(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料を溶解して得られた溶融ガラスを溶解槽に貯留し、この溶解槽に貯留する溶融ガラスを導入管を通じて吸引上昇させて内部が減圧された減圧脱泡槽内に流入させ、この減圧脱泡槽内で溶融ガラスの減圧脱泡を行ない、前記減圧脱泡槽より減圧脱泡後の溶融ガラスを排出管を通じて下降させて排出する溶融ガラスの減圧脱泡方法であって、
前記減圧脱泡後の溶融ガラスを前記排出管を通じて下降させて排出する際に、前記溶融ガラスを前記溶解槽の底部の高さ方向のレベルより下方まで下降させることを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡方法。
【請求項２】
前記減圧脱泡後の溶融ガラスを前記排出管を通じて下降させて排出する際、溶融ガラスの粘度は、１０2.5 ポアズ以上１０3.0 ポアズ以下である請求項１に記載の溶融ガラスの減圧脱泡方法。
【請求項３】
原料を溶解して得られた溶融ガラスを貯留する溶解槽と、
内部が減圧され溶融ガラスの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、前記溶解槽から溶融ガラスを吸引して上昇させ、前記減圧脱泡槽に流入させる導入管と、
前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、前記減圧脱泡槽で脱泡した溶融ガラスを下降させて排出する排出管であって、溶融ガラスを下降させて排出する際に溶融ガラスの通過する高さ方向の最低レベルが前記溶解槽の底部より低くなるように、下降長さが前記導入管の上昇長さに比べて長く構成された排出管とを有し、
前記溶解槽、前記導入管、前記減圧脱泡槽および前記排出管を一体化した減圧脱泡によるガラスの製造装置。
【請求項４】
前記導入管あるいは前記排出管は、前記減圧脱泡槽の圧力に応じて溶融ガラスの流量を制御する流量制御装置が設けられる請求項３に記載の減圧脱泡によるガラスの製造装置。
【請求項５】
前記流量制御装置は、回転自在なスクリューポンプである請求項４に記載の減圧脱泡によるガラスの製造装置。
【請求項６】
前記導入管に設けられる前記流量制御装置は、前記導入管の一部の流路断面積を狭くした絞り部と、この絞り部の上方に設置され、上方に向かって径の拡がる円錐台形状の先端部を有し、この先端部を前記絞り部に挿入して流路断面積を調整するロッドとを有する流量制御装置である請求項４または５に記載の減圧脱泡によるガラスの製造装置。
【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効果的に除去することのできる溶融ガラスの減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、成形されるガラス製品の品質を向上させるために、大気圧下、溶解槽で溶解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。このような従来の減圧脱泡装置を図３および図４に示す。
【０００３】
図３に示す減圧脱泡装置３０は、ガラス原料を溶解して溶融ガラスの素地とする溶解槽３８から取り出された溶融ガラスＧを上流側ピット３１内に貯留し、この上流側ピット３１内の溶融ガラスＧを減圧脱泡槽３３内に導入し、減圧脱泡槽３３で減圧脱泡処理した後、大気圧下、下流側ピット３６内に排出し、これをさらに下流側の処理槽（図示しない）に供給する連続的なプロセスに用いられるものであって、真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジング３２内に、ほぼ水平に減圧脱泡槽３３が設けられており、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３４および下降管３５がそれぞれ配置されている。
【０００４】
減圧脱泡装置３０は、減圧ハウジング３２内の圧力を減圧することによって溶融ガラスＧが吸引上昇されるサイフォン型の減圧脱泡装置であって、上昇管３４は、下端が溶解炉３８に連通する上流側ピット３１の溶融ガラスＧ内に浸漬され、上端が減圧脱泡槽３３に連通していて、図示しない真空ポンプで真空吸引して減圧ハウジング３２内を減圧することによって、脱泡処理前の溶融ガラスＧを上流側ピット３１から吸引上昇させて減圧脱泡槽３３に導入する。下降管３５は、同様に、下端が下流側の処理槽（図示しない）に連通する下流側ピット３６の溶融ガラスＧ内に浸漬されており、上端が減圧脱泡槽３３に連通していて、脱泡処理後の溶融ガラスＧを減圧脱泡槽３３から下降させて下流側ピット３６に排出する。そして、減圧ハウジング３２内の減圧脱泡槽３３、上昇管３４および下降管３５の周囲には、これらを断熱被覆する耐熱レンガなどの断熱材３７が通気性を保つように配設されている。
