(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解槽；減圧脱泡装置；前記溶解槽と前記減圧脱泡装置とを接続する第１の導管構造；および前記減圧脱泡装置の下流に設けられた、ガラス溶融物を成形手段に導く第２の導管構造；を有し、
前記減圧脱泡装置は、前記溶解槽からのガラス溶融物が上昇する上昇管、ガラス溶融物の減圧脱泡槽、および前記減圧脱泡槽からのガラス溶融物が下降する下降管を有しており、
前記上昇管、前記減圧脱泡槽、および前記下降管のガラス溶融物の流路の少なくともその一部が、耐火性炉材で構成されており、
前記第１の導管構造は、前記上昇管にガラス溶融物を供給する上流側ピットを有し、
前記第２の導管構造は、前記下降管からのガラス溶融物を収容する下流側ピットを有する、ガラス溶融物製造装置であって、当該ガラス溶融物製造装置は、
前記上流側ピットと、前記下流側ピットと、を接続する第３の導管構造；
前記溶解槽と前記上流側ピットとの間のガラス溶融物の流通を遮断する、前記第１の導管構造に設けられた第１の閉止手段；
燃焼ガスを前記第３の導管構造に導入可能な位置に配置された、減圧脱泡装置の予備加熱用バーナー；
前記予備加熱用バーナーの燃焼ガスを前記第３の導管構造に導入する、燃焼ガス導入手段；
および、前記燃焼ガスを排気する、前記減圧脱泡槽の上端に連通して配置される排気用煙突；
を有することを特徴とするガラス溶融物製造装置。
【請求項２】
前記第３の導管構造におけるガラス溶融物の流通を遮断する、前記第３の導管構造に設けられた第２の閉止手段をさらに有する、請求項１に記載のガラス溶融物製造装置。
【請求項３】
前記第１の閉止手段は、前記溶解槽と前記上流側ピットとの間の気体の流通も遮断する、請求項１または２に記載のガラス溶融物製造装置。
【請求項４】
前記第２の閉止手段は、前記第３の導管構造における気体の流通も遮断する、請求項２に記載のガラス溶融物製造装置。
【請求項５】
前記第１の閉止手段は、前記第１の導管構造のガラス溶融物の流路に挿抜自在な板状体であり、該板状体の平面形状が、該板状体を挿入する部位における前記第１の導管構造の断面形状と略同一である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス溶融物製造装置。
【請求項６】
前記第２の閉止手段は、前記第２の導管構造のガラス溶融物の流路に挿抜自在な板状体であり、該板状体の平面形状が、該板状体を挿入する部位における前記第３の導管構造の断面形状と略同一である、請求項２に記載のガラス溶融物製造装置。  
【請求項７】
前記第２の導管構造におけるガラス溶融物の流通を遮断する、前記第２の導管構造に設けられた第３の閉止手段をさらに有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラス溶融物製造装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のガラス溶融物製造装置と、ガラス溶融物を成形して成形体を得る成形手段と、成形体を徐冷してガラス物品を得る徐冷手段と、を有するガラス物品製造装置。
【請求項９】
溶解槽；減圧脱泡装置；前記溶解槽と前記減圧脱泡装置とを接続する第１の導管構造；および前記減圧脱泡装置の下流に設けられた、ガラス溶融物を成形手段に導く第２の導管構造；を有し、
前記減圧脱泡装置は、前記溶解槽からのガラス溶融物が上昇する上昇管、ガラス溶融物の減圧脱泡槽、および前記減圧脱泡槽からのガラス溶融物が下降する下降管を有しており、
前記上昇管、前記減圧脱泡槽、および前記下降管のガラス溶融物の流路の少なくともその一部が、耐火性炉材で構成されており、
前記第１の導管構造は、前記上昇管にガラス溶融物を供給する上流側ピットを有し、
前記第２の導管構造は、前記下降管からのガラス溶融物を収容する下流側ピットを有する、ガラス溶融物製造装置を用いたガラス溶融物製造方法であって、
当該ガラス溶融物製造装置は、
前記上流側ピットと、前記下流側ピットと、を接続する第３の導管構造；
前記溶解槽と前記上流側ピットとの間のガラス溶融物の流通を遮断する、前記第１の導管構造に設けられた第１の閉止手段；
燃焼ガスを前記第３の導管構造に導入可能な位置に配置された、減圧脱泡装置の予備加熱用バーナー；
前記予備加熱用バーナーの燃焼ガスを前記第３の導管構造に導入する、燃焼ガス導入手段；
および、前記燃焼ガスを排気する、前記減圧脱泡槽の上端に連通して配置される排気用煙突；
を有し、
前記第１の閉止手段により、前記溶解槽と前記上流側ピットとの間のガラス溶融物の流通を遮断した状態で、前記予備加熱用バーナーの燃焼ガスを、前記第３の導管構造に導入して、前記上昇管、前記減圧脱泡槽、および、前記下降管のガラス溶融物の流路を予備加熱し、
次いで、予備加熱の終了後、第１の閉止手段の開放によりガラス溶融物を流通させ、減圧脱泡槽の内部を減圧して、ガラス溶融物を上流側ピットから上昇管内を上昇させて減圧脱泡槽へ流入させ、減圧脱泡槽内でガラス溶融物を脱泡処理し、脱泡処理されたガラス溶融物を、下降管内を下降させ、下流側ピットから導出させてガラス溶融物を得ることを特徴とするガラス溶融物製造方法。
【請求項１０】
前記第３の導管構造におけるガラス溶融物の流通を遮断する、前記第３の導管構造に設けられた第２の閉止手段をさらに有し、
前記第２の閉止手段により、前記第３の導管構造と前記上流側ピットとの間のガラス溶融物の流通を遮断した状態で、
