熔融玻璃的脫泡裝置的製作方法

2023-05-13 06:48:31 2

專利名稱：熔融玻璃的脫泡裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於從連續供給的熔融玻璃中除去氣泡的熔融玻璃的脫泡裝置。
背景技術：
以往，為了提高成形得到的玻璃製品的品質，在通過成形裝置對用熔化爐將原料 熔化而成的熔融玻璃進行成形前，採用將熔融玻璃內產生的氣泡除去的澄清工序。關於該澄清工序，已知如下方法預先在原料內添加硫酸鈉(Na2SO4)等作為澄清 劑，將使原料熔融而得的熔融玻璃在規定溫度下貯留並維持一定時間，從而使熔融玻璃內 的氣泡成長、上浮而將氣泡除去。此外，已知如下的減壓脫泡方法將熔融玻璃導入減壓氣氛內，在該減壓氣氛下使 連續流動的熔融玻璃流內的氣泡長大，使熔融玻璃內所含的氣泡上浮、破裂而將氣泡除去， 然後從減壓氣氛中排出。這樣的減壓脫泡方法中，形成熔融玻璃流，使該熔融玻璃流在減壓氣氛內移動，具 體是使該熔融玻璃流在內部保持規定真空度的減壓脫泡槽內移動。在減壓脫泡槽內移動 時，使熔融玻璃內所含的氣泡在較短的時間內長大，利用長大了的氣泡的浮力使其在熔融 玻璃中上浮，在熔融玻璃的表面使氣泡破裂，藉此可高效地從熔融玻璃表面除去氣泡。這 時，為了從熔融玻璃表面有效地除去氣泡，在減壓脫泡槽內移動時，必須加大氣泡的上浮速 度，使熔融玻璃中的氣泡上浮至熔融玻璃表面。不然，含氣泡的熔融玻璃從減壓脫泡槽流 出，導致最終製品包含氣泡。因此，認為通過儘可能降低進行減壓脫泡的減壓氣氛的壓力而使氣泡長大來提高 上浮速度，可以使減壓脫泡的效果提高。但是，如果降低進行減壓脫泡的減壓氣氛的壓力， 則熔融玻璃內部產生大量新的氣泡，上浮至熔融玻璃表面的氣泡不破裂，大量飄浮而形成 泡層，有時該泡層的一部分與熔融玻璃一起被排出而形成含氣泡的熔融玻璃。此外，如果泡 層增長，則難以使熔融玻璃流的液面溫度下降而使氣泡破裂，泡層進一步發展。其結果是， 減壓氣氛的槽內被未破裂的泡充滿。因此，充滿所述槽內的泡層與附著於槽的頂部的雜質 接觸，最終還有可能使該雜質混入熔融玻璃內。因此，從有效地進行減壓脫泡處理的角度來 看，使減壓氣氛的壓力過低的方法並不理想(參照專利文獻1)。此外，除了氣泡的大小之外，熔融玻璃的氣泡的上浮速度還受到熔融玻璃的粘度 的影響，所以認為通過降低熔融玻璃的粘度，即提高熔融玻璃的溫度，可以有效地使氣泡上 浮。但是，如果使熔融玻璃的溫度過高，則熔融玻璃和與熔融玻璃接觸的流路的材料、例如 耐火磚等耐火物的反應變得活躍，不僅使熔融玻璃內產生新的氣泡，而且流路的材料部分 溶出至熔融玻璃內，導致玻璃的品質下降。此外，如果提高熔融玻璃的溫度，則流路的材料 自身的強度也下降，不僅會縮短裝置的壽命，而且還需要用於維持較高的熔融玻璃溫度的 加熱裝置等額外的設備。因此，為了適當且有效地進行熔融玻璃的減壓脫泡處理，不能使壓 力過低，也不能使熔融玻璃的設定溫度過高(參照專利文獻1)。專利文獻1 日本專利特開2000-302456號公報
發明的概要為了解決上述的現有技術的問題，本發明的目的在於提供可以在不改變真空度和 熔融玻璃的溫度等澄清工序的條件的情況下使澄清效果提高的熔融玻璃的脫泡裝置。為了實現上述目的，本發明提供一種熔融玻璃的脫泡裝置，該裝置包括具有熔融 玻璃的導入口和排出口的脫泡槽，其特徵在於，所述脫泡槽內設有包括第一構件和第二構 件的氣泡上浮單元，所述第一構件以至少一部分浸漬於熔融玻璃且設置於所述脫泡槽的熔 融玻璃流路的整個寬度方向的方式安裝於所述脫泡槽的內壁，所述第二構件以自所述脫泡 槽的底面側向上方延伸的方式安裝於所述脫泡槽的內壁，所述第一構件和所述第二構件以 滿足下述(1) (3)的條件設置(1)所述第一構件相對於所述第二構件位於熔融玻璃的流動方向的上遊側；(2)熔融玻璃的流動方向上的所述第一構件與所述第二構件的距離為50 400mm ；(3)將自所述脫泡槽的底面至所述第一構件的下端的高度設為h1;自所述脫泡槽 的底面至所述第二構件的上端的高度設為Il2時，滿足關係式Il1 ^ t!2。本發明的熔融玻璃的脫泡裝置中，較好是所述第二構件設有可供熔融玻璃通過的 間隙。此外，本發明的熔融玻璃的脫泡裝置中，較好是在所述脫泡槽的內壁與所述第二 構件之間具有可供熔融玻璃通過的間隙。此外，本發明的熔融玻璃的脫泡裝置中，較好是將所述脫泡槽的水平方向的內 徑的最大值設為W1,所述第二構件的橫向寬度的最大值設為W2時，滿足關係式0. 2 ( W2/ W1 ^ 0. 9。此外，本發明的熔融玻璃的脫泡裝置中，較好是自所述脫泡槽的底面至所述第一 構件的下端的高度Ii1為70 250mm。此外，本發明的熔融玻璃的脫泡裝置中，較好是所述第一構件的平面形狀滿足下 式W1 < W2 ；式中，W1為熔融玻璃流動方向上遊側的所述第一構件的橫向寬度，W2為熔融玻璃 流動方向下遊側的所述第一構件的橫向寬度。