JP2000007344A

JP2000007344A - 溶融ガラスの減圧脱泡装置

Info

Publication number: JP2000007344A
Application number: JP10173231A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Takei; 祐輔竹居; Shigekuni Inoue; 滋邦井上; Michito Sasaki; 道人佐々木; Yasuharu Hirahara; 康晴平原; Junji Tanigaki; 淳史谷垣; Mitsuo Sugimoto; 光夫杉本
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1998-06-19
Publication date: 2000-01-11
Anticipated expiration: 2018-06-19
Also published as: DE69904878D1; EP0965567A1; US6560996B2; US6308534B1; DE69904878T2; CZ189199A3; ID22972A; EP0965567B1; CZ299870B6; US20010037661A1; JP3861459B2

Abstract

(57)【要約】【課題】上昇管と上流側ピットや下降管と下流側ピット
との接続部における空気の流入を防ぎ、減圧効果を十分
に発揮する事のできる安価な耐火物製管路から成る溶融
ガラスの減圧脱泡装置の提供。【解決手段】溶融ガラスの自由液面を耐火物製上昇管お
よび下降管の下端より高くし、これらの下端を支持する
上・下流側ピット上の下部受けレンガとの接触部や下部
受けレンガの目地部をシール材で埋める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続的に供給され
る溶融ガラスから気泡を除去するための溶融ガラスの減
圧脱泡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、成形されたガラス製品の品質
を向上させるために、図４に示すように、溶融炉で溶融
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。図４に示す減圧脱泡装置４１０は、溶解槽４２０内
の溶融ガラスＧを減圧脱泡処理して、次の処理槽に連続
的に供給するプロセスに用いられるものであって、減圧
脱泡する際には、真空吸引されて内部が減圧される減圧
ハウジング４１２内に設けられ、減圧ハウジング４１２
と共に減圧される減圧脱泡槽４１４と、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４１６およ
び下降管４１８が配置されており、上昇管４１６の下端
は、溶解槽４２０に連通する上流側ピット４２２の溶融
ガラスＧ内に浸漬されており、下降管４１８の下端は、
同様に、次の処理槽（図示せず）に連通する下流側ピッ
ト４２４の溶融ガラスＧ内に浸漬されている。

【０００３】そして、減圧脱泡槽４１４は、図示しない
真空ポンプによって真空吸引されて内部が減圧される減
圧ハウジング４１２内におおむね水平に設けられ、減圧
ハウジング４１２と共に減圧脱泡槽４１４の内部が１／
３〜１／２０気圧に減圧されているので、上流側ピット
４２２内の脱泡処理前の溶融ガラスＧは、上昇管４１６
によって吸引上昇されて減圧脱泡槽４１４に導入され、
減圧脱泡槽４１４内で減圧脱泡処理が行われた後、下降
管４１８によって下降させて下流側ピット４２４に導出
される。

【０００４】減圧ハウジング４１２は、金属製、例えば
ステンレス製または耐熱鋼製のケーシングであり、外部
から真空ポンプ（図示せず）等によって吸引口４１２ｃ
を介し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４１４内を吸引孔４１４ａおよび４１４
ｂを介して所定の圧力、例えば１／２０〜１／３気圧に
減圧して維持する。この減圧ハウジング４１２内の減圧
脱泡槽４１４、上昇管４１６および下降管４１８の周囲
には、これらを断熱被覆する耐火物製レンガなどの断熱
材４３０が配設されている。

【０００５】従来技術の減圧脱泡装置４１０において
は、高温、例えば１２００〜１４００℃の温度の溶融ガ
ラスＧを処理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２−２２１１２９号公報に開示され
ているように、減圧脱泡槽４１４、上昇管４１６および
下降管４１８などのように溶融ガラスＧと直接接触する
溶融ガラスの管路は、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製円管で構成されている。

【０００６】ここで、これら減圧脱泡槽４１４、上昇管
４１６および下降管４１８などの溶融ガラスの管路を白
金または白金合金などの貴金属製円管で構成するのは、
これら貴金属は溶融ガラスとの高温反応性が低く、高温
の溶融ガラスＧと接触する際に高温の溶融ガラスＧと反
応して溶出する可能性が極めて低いので、溶融ガラスＧ
に不純物を混入させる心配がなく、かつ、高温での強度
がある程度確保できるからである。

【０００７】ところで、減圧脱泡槽４１４を貴金属製円
管で構成する場合には、白金などの貴金属は非常に高価
なので、管の肉厚を厚くすることは直ちにコストを大幅
に上昇させることになり、コストおよび強度の両方の点
から円管の直径には限界があり、円管の直径をあまり大
きくすることはできず、そのために、減圧脱泡槽４１４
で脱泡処理できる溶融ガラスＧの流量にも限界が生じ、
大流量の減圧脱泡装置を構築できないという問題があっ
た。

【０００８】また、溶融ガラスＧは、粉体の原料を溶解
反応させることによって得られるので、溶解する際に
は、溶解槽４２０の温度は高い方が好ましく、また、減
圧脱泡する際にも、高温では溶融ガラスＧの粘度が低く
なるので、温度は高い方が好ましい。しかしながら、高
温強度の点などから減圧脱泡槽４１４などに貴金属合金
を用いる必要がある一方で、貴金属は高価なものであ
り、コストの点から円管の肉厚をあまり厚くすることは
できず、白金などの貴金属を用いたとしても高温になる
にしたがって強度が低下することは避けられないので、
減圧脱泡装置４１０の入口での溶融ガラスＧの温度は、
前述した所定温度（１２００〜１４００℃）に制限され
ていた。

