JP2000290021A - 減圧脱泡によるガラスの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】減圧脱泡槽の高さ方向の移動調整をすることな
く、大流量の溶融ガラスを減圧脱泡処理するガラスの製
造装置の提供を課題とする。 【解決手段】溶解槽から処理槽に到る管路を一体化し、
減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面を一定にする液面制御
手段を備え、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルを
溶解槽の溶融ガラスの自由表面レベルより実質的に高く
することで解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】

【従来の技術】従来より、成形されたガラス製品の品質
を向上させるために、図３に示すように、ガラスの原材
料を溶解槽で溶融した溶融ガラスを成形装置で成形する
前に溶融ガラス内に発生した気泡を除去する減圧脱泡装
置を有するガラスの製造装置が用いられている。このよ
うなガラスの製造装置の一例が図３に示される。図３に
示される減圧脱泡装置１１０は、溶解槽１２０内の溶融
ガラスＧを減圧脱泡処理して、次の処理槽に連続的に供
給するプロセスに用いられるものであって、減圧脱泡す
る際には、真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジ
ング１１２内に設けられ、減圧ハウジング１１２と共に
減圧される減圧脱泡槽１１４と、その両端部に、下方に
向かって垂直に取り付けられた上昇管１１６および下降
管１１８が配置されており、上昇管１１６の下端は、溶
解槽１２０に連通する上流側ピット１２２の溶融ガラス
Ｇ内に浸漬されており、下降管１１８の下端は、同様
に、次の処理槽（図示せず）に連通する下流側ピット１
２４の溶融ガラスＧ内に浸漬されている。

【０００３】そして、減圧脱泡槽１１４は、図示しない
真空ポンプによって真空吸引されて内部が減圧される減
圧ハウジング１１２内におおむね水平に設けられ、減圧
ハウジング１１２と共に減圧脱泡槽１１４の内部が１／
３〜１／２０気圧に減圧されているので、上流側ピット
１２２内の脱泡処理前の溶融ガラスＧは、上昇管１１６
によって吸引上昇されて減圧脱泡槽１１４に導入され、
減圧脱泡槽１１４内で減圧脱泡処理した後、すなわち、
溶融ガラスＧ内の気泡が溶融ガラスＧの液表面に浮上し
て破泡し、この破泡した気泡内のガス成分を減圧脱泡槽
１１４内の減圧された上部空間１１４ｓに放出した後、
下降管１１８によって下降させて下流側ピット１２４に
導出される。このようにして減圧脱泡が行われるが、減
圧脱泡槽１１４内の減圧脱泡処理は、溶融ガラスＧを浮
上して破泡する気泡内のガス成分を減圧脱泡槽１１４か
ら外部に放出するため、上部空間１１４ｓが設けられる
必要があり、減圧脱泡槽１１４内を溶融ガラスＧで溢れ
るばかりに一杯に充たすことのないように、減圧脱泡槽
１１４を上下方向に移動して、減圧脱泡槽１１４の高さ
方向の位置を調整することができる。

【０００４】減圧ハウジング１１２は、金属製、例えば
ステンレス製または耐熱鋼製のケーシングであり、外部
から真空ポンプ（図示せず）等によって真空吸引されて
内部が減圧され、内部に設けられた減圧脱泡槽１１４内
を所定の圧力、例えば１／２０〜１／３気圧に減圧して
維持する。この減圧ハウジング１１２内の減圧脱泡槽１
１４、上昇管１１６および下降管１１８の周囲には、こ
れらを断熱被覆する耐火物製レンガなどの断熱材１３０
が配設されている。また、減圧脱泡装置１１０は、上流
側ピット１２２のほか下流側ピット１２４内にも溶融ガ
ラスＧを満たし、サイホンの原理を用いて溶融ガラスＧ
を流すため、減圧脱泡処理の開始前、上昇管１１６およ
び下降管１１８から溶融ガラスＧを吸引上昇させておく
必要がある。そのため、減圧脱泡装置１１０は、上流側
案内ピット１２２から下流側案内ピット１２４に溶融ガ
ラスＧを導くバイパス管路１３２およびバイパス管路１
３２を遮断する仕切り板１３４を有する。

