CN101959808A - 熔融玻璃的减压脱泡装置及减压脱泡方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供熔融玻璃的减压脱泡装置及减压脱泡方法，所述装置及方法可抑制构成减压脱泡装置的减压脱泡槽、上升管和下降管之类的熔融玻璃的导管壁面和熔融玻璃的界面上产生泡以及减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面上升所导致的减压脱泡效果变差所造成的影响，可稳定地发挥减压脱泡的效果。所述减压脱泡装置包括上升管、减压脱泡槽、下降管、向所述上升管供给熔融玻璃的上游侧凹槽、以及收纳来自所述下降管的熔融玻璃的下游侧凹槽，其特征在于，包括：分离机构，该分离机构将从所述下降管向所述下游侧凹槽移动的熔融玻璃的一部分分离；以及返回配管，该返回配管使被所述分离机构分离出的熔融玻璃返回至所述上游侧凹槽。

Description

熔融玻璃的减压脱泡装置及减压脱泡方法
技术领域
本发明涉及熔融玻璃的减压脱泡装置及熔融玻璃的减压脱泡方法。
背景技术
以往，为提高成形得到的玻璃制品的品质而采用澄清工序，该澄清工序是在利用成形装置对用熔化炉将原料熔化而成的熔融玻璃进行成形前将熔融玻璃内产生的气泡除去的工序。
关于该澄清工序，已知如下方法：预先在原料内添加硫酸钠(Na2SO4)等作为澄清剂，将使原料熔融而得的熔融玻璃在规定温度下贮留并维持一定时间，从而利用澄清剂使熔融玻璃内的气泡成长、上浮而将气泡除去。
此外，已知如下所述的减压脱泡方法：将熔融玻璃导入减压气氛内，在该减压气氛下使连续流动的熔融玻璃流内的气泡长大、在熔融玻璃内上浮、破裂而将气泡除去，然后从减压气氛中排出。
减压脱泡方法中，形成熔融玻璃流，使该熔融玻璃流在减压气氛内移动，具体而言是使该熔融玻璃流在内部保持规定真空度的减压脱泡槽内移动。在减压脱泡槽内移动时，使熔融玻璃内所包含的气泡在较短的时间内长大，利用长大了的气泡的浮力使其在熔融玻璃中上浮，在熔融玻璃的表面使气泡破裂，藉此可高效地从熔融玻璃表面除去气泡。
减压脱泡装置中，形成熔融玻璃的流路的减压脱泡槽、上升管和下降管之类的熔融玻璃的导管的构成材料要求耐热性和对熔融玻璃的耐腐蚀性良好。作为满足该要求的材料，使用铂或铂铑合金之类的铂合金或电铸砖之类的耐火砖。
这些材料在耐热性和对熔融玻璃的耐腐蚀性方面是优良的材料，但无论熔融玻璃的导管是耐火砖制、铂制还是铂合金制，均可能会在导管壁面和熔融玻璃的界面上产生泡。上述在导管壁面和熔融玻璃的界面上产生泡的现象发生于减压脱泡装置的减压脱泡槽(尤其是减压脱泡槽的下游侧)或下降管的情况下，难以从熔融玻璃除去泡，因此使所制成的玻璃产生缺陷。
如上所述，要有效且确实地除去熔融玻璃中的气泡，需要在熔融玻璃中使气泡长大并使其上浮至熔融玻璃表面而破裂的工艺。为了确实有效地实施上述工艺，需要将减压脱泡槽内的真空度保持在合适的范围内。
专利文献1中记载的熔融玻璃减压脱泡方法中提出了如下技术方案：为了将减压脱泡槽内的真空度始终保持在合适的范围内，根据大气压的变化来修正减压脱泡槽内的真空度。但是，修正减压脱泡槽内的真空度的情况下，减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面会发生变化而影响减压脱泡的效果，所以专利文献1中记载的熔融玻璃的减压脱泡方法中提出了如下技术方案：修正减压脱泡槽内的真空度的情况下，通过使减压脱泡槽的位置上下移动，从而将减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面保持恒定。
专利文献1中记载的方法通过将减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面保持恒定并同时将减压脱泡槽内的真空度始终保持在合适的范围内，可将减压脱泡的效果始终保持在最合适的状态。
但是，并非所有的减压脱泡装置中的减压脱泡槽都可以上下移动。例如，为了增加熔融玻璃的脱泡处理量而制成大型的减压脱泡槽的情况下，对应于减压脱泡槽内的真空度的修正来使减压脱泡槽上下移动是非常困难的，不实际。
此外，对于像专利文献2中记载的减压脱泡装置那样将上升管和下降管分别固定在上游侧凹槽和下游侧凹槽的结构的减压脱泡装置，无法使减压脱泡槽上下移动。
对于这些无法使减压脱泡槽上下移动的减压脱泡装置，如果根据大气压的变化来修正减压脱泡槽内的真空度，则减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面发生变化而对减压脱泡的效果产生影响。尤其是减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面上升的情况下，从减压脱泡槽的底面到熔融玻璃的液面的距离增加，因此存在于减压脱泡槽底面附近的泡变得无法上浮，减压脱泡的效果变差。减压脱泡槽无法上下移动的情况下，其底面的压力取决于其底面距离减压脱泡槽内的熔融玻璃液面的深度，因此难以进行调整。
专利文献1：日本专利特开2006-306662号公报
专利文献2：日本专利特开2000-7344号公报
发明的揭示
本发明的目的在于为解决上述现有技术的问题而提供熔融玻璃的减压脱泡装置及熔融玻璃的减压脱泡方法，所述装置及方法可抑制构成减压脱泡装置的减压脱泡槽、上升管和下降管之类的熔融玻璃的导管壁面和熔融玻璃的界面上产生泡以及减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面上升所导致的减压脱泡效果变差所造成的影响，可稳定地发挥减压脱泡的效果。
为达到上述目的，本发明提供一种熔融玻璃的减压脱泡装置(下面称作“本发明的减压脱泡装置”)，该装置包括上升管、减压脱泡槽、下降管、向所述上升管供给熔融玻璃的上游侧凹槽、以及收纳来自所述下降管的熔融玻璃的下游侧凹槽，其特征在于，包括：分离机构，该分离机构将从所述下降管向所述下游侧凹槽移动的熔融玻璃的一部分分离；以及返回配管，该返回配管使被所述分离机构分离出的熔融玻璃返回至所述上游侧凹槽。
本发明的减压脱泡装置的第一形态中，所述下游侧凹槽的侧部设置有形成所述返回配管的一方的端部的开口部；
所述下降管的下游端连接有熔融玻璃的导管结构，该导管结构的一部分起到所述分离机构的作用，由铂制或铂合金制的中空管构成；
所述导管结构的至少下游端侧形成由内管和外管构成的双重管结构；
所述内管的上游端和下游端是开放端；
所述外管的上游端是开放端，而下游端是封闭端，内管贯穿所述封闭端的一部分；
在所述外管的所述下游端侧，在面向设置于所述下游侧凹槽侧部的所述开口部的位置设置有开口部。
本发明的减压脱泡装置的第二形态中，所述下游侧凹槽的侧部设置有形成所述返回配管的一方的端部的开口部；
所述下降管形成熔融玻璃的导管结构，该导管结构的一部分起到分离机构的作用，由铂制或铂合金制的中空管构成；
所述导管结构的至少下游端侧形成由内管和外管构成的双重管结构；
所述内管的上游端和下游端是开放端；
所述外管的上游端是开放端，而下游端是封闭端，内管贯穿所述封闭端的一部分；
在所述外管的所述下游端侧，在面向设置于所述下游侧凹槽侧部的所述开口部的位置设置有开口部。
本发明的减压脱泡装置的第一形态和第二形态中，较好是在所述导管结构的所述下游端侧，所述内管从所述外管的封闭端突出。
本发明的减压脱泡装置的第一形态和第二形态中，较好是从所述内管上游端到设于所述外管的所述下游端侧的所述开口部的上游侧端的距离Lin(mm)和所述内管的内径Din(mm)满足以下式
Lin≥Din/2
表示的关系。
本发明的减压脱泡装置的第一形态和第二形态中，较好是所述外管的内径与所述内管的外径之差Dout-in(mm)和所述内管的内径Din(mm)满足以下式
Dout-in/2≥0.02×Din
表示的关系。
本发明的减压脱泡装置的第一形态和第二形态中，较好是从所述内管上游端到设置于所述外管的所述下游端侧的所述开口部的上游侧端的距离Lin(mm)和所述外管的内径与所述内管的外径之差Dout-in(mm)满足以下式
Lin≥(Dout-in/2)×3
表示的关系。
本发明的减压脱泡装置的第一形态和第二形态中，较好是所述外管的流路的截面积减去所述内管的流路的截面积而得的截面积差Sout-in(mm2)和所述内管的流路的截面积Sin(mm2)满足以下式
Sout-in≤Sin
表示的关系。
本发明的减压脱泡装置的第一形态和第二形态中，较好是设置于所述外管的所述下游端侧的所述开口部的面积S(mm2)和所述外管的内径Dout(mm)满足以下式
S≥9×Dout
表示的关系。
本发明的减压脱泡装置的第一形态和第二形态中，较好是设置于所述外管的所述下游端侧的开口部的上游侧端位于从设置于所述下游侧凹槽侧部壁面的开口部的上游侧端起算朝向下侧的距离为0～500mm的位置上。
本发明的减压脱泡装置的第三形态中，所述下降管和所述下游侧凹槽连通并连接；
所述下游侧凹槽形成由形成外管的凹槽主体和位于所述凹槽主体内且朝下游方向延伸的内管构成的双重管结构，所述凹槽主体设置有形成所述返回配管的一方的端部的开口部，所述双重管结构起到所述分离机构的作用。
本发明的减压脱泡装置的第三形态中，较好是所述下降管的内径D1(mm)和所述内管的外径D2(mm)满足以下式
D1＞D2
表示的关系。
本发明的减压脱泡装置的第三形态中，较好是所述下降管的内径与所述内管的外径之差ΔD(mm)和所述内管的内径D3(mm)满足以下式
ΔD≥0.04×D3
表示的关系。
本发明的减压脱泡装置的第三形态中，较好是所述下降管的流路的截面积减去所述内管的流路的截面积而得的截面积差ΔS(mm2)和所述内管的流路的截面积S1(mm2)满足以下式
ΔS≤S1
表示的关系。
本发明的减压脱泡装置的第三形态中，较好是所述下降管和所述内管具有重叠部分；
所述重叠部分的长度L(mm)和所述内管的外径D2(mm)满足以下式
L≤5×D2
表示的关系。
本发明的减压脱泡装置的第三形态中，较好是所述下降管的下游端与所述内管的上游端的距离d(mm)和所述内管的外径D2(mm)满足以下式
0.5×D2≤d≤5×D2
表示的关系。
本发明的减压脱泡装置的第四形态中，所述下游侧凹槽侧的所述返回配管的开口部满足下述条件(1)、(2)，该开口部起到所述分离机构的作用；
(1)所述开口部横穿假设所述下降管朝下游侧延伸时形成的假想区域的一部分；
(2)所述开口部没有横穿假设所述下降管的中心轴朝下游侧延伸时形成的假想线。
本发明的减压脱泡装置的第四形态中，较好是所述返回配管与所述假想线的最短距离dmin(mm)和所述下降管的半径Ddown(mm)满足下式：
0＜dmin＜Ddown。
