JP2000086249A - 溶融ガラスの減圧脱泡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】溶融ガラスを減圧脱泡する流路の寿命を維持し
つつ、気泡混入の厳しい高品質なガラス製品の生産を可
能とする減圧脱泡装置を提供する。 【解決手段】溶融ガラスの流路の少なくとも一部分を、
白金または白金合金を熔射した熔射面を少なくとも一面
に持つ耐火物製炉材を用いて、溶融ガラスと直接接触す
る部分が前記熔射面となるように構成することで上記課
題を解決する。

Description

【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、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。このような従来
の減圧脱泡装置を図４に示す。図４に示す減圧脱泡装置
１００は、溶解槽１１２中の溶融ガラス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、真空吸引されている。減圧ハウジ
ング１０２内に水平に減圧脱泡槽１０４が収納配置さ
れ、その両端に垂直に取り付けられる上昇管１０６およ
び下降管１０８が収納配置されている。

【０００３】上昇管１０６は減圧脱泡槽１０４に連通
し、脱泡処理前の溶融ガラスＧを溶解槽１１２から上昇
させて減圧脱泡槽１０４に導入する。下降管１０８は、
減圧脱泡槽１０４に連通し、脱泡処理後の溶融ガラスＧ
を減圧脱泡槽１０４から下降させて、次の処理槽（図示
せず）に導出する。そして、減圧ハウジング１０２内に
おいて、減圧脱泡槽１０４、上昇管１０６および下降管
１０８の周囲には、これらを断熱被覆する断熱用レンガ
などの断熱材１１０が配設されている。なお、減圧ハウ
ジング１０２は、金属製、例えばステンレス製であり、
外部から真空ポンプ（図示せず）等によって真空吸引さ
れ、内部が減圧され、内設される減圧脱泡槽１０４内を
所定の減圧、例えば１／２０〜１／３気圧の減圧状態に
維持する。

【０００４】従来の減圧脱泡装置１００においては、高
温、例えば１２００〜１４００℃、また場合によって
は、１４００℃以上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号公報に開示しているように、減圧脱
泡槽１０４、上昇管１０６および下降管１０８などのよ
うに溶融ガラスＧと直接接触する部分は、通常白金また
は白金ロジウムのような白金合金などの無垢の貴金属製
円管で構成されている。本出願人は、これらを白金合金
製円管を用いることによって、減圧脱泡装置を実用化し
ている。

【０００５】ここで、これらを白金合金などの貴金属製
円管で構成するのは、溶融ガラスＧが高温であるばかり
でなく、貴金属が溶融ガラスとの高温反応性が低く、溶
融ガラスとの反応による不均質化を生じさせることがな
く、高温での温度がある程度確保できるからである。

【０００６】ところで、溶融ガラスＧは、粉体原料を溶
解反応させることによって得られるので、溶解の点で
は、溶解槽１１２の温度は高い方が好ましく、また、減
圧脱泡の点でも溶融ガラスの粘度は低く、従って温度は
高い方が好ましい。とくに、特殊ガラス、例えば、液晶
用ノンアルカリガラス、プラズマディスプレイ用光学ガ
ラスのようにガラス製品の気泡の混入を極力抑えた高品
質なガラスの場合やホウケイ酸ガラスのような溶解温度
が高く軟化点の高いガラスの場合、減圧脱泡処理を行な
い気泡の混入を抑制するためにも、減圧脱泡中の温度が
１４００℃以上であることが望まれる。

【０００７】しかし、１４００℃以上の溶融ガラスの温
度では、減圧脱泡槽１０４を無垢の白金合金等の貴金属
で構成すると、たとえ機械的強度の点から円管として
も、白金などの貴金属は高価であるため、コストの面か
ら肉厚を厚くすることはできず、機械的強度が不足する
問題があった。たとえば、白金合金等の貴金属を溶融ガ
ラスと接触させて一定期間減圧脱泡処理を行うと、高温
の溶融ガラスと接触するため、経時変化によって白金合
金等の貴金属表面には結晶粒界が発生するが、この結晶
粒界は熱膨張による応力や微小な外力が加わるだけで容
易に割れ易く、そのためコストの面から厚くできない無
垢の白金合金等の貴金属円管は容易に破損され易い。そ
の結果、無垢の白金合金等の貴金属で構成される円管は
寿命が短く、長期間にわたって減圧脱泡装置として使用
することはできず、絶えず白金合金等の貴金属製円管の
補修や修理を行わなければならず、維持の点からも煩雑
であり、生産効率が悪いといった問題があった。

