JP4048646B2

JP4048646B2 - Vacuum degassing method for molten glass and glass manufacturing apparatus by vacuum degassing

Info

Publication number: JP4048646B2
Application number: JP10185999A
Authority: JP
Inventors: 浩治大林; 祐輔竹居; 年安河口
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1999-04-08
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2019-04-08
Also published as: WO2000061506A1; JP2000290020A

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効果的に除去することのできる溶融ガラスの減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、成形されるガラス製品の品質を向上させるために、大気圧下、溶解槽で溶解した溶融ガラスを成形装置で成形する前に溶融ガラス内に発生した気泡を除去する減圧脱泡装置が用いられている。このような従来の減圧脱泡装置を図３および図４に示す。
【０００３】
図３に示す減圧脱泡装置３０は、ガラス原料を溶解して溶融ガラスの素地とする溶解槽３８から取り出された溶融ガラスＧを上流側ピット３１内に貯留し、この上流側ピット３１内の溶融ガラスＧを減圧脱泡槽３３内に導入し、減圧脱泡槽３３で減圧脱泡処理した後、大気圧下、下流側ピット３６内に排出し、これをさらに下流側の処理槽（図示しない）に供給する連続的なプロセスに用いられるものであって、真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジング３２内に、ほぼ水平に減圧脱泡槽３３が設けられており、その両端部に、下方に向かって垂直に取り付けられた上昇管３４および下降管３５がそれぞれ配置されている。
【０００４】
減圧脱泡装置３０は、減圧ハウジング３２内の圧力を減圧することによって溶融ガラスＧが吸引上昇されるサイフォン型の減圧脱泡装置であって、上昇管３４は、下端が溶解炉３８に連通する上流側ピット３１の溶融ガラスＧ内に浸漬され、上端が減圧脱泡槽３３に連通していて、図示しない真空ポンプで真空吸引して減圧ハウジング３２内を減圧することによって、脱泡処理前の溶融ガラスＧを上流側ピット３１から吸引上昇させて減圧脱泡槽３３に導入する。下降管３５は、同様に、下端が下流側の処理槽（図示しない）に連通する下流側ピット３６の溶融ガラスＧ内に浸漬されており、上端が減圧脱泡槽３３に連通していて、脱泡処理後の溶融ガラスＧを減圧脱泡槽３３から下降させて下流側ピット３６に排出する。そして、減圧ハウジング３２内の減圧脱泡槽３３、上昇管３４および下降管３５の周囲には、これらを断熱被覆する耐熱レンガなどの断熱材３７が通気性を保つように配設されている。
【０００５】
一般に、溶融ガラスＧの減圧脱泡においては、ガラスの種類、清澄剤の種類と量、溶解炉の運転条件等によって減圧脱泡する条件、特に減圧脱泡槽３３内の圧力を調整する必要がある。図３に示す減圧脱泡装置３０では、溶融ガラスＧの比重と減圧脱泡槽３３内の圧力によって減圧脱泡槽３３内の溶融ガラスＧの液面の高さが決まるので、減圧脱泡槽３３内の圧力を変更するときは、減圧脱泡槽３３内の溶融ガラスＧが減圧脱泡槽３３の天井部から溢れ出ることのないように、減圧ハウジング３２およびその内部に配置されている断熱材３７、減圧脱泡槽３３、上昇管３４、下降管３５を一体として上下して調整する必要がある。
【０００６】
また、図４に示す減圧脱泡装置４０は、ガラス原料を溶解して溶融ガラスの素地とする溶解槽４１から取り出された溶融ガラスＧを減圧脱泡槽４３内に導入し、減圧脱泡槽４３で減圧脱泡処理した後、下流側ピット４６内に排出し、これをさらに下流側の処理槽（図示しない）に供給する連続的なプロセスに用いられる減圧脱泡装置であって、真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジング４２内に、ほぼ水平に減圧脱泡槽４３が設けられており、その両端部に、下方に向かって垂直に取り付けられた導入管４４および排出管４５がそれぞれ配置されている。
【０００７】
減圧脱泡装置４０では、減圧脱泡槽４３の溶融ガラスＧの液面と溶解槽４１または下流側ピット４６の液面とをほぼ同じ高さにして全体の高さを低くしている。この減圧脱泡装置４０では、減圧ハウジング４２は、減圧脱泡槽４３の溶融ガラスＧの液面と溶解槽４１の溶融ガラスＧの液面とがほぼ同じ高さになる位置に固定されており、減圧ハウジング４２の内部が図示しない真空ポンプで真空吸引して減圧される際に、導入管４４から溶融ガラスＧが過剰に減圧脱泡槽４３内に吸引されて流入しあるいは排出管４５からの排出量が減少して減圧脱泡槽４３内の溶融ガラスＧの液面が過剰に上昇しないように、導入管４４にスクリューポンプ４８が、排出管４５にスクリューポンプ４９が設けられている。
また、導入管４４および排出管４５が水平方向に配置される導入管水平部４４ａおよび排出管水平部４５ａは、導入管水平部４４ａおよび排出管水平部４５ａの下部が、溶解槽４１の底部のレベルと一致するように構成されている。
【０００８】
導入管４４は、上流端が溶解槽４１に連通しており、下流端が減圧脱泡槽４３に連通していて、その中間に、減圧ハウジング４２の内部を減圧することによって脱泡処理前の溶融ガラスＧが減圧脱泡槽４３に過剰に流入しないように、前述したスクリューポンプ４８が設けられている。また、排出管４５は、同様に、下流端が次の処理槽（図示しない）に連通する下流側ピット４６に連通していて、その中間にスクリューポンプ４９が設けられている。そして、減圧ハウジング４２内において、減圧脱泡槽４３、導入管４４および排出管４５の周囲には、これらを断熱被覆する耐熱レンガなどの断熱材４７が配設されている。
【０００９】
減圧脱泡装置４０において減圧脱泡槽４３内の圧力を変更するとき、導入管４４に設けられたスクリューポンプ４８および排出管４５に設けられたスクリューポンプ４９の回転数を制御して、導入管４４を通って減圧脱泡槽４３に導入される溶融ガラスＧの流量および排出管４５を通って減圧脱泡槽４３から排出される溶融ガラスＧの流量を制御することによって行なわれる。
【００１０】
これらの減圧脱泡装置３０および４０の減圧ハウジング３２、４２は、金属製、例えばステンレス製の筐体であり、外部から真空ポンプ（図示しない）等によって真空吸引されて内部が減圧され、内部に設けられた減圧脱泡槽３３、４３内を所定の圧力、例えば１／２０〜１／３気圧に減圧して維持する。
【００１１】
また、これらの減圧脱泡装置３０、４０においては、高温、例えばソーダライムシリカガラスの場合、１２００℃〜１４００℃の温度の溶融ガラスＧを減圧脱泡するように構成されているので、本出願人の出願に係る特開平２−２２１１２９号公報に開示されているように、減圧脱泡槽３３、４３、上昇管３４や導入管４４および下降管３５や排出管４５などのように溶融ガラスＧと直接接触する溶融ガラスの流路は、通常、白金または白金ロジウムのような白金合金などの貴金属製円管で構成されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、溶融ガラスの減圧脱泡を行なう際、減圧脱泡装置３０は、減圧脱泡槽３３内の圧力に応じて、断熱材３７、減圧脱泡槽３３、上昇管３４、下降管３５を一体として上下して調整しなければならず、例えば圧力が１／２０気圧の場合、約４．５ｍも吊り上げなければならない。そのため、断熱材３７、減圧脱泡槽３３、上昇管３４、下降管３５といった重量構造物を高さ方向に自由に調節可能とする特別の吊り上げ設備を備える必要がある。特に、溶融ガラスＧの大流量化に伴い、減圧脱泡装置３０を大型化する場合、減圧脱泡装置３０の大型化に応じて、吊り上げ設備も更に大型化しなければならず、実用上設備コストの面から困難であった。たとえこのような設備を設けても、高温になった大流量の溶融ガラスＧを高く吊り上げた減圧脱泡槽３３内を通過させることは安全の点からも好ましくなく、実用上困難であった。
【００１３】
このような吊り上げ設備の問題から、減圧脱泡槽３３を高く吊り上げることはできず、減圧脱泡槽３３を上下して調整できる調整可能な範囲が制限され、すなわち減圧脱泡槽３３内の圧力が制限された。その結果、溶融ガラスＧ内に含まれる気泡を減圧脱泡する減圧脱泡効果においても制限を受けた。そのため、減圧可能な範囲内で減圧脱泡槽３３内の圧力を低下させても、溶融ガラスＧ内の気泡を十分に減圧脱泡させることができず、気泡の混入したまま溶融ガラスＧが下降管３５より排出され、最終的な製品になった際に気泡として残る原因となり、気泡の混入に関して一層厳しくなった今日のガラス製品の品質要求に対し、十分に対応できないおそれがあった。
