JP3823544B2 - 溶融ガラスの減圧脱泡装置およびその製作方法 - Google Patents
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Description
【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およびその製作方法に関する。
【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４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４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に連通する上流案内ピット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）に連通する下流案内ピット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吸引口１１２ｃから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、減圧ハウジング１１２と連通する吸引孔１１４ａおよび１１４ｂを介して減圧脱泡槽１１４の内部が１／３〜１／２０気圧に減圧されているので、上流案内ピット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案内ピット１２４に導出される。
【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。また、減圧脱泡槽１１４内には、所定の高さまで充たした溶融ガラスＧの上部に上部空間１１４ｓが形成される。
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流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流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・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流路（減圧槽・上昇管・下降管）は一体化されたものであるから、流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・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・下降管の下端が妥当であり、特に、上昇管・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な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、例え大型化しても円管の肉厚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、肉厚は十分に厚くできないため、作業性の困難な磨耗による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】
このため、図４に示す従来の減圧脱泡装置１１０において、減圧脱泡槽１１４、上昇管１１６および下降管１１８を炉材で構成することによって、装置の大型化、脱泡処理量の大流量化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、溶融ガラスと直接接触する流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】
ところで、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を炉材で構成する場合、溶融ガラスと直接接触する炉材から炉材構成成分が溶融ガラス中へ溶出することは避けられない為、溶融ガラスと直接接触する炉材には電鋳耐火物などの稠密な炉材の使用が考えられるが、使用炉材をより稠密な炉材にしても、目地部の隙間から溶融ガラスがしみ出し、稠密な炉材の後側のバックアップ炉材や断熱材を溶かし出して浸食し、溶融ガラスに溶け込んだ炉材成分が製品品質を劣化させたり、稠密な炉材の浸食は少なくても後側のバックアップ炉材や断熱材の浸食によって減圧脱泡装置１１０自体の寿命を短くしてしまうという問題がある。
【００１３】
このため、溶融ガラスと直接接触する流路を構成する炉材間の目地部を目地材で埋めることが考えられるが、一般的に目地材は、炉材、特に稠密な炉材に比べてその稠密度が劣る為、溶融ガラスと直接接触する目地材は炉材に比べて浸食されやすく、炉材自体の浸食は少なくても、炉材間の目地部の浸食は選択的に進むという問題がある。その結果、目地部が埋められていない場合よりも、寿命は多少長くなるが、目地材を浸食してしまうと、前述同様、稠密な炉材の後側のバックアップ炉材や断熱材を溶出して浸食し、製品品質の劣化や減圧脱泡装置１１０自体の寿命を縮めてしまうという問題がある。
【００１４】
本発明の目的は、上記問題点を解決することにあり、装置の製造コストを下げ、装置設計の自由度を向上させ、大流量の減圧脱泡装置の構築を可能にするために、減圧脱泡槽、上昇管および下降管を、白金などの貴金属合金よりも安価な耐火物製レンガを組み上げて構成しても、溶融ガラスと直接接触する炉材間の目地部からの溶融ガラスのしみ出しを防止し、もしくは抑制し、また仮に溶融ガラスの目地部のへのしみ出しが生じてもバックアップ耐火物や断熱耐火物の浸食を防止し、長寿命化を図ることのできる実用に耐える溶融ガラスの減圧脱泡装置およびその製作方法を提供することにある。
【００１５】
【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、
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を具備し、
前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部の溶融ガラスに直接接触する流路が、組み上げられた緻密質耐火物製レンガで構成され、隣接する前記レンガと接触する前記レンガの接触面の平滑度が０．５ｍｍ以下であることを特徴とする減圧脱泡装置を提供するものである。
【００１６】
その際、内表面レンガ層の隣接するレンガの接触面の平滑度が０．２５ｍｍ以下であることが好ましい。
また、前記緻密質耐火物は、アルミナ系電鋳耐火物、ジルコニア系電鋳耐火物、およびアルミナ−ジルコニア−シリカ系電鋳耐火物の少なくとも１種の電鋳耐火物、ならびに緻密質アルミナ系耐火物、緻密質ジルコニア−シリカ系耐火物および緻密質アルミナ−ジルコニア−シリカ系耐火物の少なくとも１種の緻密質焼成耐火物の少なくとも一方であることが好ましい。
【００１７】
本発明の第２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、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を具備し、前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部は、溶融ガラスと直接接触する流路を構成する、緻密質耐火物製レンガを組み上げた内表面レンガ層と、この内表面レンガ層の背後に少なくとも１層設けられた、耐火物製レンガを組み上げたバックアップレンガ層と、少なくとも前記内表面レンガ層と前記バックアップレンガ層との間の隙間にラミング材が充填されたラミング材層とを有し、かつ前記内表面レンガ層の隣接するレンガの接触面の平滑度が０．５ｍｍ以下であることを特徴とする減圧脱泡装置を提供するものである。
【００１８】
その際、バックアップレンガ層は、少なくとも２層以上設けられ、隣接するバックアップレンガ層間の隙間にも前記ラミング材が充填されたラミング材層が設けられたことが好ましく、
また、少なくとも前記内表面レンガ層と前記バックアップレンガ層との間の隙間は、２０〜５０ｍｍであることが好ましく、
内表面レンガ層および少なくとも１層の前記バックアップレンガ層は、各々のレンガ層の隣接するレンガ間の目地が、他のレンガ層の隣接するレンガ間の目地より長く重なり合わないように、組み上げられることが好ましく、
また、バックアップレンガ層を構成す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い。
さらに、ラミング材は、アルミナ系ラミング材、ジルコニア−シリカ系ラミング材、およびアルミナ−ジルコニア−シリカ系ラミング材の少なくとも１種またはこれらの２種以上の混合物であることが好ましく、
また、ラミング材は、その混練水分量が３〜１５重量％であることが好ましい。
さらに、内表面レンガ層の隣接するレンガの接触面の平滑度が０．５ｍｍ以下、より好ましくは、平滑度が０．２５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
また、緻密質耐火物製レンガは、アルミナ系電鋳耐火物、ジルコニア系電鋳耐火物、およびアルミナ−ジルコニア−シリカ系電鋳耐火物の少なくとも１種の電鋳耐火物からなるレンガ、ならびに緻密質アルミナ系耐火物、緻密質ジルコニア−シリカ系耐火物および緻密質アルミナ−ジルコニア−シリカ系耐火物の少なくとも１種の緻密質焼成耐火物からなるレンガの少なくとも一方であることが好ましい。
【００２０】
本発明の第３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、
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を具備する減圧脱泡装置を製作するに際し、