【０００９】従って高温溶融ガラスの管路を白金で構成
すると、厚みが薄い白金が損耗していずれは穴があくこ
とを設計段階から考慮しておかねばならず、ガラス製品
の生産を一時中止して、白金の修理や更新を短時間で行
える設備としておかねばならない。公知の減圧脱泡装置
の白金製管路（減圧槽、上昇管および下降管）は一体化
されたものであるから、管路を修理や更新をする場合に
は、減圧条件を解除して減圧槽、上昇管および下降管の
内部のガラスをすべて払い出し、その後に減圧装置全体
を常温まで下げ、しかる後白金を修理や更新をする必要
があった。この際に溶融ガラスと縁を切る位置として
は、上昇管および下降管の下端が妥当であり、特に、上
昇管や下降管を修復する際には下方の高温ガラス溜りか
ら管を引き離すために減圧脱泡装置全体を少なくとも１
メートル程度は吊り上げる構造となしておく必要があっ
た。しかし大型で重量が非常に重く、かつ運転中は高温
減圧条件下に置かれる頑丈な構造の減圧脱泡装置４１０
全体を上下動することは、非常に困難で危険を伴う作業
であった。

【００１０】このように、高温反応性の低い白金や白金
ロジウムは高価であるため、装置の大型化がコストの面
から困難であり、たとえ大型化しても円管の肉圧は十分
に厚くできず、そのため熱に対する強度が保てないた
め、温度を高くできず、溶融ガラスの粘性を小さくして
脱泡効果を十分に発揮させることが難しく、また、肉圧
は十分に厚くできないため、作業の困難な修理や更新を
考慮する必要があり、装置の大型化および大流量化は実
用上困難である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このためコスト低減の
点から、図４に示す従来の減圧脱泡装置４１０の減圧脱
泡槽４１４、上昇管４１６および下降管４１８の管路を
高価な白金等の貴金属に替えて安価な炉材で構成するこ
とによって、装置の大型化、脱泡処理量の増大を図るこ
とが考えられる。しかしながら、炉材の大型化には限界
が有り、減圧脱泡槽４１４、上昇管４１６や下降管４１
８をそれぞれ１個の炉材で製作するのは到底不可能であ
る。このため、減圧脱泡装置４１０の減圧脱泡槽４１
４、上昇管４１６および下降管４１８を炉材で構成する
には、多数の炉材を組み合わせる必要があり、そのた
め、溶融ガラスと直接接触する管路にも炉材間を接合す
る目地部が不可避的に存在することになる。

【００１２】一方、減圧脱泡装置においては、真空ポン
プで減圧して溶融ガラスを吸い上げるため、空気が減圧
ハウジング内部に流入することを防止する必要性があ
り、溶融ガラスが流れる管路の内、減圧ハウジングで覆
われている部分については、減圧ハウジング自体が空気
の流入を防いでいるため問題はないが、減圧ハウジング
で覆われていない上昇管の上流側ピットと接続する下端
部、および減圧ハウジングで覆われていない下降管の下
流側ピットと接続する下端部から空気が減圧ハウジング
内部へ流入しないように対策を十分に講ずる必要があ
る。しかし、炉材自体の気孔率を下げ、通気性の殆どな
い炉材を選んだとしても、上述の通りレンガ等の炉材間
を接合する目地の存在は不可避的であり、たとえ目地部
に通気性の少ない目地材を使用しても、減圧ハウジング
で覆われないレンガの目地部の隙間から管路内部を通っ
て減圧ハウジング内へ空気が流入し、またレンガと減圧
ハウジングの隙間を通じて減圧ハウジング内へ空気が流
入するのを防ぐことは困難である。

【００１３】このように空気が減圧ハウジング外部から
流入し、減圧ハウジング内で所定の減圧度が十分に保て
ない場合、減圧脱泡装置の立ち上げ時の溶融ガラスの吸
引効果を低下させるほか、減圧を利用して溶融ガラス内
の泡を脱泡する脱泡効果が十分に発揮されない問題が生
じる。

【００１４】一方、白金などの貴金属合金に替えて炉材
を使用しても、依然として炉材自体の浸蝕や劣化による
管路の補修や修理の必要性はあり、その場合、白金など
の貴金属合金を用いた減圧脱泡装置のように、装置全体
を 1メートルも吊り上げる非常に困難な作業を行うこと
は、炉材を用いた大型の装置においては殆ど不可能であ
る。また、炉材で構成された管を従来の減圧脱泡装置４
１０のように直接溶融ガラス内に浸漬した場合、減圧ハ
ウジングに覆われない炉材製管が突出しているため、上
述したように炉材と管路の気密性が低下するばかりか、
急熱急冷により炉材が破損したり、高温の溶融ガラスの
液面と空気に直接さらされる管外周部は、著しく浸蝕さ
れ損傷が激しいため、実用上使用できない問題がある。
そのため、溶融ガラス内に炉材製管を直接浸漬しない減
圧脱泡装置が強く求められていた。

【００１５】本発明の目的は、以上の従来技術の問題点
を解決し、減圧脱泡装置の立ち上げ時に、減圧ハウジン
グ外部からの空気の流入を防ぎ、減圧による溶融ガラス
の吸い上げを効果的に行ない、また減圧脱泡装置の定常
作動中の減圧効果を維持することができ、なおかつ、上
昇管や下降管さらには減圧脱泡槽の補修や修理が容易に
でき、大流量の溶融ガラスを処理できる大型の実用的な
減圧脱泡装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、真空吸引されて内部が減圧される減圧ハ
ウジングと、この減圧ハウジング内に設けられ、溶融ガ
ラスの減圧脱泡を行う耐火物製減圧脱泡槽と、前記減圧
ハウジング内において、前記減圧脱泡槽に連通して設け
られ、減圧脱泡前の溶融ガラスを吸引上昇させて前記減
圧脱泡槽に導入する、耐火物製上昇管と、前記減圧ハウ
ジング内において、前記減圧脱泡槽に連通して設けら
れ、減圧脱泡後の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽から下降
させて導出する、耐火物製下降管と、前記減圧ハウジン
グおよび前記上昇管を支持し、前記上昇管と連通して接
続される上流側ピットと、前記減圧ハウジングおよび前
記下降管を支持し、前記下降管と連通して接続される下
流側ピットとを具備し、前記上昇管および前記下降管の
下端を減圧開始時の溶融ガラスの自由表面液面高さより
低い位置としたことを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡
装置を提供するものである。

