(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ガラスを減圧脱泡して処理槽に導出するガラスの製造装置であって、
ガラス原料を溶解した溶融ガラスが大気圧雰囲気下、自由表面を有する溶解槽と、
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、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下降管と、
前記溶解槽と前記上昇管とを連通する上流側接続部と、
前記下降管と前記処理槽とを連通する下流側接続部と、
前記上昇管および前記上流側接続部の少なくとも一つに設けられ、前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルを制御する上流側・液面制御手段と、
前記下降管および前記下流側接続部の少なくとも一つに設けられ、前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルを制御する下流側・液面制御手段とを備え、
前記上流側接続部、前記上昇管、前記減圧脱泡槽、前記下降管および前記下流側接続部は、一体化して固定されて前記溶解槽から前記処理槽に導かれる一連の溶融ガラスの管路を形成し、
前記上流側・液面制御手段および前記下流側・液面制御手段の少なくともいずれか一方は、前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルを、前記溶解槽の溶融ガラスの液面レベルより３．５ｍ以上高い位置に制御する液面制御手段であることを特徴とする減圧脱泡によるガラスの製造装置。
【請求項２】
前記上流側接続部は、溶融ガラスを下降させる上流側下降管を備え、この上流側下降管の上方が前記溶解槽と接続され、下方が前記上昇管の下方と接続され、あるいは、
前記下流側接続部は、溶融ガラスを上昇させる下流側上昇管を備え、この下流側上昇管の下方が前記下降管の下方と接続され、上方が前記処理槽と接続される請求項１に記載の減圧脱泡によるガラスの製造装置。
【請求項３】
前記上流側・液面制御手段および／または前記下流側・液面制御手段は、回転自在なスクリューポンプである請求項１または２のいずれかに記載の減圧脱泡によるガラスの製造装置。
【請求項４】
前記スクリューポンプは、回転方向および回転速度を制御して前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルを制御するスクリューポンプである請求項３に記載の減圧脱泡によるガラスの製造装置。
【請求項５】
前記上流側・液面制御手段であるスクリューポンプは、減圧脱泡開始時に、前記上流側接続部の溶融ガラスを前記上昇管から前記減圧脱泡槽内に送り込むスクリューポンプである請求項３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除去するための溶融ガラスの減圧脱泡を利用したガラスの製造装置に関する。
【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３に示すように、ガラスの原材料を溶解槽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を有するガラスの製造装置が用いられている。このようなガラスの製造装置の一例が図３に示される。
図３に示される減圧脱泡装置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内で減圧脱泡処理した後、すなわち、溶融ガラスＧ内の気泡が溶融ガラスＧの液表面に浮上して破泡し、この破泡した気泡内のガス成分を減圧脱泡槽１１４内の減圧された上部空間１１４ｓに放出した後、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。
このようにして減圧脱泡が行われるが、減圧脱泡槽１１４内の減圧脱泡処理は、溶融ガラスＧを浮上して破泡する気泡内のガス成分を減圧脱泡槽１１４から外部に放出するため、上部空間１１４ｓが設けられる必要があり、減圧脱泡槽１１４内を溶融ガラスＧで溢れるばかりに一杯に充たすことのないように、減圧脱泡槽１１４を上下方向に移動して、減圧脱泡槽１１４の高さ方向の位置を調整することができる。
【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。
また、減圧脱泡装置１１０は、上流側ピット１２２のほか下流側ピット１２４内にも溶融ガラスＧを満たし、サイホンの原理を用いて溶融ガラスＧを流すため、減圧脱泡処理の開始前、上昇管１１６および下降管１１８から溶融ガラスＧを吸引上昇させておく必要がある。そのため、減圧脱泡装置１１０は、上流側案内ピット１２２から下流側案内ピット１２４に溶融ガラスＧを導くバイパス管路１３２およびバイパス管路１３２を遮断する仕切り板１３４を有する。
