KR101271801B1 - 감압 탈포 장치, 유리 제품의 제조 장치, 및 유리 제품의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

용융 유리 유로에서의 용융 유리류의 체류, 국소적인 용융 유리류의 유속의 증가, 및 용융 유리류의 압손의 과대한 증가 등의 문제를 발생시키지 않고, 200 톤/일 이상의 처리 능력을 달성할 수 있는 감압 탈포 장치의 제공. 감압 탈포조, 그리고 상기 감압 탈포조와 접속되는 상승관 및 하강관을 갖는 감압 탈포 장치로서, 상기 감압 탈포조가, 그 감압 탈포조에 있어서의 용융 유리의 유로를 이루는 광폭 부위를 갖고, 그 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 폭 (W1) 과, 길이 (L1) 의 비 (W1/L1) 가 0.2 이상이고, 상기 감압 탈포조 중, 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 폭 (W2), 및 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 폭 (W3) 이, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 폭 (W1) 보다 좁고, 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 바닥부, 및 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 바닥부가, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 바닥부보다 낮은 위치에 있는 것을 특징으로 하는 감압 탈포 장치.

Description

감압 탈포 장치, 유리 제품의 제조 장치, 및 유리 제품의 제조 방법{VACUUM DEFOAMING EQUIPMENT, EQUIPMENT FOR PRODUCING GLASS PRODUCT, AND METHOD FOR PRODUCING GLASS PRODUCT}
본 발명은 감압 탈포 장치, 유리 제품의 제조 장치, 및 유리 제품의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 성형된 유리 제품의 품질을 향상시키기 위해, 용해조에서 원료를 용해시킨 용융 유리를 성형 장치에서 성형하기 전에 용융 유리 내에 발생한 기포를 제거할 목적에서 감압 탈포 장치가 사용되고 있다.
감압 탈포 장치는, 내부가 소정의 감압도로 유지된 감압 탈포조 안으로 용융 유리를 통과시킴으로써, 용융 유리 내에 함유되는 기포를 비교적 단시간에 성장시키고, 크게 성장한 기포의 부력을 이용하여 용융 유리 안을 부상시켜, 용융 유리의 표면에서 기포를 파포시킴으로써, 효율적으로 용융 유리 표면으로부터 기포를 제거하는 것이다.
유리 제조량의 증가, 유리 제조 비용의 삭감 등의 관점에서 유리 제조 설비의 대형화가 요구되고 있고, 감압 탈포 장치에 대해서도 탈포 처리량의 증가, 즉 감압 탈포 장치에 있어서의 용융 유리류(流)의 대유량화가 요구되고 있다.
용융 유리류의 대유량화를 도모하여 원하는 감압 탈포 처리를 실시하려면, 각종의 요인 변동 (예를 들어, 탈포 처리를 실시하는 용융 유리류의 유량의 변동이나, 용해로 내의 용융 유리의 온도 저하에 의해 발생하는 용융 유리 내에 용존하는 가스 성분의 농도의 변동이나, 감압된 감압 탈포조의 압력의 변동 등의 각종 요인의 변동) 을 고려하여, 용융 유리에 발생하는 기포를 원하는 범위 내에서 감압 탈포할 수 있도록, 감압 탈포조 내의 용융 유리의 액 표면을 상부 공간과 넓은 범위에서 접촉시킬 필요가 있다. 그리고, 용융 유리의 액 표면을 상부 공간과 넓게 접촉시키려면, 감압 탈포조의 바닥 면적을 넓혀야 한다.
감압 탈포조의 바닥 면적을 넓히려면, 감압 탈포조에 있어서의 용융 유리 유로를 길이 방향으로 길게 하거나, 또는 그 용융 유리 유로의 가로폭을 넓히면 된다. 그러나, 길이 방향으로 긴 종래의 감압 탈포조의 용융 유리 유로를 더욱 길게 하면, 유로를 형성하는 부재의 길이 방향의 열 팽창을 더욱 크게 하여 유로 파손의 원인이 되어 수명을 단축시킨다. 또, 유로 전체가 길어지기 때문에, 감압 탈포조를 소정의 감압도가 되는 높이로 유지하는 설비도 대형화된다. 이 때문에, 용융 유리 유로를 길이 방향으로 늘리는 것보다도, 그 용융 유리 유로의 가로폭을 넓히는 편이 바람직하다. 본 출원인은, 특허문헌 1 에서 대형화하기 위해 용융 유리 유로의 가로폭을 넓힌 감압 탈포 장치를 제안하고 있다.
특허문헌 1 은 감압 탈포 장치의 용융 유리 유로의 가로폭을 일정하게 넓힌 경우의 문제점으로서, 이하의 2 가지 점을 들고 있다.
첫째로, 그 용융 유리 유로의 하류측에서 용융 유리류의 유속이 국소적으로 저하되는 부분이 생길 것으로 예상된다. 이러한 경우, 유하 속도가 저하되는 국소적 부분의 용융 유리류는, 다른 부분의 용융 유리류에 비해 감압 탈포조 내에 긴 시간 체재하기 때문에, 그 동안에 경원소, 예를 들어 나트륨 (Na) 등을 증발시켜 용융 유리의 조성이 국소적으로 변화하게 된다. 그 결과, 최종 제품이 된 판유리 등에는 굴절률이 부분적으로 상이하여 투시 이미지를 일그러지게 하는 이른바 림의 악화로 이어져, 품질의 열화에 이른다는 문제가 발생한다.
둘째로, 그 용융 유리 유로의 가로폭 방향으로 줄눈이 존재하지 않는 일체물의 치밀질 내화물제 벽돌, 요컨대 가로폭이 1 m 나 되는 치밀질 내화물제 벽돌을 만들기 곤란하기 때문에, 그 용융 유리 유로의 가로폭 방향으로 복수의 치밀질 내화물제 벽돌을 조합해야 한다. 이 때문에, 감압 탈포조의 유로를 형성하는 천장부나 바닥부나 양 측벽부에 줄눈이 불가피적으로 존재한다. 이와 같은 줄눈 중, 특히 천장부나 바닥부가 양 측벽부와 접속되는 부분의 줄눈은, 열 상승 중 및 사용시에 생기는 치밀질 내화물제 벽돌의 열 팽창에 의해 용이하게 생길 것으로 예상된다. 줄눈이 일단 생기면, 생긴 줄눈은 용융 유리에 의한 침식이 격렬해짐과 함께, 생긴 줄눈으로부터 기포가 격렬하게 발생하여 용융 유리 내에 혼입된다. 게다가, 이 기포는 감압 탈포 처리에 의해 감압 탈포될 정도의 크기로 성장하지 않기 때문에, 용융 유리 내에 기포를 다수 혼입시킨 채, 아주 작은 자갈과 함께 감압 탈포조로부터 도출된다. 그 결과, 유리 제품으로서의 품질을 열화시킨다는 문제가 발생한다.
특허문헌 1 에 기재된 감압 탈포 장치에서는, 상기 서술한 제 1 문제점을 해결하기 위해, 진공 흡인되어 내부가 감압되는 감압 하우징과, 이 감압 하우징 내에 형성되고, 용융 유리를 유하(流下)시켜 감압 탈포를 실시하는 감압 탈포조와, 이 감압 탈포조에 연통되어 형성되고, 감압 탈포 전의 용융 유리를 흡인 상승시켜 상기 감압 탈포조에 도입하는 상승관과, 상기 감압 탈포조에 연통되어 형성되고, 감압 탈포된 용융 유리를 상기 감압 탈포조로부터 하강시켜 도출하는 하강관을 구비하고, 상기 감압 탈포조는, 감압 탈포된 용융 유리를 상기 하강관으로 하강시키는 하류부의 유로의 내폭을, 상기 상승관으로부터 용융 유리를 도입하는 상류부의 유로의 내폭에 비해 좁아지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 용융 유리의 감압 탈포 장치를 제공하고 있다.
