KR20150113837A - 청징조, 유리 물품 제조 장치, 및 유리 물품의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

(과제) 유리 용융물의 품질 저하를 억제할 수 있는 청징조, 그러한 청징조를 구비한 유리 물품 제조 장치, 및 그러한 청징조를 사용한 유리 물품의 제조 방법을 제공한다.
(해결 수단) 본 발명의 청징조의 일 양태는, 일방향으로 연장한 유리 용융물의 내화 벽돌제의 유로를 갖는 청징조이고, 유로는, 단면 형상이 육각형 이상의 다각형상인 다각형 유로부를 갖고, 다각형 유로부는, 저면과, 저면과 수직인 제 1 측면과, 저면과 수직이고 제 1 측면과 대향하는 제 2 측면을 갖고, 제 1 측면의 하단으로부터 저면까지의 저면의 법선 방향에 있어서의 치수와, 제 2 측면의 하단으로부터 저면까지의 저면의 법선 방향에 있어서의 치수는 동일하고, 다각형 유로부의 저면의 법선 방향에 있어서의 치수를 H 로 하고, 제 1 측면의 하단으로부터 저면까지의 저면의 법선 방향에 있어서의 치수를 a 로 했을 때, 이하의 식 (1) 을 만족하는 것을 특징으로 한다. 0.25 < a/H < 0.52 … 식 (1)

Description

청징조, 유리 물품 제조 장치, 및 유리 물품의 제조 방법{CLARIFICATION TANK, GLASS ARTICLE PRODUCTION DEVICE AND GLASS ARTICLE PRODUCTION METHOD}

본 발명은, 청징조 (淸澄槽), 유리 물품 제조 장치, 및 유리 물품의 제조 방법에 관한 것이다.

성형된 유리 물품의 품질 향상을 목적으로 하여, 성형하기 전에 유리 용융물 내에 발생한 기포를 제거함과 함께, 유리를 균질화하는 청징 공정이 실시된다. 이와 같은 청징 공정에 사용하기 위한 청징조의 일례로서, 감압 탈포조가 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1, 2).

국제 공개 제2009/148028호 일본 공개특허공보 2000-178029호

청징조에서는, 청징조의 유로를 흐르는 유리 용융물의 소지면 (素地面) 으로부터 휘발되기 쉬운 성분이 휘발되어, 다른 정상적인 부분과는 성분이 상이한 소지, 이른바 이질 소지가 형성된다. 이 이질 소지는, 유리 용융물의 품질을 저하시키는 원인이 되기 때문에, 국소적으로 모아서 배출하는 것이 바람직하다.

그러나, 예를 들어, 특허문헌 1, 2 에 나타내는 바와 같은 벽돌제의 청징조에서는, 청징조 내에서 유리 용융물의 대류가 발생하는 경우가 있었다. 이로써, 감압 탈포조 내의 유리 용융물이 이질 소지와 함께 교반되어, 이질 소지를 국소적으로 모아서 배출하는 것이 곤란해지는 경우가 있었다. 그 결과, 유리 용융물의 품질이 저하되는 경우가 있었다.

본 발명의 일 양태는, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 유리 용융물의 품질 저하를 억제할 수 있는 청징조, 그러한 청징조를 구비한 유리 물품 제조 장치, 및 그러한 청징조를 사용한 유리 물품의 제조 방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.

본 발명의 청징조의 일 양태는, 일방향으로 연장한 유리 용융물의 내화 (耐火) 벽돌제의 유로를 갖는 청징조이고, 상기 유로는, 단면 형상이 육각형 이상의 다각형상인 다각형 유로부를 갖고, 상기 다각형 유로부는, 저면과, 상기 저면과 수직인 제 1 측면과, 상기 저면과 수직이고 상기 제 1 측면과 대향하는 제 2 측면을 갖고, 상기 제 1 측면의 하단으로부터 상기 저면까지의 상기 저면의 법선 방향에 있어서의 치수와, 상기 제 2 측면의 하단으로부터 상기 저면까지의 상기 저면의 법선 방향에 있어서의 치수는 동일하고, 상기 다각형 유로부의 상기 저면의 법선 방향에 있어서의 치수를 H 로 하고, 상기 제 1 측면의 하단으로부터 상기 저면까지의 상기 저면의 법선 방향에 있어서의 치수를 a 로 했을 때, 이하의 식 (1) 을 만족하는 것을 특징으로 한다.

0.25 < a/H < 0.52 … 식 (1)

상기 저면에 있어서의 상기 제 1 측면측의 단부를 제 1 단부, 상기 저면에 있어서의 상기 제 2 측면측의 단부를 제 2 단부로 하고, 상기 제 1 단부로부터 상기 제 1 측면까지의 상기 제 1 측면의 법선 방향에 있어서의 치수와, 상기 제 2 단부로부터 상기 제 2 측면까지의 상기 제 2 측면의 법선 방향에 있어서의 치수를 b 로 했을 때, 이하의 식 (2) 를 만족하는 구성으로 해도 된다.

a/b ≤ 1.4 … 식 (2)

상기 다각형 유로부는, 상기 청징조의 상기 일방향의 전체 길이에 대한 중심보다 상기 유리 용융물의 흐름 방향의 상류측에 형성되어 있는 구성으로 해도 된다.

상기 유로는, 단면 형상이 사각형상인 사각형 유로부를 갖는 구성으로 해도 된다.

상기 유로는, 상기 다각형 유로부와 상기 사각형 유로부를 접속하는 경사면을 갖는 구성으로 해도 된다.

상기 유로 내에는, 상기 유리 용융물 중의 기포를 막기 위한 차폐판이 형성되고, 상기 차폐판은, 상기 다각형 유로부보다 상기 유리 용융물의 흐름 방향의 하류측에 형성되는 구성으로 해도 된다.

상기 제 1 측면의 법선 방향에 있어서의 상기 다각형 유로부의 치수를 W 로 했을 때, 이하의 식 (3) 을 만족하는 구성으로 해도 된다.

0.50 < H/W < 0.80 … 식 (3)

본 발명의 유리 물품 제조 장치의 일 양태는, 상기의 청징조를 구비하고, 상기 청징조의 상기 유리 용융물의 흐름 방향의 상류측에 유리 원료를 용해시키는 용해조를 구비하고, 상기 청징조의 상기 유리 용융물의 흐름 방향의 하류측에 상기 유리 용융물을 성형하여 유리 물품으로 하는 성형 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 청징조의 상기 유리 용융물의 흐름 방향의 상류측의 단부에 접속되고, 상기 청징조로부터 하방으로 연장하는 상승관과, 상기 청징조의 상기 유리 용융물의 흐름 방향의 하류측의 단부에 접속되고, 상기 청징조로부터 하방으로 연장하는 하강관과, 상기 청징조 내를 감압하는 감압 수단을 추가로 구비하는 구성으로 해도 된다.

본 발명의 유리 물품의 제조 방법의 일 양태는, 상기의 유리 물품 제조 장치를 사용하여, 유리 원료를 용해시켜 유리 용융물을 제조하는 원료 용융 공정과, 상기 유리 용융물을 청징하는 청징 공정과, 상기 청징 공정 후의 유리 용융물을 성형하여 유리 물품으로 하는 성형 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 청징 공정에 있어서, 상기 유로 내는 감압되는 제조 방법으로 해도 된다.

상기 청징 공정에 있어서, 상기 유리 용융물은 1500 ℃ 이상으로 가열되는 제조 방법으로 해도 된다.

1 일당 처리되는 상기 유리 용융물의 총량이 10⁴ ㎏ 이상, 20⁵ ㎏ 이하인 제조 방법으로 해도 된다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 유리 용융물의 품질 저하를 억제할 수 있는 청징조, 그러한 청징조를 구비한 유리 물품 제조 장치, 및 그러한 청징조를 사용한 유리 물품의 제조 방법이 제공된다.