【０００５】
このような減圧脱泡装置１１０では、溶融ガラスＧ内の気泡を効率よく減圧吸引するために定められる適切な圧力は、例えば、硫酸ナトリウム（Ｎａ2 ＳＯ4 ）等をガラス原料に少量混合添加して減圧脱泡槽内で溶融ガラス内の気泡の成長浮上を促進させる清澄剤の添加量や、溶解槽でガラス原料を溶解する温度や、ガラス原料を大気圧雰囲気下で溶解する際の大気圧の圧力等の溶解条件、あるいは減圧脱泡槽内に流す溶融ガラスの種類によって変化する。そのため、適切な圧力で減圧脱泡する場合、減圧脱泡槽１１４内の溶融ガラスＧの液面レベルが減圧脱泡槽１１４の天井部に達して溶融ガラスＧが溢れ出ることがなく、減圧脱泡槽１１４内で溶融ガラスＧの液面レベルが所定の範囲内に来るように、溶融ガラスの種類等の条件によって定まる適切な圧力に応じて、減圧脱泡槽１１４の高さ方向の位置を調整しなければならない。
【０００６】
このような適切な圧力は、場合によっては、比較的低い圧力、例えば１／２０気圧にしなければならない。この場合、減圧脱泡槽１１４内の圧力が低いため、それに応じて減圧脱泡槽１１４から溶融ガラスＧが溢れることのないように減圧脱泡槽１１４を高く吊り上げなければならず、例えば圧力が１／２０気圧の場合、約４．５ｍも吊り上げる必要がある。そのため、上記例のような約４．５ｍもの高さにまで吊り上げることのできる特別の設備を備えなければならない。しかも、減圧脱泡装置１１０を大型化する場合、減圧脱泡装置の大型化にともなって大型化した減圧脱泡槽を高さ方向に自在に、しかも上記例のように高さ方向に約４．５ｍも吊り上げることのできる巨大な設備を備える必要があるが、このような設備を備えることは困難である。
【０００７】
このような問題に対して、特開平５−２６２５３０号公報は、上昇管を上昇する溶融ガラスＧの流量をスクリューポンプを回転させて抑制するとともに、下降管を下降する溶融ガラスＧの流量をスクリューポンプを回転させて増加し、減圧脱泡槽内の溶融ガラスＧの液面レベルを減圧脱泡処理前の溶解槽等の溶融ガラスＧの自由表面レベルと実質的に同一レベルに維持することで、減圧脱泡槽の高さ方向の位置を低くすることができる減圧脱泡方法およびその装置を開示している。この方法によれば、上昇管を上昇する溶融ガラスＧ、あるいは下降管を下降する溶融ガラスＧの流量を制御することで、減圧脱泡槽内の圧力を低く設定しても、減圧脱泡槽から溶融ガラスＧが溢れ出ることを防ぐことができる。
【０００８】
このような上記技術は、大流量の溶融ガラスを減圧脱泡処理して、気泡を含まない高品質なガラスを大量に得ることが望まれる大型の減圧脱泡装置に対して、特に有効であると考えられた。つまり、溶融ガラスＧの流量を制御して、減圧脱泡槽内の溶融ガラスＧの液面レベルを溶解槽等の溶融ガラスＧの自由表面レベルと実質的に同一レベルに維持し、減圧脱泡槽の吊り上げを不要とする上記溶融ガラスＧの流量制御技術を用いることで、減圧脱泡装置の大型化、さらには減圧脱泡装置の低コスト化が図られると考えられた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、スクリューポンプを備え溶融ガラスの流量の制御を行う上記技術を用いて減圧脱泡装置を大型化する場合、以下の問題が発生することがわかった。
すなわち、減圧脱泡装置の大型化に伴って、スクリューポンプも大型化しなければならず、例えば、一日に減圧脱泡可能な溶融ガラスＧの流量を１トン／ｄａｙから４００トン／ｄａｙに規模を拡大する場合、上記スクリューポンプの径を例えば１５０ｍｍから８００ｍｍに、スクリューポンプの長さを１１００ｍｍにしなければならず、その結果スクリューポンプの材質を例えばモリブデンとした場合、スクリューポンプの重量は約５．５トンとなる。このような高重量物のスクリューポンプを支持し、モーター等を介して回転するスクリューポンプの回転を制御することはほとんど不可能に近い。また、スクリューポンプを支持し、回転を制御することができる程度にスクリューポンプを小さくできたとしても、スクリューポンプが配置され溶融ガラスＧを減圧脱泡槽に導く管路等とスクリューポンプとの間のクリアランスを流量制限のために小さくする必要があり、このクリアランスを小さくすると、僅かな変形や歪みによってスクリューポンプのスクリューがスクリューポンプが配置される管路等に接触して擦れ、破損するおそれがあるといった問題が生じる。
【００１０】
一方、減圧脱泡槽の高さ方向の位置を固定して、溶解槽から上昇管、減圧脱泡槽および下降管を経由する溶融ガラスＧの流路を一連の閉管路として形成することで、減圧脱泡槽の高さ方向の位置を調整する吊り上げ設備を不要とすることもできる。
