(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジングと、
この減圧ハウジング内に設けられ、溶融ガラスを流下して減圧脱泡を行う減圧脱泡槽と、
この減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡前の溶融ガラスを吸引上昇させて前記減圧脱泡槽に導入する上昇管と、
前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡された溶融ガラスを前記減圧脱泡槽から下降させて導出する下降管とを具備し、
前記減圧脱泡槽は、減圧脱泡された溶融ガラスを前記下降管に下降させる下流部の流路の内幅を、前記上昇管から溶融ガラスを導入する上流部の流路の内幅に比べて狭くなるよう構成されており、前記減圧脱泡槽の流路の内幅が縮小する流路部分に前記溶融ガラスとともに流下する気泡をせき止めるスキマーを有するものであり、
前記減圧脱泡槽の下流部の流路の内幅は、前記減圧脱泡槽の上流部の流路の内幅の２／３倍以下であること特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項２】
前記減圧脱泡槽は、緻密質耐火物製レンガを組んで構成される、あるいは白金合金で構成される請求項１に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項３】
前記減圧脱泡槽は、矩形断面形状の流路を形成するための、前記緻密質耐火物製レンガを組んで構成される天井部、底部および両側壁部を有し、この両側壁部と接続される前記天井部および前記底部の前記緻密質耐火物製レンガは、前記両側壁部の前記緻密質耐火物製レンガを組み込むための切り欠き部を有する請求項２に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項４】
前記減圧脱泡槽の前記両側壁部の各々外側に、それぞれ前記両側壁部の各々の緻密質耐火物製レンガを外側から固定する固定手段を有する請求項３に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項５】
前記減圧脱泡槽の前記両側壁部の少なくとも一方の外側に設けられる前記固定手段は、減圧脱泡処理開始前に前記減圧ハウジング外部から調整された後固定されるとともに、前記減圧ハウジング内の気密性を確保するジャッキである請求項４に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続的に供給される溶融ガラスから気泡を除去するための溶融ガラスの減圧脱泡装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、成形されたガラス製品の品質を向上させるために、図５に示すように、溶融炉で溶融した溶融ガラスを成形装置で成形する前に溶融ガラス内に発生した気泡を除去する減圧脱泡装置が用いられている。
図５に示す減圧脱泡装置１１０は、溶解槽１１２内の溶融ガラス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ものであって、減圧脱泡する際には、真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジング１１４内に設けられ、減圧ハウジング１１４と共に減圧される減圧脱泡槽１１６と、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１１８および下降管１２０が配置されている。上昇管１１８の下端は、溶解槽１１２に連通する上流案内ピット１２２の溶融ガラスＧ内に浸漬されており、下降管１２０の下端は、同様に、次の処理槽（図示せず）に連通する下流案内ピット１２４の溶融ガラスＧ内に浸漬されている。
【０００３】
そして、減圧脱泡槽１１６は、図示しない真空ポンプによって吸引口１１４ｃから真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジング１１４内におおむね水平に設けられ、減圧ハウジング１１４と共に、減圧ハウジング１１４と連通する吸引孔１１６ａおよび１１６ｂを介して減圧脱泡槽１１６の内部が１／３〜１／２０気圧に減圧されている。そのため、上流案内ピット１２２内の脱泡処理前の溶融ガラスＧは、上昇管１１８によって吸引上昇されて減圧脱泡槽１１６に導入され、減圧脱泡槽１１６内で流下されつつ減圧脱泡処理が行われた後、下降管１２０によって下降されて下流案内ピット１２４に導出される。
【０００４】
減圧ハウジング１１４は、金属製、例えばステンレス製または耐熱鋼製のケーシングであり、外部から真空ポンプ（図示せず）等によって真空吸引されて内部が減圧され、内部に設けられた減圧脱泡槽１１６内を所定の圧力、例えば１／２０〜１／３気圧に減圧して維持する。
