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WO2000061506A1 - Procede de desemulsification de verre fondu a pression reduite et appareil de production de verre par desemulsification a pression reduite - Google Patents

Procede de desemulsification de verre fondu a pression reduite et appareil de production de verre par desemulsification a pression reduite Download PDF

Info

Publication number
WO2000061506A1
WO2000061506A1 PCT/JP2000/001971 JP0001971W WO0061506A1 WO 2000061506 A1 WO2000061506 A1 WO 2000061506A1 JP 0001971 W JP0001971 W JP 0001971W WO 0061506 A1 WO0061506 A1 WO 0061506A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
molten glass
vacuum degassing
tank
pressure
glass
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2000/001971
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Koji Obayashi
Yusuke Takei
Toshiyasu Kawaguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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 Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Publication of WO2000061506A1 publication Critical patent/WO2000061506A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • 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
    • C03B5/225—Refining
    • C03B5/2252—Refining under reduced pressure, e.g. with vacuum refiners

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum degassing method for molten glass and an apparatus for producing glass by vacuum degassing.
  • the present invention belongs to the technical field of a vacuum degassing method for molten glass and an apparatus for producing glass by vacuum degassing capable of effectively removing bubbles from a continuously supplied molten glass.
  • FIGS. 3 and 4 show such a conventional vacuum degassing apparatus.
  • the vacuum degassing apparatus 30 shown in FIG. 3 stores the molten glass G taken out of the melting tank 38 which melts the glass raw material and forms a base material for the molten glass in the upstream pit 31, and
  • the molten glass G in the side pit 3 1 is introduced into the vacuum degassing tank 33, subjected to vacuum degassing treatment in the vacuum degassing tank 33, and then discharged under atmospheric pressure into the downstream pit 36.
  • a foam tank 33 is provided, and at both ends thereof, a rising pipe 34 and a descending pipe 35 which are vertically attached downward are respectively arranged.
  • the vacuum degassing device 30 is a siphon-type vacuum degassing device in which the molten glass G is suctioned and raised by reducing the pressure in the decompression housing 32.
  • the riser tube 34 has a melting furnace at the lower end. It is immersed in the molten glass G of the upstream pit 31 communicating with 38, and the upper end is connected to the vacuum degassing tank 33, and the inside of the vacuum housing 32 is depressurized by vacuum suction using a vacuum pump (not shown). As a result, the molten glass G before the defoaming treatment is sucked up from the upstream pit 31 and introduced into the vacuum degassing tank 33.
  • the downcomer 35 is immersed in the molten glass G of the downstream pit 36 whose lower end communicates with a processing tank (not shown) on the downstream side, and the upper end communicates with the vacuum degassing tank 33.
  • the molten glass G is lowered from the vacuum degassing tank 33 and discharged to the downstream pit 36.
  • the vacuum degassing tank 33 in the vacuum housing 32, the riser tube 34 and the downcomer tube A heat insulating material 37 such as a heat-resistant brick for insulating and covering these is provided around 35 so as to maintain air permeability.
  • the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 33 is determined by the specific gravity of the molten glass G and the pressure in the vacuum degassing tank 33.
  • the pressure in the vacuum degassing tank 33 reduces the pressure in the decompression housing 33 so that the molten glass G in the vacuum degassing tank 33 does not overflow from the ceiling of the vacuum degassing tank 33.
  • the vacuum degassing apparatus 40 shown in FIG. 4 introduces the molten glass G taken out of the melting tank 41 which melts the glass raw material and forms a base for the molten glass into the vacuum degassing tank 43. After the vacuum degassing process in the vacuum degassing tank 43, it is discharged into the downstream pit 46 and supplied to a further downstream processing tank (not shown).
  • a vacuum degassing tank 43 is provided substantially horizontally in a decompression housing 42 in which the inside is decompressed by vacuum suction, and is mounted vertically downward and vertically at both ends thereof.
  • the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 43 and the melting tank 41 or the downstream pit 46 The height of the liquid is almost the same as that of the liquid and the overall height is lowered.
  • the vacuum housing 42 is positioned at a position where the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 43 and the liquid level of the molten glass G in the melting tank 41 are substantially the same.
  • a screw pump 48 is discharged into the inlet pipe 44.
  • a screw pump 49 is provided in the pipe 45.
  • introduction pipe horizontal section 44a and the discharge pipe horizontal section 45a where the introduction pipe 44 and the discharge pipe 45 are arranged in the horizontal direction are the introduction pipe horizontal section 44a and the discharge pipe horizontal section 45a. Is configured so that the lower part of the tank coincides with the level of the bottom of the melting tank 41.
  • the inlet pipe 44 has an upstream end communicating with the dissolving tank 41 and a downstream end communicating with the decompression / deaeration tank 43 .
  • the inside of the decompression housing 42 is depressurized.
  • the screw pump 48 described above is provided to prevent the molten glass G before the defoaming treatment from excessively flowing into the vacuum degassing tank 43.
  • the downstream end of the discharge pipe 45 communicates with a downstream pit 46 that communicates with the next processing tank (not shown), and a screw pump 49 is provided in the middle thereof.
  • a heat insulating material 47 such as a heat-resistant brick for covering these with heat insulation is provided in the decompression housing 42, around the decompression degassing tank 43, the inlet pipe 44 and the discharge pipe 45, a heat insulating material 47 such as a heat-resistant brick for covering these with heat insulation is provided. .
  • the decompression housings 32, 42 of these decompression devices 30 and 40 are made of metal, for example, stainless steel, and are internally suctioned by a vacuum pump (not shown) from the outside.
  • the pressure inside the vacuum degassing tanks 33, 43 provided therein is reduced to a predetermined pressure, for example, 120 to 13 atm, and maintained.
  • these vacuum degassing devices 30 and 40 are configured to degas the molten glass G at a high temperature, for example, in the case of soda lime silica glass, at a temperature of 120: 140 ° C. Therefore, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2-22112, filed by the present applicant, the vacuum degassing tanks 33, 43, the riser pipe 34, the inlet pipe 4
  • the flow path of the molten glass that comes into direct contact with the molten glass G, such as 4 and the downcomer pipe 3 5 and the discharge pipe 45 is usually a circular pipe made of precious metal such as platinum or a platinum alloy such as platinum rhodium. It is configured.
  • the vacuum degassing apparatus 30 is provided with a heat insulating material 37, a vacuum degassing tank 33, a riser pipe 34, and a vacuum pipe according to the pressure in the vacuum degassing tank 33.
  • the downcomer 35 must be adjusted up and down as a whole. For example, if the pressure is 10 to 20 atmospheres, it must be lifted by about 4.5 m. Therefore, insulation material 37, vacuum degassing It is necessary to provide special lifting equipment that can freely adjust heavy structures such as tank 33, riser pipe 34, and downcomer pipe 35 in the height direction.
  • the lifting equipment must be further enlarged in accordance with the enlargement of the vacuum degassing device 30, which is practical. It was difficult in terms of equipment costs. Even if such equipment is provided, it is not preferable in terms of safety from the viewpoint of safety, and it is practically difficult to pass a high-temperature, high-flow molten glass G through a high-pressure vacuum degassing tank 33. Met.
  • the decompression tank 33 cannot be lifted high, and the adjustable range in which the decompression tank 33 can be adjusted up and down is limited.
  • the pressure in tank 33 was limited.
  • the vacuum degassing effect of defoaming bubbles contained in the molten glass G was also limited. Therefore, even if the pressure in the vacuum degassing tank 33 is reduced within a range where the pressure can be reduced, the bubbles in the molten glass G cannot be sufficiently depressurized and degassed. May be discharged from the downcomer pipe 35 and remain as bubbles in the final product, which may not be able to adequately respond to today's stricter quality requirements for glass products with regard to the inclusion of bubbles. Was.
  • the vacuum degassing device 40 is a device proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-226530, which eliminates the need for lifting equipment of the vacuum degassing device 30 and is an integrated circuit.
