WO2013094313A1 - 溶融ガラス製造装置、溶融ガラス製造方法およびそれらを用いた板ガラスの製造方法 - Google Patents

溶融ガラス製造装置、溶融ガラス製造方法およびそれらを用いた板ガラスの製造方法 Download PDF

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WO2013094313A1
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molten glass
bubbler
glass
upstream
melting tank
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一由 渡邊
亮介 赤木
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旭硝子株式会社
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    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/18—Stirring devices; Homogenisation
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    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium

Definitions

  • the present invention relates to a molten glass production apparatus, a molten glass production method, and a plate glass production method using them. More specifically, the present invention relates to a molten glass manufacturing apparatus, a molten glass manufacturing method, and a plate glass manufacturing method using them for producing high-quality alkali-free glass with high homogeneity.
  • alkali-free glass that does not substantially contain alkali metal ions in order to increase the insulating properties of the glass substrate.
  • alkali-free glass is preferable for the production of a glass substrate for FPD because it has a small coefficient of thermal expansion.
  • the melting furnace described in Patent Document 1 the melting furnace is divided into an upstream zone and a downstream zone by a transverse sill, and a molten glass circulation flow (upstream circulation flow, downstream circulation flow) is formed in each zone. , Melting raw materials and homogenizing molten glass. More specifically, the glass raw material is melted by forming an upstream circulation flow in the upstream zone, and the molten glass is homogenized by forming a downstream circulation flow in the downstream zone.
  • a bubbler is provided on the upstream side of the crossing sill in order to control the upstream circulation flow and the downstream circulation flow.
  • the melting furnace (melting tank) described in Patent Document 2 does not have a structure corresponding to the transverse sill in the melting furnace described in Patent Document 1, but includes at least one row of bubblers and at least two opposite burners. It describes using glass to melt and clarify.
  • the melting furnaces described in Patent Documents 1 and 2 are not necessarily suitable for producing high-quality alkali-free glass.
  • T ⁇ As an index of the melting temperature of glass, T ⁇ , that is, a temperature at which the glass viscosity ⁇ becomes 10 2 [dPa ⁇ s] is used, but non-alkali glass has a T ⁇ of 1500 to 1760 ° C. Compared with alkali-containing glass such as lime glass, T ⁇ is 100 ° C.
  • the alkali-free glass has a higher T ⁇ than the alkali-containing glass such as soda lime glass, and therefore the temperature of the molten glass in the melting furnace inevitably increases. If the temperature of the molten glass is high, the erosion action of the molten glass on the in-furnace structure is enhanced accordingly. Therefore, in the case of non-alkali glass, there is a step that affects the flow of the molten glass at the bottom of the melting furnace, such as a crossing threshold in the melting furnace described in Patent Document 1 and a fining table in the melting furnace described in Patent Document 2. Then, the erosion of the level
  • the applicant of the present application has proposed a molten glass manufacturing apparatus described in Patent Document 3.
  • a bubbler first and second bubblers 13 and 14
  • the inside of the melting tank 10 can be provided without providing a step structure that affects the molten glass flow as described in Patent Documents 1 and 2 at the bottom of the molten glass flow path.
  • the glass cullet When starting the operation of the melting tank, in order to improve the efficiency of the melting work, the glass cullet is poured into the melting tank while the upper space of the melting tank is heated with a burner, and the cullet is melted to dissolve the tank.
  • the depth of the molten glass is ensured by melting the cullet until it reaches about 50% or more of the target depth of the molten glass in the melting tank.
  • the time required to reach about 50% or more of the target depth of the molten glass in the melting tank varies depending on the dimensions of the melting tank. In the case of a melting tank having a glass production amount of 20 to 100 tons / day, since the size thereof is considerably large, it takes a long time to reach about 50% or more of the target depth of the molten glass in the melting tank.
  • a cullet having an alkali-free glass composition is projected.
  • an easily volatile component such as B 2 O 3 or Cl (hereinafter referred to as “volatilization”).
  • the composition of the molten glass differs from the target composition due to volatilization from the molten glass. Therefore, at the time of starting the addition of the glass raw material, the time until the molten glass reaches the target composition is shortened by adding more raw material of the volatile component than the target composition.
  • the melting tank is supplied by supplying the gases 16 and 17 from the bubblers (first and second bubblers 13 and 14) provided in the vicinity of the bottom surface of the melting tank 10.
  • 10 promotes the formation of a circulating flow of molten glass (upstream circulating flow 100, downstream circulating flow 101) within 10 and sets the flow rate of upstream circulating flow 100 and the flow rate of downstream circulating flow 101 to a predetermined value.
  • the homogenization of the molten glass is promoted by controlling so as to satisfy the relationship (all symbols in the sentence are as described in Patent Document 3).
  • the volatilization component having a low molecular weight has a lower specific gravity than other glass raw materials, so that the light raw material does not dissolve in the upstream circulation flow and floats on the upstream circulation flow to the downstream side of the dissolution tank. And tend to move. For this reason, it takes a long time to homogenize the molten glass in the melting tank.
  • the molten glass may stay on the upstream side of the melting tank from the upstream circulation flow.
  • Such stagnation of the molten glass causes the homogenization of the molten glass to be delayed.
  • Such stagnation of molten glass is caused, for example, when the amount of glass raw material added is increased or when a glass raw material having a specific gravity lower than that of the molten glass in the melting tank is used for the purpose of adjusting the specific gravity of the glass to be produced.
  • Tend to happen Moreover, there exists a tendency which occurs when the depth of the molten glass in a melting tank falls for some reason, or when the temperature of the molten glass which exists in the upstream of a melting tank falls.
  • An object of the present invention is to provide a molten glass manufacturing apparatus, a molten glass manufacturing method, and a plate glass manufacturing method using them, which are suitable for producing a high-quality, high-quality alkali-free glass.
  • the present invention is a molten glass manufacturing apparatus having a melting tank for melting a glass raw material,
  • the dissolution tank has a burner for heating the upper space of the dissolution tank,
  • a midstream bubbling unit is provided at a position where the distance from the upstream side of the melting tank is 0.4 L F to 0.6 L F.
  • the midstream bubbling unit is composed of a bubbler group in which a plurality of bubblers are provided in the vicinity of the bottom surface of the melting tank over the width direction of the molten glass flow path of the melting tank,
  • the upstream region bubbling unit is composed of a plurality of bubblers provided in parallel in the width direction of the molten glass flow path of the melting tank in the vicinity of the bottom surface of the melting tank,
  • the upstream bubbling unit includes at least a pair of bubblers provided at positions symmetrical with respect to the center in the width direction of the molten glass flow path.
  • this invention is a molten glass manufacturing method which manufactures molten glass, supplying gas from each bubbler which comprises the said middle stream area bubbling unit and the said upstream area bubbling unit using the molten glass manufacturing apparatus of this invention. provide.
  • the present invention also provides a plate glass manufacturing method in which the molten glass obtained by the molten glass manufacturing method of the present invention is formed into a plate glass.
  • the molten glass manufacturing apparatus and the molten glass manufacturing method of the present invention homogenization of the molten glass can be promoted even when the operation of the melting tank is started or when the operating conditions of the melting tank are changed. It is suitable for production of high-quality, high-quality alkali-free glass, and the time required for production of the alkali-free glass can be shortened. Since the plate glass manufacturing method of this invention can manufacture plate glass with high homogeneity and high transparency, it is suitable for manufacture of the board
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a melting tank in the molten glass production apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the dissolution tank 10 shown in FIG. However, the upper wall surface of the dissolution tank 10 is omitted.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of a melting tank in the molten glass production apparatus of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view of the melting tank shown in FIG.
  • a glass raw material inlet 11 is provided at the upstream end of the melting tank 10.
  • the glass raw material charged from the charging port 11 is melted by heating by the burner 16 to become molten glass G, and is held in the melting tank 10.
  • a discharge port 12 for discharging the molten glass G to the next process is provided at the downstream end of the melting tank 10.
  • the discharge port 12 communicates with the downstream conduit 20.
  • an upstream region bubbling unit and a midstream region bubbling unit each including a plurality of bubblers 13, 14 and 15 are provided.
  • the bubbler 13 constituting the upstream bubbling unit is provided in the upstream area of the molten glass flow path of the melting tank 10, and the bubblers 14 and 15 constituting the midstream bubbling unit are provided in the melting tank 10. Is provided in the middle region of the molten glass flow path.
  • Burners 16 are arranged on both side surfaces of the melting tank 10 shown in FIGS. 1 and 2 so as to be positioned above the molten glass G held in the melting tank 10. The burners 16 are provided at equal intervals over the entire length of the dissolution tank 10 except for an exception part to be described later.
  • the upstream region bubbling unit includes a plurality of bubblers 13 provided in the vicinity of the bottom surface of the melting tank 10 in parallel in the width direction of the molten glass flow path of the melting tank 10.
  • the upstream region bubbling unit is composed of a pair of bubblers 13 provided at symmetrical positions with respect to the center in the width direction of the molten glass flow path of the melting tank 10.
  • the volatilization component having a low molecular weight has a lower specific gravity than other glass raw materials, so that the light raw material does not dissolve in the upstream circulation flow 100 and floats on the upstream circulation flow 100.
  • the molten glass G may stay on the upstream side of the melting tank 10 with respect to the upstream circulating flow 100.
  • the retention of the molten glass G on the upstream side of the melting tank 10 relative to the upstream circulation flow 100 is referred to as “the retention of the molten glass G on the upstream side of the melting tank 10”.
  • the molten glass in the melting tank 10 Since the retention of the molten glass G on the upstream side of the melting tank 10 causes the homogenization of the molten glass G in the melting tank 10 to be delayed, the molten glass in the melting tank 10 after the change of the operating conditions of the melting tank 10 is performed. It takes a long time to homogenize G.
  • the molten glass in the dissolution tank 10 is supplied at the start of the operation of the dissolution tank 10 or when the operation conditions of the dissolution tank are changed by supplying the gas 17 from the bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit.
  • the homogenization of G can be promoted.
  • supplying the gas 17 from the bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit may be referred to as “bubbling from the upstream region bubbling unit”.
  • the bubbling from the upstream region bubbling unit is carried out to promote the dissolution of the volatile component raw material into the upstream circulation flow 100. Thereby, homogenization of the molten glass G in the melting tank 10 is promoted.
  • the stagnation of the molten glass G on the upstream side of the melting tank 10 can be suppressed by carrying out the bubbling from the upstream region bubbling unit. Can eliminate the retention of the molten glass G.
  • the bubbler 13 which comprises an upstream area bubbling unit needs to satisfy
  • FIG. 1 the length of molten glass flow path of the dissolution tank 10 when the L F, until each bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit from the upstream end of the molten glass flow path Is a distance of 0.05L F to 0.2L F.
  • the upstream side wall surface of the dissolution tank 10 If the distance from the upstream end of the molten glass flow path to the bubbler 13 is less than 0.05 L F, the upstream side wall surface of the dissolution tank 10, because the respective bubblers 13, the distance too close, from the upstream region bubbling unit There is a possibility that erosion of the upstream side wall surface of the dissolution tank 10 may be promoted by performing the bubbling. On the other hand, if the distance from the upstream end of the molten glass flow path to the bubbler 13 is greater than 0.2L F , the upstream side of the melting tank 10 can be upstream even when bubbling from the upstream bubbling unit is performed at the start of operation of the melting tank 10.
  • the melting of the raw material of the volatile component into the circulating flow 100 cannot be promoted, and the homogenization of the molten glass G in the melting tank 10 cannot be promoted. Further, when the operating conditions of the melting tank 10 are changed, even if bubbling from the upstream region bubbling unit is performed, the retention of the molten glass G on the upstream side of the melting tank 10 cannot be suppressed.
  • the distance to the bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit from the upstream end of the molten glass flow path is 0.1 L F ⁇ 0.2 L F, More preferably, it is 0.1 L F to 0.15 L F.
