KR101379601B1 - 용융 유리의 탈포 장치 - Google Patents

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Abstract

(과제) 감압도나 용융 유리의 온도와 같은 청징 공정의 조건을 변경하지 않고 청징 효과를 향상시킬 수 있는 용융 유리의 탈포 장치의 제공.
(해결 수단) 탈포조를 구비한 용융 유리의 탈포 장치에 있어서, 상기 탈포조 내에, 제 1 부재 및 제 2 부재를 갖는 기포 부상 수단이 형성되어 있고, 상기 제 1 부재는, 적어도 일부가 용융 유리에 침지되도록, 또한 상기 탈포조의 용융 유리 유로의 폭 방향 전체에 걸쳐서 배치 형성되도록 상기 탈포조의 내벽에 장착되어 있고, 상기 제 2 부재는, 상기 탈포조의 저면측으로부터 상방을 향해 연장되도록 상기 탈포조의 내벽에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 용융 유리의 탈포 장치.

Description

용융 유리의 탈포 장치{APPARATUS FOR DEGASSING MOLTEN GLASS}
본 발명은, 연속적으로 공급되는 용융 유리로부터 기포를 제거하기 위한 용융 유리의 탈포 장치에 관한 것이다.
종래, 성형된 유리 제품의 품질을 향상시키기 위해서, 용해로에서 원료를 용해시킨 용융 유리를 성형 장치로 성형하기 전에, 용융 유리 내에 발생한 기포를 제거하는 청징 공정이 이용되고 있다.
이 청징 공정에서는, 청징제로서 황산나트륨 (Na2SO4) 등을 원료 내에 미리 첨가하고, 원료를 용융시켜 얻어진 용융 유리를 소정 온도로 일정 시간 저류, 유지함으로써 용융 유리 내의 기포를 성장·부상시켜 제거하는 방법이 알려져 있다.
또한, 감압 분위기 내에 용융 유리를 도입하고, 이 감압 분위기 하에서 연속적으로 흐르는 용융 유리류(流) 내의 기포를 크게 성장시켜 용융 유리 내에 함유되는 기포를 부상시키고 파포 (破泡) 시켜 제거하고, 그 후 감압 분위기로부터 배출하는 감압 탈포 방법이 알려져 있다.
이와 같은 감압 탈포 방법에서는, 용융 유리류를 형성하고, 그 용융 유리류를 감압 분위기 내에서, 구체적으로는 내부가 소정의 감압도로 유지된 감압 탈포조 내에서 이동시킨다. 감압 탈포조 내를 이동할 때, 용융 유리 내에 함유되는 기포를 비교적 단시간에 성장시켜, 크게 성장한 기포의 부력을 이용하여 용융 유리 중을 부상시키고, 용융 유리의 표면에서 기포를 파포시킴으로써, 효율적으로 용융 유리 표면으로부터 기포의 제거를 실시할 수 있다. 이 때, 용융 유리의 표면으로부터 기포를 효과적으로 제거하려면, 감압 탈포조 내를 이동할 때에 용융 유리 중의 기포가 용융 유리 표면까지 부상하도록, 기포의 부상 속도를 크게 해야 한다. 그렇지 않으면, 기포를 함유한 용융 유리가 감압 탈포조로부터 유출되어, 최종 제품이 기포를 함유한 것이 된다.
이 때문에, 감압 탈포하는 감압 분위기의 압력을 가능한 한 낮게 하여 기포를 크게 성장시켜 부상 속도를 빠르게 함으로써, 감압 탈포의 효과를 향상시킬 수 있는 것으로 생각할 수 있다. 그러나, 감압 탈포하는 감압 분위기의 압력을 낮게 하면, 용융 유리 내부에 새로운 기포가 다수 발생하고, 용융 유리 표면에 부상한 기포가 파포되지 않고 다수 부유되어 포층을 형성하고, 이 포층의 일부가 용융 유리와 함께 배출되어, 기포를 함유한 용융 유리가 되는 경우가 있다. 또한, 포층이 성장하면, 용융 유리류의 액면의 온도를 낮추어 파포시키는 것이 곤란해져 포층을 한층 더 발달시킨다. 그 결과, 감압 분위기의 조 내가 파포되지 않은 기포로 가득 채워진다. 그 때문에, 상기 조 내에 가득 채워진 포층이 조의 천정 부분에 부착되는 불순물과 접촉하고, 최종적으로 용융 유리 내에 이 불순물을 혼입시켜 버릴 우려도 있다. 그 때문에, 감압 분위기의 압력을 과도하게 낮게 하는 것은, 감압 탈포 처리를 효과적으로 실시하는 점에서 바람직하지 않다 (특허문헌 1 참조).
또한, 용융 유리 내의 기포의 부상 속도는, 기포의 크기 외에 용융 유리의 점도에 따라서도 정해지므로, 용융 유리의 점도를 낮춤으로써, 즉 용융 유리의 온도를 높임으로써, 효과적으로 기포를 부상시킬 수 있는 것으로 생각할 수 있다. 그러나, 용융 유리의 온도를 필요 이상으로 높게 하면, 용융 유리와 접촉하는 유로의 재료, 예를 들어 벽돌 등의 내화물과의 반응이 활발해져, 새로운 기포를 용융 유리 내에 발생시키는 것 외에, 유로의 재료가 일부 용융 유리 내에 용출되어 유리의 품질 저하로 이어진다. 또한, 용융 유리의 온도를 높게 하면, 유로의 재료 자체의 강도도 저하되고, 장치의 수명을 짧게 하는 것 외에, 용융 유리의 온도를 높게 유지하기 위한 가열 장치 등의 여분의 설비도 필요하게 된다. 그 때문에, 용융 유리의 감압 탈포 처리를 적절하게 또한 효과적으로 실시하기 위해서는, 압력을 과도하게 낮게 할 수는 없고, 용융 유리의 설정 온도도 필요 이상으로 높게 할 수 없다 (특허문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 2000-302456호
상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은, 감압도나 용융 유리의 온도와 같은 청징 공정의 조건을 변경하지 않고 청징 효과를 향상시킬 수 있는 용융 유리의 탈포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 용융 유리의 도입구 및 배출구를 갖는 탈포조를 구비한 용융 유리의 탈포 장치에 있어서,
상기 탈포조 내에, 제 1 부재 및 제 2 부재를 갖는 기포 부상 수단이 형성되어 있고,
상기 제 1 부재는, 적어도 일부가 용융 유리에 침지되도록, 또한 상기 탈포조의 용융 유리 유로의 폭 방향 전체에 걸쳐서 배치 형성되도록 상기 탈포조의 내벽에 장착되어 있고,
상기 제 2 부재는, 상기 탈포조의 저면측으로부터 상방을 향해 연장되도록 상기 탈포조의 내벽에 장착되어 있고,
상기 제 1 부재 및 상기 제 2 부재가 하기 (1) ∼ (3) 을 만족하도록 배치 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용융 유리의 탈포 장치를 제공한다.
(1) 상기 제 1 부재가 상기 제 2 부재에 대하여 용융 유리의 유동 방향에 있어서의 상류측에 위치한다.
(2) 용융 유리의 유동 방향에 있어서의 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재의 거리가 50 ∼ 400 ㎜ 이다.
(3) 상기 탈포조의 저면으로부터 상기 제 1 부재의 하단까지의 높이를 h1, 상기 탈포조의 저면으로부터 상기 제 2 부재의 상단까지의 높이를 h2 로 할 때, 관계식 h1
Figure 112010064554795-pct00001
h2 를 만족한다.
본 발명의 용융 유리의 탈포 장치에 있어서는, 상기 제 2 부재에 용융 유리가 통과할 수 있는 간극이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 용융 유리의 탈포 장치에 있어서, 상기 탈포조의 내벽과 상기 제 2 부재 사이에 용융 유리가 통과할 수 있는 간극을 갖는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 용융 유리의 탈포 장치에 있어서, 상기 탈포조의 수평 방향의 내경의 최대값을 W1, 상기 제 2 부재의 가로폭의 최대값을 W2 로 할 때, 관계식 0.2
Figure 112010064554795-pct00002
W2/W1
Figure 112010064554795-pct00003
0.9 를 만족하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 용융 유리의 탈포 장치에 있어서, 상기 탈포조의 저면으로부터 상기 제 1 부재의 하단까지의 높이 (h1) 가 70 ∼ 250 ㎜ 인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 용융 유리의 탈포 장치에 있어서, 상기 제 1 부재의 평면 형상이 하기 식을 만족하는 것이 바람직하다.
w1 < w2
(식 중, w1 은 용융 유리 유동 방향 상류측에 있어서의 상기 제 1 부재의 가로폭이고, w2 는 용융 유리 유동 방향 하류측에 있어서의 상기 제 1 부재의 가로폭이다)
또한 본 발명의 용융 유리의 탈포 장치에 있어서, 상기 탈포조 내에 상기 기포 부상 수단이 2 개 이상 형성되어 있어도 된다.