此外，本發明的熔融玻璃的脫泡裝置中，可以在所述脫泡槽內設有2個以上的所 述氣泡上浮單元。如果採用本發明的熔融玻璃的脫泡裝置，則可以在不改變真空度或熔融玻璃的溫 度等澄清工序的條件的情況下脫去存在於熔融玻璃的中層的殘留氣泡，使熔融玻璃的澄清 效果提高。本發明的熔融玻璃的脫泡裝置在用作減壓脫泡裝置時發揮特別優異的效果，但 在用作採用例如高溫澄清方法、使用He作為澄清劑的澄清方法、使用Sb或As的氧化物作 為澄清劑的澄清方法或者它們的組合等除減壓脫泡方法以外的澄清方法的脫泡裝置時也 發揮比以往的脫泡裝置更好的效果。附圖的簡單說明

圖1是表示本發明的熔融玻璃的脫泡裝置的一個結構例的剖視圖。圖2是表示圖1所示的脫泡裝置10的一部分省略後的剖面的立體圖。
圖3是圖1所示的脫泡裝置10的俯視圖。圖4是圖1所示的脫泡槽(截面橢圓形)11的線A-A，剖面的剖視圖。圖5是圖1所示的脫泡槽(截面橢圓形)11的線B-B，剖面的剖視圖。圖6是圖1所示的脫泡槽(截面矩形)11的線A-A』剖面的剖視圖。圖7是圖1所示的脫泡槽(截面矩形)11的線B-B』剖面的剖視圖。圖8是圖1所示的脫泡槽(截面倒梯形)11的線A-A』剖面的剖視圖。圖9是圖1所示的脫泡槽(截面倒梯形)11的線B-B』剖面的剖視圖。圖10是將第一構件的平面形狀形成為近似V字狀的脫泡裝置10的俯視圖。圖11是將第一構件的平面形狀形成為階梯狀(凸字狀)的脫泡裝置10的俯視圖。圖12是具有形成為T字狀的第二構件的脫泡槽(截面橢圓形)11的線B-B』剖面 的剖視圖。圖13是具有形成為帶狀的第二構件的脫泡槽(截面橢圓形)11的線B-B』剖面的 剖視圖。圖14是具有形成為T字狀的第二構件的脫泡槽(截面矩形)11的線B-B』剖面的 剖視圖。圖15是具有形成為帶狀的第二構件的脫泡槽(截面矩形)11的線B-B』剖面的剖 視圖。圖16是表示作為本發明的熔融玻璃的脫泡裝置的在第二構件15的下遊側設有第 三構件17的實施方式的脫泡裝置10的俯視圖。圖17是截面橢圓形的脫泡槽11的線C-C』剖面的剖視圖。圖18是矩形截面的脫泡槽11的線C-C』剖面的剖視圖。實施發明的方式以下，參照附圖對本發明進行說明。圖1是表示將本發明的熔融玻璃的脫泡裝置(以下稱為「本發明的脫泡裝置」)作 為減壓脫泡裝置構成時的一個結構例的剖視圖。本發明的脫泡裝置最好是作為減壓脫泡裝 置構成，但在用作除減壓脫泡裝置以外的熔融玻璃的脫泡裝置，例如採用高溫澄清方法、使 用He作為澄清劑的澄清方法、使用Sb或As的氧化物作為澄清劑的澄清方法或者它們的組 合等的脫泡裝置時，也發揮良好的澄清效果。作為這些除減壓脫泡裝置以外的脫泡裝置來 構成本發明的脫泡裝置的情況下，在這些脫泡裝置的脫泡槽內設置後述的作為氣泡上浮單 元的第一構件和第二構件。圖1所示的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)10包括內部形成熔融玻璃的流路的中空結 構的脫泡槽(減壓脫泡槽)11。脫泡槽11的形狀可以是如圓形、半圓形和橢圓形等近似圓 的形狀，也可以是矩形、梯形、六邊形和八邊形等多邊形形狀。脫泡槽(減壓脫泡槽)11的內部氣壓被設為低於大氣壓，使所供給的熔融玻璃G 中的泡上浮並破裂。脫泡槽(減壓脫泡槽)11具有熔融玻璃的導入口和排出口，該熔融玻 璃的導入口與上升管12連接，該熔融玻璃的排出口與下降管13連接。上升管12是使脫泡 處理前的熔融玻璃G吸引上升而導入該脫泡槽(減壓脫泡槽)11的熔融玻璃G的導入單 元。因此，上升管12的下端部浸漬於上遊槽220內的熔融玻璃G中。熔融玻璃G從熔化槽 200被供給至上遊槽220。另一方面，下降管14是使脫泡處理後的熔融玻璃G從該脫泡槽(減壓脫泡槽)11下降而導出的熔融玻璃G的導出單元。因此，下降管13的下端部浸漬於 下遊槽MO內的熔融玻璃G中。下遊槽MO內的熔融玻璃被導出至後續工序的處理槽(未 圖示)。以下，本說明書中提及「上遊」和「下遊」時，是指在脫泡裝置10中流通的熔融玻璃 G的流動方向的上遊和下遊。此外，提及「上遊側」和「下遊側」時，是指在脫泡裝置10中流 通的熔融玻璃G的流動方向的上遊側和下遊側。還有，脫泡槽(減壓脫泡槽)11通常收納於減壓殼體內，通過對減壓殼體內進行減 壓吸引，從而保持在脫泡槽(減壓脫泡槽)11內部的氣壓低於大氣壓的減壓狀態，但未圖 示。另一方面，脫泡槽(減壓脫泡槽)11未收納於減壓殼體內的情況下，通過使用真空泵等 對脫泡槽(減壓脫泡槽)11的熔融玻璃G的上部空間進行減壓吸引，從而保持在減壓脫泡 槽11內部的氣壓低於大氣壓的減壓狀態。