(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温の溶融ガラスが流れる流路が形成された溶融ガラスの導管構造において、
前記導管は、前記流路の横断面形状が矩形状になるように複数の耐火煉瓦を組み付けて構成されるとともに、これらの耐火煉瓦による目地部が矩形状流路の隅部にのみ形成され、
前記導管構造は、前記導管の横断面において４個の前記耐火煉瓦によって構成され、各前記耐火煉瓦は横断面が台形状に形成され、各前記耐火煉瓦の両斜辺部を突き合わせて組み付けて構成されていることを特徴とする溶融ガラスの導管構造。
【請求項２】
高温の溶融ガラスが流れる流路が形成された溶融ガラスの導管構造において、
前記導管は、前記流路の横断面形状が矩形状になるように複数の耐火煉瓦を組み付けて構成されるとともに、これらの耐火煉瓦による目地部が矩形状流路の隅部にのみ形成され、
前記導管構造は、前記導管の横断面において４個の前記耐火煉瓦によって該導管の内面が矩形に構成され、前記４個の耐火煉瓦のうち対向する２個の耐火煉瓦が該導管の内面側に向かって横断面凸状に形成され、対向する残りの２個の耐火煉瓦が横断面長方形状に形成され、各前記耐火煉瓦を突き合わせて組み付けて構成されていることを特徴とする溶融ガラスの導管構造。
【請求項３】
減圧吸引される真空ハウジングと、前記真空ハウジング内に収容された減圧脱泡槽と、前記減圧脱泡槽に連通され脱泡処理前の溶融ガラスを減圧脱泡槽に導入する上昇管と、前記減圧脱泡槽に連通され脱泡処理後の溶融ガラスを減圧脱泡槽から導出する下降管と、を有する溶融ガラスの減圧脱泡装置であって、
前記上昇管と前記下降管の少なくともいずれか一方が、請求項１又は２に記載された溶融ガラスの導管構造を有することを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項４】
前記請求項３に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置により溶融ガラスの脱泡処理をする減圧脱泡工程と、前記上昇管の上流側の溶解槽によりガラスを溶融する溶解工程と、を有することを特徴とする溶融ガラスの製造方法。
【請求項５】
前記請求項３に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置により溶融ガラスの脱泡処理をする減圧脱泡工程と、前記上昇管の上流側の溶解槽によりガラスを溶融する溶解工程と、前記下降管の下流側の成形処理槽による成形工程と、を有することを特徴とするガラス物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融ガラスの導管構造及び溶融ガラスの減圧脱泡装置に係り、特に高温の溶融ガラス内の気泡を除去するための減圧脱泡装置に適用される溶融ガラスの導管構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶融ガラスの減圧脱泡装置は、溶解槽で溶融されたガラスを脱泡処理して次の成形工程に連続的に供給するシステムに用いられる装置であり、特開平３−３３０２０号公報には、サイフォン式と称される減圧脱泡槽が適用された減圧脱泡装置の一例が開示されている。
【０００３】
前記減圧脱泡装置は、主として溶解槽、上昇管（導管）、減圧脱泡槽、下降管（導管）、及び貯留槽から構成されている。脱泡前の溶融ガラスは、前記溶融槽に溜められた後、サイフォンの原理によって前記上昇管から減圧脱泡槽に導かれ、ここで脱泡される。そして、脱泡された溶融ガラスは、前記下降管から貯留槽に導かれ、そして、成形工程に導かれる。以上が前記減圧脱泡装置による溶融ガラスの流れである。
【０００４】
ところで、このような減圧脱泡装置に用いられる前記上昇管及び下降管は、溶融ガラスによって１２００〜１４００℃程度まで加熱されるため、白金等の耐熱金属製のものが使用されるとともに、その周囲には断熱材が被覆され、上昇管及び下降管の放熱が防止されている。
【０００５】
