JP5885674B2 - Apparatus and method for making glass articles - Google Patents

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Description

関連出願の説明Explanation of related applications

本出願は、２０１０年２月２５日に出願された米国特許出願第６１／３０８０６７号の優先権の利益を主張するものである。   This application claims the benefit of priority of US patent application Ser. No. 61 / 308,067, filed Feb. 25, 2010.

本発明は、一般にガラス物品を作製する装置および方法に関し、より具体的には、溶融ガラスを清澄前チャンバおよび清澄後チャンバ内で攪拌する装置および方法に関する。   The present invention relates generally to an apparatus and method for making glass articles, and more particularly to an apparatus and method for stirring molten glass in a pre-fining chamber and a post-fining chamber.

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用板ガラスなどの種々のガラス物品の成形には、ガラス製造システムが一般に使用されている。例えば、溶融ガラスをアイソパイプ内に流し、ここでフュージョンダウンドロープロセスによりガラスリボンを成形するものが知られている。このガラスリボンを後に分割して、ＬＣＤ用板ガラスを提供することができる。   A glass manufacturing system is generally used to form various glass articles such as liquid crystal display (LCD) plate glass. For example, it is known that molten glass is flowed into an isopipe where a glass ribbon is formed by a fusion downdraw process. The glass ribbon can be divided later to provide a glass plate for LCD.

一実施形態例において、ガラス物品を作製する方法が提供される。この方法は、バッチ材料をガラス溶解炉内で溶解して、酸化スズを含む溶融ガラスを生成するステップを含む。この方法は、溶融ガラスをガラス溶解炉から清澄前チャンバへと流すステップと、溶融ガラスを清澄前チャンバ内で攪拌するステップとをさらに含む。この方法は、溶融ガラスを清澄前チャンバから清澄チャンバへと流すステップと、清澄チャンバ内で溶融ガラスから大多数の気泡を除去するステップとをさらに含む。この方法は、溶融ガラスを清澄チャンバから清澄後チャンバへと流すステップであって、清澄後チャンバ内での溶融ガラスの温度が、清澄前チャンバ内での溶融ガラスの温度よりも低いものであるステップをさらに含む。この方法は、溶融ガラスを清澄後チャンバ内で攪拌するステップと、清澄後チャンバから成形槽へと、ガラス物品を成形するための量の溶融ガラスを流すステップとをさらに含む。   In one example embodiment, a method of making a glass article is provided. The method includes melting batch material in a glass melting furnace to produce molten glass containing tin oxide. The method further includes flowing molten glass from the glass melting furnace to the pre-clarification chamber and agitating the molten glass in the pre-clarification chamber. The method further includes flowing molten glass from the pre-clarification chamber to the clarification chamber and removing a majority of bubbles from the molten glass in the clarification chamber. The method includes the step of flowing molten glass from a fining chamber to a post-fining chamber, wherein the temperature of the molten glass in the post-fining chamber is lower than the temperature of the molten glass in the pre-fining chamber. Further included. The method further includes agitating the molten glass in the post-fining chamber and flowing an amount of molten glass from the post-fining chamber to a forming vessel to form a glass article.

別の実施形態例において、ガラス物品を作製する装置が提供される。この装置は、バッチ材料を溶融ガラスに溶解するよう構成されたガラス溶解炉と、ガラス溶解炉から溶融ガラスを受け入れるよう構成された清澄前チャンバとを含む。清澄前チャンバは、溶融ガラスを清澄前チャンバ内において攪拌するための第１攪拌機を含んでいる。この装置は、清澄前チャンバから溶融ガラスを受け入れて溶融ガラスから大多数の気泡を除去するよう構成された、清澄チャンバをさらに含む。この装置はさらに、清澄チャンバから溶融ガラスを受け入れるよう構成された清澄後チャンバを含む。清澄後チャンバは、溶融ガラスを清澄後チャンバ内において攪拌するための第２攪拌機を含み、第２攪拌機は、第１攪拌機よりも低いせん断力で溶融ガラスを攪拌するよう構成されている。この装置は、清澄後チャンバから溶融ガラスを受け入れてガラス物品を成形するよう構成された、成形槽をさらに含む。   In another example embodiment, an apparatus for making a glass article is provided. The apparatus includes a glass melting furnace configured to melt the batch material into molten glass and a pre-fining chamber configured to receive the molten glass from the glass melting furnace. The pre-fining chamber includes a first stirrer for stirring the molten glass in the pre-fining chamber. The apparatus further includes a clarification chamber configured to receive molten glass from the pre-clarification chamber and remove a majority of bubbles from the molten glass. The apparatus further includes a post fining chamber configured to receive molten glass from the fining chamber. The post-clarification chamber includes a second stirrer for stirring the molten glass in the post-clarification chamber, and the second stirrer is configured to stir the molten glass with a lower shearing force than the first stirrer. The apparatus further includes a forming vessel configured to receive molten glass from the post-clarification chamber and form a glass article.

これらおよび他の態様は、以下の詳細な説明を添付の図面を参照して読むと、よりよく理解される。   These and other aspects are better understood when the following detailed description is read with reference to the accompanying drawings.