【０００８】このような問題に対して、特開平９−５９
０２８号公報では、白金合金等の貴金属製上昇管や下降
管である高温溶融物用導管のバックアップ構造を持つ減
圧脱泡装置を提案している。ここに開示された減圧脱泡
装置においては、熱応力、すなわち高温溶融物用導管の
熱膨張がその周りに設けられた断熱材の熱膨張に比べて
大きいことによって生ずる高温溶融物用導管の熱内部応
力を吸収して、貴金属製円管の亀裂等の破損を防止する
効果を有する。このバックアップ構造では確実に熱膨張
を吸収し、上昇管１０６や下降管１０８の亀裂等の破損
を防止することができるが、構造が複雑となる問題があ
った。また、このバックアップ構造では、減圧脱泡槽１
０８の熱膨張の吸収を行うことはできず、依然として、
減圧脱泡槽１０８の亀裂等の破損が起こり易いといった
問題があった。

【０００９】一方、上述の問題を克服するために、減圧
脱泡槽１０４や上昇管１０６や下降管１０８の管路に高
価でコストのかかる白金合金などの貴金属製材料を用い
る替わりに、これらに比べて安価でコストもかからない
耐火物製炉材を用いることが考えられる。しかし、耐火
物製炉材の使用の場合、耐火物製炉材を厚くして機械的
強度を上げることができるるものの、耐火物が溶融ガラ
スと直接接触する初期時、耐火物の表面から細かい気泡
が発生する発泡現象が知られており、また１３００℃以
上の溶融ガラスでは、溶融ガラスによる耐火物の侵食が
激しくなることが知られており、減圧脱泡装置１００の
減圧脱泡槽１０４に耐火物製炉材を用いた場合、減圧脱
泡初期時、耐火物の表面から細かい気泡が発生する他、
耐火物の侵食によって断続的に気泡が発生し、この気泡
が溶融ガラスが流路を通過する間に溶融ガラスの液面に
浮上して破泡することなく残存し、その結果、気泡の混
入が制限される高品質なガラスを生産することができな
いか、または生産が可能としても生産効率を低下させる
ことが懸念された。

【００１０】このような懸念点に対して、１４００℃以
下で減圧脱泡でき、しかも気泡の混入が上述の特殊ガラ
スほど厳しくないソーダライム系の溶融ガラスの減圧脱
泡処理については、耐火物製炉材を上昇管１０６、減圧
脱泡槽１０４や下降管１０８に使用することはある程度
可能と考えられるが、上述の気泡の混入が厳しく制限さ
れる特殊ガラスの場合、減圧脱泡を促進し気泡を残存さ
せないためにも１４００℃以上の温度で減圧脱泡処理を
する必要があるが、上記侵食によって断続的に発生する
気泡が脱泡されず、溶融ガラス内の気泡の混入を制限す
ることが難しく、またそれが可能であるとしても高品質
なガラス製品の生産効率を維持することは明らかに困難
である。さらに、１４００℃を超える溶融ガラスと直接
接触する耐火物の侵食も促進され、その結果耐火物を用
いた流路の寿命が短くなることも明らかである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように、１４００
℃以上の溶融ガラスを脱泡処理するには、無垢の白金合
金等の貴金属製円管では、コストの面から円管を厚くす
ることはできず、機械的強度が不足し破損し易く、その
結果寿命が短くなるといった問題があった。一方、白金
合金等の貴金属に替えて耐火物製炉材を使用した場合、
白金合金等の貴金属製円管に比べコストがかからず、ま
た流路の厚さを厚くして機械強度を高めることができる
ものの、１４００℃を超える溶融ガラスと接触する耐火
物の侵食は著しくなるため寿命が短くなるほか、侵食に
よって耐火物内の気孔から多量に発生した気泡の脱泡を
十分に行うことは困難であり、最終的に高品質なガラス
の生産ができない場合があり、またたとえ生産可能とし
ても生産効率は明らかに低いといった問題があった。