前記予備加熱用バーナーの燃焼ガスを、前記第３の導管構造に導入して、前記上昇管、前記減圧脱泡槽、および、前記下降管のガラス溶融物の流路を予備加熱する、請求項９に記載のガラス溶融物製造方法。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載のガラス溶融物の製造方法により、前記流路を予備加熱する工程と、該予備加熱する工程の後にガラス溶融物を製造する工程と、該ガラス溶融物を成形し成形体を得る工程と、前記成形体を徐冷しガラス物品を得る工程と、を含むガラス物品製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス溶融物製造装置、ガラス溶融物製造方法、ガラス物品製造装置およびガラス物品製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築用、車両用、フラットパネルディスプレイ用などの各種用途に用いるガラス板は、所定の配合比で調合した原料を、溶解槽で加熱溶融してガラス溶融物を得、このガラス溶融物を清澄した後、フロート法等により、所定の厚さのガラス板に成形し、次いで、このガラス板を所定の形状に切断することにより、製造される。
ここで、清澄とは、ガラス溶融物に残存する気泡を除去する操作であり、製造されるガラス板の品質を向上させるために実施される。この清澄手段としては、内部が所定の減圧度に保持された減圧脱泡槽内にガラス溶融物を導入し、減圧脱泡槽内を連続的に流れるガラス溶融物中の気泡を大きく成長させて、その浮力を利用してガラス溶融物中を浮上させ、ガラス溶融物の表面で破泡させて除去する減圧脱泡装置が知られている。特許文献１には、このような減圧脱泡装置の一構成例が示されている。図４は、特許文献１における減圧脱泡装置の側面断面図である。
図４に示す減圧脱泡装置１０は、溶解槽２０内のガラス溶融物Ｇを減圧脱泡処理して、次の処理槽に連続的に供給するプロセスに用いられる。減圧脱泡装置１０は、真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジング１２内に水平に減圧脱泡槽１４が設けられ、その両端部に、下方に向かって垂直に取り付けられた上昇管１６および下降管１８が配置されている。上昇管１６は、下端が溶解槽２０に連通する上流側ピット２２のガラス溶融物Ｇ内に浸漬されており、上端が減圧脱泡槽１４に連通していて、脱泡処理前のガラス溶融物Ｇを上流側ピット２２から吸引上昇させて減圧脱泡槽１４に導入する。下降管１８は、同様に、下端が次の処理槽（図示せず）に連通する下流側ピット２４のガラス溶融物Ｇ内に浸漬されており、上端が減圧脱泡槽１４に連通していて、脱泡処理後のガラス溶融物Ｇを減圧脱泡槽１４から下降させて下流側ピット２４に導出する。そして、減圧ハウジング１２内において、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の周囲には、これらを断熱被覆する断熱レンガなどの断熱材３０が配設されている。【０００３】
図４に示す減圧脱泡装置１０では、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８のガラス溶融物の流路が、白金等の貴金属よりも安価な耐火性炉材（例えば、電鋳レンガ）で構成されているため、これらの構成要素が貴金属製の減圧脱泡装置に比べて、これらの構成要素の大型化、例えば、これらの直径の大径化が可能であるため、大流量の減圧脱泡装置を構築できる利点がある。【０００４】
しかしながら、これらの構成要素を耐火性炉材で構成すると、以下の問題がある。ガラス溶融物Ｇの減圧脱泡装置の運転を開始する際に、最初に上流側ピット２２から吸引上昇されて減圧脱泡槽１４に導入されるガラス溶融物Ｇが温度低下するのを防止し、最悪の場合でもガラス溶融物Ｇが冷却されて固化するのを防止しなければならない。このために、ガラス溶融物Ｇを導入する前に予め、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８などを予備加熱する必要がある。これらの構成要素が貴金属製の場合、これらの構成要素に電流を流して自己発熱させること、すなわち、通電加熱することで、予備加熱が可能である。しかし、これらの構成要素を耐火性炉材で構成すると、通電加熱することができないため、予備加熱のための熱源を設ける必要がある。【０００５】
図４に示す減圧脱泡装置１０は、上昇管１６および下降管１８の下端に配置される予備加熱用バーナー３８，４０と、減圧脱泡槽１４の上端に連通して配置される排気用煙突４２とを有する予備加熱装置を具備している。
特許文献１では、減圧脱泡装置１０の予備加熱を以下の手順で実施する。
減圧脱泡装置１０を運転する前には、上昇管１６および下降管１８の下端が、上流側ピット２２と下流側ピット２４のガラス溶融物Ｇの液面から離れるように、減圧脱泡装置１０全体を上昇させている。そのため、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の内部にはガラス溶融物Ｇが存在しない状態となっている。この状態で、予備加熱用バーナー３８，４０を上昇管１６および下降管１８の下端に配置し、予備加熱用バーナー３８，４０の燃焼ガスを上昇管１６および下降管１８から導入する。この燃焼ガスによって、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の内面を予備加熱する。予備加熱に使用した燃焼ガスは、減圧脱泡槽１４の上端に連通する排気用煙突４２から排気される。