KR20130056241A - 용융 유리의 감압 탈포 장치 및 감압 탈포 방법 그리고 유리 제품의 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 감압 탈포조의 상부 공간의 내벽에 용융 유리의 기포가 접촉하여, 그 내벽을 따라 흐르는 용융 유리를 감압 탈포조의 외부로 배출할 수 있는 감압 탈포 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은, 감압 탈포조가, 용융 유리의 수용부와 상부 공간을 획성하기 위한 저벽부와 둘레벽부와 천정부를 구비하여 이루어지고, 용융 유리에 접촉하는 둘레벽부가 복수의 종벽돌을 조합하여 구성되고, 상부 공간이 복수의 박벽돌을 조합하여 구성되고, 상부 공간을 구성하는 복수의 박벽돌 중, 종벽돌 상에 맞닿는 박벽돌이, 그 수용부측의 면의 하부를 상기 종벽돌에 있어서의 용융 유리 접촉면보다 외측에 위치시켜 종벽돌의 상면에 설치되고, 종벽돌의 상면과 그 위에 설치되어 있는 박벽돌의 하부 사이에 용융 유리의 저류부가 형성되고, 저류부에 면하는 종벽돌과 박벽돌의 접합 부분에 감압 탈포조의 외부에 연통되는 용융 유리의 배출 유로가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

용융 유리의 감압 탈포 장치 및 감압 탈포 방법 그리고 유리 제품의 제조 장치 및 제조 방법 {MOLTEN GLASS VACUUM DEGASSING APPARATUS, VACUUM DEGASSING METHOD, AND APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING GLASS PRODUCT}

본 발명은, 용융 유리의 감압 탈포 장치 및 감압 탈포 방법 그리고 유리 제품의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.

종래 성형된 유리 제품의 품질 향상을 위해, 용융조에서 유리 원료를 용융한 후, 용융 유리를 성형 장치로 성형하기 전에, 용융 유리 내에 발생한 기포를 제거할 목적으로 감압 탈포 장치가 사용되고 있다.

상기 감압 탈포 장치는, 내부가 소정의 감압도로 유지된 감압 탈포조 내에 용융 유리를 통과시킴으로써, 용융 유리 내에 포함되는 기포를 비교적 단시간에 성장시키고, 크게 성장한 기포의 부력을 이용하여 기포를 용융 유리의 표면으로 부상시키고, 용융 유리의 표면에서 기포를 파포시킴으로써, 효율적으로 용융 유리로부터 기포를 제거하는 장치이다.

그리고, 감압 탈포 장치와 같은 유리 제조 장치에 있어서, 용융 유리의 유로를 이루는 감압 탈포조의 구성 재료는, 내열성 및 용융 유리에 대한 내식성이 우수할 필요가 있다. 이와 같은 조건을 만족시키는 재료로서, 종래 전주 (電鑄) 벽돌과 같은 내화 벽돌을 사용하여 감압 탈포조를 구성하는 기술 (특허문헌 1 참조) 이 알려져 있다.

상기 감압 탈포조에 있어서, 그 내부의 상태 변화에 따라서는 돌비 (突沸) 로 칭해지는 현상이 일어나는 경우가 있다. 이 돌비란, 용융 유리 내부나 표면에 대량의 기포가 발생하고, 용융 유리의 액면으로 부상하여 두꺼운 기포의 층을 형성하는 것을 말한다. 예를 들어, 감압 탈포조의 내부 압력이 일정한 범위로 유지되지 않고 내부 압력이 저하된 경우, 용융 유리의 온도가 변동하여 온도가 상승하고 용융 유리의 점도가 저하된 경우 등에 돌비가 일어나기 쉽다. 또, 탈포되는 용융 유리의 점도가 낮은 경우, 상기와 같은 상황 변화에 의해 돌비가 보다 일어나기 쉬워진다. 돌비의 발생을 방지하는 것이나 돌비에 의해 발생한 기포층의 두께를 제어하는 것은 통상적으로 곤란하다.

돌비에 의해 발생한 기포층이 두꺼워지면, 용융 유리의 접촉을 상정하지 않은 내부 벽면에까지 기포층이 접촉하는 사태가 되기 쉽다.

내화 벽돌로 구성되어 있는 감압 탈포조의 내면에 있어서는, 용융 유리가 접촉하는 부분 (용융 유리의 접촉을 상정한 부분) 에 용융 유리에 대하여 특히 내식성이 높은 내화 벽돌이 사용되고 있다. 그러나, 용융 유리가 접촉하지 않는 부분 (용융 유리의 접촉을 상정하지 않은 부분) 에는, 경제성 등을 고려하여, 상기 특히 내식성이 높은 내화 벽돌 이외의 내화 벽돌이 사용되는 것이 통례이다.

용융 유리가 접촉하는 부분에 사용되는 내화 벽돌은 종 (種) 벽돌 (Soldier Refractory 또는 Soldier Block) 로 불리고 있다. 종벽돌로는, 예를 들어, 용융 유리에 대한 내식성이 높은 전주 벽돌이 사용된다.

감압 탈포조의 측벽 상부나 천정부는 박 (迫) 으로 불리며, 통상적으로는 이 부분에는 용융 유리가 접촉하지 않는다. 이 부분에 사용되는 내화 벽돌은 박벽돌 (Crown Refractory 또는 Crown Block) 로 불리고 있다. 박벽돌로는, 예를 들어, 결합 벽돌이 사용된다. 따라서, 상기와 같이 기포층의 두께가 두꺼워지면, 파포의 효율이 저하되는 문제가 발생할 뿐만 아니라, 기포층이 박벽돌로 구성된 감압 탈포조 내면에 접촉하는 사태가 된다.

박벽돌로 구성된 감압 탈포조 내면에는, 용융 유리로부터 휘발된 용융 유리의 성분 (산화붕소나 알칼리 금속 산화물 등) 이 부착되어 있는 경우가 적지 않다. 기포층이 박벽돌 표면에 접촉하면, 기포층이 이들 부착물에 접촉하여, 기포층을 구성하는 용융 유리에 부착물이 혼입되기 쉽다. 또, 박벽돌은 상대적으로 용융 유리에 대한 내식성이 낮은 점에서, 기포층을 구성하는 용융 유리에 침식되기 쉽고, 박벽돌의 성분도 기포층의 용융 유리에 혼입될 우려가 있다.

박벽돌로 구성된 면에 접촉한 기포가 터지고, 용융 유리가 되어 벽면으로부터 낙하하거나 또는 벽면을 유하 (流下) 하여, 감압 탈포조 내를 흐르는 용융 유리에 혼입되면, 용융 유리에 상기 부착물이나 박유리 성분이 혼입된다.

부착물이 본래 용융 유리의 성분이라도, 부착물이 혼입된 부분에서는 용융 유리의 조성이 변화하여, 전체적으로 균일한 조성의 용융 유리가 되지 않는다. 이 때문에, 예를 들어, 이 용융 유리를 성형하여 유리 제품으로 한 경우, 유리 조성의 불균일에 의해 부분적으로 굴절률이 상이한 유리 제품이 되어, 투시 이미지를 일그러지게 한다 (이른바 림이 발생한다) 는 문제가 발생한다.

또, 박벽돌의 성분이 용융 유리에 혼입된 경우, 용융 유리를 구성하는 성분이 아닌 성분이 용융 유리에 혼입되어, 유리 제품의 품질 저하로 이어질 우려가 있다.

그래서, 상기 서술한 바와 같은 대량의 기포가 발생한 경우, 감압 탈포조의 측부측에 감압 탈포조와 동일한 감압도로 내부 압력을 조정한 분기 감압 하우징을 형성하고, 이 분기 감압 하우징측으로 용융 유리의 기포층을 도입하여 제거하고, 수용하는 기포층 제거 수단을 형성한 감압 탈포 장치가 제안되어 있다 (특허문헌 2 참조).

일본 공개특허공보 평11-139834호 일본 공개특허공보 2000-178028호

특허문헌 2 에 기재된 감압 탈포 장치에 있어서는, 통상적으로 상기 서술한 바와 같은 돌비 현상이 일어나지 않도록 감압 탈포조의 천정부에 모니터창을 형성하여 용융 유리의 상태를 감시하며, 조 내 압력의 미 (微) 조정이나 용융 유리의 온도 제어를 실시하고 있다. 그러나, 감압 탈포 장치를 정상 운전하고 있는 상태라도, 조 내 압력의 근소한 변동이나 용융 유리의 근소한 온도차 등에 의해 기포가 급격하게 성장하여, 전술한 돌비를 일으키면, 유리 제품의 품질 열화나 림의 발생을 일으킬 우려가 있었다.

