JP2001515453A - ガラス化可能物質の溶融及び清澄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の主題はガラス化可能物質を溶融及び清澄する方法である。ここでは前記ガラス化可能物質を溶融するのに必要な熱エネルギーの全て又は一部を、少なくともｌ種の酸化剤での化石燃料の燃焼によって供給する。前記燃料／ガス又は燃焼に起因する気体生成物は、ガラス化可能物質塊（７）の上面の下に注入する。溶融ガラス化可能物質の清澄は、それらを減圧条件にかける少なくとも１つの工程を含む。本発明はこれらの方法を実施するための設備、及びその適用にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】 ガラス化可能物質の溶融及び清澄方法 本発明は、ガラス製造プラントに溶融ガラスを連続的に供給するための、ガラ ス化可能物質の溶融及び清澄方法に関する。 より詳しくは、本発明は、平板ガラスを製造するプラント、例えばフロートプ ラント又はロールプラントを意図するが、ボトル又はフラスコタイプのガラス製 品を製造するプラント、断熱若しくは防音、さもなければ強化繊維と呼ばれる織 物ガラス繊維のためのミネラルウールタイプガラス繊維を製造するプラントも意 図する。 これらのプロセスに関して多くの調査が行われた。これらの処理は、おおよそ 、初めに溶融工程を行い、その後、溶融ガラスを化学的及び熱的に調節すること を意図して清澄工程を行って、溶融ガラスからバッチストーン、気泡又は製造の 後で現れるいずれかの欠陥をなくすことを含む。 溶融領域では、例えば、溶融工程の迅速化又はエネルギー効率の改良が求めら れている。従ってここでは、まだ固体のガラス化可能物質を、既に液化した相と 密接に接触させることを可能にする激しい機械的撹拌を行って、均一で制御され た様式でガラス化可能物質を迅速に過熱する方法に言及する。これらの方法は特 に、フランス国特許第２４２３４５２号、同２２８１９０２号、同２３４０９１ １号、及び同２５５１７４６号明細書で特に詳細に示されており、また一般に、 浸漬電極タイプの電気的加熱手段を使用する。 他のタイプの溶融工程も開発されており、例えば米国特許第３６２７５０４号 、同３２６０５８７号、又は同４５３９０３４号明細書で説明されているタイプ の処理は、浸漬バーナー、すなわちガス と空気を供給されるバーナーを加熱手段として使用する。これらのバーナーは底 面に同一平面にして取り付けて、液化の間に、ガラス化可能物質塊の中に炎が発 達するようにする。 いずれの場合においても、溶融容器内でのガラス化可能物質の滞留時間をかな り減少させること、及び「従来の」溶融操作に比べて生産効率をかなり増加させ ることが実際に可能であるが、他方で、溶融された溶融ガラスは清澄が難しい発 泡体状である。この場合には、最終的なガラス、特に光学ガラスの品質を保証す ることは特に難しい。 清澄の分野での調査も行った。それによると例えば、欧州特許第７７５６７１ 号明細書、及び米国特許第４９１９６９７号明細書から知られるものは、清澄操 作の少なくとも一部を減圧条件下で行い、それによって、例えば硫酸塩類が非常 に少なく且つレドックス（ のような清澄は、制御及び除去が難しいことがある激しい発泡を与える。 従って本発明の目的は溶融及び清澄工程を改良することであり、特に比較的小 型で及び／又は操作の柔軟性が比較的大きく及び／又は生産効率が比較的良いな どといった利点を、製造されるガラスの品質に不利益を与えないで、提供するプ ラントを使用することである。 本発明の課題は、第１にガラス化可能物質の溶融及び清澄方法であって、以下 の２つの特徴の組み合わせによって特徴付けられる方法である。 → 一方で、ガラス化可能物質を溶融するのに必要な熱エネルギーの全て又は一 部を、少なくとも１種の酸化剤ガスでの化石燃料の燃焼によって供給し、前記燃 料／ガス又は前記燃焼に起因する気体生 成物をガラス化可能物質塊の上面（niveau）の下に注入すること。 → 他方で、溶融の後のガラス化可能物質の清澄が、それらを減圧条件にかける 少なくとも１つの工程を含むこと。 簡単のために以下で「浸漬バーナーによる溶融」と呼ぶ溶融の使用と、減圧条 件下での清澄の使用とでは、工業的な視点から特に有利な相乗作用が実際に証明 された。 しかしながら、この組み合わせは充分な根拠がある訳ではないので、事実では ないが、上述の全てのこれらの利点は並みのガラスの品質の代償としてのみ得ら れると予想されるかも知れない。なぜならば、減圧清澄の原理は一般に知られて いるが、使用しにくいままであり、また、使用者は従来の清澄で達成されるのと 同様な気泡／バッチストーンの許容できる残留レベルを確実には得ないからであ る。本発明では、サイズ（taille）のパラメーターを変更することにより、すな わち、清澄領域に「従来」の溶融ガラスを供給して清澄する代わりに、浸漬バー ナーによって溶融して得られたガラス、言い換えると、標準的なガラスと比較す ると比較的密度が小さく全体に発泡体状であるという点で非常に特殊な特徴を有 するガラスを、ここでは実際に供給する。初めに比較的発泡体状のガラスを、減 圧状態において清澄することが可能であるということを示唆するものは存在しな い。 浸漬バーナーでの溶融によって得られるこの発泡体状ガラスは、硫酸塩を非常 に少量しか含まないという特徴も持つことが発見されたので、これが可能である ことが証明された。ここで前記硫酸塩は初めに存在していてもそうでなくてもよ い。この硫酸塩含有率は、溶融容器を出るガラス中のＳＯ₃の重量で示すと、一 般に６００ｐｐｍ未満、また２００ｐｐｍ未満、又は１００ｐｐｍ未満、更に言 うと５０ｐｐｍ未満である。このことは使用するバッチ物質中に通 常含まれる硫酸塩であって、意図的ではなく又は意図的にガラス化可能物質に加 えられる硫酸塩の量を、制御する又は減少させる必要をなくす。問題なく減圧条 件下で効果的に清澄を行うことが可能なのは、このように硫酸塩が少量であるた めである。対照的に、清澄するガラス中の高い又は「標準的」な硫酸塩含有率は 、発泡体の脱硫による非常に大きい膨張を減圧清澄の間に起こし、この膨張は制 御することが非常に難しい。溶融容器を出るガラス中にほとんど硫酸塩が存在し ないといういう事実は、ガラス化可能物質中に浸潰されたバーナーでの燃焼で発 生する水の分圧によって、特に説明することができる。 脱硫されたガラスがフロート工程おいて揮発性化合物の問題をあまり起こさず 、スズ硫化物生成の危険性が低く、また従って最終的にガラスシート中にスズ欠 陥をもたらす危険性が低いことは注目すべきである。 本発明の溶融容器を出るガラスのもう１つのかなりの利点も注目すべきであり 、この利点は、このガラスは清澄しなければならないある種の発泡体状であるが 、含んでいる気泡の大きさを制御すること、及び特定の場合には、ほとんど全て の最も小さい気泡、いわゆる直径が２００μｍ未満の気泡をなくすことができる ことである。これは、このガラスを溶融する一方で、溶融後の実際の清澄の前に 、ある種の「ミクロ清澄」を行うことによる。このミクロ清澄は、気泡の合体、 及び比較的大きい気泡による比較的小さい気泡の消滅を促進し、これは、コーク ス又は硫酸塩タイプの清澄促進剤をガラス化可能物質に添加することによって促 進される。更に、溶融容器を出るこのガラスは一般に、バッチストーンの残留量 が特に少なく、そのことも気泡の大きさと同様に、溶融操作後の清澄操作を促進 する。 従って本発明は、清澄操作の前でさえも硫酸塩の量が非常に少ないガラスを製 造することを可能にし、従って清澄後のガラス中の硫酸塩が少なくとも少量であ り又は枯渇してさえいる。このことはガラス化可能物質中の硫酸塩が少量である ようにガラス化可能物質を純化／選択する必要をなくす。反対に、初めに硫酸塩 を加えることも可能であり、このことは非常に驚くべきことであり且つ有利であ る。 