WO2009151034A1 - 溶融ガラスの脱泡装置 - Google Patents

溶融ガラスの脱泡装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2009151034A1
WO2009151034A1 PCT/JP2009/060482 JP2009060482W WO2009151034A1 WO 2009151034 A1 WO2009151034 A1 WO 2009151034A1 JP 2009060482 W JP2009060482 W JP 2009060482W WO 2009151034 A1 WO2009151034 A1 WO 2009151034A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
molten glass
defoaming
tank
defoaming tank
bubbles
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/060482
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
新吾 浦田
村上 敏英
Original Assignee
旭硝子株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 旭硝子株式会社 filed Critical 旭硝子株式会社
Priority to CN200980122207.3A priority Critical patent/CN102056849B/zh
Priority to JP2010516850A priority patent/JP5630265B2/ja
Priority to KR1020107022354A priority patent/KR101379601B1/ko
Priority to KR1020137013391A priority patent/KR20130079606A/ko
Publication of WO2009151034A1 publication Critical patent/WO2009151034A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/18Stirring devices; Homogenisation
    • C03B5/182Stirring devices; Homogenisation by moving the molten glass along fixed elements, e.g. deflectors, weirs, baffle plates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/225Refining
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/20Bridges, shoes, throats, or other devices for withholding dirt, foam, or batch
    • C03B5/205Mechanical means for skimming or scraping the melt surface
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/225Refining
    • C03B5/2252Refining under reduced pressure, e.g. with vacuum refiners
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235Heating the glass

