TWI403474B - A vacuum degassing apparatus for molten glass, and a method of manufacturing the same - Google Patents

A vacuum degassing apparatus for molten glass, and a method of manufacturing the same Download PDF

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TWI403474B
TWI403474B TW099119898A TW99119898A TWI403474B TW I403474 B TWI403474 B TW I403474B TW 099119898 A TW099119898 A TW 099119898A TW 99119898 A TW99119898 A TW 99119898A TW I403474 B TWI403474 B TW I403474B
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Shinji Takeshita
Tsuyoshi Hashimoto
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Description

熔融玻璃之減壓脫泡裝置、及利用其之熔融玻璃製造方法 技術領域
本發明係關於一種可由連續供給之熔融玻璃將氣泡去除之熔融玻璃之減壓脫泡裝置、以及使用該裝置之熔融玻璃之淨化方法。
 背景技術
以往以來，為求提高成形玻璃製品之品質，在將已於熔解爐熔解原料之熔融玻璃於成形裝置成形之前，設有去除熔融玻璃內產生之氣泡的淨化步驟。
已知一種減壓脫泡方法(參考專利文獻1)，係於該淨化程序中將熔融玻璃導入減壓環境氣體內，並於該減壓環境氣體下，使連續流動之熔融玻璃流內之氣泡大幅成長而使包含於熔融玻璃內之氣泡上浮，並於熔融玻璃之表面使氣泡破裂而去除，且於其後由減壓環境氣體排出之。
將實施減壓脫泡時使用之習知減壓脫泡裝置之一般構造顯示於第5圖。
第5圖所顯示之減壓脫泡裝置100中，呈圓筒形狀之減壓脫泡槽120係以其長軸朝水平方向配向之方式收納配置於減壓殼體110內。於減壓脫泡槽120之上游側之下面安裝有朝垂直方向配向之上升管130，而下游側之下面則安裝有下降管140。又，減壓脫泡槽120之上游側及下游側係意味於減壓脫泡槽120流動之熔融玻璃G之流動方向的上游側及下游側。上升管130及下降管140之其中一部分係位於減壓殼體110內。
上升管130係與減壓脫泡槽120連通，而可將來自熔解槽300之熔融玻璃G導入減壓脫泡槽120之導入機構。因此，上升管130之下端部係插入上游池320之開口端，而浸漬至該上游池320內之熔融玻璃G中。
下降管140係連通於減壓脫泡槽120，而將減壓脫泡後之熔融玻璃G由減壓脫泡槽120下降並導入至後置程序處理槽(未圖示)之導出機構。因此，下降管140之下端部係插入下游池340之開口端，而浸漬至該下游池340內之熔融玻璃G中。
減壓殼體110內中，減壓脫泡槽120、上升管130及下降管140之周圍配設有將該等絕熱覆蓋之絕熱用磚等隔熱材150。
顯示於第5圖之減壓脫泡裝置100中，減壓殼體110之頂部設有可藉由利用真空泵(未圖示)等真空吸引，而將該減壓殼體110之內部保持於減壓狀態之吸引開口部200。
該收容配置於減壓殼體110內之減壓脫泡槽120之頂部，亦設有用以將該減壓脫泡槽120之內部保持於減壓狀態之槽開口部160a及160b。槽開口部160a係位於上升管130之上方，而槽開口部160b係位於下降管140之上方。
先行技術文獻 專利文獻
【專利文獻1】特開平11-130442號公報。
減壓脫泡裝置中，宜於減壓殼體之頂部設置用以監視減壓脫泡槽內部之窗部。第6圖係顯示設有窗部之減壓脫泡槽之構造之圖。
顯示於第6圖之減壓脫泡裝置100'，係於減壓殼體110之頂部設有用以監視減壓脫泡槽120內部之窗部170a、170b。
窗部170a、170b係設於槽開口部160a、160b上方之減壓殼體110之頂部，而包含設於該減壓殼體110之頂部的殼體開口部180a、180b。設於該減壓殼體110之頂部的殼體開口部180a、180b嵌入有透明窗190a、190b，而可透過槽開口部160a、160b觀察減壓脫泡槽120之內部。又，窗部170a、170b係意指包含設於減壓殼體110之頂部的殼體開口部180a、180b、與已嵌入於該殼體開口部180a、180b之透明窗190a、190b的構造。
使用顯示於第6圖之減壓脫泡裝置100'來實施減壓脫泡時，氣泡會在熔融玻璃表面破裂而產生氣體成分(以下稱為「來自熔融玻璃之氣體成分)))，但有時來自熔融玻璃之氣體成分會做為凝聚物而附著於窗部170a、170b或其周邊之減壓殼體110之頂部。又，窗部170a、170b或其周邊之減壓殼體110之構件與來自熔融玻璃之氣體成分發生反應而得到之生成物、或者該生成物或來自熔融玻璃之氣體成分之凝聚物因熱而變性之生成物，有時會附著於減壓殼體110之頂部。
