TWI394724B - A ductile structure of a molten glass, a vacuum degassing apparatus using the same, and a vacuum degassing method using a molten glass structure - Google Patents

Description

熔融玻璃的導管構造、使用該導管構造的減壓脫泡裝置、以及使用該導管構造的熔融玻璃的減壓脫泡方法

本發明是關於熔融玻璃的導管構造。本發明之熔融玻璃的導管構造可用來作為玻璃製造裝置之熔融玻璃的導管，例如可用來作為減壓脫泡裝置的上升管、減壓脫泡槽或下降管。本發明之熔融玻璃的導管構造適合作為減壓脫泡裝置的上升管、減壓脫泡槽或下降管。

而且，本發明是關於使用該導管構造作為熔融玻璃的導管，尤其是上升管、減壓脫泡槽或下降管的減壓脫泡裝置，及使用該減壓脫泡裝置的熔融玻璃的減壓脫泡方法。

如減壓脫泡裝置的玻璃製造裝置當中，有時會使用耐火磚作為由中空管所構成的熔融玻璃之導管的構成材料。就耐火磚而言，由於耐熱性以及對於熔融玻璃的耐蝕性佳，因此通常會使用電鑄磚。

然而，使用電鑄磚來製作熔融玻璃之導管的情況下，並無法製作出沒有接縫的一體中空管。因此，例如會準備複數個在中心部具有開口部之形成環狀的電鑄磚，並且將此堆疊而作為中空管。關於形成環狀的電鑄磚，有時也會使用沒有接縫的環狀電鑄磚，但一般是準備複數個形成大致扇形或楔形的電鑄磚，並且將這些沿著圓周方向組裝而形成環狀。

因此，使用電鑄磚來製作熔融玻璃之導管的情況下，在中空管的內面，也就是在直接與熔融玻璃接觸的流路也會不可避免地存在有電鑄磚間的空隙部。電鑄磚由於具有氣孔率低的稠密組織，因此與燒成磚相比，熔融玻璃從空隙部的滲出較少。然而，要完全防止熔融玻璃從空隙部滲出卻相當困難。

亦可利用填縫材將構成直接與熔融玻璃接觸的流路的電鑄磚間的空隙部填滿。然而，一般的填縫材，其稠密度比電鑄磚差，因此直接與熔融玻璃接觸的填縫材比起電鑄磚容易受到侵蝕。因此，即使電鑄磚本身的侵蝕少，仍有電鑄磚間之空隙部的侵蝕會選擇性進行的問題。該結果，比起空隙部未被填滿的情況，雖可使熔融玻璃自空隙部的滲出減緩，但是一旦填縫材受到侵蝕，熔融玻璃就會從空隙部滲出。

在熔融玻璃之導管的周圍設有支撐部(支撐構造)。支撐部是朝中心方向推壓導管，藉此使組裝成環狀的電鑄磚間的空隙部密接。而且，支撐部具有導管之隔熱保溫及補強等的功能。

支撐部通常是使用耐火磚或定型隔熱材。就耐火磚而言，從成本面來看，通常是使用燒成磚等。燒成磚有各種種類，可視支撐部所要求的功能而使用具有所希望之特性的燒成磚。其中，最好使用對於熔融玻璃的耐蝕性佳者。又，為了使支撐部所要求的功能當中的隔熱保溫功能發揮，最好是使用定型隔熱材。

定型隔熱材在隔熱保溫能力這點是無可挑剔，但是比起電鑄磚、或燒成磚當中對於熔融玻璃的耐蝕性佳者，其對於熔融玻璃的耐蝕性還是比較差。因此，當從構成導管的電鑄磚間的空隙部滲出的熔融玻璃到達構成支撐部的定型隔熱材時，隔熱磚可能會明顯受到熔融玻璃的侵蝕。一旦構成支撐部的定型隔熱材受到侵蝕，減壓脫泡裝置本身的壽命就有可能會變短。

在減壓脫泡裝置的減壓脫泡槽、上升管及下降管當中，為了防止熔融玻璃從管路漏出，專利文獻1揭示了一種對內表面磚層之磚彼此的接觸面進行精密研磨而形成0.5mm以下的平滑度，並且使相鄰的磚的間隙形成1mm以下的方法。而且，專利文獻1當中，為了防止熔融玻璃從管路漏出，也揭示了一種在內表面磚層與支撐部磚層之間的間隙填充搗實材的方法。

又，為了防止直接與熔融玻璃接觸的耐火磚之空隙部的侵蝕，並防止熔融玻璃從空隙部滲出，專利文獻2揭示了一種使流路的剖面形成多角形形狀，並且在熔融玻璃之流速較慢的角落部形成空隙部，並在該空隙部之外側部配置冷卻管的熔融玻璃之導管構造。

然而，在專利文獻1所記載的發明的情況下，填充在內表面磚層與支撐部磚層之間的間隙的搗實材，其稠密度比電鑄磚差。因此，搗實材會因為從空隙部滲出的熔融玻璃到達該搗實材而逐漸受到侵蝕。因此，比起不使用搗實材的情況，雖然可使從空隙部滲出的熔融玻璃到達支撐部的時間減緩，但是一旦搗實材受到侵蝕，從空隙部滲出的熔融玻璃就會到達支撐部。