【００１４】
一方、減圧脱泡装置４０は、特開平５−２６２５３０号公報で提案された装置であり、減圧脱泡装置３０の吊り上げ設備を不要とし、一体化して構成された導入管４４、減圧脱泡槽４３および排出管４５を、溶解槽４３や下流側ピット４６に固定して接続し、導入管４４および排出管４５に溶融ガラスＧの流量を減圧脱泡槽４３の圧力に応じて制御するスクリューポンプ４８、４９を設け、溶融ガラスＧの減圧脱泡を可能とした。
【００１５】
しかし、減圧脱泡槽４３内の圧力の設定範囲はスクリューポンプ４８や４９の制御能力によって制限を受け、例えば溶融ガラスＧの流量が４００トン／日の大容量の溶融ガラスＧの減圧脱泡を行なう場合、スクリューポンプ４８や４９を大型化しなければならず、その重量は約５．５トンの高重量物になる。このようなスクリューポンプ４８や４９では、導入管４４や排出管４５で支持することさえ困難になる。そのため、スクリューポンプ４８や４９を大型化することも限界が有り、スクリューポンプ４８や４９の制御能力も制限される。その結果、溶融ガラスＧ内の気泡をより多数除去するために、スクリューポンプ４８や４９の制御能力を超えて、減圧脱泡槽４３内の圧力を低くすることはできない。たとえスクリューポンプ４８や４９の制御可能な限界ぎりぎりの範囲で減圧脱泡槽４３内の圧力を低下させても、溶融ガラスＧ内の気泡を十分に減圧脱泡することができず、最終的な製品になった際に気泡として残る原因となり、気泡の混入に関して一層厳しくなった今日のガラス製品の品質要求に対し、十分に対応できないおそれがあった。
【００１６】
また、減圧脱泡装置３０や減圧脱泡装置４０の減圧脱泡槽３３や減圧減圧脱泡槽４３の終端部の近くで溶融ガラスＧから発生した気泡は、溶融ガラスＧの液面に浮上、破泡して除去されることなく、溶融ガラスＧに残留し、固化して最終的な製品になった際に気泡として残る原因となる。
【００１７】
一般に、低い圧力の雰囲気から圧力が高くなるにしたがって、溶融ガラスＧ内に混入する気泡の減少速度が促進されるといった事実（第３８回ガラスおよびフォトニクス材料討論会講演要旨集に記載の公知文献記載事項）が公知となっており、減圧脱泡装置３０や４０においても、減圧脱泡槽３３や減圧脱泡槽４３の終端部の近くで発生した大部分の微細な気泡は、減圧脱泡槽３３や減圧脱泡槽４３内を溶融ガラスＧが下降管３５や排出管４５を下降していくに従って、溶融ガラスＧの自重によって大気圧まで次第に加圧されるので、溶融ガラスＧに混入する気泡は溶融ガラスＧに吸収されて消滅するものの、大きく成長した気泡は、大気圧程度の圧力では溶融ガラスＧに完全に吸収しきれず、気泡として残存し、最終ガラス製品の品質の低下につながるといった問題があった。
【００１８】
そこで、本発明は、これらの従来技術の問題点を解消しようとするものであって、減圧脱泡槽の吊り上げ設備を不要とし、従来減圧脱泡槽で十分に脱泡除去できない気泡や、減圧脱泡槽の終端部の近くで溶融ガラスＧから発生した気泡も除去可能にし、成形して固化された最終ガラス製品内に気泡が混入することのない減圧脱泡方法および実用的な減圧脱泡によるガラスの製造装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
つまり、本発明は、原料を溶解して得られた溶融ガラスを溶解槽に貯留し、この溶解槽に貯留する溶融ガラスを導入管を通じて吸引上昇させて内部が減圧された減圧脱泡槽内に流入させ、この減圧脱泡槽内で溶融ガラスの減圧脱泡を行ない、前記減圧脱泡槽より減圧脱泡後の溶融ガラスを排出管を通じて下降させて排出する溶融ガラスの減圧脱泡方法であって、
前記減圧脱泡後の溶融ガラスを前記排出管を通じて下降させて排出する際に、前記溶融ガラスを前記溶解槽の底部の高さ方向のレベルより下方まで下降させることを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡方法を提供するものである。
その際、前記減圧脱泡後の溶融ガラスを前記排出管を通じて下降させて排出する際、溶融ガラスの粘度は、１０^2.5ポアズ以上１０^3.0ポアズ以下であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明は、原料を溶解して得られた溶融ガラスを貯留する溶解槽と、
内部が減圧され溶融ガラスの減圧脱泡を行う減圧脱泡槽と、
この減圧脱泡槽に連通して設けられ、前記溶解槽から溶融ガラスを吸引して上昇させ、前記減圧脱泡槽に流入させる導入管と、
前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、前記減圧脱泡槽で脱泡した溶融ガラスを下降させて排出する排出管であって、溶融ガラスを下降させて排出する際に溶融ガラスの通過する高さ方向の最低レベルが前記溶解槽の底部より低くなるように、下降長さが前記導入管の上昇長さに比べて長く構成された排出管とを有し、
前記溶解槽、前記導入管、前記減圧脱泡槽および前記排出管を一体化した減圧脱泡によるガラスの製造装置を提供するものである。
その際、前記導入管あるいは前記排出管は、前記減圧脱泡槽の圧力に応じて溶融ガラスの流量を制御する流量制御装置が設けられることが好ましい。また、前記流量制御手段は、回転自在なスクリューポンプであることが好ましく、また、前記導入管に設けられる前記流量制御装置は、前記導入管の一部の流路断面積を狭くした絞り部と、この絞り部の上方に設置され、上方に向かって径の拡がる円錐台形状の先端部を有し、この先端部を前記絞り部に挿入して流路断面積を調整するロッドとを有する流量制御装置であってもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造装置について、添付の図面に示される好適実施例をもとに詳細に説明する。
図１は、本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置の一実施例を示す概略断面図であり、図２は、図１に示す実施例において、上流側の流量制御装置を変更した第２の実施例である。
【００２２】
図１に示すように、本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置は、大気圧下、原料を溶解して得られた溶融ガラスＧを貯留する溶解槽１１と、溶解槽１１と接続する減圧脱泡装置１０とから構成される。
溶解槽１１は、大気圧下、公知の溶解方法でガラス原料を溶解した１４００℃以上の高温の溶融ガラスＧを貯留する貯留槽で、電鋳耐火物等によって形成され、減圧脱泡装置１０の導入管１４と接続されている。
減圧脱泡装置１０は、図３に示す減圧脱泡装置３０と同様に、溶解槽１１内から溶融ガラスＧを減圧ハウジング１２内に設けられた減圧脱泡槽１３に吸引上昇させて、減圧された減圧脱泡槽１３において減圧脱泡を行い、図示しない次の処理槽、例えばフロートバスなどの板状の成形処理槽や瓶などの成形作業槽などに連通する下流側ピット１６に連続的に供給するプロセスに用いられるもので、基本的な構成としては、減圧ハウジング１２、減圧脱泡槽１３、導入管１４および排出管１５からなっており、導入管１４および排出管１５には、回転自在なシャフトおよびこのシャフトにらせん状に巻き付けられた羽根を備え、溶融ガラスＧの高温に耐えることのできる金属、例えば白金合金やモリブデン等の金属で形成される、流量制御装置であるスクリューポンプ１８、１９が設けられている。そして、これらの減圧ハウジング１２、減圧脱泡槽１３、導入管１４および排出管１５は、一体となって溶解槽１１に接続されて所定の位置に固定されている。
【００２３】
減圧ハウジング１２は、減圧脱泡槽１３を減圧する際の気密性を確保するための圧力容器として機能するものであり、本実施例では、ほぼ門型に形成され、減圧脱泡槽１３および導入管１４の上昇部分および排出管１５の下降部分を覆っている。この減圧ハウジング１２は、減圧脱泡槽１３に必要とされる気密性および強度を有するものであれば、その材質、構造は特に限定されるものではないが、前述したように、金属製、特にステンレス製とすることが好ましい。この減圧ハウジング１２には、右上部に真空吸引して内部を減圧する吸引口２０が設けられており、図示しない真空ポンプによって真空吸引されて減圧ハウジング１２の内部が減圧され、そのほぼ中央部に配置された減圧脱泡槽１３内を所定の圧力、例えば、１／２０〜１／３気圧に減圧して維持するように構成されている。
【００２４】
減圧脱泡槽１３内に吸引上昇された溶融ガラスＧは、減圧脱泡槽１３内が１／２０〜１／３気圧に減圧されているので、溶融ガラスＧに含まれた気泡が容易に液面に上昇して破泡する。減圧脱泡装置１０は、このようにして、溶融ガラスＧから含まれている気泡を除去するものである。
【００２５】
減圧ハウジング１２のほぼ中央部には、減圧脱泡槽１３が水平に配置され、この減圧脱泡槽１３の左端部には導入管１４の上端部が、減圧脱泡槽１３の右端部には排出管１５の上端部がそれぞれ下方に向かって垂直に連通されている。そして、導入管１４および排出管１５の下端は門型に形成された減圧ハウジング１２の脚部から、それぞれ溶解槽１１および図示しない次の処理槽に連通する下流側ピット１６に連通している。