도 1 은 제 1 실시형태의 유리 물품 제조 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 는 제 1 실시형태의 청징조에 있어서의 다각형 유로부를 나타내는 도면으로서, 도 1 에 있어서의 II-II 단면도이다.
도 3 은 제 1 실시형태의 청징조에 있어서의 사각형 유로부를 나타내는 도면으로서, 도 1 에 있어서의 III-III 단면도이다.
도 4 는 제 1 실시형태의 청징조에 있어서의 유로를 나타내는 사시도이다.
도 5 는 제 1 실시형태의 청징조에 있어서의 다각형 유로부의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6 은 제 2 실시형태의 유리 물품 제조 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 7 은 실시예 1 에 있어서의 유리 용융물 유로의 단면 형상을 나타내는 도면이다.
도 8 은 비교예에 있어서의 유리 용융물 유로의 단면 형상을 나타내는 도면이다.
도 9 는 참조예에 있어서의 유리 용융물 유로의 단면 형상을 나타내는 도면이다.
도 10 은 시뮬레이션에 있어서의 유리 용융물의 입자의 초기 분포를 나타내는 도면이다.
도 11 은 시뮬레이션에 있어서의 유리 용융물의 입자의 분포의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12 는 시뮬레이션에 있어서의 유리 용융물의 입자의 분포의 일례를 나타내는 도면이다.

본 명세서에 있어서, 「상류측」 및 「하류측」 은, 유리 물품 제조 장치 내에 있어서의 유리 용융물의 흐름에 대한 것이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 관련된 청징조, 유리 물품 제조 장치 및 유리 물품의 제조 방법에 대해 설명한다.

또한, 본 발명의 범위는, 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 임의로 변경 가능하다. 또, 이하의 도면에 있어서는, 각 구성을 알기 쉽게 하기 위해서, 실제의 구조와 각 구조에 있어서의 축척이나 수 등을 상이하게 하는 경우가 있다.

또한, 이하의 설명에 있어서는 XYZ 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 좌표계를 참조하면서 각 구성의 위치 관계를 설명한다. 이 때, 연직 방향을 Z 축 방향으로 하고, 수평 방향 중 청징조 (14) (도 1 참조) 의 길이 방향 (도 1 에 있어서의 좌우 방향) 을 Y 축 방향, 수평 방향 중 Y 축 방향과 직교하는 방향을 X 축 방향으로 한다. 또한, Y 축 방향은, 청징조 (14) 에 있어서 유리 용융물 (G) (도 1 참조) 의 주된 흐름 방향이다.

<제 1 실시형태>

도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태의 유리 물품 제조 장치 (10) 는, 이른바 문형 (門型) 의 감압 탈포 장치를 포함한다. 유리 물품 제조 장치 (10) 는, 청징조 (14) 와, 상승관 (13) 과, 하강관 (15) 과, 차폐판 (20) 과, 용해조 (11) 와, 성형 장치 (500) 와, 도시되지 않은 감압 수단을 구비한다.

청징조 (14) 는, 내화 벽돌로 형성되어 있다. 청징조 (14) 는, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 내화 벽돌로 둘러싸인 내부 공간을 갖는 중공 구조이다. 즉, 청징조 (14) 의 내부 공간은, 벽돌 (17a) 및 벽돌 (17b) 에 의해 형성되는 측벽부 (17) 와, 천정부 (18) 와, 저부 (19) 로 둘러싸여 형성된다. 벽돌 (17a) 및 벽돌 (17b) 은, 직방체 형상의 내화 벽돌이다. 천정부 (18) 및 저부 (19) 는, 1 개 혹은 복수의 내화 벽돌이 조합되어 형성된다. 천정부 (18) 에 사용되는 내화 벽돌은, 예를 들어, 아치형 벽돌이다. 내화 벽돌로는, 소성 벽돌이어도 되고, 불소성 벽돌이어도 되고, 전융 주조 (電融鑄造) 벽돌이어도 된다.

청징조 (14) 의 내부 공간에는, 유리 용융물 (G) 의 유로 (14a) 가 형성되어 있다.

청징조 (14) 의 유로 (14a) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 일방향 (Y 축 방향) 으로 연장하여 형성되어 있다. 제 1 실시형태에 있어서, 유로 (14a) 는, 다각형 유로부 (30) 와, 사각형 유로부 (31) 를 갖는다.

여기서, 본 명세서에 있어서 「유로」 란, 유리 용융물 (G) 을 흘리기 위한 통로이고, 청징조 (14) 의 내부 공간 중, 저면으로부터 후술하는 벽돌 (17a, 17b) 의 연직 방향 상측의 단부까지의 공간을 의미하는 것으로 한다. 즉, 제 1 실시형태에 있어서 유로란, 도 2, 3 에 있어서 2 점 쇄선으로 나누어진 하방측의 내부 공간을 의미한다.

청징조 (14) 는, 예를 들어, 단면 형상이 사각형상의 유로를 갖는 내화 벽돌제의 조 (槽) 에, 후술하는 제 1 사면 (32b) 및 제 2 사면 (32c) 을 갖는 내화 벽돌을 부분적으로 집어넣어, 다각형 유로부 (30) 를 형성함으로써 제조된다.

다각형 유로부 (30) 는, 제 1 실시형태에 있어서는, 유로 (14a) 가 연장하는 방향 (Y 축 방향) 의 전체 길이에 대한 중심보다 상류측의 일부에 형성되어 있다. 다각형 유로부 (30) 의 길이 (Y 축 방향 길이) (L1) 는, 예를 들어, 유로 (14a) 의 전체 길이 (Y 축 방향 길이) (L) 의 15 ％ 이상으로 설정된다. 또, 상승관 (13) 으로부터 다각형 유로부 (30) 의 상류측의 단부까지, 즉, 상승관 (13) 으로부터 다각형 유로부 (30) 의 개시 위치까지의 거리 (Ls) 는, 예를 들어, 유로 (14a) 의 전체 길이 (L) 의 17 ％ 이하로 설정된다. 상승관 (13) 으로부터 다각형 유로부 (30) 의 하류측의 단부까지, 즉, 상승관 (13) 으로부터 다각형 유로부 (30) 의 종료 위치까지의 거리 (Le) 는, 다각형 유로부 (30) 의 길이 (L1) 와, 다각형 유로부 (30) 의 개시 위치까지의 거리 (Ls) 에 의해 정해진다.

다각형 유로부 (30) 가 형성되는 위치가 이와 같이 설정됨으로써, 다각형 유로부 (30) 내에 있어서 대류가 발생하는 것을 보다 억제할 수 있다.

다각형 유로부 (30) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 유로 (14a) 에 있어서의 단면 형상이 육각형 이상의 다각형상의 부분이다. 제 1 실시형태에 있어서는, 다각형 유로부 (30) 의 단면 형상은 육각형상이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 육각형 이상의 다각형상이란, 각의 수가 6 이상인 다각형상을 의미한다.

다각형 유로부 (30) 는, 저면 (32a) 과, 제 1 사면 (32b) 과, 제 2 사면 (32c) 과, 제 1 측면 (32d) 과, 제 2 측면 (32e) 을 갖는다. 제 1 사면 (32b) 은, 저면 (32a) 과 제 1 측면 (32d) 을 접속한다. 제 2 사면 (32c) 은, 저면 (32a) 과 제 2 측면 (32e) 을 접속한다. 제 1 측면 (32d) 은, 저면 (32a) 과 수직이다. 제 2 측면 (32e) 은, 저면 (32a) 과 수직이고 제 1 측면 (32d) 과 대향한다.

저면 (32a), 제 1 사면 (32b), 및 제 2 사면 (32c) 은, 저부 (19a) 를 구성하는 내화 벽돌에 의해 형성되고, 제 1 측면 (32d), 제 2 측면 (32e) 은, 각각 벽돌 (17a), 벽돌 (17b) 에 의해 형성되어 있다.