또, 상기 서술한 두 번째 문제점을 해결하기 위해, 진공 흡인되어 내부가 감압되는 감압 하우징과, 이 감압 하우징 내에 치밀질 내화물제 벽돌을 짜서 형성되고, 용융 유리를 유하시켜 감압 탈포를 실시하는 감압 탈포조와, 이 감압 탈포조에 연통되어 형성되고, 감압 탈포 전의 용융 유리를 흡인 상승시켜 상기 감압 탈포조에 도입하는 상승관과, 상기 감압 탈포조에 연통되어 형성되고, 감압 탈포 후의 용융 유리를 상기 감압 탈포조로부터 하강시켜 도출하는 하강관을 구비하는 용융 유리의 감압 탈포 장치로서, 상기 감압 탈포조는, 직사각형 단면 형상의 유로를 형성하기 위한, 상기 치밀질 내화물제 벽돌을 짜서 구성되는 천장부, 바닥부 및 양 측벽부를 갖고, 상기 양 측벽부와 접속되는 상기 천장부 및 상기 바닥부의 상기 치밀질 내화물제 벽돌은, 상기 양 측벽부의 상기 치밀질 내화물제 벽돌을 짜 넣기 위한 절결부를 갖고, 상기 감압 탈포조의 상기 양 측벽부의 외측에, 상기 양 측벽부의 치밀질 내화물제 벽돌을 외측으로부터 고정시키는 고정 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 용융 유리의 감압 탈포 장치를 제공하고 있다.
일본 공개특허공보 2000-178029호
특허문헌 1 에 기재된 감압 탈포 장치에서는, 용융 유리 유로의 하류측에서 용융 유리류의 유속이 국소적으로 저하되는 것을 방지하기 위해, 즉 용융 유리류가 체류하는 것을 방지하기 위해, 감압 탈포조 중, 용융 유리를 하강관으로 하강시키는 하류부의 유로의 내폭을, 상승관으로부터 용융 유리를 도입하는 상류부의 유로의 내폭에 비해 좁아지도록 구성하고 있는데, 용융 유리류의 체류가 생기는 것은, 특허문헌 1 의 도 2 로부터 명백한 바와 같이, 가로폭을 넓힌 감압 탈포조의 용융 유리 유로에 비해 하강관의 직경이 작기 때문이다. 따라서, 용융 유리류의 체류 방지라는 관점에서 봤을 경우, 상승관으로부터 용융 유리를 도입하는 상류부의 유로의 내폭도 좁게 하는 것이 바람직하다. 즉, 감압 탈포조의 용융 유리 유로 중, 상승관으로부터 용융 유리를 도입하는 상류부의 유로의 내폭, 및 용융 유리를 하강관으로 하강시키는 하류부의 유로의 내폭을 용융 유리 유로의 다른 부위, 즉 용융 유리 유로의 중간 부분의 내폭에 비해 좁게 하는 것이 바람직하다.
단, 용융 유리 유로의 내폭을 국소적으로 좁게 하면, 그 부분을 흐르는 용융 유리류의 유속이 증가한다. 특허문헌 1 의 단락 [0039] 에 기재되어 있는 처리 능력 20 톤/일 정도의 감압 탈포 장치에서는, 용융 유리류는 단순히 직선적으로 흐르는 경향이 있어, 국소적인 용융 유리류의 유속의 증가가 문제가 되는 경우는 없지만, 처리 능력 200 톤/일 이상의 대형의 감압 탈포 장치로 했을 경우, 국소적인 용융 유리류의 유속의 증가가 문제가 되는 것을 본 발명자들은 본 발명시에 알아냈다.
대형의 감압 탈포 장치를 제조하는 경우, 특허문헌 1 에도 기재되어 있는 바와 같이, 감압 탈포조의 구성 재료에는 치밀질 내화물 노재 (爐材), 특히 전주 (電鑄) 내화물 노재가 사용된다. 이들 재료는 내열성, 용융 유리에 대한 내성 등이 우수하여, 감압 탈포조의 구성 재료로서 우수하지만, 감압 탈포조 중 용융 유리와 접하는 부위는, 감압 탈포 장치를 사용하는 과정에서 용융 유리에 의한 침식을 받는다. 특허문헌 1 의 단락 [0039] 에 기재되어 있는 처리 능력 20 톤/일 정도의 감압 탈포 장치에서는, 용융 유리류의 유속이 국소적으로 증가하는 부위가 있었다 하더라도, 용융 유리에 의한 침식은 문제가 되지 않았지만, 처리 능력 200 톤/일 이상의 대형의 감압 탈포 장치로 했을 경우, 용융 유리류의 유속이 국소적으로 증가하는 부위에서의 용융 유리에 의한 침식을 무시할 수 없다는 것이 본 발명시에 명백해졌다.
또, 용융 유리 유로의 내폭을 국소적으로 좁게 하면, 감압 탈포조를 통과하는 용융 유리류의 압손 (壓損) (유동 저항) 이 증가할 가능성이 있다. 특허문헌 1 에는 기재되어 있지 않지만, 길이 방향으로 긴 종래의 감압 탈포조의 유로를 더욱 길게 하면, 그 용융 유리 유로를 용융 유리류가 통과할 때의 압손 (유동 저항) 이 문제가 된다. 또, 특허문헌 1 의 단락 [0039] 에 기재되어 있는 처리 능력 20 톤/일 정도의 감압 탈포 장치에서는, 감압 탈포조를 통과하는 용융 유리류의 압손의 증가는 문제가 되지 않았지만, 처리 능력 200 톤/일 이상의 대형의 감압 탈포 장치로 했을 경우, 용융 유리 유로의 내폭을 국소적으로 좁게 함으로써 용융 유리류의 압손이 과대하게 증가하여, 감압 탈포 장치에 있어서 치명적인 문제가 된다는 것을 본 발명자들은 본 발명시에 알아냈다.
본 발명은 상기한 종래 기술에 대해 이번에 새롭게 알아낸 문제점을 해결하기 위해, 용융 유리 유로에서의 용융 유리류의 체류, 국소적인 용융 유리류의 유속의 증가, 및 용융 유리류의 압손의 과대한 증가 등의 문제를 발생시키지 않고, 200 톤/일 이상의 처리 능력을 달성할 수 있는 감압 탈포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 감압 탈포조, 그리고 상기 감압 탈포조와 접속되는 상승관 및 하강관을 갖는 감압 탈포 장치로서,
상기 감압 탈포조가, 그 감압 탈포조에 있어서의 용융 유리의 유로를 이루는 광폭 부위를 갖고, 그 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 폭 (W1) 과, 길이 (L1) 의 비 (W1/L1) 가 0.2 이상이고,
상기 감압 탈포조 중, 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 폭 (W2), 및 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 폭 (W3) 이, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 폭 (W1) 보다 좁고, 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 바닥부, 및 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 바닥부가, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 바닥부보다 낮은 위치에 있는 것을 특징으로 하는 감압 탈포 장치를 제공한다.
