WO2010147188A1

WO2010147188A1 - 溶融ガラスの減圧脱泡装置、およびそれを用いた溶融ガラス製造方法

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Publication number: WO2010147188A1
Application number: PCT/JP2010/060310
Authority: WO
Inventors: 元之広瀬; 信治竹下
Original assignee: 旭硝子株式会社
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2010-06-17
Publication date: 2010-12-23
Also published as: TWI412500B; TW201114710A; KR20120031932A; JPWO2010147188A1; CN102803162A

Abstract

　減圧ハウジングの天井部に設けられた窓部、および、その周辺の減圧ハウジングの天井部に付着した溶融ガラスからのガス成分の凝集物を、運転を停止することなしに除去することができる減圧脱泡装置を提供。　減圧脱泡槽の天井部には、少なくとも１つの槽開口部が設けられており、減圧ハウジングの天井部には、前記槽開口部の水平方向の位置に一致する位置に、少なくとも１つの窓部が設けられており、前記窓部は、減圧ハウジングの天井部に設けられたハウジング開口部と、該ハウジング開口部にはめ込まれた透明な窓と、で構成され、前記透明な窓は窓開口部を有し、該窓開口部は耐熱性ゴム製の栓で閉止されており、該耐熱性ゴム製の栓は前記窓開口部と同一方向に配向する孔を有し、該孔に金属製の棒状部材からなる異物除去手段が挿入されていることを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置。

Description

溶融ガラスの減圧脱泡装置、およびそれを用いた溶融ガラス製造方法

　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溶融ガラスの減圧脱泡装置、およびそれを用いた溶融ガラスの清澄方法に関する。

　従来より、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設けられている。
　この清澄工程では、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、溶融ガラス表面で気泡を破泡させて除去し、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（特許文献１参照）。

　減圧脱泡方法を実施する際に使用される従来の減圧脱泡装置の一般的構成を図４に示した。
　図４に示す減圧脱泡装置１００において、円筒形状をした減圧脱泡槽１２０は、その長軸が水平方向に配向するように減圧ハウジング１１０内に収納配置されている。減圧脱泡槽１２０の上流側の下面には垂直方向に配向する上昇管１３０が、下流側の下面には下降管１４０が取り付けられている。なお、減圧脱泡槽１２０の上流側および下流側とは、減圧脱泡槽１２０を流動する溶融ガラスＧの流動方向における上流側および下流側を意味する。上昇管１３０及び下降管１４０は、その一部が減圧ハウジング１１０内に位置している。

　上昇管１３０は減圧脱泡槽１２０と連通しており、溶解槽３００からの溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１２０に導入する導入手段である。このため、上昇管１３０の下端部は、上流ピット３２０の開口端に挿入され、この上流ピット３２０内の溶融ガラスＧに浸漬されている。
　下降管１４０は、減圧脱泡槽１２０に連通しており、減圧脱泡後の溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１２０から下降させて後工程の処理槽（図示せず）に導出する導出手段である。このため、下降管１４０の下端部は、下流ピット３４０の開口端に挿入され、この下流ピット３４０内の溶融ガラスＧに浸漬されている。
　減圧ハウジング１１０内において、減圧脱泡槽１２０、上昇管１３０及び下降管１４０の周囲には、これらを断熱被覆する断熱用レンガ等の断熱材１５０が配設されている。

　図４に示す減圧脱泡装置１００において、減圧ハウジング１１０の天井部には、真空ポンプ（図示せず）等によって真空吸引することにより、該減圧ハウジング１１０の内部を減圧状態に保持するための吸引開口部２００が設けられている。
　該減圧ハウジング１１０内に収容配置された減圧脱泡槽１２０の天井部にも、該減圧脱泡槽１２０の内部を減圧状態に保持するための槽開口部１６０ａ，１６０ｂが設けられている。槽開口部１６０ａは上昇管１３０の上方に位置しており、槽開口部１６０ｂは下降管１４０の上方に位置している。

特開平１１－１３０４４２号公報

　減圧脱泡装置において、減圧ハウジングの天井部には減圧脱泡槽の内部を観察し、モニタするための窓部が設けられていることが好ましい。図５は、窓部が設けられた減圧脱泡装置の構成を示した図である。
　図５に示す減圧脱泡装置１００´において、減圧ハウジング１１０の天井部には、減圧脱泡槽１２０の内部をモニタするための窓部１７０ａ，１７０ｂが設けられている。
　窓部１７０ａ，１７０ｂは、槽開口部１６０ａ，１６０ｂ上方の減圧ハウジング１１０の天井部に設けられており、該減圧ハウジング１１０の天井部に設けられたハウジング開口部１８０ａ，１８０ｂを含む。槽開口部１６０ａ，１６０ｂを介して減圧脱泡槽１２０の内部を観察できるように、該減圧ハウジング１１０の天井部に設けられたハウジング開口部１８０ａ，１８０ｂには透明な窓１９０ａ，１９０ｂがはめ込まれている。なお、窓部１７０ａ，１７０ｂとは、減圧ハウジング１１０の天井部に設けられたハウジング開口部１８０ａ，１８０ｂと、該ハウジング開口部１８０ａ，１８０ｂにはめ込まれた透明な窓１９０ａ，１９０ｂと、を含んだ構造を指す。

