(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、
溶融ガラスの減圧脱泡を行う前記減圧ハウジング内で複数の耐火物製レンガを組み合わせて構成される減圧脱泡槽と、
この減圧脱泡槽に前記減圧ハウジング内で連通して設けられ、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、複数の耐火物製レンガを組み合わせて構成される上昇管と、
前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡後の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽から下降させて導出する、複数の耐火物製レンガを組み合わせて構成される下降管と、
前記上昇管、前記下降管および前記減圧脱泡槽の少なくとも一つの熱膨張を吸収する熱膨張吸収手段とを有し、
前記熱膨張吸収手段が、熱膨張によって生じる水平に配置した前記減圧脱泡槽の鉛直方向の変形を、その変形量に応じて前記減圧脱泡槽を少なくとも部分的に昇降して吸収する昇降装置を有する溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項２】
前記熱膨張吸収手段が、前記減圧脱泡槽の流路の長さ方向の熱膨張を、前記減圧脱泡槽の流路の長さ方向に前記減圧脱泡槽を少なくとも部分的に自由にスライドして吸収する前記減圧脱泡槽の流路の長さ方向のスライド機構を有する請求項１に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項３】
前記熱膨張吸収手段が、前記上昇管、前記下降管および前記減圧脱泡槽の少なくとも一つの周りにセラミック繊維を充填して、前記上昇管、前記下降管および前記減圧脱泡槽の少なくとも一つの流路周りの熱膨張を吸収する、熱膨張吸収層を有する請求項１または２に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項４】
真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジングと、
溶融ガラスの減圧脱泡を行う前記減圧ハウジング内で複数の耐火物製レンガを組み合わせて構成される減圧脱泡槽と、
この減圧脱泡槽に前記減圧ハウジング内で連通して設けられ、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、複数の耐火物製レンガを組み合わせて構成される上昇管と、
前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡後の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽から下降させて導出する、複数の耐火物製レンガを組み合わせて構成される下降管と、
前記上昇管、前記下降管および前記減圧脱泡槽の少なくとも一つの熱膨張を吸収する熱膨張吸収手段とを有し、
前記熱膨張吸収手段が、前記上昇管、前記下降管および前記減圧脱泡槽の少なくとも一つの周りにセラミック繊維を充填して、前記上昇管、前記下降管および前記減圧脱泡槽の少なくとも一つの流路周りの熱膨張を吸収する、熱膨張吸収層を有する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に関する。
【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２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２に示す減圧脱泡装置１１０は、溶解槽１２０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１１２内に設けられ、減圧ハウジング１１２と共に減圧される減圧脱泡槽１１４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１１６および下降管１１８が配置されており、上昇管１１６の下端は、溶解槽１２０に連通する上流側ピット１２２の溶融ガラスＧ内に浸漬されており、下降管１１８の下端は、同様に、次の処理槽（図示せず）に連通する下流側ピット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１１４は、図示しない真空ポンプによって真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジング１１２内におおむね水平に設けられ、減圧ハウジング１１２と共に減圧脱泡槽１１４の内部が１／３〜１／２０気圧に減圧されているので、上流側ピット１２２内の脱泡処理前の溶融ガラスＧは、上昇管１１６によって吸引上昇されて減圧脱泡槽１１４に導入され、減圧脱泡槽１１４内で減圧脱泡処理が行われた後、下降管１１８によって下降させて下流側ピット１２４に導出される。
