JP4821165B2

JP4821165B2 - 溶融ガラスの減圧脱泡装置、および該減圧脱泡装置を用いた溶融ガラスの清澄方法

Info

Publication number: JP4821165B2
Application number: JP2005118054A
Authority: JP
Inventors: 良明田村; 靖人有賀; 郁夫長澤
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2005-04-15
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2025-04-15
Also published as: JP2006298657A

Description

本発明は、連続的に供給される溶融ガラスから気泡を除去する溶融ガラスの減圧脱泡装置、および該減圧脱泡装置を用いた溶融ガラスの清澄方法に関する。

従来より、成形されたガラス製品の品質を向上させるために、溶解炉で原料を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清澄工程が利用されている。
この清澄工程では、清澄剤として硫酸ナトリウム（Ｎａ₂ＳＯ₄）等を原料内に予め添加し、原料を溶融して得られた溶融ガラスを所定温度に一定時間貯留、維持することで、清澄剤によって溶融ガラス内の気泡を成長させて浮上させて除去する方法が知られている。また、大気を減圧した減圧雰囲気内に溶融ガラスを導入し、この減圧雰囲気下、連続的に流れる溶融ガラス流内の気泡を大きく成長させて溶融ガラス内に含まれる気泡を浮上させ破泡させて除去し、その後減圧雰囲気から排出する減圧脱泡方法が知られている。

このような減圧脱泡方法は、減圧雰囲気下、溶融ガラス流を形成させて、溶融ガラス内に含まれる気泡を比較的短時間に成長させ、大きく成長した気泡の浮力を利用して溶融ガラス中を浮上させ、溶融ガラスの表面で気泡を破泡させることで、効率よく溶融ガラス表面から気泡の除去を行うことができる。その際、溶融ガラス流の表面から気泡を効果的に除去するには、減圧雰囲気下、溶融ガラス表面に浮上するように気泡の浮上速度を大きくしなければならない。さもなければ、溶融ガラス流に乗って排出され、最終製品が気泡を含み大きな欠陥となってしまうからである。

減圧脱泡の効果を向上させるためには、減圧脱泡を行なう減圧雰囲気の圧力をできるだけ低くして気泡を大きく成長させて浮上速度を増大させることで、減圧脱泡の効果を向上させることができると考えられる。
しかし、減圧脱泡する減圧雰囲気の圧力を必要以上に低くすると、溶融ガラス内部に新たな気泡が多数発生し、溶融ガラス表面に浮上した気泡が破泡することなく多数浮遊して泡層を形成し、この泡層の一部が溶融ガラスととも排出され、気泡を含んだ溶融ガラスとなる場合がある。また、泡層が成長すると、溶融ガラス流の液面の温度を下げて破泡を困難にし泡層を一層発達させる。その結果、減圧雰囲気の室内を破泡しない泡で一杯に満たす。そのため、この室内に一杯に満たされた泡層は、室内の天井部分に付着する不純物と接触し、最終的に溶融ガラス内にこの不純物を混入させてしまうおそれもある。そのため、減圧雰囲気の圧力を過度に低くすることは、減圧脱泡処理を効果的に行う点から好ましくない。

溶融ガラス中の気泡を効果的かつ確実に除去するには、溶融ガラスの中で気泡を大きく成長させ、かつ溶融ガラス表面まで浮上させて破泡するプロセスが必要であり、このようなプロセスを確実かつ効果的に行わしめるためには、減圧脱泡を行う減圧雰囲気の圧力を適切な範囲に保つことが必要であることが特許文献１に記載されている。

従来の減圧脱泡装置の一般的構成を図４に示した。図４に示す減圧脱泡装置１００は、溶解槽３００中の溶融ガラスＧを減圧脱泡して、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る。減圧脱泡装置１００は、使用時その内部が減圧状態に保持される減圧ハウジング１０１を有する。減圧ハウジング１０１内には、円筒形状をした減圧脱泡槽１０２がその長軸が水平方向に配向するように収納配置されている。減圧脱泡槽１０２の下面の側端付近には、垂直方向に配向する上昇管１０３および下降管１０４が取り付けられている。上昇管１０３および下降管１０４は、その一部が減圧ハウジング１０１内に収納配置されている。

