JP2005154216A - Glass melting furnace and method of manufacturing glass - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glass melting furnace in which a bubble defect in glass is reduced to improve the homogeneity of a glass article and a method of manufacturing molten glass. <P>SOLUTION: A charged glass raw material (B) is melted with the heating by a burner 31 and an electrode 12 in a melting vessel 10 to be converted to the molten glass G. The molten glass G flows in to a vessel extended as a rare gas dissolving vessel 20 through a throat 40. A rare gas dissolving apparatus 53 is arranged in the rare gas dissolving vessel 20 and is provided with rare gas introducing ports 22 at 16 places to introduce helium gas or neon gas supplied to a hearth through a heat resistant gas introducing pipe 21 into the rare gas dissolving vessel 20. The bubble of helium gas A having 99% purity is spouted from the rare gas introducing ports 22 in a supply quantity with which the average diameter of the bubble in the molten glass G becomes ≤80 mm. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガラス中の泡欠陥を減じてガラス物品の均質性を向上させ得るガラス溶融炉、及びそのガラス溶融炉によってガラスを製造する方法に関する。   The present invention relates to a glass melting furnace capable of improving the homogeneity of a glass article by reducing bubble defects in the glass, and a method for producing glass by the glass melting furnace.

ガラス製造業は、長年に渡り溶融によって異物や泡等を含有せず、均質なガラス製品を高い効率で製造し、需要に見合うガラス製品を供給することを目標とし、種々のガラス製品で均質なガラスを製造するという課題に取り組んできた。そして、この課題を解決するために、これまで数多くの発明が行われてきた。しかしながら、ガラス中のブツ、脈理や異質結晶の析出等、ガラスを不均質にする原因を除去できても、さらに泡を完全に除去するという課題が残る。この泡を除去するために、一般に清澄剤を原料組成中に添加し、清澄剤の酸化還元反応によって微小径の泡を膨張、上昇させ、溶融ガラスから泡を脱泡するという方法が利用されている。   The glass manufacturing industry aims to produce homogeneous glass products with high efficiency and supply glass products that meet demand, without containing foreign substances or bubbles by melting for many years. We have tackled the challenge of manufacturing glass. In order to solve this problem, many inventions have been made so far. However, even if the cause of non-homogeneous glass such as blisters, striae and precipitation of foreign crystals in the glass can be removed, there still remains a problem of completely removing bubbles. In order to remove the bubbles, a method is generally used in which a clarifier is added to the raw material composition, bubbles of a small diameter are expanded and raised by a redox reaction of the clarifier, and the bubbles are defoamed from the molten glass. Yes.

一般に連続生産を行うガラス溶融炉は、図１１に示すように、ガラスを加熱して溶融する溶融槽１０と、溶融後の溶融ガラスＧから脱泡を行う目的をもつ清澄槽３０とによって構成されることが多い。このような連続式の生産方法では、まず各種ガラス原料粉末、ガラスカレット等のガラス原料Ｂを予め均質混合し、このガラス原料Ｂを耐火物Ｒで構成された溶融炉の溶融槽１０にある投入口１１から溶融槽１０に連続的に投入する。そして、溶融槽１０内をバーナー３１、電極１２によって高温に加熱することでガラス原料Ｂにガラス化反応を生じさせる。そして、溶融槽１０に接続した清澄槽３０内で、ガラス原料Ｂ中に添加された清澄剤の酸化還元反応で酸素泡等を発生させることによって、ガラス化反応時に生じた炭酸ガス等の微小径泡を膨張させ、溶融ガラスＧの表面に浮上させて清澄する。その後、溶融ガラスＧはフィーダー５０に配設されたスターラー５１によって均質化され、成形部で所定形状に成形された後に、徐冷されてガラス製品となる。   In general, a glass melting furnace for continuous production is constituted by a melting tank 10 for heating and melting glass and a clarification tank 30 having a purpose of defoaming the molten glass G after melting as shown in FIG. Often. In such a continuous production method, first, glass raw materials B such as various glass raw material powders and glass cullet are mixed in advance, and this glass raw material B is charged in a melting tank 10 of a melting furnace composed of a refractory R. It is continuously charged into the melting tank 10 through the mouth 11. And the vitrification reaction is produced in the glass raw material B by heating the inside of the melting tank 10 to high temperature with the burner 31 and the electrode 12. FIG. And in the clarification tank 30 connected to the melting tank 10, by generating oxygen bubbles etc. by the oxidation-reduction reaction of the clarifier added in the glass raw material B, the fine diameter of carbon dioxide gas etc. produced at the time of the vitrification reaction The bubbles are expanded and floated on the surface of the molten glass G to be clarified. Thereafter, the molten glass G is homogenized by a stirrer 51 disposed in the feeder 50, and after being formed into a predetermined shape by a forming portion, it is gradually cooled to become a glass product.

連続生産を行わない場合には、いわゆるバッチ生産炉として石英、アルミナ等の坩堝やその他の耐火物製坩堝、あるいは、図１２に示したような白金を含む耐熱性金属により構成される容器（ポット）によって生産が行われる。この場合は、１つの槽内で溶融、清澄という過程を経ることによって溶融ガラスの均質化を行うことになる。具体的には、耐火物Ｒで保護され、その内部に配設された耐火性容器７０にガラス原料を投入し、発熱体４１によって耐熱性容器７０内のガラス原料を間接的に加熱する。そして、ガラス化反応により生成した溶融ガラスＧについて、清澄等の一連の工程を同じ槽内で行う。さらに、撹拌スターラー５１によって均質化した後、溶融ガラスＧを溶融槽の底に設けた取出口６０から流出させ、所定形状に成形し、徐冷を行ってガラス製品とする。   When continuous production is not performed, a so-called batch production furnace such as a crucible made of quartz, alumina or the like or other refractory crucible, or a container made of a refractory metal containing platinum as shown in FIG. ) Production. In this case, the molten glass is homogenized through a process of melting and clarification in one tank. Specifically, the glass material is put into a refractory container 70 that is protected by the refractory R and disposed therein, and the glass material in the heat-resistant container 70 is indirectly heated by the heating element 41. And about molten glass G produced | generated by vitrification reaction, a series of processes, such as refining, are performed in the same tank. Furthermore, after homogenizing by the stirring stirrer 51, the molten glass G is discharged from the outlet 60 provided at the bottom of the melting tank, formed into a predetermined shape, and gradually cooled to obtain a glass product.

また、この溶融ガラス中に生じる欠陥である泡をより確実に清澄するという目的を達成するため、下記の特許文献１に記載されているように、上記の清澄槽内に配設したバブリングノズルから空気、酸素、アルゴンといった気体を溶融ガラス中に気泡として導入することで、微小径の泡を脱泡する方法が利用されている。さらに、減圧脱泡と呼ばれ、ガラス溶融雰囲気の圧力を大気圧よりも意図的に低い圧力とすることによって溶融ガラス中の泡を脱泡して均質化する技術が、下記の特許文献２に開示されている。   Moreover, in order to achieve the objective of clarifying the bubble which is the defect which arises in this molten glass more reliably, as described in the following patent document 1, from the bubbling nozzle arrange | positioned in said clarification tank. A method of defoaming fine bubbles by introducing a gas such as air, oxygen, or argon as bubbles into molten glass is used. Furthermore, a technique for defoaming and homogenizing bubbles in the molten glass by depressurizing and defoaming the glass melt atmosphere to a pressure lower than the atmospheric pressure is disclosed in Patent Document 2 below. It is disclosed.

さらに、下記の特許文献３には、リボイル泡を防止するため、ガラスカレットを再溶融する際にヘリウム雰囲気を使用することが記載されているが、ガラス中の効果的なヘリウム含有量等に関する記載もなく具体性に乏しい。また、下記の特許文献４には、ヘリウムを、バブリングする乾燥ガス中に使用することが記載されているが、バブリング装置の具体的な態様についての記載はなく、また、ガラス中に含有させるヘリウム量の記載もなく、大量生産を可能とするガラス製造装置に適用できるものではない。さらに、下記の特許文献５にも、ヘリウムバブリングを採用することが記載されているが、ヘリウムをバブリングする装置に関する具体的な記載はなく、また、ガラス中に含有させるヘリウム量の記載もなく、大量生産するガラスに適用することはできない。
登録実用新案第２５８３７９０号公報 特開２０００−２３９０２３号公報 特開平０６−３２９４２２号公報 特開平０７−１７２８６２号公報 米国特許第３，６２２，２９６号公報 Furthermore, in Patent Document 3 below, it is described that a helium atmosphere is used when remelting the glass cullet in order to prevent reboil bubbles, but a description of an effective helium content in the glass, etc. There is no concreteness. Patent Document 4 below describes that helium is used in a dry gas for bubbling. However, there is no description of a specific mode of the bubbling apparatus, and helium contained in glass. There is no description of the quantity, and it cannot be applied to a glass manufacturing apparatus that enables mass production. Furthermore, the following Patent Document 5 also describes that helium bubbling is adopted, but there is no specific description regarding an apparatus for bubbling helium, and there is no description of the amount of helium contained in the glass, It cannot be applied to glass for mass production.
Registered Utility Model No. 2583790 JP 2000-239023 A Japanese Patent Laid-Open No. 06-329422 Japanese Patent Laid-Open No. 07-172862 U.S. Pat. No. 3,622,296

清澄剤の使用による溶融ガラスからの脱泡を促す溶融炉としては、図１１や図１２に示した溶融炉を改良したものが種々開示されているが、用途や生産量、そしてガラス材質、原料等の種々の要因によっても制限を受けるので、これらは溶融ガラスを効率良く均質化することができる溶融炉になっているとは言い難い。また、ガラス原料に清澄剤を添加する方法も、確かに容易に採用しやすいが、その種類、量、添加するガラス材質、加熱方法等の種々の要因について慎重な検討が必要であり、一旦最良な選択がなされても、ガラス流量、溶融温度、溶融雰囲気等の影響を受けやすい等の欠点がある。さらに清澄剤の中には、環境問題等の影響が大きいために、多量に添加をすることが困難となるようなものもある。   As melting furnaces for promoting defoaming from molten glass by using a clarifying agent, various modifications of the melting furnace shown in FIGS. 11 and 12 have been disclosed. However, applications, production amounts, glass materials, and raw materials are disclosed. Therefore, it is difficult to say that these are melting furnaces capable of efficiently homogenizing molten glass. Also, the method of adding a fining agent to the glass raw material is certainly easy to adopt, but careful consideration is required for various factors such as the type, amount, glass material to be added, heating method, etc. Even if an appropriate selection is made, there are drawbacks such as being easily affected by the glass flow rate, melting temperature, melting atmosphere, and the like. Further, some fining agents are difficult to add in large quantities due to the large influence of environmental problems.

また、バブリングノズルを利用するバブリングによる撹拌やスターラーによる撹拌は、他の方法と併用されることが多く、単独で使用するにはまだ不安がある。むしろこれらの方法は、前述の清澄剤による脱泡効果を助けるために有益な手段であり、他の方法との併用によって効果を高める補助的な方法であって、単独使用で高い効果を実現できるまでに到っていない。   Further, stirring by bubbling using a bubbling nozzle or stirring by a stirrer is often used in combination with other methods, and there is still anxiety about using it alone. Rather, these methods are useful means for assisting the defoaming effect by the above-mentioned clarifying agent, and are auxiliary methods for enhancing the effect when used in combination with other methods, and can achieve high effects when used alone. Not yet reached.

また、高温下における溶融ガラスに減圧技術や、真空技術を応用することによって、溶融ガラスからの脱泡を促進する手法については、溶融ガラスから泡を除去すると同時に溶融ガラス成分の一部も揮発により失われやすくなるため、その回収に関連する環境問題や揮発物による設備そのものの劣化等の問題も指摘されている。さらに、大量の溶融ガラスを処理するためには、大型の装置が必要となるが、その一方で減圧、真空環境を精密に維持するためには、きめ細かい継続的なメンテナンスを要するといった問題も存在する。   In addition, by applying pressure reduction technology or vacuum technology to molten glass at high temperatures, the method of promoting defoaming from molten glass is to remove bubbles from molten glass and at the same time, part of the molten glass component is volatilized. Since it tends to be lost, environmental problems related to the recovery and problems such as deterioration of the equipment itself due to volatiles have been pointed out. Furthermore, in order to process a large amount of molten glass, a large apparatus is required. On the other hand, in order to accurately maintain a reduced pressure and vacuum environment, there is a problem that fine and continuous maintenance is required. .

本発明者らは、このような状況に鑑み、ガラス製造業で利用される最も一般的な溶融によるガラス製造方法で、気泡のない溶融ガラスの安定した大量生産を可能とするガラス溶融炉とガラス溶融炉によるガラスの製造方法を提供するものである。   In view of such circumstances, the present inventors have adopted a glass melting furnace and glass that enable stable mass production of molten glass without bubbles in the most common glass manufacturing method by melting used in the glass manufacturing industry. A method for producing glass by a melting furnace is provided.

すなわち、本発明のガラス溶融炉は、ガラス原料を加熱により溶融して溶融ガラスにするガラス溶融炉であって、ガラス原料を投入する投入口と、溶融ガラスを取り出す取出口と、ガラス原料及び溶融ガラスを所定時間貯留する溶融槽と、該溶融槽に投入されたガラス原料及び溶融ガラスを加熱する加熱手段と、希ガス導入口からヘリウム及び／またはネオンを供給し溶融ガラス中に拡散・混合して所定濃度以上のヘリウム及び／またはネオンを溶解させる希ガス溶解手段とを具備してなることを特徴とする。   That is, the glass melting furnace of the present invention is a glass melting furnace that melts a glass raw material by heating to make a molten glass, an inlet for introducing the glass raw material, an outlet for taking out the molten glass, a glass raw material and a melting A melting tank for storing glass for a predetermined time, a heating means for heating the glass raw material and molten glass charged in the melting tank, and helium and / or neon are supplied from a rare gas inlet and diffused and mixed in the molten glass. And a rare gas dissolving means for dissolving helium and / or neon at a predetermined concentration or more.

上記構成において、ガラス原料を投入する投入口と溶融ガラスの取出口は、共用するものであってもよく、また、それぞれ複数存在してもよい。加熱源は、電気、各種燃料の燃焼、電磁波等の方法を単独あるいは組み合わせて複数併用することができる。さらに加熱を制御する加熱設備についてもガラス化反応の妨げになるような反応性を有せず、高温での構造強度に支障がないものであって、目的に見合うだけの体積のガラス原料を同時に加熱することができる規模を有し、ガラス材質の溶融という目的に沿った構成材料で構築された装置であれば、特に限定されることなく使用することができる。   In the above configuration, the inlet for introducing the glass material and the outlet for the molten glass may be shared, or a plurality of them may exist. As the heat source, a plurality of methods such as electricity, combustion of various fuels, and electromagnetic waves can be used alone or in combination. Furthermore, the heating equipment that controls the heating does not have reactivity that hinders the vitrification reaction, and does not interfere with the structural strength at high temperatures. Any device can be used without particular limitation as long as it is a device that has a scale capable of being heated and is constructed of a constituent material that meets the purpose of melting a glass material.

また、溶融ガラス中へのヘリウム及び／またはネオンの供給は連続的であっても、断続的であってもよい。また、ヘリウム及び／またはネオンを供給する希ガス導入口は１つでも複数であってもよく、希ガス導入口の断面形状についても制限されるものではない。   The supply of helium and / or neon into the molten glass may be continuous or intermittent. Further, the number of rare gas inlets for supplying helium and / or neon may be one or plural, and the cross-sectional shape of the rare gas inlet is not limited.

希ガス溶解手段は、溶融状態にあるガラス中にヘリウム及び／またはネオンを原子状態で拡散させ、均質に分散するように混合し、ガラスを構成する元素によって形成された比較的結合強度の大きい網目構造体の中に網目構造と結合することなくトラップされた状態で存在するように溶解するものである。希ガス溶解手段は、実際には溶融槽に直接的あるいは間接的に接続するように配設される。   The rare gas melting means is a network having relatively high bond strength formed by elements constituting glass, in which helium and / or neon are diffused in an atomic state in glass in a molten state and mixed so as to be uniformly dispersed. It dissolves so as to exist in a trapped state without being bonded to the network structure in the structure. The rare gas dissolving means is actually arranged so as to be directly or indirectly connected to the melting tank.

また、この希ガス溶解手段は、上述の機能を実現することができるものであるならば、特にその大きさや、形態について限定はなく、例えばガラスの製造量に応じて単数で配置し、または複数を併用しても良い。   Further, the noble gas dissolving means is not particularly limited in size and form as long as it can realize the above-described functions. For example, the rare gas dissolving means is arranged singularly according to the amount of glass produced, or plural May be used in combination.