而且，專利文獻1所記載的發明是對內表面磚層的磚彼此的接觸面進行精密研磨，使相鄰的磚的間隙形成1mm以下，藉此使熔融玻璃從空隙部的滲出減緩，並且期待滲出的熔融玻璃將空隙部填滿，但是原本為稠密構造的空隙部也會因為空隙部周圍的磚逐漸受到侵蝕，而有可能使其間隙逐漸變大。因此，從長遠來看，要防止熔融玻璃自空隙部滲出相當困難。

另一方面，專利文獻2所記載的發明由於必須在耐火磚之空隙部的外側部設置冷卻管等的冷卻手段，因此導管構造會變得複雜。而且，從冷卻管發生漏水的情況下，有可能會因為熱衝擊而導致耐火磚破裂。還有可能會因為洩漏的冷卻水使周圍受到污染。專利文獻2當中，為了增加空隙部的長度而不增加耐火磚的厚度，揭示一種藉由在形成空隙部的單元磚的兩端設置朝外側方向突出的耳部，使空隙部形成為從流路的中心延伸成放射狀的技術。然而，在耐火磚設置耳部的情況下，磚的內側部分與外側部分的溫差會變大，有可能使磚破裂。

專利文獻1：日本特開2000－7346號公報(美國專利第6334336號專利說明書)專利文獻2：日本特開2003－128422號公報

本發明為了解決上述先前技術當中的問題點，其目的在於提供一種即使不使用冷卻手段，磚也不會破裂，且可藉由從構成導管的電鑄磚間之空隙部滲出的熔融玻璃，來防止構成該導管之支撐部的定型隔熱材受到侵蝕的熔融玻璃的導管構造。

本發明之熔融玻璃的導管構造最好是用來作為減壓脫泡裝置的上升管、減壓脫泡槽或下降管。

又，本發明之目的在於提供一種使用本發明之熔融玻璃的導管構造作為熔融玻璃之導管，尤其是上升管、減壓脫泡槽或下降管的減壓脫泡裝置、及使用該減壓脫泡裝置的熔融玻璃的減壓脫泡方法。

為了達成上述目的，本發明提供一種熔融玻璃的導管構造(以下稱為「本發明的導管構造」)，是由導管、及設在該導管周圍的支撐部所構成的熔融玻璃的導管構造，其特徵為：前述導管是在其長邊方向及外周方向配設電鑄磚而構成的中空管；前述支撐部是由設在前述導管之外側的耐火物層、及設在該耐火物層之外側的隔熱材層所構成；前述耐火物層包含將耐火磚沿著前述導管之長邊方向及外周方向配設而構成的耐火磚層；前述隔熱材層包含將定型隔熱材沿著前述導管之長邊方向及外周方向配設而構成的定型隔熱材層；於熔融玻璃通過時，係使與該玻璃之流動點相等溫度的部位以位在前述耐火物層內的方式，來選擇構成前述導管的電鑄磚及構成前述耐火磚層的耐火磚。

本發明的導管構造當中，前述耐火磚最好是從具有任一以下特性的燒成磚所構成之群所選擇：容積比重(JIS R2205(1993年))：超過1.0、熱傳導率(1000℃)：超過0.3(W/mK)、表觀氣孔率(JIS R2205(1993年))：未滿60%。本發明的導管構造當中，前述定型隔熱材最好是從具有任一以下特性的定型隔熱材所構成之群所選擇：容積比重(JIS R2205(1993年))：1.0以下、熱傳導率(1000℃)：0.3以下(W/mK)、表觀氣孔率(JIS R2205(1993年))：60%以上。本發明的導管構造最好是被用來作為具有上升管、減壓脫泡槽及下降管的減壓脫泡裝置的上升管、減壓脫泡槽或下降管。

又，本發明提供一種使用本發明之導管構造作為熔融玻璃之導管的減壓脫泡裝置。

又，本發明提供一種熔融玻璃的減壓脫泡方法，是使用具有上升管、減壓脫泡槽及下降管的減壓脫泡裝置使熔融玻璃減壓脫泡的方法，其特徵為：在前述上升管、前述減壓脫泡槽及前述下降管當中的至少一個，使用本發明的導管構造。

本發明的導管構造當中，即使是熔融玻璃從構成導管的電鑄磚間之空隙部滲出的情況，在滲出的熔融玻璃通過耐火磚的期間，熔融玻璃的溫度也會是該玻璃的流動點以下。因此，從電鑄磚間的空隙部滲出的熔融玻璃不會到達位於比耐火磚層更外側的隔熱材層。因此，藉由從電鑄磚間的空隙部滲出的熔融玻璃，構成支撐部的定型隔熱材不會受到侵蝕。