다각형 유로부 (30) 의 단면 형상은, 폭 방향 (X 축 방향) 의 중심을 통과하는 중심선에 대해 선대칭이다. 연직 방향에 있어서의 제 1 사면 (32b) 의 치수와, 연직 방향에 있어서의 제 2 사면 (32c) 의 치수는 동일하다.

또한, 본 명세서에 있어서 치수가 동일하다란, 엄밀하게 치수가 동일한 경우만을 의미하는 것이 아니고, 예를 들어, 치수비가 0.9 이상, 1.1 이하 정도까지는 허용되는 것으로 한다.

연직 방향에 있어서의 다각형 유로부 (30) 의 높이 (치수) (H) 와, 연직 방향에 있어서의 제 1 사면 (32b) 및 제 2 사면 (32c) 의 치수 (a) 와, 다각형 유로부 (30) 의 폭 방향 (X 축 방향) 에 있어서의 제 1 사면 (32b) 및 제 2 사면 (32c) 의 치수 (b) 와, 다각형 유로부 (30) 의 최대폭 (X 축 방향 길이) (W) 은, 이하의 식 (1) 을 만족하고, 식 (2) 및 식 (3) 을 만족하는 것이 바람직하다.

0.25 < a/H < 0.52 … 식 (1)

a/b ≤ 1.4 … 식 (2)

0.50 < H/W < 0.80 … 식 (3)

치수 (a) 는, 바꾸어 말하면, 제 1 측면 (32d) 의 하단으로부터 저면까지의 저면 (32a) 의 법선 방향 (Z 축 방향) 에 있어서의 치수이고, 제 2 측면 (32e) 의 하단으로부터 저면까지의 저면 (32a) 의 법선 방향에 있어서의 치수이다. 또한, 제 1 측면 (32d) 의 하단이란, 제 1 측면 (32d) 과 제 1 사면 (32b) 이 접하는 지점이다. 또, 제 2 측면 (32e) 의 하단이란, 제 2 측면 (32e) 과 제 2 사면 (32c) 이 접하는 지점이다.

치수 (b) 는, 바꾸어 말하면, 저면 (32a) 의 제 1 측면 (32d) 측의 단부 (제 1 단부) 로부터 제 1 측면 (32d) 까지의 제 1 측면 (32d) 의 법선 방향 (X 축 방향) 에 있어서의 치수이고, 저면 (32a) 의 제 2 측면 (32e) 측의 단부 (제 2 단부) 로부터 제 2 측면 (32e) 까지의 제 2 측면 (32e) 의 법선 방향 (X 축 방향) 에 있어서의 치수이다. 또한, 저면 (32a) 의 제 1 측면 (32d) 측의 단부란, 저면 (32a) 과 제 1 사면 (32b) 이 접속하는 지점이다. 또, 저면 (32a) 의 제 2 측면 (32e) 측의 단부란, 저면 (32a) 과 제 2 사면 (32c) 이 접속하는 지점이다.

식 (1) 의 a/H 는, 0.25 이상, 0.51 이하가 바람직하고, 0.30 이상, 0.51 이하가 보다 바람직하고, 0.35 이상, 0.50 이하가 더욱 바람직하다. 식 (2) 의 a/b 는, 0.5 이상, 1.0 이하가 보다 바람직하고, 0.7 이상, 0.9 이하가 더욱 바람직하다. 식 (3) 의 H/W 는, 0.55 이상, 0.75 이하가 보다 바람직하고, 0.60 이상, 0.75 이하가 더욱 바람직하다.

다각형 유로부 (30) 에는, 유리 용융물 (G) 이 흐름으로써, 유리 용융물 유로 (32) 가 형성된다. 유리 용융물 유로 (32) 는, 다각형 유로부 (30) 중 유리 용융물 (G) 이 흐르는 부분이다. 유리 용융물 유로 (32) 의 단면 (ZX 단면) 형상은, 즉, 다각형 유로부 (30) 를 흐르는 유리 용융물 (G) 의 단면 (ZX 단면) 형상과 동일하다. 유리 용융물 유로 (32) 는, 도 2 에 있어서는, 다각형 유로부 (30) 중 유리 용융물 (G) 의 소지면 (Ga) 으로 나누어진 하방측의 부분이다.

실제의 청징 공정에 있어서는, 다각형 유로부 (30) 의 높이 (H) 에 대하여, 유리 용융물 높이 (GL) 가 100 ∼ 250 ㎜ 작아지도록, 다각형 유로부 (30) 내에 도입되는 유리 용융물 (G) 의 양을 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 다각형 유로부 (30) 의 높이 (H) 가 300 ㎜ 이상, 400 ㎜ 이하인 경우에, 유리 용융물 높이 (GL) 가 50 ㎜ 이상, 300 ㎜ 이하에서 설정된다.

상기 서술한 다각형 유로부 (30) 의 높이 (H) 와 유리 용융물 높이 (GL) 의 관계로부터, 식 (1) 및 식 (3) 의 높이 (H) 를 유리 용융물 높이 (GL) 로 치환하면, 이하의 식 (4) 및 식 (5) 가 바람직하다.

0.50 ≤ a/GL < 1.00 … 식 (4)

0.20 ≤ GL/W ≤ 0.60 … 식 (5)

즉, 유리 용융물 유로 (32) 의 단면 형상은, 상기의 식 (4), 식 (5) 를 만족하는 것이 바람직하다. 또, 유리 용융물 유로 (32) 의 단면 형상은, 식 (2) 도 만족하는 형상인 것이 바람직하다.

식 (4) 의 a/GL 은 0.55 이상, 0.95 이하가 보다 바람직하다. 식 (5) 의 GL/W 는 0.3 이상, 0.5 이하가 보다 바람직하다.

사각형 유로부 (31) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태에 있어서는, 다각형 유로부 (30) 의 상류측과 하류측에 각각 형성되어 있다. 제 1 실시형태에 있어서는, 유로 (14a) 에 있어서의 다각형 유로부 (30) 이외의 부분은, 사각형 유로부 (31) 이다. 사각형 유로부 (31) 의 단면 형상은 사각형상이다.

사각형 유로부 (31) 는, 저면 (33a) 과, 저면 (33a) 과 수직인 제 1 측면 (33b) 과, 제 1 측면 (33b) 과 대향하는 제 2 측면 (33c) 을 갖는다. 제 1 측면 (33b) 은, 벽돌 (17a) 에 의해 형성되고, 제 2 측면 (33c), 저면 (33a) 은, 각각 벽돌 (17b), 저부 (19b) 에 의해 형성되어 있다.

제 1 실시형태에 있어서는, 다각형 유로부 (30) 의 저면 (32a) 과, 사각형 유로부 (31) 의 저면 (33a) 은, 단차가 없고 동일 평면 상에 형성되어 있다.

사각형 유로부 (31) 의 높이 (H) 와 최대폭 (W) 은, 다각형 유로부 (30) 와 동일하다.

사각형 유로부 (31) 에 있어서의 유리 용융물 유로 (33) 는, 다각형 유로부 (30) 와 동일하게, 사각형 유로부 (31) 중 유리 용융물 (G) 의 소지면 (Ga) 으로 나누어진 하방측의 부분이다. 유리 용융물 유로 (33) 의 단면 형상은, 사각형 유로부 (31) 의 단면 형상과 동일하게 사각형상이다.