本發明的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)10中，在脫泡槽(減壓脫泡槽)11內設有包 括第一構件14和第二構件15的氣泡上浮單元。以下，在圖1的基礎上進一步參照圖2 9對氣泡上浮單元進行說明。圖2是表示圖1所示的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)10的一部分省略後的剖面的立 體圖。還有，圖2的立體圖是脫泡槽(減壓脫泡槽)11的截面形狀為矩形時的圖。圖3是 圖1所示的脫泡裝置(減壓脫泡槽)10的俯視圖。其中，省略了脫泡槽(減壓脫泡槽)11 上部的壁面，使脫泡槽(減壓脫泡槽)11的內部結構可見。圖4、6、8是將脫泡槽(減壓脫 泡槽)11沿線A-A』截斷而得的剖視圖。圖5、7、9是將脫泡槽(減壓脫泡槽)11沿線B-B』 截斷而得的剖視圖。還有，圖4、5所示的脫泡槽(減壓脫泡槽Ul(Ila)的截面形狀為橢圓 形，圖6、7所示的脫泡槽(減壓脫泡槽)11 (lib)的截面形狀為矩形，圖8、9所示的脫泡槽 (減壓脫泡槽Ul(Ilc)的截面形狀為梯形。圖中，第一構件I4以至少一部分浸漬於熔融玻璃G且設置於脫泡槽(減壓脫泡 槽)ll(lla、llb、llc)的熔融玻璃流路的整個寬度方向的方式安裝於脫泡槽(減壓脫泡 槽)ll(lla、llb、llc)的內壁。第二構件15以自脫泡槽(減壓脫泡槽)11 (11a、lib、lie)的底面側向上方延伸的 方式安裝於脫泡槽(減壓脫泡槽)ll(lla、llb、llc)的內壁。圖中，第一構件14和第二構件15直接安裝於脫泡槽(減壓脫泡槽)11 (11a、lib、 11c)的內壁，但也可以介以支承構件間接地安裝於脫泡槽(減壓脫泡槽)ll(lla、llb、llc) 的內壁。本發明的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)10中，第一構件14和第二構件15以滿足下 述(1) (3)的條件設置於脫泡槽(減壓脫泡槽)ll(lla、llb、llc)內(1)第一構件14相對於第二構件15位於上遊側；(2)熔融玻璃G的流動方向上的第一構件14與第二構件15的距離d為50 400mm ；(3)將自脫泡槽(減壓脫泡槽)ll(lla、llb、llc)的底面至第一構件14的下端的 高度設為h1;自脫泡槽(減壓脫泡槽)ll(lla、llb、llc)的底面至第二構件15的上端的高 度設為Ii2時，滿足關係式Ii1 ( Iv減壓脫泡方法是如下的方法使熔融玻璃在內部保持於減壓狀態的脫泡槽(減壓脫泡槽)ll(lla、llb、llc)中通過，從而使該熔融玻璃流中的氣泡長大，使氣泡上浮至 熔融玻璃表面並破裂，從而除去該熔融玻璃中的氣泡。但是，根據例如脫泡槽(減壓脫泡 槽)ll(lla、llb、llc)內的真空度、脫泡槽(減壓脫泡槽)11 (11a、lib、lie)內的溫度、供 給至脫泡槽(減壓脫泡槽)ll(lla、llb、llc)的熔融玻璃中的氣泡量、脫泡槽(減壓脫泡 槽)ll(lla、llb、llc)內的熔融玻璃的流速等減壓脫泡時的各種條件的不同，有時存在於 熔融玻璃中的氣泡的一部分無法上浮至熔融玻璃的表面。這樣的殘留氣泡無法通過減壓脫 泡除去。本申請的發明人對熔融玻璃中的氣泡的行為進行了認真研究後，發現這樣的殘 留氣泡主要存在於熔融玻璃的中層。在這裡，熔融玻璃的中層是指在脫泡槽(減壓脫泡 槽)ll(lla、llb、llc)內流動的熔融玻璃G中除表層和底層以外的部分；所述表層為將熔 融玻璃G的液面高度設為h時0. 95h上方的部分，所述底層為將熔融玻璃G的液面高度設 為h時0.池下方的部分。換言之，熔融玻璃的中層是指將熔融玻璃G的液面高度設為h時 0. 2 0. 95h的部分。本發明的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)中，通過設置滿足上述條件的第一構件14和 第二構件15作為氣泡上浮單元，從而可以將含殘留氣泡的熔融玻璃的中層誘導至熔融玻璃的表層。如果含殘留氣泡的熔融玻璃的中層被誘導至熔融玻璃的表層，則殘留氣泡存在於 接近熔融玻璃的表面的位置，且熔融玻璃的壓頭(head pressure)減小，因此殘留氣泡容易 成長，殘留氣泡的脫泡得到促進。其結果是熔融玻璃的澄清效果提高。本發明的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)10中，必須設置滿足上述條件的第一構件14 和第二構件15作為氣泡上浮單元。外觀上與第一構件類似的結構在日本專利特開2000-7344號公報所示的熔融玻 璃的減壓脫泡裝置中作為阻擋物36a、36b、336a、336b被揭示。