前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部から構成される一連の管路が、緻密質耐火物製レンガの、隣接する前記レンガと接触する接触面を研磨して、前記接触面の平滑度を０．５ｍｍ以下にした後、組み上げて、前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部の、溶融ガラスに直接接触する流路を形成した後、この流路を所定の温度に加熱し、前記緻密質耐火物製レンガからガラス質を溶出させ、隣接する前記レンガの接触面内の隙間を埋めることを特徴とする減圧脱泡装置の製作方法を提供するものである。
【００２１】
本発明の第４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、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を具備する減圧脱泡装置を製作するに際し、前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部から構成される一連の管路の内、溶融ガラスと直接接触する流路を形成する部分には、緻密質耐火物製レンガを組み上げた内表面レンガ層を設け、この内表面レンガ層の背後には所定間隔離間させて耐火物製レンガを組み上げてバックアップレンガ層を少なくとも１層設け、少なくとも前記内表面レンガ層と前記バックアップレンガ層との間の隙間に少量の水分を混練したラミング材をバイブレータで振動させて充填し、前記内表面レンガ層は、前記緻密質耐火物製レンガの隣接する前記レンガと接触する接触面の平滑度を０．５ｍｍ以下に研磨した後、組み上げて、前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部の、溶融ガラスに直接接触する流路を形成した後、この流路部分に所定の温度に加熱し、前記緻密質耐火物製レンガからガラス質を溶出させ、隣接する前記レンガの接触面内の隙間を埋めることによって設けられることを特徴とする減圧脱泡装置の製作方法を提供するものである。
【００２３】
【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およびその製作方法について、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。
【００２４】
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、矩形断面をもつ減圧脱泡槽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。
【００２５】
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。
【００２６】
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を構成する電鋳耐火物製レンガや緻密質焼成耐火物製レンガ等の緻密質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。
【００２７】
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および緻密質耐火物製レンガを組み上げて溶融ガラスＧと直接接触する流路を構築する減圧脱泡槽１４（上昇管１６、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からなる一連の管路は、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は、所定の形状に成形し、その表面を精度良く研磨した緻密質耐火物製レンガを組み上げた内表面レンガ層で、溶融ガラスＧと直接接触する流路を構成するとともに、この背後に少なくとも１層の耐火物製レンガ層をバックアップレンガ層として設け、さらに各レンガ層間の隙間をラミング材で充填して、ラミング材層を形成した多層断面構造となっている。
【００２８】
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の一連の管路の壁断面の多層断面構造を図２（Ａ）に示し、管路の内壁面を模式的に図２（Ｂ）に示す。
図２（Ａ）に示すように、管路壁断面は、緻密質耐火物製レンガが組み上げられ、溶融ガラスＧと直接接触する管路の内壁面を構成する内表面レンガ層３２ａと、この内表面レンガ層３２ａの背後に所定間隔、例えば２０〜５０ｍｍ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３２ａをバックアップする第１のバックアップレンガ層３２ｂと、この第１のバックアップレンガ層３２ｂの背後に同様に設けられる第２のバックアップレンガ層３２ｃと、各レンガ層３２ａと３２ｂとの間および３２ｂと３２ｃの間にそれぞれラミング材が充填されたラミング材層３４ａおよび３４ｂから構成される３層断面構造を有する。なお、第２のバックアップレンガ層３２ｃと減圧ハウジング１２との間は、耐火物製レンガからなる断熱材３０によって埋められる。
【００２９】
本発明において減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の一連の管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、用いられる緻密質耐火物製レンガ（以下、単に緻密質レンガという。）は、緻密質耐火物を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３２ａとして組み上げることができるように、管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を挙げることができる。
【００３０】
ここで電鋳耐火物としては稠密な電鋳耐火物であればどのようなものでもよく、好ましくは、高嵩密度で、内部には閉気孔があっても、鋳込み面の気孔率は極めて小さく、好ましくはほぼ０で、減圧脱泡槽の真空を保つことのできる、稠密な電鋳耐火物であればよい。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、アルミナ−ジルコニア−シリカ（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、例えば、緻密質なデンスジルコンなどの緻密質ジルコニア−シリカ系焼成耐火物、デンスアルミナなどの緻密質アルミナ系焼成耐火物や、緻密質アルミナ−ジルコニア−シリカ系焼成耐火物を挙げることができる。
【００３１】
まず、発明の第１の態様の減圧脱泡装置１０について説明する。
本態様においては、溶融ガラスＧと直接接触する流路となる内表面レンガ層３２ａを構築する緻密質レンガの隣接するレンガとの接触面の平滑度を０．５ｍｍ以下、好ましくは０．２５ｍｍ以下とし、隣接するレンガの隙間を１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下とするものである。
本発明において、平滑度Ｄは以下のように定義される。
十分に長い直線定規を被測定面にあてがい、もしくは上に載せ、厚みが既知の予め用意された薄い金属板を被測定面と定規の直線部との隙間に差し込み、その隙間を測定する。金属板がその隙間に入り込んだ場合は、その隙間は金属板の厚み以上であると判断し、予め用意された厚みの異なる金属板に替えてその厚みを厚くして測定を続け、金属板がその隙間に入らなくなる最小の金属板の厚みを見いだす。さらに、この測定は一つの被測定面につき、最低４点、望ましくは８〜１２点で行なうが、いずれの測定点でもその金属板が被測定面と定規の直線部との隙間に入らない最小の金属板の厚みを見いだし、その厚みを平滑度Ｄとするのである。
但し、被測定面の両端部から１０ｍｍ以内の端部の隙間については考慮しない。その理由は、レンガの表面をダイヤモンド研磨機等で研磨仕上げをすると、研磨面の中央部は同一平面を形成する一方、面の両端部は中央部よりも局部的に研磨が進むため曲面となり易いが、隣接するレンガの接触面との隙間が広い範囲に渡って狭く、その接触する面の平滑度が０．５ｍｍ以下であれば、両端部等のように部分的に、例えば１ｍｍを越す隙間が存在しても、本発明の解決すべき課題である溶融ガラスの目地からの流出を防止し、さらには隣接するレンガ間の目地を通じて気体状もしくは液体状の汚染物の溶融ガラスへの混入を防止することができるからである。
【００３２】
なお、本態様においては、使用する緻密質レンガの接触面の平滑度が０．５ｍｍ以下であれば、電鋳耐火物製レンガ（以下、単に電鋳レンガという。）や緻密質焼成耐火物製レンガ（以下、単に緻密質焼成レンガという。）を用いて円形断面や矩形断面の溶融ガラスＧの流路を持つ所定長の減圧脱泡槽、上昇管および下降管からなる一連の管路を構築する方法は、特に制限的ではなく、例えば小さい直方体の緻密質レンガを互い違いに積み上げ、所定長の角筒状管を形成してもよいし、一面が所定の曲率半径を持つ緻密質レンガを積み上げて、所定内径、所定長の円筒状管を形成してもよいし、長さの短かい所定内径の円筒状または角筒状の緻密質レンガを一列に積み重ねて、所定長の円管または角管を形成してもよい。
【００３３】
上述したように緻密質レンガの接触面を平滑度０．５ｍｍ以下に平滑化するには、精密研磨を行ない、できる限り平滑な面に仕上げることのできる一般的なダイヤモンド研磨機を利用することによって達成できる。しかしながら、緻密質レンガの接触面を上述した平滑度に仕上げる方法や研磨する方法は制限的ではないが、精密研磨を行うのが好ましい。ところで、レンガの平面を研磨した場合、図３（Ａ）に研磨したレンガの面の断面形状を示すように、一般的に、面の端部が研磨されやすく、この端部の面中央部からの落ちしろが最も大きい。このような場合、端部から５ｍｍ内側に入った場所での最大の落ちしろをその面における平滑度Ｄとしている。そして、このようなレンガの面同士を図３（Ｂ）のように組み合わせると、隣接するレンガの接触面間の目地部がかなり大きく開くため、溶融ガラスＧが目地部に浸入し、接触部分を浸食して、接触部分から溶融ガラスＧがしみ出して、背後のバックアップレンガ層３２ｂ、３２ｃや断熱材３０を浸食する。その結果、バックアップレンガや断熱材が溶融ガラスＧ内に溶出して、溶融ガラスＧを着色し、異質化し、品質を劣化させ、減圧脱泡槽１４、上昇管１６や下降管１８の寿命、従って減圧脱泡装置１０自体の寿命を短くしてしまうことは前述した通りである。窪みを持ち容易に浸食され、目地部分の窪みは増大され、溶融ガラスの対流は容易に起こり、溶融ガラスＧの流れが悪くなり、延いては、脱泡処理能力が低下することになる。