다각형 유로부 (30) 와 사각형 유로부 (31) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 경사면 (34a, 34b, 34c, 34d) 을 개재하여 접속되어 있다. 경사면 (34a, 34b) 은, 다각형 유로부 (30) 의 제 1 사면 (32b) 과, 사각형 유로부 (31) 의 저면 (33a) 과, 사각형 유로부 (31) 의 제 1 측면 (33b) 을 접속하고 있다. 경사면 (34c, 34d) 은, 다각형 유로부 (30) 의 제 2 사면 (32c) 과, 사각형 유로부 (31) 의 저면 (33a) 과, 사각형 유로부 (31) 의 제 2 측면 (33c) 을 접속하고 있다. 경사면 (34a, 34b, 34c, 34d) 은, 다각형 유로부 (30) 와 사각형 유로부 (31) 를 접속하면 되므로, 평면이어도 되고, 곡면이어도 되고, 평면과 곡면을 연결한 면이어도 된다.

상승관 (13) 은, 청징조 (14) 의 상류측의 단부에 연직 방향 하방측에서 접속되어 있다. 상승관 (13) 은, 연직 방향으로 연장되어 형성되어 있다. 상승관 (13) 의 내부와 청징조 (14) 의 유로 (14a) 는 연통되어 있다. 상승관 (13) 의 연직 방향 하방측의 단부는, 접속로 (12) 를 개재하여 용해조 (11) 와 접속되어 있다. 상승관 (13) 은, 용해조 (11) 로부터 청징 전의 유리 용융물 (G) 를 빨아 올려 청징조 (14) 내의 유로 (14a) 에 도입한다. 상승관 (13) 의 단면 형상은 특별히 한정되지 않고, 제 1 실시형태에 있어서는, 예를 들어, 사각형상이다.

하강관 (15) 은, 청징조 (14) 의 하류측의 단부에 연직 방향 하방측에서 접속되어 있다. 하강관 (15) 은, 연직 방향으로 연장되어 형성된다. 하강관 (15) 의 내부와 청징조 (14) 의 유로 (14a) 는 연통되어 있다. 하강관 (15) 의 연직 방향 하방측의 단부는, 접속로 (16) 를 개재하여 성형 장치 (500) 와 접속되어 있다. 하강관 (15) 은, 청징조 (14) 에 의해 청징된 후의 유리 용융물 (G) 을 청징조 (14) 내의 유로 (14a) 로부터 연직 방향 하방측으로 배출한다. 하강관 (15) 의 단면 형상은 특별히 한정되지 않고, 제 1 실시형태에 있어서는, 예를 들어, 사각형상이다.

차폐판 (20) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 청징조 (14) 의 천정부 (18) 로부터 연직 방향 하방측으로 연장되어 형성되어 있다. 차폐판 (20) 의 연직 방향 하방측의 단부는, 유리 용융물 (G) 의 소지면 (Ga) 보다 하방측에 위치한다. 차폐판 (20) 은, 다각형 유로부 (30) 보다 하류측에 형성되어 있다. 즉, 차폐판 (20) 은, 사각형 유로부 (31) 내에 형성되어 있다.

차폐판 (20) 은, 유리 용융물 (G) 내, 및 부상하여 유리 용융물 (G) 의 소지면 (Ga) 에 체류한 기포를 막는 기능을 갖는다.

도 1 에 나타내는 예에서는, 차폐판 (20) 은 1 개만 형성되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 차폐판 (20) 은 복수 형성되어 있어도 된다.

도시되지 않은 감압 수단은, 청징조 (14) 의 유로 (14a) 내를 감압하는 수단이다. 감압 수단은, 유로 (14a) 내를 감압할 수 있는 범위 내에 있어서 특별히 한정되지 않는다. 감압 수단으로는, 예를 들어, 청징조 (14) 를 수용하는 감압 하우징을 사용할 수 있다. 이 경우에 있어서는, 감압 하우징 내를 감압 흡인함으로써, 청징조 (14) 의 유로 (14a) 의 내부를 대기압 미만의 감압 상태로 할 수 있다. 또, 다른 감압 수단으로서, 감압 하우징을 형성하지 않고, 청징조 (14) 에 있어서의 유리 용융물 (G) 의 상부 공간을 감압 펌프 등을 사용하여 감압 흡인해도 된다.

용해조 (11) 로부터 접속로 (12) 및 상승관 (13) 을 통해 청징조 (14) 로 도입된 유리 용융물 (G) 은, 내부가 감압 상태로 유지된 청징조 (14) 중을 통과한다. 감압 상태의 청징조 (14) 중을 통과함으로써, 유리 용융물 (G) 중의 기포가 크게 성장한다. 성장한 기포는, 유리 용융물 (G) 의 소지면 (Ga) 으로 부상하여 파포 (破泡) 된다. 이로써, 청징조 (14) 에 의해 유리 용융물 (G) 중의 기포가 제거된다. 즉, 청징조 (14) 에 의해 유리 용융물 (G) 이 청징된다.

제 1 실시형태의 청징조 (14) 에 의해 청징되는 유리 용융물 (G) 의 1 일당 총량은, 예를 들어, 10⁴ ㎏ 이상, 20⁵ ㎏ 이하이다.

제 1 실시형태에 의하면, 청징조 (14) 에 단면 형상이 육각형상이고, 또한 식 (1) 을 만족하는 다각형 유로부 (30) 가 형성되어 있다. 그 때문에, 다각형 유로부 (30) 에 있어서의 유리 용융물 유로 (32) 의 단면 형상이 육각형상이고, 또한 식 (4) 를 만족하는 형상이 된다. 이로써, 다각형 유로부 (30) 에 있어서 유로 (14a) 내의 대류를 억제할 수 있기 때문에, 이질 소지와 함께 유리 용융물 (G) 이 교반되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 이질 소지를 국소적으로 모아서 배출하는 것이 용이해져, 유리 용융물 (G) 의 품질 저하를 억제할 수 있다.

또, 제 1 실시형태에 의하면, 다각형 유로부 (30) 의 단면 형상이, 또한 식 (2) 를 만족함으로써, 다각형 유로부 (30) 에 있어서 유리 용융물 (G) 의 대류를 보다 억제할 수 있다.

또, 제 1 실시형태에 의하면, 다각형 유로부 (30) 의 단면 형상이 식 (3) 을 만족함으로써, 유리 용융물 유로 (32) 의 단면 형상이 식 (5) 를 만족하는 형상이 된다. 이로써, 다각형 유로부 (30) 에 있어서 유리 용융물 (G) 의 대류를 보다 억제할 수 있다.

여기서, 유로의 단면 형상을 상기와 같은 단면 형상으로 함으로써 유리 용융물 (G) 의 대류를 억제할 수 있는 것은, 본 발명자들에 의해 새롭게 분명해진 지견이다. 본 발명자들은 시뮬레이션에 의하여 이 지견을 분명히 하였다. 시뮬레이션에 기초하는 결과에 대해서는 후술한다.

또, 대류가 잘 일어나지 않는 단면 형상으로는, 예를 들어, 원형상이나 타원형상을 들 수 있지만, 이러한 형상을 갖는 유로를 내화 벽돌을 사용하여 형성하는 것은 곤란하다. 이에 대하여, 제 1 실시형태의 다각형 유로부 (30) 의 단면 형상은, 사각형에 대해 식 (1) 을 만족하도록 제 1 사면 (32b) 및 제 2 사면 (32c) 을 형성함으로써 형성할 수 있기 때문에, 다각형 유로부 (30) 의 형성이 간편하다.

또, 예를 들어, 청징조의 형성 재료로서 백금 (Pt) 을 사용하는 경우에는, 유로의 단면 형상을 원형상이나 타원형상으로 하는 것이 용이하다. 또, 청징조의 형성 재료로서 백금 (Pt) 을 사용하는 경우에는, 백금을 이용하여 청징조 전체를 통전 가열에 의해 가열할 수 있기 때문에, 대류의 제어가 용이하다. 그러나, 청징조의 형성 재료로서 백금을 사용하는 경우, 내화 벽돌에 비해 청징조의 강도가 낮다는 문제나, 백금이 유리 용융물 중에 휘산하여 유리 용융물의 품질이 저하된다는 문제가 있었다. 또, 청징조의 설비 비용이 높아진다는 문제가 있었다.