また、減圧脱泡槽１１６内では、所定の高さまで充たした溶融ガラスＧの上部に上部空間１１６ｓが形成される。上部空間１１６ｓは、図示しない真空ポンプによって減圧された空間で、溶融ガラスＧの液表面に浮上して破泡した気泡内のガス成分を、減圧空間である上部空間１１６ｓから図示しない真空ポンプによって吸引口１１４ｃを通して吸引する。そのため、減圧脱泡槽１１６内の溶融ガラスＧが上部空間１１６ｓと接触する面積が大きいほど減圧脱泡効果が大きくなる。
減圧ハウジング１１４内の減圧脱泡槽１１６、上昇管１１８および下降管１２０の周囲には、これらを断熱被覆する耐火物製レンガなどの断熱材１２６が配設されている。
【０００５】
従来技術の減圧脱泡装置１１０においては、高温、例えば１２００〜１４００℃の温度の溶融ガラスＧを処理するように構成されているので、本出願人の出願に係る特開平２−２２１１２９号公報に開示されているように、減圧脱泡槽１１６、上昇管１１８および下降管１２０などのように溶融ガラスＧと直接接触する溶融ガラスの流路は、白金または白金ロジウムのような白金合金などの貴金属製円管で構成されている。
【０００６】
ところで、減圧脱泡槽１１６を貴金属で構成する場合、貴金属は溶融ガラスとの高温反応性が低く、高温の溶融ガラスＧと接触する際に高温の溶融ガラスＧと反応して溶出する可能性が極めて低いので、溶融ガラスＧに不純物を混入させる心配がなく、かつ、高温での強度がある程度確保できる反面、白金などの貴金属は非常に高価なので、管の肉厚を厚くすることは直ちにコストを大幅に上昇させることになり、コストおよび強度の両方の点から管の径には限界があり、管の径をあまり大きくすることはできず、そのために、減圧脱泡槽１１６で脱泡処理できる溶融ガラスＧの流量にも限界が生じ、大流量の減圧脱泡装置を構築できないという問題があった。
【０００７】
そこで、図５に示す従来の減圧脱泡装置１１０において、減圧脱泡槽１１６を緻密質耐火物製炉材、特に電鋳耐火物製炉材で構成することによって、装置の大型化、脱泡処理量の大流量化を図ることが考えられる。
しかし、溶融ガラスの大流量化を図り、所望の減圧脱泡処理を行うには、各種の要因変動（例えば脱泡処理を行う溶融ガラスＧの流量の変動や溶解炉内の溶融ガラスＧの温度低下によって生じる溶融ガラスＧ内に溶存するガス成分の濃度の変動や減圧された減圧脱泡槽の圧力の変動等の各種の要因の変動）を考慮して、溶融ガラスＧに混入する気泡を所望の範囲内で減圧脱泡することのできるように、減圧脱泡槽１１６内の溶融ガラスＧの液表面を上部空間１１６ｓと広い範囲で接触させることが必要である。そして、溶融ガラスＧの液表面を上部空間１１６ｓと広く接触させるには、減圧脱泡槽１１６の底面積を広くしなければならない。
【０００８】
また、減圧脱泡槽１１６の底面積を広くするには、溶融ガラスＧの流下する減圧脱泡槽１１６の流路を長手方向に長くし、または、減圧脱泡槽１１６の流路の横幅を広げる必要がある。しかし、長手方向に長い従来の減圧脱泡槽１１６の流路をさらに長くすると、長手方向の熱膨張をさらに大きくし、流路の破損の原因となって寿命を縮める。また、流路全体が長くなるので、減圧脱泡槽１１６を所定の高さに維持する設備も大型化する。そのため、減圧脱泡槽１１６の流路を長手方向に延ばすよりも、横幅方向に流路の幅を一様に広げる方が好ましい。
つまり、大流量の溶融ガラスＧに対して所望の減圧脱泡処理を行うには、緻密質耐火物製レンガを用い、減圧脱泡槽１１６の流路の横幅を広くすることで達成できるものと考えられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記理由から減圧脱泡槽１１６の流路の横幅を一様に広げた場合、減圧脱泡槽１１６から下降管１２０に導出される減圧脱泡槽１１６の流路の下流部の溶融ガラスＧには、流下速度が局所的に低下する部分が生じることが予想される。このような場合、流下速度が低下する局所的部分の溶融ガラスＧは、他の部分の溶融ガラスＧに比べて減圧脱泡槽１１６内に長い時間滞在するため、その間に軽元素、例えばナトリウム（Ｎａ）等を蒸発させ、溶融ガラスＧの組成が局所的に変わってしまう。その結果、下降管１２０より導出されて最終製品となった板ガラス等は、屈折率が部分的に異なり透視像を歪ませるいわゆるリームの悪化に繋がり、品質の劣化にいたるといった問題が発生する。
【００１０】