予備加熱の実施時には、上流側ピット２２および下流側ピット２４の上側の開放部分にカバー２３、２５を設ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２４０７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、減圧脱泡装置１０の運転開始前の予備加熱について記載されている。また、何らかのトラブルでガラス溶融物の製造を停止した後、該ガラス溶融物の製造を再開する際にも、上述した予備加熱の操作が必要となる。この場合、減圧脱泡装置１０の運転開始前に比べて、上流側ピット２２内および下流側ピット２４内のガラス溶融物Ｇの液面が上昇している。そのため、上流側ピット２２内および下流側ピット２４内のガラス溶融物Ｇの液面に対して、上昇管１６および下降管１８の下端が完全に離れるまで、減圧脱泡装置１０を上昇させた後、上昇管１６および下降管１８の下端に予備加熱用バーナー３８，４０を配置する。これらの操作は、装置の構造的にも、予備加熱の操作に要する時間的にも大変である。また、予備加熱の終了後には、バーナー３８，４０を上昇管１６および下降管１８の下端の位置から取り外す操作も必要になる。
上述したように、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８を耐火性炉材で構成する場合、大流量の減圧脱泡装置を構築する目的でこれらの構成要素の大型化が所望され、上記した装置の構造的な問題点や、予備加熱に関連する操作面での問題点は、特に顕著になる。【０００８】
本発明は、以上に鑑みてなされたもので、上昇管、減圧脱泡槽および下降管のガラス溶融物の流路が耐火性炉材で構成された減圧脱泡装置における予備加熱の操作を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、溶解槽；減圧脱泡装置；前記溶解槽と前記減圧脱泡装置とを接続する第１の導管構造；および前記減圧脱泡装置の下流に設けられた、ガラス溶融物を成形手段に導く第２の導管構造；を有し、
前記減圧脱泡装置は、前記溶解槽からのガラス溶融物が上昇する上昇管、ガラス溶融物の減圧脱泡槽、および前記減圧脱泡槽からのガラス溶融物が下降する下降管を有しており、
前記上昇管、前記減圧脱泡槽、および前記下降管のガラス溶融物の流路の少なくともその一部が、耐火性炉材で構成されており、
前記第１の導管構造は、前記上昇管にガラス溶融物を供給する上流側ピットを有し、
前記第２の導管構造は、前記下降管からのガラス溶融物を収容する下流側ピットを有する、ガラス溶融物製造装置であって、当該ガラス溶融物製造装置は、
前記上流側ピットと、前記下流側ピットと、を接続する第３の導管構造；
前記溶解槽と前記上流側ピットとの間のガラス溶融物の流通を遮断する、前記第１の導管構造に設けられた第１の閉止手段；
燃焼ガスを前記第３の導管構造に導入可能な位置に配置された、減圧脱泡装置の予備加熱用バーナー；
前記予備加熱用バーナーの燃焼ガスを前記第３の導管構造に導入する、燃焼ガス導入手段；
および、前記燃焼ガスを排気する、前記減圧脱泡槽の上端に連通して配置される排気用煙突；
を有することを特徴とするガラス溶融物製造装置を提供する。【００１０】
本発明の一態様におけるガラス溶融物製造装置は、前記第３の導管構造におけるガラス溶融物の流通を遮断する、前記第３の導管構造に設けられた第２の閉止手段をさらに有することが好ましい。【００１１】
本発明の一態様におけるガラス溶融物製造装置において、前記第１の閉止手段は、前記溶解槽と前記上流側ピットとの間の気体の流通も遮断することが好ましい。【００１２】
本発明の一態様におけるガラス溶融物製造装置において、前記第２の閉止手段は、前記第３の導管構造における気体の流通も遮断することが好ましい。【００１３】
本発明の一態様におけるガラス溶融物製造装置において、前記第１の閉止手段は、前記第１の導管構造のガラス溶融物の流路に挿抜自在な板状体であり、該板状体の平面形状が、該板状体を挿入する部位における前記第１の導管構造の断面形状と略同一であることが好ましい。【００１４】
本発明の一態様におけるガラス溶融物製造装置において、前記第２の閉止手段は、前記第２の導管構造のガラス溶融物の流路に挿抜自在な板状体であり、該板状体の平面形状が、該板状体を挿入する部位における前記第３の導管構造の断面形状と略同一であることが好ましい。【００１５】
本発明の一態様におけるガラス溶融物製造装置は、前記第２の導管構造におけるガラス溶融物の流通を遮断する、前記第２の導管構造に設けられた第３の閉止手段をさらに有してもよい。【００１６】
また、本発明の一態様においては、本発明のガラス溶融物製造装置と、ガラス溶融物を成形して成形体を得る成形手段と、成形体を徐冷してガラス物品を得る徐冷手段と、を有するガラス物品製造装置を提供する。【００１７】
また、本発明は、溶解槽；減圧脱泡装置；前記溶解槽と前記減圧脱泡装置とを接続する第１の導管構造；および前記減圧脱泡装置の下流に設けられた、ガラス溶融物を成形手段に導く第２の導管構造；を有し、
前記減圧脱泡装置は、前記溶解槽からのガラス溶融物が上昇する上昇管、ガラス溶融物の減圧脱泡槽、および前記減圧脱泡槽からのガラス溶融物が下降する下降管を有しており、
前記上昇管、前記減圧脱泡槽、および前記下降管のガラス溶融物の流路の少なくともその一部が、耐火性炉材で構成されており、
前記第１の導管構造は、前記上昇管にガラス溶融物を供給する上流側ピットを有し、
前記第２の導管構造は、前記下降管からのガラス溶融物を収容する下流側ピットを有する、ガラス溶融物製造装置を用いたガラス溶融物製造方法であって、
当該ガラス溶融物製造装置は、
前記上流側ピットと、前記下流側ピットと、を接続する第３の導管構造；
