JPH02299B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は溶融ガラスや同様材料の清澄を促進さ
せるために大気圧以下の圧力を使用する方法に係
わる。更に詳しくは、本発明はこのような清澄技
術に於て気泡の発生量を制御するための特別な構
成に関する。

従来の技術 ガラスの溶融に於ては、バツチ材料が分解され
る結果としてかなりの量のガスが発生する。その
他のガスはバツチ材料内部に物理的に入り込み、
或いは燃焼熱源から溶融ガラス内に侵入する。大
半のガスは最初の溶融段階の間に逃げるが、幾ら
かの量のガスが溶融材料内部に捕捉される。この
捕捉されたガスの或る量はガラス内に溶け込む
が、その他の量は気泡即ち「シード」として知ら
れているように個々のガス含有物を形成するので
あり、これらはガラス製品内に過度に集中して存
在するならば障害となる。これらのガス含有物は
「清澄」又は「澄まし」として知られている溶融
工程の段階にて十分に時間を与えられるならば表
面へ浮上して溶融材料から逃げる。溶融材料の粘
度を低減するとともに気泡の直径を増大させてこ
れらのガス含有物の浮上及び逃げを促進させるた
めに、清澄領域には従来より高温度が与えられて
いる。清澄段階に使用される高温度を得るに必要
なエネルギ、並びに、ガス含有物が溶融材料から
逃げるのに十分な浮上（レジデンス）時間を与え
るのに必要な大型の溶融容器が、ガラス製品の製
造に於る主なるコスト上昇を招いている。従つて
これらのコストを低減するために清澄工程を促進
させることが望まれるのである。

従来の問題点 含有されたガス空間の分圧を低減させるととも
に、表面への気泡の上昇速度を高めるように溶融
材料内部の気泡の体積を膨張させることにより、
減圧が清澄工程を促進できるということは知られ
ている。従来の清澄室の規模でガス密容器を形成
して内部を真空引きすることは、実際上は米国特
許許第1564235号、第2781411号、第2877280号、
第3338694号、及び第3442622号に記載されている
ように、真空清澄の使用が比較的小規模のバツチ
作動に制限されてしまう。

連続真空清澄工程が提案されてきたが、様々な
欠点がある故に大規模のガラス連続製造には満足
できないことが見出されている。米国特許第
805139号、第1598308号、及び第3519412号に示さ
れている連続真空清澄構造に於ては、その主なる
欠点は圧力差によつて必然的に比較的細い垂直通
路が真空領域に対して導通されるようになされね
ばならないことである。これらの通路は、特にガ
ス密壁が必要となる観点から容器の構造を複雑化
し、汚損を生じる耐火材との接触に関して処理材
料が露出される度合を高め、又、処理材料の流れ
に対してかなり大きな粘性抵抗を与えることにな
る。大気圧の１／２の真空圧にバランスさせるに
は、約4.5mのガラス柱を必要とすることが注目
される。このような装置による製品を変更するこ
とも又特に粘性抵抗因子の観点から問題である。
市販のための連続作業に於ては、作るべき製品の
変更及び所望される生産速度に影響する経済的因
子のために、この変更が重要となる。上述した３
つの米国特許の何れに於ても、真空圧領域に於る
通路を通して流れる速度を増大させるための駆動
力は、真空圧領域の上流の溶融材料の深さを真空
圧領域の下流の溶融材料の深さよりも深くするこ
とのみで与えることができる。このレベル差によ
る強さはこのような装置に於る固有の粘性抵抗に
よつて悪化される。溶融材料の表面の高さが高く
なることで側壁の浸食が助長されることから、レ
ベルの大幅な変更は浸食一層悪化させ、従つてガ
ラス製品の品質を低下するのである。