しかし、減圧脱泡を効率よく行なうための減圧脱泡槽内の圧力条件は、上記溶解槽における溶解条件、あるいは減圧脱泡槽内に流す溶融ガラスの種類によって変化する。したがって、溶解槽から上昇管、減圧脱泡槽および下降管を経由する溶融ガラスの流路を一連の閉管路として形成して、減圧脱泡槽の高さ方向の位置を固定すると、減圧脱泡槽内の液面レベルを一定に維持することが困難になる。前記液面レベルが変化すると、これを契機として液面レベル付近の減圧脱泡槽の構成材料、たとえば白金合金や電鋳レンガの侵蝕が急速に進行し、溶融ガラス中に前記構成材料が流出して製品欠陥となり品質を維持することができなくなったり、あるいは減圧脱泡槽の寿命が短くなったりするおそれがある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、前記問題点を解決することにあり、大流量の溶融ガラスの減圧脱泡処理を行う場合でも、大型の吊り上げ設備を備えることなく、溶解槽における溶解条件や溶融ガラスの種類が変化しても減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルを実質的に一定にできる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にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、溶融ガラスを減圧脱泡して処理槽に導出するガラスの製造装置であって、ガラス原料を溶解した溶融ガラスが大気圧雰囲気下、自由表面を有する溶解槽と、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、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下降管と、前記溶解槽と前記上昇管とを連通する上流側接続部と、前記下降管と前記処理槽とを連通する下流側接続部と、前記上昇管および前記上流側接続部の少なくとも一つに設けられ、前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルを制御する上流側・液面制御手段と、前記下降管および前記下流側接続部の少なくとも一つに設けられ、前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルを制御する下流側・液面制御手段とを備え、前記上流側接続部、前記上昇管、前記減圧脱泡槽、前記下降管および前記下流側接続部は、一体化して固定されて前記溶解槽から前記処理槽に導かれる一連の溶融ガラスの管路を形成し、前記上流側・液面制御手段および前記下流側・液面制御手段の少なくともいずれか一方は、前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルを、前記溶解槽の溶融ガラスの液面レベルより３．５ｍ以上高い位置に制御する液面制御手段であることを特徴とする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。
【００１３】
ここで、前記上流側接続部は、溶融ガラスを下降させる上流側下降管を備え、この上流側下降管の上方が前記溶解槽と接続され、下方が前記上昇管の下方と接続され、あるいは、前記下流側接続部は、溶融ガラスを上昇させる下流側上昇管を備え、この下流側上昇管の下方が前記下降管の下方と接続され、上方が前記処理槽と接続されることが好ましい。また、前記上流側・液面制御手段および／または前記下流側・液面制御手段は、回転自在なスクリューポンプであることが好ましい。また、前記スクリューポンプは、回転方向および回転速度を制御して前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルを制御するスクリューポンプであることが好ましい。さらに、前記上流側・液面制御手段であるスクリューポンプは、減圧脱泡開始時に、前記上流側接続部の溶融ガラスを前記上昇管から前記減圧脱泡槽内に送り込むスクリューポンプであることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の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基に詳細に説明する。
【００１５】
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る。図１に示すガラスの製造装置は、ガラス原料を溶解して溶融ガラスＧを貯溜する溶解槽２０と、溶融ガラスを減圧脱泡処理して溶融ガラスの気泡を減圧吸引する減圧脱泡装置１０とから構成される。
【００１６】
溶解槽２０は、燃料ガスを燃焼して得られる火炎の熱を利用して、また電熱を利用して得られる約１５５０℃以上の高温でガラス原料を溶融した溶融ガラスＧで充たされる槽であり、減圧脱泡装置１０の前に配置される。溶解槽２０では、溶融ガラスＧはその液表面が大気圧Ｐａにさらされて自由表面を形成する。
【００１７】