また、「所定濃度以上のヘリウム及び／またはネオンを溶解させる」とは、具体的には溶融ガラス中のヘリウム及び／またはネオンの濃度が０．０００１μｌ（マイクロリットル）／ｇ（０℃、１ａｔｍ）以上、より好ましくは０．００１μｌ／ｇ（０℃、１ａｔｍ）以上、さらに好ましくは０．０１μｌ／ｇ（０℃、１ａｔｍ）以上となるように、ヘリウム及び／またはネオンを溶融ガラス中に含有させることを意味する。   “To dissolve helium and / or neon at a predetermined concentration or more” specifically means that the concentration of helium and / or neon in the molten glass is 0.0001 μl (microliter) / g (0 ° C., 1 atm). Above, more preferably 0.001 μl / g (0 ° C., 1 atm) or more, further preferably 0.01 μl / g (0 ° C., 1 atm) or more is contained in the molten glass. Means that.

また本発明のガラス溶融炉は、上記構成に加え、希ガス溶解手段の少なくとも一部が、溶融ガラス中に浸漬していることを特徴とする。   The glass melting furnace of the present invention is characterized in that, in addition to the above configuration, at least a part of the rare gas melting means is immersed in the molten glass.

ここで、希ガス溶解手段の少なくも一部が溶融ガラスに浸漬しているとは、希ガス溶解手段の一部、または全部が溶融ガラス中に浸漬された状態で使用されることを意味している。   Here, that at least a part of the rare gas melting means is immersed in the molten glass means that part or all of the rare gas melting means is used in a state immersed in the molten glass. ing.

また、本発明のガラス溶融炉は、上記構成に加え、希ガス溶解手段が、溶融ガラスの内部、上方、下方または側方の何れかに配設されていることを特徴とする。   In addition to the above-described configuration, the glass melting furnace of the present invention is characterized in that the rare gas melting means is disposed either inside, above, below, or on the side of the molten glass.

希ガス溶解手段を、溶融ガラスに対して、その内部、上方、下方及び側方のうち少なくとも一の位置に配設することによって、溶融ガラス中にヘリウム及び／またはネオンを確実に拡散・混合することが可能となる。そして、この希ガス溶解手段の配設位置については、複数の配設位置が共存するような状態であってもよい。例えば、希ガス溶解手段が２つ配置され、そのうち一方が側方にあり、他方が下方にあるような配設状態をとるものであってもよい。あるいは、１つの希ガス溶解手段が、下方から側方に延在しているような配設状態であっても良い。   By disposing the rare gas melting means at least one of the inside, the top, the bottom and the side of the molten glass, helium and / or neon is reliably diffused and mixed in the molten glass. It becomes possible. And about the arrangement | positioning position of this noble gas melt | dissolution means, the state which a some arrangement | positioning position coexists may be sufficient. For example, two rare gas dissolving means may be arranged, one of which is on the side and the other on the lower side. Or the arrangement | positioning state where one noble gas melt | dissolution means is extended to the side from the downward direction may be sufficient.

また、本発明のガラス溶融炉は、希ガス溶解手段が、加熱装置、減圧装置及び遠心力発生装置の一群より選択される少なくとも１以上のものを含むことを特徴とする。   The glass melting furnace of the present invention is characterized in that the rare gas melting means includes at least one selected from the group consisting of a heating device, a decompression device, and a centrifugal force generator.

ここでの加熱装置、減圧装置及び遠心力発生装置は他の機能を有する装置の一部であっても良く、またこれらの機能を他の装置と共に実現するものであってもよい。   The heating device, the decompression device, and the centrifugal force generation device here may be a part of a device having other functions, or may implement these functions together with other devices.

加熱装置としては、炭化水素、酸素、水素等の可燃性燃料を燃焼させるバーナー、電気を利用する電気抵抗発熱体や直接通電する電極、また高周波電硫を利用する誘導加熱、さらに赤外線等の電磁波照射装置等を、溶融するガラスの種類や用途に応じて、単独でまたは複数を組み合わせて使用することができる。そして、この加熱装置は、ガラス溶融用の加熱装置とは別の装置として配設されるものである。また、減圧装置としては、大気圧以下に減圧することができ、耐熱性を有する装置であるならば、どのような方式によるものを採用しても差し支えない。さらに、遠心力発生装置については、溶融ガラスに高速回転から発生する遠心力を付与することを可能とする装置であるならば特に制限なく採用することができる。   Heating devices include burners that burn flammable fuels such as hydrocarbons, oxygen, and hydrogen, electrical resistance heating elements that use electricity, electrodes that are directly energized, induction heating that uses high-frequency electrosulfurization, and electromagnetic waves such as infrared rays. An irradiation apparatus etc. can be used individually or in combination according to the kind and application of the glass to melt | melt. And this heating apparatus is arrange | positioned as an apparatus different from the heating apparatus for glass melting. Further, as a decompression device, any method may be adopted as long as the decompression device can be decompressed to atmospheric pressure or less and has heat resistance. Furthermore, the centrifugal force generator can be employed without any particular limitation as long as it is a device that can apply a centrifugal force generated from high-speed rotation to molten glass.

また、本発明のガラス溶融炉は、上記構成に加え、上記の加熱装置が、耐熱性容器により構成される１以上の槽よりなることを特徴とする。   In addition to the above-described configuration, the glass melting furnace of the present invention is characterized in that the heating device includes one or more tanks configured by heat-resistant containers.

ここで、加熱装置を構成する耐熱性容器は、ガラスによって高温時に容易に化学反応する等して浸食されことがない程度の十分な耐熱性を有していることが必要である。   Here, the heat-resistant container constituting the heating device needs to have sufficient heat resistance so as not to be eroded by a chemical reaction easily at a high temperature with glass.

また、この耐熱性容器は、溶融雰囲気との反応性についても低く、高温状態の溶融ガラスを保持するだけの充分な強度を有するものであることが好ましい。すなわち、具体的には白金等の金属材料やセラミックス等の高温耐熱性を有する材料であれば使用することができ、複数の材料を併用することも可能である。   The heat-resistant container is also preferably low in reactivity with the molten atmosphere and has sufficient strength to hold the molten glass in a high temperature state. Specifically, any metal material such as platinum or a material having high temperature heat resistance such as ceramics can be used, and a plurality of materials can be used in combination.

また、本発明のガラス溶融炉は、上記構成に加え、希ガス溶解手段が、溶融ガラスの流れ方向に対するベクトル角が０°〜８０°、５０°〜１３０°または１００°〜１８０°の何れかとなる方向にヘリウム及び／またはネオンの気体の流れを発生させることを特徴とする。   Further, in the glass melting furnace of the present invention, in addition to the above configuration, the rare gas melting means has a vector angle of 0 ° to 80 °, 50 ° to 130 °, or 100 ° to 180 ° with respect to the flow direction of the molten glass. A flow of helium and / or neon gas is generated in a certain direction.

ここで、「ヘリウム及びネオンの気体の流れ」とは、ヘリウム及びネオンが単原子分子状態となって溶融ガラス中に拡散する状態になってからの流れではなく、溶融ガラスに拡散するまでの気体として認知できる状態での流れを意味している。すなわち、溶融槽から成形域へ向かう溶融ガラスの流れに対して、このように特定流動角度でヘリウム及びネオンを気体状態で流動させることによって、両者を単に静止状態で接触させるよりも高速な拡散と混合を実現することができる。   Here, the “gas flow of helium and neon” is not a flow after helium and neon are in a monoatomic molecular state and diffused into the molten glass, but a gas until it diffuses into the molten glass. It means the flow in a state that can be recognized as. That is, by flowing the helium and neon in a gaseous state at a specific flow angle in this way for the flow of the molten glass from the melting tank to the forming zone, diffusion faster than simply bringing them into contact in a stationary state. Mixing can be realized.

これらのベクトル角の内、特に効果的な作用が認められるのは、両者の流動のベクトル角度を１００〜１８０°に設定する場合であって、ガラス融液の粘度が大きく、バブリング等によってヘリウム及びネオンを作用させにくいような組成のガラス材質、とりわけアルカリ含有量の少ない、あるいは実質上無アルカリのガラス組成物の溶融ガラスに対して効果的に適用できる。それに対して、ベクトル角度を５０°〜１３０°に設定する場合については、無アルカリガラスに対しての適用は可能であるものの、より高角度の場合に比較すると原子の拡散と混合、溶解は穏やかなものとなり、拡散と混合、溶解を促進するためには、温度、圧力等の他の条件をより厳しく設定する必要性が生じてくる。さらに、両者のベクトル角度が０°〜８０°の設定の場合については、ガラス材質がヘリウム及び／またはネオンを非常に拡散・混合しやすい組成である場合に採用できる。ただし、無アルカリガラスのようにヘリウム及び／またはネオンが拡散しにくい高い粘性を有する組成のガラス材質であっても、他の均質化装置を併用することによって、ヘリウム及び／またはネオンを溶融ガラス中に拡散・混合することが可能となる場合もある。   Of these vector angles, a particularly effective action is observed when the vector angle of the flow of both is set to 100 to 180 °, and the viscosity of the glass melt is large, and helium and The present invention can be effectively applied to a glass material having a composition that makes it difficult for neon to act, particularly to a molten glass having a low alkali content or a substantially alkali-free glass composition. On the other hand, when the vector angle is set to 50 ° to 130 °, it can be applied to alkali-free glass, but the diffusion, mixing and dissolution of atoms are gentle compared to the case of higher angles. In order to promote diffusion, mixing and dissolution, it becomes necessary to set other conditions such as temperature and pressure more strictly. Furthermore, when the vector angle of both is set to 0 ° to 80 °, it can be adopted when the glass material has a composition that is very easy to diffuse and mix helium and / or neon. However, even in the case of a glass material having a composition with high viscosity in which helium and / or neon is difficult to diffuse, such as alkali-free glass, helium and / or neon can be contained in the molten glass by using another homogenizer. In some cases, it may be possible to diffuse and mix.

また、本発明のガラス溶融炉は、上記構成に加え、希ガス溶解手段が、耐熱性金属及び／またはセラミックよりなることを特徴とする。   The glass melting furnace of the present invention is characterized in that, in addition to the above configuration, the rare gas melting means is made of a heat-resistant metal and / or ceramic.

希ガス溶解手段は、高温環境下で使用されることになり、必要に応じて溶融ガラス中に浸漬した状態で使用される場合もあることから、相応の耐熱性及び耐蝕性を有する耐熱性金属あるいはセラミックスを使用することが好ましい。   The rare gas melting means is used in a high temperature environment, and may be used in a state where it is immersed in molten glass as necessary. Therefore, the heat resistant metal having corresponding heat resistance and corrosion resistance is used. Alternatively, it is preferable to use ceramics.

この希ガス溶解手段は、その能力を確実かつ高速に実現するために、以下のような機能を備えていることが好ましい。すなわち、ヘリウム及び／またはネオンを溶融ガラス中に導入する以前にこれらのガスを加熱する機能、導入するガスの流量を精密に調整する機能、そして導入するガスが溶融ガラス中で気泡形状となる際のそれぞれの気泡についての容積を調整する機能、さらにこれら各々の機能を他の物理量、例えば炉内溶融ガラス温度、耐火物温度、炉内雰囲気圧、溶存ガス量、ガラス流量等の設定値、実測値から相互に微調整するための機能を備えていることが好ましい。   The rare gas dissolving means preferably has the following functions in order to realize its capability reliably and at high speed. That is, the function of heating these gases before introducing helium and / or neon into the molten glass, the function of precisely adjusting the flow rate of the introduced gas, and the introduction of the introduced gas into bubbles in the molten glass. The function of adjusting the volume of each of the bubbles, and each of these functions, other physical quantities, for example, set values such as furnace molten glass temperature, refractory temperature, furnace atmosphere pressure, dissolved gas amount, glass flow rate, actual measurement It is preferable to provide a function for finely adjusting each other based on the value.

ここで、ヘリウム及び／またはネオンを溶融ガラス中に導入する以前にこれらのガスを加熱する機能は、これらのガスを加熱状態とすることによって、高速に溶融ガラス中へ拡散・混合して溶解するために重要な機能である。具体的には、間接加熱を行うための発熱体によるガスの加熱、放射体による加熱等もあるが、最も容易な方法としては、排ガスを回収する際にその排ガスとの熱交換を行うことによって、排ガスの有効利用を行い、エネルギー収支的にも効率的な運用を行うことである。また、導入するガスの流量を精密に調整する機能については、精密な流量測定に基づく微調整を行うことで、操炉条件によるガラス状態の特性の揺らぎに対応することが可能となる。さらに、導入するガスが溶融ガラス中で気泡形状となる際にそれぞれの気泡の容積を調整する機能については、ガス流量の調整に合わせて実現してもよいが、それ以外に溶融ガラスとガスが最初にコンタクトする箇所にガス流量を断続化する治具を配設する方法を採用してもよい。また、ガス出口の寸法形状を調節することによって、気泡径をなるべく小さい径に抑えるような工夫を施すことも可能である。さらに、これら各々の機能を他の物理量、例えば炉内溶融ガラス温度、耐火物温度、炉内雰囲気圧、溶存ガス量、ガラス流量等の設定値、実測値から相互に微調整するための機能とは、これらの物理量を随時監視するシステムを構築することによって、炉内の溶融ガラスの清澄状態を最適な制御状態に維持し続けることを可能とするものである。このような監視システムの結果に基づいて、適切な処置を施すシステムについてコンピューター等を用いて自動化することで、必要最低限の労力で安定した製造条件を維持しつづけることが可能となる。   Here, the function of heating these gases before introducing helium and / or neon into the molten glass is to diffuse and mix into the molten glass at a high speed by bringing these gases into a heated state. This is an important function. Specifically, there are heating of a gas by a heating element for indirect heating, heating by a radiator, etc., but the easiest method is to perform heat exchange with the exhaust gas when collecting the exhaust gas The effective use of exhaust gas and the efficient operation of the energy balance. In addition, regarding the function of precisely adjusting the flow rate of the introduced gas, it is possible to cope with fluctuations in the characteristics of the glass state due to furnace operating conditions by performing fine adjustment based on precise flow rate measurement. Furthermore, the function of adjusting the volume of each bubble when the gas to be introduced becomes a bubble shape in the molten glass may be realized in accordance with the adjustment of the gas flow rate. You may employ | adopt the method of arrange | positioning the jig | tool which intermittently gas-flows in the location which contacts first. Further, it is possible to devise a technique for suppressing the bubble diameter to be as small as possible by adjusting the size and shape of the gas outlet. Furthermore, each of these functions is a function for finely adjusting each other from other physical quantities such as the molten glass temperature in the furnace, the refractory temperature, the atmospheric pressure in the furnace, the amount of dissolved gas, the flow rate of the glass, etc. By building a system for monitoring these physical quantities as needed, it is possible to keep the clarified state of the molten glass in the furnace in an optimal control state. Based on the result of such a monitoring system, it is possible to maintain a stable manufacturing condition with a minimum necessary effort by automating a system for performing an appropriate treatment using a computer or the like.

また、ここで使用される耐熱性金属あるいはセラミックスは、耐熱性以外にも、高温下での溶融ガラスとの反応性に乏しく、さらに他の併用する構造材料等との反応性も低い必要性がある。とりわけ、長時間溶融ガラスからの反応ガス、揮発ガスにも曝されるものであるため、気相との反応、浸食性についても考慮された材料が選定されている必要性がある。   In addition to the heat resistance, the heat-resistant metal or ceramic used here has a poor reactivity with molten glass at high temperatures, and also has a low reactivity with other structural materials used in combination. is there. In particular, since it is also exposed to the reaction gas and volatile gas from the molten glass for a long time, it is necessary to select a material that takes into consideration the reaction with the gas phase and the erodibility.

また、本発明のガラス溶融炉は、上記構成に加え、ヘリウム及び／またはネオンを拡散・混合させた後の溶融ガラス中からヘリウム及び／またはネオンを含有する気体を脱気させる希ガス脱気手段が、溶融ガラスの内部、上方、下方及び側方のうち少なくとも一の位置に配設されていることを特徴とする。   Further, the glass melting furnace of the present invention is a rare gas degassing means for degassing a gas containing helium and / or neon from the molten glass after diffusing and mixing helium and / or neon in addition to the above configuration. Is disposed in at least one of the inside, the top, the bottom, and the side of the molten glass.

希ガス脱気手段を、溶融ガラスの内部、上方、下方及び側方のうち少なくとも一の位置に配設することにより、溶融ガラス中に拡散・混合したヘリウム及び／またはネオンを溶融ガラス中から効果的に脱気することができ、これにより溶融ガラスの良好な清澄が遂行できる。この希ガス脱気装置は、特にガラスの粘性が特に高い状態で脱気しないと溶融設備そのものに大きな負担がかかる場合やガラスに含有する気体成分の絶対量が非常に多く、通常の清澄槽では脱気不充分となる場合に有益である。尚、希ガス脱気装置の配設態様については、希ガス溶解手段の配設態様に関連して既に述べた事項が該当するので、重複する説明を省略する。   By arranging the rare gas degassing means in at least one of the inside, the top, the bottom and the side of the molten glass, helium and / or neon diffused and mixed in the molten glass is effective from the molten glass. Can be degassed, thereby achieving good fining of the molten glass. This rare gas degassing device has a very large load on the melting equipment itself unless it is degassed especially when the viscosity of the glass is particularly high, and the absolute amount of gas components contained in the glass is very large. Useful when deaeration is insufficient. In addition, about the arrangement | positioning aspect of a noble gas deaeration apparatus, since the matter already described in relation to the arrangement | positioning aspect of a noble gas melt | dissolution means corresponds, the overlapping description is abbreviate | omitted.