上昇管１０３は、減圧脱泡槽１０２と連通しており、溶解槽３００からの溶融ガラスＧを上昇させて減圧脱泡槽１０２に導入する導入手段である。このため、上昇管１０３の下端部は、上流ピット４００の開口端に嵌入され、該上流ピット４００内の溶融ガラスＧに浸漬されている。下降管１０４は、減圧脱泡槽１０２に連通しており、減圧脱泡後の溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１０２から下降させて次の処理槽（図示せず）に導出する導出手段である。このため、下降管１０４の下端部は、下流ピット５００の開口端に嵌入され、該下流ピット５００内の溶融ガラスＧに浸漬されている。そして、減圧ハウジング１０１内において、減圧脱泡槽１０２、上昇管１０３および下降管１０４の周囲には、これらを断熱被覆する断熱用レンガなどの断熱材１０５が配設されている。

図４に示す減圧脱泡装置１００において、減圧ハウジング１０１は、外部から真空ポンプ（図示せず）等によって真空吸引され、その内部が減圧状態に保持される。これにより、減圧ハウジング１０１内に配置された減圧脱泡槽１０２の内部が所定の減圧状態、例えば１／２０〜１／３気圧（５１〜３３８ｈＰａ）の減圧状態に保持される。

特開２０００−３０２４５６号公報

しかしながら、本発明者は、減圧脱泡槽１０２の内部を所定の減圧状態に保持した場合であっても、該減圧脱泡槽１０２内を通過する溶融ガラスＧでの減圧脱泡の効果が必ずしも適切な状態であるとは限らないことを見出した。
溶融ガラスは粘度が非常に高い流体であるため、減圧脱泡槽内における溶融ガラスの液面の高さは必ずしも一様ではない。図５に示すように、減圧脱泡槽１０２内における溶融ガラスＧのドローダウンが原因で、溶融ガラスＧの流動方向に沿って液面勾配が生じている場合がある。図５の減圧脱泡槽１０２では、溶融ガラスＧの液面の高さｔは、溶融ガラスの流動方向に対して上流側で高くなり、下流側で低くなっている。以下、本明細書において、溶融ガラスの液面勾配と言った場合、図５に示すように、溶融ガラスＧの液面の高さｔが上流側で高くなり、下流側で低くなっている状態を指す。

上記したように、減圧脱泡方法では、溶融ガラス内に含まれる気泡を減圧下で成長させ、かつ浮上させて溶融ガラスの表面で破泡させることで気泡を除去する。このため、減圧脱泡の効果は、気泡の浮上速度に加えて、気泡がガラス表面まで移動する距離や溶融ガラスの内部の減圧度等によって影響を受ける。よって、その効果は減圧脱泡槽１０２内における溶融ガラスＧの液面の高さｔにより特に影響される。したがって、図５に示すように、溶融ガラスＧの液面勾配が生じている場合、減圧脱泡槽１０２の上流側と、下流側と、では、減圧脱泡の効果が異なってくる。

例えば、図４の減圧脱泡槽１０２中の溶融ガラスＧの液面の高さｔに対して、減圧脱泡の効果が最適になるように、減圧脱泡槽１０２の減圧状態が設定されている場合、図５の減圧脱泡槽１０２の上流側では、溶融ガラスＧの液面の高さｔ₁がｔよりも高いため、減圧脱泡の効果が不足するおそれがある。一方、減圧脱泡槽１０２の下流側では、溶融ガラスＧの液面の高さｔ₂がｔよりも低いため、減圧脱泡の効果が過剰になり、溶融ガラスＧ内部に新たな気泡が発生するおそれがある。減圧脱泡槽１０２の下流側で新たに発生した気泡は、減圧脱泡槽１０２内で十分に除去することができない。このため、気泡を含んだ溶融ガラスＧが下降管１０４および下流ピット５００を介して他の処理槽に運ばれることとなる。

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するものであり、減圧脱泡槽内における減圧脱泡効果を最適化することが可能な減圧脱泡装置を提供することを目的とする。該減圧脱泡装置は、減圧脱泡槽の上流側では溶融ガラス内に含まれる気泡の成長を促進することができ、減圧脱泡槽の下流側では溶融ガラス内部で新たな気泡が発生するのを防止することができる。また、本発明は、該減圧脱泡装置を用いて溶融ガラスを清澄する方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明は、真空吸引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前記減圧脱泡槽に導入する導入手段と、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導出する導出手段と、を有する溶融ガラスの減圧脱泡装置であって、
前記減圧脱泡槽は、そのガラス流路の上流側が下流側よりも高くなるように構成されていることを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置（以下、「本発明の減圧脱泡装置の第１実施形態」という。）を提供する。
本発明の減圧脱泡装置の第１実施形態において、前記減圧脱泡槽は、そのガラス流路の上流側が下流側よりも高くなるように水平方向に対して傾斜していることが好ましい。