　図５に示す減圧脱泡装置１００´を用いて減圧脱泡を実施する際、溶融ガラス表面で気泡が破泡することによってガス成分（以下、「溶融ガラスからのガス成分」という。）が発生するが、溶融ガラスからのガス成分が凝集物として、窓部１７０ａ，１７０ｂやその周辺の減圧ハウジング１１０の天井部に付着する場合がある。また、窓部１７０ａ，１７０ｂやその周辺の減圧ハウジング１１０の部材と、溶融ガラスからのガス成分と、が反応することによる生成物や、該生成物もしくは溶融ガラスからのガス成分の凝集物が熱によって変性した生成物が減圧ハウジング１１０の天井部に付着する場合がある。
　以下、本明細書において、凝集物が窓部１７０ａ，１７０ｂ，１７ａ，１７ｂやその周辺の減圧ハウジング１１０，１１の天井部に付着するといった場合、溶融ガラスからのガス成分の凝集物が窓部１７０ａ，１７０ｂ，１７ａ，１７ｂやその周辺の減圧ハウジング１１０の天井部に付着することに加えて、上記の反応生成物や熱変性による生成物が窓部１７０ａ，１７０ｂ，１７ａ，１７ｂやその周辺の減圧ハウジング１１０，１１の天井部に付着することも包含する。

　このような凝集物が窓部１７０ａ，１７０ｂ、特に、窓１９０ａ，１９０ｂに付着すると減圧脱泡槽１２０内部をモニタするのが困難となる。
　また、窓部１７０ａ，１７０ｂやその周辺の減圧ハウジング１１０の天井部に付着した凝集物が減圧脱泡槽１２０内に落下して、該減圧脱泡槽１２０を流通する溶融ガラスに混入すると、溶融ガラスの異物となる。

　このため、窓部１７０ａ，１７０ｂやその周辺の減圧ハウジング１１０の天井部に付着した凝集物を定期的に除去する必要があるが、この作業は減圧脱泡装置の運転を停止して実施することが必要となることから、生産性やガラス製品の歩留まりを低下させる。

　上記した問題点を解決するため、本発明は、減圧ハウジングの天井部に設けられた窓部、および、その周辺の減圧ハウジングの天井部に付着した溶融ガラスからのガス成分の凝集物を、減圧脱泡装置の運転を停止することなしに除去することができる減圧脱泡装置を提供することを目的とする。

　上記の目的を達成するため、本発明は、減圧吸引される減圧ハウジングと、前記減圧ハウジング内に設けられ、溶融ガラスの減圧脱泡を行う減圧脱泡槽と、前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡前の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽に導入する導入手段と、前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡後の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽から導出する導出手段とを有する溶融ガラスの減圧脱泡装置であって、
　前記減圧脱泡槽の天井部には、少なくとも１つの槽開口部が設けられており、
　前記減圧ハウジングの天井部には、前記槽開口部と対となり前記減圧脱泡槽の内部をモニタするための、少なくとも１つの窓部が設けられており、
　前記窓部は、減圧ハウジングの天井部に設けられたハウジング開口部と、該ハウジング開口部にはめ込まれた透明な窓と、で構成され、
　前記透明な窓は窓開口部を有し、該窓開口部は耐熱性ゴム製の栓で閉止されており、該耐熱性ゴム製の栓は前記窓開口部と同一方向に配向する孔を有し、該孔に金属製の棒状部材からなる異物除去手段が挿入されていることを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置を提供する。
　なお、前記槽開口部と対となるとは、前記槽開口部の水平方向位置が前記窓部の水平方向位置に対応していることをいう。この場合は、前記槽開口部の水平方向位置と前記窓部の水平方向位置が一致せず、前記減圧脱泡槽内部を斜め方向からモニタする場合を含む。斜め方向からモニタする場合でも、前記減圧脱泡槽内部を観察できる。
　また、本発明は、減圧吸引される減圧ハウジングと、前記減圧ハウジング内に設けられ、溶融ガラスの減圧脱泡を行う減圧脱泡槽と、前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡前の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽に導入する導入手段と、前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡後の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽から導出する導出手段とを有する溶融ガラスの減圧脱泡装置であって、
　前記減圧脱泡槽の天井部には、少なくとも１つの槽開口部が設けられており、
　前記減圧ハウジングの天井部には、前記槽開口部の水平方向の位置に一致する位置に、少なくとも１つの窓部が設けられており、
　前記窓部は、減圧ハウジングの天井部に設けられたハウジング開口部と、該ハウジング開口部にはめ込まれた透明な窓と、で構成され、
　前記透明な窓は、窓開口部を有し、該窓開口部は耐熱性ゴム製の栓で閉止されており、該耐熱性ゴム製の栓は前記窓開口部と同一方向に配向する孔を有し、該孔には金属製の棒状部材からなる異物除去手段が挿入されていることを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置を提供する。

　本発明の溶融ガラスの減圧脱泡装置において、前記異物除去手段の前記減圧ハウジング内に存在する側の端部には、異物収集手段が設けられていることが好ましい。

　本発明の溶融ガラスの減圧脱泡装置において、前記窓開口部を有する透明な窓は、前記減圧ハウジング内部を減圧状態に保持した状態で着脱可能であることが好ましい。
　また、前記耐熱性ゴム製の栓は、シリコーンゴム及びフッ素ゴムの群より選ばれる少なくとも１種からなるものであることが好ましい。