이 문제에 대하여, 청징조 (14) 의 형성 재료는 내화 벽돌이다. 그 때문에, 형성 재료를 백금으로 하는 경우에 비해, 청징조의 강도를 향상시킬 수 있고, 또한 유리 용융물의 품질이 저하되는 것도 억제할 수 있다. 또, 청징조의 제조 비용도 저감시킬 수 있다.

또, 청징조 (14) 의 유로 (14a) 내에 있어서의 대류는, 유리 용융물 (G) 중의 기포가 성장하여 부상하는 것에서 기인하여 생기는 것이라고 생각된다. 즉, 기포가 부상할 때에, 유리 용융물 (G) 에 부상력이 가해져 대류가 발생한다고 생각된다. 유리 용융물 (G) 중의 기포는, 유로 (14a) 의 상류측으로부터 하류측으로 향함에 따라 감소해가기 때문에, 유로 (14a) 의 상류측일수록 대류가 발생하기 쉽다.

제 1 실시형태에 의하면, 다각형 유로부 (30) 는, 청징조 (14) 의 길이 방향 (Y 축 방향) 의 전체 길이의 중심보다 상류측에 형성되어 있다. 이로써, 보다 효과적으로, 유로 (14a) 내에 발생하는 대류를 억제할 수 있다.

또, 제 1 실시형태에 의하면, 다각형 유로부 (30) 는, 유로 (14a) 의 일부에 형성되고, 다각형 유로부 (30) 이외의 부분에는, 사각형 유로부 (31) 가 형성되어 있다. 그 때문에, 제 1 실시형태의 청징조 (14) 는, 유로의 단면 형상이 사각형상의 청징조의 일부를 다각형 유로부로 함으로써 제조할 수 있다. 따라서, 제 1 실시형태에 의하면, 청징조 (14) 의 제조가 용이하다.

또, 제 1 실시형태에 의하면, 차폐판 (20) 이 다각형 유로부 (30) 보다 하류측에 형성되어 있기 때문에, 차폐판 (20) 이 다각형 유로부 (30) 에 있어서의 유리 용융물 (G) 의 흐름을 흐트러뜨리는 것을 억제할 수 있다. 또한, 유리 용융물 (G) 의 표층에 도달한 기포층을 차폐판 (20) 에 의해 파포할 수 있다.

또, 제 1 실시형태에 의하면, 다각형 유로부 (30) 와 사각형 유로부 (31) 가 경사면 (34a ∼ 34d) 에 의해 접속되어 있다. 그 때문에, 다각형 유로부 (30) 와 사각형 유로부 (31) 의 경계에 있어서, 급격한 단차가 되는 부분이 없어, 유리 용융물 (G) 이 체류하는 것을 억제할 수 있다. 이와 같은 경사면을 청징조 (14) 에 형성하는 것은, 청징조 (14) 가 벽돌에 의해 구성되기 때문에, 이와 같은 경사면을 타원형상의 백금관을 가공하여 형성하는 것보다도 용이하다.

또한, 제 1 실시형태에 있어서는 이하의 구성을 채용해도 된다.

상기 설명에 있어서는, 다각형 유로부 (30) 의 단면 형상을 육각형상으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 제 1 실시형태에 있어서는, 다각형 유로부 (30) 의 단면 형상은, 육각형 이상의 다각형상인 범위 내에 있어서 특별히 한정되지 않는다. 다른 일례로서, 도 5 에 다각형 유로부 (130) 의 단면 형상이 팔각형상인 청징조 (114) 를 나타낸다.

청징조 (114) 의 유로 (114a) 는, 벽돌 (17a) 및 벽돌 (17b) 에 의해 형성되는 측벽부와, 천정부 (18) 와, 저부 (119a) 에 의해 둘러싸여 형성된다.

다각형 유로부 (130) 의 단면 형상은 팔각형상이고, 또한 식 (1) 을 만족하고, 식 (2), (3) 을 만족하는 것이 바람직한 형상이다. 이로써, 다각형 유로부 (130) 에 있어서의 유리 용융물 유로 (132) 의 단면 형상은 팔각형상이고, 또한 식 (2), (4), (5) 를 만족하는 것이 바람직한 형상이다.

다각형 유로부 (130) 는, 저면 (132a) 과, 사면 (132b, 132c, 132d, 132e) 과, 제 1 측면 (132f) 과, 제 2 측면 (132g) 을 갖는다. 사면 (132b) 은, 저면 (132a) 과 사면 (132c) 을 접속한다. 사면 (132c) 은, 제 1 측면 (132f) 과 사면 (132b) 을 접속한다. 사면 (132d) 은, 저면 (132a) 과 사면 (132e) 을 접속한다. 사면 (132e) 은, 제 2 측면 (132g) 과 사면 (132d) 을 접속한다. 제 1 측면 (132f) 은, 저면 (132a) 과 수직이다. 제 2 측면 (132g) 은, 저면 (132a) 과 수직이고 제 1 측면 (132f) 과 대향하고 있다.

이 구성에 있어서, 치수 (a) 는, 연직 방향 (Z 축 방향) 에 있어서의 사면 (132b, 132d) 의 치수 (a1) 와, 연직 방향에 있어서의 사면 (132c, 132e) 의 치수 (a2) 를 더한 값이다.

또, 제 1 실시형태에 있어서는, 사각형 유로부 (31) 대신에, 다른 단면 형상을 갖는 유로부가 형성되어 있어도 된다. 다른 단면 형상으로는, 예를 들어, 사다리꼴상이나, 사각형상 이외의 다각형상 등을 들 수 있다. 다른 단면 형상으로는, 육각형 이상의 다각형상이고, 식 (1) 을 만족하지 않는 형상이어도 된다.

또, 상기 설명에 있어서는, 유로 (14a) 의 일부가 다각형 유로부 (30) 인 구성으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 제 1 실시형태에 있어서는, 유로 (14a) 의 전체가 다각형 유로부 (30) 여도 된다.

또, 제 1 실시형태에 있어서는, 다각형 유로부는, 다른 단면 형상을 갖는 유로부, 예를 들어, 사각형 유로부를 사이에 두고 복수 형성되어 있어도 된다. 그 경우에 있어서는, 복수의 다각형 유로부는, 각각 상이한 단면 형상을 가지고 있어도 되고, 동일한 단면 형상을 가지고 있어도 된다.

또, 제 1 실시형태에 있어서는, 복수의 상이한 단면 형상을 갖는 다각형 유로부가 접속하여 형성되어 있어도 된다.

또, 상기 설명에 있어서는, 다각형 유로부 (30) 의 단면 형상과 유리 용융물 유로 (32) 의 단면 형상은, 모두 육각형상이 되는 구성으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 제 1 실시형태에 있어서는, 예를 들어, 다각형 유로부 (30) 의 단면 형상이 팔각형상이고, 유리 용융물 유로 (32) 의 단면 형상이 육각형상과 같이, 각각의 단면 형상이 상이한 다각형상이어도 된다. 즉, 이것은, 다각형 유로부 (30) 에 있어서의 유리 용융물 (G) 이 흐르지 않는 연직 방향 상방측에 있어서, 각부 (角部) 가 형성되어 있는 것을 의미한다.

(제 2 실시형태)

제 2 실시형태의 유리 물품 제조 장치 (210) 는, 이른바 평형 (平型) 의 고온의 청징조를 포함하는 유리 물품 제조 장치이다.

또한, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는, 도면에 있어서 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략하는 경우가 있다.

유리 물품 제조 장치 (210) 는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 청징조 (214) 와, 차폐판 (20) 과, 전극 (가열 장치) (40a, 40b, 40c) 과, 용해조 (11) 와, 성형 장치 (500) 를 구비한다.