減圧脱泡槽１１４の上部には、減圧ハウジング１１２を図示しない真空ポンプ等によって吸引口１１２ｃから真空吸引することによって、減圧脱泡槽１１４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１１２と連通する吸引孔１１４ａ、１１４ｂが設けられている。
【０００４】
減圧ハウジング１１２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１１４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。
この減圧ハウジング１１２内の減圧脱泡槽１１４、上昇管１１６および下降管１１８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１３０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１１４、上昇管１１６および下降管１１８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管路は、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】
ここで、これら減圧脱泡槽１１４、上昇管１１６および下降管１１８などの溶融ガラスの管路を白金または白金合金などの貴金属製円管で構成するのは、これら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からである。
【０００７】
ところで、減圧脱泡槽１１４を貴金属製円管で構成する場合には、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円管の直径には限界があり、円管の直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１１４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。
【０００８】
また、溶融ガラスＧは、粉体の原料を溶解反応させることによって得られるので、溶解する際には、溶解槽１２０の温度は高い方が好ましく、また、減圧脱泡する際にも、高温では溶融ガラスＧの粘度が低くなるので、温度は高い方が好ましい。しかしながら、高温強度の点などから減圧脱泡槽１１４などに貴金属合金を用いる必要がある一方で、貴金属は高価なものであり、コストの点から円管の肉厚をあまり厚くすることはできず、白金などの貴金属を用いたとしても高温になるにしたがって強度が低下することは避けられないので、減圧脱泡装置１１０の入口での溶融ガラスＧの温度は、前述した所定温度（１２００〜１４００℃）に制限されていた。
【０００９】
従って高温溶融ガラスの管路を白金で構成すると、厚みが薄い白金が損耗していずれは穴があくことを設計段階から考慮しておかねばならず、ガラス製品の生産を一時中止して、白金の修理や更新を短時間で行える設備としておかねばならない。公知の減圧脱泡装置の白金製管路（減圧槽・上昇管・下降管）は一体化されたものであるから、管路を修理更新する場合には、減圧条件を解除して減圧槽・上昇管・下降管の内部のガラスをすべて払い出し、その後に減圧装置全体を常温まで下げ、しかる後白金を修理や更新する必要があった。この際に溶融ガラスと縁を切る位置としては、上昇管や下降管の下端が妥当であり、特に、上昇管や下降管を修復する際には下方の高温ガラス溜りから管を引き離すために減圧脱泡装置全体を少なくとも１メートル程度は吊り上げる構造としておく必要があった。しかし大型で重量が非常に重く、かつ運転中は高温減圧条件下に置かれる頑丈な構造の減圧脱泡装置１１０全体を上下動することは、非常に困難で危険を伴う作業であった。
【００１０】
このように、高温反応性の低い白金や白金ロジウムは高価であるため、装置の大型化がコストの面から困難であり、たとえ大型化しても円管の肉圧は十分に厚くできず、そのため熱に対する強度が保てないため、温度を高くできず、溶融ガラスの粘性を小さくして脱泡効果を十分に発揮することが難しく、また、肉圧は十分に厚くできないため、作業の困難な修理や更新を考慮する必要があり、装置の大型化および大流量化は実用上困難である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、コスト低減の点から、図２に示す従来の減圧脱泡装置１１０の減圧脱泡槽１１４、上昇管１１６および下降管１１８の管路を高価な白金等の貴金属に替えて安価な炉材で構成することによって、装置の大型化、脱泡処理量の増大を図ることが考えられる。