또, 감압 탈포조의 측부측에 분기 감압 하우징을 형성한 구조를 채용하면, 감압 탈포조의 구조가 복잡해지기 쉽고, 장치 비용이 커진다. 또한, 분기 감압 하우징을 형성함으로써 용융 유리의 액면 근방에 발생한 기포를 제거할 수는 있지만, 돌비에 의해 두꺼운 기포층이 발생한 경우에는 기포층이 박벽돌로 구성된 측벽이나 천정에 접촉하는 것을 피할 수 없는 경우가 적지 않다. 이 때문에, 박벽돌의 면에 접촉한 기포층에 의해 일어난 상기 서술한 문제에는 대응할 수 없다는 과제가 있었다.

이상과 같은 배경으로부터 본 발명은, 돌비 등의 현상에 의해 두꺼운 기포층이 발생하고 그 기포층이 박벽돌의 면에 접촉한 경우라도, 박벽돌의 면에 접촉한 기포층의 용융 유리를 감압 탈포조 내의 용융 유리로 되돌리지 않고, 따라서 용융 유리의 조성 균일성을 저해하지 않고 감압 탈포할 수 있는 감압 탈포 장치의 제공을 목적 중 하나로 한다.

본원 발명은, 상기 서술한 감압 탈포 장치를 사용하여 용융 유리의 조성 균일성을 저해하지 않고 감압 탈포할 수 있는 용융 유리의 감압 탈포 방법의 제공을 목적 중 하나로 한다.

본원 발명은, 상기 서술한 감압 탈포 장치를 사용하여 고품질의 유리 제품을 제조하는 장치와 제조하는 방법의 제공을 목적 중 하나로 한다.

본 발명은, 진공 흡인되어 내부가 감압되는 감압 하우징과, 이 감압 하우징 내에 형성되고, 용융 유리의 감압 탈포를 실시하기 위한 감압 탈포조와, 그 감압 탈포조에 용융 유리를 공급하기 위한 공급 기구와, 탈포 후의 용융 유리를 다음 공정으로 이송하기 위한 송출 기구를 구비하여 이루어지는 감압 탈포 장치로서, 상기 감압 탈포조가, 용융 유리의 수용부와 상부 공간을 획성하기 위한 저벽부와 둘레벽부와 천정부를 구비하여 구성되고, 상기 용융 유리의 수용부를 획성하는 벽면이 복수의 종벽돌을 조합하여 구성되고, 상기 상부 공간을 획성하는 벽면이 복수의 박벽돌을 조합하여 구성됨과 함께, 상기 복수의 박벽돌 중, 상기 용융 유리의 수용부를 획성하는 벽면의 상단을 구성하는 종벽돌의 상면측에 설치되는 박벽돌이, 상기 감압 탈포조 내측의 면의 하부를 상기 종벽돌에 있어서의 용융 유리 접촉면의 위치보다 외측에 위치시켜 상기 종벽돌의 상면측에 설치되고, 상기 종벽돌의 상면과 그 위에 설치되어 있는 박벽돌의 하부 사이에 용융 유리의 저류부가 형성되고, 상기 종벽돌의 일 부분과 상기 박벽돌의 일 부분 중 적어도 일방에 상기 저류부와 상기 감압 탈포조의 외부에 연통되는 용융 유리의 배출로가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 감압 탈포 장치는, 상기 박벽돌을 설치한 종벽돌의 상면 부분과 상기 박벽돌의 하면 부분의 양방에 상기 저류부와 상기 감압 탈포조의 외부에 연통되는 홈이 형성되고, 양방의 홈을 연통시켜 상기 용융 유리의 배출로가 구성되어 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 감압 탈포 장치는, 상기 저류부에 면하는 상기 박벽돌의 하부측에 감압 탈포조의 외측을 향하는 하강 구배의 내측면이 형성되고, 그 내측면이 상기 종벽돌에 맞닿는 부분에 상기 배출로의 일단이 개구되어 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 감압 탈포 장치는, 상기 종벽돌의 상면측에 형성된 저류부에 있어서의 상기 용융 유리의 수용부측의 단 (端) 가장자리에 제방부가 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 감압 탈포 장치는, 상기 종벽돌의 상면측에 형성된 홈이 횡단면 사각형상의 각 (角) 홈형으로 형성되고, 상기 박벽돌의 하면측에 형성된 홈이 횡단면 반원 형상이고 상기 횡단면 사각형상의 홈보다 폭이 큰 둥근 홈형으로 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 감압 탈포 장치는, 상기 용융 유리의 배출로가, 인접하는 종벽돌 사이의 줄눈부의 형성 위치를 피해 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 감압 탈포 장치는, 상기 상면측에 저류부가 형성된 종벽돌 사이의 줄눈부의 표면 부분에 줄눈부 커버가 설치되어 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 감압 탈포 장치는, 상기 종벽돌의 상면측에 형성된 저류부에, 감압 탈포조의 외측을 향하여 하강하는 경사면이 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 감압 탈포 장치는, 상기 종벽돌의 외부측에 상기 배출로로부터 배출된 용융 유리를 수용하는 포켓부가 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 감압 탈포 방법은, 앞의 어느 하나에 기재된 감압 탈포 장치를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 감압 탈포 방법은, 앞의 어느 하나에 기재된 감압 탈포 장치를 사용하여 용융 유리를 감압 탈포하는 방법에 있어서, 감압 탈포조 내부에 발생한 기포층을 감압 탈포조의 밖으로 배출하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유리 제품의 제조 장치는, 앞의 어느 하나에 기재된 감압 탈포 장치와, 그 감압 탈포 장치보다 상류측에 형성되고 유리 원료를 용융하여 용융 유리를 제조하는 용융 수단과, 상기 감압 탈포 장치보다 하류측에 형성된 용융 유리를 성형하는 성형 수단과, 성형 후의 유리를 서랭시키는 서랭 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 유리 제품의 제조 방법은, 앞의 어느 하나에 기재된 감압 탈포 장치에 의해 용융 유리를 탈포 처리하는 공정과, 상기 감압 탈포 장치보다 상류측에서 유리 원료를 용융하여 용융 유리를 제조하는 용융 공정과, 상기 감압 탈포 장치보다 하류측에서 용융 유리를 성형하는 성형 공정과, 성형 후의 유리를 서랭시키는 서랭 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 유리 제품의 제조 방법은, 앞의 어느 하나에 기재된 감압 탈포 장치에 의해 용융 유리를 탈포 처리하는 공정과, 상기 감압 탈포 장치보다 상류측에서 유리 원료를 용융하여 용융 유리를 제조하는 용융 공정과, 상기 감압 탈포 장치보다 하류측에서 용융 유리를 성형하는 성형 공정과, 성형 후의 유리를 서랭시키는 서랭 공정을 포함하는 유리 제품의 제조 방법에 있어서, 상기 용융 유리를 탈포 처리하는 공정에서 감압 탈포조 내부에 발생한 기포층을 감압 탈포조의 밖으로 배출하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 감압 탈포조에 있어서 용융 유리를 감압 탈포하고 있는 동안, 돌비 등이 발생하여 기포가 다수 생성되어 두꺼운 기포층이 발생한 결과, 감압 탈포조의 측벽이나 천정부의 박벽돌 표면에 기포층이 도달하고, 박벽돌 표면에 접촉한 기포층이 파포되어 그 용융 유리가 박벽돌 표면을 유하한 경우라도, 유하한 용융 유리를 종벽돌 상의 저류부에 도달시킴과 함께, 저류부에 연통되는 배출로에서 감압 탈포조의 외부측으로 배출할 수 있다. 이로써, 박벽돌 표면을 유하한 용융 유리가 감압 탈포조의 용융 유리 수용부의 용융 유리로 되돌아오지 않는다. 즉, 박벽돌에 부착되어 있는 부착물 등이 감압 탈포조 내를 흐르는 용융 유리에 혼입되지 않으므로, 균일한 용융 유리를 다음 공정으로 이송할 수 있다. 따라서, 다음 공정에 있어서 균질한 용융 유리를 사용하여 유리 제품을 제조할 수 있고, 림의 발생 등을 일으키지 않는 고품질의 유리 제품을 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 종벽돌의 상면에 저류부를 형성하고 이 저류부에서 배출로로 용융 유리를 유도하는 구조로 함으로써, 대량의 용융 유리가 박벽돌 표면을 유하하였다 하더라도, 저류부에서 일단 용융 유리를 모은 후, 배출로로 유도할 수 있으므로, 저류부의 용량에 걸맞은 용융 유리를 확실하게 감압 탈포조의 외부측으로 유도하여 배출할 수 있다. 따라서 저류부의 용량을 충분히 크게 설정해 둠으로써, 예상 외로 돌비 현상이 격렬하게 일어나 특히 두꺼운 기포층이 발생한 경우라도, 그 기포층의 용융 유리를 감압 탈포조 내를 흐르는 용융 유리로 되돌리지 않는다.