本发明的减压脱泡装置的第四形态中，较好是所述开口部与所述假想线所成的角度α(度)满足下式：
10≤α≤80。
本发明的减压脱泡装置的第四形态中，较好是在所述开口部附近，下游侧凹槽的底面的高度和所述返回配管的底面的高度不同。
本发明的减压脱泡装置的第四形态中，较好是高度彼此不同的所述下游侧凹槽底面和所述返回配管的底面通过具有5～60度的角度的倾斜结构而连接。
本发明的减压脱泡装置的第四形态中，较好是所述开口部的面积和所述返回配管的截面积大致相等。
较好是本发明的减压脱泡装置还包括用于对所述返回配管内的熔融玻璃流进行控制的泵单元。
较好是本发明的减压脱泡装置还包括用于对通过所述返回配管的熔融玻璃进行加热的单元。
较好是本发明的减压脱泡装置还包括用于对通过所述返回配管的熔融玻璃进行搅拌的单元。
此外，本发明提供一种熔融玻璃的减压脱泡方法(下面称作“本发明的减压脱泡方法”)，该方法是使熔融玻璃通过内部保持在减压状态的减压脱泡槽中，藉此对该熔融玻璃进行减压脱泡的方法，其特征在于，将从所述减压脱泡槽流出的熔融玻璃的一部分分离，使该被分离出的熔融玻璃再次返回至所述减压脱泡槽中。
本发明的减压脱泡方法中，较好是所述被分离出的熔融玻璃的量是通过所述减压脱泡槽中的熔融玻璃的量的0.1％以上10％以下。
本发明的减压脱泡方法中，较好是所述被分离出的熔融玻璃的量是通过所述减压脱泡槽中的熔融玻璃的量的1％以上5％以下。
本发明的减压脱泡方法中，可以在使熔融玻璃通过所述减压脱泡槽中的同时改变所述被分离出的熔融玻璃的量相对于通过所述减压脱泡槽中的熔融玻璃的量的比例。
本发明的减压脱泡方法中，较好是所述被分离出的熔融玻璃在返回至所述减压脱泡槽中前被加热。
本发明的减压脱泡方法中，较好是所述被分离出的熔融玻璃在返回至所述减压脱泡槽中前被搅拌。
根据本发明的减压脱泡方法，将从减压脱泡槽流出的熔融玻璃的一部分从熔融玻璃的主流(main flow)中分离，具体而言是将因为在熔融玻璃的导管壁面和熔融玻璃的界面上产生泡以及减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面上升所导致的减压脱泡效果变差而包含大量的泡的边界层流从熔融玻璃的主流中分离，使其返回至减压脱泡槽再次减压脱泡，藉此，可抑制在熔融玻璃的导管壁面和熔融玻璃的界面上产生泡以及减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面上升所导致的减压脱泡效果变差所造成的影响，可使减压脱泡的效果稳定化。藉此，可制成缺陷少的高品质的玻璃制品。
而且，认为在减压脱泡槽中形成以从主流中被分离而返回至减压脱泡槽的熔融玻璃为下层、以从熔化槽新供给的熔融玻璃为上层的双层流。通过形成上述双层流，对于从熔化槽新供给的熔融玻璃，其在减压脱泡槽内的表观深度减小。藉此，可期待减压脱泡的效果提高。
此外，根据本发明的减压脱泡方法，以往在减压脱泡后被废弃的所述包含泡的熔融玻璃如上所述再次进行减压脱泡，所以废弃的熔融玻璃减少，原材料利用率提高。
本发明的减压脱泡装置包括将从下降管向下游侧凹槽移动的熔融玻璃的一部分分离的分离机构以及使被分离机构分离出的熔融玻璃返回至所述上游侧凹槽的返回配管，利用该分离机构，可将从减压脱泡槽流出的熔融玻璃中包含大量的泡的边界层流有效地分离，因此适合于实施本发明的减压脱泡方法。
附图的简单说明
图1是表示本发明的减压脱泡装置的第一形态的剖视图。
图2是表示图1所示的减压脱泡装置1的延长管8的下端(下游端)侧及其周边的局部放大图。
图3是与图2相同的图，示出了延长管8的特定部分的尺寸。
图4是表示延长管的另一种形态的剖视图，外管的封闭端的形状与图2所示的延长管8不同。
图5是表示延长管的另一种形态的剖视图，内管的形状与图2～图4所示的延长管8、8’不同。
图6是表示延长管的另一种形态的剖视图。
图7是表示本发明的减压脱泡装置的第三形态的剖视图。
图8是表示图7所示的减压脱泡装置1’的下游侧凹槽15及其周边的局部放大图。
图9是与图8相同的图，记载了表示图中特定部分的尺寸的符号。
图10是表示本发明的减压脱泡装置的第三形态的另一种实施方式的下游侧凹槽及其周边的局部放大图，延长管与内管的关系与图9所示的形态不同。
图11是与图10相同的图。但内管上端(上游端)的形状与图10不同。
图12是表示本发明的减压脱泡装置的第四形态的剖视图。
图13是表示图12所示的减压脱泡装置1”的下游侧凹槽及其周边的局部放大图。
图14是表示本发明的减压脱泡装置的第四形态的另一种实施方式的下游侧凹槽及其周边的局部放大图。
符号的说明
           1、1’、1”：减压脱泡装置
                     2：减压外壳
                     3：减压脱泡槽
                4、4’：上升管
                5、5’：下降管
                     6：隔热材料
                     7：延长管(上升管侧)
      8、8’、14、14’：延长管(下降管侧)
81、81’、81”、81”’：内管
82、82’、82”、82”’：外管
83、83’、83”、83”’：开口部
                 9、19：上游侧凹槽
      10、15、15’、20：下游侧凹槽
                    11：返回配管
                    12：泵单元
                    13：搅拌单元
                    18：扩径部
                    22：开口部
                    23：假想区域
                    24：假想线
                   100：熔化槽
实施发明的最佳方式
下面参照附图对本发明进行说明。图1是表示本发明的减压脱泡装置的第一形态的剖视图。图1所示的减压脱泡装置1是在对熔化槽100中的熔融玻璃G进行减压脱泡并连续地供至后续的处理槽(未图示)的工艺中使用的装置。
减压脱泡装置1具备金属制、例如不锈钢制的在使用时其内部保持在减压状态的减压外壳2。减压外壳2内收纳配置有减压脱泡槽3，使其长轴朝向水平方向。减压脱泡槽3的一端的下面安装有朝向垂直方向的上升管4，另一端的下面安装有下降管5。
在减压外壳2内，在减压脱泡槽3、上升管4和下降管5的周围配设有隔热材料6。
减压脱泡装置1中，减压脱泡槽3、上升管4和下降管5是电铸砖之类的耐火砖制或铂制或铂合金制的中空管。
减压脱泡槽3是耐火砖制的中空管的情况下，减压脱泡槽3是外形具有矩形截面的耐火砖制的中空管，较好是形成熔融玻璃的流路的内部形状具有矩形截面。
上升管4和下降管5是耐火砖制的中空管的情况下，上升管4和下降管5是外形具有圆形截面或包括矩形在内的多边形截面的耐火砖制的中空管，较好是形成熔融玻璃的流路的内部形状具有圆形截面。
另一方面，减压脱泡槽3是铂制或铂合金制的中空管的情况下，较好是减压脱泡槽3中形成熔融玻璃的流路的内部截面形状具有圆形或椭圆形。
上升管4和下降管5是铂制或铂合金制的中空管的情况下，较好是上升管4和下降管5中形成熔融玻璃的流路的内部截面形状具有圆形或椭圆形。
减压脱泡装置的各构成要素的尺寸可根据所使用的减压脱泡装置适当选择，但对于图1所示的减压脱泡槽3，其尺寸的具体例子如下所述。
水平方向上的长度：1～30m，较好为1～25m，更好为1～20m
内部截面形状的宽度：0.2～10m，较好为0.2～7m，更好为0.2～5m
此外，上升管4和下降管5的尺寸的具体例子如下所述。
长度：0.2～6m，较好为0.4～4m
内部截面形状的宽度：0.05～0.8m，较好为0.1～0.6m
上升管4和下降管5的下端(下游端)分别安装有延长管7、8。延长管7、8是铂制或铂合金制的中空圆筒管。
上升管4与减压脱泡槽3连通，将来自熔化槽100的熔融玻璃G导入减压脱泡槽3。因此，安装于上升管4的延长管7的下端(下游端)嵌入上游侧凹槽9的开口端，浸渍于该上游侧凹槽9内的熔融玻璃G。
下降管5与减压脱泡槽3连通，将减压脱泡后的熔融玻璃G导出至后续的处理槽(未图示)。因此，安装于下降管5的延长管8的下端(下游端)嵌入下游侧凹槽10的开口端，浸渍于该下游侧凹槽10内的熔融玻璃G。
上游侧凹槽9和下游侧凹槽10是耐火砖制或铂制或铂合金制的。上游侧凹槽9和下游侧凹槽10是耐火砖制的情况下，因为制作的难易程度和防止耐火砖的侵蚀等原因，其截面形状较好是四边形等多边形、圆形或椭圆形状。另一方面，上游侧凹槽9和下游侧凹槽10是铂制或铂合金制的情况下，因为制作的难易程度和变形的困难性等原因，其截面形状较好是圆形或椭圆形状。
如后文中详述，作为熔融玻璃的导管结构的延长管8的下端(下游端)侧形成双重管结构，起到分离机构的作用，该分离机构将从下降管5向下游侧凹槽10移动的熔融玻璃G的一部分从熔融玻璃的主流中分离，更具体而言是将从下降管5向下游侧凹槽10移动的熔融玻璃G中因为在熔融玻璃的导管壁面和熔融玻璃的界面上产生泡以及减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面上升所导致的减压脱泡效果变差而包含大量的泡的部分从熔融玻璃的主流中分离。用于使被分离机构分离出的熔融玻璃返回至上游侧凹槽9的返回配管11将下游侧凹槽10和上游侧凹槽9之间连接。
返回配管11设置有用于对返回配管11内的熔融玻璃流进行控制的泵单元12以及用于对通过返回配管11的熔融玻璃进行搅拌的搅拌单元13。但是，泵单元12和搅拌单元13并非本发明的减压脱泡装置的第一形态中的必要构成要件，没有这些单元也能发挥所要的功能的情况下，减压脱泡装置1可以不包括这些单元。
图2是表示图1所示的减压脱泡装置1的延长管8的下端(下游端)侧及其周边的局部放大图。
图2所示的延长管8的下端(下游端)侧形成由内管81和外管82构成的双重管结构。内管81和外管82都是铂制或铂合金制的中空圆筒管。这里，作为铂合金的具体例子，可以例举铂-金合金、铂-铑合金。提及铂或铂合金时，也可以是使金属氧化物分散于铂或铂合金而成的强化铂。作为所分散的金属氧化物，可例举以Al2O3、ZrO2或Y2O3为代表的长式周期表中的3族、4族或13族的金属氧化物。
图2所示的延长管8中，内管81的上端(上游端)和下端(下游端)成为开放端。