【０００５】
一般に、溶融ガラスＧの減圧脱泡においては、ガラスの種類、清澄剤の種類と量、溶解炉の運転条件等によって減圧脱泡する条件、特に減圧脱泡槽３３内の圧力を調整する必要がある。図３に示す減圧脱泡装置３０では、溶融ガラスＧの比重と減圧脱泡槽３３内の圧力によって減圧脱泡槽３３内の溶融ガラスＧの液面の高さが決まるので、減圧脱泡槽３３内の圧力を変更するときは、減圧脱泡槽３３内の溶融ガラスＧが減圧脱泡槽３３の天井部から溢れ出ることのないように、減圧ハウジング３２およびその内部に配置されている断熱材３７、減圧脱泡槽３３、上昇管３４、下降管３５を一体として上下して調整する必要がある。
【０００６】
また、図４に示す減圧脱泡装置４０は、ガラス原料を溶解して溶融ガラスの素地とする溶解槽４１から取り出された溶融ガラスＧを減圧脱泡槽４３内に導入し、減圧脱泡槽４３で減圧脱泡処理した後、下流側ピット４６内に排出し、これをさらに下流側の処理槽（図示しない）に供給する連続的なプロセスに用いられる減圧脱泡装置であって、真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジング４２内に、ほぼ水平に減圧脱泡槽４３が設けられており、その両端部に、下方に向かって垂直に取り付けられた導入管４４および排出管４５がそれぞれ配置されている。
【０００７】
減圧脱泡装置４０では、減圧脱泡槽４３の溶融ガラスＧの液面と溶解槽４１または下流側ピット４６の液面とをほぼ同じ高さにして全体の高さを低くしている。この減圧脱泡装置４０では、減圧ハウジング４２は、減圧脱泡槽４３の溶融ガラスＧの液面と溶解槽４１の溶融ガラスＧの液面とがほぼ同じ高さになる位置に固定されており、減圧ハウジング４２の内部が図示しない真空ポンプで真空吸引して減圧される際に、導入管４４から溶融ガラスＧが過剰に減圧脱泡槽４３内に吸引されて流入しあるいは排出管４５からの排出量が減少して減圧脱泡槽４３内の溶融ガラスＧの液面が過剰に上昇しないように、導入管４４にスクリューポンプ４８が、排出管４５にスクリューポンプ４９が設けられている。
また、導入管４４および排出管４５が水平方向に配置される導入管水平部４４ａおよび排出管水平部４５ａは、導入管水平部４４ａおよび排出管水平部４５ａの下部が、溶解槽４１の底部のレベルと一致するように構成されている。
【０００８】
導入管４４は、上流端が溶解槽４１に連通しており、下流端が減圧脱泡槽４３に連通していて、その中間に、減圧ハウジング４２の内部を減圧することによって脱泡処理前の溶融ガラスＧが減圧脱泡槽４３に過剰に流入しないように、前述したスクリューポンプ４８が設けられている。また、排出管４５は、同様に、下流端が次の処理槽（図示しない）に連通する下流側ピット４６に連通していて、その中間にスクリューポンプ４９が設けられている。そして、減圧ハウジング４２内において、減圧脱泡槽４３、導入管４４および排出管４５の周囲には、これらを断熱被覆する耐熱レンガなどの断熱材４７が配設されている。
【０００９】
減圧脱泡装置４０において減圧脱泡槽４３内の圧力を変更するとき、導入管４４に設けられたスクリューポンプ４８および排出管４５に設けられたスクリューポンプ４９の回転数を制御して、導入管４４を通って減圧脱泡槽４３に導入される溶融ガラスＧの流量および排出管４５を通って減圧脱泡槽４３から排出される溶融ガラスＧの流量を制御することによって行なわれる。
【００１０】
これらの減圧脱泡装置３０および４０の減圧ハウジング３２、４２は、金属製、例えばステンレス製の筐体であり、外部から真空ポンプ（図示しない）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３３、４３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。
【００１１】