용융 유리의 배출로를 박벽돌에 형성한 홈과 종벽돌에 형성한 홈을 연통시켜 구성함으로써, 박벽돌의 강도와 종벽돌의 강도를 모두 크게 저해하지 않고, 가능한 한 유로 단면적이 큰 배출로를 구성할 수 있다. 따라서, 두꺼운 기포층이 발생하고 박벽돌에 접촉하는 기포가 증가하여 대량의 용융 유리가 박벽돌 표면을 유하한 경우라도, 여유를 갖고 용융 유리를 배출할 수 있다.

본 발명에 있어서 종벽돌의 줄눈부를 제외한 부분에 용융 유리의 배출로를 형성해 둔다면, 용융 유리에 의한 줄눈부의 침식을 우려하지 않고 용융 유리를 배출로에서 감압 탈포조의 외부로 확실하게 배출할 수 있다.

상기 저류부에 있어서의 종벽돌의 줄눈부를 줄눈부 커버로 덮어 둔다면, 저류부에 있어서의 종벽돌의 줄눈부를 보호할 수 있으므로, 그 줄눈부의 침식을 방지할 수 있다. 줄눈부 커버의 존재에 의해, 저류부에 있는 줄눈부의 침식을 방지할 수 있으므로, 저류부를 흐르는 용융 유리가 이 줄눈부로부터 누출되어 감압 탈포조 내를 흐르는 용융 유리에 혼입될 우려가 적어진다.

본 발명에 있어서 종벽돌의 외부측에 배출로에 연통되는 포켓부를 구성해 둔다면, 배출로로부터 배출된 용융 유리를 포켓부에 저류할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 관련된 감압 탈포 장치의 일례의 상승관과 하강관을 연결하는 선을 따른 개략 종단면 구조와 그 장치에 성형 장치가 접속된 상태를 나타내는 구성도이다.
도 2 는 감압 탈포조의 종벽돌의 최상부의 면을 나타내는 개략 평면도이다.
도 3 은 감압 탈포조에 있어서의 종벽돌과 박벽돌이 접합된 부분을 나타내는 구성도이다.
도 4 는 종벽돌과 박벽돌의 접합 부분에 형성된 배출로를 나타내는 구성도이다.
도 5 는 감압 탈포조에 있어서의 종벽돌과 박벽돌이 접합된 부분과 저류부를 나타내는 사시 약도이다.
도 6 은 감압 탈포조에 있어서의 종벽돌과 박벽돌이 접합된 부분의 다른 예를 나타내는 구성도이다.
도 7 은 유리 제품의 제조 공정을 공정순으로 설명하는 플로우도이다.

이하, 본 발명에 관련된 용융 유리의 감압 탈포 장치의 일 실시형태에 대해 설명하는데, 본 발명은 이하에 설명하는 실시형태에 제한되는 것은 아니다.

도 1 은 본 발명에 관련된 감압 탈포 장치의 일례 구조를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 1 에 나타내는 감압 탈포 장치 (100) 는, 용융조 (1) 로부터 공급되는 용융 유리 (G) 를 감압 탈포하여, 후공정의 성형 장치 (200) 에 연속적으로 공급하는 프로세스에 사용되는 장치이다.

본 실시형태의 감압 탈포 장치 (100) 는, 사용시에 그 내부를 감압 상태로 유지할 수 있는 금속제, 예를 들어, 스테인리스강제의 감압 하우징 (2) 을 갖고 있다. 그 감압 하우징 (2) 의 내부에는 감압 탈포조 (3) 가 그 장축을 수평 방향을 향하도록 수용 배치되어 있다. 감압 탈포조 (3) 의 일단측의 하면에는 수직 방향으로 배향하는 상승관 (공급관) (5) 이 도입구 (3a) 를 통하여 접속되고, 타단측의 하면에는 수직 방향으로 배향하는 하강관 (송출관) (6) 이 도출구 (3b) 를 통하여 접속되어 있다. 상승관 (5) 과 하강관 (6) 은 감압 하우징 (2) 의 저부측에 형성된 도입구 (2a) 또는 도출구 (2b) 를 통하여 각각 외부에 연통될 수 있도록 배치되어 있다. 또, 감압 탈포조 (3), 상승관 (5) 및 하강관 (6) 으로 구성되는 내부 구조체와 감압 하우징 (2) 사이에는 단열재 (7) 가 충전되어 있다.

감압 탈포조 (3) 의 천정부 (3C) 에 통기구가 형성되고, 단열재 (7) 가 통기성이 되며, 감압 하우징 (2) 에 흡인구 (50) 가 형성되어 있다. 이로써, 흡인구 (50) 로부터의 진공 흡인에 의해, 감압 하우징 (2) 의 내부 및 감압 탈포조 (3) 의 내부를 감압 분위기로 할 수 있다.

상승관 (5) 은 감압 탈포조 (3) 의 일측 저부와 연통되고, 용융조 (1) 로부터의 용융 유리 (G) 를 감압 탈포조 (3) 로 도입한다. 이 때문에, 상승관 (5) 의 하단에는 연장용 외관 (8) 이 장착되고, 외관 (8) 의 하단 (8a) 은 용융조 (1) 와 도관 (11) 을 통하여 접속된 상류 피트 (12) 의 개구단으로부터 끼워 넣어져, 그 상류 피트 (12) 내의 용융 유리 (G) 에 침지되어 있다. 하강관 (6) 은 감압 탈포조 (3) 의 타측 저부에 연통되고, 감압 탈포 후의 용융 유리 (G) 를 다음 공정의 장치로 도출한다. 이 때문에, 하강관 (6) 의 하단에는 연장용 외관 (9) 이 장착되고, 외관 (9) 의 하단은 하류 피트 (15) 의 개구단에 끼워 넣어져, 그 하류 피트 (15) 내의 용융 유리 (G) 에 침지되어 있다. 또, 하류 피트 (15) 의 하류측에 성형 장치 (200) 가 접속되어 있다.

이상 설명한 감압 탈포 장치 (100) 에 있어서는, 상승관 (5) 이 용융 유리의 공급 기구를 구성하고, 하강관 (6) 이 용융 유리의 송출 기구를 구성한다.

감압 탈포조 (3) 의 내부 공간은 대략 편평한 직방체를 이루고 있는 것이 바람직하고, 그 외형도 동일하게 편평한 직방체를 이루고 있는 것이 바람직하다. 용융 유리는 내부 공간의 저부를 대략 도입구 (3a) 에서 도출구 (3b) 로 향하는 방향으로 흐르고, 직방체의 용융 유리가 흐르는 방향의 길이는 그 방향과 직각 방향 (폭 방향) 의 길이와 동등하거나 그것보다 긴 것이 바람직하다. 단, 천정부는 수평면 형상인 것보다도 적어도 주위에 사면을 갖는 형상인 것이 바람직하다. 예를 들어, 감압 탈포조 (3) 의 장축 방향 (도입구 (2a) 와 도출구 (2b) 를 연결하는 방향) 과 직각 방향의 단면이, 원호상, 타원호상, 저변이 없는 삼각형상, 저변이 없는 사다리꼴상 등의 형상이 바람직하다. 이들 단면 형상에 있어서는, 좌우 단부가 수평에 대하여 경사를 이루고 있다. 감압 탈포조 (3) 의 장축 방향의 양 단부의 내면은 대략 수직 방향으로 세워져 형성된 벽이나 수직 방향에 대하여 경사진 벽인 것이 바람직하다. 천정부의 전체 형상으로는 돔형 형상, 반원통상 형상, 모임 지붕형 형상, 박공 지붕형 형상, 팔작 지붕형 형상, 한 쪽이 물매진 지붕형 형상, 방형 지붕형 형상 등이 바람직하다.

감압 탈포조 (3) 내의 용융 유리의 수용부는, 저벽부 (3A) 와 둘레벽부 (3B) 에 의해 획성되어 있다. 상기 감압 탈포조 (3) 내의 상부 공간은, 천정부 (3C) 와 둘레벽부 (3B) 에 의해 획성되어 있다. 상부 공간은, 천정부 (3C) 에 의해서만 획성되어 있어도 된다. 도 1 에 있어서, 둘레벽부 (3B) 는 용융 유리 (G) 의 액면보다 아래의 부분과 위의 부분으로 나뉘어져 있다. 이 경우, 용융 유리의 수용부는, 용융 유리 (G) 의 액면보다 아래의 둘레벽부 (3B) 부분과 저벽부 (3A) 에 의해 획성되는 부분이며, 상부 공간은 용융 유리 (G) 의 액면보다 위의 둘레벽부 (3B) 부분과 천정부 (3C) 에 의해 획성되는 부분이다. 용융 유리 (G) 의 액면보다 아래의 둘레벽부 (3B) 부분을 구성하는 종벽돌의 최상면에 직접 천정부 (3C) 가 접하고 있어도 되고, 그 경우 종벽돌의 최상면에 직접 천정부 (3C) 가 접하는 부분은 천정부 (3C) 의 전체 둘레여도 되고, 천정부 (3C) 의 전체 둘레의 일 부분이어도 된다.