外管82的上端(上游端)成为开放端，下端(下游端)成为封闭端。内管81贯穿作为密封端的外管82的下端(下游端)的一部分，内管81的下端(下游端)从外管82的下端(下游端)(封闭端)突出。另外，图2所示的延长管8中，内管81的下端(下游端)从外管82的下端(下游端)(封闭端)突出，但内管的下端(下游端)也可以不从外管的下端(下游端)(封闭端)突出。此时，内管的下端(下游端)和外管的下端(下游端)的高度一致。内管81贯穿作为封闭端的外管82的下端(下游端)的一部分是指在作为封闭端的外管82的下端(下游端)的一部分设置有用于嵌合作为开放端的内管81的下端(下游端)的开口部。
外管82的下端(下游端)(封闭端)侧设置有开口部83。更具体而言，外管82的下端(下游端)(封闭端)侧的侧壁设置有开口部83，该开口部83的形状是外管82的周向上的边的长度比外管82的长边方向上的边的长度更长的横向较长的矩形形状。图2中，开口部83位于与设置于下游侧凹槽10的侧部(侧壁)的返回配管11的开口部大致相同高度的位置。较好是开口部83位于与设置于下游侧凹槽10的侧部(侧壁)的返回配管11的开口部大致相同高度的位置，或者开口部83的上端(上游端侧)位于返回配管11的开口部的上端(上游侧端)的下侧。
延长管8的下端(下游端)侧通过形成双重管结构，从而起到分离机构的作用，该分离机构将从下降管5向下游侧凹槽10移动的熔融玻璃G中因为在熔融玻璃的导管壁面和熔融玻璃的界面上产生泡以及减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面上升所导致的减压脱泡效果变差而包含大量的泡的部分从熔融玻璃的主流中分离。该延长管8起到分离机构的作用的原因如下所述。
如上所述，虽然实施了减压脱泡但熔融玻璃中的泡仍增加的原因之一是在熔融玻璃的导管壁面和熔融玻璃的界面上产生泡。在熔融玻璃的导管壁面和熔融玻璃的界面上产生的泡不会在熔融玻璃中均匀地扩散，而是沿着导管的壁面以具有一定厚度的边界层流的形式、例如以层厚10～50mm左右的边界层流的形式流动。
此外，熔融玻璃中的泡增加的另一原因是：在减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面上升的情况下，减压脱泡效果变差，存在于减压脱泡槽3的底面附近的泡变得不能上浮。这样的泡虽然在减压脱泡槽3内存在于底面附近，但从减压脱泡槽3流出而到达下降管5(然后到达延长管8)后，也会沿着下降管5(然后沿着延长管8)的壁面、更具体而言是沿着减压脱泡槽内的水平方向的熔融玻璃流的流动方向的上游侧(下面称作“水平方向上游侧”)的壁面以具有一定厚度的边界层流的形式、例如以层厚3～5mm左右的边界层流的形式流动。
下面，在本说明书中，提及边界层流时，同时包括因在熔融玻璃的导管壁面和熔融玻璃的界面上产生泡而产生的边界层流以及因减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面上升所导致的减压脱泡效果变差而产生的边界层流。
如果包含这样的边界层流的熔融玻璃流到达图2所示的延长管8的双重管结构，则包含大量的泡的边界层流向内管81的外壁和外管82的内壁之间的空隙部分(下面称作“双重管结构的空隙部分”)移动。另一方面，除去了边界层流的熔融玻璃流的主流(下面称作“主流”)向内管81内侧的空隙(下面称作“内管81内部”)移动。藉此，边界层流和主流被物理分离。还有，主流是通过减压脱泡而充分除去了泡的熔融玻璃流，是指最终能成为产品的熔融玻璃流。
在内管81内部移动的主流向图中的箭头A方向移动。即，通过内管81的下端(下游端)(开放端)，在下游侧凹槽10内向下游方向移动。另一方面，在双重管结构的空隙部分中移动的边界层流向图中的箭头B方向移动。即，从设置于外管82的侧壁的开口部83向下游侧凹槽10流出，从该下游侧凹槽10的侧部(侧壁)所设有的开口部向返回配管11移动。
其结果是，仅通过减压脱泡而充分除去了泡的主流被供至成形装置。
另一方面，包含大量的泡的边界层流在返回配管11内移动，被送至上游侧凹槽9。到达了上游侧凹槽9的边界层流和从熔化槽100新供给来的熔融玻璃一起在上升管4(更具体而言是延长管7和上升管4)中上升，被送至减压脱泡槽3。
由此，本发明的减压脱泡装置中，包含大量的泡的边界层流被送至减压脱泡槽3再次减压脱泡，藉此，在熔融玻璃的导管壁面和熔融玻璃的界面上产生泡以及减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面上升所导致的减压脱泡效果变差所造成的影响得到抑制。
而且，被送至上游侧凹槽9的边界层流和从熔化槽100供给的熔融玻璃一起直接在上升管4的返回配管侧上升，因此可认为在减压脱泡槽3中形成以从主流中被分离而返回至减压脱泡槽3的熔融玻璃为下层、以从熔化槽100新供给的熔融玻璃为上层的双层流。通过形成上述双层流，对于从熔化槽100新供给的熔融玻璃，其在减压脱泡槽3内的表观深度减小。藉此，可期待减压脱泡的效果提高。
通过用分离机构将包含大量泡的边界层流分离并使其通过返回配管返回至减压脱泡槽而获得的上述效果在后述的本发明的减压脱泡装置的第二形态～第四形态中也可同样地发挥。
本发明的减压脱泡装置的第一形态中，为了准确地分离边界层流和主流，应注意下述几点。下述几点以图3为参照。图3除追加了表示各部分的尺寸的符号这一点以外与图2相同。
图3所示的延长管8中，为防止来自开口部83的边界层流(图2中以箭头B表示)和来自内管81的熔融玻璃的主流(图2中以箭头A表示)再次汇合，较好是图3所示的内管81从外管82的下端(下游端)(封闭端)突出。
虽然也受到设置于外管82的侧壁的开口部83的位置和形状的影响，但如果作为边界层流的出口的开口部83和作为主流的出口的内管81下端(下游端)的距离近，则通过双重管结构被分离的边界层流和主流可能会再次汇合。如果内管81从外管82的下端(下游端)(封闭端)突出，则内管81下端(下游端)充分地远离开口部83，因此边界层流和主流不会再次汇合，可确实地将两者分离。
从可确实地将边界层流和主流分离这一点考虑，从开口部83下端(下游侧端)到内管81下端(下游端)的距离Lexit较好为10～200mm。
为了将边界层流和主流物理分离，较好是从所述内管81的上端(上游端)到所述开口部83的上端(上游侧端)的距离Lin(mm)和所述内管81的内径Din(mm)满足以下式(1)表示的关系。
Lin≥Din/2···(1)
如果Lin和Din满足以上式(1)表示的关系，则从开口部83起算的双重管结构的长度、更具体而言是从开口部83起算的双重管结构的空隙部分的长度足以将边界层流和主流物理分离。
Din因减压脱泡装置的规模、特别是通过该装置的熔融玻璃的流量(吨/天)而不同，通常为50～900mm，更好为100～700mm。Lin较好为50mm以上，更好为100mm以上，特好为200mm以上1500mm以下。但是，如果在成本方面没有问题，则延长管8可以在整个长度上都是双重管结构。另一方面，如果Lin在50mm以下，则到开口部83的距离不足，可能会对边界层流和主流的分离造成妨碍。
本发明的减压脱泡装置的第一形态中，Lin(mm)和Din(mm)更好是满足以下式(2)表示的关系，进一步更好是满足以下式(3)表示的关系。
Lin≥1.0×Din···(2)
1.0×Din≤Lin≤4×Din···(3)
图1所示的减压脱泡装置1中，包括双重管结构以外的部分在内的延长管8整体的长度通常为100～3000mm，更好为200～1500mm。图1所示的结构的减压脱泡装置1中，为了调节减压脱泡槽3内的熔融玻璃G的液面的高度，有时会使减压脱泡槽3在最大600mm左右的范围内上下移动。此时，延长管8的前端必须始终浸渍于下游侧凹槽10内的熔融玻璃G。如果延长管8整体的长度在上述范围内，则即使使减压脱泡槽3最大限度地上下移动，延长管8的前端也处于始终浸渍于下游侧凹槽10内的熔融玻璃G的状态。
为了将边界层流和主流物理分离，较好是外管82的内径与内管81的外径之差Dout-in(mm)和内管81的内径Din(mm)满足以下式(4)表示的关系。这里，Dout-in/2是指双重管结构的空隙部分的宽度。
Dout-in/2≥0.02×Din···(4)
如果Dout-in和Din满足以上式(4)表示的关系，则双重管结构的空隙部分的宽度足以将边界层流和主流物理分离。
边界层流因熔融玻璃的温度和粘度、构成流路的材料等而发生一定的变动，具有3～5mm左右的厚度。为使这些边界层流不流入主流中，必须满足上述关系。
具体而言，Dout-in/2较好为5mm以上，更好为10mm以上，特好为100mm以下。Dout-in/2超过100mm的情况下，因为相对于边界层流的厚度，双重管结构的空隙部分的宽度过大，所以主流中被分离而向双重管结构的空隙部分移动的量增加，所制造的玻璃的原材料利用率下降，因此不理想。
图2所示的延长管8中，较好是仅边界层流被分离而向双重管结构的空隙部分移动，为达到该目的，理想的是使双重管结构的空隙部分的宽度和边界层流的层厚实质上相同。但是，实施减压脱泡时的边界层流的层厚未必是恒定的，有时也会变动。因此，为了确实地分离边界层流并使其向双重管结构的空隙部分移动，较好是双重管结构的空隙部分的宽度比边界层流的层厚大一些。此时，主流的一部分也被分离而向双重管结构的空隙部分移动。
因此，双重管结构的空隙部分的宽度与边界层流的层厚相比过大的情况下，主流中被分离而向双重管结构的空隙部分移动的量增加，所制造的玻璃的原材料利用率下降，因此不理想。
本发明的减压脱泡装置的第一形态中，Dout-in(mm)和Din(mm)更好是满足以下式(5)表示的关系，进一步更好是满足以下式(6)表示的关系。
Dout-in/2≥0.04×Din···(5)
0.04×Din≤Dout-in/2≤0.25×Din···(6)
这里，如上所述，Din通常为50～900mm，更好为100～700mm。作为熔融玻璃的导管结构使用的铂制或铂合金制的内管81和外管82的壁厚较好为0.4～6mm，更好为0.8～4mm。
从上述角度考虑，内管81的外径较好为55～905mm，更好为105～705mm。外管82的外径较好为70～1200mm，更好为100～1000mm。
此外，为了将边界层流和主流物理分离，较好是从内管81的上端(上游端)到开口部83的上端(上游侧端)的距离Lin(mm)和外管82的内径与内管81的外径之差Dout-in(mm)满足以下式(7)表示的关系。
Lin≥(Dout-in/2)×3···(7)
如果Lin和Dout-in满足上述关系，则从和双重管结构的空隙部分的宽度(Dout-in/2)的关系来看，从开口部83起算的双重管结构的空隙部分的长度Lin足以将边界层流和主流物理分离。
此外，较好是Dout-in×20≥Lin。
此外，为了将边界层流和主流物理分离，较好是外管82的流路的截面积减去内管81的流路的截面积而得的截面积差Sout-in(mm2)和内管81的流路的截面积Sin(mm2)满足以下式(8)表示的关系。