また、本発明は、真空吸引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前記減圧脱泡槽に導入する導入手段と、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導出する導出手段と、を有する溶融ガラスの減圧脱泡装置であって、
前記減圧脱泡槽の上流側を上昇させる、または前記減圧脱泡槽の下流側を下降させることにより、前記減圧脱泡槽のガラス流路を水平方向に対して傾斜させる機構を有することを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置（以下、「本発明の減圧脱泡装置の第２実施形態という。」）を提供する。

また、本発明は、上記した本発明の減圧脱泡装置の第１実施形態または第２実施形態を用いて溶融ガラスを清澄する方法（以下、「本発明の溶融ガラスの清澄方法」という。）を提供する。
本発明の溶融ガラスの清澄方法において、前記減圧脱泡槽のガラス流路を水平方向に対して０．１〜５度傾斜させることが好ましい。
本発明の溶融ガラスの清澄方法において、前記減圧脱泡槽内における溶融ガラスの液面の高さをモニタリングし、該モニタリングの結果に基づいて、前記減圧脱泡槽のガラス流路の傾斜角度を調節してもよい。

本発明の減圧脱泡装置は、減圧脱泡槽内で溶融ガラスの液面勾配が発生しないため、減圧脱泡槽内における減圧脱泡の効果が最適化される。特に、減圧脱泡槽の下流側で、減圧脱泡の効果が過剰になり、溶融ガラス中で新たな気泡が発生することが防止される。これにより、減圧脱泡処理後の溶融ガラスに残留する気泡が低減され、気泡の少ない高機能高品質のガラスを製造することができる。
本発明の減圧脱泡装置の第１実施形態は、減圧脱泡槽のガラス流路が、上流側が下流側よりも高くなるように傾斜した形状であるため、該ガラス流路を傾斜させるための特別な操作を行うことなしに、減圧脱泡槽内における減圧脱泡の効果を向上させることができる。
本発明の減圧脱泡装置の第２実施形態は、溶融ガラスの組成や、減圧脱泡槽内の温度若しくは圧力等に応じて、減圧脱泡槽の傾斜角度が最適になるように調節することができる。また、減圧脱泡後の溶融ガラスの気泡量や、減圧脱泡槽中の溶融ガラスの液面の状態といった、実施中の減圧脱泡処理からのフィードバックを用いて、減圧脱泡槽の傾斜角度が最適になるように調節することができる。これにより、減圧脱泡槽内における減圧脱泡効果をさらに最適化することができる。

本発明の溶融ガラスを清澄する方法は、減圧脱泡槽内における減圧脱泡効果が最適化されるため、溶融ガラスを清澄する効果に優れている。本発明の溶融ガラスを清澄する方法によれば、気泡の少ない高機能高品質のガラスを製造することができる。
本発明の溶融ガラスの清澄方法において、減圧脱泡槽内における溶融ガラスの高さをモニタリングして、該モニタリングの結果に基づいて、減圧脱泡槽のガラス流路の傾斜角度を調節することにより、減圧脱泡槽内における減圧脱泡効果をさらに最適化することができる。

以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は本発明の減圧脱泡装置の第１実施形態の構成例を示した図である。本発明の減圧脱泡装置１は、減圧脱泡槽１２の形状が異なる点以外は、従来の減圧脱泡装置と同様の構成である。すなわち、図１に示す減圧脱泡装置１は、使用時その内部が減圧状態に保持される減圧ハウジング１１を有する。減圧ハウジング１１内には、中空管からなる減圧脱泡槽１２がその長軸が水平方向に配向するように収納配置されている。減圧脱泡槽１２の下面の側端付近には、垂直方向に配向する上昇管１３および下降管１４が取り付けられている。上昇管１３および下降管１４は、その一部が減圧ハウジング１１内に収納配置されている。