此外，外觀上與第二構件類 似的結構在日本專利特開平9-124323號公報中記載的玻璃熔化爐中作為劃定該熔化爐的 上遊帶區和下遊帶區的橫斷檻14被揭示。然而，這些結構的功能與本發明的氣泡上浮單元不同。日本專利特開2000-7344 號公報所示的熔融玻璃的減壓脫泡裝置中，阻擋物36a、36b、336a、336b用於攔截在到達阻 擋物36a、36b、336a、336b之前已上浮至熔融玻璃表面的氣泡並使它們破裂，完全沒有將含 殘留氣泡的熔融玻璃的中層誘導至熔融玻璃的表層(表面)的意圖。另一方面，日本專利 特開平9-124323號公報所示的玻璃熔化爐中，橫斷檻14用於劃定該熔化爐14的上遊帶區 和下遊帶區，對分別在該上遊帶區、下遊帶區形成的熔融玻璃的對流再循環進行分離，完全 沒有將含殘留氣泡的熔融玻璃的中層誘導至熔融玻璃的表層(表面)的意圖。即，日本專 利特開平9-124323號公報所示的玻璃熔化爐中，位於橫斷檻14的下遊的下遊帶區是熔融 玻璃的澄清區域，但它是通過在該下遊帶區使熔融玻璃進行對流再循環來進行熔融玻璃的 澄清，與使熔融玻璃在保持於減壓狀態的脫泡槽(減壓脫泡槽)內通過來進行該熔融玻璃 的澄清的本發明的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)在對於熔融玻璃的澄清的思路上明顯不同。 而且，由於存在橫斷檻14，下遊帶區的熔融玻璃被誘導至下方，而非熔融玻璃表面、即上方。 由上述方面可知，日本專利特開2000-7344號公報所示的阻擋物36a、36b、336a、336b和日 本專利特開平9-124323號公報所示的橫斷檻14所具有的功能完全不同，而且它們的功能與本發明的氣泡上浮單元也完全不同。另外，日本專利特開2000-7344號公報和日本專利 特開平9-124323號公報中未記載熔融玻璃的中層存在殘留氣泡，當然也未記載需要使該 殘留氣泡上浮、破裂來除去的內容。因此，雖然日本專利特開2000-7344號公報所示的阻擋 物36a、36b、336a、336b和日本專利特開平9-124323號公報所示的橫斷檻14分別與本發明 的第一構件和第二構件在外觀上類似，但是組合阻擋物36a、36b、336a、336b和橫斷檻14來 構成本發明的氣泡上浮單元的技術方案對於本領域的技術人員並不是顯而易見的發明。本發明的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)中，通過在脫泡槽(減壓脫泡槽)內將第一 構件和第二構件配置於適當的位置，可以產生高效地使含殘留氣泡的熔融玻璃的中層上升 的流動。此外，如後所述，通過在脫泡槽(減壓脫泡槽)的內壁與第二構件之間設置可供熔 融玻璃通過的間隙，或者在第二構件自身設置可供熔融玻璃通過的間隙，可以使已上浮的 殘留氣泡滯留在表層附近而不會下降。藉由它們的效果，脫泡效率提高。本發明的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)10中，為了發揮設置氣泡上浮單元而產生的 效果、即將含殘留氣泡的熔融玻璃的中層誘導至熔融玻璃的表層(表面)的效果，必須在脫 泡槽(減壓脫泡槽)ll(lla、llb、llc)的熔融玻璃G流路的整個寬度方向設置第一構件14。自脫泡槽(減壓脫泡槽)ll(lla、llb、llc)的底面至第一構件14的下端的高度Ii1 在將熔融玻璃G的液面高度設為h時較好是滿足Ii1 = . ! 0.他。例如，熔融玻璃G的 液面高度h為300mm時，Ii1較好是60 MOmm。如果Ii1在上述範圍內，則在發揮將含殘留氣泡的熔融玻璃的中層誘導至熔融玻璃 的表層的效果方面優選，且脫泡槽(減壓脫泡槽)ll(lla、llb、llc)內的熔融玻璃G的流動 不會因設置第一構件14而受到阻礙。hi更好是0. 25h 0. 75h，進一步更好是0. 3h 0. 7h。還有，脫泡槽(減壓脫泡槽)ll(lla、llb、llc)的熔融玻璃流路的高度D與熔融玻 璃G的液面高度h的關係根據脫泡槽(減壓脫泡槽)ll(lla、llb、llc)的種類而不同，鉬制 或鉬合金制的脫泡槽(減壓脫泡槽)的情況下，通常D= 1. 1 4. Oh，較好是1.25 2. 7h， 更好是1.3 2. 4h。另一方面，緻密質耐火物制的脫泡槽(減壓脫泡槽)的情況下，通常D =1. 8 7. Oh,較好是2. 0 5. 4h,更好是2. 3 4. 7h。本發明的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)10中，第一構件的形狀並不局限於圖示的形 狀。例如，圖1所示的截面形狀中，第一構件14相對於水平方向垂直地設置，但該第一 構件14也可以向下遊側或上遊側傾斜。