板ガラスを作製する装置の概略図Schematic diagram of an apparatus for producing plate glass 図１の装置の一部の拡大図An enlarged view of a portion of the apparatus of FIG. 図２の線３−３に沿った断面図Sectional view along line 3-3 in FIG. 図２の線４−４に沿った断面図Sectional view along line 4-4 in FIG.

ここで、実施形態例を示している添付の図面を参照し、例を以下でより詳細に説明する。可能な限り、図面を通じて、同じまたは同様の部分の参照には同じ参照番号を使用する。ただし、態様は多くの異なる形で具現化し得、本書に明記される実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。   Examples will now be described in more detail below with reference to the accompanying drawings showing example embodiments. Wherever possible, the same reference numbers will be used throughout the drawings to refer to the same or like parts. However, aspects may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

図１は、ガラス物品を作製するよう構成された装置１０１の概略図である。一例において、ガラス物品は、ガラスアートピース、ガラス容器、ガラス棒、ガラス管、または他のガラス物品を含み得る。装置１０１を使用すると、望ましいことであるが、その内部に実質上気泡が存在しないガラス物品をさらに作り出すことができる。例えば、このガラス物品としては、光デバイスの１以上のガラスレンズなど、光デバイスの構成要素をさらに挙げることができる。さらなる例において、ガラス物品は、ＬＣＤディスプレイ用の板ガラスなどの板ガラスを含み得る。   FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus 101 configured to make a glass article. In one example, the glass article may include a glass art piece, a glass container, a glass rod, a glass tube, or other glass article. Use of the device 101 can further create a glass article that, although desirable, is substantially free of bubbles therein. For example, the glass article can further include components of the optical device, such as one or more glass lenses of the optical device. In a further example, the glass article can include a glass sheet, such as a glass sheet for an LCD display.

図１にさらに示したように、装置１０１は、貯蔵容器１０７からのバッチ材料１０５を溶解するよう構成されたガラス溶解炉１０３を含む。バッチ材料は、バッチ送出機器１０９を用いて、ガラス溶解炉１０３の注入ポートから矢印１１１に沿って導入してもよい。ガラス溶解炉１０３の中で、バッチ材料１０５は溶解されて溶融ガラス１１３になる。溶融ガラス１１３は、所望のガラス物品の特性やプロセスにおける考慮事項に応じて、種々の組成を有するものとすることができる。例えば、溶融ガラス１１３は、溶融ガラスの気泡の清澄を強化して実質上気泡を含まないガラス物品を製造するために提供される、揮発性成分を含んでもよい。概略的に図示した溶融ガラス１１３は、酸化スズ（ＳｎＯ2）および／または酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）などの揮発性成分を含み得る。 As further shown in FIG. 1, apparatus 101 includes a glass melting furnace 103 configured to melt batch material 105 from storage vessel 107. The batch material may be introduced along the arrow 111 from the injection port of the glass melting furnace 103 using the batch delivery device 109. In the glass melting furnace 103, the batch material 105 is melted to become a molten glass 113. The molten glass 113 can have various compositions depending on the properties of the desired glass article and considerations in the process. For example, the molten glass 113 may include a volatile component that is provided to enhance the fining of molten glass bubbles to produce a glass article that is substantially free of bubbles. The schematically illustrated molten glass 113 may include volatile components such as tin oxide (SnO 2 ) and / or boron oxide (B 2 O 3 ).

装置１０１は、ガラス溶解炉１０３から溶融ガラス１１３を受け入れるよう構成された、清澄前チャンバ１１５をさらに含む。図１および２に概略的に示したように、清澄前チャンバ１１５は、清澄前チャンバ１１５内の溶融ガラス１１３を攪拌するための第１攪拌機１１７を含む。第１攪拌機１１７は、鉛直軸に関して矢印１１９に沿って回転するように構成されたものでもよいが、この攪拌機を傾斜軸や水平軸などに関して回転させ得ることが意図されている。さらに、あるいは代わりに、攪拌機は、清澄前チャンバ１１５の軸、例えば中心軸などの周りを回るものでもよい。図示の例において、第１攪拌機１１７は、清澄前チャンバ１１５の中心軸に沿って延在する鉛直シャフト１２１を含む。第１のブレード組１２５を含む第１攪拌ブレード構造１２３は、鉛直シャフト１２１に一体化して取り付けられたものでもよい。第１攪拌ブレード構造１２３が清澄前チャンバ１１５内の溶融ガラス１１３を攪拌するよう鉛直シャフト１２１を矢印１１９に沿って回転させるために、第１モータ１２７を動作可能に接続してもよい。   Apparatus 101 further includes a pre-clarification chamber 115 configured to receive molten glass 113 from glass melting furnace 103. As schematically shown in FIGS. 1 and 2, the pre-fining chamber 115 includes a first stirrer 117 for stirring the molten glass 113 in the pre-fining chamber 115. The first stirrer 117 may be configured to rotate along the arrow 119 with respect to the vertical axis, but it is intended that the stirrer can be rotated with respect to the tilt axis, horizontal axis, and the like. Additionally or alternatively, the agitator may rotate about the axis of the pre-clarification chamber 115, such as the central axis. In the illustrated example, the first stirrer 117 includes a vertical shaft 121 extending along the central axis of the pre-clarification chamber 115. The first stirring blade structure 123 including the first blade set 125 may be integrally attached to the vertical shaft 121. The first motor 127 may be operatively connected to rotate the vertical shaft 121 along the arrow 119 so that the first stirring blade structure 123 stirs the molten glass 113 in the pre-clarification chamber 115.