前記溶解槽と前記上流側ピットとの間のガラス溶融物の流通を遮断する、前記第１の導管構造に設けられた第１の閉止手段；
燃焼ガスを前記第３の導管構造に導入可能な位置に配置された、減圧脱泡装置の予備加熱用バーナー；
前記予備加熱用バーナーの燃焼ガスを前記第３の導管構造に導入する、燃焼ガス導入手段；
および、前記燃焼ガスを排気する、前記減圧脱泡槽の上端に連通して配置される排気用煙突；
を有し、
前記第１の閉止手段により、前記溶解槽と前記上流側ピットとの間のガラス溶融物の流通を遮断した状態で、前記予備加熱用バーナーの燃焼ガスを、前記第３の導管構造に導入して、前記上昇管、前記減圧脱泡槽、および、前記下降管のガラス溶融物の流路を予備加熱し、
次いで、予備加熱の終了後、第１の閉止手段の開放によりガラス溶融物を流通させ、減圧脱泡槽の内部を減圧して、ガラス溶融物を上流側ピットから上昇管内を上昇させて減圧脱泡槽へ流入させ、減圧脱泡槽内でガラス溶融物を脱泡処理し、脱泡処理されたガラス溶融物を、下降管内を下降させ、下流側ピットから導出させてガラス溶融物を得ることを特徴とするガラス溶融物製造方法を提供する。
本発明の一態様におけるガラス溶融物製造方法において、前記第３の導管構造におけるガラス溶融物の流通を遮断する、前記第３の導管構造に設けられた第２の閉止手段をさらに有し、前記第２の閉止手段により、前記第３の導管構造と前記上流側ピットとの間のガラス溶融物の流通を遮断した状態で、前記予備加熱用バーナーの燃焼ガスを、前記第３の導管構造に導入して、前記上昇管、前記減圧脱泡槽、および、前記下降管のガラス溶融物の流路を予備加熱することが好ましい。【００１８】
また、本発明の一態様においては、本発明のガラス溶融物の製造方法により、前記流路を予熱する工程と、該予熱する工程の後にガラス溶融物を製造する工程と、該ガラス溶融物を成形し成形体を得る工程と、前記成形体を徐冷しガラス物品を得る工程と、を含むガラス物品製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、上昇管、減圧脱泡槽および下降管のガラス溶融物の流路が耐火性炉材で構成された減圧脱泡装置における予備加熱の操作が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明のガラス溶融物製造装置の一実施形態の側面断面図である。
【図２】図２は、図１に示す第１の導管構造２００のうち、第１の閉止手段２２０が設けられた部位の部分拡大図である。
【図３】図３は、図１に示す第１の導管構造２００のうち、第１の閉止手段２２０が設けられた部位を、ガラス溶融物Ｇの流動方向下流側から見た正面断面図である。
【図４】図４は、特許文献１における減圧脱泡装置の側面断面図である。
【図５】図５は、本発明のガラス物品の製造方法の一実施形態の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態である図面を参照して本発明を説明する。
【００２２】
図１は、本発明のガラス溶融物製造装置の一実施形態の側面断面図である。
【００２３】
図１に示すガラス溶融物製造装置は、溶解槽１００、減圧脱泡装置３００、第１の導管構造２００、第２の導管構造４００を有している。溶解槽１００は、ガラス原料を溶解してガラス溶融物Ｇを得る。減圧脱泡装置３００は、内部が減圧雰囲気に保持され、溶解槽１００から供給されるガラス溶融物Ｇ中の泡を浮上および破泡させて除去する。第１の導管構造２００は、溶解槽１００と減圧脱泡装置３００とを接続し、第２の導管構造４００は、減圧脱泡装置３００の下流に設けられたガラス溶融物Ｇを成形手段（図示せず）に導く。
【００２４】
図１に示す溶解槽１００で得られたガラス溶融物Ｇは、第１の導管構造２００を介して減圧脱泡装置３００に供給される。
図１に示す減圧脱泡装置３００は、金属製、例えばステンレス鋼製であって、使用時その内部が減圧状態に保持される減圧ハウジング３１０を有する。減圧ハウジング３１０には、図中右上部に真空吸引して内部を減圧する吸引口３１１が設けられている。
【００２５】
減圧ハウジング３１０内には、減圧脱泡槽３２０がその長軸が水平方向に配向するように収納配置されている。減圧脱泡槽３２０の上部には、減圧ハウジング３１０を図示しない真空ポンプ等によって真空吸引することによって、減圧脱泡槽３２０内を所定の圧力に減圧して維持するために、減圧ハウジング３１０と連通する吸引口３２１、３２２が設けられている。
【００２６】
減圧脱泡槽３２０の一端の下面には垂直方向に配向する上昇管３３０が、他端の下面には下降管３４０が取り付けられている。減圧脱泡槽３２０、上昇管３３０および下降管３４０は、ガラス溶融物Ｇの流路が耐火性炉材で構成されている。
上昇管３３０は、下端が第１の導管構造２００の下流端に設けられた上流側ピット２１０のガラス溶融物Ｇ内に浸漬されており、脱泡処理前のガラス溶融物Ｇを上流側ピット２１０から吸引上昇させて減圧脱泡槽３２０内に導入する。下降管３４０は、下端が第２の導管構造４００の上流端に設けられた下流側ピット４１０のガラス溶融物Ｇ内に浸漬されており、脱泡処理後のガラス溶融物Ｇを減圧脱泡槽３２０から下降させて下流側ピット４１０に導出する。
図示した減圧脱泡装置３００では、上昇管３３０および下降管３４０の下端に、それぞれ延長管３５０，３６０が取り付けられている。延長管３５０，３６０は、白金製または白金合金製の中空円筒管であり、これら延長管３５０，３６０が、それぞれ上流側ピット２１０内のガラス溶融物Ｇ、および、下流側ピット４１０内のガラス溶融物Ｇに浸漬されている。但し、本発明の一実施形態における減圧脱泡装置において、上昇管、下降管の下端に取り付けた延長管は、任意の構成要素であり、耐火性炉材で構成された上昇管、下降管が、それぞれ、上流側ピット内のガラス溶融物、下流側ピット内のガラス溶融物Ｇに浸漬される構成であってもよい。