  • the pair of bubblers 13 are provided at positions symmetrical to the center in the width direction of the molten glass flow path of the melting tank 10.
  • the fact that the bubbler 13 is provided at a position that is symmetric with respect to the center in the width direction of the molten glass flow path of the melting tank 10 is “to be symmetric in the width direction of the melting tank 10.
  • a bubbler 13 is provided. " In the melting tank 10 in the molten glass manufacturing apparatus of the present invention, the bubbler 13 needs to be provided so as to be symmetric in the width direction of the melting tank 10.
  • the bubbler 13 is not provided so as to be symmetric in the width direction of the dissolution tank 10
  • one of the pair of bubblers 13 shown in FIG. 2 is not provided.
  • the flow of the molten glass G in the melting tank 10 is not symmetric with respect to the width direction of the melting tank 10, but toward the side wall of the melting tank 10. Since the flow of this is promoted, the side wall of the dissolution tank 10 may be eroded. Further, the upstream circulating flow 100 may be disturbed, and the homogenization of the molten glass G may be adversely affected.
  • one bubbler 13 is provided near the center in the width direction of the molten glass flow path of the melting tank 10.
  • the bubbling from the upstream region bubbling unit is performed, the flow of the molten glass G toward the side wall of the melting tank 10 is promoted, so that the side wall of the melting tank 10 may be eroded.
  • it is necessary to provide the bubbler 13 so that it may become symmetrical in the width direction of the dissolution tank 10 it is necessary to provide at least two bubblers 13.
  • the number of bubblers 13 is increased from two, the number of bubblers 13 needs to be an even number. For example, when four bubblers 13 are provided, it is necessary to provide two pairs of bubblers 13 so as to be symmetrical in the width direction of the dissolution tank 10.
  • the bubbler 13 which comprises an upstream area bubbling unit satisfy
  • FIG. In the melting tank 10 in the molten glass manufacturing apparatus of the present invention, when the width of the molten glass flow path of the melting tank 10 is W, each bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit is centered in the width direction of the molten glass flow path. It is preferable to be provided at a position where the distance from the center becomes 0.25 W or more. If the distance from the center in the width direction of the molten glass flow path is smaller than 0.25 W, the bubbler 13 is provided near the center in the width direction of the molten glass flow path.
  • each bubbler 13 constituting the upstream bubbling unit is provided at a position where the distance from the center in the width direction of the molten glass flow path is 0.27 W or more. More preferably, it is more preferably provided at a position of 0.4 W or more.
  • each bubbler 13 which comprises an upstream area bubbling unit is provided in the position where the distance from the side wall of the dissolution tank 10 becomes 400 mm or more.
  • the bubbler 13 is provided at a position where the distance from the side wall of the dissolution tank 10 is smaller than 400 mm, the distance between the side wall of the dissolution tank 10 and the bubbler 13 is too close, so that the bubbling from the upstream area bubbling unit is performed.
  • the erosion of the side wall of the dissolution tank 10 may be promoted.
  • each bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit is provided at a position where the distance from the side wall of the melting tank 10 is 1000 mm or more.
  • the length L F of the molten glass channel of the melting tank 10 of the present invention varies depending on the width W of the molten glass channel, but is preferably 10 to 30 m, more preferably 10 to 25 m, and still more preferably. Is 15-22 m.
  • the width W of the molten glass channel is preferably 5 to 10 m, more preferably 5.5 to 9 m, and still more preferably 6.5 to 8 m.
  • each bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit is provided further upstream than the burner 16 located on the most upstream side in the length direction of the molten glass flow path. Yes.
  • each bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit is provided further upstream than the burner 16 located on the most upstream side. It is preferable for exerting an effect of promoting homogenization of the molten glass by carrying out bubbling from the upstream region bubbling unit.
  • a flue for discharging combustion exhaust gas from the burner 16 may be provided further upstream than the burner 16 located on the most upstream side.
  • each bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit is provided further upstream than the flue.
  • each bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit it is preferable that the distance from the most upstream burner 16 is not too large.
  • the distance in the length direction of the molten glass flow path between each bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit and the burner 16 located on the most upstream side is within 2000 mm. Preferably, it is within 1500 mm, more preferably within 1000 mm.
  • the midstream bubbling unit is composed of a bubbler group in which a plurality of bubblers 14 and 15 are provided in the vicinity of the bottom surface of the melting tank 10 over the width direction of the molten glass flow path of the melting tank 10.
  • the bubbling from the middle-stream bubbling unit affects the molten glass flow as described in Patent Documents 1 and 2 at the bottom of the molten glass flow path. Without providing a step structure, the formation of a circulating flow of the molten glass G (upstream circulating flow 100, downstream circulating flow 101) in the melting tank 10 is promoted, and the flow rate and downstream of the upstream circulating flow 100 are reduced.
  • the flow rate of the side circulation flow 101 can be controlled to have a predetermined relationship.
  • T ⁇ is 1500 to 1760 ° C.
  • soda lime glass It is suitable for the production of an alkali-free glass that is 100 ° C. or more higher than the alkali-containing glass.
  • the midstream bubbling unit has two bubbler groups whose positions in the length direction of the molten glass channel of the melting tank 10 are different from each other, that is, across the width direction of the molten glass channel.
  • the first bubbler group is provided with a plurality of bubblers 14 and the second bubbler group is provided with a plurality of bubblers 15 across the width direction of the molten glass flow path.
  • the midstream bubbling unit may have a single bubbler group. Specifically, for example, only one of the above-described first bubbler group and second bubbler group may be included.
  • the middle basin bubbling unit is composed of a plurality of bubbler groups whose positions in the length direction of the molten glass flow path of the melting tank 10 are different from each other. It is preferable when exhibiting.
  • the middle basin bubbling unit is constituted by a plurality of bubbler groups, it may be constituted by three or more bubbler groups whose positions in the length direction of the molten glass flow path of the melting tank 10 are different from each other.
  • the melting tank 10 shown in FIG. 2 it is more preferable from the viewpoint of cost effectiveness that the melting tank 10 is composed of two bubbler groups whose positions in the length direction of the molten glass flow path are different from each other.
  • the bubblers 14 and 15 constituting the midstream bubbling unit must satisfy the following conditions in relation to the length of the molten glass flow path of the melting tank 10.
  • L F the length of the molten glass flow path of the melting tank 10
  • the distance to each of the bubblers 14 and 15 constituting the second bubbler group) is 0.4L F to 0.6L F. Therefore, compared with the conventional melting tank (melting furnace) as described in Patent Documents 1 and 2, the length of the melting tank 10 is short, and the length of the part forming the downstream circulating flow in the melting tank is also short. .
  • two bubbler groups (first bubbler group and second bubbler group) having different positions in the length direction of the molten glass flow path of the melting tank 10 are mutually different.
  • the distance from the upstream end of the molten glass flow path to the bubblers 14 and 15 constituting each bubbler group satisfy the following respectively.
  • the distance from the upstream end of the molten glass flow path to each bubbler 14 constituting the first bubbler group is 0.4L F ⁇ 0.5L F, it is 0.43L F ⁇ 0.46L F Is more preferable.
  • the distance to the bubbler 15 constituting the second bubbler group from the upstream end of the molten glass flow path is 0.45 L F ⁇ 0.55 L F, at 0.46L F ⁇ 0.53L F More preferably.
  • the melting tank 10 shown in FIGS. 1 and 2 is composed of two bubbler groups (first bubbler group and second bubbler group) whose positions in the length direction of the molten glass flow path of the melting tank 10 are different from each other. If, each bubbler 14 constituting the first bubbler group, and a distance between each bubbler 15 constituting the second bubbler group and L P, that L P is 500 ⁇ 1000 mm, in the above-mentioned It is preferable for exhibiting the effect of bubbling from the basin bubbling unit, and L P is more preferably 600 to 800 mm.
  • the pitch p between the bubblers constituting each bubbler group of the middle basin bubbling unit that is, the distance between the bubblers in the width direction of the molten glass flow path of the melting tank 10 is 400 to 700 mm. It is preferable in order to exhibit the effect by carrying out the bubbling from the above-mentioned middle basin bubbling unit while considering the viewpoint of cost effectiveness.
  • the melting tank 10 shown in FIGS. 1 and 2 is composed of two bubbler groups (first bubbler group and second bubbler group) whose positions in the length direction of the molten glass flow path of the melting tank 10 are different from each other.
  • the bubbler 14 constituting the first bubbler group and the bubbler 15 constituting the second bubbler group do not exist on the same axis. It is preferable that they are arranged.
  • the protrusions of the bubblers 14 constituting the first bubbler group and the protrusions of the bubbler 15 constituting the second bubbler group are arranged in a staggered manner.
  • the protruding port of the bubbler 14 constituting the bubbler group and the protruding port of the bubbler 15 constituting the second bubbler group do not exist on the same axis.
  • the second bubbler group arranged in a staggered pattern on the downstream side
  • the presence of the protruding port of the constituting bubbler 15 does not impair the effect of promoting the formation of the circulating flow of the molten glass G (upstream circulating flow 100, downstream circulating flow 101) in the melting tank 10, and
  • the flow rate of the upstream circulating flow 100 and the flow rate of the downstream circulating flow 101 can be controlled to have a predetermined relationship.
  • the constituent materials of the bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit and the bubblers 14 and 15 constituting the midstream region bubbling unit are excellent in flame resistance and corrosion resistance to the molten glass. Therefore, platinum or a platinum alloy is preferable.
  • the gas 17 supplied from the bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit and the gases 18 and 19 supplied from the bubblers 14 and 15 constituting the midstream region bubbling unit include the molten glass G and the bubblers 13 and 14. , 15 and the like that do not adversely affect the components of the dissolution tank 10 are preferably used. Specific examples of such a gas include air, nitrogen, oxygen, helium, and argon.
  • the gases 17, 18, and 19 supplied from the bubblers 13, 14, and 15 are oxygen such as nitrogen, helium, and argon. It is preferable to use a gas that does not contain. Of these, nitrogen is particularly preferred.
  • Burners 16 are provided at equal intervals over the entire length of the dissolution tank 10 on both side surfaces of the dissolution tank 10 shown in FIGS. However, the burner 16 is not provided above the bubbler 15 constituting the second bubbler group.
  • the reason why the burner 16 is not provided above the bubbler 15 constituting the second bubbler group is a mode of suitable control in the molten glass production method of the present invention described later (control 2). This is because the ambient temperature T 2 above the bubbler 15 constituting the second bubbler group needs to be lower than the ambient temperature T 1 above the bubbler 14 constituting the first bubbler group.
  • the bubbler 15 constituting the second bubbler group and the burner 16 closest to the downstream side with respect to the bubbler 15 are arranged to some extent apart from each other. Specifically, it is preferable that the distance L B2 between the bubbler 15 constituting the second bubbler group and the burner 16 closest to the downstream side with respect to the bubbler 15 is 800 mm or more.
  • L B2 is preferably 2500 mm or less.
  • L B2 is preferably 1000 to 2000 mm, and L B2 is more preferably 1000 to 1600 mm.
  • the distance L B1 between the bubbler 14 constituting the first bubbler group and the burner 16 closest to the upstream side with respect to the bubbler 14 and the above-mentioned distance L B2 are expressed as L B2 It is preferable that the relationship is> L B1 . Therefore, as shown in FIG. 2, it is preferable that the burner 16 is provided above the bubbler 14 which comprises a 1st bubbler group.
  • the ambient temperature T 2 above the bubbler 15 constituting the second bubbler group is made lower than the ambient temperature T 1 above the bubbler 14 constituting the first bubbler group.
  • L B2 ⁇ L B1 ⁇ 300 mm is preferable, L B2 ⁇ L B1 ⁇ 500 mm is more preferable, and L B2 ⁇ L B1 ⁇ 800 mm is further preferable.
  • the nearest burner 16 is provided above the bubbler 14 constituting the first bubbler group.