本発明の組み合わせによって得られる１つの有利な効果は、処理のエネルギー 費用に関し、浸漬バーナーによる溶融は浸漬電極タイプの電気的溶融を使用しな いことを可能にする。この電気的溶融の費用は、国によってはかなりのものであ る。更に、これが最も重要な点であるが、浸漬バーナーによる溶融は、以下で詳 細に説明するようにして、液化の間にガラス化可能物質内の対流撹拌を与える。 まだ液化していない物質と既に溶融した物質との間のこの非常に強力な撹拌は非 常に効率的であり且つ、同じ化学組成のガラス化可能物質を従来の加熱手段と比 べて比較的低い温度で溶融すること及び／又はその溶融をかなり迅速に行うこと を可能にする。減圧条件下での清澄も、比較的低い温度で且つかなり迅速にガラ スを清澄することを可能にする。これは、清澄の間の圧力を低下させることが、 溶融ガラス化可能物質中に含まれるガスのモル体積を増加させ、それによって、 ガラス化可能物質に含まれる気泡の体積を増加させ、結果として浴の表面に向か って上昇する気泡の速度を増加させ、また気泡の除去速度を増加させることによ る。 減圧条件で清澄を行うことは、従来の清澄操作よりも低い温度で操作すること を「可能」にし、実際に、浸漬バーナーによる溶融技術で使用される比較的低い 温度で操作ができるようにする。 従って、本発明の溶融及び清澄の両方でもたらされる温度は、互 いに完全に適合し且つ調和しており、いずれも通常の方法より低温である。また この様なことは、単にエネルギー費用に関してだけでなく、プラントの建設で使 用する耐熱性タイプの材料、熱腐食しにくい材料の選択に関しても経済的に非常 に有利である。 溶融及び清澄領域での滞留時間もかなり減少し、またこれらは適合している。 このことは明らかに、生産効率とプラント全体の生産量とに非常に好ましい影響 を与える。同時に、本発明は非常に小型のプラントを提供することを可能にする 。これは浸漬バーナーによる溶融が非常に強力な撹拌を与えることにより、溶融 容器の大きさをかなり減少させることができることによる。更に、減圧条件下で の清澄は操作を行う区画の大きさに同じ結果をもたらし、従って、プラント全体 の大きさを非常に小型にすることができる。このことは、建設費用、操作の単純 化、構造材料の磨耗の減少等に関する明らかな利点を有する。 溶融操作に関して、本発明で選択される酸化剤は空気に基づくもの、酸素富化 した空気に基づくもの、又は実質的に酸素に基づくものでよい。酸化剤中の酸素 濃度が高いことは、燃焼煤煙の体積を減少させること、エネルギーの点で好まし いこと、及び溶融容器の上部構造物又は屋根に、ガラス化可能物質を撒き散らす ことがあるガラス化可能物質の過剰な流動化の全ての危険性を避けること、とい ったさまざまな理由で実際に有利である。更に、得られる「炎」が比較的短く且 つ放射性であり、それらのエネルギーがガラス化可能物質に比較的素早く移動す ることを可能にし、また所望ならば液化するガラス化可能物質の「浴」の深さを 減少させることが二次的に可能である。ここで使用する「炎」とは、この用語の 通常の意味の炎である必要はない。本明細書においては以下のように、より一般 的に「燃焼領域」について言及する。更に、それにより汚染物質で あるＮＯ_Xガスの放出量は最小値まで減少する。 燃料の選択に関しては、これは気体化石燃料タイプのもの、例えば天然ガス、 プロパン、燃料油又は任意の他の炭化水素燃料であってもそうでなくてもよい。 それは水素であってもよい。従って、本発明の浸漬バーナーによる溶融処理は水 素を使用する有利な手段である。また、Ｈ₂／Ｏ₂燃焼によって得られる炎は低放 射率の特徴を与えるので、「オーバーヘッド」の非浸漬バーナーで水素を使用す ることは難しい。 浸漬バーナーによる溶融での酸素酸化剤と水素燃料の使用の組み合わせは、バ ーナーから溶融ガラスへの効果的な熱移動を確実にする良い手段であり、更に完 全に「清浄」な処理を提供する。すなわち、窒素酸化物ＮＯ_X、又はバッチ材料 の脱炭に起因するものを除くＣＯ_Xタイプの温室効果ガスの放出がない。 溶融は本発明に従って、燃焼領域又は燃焼ガスが溶融の間にガラス化可能物質 塊の中で発達するようにバーナーを取り付けた少なくとも１つの溶融容器におい て実施することが有利である。従ってバーナーは、その側壁及び／又は底面を通 過するようにし、及び／又は上部からぶら下げるようにして天井又は任意の適当 な上部構造物に固定する。これらのバーナーは、これらのバーナーのガス供給パ イプが、それらが通る壁と同一平面にされたようなものでよい。壁の近くで炎が 大きくなりすぎるのを防ぎ且つ耐熱性物質が尚早に浸食されないようにするため に、これらのパイプを、ガラス化可能物質塊に少なくとも部分的に「入れ込む」 ことが好ましいことがある。燃焼ガスのみを導入し、燃焼領域は溶融容器の外側 に適当にもたらすことを選択することも可能である。 上述のように、この加熱方法がガラス化可能物質の激しい対流撹拌を与えるこ とが分かった。燃料領域又は「炎」又は燃焼ガス流れ の両側にそのようにして作られた対流環は、溶融体と、まだ溶融していない物質 との非常に効率的な混合を永続的に行う。従ってこれは、信頼性があまり高くな く及び／又は素早く磨耗する機械的な撹拌手段を使用する必要なく、「撹拌」溶 融のかなり好ましい特徴を与える。 好ましくは、溶融容器中におけるガラス化可能物質塊の高さと、燃焼領域又は 燃焼に起因するガスの発達する高さは、これらの燃焼領域／ガスが、前記ガラス 化可能物質塊の中にあるように調節する。この目的は、液化の間、対流循環の環 が物質中にもたらされることを可能にすることである。 一般にこのタイプの溶融は、溶融容器中の全てのタイプのダスト、及び全ての ＮＯ_Xタイプのガスの放出をかなり減少させることが可能である。これは、熱交 換が非常に迅速であり、それによってこれらのガスの形成温度に貢献する温度ピ ークを避けられることによる。このことは、ＣＯ_Xタイプのガスの放出もかなり 減少させる。 随意に、溶融操作はガラス化可能物質を液化するのに必要な温度よりもかなり 低い温度、例えば最高で９００℃までの温度に、それらを予熱することによって 準備することができる。この予熱操作を行うために、煤煙の熱エネルギーを回収 することが有利であることがある。そのようにして煤煙からのエネルギーを取り 出すことによって、プラントの比エネルギー消費量を全体として減少させること ができる。 ガラス化可能物質はバッチ物質だけでなく、カレット、さもなければガラス化 することを意図したスクラップを含んでいてもよい。それらは燃焼させることが できる成分（有機物質）も含んでいてよい。従って、例えばバインダーによって ある大きさにされたミネラルファイバー（断熱若しくは防音で使用するタイプ又 はプラスチッ クの強化に使用するタイプのもの）、風防ガラスのようにポリビニルブチラール タイプのポリマーシートによって積層された窓ガラス、又はある種のボトルのよ うにガラスとプラスチックを組み合わせた任意のタイプの「複合」材料を再利用 することができる。例えば、「ガラス／金属又は金属化合物複合材料」、例えば 金属を含むコーティングによって機能化された窓ガラスを再利用することができ る。底面上に積みあがる金属が溶融容器で徐々に富む危険性があるので、これら はこれまで再利用することが難しかった。しかしながら、本発明の溶融によって 起こる撹拌はこの堆積を防ぎ、従って例えば、エナメルの層、金属の層、及び／ 又はさまざまな接続要素の層でコーティングされた窓ガラスを再利用することが 可能である。 本発明の課題は、ガラス炉中の浸漬バーナーによる溶融で、ガラスを含む全て のこれらの複合成分を再利用することでもある。特に、浸漬バーナーを伴う炉の 場合、その本質的な機能は、再利用するこれらさまざまな物質からのカレットの 製造であって、従来のガラス炉のためのバッチ物質として、この特定のカレット を場合によっては標準のカレットと組み合わせて供給することができる。 