【００１２】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解消し、１４００℃以上の溶融ガラスの脱泡処
理を行う際にも、機械的強度を保ち、流路の寿命が維持
さらには向上し、特殊ガラスのような気泡の混入が制限
される高品質なガラス製品の生産を可能とし、またその
生産効率を向上することのできるコスト的にも製作可能
な溶融ガラスの減圧脱泡装置を提供することにある。

【００１３】

【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、減圧吸引される減圧ハウジングと、この
減圧ハウジング内に収容され、溶融ガラスを減圧脱泡す
る減圧脱泡槽と、この減圧脱泡槽に連通され、脱泡処理
前の溶融ガラスを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され、脱泡処理後の溶融ガラスを
前記減圧脱泡槽から導出する下降管とを有し、前記減圧
脱泡槽、前記上昇管および前記下降管によって形成され
る溶融ガラスの流路の少なくとも一部分を、白金または
白金合金を熔射した熔射面を少なくとも一面に持つ耐火
物製炉材を用いて、溶融ガラスと直接接触する部分が前
記熔射面となるように構成したことを特徴とする溶融ガ
ラスの減圧脱泡装置を提供するものである。

【００１４】ここで、前記耐火物製炉材は、アルミナ系
電鋳耐火物、ジルコニア系電鋳耐火物、アルミナ−ジル
コニア−シリカ系電鋳耐火物、緻密質アルミナ系焼成耐
火物、緻密質ジルコニア−シリカ系焼成耐火物、緻密質
アルミナ−ジルコニア−シリカ系焼成耐火物および緻密
質クロム系焼成耐火物の少なくとも１種の耐火物で製造
された炉材であることが好ましく、また前記熔射面の白
金または白金合金の厚みは、０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以
下であることが好ましい。さらに、前記耐火物製炉材の
前記熔射面は、隣接する前記耐火物製炉材との接触面の
一部にも延在することが好ましく、前記溶融ガラスと直
接接触する部分を構成する前記熔射面は、互いに電気的
に導通されることが特に好ましい。また、前記減圧脱泡
装置には、さらに前記溶融ガラスと直接接触する部分を
構成する前記熔射面に取り付けられた、所定の電圧を印
加する電気的端子を少なくとも２個以上有することが好
ましく、また前記電気的端子は、隣接する前記耐火物製
炉材の前記熔射面の延在部分の接触面間に挟まれる白金
または白金合金製薄板と、この薄板から引き出される導
線とを有することが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明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に
基づいて詳細に説明する。

【００１６】図１に、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡装
置１０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る減圧
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プラズ
マディスプレイ用ガラス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。

【００１７】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も含んでいる。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、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
ように構成されている。

【００１８】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ている。この減
圧脱泡槽１４の流路の断面形状は、特に制限的ではな
く、例えば、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。また、減圧
脱泡槽１４を構成する耐火物製レンガを成形する面から
も長方形の方が好ましい。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
連通されている。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お
よび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、開渠として構成
された上流案内ピット２２および下流案内ピット２４の
溶融ガラスＧの液面よりも下方の位置でそれぞれ溶融ガ
ラスＧ内に浸漬されている。

【００１９】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
を促進するようにバリヤ３６ａとバリヤ３６ｂが設けら
れている。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の各々との間は、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る。従
って減圧脱泡装置１０は、溶融ガラスＧの流路を中心と
して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および耐火物製レンガを組み上
げて流路面を構築する減圧脱泡槽１４、上昇管１６およ
び下降管１８から構成される断面構造となっている。さ
らに、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８か
らなる一連の流路３８内の溶融ガラスと直接接触する流
路面は、本発明の特徴とする構造を有するものであり、
その詳細は後述するが、本発明の好ましい態様として、
流路面全体が耐火物製レンガに熔射した白金合金の熔射
面４０から形成される構造となっている。