Sout-in≤Sin···(8)
这里，外管82和内管81的流路的截面积是指外管82和内管81的流路的与长边方向垂直的截面积。如果Sout-in和Sin满足以式(8)表示的关系，则相对于边界层流的厚度，双重管结构的空隙部分的宽度不会过大，所以主流中被分离而向双重管结构的空隙部分移动的量不会增加。因此，所制造的玻璃的原材料利用率不会下降。
本发明的减压脱泡装置的第一形态中，较好是Sout-in(mm2)和Sin(mm2)满足以下式(9)表示的关系，更好是满足以下式(10)表示的关系。
Sout-in≤0.90×Sin···(9)
Sout-in≤0.80×Sin···(10)
此外，较好是0.50×Sin≤Sout-in。
此外，为了将边界层流和主流物理分离，较好是开口部83的面积S83(mm2)和外管82的内径Dout(mm)满足以下式(11)表示的关系。
S83≥9×Dout···(11)
这里，开口部83的面积S83是该开口部83在平面上的投影面积。如果S83和Dout满足以上式(11)表示的关系，则开口部83的大小达到可使通过外管82和内管81的空隙部分的熔融玻璃流出的程度，因此通过该开口部83时的边界层流的流动阻力不会显著增加。开口部83非常小的情况下，通过该开口部83时的边界层流的流动阻力显著增加。其结果是，在双重管结构的空隙部分中移动的边界层流的流动性和在内管81的内部移动的主流的流动性之间产生显著差异，将边界层流和主流分离的效果变差。边界层流的厚度为3mm的情况下，需要使3mm以上的流量的熔融玻璃从开口部流出，上式(11)是着眼于该点而求出的数学式。
本发明的减压脱泡装置的第一形态中，S83(mm2)和Dout(mm)更好是满足以下式(12)表示的关系，进一步更好是满足以下式(13)表示的关系。
S83≥12×Dout···(12)
20×Dout≤S83≤90×Dout···(13)
S83大于90×Dout的情况下，相对于外管82的内径，开口部83的大小过大，因此被双重管结构分离出的边界层流和主流可能会再次汇合。
开口部83较好是设置于外管82的封闭端附近。还有，如图2所示，封闭端附近不只是外管82的封闭端的部分，也包括外管82的封闭端附近的部分的侧壁部分。这里所称的“封闭端附近的部分”是指从外管82的封闭端起算在200mm以内的范围。
通过将开口部83设置于封闭端附近，可将用于将边界层流和主流物理分离的双重管结构的空隙部分加长。
此外，开口部83未必是1个，也可以是多个。开口部有多个的情况下，只要至少1个开口部位于从外管82的封闭端起算在200mm以内的位置即可。
此外，开口部83为矩形形状的情况下，因为在开口部83的形状是外管82的周向上较长的矩形形状(即横向较长的矩形形状)而不是外管82的长边方向上较长的矩形形状(即纵向较长的矩形形状)时边界层流通过该开口部83时的流动阻力小，所以较好是开口部83的形状是外管82的周向上较长的矩形形状(即横向较长的矩形形状)。
开口部83的形状不限于矩形形状，也可以是其它形状。例如，既可以是正方形，也可以是圆形或椭圆形。此外还可以是三角形、五边形、六边形、八边形等其它多边形。
较好是开口部83的外管82的周向上的长度(即开口部83的宽度)小于设置于下游侧凹槽10的侧部(侧壁)的返回配管11的开口部的宽度。如果开口部83的宽度大于返回配管11的开口部的宽度，则被双重管结构分离出的边界层流和主流可能会再次汇合。
这里，开口部83的宽度是将该开口部83投影在平面上而得的形状的宽度。
同样地，返回配管11的开口部为曲面形状的情况下，上述返回配管11的开口部的宽度是将该开口部投影在平面上而得的形状的宽度。
图2中，设置于外管82的开口部83位于设置于下游侧凹槽10的侧部(侧壁)的返回配管11的开口部附近，更具体而言，位于与返回配管11的开口部相同高度的位置。但是，较好是开口部83的上端(上游侧端)位于返回配管11的开口部的上端(上游侧端)的更下侧(具体而言，开口部83的上端(上游侧端)位于从返回配管11的开口部的上端(上游侧端)起算朝向下侧的距离为0～500mm的位置上)。为防止通过双重管结构而被分离的边界层流和主流再次汇合，优选的结构是开口部83的上端(上游侧端)位于返回配管11的开口部的上端(上游侧端)的更下侧。
如上所述，图1所示的结构的减压脱泡装置1中，为了调节减压脱泡槽3内的熔融玻璃G的液面高度，有时会使减压脱泡槽3在最大600mm左右的范围内上下移动。因此，开口部83和设置于下游侧凹槽10的侧部(侧壁)的返回配管11的开口部的位置关系由图2所示的位置关系发生一定程度的变化。但是，即使在使减压脱泡槽3上下移动的情况下，开口部83也不会离返回配管11的开口部过远，这有利于防止被双重管结构分离出的边界层流和主流再次汇合。在开口部83的上端(上游侧端)和返回配管11的开口部的上端(上游侧端)相距最远的状态下，两者的距离较好为400mm以下，更好为200mm以下。
为防止从开口部83流出的边界层流和主流再次汇合，还需要在一定程度上增大设置于下游侧凹槽10的侧部(侧壁)的返回配管11的开口部的面积。具体而言，将返回配管11的开口部的面积记作S11(mm2)时，较好是S11(mm2)和开口部83的面积S83(mm2)之间满足以下式(14)表示的关系。
S11≥S83···(14)
本发明的减压脱泡装置的第一形态中，形成双重管结构的内管81和外管82只要是铂或铂合金制的中空管且满足下述条件(1)～(3)，则其形状不限。
(1)内管81的上端(上游端)和下端(下游端)是开放端。
(2)外管82的上端(上游端)成为开放端，下端(下游端)成为封闭端。这里，内管81贯穿外管82的下端(下游端)的封闭端的一部分。
(3)外管82的下端(下游端)侧设置有开口部83。
因此，内管81和外管82的截面形状可以是椭圆形状，也可以是四边形、六边形、八边形等多边形形状。
此外，图2所示的延长管8中，外管82的封闭端(下端(下游端))是水平端，但外管的封闭端的形状不限定于此。图4是表示延长管的另一种形态的剖视图，外管的封闭端的形状与图2所示的延长管8不同。图4所示的延长管8’中，内管81’和外管82’形成双重管结构这一点与图2所示的延长管8相同，但外管82’的封闭端(下端(下游端))形成沿斜向倾斜的形状。
更具体而言，从外管82’的长度来看，面向设置于下游侧凹槽10的侧部(侧壁)的返回配管11的开口部的一侧的长度长于其相反侧的长度，外管82’的封闭端(下端(下游端))沿斜向倾斜。
面向返回配管11的开口部的一侧的外管82’的下端(下游端)附近的侧壁上设置有开口部83’。利用图4所示的延长管8’，可将在双重管结构的空隙部分中移动的边界层流沿着外管82’的沿斜向倾斜的封闭端(下端(下游端))向开口部83’的方向诱导。
内管81’的开口端、即上端(上游侧端)和下端(下游侧端)也可以形成沿斜向倾斜的形状。例如，图4中，形成远离开口部83’的一侧的内管81’的上端(上游端)低于靠近开口部83’的一侧的内管81’的上端(上游端)这样的倾斜形状的情况下，产生以下效果。关于边界层流在到达开口部83’为止在双重管结构的空隙部分中移动的距离，内管81’的上端(上游端)不倾斜的情况下，边界层流在远离开口部83’的一侧的空隙部分中移动的距离长于边界层流在靠近开口部83’的一侧的空隙部分中移动的距离，因此在空隙部分中移动的边界层流可能会产生压力损失。形成远离开口部83’的一侧的内管81’的上端(上游端)低于靠近开口部83’的一侧的内管81’的上端(上游端)这样的倾斜形状的情况下，边界层流在远离开口部83’的一侧的空隙部分中移动的距离与边界层流在靠近开口部83’的一侧的空隙部分中移动的距离之差减小，因此在空隙部分中移动的边界层流产生压力损失的可能性减小。
对于图4所示的延长管8’，也适用上述的式(1)～(14)的关系。
图4所示的延长管8’中，从开口部83下端(下游侧端)到内管81下端(下游端)的距离Lexit(参照图3)是从开口部83’下端(下游侧端)到内管81’的下端(下游端)的距离。从内管81’上端(上游端)到开口部83’上端(上游侧端)的距离Lin、内管81’的内径Din、外管82’的内径与内管81’的外径之差Dout-in、内管81’和外管82’的流路的截面积、开口部83’的面积S83以及设置于下游侧凹槽10的侧部(侧壁)的返回配管11的开口部的面积S11与图2所示的延长管8相同。
此外，图2～图4所示的延长管8、8’中，内管81、81’被表示为所有部位的直径(内径、外径)都相同的简单的直管形状的中空圆筒管，但内管的形状不限定于此。图5是表示延长管的另一种形态的剖视图，内管的形状与图2～图4所示的延长管8、8’不同。图5所示的延长管8”中，内管81”和外管82”形成双重管结构这一点与图2～图4所示的延长管8、8’相同。但是，图5所示的延长管8”中，内管81”的一部分(图中为下端(下游端)附近部分)扩径而形成锥形管形状。形成锥形管形状的内管81”的下端(下游端)与外管82”的内壁接合，藉此，内管81”的外壁和外管82”的内壁之间的空隙部分的下端(下游端)成为封闭端。因此，内管81”的下端(下游端)不从外管82”的封闭端突出。利用图5所示的延长管8”，可将在双重管结构的空隙部分中移动的边界层流沿着形成锥形管形状的内管81”的外壁向开口部83”的方向诱导。
对于图5所示的延长管8”，也适用上述的式(1)～(14)的关系。图5所示的延长管8”中，内管81”的内径Din是内管81”中未扩径的部分的内径。从内管81”上端(上游端)到开口部83”上端(上游侧端)的距离Lin、外管82”的内径与内管81”的外径之差Dout-in、内管81”和外管82”的流路的截面积、开口部83”的面积S83以及设置于下游侧凹槽10的侧部(侧壁)的返回配管11的开口部的面积S11与图2所示的延长管8相同。
此外，图2～图5所示的延长管8、8’、8”中，通过使设置于外管82、82’、82”的下端(下游端)侧的开口部83、83’、83”位于设置于下游侧凹槽10的侧部(侧壁)的返回配管11的开口部附近，从而防止了从开口部83、83’、83”流出的边界层流和主流再次汇合，但也可以像图6所示的延长管8”’那样设置导管84，该导管84用于将从开口部83”’流出的边界层流直接引导至返回配管11的开口部。图6所示的延长管8”’中，开口部83”’并非设置于外管82”’的侧壁，而是设置于外管82”’的封闭端的一部分。
图6所示的延长管8”’的装置是复杂的，但在可确实地将主流和边界层流分离这一点上是良好的。