以下，本說明書中，在前述凝聚物附著於窗部170a、170b、17a、17b或其周邊之減壓殼體110、11之頂部之情況，除了包含來自熔融玻璃之氣體成分之凝聚物附著於窗部170a、170b、17a、17b或其周邊之減壓殼體110、11之頂部，還包含前述反應生成物或熱變性之生成物附著於窗部170a、170b、17a、17b或其周邊之減壓殼體110、11之頂部等情況。
當如此之凝聚物附著於窗部170a、170b，特別是附著於窗190a、190b時，監視減壓脫泡槽120內部會變得困難。
又，若附著於窗部170a、170b或其周邊之減壓殼體110之頂部的凝聚物朝減壓脫泡槽120內落下，並混入流通於該減壓脫泡槽120之熔融玻璃中時，會成為熔融玻璃之異物。
因此，有必要定期地去除附著於窗部170a、170b或其周邊之減壓殼體110之頂部的凝聚物，但該作業必須停止減壓脫泡裝置之運轉而實施，因此會降低生產性或玻璃製品之良率。
為解決前述問題點，本發明之目的在於提供一種防止來自熔融玻璃之氣體成分之凝聚物附著於設於減壓殼體頂部之窗部、以及附著於其周邊之減壓殼體頂部的減壓脫泡裝置。
為達成前述目的，本發明提供一種熔融玻璃之減壓脫泡裝置，係包含有：減壓殼體，係可減壓吸引者；減壓脫泡槽，係設於前述減壓殼體內而可進行熔融玻璃之減壓脫泡者；導入機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡前之熔融玻璃導入至減壓脫泡槽者；及導出機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡後之熔融玻璃由前述減壓脫泡槽導出者；其特徵在於：前述減壓脫泡槽之頂部設有至少1個槽開口部，前述減壓殼體之頂部設有至少1個窗部，該窗部係與前述槽開口部成對而可用以監視前述減壓脫泡槽之內部者，前述窗部係由設於減壓殼體之頂部的殼體開口部及鑲嵌於該殼體開口部之透明窗所構成，且，該熔融玻璃之減壓脫泡裝置具有用以朝前述窗部內側供給氣體之氣體供給機構。
又，與前述槽開口部成對係意味前述槽開口部之水平方向位置與前述窗部之水平方向位置呈相對應。此時，包含前述槽開口部之水平方向位置與前述窗部之水平方向位置不一致，而由斜方向監視前述減壓脫泡槽內部之情況。由斜方向監視的情況亦可觀察前述減壓脫泡槽之內部。
又，本發明提供一種熔融玻璃之減壓脫泡裝置，係包含有：減壓殼體，係可減壓吸引者；減壓脫泡槽，係設於前述減壓殼體內而可進行熔融玻璃之減壓脫泡者；導入機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡前之熔融玻璃導入至減壓脫泡槽者；及導出機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡後之熔融玻璃由前述減壓脫泡槽導出者；其特徵在於：前述減壓脫泡槽之頂部設有至少1個槽開口部，前述減壓殼體之頂部設有至少1個窗部，該窗部係與前述槽開口部成對而可用以監視前述減壓脫泡槽之內部者，前述窗部係由設於減壓殼體之頂部的殼體開口部及鑲嵌於該殼體開口部之透明窗所構成，且，該熔融玻璃之減壓脫泡裝置具有用以加熱設於前述前壓脫泡槽之前述槽開口部之周邊的加熱機構。
又，本發明提供一種熔融玻璃之減壓脫泡裝置，係包含有：減壓殼體，係可減壓吸引者；減壓脫泡槽，係設於前述減壓殼體內而可進行熔融玻璃之減壓脫泡者；導入機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡前之熔融玻璃導入至減壓脫泡槽者；及導出機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡後之熔融玻璃由前述減壓脫泡槽導出者；其特徵在於：前述減壓脫泡槽之頂部設有至少1個槽開口部，前述減壓殼體之頂部設有至少1個窗部，該窗部係與前述槽開口部成對而可用於監視前述減壓脫泡槽之內部者，前述窗部係由設於減壓殼體之頂部的殼體開口部及鑲嵌於該殼體開口部之透明窗所構成，且，該熔融玻璃之減壓脫泡裝置具有用以朝前述窗部內側供給氣體之氣體供給機構，以及用以加熱設於前述減壓脫泡槽之前述槽開口部周邊之加熱裝置。
又，本發明提供一種熔融玻璃之減壓脫泡裝置，係包含有：減壓殼體，係可減壓吸引者；減壓脫泡槽，係設於前述減壓殼體內而可進行熔融玻璃之減壓脫泡者；導入機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡前之熔融玻璃導入至減壓脫泡槽者；及導出機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡後之熔融玻璃由前述減壓脫泡槽導出者；其特徵在於：前述減壓脫泡槽之頂部設有至少1個槽開口部，前述減壓殼體之頂部設有至少1個窗部，該窗部係位於與前述槽開口部之水平方向之位置一致，而可用以監視前述減壓脫泡槽之內部者，前述窗部係由設於減壓殼體之頂部的殼體開口部及鑲嵌於該殼體開口部之透明窗所構成，且，該減壓脫泡裝置具有用以朝前述窗部內側供給氣體之氣體供給機構。
