Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6418455B2 - Process and apparatus for clarifying molten glass - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6418455B2 - Process and apparatus for clarifying molten glass - Google Patents

Process and apparatus for clarifying molten glass Download PDF

Info

Publication number
JP6418455B2
JP6418455B2 JP2015555206A JP2015555206A JP6418455B2 JP 6418455 B2 JP6418455 B2 JP 6418455B2 JP 2015555206 A JP2015555206 A JP 2015555206A JP 2015555206 A JP2015555206 A JP 2015555206A JP 6418455 B2 JP6418455 B2 JP 6418455B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molten glass
glass
region
clarification tank
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2015555206A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016508477A (en
Inventor
ハーバート ゴラー,マーティン
ハーバート ゴラー,マーティン
ジョシュア ヘイド,アーロン
ジョシュア ヘイド,アーロン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of JP2016508477A publication Critical patent/JP2016508477A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6418455B2 publication Critical patent/JP6418455B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/18Stirring devices; Homogenisation
    • C03B5/182Stirring devices; Homogenisation by moving the molten glass along fixed elements, e.g. deflectors, weirs, baffle plates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/18Stirring devices; Homogenisation
    • C03B5/183Stirring devices; Homogenisation using thermal means, e.g. for creating convection currents
    • C03B5/185Electric means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/18Stirring devices; Homogenisation
    • C03B5/187Stirring devices; Homogenisation with moving elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/225Refining

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

関連出願の説明Explanation of related applications

本出願は2013年1月24日に出願された米国仮特許出願第61/756186号の米国特許法第119条の下の優先権の恩典を主張する。本明細書は上記仮特許出願の明細書の内容に依存し、上記仮特許出願の明細書の内容はその全体が本明細書に参照として含められる。   This application claims the benefit of priority under 35 USC 119 of US Provisional Patent Application No. 61 / 756,186, filed January 24, 2013. The present specification depends on the content of the specification of the provisional patent application, and the content of the specification of the provisional patent application is incorporated herein by reference in its entirety.

本開示は全般にはガラスを作製するためのプロセス及び装置に関し、さらに詳しくは、溶融ガラス清澄化工程においてガラスの品質を向上させるためのプロセス及び装置に関する。本プロセスは様々な製品に用いられ得るガラスを作製する。   The present disclosure relates generally to processes and apparatus for making glass, and more particularly to processes and apparatus for improving glass quality in a molten glass clarification process. This process produces glass that can be used in a variety of products.

選ばれた原材料(バッチ)を溶融炉内で溶融することによるガラスの製造は、その後に成形され、冷却されて、ガラス品になる粘性溶融材料(以降、溶融ガラス)を作製する。しかし、溶融プロセスは、溶融ガラスから除去されなければガラス作製プロセスを通過して完成品に目に見える欠陥として表れ得る、望ましくない副生物も生成する。気体副生物の場合、そのような欠陥は、ぬか泡,ふくれまたは気体状異物と、様々に称される。さらに、溶融ガラス内の化学的不均一性は、脈理、ストリエーションまたはコードと一般に称される、他のいくつかの目に見える欠陥を生じさせ得る。特に、光学レンズまたはフラットパネルディスプレイ(例えば、液晶ディスプレイ)用基板にする予定のガラスのような、光学品質ガラスについては、脈理、コード及びぬか泡のような欠陥は、予定している目的に対する完成品の適合性に大きく影響し得る、受容できない欠陥である。   Production of glass by melting the selected raw materials (batch) in a melting furnace is then formed and cooled to produce a viscous molten material (hereinafter, molten glass) that becomes a glass product. However, the melting process also produces undesirable by-products that, if not removed from the molten glass, can pass through the glass making process and appear as visible defects in the finished product. In the case of gaseous by-products, such defects are variously referred to as bran bubbles, blisters or gaseous foreign bodies. In addition, chemical inhomogeneities within the molten glass can cause several other visible defects, commonly referred to as striae, striations or cords. In particular, for optical quality glasses, such as glasses that are intended to be substrates for optical lenses or flat panel displays (eg, liquid crystal displays), defects such as striae, cords, and bran bubbles are for the intended purpose. An unacceptable defect that can greatly affect the suitability of the finished product.

したがって、ガラス品が完成形態に至る前にそのような欠陥を除去するかまたは欠陥の形成を防止することが必要とされている。   Therefore, it is necessary to remove such defects or prevent the formation of defects before the glass article reaches a finished form.

溶融ガラスを作製するためにバッチ材料を溶融するプロセスは様々な気体副生物を生成する。これらの気体副生物はガラス自体内に溶存することができ、あるいはガラス内に気泡として分散することができる。そのような気体には、限定ではなく例として、CO及びSOを含めることができる。これらの溶融関連欠陥を除去するために用いられる一方法は初期溶融プロセス中に、ヒ素、アンチモン、スズ、セリウムまたはホウ素の酸化物のような、清澄剤を添加することによる方法である。例えば、清澄剤は溶融炉に供給されるバッチ材料に添加することができる。製造プロセスにおける後の工程において溶融ガラスは、清澄剤に原子価状態の変化によって酸素泡を発生させるため、初期溶融温度より十分に高いあらかじめ定められた温度まで加熱される。言い換えれば、清澄剤は還元されて過剰な酸素を放つ。さらに、温度が高くなるほど、溶融ガラスの粘度が低下し、酸素泡が溶融ガラスを通って浮かび上がることが一層容易になる。酸素泡が溶融ガラスを通って上方に移動するにつれて、溶融起因気体が酸素泡内に拡散して溶融ガラスの自由表面に輸送され、そこで気体は自由表面の上の雰囲気に放出される。 The process of melting batch materials to make molten glass produces various gaseous byproducts. These gaseous by-products can be dissolved in the glass itself or can be dispersed as bubbles in the glass. Such gases can include, by way of example and not limitation, CO 2 and SO 2 . One method used to remove these melting-related defects is by adding a fining agent, such as an arsenic, antimony, tin, cerium or boron oxide, during the initial melting process. For example, the fining agent can be added to the batch material supplied to the melting furnace. In a later step in the manufacturing process, the molten glass is heated to a predetermined temperature sufficiently higher than the initial melting temperature in order to generate oxygen bubbles in the fining agent by changing the valence state. In other words, the fining agent is reduced and releases excess oxygen. Furthermore, the higher the temperature, the lower the viscosity of the molten glass and the easier it is for oxygen bubbles to float through the molten glass. As the oxygen bubbles move upward through the molten glass, the melting-induced gas diffuses into the oxygen bubbles and is transported to the free surface of the molten glass where it is released to the atmosphere above the free surface.

いくつかのガラス作製プロセスでは溶融ガラスを以降の成形装置に配送するために貴金属製配送系が用いられる。これは、高い光透明度が必要な光学用途及びその他の高価値用途に予定される高純度ガラスに特に当てはまる。酸素泡の形成にともなう問題は、貴金属または貴金属合金で形成された、いくつかのガラス処理槽及び清澄化槽の内表面に酸素泡がいくらかでも認められるほどの時間接触していると、槽の内表面が腐食し得ることである。そのような腐食は、放っておくと、槽壁を弱化させて、最終的には槽に割れ目を生じさせ得る。したがって、溶融ガラスは一般に、気体状異物(泡)が溶融ガラスから除去される、精製(または、さらに一般には単に「清澄化」と称される)工程にかけられる。   Some glass making processes use precious metal delivery systems to deliver molten glass to subsequent forming equipment. This is especially true for high purity glasses intended for optical and other high value applications where high light transparency is required. The problem with the formation of oxygen bubbles is that if some of the glass treatment tanks and clarification tanks made of noble metal or noble metal alloy have been in contact for some time to allow some oxygen bubbles to appear, The inner surface can be corroded. Such corrosion, if left unchecked, can weaken the vessel wall and ultimately cause the vessel to crack. Thus, the molten glass is generally subjected to a refining (or more commonly simply referred to as “clarification”) process in which gaseous foreign objects (bubbles) are removed from the molten glass.

さらに、溶融ガラスの不均一な製造プロセス流過によって生じる、ストリエーション及びコードを除去するため、及び、停滞ガラスの蓄積を防止するため、溶融ガラスを均質化する必要もある。一般に、溶融ガラスは、清澄化後ではあるが、溶融ガラスの粘度が溶融ガラスの撹拌または混合が困難な粘度になる温度まで溶融ガラスが冷却される前に、撹拌または混合される。しかし、そのような従来プロセスがどれだけ有効であるかには、清澄化プロセスの下流において溶融ガラスが既に受けている冷却による限界がある。   Furthermore, it is also necessary to homogenize the molten glass in order to remove striations and cords and to prevent the accumulation of stagnant glass caused by non-uniform manufacturing process flow of the molten glass. Generally, the molten glass is stirred or mixed after clarification but before the molten glass is cooled to a temperature at which the viscosity of the molten glass is such that it is difficult to stir or mix the molten glass. However, the effectiveness of such a conventional process is limited by the cooling already experienced by molten glass downstream of the clarification process.

溶融炉内に収められた溶融ガラスの高温及び腐食性には、溶融炉内に溶融ガラスが形成される際に溶融炉を溶融ガラスに徐々に溶け出させ得るという、別の問題が関係する。例えば、酸化ジルコニウム(以降、ジルコニア)は溶融炉の構成に用いられ得る、そのようなセラミック材料の1つである。溶融炉を構成するジルコニアは溶融ガラスの形成中に溶融ガラスに溶け出すことができ、プロセスの終了までガラス内にとどまることができて、完成ガラス製品の成分として残ることができる。ジルコニアが低濃度で溶融ガラス内に均等に分散して溶存していれば、完成製品に重大な問題を課すかまたは影響を与えることはない。しかし、ジルコニアが溶融ガラス全体に一様に混合されておらず、実効的に溶け込んでいないで、かなりの濃度のジルコニアが局限領域に存在していれば、溶融ガラスが冷えるにつれてジルコニアが溶液から結晶化し、完成製品に見に見える欠陥を生じさせる。したがって、均質化中に行われる混合はいったん形成された結晶の除去にはほとんど役に立たないから、均質化の前に結晶化がおこることは許容され得ない。本開示の実施形態にしたがえば、溶融ガラスはガラス製造プロセスにおいて、溶融ガラスの粘度が混合効率に有害な影響を与え、ガラス内での結晶成分の形成が可能になる、温度より低い温度にガラスが冷却される前の、溶融工程に近い、早期に均質化される。   Another problem is related to the high temperature and corrosivity of the molten glass contained in the melting furnace, in that the melting furnace can be gradually melted into the molten glass when the molten glass is formed in the melting furnace. For example, zirconium oxide (hereinafter zirconia) is one such ceramic material that can be used in the construction of a melting furnace. The zirconia that constitutes the melting furnace can be melted into the molten glass during the formation of the molten glass, can remain in the glass until the end of the process, and can remain as a component of the finished glass product. If the zirconia is evenly dispersed and dissolved in the molten glass at a low concentration, it will not pose a serious problem or affect the finished product. However, if the zirconia is not uniformly mixed throughout the molten glass and is not effectively dissolved, and there is a significant concentration of zirconia in the localized area, the zirconia will crystallize from the solution as the molten glass cools. Resulting in visible defects in the finished product. Thus, crystallization prior to homogenization cannot be tolerated because the mixing performed during homogenization is of little use in removing crystals once formed. According to embodiments of the present disclosure, the molten glass has a lower temperature than the temperature in the glass manufacturing process, where the viscosity of the molten glass has a deleterious effect on mixing efficiency and allows the formation of crystalline components in the glass. It is homogenized early, close to the melting process, before the glass is cooled.