Definitions

  • the present invention relates to a defoaming device for molten glass for removing bubbles from continuously supplied molten glass.
  • a clarification process for removing bubbles generated in the molten glass is used before the molten glass in which the raw material is melted in the melting furnace is molded by the molding apparatus.
  • sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) or the like is added in advance as a clarifier, and the molten glass obtained by melting the raw material is stored and maintained at a predetermined temperature for a certain time.
  • a method for removing bubbles by growing and floating There is known a method for removing bubbles by growing and floating.
  • the molten glass is introduced into the reduced-pressure atmosphere, and bubbles in the molten glass flow that continuously flows under this reduced-pressure atmosphere are greatly grown to lift and remove bubbles contained in the molten glass, A vacuum degassing method for discharging from a vacuum atmosphere is known.
  • a molten glass flow is formed, and the molten glass flow is moved in a vacuum atmosphere, specifically, in a vacuum degassing tank in which the inside is maintained at a predetermined degree of vacuum.
  • a vacuum degassing tank in which the inside is maintained at a predetermined degree of vacuum.
  • the bubble rising speed is increased so that the bubbles in the molten glass rise to the surface of the molten glass.
  • the molten glass containing bubbles will flow out of the vacuum degassing tank, and the final product will contain bubbles.
  • the effect of vacuum degassing can be improved by reducing the pressure of the vacuum atmosphere where vacuum degassing is performed as much as possible to increase the growth speed by increasing the bubble size.
  • the pressure of the reduced pressure atmosphere under reduced pressure defoaming is lowered, a large number of new bubbles are generated inside the molten glass, and a large number of bubbles floating on the surface of the molten glass are floated to form a bubble layer.
  • a part of the foam layer may be discharged together with the molten glass, resulting in a molten glass containing bubbles.
  • the foam layer grows, it becomes difficult to lower the temperature of the liquid surface of the molten glass flow to cause foam breakage, and the foam layer is further developed.
  • the inside of the tank in a reduced pressure atmosphere is filled with bubbles that have not been broken. Therefore, the foam layer filled in the tank may come into contact with impurities adhering to the ceiling portion of the tank, and this impurity may be finally mixed into the molten glass. For this reason, it is not preferable to excessively reduce the pressure in the reduced-pressure atmosphere from the viewpoint of effectively performing the reduced-pressure defoaming process (see Patent Document 1).
  • the rising speed of the bubbles in the molten glass is determined not only by the size of the bubbles but also by the viscosity of the molten glass. Therefore, it is effective to reduce the viscosity of the molten glass, that is, by increasing the temperature of the molten glass. It is thought that bubbles can be lifted. However, if the temperature of the molten glass is raised more than necessary, the reaction with the material of the flow channel that comes into contact with the molten glass, for example, a refractory such as brick, is activated, and new bubbles are generated in the molten glass. Part of the material dissolves into the molten glass, leading to a reduction in glass quality.
  • the present invention provides a defoaming apparatus for molten glass that can improve the clarification effect without changing the clarification process conditions such as the degree of vacuum and the temperature of the molten glass.
  • the purpose is to do.
  • the present invention provides a defoaming apparatus for molten glass comprising a defoaming tank having an inlet and an outlet for molten glass.
  • a bubble floating means having a first member and a second member is provided, The first member is attached to the inner wall of the defoaming tank so that at least a part of the first member is immersed in the molten glass and disposed over the entire width direction of the flow path of the molten glass of the defoaming tank.
  • the second member is attached to the inner wall of the defoaming tank so as to extend upward from the bottom surface side of the defoaming tank,
  • a defoaming apparatus for molten glass wherein the first member and the second member are disposed so as to satisfy the following (1) to (3).
  • the first member is located upstream of the second member in the flow direction of the molten glass.
  • the distance between the first member and the second member in the flow direction of the molten glass is 50 to 400 mm.
  • the second member is provided with a gap through which the molten glass can pass.
  • a gap capable of passing the molten glass is provided between the inner wall of the defoaming tank and the second member.
  • the height h 1 from the bottom surface of the defoaming tank to the lower end of the first member is preferably 70 to 250 mm.
  • the planar shape of the first member satisfies the following formula. w 1 ⁇ w 2 (Wherein, w 1 is the width of the first member in the molten glass flow direction upstream side, w 2 is the width of the first member in the molten glass flow direction downstream side.)
  • two or more bubble floating means may be provided in the defoaming tank.
  • the defoaming device for molten glass of the present invention the residual bubbles existing in the middle layer of the molten glass are defoamed without changing the clarification process conditions such as the degree of decompression and the temperature of the molten glass.
  • the clarification effect can be improved.
  • the defoaming device for molten glass of the present invention exhibits particularly excellent effects when used as a vacuum degassing device, but a clarification method other than the vacuum degassing method, for example, a high-temperature clarification method, and He is used as a clarifier. Even when used as a defoaming device by a clarification method, a clarification method using an oxide of Sb or As as a clarifier, or a combination thereof, an excellent effect is exhibited as compared with a conventional defoaming device.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a defoaming apparatus for molten glass according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a cross-section of the defoaming apparatus 10 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view of the defoaming apparatus 10 shown in FIG. 4 is a cross-sectional view of the defoaming tank (elliptical cross section) 11 shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of the defoaming tank (elliptical section) 11 shown in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the defoaming tank (rectangular section) 11 shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of the defoaming tank (rectangular section) 11 shown in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the defoaming tank (reverse trapezoidal cross section) 11 shown in FIG.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line B-B ′ of the defoaming tank (reverse trapezoidal section) 11 shown in FIG. 1.
  • FIG. 10 is a plan view of the defoaming device 10 in which the planar shape of the first member is formed in a substantially V shape.
  • FIG. 11 is a plan view of the defoaming apparatus 10 in which the planar shape of the first member is formed in a staircase shape (convex shape).
  • FIG. 10 is a plan view of the defoaming device 10 in which the planar shape of the first member is formed in a substantially V shape.
  • FIG. 11 is a plan view of the defoaming apparatus 10 in which the
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of a defoaming tank (elliptical cross section) 11 having a second member formed in a T shape.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of a defoaming tank (elliptical cross section) 11 having a second member formed in a strip shape.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of a defoaming tank (rectangular section) 11 having a second member formed in a T shape.
  • FIG. 15 is a sectional view taken along line B-B ′ of a defoaming tank (rectangular section) 11 having a second member formed in a strip shape.
  • FIG. 16 is a plan view of the defoaming device 10 showing an embodiment in which the third member 17 is provided on the downstream side of the second member 15, which is the molten glass defoaming device of the present invention.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line C-C ′ of the defoaming tank 11 having an elliptical cross section.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line C-C ′ of the defoaming tank 11 having a rectangular cross section.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a configuration in which a molten glass defoaming apparatus of the present invention (hereinafter referred to as “defoaming apparatus of the present invention”) is configured as a vacuum defoaming apparatus.
  • defoaming apparatus of the present invention molten glass defoaming apparatus of the present invention
  • the defoaming apparatus of the present invention is most preferably configured as a vacuum degassing apparatus, but a defoaming apparatus for molten glass other than the vacuum degassing apparatus, for example, a high-temperature clarification method, a clarification method using He as a clarifier, Even when used as a defoaming device using a clarification method using Sb or As oxide as a clarifier, or a combination thereof, an excellent clarification effect is exhibited.
  • a first member and a second member are provided as bubble floating means described later in the defoaming tank of these defoaming apparatuses. .
  • a defoaming apparatus (depressurized defoaming apparatus) 10 shown in FIG. 1 has a hollow defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 having an inside that forms a flow path of molten glass.
  • the cross-sectional shape of the defoaming tank 11 may be a substantially circular shape such as a circular shape, a semicircular shape, and an elliptical shape, or may be a polygonal shape such as a rectangular shape, a trapezoidal shape, a hexagonal shape, or an octagonal shape.
  • the defoaming tank (reduced pressure defoaming tank) 11 has an internal pressure set to be lower than atmospheric pressure, and floats and breaks bubbles in the supplied molten glass G.
  • the defoaming tank (reduced pressure defoaming tank) 11 has an inlet and an outlet for molten glass, a riser pipe 12 is connected to the inlet for the molten glass, and an outlet for the molten glass A downcomer 13 is connected.
  • the ascending pipe 12 is a means for introducing the molten glass G that sucks and raises the molten glass G before the defoaming treatment and introduces the molten glass G into the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11.
  • the lower end portion of the rising pipe 12 is immersed in the molten glass G in the upstream pit 220.
  • the molten glass G is supplied from the melting tank 200 to the upstream pit 220.
  • the downcomer 14 is a means for deriving the molten glass G that descends the defoamed molten glass G from the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11.
  • the lower end of the downcomer 13 is immersed in the molten glass G in the downstream pit 240.
  • the molten glass G in the downstream pit 240 is led to a processing tank (not shown) in a subsequent process.
  • upstream and downstream mean upstream and downstream in the flow direction of the molten glass G flowing through the defoaming apparatus 10.
  • upstream side and downstream side mean the upstream side and the downstream side in the flow direction of the molten glass G flowing through the defoaming apparatus 10.
  • the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 is usually housed in a decompression housing, and the defoaming tank (depressurized defoaming tank) is obtained by sucking the decompression housing under reduced pressure. 11 is maintained in a reduced pressure state in which the pressure inside is less than atmospheric pressure.
  • the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 when the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 is not accommodated in the decompression housing, the upper space of the molten glass G in the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 is sucked under reduced pressure using a decompression pump or the like. By doing so, the pressure inside the vacuum degassing tank 11 is maintained in a reduced pressure state of less than atmospheric pressure.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a cross section of a part of the defoaming device (depressurized defoaming device) 10 shown in FIG.
  • the perspective view of FIG. 2 is a figure in case the cross-sectional shape of the defoaming tank (decompression defoaming tank) 11 is a rectangle.
  • FIG. 3 is a plan view of the defoaming device (vacuum defoaming device) 10 shown in FIG. However, the wall surface above the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 is omitted so that the internal structure of the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 can be seen.
  • 4, 6 and 8 are cross-sectional views of the defoaming tank (vacuum defoaming tank) 11 taken along the line AA ′.
  • 5, 7 and 9 are cross-sectional views of the defoaming tank (vacuum defoaming tank) 11 taken along the line BB ′.
  • the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a) shown in FIGS. 4 and 5 has an elliptical cross section, and the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11b) shown in FIGS.
  • the cross-sectional shape is rectangular, and the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11c) shown in FIGS. 8 and 9 has a trapezoidal cross-sectional shape.
  • the first member 14 is at least partially immersed in the molten glass G, and the width direction of the flow path of the molten glass in the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c). It is attached to the inner wall of the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c) so as to be disposed throughout.
  • the second member 15 has a defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c) extending upward from the bottom surface of the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c).
  • first member 14 and the second member 15 are directly attached to the inner wall of a defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c), but indirectly through a support member. It may be attached to the inner wall of the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c).
  • the first member 14 and the second member 15 are defoamed (depressurized defoamed) 11 (11a) so as to satisfy the following (1) to (3). , 11b, 11c).
  • the first member 14 is located upstream of the second member 15.
  • the distance d between the first member 14 and the second member 15 in the flow direction of the molten glass G is 50 to 400 mm.
  • the molten glass is passed through a defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c) whose inside is kept in a reduced pressure state, thereby increasing the bubbles in the molten glass flow. It is grown and floated on the surface of the molten glass to remove bubbles, thereby removing bubbles in the molten glass.
  • a defoaming tank depressurized defoaming tank
  • a defoaming tank (vacuum defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c) Depressurization degree, Defoaming tank (depressurization defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c), Defoaming tank (depressurization defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c) ), The flow rate of the molten glass in the defoaming tank (vacuum defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c), etc. The part may not float up to the surface of the molten glass. Such residual bubbles cannot be removed by vacuum degassing.
  • the middle layer of the molten glass is the surface layer (the height of the liquid surface of the molten glass G is h) of the molten glass G flowing in the defoaming tank (vacuum defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c). Is a portion excluding 0.95 h above the bottom layer and a bottom layer (a portion below 0.2 h when the liquid surface height of the molten glass G is h). In other words, the middle layer of the molten glass indicates a portion of 0.2 h to 0.95 h, where h is the height of the liquid surface of the molten glass G.
  • the middle layer of the molten glass containing residual bubbles is used as the surface layer of the molten glass. Can be guided.
  • the middle layer of the molten glass containing residual bubbles is guided to the surface layer of the molten glass, the residual bubbles will be present at a position closer to the surface of the molten glass, and the head pressure of the molten glass will be reduced. Bubbles are likely to grow, and the defoaming of residual bubbles is promoted. As a result, the clarification effect of the molten glass is improved.
  • the defoaming apparatus (depressurized defoaming apparatus) 10 of the present invention it is essential to provide the first member 14 and the second member 15 satisfying the above as the bubble floating means.
  • a structure similar in appearance to the first member is shown as barriers 36a, 36b, 336a, 336b in the vacuum degassing apparatus for molten glass disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-7344.
  • a structure that is similar in appearance to the second member is shown as a transverse sill 14 that defines an upstream zone and a downstream zone of the melting furnace described in JP-A-9-124323.
  • these structures differ in function from the bubble floating means of the present invention.
  • the barriers 36a, 36b, 336a, 336b floated on the surface of the molten glass before reaching the barriers 36a, 36b, 336a, 336b. It is intended to break bubbles by blocking bubbles, and it is not intended to induce the middle layer of the molten glass containing residual bubbles to the surface layer (surface) of the molten glass.
  • the transverse sill 14 defines an upstream zone and a downstream zone of the melting furnace 14, and the molten glass formed in the upstream zone and the downstream zone, respectively.
  • the downstream zone downstream from the crossing sill 14 is a clarified section of molten glass, but the molten glass is convectively recirculated in the downstream zone.
  • the defoaming device of the present invention vacuum defoaming device for clarifying the molten glass by passing the molten glass through a defoaming bath (depressurized defoaming bath) held in a reduced pressure state.
  • the barriers 36a, 36b, 336a, and 336b disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-7344 and the crossing sill 14 illustrated in Japanese Patent Laid-Open No. 9-124323 are apparently the same as the first member and the second member of the present invention, respectively. Even if they are similar, combining the barriers 36a, 36b, 336a, 336b and the crossing sill 14 into the bubble floating means of the present invention has never been easily invented by a person skilled in the art. It is.
  • the first layer and the second member are disposed at appropriate positions in the defoaming tank (depressurized defoaming tank), so that the middle layer of the molten glass containing residual bubbles. It is possible to generate a flow that efficiently increases the flow rate. Further, as described later, by providing a gap through which the molten glass can pass between the inner wall of the defoaming tank (depressurized defoaming tank) and the second member, or the molten glass can pass through the second member itself. By providing the gap, it is possible to make the residual bubbles that have once floated stay near the surface layer without lowering. These effects improve the defoaming efficiency.
  • the defoaming device (vacuum defoaming device) 10 of the present invention in order to exhibit the effect of providing the bubble floating means, that is, the effect of inducing the middle layer of the molten glass containing residual bubbles to the surface layer (surface) of the molten glass. For this, it is necessary to provide the first member 14 over the entire width direction of the flow path of the molten glass G of the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c).
  • h 1 0.25 h to 0.75 h is more preferable, and 0.3 h to 0.7 h is more preferable.