又，本發明提供一種熔融玻璃之減壓脫泡裝置，係包含有：減壓殼體，係可減壓吸引者；減壓脫泡槽，係設於前述減壓殼體內而可進行熔融玻璃之減壓脫泡者；導入機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡前之熔融玻璃導入至減壓脫泡槽者；及導出機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡後之熔融玻璃由前述減壓脫泡槽導出者；其特徵在於：前述減壓脫泡槽之頂部設有至少1個槽開口部，前述減壓殼體之頂部設有至少1個窗部，該窗部係位於與前述槽開口部之水平方向之位置一致，而可用以監視前述減壓脫泡槽之內部者，前述窗部係由設於減壓殼體之頂部的殼體開口部及鑲嵌於該殼體開口部之透明窗所構成，且，該熔融玻璃之減壓脫泡裝置具有用以加熱設於前述減壓脫泡槽之前述槽開口部周邊之加熱裝置。
又，本發明提供一種熔融玻璃之減壓脫泡裝置，係包含有：減壓殼體，係可減壓吸引者；減壓脫泡槽，係設於前述減壓殼體內而可進行熔融玻璃之減壓脫泡者；導入機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡前之熔融玻璃導入至減壓脫泡槽者；及導出機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡後之熔融玻璃由前述減壓脫泡槽導出者；其特徵在於：前述減壓脫泡槽之頂部設有至少1個槽開口部，前述減壓殼體之頂部設有至少1個窗部，該窗部係位於與前述槽開口部之水平方向之位置一致，而可用以監視前述減壓脫泡槽之內部者，前述窗部係由設於減壓殼體之頂部的殼體開口部及鑲嵌於該殼體開口部之透明窗所構成，且，該熔融玻璃之減壓脫泡裝置具有用以朝前述窗部內側供給氣體之氣體供給機構，以及用以加熱設於前述減壓脫泡槽之前述槽開口部周邊之加熱裝置。
又，本發明提供一種熔融玻璃之減壓脫泡方法，係使用前述之熔融玻璃之減壓脫泡裝置者。
又，本發明提供一種熔融玻璃之減壓脫泡方法，係使用前述熔融玻璃之減壓脫泡裝置者，且其特徵在於至少包含下述(1)及(2)之任一程序，
(1)供給氣體至前述窗部內側之程序；
(2)加熱前述槽開口部周邊之程序。
又，本發明提供一種熔融玻璃製造方法，係使用前述熔融玻璃之減壓脫泡方法者。
又，本發明提供一種玻璃製品之製造方法，係具有：減壓脫泡程序，係來自前述減壓脫泡方法者；原料熔融程序，係作為該減壓脫泡程序之前置程序者；形成程序，係作為該減壓脫泡之後置程序者；及漸冷程序，係作為該成形程序之後置程序者。
本發明之減壓脫泡裝置可藉由朝設於減壓殼體之頂部之窗部之內側，亦即朝窗部之槽開口部側供給氣體、及/或藉由以加熱機構加熱減壓脫泡槽之槽開口部周邊，而防止來自熔融玻璃之氣體成分之凝聚物附著於該窗部及其周邊之減壓殼體頂部。
結果，不需要為了去除附著於窗部或其周邊之減壓殼體頂部之凝聚物，停止減壓脫泡裝置之運轉，而可提高生產性或玻璃製品之良率。
又，附著於窗部或其周邊之減壓殼體頂部之凝聚物不會混入流動於減壓脫泡槽之熔融玻璃中成為熔融玻璃之異物，而製造之玻璃製品之品質會十分優異。
圖式簡單說明
第1圖係顯示本發明之減壓脫泡裝置之一構造例之剖面圖。
第2圖係第1圖所顯示之減壓脫泡裝置10之窗部17a附近之部分擴大圖。
第3圖係顯示本發明之減壓脫泡裝置之另一構造例之剖面圖。
第4圖係第3圖所顯示之減壓脫泡裝置10'之槽開口部16a附近之部分擴大圖。
第5圖係顯示習知例之減壓脫泡裝置之一構造例之剖面圖。
第6圖係顯示習知例之設有窗部之減壓脫泡裝置構造例的剖面圖。
 用以實施發明之最佳形態
以下，參照圖式說明本發明。
第1圖係顯示本發明之減壓脫泡裝置之一構造例之剖面圖。第1圖中所示之減壓脫泡裝置10中，呈圓筒形狀之減壓脫泡槽12係以其長軸朝水平方向配向之方式收納配置於減壓殼體11內。減壓脫泡槽12之上游側下面安裝有朝垂直方向配向之上升管13，而下游側下面安裝有下降管14。又，減壓脫泡槽12之上游側及下游側意味流動於減壓脫泡槽12之熔融玻璃G之流動方向的上游側與下游側。上升管13與下降管14之一部分位於減壓殼體11內。
如第1圖所示，上升管13係與減壓脫泡槽12連通，而可將來自熔解槽300之熔融玻璃G導入減壓脫泡槽12之導入機構。因此，上升管13之下端部係插入上游池320之開口端，而浸漬至該上游池320內之熔融玻璃G中。
下降管14係連通於減壓脫泡槽12，而將減壓脫泡後之熔融玻璃G由減壓脫泡槽12下降並導出至後續程序之處理槽(未圖示)之導出機構。因此，下降管14之下端部係插入下游池340之開口端，而浸漬至該下游池340內之熔融玻璃G中。
於減壓殼體11內，減壓脫泡槽12、上升管13及下降管14之周圍配設有將該等絕熱覆蓋之絕熱用磚等隔熱材15。
顯示於第1圖之減壓脫泡裝置10中，減壓殼體11之頂部設有可利用真空泵(未圖示)等進行真空吸引，而藉此將該減壓殼體11之內部保持於減壓狀態之吸引開口部20。