しかしながら、炉材の大型化には限界が有り、減圧脱泡槽１１４、上昇管１１６や下降管１１８をそれぞれ１個の炉材で製作するのは到底不可能である。このため、減圧脱泡装置１１０の減圧脱泡槽１１４、上昇管１１６および下降管１１８を炉材で構成するには、多数の炉材を組み合わせる必要があり、そのため、溶融ガラスと直接接触する管路にも炉材間を接合する目地部が不可避的に存在することになる。
【００１２】
ところが、このようなレンガの目地部に隙間ができないように目地材等を用いて減圧脱泡槽、上昇管および下降管の管路を慎重に組み上げても、減圧脱泡装置の上昇管、減圧脱泡槽および下降管の管路内表面は１２００℃〜１４００℃の高温の溶融ガラスに接触し、上昇管、減圧脱泡槽および下降管の管路は高温に熱せられるため、この熱によるレンガの熱膨張で管路の各部分に大きな熱歪みが生じることが判った。つまり、レンガの目地部に隙間が生じないように目地材等を用いてレンガを組んでも、溶融ガラスの高熱による熱膨張によって生じる熱歪みが大きいため、レンガの目地部に容易に隙間が生じ、その隙間から溶融ガラスの侵入を許し、管路の寿命を短くするほか、溶融ガラスが管路の外周を取り巻く断熱材と接触して断熱材の成分を溶出させ、最終的にガラスの品質を劣化させる問題が生じた。
【００１３】
そこで、本発明は、上記問題点を解消して、ガラスの品質の劣化や管路の破損の防止のために、熱上げ時の管路の熱膨張やそれに伴う熱歪みを吸収して、大流量の溶融ガラスを処理できる大型の実用的な減圧脱泡装置を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明第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、
溶融ガラスの減圧脱泡を行う前記減圧ハウジング内で複数の耐火物製レンガを組み合わせて構成される減圧脱泡槽と、
この減圧脱泡槽に前記減圧ハウジング内で連通して設けられ、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、複数の耐火物製レンガを組み合わせて構成される上昇管と、
前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡後の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽から下降させて導出する、複数の耐火物製レンガを組み合わせて構成される下降管と、
前記上昇管、前記下降管および前記減圧脱泡槽の少なくとも一つの熱膨張を吸収する熱膨張吸収手段とを有する溶融ガラスの減圧脱泡装置を提供するものである。
【００１５】
その際、前記熱膨張吸収手段が、熱膨張によって生じる水平に配置した前記減圧脱泡槽の鉛直方向の変形を、その変形量に応じて前記減圧脱泡槽を少なくとも部分的に昇降して吸収する昇降装置であることが好ましく、
また、前記熱膨張吸収手段が、前記減圧脱泡槽の流路の長さ方向の熱膨張を、前記減圧脱泡槽の流路の長さ方向に前記減圧脱泡槽を少なくとも部分的に自由にスライドして吸収する前記減圧脱泡槽の流路の長さ方向のスライド機構であることが好ましい。
また、前記熱膨張吸収手段が、前記上昇管、前記下降管および前記減圧脱泡槽の少なくとも一つの周りにセラミック繊維を充填して、前記上昇管、前記下降管および前記減圧脱泡槽の少なくとも一つの流路周りの熱膨張を吸収する、熱膨張吸収層であることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明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。
【００１７】
図１（ａ）は、本発明に係る減圧脱泡装置の一実施例の断面模式図を示している。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た減圧脱泡槽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。
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ある。
【００１８】