本發明的導管構造不需要為了防止熔融玻璃之滲出的冷卻管等的冷卻手段。因此，導管構造不會變得複雜。而且，不會因為來自冷卻管的漏水導致耐火磚破裂、或是因為洩漏的冷卻水使周圍受到污染。

本發明的減壓脫泡裝置是藉由從構成導管的電鑄磚間之空隙部滲出的熔融玻璃，來防止構成支撐部的定型隔熱材受到侵蝕。因此，可使裝置的壽命大幅延長。

以下，參照圖面來說明本發明。第1圖是具備本發明之熔融玻璃的導管構造的減壓脫泡裝置的剖面圖。第1圖所示的減壓脫泡裝置1是使用在使熔解槽30中的熔融玻璃G減壓脫泡，然後連續供應至下一個處理槽40的步驟。

減壓脫泡裝置1具有使其內部在使用時保持減壓狀態的減壓外殼11。在減壓外殼11內以其長軸朝水平方向定向的方式收容配置有減壓脫泡槽12。在減壓脫泡槽12之一端的下面安裝有朝垂直方向定向的上升管13，在另一端的下面安裝有下降管14。

在減壓脫泡裝置1當中，減壓脫泡槽12、上升管13及下降管14是具有矩形剖面的電鑄磚製的中空管。在上升管13及下降管14的下端分別設有白金或白金合金製的延長管18、19。在減壓外殼11內，於上升管13及下降管14的周圍配設有支撐部15。

在減壓脫泡槽12的周圍配設有隔熱材22。

在第1圖所示的減壓脫泡裝置1當中，包含上升管13及支撐部15的構造、以及包含下降管14及支撐部15的構造便構成本發明的導管構造。第2圖是包含第1圖之上升管13及支撐部15之部位的部分放大圖。第3圖是將第2圖以線a－a切開的剖面圖。以下是針對上升管13加以說明，但下降管14也是相同的構成。

第2圖及第3圖當中，上升管13是具有矩形剖面的中空管，形成熔融玻璃之流路的中空部分的剖面形狀為圓形。上升管13是藉由堆疊電鑄磚13a而形成。如第3圖所示，藉由組合兩個剖面矩形，並且具有半圓形狀之缺口的電鑄磚13a，便形成具有矩形剖面，且中空部分之剖面形狀為圓形的中空管構造。上升管13是藉由堆疊這種中空管構造而形成。

在構成上升管13之下端附近的電鑄磚13a間，插入有設在延長管18之上端部的固定用突緣18a。此外，延長管18是白金或白金合金製，且剖面圓形的筒狀體。而且，上升管13的下端部(減壓外殼11的下端開口部)是由設在延長管18之上端附近的密封用突緣18b所密封。

構成上升管13的電鑄磚13a的種類，就用來作為爐材或熔融玻璃之導管之構成材料的電鑄磚而言，可從眾所週知的磚材適當選擇。具體而言有α-氧化鋁質電鑄磚、α,β-氧化鋁質電鑄磚、β-氧化鋁質電鑄磚等的氧化鋁質電鑄磚、氧化鋯質電鑄磚、氧化鋁-氧化鋯-二氧化矽(AZS)質電鑄磚等的電鑄磚。

就氧化鋁質電鑄磚的具體例而言，α-氧化鋁質電鑄磚有Marsnite(註冊商標，以下相同)A(旭硝子股份有限公司製)、MONOFRAX A(SAINT-GOBAIN TM股份有限公司製)、α,β-氧化鋁質電鑄磚有Marsnite G(旭硝子股份有限公司製)、MONOFRAX M(SAINT-GOBAIN TM股份有限公司製)、JAGUAR M(SOCIETE EUROPEAN DE PRODUITS REFRACTAIRES公司製)、β-氧化鋁質電鑄磚有Marsnite U(旭硝子股份有限公司製)、MONOFRAX H(SAINT-GOBAIN TM股份有限公司製)、JAGUAR H(SOCIETE EUROPEAN DE PRODUITS REFRACTAIRES公司製)。

氧化鋯質電鑄磚的具體例有X-950(旭硝子股份有限公司製)。

AZS質電鑄磚的具體例有Zirconite(註冊商標、以下相同)1681、Zirconite 1691、Zirconite 1711(旭硝子股份有限公司製)、MONOFRAX S3、MONOFRAX S4、MONOFRAX S5(SAINT－GOBAIN TM股份有限公司製)、UNICORN501、UNICORN1(柯爾哈特(Corhart)公司製)、FC101、FC4101(WALSH公司製)、ZAC1681、ZAC1711(Electro Refractaire公司製)。

如第2圖及第3圖所示，支撐部15是由設在上升管13之外側的耐火物層16；以及設在該耐火物層16之外側的隔熱材層17所構成。在第2圖及第3圖當中，耐火物層16是將耐火磚16a沿著上升管13的長邊方向及外周方向配設而構成的耐火磚層。另一方面，隔熱材層17是將定型隔熱材17a沿著上升管13的長邊方向及外周方向配設而構成的定型隔熱材層。