また、これらの減圧脱泡装置３０、４０においては、高温、例えばソーダライムシリカガラスの場合、１２００℃〜１４００℃の温度の溶融ガラスＧを減圧脱泡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３３、４３、上昇管３４や導入管４４および下降管３５や排出管４５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、通常、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。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、溶融ガラスの減圧脱泡を行なう際、減圧脱泡装置３０は、減圧脱泡槽３３内の圧力に応じて、断熱材３７、減圧脱泡槽３３、上昇管３４、下降管３５を一体として上下して調整しなければならず、例えば圧力が１／２０気圧の場合、約４．５ｍも吊り上げなければならない。そのため、断熱材３７、減圧脱泡槽３３、上昇管３４、下降管３５といった重量構造物を高さ方向に自由に調節可能とする特別の吊り上げ設備を備える必要がある。特に、溶融ガラスＧの大流量化に伴い、減圧脱泡装置３０を大型化する場合、減圧脱泡装置３０の大型化に応じて、吊り上げ設備も更に大型化しなければならず、実用上設備コストの面から困難であった。たとえこのような設備を設けても、高温になった大流量の溶融ガラスＧを高く吊り上げた減圧脱泡槽３３内を通過させることは安全の点からも好ましくなく、実用上困難であった。
【００１３】
このような吊り上げ設備の問題から、減圧脱泡槽３３を高く吊り上げることはできず、減圧脱泡槽３３を上下して調整できる調整可能な範囲が制限され、すなわち減圧脱泡槽３３内の圧力が制限された。その結果、溶融ガラスＧ内に含まれる気泡を減圧脱泡する減圧脱泡効果においても制限を受けた。そのため、減圧可能な範囲内で減圧脱泡槽３３内の圧力を低下させても、溶融ガラスＧ内の気泡を十分に減圧脱泡させることができず、気泡の混入したまま溶融ガラスＧが下降管３５より排出され、最終的な製品になった際に気泡として残る原因となり、気泡の混入に関して一層厳しくなった今日のガラス製品の品質要求に対し、十分に対応できないおそれがあった。
【００１４】
一方、減圧脱泡装置４０は、特開平５−２６２５３０号公報で提案された装置であり、減圧脱泡装置３０の吊り上げ設備を不要とし、一体化して構成された導入管４４、減圧脱泡槽４３および排出管４５を、溶解槽４３や下流側ピット４６に固定して接続し、導入管４４および排出管４５に溶融ガラスＧの流量を減圧脱泡槽４３の圧力に応じて制御するスクリューポンプ４８、４９を設け、溶融ガラスＧの減圧脱泡を可能とした。
【００１５】
しかし、減圧脱泡槽４３内の圧力の設定範囲はスクリューポンプ４８や４９の制御能力によって制限を受け、例えば溶融ガラスＧの流量が４００トン／日の大容量の溶融ガラスＧの減圧脱泡を行なう場合、スクリューポンプ４８や４９を大型化しなければならず、その重量は約５．５トンの高重量物になる。このようなスクリューポンプ４８や４９では、導入管４４や排出管４５で支持することさえ困難になる。そのため、スクリューポンプ４８や４９を大型化することも限界が有り、スクリューポンプ４８や４９の制御能力も制限される。その結果、溶融ガラスＧ内の気泡をより多数除去するために、スクリューポンプ４８や４９の制御能力を超えて、減圧脱泡槽４３内の圧力を低くすることはできない。たとえスクリューポンプ４８や４９の制御可能な限界ぎりぎりの範囲で減圧脱泡槽４３内の圧力を低下させても、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ず、最終的な製品になった際に気泡として残る原因となり、気泡の混入に関して一層厳しくなった今日のガラス製品の品質要求に対し、十分に対応できないおそれがあった。
【００１６】
また、減圧脱泡装置３０や減圧脱泡装置４０の減圧脱泡槽３３や減圧減圧脱泡槽４３の終端部の近くで溶融ガラスＧから発生した気泡は、溶融ガラスＧの液面に浮上、破泡して除去されることなく、溶融ガラスＧに残留し、固化して最終的な製品になった際に気泡として残る原因となる。
【００１７】
一般に、低い圧力の雰囲気から圧力が高くなるにしたがって、溶融ガラスＧ内に混入する気泡の減少速度が促進されるといった事実（第３８回ガラスおよびフォトニクス材料討論会講演要旨集に記載の公知文献記載事項）が公知となっており、減圧脱泡装置３０や４０においても、減圧脱泡槽３３や減圧脱泡槽４３の終端部の近くで発生した大部分の微細な気泡は、減圧脱泡槽３３や減圧脱泡槽４３内を溶融ガラスＧが下降管３５や排出管４５を下降していくに従って、溶融ガラスＧの自重によって大気圧まで次第に加圧されるので、溶融ガラスＧに混入する気泡は溶融ガラスＧに吸収されて消滅するものの、大きく成長した気泡は、大気圧程度の圧力では溶融ガラスＧに完全に吸収しきれず、気泡として残存し、最終ガラス製品の品質の低下につながるといった問題があった。