상기 구조의 감압 탈포 장치 (100) 에 있어서, 감압 탈포조 (3) 의 용융 유리가 접하는 수용부 벽면은 종벽돌의 면으로 구성되고, 용융 유리가 접하지 않는 상부 공간 벽면은 박벽돌의 면으로 구성되어 있다. 또, 상승관 (5) 및 하강관 (6) 은 종벽돌과 동일한 내식성이 높은 벽돌로 구성된 중공관 구조를 갖거나, 또는 적어도 내면이 내식성 금속 (백금이나 백금 합금 등) 으로 구성된 중공관 구조를 갖는다.

상승관 (5) 및 하강관 (6) 이 내화 벽돌제의 중공관인 경우, 상승관 (5) 및 하강관 (6) 은 원형 단면이나 사각형을 포함하는 다각형 단면을 갖는 내화 벽돌제의 중공관이며, 용융 유리의 유로를 이루는 내부 단면 형상이 원형상 단면을 갖는 것이 바람직하다.

상승관 (5) 및 하강관 (6) 이 내식성 금속의 중공관인 경우, 상승관 (5) 또는 하강관 (6) 에 있어서의 용융 유리의 유로를 이루는 내부 단면 형상이 원형 또는 타원형을 갖는 것이 바람직하다. 외관 (8, 9) 은 내식성 금속제의 중공관인 것이 바람직하다. 상승관 (5) 및 하강관 (6) 이 내식성 금속제의 중공관인 경우, 연장용 외관 (8, 9) 을 별도 형성하지 않고, 도 1 에 있어서 외관 (8, 9) 으로 기재되어 있는 부분까지 상승관 (5) 과 하강관 (6) 이 일체적으로 연장된 구조로 되어 있어도 된다.

상기 종벽돌은, 용융 유리에 대한 내식성이 특히 높은 내화물 재료로 이루어지는 벽돌이며, 특히 전주 내화물로 이루어지는 벽돌이 바람직하다. 예를 들어, 고지르코니아 전주 내화물, 고알루미나 전주 내화물, 알루미나-지르코니아-실리카계 전주 내화물 등으로 이루어지는 벽돌을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 고지르코니아 전주 내화물로 이루어지는 벽돌이 바람직하다.

상기 박벽돌은, 용융 유리에 대한 내식성은 상대적으로 낮은 것이지만, 경제성이나 내식성을 고려한 유리 용해로용 내화물 재료로 이루어지는 벽돌이며, 결합 내화물이나 전주 내화물 등으로 이루어지는 벽돌이다. 예를 들어, 지르코니아계 결합 내화물, 알루미나-지르코니아계 결합 내화물, 알루미나계 결합 내화물, 실리카계 결합 내화물, 점토질 내화물 등으로 이루어지는 벽돌을 들 수 있다.

외관 (8, 9) 등이 내식성 금속으로 이루어지는 경우, 그 내식성 금속으로는 백금 또는 백금 합금인 것이 바람직하다. 백금 합금의 구체예로는, 백금-금 합금, 백금-로듐 합금 등을 들 수 있다. 백금 또는 백금 합금으로 기재한 경우, 백금 또는 백금 합금에 금속 산화물을 분산시켜 이루어지는 강화 백금이어도 된다. 분산되는 금속 산화물로서, Al₂O₃, 또는 ZrO₂ 혹은 Y₂O₃ 으로 대표되는 장주기표에 있어서의 3 족, 4 족 혹은 13 족의 금속 산화물을 들 수 있다.

다음으로, 본 실시형태의 감압 탈포 장치 (100) 에 있어서의 감압 탈포조 (3) 의 상세 구조에 대해 이하에 설명한다.

도 2 는 감압 탈포조 (3) 에 있어서, 둘레벽부 (3B) 를 구성하는 종벽돌 (20) 의 최상면을 나타내는 평면도이며, 감압 탈포조 (3) 에 있어서의 종벽돌 (20) 의 배치 상태의 일례를 나타내는 것이다. 또한, 종벽돌 (20) 의 최상면에 형성되어 있는 하부 배출홈 (28) 의 표시는 생략하였다. 본 실시형태의 감압 탈포조 (3) 의 용융 유리 수용부의 둘레벽부 (3B) 는, 쌍이 되는 평행벽부 (3D) 와, 평행벽부 (3D) 의 양측에 접속된 평면에서 봤을 때에 끝이 좁아지는 형의 폭협부 (3E) 로 이루어지는 레이스 트랙 형상으로 되어 있다. 그리고, 일방의 폭협부 (3E) 의 내측의 저벽부 (3A) 의 도입구 (3a) 에 상승관 (5) 이 접속되고, 타방의 폭협부 (3E) 의 내측의 저벽부 (3A) 의 도출구 (3b) 에 하강관 (6) 이 접속되어 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에서는, 평행벽부 (3D) 와 폭협부 (3E) 가 사각형 블록형의 복수의 종벽돌 (20) 을 접합시킴으로써 구성되어 있다. 즉, 감압 탈포조 (3) 의 둘레벽부 (3B) 에 있어서의 종벽돌의 최상부는, 그 둘레 방향으로 복수의 사각형 블록상의 종벽돌 (20) 을 정렬 배치시키고, 이들을 줄눈부 (35) 를 통하여 접합시킴으로써 구성되어 있다. 또한, 종벽돌 (20) 의 각 접합부에 있어서 줄눈부 (35) 와의 경계가 되는 부분의 단면에 대해, 그 경사 방향이나 크기는 목적으로 하는 둘레벽부 (3B) 의 형상에 맞춰 적절히 설정되므로, 도 2 는 그 일례로, 본 발명에서는 특별히 규정하는 것은 아니다. 또, 감압 탈포조 (3) 의 둘레벽부 (3B) 를 구성하는 종벽돌 (20) 의 개수나 크기, 형상에 대해, 도 2 는 일례로서, 감압 탈포조 (3) 의 규모나 형상에 맞춰 임의의 수나 크기의 내화 벽돌을 적용할 수 있음은 물론이다.

본 실시형태의 감압 탈포조 (3) 는, 둘레벽부 (3B) 에 접하는 부분이 경사진 천정부 (3C) 를 갖고, 도 1 의 단면에 대하여 직각 방향의 단면에 있어서의 천정부 (3C) 는 예를 들어 돔상을 이룬다. 이 천정부 (3C) 는 둘레벽부 (3B) 의 일부인 평행벽부 (3D) 의 최상부의 종벽돌 (20) 의 상면에 직접 접합된다. 천정부 (3C) 는 복수의 박벽돌로 구성되어 있다. 도 3 은 천정부 (3C) 가 평행벽부 (3D) 의 최상부의 종벽돌 (20) 의 상면에 직접 접합되는 부분을 나타내는 구성도이다. 도 3 에 있어서 용융 유리 (G) 는, 대략 지면 (紙面) 의 표리 방향으로 흐른다.

도 3 을 이용하여, 본 실시형태의 감압 탈포조 (3) 에 있어서, 둘레벽부 (3B) 의 용융 유리에 접하는 부분의 상단측의 종벽돌 (20) 과, 천정부 (3C) 의 하단측의 박벽돌 (21) 의 접합 부분의 구조에 대해 설명한다. 이 부분에 있어서, 둘레벽부 (3B) 는 종벽돌 (20) 로 구성되고, 그 둘레벽부 (3B) 상에 직접 천정부 (3C) 의 박벽돌 (21) 이 접합되어 있다.

또한, 도 3 은 감압 탈포조 (3) 의 둘레벽부 (3B) 의 일 부분과 천정부 (3C) 의 일 부분만을 나타내는 것으로, 천정부 (3C) 에 대해서는 종벽돌 (20) 상에 설치되어 있는 박벽돌 (21) 상에 추가로 다른 박벽돌 (22) 이 순차적으로 복수 쌓아 올려져 천정부 (3C) 전체가 예를 들어 돔 형상으로 형성되어 있다. 또, 둘레벽부 (3B) 를 구성하는 종벽돌 (20) 에 대해서도, 둘레벽부 (3) 의 깊이에 따라 높이 방향으로 쌓아 올리는 수는 임의여도 되며, 두께에 대해서도 둘레벽부 (3) 의 규모에 맞춰 다층 구조로 해도 된다.

둘레벽부 (3B) 의 상부를 구성하는 종벽돌 (20) 은 이 실시형태에서는 도 3 에 나타내는 바와 같이 사각형 블록상으로 형성되고, 감압 탈포조 (3) 의 내부측에 수용되는 용융 유리 (G) 에 접하는 내측면 (20A) 과, 감압 탈포조 (3) 의 외면을 구성하는 외측면 (20B) 과, 그것들의 상측 가장자리끼리를 접속시키는 상면 (20C) 을 갖고 있다.