在此，稱為耐火物層的情況意味著包含上述耐火磚層的層，亦可包含耐火磚層以外之構成，例如不定型耐火物。若舉其一例，則是以後述樣態，也就是沿著上升管的徑向，使耐火磚層形成兩層以上之層的方式來配設，在耐火磚層彼此之間填充有不定型耐火物、在上升管與耐火磚層之間填充有不定型耐火物、以及在耐火磚層與隔熱磚層之間填充有不定型耐火物者也包含在耐火物層。

同樣的，稱為隔熱材層的情況意味著包含上述定型隔熱材層的層，亦可包含定型隔熱材層以外之構成，例如不定型耐火物。若舉其一例，則是以後述樣態，也就是沿著上升管的徑向，使定型隔熱材層形成兩層以上之層的方式來配設，在該定型隔熱材層彼此之間填充有不定型耐火物、以及在定型隔熱材層與減壓外殼之間填充有不定型耐火物者也包含在隔熱材層。

耐火磚16a由於是設在上升管13與隔熱材層17之間的耐火物層16(耐火磚層)的構成要素，因此耐熱性及對於熔融玻璃的耐蝕性必須要良好。因此，耐火磚16a是使用燒成磚當中對於熔融玻璃的耐蝕性優良者(以下稱為「緻密質燒成磚」)。本說明書當中，所謂緻密質燒成磚意味著具有任一以下特性的燒成磚。

容積比重(JIS R2205(1993年))：超過1.0、熱傳導率(1000℃)：超過0.3(W/mK)、表觀氣孔率(JIS R2205(1993年))：未滿60%。

用來作為耐火磚16a的緻密質燒成磚最好具有上述三種所有的特性。

就緻密質燒成磚的具體例而言，例如有緻密質氧化鋁系燒成磚、緻密質氧化鋁－二氧化矽系燒成磚、緻密質氧化鋯－二氧化矽系燒成磚、緻密質氧化鋁－氧化鋯－二氧化矽系燒成磚等。就緻密質氧化鋁－二氧化矽系燒成磚的具體例而言，例如有CWS、CWR、CWK、TB、RG、NB、CH、SR(旭硝子股份有限公司製)等。就緻密質氧化鋁系燒成磚的具體例而言，例如有CWR(旭硝子股份有限公司製)等。就緻密質氧化鋯－二氧化矽系燒成磚的具體例而言，例如有ZR(旭硝子股份有限公司製)等，就緻密質氧化鋁－氧化鋯－二氧化矽系燒成磚的具體例而言，例如有ZM(旭硝子股份有限公司製)等。

隔熱材層17(定型隔熱材層)在支撐部15的功能當中，主要是負責對上升管13進行隔熱保溫的功能。因此，隔熱材層17(定型隔熱材層)是由隔熱保溫能力佳的定型隔熱材17a所構成。本說明書當中，所謂定型隔熱材意味著具有任一以下特性的定型隔熱材。

容積比重(JIS R2205(1993年))：1.0以下、熱傳導率(1000℃)：0.3以下(W/mK)、表觀氣孔率(JIS R2205(1993年))：60%以上。

就滿足上述特性的定型隔熱材的具體例而言，例如有SP-10、SP-11(日之丸窯業股份有限公司製)、RA-10、RA-12、RA-13、A-6、A-7、B-6、B-7(日之丸窯業股份有限公司製)等的磚、以及Microtherm成形體(Microtherm公司)及陶瓷纖維板等的隔熱板。

隔熱材層17所使用的定型隔熱材17a最好具有上述三種所有的特性。

第2圖及第3圖當中，朝徑向觀看上升管13時，構成上升管13的電鑄磚13a配設有一層，耐火物層16配設有一層耐火磚16a(耐火磚層)，隔熱材層17配設有一層定型隔熱材17a(定型隔熱材層)。然而，這些是顯示出構成上升管13的電鑄磚13a、構成耐火物層16的耐火磚16a(耐火磚層)以及構成隔熱材層17的定型隔熱材17a(定型隔熱材層)的位置關係，並不一定代表要配設一層電鑄磚13a、一層耐火磚16a(耐火磚層)、及一層定型隔熱材17a(定型隔熱材層)。

使用電鑄磚製作減壓脫泡裝置之上升管13的情況下，亦可使用複數個組成相同或組成不同的電鑄磚13a。使用複數個電鑄磚13a的情況下，這些是沿著上升管13的徑向形成兩層以上之層而配設。

在耐火物層16的情況下，最好是使用複數個組成相同或組成不同的耐火磚16a，並且使這些沿著上升管13的徑向形成兩層以上之層而配設。以下，將本說明書當中，沿著上升管13之徑向形成兩層以上之層而配設耐火磚16a稱為「耐火物層16包含兩層以上的耐火磚層」。

在隔熱材層17的情況下，最好是使用複數個組成相同或組成不同的定型隔熱材17a，並且將這些沿著上升管13的徑向形成兩層以上之層來配設。以下，將本說明書當中，沿著上升管13之徑向形成兩層以上之層而配設定型隔熱材17a稱為「隔熱材層17包含兩層以上的定型隔熱材層」)。