一方、最近の減圧脱泡装置では、上昇管及び下降管の製造コストを削減する目的で、上昇管及び下降管を耐火煉瓦によって構成する試みがなされている。本願出願人は、耐火煉瓦式の導管構造の一例を、特開２０００−１５９５２５号公報により開示している。
【０００６】
かかる導管構造は、断面が略扇形状または楔形状に形成された複数の耐火煉瓦を円周方向に組み付けて構成されている。この導管構造によれば、耐火煉瓦が熱膨張しても、その熱膨張による耐火煉瓦の伸びが主として放射状に起るので、耐火煉瓦を組み付けた時のバランスが崩れず、熱膨張による導管構造の崩れを抑えることができるという利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２０００−１５９５２５号公報等に開示された耐火煉瓦製導管構造では、耐火煉瓦の目地部の浸食が進行すると、その浸食部分から溶融ガラスが導管を構成している炉材の目地部へ浸入し、導管の使用寿命が短くなるという懸念があった。
【０００８】
また、導管構造全体が１つの炉材で構成されていれば最も目地部が少なく、よって侵食も少ないが炉材の製造可能な大きさに限界があり、導管構造全体を１つの炉材で構成することは困難であった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、耐火煉瓦製導管において、溶融ガラスによる目地部の浸食および溶融ガラスの導管を構成している炉材の目地部への浸入を抑え、導管の使用寿命を延ばすことができる溶融ガラスの導管構造及び溶融ガラスの減圧脱泡装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、高温の溶融ガラスが流れる流路が形成された溶融ガラスの導管構造において、前記導管は、前記流路の横断面形状が矩形状になるように複数の耐火煉瓦を組み付けて構成されるとともに、これらの耐火煉瓦による目地部が矩形状流路の隅部にのみ形成され、前記導管構造は、前記導管の横断面において４個の前記耐火煉瓦によって構成され、各前記耐火煉瓦は横断面が台形状に形成され、各前記耐火煉瓦の両斜辺部を突き合わせて組み付けて構成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明は、以下の点に着目してなされたものである。すなわち、導管の流路を流れる溶融ガラスは、流路の中央部における流速よりも、流路の隅部における流速が低くなっている。また、流路の横断面を矩形状に形成すると、流路の側壁部、すなわち流路の辺部と隅部との流速差はより大きくなる。
【００１２】
一方で、溶融ガラスによる煉瓦浸食を最も受け易いのは耐火煉瓦の目地部であり、その目地部のうち、接触している溶融ガラスの流速が早い目地部ほど浸食の進行は早い。
【００１３】
よって、目地部の浸食を最小限に抑えるためには、本願請求項１に記載の如く、流路の横断面を矩形状に形成するとともに、この断面形状の流路において、溶融ガラスの流速が最も遅い隅部にのみ目地部を形成すればよい。これにより、耐火煉瓦製導管において、溶融ガラスによる目地部の浸食および溶融ガラスの導管を構成している炉材の目地部への浸入を最小限に抑えることができ、導管の使用寿命が最大限に延びる。
本願請求項２の発明によれば、高温の溶融ガラスが流れる流路が形成された溶融ガラスの導管構造において、前記導管は、前記流路の横断面形状が矩形状になるように複数の耐火煉瓦を組み付けて構成されるとともに、これらの耐火煉瓦による目地部が矩形状流路の隅部にのみ形成され、前記導管構造は、前記導管の横断面において４個の前記耐火煉瓦によって該導管の内面が矩形に構成され、前記４個の耐火煉瓦のうち対向する２個の耐火煉瓦が該導管の内面側に向かって横断面凸状に形成され、対向する残りの２個の耐火煉瓦が横断面長方形状に形成され、各前記耐火煉瓦を突き合わせて組み付けて構成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、溶融ガラスの減圧脱泡装置の上昇管と下降管のうち少なくとも一方を、請求項１又は２に記載された溶融ガラスの導管構造を採用したので、目地部の浸食を最小限に抑えた使用寿命の長い導管構造を有する減圧脱泡装置を提供できる。