したがって、
溶融炉から清澄化金属槽に溶融炉と清澄化金属槽の間に配置された第1の金属導管を通して溶融ガラスを流す工程、清澄化金属槽は第1の領域及び第2の領域を有する、
清澄化槽の第1の領域を通して垂直方向上方に溶融ガラスを流す工程、
溶融ガラスが垂直方向上方に流れている間、溶融ガラスを撹拌する工程、
溶融ガラスが垂直方向上方に流れている間、溶融ガラスの温度を高める工程、及び
清澄化槽の第2の領域において溶融ガラスの流れの方向を垂直方向上方から非垂直方向に変える工程、
を含み、
清澄化槽の第1の領域及び第2の領域内の溶融ガラスは、溶融ガラス内の気泡の雰囲気への抜け出しを可能にするための、ガラスの自由表面の上の雰囲気との界面である連続自由ガラス表面を有する、
ガラス製造プロセスにおいて溶融ガラスを清澄化する方法が開示される。
Therefore,
Flowing molten glass from a melting furnace to a clarified metal tank through a first metal conduit disposed between the melting furnace and the clarified metal tank, the clarified metal tank having a first region and a second region;
Flowing molten glass vertically upward through the first region of the clarification tank;
Stirring the molten glass while the molten glass flows vertically upward;
Increasing the temperature of the molten glass while the molten glass flows vertically upward, and changing the direction of the molten glass flow from vertically upward to non-vertical in the second region of the clarification tank;
Including
The molten glass in the first and second regions of the clarification tank is a continuous interface with the atmosphere above the free surface of the glass to allow escape of bubbles in the molten glass into the atmosphere. Having a free glass surface,
A method for clarifying molten glass in a glass manufacturing process is disclosed.

いくつかの実施形態において、非垂直方向は水平方向である。   In some embodiments, the non-vertical direction is a horizontal direction.

撹拌する工程は回転部材を用いて溶融ガラスを能動的に混合する工程を含むことができる。いくつかの実施形態において、撹拌する工程は溶融ガラスに上方へのポンプ作用を与える。   The step of stirring can include a step of actively mixing the molten glass using a rotating member. In some embodiments, the agitating step imparts an upward pumping action on the molten glass.

溶融ガラスの温度を高める工程は第1の領域の壁を通して(すなわち第1の領域の壁内に)電流を流す工程を含む。   The step of raising the temperature of the molten glass includes passing an electric current through the wall of the first region (ie, in the wall of the first region).

本方法は清澄化槽から清澄化槽の下流に配置された撹拌槽に清澄化槽と撹拌槽の間に配置された第2の金属導管を通して溶融ガラスを流す工程をさらに含むことができ、第2の金属導管内を流れる溶融ガラスは自由ガラス表面を有さず、溶融ガラスは撹拌槽内で撹拌される。   The method can further include flowing molten glass from a clarification tank to a stirring tank disposed downstream of the clarification tank through a second metal conduit disposed between the clarification tank and the stirring tank, The molten glass flowing in the two metal conduits does not have a free glass surface, and the molten glass is agitated in a stirred vessel.

別の実施形態において、
耐火材料で形成され、バッチ材料を溶融して溶融ガラスを形成するように構成された溶融炉、
垂直軸線を有する第1の領域及び非垂直軸線を有する、第1の領域に連結された、第2の領域を有する、清澄化金属槽、
溶融炉から清澄化槽に流れる溶融ガラスが第1の金属導管を通過するように溶融炉と清澄化金属層の第1の領域の間に延びる、第1の金属導管、
清澄化槽の下流に配置された撹拌槽、
清澄化槽から撹拌槽に流れる溶融ガラスが第2の金属導管を通過するように清澄化槽と撹拌槽の間に延びる、第2の金属導管、
第1の領域に配置され、溶融ガラスが第1の領域を通って上方に流れる間に溶融ガラスを撹拌するように構成された、撹拌部材、及び
第1の領域に取り付けられ、第1の領域の壁を通って電流が流れることができるように構成された電極、
を備えるガラス処理装置が説明される。いくつかの実施形態において、第2の領域の軸線は第1の領域の軸線に直交することができる。
In another embodiment,
A melting furnace formed of refractory material and configured to melt batch material to form molten glass,
A clarified metal bath having a first region having a vertical axis and a second region coupled to the first region having a non-vertical axis;
A first metal conduit extending between the melting furnace and the first region of the clarified metal layer such that molten glass flowing from the melting furnace to the clarification tank passes through the first metal conduit;
An agitation tank located downstream of the clarification tank,
A second metal conduit extending between the clarification vessel and the agitation vessel so that molten glass flowing from the clarification vessel to the agitation vessel passes through the second metal conduit;
A stirring member disposed in the first region and configured to agitate the molten glass while the molten glass flows upwardly through the first region; and the first region attached to the first region Electrodes configured to allow current to flow through the walls of the
A glass processing apparatus comprising: In some embodiments, the axis of the second region can be orthogonal to the axis of the first region.

撹拌部材は可回転スターラーを含むことができる。可回転なスターラーは、例えば、シャフトに結合されてシャフトから外側に延びる、撹拌素子を含むことができ、第1の領域の床面と延長部材の最上点の間の距離は第1の領域の床面と第2の領域の壁の内表面上の最下点の間の距離より大きい。撹拌部材は溶融ガラスに上方へのポンプ作用を与えるように構成される。   The agitation member can include a rotatable stirrer. The rotatable stirrer can include, for example, a stirring element coupled to the shaft and extending outwardly from the shaft, wherein the distance between the floor surface of the first region and the top point of the extension member is Greater than the distance between the floor and the lowest point on the inner surface of the wall of the second region. The stirring member is configured to provide an upward pumping action to the molten glass.

いくつかの実施形態において、第1の導管の軸線は第1の領域の軸線と直交する。   In some embodiments, the axis of the first conduit is orthogonal to the axis of the first region.

別の実施形態において、
第1の軸線を有する第1の領域及び第2の軸線を有する第2の領域、第1の軸線は垂直であり、第2の軸線は非垂直である、
第1の領域内に配置された撹拌部材、
第2の領域の内部空間が第2の領域の外部の大気と流通するように第2の領域の壁を貫通する少なくとも1つの通気路、及び
第1の領域に取り付けられ、第1の領域の壁を通って電流が流れることができるように構成された電極、
を有する、溶融ガラスを清澄化するための清澄化槽が開示される。撹拌部材は可回転スターラーを含むことができる。いくつかの実施形態において、撹拌部材は、可回転部材を回転させたときに、溶融ガラスに上方へのポンプ作用を与えるように構成される。
In another embodiment,
A first region having a first axis and a second region having a second axis; the first axis is vertical; the second axis is non-vertical;
A stirring member disposed in the first region;
At least one air passage penetrating the wall of the second region so that the internal space of the second region communicates with the atmosphere outside the second region, and attached to the first region, Electrodes configured to allow current to flow through the wall,
A clarification tank for clarification of molten glass having is disclosed. The agitation member can include a rotatable stirrer. In some embodiments, the agitating member is configured to provide an upward pumping action on the molten glass when the rotatable member is rotated.

可回転スターラーは、シャフトに結合されてシャフトから外側に延びる、撹拌素子を含むことができ、第1の領域の床面と撹拌素子の最上点の間の距離は第1の領域の床面と第2の領域の壁の内表面上の最下点の間の距離より大きい。   The rotatable stirrer may include a stirring element coupled to the shaft and extending outwardly from the shaft, the distance between the floor surface of the first region and the top point of the stirring element being the floor surface of the first region. Greater than the distance between the lowest points on the inner surface of the wall of the second region.

動作中、電極は電源と電気的に接触させておくことができる。清澄化槽の第1の領域と第2の領域は白金を含むことができ、いくつかの実施形態において、第2の領域の終端は第1の領域の壁と交差する。   During operation, the electrode can be in electrical contact with the power source. The first region and the second region of the clarification tank can comprise platinum, and in some embodiments, the end of the second region intersects the wall of the first region.

清澄化槽の第1の軸線は第2の軸線と直交することができる。   The first axis of the clarification tank can be orthogonal to the second axis.

さらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、あるいは、記述及び本明細書の特許請求の範囲に、また添付図面にも、説明されるように実施形態を実施することによって認められるであろう。上記の全般的説明及び以下の詳細の説明がいずれも例示に過ぎず、特許請求項の本質及び特質を理解するための概要または枠組みの提供が目的とされていることは当然である。   Additional features and advantages are set forth in the following detailed description, and to some extent will be readily apparent to those skilled in the art from the description, or in the description and claims of this specification, and in the accompanying drawings. It will be appreciated by practicing the embodiments as described. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary only, and are intended to provide an overview or framework for understanding the nature and nature of the claims.

添付図面はさらに深い理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて本明細書の一部をなす。図面は1つ以上の実施形態を示し、記述とともに、様々な実施形態の原理及び動作の説明に役立つ。   The accompanying drawings are included to provide a further understanding and are incorporated in and constitute a part of this specification. The drawings illustrate one or more embodiments, and together with the description serve to explain the principles and operations of the various embodiments.