  • D is usually 1.8 to 7.0 h, preferably 2.0 to 5.4 h, more preferably 2 .3 to 4.7 h.
  • the shape of the first member is not limited to that illustrated.
  • the first member 14 in the cross-sectional shape shown in FIG. 1, the first member 14 is provided perpendicular to the horizontal direction, but the first member 14 may be inclined downstream or upstream.
  • the first member 14 has a flat plate shape, but the planar shape of the first member 14 is not limited to this.
  • 10 and 11 are plan views similar to FIG. However, the planar shape of the first member is different from the first member 14 shown in FIG.
  • the first member 14a shown in FIG. 10 has a substantially V-shaped planar shape, and the first member 14b shown in FIG. 11 has a convex (stepped) planar shape. 10 and 11, the planar shape of the second member is also different from that in FIG. 3.
  • the second member in FIG. 10 is a second member 15a shown in FIGS. 12 and 14, and the second member in FIG. 11 is a second member 15b shown in FIGS.
  • the first member 14a shown in FIG. 10 needs to have a substantially V-shaped narrower upstream width.
  • the first member having a convex planar shape it is necessary to provide a convex shape with a narrow lateral width on the upstream side, like the first member 14b shown in FIG.
  • the 1st member from which the width in a plane shape differs by the upstream side and a downstream side it is necessary to satisfy the following formula (1).
  • w 1 is the lateral width of the first member on the upstream side
  • w 2 is the lateral width of the first member on the downstream side.
  • the first member whose planar shape satisfies the above formula (1) includes residual bubbles even if it is other than the substantially V-shaped first member 14a shown in FIG. 10 and the convex first member 14b shown in FIG.
  • the effect of guiding the middle layer of the molten glass to the surface layer of the molten glass is superior to the flat plate-shaped first member 14 shown in FIG.
  • Examples of the first member whose planar shape satisfies the above formula (1) include a first member whose planar shape is U-shaped in addition to the above.
  • the first member 14 has a flat plate shape in which the lower surface immersed in the molten glass is horizontal, but the shape of the first member is not limited to this.
  • the first member may have a deformed portion such as a convex portion or a concave portion on the lower surface immersed in the molten glass.
  • the first member may have a shape in which a lower surface immersed in molten glass is curved in a U-shape or the like.
  • the second member 15 is different from the first member 14 in the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11 a, 11 b, 11 c).
  • the molten glass G is not provided between the second member 15 and the inner wall (side wall) of the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c). There is a gap through which can pass.
  • the middle layer of the molten glass containing residual bubbles is molten glass.
  • the second member 15 and the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 are exhibited. 11c), it is preferable to provide a gap through which the molten glass G can pass between the inner walls (side walls), so that the molten glass guided to the surface layer of the molten glass can be prevented from moving downward.
  • the defoaming device (vacuum defoaming device) 10 of the present invention guides the middle layer of the molten glass containing residual bubbles to the surface layer of the molten glass by the bubble floating means, but the molten glass originally located in the middle layer is When it moves to the surface layer, the molten glass guided to the surface layer of the molten glass moves downward, and there is a possibility that residual bubbles cannot be defoamed.
  • the molten glass G is interposed between the second member 15 and the inner wall (side wall) of the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c).
  • the molten glass with few residual bubbles means that when the number of residual bubbles in the middle layer of the molten glass is a / kg, the number of residual bubbles is 0.01 ⁇ a / kg or less, preferably 0.005. It is a molten glass of ⁇ a pieces / kg or less, more preferably 0.001 ⁇ a pieces / kg or less.
  • the second member 15a shown in FIGS. 12 and 14 has a substantially T-shaped cross section, and includes a second member 15b having a substantially T-shape and a defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a, 11b).
  • a gap 16 through which the molten glass G can pass is present between the inner wall (the side wall and the bottom wall surface).
  • the molten glass G has a strip-shaped cross section, and the strip-shaped second member 15b and the inner wall (bottom wall surface) of the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a, 11b). Between the two, there is a gap 16 through which the molten glass G can pass. 12 to 15, the molten glass that has passed through the gap enters the lower side of the molten glass guided to the surface of the molten glass by the bubble levitation means and becomes a new middle layer of the molten glass. Since the molten glass guided to the surface layer of the glass does not move downward and the remaining bubbles can be degassed, the clarification effect of the molten glass is improved.
  • the molten glass there is a gap through which the molten glass can pass between the second member and the inner wall (side wall and bottom wall surface) of the defoaming tank (depressurized defoaming tank).
  • a gap through which molten glass can pass may exist in the member itself.
  • the second member 15 shown in FIGS. 5, 7, and 9 is advantageous because it has a simple shape, and the defoaming tank (reduced pressure defoaming tank) 11 (11a, 11b). , 11c) is particularly preferable because it is easy to attach to the inner wall and is excellent in the above-described effects caused by providing a gap. That is, in the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c), the flow rate of the molten glass in the central portion of the molten glass flow path is high and the residence time of the molten glass is shortened.
  • the number of bubbles passing through the central portion of the molten glass channel per time is larger than that of the side portion of the molten glass channel.
  • the shape of the second member 15 shown in FIGS. 5, 7, and 9 is more preferable because it is excellent in the effect of defoaming residual bubbles in the molten glass that passes through the center of the molten glass flow path.
  • the maximum value of the inner diameter in the horizontal direction of the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 is W 1
  • the maximum width of the second member 15 is W 2 .
  • the effect of inducing the middle layer of the molten glass containing residual bubbles to the surface layer of the molten glass, and the above-mentioned is caused by providing a gap. It is preferable because it is excellent in both of the effects.
  • the second member 15 shown in FIGS. 5, 7, and 9 more preferably satisfies the relational expression 0.3 ⁇ W 2 / W 1 ⁇ 0.85, and the relational expression 0.5 ⁇ W 2 / W 1 ⁇ 0. .8 is more preferable.
  • the height from the bottom of the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a, 11b, 11c) to the lower end of the first member 14 is h 1 .
  • the middle layer of the molten glass containing residual bubbles is satisfied by satisfying the relational expression h 1 ⁇ h 2.
  • the effect of inducing to the surface layer of the molten glass is exhibited.
  • h 1 and h 2 satisfy the following formula (4). h 2 -h 1 ⁇ 20mm (4)
  • h 2 When the height of the liquid surface of the molten glass G is h, it is preferable that h 2 ⁇ 0.3 h.
  • h 1 is preferably 90 mm or more.
  • h 2 When h 2 is in the above range, it is preferable for exhibiting the effect of inducing the middle layer of the molten glass containing residual bubbles to the surface layer of the molten glass.
  • h 2 ⁇ h may be satisfied. That is, the upper end of the second member may be higher than the liquid level of the molten glass G.
  • h 2 is more preferably 0.4 to 0.9 h, and further preferably 0.5 to 0.8 h.
  • the shape of the second member is not limited to that illustrated.
  • the second member 15 is provided perpendicular to the horizontal direction, but the second member 15 may be inclined to the downstream side or the upstream side.
  • the second member 15 has a flat plate shape, but the planar shape of the second member 15 is not limited to this.
  • the planar shape of the second member may be substantially V-shaped like the first member 14a shown in FIG. 10, and the planar shape of the second member is like the first member 14b shown in FIG. It may be convex.
  • the planar shape of the second member may be U-shaped.
  • the distance d between the first member 14 and the second member 15 in the flow direction of the molten glass G is 50 to 400 mm. If the distance d between the first member 14 and the second member 15 is more than 400 mm, the effect of guiding the middle layer of the molten glass containing residual bubbles to the surface layer of the molten glass cannot be exhibited sufficiently. If the distance d between the first member 14 and the second member 15 is less than 50 mm, the distance between the two members is too narrow, and the flow of the molten glass G is hindered.
  • the distance d between the first member 14 and the second member 15 is preferably 80 to 350 mm, more preferably 100 to 300 mm, and further preferably 130 to 250 mm.
  • the distance from the upstream end of the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 to the first member 14 is 0.1 L or more. It is preferable to provide a bubble floating means so that It is more preferable to provide a bubble floating means so that the distance from the upstream end of the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 to the first member 14 is 0.2 L or more, and it becomes 0.4 to 0.9 L. More preferably, a bubble floating means is provided on the surface.
  • the dimension of the defoaming tank (vacuum defoaming tank) 11 may be appropriately selected according to the shape of the defoaming apparatus (vacuum defoaming apparatus) 10 or the defoaming tank (vacuum defoaming tank) 11 to be used. It can be within the following range. Length of molten glass channel in the horizontal direction: 1-20m Maximum width of molten glass channel: 0.2-10m In the case of a cylindrical defoaming tank (vacuum defoaming tank) 11a having an elliptical cross section as shown in FIG. 4, an example of the dimensions is as follows. Horizontal length: 1-20m Inner diameter (major axis): 0.2-3m
  • two or more bubble floating means may be provided in the defoaming tank (depressurized defoaming tank).
  • the defoaming tank vacuum defoaming tank
  • the distance between the bubble floating means that is, the distance between the second member located on the upstream side and the first member located on the downstream side. Needs to be 100 mm or more.
  • the distance between the bubble floating means is preferably 200 mm or more, and more preferably 400 mm or more.
  • the distance between the bubble floating means is preferably 1500 mm or less.
  • FIG. 16 is a view similar to FIG. 3, and FIGS. 17 and 18 are cross-sectional views of the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 shown in FIG. 16 cut along line CC ′.
  • the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a) shown in FIG. 17 has an elliptical cross section
  • the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11b) shown in FIG. 18 has a rectangular cross section.
  • a third member 17 is provided on the downstream side of the second member.
  • the second member 15 shown in FIGS. 5 and 7 is excellent in the effect of defoaming residual bubbles in the molten glass that passes through the central portion of the molten glass flow path, so that it is suitable as the second member.
  • there is a gap through which the molten glass G can pass between the second member 15 and the inner wall (side wall) of the defoaming tank (depressurized defoaming tank) 11 (11a, 11b) it contains residual bubbles.
  • the middle layer of the molten glass When the middle layer of the molten glass is guided to the surface layer of the molten glass, it is guided not to the center of the molten glass flow path but to the side wall of the defoaming tank 11 (11a, 11b) and floated to the surface layer of the molten glass.
  • the distribution of residual bubbles may be uneven. If the third member 17 shown in FIGS. 16 to 18 is provided on the downstream side of the second member 15 shown in FIGS. 5 and 7, the second member 15 is guided toward the side wall of the defoaming tank 11 (11a, 11b).
  • the molten glass can be guided to the center of the molten glass flow path, and the residual bubbles floating on the surface layer of the molten glass can be uniformly distributed.
  • two or more third members may be provided. That is, the third member may be provided on the downstream side of each second member. On the other hand, only one third member may be provided. That is, the third member may be provided on the downstream side of the second member on the most downstream side.
  • first member 14 and the second member 15 are in contact with the molten glass, it is necessary to use a material excellent in heat resistance and corrosion resistance to the molten glass.
  • materials having excellent heat resistance and corrosion resistance to molten glass include platinum, platinum alloys such as platinum-gold alloys and platinum-rhodium alloys, and non-ceramic materials. Examples thereof include metal inorganic materials and dense refractories.
  • dense refractories include, for example, electrocast refractories such as alumina electrocast refractories, zirconia electrocast refractories, alumina-zirconia-silica electrocast refractories, and dense alumina refractories. And dense fired refractories such as dense zirconia-silica refractories and dense alumina-zirconia-silica refractories.
  • the first member 14 and the second member 15 (and the third member when the third member 17 is provided) have the above-described shapes of the planar shape and the cross-sectional shape cut along the line AA ′ or the line BB ′. As long as it is, it is not specifically limited, A plate-shaped member may be sufficient and a block-shaped member may be sufficient.
  • defoaming device 10 in contact with the molten glass
  • the defoaming tank (vacuum defoaming tank) 11 the rising pipe 12 and the descending pipe 13 are also heat resistant and corrosion resistant to the molten glass. It is necessary to use an excellent material, and the above-described platinum, platinum alloy, ceramic-based non-metallic inorganic material, dense refractory, or the like is used.
  • the clarification effect of the molten glass in the vacuum degassing tank was evaluated by simulation.
  • the behavior of bubbles in the molten glass was analyzed by a computer program using the finite element method. Note that bubbles were randomly generated at the lower end of the riser, and the molten glass was calculated with a temperature of 1430 ° C. and a viscosity of 100 Pa ⁇ s.
  • the vacuum degassing tank was evaluated with an elliptical cross section as shown in FIG. The dimensions of the vacuum degassing tank and the liquid surface height of the molten glass are as follows.
  • Example 1 About the vacuum degassing tank having an elliptical cross section, the first member is the first member 14 shown in FIGS. 3 and 4 and the second member is the second member 15 shown in FIGS. 3 and 5. evaluated.
  • the dimensions of the first member 14 and the second member 15 and the installation positions in the molten glass flow path are as follows.
  • Table 1 the pressure difference between P th and P 0 and the longest flying distance are shown.
  • the P 0 is an absolute pressure at which 10,000 bubbles with a diameter of 100 ⁇ m can be degassed when the second member is not provided. Comparative Example 1 is an example where the second member is not provided.
  • Example 2 It implemented similarly to Example 1 except the point which inclined the 2nd member.
  • the second member is disposed such that the upper end portion is inclined toward the downstream side and is inclined by 61 ° with respect to the vertical direction (29 ° with respect to the horizontal direction).
  • Example 3 The same operation as in Example 1 was performed except that the first member was the first member 14a shown in FIG.
  • the height h 1 from the bottom of the defoaming tank to the lower end of the first member is 85 mm
  • the height (thickness) of the first member is 165 mm
  • the distance from the upstream end of the molten glass flow path to the upstream end of the first member is It was 4.5 m.
  • Example 10 L 1 was 524 mm and L 2 was 498 mm. The distance d between the downstream end of the first member and the second member was 627 mm.
  • Example 4 The same operation as in Example 1 was performed except that the first member was the first member 14b shown in FIG. The height h 1 from the bottom of the defoaming tank to the lower end of the first member is 125 mm, the height (thickness) of the first member is 125 mm, and the distance from the upstream end of the molten glass flow path to the upstream end of the first member is It was 4.5 m. In FIG. 11, L 3 was 200 mm, and L 4 was 188 mm. The distance d between the downstream end of the first member and the second member was 150 mm.
  • Example 5 Second member: second member 15a shown in FIG. Second member height h 2 : 178 mm In FIG. 12, H 2 was 75 mm and L 5 was 200 mm. The distance d between the downstream end of the first member and the second member was 263 mm.
  • Example 6 Second member: second member 15b shown in FIG. Second member height h 2 : 178 mm H 3 in FIG. 13 was 93 mm. The distance d between the downstream end of the first member and the second member was 263 mm.
  • Table 2 also shows the results of Example 1 for comparison.
  • Example 7 For Example 1, were carried out varying the W 2 120 mm, the three types of 200mm and 280 mm.
  • the values of P th -P 0 were 1.1 kPa (225 mm), 1.4 kPa (375 mm), and 1.3 kPa (525 mm), respectively.
  • Examples 8 to 13, Comparative Examples 2 to 3 The h 2 in the configuration of Example 1 was changed as shown in the following table, and Examples 8 to 13, Comparative Example 2, and Comparative Example 3 were carried out. The results are shown in Table 3.
  • Example 14 In Example 1, the distance d between the first member and the second member was changed as shown in Table 4, and Examples 14 to 20 were performed. The results are shown in Table 4.
  • Example 21 Evaluation was performed for a vacuum degassing tank having a rectangular cross section as shown in FIG.
  • the dimensions of the vacuum degassing tank and the liquid surface height of the molten glass are as follows.
  • Molten glass flow path length L 4.0 m
  • Maximum inner diameter W 1 of molten glass flow path W 1 975 mm
  • Depressurization tank height D 600 mm
  • Liquid surface height of molten glass 200 mm
  • the clarification effect of the molten glass was evaluated in the case where the first member was the first member 14 shown in FIGS. 3 and 6 and the second member was the second member 15 shown in FIGS. 3 and 7.
  • the dimensions of the first member 14 and the second member 15 and the installation positions in the molten glass flow path are as follows.
  • P th the absolute pressure at which 10,000 bubbles with a diameter of 100 ⁇ m can be defoamed, and the distance from the upstream end of the defoaming tank at the site where the bubbles finally floated (the longest) Floating distance
  • the clarification effect can be improved without changing the conditions of the clarification process, such as lowering the degree of vacuum or increasing the temperature of the molten glass.
  • the defoaming device of the present invention can be used to remove bubbles from molten glass. It should be noted that the entire contents of the specification, claims, drawings and abstract of Japanese Patent Application No. 2008-150557 filed on June 9, 2008 are cited here as disclosure of the specification of the present invention. Incorporated.
  • Defoaming device vacuum defoaming device
  • Defoaming tank vacuum defoaming tank
  • ascending pipe 13 descending pipe 14
  • 14a, 14b first member
  • 15a, 15b second member
  • gap 17 third member 200: melting tank 220: upstream pit 240: downstream pit G: molten glass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)

