(57)【要約】  ガラス供給材料を第１の溶融炉内で加熱してガラス溶融体を形成する工程と、ガラス溶融体を、耐火金属接続管を通して第２の溶融炉内に流す工程と、ガラス溶融体を第２の溶融炉内でさらに加熱する工程とを含む、ガラス溶融体を形成するための方法。耐火金属接続管が加熱され、溶融ガラスが過度に冷却されるのを防ぎ、第２の溶融炉に入るガラス溶融体が第２の溶融炉内のガラス溶融体の温度以上であることを確実にする。また、本方法を実施するための装置が開示される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス供給材料を第１の溶融炉内で第１の温度に加熱してガラス溶融体を形成する工程と、
前記ガラス溶融体を前記第１の溶融炉から、耐火金属からなる接続管を通して前記第１の溶融炉から離れた第２の溶融炉に流す工程と、
前記ガラス溶融体を前記第２の溶融炉内で第２の温度に加熱する工程と、
を含み、
前記接続管を通して流れる前記ガラス溶融体が、前記接続管によって前記第１の温度に実質的に等しい温度に加熱されることを特徴とする、ガラスを製造する方法。
【請求項２】
前記接続管が、前記第２の溶融炉の少なくとも後壁内で加熱されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記接続管が、前記第１の溶融炉の前壁内で加熱されないことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記接続管が、前記管を通して電流を流すことによって加熱されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の溶融炉の溶融量が、前記第１の溶融炉の溶融量の約５０％〜９０％であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の温度が、前記第１の温度より高いことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の溶融炉内の前記ガラス溶融体の深さが、前記第１の溶融炉内の前記ガラス溶融体の深さの約６５％〜１１０％であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ガラス供給材料を加熱してガラス溶融体を形成するための、前壁を含む第１の溶融炉と、
後壁を含む第２の溶融炉と、
前記ガラス溶融体を前記第１の溶融炉から前記第２の溶融炉に輸送するための、前記第１および第２の溶融炉を接続するための耐火金属管と、
を含み、
前記管が加熱されることを特徴とする、ガラスを製造するための装置。
【請求項９】
前記管が、前記管を通して電流を流すことによって加熱されることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２の溶融炉の長さが、前記第１の溶融炉の長さの約３０％〜５０％であることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス溶融体を形成する方法、特に、多領域溶融装置を利用してガラス溶融体を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、照明用の外部光源に依存するパッシブフラットパネルディスプレイである。アルカリを含有しないアルミノケイ酸塩ガラスは、ＬＣＤシートガラス用途のために一般に使用されている。この種のガラスは、バッチ（ガラス供給原料）材料が充填される場所において溶融炉（溶融装置）の表面上に安定なフォーム層を作り出す傾向がある。フォーム層は、ガラスが供給システムに入る前に除去されなければ、完成ガラス中の固体「ストーン」または透明な「節(knot)」のいずれかになりうる固体シリカ混在物を含有する。フォーム層は、溶融装置の前壁に達せられるとき、溶融装置の出口を経由してガラス供給システムに固体混在物を供給することがあることが示された。これらの固体混在物は、完成ガラス中の固体欠陥になることがある。また、フォーム層は、ガラス溶融体の自由表面の上の燃焼バーナーによって供給された熱からガラス溶融体を断熱する。その結果としてのバーナーの不十分な効率は、溶融体を形成するために必要とされるエネルギーの大半が、溶融体の自由表面下に沈められた電極からのジュール加熱によって提供されることを意味する。その結果得られた比較的高いレベルの電力は、電極の寿命を短くし、溶融装置を頻繁に修理しなければならなくなる。