図1は、本明細書に説明されるような清澄化槽を組み込んでいる、一例のガラス作製装置の主機能部の略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of the main functional parts of an example glass making apparatus incorporating a clarification tank as described herein. 図2は本開示の一実施形態にしたがう一例の形成体の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an example formed body according to an embodiment of the present disclosure. 図3は本開示の一実施形態にしたがう清澄化槽の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a clarification tank according to one embodiment of the present disclosure. 図4は本開示の一実施形態にしたがう清澄化槽の略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a clarification tank according to one embodiment of the present disclosure. 図5は本明細書に説明される実施形態にしたがう清澄化槽を構成する可動部材の一部の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a portion of the movable member making up the clarification tank according to an embodiment described herein. 図6は本明細書に説明される実施形態にしたがう清澄化槽を構成する別の可動部材の一部の斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of a portion of another movable member that constitutes a clarification tank according to an embodiment described herein. 図7は、本明細書に説明される実施形態にしたがう、静止型撹拌部材を有する清澄化槽の略図である。FIG. 7 is a schematic illustration of a clarification tank having a stationary agitation member in accordance with embodiments described herein.

添付図面を参照して本発明の実施形態をより詳細に説明する、例が与えられる。可能であれば必ず、図面において同じ参照数字が同じかまたは同様の要素を指すために用いられる。与えられる例及び実施形態は本発明の概念を示すが、本発明を本明細書に与えられる実施形態に限定すると解されるべきではない。   Examples are provided to describe embodiments of the present invention in more detail with reference to the accompanying drawings. Wherever possible, the same reference numbers are used in the drawings to refer to the same or like elements. The examples and embodiments given illustrate the concepts of the invention, but should not be construed to limit the invention to the embodiments given herein.

図1は一例のガラス作製装置10の略図である。ガラス作製装置10は、例えば、液晶ディスプレイ(LCD)または有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイのような、フラットパネルディスプレイのためのガラス基板を製造するために用いることができる。ガラス作製装置10は、溶融炉12,清澄化槽14,溶融炉12と清澄化槽14の間の流体流通を提供し、溶融ガラスがそれを通って溶融炉12と清澄化槽14の間を流れる導管である、連結管16,撹拌チャンバ18,清澄化槽14と撹拌チャンバ18の間の流体流通を提供し、溶融ガラスがそれを通って清澄化槽18と撹拌チャンバ18の間を流れる導管である、連結管20,収集槽22,撹拌チャンバ18と収集槽22の間の流体流通を提供し、溶融ガラスがそれを通って撹拌チャンバ18と収集槽22の間を流れる導管である、連結管24,ダウンカマー管26,流入口28及び形成体30を備える。   FIG. 1 is a schematic view of an example glass manufacturing apparatus 10. The glass making apparatus 10 can be used to produce a glass substrate for a flat panel display, such as a liquid crystal display (LCD) or an organic light emitting diode (OLED) display. Glass making apparatus 10 provides fluid flow between melting furnace 12, clarification tank 14, melting furnace 12 and clarification tank 14, through which molten glass passes between melting furnace 12 and clarification tank 14. A conduit that flows, the connecting tube 16, the agitation chamber 18, a conduit that provides fluid flow between the clarification vessel 14 and the agitation chamber 18, through which molten glass flows between the clarification vessel 18 and the agitation chamber 18. A connection tube 20, a collection vessel 22, a conduit that provides fluid flow between the agitation chamber 18 and the collection vessel 22 and through which molten glass flows between the agitation chamber 18 and the collection vessel 22 A tube 24, a downcomer tube 26, an inlet 28 and a former 30 are provided.

いくつかの実施形態にしたがえば、成形体30は、その上面にトラフ32を有し、外部収斂成形面34を有する、くさび形体であり、収斂成形面は成形体の底の長さに沿って延びる線、ルート36、に沿う収斂成形面の下頂点において会合する。収集槽22からトラフ32に溶融ガラス38が供給され、溶融ガラスはトラフを溢流して、個々に収斂成形面34上を流れる。成形体の断面図が図2に示される。個々の溶融ガラス流はルート36において合流し(すなわち、融合し)、よって、冷えて粘性液体から弾性固体になる、溶融ガラスの単一連続流、すなわちガラスリボン40を形成する。プルロール42が成形体30の下に配置され、ガラスリボン10の縁端部に係合して、成形体のルートからの固化途上のガラスリボンの引張りを補助する。引き続いて、分割装置(図示せず)が個々のガラス板をガラスリボンから切り離す。上記の例はガラス作製装置10全体の一部としてフュージョンドロー機構を説明しているが、フュージョンドロー機構の代わりに、スロットドロー機構または同様の機構を成形装置として用いることができるであろう。   According to some embodiments, the molded body 30 is a wedge-shaped body having a trough 32 on its upper surface and an outer convergent molding surface 34, the converging molded surface being along the length of the bottom of the molded body. Meet at the lower apex of the convergent molding surface along the extending line 36, the route 36. Molten glass 38 is supplied from the collection tank 22 to the trough 32, and the molten glass overflows the trough and individually flows on the converging molding surface 34. A cross-sectional view of the molded body is shown in FIG. The individual molten glass streams merge at route 36 (i.e., coalesce), thus forming a single continuous stream of molten glass, i.e., glass ribbon 40, that cools and becomes a viscous liquid to an elastic solid. A pull roll 42 is disposed below the compact 30 and engages the edge of the glass ribbon 10 to assist in pulling the glass ribbon as it solidifies from the root of the compact. Subsequently, a dividing device (not shown) separates the individual glass plates from the glass ribbon. Although the above example describes a fusion draw mechanism as part of the entire glass making apparatus 10, a slot draw mechanism or similar mechanism could be used as the molding apparatus instead of the fusion draw mechanism.

溶融炉12及び成形体30は一般に、溶融炉12に投入される(矢印44)成分原材料(バッチ)を溶融して溶融ガラス38にし、溶融ガラスを、ガラスリボン40のような、ガラス品に成形するに必要な温度に耐えることができる、セラミック材料のような、耐熱耐火材料で構成される。溶融ガラスを形成するに必要な温度は1300℃より低い温度から1550℃をこえる温度まで変わることができ、作製されるべきガラスのタイプ及び所要原材料に依存する。例えば、ガラスが、ある種のディスプレイ用途に用いることができるような、アルミノホウケイ酸ガラスである場合、最終溶融温度は1550℃から1570℃の範囲にあり得る。他のタイプのガラスは同様であるかまたは異なる溶融温度を有し得る。溶融炉に利用される、適する耐火材料の例にはジルコニウム及び/またはアルミニウムの酸化物がある。   The melting furnace 12 and the molded body 30 are generally formed by melting the component raw materials (batch) charged into the melting furnace 12 (arrow 44) into a molten glass 38 and molding the molten glass into a glass product such as a glass ribbon 40. It is composed of a heat and fire resistant material, such as a ceramic material, that can withstand the temperatures required to do so. The temperature required to form the molten glass can vary from below 1300 ° C. to above 1550 ° C., depending on the type of glass to be made and the required raw materials. For example, if the glass is an aluminoborosilicate glass, which can be used for certain display applications, the final melting temperature can be in the range of 1550 ° C to 1570 ° C. Other types of glass may be similar or have different melting temperatures. Examples of suitable refractory materials utilized in melting furnaces include zirconium and / or aluminum oxides.

清澄化プロセス中、溶融ガラスは一般に溶融炉内の溶融ガラスの温度より高温に加熱される。例えば、約1550℃の溶融温度を有するアルミノホウケイ酸ガラスに対し、適する清澄化温度は約1600℃以上であり、より一般には約1600℃から約1650℃の範囲にあり、いくつかの実施形態においては約1600℃と約1700℃の間にある。溶融ガラスの温度が高くなるにつれて、溶融ガラス内に含まれる1つ以上の清澄剤が還元され、その際に清澄剤は酸素を泡として放出する。適する清澄剤には、限定ではなく、ヒ素、アンチモン、スズ、セリウム及び鉄の酸化物がある。しかし、酸化ヒ素及び酸化アンチモンのような、いくつかの清澄剤は極めて毒性が強い。この結果、スズの酸化物のような、毒性の弱い清澄剤が選ばれることになろう。   During the clarification process, the molten glass is generally heated above the temperature of the molten glass in the melting furnace. For example, for an aluminoborosilicate glass having a melting temperature of about 1550 ° C., suitable clarification temperatures are about 1600 ° C. or more, more commonly in the range of about 1600 ° C. to about 1650 ° C., in some embodiments Is between about 1600 ° C and about 1700 ° C. As the temperature of the molten glass increases, one or more fining agents contained within the molten glass are reduced, with the fining agent releasing oxygen as bubbles. Suitable fining agents include, but are not limited to, arsenic, antimony, tin, cerium and iron oxides. However, some fining agents, such as arsenic oxide and antimony oxide, are extremely toxic. This would result in a less toxic refining agent such as tin oxide being selected.

清澄剤により酸素泡が生成されると、酸素泡の浮力が溶融ガラスを通してガラスの自由表面まで泡を上昇させ、そこで泡は入っていた気体をガラスの自由表面の上の雰囲気内に放出する。これらの泡は溶融プロセスによって発生した気体(例えばCO及びSO)に対する集積点としてはたらき、別の泡または溶存気体の形態にある、溶融起因気体は酸素泡内に蓄積し、泡の寸法を大きくし、浮力を高めて、ガラスの自由表面への上昇を容易にする。泡はガラスの自由表面において破裂し、内包されていた気体をガラスの自由表面の上の雰囲気中に放出する。放出された気体は次いで清澄化槽から排出される。 When oxygen bubbles are generated by the fining agent, the buoyancy of the oxygen bubbles raises the bubbles through the molten glass to the free surface of the glass where it releases the contained gas into the atmosphere above the free surface of the glass. These bubbles serve as accumulation points for gases generated by the melting process (eg, CO 2 and SO 2 ), and the melt-induced gas, in the form of another bubble or dissolved gas, accumulates in the oxygen bubbles and reduces the size of the bubbles. Enlarging, increasing buoyancy and facilitating the rise of the glass to the free surface. The bubbles rupture at the free surface of the glass, releasing the encapsulated gas into the atmosphere above the free surface of the glass. The released gas is then discharged from the clarification tank.