【００１８】
そこで、本発明は、これらの従来技術の問題点を解消しようとするものであって、減圧脱泡槽の吊り上げ設備を不要とし、従来減圧脱泡槽で十分に脱泡除去できない気泡や、減圧脱泡槽の終端部の近くで溶融ガラスＧから発生した気泡も除去可能にし、成形して固化された最終ガラス製品内に気泡が混入することのない減圧脱泡方法および実用的な減圧脱泡によるガラスの製造装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
つまり、本発明は、原料を溶解して得られた溶融ガラスを溶解槽に貯留し、この溶解槽に貯留する溶融ガラスを導入管を通じて吸引上昇させて内部が減圧された減圧脱泡槽内に流入させ、この減圧脱泡槽内で溶融ガラスの減圧脱泡を行ない、前記減圧脱泡槽より減圧脱泡後の溶融ガラスを排出管を通じて下降させて排出する溶融ガラスの減圧脱泡方法であって、
前記減圧脱泡後の溶融ガラスを前記排出管を通じて下降させて排出する際に、前記溶融ガラスを前記溶解槽の底部の高さ方向のレベルより下方まで下降させることを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡方法を提供するものである。
その際、前記減圧脱泡後の溶融ガラスを前記排出管を通じて下降させて排出する際、溶融ガラスの粘度は、１０2.5 ポアズ以上１０3.0 ポアズ以下であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明は、原料を溶解して得られた溶融ガラスを貯留する溶解槽と、
内部が減圧され溶融ガラスの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、前記溶解槽から溶融ガラスを吸引して上昇させ、前記減圧脱泡槽に流入させる導入管と、
前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、前記減圧脱泡槽で脱泡した溶融ガラスを下降させて排出する排出管であって、溶融ガラスを下降させて排出する際に溶融ガラスの通過する高さ方向の最低レベルが前記溶解槽の底部より低くなるように、下降長さが前記導入管の上昇長さに比べて長く構成された排出管とを有し、
前記溶解槽、前記導入管、前記減圧脱泡槽および前記排出管を一体化した減圧脱泡によるガラスの製造装置を提供するものである。
その際、前記導入管あるいは前記排出管は、前記減圧脱泡槽の圧力に応じて溶融ガラスの流量を制御する流量制御装置が設けられることが好ましい。また、前記流量制御手段は、回転自在なスクリューポンプであることが好ましく、また、前記導入管に設けられる前記流量制御装置は、前記導入管の一部の流路断面積を狭くした絞り部と、この絞り部の上方に設置され、上方に向かって径の拡がる円錐台形状の先端部を有し、この先端部を前記絞り部に挿入して流路断面積を調整するロッドとを有する流量制御装置であってもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造装置について、添付の図面に示される好適実施例をもとに詳細に説明する。
図１は、本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置の一実施例を示す概略断面図であり、図２は、図１に示す実施例において、上流側の流量制御装置を変更した第２の実施例である。
【００２２】
図１に示すように、本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置は、大気圧下、原料を溶解して得られた溶融ガラスＧを貯留する溶解槽１１と、溶解槽１１と接続する減圧脱泡装置１０とから構成される。
溶解槽１１は、大気圧下、公知の溶解方法でガラス原料を溶解した１４００℃以上の高温の溶融ガラスＧを貯留する貯留槽で、電鋳耐火物等によって形成され、減圧脱泡装置１０の導入管１４と接続されている。