본 발명의 감압 탈포 장치에 있어서, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 폭 (W1) 이 1000 ㎜ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 감압 탈포 장치에 있어서, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 길이 (L1) 가 5000 ㎜ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 감압 탈포 장치에 있어서, 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 바닥부, 및 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 바닥부가, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 바닥부보다 각각 50 ∼ 1000 ㎜ 낮은 위치에 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 감압 탈포 장치에 있어서, 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 폭 (W2), 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 폭 (W3), 상기 상승관의 내경 (r2 ; 직경), 및 상기 하강관의 내경 (r3 : 직경) 이, 하기 식에 나타내는 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
1 × r2
Figure 112010062777611-pct00001
W2
Figure 112010062777611-pct00002
5 × r2
1 × r3
Figure 112010062777611-pct00003
W3
Figure 112010062777611-pct00004
5 × r3
본 발명의 감압 탈포 장치에 있어서, 용융 유리의 액면을 상정한 수평면을 기준으로 하여, 상기 수평면 아래의 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 단면적 (S1), 상기 수평면 아래의 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 단면적 (S2), 및 상기 수평면 아래의 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 단면적 (S3) 이, 하기 식에 나타내는 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
1.0
Figure 112010062777611-pct00005
S1/S2
Figure 112010062777611-pct00006
10.0
1.0
Figure 112010062777611-pct00007
S1/S3
Figure 112010062777611-pct00008
10.0
본 발명의 감압 탈포 장치에 있어서, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 폭 (W1) (㎜), 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 길이 (L1) (㎜), 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 길이 (L2) (㎜), 및 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 길이 (L3) (㎜) 가, 하기 식에 나타내는 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
0.5 × W1
Figure 112010062777611-pct00009
L2
Figure 112010062777611-pct00010
2 × L1
0.5 × W1
Figure 112010062777611-pct00011
L3
Figure 112010062777611-pct00012
2 × L1
본 발명은 상기한 감압 탈포 장치와, 그 감압 탈포 장치보다 상류측에 형성된 유리 원료를 용해시켜 용융 유리를 제조하는 용해 수단과, 그 감압 탈포 장치보다 하류측에 형성된 용융 유리를 성형하는 성형 수단과, 성형 후의 유리를 서냉시키는 서냉 수단을 구비한 유리 제품의 제조 장치를 제공한다.
본 발명은 상기한 감압 탈포 장치에 의해 용융 유리를 탈포 처리하는 공정과, 그 감압 탈포 장치보다 상류측에서 유리 원료를 용해시켜 용융 유리를 제조하는 용해 공정과, 그 감압 탈포 장치보다 하류측에서 용융 유리를 성형하는 성형 공정과, 성형 후의 유리를 서냉시키는 서냉 공정을 포함하는 유리 제품의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 유리 원료를 용해시켜 용융 유리를 제조하는 용해 공정과, 그 용융 유리를 감압 탈포조 그리고 상기 감압 탈포조와 접속되는 상승관 및 하강관을 갖는 감압 탈포 장치에 의해 탈포 처리하는 공정과, 그 탈포 처리 후의 용융 유리를 성형하는 성형 공정과, 성형 후의 유리를 서냉시키는 서냉 공정을 포함하는 유리 제품의 제조 방법으로서,
상기 감압 탈포조를 흐르는 용융 유리가 광폭 부위를 갖고, 그 광폭 부위에 있어서의 용융 유리류의 폭 (w1) 과, 길이 (l1) 의 비 (w1/l1) 가 0.2 이상이고,
상기 감압 탈포조를 흐르는 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리류의 폭 (w2), 및 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리류의 폭 (w3) 이, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리류의 폭 (w1) 보다 좁고, 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리류의 깊이 (h2), 및 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리류의 깊이 (h3) 가, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리류의 깊이 (h1) 보다 깊은 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 용융 유리 유로에서의 용융 유리류의 체류, 국소적인 용융 유리류의 유속의 증가, 및 용융 유리류의 압손의 과대한 증가 등의 문제를 발생시키지 않고, 200 톤/일 이상의 처리 능력을 달성할 수 있는 감압 탈포 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 감압 탈포 장치의 일 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 2 는 도 1 에 나타내는 감압 탈포조 (2) 의 평면도이다. 단, 감압 탈포조 (2) 의 내부 구조가 보이도록, 감압 탈포조 (2) 상부의 벽면이 생략되어 있다.
도 3 은 본 발명의 감압 탈포 장치에 있어서의 감압 탈포조의 다른 형태를 나타낸 평면도이다. 감압 탈포조의 평면 형상이 도 2 와는 상이하다.
도 4 는 본 발명의 유리 제품의 제조 방법의 일 실시형태의 흐름도이다.
발명을 실시하기 위한 형태
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 도 1 은 본 발명의 감압 탈포 장치의 일 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 1 에 나타내는 감압 탈포 장치 (1) 는, 용해조 (도시 생략) 로부터 공급되는 용융 유리를 감압 탈포하여, 다음 처리 장치 (도시되어 있지 않지만, 성형 장치, 계속해서 서냉 장치 등) 로 연속적으로 공급하는 프로세스에 사용되는 것이다.
감압 탈포 장치 (1) 는, 그 내부에 용융 유리 (G) 의 유로가 형성된 감압 탈포조 (2) 를 갖는다. 그 내부가 대기압 미만의 감압 상태로 유지된 감압 탈포조 (2) 에 용융 유리 (G) 를 통과시킴으로써 용융 유리의 감압 탈포가 이루어진다. 도 1 에서 감압 탈포조 (2) 중의 수평선 (x) 은, 용융 유리 (G) 의 액면을 나타냄과 동시에, 감압 탈포조 (2) 와의 관계에서는 용융 유리의 액면을 상정한 경우의 수평면을 나타낸다.
또한, 도시되어 있지 않지만, 감압 탈포조 (2) 는, 통상적으로 감압 하우징 내에 수용되어 있고, 감압 하우징을 감압 흡인함으로써, 감압 탈포조 (2) 내부의 기압을 대기압 미만의 감압 상태로 유지한다. 한편, 감압 탈포조 (2) 가 감압 하우징 내에 수용되어 있지 않은 경우, 감압 탈포조 (2) 의 용융 유리 (G) 의 상부 공간을 감압 펌프 등을 사용하여 감압 흡인함으로써 감압 탈포조 (2) 내부의 기압을 대기압 미만의 감압 상태로 유지한다.
감압 탈포조 (2) 에는 상승관 (3) 및 하강관 (4) 이 접속되어 있다. 상승관 (3) 은, 탈포 처리 전의 용융 유리 (G) 를 흡인 상승시켜 그 감압 탈포조 (2) 에 도입하는 용융 유리 (G) 의 도입 수단으로서, 그 하단부는 상류측의 도관 구조 (10) 와 접속되어 있다. 한편, 하강관 (4) 은, 탈포 처리 후의 용융 유리 (G) 를 그 감압 탈포조 (2) 로부터 하강시켜 도출하는 용융 유리 (G) 의 도출 수단으로서, 그 하단부는 하류측의 도관 구조 (20) 와 접속되어 있다.
도 2 는 도 1 에 나타내는 감압 탈포조 (2) 의 평면도이다. 단, 감압 탈포조 (2) 의 내부 구조가 보이도록, 감압 탈포조 (2) 상부의 벽면, 감압 하우징 등이 생략되어 있다.
본 발명의 감압 탈포 장치는, 200 톤/일 이상의 처리 능력을 달성하기 위해 감압 탈포조 (2) 가 광폭 부위 (21) 를 갖고 있다. 그 광폭 부위 (21) 는, 그 감압 탈포조 (2) 에 있어서의 용융 유리 (G) 의 유로를 이룬다. 본 명세서에서 감압 탈포조에 있어서의 광폭 부위란, 감압 탈포조의 용융 유리 유로 중, 다른 부위보다 폭이 크게 된 부위를 가리킨다.