図２に示すように、清澄前チャンバ１１５は、ガラス溶解炉１０３からの溶融ガラスを受け入れる注入口１２９を含んでいる。図３に示したように、この例の注入口１２９は、立面高さ１３１を有している。注入口１２９は円形の外周を有するものでもよく、このとき立面高さ１３１は注入口１２９の直径を構成する。図示していないが、注入口１２９は、多角形（例えば、三角形、長方形など）、曲線形状、または他の形状など、他の形を有するものでもよい。図２および４でさらに示されているように、清澄前チャンバ１１５は出口１３３をさらに含み、この出口１３３の外周は注入口１２９の外周に幾何学的に類似したものでもよいが、さらなる例においては様々な形を与えてもよい。図２に示したように、清澄前チャンバ１１５の注入口１２９を出口１３３よりも低い高度に位置付けてもよく、それにより清澄前チャンバ１１５内で溶融ガラス１１３をクロスフローさせることができる。溶融ガラス１１３のクロスフローが可能になると、第１攪拌ブレード構造１２３との相互作用が促進され、溶融ガラス１１３を、出口１３３を通過する前に混合することができる。   As shown in FIG. 2, the pre-fining chamber 115 includes an inlet 129 that receives the molten glass from the glass melting furnace 103. As shown in FIG. 3, the inlet 129 in this example has an elevation height 131. The injection port 129 may have a circular outer periphery, and at this time, the elevation height 131 constitutes the diameter of the injection port 129. Although not shown, the inlet 129 may have other shapes such as polygons (eg, triangles, rectangles, etc.), curved shapes, or other shapes. As further shown in FIGS. 2 and 4, the pre-clarification chamber 115 further includes an outlet 133, the outer periphery of which may be geometrically similar to the outer periphery of the inlet 129, but in a further example May be given various shapes. As shown in FIG. 2, the inlet 129 of the pre-clarification chamber 115 may be positioned at an altitude lower than the outlet 133, so that the molten glass 113 can be cross-flowed in the pre-clarification chamber 115. When the cross flow of the molten glass 113 is enabled, the interaction with the first stirring blade structure 123 is promoted, and the molten glass 113 can be mixed before passing through the outlet 133.

装置１０１は、清澄前チャンバ１１５から溶融ガラス１１３を受け入れて溶融ガラス１１３から大多数の気泡１３７を除去するよう構成された、清澄チャンバ１３５をさらに含む。図示のように清澄チャンバ１３５は細長い水平管を備えたものとすることができるが、さらなる例においては他のチャンバ構造を提供してもよい。さらに図示しているように、清澄チャンバ１３５に随意的に大気への通気孔を設けてもよい。すなわち、実施形態例は、清澄チャンバ１３５内の溶融ガラス１１３に本質的に真空が加えられないような清澄チャンバを提供するものでもよい。本書において、本質的に真空がないとは、清澄チャンバ１３５内の雰囲気が少なくとも０．８気圧の圧力を有することを意味すると意図されている。すなわち、真空が本質的にないとは、０．８気圧未満の圧力を回避しながら軽い真空が加えられる実施形態を含み得る。   The apparatus 101 further includes a fining chamber 135 configured to receive the molten glass 113 from the pre-fining chamber 115 and remove a majority of the bubbles 137 from the molten glass 113. As shown, the clarification chamber 135 may comprise an elongated horizontal tube, although other chamber structures may be provided in further examples. As further illustrated, the fining chamber 135 may optionally be provided with vents to the atmosphere. That is, the exemplary embodiment may provide a clarification chamber such that essentially no vacuum is applied to the molten glass 113 in the clarification chamber 135. In this document, essentially no vacuum is intended to mean that the atmosphere in the fining chamber 135 has a pressure of at least 0.8 atmospheres. That is, essentially no vacuum can include embodiments where a light vacuum is applied while avoiding pressures below 0.8 atmospheres.