【０００３】
２つ以上の領域を有する単一溶融装置は、フォーム層中にあるシリカ混在物がガラス供給システムに入るのを防ぐことができる。第１および第２の領域を隔てる壁は、第１の領域のフォーム層が第２の領域に入るのを防ぐことができる。従来、溶融装置を多数の領域に分割することは、（１つの大きなガラス槽を２つのより小さな領域に分割する）１つ以上のスロット形スロートを有する内部冷却横断壁によって、またはトンネル形スロートで接続された２つの別個のチャンバのいずれかによって行なわれてきた。
【０００４】
横断壁の場合、横断壁の両面は高温であり、一般に、ガラスによる壁の腐蝕は比較的迅速である。従って、プロセスの寿命は短い。溶融の有効性は、横断壁の上部が破られるときかまたは内部冷却が止まり、冷却水をガラス溶融体中に直接に（かつ爆発的に）放出するときに終わる。さらに、横断壁が溶融ジルコニア耐火物で構成される場合、横断壁の電気抵抗率は低く、両方の面が高温である。ガラス槽を加熱するために用いられる電流の一部は、横断壁を通過し、それを単独で加熱する場合があり、壁の破損または溶融体中のジルコニア混在物の形成をもたらす可能性がある。一般に、横断壁は、限られた時間に亘り有効であるが、ガラス溶融プロセスの寿命を制限する要素である。
【０００５】
これらの問題への従来のアプローチは溶融装置を大きくすることである。フォームのない表面を達成するには現在の溶融体表面積を少なくとも２倍にする必要があると推測される。さらに、固体および気体の混在物を所望のレベルに低減するには、さらなる倍増を必要とし、拡大された溶融装置の全サイズを現在の表面積の３倍にする。溶融炉の寸法のこのような大きな増加は、資本および運転費用の増加につながり、また、電極（典型的に酸化スズ）の数は必然的に増加するので、ガラス中の酸化スズの量が、溶融体のキャシテライト失透が起こりうるレベルまで増す結果になる場合がある。
【０００６】
また、溶融装置は、共通の壁を共有しない領域に分離されうる。この場合、第１および第２の領域は、トンネル形スロートによって接続されるそれら自体の壁を有してもよい。これにより、壁の外部冷却が可能になるが、溶融装置内にかなりの未加熱領域が生じ、そこでガラスは、第１の領域から第２の領域に通過するときに温度が低下することがある。ガラスが第１の領域を出るよりも低温で第２の領域に入るときに固体混在物を完全に溶融するかまたは気体混在物を完全に清澄にする第２の領域の有効度が減少する。さらに、耐火スロートのカバーは、ガラスのレベルまで磨耗し、最終的にフォーム層を第１の領域から第２の領域に通過させる。スロートに漏れが生じると、完全にプロセスが停止し得る。
【０００７】
フォーム層中に同伴された固体混在物が供給システムに入らないようにするのに２領域溶融装置が有効であるためには、第１および第２の領域の間の分離は、その完全性を保持しなければならない。そうでなければ、溶融装置は、フォーム層を前方向に前壁まで移動させてフォーム層からの固体混在物をガラス供給システム内に放出させる１つの大きな容器になる。
【０００８】
２つ以上の領域を含む溶融プロセスが有効であるとき、フォーム層は、第２の領域で形成されえず、第２の領域において、それに入る固体混在物を完全に溶融するかまたは気体混在物を完全に清澄にするための付加的な時間および温度が利用される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施態様、ガラス溶融体を形成するための方法および装置。
【００１０】