そこで、本発明では、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の一連の管路をレンガで組む際に、平滑度Ｄが０．５ｍｍ以下の研磨されたレンガ面同士を面接触させるようにしているのである。
【００３４】
また、平滑度Ｄが０．５ｍｍ以下のレンガの接触面同士を接触させ、接触部の目地の隙間を少なくとも１ｍｍ以下にする理由は、レンガの接触面に目地材を用いずにお互いに接触させることで、高温時、緻密質レンガ内から滲み出した粘度の高いガラス質で１ｍｍ以下の目地の隙間を埋め、お互いのレンガを結合させるためである。つまり、例えばおよそ１４００℃の溶融ガラスＧが流れ、レンガがおよそ１３５０℃以上に熱せられると、熱せられたレンガの内面から溶融ガラスＧよりも高粘度のガラス質が滲み出し、目地部の隙間を埋めて接着するように覆う。この高粘度のガラス質は、粘度が極めて高いため、隣接するレンガ間の隙間にしみ出したまま留まり、流出することはないので、目地部の隙間を十分に埋めることができる。そのため、ガラスＧが目地部の隙間に浸入しようとしても、レンガから滲み出した高粘度のガラス質が浸入してくる溶融ガラスＧをせき止め、目地の奥へ浸入することを防ぎ、バックアップレンガや断熱材が浸食されるのを防ぐのである。
目地部の隙間を１ｍｍ以上にすると、レンガ内から滲み出す高粘度ガラス質によって、接触面にできた隙間を完全に埋めることができず、あるいは高粘度ガラス質が流出し、溶融ガラスＧの浸入を許してしまうことになるからである。従って、レンガの接触面の凹凸はできるだけ小さい方が好ましく、すなわち、接触面の平滑度Ｄはできるだけ小さい方が望ましい。
【００３５】
ところで、本発明の第１の態様においては、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の一連の管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内表面レンガ層（図２（Ａ）に示す例では、参照番号３２ａで表される。）が、隣接する緻密質レンガとの接触面の平滑度が０．５ｍｍ以下であり、溶融ガラスＧによる加熱と同時の加熱によって、隣接する緻密質レンガ間の隙間が、緻密質レンガからしみだしてきた高粘性ガラス質で埋められるものであれば、内表面レンガ層（３２ａ）の背後にバックアップレンガ層（３２ｂ、３２ｃ）は設けられていても、設けられていなくてもよいし、設けられる場合も１層であっても、２層以上何層であってもよい。また、これらのバックアップレンガ層を構成するレンガは、特に制限的ではなく、一般の耐火物製レンガであってもよいが、強度および寿命の点からは、内表面レンガ層（３２ａ）と同じ緻密質レンガであるのが好ましい。
【００３６】
さらに、本態様においては、内表面レンガ層（３２ａ）の背後にバックアップレンガ層（３２ｂ、３２ｃ）を設ける場合、内表面レンガ層（３２ａ）およびバックアップレンガ層（３２ｂ、３２ｃ）は隙間なく設けてもよいし、各レンガ層（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）間に隙間を設け、これらの隙間にラミング材などの充填材を充填し、充填材層（ラミング材層３４ａ、３４ｂ）を設けてもよい。各レンガ層（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）間に充填される充填材も特に制限的ではなく、従来公知のラミング材やスタンプ材などの充填材や公知の耐火物から成る充填材などを用いることができる。
【００３７】
本発明の第１の態様の減圧脱泡装置１０を製作する際には、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３２ａを、接触面の平滑度が０．５ｍｍ以下の緻密質レンガを組み上げて構築し、必要に応じてその外側にバックアップレンガ層（３２ｂ、３２ｃ）を形成し、さらに必要に応じてレンガ層間にラミング材などの充填材を充填してラミング材層（３４ａ、３４ｂ）などの充填材層を形成する。こうして、減圧脱泡槽１４、上昇管１６、および下降管１８を製作する。
【００３８】
続いて、こうして製作された減圧脱泡槽１４、上昇管１６、および下降管１８の外側に断熱材３０を組み上げ、その外周囲を減圧ハウジング１２で覆い、減圧脱泡装置１０を製作する。こうして製作された減圧脱泡装置１０の減圧脱泡槽１４、上昇管１６、および下降管１８を所定の温度、例えば溶融ガラスＧの温度以上に熱上げして、あるいは、稼働中に減圧脱泡槽１４、上昇管１６、および下降管１８が溶融ガラスＧによって加熱されて、内表面レンガ層３２ａを構成する緻密質レンガから浸出（ｅｘｕｄａｔｉｏｎ）する高粘度ガラス質によって隣接するレンガ間を充填し、隣接レンガ間の隙間を埋める。このようにして、減圧脱泡装置１０は製作される。
本発明の第１の態様の溶融ガラスの減圧脱泡装置およびその製作方法は、基本的に以上のように構成される。
【００３９】
次に、本発明の第２の態様の溶融ガラスの減圧脱泡装置およびその制作方法について説明する。
本態様において、図２（Ａ）に示す実施例では、減圧脱泡槽１４、上昇管１６の少なくとも一部、および下降管１８の少なくとも一部から構成される一連の管路の最も内側に溶融ガラスＧと直接接触する流路を形成する内表面レンガ層３２ａ、この背後に（外側周囲に）第１バックアップ層３２ｂおよびさらにその背後に（外側周囲に）第２バックアップ層３２ｃをお互いに所定の間隔、好ましくは２０〜５０ｍｍだけ離間させて設け、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３４ａ，３４ｂを形成するものである。
【００４０】
本態様においては、耐火物製レンガ層を内表面レンガ層（３２ａ）と少なくとも１層のバックアップレンガ層（３２ｂ、３２ｃ）からなる多層構造とした上に、その各レンガ層間をラミング材で埋めてラミング材層３４ａ、３４ｂ設けることにより、溶融ガラスＧのレンガ層（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）からしみ出し、断熱材３０を浸食し、断熱材３０が溶融ガラスＧ内に溶出して製品の品質を劣化させる、例えば着色や異質化を招くことを防止し、減圧脱泡装置の寿命が短くなることを防止している。
【００４１】
本態様においては、各レンガ層（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）を構成する耐火物製レンガは、溶融ガラスＧを着色したり、異質化したりしなければ特に制限的ではないが、少なくとも内表面レンガ層３２ａは前述した緻密質レンガで構成するのが好ましく、全レンガ層を緻密質レンガで構成するのが最も好ましい。また、本態様においても、本発明の第１の態様の如く、少なくとも内表面レンガ層３２ａの緻密質レンガの隣接する接触面は平滑度を０．５ｍｍ以下とし、隣接するレンガ間の目地部の隙間を１ｍｍ以下とするのが好ましく、より好ましくは平滑度を０．３ｍｍ以下、隣接するレンガ間の目地部の隙間を０．６ｍｍ以下とするのがよい。
【００４２】
また、本態様において、バックアップレンガ層（３２ｂ、３２ｃ）は、少なくとも１層設ければ良く、何層であってもよいが、溶融ガラスＧのしみ出しを防止し、装置の長寿命化のためには多い方が望ましいが、多層化すればするほど装置全体が重量化し、大型化するので、必要に応じて適した数の層構成とすればよい。
さらに、レンガ層間の隙間は、上述したように２０〜５０ｍｍとするのが好ましく、より好ましくは、２５〜３５ｍｍである。
各レンガ層間の隙間を２０〜５０ｍｍとする理由は、後述するように、この隙間に冷間でラミング材を充填するが、その際、隙間が狭いと十分緊密にラミング材を充填することができず、ラミング材充填中に空洞や気泡を残存させたまま固化してしまうおそれがあり、そのような空洞や気泡の存在は、外部からの汚染物質を遮断するラミング材の機能を低下させるおそれがあるためである。一方、ラミング材自体は緻密質レンガに比べ機械的、化学的強度が劣っているため、この厚みを必要最低に押さえ、第１バックアップレンガ層３２ｂを構成する機械的、化学的強度が優れている緻密質レンガを早期に溶融ガラスＧと接触させるように配置するためである。
【００４３】
各耐火物レンガ層間に設けられるラミング材層３４ａおよび３４ｂは、各耐火部レンガ層間、すなわちレンガ層３２ａ、３２ｂとの間およびレンガ層３２ｂ、３２ｃとの間に設けられるもので、非常に緻密なラミング材の充填がなされ、耐蝕性に優れるもので、各レンガ層（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）の目地部分からの溶融ガラスＧの流入を防止し、その背後へのしみ出しを防止するためのものである。
【００４４】
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、例えばアルミナ系（Ａｌ2 Ｏ3 ）ラミング材、ジルコニア−シリカ系（ＺｒＯ2 −ＳｉＯ2 ）ラミング材、およびアルミナ−ジルコニア−シリカ系（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，ジルコニア−シリカ系ではＺＲ−２０００、およびアルミナ−ジルコニア−シリカ系では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５７−２６６６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。
このように、通常のキャスタブル炉材に用いる混練水量約１０〜１５％に対して３〜１０％、好ましくは３〜６％と低い混練水量のラミング材を使用するのは、高熱で含有水分が蒸発した場合、ひび割れして溶融ガラスが滲み出しやすくなるのを防ぐためである。