また、本発明のガラス溶融炉は、上記構成に加え、希ガス脱気手段が、加熱装置、減圧装置及び遠心力発生装置の一群より選択される少なくとも１以上のものを含むことを特徴とする。   The glass melting furnace of the present invention is characterized in that, in addition to the above configuration, the rare gas deaeration means includes at least one selected from the group consisting of a heating device, a decompression device, and a centrifugal force generator. .

ここでの加熱装置、減圧装置及び遠心力発生装置、前述の希ガス溶解手段と同様の構成であっても、異なる装置構成であっても良い。   The heating device, the decompression device, the centrifugal force generation device, and the above-described rare gas dissolving means may have the same configuration or different device configurations.

すなわち、加熱装置としては、炭化水素、酸素、水素等の可燃性の気体燃料、あるいは液体燃料や固体燃料等を燃焼させるバーナー、電気を利用する電気抵抗発熱体や直接通電する電極、また高周波電硫を利用する誘導加熱、さらに赤外線等の電磁波照射装置等を、溶融するガラスの種類や用途に応じて、単独でまたは複数を組み合わせて使用することができる。そして、この加熱装置は、ガラス溶融用の加熱装置や希ガス溶解手段を構成する装置群とは別の装置として配設することもできるし、共用することもできる。また、減圧装置としては、大気圧以下に減圧することができ、耐熱性を有する装置であるならば、どのような方式によるものを採用しても差し支えない。ただ減圧装置は、装置そのものの性能を高温装置近傍で維持するため、冷却機能を備えたものであることが好ましい。さらに、遠心力発生装置については、溶融ガラスに高速回転から発生する遠心力を付与することを可能とする装置であるならば特に制限なく採用できる。   In other words, the heating device includes a burner that burns a combustible gaseous fuel such as hydrocarbon, oxygen, and hydrogen, or a liquid fuel or a solid fuel, an electric resistance heating element that uses electricity, an electrode that is directly energized, or a high-frequency electric power. Induction heating using sulfur, and electromagnetic wave irradiation devices such as infrared rays can be used alone or in combination depending on the type and application of the glass to be melted. And this heating apparatus can be arrange | positioned as an apparatus different from the apparatus group which comprises the heating apparatus for glass melting, and a noble gas melt | dissolution means, and can also be shared. Further, as a decompression device, any method may be adopted as long as the decompression device can be decompressed to atmospheric pressure or less and has heat resistance. However, the decompression device is preferably provided with a cooling function in order to maintain the performance of the device itself in the vicinity of the high temperature device. Furthermore, the centrifugal force generator can be used without particular limitation as long as it is a device that can apply a centrifugal force generated from high-speed rotation to molten glass.

上記の希ガス溶解手段や希ガス脱気手段は、溶融ガラスに対して時系列的に異なる時間に働くものであっても良いし、また溶解手段と脱気手段をほぼ同時期に作用させることもできる。ただし、これが可能となるのは、溶融ガラス中へヘリウム、あるいはネオンが速やかに溶解する他の環境、すなわち温度や雰囲気、圧力等の条件が充分に整っていることが必要である。   The above rare gas melting means and rare gas degassing means may work at different times in time series with respect to the molten glass, and the melting means and the degassing means are operated almost simultaneously. You can also. However, in order to be able to do this, it is necessary that the other environment in which helium or neon rapidly dissolves in the molten glass, that is, the conditions such as temperature, atmosphere, and pressure, are sufficiently prepared.

また、本発明のガラス溶融炉は、上記構成に加え、希ガス脱気手段が、溶融ガラスの上方に設けられた希ガス集積室を備えていることを特徴とする。   The glass melting furnace of the present invention is characterized in that, in addition to the above configuration, the rare gas deaeration means includes a rare gas accumulation chamber provided above the molten glass.

ここで、「希ガス集積室」は、溶融ガラスの上方に位置し、溶融ガラスから脱気されたヘリウムやネオンを一時的に蓄える空間部である。   Here, the “rare gas accumulation chamber” is a space that is located above the molten glass and temporarily stores helium and neon deaerated from the molten glass.

この希ガス集積室は、耐熱性構造であって、実質的に気密状態を維持できるならば、形状や寸法は特に限定されない。また、溶融槽や清澄槽の上部空間をこの希ガス集積室として利用することも可能であるし、溶融槽や清澄槽等とは別個に設けられた密閉空間よりなるものであってもよい。さらに、この希ガス集積室に必要となるものとして、温度計測装置や集塵装置等を配設することができ、さらに希ガスを再利用するためにガラス反応によって発生した二酸化炭素、水蒸気、酸素、窒素等の気体を含有する高温混合ガスからヘリウム、ネオンといった希ガスを高い収率で回収可能なガス分離装置を連結しても良い。   The rare gas accumulation chamber has a heat resistant structure, and the shape and dimensions are not particularly limited as long as the rare gas accumulation chamber can maintain a substantially airtight state. In addition, the upper space of the melting tank or clarification tank can be used as the rare gas accumulation chamber, or it may be a sealed space provided separately from the melting tank or clarification tank. Furthermore, as necessary for this rare gas accumulation chamber, a temperature measuring device, a dust collecting device, and the like can be provided, and carbon dioxide, water vapor, oxygen generated by a glass reaction in order to reuse the rare gas. Alternatively, a gas separation device that can recover a rare gas such as helium or neon in a high yield from a high-temperature mixed gas containing a gas such as nitrogen may be connected.

尚、耐熱性容器内における溶融ガラスの上部空間を希ガス集積室として利用する場合、希ガス集積室は必ずしも該上部空間の全領域に亘って設ける必要はなく、その一部領域に設けても良い。また、当然ながら、空間配置的な位置関係として、希ガス集積室は、溶融ガラスの真上である必要性はなく、斜め上方に位置していても差し支えない。   When the upper space of the molten glass in the heat-resistant container is used as a rare gas accumulation chamber, the rare gas accumulation chamber does not necessarily have to be provided over the entire area of the upper space, and may be provided in a partial area thereof. good. Of course, as a positional relationship in terms of spatial arrangement, the rare gas accumulation chamber does not have to be directly above the molten glass, and may be located obliquely above.

また、本発明のガラス溶融炉は、上記構成に加え、希ガス溶解手段が複数の希ガス導入口を備えていることを特徴とする。   Moreover, the glass melting furnace of the present invention is characterized in that, in addition to the above configuration, the rare gas melting means includes a plurality of rare gas inlets.

希ガス溶解手段が複数の希ガス導入口を備えていることの利点は次のようなものである。すなわち、ヘリウム及び／またはネオンガスを溶融ガラスに導入する場合に、これら希ガスの溶融ガラスへの総体的な溶解量を高めるためには、これら希ガスの溶融ガラスとの接触界面を広くする必要性があるが、１つの希ガス導入口で断続的に大量の希ガスを供給しても、希ガスによって形成される気泡が粘性の高い溶融ガラス中で浮上していく途中で、次々に合体して大きな１つの気泡となってしまう。このため、結局、希ガスの供給量を多しても、溶融ガラスとの接触界面面積を大きくすることはできない。これに対して、複数の希ガス導入口から希ガスを供給すると、希ガスによって形成される気泡が合体して大きな気泡となる現象が抑制され、気泡の多くは小径を維持した状態で溶融ガラス中を浮上してゆく。このため、希ガスの供給量を比較的少なくしても、溶融ガラスとの接触界面面積を大きくすることが可能となり、これにより、希ガスの溶融ガラスへの総体的な溶解量を高めることができる。   The advantages of the rare gas dissolving means having a plurality of rare gas inlets are as follows. That is, when introducing helium and / or neon gas into the molten glass, in order to increase the total amount of these rare gases dissolved in the molten glass, it is necessary to widen the contact interface of these rare gases with the molten glass. However, even if a large amount of noble gas is intermittently supplied at one noble gas inlet, the bubbles formed by the noble gas coalesce one after the other while floating in the molten glass with high viscosity. It becomes one big bubble. For this reason, after all, even if the supply amount of the rare gas is increased, the contact interface area with the molten glass cannot be increased. On the other hand, when a rare gas is supplied from a plurality of rare gas inlets, the phenomenon that bubbles formed by the rare gas coalesce into large bubbles is suppressed, and most of the bubbles are molten glass while maintaining a small diameter. I will rise inside. For this reason, even if the supply amount of the rare gas is relatively small, it is possible to increase the contact interface area with the molten glass, thereby increasing the total dissolution amount of the rare gas into the molten glass. it can.

一方、１つのガラス溶融炉に対して過大数の希ガス導入口設けても、その労力や必要となる費用の割に、溶融ガラス中へのヘリウム、ネオンの溶解を大きく促進するという効果は少ない。ただし、費用等の負担を厭わなければ、多数の希ガス導入口を設けることによって、ヘリウム、ネオンの溶解量を一層増加させることができる。よって、ヘリウム、ネオンの希ガス導入口は、２〜１０００００個の範囲、より好ましくは４〜１００００個、さらに好ましくは６〜５０００個、一層好ましくは１０〜３０００個、より一層好ましくは１１〜２０００個、さらにより一層好ましくは１３〜１０００個の範囲、最も好ましくは１５〜５００個の範囲で設けるのが良い。   On the other hand, even if an excessive number of rare gas inlets are provided for one glass melting furnace, the effect of greatly promoting the dissolution of helium and neon in the molten glass is small for the labor and necessary cost. . However, the amount of dissolved helium and neon can be further increased by providing a large number of rare gas inlets if there is no burden of costs or the like. Therefore, the number of rare gas inlets for helium and neon is in the range of 2 to 100,000, more preferably 4 to 10,000, still more preferably 6 to 5000, still more preferably 10 to 3000, and still more preferably 11 to 2000. It is better to provide in the range of 13 to 1000, more preferably in the range of 13 to 1000, and most preferably in the range of 15 to 500.

また、希ガス導入口の配設密度は、形成される気泡の直径寸法によって制限される。単純なバブリングを採用する場合、形成される気泡の直径は１ｃｍより小径とすることは困難であるため、希ガス導入口の間隔は１ｃｍ以上必要となる。従って、希ガス導入口の配設密度は、１００００導入口数／ｍ2以下であることが必要である。より好ましくは９０００導入口数／ｍ2以下、さらに好ましくは８０００導入口数／ｍ2以下、一層好ましくは７０００導入口数／ｍ2以下とするのが良い。単純なバブリングに加え、形成された気泡に機械的な剪断力を印加することによってその直径を小さくする等の工夫を行う場合には、希ガス導入口の配設密度は、１００００００導入口数／ｍ2以下、好ましくは９０００００導入口数／ｍ2以下、より好ましくは８０００００導入口数／ｍ2以下とするのが良い。 Further, the density of the rare gas inlets is limited by the diameter of the bubbles to be formed. When employing simple bubbling, it is difficult to make the diameter of bubbles to be formed smaller than 1 cm, so that the interval between the rare gas inlets must be 1 cm or more. Accordingly, the arrangement density of the rare gas inlets needs to be 10000 inlets / m 2 or less. More preferably, it is 9000 inlets / m 2 or less, more preferably 8000 inlets / m 2 or less, and even more preferably 7000 inlets / m 2 or less. In addition to simple bubbling, in the case where the diameter is reduced by applying mechanical shearing force to the formed bubbles, the arrangement density of the rare gas inlets is 1,000,000 inlet ports / m. 2 or less, preferably 900,000 introduction ports / m 2 or less, more preferably 800,000 introduction ports / m 2 or less.

また、本発明のガラス溶融炉は、上記構成に加え、複数の希ガス導入口が、炉床及び／または炉壁に配設されていることを特徴とする。   In addition to the above-described configuration, the glass melting furnace of the present invention is characterized in that a plurality of rare gas inlets are arranged on the hearth and / or the furnace wall.

上記のように、希ガス導入口は、溶融ガラスを保持している耐熱性の炉床か、あるいは炉床と連続した炉壁に配設するのが好ましい。むろん、希ガス導入口は、炉床と炉壁の境界に配設されていても良い。   As described above, the rare gas inlet is preferably disposed on the heat-resistant hearth holding the molten glass or on the furnace wall continuous with the hearth. Of course, the rare gas inlet may be arranged at the boundary between the hearth and the furnace wall.

また、本発明のガラス溶融炉は、上記構成に加え、複数の希ガス導入口が、１０００℃以上の融点を有する金属により構成されることを特徴とする。   In addition to the above configuration, the glass melting furnace of the present invention is characterized in that the plurality of rare gas inlets are made of a metal having a melting point of 1000 ° C. or higher.

このような構成とすることによって、ヘリウム及び／またはネオンヘリウムが溶融ガラスと直接接触する温度を１０００℃以上の高温度とすることができる。   By setting it as such a structure, the temperature which helium and / or neon helium directly contacts with a molten glass can be made into high temperature 1000 degreeC or more.

また、本発明のガラス溶融炉は、上記構成に加え、希ガス溶解手段が溶融槽の下流側に接続された希ガス溶解槽内に配設されていることを特徴とする。この希ガス溶解槽の下流側に清澄層が接続される場合もある。   The glass melting furnace of the present invention is characterized in that, in addition to the above configuration, the rare gas melting means is disposed in a rare gas melting tank connected to the downstream side of the melting tank. A clarification layer may be connected to the downstream side of the rare gas dissolution tank.

溶融槽と希ガス溶解槽との接続部は、例えば耐熱性の管状体であってもよいし、傾斜を持たせた樋状体であってもよいし、溶融槽で溶融状態となったガラスを希ガス溶解槽へと流入させる機能を有するものか、あるいは両者間を仕切る耐火性、耐食性といった性質を持つ壁面に通路部を設けたものであってもよい。さらに、この接続部は、構造的な接続部分（接合部分）を有しているものに限らず、溶融ガラスが結果として溶融槽から希ガス溶解槽へと移送されることになるような構成を有するものであれば足りる。例えば、この接続部は、構造的には接合していない状態で、溶解槽の所定箇所からあふれ出した溶融ガラスを耐火性の棒状構造体に沿って定常的に流下させて、希ガス溶解槽に誘導するような構成であっても良い。この場合、溶融ガラスを誘導する耐火性の棒状構造体は、溶融槽には配設されているが、下流側にある希ガス溶解槽には直接配設されていない。   The connecting portion between the melting tank and the rare gas dissolution tank may be, for example, a heat-resistant tubular body, a bowl-shaped body having an inclination, or glass that has been melted in the melting tank. May have a function of causing the gas to flow into the rare gas dissolution tank, or may be provided with a passage portion on a wall surface having properties such as fire resistance and corrosion resistance that partition the two. Furthermore, this connection part is not limited to the one having a structural connection part (joining part), and a configuration in which the molten glass is transferred from the melting tank to the rare gas dissolving tank as a result. It is enough if you have it. For example, this connection part is a state where the molten glass overflows from a predetermined portion of the melting tank in a state where it is not structurally bonded, and constantly flows down along the refractory rod-shaped structure, The structure which guide | induces to may be sufficient. In this case, the refractory rod-like structure for guiding the molten glass is disposed in the melting tank, but is not directly disposed in the rare gas dissolving tank on the downstream side.

希ガス溶解槽の内壁面は、１２００℃以上の耐火温度を有する耐火煉瓦または１２００℃以上の融点を有する耐熱性金属で構成されていることが好ましい。具体的には、希ガス溶解槽の内表面を上記の耐火煉瓦または耐熱性金属（あるいは、上記の耐火煉瓦および耐熱性金属の双方）によって被覆する。このような構成を採用することによって、ヘリウム、ネオンは１２００℃以上の環境下で溶融ガラス中に拡散していくことができ、このことが、ヘリウムやネオンを溶融ガラス中に効率よく溶解させていくことを可能にする。   The inner wall surface of the rare gas dissolution tank is preferably made of refractory brick having a refractory temperature of 1200 ° C. or higher or a refractory metal having a melting point of 1200 ° C. or higher. Specifically, the inner surface of the rare gas dissolution tank is covered with the above refractory brick or refractory metal (or both the refractory brick and the refractory metal). By adopting such a configuration, helium and neon can diffuse into the molten glass in an environment of 1200 ° C. or higher, which effectively dissolves helium and neon in the molten glass. It is possible to go.

１２００℃以上の耐火温度を有する耐火煉瓦については、複数あるいは単独の成分を有する無機酸化物や窒化物等を採用することができ、必要に応じて成分比を変化させ、全く異なる成分を有する複数の耐火煉瓦の組み合わせによって、ヘリウムやネオンを溶解した溶融ガラスの均質度を向上させ、泡を浮上させる際の妨げとなるような成分の溶融ガラス中への溶出や耐火材料と溶融ガラスの界面に微細な泡がトラップされやすいような表面状態としないようにすることが容易となるような構成をとることができる。   For refractory bricks having a refractory temperature of 1200 ° C. or higher, inorganic oxides or nitrides having a plurality of components or single components can be adopted, and a plurality of components having completely different components can be changed as necessary. The combination of refractory bricks improves the homogeneity of molten glass in which helium and neon are dissolved, and elution of components into the molten glass that hinder the foam from rising and the interface between the refractory material and the molten glass It is possible to adopt a configuration that makes it easy to prevent a fine bubble from being trapped easily.