また、減圧脱泡槽１１６の流路の横幅を一様に広げた場合、流路の横幅方向に目地の存在しない一体物の緻密質耐火物製レンガ、つまり横幅が１ｍもある緻密質耐火物製レンガを作ることは困難であるため、流路の横幅方向に複数の緻密質耐火物製レンガを組み合わせなければならい。そのため、減圧脱泡槽の流路を形成する天井部や底部や両側壁部に目地が不可避的に存在する。このような目地のうち、特に天井部や底部が両側壁部と接続される部分の目地は、熱上げ中および使用時に生じる緻密質耐火物製レンガの熱膨張によって容易に開くことが予想される。目地が一端開くと、開いた目地は溶融ガラスＧによる侵蝕が激しくなるとともに、開いた目地から気泡が激しく発生し、溶融ガラスＧ内に混入する。しかも、この気泡は減圧脱泡処理で減圧脱泡されるほどの大きさに成長しないため、溶融ガラスＧ内に気泡を多数混入させたまま、細かな砂利とともに減圧脱泡槽１１６および下降管１２０を通じて導出される。その結果、ガラス製品としての品質を劣化させてしまうといった問題が発生する。
このように、大流量の溶融ガラスＧを減圧脱泡処理するために、減圧脱泡槽の流路の横幅を広くした場合、上記の問題が新たに発生する。
【００１１】
そこで、本発明の目的は上記問題点を解決することにあり、本発明の第１の目的は、大流量の溶融ガラスを減圧脱泡処理するために、減圧脱泡槽の流路の横幅を広げた大型の減圧脱泡装置であっても、流下する溶融ガラスの流下速度が局所的に低下する部分がなく減圧脱泡されて均質な溶融ガラスを得ることのできる溶融ガラスの減圧脱泡装置を提供することにある。さらに、本発明の第２の目的は、大流量の溶融ガラスを減圧脱泡処理するために、減圧脱泡槽の流路の横幅を広げた大型の減圧脱泡装置であっても、減圧脱泡槽の流路の両側壁部が天井部や底部と接続されてできる緻密質耐火物製レンガの目地を開かせず、所望の減圧脱泡処理をすることができる溶融ガラスの減圧脱泡装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明の第１の態様は、真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジングと、
この減圧ハウジング内に設けられ、溶融ガラスを流下して減圧脱泡を行う減圧脱泡槽と、
この減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡前の溶融ガラスを吸引上昇させて前記減圧脱泡槽に導入する上昇管と、
前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡された溶融ガラスを前記減圧脱泡槽から下降させて導出する下降管とを具備し、
前記減圧脱泡槽は、減圧脱泡された溶融ガラスを前記下降管に下降させる下流部の流路の内幅を、前記上昇管から溶融ガラスを導入する上流部の流路の内幅に比べて狭くなるよう構成されており、前記減圧脱泡槽の流路の内幅が縮小する流路部分に前記溶融ガラスとともに流下する気泡をせき止めるスキマーを有するものであり、
前記減圧脱泡槽の下流部の流路の内幅は、前記減圧脱泡槽の上流部の流路の内幅の２／３倍以下であること特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置を提供するものである。
【００１３】
ここで、前記減圧脱泡槽は、緻密質耐火物製レンガを組んで構成され、または白金合金で構成されることが好ましい。
また、前記減圧脱泡槽は、矩形断面形状の流路を形成するための、前記緻密質製耐火物製レンガを組んで構成される天井部、底部および両側壁部を有し、この両側壁部と接続される前記天井部および前記底部の前記緻密質耐火物製レンガは、前記両側壁部の前記緻密質耐火物製レンガを組み込むための切り欠き部を有することが好ましい。
前記減圧脱泡槽の前記両側壁部の外側に、前記両側壁部の緻密質耐火物製レンガを外側から固定する固定手段を有することが好ましく、前記減圧脱泡槽の前記両側壁部の少なくとも一方の外側に設けられる前記固定手段はジャッキであって、減圧脱泡処理開始前に減圧ハウジング外部から調整された後、前記ジャッキの前記減圧ハウジングに接続する部分を溶接して固定されるとともに、減圧ハウジング内の気密性を確保することが好ましい。
また、前記減圧脱泡槽における溶融ガラスの流量は、２０トン／日以上であることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の態様の溶融ガラスの減圧脱泡装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
【００１６】
図１に、本発明の第１の態様の溶融ガラスの減圧脱泡装置の一実施例の概略断面図を示す。図１に示すように、減圧脱泡装置１０は、溶解槽２０内の溶融ガラス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もので、基本的に、減圧ハウジング１２、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８を有する。