なお、一連の管路に使用されているレンガの主成分を主成分としたラミング材を使用することが望ましい。例えば、アルミナ系電鋳耐火物レンガを使用している場合は、ラミング材としてアルミナ系のＣＭＰ−ＡＨを使用するのが好ましい。
【００４５】
各層のレンガを上述の方法で組みあげた後、粉体のラミング材に３〜６％の少量の水量添加を行ない、各レンガ層間の隙間に充填し、更にその隙間に棒状バイブレータを入れ、振動による粉体の流状効果を利用して、隙間内にラミング材を稠密かつ均一に充填させる。ラミング材は３〜４時間で硬化し、耐蝕性の強い緻密なラミング材層３４ａおよび３４ｂができる。
このようにして得られた内表面レンガ層３２ａ，ラミング材層３４ａ、第１バックアップレンガ層３２ｂ、ラミング材層３４ｂ、および第２バックアップレンガ層３２ｃなどからなる多層断面構造で、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の一連の管路の内部は構成されるが、少なくとも溶融ガラスＧが直接接触する部分が多層断面構造になっていれば良く、減圧脱泡層１４の溶融ガラスＧと直接接触しない天井部分は多層断面構造にしなくてもよい。例えば、図１に示す本実施例において、溶融ガラスＧと直接接触しない減圧脱泡槽１４の天井部分を、溶融ガラスＧと直接接触する減圧脱泡槽１４の底部分、上昇管１６および下降管１８に用いる所定の緻密質レンガを単層で構成してもよい。
【００４６】
減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の形状は少なくとも筒状管であれば特に限定されず、その断面形状は円形、楕円形または正方形や長方形などの矩形やその他の多角形とすることができる。
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の一連の管路の外側に、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。
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。
【００４７】
このような構成の本発明品である減圧脱泡装置１０は、大型化可能のため大量生産することができる。
また、隣接するレンガ同士の接触面を所定の範囲で精度良く研磨して接触させ、更にラミング材を使用した多層構造としているので、減圧脱泡装置１０自体の寿命は大幅に延び、溶融ガラスの流路を補修するために生産を中断する対策を設計段階から織り込んでおく必要は乏しくなり、減圧脱泡装置全体を補修のために上下する困難性の高い作業の必要性をなくすことができる。すなわち減圧装置とその前後のガラス流路を固定的に構成することが可能となる。
【００４８】
さらに、本発明においては、減圧脱泡装置１０の大型化と長寿命化によって、溶融ガラスＧの入口（導入）温度、すなわち溶解槽２０の出口温度は、従来より上昇させることができ、脱泡処理する溶融ガラスＧの種類（処理温度での粘度）や処理量や、減圧脱泡装置１０の各部を構成する材料、例えば電鋳耐火物や緻密質焼成耐火物等の種類やサイズなどに応じて適宜選択する自由度を広げることができる。しかしながら、溶解槽２０における加熱溶解コストや減圧脱泡装置１０の脱泡効率やその装置内外での加熱や冷却のコストなどを考慮すると、溶解槽２０での溶融ガラスＧの出口温度は、１３００〜１５５０℃とするのが好ましく、より好ましくは１４００〜１５５０℃とするのがよい。その理由は、ガラス原料を適正に均一に反応させ、最も効率よくガラス化させるには溶解槽の温度が高い方が好ましいからである。
【００４９】
ここで、本発明の減圧脱泡装置１０の処理対象となる溶融ガラスＧは、特に制限的ではなく、例えば、ソーダ石灰ガラスやホウケイ酸ガラスなどを挙げることができるが、本発明の減圧脱泡装置１０は多量の溶融ガラスを処理することができることから、多量の処理が必要とされるソーダ石灰ガラスを処理対象とするのがよい。
【００５０】
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。
【００５１】
まず、減圧脱泡装置１０の運転を開始するに先立って、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２０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。
【００５２】
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３０ａおよび３０ｂ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。
【００５３】
また、本発明において、脱泡処理量を増大し、溶融ガラスＧの潜熱を利用することができるため、従来必要であった脱泡処理中の溶融ガラスＧの加熱を不要とし、そのための加熱装置を不要な物とすることができる。
【００５４】
ところで、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡装置は、図２に示すサイフォン方式減圧脱泡装置のみならず、特開平５−２６２５３０号公報、特開平７−２９１６３３号公報に示す水平式減圧脱泡装置にも適用してもよいのはもちろんである。
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。
【００５５】
【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、上昇管および下降管の管路を白金などの貴金属合金よりも安価な電鋳耐火物や緻密質焼成耐火物などの緻密質耐火物製のレンガを組んで構成し、貴金属合金の場合と同様に溶融ガラスを連続的に減圧脱泡処理することができる減圧脱泡処理装置において、これらの管路の溶融ガラスと直接接触する流路を構成する内表面レンガ層の隣接するレンガ同士の接触面を所定の範囲で精度良く研磨して接触させるか、または減圧脱泡槽、上昇管および下降管の管路を複数のレンガ層とこれらのレンガ層間をラミング材で充填したラミング材層からなる多層断面構造とするかの少なくともいずれか一方であるので、溶融ガラスが滲み出し、内表面レンガ層の背後のバックアップレンガ層や断熱材（レンガ）を浸食したり、溶出することがないので、溶融ガラスを着色したり異質化したりすることがなく、減圧脱泡装置の寿命を大幅に延ばすことができる。このため、溶融ガラスの流路を補修するために生産を中断する対策を設計段階から織り込んでおく必要も乏しくなり、白金などの貴金属合金を用いる場合に比べて製造コストが下がり、また、コストの点から使用量を制限したり、それに伴う強度低下の点から大きさを制限したりする必要性はなくなり、装置設計の自由度が飛躍的に向上し、また、目地部の浸食によって生じる溶融ガラスの対流もなくなる為、脱泡処理が効率よく行われ、さらに浸食に伴う溶融ガラス内の不純物質の混入も防ぐことができ、大流量の減圧脱泡処理が実用的になるとともに、より高温での減圧脱泡処理も可能にすることができる。
【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の一実施例の一連の管路の壁断面の断面図であり、（Ｂ）は管路の内壁面の目地を示した模式図である。
【図３】 （Ａ）は、平滑度Ｄを定義する概念図であり、（Ｂ）は、隣接するレンガと接触する管路の目地部を示した断面図である。
【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、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
１４ｓ、１１４ｓ 上部空間
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 断熱槽
３２ａ 内表面レンガ層
３２ｂ 第１バックアップレンガ層
３２ｃ 第２バックアップレンガ層
３４ａ，３４ｂ ラミング材層
３６ａ，３６ｂ バリア
Ｇ 溶融ガラス
Ｄ 平滑度
【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およびその製作方法に関する。
【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４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４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に連通する上流案内ピット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）に連通する下流案内ピット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吸引口１１２ｃから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、減圧ハウジング１１２と連通する吸引孔１１４ａおよび１１４ｂを介して減圧脱泡槽１１４の内部が１／３〜１／２０気圧に減圧されているので、上流案内ピット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案内ピット１２４に導出される。
【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。また、減圧脱泡槽１１４内には、所定の高さまで充たした溶融ガラスＧの上部に上部空間１１４ｓが形成される。