【０００５】このような減圧脱泡装置１１０では、溶融
ガラスＧ内の気泡を効率よく減圧吸引するために定めら
れる適切な圧力は、例えば、硫酸ナトリウム（Ｎａ₂ Ｓ
Ｏ₄）等をガラス原料に少量混合添加して減圧脱泡槽内
で溶融ガラス内の気泡の成長浮上を促進させる清澄剤の
添加量や、溶解槽でガラス原料を溶解する温度や、ガラ
ス原料を大気圧雰囲気下で溶解する際の大気圧の圧力等
の溶解条件、あるいは減圧脱泡槽内に流す溶融ガラスの
種類によって変化する。そのため、適切な圧力で減圧脱
泡する場合、減圧脱泡槽１１４内の溶融ガラスＧの液面
レベルが減圧脱泡槽１１４の天井部に達して溶融ガラス
Ｇが溢れ出ることがなく、減圧脱泡槽１１４内で溶融ガ
ラスＧの液面レベルが所定の範囲内に来るように、溶融
ガラスの種類等の条件によって定まる適切な圧力に応じ
て、減圧脱泡槽１１４の高さ方向の位置を調整しなけれ
ばならない。

【０００６】このような適切な圧力は、場合によって
は、比較的低い圧力、例えば１／２０気圧にしなければ
ならない。この場合、減圧脱泡槽１１４内の圧力が低い
ため、それに応じて減圧脱泡槽１１４から溶融ガラスＧ
が溢れることのないように減圧脱泡槽１１４を高く吊り
上げなければならず、例えば圧力が１／２０気圧の場
合、約４．５ｍも吊り上げる必要がある。そのため、上
記例のような約４．５ｍもの高さにまで吊り上げること
のできる特別の設備を備えなければならない。しかも、
減圧脱泡装置１１０を大型化する場合、減圧脱泡装置の
大型化にともなって大型化した減圧脱泡槽を高さ方向に
自在に、しかも上記例のように高さ方向に約４．５ｍも
吊り上げることのできる巨大な設備を備える必要がある
が、このような設備を備えることは困難である。

【０００７】このような問題に対して、特開平５−２６
２５３０号公報は、上昇管を上昇する溶融ガラスＧの流
量をスクリューポンプを回転させて抑制するとともに、
下降管を下降する溶融ガラスＧの流量をスクリューポン
プを回転させて増加し、減圧脱泡槽内の溶融ガラスＧの
液面レベルを減圧脱泡処理前の溶解槽等の溶融ガラスＧ
の自由表面レベルと実質的に同一レベルに維持すること
で、減圧脱泡槽の高さ方向の位置を低くすることができ
る減圧脱泡方法およびその装置を開示している。この方
法によれば、上昇管を上昇する溶融ガラスＧ、あるいは
下降管を下降する溶融ガラスＧの流量を制御すること
で、減圧脱泡槽内の圧力を低く設定しても、減圧脱泡槽
から溶融ガラスＧが溢れ出ることを防ぐことができる。

【０００８】このような上記技術は、大流量の溶融ガラ
スを減圧脱泡処理して、気泡を含まない高品質なガラス
を大量に得ることが望まれる大型の減圧脱泡装置に対し
て、特に有効であると考えられた。つまり、溶融ガラス
Ｇの流量を制御して、減圧脱泡槽内の溶融ガラスＧの液
面レベルを溶解槽等の溶融ガラスＧの自由表面レベルと
実質的に同一レベルに維持し、減圧脱泡槽の吊り上げを
不要とする上記溶融ガラスＧの流量制御技術を用いるこ
とで、減圧脱泡装置の大型化、さらには減圧脱泡装置の
低コスト化が図られると考えられた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、スクリューポ
ンプを備え溶融ガラスの流量の制御を行う上記技術を用
いて減圧脱泡装置を大型化する場合、以下の問題が発生
することがわかった。すなわち、減圧脱泡装置の大型化
に伴って、スクリューポンプも大型化しなければなら
ず、例えば、一日に減圧脱泡可能な溶融ガラスＧの流量
を１トン／ｄａｙから４００トン／ｄａｙに規模を拡大
する場合、上記スクリューポンプの径を例えば１５０ｍ
ｍから８００ｍｍに、スクリューポンプの長さを１１０
０ｍｍにしなければならず、その結果スクリューポンプ
の材質を例えばモリブデンとした場合、スクリューポン
プの重量は約５．５トンとなる。このような高重量物の
スクリューポンプを支持し、モーター等を介して回転す
るスクリューポンプの回転を制御することはほとんど不
可能に近い。また、スクリューポンプを支持し、回転を
制御することができる程度にスクリューポンプを小さく
できたとしても、スクリューポンプが配置され溶融ガラ
スＧを減圧脱泡槽に導く管路等とスクリューポンプとの
間のクリアランスを流量制限のために小さくする必要が
あり、このクリアランスを小さくすると、僅かな変形や
歪みによってスクリューポンプのスクリューがスクリュ
ーポンプが配置される管路等に接触して擦れ、破損する
おそれがあるといった問題が生じる。