图2～图5所示的延长管8、8’、8”中，外管82、82’、82”的下端(下游端)附近的侧壁设置有1个开口部83、83’、83”，图6所示的延长管8”’中，外管82”’的封闭端的一部分设置有1个开口部83”’。但是，开口部的数量不限定于此，也可以是多个。此时，多个开口部可以在外管的同一高度的位置上并列地(即左右相等地)设置，也可以在外管的周向上的同一位置上改变高度位置(即上下地)来设置。此外，也能以将这两种形态组合而成的形态(即上下左右相等地)来设置。
存在多个开口部的情况下，Lexit是指从位于最下侧的开口部下端(下游侧端)到内管下端(下游端)的距离。Lin是指位于最上侧的开口部上端(上游侧端)和内管上端(上游端)之间的距离。S是指所有开口部的面积总和。这里，上式(14)适用于彼此具有对应关系的开口部(外管下端(下游侧端)侧的开口部和用于排出的开口部)。
通过上述原理被延长管8所具有的双重管结构分离出的熔融玻璃(边界层流)通过返回配管11而返回至上游侧凹槽9。
返回配管11是耐火砖制或铂制或铂合金制的中空管。返回配管11是耐火砖制的中空管的情况下，是外形具有矩形截面的耐火砖制的中空管，较好是形成熔融玻璃的流路的内部形状具有矩形截面或圆形截面。另一方面，返回配管11是铂制或铂合金制的中空管的情况下，较好是形成熔融玻璃的流路的内部截面形状具有圆形或椭圆形。任一种情况下，因为在返回配管11中形成熔融玻璃的流路的内部形状和设置于下游侧凹槽10的侧面的开口部的形状一致时可防止熔融玻璃的滞留，因此在返回配管11中形成熔融玻璃的流路的内部形状和设置于下游侧凹槽10的侧面的开口部的形状一致时较好。此外，为防止熔融玻璃的流动阻力的增加和压力损失的产生，较好是返回配管11的截面积在整个该返回配管11的范围内恒定。因此，较好是返回配管11的截面积和设置于下游侧凹槽10的侧部(侧壁)的开口部的面积以及设置于上游侧凹槽9的侧部(侧壁)的开口部的面积实质上相同。
此外，返回配管11较好是按照到上游侧凹槽9的路径最短的条件设置。从这一点考虑，返回配管11较好是如图1所示向上游侧凹槽9朝水平方向延伸。此外，为防止返回配管11中的熔融玻璃的流动阻力的增加，较好是将设置于返回配管11的弯曲部控制在最小限度。图1中，返回配管11在设置有泵单元12的部分上升，在设置有搅拌单元13的部分下降，但泵单元12和搅拌单元13的位置也可以相反，只要是能获得各自的功能的位置即可，可以是任意位置。
返回配管11的尺寸可根据所使用的减压脱泡装置适当选择。图1所示的返回配管11的情况下，其尺寸的具体例子如下所述。
水平方向上的长度：1～15m，较好为1～12m，更好为1～10m
内部截面形状的宽度：0.2～7m，较好为0.2～5m，更好为0.2～3m
图1所示的减压脱泡装置包括用于对返回配管11内的熔融玻璃流进行控制的泵单元12。泵单元12对返回配管11内的熔融玻璃流进行控制，形成朝向上游方向(以箭头表示)的恒定流速的熔融玻璃流g。藉此，可防止返回配管11内的熔融玻璃的停滞。此外，可防止熔融玻璃从上游侧凹槽9进入返回配管11而在返回配管11内倒流。此外，利用泵单元12，可根据需要加快或减缓返回配管11内的熔融玻璃流的流速。
但是，不使用泵单元12即可对返回配管11内的熔融玻璃流进行控制而形成朝向上游方向(以箭头表示)的恒定流速的熔融玻璃流的情况下，也可以没有泵单元12。例如，与上升管4连接的延长管7内的熔融玻璃的温度和与下降管5连接的延长管8内的熔融玻璃的温度的差异大的情况下，由于热对流的影响，即使不使用泵单元12，在返回配管11内也能形成朝向上游方向(以箭头表示)的熔融玻璃流。
作为泵单元12，只要具有可耐受高温的熔融玻璃流的耐热性、可用于粘度较高的熔融玻璃即可，无特别限定，可从公知结构的泵单元中广泛地选择。其中，因为高温耐久性好的原因，优选轴流式泵。作为轴流式泵，众所周知的是具有螺旋桨状的叶片的轴流式泵，而因为具有螺旋状的叶片的轴流式泵可获得高效率，所以特优选。
图1中，将泵单元12设置于返回配管11的中央附近，但设置泵单元的位置无特别限定，可以设置于更靠近下游侧凹槽10的一侧，也可以设置于更靠近上游侧凹槽9的一侧。能够恰当地控制返回配管11内的熔融玻璃流的情况下，还可以将泵单元设置于下游侧凹槽10、更具体而言是下游侧凹槽10内的返回配管11的开口部附近，或者将泵单元设置于上游侧凹槽9内、例如上游侧凹槽9内的返回配管11的开口部附近。
此外，图1中，在返回配管11内设置了1个泵单元12，但泵单元12的数量不限定于此，也可以设置多个泵单元。例如，可以设置轴流式泵作为泵单元，以替代图1中的搅拌单元13。
图1所示的减压脱泡装置包括用于对通过返回配管11的熔融玻璃进行搅拌的搅拌单元13。搅拌单元13不是必要的构成要件，但为提高通过返回配管11返回至上游侧凹槽9的熔融玻璃的均质性，较好是设置搅拌单元。作为搅拌单元，可从为了搅拌熔融玻璃而使用的公知的单元中广泛地选择。
如上所述，轴流式泵具有搅拌熔融玻璃的作用。利用作为泵单元设置的轴流式泵所产生的搅拌作用可充分提高熔融玻璃的均质性的情况下，也可以不另外设置搅拌单元。
此外，通过返回配管11这样的沿水平方向设置的导管结构的熔融玻璃中，有时会因熔融玻璃的部位不同而产生温度偏差。例如，返回配管11的底面侧的熔融玻璃的温度有时会低于上层侧的熔融玻璃的温度。如果产生了这样的温度偏差，则会对熔融玻璃的均质性造成不良影响，因此不理想。
本发明的减压脱泡装置的第一形态中，为防止通过返回配管11的熔融玻璃产生温度偏差，较好是设置对通过返回配管11的熔融玻璃进行加热的加热单元，例如设置从返回配管11的底面侧对熔融玻璃进行加热的单元。设置加热单元的情况下，其种类无特别限定，可使用与玻璃熔化槽中加热玻璃的单元相同的单元。即，可使用通过燃烧燃料来对熔融玻璃进行加热的单元、利用电力对熔融玻璃进行加热的单元等。
本发明的减压脱泡装置的第二形态中，下降管的下端(下游端)未安装延长管，下降管本身就是其下端(下游端)侧具有双重管结构的铂或铂合金制的中空管，除这一点外与本发明的减压脱泡装置的第一形态相同。因此，本发明的减压脱泡装置的第二形态中，下降管的下端(下游端)嵌入下游侧凹槽的开口端，浸渍于该下游侧凹槽内的熔融玻璃。
本发明的减压脱泡装置的第二形态中，下降管所具有的双重管结构起到分离机构的作用，该分离机构将从下降管向下游侧凹槽移动的熔融玻璃中包含大量的泡的边界层流从主流中分离。
具有双重管结构的下降管所应当满足的特征与本发明的减压脱泡装置的第一形态中的延长管所具有的双重管结构的相关记载中所述的特征相同。
下面对本发明的减压脱泡装置的第三形态进行说明。
图7是表示本发明的减压脱泡装置的第三形态的剖视图。图7所示的减压脱泡装置1’除以下的不同点外与图1所示的减压脱泡装置1相同。
·与下降管5的下端侧(下游端)连接的延长管14不具有双重管结构。
·下游侧凹槽15具有后述的结构。
图8是表示图7所示的减压脱泡装置1’的下游侧凹槽15及其周边的局部放大图。
图8所示的下游侧凹槽15形成由形成外管的凹槽主体16和位于该凹槽主体16内且朝下游方向延伸的内管17构成的双重管结构。该双重管结构起到分离机构的作用，该分离机构将从下降管5向下游侧凹槽15移动的熔融玻璃G中包含大量的泡的边界层流从主流中分离。
凹槽主体16是上端(上游端)开口的有底筒状体，上端(上游端)的开口部的形状例如是四边形等方形或圆形。凹槽主体16的侧部(侧壁)设置有返回配管11的开口部。但是，返回配管11的开口部的设置位置不限定于凹槽主体16的侧部(侧壁)，也可以设置于凹槽主体16的底部。
内管17是两端开口的中空筒状管，其截面形状例如为圆形。内管17的一端位于熔融玻璃的流动方向上的上游侧、即下降管5侧，更具体而言是位于安装于下降管5的下端(下游端)的延长管14侧；另一端贯穿凹槽主体16的侧部(侧壁)朝熔融玻璃的流动方向的下游方向延伸。内管17的整体形状呈近似L字形。
凹槽主体16和内管17通常是铂制或铂合金制的。凹槽主体16和内管17是铂制或铂合金制的情况下，因为制作的难易程度和变形的困难性等原因，其截面形状较好是圆形或椭圆形状。
但是，凹槽主体16和内管17也可以是耐火砖制的。凹槽主体16和内管17是耐火砖制的情况下，因为制作的难易程度和防止耐火砖的侵蚀等原因，其截面形状较好是四边形等多边形、圆形或椭圆形状。
图8中，延长管14和内管17具有重叠部分。更具体而言，通过使内管17的上端(上游端)位于延长管14内部，从而使两者重叠。但是，延长管14和内管17未必具有重叠部分，两者也可以不重叠。
此外，图7所示的减压脱泡装置1’中，安装于耐火砖制或铂制或铂合金制的下降管5的下端(下游端)的铂制或铂合金制的延长管14浸渍于下游侧凹槽15内(凹槽主体16内)的熔融玻璃，但根据减压脱泡装置的不同，有时是铂制或铂合金制的下降管浸渍于下游侧凹槽内的熔融玻璃。此时，铂制或铂合金制的下降管和下游侧凹槽的内管直接重叠。本发明的减压脱泡装置的第三形态也包括这样的情况。
下面，本说明书中，提及“下降管和下游侧凹槽的内管重叠”时，包括下述(a)、(b)两种情况。
(a)安装于耐火砖制或铂制或铂合金制的下降管的下端(下游端)的铂制或铂合金制的延长管和下游侧凹槽的内管重叠。
(b)铂制或铂合金制的下降管和下游侧凹槽的内管直接重叠。
本发明的减压脱泡装置的第三形态中，为了准确地分离边界层流和主流，应注意下述几点。下述几点以图9为参照。图9除追加了表示各部分的尺寸的符号这一点以外与图8相同。
图9中，较好是延长管14的内径D1(mm)和内管17的外径D2(mm)满足以下式(15)表示的关系。
D1＞D2···(15)
即，本发明的减压脱泡装置的第三形态中，下降管(也包括延长管的情况)和下游侧凹槽的内管重叠的情况下，形成下游侧凹槽的内管的上端(上游端)位于下降管内部的关系。
本发明的减压脱泡装置的第三形态中，通过使延长管和内管形成上述关系，可发挥下述效果。
如果包含边界层流的熔融玻璃流到达图8中延长管14和内管17的重叠部分，则包含大量的泡的边界层流向属于延长管14的内壁和内管17的外壁之间的缝隙的区域移动，即向延长管14的内壁和内管17的外壁之间的空隙部分移动(图中以箭头B表示)。另一方面，除去了边界层流的主流向内管17的内部移动(图中以箭头A表示)。其结果是，边界层流和主流被物理分离。
在内管17内部移动的主流沿图中的箭头A方向移动。即，在内管17内部向下游方向移动。另一方面，在延长管14的内壁和内管17的外壁之间的空隙部分中移动的边界层流沿图中的箭头B方向移动，从设置于凹槽主体16的侧部(侧壁)的开口部返回至返回配管11。
由此，边界层流和主流被物理分离，仅通过减压脱泡而充分除去了泡的主流被供至成形装置。另一方面，包含大量的泡的边界层流在返回配管11内移动，被送至上游侧凹槽9。到达了上游侧凹槽9的边界层流和从熔化槽100新供给来的熔融玻璃一起在上升管4(更具体而言是延长管7和上升管4)中上升，被送至减压脱泡槽3。