簡単な構造は米国特許第3429684号に示されて
おり、これに於てはバツチ材料は真空圧ゲート
（lock）を通して給送され、又、垂直方向に細長
い真空室の頂部にて溶融される。この構成で流量
を変化させると真空室に与えられる真空圧の度合
を変化させる必要性が発生し、これは実行される
清澄の度合を不都合に変化させてしまう。真空室
内で原料を溶融させることは３つの理由によつて
構成上の他の欠点となる。先ず第一に、真空圧の
下で原料の最初の分解を実行することで気泡の占
める容積が大きくなつてしまい、これは気泡を収
容するのに十分に大型の容器を必要とする。第二
に、原料が短絡経路で流出する流れを生じ、この
ために適正な溶融及び清澄ができなくなる。第三
に、真空圧容器内部で材料を溶融し、この溶融材
料を清澄温度まで加熱する最初の段階を実行する
には、容器内の溶融材料に大量の熱を供給する必
要がある。容器へ供給される熱の大部分は本来的
に溶融材料に対流を生じ、これは壁部の浸食を高
めるのであつて、この浸食は清澄された材料の流
れを汚損することになる。

米国特許第4195982号は圧力を高めた状態の下
で先ずガラスの溶融を行い、しかる後に別の室に
て低い圧力の下でガラスを清澄させることを記載
している。

何れの規模に於ても、又、連続であろうがバツ
チ方式であろうが、真空清澄に於て生じる問題点
は気泡の占める容積が莫大であるということであ
り、これはしばしば発生し、特に低圧の下で生じ
る。この気泡を収容するには、液体内容物の上方
に大きな空間を形成しなければならない。このよ
うな頂部空間も又ガス密状態に保持しなければな
らないことから、その構造は経済的な点で特に大
規模の処理工程ではかなりの欠点となつてしまう
のである。この結果として、気泡は使用されるべ
き真空圧の度合を制限する因子となるものであ
る。大きな出費を招くことなく真空清澄工程に於
るこのような制約を緩和するのが望まれる。

米国特許第3350185号は大気圧の下で行われる
ガラスの溶融工程にて気泡を崩壊させる技術を記
載しており、これに於ては、酸化に於る突然の変
化即ち燃焼状態の軽減が気泡の崩壊を生じること
を見出している。

発明の概要 本発明に於ては真空清澄室内部に堆積する気泡
の容積は、気泡状態を崩壊させる処理剤を気泡に
対して与え、気泡の合体化を生じさせ、及び／又
は、気泡膜の表面張力の断絶を生じさせ、これに
より破裂させることで制御されるのである。ガラ
スの気泡に有効であると見出されている処理剤の
１つの群は、水酸化ナトリウム又は炭酸ナトリウ
ムのようなアルカリ金属化合物である。真空室内
部に於る気泡部分はアルカリ含有物内で僅かなが
ら消費されるのが見出されており、これは恐らく
圧力を低減された環境の下でのアルカリの相対的
な揮発性に依存するのであろう。この結果とし
て、気泡の粘性は溶融ガラス本体の粘性よりも高
いと信じられており、又、気泡がそれ故に崩壊し
難いと信じられている。気泡に対してアルカリを
加えることにより、気泡の粘性は低下され、又、
気泡の破裂が容易となるのである。気泡に対して
粘性変化をもたらす処理剤を添加することも又、
気泡膜を乱し、破裂をもたらす。直接的な破壊効
果による破裂も又行える。添加されたアルカリは
本質的には枯褐された空間に総計で一致して目標
とする生成化合物を保持できるようにするのが好
ましい。ソーダーライムーシリカ ガラスに関し
ては、最も大きく枯褐されるのはナトリウムであ
り、それ故に気泡破壊剤はナトリウム化合物であ
るのが好ましい。アルカリ金属化合物は固体とし
て又は溶液として添加でき、又、連続的にも間欠
的にも真空室内部の気泡に対して与えることがで
きる。