본 발명의 용융 유리의 탈포 장치에 의하면, 감압도나 용융 유리의 온도와 같은 청징 공정의 조건을 변경하지 않고, 용융 유리의 중층 (中層) 에 존재하는 잔류 기포를 탈포시켜, 용융 유리의 청징 효과를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 용융 유리의 탈포 장치는, 감압 탈포 장치로서 사용한 경우에 특히 우수한 효과를 발휘하지만, 감압 탈포 방법 이외의 청징 방법, 예를 들어 고온 청징 방법, 청징제로서 He 를 사용한 청징 방법, 청징제로서 Sb 나 As 의 산화물을 사용한 청징 방법, 또는 그들의 조합 등에 의한 탈포 장치로서 사용한 경우에도 종래의 탈포 장치에 비해 우수한 효과를 발휘한다.
도 1 은, 본 발명의 용융 유리의 탈포 장치의 일 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 탈포 장치 (10) 의 일부를 절결한 단면을 나타내는 사시도이다.
도 3 은, 도 1 에 나타내는 탈포 장치 (10) 의 평면도이다.
도 4 는, 도 1 에 나타내는 탈포조 (단면 타원 형상) (11) 의 선 A-A＇ 단면에 있어서의 단면도이다.
도 5 는, 도 1 에 나타내는 탈포조 (단면 타원 형상) (11) 의 선 B-B＇ 단면에 있어서의 단면도이다.
도 6 은, 도 1 에 나타내는 탈포조 (단면 직사각형) (11) 의 선 A-A＇ 단면에 있어서의 단면도이다.
도 7 은, 도 1 에 나타내는 탈포조 (단면 직사각형) (11) 의 선 B-B＇ 단면에 있어서의 단면도이다.
도 8 은, 도 1 에 나타내는 탈포조 (단면 역 (逆) 사다리꼴) (11) 의 선 A-A＇ 단면에 있어서의 단면도이다.
도 9 는, 도 1 에 나타내는 탈포조 (단면 역사다리꼴) (11) 의 선 B-B＇ 단면에 있어서의 단면도이다.
도 10 은, 제 1 부재의 평면 형상을 대략 V 자 형상으로 형성한 탈포 장치 (10) 의 평면도이다.
도 11 은, 제 1 부재의 평면 형상을 계단 형상 (凸 자 형상) 으로 형성한 탈포 장치 (10) 의 평면도이다.
도 12 는, T 자 형상으로 형성한 제 2 부재를 갖는 탈포조 (단면 타원 형상) (11) 의 선 B-B＇ 단면에 있어서의 단면도이다.
도 13 은, 띠 형상으로 형성한 제 2 부재를 갖는 탈포조 (단면 타원 형상) (11) 의 선 B-B＇ 단면에 있어서의 단면도이다.
도 14 는, T 자 형상으로 형성한 제 2 부재를 갖는 탈포조 (단면 직사각형) (11) 의 선 B-B＇ 단면에 있어서의 단면도이다.
도 15 는, 띠 형상으로 형성한 제 2 부재를 갖는 탈포조 (단면 직사각형) (11) 의 선 B-B＇ 단면에 있어서의 단면도이다.
도 16 은, 본 발명의 용융 유리의 탈포 장치로서, 제 2 부재 (15) 의 하류측에 제 3 부재 (17) 가 형성되어 있는 실시양태를 나타내는 탈포 장치 (10) 의 평면도이다.
도 17 은, 단면 타원 형상의 탈포조 (11) 의 선 C-C＇ 단면에 있어서의 단면도이다.
도 18 은, 직사각형 단면의 탈포조 (11) 의 선 C-C＇ 단면에 있어서의 단면도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1 은, 본 발명의 용융 유리의 탈포 장치 (이하, 「본 발명의 탈포 장치」라고 한다) 를 감압 탈포 장치로서 구성한 경우의 일 구성예를 나타내는 단면도이다. 본 발명의 탈포 장치는, 감압 탈포 장치로서 구성하는 것이 가장 바람직하지만, 감압 탈포 장치 이외의 용융 유리의 탈포 장치, 예를 들어 고온 청징 방법, 청징제로서 He 를 사용한 청징 방법, 청징제로서 Sb 나 As 의 산화물을 사용한 청징 방법, 또는 그들의 조합 등에 의한 탈포 장치로서 사용한 경우에도 우수한 청징 효과를 발휘한다. 이들 감압 탈포 장치 이외의 탈포 장치로서 본 발명의 탈포 장치를 구성하는 경우, 이들 탈포 장치의 탈포조 내에, 후술하는 기포 부상 수단으로서의 제 1 부재 및 제 2 부재를 형성한다.
도 1 에 나타내는 탈포 장치 (감압 탈포 장치) (10) 는, 내부가 용융 유리의 유로를 이루는 중공 구조의 탈포조 (감압 탈포조) (11) 를 갖는다. 탈포조 (11) 의 단면 형상은, 원형, 반원 형상 및 타원 형상과 같은 대략 원 형상이어도 되고, 직사각형, 사다리꼴, 육각형 및 팔각형 등의 다각형 형상이어도 된다.
탈포조 (감압 탈포조) (11) 는 내부의 기압이 대기압 미만으로 설정되어 있어, 공급된 용융 유리 (G) 중의 기포를 부상 및 파포시킨다. 탈포조 (감압 탈포조) (11) 는 용융 유리의 도입구 및 배출구를 갖고 있으며, 그 용융 유리의 도입구에는 상승관 (12) 이 접속되어 있고, 그 용융 유리의 배출구에는 하강관 (13) 이 접속되어 있다. 상승관 (12) 은, 탈포 처리 전의 용융 유리 (G) 를 흡인 상승시켜 그 탈포조 (감압 탈포조) (11) 에 도입하는 용융 유리 (G) 의 도입 수단이다. 이 때문에, 상승관 (12) 의 하단부는, 상류 피트 (220) 내의 용융 유리 (G) 에 침지되어 있다. 상류 피트 (220) 에는, 용해조 (200) 로부터 용융 유리 (G) 가 공급된다. 한편, 하강관 (14) 은, 탈포 처리 후의 용융 유리 (G) 를 탈포조 (감압 탈포조) (11) 로부터 하강시켜 도출하는 용융 유리 (G) 의 도출 수단이다. 이 때문에, 하강관 (13) 의 하단부는, 하류 피트 (240) 내의 용융 유리 (G) 에 침지되어 있다. 하류 피트 (240) 내의 용융 유리 (G) 는, 후공정의 처리조 (도시되지 않음) 로 도출된다.
이하, 본 명세서에 있어서 「상류」 및 「하류」라고 한 경우, 탈포 장치 (10) 를 유통하는 용융 유리 (G) 의 유동 방향에 있어서의 상류 및 하류를 의미한다. 또한, 「상류측」 및 「하류측」이라고 한 경우, 탈포 장치 (10) 를 유통하는 용융 유리 (G) 의 유동 방향에 있어서의 상류측 및 하류측을 의미한다.
또한, 도시되지 않았지만, 탈포조 (감압 탈포조) (11) 는, 통상, 감압 하우징 내에 수용되어 있고, 감압 하우징 내를 감압 흡인함으로써, 탈포조 (감압 탈포조) (11) 내부의 기압이 대기압 미만의 감압 상태로 유지된다. 한편, 탈포조 (감압 탈포조) (11) 가 감압 하우징 내에 수용되어 있지 않은 경우, 탈포조 (감압 탈포조) (11) 의 용융 유리 (G) 의 상부 공간을 감압 펌프 등을 사용하여 감압 흡인함으로써, 감압 탈포조 (11) 내부의 기압이 대기압 미만의 감압 상태로 유지된다.