【００１７】その際、前記上流側ピットの前記上昇管の
支持部および前記下流側ピットの前記下降管の支持部の
少なくとも一方において、前記上昇管の下端および前記
下降管の下端のうちの、前記支持部に対応する少なくと
も一方を載置して支持する下部受けレンガを設けた減圧
脱泡装置であることが好ましく、また下部受けレンガ
は、平滑度が０．３ｍｍ以下に研磨された面を持つ複数
の耐火物製レンガをお互いに面接触させて組み上げ、前
記複数の耐火物製レンガの面接触によって生じる目地に
所定のシール材を充填することが好ましく、また、下部
受けレンガは、前記目地部の拡がりを防ぐ金属製押さえ
が取り付けられることが好ましい。また、下部受けレン
ガは、前記上昇管および前記下降管の少なくとも一方の
下端部と面一となった下端部を有する前記減圧ハウジン
グと接触して支持するとともに、その接触部に所定のシ
ール材を充填することが好ましい。また、前記上昇管お
よび前記下降管の下側部分の前記減圧ハウジングは、水
冷用水管を有することが好ましい。

【００１８】また、前記上昇管および前記下降管の少な
くとも一方は、前記減圧ハウジングの外部に突出した下
端部を有し、前記上昇管および前記下降管の少なくとも
一方の外部に突出した下端部分の外周を所定のシール材
で被覆し、被覆された前記シール材をその外側から帯状
金物で締めつけた減圧脱泡装置であることが好ましい。
その際、前記上流側ピットの前記上昇管の支持部と前記
上昇管の下端との接触部および前記下流側ピットの前記
下降管の支持部と前記下降管の下端との接触部の少なく
とも一方に所定のシール材を充填することが好ましく、
また前記被覆された前記シール材と前記帯状金属との間
には、水冷用水管を有することが好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の溶融ガラスの減圧
脱泡装置について、図面に示される好適実施例をもとに
詳細に説明する。

【００２０】図１に本発明の溶融ガラスの減圧脱泡装置
の一実施例の断面図を模式的に示している。この模式図
は、溶融ガラスＧを真空吸引して上昇管および下降管を
上昇させる直前の減圧脱泡装置の立ち上げ時の状態を示
している。減圧脱泡装置１０は、略門型のステンレス製
減圧ハウジング１２と、減圧ハウジング１２内に水平に
収納配置された減圧脱泡槽１４と、減圧ハウジング１２
内に垂直に収納配置され、減圧脱泡槽１４の左右両端部
にそれぞれ、各上端部が取り付けられる上昇管１６およ
び下降管１８と、減圧ハウジング１２と上昇管１６を支
持する上流側ピット２２と、減圧ハウジング１２と下降
管１８を支持する下流側ピット２４と、上昇管１６の支
持部および下降管１８の支持部に設けられ、上昇管１６
および下降管１８の下端を載置して支持する下部受けレ
ンガ３２とから構成される。減圧脱泡装置１０は、溶解
槽２０内の溶融ガラスＧを減圧脱泡処理して、図示しな
い次の処理槽、例えば、フロートバスなどの板材の成形
処理槽や瓶などの成形作業槽などに連続的に供給するプ
ロセスに用いられるものである。

【００２１】減圧ハウジング１２は、減圧脱泡槽１４を
減圧する際の気密性を確保するためのケーシング（圧力
容器）として機能するものであり、本実施例では、ほぼ
門型に形成されて、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および
下降管１８の全体を包み込むように構成され、さらに減
圧ハウジング１２内部で、減圧脱泡槽１４、上昇管１６
および下降管１８の外側の領域に、溶融ガラスＧの高熱
を遮断し、なおかつ減圧脱泡槽１４内の真空吸引の支障
とならない通気性のある耐火物製レンガからなる断熱材
３０を含んでいる。なお、この減圧ハウジング１２は、
減圧脱泡槽１４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、金属製、特にステンレス製または耐熱鋼製
とすることが好ましい。また、減圧ハウジング１２に
は、右上部に真空吸引して内部を減圧する吸引口１２ｃ
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１２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１４内を所定の圧
力、例えば、１／２０〜１／３気圧に減圧して維持する
ように構成されている。

【００２２】減圧ハウジング１２のほぼ中央部には、減
圧脱泡槽１４がおおむね水平に配置されている。この減
圧脱泡槽１４の管路の断面は、従来技術と同様に、円形
でもよいが、大流量の溶融ガラスＧの減圧脱泡処理を行
うには長方形が好ましい。また、減圧脱泡槽１４を構成
する緻密質耐火物製レンガを製造する面からも長方形の
方が好ましい。減圧脱泡槽１４の上部には、減圧ハウジ
ング１２を図示しない真空ポンプ等によって吸引口１２
ｃから真空吸引することによって、減圧脱泡槽１４内を
所定の圧力（１／２０〜１／３気圧）に減圧して維持す
るために、減圧ハウジング１２と連通する吸引孔１４
ａ，１４ｂが設けられている。また、減圧脱泡槽１４内
には、溶融ガラスＧ中の気泡が浮上し、堰止められて破
泡するようにバリヤ３６ａとバリヤ３６ｂが設けられて
いる。