減圧ハウジング１２は、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）として機能するものであり、本実施例では、ほぼ門型に形成されて、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の全体を包み込むように構成され、さらに減圧ハウジング１２内部で、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の外側の領域に、溶融ガラスＧの高熱を遮断し、なおかつ減圧脱泡槽１４内の真空吸引の支障とならない通気性のある耐火物製レンガからなる断熱材３０を含んでいる。なお、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、特にステンレス製または耐熱鋼製とすることが好ましい。
また、減圧ハウジング１２には、上部に真空吸引して内部を減圧する吸引口１２ｃが設けられており、図示しない真空ポンプによって真空吸引されて減圧ハウジング１２の内部が減圧され、そのほぼ中央部に配置された減圧脱泡槽１４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ように構成されている。
【００１９】
減圧ハウジング１２のほぼ中央部には、減圧脱泡槽１４が水平に配置されている。この減圧脱泡槽１４の管路、すなわち溶融ガラスの流れる流路の断面は長方形である。従来の減圧脱泡装置と同様に、円形でもよいが、大流量の溶融ガラスＧの減圧脱泡処理を行うには長方形が好ましく、減圧脱泡槽１４を構成する電鋳耐火物製レンガまたは緻密質な焼成耐火物製レンガを製造する面からも長方形の方が好ましい。
減圧脱泡槽１４の上部には、減圧ハウジング１２を図示しない真空ポンプ等によって吸引口１２ｃから真空吸引することによって、減圧脱泡槽１４内を所定の圧力（１／２０〜１／３気圧）に減圧して維持するために、減圧ハウジング１２と連通する吸引孔１４ａ，１４ｂが設けられている。また、減圧脱泡槽１４内には、溶融ガラスＧ中の気泡が浮上し、堰止められて破泡するようにバリヤ３６ａとバリヤ３６ｂが設けられている。
【００２０】
また、減圧脱泡槽１４の左端部には上昇管１６の上端部が、減圧脱泡槽１４の右端部には下降管１８の上端部がそれぞれ下方に向かって垂直に接続されている。そして、上昇管１６および下降管１８の下端部は門型に形成された減圧ハウジング１２の脚部の下端と面一になるように構成され、下部受けレンガ３２を介して溶融ガラスＧで充たされた上流側ピット（以下、上流案内ピットともいう）２２および下流側ピット（以下、下流案内ピットともいう）２４の天井部分で支持される。このため、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８を減圧ハウジング１２によって常時吊架して支持する必要がなくなり、また、白金などの貴金属合金を用いた従来の減圧脱泡装置１１０のように、装置全体を 1メートルも吊り上げる非常に困難な作業を行う必要がなくなった。
なお、減圧ハウジング１２は、図２（ａ）に示す切断線Ａ−Ａ’を含む水平面で、補修や修理のために減圧ハウジング上部１２ａと減圧ハウジング下部１２ｂに分離される。
【００２１】
また、上昇管１６、減圧脱泡槽１４および下降管１８の流路壁断面は、図１（ｂ）に示すように、耐火物製レンガで組み上げられ、溶融ガラスＧと直接接触する流路の内壁面を構成する内表面レンガ層５０ａと、この内表面レンガ層５０ａの背後に所定間隔に離間させて、耐火物製レンガで組み上げられ、内表面レンガ層をバックアップする第１バックアップレンガ層５０ｃと、そのレンガ層間にラミング材が充填されたラミング材層５０ｂと、さらに第１バックアップレンガ層５０ｃの背後に所定間隔に離間させて、耐火物製レンガで組み上げられ、第１バックアップレンガ層５０ｃをバックアップする第２バックアップレンガ層５０ｆと、そのレンガ層間にラミング材が充填されたラミング材層５０ｄとから構成される多層断面構造を有している。
【００２２】
本実施例においては、５層断面構造としているが、３層また７層等の断面構造であってもよく、その構造は制限的ではないが、少なくとも、減圧脱泡槽１４の底部の流路の断面構造は、図１（ａ）や（ｂ）に示す切断線Ａ−Ａ’が示すように、後述する減圧脱泡槽１４のスライド機構のために、少なくとも内表面レンガ層５０ａとラミング材層５０ｂと第１バックアップレンガ層５０ｃで構成される必要がある。
【００２３】