上昇管１３は、減圧脱泡槽１２と連通しており、減圧脱泡前の溶融ガラスＧを溶解槽３から上昇させて減圧脱泡槽１２に導入する導入手段である。このため、上昇管１３の下端部は、上流ピット４の開口端に嵌入され、該上流ピット４内の溶融ガラスＧに浸漬されている。下降管１４は、減圧脱泡槽１２に連通しており、減圧脱泡後の溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１２から下降させて次の処理槽（図示せず）に導出する導出手段である。このため、下降管１４の下端部は、下流ピット５の開口端に嵌入され、該下流ピット５内の溶融ガラスＧに浸漬されている。そして、減圧ハウジング１１内において、減圧脱泡槽１２、上昇管１３および下降管１４周囲には、これらを断熱被覆する断熱用レンガなどの断熱材１５が配設されている。

本発明の減圧脱泡装置の第１実施形態は、減圧脱泡槽のガラス流路の上流側が下流側よりも高くなるように構成されていることを特徴とする。
なお、本明細書において、ガラス流路とは、減圧脱泡槽で溶融ガラスの流路をなす部分を指す。図１に示す減圧脱泡装置１の場合、中空管からなる減圧脱泡槽１２の下面内側部分がガラス流路１２ａである。図１に示す減圧脱泡装置１では、減圧脱泡槽１２の側面形状が下流方向に向けて拡径した形状をなすことにより、減圧脱泡槽１２の下面、すなわち、ガラス流路１２ａ、の上流側が下流側よりも高くなるように水平方向に対して傾斜している。
以下、本明細書において、「減圧脱泡槽のガラス流路の傾斜」と言った場合、ガラス流路の上流側が下流側よりも高くなるように、水平方向に対して傾斜していることを表す。

減圧脱泡槽１２において、水平方向に対するガラス流路１２ａの傾斜角度αは、長さや径といった減圧脱泡槽１２の寸法、減圧脱泡槽１２内部を通過する溶融ガラスの組成、減圧脱泡槽１２内部の温度や圧力といった使用条件によって適宜選択することができる。但し、傾斜角度αは、０．１〜５度であることが好ましく、０．１〜０．５度であることがより好ましい。
傾斜角度αが上記の範囲であれば、減圧脱泡槽１２内において、溶融ガラスＧの液面勾配が生じることがなく、減圧脱泡槽１２内における減圧脱泡効果が、部位を問わず最適化される。また、減圧脱泡装置１における溶融ガラスＧの流動特性に悪影響を及ぼすことがない。

本発明の減圧脱泡装置の第１実施形態は、減圧脱泡槽のガラス流路の上流側が下流側よりも高くなるように構成されていればよく、図１に示す減圧脱泡装置１のように減圧脱泡槽１２の下面（溶融ガラス流路１２ａ）が水平方向に対して傾斜しているものに限定されない。例えば、減圧脱泡槽の下面が、その上流側が下流側よりも高くなるような段付き構造になっているものであってもよい。また、図１に示す減圧脱泡装置１では、溶融ガラス流路１２ａがその全長にわたって水平方向に対して傾斜しているが、溶融ガラス流路１２ａの一部分のみが水平方向に対して傾斜していてもよい。さらにまた、減圧脱泡槽全体が、その上流側が下流側よりも高くなるように、水平方向に対して傾斜しているものであってもよい。
また、減圧脱泡槽１２の断面形状は、円形または楕円形の他、矩形、六角形、八角形等の多角形をなしていてもよい。
また、減圧脱泡槽は、溶融ガラスの流路として機能すればよく、その形状は中空管からなるものに限定されない。例えば、中空管の上部が取り去られた、断面形状が半円形等をした凹部をなすものであってもよい。

減圧脱泡槽１２を構成する材料は、耐熱性に優れた材料であることが必要である。減圧脱泡槽１２の構成材料の具体例としては、白金系の材料が挙げられる。ここで言う白金系の材料には、白金、白金−金合金、白金−ロジウム合金等の白金合金、および、白金若しくは白金合金に金属酸化物を分散させてなる強化白金が含まれる。なお、強化白金において、分散される金属酸化物としてはＡｌ₂Ｏ₃、またはＺｒＯ₂若しくはＹ₂Ｏ₃に代表される３Ａ族若しくは４Ａ族の金属酸化物が挙げられる。減圧脱泡槽の構成材料の他の具体例としては、セラミックス系の非金属無機材料、すなわち、緻密質耐火物製のレンガが挙げられ、より具体的には、アルミナ系電鋳耐火物、ジルコニア系電鋳耐火物、アルミナ−ジルコニア−シリカ系電鋳耐火物等の電鋳耐火物、および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−シリカ系耐火物等の緻密質焼成耐火物が挙げられる。また、減圧脱泡槽１２は、セラミックス系の非金属無機材料に白金系材料を内張したものであってもよい。