상기 종벽돌 (20) 상에 설치되어 있는 박벽돌 (21) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이 저면 (21A) 과 내측면 (21B) 과 하부 외측면 (21C) 과 상부 외측면 (21D) 과 상면 (21E) 을 갖는 측면에서 봤을 때에 오각형의 블록상으로 형성되어 있다.

박벽돌 (21) 은, 그 저면 (21A) 을 종벽돌 (20) 의 상면에 설치함과 함께, 저면 (21A) 의 내측 가장자리 (감압 탈포조 (3) 의 내부측의 단 가장자리) 로부터 비스듬한 방향으로 상승하는 내측면 (21B) 을 종벽돌 (20) 의 상면에 대하여 하향으로 경사지게 하고, 저면 (21A) 의 외측 가장자리 (감압 탈포조 (3) 의 외부측의 단 가장자리) 로부터 대략 직각으로 상승하는 하부 외측면 (21C) 을 종벽돌 (20) 의 상면과 직각 방향으로 함과 함께, 하부 외측면 (21C) 의 상단 가장자리로부터 비스듬히 상방으로 상승하는 상부 외측면 (21D) 을 갖고, 또한, 내측면 (21B) 의 상단 가장자리와 상부 외측면 (21D) 의 상단 가장자리를 연결하는 상면 (21E) 을 천정부 (3C) 의 연장 방향에 대하여 대략 직각을 향하여 종벽돌 (20) 상에 배치하고 있다. 이 박벽돌 (21) 상에는 다른 블록상의 박벽돌 (22) 이 추가로 복수 쌓아 올려져 있고, 도 3 에 나타내는 구조가 감압 탈포조 (3) 의 둘레벽부 (3B) 의 전체 둘레에 걸쳐 연속적으로 구성되어 있다.

도 3 에 나타낸 종벽돌 (20) 은 용융 유리 수용부를 구성하는 둘레벽부 (3B) 의 최상부의 종벽돌이고, 도 3 에 나타낸 박벽돌 (21) 은 상부 공간을 구성하는 천정부 (3C) 의 최하부의 박벽돌이다. 도 3 에 나타내는 부분 이외에서는, 박벽돌 (21) 은 상부 공간을 구성하는 둘레벽부 (3B) 의 최하부의 박벽돌이어도 된다. 이 종벽돌 (20) 의 수평 방향의 집합에 의해 도 2 에 나타낸 용융 유리 수용부의 둘레벽부 (3B) 의 최상부가 구성되고, 상기 복수의 박벽돌 (21 …, 22 …) 의 집합체에 의해 상부 공간을 구성하는 둘레벽부 (3B) 나 천정부 (3C) 가 구성되어 있다.

이상 설명한 구조에 의해, 감압 탈포조 (3) 는, 저벽부 (3A) 와 둘레벽부 (3B) 와 천정부 (3C) 로 획성되며 그 내부측 하방에 용융 유리 (G) 가 존재하는 용융 유리 수용부가 획성되고, 그 내부측 상방에 상부 공간 (S) 이 획성되어 있다.

또한, 감압 탈포조 (3) 의 천정에 대해서는, 감압 탈포조 (3) 의 천정부 (3C) 의 적어도 하부 내면을 박벽돌 (21 …, 22 …) 의 경사진 면으로 구성하는 것이 바람직하다. 또, 천정부 (3C) 로서, 종벽돌 (20) 에 설치되는 부분의 박벽돌이나 그 근방만이 경사져 있지 않고, 벽상으로 수직으로 기립한 형상의 박벽돌을 통하여 종벽돌 (20) 에 접속되어 있어도 된다. 그 경우, 종벽돌 (20) 상에 설치되는 벽형의 박벽돌에 상부 배출홈을 형성하게 된다. 즉, 천정부 (3C) 란, 전체가 반드시 경사져 있을 필요는 없고, 수직인 면을 포함하여 상부 공간을 구성하는 천정부와 둘레벽부의 적어도 용융 유리의 수용부에 가까운 하방의 면이 전체적으로 용융 유리가 유하할 수 있는 구조이면 되며, 경사 구조를 부분적으로 갖지 않는 구조도 포함하는 개념으로 한다. 둘레벽부를 제외한 천정부의 구조로는, 예를 들어, 돔형 구조의 천정, 반원통상 구조의 천정, 모임 지붕상 구조의 천정, 박공 지붕상 구조의 천정, 팔작 지붕상 구조의 천정, 한 쪽이 물매진 지붕상 구조의 천정, 방형 지붕상 구조의 천정 등 어느 형상이어도 된다. 또, 두꺼운 기포층이 발생해도 통상적으로는 그 기포층이 접촉하지 않는 최상부의 천정 부분에는 수평한 면이 존재하고 있어도 된다.

상기 최상부의 종벽돌 (20) 에 있어서, 그 상면의 용융 유리측의 단 가장자리부에는 종벽돌 (20) 의 상면보다 상방으로 돌출되는 돌출조 (條) 를 형성하여 제방부 (23) 로 하고, 제방부 (23) 가 종벽돌 (20) 의 전체 폭에 걸쳐 형성되어 있다. 그리고, 이 제방부 (23) 의 형성 위치보다 약간 외측에 간격을 두고 박벽돌 (21) 의 저면 (21A) 이 설치되어 있으므로, 박벽돌 (21) 의 내측면 (21B) 의 하부와 제방부 (23) 사이의 종벽돌 상면에 용융 유리의 저류부 (25) 가 형성되어 있다.

상기 종벽돌 (20) 의 상면 상이며 박벽돌 (21) 의 외측에는 단면 사각형 블록상의 받침 벽돌 (26) 이 그 내측면 (26A) 을 상기 박벽돌 (21) 의 하부 외측면 (21C) 에 맞닿게 하여 설치되어 있다. 또한, 받침 벽돌 (26) 은 통상적으로 박벽돌과 동일한 재질로 이루어지는 벽돌이다.

종벽돌 (20) 과 그 위에 설치된 박벽돌 (21) 및 받침 벽돌 (26) 의 경계 부분에 도 4 에 나타내는 횡단면 사각형형 (型) 의 하부 배출홈 (28) 과 횡단면 반원 형상의 상부 배출홈 (29) 으로 이루어지는 용융 유리의 배출로 (30) 가 형성되어 있다.

하부 배출홈 (28) 은 종벽돌 (20) 의 상면에 감압 탈포조 (3) 의 내부측에서 외부측을 향하여 (종벽돌 (20) 의 두께 방향을 따라) 연장되도록 형성되고, 그 일단측 (28A) 을 저류부 (25) 에 면하게 함과 함께, 그 타단측 (28B) 을 둘레벽부 (3B) 의 외측에 위치하는 종벽돌 (20) 의 단부측으로까지 연장시켜 형성되어 있다. 상부 배출홈 (29) 은 박벽돌 (21) 과 받침 벽돌 (26) 의 하면에 감압 탈포조 (3) 의 내부측에서 외부측을 향하여 연장되도록 형성되고, 그 일단측 (29A) 을 상기 저류부 (25) 에 면하게 함과 함께, 그 타단측 (29B) 을 둘레벽부 (3B) 의 외측에 위치하는 종벽돌 (20) 의 단부측으로까지 연장시키도록 형성되어 있다.

이들 하부 배출홈 (28) 과 상부 배출홈 (29) 은, 종벽돌 (20) 의 상면측과 박벽돌 (21) 의 하면측에 있어서 도 4 에 나타내는 바와 같이 상하 좌우로 위치 맞춤되어 횡단면 버섯형으로 일체가 되도록 형성되어 있다. 또, 하부 배출홈 (28) 의 가로 폭보다 상부 배출홈 (29) 의 가로 폭의 쪽이 약간 크게 형성되어 있다. 하부 배출홈 (28) 의 저면은 종벽돌 (20) 의 내부측에서 외부측을 향하여 하강하는 테이퍼면으로 되는 것이 바람직하다. 이와 같이 하부 배출홈 (28) 의 저면을 테이퍼면으로 함으로써, 하부 배출홈 (28) 에 흘러들어가는 용융 유리를 감압 탈포조 (3) 의 외측을 향하여 용이하게 또한 확실하게 유동시켜 배출할 수 있다.

배출로 (30) 의 유로 단면적의 크기는, 후술하는 바와 같이 기포층의 발생에 의해 천정부 (3C) 나 둘레벽부 (3B) 의 벽면을 유하하여 종벽돌 (20) 의 저류부 (25) 에 도달하는 용융 유리를 배출하기 위해 충분한 크기로 된다. 이 때문에, 예를 들어 하부 배출홈 (28) 과 상부 배출홈 (29) 에 대해, 개개로 가로 폭으로서 수 10 ㎜ 정도, 높이 수 10 ㎜ 정도의 크기로 형성할 수 있다. 상기 하부 배출홈 (28) 과 상부 배출홈 (29) 의 홈 폭에 대해서는, 예를 들어, 종벽돌 (20) 의 줄눈부 (35) 의 폭에 대하여 10 배 이상, 보다 바람직하게는 30 배 이상의 폭인 것이, 용융 유리의 배출 능력 확보의 면에서 바람직하다.