Abstract

 減圧度や溶融ガラスの温度といった清澄工程の条件を変更することなしに清澄効果を向上させることができる溶融ガラスの脱泡装置の提供。  脱泡槽を備えた溶融ガラスの脱泡装置において、前記脱泡槽内に、第1部材および第2部材を有する気泡浮上手段が設けられており、前記第1部材は、少なくとも一部が溶融ガラスに浸漬するように、かつ、前記脱泡槽の溶融ガラスの流路の幅方向全体にわたって配設されるように前記脱泡槽の内壁に取り付けられており、前記第2部材は、前記脱泡槽の底面側から上方に向かって延びるように前記脱泡槽の内壁に取り付けられていることを特徴とする溶融ガラスの脱泡装置。

Description

溶融ガラスの脱泡装置
 本発明は、連続的に供給される溶融ガラスから気泡を除去するための溶融ガラスの脱泡装置に関する。
 従来、成形されたガラス製品の品質を向上させるために、溶解炉で原料を溶解した溶融ガラスを成形装置で成形する前に、溶融ガラス内に発生した気泡を除去する清澄工程が利用されている。
 この清澄工程では、清澄剤として硫酸ナトリウム(Na2SO4)等を原料内に予め添加し、原料を溶融して得られた溶融ガラスを所定温度に一定時間貯留、維持することにより溶融ガラス内の気泡を成長・浮上させて除去する方法が知られている。
 また、減圧雰囲気内に溶融ガラスを導入し、この減圧雰囲気下、連続的に流れる溶融ガラス流内の気泡を大きく成長させて溶融ガラス内に含まれる気泡を浮上させ破泡させて除去し、その後減圧雰囲気から排出する減圧脱泡方法が知られている。
 このような減圧脱泡方法では、溶融ガラス流を形成し、該溶融ガラス流を、減圧雰囲気内、具体的には、内部が所定の減圧度に保持された減圧脱泡槽内で移動させる。減圧脱泡槽内を移動する際、溶融ガラス内に含まれる気泡を比較的短時間に成長させ、大きく成長した気泡の浮力を利用して溶融ガラス中を浮上させ、溶融ガラスの表面で気泡を破泡させることで、効率よく溶融ガラス表面から気泡の除去を行うことができる。この際、溶融ガラスの表面から気泡を効果的に除去するには、減圧脱泡槽内を移動する際に、溶融ガラス中の気泡が溶融ガラス表面まで浮上するように、気泡の浮上速度を大きくしなければならない。さもなければ、気泡を含んだ溶融ガラスが減圧脱泡槽から流出して、最終製品が気泡を含んだものになる。
 このため、減圧脱泡を行なう減圧雰囲気の圧力をできるだけ低くして気泡を大きく成長させて浮上速度を速めることで、減圧脱泡の効果を向上させることができると考えられる。しかし、減圧脱泡する減圧雰囲気の圧力を低くすると、溶融ガラス内部に新たな気泡が多数発生し、溶融ガラス表面に浮上した気泡が破泡することなく多数浮遊して泡層を形成し、この泡層の一部が溶融ガラスとともに排出され、気泡を含んだ溶融ガラスとなる場合がある。また、泡層が成長すると、溶融ガラス流の液面の温度を下げて破泡させることが困難になり、泡層を一層発達させる。その結果、減圧雰囲気の槽内が、破泡されなかった泡で一杯に満たされる。そのため、前記槽内に一杯に満たされた泡層が槽の天井部分に付着する不純物と接触し、最終的に溶融ガラス内にこの不純物を混入させてしまうおそれもある。そのため、減圧雰囲気の圧力を過度に低くすることは、減圧脱泡処理を効果的に行う点から好ましくない(特許文献1参照)。
 また、溶融ガラス内の気泡の浮上速度は、気泡の大きさの他、溶融ガラスの粘度によっても定まるので、溶融ガラスの粘度を下げることで、すなわち溶融ガラスの温度を上げることで、効果的に気泡を浮上させることができると考えられる。しかし、溶融ガラスの温度を必要以上に高くすると、溶融ガラスと接触する流路の材料、例えばレンガ等の耐火物との反応が活発化し、新たな気泡を溶融ガラス内に発生させる他、流路の材料が一部溶融ガラス内に溶出してガラスの品質の低下につながる。また、溶融ガラスの温度を高くすると、流路の材料自体の強度も低下し、装置の寿命を短くする他、溶融ガラスの温度を高く維持するための加熱装置等の余分な設備も必要になる。そのため、溶融ガラスの減圧脱泡処理を適切かつ効果的に行うためには、圧力を過度に低くすることはできず、溶融ガラスの設定温度も必要以上に高くできない(特許文献1参照)。
特開2000-302456号公報
 上記した従来技術の問題点を解決するため、本発明は、減圧度や溶融ガラスの温度といった清澄工程の条件を変更することなしに清澄効果を向上させることができる溶融ガラスの脱泡装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本発明は、溶融ガラスの導入口及び排出口を有する脱泡槽を備えた溶融ガラスの脱泡装置において、
 前記脱泡槽内に、第1部材および第2部材を有する気泡浮上手段が設けられており、
 前記第1部材は、少なくとも一部が溶融ガラスに浸漬するように、かつ、前記脱泡槽の溶融ガラスの流路の幅方向全体にわたって配設されるように前記脱泡槽の内壁に取り付けられており、
 前記第2部材は、前記脱泡槽の底面側から上方に向かって延びるように前記脱泡槽の内壁に取り付けられており、
 前記第1部材および前記第2部材が下記(1)~(3)を満たすように配設されていることを特徴とする溶融ガラスの脱泡装置を提供する。
(1)前記第1部材が前記第2部材に対して溶融ガラスの流動方向における上流側に位置する。
(2)溶融ガラスの流動方向における前記第1部材と前記第2部材との距離が50~400mmである。
(3)前記脱泡槽の底面から前記第1部材の下端までの高さをh1、前記脱泡槽の底面から前記第2部材の上端までの高さをh2とするとき、関係式h1≦h2を満足する。
 本発明の溶融ガラスの脱泡装置においては、前記第2部材に溶融ガラスの通過が可能な間隙が設けられていることが好ましい。
 また、本発明の溶融ガラスの脱泡装置において、前記脱泡槽の内壁と、前記第2部材と、の間に溶融ガラスの通過が可能な間隙を有することが好ましい。
 また、本発明の溶融ガラスの脱泡装置において、前記脱泡槽の水平方向の内径の最大値をW1、前記第2部材の横幅の最大値をW2とするとき、関係式0.2≦W2/W1≦0.9を満足することが好ましい。
 また、本発明の溶融ガラスの脱泡装置において、前記脱泡槽の底面から前記第1部材の下端までの高さh1が70~250mmであることが好ましい。
 また、本発明の溶融ガラスの脱泡装置において、前記第1部材の平面形状が、下記式を満たすことが好ましい。
 w1 < w2
(式中、w1は溶融ガラス流動方向上流側における前記第1部材の横幅であり、w2は溶融ガラス流動方向下流側における前記第1部材の横幅である。)
 また、本発明の溶融ガラスの脱泡装置において、前記脱泡槽内に、前記気泡浮上手段が2つ以上設けられていてもよい。
 本発明の溶融ガラスの脱泡装置によれば、減圧度や溶融ガラスの温度といった清澄工程の条件を変更することなしに、溶融ガラスの中層に存在する残留気泡を脱泡させて、溶融ガラスの清澄効果を向上させることができる。本発明の溶融ガラスの脱泡装置は、減圧脱泡装置として用いた場合に特に優れた効果を発揮するが、減圧脱泡方法以外の清澄方法、例えば、高温清澄方法、清澄剤としてHeを用いた清澄方法、清澄剤としてSbやAsの酸化物を用いた清澄方法、またはそれらの組み合わせ等による脱泡装置として用いた場合でも従来の脱泡装置に比べて優れた効果を発揮する。
図1は、本発明の溶融ガラスの脱泡装置の一構成例を示す断面図である。 図2は、図1に示す脱泡装置10の一部を切り欠いた断面を示す斜視図である。 図3は、図1に示す脱泡装置10の平面図である。 図4は、図1に示す脱泡槽(断面楕円形状)11の線A-A’断面における断面図である。 図5は、図1に示す脱泡槽(断面楕円形状)11の線B-B’断面における断面図である。 図6は、図1に示す脱泡槽(断面矩形)11の線A-A’断面における断面図である。 図7は、図1に示す脱泡槽(断面矩形)11の線B-B’断面における断面図である。 図8は、図1に示す脱泡槽(断面逆台形)11の線A-A’断面における断面図である。 図9は、図1に示す脱泡槽(断面逆台形)11の線B-B’断面における断面図である。 図10は、第1部材の平面形状を略V字状に形成した脱泡装置10の平面図である。 図11は、第1部材の平面形状を階段状(凸字状)に形成した脱泡装置10の平面図である。 図12は、T字状に形成した第2部材を有する脱泡槽(断面楕円形状)11の線B-B’断面における断面図である。 図13は、帯状に形成した第2部材を有する脱泡槽(断面楕円形状)11の線B-B’断面における断面図である。 図14は、T字状に形成した第2部材を有する脱泡槽(断面矩形)11の線B-B’断面における断面図である。 図15は、帯状に形成した第2部材を有する脱泡槽(断面矩形)11の線B-B’断面における断面図である。 図16は、本発明の溶融ガラスの脱泡装置であって、第2部材15の下流側に第3部材17が設けられている実施態様を示す脱泡装置10の平面図である。 図17は、断面楕円形状の脱泡槽11の線C-C’断面における断面図である。 図18は、矩形断面の脱泡槽11の線C-C’断面における断面図である。
 以下、図面を参照して本発明を説明する。
 図1は、本発明の溶融ガラスの脱泡装置(以下、「本発明の脱泡装置」という。)を減圧脱泡装置として構成した場合の一構成例を示す断面図である。本発明の脱泡装置は、減圧脱泡装置として構成することが最も好ましいが、減圧脱泡装置以外の溶融ガラスの脱泡装置、例えば、高温清澄方法、清澄剤としてHeを用いた清澄方法、清澄剤としてSbやAsの酸化物を用いた清澄方法、またはそれらの組み合わせ等による脱泡装置として用いた場合でも優れた清澄効果を発揮する。これら減圧脱泡装置以外の脱泡装置として、本発明の脱泡装置を構成する場合、これら脱泡装置の脱泡槽内に、後述する気泡浮上手段としての第1部材および第2部材を設ける。
 図1に示す脱泡装置(減圧脱泡装置)10は、内部が溶融ガラスの流路をなす中空構造の脱泡槽(減圧脱泡槽)11を有する。脱泡槽11の断面形状は、円形、半円形状および楕円形状のような略円形状であってもよく、矩形、台形、六角形および八角形等の多角形形状であってもよい。
 脱泡槽(減圧脱泡槽)11は、内部の気圧が大気圧未満に設定されており、供給された溶融ガラスG中の泡を浮上及び破泡させる。脱泡槽(減圧脱泡槽)11は溶融ガラスの導入口及び排出口を有しており、該溶融ガラスの導入口には上昇管12が接続されており、該溶融ガラスの排出口には下降管13が接続されている。上昇管12は、脱泡処理前の溶融ガラスGを吸引上昇させて該脱泡槽(減圧脱泡槽)11に導入する溶融ガラスGの導入手段である。このため、上昇管12の下端部は、上流ピット220内の溶融ガラスGに浸漬されている。上流ピット220には、溶解槽200から溶融ガラスGが供給される。一方、下降管14は、脱泡処理後の溶融ガラスGを脱泡槽(減圧脱泡槽)11から下降させて導出する溶融ガラスGの導出手段である。このため、下降管13の下端部は、下流ピット240内の溶融ガラスGに浸漬されている。下流ピット240内の溶融ガラスGは、後工程の処理槽(図示していない)へと導出される。
 以下、本明細書において、「上流」および「下流」と言った場合、脱泡装置10を流通する溶融ガラスGの流動方向における上流および下流を意味する。また、「上流側」および「下流側」と言った場合、脱泡装置10を流通する溶融ガラスGの流動方向における上流側および下流側を意味する。
 なお、図示していないが、脱泡槽(減圧脱泡槽)11は、通常、減圧ハウジング内に収容されており、減圧ハウジング内を減圧吸引することにより、脱泡槽(減圧脱泡槽)11内部の気圧が大気圧未満の減圧状態に保持される。一方、脱泡槽(減圧脱泡槽)11が減圧ハウジング内に収容されていない場合、脱泡槽(減圧脱泡槽)11の溶融ガラスGの上部空間を、減圧ポンプ等を用いて減圧吸引することで、減圧脱泡槽11内部の気圧が大気圧未満の減圧状態に保持される。