本発明の減圧脱泡槽の寸法は、減圧脱泡槽の構成材料が白金系の材料であるか、セラミックス系の非金属無機材料であるかによらず、使用する減圧脱泡装置に応じて適宜選択することができる。図１に示す減圧脱泡槽１２の場合、その寸法の具体例は以下の通りである。
水平方向における長さ：１〜２０ｍ
内径：０．２〜３ｍ
ガラス流路１２ａの高低差：１０〜１００ｍｍ
減圧脱泡槽が白金系の材料で構成される場合、肉厚は４ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５〜１．２ｍｍである。

本発明の減圧脱泡装置の第１実施形態において、減圧脱泡槽以外の構成要素は従来の減圧脱泡装置と同様である。
減圧ハウジング１１は、金属製、例えばステンレス製であり、減圧脱泡槽１２を収容可能な形状および寸法を有している。上昇管１３および下降管１４は、溶融ガラスの流路をなす中空管である。したがって、上昇管１３および下降管１４の構成材料には、耐熱性に優れた材料が用いられる。上昇管１３および下降管１４の構成材料としては、具体的には、減圧脱泡槽１２の構成材料として例示したものを用いることができる。なお、上昇管１３および下降管１４の構成材料が白金系の材料である場合、一般に断面形状が円形の中空管である。一方、上昇管１３および下降管１４の構成材料がセラミックス系の非金属無機材料である場合、一般に断面形状が矩形の中空管である。上昇管１３および下降管１４の寸法は、使用する減圧脱泡装置に応じて適宜選択することができる。例えば、上昇管１３および下降管１４の寸法は以下のように構成することができる。
内径：０．０５〜０．８ｍ、より好ましくは０．１〜０．６ｍ
（断面形状が矩形の中空管の場合は一辺の長さ）
長さ：０．２〜６ｍ、より好ましくは０．４〜４ｍ
上昇管１３および下降管１４が白金系の材料で構成される場合、その肉厚は０．４〜５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．８〜４ｍｍである。
断熱材１５の構成材料としては、公知の種々のレンガを用いることができる。

次に、本発明の減圧脱泡装置の第２実施形態について説明する。本発明の減圧脱泡装置の第２実施形態は、減圧脱泡槽の上流側を上昇させる、または減圧脱泡槽の下流側を下降させることにより、減圧脱泡槽のガラス流路を水平方向に対して傾斜させる機構（以下、本明細書において、「ガラス流路傾斜機構」という。）を有していることを特徴とする。
図２は、本発明の減圧脱泡装置の第２実施形態の構成例を示した図である。図２に示す減圧脱泡装置１′は、ガラス流路傾斜機構２０を有する点以外は従来の減圧脱泡装置と同様の構成である。図２に示す減圧脱泡装置１′において、ガラス流路傾斜機構２０は、減圧ハウジング１１の下面側に固定され、該減圧ハウジング１１を支持するスクリュージャッキ２１，２２と、該スクリュージャッキ２１，２２が固定された台座２３と、で構成される。図２には、２基のスクリュージャッキ２１，２２が示されているが、図中スクリュージャッキ２１，２２の裏側に当たる位置にも２基のスクリュージャッキが設置されており、計４基のスクリュージャッキで減圧ハウジング１１を支持している。

図３は、減圧脱泡装置１′において、ガラス流路傾斜機構２０を操作した状態を示した図である。図３では、減圧ハウジング１１の下流側に固定されたスクリュージャッキ２２を縮めて減圧ハウジング１１の下流側を下降させることによって、減圧ハウジング１１を水平方向に対して傾斜させている。これにより、減圧ハウジング１１内に収容されている減圧脱泡槽１２が水平方向に対して傾斜し、該減圧脱泡槽１２の溶融ガラス流路１２ａが上流側が下流側よりも高くなるように水平方向に対して傾斜する。