본 발명의 탈포 장치 (감압 탈포 장치) (10) 에서는, 탈포조 (감압 탈포조) (11) 내에 제 1 부재 (14) 및 제 2 부재 (15) 를 갖는 기포 부상 수단이 형성되어 있다.
이하, 도 1 에 추가하여 도 2 ∼ 9 를 참조하여 기포 부상 수단에 대하여 설명한다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 탈포 장치 (감압 탈포 장치) (10) 의 일부를 절결한 단면을 나타내는 사시도이다. 또한, 도 2 의 사시도는, 탈포조 (감압 탈포조) (11) 의 단면 형상이 직사각형인 경우의 도면이다. 도 3 은, 도 1 에 나타내는 탈포 장치 (감압 탈포 장치) (10) 의 평면도이다. 단, 탈포조 (감압 탈포조) (11) 의 내부 구조가 보이도록, 탈포조 (감압 탈포조) (11) 상부의 벽면이 생략되어 있다. 도 4, 6, 8 은, 탈포조 (감압 탈포조) (11) 를 선 A-A＇를 따라 절단한 단면도이다. 도 5, 7, 9 는, 탈포조 (감압 탈포조) (11) 를 선 B-B＇를 따라 절단한 단면도이다. 또한, 도 4, 5 에 나타내는 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a) 는 단면 형상이 타원 형상이며, 도 6, 7 에 나타내는 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11b) 는 단면 형상이 직사각형이고, 도 8, 9 에 나타내는 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11c) 는 단면 형상이 사다리꼴이다.
도면 중, 제 1 부재 (14) 는, 적어도 일부가 용융 유리 (G) 에 침지되도록, 또한 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 용융 유리 유로의 폭 방향 전체에 걸쳐서 배치 형성되도록 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 내벽에 장착되어 있다.
제 2 부재 (15) 는, 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 저면으로부터 상방을 향해 연장되도록 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 내벽에 장착되어 있다.
도면에 있어서, 제 1 부재 (14) 및 제 2 부재 (15) 는, 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 내벽에 직접적으로 장착되어 있지만, 지지 부재를 개재하여 간접적으로 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 내벽에 장착되어 있어도 된다.
본 발명의 탈포 장치 (감압 탈포 장치) (10) 에 있어서, 제 1 부재 (14) 및 제 2 부재 (15) 는, 하기 (1) ∼ (3) 을 만족하도록 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 내에 배치 형성되어 있다.
(1) 제 1 부재 (14) 가 제 2 부재 (15) 에 대하여 상류측에 위치한다.
(2) 용융 유리 (G) 의 유동 방향에 있어서의 제 1 부재 (14) 와 제 2 부재 (15) 의 거리 (d) 가 50 ∼ 400 ㎜ 이다.
(3) 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 저면으로부터 제 1 부재 (14) 의 하단까지의 높이를 h1, 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 저면으로부터 제 2 부재 (15) 의 상단까지의 높이를 h2 로 할 때, 관계식 h1
Figure 112010064554795-pct00004
h2 를 만족한다.
감압 탈포 방법은, 내부가 감압 상태로 유지된 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 중에 용융 유리를 통과시킴으로써, 그 용융 유리류 중의 기포를 크게 성장시켜, 용융 유리 표면에 부상시켜 파포시킴으로써 그 용융 유리 중의 기포를 제거하는 것인데, 감압 탈포시의 여러 가지 조건, 예를 들어 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 내의 감압도, 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 내의 온도, 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 에 공급되는 용융 유리 중의 기포의 양, 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 내에서의 용융 유리의 유속 등에 따라서는, 용융 유리 중에 존재하는 기포의 일부가 용융 유리의 표면까지 부상하지 못하는 경우가 있다. 이와 같은 잔류 기포는 감압 탈포로는 제거할 수 없다.
본원 발명자들은, 용융 유리 중의 기포의 거동에 대하여 예의 검토한 결과, 이와 같은 잔류 기포는 주로 용융 유리의 중층에 존재한다는 것을 알아내었다. 여기서, 용융 유리의 중층이란, 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 내를 유동하는 용융 유리 (G) 중, 표층 (용융 유리 (G) 의 액면의 높이를 h 로 할 때 0.95 h 보다 상측인 부분) 과, 저층 (용융 유리 (G) 의 액면의 높이를 h 로 할 때 0.2 h 보다 하측인 부분) 을 제외한 부분을 가리킨다. 바꾸어 말하면, 용융 유리의 중층이란, 용융 유리 (G) 의 액면의 높이를 h 로 하면 0.2 h ∼ 0.95 h 의 부분을 가리킨다.
본 발명의 탈포 장치 (감압 탈포 장치) 에서는, 기포 부상 수단으로서 상기를 만족하는 제 1 부재 (14) 및 제 2 부재 (15) 를 형성함으로써, 잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층을 용융 유리의 표층으로 유도할 수 있다.
잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층이 용융 유리의 표층으로 유도되면, 잔류 기포가 용융 유리의 표면으로부터 가까운 위치에 존재하게 되는 것, 및 용융 유리의 헤드압이 작아지기 때문에, 잔류 기포가 성장하기 쉬워지고, 잔류 기포의 탈포가 촉진된다. 이 결과, 용융 유리의 청징 효과가 향상된다.
본 발명의 탈포 장치 (감압 탈포 장치) (10) 에 있어서, 기포 부상 수단으로서 상기를 만족하는 제 1 부재 (14) 및 제 2 부재 (15) 를 형성하는 것은 필수이다.
제 1 부재와 외관상 유사한 구조는, 일본 공개특허공보 2000-7344호에 나타내는 용융 유리의 감압 탈포 장치에 있어서, 배리어 (36a, 36b, 336a, 336b) 로서 나타내어져 있다. 또한, 제 2 부재와 외관상 유사한 구조는, 일본 공개특허공보 평9-124323호에 기재된 유리 용해로에 있어서, 그 용해로의 상류 대역과 하류 대역을 획정하는 횡단 칸막이 (14) 로서 나타내어져 있다.
그러나, 이들 구조는, 본 발명의 기포 부상 수단과는 기능이 상이하다. 일본 공개특허공보 2000-7344호에 나타내는 용융 유리의 감압 탈포 장치에 있어서, 배리어 (36a, 36b, 336a, 336b) 는, 배리어 (36a, 36b, 336a, 336b) 에 도달하기까지 용융 유리 표면에 부상되어 있던 기포를 막아 파포시키는 것이며, 잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층을 용융 유리의 표층 (표면) 으로 유도하는 것은 전혀 의도하고 있지 않다. 한편, 일본 공개특허공보 평9-124323호에 나타내는 유리 용해로에 있어서, 횡단 칸막이 (14) 는, 그 용해로 (14) 의 상류 대역과 하류 대역을 획정하고, 그 상류 대역, 그 하류 대역에서 각각 형성되는 용융 유리의 대류 재순환을 분리하는 것이며, 잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층을 용융 유리의 표층 (표면) 으로 유도하는 것은 전혀 의도하고 있지 않다. 즉, 일본 공개특허공보 평9-124323호에 나타내는 유리 용해로에 있어서, 횡단 칸막이 (14) 로부터 하류의 하류 대역은 용융 유리의 청징 구획인데, 그 하류 대역에서 용융 유리를 대류 재순환시킴으로써 용융 유리의 청징을 실시하는 것이며, 감압 상태로 유지된 탈포조 (감압 탈포조) 내에 용융 유리를 통과시킴으로써 그 용융 유리의 청징을 실시하는 본 발명의 탈포 장치 (감압 탈포 장치) 와는 용융 유리의 청징에 대한 사고가 분명하게 상이하다. 또한, 횡단 칸막이 (14) 의 존재에 의해, 하류 대역의 용융 유리는 용융 유리 표면, 즉 상방이 아니라 하방으로 유도되어 있다. 이상 서술한 점으로부터 분명한 바와 같이, 일본 공개특허공보 2000-7344호에 나타내는 배리어 (36a, 36b, 336a, 336b), 및 일본 공개특허공보 평9-124323호에 나타내는 횡단 칸막이 (14) 는, 그것들이 갖는 기능이 완전히 상이하고, 게다가 본 발명에 있어서의 기포 부상 수단과도 기능이 완전히 상이하다. 또한, 일본 공개특허공보 2000-7344호 및 일본 공개특허공보 평9-124323호에는, 용융 유리의 중층에 잔류 기포가 존재한다고는 기재되어 있지 않고, 그 잔류 기포를 부상시키고 파포시켜 제거할 필요가 있는 것은 당연히 기재되어 있지 않다. 따라서, 일본 공개특허공보 2000-7344호에 나타내는 배리어 (36a, 36b, 336a, 336b), 및 일본 공개특허공보 평9-124323호에 나타내는 횡단 칸막이 (14) 가, 각각 본 발명의 제 1 부재 및 제 2 부재와 외관상 유사하다고 해도, 배리어 (36a, 36b, 336a, 336b) 와 횡단 칸막이 (14) 를 조합하여 본 발명의 기포 부상 수단으로 하는 것은, 이른바 당업자에게 있어 결코 용이하게 발명할 수 없는 것이다.