【００２３】また、減圧脱泡槽１４の左端部には上昇管
１６の上端部が、減圧脱泡槽１４の右端部には下降管１
８の上端部がそれぞれ下方に向かって垂直に接続されて
いる。そして、上昇管１６および下降管１８の下端部は
門型に形成された減圧ハウジング１２の脚部の下端と面
一になるように構成され、下部受けレンガ３２を介して
溶融ガラスＧで充たされた上流側ピット２２および下流
側ピット２４の天井部分で支持される。このため、減圧
脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８を減圧ハウジ
ング１２によって常時吊架して支持する必要がない。

【００２４】これに対して、従来は、図４に示す減圧脱
泡装置４１０のように、上昇管４１６および下降管４１
８を上流側ピット４２２および下流側ピット４２４に浸
漬していたため、減圧脱泡槽４１４、上昇管４１６およ
び下降管４１８を減圧ハウジング４１２によって常時吊
架して支持する必要があるし、補修や更新をする際に上
昇管４１６および下降管４１８を上流側ピット４２２お
よび下流側ピット４２４から１メートルも吊り上げて抜
き出す危険な作業をしなければならず、装置も大型化す
る為、実用上問題があったが、図１に示す減圧脱泡装置
１０のように、下部受けレンガ３２を介して上流側ピッ
ト２２および下流側ピット２４上に載置することで、下
部受けレンガ３２から上昇管１６および下降管１８の下
端を少し持ち上げて切り離すことができるので、１メー
トルも吊り上げる危険な作業を行う必要はなくなり、容
易に上昇管１６、下降管１８および減圧脱泡槽１４を上
流側ピット２２および下流側ピット２４から下ろすこと
ができる。

【００２５】また、上昇管１６、減圧脱泡槽１４および
下降管１８の管路壁断面は、緻密質耐火物製レンガで組
み上げられ、溶融ガラスＧと直接接触する管路の内壁面
を構成する内表面レンガ層と、この内表面レンガ層の背
後に所定間隔、例えば２０〜５０ｍｍ離間させて、耐火
物製レンガで組み上げられ、内表面レンガ層をバックア
ップするバックアップレンガ層と、レンガ層間にラミン
グ材が充填されたラミング材層とから構成される多層断
面構造を有するのが好ましい。

【００２６】本発明において減圧脱泡槽１４、上昇管１
６および下降管１８の一連の管路の少なくとも溶融ガラ
スＧと直接接触する管路を構成するのに用いられる耐火
物製レンガは、緻密質耐火物製レンガであることが好ま
しく、少なくとも溶融ガラスＧと直接接触する管路を構
成する内表面レンガ層として組み上げることができるよ
うに、管路の形状に合わせて、所定の形状に成形された
レンガであり、緻密度が高く、溶融ガラスＧに溶出して
も品質を劣化、例えば、着色や異質化など生じさせるこ
とがなく、好ましくは、溶融ガラスＧとの反応性が小さ
く、溶融ガラスに浸蝕されにくい、緻密質耐火物性レン
ガであればどのようなものでもよい。このような緻密質
耐火物製レンガを成形するのに用いる緻密質耐火物とし
ては、例えば、電鋳耐火物および緻密質焼成耐火物が挙
げることができる。

【００２７】ここで電鋳耐火物としては稠密な電鋳耐火
物であればどのようなものでもよく、好ましくは、高嵩
密度で、内部には閉気孔があっても、鋳込み面の気孔率
は極めて小さく、好ましくはほぼ０で、上昇管、減圧脱
泡槽および下降管の真空を保つことのできる、稠密な電
鋳耐火物であればよい。このような電鋳耐火物として
は、例えば、ジルコニア系電鋳耐火物、アルミナ系電鋳
耐火物、アルミナ−ジルコニア−シリカ（ＡＺＳ；Ａｌ
₂Ｏ₃−ＺｒＯ₂−ＳｉＯ₂)系電鋳耐火物などを挙げる
ことができる。一方、緻密質焼成耐火物としては、高耐
蝕性焼成耐火物であればどのようなものでもよいが、例
えば、緻密質なデンスジルコンなどの緻密質ジルコニア
−シリカ系焼成耐火物、デンスアルミナなどの緻密質ア
ルミナ系焼成耐火物や、緻密質アルミニウム−ジルコニ
ア−シリカ系焼成耐火物を挙げることができる。

【００２８】このような緻密質耐火物製レンガは空気を
疎通せず減圧を維持できる炉材であり、下部受けレンガ
３２にも用いられるため、減圧ハウジング１２によって
覆われていない下部受けレンガ３２の表面から直接空気
が管路内部に流入することはない。

【００２９】また、ラミング材層に充填するラミング材
とは、耐火性骨材と硬化材等を混合した粉体の耐火物材
に少量の水を添加して鋳込みによって施工されるキャス
タブル炉材の一種であり、加熱によってセラミックボン
ドができ、強度を出すものを言う。このようなラミング
材としては、例えばアルミナ系（Ａｌ₂Ｏ₃）ラミング
材、ジルコニア−シリカ系（ＺｒＯ₂−ＳｉＯ₂）ラミ
ング材、およびアルミナ−ジルコニア−シリカ系（ＡＺ
Ｓ；Ａｌ₂Ｏ₃−ＺｒＯ₂−ＳｉＯ₂）ラミング材が挙
げられ、好適な具体例としてはアルミナ系ではＣＭＰ−
ＡＨ，ジルコニア−シリカ系ではＺＲ−２０００、およ
びアルミナ−ジルコニア−シリカ系ではＺＭ−２５００
（いずれも旭硝子（株）製）が例示される。また、この
ようなラミング材としては、この他特公昭５７−２６６
６号公報に開示された、（モノまたはジ）アルミン酸カ
ルシウムまたはシリコアルミン酸カルシウムを主成分と
して含む製鉄アルミナ質スラグ、（モノまたはジ）アル
ミン酸カルシウム型アルミナ質セメント、シリコアルミ
ナ質セメントおよび高温焼成マグネシアなどのアルカリ
土類無機物質と、シリカ、酸化クロムおよびアルミナな
どの超微粉末と、不活性充填剤とからなり、従来よりカ
ルシウム含有量および混練水量が少なく、高強度で耐熱
性および耐浸蝕性に優れた新規なセメントも例示され
る。このようなラミング材のうち、従来のアルミナセメ
ントの替わりに、微量の活性超微粉末をベースとした結
合材が用いられるラムクリートと呼ばれるキャスタブル
炉材が好ましい。さらに、特に有効なラミング材として
は、ローセメントタイプラミング材と呼ばれるものを挙
げることができ、超微粉末をベースとし、３〜６％の少
量の水量添加とバイブレータ施工によって非常に緻密な
充填がなされ、耐蝕性および耐熱性に優れた物性を得る
ことができる。好適な具体例としては、ホワイトラム
（旭硝子（株）製）が例示される。