また、１２００℃以上の融点をもつ複数あるいは単一の金属成分よりなる耐熱性金属については、溶融ガラスとの反応性等についても十分考慮することによって、溶融ガラス中に不要な気泡を生じさせ、ヘリウム、ネオンの拡散、溶解の妨げとなることのないような環境を作ることができる。１２００℃の融点とする理由は、耐火温度について前述したように、ヘリウムやネオンをガラス中に効率よく溶解させていくことを可能にするために必要となるからである。   In addition, for a heat-resistant metal composed of a plurality of or a single metal component having a melting point of 1200 ° C. or higher, sufficient consideration is given to the reactivity with the molten glass, thereby generating unnecessary bubbles in the molten glass, An environment that does not interfere with the diffusion and dissolution of helium and neon can be created. The reason why the melting point is 1200 ° C. is that it is necessary to enable helium and neon to be efficiently dissolved in the glass as described above with respect to the refractory temperature.

また、本発明のガラス溶融炉は、上記構成に加え、耐火煉瓦が、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｃｒ2Ｏ3、Ｃ及びＷＯ3の一群より選択される少なくとも１以上のものを含有することを特徴とする。 The glass melting furnace of the present invention has at least one or more refractory bricks selected from the group consisting of SiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , MgO, Cr 2 O 3 , C, and WO 3 in addition to the above-described configuration. It is characterized by containing.

ここで、耐火煉瓦が、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｃｒ2Ｏ3、Ｃ及びＷＯ3の一群より選択される少なくとも１以上のものを含有することとは、シリカ（または、石英あるいは二酸化珪素）、ジルコニア（または、酸化ジルコニウム）、アルミナ（または、酸化アルミニウム）、マグネシア（または、酸化マグネシウム）、酸化クロム、炭素（または、カーボン）、酸化タングステンのいずれかを１種以上含有することを意味している。 Here, the refractory brick contains at least one selected from the group consisting of SiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , MgO, Cr 2 O 3 , C and WO 3 is silica (or , Quartz or silicon dioxide), zirconia (or zirconium oxide), alumina (or aluminum oxide), magnesia (or magnesium oxide), chromium oxide, carbon (or carbon), or tungsten oxide. It means to contain.

ＳｉＯ2は、光学ガラスの溶解等にも耐火材料として使用されることがあるが、ヘリウム、ネオンを溶解する希ガス溶解槽を構成するにも適した耐火性を有する材料であって、高純度な成分構成の溶融ガラスへのヘリウム、ネオンの溶解については、好適な材料である。そしてＺｒＯ2については、１５００℃以上の高温溶融を必要とする溶融ガラスにヘリウム、ネオンを溶解するのに好適である。またＡｌ2Ｏ3についてもＳｉＯ2同様に希ガス溶解槽の構成材料（内張材料）として使用するのは好ましい。ＭｇＯ、Ｃｒ2Ｏ3については、希ガス溶解槽を安価な構築費で構成することを可能とするために、好ましいものである。さらにＣやＷＯ3については、特殊な構成成分を要するガラスについてヘリウムやネオンを溶解する場合に好ましい場合もある。 SiO 2 is sometimes used as a refractory material for the melting of optical glass, etc., but is a material having a fire resistance suitable for constituting a rare gas dissolution tank that dissolves helium and neon, and has a high purity. It is a suitable material for the dissolution of helium and neon in molten glass having various components. ZrO 2 is suitable for dissolving helium and neon in molten glass that requires high-temperature melting at 1500 ° C. or higher. Al 2 O 3 is also preferably used as a constituent material (lining material) of a rare gas dissolution tank, like SiO 2 . MgO, for the Cr 2 O 3, in order to be able to configure the rare gas dissolving vessel and inexpensive construction costs, is preferred. Furthermore, C or WO 3 may be preferable when helium or neon is dissolved in glass that requires special constituent components.

また、本発明のガラス溶融炉は、上記構成に加え、耐熱性金属が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｗ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｒｕ、Ｔｃ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＭｂの一群より選択される少なくとも１以上のものを含有することを特徴とする。   Further, the glass melting furnace of the present invention includes, in addition to the above configuration, the heat-resistant metals of Pt, Ir, Os, Re, W, Ta, Rh, Hf, Ru, Tc, Pd, Mo, Ti, Zr and Mb. It contains at least one selected from a group.

ここで、耐熱性金属が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｗ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｒｕ、Ｔｃ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＮｂの一群より選択される少なくとも１以上のものを含有するとは、耐熱性金属材料として白金、イリジウム、オスミウム、レニウム、タングステン、タンタル、ロジウム、ハフニウム、ルテニウム、テクネチウム、パラジウム、モリブデン、チタン、ジルコニウム、ニオブの内の少なくとも１つ以上の成分を１質量％は含有するものであることを意味している。これらの金属材料は、単独あるいは合金状態で使用することができ、また使用部位によって異なる金属材料を採用することができる。また、さらにセラミックスと金属の複合材料についても採用することができる。   Here, the refractory metal contains at least one selected from the group consisting of Pt, Ir, Os, Re, W, Ta, Rh, Hf, Ru, Tc, Pd, Mo, Ti, Zr and Nb. Then, 1% by mass of at least one of platinum, iridium, osmium, rhenium, tungsten, tantalum, rhodium, hafnium, ruthenium, technetium, palladium, molybdenum, titanium, zirconium, and niobium as the heat-resistant metal material. Means containing. These metal materials can be used alone or in an alloy state, and different metal materials can be adopted depending on the use site. Furthermore, it can also be applied to a composite material of ceramics and metal.

また、本発明のガラスの製造方法は、ガラス原料を加熱により溶融して溶融ガラスにするガラスの製造方法であって、ヘリウム及び／またはネオンを含有する平均直径１５０ｍｍ以下の気泡を溶融ガラス中に導入することによって、ヘリウム及び／またはネオンを溶融ガラスに拡散・混合して所定量含有させることを特徴とする。   The glass manufacturing method of the present invention is a glass manufacturing method in which a glass raw material is melted by heating to form molten glass, and helium and / or neon-containing bubbles having an average diameter of 150 mm or less are contained in the molten glass. By introducing it, helium and / or neon is diffused and mixed in the molten glass to contain a predetermined amount.

ヘリウム及び／またはネオンを含有する平均直径１５０ｍｍ以下の気泡を形成することによって、ヘリウム、ネオンと溶融ガラスとの接触界面面積を増加させることができる。気泡の直径は小さい方がより好ましく、またその個数も多い方がよいが、効果的な清澄の実現ができるのは、ガラスの容積によって変わる。すなわち、大きな容積であればそれだけ多数の気泡を形成し、しかも気泡直径は小さくなる方がよい。一方、気泡の平均直径が１５０ｍｍを越えると、気泡が溶融ガラス中を浮上し、溶融ガラスの表面に達して消滅する時に、気泡を覆っていた溶融ガラス生地が大量に飛散し、その結果、溶融ガラス表面にある気体成分を巻き込むことによって、溶融ガラス表面に無数の巻き込み泡を発生させる原因となる。その結果、表面生地に微細な泡欠陥を発生させることになって、ヘリウム、ネオンによってもたらされる微細な泡を無くして均質なガラスを得ることのできる清澄効果を無駄なものとしてしまうことになる。このため、ヘリウム及び／またはネオンを含有する泡の平均直径は、１５０ｍｍ以下が好ましく、１２０ｍｍ以下とすることがより好ましく、さらに好ましくは１００ｍｍ以下、一層好ましくは８０ｍｍ以下とすることである。   By forming bubbles having an average diameter of 150 mm or less containing helium and / or neon, the contact interface area between helium, neon and molten glass can be increased. Although it is more preferable that the diameter of the bubbles is smaller and the number of the bubbles is larger, effective fining can be realized depending on the volume of the glass. That is, if the volume is large, it is better to form a larger number of bubbles and to reduce the bubble diameter. On the other hand, when the average diameter of the bubbles exceeds 150 mm, when the bubbles rise in the molten glass and reach the surface of the molten glass and disappear, the molten glass dough covering the bubbles is scattered in large quantities, resulting in melting. Involving a gas component on the glass surface causes innumerable entrainment bubbles on the surface of the molten glass. As a result, a fine bubble defect is generated in the surface fabric, and the clarification effect capable of obtaining a homogeneous glass without the fine bubble caused by helium and neon is wasted. For this reason, the average diameter of the foam containing helium and / or neon is preferably 150 mm or less, more preferably 120 mm or less, still more preferably 100 mm or less, and even more preferably 80 mm or less.

また、本発明のガラス溶融炉は、必要とされる耐熱性を有し、高温下にて経時的に構造強度を維持できる耐火材料であれば、使用する耐火材料の種類は問わないものである。ただ耐火材料には、一般的にセラミックスや耐熱性金属が利用されることが多いが、多孔性の耐火材料も数多く存在するため、ヘリウムやネオンを保持すべき箇所にはこれらのガスが不用意にガラス溶融炉外に散逸してしまうような材料が使用されないように注意が必要である。   The glass melting furnace of the present invention is not limited to the type of refractory material used as long as it has the required heat resistance and can maintain the structural strength over time at high temperatures. . However, ceramics and refractory metals are often used as refractory materials, but there are many porous refractory materials, so these gases are not suitable for places where helium or neon should be held. Therefore, care must be taken not to use materials that would dissipate outside the glass melting furnace.

さらに、本発明のガラス溶融炉で採用可能な加熱手段は、加熱の方法や手段、設備を特に限定するものではない。よって加熱手段としては、間接加熱でも直接加熱でもよく、加熱手段としては、電気、各種燃料の燃焼、電磁波等の加熱方法を単独あるいは組み合わせて複数併用することができる。さらにこの加熱装置に必要となる特性として、ガラス化反応の妨げになるような反応性を有せず、高温での構造強度に支障がないものであって、目的に見合うだけの体積のガラス原料を同時に加熱することができる規模を有し、ガラス材質の溶融という使用目的に合致した構成材料で構築された装置であればよい。   Furthermore, the heating means that can be employed in the glass melting furnace of the present invention does not particularly limit the heating method, means, and equipment. Therefore, the heating means may be indirect heating or direct heating, and as the heating means, heating methods such as electricity, combustion of various fuels, electromagnetic waves and the like can be used alone or in combination. Furthermore, as a characteristic required for this heating device, there is no reactivity that hinders the vitrification reaction, there is no hindrance to the structural strength at high temperature, and the glass raw material has a volume suitable for the purpose. As long as the apparatus can be heated at the same time, it may be an apparatus constructed of a constituent material that meets the intended purpose of melting a glass material.

また、本発明のガラス溶融炉で溶解できるガラス材質は、一般に多成分の無機元素の酸化物を主成分により構成されるものである。ここで、多成分の無機元素の酸化物を主成分とするとは、２種類以上の酸化物を含み、かつその２成分以上の酸化物についての質量％表記の合量が、意図的に５割以上含有するということを表している。そして、単一の組成を有するガラス組成物に不純物として複数の成分が混入する場合は、本件での多成分の酸化物には相当しない。それは、例えば質量％で９９％近い含有率を有する単一成分のガラス組成物に小数点以下二桁台の０．０９質量％以下の含有率を有する成分を複数含有する場合は、本件の多成分の酸化物を含有するというものには該当しない。よって光ファイバー用の石英ガラスやこれに準じる高純度の石英ガラスは本件で対象とするものではない。またアニオンとしてフッ素を多量に含有するフッ化物ガラス、弗燐酸塩ガラス、カルコゲナイドガラス、カルコハライドガラス、オキシナイトライドガラス等の非酸化物系ガラスについても対象とするものではない。   Moreover, the glass material that can be melted in the glass melting furnace of the present invention is generally composed of an oxide of a multi-component inorganic element as a main component. Here, the main component is an oxide of a multi-component inorganic element, which includes two or more kinds of oxides, and the total amount expressed by mass% of the two or more oxides is intentionally 50%. It represents that it contains above. When a plurality of components are mixed as impurities in a glass composition having a single composition, it does not correspond to a multicomponent oxide in this case. For example, if a single component glass composition having a content of nearly 99% by mass% contains a plurality of components having a content of 0.09 mass% or less in the double digits after the decimal point, this multi-component It does not fall under the category of containing any oxide. Therefore, quartz glass for optical fibers and high-purity quartz glass equivalent thereto are not the subject of this case. Further, non-oxide glasses such as fluoride glass, fluorophosphate glass, chalcogenide glass, chalcogenide glass, and oxynitride glass containing a large amount of fluorine as an anion are not targeted.

また、本件を利用して製造されるガラスが使用される用途としては、特に限定されるものではない。すなわち、例えば、液晶表示素子の基板用板ガラスやプラズマディスプレイ用途の板ガラス、固体撮像素子収納パッケージのカバーガラス、液晶表示ディスプレイに搭載されるバックライト用管ガラス、高強度結晶化ガラス、光部品用途の各種レンズ部品、低融点粉末ガラス等の高い技術を要するガラス製品の製造に好適なものである。   Moreover, it is not specifically limited as an application where the glass manufactured using this matter is used. That is, for example, a plate glass for a substrate of a liquid crystal display element, a plate glass for a plasma display, a cover glass of a solid-state image pickup device storage package, a tube glass for a backlight mounted on a liquid crystal display, a high-strength crystallized glass, an optical component application It is suitable for manufacturing glass products that require high technology such as various lens parts and low melting point powdered glass.

また、本発明のガラス製造装置を使用することによって、製造されるガラス組成物、すなわちガラス物品は、ガラス原料を溶融して製造される多成分の酸化物を主成分とするガラス物品であって、ヘリウム及び／またはネオンの含有濃度が０．０００１〜２μｌ／ｇ（０℃、１ａｔｍ）であることを特徴とするものとなる。そしてこのようにガラス物品中に存在するヘリウム及び／またはネオンは、他のガラス構成成分によって構築されたガラス網目構造の空孔に捕捉された状態で存在している。このような状態を本件では、ガラス中に溶解していると表現している。   The glass composition produced by using the glass production apparatus of the present invention, that is, the glass article is a glass article mainly composed of a multicomponent oxide produced by melting a glass raw material. The concentration of helium and / or neon is 0.0001 to 2 μl / g (0 ° C., 1 atm). Thus, helium and / or neon present in the glass article is present in a state of being trapped in the holes of the glass network constructed by other glass components. In this case, this state is expressed as being dissolved in the glass.

なお、気泡径の計測は、炉内を観察する透明結晶化ガラスであるネオセラム窓を通して、高温撮影用の撮影装置によって撮影した画像データを画像解析することによって算出することができる。また、前記のヘリウム、ネオンのガラス中の含有量は、四重極型質量分析計によって測定することができる。四重極型質量分析計によるガス分析は、被測定ガラス試料を白金皿に入れ、その白金皿を試料室に保持して１０-5Ｐａ（即ち、１０-8Ｔｏｒｒ）の真空状態とした後、加熱して放出されたガスを０．０００１μＬ／ｇの測定感度を有する四重極型質量分析計に導いて分析をおこなうことができる。 The measurement of the bubble diameter can be calculated by performing image analysis on image data taken by a high-temperature photographing device through a neo-ceram window which is a transparent crystallized glass for observing the inside of the furnace. The content of the helium and neon glass can be measured by a quadrupole mass spectrometer. In the gas analysis by the quadrupole mass spectrometer, a glass sample to be measured is put in a platinum dish, and the platinum dish is held in a sample chamber to be in a vacuum state of 10 −5 Pa (that is, 10 −8 Torr). The gas released by heating can be introduced into a quadrupole mass spectrometer having a measurement sensitivity of 0.0001 μL / g for analysis.

（１）本発明のガラス溶融炉は、溶融ガラス中へのヘリウム及び／またはネオンの拡散・混合、溶解が迅速かつ効率的に行えるものであって、溶融ガラス中の０．１ｍｍ以下の清澄困難な微小径の泡を清澄する効果を有するものである。   (1) The glass melting furnace of the present invention can rapidly and efficiently diffuse, mix, and dissolve helium and / or neon in molten glass, and it is difficult to clarify the molten glass to 0.1 mm or less in molten glass. It has an effect of clarifying bubbles having a small diameter.

（２）また、本発明のガラス溶融炉は、溶解させるヘリウム及び／またはネオンの濃度が０．０００１μｌ／ｇ（０℃、１ａｔｍ）以上であるため、ガラスの清澄を効率的に進め、均質なガラス状態となるまでに要する時間を短縮することが可能である。   (2) Further, in the glass melting furnace of the present invention, since the concentration of helium and / or neon to be dissolved is 0.0001 μl / g (0 ° C., 1 atm) or more, glass clarification can be efficiently advanced and homogeneous. It is possible to shorten the time required to reach the glass state.