簡潔に言うと、本方法の１つの実施態様は、ガラス供給材料を第１の溶融炉内で第１の温度に加熱してガラス溶融体を形成する工程と、ガラス溶融体を第１の溶融炉から、耐火金属からなる接続管を通して第１の溶融炉から離れた第２の溶融炉に流す工程と、ガラス溶融体を第２の溶融炉内で第２の温度に加熱する工程とを含み、接続管を通して流れるガラス溶融体が、接続管によって第３の温度に加熱され、その結果、第３の温度が、第２の温度以上である。耐火金属は、不純物をガラス溶融体にそれほど加えずに、第１および第２の溶融炉内の高い溶融温度に耐えることができる必要がある。耐火金属は好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、モリブデン、タングステンおよびそれらの合金からなる群から選択される。
【００１１】
溶融装置の壁は典型的に非常に厚く、約８インチであり、それ自体は加熱されない。溶融装置の壁を通過する溶融ガラスは、２つの炉の間の通路内での熱損失は言うまでもなく、第１および第２の溶融炉の移動中に熱を失う。第１の溶融炉から、接続管を通って第２の溶融炉に流入するガラス溶融体が第２の溶融炉に入る前に適切な温度であることを確実にするために、接続管が、第２の溶融炉の少なくとも後壁内で加熱され、また、好ましくは、第１の溶融炉の前壁と第２の溶融炉の後壁との間で加熱される。第１の溶融炉内で接続管の加熱が行なわれてもよいが、一般に不要である。接続管は、外部電源から直接に管を通して電流を流すか、または管の誘導加熱によるなど、様々な方法によって加熱されてもよい。
【００１２】
好ましくは、第２の炉の溶融量は、第１の炉の溶融量の約５０％〜９０％である。また、第２の溶融炉内のガラス溶融体は機械的に攪拌されてもよい。機械的撹拌は、例えば、第２の溶融炉内のガラス溶融体にガスを通気することによって行なわれてもよい。酸素は１つの適したガスであるが、空気および不活性ガスもまた、許容される選択肢である。有利には、酸素を用いて、多価清澄剤を溶融体中に再補充または再装填してもよい。酸素で清澄剤を再装填することは、ガラス溶融体の温度が再装填の間に低下されるときに最も有効である。
【００１３】
１つの特定の実施態様において、耐火金属接続管と接触している雰囲気中の水素の分圧を制御して、接続管を通過するガラス溶融体の激しい沸騰を促進してもよい。これは、ガラス溶融体中の水素の分圧より低くなるように管の外側の雰囲気中の水素の分圧を低下させることによって達成されてもよい。
【００１４】
また、本発明は、本発明の方法を実施するための装置を提供するとみなすことができる。この点に関して、このような装置の１つの実施態様は、とりわけ、ガラス供給材料を加熱してガラス溶融体を形成するための、前壁を含む第１の溶融炉と、後壁を含む第２の溶融炉と、ガラス溶融体を第１の溶融炉から第２の溶融炉に輸送するための、第１および第２の溶融炉を接続するための耐火金属管とによって一般に要約されうる。管は、直接に管を通して電流を流すことによって、または誘導加熱によって加熱されてもよい。
【００１５】
管は、第１の端部、第２の端部、第１および第２の端部の間に配置された連続した外面を含む。電気接続部へのアクセスを提供すると共に第２の溶融炉の後壁内に配置された管の部分が加熱されることを確実にするために、管の第２の端部が裏返しにされてそれ自体に折り返されてもよく、その結果、第２の端部が管の外面を中心にして同心状である。従って、第２の端部に近接した管の部分が第２の溶融炉の後壁の開口に挿入されるとき、第２の端部は、電気接続部にアクセス可能であり、後壁内に配置された管の部分を通して電流を流すことができる。
【００１６】
本発明は、より容易に理解され、その他の目的、特性、詳細およびその利点は、以下の例示的な記載によってより明瞭であり、それは、決して限定することを意図せず、添付された図面の参照により示される。全てのこのような付加的なシステム、本方法の特徴および利点は、この記載に含まれ、本発明の範囲内であり、添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下の詳細な説明において、例示的な目的のためで限定することが目的ではなく、具体的な詳細を開示する例の実施態様が、本発明の完全な理解を与えるために示される。しかしながら、本発明は、ここに開示された具体的な詳細から逸脱する他の実施態様において実施されてもよいことは、本開示の利点を有して、当業者には明らかである。さらに、本発明の説明を不明瞭にしないように、公知のデバイス、方法および材料の説明は省かれてもよい。最後に、該当する場合はいつでも、同じ参照符号は同じ要素を指す。