本発明に於る好ましい気泡破壊剤は水である。
アルカリを有することにより、水滴による打撃並
びに粘性変化によつて水は気泡の膜を崩壊させる
のである。他の理屈は気泡に対する水噴射で気泡
の上部を冷却し、気泡の対流を起こさせることで
ある。この循環による増大された運動は、気泡が
合体化してより破裂し易い大きな気泡となるのを
促進すると信じられる。この効果は又、アルカリ
溶液を使用したときに与えられると信じられ、
又、乾燥アルカリが気泡表面に付着したときにも
生じると信じられる。水の使用は、水が溶融ガラ
ス内で容易に分解して製品となるガラスの特性に
影響を与えず、又、清澄室内部での水蒸気分圧の
高まりは溶融材料からの比較的難溶解性のガスの
除去に影響しないという理由によつて、有利であ
る。更に又、水は容易に取り扱え、容易に調整で
きる流量で気泡に連続して又は間欠的に噴射でき
るということも利点である。

アルコールや燃料オイルのような可燃性の液体
も又気泡破壊剤として使用できる。この場合、液
体の燃焼が装置に対する熱エネルギの補助となる
付加的な利点がある。

実施例の説明 以下にガラスを溶融する特定の例に於る方法及
び装置に関連して詳細に説明するが、本発明がそ
の他の材料に対しても同様に処理できることは理
解されねばならない。

限定される訳ではないが、本発明は同一譲受人
に譲渡された1986年１月２日付けで出願された米
国特許願第815494号に記載されている真空清澄装
置と組み合わせて使用するのが好ましい。この特
許願では、従来技術に於る欠点を克服して有利に
且つ経済的に、実際の規模の連続的なガラス溶融
処理に真空清澄が使用できる構成が記載されてい
る。溶融のために必要な熱エネルギの大半が溶融
材料に与えられて溶融された後に、溶融されたガ
ラスは真空清澄室内部に投入され、真空室内部に
収容された溶融材料に対する熱エネルギの供給は
全く必要とされないようになされる。

容器の壁部を通して生じる熱損失を補償する以
外には、真空処理の段階で付加的な熱の供給は無
いのが好ましい。十分に大きな処理量に於ては、
真空室は全く加熱されないで構わない。好ましい
実施例では、バツチ材料は先ず液化されるのであ
り、これは特にその処理段階用に適応された段階
で行われる。又、液化された材料は第二の段階へ
搬送され、そこで固体粒子の溶解が本質的に完了
されるのであり、材料の温度は清澄に適した温度
迄上昇される。引続き、この溶融材料は真空室へ
送られる。この結果として、溶融による副次的生
成物であるガスの大部分は材料が真空圧の影響を
受ける前に追い払われ、大半のガス発生領域は清
澄領域から別の場所であり、これにより初期の溶
融処理を受ける材料が清澄処理を受ける溶融材料
の部分と混ざることはない。材料が真空清澄段階
へ進む以前に、溶融に必要な熱の大半、即ち殆ど
総ての熱、が満足された状態にあるので、清澄段
階での加熱は実質的に避けられ、清澄領域に於る
溶融材料の過度の対流は回避できる。この結果と
して、容器の浸食は低減でき、溶融材料の清澄が
不完全な部分とより完全に清澄された部分とが混
ざるのを低減できるのである。

好ましい真空清澄のための構成のその他の概念
は、処理量の制御に於て有利であることに関す
る。液化された材料はバルブ装置を通して真空室
の上端へ計量されて供給され、清澄された溶融材
料は真空室の下端から他のバルブ装置を通して排
出される。真空室内部に保持された液化材料の高
さは、真空圧に釣り合うのに必要とされる高さよ
りも少なくとも僅かに高いのが好ましい。このよ
うにして、真空室内部の真空圧を変化することな
く、又、真空室内部の液体レベルを変化させるこ
となく、処理量をバルブにより制御できるのであ
る。逆に、ある範囲の真空圧が処理量を変化させ
ることなく使用できるのである。バルブとは別
に、装置は通過する溶融材料の流れに対して比較
的小さな抵抗を与えるようにすることができる。

真空清澄室のための好ましい形状は、垂直方向
に細長い容器であり、更に好ましくは、直立シリ
ンダである。この構成は、ガスを含んで通常のよ
うに気泡の形成されている投入材料を圧力の最も
低い頂部に有利に配置し、ガスが容易に上昇して
液相から逃げ出すようにできる。溶融材料が底部
の出口へ向けて次第に沈むと、容器内部での溶融
材料の深さによつて次第に増大する圧力は残留す
るガスを溶融材料内部に保持し、この残留する総
ての小さな泡（シード）の体積を減少させる。清
澄容器を材料が通過する際に温度が降下するのを
許容することで溶融が促進される。