【００２６】
排出管１５は、排出管１５の下降長さが、導入管１４の上昇長さに比べて十分に長く構成され、排出管１５の下降部分が、図１から明らかなように、溶解槽１１の底面１１ａより低くなるように下降している。これによって、溶融ガラスＧが排出管１５を通過する際、大気圧に溶融ガラスＧの自重が加わるため、溶融ガラスＧ溶解槽１１で受ける圧力より高い圧力を受けることになる。
【００２７】
減圧脱泡槽１３は、上述したように、減圧ハウジング１２、導入管１４および排出管１５と一体となって溶解槽１１に接続されて所定の位置に固定されるが、その高さ方向の設置位置は、溶解槽１１の溶融ガラスＧの自由表面レベルに対する減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈが、大気圧Ｐ₁と減圧脱泡槽１３内の圧力Ｐ₂との差圧によって溶融ガラスＧが吸引上昇されて高くなる上昇レベルよりも低くなるように設定されている。
本実施例では、減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈは、溶解槽１１の溶融ガラスＧの自由表面レベルより高くなっているが、必ずしもその必要はなく、図４に示す減圧脱泡装置４０のように、溶解槽１１の溶融ガラスＧの自由表面レベルと同じレベルであってもよい。
【００２８】
この溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈを高い位置に設定すると、減圧脱泡装置１０の総高さは高くなるが、流量制御装置（スクリューポンプ１８、１９）の容量を小さくすることができる。また、液面の基準位置を低い位置に設定すると、減圧脱泡装置１０の総高さは低くなるが、流量制御装置の容量を大きくしなければならないことになる。そのため、減圧脱泡槽１３は、減圧脱泡する溶融ガラスＧの減圧脱泡処理条件から適切な基準位置Ｈを定める必要がある。
【００２９】
減圧脱泡槽１３の上部には、減圧ハウジング１２を図示しない真空ポンプ等によって真空吸引し、減圧脱泡槽１３内を所定の圧力（１／２０〜１／３気圧）に減圧して維持するために、減圧ハウジング１２と連通する複数の吸引孔２１が設けられている。そして、減圧ハウジング１２と、減圧脱泡槽１３、導入管１４および排出管１５との間は、耐熱レンガなどの断熱材１７で充填されて断熱被覆されているが、この断熱材１７は、減圧脱泡槽１３の真空吸引の支障とならないように、通気性を有する断熱材によって構成されている。
なお、減圧脱泡槽１３、導入管１４および排出管１５の溶融ガラスＧと接触する流路は、白金または白金ロジウムのような白金合金などの貴金属を用いて構成してもよいし、高温耐蝕性の強い電鋳耐火物を用いて構成してもよい。
【００３０】
このような減圧脱泡装置１３で減圧脱泡を行なう場合、溶融ガラスＧの粘度が低いほど溶融ガラスＧに含まれている気泡が上昇して破泡することが容易になるが、必要以上に粘度を下げる、すなわち高温にすると、減圧脱泡槽１３の強度の低下や溶融ガラスＧと接触する流路の侵蝕による磨耗も激しくなって寿命が短くなる。このため、減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの粘度は、１０^2.1ポアズ〜１０^3.0ポアズ（ソーダライムシリカガラスの場合の温度は１２００℃〜１４００℃）とするのが好ましく、より効果的な減圧脱泡効果を得るためには、減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの粘度は１０^2.1ポアズ〜１０^2.5ポアズ（ソーダライムシリカガラスの場合の温度は、１３００℃〜１４００℃）とするのが好ましい。
【００３１】
次に、本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置の定常運転時における作用を説明する。
溶解槽１１では、ガラス原料を公知の溶解方法、例えば大気圧下、燃料用油を燃焼させ火炎を吹きつけて原料を溶解する方法を用いて、溶融ガラスＧが得られ溶解槽１１に貯留される。
一方、減圧脱泡槽１３では、図示しない真空ポンプによって真空吸引されて、所定の圧力、例えば１／２０〜１／３気圧に減圧して維持されているので、溶融ガラスＧは、溶解槽１１の液面の大気圧Ｐ₁と減圧脱泡槽１３内の圧力Ｐ₂との差圧によって、溶解槽１１から導入管１４を通って減圧脱泡槽１３に吸引上昇され、減圧脱泡槽１３内に導入される。そして溶融ガラスＧは、減圧脱泡槽１３内を流れる間に、所定の減圧条件下で脱泡処理される。すなわち、大気圧Ｐ₁より低い圧力Ｐ₂の雰囲気下、減圧脱泡槽１３内において、溶融ガラスＧ内に含まれていた気泡のみならず、溶融ガラスＧ内に溶存していたガス成分も気泡となり、これらの気泡は、溶融ガラスＧ中を浮上し液面まで浮上して、破泡し、溶融ガラスＧ中から気泡が除去される。その後、導入管１４と排出管１５における溶融ガラスＧの圧力の差に従って下流側ピット１６に流出する。
【００３２】
このとき、減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの液面は、減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈが、大気圧Ｐ₁と減圧脱泡槽１３内の低い圧力Ｐ₂との差圧によって溶融ガラスＧが吸引上昇される上昇レベルよりも低く設定されているので、導入管１４側に溶融ガラスＧの流量を制限する抵抗がなければ、この溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈを越えることになる。このため、導入管１４側に流量制御装置（スクリューポンプ１８）を設けて、導入管１４から流入する溶融ガラスＧの量を制御し、減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの液面の高さが基準位置Ｈになるようにその流量を調整する。排出管１５側でも、同様にして排出管１５から流出する溶融ガラスＧの流量を制御し、減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈになり、導入管１４側と排出管１５側との間に適正な圧力差が生じるように、排出管１５側の流量制御装置（スクリューポンプ１９）を調整して、溶融ガラスＧが減圧脱泡槽１３の導入管１４側から排出管１５側に適正な速さで流れるように調整する。
【００３３】
このときの導入管１４側の流量制御装置（スクリューポンプ１８）は溶融ガラスＧの流量を制限するものであり、排出管１５側の流量制御装置（スクリューポンプ１９）は流量を増加させるものである。
【００３４】
また、排出管１５は、排出管１５の下降長さが、導入管１４の上昇長さに比べて十分に長く構成され、排出管１５の下降部分が、溶解槽１１の底面１１ａより低くなるように下降しているので、前述したように、溶解槽１１で受ける圧力より高圧となっている。しかも、この部分の溶融ガラスＧは、排出管１５を下降する間に自然放冷されて、すなわち、より低温でかつ高圧となっているいるので、溶融ガラスＧ内に溶解可能なガスの溶存量が増加し、減圧脱泡槽１３内で除去されなかった微細な気泡は、再度溶融ガラスＧ内に溶存して確実に消滅する。残存した気泡を溶融ガラスＧ内に効果的に溶存させるには、気泡を吸収するに十分な程度に粘度が低く、かつ溶解できるガスの溶存量が大きいことが必要であり、排出管１５の下部における溶融ガラスＧの粘度は１０^2.5ポアズ〜１０^3.0ポアズ（ソーダライムシリカガラスの場合の温度は１２００℃〜１３００℃）とするのが好ましい。その際、必要に応じて排出管１５を冷却してこの粘度に調整することが好ましい。
【００３５】
また、減圧脱泡装置１０では、大気圧に比べて低い減圧脱泡槽１３内の圧力Ｐ₂の雰囲気下、溶融ガラスＧ内に溶存していたガス成分を気体にして気泡を発生させ、溶融ガラスＧ中のガス成分の溶存量を少なくする一方、この発生した気泡は、原料を溶解した際に既に溶融ガラスＧ内に存在した気泡とともに、減圧脱泡槽１３内で減圧吸引され、その後、ガス成分の溶存量の少なくなった溶融ガラスＧは、下降長さの長い排出管１５より下降して、従来の減圧脱泡装置より大きく加圧されるため、減圧脱泡槽１３内で減圧脱泡されなかった気泡を溶融ガラスＧ内に確実に溶存させることができる。
【００３６】
また、前述したように、ガラスの種類、清澄剤の種類と量、溶解炉の運転条件等によって減圧脱泡する条件、特に圧力を調整することが望ましいので、減圧脱泡槽１３内の圧力はしばしば調整する必要がある。この圧力の調整は、図示しない真空ポンプを調整することによって行なわれるが、減圧脱泡槽１３内の圧力を調整することによって、減圧脱泡槽１３内の溶融ガラスＧの液面レベルも当然に変動する。すなわち、圧力を低くすると、溶融ガラスＧの液面の高さは上昇するので、導入管１４側のスクリューポンプ１８による溶融ガラスＧの流量をより少なく制限する。また、圧力を高くすると、溶融ガラスＧの液面の高さは下降するので、導入管１４側のスクリューポンプ１８による溶融ガラスＧの流量を増加させることによって調整する。