減圧脱泡装置１０は、図３に示す減圧脱泡装置３０と同様に、溶解槽１１内から溶融ガラスＧを減圧ハウジング１２内に設けられた減圧脱泡槽１３に吸引上昇させて、減圧された減圧脱泡槽１３において減圧脱泡を行い、図示しない次の処理槽、例えばフロートバスなどの板状の成形処理槽や瓶などの成形作業槽などに連通する下流側ピット１６に連続的に供給するプロセスに用いられるもので、基本的な構成としては、減圧ハウジング１２、減圧脱泡槽１３、導入管１４および排出管１５からなっており、導入管１４および排出管１５には、回転自在なシャフトおよびこのシャフトにらせん状に巻き付けられた羽根を備え、溶融ガラスＧの高温に耐えることのできる金属、例えば白金合金やモリブデン等の金属で形成される、流量制御装置であるスクリューポンプ１８、１９が設けられている。そして、これらの減圧ハウジング１２、減圧脱泡槽１３、導入管１４および排出管１５は、一体となって溶解槽１１に接続されて所定の位置に固定されている。
【００２３】
減圧ハウジング１２は、減圧脱泡槽１３を減圧する際の気密性を確保するための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、減圧脱泡槽１３および導入管１４の上昇部分および排出管１５の下降部分を覆っている。この減圧ハウジング１２は、減圧脱泡槽１３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、前述したように、金属製、特にステンレス製とすることが好ましい。この減圧ハウジング１２には、右上部に真空吸引して内部を減圧する吸引口２０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１３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。
【００２４】
減圧脱泡槽１３内に吸引上昇された溶融ガラスＧは、減圧脱泡槽１３内が１／２０〜１／３気圧に減圧されているので、溶融ガラスＧに含まれた気泡が容易に液面に上昇して破泡する。減圧脱泡装置１０は、このようにして、溶融ガラスＧから含まれている気泡を除去するものである。
【００２５】
減圧ハウジング１２のほぼ中央部には、減圧脱泡槽１３が水平に配置され、この減圧脱泡槽１３の左端部には導入管１４の上端部が、減圧脱泡槽１３の右端部には排出管１５の上端部がそれぞれ下方に向かって垂直に連通されている。そして、導入管１４および排出管１５の下端は門型に形成された減圧ハウジング１２の脚部から、それぞれ溶解槽１１および図示しない次の処理槽に連通する下流側ピット１６に連通している。
【００２６】
排出管１５は、排出管１５の下降長さが、導入管１４の上昇長さに比べて十分に長く構成され、排出管１５の下降部分が、図１から明らかなように、溶解槽１１の底面１１ａより低くなるように下降している。これによって、溶融ガラスＧが排出管１５を通過する際、大気圧に溶融ガラスＧの自重が加わるため、溶融ガラスＧ溶解槽１１で受ける圧力より高い圧力を受けることになる。
【００２７】
減圧脱泡槽１３は、上述したように、減圧ハウジング１２、導入管１４および排出管１５と一体となって溶解槽１１に接続されて所定の位置に固定されるが、その高さ方向の設置位置は、溶解槽１１の溶融ガラスＧの自由表面レベルに対する減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈが、大気圧Ｐ1 と減圧脱泡槽１３内の圧力Ｐ2 との差圧によって溶融ガラスＧが吸引上昇されて高くなる上昇レベルよりも低くなるように設定されている。
本実施例では、減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈは、溶解槽１１の溶融ガラスＧの自由表面レベルより高くなっているが、必ずしもその必要はなく、図４に示す減圧脱泡装置４０のように、溶解槽１１の溶融ガラスＧの自由表面レベルと同じレベルであってもよい。
【００２８】
この溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈを高い位置に設定すると、減圧脱泡装置１０の総高さは高くなるが、流量制御装置（スクリューポンプ１８、１９）の容量を小さくすることができる。また、液面の基準位置を低い位置に設定すると、減圧脱泡装置１０の総高さは低くなるが、流量制御装置の容量を大きくしなければならないことになる。そのため、減圧脱泡槽１３は、減圧脱泡する溶融ガラスＧの減圧脱泡処理条件から適切な基準位置Ｈを定める必要がある。
【００２９】