ガラスの通常の溶融に於ては、硫酸ナトリウム
又は硫酸カルシウム或いはその他の硫黄供給源と
なる材料がバツチ材料に含有されており、溶融及
び清澄工程を促進させている。溶融材料に硫黄化
合物が存在すると、真空圧で清澄を行うときに問
題となることが見出されている。何故ならば、大
きな体積の気泡が含まれ、又、真空清澄容器のセ
ラミツクスの耐火壁に付着を生じるからである。
しかしこれ迄は、ガラスの効果的な溶融及び清澄
は硫黄化合物なしで達成するのが困難となつてい
た。好ましい真空清澄を行う構造のその他の有利
な概念は、硫黄を全く使用しないで高い水準の品
質にガラスが溶融され清澄されることである。こ
れは本発明に於て可能である。何故ならば、溶融
及び清澄工程は別々の段階で行われ、これにより
各段階が清澄促進剤の使用を最小限又は回避する
工程で達成されるからである。

図面を参照すれば、本発明の全体的な溶融工程
は好ましくは３段階からなり、即ち、液化段階１
０、溶融段階１１及び真空清澄段階１２を含んで
いる。液化段階１０に於る溶融開始には様々な構
成を使用できるが、この処理工程を独立させると
ともに経済的に遂行するための非常に有効に構成
は米国特許第4381934号に記載されているもので
あつて、これは好ましい液化段階の実施例の詳細
として参照されたい。液化容器の基本的構造はド
ラム１５であり、このドラムはスチールで作ら
れ、大体円筒形の側壁部分と、全体的に開いた頂
部と、ドレン出口を除いて塞がれた底部とを有し
ている。このドラム１５は実質的に垂直な軸の回
りに回転可能に取り付けられており、例えば複数
の支持ホイール１７上に回転可能に担持されて複
数の整合ホイール１８により所定位置に保持され
た包囲する支持リング１６によつて取り付けられ
る。蓋構造体２０により実質的に囲まれた凹部が
ドラム１５内部に形成されていて、この蓋構造体
は例えば円周フレーム２１により静止状態に支持
されている。蓋２０は耐火セラミツクス材で作る
ことができ、又、耐火炉構造技術分野に熟知した
ものには様々な形状に形成できる。図示した構造
は上方に半球形のばねアーチ構造とされ、複数の
耐火ブロツクにより作られている。１枚の平板状
の懸架設計を蓋に採用することの可能なことは理
解されよう。

バツチ材料の液化のための熱は、蓋２０を通し
て延在している１本又はそれ以上のバーナー２２
により与えられる。好ましくは、複数のバーナー
は蓋の周囲長の回りに配置されてその火炎をドラ
ム内部の材料の広い面積部分へ向けて指向するよ
うになされる。バーナーは水冷されて容器内部の
過酷な状況から保護されるのが好ましい。排気ガ
スは液化容器の内部から蓋に形成されている開口
２３を通して逃げる。排気ガスによる廃棄熱は米
国特許第4519814号に記載されているように予熱
段階（図示せず）のバツチ材料を予熱するのに使
用できる。

バツチ材料、好ましくは粉砕状態の材料、がシ
ユート２４により液化容器の凹部内へ給送され、
この実施例では排気開口２３を通してシユート２
４が延在されて示されている。給送シユートの詳
細構造は米国特許第4529428号に見られる。バツ
チ材料のシユート２４はドラム１０の側壁に近い
位置で終端しており、これによりバツチ材料はド
ラムの内側の側壁部分上に堆積される。バツチ材
料の層２５はドラムの回転に助けられてドラム１
０の内壁上に保持され、断熱ライニングとして働
く。このライニング２５の表面上のバツチ材料は
凹部内で熱に曝されて液化層２６を形成し、これ
が容器の底部に位置する中央ドレン開口へ向けて
傾斜ライニング上を流下する。出口はセラミツク
ス耐火ブツシユ２７に嵌着されることができる。
液化材料２８の流れは液化容器から開口２９を通
して自由に流れて第二段階１１へ導かれる。