  • the first bubbler group And the burner 16 nearest to the upstream side of the bubbler 14 may be arranged apart from each other to some extent.
  • the ambient temperature above the bubbler 14 becomes too low and the upstream side circulation flow 100 is weakened.
  • problems such as insufficient melting of the glass raw material and insufficient homogenization of the molten glass G in the downstream region of the melting tank 10 may occur. From such a viewpoint, it is preferable that L B1 is 2000 mm or less. L B1 is more preferably 500 to 1500 mm.
  • the pitch between adjacent burners 16 is preferably 600 to 2600 mm, more preferably 800 to 2400 mm, although it depends on the type of burner 16 and the layout of the dissolution tank 10.
  • Combustion in the burner 16 can be performed by mixing the fuel with oxygen gas and burning it, or mixing the fuel with oxygen gas and air and burning it. By using these methods, moisture can be contained in the molten glass.
  • the molten glass In the post-process of the molten glass sent from the melting tank 10 to the downstream conduit 20, when the bubbles in the molten glass are defoamed by vacuum degassing, the molten glass preferably contains moisture. Therefore, the combustion as described above is preferable.
  • the melting tank 10 In order to prevent deposits on the inner wall brick surface of the melting tank 10 (for example, glassy material eluted from the bricks, volatilized materials or molten glass) from falling on the burner portion, the melting tank 10 An eaves (not shown) is preferably provided on the upper wall of the burner 16 on the inner wall.
  • the constituent material of the melting tank 10 in contact with the molten glass G is required to be excellent in heat resistance and corrosion resistance to the molten glass. Therefore, a refractory brick containing ZrO 2 is used. of the bottom surface of the dissolving tank 10, in a portion of the first 0.1L from bubbler 14 of the bubbler group upstream F ⁇ 0.3L F, ZrO 2 is not more than 97% 85% by mass%, It is preferable to use a glassy hot-melt refractory material whose main part is SiO 2 .
  • the melting tank forming the molten glass flow path This is because the constituent material of the bottom surface 10 is easily eroded. Further, from the viewpoint of preventing erosion of the constituent material of the bottom surface of the melting tank 10 forming the molten glass flow path, it is preferable to use the above-described hot-melt refractory also for the peripheral portion of the bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit. .
  • the upstream bubbling unit is configured. It is preferable to use the above-mentioned hot-melt refractory in the range of 100 to 600 mm, preferably in the range of 150 to 400 mm, in the length direction of the molten glass channel with the bubbler 13 as the center.
  • the upstream region bubbling unit is formed in the range of 100 to 600 mm, preferably in the range of 150 to 400 mm, more preferably in the range of 150 to 300 mm, respectively, in the width direction of the molten glass channel with the bubbler 13 constituting Is preferably used.
  • the thickness of each hot-melt refractory is preferably 50 to 400 mm, and two to three hot-melt refractories are preferably laminated.
  • each refractory brick can be laminated
  • stamp materials such as an alumina zircon material.
  • cooling means by air cooling or water cooling for cooling the refractory brick is provided on the outer side of the refractory brick at the bottom of the melting tank 10 because the life of the refractory brick is improved.
  • a ring-shaped or horseshoe-shaped water pipe for cooling the pipe is provided around the pipes of the bubblers 13, 14, 15 inside the refractory brick at the bottom of the melting tank 10 or outside the refractory brick.
  • the molten glass manufacturing method of this invention is demonstrated.
  • the above-described molten glass manufacturing apparatus is used to perform bubbling from the middle-stream bubbling unit and bubbling from the upstream bubbling unit in the melting tank 10 of the molten glass manufacturing apparatus.
  • a molten glass is produced while performing.
  • homogenization of the molten glass G in the melting tank 10 can be promoted by carrying out the bubbling from the middle basin bubbling unit when the operation of the melting tank 10 is started or when the operating conditions of the melting tank are changed. Therefore, the time required for manufacturing the alkali-free glass can be shortened.
  • alkali-free glass having a T ⁇ of 1500 to 1760 ° C. include alkali-free glass compositions 1 to 4 having the following composition in mass percentage on an oxide basis.
  • the alkali-free glass composition 2 is preferable.
  • the alkali-free glass composition 3 is preferable.
  • SiO 2 50 to 61.5% Al 2 O 3 : 10.5-18% B 2 O 3 : 7 to 10% MgO: 2-5% CaO: 0 to 14.5% SrO: 0-24% BaO: 0 to 13.5% MgO + CaO + SrO + BaO: 16 to 29.5%
  • the average flow rate of the gases 18 and 19 supplied from the respective bubblers 14 and 15 constituting the midstream bubbling unit is set to 0.5 to 5.0 liters / min.
  • the formation of the circulating flow of the molten glass G (upstream circulating flow 100, downstream circulating flow 101) is promoted, and the flow rate of the upstream circulating flow 100 and the flow rate of the downstream circulating flow 101 have a predetermined relationship. It is preferable when controlling so that it becomes.
  • the middle basin bubbling unit is configured by the first and second bubbler groups as in the dissolution tank 10 shown in FIGS. 1 and 2, the following (Control 1) and (Control 2) are performed.
  • Control 1 The average flow rate V 2 of the gas 19 from the bubbler 15 constituting the second bubbler group is made smaller than the average flow rate V 1 of the gas 18 from the bubbler 14 constituting the first bubbler group.
  • Control 2 The ambient temperature T 2 above the second bubbler 15 is set lower than the ambient temperature T 1 above the first bubbler 14.
  • V 1 is preferably 0.5 to 20 liters / minute, more preferably 0.7 to 5 liters / minute, and 0.9 to 3 liters / minute. More preferably, it is 1.8 to 2.6 liters / minute.
  • the V 2 is preferably 0.3 to 19.8 liters / minute, more preferably 0.4 to 4.8 liters / minute, and 0.5 to 2 liters / minute. Is more preferable, and 0.9 to 2.0 liter / min is particularly preferable.
  • V 1 ⁇ V 2 ⁇ 0.2 liter / min is preferable, V 1 ⁇ V 2 ⁇ 0.4 liter / min is more preferable, V 1 ⁇ V 2 ⁇ 0.6 liter / min is more preferable, V 1 ⁇ V 2 ⁇ 1.0 l / min is particularly preferred.
  • the T 1 is preferably 1590 to 1710 ° C., more preferably 1600 to 1695 ° C.
  • the T 2 is preferably 1570 to 1690 ° C., more preferably 1580 to 1675 ° C.
  • T 1 -T 2 is preferably 10 to 35 ° C.
  • T 1 -T 2 is more preferably 15 to 30 ° C., and further preferably 19 to 26 ° C.
  • T 1 and T 2 can be measured by the following method.
  • (Measurement position) T 1 An intermediate position between the burner 16 closest to the upstream side of the bubbler 14 constituting the first bubbler group and the latest burner 16 positioned further upstream than the burner 16.
  • T 2 Intermediate position between the burner 16 closest to the downstream side of the bubbler 15 constituting the second bubbler group and the burner 16 closest to the downstream side of the bubbler.
  • the average flow rate of the gas 17 supplied from each bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit is set to 0.1 to 5.0 liters / minute at the start of operation of the melting tank 10.
  • the homogenization of the molten glass G in the melting tank 10 can always be promoted, including when the operating conditions of the melting tank 10 are changed.
  • the average flow rate of the gas 17 supplied from each bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit is the upstream region bubbling unit at the start of operation of the dissolution tank 10 or when the operation conditions of the dissolution tank 10 are changed.
  • the average flow rate of the gas 17 supplied from each bubbler 13 constituting the upstream region bubbling unit is set to 0.5 to 3.0.
  • Liter / minute preferably 1.0 to 2.0 liter / minute
  • the average flow rate of the gas 17 supplied from each bubbler 13 constituting the upstream bubbling unit during the normal operation of the dissolution tank 10 is 0.1 to 1. It is preferably 0 liter / minute, preferably 0.2 to 0.5 liter / minute.
  • the normal operation of the dissolution tank 10 where, for example, when the glass composition containing B 2 O 3 is, ⁇ 1% are B 2 O 3 in mass percentage based on oxides with respect to the target composition, preferably It means a state of ⁇ 0.5%, more preferably ⁇ 0.3%.
  • F 1 and F 2 can be measured by the following method.
  • F 2 distance from the downstream end of the molten glass flow path at 0.22L F ⁇ 0.30L F, near the center in the width direction of the molten glass flow path.
  • Video of the flow of bubbles on the surface of the molten glass is taken, and the moving time with respect to the moving distance of the bubbles is measured to obtain the flow velocity. Repeat this procedure 2-3 times to determine the average flow rate.
  • the plate glass manufacturing method of the present invention the molten glass obtained by the above-described molten glass manufacturing method of the present invention is formed into a plate glass.
  • various forming methods such as a float method and a downdraw method can be used. In the case of a glass having a T ⁇ of 1500 to 1760 ° C., the float method is particularly preferable.
  • bubbles in the molten glass may be degassed by vacuum degassing.
  • the plate glass manufacturing method of the present invention since the molten glass having high homogeneity obtained by the molten glass manufacturing method of the present invention is formed into a plate glass, a plate glass having high homogeneity and high transparency can be obtained.
  • the plate glass production apparatus of the present invention can be applied to the production of plate glass for various uses. However, since a plate glass having high homogeneity and high transparency can be obtained, the homogeneity of the glass substrate for FPD can be obtained. It is particularly preferable to apply it to the production of plate glass for applications in which the demands of these are extremely strict.
  • a glass raw material is introduced into a charging port of the melting tank 10 shown in FIGS. 1 and 2, and an alkali-free glass having a T ⁇ of 1500 to 1760 ° C., specifically the alkali-free glass composition described above. 1 to 4 are produced.
  • Molten glass flow path length L F 16 to 25 m Width W of molten glass channel: 5.5-9m Distance from upstream end of molten glass flow path to each bubbler 13 constituting upstream bubbling unit: 0.1 L F Distance from the center in the width direction of the molten glass flow path to each bubbler 13 constituting the upstream bubbling unit: 0.5 W Distance from the upstream end of the molten glass flow path to each bubbler 14 constituting the first bubbler group: 0.43L F to 0.46L F Distance from the downstream end of the molten glass flow path to each bubbler 15 constituting the second bubbler group: 0.47L F to 0.54L F Distance L P between each bubbler 14 constituting the first bubbler group and each bubbler 15 constituting the second bubbler group: 600 to 800 mm Pitch p between each bubbler 14 constituting the first bubbler group: 400 to 700 mm Pitch p between each bubbler 15 constituting the second bubbler group: 400 to 700 mm The distance from the upstream end of the molten glass channel to
  • the average flow rate V 1 of the gas 18 from the bubbler 14 constituting the first bubbler group, and the average flow rate V 2 of the gas 19 from the bubbler 15 constituting the second bubbler group is adjusted to be the following conditions .
  • V 2 0.9 to 2.0 liters / minute
  • T 1 and T 2 are measured by the method described above.
  • T 1 -T 2 10 to 35 ° C
  • the time required for homogenization of the molten glass in the melting tank 10 is shortened by carrying out the bubbling from the bubbler 13 constituting the upstream bubbling unit.