（３）さらに、本発明のガラス溶融炉は、希ガス溶解手段の少なくとも一部が溶融ガラス中に浸漬しているため、ヘリウム及び／ネオンを最も拡散・混合しやすい状態で溶融ガラスと接触させることができ、最適な清澄効果を実現することが可能となる。   (3) Furthermore, in the glass melting furnace of the present invention, since at least a part of the rare gas melting means is immersed in the molten glass, helium and / neon are brought into contact with the molten glass in a state in which they are most easily diffused and mixed. And an optimum clarification effect can be realized.

（４）また、本発明のガラス溶融炉は、希ガス溶解手段が、溶融ガラスの内部、上方、下方及び側方のうち少なくとも一の位置に配設されているため、種々の溶融、成形方式に対応する製造工程に応用することができ、市場の需要と製品の仕様に応じた溶融方式を採用することによって、必要充分な特性を有するガラス製品を潤沢に供給することを可能とする。   (4) Further, in the glass melting furnace of the present invention, since the rare gas melting means is disposed in at least one of the inside, the top, the bottom, and the side of the molten glass, various melting and forming methods By adopting a melting method according to the market demand and product specifications, it is possible to supply abundant glass products having necessary and sufficient characteristics.

（５）さらに、本発明のガラス溶融炉は、希ガス溶解手段が、加熱装置、減圧装置及び遠心力発生装置の一群より選択される少なくとも１以上のものを含むため、溶融されたガラス物品の性質によって最も相応しい方法を必要に応じて採用することができ、少ないエネルギーで最大の清澄効果を実現することで、安価な製造原価で高い品位のガラス物品を製造することが可能となる。   (5) Further, in the glass melting furnace of the present invention, the rare gas melting means includes at least one selected from the group consisting of a heating device, a decompression device, and a centrifugal force generation device. Depending on the properties, the most appropriate method can be adopted as necessary, and by realizing the maximum clarification effect with a small amount of energy, it becomes possible to produce high-quality glass articles at a low production cost.

（６）また、本発明のガラス溶融炉は、加熱装置が、耐熱性容器により構成される１以上の槽よりなるものであるため、溶融ガラスを保持しつつ加熱を行うことで、どのような組成のガラス物品であっても溶存ガスを確実に溶融ガラス系外へと導き、溶融ガラスが容器内にある限りは、連続した脱気を継続することによって最終的に安定した清澄を達成することができる。   (6) Moreover, since the glass melting furnace of this invention consists of one or more tanks comprised with a heat resistant container, what kind of thing is carried out by heating while hold | maintaining molten glass? Even if it is a glass article of composition, as long as the dissolved gas is surely guided out of the molten glass system and the molten glass is in the container, continuous deaeration is continued to finally achieve stable fining. Can do.

（７）また、本発明のガラス溶融炉は、希ガス溶解手段が、溶融ガラスの流れ方向に対するベクトル角が０°〜８０°、５０°〜１３０°または１００〜１８０°の何れかとなる方向にヘリウム及び／またはネオンの気体の流れを発生させるため、ヘリウム及び／またはネオンを拡散・混合し難いか、あるいは容易に拡散・混合可能なガラス材質であるかによって、流れ方向を最適に設定することで、種々のガラス材質の高度な清澄を行うことができる。   (7) Further, in the glass melting furnace of the present invention, the rare gas melting means has a vector angle with respect to the flow direction of the molten glass of 0 ° to 80 °, 50 ° to 130 °, or 100 to 180 °. In order to generate a gas flow of helium and / or neon, the flow direction should be set optimally depending on whether helium and / or neon is difficult to diffuse and mix or is a glass material that can be easily diffused and mixed. Thus, it is possible to perform high-quality clarification of various glass materials.

（８）また、本発明のガラス溶融炉は、希ガス溶解手段が、耐熱性金属及び／またはセラミックよりなるため、長期に渡って安定した製造を実現することができる。   (8) Moreover, since the rare gas melting | fusing means consists of a refractory metal and / or a ceramic, the glass melting furnace of this invention can implement | achieve stable manufacture over a long term.

（９）さらに、本発明のガラス溶融炉は、希ガス脱気手段が、溶融槽の内部、上方、下方及び側方のうち少なくとも一の位置に配設されているため、溶融ガラス中に拡散・混合したヘリウム及び／またはネオンを速やかに脱気することで、溶融ガラスに残留する気泡を確実に除去することができ、従来の清澄方法では均質なガラスを得るのが容易ではないような粘性の高いガラス物品であっても、高品位でかつ効率よく製造することができる。   (9) Further, in the glass melting furnace of the present invention, the rare gas degassing means is disposed in at least one of the inside, the top, the bottom and the side of the melting tank, so that it diffuses into the molten glass.・ By rapidly degassing the mixed helium and / or neon, bubbles remaining in the molten glass can be surely removed, and viscosity that makes it difficult to obtain homogeneous glass by the conventional clarification method Even a high-quality glass article can be manufactured with high quality and efficiency.

（１０）また、本発明のガラス溶融炉は、希ガス脱気手段が、加熱装置、減圧装置及び遠心力発生装置の一群より選択される少なくとも１以上のものであるため、ガラスの種類ばかりでなく、用途や必要とされるガラス製造量によっても選択を行う幅に余裕を持たせ、溶融ガラスからの脱気操作を確実に行うことができる。   (10) In the glass melting furnace of the present invention, the rare gas degassing means is at least one selected from the group consisting of a heating device, a decompression device, and a centrifugal force generation device. In addition, it is possible to allow a degassing operation from the molten glass by providing a margin for the selection depending on the application and the required glass production amount.

（１１）さらに、本発明のガラス溶融炉は、溶融ガラスの清澄によって発生したヘリウムやネオンを効率よく再利用することを可能にし、高価なヘリウムやネオンガスを有効に活用することができる。   (11) Furthermore, the glass melting furnace of the present invention enables efficient reuse of helium and neon generated by clarification of molten glass, and can effectively use expensive helium and neon gas.

（１２）また、本発明のガラス溶融炉は、希ガス溶解手段が複数の希ガス導入口を備えているため、ヘリウム、ネオンの溶融ガラスへの導入量を調整することが容易であって、ガラス溶融炉の各種操炉条件に沿った精密な調整によって、安定した品位を有するガラス物品を大量に製造することができる。   (12) In the glass melting furnace of the present invention, since the rare gas melting means includes a plurality of rare gas inlets, it is easy to adjust the amount of helium and neon introduced into the molten glass, By precise adjustment in accordance with various operating conditions of the glass melting furnace, a large amount of glass articles having stable quality can be produced.

（１３）また、本発明のガラス溶融炉は、複数の希ガス導入口が、炉床及び／または炉壁に配設されているため、溶融ガラスの炉内での流れ状態を乱したり、炉内の温度条件に大きな影響を与えることがなく、無理なくヘリウム、ネオンを炉内に導入することができ、ヘリウムやネオンの導入によって製造設備や周辺装置の寿命を早めたりすることがない。   (13) Further, in the glass melting furnace of the present invention, since a plurality of rare gas inlets are arranged on the hearth and / or the furnace wall, the flow state of the molten glass in the furnace is disturbed, Helium and neon can be easily introduced into the furnace without greatly affecting the temperature conditions in the furnace, and the introduction of helium and neon does not shorten the life of manufacturing equipment and peripheral devices.

（１４）また、本発明のガラス溶融炉は、希ガス導入口が、１０００℃以上の融点を有する金属により構成されるので、長時間に亘る利用においても希ガス導入口の変形や変質を生じにくく、炉内に導入する希ガス量や導入された希ガスの流れを定常化させることが可能となり、また、定期的な希ガス導入口に関するメンテナンスの間隔を充分にとることが可能となる。   (14) Further, in the glass melting furnace of the present invention, since the rare gas inlet is made of a metal having a melting point of 1000 ° C. or higher, the rare gas inlet is deformed or altered even when used for a long time. It is difficult to stabilize the amount of rare gas introduced into the furnace and the flow of the introduced rare gas, and it is possible to sufficiently maintain the regular maintenance interval for the rare gas inlet.

（１５）また、本発明のガラス溶融炉は、希ガス溶解手段が、溶融槽の下流側に接続された希ガス溶解槽内に配設されているので、ヘリウム、ネオンの導入による清澄を確実にかつ効果的に行うことができる。さらに、希ガス溶解槽の内壁面を１２００℃以上の耐火温度を有する耐火煉瓦または１２００℃以上の融点を有する金属材料で構成することにより、ヘリウム、ネオンの導入によって清澄され、均質なガラス状態が実現できる状態を充分長い時間維持しつづけることを可能とすることができる。   (15) Further, in the glass melting furnace of the present invention, since the rare gas melting means is disposed in the rare gas melting tank connected to the downstream side of the melting tank, clarification by introducing helium and neon is ensured. And can be carried out effectively. Furthermore, by configuring the inner wall surface of the rare gas dissolution tank with refractory bricks having a refractory temperature of 1200 ° C. or higher or a metal material having a melting point of 1200 ° C. or higher, clarification is achieved by introducing helium and neon, and a homogeneous glass state is obtained It can be possible to maintain a state that can be realized for a sufficiently long time.

（１６）また、本発明のガラス溶融炉は、耐火煉瓦が、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｃｒ2Ｏ3、Ｃ及びＷＯ3の一群より選択される少なくとも１以上のものを含有し、あるいは、耐熱性金属が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｗ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｒｕ、Ｔｃ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＮｂの一群より選択される少なくとも１以上のものを含有するため、ガラスに含有される各種の成分や溶融温度、さらに必要とされる経時的な高温強度等を考慮して最適な材料を適宜選択することで、耐火煉瓦や耐熱性金属のガラス中への熔解やガラス欠陥としての異物流出を防止することができる。 (16) In the glass melting furnace of the present invention, the refractory brick is at least one selected from the group consisting of SiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , MgO, Cr 2 O 3 , C and WO 3. Or the refractory metal is at least one selected from the group consisting of Pt, Ir, Os, Re, W, Ta, Rh, Hf, Ru, Tc, Pd, Mo, Ti, Zr and Nb In order to contain refractory bricks and refractory metals, appropriate materials are selected in consideration of the various components contained in the glass, melting temperature, and the required high-temperature strength over time. It is possible to prevent melting into glass and outflow of foreign matter as glass defects.

（１７）本発明のガラスの製造方法によれば、溶融ガラス中へのヘリウム及び／またはネオンの拡散・混合、溶解を迅速かつ効率的に行うことができる。   (17) According to the glass manufacturing method of the present invention, helium and / or neon can be diffused, mixed, and melted into molten glass quickly and efficiently.

以下、本発明のガラス溶融炉とガラスの製造方法について実施例に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the glass melting furnace and glass manufacturing method of the present invention will be described in detail based on examples.

本発明者らは、本発明のガラス溶融炉を、アルカリ含有量が１０質量％以下の組成を有する珪酸塩ガラスであり、かつ、電子部品用途の板ガラスとして利用されるガラス製品の溶融設備に適用することによって、ガラスの清澄を確実に行い、従来よりも製品歩留まりを向上させることを図った。そのために、従来から利用されてきた小型連続溶融炉の溶融槽と清澄槽の間に、ヘリウム及び／またはネオンを溶融ガラス中に拡散・混合して溶解させる希ガス溶解手段としての希ガス溶解装置を配設し、これによって本発明のガラス溶融炉を実現した。図１に、このガラス溶融炉１の構成を示す。溶解槽１０と清澄槽３０との間には耐火物壁が設けられており、溶解槽１０内の溶融ガラスＧは溶解槽１０の両側壁部にそれぞれ接続された２台の希ガス溶解装置５｛図１（Ｙ）参照｝を通じて清澄槽３０に流れるようになっている。   The present inventors apply the glass melting furnace of the present invention to a glass product melting facility that is a silicate glass having a composition with an alkali content of 10% by mass or less and is used as a plate glass for use in electronic components. By doing so, the glass was clarified and the product yield was improved compared to the conventional method. Therefore, a rare gas melting apparatus as a rare gas melting means for diffusing and mixing helium and / or neon in molten glass between a melting tank and a clarification tank of a small continuous melting furnace that has been conventionally used. Thus, the glass melting furnace of the present invention was realized. FIG. 1 shows the configuration of the glass melting furnace 1. A refractory wall is provided between the dissolution tank 10 and the clarification tank 30, and the molten glass G in the dissolution tank 10 is connected to two side walls of the dissolution tank 10, and the two rare gas melting apparatuses 5 are connected to each other. It flows through the clarification tank 30 through {see FIG. 1 (Y)}.

このガラス溶融炉１でのガラスの製造工程は、次のようなものになる。まず、ガラス溶融用のガラス原料Ｂは、粒度、不純物、含有水分量等の所望の仕様を満足する複数の原料をそれぞれ秤量し、次いで均一になるように予め混合する。この時、必要時には破砕されたガラスカレットも混合したバッチとして予め準備する。そして、このガラス原料Ｂを原料投入口１１に設置した原料投入機によって溶融槽１０内に投入する。投入されたガラス原料Ｂは、溶融槽１０内の板状電極１２とバーナー３１による加熱によって溶融する。溶融して液体状となった溶融ガラスＧは、スロート部４０を経て槽内を上昇し、その後、溶融槽１０の両側にそれぞれ接続された希ガス溶解装置５内に流入する。   The glass manufacturing process in the glass melting furnace 1 is as follows. First, the glass raw material B for glass melting measures each of several raw materials which satisfy desired specifications, such as a particle size, an impurity, and a moisture content, and mixes beforehand so that it may become uniform. At this time, if necessary, a batch prepared by mixing crushed glass cullet is prepared in advance. And this glass raw material B is thrown in in the melting tank 10 with the raw material injection machine installed in the raw material injection port 11. FIG. The introduced glass raw material B is melted by heating by the plate electrode 12 and the burner 31 in the melting tank 10. The molten glass G that has been melted to become liquid rises in the tank through the throat portion 40, and then flows into the rare gas dissolving apparatus 5 connected to both sides of the melting tank 10.

希ガス溶解装置５の溶融ガラスＧの出口側部分には、炉外から耐熱性ガス導入管２１を導いて、白金−ロジウム製の希ガス導入口２２からヘリウムガスＡを導入している。導入されたヘリウムガスＡは、希ガス溶解装置５内で溶融ガラスＧの流れ方向に対して１８０°のベクトル角を有する流れ方向を維持しながら移動してゆく。この際にヘリウムガスＡはそれ自体の持つ拡散力に加えて、気体浮力が加わることで、ヘリウム気泡の上昇にともなってその周囲に乱流を発生させながら移動してゆくことになる。このためヘリウムガスＡは、希ガス溶解装置５内の傾斜した管状経路内において、溶融ガラスＧ中に溶解し易い状態となり、溶融ガラスＧ中に部分的に拡散され、かつ乱流によって混合されながら、原子状態になって溶解していく。溶解できなかった残りのヘリウムガスＡは、溶融ガラスＧより脱泡、脱気して、希ガス脱気手段の一部として溶融槽１０の天井部に配設されたヘリウムガス回収のためのガス排出管１３より回収される。そして、このガス排出管１３は、回収するガス量を調整できる耐熱性ポンプ機能を有する装置（図示省略）に接続されており、余剰ガスの回収と同時に、溶融ガラスＧ中に溶解したヘリウムガスを吸引することによって膨張した泡からの気体についても回収することができ、いわゆる脱気装置１５としての機能を併せ持つものである。また、このガラス溶融炉の場合、２台の希ガス溶解装置５を配設した構造を採用しているため、製造量に応じて２台ともを稼働させてもよいし、１台のみにて運用することも可能になっている。   A heat-resistant gas introduction pipe 21 is introduced from the outside of the furnace to the exit side portion of the molten glass G of the rare gas melting apparatus 5, and helium gas A is introduced from a rare gas introduction port 22 made of platinum-rhodium. The introduced helium gas A moves in the rare gas melting device 5 while maintaining a flow direction having a vector angle of 180 ° with respect to the flow direction of the molten glass G. At this time, the helium gas A moves by generating a turbulent flow around the helium bubble as a result of the addition of gas buoyancy in addition to its own diffusive force. For this reason, the helium gas A is easily dissolved in the molten glass G in the inclined tubular path in the rare gas melting apparatus 5, and is partially diffused in the molten glass G and mixed by turbulent flow. It becomes an atomic state and dissolves. The remaining helium gas A that could not be melted was degassed and degassed from the molten glass G, and a gas for recovering helium gas disposed on the ceiling of the melting tank 10 as part of the rare gas degassing means. It is recovered from the discharge pipe 13. The gas discharge pipe 13 is connected to a device (not shown) having a heat-resistant pump function capable of adjusting the amount of gas to be recovered. Simultaneously with the recovery of surplus gas, helium gas dissolved in the molten glass G is supplied. The gas from the foam expanded by suction can also be recovered, and has a function as a so-called deaerator 15. In addition, in the case of this glass melting furnace, since a structure in which two rare gas melting devices 5 are arranged is adopted, both units may be operated according to the production amount, or only one It is also possible to operate.