  • the inlet pipe 4, the vacuum degassing tank 43, and the discharge pipe 45 are fixedly connected to the melting tank 43 and the downstream pit 46, and the flow rate of the molten glass G is supplied to the inlet pipe 44 and the discharge pipe 45.
  • Screw pumps 48 and 49 which are controlled in accordance with the pressure of the vacuum degassing tank 43, were provided to enable the degassing of the molten glass G under reduced pressure.
  • the setting range of the pressure in the vacuum degassing tank 43 is limited by the control capability of the screw pumps 480 and 49, and for example, the flow rate of the molten glass G is 400 tons / day.
  • the screw pumps 48 and 49 When performing degassing under reduced pressure, the screw pumps 48 and 49 must be enlarged, and their weight will be about 5.5 tons. With such a screw pump 48 or 49, it becomes difficult to even support it with the inlet pipe 44 and the outlet pipe 45. Therefore, there is a limit in increasing the size of the screw pumps 48 and 49, and the control ability of the screw pumps 48 and 49 is also limited. As a result, In order to remove more bubbles in the lath G, the pressure in the vacuum degassing tank 43 cannot be lowered beyond the control capability of the screw pumps 48 and 49.
  • the bubbles generated from the molten glass G near the end of the vacuum degassing tank 33 and the vacuum degassing tank 43 of the vacuum degassing device 30 and the vacuum degassing device 40 are the liquid of the molten glass G. It floats on the surface and remains in the molten glass G without being removed by foam breakage, causing it to remain as bubbles when it solidifies and becomes the final product.
  • the present invention is intended to solve these problems of the prior art, and eliminates the need for a lifting device for the vacuum degassing tank.
  • the vacuum degassing method and practical method that eliminates air bubbles generated from the molten glass G near the end of the vacuum degassing tank and prevents air bubbles from being mixed into the molded and solidified final glass product
  • An object of the present invention is to provide an apparatus for producing glass by degassing under reduced pressure.
  • a molten glass obtained by melting a raw material is stored in a melting tank.
  • the molten glass stored in the vacuum suction chamber is sucked up through an introduction pipe to flow into a reduced-pressure degassing tank whose internal pressure is reduced, and the degassing of the molten glass is performed in the reduced-pressure degassing tank.
  • a method of degassing molten glass under reduced pressure wherein the molten glass after degassing under reduced pressure is lowered through a discharge pipe and discharged.
  • the molten glass after the decompression and defoaming is lowered and discharged through the discharge pipe, the molten glass is lowered to a level lower than a height level of the bottom of the melting tank.
  • the present invention provides a defoaming method.
  • the viscosity of the molten glass is preferably not more than 1 0 2 1.3 poise or more 1 0 3 - 5 poise.
  • a melting tank for storing the molten glass obtained by melting the raw material
  • a vacuum degassing tank for decompressing the molten glass inside is decompressed
  • An introduction pipe that is provided in communication with the reduced-pressure degassing tank, sucks the molten glass from the melting tank, raises the molten glass, and flows into the reduced-pressure defoaming tank;
  • a discharge pipe that is provided in communication with the vacuum degassing tank and that lowers and discharges the molten glass defoamed in the vacuum degassing tank, through which the molten glass passes when the molten glass is lowered and discharged.
  • a discharge pipe whose descending length is longer than the rising length of the introduction pipe so that the lowest level in the height direction is lower than the bottom of the dissolution tank;
  • the introduction pipe or the discharge pipe is provided with a flow control device for controlling the flow rate of the molten glass in accordance with the pressure of the vacuum degassing tank.
  • the flow control means is preferably a rotatable screw pump, and the flow control device provided in the introduction pipe has a throttle section in which a cross-sectional area of a part of the introduction pipe is reduced.
  • a rod having a frustoconical-shaped tip that is installed above the constricted portion and whose diameter increases upward, and that inserts the protruding portion into the constricted portion and adjusts a cross-sectional area of the flow path; It may be a flow control device having.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of an apparatus for producing glass by vacuum degassing of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view showing another embodiment of the upstream flow control device in the embodiment of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional vacuum degassing apparatus.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another example of a conventional vacuum degassing apparatus.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of the apparatus for producing glass by vacuum degassing of the present invention.
  • FIG. 2 is a second embodiment of the embodiment shown in FIG. 1 in which the upstream flow control device is changed. This is a second embodiment.
  • the apparatus for producing glass by degassing under reduced pressure comprises a melting tank 11 for storing a molten glass G obtained by melting a raw material under atmospheric pressure, and a melting tank 11. And a decompression degassing device 10 which follows.
  • the melting tank 11 is a storage tank for storing a high-temperature molten glass G of 140 or more obtained by melting glass raw materials by a known melting method under atmospheric pressure, and is formed of an electric refractory, etc. It is connected to 10 inlet pipes 14.
  • the vacuum degassing apparatus 10 sucks the molten glass G from the melting tank 11 into the vacuum degassing tank 13 provided in the decompression housing 12 similarly to the vacuum degassing apparatus 30 shown in FIG. It is raised and decompressed in the decompressed degassing tank 13, and communicates with the next processing tank (not shown), for example, a plate-shaped forming tank such as a float bath, or a forming work tank such as a bottle. It is used for the process of continuously supplying the downstream pit 16, and its basic configuration consists of a decompression housing 12, a decompression degassing tank 13, an introduction pipe 14, and a discharge pipe 15.
  • the inlet tube 14 and the outlet tube 15 have rotatable shafts and blades spirally wound around the shaft, and can withstand the high temperature of molten glass G, such as platinum alloy and molybdenum.
  • Flow control device made of metal such as Subscription it pumps 1 8, 1 9 are provided.
  • the decompression housing 12, the decompression degassing tank 13, the introduction pipe 14, and the discharge pipe 15 are integrally connected to the dissolution tank 11 and fixed at a predetermined position.
  • the decompression housing 12 functions as a pressure vessel for ensuring airtightness when decompressing the decompression degassing tank 13.
  • the decompression housing 12 is formed in a substantially gate-shaped structure.
  • the material and structure of the decompression housing 12 are not particularly limited as long as they have the airtightness and strength required for the decompression tank 13, as described above. It is particularly preferable to use stainless steel.
  • the decompression housing 12 is provided with a suction port 20 for depressurizing the inside by vacuum suction at the upper right, and the inside of the decompression housing 12 is decompressed by a vacuum pump (not shown).
  • the inside of the vacuum degassing tank 13 arranged substantially at the center is configured to be maintained at a predetermined pressure, for example, 1/20 to 1/3 atmosphere.
  • the molten glass G sucked and raised into the vacuum degassing tank 13 is depressurized to 1Z20 to 1Z3 atm in the vacuum degassing tank 13. Almost rises to liquid level and breaks bubbles.
  • the vacuum degassing apparatus 10 removes bubbles contained in the molten glass G in this manner.
  • a decompression degassing tank 13 is horizontally arranged, and at the left end of the decompression degassing tank 13, the upper end of the introduction pipe 14 is provided.
  • the upper end of the discharge pipe 15 is vertically connected to the right end of 3 in a downward direction.
  • the lower ends of the inlet pipe 14 and the outlet pipe 15 are connected to the downstream pit 16 communicating with the dissolving tank 11 and the next processing tank (not shown) from the legs of the decompression housing 12 formed in a gate shape, respectively. Is in communication with
  • the discharge pipe 15 is configured such that the descending length of the discharge pipe 15 is sufficiently longer than the rising length of the inlet pipe 14, and as shown in FIG. Dissolution tank 11 Lowers so as to be lower than bottom 1 1 a. As a result, when the molten glass G passes through the discharge pipe 15, the molten glass G own weight is added to the atmospheric pressure, so that a pressure higher than the pressure received in the molten glass G melting tank 11 is applied.
  • the vacuum degassing tank 13 is connected to the melting tank 11 integrally with the decompression housing 12, the introduction pipe 14 and the discharge pipe 15, and is fixed at a predetermined position.