  • F 2 1 to 4 m / hour
  • the molten glass manufacturing apparatus and the molten glass manufacturing method of the present invention homogenization of the molten glass can be promoted even when the operation of the melting tank is started or when the operating conditions of the melting tank are changed. It is suitable for production of high-quality, high-quality alkali-free glass, and the time required for production of the alkali-free glass can be shortened. Since the plate glass manufacturing method of this invention can manufacture plate glass with high homogeneity and high transparency, it is suitable for manufacture of the board
  • Dissolution tank 11 Input port 12: Discharge port 13: Bubbler (upstream bubbling unit) 14: Bubbler (middle basin bubbling unit, first bubbler group) 15: Bubbler (middle basin bubbling unit, second bubbler group) 16: Burner 17: Gas from bubbler (upstream bubbling unit) 18: Gas from bubbler (middle basin bubbling unit, first bubbler group) 19: From bubbler (middle basin bubbling unit, second bubbler group) Gas 20: Downstream conduit 100: Upstream circulating flow 101: Downstream circulating flow

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Abstract

　溶解槽の運転開始時や、溶解槽の運転条件を変更した際にも、溶融ガラスの均質化を促進することができる、均質性の高い高品質な無アルカリガラスを生産するのに適した溶融ガラス製造装置の提供。ガラス原料を溶解するための溶解槽を有する溶融ガラス製造装置であって、前記溶解槽は、該溶解槽の上部空間を加熱するためのバーナーを有し、前記溶解槽の溶融ガラス流路の長さをＬＦとするとき、該溶解槽の上流側からの距離が０．４ＬＦ～０．６ＬＦとなる位置に中流域バブリングユニットが設けられており、該溶解槽の上流側からの距離が０．０５ＬＦ～０．２ＬＦとなる位置に上流域バブリングユニットが設けられており、前記中流域バブリングユニットは、前記溶解槽の底面近傍に、該溶解槽の溶融ガラス流路の幅方向にわたって複数のバブラーが設けられたバブラーグループで構成され、前記上流域バブリングユニットは、前記溶解槽の底面近傍に、該溶解槽の溶融ガラス流路の幅方向に並列して設けられた複数のバブラーで構成されており、前記上流域バブリングユニットは、該溶融ガラス流路の幅方向における中心に対し、対称となる位置に設けられた一対のバブラーを少なくとも含むことを特徴とする溶融ガラス製造装置。

Description

溶融ガラス製造装置、溶融ガラス製造方法およびそれらを用いた板ガラスの製造方法
　本発明は、溶融ガラス製造装置、溶融ガラス製造方法およびそれらを用いた板ガラスの製造方法に関する。より具体的には、均質性の高い高品質な無アルカリガラスを生産するための溶融ガラス製造装置、溶融ガラス製造方法およびそれらを用いた板ガラスの製造方法に関する。
　フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板の製造には、実質的にアルカリ金属イオンを含まない無アルカリガラスを用いることが、ガラス基板の絶縁性を高めるために好ましい。また、無アルカリガラスは熱膨張係数が小さい点でもＦＰＤ用のガラス基板の製造に好ましい。
　ＦＰＤ用のガラス基板の製造においては、なお一層の高品質化、すなわち、均質性の高い高品質なガラス基板の製造が求められている。このためガラス原料を溶解して溶融ガラスを得る溶解槽（溶融炉）では溶融ガラスの均質性を高めるために様々な工夫がなされている。
　特許文献１に記載の溶融炉では、横断敷居により溶解炉を上流帯域と下流帯域とに分け、各々の帯域で溶融ガラスの循環流（上流側循環流、下流側循環流）を形成させることにより、原料の溶解および溶融ガラスの均質化を行っている。より具体的には、上流帯域では上流側循環流を形成することによりガラス原料の溶解を行い、下流帯域では下流側循環流を形成することにより溶融ガラスの均質化を行う。特許文献１に記載の溶融炉では、上流側循環流および下流側循環流を制御するために、横断敷居の上流側にバブラーが設けられている。
　特許文献２に記載の溶融炉（溶融タンク）は、特許文献１に記載の溶融炉における横断敷居に相当する構造は有していないが、少なくとも１列のバブラーと少なくとも２つの互いに向かい合ったバーナーを用いてガラスを溶融、清澄することについて記載されている。
　しかしながら、特許文献１，２に記載の溶融炉は、高品質な無アルカリガラスを生産するのには必ずしも適していなかった。
　ガラスの溶解温度の指標には、Ｔη、すなわち、ガラス粘度ηが１０2［ｄＰａ・ｓ］となる温度が用いられるが、無アルカリガラスはＴηが１５００～１７６０℃であり、通常のソーダライムガラス等のアルカリ含有ガラスに比べてＴηが１００℃以上高く、均質化が難しい。このため、特許文献１，２に記載のソーダライムガラス等の一般的な大量生産用等のレイアウトの溶融炉では十分均質化することができず、均質性に対する要求が特に厳しいガラス製品（ＦＰＤ用のガラス基板等）の製造には必ずしも適していなかった。
　また、上述したように、無アルカリガラスはソーダライムガラス等のアルカリ含有ガラスに比べてＴηが高いため、溶融炉内における溶融ガラスの温度も必然的に高くなる。溶融ガラスの温度が高ければ、それに応じて溶融ガラスによる炉内構造物への侵食作用が強くなる。したがって、無アルカリガラスの場合、特許文献１に記載の溶融炉における横断敷居や特許文献２に記載の溶融炉における清澄台のような、溶融炉の底部に溶融ガラス流に影響を与える段差が存在すると、溶融ガラスによる段差の侵食、および、それによる不純物の発生が問題となる。
　また、無アルカリガラスの場合、溶融炉内における溶融ガラスの温度が必然的に高くなるので、特許文献１のように下流帯域が長い構造や、特許文献２のように大型の溶融炉とすると、バーナーを用いて加熱する範囲が広くなることからエネルギー効率的に不利である。また、溶融ガラスによる侵食およびそれによる不純物の発生や、溶融ガラスの流速の変化も問題となる。
　上記した問題点を解決するため、本願出願人は、特許文献３に記載の溶融ガラス製造装置を提案している。特許文献３に記載の溶融ガラス製造装置では、ガラス原料を溶解するための溶解槽１０の底面近傍に設けるバブラー（第１，２のバブラー１３，１４）、および、溶解槽１０の上部空間を加熱するバーナー１５を特定の配置にすることにより、溶融ガラス流路の底部に特許文献１、２に記載されているような溶融ガラス流に影響を与える段差構造を設けることなしに、溶解槽１０内での溶融ガラスの循環流（上流側循環流１００、下流側循環流１０１）の形成を促進し、かつ、上流側循環流１００の流速と下流側循環流１０１の流速とを所定の関係になるように制御することにより、均質性の高い高品質な無アルカリガラスを生産することができる（文中の符号はいずれも、特許文献３での記載通り）。
日本国特開平９－１２４３２３号公報 日本国特開平７－１４４９２３号公報 国際公開第２０１１／０３６９３９号
　上述したように、特許文献３に記載のガラス製造装置を用いることで、均質性の高い高品質な無アルカリガラスを生産することができる。
　しかしながら、特許文献３に記載のガラス製造装置を用いた場合であっても、溶解槽の運転開始時や、溶解槽の運転条件を変更した際には、後述する理由により溶融ガラスの均質化に長時間を要する。
　溶解槽の運転を開始する際、溶解作業の効率化のために、バーナーで溶解槽の上部空間を加熱しながら、ガラスカレットを溶解槽内に投入し、該カレットを溶解させることによって、溶解槽における溶融ガラスの深さを確保する。例えば、溶解槽における溶融ガラスの目標深さの約５０％以上となるまで、カレットの溶融によって溶融ガラスの深さを確保する。
　溶解槽における溶融ガラスの目標深さの約５０％以上となるまでに要する時間は、溶解槽の寸法によって異なる。ガラス生産量が２０～１００トン／日の規模の溶解槽の場合、その寸法がかなり大きいため、溶解槽における溶融ガラスの目標深さの約５０％以上となるまでに長時間を要する。
　無アルカリガラスを製造する場合は、無アルカリガラス組成のカレットを投射することになるが、無アルカリガラス組成の場合、ガラス組成中にＢ2Ｏ3やＣｌといった揮散しやすい成分（以下、「揮散成分」とする。）を含有することから、溶融ガラスからの揮散により、溶融ガラスの組成が目標組成と異なってくる。
　そのため、ガラス原料の投入開始時には、揮散成分の原料を目標組成よりも多く投入することによって、溶融ガラスが目標組成となるまでの時間を短縮する。
　上述したように、特許文献３に記載の溶融ガラス製造装置では、溶解槽１０の底面近傍に設けたバブラー（第１，２のバブラー１３，１４）からのガス１６，１７の供給により、溶解槽１０内での溶融ガラスの循環流（上流側循環流１００、下流側循環流１０１）の形成を促進することで、かつ、上流側循環流１００の流速と下流側循環流１０１の流速とを所定の関係になるように制御することにより、溶融ガラスの均質化を促進している（文中の符号はいずれも、特許文献３での記載通り）。
　しかしながら、分子量が小さい揮散成分は、他のガラス原料にくらべて比重が軽いため、当該軽い原料が上流側循環流に溶け込むことなしに、上流側循環流上を浮遊して溶解槽の下流側へと移動する傾向がある。このため、溶解槽内の溶融ガラスの均質化には長時間を要する。
　また、溶解槽の運転条件を変更した場合は、上流側循環流よりも溶解槽の上流側で溶融ガラスの滞留が起こる場合がある。このような溶融ガラスの滞留は、溶融ガラスの均質化を遅らせる原因となる。なお、このような溶融ガラスの滞留は、たとえば、ガラス原料の投入量を増加させた場合、製造するガラスの比重調整目的で溶解槽内の溶融ガラスよりも比重が軽いガラス原料を投入した場合に起こる傾向がある。また、何らかの原因で、溶解槽における溶融ガラスの深さが下がった場合や、溶解槽の上流側に存在する溶融ガラスの温度が低下した場合に起こる傾向がある。
　本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するため、溶解槽の運転開始時や、溶解槽の運転条件を変更した際にも、溶融ガラスの均質化を促進することができる、均質性の高い高品質な無アルカリガラスを生産するのに適した溶融ガラス製造装置、溶融ガラス製造方法、および、それらを用いた板ガラス製造方法を提供することを目的とする。
　上記した目的を達成するため、本発明は、ガラス原料を溶解するための溶解槽を有する溶融ガラス製造装置であって、
　前記溶解槽は、該溶解槽の上部空間を加熱するためのバーナーを有し、