溶解槽１０中の溶融ガラスＧ中には、微細な気泡や過飽和状態の反応ガス成分等が存在しているが、前述のようにヘリウムガスが溶融ガラスＧ中に拡散・混合されて溶解することによって微細な気泡を膨張させるように作用する。また、過飽和状態にあるガラス原料の反応ガス成分についても、ヘリウム原子が拡散・混合されることによって、泡が形成され、さらに膨張、脱泡することが可能となる。そして、脱泡されなかった一部のヘリウム原子は、ガラス中の構成成分によって構築されている網目中にトラップされた状態で残留することになる。   The molten glass G in the melting tank 10 contains fine bubbles, supersaturated reaction gas components, and the like. As described above, helium gas is diffused and mixed in the molten glass G to be dissolved. Acts to expand fine bubbles. Also, the reaction gas component of the glass raw material in the supersaturated state is formed by bubbles being diffused and mixed, so that bubbles are formed and further expanded and degassed. And some helium atoms which were not degas | defoamed remain in the state trapped in the mesh | network constructed | assembled by the structural component in glass.

こうして、充分に清澄された溶融ガラスＧは、清澄槽３０からフィーダー５０へ流れ込み、さらにフィーダー５０に配設された２台の撹拌スターラー５１によって均質混合されて、その下流側の成形域で薄板形状にロール成形（図示省略）される。こうして製造された電子部品用板ガラスは、泡不良による歩留まりが、従来７％であったものが、本ガラス溶融炉１によって０．２％まで削減され、高い品位を有する電子部品用板ガラスを製造することができるようになった。また、ガラス中のヘリウム含有量を計測したところ、その値は０．０５５μｌ／ｇ（０℃、１ａｔｍ）であって、０．０１〜２μｌ／ｇ（０℃、１ａｔｍ）の所定範囲の含有量となっていることを確認できた。   Thus, the sufficiently clarified molten glass G flows from the clarification tank 30 to the feeder 50, and is further homogeneously mixed by the two stirring stirrers 51 disposed in the feeder 50, and is formed into a thin plate shape in the downstream molding zone. And roll forming (not shown). The glass plate for electronic parts manufactured in this way has a yield of 7% due to defective foam, but has been reduced to 0.2% by the glass melting furnace 1 to produce a glass sheet for electronic parts having high quality. I was able to do it. Further, when the helium content in the glass was measured, the value was 0.055 μl / g (0 ° C., 1 atm), and the content in a predetermined range of 0.01-2 μl / g (0 ° C., 1 atm). It was confirmed that

次に、実施例１よりも溶融ガラス中へのヘリウム及び／またはネオンの拡散・混合そして溶解が容易なガラス材質を溶解するのに適した構成を、電子部品用途で使用される管ガラスのガラス溶融炉で採用した実施例を示す。   Next, the glass glass of the tube glass used in the electronic component application has a structure suitable for melting a glass material which is easier to diffuse, mix and melt helium and / or neon in the molten glass than in the first embodiment. The Example employ | adopted with the melting furnace is shown.

この溶融炉は、連続溶解炉としては非常に小型のガラス溶融炉であって、溶融槽の容積が小さいため、未反応の原料成分が清澄槽まで流出しやすいという欠点があった。この欠点を改善するため、溶融槽の下流側希ガス溶解装置を直結した構造を採用した。図２に、このガラス溶融炉で採用した希ガス溶解装置６の部分断面図を示す。   This melting furnace is a very small glass melting furnace as a continuous melting furnace, and since the volume of the melting tank is small, there is a drawback that unreacted raw material components easily flow out to the clarification tank. In order to remedy this drawback, a structure in which a rare gas dissolving device on the downstream side of the melting tank was directly connected was adopted. FIG. 2 shows a partial cross-sectional view of the rare gas melting apparatus 6 employed in this glass melting furnace.

溶融槽で溶融された溶融ガラスＧは、図２の左側から希ガス溶解装置６内に流れ込んでくる。一方、ヘリウムガスＡは溶融ガラスＧの流れ方向に対向した方向で、ベクトル角が１８０°の方向で導入される。耐熱性ガス導入管２１は白金ロジウム合金を採用し、先端部を絞り込み流量を適宜調整することによって、泡径が平均で６０ｍｍ以下となるように制御されている。溶融ガラスＧの流れに対向する方向からヘリウムガスＡが導入されることによって、溶融ガラスＧ中へのヘリウム原子の混合、溶解は迅速に進行することになる。そして、それに伴って残存する過飽和状態にあるガラス原料起源のガスによる泡の径がヘリウムガスＡの拡散により膨張することで、溶融ガラスＧ中からの泡の脱泡が促進されることになる。   The molten glass G melted in the melting tank flows into the rare gas melting device 6 from the left side of FIG. On the other hand, the helium gas A is introduced in a direction opposite to the flow direction of the molten glass G and a vector angle of 180 °. The heat-resistant gas introduction pipe 21 employs a platinum rhodium alloy and is controlled so that the bubble diameter becomes 60 mm or less on average by narrowing the tip and appropriately adjusting the flow rate. By introducing the helium gas A from the direction opposite to the flow of the molten glass G, the mixing and dissolution of helium atoms into the molten glass G proceeds rapidly. And the bubble defoaming from the molten glass G is accelerated | stimulated because the diameter of the bubble by the gas of glass raw material origin in the supersaturated state which remains in connection with it expand | swells by the spreading | diffusion of helium gas A.

そして、残存するヘリウムガスＡは、希ガス脱気手段の一部として希ガス溶解装置６の上部にあるガス蓄積室８０に蓄積され、ここに配設されたガス排出管１３より回収される。この際、回収されたガスは高温状態にあるため、その熱を利用して導入するヘリウムガスＡの予加熱を行っている。すなわち、耐熱性ガス導入管２１の外側を排ガスが流れるような二重管構造を採用することによって、効率的な運用が可能となっている。   The remaining helium gas A is accumulated in the gas accumulation chamber 80 at the upper part of the rare gas dissolving device 6 as a part of the rare gas degassing means, and is recovered from the gas discharge pipe 13 disposed here. At this time, since the recovered gas is in a high temperature state, the helium gas A to be introduced is preheated using the heat. That is, efficient operation is possible by adopting a double pipe structure in which exhaust gas flows outside the heat-resistant gas introduction pipe 21.

最後に溶融ガラスＧは、希ガス溶解装置６の下流側に配設した撹拌装置であるスターラー５１によって、均質混合され、混合不充分な部分のない状態にされた後、希ガス溶解装置６から流出して清澄槽に入り、清澄槽を経て、成形域へ達し、管ガラスの成型が行われることになる。   Finally, the molten glass G is homogeneously mixed by a stirrer 51 that is a stirrer disposed on the downstream side of the rare gas melting device 6, so that there is no insufficient mixing portion. It flows out and enters the clarification tank, reaches the forming zone through the clarification tank, and the tube glass is molded.

このようにして得られた電子部品用の管ガラスでは、従来では０．２ｍｍ程度の微小径の泡がガラス１００ｇ当たり１０個程度認められていたものが、１００ｇ当たり０．１個程度にまで泡不良率が改善でき、不良率が減少したために採算に合う製品を市場の要求に応じて供給することができるようになった。また、ガラス中のヘリウム含有量を計測したところ、その値は０．０４６μｌ／ｇ（０℃、１ａｔｍ）であって、０．００１〜２μｌ／ｇ（０℃、１ａｔｍ）の所定範囲内の含有量となっていることを確認できた。   In the tube glass for electronic parts obtained in this way, in the past, about 10 bubbles with a small diameter of about 0.2 mm were recognized per 100 g of glass, but up to about 0.1 bubbles per 100 g of glass. The defect rate can be improved, and the defect rate has decreased, so it has become possible to supply profitable products according to market demands. Further, when the helium content in the glass was measured, the value was 0.046 μl / g (0 ° C., 1 atm), and contained within a predetermined range of 0.001 to 2 μl / g (0 ° C., 1 atm). We were able to confirm that it was in quantity.

次に、ディスプレイ用ガラスの製造装置として、本発明のガラス溶融炉を適用した実施例を説明する。画像表示部に泡が存在すると非常に目立つことから、この用途で利用されるガラス製品は、他の用途で利用されるガラス製品以上に泡品位については厳しい管理が必要であり、泡は重要な欠陥と考えられている。図３に、本発明のガラス溶融炉に配設される希ガス溶解装置７の横断面図、図４に図３のＥ部の縦断面図を示す。溶融槽に投入された原料は、バーナー加熱と白金電極による直接加熱によって溶融してガラス化し、その後に図３の左側から希ガス溶解装置７の内部に溶融ガラスＧが流れ込む。そして、希ガス溶解装置７の内部には、図３及び図４に示したような耐熱性樋２３が設けられており、その耐熱性樋２３に沿って溶融ガラスＧが流れていく際に、溶融ガラスＧの上方を流れ方向のベクトル角が１８０°となるように配設された耐熱性ガス導入管２１からヘリウムガスＡが導入される。そして、ヘリウムガスＡは、耐熱性樋２３の溶融ガラスＧ中に拡散・混合して原子状態のヘリウムとなって溶解してゆくことになる。   Next, the Example which applied the glass melting furnace of this invention as a manufacturing apparatus of the glass for displays is described. Since the presence of bubbles in the image display area is very conspicuous, glass products used in this application require stricter control over the bubble quality than glass products used in other applications. It is considered a defect. FIG. 3 is a transverse cross-sectional view of the rare gas melting apparatus 7 disposed in the glass melting furnace of the present invention, and FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a portion E in FIG. The raw material charged into the melting tank is melted and vitrified by burner heating and direct heating by a platinum electrode, and then the molten glass G flows into the rare gas melting apparatus 7 from the left side of FIG. And the inside of the noble gas melting | dissolving apparatus 7 is provided with the heat-resistant ridge 23 as shown in FIG.3 and FIG.4, and when the molten glass G flows along the heat-resistant ridge 23, Helium gas A is introduced from the heat-resistant gas introduction pipe 21 disposed above the molten glass G so that the vector angle in the flow direction is 180 °. Then, the helium gas A is diffused and mixed in the molten glass G of the heat resistant rod 23 to be dissolved as atomic helium.

また、希ガス溶解装置７内の溶融ガラスＧの上部は、導入されたヘリウムガスＡが充満しているため、耐熱性樋２３から溶融ガラスＧが落下する際にもヘリウムガラスＡが溶融ガラスＧ中に拡散・混合、溶解しやすい環境が実現されている。こうして、溶融ガラスＧ中にヘリウム原子が溶解してゆき、溶融ガラスＧ中に残留する微小径の泡を膨張させるように作用することによって、図３の右側にある清澄槽に流出して溶融ガラスの清澄が促されるようになる。   Further, since the upper part of the molten glass G in the rare gas melting apparatus 7 is filled with the introduced helium gas A, the helium glass A is molten glass G even when the molten glass G falls from the heat-resistant rod 23. An environment that is easy to diffuse, mix and dissolve inside is realized. In this way, helium atoms dissolve in the molten glass G and act to expand the fine-diameter bubbles remaining in the molten glass G, so that the molten glass flows out to the clarification tank on the right side of FIG. Will be encouraged.

図３、図４に示した本発明のガラス溶融炉を利用することによって、画像表示部で問題となる微細径の泡不良率が、従来に比較して９％減少し、高い品質を有するディスプレイデバイス用のガラス製品を供給することが可能となった。   By using the glass melting furnace of the present invention shown in FIGS. 3 and 4, the bubble defect rate with a fine diameter, which is a problem in the image display unit, is reduced by 9% compared to the conventional display, and has high quality. It became possible to supply glass products for devices.

ディスプレイ等に利用される粉末ガラスについては、ガラス中に微細な気泡が存在すると、ディスプレイ用ガラス部材等をこの粉末ガラスを使用して封着する際に粉末ガラスが発泡して、ディスプレイの強度や輝度等の諸特性に影響を及ぼすような問題が発生する場合がある。そこで、このような粉末ガラスの溶融に本発明のガラス溶融炉を適用できないか、検討を行った。   For powdered glass used for displays and the like, if fine bubbles are present in the glass, the powdered glass foams when sealing the glass member for display using this powdered glass, Problems that affect various characteristics such as luminance may occur. Therefore, it was investigated whether the glass melting furnace of the present invention could be applied to melting such powdered glass.

ガラス溶融炉に対して希ガス溶解装置を配設する試みが行われた２つの実施例ケースについて説明する。希ガス溶解装置８の配設されたガラス溶融炉の清澄槽３０の部分断面図を図５に、希ガス溶解装置９の部分断面図を図６に示す。当初採用されたのは、図５の希ガス溶解装置８である。この場合には、溶融槽で原料を溶融後に、図５の左側から溶融ガラスＧが清澄槽３０内に流入する。希ガス溶解装置８は清澄槽３０の溶融ガラスＧに浸漬した状態に配設されている。清澄槽３０の上方から白金ロジウム製のガス導入管２１によってネオン５％、ヘリウムガス９５％の体積比のガスが導入され、白金ロジウム製の希ガス導入口２２から噴出し、この槽内に蓄えられて周囲の溶融ガラスＧによって加熱される。そして、希ガス溶解装置８の周囲から浮力によってヘリウム−ネオン混合ガス泡となり、溶融ガラスＧの流れ方向に対して、ベクトル角９０°の方向で浮上していく。   Two example cases in which an attempt was made to arrange a rare gas melting apparatus in a glass melting furnace will be described. FIG. 5 shows a partial cross-sectional view of the clarification tank 30 of the glass melting furnace in which the rare gas melting apparatus 8 is arranged, and FIG. 6 shows a partial cross-sectional view of the rare gas melting apparatus 9. The rare gas melting apparatus 8 shown in FIG. 5 was initially adopted. In this case, the molten glass G flows into the clarification tank 30 from the left side of FIG. The rare gas dissolving device 8 is disposed so as to be immersed in the molten glass G of the clarification tank 30. A gas having a volume ratio of 5% neon and 95% helium gas is introduced from above the clarification tank 30 through a platinum rhodium gas introduction pipe 21 and is ejected from a rare gas introduction port 22 made of platinum rhodium and stored in this tank. And heated by the surrounding molten glass G. Then, helium-neon mixed gas bubbles are generated from the periphery of the rare gas dissolving device 8 by buoyancy, and rise in a direction with a vector angle of 90 ° with respect to the flow direction of the molten glass G.

この希ガス溶解装置８での清澄効果については、それまでの希ガス溶解装置８を導入していない状態に比較すれば、最終的な封止試験での泡の発生率が１２％削減され、かなりの改善効果が得られた。しかしながら、より高い品位の清澄効果を目指すため、さらに図６のような構造とする大幅な修正を行った。図５では清澄槽３０の中に希ガス溶解装置８を配設する構造であったが、図６では溶融槽１０と清澄槽３０の間に希ガス溶解装置９を配設することによって、図５の清澄槽３０中でヘリウムガスＡを導入する構造から、これよりも上流側の位置で溶融ガラスＧ中にヘリウムガスＡを導入する構造にした。図６において、溶融槽１０でガラス化済みの溶融ガラスＧは左側から希ガス溶解装置９内に流れ込み、そこで、希ガス溶解装置９の上部より駆動される白金ロジウム製スターラー５１によって回転運動を付与される。それに対してヘリウムガスＡは予め予加熱された状態でスターラー５１の下部より希ガス溶解装置９内に導入され、スターラー５１によって溶融ガラスＧに生じた流れ方向に対してベクトル角９０°の方向で浮上し、スターラー５１部を通過して浮上する際に、溶融ガラスＧ中に拡散・混合され原子状になって溶解することになる。過剰なヘリウムガスＡについては、脱気装置の一部であるガス排出管１３より回収されて、再利用されることになる。   About the clarification effect in this noble gas dissolving apparatus 8, compared with the state which has not introduced the noble gas dissolving apparatus 8 until then, the bubble generation rate in the final sealing test is reduced by 12%, A considerable improvement effect was obtained. However, in order to achieve a higher-quality clarification effect, the structure shown in FIG. 6 was further modified. In FIG. 5, the rare gas dissolving device 8 is arranged in the clarification tank 30, but in FIG. 6, by arranging the rare gas dissolving device 9 between the melting tank 10 and the clarification tank 30, The structure in which the helium gas A is introduced into the clarification tank 30 in FIG. In FIG. 6, the molten glass G that has been vitrified in the melting tank 10 flows into the rare gas melting device 9 from the left side, and is given a rotational motion by a platinum rhodium stirrer 51 driven from the upper part of the rare gas melting device 9. Is done. On the other hand, the helium gas A is introduced into the rare gas melting device 9 from the lower portion of the stirrer 51 in a preheated state, and the vector angle is 90 ° with respect to the flow direction generated in the molten glass G by the stirrer 51. When it floats and passes through the stirrer 51 part and floats, it is diffused and mixed in the molten glass G to be dissolved in an atomic form. Excess helium gas A is recovered from the gas discharge pipe 13 which is a part of the deaeration device and reused.

そして、溶融ガラスＧは、希ガス溶解装置９内のスロート状構造を通過して、さらにスターラー５１によって混合されて均質な状態にされた後に、清澄槽３０に流れ出すことになる。   Then, the molten glass G passes through the throat-like structure in the rare gas melting device 9, is further mixed by the stirrer 51 to be in a homogeneous state, and then flows out to the clarification tank 30.