図２および図３に示す減圧脱泡装置１′では、ガラス流路傾斜機構２０を操作することで、減圧脱泡槽１２のガラス流路１２ａを所望の角度に傾斜させることができる。なお、ガラス流路傾斜機構２０の操作、すなわち、スクリュージャッキ２１，２２の操作は、手作業で実施してもよく、モータ等を用いて機械的に実施してもよい。
図３では、スクリュージャッキ２２を縮めて減圧ハウジング１１の下流側を降下されることによって、上流側の部位が下流側の部位よりも高くなるように、減圧ハウジング１１を水平方向に対して傾斜させているが、減圧ハウジング１１の上流側に固定されたスクリュージャッキ２１を伸ばして減圧ハウジング１１の上流側を上昇させることでも、上流側の部位が下流側の部位よりも高くなるように、減圧ハウジング１１を水平方向に対して傾斜させることができる。

図３に示すように、減圧ハウジング１１を傾斜させた場合、上昇管１３および下降管１４の下端部がそれぞれ上流ピット４および下流ピット５の壁面に接近する。減圧ハウジング１１の傾斜角度によっては、上昇管１３および下降管１４がそれぞれ上流ピット４および下流ピット５の壁面と接触するおそれがある。上昇管１３および下降管１４が白金系の材料で作製されている場合、上流ピット４および下流ピット５の壁面との接触により、管が破損するおそれがある。

図２および図３に示す減圧脱泡装置１′は、減圧ハウジング１１を傾斜させた際に、上昇管１３および下降管１４の下端部が、上流ピット４および下流ピット５の壁面に接触するのを防止する機構を有している。図２および図３に示す減圧脱泡装置１′において、スクリュージャッキ２１は、減圧ハウジング１１をピン受け２１１している。一方、スクリュージャッキ２２は、減圧ハウジング１１をコロ受け２２１している。このような構成を有することにより、減圧ハウジング１１を図３に示すように傾斜させた際に、コロ受け２２１されている減圧ハウジング１１の下流側が図面右方向に水平移動する。これにより、上昇管１３および下降管１４の下端部がそれぞれ上流ピット４および下流ピット５の壁面に接触するのが防止される。

本発明の減圧脱泡装置の第２実施形態において、ガラス流路傾斜機構は減圧脱泡槽の上流側を上昇させる、または減圧脱泡槽の下流側を下降させることによって、減圧ハウジングを傾斜させる機構であればよく、図２および図３に示した減圧脱泡装置１′のガラス流路傾斜機構２０のように、減圧脱泡槽１２を収容する減圧ハウジング１１を水平方向に対して傾斜させるものに限定されない。したがって、例えば、減圧ハウジングは傾斜させることなく、その中に収容された減圧脱泡槽のみを水平方向に対して傾斜させるものであってもよい。
また、減圧ハウジング１１を傾斜させるための機構自体も、スクリュージャッキ２１，２２と、台座２３とに限定されない。他の例としては、油圧ジャッキ、水圧ジャッキまたは空圧ジャッキのような他のジャッキ手段を使用する方法、偏心カムを利用する方法等が挙げられる。また、スクリュージャッキを固定する位置も図２および図３に示すような、減圧ハウジングの下面側に限定されない。例えば、減圧ハウジングの上面側にスクリュージャッキを固定した吊り下げ式の構造であってもよい。

以下、本発明の溶融ガラスの清澄方法について説明する。本発明の溶融ガラスの清澄方法は、上記した本発明の減圧脱泡装置の第１実施形態または第２実施形態を用いて実施する。本発明の減圧脱泡装置の第１実施形態を用いた場合、減圧脱泡槽のガラス流路が、上流側の部位が下流側の部位よりも高くなるように、水平方向に対して傾斜しているので、減圧脱泡槽内で、溶融ガラスのドローダウンによる液面勾配、すなわち、図５に示すような、溶融ガラスＧの液面の高さｔが上流側で高くなり、下流側で低くなる状態が生じることがない。このため、減圧脱泡槽内における減圧脱泡効果が部位を問わず最適化される。