또한, 배출로 (30) 의 유로 단면적을 크게 할수록 용융 유리의 배출 능력은 향상되지만, 배출로 (30) 를 필요 이상으로 크게 하면, 박벽돌 (21) 과 종벽돌 (20) 의 강도 저하의 우려가 발생한다. 이 때문에, 배출로 (30) 를 하부 배출홈 (28) 과 상부 배출홈 (29) 으로 이루어지는 이중 구조로 하여, 종벽돌 (20) 에 형성되는 하부 배출홈 (28) 에 의한 강도 저하와 박벽돌 (21) 에 형성되는 상부 배출홈 (29) 에 의한 강도 저하를 가능한 한 낮게 억제하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 하부 배출홈 (28) 과 상부 배출홈 (29) 을 박벽돌 (21) 과 종벽돌 (20) 중 일방에 한데 모아 형성하는 것보다는 이들에 따로 형성하는 쪽이, 동일한 유로 단면적을 확보하는 경우, 박벽돌 (21) 또는 종벽돌 (20) 의 큰 강도 저하를 일으키지 않고 필요한 유로 단면적의 배출로 (30) 를 형성할 수 있다.

다음으로, 종벽돌 (20) 의 상면 외부측 단 가장자리 부분에는, 종벽돌 (20) 의 전체 폭에 걸치도록 홈형의 포켓부 (31) 가 형성되고, 하부 배출홈 (28) 의 타단측이 이 포켓부 (31) 에 연통되어 있다. 또한, 이 포켓부 (31) 는 감압 탈포조 (3) 를 구성하는 종벽돌 (20) 의 전부에 형성되어 있는 것이 바람직하고, 이로써 포켓부 (31) 는 감압 탈포조 (3) 의 전체 둘레를 둘러싸도록 형성된다. 이것은, 감압 탈포조 (3) 의 전체 둘레에 있어서 어느 위치에 있는 배출로 (30) 로부터 용융 유리가 배출되어도 어느 포켓부 (31) 에 의해 용융 유리를 받아 저류할 수 있도록 하기 위한 것이다. 물론 이 포켓부 (31) 는 필수가 아니며, 별도 유로나 수용부를 형성하여 배출로 (30) 에서 포켓부 (31) 로 배출된 용융 유리를 저류하거나 배출하는 수단을 형성해도 된다.

도 5 는 종벽돌 (20) 과 박벽돌 (21) 의 접합 부분과 그 주위를 감압 탈포조 (3) 의 내부측에서 본 사시 약도이다.

도 5 에 나타내는 바와 같이 좌우로 인접 배치되어 있는 종벽돌 (20, 20) 이 줄눈부 (35) 를 통하여 접합됨과 함께, 좌우로 인접 배치되어 있는 박벽돌 (21, 21) 도 줄눈부 (36) 를 통하여 접합되어 있다. 이와 같이 줄눈부 (35) 를 통하여 종벽돌 (20) 은 횡방향으로 복수 순차적으로 접합되어 감압 탈포조 (3) 의 용융 유리 수용부의 둘레벽부 (3B) 가 구성되고, 박벽돌 (21) 도 줄눈부 (36) 를 통하여 횡방향으로 복수 순차적으로 접합되어 상부 공간의 천정부 (3C) 나 둘레벽부 (3B) 의 일부가 구성되어 있다.

도 5 에 나타내는 바와 같이 종벽돌 (20, 20) 의 상면의 저류부 (25) 에 위치하는 줄눈부 (35) 상에 내화 벽돌제의 줄눈부 커버 (37) 가 설치되어 있다. 이 줄눈부 커버 (37) 는, 도 5 에 나타내는 바와 같이 제방부 (25) 에 가까운 부분에서 저류부 (25) 의 안쪽에까지 도달하는 크기의 블록상으로 형성되고, 저류부 (25) 에 해당하는 부분의 줄눈부 (35) 를 덮고 있다. 줄눈부 커버 (37) 는 제방부 (23) 의 줄눈부 (35) 의 저류부 (25) 측이나 박벽돌의 줄눈부 (36) 의 하방부까지 연장되어 형성되어 있어도 된다.

또한, 도 5 에는 전술한 하부 배출홈 (28) 과 상부 배출홈 (29) 으로 이루어지는 배출로 (30) 가 저류부 (25) 에 면하도록 개구되고, 배출로 (30) 가 줄눈부 (35) 로부터 떨어진 위치에 형성되어 있는 상태가 도시되어 있다. 배출로 (30) 는 용융 유리의 배출 유로가 되므로, 줄눈부 (35) 로부터 가능한 한 떨어진 위치에 형성되어 있는 것이 줄눈부 (35) 의 침식을 방지하는 데에 있어서 바람직하다.

또한, 도 5 에 있어서 종벽돌 (20, 20) 사이의 줄눈부 (35) 와 박벽돌 (21, 21) 사이의 줄눈부 (36) 는 동일 위치에 존재하는데, 동일 위치에 존재시킬 필요는 없다. 줄눈부로부터의 용융 유리 누출의 우려를 줄이기 위해서는, 오히려 줄눈부 (35) 와 줄눈부 (36) 는 상이한 위치에 존재시키는 쪽이 좋다.

또, 배출로 (30) 는 박벽돌 사이의 줄눈부 (36) 로부터 떨어진 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 그러나, 배출로 (30) 가 줄눈부 (36) 의 위치에 형성되었다 하더라도, 줄눈부 (36) 는 배출로 (30) 의 상방에 존재하기 때문에, 가령 용융 유리에 대한 내식성이 종유리와 비교하여 낮다 하더라도, 박벽돌 사이의 줄눈부 (36) 로부터 용융 유리가 누출될 우려가 적고, 또 그 부분으로부터 용융 유리의 누출이 일어났다 하더라도 그것에 의한 악영향도 적다.

도 3 ∼ 도 5 에 나타낸 종벽돌 (20) 등에 있어서는, 종벽돌 (20) 1 개당 배출로 (30) 를 1 개 형성하는 것에 한정되지 않는다. 필요에 따라, 종벽돌 (20) 1 개당 2 개 이상의 배출로를 형성해도 된다. 또, 도 2 에 나타낸 용융 유리 수용부의 최상부를 구성하는 복수의 종벽돌 (20, 20, ‥) 전부에 배출로를 형성할 필요도 없다. 배출홈 (28) 의 용융 유리를 충분히 배출할 수 있는 한, 일부의 종벽돌에 배출로를 형성하고, 다른 종벽돌에 배출로를 형성하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 수평 방향으로 나열된 복수의 종벽돌의 1 개 간격으로 배출로를 형성해도 된다.

본 실시형태의 감압 탈포 장치 (100) 를 사용하여 감압 탈포하는 유리 (G) 는, 가열 용융법에 의해 제조되는 유리인 한, 조성적으로는 제약되지 않는다. 따라서, 소다라임 유리로 대표되는 소다라임 실리카계 유리나 알칼리 붕규산 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 ％, Ba0 : 0 ∼ 5 ％, SrO : 0 ∼ 5 ％, B₂O₃ : 0 ∼ 5 ％, ZnO : 0 ∼ 5 ％, ZrO₂ : 0 ∼ 5 ％, SnO₂ : 0 ∼ 3 ％, SO₃ : 0 ∼ 0.3 ％ 라는 조성을 갖는 것이 바람직하다.

액정 디스플레이용 기판에 사용되는 무알칼리 붕규산 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 ％, Ba0 : 0 ∼ 30 ％ 라는 조성을 갖는 것이 바람직하다. 플라스마 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.

다음으로, 도 1 에 나타내는 감압 탈포 장치 (100) 의 동작에 대해 설명한다.

감압 탈포 장치 (100) 에 있어서는, 하우징 (2) 의 내부를 소정의 감압 상태로 유지한 상태에서, 감압 탈포조 (3) 에 용융 유리 (G) 를 공급한다. 하우징 (2) 은 그 내부가 예를 들어 51 ∼ 613 hPa (38 ∼ 460 ㎜Hg) 로 감압되어 있다. 하우징 (2) 의 내부는 80 ∼ 338 hPa (60 ∼ 253 ㎜Hg) 로 감압되어 있는 것이 보다 바람직하다. 상기 감압 상태의 감압 탈포조 (3) 에 대하여 용융조 (1) 에서 용융시킨 용융 유리 (G) 를 상류 피트 (12) 로부터 상승관 (5) 을 통하여 송입하고, 감압 탈포조 (3) 의 내부에서 감압 처리함으로써 용융 유리 내에 기포를 발생시키고, 그 기포를 상승시켜 용융 유리 (G) 의 액면으로 부상시키고 파포함으로써 탈포한다. 이어서, 감압 처리가 종료된 용융 유리 (G) 를 하강관 (6) 에 의해 하류 피트 (15) 로 이송하고, 하류 피트 (15) 에서 성형 장치 (200) 로 이송함으로써 성형 장치 (200) 에 있어서 목적으로 하는 제품 형상으로 형성할 수 있다.