 本発明の脱泡装置(減圧脱泡装置)10では、脱泡槽(減圧脱泡槽)11内に第1部材14および第2部材15を有する気泡浮上手段が設けられている。
 以下、図1に加えて図2~9を参照して気泡浮上手段について説明する。
 図2は、図1に示す脱泡装置(減圧脱泡装置)10の一部を切り欠いた断面を示す斜視図である。なお、図2の斜視図は、脱泡槽(減圧脱泡槽)11の断面形状が矩形の場合の図である。図3は、図1に示す脱泡装置(減圧脱泡装置)10の平面図である。但し、脱泡槽(減圧脱泡槽)11の内部構造が見えるように、脱泡槽(減圧脱泡槽)11上部の壁面が省略されている。図4,6,8は、脱泡槽(減圧脱泡槽)11を線A-A’に沿って切断した断面図である。図5,7,9は、脱泡槽(減圧脱泡槽)11を線B-B’に沿って切断した断面図である。なお、図4,5に示す脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a)は断面形状が楕円形状であり、図6,7に示す脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11b)は断面形状が矩形であり、図8,9に示す脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11c)は断面形状が台形である。
 図中、第1部材14は、少なくとも一部が溶融ガラスGに浸漬するように、かつ、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の溶融ガラスの流路の幅方向全体にわたって配設されるように脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の内壁に取り付けられている。
 第2部材15は、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の底面から上方に向かって延びるように脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の内壁に取り付けられている。
 図において、第1部材14および第2部材15は、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の内壁に直接的に取り付けられているが、支持部材を介して間接的に脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の内壁に取り付けられていてもよい。
 本発明の脱泡装置(減圧脱泡装置)10において、第1部材14および第2部材15は、下記(1)~(3)を満たすように脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)内に配設されている。
(1)第1部材14が第2部材15に対して上流側に位置する。
(2)溶融ガラスGの流動方向における第1部材14と第2部材15との距離dが50~400mmである。
(3)脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の底面から第1部材14の下端までの高さをh1、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の底面から第2部材15の上端までの高さをh2とするとき、関係式h1≦h2を満足する。
 減圧脱泡方法は、内部が減圧状態に保持された脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)中に溶融ガラスを通過させることにより、該溶融ガラス流中の気泡を大きく成長させて、溶融ガラス表面に浮上させて破泡させることで該溶融ガラス中の気泡を除去するものであるが、減圧脱泡時の諸々の条件、例えば、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)内の減圧度、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)内の温度、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)に供給される溶融ガラス中の気泡の量、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)内での溶融ガラスの流速等によっては、溶融ガラス中に存在する気泡の一部が溶融ガラスの表面まで浮上できない場合がある。このような残留気泡は減圧脱泡では除去できない。
 本願発明者らは、溶融ガラス中の気泡の挙動について鋭意検討した結果、このような残留気泡は主として溶融ガラスの中層に存在することを見出した。ここで、溶融ガラスの中層とは、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)内を流動する溶融ガラスGのうち、表層(溶融ガラスGの液面の高さをhとするとき0.95hよりも上側の部分)と、底層(溶融ガラスGの液面の高さをhとするとき0.2hよりも下側の部分)と、を除いた部分を指す。言い換えると、溶融ガラスの中層とは、溶融ガラスGの液面の高さをhとすると0.2h~0.95hの部分を指す。
 本発明の脱泡装置(減圧脱泡装置)では、気泡浮上手段として、上記を満たす第1部材14および第2部材15を設けることにより、残留気泡を含む溶融ガラスの中層を溶融ガラスの表層に誘導することができる。
 残留気泡を含む溶融ガラスの中層が溶融ガラスの表層に誘導されると、残留気泡が溶融ガラスの表面から近い位置に存在するようになること、および、溶融ガラスのヘッド圧が小さくなるため、残留気泡が成長しやすくなり、残留気泡の脱泡が促進される。この結果、溶融ガラスの清澄効果が向上する。
 本発明の脱泡装置(減圧脱泡装置)10において、気泡浮上手段として、上記を満たす第1部材14および第2部材15を設けることは必須である。
 第1部材に外見上類似した構造は、特開2000-7344号公報に示す溶融ガラスの減圧脱泡装置において、バリア36a,36b,336a,336bとして示されている。また、第2部材に外見上類似した構造は、特開平9-124323号公報に記載のガラス溶解炉において、該溶解炉の上流帯域と下流帯域を画定する横断敷居14として示されている。
 しかしながら、これらの構造は、本発明の気泡浮上手段とは機能が異なっている。特開2000-7344号公報に示す溶融ガラスの減圧脱泡装置において、バリア36a,36b,336a,336bは、バリア36a,36b,336a,336bに到達するまでに、溶融ガラス表面に浮上していた気泡を堰止めて破泡させるものであり、残留気泡を含む溶融ガラスの中層を溶融ガラスの表層(表面)に誘導することは全く意図していない。一方、特開平9-124323号公報に示すガラス溶解炉において、横断敷居14は、該溶解炉14の上流帯域と下流帯域を画定し、該上流帯域、該下流帯域でそれぞれ形成される溶融ガラスの対流再循環を分離するものであり、残留気泡を含む溶融ガラスの中層を溶融ガラスの表層(表面)に誘導することは全く意図していない。すなわち、特開平9-124323号公報に示すガラス溶解炉において、横断敷居14から下流の下流帯域は、溶融ガラスの清澄区画であるが、該下流帯域で溶融ガラスを対流再循環させることで溶融ガラスの清澄を行うものであり、減圧状態に保持された脱泡槽(減圧脱泡槽)内に溶融ガラスを通過させることで該溶融ガラスの清澄を行う本発明の脱泡装置(減圧脱泡装置)とは、溶融ガラスの清澄についての考え方が明らかに異なっている。しかも、横断敷居14の存在により、下流帯域の溶融ガラスは溶融ガラス表面、すなわち、上方ではなく下方に誘導されている。以上述べた点から明らかなように、特開2000-7344号公報に示すバリア36a,36b,336a,336b、および、特開平9-124323号公報に示す横断敷居14は、それらが有する機能が全く異なっており、しかも、本発明における気泡浮上手段とも機能が全く異なっている。さらに、特開2000-7344号公報および特開平9-124323号公報には、溶融ガラスの中層に残留気泡が存在するとは記載されておらず、該残留気泡を浮上させて、破泡させて除去することが必要であることは当然記載されていない。したがって、特開2000-7344号公報に示すバリア36a,36b,336a,336b、および、特開平9-124323号公報に示す横断敷居14が、それぞれ本発明の第1部材および第2部材と外見上類似していたとしても、バリア36a,36b,336a,336bと、横断敷居14と、を組み合わせて本発明の気泡浮上手段とすることは、いわゆる当業者にとって決して容易に発明することができなかったのである。
 本発明の脱泡装置(減圧脱泡装置)では、脱泡槽(減圧脱泡槽)内に第1部材と第2部材を適正な位置に配置することにより、残留気泡を含む溶融ガラスの中層を効率的に上昇させる流れを生じさせることができる。また、後述するように、脱泡槽(減圧脱泡槽)の内壁と第2部材との間に溶融ガラスが通過可能な間隙を設けることにより、もしくは第2部材自体に溶融ガラスが通過可能な間隙を設けることにより、一旦浮上した残留気泡を下降させることなく表層近くに滞在させることが可能となる。これらの効果により脱泡効率が向上する。
 本発明の脱泡装置(減圧脱泡装置)10において、気泡浮上手段を設けることによる効果、すなわち、残留気泡を含む溶融ガラスの中層を溶融ガラスの表層(表面)に誘導する効果を発揮するためには、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の溶融ガラスGの流路の幅方向全体にわたって第1部材14を設ける必要がある。
 脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の底面から第1部材14の下端までの高さh1は、溶融ガラスGの液面の高さをhとするとき、h1=0.2h~0.8hであることが好ましい。例えば、溶融ガラスGの液面の高さhが300mmであるとき、h1は60~240mmであることが好ましい。
 h1が上記の範囲であれば、残留気泡を含む溶融ガラスの中層を溶融ガラスの表層に誘導する効果を発揮するうえで好ましく、かつ、第1部材14を設けることによって、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)内での溶融ガラスGの流れが阻害されることがない。
 h1=0.25h~0.75hであることがより好ましく、0.3h~0.7hであることがより好ましい。
 なお、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の溶融ガラス流路の高さDと、溶融ガラスGの液面の高さhと、の関係は、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の種類によって異なるが、白金製または白金合金製の脱泡槽(減圧脱泡槽)の場合、通常はD=1.1~4.0hであり、好ましくは1.25~2.7hであり、より好ましくは1.3~2.4hである。一方、緻密質耐火物製の脱泡槽(減圧脱泡槽)の場合、通常はD=1.8~7.0hであり、好ましくは2.0~5.4hであり、より好ましくは2.3~4.7hである。
 本発明の脱泡装置(減圧脱泡装置)10において、第1部材の形状は図示したものに限定されない。
 例えば、図1に示す断面形状において、第1部材14は水平方向に対して垂直に設けられているが、該第1部材14は下流側または上流側に傾斜していてもよい。例えば、第1部材14の上端が下流側に傾斜する場合の傾斜角度を正とするとき(第1部材14の上端が上流側に傾斜する場合の傾斜角度を負とするとき)、傾斜角度αが-30°~+30°の範囲内で、第1部材14は下流側または上流側に傾斜していてもよい。