본 발명의 탈포 장치 (감압 탈포 장치) 에서는, 탈포조 (감압 탈포조) 내에 제 1 부재와 제 2 부재를 적정한 위치에 배치함으로써, 잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층을 효율적으로 상승시키는 흐름을 발생시킬 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 탈포조 (감압 탈포조) 의 내벽과 제 2 부재 사이에 용융 유리가 통과할 수 있는 간극을 형성함으로써, 혹은 제 2 부재 자체에 용융 유리가 통과할 수 있는 간극을 형성함으로써, 일단 부상한 잔류 기포를 하강시키지 않고 표층 근처에 체재시킬 수 있게 된다. 이러한 효과에 의해 탈포 효율이 향상된다.
본 발명의 탈포 장치 (감압 탈포 장치) (10) 에 있어서, 기포 부상 수단을 형성하는 것에 의한 효과, 즉, 잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층을 용융 유리의 표층 (표면) 으로 유도하는 효과를 발휘하기 위해서는, 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 용융 유리 (G) 유로의 폭 방향 전체에 걸쳐서 제 1 부재 (14) 를 형성할 필요가 있다.
탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 저면으로부터 제 1 부재 (14) 의 하단까지의 높이 (h1) 는, 용융 유리 (G) 의 액면의 높이를 h 로 할 때, h1 = 0.2 h ∼ 0.8 h 인 것이 바람직하다. 예를 들어, 용융 유리 (G) 의 액면의 높이 (h) 가 300 ㎜ 일 때, h1 은 60 ∼ 240 ㎜ 인 것이 바람직하다.
h1 이 상기 범위이면, 잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층을 용융 유리의 표층으로 유도하는 효과를 발휘하는 데에 바람직하고, 또한 제 1 부재 (14) 를 형성함으로써, 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 내에서의 용융 유리 (G) 의 흐름이 저해되는 경우가 없다.
h1 = 0.25 h ∼ 0.75 h 인 것이 보다 바람직하고, 0.3 h ∼ 0.7 h 인 것이 보다 바람직하다.
또한, 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 용융 유리 유로의 높이 (D) 와, 용융 유리 (G) 액면의 높이 (h) 의 관계는, 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 종류에 따라 상이한데, 백금제 또는 백금 합금제의 탈포조 (감압 탈포조) 의 경우, 통상은 D = 1.1 ∼ 4.0 h 이고, 바람직하게는 1.25 ∼ 2.7 h 이며, 보다 바람직하게는 1.3 ∼ 2.4 h 이다. 한편, 치밀질 내화물제의 탈포조 (감압 탈포조) 의 경우, 통상은 D = 1.8 ∼ 7.0 h 이고, 바람직하게는 2.0 ∼ 5.4 h 이며, 보다 바람직하게는 2.3 ∼ 4.7 h 이다.
본 발명의 탈포 장치 (감압 탈포 장치) (10) 에 있어서, 제 1 부재의 형상은 도시한 것에 한정되지 않는다.
예를 들어, 도 1 에 나타내는 단면 형상에 있어서, 제 1 부재 (14) 는 수평 방향에 대하여 수직으로 형성되어 있지만, 그 제 1 부재 (14) 는 하류측 또는 상류측으로 경사져 있어도 된다. 예를 들어, 제 1 부재 (14) 의 상단이 하류측으로 경사지는 경우의 경사 각도를 정 (正) 으로 할 때 (제 1 부재 (14) 의 상단이 상류측으로 경사지는 경우의 경사 각도를 부 (負) 로 할 때), 경사 각도 (α) 가 -30 °∼ +30 °의 범위 내에서, 제 1 부재 (14) 는 하류측 또는 상류측으로 경사져 있어도 된다.
또한, 도 3 에 나타내는 평면 형상에 있어서, 제 1 부재 (14) 는 평판 형상이지만, 제 1 부재 (14) 의 평면 형상은 이것에 한정되지 않는다. 도 10, 11 은 도 3 과 동일한 평면도이다. 단, 제 1 부재의 평면 형상이 도 3 에 나타내는 제 1 부재 (14) 와는 상이하다. 도 10 에 나타내는 제 1 부재 (14a) 는 평면 형상이 대략 V 자 형상이고, 도 11 에 나타내는 제 1 부재 (14b) 는 평면 형상이 볼록 형상 (계단 형상) 이다. 또한, 도 10, 11 에서는 제 2 부재의 평면 형상도 도 3 과는 상이하다. 도 10 의 제 2 부재는 도 12, 14 에 나타내는 제 2 부재 (15a) 이고, 도 11 의 제 2 부재는 도 13, 15 에 나타내는 제 2 부재 (15b) 이다.
도 10, 11 에 나타내는 제 1 부재 (14a, 14b) 는, 잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층을 용융 유리의 표층으로 유도하는 효과가 도 3 에 나타내는 평판 형상의 제 1 부재 (14) 보다 우수하다.
단, 평면 형상이 대략 V 자 형상을 한 제 1 부재를 사용하는 경우에는, 도 10 에 나타내는 제 1 부재 (14a) 와 같이, 상류측의 가로폭이 좁은 대략 V 자 형상으로 할 필요가 있다. 마찬가지로, 평면 형상이 볼록 형상을 한 제 1 부재를 사용하는 경우에는, 도 11 에 나타내는 제 1 부재 (14b) 와 같이, 상류측의 가로폭이 좁은 볼록 형상으로 할 필요가 있다.
평면 형상에 있어서의 가로폭이 상류측과 하류측에서 상이한 제 1 부재를 사용하는 경우, 하기 식 (1) 을 만족할 필요가 있다.
w1 < w2 ···(1)
식 중, w1 은 상류측에 있어서의 제 1 부재의 가로폭이고, w2 는 하류측에 있어서의 제 1 부재의 가로폭이다.
평면 형상이 상기 식 (1) 을 만족하는 제 1 부재는, 도 10 에 나타내는 대략 V 자 형상의 제 1 부재 (14a), 도 11 에 나타내는 볼록 형상의 제 1 부재 (14b) 이외여도, 잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층을 용융 유리의 표층으로 유도하는 효과가 도 3 에 나타내는 평판 형상의 제 1 부재 (14) 보다 우수하다. 평면 형상이 상기 식 (1) 을 만족하는 제 1 부재로는, 상기 이외에 평면 형상이 U 자 형상인 제 1 부재를 들 수 있다.
평면 형상에 있어서의 가로폭이 상류측과 하류측에서 상이한 제 1 부재를 사용하는 경우, 하기 식 (2) 를 만족하는 것이 보다 바람직하고, 하기 식 (3) 을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
w1 < 0.5 × w2 ···(2)
w1 < 0.1 × w2 ···(3)
또한, 도 4, 6, 8 에 나타내는 단면 형상에 있어서, 제 1 부재 (14) 는 용융 유리에 침지되는 하면이 수평으로 된 평판 형상이지만, 제 1 부재의 형상은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 4, 6, 8 에 나타내는 방향의 단면 형상에 있어서, 제 1 부재는 용융 유리에 침지되는 하면에 볼록부, 오목부 등의 이형부 (異形部) 를 갖고 있어도 된다. 또한, 제 1 부재는 용융 유리에 침지되는 하면이 U 자 형상 등으로 만곡된 형상이어도 된다.