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流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流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・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流路（減圧槽・上昇管・下降管）は一体化されたものであるから、流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・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・下降管の下端が妥当であり、特に、上昇管・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な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、例え大型化しても円管の肉厚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、肉厚は十分に厚くできないため、作業性の困難な磨耗による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】
このため、図４に示す従来の減圧脱泡装置１１０において、減圧脱泡槽１１４、上昇管１１６および下降管１１８を炉材で構成することによって、装置の大型化、脱泡処理量の大流量化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、溶融ガラスと直接接触する流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】
ところで、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を炉材で構成する場合、溶融ガラスと直接接触する炉材から炉材構成成分が溶融ガラス中へ溶出することは避けられない為、溶融ガラスと直接接触する炉材には電鋳耐火物などの稠密な炉材の使用が考えられるが、使用炉材をより稠密な炉材にしても、目地部の隙間から溶融ガラスがしみ出し、稠密な炉材の後側のバックアップ炉材や断熱材を溶かし出して浸食し、溶融ガラスに溶け込んだ炉材成分が製品品質を劣化させたり、稠密な炉材の浸食は少なくても後側のバックアップ炉材や断熱材の浸食によって減圧脱泡装置１１０自体の寿命を短くしてしまうという問題がある。
【００１３】
このため、溶融ガラスと直接接触する流路を構成する炉材間の目地部を目地材で埋めることが考えられるが、一般的に目地材は、炉材、特に稠密な炉材に比べてその稠密度が劣る為、溶融ガラスと直接接触する目地材は炉材に比べて浸食されやすく、炉材自体の浸食は少なくても、炉材間の目地部の浸食は選択的に進むという問題がある。その結果、目地部が埋められていない場合よりも、寿命は多少長くなるが、目地材を浸食してしまうと、前述同様、稠密な炉材の後側のバックアップ炉材や断熱材を溶出して浸食し、製品品質の劣化や減圧脱泡装置１１０自体の寿命を縮めてしまうという問題がある。
【００１４】
本発明の目的は、上記問題点を解決することにあり、装置の製造コストを下げ、装置設計の自由度を向上させ、大流量の減圧脱泡装置の構築を可能にするために、減圧脱泡槽、上昇管および下降管を、白金などの貴金属合金よりも安価な耐火物製レンガを組み上げて構成しても、溶融ガラスと直接接触する炉材間の目地部からの溶融ガラスのしみ出しを防止し、もしくは抑制し、また仮に溶融ガラスの目地部のへのしみ出しが生じてもバックアップ耐火物や断熱耐火物の浸食を防止し、長寿命化を図ることのできる実用に耐える溶融ガラスの減圧脱泡装置およびその製作方法を提供することにある。
【００１５】
【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、
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を具備し、
前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部の溶融ガラスに直接接触する流路が、組み上げられた緻密質耐火物製レンガで構成され、隣接する前記レンガと接触する前記レンガの接触面の平滑度が０．５ｍｍ以下であることを特徴とする減圧脱泡装置を提供するものである。
【００１６】
その際、内表面レンガ層の隣接するレンガの接触面の平滑度が０．２５ｍｍ以下であることが好ましい。
また、前記緻密質耐火物は、アルミナ系電鋳耐火物、ジルコニア系電鋳耐火物、およびアルミナ−ジルコニア−シリカ系電鋳耐火物の少なくとも１種の電鋳耐火物、ならびに緻密質アルミナ系耐火物、緻密質ジルコニア−シリカ系耐火物および緻密質アルミナ−ジルコニア−シリカ系耐火物の少なくとも１種の緻密質焼成耐火物の少なくとも一方であることが好ましい。
【００１７】
本発明の第２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、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を具備し、前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部は、溶融ガラスと直接接触する流路を構成する、緻密質耐火物製レンガを組み上げた内表面レンガ層と、この内表面レンガ層の背後に少なくとも１層設けられた、耐火物製レンガを組み上げたバックアップレンガ層と、少なくとも前記内表面レンガ層と前記バックアップレンガ層との間の隙間にラミング材が充填されたラミング材層とを有し、かつ前記内表面レンガ層の隣接するレンガの接触面の平滑度が０．５ｍｍ以下であることを特徴とする減圧脱泡装置を提供するものである。
【００１８】
その際、バックアップレンガ層は、少なくとも２層以上設けられ、隣接するバックアップレンガ層間の隙間にも前記ラミング材が充填されたラミング材層が設けられたことが好ましく、
また、少なくとも前記内表面レンガ層と前記バックアップレンガ層との間の隙間は、２０〜５０ｍｍであることが好ましく、
内表面レンガ層および少なくとも１層の前記バックアップレンガ層は、各々のレンガ層の隣接するレンガ間の目地が、他のレンガ層の隣接するレンガ間の目地より長く重なり合わないように、組み上げられることが好ましく、
また、バックアップレンガ層を構成す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い。
さらに、ラミング材は、アルミナ系ラミング材、ジルコニア−シリカ系ラミング材、およびアルミナ−ジルコニア−シリカ系ラミング材の少なくとも１種またはこれらの２種以上の混合物であることが好ましく、
また、ラミング材は、その混練水分量が３〜１５重量％であることが好ましい。
さらに、内表面レンガ層の隣接するレンガの接触面の平滑度が０．５ｍｍ以下、より好ましくは、平滑度が０．２５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
また、緻密質耐火物製レンガは、アルミナ系電鋳耐火物、ジルコニア系電鋳耐火物、およびアルミナ−ジルコニア−シリカ系電鋳耐火物の少なくとも１種の電鋳耐火物からなるレンガ、ならびに緻密質アルミナ系耐火物、緻密質ジルコニア−シリカ系耐火物および緻密質アルミナ−ジルコニア−シリカ系耐火物の少なくとも１種の緻密質焼成耐火物からなるレンガの少なくとも一方であることが好ましい。
【００２０】
本発明の第３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、
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を具備する減圧脱泡装置を製作するに際し、
前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部から構成される一連の管路が、緻密質耐火物製レンガの、隣接する前記レンガと接触する接触面を研磨して、前記接触面の平滑度を０．５ｍｍ以下にした後、組み上げて、前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部の、溶融ガラスに直接接触する流路を形成した後、この流路を所定の温度に加熱し、前記緻密質耐火物製レンガからガラス質を溶出させ、隣接する前記レンガの接触面内の隙間を埋めることを特徴とする減圧脱泡装置の製作方法を提供するものである。
【００２１】
本発明の第４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、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を具備する減圧脱泡装置を製作するに際し、前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部から構成される一連の管路の内、溶融ガラスと直接接触する流路を形成する部分には、緻密質耐火物製レンガを組み上げた内表面レンガ層を設け、この内表面レンガ層の背後には所定間隔離間させて耐火物製レンガを組み上げてバックアップレンガ層を少なくとも１層設け、少なくとも前記内表面レンガ層と前記バックアップレンガ層との間の隙間に少量の水分を混練したラミング材をバイブレータで振動させて充填し、前記内表面レンガ層は、前記緻密質耐火物製レンガの隣接する前記レンガと接触する接触面の平滑度を０．５ｍｍ以下に研磨した後、組み上げて、前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部の、溶融ガラスに直接接触する流路を形成した後、この流路部分に所定の温度に加熱し、前記緻密質耐火物製レンガからガラス質を溶出させ、隣接する前記レンガの接触面内の隙間を埋めることによって設けられることを特徴とする減圧脱泡装置の製作方法を提供するものである。
【００２３】
【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およびその製作方法について、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。
【００２４】