本発明において減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の一連の流路の少なくとも溶融ガラスＧと直接接触する流路を構成するのに用いられる耐火物製レンガは、緻密質耐火物製レンガであることが好ましく、少なくとも溶融ガラスＧと直接接触する流路を構成する内表面レンガ層として組み上げることができるように、流路の形状に合わせて、所定の形状に成形されたレンガであり、緻密度が高く、溶融ガラスＧに溶出しても品質を劣化、例えば、着色や異質化など生じさせることがなく、好ましくは、溶融ガラスＧとの反応性が小さく、溶融ガラスＧに浸食されにくい、緻密質耐火物性レンガであればどのようなものでもよい。このような緻密質耐火物製レンガを成形するのに用いる緻密質耐火物としては、例えば、電鋳耐火物および緻密質焼成耐火物が挙げることができる。
【００２４】
このような電鋳耐火物としては、例えば、ジルコニア系電鋳耐火物、アルミナ系電鋳耐火物、ＡＺＳ（Ａｌ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 −ＳｉＯ2 ）系電鋳耐火物などを挙げることができる。
一方、緻密質焼成耐火物としては、高耐蝕性焼成耐火物であればどのようなものでもよいが、例えば、緻密質なデンスジルコンなどの緻密質ジルコン系焼成耐火物、デンスアルミナなどの緻密質アルミナ系焼成耐火物や、緻密質ジルコニアームライト系焼成耐火物を挙げることができる。
このような緻密質耐火物製レンガで組んだレンガ層を流路表面に設けることで、溶融ガラスＧによる流路表面の浸食をある程度遅らせることができる。
【００２５】
また、ラミング材層に充填するラミング材とは、耐火性骨材と硬化材等を混合した粉体の耐火物材に少量の水を添加して鋳込みによって施工されるキャスタブル炉材の一種であり、加熱によってセラミックボンドができ、強度を出すものを言う。このようなラミング材としては、例えばアルミナ系（Ａｌ2 Ｏ3 ）ラミング材、ジルコン系（ＺｒＯ2 −ＳｉＯ2 ）ラミング材、およびジルムル系（ＡＺＳ；Ａｌ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 −ＳｉＯ2 ）ラミング材が挙げられ、好適な具体例としてはアルミナ系ではＣＭＰ−ＡＨ、ジルコン系ではＺＲ−２０００、およびジルムル系ではＺＭ−２５００（いずれも旭硝子（株）製）が例示される。また、このようなラミング材としては、この他特公昭５７ー２６６６号公報に開示された、（モノまたはジ）アルミン酸カルシウムまたはシリコアルミン酸カルシウムを主成分として含む製鉄アルミナ質スラグ、（モノまたはジ）アルミン酸カルシウム型アルミナ質セメント、シリコアルミナ質セメントおよび高温焼成マグネシアなどのアルカリ土類無機物質と、シリカ、酸化クロムおよびアルミナなどの超微粉末と、不活性充填剤とからなり、従来よりカルシウム含有量および混練水量が少なく、高強度で耐熱性および耐浸食性に優れた新規なセメントも例示される。このようなラミング材のうち、従来のアルミナセメントの替わりに、微量の活性超微粉末をベースとした結合材が用いられるラムクリートと呼ばれるキャスタブル炉材が好ましい。さらに、特に有効なラミング材としては、ローセメントタイプラミング材と呼ばれるものを挙げることができ、超微粉末をベースとし、３〜６％の少量の水量添加とバイブレータ施工によって非常に緻密な充填がなされ、耐蝕性および耐熱性に優れた物性を得ることができる。好適な具体例としては、ホワイトラム（旭硝子（株）製）が例示される。
【００２６】
このように流路の構造を、レンガ層間にラミング材が充填されたラミング材層とレンガ層とから構成することで、万が一、溶融ガラスＧが直接接触する流路の内表面レンガ層５０ａを完全に浸食した場合でも、上述のラミング材層に充填されているラミング材は高耐蝕性であるため、溶融ガラスＧに不純物として溶出する溶出量は少なく、ガラスの品質劣化を防ぐことができる。
【００２７】
また、減圧ハウジング１２内部で、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の一連の流路の外側に、溶融ガラスＧの高温を断熱する断熱材３０を設けているが、減圧脱泡槽１４の真空吸引の支障とならない通気性を有する断熱材によって構成される。
【００２８】
下部受けレンガ３２は、上昇管１６および下降管１８をそれぞれ上流側ピット２２および下流側ピット２４と接続する為に用いられるばかりでなく、上流側ピット２２および下流側ピット２４に載置して、上昇管１６、下降管１８、および減圧ハウジング下部１２ｂを支持し、それらの荷重を支えるために設けられた耐火物製レンガで、好ましくは上述の上昇管１６、減圧脱泡槽１４、および下降管１８に使用される緻密質耐火物製レンガがよい。