【００１８】
従来のガラス製造プロセスにおいて、原供給材料を炉（溶融装置）内で加熱して粘性塊、またはガラス溶融体を形成する。炉は一般に、燃焼フリント粘土、シリマナイト、ジルコンまたは他の耐火材料からなる非金属耐火ブロックから構成される。供給材料は、ガラス形成構成成分を一緒に混合して不連続な装填材料として溶融装置に導入する、バッチ方法によって溶融装置に導入されてもよく、または供給材料は、連続的に溶融装置に混合または導入されてもよい。供給材料はカレットを含有してもよい。バッチ方法の場合、供給材料は、押棒またはスコップの使用によって、炉構造物内の開口または孔を通して溶融装置に導入されてもよく、または連続供給溶融装置の場合、スクリューまたはオーガ装置を用いてもよい。供給材料構成成分の量およびタイプは、ガラスの「配合物」を含む。バッチ方法は典型的には少量のガラスのために用いられ、ガラスのおよそ数トンまでの容量を有する炉内で用いられるのに対して、大きな商用連続供給炉は、１，５００トンを超えるガラスを保有し、１日当たり数百トンのガラスを供給することができる。
【００１９】
供給材料は、供給材料の上に１つ以上のバーナーから出る燃料−空気（または燃料−酸素）火炎によって、溶融装置の内部壁内に典型的に取り付けられた電極間に通された電流によって、または両方によって溶融装置内で加熱されてもよい。同じく耐火ブロックから製造された、壁の上方のクラウン構造物が溶融装置を覆い、燃焼によって加熱された炉内に、燃料の燃焼のための空間を提供する。
【００２０】
いくつかの方法において、供給材料は最初に燃料−空気火炎によって加熱され、その結果、供給材料が溶融し始め、供給材料の抵抗率が減少する。その後、供給材料／溶融体混合物に電流を通して加熱および溶融プロセスを完了する。加熱の間、供給材料の反応は、ガラス溶融体中に、ブリスタまたはシードと一般に称される混在物を形成する様々なガスを放出する。また、シードは、供給材料の粒子間の間隙に閉じ込められた空気の結果として、および耐火ブロック自体を溶融体に溶解することから形成する。シードを構成することができるガスは、例えば、Ｏ２、ＣＯ２、ＣＯ、Ｎ２およびＮＯのいずれか１つまたは混合物を含むことができる。除去されない場合、シードはガラス製造プロセスに通され、不都合にも、最終的なガラス製品に混入される場合がある。気体混在物の除去は、清澄と称される。また、固体混在物は、溶融および溶解が不完全な場合、例えば、溶融の間の適切な温度における溶融体の滞留時間が不十分な場合、最終製品中に残る場合がある。溶融体を構成することがある固体混在物は、未溶融供給材料（ストーン）であり、完全に溶融しておらず溶融体の残りと均質ではなくバルク溶融体とは異なった屈折率を有するガラス溶融体の小さな領域（節）である。
【００２１】
溶融の間、フォーム状塊（スカム）が溶融体の表面上に形成する場合がある。これは、アルカリを含有しないアルミノケイ酸塩ガラスについて特に当てはまる。理論に囚われることは望まないが、フォーム状塊は或る程度のアルミナおよびシリカ層理のためであると考えられ、そこで、より粘性であるがより低密度なシリカ富化ガラスは、より粘性でないがより重いアルミナ富化ガラスの上に浮く。溶融体を通して上昇するシードは、粘性シリカ富化ガラスに閉じ込められ、フォーム層を溶融体の上に形成する。また、このフォーム状塊は、供給原材料、および溶融プロセスの副生成物を含有する場合がある。溶融ガラスが炉から引き出されるかまたは引き抜かれるとき、未溶融供給材料などのフォーム状塊の要素を、溶融体の表面から溶融炉出口を通して引き抜くことができ、それによって、完全な溶融が起こるために必要な炉内の本来必要とされる滞留時間を短縮することができる。すなわち、ガラス溶融体中の標準対流は、溶融体の体積を通して、溶解の様々な段階において供給材料を循環させるように作用し、供給材料が溶融体に完全に統合されるかまたは溶解されるためにホットメルト中での十分な時間を提供する。例えば、ストーンは、溶融炉の前壁に近接した溶融体の表面のフォーム状塊中に存在する場合があり、表面から下方へ引き抜かれ、溶融体の体積を通して循環されることなく炉を出る場合がある。次いで、このような汚染物−ストーン、節等が最終的に最終ガラス製品中に残る場合がある。