【００２０】本発明の特徴とする減圧脱泡槽１４、上昇
管１６、および下降管１８の一連の流路３８は、耐火物
製レンガを組み上げて構築されているが、図２（ａ）に
示すように白金または白金合金を少なくと耐火物製レン
ガの一部の面全体に熔射した耐火物製レンガＡを用いて
いるため、図１に示すように上昇管１６および下降管１
８の流路面全体および減圧脱泡槽１４のうち溶融ガラス
Ｇが接触する流路面が白金または白金合金の熔射面４０
で形成される。本実施例では、流路面全体に熔射面４０
を形成させているが、この熔射面４０は、溶融温度が特
に高く、耐火物製レンガの侵食が速い場所や、耐火物製
レンガの表面から発生した気泡が浮上して破泡すること
が困難な減圧脱泡槽１４の溶融ガラスＧが流れる下流部
分や下降管１８の流路面のみを熔射面４０で形成させて
もよい。それ以外の部分は、白金や白金合金を熔射して
いない緻密質耐火物製レンガを組みあげて、緻密質耐火
物を直接溶融ガラスＧと接触させてもよい。このような
緻密質耐火物として、気孔率が３％以下のアルミナ系電
鋳耐火物、ジルコニア系電鋳耐火物、アルミナ−ジルコ
ニア−シリカ系電鋳耐火物、緻密質アルミナ系焼成耐火
物、緻密質ジルコニア−シリカ系焼成耐火物や緻密質ア
ルミナ−ジルコニア−シリカ系耐火物が挙げられる。な
お、この耐火物製レンガに白金または白金合金を熔射す
るには、例えばジョンソンマッセイ社の高級被膜法
（Ａ．Ｃ．Ｔ．^TM）によって行うことができる。

【００２１】また、耐火物製レンガの熔射される面は、
少なくとも溶融ガラスＧと接触する面全体の他、図２
（ａ）に示すようにこの耐火物製レンガを組み上げて流
路を構築する際の隣接する耐火物製レンガと接触する面
の一部にまで延在している。

【００２２】ここで白金または白金合金を熔射した耐火
物製レンガＡの熔射面４０ａの厚さは、０．０５ｍｍ以
上１ｍｍ以下であることが好ましい。０．０５ｍｍ以下
であると、熔射される耐火物の凹凸が熔射面上に現れ、
また、凹部では熔射面が薄く場合によっては熔射被覆さ
れない場合もあるからである。一方、１ｍｍ以上である
と、無垢の白金または白金合金を円管に用いた場合と同
等のコストがかかり、減圧脱泡装置を実用的に製作する
ことは困難となるからである。

【００２３】また、耐火物によってはその組成から、１
３００℃以上の高温で耐火物内から高粘度ガラス質がし
み出る（ｅｘｕｄａｔｉｏｎ）耐火物があるが、そのよ
うな耐火物は熔射した耐火物製レンガＡに用いることは
できない。熔射面４０と耐火物製レンガ間にガラス質が
しみ出し、熔射面４０が耐火物製レンガから剥離し、熔
射した効果がなくなり、従来の無垢の白金や白金合金を
管路とした装置と同様に破損し易くなり、寿命が短くな
るためである。熔射した耐火物製レンガＡに用いられる
耐火物は、アルミナ系電鋳耐火物、ジルコニア系電鋳耐
火物、アルミナ−ジルコニア−シリカ系電鋳耐火物、緻
密質アルミナ系焼成耐火物、緻密質ジルコニア−シリカ
系焼成耐火物、緻密質アルミナ−ジルコニア−シリカ系
焼成耐火物および緻密質クロム系焼成耐火物の少なくと
も１種の耐火物であることが好ましく、その中でも特
に、アルミナ系電鋳耐火物がより好ましい。

【００２４】また、上記耐火物製レンガに熔射した熔射
面は、図２（ａ）に示されるように、隣接する熔射した
耐火物製レンガＡと接触する接触面の一部にまで延在
し、この延在した熔射面は、隣接する熔射した耐火物製
レンガＡの延在した熔射面とぴったりと接触するように
流路が構成されている。延在した熔射面同士を隙間のな
いようにぴったりと接触させているのは、継ぎ目から溶
融ガラスＧが耐火物製レンガの層からしみ出すことのな
いようにするためであり、延在した熔射面同士をぴった
り接触させることにより、電気的導通を可能とするため
である。電気的に導通させる理由は、以降で述べるよう
に溶融ガラスＧが白金や白金合金と接触することで発生
する電解泡を適切な電圧を加えることで抑制するためで
ある。