例如，將第一構件14的上端向下遊側傾斜時的傾 斜角度設為正值時(將第一構件14的上端向上遊側傾斜時的傾斜角度設為負值時)，第一 構件14可以在傾斜角度α為-30° +30°的範圍內向下遊側或上遊側傾斜。此外，圖3所示的平面形狀中，第一構件14呈平板狀，但第一構件14的平面形狀 並不局限於此。圖10、11是與圖3同樣的俯視圖。但是，第一構件的平面形狀與圖3所示 的第一構件14不同。圖10所示的第一構件14a的平面形狀呈近似V字狀，圖11所示的第 一構件14b的平面形狀呈凸狀(階梯狀)。還有，圖10、11中，第二構件的平面形狀也與圖 3不同。圖10的第二構件是圖12、14所示的第二構件15a，圖11的第二構件是圖13、15所 示的第二構件15b。圖10、11所示的第一構件14a、14b的將含殘留氣泡的熔融玻璃的中層誘導至熔融玻璃的表層的效果比圖3所示的平板狀的第一構件14好。但是，使用平面形狀呈近似V字狀的第一構件的情況下，必須像圖10所示的第一 構件Ha那樣採用上遊側的橫向寬度小的近似V字狀。同樣地，使用平面形狀呈凸狀的第 一構件的情況下，必須像圖11所示的第一構件14b那樣採用上遊側的橫向寬度小的凸狀。使用平面形狀中的橫向寬度在上遊側和下遊側不同的第一構件的情況下，必須滿 足下式(1)。W1 < W2... (1)式中，W1為上遊側的第一構件的橫向寬度，W2為下遊側的第一構件的橫向寬度。平面形狀滿足上式(1)的第一構件即使是除圖10所示的近似V字狀的第一構件 14a、圖11所示的凸狀的第一構件14b以外的形狀，將含殘留氣泡的熔融玻璃的中層誘導至 熔融玻璃的表層的效果也比圖3所示的平板狀的第一構件14好。作為平面形狀滿足上式 (1)的第一構件，除上述形狀以外，還可以例舉平面形狀呈U字狀的第一構件。使用平面形狀中的橫向寬度在上遊側和下遊側不同的第一構件的情況下，較好是 滿足下式O)，更好是滿足下式(3)。W1S(XSXWfO)W1C(XlXWfG)此外，圖4、6、8所示的截面形狀中，第一構件14呈浸漬於熔融玻璃中的下表面水 平的平板狀，但第一構件的形狀並不局限於此。例如，圖4、6、8所示的朝向的截面形狀中， 第一構件可以在浸漬於熔融玻璃中的下表面具有凸部、凹部等異形部。此外，第一構件可以 呈浸漬於熔融玻璃中的下表面彎曲成U字狀等的形狀。如圖2、3、5、7、9所示，第二構件15與第一構件14不同，不設置於脫泡槽(減壓脫 泡槽)ll(lla、llb、llc)的熔融玻璃流路的整個寬度方向，第二構件15與脫泡槽(減壓脫 泡槽)ll(lla、llb、llc)的內壁(側壁)之間存在可供熔融玻璃G通過的間隙。在與第一構件14同樣地將第二構件15設置於脫泡槽(減壓脫泡槽)11的熔融玻 璃流路的整個寬度方向的情況下，也可發揮將含殘留氣泡的熔融玻璃的中層誘導至熔融玻 璃的表層(表面)的效果，但是如果如圖2、3、5、7、9所示在第二構件15與脫泡槽(減壓脫 泡槽)ll(lla、llb、llc)的內壁(側壁)之間設置可供熔融玻璃G通過的間隙，則可以防止 誘導至熔融玻璃的表層的熔融玻璃向下方移動，所以優選。本發明的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)10通過氣泡上浮單元將含殘留氣泡的熔融玻 璃的中層誘導至熔融玻璃的表層，但是如果原來位於中層的熔融玻璃移動至表層，則誘導 至熔融玻璃的表層的熔融玻璃可能會向下方移動而無法脫去殘留氣泡。如果如圖2、3、5、7、9所示在第二構件15與脫泡槽(減壓脫泡槽)11 (11a、lib、 11c)的內壁(側壁)之間設置可供熔融玻璃G通過的間隙，則通過了間隙的無殘留氣泡的 熔融玻璃或殘留氣泡少的熔融玻璃進入到通過氣泡上浮單元被誘導至熔融玻璃的表層的 熔融玻璃的下側而形成新的熔融玻璃的中層，因此誘導至熔融玻璃的表層的熔融玻璃不會 向下方移動，可以脫去殘留氣泡，因而熔融玻璃的澄清效果提高。在這裡，殘留氣泡少的熔 融玻璃是指將熔融玻璃的中層中的殘留氣泡數設為a個/kg時殘留氣泡數在0. 01 Xa個/ kg以下、較好是0. 005Xa個/kg以下、更好是0. 001 Xa個/kg以下的熔融玻璃。圖12和圖13是與圖5同樣的圖，圖14和圖15是與圖7同樣的圖。但是，第二構件的形狀與圖5、7不同。圖12、14所示的第二構件15a的截面形狀呈近似T字狀，在呈近 似T字狀的第二構件15b與脫泡槽(減壓脫泡槽)11 (IlaUlb)的內壁(側壁和底部的壁 面)之間存在可供熔融玻璃G通過的間隙16。圖13、15所示的第二構件15b的截面形狀呈帶狀，在呈帶狀的第二構件15b與脫 泡槽(減壓脫泡槽)11 (IlaUlb)的內壁(底部的壁面)之間存在可供熔融玻璃G通過的 間隙16。藉由圖12 15的結構，通過了間隙的熔融玻璃也進入到通過氣泡上浮單元被誘 導至熔融玻璃的表層的熔融玻璃的下側而形成新的熔融玻璃的中層，因此誘導至熔融玻璃 的表層的熔融玻璃不會向下方移動，可以脫去殘留氣泡，因而熔融玻璃的澄清效果提高。