減圧ハウジング１２は、減圧脱泡槽１４の気密性を確保するためのものであり、略門型に形成され、本体部１２ａと、上昇管収容部１２ｂと、下降管収容部１２ｃとを有する。この減圧ハウジング１２は、減圧脱泡槽１４に必要とされる気密性およ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、金属製、特にステンレス製とするのが好ましい。このような減圧ハウジング１２は、外部から真空ポンプ（図示せず）等によって真空吸引され、内部が減圧され、内設される減圧脱泡槽１４内を所定の圧力、例えば１／２０〜１／３気圧の減圧状態に維持するように構成される。
【００１７】
減圧ハウジング１２の本体部１２ａ内には減圧脱泡槽１４が設けられる。また、減圧脱泡槽１４の左端部には上昇管１６が連通され、減圧脱泡槽１４の右端部には下降管１８が連通される。なお、上昇管１６および下降管１８の主要部分はそれぞれ減圧ハウジング１２の上昇管収容部１２ｂ、下降管収容部１２ｃ内に収容され、上昇管１６および下降管１８の下端部分は減圧ハウジング１２外に延出するようにして設けられる。
【００１８】
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は緻密質耐火物である電鋳耐火物が用いられる。すなわち、減圧脱泡装置１０における溶融ガラスＧと直接接触する主要部分を緻密質耐火物製レンガである電鋳耐火物製レンガ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、従って自由な形状で、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。
電鋳耐火物としては、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を使用すればよい。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 Ｏ3 ）系電鋳耐火物、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）系電鋳耐火物、アルミナ−ジルコニア−シリカ（Ａｌ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 −ＳｉＯ2 ）系電鋳耐火物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−Ｇ）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）製）等を用いるのが好ましい。
本実施例では電鋳耐火物製レンガを用いるが、電鋳耐火物製レンガに制限されず、緻密質焼成耐火物製レンガを用いてもよい。
緻密質焼成耐火物としては、緻密質アルミナ系耐火物、緻密質ジルコニア−シリカ系耐火物、および緻密質アルミナ−ジルコニア−シリカ系耐火物の少なくとも１種の緻密質焼成耐火物であることが好ましい。
【００１９】
減圧脱泡装置１０は、電鋳耐火物製レンガを組み上げて減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の各流路を形成するが、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の流路の断面形状はレンガを自由に組み上げて種々の形状とすることができる。この形状は少なくとも筒状であれば特に限定されず、例えば、その断面形状は円状のみならず矩形状であってもよい。減圧脱泡装置１０においては、上昇管１６および下降管１８の流路は断面形状を円状としており、減圧脱泡槽１４の流路は矩形状としている。断面形状を矩形状とすることで、円状とした場合に比べ、その断面形状に起因して、より大流量の溶融ガラスＧの減圧脱泡処理ができるからである。
【００２０】
また、上昇管１６の下端であって、上流案内ピット２２内の溶融ガラスＧに浸漬させる部分や、下降管１８の下端であって下流案内ピット２４内の溶融ガラスＧに浸漬させる部分については、特に溶融ガラスＧと大気との界面が存在することから、この界面近傍においては反応性に富み、特に電鋳耐火物では界面部分や目地部分の劣化が進行しやすい。従って、上昇管１６の下端部および下降管１８の下端部は、白金または白金合金で作製するのが好ましい。
【００２１】
減圧脱泡槽１４の周囲には減圧脱泡槽１４を被覆する断熱用の耐火レンガ２６（以下、断熱レンガ２６とする）が配設され、上昇管１６および下降管１８の周囲にもそれぞれを被覆する断熱レンガ２６が配設される。
断熱レンガ２６としては、公知の種々のレンガを使用すればよく、特に限定されない。このように配設された断熱レンガ２６は、その外側が減圧ハウジング１２に覆われることにより減圧ハウジング１２内に収容される。
なお、減圧ハウジング１２の外壁面の温度は、断熱レンガ２６によってできるだけ減圧ハウジング１２に伝達される熱を遮断して、できるだけ低温、例えば１００℃程にするのが好ましい。
【００２２】
さて、本発明の特徴である減圧脱泡槽１４について説明する。