本發明之熔融玻璃的導管構造的特徵為：於熔融玻璃通過時，係使與該玻璃之流動點相等溫度的部位以位在耐火物層內的方式，來選擇構成導管的電鑄磚及構成耐火磚層的耐火磚。

所謂玻璃的流動點是玻璃之黏度η為logη(泊)＝5的溫度，而且是玻璃變形之標準的溫度，亦稱為李利溫度(Lillie Point)。1泊＝0.1Pa．s＝0.1kg/m．s。玻璃的流動點依玻璃的種類而異。例如在無鹼玻璃的情況下為900~1200℃左右，在鹼石灰玻璃的情況下為850~1150℃左右。

熔融玻璃的溫度如果在其玻璃的流動點以下，玻璃的黏性就會變高，所以不會再流動。因此，於熔融玻璃通過時，只要使與該玻璃之流動點相等溫度的部位位在耐火物層內，從電鑄磚之空隙部滲出來的熔融玻璃就會在到達該部位附近時使其流體停止。因此，在位於耐火物層更外側的隔熱材層，從電鑄磚之空隙部滲出來的熔融玻璃不會到達。

套用於第2圖時，係使上升管13在熔融玻璃通過時，與該熔融玻璃之流動點相等溫度的部位以位在耐火物層16(耐火磚層)內的方式，來選擇構成上升管13的電鑄磚13a及構成耐火物層16(耐火磚層)的耐火磚16a。更具體而言，是針對構成上升管13的電鑄磚13a及構成耐火物層16(耐火磚層)的耐火磚16a選擇以下幾點。

．電鑄磚13a及耐火磚16a的種類．上升管13之徑向的電鑄磚13a及耐火磚16a的厚度．沿著上升管13之徑向配置的電鑄磚13a及耐火磚16a的層數

關於電鑄磚13a及耐火磚16a，針對選擇上述幾點時的想法敘述如下。

(a)磚的種類

電鑄磚依氣孔率的不同而有不同的熱傳導率。而且，氣孔率越高，熱傳導率越低，隔熱保溫能力就越高。因此，就構成上升管13的電鑄磚13a而言，若使用氣孔率高且熱傳導率低的磚，即使通過電鑄磚13a前的熔融玻璃的溫度相同，比起使用氣孔率低且熱傳導率高的磚的情況，通過電鑄磚13a後的溫度也會變得更低。

套用於第2圖時，電鑄磚13a的內壁面側，也就是與熔融玻璃接觸的玻璃流路側的溫度就是通過電鑄磚13a前之熔融玻璃的溫度。另一方面，電鑄磚13a的外壁面側，也就是與耐火磚16a接觸之壁面側的溫度就是通過電鑄磚13a後之熔融玻璃的溫度。根據這點將上述換種說法時，若使用氣孔率高且熱傳導率低的電鑄磚，即使電鑄磚13a之內壁面側的溫度相同，比起使用氣孔率低且熱傳導率高的磚的情況，電鑄磚13a之外壁面側的溫度也可變得更低。只要電鑄磚13a之外壁面側的溫度變低，位於電鑄磚13a之外側的耐火磚16a的溫度當然會變低。

用來作為耐火磚16a的緻密質燒成磚也依氣孔率的不同而有不同的熱傳導率。因此，緻密質燒成磚當中，只要使用氣孔率高且熱傳導率低的磚，即使耐火磚16a之內壁面側的溫度相同，比起使用氣孔率低且熱傳導率高的磚的情況，耐火磚16a之外壁面側的溫度也會變得更低。

(b)上升管之徑向的磚的厚度

電鑄磚及緻密質燒成磚等依磚而不同的隔熱保溫效果是依磚的厚度而異，磚的厚度越大，隔熱保溫效果就越大。因此，電鑄磚13a只要使用上升管13之徑向的厚度大的磚，即使電鑄磚13a之內壁面側的溫度相同，比起使用上升管13之徑向的厚度小的磚的情況，電鑄磚13a之外壁面側的溫度也會變得更低。但是，電鑄磚13a若使用上升管13之徑向的厚度極端大的磚，則磚的內側部分與外側部分的溫差會變大，因此磚有可能會破裂。關於這點，耐火磚16a的情況也是相同的。

(c)沿著上升管之徑向配置的磚的層數

如上所述，由於磚有可能會因為內側部分與外側部分的溫差而破裂，因此上升管13之徑向的電鑄磚13a的厚度無法極端地增大。但是，藉由增加磚的厚度而獲得的隔熱保溫效果的提升，亦可藉由增加沿著上升管13之徑向配置的電鑄磚13a的層數而獲得。因此，亦可取代使用上升管13之徑向的厚度大的電鑄磚13a，而使用複數個上升管13之徑向的厚度小的電鑄磚13a，並將這些沿著上升管13的徑向形成層而配設，藉此使徑向的上升管13的厚度形成相同程度。關於這點，耐火磚16a的情況也是相同的。