　また、本発明は、上記した減圧脱泡装置を用いた溶融ガラスの減圧脱泡方法を提供する。
　また、本発明は、上記した減圧脱法装置を用いて溶融ガラスを減圧脱泡する方法であって、少なくとも下記（１）および（２）のいずれかの工程を含むことを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡方法を提供する。
　（１）上記窓部、またはその周辺部に付着した凝集物を、上記異物除去手段を使用して除去する工程。
　（２）上記窓部、またはその周辺部に付着した凝集物を、上記異物除去手段を使用して除去し、除去された凝集物を上記異物収集手段により収集する工程。

　また、本発明は、上記した減圧脱泡方法を用いた溶融ガラス製造方法を提供する。
　さらに、本発明は、上気した減圧脱泡方法による減圧脱泡工程と、該減圧脱泡工程の前工程として原料溶融工程と、該減圧脱泡工程の後工程として成形工程と、該成形工程の後工程として徐冷工程と、を有するガラス製品の製造方法を提供する。

　本発明の減圧脱泡装置では、減圧ハウジングの天井部に設けられた窓部やその周辺の減圧ハウジングの天井部に付着した凝集物を除去するために、減圧脱泡装置の運転を停止する必要がなくなり、生産性やガラス製品の歩留まりが向上する。
　また、異物収集手段が設けられた異物除去手段を用いることにより、窓部やその周辺の減圧ハウジングの天井部から凝集物を除去する際に、除去した凝集物が減圧脱泡槽を流動する溶融ガラスに混入して、溶融ガラスの異物となることを防止することができ、製造されるガラス製品の品質が優れている。

図１は、本発明の減圧脱泡装置の一構成例を示す断面図である。図２は、図１に示す減圧脱泡装置１０の窓部１７ａ付近の部分拡大図である。図３は、減圧ハウジング内部を減圧状態に保持した状態で着脱可能な窓の一例を示した図である。図４は、従来例の減圧脱泡装置の一構成例を示す断面図である。図５は、従来例の窓部が設けられた減圧脱泡装置の構成例を示す断面図である。

　以下、図面を参照して本発明を説明する。
　図１は、本発明の減圧脱泡装置の一構成例を示す断面図である。図１に示す減圧脱泡装置１０において、円筒形状をした減圧脱泡槽１２は、その長軸が水平方向に配向するように減圧ハウジング１１内に収納配置されている。減圧脱泡槽１２の上流側の下面には垂直方向に配向する上昇管１３が、下流側の下面には下降管１４が取り付けられている。なお、減圧脱泡槽１２の上流側および下流側とは、減圧脱泡槽１２を流動する溶融ガラスＧの流動方向における上流側および下流側を意味する。上昇管１３及び下降管１４は、その一部が減圧ハウジング１１内に位置している。

　図１に示すように、上昇管１３は減圧脱泡槽１２と連通しており、溶解槽３００からの溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１２に導入する導入手段である。このため、上昇管１３の下端部は、上流ピット３２０の開口端に挿入され、この上流ピット３２０内の溶融ガラスＧに浸漬されている。
　下降管１４は、減圧脱泡槽１２に連通しており、減圧脱泡後の溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１２から下降させて後工程の処理槽（図示せず）に導出する導出手段である。このため、下降管１４の下端部は、下流ピット３４０の開口端に挿入され、この下流ピット３４０内の溶融ガラスＧに浸漬されている。
　減圧ハウジング１１内において、減圧脱泡槽１２、上昇管１３及び下降管１４の周囲には、これらを断熱被覆する断熱用レンガ等の断熱材１５が配設されている。

　図１に示す減圧脱泡装置１０において、減圧ハウジング１１の天井部には、真空ポンプ（図示せず）等によって真空吸引することにより、該減圧ハウジング１１の内部を減圧状態に保持するための吸引開口部２０が設けられている。
　該減圧ハウジング１１内に収容配置された減圧脱泡槽１２の天井部にも、該減圧脱泡槽１２の内部を減圧状態に保持するための槽開口部１６ａ，１６ｂが設けられている。槽開口部１６ａ，１６ｂは、減圧脱泡槽１２の内部をモニタするための開口部でもある。
　図１に示す減圧脱泡装置１０において、槽開口部１６ａは上昇管１３上方に位置しており、槽開口部１６ｂは下降管１４の上方に位置している。

　但し、本発明の減圧脱泡装置において、減圧脱泡槽の天井部には少なくとも１つの槽開口部が設けられていればよく、減圧脱泡槽の天井部に設ける槽開口部の数、および槽開口部の位置は、図１に示す態様に限定されない。
　したがって、槽開口部１６ａ，１６ｂのうち、いずれか一方のみを設けたのでもよい。また、槽開口部１６ａ，１６ｂの代わりに、これら以外の部位（例えば、減圧脱泡槽１２の中間部分）に槽開口部を１つ設けたのでもよい。
　また、槽開口部１６ａ，１６ｂに加えて、第３の槽開口部（さらには、第４、第５の槽開口部）を槽開口部１６ａ，１６ｂ以外の部位（例えば、減圧脱泡槽１２の中間部分）に設けたのでもよい。