図２は、図１に示す減圧脱泡装置１０のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
図２に示されるように、上昇管１６から減圧脱泡槽１４内へ溶融ガラスＧが導入される流入口１６ａを有する減圧脱泡槽の上流部の流路の内幅Ｈ１は、従来の同規模の減圧脱泡装置１１０の減圧脱泡槽１１６の流路の内幅より広い。このため、溶融ガラスＧ内の気泡を減圧脱泡するために必要な上部空間１４ｓと接触する溶融ガラスＧの液表面の面積を広くする。
一方、溶融ガラスＧが下降管１８に導出される流出口１８ａを有する減圧脱泡槽１４の下流部の流路の内幅Ｈ２は、従来の同規模の減圧脱泡装置１１０の流路の内幅と略同程度の横幅である。つまり、減圧脱泡槽１４の下流部の流路の内幅Ｈ２は、減圧脱泡槽１４の上流部の流路の内幅Ｈ１に比べて狭くなっている。
【００２３】
このような減圧脱泡槽１４の流路では、流路の内幅の広い上流部から流路の内幅の狭い下流部に向って溶融ガラスＧが流れるため、出口の狭い流出口１８ａを通って下降管１８に導出される減圧脱泡槽１４の下流部においても、気泡の浮上により活発に溶融ガラスＧが動く上流部と同様に溶融ガラスＧのよどむことのない一様な流れを得ることができる。つまり、溶融ガラスＧの流下速度が局所的に低下する部分が存在せず、下降管１８よりスムーズに導出される。下降管１８よりスムーズに導出された溶融ガラスＧは、減圧脱泡槽１４内において停滞した部分を有さず、減圧脱泡槽１４内を通過する時間に顕著な偏りがないため、溶融ガラスＧの組成がばらつくことはない。そのため、最終製品となった板ガラス等は、組成の変化によって屈折率が部分的に変化して透視像が大きく歪むリームの悪化に至ることがなく、板ガラス等の品質の均質化が達成される。また、減圧脱泡槽１４内の下流部の流路の内幅Ｈ２を上流部の流路の内幅Ｈ１より狭くすることによって、下流部での溶融ガラスＧの温度の低下、溶融ガラスＧの粘度の増加により流下速度が極端に低下することを防止することができる。
なお、減圧脱泡槽１４の下流部の流路の内幅Ｈ２は、前記減圧脱泡槽の上流部の流路の内幅Ｈ１の２／３倍以下であれば、上記リームの悪化をより効果的に防止することができる。
また、減圧脱泡槽１４内で溶融ガラスＧが上部空間１４ｓと接触する面積が広がるため、溶融ガラスＧの流量を２０トン／日以上としても所望の減圧脱泡処理ができる。
【００２４】
減圧脱泡槽１４の下流部の流路の内幅を狭くする位置は、特に制限的ではないが、流路内幅を狭くした位置に減圧脱泡によって発生する気泡を止めるスキマー２８が設けられる。減圧脱泡槽１４の上流部から溶融ガラスＧが流下しつつ、溶融ガラスＧ内から浮上した気泡が溶融ガラスＧの液表面で破泡せず浮遊したまま流出口１８ａを通って下降管１８から導出されないようにするためである。
また、減圧脱泡槽１４の流路の内幅を上流部から下流部に沿って徐々に狭くしてもよい。
また、減圧脱泡槽１４の流路の深さを上流部から下流部に沿って徐々に浅くしてもよいし、ステップ状に浅くしてもよい。
また、減圧脱泡槽１４の流路の断面積を上流部から下流部に向かって徐々に、または急に小さくしてもよい。
【００２５】
また、減圧脱泡槽１４は、電鋳耐火物製レンガを組み上げて構成されるが、この電鋳耐火物製レンガを組み上げて得られる減圧脱泡槽１４は以下のような特徴を有する。なお、図３には減圧脱泡槽１４の構成部分を示しているが、理解が容易にできるように、減圧脱泡槽１４を構成する各部分を、各部分毎に分離して図示したものである。
【００２６】
減圧脱泡槽１４は、左右両側の側壁部１４ａ、天井部１４ｂ、底部１４ｃ、端面１４ｄおよび端面１４ｅを有し、電鋳耐火物製レンガで組み上げられる。
これらの左右両側の側壁部１４ａ、天井部１４ｂおよび底部１４ｃによって囲まれる内部空間が、減圧脱泡槽１４内を溶融ガラスＧが流下する流路を形成する。
側壁部１４ａは、減圧脱泡槽１４の高さ方向に目地のない一体物の電鋳耐火物製レンガを長手方向に組み上げて得られ、天井部１４ｂおよび底部１４ｃは、横幅方向に複数の電鋳耐火物製レンガを組むとともに長手方向にも組み上げて得られる。
また、左右両側の側壁部１４ａは、天井部１４ｂおよび底部１４ｃに設けられた所定の位置に組み込まれる。つまり、左右両側の側壁部１４ａと接続される天井部１４ｂおよび底部１４ｃの電鋳耐火物製レンガは、側壁部１４ａの電鋳耐火物製レンガを組み込むための切り欠き部１５ａ、１５ｂを有し、この切り欠き部１５ａおよび１５ｂに、左右両側の側壁部１４ａの対応する電鋳耐火物製レンガが外側から組み込まれる。
【００２７】
組み込まれた側壁部１４ａの外側から、図４に示されるようにジャッキ３０等の固定手段を用い、側壁部１４ａと天井部１４ｂおよび底部１４ｃとの接触部分の目地が開くことのないように締めつける。