본 발명의 감압 탈포 장치 (1) 에서는, 그 광폭 부위 (21) 의 용융 유리 (G) 의 유로의 폭 (W1) 과, 길이 (L1) 의 비 (W1/L1) 가 0.2 이상이다. 광폭 부위 (21) 의 W1/L1 을 0.2 이상으로 함으로써, 길이 방향의 열 팽창의 증대에 의한 용융 유리 유로의 파손이나 용융 유리류의 압손의 과대한 증가 등의 문제를 발생시키지 않고 200 톤/일 이상의 처리 능력을 달성할 수 있다. 또, 광폭 부위 (21) 의 W1/L1 을 0.2 이상으로 함으로써, 200 톤/일 이상의 처리 능력을 달성하는 대형의 감압 탈포 장치임에도 불구하고 그 치수를 최소한으로 억제할 수 있다.
W1/L1 은 0.25 이상인 것이 바람직하고, 0.3 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.35 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 통상적으로 W1/L1 은 바람직하게는 4 이하, 보다 바람직하게는 2.5 이하, 더욱 바람직하게는 1.3 이하이다.
광폭 부위 (21) 의 용융 유리 유로의 폭 (W1) 이 1000 ㎜ 이상인 것이 200 톤/일 이상의 처리 능력을 달성하는 데에 있어서 바람직하다.
W1 은 2000 ㎜ 이상인 것이 보다 바람직하고, W1 은 3000 ㎜ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
따라서, 광폭 부위 (21) 의 용융 유리 유로의 길이 (L1) 는 5000 ㎜ 이상인 것이 200 톤/일 이상의 처리 능력을 달성하는 데에 있어서 바람직하다.
L1 은 6000 ㎜ 이상인 것이 보다 바람직하고, L1 은 7000 ㎜ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 조업성의 면을 고려하면, W1 의 상한으로는 10000 ㎜, L1 의 상한으로서 15000 ㎜ 가 바람직하다.
감압 탈포조 (2) 에 있어서의 용융 유리 (G) 의 유로 상의 천장부는 수평인 경우와 용융 유리의 흐름의 폭 방향으로 아치 형상인 경우가 있는데, 광폭 부위 (21) 의 바닥에서부터 천장의 최대 높이 (H1) 는 500 ∼ 5000 ㎜ 인 것이 바람직하다. 감압 탈포조 (2) 에 있어서의 용융 유리 (G) 의 유로 상의 천장부가 수평인 것으로 가정하면, 광폭 부위 (21) 의 바닥에서부터 천장까지의 높이 (H1) 는 500 ∼ 5000 ㎜ 인 것이 바람직하다. 용융 유리의 액면을 상정한 수평면에서부터 광폭 부위 (21) 의 바닥부까지의 깊이를 h1 로 하면, 당해 수평면에서부터 천장부까지의 높이는, H1 에서 h1 을 뺀 값이 된다.
H1 이 500 ㎜ 미만이면 h1 을 적절한 깊이로 조정하는 것이 곤란해질 우려가 생기거나 탈포 공간이 좁아져 탈포의 효율이 저하될 우려가 생긴다. 한편, H1 이 5000 ㎜ 초과이면 감압 탈포조를 구축하기 어려워지는 등의 우려가 생긴다. H1 은 500 ∼ 2000 ㎜ 인 것이 보다 바람직하고, H1 은 700 ∼ 1500 ㎜ 인 것이 더욱 바람직하다.
용융 유리의 액면을 상정한 수평면에서부터 광폭 부위 (21) 의 바닥부까지의 깊이 (h1 : 감압 탈포조 (2) 에 용융 유리 (G) 가 흐르고 있는 경우의 광폭 부위 (21) 에 있어서의 용융 유리류의 깊이와 동일) 는 100 ∼ 1000 ㎜ 인 것이 바람직하다. h1 은 h1 ＜ H1 이고 또한 어느 정도의 탈포 공간이 확보되는 한, 실질적으로 H1 의 값으로 제약되는 경우는 없다.
h1 이 100 ㎜ 미만이면, 광폭 부위 (21) 의 용융 유리 유로의 바닥면이 용융 유리에 의한 침식을 받을 우려가 있다. 또, 광폭 부위 (21) 를 용융 유리류가 통과할 때의 압손이 문제가 될 우려가 있다. 한편, h1 이 1000 ㎜ 초과이면, 용융 유리 유로의 바닥면 부근에 존재하는 기포가 부상하기 곤란해져, 감압 탈포의 효과가 저하될 우려가 있다.
h1 은 200 ∼ 900 ㎜ 인 것이 보다 바람직하고, 300 ∼ 800 ㎜ 인 것이 더욱 바람직하며, 400 ∼ 700 ㎜ 인 것이 더욱더 바람직하다. 또한, 탈포 공간의 높이인 상기 수평면에서부터 천장부까지의 높이 (H1 - h1) 는 100 ㎜ 이상이 바람직하고, 200 ㎜ 이상이 보다 바람직하다.
상승관 (3) 은, 그 광폭 부위 (21) 보다 상류측에서 감압 탈포조 (2) 와 접속되어 있다. 하강관 (4) 은, 그 광폭 부위 (21) 보다 하류측에서 감압 탈포조 (2) 와 접속되어 있다. 이하, 본 명세서에서 상승관 (3) 과 접속되는 감압 탈포조 (2) 의 부위를 상승관 접속 부위 (22) 라고 하고, 하강관 (4) 과 접속되는 감압 탈포조 (2) 의 부위를 하강관 접속 부위 (23) 라고 한다.
상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 는, 용융 유리 (G) 의 유로의 폭 (W2, W3) (㎜) 이, 광폭 부위 (21) 의 용융 유리 유로의 폭 (W1) 보다 폭이 좁은 협폭 부위로 되어 있다. 이와 같은 구조로 함으로써, 감압 탈포조 (2) 의 용융 유리 유로가 광폭임에도 불구하고, 용융 유리류의 체류, 보다 구체적으로는 용융 유리 유로의 상류측 및 하류측에서의 용융 유리류의 체류가 방지된다.
단, 특허문헌 1 에 기재된 감압 탈포 장치의 문제점으로서 상기 서술한 바와 같이, 200 톤/일 이상의 처리 능력을 달성하는 대형의 감압 탈포 장치에 있어서, 감압 탈포조의 용융 유리 유로를 국소적으로 좁게 하면, 허용할 수 없는 여러 가지 문제가 발생한다.
즉, 감압 탈포조의 용융 유리 유로를 국소적으로 좁게 하면, 국소적인 용융 유리류의 유속의 증가가 일어나기 쉽고, 그것이 발생하는 영역의 크기가 종래의 장치에 비해 매우 커지기 쉬워지기 때문에, 용융 유리와 접하는 감압 탈포조 부위의 침식이 더욱더 문제가 될 가능성이 있다.
또, 감압 탈포조의 용융 유리 유로를 국소적으로 좁게 하면, 용융 유리류의 압손의 과대한 증가가 일어나, 감압 탈포 장치에 있어서 치명적인 문제가 될 가능성이 있다.
본 발명의 감압 탈포 장치에서는, 이들 문제점을 방지하기 위해, 상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리 유로의 바닥부가, 광폭 부위 (21) 에 있어서의 용융 유리 유로의 바닥부보다 낮은 위치에 있다. 즉, 협폭 부위인 상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 는, 용융 유리 유로의 바닥부가 광폭 부위 (21) 보다 낮은 위치에 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 광폭 부위 (21) 의 용융 유리 유로의 단면적 (후술하는 정의를 참조) 과, 협폭 부위인 상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리 유로의 단면적 (후술하는 정의를 참조) 의 차가 작아진다. 이것은 실질적으로는 광폭 부위 (21) 의 용융 유리류의 단면적과, 협폭 부위인 상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리류의 단면적의 차를 작게 하는 것을 의도한다. 이 결과, 상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리 유로가 국소적으로 좁게 되어 있음에도 불구하고, 국소적인 용융 유리류의 유속의 증가가 억제되어, 용융 유리와 접하는 감압 탈포조 부위의 침식의 우려가 적어진다. 또, 상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리 유로가 국소적으로 좁게 되어 있음에도 불구하고, 용융 유리류의 압손의 과대한 증가가 억제된다.