【００２５】ここで、電解泡とは、流路面を形成する白
金や白金合金の熔射面を電極とし、溶融ガラスＧを液体
として溶融ガラスＧを電気分解する際の発生する泡をい
う。また、電気分解を行う際の起電力は、溶融ガラスＧ
が流路３８を通過する間に低下する温度差によって生じ
る熱起電力によって供給される。すなわち、溶融ガラス
Ｇが上昇管１６より上昇し、減圧脱泡槽１４を流れる間
に溶融ガラスＧの温度は流路の断熱条件にもよるが、放
熱によって例えば、数１０℃から場合によっては１００
℃低下し、減圧脱泡槽１４から下降管１８より下降する
間に溶融ガラスの温度は放熱によってさらに数１０℃〜
１００℃低下するため、この温度差によって生じる電位
差が電気分解を引き起こす電圧となり、その電圧は例え
ば、数ミリボルトから場合によっては５００ミリボルト
に達する。また高温になるほど電気伝導度は上がり、電
流は流れ易くなり、実際、電気分解によって流れる電流
は例えば数ミリアンペアから場合によっては５００ミリ
アンペアにまで達する。

【００２６】このように電解泡は、放熱による温度の低
下によって生じる熱起電力に起因して発生するので、こ
の電解泡の発生を抑制するためには、発生した電位差を
相殺するような逆電圧を加えればよい。そのため、本発
明では、図３に示すように、熔射した耐火物製レンガＡ
を組む際に不可避的に生じるレンガの継ぎ目に白金や白
金合金製薄板４４を挟み、そこから導線を外部に引き出
して外部の電圧発生装置に接続される端子４２を設けて
いる。薄板４４は、流路の断面形状に応じて変えること
ができ、例えば矩形断面形状をした流路の場合は矩形の
薄板を、円管の場合はワッシャーのような円形状の薄板
としてもよい。このような端子４２は本実施例では、上
昇管１６、減圧脱泡槽１４および下降管１８にそれぞれ
２カ所ずつ計６カ所に設けているが（図１に示す端子４
２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅおよび４２
ｆ）、その位置は制限的ではなく、その端子の数も制限
的でないが、少なくとも上昇管１６および下降管１８に
１つずつ計２個以上設け、また少なくとも溶融ガラスの
温度差の大きな部分に端子を設けることが好ましい。

【００２７】このように、白金または白金合金を熔射し
た耐火物製レンガＡを用い、白金または白金合金の熔射
面４０を上昇管１６、減圧脱泡槽１４および下降管１８
の流路に形成することで、たとえ経時変化によって結晶
粒界が生じても耐火物製レンガと一体化して機械的強度
が確保されるため破損しにくく、また、白金や白金合金
の熱膨張は、耐火物レンガの熱膨張と一体化するため、
発生する熱膨張による熱応力は小さく破損しにくく、従
来の無垢の白金や白金合金の円管の場合に比べて寿命が
長くなるといった効果が生じる。また、無垢の白金合金
等の貴金属製円管のように補修や修理を必要とせず、生
産効率を向上することができる。また、従来の無垢の白
金や白金合金の円管の場合、機械的強度をある程度保つ
ためにコストが高くついてもある程度の厚みを確保する
必要があったが、白金や白金合金を熔射した場合、その
熔射面の白金や白金合金の厚みは無垢の白金や白金合金
の円管の厚みより薄くすることができるため、これらに
比べてコスト的に安く、その結果減圧脱泡装置の大きさ
も比較的自由にできるため、装置自体の設計自由度も広
がる。さらに、従来の無垢の白金合金は、加工性の面か
らその組成が制限され、例えばロジウムは最大１５重量
％までであったが、耐火物製レンガに熔射することで、
自由に合金の組成を変えて減圧脱泡装置の流路に用いる
ことができる。

【００２８】一方、白金や白金合金を熔射しない耐火物
製レンガを使用した流路の場合、特殊ガラスのような１
４００℃を超える溶融ガラスの脱泡処理においては、溶
融ガラスと直接接触する耐火物の侵食が促進し、その結
果耐火物を用いた流路の寿命が短くなる他、侵食の促進
によって気泡の発生も促進し、溶融ガラス内の気泡の混
入を許して高品質なガラスの生産を行うことができず、
たとえ生産可能としても生産効率が低いが、白金や白金
合金の熔射面を流路面とすることで、侵食は従来の円管
として用いられた無垢の白金や白金合金の侵食と同じで
あり、また溶融ガラスが耐火物と接触していないため侵
食による気泡の発生はなく、電解泡の発生も逆電圧を加
えることで抑制しているので気泡の混入はなく、その結
果、高品質なガラスを生産することができ、生産効率も
向上するといった効果が生じる。