　但し、減圧脱泡槽１２において、溶解槽２００からの溶融ガラスＧが導入される上昇管１３と減圧脱泡槽１２との連通部分、および、減圧脱泡後の溶融ガラスＧが後工程の処理槽へと導出される下降管１４と減圧脱泡槽１２との連通部分は、減圧脱泡槽１２内の溶融ガラスの状態、より具体的には、溶融ガラス表面を確認するうえで特に重要である。従って、減圧脱泡槽１２の上流と下流の両方で観察によりモニタする目的で、該減圧脱泡槽１２の天井部に設ける槽開口部は、図１に示す槽開口部１６ａ，１６ｂのように、上昇管１３および下降管１４の上方に少なくとも設けることが好ましい。

　減圧脱泡槽１２の天井部に設ける槽開口部１６ａ，１６ｂの形状は、減圧脱泡槽１２の内部をモニタするうえで不都合がなく、減圧脱泡槽１２の強度低下につながらない限り特に限定されず、円形、楕円形、矩形等、各種形状を選択することができる。

　減圧脱泡槽１２の天井部に設ける槽開口部１６ａ，１６ｂの寸法も減圧脱泡槽１２の内部をモニタするうえで不都合がなく、減圧脱泡槽１２の強度低下につながらない限り特に限定されない。円径または多角形の外径としてみた場合、例えば、３０～４００ｍｍとすることができ、より好ましくは４０～３５０ｍｍであり、さらに好ましくは５０～３００ｍｍである。

　本発明の減圧脱泡装置１０において、減圧ハウジング１１の天井部には減圧脱泡槽１２の内部をモニタするための窓部１７ａ，１７ｂが設けられている。該窓部１７ａ，１７ｂの位置は、減圧脱泡槽１２の天井部に設けられた槽開口部１６ａ，１６ｂの水平方向の位置と一致しているのが好ましい。
　窓部１７ａ，１７ｂは、減圧ハウジング１１の天井部に設けられたハウジング開口部１８ａ，１８ｂと、該開口部１８ａ，１８ｂにはめ込まれた透明な窓１９ａ，１９ｂと、で構成される。なお、該開口部１８ａ，１８ｂにはめ込まれる透明な窓１９ａ，１９ｂは、耐熱性、耐圧性、耐酸性などを有することが望ましい。これらを満たす材料としては、例えば、石英ガラス、サファイアガラス、透明結晶化ガラスなどが挙げられる。
　本発明の減圧脱泡装置において、減圧ハウジングの天井部には、減圧脱泡槽の天井部に設けられた槽開口部に水平方向で対応する位置に、少なくとも１つの窓部が設けられていればよく、減圧脱泡槽の天井部に設けられた槽開口部と同数の窓部を減圧ハウジングの天井部に設けることは必ずしも要求されない。したがって、窓部１７ａ，１７ｂのうち、いずれか一方のみを設けたのでもよい。
　但し、減圧脱泡槽１２の天井部に槽開口部１６ａ，１６ｂを設ける目的の１つが、該減圧脱泡槽１２の内部をモニタすることである点を考慮すると、図１に示すように、減圧脱泡槽１２の天井部に設けられた槽開口部１６ａ，１６ｂに対して、同数の窓部１７ａ，１７ｂを減圧ハウジング１１の天井部に設けることが好ましい。
　また、減圧脱泡槽１２の内部をモニタするにあたり、窓部の位置が槽開口部の略水平方向の位置と必ずしも一致している必要はなく、槽開口部の水平方向位置が窓部の水平方向位置に対応して対になっていればよく、減圧脱泡槽内部を斜めからモニタできるように両部の水平方向位置がずれていてもよい。ただし、槽開口部から窓部までの距離が短い方が光路が短くなるので、構造的にも窓部の位置が槽開口部の略水平方向の位置と一致している方が好ましい。

　減圧ハウジング１１の天井部に設ける窓部１７ａ，１７ｂの形状、より具体的には、窓部１７ａ，１７ｂとして減圧ハウジング１１の天井部に設けられたハウジング開口部１８ａ，１８ｂの形状は、減圧脱泡槽１２の内部を観察によりモニタするうえで不都合がなく、減圧脱泡槽１２の強度低下につながらない限り特に限定されず、円形、楕円形、矩形等、各種形状を選択することができる。但し、減圧脱泡槽１２の天井部に設けられた槽開口部１６ａ，１６ｂの形状と、窓部１７ａ，１７ｂとして減圧ハウジング１１の天井部に設けられたハウジング開口部１８ａ，１８ｂの形状と、が一致若しく類似していることが、減圧脱泡槽１２の内部をモニタするうえで好ましい。