こうして、図６のような改良を施した本発明のガラス溶融炉を採用することによって、泡発生率がさらに減少する効果が得られ、均質でしかも充分に清澄されたガラス製品が得られることが確認された。   In this way, by adopting the glass melting furnace of the present invention which has been improved as shown in FIG. 6, the effect of further reducing the bubble generation rate can be obtained, and a homogeneous and sufficiently clarified glass product can be obtained. confirmed.

ちなみに、図６のような改良を施すための予備試験を実験室で実施することによって、最終的に図６の形態の改良を行うことが可能となった。予備試験で使用した設備の説明図として図７を示す。   By the way, by conducting a preliminary test for improvement as shown in FIG. 6 in the laboratory, it was finally possible to improve the configuration shown in FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram of the equipment used in the preliminary test.

この試験では、図５のガラス溶融炉で溶融していたものと同じディスプレイ等に利用される粉末ガラスを使用した。ここでガスを溶融ガラスＧ中でバブリングする目的はヘリウムガスＡを溶融ガラスＧ中に拡散させることにある。そこで、この実験では白金坩堝７０の底部近傍に配設した耐熱性バブリング管（すなわちガス導入管２１）の先端にある白金−イリジウム製の希ガス導入口２２より溶融ガラスＧ中へバブリングすることによってヘリウムガスＡの導入をおこない、溶融ガラスＧ中で上昇するヘリウムガスＡの気泡に対してベクトル角９０°の流れを作ると同時に、泡そのものを、旋回するスターラー５１の羽根によって溶融ガラスＧ中で分断することによって泡径を小さくして４０ｍｍ以下の球相当平均直径を有する泡とし、溶融ガラスＧ中での浮上速度を遅延させることによって、より長い時間ヘリウムガスＡが溶融ガラスＧと接触し易くした。   In this test, powder glass used for the same display or the like that was melted in the glass melting furnace of FIG. 5 was used. Here, the purpose of bubbling the gas in the molten glass G is to diffuse the helium gas A into the molten glass G. Therefore, in this experiment, by bubbling into the molten glass G from the platinum-iridium rare gas inlet 22 at the tip of the heat-resistant bubbling pipe (that is, the gas inlet pipe 21) disposed near the bottom of the platinum crucible 70. Helium gas A is introduced to create a flow with a vector angle of 90 ° with respect to the bubbles of helium gas A rising in the molten glass G. At the same time, the bubbles themselves are moved in the molten glass G by the blades of the swirling stirrer 51. By dividing, the bubble diameter is reduced to a bubble having a sphere equivalent average diameter of 40 mm or less, and the rising speed in the molten glass G is delayed so that the helium gas A can easily contact the molten glass G for a longer time. did.

その結果、単にヘリウムガスＡを坩堝７０の底からバブリングする場合と比較して、同じヘリウム流量であるにもかかわらず、試験を終了した後のガラス中に含有されるヘリウムの含有量が、２割増加することが判明した。しかも、最終的に得られたガラス中の泡含有量は、単にヘリウムガスＡをバブリングすることによって導入した場合よりも改善され、得られたガラスの加熱リボイル試験によってもリボイルの不安が認められず、優れた品位となることを確認することができた。   As a result, compared with the case where helium gas A is simply bubbled from the bottom of the crucible 70, the helium content contained in the glass after the end of the test is 2 despite the same helium flow rate. It turns out that it increases. In addition, the bubble content in the finally obtained glass is improved as compared with the case where it is simply introduced by bubbling the helium gas A, and the reboiling anxiety is not recognized even in the heating reboiling test of the obtained glass. It was confirmed that the quality was excellent.

次いで、図５で行った結果を踏まえ、さらに泡径の小さいバブリングを効果的に実現するため、以下のような試験も行われた。試験は、ランプ用途に利用される細管ガラスの組成によるものである。試験を行った装置の説明図として図８を示す。   Next, in order to effectively realize bubbling with a smaller bubble diameter based on the result of FIG. 5, the following tests were also conducted. The test is based on the composition of the capillary glass used for lamp applications. FIG. 8 shows an explanatory diagram of the apparatus used for the test.

実施例４、実施例５の結果から、さらに泡径を小さくして３０ｍｍ以下の球相当平均直径とし、しかも耐熱性ガス導入管２１とスターラーの両方の機能を併せ持つスターラー５１を設計して、このスターラーを使用することによって、効率のよい製造が可能となるかどうか、調査をおこなった。ここで採用したのは、回転軸内を管状に加工したスターラー５１であって、この先端の白金製の希ガス導入口２２からヘリウムガスＡを溶融ガラスＧ中に導入することができるものである。   From the results of Example 4 and Example 5, the stirrer 51 was designed by further reducing the bubble diameter to a sphere equivalent average diameter of 30 mm or less and having both functions of the heat-resistant gas introduction pipe 21 and the stirrer. We investigated whether efficient production was possible by using a stirrer. Here, a stirrer 51 in which the inside of the rotating shaft is processed into a tubular shape is used, and helium gas A can be introduced into the molten glass G from the platinum rare gas inlet 22 at the tip. .

図８のように配設したスターラー５１から１４００℃に保持された溶融ガラスＧ中へヘリウムバブリングを行い、さらにこのスターラー５１を回転させることによって、ヘリウムガスＡの泡径を小さくすることができることを確認した。   The bubble diameter of the helium gas A can be reduced by performing helium bubbling from the stirrer 51 arranged as shown in FIG. 8 into the molten glass G held at 1400 ° C. and further rotating the stirrer 51. confirmed.

そこで、次に予め１４００℃、１３５０℃で２時間溶融した溶融ガラスＧをこの白金ロジウム坩堝７０内に高温状態のまま流し入れて、１４００℃で２時間、このスターラー型のヘリウム導入管５１（２１）の先端にある希ガス導入口２２からヘリウムバブリングをおこない、泡数を計測したところ、１４００℃から１４００℃にしたものは１０〜５０個／ｋｇの泡数であり、１３５０℃から１４００℃としたものは０〜１０個であった。こうして、このスターラー５１を使用して、ヘリウムバブリングを採用することによって、効果的な製造条件を得ることのできる知見がえられた。   Therefore, the molten glass G previously melted at 1400 ° C. and 1350 ° C. for 2 hours is poured into the platinum rhodium crucible 70 in a high temperature state, and this stirrer type helium introduction pipe 51 (21) is kept at 1400 ° C. for 2 hours. Helium bubbling was performed from the noble gas inlet 22 at the tip of the sample, and the number of bubbles was measured. As a result, the number of bubbles from 1400 ° C. to 1400 ° C. was 10 to 50 / kg, and was set from 1350 ° C. to 1400 ° C. The thing was 0-10 pieces. Thus, it was found that by using this stirrer 51 and adopting helium bubbling, effective production conditions can be obtained.

次いで光部品用途のガラス製品の製造のためのガラス溶融炉について、本発明のガラス溶融炉を適用した実施例を説明する。このガラスは白金ポット７０を使用してバッチ生産されており、泡不良の発生率が約１６％と高く、製品歩留まりが低いため、その対策として本発明を適用しようと考えた。そこで、希ガス溶解装置５２については、図９のように溶融ガラスＧ中に希ガス溶解装置５２を浸漬して、希ガス導入口２２よりヘリウムガスＡを噴出させ、溶融ガラスＧ中の希ガス溶解装置５２内にヘリウムガスＡを導入し、そして、導入したヘリウムガスＡを希ガス溶解装置５２の内部にある翼によって撹拌することにより泡平均直径を５０ｍｍ以下とし、対流によって生じる上方向のガラス流れに対して、ベクトル角９０°の方向でヘリウムガスＡの流れを生じさせて、溶融ガラスＧ中にヘリウムガスＡを拡散・混合し、その結果、ヘリウムを原子状態として溶融ガラスＧ中に溶解させる構成とした。   Next, an example in which the glass melting furnace of the present invention is applied to a glass melting furnace for manufacturing glass products for optical parts will be described. Since this glass is batch-produced using the platinum pot 70, the incidence of bubble failure is as high as about 16%, and the product yield is low, so the present invention was considered to be applied as a countermeasure. Therefore, for the rare gas melting device 52, the rare gas melting device 52 is immersed in the molten glass G as shown in FIG. The helium gas A is introduced into the melting device 52, and the introduced helium gas A is stirred by the blades inside the rare gas melting device 52 so that the bubble average diameter is 50 mm or less, and the upward glass generated by convection The flow of helium gas A is generated in the direction of the vector angle 90 ° with respect to the flow, and the helium gas A is diffused and mixed in the molten glass G. As a result, helium is dissolved in the molten glass G in an atomic state. It was set as the structure made to do.

このようにして、本発明を適用することによって、従来１６％程度であった泡不良率が８％程度にまで減少し、製品歩留まりも向上することによって、製品原価を低下させることができた。また、ガラス中のヘリウム含有量を計測したところ、その値は０．０３３μｌ／ｇ（０℃、１ａｔｍ）であって、０．００１〜２μｌ／ｇ（０℃、１ａｔｍ）の所定範囲内の含有量となっていることを確認できた。そして、本発明を適用することによって、従来は清澄が困難となっていたガラスについても、容易に清澄を行うことができ、市場の要求に応じた均質なガラスが供給できることになった。   In this way, by applying the present invention, the bubble defect rate, which was about 16% in the past, has been reduced to about 8%, and the product yield has been improved, thereby reducing the product cost. Further, when the helium content in the glass was measured, the value was 0.033 μl / g (0 ° C., 1 atm), and contained within a predetermined range of 0.001 to 2 μl / g (0 ° C., 1 atm). We were able to confirm that it was in quantity. By applying the present invention, it has become possible to easily clarify glass that has been difficult to clarify conventionally, and to supply homogeneous glass that meets market demands.

最後に、液晶表示装置の画像表示部に搭載される薄板ガラスの製造に関して、本発明のガラス溶融炉を使用し、本発明の製造方法を適用した事例について説明する。   Finally, an example in which the glass melting furnace of the present invention is used and the manufacturing method of the present invention is applied to the manufacture of the thin glass mounted on the image display unit of the liquid crystal display device will be described.

この無アルカリガラスは、これまでも比較的大型のガラス溶融炉を利用して製造されているが、近年の技術革新と市場の拡張に伴って、より大容量の溶融設備へと改良を行う必要が生じた。このため、そのような設備の一連の改造に併せて、これまでの各種の試験で好成績を上げている本発明のガラス溶融炉へと改良する試みを行うこととなった。   This alkali-free glass has been manufactured using a relatively large glass melting furnace, but it is necessary to improve it to a larger capacity melting facility with recent technological innovation and market expansion. Occurred. For this reason, an attempt was made to improve the glass melting furnace of the present invention, which has been performing well in various tests so far, along with a series of modifications of such equipment.

図１０に改良された後のガラス溶融炉の断面図を示す。ガラス原料Ｂは、大型原料混合機によって混合された後、ベルトコンベヤで原料投入口１１に配設されたスクリュウ投入機まで配給され、所定速度でガラス溶融炉の溶融槽１０内に投入される。投入されたガラス原料Ｂは、溶融槽１０においてバーナー３１による加熱と電極１２による加熱によって溶解して溶融ガラスＧになる。この後、溶融ガラスＧは、希ガス溶解槽２０として増設された槽内へとスロート４０を通って流入する。この希ガス溶解槽２０には、希ガス溶解装置５３（ここではバブラーモジュール５３と呼ぶ）が配設されており、バブラーモジュール５３は耐熱性ガス導入管２１によって炉床まで供給されたヘリウムガス、ネオンガスを希ガス溶解槽２０内に導入する複数、例えば１６箇所の希ガス導入口２２（図１０では溶融ガラスの流れ方向に並んだ４つの希ガス導入口２２が示されているが、この希ガス導入口２２は溶融ガラスの流れ方向と直交する方向に４列で配列されており、全部で１６箇所配設されている。）を備えている。バブラーモジュール５３の炉床にある各希ガス導入口２２は、白金（Ｐｔ）−ロジウム（Ｒｈ）１５％の合金で被覆されている。尚、バブラーモジュール５３の希ガス導入口２２の配設密度は、１００００導入口数／ｍ2以下となるように設定されている。 FIG. 10 shows a sectional view of the glass melting furnace after the improvement. After the glass raw material B is mixed by the large raw material mixer, it is distributed to a screw feeder disposed at the raw material inlet 11 by a belt conveyor, and is introduced into the melting tank 10 of the glass melting furnace at a predetermined speed. The charged glass raw material B is melted by the heating by the burner 31 and the heating by the electrode 12 in the melting tank 10 to become the molten glass G. Thereafter, the molten glass G flows into the tank added as the rare gas dissolution tank 20 through the throat 40. The rare gas dissolving tank 20 is provided with a rare gas dissolving device 53 (referred to herein as a bubbler module 53). The bubbler module 53 includes helium gas supplied to the hearth through the heat-resistant gas introduction pipe 21, A plurality of, for example, 16 rare gas inlets 22 for introducing neon gas into the rare gas dissolution tank 20 (four rare gas inlets 22 aligned in the flow direction of the molten glass are shown in FIG. The gas inlets 22 are arranged in four rows in a direction perpendicular to the flow direction of the molten glass, and are arranged in 16 places in total. Each rare gas inlet 22 in the hearth of the bubbler module 53 is covered with an alloy of 15% platinum (Pt) -rhodium (Rh). The arrangement density of the rare gas inlets 22 of the bubbler module 53 is set to be 10000 inlet ports / m 2 or less.

この１６箇所の希ガス導入口２２を有するバブラーモジュール５３から、９９％の純度のヘリウムガスＡの気泡が、溶融ガラスＧ中で、平均直径８０ｍｍ以下となるような供給量で噴出することによって、ヘリウム泡から、溶融ガラスＧ中へのヘリウム原子の拡散を起こさせる。この希ガス溶解槽２０には、バブラーモジュール５３以外にも電極（図示省略）やガス排出管１３が配設されており、バブラーモジュール５３から噴出し、溶融ガラスＧ中を浮上後に、溶融ガラスＧの上方に溜まったヘリウムガスを回収することができる様になっている。また、この希ガス溶融槽２０は、１５００℃以上の高温にすることができるように内壁、炉床の耐火物としてジルコニアを８０質量％以上含有する電鋳耐火煉瓦を採用している。また、メタルライン（炉壁の溶融ガラスと溶融雰囲気の界面を表すライン）の高温部には、白金を被覆した耐火物を採用した。これはバブラーモジュールから噴出したヘリウムガスやネオンガスによってメタルラインが振動し、耐火物のメタルライン部の浸食が著しく進行するのを防止するためである。   From the bubbler module 53 having the 16 rare gas introduction ports 22, bubbles of helium gas A having a purity of 99% are ejected in the molten glass G at a supply amount such that the average diameter is 80 mm or less. Helium atoms are diffused into the molten glass G from the helium bubbles. In addition to the bubbler module 53, an electrode (not shown) and a gas discharge pipe 13 are disposed in the rare gas dissolving tank 20, and the molten glass G is ejected from the bubbler module 53 and floats in the molten glass G. The helium gas accumulated above can be recovered. The rare gas melting tank 20 employs an electrocast refractory brick containing 80% by mass or more of zirconia as a refractory for the inner wall and hearth so that the temperature can be raised to 1500 ° C. or higher. Moreover, the refractory material which covered platinum was employ | adopted for the high temperature part of the metal line (The line showing the interface of the molten glass and molten atmosphere of a furnace wall). This is to prevent the metal line from vibrating due to helium gas or neon gas ejected from the bubbler module and causing erosion of the metal line portion of the refractory to remarkably progress.

希ガス溶解槽２０中においても、溶融ガラスＧ中に含有される微細な反応泡を放出する清澄反応の一部は開始されるが、希ガス溶解槽２０を経た後の清澄槽３０内で加熱されることによって本格的な清澄が行われ、溶融ガラスは均質な状態となる。さらに、この溶融ガラスＧは、フィーダー５０に流れ込み、スターラー５１によって最終的な均質化操作が行われた後、成形域へと流出してゆき、薄板ガラスへと成形されることになる。   Even in the rare gas dissolution tank 20, a part of the clarification reaction that releases the fine reaction bubbles contained in the molten glass G is started, but is heated in the clarification tank 30 after passing through the rare gas dissolution tank 20. As a result, full-fledged clarification is performed, and the molten glass becomes homogeneous. Further, the molten glass G flows into the feeder 50, and after the final homogenization operation is performed by the stirrer 51, the molten glass G flows out into the forming region and is formed into a thin glass.

このようなガラス溶融炉を使用することによって、大面積の薄板ガラスを成形する際に問題となる、微細な寸法を有する泡を減少させることができ、良品率を向上させることができる。また、ガラス中のヘリウム含有量を計測すれば、その値は０．０００１〜２μｌ／ｇ（０℃、１ａｔｍ）の所定範囲内の含有量となる。   By using such a glass melting furnace, it is possible to reduce bubbles having fine dimensions, which becomes a problem when forming a thin glass sheet having a large area, and to improve the yield rate. Moreover, if helium content in glass is measured, the value will be content in the predetermined range of 0.0001-2 microliter / g (0 degreeC, 1 atm).