装置１０１は、清澄チャンバ１３５から溶融ガラス１１３を受け入れるよう構成された、清澄後チャンバ１３９をさらに含む。図１および２に概略的に示したように、清澄後チャンバ１３９は、清澄後チャンバ１３９内の溶融ガラス１１３を攪拌するための第２攪拌機１４１を含む。第２攪拌機１４１は、鉛直軸に関して矢印１４３に沿って回転するように構成されたものでもよいが、この攪拌機を傾斜軸や水平軸などに関して回転させ得ることが意図されている。さらに、あるいは代わりに、攪拌機は、清澄後チャンバ１３９の軸、例えば中心軸などの周りを回るものでもよい。図示の例において、第２攪拌機１４１は、清澄後チャンバ１３９の中心軸に沿って延在する鉛直シャフト１４５を含む。   Apparatus 101 further includes a post-clarification chamber 139 configured to receive molten glass 113 from clarification chamber 135. As schematically shown in FIGS. 1 and 2, the post-fining chamber 139 includes a second stirrer 141 for stirring the molten glass 113 in the post-fining chamber 139. The second stirrer 141 may be configured to rotate along the arrow 143 with respect to the vertical axis, but it is intended that the stirrer can be rotated with respect to the tilt axis, horizontal axis, and the like. Additionally or alternatively, the stirrer may rotate around the axis of the post-clarification chamber 139, such as the central axis. In the illustrated example, the second agitator 141 includes a vertical shaft 145 extending along the central axis of the post-clarification chamber 139.

第２のブレード組１４９を含む第２攪拌ブレード構造１４７は、鉛直シャフト１４５に一体化して取り付けられたものでもよい。第１攪拌機１１７は、第２攪拌機１４１よりも低いせん断力で溶融ガラス１１３を攪拌するように構成してもよい。一例において、第２攪拌ブレード構造が含んでいる、溶融ガラスせん断用の表面積は、第１攪拌ブレード構造の溶融ガラスせん断用の表面積よりも大きい。実際に、図２で明らかであるが、第２攪拌ブレード構造１４７の第２ブレード組１４９が備えているブレードの数は、第１攪拌ブレード構造１２３の第１ブレード組１２５が備えているブレードの数よりも多い。従って、第２攪拌ブレード構造１４７が含んでいる、溶融ガラスせん断用の表面積は、第１攪拌ブレード構造１２３の溶融ガラスせん断用の表面積よりも大きい。   The second stirring blade structure 147 including the second blade set 149 may be integrally attached to the vertical shaft 145. The first stirrer 117 may be configured to stir the molten glass 113 with a lower shearing force than the second stirrer 141. In one example, the surface area for shearing the molten glass included in the second stirring blade structure is larger than the surface area for shearing the molten glass of the first stirring blade structure. Actually, as clearly shown in FIG. 2, the number of blades included in the second blade set 149 of the second stirring blade structure 147 is the number of blades included in the first blade set 125 of the first stirring blade structure 123. More than the number. Therefore, the surface area for shearing the molten glass included in the second stirring blade structure 147 is larger than the surface area for shearing the molten glass of the first stirring blade structure 123.

第２攪拌ブレード構造１４７が清澄後チャンバ１３９内の溶融ガラス１１３を攪拌するよう鉛直シャフト１４５を矢印１４３に沿って回転させるために、第２モータ１５１を動作可能に接続してもよい。図示のように、第２モータ１５１を第１モータ１２７より大きいものとしてもよく、および／または、第２モータ１５１を第１モータ１２７より多くのトルクを送るように構成してもよい。従って、第１攪拌ブレード構造が第２攪拌ブレード構造と同一または類似のものである事例においても、第１攪拌機１１７を第２攪拌機１４１よりも低いせん断力で溶融ガラス１１３を攪拌するように構成することができる。   The second motor 151 may be operatively connected to rotate the vertical shaft 145 along the arrow 143 so that the second stirring blade structure 147 stirs the molten glass 113 in the chamber 139 after clarification. As shown, the second motor 151 may be larger than the first motor 127 and / or the second motor 151 may be configured to send more torque than the first motor 127. Therefore, even in the case where the first stirring blade structure is the same as or similar to the second stirring blade structure, the first stirrer 117 is configured to stir the molten glass 113 with a lower shearing force than the second stirrer 141. be able to.

図２に示したように、清澄後チャンバ１３９は、清澄チャンバ１３５から溶融ガラスを受け入れるための注入口１５３と、溶融ガラス１１３を送出槽１５７（ボウルなど）へと流すための出口１５５とを含む。図２に示したように、清澄後チャンバ１３９の注入口１５３を出口１５５よりも高い高度に位置付けてもよく、それにより清澄後チャンバ１３９内で溶融ガラス１１３をクロスフローさせることができる。溶融ガラス１１３のクロスフローによって第２攪拌ブレード構造１４７との相互作用が促進され、溶融ガラス１１３は出口１５５を通過する前に混合される。   As shown in FIG. 2, the post-clarification chamber 139 includes an inlet 153 for receiving molten glass from the clarification chamber 135 and an outlet 155 for flowing the molten glass 113 to a delivery tank 157 (such as a bowl). . As shown in FIG. 2, the post-clarification chamber 139 inlet 153 may be positioned at a higher elevation than the outlet 155, thereby allowing the molten glass 113 to cross-flow within the post-clarification chamber 139. The cross flow of the molten glass 113 promotes the interaction with the second stirring blade structure 147, and the molten glass 113 is mixed before passing through the outlet 155.