　減圧ハウジング１１の天井部に設ける窓部１７ａ，１７ｂの寸法、より具体的には、窓部１７ａ，１７ｂとして減圧ハウジング１１の天井部に設けられたハウジング開口部１８ａ，１８ｂの寸法も減圧脱泡槽１２の内部を観察によりモニタするうえで不都合がなく、減圧脱泡槽１２の強度低下につながらない限り特に限定されない。但し、減圧脱泡槽１２の天井部に設けられた槽開口部１６ａ，１６ｂの寸法と、窓部１７ａ，１７ｂとして減圧ハウジング１１の天井部に設けられたハウジング開口部１８ａ，１８ｂの寸法と、が略同一であることが、減圧脱泡槽１２の内部をモニタするうえで好ましい。
　したがって、窓部１７ａ，１７ｂとして減圧ハウジング１１の天井部に設けられたハウジング開口部１８ａ，１８ｂの寸法は、減圧脱泡槽１２の天井部に設けられた槽開口部１６ａ,１６ｂの寸法について記載した範囲であることが好ましい。
　また、窓部１７a,１７ｂに付着した異物を除去する際に、減圧脱泡槽１２の開口部１６ａ,１６ｂに異物が落下することを防ぐために、窓部１７a,１７ｂおよびハウジング開口部１８ａ，１８ｂの寸法は、開口部１６ａ,１６ｂの寸法より大きくしても良い。
　また、本発明の減圧脱泡装置１０の上昇管１３、下降管１４の上方における溶融ガラスの状態を観察し、その状態をモニターしたい場合には、図１、３のように、減圧ハウジング１１の天井部に設けられる窓部１７ａと減圧脱泡槽１２の天井部に設けられる槽開口部１６ａとを、また減圧ハウジング１１の天井部に設けられる窓部１７ｂと減圧脱泡槽１２の天井部に設けられる槽開口部１６ｂとを、窓部１７a、１７ｂから覗き込んで観察できるように、筒状体等を介して縦方向に連通する構造とするのが好ましい。また、減圧脱泡装置１０の減圧脱泡槽１２中を横方向に流れている溶融ガラスの状態を観察し、モニターしたい場合には、観察したい場所において、減圧ハウジング１１の天井部に窓部１７ａと、その垂直下方あるいは斜め下方の減圧脱泡槽１２の天井部に槽開口部１６ａとを設け、窓１７aと槽開口部１６aとを連通させるような構造としてもよい。

　図１に示す本発明の減圧脱泡装置１０は、窓部１７ａ，１７ｂ、および、その周辺の減圧ハウジング１１の天井部に付着する凝集物を除去するための異物除去手段２４ａ，２４ｂを有している。異物除去手段について、図１に示す本発明の減圧脱泡装置１０の窓部１７ａ付近の部分拡大図である図２を参照して説明する。なお、異物除去手段２４ａについて図２を参照して説明するが、異物除去手段２４ｂも実質的に同じ構造である。

　図２において、透明な窓１９ａは窓開口部２１を有し、窓開口部２１は耐熱性ゴム製の栓２２で閉止されている。かかる耐熱性ゴムとしては、特にシリコーンゴム及びフッ素ゴムの群より選ばれる少なくとも１種が好ましい。前記耐熱性ゴム製の栓２２は窓開口部２１と同一方向に配向する孔２３を有し、該孔２３には金属製、例えばステンレス製、白金などの貴金属製、アルミニウム製、銅製等の棒状部材からなる異物除去手段２４ａが挿入されている。なお、図１においては、栓２２、窓開口部２１および孔２３は省略されている。このような構成とすることにより、異物除去手段２４ａについて以下の動作を行った際にも、減圧ハウジング１１内部を減圧状態に保持される。
　異物除去手段２４ａは、耐熱性ゴム製の栓２２に設けられた孔２３に挿入されているため、耐熱性ゴム製の栓の弾力性を利用して、上下方向の移動・傾動、異物除去手段２４ａの長手軸を中心とする旋回が可能である。また、上下方向の移動、および、長手軸を中心とする旋回に比べると、可動範囲は制約されるが、異物除去手段２４ａの下端を水平方向に移動させることもできる。栓２２の材料として挙げられたシリコーンゴム及びフッ素ゴムは、高温においても充分な弾力性を有し、耐熱性、耐薬品性、耐久性、ガスシール性に優れているので好ましい。

　本発明の減圧脱泡装置では、異物除去手段２４ａについて、上下方向の移動、長手軸を中心とする旋回、および、その下端の水平方向の移動を行いながら、異物除去手段２４ａの下端で、窓部１７ａ、および、その周辺の減圧ハウジングの天井部をひっかくことにより、減圧ハウジング１１内部を減圧状態に保持した状態で、窓部１７ａ、および、その周辺の減圧ハウジングの天井部に付着する凝集物を除去することができる。異物除去手段２４ａは、透明な窓１９ａに設けられた窓開口部２１を閉止する耐熱性ゴム製の栓２２に挿入されているので、該窓１９ａから内部の状態を目視しながら上記の操作を行うことができる。なお、上記した上記窓部、またはその周辺部に付着した凝集物を、上記異物除去手段を使用して除去する工程は、溶融ガラスの減圧脱泡において、凝集物の除去を必要とされる時に行なえばよい。
　したがって、減圧脱泡装置の運転を停止することなしに、窓部１７ａ、および、その周辺の減圧ハウジングの天井部に付着する凝集物を除去することができる。
　なお、異物除去手段２４ａにより、減圧脱泡装置１０内の他の部位に付着する凝集物、例えば、槽開口部１６ａ，１６ｂの周辺に付着する凝集物も除去することができる。
　図２、３に示した異物除去手段２４ａは、その先端部に後述する異物収集手段２５が設けられている例を示しているが、かかる異物収集手段２５を備えなくてもよいことは勿論である。異物収集手段２５を備えない異物除去手段の先端は、異物を除去するのに適した構造であればよく、単に棒状体の形状であっても、先端が拡大した形状でも、先端が屈曲・湾曲した形状でもよく、適宜の形状が採用可能である。