溶融炉から流れ出る溶融ガラスは均質ではないことに注意すべきである。上述した溶融起因気体の存在に加えて、溶融炉から流れ出る溶融ガラスは様々な熱的な(例えば粘度の)不均一性及び化学的な不均一性を有し、これらの存在はガラス作製装置10で作製された完成ガラス品に目に見えるアーティファクトを生じさせ得る。さらに、流れている溶融ガラス流の断面内の様々な点における溶融ガラスの流れは異なり得る。この流れの差異は、その領域において溶融ガラスが溶融ガラスの他の領域よりかなり遅い速度で流れ、最悪の状況においては全く流れない、溶融ガラスの停滞領域を生じさせ得る。停滞の結果、溶融ガラスのそのような領域は、全般的な溶融ガラスの流れとは異なる熱的及び/または化学的な性質も有し得る。しかし、溶融ガラスのそのような停滞領域は全般的な溶融ガラスの流れに不意に引き込まれ、熱的及び/または化学的に不均一な溶融ガラスの領域を生じさせ得る。さらに、溶融炉を構成する耐火材料、例えば酸化ジルコニウムまたは酸化アルミニウム、は時間の経過とともに徐々に溶融ガラス内に溶け出す。ジルコニウムが溶融ガラスに十分に溶け込まず、溶融ガラス全体にわたって均等に分散していないと、ジルコニウムは溶融ガラス内で結晶化することができ、完成ガラス品の品質及び組成に影響を与えることができる。いくつかの場合に、完成ガラス品は、予定されていた特定の目的に役立たなくなり得る。したがって、製造プロセス中は、溶融ガラスは完全に均質化されるべきである。   It should be noted that the molten glass flowing out of the melting furnace is not homogeneous. In addition to the presence of the melting-induced gas described above, the molten glass flowing out of the melting furnace has various thermal (eg, viscosity) and chemical inhomogeneities that are present in the glass making apparatus 10. Visible artifacts can be produced in the finished glass product made in. Furthermore, the flow of molten glass at different points in the cross section of the flowing molten glass stream can be different. This difference in flow can cause a stagnant region of molten glass in which the molten glass flows at a much slower rate than the other regions of the molten glass and does not flow at all in the worst case. As a result of the stagnation, such regions of the molten glass may also have different thermal and / or chemical properties than the general molten glass flow. However, such stagnant regions of molten glass can be drawn into the overall molten glass flow unexpectedly, resulting in thermally and / or chemically non-uniform molten glass regions. Furthermore, the refractory material constituting the melting furnace, such as zirconium oxide or aluminum oxide, gradually melts into the molten glass as time passes. If the zirconium is not sufficiently dissolved in the molten glass and is not evenly distributed throughout the molten glass, the zirconium can crystallize in the molten glass and can affect the quality and composition of the finished glass product. In some cases, the finished glass article may not serve a specific purpose that has been scheduled. Therefore, the molten glass should be completely homogenized during the manufacturing process.

清澄化槽14,撹拌チャンバ18,収集槽22,ダウンカマー管26及びその他の付帯する溶融ガラス輸送導管及び槽(例えば、連結管16,20,24及び流入口28)は貴金属または貴金属合金で形成することができる。そのような貴金属は一般に、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金及びこれらの合金を含む、白金族金属から選ばれる。例えば、貴金属は純白金または、ロジウムまたはイリジウムのような、1つ以上の他の貴金属と合金化された白金とすることができる。適する貴金属合金には、重量で約80%から約90%の範囲にある白金及び約10%から約20%の範囲にあるロジウムを含む、白金−ロジウム合金を含めることができる。いくつかの実施形態において、清澄化槽14並びに連結管16及び20は円形断面を有する管とすることができる。清澄化槽14の少なくとも一部に対する円断面形状により、清澄化槽内部に配置される回転部材の使用が容易になる。しかし、連結管またはその一部及び清澄化槽またはその一部は、楕円形または長円形のような、別の断面形状を有することができるであろう。ここで、断面は槽または連結管の軸線に垂直にとられる。非円形状は、例えば、受動的混合が用いられる場合に、用いられ得る。   The clarification tank 14, the stirring chamber 18, the collection tank 22, the downcomer pipe 26 and other accompanying molten glass transport conduits and tanks (eg, the connecting pipes 16, 20, 24 and the inlet 28) are formed of a noble metal or a noble metal alloy. can do. Such noble metals are generally selected from platinum group metals including ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum and alloys thereof. For example, the noble metal can be pure platinum or platinum alloyed with one or more other noble metals, such as rhodium or iridium. Suitable noble metal alloys can include platinum-rhodium alloys including platinum in the range of about 80% to about 90% by weight and rhodium in the range of about 10% to about 20%. In some embodiments, the clarification vessel 14 and the connecting tubes 16 and 20 can be tubes having a circular cross section. The circular cross-sectional shape for at least a part of the clarification tank 14 facilitates the use of a rotating member disposed inside the clarification tank. However, the connecting tube or part thereof and the clarification tank or part thereof could have other cross-sectional shapes, such as oval or oval. Here, the cross section is taken perpendicular to the axis of the vessel or connecting pipe. Non-circular shapes can be used, for example, when passive mixing is used.

図1,3及び4をここで参照すれば、清澄化槽14は、第1の領域である、連結管16に直に連結している、竪管46及び、第2の領域であるチャネル48を有する。竪管46は清澄化槽流入口50と竪管流出口52の間で垂直に延びることができる。竪管流出口52はチャネル48への流入口としてもはたらく。チャネル48は、竪管46から離れる方向に、外向きに延びて、竪管流出口52と清澄化槽流出口54間の、溶融ガラスがそれを通って流れるための、流路を提供する。いくつかの実施形態において、チャネル48の一端は竪管流出口52において竪管46の壁と交差する。いくつかの実施形態において、竪管46は垂直の軸線57を有する。いくつかの実施形態において、チャネル48は水平の軸線59を有する。いくつかの場合、竪管46とチャネル48は相互に実質的に直交する。すなわち、軸線57と軸線59の間の角度は90°±5°である。また別の実施形態において、竪管46は垂直とすることができ、チャネル48は水平とすることができる。したがって、ガラス作製装置10の動作中、溶融炉12で形成された溶融ガラス38は連結管16を流過し、清澄化槽流入口50において清澄化槽14に流入する。溶融ガラスの流れは図4に白抜き矢印53で示される。溶融ガラスは次いで竪管46を通って上方に流れ、竪管流出口52からチャネル48を通って清澄化槽14の流出口54に流れて、連結管20に流入する。いくつかの実施形態において、連結管16の軸線58は連結管20の軸線60に平行である(図4参照)が、必ずしもそうである必要はない。   Referring now to FIGS. 1, 3 and 4, the clarification tank 14 is a first region, a tubule 46 directly connected to the connecting tube 16, and a channel 48, which is a second region. Have The soot tube 46 can extend vertically between the clarification tank inlet 50 and the soot tube outlet 52. The soot outlet 52 also serves as an inlet to the channel 48. The channel 48 extends outwardly away from the soot tube 46 and provides a flow path between the soot tube outlet 52 and the clarification tank outlet 54 through which molten glass flows. In some embodiments, one end of the channel 48 intersects the wall of the soot tube 46 at the soot outlet 52. In some embodiments, the soot tube 46 has a vertical axis 57. In some embodiments, channel 48 has a horizontal axis 59. In some cases, soot tube 46 and channel 48 are substantially orthogonal to each other. That is, the angle between the axis 57 and the axis 59 is 90 ° ± 5 °. In yet another embodiment, the soot tube 46 can be vertical and the channel 48 can be horizontal. Therefore, during the operation of the glass manufacturing apparatus 10, the molten glass 38 formed in the melting furnace 12 flows through the connecting pipe 16 and flows into the clarification tank 14 at the clarification tank inlet 50. The flow of the molten glass is indicated by white arrows 53 in FIG. The molten glass then flows upward through the soot tube 46, from the soot tube outlet 52 through the channel 48 to the outlet 54 of the clarification tank 14 and into the connecting tube 20. In some embodiments, the axis 58 of the connecting tube 16 is parallel to the axis 60 of the connecting tube 20 (see FIG. 4), but this is not necessarily so.

溶融ガラス38が竪管46を通って上方に流れ、次いでチャネル48に沿って流れている間、溶融ガラスは竪管46及びチャネル48のいずれの内部でも連続自由ガラス表面62を形成する。本明細書に用いられるように、自由ガラス表面は、流れている溶融ガラスの上の空間内に配された雰囲気64にさらされている、清澄化槽14を流れるガラスの表面であり、この空間は清澄化槽の壁によって囲包されている。自由ガラス表面62は雰囲気64と溶融ガラス38の間の界面である。ガラス作製装置10の動作中の溶融ガラスが連結管16及び連結管20を通って流れている間、連結管16及び連結管20のいずれにも自由ガラス表面がないことに注意すべきである。   While the molten glass 38 flows upwardly through the soot tube 46 and then along the channel 48, the molten glass forms a continuous free glass surface 62 within both the soot tube 46 and the channel 48. As used herein, a free glass surface is the surface of the glass flowing through the fining vessel 14 that is exposed to an atmosphere 64 disposed in the space above the flowing molten glass. Is surrounded by the walls of the clarification tank. Free glass surface 62 is the interface between atmosphere 64 and molten glass 38. It should be noted that neither the connecting tube 16 nor the connecting tube 20 has a free glass surface while molten glass during operation of the glass making apparatus 10 flows through the connecting tube 16 and the connecting tube 20.