装置１０１は、清澄後チャンバから溶融ガラスを受け入れてガラス物品を成形するよう構成された、成形槽をさらに含む。成形槽は、フュージョンダウンドロー、スロットドロー、フロート、押圧、鋳造、圧延、射出成形などを含み得る。例えば図１に示したように、成形槽は、フュージョンドロー技術を用いて溶融ガラス１１３から図示のガラスリボン１６１のようなガラス物品を融合下方延伸するよう構成された、アイソパイプ１５９を含んでもよい。   Apparatus 101 further includes a forming vessel configured to receive molten glass from the post-clarification chamber and form a glass article. Molding tanks can include fusion downdraw, slot draw, float, press, casting, rolling, injection molding and the like. For example, as shown in FIG. 1, the forming vessel may include an isopipe 159 configured to fuse and stretch a glass article, such as the illustrated glass ribbon 161, from the molten glass 113 using fusion draw technology. .

ガラス溶解炉１０３は、典型的には、耐火性（例えばセラミック）レンガなどの耐火性材料から作製されている。装置１０１がさらに含み得る構成要素は、白金や、あるいは白金‐ロジウム、白金‐イリジウム、およびこれらの組合せなどの白金含有金属から典型的には作製されるが、これら構成要素は、モリブデン、パラジウム、レニウム、タンタル、チタン、タングステン、ルテニウム、オスミウム、ジルコニウム、および、これらの合金などの耐火性金属および／または二酸化ジルコニウムを含むものでもよい。白金含有構成要素としては、清澄前チャンバ１１５、清澄チャンバ１３５、清澄後チャンバ１３９、送出槽１５７、下降管１６３、および成形槽の注入口１６５のうちの、１以上を挙げることができる。白金含有構成要素として、種々の槽を互いに接続させる１以上の接続管をさらに挙げることができる。   The glass melting furnace 103 is typically made from a refractory material such as a refractory (eg ceramic) brick. The components that apparatus 101 may further include are typically made from platinum or a platinum-containing metal such as platinum-rhodium, platinum-iridium, and combinations thereof, but these components include molybdenum, palladium, It may contain a refractory metal such as rhenium, tantalum, titanium, tungsten, ruthenium, osmium, zirconium, and alloys thereof and / or zirconium dioxide. Platinum-containing components can include one or more of pre-clarification chamber 115, clarification chamber 135, post-clarification chamber 139, delivery tank 157, downcomer 163, and molding tank inlet 165. The platinum-containing component can further include one or more connecting tubes that connect the various vessels together.

図１を参照すると、ガラス物品を作製する方法は、バッチ材料１０５をガラス溶解炉内で溶解して、酸化スズを含む溶融ガラス１１３を生成するステップを含む。一例において、溶融ガラスは同様に酸化ホウ素を含むものでもよい。溶解されると、溶融ガラス１１３はガラス溶解炉１０３から清澄前チャンバ１１５の注入口１２９を通って流れ、次いで清澄前チャンバ１１５内において第１モータ１２７により攪拌される。図３に概略的に示したように、溶融ガラス１１３は清澄前チャンバ１１５内に溶融ガラス流１１３として導入され得るが、このとき清澄前チャンバに入ってくる溶融ガラス流の立面高さの少なくとも上方２０％（参照番号１６７で表す）が、清澄前チャンバ１１５内の溶融ガラス１１３の立面高さ１６９の少なくとも７５％の至る所に混合される。溶融ガラス流の立面高さの上方部分を十分に混合することができると、酸化スズ、酸化ホウ素、および／または他の清澄剤を、出口１３３を通って流れ出る溶融ガラスの至る所に分布させてガラス溶融物の均質化を助けることができ、それにより清澄チャンバ１３５内での気泡除去の有効性を高めることができる。図３に「＋」マーカー１７１で概略的に示しているが、高度の上方２０％（参照番号１６７）に含まれる酸化スズおよび／または酸化ホウ素は、その平均的な分布よりも少ない可能性がある。しかしながら、第１攪拌機１１７で攪拌すると、マーカー１７１は、出口１３３を通過して清澄チャンバ１３５へと出て行くガラス溶融物の流れの至る所に、より望ましい状態で分散される。清澄前チャンバ内においてより均質の溶融物が形成されると、溶融ガラス流内における水分含有量の多い領域が最小になるというさらなる利点がある。例えば、ガラス溶解炉１０３がガス‐酸素バーナを利用して溶融ガラスの表面を加熱すると、「＋」マーカー１７１を含む図３に示した領域内に、局所的に水分含有量が高い部分が生成される可能性がある。溶融ガラスが水分量の多いガス‐酸素燃焼雰囲気と接触すると、その表面領域の水分量が高まる。溶融ガラス流の水分量の多い領域が後に白金含有槽の壁に接触した場合、溶存水が水素に分解して、この水素が酸素を残して壁に浸透したときに泡が生成され得る。これにより水素の浸透が適切に制御されていないときには、泡が形成されたり、さらに後に最終的なガラス製品に欠陥が形成されたりすることがある。第１攪拌機１１７で攪拌した後、水分含有量は均一な濃度へとより好ましく変化する。清澄前チャンバ１１５内での攪拌処置は、清澄剤の適正な分布をもたらすような、溶融ガラスの攪拌のせん断力が比較的低いものでもよい。従って、エネルギーを節約することができ、かつ高価な攪拌用の構成要素の簡易化や、あるいは削減が可能になる。   Referring to FIG. 1, the method of making a glass article includes melting batch material 105 in a glass melting furnace to produce molten glass 113 containing tin oxide. In one example, the molten glass may also include boron oxide. When melted, the molten glass 113 flows from the glass melting furnace 103 through the inlet 129 of the pre-fining chamber 115 and is then stirred by the first motor 127 in the pre-fining chamber 115. As schematically shown in FIG. 3, the molten glass 113 can be introduced into the pre-fining chamber 115 as a molten glass stream 113, but at this time at least the elevation height of the molten glass stream entering the pre-fining chamber The upper 20% (represented by reference numeral 167) is mixed throughout at least 75% of the elevation height 169 of the molten glass 113 in the pre-fining chamber 115. If the upper portion of the elevation of the molten glass stream can be mixed well, tin oxide, boron oxide, and / or other fining agents can be distributed throughout the molten glass flowing through the outlet 133. Can help homogenize the glass melt, thereby increasing the effectiveness of bubble removal within the fining chamber 135. As schematically illustrated by the “+” marker 171 in FIG. 3, the tin oxide and / or boron oxide contained in the upper 20% of the high (reference number 167) may be less than its average distribution. is there. However, when stirred with the first stirrer 117, the markers 171 are dispersed in a more desirable state throughout the flow of glass melt passing through the outlet 133 and exiting to the fining chamber 135. The more homogeneous melt formed in the pre-fining chamber has the further advantage that the area of high moisture content in the molten glass stream is minimized. For example, when the glass melting furnace 103 heats the surface of the molten glass using a gas-oxygen burner, a portion having a locally high water content is generated in the region shown in FIG. 3 including the “+” marker 171. There is a possibility that. When the molten glass comes into contact with a gas-oxygen combustion atmosphere with a high water content, the water content in the surface region increases. If a high water content region of the molten glass stream later contacts the walls of the platinum containing bath, bubbles can be generated when the dissolved water breaks down into hydrogen and the hydrogen penetrates the walls leaving oxygen. This can result in bubbles being formed or even defects in the final glass product later when hydrogen penetration is not properly controlled. After stirring with the first stirrer 117, the water content changes more preferably to a uniform concentration. The agitation procedure in the pre-clarification chamber 115 may be such that the shear force of the molten glass agitation is relatively low so as to provide an appropriate distribution of the fining agent. Therefore, energy can be saved and expensive components for stirring can be simplified or reduced.