　前記溶解槽の溶融ガラス流路の長さをＬFとするとき、該溶解槽の上流側からの距離が０．４ＬF～０．６ＬFとなる位置に中流域バブリングユニットが設けられており、該溶解槽の上流側からの距離が０．０５ＬF～０．２ＬFとなる位置に上流域バブリングユニットが設けられており、
　前記中流域バブリングユニットは、前記溶解槽の底面近傍に、該溶解槽の溶融ガラス流路の幅方向にわたって複数のバブラーが設けられたバブラーグループで構成され、
　前記上流域バブリングユニットは、前記溶解槽の底面近傍に、該溶解槽の溶融ガラス流路の幅方向に並列して設けられた複数のバブラーで構成されており、
　前記上流域バブリングユニットは、該溶融ガラス流路の幅方向における中心に対し、対称となる位置に設けられた一対のバブラーを少なくとも含むことを特徴とする溶融ガラス製造装置を提供する。
　また、本発明は、本発明の溶融ガラス製造装置を用いて、前記中流域バブリングユニットおよび前記上流域バブリングユニットを構成する各バブラーからガスを供給しながら溶融ガラスを製造する、溶融ガラス製造方法を提供する。
　また、本発明は、本発明の溶融ガラス製造方法により得られた溶融ガラスを板ガラスに成形する板ガラス製造方法を提供する。
　本発明の溶融ガラス製造装置および溶融ガラス製造方法によれば、溶解槽の運転開始時や、溶解槽の運転条件を変更した際にも、溶融ガラスの均質化を促進することができるため、均質性の高い高品質な無アルカリガラスを生産に好適であり、該無アルカリガラスの生産に要する時間を短縮できる。
　本発明の板ガラス製造方法は、均質性が高く、透明性が高い板ガラスを製造することができるため、ＦＰＤ用の基板の製造に好適である。
図１は、本発明の溶融ガラス製造装置における溶解槽の一実施形態の断面図である。 図２は、図１に示す溶解槽１０の平面図である。但し、溶解槽１０の上部壁面は省略されている。
　以下、図面を参照して本発明について説明する。
　図１は、本発明の溶融ガラス製造装置における溶解槽の１実施形態の断面図であり、図２は、図１に示す溶解槽の平面図である。但し、理解を容易にするため、溶解槽１０の上部壁面は省略されている。
　溶解槽１０の上流側の端部にはガラス原料の投入口１１が設けられている。投入口１１から投入されたガラス原料は、バーナー１６による加熱によって溶解して溶融ガラスＧとなり、溶解槽１０内に保持される。溶解槽１０の下流側の端部には、溶融ガラスＧを次工程に払出すための払出し口１２が設けられている。払出し口１２は下流側の導管２０と連通している。
　図１、２に示す溶解槽１０の底面近傍には、それぞれ複数のバブラー１３，１４，１５で構成される上流域バブリングユニット、および、中流域バブリングユニットが設けられている。詳しくは後述するが、上流域バブリングユニットを構成するバブラー１３は、溶解槽１０の溶融ガラス流路の上流域に設けられており、中流域バブリングユニットを構成するバブラー１４，１５は、溶解槽１０の溶融ガラス流路の中流域に設けられている。
　図１、２に示す溶解槽１０の両側面には、該溶解槽１０内に保持された溶融ガラスＧよりも上方に位置するようにバーナー１６が配置されている。バーナー１６は、後述する例外部分を除いて、溶解槽１０の長さ方向全体にわたって等間隔で設けられている。
　上流域バブリングユニットは、溶解槽１０の底面近傍に、該溶解槽１０の溶融ガラス流路の幅方向に並列して設けられた複数のバブラー１３で構成されている。
　図２に示す態様では、上流域バブリングユニットは、溶解槽１０の溶融ガラス流路の幅方向における中心に対し、対称となる位置に設けられた一対のバブラー１３で構成されている。
　詳しくは後述するが、本発明の溶融ガラス製造装置における溶解槽１０では、中流域バブリングユニットを構成するバブラー１４，１５からガス１８，１９を供給することによって、溶融ガラス流路の底部に特許文献１、２に記載されているような溶融ガラス流に影響を与える段差構造を設けることなしに、溶解槽１０内での溶融ガラスＧの循環流（上流側循環流１００、下流側循環流１０１）の形成を促進し、かつ、上流側循環流１００の流速と下流側循環流１０１の流速とを所定の関係になるように制御することができる。以下、本明細書において、中流域バブリングユニットを構成するバブラー１４，１５からガス１８，１９を供給することを、「中流域バブリングユニットからのバブリング」という場合がある。
　しかしながら、中流域バブリングユニットからのバブリングのみでは、溶解槽１０の運転開始時や、溶解槽の運転条件を変更した際に、溶解槽１０内の溶融ガラスＧの均質化に長時間を要する。
　無アルカリガラスを製造する場合、溶解槽１０の運転開始時には、溶解槽１０内の溶融ガラスＧが目標組成となるまでの時間を短縮するために、揮散成分の原料を目標組成よりも多く投入することが行われるが、分子量が小さい揮散成分は、他のガラス原料にくらべて比重が軽いため、当該軽い原料が上流側循環流１００に溶け込むことなしに、上流側循環流１００上を浮遊して溶解槽１０の下流側へと移動する傾向があるため、溶解槽１０内の溶融ガラスＧの均質化には長時間を要することとなる。
　また、溶解槽１０の運転条件を変更した際には、上流側循環流１００よりも溶解槽１０の上流側で溶融ガラスＧの滞留が起こる場合がある。以下、本明細書において、上流側循環流１００よりも溶解槽１０の上流側での溶融ガラスＧの滞留のことを、「溶解槽１０の上流側での溶融ガラスＧの滞留」とする。
　溶解槽１０の上流側での溶融ガラスＧの滞留は、溶解槽１０内の溶融ガラスＧの均質化を遅らせる原因となるので、溶解槽１０の運転条件の変更後における溶解槽１０内の溶融ガラスＧの均質化には長時間を要することとなる。
　溶解槽１０では、上流域バブリングユニットを構成するバブラー１３からガス１７を供給することによって、溶解槽１０の運転開始時や、溶解槽の運転条件を変更した際に、溶解槽１０内の溶融ガラスＧの均質化を促進することができる。以下、本明細書において、上流域バブリングユニットを構成するバブラー１３からガス１７を供給することを、「上流域バブリングユニットからのバブリング」という場合がある。
　溶解槽１０の運転開始時においては、上流域バブリングユニットからのバブリングを実施することで、上流側循環流１００への揮散成分の原料の溶け込みが促進される。これにより、溶解槽１０内の溶融ガラスＧの均質化が促進される。
　また、溶解槽１０の運転条件を変更した際においても、上流域バブリングユニットからのバブリングを実施することで、溶解槽１０の上流側での溶融ガラスＧの滞留を抑制することができ、場合によっては、該溶融ガラスＧの滞留を解消することができる。
　上述した効果を発揮するため、上流域バブリングユニットを構成するバブラー１３は、溶解槽１０の溶融ガラス流路の長さとの関係において、以下に述べる条件を満たす必要がある。
　本発明の溶融ガラス製造装置における溶解槽１０では、溶解槽１０の溶融ガラス流路の長さをＬFとするとき、溶融ガラス流路の上流端から上流域バブリングユニットを構成する各バブラー１３までの距離が０．０５ＬF～０．２ＬFである。
　溶融ガラス流路の上流端から各バブラー１３までの距離が０．０５ＬFよりも小さいと、溶解槽１０の上流側壁面と、各バブラー１３と、の距離が近すぎるため、上流域バブリングユニットからのバブリングの実施により、溶解槽１０の上流側壁面の侵食が促進されるおそれがある。
　一方、溶融ガラス流路の上流端からバブラー１３までの距離が０．２ＬFよりも大きいと、溶解槽１０の運転開始時においては、上流域バブリングユニットからのバブリングを実施しても、上流側循環流１００への揮散成分の原料の溶け込みが促進することができず、溶解槽１０内の溶融ガラスＧの均質化を促進することができない。また、溶解槽１０の運転条件を変更した際に、上流域バブリングユニットからのバブリングを実施しても、溶解槽１０の上流側での溶融ガラスＧの滞留を抑制することができない。
　本発明の溶融ガラス製造装置における溶解槽１０において、溶融ガラス流路の上流端から上流域バブリングユニットを構成する各バブラー１３までの距離が０．１ＬF～０．２ＬFであることが好ましく、０．１ＬF～０．１５ＬFであることがより好ましい。
　上述したように、図２に示す溶解槽１０では、溶解槽１０の溶融ガラス流路の幅方向における中心に対し対称となる位置に一対のバブラー１３で設けられている。以下、本明細書において、溶解槽１０の溶融ガラス流路の幅方向における中心に対し対称となる位置にバブラー１３が設けられていることを、「溶解槽１０の幅方向において対称となるようにバブラー１３が設けられている」という。本発明の溶融ガラス製造装置における溶解槽１０においては、溶解槽１０の幅方向において対称となるようにバブラー１３が設けられている必要がある。溶解槽１０の幅方向において対称となるようにバブラー１３が設けられていない例としては、図２に示す一対のバブラー１３のうちの一方が設けられていない場合が挙げられる。この場合、上流域バブリングユニットからのバブリングを実施した際に、溶解槽１０内での溶融ガラスＧの流れが、溶解槽１０の幅方向に対して対称とならず、溶解槽１０の側壁方向への流れが促進されるため、溶解槽１０の側壁が侵食されるおそれがある。また、上流側循環流１００に乱れを生じさせ、溶融ガラスＧの均質化に悪影響をおよぼすおそれがある。
　また、バブラー溶解槽１０の幅方向において対称となるようにバブラー１３が設けられていない例としては、溶解槽１０の溶融ガラス流路の幅方向における中心付近に１つのバブラー１３が設けられている場合が挙げられる。この場合も、上流域バブリングユニットからのバブリングを実施した際に、溶解槽１０の側壁方向への溶融ガラスＧの流れが促進されるため、溶解槽１０の側壁が侵食されるおそれがある。
　なお、溶解槽１０の幅方向において対称となるようにバブラー１３が設けられている必要があるので、少なくとも２つのバブラー１３が設けられている必要がある。また、バブラー１３を２つよりも増やす場合は、バブラー１３の数を偶数とする必要がある。たとえば、４つのバブラー１３を設ける場合は、溶解槽１０の幅方向において対称となるように二対のバブラー１３を設ける必要がある。
　上流域バブリングユニットを構成するバブラー１３は、溶解槽１０の溶融ガラス流路の幅との関係においても、以下に述べる条件を満たすことが好ましい。
　本発明の溶融ガラス製造装置における溶解槽１０では、溶解槽１０の溶融ガラス流路の幅をＷとするとき、上流域バブリングユニットを構成する各バブラー１３は、溶融ガラス流路の幅方向における中心からの距離が０．２５Ｗ以上となる位置に設けられていることが好ましい。
　溶融ガラス流路の幅方向における中心からの距離が０．２５Ｗよりも小さいと、該溶融ガラス流路の幅方向における中心付近にバブラー１３が設けられることになるので、上流域バブリングユニットからのバブリングを実施した際に、溶解槽１０の側壁方向への溶融ガラスＧの流れが促進されるため、溶解槽１０の側壁が侵食されるおそれがある。
　本発明の溶融ガラス製造装置における溶解槽１０において、上流域バブリングユニットを構成する各バブラー１３は、溶融ガラス流路の幅方向における中心からの距離が０．２７Ｗ以上となる位置に設けられていることがより好ましく、０．４Ｗ以上となる位置に設けられていることがさらに好ましい。
　但し、上流域バブリングユニットを構成する各バブラー１３は、溶解槽１０の側壁からの距離が４００ｍｍ以上となる位置に設けられていることが好ましい。溶解槽１０の側壁からの距離が４００ｍｍよりも小さい位置にバブラー１３を設けた場合、溶解槽１０の側壁と、バブラー１３と、の距離が近すぎるため、上流域バブリングユニットからのバブリングの実施により、溶解槽１０の側壁の侵食が促進されるおそれがある。
　本発明の溶融ガラス製造装置における溶解槽１０において、上流域バブリングユニットを構成する各バブラー１３は、溶解槽１０の側壁からの距離が１０００ｍｍ以上となる位置に設けられていることがより好ましい。
　なお、本発明の溶解槽１０の溶融ガラス流路の長さＬFは、溶融ガラス流路の幅Ｗによって異なるが、好ましくは１０～３０ｍであり、より好ましくは１０～２５ｍであり、さらに好ましくは１５～２２ｍである。