本願請求項４の溶融ガラスの製造方法によれば、前記請求項３に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置により溶融ガラスの脱泡処理をする減圧脱泡工程と、前記上昇管の上流側の溶解槽によりガラスを溶融する溶解工程と、を有することを特徴とする。
本願請求項５のガラス物品の製造方法によれば、前記請求項３に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置により溶融ガラスの脱泡処理をする減圧脱泡工程と、前記上昇管の上流側の溶解槽によりガラスを溶融する溶解工程と、前記下降管の下流側の成形処理槽による成形工程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る溶融ガラスの導管構造の実施の形態について詳説する。
【００１６】
図１には、実施の形態に係る導管構造が適用された溶融ガラスの減圧脱泡装置の斜視図が示され、図２はその断面図が示されている。
【００１７】
図１、図２に示す実施の形態の溶融ガラスの減圧脱泡装置１０は、略門型のステンレス製減圧ハウジング１２と、 減圧ハウジング１２内に水平に収納配置される減圧脱泡槽１４と、減圧ハウジング１２内に垂直に収納配置され、減圧脱泡槽１４の左右両端部にそれぞれ、各上端部が取り付けられる上昇管１６および下降管１８とから構成される。
【００１８】
減圧脱泡装置１０は、上流側ピット２２の溶融ガラスＧを減圧脱泡処理して、図示しない次の処理槽、例えば、フロートバスなどの板材の成形処理槽や瓶などの成形作業槽などに連続的に供給するプロセスに用いられる。
【００１９】
上昇管１６の下端に連結された上流案内管２０は、不図示の溶解槽に連通した上流側ピット２２の溶融ガラスＧ内に浸漬されている。また、下降管１８の下端に連結された下流案内管２４は、次の処理槽に連通する下流側ピット２６の溶融ガラスＧ内に浸漬されている。
【００２０】
そして、減圧脱泡槽１４は、減圧ハウジング１２に形成された不図示の吸引口から、不図示の真空ポンプによって真空吸引されて内部が所定の気圧に減圧される。これにより、上流側ピット２２内の脱泡処理前の溶融ガラスＧは、サイフォンの原理により、上流案内管２０及び上昇管１６を介して吸引上昇されて減圧脱泡槽１４に導入される。そして、減圧下にある減圧脱泡槽１４内で減圧脱泡処理が行われた後、下降管１８及び下流案内管２４を介して下降し、下流側ピット２６に導出される。
【００２１】
減圧ハウジング１２は略門型に形成されて、減圧脱泡槽１４を減圧する際の気密性を確保するためのケーシング（圧力容器) として機能する。
【００２２】
減圧脱泡槽１４は、多数の耐火煉瓦２８を組み付けることにより構成され、また、上昇管１６及び下降管１８も同様に多数の耐火煉瓦３０、３０…を組み付けることにより構成されている。
【００２３】
本発明の減圧脱泡装置１０においては、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８を構成する多数の耐火煉瓦２８および多数の耐火煉瓦３０は緻密質電鋳耐火物が用いられることが好ましい。すなわち、減圧脱泡装置１０における溶融ガラスと直接接触する主要部分を緻密質電鋳耐火物である電鋳耐火物製煉瓦を組み上げて形成することにより、従来から用いられてきた貴金属合金製のものよりも、コストを大幅に低減し、したがって自由な形状で、かつ、自由な厚さに設計することができる。その結果、減圧脱泡装置１０の大容量化が実現するとともに、より高温での減圧脱泡処理も行えるようになる。
【００２４】
電鋳耐火物製煉瓦としては、耐火原料を電気溶融した後、所定形状に鋳込み成形したものであれば特に限定されず、従来公知の各種の電鋳耐火物製煉瓦を使用すればよい。
【００２５】