상승관 접속 부위 (22) 의 용융 유리 유로의 바닥부, 및 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리 유로의 바닥부는, 광폭 부위 (21) 에 있어서의 용융 유리 유로의 바닥부보다 각각 50 ∼ 1000 ㎜ 낮은 위치에 있는 것이 바람직하다. 즉, 용융 유리의 액면을 상정한 수평면에서부터 상승관 접속 부위 (22) 의 용융 유리 유로의 바닥부까지의 깊이 (감압 탈포조 (2) 에 용융 유리 (G) 가 흐르고 있는 경우의 상승관 접속 부위 (22) 에 있어서의 용융 유리류의 깊이와 동일) 를 h2, 용융 유리의 액면을 상정한 수평면에서부터 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리 유로의 바닥부까지의 깊이 (감압 탈포조 (2) 에 용융 유리 (G) 가 흐르고 있는 경우의 하강관 접속 부위 (23) 에 있어서의 용융 유리류의 깊이와 동일) 를 h3 으로 하면, (h2 - h1) 과 (h3 - h1) 은 각각 50 ∼ 1000 ㎜ 의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 이들 높이의 차는 각각 50 ∼ 400 ㎜ 의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다. 이들 높이의 차는 각각 50 ∼ 200 ㎜ 의 범위 내에 있는 것이 더욱 바람직하다.
상기 감압 탈포조 (2) 중의 각 위치에 있어서의 용융 유리 유로의 단면적이란, 각 부위에 있어서의 감압 탈포조 (2) 의 용융 유리 (G) 의 흐름 방향과 직각 방향의 단면 중, 용융 유리의 액면을 상정한 수평면보다 아래 단면의 면적을 말한다. 도 1, 도 2 에서는, 광폭 부위 (21) 에 있어서의 용융 유리 유로의 단면적이란 W1 × h1 로 나타내는 면적이다. 감압 탈포조 (2) 에 용융 유리 (G) 가 흐르고 있는 경우, 이 단면적은 광폭 부위 (21) 에 있어서의 용융 유리류의 단면적과 동일하다. 마찬가지로, 상승관 접속 부위 (22) 에 있어서의 용융 유리 유로의 단면적은 W2 × h2 로 나타내는 면적이고, 하강관 접속 부위 (23) 에 있어서의 용융 유리 유로의 단면적은 W3 × h3 으로 나타내는 면적이다.
상기 서술한 바와 같이, 본 발명의 감압 탈포 장치 (1) 에 있어서, 상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 에서 용융 유리 유로의 폭 (W2, W3) 을 좁은 협폭 부위로 하는 것은, 용융 유리 유로의 상류측 및 하류측에서의 용융 유리류의 체류를 방지하기 위해서이다.
따라서, 상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 에서는, 용융 유리 유로의 폭 (W2, W3) 과, 상승관 (3) 및 하강관 (4) 의 내경 (r2, r3) 의 차가 작게 되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상승관 접속 부위 (22) 의 용융 유리 유로의 폭 (W2) 및 상승관 (3) 의 내경 (r2 : 직경) 이 하기 식 (1) 에 나타내는 관계를 만족하는 것이 바람직하고, 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리 유로의 폭 (W3) 및 하강관 (4) 의 내경 (r3 : 직경) 이 하기 식 (2) 에 나타내는 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
1 × r2
Figure 112010062777611-pct00013
W2
Figure 112010062777611-pct00014
5 × r2 (1)
1 × r3
Figure 112010062777611-pct00015
W3
Figure 112010062777611-pct00016
5 × r3 (2)
여기에서, W2 는 상승관 접속 부위 (22) 중 상승관 (3) 의 중심축이 통과하는 부위에서의 용융 유리 유로의 폭이고, W3 은 하강관 접속 부위 (23) 중 하강관 (4) 의 중심축이 통과하는 부위에서의 용융 유리 유로의 폭이다.
상기 식 (1), (2) 에 나타내는 관계를 만족하고 있으면, 용융 유리 유로의 폭 (W2, W3) 과, 상승관 (3) 및 하강관 (4) 의 내경 (r2, r3) 의 차가 작기 때문에, 용융 유리 유로의 상류측 및 하류측에서 용융 유리류의 체류가 일어나는 경우가 없다.
상승관 접속 부위 (22) 의 용융 유리 유로의 폭 (W2) 및 상승관 (3) 의 내경 (r2) 이 하기 식 (3), 바람직하게는 하기 식 (31) 에 나타내는 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하고, 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리 유로의 폭 (W3) 및 하강관 (4) 의 내경 (r3) 이 하기 식 (4), 바람직하게는 하기 식 (41) 에 나타내는 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다.
1 × r2
Figure 112010062777611-pct00017
W2
Figure 112010062777611-pct00018
3 × r2 (3)
1 × r3
Figure 112010062777611-pct00019
W3
Figure 112010062777611-pct00020
2 × r3 (4)
1.25 × r2
Figure 112010062777611-pct00021
W2
Figure 112010062777611-pct00022
3 × r2 (31)
1.5 × r3
Figure 112010062777611-pct00023
W3
Figure 112010062777611-pct00024
2 × r3 (41)
상승관 (3) 및 하강관 (4) 의 내경 (r2, r3) 은, 감압 탈포 장치의 규모에 따라서도 상이하지만, 처리 능력 200 톤/일 이상의 감압 탈포 장치의 경우, 통상은 100 ∼ 1000 ㎜ 이고, 바람직하게는 200 ∼ 800 ㎜ 이고, 보다 바람직하게는 300 ∼ 700 ㎜ 이며, 더욱 바람직하게는 400 ∼ 600 ㎜ 이다.
따라서, 상승관 접속 부위 (22) 의 용융 유리 유로의 폭 (W2), 및 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리 유로의 폭 (W3) 은 각각 100 ∼ 5000 ㎜ 인 것이 바람직하고, 125 ∼ 3000 ㎜ 인 것이 보다 바람직하며, 150 ∼ 2000 ㎜ 인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 도 2 에서는 상승관 (3) 및 하강관 (4) 의 단면 형상이 원형이지만, 감압 탈포 장치에 사용되는 상승관, 하강관의 단면 형상은 이것에 한정되지 않고, 단면 형상이 타원 형상인 경우나 직사각형 형상과 같은 다각형 형상인 경우도 있다. 이와 같은 경우, 상승관 (3) 및 하강관 (4) 의 내경 중 최대 직경을 상기 식 (1) ∼ (4) 에 있어서의 r2, r3 으로 한다. 예를 들어, 상승관 (3) 및 하강관 (4) 의 개구부의 형상이 타원 형상인 경우, 타원 형상의 장경을 r2, r3 으로 한다.