減圧脱泡装置１０は、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の主要部分を構成し、溶解槽２０内から溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１４に吸引上昇させ、減圧された減圧脱泡槽１４において減圧脱泡処理を行い、次の処理槽２６、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、下降管１８、上流側接続部２２および下流側接続部２４とからなる。
【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、特にステンレス製または耐熱鋼製とすることが好ましい。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がおおむね水平に配置される。この減圧脱泡槽１４の流路の断面は、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い。
この減圧脱泡槽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連通される。そして、上昇管１６および下降管１８は門型に形成された減圧ハウジング１２の脚部１２ａ，１２ｂをそれぞれ貫通するように配設されており、上昇管１６および下降管１８の下端は、それぞれ溶解槽２０に連通する上流側接続部２２および処理槽２６に連通する下流側接続部２４に接続され、上流側接続部２２、上昇管１６、減圧脱泡槽１４、下降管１８および下流側接続部３４は、一体化して固定され一連の閉管路を構成する。
【００２０】
上流側接続部２２は、溶解槽２０から溶融ガラスＧを下降させる上流側下降管３２を備え、この上流側下降管３２の上方は溶解槽２０と接続され、下方は上昇管１６の下方と接続される。一方、下流側接続部２４は、溶融ガラスＧを上昇させる下流側上昇管３４を備え、この下流側上昇管３４の下方は下降管１８の下方と接続され、上方は処理槽２６と接続される。
また、上流側接続部２２の上流側下降管３２内部に、減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧの液面レベルを制御する上流側・液面制御手段として正逆に回転可能な上流側スクリューポンプ３６が溶融ガラスＧ内に浸されて設けられる。また、下流側接続部２４の下流側上昇管３４の内部には、減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧの液面レベルを制御する下流側・液面制御手段として下流側スクリューポンプ３８が溶融ガラスＧ内に浸されて設けられる。
【００２１】
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（圧力Ｐｂ、１／２０〜１／３気圧）に維持するため、減圧ハウジング１２と連通する吸引孔１４ａ，１４ｂが設けられる。また、減圧脱泡槽１４には、溶融ガラスＧの液面レベルが所定の高さに調整され、その上部に圧力Ｐｂに減圧された上部空間１４ｓが形成される。
減圧ハウジング１２と、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８との間は、耐火物製レンガなどの断熱材３０で充填されて断熱被覆され、外側から金属製の減圧ハウジング１２、耐火物製レンガからなる断熱材３０および減圧脱泡槽１４ななどの多層断面構造となっている。この断熱材３０は、減圧脱泡槽１４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る。
【００２２】
図１に示す本発明の減圧脱泡装置１０においては、一連の管路を構成する減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８、上流側上昇管３２および下流側上昇管３４、ならびに溶解槽２０および次の処理槽２６がいずれも耐火物製レンガを組んで構成される。
すなわち、減圧脱泡装置１０において、溶融ガラスの自由表面を持つ溶解槽２０から次の処理槽２６までの間の一連の管路を電鋳耐火物製レンガを組んで構成することにより、高温耐蝕性や高温耐熱性に優れた白金合金製の流路よりもコストを大幅に低減させることができ、減圧脱泡槽１４を自由な形状で、かつ自由な肉厚に設計することが可能となり、大流量の溶融ガラスＧを減圧脱泡処理することのできる大型の減圧脱泡装置１０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からである。
なお、白金合金を用いてもよいのは勿論である。
【００２３】