この締めつけは、図４に示すように、側壁部１４ａの外側に板材３４を設け、その外側から他端を外部荷重受け等に固定されたジャッキ３０を当て、一方ジャッキ３０を当てた側と反対の側壁部１４ａは、板材３４、ロッド３６を介して外部荷重受け等に固定され、ジャッキ３０を調整することによって行われる。なお、図４に示す例では、ジャッキ３０およびロッド３６を高さ方向に異なる位置で２カ所ずつ長手方向に７カ所ずつ、減圧脱泡槽１０の左右両側の側壁部１４ａを板材３４を介して締めつけるが、その締めつけ位置およびその箇所は制限的でない。
【００２８】
また、長手方向についても、図１に示されるように、熱膨張によって端面１４ｄおよび端面１４ｅが天井部１４ｂおよび底部１４ｃと接続される部分の目地が開かないように、端面１４ｄおよび端面１４ｅの外側からジャッキ３２等の固定手段を用いて締めつける。
この長手方向の熱膨張の締めつけは、図１に示すように、側壁部１４ｅの外側に板材４０を設け、その外側から他端を外部荷重受け等に固定されたジャッキ３２を当て、一方ジャッキ３２を当てた側と反対の側壁部１４ｄは、板材３８、ロッド４２を介して外部荷重受け等に固定され、ジャッキ３２を調整することによって行われる。
図１および図２の例では、ジャッキ３２およびロッド４２を高さ方向に異なる位置で２カ所ずつ横幅方向に２カ所ずつ、減圧脱泡槽の端面１４ｄおよび１４ｅを板材３８および４０を介して締めつけるが、その締めつけ位置およびその箇所は制限的でない。
【００２９】
板材３４、板材３８および板材４０の材質は、制限的ではないが、耐熱性の点から焼成耐火物製レンガを用いることが好ましい。一例として、アルミナ−ジルコニア−シリカ（Ａｌ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 −ＳｉＯ2 ）系焼成耐火物製レンガが挙げられる。ロッド３６およびロッド４２は、強度や耐蝕性の点からステンレス製とするのが好ましい。
また、ジャッキ３０およびジャッキ３２は、減圧脱泡処理開始前の熱上げ中に調整され、減圧開始前に溶接されて固定され、さらに、減圧ハウジング１２内の気密性を保ち減圧を可能とする。
【００３０】
従来の減圧脱泡槽１１６のように流路の横幅がそれほど広くない場合、例えば４０ｃｍの流路幅を有する減圧脱泡槽１１６では、断面形状が略コの字状のチャンネルブロック、すなわち、溶融ガラスＧと直接接触する底部および両側壁部に目地が存在しない一体化したブロックを用いることができる。そのため、高温の溶融ガラスＧに接触して熱せられ熱膨張を生じたとしても、溶融ガラスＧにより侵蝕され易い目地がないため、目地から気泡が激しく発生することもなく、溶融ガラスＧ内に目地の侵蝕に基づく細かな砂利を混入させることもない。
【００３１】
しかし、上述したように大流量の溶融ガラスＧの減圧脱泡処理のために減圧脱泡槽１４の流路の内幅を、例えば１ｍ以上にする場合、目地の存在しない横幅が１ｍを超える一体物の電鋳耐火物製レンガを使用することが好ましいが、このような電鋳耐火物製レンガを製造することは困難である。そのため、複数の電鋳耐火物製レンガで横幅方向に組み上げる必要がある。その結果、両側壁部、底部および天井部がお互いに接続される部分には目地が不可避的に存在する。特に、溶融ガラスＧの高温にさらされて生じた熱膨張によって、減圧脱泡槽１４の側壁部１４ａと底部１４ｃまた側壁部１４ａと天井部１４ｂの接続部分の目地は最も開き易い。これらの目地が開くと、開いた目地から気泡が激しく発生し溶融ガラスＧ内に混入し、溶融ガラスＧによる侵蝕の核となって侵蝕を進ませ、さらに砂利を混入させてしまう。
【００３２】
そのため、気泡の発生原因であり、溶融ガラスＧによる炉材の侵蝕のもとなり、さらに砂利の混入の原因ともなる側壁部１４ａと底部１４ｃの接続部分の目地や側壁部１４ａと天井部１４ｂの接続部分の目地を締めつけて目地の開きを抑制するジャッキ３６等の固定手段を両側壁部１４ａの外側に配置する。
また、底部１４ｃおよび天井部１４ｂが側壁部１４ａと接続される底部１４ｃおよび天井部１４ｂの接続部分の電鋳耐火物製レンガには、両側壁部１４ａの電鋳耐火物製レンガが組み込まれ、この組み込まれた両側壁部１４ａが外側から容易に締めつけられるように、切り欠き部１５ａおよび１５ｂを有する。この切り欠き部１５ａおよび１５ｂに側壁部１４ａが左右から組み込まれるので、ジャッキ３０等を用いて外側から側壁部１４ａに力を加えることによって、側壁部１４ａと底部１４ｃの接続部分の目地や側壁部１４ａと天井部１４ｂの接続部分の目地を簡単に締めつけることができる。
このように、熱膨張に起因して開き易い目地を、左右両側の側壁部１４ａの外側から固定手段を用いて締めつけることで、目地の開きを抑制することができ、大流量の溶融ガラスＧの減圧脱泡処理を可能とする。
また、締めつけは、横幅方向のみならず、長手方向にも締めつけるので、減圧脱泡槽１０の流路の横幅が変化する部分の目地が特に開くこともない。
【００３３】