減圧脱泡槽１３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真空吸引し、減圧脱泡槽１３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と連通する複数の吸引孔２１が設けられている。そして、減圧ハウジング１２と、減圧脱泡槽１３、導入管１４および排出管１５との間は、耐熱レンガなどの断熱材１７で充填されて断熱被覆されているが、この断熱材１７は、減圧脱泡槽１３の真空吸引の支障とならないように、通気性を有する断熱材によって構成されている。
なお、減圧脱泡槽１３、導入管１４および排出管１５の溶融ガラスＧと接触する流路は、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を用いて構成してもよいし、高温耐蝕性の強い電鋳耐火物を用いて構成してもよい。
【００３０】
このような減圧脱泡装置１３で減圧脱泡を行なう場合、溶融ガラスＧの粘度が低いほど溶融ガラスＧに含まれている気泡が上昇して破泡することが容易になるが、必要以上に粘度を下げる、すなわち高温にすると、減圧脱泡槽１３の強度の低下や溶融ガラスＧと接触する流路の侵蝕による磨耗も激しくなって寿命が短くなる。このため、減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの粘度は、１０2.1 ポアズ〜１０3.0 ポアズ（ソーダライムシリカガラスの場合の温度は１２００℃〜１４００℃）とするのが好ましく、より効果的な減圧脱泡効果を得るためには、減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの粘度は１０2.1 ポアズ〜１０2.5 ポアズ（ソーダライムシリカガラスの場合の温度は、１３００℃〜１４００℃）とするのが好ましい。
【００３１】
次に、本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置の定常運転時における作用を説明する。
溶解槽１１では、ガラス原料を公知の溶解方法、例えば大気圧下、燃料用油を燃焼させ火炎を吹きつけて原料を溶解する方法を用いて、溶融ガラスＧが得られ溶解槽１１に貯留される。
一方、減圧脱泡槽１３では、図示しない真空ポンプによって真空吸引されて、所定の圧力、例えば１／２０〜１／３気圧に減圧して維持されているので、溶融ガラスＧは、溶解槽１１の液面の大気圧Ｐ1 と減圧脱泡槽１３内の圧力Ｐ2 との差圧によって、溶解槽１１から導入管１４を通って減圧脱泡槽１３に吸引上昇され、減圧脱泡槽１３内に導入される。そして溶融ガラスＧは、減圧脱泡槽１３内を流れる間に、所定の減圧条件下で脱泡処理される。すなわち、大気圧Ｐ1 より低い圧力Ｐ2 の雰囲気下、減圧脱泡槽１３内において、溶融ガラスＧ内に含まれていた気泡のみならず、溶融ガラスＧ内に溶存していたガス成分も気泡となり、これらの気泡は、溶融ガラスＧ中を浮上し液面まで浮上して、破泡し、溶融ガラスＧ中から気泡が除去される。その後、導入管１４と排出管１５における溶融ガラスＧの圧力の差に従って下流側ピット１６に流出する。
【００３２】
このとき、減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの液面は、減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈが、大気圧Ｐ1 と減圧脱泡槽１３内の低い圧力Ｐ2 との差圧によって溶融ガラスＧが吸引上昇される上昇レベルよりも低く設定されているので、導入管１４側に溶融ガラスＧの流量を制限する抵抗がなければ、この溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈを越えることになる。このため、導入管１４側に流量制御装置（スクリューポンプ１８）を設けて、導入管１４から流入する溶融ガラスＧの量を制御し、減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの液面の高さが基準位置Ｈになるようにその流量を調整する。排出管１５側でも、同様にして排出管１５から流出する溶融ガラスＧの流量を制御し、減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈになり、導入管１４側と排出管１５側との間に適正な圧力差が生じるように、排出管１５側の流量制御装置（スクリューポンプ１９）を調整して、溶融ガラスＧが減圧脱泡槽１３の導入管１４側から排出管１５側に適正な速さで流れるように調整する。