該收容配置於減壓殼體11內之減壓脫泡槽12之頂部，亦設有用以將該減壓脫泡槽12之內部保持於減壓狀態之槽開口部16a及16b。槽開口部16a、16b亦可為用以監視減壓脫泡槽12內部之開口部。
顯示於第1圖之減壓脫泡裝置10中，槽開口部16a位於上升管13之上方，而槽開口部16b則位於下降管14之上方。
惟，本發明之減壓脫泡裝置中，可於減壓脫泡槽之頂部至少設有1個槽開口部，而設於減壓脫泡槽之頂部之槽開口部數目以及槽開口部位置並不限定於第1圖所顯示之態樣。
因此，槽開口部16a、16b中亦可僅設其中一者。
又，於其等以外之部位(例如減壓脫泡槽12之中間部分)設置1個槽開口部來代替槽開口部16a、16b亦可。
又，除了槽開口部16a、16b，亦可在該等以外之部位(例如減壓脫泡槽12之中間部分)再設置第3槽開口部(甚至是第4、第5槽開口部)。
惟，減壓脫泡槽12中，導入來自熔解槽300之熔融玻璃G之上升管13與減壓脫泡槽12之連通部分、以及減壓脫泡後之熔融玻璃G朝後續程序之處理槽導出之下降管14與減壓脫泡槽12之連通部分，在確認減壓脫泡槽12內之熔融玻璃之狀態(更具體而言為熔融玻璃表面)上特別重要，因此，以於減壓脫泡槽12之上游與下游兩方觀察來監視之目的而設於減壓脫泡槽12之頂部的槽開口部，如第1圖所示之槽開口部16a、16b，宜至少設於上升管13及下降管14之上方。
設於減壓脫泡槽12之頂部之槽開口部16a、16b之形狀並未特別受限，只要於監視減壓脫泡槽12內部上不會不方便，且不會導致減壓脫泡槽12之強度降低，可選擇圓形、橢圓型、矩形等各種形狀。
設於減壓脫泡槽12之頂部之槽開口部16a、16b之尺寸亦未特別受限，只要於監視減壓脫泡槽12內部上不會不方便，且不會導致減壓脫泡槽12之強度降低即可。就圓直徑或者多角形之外徑來看，可為30～400mm，40mm～350mm為更佳，且50～300mm尤為佳。
本發明之減壓脫泡裝置10中，係於減壓殼體11之頂部設有用以監視減壓脫泡槽12內部之窗部17a、17b。該窗部17a、17b之位置係與設於減壓脫泡槽12之頂部之槽開口部16a、16b之水平方向之位置一致。
窗部17a、17b係由設於減壓殼體11之頂部的殼體開口部18a、18b、與嵌入至該殼體開口部18a、18b之透明窗19a、19b所構成。又，該嵌入至該殼體開口部18a、18b之透明窗19a、19b宜具有耐熱性、耐壓性及耐酸性等。滿足該等條件之材料有例如石英玻璃、藍寶石玻璃或透明結晶化玻璃等。
本發明之減壓脫泡裝置中，於減壓殼體之頂部，在與設於減壓脫泡槽之頂部之槽開口部以水平方向對應之位置，只要至少設有1個窗部即可，不要求一定要於減壓殼體之頂部設置與設於減壓脫泡槽之頂部之槽開口部有相同數目之窗部。故，窗部17a、17b中亦可僅設置其中一者。
惟，當考量到於減壓脫泡槽12之頂部設置槽開口部16a、16b之其中1個目的，為考監視該減壓脫泡槽12內部時，如第1圖所示，宜相對於設於減壓脫泡槽12之頂部之槽開口部16a、16b，於減壓殼體11之頂部設置相同數目之窗部17a、17b。
又，監視減壓脫泡槽12之內部時，窗部之水平方向位置不需一定要與槽開口部之水平方向位置一致，只要槽開口部之水平方向位置與窗部之水平方向位置對應而成對即可，且亦可使2者之水平方向位置錯開，而可由斜處監視減壓脫泡槽內部即可。惟，槽開口部至窗部為止之距離較短者由於光路較短，結構上宜使窗部之位置與槽開口部之大致水平方向之位置呈一致。
設於減壓殼體11之頂部之窗部17a、17b之形狀，更具體而言，作為窗部17a、17b而設於減壓殼體11之頂部之殼體開口部18a、18b之形狀並未特別受限，只要於監視減壓脫泡槽12內部上不會不方便，且不會導致減壓脫泡槽12之強度降低落，可選擇圓形、橢圓型、矩形等各種形狀。惟，就監視減壓脫泡槽12內部而言，設於減壓脫泡槽12之頂部之槽開口部16a、16b之形狀、與作為窗部17a、17b而設於減壓殼體11之頂部之殼體開口部18a、18b之形狀宜一致或類似。
設於減壓殼體11之頂部之窗部17a、17b之尺寸，更具體而言，作為窗部17a、17b而設於減壓殼體11之頂部之殼體開口部18a、18b之尺寸亦未特別受限，只要於監視減壓脫泡槽12內部上不會不方便，且不會導致減壓脫泡槽12之強度降低即可。惟，就監視減壓脫泡槽12內部而言，設於減壓脫泡槽12之頂部之槽開口部16a、16b之尺寸、與作為窗部17a、17b而設於減壓殼體11之頂部之殼體開口部18a、18b之尺寸宜大致相同。
故，作為窗部17a、17b而設於減壓殼體11之頂部之殼體開口部18a、18b之尺寸，宜為關於設於減壓脫泡槽12之頂部之槽開口部16a、16b之尺寸所記載之範圍。
又，欲觀察本發明之減壓脫泡裝置10之上升管13、下降管14上方之熔融玻璃之狀態，並監視其狀態時，如第1、3圖所示，宜將設於減壓殼體11之頂部之窗部17a與設於減壓脫泡槽12之頂部之槽開口部16a，或者設於減壓殼體11之頂部之窗部17b與設於減壓脫泡槽12之頂部之槽開口部16b構造成透過筒狀體等於縱方向連通以可由窗部17a、17b窺視來觀察。又，欲觀察並監視朝橫方向流動於減壓脫泡裝置10之減壓脫泡槽12中之熔融玻璃之狀態時，亦可於欲觀察處，將窗部17a設於減壓殼體11之頂部，且於其垂直下方或斜下方之減壓脫泡槽12之頂部設置槽開口部16a，構造成使窗17a與槽開口部16a連通。