감압 탈포 장치 (100) 에 있어서 용융 유리 (G) 의 감압 탈포를 실시하고 있는 동안, 감압 탈포조 (3) 의 내부를 가능한 한 일정한 감압도로 유지하고, 감압 탈포조 (3) 의 내부측의 용융 유리 (G) 의 온도를 일정 온도로 제어한다. 그러나, 근소한 압력 변동, 용융 유리 온도 변화 혹은 용융 유리의 종별에 따른 점도 차이 등의 다양한 외적 요인에 의해, 감압하의 용융 유리 (G) 에 기포가 대량으로 발생하고, 그것들이 부상하는 돌비 현상이 발생하여, 용융 유리 (G) 의 상부 공간을 기포에 의한 기포층이 메우고, 기포층이 상부 공간을 획성하는 둘레벽부나 천정부 (3C) 의 하부에 접촉하는 경우가 있다. 이 경우, 상부 공간을 획성하는 둘레벽부나 천정부 (3C) 의 하부의 벽면을 구성하는 박벽돌의 내면측에는 용융 유리 (G) 로부터 휘발된 성분 등의 부착물이 부착되어 있는 경우가 적지 않으므로, 이 벽면에 용융 유리의 기포층이 접촉하면 기포의 용융 유리에 부착물이 혼입되고, 부착물이 혼입된 용융 유리가 벽면을 타고 하강하고, 최종적으로 박벽돌 (21) 의 내측면 (21B) 을 타고 종벽돌 (20) 의 상면의 저류부 (25) 에 도달하여, 저류부 (25) 에 흘러들어간다.

저류부 (25) 에 모인 용융 유리는 저류부 (25) 의 안쪽에 형성되어 있는 배출로 (30) 에 이르고, 배출로 (30) 를 따라 종벽돌 (20) 의 외측으로 유출되어, 포켓부 (31) 에 도달하고, 포켓부 (31) 에 저류된다. 따라서 가령 상기 서술한 부착물이 용융 유리의 성분이라도 그 성분을 많이 함유하는 용융 유리가 감압 탈포조 (3) 의 내부측의 감압 처리 중의 용융 유리 (G) 로 되돌아올 우려가 없어진다. 따라서, 감압 탈포 중에 감압 탈포조 (3) 내의 용융 유리 (G) 를 균일성이 낮은 용융 유리로 하지 않기 때문에, 다음 공정의 성형 장치 (200) 로 이송하는 용융 유리 (G) 의 조성을 균일하게 유지할 수 있다. 또, 유리의 조성에 의해 부분적으로 굴절률을 변화시켜 투시 이미지를 일그러지게 하는, 이른바 림이 발생하는 것과 같은 문제가 발생하지 않는 고품질의 유리 제품의 제조를 실현할 수 있는 효과가 있다.

배출로 (30) 의 크기는, 박벽돌 (21) 의 표면을 유하하여 종벽돌 (20) 의 저류부 (25) 에 도달하는 용융 유리를 배출하기 위해 충분한 크기로 한다면, 저류부 (25) 로부터 용융 유리가 흘러넘칠 우려가 적고, 감압 탈포조 (3) 의 내부를 흐르는 용융 유리로 되돌릴 우려도 없다. 배출부 (30) 에 있어서는, 상부 배출홈 (29) 이 횡단면 반원 형상으로 되어 있는데, 여기서 상부 배출홈 (29) 이 사각형 단면형인 것보다도 횡단면 반원 형상으로 되어 있는 것이 바람직하다. 그 이유는, 배출로 (30) 내를 용융 유리가 흐른 경우, 상부 배출홈 (29) 이 만일 사각형이면 그 상측의 코너 부분에 표면 장력에 의해 용융 유리가 잔류하여 남을 가능성이 있다. 따라서, 상부 배출홈 (29) 은 횡단면 반원 형상이 바람직한데, 본 발명에 있어서 상부 배출홈 (29) 의 단면 형상은 특별히 규정되는 것은 아니다.

박벽돌 (21) 의 내측면 (21B) 을 유하하여 저류부 (25) 로 흘러 온 용융 유리는, 저류부 (25) 에서 배출로 (30) 를 통하여 감압 탈포조 (3) 의 외부로 배출되는데, 저류부 (25) 에는 일시적으로라도 용융 유리가 체류한다. 그 때문에, 저류부 (25) 에 있는 줄눈부 (35) 는 용융 유리에 침식될 가능성이 있다. 이 점에 있어서, 본 실시형태의 구조라면, 제방부 (23) 의 배후측에 내화 벽돌의 줄눈부 커버 (37) 를 설치하여 저류부 (25) 에 있는 줄눈부 (35) 를 보호하고 있으므로, 감압 탈포 장치 (100) 를 장시간 연속 운전하여 저류부 (25) 에 있는 줄눈부 (35) 가 용융 유리에 접하는 시간이 길어져도, 줄눈부 (35) 가 침식될 우려가 적어진다. 여기서, 저류부 (25) 에 있는 줄눈부 (35) 를 크게 침식시키면, 저류부 (25) 에 모여 있는 용융 유리를 줄눈부의 침식 부분을 통하여 다시 감압 탈포조 (3) 의 내부측으로 되돌릴 우려가 있으므로, 줄눈부 (35) 의 침식을 줄눈부 커버 (37) 에 의해 방지할 수 있는 구조가 바람직하다.

도 6 은 본 발명에 관련된 감압 탈포 장치 (100) 에 형성되는 저류부 (25) 의 제 2 실시형태를 나타내는 것으로, 이 실시형태의 저류부 (25) 에 있어서는, 그 저면을 감압 탈포조 (3) 의 내부측에서 외부측을 향하여 하향으로 하는 테이퍼면 (25a) 으로 한 점에 특징이 있으며, 그 밖의 구조에 대해서는 앞의 제 1 실시형태의 구조와 동등하다. 저류부 (25) 의 저면을 테이퍼면 (25a) 으로 함으로써, 박벽돌 (21) 의 내측면 (21B) 을 유하하여 저류부 (25) 에 도달한 용융 유리를 확실하게 배출로 (30) 측으로 유도하고, 배출로 (30) 를 통하여 감압 탈포조 (3) 의 외부측으로 배출할 수 있다.

그런데, 앞서 기재한 실시형태에서는 종벽돌 (20) 의 상면 (20) 에 하부 배출홈 (28) 을 형성하고, 박벽돌 (21) 및 받침 벽돌 (26) 의 하면측에 상부 배출홈 (29) 을 형성하여 배출로 (30) 를 구성하였지만, 배출로에 대해서는, 종벽돌 (20) 혹은 박벽돌 (21) 의 강도 저하가 문제가 되지 않으면, 종벽돌 (20) 혹은 박벽돌 (21) 중 어느 일방에 형성해도 되는 것은 물론이다. 또한, 도 6 에 나타내는 바와 같이 저류부 (25) 의 저부측에 일단 (40A) 측을 개구시키고, 타단 (40B) 측을 감압 탈포조 (3) 의 외면측에 개구시키도록 종벽돌 (20) 의 내부측에 배출로 (40) 를 형성할 수도 있다. 물론 배출로 (30) 와 배출로 (40) 를 양방 형성해도 된다.

본 발명에 관련된 유리 제품의 제조 장치는, 전술한 감압 탈포 장치 (100) 와, 감압 탈포 장치 (100) 보다 상류측에 형성된 유리 원료를 용융하여 용융 유리를 제조하는 용융 수단과, 감압 탈포 장치 (100) 보다 하류측에 형성된 용융 유리를 성형하는 성형 수단 (성형 장치) (200) 과, 성형 후의 유리를 서랭시키는 서랭 수단을 구비하는 장치이다. 또한, 용융 수단, 성형 수단, 서랭 수단에 대해서는, 공지 기술의 범위이다. 예를 들어, 용융 수단은, 원하는 조성이 되도록 조정한 유리 원료를 용융조에 투입하고, 유리의 종류에 따른 소정 온도, 예를 들어, 건축용이나 차량용 등의 소다라임 유리의 경우, 약 1400 ∼ 1600 ℃ 로 가열하여 유리 원료를 용융하여 용융 유리를 얻는다. 예를 들어, 성형 수단으로는, 플로트법, 퓨전법 또는 다운로드법 등에 의한 성형 장치를 들 수 있다.