上述(b)及(c)若換種說法，亦可說是只要使上升管13在熔融玻璃通過時，與該熔融玻璃之流動點相等溫度的部位以位在耐火物層16內的方式，來選擇上升管13之徑向的磚的合計厚度即可。

亦即，沿著上升管13的徑向形成兩層以上之層來配設電鑄磚13a的情況下，只要使上升管13之徑向的電鑄磚的合計厚度以形成預定厚度的方式來選擇即可。關於耐火物層16也是相同的，在此情況下，包含兩層以上之耐火磚層時，只要將這些耐火磚層的合計厚度選擇成預定厚度即可。

若為構成上升管13的電鑄磚13a，則上升管13之徑向的合計厚度最好是30~1000mm，更佳為50~500mm。

另一方面，若為耐火物層16，上升管13之徑向的耐火磚層的合計厚度最好是50~1500mm，更佳為100~1000mm。耐火物層16包含不定型耐火物的情況下，也包含不定型耐火物所形成之層的厚度的合計厚度最好在上述範圍。

為隔熱材層17時，上升管13之徑向的定形隔熱材層的合計厚度在50~1500mm為佳，更佳為100~1000mm。隔熱材層17包含不定型耐火物的情況下，也包含不定型耐火物所形成之層的厚度的合計厚度最好在上述範圍。

本發明的導管構造當中，在上升管13與耐火物層16之間，更正確而言是在上升管13與耐火磚層之間，為了提高熔融玻璃之滲出防止及支撐部15的隔熱保溫能力，亦可填充熔鑄耐火物、或是塑膠耐火物或所謂搗實材的不定型耐火物。基於同樣的理由，在耐火物層16與隔熱材層17之間，更正確而言是在耐火磚層與定型隔熱材層之間也亦可填充不定型耐火物。另外，在隔熱材層17與減壓外殼11之間，更正確而言是在定型隔熱材層與減壓外殼11之間也亦可填充不定型耐火物。

而且，在構成上升管13的電鑄磚13a彼此之間、構成耐火物層16的耐火磚層彼此之間、或是構成隔熱材層17的定型隔熱材層彼此之間也亦可填充不定型耐火物。此外，不定型耐火物的比例，從作為構造物的保持這點看來，最好在全體的50體積%以下，尤其是30體積%以下。

以上，已利用圖面說明了本發明的導管構造，但是本發明的導管構造並不限定於圖面所示的形態。例如，電鑄磚製的導管只要至少是中空管構造，則沒有特別的限定，亦可為矩形剖面以外的構造。第4圖是本發明之導管構造的其他構成例，電鑄磚製的導管13’具有圓形剖面。第4圖當中，藉由組合兩個外形為半圓弧狀，且在內側具有半圓形狀之缺口的電鑄磚13a’，便形成具有圓形剖面，且中空部分的剖面形狀為圓形的中空管構造。第4圖當中，在導管13’的外側設有耐火物層16’，在耐火物層16’的外側設有隔熱材層17’。耐火物層16’及隔熱材層17’分別具有圓形剖面。另外，收容導管13’及其支撐部(耐火物層16’及隔熱材層17’)的減壓外殼11’也具有圓形剖面。

電鑄磚製的導管的剖面形狀可為矩形或圓形以外的形狀，例如可為橢圓形狀的中空管，亦可為剖面形狀為矩形以外的多角形形狀，例如六角形、八角形等的中空管。形成熔融玻璃之流路的中空部分的剖面形狀也亦可為圓形以外的形狀，例如亦可為橢圓形狀、或是矩形、六角形、八角形等的多角形形狀。電鑄磚製的導管為這些其他形狀的中空管的情況下，只要依導管的剖面形狀及其中空部分的剖面形狀來使用所希望之形狀的電鑄磚即可。

而且，耐火物層中的耐火磚的配置、以及隔熱材層中的定型耐火物的配置亦可依導管的剖面形狀適當選擇。

本發明之熔融玻璃的減壓脫泡方法是使用於上升管、減壓脫泡槽或下降管當中的至少一個採用了本發明之導管構造的減壓脫泡裝置，並且使熔解槽所供應的熔融玻璃通過被減壓至預定之減壓度的減壓脫泡槽來進行減壓脫泡。

減壓脫泡裝置的上升管及下降管由於是被處於減壓狀態，因此熔融玻璃的壓力會施加在上升管及下降管的管壁，比起處於常壓的情況，玻璃的原材容易洩漏至外部。因此，本發明當中，藉由在上升管及下降管的至少一方，較佳為在其雙方使用本發明的導管構造，可更有效地抑制上述玻璃的洩漏，且相當理想。

而且，減壓脫泡槽也是處於減壓狀態，因此與上升管及下降管的情況相同，玻璃變得容易洩漏。除此之外，減壓脫泡槽比起上升管及下降管會儲存更多的玻璃，因此耐火物層及隔熱材層的厚度大多比較厚。再者，減壓脫泡槽是由耐火物層及隔熱材層所支撐，因此玻璃的原材一旦漏出，減壓脫泡槽的構造有時會變得不穩定。本發明當中，藉由在減壓脫泡槽使用本發明的導管構造，可解決上述問題點，且相當理想。