상기 서술한 바와 같이, 본 발명의 감압 탈포 장치에 있어서, 협폭 부위인 상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리 유로의 바닥부를 광폭 부위 (21) 의 용융 유리 유로의 바닥부보다 낮은 위치로 하는 것은, 광폭 부위 (21) 의 용융 유리 유로의 단면적과, 협폭 부위인 상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리 유로의 단면적의 차를 작게 하기 위해서이다. 따라서, 상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리 유로의 바닥부의 위치는, 단순히 광폭 부위 (21) 의 용융 유리 유로의 바닥부의 위치와의 관계로 설정하는 것이 아니라, 광폭 부위 (21) 의 용융 유리 유로의 단면적과, 협폭 부위인 상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리 유로의 단면적의 차, 실질적으로는 광폭 부위 (21) 의 용융 유리류의 단면적과, 협폭 부위인 상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리류의 단면적의 차가 작아지도록 설정할 필요가 있다. 구체적으로는, 광폭 부위 (21) 에 있어서의 용융 유리 유로의 단면적 (S1) 및 상승관 접속 부위 (22) 의 용융 유리 유로의 단면적 (S2) 이 하기 식 (5) 에 나타내는 관계를 만족하도록 용융 유리의 액면을 상정한 수평면에서부터 상승관 접속 부위 (22) 의 용융 유리 유로의 바닥부까지의 깊이 (h2) 를 설정하는 것이 바람직하고, 광폭 부위 (21) 에 있어서의 용융 유리 유로의 단면적 (S1) 및 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리 유로의 단면적 (S3) 이 하기 식 (6) 에 나타내는 관계를 만족하도록 용융 유리의 액면을 상정한 수평면에서부터 하강관 접속 부위 (23) 의 용융 유리 유로의 바닥부까지의 깊이 (h3) 를 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 상기와 같이, 도 1, 도 2 에서는, S1 은 W1 × h1 과 동일하고, S2 는 W2 × h2 와 동일하며, S3 은 W3 × h3 과 동일하다.
1.0
Figure 112010062777611-pct00025
S1/S2
Figure 112010062777611-pct00026
10.0 (5)
1.0
Figure 112010062777611-pct00027
S1/S3
Figure 112010062777611-pct00028
10.0 (6)
S1 및 S2 는 하기 식 (7) 에 나타내는 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하고, 하기 식 (8) 에 나타내는 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다.
1.0
Figure 112010062777611-pct00029
S1/S2
Figure 112010062777611-pct00030
5.0 (7)
1.0
Figure 112010062777611-pct00031
S1/S2
Figure 112010062777611-pct00032
3.0 (8)
S1 및 S3 은 하기 식 (9) 에 나타내는 관계를 만족하는 것이 더욱 바람직하고, 하기 식 (10) 에 나타내는 관계를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
1.0
Figure 112010062777611-pct00033
S1/S3
Figure 112010062777611-pct00034
5.0 (9)
1.0
Figure 112010062777611-pct00035
S1/S3
Figure 112010062777611-pct00036
3.0 (10)
상기 서술한 바와 같이, 본 발명의 감압 탈포 장치 (1) 는, 감압 탈포조 (2) 에 광폭 부위 (21) 를 형성함으로써, 길이 방향의 열 팽창의 증대에 의한 용융 유리 유로의 파손이나 용융 유리류의 압손의 과대한 증가 등의 문제를 발생시키지 않고 200 톤/일 이상의 처리 능력을 달성하는 것이다. 따라서, 광폭 부위 (21) 에 있어서의 용융 유리 유로의 길이 (L1) 와, 협폭 부위인 상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 에 있어서의 용융 유리 유로의 길이 (L2 및 L3) 를 비교했을 경우, 구체적으로는, 양자가 하기 식 (11), (12) 에 나타내는 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
0.5 × W1
Figure 112010062777611-pct00037
L2
Figure 112010062777611-pct00038
2 × L1 (11)
0.5 × W1
Figure 112010062777611-pct00039
L3
Figure 112010062777611-pct00040
2 × L1 (12)
상기 식 (11), (12) 에 있어서, L2 및 L3 은 용융 유리 유로의 폭이 상기에서 정의한 W2 및 W3 이하가 되는 부분의 용융 유리 유로의 길이가 아니라, 광폭 부위 (21) 의 용융 유리 유로의 폭 (W1) 보다 용융 유리 유로의 폭이 좁아지는 부분 전체의 길이를 의도한다.
상기 식 (11), (12) 에 있어서, L2 및 L3 이 광폭 부위 (21) 에 있어서의 용융 유리 유로의 폭 (W1) 의 0.5 배 이상인 것이 바람직한 것은, L2 및 L3 이 W1 의 0.5 배 미만이면, 광폭 부위 (21) 와, 협폭 부위인 상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 사이에서 용융 유리 유로의 폭이 급격하게 변화하기 때문에, 용융 유리류의 압손의 과대한 증가가 생길 우려가 있기 때문이다.
L1 및 L2 는 하기 식 (13) 에 나타내는 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하고, 하기 식 (14) 에 나타내는 관계를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
0.6 × W1
Figure 112010062777611-pct00041
L2
Figure 112010062777611-pct00042
1.5 × L1 (13)
0.75 × W1
Figure 112010062777611-pct00043
L2
Figure 112010062777611-pct00044
1 × L1 (14)
L1 및 L3 은 하기 식 (15) 에 나타내는 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하고, 하기 식 (16) 에 나타내는 관계를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
0.6 × W1
Figure 112010062777611-pct00045
L3
Figure 112010062777611-pct00046
1.5 × L1 (15)
0.75 × W1
Figure 112010062777611-pct00047
L3
Figure 112010062777611-pct00048
1 × L1 (16)
도 2 에 나타내는 감압 탈포조 (2) 에서는, 협폭 부위인 상승관 접속 부위 (22) 및 하강관 접속 부위 (23) 중, 실제로 상승관 (3) 및 하강관 (4) 과 접속되는 부위 부근에서 용융 유리 유로의 폭이 일정하게 되어 있는데, 본 발명의 감압 탈포 장치에 있어서, 협폭 부위인 상승관 접속 부위 및 하강관 접속 부위는, 용융 유리 유로의 폭이 일정해지는 부분을 갖고 있지 않아도 된다. 도 3 은 본 발명의 감압 탈포 장치에 있어서의 감압 탈포조의 다른 형태를 나타낸 평면도이다. 도 3 에 나타내는 감압 탈포조 (2') 에 있어서, 협폭 부위인 상승관 접속 부위 (22') 및 하강관 접속 부위 (23') 는, 용융 유리 유로의 폭이 일정해지는 부분을 갖고 있지 않다. 또한, 도 3 에 나타내는 감압 탈포조 (2') 의 단면 형상은, 도 1 에 나타내는 감압 탈포조 (2) 와 동일하다.
도 3 에 나타내는 감압 탈포조 (2') 는, 협폭 부위인 상승관 접속 부위 (22') 및 하강관 접속 부위 (23') 가 용융 유리 유로의 폭이 일정해지는 부분을 갖고 있지 않은 것을 제외하고, 도 2 에 나타내는 감압 탈포조 (2) 에 대하여 상기 서술한 점을 만족하는 것이 바람직하다.