【００２２】
本発明の実施態様によって、第１の溶融炉１２と、第１の溶融炉から離れた第２の溶融炉１４とを含む、参照符号１０によって全体的に示された多領域溶融装置が示される。第１および第２の溶融炉は一般に、上記に開示されたような耐火ブロックからなる。ガラス供給材料は、矢印１６によって示されるような第１の溶融炉１２に供給され、溶融されてガラス溶融体１８を形成する。溶融プロセスは、ディスプレイ用途に用いられるアルカリを含有しないアルミノケイ酸塩ガラスの場合など、第１の溶融炉１２中のガラス溶融体１８の表面上にスカムまたはフォーム２０の層を形成する場合がある。前述のように、このフォーム表面層は、溶解されていない供給材料を含めて、気体および固体の混在物の両方を含む場合がある。また、溶融装置１０は、気体混在物をガラス溶融体から除去するための清澄容器２２を備えてもよい。
【００２３】
第１の溶融炉１２は、第１および第２の溶融炉の間に延在する、好ましくは円筒状である接続管２４によって第２の溶融炉１４に接続される。この場合、第１の炉が第２の炉から離れていることによって意図されるのは、炉が、各炉内に保有されたガラス溶融体の２体積間に共通の壁を共有せず、運転中であるとき、２つのガラス溶融体体積の自由（露出）表面と接触している雰囲気が互いに直接に接触していないことである。
【００２４】
接続管２４は、ガラスの温度および化学的性質と適合する耐火金属からなる。すなわち、接続管２４は、約１６５０℃程度の温度においてその構造的完全性を維持し、ガラスの汚染を最小にしなければならない。また、接続管２４は、管２４を通って流れる溶融ガラスの温度を増加または維持するために加熱するのが比較的簡単でなければならない。接続管２４は好ましくは、白金族または白金族合金から選択された耐火金属からなる。白金族金属−ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、および白金−は、化学的攻撃に対する耐性、すぐれた高温特性、および安定な電気的性質を特徴としている。他の適した耐火金属にはモリブデンがある。管２４は、例えば誘導加熱によって、直接に管を通して電流を流すことによって、または外部加熱要素によって加熱されてもよい。
【００２５】
図１〜２に示されるように、管２４は、第１の溶融炉の前壁２６内のガラス溶融体１８の表面の下に沈んだ開口を通して第１の溶融炉１２を出て、第２の溶融炉の後壁３０内のガラス溶融体１８の表面２８の下に沈んだ同様な開口を通して第２の溶融炉１４に入る。従って、図２に示されるように、管２４は、第１の端部３２と、第１の端部３２の反対側の第２の端部３４とを備える。図２は、前壁２６を出て後壁３０に入るときの管２４を示す。各端部３２、３４に近接した管２４の一部分は各溶融炉の耐火壁内に配置され、すなわち管２４の一部分は、第１の溶融炉の前壁２６内に配置され、管２４の一部分は第２の溶融炉の後壁３０内に配置される。管２４が、その管を通して電流を流すことによって加熱される場合、フランジ３６が前壁２６および後壁３０において管２４に取り付けられる。フランジ３６は、管２４の直接抵抗加熱のための電気的接点として役立ち、例えば、バス・バーまたはケーブル４０によって、電源３８に接続されてもよい。好ましくは、フランジ３６は、液体（例えば水）をフランジ上または内の通路を通して流すなどによって、冷却される。各端部３２、３４は好ましくは、各炉壁の幅にわたって中点付近に配置され、さらに、各炉の下部に近接して配置される。
【００２６】