続いて、溶融ガラス38が竪管46を通って上方に流れている間、清澄化槽流入口50において連結管16から清澄化槽14に入る溶融ガラスを竪管46内で加熱することができる。例えば、竪管46内の溶融ガラスは、竪管、したがって竪管内を流れている溶融ガラスを加熱する、竪管46の外表面上にまたは竪管の外表面を囲んで配置された抵抗加熱素子(図示せず)によって、間接に加熱することができる。あるいは、竪管46は、ジュール加熱によって直接に竪管を加熱する電流を、竪管自体を通して、流すことで直接に加熱することができる。例えば、電源(図示せず)から竪管46及び/またはチャネル48に電流が印加され得るように、2つ以上の電極66を竪管46及び/またはチャネル48に取り付けることができる。図4の実施形態においては、竪管46に取り付けられた2つの電極及びチャネル48に取り付けられた2つの電極を含む、4つの電極が清澄化槽14に取り付けられている。別の実施形態において、竪管46に取り付けられた最上部電極66は取り外すことができ、この場合、清澄化槽は3つの電極66を有するであろう。間接加熱または直接加熱のいずれであっても、加熱された竪管は、溶融ガラスがあらかじめ定められた清澄化温度を達成できるように、竪管内を流れている溶融ガラスを加熱する。   Subsequently, the molten glass that enters the clarification tank 14 from the connecting pipe 16 at the clarification tank inlet 50 can be heated in the tub pipe 46 while the molten glass 38 flows upward through the tub pipe 46. . For example, the molten glass in the soot tube 46 heats the soot tube, and thus the molten glass flowing in the soot tube, a resistive heating element disposed on or around the outer surface of the soot tube 46 (Not shown) can be indirectly heated. Alternatively, the soot tube 46 can be directly heated by flowing an electric current directly heating the soot tube by Joule heating through the soot tube itself. For example, two or more electrodes 66 can be attached to the soot tube 46 and / or channel 48 so that current can be applied to the soot tube 46 and / or channel 48 from a power source (not shown). In the embodiment of FIG. 4, four electrodes are attached to the clarification bath 14, including two electrodes attached to the canal 46 and two electrodes attached to the channel 48. In another embodiment, the top electrode 66 attached to the soot tube 46 can be removed, in which case the clarification tank will have three electrodes 66. Whether indirect or direct heating, the heated soot tube heats the molten glass flowing in the soot tube so that the molten glass can achieve a predetermined clarification temperature.

本明細書に開示される実施形態にしたがえば、竪管46を通って上方に流れている溶融ガラスは撹拌することもできる。例えば、図1に示されるように、溶融ガラスは、溶融ガラスを混合及び均質化する、竪管46内に配置された、撹拌部材のような、可動部材68によって能動的に撹拌することができる。   According to embodiments disclosed herein, the molten glass flowing upward through the slag tube 46 can also be agitated. For example, as shown in FIG. 1, the molten glass can be actively agitated by a movable member 68, such as an agitating member, disposed in a tub tube 46 that mixes and homogenizes the molten glass. .

竪管46内の可動部材68は、ガラス作製プロセスにおいて、溶融ガラスの加熱がおこることができ、清澄化プロセスのために酸素泡が生成される、場所に配置されるから、自由ガラス表面62の撹拌の問題は緩和され得る。すなわち、清澄化プロセスの下流におけるプロセス工程中に溶融ガラスの温度は清澄化温度からかなり低くなることができ、したがって溶融ガラスはより高い粘度を示す。溶融ガラスからの泡の除去は粘度が高くなるにつれて困難になる。したがって、そのような下流のプロセス工程とは対照的に、竪管46内の溶融ガラスの撹拌には広範な選択肢を利用できる。   The movable member 68 in the cannula 46 is placed in a location where the molten glass can be heated during the glass making process and oxygen bubbles are generated for the clarification process. Agitation problems can be mitigated. That is, during the process steps downstream of the clarification process, the temperature of the molten glass can be significantly lower than the clarification temperature, and thus the molten glass exhibits a higher viscosity. Removal of bubbles from the molten glass becomes difficult as the viscosity increases. Thus, in contrast to such downstream process steps, a wide range of options are available for stirring the molten glass in the cannula 46.

図1,3及び4に示されるように、可動部材68は可回転シャフト70及び、シャフトに結合されてシャフトから外向き延びる、1つ以上の撹拌素子72を有することができる。シャフト70は竪管46から延び、回転運動源、例えば油圧モーターまたは電気モーター(図示せず)に結合される。この回転運動源はシャフト70に直接または間接に結合される。例えば、シャフト70はモーターシャフトに、同一直線上で、直接に結合させることができ、あるいは駆動機構、例えば、ギアボックスまたはチェーン駆動を介して、モーターシャフトに間接に結合させることができる。少なくとも1つの撹拌素子は様々な構造形態をとることができる。   As shown in FIGS. 1, 3 and 4, the movable member 68 can have a rotatable shaft 70 and one or more agitation elements 72 coupled to the shaft and extending outwardly from the shaft. The shaft 70 extends from the soot tube 46 and is coupled to a rotational motion source, such as a hydraulic motor or an electric motor (not shown). This rotational motion source is coupled directly or indirectly to the shaft 70. For example, the shaft 70 can be directly coupled to the motor shaft in the same straight line, or can be indirectly coupled to the motor shaft via a drive mechanism, such as a gearbox or chain drive. The at least one stirring element can take a variety of structural forms.

一実施形態において、撹拌素子72はシャフトから外向きに延びる1つ以上の羽根を含むことができ、羽根は溶融ガラスが竪管46を通って上昇する間に溶融ガラスをかき回すか、循環させるかまたは回転させるような形状につくられる。羽根は平らにするかまたは湾曲させることができ、あるいは、あらかじめ定められた混合効率を達成するに必要な、より複雑な形状を示すことができる。例えば、図1,3及び4に示される羽根は平板であり、羽根の面はシャフト70の軸線に平行である。シャフト70の軸線は竪管46の軸線と平行になり、一致し得ることに注意すべきである。可動部材68は、竪管46の壁の表面から泡を一掃して溶融ガラスの流れの中心に入れるため、竪管46の垂直壁近傍を通る羽根をもつように設計することができる。   In one embodiment, the agitation element 72 can include one or more vanes extending outwardly from the shaft, wherein the vanes stir or circulate the molten glass as the molten glass rises through the cannula 46. Or it can be made to rotate. The vanes can be flattened or curved or can exhibit more complex shapes necessary to achieve a predetermined mixing efficiency. For example, the blades shown in FIGS. 1, 3 and 4 are flat plates, and the surface of the blade is parallel to the axis of the shaft 70. It should be noted that the axis of the shaft 70 can be parallel to and coincide with the axis of the soot tube 46. The movable member 68 can be designed to have vanes that pass near the vertical wall of the soot tube 46 in order to sweep away bubbles from the surface of the soot tube 46 wall and into the center of the molten glass flow.

溶融炉12から連結管16を通って清澄化槽流入口20に向かい、竪管46を上昇し、次いで竪管流出口52を出てチャネル48を通る溶融ガラスの流れは、少なくともある程度は、清澄化槽14内の溶融ガラスより高い水準にある、溶融炉12内の溶融ガラスによってかけられる圧力によって達成される。しかし、溶融ガラスの移動は、溶融炉12から連結管16を通し、竪管46を上昇させ、チャネル48を通して、溶融ガラスを移動させるためのポンプの使用によっても達成することができる。したがって、溶融ガラスの混合及び均質化に加えて、竪管を通る溶融ガラスの上向き運動を能動的に促進することによって溶融ガラスを移動または「ポンピング」するために少なくとも1つの撹拌素子72を用いることもできる。   The flow of molten glass from the melting furnace 12 through the connecting pipe 16 to the clarification tank inlet 20, up the tub 46, and then exit the tub outlet 52 and through the channel 48 is at least partially clarified. This is achieved by the pressure exerted by the molten glass in the melting furnace 12, which is at a higher level than the molten glass in the chemical bath 14. However, the movement of the molten glass can also be achieved by the use of a pump for moving the molten glass from the melting furnace 12 through the connecting tube 16, raising the soot tube 46 and through the channel 48. Thus, in addition to mixing and homogenizing the molten glass, using at least one stirrer element 72 to move or “pump” the molten glass by actively promoting the upward movement of the molten glass through the cannula You can also.

いくつかの実施形態において、シャフト及び撹拌素子は1つ以上の螺旋形撹拌素子72が適するねじれ率で自由ガラス表面に向けてシャフトを螺旋上昇するスクリューとして形成することができる。例えば、複数の螺旋形撹拌素子72がシャフト70に結合されている、可動部材68の一部が図5に示される。あるいは、単一の螺旋形撹拌素子を用いることができるであろう。図6に示される、別の実施形態において、撹拌素子72は、溶融ガラスに上向きの推力を与え、溶融ガラス及び酸素泡を自由ガラス表面に向けて上方に移動させるように配位されている、プロペラまたはファンの形態のブレードとして形成することができる。図6の実施形態において、ブレードの面はシャフト70の軸線に平行ではない。   In some embodiments, the shaft and stirrer can be formed as a screw that spirals up the shaft toward the free glass surface with a suitable twist rate by one or more helical stirrers 72. For example, a portion of the movable member 68 with a plurality of helical stirring elements 72 coupled to the shaft 70 is shown in FIG. Alternatively, a single helical stirring element could be used. In another embodiment, shown in FIG. 6, the agitation element 72 is coordinated to impart upward thrust to the molten glass and move the molten glass and oxygen bubbles upward toward the free glass surface. It can be formed as a blade in the form of a propeller or fan. In the embodiment of FIG. 6, the face of the blade is not parallel to the axis of the shaft 70.

可動部材68の撹拌素子72は、清澄化槽14の下流の混合工程のために望ましいように、溶融ガラス28の流れ内に完全に沈んでいる必要はない。下流の混合工程において、自由ガラス表面を通って延びる露出撹拌素子は自由ガラス表面の練りをおこさせ、よって自由ガラス表面の上に配された気体を溶融ガラスに取り込むことができる。先に説明したように、溶融ガラスは清澄化槽から下流に移動するにつれて冷えるから、清澄化槽の下流の溶融ガラスのより高い粘度は、そのような取り込まれた気体ポケットの除去を困難にし得る。   The agitation element 72 of the movable member 68 need not be completely submerged in the flow of molten glass 28 as desired for the mixing step downstream of the clarification vessel 14. In the downstream mixing step, the exposed stirring element extending through the free glass surface causes the free glass surface to be kneaded, so that the gas placed on the free glass surface can be taken into the molten glass. As explained above, since the molten glass cools as it moves downstream from the clarification tank, the higher viscosity of the molten glass downstream of the clarification tank can make removal of such trapped gas pockets difficult. .