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、矩形断面をもつ減圧脱泡槽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。
【００２５】
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。
【００２６】
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を構成する電鋳耐火物製レンガや緻密質焼成耐火物製レンガ等の緻密質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。
【００２７】
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および緻密質耐火物製レンガを組み上げて溶融ガラスＧと直接接触する流路を構築する減圧脱泡槽１４（上昇管１６、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からなる一連の管路は、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は、所定の形状に成形し、その表面を精度良く研磨した緻密質耐火物製レンガを組み上げた内表面レンガ層で、溶融ガラスＧと直接接触する流路を構成するとともに、この背後に少なくとも１層の耐火物製レンガ層をバックアップレンガ層として設け、さらに各レンガ層間の隙間をラミング材で充填して、ラミング材層を形成した多層断面構造となっている。
【００２８】
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の一連の管路の壁断面の多層断面構造を図２（Ａ）に示し、管路の内壁面を模式的に図２（Ｂ）に示す。
図２（Ａ）に示すように、管路壁断面は、緻密質耐火物製レンガが組み上げられ、溶融ガラスＧと直接接触する管路の内壁面を構成する内表面レンガ層３２ａと、この内表面レンガ層３２ａの背後に所定間隔、例えば２０〜５０ｍｍ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３２ａをバックアップする第１のバックアップレンガ層３２ｂと、この第１のバックアップレンガ層３２ｂの背後に同様に設けられる第２のバックアップレンガ層３２ｃと、各レンガ層３２ａと３２ｂとの間および３２ｂと３２ｃの間にそれぞれラミング材が充填されたラミング材層３４ａおよび３４ｂから構成される３層断面構造を有する。なお、第２のバックアップレンガ層３２ｃと減圧ハウジング１２との間は、耐火物製レンガからなる断熱材３０によって埋められる。
【００２９】
本発明において減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の一連の管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、用いられる緻密質耐火物製レンガ（以下、単に緻密質レンガという。）は、緻密質耐火物を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３２ａとして組み上げることができるように、管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を挙げることができる。
【００３０】
ここで電鋳耐火物としては稠密な電鋳耐火物であればどのようなものでもよく、好ましくは、高嵩密度で、内部には閉気孔があっても、鋳込み面の気孔率は極めて小さく、好ましくはほぼ０で、減圧脱泡槽の真空を保つことのできる、稠密な電鋳耐火物であればよい。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、アルミナ−ジルコニア−シリカ（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、例えば、緻密質なデンスジルコンなどの緻密質ジルコニア−シリカ系焼成耐火物、デンスアルミナなどの緻密質アルミナ系焼成耐火物や、緻密質アルミナ−ジルコニア−シリカ系焼成耐火物を挙げることができる。
【００３１】
まず、発明の第１の態様の減圧脱泡装置１０について説明する。
本態様においては、溶融ガラスＧと直接接触する流路となる内表面レンガ層３２ａを構築する緻密質レンガの隣接するレンガとの接触面の平滑度を０．５ｍｍ以下、好ましくは０．２５ｍｍ以下とし、隣接するレンガの隙間を１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下とするものである。
本発明において、平滑度Ｄは以下のように定義される。
十分に長い直線定規を被測定面にあてがい、もしくは上に載せ、厚みが既知の予め用意された薄い金属板を被測定面と定規の直線部との隙間に差し込み、その隙間を測定する。金属板がその隙間に入り込んだ場合は、その隙間は金属板の厚み以上であると判断し、予め用意された厚みの異なる金属板に替えてその厚みを厚くして測定を続け、金属板がその隙間に入らなくなる最小の金属板の厚みを見いだす。さらに、この測定は一つの被測定面につき、最低４点、望ましくは８〜１２点で行なうが、いずれの測定点でもその金属板が被測定面と定規の直線部との隙間に入らない最小の金属板の厚みを見いだし、その厚みを平滑度Ｄとするのである。
但し、被測定面の両端部から１０ｍｍ以内の端部の隙間については考慮しない。その理由は、レンガの表面をダイヤモンド研磨機等で研磨仕上げをすると、研磨面の中央部は同一平面を形成する一方、面の両端部は中央部よりも局部的に研磨が進むため曲面となり易いが、隣接するレンガの接触面との隙間が広い範囲に渡って狭く、その接触する面の平滑度が０．５ｍｍ以下であれば、両端部等のように部分的に、例えば１ｍｍを越す隙間が存在しても、本発明の解決すべき課題である溶融ガラスの目地からの流出を防止し、さらには隣接するレンガ間の目地を通じて気体状もしくは液体状の汚染物の溶融ガラスへの混入を防止することができるからである。
【００３２】
なお、本態様においては、使用する緻密質レンガの接触面の平滑度が０．５ｍｍ以下であれば、電鋳耐火物製レンガ（以下、単に電鋳レンガという。）や緻密質焼成耐火物製レンガ（以下、単に緻密質焼成レンガという。）を用いて円形断面や矩形断面の溶融ガラスＧの流路を持つ所定長の減圧脱泡槽、上昇管および下降管からなる一連の管路を構築する方法は、特に制限的ではなく、例えば小さい直方体の緻密質レンガを互い違いに積み上げ、所定長の角筒状管を形成してもよいし、一面が所定の曲率半径を持つ緻密質レンガを積み上げて、所定内径、所定長の円筒状管を形成してもよいし、長さの短かい所定内径の円筒状または角筒状の緻密質レンガを一列に積み重ねて、所定長の円管または角管を形成してもよい。
【００３３】
上述したように緻密質レンガの接触面を平滑度０．５ｍｍ以下に平滑化するには、精密研磨を行ない、できる限り平滑な面に仕上げることのできる一般的なダイヤモンド研磨機を利用することによって達成できる。しかしながら、緻密質レンガの接触面を上述した平滑度に仕上げる方法や研磨する方法は制限的ではないが、精密研磨を行うのが好ましい。ところで、レンガの平面を研磨した場合、図３（Ａ）に研磨したレンガの面の断面形状を示すように、一般的に、面の端部が研磨されやすく、この端部の面中央部からの落ちしろが最も大きい。このような場合、端部から５ｍｍ内側に入った場所での最大の落ちしろをその面における平滑度Ｄとしている。そして、このようなレンガの面同士を図３（Ｂ）のように組み合わせると、隣接するレンガの接触面間の目地部がかなり大きく開くため、溶融ガラスＧが目地部に浸入し、接触部分を浸食して、接触部分から溶融ガラスＧがしみ出して、背後のバックアップレンガ層３２ｂ、３２ｃや断熱材３０を浸食する。その結果、バックアップレンガや断熱材が溶融ガラスＧ内に溶出して、溶融ガラスＧを着色し、異質化し、品質を劣化させ、減圧脱泡槽１４、上昇管１６や下降管１８の寿命、従って減圧脱泡装置１０自体の寿命を短くしてしまうことは前述した通りである。窪みを持ち容易に浸食され、目地部分の窪みは増大され、溶融ガラスの対流は容易に起こり、溶融ガラスＧの流れが悪くなり、延いては、脱泡処理能力が低下することになる。
そこで、本発明では、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の一連の管路をレンガで組む際に、平滑度Ｄが０．５ｍｍ以下の研磨されたレンガ面同士を面接触させるようにしているのである。
【００３４】
また、平滑度Ｄが０．５ｍｍ以下のレンガの接触面同士を接触させ、接触部の目地の隙間を少なくとも１ｍｍ以下にする理由は、レンガの接触面に目地材を用いずにお互いに接触させることで、高温時、緻密質レンガ内から滲み出した粘度の高いガラス質で１ｍｍ以下の目地の隙間を埋め、お互いのレンガを結合させるためである。つまり、例えばおよそ１４００℃の溶融ガラスＧが流れ、レンガがおよそ１３５０℃以上に熱せられると、熱せられたレンガの内面から溶融ガラスＧよりも高粘度のガラス質が滲み出し、目地部の隙間を埋めて接着するように覆う。この高粘度のガラス質は、粘度が極めて高いため、隣接するレンガ間の隙間にしみ出したまま留まり、流出することはないので、目地部の隙間を十分に埋めることができる。そのため、ガラスＧが目地部の隙間に浸入しようとしても、レンガから滲み出した高粘度のガラス質が浸入してくる溶融ガラスＧをせき止め、目地の奥へ浸入することを防ぎ、バックアップレンガや断熱材が浸食されるのを防ぐのである。
目地部の隙間を１ｍｍ以上にすると、レンガ内から滲み出す高粘度ガラス質によって、接触面にできた隙間を完全に埋めることができず、あるいは高粘度ガラス質が流出し、溶融ガラスＧの浸入を許してしまうことになるからである。従って、レンガの接触面の凹凸はできるだけ小さい方が好ましく、すなわち、接触面の平滑度Ｄはできるだけ小さい方が望ましい。
【００３５】