　図２に示す異物除去手段２４ａは、その下端に異物収集手段２５が設けられている。異物収集手段２５は、異物除去手段２４ａの下端に設けられた耳かきの先端に類似した形状の湾曲部、若しくは、屈曲部であり、窓部１７ａ、および、その周辺の減圧ハウジングの天井部から除去した凝集物を下方に落下させることなしに、収集することができる。
　異物収集手段２５に残る異物は、例えば以下の方法で減圧ハウジングの外に取り出せばよい。異物収集手段２５の異物が収集される部分を含む表面から異物除去手段２４ａの内部を通り減圧ハウジングの外に通じる穴を設け、減圧ハウジングの外からの吸引に取り出せばよい。その他、後述する方法によれば、減圧状態を保持したまま、収集後の異物を減圧ハウジングの外に取り出せる。
　窓部１７ａやその周辺の減圧ハウジングの天井部に付着した凝集物を除去する際に、除去した凝集物が落下すると、窓部１７ａの下方に位置する槽開口部１６ａから減圧脱泡槽１２内に落下し、該減圧脱泡槽１２を流通する溶融ガラスに混入するおそれがある。減圧脱泡槽１２を流通する溶融ガラスに該凝集物が混入すると溶融ガラスの異物となる。
　異物収集手段２５が設けられた異物除去手段２４ａを用いることにより、窓部１７ａやその周辺の減圧ハウジングの天井部に付着した凝集物を除去する際に、減圧脱泡槽１２を流通する溶融ガラスに該凝集物が混入するのを防止できる。

　窓部１７ａ、および、その周辺の減圧ハウジングの天井部に付着した凝集物の大きさ、硬さ、付着強度、粘性などの状態によっては、除去した凝集物の収集が困難な場合もある。このような場合、異物除去手段２４ａの下端を凝集物の除去に適した形状としてもよい。凝集物の除去に適した形状の具体例としては、スクリュー形状、ヘラに類似した平板形状、先端を細くした針状形状、鋸に類した形状等が挙げられる。
　なお、上記した上記窓部、またはその周辺部に付着した凝集物を、上記異物収集手段を使用して収集する工程は、溶融ガラスの減圧脱泡において、凝集物の収集を必要とされる時に行なえばよい。

　図２において、透明な窓１９ａの左側端部付近に窓開口部２１が設けられているが、透明な窓に設ける窓開口部の位置はこれに限定されない。たとえば、窓１９ａの右側端部付近に窓開口部を設けてもよく、窓１９ａの中心付近に窓開口部を設けてもよい。また、図面に対して、手前側の端部付近や、奥側の端部付近に窓開口部を設けてもよい。但し、窓１９ａの中心付近に窓開口部を設けると、該窓開口部を閉止する耐熱性ゴム製の栓および該栓に挿入された異物除去手段が、減圧脱泡槽１２の内部をモニタする際や、窓１９ａから内部の状態を目視しながら異物除去手段を操作する際に妨げになるおそれがあるため、透明な窓１９ａの側端部付近（左側端部付近、右側端部付近、図面に対して手前側端部付近、または奥側の端部付近）に窓開口部を設けることが好ましい。

　また、減圧脱泡槽１２の内部をモニタする際に、該窓開口部２１を閉止する耐熱性ゴム製の栓２２および該栓２２に挿入された異物除去手段２４ａが妨げにならないようにするためには、該窓開口部２１を有する窓１９ａが、減圧ハウジング１１内部を減圧状態に保持した状態で着脱可能であることが好ましい。
　該窓開口部２１を有する窓１９ａが減圧ハウジング１１内部を減圧状態に保持した状態で着脱可能な構成の一例を図３に示す。図３の構成では、窓１９ａの下方に減圧脱泡装置の運転中に開閉可能なボールバルブ２６が設けられている。なお、図１に示す減圧脱泡装置１０の窓１９ａを図３の構成とする場合、窓１９ｂも図３の構成とすることが好ましい。
　図３の構成であれば、通常の運転時には、図５の窓１９０ａ，１９０ｂのような、窓開口部を持たない透明な窓を窓部１７ａに設置しておくことにより、減圧脱泡槽１２の内部を容易にモニタすることができる。窓部１７ａやその周辺の減圧ハウジングの天井部に付着した凝集物を除去する際には、減圧ハウジング１１の内部を減圧状態に保持するためにボールバルブ２６を閉止した状態で、窓開口部を持たない透明な窓を窓部１７ａから取り外した後、異物除去手段を有する窓、すなわち、開口部２１を有し、該窓開口部２１に耐熱性ゴム製の栓２２が挿入され、該栓２２に異物除去手段２４ａが挿入された窓１９ａ、を該窓部１７ａに装着した後、ボールバルブ２６を開放すればよい。
　なお、減圧ハウジング１１の内部を減圧状態に保持するための吸引開口部２０に図３の構成を適用することにより、吸引開口部２０やその周辺の減圧ハウジングの天井部に付着した凝集物を除去することもできる。また、ボールバルブ２６を利用することにより、異物収集手段２５で収集した後の異物収集手段２５に残る異物を、減圧状態を保持して減圧ハウジングの外に直接に取り出せる。
　なお、凝集物を除去する際に凝集物の一部が溶融ガラスに落下して異物となる事を防止するために槽開口部の開口部に落下物防止のためのシャッターを設置する事もできる。