撹拌素子の少なくとも一部が清澄化槽14内の自由ガラス表面62に、またはその上に、あるように可動部材を配置することは、溶融ガラス内に含まれる泡を自由ガラス表面にわたって均等に分散させ、したがって泡の溶融ガラス流との高められた相互作用を提供するに有益であり得る。図4に示されるように、最上段撹拌素子71の少なくとも一部が自由ガラス表面62から上方に距離dだけ延び出す。可動部材68はシャフト70及び、シャフトに結合されてシャフトから外向きに延びる、撹拌素子72を含む可回転スターラーを有することができ、回転部材は竪管46内に、清澄化槽14の第1の領域(竪管46)の床面74と撹拌素子72上の最上点76の間の距離dが竪管46の床面74と第2の領域(チャネル48)の壁81の内表面上の最下点78の間の距離dより大きくなるように、配置される。 Arranging the movable member so that at least a portion of the agitation element is on or on the free glass surface 62 in the clarification tank 14 ensures that the bubbles contained in the molten glass are evenly distributed over the free glass surface. And thus can be beneficial in providing enhanced interaction with the molten glass stream of foam. As shown in FIG. 4, at least a part of the uppermost stirring element 71 extends upward from the free glass surface 62 by a distance d 1 . The movable member 68 can have a shaft 70 and a rotatable stirrer coupled to the shaft and extending outwardly from the shaft, including a stirring element 72, the rotating member within the tub tube 46 and the first of the clarification tank 14. The distance d 2 between the floor surface 74 of the region (the soot tube 46) and the top point 76 on the stirring element 72 is on the inner surface of the wall surface 81 of the floor surface 74 of the soot tube 46 and the second region (channel 48). to be larger than the distance d 3 between the lowermost point 78 of is disposed.

図7に示されるように、いくつかの他の実施形態において、竪管46内の溶融ガラスの撹拌は竪管46内に配置された静止部材80にかけて、またはそれを通して、溶融ガラスを流すことによって達成することができ、静止部材80は受動的に溶融ガラスの流れの向きを変え、よって溶融ガラスの撹拌及び混合を促進する。例えば、静止部材(例えば、バッフル)を竪管46の内表面に結合さて、溶融ガラス流に延び込ませることができ、少なくともバッフルの近傍内では、バッフルがなければ実質的に溶融ガラス38の層流になるはずの、溶融ガラス流を非層流に転換されるように配位することができる。静止コンポーネントは、より激しい乱流を得るため、静止コンポーネントを貫通する通路を定めることができる。竪管内の溶融ガラスを方向転換させるためのそのような静止コンポーネントが、溶融ガラスの流れを不必要に制限せずに適切な撹拌を得るに必要であり得るような、様々な形態を有し得ることは当然である。いくつかの実施形態において、可動部材及び静止部材のいずれもが竪管46内に用いられ得る。   As shown in FIG. 7, in some other embodiments, stirring of the molten glass in the cannula 46 is performed by flowing the molten glass over or through a stationary member 80 disposed in the cannula 46. The stationary member 80 can passively redirect the flow of the molten glass, thus facilitating the stirring and mixing of the molten glass. For example, a stationary member (e.g., a baffle) can be coupled to the inner surface of the soot tube 46 to extend into the molten glass stream, and at least within the vicinity of the baffle, a layer of molten glass 38 is substantially absent. The molten glass stream, which should become a stream, can be coordinated to be converted to a non-laminar flow. The stationary component can define a passage through the stationary component to obtain more intense turbulence. Such stationary components for diverting molten glass in a cannula can have a variety of forms that may be necessary to obtain adequate agitation without unnecessarily restricting the flow of molten glass. It is natural. In some embodiments, both a movable member and a stationary member can be used in the soot tube 46.

可動部材68または静止部材80は、先に説明したような貴金属または貴金属合金(例えば、純白金または白金−ロジウム合金のような、白金族金属または白金属金属合金)で形成することができる。   The movable member 68 or the stationary member 80 can be formed of a noble metal or a noble metal alloy as described above (for example, a platinum group metal or a white metal metal alloy such as pure platinum or a platinum-rhodium alloy).

清澄化槽14内のように、溶融ガラスが最高温度を、したがって最低粘度を、有するかまたは短時間はそうであろう、溶融炉12から短距離内の溶融ガラスの撹拌は、
1)溶融ガラスの不均一な流れを排除する。撹拌されなかった溶融ガラスは流れの中心においてより速く流れる傾向があり、よって流れの周辺に沿って停滞ガラスを形成させ、ガラスの品質及びコンシステンシーに影響する、
2)完成ガラス製品に目に見える欠陥を生じさせ得る、脈理、ストリエーションまたはコードをもたらし得る化学的不均一性を排除する、及び
3)酸化ジルコニウムまたは酸化アルミニウムのような、溶融プロセス中にガラスに溶け込み得るセラミック材料を溶融ガラス内に完全に混合し、よってそのような材料の結晶化を防止する、
こともできる。
As in the clarification tank 14, stirring of the molten glass within a short distance from the melting furnace 12, where the molten glass has the highest temperature, and thus the lowest viscosity, or would be for a short time,
1) Eliminate uneven flow of molten glass. Unstirred molten glass tends to flow faster in the center of the flow, thus forming stagnant glass along the periphery of the flow, affecting glass quality and consistency.
2) eliminate chemical inhomogeneities that can cause striae, striations or cords that can cause visible defects in the finished glass product, and 3) during the melting process, such as zirconium oxide or aluminum oxide Thoroughly mix the ceramic material that can be dissolved in the glass into the molten glass, thus preventing crystallization of such material,
You can also.

竪管46における溶融ガラスの撹拌及び加熱は酸素泡の形成にも役立つことができ、竪管の壁が実質的に垂直である場合に、竪管壁の有意な腐食を生じさせることなく自由ガラス表面62への酸素泡の移動を容易にし得る。酸素を含む泡が清澄化槽または、貴金属または貴金属合金で構成された、ガラス作製装置10の他の構造体の金属内表面に短時間でも接触すると、金属表面は腐食を受ける。放っておくと、そのような腐食は構造体を弱化させ、最終的には構造体の破壊を生じさせ得る。溶融炉に最も近ければ、清澄化槽が溶融ガラス内に分散された泡の最大の蓄積を有していることが最もありそうであるから、このことは清澄化槽について特に妥当な考察である。竪管46を実質的に垂直に配位することにより、竪管46を通って上昇している気泡は、竪管の表面に認め得る時間接触していることはなく、自由ガラス表面62まで直接に上昇する。すなわち、竪管46を占めている溶融ガラス内に含まれる泡は竪管を通って上昇し、自由ガラス表面を通して竪管内の雰囲気64中に放出され、竪管の貴金属表面上にとどまることはない。溶融ガラスがチャネル48に沿って進んでいる間も、自由ガラス表面62がチャネル48の長さ全体にわたって広がっていて、竪管46内の自由ガラス表面と連続しているから、同じことがいえる。したがって、溶融ガラスが清澄化槽14を通過する時間の全体にわたって、溶融ガラスは竪管46の上部からチャネル48に沿って清澄化槽14の流出口54まで広がる自由ガラス表面を有しているから、気泡は清澄化層内で自由ガラス表面62を通過して雰囲気64中に入るであろう。   Agitation and heating of the molten glass in the soot tube 46 can also help in the formation of oxygen bubbles, and free glass without significant corrosion of the soot tube wall when the soot tube wall is substantially vertical. Movement of oxygen bubbles to the surface 62 can be facilitated. When the bubbles containing oxygen come into contact with the metal inner surface of another structure of the glass making apparatus 10 made of a clarification tank or a noble metal or a noble metal alloy, the metal surface is corroded. If left untreated, such corrosion can weaken the structure and ultimately cause destruction of the structure. This is a particularly reasonable consideration for the clarification tank, as it is most likely that the clarification tank has the greatest accumulation of bubbles dispersed in the molten glass, closest to the melting furnace. . By aligning the soot tube 46 substantially vertically, bubbles rising through the soot tube 46 are not in contact with the surface of the soot tube for an appreciable amount of time, directly to the free glass surface 62. To rise. That is, bubbles contained in the molten glass occupying the soot tube 46 rise through the soot tube and are released through the free glass surface into the atmosphere 64 in the soot tube and do not stay on the noble metal surface of the soot tube. . The same is true while the molten glass travels along the channel 48 because the free glass surface 62 extends over the entire length of the channel 48 and is continuous with the free glass surface in the soot tube 46. Therefore, the molten glass has a free glass surface that extends from the top of the tub tube 46 along the channel 48 to the outlet 54 of the clarification tank 14 throughout the time that the molten glass passes through the clarification tank 14. , Bubbles will pass through the free glass surface 62 into the atmosphere 64 in the clarification layer.

自由ガラス表面62を通って溶融ガラスから出て雰囲気64に入った気体を排除するため、雰囲気64は、排気管84を通して清澄化槽14の外部の大気に排出することができる。清澄化槽の壁(例えば、壁81)を通って延び、清澄化層内に入れられている雰囲気64と清澄化槽の外部の大気の間の壁を通る通路を形成する排気管84を設けることができる。望ましければ、排気管84は汚染対策システム(図示せず)に連結することができる。別の実施形態において、排気管84は、雰囲気64から気体を能動的に引くため、真空源に結合することができる。   The atmosphere 64 can be exhausted through the exhaust pipe 84 to the atmosphere outside the clarification tank 14 in order to exclude gas that has exited the molten glass through the free glass surface 62 and entered the atmosphere 64. An exhaust pipe 84 is provided that extends through the wall of the clarification tank (eg, wall 81) and forms a passage through the wall between the atmosphere 64 contained in the clarification layer and the atmosphere outside the clarification tank. be able to. If desired, the exhaust pipe 84 can be coupled to a pollution control system (not shown). In another embodiment, the exhaust tube 84 can be coupled to a vacuum source to actively draw gas from the atmosphere 64.