　一方、溶融ガラス流路の幅Ｗは、好ましくは５～１０ｍであり、より好ましくは５．５～９ｍであり、さらに好ましくは６．５～８ｍである。
　図１，２に示す溶解槽１０では、上流域バブリングユニットを構成する各バブラー１３が、溶融ガラス流路の長さ方向において、最も上流側に位置するバーナー１６よりもさらに上流側に設けられている。このように、本発明の溶融ガラス製造装置における溶解槽１０では、上流域バブリングユニットを構成する各バブラー１３が、最も上流側に位置するバーナー１６よりもさらに上流側に設けられていることが、上流域バブリングユニットからのバブリングの実施による溶融ガラスの均質化を促進する効果を発揮するうえで好ましい。
　また、溶解槽によっては、バーナー１６による燃焼排ガスを排出するための煙道が、最も上流側に位置するバーナー１６よりもさらに上流側に設けられている場合がある。このような場合、該煙道よりもさらに上流側に、上流域バブリングユニットを構成する各バブラー１３が設けられていることが好ましい。
　但し、上流域バブリングユニットからのバブリングの実施による溶融ガラスの均質化を促進する効果を発揮するためには、溶融ガラス流路の長さ方向において、上流域バブリングユニットを構成する各バブラー１３と、最も上流側に位置するバーナー１６と、の距離が大きすぎないほうが好ましい。本発明の溶融ガラス製造装置における溶解槽１０において、上流域バブリングユニットを構成する各バブラー１３と、最も上流側に位置するバーナー１６と、の溶融ガラス流路の長さ方向における距離が２０００ｍｍ以内であることが好ましく、１５００ｍｍ以内であることがより好ましく、１０００ｍｍ以内であることがさらに好ましい。
　中流域バブリングユニットは、溶解槽１０の底面近傍に、該溶解槽１０の溶融ガラス流路の幅方向にわたって複数のバブラー１４，１５が設けられたバブラーグループで構成されている。
　本発明の溶融ガラス製造装置における溶解槽１０では、中流域バブリングユニットからのバブリングの実施により、溶融ガラス流路の底部に特許文献１、２に記載されているような溶融ガラス流に影響を与える段差構造を設けることなしに、溶解槽１０内での溶融ガラスＧの循環流（上流側循環流１００、下流側循環流１０１）の形成を促進し、かつ、上流側循環流１００の流速と下流側循環流１０１の流速とを所定の関係になるように制御することができる。
　本発明の溶融ガラス製造装置における溶解槽１０では、溶融ガラス流路の底部に溶融ガラスによる侵食が問題となる段差構造を設ける必要がないため、Ｔηが１５００～１７６０℃であり、ソーダライムガラス等のアルカリ含有ガラスに比べて１００℃以上高い無アルカリガラスの製造に好適である。
　図１，２に示す溶解槽１０において、中流域バブリングユニットは、該溶解槽１０の溶融ガラス流路の長さ方向における位置が互いに異なる２つのバブラーグループ、すなわち、溶融ガラス流路の幅方向にわたって複数のバブラー１４が設けられた第１のバブラーグループ、および、溶融ガラス流路の幅方向にわたって複数のバブラー１５が設けられた第２のバブラーグループで構成されている。
　但し、本発明の溶融ガラス製造装置における溶解槽１０において、中流域バブリングユニットは、単一のバブラーグループを有するものであってもよい。具体的には、例えば、上述した第１のバブラーグループ、および、第２のバブラーグループのうち、一方のみを有するものであってもよい。
　但し、中流域バブリングユニットは、溶解槽１０の溶融ガラス流路の長さ方向における位置が互いに異なる複数のバブラーグループで構成されていることが、上述した中流域バブリングユニットからのバブリングの実施による効果を発揮するうえで好ましい。
　なお、中流域バブリングユニットを複数のバブラーグループで構成する場合、溶解槽１０の溶融ガラス流路の長さ方向における位置が互いに異なる３つ以上のバブラーグループで構成してもよいが、図１、２に示す溶解槽１０のように、溶解槽１０の溶融ガラス流路の長さ方向における位置が互いに異なる２つのバブラーグループで構成することが、費用対効果の観点からより好ましい。
　上述した効果を発揮するため、中流域バブリングユニットを構成するバブラー１４，１５は、溶解槽１０の溶融ガラス流路の長さとの関係において、以下に述べる条件を満たす必要がある。
　本発明の溶融ガラス製造装置における溶解槽１０では、溶解槽１０の溶融ガラス流路の長さをＬFとするとき、溶融ガラス流路の上流端から、中流域バブリングユニットの各バブラー（第１のバブラーグループ、第２のバブラーグループ）を構成する各バブラー１４，１５までの距離が０．４ＬF～０．６ＬFである。
　したがって、特許文献１，２に記載されているような従来の溶解槽（溶融炉）に比べて、溶解槽１０の長さが短く、溶解槽における下流側循環流を形成する部位の長さも短い。
　ここで、図１，２に示す溶解槽１０のように、溶解槽１０の溶融ガラス流路の長さ方向における位置が互いに異なる２つのバブラーグループ（第１のバブラーグループ、第２のバブラーグループ）で構成する場合、溶融ガラス流路の上流端から、各バブラーグループを構成するバブラー１４、１５までの距離が、それぞれ以下を満たすことが好ましい。
　溶融ガラス流路の上流端から第１のバブラーグループを構成する各バブラー１４までの距離が０．４ＬF～０．５ＬFであることが好ましく、０．４３ＬF～０．４６ＬFであることがより好ましい。一方、溶融ガラス流路の上流端から第２のバブラーグループを構成する各バブラー１５までの距離が０．４５ＬF～０．５５ＬFであることが好ましく、０．４６ＬF～０．５３ＬFであることがより好ましい。
　図１，２に示す溶解槽１０のように、溶解槽１０の溶融ガラス流路の長さ方向における位置が互いに異なる２つのバブラーグループ（第１のバブラーグループ、第２のバブラーグループ）で構成する場合、第１のバブラーグループを構成する各バブラー１４と、第２のバブラーグループを構成する各バブラー１５との距離をＬPとするとき、ＬPが５００～１０００ｍｍであることが、上述した中流域バブリングユニットからのバブリングの実施による効果を発揮するうえで好ましく、ＬPが６００～８００ｍｍであることがより好ましい。
　また、中流域バブリングユニットの各バブラーグループを構成する各バブラー間のピッチｐ、すなわち、溶解槽１０の溶融ガラス流路の幅方向における、各バブラー間の距離が、４００～７００ｍｍであることが、費用対効果の観点を考慮しつつ、上述した中流域バブリングユニットからのバブリングの実施による効果を発揮するうえで好ましい。
　図１，２に示す溶解槽１０のように、溶解槽１０の溶融ガラス流路の長さ方向における位置が互いに異なる２つのバブラーグループ（第１のバブラーグループ、第２のバブラーグループ）で構成する場合、溶解槽１０における溶融ガラスの流路方向を軸とするとき、第１のバブラーグループを構成するバブラー１４と、第２のバブラーグループを構成するバブラー１５と、が同軸上に存在しないように配置されていることが好ましい。
　図２に示す溶解槽１０において、第１のバブラーグループを構成するバブラー１４の突出口と、第２のバブラーグループを構成するバブラー１５の突出口と、が千鳥状に配置されており、第１のバブラーグループを構成するバブラー１４の突出口と、第２のバブラーグループを構成するバブラー１５の突出口と、が同軸上に存在しない。
　このような配置にした場合、第１のバブラーグループを構成するバブラー１４の突出口のいずれかが機能しなくなった場合であっても、下流側に千鳥状に配置された第２のバブラーグループを構成するバブラー１５の突出口の存在により、溶解槽１０内での溶融ガラスＧの循環流（上流側循環流１００、下流側循環流１０１）の形成を促進する効果が損なわれることがなく、かつ、上流側循環流１００の流速と下流側循環流１０１の流速とを所定の関係になるように制御することができる。
　本発明の溶融ガラス製造装置における溶解槽１０において、上流域バブリングユニットを構成するバブラー１３、および、中流域バブリングユニットを構成するバブラー１４，１５の構成材料は、耐燃性および溶融ガラスに対する耐食性に優れることが求められることから、白金または白金合金であることが好ましい。
　また、上流域バブリングユニットを構成するバブラー１３から供給するガス１７、および、中流域バブリングユニットを構成するバブラー１４，１５から供給するガス１８，１９には、溶融ガラスＧ、および、バブラー１３，１４，１５等の溶解槽１０の構成要素に悪影響を及ぼさないものを用いることが好ましい。このようなガスの具体例としては、空気、窒素、酸素、ヘリウム、アルゴン等が例示される。バブラー１３，１４，１５の構成材料として、白金または白金合金が用いられている場合、バブラー１３，１４，１５から供給するガス１７，１８，１９には、窒素、ヘリウム、および、アルゴンといった酸素を含まないガスを用いることが好ましい。これらの中でも窒素が特に好ましい。
　図１、２に示す溶解槽１０の両側面には、該溶解槽１０の長さ方向全体にわたってバーナー１６が等間隔で設けられている。但し、第２のバブラーグループを構成するバブラー１５の上方にはバーナー１６が設けられていない。
　第２のバブラーグループを構成するバブラー１５の上方にバーナー１６が設けられていないのは、後述する本発明の溶融ガラス製造方法において、好適な制御の一態様である（制御２）を実施する場合には、第２のバブラーグループを構成するバブラー１５の上方の雰囲気温度Ｔ2を、第１のバブラーグループを構成するバブラー１４の上方の雰囲気温度Ｔ1よりも低くする必要があるからである。
　（制御２）を実施する場合、第２のバブラーグループを構成するバブラー１５と、該バブラー１５に対して下流側に直近のバーナー１６と、をある程度離して配置することが好ましい。具体的には、第２のバブラーグループを構成するバブラー１５と、該バブラー１５に対して下流側に直近のバーナー１６と、の距離ＬB2を８００ｍｍ以上とすることが好ましい。
　但し、第２のバブラーグループを構成するバブラー１５と、該バブラー１５に対して下流側に直近のバーナー１６と、を離しすぎると、第２のバブラーグループを構成するバブラー１５の上方の雰囲気温度が低くなりすぎて、却って溶融ガラスの均質化が不十分になる等の問題が生じるおそれがある。また、溶解槽１０の下流側の端部に設けられた払出し口１２から払出される溶融ガラスＧの温度が低くなり、後工程において減圧脱泡を行う場合に脱泡し難くなる等の問題が生じるおそれがある。このため、ＬB2は２５００ｍｍ以下とすることが好ましい。なお、ＬB2は１０００～２０００ｍｍであることが好ましく、ＬB2は１０００～１６００ｍｍであることがより好ましい。
　また、（制御２）を実施する場合、第２のバブラーグループを構成するバブラー１５の上方の雰囲気温度Ｔ2を、第１のバブラーグループを構成するバブラー１４の上方の雰囲気温度Ｔ1よりも低くする必要があるため、第１のバブラーグループを構成するバブラー１４と、該バブラー１４に対して上流側に直近のバーナー１６と、の距離ＬB1と、上述した距離ＬB2と、が、ＬB2＞ＬB1の関係になることが好ましい。したがって、図２に示すように、第１のバブラーグループを構成するバブラー１４の上方にはバーナー１６が設けられていることが好ましい。このような配置とすることによって、第２のバブラーグループを構成するバブラー１５の上方の雰囲気温度Ｔ2を、第１のバブラーグループを構成するバブラー１４の上方の雰囲気温度Ｔ1よりも低くすることができる。
　本発明において、ＬB2－ＬB1≧３００ｍｍであることが好ましく、ＬB2－ＬB1≧５００ｍｍであることがより好ましく、ＬB2－ＬB1≧８００ｍｍであることがさらに好ましい。