ガラス化可能物質の全て又は一部を、溶融するガラス化可能物質塊の上面の下 で、有利に溶融容器に導入してもよい。これらの物質のいくらかを従来の様に、 液化する塊の上から導入して、残部を、例えば供給スクリュータイプの供給手段 によって下から導入してもよい。このように、一箇所又は溶融容器の壁全体に分 散配置された複数の箇所で、液化する塊の中にこの物質を直接導入することがで きる。そのように、液化する物質塊（以下では「溶融体」として言及する）に直 接導入することは、以下の複数の理由で有利である。第１に、バッチ物質が溶融 体の上に飛び出す全ての危険性をかなり減少させ、それによって、炉が放出する 固体ダストの量を最小にす る。従ってこのことは、固体物質を清澄領域に引き出す前の最小滞留時間をより 良く制御することを可能にし、またそれらを、浸漬バーナーの配置に依存する対 流撹拌が最も強力な箇所に、選択的に導入することを可能にする。溶融体に導入 するための、この又はこれらの箇所は、表面の近くか又は溶融体の比較的深い箇 所、例えば底面の位置から上に、溶融体全体の高さの１／５〜４／５の高さ、又 は前記高さの１／３〜２／３の高さの箇所でよい。 本発明の方法は、ガラスと組み合わされることが最も多い複合材料の形のプラ スチックを再利用できるようにすることが理解される。ここでは、これらのプラ スチックは燃料の一部としての役割を果たす。浸漬バーナーで溶融するのに必要 な燃料の全て又は一部を、固体燃料（ポリマータイプ有機物質又は石炭）又は液 体燃料の形で導入することが可能であり、また有利である。この燃料は、バーナ ーに供給される少なくとも液体燃料（特に石油）又は気体燃料に一部置き代わる 。一般に、本明細書では「ガラス化可能物質」又は「バッチ物質」は、ガラス質 （又はセラミック又はガラス−セラミック）のマトリックスを得るのに必要な物 質だけでなく、全ての添加剤（清澄添加剤等）、全ての随意の液体又は固体燃料 （複合材料若しくは非複合材料のプラスチック、有機物質、石炭等）、及び任意 のタイプのカレットも包含することを意図する。 本発明の方法は、カレットの割合を高くして操作してもよい。 上述のように、本発明による清澄は、発泡状態ガラスタイプの溶融ガラス化可 能物質に行う。典型的に発泡体は相対密度が例えば約１〜２であり（発泡状態で はないガラスの場合の相対密度は約２．４）、好ましくは、ＳＯ₃の重量で表し た硫酸塩含有率が最大で１００ｐｐｍ、又は最大で５０ｐｐｍであり、また、大 部分の気泡の直径が少なくとも２００μｍである。従ってその密度は、０．５〜 ２ｇ／ｃｍ³、特に１〜２ｇ／ｃｍ³でよい。 清澄操作の性能特性を改良するために、さまざまな清澄促進剤をガラス化可能 物質に加えることが好ましい。これは特に上述のように、溶融段階に起因する直 径が２００μｍ未満の全ての気泡を、ガラスから除去することを目的としている 。これらは還元添加剤、例えばコークス（ガラスのレドックスを調節することも 可能にする）でよい。この場合、２００μｍ未満の平均粒度を持つコークス粉末 を選択することが有利である。それらは硫酸塩であってもよい。減圧条件下での 清澄は気泡を成長させる。この目的は、この成長を迅速に起こらせて、気泡を移 動させそして溶融体の表面で気泡が破裂することが容易にできるようにすること である。他の清澄促進剤は、溶融段階後の清澄段階中ではるかに効果的である。 それらは、発泡体を「不安定化」することができ、例えば、フッ素、又はフッ素 若しくは塩素化合物、より一般的にはハロゲン化物、又はさもなければＮａＮＯ₃ タイプの硝酸塩でよい。ここで、フッ素は、ガラスの粘度を低下させ、それに よって気泡の間にできるフィルムを取り除き、このことが泡の破壊を促進する。 これはガラスの表面張力も低下させる。 減圧条件下での清澄の間に気泡の成長に影響を与えるもう１つの他の要素は、 溶融体物質の上のガスの性質である。もちろん、単に空気の分圧を選択すること も可能である。窒素タイプの不活性ガスを富化した雰囲気を選択すること、又は 窒素タイプの不活性ガスの分圧のみを選択することも可能である。なぜならば、 窒素タイプの不活性ガスの残圧を選択することは、清澄操作の間における表面で の気泡の破壊に好ましいことが見出されたからである。事実、Ｏ₂タイプの酸化 剤ガスの濃度が高すぎることは、この破裂を減少させる好ましくない傾向がある と考えられる。 清澄の少なくとも一部分を行う減圧条件は、０．５気圧（０．５×１０⁵Ｐａ ）以下、特に約０．３〜０．０１気圧（約３×１０⁴〜０．１×１０³Ｐａ）であ ることが好ましい。 本発明の方法が溶融及び／又は清澄を、１４００℃を超えない温度、特に１３ ８０又は１３５０℃で行えることは有利である。 第１の実施形態では、本発明の清澄は、溶融容器の下流の少なくとも１つの固 定区画（操作の間に動かないもの）で行うことができ、前記固定区画の少なくと も１つの領域は減圧されている。 第２の実施形態では、清澄は常に溶融容器の下流であるが回転することができ る区画で行い、それによって、遠心清澄を減圧条件の前記区画の少なくとも１つ の領域、特に最も上流の領域で行うことを確実にするようにする。 第３の実施形態は、上述の２つのものの組み合わせからなり、清澄操作のため に、減圧状態の領域を有し固定されている第１の区画を使用し、その後、回転し ており且つまた減圧された領域を有し、好ましくは圧力が固定区画よりも低い第 ２の区画を特に使用する。 本発明の方法を行う１つの方法では、少なくとも１つの流れ分割手段によって 溶融相との間で、溶融ガラス化可能物質の流束を扱うための設備を作る。この手 段、例えば溶融ガラスを通すように穴をあけられた部品は、この流れを小さい直 径の多数の流れに分割することを可能にする。この穴の大きさは、除去すること が望まれる気泡の大きさを選択するようにして選択することが有利である。従っ て、流れ分割手段を清澄区画の大気圧領域のすぐ下流に配置する場合、流れ分割 手段によってもたらされる流れに減圧が非常に迅速に作用して、ガラスの生産量 が非常に多い場合でさえも素早い清澄を可能にする。ここでは、清澄するガラス の清澄区画への供給物は、いわば減圧容器でのダイ押し出しによって得られるも のと同様なも のであることがある。 （本明細書においては、「上流」及び「下流」とは、ガラス化可能物質が溶融 容器に供給される箇所から、清澄されたガラスが引き出される箇所へとプラント 内を通って流れるガラスの流れの方向に関係している。） 本発明の溶融／清澄工程は、非常にさまざまな組成と性質のガラスを製造する ことを可能にする。更に、慣性が小さいので、１つの組成から他の組成に非常に 短い移行時間で切り替えることができる。 例えば、比較的還元したガラス、特に０．３以上のレドックスを持つガラスを 製造することが可能である。（レドックスは、Ｆｅ₂Ｏ₃の形で表される組成物の 重量による全鉄含有量に対する、第一鉄ＦｅＯ含有量の重量比として定義される ）。 それは、ＳｉＯ₂含有率が高い、例えば少なくとも７２重量％又は少なくとも ７５重量％であるガラスを製造することも可能にする。これらのガラスは一般に 溶融するのが難しいが、密度が低くプラスチックと非常に適合性が良いので有利 であり、特にバッチ物質の費用に関して有利である。それは、アルカリ土類金属 酸化物含有率が高い非常に特殊なガラス、例えばＣａＯ含有率が少なくとも１８ 重量％であるガラスを製造することも可能にする。このようなガラスは比較的高 温の従来の溶融工程を使用すると、本発明におけるよりもかなり腐食性である。 また、ナトリウム酸化物含有率が低い、例えばナトリウム酸化物含有率が最大で １１重量％のガラス、又は硫酸塩含有率が非常に低いガラス、例えば硫酸塩含有 率が最大で１００ｐｐｍであるガラスを製造することも可能にする。大きいレド ックスで鉄を含み硫酸塩含有率が低いガラスは、残存する青色を得ることが可能 であり、これは、例えば自動車及び建築物のための平 板ガラスの分野で特に魅力的であり且つ求められている。