  • the installation position in the height direction is such that the reference position H of the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 with respect to the free surface level of the molten glass G in the melting tank 11 is the atmospheric pressure P
  • the molten glass G is set to be lower than the rising level, which is increased by suction and raised by the pressure difference between the pressure P 2 in the bubble tank 13 and the pressure P 2 .
  • the reference position H of the liquid surface of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 is higher than the free surface level of the molten glass G in the melting tank 11, but it is not always necessary.
  • the level may be the same as the free surface level of the molten glass G in the melting tank 11.
  • the reference position H of the liquid surface of the molten glass G is set to a high position, the total height of the vacuum degassing device 10 increases, but the capacity of the flow control device (screw pumps 18, 19) decreases. can do. Also, when the reference position of the liquid level is set to a low position, the total height of the vacuum degassing device 10 is reduced, but the capacity of the flow control device must be increased. Therefore, in the vacuum degassing tank 13, it is necessary to determine an appropriate reference position H based on the vacuum degassing treatment conditions for the molten glass G to be vacuum degassed.
  • the vacuum housing 12 is evacuated by a vacuum pump or the like (not shown), and the pressure inside the vacuum degassing tank 13 is reduced to a predetermined pressure (1/20 to 13 atm).
  • a plurality of suction holes 21 communicating with the decompression housing 12 are provided.
  • the space between the vacuum housing 12 and the vacuum degassing tank 13, the inlet pipe 14, and the outlet pipe 15 is filled with a heat insulating material 17 such as a heat-resistant brick and covered with heat insulation.
  • the heat insulating material 17 is made of a heat insulating material having air permeability so as not to hinder the vacuum suction of the vacuum degassing tank 13.
  • the flow path in contact with the molten glass G of the vacuum degassing tank 13, the inlet pipe 14, and the outlet pipe 15 may be made of a noble metal such as platinum or a platinum alloy such as platinum rhodium. However, it may be configured using an electrode refractory having high resistance to high-temperature corrosion.
  • the viscosity of the molten glass G is from 10 21 poise to 10 3 ′. Poise (the temperature in the case of soda lime silica glass is preferably 1200: to 140 ° C.).
  • the inside of the vacuum degassing tank 13 is preferably used.
  • the viscosity of the molten glass G is preferably from 10 2 ⁇ 1 poise to 10 25 poise (the temperature in the case of soda lime silica glass is 1300 T: ⁇ 1400 ° C). No.
  • a molten glass G is obtained using a known melting method of the glass raw material, for example, a method of burning a fuel oil under atmospheric pressure and blowing a flame to melt the raw material. Will be stored.
  • the vacuum glass is suctioned by a vacuum pump (not shown) and maintained at a predetermined pressure, for example, 1 Z 20 to 1 Z 3 atm. Due to the pressure difference between the atmospheric pressure P of the liquid level in the tank 11 and the pressure P 2 in the vacuum degassing tank 13, the pressure rises from the melting tank 11 to the vacuum degassing tank 13 through the introduction pipe 14. Then, it is introduced into the vacuum degassing tank 13. Then, the molten glass G is defoamed under a predetermined decompression condition while flowing in the decompression degassing tank 13.
  • the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 is such that the reference position H of the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 is the atmospheric pressure P, and the vacuum degassing tank 1 Since the molten glass G is set to be lower than the rising level at which the molten glass G is sucked and raised by the differential pressure with the low pressure P 2 in 3, the inlet pipe 14 must have a resistance to limit the flow rate of the molten glass G on the 4 side. However, the liquid level of the molten glass G exceeds the reference position H.
  • a flow control device (screw pump 18) is provided on the inlet pipe 14 side to control the amount of molten glass G flowing from the inlet pipe 14, and the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 is controlled. Adjust the flow rate so that the level of the liquid surface at the reference position H. Similarly, on the discharge pipe 15 side, the flow rate of the molten glass G flowing out of the discharge pipe 15 is controlled, and the liquid glass G reaches the reference position H of the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 and is introduced.
  • the flow control device (screw pump 18) on the introduction pipe 14 limits the flow rate of the molten glass G, and the flow control device (screw pump 19) on the discharge pipe 15 side controls the flow rate. Is to increase.
  • the discharge pipe 15 is configured such that the descending length of the discharge pipe 15 is sufficiently longer than the rising length of the introduction pipe 14, and the descending portion of the discharge pipe 15 is formed at the bottom of the melting tank 11. Since the pressure is lowered so as to be lower than 11 a, as described above, the pressure is higher than the pressure received in the melting tank 11. Moreover, the molten glass G in this part is naturally cooled while descending the discharge pipe 15, that is, at a lower temperature and a higher pressure, so that the gas that can be dissolved in the molten glass G is The fine bubbles that have increased in the dissolved amount and have not been removed in the vacuum degassing tank 13 are dissolved in the molten glass G again and surely disappear.
  • the temperature in the case of soda lime silica glass is preferably 11 10 to 13 7 or). 1 0 Temperature cases of 2-5 poise ⁇ 1 0 3 ° poise (Seo one da-lime silica glass and it is more preferable to be 1 2 0 0 ° C ⁇ 1 3 0 O t :). At that time, it is preferable that the viscosity is adjusted by cooling the discharge pipe 15 as necessary.
  • vacuum in the degassing apparatus 1 under an atmosphere of pressure P 2 lower vacuum degassing vessel 1 in 3 compared to atmospheric pressure, bubbles are generated by the gas component which has been dissolved in the molten glass G in a gas While reducing the dissolved amount of gas components in the molten glass G, the generated bubbles are sucked under reduced pressure in the vacuum degassing tank 13 together with the bubbles already present in the molten glass G when the raw material is melted. After that, the molten glass G, in which the dissolved amount of the gas component is reduced, descends from the discharge pipe 15 having a long descending length and is pressurized more than the conventional vacuum degassing apparatus. Air bubbles that have not been degassed under reduced pressure in 3 can be reliably dissolved in the molten glass G.
  • the decompression and defoaming conditions particularly the pressure, depending on the type of glass, the type and amount of the fining agent, the operating conditions of the melting furnace, and the like. Often needs to be adjusted.
  • This pressure adjustment should not be By adjusting the pressure in the vacuum degassing tank 13, the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 naturally changes. That is, when the pressure is reduced, the height of the liquid level of the molten glass G rises, so that the flow rate of the molten glass G by the screw pump 18 on the introduction pipe 14 side is further restricted. In addition, when the pressure is increased, the liquid level of the molten glass G is lowered. Therefore, the pressure is adjusted by increasing the flow rate of the molten glass G by the screw pump 18 on the introduction pipe 14 side.
  • the screw pump 19 on the discharge pipe 15 side always operates to discharge the molten glass G from the discharge pipe 15, and when the pressure is reduced, the molten pump G flowing out from the discharge pipe 15 is discharged.
  • the flow rate of the glass G is increased and the pressure is increased, the flow rate of the molten glass G flowing out from the discharge pipe 15 must be reduced.
  • the reference position H of the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 is defined by the difference between the atmospheric pressure P and the pressure normally used in the depressurizing degassing tank 13. It is set lower than the liquid level of the screw pumps 18 and 19 in accordance with the control capability of the screw pumps 18 and 19, so decompression and defoaming must be performed beyond the control capabilities of the screw pumps 18 and 19 There is no. Further, since the reference position H of the liquid surface of the molten glass G is set low in accordance with the control capability of the screw pumps 18 and 19, the problem that is not preferable from the viewpoint of safety in the past is solved.
  • the reference position H of the liquid level of the molten glass G in the vacuum degassing tank 13 may be the same level as the free surface of the molten glass G in the melting tank 11. Good.
  • a screw pump 18 is used to feed the molten glass G flowing from the melting tank 11 to the vacuum degassing tank 13 at the start of the operation of the vacuum degassing apparatus 10. You can also. In this case, the molten glass G is sent to the vacuum degassing tank 13 without using other auxiliary means for feeding the molten glass G to the vacuum degassing tank 13 at the start of operation, and the vacuum degassing is performed.
  • the screw pump 18 can be used to restrict the flow rate of the molten glass G during the steady operation. Therefore, the upstream flow control device is a screw pump Instead of 18, as shown in FIG. 2, as shown in FIG.