본 발명의 감압 탈포 장치에 있어서, 감압 탈포조, 상승관 및 하강관의 구성 재료는, 내열성 및 용융 유리에 대한 내식성이 우수한 재료인 한 특별히 한정되지 않는다. 따라서, 백금 혹은 백금 로듐 합금과 같은 백금 합금을 사용할 수도 있다. 단, 본 발명의 감압 탈포 장치는, 200 톤/일 이상의 처리 능력을 달성하는 대형의 감압 탈포 장치이기 때문에, 전주 벽돌과 같은 내화 벽돌을 사용하는 것이 바람직하다. 단, 본 발명의 감압조는 광폭 부위를 갖고 있기 때문에, 특허문헌 1 에 기재된 감압 탈포조와 마찬가지로, 용융 유리 유로의 가로폭 방향으로 복수의 내화 벽돌을 조합하여 구성할 필요가 있다. 그리고, 복수의 내화 벽돌을 조합하여 감압 탈포조를 구성할 때에는, 특허문헌 1 에 기재된 감압 탈포조와 동일한 순서를 실시하는 것이 바람직하다. 즉, 감압 탈포조의 측벽부는 감압 탈포조의 높이 방향으로 줄눈이 없는 일체물인 내화 벽돌을 길이 방향으로 짜서 구성한다. 감압 탈포조의 천장부 및 바닥부는, 가로폭 방향으로 복수의 내화 벽돌을 짬과 함께 길이 방향으로도 짜서 구성한다. 천장부 및 바닥부를 구성하는 내화 벽돌 중, 측벽부와 접속되는 내화 벽돌에는, 측벽부를 이루는 내화 벽돌을 짜 넣기 위한 절결부를 형성해 두고, 이 절결부에 측벽부를 이루는 내화 벽돌을 외측으로부터 짜 넣는 것이 바람직하다. 그리고, 측벽부를 이루는 내화 벽돌과, 천장부를 이루는 내화 벽돌 및 바닥부를 이루는 내화 벽돌의 접촉 부분의 줄눈이 생기지 않도록, 측벽부를 이루는 내화 벽돌의 외측으로부터 잭 등의 고정 수단을 사용하여 단단히 조이는 것이 바람직하다. 또, 길이 방향에 대해서도, 특허문헌 1 의 도 1 에 나타내는 바와 같이, 열 팽창에 의해 감압 탈포조의 전부 벽면을 이루는 내화 벽돌 및 후부 벽면을 이루는 내화 벽돌과, 천장부를 이루는 내화 벽돌 및 바닥부를 이루는 내화 벽돌이 접속되는 부분의 줄눈이 생기지 않도록, 전부 측면을 이루는 내화 벽돌 및 후부 측면을 이루는 내화 벽돌을 외측으로부터 잭 등의 고정 수단을 사용하여 단단히 조이는 것이 바람직하다. 가로폭 방향으로 복수의 내화 벽돌을 짜서 구성되는 감압 탈포조의 천장부에 있어서, 적어도 중앙에 위치하는 내화 벽돌을 그 가로폭이 상방으로 밀어올리는 밀어냄 구조로 함으로써, 천장부를 구성하는 내화 벽돌이 낙하하는 것을 방지할 수 있다.
상기한 구성의 본 발명의 감압 탈포 장치에 의해, 용융 유리 유로에서의 용융 유리류의 체류, 국소적인 용융 유리류의 유속의 증가, 및 용융 유리류의 압손의 과대한 증가 등의 문제를 발생시키지 않고, 200 톤/일 이상, 바람직하게는 500 톤/일 이상, 보다 바람직하게는 700 톤/일 이상의 처리 능력을 달성할 수 있다.
본 발명의 감압 탈포 장치를 사용하여 감압 탈포를 실시할 때, 감압 탈포조의 내부를 소정의 감압 상태로 유지한 상태에서, 그 감압 탈포조에 용융 유리를 공급한다. 여기에서 감압 탈포조 내부는, 51 ∼ 613 h㎩ (38 ∼ 460 ㎜Hg) 로 감압되어 있는 것이 바람직하다. 감압 탈포조 내부는 80 ∼ 338 h㎩ (60 ∼ 253 ㎜Hg) 로 감압되어 있는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 감압 탈포 장치를 사용하여 감압 탈포하는 유리는, 가열 용융법에 의해 제조되는 유리인 한, 조성적으로는 제약받지 않는다. 따라서, 소다라임 유리로 대표되는 소다라임 실리카계 유리나 알칼리붕규산 유리와 같은 알칼리 유리여도 된다.
건축용 또는 차량용 판유리에 사용되는 소다라임 유리의 경우에는, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO2 : 65 ∼ 75 ％, Al2O3 : 0 ∼ 3 ％, CaO : 5 ∼ 15 ％, MgO : 0 ∼ 15 ％, Na2O : 10 ∼ 20 ％, K2O : 0 ∼ 3 ％, Li2O : 0 ∼ 5 ％, Fe2O3 : 0 ∼ 3 ％, TiO2 : 0 ∼ 5 ％, CeO2 : 0 ∼ 3 ％, BaO : 0 ∼ 5 ％, SrO : 0 ∼ 5 ％, B2O3 : 0 ∼ 5 ％, ZnO : 0 ∼ 5 ％, ZrO2 : 0 ∼ 5 ％, SnO2 : 0 ∼ 3 ％, SO3 : 0 ∼ 0.5 ％ 라는 조성을 갖는 것이 바람직하다.
액정 디스플레이용 기판에 사용되는 무알칼리 유리의 경우에는, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO2 : 39 ∼ 70 ％, Al2O3 : 3 ∼ 25 ％, B2O : 1 ∼ 20 ％, MgO : 0 ∼ 10 ％, CaO : 0 ∼ 17 ％, SrO : 0 ∼ 20 ％, BaO : 0 ∼ 30 ％ 라는 조성을 갖는 것이 바람직하다.
플라즈마 디스플레이용 기판에 사용되는 혼합 알칼리계 유리의 경우에는, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO2 : 50 ∼ 75 ％, Al2O3 : 0 ∼ 15 ％, MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO : 6 ∼ 24 ％, Na2O + K2O : 6 ∼ 24 ％ 라는 조성을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리 제품의 제조 장치는, 전술한 감압 탈포 장치와, 그 감압 탈포 장치보다 상류측에 형성된 유리 원료를 용해시켜 용융 유리를 제조하는 용해 수단과, 그 감압 탈포 장치보다 하류측에 형성된 용융 유리를 성형하는 성형 수단과, 성형 후의 유리를 서냉시키는 서냉 수단을 구비하는 것이다. 또한, 용해 수단, 성형 수단, 서냉 수단에 대해서는 공지 기술의 범위이다. 예를 들어, 용해 수단은 원하는 조성이 되도록 조제된 유리 원료를 용해조에 투입하고, 유리의 종류 에 따른 소정의 온도, 예를 들어 건축용이나 차량용 등의 소다라임 유리의 경우, 약 1400 ∼ 1600 ℃ 로 가열하여 유리 원료를 용해시켜 용융 유리를 얻는다. 예를 들어, 성형 수단으로는 플로트법, 퓨전법 또는 다운드로우법 등에 의한 장치를 들 수 있다. 이들 중에서도 플로트법을 위한 플로트 배스를 사용한 성형 수단이, 박판 유리에서부터 후판 유리까지의 광범위한 두께의 고품질의 판유리를 대량으로 제조할 수 있다는 이유에서 바람직하다. 예를 들어, 서냉 수단으로는, 성형 후의 유리의 반송 기구로서의 반송 롤과, 성형 후의 유리의 온도를 서서히 낮추기 위한 기구를 구비한 서냉로가 일반적으로 사용된다. 서서히 온도를 낮추는 기구는, 연소 가스 또는 전기 히터에 의해, 그 출력이 제어된 열량을, 노(爐) 내의 필요 위치에 공급하여 성형 후의 유리를 천천히 냉각시킨다 (서냉시킨다). 이로써, 성형 후의 유리에 내재하는 잔류 응력을 없앨 수 있다.