また、減圧ハウジング下部１２ｂと下部受けレンガ３２の下端部の接触部にシール材３８が充填され、エアシールされている。減圧ハウジング下部１２ｂを下部受けレンガ３２が支持する際、接触部にわずかな隙間が生じ、溶融ガラスＧのしみ出しを防止するのはもちろん、減圧ハウジング下部１２ｂ内に空気が流入し、減圧されないのを防ぐためである。シール材３８は特に限定されるものでなく、上述のモルタルやキャスタブル材で高温耐熱性があり、エアシールされるものであればよい。例として、エアセットモルタル、タイトシールおよびアサヒハイボンド（いずれも旭硝子（株）製）が例示される。
【００２９】
さらに、減圧ハウジング下部１２ｂの下端部には、水管３４が設けられている。減圧脱泡装置１０の作動中、減圧ハウジング下部１２ｂ下端の温度が必要以上に高温化され、減圧ハウジング下部１２ｂの金属製材料が強度の面から維持ができなくなることから、水冷し、減圧ハウジング下部１２ｂの温度を適度に維持している。
【００３０】
また、溶融ガラスＧを上流側ピット２２から減圧脱泡装置１０の上昇管１６、減圧脱泡槽１４、および下降管１８を通し、下流側ピット２４まで連続させて流すに先立って、熱上げを行う際、流路を構成するレンガは約１２００℃〜１４００℃に熱せられる為、熱膨張は無視できず、熱膨張によって流路自体に熱歪みが生じる。その結果、熱上げ時に、流路を構成するレンガの目地の隙間が広がった後、溶融ガラスＧが流路を流れると、開いた目地の隙間から溶融ガラスＧの侵入を許し、また、熱歪みによって凹凸の激しくなった目地は浸食のきっかけをつくり、最終的に流路の損傷、目地からの溶融ガラスＧの滲み出しを生じやすくする。そのため流路の損傷を防止し、流路の長寿命化を図る為、減圧脱泡装置１０には、熱膨張吸収手段を設けている。以下、その熱膨張手段の構成について説明する。
【００３１】
まず、一つ目の熱膨張吸収手段として、門型形状を形成する上昇管１６、下降管１８および減圧脱泡槽１４の流路の内、水平に配置された減圧脱泡槽１４の下部で、減圧ハウジング下部１２ｂと断熱材３０の間に鉄板４０を配置し、その鉄板４０と減圧ハウジング下部１２ｂとの間に昇降装置である複数のジャッキ４２を配置し、鉄板４０をジャッキ４２を用いて一様に押し上げることによって、減圧脱泡槽１４の流路の下部を押し上げることができるようになっている。ジャッキ４２は、減圧ハウジング下部１２ｂの外部に配置されるため、ジャッキ４２のロッドが減圧ハウジング下部１２ｂを貫通する部分は所定の方法でエアシールされている。
このように、減圧脱泡槽１４の流路の下部を押し上げるのは、以下の理由による。
【００３２】
すなわち、門型形状を形成する流路の内、上昇管１６および下降管１８の積み上げられたレンガが、上昇管１６および下降管１８の支持部でもある下部受けレンガ３２を固定端として熱膨張するため、下部受けレンガ３２から鉛直に立ち上がる積み上げられたレンガで構成される管の高さが門型形状の外側と内側で異なることから、その高さ方向の熱膨張量が異なり、その結果、１２００℃〜１４００℃までの熱上げで、減圧脱泡槽１４は鉛直方向に変形するのである。
【００３３】
具体的には、図１（ａ）に示すように、上昇管１６および下降管１８の流路の中心軸を減圧脱泡槽１４を覆う断熱材３０の外表面に延長した断熱材３０の外表面の場所をそれぞれＢおよびＢ’とし、減圧脱泡槽１４の流路の長さ方向の中心位置で減圧脱泡槽１４を覆う断熱材３０の外表面の場所をＣとして、場所Ｂおよび場所Ｂ’での鉛直変位は、場所Ｃでの鉛直変位に対して大きくなり、これによって生じる剪断歪みが減圧脱泡槽１４の内表面レンガ層５０ａの目地部に隙間を生じさせるのである。そのため、この剪断歪みを相殺すべく、ジャッキ４２を利用して鉄板４０を押し上げる昇降手段を設け、場所ＢおよびＢ’と場所Ｃの鉛直方向高さが同じになるようにしている。なお、ジャッキ４２は、ネジジャッキやラック駆動ジャッキ等いずれを使用してもよい。
【００３４】
従来の減圧脱泡装置１１０では、上昇管１１６の下端および下降管１１８の下端を溶融ガラスＧ内に浸漬しており、上昇管１１６および下降管１１８は、これらを覆う減圧ハウジング１１２とともに吊架して支持されているため、上昇管１１６および下降管１１８の下端は下部方向に自由に熱膨張でき、この熱膨張による減圧脱泡槽１１４の熱歪みは生じることはなく、もしくは生じても極めて小さいのである。
【００３５】
二つ目の熱膨張吸収手段は、減圧脱泡槽１４は、図２（ａ）に示す切断線Ａ−Ａ’を含む水平面から減圧脱泡槽１４の一部である減圧脱泡槽上部１４ｄが水平方向にスライド可能なスライド機構を有していることである。