【００１０】一方、減圧脱泡槽の高さ方向の位置を固定
して、溶解槽から上昇管、減圧脱泡槽および下降管を経
由する溶融ガラスＧの流路を一連の閉管路として形成す
ることで、減圧脱泡槽の高さ方向の位置を調整する吊り
上げ設備を不要とすることもできる。しかし、減圧脱泡
を効率よく行なうための減圧脱泡槽内の圧力条件は、上
記溶解槽における溶解条件、あるいは減圧脱泡槽内に流
す溶融ガラスの種類によって変化する。したがって、溶
解槽から上昇管、減圧脱泡槽および下降管を経由する溶
融ガラスの流路を一連の閉管路として形成して、減圧脱
泡槽の高さ方向の位置を固定すると、減圧脱泡槽内の液
面レベルを一定に維持することが困難になる。前記液面
レベルが変化すると、これを契機として液面レベル付近
の減圧脱泡槽の構成材料、たとえば白金合金や電鋳レン
ガの侵蝕が急速に進行し、溶融ガラス中に前記構成材料
が流出して製品欠陥となり品質を維持することができな
くなったり、あるいは減圧脱泡槽の寿命が短くなったり
するおそれがある。

【００１１】そこで、本発明の目的は、前記問題点を解
決することにあり、大流量の溶融ガラスの減圧脱泡処理
を行う場合でも、大型の吊り上げ設備を備えることな
く、溶解槽における溶解条件や溶融ガラスの種類が変化
しても減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルを実質的
に一定にできる実用的な減圧脱泡によるガラスの製造装
置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、溶融ガラスを減圧脱泡して処理槽に導出
するガラスの製造装置であって、ガラス原料を溶解した
溶融ガラスが大気圧雰囲気下、自由表面を有する溶解槽
と、真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジング
と、この減圧ハウジング内に設けられ、溶融ガラスの減
圧脱泡を行う減圧脱泡槽と、この減圧脱泡槽に連通して
設けられ、減圧脱泡前の溶融ガラスを吸引上昇させて前
記減圧脱泡槽に導入する上昇管と、前記減圧脱泡槽に連
通して設けられ、減圧脱泡後の溶融ガラスを前記減圧脱
泡槽から下降させて導出する下降管と、前記溶解槽と前
記上昇管とを連通する上流側接続部と、前記下降管と前
記処理槽とを連通する下流側接続部と、前記上昇管およ
び前記上流側接続部の少なくとも一つに設けられ、前記
減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルを制御する上流
側・液面制御手段と、前記下降管および前記下流側接続
部の少なくとも一つに設けられ、前記減圧脱泡槽内の溶
融ガラスの液面レベルを制御する下流側・液面制御手段
とを備え、前記上流側接続部、前記上昇管、前記減圧脱
泡槽、前記下降管および前記下流側接続部は、一体化し
て固定されて前記溶解槽から前記処理槽に導かれる一連
の溶融ガラスの管路を形成し、前記減圧脱泡槽内の溶融
ガラスの液面レベルが、前記自由表面を有する前記溶解
槽の溶融ガラスの液面レベルより実質的に高いことを特
徴とする減圧脱泡によるガラスの製造装置を提供するも
のである。

【００１３】ここで、前記上流側接続部は、溶融ガラス
を下降させる上流側下降管を備え、この上流側下降管の
上方が前記溶解槽と接続され、下方が前記上昇管の下方
と接続され、あるいは、前記下流側接続部は、溶融ガラ
スを上昇させる下流側上昇管を備え、この下流側上昇管
の下方が前記下降管の下方と接続され、上方が前記処理
槽と接続されることが好ましい。また、前記減圧脱泡槽
内の溶融ガラスの液面レベルが、前記溶解槽の溶融ガラ
スの液面レベルより３．５ｍ以上高いことが好ましく、
さらに、前記上流側・液面制御手段および／または前記
下流側・液面制御手段は、回転自在なスクリューポンプ
であることが好ましい。また、前記スクリューポンプ
は、回転方向および回転速度を制御して前記減圧脱泡槽
内の溶融ガラスの液面レベルを制御することが好まし
い。さらに、前記上流側・液面制御手段であるスクリュ
ーポンプは、減圧脱泡開始時に、前記上流側接続部の溶
融ガラスを前記上昇管から前記減圧脱泡槽内に送り込む
ことが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の減圧脱泡によるガ
ラスの製造装置について、添付の図面に示される好適実
施例を基に詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明の減圧脱泡によるガラスの
製造装置の一実施例を示す概略断面図である。図１に示
すガラスの製造装置は、ガラス原料を溶解して溶融ガラ
スＧを貯溜する溶解槽２０と、溶融ガラスを減圧脱泡処
理して溶融ガラスの気泡を減圧吸引する減圧脱泡装置１
０とから構成される。