다음으로, 본 발명의 유리 제품의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 4 는 본 발명의 유리 제품의 제조 방법의 일 실시형태의 흐름도이다. 본 발명의 유리 제품의 제조 방법은, 상기 서술한 본 발명의 감압 탈포 장치를 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 유리 제품의 제조 방법은, 전술한 감압 탈포 장치에 의해 용융 유리를 탈포 처리하는 공정과, 그 감압 탈포 장치보다 상류측에서 유리 원료를 용해시켜 용융 유리를 제조하는 용해 공정과, 그 감압 탈포 장치보다 하류측에서 용융 유리를 성형하는 성형 공정과, 성형 후의 유리를 서냉시키는 서냉 공정을 포함하는 유리 제품의 제조 방법이다. 또는, 본 발명의 유리 제품의 제조 방법은, 유리 원료를 용해시켜 용융 유리를 제조하는 용해 공정과, 그 용융 유리를 감압 탈포조 그리고 상기 감압 탈포조와 접속되는 상승관 및 하강관을 갖는 감압 탈포 장치에 의해 탈포 처리하는 공정과, 그 탈포 처리 후의 용융 유리를 성형하는 성형 공정과, 성형 후의 유리를 서냉시키는 서냉 공정을 포함하는 유리 제품의 제조 방법으로서, 상기 감압 탈포조를 흐르는 용융 유리가 광폭 부위를 갖고, 그 광폭 부위에 있어서의 용융 유리류의 폭 (w1) 과, 길이 (l1) 의 비 (w1/l1) 가 바람직하게는 0.2 이상 바람직하게는 4 이하이고, 상기 감압 탈포조를 흐르는 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리류의 폭 (w2), 및 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리류의 폭 (w3) 이, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리류의 폭 (w1) 보다 좁고, 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리류의 깊이 (h2), 및 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리류의 깊이 (h3) 가, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리류의 깊이 (h1) 보다 깊은 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법이다. 또한, w1, w2, w3, l1 은, 유리 유로에서의 W1, W2, W3, L1 과 동일하다. 또, 상기 서술한 바와 같이, 광폭 부위에 있어서의 용융 유리류의 깊이 (h1) 는, 용융 유리의 액면을 상정한 수평면에서부터 그 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 바닥부까지의 깊이와 동일하고, 상승관과 접속되는 부위에 있어서의 용융 유리류의 깊이 (h2) 는, 용융 유리의 액면을 상정한 수평면에서부터 그 상승관과 접속되는 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 바닥부까지의 깊이와 동일하고, 하강관과 접속되는 부위에 있어서의 용융 유리류의 깊이 (h3) 는, 용융 유리의 액면을 상정한 수평면에서부터 그 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 바닥부까지의 깊이와 동일하다.
본 발명의 유리 제품의 제조 방법은, 전술한 본 발명의 감압 탈포 장치를 이용하는 것 이외에는 공지 기술의 범위이다. 또, 본 발명의 유리 제품의 제조 방법에서 이용하는 장치에 대해서는 전술한 바와 같다. 도 4 에는 본 발명의 유리 제품의 제조 방법의 구성 요소인 용해 공정 및 성형 공정 그리고 서냉 공정에 추가하여, 추가로 필요에 따라 사용하는 절단 공정, 그 밖에 후공정도 나타낸다.
산업상 이용가능성
본 발명의 감압 탈포 장치, 및 유리 제품의 제조 장치, 그리고 유리 제품의 제조 방법은, 건재용, 차량용, 광학용, 의료용, 그 밖에 폭넓은 유리 제품의 제조에 이용할 수 있다.
또한, 2008년 6월 2일에 출원된 일본 특허출원 2008-144519호의 명세서, 특허청구범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하여 본 발명의 명세서의 개시로서 도입한다.
1 : 감압 탈포 장치
2, 2' : 감압 탈포조
21, 21' : 광폭 부위
22, 22' : 상승관 접속 부위
23, 23' : 하강관 접속 부위
3 : 상승관
4 : 하강관
10 : 상류측 도관 구조
20 : 하류측 도관 구조

Claims (10)

  1. 감압 탈포조, 그리고 상기 감압 탈포조와 접속되는 상승관 및 하강관을 갖는 감압 탈포 장치로서,
    상기 감압 탈포조가, 그 감압 탈포조에 있어서의 용융 유리의 유로를 이루는 광폭 부위를 갖고, 그 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 폭 (W1) 과, 길이 (L1) 의 비 (W1/L1) 가 0.2 이상이고,
    상기 감압 탈포조 중, 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 폭 (W2), 및 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 폭 (W3) 이, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 폭 (W1) 보다 좁고, 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 바닥부, 및 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 바닥부가, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 바닥부보다 낮은 위치에 있는 것을 특징으로 하는 감압 탈포 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 폭 (W1) 이 1000 ㎜ 이상인 감압 탈포 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 길이 (L1) 가 5000 ㎜ 이상인 감압 탈포 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 바닥부, 및 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 바닥부가, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 바닥부보다 각각 50 ∼ 1000 ㎜ 낮은 위치에 있는 감압 탈포 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 폭 (W2), 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 폭 (W3), 상기 상승관의 내경 (r2 ; 직경), 및 상기 하강관의 내경 (r3 : 직경) 이, 하기 식에 나타내는 관계를 만족하는 감압 탈포 장치.
    1 × r2
    Figure 112012097004300-pct00049
    W2
    Figure 112012097004300-pct00050
    5 × r2
    1 × r3
    Figure 112012097004300-pct00051
    W3
    Figure 112012097004300-pct00052
    5 × r3
  6. 제 1 항에 있어서,
    용융 유리의 액면을 상정한 수평면을 기준으로 하여, 상기 수평면 아래의 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 단면적 (S1), 상기 수평면 아래의 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 단면적 (S2), 및 상기 수평면 아래의 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 단면적 (S3) 이, 하기 식에 나타내는 관계를 만족하는 감압 탈포 장치.
    1.0
    Figure 112012097004300-pct00053
    S1/S2
    Figure 112012097004300-pct00054
    10.0
    1.0
    Figure 112012097004300-pct00055
    S1/S3
    Figure 112012097004300-pct00056
    10.0
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 폭 (W1), 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리 유로의 길이 (L1), 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 길이 (L2), 및 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리 유로의 길이 (L3) 가, 하기 식에 나타내는 관계를 만족하는 감압 탈포 장치.
    0.5 × W1
    Figure 112012097004300-pct00057
    L2
    Figure 112012097004300-pct00058
    2 × L1
    0.5 × W1
    Figure 112012097004300-pct00059
    L3
    Figure 112012097004300-pct00060
    2 × L1
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 감압 탈포 장치와, 그 감압 탈포 장치보다 상류측에 형성된 유리 원료를 용해시켜 용융 유리를 제조하는 용해 수단과, 그 감압 탈포 장치보다 하류측에 형성된 용융 유리를 성형하는 성형 수단과, 성형 후의 유리를 서냉시키는 서냉 수단을 구비한 유리 제품의 제조 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 감압 탈포 장치에 의해 용융 유리를 탈포 처리하는 공정과, 그 감압 탈포 장치보다 상류측에서 유리 원료를 용해시켜 용융 유리를 제조하는 용해 공정과, 그 감압 탈포 장치보다 하류측에서 용융 유리를 성형하는 성형 공정과, 성형 후의 유리를 서냉시키는 서냉 공정을 포함하는 유리 제품의 제조 방법.
  10. 유리 원료를 용해시켜 용융 유리를 제조하는 용해 공정과, 그 용융 유리를 감압 탈포조 그리고 상기 감압 탈포조와 접속되는 상승관 및 하강관을 갖는 감압 탈포 장치에 의해 탈포 처리하는 공정과, 그 탈포 처리 후의 용융 유리를 성형하는 성형 공정과, 성형 후의 유리를 서냉시키는 서냉 공정을 포함하는 유리 제품의 제조 방법으로서,
    상기 감압 탈포조를 흐르는 용융 유리가 광폭 부위를 갖고, 그 광폭 부위에 있어서의 용융 유리류의 폭 (w1) 과, 길이 (l1) 의 비 (w1/l1) 가 0.2 이상이고,
    상기 감압 탈포조를 흐르는 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리류의 폭 (w2), 및 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리류의 폭 (w3) 이, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리류의 폭 (w1) 보다 좁고, 상기 상승관과 접속되는 부위의 용융 유리류의 깊이 (h2), 및 상기 하강관과 접속되는 부위의 용융 유리류의 깊이 (h3) 가, 상기 광폭 부위에 있어서의 용융 유리류의 깊이 (h1) 보다 깊은 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
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