上流側接続部２２および下流側接続部２４には、それぞれ上流側スクリューポンプ３６および下流側スクリューポンプ３８が配設される。上流側スクリューポンプ３６および下流側スクリューポンプ３８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白金合金やモリブデン等の金属で形成される。溶融ガラスＧは、上流側下降管３２内を下降して上昇管１６より減圧脱泡槽１４内に流入する。上流側スクリューポンプ３６のシャフトは正回転することで、溶融ガラスＧが減圧脱泡槽１４内に流入しにくくなるようにし、逆回転することで反対に流入しやすくすることができる。また、溶融ガラスＧは、下流側上昇管３４内を上昇して流出する。下流側スクリューポンプ３８のシャフトは正回転することで、溶融ガラスＧが流出しにくくなるようにし、逆回転することで流出しやすくすることができる。たとえば、溶解槽における溶解条件の変化等によって減圧脱泡槽１４内の圧力をさらに下げる必要が生じた場合は、上流側スクリューポンプ３６を正回転させた上で、回転速度を制御して減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧの液面レベルを実質的に一定にできる。一方、下流側スクリューポンプ３８のシャフトは、この場合逆回転させたうえで回転速度を制御して溶融ガラスＧの流量を実質的に一定に保ち、前記溶融ガラスＧの液面レベルを実質的に一定にできる。
【００２４】
また、減圧脱泡処理は、サイホンの原理を利用するため、減圧脱泡処理開始時、上昇管１６、減圧脱泡槽１４および下降管１８内に溶融ガラスＧを充たす必要があるが、上流側スクリューポンプ３６のシャフトは逆回転することで、減圧脱泡開始時、溶融ガラスＧを上流側下降管３２の下方に押し下げて、上昇管１６を充たし、さらに上昇管１６より溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１４内に流入させて減圧脱泡槽１４の所定の高さまで充たし、さらに下降管１８を充たすことができる。このため、従来の減圧脱泡装置１１０のような、上流側案内ピット１２２から下流側案内ピット１２４に溶融ガラスＧを導くバイパス管路１３２およびバイパス管路１３２を遮断する仕切り板１３４を不要とし、減圧脱泡装置１０の製作コストを低減することができる。
なお、上流側スクリューポンプ３６や下流側スクリューポンプ３８とともに、バイパス管路１３２およびバイパス管路１３２を遮断する仕切り板１３４を設けてもよく、この場合、上流側スクリューポンプ３６を逆回転させることで、減圧脱泡槽１４内を真空ポンプによる吸引とともに、上昇管１６、減圧脱泡槽１４および下降管１８内に溶融ガラスＧを容易かつ短時間に充たすことができる。
上流側スクリューポンプ３６および下流側スクリューポンプ３８による減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧの液面レベルは、各々のシャフトを回転させるモーター等を電気的に制御することによって行う。
【００２５】
図１に示す本発明の減圧脱泡装置１０において、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８、上流側下降管３２および下流側上昇管３４は一連の管路を構成することで、従来の減圧脱泡装置１１０のように減圧脱泡槽１１４内の圧力に応じて減圧脱泡槽１１４を吊り上げる必要がなくなる。これによって、従来問題となっていた大型の吊り上げ設備が不要になる。
【００２６】
また、減圧脱泡槽１４は、一連の管路を構成するため、高さ方向の位置が固定されるが、その固定される位置は、減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧの液面レベルが、溶解槽２０の自由表面レベルに対して実質的に高く、好ましくはその差が３．５メートル以上となるように設けられる。この場合、減圧脱泡槽１４内の圧力Ｐｂは、０．０５気圧（１／２０気圧）〜０．２８気圧とするのが好ましい。大流量の溶融ガラスＧを減圧脱泡処理する大型の減圧脱泡装置の場合、従来、流量調整手段によって溶融ガラスＧの流量を調整して、減圧脱泡槽内の溶融ガラスＧの液面レベルを実質的に溶解槽の液面レベルと同一レベルに維持するため、大気圧Ｐａと減圧脱泡槽１４内の圧力Ｐｂとの差分によって生じる溶融ガラスＧの液面レベルの上昇分全体を、流量調整手段であるスクリューポンプを用いて流量調整しなければならない。そのため上述したようにスクリューポンプは大型化し、その結果、高重量物になってしまい、スクリューポンプの支持が困難になる他、高重量物のスクリューポンプの慣性力も大きくなるため、スクリューポンプの制御自体も困難になる。
【００２７】
しかし、本発明によれば、減圧脱泡槽１４内の液面レベルが、溶解槽２０の液面レベルより実質的に高くなるように設けられるので、上流側スクリューポンプ３６や下流側スクリューポンプ３８の直径を小さくして現実的かつ実用的な大きさにすることができる。また、上流側下降管３２や下流側上昇管３４と上流側スクリューポンプ３６や下流側スクリューポンプ３８との間のクリアランスを従来に比べて広げることができ、僅かな変形が生じても上流側スクリューポンプ３６や下流側スクリューポンプ３８が上流側下降管３２や下流側上昇管３４の壁面と接触し擦れ、破損するおそれはなくなる。