ガラス溶融体１８は燃料−空気または燃料−オキシバーナーおよび／またはガラス溶融体と接触している電極を通過する電流によって炉１２、１４内で加熱されるが、炉の耐火壁はそれ自体、典型的には直接に加熱されない。このため、溶融ガラスが第１の溶融炉１２から第２の溶融炉１４に管２４を通って流れるとき、溶融体が炉の壁を通過するときに溶融ガラスは熱を失う。上記に開示されたように、第１の溶融体の平均温度と実質的に同じ温度で溶融ガラスが第２の溶融炉に入ることを確実にするために管２４が加熱される。管２４の抵抗加熱が好ましく、電流、好ましくは交流を、管を通して流すことによって行なわれる。あるいは、管は、誘導によって加熱されてもよい。溶融炉の耐火壁はそれ自体、直接に加熱されないので、壁開口および炉間の未加熱接続管を通過する溶融ガラスは、１００℃程度、おそらくそれ以上の温度が低下する可能性がある。第２の炉に入る溶融体の温度が第２の炉内の溶融体の温度よりかなり低い、例えば、１００℃低い場合、第２の炉１４に入るさらに低い温度のガラスは、炉の下部に沈んで炉の出口に直接に流れる傾向がある場合がある。炉の下部にわたるこの短い循環路は、ガラスの滞留時間を低減し、ストーンおよび節が溶融体中で完全に溶解せずに第２の炉１４を出ることにつながる可能性がある。典型的に、第２の炉１４内の溶融体は、第１の炉１２内の溶融体よりも高い温度である。管２４が第２の溶融炉１４に入る少なくとも後壁３０内、ならびに壁の間の管のその部分内で管２４を加熱する方法も望ましい。それを通過する電流によって直接に加熱される接続管２４を、２つの溶融炉の間の直線パイプとして第１および第２の溶融炉に単に挿入し、溶融炉を出入りするパイプに電気接続部を取り付けることによって通路の良好な加熱を提供しない場合がある−電流は２つの接続部の間のパイプを流れるが、炉の壁内のパイプの部分に電流が流れないので、それらの部分の加熱は生じない。従って、本発明の実施態様によっておよび図３に示されたように、管２４の端部３４は裏返しにされてそれ自体に折り返され、その結果、端部３４は管２４の連続した外面４２と同心状である。従って、フランジ３６は端部３４に接続されてもよく、溶融炉１４の後壁３０内に配置された、端部３４に近接した管２４のその部分を通って電流が流れてもよい。管２４のこの裏返し構造は、管２４の各端部分に設けられてもよいが、典型的な構成において、端部３４だけが折り返される。これは、第２の溶融炉に入るときの溶融ガラスの温度が、第１の溶融炉を出るときのガラスの温度よりも重要であるからである。好ましくは、接続管２４の加熱は管内のガラス溶融体を加熱するのに有効であり、その結果、第２の溶融炉１４に入る溶融ガラスの温度は、管に入る前の第１の炉１２内の溶融体の温度に実質的に等しい。実質的に等しいとは、第２の炉に入るガラス溶融体の温度が第１の炉内のガラス溶融体の温度の約２５℃の範囲内であるべきであることを意味する。
【００２７】
第２の溶融炉１４は好ましくは、第１の溶融炉１２よりも低い溶融量を提供するように構成される。第１の溶融炉内の溶融量は、供給材料を溶液中に入れるために必要な最小溶融量以上であるように選択される。第２の溶融炉１４は、第１の溶融炉１２の溶融量の好ましくは約５０％〜９０％である溶融量を有する。本明細書中で用いられるとき、溶融量は、表面積／炉からのガラスの流量の単位、例えば平方メートル／１日当たりのトン数（ｍ２／トン／日）の単位で表されるということに留意しなければならない。従って、所与の流量について、必要とされた炉の寸法を容易に計算することができる。好ましくは、第２の溶融炉１４の長さＬ２は、第１の溶融炉１２の長さＬ１の約３０％〜５０％である。第２の溶融炉１４内のガラス溶融体の作業深さｄ２は、炉内の溶融体の温度と溶融体の滞留時間との両方を最大にするように選択されるべきであり、第１の溶融炉１２内のガラス溶融体の深さｄ１の約６５％〜１１０％であるべきである。
【００２８】