第1圖所示之本發明之減壓脫泡裝置10，具有用以供給氣體至窗部17a、17b之氣體供給機構21a、21b。針對氣體供給機構，參考第2圖(第1圖所顯示之減壓脫泡裝置10之窗部17a附近之部分擴大圖)加以說明。又，雖參照第2圖來說明用以供給氣體至窗部17a之氣體供給機構21a，但用以供給氣體至窗部17b之氣體供給機構21b實質上亦為相同構造。
第2圖中，氣體供給機構21a係金屬製，例如不鏽鋼製、黃銅製、銅製或鋁製等中空管，且其中一端位於窗部17a之內側，更具體而言，位於構成窗部17a之透明窗19a之下方，而另一端貫通減壓殼體11之壁面而位於減壓殼體11之外部。
如第2圖所示，本發明之減壓脫泡裝置係由氣體供給機構21a往窗部17a之內部，亦即窗部17a之槽開口部16a側供給氣體g。更具體而言，將氣體g供給至構成窗部17a之透明窗19a之下方。
當將氣體g由氣體供給機構21a往窗部17a(構成窗部17a之透明窗19a之下方)時，藉由稀釋存在於窗部17a附近之環境氣體中的來自熔融玻璃之氣體成分之凝聚物，可防止該凝聚物附著於窗部17a或其周邊之減壓殼體11之頂部。
又，當將氣體g由氣體供給機構21a往窗部17a(構成窗部17a之透明窗19a之下方)時，供給有氣體g之部位會較減壓殼體11內之其他部位壓力較高。藉由該壓力差亦可防止該凝聚物附著於窗部17a或其周邊之減壓殼體11之頂部。
本發明之減壓脫泡裝置之氣體供給機構並無特別受限，只要是可將氣體供給至設於減壓殼體頂部之窗部的構造，亦可為圖式所示以外之構造。圖式所示以外之構造之具體例，有例如將氣體供給機構連結至窗部17a等構造。又，根據需要，亦可於窗部或窗部附近設置將已供給至窗部內側之氣體排出之氣體排出機構。
本發明之減壓脫泡裝置中，由氣體供給機構供給至窗部之氣體，只要是不會特別對減壓脫泡裝置，特別是減壓殼體沒有不良影響者，可使用各種氣體。如此氣體之具體例有例如氫氣(H2 )、氮氣(N2 )、氧氣(O2 )、空氣、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2 )、氬氣(Ar)、氦氣(He)、氖氣(Ne)、氪氣(Kr)、氙氣(Xe)、烴類氣體、碳氟氣體或氨氣(NH3 )等。其中以價格便宜之氮氣、空氣等為宜。
又，由氣體供給機構供給至窗部之氣體供給量、供給氣體之流速，只要可防止來自熔融玻璃之氣體成分之凝聚物附著於窗部17a及其周邊之減壓殼體11之頂部，並未特別加以限定。
舉出由氣體供給機構21a供給至窗部17a之氣體g供給量之一例，可為0.5～100公升/分鐘，宜為0.5～80公升/分鐘，且以1～50公升/分鐘為更佳。
又，舉出由氣體供給機構21a供給至窗部17a之氣體g之流速之一例，可為0.1m/分鐘～10m/分鐘，且以0.1m/分鐘～8m/分鐘為更佳。
第3圖係顯示本發明之減壓脫泡裝置之另外一構造例之剖面圖。第3圖中所顯示之減壓脫泡裝置10'沒有用以供給氣體至窗17a、17b之氣體供給機構21a、21b，取而代之者係具有用以將設於減壓脫泡槽12之頂部之槽開口部16a、16b周邊加熱之加熱機構22a、22b、22c、22d，而除了具有加熱機構此點之外，與第1圖中所示之減壓脫泡裝置10相同。
又，第3圖中所顯示之減壓脫泡裝置10'係顯示減壓脫泡槽12之構成材料為白金或白金合金時之加熱機構22a、22b、22c、22d。
針對加熱機構，參照第4圖(第3圖所顯示之減壓脫泡裝置10'之槽開口部16a附近之部分擴大圖)加以說明。又，第4圖係針對用以加熱槽開口部16a周邊之加熱機構22a、22b加以說明，但第3圖所示之用以加熱槽開口部16b周邊之加熱機構22c、22d亦與前述加熱機構22a、22b實質上具有相同構造。
第4圖中，加熱機構22a、22b係通電用電極，且該電極係於減壓脫泡槽12之頂部，以包圍設成連通至窗部17a、17b之槽開口部16a、16b之入口部分的方式，安裝於上方為凸狀之入口周邊部(以下僅簡稱凸部)之外周。藉由通電於電極(加熱機構)22a、22b間，可加熱槽開口部16a之周邊，更具體而言，可加熱為了設置槽開口部16a而形成於減壓脫泡槽12頂部之凸部。由於來自流通於減壓脫泡槽12之熔融玻璃G之氣體成分會由槽開口部16a朝減壓脫泡槽12之外部放出，而凝聚於窗部17a及窗部17a周邊之減壓殼體11之頂部，因此藉由加熱該槽開口部16a之周邊，可防止來自熔融玻璃之氣體成分凝聚於窗部17a及窗部17a周邊之減壓殼體11之頂部。且藉此，可防止來自熔融玻璃之氣體成分之凝聚物附著於窗部17a及其周邊之減壓殼體11之頂部。
作為通電用電極之加熱機構22a、22b係要求有優異之耐熱性極優異之導電性。滿足該等條件之材料舉例有白金或者白金-金合金、白金-銠合金等白金合金。