상기 중에서도 플로트법을 위한 플로트 배스를 사용한 성형 수단이 박판 유리에서 후판 유리까지의 광범위한 두께의 고품질의 판유리를 대량으로 제조할 수 있는 이유에서 바람직하다.

예를 들어, 서랭 수단으로는, 성형 후의 유리의 온도를 서서히 낮추기 위한 기구를 구비한 서랭로가 일반적으로 사용된다. 서서히 온도를 낮추는 기구는, 연소 가스 또는 전기 히터에 의해, 그 출력이 제어된 열량을 노 내의 필요 위치에 공급하여 성형 후의 유리를 서랭시킨다. 이로써, 성형 후의 유리에 내재하는 잔류 응력을 없앨 수 있다.

다음으로, 본 발명의 판유리 제품의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 7 은 본 발명의 유리 제품의 제조 방법의 일 실시형태의 플로우도이다. 본 발명의 판유리 제품의 제조 방법은, 전술한 감압 탈포 장치 (100) 를 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 판유리 제품의 제조 방법은, 일례로서, 전술한 감압 탈포 장치 (100) 의 전단 (前段) 의 용융 수단에 의해 용융 유리를 용융하여 용융 유리를 제조하는 용융 공정 K1 과, 전술한 감압 탈포 장치 (100) 에 의해 용융 유리의 감압 탈포를 실시하는 탈포 공정 K2 와, 전술한 감압 탈포 장치 (100) 보다 하류측에서 용융 유리를 성형하는 성형 공정 K3 과, 그 후공정에 있어서 용융 유리를 서랭시키는 서랭 공정 K4 와, 서랭 후의 유리를 절단하는 절단 공정 K5 와, 유리 제품 K6 을 얻는 유리 제품의 제조 방법이다.

본 발명의 유리 제품의 제조 방법은, 전술한 감압 탈포 장치 (100) 를 이용하는 것 외에는, 공지 기술의 범위이다. 또, 본 발명의 유리 제품의 제조 방법에서 이용하는 장치에 대해서는 전술한 바와 같다. 도 7 에서는, 본 발명의 유리 제품의 제조 방법의 구성 요소인 용융 공정, 및 성형 공정 그리고 서랭 공정에 더하여, 추가로 필요에 따라 사용하는 절단 공정, 그 밖의 후공정도 나타내고 있다.

산업상 이용가능성

본 발명의 감압 탈포 장치 및 유리 제품의 제조 장치, 그리고 유리 제품의 제조 방법은, 건재용, 차량용, 광학용, 의료용, 그 밖의 폭넓은 유리 제품의 제조에 이용할 수 있다.

또한, 2010년 6월 30일에 출원된 일본 특허출원 2010-149230호의 명세서, 특허청구범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하여, 본 발명 명세서의 개시로서 받아들이는 것이다.

100 … 감압 탈포 장치, G … 용융 유리, 200 … 성형 장치, 1 … 용융조, 2 … 하우징, 3 … 감압 탈포조, 3A … 저벽부, 3B … 둘레벽부, 3C … 천정부, 5 … 상승관 (공급관), 6 … 하강관 (송출관), 8, 9 … 외관, 12 … 상류 피트, 15 … 하류 피트, 20 … 종벽돌, 21, 22 … 박벽돌, 23 … 제방부, 25 … 저류부, 26 … 받침 벽돌, 28 … 하부 배출홈, 29 … 상부 배출홈, 30, 40 … 배출로, 31 … 포켓부, 35, 36 … 줄눈부, 37 … 줄눈부 커버.

Claims (14)

1. 진공 흡인되어 내부가 감압되는 감압 하우징과, 이 감압 하우징 내에 형성되고, 용융 유리의 감압 탈포를 실시하기 위한 감압 탈포조와, 그 감압 탈포조에 용융 유리를 공급하기 위한 공급 기구와, 탈포 후의 용융 유리를 다음 공정으로 이송하기 위한 송출 기구를 구비하여 이루어지는 감압 탈포 장치로서,
   상기 감압 탈포조가, 용융 유리의 수용부와 상부 공간을 획성하기 위한 저벽부와 둘레벽부와 천정부를 구비하여 구성되고, 상기 용융 유리의 수용부를 획성하는 벽면이 복수의 종벽돌을 조합하여 구성되고, 상기 상부 공간을 획성하는 벽면이 복수의 박벽돌을 조합하여 구성됨과 함께,
   상기 복수의 박벽돌 중, 상기 용융 유리의 수용부를 획성하는 벽면의 상단을 구성하는 종벽돌의 상면측에 설치되는 박벽돌이, 상기 감압 탈포조 내측의 면의 하부를 상기 종벽돌에 있어서의 용융 유리 접촉면의 위치보다 외측에 위치시켜 상기 종벽돌의 상면측에 설치되고, 상기 종벽돌의 상면과 그 위에 설치되어 있는 박벽돌의 하부 사이에 용융 유리의 저류부가 형성되고,
   상기 종벽돌의 일 부분과 상기 박벽돌의 일 부분 중 적어도 일방에 상기 저류부와 상기 감압 탈포조의 외부에 연통되는 용융 유리의 배출로가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 감압 탈포 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 박벽돌을 설치한 종벽돌의 상면 부분과 상기 박벽돌의 하면 부분의 양방에 상기 저류부와 상기 감압 탈포조의 외부에 연통되는 홈이 형성되고, 양방의 홈을 연통시켜 상기 용융 유리의 배출로가 구성되어 이루어지는 감압 탈포 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 저류부에 면하는 상기 박벽돌의 하부측에 감압 탈포조의 외측을 향하는 하강 구배의 내측면이 형성되고, 그 내측면이 상기 종벽돌에 맞닿는 부분에 상기 배출로의 일단이 개구되어 이루어지는 감압 탈포 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 종벽돌의 상면측에 형성된 저류부에 있어서의 상기 용융 유리의 수용부측의 단 가장자리에 제방부가 형성되어 이루어지는 감압 탈포 장치.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 종벽돌의 상면측에 형성된 홈이 횡단면 사각형상의 각홈형으로 형성되고, 상기 박벽돌의 하면측에 형성된 홈이 횡단면 반원 형상이고 상기 횡단면 사각형상의 홈보다 폭이 큰 둥근 홈형으로 형성되어 이루어지는 감압 탈포 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 용융 유리의 배출로가, 인접하는 종벽돌 사이의 줄눈부의 형성 위치를 피해 형성되어 이루어지는 감압 탈포 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상면측에 저류부가 형성된 종벽돌 사이의 줄눈부의 표면 부분에 줄눈부 커버가 설치되어 이루어지는 감압 탈포 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 종벽돌의 상면측에 형성된 저류부에, 감압 탈포조의 외측을 향하여 하강하는 경사면이 형성되어 이루어지는 감압 탈포 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 종벽돌의 외부측에 상기 배출로로부터 배출된 용융 유리를 수용하는 포켓부가 형성되어 이루어지는 감압 탈포 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 감압 탈포 장치를 사용하는 용융 유리의 감압 탈포 방법.
11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 감압 탈포 장치를 사용하여 용융 유리를 감압 탈포하는 방법에 있어서, 감압 탈포조 내에 발생한 기포층을 감압 탈포조의 밖으로 배출하는 용융 유리의 감압 탈포 방법.
12. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 감압 탈포 장치와, 그 감압 탈포 장치보다 상류측에 형성된 유리 원료를 용융하여 용융 유리를 제조하는 용융 수단과, 상기 감압 탈포 장치보다 하류측에 형성된 용융 유리를 성형하는 성형 수단과, 성형 후의 유리를 서랭시키는 서랭 수단을 구비한 유리 제품의 제조 장치.
13. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 감압 탈포 장치에 의해 용융 유리를 탈포 처리하는 공정과, 상기 감압 탈포 장치보다 상류측에서 유리 원료를 용융하여 용융 유리를 제조하는 용융 공정과, 상기 감압 탈포 장치보다 하류측에서 용융 유리를 성형하는 성형 공정과, 성형 후의 유리를 서랭시키는 서랭 공정을 포함하는 유리 제품의 제조 방법.
14. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 감압 탈포 장치에 의해 용융 유리를 탈포 처리하는 공정과, 상기 감압 탈포 장치보다 상류측에서 유리 원료를 용융하여 용융 유리를 제조하는 용융 공정과, 상기 감압 탈포 장치보다 하류측에서 용융 유리를 성형하는 성형 공정과, 성형 후의 유리를 서랭시키는 서랭 공정을 포함하는 유리 제품의 제조 방법에 있어서, 상기 용융 유리를 탈포 처리하는 공정에서 감압 탈포조 내에 발생한 기포층을 감압 탈포조의 밖으로 배출하는 유리 제품의 제조 방법.

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