有利には、第１および第２の溶融炉１２、１４の間の管２４の周りの雰囲気を、雰囲気中の水素の所定の分圧を提供するように調節することができる。開示されているように、例えば、２００５年４月２７日に出願された米国特許出願第１１／１１６６６９号明細書に開示されているように、接続管２４と接触した、その外側の水素の分圧を用いて、耐火金属容器内の溶融ガラス中の気体混在物の除去を制御してもよい。このような制御は、容器を囲む筺体内で容器を密閉することによって容易にされ、容器を囲む筺体は、耐火金属容器と接触している雰囲気も同じく密閉する。第１の溶融炉１２の前壁２６を通って出るときのガラスの冷却を用いて、酸素でガラス中の多価清澄剤を再装填することができる。次いで、溶融炉の壁の外側の管２４と接触している雰囲気の水素分圧を低くすることによって、ガラス溶融体から管２４を通っておよびそれから外への水素の透過を促進し、管を通過する溶融ガラス中に酸素を放出して激しく通気させることができる。この大きな酸素放出は、溶融体中のシードの融合を促進することができる。清澄剤の再装填によって、第２の溶融炉１４の下流の流体連通状態にある清澄容器２２内など、後の清澄工程の間に、第２の溶融炉１４内の初期の清澄を改良することができる。管２４と接触している雰囲気の水素の分圧は、例えば、管２４と接触している雰囲気の有効露点を制御することによって制御されてもよい。
【００２９】
また、接続管２４内の酸素の再装填を注意深く制御することによって、溶融炉１４内で局所的な酸素放出を行なうことができる。従って、第２の溶融炉１４内の酸素放出および後続の溶融体の上昇流は溶融体の流れ安定性を改良し、機械的攪拌を引き起こすことによって溶融体の均質化を促し、清澄を促進することができる。さらに、図１に示されるように、ガス、好ましくは酸素を、例えば、炉の床のパイプまたはノズル４６を通してなど、供給源４４から第２の溶融炉内の溶融体中に通気してもよい。弁４８を用いて、溶融体に通気されるガスの体積を制御してもよい。適切な配管によって過剰酸素を導入する酸素通気を第１の溶融炉内で行なうことができるが、このような通気は、第１の炉内の表面フォーム２０からの粒状物質を溶融体中に引き込んで混合させる場合があり、それによって完成ガラス中の欠陥の増加につながる可能性がある。また、第２の溶融炉内の溶融体の機械的攪拌を櫂形撹拌機などの攪拌デバイスを用いた攪拌によって行なうことができる。しかしながら、溶融体中の高温は、このような攪拌機の機械的完全性を制限する場合がある。
【００３０】
本発明によって、第１の溶融炉１２内の溶融体の表面と異なり、第２の溶融炉１４内のガラス溶融体の表面２８は、ここに記載されたようなフォーム、粒状物質およびその他の汚染特徴を実質的に含有しない。第２の炉１４内の溶融体のフォームのない表面は、溶融体の表面の上に配置された燃焼バーナー（図示せず）のより大きな熱効率を提供することができる。溶融炉１２内にあるフォーム層２０は、ガラス溶融体の表面を燃焼バーナーによって発生された熱から絶縁するように作用する。従って、第１の溶融炉１２内で溶融のために発生された熱の約７５％は、電流によるジュール加熱のために生じ、約２５％はガラス溶融体１８の上の燃料−酸素バーナーに起因する。電気溶融はエネルギー効率が良いが、電極の近くの側壁の局所温度が非常に高いことがあり、耐火寿命は通常、主に燃焼溶融の場合よりも電気溶融の場合に短い。他方、第２の溶融炉１４内のガラス溶融体１８の実質的にフォームのない表面は、電気ジュール加熱ではなく燃料−酸素バーナーによって溶融体に起因するかなりの量の熱を与えることができる。
【００３１】
本発明の上述の実施態様、特にいずれの「好ましい」実施態様も、実施の可能な例にすぎず、本発明の原理の明確な理解のために示されるにすぎないことは強調されるべきである。本発明の趣旨および原理から実質的に逸脱せずに本発明の上述の実施態様に多くの変形および変更を行なうことができる。全てのかかる変更および変形は、本開示および本発明の範囲内で本明細書に含まれ、特許請求の範囲によって保護されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施態様による装置の断面側面図である。
【図２】第１の溶融炉と第２の溶融炉との間の接続管の実施態様を示す断面側面図である。
【図３】接続管の実施態様の断面側面図であり、接続管の第２の端部が裏返しにされて管がそれ自体に折り返されており、その結果、接続管の第２の端部が接続管の外面と同心状である。
【図１】
2009522194.tif 000003
【図２】
2009522194.tif 000004
【図３】
2009522194.tif 000005
【国際調査報告】
2009522194.tif 000006