도 2, 3, 5, 7, 9 에 나타내는 바와 같이, 제 2 부재 (15) 는, 제 1 부재 (14) 와는 달리, 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 용융 유리 유로의 폭 방향 전체에 걸쳐서 형성되어 있지 않고, 제 2 부재 (15) 와 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 내벽 (측벽) 사이에는, 용융 유리 (G) 가 통과할 수 있는 간극이 존재한다.
제 1 부재 (14) 와 동일하게, 제 2 부재 (15) 를 탈포조 (감압 탈포조) (11) 의 용융 유리 유로의 폭 방향 전체에 걸쳐서 형성한 경우에도, 잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층을 용융 유리의 표층 (표면) 으로 유도하는 효과는 발휘되지만, 도 2, 3, 5, 7, 9 에 나타내는 바와 같이, 제 2 부재 (15) 와 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 내벽 (측벽) 사이에는, 용융 유리 (G) 가 통과할 수 있는 간극을 형성하면, 용융 유리의 표층으로 유도한 용융 유리가 하방으로 이동하는 것을 방지할 수 있기 때문에 바람직하다.
본 발명의 탈포 장치 (감압 탈포 장치) (10) 는, 기포 부상 수단에 의해 잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층을 용융 유리의 표층으로 유도하는 것인데, 본래 중층에 위치하고 있던 용융 유리가 표층으로 이동하면, 용융 유리의 표층으로 유도시킨 용융 유리가 하방으로 이동해 버려, 잔류 기포를 탈포시킬 수 없게 될 우려가 있다.
도 2, 3, 5, 7, 9 에 나타내는 바와 같이, 제 2 부재 (15) 와 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 내벽 (측벽) 사이에 용융 유리 (G) 가 통과할 수 있는 간극을 형성하면, 기포 부상 수단에 의해 용융 유리의 표층으로 유도된 용융 유리의 하측으로, 간극을 통과한 잔류 기포가 없는 용융 유리, 혹은 잔류 기포가 적은 용융 유리가 파고 들어가 새로운 용융 유리의 중층이 되므로, 용융 유리의 표층으로 유도시킨 용융 유리가 하방으로 이동하는 경우가 없고, 잔류 기포를 탈포시킬 수 있기 때문에 용융 유리의 청징 효과가 향상된다. 여기서, 잔류 기포가 적은 용융 유리란, 용융 유리의 중층에 있어서의 잔류 기포의 수를 a 개/㎏ 으로 할 때, 잔류 기포의 수가 0.01 × a 개/㎏ 이하, 바람직하게는 0.005 × a 개/㎏ 이하, 보다 바람직하게는 0.001 × a 개/㎏ 이하인 용융 유리이다.
도 12 및 도 13 은 도 5 와 동일한 도면이고, 도 14 및 도 15 는 도 7 과 동일한 도면이다. 단, 제 2 부재의 형상이 도 5, 7 과는 상이하다. 도 12, 14 에 나타내는 제 2 부재 (15a) 는, 단면 형상이 대략 T 자 형상이고, 대략 T 자 형상을 한 제 2 부재 (15b) 와 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b) 의 내벽 (측벽 및 저부의 벽면) 사이에 용융 유리 (G) 가 통과할 수 있는 간극 (16) 이 존재하고 있다.
도 13, 15 에 나타내는 제 2 부재 (15b) 는, 단면 형상이 띠 형상이고, 띠 형상을 한 제 2 부재 (15b) 와 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b) 의 내벽 (저부의 벽면) 사이에 용융 유리 (G) 가 통과할 수 있는 간극 (16) 이 존재하고 있다.
도 12 ∼ 15 의 구성이어도, 기포 부상 수단에 의해 용융 유리의 표층으로 유도된 용융 유리의 하측으로 간극을 통과한 용융 유리가 파고 들어가 새로운 용융 유리의 중층이 되므로, 용융 유리의 표층으로 유도시킨 용융 유리가 하방으로 이동하는 경우가 없고, 잔류 기포를 탈포할 수 있기 때문에 용융 유리의 청징 효과가 향상된다.
또한, 도시한 형태에서는, 제 2 부재와 탈포조 (감압 탈포조) 의 내벽 (측벽 및 저부의 벽면) 사이에 용융 유리가 통과할 수 있는 간극이 존재하고 있지만, 제 2 부재 자체에 용융 유리가 통과할 수 있는 간극이 존재하고 있어도 된다.
상기한 제 2 부재 중에서도, 도 5, 7, 9 에 나타내는 제 2 부재 (15) 가 단순한 형상이기 때문에 제조가 유리하며, 또한 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 내벽에 장착하기 용이하고, 또한, 간극을 형성함으로써 발생하는 상기 서술한 효과가 우수하므로 특히 바람직하다. 즉, 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 에서는 용융 유리 유로의 중앙부에 있어서의 용융 유리의 유속이 빨라 용융 유리의 체재 시간이 짧아지기 때문에, 용융 유리의 중층에 있어서, 용융 유리 유로의 측부보다 용융 유리 유로의 중앙부 쪽이 시간당 통과하는 기포수가 많아진다. 도 5, 7, 9 에 나타내는 제 2 부재 (15) 의 형상은, 용융 유리 유로의 중앙부를 통과하는 용융 유리 중의 잔류 기포를 탈포하는 효과가 우수하므로 보다 바람직하다.
도 5, 7, 9 에 나타내는 제 2 부재 (15) 는, 탈포조 (감압 탈포조) (11) 의 수평 방향의 내경의 최대값을 W1, 제 2 부재 (15) 의 가로폭의 최대값을 W2 로 할 때, 관계식 0.2
Figure 112010064554795-pct00005
W2/W1
Figure 112010064554795-pct00006
0.9 를 만족하는 것이, 잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층을 용융 유리의 표층으로 유도하는 효과, 및 간극을 형성함으로써 생기는 상기 서술한 효과 모두 우수하기 때문에 바람직하다.
도 5, 7, 9 에 나타내는 제 2 부재 (15) 는, 관계식 0.3
Figure 112010064554795-pct00007
W2/W1
Figure 112010064554795-pct00008
0.85 를 만족하는 것이 보다 바람직하고, 관계식 0.5
Figure 112010064554795-pct00009
W2/W1
Figure 112010064554795-pct00010
0.8 을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 탈포 장치 (감압 탈포 장치) (10) 에 있어서, 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b, 11c) 의 저면으로부터 제 1 부재 (14) 의 하단까지의 높이를 h1, 탈포조 (감압 탈포조) (11) 의 저면으로부터 제 2 부재 (15) 의 상단까지의 높이를 h2 로 할 때, 관계식 h1
Figure 112010064554795-pct00011
h2 를 만족함으로써, 잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층을 용융 유리의 표층으로 유도하는 효과가 발휘된다.
본 발명의 탈포 장치 (감압 탈포 장치) (10) 에 있어서, h1 및 h2 는 하기 식 (4) 를 만족하는 것이 보다 바람직하다.
h2 - h1
Figure 112010064554795-pct00012
20 ㎜ (4)
용융 유리 (G) 의 액면의 높이를 h 로 할 때, h2
Figure 112010064554795-pct00013
0.3 h 인 것이 바람직하다. 예를 들어, 용융 유리 (G) 의 액면의 높이 (h) 가 300 ㎜ 일 때, h1 은 90 ㎜ 이상인 것이 바람직하다.
h2 가 상기 범위이면, 잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층을 용융 유리의 표층으로 유도하는 효과를 발휘하는 데에 바람직하다.
또한, 제 2 부재와 탈포조 (감압 탈포조) 의 내벽 (측벽) 사이에는, 용융 유리 (G) 가 통과할 수 있는 간극이 존재하는 경우, 혹은 제 2 부재 자체에 용융 유리 (G) 가 통과할 수 있는 간극이 존재하는 경우에는, h2
Figure 112010064554795-pct00014
h 여도 된다. 즉, 제 2 부재의 상단이 용융 유리 (G) 의 액면보다 높아도 된다.
h2 는 0.4 ∼ 0.9 h 인 것이 보다 바람직하고, 0.5 ∼ 0.8 h 인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 탈포 장치 (감압 탈포 장치) (10) 에 있어서, 제 2 부재의 형상은 도시한 것에 한정되지 않는다.