【００３０】減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管
１８の形状は少なくとも筒状管であれば特に限定され
ず、その断面形状は円形、楕円形または正方形や長方形
などの矩形やその他の多角形とすることができる。ま
た、減圧ハウジング１２内部で、減圧脱泡槽１４、上昇
管１６および下降管１８の一連の管路の外側に、溶融ガ
ラスＧの高温を断熱する断熱材３０を設けているが、減
圧脱泡槽１４の真空吸引の支障とならない通気性を有す
る断熱材によって構成される。また、上流側ピット２２
は、溶解槽２０と管路によって連通しており、上昇管１
６から吸引する溶融ガラスＧを溜めるピットであり、下
流側ピット２４は、次の処理槽に連通し、下降管１８か
ら導出され脱泡処理された溶融ガラスＧを溜めるピット
である。減圧脱泡装置１０の運転立ち上げのためには、
減圧によって溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１４に導入する
のに、上流側ピット２２のみならず下流側ピット２４に
も溶融ガラスＧがなければならないので、上流側ピット
２２から下流側ピット２４に溶融ガラスＧを流すための
バイパス（図示せず）を設けておくのが好ましい。

【００３１】下部受けレンガ３２は、上昇管１６および
下降管１８をそれぞれ上流側ピット２２および下流側ピ
ット２４と接続する為に用いられるばかりでなく、上流
側ピット２２および下流側ピット２４に載置して、上昇
管１６、下降管１８、および減圧ハウジング１２を支持
し、管路の荷重を支えるために設けられている。

【００３２】また、下部受けレンガ３２は、大きいため
一体物として成形することができず、図２（Ｂ）に示す
ように３分割したものを組み合わせている。図２（Ｂ）
に示す下部受けレンガ３２はその真ん中が管路を形成す
る為、円形の穴の開いた円盤形状であるが、これに限ら
れず、管路の断面形状にあわせて矩形の穴の開いたもの
であっても良い。このように、下部受けレンガは複数の
レンガを組み合わせているため、下部受けレンガ３２
は、溶融ガラスＧを上昇管１６および下降管１８内に真
空吸引して減圧脱泡装置１０を立ち上げる際、すなわち
熱上げの際、下部受けレンガ３２も溶融ガラスＧの高温
に熱せられ、熱膨張によりレンガ３２ａ，３２ｂおよび
３２ｃの接触面に隙間ができ、その隙間から空気が流入
し、減圧ハウジング１２内部の減圧を十分に保てない場
合がある。そのため、減圧脱泡装置１０の熱上げ後、目
地が開かないように、レンガ３２ａ、３２ｂ、および３
２ｃの外周側面の周りに金属製押さえ４６が取り付けら
れ、外側から圧力を加えている。さらに、このような金
属製押さえ４６を用いてもなお目地に隙間ができた場合
を考慮してレンガ３２ａ、３２ｂおよび３２ｃのお互い
の接触部分の目地部にシール材を充填しエアシールをし
ている。シール材としては、高温耐熱性があり、エアシ
ールされるモルタルやキャスタブル材であれば良く、特
に限定されるものでない。例として、エアセットモルタ
ル、タイトシールおよびアサヒハイボンド（いずれも旭
硝子（株）製）が例示される。

【００３３】また、下部受けレンガ３２は、複数のレン
ガを組み合わせているため、レンガの目地部のわずかな
隙間から減圧ハウジング１２の内部に空気が流入し、減
圧が維持不可能とならないように、あるいは、溶融ガラ
スＧが目地部を浸蝕し、浸蝕した目地部からしみ出さな
いように、各分割されたレンガの接触面は、平滑度Ｄが
０．３ｍｍ以下に精密に研磨されたものを組み合わせて
いる。そして、図２（Ｃ）に示されるように、溶融ガラ
スＧによって加熱され、下部受けレンガ３２を構成する
緻密質耐火物製レンガから浸出する高粘度ガラス層４０
によって隣接するレンガ（３２ａ、３２ｂおよび３２
ｃ）間を充填し、下部受けレンガ３２の隣接レンガ間の
隙間を埋める（ｅｘｕｄａｔｉｏｎ）のである。これに
よって、空気が減圧ハウジング１２内にレンガの目地部
の隙間から流入し、あるいは溶融ガラスＧが目地部を浸
蝕してしみ出すのを防ぐことができる。平滑度Ｄが０．
３ｍｍより大きいと、浸出した高粘度ガラス質が隣接す
るレンガ間の隙間を充填することができず、その隙間か
ら空気が減圧ハウジング内部に流入し、減圧効果が十分
に保てなくり、あるいは、溶融ガラスＧが目地部を浸蝕
し、しみ出してしまうおそれがある。なお、平滑度Ｄ
は、面端部から５ｍｍ以内の領域を除いた研磨面の高さ
の最大と最小の差でもって定められる。平滑度Ｄが０．
３ｍｍ以下の精密な研磨は、一般的に使用されるダイヤ
モンド研磨機を利用して行うことができるが、一般に、
図２（Ａ）に示されるように、研磨面の端部が研磨さ
れ、研磨面は凸形状になり易く、その場合平滑度Ｄは、
凸形状の落ちしろを言う。面端部から５ｍｍ以内を除く
のは、レンガ接触面全体に比べ面端部から５ｍｍ以内の
面積は圧倒的に小さく、面端部５ｍｍ以内の領域を考慮
しなくても、減圧を維持し、溶融ガラスＧのしみ出しを
押さえるからである。なお、本実施例では、下部受けレ
ンガ３２はレンガ３２ａ、３２ｂ、３２ｃの３個のレン
ガを組み上げて構成されているが、２個または４個等の
複数個のレンガを組んで構成しても良い。