【００２８】
すなわち、減圧脱泡装置１０は、減圧脱泡槽１４の高さ調整のための上下移動はできず固定されているが、減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧの液面レベルは液面制御手段である上流側スクリューポンプ３６や下流側下流側スクリューポンプ３８で実質的に一定となるように制御される。また、上流側スクリューポンプ３６や下流側下流側スクリューポンプ３８は現実的かつ実用的な大きさにすることができる。
その結果、溶解槽２０での溶解条件や溶融ガラスＧの種類によって変わる効率のよい減圧脱泡条件に合わせることができる。
【００２９】
なお、本実施例では、上流側スクリューポンプ３６および下流側スクリューポンプ３８を上流側接続部２２および下流側接続部２４内に配置しているが、上昇管１６や下降管１８内に配置してもよい。
また、本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置の液面制御手段は、上記スクリューポンプに限られず、流れを制御できるものであればよく、図２に示すように、溶解槽２０から流出する溶融ガラスＧの流れを孔４０で制御するオリフィス４２を用いてもよい。
【００３０】
次に、本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置装置の作用を説明する。
溶解槽２０では、従来から用いられているように、燃料用油や燃焼ガスで燃焼させて得られる火炎の燃焼熱をガラス原料に吹きつけて、あるいは電熱を利用してガラス原料を溶解して溶融ガラスＧを溶解槽２０内に貯溜する。
つぎに減圧脱泡装置１０は、運転を開始するに先立って、上流側下降管３２、上昇管１６、減圧脱泡槽１４、下降管１８、および下流側上昇管３４によって構成される一連の管路を予め加熱する。管路を予め加熱するのは、高温の溶融ガラスＧが比較的低温の管路表面と接触すると、溶融ガラスＧは冷却され粘度が上がり、溶融ガラスＧ内に含まれる気泡の減圧吸引を行うことが困難となるからである。さらに、この冷却された溶融ガラスＧが管路表面に固着し、管路を狭くするからである。
【００３１】
その後、溶解槽２０に貯溜した溶融ガラスＧを図示しない仕切り板を開放して溶融ガラスＧを上流側下降管３２内に流入させ溶融ガラスＧを充たす。
つぎに、上流側スクリューポンプ３６を逆回転して、溶融ガラスＧを上昇管１６の方向に送り出して上昇管１６内を溶融ガラスＧで充たし、減圧脱泡槽１４内に溶融ガラスＧの一定の液面レベルを作り、さらに下降管１８内を溶融ガラスＧで充たし下降管１８内を下降させ、下流側接続部２４を充たす。その後、図示されない真空ポンプで減圧ハウジング１２内を所定の圧力（圧力Ｐｂ）に減圧する。
これによって、サイホンの原理より溶解槽２０から減圧脱泡槽１４を通って次の処理槽２６に溶融ガラスＧを定常的に流下させることができる。
【００３２】
すなわち、図１に示す減圧脱泡装置１０において、減圧脱泡槽１４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（圧力Ｐｂ）、例えば１／２０〜１／３気圧に維持されているので、溶融ガラスＧは、自由液面を有する溶解槽２０に加わる大気圧Ｐａと減圧脱泡槽１４内の圧力Ｐｂとの圧力差によって、溶解槽２０より上流側下降管３２および上昇管１６を通って減圧脱泡槽１４に吸引上昇され、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中の気泡は、溶融ガラスＧ中を液面まで浮上し、液面上で破泡し、破泡した気泡内部のガス成分を上部空間１４ｓに放出する。放出されたガス成分は、図示されない真空ポンプによって排出される。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内を下降して下流側上昇管３４を通って次の処理槽２６（例えば成形処理槽）に導出される。
【００３３】
減圧脱泡槽１４は、上流側下降管３２、上昇管１６、減圧脱泡槽１４、下降管１８、および下流側上昇管３４によって構成される一連の管路によって設置高さが固定され、その設置位置は、減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧの液面レベルが、自由表面を有する溶解槽２０の液面レベルより実質的に高くなるように設けられる。溶解槽２０における溶解条件等が変化し、これにともなって圧力Ｐｂを変化させなければならなくなった場合、上流側スクリューポンプ３６と下流側スクリューポンプ３８のシャフトの回転方向と回転速度を制御して、減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧの液面を実質的に変化させないようにする。