ところで、本発明の第１の態様においては、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の一連の管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内表面レンガ層（図２（Ａ）に示す例では、参照番号３２ａで表される。）が、隣接する緻密質レンガとの接触面の平滑度が０．５ｍｍ以下であり、溶融ガラスＧによる加熱と同時の加熱によって、隣接する緻密質レンガ間の隙間が、緻密質レンガからしみだしてきた高粘性ガラス質で埋められるものであれば、内表面レンガ層（３２ａ）の背後にバックアップレンガ層（３２ｂ、３２ｃ）は設けられていても、設けられていなくてもよいし、設けられる場合も１層であっても、２層以上何層であってもよい。また、これらのバックアップレンガ層を構成するレンガは、特に制限的ではなく、一般の耐火物製レンガであってもよいが、強度および寿命の点からは、内表面レンガ層（３２ａ）と同じ緻密質レンガであるのが好ましい。
【００３６】
さらに、本態様においては、内表面レンガ層（３２ａ）の背後にバックアップレンガ層（３２ｂ、３２ｃ）を設ける場合、内表面レンガ層（３２ａ）およびバックアップレンガ層（３２ｂ、３２ｃ）は隙間なく設けてもよいし、各レンガ層（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）間に隙間を設け、これらの隙間にラミング材などの充填材を充填し、充填材層（ラミング材層３４ａ、３４ｂ）を設けてもよい。各レンガ層（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）間に充填される充填材も特に制限的ではなく、従来公知のラミング材やスタンプ材などの充填材や公知の耐火物から成る充填材などを用いることができる。
【００３７】
本発明の第１の態様の減圧脱泡装置１０を製作する際には、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３２ａを、接触面の平滑度が０．５ｍｍ以下の緻密質レンガを組み上げて構築し、必要に応じてその外側にバックアップレンガ層（３２ｂ、３２ｃ）を形成し、さらに必要に応じてレンガ層間にラミング材などの充填材を充填してラミング材層（３４ａ、３４ｂ）などの充填材層を形成する。こうして、減圧脱泡槽１４、上昇管１６、および下降管１８を製作する。
【００３８】
続いて、こうして製作された減圧脱泡槽１４、上昇管１６、および下降管１８の外側に断熱材３０を組み上げ、その外周囲を減圧ハウジング１２で覆い、減圧脱泡装置１０を製作する。こうして製作された減圧脱泡装置１０の減圧脱泡槽１４、上昇管１６、および下降管１８を所定の温度、例えば溶融ガラスＧの温度以上に熱上げして、あるいは、稼働中に減圧脱泡槽１４、上昇管１６、および下降管１８が溶融ガラスＧによって加熱されて、内表面レンガ層３２ａを構成する緻密質レンガから浸出（ｅｘｕｄａｔｉｏｎ）する高粘度ガラス質によって隣接するレンガ間を充填し、隣接レンガ間の隙間を埋める。このようにして、減圧脱泡装置１０は製作される。
本発明の第１の態様の溶融ガラスの減圧脱泡装置およびその製作方法は、基本的に以上のように構成される。
【００３９】
次に、本発明の第２の態様の溶融ガラスの減圧脱泡装置およびその制作方法について説明する。
本態様において、図２（Ａ）に示す実施例では、減圧脱泡槽１４、上昇管１６の少なくとも一部、および下降管１８の少なくとも一部から構成される一連の管路の最も内側に溶融ガラスＧと直接接触する流路を形成する内表面レンガ層３２ａ、この背後に（外側周囲に）第１バックアップ層３２ｂおよびさらにその背後に（外側周囲に）第２バックアップ層３２ｃをお互いに所定の間隔、好ましくは２０〜５０ｍｍだけ離間させて設け、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３４ａ，３４ｂを形成するものである。
【００４０】
本態様においては、耐火物製レンガ層を内表面レンガ層（３２ａ）と少なくとも１層のバックアップレンガ層（３２ｂ、３２ｃ）からなる多層構造とした上に、その各レンガ層間をラミング材で埋めてラミング材層３４ａ、３４ｂ設けることにより、溶融ガラスＧのレンガ層（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）からしみ出し、断熱材３０を浸食し、断熱材３０が溶融ガラスＧ内に溶出して製品の品質を劣化させる、例えば着色や異質化を招くことを防止し、減圧脱泡装置の寿命が短くなることを防止している。
【００４１】
本態様においては、各レンガ層（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）を構成する耐火物製レンガは、溶融ガラスＧを着色したり、異質化したりしなければ特に制限的ではないが、少なくとも内表面レンガ層３２ａは前述した緻密質レンガで構成するのが好ましく、全レンガ層を緻密質レンガで構成するのが最も好ましい。また、本態様においても、本発明の第１の態様の如く、少なくとも内表面レンガ層３２ａの緻密質レンガの隣接する接触面は平滑度を０．５ｍｍ以下とし、隣接するレンガ間の目地部の隙間を１ｍｍ以下とするのが好ましく、より好ましくは平滑度を０．３ｍｍ以下、隣接するレンガ間の目地部の隙間を０．６ｍｍ以下とするのがよい。
【００４２】
また、本態様において、バックアップレンガ層（３２ｂ、３２ｃ）は、少なくとも１層設ければ良く、何層であってもよいが、溶融ガラスＧのしみ出しを防止し、装置の長寿命化のためには多い方が望ましいが、多層化すればするほど装置全体が重量化し、大型化するので、必要に応じて適した数の層構成とすればよい。
さらに、レンガ層間の隙間は、上述したように２０〜５０ｍｍとするのが好ましく、より好ましくは、２５〜３５ｍｍである。
各レンガ層間の隙間を２０〜５０ｍｍとする理由は、後述するように、この隙間に冷間でラミング材を充填するが、その際、隙間が狭いと十分緊密にラミング材を充填することができず、ラミング材充填中に空洞や気泡を残存させたまま固化してしまうおそれがあり、そのような空洞や気泡の存在は、外部からの汚染物質を遮断するラミング材の機能を低下させるおそれがあるためである。一方、ラミング材自体は緻密質レンガに比べ機械的、化学的強度が劣っているため、この厚みを必要最低に押さえ、第１バックアップレンガ層３２ｂを構成する機械的、化学的強度が優れている緻密質レンガを早期に溶融ガラスＧと接触させるように配置するためである。
【００４３】
各耐火物レンガ層間に設けられるラミング材層３４ａおよび３４ｂは、各耐火部レンガ層間、すなわちレンガ層３２ａ、３２ｂとの間およびレンガ層３２ｂ、３２ｃとの間に設けられるもので、非常に緻密なラミング材の充填がなされ、耐蝕性に優れるもので、各レンガ層（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）の目地部分からの溶融ガラスＧの流入を防止し、その背後へのしみ出しを防止するためのものである。
【００４４】
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、例えばアルミナ系（Ａｌ2 Ｏ3 ）ラミング材、ジルコニア−シリカ系（ＺｒＯ2 −ＳｉＯ2 ）ラミング材、およびアルミナ−ジルコニア−シリカ系（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，ジルコニア−シリカ系ではＺＲ−２０００、およびアルミナ−ジルコニア−シリカ系では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５７−２６６６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。
このように、通常のキャスタブル炉材に用いる混練水量約１０〜１５％に対して３〜１０％、好ましくは３〜６％と低い混練水量のラミング材を使用するのは、高熱で含有水分が蒸発した場合、ひび割れして溶融ガラスが滲み出しやすくなるのを防ぐためである。
なお、一連の管路に使用されているレンガの主成分を主成分としたラミング材を使用することが望ましい。例えば、アルミナ系電鋳耐火物レンガを使用している場合は、ラミング材としてアルミナ系のＣＭＰ−ＡＨを使用するのが好ましい。
【００４５】
各層のレンガを上述の方法で組みあげた後、粉体のラミング材に３〜６％の少量の水量添加を行ない、各レンガ層間の隙間に充填し、更にその隙間に棒状バイブレータを入れ、振動による粉体の流状効果を利用して、隙間内にラミング材を稠密かつ均一に充填させる。ラミング材は３〜４時間で硬化し、耐蝕性の強い緻密なラミング材層３４ａおよび３４ｂができる。
このようにして得られた内表面レンガ層３２ａ，ラミング材層３４ａ、第１バックアップレンガ層３２ｂ、ラミング材層３４ｂ、および第２バックアップレンガ層３２ｃなどからなる多層断面構造で、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の一連の管路の内部は構成されるが、少なくとも溶融ガラスＧが直接接触する部分が多層断面構造になっていれば良く、減圧脱泡層１４の溶融ガラスＧと直接接触しない天井部分は多層断面構造にしなくてもよい。例えば、図１に示す本実施例において、溶融ガラスＧと直接接触しない減圧脱泡槽１４の天井部分を、溶融ガラスＧと直接接触する減圧脱泡槽１４の底部分、上昇管１６および下降管１８に用いる所定の緻密質レンガを単層で構成してもよい。
【００４６】
減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８の形状は少なくとも筒状管であれば特に限定されず、その断面形状は円形、楕円形または正方形や長方形などの矩形やその他の多角形とすることができる。
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の一連の管路の外側に、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。