예를 들어, 도 1 에 나타내는 단면 형상에 있어서, 제 2 부재 (15) 는 수평 방향에 대하여 수직으로 형성되어 있지만, 그 제 2 부재 (15) 는 하류측 또는 상류측으로 경사져 있어도 된다. 예를 들어, 제 2 부재 (15) 의 상단이 하류측으로 경사지는 경우의 경사 각도를 정으로 할 때 (제 2 부재 (15) 의 상단이 상류측으로 경사지는 경우의 경사 각도를 부로 할 때), 경사 각도 (β) 가 -30 °∼ +30 °의 범위 내에서, 보다 바람직하게는 -15 °∼ +15 °의 범위 내에서, 더욱 바람직하게는 -5 °∼ +5 °의 범위 내에서 제 2 부재 (15) 는 하류측 또는 상류측으로 경사져 있어도 된다.
또한, 도 3 에 나타내는 평면 형상에 있어서, 제 2 부재 (15) 는 평판 형상이지만, 제 2 부재 (15) 의 평면 형상은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 10 에 나타내는 제 1 부재 (14a) 와 같이, 제 2 부재의 평면 형상이 대략 V 자 형상이어도 되고, 도 11 에 나타내는 제 1 부재 (14b) 와 같이, 제 2 부재의 평면 형상이 볼록 형상이어도 된다. 또한, 제 2 부재의 평면 형상은 U 자 형상이어도 된다.
본 발명의 탈포 장치 (감압 탈포 장치) (10) 에 있어서, 용융 유리 (G) 의 유동 방향에 있어서의 제 1 부재 (14) 와 제 2 부재 (15) 의 거리 (d) 가 50 ∼ 400 ㎜ 이다. 제 1 부재 (14) 와 제 2 부재 (15) 의 거리 (d) 가 400 ㎜ 초과이면, 잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층을 용융 유리의 표층으로 유도하는 효과를 충분히 발휘할 수 없다. 제 1 부재 (14) 와 제 2 부재 (15) 의 거리 (d) 가 50 ㎜ 미만이면, 양자의 거리가 지나치게 좁기 때문에 용융 유리 (G) 의 유동이 저해된다.
제 1 부재 (14) 와 제 2 부재 (15) 의 거리 (d) 는, 80 ∼ 350 ㎜ 인 것이 바람직하고, 100 ∼ 300 ㎜ 인 것이 보다 바람직하며, 130 ∼ 250 ㎜ 인 것이 더욱 바람직하다.
탈포조 (감압 탈포조) (11) 의 용융 유리 유로의 길이를 L 로 할 때, 탈포조 (감압 탈포조) (11) 의 상류단 (端) 으로부터 제 1 부재 (14) 까지의 거리가 0.1 L 이상이 되도록 기포 부상 수단을 형성하는 것이 바람직하다. 탈포조 (감압 탈포조) (11) 의 상류단으로부터 제 1 부재 (14) 까지의 거리가 0.2 L 이상이 되도록 기포 부상 수단을 형성하는 것이 보다 바람직하고, 0.4 ∼ 0.9 L 이 되도록 기포 부상 수단을 형성하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 탈포조 (감압 탈포조) (11) 의 치수는, 사용하는 탈포 장치 (감압 탈포 장치) (10) 나 탈포조 (감압 탈포조) (11) 의 형상에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 하기 범위로 할 수 있다.
수평 방향에 있어서의 용융 유리 유로의 길이 : 1 ∼ 20 m
용융 유리 유로의 최대폭 : 0.2 ∼ 10 m
도 4 에 나타내는 바와 같은 단면이 타원 형상을 한 원통 형상의 탈포조 (감압 탈포조) (11a) 의 경우, 그 치수의 일례는 이하와 같다.
수평 방향에 있어서의 길이 : 1 ∼ 20 m
내경 (장경 (長徑)) : 0.2 ∼ 3 m
본 발명의 탈포 장치 (감압 탈포 장치) 에 있어서, 탈포조 (감압 탈포조) 내에 기포 부상 수단을 2 개 이상 형성해도 된다. 탈포조 (감압 탈포조) 내에 기포 부상 수단을 2 개 이상 형성한 경우, 잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층을 용융 유리의 표층으로 유도하는 효과가 향상된다.
탈포조 (감압 탈포조) 내에 기포 부상 수단을 2 개 이상 형성하는 경우, 기포 부상 수단간의 거리, 즉 상류측에 위치하는 제 2 부재와 하류측에 위치하는 제 1 부재의 거리를 100 ㎜ 이상으로 할 필요가 있다. 기포 부상 수단간의 거리는 200 ㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 400 ㎜ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 기포 부상 수단간의 거리는 1500 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 탈포 장치 (감압 탈포 장치) 에 있어서, 탈포조 (감압 탈포조) 내에 기포 부상 수단 이외의 요소를 형성해도 된다. 도 16 은 도 3 과 동일한 도면이고, 도 17 및 도 18 은, 도 16 에 나타내는 탈포조 (감압 탈포조) (11) 를 선 C-C＇를 따라 절단한 단면도이다. 또한, 도 17 에 나타내는 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a) 는 단면 형상이 타원 형상이고, 도 18 에 나타내는 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11b) 는 단면 형상이 직사각형이다.
도 16 ∼ 18 에 나타내는 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b) 에서는, 제 2 부재 (14) 보다 하류측에 제 3 부재 (17) 가 형성되어 있다. 상기 서술한 바와 같이, 도 5, 7 에 나타내는 제 2 부재 (15) 는, 용융 유리 유로의 중앙부를 통과하는 용융 유리 중의 잔류 기포를 탈포하는 효과가 우수하므로 제 2 부재로서 바람직한 형태이지만, 제 2 부재 (15) 와 탈포조 (감압 탈포조) (11 : 11a, 11b) 의 내벽 (측벽) 사이에 용융 유리 (G) 가 통과할 수 있는 간극이 존재하기 때문에, 잔류 기포를 함유하는 용융 유리의 중층이 용융 유리의 표층으로 유도될 때에, 용융 유리 유로의 중앙부가 아니라, 탈포조 (11) (11a, 11b) 의 측벽 방향으로 유도되어, 용융 유리의 표층에 부상한 잔류 기포의 분포가 불균일해지는 경우가 있다. 도 5, 7 에 나타내는 제 2 부재 (15) 의 하류측에 도 16 ∼ 18 에 나타내는 제 3 부재 (17) 를 형성하면, 제 2 부재 (15) 에 의해 탈포조 (11) (11a, 11b) 의 측벽 방향으로 유도된 용융 유리를 용융 유리 유로의 중앙부로 유도할 수 있고, 용융 유리의 표층에 부상한 잔류 기포를 균일하게 분포시킬 수 있다.
탈포조 (감압 탈포조) 내에 기포 부상 수단을 2 개 이상 형성하는 경우, 제 3 부재도 2 개 이상 형성해도 된다. 즉, 개개의 제 2 부재에 대하여 그 하류측에 제 3 부재를 형성해도 된다. 한편, 제 3 부재는 1 개만 형성해도 된다. 즉, 가장 하류측의 제 2 부재에 대하여 그 하류측에 제 3 부재를 형성해도 된다.
제 1 부재 (14) 및 제 2 부재 (15) (제 3 부재 (17) 를 형성하는 경우에는 제 3 부재 (17) 도) 는 용융 유리와 접촉하기 때문에, 내열성 및 용융 유리에 대한 내식성이 우수한 재료를 사용할 필요가 있다. 제 1 부재 (14) 및 제 2 부재 (15) 에 사용할 수 있는 내열성 및 용융 유리에 대한 내식성이 우수한 재료로는, 백금이나, 백금-금 합금 및 백금-로듐 합금과 같은 백금 합금, 세라믹스계 비금속 무기 재료, 치밀질 내화물 등을 들 수 있다. 치밀질 내화물의 구체예로는, 예를 들어 알루미나계 전주 (電鑄) 내화물, 지르코니아계 전주 내화물, 알루미나-지르코니아-실리카계 전주 내화물 등의 전주 내화물, 그리고 치밀질 알루미나계 내화물, 치밀질 지르코니아-실리카계 내화물 및 치밀질 알루미나-지르코니아-실리카계 내화물 등의 치밀질 소성 내화물을 들 수 있다.
제 1 부재 (14) 및 제 2 부재 (15) (제 3 부재 (17) 를 형성하는 경우에는 제 3 부재도) 는, 그 평면 형상, 및 선 A-A＇ 또는 선 B-B＇로 절단한 단면 형상이 상기한 형상인 한 특별히 한정되지 않고, 판 형상의 부재여도 되고, 블록 형상의 부재여도 된다.