【００１６】溶解槽２０は、燃料ガスを燃焼して得られ
る火炎の熱を利用して、また電熱を利用して得られる約
１５５０℃以上の高温でガラス原料を溶融した溶融ガラ
スＧで充たされる槽であり、減圧脱泡装置１０の前に配
置される。溶解槽２０では、溶融ガラスＧはその液表面
が大気圧Ｐａにさらされて自由表面を形成する。

【００１７】減圧脱泡装置１０は、図１に示すように、
本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置の主要部分を
構成し、溶解槽２０内から溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１
４に吸引上昇させ、減圧された減圧脱泡槽１４において
減圧脱泡処理を行い、次の処理槽２６、例えばフロート
バスなどの板状の成形処理槽や瓶などの成形作業槽など
に連続的に供給するプロセスに用いられるもので、基本
的に、減圧ハウジング１２、減圧脱泡槽１４、上昇管１
６、下降管１８、上流側接続部２２および下流側接続部
２４とからなる。

【００１８】減圧ハウジング１２は、減圧脱泡槽１４を
減圧する際の気密性を確保するためのケーシング（圧力
容器）として機能するものであり、本実施例では、ほぼ
門型に形成されて、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および
下降管１８の全体を包み込むように構成される。この減
圧ハウジング１２は、減圧脱泡槽１４に必要とされる気
密性および強度を有するものであれば、その材質、構造
は特に限定されるものではないが、金属製、特にステン
レス製または耐熱鋼製とすることが好ましい。減圧ハウ
ジング１２には、右上部に真空吸引して内部を減圧する
吸引口１２ｃが設けられており、図示しない真空ポンプ
によって真空吸引されて減圧ハウジング１２の内部が減
圧され、そのほぼ中央部に配置された減圧脱泡槽１４内
を所定の圧力、例えば、１／２０〜１／３気圧に減圧し
て維持するように構成される。

【００１９】減圧ハウジング１２のほぼ中央部には、減
圧脱泡槽１４がおおむね水平に配置される。この減圧脱
泡槽１４の流路の断面は、円形でもよいが、大流量の溶
融ガラスＧの減圧脱泡処理を行うには長方形が好まし
い。この減圧脱泡槽１４の左端部には上昇管１６の上端
部が、減圧脱泡槽１４の右端部には下降管１８の上端部
がそれぞれ下方に向かって垂直に連通される。そして、
上昇管１６および下降管１８は門型に形成された減圧ハ
ウジング１２の脚部１２ａ，１２ｂをそれぞれ貫通する
ように配設されており、上昇管１６および下降管１８の
下端は、それぞれ溶解槽２０に連通する上流側接続部２
２および処理槽２６に連通する下流側接続部２４に接続
され、上流側接続部２２、上昇管１６、減圧脱泡槽１
４、下降管１８および下流側接続部３４は、一体化して
固定され一連の閉管路を構成する。

【００２０】上流側接続部２２は、溶解槽２０から溶融
ガラスＧを下降させる上流側下降管３２を備え、この上
流側下降管３２の上方は溶解槽２０と接続され、下方は
上昇管１６の下方と接続される。一方、下流側接続部２
４は、溶融ガラスＧを上昇させる下流側上昇管３４を備
え、この下流側上昇管３４の下方は下降管１８の下方と
接続され、上方は処理槽２６と接続される。また、上流
側接続部２２の上流側下降管３２内部に、減圧脱泡槽１
４内の溶融ガラスＧの液面レベルを制御する上流側・液
面制御手段として正逆に回転可能な上流側スクリューポ
ンプ３６が溶融ガラスＧ内に浸されて設けられる。ま
た、下流側接続部２４の下流側上昇管３４の内部には、
減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧの液面レベルを制御す
る下流側・液面制御手段として下流側スクリューポンプ
３８が溶融ガラスＧ内に浸されて設けられる。

【００２１】減圧脱泡槽１４の上部には、減圧ハウジン
グ１２を図示しない真空ポンプ等によって真空吸引する
ことによって減圧脱泡槽１４内を所定の圧力（圧力Ｐ
ｂ、１／２０〜１／３気圧）に維持するため、減圧ハウ
ジング１２と連通する吸引孔１４ａ，１４ｂが設けられ
る。また、減圧脱泡槽１４には、溶融ガラスＧの液面レ
ベルが所定の高さに調整され、その上部に圧力Ｐｂに減
圧された上部空間１４ｓが形成される。減圧ハウジング
１２と、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８
との間は、耐火物製レンガなどの断熱材３０で充填され
て断熱被覆され、外側から金属製の減圧ハウジング１
２、耐火物製レンガからなる断熱材３０および減圧脱泡
槽１４ななどの多層断面構造となっている。この断熱材
３０は、減圧脱泡槽１４の真空吸引の支障とならないよ
うに、通気性を有する断熱材によって構成される。