【００３４】また、減圧ハウジング１２の下端部には水
管３４が設けられ、さらに下部受けレンガ３２との接触
部からの空気の流入を防ぐため、図１に示すようにシー
ル材３８を充填する。これは、接触部にわずかな隙間が
生じ、減圧ハウジング１２内に空気が流入し、減圧され
ないのを防ぐためである。シール材３８は特に限定され
るものでなく、上述のモルタルやキャスタブル材で高温
耐熱性があり、エアシールされるものであればよい。例
として、エアセットモルタル、タイトシールおよびアサ
ヒハイボンド（いずれも旭硝子（株）製）が例示され
る。

【００３５】減圧ハウジング１２の下端部には、水管３
４が設けられている。減圧脱泡装置１０の作動中、減圧
ハウジング１２下端の温度が必要以上に高温化され、減
圧ハウジング１２の金属製材料が強度の面から維持がで
きなくなることから、水冷し、減圧ハウジング１２の温
度を適度に維持している。

【００３６】また、図１は溶融ガラスＧを吸引して上昇
管１６および下降管１８を上昇させる減圧吸引直前の溶
融ガラスＧの自由表面の液面のレベルも示している。減
圧直前の溶融ガラスＧの自由表面の液面の高さは、上昇
管１６および下降管１８の端より高く位置するように減
圧脱泡装置１０は構成されており、本発明において最も
特徴とするところである。

【００３７】このように、減圧直前の溶融ガラスＧの自
由表面の液面の高さを上昇管１６および下降管１８の端
より高くするのは、以下の理由によるものである。従来
は、図４に示すように、管路を白金などの通気性のない
貴金属合金で構成していため、減圧効果は十分保つこと
ができたが、通気性のない緻密質耐火物製レンガを用い
て管路を構成し、上述のようにレンガの目地部にシール
材を充填してエアシールをした場合、一定の減圧を維持
するものの、減圧ハウジング１２によって覆われていな
いレンガの目地部のわずかな隙間から管路内部に空気が
流入することで、減圧を十分に維持することはできな
い。そのため、減圧脱泡装置１０では、上昇管１６およ
び下降管１８の下端を溶融ガラスＧの自由表面の液面の
高さより低くしているのである。つまり、溶融ガラスＧ
の自由表面の液面レベルより下にあり、かつ減圧ハウジ
ング１２の外にあるレンガの目地部、たとえば、下部受
けレンガ３２を構成するレンガ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ
によって作られる目地部のわずかな隙間を通って外部か
ら管路内部に空気が流入しようとしても、自由表面であ
る液面レベルより下にある溶融ガラスＧの圧力は大気圧
より高く、またその目地部のわずかな隙間も大気圧より
高いため、大気圧である外部の空気が大気圧より高い圧
力の目地部の隙間に向かって流入することはない。その
ため、減圧ハウジング１２によって覆われていない目地
部のわずかな隙間が存在しても、圧力差から空気が流入
する事は無いのである。

【００３８】本発明に係る溶融ガラスの減圧脱泡装置
は、基本的に以上のように構成されるが、以下にその作
用について説明する。

【００３９】まず、減圧脱泡装置１０の運転を開始する
に先立って、溶解槽２０内の溶融ガラスＧを図示しない
バイパスを開放して上流側ピット２２から下流側ピット
２４内に導入する。溶融ガラスＧの液面レベルが、上昇
管１６および下降管１８の端より高くなり、減圧ハウジ
ング１２ｂ内に来るまで溶融ガラスＧを充たす。溶融ガ
ラスＧの液面が所定のレベルに達すると、図示しない真
空ポンプを作動して、減圧ハウジング１２内を吸引口１
２ｃから真空引きして、従って減圧脱泡槽１４内を吸引
孔１４ａおよび１４ｂから真空引きして、減圧脱泡槽１
４内を１／２０〜１／３気圧に減圧する。その結果、溶
融ガラスＧが上昇管１６および下降管１８内を上昇し、
減圧脱泡槽１４内に導入され、溶解槽２０と減圧脱泡槽
１４との溶融ガラスＧのレベル差が所定値となるよう
に、減圧脱泡槽１４内に所定の深さまで満たされ、真空
引きされた上部空間が形成される。この後に、バイパス
が閉止される。

【００４０】この後、溶融ガラスＧは、溶解槽２０から
上流側ピット２２を経由し、上昇管１６内を上昇して、
減圧脱泡槽１４内に導入される。そして溶融ガラスＧ
は、減圧脱泡槽１４内を流下する間に、所定の減圧条件
下で脱泡処理される。すなわち、所定の減圧条件下の減
圧脱泡槽１４内において、溶融ガラスＧ中の気泡は、溶
融ガラスＧ中を浮上し、バリヤ３６ａおよび３６ｂに堰
止められて破泡し、また、上部空間まで浮上して、破泡
する。こうして、溶融ガラスＧ中から気泡が除去され
る。このようにして、脱泡処理された溶融ガラスＧは、
減圧脱泡槽１４内から下降管１８に導出され、下降管１
８内を下降して下流側ピット２４内に導入され、下流側
ピット２４から、図示しない次の処理槽（例えば成形処
理槽）に導出される。図１に示される減圧脱泡装置１０
は、基本的に以上のように構成される。