また、底部１４ｃは、減圧脱泡槽１４の底面形状を所望の形状に組み上げるため、横幅方向に２個以上の電鋳耐火物製レンガを組んで構成される。２個以上の電鋳耐火物製レンガを用いて組むため、横幅方向に目地が不可避的に存在するものの、これらの目地は、上記側壁部１４ａと底部１４ｃとの接続部分にできる目地に比べて目地の開きが小さく、気泡の発生の原因とならず、溶融ガラスＧによる侵蝕の核ともならず、さらに砂利の混入の原因となることもない。
一方、減圧脱泡槽１４の天井部１４ｂも、図４に示されるように、概略、横幅方向に２個以上の電鋳耐火物製レンガを組んで構成され、横幅の広い減圧脱泡槽１４の上流部の天井部１４ｂは、３個の電鋳耐火物製レンガを横幅方向に組んで構成される。この３個の電鋳耐火物製レンガで構成される天井部１４ｂの中央に位置する電鋳耐火物製レンガ１４ｂ1 は、その横幅が上方に迫り出す迫構造となっているため、天井部１４ｂを構成する電鋳耐火物製レンガ１４ｂ1 が落下することはない。
【００３４】
本発明の第１の態様に係る溶融ガラスの減圧脱泡装置の一実施例である大型の減圧脱泡装置１０は、基本的に以上のように構成されるが、減圧脱泡槽の下流部の流路の内幅を、上流部の流路の内幅に比べて狭くする本発明を、白金合金を減圧脱泡槽に用いた減圧脱泡装置に適用することも可能である。
次に減圧脱泡装置１０の作用について説明する。
【００３５】
まず、減圧脱泡装置１０の運転を開始するに先立って、予め流路の内面を高熱に予熱する。上昇管１６、減圧脱泡槽１４および下降管１８の流路表面が高温の溶融ガラスＧと直接接触するため、溶融ガラスＧが流路表面で冷やされると、溶融ガラスＧの粘度が高くなり、流れが停滞する他、粘度が高くなるため減圧脱泡効果も十分に発揮されないおそれが生じるためである。
【００３６】
予め流路内面を高熱に予熱して熱上げをすると、電鋳耐火物製レンガは熱膨張し、特に長手方向および横幅方向に大きく膨張する。その結果、側壁部１４ａと底部１４ｃとの接続部分の目地、また、側壁部１４ａと天井部１４ｂとの接続部分の目地が大きく開く。そのため、熱上げ中および熱上げが完了した後、ジャッキ３２を用いて、目地が閉じるように長手方向の熱膨張を押えて調整し、またジャッキ３０を用いて、目地が閉じるように横幅方向の熱膨張を押えて調整する。調整後、減圧ハウジング１２の内部が減圧可能なように、気密性を保持すべく、減圧ハウジング１２を貫通するジャッキ３０やジャッキ３２やロッド３６やロッド４２の隙間を溶接固定して密封する。
これによって、側壁部１４ａおよび底部１４ｃの目地また、側壁部１４ａと天井部１４ｂの目地が大きく開くことはない。
【００３７】
熱上げ作業やジャッキ３０等の調整、固定作業の後、溶解槽２０内の溶融ガラスＧを図示しないバイパスを開放して上流案内ピット２２から下流案内ピット２４内に導入する。溶融ガラスＧの液面が所定のレベルに達すると、図示しない真空ポンプを作動して、減圧ハウジング１２内を吸引口１２ｄから真空引きして、従って減圧脱泡槽１４内を吸引孔１４ｆおよび１４ｇから真空引きして、減圧脱泡槽１４内を１／２０〜１／３気圧に減圧する。
その結果、溶融ガラスＧが上昇管１６および下降管１８内を上昇し、減圧脱泡槽１４内に導入され、溶解槽２４と減圧脱泡槽１４との溶融ガラスＧのレベル差が所定値となるまで吸引する。減圧脱泡槽１４内に所定の深さまで満たされ、真空引きされた上部空間１４ｓが形成される。この後に、バイパスが閉止される。
【００３８】
立ち上げが終了すると、溶融ガラスＧは、溶解槽２０から上流案内ピット２２を経由し、上昇管１６内を上昇して、減圧脱泡槽１４内に導入される。そして溶融ガラスＧは、減圧脱泡槽１４内を流下する間に、所定の減圧条件下、以下のように脱泡処理される。
すなわち、減圧脱泡槽１４の流路内では、上昇管１６から導入された溶融ガラスＧ中の気泡は、当初径の小さな気泡、例えば径が０．２ｍｍ程度であるが、溶融ガラスＧが減圧脱泡槽１４内を流下する間に、溶融ガラスＧ内に溶存する二酸化炭素（ＣＯ2 ) や窒素（Ｎ2 ）等のガス成分を気泡内に取り込み、気泡は成長し、例えば径が５〜１０ｍｍ程度となり、溶融ガラスＧ中を浮上する。溶融ガラスＧの液表面に浮上した気泡は破泡し、破泡した気泡内に含まれたガス成分は真空ポンプによって除去される。また破泡せず浮遊する気泡は、スキマー２８によって堰止められる間に破泡する。こうして、流下する溶融ガラスＧ内から気泡が除去される。
このようにして、脱泡処理された溶融ガラスＧは、減圧脱泡槽１４内から下降管１８に導出され、下降管１８内を下降して下流案内ピット２４内に導入され、下流案内ピット２４から、図示しない次の処理槽（例えば成形処理槽）に導出される。
【００３９】