　一方、図２に示す溶解槽１０では、第１のバブラーグループを構成するバブラー１４の上方に直近のバーナー１６が設けられているが、ＬB2＞ＬB1の関係を満たす限り第１のバブラーグループを構成するバブラー１４と該バブラー１４に上流側に直近のバーナー１６とをある程度離して配置してもよい。但し、第１のバブラーグループを構成するバブラー１４と該バブラー１４に上流側に直近のバーナー１６と、を離しすぎると、バブラー１４の上方の雰囲気温度が低くなりすぎて上流側循環流１００が弱まり、ガラス原料の溶解が不十分になる、また、それにより、溶解槽１０の下流域での溶融ガラスＧの均質化が不十分になる等の問題が生じるおそれがある。このような観点から、ＬB1は２０００ｍｍ以下であることが好ましい。なお、ＬB1は５００～１５００ｍｍであることがより好ましい。
　また、隣り合うバーナー１６間のピッチは、バーナー１６の種類や溶解槽１０のレイアウトにもよるが、６００～２６００ｍｍが好ましく、８００～２４００ｍｍがより好ましい。
　バーナー１６での燃焼は、燃料を酸素ガスと混合して燃焼させたり、燃料を酸素ガスおよび空気と混合して燃焼させたりすることができる。これらの方法を用いることにより、溶融ガラスに水分を含有させることができる。溶解槽１０から下流側の導管２０へと送られた溶融ガラスの後工程において、溶融ガラス中の泡を減圧脱泡により脱泡する場合には、溶融ガラスが水分を含んでいることが好ましいことから、上記のような燃焼が好ましい。
　なお、溶解槽１０の内壁レンガ表面の付着物（例えば、該レンガから溶出したガラス質や、原料または溶融ガラスの揮散物等）が、バーナー部に落下するのを防止するために、溶解槽１０の内壁におけるバーナー１６の上部には、ひさし（不図示）が設けられていると好ましい。
　溶解槽１０の溶融ガラスＧと接する部分の構成材料は、耐熱性および溶融ガラスに対する耐食性に優れていることが求められることから、ＺｒＯ2含有の耐火レンガが用いられるが、溶融ガラス流路をなす溶解槽１０の底面のうち、第１のバブラーグループを構成するバブラー１４から上流側に０．１ＬF～０．３ＬFの部分には、質量％でＺｒＯ2が８５％以上９７％以下で、残部がＳｉＯ2を主体とするガラス質の熱溶融耐火物が用いることが好ましい。溶解槽１０を流通する溶融ガラスの温度は、下流側よりも上流側のほうが高く、また、後述する本発明の溶融ガラス製造方法における好適な制御形態である（制御１）を実施する場合には、第２のバブラーグループを構成するバブラー１５からのガス１９の流量よりも、第１のバブラーグループを構成するバブラー１４からのガス１８の流量のほうが大きくなるため、溶融ガラス流路をなす溶解槽１０の底面の構成材料が侵食されやすいからである。
　また、溶融ガラス流路をなす溶解槽１０の底面の構成材料の侵食防止の観点からは、上流域バブリングユニットを構成するバブラー１３の周辺部分にも、上記した熱溶融耐火物を用いることが好ましい。
　なお、溶解槽１０の溶融ガラス流路の長さＬFが、前記したように、１０～３０ｍ（好ましくは１０～２５ｍ、より好ましくは１５～２２ｍ）の寸法の場合、上流域バブリングユニットを構成するバブラー１３を中心に該溶融ガラス流路の長さ方向にそれぞれ１００～６００ｍｍの範囲、好ましくは１５０～４００ｍｍの範囲の部分に、上記した熱溶融耐火物を用いることが好ましい。
　また、溶解槽１０の溶融ガラス流路の幅Ｗが、前記したように、５～１０ｍ（好もしくは５．５～９ｍ、より好ましくは６．５～８ｍ）の寸法の場合、上流域バブリングユニットを構成するバブラー１３を中心に該溶融ガラス流路の幅方向にそれぞれ１００～６００ｍｍの範囲、好ましくは１５０～４００ｍｍの範囲、より好ましくは１５０～３００ｍｍの範囲の部分に、上記した熱溶融耐火物を用いることが好ましい。
　これら場合、個々の熱溶融耐火物の厚さは５０～４００ｍｍであることが好ましく、熱溶融耐火物は２～３個積層させることが好ましい。さらに、このようにして形成した熱溶融耐火物の層の外側に、他のＺｒＯ2含有の耐火レンガを２～５層積層させることができる。なお、溶解槽１０の溶融ガラスＧと接する部分の全てを上記組成の熱溶融耐火物で構成することが好ましい。また、各耐火レンガをアルミナ・ジルコン質等のタンプ材を介して積層することができる。
　なお、溶解槽１０底部の耐火レンガの目地から溶融ガラスが侵入し、該耐火レンガが侵食されるのを防止するために、前記目地の下に、目地を塞ぐように耐火レンガを積層配置させると好ましい。
　溶解槽１０底部の耐火レンガの外側には、該耐火レンガを冷却するための空冷または水冷等による冷却手段が設けられていると、耐火レンガの寿命が向上するため、好ましい。
　また、溶解槽１０底部の耐火レンガ内部または耐火レンガ外側における前記バブラー１３、１４、１５の配管周囲には、該配管を冷却するためのリング状または馬蹄形状の水管が設けられていると好ましい。
　次に、本発明の溶融ガラス製造方法について説明する。
　本発明の溶融ガラス製造方法では、上述した溶融ガラス製造装置を用いて、溶融ガラス製造装置の溶解槽１０において、中流域バブリングユニットからのバブリングを実施し、かつ、上流域バブリングユニットからのバブリングを実施しながら溶融ガラスを製造する。
　上述したように、中流域バブリングユニットからのバブリングの実施により、溶融ガラス流路の底部に特許文献１、２に記載されているような溶融ガラス流に影響を与える段差構造を設けることなしに、溶解槽１０内での溶融ガラスＧの循環流（上流側循環流１００、下流側循環流１０１）の形成を促進し、かつ、上流側循環流１００の流速と下流側循環流１０１の流速とを所定の関係になるように制御することができるので、Ｔηが１５００～１７６０℃で、均質性の高い無アルカリガラスの製造に好適である。
　また、中流域バブリングユニットからのバブリングの実施により、溶解槽１０の運転開始時や、溶解槽の運転条件を変更した際に、溶解槽１０内の溶融ガラスＧの均質化を促進することができるので、該無アルカリガラスの製造に要する時間を短縮できる。
　Ｔηが１５００～１７６０℃となる無アルカリガラスの具体例としては、酸化物基準の質量百分率表示が下記組成となる無アルカリガラス組成１～４が例示できる。
　無アルカリガラス組成１
ＳｉＯ2：５０～７３％、好ましくは５０～６６％
Ａｌ2Ｏ3：１０．５～２４％
Ｂ2Ｏ3：０～１２％
ＭｇＯ：０～１０％、好ましくは０～８％
ＣａＯ：０～１４．５％
ＳｒＯ：０～２４％
ＢａＯ：０～１３．５％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８～２９．５％、好ましくは９～２９．５％
ＺｒＯ2：０～５％
　歪点が高く溶解性を考慮する場合は好ましくは、無アルカリガラス組成２
ＳｉＯ2：５８～６６％
Ａｌ2Ｏ3：１５～２２％
Ｂ2Ｏ3：５～１２％
ＭｇＯ：０～８％
ＣａＯ：０～９％
ＳｒＯ：３～１２．５％
ＢａＯ：０～２％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：９～１８％
　特に溶解性を考慮する場合は好ましくは、無アルカリガラス組成３
ＳｉＯ２：５０～６１．５％
Ａｌ２Ｏ３：１０．５～１８％
Ｂ２Ｏ３：７～１０％
ＭｇＯ：２～５％
ＣａＯ：０～１４．５％
ＳｒＯ：０～２４％
ＢａＯ：０～１３．５％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：１６～２９．５％
　特に高歪点を考慮する場合は好ましくは、無アルカリガラス組成４
ＳｉＯ２：  ５４～７３  ％
Ａｌ２Ｏ３：  １０．５～２２．５  ％
Ｂ２Ｏ３：  ０～５．５  ％
ＭｇＯ：  ０～１０  ％
ＣａＯ：  ０～９  ％
ＳｒＯ：  ０～１６  ％
ＢａＯ：  ０～２．５  ％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：  ８～２６  ％
　本発明の溶融ガラス製造方法において、中流域バブリングユニットを構成する各バブラー１４，１５から供給するガス１８，１９の平均流量を０．５～５．０リットル／分とすることが、溶解槽１０内での溶融ガラスＧの循環流（上流側循環流１００、下流側循環流１０１）の形成を促進し、かつ、上流側循環流１００の流速と下流側循環流１０１の流速とを所定の関係になるように制御するうえで好ましい。
　ここで、中流域バブリングユニットが、図１，２に示す溶解槽１０のように、第１および第２のバブラーグループで構成させる場合、以下に述べる（制御１）および（制御２）を実施することが、溶解槽１０内での溶融ガラスＧの循環流（上流側循環流１００、下流側循環流１０１）の形成を促進し、かつ、上流側循環流１００の流速と下流側循環流１０１の流速とを所定の関係になるように制御するうえで好ましい。これにより、Ｔηが１５００～１７６０℃の溶融ガラスを製造する際に、溶融ガラスの均質化を促進することができ、均質性の高い高品質な溶融ガラスを得ることができる。
（制御１）
　第２のバブラーグループを構成するバブラー１５からのガス１９の平均流量Ｖ2を第１のバブラーグループを構成するバブラー１４からのガス１８の平均流量Ｖ1よりも小さくする。
（制御２）
　第２のバブラー１５の上方の雰囲気温度Ｔ2を第１のバブラー１４の上方の雰囲気温度Ｔ1よりも低くする。
　（制御１）を実施する場合、上記Ｖ1が０．５～２０リットル／分であることが好ましく、０．７～５リットル／分であることがより好ましく、０．９～３リットル／分であることがさらに好ましく、１．８～２．６リットル／分であることが特に好ましい。また、上記Ｖ2が０．３～１９．８リットル／分であることが好ましく、０．４～４．８リットル／分であることがより好ましく、０．５～２リットル／分であることがさらに好ましく、０．９～２．０リットル／分であることが特に好ましい。
　また、Ｖ1－Ｖ2≧０．２リットル／分が好ましく、Ｖ1－Ｖ2≧０．４リットル／分がより好ましく、Ｖ1－Ｖ2≧０．６リットル／分がさらに好ましく、Ｖ1－Ｖ2≧１．０リットル／分が特に好ましい。
　（制御２）を実施する場合、上記Ｔ1が１５９０～１７１０℃であることが好ましく、１６００～１６９５℃であることがより好ましい。また、上記Ｔ2が１５７０～１６９０℃であることが好ましく、１５８０～１６７５℃であることがより好ましい。
　また、Ｔ1－Ｔ2は１０～３５℃が好ましく、Ｔ1－Ｔ2は１５～３０℃がより好ましく、１９～２６℃がさらに好ましい。
　なお、Ｔ1およびＴ2は、以下の方法で測定することができる。
（測定位置）
Ｔ1：第１のバブラーグループを構成するバブラー１４よりも上流側に直近のバーナー１６と、該バーナー１６よりもさらに上流側に位置する直近のバーナー１６と、の中間位置。
Ｔ2：第２のバブラーグループを構成するバブラー１５よりも下流側に直近のバーナー１６と、該バブラーよりも下流側に直近のバーナー１６と、の中間位置。
（測定方法）
　溶解槽の側面に設けられた観察用窓から、対面側の側面の溶解槽内壁面温度を放射温度計（例えば、ＣＨＩＮＯ　ＩＲ－ＡＨ３ＳＵ（測定波長：０．６５μｍ、ε＝１．０））で測定する。
　本発明の溶融ガラス製造方法において、上流域バブリングユニットを構成する各バブラー１３から供給するガス１７の平均流量を０．１～５．０リットル／分とすることが、溶解槽１０の運転開始時や、溶解槽１０の運転条件の変更時を含めて、常に、溶解槽１０内の溶融ガラスＧの均質化を促進することができることから好ましい。
　ここで、上流域バブリングユニットを構成する各バブラー１３から供給するガス１７の平均流量は、溶解槽１０の運転開始時や、溶解槽１０の運転条件を変更した際のような、上流域バブリングユニットからのバブリングの実施による溶解槽１０内の溶融ガラスＧの均質化の促進がより求められる状況と、溶解槽１０の通常運転時と、で変更することができる。例えば、溶解槽１０の運転開始時や、溶解槽１０の運転条件を変更した際には、上流域バブリングユニットを構成する各バブラー１３から供給するガス１７の平均流量を０．５～３．０リットル／分、好ましくは１．０～２．０リットル／分とし、溶解槽１０の通常運転時には上流域バブリングユニットを構成する各バブラー１３から供給するガス１７の平均流量を０．１～１．０リットル／分、好ましくは０．２～０．５リットル／分とすることが好ましい。ここで溶解槽１０の通常運転時とは、例えばガラス組成にＢ2Ｏ3を含む場合には、酸化物基準の質量百分率表示でＢ2Ｏ3が目標組成に対して±１％、好ましくは±０．５％、より好ましくは±０．３％の状態をいう。