为了将边界层流和主流物理分离，较好是延长管14的内径D1(mm)与内管17的外径D2之差ΔD(mm)和内管17的内径D3(mm)之间满足以下式(16)表示的关系。
ΔD≥0.04×D3···(16)
如果ΔD和D3满足以上式(16)表示的关系，则延长管14的内壁和内管17的外壁之间的空隙部分的宽度、即ΔD/2足以将边界层流和主流物理分离。
具体而言，ΔD较好为10mm以上，更好为20mm以上，特好为40mm以上200mm以下。如果ΔD超过200mm，则相对于边界层流的厚度，延长管14的内壁和内管17的外壁之间的空隙部分的宽度过大，所以主流的流量减少，不理想。
图8中，较好是仅边界层流被分离而向延长管14的内壁和内管17的外壁之间的空隙部分移动，为达到该目的，理想的是使延长管14的内壁和内管17的外壁之间的空隙部分的宽度和边界层流的层厚实质上相同。
但是，实施减压脱泡时的边界层流的层厚未必是恒定的，有时也会变动。因此，为了确实地分离边界层流并使其向延长管14的内壁和内管17的外壁之间的空隙部分移动，较好是该空隙部分的宽度比边界层流的层厚大一些。此时，主流的一部分也被分离而向该空隙部分移动。
因此，延长管14的内壁和内管17的外壁之间的空隙部分的宽度与边界层流的层厚相比过大的情况下，主流中被分离而向该空隙部分移动的量增加，所制造的玻璃的原材料利用率下降，因此不理想。
减压脱泡装置的第三形态中，ΔD(mm)和D3(mm)更好是满足以下式(17)表示的关系，进一步更好是满足以下式(18)表示的关系。
ΔD≥0.08×D3···(17)
0.1×D3≤ΔD≤0.6×D3···(18)
这里，D3通常为50～900mm，更好为100～700mm。铂制或铂合金制的内管17和延长管14的壁厚较好为0.4～6mm，更好为0.8～4mm。
从上述角度考虑，内管17的外径D2较好为51～912mm，更好为102～708mm。延长管14的外径较好为60～1300mm，更好为123～1000mm。
此外，为了将边界层流和主流物理分离，较好是延长管14的流路的截面积减去内管17的流路的截面积而得的截面积差ΔS(mm2)和内管17的流路的截面积S1(mm2)满足以下式(19)表示的关系。
ΔS≤S1···(19)
这里，延长管14和内管17的流路的截面积是指延长管14和内管17的流路的与长边方向垂直的截面积。如果ΔS和S1满足以式(19)表示的关系，则相对于边界层流的厚度，延长管14的内壁和内管17的外壁之间的空隙部分的宽度不会过大，所以主流中被分离而向该空隙部分移动的量不会增加。因此，所制造的玻璃的原材料利用率不会下降。
此外，较好是0.50×S1≤ΔS。
本发明的减压脱泡装置的第三形态中，较好是具有重叠部分。通过具有重叠部分，将边界层流和主流分离的效果增大，因此较佳。
较好是重叠部分的长度L(mm)和内管17的外径D2(mm)满足以下式(20)表示的关系。
L≥0.5×D2···(20)
图7所示结构的减压脱泡装置1’中，为了调节减压脱泡槽3内的熔融玻璃G的液面高度，有时会使减压脱泡槽3在最大600mm左右的范围内上下移动。此时，延长管14随着减压脱泡槽3的变位而上下移动。因此，重叠部分的长度L随着减压脱泡槽3的变位而变化，减压脱泡槽3上升至最大限度时L达到最小。
较好是在包括L达到最小的上述状态在内的所有状态下，L和D2都满足以上式(20)表示的关系。但是，如上所述，L也可以是零(即延长管14和内管17不重叠)。
此外，因为内管的上端(上游端)有可能会进入延长管(下降管)内过多，所以L较好是满足下式(21)。
L≤50D2···(21)
如果在包括L达到最小的状态在内的所有状态下L和D2都满足以上式(20)表示的关系，则不论减压脱泡槽3变位与否，延长管14的内壁和内管17的外壁之间的空隙部分的长度L都足以将边界层流和主流物理分离。此外，即使使减压脱泡槽3最大限度地上下移动，延长管14的前端也处于始终浸渍于下游侧凹槽15(凹槽主体16)内的熔融玻璃G的状态。
D2因减压脱泡装置的规模、特别是通过该装置的熔融玻璃的流量(吨/天)而不同，通常为51～912mm，更好为102～708mm。L较好为30mm以上1000mm以下，更好为50mm以上700mm以下。即使L超过1000mm，也不会更有助于边界层流和主流的分离，且重叠部分的长度变得非常长，因此成本增加。
延长管14本身的长度通常为200～3000mm，更好为400～1500mm。内管17朝图中的下游方向延伸，因此其长度无特别限定。但是，内管17的长度较好为50mm～600mm，更好为100mm～500mm。
本发明的减压脱泡装置的第三形态中，下游侧凹槽形成由形成外管的凹槽主体和位于凹槽主体内且朝下游方向延伸的内管构成的双重管结构即可，不限定于如图8所示的延长管14和内管17重叠的情况。
图10是表示本发明的减压脱泡装置的第三形态的另一种实施方式的下游侧凹槽及其周边的局部放大图。本实施方式除了延长管和内管的关系不同这一点以外与图8所示的实施方式相同。
图10所示的实施方式中，延长管14’和内管17’不重叠，延长管14’的下端(下游端)远离内管17’的上端(上游端)。通过不重叠，可简化铂导管本身，并且可使设备的设计变得容易。
不重叠这一点可能会被认为是简单的设计改变，但并非如此。需注意，在这一点上存在熔融玻璃的装置特有的困难性。
玻璃制造设备一旦安装好并开始流入熔融玻璃，则将连续运转非常长的时间(2～15年左右)。因此，如果有任何的故障，则修理几乎无济于事，需要全面重建。此外，熔融玻璃处于1200℃以上的非常高的温度，因此要直接观察其流动是非常困难的。考虑到这一点，熔融玻璃装置的设计有时优选以后不会发生问题并且非常简易的设备。
该不重叠的发明在即使不重叠也能达到本发明的目的这一点上具有非常大的贡献。
如果包含边界层流的熔融玻璃流到达图10所示的延长管14’的下端(下游端)，则包含大量的泡的边界层流在延长管14’的下端(下游端)沿箭头B方向移动。即，从延长管14’的下端(下游端)向外侧扩散，在凹槽主体16’的内壁和内管17’的外壁之间的空隙中移动。另一方面，主流沿箭头A方向移动，向内管17’内部移动。其结果是，边界层流和主流被物理分离。
图10所示的实施方式中，边界层流沿箭头B方向移动的原因如下所述。
在延长管14’的下端(下游端)和内管17’的上端(上游端)之间的部分，供主流流动的凹槽主体16’的中心附近和凹槽主体16’的外周附近(内壁附近)产生压力差，凹槽主体16’的外周附近(内壁附近)处于比凹槽主体16’的中心附近的压力低的状态。因为该压力差，边界层流沿箭头B方向移动。
图10所示的实施方式中，主流沿图中的箭头A方向朝内管17’内部移动，朝下游方向移动。另一方面，边界层流沿图中的箭头B方向朝凹槽主体16’的内壁和内管17’的外壁之间的空隙部分移动，从设置于凹槽主体16’的侧部(侧壁)的开口部向返回配管11移动。由此，边界层流和主流被物理分离，仅通过减压脱泡而充分除去了泡的主流被供至成形装置。另一方面，包含大量的泡的边界层流在返回配管11内移动，被送至上游侧凹槽9。到达了上游侧凹槽9的边界层流和从熔化槽100新供给来的熔融玻璃一起在上升管4(更具体而言是延长管7和上升管4)中上升，被送至减压脱泡槽3。
图10所示的实施方式中，较好是延长管14’的下端(下游端)与内管17’的上端(上游端)的距离d(mm)和内管17’的外径D2(mm)满足以下式(22)表示的关系。
0＜d≤5×D2···(22)
如果d和D2满足上式(22)，则延长管14’的下端(下游端)与内管17’的上端(上游端)的距离足以将边界层流和主流物理分离。更具体而言，如果d和D2满足上式(22)，则边界层流沿箭头B方向移动，而主流沿箭头A方向移动。因此，主流的一部分不会沿箭头B方向移动，沿箭头B方向移动的边界层流的一部分不会再次和主流汇合。
d和D2较好是满足下式(23)，更好是满足下式(24)。
0.5×D2≤d≤4×D2···(23)
0.5×D2≤d≤2×D2···(24)
D2与图8所示的实施方式中记载的内容相同，通常为51～912mm，更好为102～708mm。d较好为30mm以上1000mm以下，更好为50mm以上700mm以下。
延长管14’和内管17’的尺寸与图8所示的实施方式中记载的内容相同。
图11是表示本发明的减压脱泡装置的第三形态的又另一种实施方式的下游侧凹槽及其周边的局部放大图。图11所示的实施方式中，内管17”上端(上游端)的形状与图12的内管17’不同。即，图11所示的实施方式中，内管17”的上端(上游端)设置有扩径部18。图11所示的实施方式中，通过在内管17”的上端(上游端)设置扩径部18，可在将设备的设计改变控制在最小限度的同时增大主流的流量。
扩径部18不仅可以如图11所示的那样急剧地减小直径，也可以倾斜地或阶梯状地减小直径。
图10或图11所示的实施方式中，较好是延长管14’的内径D1(mm)和内管17’、17”的外径D2(mm)满足以下式(25)表示的关系。
0.98×D2≤D1≤2.5×D2···(25)
这里，如图11所示，内管17”的上端(上游端)设置有扩径部18的情况下，内管17”的外径D2表示扩径部18的外径。
如果延长管14’的内径D1和内管17’、17”的外径D2满足以上式(25)表示的关系，则延长管14’的内径和内管17’、17”的外径的差异不显著，因此适合于将边界层流和主流物理分离。延长管14’的内径和内管17’、17”的外径的差异显著的情况下，可能无法充分地将边界层流从主流中分离(内管17’、17”的外径较大的情况)。此外，主流中被分离至边界层流侧的量增加，使所制造的玻璃的原材料利用率下降，因此不理想(延长管14’的内径较大的情况)。
下面对本发明的减压脱泡装置的第四形态进行说明。
图12是表示本发明的减压脱泡装置的第四形态的剖视图。图12所示的减压脱泡装置1”除以下的不同点外与图1所示的减压脱泡装置1相同。
·不形成连接于上游管和下游管的延长管的下端浸渍于上游侧凹槽和下游侧凹槽内的熔融玻璃的结构，而是形成上游管4’和下游管5’、上游侧凹槽19和下游侧凹槽20分别连通并液密连接的结构(不同点1)。
·不具备本发明的减压脱泡装置的第一形态～第三形态中起到分离机构的作用的双重管结构(不同点2)。
图12所示的减压脱泡装置1”中，通过形成上游管4’和下游管5’、上游侧凹槽19和下游侧凹槽20分别液密连接的结构，有结构牢固、可削减建造成本等优点。