  • a rod 22 having a truncated conical tip whose diameter increases upward, and a flow path into which the tip of this rod 22 is inserted from above By providing a narrowing section 22 with a narrow cross-sectional area in the introduction pipe 14 and moving the rod 22 up and down, the cross-sectional area of the flow path of the molten glass G passing through the narrowing section 24 is controlled, The flow rate of the molten glass G can be limited. This makes it possible to avoid using a large and expensive screw pump.
  • the vacuum degassing apparatus 10 of the above embodiment has screw pumps 18 and 19 as flow control devices in the inlet pipe 14 and the discharge pipe 15, respectively.
  • a flow rate control device is not necessarily required, and it may be provided in one of the inlet pipe and the discharge pipe.
  • Vacuum defoaming may be performed.
  • a vacuum degassing system in which a reference position for the liquid level of the molten glass in the vacuum degassing tank is provided at a liquid level level of the molten glass that rises due to the differential pressure between the atmospheric pressure and the pressure in the vacuum degassing tank. If a foam device is used, no flow control device is required.
  • the molten glass after degassing under reduced pressure receives a pressure higher than the pressure received in the melting tank. Therefore, bubbles that could not be sufficiently removed by vacuum degassing in the conventional vacuum degassing tank or bubbles generated from molten glass G near the end of the vacuum degassing tank can also be removed by dissolving in the molten glass. It is possible to provide a vacuum degassing method and an apparatus for producing glass by vacuum degassing, in which no air bubbles are mixed in the final solidified glass product.
  • the vacuum degassing tank through which the high-temperature molten glass flows can be lifted to a high position without decompression. It is necessary to adjust the lifting height according to the tank pressure. Since it is unnecessary, it is possible to practically and reliably provide a molten glass free from bubbles.

Landscapes

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Description

明 細 書
溶融ガラスの減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造装置 技術分野
本発明は、 連続的に供給される溶融ガラスから気泡を効果的に除去することの できる溶融ガラスの減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造装置の技術 分野に属する。
背景技術
従来より、 成形されるガラス製品の品質を向上させるために、 大気圧下、 溶解 槽で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 を除去する減圧脱泡装置が用いられている。 このような従来の減圧脱泡装置を図 3および図 4に示す。
図 3に示す減圧脱泡装置 3 0は、 ガラス原料を溶解して溶融ガラスの素地とす る溶解槽 3 8から取り出された溶融ガラス Gを上流側ピット 3 1内に貯留し、 こ の上流側ピット 3 1内の溶融ガラス Gを減圧脱泡槽 3 3内に導入し、 減圧脱泡槽 3 3で減圧脱泡処理した後、 大気圧下、 下流側ピット 3 6内に排出し、 これをさ らに下流側の処理槽 （図示しない） に供給する連続的なプロセスに用いられるも のであって、 真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジング 3 2内に、 ほぼ水 平に減圧脱泡槽 3 3が設けられており、 その両端部に、 下方に向かって垂直に取 り付けられた上昇管 3 4および下降管 3 5がそれぞれ配置されている。
減圧脱泡装置 3 0は、 減圧ハウジング 3 2内の圧力を減圧することによって溶 融ガラス Gが吸引上昇されるサイフォン型の減圧脱泡装置であって、 上昇管 3 4 は、 下端が溶解炉 3 8に連通する上流側ピット 3 1の溶融ガラス G内に浸漬され 、 上端が減圧脱泡槽 3 3に連通していて、 図示しない真空ポンプで真空吸引して 減圧ハウジング 3 2内を減圧することによって、 脱泡処理前の溶融ガラス Gを上 流側ピット 3 1から吸引上昇させて減圧脱泡槽 3 3に導入する。 下降管 3 5は、 同様に、 下端が下流側の処理槽 （図示しない） に連通する下流側ピット 3 6の溶 融ガラス G内に浸漬されており、 上端が減圧脱泡槽 3 3に連通していて、 脱泡処 理後の溶融ガラス Gを減圧脱泡槽 3 3から下降させて下流側ピット 3 6に排出す る。 そして、 減圧ハウジング 3 2内の減圧脱泡槽 3 3、 上昇管 3 4および下降管 3 5の周囲には、 これらを断熱被覆する耐熱レンガなどの断熱材 3 7が通気性を 保つように配設されている。
一般に、 溶融ガラス Gの減圧脱泡においては、 ガラスの種類、 清澄剤の種類と 量、 溶解炉の運転条件等によって減圧脱泡する条件、 特に減圧脱泡槽 3 3内の圧 力を調整する必要がある。 図 3に示す減圧脱泡装置 3 0では、 溶融ガラス Gの比 重と減圧脱泡槽 3 3内の圧力によって減圧脱泡槽 3 3内の溶融ガラス Gの液面の 高さが決まるので、 減圧脱泡槽 3 3内の圧力を変更するときは、 減圧脱泡槽 3 3 内の溶融ガラス Gが減圧脱泡槽 3 3の天井部から溢れ出ることのないように、 減 圧ハウジング 3 2およびその内部に配置されている断熱材 3 7、 減圧脱泡槽 3 3 、 上昇管 3 4、 下降管 3 5を一体として上下して調整する必要がある。