ここで、排出管１５側のスクリューポンプ１９は、常に排出管１５から溶融ガラスＧを排出するように動作するものであって、圧力を低くすると排出管１５から流出する溶融ガラスＧの流量を増加させ、圧力を高くすると排出管１５から流出する溶融ガラスＧの流量を減少させなければならない。
【００３７】
また、減圧脱泡槽１３の溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈは、大気圧Ｐ₁と減圧脱泡槽１３内で通常使用される圧力との差圧によって上昇する溶融ガラスＧの液面レベルの高さより、スクリューポンプ１８、１９の制御能力に応じて、低く設定されるので、スクリューポンプ１８、１９の制御能力を超えて減圧脱泡を行なうことはない。またスクリューポンプ１８、１９の制御能力に応じて、溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈは低く設定されるので、従来安全の点から好ましくないといった問題が解消される。
また、スクリューポンプ１８、１９の制御能力によっては、減圧脱泡槽１３の溶融ガラスＧの液面の基準位置Ｈを溶解槽１１の溶融ガラスＧの自由表面と同じレベルとしてもよい。
【００３８】
また、図１に示す実施例では、減圧脱泡装置１０の運転開始時に、溶解槽１１から流入してきた溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１３に送り込むためにスクリューポンプ１８を使用することもできる。この場合には、運転開始時に溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１３に送り込むための他の補助的な手段を用いることなく、溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１３に送り込んで、減圧脱泡装置１０を運転することができる。
【００３９】
一方、スクリューポンプ１８は、定常運転時には溶融ガラスＧの流量を制限するために使用される。したがって、上流側の流量制御装置は、スクリューポンプ１８の替わりに、図２に示すように、上方に向かって径が拡大する円錐台形状の先端部を有するロッド２２と、このロッド２２の先端部が上方より挿入される流路の断面積の狭くなった絞り部２２とを導入管１４に設け、ロッド２２を上下移動させることで、溶融ガラスＧが絞り部２４を通過する流路断面積を制御し、溶融ガラスＧの流量を制限することができる。これによって、大型で高価となるスクリューポンプを使用しないように構成することができる。
【００４０】
なお、上記実施例の減圧脱泡装置１０は、導入管１４および排出管１５に流量制御装置であるスクリューポンプ１８および１９を備えるが、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造装置において、必ずしも流量制御装置は必要でなく、導入管あるいは排出管の一方に備えてもよく、また導入管および排出管の双方に備えることなく溶融ガラスの減圧脱泡処理を行なってもよい。例えば、大気圧と減圧脱泡槽内の圧力との差圧によって上昇する溶融ガラスの液面レベルの位置に、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面の基準位置が設けられた減圧脱泡装置を用いる場合、流量制御装置は全く不要である。
【００４１】
以上、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【００４２】
【発明の効果】
以上に詳細に説明したように、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造装置では、減圧脱泡後の溶融ガラスが溶解槽で受けた圧力より高い圧力を受けるので、従来減圧脱泡槽で十分に減圧脱泡除去できない気泡や、減圧脱泡槽の終端部の近くで溶融ガラスＧから発生した気泡も溶融ガラス内に溶存させて除去可能にし、成形して固化された最終ガラス製品内に気泡が混入することのない減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造装置を提供することができる。
さらに、減圧脱泡槽の圧力に応じて溶融ガラスの流量を制御する流量制御装置を設けることによって、高温の溶融ガラスが流れる減圧脱泡槽を高い位置まで持ち上げることなく、しかも減圧脱泡槽の圧力に応じて吊り上げ高さを調整する必要がないため、気泡の混入しない溶融ガラスを実用的にかつ確実に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置の一実施例を示す概略断面図である。
【図２】図１の実施例における上流側の流量制御装置の他の実施例を示す概略断面図である。
【図３】従来技術の減圧脱泡装置の一例を示す概略断面図である。
【図４】従来技術の減圧脱泡装置の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０、３０、４０減圧脱泡装置
１１、３８、４１溶解槽
１２、３２、４２減圧ハウジング
１３、３３、４３減圧脱泡槽
１４、４４導入管
１５、４５排出管
１６、３６、４６下流側ピット
１７、３７、４７断熱材
１８，１９、４８、４９スクリューポンプ
２０，２１吸引孔
２２ロッド
２４絞り部
３１上流側ピット
３４上昇管
３５下降管
Ｇ溶融ガラス
Ｈ基準位置
Ｐ₁ 大気圧[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of a vacuum degassing method for molten glass and an apparatus for producing glass by vacuum degassing that can effectively remove bubbles from the continuously supplied molten glass.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to improve the quality of glass products to be molded, there has been a vacuum degassing device that removes bubbles generated in molten glass before molding the molten glass melted in a melting tank at atmospheric pressure with a molding device. It is used. Such a conventional vacuum degassing apparatus is shown in FIGS.
[0003]
The vacuum degassing apparatus 30 shown in FIG. 3 stores the molten glass G taken out from the melting tank 38 that melts the glass raw material and forms the base of the molten glass in the upstream pit 31. After the molten glass G is introduced into the vacuum degassing tank 33 and subjected to vacuum degassing treatment in the vacuum degassing tank 33, the molten glass G is discharged into the downstream pit 36 under atmospheric pressure, and this is further processed into a downstream processing tank (illustrated). The vacuum degassing tank 33 is provided almost horizontally in the vacuum housing 32 in which the vacuum is sucked and the inside is decompressed, and both ends thereof are used in a continuous process. The ascending pipe 34 and the descending pipe 35 that are vertically attached downward are respectively arranged.