依據熔融玻璃之組成，來自熔融玻璃之氣體成分會不同，且依據該氣體成分凝聚之溫度會不同。因此，為了發揮防止來自熔融玻璃之氣體成分凝聚於窗部17a及其周邊之減壓殼體11頂部的效果所必要之槽開口部16a周邊之加熱溫度，需因應流通於減壓脫泡槽12之熔融玻璃G之組成而適當選擇。舉例言之，若為使用於製造平板顯示器(FPD)用之玻璃基板的無鹼玻璃時，藉由將槽開口部16a周圍加熱至溫度1000～1300℃，可發揮防止來自熔融玻璃之氣體成分凝聚於窗部17a及其周邊之減壓殼體11頂部的效果。
本發明之減壓脫泡裝置之加熱機構不特別限定其構造，只要可加熱設於減壓脫泡槽頂部之槽開口部周邊，亦可為圖式所示以外之構造。圖式所示之態樣係於安裝在為了設置槽開口部16a而形成於減壓脫泡槽12頂部之凸部外周的電極(加熱機構)22a、22b間通電，藉此加熱該凸部。作為其他的例子，亦可於該凸部僅安裝電極(加熱機構)22a，而相當於電極(加熱機構)22b之電極(加熱機構)則設於凸部以外之部位，例如設於減壓脫泡槽12之上游側之端部，並藉由通電於該電極(加熱機構)與電極(加熱機構)22a間來加熱槽開口部16a周邊。又，在此所言之上游側意指流通於減壓脫泡槽12之熔融玻璃G之流動方向之上游側。
又，前述係針對減壓脫泡槽之構成材料為白金或白金合金之情況，顯示藉由通電加熱來加熱槽開口部周邊之態樣，但本發明中之減壓脫泡槽，如後所述，亦可為以緻密耐火材料作為構成材料者。此時，由於無法通電加熱，因此只要將加熱器(加熱機構)安裝於為了設置槽開口部16a而形成於減壓脫泡槽12頂部之凸部外周，藉此加熱槽開口部16a之周邊即可。當然，減壓脫泡槽之構成材料為白金或者為白金合金時，亦可將加熱器(加熱機構)安裝於該凸部之外周，並藉此加熱槽開口部16a之周邊。
作為用以防止來自熔融玻璃之氣體成分之凝聚物附著於窗部17a及其周邊之減壓殼體11頂部的機構，已針對具有用以將氣體供給至窗部之供給機構的減壓脫泡裝置、以及具有設於減壓脫泡槽之頂部而用以加熱槽開口部周邊之加熱機構的減壓脫泡裝置加以說明。本發明之減壓脫泡裝置可僅具有前述氣體供給機構與前述加熱機構的其中之一者，且亦可具有兩者。為了防止來自熔融玻璃之氣體成分之凝聚物附著於窗部17a及其周邊之減壓殼體11頂部的機構，以包含前述氣體供給機構以及前述加熱機構兩者尤為佳。
以下，就氣體供給機構及加熱機構以外之本發明之減壓脫泡裝置之構成要素加以闡述。
第1、3圖所示之減壓脫泡裝置10、10'中，減壓脫泡槽12、上升管13及下降管14由於為熔融玻璃G之導管，因此係使用耐熱性及對熔融玻璃之耐蝕性優異之材料來製作。舉例而言，為白金或者白金合金製之中空管、圓筒狀管或其他各種形狀之筒狀管。白金合金之具體例有白金-金合金、白金-銠合金等。又，其他例子則可為陶瓷系之非金屬無機材料製，亦即，緻密質耐火材料製之中空管、圓筒狀管或其他各形狀之筒狀管。緻密質耐火材料之具體例有鋁電鑄耐火材料、氧化鋯電鑄耐火材料或鋁-氧化鋯-二氧化矽系電鑄耐火材料等電鑄耐火材料，以及緻密質鋁耐火材料、緻密質氧化鋯-二氧化矽系耐火材料及鋁-氧化鋯-二氧化矽系耐火材料等緻密質燒製耐火材料。收容減壓脫泡槽12並收容上升管13及下降管14之一部分之減壓殼體11係金屬製，例如不鏽鋼製。
本發明之減壓脫泡裝置10、10'之各構成要素之尺寸，可因應需要而適當選擇。減壓脫泡槽12之尺寸不論減壓脫泡槽12為白金製或白金合金製又或者為緻密質耐火材料製，可根據所使用之減壓脫泡裝置或減壓脫泡槽12之形狀來適當選擇。為例如第1、3圖所顯示之圓筒形狀之減壓脫泡槽12時，其尺寸之一例如下。
◎水平方向之長度：1～20m
◎內徑：0.2～3m(圓形剖面)
當減壓脫泡槽12為白金製或白金合金製時，壁厚宜為4mm以下，而以0.5～1.2mm尤佳。
減壓脫泡槽不限定為剖面圓形之圓筒形狀，亦可為剖面形狀為橢圓形或半圓形狀之略圓筒形狀者、或者剖面為矩形之筒形狀者。
上升管13及下降管14不論為白金製、白金合金製或緻密質耐火材料製，可因應所使用之減壓脫泡裝置適當選擇。例如第1、3圖所示之減壓脫泡裝置10、10'之情況中，上升管13及下降管14之尺寸之一例如下。
◎內徑：0.05～0.8m，而以0.1～0.6m尤佳
◎外徑：0.2～6m，而以0.4～4m尤佳
上升管13及下降管14為白金製或白金合金製時，壁厚宜為0.4～5mm，而以0.6～4mm尤佳。
使用本發明之減壓脫泡裝置之熔融玻璃之減壓脫泡方法，可藉由與習知熔融玻璃之減壓脫泡方法同樣之條件而實施。例如，實施減壓脫泡時，宜加熱減壓脫泡槽12，而使其內部成為1100℃～1600℃、特別為1150℃～1500℃之溫度範圍。又，減壓脫泡槽12之內部宜減壓為絕對壓力38～460mmHg(51～613hPa)，且以減壓至60～350mmHg(80～467hPa)尤佳。
又，由生產性之觀點來看，流動於減壓脫泡槽12之熔融玻璃G之流量以1～2000噸/日為佳。