【００２９】以上、上昇管１６、減圧脱泡槽１４および
下降管１８より構成される流路は、上記白金や白金合金
で熔射した耐火物製レンガＡを組み上げて構成されてい
るが、この熔射した耐火物製レンガＡで組み上げられた
流路内面レンガ層の背後にバックアップレンガ層を所定
の間隔、好ましくは２０〜５０ｍｍだけ離間させて設
け、さらにその外側に第２バックアップレンガ層を設
け、レンガ層を３層構造とし、各レンガ層間のすきまに
ラミング材を充填し、ラミング材層を形成させてもよ
い。このようにすることで、万一、流路内面レンガ層の
継ぎ目から溶融ガラスＧがしみ出したとしても、バック
アップレンガ層や第２バックアップレンガ層によって溶
融ガラスＧのしみ出しを最小限にくい止めることがで
き、流路全体の破損を防ぐことができるからである。な
お、本発明のように熔射した白金や白金合金の熔射面を
流路面とし、その継ぎ目もぴったりと接触させているた
め、溶融ガラスＧが継ぎ目よりしみ出してくることは少
なく、バックアップレンガ層を１層とし、その構造を簡
略化することができる。

【００３０】なお、ここで用いられるラミング材とは、
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
の水を添加して混練し充填されるもので、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、種々あるが、好ましいラミ
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。

【００３１】本発明に係る溶融ガラスの減圧脱泡装置
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。

【００３２】まず、減圧脱泡装置１０の運転を開始する
に先立って、流路３８を予め加熱し、溶解槽２０内の溶
融ガラスＧを減圧脱泡装置１０内、すなわち図示しない
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内に導入し、上昇管１６および下降管１８の両
下端部を溶融ガラスＧ中に浸漬する。浸漬完了後、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２４と減
圧脱泡槽１４との溶融ガラスＧのレベル差Ｈが所定値と
なるように、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。

【００３３】この後、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内を流れる間に、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
止められて破泡し、また、上部空間１４ｓまで浮上し
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。

【００３４】一方、溶融ガラスＧが定常的に流れて減圧
脱泡処理される間、溶融ガラスＧが上昇管１６より上昇
し、減圧脱泡槽１４を流れる間に溶融ガラスＧの温度は
流路の断熱条件にもよるが、放熱によって例えば、数１
０℃から場合によって１００℃低下し、減圧脱泡槽１４
から下降管１８より下降する間に溶融ガラスの温度はさ
らに数１０℃〜１００℃低下するため、この温度差によ
って熱起電力が発生し、この電位差によって流路面とな
っている白金や白金合金の熔射面４０を電極として電気
分解を引き起こし、電解泡が発生する。この発生する電
位差は、例えば、数ミリボルトから場合によっては５０
０ミリボルトにまで達し、電気分解によって流れる電流
も例えば、数ミリアンペアから５００ミリアンペアにま
で達する。そこで、このような電解泡の発生を抑制する
ため熔射面４０に設けられた端子（図１に示す４２ａ、
４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅおよび４２ｆ）の電圧
をそれぞれ測定し、測定された各端子の電圧に逆電圧を
加えて電圧を相殺して電気分解の発生を抑制する。これ
によって、電解泡の発生が抑えられ、気泡の混入しない
高品質なガラスを生産することができ、また生産効率を
向上させることができる。

【００３５】本発明に係る溶融ガラスの減圧脱泡装置
は、気泡の混入に対して条件の厳しい光学用ガラスや溶
解温度が高く軟化点の高いガラスのような特殊ガラスの
減圧脱泡処理を対象として説明してきたが、気泡の混入
に対して特殊ガラス程に条件の厳しくない瓶用ガラス等
の汎用ガラスの減圧脱泡処理に用いてもよい。本発明に
係る溶融ガラスの減圧脱泡装置について、実施例を挙げ
て説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるわ
けではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種
々の改良や設計の変更などが可能なことはもちろんであ
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、白金または白金合金を熔射した耐火物製レンガ
を用い、白金または白金合金の熔射面を流路面とするこ
とで、たとえ経時変化によって結晶粒界が生じても耐火
物製レンガと一体化して機械的強度が確保されるため破
損しにくく、また、白金や白金合金の熱膨張は、耐火物
レンガの熱膨張と一体化するため、熱膨張による熱応力
は小さく破損しにくいため、従来の白金や白金合金を無
垢の状態で円管に用いた場合に比べて寿命が長くなると
いった効果が生じる。これによって、無垢の白金や白金
合金の貴金属製円管のように補修や修理を必要とせず、
生産効率を向上することができる。また、熔射面の白金
や白金合金の厚みは、従来の無垢の白金や白金合金の円
管の厚みより薄くすることができるため、これらに比べ
てコスト的に安く、減圧脱泡装置の大きさも比較的自由
にできるため、装置自体の設計自由度も広がる。さら
に、従来の無垢の白金合金は、加工性の面からその組成
が制限され、例えばロジウムは最大１５重量％までであ
ったが、耐火物性レンガに熔射することで、熔射面に用
いる合金の組成を自由に変更することができる。