청징조 (214) 는, 내화 벽돌로 둘러싸인 내부 공간을 갖는 중공 구조이다. 청징조 (214) 의 내부 공간에는 유리 용융물 (G) 의 유로 (214a) 가 형성되어 있다. 유로 (214a) 는, 다각형 유로부 (230) 와 사각형 유로부 (231) 를 갖는다.

다각형 유로부 (230) 는, 제 1 실시형태의 다각형 유로부 (30) 와 동일하다. 사각형 유로부 (231) 는, 제 1 실시형태의 사각형 유로부 (31) 와 동일하다. 제 2 실시형태에 있어서는, 다각형 유로부 (230) 는, 청징조 (214) 의 상류측의 단부에 형성되어 있다.

청징조 (214) 의 상류측 단부에는 접속로 (12) 가 접속되어 있다. 즉, 접속로 (12) 로부터 청징조 (214) 로 도입되는 유리 용융물 (G) 은, 다각형 유로부 (230) 에 직접 도입된다. 청징조 (214) 의 하류측 단부에는 접속로 (16) 가 접속되어 있다.

전극 (40a ∼ 40c) 은, 천정부 (18) 로부터 연직 방향 하방측으로 돌출하여 형성되어 있다. 전극 (40a ∼ 40c) 의 연직 방향 하방측의 단부는, 유리 용융물 (G) 의 소지면 (Ga) 보다 연직 방향 하방측에 위치한다. 전극 (40a ∼ 40c) 은, 통전 가열에 의해 유리 용융물 (G) 을 가열한다.

제 2 실시형태의 청징조 (214) 에서는, 전극 (40a ∼ 40c) 에 의해 유리 용융물 (G) 을 1500 ℃ 이상으로 가열한다. 이로써, 유리 용융물 (G) 의 점성을 저하시켜, 유리 용융물 (G) 에 함유되는 기포의 성장 속도를 크게 한다. 성장한 기포는, 유리 용융물 (G) 의 소지면 (Ga) 으로 부상하여 파포된다. 이로써, 청징조 (214) 에 의해 유리 용융물 (G) 이 청징된다.

제 2 실시형태의 청징조 (214) 에 의해 청징되는 유리 용융물 (G) 의 1 일당 총량은, 예를 들어, 10⁴ ㎏ 이상, 20⁵ ㎏ 이하이다.

제 2 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태와 동일하게 하여, 유로 (214a) 내의 대류를 억제할 수 있고, 결과적으로, 청징 후의 유리 용융물 (G) 의 품질 저하를 억제할 수 있다.

또, 제 2 실시형태의 유리 물품 제조 장치 (210) 와 같은 고온에서 청징하는 유리 물품 제조 장치에서는, 청징조가 백금으로 형성되어 있는 경우에 있어서, 청징조의 강도의 저하나, 백금의 휘산이 특히 문제가 된다. 그 때문에, 제 2 실시형태에 의하면, 청징조 (214) 가 내화 벽돌로 형성되어 있는 것에 의한 효과가 특히 크다.

또한, 제 2 실시형태에 있어서는, 이하의 구성을 채용할 수도 있다.

제 2 실시형태에 있어서는, 전극 (40a ∼ 40c) 의 수는 특별히 한정되지 않고, 2 개 이하여도 되고, 4 개 이상이어도 된다.

또, 제 2 실시형태에 있어서는, 전극 (40a ∼ 40c) 대신에, 가열 수단으로서 버너가 형성되어 있어도 된다. 또한, 전극 (40a ∼ 40c) 은, 청징조 (214) 의 저부에 설치되어도 된다.

(유리 물품의 제조 방법의 실시형태)

유리 물품의 제조 방법의 실시형태는, 원료 용융 공정과, 청징 공정과, 성형 공정을 갖는다.

먼저, 원료 용융 공정은, 유리의 원료를 용융로에서 용융시켜 유리 용융물 (G) 을 제조하는 공정이다. 제조된 유리 용융물 (G) 은, 제 1 실시형태, 제 2 실시형태에 있어서 나타낸 용해조 (11) 에 저장된다.

다음으로, 청징 공정은, 제 1 실시형태, 제 2 실시형태에 있어서 나타낸 청징조를 사용하여 유리 용융물 (G) 을 청징하는 공정이다.

다음으로, 성형 공정은, 제조된 유리 용융물 (G) 을 성형 장치 (500) 에 의해 목적으로 하는 형상으로 성형하여 유리 물품으로 하는 공정이다.

이상의 공정에 의해, 유리 물품이 제조된다.

또한, 필요에 따라, 성형 공정 후에, 성형된 유리 물품을 서랭하는 서랭 공정이나, 서랭된 유리를 필요한 길이로 절단하는 절단 공정이나, 절단된 유리를 연마하는 연마 공정을 형성해도 된다. 또, 유리 물품은, 서랭 공정의 도중의 유리 용융물 혹은 성형체, 또는 서랭 공정 후 및 절단 공정 후의 성형체에 표면 처리 등의 가공을 한 것이나 필름을 붙인 것을 포함한다.

실시예

(실시예 1)

시뮬레이션에 의해 실시예 1-1 ∼ 1-4 와 비교예 1-1 ∼ 1-3 과 참조예를 대비하였다. 그 결과, 유리 용융물 유로의 단면 형상을 육각형 이상의 다각형상이고, 또한 식 (4) 를 만족하는 형상으로 함으로써, 유리 용융물의 대류를 억제할 수 있는 것을 확인하였다. 실시예 1-1 ∼ 1-4, 비교예 1-1 ∼ 1-3, 및 참조예의 각 파라미터를 표 1 에 나타낸다.

실시예 1-1 의 다각형 유로부에 있어서의 유리 용융물 유로의 단면 형상은, 도 7 (A) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태의 유리 용융물 유로 (32) 와 동일한 육각형상으로 하였다.

실시예 1-2 의 다각형 유로부에 있어서의 유리 용융물 유로의 단면 형상은, 도 7 (B) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태의 유리 용융물 유로 (32) 와 동일한 육각형상으로 하였다.

실시예 1-3 의 다각형 유로부에 있어서의 유리 용융물 유로의 단면 형상은, 도 7 (C) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태의 유리 용융물 유로 (32) 와 동일한 육각형상으로 하였다.

실시예 1-4 의 다각형 유로부에 있어서의 유리 용융물 유로의 단면 형상은, 도 7 (D) 에 나타내는 십각형상으로 하였다.

실시예 1-4 의 다각형 유로부 (50) 는, 저면 (50a) 과, 저면 (50a) 에 수직인 측면 (50e) 과, 저면 (50a) 과 접속되고, 측면 (50e) 과 평행한 수직면 (50b) 과, 측면 (50e) 과 접속되고, 저면 (50a) 과 평행한 수평면 (50d) 과, 수직면 (50b) 과 수평면 (50d) 을 접속하는 사면 (50c) 을 갖는다. 실시예 1-4 에 있어서는, 수직면 (50b) 의 연직 방향 (Z 축 방향) 의 치수 (c1) 를 50 ㎜ 로 하고, 수평면 (50d) 의 폭 방향 (X 축 방향) 의 치수 (c2) 를 50 ㎜ 로 하였다.

실시예 1-1 ∼ 1-4 는 모두 식 (4) 를 만족한다. 실시예 1-1 및 실시예 1-4 는 식 (2) 를 만족하지 않고, 실시예 1-2 및 실시예 1-3 은 식 (2) 를 만족한다.

비교예 1-1 의 다각형 유로부에 있어서의 유리 용융물 유로의 단면 형상은, 도 8 (A) 에 나타내는 바와 같이 육각형상으로 하였다.

비교예 1-1 은 식 (4) 를 만족하지 않는다.