【００３４】
これにより、減圧脱泡槽１４の溶融ガラスＧの液面レベルの変動に伴う減圧脱泡槽１４の構成材料の侵蝕が進行して溶融ガラスＧ中に前記構成材料が流出して製品欠点を引き起こすことなく、また従来のような減圧脱泡槽の上下移動による高さ方向の位置調整を行なうことなく、減圧脱泡槽１４内の圧力Ｐｂの調整が可能となる。
また、上流側スクリューポンプ３６や下流側スクリューポンプ３８で減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧの液面レベルを制御して、溶解槽２０での溶解条件や溶融ガラスＧの種類によって変わる効率のよい減圧脱泡条件に合わせることができ、従来制限されて困難であった減圧脱泡槽１２内の圧力Ｐｂの調整を行なうことができる。特に、溶解槽２０で得られた溶融ガラスＧが溶解槽２０から上昇管１６上昇するまで、約半日以上かかるため、その間に溶解槽２０内の溶融ガラスＧの自由表面と接する大気圧雰囲気の大気圧Ｐａが変化（例えば、台風等の低気圧が通過する）し、効率のよい減圧脱泡条件が変化する場合がある。このような場合、液面制御手段である上流側スクリューポンプ３６や下流側スクリューポンプ３８を用いることで、減圧脱泡槽１２内の圧力Ｐｂを効率のよい減圧脱泡条件に合わせることができる。
【００３５】
以上、本発明の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。
【００３６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルを制御する液面制御手段を備え、溶解槽から、上流側接続部、上昇管、減圧脱泡槽、下降管および下流側接続部を一体化して固定され、一連の溶融ガラスの管路を形成し、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルが、自由表面を有する溶解槽等の溶融ガラスの液面レベルより実質的に高くなるように構成されるため、大流量の溶融ガラスの減圧脱泡処理を行う場合でも、従来の減圧脱泡装置のような減圧脱泡槽を減圧脱泡槽内の圧力に応じて高さ方向に昇降する大型の吊り上げ設備を不要とし、また液面制御手段によって減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルを一定に保つので、減圧脱泡槽の構成材料の侵蝕を抑制し減圧脱泡槽の寿命を延ばすことができる。また、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルが一定に保たれて減圧脱泡槽の構成材料の侵蝕が抑制されるので、構成材料の溶融ガラスへの流出が少なく最終ガラス製品の品質を一定に保つことができる。さらに、大流量の溶融ガラスを減圧脱泡処理する大型の減圧脱泡装置に比して液面制御手段を小型化し、現実的かつ実用的な大きさで構成することができ、液面制御手段を用いて現実的かつ実用的に大流量の溶融ガラスの減圧脱泡処理を行うことができる。
【００３７】
また、上流側スクリューポンプは、減圧脱泡処理開始時、逆回転することで、上流側接続部にある溶融ガラスを上昇管から減圧脱泡槽内に送り込むことができるので、従来の減圧脱泡装置のように、減圧脱泡処理前に用いるバイパス管路を備える必要がなく、装置の製作コストの削減や装置の簡素化を図ることができる。
【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の概略断面図を示す。
【図２】  本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置の、図１に示される態様と異なる上流側接続部の概略断面図を示す。
【図３】  従来技術の溶融ガラスの減圧脱泡装置の概略断面図を示す。
【符号の説明】
１０，１１０  減圧脱泡装置
１２，１１２  減圧ハウジング
１２ａ，１２ｂ  脚部
１２ｃ  吸引口
１４，１１４  減圧脱泡槽
１４ａ，１４ｂ  吸引孔
１６，１１６  上昇管
１８，１１８  下降管
２０，１２０  溶解槽
２２  上流側接続部
２４  下流側接続部
２６  処理槽
３０，１３０  断熱材
３２  上流側下降管
３４  下流側上昇管
３６  上流側スクリューポンプ
３８  下流側スクリューポンプ
４０  孔
４２  オリフィス
１２２  上流側ピット
１２４  下流側ピット
Ｇ  溶融ガラス
Ｐａ  大気圧
Ｐｂ  圧力
【図１】
0004103236.tif 000002
【図２】
0004103236.tif 000003
【図３】
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