本発明の実施例に係るガラス溶融炉の断面図である。図１（Ｘ１）はガラス溶融炉を側方から見た断面図（図１（Ｙ）のＸ１−Ｘ１断面）、図１（Ｘ２）は希ガス溶解装置の周辺部の部分断面図（図１（Ｙ）のＸ２−Ｘ２断面、図１（Ｙ）はガラス溶融炉を上方から見た断面図である。It is sectional drawing of the glass melting furnace which concerns on the Example of this invention. 1 (X1) is a cross-sectional view of the glass melting furnace viewed from the side (X1-X1 cross section of FIG. 1 (Y)), and FIG. 1 (X2) is a partial cross-sectional view of the periphery of the rare gas melting apparatus (FIG. 1). (Y) X2-X2 cross section and FIG. 1 (Y) are sectional views of the glass melting furnace as viewed from above. 本発明の他の実施例に係る希ガス溶解装置の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the noble gas dissolving device concerning other examples of the present invention. 本発明の他の実施例に係る希ガス溶解装置の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the noble gas dissolving device concerning other examples of the present invention. 図３におけるＥ―Ｅ断面図である。It is EE sectional drawing in FIG. 本発明の他の実施例に係る希ガス溶解装置の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the noble gas dissolving device concerning other examples of the present invention. 本発明の他の実施例に係る希ガス溶解装置の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the noble gas dissolving device concerning other examples of the present invention. 実験室で行われた本発明の試験に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the test of this invention performed in the laboratory. 実験室で行われた本発明の他の試験に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the other test of this invention performed in the laboratory. 本発明の他の実施例に係る希ガス溶解装置の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the noble gas dissolving device concerning other examples of the present invention. 本発明の他の実施例に係るガラス溶融炉の側方から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the side of the glass melting furnace which concerns on the other Example of this invention. 従来の連続式溶融炉の側断面図である。It is a sectional side view of the conventional continuous melting furnace. 従来のバッチ式炉の側断面図である。It is a sectional side view of the conventional batch type furnace.

符号の説明Explanation of symbols

１ ガラス溶融炉
５、６、７、８、９、５２、５３ 希ガス溶解装置
１０ 溶融槽
１１ 原料投入口
１２ 板状電極
１３ ガス排出管
１４ 棒状電極
１５ 脱気装置
２０ 希ガス溶解槽
２１ 耐熱性ガス導入管
２２ 希ガス導入口
２３ 耐熱性樋構造体
３０ 清澄槽
３１ バーナー
４０ スロート
４１ 発熱体
５０ フィーダー
５１ スターラー
６０ 取出口
７０ 溶融ポット
８０ ガス蓄積室
Ａ ヘリウムガスまたは／及びネオンガス
Ｂ ガラス原料
Ｃ 坩堝
Ｄ 雰囲気炉
Ｐ 坩堝の蓋
Ｇ 溶融ガラス
Ｒ 耐火物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass melting furnace 5, 6, 7, 8, 9, 52, 53 Noble gas melting apparatus 10 Melting tank 11 Raw material inlet 12 Plate electrode 13 Gas discharge pipe 14 Rod-shaped electrode 15 Deaeration apparatus 20 Noble gas melting tank 21 Heat resistance Reactive gas introduction pipe 22 Noble gas introduction port 23 Heat resistant soot structure 30 Clarification tank 31 Burner 40 Throat 41 Heating element 50 Feeder 51 Stirrer 60 Outlet 70 Melting pot 80 Gas accumulation chamber A Helium gas or / and neon gas B Glass raw material C Crucible D Atmosphere furnace P Crucible lid G Molten glass R Refractory

Claims (20)

ガラス原料を加熱により溶融して溶融ガラスにするガラス溶融炉であって、ガラス原料を投入する投入口と、溶融ガラスを取り出す取出口と、ガラス原料及び溶融ガラスを所定時間貯留する溶融槽と、該溶融槽に投入されたガラス原料及び溶融ガラスを加熱する加熱手段と、希ガス導入口からヘリウム及び／またはネオンを供給し溶融ガラス中に拡散・混合して所定濃度以上のヘリウム及び／またはネオンを溶解させる希ガス溶解手段とを具備してなることを特徴とするガラス溶融炉。   A glass melting furnace for melting glass raw material by heating to make molten glass, an inlet for charging the glass raw material, an outlet for taking out the molten glass, a melting tank for storing the glass raw material and the molten glass for a predetermined time, Heating means for heating the glass raw material and molten glass charged into the melting tank, and helium and / or neon supplied from a rare gas inlet, and diffused and mixed into the molten glass to obtain helium and / or neon having a predetermined concentration or more. A glass melting furnace comprising a rare gas melting means for melting the gas. 溶解させるヘリウム及び／またはネオンの濃度が０．０００１μｌ／ｇ（０℃、１ａｔｍ）以上であることを特徴とする請求項１記載のガラス溶融炉。   The glass melting furnace according to claim 1, wherein the concentration of helium and / or neon to be dissolved is 0.0001 μl / g (0 ° C., 1 atm) or more. 前記希ガス溶解手段の少なくとも一部が溶融ガラス中に浸漬していることを特徴とする請求項１記載のガラス溶融炉。   The glass melting furnace according to claim 1, wherein at least a part of the rare gas melting means is immersed in the molten glass. 前記希ガス溶解手段が、溶融ガラスの内部、上方、下方及び側方のうち少なくとも一の位置に配設されていることを特徴とする請求項１記載のガラス溶融炉。   2. The glass melting furnace according to claim 1, wherein the rare gas melting means is disposed in at least one of the inside, the top, the bottom, and the side of the molten glass. 前記希ガス溶解手段が、加熱装置、減圧装置及び遠心力発生装置の一群より選択される少なくとも１以上のものを含むことを特徴とする請求項１記載のガラス溶融炉。   The glass melting furnace according to claim 1, wherein the rare gas melting means includes at least one selected from the group consisting of a heating device, a decompression device, and a centrifugal force generator. 前記加熱装置が、耐熱性容器により構成される１以上の槽よりなることを特徴とする請求項５記載のガラス溶融炉。   The glass melting furnace according to claim 5, wherein the heating device is composed of one or more tanks configured by heat-resistant containers. 前記希ガス溶解手段が、溶融ガラスの流れ方向に対するベクトル角が０°〜８０°、５０°〜１３０°または１００〜１８０°の何れかとなる方向にヘリウム及び／またはネオンの気体の流れを発生させることを特徴とする請求項１記載のガラス溶融炉。   The rare gas melting means generates a flow of helium and / or neon gas in a direction in which a vector angle with respect to a flow direction of the molten glass is 0 ° to 80 °, 50 ° to 130 °, or 100 to 180 °. The glass melting furnace according to claim 1. 前記希ガス溶解手段が、耐熱性金属及び／またはセラミックよりなることを特徴とする請求項１記載のガラス溶融炉。   The glass melting furnace according to claim 1, wherein the rare gas melting means is made of a heat-resistant metal and / or ceramic. ヘリウム及び／またはネオンを拡散・混合させた後の溶融ガラス中からヘリウム及び／またはネオンを含有する気体を脱気させる希ガス脱気手段が、溶融ガラスの内部、上方、下方及び側方のうち少なくとも一の位置に配設されていることを特徴とする請求項１記載のガラス溶融炉。   A rare gas degassing means for degassing a gas containing helium and / or neon from the molten glass after the helium and / or neon has been diffused and mixed is one of the inside, the upper, the lower, and the side of the molten glass The glass melting furnace according to claim 1, wherein the glass melting furnace is disposed in at least one position. 前記希ガス脱気手段が、加熱装置、減圧装置及び遠心力発生装置の一群より選択される少なくとも１以上のものであることを特徴とする請求項９記載のガラス溶融炉。   The glass melting furnace according to claim 9, wherein the rare gas degassing means is at least one selected from the group consisting of a heating device, a decompression device, and a centrifugal force generator. 前記希ガス脱気手段が、溶融ガラスの上方に設けられた希ガス集積室を備えていることを特徴とする請求項１０記載のガラス溶融炉。   The glass melting furnace according to claim 10, wherein the rare gas degassing means includes a rare gas accumulation chamber provided above the molten glass. 前記希ガス溶解手段が複数の希ガス導入口を備えていることを特徴とする請求項１記載のガラス溶融炉。   The glass melting furnace according to claim 1, wherein the rare gas melting means includes a plurality of rare gas inlets. 前記複数の希ガス導入口が、炉床及び／または炉壁に配設されていることを特徴とする請求項１１記載のガラス溶融炉。   The glass melting furnace according to claim 11, wherein the plurality of rare gas inlets are disposed in a hearth and / or a furnace wall. 前記複数の希ガス導入口が、１０００℃以上の融点を有する金属により構成されることを特徴とする請求項１３記載のガラス溶融炉。   The glass melting furnace according to claim 13, wherein the plurality of rare gas inlets are made of a metal having a melting point of 1000 ° C. or higher. 前記希ガス溶解手段が、前記溶融槽の下流側に接続された希ガス溶解槽内に配設されていることを特徴とする請求項１記載のガラス溶融炉。   The glass melting furnace according to claim 1, wherein the rare gas melting means is disposed in a rare gas melting tank connected to a downstream side of the melting tank. 前記希ガス溶解槽の下流側に清澄槽が接続されていることを特徴とする請求項１５記載のガラス溶融炉。   The glass melting furnace according to claim 15, wherein a clarification tank is connected to a downstream side of the rare gas dissolution tank. 前記希ガス溶解槽の内壁面が、１２００℃以上の耐火温度を有する耐火煉瓦または１２００℃以上の融点を有する耐熱性金属で構成されていることを特徴とする請求項１５記載のガラス溶融炉。   The glass melting furnace according to claim 15, wherein the inner wall surface of the rare gas melting tank is made of refractory brick having a fireproof temperature of 1200 ° C or higher or a heat resistant metal having a melting point of 1200 ° C or higher. 前記耐火煉瓦が、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｃｒ2Ｏ3、Ｃ及びＷＯ3の一群より選択される少なくとも１以上のものを含有することを特徴とする請求項１７記載のガラス溶融炉。 The refractory brick, SiO 2, ZrO 2, Al 2 O 3, MgO, according to claim 17, characterized in that it contains at least one or more of selected from the group of Cr 2 O 3, C and WO 3 Glass melting furnace. 前記耐熱性金属が、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｅ、Ｗ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｒｕ、Ｔｃ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＮｂの一群より選択される少なくとも１以上のものを含有することを特徴とする請求項１７記載のガラス溶融炉。   The refractory metal contains at least one selected from the group consisting of Pt, Ir, Os, Re, W, Ta, Rh, Hf, Ru, Tc, Pd, Mo, Ti, Zr and Nb. The glass melting furnace according to claim 17. ガラス原料を加熱により溶融して溶融ガラスにするガラスの製造方法であって、ヘリウム及び／またはネオンを含有する平均直径１５０ｍｍ以下の気泡を溶融ガラス中に導入することによって、ヘリウム及び／またはネオンを溶融ガラスに拡散・混合して所定量含有させることを特徴とするガラスの製造方法。   A glass manufacturing method for melting glass raw material by heating to form molten glass, wherein helium and / or neon is introduced by introducing bubbles having an average diameter of 150 mm or less containing helium and / or neon into the molten glass. A method for producing glass, characterized in that a predetermined amount is contained by diffusion and mixing in molten glass.
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007077716A1 (en) * 2006-01-05 2007-07-12 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Molten glass supply apparatus and process for producing glass molded article
JP2007204355A (en) * 2006-01-05 2007-08-16 Nippon Electric Glass Co Ltd Molten glass supply apparatus and method for producing glass molded article
JP2007277076A (en) * 2006-03-13 2007-10-25 Nippon Electric Glass Co Ltd Method of melting glass, and glass
JP2009532321A (en) * 2006-04-07 2009-09-10 サン−ゴバン グラス フランス Furnace with submerged burner and overhead burner
WO2009151034A1 (en) * 2008-06-09 2009-12-17 旭硝子株式会社 Apparatus for degassing molten glass
JP2010052968A (en) * 2008-08-27 2010-03-11 Nippon Electric Glass Co Ltd Method and apparatus for melting glass
JPWO2008093580A1 (en) * 2007-01-31 2010-05-20 旭硝子株式会社 Glass manufacturing method and vacuum degassing apparatus
JP2010535694A (en) * 2007-08-08 2010-11-25 ブルース テクノロジー エルエルシー Molten glass conveyor for optical quality glass
JP2011121863A (en) * 2006-01-05 2011-06-23 Nippon Electric Glass Co Ltd Molten glass supply apparatus and method for producing glass molded article
JP2015514658A (en) * 2012-02-27 2015-05-21 コルサム テクノロジーズ エルエルシーＣｏｒｓａｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｌｌｃ Glass refining method using physical bubbler
JP2018528922A (en) * 2015-08-26 2018-10-04 コーニング インコーポレイテッド Glass melting system and method for enhancing homogeneity
JP2019077584A (en) * 2017-10-24 2019-05-23 Ａｇｃ株式会社 Glass melting furnace, and production method of glass article
CN113277716A (en) * 2021-05-27 2021-08-20 四川神光石英科技有限公司 Equipment for producing high-quality synthetic quartz glass
WO2022080163A1 (en) * 2020-10-13 2022-04-21 日本電気硝子株式会社 Glass production method
WO2022215505A1 (en) * 2021-04-07 2022-10-13 日本電気硝子株式会社 Glass production method
CN115710082A (en) * 2022-12-07 2023-02-24 蚌埠中光电科技有限公司 Connecting device for high-end electronic float glass kiln and tin bath

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007204355A (en) * 2006-01-05 2007-08-16 Nippon Electric Glass Co Ltd Molten glass supply apparatus and method for producing glass molded article
WO2007077716A1 (en) * 2006-01-05 2007-07-12 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Molten glass supply apparatus and process for producing glass molded article
JP2011121863A (en) * 2006-01-05 2011-06-23 Nippon Electric Glass Co Ltd Molten glass supply apparatus and method for producing glass molded article
CN101356123B (en) * 2006-01-05 2011-12-14 日本电气硝子株式会社 Molten glass supply apparatus and method for producing glass molded article
JP2007277076A (en) * 2006-03-13 2007-10-25 Nippon Electric Glass Co Ltd Method of melting glass, and glass
JP2009532321A (en) * 2006-04-07 2009-09-10 サン−ゴバン グラス フランス Furnace with submerged burner and overhead burner
JPWO2008093580A1 (en) * 2007-01-31 2010-05-20 旭硝子株式会社 Glass manufacturing method and vacuum degassing apparatus
JP5470853B2 (en) * 2007-01-31 2014-04-16 旭硝子株式会社 Glass manufacturing method and vacuum degassing apparatus
JP2010535694A (en) * 2007-08-08 2010-11-25 ブルース テクノロジー エルエルシー Molten glass conveyor for optical quality glass
JP5630265B2 (en) * 2008-06-09 2014-11-26 旭硝子株式会社 Defoaming equipment for molten glass
WO2009151034A1 (en) * 2008-06-09 2009-12-17 旭硝子株式会社 Apparatus for degassing molten glass
JPWO2009151034A1 (en) * 2008-06-09 2011-11-17 旭硝子株式会社 Defoaming equipment for molten glass
JP2010052968A (en) * 2008-08-27 2010-03-11 Nippon Electric Glass Co Ltd Method and apparatus for melting glass
JP2015514658A (en) * 2012-02-27 2015-05-21 コルサム テクノロジーズ エルエルシーＣｏｒｓａｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｌｌｃ Glass refining method using physical bubbler
JP2018008878A (en) * 2012-02-27 2018-01-18 コルサム テクノロジーズ エルエルシーＣｏｒｓａｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｌｌｃ Glass clarification method using physical bubbler
JP2018528922A (en) * 2015-08-26 2018-10-04 コーニング インコーポレイテッド Glass melting system and method for enhancing homogeneity
JP2019077584A (en) * 2017-10-24 2019-05-23 Ａｇｃ株式会社 Glass melting furnace, and production method of glass article
WO2022080163A1 (en) * 2020-10-13 2022-04-21 日本電気硝子株式会社 Glass production method
WO2022215505A1 (en) * 2021-04-07 2022-10-13 日本電気硝子株式会社 Glass production method
CN113277716A (en) * 2021-05-27 2021-08-20 四川神光石英科技有限公司 Equipment for producing high-quality synthetic quartz glass
CN113277716B (en) * 2021-05-27 2022-06-03 四川神光石英科技有限公司 Equipment for producing high-quality synthetic quartz glass
CN115710082A (en) * 2022-12-07 2023-02-24 蚌埠中光电科技有限公司 Connecting device for high-end electronic float glass kiln and tin bath
CN115710082B (en) * 2022-12-07 2023-12-05 蚌埠中光电科技有限公司 Connecting device for high-end electronic float glass kiln and tin bath

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