第二段階は溶解のための容器と呼ばれる。何故
ならば、その１つの機能が液化容器１０から導か
れた液化材料に残留しているバツチ材料の未溶融
粒子の溶解を完遂することであるからである。こ
の点に於て液化された材料は典型的に部分溶融さ
れており、未溶融のサンド粒子及び実質的にガス
層を含んでいる。

溶融容器１１は、第一段階から導かれる液化材
料に含まれている未溶融粒子の溶解を、下流の清
澄段階から独立した位置で停滞時間を与えること
によつて、完遂する働きをなす。ソーダーライム
ーシリカ ガラスのバツチ材料は典型的には約
1150℃（2100〓）から1200℃（2200〓）の温度で
液化し、又、約1150℃（2100〓）から1320℃
（2400〓）の温度で溶融容器１１へ進入するので
あり、この温度にて残留する未溶融粒子は通常は
十分な停滞時間があれば溶解するのである。図示
した溶融容器１１は水平方向の細長い耐火容器３
０であり、これには耐火屋根３１が取り付けら
れ、その両端に入口及び出口が配備されて適切な
停滞時間を与えるようになつている。溶融容器内
での溶融材料の深さは材料の再循環を抑制するよ
うに比較的浅くなされている。

実質的な熱エネルギの付加がこの溶融段階では
不要であるが、加熱は工程を促進し、これにより
溶融容器１１の寸法の減少を可能にする。しかし
更に満足されることとして、溶融段階に於て材料
を加熱し、その温度が引き続く清澄段階のための
準備として上昇されるのが好ましい。清澄のため
に温度を最大限に高めるのは、ガラスの粘性を低
減するとともに含有されているガスの蒸気圧を高
めるために有利である。典型的には、約1520℃
（2800〓）の温度がソーダーライムーシリカ ガ
ラスを清澄するために望ましいと考えられている
が、清澄促進に真空圧を使用する場合には、製品
の品質を犠性にすることなくより低い清澄ピーク
温度を使用できる。温度を低下できる幅は真空圧
の度合による。それ故に、本発明により真空圧の
下で清澄が遂行される場合には、清澄に先立つて
ガラス温度は1480℃（2700〓）を超えない温度、
例えば好ましくは1430℃（2600〓）を超えない温
度、最適温度としては1370℃（2500〓）を超えな
い温度、迄上昇される必要がある。この程度のピ
ーク温度の低下はエネルギ節約とともに耐火容器
の寿命を十分に長くする。このようにして、溶融
容器内部に進入した液化材料は、清澄のための溶
融材料の準備として適度に加熱されることだけを
要求される。燃焼熱源を溶融段階１１に使用する
ことはできるが、この段階は電気的加熱に適して
いて、複数の電極３２が図示するように側壁を通
して水平に延在させて備えられるようになされる
のが都合良いと見出されている。電気的にガラス
を溶融するのに使用される通常の技術にて、電極
間を流れる電流に対する溶融材料自体の抵抗によ
つて熱が発生されるのである。電極３２は当業者
に良く知られている形式の炭素又はモリブデン製
とされる。

溶融段階１１から清澄段階１２へ流れる材料の
流れを制御するバルブは、ドレンチユーブ３６と
軸線方向に整合されたプランジヤー３５を有して
構成されている。プランジヤーのシヤフト３７は
溶融容器の頂壁３１を通して延在され、プランジ
ヤー３５とチユーブ３６との間の空隙のコントロ
ールを許容してこれにより清澄段階へ進入する材
料の量を変更するようになつている。バルブチユ
ーブ３６はプラチナのような耐火材で作られ、清
澄容器の上端に設けられている開口４４内にシー
ル状態で嵌着されることができる。