図２に示したように、溶融ガラス流が次に清澄チャンバに入ると、ここで気泡１３７が清澄チャンバ１３５内のガラス溶融物の表面１７３に自由に上昇して、清澄チャンバ内の雰囲気１７５に放出され得る。溶融ガラスからの気泡の除去を促進するよう確実に本質的に真空が加えられないようにするため、均圧バルブ１７７を随意的に設けてもよい。本質的に真空が加えられないので、清澄チャンバ１３５内部での酸化スズおよび／または酸化ホウ素の過度の揮発は回避することができる。清澄チャンバ１３５を通過した後、溶融ガラス１１３は本質的にいかなる気泡も含んでいない。ただし、溶融ガラスの不均質部分を表す筋形成部分１７９が形成されることがある。   As shown in FIG. 2, when the molten glass stream next enters the clarification chamber, bubbles 137 now freely rise to the surface 173 of the glass melt in the clarification chamber 135 and enter the atmosphere 175 in the clarification chamber. Can be released. A pressure equalizing valve 177 may optionally be provided to ensure that essentially no vacuum is applied to facilitate the removal of bubbles from the molten glass. Since essentially no vacuum is applied, excessive volatilization of tin oxide and / or boron oxide within the fining chamber 135 can be avoided. After passing through the fining chamber 135, the molten glass 113 is essentially free of any bubbles. However, a streaked portion 179 that represents an inhomogeneous portion of the molten glass may be formed.

溶融ガラス１１３は次に清澄後チャンバ１３９に入り、ここで溶融ガラスは第２攪拌機１４１で攪拌される。ガラス溶融物が成形槽（例えば、アイソパイプ１５９）へと流れるとき、溶融ガラスは本質的に筋形成部分を含まない実質上均質な組成を有する。   The molten glass 113 then enters the chamber 139 after clarification, where the molten glass is agitated by the second agitator 141. When the glass melt flows into a forming bath (eg, isopipe 159), the molten glass has a substantially homogeneous composition that is essentially free of streaks.