但是，因为图12所示的减压脱泡装置1”形成上游管4’和下游管5’、上游侧凹槽19和下游侧凹槽20分别液密连接的结构，所以修正减压脱泡槽3内的真空度时，无法通过使减压脱泡槽3上下移动来将减压脱泡槽3内的熔融玻璃G的液面保持恒定。因此，减压脱泡槽3内的熔融玻璃G的液面发生变化的情况下，会对减压脱泡的效果产生影响。尤其是减压脱泡槽3内的熔融玻璃G的液面上升的情况下，减压脱泡效果变差，因此包含大量的泡的边界层流的增加成为问题。
但是，利用图12所示的减压脱泡装置1”，从下降管5’向下游侧凹槽20移动的熔融玻璃G中，包含大量的泡的边界层流被分离机构从主流中分离，通过返回配管11返回至减压脱泡槽3，藉此可抑制减压脱泡效果变差所造成的影响。
但是，本发明的减压脱泡装置的第四形态中，不同点1不是必要构成，也可以如本发明的减压脱泡装置的第一形态～第三形态所述，形成连接于上游管和下游管的延长管的下端分别浸渍于上游侧凹槽和下游侧凹槽内的熔融玻璃的结构。
本发明的减压脱泡装置的第四形态中，按照满足下述条件(1)、(2)的方式设置于下游侧凹槽20的返回配管11的开口部起到分离机构的作用，该分离机构将从下降管5’向下游侧凹槽20移动的熔融玻璃G中包含大量的泡的边界层流从主流中分离。
(1)该开口部横穿假设下降管5’朝下游侧延伸时形成的假想区域的一部分。
(2)该开口部没有横穿假设下降管5’的中心轴朝下游侧延伸时形成的假想线。
参照图13对上述条件(1)、(2)进行说明。图13是表示图12所示的减压脱泡装置1”的下游侧凹槽及其周边的局部放大图。
图13中，返回配管11朝下游侧凹槽20的图中左侧延伸，即从下游侧凹槽20的水平方向上游侧的侧部(侧壁)的下端附近朝水平方向上游侧延伸。该返回配管11的开口部22(以虚线表示)设置于下游侧凹槽20的水平方向上游侧的侧部(侧壁)的下端附近，横穿假设下降管5’朝下游侧延伸时形成的假想区域23(以斜线表示)的一部分。如图13所示，本说明书中，假设下降管朝下游侧延伸时形成的假想区域不是指使下降管5’的外径朝下游侧延伸时形成的区域，而是指使下降管5’的内径朝下游侧延伸时形成的区域。藉由这样的结构，从下降管5’向下游侧凹槽20移动的熔融玻璃G中，沿着图中左侧的下降管5’的壁面、即沿着水平方向的熔融玻璃流G的流动方向的上游侧的下降管5’的壁面流动的边界层流从主流中被分离，从开口部22向返回配管11移动。
图13中，开口部22没有横穿假设下降管5’的中心轴朝下游侧延伸时形成的假想线24(以虚线表示)。藉此，可将主流中的边界层流部分有效地导入返回配管11。
因此，本发明的减压脱泡装置的第四形态中，沿着下降管5’的壁面流动的边界层流中，沿着水平方向上游侧、即图中左侧的下降管5’的壁面流动的边界层流被分离。
如上所述，虽然实施了减压脱泡但熔融玻璃中的泡仍增加的原因有：在熔融玻璃的导管壁面和熔融玻璃的界面上产生泡，以及减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面上升所导致的减压脱泡效果变差。
像建筑用或汽车用的玻璃等那样对制成的玻璃所要求的泡品质不很严格的情况下，将主要包含因后者而产生的泡的边界层流分离并返回减压脱泡槽再次实施减压脱泡即可。
如上所述，因减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面上升所导致的减压脱泡效果变差而产生的边界层流沿水平方向上游侧流动，即沿着图中左侧的下降管5’的壁面流动，因此可利用本发明的减压脱泡装置的第四形态将该边界层流从主流中分离。此外，因熔融玻璃的导管壁面和熔融玻璃的界面上产生泡而产生的边界层流中沿水平方向上游侧流动的部分，即沿着图中左侧的下降管5’的壁面流动的部分可利用本发明的减压脱泡装置的第四形态从主流中分离。
另一方面，像平板显示器用面板中使用的玻璃那样对制成的玻璃所要求的泡品质非常严格的情况下，较好是利用通过双重管结构将边界层流从主流中分离的本发明的减压脱泡装置的第一形态～第三形态，将因熔融玻璃的导管壁面和熔融玻璃的界面上产生泡而产生的边界层流和因减压脱泡槽内的熔融玻璃的液面上升所导致的减压脱泡效果变差而产生的边界层流分离。
采用本发明的减压脱泡装置的第一形态～第三形态的情况下，还可将减压脱泡槽3内形成熔融玻璃流G的表层的边界层流很好地分离。根据减压脱泡的条件，在减压脱泡槽内的熔融玻璃G的表面存在未破裂的泡，从而形成在减压脱泡槽内移动的熔融玻璃流G的表层。熔融玻璃流G向下降管移动时，存在包含未破裂的泡的熔融玻璃流G的表层以沿着减压脱泡槽的下游端的壁面折回的形态向下降管移动的倾向。其结果是，存在与沿着水平方向上游侧的下降管的壁面流动的边界层流相比，沿着水平方向的熔融玻璃流的流动方向的下游侧(下面称作“水平方向下游侧”)的下降管的壁面流动的边界层流的泡更多的倾向。采用通过双重管结构将边界层流从主流中分离的本发明的减压脱泡装置的第一形态～第三形态的情况下，也可将这样的边界层流很好地分离。
话题回到本发明的减压脱泡装置的第四形态，为了按照满足上述条件(1)、(2)的方式设置开口部22，由图13可知，只要返回配管11的一端、更具体而言是返回配管11的开口部22的一端位于假想区域23内且位于假想线24的水平方向上游侧即可。换言之，只要将开口部22设置成使得返回配管11与假想线24的最短距离dmin(mm)和下降管5’的半径Ddown(mm)满足以下式(26)表示的关系即可。
0＜dmin＜Ddown···(26)
图13中，开口部22倾斜地设置于下游侧凹槽20的水平方向上游侧的侧部(侧壁)的下端附近，但满足上述条件(1)、(2)的开口部也可设置于下游侧凹槽20的底面。例如，如果将开口部设置于下游侧凹槽20的底面的左端附近，则满足上述条件(1)、(2)。此时，返回配管从开口部朝图中的下方延伸。藉由这样的结构，也可将沿着水平方向上游侧、即图中左侧的下降管5’的壁面流动的边界层流从主流中分离。但是，采用这样的结构的情况下，为了使返回配管朝水平方向上游侧延伸，需要使返回配管在中途弯曲，因此返回配管内的熔融玻璃的流动阻力可能会增加。此外，采用将返回配管的开口部设置于下游侧凹槽的底面的结构的情况下，与如图13所示的将开口部22倾斜地设置于下游侧凹槽20的水平方向上游侧的侧部(侧壁)的下端附近的结构相比，因为无法增大开口部的面积，所以返回配管11内的熔融玻璃的流动阻力增大。
因此，较好是如图13所示将开口部22倾斜地设置于下游侧凹槽20的水平方向上游侧的侧部(侧壁)的下端附近。这里，较好是开口部22和假想线24所成的角度α(度)满足下式(27)。
10≤α≤80···(27)
这里，如果角度α满足上式(27)，则在边界层流的分离方面良好，开口部22的面积合适。此外，因为熔融玻璃从开口部22进入返回配管11时的流路的弯曲角度平缓，所以返回配管11内的熔融玻璃的流动阻力不会增加。此外，从边界层流的分离及设备的角度来看，角度α更好为20度以上70度以下。
如图13所示，将朝水平方向上游侧延伸的返回配管11的开口部22倾斜地设置于下游侧凹槽20的水平方向上游侧的侧部(侧壁)的下端附近的情况下，为了抑制开口部22附近的熔融玻璃的滞留，较好是改变下游侧凹槽20的底面的高度和返回配管11的底面的高度，在两者之间设置阶差。图13中，返回配管11的底面的高度低于下游侧凹槽20的底面的高度。
图14是表示本发明的减压脱泡装置的第四形态的另一种实施方式的下游侧凹槽及其周边的局部放大图。图14中，与图13相反，下游侧凹槽20的底面的高度低于返回配管11的底面的高度。
如图13及图14所示，为了抑制开口部22附近的熔融玻璃的滞留而在下游侧凹槽20的底面和返回配管11的底面之间设置阶差的情况下，较好是两者之间通过具有5～60度的角度的倾斜结构而连接。这里，提及大致形状为具有5～60度的角度的倾斜结构时，主要是指具有5～60度的角度的斜坡状的倾斜结构，但不限定于此，也包括呈阶梯状且其大致形状为具有5～60度的角度的倾斜结构的结构。如果倾斜结构的角度在上述范围内，则可有效地抑制开口部22附近的熔融玻璃的滞留。此外，如果倾斜结构的角度过小，则倾斜结构的距离增长，因此下游侧凹槽20和返回配管11的截面积减小，或者形成下游侧凹槽20或返回配管11的截面积在中途发生变化的部分，因此不理想。
连接下游侧凹槽20的底面和返回配管11的底面的倾斜结构更好是具有10～60度的角度，进一步更好是具有30～60度的角度。
在下游侧凹槽20的底面和返回配管11的底面之间设置阶差的情况下，只要能通过具有5～60度的角度的倾斜结构将两者之间连接即可，阶差的高度无特别限定。阶差的高度较好是按照开口部22的面积和返回配管11的截面积实质上相同的条件来设置。
下面对本发明的减压脱泡方法进行说明。
本发明的减压脱泡方法是使熔融玻璃通过内部保持在减压状态的减压脱泡槽中，藉此对该熔融玻璃进行减压脱泡的方法，其特征在于，将从所述减压脱泡槽流出的熔融玻璃的一部分分离，使该被分离出的熔融玻璃再次返回至所述减压脱泡槽中。换言之，本发明的减压脱泡方法中，在利用减压脱泡装置实施熔融玻璃的减压脱泡时，将从减压脱泡槽流出的熔融玻璃的一部分分离，具体而言是将从减压脱泡槽流出的熔融玻璃中包含大量的泡的边界层流分离，使被分离出的边界层流再次返回至减压脱泡槽中再次进行减压脱泡。
因此，本发明的减压脱泡方法可利用上述本发明的减压脱泡装置的第一形态～第四形态很好地实施。
本发明的熔融玻璃的减压脱泡方法中，较好是将熔融玻璃连续地供至减压脱泡槽并连续地从减压脱泡槽排出。
从生产性的角度考虑，熔融玻璃的流量较好为1～1000吨/天。
从减压脱泡槽流出的熔融玻璃中，分离而返回至减压脱泡槽的熔融玻璃的比例根据从减压脱泡槽流出的熔融玻璃所包含的边界层流的比例而不同，因此不能一概而论，但是，因为不会使所制造的玻璃的原材料利用率下降，所以分离而返回至减压脱泡槽的熔融玻璃的比例较好是从减压脱泡槽流出的熔融玻璃的20％以下。从减压脱泡槽流出的熔融玻璃中，分离而返回至减压脱泡槽的熔融玻璃的比例更好为0.1～10％，进一步更好为1～5％。
从减压脱泡槽流出的熔融玻璃中，分离而返回至减压脱泡槽的熔融玻璃的比例也可在实施减压脱泡的同时改变。例如，因为减压脱泡开始时熔融玻璃所包含的泡的量较多，所以将分离而返回至减压脱泡槽的熔融玻璃的比例设定得较高，然后，当减压脱泡的状态趋于稳定、泡逐渐减少时，可以降低分离而返回至减压脱泡槽的熔融玻璃的比例。分离而返回至减压脱泡槽的熔融玻璃的比例可通过用泵单元12改变返回配管11内的熔融玻璃流的流速来调节。
此外，较好是被分离出的熔融玻璃在返回减压脱泡槽中前在返回配管11内被加热及搅拌。
为防止从熔化槽供给的熔融玻璃和减压脱泡槽内的熔融玻璃之间产生温度差，较好是对减压脱泡槽加热，使其内部处于1100℃～1500℃、特好是1150℃～1450℃的温度范围内。返回至减压脱泡槽的熔融玻璃的温度低于从熔化槽持续供给的熔融玻璃的温度的情况下，可通过加热单元来提高返回配管11内的熔融玻璃的温度。