清澄段階１２は垂直方向の直立容器で構成され
るのが好ましく、この容器は大体円筒形をなし、
ガス密の水冷ケーシング内に張廻られて内部のセ
ラミツクス耐火ライニング４０を有している。こ
のケーシングは二重壁構造の円筒形の側壁部材４
１を有して構成され、該側壁部材は二重壁間に環
状の水通路及び円形のクーラー４２及び４３を有
している。何れの好ましい冷却構造も使用でき
る。断熱層（図示せず）をライニング４０とジヤ
ケツト４１との間に備えることができる。

溶融された材料がチユーブ３６を通つて流れ、
清澄容器内の減圧された圧力に出合うと、溶融材
料内部に含有されているガスは体積が膨張し、溶
湯本体５１の上に乗つた気泡層５０を形成する。
気泡が崩壊するとこれは溶湯本体５１に戻る。清
澄容器内部には真空圧導管５２を通して大気圧よ
り低い圧力が確保されており、この導管は容器の
上部を通して延在されている。任意ではあるが、
バーナー５３が容器内部の上部を加熱するために
備えられ得る。

清澄された溶融材料は清澄容器１２の底部から
ラチナのような耐火金属製のドレンチユーブ５５
を通してドレンされる。このドレンチユーブ５５
は耐火性の底部部分５６の表面より上へ延在する
のが好ましく、この底部部分５６内に於て堆積破
片が取り出し流れに入り込まないように取り付け
られるのである。この底部部分５６はチユーブ５
５に近接して肉圧を薄くされ、チユーブに対する
断熱効果を低減して、これによりチユーブの温度
が上昇してその内部で材料が冷却されてしまうの
を防止している。チユーブの回りに於る漏れは底
部部分５６の下側にて水冷クーラー５７によつて
防止されている。ドレンチユーブ５５からの溶融
材料の流量は、ステム５９の端部に担持されてい
る円錐形のスロツトル部材５８によつて制御され
る。このステム５９は機械的手段（図示せず）と
組合つてスロツトル部材５８の高さ、従つてスロ
ツトル部材５８とチユーブ５５との間の空隙、を
調整するようになつており、これによりこれを通
る流量をコントロールするようになつている。清
澄された材料の溶融状態の流れ６０は清澄容器の
底部から自由流下し、又、形成ステーシヨン（図
示せず）を通され、そこで所望の製品に成形され
るのである。例えば、清澄されたガラスは浮動ガ
ラス形成室を通過され、そこに於て溶融ガラスは
溶融金属のプール上を浮動してガラスの平板を形
成するのである。

様々な形状が使用できるが、清澄容器１２は円
筒形であるのが好ましい。円筒形はガス密なな容
器を構成する上で有利である。容積に対する内表
面の接触面積の比率も又、円形断面により最小で
ある。従来のオープン炉床形式の再循環清澄装置
に比較して、本発明の円筒形の真空清澄装置によ
りほんの僅かの耐火接触面積が限定されるだけで
ある。

溶融容器１２内に収容された溶融材料５１の高
さは、室内に与えられた真空圧のレベルによつて
定まる。液体の高さによる圧力ヘツドは、出口に
於る大気圧に等しいか又はより高い圧力を確立し
て、溶融材料が容器から自由流下するようになす
のに十分である。この高さは、溶融材料の比重に
応じて決り、比重はソーダーライムーシリカ ガ
ラスに関してはその温度で約2.3である。真空圧
をオフセツトするに必要な最小限度の過度の高さ
は、大気圧の変動を考慮して真空圧の変化を許容
し、出口を通る安定した流れを確保するようにな
すのが望ましい。本発明の好ましい実施例では、
実質的な過度の高さは、出口流量が真空圧では決
まらずに機械的なバルブ手段で決まるようにして
与えられる。このような構成は、処理量及び真空
圧が互いに独立して変動するのを可能にしてい
る。この代わりに、出口にポンプ装置を備えて圧
力差を克服すれば、出口に於る圧力は大気圧以下
にできる。溶融ガラスとともに使用することを意
図されるポンプの例としては、米国特許第
4083711号に記載されている。