減圧脱泡槽１４の流路は長く、また高温に熱せられるため、減圧脱泡槽１４の流路長さ方向の熱膨張は無視できない。そこで、この熱膨張を吸収して減圧脱泡槽１４に歪みを生じさせないように、図２（ａ）に示す切断線Ａ−Ａ’を含む水平面で分離切断される減圧脱泡槽１４の上部である減圧脱泡槽上部１４ｄは流路長さ方向にスライド可能な機構が設けられている。下降管１８と連通する減圧脱泡槽１４の端部を鉄板５４を介してジャッキ４６で水平方向で固定し、その反対側である上昇管１６と連通する減圧脱泡槽１４の側をスライド可能とし、さらに、鉄板５４を介して皿バネ５２で所定の圧力を付加している。皿バネ５２で減圧脱泡槽上部１４ｄに圧力を加えているのは、溶融ガラスＧの温度低下等の理由で熱収縮が生じ減圧脱泡槽１４の流路長が短くなっても、予め所定の圧力を加え目地部を強固に締めつけることで、目地部の隙間を生じ難くするためである。なお、ジャッキ４６のロッドが減圧ハウジング上部１２ａを貫通する部分や、皿バネ５２を支持するロッドが減圧ハウジング上部１２ａを貫通する部分は、減圧維持のためにエアシールされている。
ジャッキ４６は、ネジジャッキやラック駆動ジャッキ等いずれを使用してもよく、皿バネ５２の替わりに、板バネ等の公知の種々のバネをもちいてもよい。また、本実施例では、ジャッキ４６を下降管１８側に、皿バネ５２を上昇管１６側に設けているが、ジャッキ４６を上昇管１６側に、皿バネ５２を下降管１８側に設けてもよい。
【００３６】
このように、減圧脱泡槽１４の流路長さ方向の熱膨張を考慮しているため、減圧脱泡槽１４の流路の長さは、熱上げ終了時に上昇管１６と減圧脱泡槽１４の流路が滑らかに接続するように、予め短めに設計されている。
また、図２（ａ）に示すように減圧脱泡槽上部１４ｄは、スライド可能となるように、減圧脱泡槽下部１４ｅと切断されているが、その切断面は、図２（ｂ）に示される様に、減圧脱泡槽１４の流路の多重断面構造内の、レンガの内表面レンガ層５０ａとラミング材を充填したラミング材層５０ｂとの間で切断されている。粒子の細かいラミング材を使用することによって、減圧脱泡槽上部１４ｄの内表面レンガ層５０ａは、容易に熱膨張によって減圧脱泡槽下部１４ｅのラミング材層５０ｂの上を滑ることができるのである。
【００３７】
三つ目の熱膨張吸収手段として、上昇管１６および下降管１８の流路周りに熱膨張吸収層を設けていることである。
高温の溶融ガラスＧと接触する上昇管１６および下降管１８の流路は、高温に耐えることができるように、流路を太くする必要が有り、その外形も熱膨張によって無視できない程度に膨らむ。上昇管１６および下降管１８は、断熱材３０とともに減圧ハウジング下部１２ｂで覆われており、レンガの熱膨張で破裂する恐れが有り、また減圧ハウジング下部１２ｂで流路周りを押さえられると流路周りの歪みが生じ、レンガの目地部の隙間も大きくなる。そのため、流路周りの熱膨張を吸収し、流路に熱歪みを生じさせない熱膨張吸収層４８を設けている。具体的には、上昇管１６および下降管１８の周りを覆う熱膨張吸収層４８にセラミックウールを充填することで、熱膨張を吸収することができる。層の厚さは、少なくとも熱膨張によって上昇管１６および下降管１８が膨らむ膨張量を吸収する程度の厚さが必要である。また、セラミックウールは、過度に詰めて熱膨張が吸収されなくならないように、適度に充填する。例えば、熱膨張吸収層４８の厚さが２０ｍｍで、流路の熱膨張が５ｍｍの場合、この熱膨張を吸収するには、密度が０．５ｇ／ｃｍ３となるようにセラミックウールを充填することで、熱膨張を完全に吸収できるのである。
ここで、セラミックウールは特に限定されるものでなく、耐熱性に優れた糸状、またはフィラメント状の繊維であればよい。
この熱膨張吸収層４８は、減圧脱泡槽１４の流路周りに設けてもよい。
【００３８】
また、減圧脱泡装置１０の運転立ち上げのためには、減圧によって溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１４に導入するのに、上流案内ピット２２のみならず下流案内ピット２４にも溶融ガラスＧがなければならないので、上流案内ピット２２から下流案内ピット２４に溶融ガラスＧを流すためのバイパス（図示せず）を設けておくのが好ましい。
【００３９】
本発明に係る溶融ガラスの減圧脱泡装置の一実施例である減圧脱泡装置１０は、基本的に以上のように構成されるが、以下にその作用について説明する。
【００４０】