비교예 1-2 의 다각형 유로부에 있어서의 유리 용융물 유로의 단면 형상은, 도 8 (B) 에 나타내는 바와 같이, 단변이 연직 방향 하방측이 되는 사다리꼴상, 즉, 사각형상으로 하였다.

비교예 1-2 에 있어서, 치수 (a) 는, 유리 용융물 높이 (GL) 와 동일하다. 비교예 1-2 는 식 (4) 를 만족하지 않는다.

비교예 1-3 의 다각형 유로부에 있어서의 유리 용융물 유로의 단면 형상은, 도 8 (C) 에 나타내는 바와 같이, 장방형상으로 하였다.

참조예의 유리 용융물 유로의 단면 형상은, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 반타원형상으로 하였다.

실시예 1-1 ∼ 1-4, 비교예 1-1 ∼ 1-3, 및 참조예 중 어느 것에 있어서도, 식 (5) 를 만족하는 형상으로 하였다.

유리 용융물 유로의 단면 형상이 전체에 걸쳐 상기의 각 형상이 되는 유로에 유리 용융물 (G) 을 흘렸을 때에 있어서의 유리 용융물 (G) 의 입자 (Gb) (도 10 참조) 의 움직임을 시뮬레이션에 의해 구하였다. 시뮬레이션에 있어서는, 유리 용융물 (G) 에 함유되는 기포에 의해 생기는 부상력을 고려하였다.

대류가 발생하고 있는지 여부의 평가는 교반 지표를 사용하여 실시하였다. 교반 지표는, 청징조의 입구와 출구에 있어서의 유리 용융물 (G) 의 입자 (Gb) 의 연직 방향의 위치의 단상관 계수 (單相關係數) 를 1 로부터 뺀 것이다. 교반 지표가 클수록 대류가 발생하여, 유리 용융물 (G) 이 교반된 것을 나타내고 있고, 교반 지표가 작을수록 대류를 억제할 수 있었던 것을 나타낸다.

시뮬레이션은, 청징조에 도입되는 유리 용융물 (G) 에 함유되는 기포의 기포 밀도가 1000 개/㎏, 1500 개/㎏ , 2000 개/㎏ 의 각각의 경우에 대해 실시하였다. 기포 밀도는, 단위 질량당 유리 용융물 (G) 중에 함유되는 기포의 개수이다. 결과를 표 2 에 나타낸다. 또한, 표 2 에 있어서는, 기포 밀도는, 기포 밀도 지표로 나타내고 있다. 기포 밀도 지표는, 1000 개/㎏ 을 1 로 한 기포 밀도의 비이다. 즉, 표 2 에 있어서, 기포 밀도 1000 개/㎏, 1500 개/㎏, 2000 개/㎏ 은, 각각 기포 밀도 지표 1, 1.5, 2 로서 나타내고 있다.

평가는, 기포 밀도 지표가 1, 1.5, 2 중 어느 것에 있어서도 교반 지표가 0.7 이하가 되는 것을 ◎, 기포 밀도 지표가 2 에서는 교반 지표가 0.7 보다 커지지만, 기포 밀도 지표가 1, 1.5 에 있어서 교반 지표가 0.7 이하가 되는 것을 ○, 기포 밀도 지표가 1.5 및 2 에 있어서 교반 지표가 0.7 보다 커지는 것을 × 로 하였다.

여기서, 기준이 되는 교반 지표 0.7 은, 시뮬레이션에 의해 구한 유리 용융물 (G) 의 혼합 정도로부터 결정하였다.

도 10 에 나타내는 바와 같이, 초기 분포에 있어서의 유리 용융물 (G) 의 입자 (Gb) 를 Z 축 방향으로 층상으로 분할하여 색을 부여하여, 청징조를 통과한 후의 입자 (Gb) 의 혼합 정도를 확인하였다. 도 11 에 나타내는 바와 같이, 교반 지수가 0.64 인 경우에는, 초기 분포에 대하여, 유리 용융물 (G) 의 입자 (Gb) 의 Z 축 방향의 분포가 비교적 무너지지 않고 유지되고 있는 것이 확인되었다. 즉, 교반 지수가 0.64 에서는, 입자 (Gb) 의 혼합 정도가 작은 것이 확인되었다. 한편, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 교반 지수가 0.8 인 경우에는, 초기 분포에 대하여, 유리 용융물 (G) 의 입자 (Gb) 가 복잡하게 서로 혼합되어 있는 것이 확인되었다. 즉, 교반 지수가 0.8 에서는 입자 (Gb) 의 혼합 정도가 큰 것이 확인되었다.

이상에 의해, 교반 지표가 0.7 이하에서는, 유리 용융물 (G) 의 입자 (Gb) 의 혼합 정도가 작아, 이질 소지와 함께 유리 용융물 (G) 이 교반되어 버리는 것을 충분히 억제할 수 있는 것이 확인되었다. 즉, 교반 지표가 0.7 이하에서는, 유로 내의 대류를 충분히 억제할 수 있는 것이 확인되었다.

표 2 로부터, 기포 밀도 지표가 1.5 인 경우에 있어서, 비교예 1-1 ∼ 1-3 에서는 교반 지표가 0.7 보다 큰 데에 대해, 실시예 1-1 ∼ 1-4 에서는 교반 지표가 0.7 이하인 것이 확인되었다. 이것은, 비교예 1-1 에서는, 유리 용융물 유로의 단면 형상이 육각형이지만, 식 (4) 를 만족하지 않고, 비교예 1-2, 비교예 1-3 에서는, 유리 용융물 유로의 단면 형상이 사각형상 (사다리꼴, 장방형) 이기 때문이라고 생각된다. 이로써, 다각형 유로부에 있어서의 유리 용융물 유로의 단면 형상이 식 (4) 를 만족하는 육각형 이상의 다각형상인 경우에, 대류를 충분히 억제할 수 있는 것이 확인되었다.

또, 비교예 1-3 과의 대비로부터, 실시예 1-1 ∼ 1-4 가 종래의 사각형상의 단면 형상을 갖는 유리 용융물 유로에 비해, 유리 용융물 (G) 의 대류를 억제할 수 있는 것이 확인되었다.

또, 기포 밀도 지표가 2 인 경우에 있어서, 실시예 1-1 및 실시예 1-4 에서는 교반 지표가 0.7 보다 큰 데에 대해, 실시예 1-2 및 실시예 1-3 에서는 교반 지표가 0.7 이하인 것이 확인되었다. 이로써, 다각형 유로부에 있어서의 유리 용융물 유로의 단면 형상이 식 (2) 를 만족하는 경우에, 유로 내의 대류를 보다 억제할 수 있는 것이 확인되었다.

또, 실시예 1-1 ∼ 1-4 와 참조예를 비교하면, 다각형 유로부에 있어서의 유리 용융물 유로의 단면 형상을 식 (4) 를 만족하는 육각형 이상의 다각형상으로 함으로써, 대류의 억제 효과를 유리 용융물 유로의 단면 형상이 반타원형상인 경우와 동일한 정도로 할 수 있는 것이 확인되었다.

또, 이상의 결과로부터, 식 (1) 의 a/H 는 0.35 이상, 0.50 이하가, 식 (2) 의 a/b 는 0.7 이상, 0.9 이하가, 식 (3) 의 H/W 는 0.60 이상, 0.75 이하가 특히 바람직한 것을 알 수 있었다.

(실시예 2)

다음으로, 다각형 유로부의 길이, 및 청징조의 유로에 있어서의 다각형 유로부가 형성되는 위치를 각각 변화시킨 실시예 2-1 ∼ 2-8 에 대하여, 대류의 억제 효과를 시뮬레이션에 의해 비교하였다.