還有，圖示的形態中，在第二構件與脫泡槽(減壓脫泡槽)的內壁(側壁和底部的 壁面)之間存在可供熔融玻璃通過的間隙，但也可以第二構件自身存在可供熔融玻璃通過 的間隙。上述的第二構件中，圖5、7、9所示的第二構件15因形狀簡單而有利於製作，且易 於安裝於脫泡槽(減壓脫泡槽)ll(lla、llb、llc)的內壁，而且設置間隙而產生的上述效果 良好，所以特別優選。即，在脫泡槽(減壓脫泡槽)ll(lla、llb、llc)中，熔融玻璃流路的中 央部的熔融玻璃的流速快，熔融玻璃的滯留時間短，因此在熔融玻璃的中層，熔融玻璃流路 的中央部的單位時間內通過的泡數比熔融玻璃流路的側部多。圖5、7、9所示的第二構件15 的形狀因對通過熔融玻璃流路的中央部的熔融玻璃中的殘留氣泡進行脫泡的效果良好而 更優選。對於圖5、7、9所示的第二構件15，將脫泡槽(減壓脫泡槽)11的水平方向的內徑 的最大值設為W1，第二構件15的橫向寬度的最大值設為W2時，如果滿足關係式0. 2 ( W2/ W1 ( 0. 9，則將含殘留氣泡的熔融玻璃的中層誘導至熔融玻璃的表層的效果和設置間隙而 產生的上述效果都良好，所以優選。圖5、7、9所示的第二構件15較好是滿足關係式0. 3 ( W2A1 ( 0. 85，更好是滿足 關係式 0.5 SW2ZW1 彡 0.8。本發明的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)10中，將自脫泡槽(減壓脫泡槽)11 (11a、 llbUlc)的底面至第一構件14的下端的高度設為Ill，自脫泡槽(減壓脫泡槽)11的底面 至第二構件15的上端的高度設為Ii2時，通過滿足關係式Ii1 ^ Ii2，可發揮將含殘留氣泡的熔 融玻璃的中層誘導至熔融玻璃的表層的效果。本發明的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)10中，Ill和Ii2較好是滿足下式(4)。h2-h!彡 20mm (4)將熔融玻璃G的液面高度設為h時，優選Ii2 ^ 0.池。例如，熔融玻璃G的液面高 度h為300mm時，Ii1較好是在90mm以上。如果Ii2在上述範圍內，則在將含殘留氣泡的熔融玻璃的中層誘導至熔融玻璃的表 層的效果方面優選。還有，在第二構件與脫泡槽(減壓脫泡槽)的內壁(側壁)之間存在可供熔融玻 璃G通過的間隙或者第二構件自身存在可供熔融玻璃G通過的間隙的情況下，可以Ii2 ^ h。 即，第二構件的上端可以比熔融玻璃G的液面高。h2較好是0. 4 0. 9h,更好是0. 5 0. 8h。
本發明的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)10中，第二構件的形狀並不局限於圖示的形 狀。例如，圖1所示的截面形狀中，第二構件15相對於水平方向垂直地設置，但該第二 構件15也可以向下遊側或上遊側傾斜。例如，將第二構件15的上端向下遊側傾斜時的傾 斜角度設為正值時(將第二構件15的上端向上遊側傾斜時的傾斜角度設為負值時)，第二 構件15可以在傾斜角度β為-30° +30°的範圍內、較好是-15° +15°的範圍內、更 好是-5° +5°的範圍內向下遊側或上遊側傾斜。此外，圖3所示的平面形狀中，第二構件15裡平板狀，但第二構件15的平面形狀 並不局限於此。例如，可以像圖10所示的第一構件Ha那樣，第二構件的平面形狀呈近似 V字狀，也可以像圖11所示的第一構件14b那樣，第二構件的平面形狀呈凸狀。此外，第二 構件的平面形狀也可以呈U字狀。本發明的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)10中，熔融玻璃G的流動方向上的第一構件 14與第二構件15的距離d為50 400mm。如果第一構件14與第二構件15的距離d大於 400mm，則無法充分發揮將含殘留氣泡的熔融玻璃的中層誘導至熔融玻璃的表層的效果。如 果第一構件14與第二構件15的距離d小於50mm，則兩者的距離過短，因此熔融玻璃G的流 動受阻。第一構件14與第二構件15的距離d優選80 350mm，較好是100 300mm，更好 是 130 250mmo優選以將脫泡槽(減壓脫泡槽)11的熔融玻璃流路的長度設為L時自脫泡槽(減 壓脫泡槽)11的上遊端至第一構件14的距離在0. IL以上的條件設置氣泡上浮單元。較好 是以自脫泡槽(減壓脫泡槽)11的上遊端至第一構件14的距離在0. 2L以上、更好是0. 4 0. 9L的條件設置氣泡上浮單元。還有，脫泡槽(減壓脫泡槽)11的尺寸可以根據所使用的脫泡裝置(減壓脫泡裝 置)10和脫泡槽(減壓脫泡槽)11的形狀適當選擇，但也可以設定為下述範圍。