温度計１８１、１８３で示したように、清澄後チャンバ内の溶融ガラスの温度は清澄前チャンバ内の溶融ガラスの温度よりも低い。従って、溶融ガラスの粘度は、清澄後チャンバよりも清澄前チャンバ内での方が低くなり得る。溶融ガラスを十分に攪拌するために、より大きなモータ１５１（モータ１２７と比較して）を使用してもよく、また清澄後チャンバ内での攪拌のせん断力を、清澄前チャンバ内での攪拌のせん断力よりも高くしてもよい。さらに、成形槽に入る前にガラス溶融物を十分に均質化させるために、清澄後チャンバでは清澄前チャンバよりも十分に溶融ガラスを混合してもよい。   As shown by the thermometers 181 and 183, the temperature of the molten glass in the chamber after clarification is lower than the temperature of the molten glass in the chamber before clarification. Thus, the viscosity of the molten glass can be lower in the pre-clarification chamber than in the post-clarification chamber. In order to sufficiently stir the molten glass, a larger motor 151 (compared to the motor 127) may be used, and the shearing force of the stirring in the post-clarification chamber may be It may be higher than the shearing force. Further, in order to sufficiently homogenize the glass melt before entering the forming tank, the molten glass may be mixed more sufficiently in the post-fining chamber than in the pre-fining chamber.

ガラス溶融物は次に成形槽に入り、ここでガラス物品を成形することができる。例えば図示のように、成形槽はアイソパイプ１５９を含み、かつガラス物品は、フュージョンダウンドロープロセスによってガラスリボン１６１から成形された板ガラスを含む。   The glass melt then enters a forming vessel where a glass article can be formed. For example, as shown, the forming vessel includes an isopipe 159 and the glass article includes sheet glass formed from a glass ribbon 161 by a fusion downdraw process.

請求される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の改変および変形が作製可能であることは当業者には明らかであろう。   It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the claimed invention.

１０１ 装置
１０５ バッチ材料
１０３ ガラス溶解炉
１１３ 溶融ガラス
１１５ 清澄前チャンバ
１１７ 第１攪拌機
１２３ 第１攪拌ブレード構造
１２７ 第１モータ
１２９、１５３ 注入口
１３３、１５５ 出口
１３５ 清澄チャンバ
１３９ 清澄後チャンバ
１４１ 第２攪拌機
１４７ 第２攪拌ブレード構造
１５１ 第２モータ
１５７ 送出槽
１５９ アイソパイプ
１６１ ガラスリボン DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 apparatus 105 batch material 103 glass melting furnace 113 molten glass 115 chamber before clarification 117 1st stirrer 123 1st stirring blade structure 127 1st motor 129,153 inlet 133, 155 outlet 135 clarification chamber 139 after clarification chamber 141 2nd stirrer 147 Second stirring blade structure 151 Second motor 157 Delivery tank 159 Isopipe 161 Glass ribbon

Claims (12)