【００２２】図１に示す本発明の減圧脱泡装置１０にお
いては、一連の管路を構成する減圧脱泡槽１４、上昇管
１６および下降管１８、上流側上昇管３２および下流側
上昇管３４、ならびに溶解槽２０および次の処理槽２６
がいずれも耐火物製レンガを組んで構成される。すなわ
ち、減圧脱泡装置１０において、溶融ガラスの自由表面
を持つ溶解槽２０から次の処理槽２６までの間の一連の
管路を電鋳耐火物製レンガを組んで構成することによ
り、高温耐蝕性や高温耐熱性に優れた白金合金製の流路
よりもコストを大幅に低減させることができ、減圧脱泡
槽１４を自由な形状で、かつ自由な肉厚に設計すること
が可能となり、大流量の溶融ガラスＧを減圧脱泡処理す
ることのできる大型の減圧脱泡装置１０が実現するとと
もに、より高温での減圧脱泡処理も行えるようになるか
らである。なお、白金合金を用いてもよいのは勿論であ
る。

【００２３】上流側接続部２２および下流側接続部２４
には、それぞれ上流側スクリューポンプ３６および下流
側スクリューポンプ３８が配設される。上流側スクリュ
ーポンプ３６および下流側スクリューポンプ３８は、回
転自在なシャフトおよびこのシャフトにらせん状に巻き
付けられた羽根を備え、溶融ガラスＧの高温に耐えるこ
とのできる白金合金やモリブデン等の金属で形成され
る。上流側スクリューポンプ３６のシャフトは正回転す
ることで、上流側下降管３２内を下降して上昇管１６よ
り減圧脱泡槽１４内に溶融ガラスＧが流入しにくくなる
ようにし、逆回転することで反対に流入しやすくするこ
とができる。下流側スクリューポンプ３８のシャフトは
正回転することで、下流側上昇管３４内を上昇し、溶融
ガラスＧが流出しにくくなるようにし、逆回転すること
で流出しやすくすることができる。たとえば、溶解槽に
おける溶解条件の変化等によって減圧脱泡槽１４内の圧
力をさらに下げる必要が生じた場合は、上流側スクリュ
ーポンプ３６を正回転させた上で、回転速度を制御して
減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧの液面レベルを実質的
に一定にできる。一方、下流側スクリューポンプ３８の
シャフトは、この場合逆回転させたうえで回転速度を制
御して溶融ガラスＧの流量を実質的に一定に保ち、前記
溶融ガラスＧの液面レベルを実質的に一定にできる。

【００２４】また、減圧脱泡処理は、サイホンの原理を
利用するため、減圧脱泡処理開始時、上昇管１６、減圧
脱泡槽１４および下降管１８内に溶融ガラスＧを充たす
必要があるが、上流側スクリューポンプ３６のシャフト
は逆回転することで、減圧脱泡開始時、溶融ガラスＧを
上流側下降管３２の下方に押し下げて、上昇管１６を充
たし、さらに上昇管１６より溶融ガラスＧを減圧脱泡槽
１４内に流入させて減圧脱泡槽１４の所定の高さまで充
たし、さらに下降管１８を充たすことができる。このた
め、従来の減圧脱泡装置１１０のような、上流側案内ピ
ット１２２から下流側案内ピット１２４に溶融ガラスＧ
を導くバイパス管路１３２およびバイパス管路１３２を
遮断する仕切り板１３４を不要とし、減圧脱泡装置１０
の製作コストを低減することができる。なお、上流側ス
クリューポンプ３６や下流側スクリューポンプ３８とと
もに、バイパス管路１３２およびバイパス管路１３２を
遮断する仕切り板１３４を設けてもよく、この場合、上
流側スクリューポンプ３６を逆回転させることで、減圧
脱泡槽１４内を真空ポンプによる吸引とともに、上昇管
１６、減圧脱泡槽１４および下降管１８内に溶融ガラス
Ｇを容易かつ短時間に充たすことができる。上流側スク
リューポンプ３６および下流側スクリューポンプ３８に
よる減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧの液面レベルは、
各々のシャフトを回転させるモーター等を電気的に制御
することによって行う。

【００２５】図１に示す本発明の減圧脱泡装置１０にお
いて、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１８、
上流側下降管３２および下流側上昇管３４は一連の管路
を構成することで、従来の減圧脱泡装置１１０のように
減圧脱泡槽１１４内の圧力に応じて減圧脱泡槽１１４を
吊り上げる必要がなくなる。これによって、従来問題と
なっていた大型の吊り上げ設備が不要になる。