[0004]
The vacuum degassing device 30 is a siphon type vacuum degassing device in which the molten glass G is sucked and raised by reducing the pressure in the vacuum housing 32, and the lower end of the rising pipe 34 communicates with the melting furnace 38. It is immersed in the molten glass G of the upstream pit 31, the upper end communicates with the vacuum degassing tank 33, and the vacuum housing 32 is depressurized by vacuum suction with a vacuum pump (not shown), before the defoaming treatment. The molten glass G is sucked up from the upstream pit 31 and introduced into the vacuum degassing tank 33. Similarly, the downcomer 35 is immersed in the molten glass G of the downstream pit 36 whose lower end communicates with a downstream treatment tank (not shown), and its upper end communicates with the vacuum degassing tank 33. The defoamed molten glass G is lowered from the vacuum degassing tank 33 and discharged to the downstream pit 36. A heat insulating material 37 such as a heat-resistant brick for heat-insulating these is disposed around the vacuum degassing tank 33, the rising pipe 34, and the lowering pipe 35 in the vacuum housing 32 so as to keep air permeability.
[0005]
In general, in the vacuum degassing of the molten glass G, it is necessary to adjust the pressure degassing conditions, particularly the pressure in the vacuum degassing tank 33, depending on the type of glass, the type and amount of fining agent, the operating conditions of the melting furnace, and the like. is there. In the vacuum degassing apparatus 30 shown in FIG. 3, the height of the liquid surface of the molten glass G in the vacuum degassing tank 33 is determined by the specific gravity of the molten glass G and the pressure in the vacuum degassing tank 33. When changing the pressure in the vacuum degassing tank 33, the molten glass G in the vacuum degassing tank 33 does not overflow from the ceiling of the vacuum degassing tank 33, and the heat insulation disposed in the vacuum housing 32 and the interior thereof. It is necessary to adjust the material 37, the vacuum degassing tank 33, the ascending pipe 34, and the descending pipe 35 as one body.
[0006]
Moreover, the vacuum degassing apparatus 40 shown in FIG. 4 introduce | transduces the molten glass G taken out from the melting tank 41 which melt | dissolved a glass raw material and used as a base of a molten glass in the vacuum degassing tank 43, and is a vacuum degassing tank 43 is a vacuum degassing device used in a continuous process for discharging to the downstream pit 46 and supplying it to a downstream processing tank (not shown). A decompression deaeration tank 43 is provided almost horizontally in the decompression housing 42 in which the inside is decompressed, and an introduction pipe 44 and a discharge pipe 45 mounted vertically downward are respectively provided at both ends thereof. Has been placed.
[0007]
In the vacuum degassing apparatus 40, the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 43 and the liquid level of the melting tank 41 or the downstream pit 46 are made substantially the same height to reduce the overall height. In this vacuum degassing apparatus 40, the vacuum housing 42 is fixed at a position where the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 43 and the liquid level of the molten glass G in the melting tank 41 are approximately the same height. When the inside of the decompression housing 42 is decompressed by vacuum suction with a vacuum pump (not shown), the molten glass G is excessively sucked into the decompression defoaming tank 43 from the introduction pipe 44 and flows in or from the discharge pipe 45. A screw pump 48 is provided in the introduction pipe 44 and a screw pump 49 is provided in the discharge pipe 45 so that the discharge amount does not decrease and the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 43 does not rise excessively.
The introduction pipe horizontal part 44a and the discharge pipe horizontal part 45a in which the introduction pipe 44 and the discharge pipe 45 are arranged in the horizontal direction are such that the lower part of the introduction pipe horizontal part 44a and the discharge pipe horizontal part 45a is located at the bottom of the dissolution tank 41. Configured to match the level.
[0008]
The introduction pipe 44 has an upstream end communicating with the dissolution tank 41 and a downstream end communicating with the decompression defoaming tank 43. In the middle of the introduction pipe 44, the pressure inside the decompression housing 42 is decompressed before the defoaming process. The screw pump 48 described above is provided so that the molten glass G does not excessively flow into the vacuum degassing tank 43. Similarly, the discharge pipe 45 communicates with a downstream pit 46 whose downstream end communicates with the next processing tank (not shown), and a screw pump 49 is provided in the middle thereof. In the decompression housing 42, a heat insulating material 47 such as a heat-resistant brick is provided around the decompression defoaming tank 43, the introduction pipe 44 and the discharge pipe 45.
[0009]
When the pressure in the vacuum degassing tank 43 is changed in the vacuum degassing apparatus 40, the number of rotations of the screw pump 48 provided in the introduction pipe 44 and the screw pump 49 provided in the discharge pipe 45 is controlled, and the introduction pipe The flow rate of the molten glass G introduced into the vacuum degassing tank 43 through 44 and the flow rate of the molten glass G discharged from the vacuum degassing tank 43 through the discharge pipe 45 are controlled.
[0010]
The decompression housings 32 and 42 of these decompression defoaming devices 30 and 40 are metal, for example, stainless steel casings, and are vacuumed from the outside by a vacuum pump (not shown) or the like to decompress the inside. The inside of the provided vacuum degassing tanks 33 and 43 is maintained at a predetermined pressure, for example, 1/20 to 1/3 atm.
[0011]
Moreover, in these vacuum degassing apparatuses 30 and 40, in the case of high temperature, for example, soda lime silica glass, it is configured to degas the molten glass G at a temperature of 1200 ° C. to 1400 ° C. As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-221129 relating to human application, the molten glass G such as the vacuum degassing tanks 33 and 43, the ascending pipe 34 and the introducing pipe 44, the descending pipe 35 and the discharging pipe 45, etc. The flow path of the molten glass in direct contact with the metal is usually composed of a noble metal circular tube such as platinum or a platinum alloy such as platinum rhodium.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when performing vacuum degassing of the molten glass, the vacuum degassing apparatus 30 integrates the heat insulating material 37, the vacuum degassing tank 33, the rising pipe 34, and the lowering pipe 35 according to the pressure in the vacuum degassing tank 33. For example, when the pressure is 1/20 atm, it must be lifted by about 4.5 m. Therefore, it is necessary to provide special lifting equipment that allows the heavy structure such as the heat insulating material 37, the vacuum degassing tank 33, the riser pipe 34, and the downfall pipe 35 to be freely adjusted in the height direction. In particular, when the vacuum degassing apparatus 30 is increased in size with an increase in the flow rate of the molten glass G, the lifting equipment must be further increased in size in accordance with the increase in the size of the vacuum degassing apparatus 30, and the practical equipment cost is increased. It was difficult in terms of Even if such equipment is provided, it is not preferable from the point of view of safety and it is practically difficult to pass through the vacuum degassing tank 33 in which a high flow rate of the molten glass G that has become high is lifted.
[0013]
Due to the problem of such lifting equipment, the vacuum degassing tank 33 cannot be lifted high, and the adjustable range in which the vacuum degassing tank 33 can be adjusted up and down is limited, that is, the pressure in the vacuum degassing tank 33 Was restricted. As a result, the reduced pressure defoaming effect of defoaming bubbles contained in the molten glass G was also limited. For this reason, even if the pressure in the vacuum degassing tank 33 is reduced within the range where pressure can be reduced, the bubbles in the molten glass G cannot be sufficiently degassed under reduced pressure, and the molten glass G is lowered while bubbles are mixed. There is a possibility that the quality requirements of today's glass products, which are discharged from the tube 35 and remain as bubbles when the final product is obtained, become more severe with respect to the mixing of bubbles, cannot be sufficiently met.
[0014]
On the other hand, the vacuum degassing apparatus 40 is an apparatus proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-262530, and does not require the lifting equipment of the vacuum degassing apparatus 30 and is integrally formed with an introduction pipe 44, a vacuum degassing tank. 43 and the discharge pipe 45 are fixedly connected to the dissolution tank 43 and the downstream pit 46, and the screw pump that controls the flow rate of the molten glass G to the introduction pipe 44 and the discharge pipe 45 according to the pressure of the vacuum degassing tank 43. 48 and 49 were provided to allow the molten glass G to be degassed under reduced pressure.