排気管84は、例えば、清澄化槽流出口54の近く(例えば、チャネル48上)のような、清澄化槽14の下流端の近くに設けることができる。追加の排気管を設けることができる。いくつかの実施形態において、シャフト70は竪管46の頂部に配置されたカバー86を通って上方に延びる。カバー86は、例えば、アルミナのような断熱性耐火材料で形成することができる。カバー86はシャフト70がそれを通って延びる通路を定め、通路はシャフト70とカバー86の間に空隙88を形成する。空隙88は清澄化槽雰囲気64内の気体に対する追加の排気路として利用することができる。いくつかの実施形態において、雰囲気64に状態調節気体を加えるための通気路も清澄化槽14に設けることができる。例えば、図4は、1つ以上の状態調節気体を雰囲気64に加えることができるように、カバー86に結合され、カバー86を通って清澄化槽14(例えば、竪管46)内の雰囲気64に延びる、送気管90が示される。いくつかの実施形態において、状態調節気体は、ヘリウム、アルゴンまたはその他の不活性気体及びこれらの組合せのような不活性気体とすることができる。   The exhaust tube 84 may be provided near the downstream end of the clarification vessel 14, such as, for example, near the clarification vessel outlet 54 (eg, on the channel 48). Additional exhaust pipes can be provided. In some embodiments, the shaft 70 extends upward through a cover 86 disposed at the top of the soot tube 46. The cover 86 can be formed of a heat insulating refractory material such as alumina. Cover 86 defines a passage through which shaft 70 extends, and the passage forms an air gap 88 between shaft 70 and cover 86. The void 88 can be used as an additional exhaust path for the gas in the clarification tank atmosphere 64. In some embodiments, an air passage for adding conditioned gas to the atmosphere 64 can also be provided in the clarification vessel 14. For example, FIG. 4 illustrates that the atmosphere 64 in the clarification tank 14 (eg, the tub tube 46) is coupled to the cover 86 so that one or more conditioning gases can be added to the atmosphere 64. An air supply tube 90 is shown extending in FIG. In some embodiments, the conditioning gas can be an inert gas such as helium, argon or other inert gas and combinations thereof.

いくつかの実施形態において、チャネル48の長さは、溶融ガラスがチャネル48に沿って流れている間に気泡の全て、または実質的に全て、が自由ガラス表面62を通って抜け出るにかかる時間によって決定される。気泡が溶融ガラスを通って上昇するときの速度、溶融ガラス38の深さ及び溶融ガラスがチャネル48を流れ下るときの溶融ガラスの流量または平均速度が、気泡が自由ガラス表面62に達し、自由ガラス表面62を通って抜け出るにどれだけ長くかかるかを決定することができ、したがってチャネル48の最短長を決定するに役立つ、因子である。   In some embodiments, the length of the channel 48 depends on the time it takes for all or substantially all of the bubbles to escape through the free glass surface 62 while the molten glass flows along the channel 48. It is determined. The rate at which the bubbles rise through the molten glass, the depth of the molten glass 38, and the flow rate or average velocity of the molten glass as the molten glass flows down the channel 48 causes the bubbles to reach the free glass surface 62 and free glass. A factor that can determine how long it takes to exit through the surface 62 and thus helps determine the shortest length of the channel 48.

気泡が溶融ガラスを通って上昇するときの気泡の速度は、気泡と溶融ガラス38の間の密度差、気泡の最小半径(気泡が小さいほど気泡は緩やかに移動する)及び溶融ガラスの粘度に依存する。溶融ガラスを通る気泡の速度を計算するため、ストークスの法則に基づく式:   The bubble velocity as the bubble rises through the molten glass depends on the density difference between the bubble and the molten glass 38, the minimum radius of the bubble (the smaller the bubble, the more slowly the bubble moves) and the viscosity of the molten glass To do. An equation based on Stokes' law to calculate the velocity of bubbles through molten glass:

Figure 0006418455
Figure 0006418455

または同様の式を用いることができる。ここで、νは気泡が溶融ガラスを通って上昇するときの気泡の速度、ηは溶融ガラスの動粘度、gは重力定数、aは気泡の半径、ρ'は気泡の密度、ρは溶融ガラスの密度である。 Or a similar formula can be used. Where ν B is the velocity of the bubble as it rises through the molten glass, η is the kinematic viscosity of the molten glass, g is the gravitational constant, a is the radius of the bubble, ρ ′ is the density of the bubble, and ρ is the melt It is the density of the glass.

すなわち、あらかじめ定められた最小半径より大きな半径を有する気泡の実質的に全てがガラス自由表面を通って抜け出すためにチャネル48に必要な最短長xを決定するため、初めに、νが上式または同様の式を用いて決定される。次に、気泡がチャネル48の床面から自由ガラス表面まで移動するための時間tが、速度方程式t=xを用いて決定される、ここで、xはチャネル48の床面から自由ガラス表面までの距離である。次いで、チャネル48に必要な最短長がこの方程式の別の形x=vによって計算される。ここで、vはチャネル48内の溶融ガラスの平均流速である。これは、チャネル48内の溶融ガラスが、有意な圧力変化がない、定常状態流量を有していること及びチャネルの形状が実質的に一様であることを仮定している。 That is, since the bubble substantially all having a larger radius than the minimum radius defined in advance to determine the shortest length x C required for channel 48 to get out through the glass free surface, initially, above [nu B It is determined using an equation or a similar equation. Next, the time t B for the bubbles to move from the floor of the channel 48 to the free glass surface is determined using the velocity equation t B = x H / ν B , where x H is the channel 48 This is the distance from the floor to the free glass surface. The shortest length required for channel 48 is then calculated by another form of this equation x C = v G t B. Here, v G is the average flow rate of the molten glass in the channel 48. This assumes that the molten glass in the channel 48 has a steady state flow rate with no significant pressure change and that the channel shape is substantially uniform.

溶融ガラスが清澄化槽流出口54において清澄化槽14を出ると、溶融ガラスは連結管20を流過して下流の、溶融ガラス38のさらなる均質化を行うことができる、撹拌チャンバ18に入る。撹拌チャンバ18は撹拌槽92及び、撹拌槽に回転可能な態様で取り付けられた、スターラー94を有する。スターラー94は、シャフト96及び、溶融ガラスを混合及び均質化する、シャフトに結合された複数の撹拌素子98(例えば、羽根またはブレード)を有することができる。図1に示されるように、溶融ガラスは撹拌チャンバ18を通って下方に流れることができる。スターラー94は、撹拌素子が回転中に撹拌チャンバ18を流過している溶融ガラスに認め得るポンプ作用を与えないように配置される、フローニュートラルスターラーであるように設計することができる。撹拌素子98も、溶融ガラスが撹拌チャンバ18を流過している間スターラー94が第2の自由ガラス表面100を乱さないでいるに十分に、第2の自由ガラス表面100の下にある。第2の自由ガラス表面100は溶融ガラス38と溶融ガラスの上の撹拌槽92内に入れられた第2の雰囲気102の間の界面である。さらに、撹拌チャンバ18を流過している溶融ガラスは清澄化槽14を流過している溶融ガラスより低温であるから、撹拌チャンバ18を流過している溶融ガラスの粘度は清澄化槽14を流過している溶融ガラスの粘度より高い。したがって、溶融ガラス38の流路に沿う撹拌チャンバ18の配置は、少なくともある程度は、スターラー94によって有効に撹拌され得る最高粘度によって決定される。   As the molten glass exits the clarification tank 14 at the clarification tank outlet 54, the molten glass enters the stirring chamber 18 where it can flow through the connecting tube 20 to allow further homogenization of the molten glass 38 downstream. . The stirring chamber 18 has a stirring tank 92 and a stirrer 94 attached to the stirring tank in a rotatable manner. The stirrer 94 can have a shaft 96 and a plurality of stirring elements 98 (eg, vanes or blades) coupled to the shaft that mix and homogenize the molten glass. As shown in FIG. 1, the molten glass can flow down through the stirring chamber 18. The stirrer 94 can be designed to be a flow neutral stirrer that is arranged such that the stirring element does not provide an appreciable pumping action to the molten glass flowing through the stirring chamber 18 during rotation. The agitation element 98 is also below the second free glass surface 100 such that the stirrer 94 does not disturb the second free glass surface 100 while molten glass flows through the agitation chamber 18. The second free glass surface 100 is the interface between the molten glass 38 and a second atmosphere 102 placed in a stirred tank 92 above the molten glass. Further, since the molten glass flowing through the stirring chamber 18 is at a lower temperature than the molten glass flowing through the clarification tank 14, the viscosity of the molten glass flowing through the stirring chamber 18 is clarified in the clarification tank 14. Higher than the viscosity of the molten glass flowing through. Accordingly, the placement of the agitation chamber 18 along the flow path of the molten glass 38 is determined, at least in part, by the maximum viscosity that can be effectively agitated by the stirrer 94.

溶融ガラスが撹拌チャンバ18を出ると、溶融ガラスは収集槽22に流れ、そこから溶融ガラスはダウンカマー管26によって成形体30に向けられて、成形体30において溶融ガラスはガラスリボン40に成形され得る。   As the molten glass exits the agitation chamber 18, the molten glass flows into a collection vessel 22, from which the molten glass is directed to the shaped body 30 by the downcomer tube 26, where the molten glass is formed into a glass ribbon 40. obtain.

本発明の精神または範囲を逸脱することなく様々な改変及び変形がなされ得ることが当業者には明らかであろう。当業者には、本発明の精神及び実質を組み込んでいる、開示された実施形態の改変、組合せ、サブ組合せ及び変形が思い浮かび得るから、本発明は添付される特許請求項及びそれらの等価形態の範囲内に全てを含むと解されるべきである。   It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit or scope of the invention. Since those skilled in the art may envision modifications, combinations, subcombinations and variations of the disclosed embodiments which incorporate the spirit and substance of the present invention, the present invention includes the appended claims and their equivalents. It should be understood that everything is included within the scope of.