　以下、本発明の窓部、異物除去手段、異物収集手段以外の本発明の減圧脱泡装置の構成要素について述べる。

　図１に示す減圧脱泡装置１０において、減圧脱泡槽１２、上昇管１３及び下降管１４は、溶融ガラスＧの導管であるため、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て作製されている。一例を挙げると、白金又は白金合金製の中空管、円筒状管、その他各形状の筒状管である。白金合金の具体例としては、白金－金合金、白金－ロジウム合金が挙げられる。また、他の一例を挙げると、セラミックス系の非金属無機材料製、すなわち、緻密質耐火物製の中空管、円筒状管、その他各形状の筒状管である。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。減圧脱泡槽１２を収容し、上昇管１３及び下降管１４の一部を収容する減圧ハウジング１１は、金属製、例えばステンレス製である。

　本発明の減圧脱泡装置１０の各構成要素の寸法は、必要に応じて適宜選択することができる。減圧脱泡槽１２の寸法は、減圧脱泡槽１２が白金製若しくは白金合金製、又は緻密質耐火物製であるかによらず、使用する減圧脱泡装置や、減圧脱泡槽１２の形状に応じて適宜選択することができる。図１に示すような円筒形状の減圧脱泡槽１２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：０．２～３ｍ（断面円形）
　減圧脱泡槽１２が白金製若しくは白金合金製である場合、肉厚は４ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５～１．２ｍｍである。
　減圧脱泡槽は、断面円形の円筒形状のものに限定されず、断面形状が楕円形や半円形状の略円筒形状のものや、断面が矩形の筒形状のものであってもよい。

　上昇管１３及び下降管１４は、白金製若しくは白金合金製、又は緻密質耐火物製であるかによらず、使用する減圧脱泡装置に応じて適宜選択することができる。例えば、図１に示す減圧脱泡装置１０の場合、上昇管１３及び下降管１４の寸法の一例は以下の通りである。
　　・内径：０．０５～０．８ｍ、より好ましくは０．１～０．６ｍ
　　・長さ：０．２～６ｍ、より好ましくは０．４～４ｍ
　上昇管１３及び下降管１４が白金製若しくは白金合金製である場合、肉厚は０．４～５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．６～４ｍｍである。

　本発明の減圧脱泡装置を用いた溶融ガラスの減圧脱泡方法は、従来の溶融ガラスの減圧脱泡方法と同様の条件で実施することができる。例えば、減圧脱泡の実施時、減圧脱泡槽１２は、その内部が１１００℃～１６００℃、特に１１５０℃～１５００℃の温度範囲になるように加熱されていることが好ましい。また、減圧脱泡槽１２の内部は、絶対圧で３８～４６０ｍｍＨｇ（５１～６１３ｈＰａ）に減圧されていることが好ましく、より好ましくは、６０～３５０ｍｍＨｇ（８０～４６７ｈＰａ）に減圧されていることが好ましい。
　また、減圧脱泡槽１２を流通する溶融ガラスＧの流量が１～２０００トン／日であることが生産性の点から好ましい。

　本発明の減圧脱泡方法を用いた溶融ガラス製造方法は、本発明の減圧脱泡方法の前工程として原料溶融工程を具備し、後工程として成形工程を具備することが好ましい。この原料溶融工程は、例えば従来公知のものでよく、例えばガラスの種類に応じて約１４００℃以上に加熱することによって原料を溶融する工程である。用いる原材料も製造するガラスに適合させる原材料であれば特に限定されず、例えば硅砂、ホウ酸、石灰石等の従来公知のものを最終ガラス製品の組成に合わせて調合した原材料を用いることができ、所望の清澄剤を含んでもよい。また、この成形工程は、例えば従来公知のものでよく、例えばフロート成形工程、ロールアウト成形工程、フュージョン成形工程等が挙げられる。成形後のガラスは、成形後に固化したガラスの内部に残留応力が残らないように徐冷手段によって徐冷され（徐冷工程）、さらに必要に応じて切断され（切断工程）、その他必要に応じて研磨工程等を経て、ガラス製品となる。なお、徐冷工程、切断工程、及び研磨工程は、公知の技術である。

　本発明によって製造される溶融ガラスは、加熱溶融法により製造されるガラスである限り、組成的には制約されない。したがって、無アルカリガラスであってもよいし、ソーダライムガラスに代表されるソーダライムシリカ系ガラスやアルカリホウケイ酸ガラスのようなアルカリガラスであってもよい。本発明は、特に無アルカリガラス、さらには液晶ディスプレイ基板用無アルカリガラスの製造に適している。
　なお、本発明によれば、泡品質にきわめて優れたガラス製品を得ることができるため、ＦＰＤ用のガラス基板等のガラス製品の製造方法として好適である。