[0015]
However, the setting range of the pressure in the vacuum degassing tank 43 is limited by the control capability of the screw pumps 48 and 49. For example, the vacuum degassing of the molten glass G having a large flow rate of 400 tons / day is possible. When performing, the screw pumps 48 and 49 must be enlarged, and the weight thereof is about 5.5 tons. In such screw pumps 48 and 49, it becomes difficult to support them with the introduction pipe 44 and the discharge pipe 45. Therefore, there is a limit to increasing the size of the screw pumps 48 and 49, and the control capability of the screw pumps 48 and 49 is also limited. As a result, in order to remove more bubbles in the molten glass G, the pressure in the vacuum degassing tank 43 cannot be lowered beyond the control capability of the screw pumps 48 and 49. Even if the pressure in the vacuum degassing tank 43 is reduced within the limit of the controllable limit of the screw pumps 48 and 49, the bubbles in the molten glass G cannot be sufficiently degassed under vacuum. There is a risk that the quality requirements of today's glass products, which have become more severe with regard to the inclusion of air bubbles, may remain insufficient as bubbles when they become products.
[0016]
In addition, bubbles generated from the molten glass G near the terminal portions of the vacuum degassing tank 33 and the vacuum degassing tank 43 of the vacuum degassing apparatus 30 and 40 float on the liquid surface of the molten glass G. It remains in the molten glass G without being broken and removed, causing it to remain as bubbles when solidified into a final product.
[0017]
In general, the fact that the reduction rate of bubbles mixed in the molten glass G is accelerated as the pressure is increased from a low-pressure atmosphere (the description of known literature described in the 38th Glass and Photonics Material Discussion Meeting Collection) Matter) is known, and even in the vacuum degassing apparatuses 30 and 40, most of the fine bubbles generated near the terminal portions of the vacuum degassing tank 33 and the vacuum degassing tank 43 are As the molten glass G descends the descending pipe 35 and the discharge pipe 45 in the vacuum degassing tank 43 and the vacuum degassing tank 43, the molten glass G is gradually pressurized to atmospheric pressure by its own weight. Is absorbed by the molten glass G and disappears, but the bubbles that have grown greatly cannot be completely absorbed by the molten glass G at a pressure of about atmospheric pressure, and remain as bubbles, resulting in poor quality of the final glass product. There is a problem that leads to.
[0018]
Therefore, the present invention is intended to solve these problems of the prior art, eliminates the need for lifting equipment of a vacuum degassing tank, and bubbles or pressure reduction that cannot be sufficiently degassed and removed by the conventional vacuum degassing tank. Bubbles generated from the molten glass G near the end of the defoaming tank can be removed, and a vacuum defoaming method and practical depressurization defoaming that bubbles are not mixed in the final glass product formed and solidified. It aims at providing the manufacturing apparatus of the glass by.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention stores the molten glass obtained by melting the raw material in the melting tank, sucks and raises the molten glass stored in the melting tank through the introduction pipe, and the inside of the vacuum degassing tank whose pressure is reduced. This is a vacuum degassing method for molten glass, in which molten glass is degassed in this vacuum degassing tank, and the molten glass after vacuum degassing is lowered from the vacuum degassing tank through a discharge pipe and discharged. And
When the molten glass after depressurization defoaming is lowered and discharged through the discharge pipe, the molten glass is lowered to a level lower than the level in the height direction of the bottom of the melting tank. A defoaming method is provided.
At that time, when the molten glass after the vacuum degassing is lowered and discharged through the discharge pipe, the viscosity of the molten glass is 10 ^2.5 Over 10 poise ^3.0 It is preferably less than the poise.
[0020]
The present invention also includes a melting tank for storing molten glass obtained by melting raw materials,
A vacuum defoaming tank in which the inside is depressurized and vacuum degassing the molten glass
An inlet pipe that is provided in communication with the vacuum degassing tank, sucks and raises molten glass from the melting tank, and flows into the vacuum degassing tank;
A discharge pipe provided in communication with the vacuum degassing tank, and lowers and discharges the molten glass defoamed in the vacuum degassing tank, and passes through the molten glass when the molten glass is lowered and discharged. A discharge pipe whose lowering length is configured to be longer than the rising length of the introduction pipe so that the lowest level in the height direction is lower than the bottom of the dissolution tank;
The present invention provides an apparatus for producing glass by vacuum degassing, in which the melting tank, the introduction pipe, the vacuum degassing tank, and the discharge pipe are integrated.
In that case, it is preferable that the introduction pipe or the discharge pipe is provided with a flow rate control device for controlling the flow rate of the molten glass in accordance with the pressure of the vacuum degassing tank. Further, the flow rate control means is preferably a rotatable screw pump, and the flow rate control device provided in the introduction pipe includes a throttle portion having a narrow flow passage cross-sectional area of a part of the introduction pipe. A flow rate having a frustoconical tip that is installed above the throttle and has a diameter that expands upward, and a rod that adjusts the cross-sectional area of the channel by inserting the tip into the throttle. It may be a control device.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a vacuum degassing method for molten glass and an apparatus for producing glass by vacuum degassing according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a glass manufacturing apparatus by vacuum degassing according to the present invention, and FIG. 2 shows a second embodiment in which the upstream side flow control device is changed in the embodiment shown in FIG. This is an example.
[0022]
As shown in FIG. 1, the apparatus for producing glass by vacuum degassing according to the present invention includes a melting tank 11 for storing molten glass G obtained by melting raw materials under atmospheric pressure, and a vacuum connected to the melting tank 11. And a defoaming device 10.
The melting tank 11 is a storage tank for storing a molten glass G having a high temperature of 1400 ° C. or higher, which is obtained by melting a glass raw material by a known melting method at atmospheric pressure, and is formed of an electroformed refractory or the like. It is connected to the introduction pipe 14.
Similarly to the vacuum degassing apparatus 30 shown in FIG. 3, the vacuum degassing apparatus 10 sucks and raises the molten glass G from the melting tank 11 to the vacuum degassing tank 13 provided in the vacuum housing 12 to reduce the pressure. The degassing defoaming tank 13 depressurizes and defoams continuously to the downstream pit 16 communicating with the next processing tank (not shown) such as a plate-shaped molding processing tank such as a float bath or a molding work tank such as a bottle. It is used in the supply process, and has a basic configuration including a decompression housing 12, a decompression defoaming tank 13, an introduction pipe 14 and a discharge pipe 15. The introduction pipe 14 and the discharge pipe 15 are rotatable. Flow control device, which is formed of a metal capable of withstanding the high temperature of molten glass G, for example, a metal such as platinum alloy and molybdenum A screw pump 18 and 19 is provided. The decompression housing 12, the decompression defoaming tank 13, the introduction pipe 14 and the discharge pipe 15 are integrally connected to the dissolution tank 11 and fixed at a predetermined position.
[0023]
The decompression housing 12 functions as a pressure vessel for ensuring airtightness when the decompression defoaming tank 13 is decompressed. In this embodiment, the decompression housing 12 is formed in a substantially portal shape, and the decompression defoaming tank 13 and the introduction are introduced. The rising part of the pipe 14 and the falling part of the discharge pipe 15 are covered. The material and the structure of the decompression housing 12 are not particularly limited as long as the decompression housing 12 has the airtightness and strength required for the decompression defoaming tank 13. It is preferable to use stainless steel. The decompression housing 12 is provided with a suction port 20 for vacuum suction at the upper right part to decompress the inside, and the inside of the decompression housing 12 is decompressed by a vacuum pump (not shown), and is almost at the center. The inside of the disposed vacuum degassing tank 13 is configured to be maintained at a predetermined pressure, for example, 1/20 to 1/3 atm.
[0024]
The molten glass G sucked and raised into the vacuum degassing tank 13 is decompressed to 1/20 to 1/3 atm in the vacuum degassing tank 13, so that bubbles contained in the molten glass G can be easily liquidated. Ascend to the surface and break the bubbles. The vacuum degassing apparatus 10 is for removing bubbles contained in the molten glass G in this way.
[0025]
A decompression defoaming tank 13 is disposed horizontally at a substantially central portion of the decompression housing 12. The upper end of the introduction pipe 14 is disposed at the left end of the decompression defoaming tank 13, and the right end of the decompression defoaming tank 13 is disposed at the right end. The upper ends of the discharge pipes 15 communicate with each other vertically downward. The lower ends of the introduction pipe 14 and the discharge pipe 15 communicate with the downstream pit 16 communicating with the dissolution tank 11 and the next processing tank (not shown) from the legs of the decompression housing 12 formed in a gate shape.