【００２６】また、減圧脱泡槽１４は、一連の管路を構
成するため、高さ方向の位置が固定されるが、その固定
される位置は、減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧの液面
レベルが、溶解槽２０の自由表面レベルに対して実質的
に高く、好ましくはその差が３．５メートル以上となる
ように設けられる。この場合、減圧脱泡槽１４内の圧力
Ｐｂは、０．０５気圧（１／２０気圧）〜０．２８気圧
とするのが好ましい。大流量の溶融ガラスＧを減圧脱泡
処理する大型の減圧脱泡装置の場合、従来、流量調整手
段によって溶融ガラスＧの流量を調整して、減圧脱泡槽
内の溶融ガラスＧの液面レベルを実質的に溶解槽の液面
レベルと同一レベルに維持するため、大気圧Ｐａと減圧
脱泡槽１４内の圧力Ｐｂとの差分によって生じる溶融ガ
ラスＧの液面レベルの上昇分全体を、流量調整手段であ
るスクリューポンプを用いて流量調整しなければならな
い。そのため上述したようにスクリューポンプは大型化
し、その結果、高重量物になってしまい、スクリューポ
ンプの支持が困難になる他、高重量物のスクリューポン
プの慣性力も大きくなるため、スクリューポンプの制御
自体も困難になる。

【００２７】しかし、本発明によれば、減圧脱泡槽１４
内の液面レベルが、溶解槽２０の液面レベルより実質的
に高くなるように設けられるので、上流側スクリューポ
ンプ３６や下流側スクリューポンプ３８の直径を小さく
して現実的かつ実用的な大きさにすることができる。ま
た、上流側下降管３２や下流側上昇管３４と上流側スク
リューポンプ３６や下流側スクリューポンプ３８との間
のクリアランスを従来に比べて広げることができ、僅か
な変形が生じても上流側スクリューポンプ３６や下流側
スクリューポンプ３８が上流側下降管３２や下流側上昇
管３４の壁面と接触し擦れ、破損するおそれはなくな
る。

【００２８】すなわち、減圧脱泡装置１０は、減圧脱泡
槽１４の高さ調整のための上下移動はできず固定されて
いるが、減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧの液面レベル
は液面制御手段である上流側スクリューポンプ３６や下
流側下流側スクリューポンプ３８で実質的に一定となる
ように制御される。また、上流側スクリューポンプ３６
や下流側下流側スクリューポンプ３８は現実的かつ実用
的な大きさにすることができる。その結果、溶解槽２０
での溶解条件や溶融ガラスＧの種類によって変わる効率
のよい減圧脱泡条件に合わせることができる。

【００２９】なお、本実施例では、上流側スクリューポ
ンプ３６および下流側スクリューポンプ３８を上流側接
続部２２および下流側接続部２４内に配置しているが、
上昇管１６や下降管１８内に配置してもよい。また、本
発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置の液面制御手段
は、上記スクリューポンプに限られず、流れを制御でき
るものであればよく、図２に示すように、溶解槽２０か
ら流出する溶融ガラスＧの流れを孔４０で制御するオリ
フィス４２を用いてもよい。

【００３０】次に、本発明の減圧脱泡によるガラスの製
造装置装置の作用を説明する。溶解槽２０では、従来か
ら用いられているように、燃料用油や燃焼ガスで燃焼さ
せて得られる火炎の燃焼熱をガラス原料に吹きつけて、
あるいは電熱を利用してガラス原料を溶解して溶融ガラ
スＧを溶解槽２０内に貯溜する。つぎに減圧脱泡装置１
０は、運転を開始するに先立って、上流側下降管３２、
上昇管１６、減圧脱泡槽１４、下降管１８、および下流
側上昇管３４によって構成される一連の管路を予め加熱
する。管路を予め加熱するのは、高温の溶融ガラスＧが
比較的低温の管路表面と接触すると、溶融ガラスＧは冷
却され粘度が上がり、溶融ガラスＧ内に含まれる気泡の
減圧吸引を行うことが困難となるからである。さらに、
この冷却された溶融ガラスＧが管路表面に固着し、管路
を狭くするからである。

【００３１】その後、溶解槽２０に貯溜した溶融ガラス
Ｇを図示しない仕切り板を開放して溶融ガラスＧを上流
側下降管３２内に流入させ溶融ガラスＧを充たす。つぎ
に、上流側スクリューポンプ３６を逆回転して、溶融ガ
ラスＧを上昇管１６の方向に送り出して上昇管１６内を
溶融ガラスＧで充たし、減圧脱泡槽１４内に溶融ガラス
Ｇの一定の液面レベルを作り、さらに下降管１８内を溶
融ガラスＧで充たし下降管１８内を下降させ、下流側接
続部２４を充たす。その後、図示されない真空ポンプで
減圧ハウジング１２内を所定の圧力（圧力Ｐｂ）に減圧
する。これによって、サイホンの原理より溶解槽２０か
ら減圧脱泡槽１４を通って次の処理槽２６に溶融ガラス
Ｇを定常的に流下させることができる。