【００３３】
このときの導入管１４側の流量制御装置（スクリューポンプ１８）は溶融ガラスＧの流量を制限するものであり、排出管１５側の流量制御装置（スクリューポンプ１９）は流量を増加させるものである。
【００３４】
また、排出管１５は、排出管１５の下降長さが、導入管１４の上昇長さに比べて十分に長く構成され、排出管１５の下降部分が、溶解槽１１の底面１１ａより低くなるように下降しているので、前述したように、溶解槽１１で受ける圧力より高圧となっている。しかも、この部分の溶融ガラスＧは、排出管１５を下降する間に自然放冷されて、すなわち、より低温でかつ高圧となっているいるので、溶融ガラスＧ内に溶解可能なガスの溶存量が増加し、減圧脱泡槽１３内で除去されなかった微細な気泡は、再度溶融ガラスＧ内に溶存して確実に消滅する。残存した気泡を溶融ガラスＧ内に効果的に溶存させるには、気泡を吸収するに十分な程度に粘度が低く、かつ溶解できるガスの溶存量が大きいことが必要であり、排出管１５の下部における溶融ガラスＧの粘度は１０2.5 ポアズ〜１０3.0 ポアズ（ソーダライムシリカガラスの場合の温度は１２００℃〜１３００℃）とするのが好ましい。その際、必要に応じて排出管１５を冷却してこの粘度に調整することが好ましい。
【００３５】
また、減圧脱泡装置１０では、大気圧に比べて低い減圧脱泡槽１３内の圧力Ｐ2 の雰囲気下、溶融ガラスＧ内に溶存していたガス成分を気体にして気泡を発生させ、溶融ガラスＧ中のガス成分の溶存量を少なくする一方、この発生した気泡は、原料を溶解した際に既に溶融ガラスＧ内に存在した気泡とともに、減圧脱泡槽１３内で減圧吸引され、その後、ガス成分の溶存量の少なくなった溶融ガラスＧは、下降長さの長い排出管１５より下降して、従来の減圧脱泡装置より大きく加圧されるため、減圧脱泡槽１３内で減圧脱泡されなかった気泡を溶融ガラスＧ内に確実に溶存させることができる。
【００３６】
また、前述したように、ガラスの種類、清澄剤の種類と量、溶解炉の運転条件等によって減圧脱泡する条件、特に圧力を調整することが望ましいので、減圧脱泡槽１３内の圧力はしばしば調整する必要がある。この圧力の調整は、図示しない真空ポンプを調整することによって行なわれるが、減圧脱泡槽１３内の圧力を調整することによって、減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの液面レベルも当然に変動する。すなわち、圧力を低くすると、溶融ガラスＧの液面の高さは上昇するので、導入管１４側のスクリューポンプ１８による溶融ガラスＧの流量をより少なく制限する。また、圧力を高くすると、溶融ガラスＧの液面の高さは下降するので、導入管１４側のスクリューポンプ１８による溶融ガラスＧの流量を増加させることによって調整する。
ここで、排出管１５側のスクリューポンプ１９は、常に排出管１５から溶融ガラスＧを排出するように動作するものであって、圧力を低くすると排出管１５から流出する溶融ガラスＧの流量を増加させ、圧力を高くすると排出管１５から流出する溶融ガラスＧの流量を減少させなければならない。
【００３７】
また、減圧脱泡槽１３の溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈは、大気圧Ｐ1 と減圧脱泡槽１３内で通常使用される圧力との差圧によって上昇する溶融ガラスＧの液面レベルの高さより、スクリューポンプ１８、１９の制御能力に応じて、低く設定されるので、スクリューポンプ１８、１９の制御能力を超えて減圧脱泡を行なうことはない。またスクリューポンプ１８、１９の制御能力に応じて、溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈは低く設定されるので、従来安全の点から好ましくないといった問題が解消される。
また、スクリューポンプ１８、１９の制御能力によっては、減圧脱泡槽１３の溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈを溶解槽１１の溶融ガラスＧの自由表面と同じレベルとしてもよい。
【００３８】