【００２７】
減圧脱泡槽３２０の中央の上端には、予備加熱の際に燃焼ガスを排気するための排気用煙突３７０が、連通して配置されている。減圧脱泡装置３００が定常運転している際には、この排気用煙突３７０は、蓋３８０で気密に閉じられ、減圧ハウジング３１０内を所定の圧力に減圧して保持するのに支障がないように構成されている。
減圧ハウジング３１０内において、減圧脱泡槽３２０、上昇管３３０、下降管３４０および排気用煙突３７０の周囲には断熱材３９０が配設されている。
【００２８】
図１に示すガラス溶融物製造装置は、上流側ピット２１０と、下流側ピット４１０と、を接続する第３の導管構造５００を有している。減圧脱泡装置３００の運転立ち上げのためには、減圧によってガラス溶融物Ｇを減圧脱泡槽３２０に導入するのに、上流側ピット２１０のみならず下流側ピット４１０にもガラス溶融物Ｇがなければならない。このため、減圧脱泡装置３００の運転立ち上げの際には、第３の導管構造５００をガラス溶融物Ｇのバイパス経路として利用して、上流側ピット２１０から下流側ピット４１０にガラス溶融物Ｇを供給する。
【００２９】
本発明の一実施形態において減圧脱泡装置は、減圧脱泡槽、上昇管および下降管のガラス溶融物の流路が耐火性炉材で構成されているため、予備加熱用バーナーからの燃焼ガスを上昇管および下降管から導入して、ガラス溶融物の流路をなす、減圧脱泡槽、上昇管および下降管の内面を予備加熱する。
減圧脱泡装置３００では、予備加熱用バーナーからの燃焼ガスを上昇管３３０および下降管３４０に導入する経路として、第３の導管構造５００を用いる。
このため、予備加熱用バーナー５３０，５４０は、燃焼ガスを第３の導管構造５００に導入可能な位置（図１では、第３の導管構造５００の上方）に配置されている。予備加熱用バーナー５３０，５４０の燃焼ガスは、燃焼ガス導入手段５５０，５６０により第３の導管構造５００に導入される。第３の導管構造５００に導入された燃焼ガスは、上流側ピット２１０および下流側ピット４１０を経由して上昇管３３０および下降管３６０に導入される。このため、予備加熱の実施時には、上流側ピット２１０および下流側ピット４１０の上側の開放部分に、特許文献１の図２、４、５の符号２３、２５に示すようなカバーを設けることが好ましい。
図１に示す減圧脱泡装置３００では、予備加熱用バーナーを２つ設けているが、予備加熱用バーナーの数はこれに限定されず、１つであってもよく、または、３つ以上であってもよい。これらの場合、予備加熱用バーナーの個数に応じた数の燃焼ガス導入手段を設けて、予備加熱用バーナーの燃焼ガスを第３の導管構造５００に導入される。
燃焼ガス導入手段５５０，５６０は、高温の燃焼ガスが通過するため、たとえば、耐火性炉材で作製された中空構造の配管である。
【００３０】
減圧脱泡装置３００には、予備加熱の実施時に、溶解槽１００と上流側ピット２１０との間のガラス溶融物Ｇの流通を遮断するため、第１の閉止手段２２０が第１の導管構造２００に設けられている。第１の閉止手段２２０は、任意の操作により、第１の導管構造２００のガラス溶融物Ｇの流路を、開放または閉止させる手段である。図１では、第１の閉止手段２２０により、第１の導管構造２００のガラス溶融物Ｇの流路を閉止させて、溶解槽１００と上流側ピット２１０との間のガラス溶融物Ｇの流通が遮断されている。
減圧脱泡装置３００の通常運転時や、減圧脱泡装置３００の運転立ち上げのため、第３の導管構造５００を介して上流側ピット２１０から下流側ピット４１０にガラス溶融物Ｇを供給する際には、第１の導管構造２００のガラス溶融物Ｇの流路を開放させて、溶解槽１００と上流側ピット２１０との間で、ガラス溶融物Ｇを流通させる。
なお、第１の閉止手段は、第１の導管構造２００に設けることが好ましい。第１の閉止手段を設ける位置は、溶解槽１００と上流側ピット２１０との間のガラス溶融物Ｇの流通を遮断可能な位置であればよく、図示した部位以外の部位でもよい。たとえば、第１の導管構造２００の図示の位置に対して上流側や下流側に第１の閉止手段を設けてもよい。また、第１の導管構造２００の一部をなす、上流側ピット２１０内に第１の閉止手段を設けてもよい。この場合、上流側ピット２１０のうち、第３の導管構造５００を接続する部位よりも下方に、その長軸が水平方向に配向する第１の閉止手段を設ける。なお、第１の閉止手段２２０の具体的な構造については後述する。
【００３１】
上述したように、予備加熱の実施時には、減圧脱泡槽３２０、上昇管３３０および下降管３４０の内部にガラス溶融物Ｇが存在しない状態とする。このため、上昇管３３０および下降管３４０の下端（図示した減圧脱泡装置３００の場合、上昇管３３０および下降管３４０の下端に取り付けられた延長管３５０，３６０の下端）が、上流側ピット２１０および下流側ピット４１０内のガラス溶融物Ｇから完全に離れるまで、減圧脱泡装置３００を上昇させる必要がある。
減圧脱泡装置３００では、予備加熱の実施時、第１の閉止手段２２０により、第１の導管構造２００のガラス溶融物Ｇの流路を閉止させて、溶解槽１００から上流側ピット２１０へのガラス溶融物Ｇの流入を遮断する。これにより、上流側ピット２１０内のガラス溶融物Ｇの液面は低くなる。このように予備加熱の実施時には、上流側ピット２１０内におけるガラス溶融物の液面は、図１に示した点線のようになる。
【００３２】