従って、高選択率の太 陽光保護ガラスを得ることもでき、ここでは、このガラスの熱性能を促進するた めに太陽光保護層、例えばＴｉＮタイプの層を付着させることができる。これら については特に、欧州特許第６３８５２７号、及び同５１１９０１号明細書で説 明されている。 本発明の課題は、上述の方法を実施するのに特に適当な溶融及び清澄装置でも あり、この装置は以下のものを有する。 →バーナーを具備した少なくとも１つの溶融容器であって、前記バーナーに（ 天然）ガスタイプの化石燃料と空気又は酸素タイプの酸化剤とを供給し、また、 前記溶融容器に導入されたガラス化可能物質塊の上面の下に、これらのガス又は 燃焼に起因するガスを導入するように前記バーナーを配置した少なくとも１つの 溶融容器。 →前記溶融容器の下流の少なくとも１つの清澄容器であって、減圧条件にする ことができる少なくとも１つの領域を有する少なくとも１つの清澄容器。 上述のように、溶融体の上面の下にガラス化可能物質を導入する少なくとも１ つの手段を溶融容器が具備していることが有利である。特に、それらのうちの少 なくとも２つが供給スクリュータイプの供給手段を具備しており、好ましくは壁 と結合している１又は複数の開口部状のものである。これによって、ダストが飛 び出す危険性が最小化され、また同時に、溶融体の上にガラス化可能物質、例え ばシリカを導入することも随意に可能であり、これに予熱操作を行うことは、固 化する危険性なしに行える。 同様に清澄操作にかかわらず、本発明は、溶融体と接触させることを意図した 溶融容器壁に関する設計の改良にも関わる。いくつかの実施形態が可能である。 場合によっては、既知の酸化物に基づく 耐熱性物質、例えばアルミナ、ジルコニア、酸化クロム、及びいわゆるＡＺＳ耐 熱材を単純に使用することができる。一般に、それらを、水タイプの流体の循環 を含む冷却装置（ウォータージャケット）と組み合わせることが好ましい。ウオ ータージャケットは、外側に配置して耐熱材がガラスと接触するようにすること 、又は内側に配置することができる。ウォータージャケットは耐熱材の近くに、 比較的低温のガラスの流れを与える機能を有する。これに関して、浸漬バーナー によって発生した溶融体が、壁に向かう強力な対流流れを与えるときに、これら の耐熱材は特に応力を受ける。 もう１つの他の実施形態は、耐熱材を使用せずに上述のウォータージャケット のみを溶融領域で使用することからなる。 もう１つの他の実施形態は、耐熱物質（随意に、ウォータージャケットタイプ の冷却装置と組み合わせる）の使用と、それらを高度に耐熱性の金属、例えばモ リブテン（又はＭｏ合金）でライニングすることからなる。このライニングは、 耐熱材の壁からのいくらかの距離（例えば、１〜数ｍｍ）を有利に維持すること ができ、また溶融体に連続接触表面（１又は複数のＭｏでできたソリッドプレー ト）又は非連続接触表面（１又は複数の有孔のＭｏプレート）を与えることがで きる。このライニングは、耐熱材に沿うガラスの「静止」層を与えることによっ て、又はガラスと耐熱材の全ての接触を妨げることによって、ガラスが耐熱材に 直接対流接触するのを機械的に防止することを目的とする。 溶融容器においては、（一時的に）酸化剤及び／又は燃料に代えて燃焼に参加 しない流体を溶融体中に注入することができるように、浸漬バーナーの全て又は 一部を設計することが好ましい。この流体はＮ₂タイプの不活性ガス、又は溶融 体中においてすぐに揮発する液体水タイプの冷却剤でよい。ここで、バーナーで 流体を注入す ることを連続的に行って、燃焼を一次的に停止するということは、一般的に２つ の目的を持つ。この目的は、バーナーの操作を停止、より一般的には、例えば溶 融容器全体の操作を停止することであり、Ｎ₂タイプの不活性ガスを注入するこ とは、バーナー領域において容器を安全にすることができる。又はこの目的は、 バーナーを操作しながらガラス溶融体がまだ存在する状態で、バーナーを他のバ ーナーと交換することである。この場合、以下でより詳細に示すように、バーナ ーを経由させて水を適当に散布することが、バーナーの上部のガラスを一時的に 凝固させ、ある種の「ベール」を作り、これがバーナーをガラスで固めることな く交換するのに十分な時間を与える。 上述のように本発明の装置は、溶融容器と清澄区画との間に、特に清澄区画の 入り口に又はその最も上流の部分に、流れ分割手段を具備していてもよい。これ は適当な大きさの孔をあけられた部品でよい。 更に、そのような流れ分割手段を使用することが、採用される溶融手段と関わ らないでも考慮できることに注目すべきである。そのような分割手段は、ガラス を例えば、上部（非浸漬）バーナータイプの従来の手段によって及び／又は浸漬 電極を使用する電気的な溶融で溶融する場合であっても、多量のガラス生産量で 比較的迅速な清澄を可能にする。 同様にこれを使用すると、清澄操作を大気圧条件で行う場合であっても有利で ある。 しかしながら、非常に泡の含有率が高い発泡体をもたらす傾向がある浸漬バー ナーでの溶融に関して、及び／又は減圧条件下での清澄に関してそれを使用する ことは、既に特に高いその効率をかなり増加させるので特に有利である。 上述の第１の実施形態では、清澄区画は固定されており、且つ垂直方向に配置 されている（すなわち、その高さはその床寸法よりもかなり大きい）。この区画 は、１つ目の態様によれば、区画の内壁との組み合わせで少なくとも２つの流路 を定義するほぼ垂直の内部隔壁を有する。これらは、溶融ガラス化可能物質を上 方向に送る第１の流路と、前記ガラス化可能物質を下方向に流す第２の流路との 連続からなり、前記第１の流路は、減圧されているものであることが好ましい。 これによって、清澄するガラスのためのある種の吸い上げ管がもたらされる。こ の区画は、清澄区画の入り口に、溶融ガラス化可能物質のヘッドロスを調整／調 節するのための手段を具備していることが有利である。同様に、清澄区画の高さ は、様々な基準に依存して、特に、減圧領域で選択される減圧のレベルに依存し て調節することができる。 ２つ目の態様では、本発明で使用する固定清澄区画は垂直配置であり、且つ清 澄する溶融ガラス化可能物質を上側部分に導入する手段と、清澄された物質を下 側部分で取り出す手段とを有しており、前記区画では、あらゆる場所の前記物質 がほぼ垂直に下方向に流れる。この設計は、例えば、欧州特許第２３１５１８号 、同２５３１８８号、２５７２３８号、及び同２９７４０５号明細書から導き出 されるものであってもよい。 第２の実施形態では、清澄区画は、遠心清澄を確実にするために回転できる少 なくとも１つの装置を有しており、前記装置の内壁は、少なくともその中央部分 で中空垂直円筒の形状を実質的に画定している。装置は、減圧されているいわゆ る上側領域と、周囲圧のままのいわゆる下側領域とを有していることが有利であ り、これらは、１又は複数の孔をあけられた金属プレートからなるタイプの、１ 又は複数の機械的手段によって互いに分離されている。 好ましい設計では、流路タイプの固定供給手段によって前記装置の上側に溶融 ガラス化可能物質を供給する。これらの供給手段は前記装置への供給を可能にす るために、及び／又は第１の清澄操作を可能にするために、減圧された少なくと も１つの区画を有していてもよい。 この流路／これらの供給手段の末端を前記装置に結合するためにシール手段を 提供しなければならず、このシール手段は以下で詳細に説明するような「動的シ ール」タイプ又は回転シールである。この装置は、密度がガラスよりも大きい固 体粒子を捕らえるための手段を具備していることが有利であり、これらの手段は 特に、その下側の領域に配置され、且つその内壁に作られたノッチ／溝の形のも のである。この装置の回転速度は、１００〜１５００ｒｐｍの間で選択すること が好ましい。 この設備は、静止している又はその回転に従う機械的手段であって、発泡体を せん断して、前記装置の下側領域に下向きに送る手段を具備していてよい。