水平方向上的熔融玻璃流路的長度1 20m熔融玻璃流路的最大寬度0. 2 IOm如圖4所示的截面呈橢圓形的圓筒狀的脫泡槽(減壓脫泡槽)Ila的情況下，其尺 寸的一例如下。水平方向上的長度1 20m內徑(長徑)0. 2 :3m本發明的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)中，可以在脫泡槽(減壓脫泡槽)內設有2 個以上的氣泡上浮單元。在脫泡槽(減壓脫泡槽)內設有2個以上的氣泡上浮單元的情況 下，將含殘留氣泡的熔融玻璃的中層誘導至熔融玻璃的表層的效果提高。在脫泡槽(減壓脫泡槽)內設有2個以上的氣泡上浮單元的情況下，必須使氣泡 上浮單元間的距離、即位於上遊側的第二構件與位於下遊側的第一構件的距離在IOOmm以 上。氣泡上浮單元間的距離較好是在200mm以上，更好是在400mm以上。此外，氣泡上浮單 元間的距離較好是在1500mm以下。本發明的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)中，可以在脫泡槽(減壓脫泡槽)內設有除 氣泡上浮單元以外的單元。圖16是與圖3同樣的圖，圖17和圖18是將圖16所示的脫泡槽(減壓脫泡槽)11沿線C-C』截斷而得的剖視圖。還有，圖17所示的脫泡槽(減壓脫泡 槽Ul(Ila)的截面形狀呈橢圓形，圖18所示的脫泡槽(減壓脫泡槽)ll(llb)的截面形狀呈矩形。圖16 18所示的脫泡槽(減壓脫泡槽)11 (11a、lib)中，在第二構件14的下遊側 設有第三構件17。如上所述，因為對通過熔融玻璃流路的中央部的熔融玻璃中的殘留氣泡 進行脫泡的效果良好，所以圖5、7所示的第二構件15是作為第二構件優選的形態，第二構 件15與脫泡槽(減壓脫泡槽)ll(lla、llb)的內壁(側壁)之間存在可供熔融玻璃G通過 的間隙，因此含殘留氣泡的熔融玻璃的中層被誘導至熔融玻璃的表層時，被誘導至脫泡槽 Il(IlaUlb)的側壁方向，而非熔融玻璃流路的中央部，上浮至熔融玻璃的表層的殘留氣泡 的分布可能會變得不均勻。如果在圖5、7所示的第二構件15的下遊側設置圖16 18所 示的第三構件17，則可以將通過第二構件15被誘導至脫泡槽11 (IlaUlb)的側壁方向的熔 融玻璃誘導至熔融玻璃流路的中央部，使上浮至熔融玻璃的表層的殘留氣泡均勻地分布。在脫泡槽(減壓脫泡槽)內設有2個以上的氣泡上浮單元的情況下，也可以設置 2個以上的第三構件。即，可以對於各第二構件在其下遊側設置第三構件。另一方面，也可 以僅設置1個第三構件。即，可以對於最下遊側的第二構件在其下遊側設置第三構件。第一構件14和第二構件15 (設置第三構件17時也包括第三構件17)由於與熔 融玻璃接觸，因此必須使用耐熱性和對於熔融玻璃的耐蝕性良好的材料。作為可用於第 一構件14和第二構件15的耐熱性和對於熔融玻璃的耐蝕性良好的材料，可以例舉鉬或如 鉬-金合金和鉬-銠合金等鉬合金、陶瓷類的非金屬無機材料、緻密質耐火物等。作為緻密 質耐火物的具體例子，可以例舉例如氧化鋁類電鑄耐火材料、氧化鋯類電鑄耐火材料、氧化 鋁-氧化鋯-二氧化矽類電鑄耐火材料等電鑄耐火材料，以及緻密質氧化鋁類耐火材料、致 密質氧化鋯-二氧化矽類耐火材料和緻密質氧化鋁-氧化鋯-二氧化矽類耐火材料等緻密 質燒成耐火材料。第一構件14和第二構件15 (設置第三構件17時也包括第三構件)只要其平面形 狀和沿線A-A』或線B-B』截斷而得的截面形狀為上述的形狀即可，沒有特別限定，可以是板 狀的構件，也可以是塊狀的構件。與熔融玻璃接觸的脫泡裝置(減壓脫泡裝置)10的其他構成單元，即脫泡槽(減 壓脫泡槽)11、上升管12和下降管13也必須使用耐熱性和對於熔融玻璃的耐蝕性良好的材 料，使用上述的鉬、鉬合金、陶瓷類的非金屬無機材料、緻密質耐火物等。實施例以下，通過實施例和比較例對本發明進行更詳細的說明，但本發明並不局限於這 些實施例。通過模擬對減壓脫泡槽中的熔融玻璃的澄清效果進行了評價。模擬中，通過使用 有限元法的電腦程式對熔融玻璃中的氣泡的行為進行了分析。還有，設定為下述條件來 進行演算氣泡在上升管的下端隨機地產生，熔融玻璃的溫度為1430°C，粘度為IOOPa · S。減壓脫泡槽以如圖4所示的截面呈橢圓形的脫泡槽進行評價。減壓脫泡槽的尺寸 和熔融玻璃的液面高度分別如下。熔融玻璃流路的長度L :9m