[0026]
The discharge pipe 15 is configured such that the lowering length of the discharge pipe 15 is sufficiently longer than the rising length of the introduction pipe 14, and the lowering portion of the discharge pipe 15, as is apparent from FIG. It descends to be lower than the bottom surface 11a. As a result, when the molten glass G passes through the discharge pipe 15, the weight of the molten glass G is added to the atmospheric pressure, so that a pressure higher than the pressure received in the molten glass G melting tank 11 is received.
[0027]
As described above, the decompression defoaming tank 13 is connected to the dissolution tank 11 integrally with the decompression housing 12, the introduction pipe 14, and the discharge pipe 15, and is fixed at a predetermined position. The reference position H of the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 relative to the free surface level of the molten glass G in the melting tank 11 is the atmospheric pressure P ₁ And pressure P in the vacuum degassing tank 13 ₂ It is set to be lower than the rising level where the molten glass G is sucked and raised by the differential pressure.
In this embodiment, the reference position H of the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 is higher than the free surface level of the molten glass G in the melting tank 11, but this is not necessarily required. It may be the same level as the free surface level of the molten glass G in the melting tank 11 as in the vacuum degassing apparatus 40 shown in FIG.
[0028]
When the reference position H of the liquid level of the molten glass G is set to a high position, the total height of the vacuum degassing device 10 is increased, but the capacity of the flow rate control device (screw pumps 18 and 19) can be reduced. . If the reference position of the liquid level is set to a low position, the total height of the vacuum degassing device 10 is reduced, but the capacity of the flow rate control device must be increased. Therefore, it is necessary for the vacuum degassing tank 13 to determine an appropriate reference position H from the vacuum degassing treatment conditions of the molten glass G to be degassed.
[0029]
The vacuum housing 12 is vacuum-sucked by a vacuum pump (not shown) or the like above the vacuum degassing tank 13 and the pressure inside the vacuum degassing tank 13 is reduced to a predetermined pressure (1/20 to 1/3 atm) and maintained. For this purpose, a plurality of suction holes 21 communicating with the decompression housing 12 are provided. The space between the decompression housing 12, the decompression defoaming tank 13, the introduction pipe 14, and the discharge pipe 15 is filled with a heat insulating material 17 such as a heat-resistant brick and is covered with heat insulation. In order not to interfere with the vacuum suction of the defoaming tank 13, it is constituted by a heat insulating material having air permeability.
In addition, the flow path which contacts the molten glass G of the vacuum degassing tank 13, the introduction pipe 14, and the discharge pipe 15 may be configured using a noble metal such as platinum or a platinum alloy such as platinum rhodium, or high temperature corrosion resistance. You may comprise using a strong electrocast refractory.
[0030]
When performing vacuum degassing with such a vacuum degassing apparatus 13, the lower the viscosity of the molten glass G, the easier it is for bubbles contained in the molten glass G to rise and break, but more than necessary. When the viscosity is lowered, that is, when the temperature is increased, wear due to a decrease in strength of the vacuum degassing tank 13 or erosion of the flow path in contact with the molten glass G becomes severe and the life is shortened. For this reason, the viscosity of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 is 10 ^2.1 Poise-10 ^3.0 Poise (temperature in the case of soda lime silica glass is preferably 1200 ° C. to 1400 ° C.), and in order to obtain a more effective vacuum degassing effect, the viscosity of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 is 10 ^2.1 Poise-10 ^2.5 Poise (temperature in the case of soda lime silica glass is preferably 1300 ° C. to 1400 ° C.).
[0031]
Next, the effect | action at the time of steady operation of the glass manufacturing apparatus by the vacuum degassing | defoaming of this invention is demonstrated.
In the melting tank 11, a molten glass G is obtained and stored in the melting tank 11 using a known melting method, for example, a method in which fuel oil is burned under atmospheric pressure and a flame is blown to melt the raw material. The
On the other hand, since the vacuum degassing tank 13 is vacuum-sucked by a vacuum pump (not shown) and maintained at a predetermined pressure, for example, reduced to 1/20 to 1/3 atm, the molten glass G is dissolved in the melting tank 11. Atmospheric pressure P of liquid level ₁ And pressure P in the vacuum degassing tank 13 ₂ The suction pressure rises from the dissolution tank 11 through the introduction tube 14 to the vacuum degassing tank 13 and is introduced into the vacuum degassing tank 13. The molten glass G is defoamed under a predetermined decompression condition while flowing in the vacuum degassing tank 13. That is, the atmospheric pressure P ₁ Lower pressure P ₂ In the vacuum degassing tank 13, not only bubbles contained in the molten glass G but also gas components dissolved in the molten glass G become bubbles, and these bubbles are contained in the molten glass G. , Rises to the liquid level, breaks bubbles, and bubbles are removed from the molten glass G. Thereafter, it flows out to the downstream pit 16 according to the difference in pressure of the molten glass G in the introduction pipe 14 and the discharge pipe 15.
[0032]
At this time, the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 is such that the reference position H of the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 is the atmospheric pressure P. ₁ And low pressure P in the vacuum degassing tank 13 ₂ Therefore, if there is no resistance that restricts the flow rate of the molten glass G on the introduction tube 14 side, the liquid level of the molten glass G is reduced. The reference position H is exceeded. For this reason, a flow rate control device (screw pump 18) is provided on the introduction pipe 14 side to control the amount of the molten glass G flowing from the introduction pipe 14, and the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 is increased. The flow rate is adjusted so as to reach the reference position H. Similarly, on the discharge pipe 15 side, the flow rate of the molten glass G flowing out from the discharge pipe 15 is controlled to be the reference position H of the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 and discharged from the introduction pipe 14 side. The flow rate control device (screw pump 19) on the discharge pipe 15 side is adjusted so that an appropriate pressure difference occurs between the pipe 15 side and the molten glass G is discharged from the introduction pipe 14 side of the vacuum degassing tank 13. Adjustment is made so that the pipe 15 flows at an appropriate speed.
[0033]
At this time, the flow rate control device (screw pump 18) on the introduction pipe 14 side limits the flow rate of the molten glass G, and the flow rate control device (screw pump 19) on the discharge pipe 15 side increases the flow rate. .
[0034]
Further, the discharge pipe 15 is configured such that the lowering length of the discharge pipe 15 is sufficiently longer than the rising length of the introduction pipe 14, and the lowering portion of the discharge pipe 15 is lower than the bottom surface 11 a of the dissolution tank 11. As described above, the pressure is higher than the pressure received in the dissolution tank 11. Moreover, since the molten glass G in this portion is naturally cooled while descending the discharge pipe 15, that is, at a lower temperature and a higher pressure, the dissolved amount of gas that can be dissolved in the molten glass G The fine bubbles that have not been removed in the vacuum degassing tank 13 are dissolved again in the molten glass G and surely disappear. In order to effectively dissolve the remaining bubbles in the molten glass G, it is necessary that the viscosity is low enough to absorb the bubbles and that the dissolved amount of gas that can be dissolved is large. The viscosity of the molten glass G at 10 is 10 ^2.5 Poise-10 ^3.0 Poise (temperature in the case of soda lime silica glass is preferably 1200 ° C to 1300 ° C) is preferable. At that time, it is preferable to adjust the viscosity by cooling the discharge pipe 15 as necessary.
[0035]
In the vacuum degassing apparatus 10, the pressure P in the vacuum degassing tank 13 is lower than the atmospheric pressure. ₂ In the atmosphere, the gas component dissolved in the molten glass G is made into a gas to generate bubbles, and the dissolved amount of the gas component in the molten glass G is reduced, while the generated bubbles are generated when the raw material is dissolved. The molten glass G that has been sucked under reduced pressure in the vacuum degassing tank 13 together with the bubbles already present in the molten glass G is then lowered from the discharge pipe 15 having a long descending length. Since the pressure is higher than that of the conventional vacuum degassing apparatus, bubbles that have not been vacuum degassed in the vacuum degassing tank 13 can be reliably dissolved in the molten glass G.