使用本發明之減壓脫泡裝置之熔融玻璃製造方法中，宜包含原料熔融程序來作為本發明之減壓脫泡方法之前置程序、並包含成形程序來作為後續程序。該原料熔融程序例如可為習知公知者，例如為根據玻璃之種類加熱至約1400℃以上來熔融原料之程序。使用之原料只要是適於製造玻璃之原材料，並未加以特別受限，例如可使用將石英砂、硼酸、石灰石等習知物配合最終玻璃製品之組成加以調合的原材料，亦可包含希望之淨化劑。又，該成形程序可為例如習知公知者，如浮動成形程序、推出成形程序及融合成形程序等。成形後之玻璃係藉由漸冷機構進行漸冷(漸冷程序)，使成形後已固化之玻璃之內部不殘留殘留應力，並因應需要切斷(切斷程序)及因應其他需要經過研磨程序等成為玻璃製品。又，漸冷程序、切斷程序及研磨程序係公眾知悉之公知技術。
根據本發明而製造之熔融玻璃，只要是藉由加熱熔融法製造之玻璃，組成上並未加以限制。故，可為無鹼玻璃，亦可為代表鹼石灰玻璃之鹼石灰二氧化矽玻璃或如鹼硼矽酸鹽玻璃之鹼玻璃。本發明係特別適用於無鹼玻璃，且適於製造液晶顯示器基板用之無鹼玻璃。
又，根據本發明，可得到泡沫品質極為優異之玻璃製品，因此非常適於作為FPD用之玻璃基板等玻璃製品之製造方法。
產業上之利用性
根據本發明之玻璃製造用之減壓脫泡裝置，可防止來自熔融玻璃之氣體成分之凝結物附著於設於減壓殼體頂部之窗部或其周邊部，因此可由前述窗部隨時觀察並監視減壓脫泡槽內之熔融玻璃之狀態，藉此可確實掌握減壓脫泡裝置之運轉狀況，而有助於生產良率之提高。
又，根據本發明，不會如習知裝置般，附著於減壓殼體之前述窗部或其周邊之凝結物會落入流動於減壓殼體內之熔融玻璃面，而成為熔融玻璃之異物，因此可抑制製造之玻璃因前述異物造成缺點，而有助於品質之提升。
又，在此引用已於2009年6月19日申請之日本專利申請號2009-146254號之說明書、申請專利範圍、圖式及摘要所有內容，並採用而作為本發明之發明揭示。
10、10'、100、100'．．．減壓脫泡裝置
11、110．．．減壓殼體
12、120．．．減壓脫泡槽
13、130．．．上升管
14、140．．．下降管
15、150．．．隔熱材
16a、16b、160a、160b．．．槽開口部
17a、17b、170a、170b．．．窗部
18a、18b、180a、180b．．．殼體開口部
19a、19b、190a、190b．．．透明窗
20、200．．．吸引開口部
21a、21b．．．氣體供給機構
22a、22b、22c、22d．．．加熱機構(通電加熱用電極)
300．．．熔解槽
320．．．上游池
340．．．下游池
G．．熔融玻璃
g．．．氣體
第1圖係顯示本發明之減壓脫泡裝置之一構造例之剖面圖。
第2圖係第1圖所顯示之減壓脫泡裝置10之窗部17a附近之部分擴大圖。
第3圖係顯示本發明之減壓脫泡裝置之另一構造例之剖面圖。
第4圖係第3圖所顯示之減壓脫泡裝置10'之槽開口部16a附近之部分擴大圖。
第5圖係顯示習知例之減壓脫泡裝置之一構造例之剖面圖。
第6圖係顯示習知例之設有窗部之減壓脫泡裝置構造例的剖面圖。
10．．．減壓脫泡裝置
11．．．減壓殼體
12．．．減壓脫泡槽
13．．．上升管
14．．．下降管
15．．．隔熱材
16a、16b．．．槽開口部
17a、17b．．．窗部
18a、18b．．．殼體開口部
19a、19b．．．透明窗
20．．．吸引開口部
21a、21b．．．氣體供給機構
300．．．熔解槽
320．．．上游池
340．．．下游池
G．．．熔融玻璃
g．．．氣體

Claims (10)

  1. 一種熔融玻璃之減壓脫泡裝置，係包含有：減壓殼體，係可減壓吸引者；減壓脫泡槽，係設於前述減壓殼體內而可進行熔融玻璃之減壓脫泡者；導入機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡前之熔融玻璃導入至前述減壓脫泡槽者；及導出機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡後之熔融玻璃由前述減壓脫泡槽導出者；其特徵在於：前述減壓脫泡槽之頂部設有至少1個槽開口部，前述減壓殼體之頂部設有至少1個窗部，該窗部係與前述槽開口部成對而用以監視前述減壓脫泡槽之內部者，前述窗部由設於減壓殼體之頂部的殼體開口部及鑲嵌於該殼體開口部之透明窗所構成，且，前述熔融玻璃之減壓脫泡裝置具有用以對前述窗部之內側供給氣體之氣體供給機構。
  2. 一種熔融玻璃之減壓脫泡裝置，係包含有：減壓殼體，係可減壓吸引者；減壓脫泡槽，係設於前述減壓殼體內而可進行熔融玻璃之減壓脫泡者；導入機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡前之熔融玻璃導入至前述減壓脫泡槽者；及導出機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡後之熔融玻璃由前述減壓脫泡槽導出者；其特徵在於：前述減壓脫泡槽之頂部設有至少1個槽開口部，前述減壓殼體之頂部設有至少1個窗部，該窗部係與前述槽開口部成對而可用以監視前述減壓脫泡槽之內部者，前述窗部由設於減壓殼體之頂部的殼體開口部及安裝於該殼體開口部之透明窗所構成，且，前述熔融玻璃之減壓脫泡裝置具有用以加熱設於前述減壓脫泡槽之前述槽開口部周邊之加熱機構。