【００３２】すなわち、図１に示す減圧脱泡装置１０に
おいて、減圧脱泡槽１４は、図示しない真空ポンプによ
って真空吸引されて、所定の圧力（圧力Ｐｂ）、例えば
１／２０〜１／３気圧に維持されているので、溶融ガラ
スＧは、自由液面を有する溶解槽２０に加わる大気圧Ｐ
ａと減圧脱泡槽１４内の圧力Ｐｂとの圧力差によって、
溶解槽２０より上流側下降管３２および上昇管１６を通
って減圧脱泡槽１４に吸引上昇され、溶融ガラスＧが減
圧脱泡槽１４内を流下する間に、溶融ガラスＧ中の気泡
は、溶融ガラスＧ中を液面まで浮上し、液面上で破泡
し、破泡した気泡内部のガス成分を上部空間１４ｓに放
出する。放出されたガス成分は、図示されない真空ポン
プによって排出される。こうして、溶融ガラスＧ中から
気泡が除去される。このようにして、脱泡処理された溶
融ガラスＧは、減圧脱泡槽１４内から下降管１８に導出
され、下降管１８内を下降して下流側上昇管３４を通っ
て次の処理槽２６（例えば成形処理槽）に導出される。

【００３３】減圧脱泡槽１４は、上流側下降管３２、上
昇管１６、減圧脱泡槽１４、下降管１８、および下流側
上昇管３４によって構成される一連の管路によって設置
高さが固定され、その設置位置は、減圧脱泡槽１４内の
溶融ガラスＧの液面レベルが、自由表面を有する溶解槽
２０の液面レベルより実質的に高くなるように設けられ
る。溶解槽２０における溶解条件等が変化し、これにと
もなって圧力Ｐｂを変化させなければならなくなった場
合、上流側スクリューポンプ３６と下流側スクリューポ
ンプ３８のシャフトの回転方向と回転速度を制御して、
減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧの液面を実質的に変化
させないようにする。

【００３４】これにより、減圧脱泡槽１４の溶融ガラス
Ｇの液面レベルの変動に伴う減圧脱泡槽１４の構成材料
の侵蝕が進行して溶融ガラスＧ中に前記構成材料が流出
して製品欠点を引き起こすことなく、また従来のような
減圧脱泡槽の上下移動による高さ方向の位置調整を行な
うことなく、減圧脱泡槽１４内の圧力Ｐｂの調整が可能
となる。また、上流側スクリューポンプ３６や下流側ス
クリューポンプ３８で減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧ
の液面レベルを制御して、溶解槽２０での溶解条件や溶
融ガラスＧの種類によって変わる効率のよい減圧脱泡条
件に合わせることができ、従来制限されて困難であった
減圧脱泡槽１２内の圧力Ｐｂの調整を行なうことができ
る。特に、溶解槽２０で得られた溶融ガラスＧが溶解槽
２０から上昇管１６上昇するまで、約半日以上かかるた
め、その間に溶解槽２０内の溶融ガラスＧの自由表面と
接する大気圧雰囲気の大気圧Ｐａが変化（例えば、台風
等の低気圧が通過する）し、効率のよい減圧脱泡条件が
変化する場合がある。このような場合、液面制御手段で
ある上流側スクリューポンプ３６や下流側スクリューポ
ンプ３８を用いることで、減圧脱泡槽１２内の圧力Ｐｂ
を効率のよい減圧脱泡条件に合わせることができる。

【００３５】以上、本発明の減圧脱泡によるガラスの製
造装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施例
に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろん
である。

【００３６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルを制御
する液面制御手段を備え、溶解槽から、上流側接続部、
上昇管、減圧脱泡槽、下降管および下流側接続部を一体
化して固定され、一連の溶融ガラスの管路を形成し、減
圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルが、自由表面を有
する溶解槽等の溶融ガラスの液面レベルより実質的に高
くなるように構成されるため、大流量の溶融ガラスの減
圧脱泡処理を行う場合でも、従来の減圧脱泡装置のよう
な減圧脱泡槽を減圧脱泡槽内の圧力に応じて高さ方向に
昇降する大型の吊り上げ設備を不要とし、また液面制御
手段によって減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルを
一定に保つので、減圧脱泡槽の構成材料の侵蝕を抑制し
減圧脱泡槽の寿命を延ばすことができる。また、減圧脱
泡槽内の溶融ガラスの液面レベルが一定に保たれて減圧
脱泡槽の構成材料の侵蝕が抑制されるので、構成材料の
溶融ガラスへの流出が少なく最終ガラス製品の品質を一
定に保つことができる。さらに、大流量の溶融ガラスを
減圧脱泡処理する大型の減圧脱泡装置に比して液面制御
手段を小型化し、現実的かつ実用的な大きさで構成する
ことができ、液面制御手段を用いて現実的かつ実用的に
大流量の溶融ガラスの減圧脱泡処理を行うことができ
る。