本發明的熔融玻璃的減壓脫泡方法當中，熔融玻璃最好是連續供應.排出至減壓脫泡槽。

為了避免產生與從熔解槽所供應的熔融玻璃的溫差，減壓脫泡槽最好是經過加熱，使內部形成1100~1500℃，尤其是1250~1450℃的溫度範圍。此外，從生產性的觀點來看，熔融玻璃的流量最好是1~1000噸/日。

要實施減壓脫泡方法時，藉由從外部利用真空泵等對減壓外殼進行真空吸引，使配置在減壓外殼內的減壓脫泡槽的內部保持在預定的減壓狀態。在此，減壓脫泡槽內部最好減壓成38~460mmHg(51~613hPa)，更佳為，減壓脫泡槽內部最好減壓成60~253mmHg(80~338hPa)。

藉由本發明而脫泡的玻璃只要是可藉由加熱熔融法製造的玻璃，則組成上沒有限制。因此，亦可為鹼石灰玻璃中代表的鹼石灰二氧化矽系玻璃或鹼性硼矽酸玻璃的鹼性玻璃。但是，由於在清澄步驟時氣泡不易去除，並且使用在顯示器玻璃基板等，尤其是要求缺點少的用途當中，因此以無鹼玻璃為佳。

另外，如果是無鹼玻璃，必須將減壓脫泡時的溫度提高至某程度的溫度，只要考慮到這點，便可更大地發揮本發明之效果。

減壓脫泡裝置之各構成要素的尺寸可依所使用的減壓脫泡裝置適當選擇。在第1圖所示的減壓脫泡槽12的情況下，其尺寸的具體例如以下所述。此外，剖面矩形的外徑及內徑是顯示一邊的尺寸。

水平方向的長度：1~20m外徑(剖面矩形)：1~7m內徑(剖面矩形)：0.2~3m

上升管13及下降管14的尺寸的具體例如以下所述。

長度：0.2~6m，較佳為0.4~4m外徑(剖面矩形)：0.5~7m，較佳為0.5~5m內徑(剖面圓形)：0.05~0.8m，較佳為0.1~0.6m

實施例

以下，根據實施例來更為具體地說明本發明。但是，本發明並不限定於此。

(實施例)

本實施例是使用第1圖所示的減壓脫泡裝置1來實施熔融玻璃之減壓脫泡。

減壓脫泡裝置1當中，上升管13、下降管14及這些的周邊部位具有第2圖所示的構造。

減壓脫泡裝置1之各部的構成材料如以下所述。

減壓外殼11：不鏽鋼減壓脫泡槽12：電鑄磚上升管、下降管14：電鑄磚

將兩個電鑄磚13a(AZS質電鑄磚：Zirconite 1711(旭硝子股份有限公司製)加以組合而形成第3圖所示的形狀，並將此沿著上升管13的長邊方向堆疊。

延長管18、19：白金

在上升管13、下降管14的周圍配設第2圖所示之構成的支撐部15。亦即，在上升管13的外側設置耐火物層16，在耐火物層16的外側設置隔熱材層17。耐火物層16是沿著上升管13的圓周方向配設耐火磚16a(緻密質燒成磚)而構成的耐火磚層。隔熱材層17是沿著上升管13的圓周方向配設定型隔熱材17a而構成的定型隔熱材層。構成耐火磚層的耐火磚16a及構成定型隔熱材層的定型隔熱材17a是沿著各層的長邊方向堆疊。隔熱材層17當中，在定型隔熱材層與減壓外殼11之間是填充Microtherm(Microtherm公司製)。

將上升管13、及構成支撐部15的耐火物層16及隔熱材層17的具體構成顯示於表1。此外，下降管14及其支撐部15也是同樣的構成。

ZR－UP：緻密質氧化鋯－二氧化矽系燒成磚(旭硝子股份有限公司製)CH－SK34：緻密質氧化鋁－二氧化矽系燒成磚(旭硝子股份有限公司製)TB－P：緻密質氧化鋁－二氧化矽系燒成磚(旭硝子股份有限公司製)SP－11：定型隔熱材(日之丸窯業股份有限公司製)

用以下的條件來實施熔融玻璃的減壓脫泡。

減壓脫泡槽12內溫度：1400℃減壓脫泡槽12內壓力：180mmHg(240hPa)熔融玻璃：鹼石灰玻璃(流動點920℃)流量：50噸/日

減壓脫泡實施時，針對構成上升管13的電鑄磚13a、構成耐火材層16的耐火磚16a、及構成隔熱材層17的定型耐火物17a以及Microtherm，使用熱電對來測定內壁面側的溫度(內面溫度)及外壁面側的溫度(外面溫度)。將結果顯示於表1。從表1可以明瞭，在熔融玻璃通過時，與該熔融玻璃之流動點相等溫度的部位是位在耐火物層16內。