また、 図 4に示す減圧脱泡装置 4 0は、 ガラス原料を溶解して溶融ガラスの素 地とする溶解槽 4 1から取り出された溶融ガラス Gを減圧脱泡槽 4 3内に導入し 、 減圧脱泡槽 4 3で減圧脱泡処理した後、 下流側ピット 4 6内に排出し、 これを さらに下流側の処理槽 （図示しない） に供給する連続的なプロセスに用いられる 減圧脱泡装置であって、 真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジング 4 2内 に、 ほぼ水平に減圧脱泡槽 4 3が設けられており、 その両端部に、 下方に向かつ て垂直に取り付けられた導入管 4 4および排出管 4 5がそれぞれ配置されている 減圧脱泡装置 4 0では、 減圧脱泡槽 4 3の溶融ガラス Gの液面と溶解槽 4 1ま たは下流側ピッ卜 4 6の液面とをほぼ同じ高さにして全体の高さを低くしている 。 この減圧脱泡装置 4 0では、 減圧ハウジング 4 2は、 減圧脱泡槽 4 3の溶融ガ ラス Gの液面と溶解槽 4 1の溶融ガラス Gの液面とがほぼ同じ高さになる位置に 固定されており、 減圧ハウジング 4 2の内部が図示しない真空ポンプで真空吸引 して減圧される際に、 導入管 4 4から溶融ガラス Gが過剰に減圧脱泡槽 4 3内に 吸引されて流入しあるいは排出管 4 5からの排出量が減少して減圧脱泡槽 4 3内 の溶融ガラス Gの液面が過剰に上昇しないように、 導入管 4 4にスクリユーボン プ 4 8が、 排出管 4 5にスクリューポンプ 4 9が設けられている。
また、 導入管 4 4および排出管 4 5が水平方向に配置される導入管水平部 4 4 aおよび排出管水平部 4 5 aは、 導入管水平部 4 4 aおよび排出管水平部 4 5 a の下部が、 溶解槽 4 1の底部のレベルと一致するように構成されている。
導入管 4 4は、 上流端が溶解槽 4 1に連通しており、 下流端が減圧脱泡槽 4 3 に連通していて、 その中間に、 減圧ハウジング 4 2の内部を減圧することによつ て脱泡処理前の溶融ガラス Gが減圧脱泡槽 4 3に過剰に流入しないように、 前述 したスクリューポンプ 4 8が設けられている。 また、 排出管 4 5は、 同様に、 下 流端が次の処理槽 （図示しない） に連通する下流側ピット 4 6に連通していて、 その中間にスクリューポンプ 4 9が設けられている。 そして、 減圧ハウジング 4 2内において、 減圧脱泡槽 4 3、 導入管 4 4および排出管 4 5の周囲には、 これ らを断熱被覆する耐熱レンガなどの断熱材 4 7が配設されている。
減圧脱泡装置 4 0において減圧脱泡槽 4 3内の圧力を変更するとき、 導入管 4 4に設けられたスクリユーポンプ 4 8および排出管 4 5に設けられたスクリュー ポンプ 4 9の回転数を制御して、 導入管 4 4を通って減圧脱泡槽 4 3に導入され る溶融ガラス Gの流量および排出管 4 5を通って減圧脱泡槽 4 3から排出される 溶融ガラス Gの流量を制御することによつて行なわれる。
これらの減圧脱泡装置 3 0および 4 0の減圧ハウジング 3 2、 4 2は、 金属製 、 例えばステンレス製の筐体であり、 外部から真空ポンプ （図示しない） 等によ つて真空吸引されて内部が減圧され、 内部に設けられた減圧脱泡槽 3 3、 4 3内 を所定の圧力、 例えば 1 2 0〜 1 3気圧に減圧して維持する。
また、 これらの減圧脱泡装置 3 0、 4 0においては、 高温、 例えばソーダライ ムシリカガラスの場合、 1 2 0 0 ：〜 1 4 0 0 °Cの温度の溶融ガラス Gを減圧脱 泡するように構成されているので、 本出願人の出願に係る特開平 2— 2 2 1 1 2 9号公報に開示されているように、 減圧脱泡槽 3 3、 4 3、 上昇管 3 4や導入管 4 4および下降管 3 5や排出管 4 5などのように溶融ガラス Gと直接接触する溶 融ガラスの流路は、 通常、 白金または白金ロジウムのような白金合金などの貴金 属製円管で構成されている。
ところで、 溶融ガラスの減圧脱泡を行なう際、 減圧脱泡装置 3 0は、 減圧脱泡 槽 3 3内の圧力に応じて、 断熱材 3 7、 減圧脱泡槽 3 3、 上昇管 3 4、 下降管 3 5を一体として上下して調整しなければならず、 例えば圧力が 1ノ 2 0気圧の場 合、 約 4 . 5 mも吊り上げなければならない。 そのため、 断熱材 3 7、 減圧脱泡 槽 3 3、 上昇管 3 4、 下降管 3 5といった重量構造物を高さ方向に自由に調節可 能とする特別の吊り上げ設備を備える必要がある。 特に、 溶融ガラス Gの大流量 化に伴い、 減圧脱泡装置 3 0を大型化する場合、 減圧脱泡装置 3 0の大型化に応 じて、 吊り上げ設備も更に大型化しなければならず、 実用上設備コストの面から 困難であった。 たとえこのような設備を設けても、 高温になった大流量の溶融ガ ラス Gを高く吊り上げた減圧脱泡槽 3 3内を通過させることは安全の点からも好 ましくなく、 実用上困難であった。
このような吊り上げ設備の問題から、 減圧脱泡槽 3 3を高く吊り上げることは できず、 減圧脱泡槽 3 3を上下して調整できる調整可能な範囲が制限され、 すな わち減圧脱泡槽 3 3内の圧力が制限された。 その結果、 溶融ガラス G内に含まれ る気泡を減圧脱泡する減圧脱泡効果においても制限を受けた。 そのため、 減圧可 能な範囲内で減圧脱泡槽 3 3内の圧力を低下させても、 溶融ガラス G内の気泡を 十分に減圧脱泡させることができず、 気泡の混入したまま溶融ガラス Gが下降管 3 5より排出され、 最終的な製品になった際に気泡として残る原因となり、 気泡 の混入に関して一層厳しくなつた今日のガラス製品の品質要求に対し、 十分に対 応できないおそれがあった。
一方、 減圧脱泡装置 4 0は、 特開平 5— 2 6 2 5 3 0号公報で提案された装置 であり、 減圧脱泡装置 3 0の吊り上げ設備を不要とし、 一体化して構成された導 入管 4 4、 減圧脱泡槽 4 3および排出管 4 5を、 溶解槽 4 3や下流側ピット 4 6 に固定して接続し、 導入管 4 4および排出管 4 5に溶融ガラス Gの流量を減圧脱 泡槽 4 3の圧力に応じて制御するスクリユーポンプ 4 8 、 4 9を設け、 溶融ガラ ス Gの減圧脱泡を可能とした。
しかし、 減圧脱泡槽 4 3内の圧力の設定範囲はスクリューポンプ 4 8や 4 9の 制御能力によって制限を受け、 例えば溶融ガラス Gの流量が 4 0 0トンノ日の大 容量の溶融ガラス Gの減圧脱泡を行なう場合、 スクリューポンプ 4 8や 4 9を大 型化しなければならず、 その重量は約 5 . 5トンの高重量物になる。 このような スクリユーポンプ 4 8や 4 9では、 導入管 4 4や排出管 4 5で支持することさえ 困難になる。 そのため、 スクリューポンプ 4 8や 4 9を大型化することも限界が 有り、 スクリューポンプ 4 8や 4 9の制御能力も制限される。 その結果、 溶融ガ ラス G内の気泡をより多数除去するために、 スクリュ一ポンプ 4 8や 4 9の制御 能力を超えて、 減圧脱泡槽 4 3内の圧力を低くすることはできない。 たとえスク リューポンプ 4 8や 4 9の制御可能な限界ぎりぎりの範囲で減圧脱泡槽 4 3内の 圧力を低下させても、 溶融ガラス G内の気泡を十分に減圧脱泡することができず 、 最終的な製品になった際に気泡として残る原因となり、 気泡の混入に関して一 層厳しくなつた今日のガラス製品の品質要求に対し、 十分に対応できないおそれ があった。
また、 減圧脱泡装置 3 0や減圧脱泡装置 4 0の減圧脱泡槽 3 3や減圧減圧脱泡 槽 4 3の終端部の近くで溶融ガラス Gから発生した気泡は、 溶融ガラス Gの液面 に浮上、 破泡して除去されることなく、 溶融ガラス Gに残留し、 固化して最終的 な製品になった際に気泡として残る原因となる。