【００４１】次に、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡装置
の他の実施例について説明する。図３は本発明の減圧脱
泡装置の他の実施例の断面図を模式的に示している。図
３に模式的に示される減圧脱泡装置３１０は、溶融ガラ
スＧを真空吸引して上昇管および下降管を上昇させる直
前の減圧脱泡処理装置の立ち上げ時の状態を示してい
る。減圧脱泡装置３１０は、略門型のステンレス製減圧
ハウジング３１２と、減圧ハウジング３１２内に水平に
収納配置された減圧脱泡槽３１４と、減圧ハウジング３
１２内に垂直に収納配置され、減圧脱泡槽３１４の左右
両端部にそれぞれ、各上端部が取り付けられる上昇管３
１６および下降管３１８と、減圧ハウジング３１２と上
昇管３１６を支持する上流側ピット３２２と、減圧ハウ
ジング３１２と下降管３１８を支持する下流側ピット３
２４と、上昇管３１６の支持部および下降管３１８の支
持部に設けられ、上昇管３１６および下降管３１８の下
端を載置して支持する下部受けレンガ３３２とから構成
される。このように、図１に示す減圧脱泡装置１０と同
様に、上流側ピット３２２の天井部分と下流側ピット３
２４の天井部分は、上昇管３１６と下降管３１８を支持
するため、上昇管３１６および下降管３１８の下端を少
し持ち上げて切り離すことができるので、従来の作業の
ように、１メートルも吊り上げる危険な作業を行う必要
はなくなり、容易に上昇管３１６、下降管３１８および
減圧脱泡槽３１４を上流側ピット３２２および下流側ピ
ット３２４から下ろすことができる。

【００４２】減圧脱泡槽３１４の上部には、減圧ハウジ
ング３１２を図示しない真空ポンプ等によって吸引口３
１２ｃから真空吸引することによって、減圧脱泡槽３１
４内を所定の圧力（１／２０〜１／３気圧）に減圧して
維持するために、減圧ハウジング３１２と連通する吸引
孔３１４ａ、３１４ｂが設けられ、減圧脱泡槽３１４内
には、溶融ガラスＧ中の気泡が浮上し、堰止められて破
泡するようにバリヤ３３６ａとバリヤ３３６ｂが設けら
れ、さらに減圧ハウジング３１２内部で、減圧脱泡槽３
１４、上昇管３１６および下降管３１８の一連の管路の
外側に、溶融ガラスＧの高温を断熱する断熱材３３０が
設けられている。なお、減圧脱泡装置３１０は、上昇管
３１６および下降管３１８の下端部を除いて図１に示す
溶融ガラスの減圧脱泡装置１０と構成は全く同じである
ため、構成の異なる上昇管３１６および下降管３１８の
下端部について説明し、他の構成部分の説明は省略す
る。

【００４３】減圧脱泡装置３１０の上昇管３１６および
下降管３１８の下端部は、減圧ハウジング３１２から外
部に突出しており、突出した上昇管３１６および下降管
３１８の外周で上昇管３１６および下降管３１８を組ん
だ耐火物製レンガの目地部を覆うようにシール材を用い
て被覆している。被覆の方法は、断熱コーティングセメ
ントを用いてセラミックウール３４２を巻き付け、その
外側に周方向に数個に分割したボックス型の水冷用の水
管３３４を巻き、その外側から帯状金物３４３で締めつ
けて巻いている。これによって、減圧ハウジング３１２
の外側にある管路を構成するレンガの目地に生じたわず
かな隙間のエアシールを可能としている。

【００４４】セラミックウール３４２を用いるのは、溶
融ガラスＧの高温に耐える必要があるからであり、断熱
コーティングセメントはアルミナセメントのような高温
耐熱性に優れたものを用いているが、高温耐熱性のある
ものであれば制限的ではない。また、水冷用の水管を配
置するのは、溶融ガラスＧの高温で減圧ハウジング３１
２の端部が劣化損傷しないように冷却するためである。
また、セラミックウール３４２および水冷用の水管３３
４の外側から帯状金物３４３で締めつけているのは、セ
ラミックウールと断熱コーティングセメントとからなる
シール材を固定するためであり、また、減圧ハウジング
３１２や上昇管３１６や下降管３１８の荷重を支えてい
る上流側ピット３２２と下流側ピット３２４から下ろし
て補修や更新をする際、上昇管３１６と下降管３１８の
管路を構成するレンガが目地部から分離されることなく
一体となって下ろすことを可能とするためである。

【００４５】また、減圧脱泡装置３１０においても、減
圧脱泡装置１０と同様に、減圧直前の溶融ガラスＧの自
由表面の液面の高さは、上昇管３１６および下降管３１
８の端より高くなるように減圧脱泡装置３１０は構成さ
れている。これによって、減圧開始時、溶融ガラスＧの
自由表面の液面の高さ、すなわち溶解槽３２０の液面レ
ベルと等しい高さより下に位置し、減圧ハウジング３１
２によって覆われないレンガの目地部の隙間から空気が
流入することはなく、下部受けレンガ３３２を構成する
レンガの目地部のわずかな隙間から空気が管路内部へ流
入することもないのである。なお、金属製押さえ３４６
は、図１に示す減圧脱泡装置１０における金属製押さえ
４６と同様の金属製押さえであり、シール材３３８は、
図１に示す減圧脱泡装置１０におけるシール材３８と同
様のシール材である。減圧脱泡装置３１０は基本的に以
上のように構成される。