減壓脫泡開始後經過6個月，在構成隔熱材層17的定型耐火物17a並沒有看見受到熔融玻璃侵蝕的徵兆。而且也沒有發生磚的破裂。

[產業上的利用可能性]

本發明之熔融玻璃的導管構造可用來作為玻璃製造裝置之熔融玻璃的導管，尤其適合用來作為減壓脫泡裝置的上升管、減壓脫泡槽或下降管。

此外，在此是引用2005年8月19日提出申請的日本專利申請案2005－238715號的說明書、申請專利範圍、圖面及摘要的所有內容，並且摘入作為本發明之說明書的揭示。

1．．．減壓脫泡裝置

11．．．減壓外殼

12．．．減壓脫泡槽

13．．．上升管

13a．．．電鑄磚

14．．．下降管

15．．．支撐部

16．．．耐火物層

16a．．．耐火磚

17．．．隔熱材層

17a．．．定型耐火物

18,19．．．延長管

18a．．．固定用突緣

18b．．．密封用突緣

22．．．隔熱材

30．．．熔解槽

40．．．處理槽

第1圖是具備本發明之熔融玻璃之導管構造的減壓脫泡裝置的剖面圖。

第2圖是包含第1圖之上升管13及支撐部15的部位的部分放大圖。

第3圖是將第2圖以線a－a切開的剖面圖。

第4圖是與第3圖同樣的圖。但是導管構造的剖面形狀與第3圖不同。

1．．．減壓脫泡裝置

11．．．減壓外殼

12．．．減壓脫泡槽

13．．．上升管

14．．．下降管

15．．．支撐部

18．．．延長管

19．．．延長管

22．．．隔熱材

30．．．熔解槽

40．．．處理槽

G．．．熔融玻璃

Claims (11)

1. 一種熔融玻璃的導管構造，是由導管、及設在該導管周圍的支撐部所構成的熔融玻璃的導管構造，其特徵為：前述導管是在其長邊方向及外周方向配設電鑄磚而構成的中空管；前述支撐部是由設在前述導管之外側的耐火物層、及設在該耐火物層之外側的隔熱材層所構成；前述耐火物層包含將耐火磚沿著前述導管之長邊方向及外周方向配設而構成的耐火磚層；前述隔熱材層包含將定型隔熱材沿著前述導管之長邊方向及外周方向配設而構成的定型隔熱材層；於熔融玻璃通過時，係使與該玻璃之黏度η為logη(泊)=5的溫度也就是流動點相等溫度的部位以位在前述耐火物層內的方式，來選擇構成前述導管的電鑄磚的種類、徑向的磚的厚度、以及沿著徑向配置的磚層數量。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的熔融玻璃的導管構造，其中，前述耐火磚是從具有任一以下特性的燒成磚所構成之群中所選擇出：容積比重(JIS R2205(1993年))：超過1.0、熱傳導率(1000℃)：超過0.3(W/mK)、表觀氣孔率(JIS R2205(1993年))：未滿60%。
3. 如申請專利範圍第1或2項所記載的熔融玻璃的導管構造，其中，前述定型隔熱材是從具有任一以下特性的定型隔熱材所構成之群中所選擇出：容積比重(JIS R2205(1993年))：1.0以下、熱傳導率(1000℃)：0.3以下(W/mK)、表觀氣孔率(JIS R2205(1993年))：60%以上。
4. 如申請專利範圍第1或2項所記載的熔融玻璃的導管構造，其中，前述導管之徑向的厚度合計為30~1000mm。
5. 如申請專利範圍第1或2項所記載的熔融玻璃的導管構造，其中，前述耐火物層之徑向的厚度合計為50~1500mm。
6. 如申請專利範圍第1或2項所記載的熔融玻璃的導管構造，其中，前述隔熱材層之徑向的厚度合計為50~1500mm。
7. 如申請專利範圍第1或2項所記載的熔融玻璃的導管構造，其中，該導管構造是被用來作為具有上升管、減壓脫泡槽及下降管的減壓脫泡裝置的上升管或下降管。
8. 如申請專利範圍第1或2項所記載的熔融玻璃的導管構造，其中，該導管構造是被用來作為具有上升管、減壓脫泡槽及下降管的減壓脫泡裝置的減壓脫泡槽。
9. 一種減壓脫泡裝置，其特徵為：使用申請專利範圍第1、2、3、4、5、6、7或8項中任一項所記載的熔融玻璃的導管構造作為熔融玻璃的導管。
10. 如申請專利範圍第9項所記載的減壓脫泡裝置，其中，減壓脫泡裝置之減壓脫泡槽的溫度為1100~1500℃。
11. 一種熔融玻璃的減壓脫泡方法，是使用具有上升管、減壓脫泡槽及下降管的減壓脫泡裝置使熔融玻璃減壓脫泡的方法，其特徵為：在前述上升管、減壓脫泡槽及下降管當中的至少一個，是使用申請專利範圍第1、2、3、4、5、6或7項中任一項所記載的導管構造。