以上、本発明の第１の態様では、所定の条件下減圧脱泡処理を行う減圧脱泡槽１４の流路の底面積は従来の減圧脱泡装置１１０の流路の底面積に比べて広いため、溶融ガラスＧが上部空間１４ｓと接触する面積も従来の減圧脱泡装置１１０の接触する面積より広い。そのため、２０トン／日以上の大流量の溶融ガラスＧを減圧脱泡処理を行う場合、減圧脱泡処理を行う溶融ガラスＧの流量条件を変えて処理する流量が増加しても、また、溶解炉内の溶融ガラスＧの温度が低下して溶融ガラスＧ内に溶存するガス成分の濃度がたとえ増加しても、溶融ガラスＧ内の気泡を十分に減圧脱泡することができる。
また、減圧脱泡槽１４の下流部の流路の内幅Ｈ２は、減圧脱泡槽１４の上流部の流路の内幅Ｈ１に比べて狭いため、減圧脱泡槽１４の流出口１８ａを経て下降管１８から導出される減圧脱泡槽１４の下流部の溶融ガラスＧの流れは、流下速度が局所的に低下する部分がなく、一様な流れの下に流出口１８ａを経て下降管１８より導出される。そのため、下降管１８より導出されて最終製品となった板ガラス等は、組成が部分的に変化することはなく、屈折率が部分的に変化して透視像が大きく歪むいわゆるリームの悪化に繋がることもない。
【００４０】
一方、本発明の第２の態様は、本発明の第２の目的を達成するものである。
第２の目的を達成するためには、本発明の第1 の態様のように必ずしも減圧脱泡槽の下流部の流路の内幅を上流部に比べて狭くする必要はなく、その断面構造を溶融ガラスの流下する長手方向の全長にわたって図４に示す同一構造とすればよい。
そして、前述したように、両側壁部を固定手段によって各々の側壁部の外側から熱膨張に起因して開き易い目地を締めつけることにより、減圧脱泡槽の流路の横幅を広げても、目地の開きを抑制することができ、大流量の溶融ガラスＧの減圧脱泡処理を可能とする効果を有する。
【００４１】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【００４２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、減圧脱泡槽の流路を流下して減圧脱泡された溶融ガラスが下降管から導出される減圧脱泡槽の下流部の流路の内幅を、上昇管から溶融ガラスが導入される減圧脱泡槽の上流部の流路の内幅に比べて狭くし、減圧脱泡槽の下流部の流路の内幅を、減圧脱泡槽の上流部の流路の内幅の２／３倍以下としているので、減圧脱泡槽内で、局所的に溶融ガラスの流下速度が低下する部分はなく、溶融ガラスが減圧脱泡槽内を流下する時間も均一化するので、流下時間のばらつきに起因して生じる溶融ガラスの組成変化もなく、その結果、組成の均一な大流量の溶融ガラスを得ることができる。
また、流路内幅を狭くした位置に減圧脱泡によって発生する気泡を止めるスキマーを設けることにより、減圧脱泡槽の上流部から溶融ガラスが流下しつつ、溶融ガラス内から浮上した気泡が溶融ガラスの液表面で破泡せず浮遊したまま下降管から導出されない。
さらに、減圧脱泡槽の側壁部は、天井部および底部の電鋳耐火物製レンガに設けられた切り欠き部に組み込まれ、側壁部の外側から側壁部の電鋳耐火物製レンガを固定手段によって締めつけて固定されるため、熱膨張により目地が開くことはなく、したがって、開いた目地から減圧脱泡することの困難な小さな気泡を発生させることはなく、気泡の混入しない大流量の溶融ガラスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の減圧脱泡装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】  図１に示される減圧脱泡装置におけるＡ−Ａ’線に沿う概略断面図である。
【図３】  図１に示される減圧脱泡装置の減圧脱泡槽の各部分を分解して説明する説明図である。
【図４】  図２に示される減圧脱泡装置におけるＢ−Ｂ’線に沿う概略断面図である。
【図５】  従来の減圧脱泡装置の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０、１１０  減圧脱泡装置
１２、１１４  減圧ハウジング
１２ａ  本体部
１２ｂ  上昇管収容部
１２ｃ  下降管収容部
１２ｄ、１１４ｃ  吸引口
１４  減圧脱泡槽
１４ａ  側壁部
１４ｂ  天井部
１４ｃ  底部
１４ｄ、１４ｅ  端面
１４ｆ、１４ｇ、１１６ａ、１１６ｂ  吸引孔
１４ｓ、１１６ｓ  上部空間
１５ａ、１５ｂ  切り欠き部
１６、１１８  上昇管
１６ａ  流入口
１８、１２０  下降管
１８ａ  流出口
２０、１１２  溶解槽
２２、１２２  上流案内ピット
２４、１２４  下流案内ピット
２６、１２６  断熱レンガ
２８  スキマー
３０、３２  ジャッキ
３４、３８、４０  板材
３６、４２  ロッド
Ｇ  溶融ガラス
【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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