本発明の減圧脱泡装置の第２実施形態を用いた場合、減圧脱泡槽のガラス流路を所望の角度に傾斜させることができるため、溶融ガラスの組成や流動速度、減圧脱泡槽内の温度や減圧度に応じてガラス流路の傾斜角度を調節することで、減圧脱泡槽内における減圧脱泡効果を常に最適化することができる。
また、下降管の出口部分等で、減圧脱泡後の溶融ガラス中の気泡量を確認して、その結果に基づいて減圧脱泡槽のガラス流路の傾斜角度を調節することもできる。例えば、溶融ガラス中の気泡量が増加した場合、減圧脱泡槽内で溶融ガラスの液面勾配が生じ、減圧脱泡槽の下流側の溶融ガラス中で新たな気泡が発生していることが原因である場合も考えられる。この時、減圧脱泡槽のガラス流路を傾斜させていない場合には、ガラス流路を水平方向に対して傾斜させることによって、溶融ガラス中での気泡の発生を解消することができる。一方、ガラス流路を水平方向に対して傾斜させている場合には、ガラス流路の傾斜角度をより大きくすることで、溶融ガラス中での気泡の発生を解消することができる。

また、本発明の減圧脱泡装置の第２実施形態を用いた場合、減圧脱泡槽内における溶融ガラスの液面の高さをモニタリングして、モニタリングの結果に基づいて減圧脱泡槽のガラス流路の傾斜角度を調節することもできる。減圧脱泡槽の天井部には、内部の状態を確認するためのモニタ窓が設けられている。このモニタ窓から溶融ガラスの液面の高さをモニタリングすることができる。例えば、減圧脱泡槽内に溶融ガラスの液面の高さを示す目盛りを設けることで、液面の高さをモニタリングすることができる。モニタリングは目視で実施してもよく、またはカメラ等を用いて実施してもよい。また、モニタ窓から溶融ガラスの液面にレーザ光線を照射することで、液面の高さをモニタリングすることもできる。モニタリングから得られた溶融ガラスの液面の高さと、予め設定した基準高さを比較することによって、溶融ガラスの液面勾配の有無、および液面勾配の程度を特定することができる。溶融ガラスの液面勾配が生じていることが特定された場合、減圧脱泡槽のガラス流路を水平方向に対して傾斜させることによって、溶融ガラスの液面勾配を解消することができる。この際、ガラス流路の傾斜角度は、液面勾配の程度に応じて、適宜選択することができる。

本発明の溶融ガラスの減圧脱泡方法では、溶解槽から供給される溶融ガラスを所定の減圧度に減圧された減圧脱泡槽を通過させて減圧脱泡を行う。溶融ガラスは、減圧脱泡槽に連続的に供給・排出されることが好ましい。溶解槽から供給される溶融ガラスとの温度差が生じることを防止するために、減圧脱泡槽は、内部が１１００℃〜１５００℃、特に１２５０℃〜１４５０℃の温度範囲になるように加熱されていることが好ましい。なお、溶融ガラスの流量が１〜２００トン／日であることが生産性の点から好ましい。

減圧脱泡方法を実施する際、減圧ハウジングを外部から真空ポンプ等によって真空吸引することによって、減圧ハウジング内に配置された減圧脱泡槽の内部を、所定の減圧状態に保持する。ここで減圧脱泡槽内部は、３８〜４６０ｍｍＨｇ（５１〜６１３ｈＰａ）に減圧されていることが好ましく、より好ましくは、減圧脱泡槽内部は１６０〜２５３ｍｍＨｇ（２１３〜３３８ｈＰａ）に減圧されていることが好ましい。

本発明の溶融ガラスの清澄方法において、減圧脱泡槽のガラス流路は水平方向に対して０．１〜５度傾斜していることが好ましく、０．１〜０．５度傾斜していることがより好ましい。減圧脱泡槽のガラス流路の傾斜角度が上記の範囲であれば、減圧脱泡槽内において、溶融ガラスの液面勾配が生じることがなく、減圧脱泡槽内における減圧脱泡効果が、部位を問わず最適化される。また、減圧脱泡装置における溶融ガラスの流動特性に悪影響を及ぼすことがない。

本発明によって清澄されるガラスは、加熱溶融法により製造されるガラスである限り、組成的には制約されない。したがって、ライムシリカ系ガラスやホウケイ酸ガラスのようなアルカリガラスであってもよい。但し、清澄工程の際に気泡が除去されにくく、しかも、ディスプレイガラス基板等、特に欠点が少ないことが要求される用途に使用されることから、無アルカリガラスが好適である。