一般に、 低い圧力の雰囲気から圧力が高くなるにしたがって、 溶融ガラス G内 に混入する気泡の減少速度が促進されるといった事実 （第 3 8回ガラスおよびフ ォトニクス材料討論会講演要旨集に記載の公知文献記載事項） が公知となってお り、 減圧脱泡装置 3 0や 4 0においても、 減圧脱泡槽 3 3や減圧脱泡槽 4 3の終 端部の近くで発生した大部分の微細な気泡は、 減圧脱泡槽 3 3や減圧脱泡槽 4 3 内を溶融ガラス Gが下降管 3 5や排出管 4 5を下降していくに従って、 溶融ガラ ス Gの自重によって大気圧まで次第に加圧されるので、 溶融ガラス Gに混入する 気泡は溶融ガラス Gに吸収されて消滅するものの、 大きく成長した気泡は、 大気 圧程度の圧力では溶融ガラス Gに完全に吸収しきれず、 気泡として残存し、 最終 ガラス製品の品質の低下につながるといった問題があった。
そこで、 本発明は、 これらの従来技術の問題点を解消しょうとするものであつ て、 減圧脱泡槽の吊り上げ設備を不要とし、 従来減圧脱泡槽で十分に脱泡除去で きない気泡や、 減圧脱泡槽の終端部の近くで溶融ガラス Gから発生した気泡も除 去可能にし、 成形して固化された最終ガラス製品内に気泡が混入することのない 減圧脱泡方法および実用的な減圧脱泡によるガラスの製造装置を提供することを 目的とする。
発明の開示
本発明は、 原料を溶解して得られた溶融ガラスを溶解槽に貯留し、 この溶解槽 に貯留する溶融ガラスを導入管を通じて吸引上昇させて内部が減圧された減圧脱 泡槽内に流入させ、 この減圧脱泡槽内で溶融ガラスの減圧脱泡を行ない、 前記減 圧脱泡槽ょり減圧脱泡後の溶融ガラスを排出管を通じて下降させて排出する溶融 ガラスの減圧脱泡方法であって、
前記減圧脱泡後の溶融ガラスを前記排出管を通じて下降させて排出する際に、 前記溶融ガラスを前記溶解槽の底部の高さ方向のレベルより下方まで下降させる 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ものである。
その際、 前記減圧脱泡後の溶融ガラスを前記排出管を通じて下降させて排出す る際、 溶融ガラスの粘度は、 1 0 2 · 3 ポアズ以上 1 03 · 5 ポアズ以下であること が好ましい。
また、 本発明は、 原料を溶解して得られた溶融ガラスを貯留する溶解槽と、 内部が減圧され溶融ガラスの減圧脱泡を行う減圧脱泡槽と、
この減圧脱泡槽に連通して設けられ、 前記溶解槽から溶融ガラスを吸引して上 昇させ、 前記減圧脱泡槽に流入させる導入管と、
前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、 前記減圧脱泡槽で脱泡した溶融ガラスを 下降させて排出する排出管であって、 溶融ガラスを下降させて排出する際に溶融 ガラスの通過する高さ方向の最低レベルが前記溶解槽の底部より低くなるように 、 下降長さが前記導入管の上昇長さに比べて長く構成された排出管とを有し、 前記溶解槽、 前記導入管、 前記減圧脱泡槽および前記排出管を一体化した減圧 脱泡によるガラスの製造装置を提供するものである。
その際、 前記導入管あるいは前記排出管は、 前記減圧脱泡槽の圧力に応じて溶 融ガラスの流量を制御する流量制御装置が設けられることが好ましい。 また、 前 記流量制御手段は、 回転自在なスクリューポンプであることが好ましく、 また、 前記導入管に設けられる前記流量制御装置は、 前記導入管の一部の流路断面積を 狭くした絞り部と、 この絞り部の上方に設置され、 上方に向かって径の拡がる円 錐台形状の先端部を有し、 この先端部を前記絞り部に挿入して流路断面積を調整 するロッドとを有する流量制御装置であってもよい。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置の一実施例を示す概略断面 図である。 図 2は、 図 1の実施例における上流側の流量制御装置の他の実施例を 示す概略断面図である。 図 3は、 従来技術の減圧脱泡装置の一例を示す概略断面 図である。 図 4は、 従来技術の減圧脱泡装置の他の例を示す概略断面図である。 発明を実施するための最良の形態 ·
以下、 本発明の溶融ガラスの減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造 装置について、 添付の図面に示される好適実施例をもとに詳細に説明する。 図 1は、 本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置の一実施例を示す概略断面 図であり、 図 2は、 図 1に示す実施例において、 上流側の流量制御装置を変更し た第 2の実施例である。
図 1に示すように、 本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置は、 大気圧下、 原料を溶解して得られた溶融ガラス Gを貯留する溶解槽 1 1と、 溶解槽 1 1と接 続する減圧脱泡装置 1 0とから構成される。
溶解槽 1 1は、 大気圧下、 公知の溶解方法でガラス原料を溶解した 1 4 0 以上の高温の溶融ガラス Gを貯留する貯留槽で、 電铸耐火物等によって形成され 、 減圧脱泡装置 1 0の導入管 1 4と接続されている。
減圧脱泡装置 1 0は、 図 3に示す減圧脱泡装置 3 0と同様に、 溶解槽 1 1内か ら溶融ガラス Gを減圧ハウジング 1 2内に設けられた減圧脱泡槽 1 3に吸引上昇 させて、 減圧された減圧脱泡槽 1 3において減圧脱泡を行い、 図示しない次の処 理槽、 例えばフロートバスなどの板状の成形処理槽ゃ瓶などの成形作業槽などに 連通する下流側ピット 1 6に連続的に供給するプロセスに用いられるもので、 基 本的な構成としては、 減圧ハウジング 1 2、 減圧脱泡槽 1 3、 導入管 1 4および 排出管 1 5からなつており、 導入管 1 4および排出管 1 5には、 回転自在なシャ フトおよびこのシャフトにらせん状に巻き付けられた羽根を備え、 溶融ガラス G の高温に耐えることのできる金属、 例えば白金合金やモリブデン等の金属で形成 される、 流量制御装置であるスクリユーポンプ 1 8、 1 9が設けられている。 そ して、 これらの減圧ハウジング 1 2、 減圧脱泡槽 1 3、 導入管 1 4および排出管 1 5は、 一体となって溶解槽 1 1に接続されて所定の位置に固定されている。 減圧ハウジング 1 2は、 減圧脱泡槽 1 3を減圧する際の気密性を確保するため の圧力容器として機能するものであり、 本実施例では、 ほぼ門型に形成され、 減 圧脱泡槽 1 3および導入管 1 4の上昇部分および排出管 1 5の下降部分を覆って いる。 この減圧ハウジング 1 2は、 減圧脱泡槽 1 3に必要とされる気密性および 強度を有するものであれば、 その材質、 構造は特に限定されるものではないが、 前述したように、 金属製、 特にステンレス製とすることが好ましい。 この減圧ハ ウジング 1 2には、 右上部に真空吸引して内部を減圧する吸引口 2 0が設けられ ており、 図示しない真空ポンプによって真空吸引されて減圧ハウジング 1 2の内 部が減圧され、 そのほぼ中央部に配置された減圧脱泡槽 1 3内を所定の圧力、 例 えば、 1 / 2 0〜 1 / 3気圧に減圧して維持するように構成されている。
減圧脱泡槽 1 3内に吸引上昇された溶融ガラス Gは、 減圧脱泡槽 1 3内が 1 Z 2 0〜 1 Z 3気圧に減圧されているので、 溶融ガラス Gに含まれた気泡が容易に 液面に上昇して破泡する。 減圧脱泡装置 1 0は、 このようにして、 溶融ガラス G から含まれている気泡を除去するものである。
減圧ハウジング 1 2のほぼ中央部には、 減圧脱泡槽 1 3が水平に配置され、 こ の減圧脱泡槽 1 3の左端部には導入管 1 4の上端部が、 減圧脱泡槽 1 3の右端部 には排出管 1 5の上端部がそれぞれ下方に向かって垂直に連通されている。 そし て、 導入管 1 4および排出管 1 5の下端は門型に形成された減圧ハウジング 1 2 の脚部から、 それぞれ溶解槽 1 1および図示しない次の処理槽に連通する下流側 ピット 1 6に連通している。
排出管 1 5は、 排出管 1 5の下降長さが、 導入管 1 4の上昇長さに比べて十分 に長く構成され、 排出管 1 5の下降部分が、 図 1から明らかなように、 溶解槽 1 1の底面 1 1 aより低くなるように下降している。 これによつて、 溶融ガラス G が排出管 1 5を通過する際、 大気圧に溶融ガラス Gの自重が加わるため、 溶融ガ ラス G溶解槽 1 1で受ける圧力より高い圧力を受けることになる。