ここ で、清澄されたガラスは前記装置の下側領域から引き出す。 これらの手段は特に、前記装置の上側領域に配置さたれ孔の開いたそらせ板、 又はフィンの形でよい。 減圧領域への通路を有するこのタイプの遠心清澄は、特に効果的である。これ は、減圧が適当な遠心清澄を行う前に気泡を可能な限り大きくすることができる ことによる。気泡は、その直径が大きければ大きいほど装置内において迅速に除 去される。減圧は、製造されたガラス中の硫酸塩残留量を更に減少させることも 可能にする。脱硫されたガラスは、フロート浴において揮発性化合物の問題を起 こすことが比較的少なく、スズ硫化物の形成の危険性を減少させ、従って最終的 に、ガラスシート中のスズ欠陥の危険性を減少させる （このことは、静的に清澄を行う第１の実施形態でも言及されている）。これは 硫化物、特に、あまり望ましくない黄／オレンジ色の残留色を与える硫化鉄、又 は急冷型の熱処理の間にガラスを破壊することがある硫化ニッケル含有物が、還 元したガラスの場合に存在しないことも保証する。 減圧相を有する遠心清澄は、比較的発泡しているガラスの清澄の場合に特に志 向される。 以下の図によって説明される本発明を限定するものでない２つの例によって、 本発明を以下で詳細に説明する。 図１：固定清澄設備を使用する溶融／清澄プラントの概略図。 図２：遠心清澄設備を使用する溶融／清澄プラントの概略図。 図３：図２のプラントの清澄設備の拡大概略図。 図４：図２で示される装置で使用される分割された流れの拡大概略図。 図５：図１及び２で示されるプラントの溶融容器内に取り付けられた浸漬バー ナーの断面概略図。 これらの図は必ずしも同一の縮尺で示されている訳ではなく、また明確さのた めに極端に単純化されている。 以下で示す設備は、非常に様々な組成のガラスを溶融及び清澄するように設計 してある。ここでは、ガラスをフロートプラントに供給して平板ガラスを製造す ることを意図する。しかしながら、この用途は限定的なものではない。 更に当然に、シリカ−ソーダ−ライムガラスタイプの標準のガラス及び様々な タイプの特殊ガラスの全てを、本発明の設備を使用して製造することが特に有利 である。特に、以下のようなこれまで溶融が難しいと考えられていたものに有利 である。 →Ｎａ₂Ｏ含有率が低く、且つアルカリ土類金属酸化物、特にＣ ａＯ含有率が比較的高いガラス。これらのガラスはバッチ材料の費用に関して経 済的な点で有利であるが、従来の溶融温度では非常に腐食性でありまた標準的な 方法では溶融が比較的難しい。これらは例えば、１９９７年２月１日のＦＲ第９ ７／０８２６１号明細書で説明されているガラス組成物でよく、一例としては以 下のような組成でよい。 ＳｉＯ₂ ７２〜７４．３重量％ Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜１．６重量％ Ｎａ₂Ｏ １１．１〜１３．３重量％ Ｋ₂Ｏ ０〜１．５重量％ ＣａＯ ７．５〜１０重量％ ＭｇＯ ３．５〜４．５重量％ Ｆｅ₂Ｏ₃ ０．１〜１重量％ 又は、以下のようなタイプの組成でよい。 ＳｉＯ₂ ６６〜７２重量％、特に６８〜７０重量％ Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜２重量％ Ｆｅ₂Ｏ₃ ０〜１重量％ ＣａＯ １５〜２２重量％ ＭｇＯ ０〜６重量％、特に３〜６重量％ Ｎａ₂Ｏ ４〜９重量％、特に５〜６重量％ Ｋ₂Ｏ ０〜２重量％、特に０〜１重量％ ＳＯ₃ 痕跡量 この分類の組成を説明しているもう１つの他の例は以下のようなものである。 ＳｉＯ₂ ６９重量％ Ａｌ₂Ｏ₃ １重量％ Ｆｅ₂Ｏ₃ ０．１重量％ ＣａＯ １８．９重量％ ＭｇＯ ５重量％ Ｎａ₂Ｏ ５．６重量％ Ｋ₂Ｏ ０．３重量％ ＳＯ₃ 痕跡量 このガラスのアニール温度は比較的低く、いわゆるひずみ点（strain−point ）温度は５９０℃である（この温度でのガラスの粘度は１０^14.3ポアズである） 。また液化温度は１２２５℃であり、Ｔη_log2温度は１４３１℃、またＴη_{log3 .5} 温度は１１４０℃である（Ｔη_log2とＴη_log3.5はそれぞれ粘度がｌｏｇ２と ｌｏｇ３．５ポアズになるときの温度である）。 →シリカ含有率が高くまた密度が比較的低い、経済的に有利でもあるガラスの 組成範囲を以下に示す。 ＳｉＯ₂ ７２〜８０重量％ ＣａＯ＋ＭｇＯ＋ＢａＯ ０．３〜１４重量％ Ｎａ₂Ｏ １１〜１７重量％ アルカリ金属酸化物 １１〜１８．５重量％ Ａｌ₂Ｏ₃ ０．２〜２重量％ Ｂ₂Ｏ₃ ０〜２重量％ Ｆｅ₂Ｏ₃ ０〜３重量％ ＳＯ₃ 随意に痕跡量 コークス ０〜６００ｐｐｍ、及び 随意の着色酸化物、例えばＮｉ、Ｃｒ、Ｃｏ等の酸化物 （これらのガラスは特に粘性である特徴を有する）。 この組成の分類を例示している組成は以下のようなものである。 ＳｉＯ₂ ７６．４重量％ Ｆｅ₂Ｏ₃ ０．１重量％ Ａｌ₂Ｏ₃ ０．１重量％ ＣａＯ ７．６重量％ ＭｇＯ ５重量％ Ｎａ₂Ｏ １０重量％ Ｋ₂Ｏ ０．３重量％ これの相対密度は約２．４６である（これに対して、サン−ゴバンビトラージ ュが販売する「Ｐｌａｎｉｌｕｘ」タイプの標準的なシリカ−ソーダ−ライムガ ラスの相対密度は２．５２である）。 →本発明の方法を使用して還元したガラスを得ることが可能であり、これらの ガラスの大きいレドックス、鉄含有率、及び非常に低い硫酸塩含有率は、青色の 残留色を持つガラスを得ることを可能にする。 →本発明の方法を使用すると、特に耐熱性窓ガラス又は電子産業で使用する基 材の用途のために、Ｎａ₂Ｏタイプのアルカリ金属酸化物の含有率がゼロ又はほ とんどゼロであるガラスを製造することも可能である。そのような組成は、特に 欧州特許第５２６２７２号、及び同第５７６３６２号明細書を参照。 他のガラス、特にＭｇＯ含有率が低い、欧州特許第６８８７４１号明細書及び 国際公開第９６／００１９４号パンフレットで説明されるタイプのガラスも、本 発明の方法を使用して製造することができる。 ここで、第１の方法の設備は図１で示されている。流路１は、いくらかのガラ ス化可能物質を屋根３を通して溶融容器２に導入することと、燃焼煤煙を除去す ることを同時に行うことができる。この煤煙が、これらのガラス化可能物質を予 熱するようにし、それによってそれらの熱エネルギーを回収する。ここでは、バ ッチ物質は特にシリカを含む溶融体７の上に導入することができ、これは固化し ないように予熱することができる。バッチ物質の残部は、溶融体７の上面の下に 配置された少なくとも１つの箇所１’で、特に供給スクリューによって開口部を 経由させて注入する。ここでは注入箇所は、１箇所のみが示されており、更にこ れは、溶融体の全高Ｂの約２／３よりも高い位置に配置されており、また容器の 前部の壁に配置されている。 実際には、複数の注入箇所を壁（前部又は側部の壁）に具備させることができ 、それらはこれと同じ高さであってもそうでなくてもよく、特にこの高さＢの上 半分又は下半分、例えばこの高さの１／３〜２／３の間でよい。事実、溶融体へ の直接注入は溶融体の上に飛び出す物質（固体ダスト粒子の放散）の量をかなり 減少させることができる。更に、配置によっては、対流撹拌が最も強力な箇所に 物質を送ること、及び／又は清澄領域に通過させる前に、溶融容器２でこれらを 滞留させる時間を最小にできるように考慮することが可能である。 容器の底面４は、それを通って溶融容器内に少し通りぬけているバーナー５の 列を具備している。図示はしていないが、バーナー５は好ましくは、ウォーター ジャケットタイプの冷却手段を具備している。操作においては、バーナー５は領 域６に燃焼領域を発達させ、その近くの液化するガラス化可能物質中に対流流れ をもたらす。この対流撹拌は、溶融体７に熱エネルギーを行き渡らせる発泡体を もたらす。溶融は、例えばシリカ−ソーダ−ライムガラス類の標準ガラスの場合 、好ましくは約１３５０℃で行う。 