용융 유리와 접촉하는 탈포 장치 (감압 탈포 장치) (10) 의 다른 구성 요소, 즉 탈포조 (감압 탈포조) (11), 상승관 (12) 및 하강관 (13) 도 내열성 및 용융 유리에 대한 내식성이 우수한 재료를 사용할 필요가 있어, 상기한 백금, 백금 합금, 세라믹스계 비금속 무기 재료, 치밀질 내화물 등을 사용한다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.
감압 탈포조에서의 용융 유리의 청징 효과를 시뮬레이션에 의해 평가하였다. 시뮬레이션에 있어서는, 유한 요소법을 사용한 컴퓨터 프로그램에 의해 용융 유리 중의 기포의 거동을 해석하였다. 또한, 기포는 상승관의 하단에서 랜덤으로 발생하고, 용융 유리는 온도 1430 ℃, 점도 100 ㎩·s 인 것으로 설정하여 연산하였다.
감압 탈포조는 도 4 에 나타내는 바와 같은 단면이 타원 형상인 것에 의해 평가하였다. 감압 탈포조의 치수 및 용융 유리의 액면의 높이는 각각 이하와 같다.
용융 유리 유로의 길이 (L) : 9 m
용융 유리 유로의 수평 방향의 내경의 최대값 (W1) : 480 ㎜
감압 탈포조의 높이 (D) : 320 ㎜
용융 유리의 액면의 높이 : 250 ㎜
감압 탈포조를 통과하는 용융 유리는 이하와 같이 상정하였다.
유리 : 액정 표시 장치 (LCD) 용 무알칼리 유리 (아사히 유리 주식회사 제조 AN100)
유량 : 70 톤/일
감압 탈포조 통과시의 온도 (평균) : 1430 ℃
감압 탈포조 통과시의 점성 : 100 ㎩·s
감압 탈포조 통과시의 밀도 : 2380 ㎏/㎥
(실시예 1)
단면 타원 형상의 감압 탈포조에 대하여, 제 1 부재가 도 3 및 도 4 에 나타내는 제 1 부재 (14) 이고, 제 2 부재가 도 3 및 도 5 에 나타내는 제 2 부재 (15) 인 경우에 대하여 탈포 성능을 평가하였다. 제 1 부재 (14) 및 제 2 부재 (15) 의 치수, 및 용융 유리 유로에 있어서의 설치 위치는 각각 이하와 같다.
[제 1 부재 (14)]
탈포조의 저면으로부터 제 1 부재의 하단까지의 높이 (h1) : 125 ㎜
제 1 부재의 높이 (두께 : H1) : 125 ㎜
용융 유리 유로의 상류단으로부터의 거리 : 4.5 m
[제 2 부재 (15)]
제 2 부재의 높이 (h2) : 178 ㎜
제 2 부재의 가로폭의 최대값 (W2) : 200 ㎜
제 1 부재와 제 2 부재의 거리 (d) : 175 ㎜
탈포 성능에 대해서는, 직경 100 ㎛ 의 기포 10,000 개가 탈포 가능한 절대압 (Pth), 및 기포가 마지막에 부상해 온 부위의 탈포조의 상류단으로부터의 거리 (최장 부상 거리) 를 평가하였다. Pth 의 값이 클수록 탈포 성능이 우수하다. 또한, 최장 부상 거리가 작을수록 탈포 성능이 우수하다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 또한, 표 1 에 있어서는, 상기 Pth 와 P0 의 압력차와 최장 부상 거리를 나타내고 있다. 상기 P0 은, 제 2 부재를 형성하지 않은 경우에 있어서 직경 100 ㎛ 의 기포 10,000 개가 탈포 가능한 절대압이다. 비교예 1 은, 제 2 부재를 형성하지 않는 경우의 예이다.
(실시예 2)
제 2 부재를 경사시킨 점 이외에는 실시예 1 과 동일하게 실시하였다. 상기 제 2 부재는, 상단부가 하류측을 향해 경사지고, 연직 방향에 대하여 61 °(수평 방향에 대하여 29 °) 경사지도록 배치 형성하였다.
(실시예 3)
제 1 부재를 도 10 에 나타내는 제 1 부재 (14a) 로 한 점 이외에는 실시예 1 과 동일하게 실시하였다. 탈포조의 저면으로부터 제 1 부재의 하단까지의 높이 (h1) 는 85 ㎜, 제 1 부재의 높이 (두께) 는 165 ㎜, 용융 유리 유로의 상류단으로부터 제 1 부재의 상류단까지의 거리는 4.5 m 였다. 도 10 중의 L1 은 524 ㎜, L2 는 498 ㎜ 였다. 제 1 부재의 하류측의 단부 (端部) 와 제 2 부재의 거리 (d) 는 627 ㎜ 였다.
(실시예 4)
제 1 부재를 도 11 에 나타내는 제 1 부재 (14b) 로 한 점 이외에는 실시예 1 과 동일하게 실시하였다. 탈포조의 저면으로부터 제 1 부재의 하단까지의 높이 (h1) 는 125 ㎜, 제 1 부재의 높이 (두께) 는 125 ㎜, 용융 유리 유로의 상류단으로부터 제 1 부재의 상류단까지의 거리는 4.5 m 였다. 도 11 중의 L3 은 200 ㎜, L4 는 188 ㎜ 였다. 제 1 부재의 하류측의 단부와 제 2 부재의 거리 (d) 는 150 ㎜ 였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
Pth - P0 [㎪] 1.4 0.5 2.9 1.5 0
최장 부상 거리 [m] 7.8 8.2 7.0 7.8 9.3
다음으로, 제 1 부재를 도 3 및 도 4 에 나타내는 제 1 부재 (14) 에 고정시킨 상태에서, 제 2 부재를 이하의 2 가지로 변경한 점 이외에는 실시예 1 과 동일하게 실시하였다.
(실시예 5)
제 2 부재 : 도 12 에 나타내는 제 2 부재 (15a)
제 2 부재의 높이 (h2) : 178 ㎜
도 12 중의 H2 는 75 ㎜, L5 는 200 ㎜ 였다. 제 1 부재의 하류측의 단부와 제 2 부재의 거리 (d) 는 263 ㎜ 였다.
(실시예 6)
제 2 부재 : 도 13 에 나타내는 제 2 부재 (15b)
제 2 부재의 높이 (h2) : 178 ㎜
도 13 중의 H3 은 93 ㎜ 였다. 제 1 부재의 하류측의 단부와 제 2 부재의 거리 (d) 는 263 ㎜ 였다.
결과를 표 2 에 나타낸다. 또한, 표 2 에는 비교를 위해서 실시예 1 의 결과도 나타냈다.
실시예 1 실시예 5 실시예 6
Pth - P0 [㎪] 1.4 0.6 0.3
최장 부상 거리 [m] 7.8 8.5 9.3
(실시예 7)
실시예 1 에 대하여, W2 를 120 ㎜, 200 ㎜ 및 280 ㎜ 의 3 가지로 변경하여 실시하였다. 각각의 Pth - P0 의 값은 1.1 ㎪ (225 ㎜), 1.4 ㎪ (375 ㎜), 1.3 ㎪ (525 ㎜) 였다.
(실시예 8 ∼ 13, 비교예 2 ∼ 3)
실시예 1 의 구성에 있어서의 h2 를 하기 표에 나타내는 바와 같이 변경하여, 실시예 8 ∼ 13, 비교예 2, 비교예 3 으로서 실시하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.


 제 2 부재의 높이 (h2)
실시예 8 실시예 9 실시예 10 실시예 11 실시예 12 실시예 13 비교예 2 비교예 3
285 ㎜ 267 ㎜ 248 ㎜ 228 ㎜ 209 ㎜ 188 ㎜ 122 ㎜ 68 ㎜
Pth - P0 [㎪] 13 1.3 11 0.9 0.7 0.5 0.4 0.2
최장 부상 거리 [m] 7.9 8.0 8.0 8.4 8.5 8.6 8.8 9.0
또한, 실시예 1 의 구성에 있어서의 탈포조의 저면으로부터 제 1 부재의 하단까지의 높이 (h1) 를 125 ㎜, 105 ㎜, 85 ㎜ 로 3 가지로 변경하여 실시하였는데, Pth - P0 의 값의 h1 변경에 의한 차는 0.1 ㎪ 이하이고, 용융 유리의 청징 효과에는 영향을 주지 않았다.