上述したように、図１に示す減圧脱泡装置３００では、予備加熱用バーナー５３０の燃焼ガスを、燃焼ガス導入手段５５０により第３の導管構造５００に導入し、この燃焼ガスを上流側ピット２１０を経由させて、上昇管３３０に導入させる。この際に、燃焼ガスが第３の導管構造５００を介して上流に流れ、さらに、上流側ピット２１０から、第１導管構造２００を経由して、溶解槽１００の方向に移動する虞がある。すると、下流側の溶解槽１００の温度よりも冷たい雰囲気が溶解槽１００内に導入されるため、溶解槽１００の温度が下がる、という問題が生じる。
逆に、溶解槽１００の雰囲気が下流に流れると、溶解槽１００から、たとえばＳＯ2やカーボンが減圧脱泡槽３２０に流入し、製造されるガラス物品の品質に影響を与える虞がある。また、溶解槽１００の雰囲気の減圧脱泡槽３２０への流入は、白金製または白金合金製の延長管３５０、３６０にダメージを与える可能性がある。
このため、予備加熱用バーナー５３０の燃焼ガスが、溶解槽１００の方向に移動するのを阻止し、溶解槽１００の雰囲気の減圧脱泡槽３２０への流入を防止するため、第１の閉止手段２２０は、溶解槽１００と上流側ピット２１０との間の気体の流通も遮断することが必須ではないが好ましい。
【００３３】
図１に示す減圧脱泡装置３００では、第３の導管構造５００におけるガラス溶融物Ｇの流通を遮断するため、第２の閉止手段５１０，５２０が設けられている。第２の閉止手段５１０，５２０は、任意の操作により、第３の導管構造５００のガラス溶融物Ｇの流路を、開放または閉止させる手段である。図１では、第２の閉止手段５１０，５２０により、第３の導管構造５００のガラス溶融物Ｇの流路を閉止させて、第３の導管構造５００におけるガラス溶融物Ｇの流通が遮断されている。減圧脱泡装置３００の運転立ち上げのため、第３の導管構造５００を介して上流側ピット２１０から下流側ピット４１０にガラス溶融物Ｇを供給する際には、第３の導管構造５００のガラス溶融物Ｇの流路を開放させて、第３の導管構造５００でガラス溶融物Ｇを流通させる。
【００３４】
但し、本発明の一実施形態における減圧脱泡装置において、第２の閉止手段は、任意の構成要素である。したがって、第３の導管構造５００に第２の閉止手段を設けなくてもよい。
図１に示す減圧脱泡装置３００において、２つの第２の閉止手段（５１０，５２０）が設けられている。第２の閉止手段（５１０，５２０）の一方は、燃焼ガス導入手段５５０の下流側に第２の閉止手段５１０を設けられ、他方は、燃焼ガス導入手段５６０の上流側に第２の閉止手段５２０を設けられる。これにより、第３の導管構造５００と上流側ピット２１０との間のガラス溶融物の流通を遮断しつつ、予備加熱用バーナー５３０，５４０の燃焼ガスを、燃焼ガス導入手段５５０，５６０により第３の導管構造５００に導入できる。この燃焼ガスを上流側ピット２１０、下流側ピット４１０を経由させて、上昇管３３０、下降管３４０に導入させる。
たとえば、予備加熱用バーナーを１つとした場合、第２の閉止手段を設けないほうが好ましい。この場合、該予備加熱用バーナーの燃焼ガスを、燃焼ガス導入手段により第３の導管構造５００に導入し、この燃焼ガスを上流側ピット２１０、下流側ピット４１０を経由させて、上昇管３３０、下降管３４０に導入させる。
第３の導管構造に設ける第２の閉止手段の数は、これに限定されない。たとえば、第３の導管構造の長さが短い場合、第３の導管構造の中間になる位置に１つの第２の閉止手段を設けてもよい。
また、第２の閉止手段を設ける位置は、第３の導管構造５００におけるガラス溶融物Ｇの流通を遮断可能な位置であればよく、図示した部位以外の部位でもよい。たとえば、第３の導管構造５００のより上流側や下流側に第２の閉止手段を設けてもよい。
なお、図１に示す減圧脱泡装置３００において、予備加熱用バーナー５３０，５４０の燃焼ガスを、燃焼ガス導入手段５５０，５６０により第３の導管構造５００に導入し、この燃焼ガスを上流側ピット２１０、下流側ピット４１０を経由させて、上昇管３３０、下降管３４０に導入させる場合、第２の閉止手段５１０，５２０は、第３の導管構造５００における気体の流通も必須ではないが遮断することが好ましい。
【００３５】
さらに、図１に示す減圧脱泡装置３００では、予備加熱の実施時、第２の閉止手段５１０，５２０により、第３の導管構造５００のガラス溶融物Ｇの流路を閉止させて、第３の導管構造５００におけるガラス溶融物Ｇの流通を遮断する。これにより、上流側ピット２１０から下流側ピット４１０へのガラス溶融物Ｇの供給が遮断されて、下流側ピット２１０内のガラス溶融物Ｇの液面が低くなる。このように予備加熱の実施時には、下流側ピット４１０内におけるガラス溶融物の液面は、図１に示した点線のようになる。
また、第３の導管構造５００におけるガラス溶融物Ｇの流通を遮断することで、第３の導管構造５００内のガラス溶融物の液面が低下し、第３の導管構造５００の上部に大流量の気流が通過するのに十分な広さの気相が形成される。これにより予備加熱用バーナー５３０，５４０の燃焼ガスを上昇管３３０および下降管３４０に導入する経路として、第３の導管構造５００を利用することが可能になる。予熱時において、第３の導管構造５００の上部に大流量の気流が通過するのに十分な広さの気相を形成するためには、第３の導管構造５００の天井を高くする必要がある。この場合、上昇管３３０および下降管３４０の下端に取り付けられた、白金製または白金合金製の延長管３５０，３６０を長くする必要があり、設備のコスト増になるため好ましくない。
【００３６】