減圧脱泡槽 1 3は、 上述したように、 減圧ハウジング 1 2、 導入管 1 4および 排出管 1 5と一体となって溶解槽 1 1に接続されて所定の位置に固定されるが、 その高さ方向の設置位置は、 溶解槽 1 1の溶融ガラス Gの自由表面レベルに対す る減圧脱泡槽 1 3内の溶融ガラス Gの液面の基準位置 Hが、 大気圧 P , と減圧脱 泡槽 1 3内の圧力 P 2 との差圧によって溶融ガラス Gが吸引上昇されて高くなる 上昇レベルよりも低くなるように設定されている。 本実施例では、 減圧脱泡槽 1 3内の溶融ガラス Gの液面の基準位置 Hは、 溶解 槽 1 1の溶融ガラス Gの自由表面レベルより高くなつているが、 必ずしもその必 要はなく、 図 4に示す減圧脱泡装置 4 0のように、 溶解槽 1 1の溶融ガラス Gの 自由表面レベルと同じレベルであってもよい。
この溶融ガラス Gの液面の基準位置 Hを高い位置に設定すると、 減圧脱泡装置 1 0の総高さは高くなるが、 流量制御装置 （スクリューポンプ 1 8、 1 9 ) の容 量を小さくすることができる。 また、 液面の基準位置を低い位置に設定すると、 減圧脱泡装置 1 0の総高さは低くなるが、 流量制御装置の容量を大きくしなけれ ばならないことになる。 そのため、 減圧脱泡槽 1 3は、 減圧脱泡する溶融ガラス Gの減圧脱泡処理条件から適切な基準位置 Hを定める必要がある。
減圧脱泡槽 1 3の上部には、 減圧ハウジング 1 2を図示しない真空ポンプ等に よって真空吸引し、 減圧脱泡槽 1 3内を所定の圧力 （1 / 2 0〜 1 3気圧） に 減圧して維持するために、 減圧ハウジング 1 2と連通する複数の吸引孔 2 1が設 けられている。 そして、 減圧ハウジング 1 2と、 減圧脱泡槽 1 3、 導入管 1 4お よび排出管 1 5との間は、 耐熱レンガなどの断熱材 1 7で充填されて断熱被覆さ れているが、 この断熱材 1 7は、 減圧脱泡槽 1 3の真空吸引の支障とならないよ うに、 通気性を有する断熱材によって構成されている。
なお、 減圧脱泡槽 1 3、 導入管 1 4および排出管 1 5の溶融ガラス Gと接触す る流路は、 白金または白金ロジウムのような白金合金などの貴金属を用いて構成 してもよいし、 高温耐蝕性の強い電铸耐火物を用いて構成してもよい。
このような減圧脱泡装置 1 3で減圧脱泡を行なう場合、 溶融ガラス Gの粘度が 低いほど溶融ガラス Gに含まれている気泡が上昇して破泡することが容易になる が、 必要以上に粘度を下げる、 すなわち高温にすると、 減圧脱泡槽 1 3の強度の 低下や溶融ガラス Gと接触する流路の侵蝕による磨耗も激しくなつて寿命が短く なる。 このため、 減圧脱泡槽 1 3内の溶融ガラス Gの粘度は、 1 0 2 1 ポアズ〜 1 03 '。 ポアズ （ソーダライムシリカガラスの場合の温度は 1 2 0 0 ：〜 1 4 0 o ) とするのが好ましく、 より効果的な減圧脱泡効果を得るためには、 減圧脱 泡槽 1 3内の溶融ガラス Gの粘度は 1 0 2 · 1 ポアズ〜 1 0 2 5 ポアズ （ソーダラ ィムシリカガラスの場合の温度は、 1 3 0 0 T：〜 1 4 0 0 °C) とするのが好まし い。
次に、 本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置の定常運転時における作用を 説明する。
溶解槽 1 1では、 ガラス原料を公知の溶解方法、 例えば大気圧下、 燃料用油を 燃焼させ火炎を吹きつけて原料を溶解する方法を用いて、 溶融ガラス Gが得られ 溶解槽 1 1に貯留される。
一方、 減圧脱泡槽 1 3では、 図示しない真空ポンプによって真空吸引されて、 所定の圧力、 例えば 1 Z 2 0〜1 Z 3気圧に減圧して維持されているので、 溶融 ガラス Gは、 溶解槽 1 1の液面の大気圧 P , と減圧脱泡槽 1 3内の圧力 P 2 との 差圧によって、 溶解槽 1 1から導入管 1 4を通って減圧脱泡槽 1 3に吸引上昇さ れ、 減圧脱泡槽 1 3内に導入される。 そして溶融ガラス Gは、 減圧脱泡槽 1 3内 を流れる間に、 所定の減圧条件下で脱泡処理される。 すなわち、 大気圧 より 低い圧力 P 2 の雰囲気下、 減圧脱泡槽 1 3内において、 溶融ガラス G内に含まれ ていた気泡のみならず、 溶融ガラス G内に溶存していたガス成分も気泡となり、 これらの気泡は、 溶融ガラス G中を浮上し液面まで浮上して、 破泡し、 溶融ガラ ス G中から気泡が除去される。 その後、 導入管 1 4と排出管 1 5における溶融ガ ラス Gの圧力の差に従って下流側ピット 1 6に流出する。
このとき、 減圧脱泡槽 1 3内の溶融ガラス Gの液面は、 減圧脱泡槽 1 3内の溶 融ガラス Gの液面の基準位置 Hが、 大気圧 P , と減圧脱泡槽 1 3内の低い圧力 P 2 との差圧によって溶融ガラス Gが吸引上昇される上昇レベルよりも低く設定さ れているので、 導入管 1 4側に溶融ガラス Gの流量を制限する抵抗がなければ、 この溶融ガラス Gの液面の基準位置 Hを越えることになる。 このため、 導入管 1 4側に流量制御装置 （スクリューポンプ 1 8 ) を設けて、 導入管 1 4から流入す る溶融ガラス Gの量を制御し、 減圧脱泡槽 1 3内の溶融ガラス Gの液面の高さが 基準位置 Hになるようにその流量を調整する。 排出管 1 5側でも、 同様にして排 出管 1 5から流出する溶融ガラス Gの流量を制御し、 減圧脱泡槽 1 3内の溶融ガ ラス Gの液面の基準位置 Hになり、 導入管 1 4側と排出管 1 5側との間に適正な 圧力差が生じるように、 排出管 1 5側の流量制御装置 （スクリューポンプ 1 9 ) を調整して、 溶融ガラス Gが減圧脱泡槽 1 3の導入管 1 4側から排出管 1 5側に l i 適正な速さで流れるように調整する。
このときの導入管 1 4側の流量制御装置 （スクリューポンプ 1 8 ) は溶融ガラ ス Gの流量を制限するものであり、 排出管 1 5側の流量制御装置 （スクリューポ ンプ 1 9 ) は流量を増加させるものである。
また、 排出管 1 5は、 排出管 1 5の下降長さが、 導入管 1 4の上昇長さに比べ て十分に長く構成され、 排出管 1 5の下降部分が、 溶解槽 1 1の底面 1 1 aより 低くなるように下降しているので、 前述したように、 溶解槽 1 1で受ける圧力よ り高圧となっている。 しかも、 この部分の溶融ガラス Gは、 排出管 1 5を下降す る間に自然放冷されて、 すなわち、 より低温でかつ高圧となっているいるので、 溶融ガラス G内に溶解可能なガスの溶存量が増加し、 減圧脱泡槽 1 3内で除去さ れなかった微細な気泡は、 再度溶融ガラス G内に溶存して確実に消滅する。 残存 した気泡を溶融ガラス G内に効果的に溶存させるには、 気泡を吸収するに十分な 程度に粘度が低く、 かつ溶解できるガスの溶存量が大きいことが必要であり、 排 出管 1 5の下部における溶融ガラス Gの粘度は 1 0 2 3 ポアズ〜 1 03 · 5 ポアズ
(ソ一ダライムシリカガラスの場合の温度は 1 1 1 0 〜 1 3 7 o r) とするの が好ましい。 1 02 · 5 ポアズ〜 1 0 3 ° ポアズ （ソ一ダライムシリカガラスの場 合の温度は 1 2 0 0 °C〜1 3 0 O t:) とするのがより好ましい。 その際、 必要に 応じて排出管 1 5を冷却してこの粘度に調整することが好ましい。
また、 減圧脱泡装置 1 0では、 大気圧に比べて低い減圧脱泡槽 1 3内の圧力 P 2 の雰囲気下、 溶融ガラス G内に溶存していたガス成分を気体にして気泡を発生 させ、 溶融ガラス G中のガス成分の溶存量を少なくする一方、 この発生した気泡 は、 原料を溶解した際に既に溶融ガラス G内に存在した気泡とともに、 減圧脱泡 槽 1 3内で減圧吸引され、 その後、 ガス成分の溶存量の少なくなつた溶融ガラス Gは、 下降長さの長い排出管 1 5より下降して、 従来の減圧脱泡装置より大きく 加圧されるため、 減圧脱泡槽 1 3内で減圧脱泡されなかった気泡を溶融ガラス G 内に確実に溶存させることができる。