以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例）
実施例では、図２に示す減圧脱泡装置１′を用いて溶融ガラスの減圧脱泡を実施した。減圧脱泡装置１′の各部寸法および構成材料は以下の通りであった。
減圧ハウジング１１：ステンレス製
減圧脱泡槽１２：白金−ロジウム合金（白金９０質量％、ロジウム１０質量％）製
長さ：６ｍ
内径：０．６×０．４ｍ（楕円形状、長径が水平方向に平行になるように設置）
肉厚：１ｍｍ
上昇管１３，下降管１４：白金−ロジウム合金（白金９０質量％、ロジウム１０質量％）製
長さ：３ｍ
内径：０．３ｍ
肉厚：１ｍｍ
スクリュージャッキ２１，２２を操作して、図３に示すように減圧ハウジング１１を傾斜させた。傾斜角は０．４度であった（減圧ハウジング１１の上流側と、下流側との高低差４０ｍｍ）。
減圧ハウジングを傾斜させた状態、溶融ガラスの減圧脱泡を以下の条件で実施した。
減圧脱泡槽１２内温度：１４００℃
減圧脱泡槽１２内圧力：１８０ｍｍＨｇ（２４０ｈＰａ）
溶融ガラス：無アルカリガラス、
流量：５０トン／日
下降管１４の出口部分で溶融ガラス中の気泡量を測定した（気泡密度をエッジライト法により測定した）。その結果、溶融ガラス中における気泡の発生量は通常よりも少なかった。

（比較例）
実施例で使用した減圧脱泡装置を用いて、実施例と同じ条件で溶融ガラスの減圧脱泡を実施した。但し、減圧ハウジング１１は傾斜させなかった。下降管１４の出口部分で溶融ガラス中の気泡量を測定したところ、通常よりも気泡量の増加が認められた。減圧ハウジング１１の傾斜の有無を除くと実施例と全く同じ条件で実施していることから、比較例では、減圧脱泡槽１２内で溶融ガラスの液面勾配が生じ、溶融ガラスの液面の高さが低くなった減圧脱泡槽１２の下流側において、減圧脱泡の効果が過剰になり、溶融ガラス内部で新たな気泡が発生したものと推測される。

図１は本発明の減圧脱泡装置の第１実施形態の構成例を示した図である。図２は、本発明の減圧脱泡装置の第２実施形態の構成例を示した図である。図３は、図２の減圧脱泡装置において、ガラス流路傾斜機構２０を操作した状態を示した図である。図４は、従来の減圧脱泡装置の一般的構成を示した図である。図５は、図４の減圧脱泡装置の減圧脱泡槽で溶融ガラスの液面勾配が生じた状態を示している。

符号の説明

１：減圧脱泡装置
１１：減圧ハウジング
１２：減圧脱泡槽
１２ａ：ガラス流路
１３：上昇管
１４：下降管
１５：断熱材
２０：ガラス流路傾斜機構
２１，２２：スクリュージャッキ
２１１：ピン受け
２２１：コロ受け
３：溶解槽
４：上流ピット
５：下流ピット
１００：減圧脱泡装置
１０１：減圧ハウジング
１０２：減圧脱泡槽
１０２ａ：ガラス流路
１０３：上昇管
１０４：下降管
１０５：断熱材
３００：溶解槽
４００：上流ピット
５００：下流ピット

Claims

真空吸引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前記減圧脱泡槽に導入する導入手段と、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導出する導出手段と、を有する溶融ガラスの減圧脱泡装置であって、
前記減圧脱泡槽は、そのガラス流路の上流側が下流側よりも高くなるように構成されていることを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置。
前記減圧脱泡槽は、そのガラス流路の上流側が下流側よりも高くなるように水平方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
真空吸引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前記減圧脱泡槽に導入する導入手段と、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導出する導出手段と、を有する溶融ガラスの減圧脱泡装置であって、
前記減圧脱泡槽の上流側を上昇させる、または前記減圧脱泡槽の下流側を下降させることにより、前記減圧脱泡槽のガラス流路を水平方向に対して傾斜させる機構を有することを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の減圧脱泡装置を用いて溶融ガラスを清澄する方法。
前記減圧脱泡槽のガラス流路が水平方向に対して０．１〜５度傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の溶融ガラスを清澄する方法。
前記減圧脱泡槽内における溶融ガラスの液面の高さをモニタリングし、該モニタリングの結果に基づいて、前記減圧脱泡槽のガラス流路の傾斜角度を調節することを特徴とする請求項４または５に記載の溶融ガラスを清澄する方法。