【００３７】また、上流側スクリューポンプは、減圧脱
泡処理開始時、逆回転することで、上流側接続部にある
溶融ガラスを上昇管から減圧脱泡槽内に送り込むことが
できるので、従来の減圧脱泡装置のように、減圧脱泡処
理前に用いるバイパス管路を備える必要がなく、装置の
製作コストの削減や装置の簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置の
一実施例の概略断面図を示す。

【図２】 本発明の減圧脱泡によるガラスの製造装置
の、図１に示される態様と異なる上流側接続部の概略断
面図を示す。

【図３】 従来技術の溶融ガラスの減圧脱泡装置の概略
断面図を示す。

【符号の説明】

１０，１１０ 減圧脱泡装置 １２，１１２ 減圧ハウジング １２ａ，１２ｂ 脚部 １２ｃ 吸引口 １４，１１４ 減圧脱泡槽 １４ａ，１４ｂ 吸引孔 １６，１１６ 上昇管 １８，１１８ 下降管 ２０，１２０ 溶解槽 ２２ 上流側接続部 ２４ 下流側接続部 ２６ 処理槽 ３０，１３０ 断熱材 ３２ 上流側下降管 ３４ 下流側上昇管 ３６ 上流側スクリューポンプ ３８ 下流側スクリューポンプ ４０ 孔 ４２ オリフィス １２２ 上流側ピット １２４ 下流側ピット Ｇ 溶融ガラス Ｐａ 大気圧 Ｐｂ 圧力

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融ガラスを減圧脱泡して処理槽に導出す
   るガラスの製造装置であって、 ガラス原料を溶解した溶融ガラスが大気圧雰囲気下、自
   由表面を有する溶解槽と、 真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウジングと、 この減圧ハウジング内に設けられ、溶融ガラスの減圧脱
   泡を行う減圧脱泡槽と、 この減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡前の溶融
   ガラスを吸引上昇させて前記減圧脱泡槽に導入する上昇
   管と、 前記減圧脱泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡後の溶融
   ガラスを前記減圧脱泡槽から下降させて導出する下降管
   と、 前記溶解槽と前記上昇管とを連通する上流側接続部と、 前記下降管と前記処理槽とを連通する下流側接続部と、 前記上昇管および前記上流側接続部の少なくとも一つに
   設けられ、前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベル
   を制御する上流側・液面制御手段と、 前記下降管および前記下流側接続部の少なくとも一つに
   設けられ、前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベル
   を制御する下流側・液面制御手段とを備え、 前記上流側接続部、前記上昇管、前記減圧脱泡槽、前記
   下降管および前記下流側接続部は、一体化して固定され
   て前記溶解槽から前記処理槽に導かれる一連の溶融ガラ
   スの管路を形成し、 前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベルが、前記自
   由表面を有する前記溶解槽の溶融ガラスの液面レベルよ
   り実質的に高いことを特徴とする減圧脱泡によるガラス
   の製造装置。
2. 【請求項２】前記上流側接続部は、溶融ガラスを下降さ
   せる上流側下降管を備え、この上流側下降管の上方が前
   記溶解槽と接続され、下方が前記上昇管の下方と接続さ
   れ、あるいは、 前記下流側接続部は、溶融ガラスを上昇させる下流側上
   昇管を備え、この下流側上昇管の下方が前記下降管の下
   方と接続され、上方が前記処理槽と接続される請求項１
   に記載の減圧脱泡によるガラスの製造装置。
3. 【請求項３】前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液面レベ
   ルが、前記溶解槽の溶融ガラスの液面レベルより３．５
   ｍ以上高いことを特徴とする請求項１または２に記載の
   減圧脱泡によるガラスの製造装置。
4. 【請求項４】前記上流側・液面制御手段および／または
   前記下流側・液面制御手段は、回転自在なスクリューポ
   ンプである請求項１〜３のいずれかに記載の減圧脱泡に
   よるガラスの製造装置。
5. 【請求項５】前記スクリューポンプは、回転方向および
   回転速度を制御して前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの液
   面レベルを制御する請求項４に記載の減圧脱泡によるガ
   ラスの製造装置。
6. 【請求項６】前記上流側・液面制御手段であるスクリュ
   ーポンプは、減圧脱泡開始時に、前記上流側接続部の溶
   融ガラスを前記上昇管から前記減圧脱泡槽内に送り込む
   請求項４に記載の減圧脱泡によるガラスの製造装置。