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。
【００４７】
このような構成の本発明品である減圧脱泡装置１０は、大型化可能のため大量生産することができる。
また、隣接するレンガ同士の接触面を所定の範囲で精度良く研磨して接触させ、更にラミング材を使用した多層構造としているので、減圧脱泡装置１０自体の寿命は大幅に延び、溶融ガラスの流路を補修するために生産を中断する対策を設計段階から織り込んでおく必要は乏しくなり、減圧脱泡装置全体を補修のために上下する困難性の高い作業の必要性をなくすことができる。すなわち減圧装置とその前後のガラス流路を固定的に構成することが可能となる。
【００４８】
さらに、本発明においては、減圧脱泡装置１０の大型化と長寿命化によって、溶融ガラスＧの入口（導入）温度、すなわち溶解槽２０の出口温度は、従来より上昇させることができ、脱泡処理する溶融ガラスＧの種類（処理温度での粘度）や処理量や、減圧脱泡装置１０の各部を構成する材料、例えば電鋳耐火物や緻密質焼成耐火物等の種類やサイズなどに応じて適宜選択する自由度を広げることができる。しかしながら、溶解槽２０における加熱溶解コストや減圧脱泡装置１０の脱泡効率やその装置内外での加熱や冷却のコストなどを考慮すると、溶解槽２０での溶融ガラスＧの出口温度は、１３００〜１５５０℃とするのが好ましく、より好ましくは１４００〜１５５０℃とするのがよい。その理由は、ガラス原料を適正に均一に反応させ、最も効率よくガラス化させるには溶解槽の温度が高い方が好ましいからである。
【００４９】
ここで、本発明の減圧脱泡装置１０の処理対象となる溶融ガラスＧは、特に制限的ではなく、例えば、ソーダ石灰ガラスやホウケイ酸ガラスなどを挙げることができるが、本発明の減圧脱泡装置１０は多量の溶融ガラスを処理することができることから、多量の処理が必要とされるソーダ石灰ガラスを処理対象とするのがよい。
【００５０】
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。
【００５１】
まず、減圧脱泡装置１０の運転を開始するに先立って、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２０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。
【００５２】
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３０ａおよび３０ｂ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。
【００５３】
また、本発明において、脱泡処理量を増大し、溶融ガラスＧの潜熱を利用することができるため、従来必要であった脱泡処理中の溶融ガラスＧの加熱を不要とし、そのための加熱装置を不要な物とすることができる。
【００５４】
ところで、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡装置は、図２に示すサイフォン方式減圧脱泡装置のみならず、特開平５−２６２５３０号公報、特開平７−２９１６３３号公報に示す水平式減圧脱泡装置にも適用してもよいのはもちろんである。
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。
【００５５】
【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、上昇管および下降管の管路を白金などの貴金属合金よりも安価な電鋳耐火物や緻密質焼成耐火物などの緻密質耐火物製のレンガを組んで構成し、貴金属合金の場合と同様に溶融ガラスを連続的に減圧脱泡処理することができる減圧脱泡処理装置において、これらの管路の溶融ガラスと直接接触する流路を構成する内表面レンガ層の隣接するレンガ同士の接触面を所定の範囲で精度良く研磨して接触させるか、または減圧脱泡槽、上昇管および下降管の管路を複数のレンガ層とこれらのレンガ層間をラミング材で充填したラミング材層からなる多層断面構造とするかの少なくともいずれか一方であるので、溶融ガラスが滲み出し、内表面レンガ層の背後のバックアップレンガ層や断熱材（レンガ）を浸食したり、溶出することがないので、溶融ガラスを着色したり異質化したりすることがなく、減圧脱泡装置の寿命を大幅に延ばすことができる。このため、溶融ガラスの流路を補修するために生産を中断する対策を設計段階から織り込んでおく必要も乏しくなり、白金などの貴金属合金を用いる場合に比べて製造コストが下がり、また、コストの点から使用量を制限したり、それに伴う強度低下の点から大きさを制限したりする必要性はなくなり、装置設計の自由度が飛躍的に向上し、また、目地部の浸食によって生じる溶融ガラスの対流もなくなる為、脱泡処理が効率よく行われ、さらに浸食に伴う溶融ガラス内の不純物質の混入も防ぐことができ、大流量の減圧脱泡処理が実用的になるとともに、より高温での減圧脱泡処理も可能にすることができる。
【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の一実施例の一連の管路の壁断面の断面図であり、（Ｂ）は管路の内壁面の目地を示した模式図である。
【図３】 （Ａ）は、平滑度Ｄを定義する概念図であり、（Ｂ）は、隣接するレンガと接触する管路の目地部を示した断面図である。
【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、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
１４ｓ、１１４ｓ 上部空間
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 断熱槽
３２ａ 内表面レンガ層
３２ｂ 第１バックアップレンガ層
３２ｃ 第２バックアップレンガ層
３４ａ，３４ｂ ラミング材層
３６ａ，３６ｂ バリア
Ｇ 溶融ガラス
Ｄ 平滑度
Claims (7)
- 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を具備し、
前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部の溶融ガラスに直接接触する流路が、組み上げられた緻密質耐火物製レンガで構成され、隣接する前記レンガと接触する前記レンガの接触面の平滑度が０．５ｍｍ以下であることを特徴とする減圧脱泡装置。 - 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を具備し、
前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部は、溶融ガラスと直接接触する流路を構成する、緻密質耐火物製レンガを組み上げた内表面レンガ層と、この内表面レンガ層の背後に少なくとも１層設けられた、耐火物製レンガを組み上げたバックアップレンガ層と、少なくとも前記内表面レンガ層と前記バックアップレンガ層との間の隙間にラミング材が充填されたラミング材層とを有し、かつ前記内表面レンガ層の隣接するレンガの接触面の平滑度が０．５ｍｍ以下であることを特徴とする減圧脱泡装置。 - 少なくとも前記内表面レンガ層と前記バックアップレンガ層との間の隙間は、２０〜５０ｍｍである請求項２に記載の減圧脱泡装置。
- 前記内表面レンガ層および少なくとも１層の前記バックアップレンガ層は、各々のレンガ層の隣接するレンガ間の目地が、他のレンガ層の隣接するレンガ間の目地より長く重なり合わないように、組み上げられる請求項２または３に記載の減圧脱泡装置。
- 前記ラミング材は、アルミナ系ラミング材、ジルコニア−シリカ系ラミング材、およびアルミナ−ジルコニア−シリカ系ラミング材の少なくとも１種またはこれらの２種以上の混合物である請求項２〜４のいずれかに記載の減圧脱泡装置。
- 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を具備する減圧脱泡装置を製作するに際し、
前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部から構成される一連の管路が、緻密質耐火物製レンガの、隣接する前記レンガと接触する接触面を研磨して、前記接触面の平滑度を０．５ｍｍ以下にした後、組み上げて、前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部の、溶融ガラスに直接接触する流路を形成した後、この流路を所定の温度に加熱し、前記緻密質耐火物製レンガからガラス質を溶出させ、隣接する前記レンガの接触面内の隙間を埋めることを特徴とする減圧脱泡装置の製作方法。 - 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を具備する減圧脱泡装置を製作するに際し、
前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部から構成される一連の管路の内、溶融ガラスと直接接触する流路を形成する部分には、緻密質耐火物製レンガを組み上げた内表面レンガ層を設け、この内表面レンガ層の背後には所定間隔離間させて耐火物製レンガを組み上げてバックアップレンガ層を少なくとも１層設け、少なくとも前記内表面レンガ層と前記バックアップレンガ層との間の隙間に少量の水分を混練したラミング材をバイブレータで振動させて充填し、
前記内表面レンガ層は、前記緻密質耐火物製レンガの隣接する前記レンガと接触する接触面の平滑度を０．５ｍｍ以下に研磨した後、組み上げて、前記減圧脱泡槽、前記上昇管の少なくとも一部、および前記下降管の少なくとも一部の、溶融ガラスに直接接触する流路を形成した後、この流路部分に所定の温度に加熱し、前記緻密質耐火物製レンガからガラス質を溶出させ、隣接する前記レンガの接触面内の隙間を埋めることによって設けられることを特徴とする減圧脱泡装置の製作方法。
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