 また、図3に示す平面形状において、第1部材14は平板状であるが、第1部材14の平面形状はこれに限定されない。図10,11は図3と同様の平面図である。但し、第1部材の平面形状が図3に示す第1部材14とは異なっている。図10に示す第1部材14aは平面形状が略V字状であり、図11に示す第1部材14bは平面形状が凸状(階段状)である。なお、図10,11では第2部材の平面形状も図3とは異なっている。図10の第2部材は図12,14に示す第2部材15aであり、図11の第2部材は図13,15に示す第2部材15bである。
 図10,11に示す第1部材14a,14bは、残留気泡を含む溶融ガラスの中層を溶融ガラスの表層に誘導する効果が図3に示す平板状の第1部材14より優れている。
 但し、平面形状が略V字状をした第1部材を用いる場合は、図10に示す第1部材14aのように、上流側の横幅が狭い略V字状にする必要がある。同様に、平面形状が凸状をした第1部材を用いる場合は、図11に示す第1部材14bのように、上流側の横幅が狭い凸状にする必要がある。
 平面形状における横幅が上流側と、下流側と、で異なる第1部材を用いる場合、下記式(1)を満たす必要がある。
 w1 < w2 ・・・(1)
 式中、w1は上流側における第1部材の横幅であり、w2は下流側における第1部材の横幅である。
 平面形状が上式(1)を満たす第1部材は、図10に示す略V字状の第1部材14a、図11に示す凸状の第1部材14b以外であっても、残留気泡を含む溶融ガラスの中層を溶融ガラスの表層に誘導する効果が図3に示す平板状の第1部材14よりも優れている。平面形状が上式(1)を満たす第1部材としては、上記以外に平面形状がU字状の第1部材が挙げられる。
 平面形状における横幅が上流側と、下流側と、で異なる第1部材を用いる場合、下記式(2)を満たすことがより好ましく、下記式(3)を満たすことがさらに好ましい。
 w1 < 0.5×w2 ・・・(2)
 w1 < 0.1×w2 ・・・(3)
 また、図4,6,8に示す断面形状において、第1部材14は溶融ガラスに浸漬する下面が水平になった平板状であるが、第1部材の形状はこれに限定されない。例えば、図4,6,8に示す向きの断面形状において、第1部材は溶融ガラスに浸漬する下面に凸部、凹部等の異形部を有していてもよい。また、第1部材は溶融ガラスに浸漬する下面がU字状等に湾曲した形状であってもよい。
 図2,3,5,7,9に示すように、第2部材15は、第1部材14とは違い、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の溶融ガラスの流路の幅方向全体にわたって設けられておらず、第2部材15と脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の内壁(側壁)と、の間には、溶融ガラスGが通過可能な間隙が存在する。
 第1部材14と同様に、第2部材15を脱泡槽(減圧脱泡槽)11の溶融ガラスの流路の幅方向全体にわたって設けた場合でも、残留気泡を含む溶融ガラスの中層を溶融ガラスの表層(表面)に誘導する効果は発揮されるが、図2,3,5,7,9に示すように、第2部材15と、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の内壁(側壁)と、の間には、溶融ガラスGが通過可能な間隙を設けると、溶融ガラスの表層に誘導した溶融ガラスが下方に移動するのを防止できるので好ましい。
 本発明の脱泡装置(減圧脱泡装置)10は、気泡浮上手段により残留気泡を含む溶融ガラスの中層を溶融ガラスの表層に誘導するものであるが、本来中層に位置していた溶融ガラスが表層に移動すると、溶融ガラスの表層に誘導させた溶融ガラスが下方に移動してしまい、残留気泡を脱泡させることができなくなるおそれがある。
 図2,3,5,7,9に示すように、第2部材15と脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の内壁(側壁)と、の間に溶融ガラスGが通過可能な間隙を設ければ、気泡浮上手段により溶融ガラスの表層に誘導された溶融ガラスの下側に、間隙を通過した残留気泡のない溶融ガラス、もしくは残留気泡の少ない溶融ガラスが入りこんで新たな溶融ガラスの中層となるため、溶融ガラスの表層に誘導させた溶融ガラスが下方に移動することがなく、残留気泡を脱泡させることができるため、溶融ガラスの清澄効果が向上する。ここで、残留気泡の少ない溶融ガラスとは、溶融ガラスの中層における残留気泡の数をa個/kgとするとき、残留気泡の数が0.01×a個/kg以下、好ましくは0.005×a個/kg以下、より好ましくは0.001×a個/kg以下の溶融ガラスである。
 図12および図13は図5と同様の図であり、図14および図15は図7と同様の図である。但し、第2部材の形状が図5,7とは異なっている。図12,14に示す第2部材15aは、断面形状が略T字状であり、略T字状をした第2部材15bと、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b)の内壁(側壁および底部の壁面)と、の間に溶融ガラスGが通過可能な間隙16が存在している。
 図13,15に示す第2部材15bは、断面形状が帯状であり、帯状をした第2部材15bと、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b)の内壁(底部の壁面)と、の間に溶融ガラスGが通過可能な間隙16が存在している。
 図12~15の構成であっても、気泡浮上手段により溶融ガラスの表層に誘導された溶融ガラスの下側に間隙を通過した溶融ガラスが入りこんで新たな溶融ガラスの中層となるため、溶融ガラスの表層に誘導させた溶融ガラスが下方に移動することがなく、残留気泡を脱泡することができるため、溶融ガラスの清澄効果が向上する。
 なお、図示した形態では、第2部材と脱泡槽(減圧脱泡槽)の内壁(側壁および底部の壁面)と、の間に溶融ガラスが通過可能な間隙が存在しているが、第2部材自体に溶融ガラスが通過可能な間隙が存在していてもよい。
 上記した第2部材の中でも、図5,7,9に示す第2部材15が、単純な形状であることから作製が有利であり、かつ脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の内壁に取り付けるのが容易であり、さらに、間隙を設けることにより生じる上述した効果に優れるので特に好ましい。すなわち、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)では溶融ガラス流路の中央部における溶融ガラスの流速が速く溶融ガラスの滞在時間が短くなるため、溶融ガラスの中層において、溶融ガラス流路の側部よりも溶融ガラス流路の中央部のほうが時間当たりに通過する泡数が多くなる。図5,7,9に示す第2部材15の形状は、溶融ガラス流路の中央部を通過する溶融ガラス中の残留気泡を脱泡する効果に優れるのでより好ましい。
 図5,7,9に示す第2部材15は、脱泡槽(減圧脱泡槽)11の水平方向の内径の最大値をW1、第2部材15の横幅の最大値をW2とするとき、関係式0.2≦W2/W1≦0.9を満足することが、残留気泡を含む溶融ガラスの中層を溶融ガラスの表層に誘導する効果、および、間隙を設けることにより生じる上述した効果のいずれにも優れることから好ましい。
 図5,7,9に示す第2部材15は、関係式0.3≦W2/W1≦0.85を満足することがより好ましく、関係式0.5≦W2/W1≦0.8を満足することがさらに好ましい。
 本発明の脱泡装置(減圧脱泡装置)10において、脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b,11c)の底面から第1部材14の下端までの高さをh1、脱泡槽(減圧脱泡槽)11の底面から第2部材15の上端までの高さをh2とするとき、関係式h1≦h2を満足することで、残留気泡を含む溶融ガラスの中層を溶融ガラスの表層に誘導する効果が発揮される。
 本発明の脱泡装置(減圧脱泡装置)10において、h1およびh2は下記式(4)を満たすことがより好ましい。
 h2-h1 ≧ 20mm  (4)
 溶融ガラスGの液面の高さをhとするとき、h2≧0.3hであることが好ましい。例えば、溶融ガラスGの液面の高さhが300mmであるとき、h1は90mm以上であることが好ましい。
 h2が上記の範囲であれば、残留気泡を含む溶融ガラスの中層を溶融ガラスの表層に誘導する効果を発揮するうえで好ましい。
 なお、第2部材と脱泡槽(減圧脱泡槽)の内壁(側壁)と、の間には、溶融ガラスGが通過可能な間隙が存在する場合、若しくは第2部材自体に溶融ガラスGが通過可能な間隙が存在する場合は、h2≧hであってもよい。すなわち、第2部材の上端が溶融ガラスGの液面よりも高くてもよい。
 h2は0.4~0.9hであることがより好ましく、0.5~0.8hであることがさらに好ましい。
 本発明の脱泡装置(減圧脱泡装置)10において、第2部材の形状は図示したものに限定されない。
 例えば、図1に示す断面形状において、第2部材15は水平方向に対して垂直に設けられているが、該第2部材15は下流側または上流側に傾斜していてもよい。例えば、第2部材15の上端が下流側に傾斜する場合の傾斜角度を正とするとき(第2部材15の上端が上流側に傾斜する場合の傾斜角度を負とするとき)、傾斜角度βが-30°~+30°の範囲内で、より好ましくは-15°~+15°の範囲内で、さらに好ましくは-5°~+5°の範囲内で第2部材15は下流側または上流側に傾斜していてもよい。
 また、図3に示す平面形状において、第2部材15は平板状であるが、第2部材15の平面形状はこれに限定されない。例えば、図10に示す第1部材14aのように、第2部材の平面形状が略V字状であってもよく、図11に示す第1部材14bのように、第2部材の平面形状が凸状であってもよい。また、第2部材の平面形状はU字状であってもよい。
 本発明の脱泡装置(減圧脱泡装置)10において、溶融ガラスGの流動方向における第1部材14と第2部材15との距離dが50~400mmである。第1部材14と第2部材15との距離dが400mm超だと、残留気泡を含む溶融ガラスの中層を溶融ガラスの表層に誘導する効果を十分発揮することができない。第1部材14と第2部材15との距離dが50mm未満だと、両者の距離が狭すぎるため溶融ガラスGの流動が阻害される。
 第1部材14と第2部材15との距離dは、80~350mmであることが好ましく、100~300mmであることがより好ましく、130~250mmであることがさらに好ましい。
 脱泡槽(減圧脱泡槽)11の溶融ガラス流路の長さをLとするとき、脱泡槽(減圧脱泡槽)11の上流端から第1部材14までの距離が0.1L以上になるように気泡浮上手段を設けることが好ましい。脱泡槽(減圧脱泡槽)11の上流端から第1部材14までの距離が0.2L以上になるように気泡浮上手段を設けることがより好ましく、0.4~0.9Lとなるように気泡浮上手段を設けることがさらに好ましい。
 なお、脱泡槽(減圧脱泡槽)11の寸法は、使用する脱泡装置(減圧脱泡装置)10や、脱泡槽(減圧脱泡槽)11の形状に応じて適宜選択することができるが、下記範囲とすることができる。
水平方向における溶融ガラス流路の長さ:1~20m
溶融ガラス流路の最大幅:0.2~10m
 図4に示すような断面が楕円形状をした円筒状の脱泡槽(減圧脱泡槽)11aの場合、その寸法の一例は以下の通りである。
水平方向における長さ:1~20m
内径(長径):0.2~3m