(실시예 14 ∼ 20)
실시예 1 에 대하여, 제 1 부재와 제 2 부재의 거리 (d) 를 표 4 에 나타내는 바와 같이 변경하여, 실시예 14 ∼ 20 으로서 실시하였다. 결과를 표 4 에 나타낸다.


 제 1 부재와 제 2 부재의 거리 (d)
실시예 14 실시예 15 실시예 16 실시예 17 실시예 18 실시예 19 실시예 20
150 ㎜ 188 ㎜ 225 ㎜ 263 ㎜ 300 ㎜ 338 ㎜ 395 ㎜
Pth - P0 [㎪] 1.1 1.4 1.5 1.5 1.5 1.3 1.1
(실시예 21)
감압 탈포조가 도 6 에 나타내는 바와 같은 단면이 직사각형인 것에 대하여 평가를 실시하였다. 감압 탈포조의 치수 및 용융 유리의 액면의 높이는 각각 이하와 같다.
용융 유리 유로의 길이 (L) : 4.0 m
용융 유리 유로의 수평 방향의 내경의 최대값 (W1) : 975 ㎜
감압 탈포조의 높이 (D) : 600 ㎜
용융 유리의 액면의 높이 : 200 ㎜
제 1 부재가 도 3 및 도 6 에 나타내는 제 1 부재 (14) 이고, 제 2 부재가 도 3 및 도 7 에 나타내는 제 2 부재 (15) 인 경우에 대하여 용융 유리의 청징 효과를 평가하였다. 제 1 부재 (14) 및 제 2 부재 (15) 의 치수, 및 용융 유리 유로에 있어서의 설치 위치는 각각 이하와 같다.
제 1 부재 (14)
탈포조의 저면으로부터 제 1 부재의 하단까지의 높이 (h1) : 100 ㎜
제 1 부재의 높이 (두께) : 100 ㎜
용융 유리 유로의 상류단으로부터의 거리 : 2.0 m
제 2 부재 (15)
제 2 부재의 높이 (h2) : 140 ㎜
제 2 부재의 가로폭의 최대값 (W2) : 459 ㎜
제 1 부재와 제 2 부재의 거리 (d) : 181 ㎜
용융 유리의 청징 효과에 대해서는, 직경 100 ㎛ 의 기포 10,000 개가 탈포 가능한 절대압 (Pth), 및 기포가 마지막에 부상해 온 부위의 탈포조의 상류단으로부터의 거리 (최장 부상 거리) 를 평가하였다. 결과를 표 5 에 나타낸다. 또한, 표 5 에 있어서는, Pth 와 P0＇의 압력차를 나타내고 있다. 상기 P0＇는, 제 2 부재를 형성하지 않은 경우에 있어서 직경 100 ㎛ 의 기포 10,000 개가 탈포 가능한 절대압이다.
실시예 21 비교예 4
Pth - P0' [㎪] 1.1 0
이상과 같이, 본 발명의 탈포 장치에 의하면, 감압도를 낮추거나 용융 유리의 온도를 높이거나 하는 등의 청징 공정의 조건 변경을 하지 않고 청징 효과를 향상시킬 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명의 탈포 장치는, 용융 유리로부터 기포를 제거하기 위해서 이용할 수 있다.
한편, 2008년 6월 9일에 출원된 일본 특허 출원 2008-150557호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하여, 본 발명 명세서의 개시로서 도입한다.
10 : 탈포 장치 (감압 탈포 장치)
11 : 탈포조 (감압 탈포조)
12 : 상승관
13 : 하강관
14, 14a, 14b : 제 1 부재
15, 15a, 15b : 제 2 부재
16 : 공극
17 : 제 3 부재
200 : 용해조
220 : 상류 피트
240 : 하류 피트
G : 용융 유리

Claims (7)

  1. 용융 유리의 도입구 및 배출구를 갖는 탈포조를 구비한 용융 유리의 탈포 장치에 있어서,
    상기 탈포조 내에, 제 1 부재 및 제 2 부재를 갖는 기포 부상 수단이 형성되어 있고,
    상기 제 1 부재는, 적어도 일부가 용융 유리에 침지되도록, 또한 상기 탈포조의 용융 유리 유로의 폭 방향 전체에 걸쳐서 배치 형성되도록 상기 탈포조의 내벽에 장착되어 있고,
    상기 제 2 부재는, 상기 탈포조의 저면측으로부터 상방을 향해 연장되고, 용융 유리의 액면 아래에 위치하도록 상기 탈포조의 내벽에 장착되어 있고, 상기 제 2 부재의 평면 형상의 횡폭 방향의 양측에 용융 유리가 통과할 수 있는 간극이 형성되어 있으며,
    상기 제 1 부재 및 상기 제 2 부재가 하기 (1) ∼ (3) 을 만족하도록 배치 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용융 유리의 탈포 장치.
    (1) 상기 제 1 부재가 상기 제 2 부재에 대하여 용융 유리의 유동 방향에 있어서의 상류측에 위치한다.
    (2) 용융 유리의 유동 방향에 있어서의 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재의 거리가 50 ∼ 400 ㎜ 이다.
    (3) 상기 탈포조의 저면으로부터 상기 제 1 부재의 하단까지의 높이를 h1, 상기 탈포조의 저면으로부터 상기 제 2 부재의 상단까지의 높이를 h2 로 할 때, 관계식 h1
    Figure 712013002081061-pct00015
    h2 를 만족한다.
  2. 용융 유리의 도입구 및 배출구를 갖는 탈포조를 구비한 용융 유리의 탈포 장치에 있어서,
    상기 탈포조 내에, 제 1 부재 및 제 2 부재를 갖는 기포 부상 수단이 형성되어 있고,
    상기 제 1 부재는, 적어도 일부가 용융 유리에 침지되도록, 또한 상기 탈포조의 용융 유리 유로의 폭 방향 전체에 걸쳐서 배치 형성되도록 상기 탈포조의 내벽에 장착되어 있고,
    상기 제 2 부재는, 상기 탈포조의 저면측으로부터 상방을 향해 연장되고, 용융 유리의 액면 아래에 위치하도록 상기 탈포조의 내벽에 장착되어 있고, 상기 탈포조의 내벽과 상기 제 2 부재 사이의 상기 제 2 부재의 평면 형상의 횡폭 방향의 양측에 용융 유리가 통과할 수 있는 간극을 갖고 있으며,
    상기 제 1 부재 및 상기 제 2 부재가 하기 (1) ∼ (3) 을 만족하도록 배치 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용융 유리의 탈포 장치.
    (1) 상기 제 1 부재가 상기 제 2 부재에 대하여 용융 유리의 유동 방향에 있어서의 상류측에 위치한다.
    (2) 용융 유리의 유동 방향에 있어서의 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재의 거리가 50 ∼ 400 ㎜ 이다.
    (3) 상기 탈포조의 저면으로부터 상기 제 1 부재의 하단까지의 높이를 h1, 상기 탈포조의 저면으로부터 상기 제 2 부재의 상단까지의 높이를 h2 로 할 때, 관계식 h1
    Figure 712013002081061-pct00036
    h2 를 만족한다.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 탈포조의 수평 방향의 내경의 최대값을 W1, 상기 제 2 부재의 가로폭의 최대값을 W2 로 할 때, 관계식 0.2
    Figure 712013002081061-pct00037
    W2/W1
    Figure 712013002081061-pct00038
    0.9 를 만족하는 것을 특징으로 하는 용융 유리의 탈포 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 탈포조의 저면으로부터 상기 제 1 부재의 하단까지의 높이 (h1) 가 70 ∼ 250 ㎜ 인 것을 특징으로 하는 용융 유리의 탈포 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 부재의 평면 형상이 하기 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 용융 유리의 탈포 장치.
    w1 < w2
    (식 중, w1 은 용융 유리 유동 방향 상류측에 있어서의 상기 제 1 부재의 가로폭이고, w2 는 용융 유리 유동 방향 하류측에 있어서의 상기 제 1 부재의 가로폭이다)
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 탈포조 내에 상기 기포 부상 수단이 2 개 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용융 유리의 탈포 장치.
  7. 삭제
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