清澄工程での真空圧の利点は次第に得られるこ
とになり、圧力を低下すればする程利益は大きく
なる。大気圧以下での圧力の小さな低下はかなり
の改善を生じるが、真空室を経済的に判断すれば
かなり低い圧力が好ましい。このようにして、大
気圧の１／２を超えない圧力がソーダーライムー
シリカ平板ガラスに於て適当な清澄の改善を得る
ために好ましい。大気圧の１／３以下の圧力で例
え容量良い結果が得られるとしてもである。
100torr以下の絶対圧（例えば20〜50torr）が
1000〜10000立方センチメートル当り約１個の気
泡である市販の浮動ガラス品質を与える。直径で
0.01ミリメートル以下の気泡は目に付かないと考
えられ、気泡の計数には含まれていない。

本発明の気泡破壊剤はチユーブ５４により清澄
容器内へ噴射されるのであり、このチユーブは真
空室の頂部空間の上部を通し、例えば図示するよ
うに頂部クーラー４２を通して延在されている。
このチユーブは水冷ジヤケツト（図示せず）を備
えて寿命の延長を図つている。水のような液体が
チユーブ５４により連続して又は間欠的に容器内
部に噴射されることができる。１つの例では、大
気圧の１／４の圧力の下で、水を生産されるガラ
スの量１トン当り約３ガロンの割合で水噴射する
ことで、ソーダーライムーシリカ ガラスの清澄
の間に気泡レベルは満足できるように制御され
た。40torrの圧力に於ては、ガラス１トン当り半
ガロンの量が満足されるものであつた。清澄容器
の頂部空間内に固体の気泡破壊剤を導入するため
に、真直ぐな、エアーゲートを備えた水冷された
チユーブが上部クーラー４２を通して備えられ
た。使用される気泡破壊剤の量は多くの因子及び
特定の場合の周囲環境によつて決まつた。発生す
る気泡量及び気泡を収容するための頂部空間容積
は考慮すべき明らかな因子である。発生する気泡
量は又、処理量、真空圧のレベル、溶融材料の温
度及びその含有ガス量、そして溶融材料内に存在
するガス発生清澄助成剤の量によつて決まる。気
泡は全体を抑制される必要はなく、むしろ許容で
きない大きな体積の気泡の集合を防止するように
最小限の量の気泡破壊剤を使用するのが好まし
い。不必要に大量の気泡破壊剤を使用すること
は、溶融材料に冷却作用を及ぼして望ましくな
い。上述した例に於る程度では、噴射水量は装置
のエネルギ効率に与える影響は大したことのない
ことが見出されている。気泡の望ましくない程大
きな体積の例としては、図示実施例にて真空圧導
管５２へ気泡が入り込むような場合である。

硫黄や弗素化合物のような溶融及び清澄の促進
剤は通常はガラスのバツチに含まれているが、ガ
ラス溶融炉からの排気ガスに望ましくないかなり
の量が放出される。これらの放出は好ましいが、
最高レベルの品質を得るためには、特に平板ガラ
ス基準を得るためには、促進剤の使用が必要と考
えられる。更に、硫黄供給源となる材料（例えば
硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム）は真空圧の下
では過度の気泡を形成することが見出されてい
る。典型的には、平板ガラスバツチは重量で1000
部のシリカ供給源となる材料（サンド）当り重量
で約５〜15部の量の硫酸ナトリウムを含んでお
り、重量で約10部が適当な清澄を保証するものと
考えるのが好ましい。しかしながら本発明により
作動されると、硫酸ナトリウムを重量で２部に制
限して、気泡の発生を制御できるレベルに維持す
ることが好ましいと見出されており、又、清澄は
損害を生じるような影響を受けないことが見出さ
れている。より好ましくは、硫酸ナトリウムは
1000部のサンドに対して１部を超えないように使
用され、１／２部が特に有利な例である。これら
の重量比は硫酸ナトリウムに関して与えられた
が、モル比によつてその他の硫黄供給源となる材
料に関して標準化できることは明らかである。清
澄促進剤の意図的な何れの添加をも省略すること
は可能であるが、鉱物のバツチ材料の或るものに
含まれている硫黄の量はしばしば与えられるべき
硫黄の量が少ない状態を生じるのである。