上述したように、上流側ピット２１０内、下流側ピット４１０内のガラス溶融物Ｇの液面が低くなる結果、予備加熱の実施時に、減圧脱泡装置３００を上昇させる操作を最小限にすることができ、溶解槽１００からのガラス溶融物Ｇの流入を遮断した後の上流側ピット２１０内のガラス溶融物Ｇの液面の高さおよび下流側ピット４１０内のガラス溶融物Ｇの液面の高さによっては、減圧脱泡装置３００を上昇させる操作を実施せずに、予備加熱を実施できる。
【００３７】
上述したように、第１の閉止手段２２０は、任意の操作により、第１の導管構造２００のガラス溶融物Ｇの流路を、開放または閉止させる手段である。第２の閉止手段５１０，５２０は、任意の操作により、第３の導管構造５００のガラス溶融物Ｇの流路を、開放または閉止させる手段である。第１の閉止手段２２０、および、第２の閉止手段５１０，５２０は、閉止する対象が、高温のガラス溶融物の流路であることから、複雑な機構を用いることなしに、ガラス溶融物Ｇの流路を、すみやかに、かつ、確実に閉止できることが好ましい。
このように、第１の閉止手段２２０、および、第２の閉止手段５１０，５２０に要求される機能は、多くの点で共通する。そのため、第１の閉止手段の好適態様を以下に示し、第２の閉止手段の好適態様についてはその記載で代用する。
【００３８】
図２、３は、図１に示す第１の導管構造２００のうち、第１の閉止手段２２０が設けられた部位の部分拡大図である。図３は、図１に示す第１の導管構造２００のうち、第１の閉止手段２２０が設けられた部位を、ガラス溶融物Ｇの流動方向下流側から見た正面断面図である。図３は、図２に対して、第１の閉止手段の向きを鉛直軸に対して９０°回転させた状態でみた断面図である。
図２，３に示すように、第１の閉止手段２２０は、板状体であり、第１の導管構造２００のガラス溶融物Ｇの流路に上方から挿入されている。第１の導管構造２００の上部には、第１の閉止手段２００を挿入するための開口部が存在している。なお、第１の閉止手段２２０をなす板状体は、第１の導管構造２００のガラス溶融物Ｇの流路に挿入されるため、耐火性炉材で構成されている。
減圧脱泡装置３００の通常運転時や、減圧脱泡装置３００の運転立ち上げのため、第３の導管構造５００を介して上流側ピット２１０から下流側ピット４１０にガラス溶融物Ｇを供給する際には、第１の閉止手段２２０を上方（矢印方向）に引き抜くことで、第１の導管構造２００のガラス溶融物Ｇの流路は開放され、溶解槽１００と上流側ピット２１０との間をガラス溶融物Ｇが流通する。
このように、第１の閉止手段は、好ましくは第１の導管構造のガラス溶融物の流路に挿抜自在な板状体から構成されている。また、第２の閉止手段も、第１の閉止手段と同様に、好ましくは第２の導管構造のガラス溶融物の流路に挿抜自在な板状体から構成されている。
【００３９】
本発明の一実施形態におけるガラス溶融物製造装置では、第１の閉止手段２２０により、第１の導管構造２００のガラス溶融物Ｇの流路を閉止するため、第１の閉止手段２２０を構成する板状体は、その平面形状が、図３に示すように、該板状体を挿入する部位における第１の導管構造２００の断面形状と略同一であることが好ましい。
但し、第１の導管構造２００のガラス溶融物Ｇの流路に上方から挿入する操作、および、該ガラス溶融物Ｇの流路から上方に引き抜く操作を容易にするため、第１の閉止手段２２０は、図２，３に示すように、その平面形状および側面形状の下部が、上部に比べて幅が狭い略くさび形をなしている。そのため、図３に示すように、第１の導管構造２００のガラス溶融物Ｇの流路に第１の閉止手段２２０を挿入した際、第１の閉止手段２２０と、第１の導管構造２００の側部壁面と、の間には隙間が存在している。しかし、この隙間は十分狭いため、この隙間を通過する過程でガラス溶融物Ｇが固化する。その結果、第１の導管構造２００におけるガラス溶融物Ｇの流通は遮断される。
ここで、第１の閉止手段２２０をなす板状体は、その内部を冷却媒体が流通可能としてもよい。この場合、該板状体の内部に冷却媒体を流通させることにより、第１の閉止手段２２０と、第１の導管構造２００の側部壁面と、の間の隙間を通過するガラス溶融物Ｇの固化が促進される。また、第２の閉止手段５１０，５２０をなす板状体も、その内部を冷却媒体が流通可能としてもよい。これらの場合には、その板状体は、耐火性炉材で構成されなくともよい。
図２、３に示す第１の閉止手段２２０であれば、第１の導管構造２００における気体の流通は、必須ではないが、遮断することが可能である。
【００４０】
次に、本発明の一実施形態におけるガラス溶融物製造方法について記載する。
本発明の一実施形態におけるガラス溶融物製造方法は、上述した本発明のガラス溶融物製造装置を用いる。
本発明の一実施形態におけるガラス溶融物製造方法では、ガラス溶融物Ｇの製造を開始する前に、上述する手順にしたがって、減圧脱泡装置３００のガラス溶融物Ｇの流路をなす、上昇管３３０、減圧脱泡槽３２０、および、下降管３４０の内面を予備加熱する。具体的には、以下の手順を実施する。第１の閉止手段２２０により、第１の導管構造２００のガラス溶融物Ｇの流路を閉止して、上流側ピット２１０へのガラス溶融物Ｇの流入を遮断する。この際、第２の閉止手段５１０，５２０により、第３の導管構造５００のガラス溶融物Ｇの流路を閉止して、第３の導管構造５００におけるガラス溶融物Ｇの流通も遮断することが好ましい。
この状態で、予備加熱用バーナー５３０，５４０の燃焼ガスを、燃焼ガス導入手段５５０，５６０により第３の導管構造５００に導入する。第３の導管構造５００に導入された燃焼ガスは、上流側ピット２１０および下流側ピット４１０を経由して上昇管３３０および下降管３４０に導入される。予備加熱の実施時には、上流側ピット２１０および下流側ピット４１０の上側の開放部分に、特許文献１の図２、４、５の符号２３、２５に示すようなカバーを設けることが好ましい。上昇管３３０、減圧脱泡槽３２０、および、下降管３４０の内面を予備加熱した燃焼ガスは、減圧脱泡槽３２０の中央の上端に配置された排気用煙突３７０により排気される。