中でも耐蝕性が高く、素地からの発泡も少ない点でアルミナ（Ａｌ2 Ｏ 3）系電鋳耐火物製煉瓦、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）系電鋳耐火物製煉瓦、アルミナ−ジルコニア−シリカ（Ａｌ2 Ｏ 3−ＺｒＯ2 −ＳｉＯ2 ）系電鋳耐火物製煉瓦等が好適に例示され、具体的には、溶融ガラスＧの温度が１３００℃以下の場合はマースナイト（ＭＢ）を、１３００℃以上の場合はＺＢ−Ｘ９５０、ジルコナイト（ＺＢ）（いずれも旭硝子株式会社製）等を用いるのが好ましい。
【００２６】
本実施の形態では緻密質電鋳耐火物を用いるが、緻密質電鋳耐火物に限定されず、緻密質焼成耐火物を用いてもよい。
【００２７】
緻密質焼成耐火物として用いられる緻密質焼成耐火物製煉瓦としては、緻密質アルミナ系耐火物製煉瓦、緻密質ジルコニア−シリカ系耐火物製煉瓦、および緻密質アルミナ−ジルコニア−シリカ系耐火物製煉瓦の少なくとも１種の緻密質焼成耐火物製煉瓦であることが好ましい。
【００２８】
減圧ハウジング１２は、減圧脱泡槽１４に必要とされる気密性、及び強度を有するものであれば、その材質、構造は特に限定されるものではないが、外表面側については金属製、特にステンレス製または耐熱鋼製とすることが耐久性の観点から好ましく、溶融ガラスに近い部分では白金又は白金合金を使用することが耐久性の観点から好ましい。
【００２９】
次に、上昇管１６及び下降管１８の構成について説明する。なお、実施の形態では、上昇管１６と下降管１８とは同一の構造なので、ここでは、上昇管１６についてのみ説明し、下降管１８についてはその説明を省略する。
【００３０】
図３は、上昇管１６の縦断面図であり、図４は図３上４−４線から見た上昇管１６の横断面図でり、上昇管１６の全体断面を示している。
【００３１】
上昇管１６は図３に示すように、縦方向に複数の耐火煉瓦３０、３０…が積み重ねられて構成される。実施の形態では３個の耐火煉瓦３０を積み重ねて上昇管１６を構成しているが、その個数は３個に限定されるものではない。
【００３２】
また、上昇管１６は、図４に示すように溶融ガラスの流路３２の断面形状が矩形状（正方形又は長方形）になるように、４個の耐火煉瓦３０、３０…を組み付けて構成されている。更に、これらの耐火煉瓦３０、３０…による目地部３４、３４…が矩形状流路３２の４隅部３６、３６…にのみ位置するように、４個の耐火煉瓦３０、３０…が組み付けられている。すなわち、１個の耐火煉瓦３０は、図４において断面台形状に形成され、その両辺部を突き合わせるとともに密着させて４個の耐火煉瓦３０、３０…が組み付けられている。これにより、４個の耐火煉瓦３０、３０…の各々の上辺部で囲まれた矩形状流路３２が形成される。
【００３３】
なお、上昇管１６を収納する減圧ハウジング１２の脚部１２Ａと、耐火煉瓦３０、３０…との隙間には、不定形耐火物（耐熱材）３８が設けられている。この不定形耐火物３８によって上昇管１６の放熱が抑制されている。なお、耐熱材は、不定形耐火物３８に限定されるものではなく、断熱煉瓦でもよい。
【００３４】
次に、実施の形態の上昇管１６の特徴について述べる。
【００３５】
本発明においては、上昇管１６の溶融ガラスＧの流路３２の横断面が矩形状となっているので、流路３２の側壁部、すなわち流路３２の辺部における流速よりも、流路の隅部における流速が低くなっている。
【００３６】
溶融ガラスＧによる煉瓦浸食を最も受け易いのは耐火煉瓦の目地部であるが、本発明においては、溶融ガラスＧの流速がより早く浸食の進行が早い流路３２の側壁部に目地部を形成することを避けている。
【００３７】
すなわち、目地部の浸食を最小限に抑えるため、図４に示す上昇管１６の如く、流路３２の断面を矩形状に形成するとともに、この断面形状の流路３２において、溶融ガラスＧの流速が最も遅い４隅部３６、３６…にのみ目地部３４、３４…を形成している。
【００３８】
これにより、図４に示す構造の導管を採用することによって、溶融ガラスＧによる目地部３４の浸食および導管を構成している炉材の目地部への溶融ガラスＧの浸入を最小限に抑えることができ、導管の使用寿命が最大限に延びる。
【００３９】