  3. 一種熔融玻璃之減壓脫泡裝置，係包含有：減壓殼體，係可減壓吸引者；減壓脫泡槽，係設於前述減壓殼體內而可進行熔融玻璃之減壓脫泡者；導入機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡前之熔融玻璃導入至前述減壓脫泡槽者；及導出機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡後之熔融玻璃由前述減壓脫泡槽導出者；其特徵在於：前述減壓脫泡槽之頂部設有至少1個槽開口部，前述減壓殼體之頂部設有至少1個窗部，該窗部係與前述槽開口部成對而用以監視前述減壓脫泡槽之內部者，前述窗部係由設於減壓殼體之頂部的殼體開口部及安裝於該殼體開口部之透明窗所構成，且，前述熔融玻璃之減壓脫泡裝置具有用以對前述窗部之內側供給氣體之氣體供給機構、及用以加熱設於前述減壓脫泡槽之前述槽開口部周邊之加熱機構。
  4. 一種熔融玻璃之減壓脫泡裝置，係包含有：減壓殼體，係可減壓吸引者；減壓脫泡槽，係設於前述減壓殼體內而可進行熔融玻璃之減壓脫泡者；導入機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡前之熔融玻璃導入至前述減壓脫泡槽者；及導出機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡後之熔融玻璃由前述減壓脫泡槽導出者；其特徵在於：前述減壓脫泡槽之頂部設有至少1個槽開口部，前述減壓殼體之頂部設有至少1個窗部，該窗部係設於與前述槽開口部之水平方向之位置一致的位置，而用以監視前述減壓脫泡槽之內部者，前述窗部由設於減壓殼體之頂部的殼體開口部及鑲嵌於該殼體開口部之透明窗所構成，且，前述熔融玻璃之減壓脫泡裝置具有用以對前述窗部內側供給氣體之氣體供給機構。
  5. 一種熔融玻璃之減壓脫泡裝置，係包含有：減壓殼體，係可減壓吸引者；減壓脫泡槽，係設於前述減壓殼體內而可進行熔融玻璃之減壓脫泡者；導入機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡前之熔融玻璃導入至前述減壓脫泡槽者；及導出機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡後之熔融玻璃由前述減壓脫泡槽導出者；其特徵在於：前述減壓脫泡槽之頂部設有至少1個槽開口部，前述減壓殼體之頂部設有至少1個窗部，該窗部係設於與前述槽開口部之水平方向之位置一致的位置，而用以監視前述減壓脫泡槽之內部者，前述窗部由設於減壓殼體之頂部的殼體開口部及安裝於該殼體開口部之透明窗所構成，且，前述熔融玻璃之減壓脫泡裝置具有用以加熱設於前述減壓脫泡槽之前述槽開口部周邊之加熱機構。
  6. 一種熔融玻璃之減壓脫泡裝置，係包含有：減壓殼體，係可減壓吸引者；減壓脫泡槽，係設於前述減壓殼體內而可進行熔融玻璃之減壓脫泡者；導入機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡前之熔融玻璃導入至前述減壓脫泡槽者；及導出機構，係設為連通至前述減壓脫泡槽，而可將減壓脫泡後之熔融玻璃由前述減壓脫泡槽導出者；其特徵在於：前述減壓脫泡槽之頂部設有至少1個槽開口部，前述減壓殼體之頂部設有至少1個窗部，該窗部係設於與前述槽開口部之水平方向之位置一致的位置，而用以監視前述減壓脫泡槽之內部者，前述窗部由設於減壓殼體之頂部的殼體開口部及安裝於該殼體開口部之透明窗所構成，且，前述熔融玻璃之減壓脫泡裝置具有用以對前述窗部內側供給氣體之氣體供給機構、及用以加熱設於前述減壓脫泡槽之前述槽開口部周邊之加熱機構。
  7. 一種熔融玻璃之減壓脫泡方法，係使用如申請專利範圍第1至6項中任一項所記載之熔融玻璃之減壓脫泡裝置者。
  8. 一種熔融玻璃之減壓脫泡方法，係使用如申請專利範圍第1至6項中任一項所記載之熔融玻璃之減壓脫泡裝置來將熔融玻璃減壓脫泡者，其特徵在於至少包含下述(1)及(2)之其中一程序：(1)供給氣體至前述窗部內側之程序；(2)加熱前述槽開口部週邊之程序。
  9. 一種熔融玻璃製造方法，係使用如申請專利範圍第7或8項所記載之減壓脫泡方法者。
  10. 一種玻璃製品之製造方法，係具有：減壓脫泡程序，係依據申請專利範圍第7或8項之減壓脫泡方法者；原料熔融程序，係作為該減壓脫泡程序之前置程序者；成形程序，係作為該減壓脫泡程序之後置程序者；及漸冷程序，係作為該成形程序之後置程序者。
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EP1078891B1 (en) * 1997-10-06 2004-04-28 Asahi Glass Company, Limited Parallel arrangement of a vacuum degassing apparatus for molten glass

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