当業者には知られるようにその他の変形形態が
特許請求の範囲の欄に記載した本発明の範囲から
逸脱せずに得られるであろう。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の好ましい実施例により液化段
階、溶融段階及び清澄段階を含む溶融作業に於る
３つの段階を通る垂直断面図。 １０…液化段階、１１…溶融段階、１２…清澄
段階、１５…ドラム、１６…リング、１７，１８
…ホイール、２０…蓋構造体、２１…フレーム、
２３…排出開口、２４…シユート、２５…バツチ
材料層、２６…液化された層、２７…セラミツク
ス耐火ブツシユ、２８…液化された材料、２９…
開口、３０…耐火容器、３２…電極、３６…ドレ
ンチユーブ、４０…耐火ライニング、４１…側壁
部材、４２，４３…クーラー、５０…気泡層、５
１…溶湯本体、５２…真空圧導管、５３…バーナ
ー、５５…ドレンチユーブ、５７…水冷クーラ
ー、５８…スロツトル部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融状態の材料容積が容器内に保持され、該
   材料の清澄を促進するために容器内の溶融材料上
   方に大気圧以下の圧力が保持され、これにより容
   器内の溶融材料の上に気泡が存在されるようにな
   すガラス材料や同様材料を清澄する方法であつ
   て、前記気泡の崩壊を促進する物質を気泡上に配
   置することを特徴とするガラス材料の真空清澄の
   ための気泡制御方法。 ２ 気泡崩壊物質が水、アルカリ金属化合物及び
   それらの溶液で構成される群から選定される特許
   請求の範囲第１項記載のガラス材料の真空清澄の
   ための気泡制御方法。 ３ アルカリ金属化合物がナトリウム化合物であ
   る特許請求の範囲第２項記載のガラス材料の真空
   清澄のための気泡制御方法。 ４ 気泡崩壊物質が水酸化ナトリウム及び炭酸ナ
   トリウムで構成される群から選定される特許請求
   の範囲第３項記載のガラス材料の真空清澄のため
   の気泡制御方法。 ５ 容器内の圧力が大気圧の１／２を超えない圧
   力である特許請求の範囲第１項記載のガラス材料
   の真空清澄のための気泡制御方法。 ６ 前記圧力が100torrを超えない特許請求の範
   囲第１項記載のガラス材料の真空清澄のための気
   泡制御方法。 ７ 清澄される前記材料がソーダーライムーシリ
   カ ガラスであり、又、重量で1000部のシリカ供
   給源となる材料当り重量で２部を超えない量の硫
   酸ナトリウムの比率で、清澄剤として硫黄供給源
   となる材料を最初に与えられている特許請求の範
   囲第１項記載のガラス材料の真空清澄のための気
   泡制御方法。 ８ 気泡崩壊物質が気泡の上に連続的に給送され
   る特許請求の範囲第１項記載のガラス材料の真空
   清澄のための気泡制御方法。 ９ 気泡崩壊物質が気泡の上に間欠的に給送され
   る特許請求の範囲第１項記載のガラス材料の真空
   清澄のための気泡制御方法。 １０ 容器内に材料が投入される前に材料が液化
   される特許請求の範囲第１項記載のガラス材料の
   真空清澄のための気泡制御方法。 １１ 材料に硫黄含有清澄剤が意図的に含有され
   ていない特許請求の範囲第７項記載のガラス材料
   の真空清澄のための気泡制御方法。 １２ 気泡へ向けて水噴射することで気泡の崩壊
   を促進させる特許請求の範囲第１項記載のガラス
   材料の真空清澄のための気泡制御方法。 １３ 気泡崩壊物質が液体である特許請求の範囲
   第１項記載のガラス材料の真空清澄のための気泡
   制御方法。 １４ 前記液体が可燃性である特許請求の範囲第
   １３項記載のガラス材料の真空清澄のための気泡
   制御方法。