また、流路３２の横断面を矩形状とすることにより、流路３２を構成する耐火煉瓦３０を加工容易、組立容易かつ密着した目地形成を容易とすることができる。
【００４０】
ここで、特開２０００−１５９５２５号公報に開示された実施例と比較すると、同公報に開示された実施例には、流路の断面を矩形状に形成し、その矩形状流路の隅部に目地部を形成したものもある。しかしながら、この実施例は、矩形状流路の隅部の他、隅部と隅部との間の壁面にも目地部があるために、その目地部が早期に浸食を受け、使用寿命の低下を招くという問題があった。
【００４１】
したがって、矩形状流路３２の隅部３６にのみ目地部３４がある、図４の上昇管１６は、前述の従来技術にない有利な効果を奏する。
【００４２】
図５は、第２の実施の形態の導管構造を示す上昇管１１６の横断面図である。
【００４３】
同図に示す上昇管１１６の流路１３２も、図４に示した流路３２と同様に矩形状である。また、上昇管１１６を構成する２個の断面長方形状耐火煉瓦１３０、１３０と、２個の断面凸形状の耐火煉瓦１３１、１３１を図５の如く組み付けることにより、流路１３２の４隅部１３６、１３６…にのみ目地部１３４、１３４…が形成されている。この目地部１３４は、クランク（迷路）状に形成され、溶融ガラスＧの目地部１３４の奥側への侵入を防止する形状となっている。
【００４４】
このように形成された図５の上昇管１１６も、図４の上昇管１６と同様の効果、すなわち、溶融ガラスＧによる目地部１３４の浸食を最小限に抑えることができ、導管の使用寿命が最大限に延びる。
【００４５】
図４に示した上昇管１６、及び図５に示した上昇管１１６は、各々の導管を構成するための耐火煉瓦が４個あれば足り、また、これらの耐火煉瓦を流路３２の内側に押さえ付けて組み付けることにより矩形状流路３２を形成できるので、導管を容易に構築することができる。
【００４６】
なお、実施の形態では、上昇管１６と下降管１８の双方を図４に示す耐火煉瓦製導管構造にしたが、片方のみを実施の形態の構造としてもよい。また、減圧脱泡装置の上昇管１６、下降管１８に本発明の導管構造を適用した例について説明したが、高温の溶融ガラスＧが流れる流路を持つ導管であれば、本発明の導管構造を適用できる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る溶融ガラスの導管構造によれば、流路の断面を矩形状に形成するとともに、この断面形状の流路において、溶融ガラスの流速が最も遅い隅部にのみ目地部を形成したので、溶融ガラスによる目地部の浸食および溶融ガラスの導管を構成している炉材の目地部への浸入を抑えることができ、導管の使用寿命を最大限に延ばすことができる。
【００４８】
また、本発明は、溶融ガラスの減圧脱泡装置の上昇管と下降管のうち少なくとも一方を、請求項１に記載された溶融ガラスの導管構造を採用したので、使用寿命の長い導管を有する減圧脱泡装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る導管構造が適用された減圧脱泡装置を示す斜視図
【図２】図１に示した減圧脱泡装置の断面図
【図３】上昇管の第１の実施の形態を示す拡大断面図
【図４】図３に示した上昇管の横断面図
【図５】上昇管の第２の実施の形態を示す横断面図
【符号の説明】
１０…減圧脱泡装置、１２…減圧ハウジング、１４…減圧脱泡槽、１６…上昇管、１８…下降管、２０…上流案内管、２２…上流側ピット、２４…下流案内管、２６…下流側ピット、２８、３０、１３０、１３１…耐火煉瓦、３２、１３２…流路、３４、１３４…目地部、３６、１３６…隅部
【図１】
0004674432.tif 000002
【図２】
0004674432.tif 000003
【図３】
0004674432.tif 000004
【図４】
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【図５】
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