【００４６】本発明における溶融ガラスの減圧脱泡装置
について、実施例を挙げて説明したが、本発明は上述し
た実施例に限定されるわけではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲において種々の改良や設計の変更などが可
能なことはもちろんである。

【００４７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、上昇管や下降管は上流側ピットおよび下流側ピ
ットの天井部分で支持されるため、減圧脱泡槽の補修や
修理が容易にでき、減圧開始時の溶融ガラスの自由表面
の液面のレベルより上昇管または下降管の下端を低く
し、管路を構成するレンガの目地部で減圧ハウジングに
よって覆われていない部分や減圧ハウジング下端部と下
部受けレンガの接触部等に所定のシール材を充填してエ
アシールすることで、減圧ハウジング内の減圧が十分可
能となり、減圧脱泡装置の立ち上げの際の減圧による溶
融ガラスの吸い上げを行ない、さらに減圧脱泡装置の定
常作動中の減圧効果も維持できる大流量の溶融ガラスを
処理することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶融ガラスの減圧脱泡装置の一実施
例の概略断面図である。

【図２】（Ａ）はレンガの平滑度Ｄを示す概念図で、
（Ｂ）は下部受けレンガを摸式的に示した斜視図で、
（Ｃ）は下部受けレンガの目地部を示した断面図であ
る。

【図３】本発明の溶融ガラスの減圧脱泡装置の他の実
施例の概略断面図である。

【図４】従来の溶融ガラスの減圧脱泡装置の概略断面
図である。

【符号の説明】

１０、３１０、４１０減圧脱泡装置１２、３１２、４１２減圧ハウジング１２ｃ、３１２ｃ、４１２ｃ吸引口１４、３１４、４１４減圧脱泡槽１４ａ，１４ｂ、３１４ａ、３１４ｂ、４１４ａ、４１
４ｂ吸引孔１６、３１６、４１６上昇管１８、３１８、４１８下降管２０、３２０、４２０溶解槽２２、３２２、４２２上流側ピット２４、３２４、４２４下流側ピット３０、３３０、４３０断熱層３２、３３２下部受けレンガ３４、３３４水管３６ａ、３６ｂ、３３６ａ、３３６ｂバリア３８、３３８シール材４０ガラス層３４２セラミックウール３４３帯状金物４６、３４６金属製押さえＧ溶融ガラスＤ平滑度

フロントページの続き (72)発明者佐々木道人神奈川県横浜市鶴見区末広町１丁目１番地旭硝子株式会社京浜工場内 (72)発明者平原康晴神奈川県横浜市鶴見区末広町１丁目１番地旭硝子株式会社京浜工場内 (72)発明者谷垣淳史神奈川県横浜市鶴見区末広町１丁目１番地旭硝子株式会社京浜工場内 (72)発明者杉本光夫神奈川県横浜市栄区犬山町５−11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウ
ジングと、この減圧ハウジング内に設けられ、溶融ガラスの減圧脱
泡を行う耐火物製減圧脱泡槽と、前記減圧ハウジング内において、前記減圧脱泡槽に連通
して設けられ、減圧脱泡前の溶融ガラスを吸引上昇させ
て前記減圧脱泡槽に導入する、耐火物製上昇管と、前記減圧ハウジング内において、前記減圧脱泡槽に連通
して設けられ、減圧脱泡後の溶融ガラスを前記減圧脱泡
槽から下降させて導出する、耐火物製下降管と、前記減圧ハウジングおよび前記上昇管を支持し、前記上
昇管と連通して接続される上流側ピットと、前記減圧ハウジングおよび前記下降管を支持し、前記下
降管と連通して接続される下流側ピットとを具備し、前記上昇管および前記下降管の下端を減圧開始時の溶融
ガラスの自由表面液面高さより低い位置としたことを特
徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項２】前記上流側ピットの前記上昇管の支持部お
よび前記下流側ピットの前記下降管の支持部の少なくと
も一方において、前記上昇管の下端および前記下降管と
の下端のうちの、前記支持部に対応する少なくとも一方
を載置して支持する下部受けレンガを設けた請求項１に
記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項３】前記下部受けレンガは、平滑度が０．３ｍ
ｍ以下に研磨された面を持つ複数の耐火物製レンガをお
互いに面接触させて組み上げ、前記複数の耐火物製レン
ガの面接触によって生じる目地に所定のシール材を充填
したものである請求項２に記載の減圧脱泡装置。
【請求項４】前記下部受けレンガは、前記目地部の拡が
りを防ぐ金属製押さえが取り付けられる請求項２または
３に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項５】前記下部受けレンガは、前記上昇管および
前記下降管の少なくとも一方の下端部と面一となった下
端部を有する前記減圧ハウジングと接触して支持すると
ともに、その接触部に所定のシール材を充填した請求項
２〜４のいずれかに記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項６】前記上昇管および前記下降管の下側部分の
前記減圧ハウジングは、水冷用水管を有する請求項１〜
５のいずれかに記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項７】前記上昇管および前記下降管の少なくとも
一方は、前記減圧ハウジングの外部に突出した下端部を
有し、前記上昇管および前記下降管の少なくとも一方の外部に
突出した下端部分の外周を所定のシール材で被覆し、被
覆された前記シール材をその外側から帯状金物で締めつ
けた請求項１〜４のいずれかに記載の溶融ガラスの減圧
脱泡装置。
【請求項８】前記上流側ピットの前記上昇管の支持部と
前記上昇管の下端との接触部および前記下流側ピットの
前記下降管の支持部と前記下降管の下端との接触部の少
なくとも一方に所定のシール材を充填した請求項７に記
載の減圧脱泡装置。
【請求項９】前記被覆された前記シール材と前記帯状金
属との間には、水冷用水管を有する請求項７または８に
記載の減圧脱泡装置。