ここでは、溶融体７に接触する溶融容器２の壁は、ウォータージャケットタイ プの冷却装置（図示せず）によって、外側を冷却される耐熱性物質で作る。１つ の実施形態は、金属壁を伴うこの冷却装置を、耐熱材の内側に、従って溶融体と 接触するようにして耐熱材 に配置することからなる。これら２つの実施形態は、耐熱材の壁の近くのガラス を表面的に冷却することによって、耐熱材の浸食を遅くすることができる。 バーナー５の操作は、図５で非常に大まかに示される様式で、浸漬溶融に適応 させている。図５ａはバーナーの長手方向断面、図５ｂはバーナーの横断面を示 し、面ＡＡ’は図５ｂの図５ａでの位置を示す。バーナーはウォータージャケッ トタイプの冷却装置５０を具備しており、また、中央パイプ５１を有し、この中 央パイプ５１の周囲には同心円状に複数のパイプ５２が配置されている。これら 全てのパイプの円筒状断面は、バーナー５３の先端で現れている。 通常操作（操作（ａ））では、パイプ５１に天然ガスタイプの燃焼ガス（又は 他の燃焼ガス又は燃料油）を供給し、パイプ５２に酸化剤、この場合には例えば 酸素を供給する。ＣＨ₄／Ｏ₂の相互作用は、溶融体中に燃焼領域を作る。 安全操作（操作（ｂ））、すなわち、バーナーが完全にガラス化する危険性な しにバーナーでの燃焼を停止するのが望ましい場合、パイプ５１及び／又はパイ プ５２を経由させて窒素を注入する。 バーナーを他のバーナーに交換できるようにすることを意図した操作（操作（ ｃ））では、パイプ５１を経由させて水を注入し、バーナー内で又はバーナーか ら離れてすぐに水が蒸発するようにし、蒸気が、バーナーの上に冷却されたガラ スの、一種の屋根を作るようにする。バーナーの全ての操作を停止すると、「屋 根」が壊れる前に、交換を行うための十分な時間がある。注入された水は少なく とも部分的にパイプ５２によってバーナーに回収される（この操作の様式におけ るパイプ５１と５２の役割が逆であってもよい）。そのようにガラスを凝固させ ることができる任意の他の冷却剤を使用することができる。 上述のバーナー及びその操作様式は、本発明の主題の１つを構成し、ガラスプ ラントに関する全体的な溶融及び清澄操作とは独立である。 浸漬バーナーでの溶融に起因する溶融発泡体状ガラスは、プランジャータイプ のヘッドロス調節手段（図示せず）を具備している流路８によって、底部で引き 出す。それによって、固定清澄区画９に入る発泡体状ガラスのヘッドロスを制御 する。この区画は、側壁１０、溶融容器の底面と同じ高さの底面１１、及びほぼ 平行６面体状の内部体積を画定する上側の壁１２を有している。また、底面１１ に固定された隔壁１３を具備しており、この隔壁１３は、上部に流路を残すよう になっている。このアセンブリーは、ガラスを上方向に流すようにする流路１４ と、ガラスを下方向に流すようにする流路１５も画定している。最も高い部分１ ６では、ガラス融液面Ｈが作られる。 清澄したガラスは流路１７を通して引き出して、フロートタイプの製造プラン ト（図示せず）にガラスを提供する区画１８に供給する。 清澄区画において、流路１４の領域は減圧、例えば０．３気圧にする。流路８ からくる発泡体状ガラスはこの流路内を上昇して、それらが流路を上昇している 間に、全ての残留バッチストーンが徐々に「分解」され、また気泡の大きさが成 長するようにする。しかしながら、溶融容器３からくる発泡体の残留硫酸塩含有 率が非常に低いので、発泡体の膨張の程度は非常に穏やかなままである。領域１ ６においては、気泡は融液面Ｈで破裂し、泡がすぐ消え、完全に清澄されたガラ スは流路１５に沿って下っていく。必要ならば、従来のバーナー又は電気抵抗素 子タイプの補助加熱手段を具備させてもよく、これらは壁１２に取り付ける。ま た、ダムタイプの機械的な 手段（図示せず）を具備させてもよく、これらは気泡の破裂を促進することを意 図する。 所定の程度の強度を与えるためには、清澄区画の高さｈは数ｍ程度、例えば選 択された減圧が０．３ａｔｍの場合は３ｍでよい。 図２及び３は、第２の方法の設備を示している。溶融容器２は一般に、図１に 示したものと同じものを必要とする。ここでの唯一の違いは、容器２の耐熱材の 壁を保護する方法である。ここで、溶融体７内に沈められているものは、モリブ テンの薄い壁４０からなる耐熱性金属のライニングである。これは、溶融容器の キャビティの形に合うようにされており、また適当なスペーサーによって、及び ／又は溶融体の上に位置する耐熱材の壁若しくは屋根から溶融体内に吊り下げる ことによって、耐熱材の壁から１〜数ｍｍの距離で位置を維持するようにされて いる。 このシート４０は孔をあけられており、第１に底面４をライニングしている水 平領域をバーナー５が通り抜けられるようになっており、そして他の全ての壁は 、均一に分布した孔を有するようにしてある。従って、この孔は耐熱材と溶融ガ ラスの接触を妨げないが、耐熱材の近くのガラスの、対流による動きを機械的に 抑制し、それによって耐熱材の浸食速度を低下させる。底面のライニングではな いライニング４０の壁の孔４１は、好ましくは円筒状であり、また様々な大きさ である。底面側の壁のそれらは、バーナー５が通ることが十分に可能なサイズの 孔４２を少なくとも有する。ライニング４０は、容器の下流の横壁をライニング している壁に（４３で）大きな孔もあけられていて、それによって、流路２０ａ を経由させてガラスを取り出せるようにしなければならない。バッチ物質を導入 するために領域１’に同じことを適用する。耐熱材で作られた壁の孔とモリブテ ンで作られたライニングの孔には必然的に相補性があ る。 このＭｏライニングはそれ自体で発明である。これは、浸漬バーナーによって 溶融するための容器と組み合わせることが特に適当であり、その後の清澄を行う 方法とは独立である。（同じことが、外側又はガラス側での耐熱材の冷却に適用 され、これは先に示した図で説明した）。 図１との他の違いは、ガラスを溶融容器から引き出す方法である。図２の場合 、供給パイプ２０でガラスをわずかに「高いところに」引き出す。このパイプ２ ０は水平な第１の部分２０（ａ）、垂直な第２の部分２０（ｂ）、及び水平な第 ３の部分２０（ｃ）に分けられ、また、これは遠心装置２１につながる。ガラス を流路内に持ち上げ、そして遠心装置に供給するために、少なくとも流路の領域 ２０（ｂ）は穏やかな減圧、例えば０．５気圧にする必要がある。もう１つの他 の実施形態は、例えばガラス製造分野で既知であるような浸漬流路によって、溶 融容器から上部で溶融ガラスを引き出すことからなる。 図３は、溶融容器２から引き出した発泡体状溶融ガラスを供給するための、流 路２０の水平領域２０（ｃ）に関し、これは、遠心装置２１の本体にガラスを供 給する。この遠心装置の本体は、部品２３と金属プレート２４との間にある上側 部分２２と、金属プレート２４の下にある下側部分３０とを有する。部品２３は 中空、すなわち、遠心装置２１に入るガラスの流量、ヘッドロスを規制すること を可能にするスロットを具備しているシリンダーである。また、ガラスは上側部 分２２に入る。この上側部分２２は、部分真空状態、例えば０．１ｂａｒ又は０ ．１気圧である。流路２０の固定部分と、本体２１の回転部分との間の結合部分 ２５に関して課題がある。 第１の解決手段は、「動的」シールを採用することである。中空 状の部品２３を出る発泡体状ガラスは、遠心力のために領域２６を上昇して、結 合部分２５の明らかに残された空間を経由して自発的に去る傾向がある。従って 、連続的に噴出するガラス自身がシール機能を提供する。噴出するガラスの流量 は、可動アセンブリー２１と固定アセンブリー２０の間の空間を調節することに よって、制限又は規制することができる。 もう１つの他の解決手段は、結合部分２５に適当な組成物のいわゆる回転シー ルを配置することからなる。これは、シリコーン油タイプの、蒸気圧が非常に低 い液体を使用する液体環回転シールでよく、その操作原理は、液体環真空ポンプ のそれと同様なものである。