 本発明の脱泡装置(減圧脱泡装置)において、脱泡槽(減圧脱泡槽)内に気泡浮上手段を2つ以上設けてもよい。脱泡槽(減圧脱泡槽)内に気泡浮上手段を2つ以上設けた場合、残留気泡を含む溶融ガラスの中層を溶融ガラスの表層に誘導する効果が向上する。
 脱泡槽(減圧脱泡槽)内に気泡浮上手段を2つ以上設ける場合、気泡浮上手段間の距離、すなわち、上流側に位置する第2部材と下流側に位置する第1部材との距離を100mm以上とする必要がある。気泡浮上手段間の距離は200mm以上とすることが好ましく、400mm以上とすることがより好ましい。また、気泡浮上手段間の距離は1500mm以下とすることが好ましい。
 本発明の脱泡装置(減圧脱泡装置)において、脱泡槽(減圧脱泡槽)内に気泡浮上手段以外の要素を設けてもよい。図16は図3と同様の図であり、図17および図18は、図16に示す脱泡槽(減圧脱泡槽)11を線C-C’に沿って切断した断面図である。なお、図17に示す脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a)は断面形状が楕円形状であり、図18に示す脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11b)は断面形状が矩形である。
 図16~18に示す脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b)では、第2部材14よりも下流側に第3部材17が設けられている。上述したように、図5,7に示す第2部材15は、溶融ガラス流路の中央部を通過する溶融ガラス中の残留気泡を脱泡する効果に優れるので第2の部材として好適な形態であるが、第2部材15と脱泡槽(減圧脱泡槽)11(11a,11b)の内壁(側壁)と、の間に溶融ガラスGが通過可能な間隙が存在するため、残留気泡を含む溶融ガラスの中層が溶融ガラスの表層に誘導される際に、溶融ガラス流路の中央部ではなく、脱泡槽11(11a,11b)の側壁方向に誘導されて、溶融ガラスの表層に浮上した残留気泡の分布が不均一になる場合がある。図5,7に示す第2部材15の下流側に図16~18に示す第3部材17を設ければ、第2部材15により脱泡槽11(11a,11b)の側壁方向に誘導された溶融ガラスを溶融ガラス流路の中央部に誘導することができ、溶融ガラスの表層に浮上した残留気泡を均一に分布させることができる。
 脱泡槽(減圧脱泡槽)内に気泡浮上手段を2つ以上設ける場合、第3部材も2つ以上設けてもよい。すなわち、個々の第2部材に対してその下流側に第3部材を設けてもよい。一方、第3部材は1つのみ設けてもよい。すなわち、最も下流側の第2部材に対してその下流側に第3部材を設けてもよい。
 第1部材14および第2部材15(第3部材17を設ける場合は第3部材17も)は、溶融ガラスと接触するため、耐熱性及び溶融ガラスに対する耐食性に優れた材料を用いる必要がある。第1部材14および第2部材15に用いることができる耐熱性及び溶融ガラスに対する耐食性に優れた材料としては、白金や、白金-金合金および白金-ロジウム合金のような白金合金、セラミックス系の非金属無機材料、緻密質耐火物等が挙げられる。緻密質耐火物の具体例としては、例えば、アルミナ系電鋳耐火物、ジルコニア系電鋳耐火物、アルミナ-ジルコニア-シリカ系電鋳耐火物等の電鋳耐火物、並びに緻密質アルミナ系耐火物、緻密質ジルコニア-シリカ系耐火物及び緻密質アルミナ-ジルコニア-シリカ系耐火物等の緻密質焼成耐火物が挙げられる。
 第1部材14および第2部材15(第3部材17を設ける場合は第3部材も)は、その平面形状および、線A-A’または線B-B’で切断した断面形状が上記した形状である限り特に限定されず、板状の部材であってもよく、ブロック状の部材であってもよい。
 溶融ガラスと接触する脱泡装置(減圧脱泡装置)10の他の構成要素、すなわち、脱泡槽(減圧脱泡槽)11、上昇管12および下降管13も耐熱性及び溶融ガラスに対する耐食性に優れた材料を用いる必要があり、上記した白金、白金合金、セラミックス系の非金属無機材料、緻密質耐火物等を用いる。
 以下、実施例及び比較例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
 減圧脱泡槽での溶融ガラスの清澄効果をシミュレーションにより評価した。シミュレーションにおいては、有限要素法を用いたコンピュータプログラムにより溶融ガラス中の気泡の挙動を解析した。なお、気泡は上昇管の下端でランダムに発生し、溶融ガラスは温度1430℃、粘度100Pa・sであるものと設定して演算した。
 減圧脱泡槽は図4に示すような断面が楕円形状のもので評価した。減圧脱泡槽の寸法および溶融ガラスの液面の高さはそれぞれ以下の通り。
溶融ガラス流路の長さL:9m
溶融ガラス流路の水平方向の内径の最大値W1:480mm
減圧脱泡槽の高さD:320mm
溶融ガラスの液面の高さ:250mm
 減圧脱泡槽を通過する溶融ガラスは以下のように想定した。
ガラス:液晶表示装置(LCD)用無アルカリガラス(旭硝子株式会社製AN100)
流量:70トン/日
減圧脱泡槽通過時の温度(平均):1430℃
減圧脱泡槽通過時の粘性:100Pa・s
減圧脱泡槽通過時の密度:2380kg/m3
(実施例1)
 断面楕円形状の減圧脱泡槽について、第1部材が図3および図4に示す第1部材14で、第2部材が図3および図5に示す第2部材15の場合について、脱泡性能を評価した。第1部材14および第2部材15の寸法、および、溶融ガラス流路における設置位置はそれぞれ以下の通り。
[第1部材14]
脱泡槽の底面から第1部材の下端までの高さh1:125mm
第1部材の高さ(厚み)H1:125mm
溶融ガラス流路の上流端からの距離:4.5m
[第2部材15]
第2部材の高さh2:178mm
第2部材の横幅の最大値W2:200mm
第1部材と第2部材の距離d:175mm
 脱泡性能については、直径100μmの気泡10,000個が脱泡可能な絶対圧(Pth)、および、気泡が最後に浮上してきた部位の脱泡槽の上流端からの距離(最長浮上距離)を評価した。Pthの値が大きいほど脱泡性能に優れている。また、最長浮上距離が小さいほど脱泡性能に優れている。結果を表1に示す。なお、表1においては、前記PthとP0との圧力差と最長浮上距離を示している。前記P0は、第2部材を設けなかった場合において直径100μmの気泡10,000個が脱泡可能な絶対圧である。比較例1は、第2部材を設けない場合の例である。
(実施例2)
 第2部材を傾斜させた点以外は実施例1と同様に実施した。前記第2部材は、上端部が下流側に向かって傾斜し、鉛直方向に対して61°(水平方向に対して29°)傾斜するように配設した。
(実施例3)
 第1部材を図10に示す第1部材14aとした点以外は実施例1と同様に実施した。脱泡槽の底面から第1部材の下端までの高さh1は85mm、第1部材の高さ(厚み)は165mm、溶融ガラス流路の上流端から第1部材の上流端までの距離は4.5mであった。図10中のL1は524mm、L2は498mmであった。第1部材の下流側の端部と第2部材との距離dは627mmであった。
(実施例4)
 第1部材を図11に示す第1部材14bとした点以外は実施例1と同様に実施した。脱泡槽の底面から第1部材の下端までの高さh1は125mm、第1部材の高さ(厚み)は125mm、溶融ガラス流路の上流端から第1部材の上流端までの距離は4.5mであった。図11中のL3は200mm、L4は188mmであった。第1部材の下流側の端部と第2部材との距離dは150mmであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 次に、第1部材を図3および図4に示す第1部材14に固定した状態で、第2部材を以下の2通りに変えた点以外は実施例1と同様に実施した。
(実施例5)
第2部材:図12に示す第2部材15a
第2部材の高さh2:178mm
図12中のH2は75mm、L5は200mmであった。第1部材の下流側の端部と第2部材との距離dは263mmであった。
(実施例6)
第2部材:図13に示す第2部材15b
第2部材の高さh2:178mm
図13中のH3は93mmであった。第1部材の下流側の端部と第2部材との距離dは263mmであった。
 結果を表2に示す。なお、表2には比較のため実施例1の結果も示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
(実施例7)
 実施例1について、W2を120mm、200mmおよび280mmの3通りに変えて実施した。それぞれのPth-P0の値は1.1kPa(225mm)、1.4kPa(375mm)、1.3kPa(525mm)であった。
(実施例8~13、比較例2~3)
 実施例1の構成におけるh2を下記表に示すように変え、実施例8~13、比較例2、比較例3として実施した。結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 なお、実施例1の構成における脱泡槽の底面から第1部材の下端までの高さh1を125mm、105mm、85mmと3通りに変えて実施したが、Pth-P0の値のh1変更による差は0.1kPa以下であり、溶融ガラスの清澄効果には影響を与えなかった。
(実施例14~20)
 実施例1について、第1部材と第2部材との距離dを表4に示すように変え、実施例14~20として実施した。結果を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
(実施例21)
 減圧脱泡槽が図6に示すような断面が矩形のものについて評価を実施した。減圧脱泡槽の寸法および溶融ガラスの液面の高さはそれぞれ以下の通り。
溶融ガラス流路の長さL:4.0m
溶融ガラス流路の水平方向の内径の最大値W1:975mm
減圧脱泡槽の高さD:600mm
溶融ガラスの液面の高さ: 200mm
 第1部材が図3および図6に示す第1部材14で、第2部材が図3および図7に示す第2部材15の場合について溶融ガラスの清澄効果を評価した。第1部材14および第2部材15の寸法、および、溶融ガラス流路における設置位置はそれぞれ以下の通り。
第1部材14
脱泡槽の底面から第1部材の下端までの高さh1:100mm
第1部材の高さ(厚み):100mm
溶融ガラス流路の上流端からの距離:2.0m
第2部材15
第2部材の高さh2:140mm
第2部材の横幅の最大値W2:459mm
第1部材と第2部材の距離d:181mm
 溶融ガラスの清澄効果については、直径100μmの気泡10,000個が脱泡可能な絶対圧(Pth)、および、気泡が最後に浮上してきた部位の脱泡槽の上流端からの距離(最長浮上距離)を評価した。結果を表5に示す。なお、表5においては、PthとP0’との圧力差を示している。前記P0’は、第2部材を設けなかった場合において直径100μmの気泡10,000個が脱泡可能な絶対圧である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 以上のように、本発明の脱泡装置によれば、減圧度を下げたり溶融ガラスの温度を上げたりするなどの、清澄工程の条件変更をすることなく清澄効果を向上させることができる。
 本発明の脱泡装置は、溶融ガラスから気泡を除去するために利用できる。
 なお、2008年6月9日に出願された日本特許出願2008-150557号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
 10:脱泡装置(減圧脱泡装置)
 11:脱泡槽(減圧脱泡槽)
 12:上昇管
 13:下降管
 14,14a,14b:第1部材
 15,15a,15b:第2部材
 16:空隙
 17:第3部材
 200:溶解槽
 220:上流ピット
 240:下流ピット
 G:溶融ガラス