　本発明の溶融ガラス製造方法では、上流側循環流１００の平均流速をＦ1［ｍ／時間］とし、下流側循環流１０１の平均流速をＦ2［ｍ／時間］とするとき、Ｆ1＝５～２０ｍ／時間、Ｆ2＝０．５～７ｍ／時間となるように制御することが好ましい。これにより、Ｔηが１５００～１７６０℃の溶融ガラスを製造する際に、溶融ガラスの均質化を促進することができ、均質性の高い高品質な溶融ガラスを得ることができる。
　Ｆ1＝８～１５ｍ／時間、Ｆ2＝１～４ｍ／時間となるように制御することがより好ましい。
　なお、Ｆ1およびＦ2は、以下の方法で測定することができる。
（測定位置）
Ｆ1：溶融ガラス流路の上流端からの距離が０．３０ＬF～０．３４ＬFで、溶融ガラス流路の幅方向における中央付近。
Ｆ2：溶融ガラス流路の下流端からの距離が０．２２ＬF～０．３０ＬFで、溶融ガラス流路の幅方向における中央付近。
（測定方法）
　溶融ガラスの表層における泡の流れをビデオ撮影し、泡の移動距離に対する移動時間を測定して流速とする。この手順を２～３回繰り返して平均流速を求める。
　次に、本発明の板ガラス製造方法について説明する。
　本発明の板ガラス製造方法では、上記した本発明の溶融ガラス製造方法により得られた溶融ガラスを板ガラスに成形する。溶融ガラスを成形して板ガラスとする手段としては、フロート法、ダウンドロー法等の各種成形方法を用いることができる。Ｔηが１５００～１７６０℃のガラスの場合、フロート法が特に好ましい。
　本発明の板ガラス製造方法において、上記した本発明の溶融ガラス製造方法により得られた溶融ガラスを板ガラスに成形する前に、該溶融ガラス中の泡を減圧脱泡により脱泡してもよい。
　本発明の板ガラス製造方法では、本発明の溶融ガラス製造方法により得られた均質性が高い溶融ガラスを成形して板ガラスとするので、均質性が高く、透明性が高い板ガラスを得ることができる。
　本発明の板ガラス製造装置では、様々な用途の板ガラスの製造に適用可能であるが、均質性が高く、透明性が高い板ガラスが得られることから、ＦＰＤ用のガラス基板のように、均質性についての要求がきわめて厳しい用途の板ガラスの製造に適用することが特に好ましい。
　図１，２に示す溶解槽１０の投入口に所望の組成となるようにガラス原料を投入して、Ｔηが１５００～１７６０℃の無アルカリガラス、具体的には、前記の無アルカリガラス組成１～４を製造する。図１，２に示す溶解槽１０の各部の寸法は以下の通り。
溶融ガラス流路の長さＬF：１６～２５ｍ
溶融ガラス流路の幅Ｗ：５．５～９ｍ
溶融ガラス流路の上流端から上流側バブリングユニットを構成する各バブラー１３までの距離：０．１ＬF
溶融ガラス流路の幅方向における中心から上流側バブリングユニットを構成する各バブラー１３までの距離：０．５Ｗ
溶融ガラス流路の上流端から第１のバブラーグループを構成する各バブラー１４までの距離：０．４３ＬF～０．４６ＬF
溶融ガラス流路の下流端から第２のバブラーグループを構成する各バブラー１５までの距離：０．４７ＬF～０．５４ＬF
第１のバブラーグループを構成する各バブラー１４と、第２のバブラーグループを構成する各バブラー１５と、の距離ＬP：６００～８００ｍｍ
第１のバブラーグループを構成する各バブラー１４間のピッチｐ：４００～７００ｍｍ
第２のバブラーグループを構成する各バブラー１５間のピッチｐ：４００～７００ｍｍ
溶融ガラス流路の上流端から、溶解槽での溶融ガラスの流路方向における、最も上流側に位置するバーナー１６までの距離０．１５ＬF
溶解槽での溶融ガラスの流路方向における、第１のバブラーグループを構成するバブラー１４と該バブラー１４の上流側に直近のバーナー１６との距離ＬB1：５００～１５００ｍｍ
溶解槽での溶融ガラスの流路方向における、第２のバブラーグループを構成するバブラー１５と該バブラー１５の下流側に直近のバーナー１６との距離ＬB2：１０００～２０００ｍｍ
ＬB2－ＬB1≧５００ｍｍ
溶解槽での溶融ガラスの流路方向における、個々のバーナー１６間の距離：８００～２４００ｍｍ
　上流側バブリングユニットを構成するバブラー１３からのガス１７の平均流量を、０．２５～０．５リットル／分に調整する。
　第１のバブラーグループを構成するバブラー１４からのガス１８の平均流量Ｖ1、および、第２のバブラーグループを構成するバブラー１５からのガス１９の平均流量Ｖ2が下記条件となるように調整する。
Ｖ1：１．８～２．６リットル／分
Ｖ2：０．９～２．０リットル／分
Ｖ1－Ｖ2≧０．６リットル／分
　バーナー１６での燃焼により、第１のバブラーグループを構成するバブラー１４の上方の雰囲気温度Ｔ1、および、第２のバブラーグループを構成するバブラー１５の上方の雰囲気温度Ｔ2は下記条件に保持される。なお、Ｔ1およびＴ2は上述した方法で測定する。
Ｔ1：１５９０～１７１０℃
Ｔ2：１５８０～１６７５℃
Ｔ1－Ｔ2：１０～３５℃
　溶解槽１０の運転開始時において、上流側バブリングユニットを構成するバブラー１３からのバブリングの実施により、溶解槽１０内の溶融ガラスの均質化に要する時間が短縮される。
　溶解槽１０内における上流側循環流１００の平均流速Ｆ1および下流側循環流１０１の平均流速Ｆ2を上述した方法により測定する。結果は以下の通りである。
Ｆ1＝８～１５ｍ／時間
Ｆ2＝１～４ｍ／時間
　上記の条件で実施することにより、Ｔηが１５００～１７６０℃で、均質性が高い高品質な無アルカリガラスが製造され、該無アルカリガラスの生産に要する時間を短縮できる。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
　本出願は、２０１１年１２月１９日出願の日本特許出願２０１１－２７７２８７に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明の溶融ガラス製造装置および溶融ガラス製造方法によれば、溶解槽の運転開始時や、溶解槽の運転条件を変更した際にも、溶融ガラスの均質化を促進することができるため、均質性の高い高品質な無アルカリガラスを生産に好適であり、該無アルカリガラスの生産に要する時間を短縮できる。
　本発明の板ガラス製造方法は、均質性が高く、透明性が高い板ガラスを製造することができるため、ＦＰＤ用の基板の製造に好適である。
　　１０：溶解槽
　　１１：投入口
　　１２：払出し口
　　１３：バブラー（上流域バブリングユニット）
　　１４：バブラー（中流域バブリングユニット、第１のバブラーグループ）
　　１５：バブラー（中流域バブリングユニット、第２のバブラーグループ）
　　１６：バーナー
　　１７：バブラー（上流域バブリングユニット）からのガス
　　１８：バブラー（中流域バブリングユニット、第１のバブラーグループ）からのガス
　　１９：バブラー（中流域バブリングユニット、第２のバブラーグループ）からのガス
　　２０：下流側の導管
　　１００：上流側循環流
　　１０１：下流側循環流

Claims (12)

  1. 　ガラス原料を溶解するための溶解槽を有する溶融ガラス製造装置であって、
    　前記溶解槽は、該溶解槽の上部空間を加熱するためのバーナーを有し、
    　前記溶解槽の溶融ガラス流路の長さをＬＦとするとき、該溶解槽の上流側からの距離が０．４ＬＦ～０．６ＬＦとなる位置に中流域バブリングユニットが設けられており、該溶解槽の上流側からの距離が０．０５ＬＦ～０．２ＬＦとなる位置に上流域バブリングユニットが設けられており、
    　前記中流域バブリングユニットは、前記溶解槽の底面近傍に、該溶解槽の溶融ガラス流路の幅方向にわたって複数のバブラーが設けられたバブラーグループで構成され、
    　前記上流域バブリングユニットは、前記溶解槽の底面近傍に、該溶解槽の溶融ガラス流路の幅方向に並列して設けられた複数のバブラーで構成されており、
    　前記上流域バブリングユニットは、該溶融ガラス流路の幅方向における中心に対し、対称となる位置に設けられた一対のバブラーを少なくとも含むことを特徴とする溶融ガラス製造装置。
  2. 　前記溶解槽の溶融ガラス流路の幅をＷとするとき、前記上流域バブリングユニットを構成する各バブラーは、該溶融ガラス流路の幅方向における中心からの距離が０．２５Ｗ以上、かつ、前記溶解槽の側壁からの距離が４００ｍｍ以上を満たす位置に設けられている、請求項１に記載の溶融ガラス製造装置。
  3. 　前記上流域バブリングユニットを構成する各バブラーは、前記溶融ガラス流路の長さ方向において、最も上流側に位置するバーナーよりもさらに上流側に設けられている、請求項１または２に記載の溶融ガラス製造装置。
  4. 　前記中流域バブリングユニットは、前記溶融ガラス流路の長さ方向における位置が互いに異なる複数のバブラーグループを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の溶融ガラス製造装置。
  5. 　前記中流域バブリングユニットおよび前記上流域バブリングユニットを構成する各バブラーが白金製または白金合金製であり、該各バブラーから供給されるガスが酸素を含まないガスである、請求項１～４のいずれか一項に記載の溶融ガラス製造装置。
  6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の溶融ガラス製造装置を用いて、前記中流域バブリングユニットおよび前記上流域バブリングユニットを構成する各バブラーからガスを供給しながら溶融ガラスを製造する、溶融ガラス製造方法。
  7. 　ガラス粘度ηが１０2［ｄＰａ・ｓ］となる温度Ｔηが１５００～１７６０℃の溶融ガラスを製造する、請求項６に記載の溶融ガラス製造方法。
  8. 　前記中流域バブリングユニットを構成する各バブラーから供給するガスの平均流量を０．５～５．０リットル／分とし、前記上流域バブリングユニットを構成する各バブラーから供給するガスの平均流量を０．１～５．０リットル／分とする、請求項６または７に記載の溶融ガラス製造方法。
  9. 　請求項６～８のいずれか一項に記載の溶融ガラス製造方法により得られた溶融ガラスを板ガラスに成形する板ガラス製造方法。
  10. 　溶融ガラスが、酸化物基準の質量百分率表示で、
    ＳｉＯ２：５０～７３％
    Ａｌ２Ｏ３：１０．５～２４％
    Ｂ２Ｏ３：０～１２％
    ＭｇＯ：０～１０％
    ＣａＯ：０～１４．５％
    ＳｒＯ：０～２４％
    ＢａＯ：０～１３．５％
    ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８～２９．５％
    ＺｒＯ２：０～５％
    を含有する無アルカリガラスである請求項１～５のいずれか一項に記載の溶融ガラス製造装置。
  11. 　溶融ガラスが、酸化物基準の質量百分率表示で、
    ＳｉＯ２：５０～７３％
    Ａｌ２Ｏ３：１０．５～２４％
    Ｂ２Ｏ３：０～１２％
    ＭｇＯ：０～１０％
    ＣａＯ：０～１４．５％
    ＳｒＯ：０～２４％
    ＢａＯ：０～１３．５％
    ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８～２９．５％
    ＺｒＯ２：０～５％
    を含有する無アルカリガラスである請求項６～８のいずれか一項に記載の溶融ガラス製造方法。
  12. 　溶融ガラスが、酸化物基準の質量百分率表示で、
    ＳｉＯ２：５０～７３％
    Ａｌ２Ｏ３：１０．５～２４％
    Ｂ２Ｏ３：０～１２％
    ＭｇＯ：０～１０％
    ＣａＯ：０～１４．５％
    ＳｒＯ：０～２４％
    ＢａＯ：０～１３．５％
    ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８～２９．５％
    ＺｒＯ２：０～５％
    を含有する無アルカリガラスである請求項９に記載の板ガラス製造方法。
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