다각형 유로부에 있어서의 유리 용융물 유로의 단면 형상은, 도 7 (C) 에 나타내는 실시예 1-3 과 동일하게 하였다. 유리 물품 제조 장치는, 제 1 실시형태의 유리 물품 제조 장치 (10), 즉, 문형의 감압 탈포 장치로 하였다. 실시예 2-1 ∼ 2-8 에 있어서는, 도 1 에 나타내는 청징조의 전체 길이 (L) 에 대한 다각형 유로부의 개시 위치까지의 거리 (Ls) 의 비, 전체 길이 (L) 에 대한 다각형 유로부의 종료 위치까지의 거리 (Le) 의 비, 및 전체 길이 (L) 에 대한 다각 유로부의 길이 (L1) 의 비를 각각 변화시켰다. 실시예 2-1 ∼ 2-8 의 각 파라미터와 평가를 표 3 에 나타낸다.

실시예 2-1 ∼ 2-5 까지에 있어서는, 거리 (Ls) 의 비를 8.3 ％ 로 고정시키고, 거리 (Le) 의 비를 변화시켰다. 실시예 2-6 ∼ 2-8 까지에 있어서는, 거리 (Le) 의 비를 41.7 ％ 로 고정시키고, 거리 (Ls) 의 비를 변화시켰다.

평가에 대해서는, 청징조 (유로) 의 전체 길이에 걸쳐 다각형 유로부가 형성되어 있는 경우와 비교하여, 교반 지표가 동일한 정도인 경우를 ○, 교반 지표가 저하되는 경우를 △ 로 하였다.

표 3 으로부터, 실시예 2-1 ∼ 2-5 를 비교하면, 실시예 2-1 ∼ 2-4 까지는 ○ 인 데에 대해, 실시예 2-5 에서는 △ 인 것을 알 수 있었다. 이것은, 실시예 2-5 에서는, 거리 (Le) 가 작아, 다각형 유로부의 길이 (L1) 가 충분하지 않았기 때문에, 다각형 유로부를 통과한 후에 있어서도 유리 용융물에 기포가 많이 함유되어 대류가 발생해 버렸기 때문이라고 생각된다. 이로써, 다각형 유로부의 길이 (L1) 는, 청징조 (유로) 의 전체 길이 (L) 의 15 ％ 이상이 바람직한 것이 확인되었다.

또, 실시예 2-6 ∼ 2-8 을 비교하면, 실시예 2-6 에서는 ○ 인 데에 대해, 실시예 2-7 및 실시예 2-8 에서는 △ 인 것을 알 수 있었다. 이것은, 실시예 2-7 및 실시예 2-8 에서는, 개시 위치까지의 거리 (Ls) 가 커, 기포가 많이 함유되는 청징조 (유로) 의 상류측에서 효과적으로 대류를 억제할 수 없었기 때문이라고 생각된다. 이로써, 다각형 유로부의 개시 위치까지의 거리 (Ls) 는, 청징조 (유로) 의 전체 길이 (L) 의 17 ％ 이하가 바람직한 것이 확인되었다.

이상의 실시예에 의해, 본 발명의 유용성이 확인되었다.

10, 210 … 유리 물품 제조 장치,
11 … 용해조,
13 … 상승관,
14, 114, 214 … 청징조,
14a, 114a, 214a … 유로,
15 … 하강관,
20 … 차폐판,
30, 50, 130, 230 … 다각형 유로부,
31, 231 … 사각형 유로부,
32a, 33a, 50a, 132a … 저면,
32d, 132f … 제 1 측면,
32e, 132g … 제 2 측면,
34a, 34b, 34c, 34d … 경사면,
50e … 측면,
500 … 성형 장치,
a, b … 치수,
G … 유리 용융물,
H … 높이 (치수)

Claims (14)

1. 일방향으로 연장한 유리 용융물의 내화 벽돌제의 유로를 갖는 청징조이고,
   상기 유로는, 단면 형상이 육각형 이상의 다각형상인 다각형 유로부를 갖고,
   상기 다각형 유로부는, 저면과, 상기 저면과 수직인 제 1 측면과, 상기 저면과 수직이고 상기 제 1 측면과 대향하는 제 2 측면을 갖고,
   상기 제 1 측면의 하단으로부터 상기 저면까지의 상기 저면의 법선 방향에 있어서의 치수와, 상기 제 2 측면의 하단으로부터 상기 저면까지의 상기 저면의 법선 방향에 있어서의 치수는 동일하고,
   상기 다각형 유로부의 상기 저면의 법선 방향에 있어서의 치수를 H 로 하고, 상기 제 1 측면의 하단으로부터 상기 저면까지의 상기 저면의 법선 방향에 있어서의 치수를 a 로 했을 때, 이하의 식 (1) 을 만족하는 것을 특징으로 하는 청징조.
   0.25 < a/H < 0.52 … 식 (1)
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 저면에 있어서의 상기 제 1 측면측의 단부를 제 1 단부, 상기 저면에 있어서의 상기 제 2 측면측의 단부를 제 2 단부로 하고,
   상기 제 1 단부로부터 상기 제 1 측면까지의 상기 제 1 측면의 법선 방향에 있어서의 치수와, 상기 제 2 단부로부터 상기 제 2 측면까지의 상기 제 2 측면의 법선 방향에 있어서의 치수를 b 로 했을 때, 이하의 식 (2) 를 만족하는 청징조.
   a/b ≤ 1.4 … 식 (2)
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 다각형 유로부는, 상기 청징조의 상기 일방향의 전체 길이에 대한 중심보다 상기 유리 용융물의 흐름 방향의 상류측에 형성되어 있는 청징조.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 다각형 유로부의 길이 (L1) 는, 상기 청징조의 상기 일방향의 전체 길이 (L) 의 15 ％ 이상인 청징조.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유로는, 단면 형상이 사각형상인 사각형 유로부를 갖는 청징조.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 유로는, 상기 다각형 유로부와 상기 사각형 유로부를 접속하는 경사면을 갖는 청징조.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유로 내에는, 상기 유리 용융물 중의 기포를 막기 위한 차폐판이 형성되고,
   상기 차폐판은, 상기 다각형 유로부보다 상기 유리 용융물의 흐름 방향의 하류측에 형성되는 청징조.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 측면의 법선 방향에 있어서의 상기 다각형 유로부의 치수를 W 로 했을 때, 이하의 식 (3) 을 만족하는 청징조.
   0.50 < H/W < 0.80 … 식 (3)
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 청징조를 구비하고, 상기 청징조의 상기 유리 용융물의 흐름 방향의 상류측에 유리 원료를 용해시키는 용해조를 구비하고, 상기 청징조의 상기 유리 용융물의 흐름 방향의 하류측에 상기 유리 용융물을 성형하여 유리 물품으로 하는 성형 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유리 물품 제조 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 청징조의 상기 유리 용융물의 흐름 방향의 상류측의 단부에 접속되고, 상기 청징조로부터 하방으로 연장하는 상승관과,
    상기 청징조의 상기 유리 용융물의 흐름 방향의 하류측의 단부에 접속되고, 상기 청징조로부터 하방으로 연장하는 하강관과,
    상기 청징조 내를 감압하는 감압 수단을 추가로 구비하는 유리 물품 제조 장치.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 기재된 유리 물품 제조 장치를 사용하여,
    유리 원료를 용해시켜 유리 용융물을 제조하는 원료 용융 공정과,
    상기 유리 용융물을 청징하는 청징 공정과,
    상기 청징 공정 후의 유리 용융물을 성형하여 유리 물품으로 하는 성형 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 물품의 제조 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 청징 공정에 있어서, 상기 유로 내는 감압되는 유리 물품의 제조 방법.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 청징 공정에 있어서, 상기 유리 용융물은 1500 ℃ 이상으로 가열되는 유리 물품의 제조 방법.
14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    1 일당 처리되는 상기 유리 용융물의 총량이 10⁴ ㎏ 이상, 20⁵ ㎏ 이하인 유리 물품의 제조 방법.

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