Claims (7)

  1.  溶融ガラスの導入口及び排出口を有する脱泡槽を備えた溶融ガラスの脱泡装置において、
     前記脱泡槽内に、第1部材および第2部材を有する気泡浮上手段が設けられており、
     前記第1部材は、少なくとも一部が溶融ガラスに浸漬するように、かつ、前記脱泡槽の溶融ガラスの流路の幅方向全体にわたって配設されるように前記脱泡槽の内壁に取り付けられており、
     前記第2部材は、前記脱泡槽の底面側から上方に向かって延びるように前記脱泡槽の内壁に取り付けられており、
     前記第1部材および前記第2部材が下記(1)~(3)を満たすように配設されていることを特徴とする溶融ガラスの脱泡装置。
    (1)前記第1部材が前記第2部材に対して溶融ガラスの流動方向における上流側に位置する。
    (2)溶融ガラスの流動方向における前記第1部材と前記第2部材との距離が50~400mmである。
    (3)前記脱泡槽の底面から前記第1部材の下端までの高さをh1、前記脱泡槽の底面から前記第2部材の上端までの高さをh2とするとき、関係式h1≦h2を満足する。
  2.  前記第2部材に溶融ガラスの通過が可能な間隙が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の溶融ガラスの脱泡装置。
  3.  前記脱泡槽の内壁と、前記第2部材と、の間に溶融ガラスの通過が可能な間隙を有することを特徴とする請求項1に記載の溶融ガラスの脱泡装置。
  4.  前記脱泡槽の水平方向の内径の最大値をW1、前記第2部材の横幅の最大値をW2とするとき、関係式0.2≦W2/W1≦0.9を満足することを特徴とする請求項3に記載の溶融ガラスの脱泡装置。
  5.  前記脱泡槽の底面から前記第1部材の下端までの高さh1が70~250mmであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の溶融ガラスの脱泡装置。
  6.  前記第1部材の平面形状が、下記式を満たすことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の溶融ガラスの脱泡装置。
     w1 < w2
    (式中、w1は溶融ガラス流動方向上流側における前記第1部材の横幅であり、w2は溶融ガラス流動方向下流側における前記第1部材の横幅である。)
  7.  前記脱泡槽内に、前記気泡浮上手段が2つ以上設けられていることを特徴とする1ないし6のいずれかに記載の溶融ガラスの脱泡装置。
PCT/JP2009/060482 2008-06-09 2009-06-08 溶融ガラスの脱泡装置 WO2009151034A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200980122207.3A CN102056849B (zh) 2008-06-09 2009-06-08 熔融玻璃的脱泡装置
JP2010516850A JP5630265B2 (ja) 2008-06-09 2009-06-08 溶融ガラスの脱泡装置
KR1020107022354A KR101379601B1 (ko) 2008-06-09 2009-06-08 용융 유리의 탈포 장치
KR1020137013391A KR20130079606A (ko) 2008-06-09 2009-06-08 용융 유리의 탈포 장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-150557 2008-06-09
JP2008150557 2008-06-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009151034A1 true WO2009151034A1 (ja) 2009-12-17

Family

ID=41416741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/060482 WO2009151034A1 (ja) 2008-06-09 2009-06-08 溶融ガラスの脱泡装置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5630265B2 (ja)
KR (2) KR20130079606A (ja)
CN (1) CN102056849B (ja)
TW (1) TWI401222B (ja)
WO (1) WO2009151034A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011145526A1 (ja) * 2010-05-19 2011-11-24 旭硝子株式会社 溶融ガラスの減圧脱泡装置、溶融ガラスの製造方法、およびガラス製品の製造方法
JP5456895B2 (ja) * 2011-03-31 2014-04-02 AvanStrate株式会社 ガラス板製造方法
JPWO2012132472A1 (ja) * 2011-03-31 2014-07-24 AvanStrate株式会社 ガラス板の製造方法
JP2017065973A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 AvanStrate株式会社 ガラス基板の製造方法およびガラス基板の製造装置
EP3173384A4 (en) * 2014-07-24 2018-03-07 Asahi Glass Company, Limited Glass melt production device, glass melt production method, glass product production device, and glass product production method

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101583372B1 (ko) * 2013-09-03 2016-01-07 주식회사 엘지화학 이질 유리 제거 장치 및 이를 포함하는 유리 제조 장치
CN107596939B (zh) * 2017-10-24 2020-05-05 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 检测装置、搅拌器及脱泡方法
KR102201724B1 (ko) * 2019-08-07 2021-01-13 주식회사 에이치에스테크놀로지 기포제거장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0769648A (ja) * 1993-09-02 1995-03-14 Canon Inc 硝子溶融炉
JP2005154216A (ja) * 2002-11-29 2005-06-16 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラス溶融炉及びガラスの製造方法
JP2007055893A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Schott Ag ガラス溶融体清澄方法及びこの方法を実施する装置
WO2008026606A1 (fr) * 2006-08-29 2008-03-06 Asahi Glass Company, Limited Structure de conduit pour verre fondu et dégazéificateur sous vide utilisant ladite structure

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60233832D1 (de) * 2001-09-28 2009-11-05 Asahi Glass Co Ltd Vakuumentgasungsvorrichtung für geschmolzenes Glas

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0769648A (ja) * 1993-09-02 1995-03-14 Canon Inc 硝子溶融炉
JP2005154216A (ja) * 2002-11-29 2005-06-16 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラス溶融炉及びガラスの製造方法
JP2007055893A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Schott Ag ガラス溶融体清澄方法及びこの方法を実施する装置
WO2008026606A1 (fr) * 2006-08-29 2008-03-06 Asahi Glass Company, Limited Structure de conduit pour verre fondu et dégazéificateur sous vide utilisant ladite structure

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011145526A1 (ja) * 2010-05-19 2011-11-24 旭硝子株式会社 溶融ガラスの減圧脱泡装置、溶融ガラスの製造方法、およびガラス製品の製造方法
CN102917988A (zh) * 2010-05-19 2013-02-06 旭硝子株式会社 熔融玻璃的减压脱泡装置、熔融玻璃的制造方法及玻璃制品的制造方法
JP5737288B2 (ja) * 2010-05-19 2015-06-17 旭硝子株式会社 溶融ガラスの減圧脱泡装置、溶融ガラスの製造方法、およびガラス製品の製造方法
JP5456895B2 (ja) * 2011-03-31 2014-04-02 AvanStrate株式会社 ガラス板製造方法
JPWO2012132472A1 (ja) * 2011-03-31 2014-07-24 AvanStrate株式会社 ガラス板の製造方法
JP5616450B2 (ja) * 2011-03-31 2014-10-29 AvanStrate株式会社 ガラス板の製造方法
EP3173384A4 (en) * 2014-07-24 2018-03-07 Asahi Glass Company, Limited Glass melt production device, glass melt production method, glass product production device, and glass product production method
JP2017065973A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 AvanStrate株式会社 ガラス基板の製造方法およびガラス基板の製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI401222B (zh) 2013-07-11
KR20110016863A (ko) 2011-02-18
TW201008888A (en) 2010-03-01
JP5630265B2 (ja) 2014-11-26
CN102056849A (zh) 2011-05-11
KR101379601B1 (ko) 2014-03-28
CN102056849B (zh) 2014-05-14
KR20130079606A (ko) 2013-07-10
JPWO2009151034A1 (ja) 2011-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5630265B2 (ja) 溶融ガラスの脱泡装置
KR100667643B1 (ko) 용융 유리 플로우의 감압 탈포 방법
JP5365630B2 (ja) 減圧脱泡装置、ガラス製品の製造装置、及びガラス製品の製造方法
JP5397371B2 (ja) 溶融ガラス製造装置およびそれを用いた溶融ガラス製造方法
EP1731488B1 (en) Vacuum degassing apparatus for molten glass
JP5700046B2 (ja) 溶融ガラスの減圧脱泡装置、溶融ガラスの減圧脱泡方法、ガラス製品の製造装置およびガラス製品の製造方法
EP2248774B1 (en) Vacuum degassing apparatus and vacuum degassing method for molten glass
US11097972B2 (en) Arrangement structure for bubbling apparatuses of furnace
JP5737285B2 (ja) 溶融ガラスの減圧脱泡方法
JP4821165B2 (ja) 溶融ガラスの減圧脱泡装置、および該減圧脱泡装置を用いた溶融ガラスの清澄方法
JP4513248B2 (ja) 減圧脱泡装置および減圧脱泡方法
KR20150113837A (ko) 청징조, 유리 물품 제조 장치, 및 유리 물품의 제조 방법
JP2004035395A (ja) ガラス溶融物を清澄するための装置
CN1962500A (zh) 平板玻璃、尤其可转变成玻璃陶瓷的浮法玻璃的制造方法
JP2023001476A (ja) フロートガラス製造装置、及びフロートガラス製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980122207.3

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09762464

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010516850

Country of ref document: JP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20107022354

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09762464

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1