また、 前述したように、 ガラスの種類、 清澄剤の種類と量、 溶解炉の運転条件 等によって減圧脱泡する条件、 特に圧力を調整することが望ましいので、 減圧脱 泡槽 1 3内の圧力はしばしば調整する必要がある。 この圧力の調整は、 図示しな い真空ポンプを調整することによって行なわれるが、 減圧脱泡槽 1 3内の圧力を 調整することによって、 減圧脱泡槽 1 3内の溶融ガラス Gの液面レベルも当然に 変動する。 すなわち、 圧力を低くすると、 溶融ガラス Gの液面の高さは上昇する ので、 導入管 1 4側のスクリューポンプ 1 8による溶融ガラス Gの流量をより少 なく制限する。 また、 圧力を高くすると、 溶融ガラス Gの液面の高さは下降する ので、 導入管 1 4側のスクリユーポンプ 1 8による溶融ガラス Gの流量を増加さ せることによって調整する。
ここで、 排出管 1 5側のスクリューポンプ 1 9は、 常に排出管 1 5から溶融ガ ラス Gを排出するように動作するものであって、 圧力を低くすると排出管 1 5か ら流出する溶融ガラス Gの流量を増加させ、 圧力を高くすると排出管 1 5から流 出する溶融ガラス Gの流量を減少させなければならない。
また、 減圧脱泡槽 1 3の溶融ガラス Gの液面の基準位置 Hは、 大気圧 P , と減 圧脱泡槽 1 3内で通常使用される圧力との差圧によって上昇する溶融ガラス Gの 液面レベルの高さより、 スクリューポンプ 1 8 、 1 9の制御能力に応じて、 低く 設定されるので、 スクリユーポンプ 1 8 、 1 9の制御能力を超えて減圧脱泡を行 なうことはない。 またスクリユーポンプ 1 8 、 1 9の制御能力に応じて、 溶融ガ ラス Gの液面の基準位置 Hは低く設定されるので、 従来安全の点から好ましくな いといった問題が解消される。
また、 スクリユーポンプ 1 8 、 1 9の制御能力によっては、 減圧脱泡槽 1 3の 溶融ガラス Gの液面の基準位置 Hを溶解槽 1 1の溶融ガラス Gの自由表面と同じ レベルとしてもよい。
また、 図 1に示す実施例では、 減圧脱泡装置 1 0の運転開始時に、 溶解槽 1 1 から流入してきた溶融ガラス Gを減圧脱泡槽 1 3に送り込むためにスクリユーポ ンプ 1 8を使用することもできる。 この場合には、 運転開始時に溶融ガラス Gを 減圧脱泡槽 1 3に送り込むための他の補助的な手段を用いることなく、 溶融ガラ ス Gを減圧脱泡槽 1 3に送り込んで、 減圧脱泡装置 1 0を運転することができる 一方、 スクリューポンプ 1 8は、 定常運転時には溶融ガラス Gの流量を制限す るために使用される。 したがって、 上流側の流量制御装置は、 スクリューポンプ 1 8の替わりに、 図 2に示すように、 上方に向かって径が拡大する円錐台形状の 先端部を有するロッド 2 2と、 このロッド 2 2の先端部が上方より挿入される流 路の断面積の狭くなつた絞り部 2 2とを導入管 1 4に設け、 ロッド 2 2を上下移 動させることで、 溶融ガラス Gが絞り部 2 4を通過する流路断面積を制御し、 溶 融ガラス Gの流量を制限することができる。 これによつて、 大型で高価となるス クリュ一ポンプを使用しないように構成することができる。
なお、 上記実施例の減圧脱泡装置 1 0は、 導入管 1 4および排出管 1 5に流量 制御装置であるスクリューポンプ 1 8および 1 9を備えるが、 本発明の溶融ガラ スの減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造装置において、 必ずしも流 量制御装置は必要でなく、 導入管あるいは排出管の一方に備えてもよく、 また導 入管および排出管の双方に備えることなく溶融ガラスの減圧脱泡処理を行なって もよい。 例えば、 大気圧と減圧脱泡槽内の圧力との差圧によって上昇する溶融ガ ラスの液面レベルの位置に、 減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面の基準位置が設け られた減圧脱泡装置を用いる場合、 流量制御装置は全く不要である。
以上、 本発明の溶融ガラスの減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造 装置について詳細に説明したが、 本発明は上記実施例に限定されず、 本発明の要 旨を逸脱しない範囲において、 各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろ んである。
産業上の利用の可能性
以上に詳細に説明したように、 本発明の溶融ガラスの減圧脱泡方法および減圧 脱泡によるガラスの製造装置では、 減圧脱泡後の溶融ガラスが溶解槽で受けた圧 力より高い圧力を受けるので、 従来減圧脱泡槽で十分に減圧脱泡除去できない気 泡や、 減圧脱泡槽の終端部の近くで溶融ガラス Gから発生した気泡も溶融ガラス 内に溶存させて除去可能にし、 成形して固化された最終ガラス製品内に気泡が混 入することのない減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造装置を提供す ることができる。
さらに、 減圧脱泡槽の圧力に応じて溶融ガラスの流量を制御する流量制御装置 を設けることによって、 高温の溶融ガラスが流れる減圧脱泡槽を高い位置まで持 ち上げることなく、 しかも減圧脱泡槽の圧力に応じて吊り上げ高さを調整する必 要がないため、 気泡の混入しない溶融ガラスを実用的にかつ確実に提供すること ができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 原料を溶解して得られた溶融ガラスを溶解槽に貯留し、 この溶解槽に貯留す る溶融ガラスを導入管を通じて吸引上昇させて内部が減圧された減圧脱泡槽内に 流入させ、 この減圧脱泡槽内で溶融ガラスの減圧脱泡を行ない、 前記減圧脱泡槽 より減圧脱泡後の溶融ガラスを排出管を通じて下降させて排出する溶融ガラスの 減圧脱泡方法であって、
前記減圧脱泡後の溶融ガラスを前記排出管を通じて下降させて排出する際に、 前記溶融ガラスを前記溶解槽の底部の高さ方向のレベルより下方まで下降させる ことを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡方法。
2 . 前記減圧脱泡後の溶融ガラスを前記排出管を通じて下降させて排出する際、 溶融ガラスの粘度は、 1 02 · 3 ポアズ以上 1 0 3 ' 5 ポアズ以下である請求項 1に 記載の溶融ガラスの減圧脱泡方法。
3 . 原料を溶解して得られた溶融ガラスを貯留する溶解槽と、
内部が減圧され溶融ガラスの減圧脱泡を行う減圧脱泡槽と、
この減圧脱泡槽に連通して設けられ、 前記溶解槽から溶融ガラスを吸引して上 昇させ、 前記減圧脱泡槽に流入させる導入管と、
前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、 前記減圧脱泡槽で脱泡した溶融ガラスを 下降させて排出する排出管であって、 溶融ガラスを下降させて排出する際に溶融 ガラスの通過する高さ方向の最低レベルが前記溶解槽の底部より低くなるように 、 下降長さが前記導入管の上昇長さに比べて長く構成された排出管とを有し、 前記溶解槽、 前記導入管、 前記減圧脱泡槽および前記排出管を一体化した減圧 脱泡によるガラスの製造装置。
4. 前記導入管あるいは前記排出管は、 前記減圧脱泡槽の圧力に応じて溶融ガラ スの流量を制御する流量制御装置が設けられる請求項 3に記載の減圧脱泡による ガラスの製造装置。
5 . 前記流量制御装置は、 回転自在なスクリューポンプである請求項 4に記載の 減圧脱泡によるガラスの製造装置。
6 . 前記導入管に設けられる前記流量制御装置は、 前記導入管の一部の流路断面 積を狭くした絞り部と、 この絞り部の上方に設置され、 上方に向かって径の拡が る円錐台形状の先端部を有し、 この先端部を前記絞り部に挿入して流路断面積を 調整する口ッドとを有する流量制御装置である請求項 4または 5に記載の減圧脱 泡によるガラスの製造装置。
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