また、図１に示す実施例では、減圧脱泡装置１０の運転開始時に、溶解槽１１から流入してきた溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１３に送り込むためにスクリューポンプ１８を使用することもできる。この場合には、運転開始時に溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１３に送り込むための他の補助的な手段を用いることなく、溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１３に送り込んで、減圧脱泡装置１０を運転することができる。
【００３９】
一方、スクリューポンプ１８は、定常運転時には溶融ガラスＧの流量を制限するために使用される。したがって、上流側の流量制御装置は、スクリューポンプ１８の替わりに、図２に示すように、上方に向かって径が拡大する円錐台形状の先端部を有するロッド２２と、このロッド２２の先端部が上方より挿入される流路の断面積の狭くなった絞り部２２とを導入管１４に設け、ロッド２２を上下移動させることで、溶融ガラスＧが絞り部２４を通過する流路断面積を制御し、溶融ガラスＧの流量を制限することができる。これによって、大型で高価となるスクリューポンプを使用しないように構成することができる。
【００４０】
なお、上記実施例の減圧脱泡装置１０は、導入管１４および排出管１５に流量制御装置であるスクリューポンプ１８および１９を備えるが、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造装置において、必ずしも流量制御装置は必要でなく、導入管あるいは排出管の一方に備えてもよく、また導入管および排出管の双方に備えることなく溶融ガラスの減圧脱泡処理を行なってもよい。例えば、大気圧と減圧脱泡槽内の圧力との差圧によって上昇する溶融ガラスの液面レベルの位置に、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面の基準位置が設けられた減圧脱泡装置を用いる場合、流量制御装置は全く不要である。
【００４１】
以上、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造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】
以上に詳細に説明したように、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造装置では、減圧脱泡後の溶融ガラスが溶解槽で受けた圧力より高い圧力を受けるので、従来減圧脱泡槽で十分に減圧脱泡除去できない気泡や、減圧脱泡槽の終端部の近くで溶融ガラスＧから発生した気泡も溶融ガラス内に溶存させて除去可能にし、成形して固化された最終ガラス製品内に気泡が混入することのない減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造装置を提供することができる。
さらに、減圧脱泡槽の圧力に応じて溶融ガラスの流量を制御する流量制御装置を設けることによって、高温の溶融ガラスが流れる減圧脱泡槽を高い位置まで持ち上げることなく、しかも減圧脱泡槽の圧力に応じて吊り上げ高さを調整する必要がないため、気泡の混入しない溶融ガラスを実用的にかつ確実に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置の一実施例を示す概略断面図である。
【図２】  図１の実施例における上流側の流量制御装置の他の実施例を示す概略断面図である。
【図３】  従来技術の減圧脱泡装置の一例を示す概略断面図である。
【図４】  従来技術の減圧脱泡装置の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０、３０、４０  減圧脱泡装置
１１、３８、４１  溶解槽
１２、３２、４２  減圧ハウジング
１３、３３、４３  減圧脱泡槽
１４、４４  導入管
１５、４５  排出管
１６、３６、４６  下流側ピット
１７、３７、４７  断熱材
１８，１９、４８、４９スクリューポンプ
２０，２１  吸引孔
２２  ロッド
２４  絞り部
３１  上流側ピット
３４  上昇管
３５  下降管
Ｇ  溶融ガラス
Ｈ  基準位置
Ｐ1   大気圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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