[0036]
Moreover, as described above, it is desirable to adjust the degassing conditions, particularly the pressure, depending on the type of glass, the type and amount of fining agent, the operating conditions of the melting furnace, etc., so the pressure in the degassing tank 13 is It often needs to be adjusted. The pressure is adjusted by adjusting a vacuum pump (not shown), but the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 is naturally adjusted by adjusting the pressure in the vacuum degassing tank 13. fluctuate. That is, when the pressure is lowered, the height of the liquid surface of the molten glass G increases, so that the flow rate of the molten glass G by the screw pump 18 on the introduction pipe 14 side is limited to a lower level. Further, when the pressure is increased, the height of the liquid surface of the molten glass G is lowered, and thus the adjustment is performed by increasing the flow rate of the molten glass G by the screw pump 18 on the introduction tube 14 side.
Here, the screw pump 19 on the discharge pipe 15 side always operates so as to discharge the molten glass G from the discharge pipe 15, and when the pressure is lowered, the flow rate of the molten glass G flowing out from the discharge pipe 15 is increased. When the pressure is increased, the flow rate of the molten glass G flowing out from the discharge pipe 15 must be reduced.
[0037]
The reference position H of the liquid surface of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 is the atmospheric pressure P ₁ Since the liquid level level of the molten glass G that rises due to the differential pressure between the pressure and the pressure normally used in the vacuum degassing tank 13 is set to be lower according to the control capability of the screw pumps 18 and 19. Vacuum degassing is not performed beyond the control capability of the pumps 18 and 19. Further, since the reference position H of the liquid level of the molten glass G is set low according to the control capability of the screw pumps 18 and 19, the problem that it is not preferable from the viewpoint of safety is solved.
Further, depending on the control capability of the screw pumps 18 and 19, the reference position H of the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 may be set to the same level as the free surface of the molten glass G in the melting tank 11.
[0038]
In the embodiment shown in FIG. 1, the screw pump 18 can be used to send the molten glass G flowing from the melting tank 11 into the vacuum degassing tank 13 at the start of operation of the vacuum degassing apparatus 10. In this case, the molten glass G is fed into the vacuum degassing tank 13 without using any other auxiliary means for feeding the molten glass G into the vacuum degassing tank 13 at the start of operation. Can drive.
[0039]
On the other hand, the screw pump 18 is used to limit the flow rate of the molten glass G during steady operation. Therefore, instead of the screw pump 18, the upstream flow control device includes a rod 22 having a truncated cone-shaped tip portion whose diameter increases upward as shown in FIG. 2, and a tip portion of the rod 22. Is provided in the introduction tube 14 with the narrowed section 22 having a narrow cross-sectional area of the flow path inserted from above, and the rod 22 is moved up and down to obtain a cross-sectional area of the flow path through which the molten glass G passes through the throttle section 24. The flow rate of the molten glass G can be controlled. Thereby, it can be configured not to use a large and expensive screw pump.
[0040]
In addition, although the vacuum degassing apparatus 10 of the said Example is equipped with the screw pumps 18 and 19 which are flow volume control apparatuses in the introduction pipe 14 and the discharge pipe 15, it is based on the vacuum degassing method and the vacuum degassing of the molten glass of this invention. In a glass manufacturing apparatus, a flow rate control device is not necessarily required, and it may be provided in one of the introduction pipe or the discharge pipe, and the vacuum degassing treatment of the molten glass is performed without providing both the introduction pipe and the discharge pipe. Also good. For example, a vacuum degassing in which the reference position of the liquid level of the molten glass in the vacuum degassing tank is provided at the position of the liquid glass level that rises due to the differential pressure between the atmospheric pressure and the pressure in the vacuum degassing tank. When the device is used, a flow rate control device is completely unnecessary.
[0041]
As mentioned above, although the vacuum degassing method of the molten glass of this invention and the manufacturing apparatus of the glass by vacuum degassing were demonstrated in detail, this invention is not limited to the said Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, various Of course, improvements and changes may be made.
[0042]
【The invention's effect】
As explained in detail above, in the vacuum degassing method for molten glass and the glass manufacturing apparatus by vacuum degassing according to the present invention, the molten glass after vacuum degassing receives a pressure higher than the pressure received in the melting tank. In addition, bubbles that cannot be sufficiently removed by vacuum degassing in a conventional vacuum degassing tank and bubbles generated from the molten glass G near the end of the vacuum degassing tank can be dissolved and removed in the molten glass, and then molded and solidified. It is possible to provide a reduced-pressure defoaming method and a glass manufacturing apparatus using reduced-pressure defoaming in which bubbles are not mixed into the final glass product.
Furthermore, by providing a flow rate control device that controls the flow rate of the molten glass according to the pressure of the vacuum degassing tank, the vacuum degassing tank in which the high-temperature molten glass flows is not lifted to a high position, Since there is no need to adjust the lifting height in accordance with the pressure, a molten glass free of bubbles can be provided practically and reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an apparatus for producing glass by vacuum degassing according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the upstream side flow rate control apparatus in the embodiment of FIG.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of a conventional vacuum degassing apparatus.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another example of a conventional vacuum degassing apparatus.
[Explanation of symbols]
10, 30, 40 Vacuum degassing equipment
11, 38, 41 Dissolution tank
12, 32, 42 decompression housing
13, 33, 43 Vacuum degassing tank
14, 44 Introduction pipe
15, 45 discharge pipe
16, 36, 46 Downstream pit
17, 37, 47 Thermal insulation
18, 19, 48, 49 screw pump
20, 21 Suction hole
22 Rod
24 Aperture
31 Upstream pit
34 riser
35 Downcomer
G Molten glass
H Reference position
P ₁ Atmospheric pressure

Claims

The molten glass obtained by melting the raw material is stored in the melting tank, and the molten glass stored in the melting tank is sucked up through the introduction pipe and flows into the vacuum degassing tank whose pressure is reduced. A vacuum degassing method for molten glass that performs vacuum degassing of molten glass in a bubble tank, and lowers and discharges the molten glass after vacuum degassing from the vacuum degassing tank through a discharge pipe,
When the molten glass after depressurization defoaming is lowered and discharged through the discharge pipe, the molten glass is lowered to a level lower than the level in the height direction of the bottom of the melting tank. Defoaming method.

2. The method for degassing a molten glass according to claim 1, wherein when the molten glass after the vacuum degassing is lowered and discharged through the discharge pipe, the viscosity of the molten glass is 10 ^2.5 poise or more and 10 ^3.0 poise or less.

A melting tank for storing molten glass obtained by melting raw materials;
A vacuum degassing tank in which the inside is depressurized and vacuum degassing of the molten glass is performed,
An inlet pipe that is provided in communication with the vacuum degassing tank, sucks and raises molten glass from the melting tank, and flows into the vacuum degassing tank;
A discharge pipe provided in communication with the vacuum degassing tank, and lowers and discharges the molten glass defoamed in the vacuum degassing tank, and passes through the molten glass when the molten glass is lowered and discharged. A discharge pipe whose lowering length is configured to be longer than the rising length of the introduction pipe so that the lowest level in the height direction is lower than the bottom of the dissolution tank;
An apparatus for producing glass by vacuum degassing, in which the melting tank, the introduction pipe, the vacuum degassing tank, and the discharge pipe are integrated.

The apparatus for producing glass by reduced-pressure defoaming according to claim 3, wherein the introduction pipe or the discharge pipe is provided with a flow rate control device for controlling the flow rate of the molten glass in accordance with the pressure of the reduced-pressure defoaming tank.

The apparatus for producing glass by vacuum degassing according to claim 4, wherein the flow rate control device is a rotatable screw pump.

The flow rate control device provided in the introduction pipe has a constriction part in which a flow passage cross-sectional area of a part of the introduction pipe is narrowed, and a truncated cone shape that is installed above the restriction part and has a diameter that increases upward. The apparatus for producing glass by reduced pressure defoaming according to claim 4 or 5, wherein the apparatus is a flow rate control device having a tip portion and a rod for adjusting the cross-sectional area of the flow path by inserting the tip portion into the throttle portion.