【００３７】一方、白金や白金合金を熔射しない耐火物
製レンガを使用した流路の場合と比べて、１４００℃を
超える溶融ガラスの脱泡処理の場合、侵食は耐火物の侵
食に比べて圧倒的に小さく、従来の円管として用いられ
た無垢の白金や白金合金の侵食と同程度であり、また溶
融ガラスが耐火物と接触していないため侵食による気泡
の発生はなく、電解泡の発生も逆電圧を加えることで抑
制しているので気泡の発生もなく、その結果、耐火物製
レンガでは到底困難であった高品質なガラスの生産を可
能とすることができ、また生産効率も向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の溶融ガラスの減圧脱泡装置の一実施
例の概略断面図である。

【図２】 （ａ）は、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡装
置に用いられる熔射した耐火物製レンガの一例を示す斜
視図であり、（ｂ）は流路の耐火物製レンガの継ぎ目の
一例を示す断面図である。

【図３】 流路の耐火物製レンガの継ぎ目に設けられた
端子の一例を示す断面図である。

【図４】 従来の溶融ガラスの減圧脱泡装置の概略断面
図である。

【符号の説明】

１０、１００ 減圧脱泡装置 １２、１０２ 減圧ハウジング １２ｃ、１０２ｃ 吸引口 １４、１０４ 減圧脱泡槽 １４ａ、１４ｂ 吸引口 １４ｓ 上部空間 １６、１０６ 上昇管 １８、１０８ 下降管 ２０、１１２溶解槽 ２２ 上流案内ピット ２４ 下流案内ピット ３０、１１０ 断熱槽 ３６ａ、３６ｂ バリヤ ３８ 流路 ４０ 熔射面 ４０ａ 熔射した耐火物製レンガＡの熔射面 ４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２
ｆ 端子 ４４ 薄板 Ａ 熔射した耐火物製レンガ Ｇ 溶融ガラス

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】減圧吸引される減圧ハウジングと、 この減圧ハウジング内に収容され、溶融ガラスを減圧脱
   泡する減圧脱泡槽と、 この減圧脱泡槽に連通され、脱泡処理前の溶融ガラスを
   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され、脱泡処理後の溶融ガラスを
   前記減圧脱泡槽から導出する下降管とを有し、 前記減圧脱泡槽、前記上昇管および前記下降管によって
   形成される溶融ガラスの流路の少なくとも一部分を、白
   金または白金合金を熔射した熔射面を少なくとも一面に
   持つ耐火物製炉材を用いて、溶融ガラスと直接接触する
   部分が前記熔射面となるように構成したことを特徴とす
   る溶融ガラスの減圧脱泡装置。
2. 【請求項２】前記耐火物製炉材は、アルミナ系電鋳耐火
   物、ジルコニア系電鋳耐火物、アルミナ−ジルコニア−
   シリカ系電鋳耐火物、緻密質アルミナ系焼成耐火物、緻
   密質ジルコニア−シリカ系焼成耐火物、緻密質アルミナ
   −ジルコニア−シリカ系焼成耐火物および緻密質クロム
   系焼成耐火物の少なくとも１種の耐火物で製造された炉
   材である請求項１に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
3. 【請求項３】前記熔射面の白金または白金合金の厚み
   は、０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下である請求項１または
   ２に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
4. 【請求項４】前記耐火物製炉材の前記熔射面は、隣接す
   る前記耐火物製炉材との接触面の一部にも延在する請求
   項１〜３のいずれかに記載の溶融ガラスの減圧脱泡装
   置。
5. 【請求項５】前記溶融ガラスと直接接触する部分を構成
   する前記熔射面は、互いに電気的に導通される請求項４
   に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。