これは、回転によって液体環に遠心力を作用させ、 そして遠心装置の内側の低い圧力に対抗するに圧力にする。 ガラスはベント管２７を具備した領域２３内に、プレート２４の穴を通して送 る。このプレート、少なくともガラス中に完全に浸漬しているそれらの部分は、 モリブテンで作ることが有利である。遠心装置本体の内壁の外側ライニングは、 組み合わされた断熱材３１を有する電鋳耐熱性部品３２からなっていて、遠心力 によって断熱材が破壊されないようにされていることがある。また、部品３０の 内周に（又は非連続的に）ノッチ又は溝が存在し、これは、耐熱材含有物タイプ の、ガラスよりも密度が高い全ての固体粒子を捕らえることが可能である。これ は、遠心装置におけるガラスの上向きの流れが以下のようにしてもたらされるこ とによる。プレート２４は遠心装置を２つの部分に分け、そして、ガラスを薄い 層にする遠心作用を可能にし、このことは、遠心作用がない場合及び減圧を適用 しない場合に必要とされるものと比べて装置の高さを減少させる。ガラスが正し く上向きに流れるための条件の１つは、２つのパラボラ型のものの頂部の間の距 離に対応するガラスの圧力が、ヘッドロ ス、及び部分２２の減圧と部分２３の周囲圧との差の合計よりも大きいことであ り、これは達成可能である。ここで、プレート２４を通って流れるガラスは、薄 層の形で部分３０の内壁に押し付けられ、ガラスよりも密度が高い固体粒子は、 壁に寄せ付けられて溝２８に捕らえられ、もはやそこから出られないようになる 。他方で、気泡は遠心作用によって遠心装置の本体の内側に向かって成長して破 裂する。最終的に、部分３０の最も低い箇所で清澄したガラスを、上部がほぼ漏 斗状の形状をしている流路を通して引き出す。標準的な操作条件下では、ガラス 再加熱手段を提供する必要はなく、回転速度は約７００ｒｐｍそして遠心装置の 高さｈは例えば１〜３ｍでよい。 図４は、図２及び３の清澄装置の可能な実施形態を非常に単純化して示してお り、これは、大気圧の供給流路２０ｃと減圧されている遠心装置２１の本体との 間の結合領域４０に注目している。ここで示されているものは、遠心装置２１で 清澄するガラスのヘッドロスと入り口圧力を調節することができるピストン４１ である。好ましくは円筒状の穴を均一にあけられたモリブテンメッシュ４３を、 遠心装置への流路２０ｃの出口４２に配置する。このメッシュは、遠心装置のた めの供給ダイとして機能し、入って来るガラスの流れを複数の小さなガラスの流 れに分割する。これらは参照番号４４によってかなり大まかに示されており、直 径は例えば、約１〜数ｍｍである。従ってこのメッシュ４３は、流れの分割装置 として機能し、それぞれの流れ４４に含まれる気泡を、それらがはるかに断面が 大きいガラスの流れに含まれている場合よりも迅速に除去する。減圧の使用とこ れらの小さい流れ４４との組み合わせは、ガラス中の気泡をかなり迅速に破裂さ せることができる。気泡を除去した流れ４４は、遠心装置２１の底部では、遠心 力によって遠心装置の内壁 上において合体している滴の形である。 そのような流れ分割装置の使用は、図１で示したような固定清澄装置において 清澄を行う場合にも有利である。 いずれの場合（固定清澄装置又は遠心清澄装置）でも、現在使用できる溶融／ 清澄設備の規模を劇的に小さくできることは明らかである。固定清澄装置と遠心 清澄装置のいずれの場合においても、部分真空が窒素真空であることは有利なこ とが更に注目される。このことは気泡の破裂を促進し、金属部品、例えば遠心清 澄装置の部品２４に、比較的損傷を与えない。ガラス化可能物質に、上述のよう な機能を持つ清澄促進剤、特に粒度が小さいコークス、硫酸塩、硝酸塩、又はフ ッ素を加えることも有利である。 更に、随意に、溶融容器及び／又は清澄区画で使用されるモリブテンは、白金 であってもよいことも注目すべきである。 浸漬バーナーによる溶融と、減圧を使用する清澄の組み合わせはかなり有利で あるが、本発明はこれら２つの局面に別々にも関係していることを強調すること は重要である。従って、浸漬バーナーによる溶融と標準の清澄工程の方法を使用 することも有利であり、同様に、従来の加熱手段を使用する溶融工程の後で、減 圧下での清澄工程を使用することも有利である。上述の相乗効果が得られない場 合でも、これらは本発明の範囲に包含される。 通常使用される「清澄」という用語の意味での清澄を伴わない、浸漬バーナー による溶融方法の使用が有利である場合があることにも注目すべきである。これ は繊維化の分野の場合であってもよく、ここでは、内部遠心繊維化装置に、浸漬 バーナーによる溶融を使用して得られる発泡体状ガラスを直接供給しており、こ の繊維化技術で必然的に行われる遠心操作が、事実上、ガラスの清澄を達成する 。例えば建築業で絶縁材として使用する発泡ガラスの製造のために 、溶融操作でもたらされた発泡体状ガラスを直接フロート処理することも可能で ある。 上述のように、この溶融方法をガラス／金属、又はガラス／プラスチック複合 材料製品の再利用に使用して、使用可能なガラスを製造する若しくは従来のガラ ス製造炉に供給するカレットを製造する（特に、従来のガラス化可能物質の残部 に関しては、これらの複合材料製品の比率に依存している）ために適用すること も可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＣＡ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＩＮ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ，ＰＬ，ＲＵ，ＴＲ ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ガラス化可能物質を溶融するのに必要な熱エネルギーの全て又は一部を、 少なくとも１種の酸化剤ガスを用いた燃料の燃焼によって供給し、前記燃料／ガ ス又は燃焼に起因する気体生成物をガラス化可能物質塊（７）の上面の下に注入 すること、及び溶融の後のガラス化可能物質の清澄が、それらを減圧条件にかけ る少なくとも１つの工程を含むことを特徴とするガラス化可能物質の溶融及び清 澄方法。 ２．前記酸化剤が空気、酸素富化した空気、又は酸素に基づくことを特徴とす る請求項１に記載の方法。 ３．前記燃料が、燃料油又は天然ガスタイプの炭化水素、及び／又は水素に基 づくものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。 ４．前記ガラス化可能物質が、バッチ物質及び／又はカレット及び／又はガラ ス化可能スクラップ及び／又は可燃性成分、特にガラス−プラスチック複合材料 、ガラス−金属複合材料、有機物質、又は石炭を含むことを特徴とする請求項１ 〜３のうちのいずれか１項に記載の方法。 ５．ガラス化可能物質の溶融を少なくとも１つの溶融容器（２）で行い、この 溶融容器（２）が、その側壁を通る及び／又は底面を通る及び／又は屋根（３） 若しくは上部構造物から吊り下げられたバーナー（５）を具備し、それによって 、それらの燃焼領域（６）又は燃焼ガスが、溶融させるガラス化可能物質塊（７ ）の中で発達するようにすることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１ 項に記載の方法。 ６．前記酸化剤ガスによる化石燃料の燃焼及び／又はこの燃焼に 起因するガスによって作られる燃焼領域（６）が、ガラス化可能物質（７）に対 流撹拌を与えることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の方 法。 ７．前記溶融容器（２）内のガラス化可能物質塊（７）の高さと、そこで発達 する燃焼領域（６）／燃焼に起因するガスの高さを調節し、それによって、前記 燃料／燃焼ガスが前記ガラス化可能物質塊の中に留まるようにすることを特徴と する請求項５又は６に記載の方法。 ８．