まず、減圧脱泡装置１０の運転を開始するに先立って、上昇管１６、減圧脱泡槽１４および下降管１８の流路表面が１２００℃以上の高温の溶融ガラス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、溶融ガラスの粘度が高くなり、流れが停滞する他、減圧脱泡効果も十分に発揮しないおそれが生じる為、予め流路内面を高熱に予熱する。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１２ｃから真空引きして、従って減圧脱泡槽１４内を吸引口１４ａおよび１４ｂ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２０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が形成される。この後に、バイパスが閉止される。
【００４１】
減圧脱泡装置１０の熱上げを行う上述の工程の際、流路を構成するレンガは約１２００℃〜１４００℃に熱せられる為、熱膨張は無視できず、熱膨張によって流路自体に生じる熱歪みが流路を構成するレンガの目地の隙間を広げて流路の寿命を短くしている。そこで、減圧脱泡装置１０では、熱上げ時、ほぼ水平に配置された減圧脱泡槽１４の下部で、減圧ハウジング下部１２ｂと断熱材３０の間に配置した複数のジャッキ４２を用いて鉄板４０を介して鉛直方向に歪んだ減圧脱泡槽１４の流路を押し上げる。熱上げ時、図２（ａ）に示す場所Ｂおよび場所Ｂ’の鉛直方向の熱膨張による変位が、図２（ａ）に示す場所Ｃでの熱膨張による変位に比べ、例えば５ｍｍ大きくなる場合、変形を相殺し剪断歪みを相殺すべく、ジャッキ４２を利用して、変位の差５ｍｍ分、鉄板４０を押し上げて調整する。熱上げ完了後は、ジャッキ４２は溶接して固定する。
【００４２】
また、減圧脱泡槽１４は、流路が長く、高温条件下、流路の長さ方向に無視できない程度に伸びるが、減圧脱泡槽上部１４ｄがスライド可能になっており、皿バネ５２の圧力を受けながらも熱膨張によって自由に伸縮する。そのため、減圧脱泡槽上部１４ｄの流路は流路の長さ方向に生ずる熱膨張によって熱歪みが生じることはない。また、熱上げ前、上昇管１６と減圧脱泡槽１４の上部の部分１４ｄの流路の接続は滑らかに接続されていないが、熱上げすると減圧脱泡槽１４の上部の部分１４ｄは熱膨張によりスライドし、上昇管１６と減圧脱泡槽の上部の部分１４ｄの流路は滑らかに接続される。
【００４３】
また、上昇管１６および下降管１８も高温度条件下、流路周りに膨張するが、その熱膨張は熱膨張吸収層４８内に充填しているセラミックウールが吸収し、上昇管１６および下降管１８の熱膨張による歪が生じず、従ってレンガの目地に隙間を生じさせることもない。
【００４４】
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、所定の減圧条件下で脱泡処理される。すなわち、所定の減圧条件下の減圧脱泡槽１４内において、溶融ガラスＧ中の気泡は、溶融ガラスＧ中を浮上し、バリヤ３６ａおよび３６ｂに堰止められて破泡する。こうして、溶融ガラスＧ中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。
【００４５】
以上、本発明の減圧脱泡装置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。
【００４６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、減圧脱泡装置に熱膨張吸収手段を配置することで、溶融ガラスの高熱によって生じる流路の熱膨張やそれに伴う熱歪みを吸収して、流路の寿命を伸ばす減圧脱泡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）は、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡装置の一実施例の断面模式図であり、（ｂ）は、減圧脱泡装置を構成する減圧脱泡槽の流路の構造を示す断面模式図である。
【図２】  従来の溶融ガラスの減圧脱泡装置の断面模式図である。
【符号の説明】
１０、１１０  減圧脱泡装置
１２、１１２  減圧ハウジング
１２ｃ、１１２ｃ  吸引口
１４、１１４  減圧脱泡槽
１４ａ、１４ｂ、１１４ａ、１１４ｂ  吸引口
１４ｄ  減圧脱泡槽上部
１４ｅ  減圧脱泡槽下部
１６、１１６  上昇管
１８、１１８  下降管
２０、１２０  溶解槽
２２、１２２  上流案内ピット
２４、１２４  下流案内ピット
３０、１３０  断熱材
３２  下部受けレンガ
３４  水管
３６ａ、３６ｂ  バリア
３８  シール材
４０  鉄板
４２、４６  ジャッキ
４８  熱膨張吸収層
５２  皿バネ
５４  鉄板
Ｇ  溶融ガラス
【図１】
0003882342.tif 000002
【図２】
0003882342.tif 000003