熔融玻璃流路的水平方向的內徑的最大值W1 :480mm減壓脫泡槽的高度D :320mm熔融玻璃的液面高度250mm通過減壓脫泡槽的熔融玻璃假定為如下的條件。玻璃液晶顯示裝置(IXD)用無鹼玻璃(旭硝子株式會社(旭硝子株式會社)制 AN100)流量70噸/天通過減壓脫泡槽時的溫度(平均)1430°C通過減壓脫泡槽時的粘性1001 · s通過減壓脫泡槽時的密度2380kg/m3(實施例1)對於截面橢圓形的減壓脫泡裝置，對第一構件為圖3和圖4所示的第一構件14、第 二構件為圖3和圖5所示的第二構件15的情況評價了脫泡性能。第一構件14和第二構件 15的尺寸和熔融玻璃流路中的設置位置分別如下。[第一構件14]自脫泡槽的底面至第一構件的下端的高度Ii1 :125mm第一構件的高度(厚度)氏:125mm距熔融玻璃流路的上遊端的距離4. 5m[第二構件15]第二構件的高度Ii2 :178mm第二構件的橫向寬度的最大值W2 :200mm第一構件與第二構件的距離d :175mm對於脫泡性能，評價了可脫泡10000個直徑100 μ m的氣泡的絕對壓力(Pth)和氣 泡最後上浮的部位距脫泡槽的上遊端的距離(最長上浮距離)。Pth的值越大，則脫泡性能 越好。此外，最長上浮距離越小，則脫泡性能越好。結果示於表1。還有，表1中，示出了所 述Pth與Ptl的壓力差和最長上浮距離。所述Ptl是未設置第二構件時可脫泡10000個直徑 100 μ m的氣泡的絕對壓力。比較例1是未設置第二構件的情況的例子。(實施例2)除了使第二構件傾斜以外，與實施例1同樣地實施。所述第二構件的上端部向下 遊側傾斜，以相對於鉛垂方向傾斜61° (相對於水平方向)的方式配置。(實施例3)除了第一構件採用圖10所示的第一構件14a以外，與實施例1同樣地實施。自 脫泡槽的底面至第一構件的下端的高度Ii1為85mm，第一構件的高度(厚度)為165mm，自 熔融玻璃流路的上遊端至第一構件的上遊端的距離為4. 5m。圖10中的L1為524mm，L2為 498mm。第一構件的下遊側的端部與第二構件的距離d為627mm。(實施例4)除了第一構件採用圖11所示的第一構件14b以外，與實施例1同樣地實施。自 脫泡槽的底面至第一構件的下端的高度Ii1為125mm，第一構件的高度(厚度)為125mm，自 熔融玻璃流路的上遊端至第一構件的上遊端的距離為4. 5m。圖11中的L3為200mm，L4為188mm。第一構件的下遊側的端部與第二構件的距離d為150mm。[表1]
權利要求
1.一種熔融玻璃的脫泡裝置，包括具有熔融玻璃的導入口和排出口的脫泡槽，其特徵 在於，所述脫泡槽內設有包括第一構件和第二構件的氣泡上浮單元，所述第一構件以至少一部分浸漬於熔融玻璃且設置於所述脫泡槽的熔融玻璃流路的 整個寬度方向的方式安裝於所述脫泡槽的內壁，所述第二構件以自所述脫泡槽的底面側向上方延伸的方式安裝於所述脫泡槽的內壁，所述第一構件和所述第二構件以滿足下述(1) (3)的條件設置(1)所述第一構件相對於所述第二構件位於熔融玻璃的流動方向的上遊側；(2)熔融玻璃的流動方向上的所述第一構件與所述第二構件的距離為50 400mm；(3)將自所述脫泡槽的底面至所述第一構件的下端的高度設為h1;自所述脫泡槽的底 面至所述第二構件的上端的高度設為h2時，滿足關係式Ii1 ^ h2。
2.如權利要求1所述的熔融玻璃的脫泡裝置，其特徵在於，所述第二構件設有可供熔 融玻璃通過的間隙。
3.如權利要求1所述的熔融玻璃的脫泡裝置，其特徵在於，在所述脫泡槽的內壁與所 述第二構件之間具有可供熔融玻璃通過的間隙。
4.如權利要求3所述的熔融玻璃的脫泡裝置，其特徵在於，將所述脫泡槽的水平方 向的內徑的最大值設為W1,所述第二構件的橫向寬度的最大值設為W2時，滿足關係式 0. 2 ^ VW1 ^ 0. 9。
5.如權利要求1 4中的任一項所述的熔融玻璃的脫泡裝置，其特徵在於，自所述脫泡 槽的底面至所述第一構件的下端的高度Ii1為70 250mm。
6.如權利要求1 5中的任一項所述的熔融玻璃的脫泡裝置，其特徵在於，所述第一構 件的平面形狀滿足下式W1 < W2 ；式中，W1為熔融玻璃流動方向上遊側的所述第一構件的橫向寬度，W2為熔融玻璃流動 方向下遊側的所述第一構件的橫向寬度。
7.如權利要求1 6中的任一項所述的熔融玻璃的脫泡裝置，其特徵在於，在所述脫泡 槽內設有2個以上的所述氣泡上浮單元。
全文摘要
本發明提供可在不改變真空度或熔融玻璃的溫度等澄清工序的條件的情況下使澄清效果提高的熔融玻璃的脫泡裝置。一種熔融玻璃的脫泡裝置，包括脫泡槽，其特徵在於，所述脫泡槽內設有包括第一構件和第二構件的氣泡上浮單元，所述第一構件以至少一部分浸漬於熔融玻璃且設置於所述脫泡槽的熔融玻璃流路的整個寬度方向的方式安裝於所述脫泡槽的內壁，所述第二構件以自所述脫泡槽的底面側向上方延伸的方式安裝於所述脫泡槽的內壁。
文檔編號C03B5/225GK102056849SQ20098012220
公開日2011年5月11日 申請日期2009年6月8日 優先權日2008年6月9日
發明者村上敏英, 浦田新吾 申請人:旭硝子株式會社