实施减压脱泡方法时，通过用真空泵等从外部对减压外壳进行真空吸引，从而将配置在减压外壳内的减压脱泡槽的内部保持在规定的减压状态。这里，较好是将减压脱泡槽内部减压至51～613hPa(38～460mmHg)，更好是将减压脱泡槽内部减压至80～338hPa(60～253mmHg)。
作为本发明的减压脱泡方法的对象的玻璃只要是用加热熔融法制造的玻璃即可，对于组成没有限制。因此，可以是以钠钙玻璃为代表的钠钙类玻璃或如含碱硼硅酸盐玻璃等含碱玻璃。
产业上利用的可能性
本发明可用于制造对泡品质有严格要求的各种玻璃。
另外，在这里引用2008年2月27日提出申请的日本专利申请2008-046247号的说明书、权利要求书、附图和摘要的所有内容作为本发明说明书的揭示。

Claims (31)

1.一种熔融玻璃的减压脱泡装置，该装置包括上升管、减压脱泡槽、下降管、向所述上升管供给熔融玻璃的上游侧凹槽、以及收纳来自所述下降管的熔融玻璃的下游侧凹槽，其特征在于，包括：分离机构，该分离机构将从所述下降管向所述下游侧凹槽移动的熔融玻璃的一部分分离；以及返回配管，该返回配管使被所述分离机构分离出的熔融玻璃返回至所述上游侧凹槽。
2.如权利要求1所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，
所述下游侧凹槽的侧部设置有形成所述返回配管的一方的端部的开口部；
所述下降管的下游端连接有熔融玻璃的导管结构，该导管结构的一部分起到所述分离机构的作用，由铂制或铂合金制的中空管构成；
所述导管结构的至少下游端侧形成由内管和外管构成的双重管结构；
所述内管的上游端和下游端是开放端；
所述外管的上游端是开放端，而下游端是封闭端，内管贯穿所述封闭端的一部分；
在所述外管的所述下游端侧，在面向设置于所述下游侧凹槽侧部的所述开口部的位置设置有开口部。
3.如权利要求1所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，
所述下游侧凹槽的侧部设置有形成所述返回配管的一方的端部的开口部；
所述下降管形成熔融玻璃的导管结构，该导管结构的一部分起到分离机构的作用，由铂制或铂合金制的中空管构成；
所述导管结构的至少下游端侧形成由内管和外管构成的双重管结构；
所述内管的上游端和下游端是开放端；
所述外管的上游端是开放端，而下游端是封闭端，内管贯穿所述封闭端的一部分；
在所述外管的所述下游端侧，在面向设置于所述下游侧凹槽侧部的所述开口部的位置设置有开口部。
4.如权利要求2或3所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，在所述导管结构的所述下游端侧，所述内管从所述外管的封闭端突出。
5.如权利要求2～4中的任一项所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，从所述内管上游端到设置于所述外管的所述下游端侧的所述开口部的上游侧端的距离Lin(mm)和所述内管的内径Din(mm)满足以下式
Lin≥Din/2
表示的关系。
6.如权利要求2～5中的任一项所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，所述外管的内径与所述内管的外径之差Dout-in(mm)和所述内管的内径Din(mm)满足以下式
Dout-in/2≥0.02×Din
表示的关系。
7.如权利要求2～6中的任一项所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，从所述内管上游端到设置于所述外管的所述下游端侧的所述开口部的上游侧端的距离Lin(mm)和所述外管的内径与所述内管的外径之差Dout-in(mm)满足以下式
Lin≥(Dout-in/2)×3
表示的关系。
8.如权利要求2～7中的任一项所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，所述外管的流路的截面积减去所述内管的流路的截面积而得的截面积差Sout-in(mm2)和所述内管的流路的截面积Sin(mm2)满足以下式
Sout-in≤Sin
表示的关系。
9.如权利要求2～8中的任一项所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，设置于所述外管的所述下游端侧的所述开口部的面积S(mm2)和所述外管的内径Dout(mm)满足以下式
S≥9×Dout
表示的关系。
10.如权利要求2～9中的任一项所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，设置于所述外管的所述下游端侧的开口部的上游侧端位于从设置于所述下游侧凹槽侧部的开口部的上游侧端起算朝向下侧的距离为0～500mm的位置上。
11.如权利要求1所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，
所述下降管和所述下游侧凹槽连通并连接；
所述下游侧凹槽形成由形成外管的凹槽主体和位于所述凹槽主体内且朝下游方向延伸的内管构成的双重管结构，所述凹槽主体设置有形成所述返回配管的一方的端部的开口部，所述双重管结构起到所述分离机构的作用。
12.如权利要求11所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，所述下降管的内径D1(mm)和所述内管的外径D2(mm)满足以下式
D1＞D2
表示的关系。
13.如权利要求11或12所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，所述下降管的内径与所述内管的外径之差ΔD(mm)和所述内管的内径D3(mm)满足以下式
ΔD≥0.04×D3
表示的关系。
14.如权利要求11～13中的任一项所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，所述下降管的流路的截面积减去所述内管的流路的截面积而得的截面积差ΔS(mm2)和所述内管的流路的截面积S1(mm2)满足以下式
ΔS≤S1
表示的关系。
15.如权利要求11～14中的任一项所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，
所述下降管和所述内管具有重叠部分；
所述重叠部分的长度L(mm)和所述内管的外径D2(mm)满足以下式
L≤5×D2
表示的关系。
16.如权利要求11所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，所述下降管的下游端与所述内管的上游端的距离d(mm)和所述内管的外径D2(mm)满足以下式
0.5×D2≤d≤5×D2
表示的关系。
17.如权利要求1所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，所述下游侧凹槽侧的所述返回配管的开口部满足下述条件(1)、(2)，该开口部起到所述分离机构的作用；
(1)所述开口部横穿假设所述下降管朝下游侧延伸时形成的假想区域的一部分；
(2)所述开口部没有横穿假设所述下降管的中心轴朝下游侧延伸时形成的假想线。
18.如权利要求17所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，所述返回配管与所述假想线的最短距离dmin(mm)和所述下降管的半径Ddown(mm)满足下式：
0＜dmin＜Ddown。
19.如权利要求17或18所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，所述开口部与所述假想线所成的角度α(度)满足下式：
10≤α≤80。
20.如权利要求17～19中的任一项所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，在所述开口部附近，下游侧凹槽底面的高度和所述返回配管的底面的高度不同。
21.如权利要求20所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，高度彼此不同的所述下游侧凹槽底面和所述返回配管的底面通过具有5～60度的角度的倾斜结构而连接。
22.如权利要求17～21中的任一项所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，所述开口部的面积和所述返回配管的截面积大致相等。
23.如权利要求1～22中的任一项所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，还包括用于对所述返回配管内的熔融玻璃流进行控制的泵单元。
24.如权利要求1～23中的任一项所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，还包括用于对通过所述返回配管的熔融玻璃进行加热的单元。
25.如权利要求1～24中的任一项所述的熔融玻璃的减压脱泡装置，其特征在于，还包括用于对通过所述返回配管的熔融玻璃进行搅拌的单元。
26.一种熔融玻璃的减压脱泡方法，该方法是使熔融玻璃通过内部保持在减压状态的减压脱泡槽中，藉此对该熔融玻璃进行减压脱泡的方法，其特征在于，将从所述减压脱泡槽流出的熔融玻璃的一部分分离，使该被分离出的熔融玻璃再次返回至所述减压脱泡槽中。
27.如权利要求26所述的熔融玻璃的减压脱泡方法，其特征在于，所述被分离出的熔融玻璃的量是通过所述减压脱泡槽中的熔融玻璃的量的0.1％以上10％以下。
28.如权利要求26所述的熔融玻璃的减压脱泡方法，其特征在于，所述被分离出的熔融玻璃的量是通过所述减压脱泡槽中的熔融玻璃的量的1％以上5％以下。
29.如权利要求26～28中的任一项所述的熔融玻璃的减压脱泡方法，其特征在于，在使熔融玻璃通过所述减压脱泡槽中的同时改变所述被分离出的熔融玻璃的量相对于通过所述减压脱泡槽中的熔融玻璃的量的比例。
30.如权利要求26～29中的任一项所述的熔融玻璃的减压脱泡方法，其特征在于，所述被分离出的熔融玻璃在返回至所述减压脱泡槽中前被加热。
31.如权利要求26～30中的任一项所述的熔融玻璃的减压脱泡方法，其特征在于，所述被分离出的熔融玻璃在返回至所述减压脱泡槽中前被搅拌。
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