　本発明のガラス製造用の減圧脱泡装置によれば、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの状態を上記窓部から随時観察し、モニタリングすることにより、減圧脱泡装置の運転状況を的確に把握することができるとともに、減圧ハウジングの天井部に設けられた窓部やその周辺の減圧ハウジングの天井部に付着した、溶融ガラスからのガス成分の凝縮物を除去するために、減圧脱泡装置の運転を停止する必要がなくなり、ガラスの生産性やガラス製品の歩留まりが向上するので、減圧脱泡処理が必要とされるガラスの生産に対し有用である。
　また、本発明によれば、異物収集手段が設けられた異物除去手段を用いることにより、窓部やその周辺の減圧ハウジングの天井部から凝集物を除去する際に、除去した凝集物が減圧ハウジング内を流れる溶融ガラス面に落下し、溶融ガラスに混入して、溶融ガラスの異物となることを防止することができ、製造されるガラス製品の品質の向上することができるので、減圧脱泡処理を必要とされるガラスの生産に対し有用である。
　なお、２００９年６月１９日に出願された日本特許出願２００９－１４６５１３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、本発明の開示として取り入れるものである。

　１０，１００：減圧脱泡装置
　１１，１１０：減圧ハウジング
　１２，１２０：減圧脱泡槽
　１３，１３０：上昇管
　１４，１４０：下降管
　１５，１５０：断熱材
　１６ａ，１６ｂ，１６０ａ，１６０ｂ：槽開口部
　１７ａ，１７ｂ，１７０ａ，１７０ｂ：窓部
　１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８０ａ，１８０ｂ：ハウジング開口部
　１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９０ａ，１９０ｂ：透明な窓
　２０，２００：吸引開口部
　２１：窓開口部
　２２：耐熱性ゴム製の栓
　２３：孔
　２４ａ，２４ｂ：異物除去手段
　２５：異物収集手段
　２６：ボールバルブ
　３００：溶解槽
　３２０：上流ピット
　３４０：下流ピット　Ｇ：溶融ガラス

Claims

　減圧吸引される減圧ハウジングと、前記減圧ハウジング内に設けられ、溶融ガラスの減圧脱泡を行う減圧脱泡槽と、前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡前の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽に導入する導入手段と、前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡後の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽から導出する導出手段とを有する溶融ガラスの減圧脱泡装置であって、
　前記減圧脱泡槽の天井部には、少なくとも１つの槽開口部が設けられており、
　前記減圧ハウジングの天井部には、前記槽開口部と対となり前記減圧脱泡槽の内部をモニタするための、少なくとも１つの窓部が設けられており、
　前記窓部は、減圧ハウジングの天井部に設けられたハウジング開口部と、該ハウジング開口部にはめ込まれた透明な窓と、で構成され、
　前記透明な窓は窓開口部を有し、該窓開口部は耐熱性ゴム製の栓で閉止されており、該耐熱性ゴム製の栓は前記窓開口部と同一方向に配向する孔を有し、該孔に金属製の棒状部材からなる異物除去手段が挿入されていることを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置。
　減圧吸引される減圧ハウジングと、前記減圧ハウジング内に設けられ、溶融ガラスの減圧脱泡を行う減圧脱泡槽と、前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡前の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽に導入する導入手段と、前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡後の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽から導出する導出手段とを有する溶融ガラスの減圧脱泡装置であって、
　前記減圧脱泡槽の天井部には、少なくとも１つの槽開口部が設けられており、
　前記減圧ハウジングの天井部には、前記槽開口部の水平方向の位置に一致する位置に、少なくとも１つの窓部が設けられており、
　前記窓部は、減圧ハウジングの天井部に設けられたハウジング開口部と、該ハウジング開口部にはめ込まれた透明な窓と、で構成され、
　前記透明な窓は窓開口部を有し、該窓開口部は耐熱性ゴム製の栓で閉止されており、該耐熱性ゴム製の栓は前記窓開口部と同一方向に配向する孔を有し、該孔に金属製の棒状部材からなる異物除去手段が挿入されていることを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置。
　前記金属製の棒状部材の異物除去手段の前記減圧ハウジング内に存在する側の端部には、異物収集手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
　前記窓開口部を有する透明な窓は、前記減圧ハウジング内部を減圧状態に保持した状態で着脱可能であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
　前記耐熱性ゴム製の栓は、シリコーンゴム及びフッ素ゴムの群より選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
　請求項１～５のいずれかに記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置を用いた溶融ガラスの減圧脱泡方法。
　請求項１～５のいずれかに記載の減圧脱法装置を用いて溶融ガラスを減圧脱泡する方法であって、少なくとも下記（１）および（２）のいずれかの工程を含むことを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡方法。
　（１）上記窓部、またはその周辺部に付着した凝集物を、上記異物除去手段を使用して除去する工程。
　（２）上記窓部、またはその周辺部に付着した凝集物を、上記異物除去手段を使用して除去し、除去された凝集物を上記異物収集手段により収集する工程。
　請求項６または７に記載の減圧脱泡方法を用いた溶融ガラス製造方法。
　請求項６または７に記載の減圧脱泡方法による減圧脱泡工程と、該減圧脱泡工程の前工程として原料溶融工程と、該減圧脱泡工程の後工程として成形工程と、該成形工程の後工程として徐冷工程と、を有するガラス製品の製造方法。