予備加熱の完了後、排気用煙突３７０の開口部を蓋３８０で気密に閉じ、第１の閉止手段２２０を操作して、第１の導管構造２００のガラス溶融物Ｇの流路を開放し、上流側ピット２１０へガラス溶融物Ｇを流入させる。その後、減圧脱泡槽３２０の内部を徐々に減圧しながら、減圧脱泡槽３２０およびその他の部位にガラス溶融物Ｇを流入させ、所定の減圧度に保持する。ガラス溶融物Ｇを製造する手順は、従来と同様の手順で実施する。上流側ピット２１０に流入したガラス溶融物Ｇは、上昇管３３０内を吸引上昇されて減圧脱泡槽３２０内に導入される。減圧脱泡槽３２０内ではガラス溶融物Ｇが脱泡処理される。脱泡処理後のガラス溶融物Ｇは、下降管３４０を下降して下流側ピット４１０に導出される。このようにして、気泡の少ない高品質のガラス溶融物Ｇが得られる。
【００４１】
本発明の一実施形態におけるガラス溶融物の製造方法によって製造されるガラス溶融物は、加熱溶融法により製造されるガラス溶融物である限り、組成的には制約はない。したがって、ソーダライムガラスや、無アルカリガラスであってもよいし、アルカリホウケイ酸ガラスのような混合アルカリ系ガラスであってもよい。
ガラス溶融物の生産量としては、１００〜１０００トン／日であることが好ましく、ガラス品種を変えたり、付帯設備などを考慮すると、３００〜９００トン／日であることがより好ましく、３５０〜８００トン／日であることがさらに好ましい。
【００４２】
次に、本発明の一実施形態におけるガラス物品製造装置について記載する。
本発明の一実施形態におけるガラス物品製造装置は、上述した本発明の一実施形態におけるガラス溶融物製造装置と、ガラス溶融物を成形して成形体を得る成形手段と、成形後のガラスを徐冷してガラス物品を得る徐冷手段と、を有する。なお、成形手段、徐冷手段については公知技術の範囲である。例えば、板ガラスの成形手段としては、フロート法、フュージョン法またはダウンドロー法などによる装置が挙げられる。これらの中でもフロート法のためのフロートバスを用いた成形手段が、薄板ガラスから厚板ガラスまでの広範囲の厚さの高品質な板ガラスを大量に製造できる理由から好ましい。また、徐冷手段としては、例えば、成形後のガラスの搬送機構としての搬送ロールと、成形後のガラスの温度を徐々に下げるための機構を備えた徐冷炉が一般的に用いられる。徐々に温度を下げる機構は、燃焼ガスまたは電気ヒータにより、その出力が制御された熱量を、炉内の必要位置に供給して成形後のガラスをゆっくり冷却する（すなわち、徐冷する）。これによって、成形後のガラスに内在する残留応力をなくすことができる。
【００４３】
次に、本発明の一実施形態におけるガラス物品の製造方法について記載する。
本発明の一実施形態におけるガラス物品の製造方法は、本発明の一実施形態におけるガラス溶融物の製造方法によりガラス溶融物を製造する工程（ガラス溶融物製造工程）と、そのガラス溶融物を成形し成形体を得る工程（成形工程）と、成形後のガラス徐冷する工程（徐冷工程）を有する。ガラス溶融物製造工程は、上昇管、減圧脱泡槽、および、下降管のガラス溶融物の流路を予備加熱する工程と、予備加熱する工程の後にガラス溶融物を製造する工程に、さらに分けられる。
図５は、本発明のガラス物品の製造方法の一実施形態の流れ図である。図５では、本発明の一実施形態におけるガラス物品の製造方法の構成要素であるガラス溶融物製造工程および成形工程ならびに徐冷工程に加えて、さらに必要に応じて用いる切断工程、その他後工程が示されている。たとえば、ガラス物品としてガラス板を製造する場合は、ガラス溶融物を成形工程でガラスリボンに成形し、切断工程で所望の大きさに切断した後、必要に応じてガラス端部を研磨するなどの後工程を実施してガラス板を得る。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、上昇管、減圧脱泡槽および下降管のガラス溶融物の流路が耐火性炉材で構成された減圧脱泡装置を備えたガラス溶融物の製造装置において、前記減圧脱泡装置の運転開始前の予備加熱の操作、あるいは、何らかのトラブルでガラス溶融物の製造を停止した後、ガラス溶融物の製造を再開する際の減圧脱泡装置の運転立ち上げの際の予備加熱の操作が容易となり、ガラス溶融物の製造において有用である。
なお、２０１４年７月２４日に出願された日本特許出願２０１４−１５０８１７号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
【符号の説明】
【００４５】
１００：溶解槽、  ２００：第１の導管構造、  ２１０：上流側ピット、  ２２０：第１の閉止手段、  ３００：減圧脱泡装置、  ３１０：減圧ハウジング、  ３１１：吸引口、  ３２０：減圧脱泡槽、  ３２１，３２２：吸引口、  ３３０：上昇管、  ３４０：下降管、  ３５０：延長管（上昇管側）、  ３６０：延長管（下降管側）、  ３７０：排気用煙突、  ３８０：蓋、  ３９０：断熱材、  ４００：第２の導管構造、  ４１０：下流側ピット、  ５００：第３の導管構造、  ５１０，５２０：第２の閉止手段、  ５３０，５４０：予備加熱用バーナー、  ５５０，５６０：燃焼ガス導入手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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