前記溶融の前に、ガラス化可能物質を最大で９００℃まで予熱する工程を 行うことを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載の方法。 ９．前記清澄操作を、発泡状態のガラスタイプの溶融ガラス化可能物質、特に 密度が約０．５〜２ｇ／ｃｍ³、特に１〜２ｇ／ｃｍ³のガラス化可能物質に行う ことを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれか１項に記載の方法。 １０．前記清澄を、ＳＯ₃の形での硫酸塩含有率が最大で１００重量ｐｐｍで あり及び／又は大部分の気泡の直径が少なくとも２００μｍである発泡状態ガラ スタイプの溶融ガラス化可能物質に行うことを特徴とする請求項９に記載の方法 。 １１．ガラス化可能物質が清澄促進剤、特に、コークスタイプの還元添加剤で あって、好ましくは平均粒度が２００μｍ未満のもの、硫酸塩、又はハロゲン化 物タイプのフッ素に基づく若しくは塩素に基づく添加剤、又はＮａＮＯ₃タイプ の硝酸塩を含有することを特徴とする請求項１〜１０のうちのいずれか１項に記 載の方法。 １２．ガラス化可能物質の全て又は一部を、溶融しているガラス化可能物質塊 の上面の下で、溶融容器（２）に導入することを特徴とする請求項１〜１１のう ちのいずれか１項に記載の方法。 １３．空気雰囲気、窒素タイプの不活性ガスを富化した空気雰囲気、又は窒素 タイプの不活性ガスに基づく雰囲気において、減圧条件で清澄操作を行うことを 特徴とする請求項１〜１２のうちのいずれか１項に記載の方法。 １４．清澄の少なくとも一部を行う前記減圧条件が、０．５気圧以下、特に約 ０．３〜０．０１気圧であることを特徴とする請求項１〜１３のうちのいずれか １項に記載の方法。 １５．溶融及び／又は清澄を、最高で１４００℃、特に最高で１３８０℃又は １３５０℃で行うことを特徴とする請求項１〜１４のうちのいずれか１項に記載 の方法。 １６．溶融容器（２）の下流に配置された少なくとも１つの固定区画（９）で 清澄を行い、この固定区間の少なくとも１つの領域（１４）が減圧条件にされて いることを特徴とする請求項１〜１５のうちのいずれか１項に記載の方法。 １７．溶融容器（２）の下流に配置され、且つ遠心清澄を確実にするために回 転することができる少なくとも１つの区画（２１）において清澄操作を行い、前 記区画の少なくとも１つの領域（２２）、特に最も上流の領域が減圧条件にされ ていることを特徴とする請求項１〜１５のうちのいずれか１項に記載の方法。 １８．ガラス化可能物質を溶融及び清澄する設備、特に請求項１〜１７のうち のいずれか１項の方法を実施することを意図した設備であって、 燃料と空気又は酸素タイプの酸化剤とを供給されるバーナー（５）を具備した 少なくとも１つの溶融容器（２）であって、前記バーナーが、前記燃料／ガス又 はそれらの燃焼に起因するガスを、前記溶融容器に導入されたガラス化可能物質 塊（７）の上面の下に注入するように配置されている溶融容器、及び 前記溶融容器（２）の下流の少なくとも１つの清澄区画（９、２１）であって 、少なくとも１つの減圧された領域を有する清澄区画、 を具備していることを特徴とする設備。 １９．溶融するガラス化可能物質塊の上面の下にガラス化可能物質を導入する 少なくとも１つの手段、特に２つの手段を前記溶融容器（２）が具備しており、 好ましくは供給スクリュータイプの供給手段と結合した１又は複数の開口部の形 であることを特徴とする請求項１８に記載の設備。 ２０．溶融容器（２）の壁、特に溶融しているガラス化可能物質塊と接触させ ることを意図した壁が、水タイプの流体を通す冷却装置と結合した耐熱性材料に 基づいていることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の設備。 ２１．溶融容器（２）の壁、特に溶融しているガラス化可能物質塊と接触させ ることを意図した壁が、モリブテンタイプの金属でライニングされた耐熱性物質 に基づいていることを特徴とする請求項１８〜２０のうちのいずれか１項に記載 の設備。 ２２．前記ライニングが、耐熱性物質からなる壁からある距離をおいて保持さ れていることを特徴とする請求項２１に記載の設備。 ２３．前記ライニングが、溶融物質と接触するための連続の又は孔をあけられ ている表面を構成することを特徴とする請求項２１又は２２に記載の設備。 ２４．溶融容器（２）のバーナー（５）の少なくともいくつかが、ガラス化可 能物質塊の中に、酸化剤及び／又は燃料の代わりとして、燃焼に参加しない流体 、特にＮ₂タイプの不活性ガス及び／又は水タイプの冷却剤を注入することもで きるように設計されていることを特徴とする請求項１８〜２３のうちのいずれか １項に記載の 設備。 ２５．前記清澄区画（９）が垂直の向きで固定されていること、及び、それが 、前記区間の壁と共に少なくとも２つの流路を画定するほぼ垂直な内部隔壁（１ ３）を有し、この少なくとも２つの流路が連続した第１の流路（１４）と第２の 流路（１５）であり、第１の流路（１４）は溶融ガラス化可能物質を上方向に流 し、第２の流路（１５）は前記溶融ガラス化可能物質を下方向に流すことを特徴 とする請求項１８〜２４のうちのいずれか１項に記載の方法。 ２６．第１の流路（１４）が少なくとも部分的に減圧されていることを特徴と する請求項２５に記載の設備。 ２７．前記清澄区画（９、２１）の入り口に、溶融ガラス化可能物質のヘッド ロスを調節／調整するための１又は複数の手段を具備していることを特徴とする 請求項２５又は２６に記載の設備。 ２８．前記清澄区画が垂直な向きで固定されていること、及び清澄する溶融物 質を導入する手段を上側の部分に清澄された物質を取り出すための手段を下側の 部分に有しており、前記物質が前記区画内においてあらゆる箇所でほぼ垂直下向 きに流れることを特徴とする請求項１８〜２４のうちのいずれか１項に記載の設 備。 ２９．前記清澄区画が、遠心清澄を確実にするために回転することができる少 なくとも１つの装置（２１）を有しており、前記装置の内壁が、その中央の部分 で、中空の垂直円筒状の形状をほぼ画定していることを特徴とする請求項１８〜 ２４のうちのいずれか１項に記載の設備。 ３０．前記装置が減圧された上側領域（２２）及び周囲圧力の下側領域（３０ ）を有し、これらが、１又は複数の孔をあけられた金属プレート（２４）からな るタイプの１又は複数の機械的手段によって互いに分離されていることを特徴と する請求項２８に記載の設 備。 ３１．流路タイプの固定供給手段（２０）によって、前記装置（２１）の上側 の部分に溶融ガラス化可能物質が供給され、また、前記固定供給手段（２０）と 前記装置（２１）との間に、「動的」シール又は回転シールタイプのシール手段 を有することを特徴とする請求項２９及び３０のいずれかに記載の設備。 ３２．前記装置が、固体粒子を捕らえるための１又は複数の手段を具備してお り、これらの手段が特に、下側の領域（２３）に配置されており且つこの装置の 内壁に作られたノッチ／溝（２８）の形であることを特徴とする請求項２９〜３ １のうちのいずれか１項に記載の設備。 ３３．前記装置（２１）の回転速度が１００〜１５００ｒｐｍであることを特 徴とする請求項２９〜３２のうちのいずれか１項に記載の設備。 ３４．前記装置（２１）が、固定された機械的手段又はその回転に従う手段を 具備しており、この手段は、発泡体をせん断すること及びそれを装置の下側の領 域（２３）に送ることができ、特に、この手段が孔をあけられた邪魔板又はフィ ンの形であり、前記装置の上側の領域（２２）に配置されていることを特徴とす る請求項２９〜３２のうちのいずれか１項に記載の方法。 ３５．前記ガラス化可能物質を溶解するのに必要な熱エネルギーの一部を、少 なくとも１種の酸化剤ガスを用いた燃料の燃焼によって供給し、前記燃料／ガス 又は燃焼に起因するガス生成物を、ガラス化可能物質塊（７）の上面の下に注入 することを特徴とするガラス化可能物質の溶融方法。