ガラス物品を作製する方法であって、
（Ｉ）バッチ材料をガラス溶解炉内で溶解して、酸化スズを含む溶融ガラスを生成するステップ、
（ＩＩ）前記溶融ガラスを前記ガラス溶解炉から清澄前チャンバへと流すステップ、
（ＩＩＩ）前記溶融ガラスを前記清澄前チャンバ内で攪拌するステップ、
（ＩＶ）前記溶融ガラスを前記清澄前チャンバから清澄チャンバへと流すステップ、
（Ｖ）本質的に真空にせずに、前記清澄チャンバ内で前記溶融ガラスから大多数の気泡を除去するステップ、
（ＶＩ）前記溶融ガラスを前記清澄チャンバから清澄後チャンバへと流すステップであって、該清澄後チャンバ内での前記溶融ガラスの温度が、前記清澄前チャンバ内での前記溶融ガラスの温度よりも低いものであるステップ、
（ＶＩＩ）前記溶融ガラスを前記清澄後チャンバ内で攪拌するステップ、および、
（ＶＩＩＩ）前記清澄後チャンバから成形槽へ前記溶融ガラスを流して、前記ガラス物品を成形するステップ、
を含むことを特徴とする方法。 A method of making a glass article,
(I) melting batch materials in a glass melting furnace to produce molten glass containing tin oxide;
(II) flowing the molten glass from the glass melting furnace to a chamber before clarification;
(III) stirring the molten glass in the pre-clarification chamber;
(IV) flowing the molten glass from the pre-clarification chamber to the clarification chamber;
(V) removing a majority of bubbles from the molten glass in the fining chamber without essentially evacuating;
(VI) flowing the molten glass from the clarification chamber to the post-clarification chamber, wherein the temperature of the molten glass in the post-clarification chamber is higher than the temperature of the molten glass in the pre-clarification chamber Steps that are low,
(VII) stirring the molten glass in the post-clarification chamber; and
(VIII) Flowing the molten glass from the chamber after clarification to a forming tank to form the glass article,
A method comprising the steps of: 前記成形槽がアイソパイプを含み、かつ前記ガラス物品が、フュージョンダウンドロープロセスによって成形された板ガラスを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。   The method of claim 1, wherein the forming vessel comprises an isopipe and the glass article comprises a sheet glass formed by a fusion downdraw process. 前記溶融ガラスが酸化ホウ素を含むことを特徴とする請求項１または２記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the molten glass contains boron oxide. 前記溶融ガラスが有している粘度が、前記清澄後チャンバ内よりも前記清澄前チャンバ内での方が低いことを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。   4. The method according to claim 1, wherein the molten glass has a lower viscosity in the pre-clarification chamber than in the post-clarification chamber. ステップ（ＩＩ）の際に、前記溶融ガラスが前記清澄前チャンバ内に、立面高さを有する溶融ガラス流として導入され、ここで前記清澄前チャンバに入る前記溶融ガラス流の前記立面高さの少なくとも上方２０％が、ステップ（ＩＩＩ）の際に、前記清澄前チャンバ内における前記溶融ガラスの立面高さの少なくとも７５％の全体にわたって混合されることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の方法。   During step (II), the molten glass is introduced into the pre-fining chamber as a molten glass stream having an elevation height, where the elevation height of the molten glass stream entering the pre-fining chamber. 5. At least 20% above is mixed over at least 75% of the elevation height of the molten glass in the pre-clarification chamber during step (III). The method according to claim 1. ステップ（ＶＩＩ）の最後に、前記溶融ガラスが、本質的に筋形成部分を含まない、実質上均質の組成を有していることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の方法。   6. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that at the end of step (VII) the molten glass has a substantially homogeneous composition essentially free of streaking parts. . 前記清澄前チャンバの注入口が、前記清澄前チャンバの出口よりも低い高さに位置付けられることにより、前記清澄前チャンバ内の前記溶融ガラスのクロスフローを可能にすることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の方法。  The inlet of the chamber before clarification is positioned at a lower height than the outlet of the chamber before clarification, thereby allowing cross-flow of the molten glass in the chamber before clarification. The method according to any one of 6 to 6. 前記清澄後チャンバの注入口が、前記清澄後チャンバの出口よりも高い高さに位置付けられることにより、前記清澄後チャンバ内の前記溶融ガラスのクロスフローを可能にすることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の方法。  The cross-flow of the molten glass in the post-clarification chamber is enabled by positioning the inlet of the post-clarification chamber at a height higher than the outlet of the post-clarification chamber. 8. The method according to any one of 7 to 7. ステップ（ＩＩＩ）の前記清澄前チャンバおけるせん断力が、ステップ（ＶＩＩ）の前記清澄後チャンバにおけるせん断力よりも小さいことを特徴とする請求項１から８いずれか１項記載の方法。  The method according to any one of claims 1 to 8, wherein a shear force in the chamber before clarification in step (III) is smaller than a shear force in the chamber after clarification in step (VII). ガラス物品を作製する装置において、
（Ａ）バッチ材料を溶融ガラスに溶解するよう構成されたガラス溶解炉、
（Ｂ）前記ガラス溶解炉から溶融ガラスを受け入れるよう構成された清澄前チャンバであって、溶融ガラスを該清澄前チャンバ内において攪拌するための第１攪拌機を含んでいる、清澄前チャンバ、
（Ｃ）前記清澄前チャンバから溶融ガラスを受け入れて該溶融ガラスから大多数の気泡を除去するよう構成された、清澄チャンバであって、本質的に真空にしないないもの、
（Ｄ）前記清澄チャンバから溶融ガラスを受け入れるよう構成された清澄後チャンバであって、溶融ガラスを該清澄後チャンバ内において攪拌するための第２攪拌機を含む清澄後チャンバ、および、
（Ｅ）前記清澄後チャンバから溶融ガラスを受け入れて前記ガラス物品を成形するよう構成された、成形槽、
を備え、
前記清澄後チャンバ内での溶融ガラスの温度が、前記清澄前チャンバ内での溶融ガラスの温度よりも低いことを特徴とする装置。 In an apparatus for producing a glass article,
(A) a glass melting furnace configured to melt the batch material in molten glass;
(B) a pre-fining chamber configured to receive molten glass from the glass melting furnace, the pre-fining chamber including a first stirrer for stirring the molten glass in the pre-fining chamber;
(C) a clarification chamber configured to receive molten glass from the pre-clarification chamber and remove a majority of bubbles from the molten glass, wherein the clarification chamber is not essentially evacuated ;
(D) a post-clarification chamber configured to receive molten glass from the clarification chamber, comprising a second agitator for agitating the molten glass in the post-clarification chamber; and
(E) a forming tank configured to receive molten glass from the post-clarification chamber and form the glass article;
With
The apparatus characterized in that the temperature of the molten glass in the post-clarification chamber is lower than the temperature of the molten glass in the pre-clarification chamber. 前記第１攪拌機が、第１の溶融ガラスせん断用の表面積を有する第１攪拌ブレード構造を有し、前記第２攪拌機が、第２の溶融ガラスせん断用の表面積を有する第２攪拌ブレード構造を有し、前記第１の溶融ガラスせん断用の表面積が、前記第２の溶融ガラスせん断用の表面積よりも小さいことを特徴とする請求項１０記載の装置。The first stirrer has a first stirring blade structure having a surface area for shearing a first molten glass, and the second stirrer has a second stirring blade structure having a surface area for shearing a second molten glass. 11. The apparatus according to claim 10, wherein the surface area for shearing the first molten glass is smaller than the surface area for shearing the second molten glass. 前記第２攪拌ブレード構造が備えるブレードの数が、前記第１攪拌ブレード構造が備えるブレードの数よりも多いことを特徴とする請求項１１記載の装置。The apparatus according to claim 11, wherein the number of blades provided in the second stirring blade structure is greater than the number of blades provided in the first stirring blade structure.
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