10 ガラス作製装置
12 溶融炉
14 清澄化槽
16,20,24 連結管
18 撹拌チャンバ
22 収集槽
26 ダウンカマー管
28 流入口
30 成形体
32 トラフ
34 収斂成形面
36 ルート
38 溶融ガラス
40 ガラスリボン
42 プルロール
46 竪管
48 チャネル
50 清澄化槽流入口
52 竪管流出口
54 清澄化槽流出口
57,58,60 軸線
59 チャネルの軸線
62,100 自由ガラス表面
64 雰囲気
66 電極
68 可動部材
70 竪管のシャフト
72 竪管の撹拌素子
74 竪管の床面
76 撹拌素子の最上点
78 チャネル壁内表面の最低点
80 静止部材
81 チャネルの壁
84 排気管
86 竪管カバー
88 空隙
90 送気管
92 撹拌槽
94 スターラー
96 スターラーのシャフト
98 スターラーの撹拌素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Glass preparation apparatus 12 Melting furnace 14 Clarification tank 16, 20, 24 Connection pipe 18 Stirring chamber 22 Collection tank 26 Downcomer pipe 28 Inlet 30 Molded body 32 Trough 34 Converging molding surface 36 Route 38 Molten glass 40 Glass ribbon 42 Pull roll 46 Soot pipe 48 Channel 50 Clarification tank inlet 52 Soot pipe outlet 54 Clarification tank outlet 57, 58, 60 Axis 59 Channel axis 62, 100 Free glass surface 64 Atmosphere 66 Electrode 68 Movable member 70 Shaft pipe shaft 72 Stirring element of the soot pipe 74 Floor surface of the soot pipe 76 The highest point of the stirring element 78 The lowest point of the inner surface of the channel wall 80 The stationary member 81 The wall of the channel 84 The exhaust pipe 86 The soot pipe cover 88 The gap 90 The air supply pipe 92 The stirring tank 94 The stirrer 96 Stirrer shaft 98 Stirrer stirring element

Claims (10)

ガラス製造プロセスにおける溶融ガラスを清澄化する方法において、
溶融炉から、第1の領域及び第2の領域を有する金属製清澄化槽に、前記清澄化槽と前記溶融炉の間に配置された第1の金属導管を介して、溶融ガラスを流す工程、
前記清澄化槽の前記第1の領域を通して垂直上方に前記溶融ガラスを流す工程、
前記溶融ガラスが前記垂直上方に流れている間、前記溶融ガラスを撹拌する工程、
前記溶融ガラスが前記垂直上方に流れている間、前記溶融ガラスの温度を高める工程、及び
前記垂直上方から前記清澄化槽の前記第2の領域における非垂直方向に、前記溶融ガラスの流れの方向を変える工程、
を含み、
前記清澄化槽の前記第1の領域内及び前記第2の領域内の前記溶融ガラスは連続自由ガラス表面を有し、該自由ガラス表面は、該自由ガラス表面の上の雰囲気との界面であり、前記溶融ガラス内の気泡の前記雰囲気内への抜け出しを可能にする、
ことを特徴とする方法。
In a method for clarifying molten glass in a glass manufacturing process,
A step of flowing molten glass from a melting furnace to a metal clarification tank having a first region and a second region through a first metal conduit disposed between the clarification tank and the melting furnace. ,
Flowing the molten glass vertically upward through the first region of the clarification tank;
Stirring the molten glass while the molten glass flows vertically upward;
Increasing the temperature of the molten glass while the molten glass flows upward in the vertical direction, and the direction of the flow of the molten glass from the vertical upper direction to the non-vertical direction in the second region of the clarification tank. Changing process,
Including
The molten glass in the first region and the second region of the clarification tank has a continuous free glass surface, the free glass surface being an interface with the atmosphere above the free glass surface. Allowing the bubbles in the molten glass to escape into the atmosphere;
A method characterized by that.
前記非垂直方法が水平方向であることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the non-vertical method is horizontal. 前記撹拌する工程が、回転部材によって前記溶融ガラスを能動的に混合する工程を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the agitating step includes a step of actively mixing the molten glass with a rotating member. 前記撹拌する工程が、前記溶融ガラスに上向きポンプ作用を与えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the agitating step imparts an upward pumping action to the molten glass. 前記溶融ガラスの前記温度を高める前記工程が、前記第1の領域の壁を通して電流を流す工程を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the step of increasing the temperature of the molten glass includes a step of passing an electric current through a wall of the first region. 前記清澄化槽から前記清澄化槽の下流に配置された撹拌槽に、前記清澄化槽と前記撹拌槽の間に配置された第2の金属導管を介して、前記溶融ガラスを流す工程であって、前記第2の金属導管内を流れている前記溶融ガラスは自由ガラス表面を有していない工程、及び
前記撹拌槽内で前記溶融ガラスを撹拌する工程、
をさらに含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
The step of flowing the molten glass from the clarification tank to a stirring tank disposed downstream of the clarification tank through a second metal conduit disposed between the clarification tank and the stirring tank. The molten glass flowing in the second metal conduit does not have a free glass surface, and the step of stirring the molten glass in the stirring vessel,
The method according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
ガラス処理装置において、
耐火材料で形成され、バッチ材料を溶融して溶融ガラスを形成するように構成された、溶融炉、
垂直軸線を有する第1の領域と、非垂直軸線を有するとともに、前記第1の領域に連結された、第2の領域を含む金属製清澄化槽、
前記溶融槽から前記清澄化槽に流れる溶融ガラスが第1の金属導管を通過するように前記溶融炉と前記清澄化槽の間を延びる第1の金属導管、
前記清澄化槽から下流に配置された撹拌槽、
前記清澄化槽から前記撹拌槽に流れる溶融ガラスが第2の金属導管を通過するように前記清澄化槽と前記撹拌槽の間を延びる第2の金属導管、
前記溶融ガラスが前記第1の領域を通って上方に流れている間、前記溶融ガラスを撹拌するように構成された、前記第1の領域内に配置された撹拌部材、及び
前記第1の領域の壁を通して電流を流すことができるように構成された、前記第1の領域に取り付けられた電極、
を備え
前記金属製清澄化槽の前記第1の領域内及び前記第2の領域内の前記溶融ガラスが連続自由ガラス表面を有し、該自由ガラス表面が、該自由ガラス表面の上の雰囲気との界面であり、前記溶融ガラス内の気泡の前記雰囲気内への抜け出しを可能にするよう構成されていることを特徴とするガラス処理装置。
In glass processing equipment,
A melting furnace, formed of a refractory material and configured to melt batch material to form molten glass,
A first region having a vertical axis, and having a non-vertical axis, which are connected to the first region, a metal fining vessel and a second region,
A first metal conduit extending between the melting furnace and the clarification tank so that molten glass flowing from the melting tank to the clarification tank passes through the first metal conduit;
An agitation tank disposed downstream from the clarification tank;
A second metal conduit extending between the clarification tank and the agitation tank so that molten glass flowing from the clarification tank to the agitation tank passes through the second metal conduit;
An agitation member disposed within the first region configured to agitate the molten glass while the molten glass is flowing upwardly through the first region; and the first region An electrode attached to the first region configured to allow current to flow through the walls of the first region;
Equipped with a,
The molten glass in the first region and the second region of the metal clarification tank has a continuous free glass surface, and the free glass surface is an interface with the atmosphere above the free glass surface. The glass processing apparatus is configured to allow bubbles in the molten glass to escape into the atmosphere .
前記第2の領域の前記軸線が前記第1の領域の前記軸線と直交することを特徴とする請求項7に記載のガラス処理装置。The glass processing apparatus according to claim 7, wherein the axis of the second region is orthogonal to the axis of the first region. 前記撹拌部材が、シャフトに結合されて前記シャフトから外向きに延びる延長部材を含む可回転スターラーを有し、前記第1の領域の床面と前記延長部材の最上点の間の距離が、前記第1の領域の前記床面と前記第2の領域の壁の内表面上の最低点の間の距離より大きいことを特徴とする請求項7または8に記載のガラス処理装置。 The agitation member has a rotatable stirrer that includes an extension member coupled to the shaft and extending outwardly from the shaft, wherein the distance between the floor surface of the first region and the uppermost point of the extension member is glass processing apparatus according to claim 7 or 8, wherein the greater than the distance between the lowest point on the inner surface of the floor and walls of the second region of the first region. 前記撹拌部材が前記溶融ガラスに上向きポンプ作用を与えるように構成されており、前記延長部材の少なくも一部が前記金属製清澄化槽内の自由ガラス表面に、または自由ガラス表面の上にあるように構成されていることを特徴とする請求項に記載のガラス処理装置。 The stirring member is configured to give an upward pumping action to the molten glass, and at least a part of the extension member is on the free glass surface in the metal clarification tank or on the free glass surface. glass processing apparatus according to claim 9, characterized that you have been configured.
JP2015555206A 2013-01-24 2014-01-21 Process and apparatus for clarifying molten glass Expired - Fee Related JP6418455B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361756186P 2013-01-24 2013-01-24
US61/756,186 2013-01-24
PCT/US2014/012230 WO2014116549A1 (en) 2013-01-24 2014-01-21 Process and apparatus for refining molten glass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016508477A JP2016508477A (en) 2016-03-22
JP6418455B2 true JP6418455B2 (en) 2018-11-07

Family

ID=51227959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015555206A Expired - Fee Related JP6418455B2 (en) 2013-01-24 2014-01-21 Process and apparatus for clarifying molten glass

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6418455B2 (en)
KR (1) KR20150110619A (en)
CN (1) CN105246843B (en)
TW (1) TWI624440B (en)
WO (1) WO2014116549A1 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016048956A1 (en) * 2014-09-24 2016-03-31 Corning Incorporated Volatile filtration systems for fusion draw machines
JP6500679B2 (en) * 2015-07-29 2019-04-17 Agc株式会社 Molten glass heating apparatus, glass manufacturing apparatus, and method of manufacturing glass article
WO2018116530A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 日本電気硝子株式会社 Stirrer and method for manufacturing glass plate
KR20190057793A (en) * 2017-11-20 2019-05-29 코닝 인코포레이티드 Glass manufacturing apparatus and methods of fabricating
KR102405740B1 (en) * 2018-01-11 2022-06-08 코닝 인코포레이티드 Glass manufacturing apparatus and method of manufacturing glass
EP3856691B1 (en) 2018-09-27 2022-08-31 Corning Incorporated Assembly for supporting an electrical flange in a glass manufacturing apparatus
KR20210080595A (en) 2018-11-21 2021-06-30 코닝 인코포레이티드 How to Reduce Bubble Life on Glass Melt Surface
CN109851206A (en) * 2019-04-23 2019-06-07 蚌埠中光电科技有限公司 The multi-functional lobby bulb apparatus of platinum channel in a kind of glass substrate manufacturing process
CN110981167B (en) * 2019-11-23 2022-09-27 石家庄旭新光电科技有限公司 Two platinum passageway glass liquid of inclination type are handled conveying system
EP4530264B1 (en) * 2023-09-29 2025-07-23 Schott Ag Riser duct for a fining vessel and method for fining a glass melt

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS616133A (en) * 1984-06-16 1986-01-11 Ishizuka Glass Ltd Crystal glass melting force
GB8913539D0 (en) * 1989-06-13 1989-08-02 Pilkington Plc Glass melting
US20060042318A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-02 Burdette Steven R Method and apparatus for homogenizing a glass melt
US7584632B2 (en) * 2005-07-28 2009-09-08 Corning Incorporated Method of increasing the effectiveness of a fining agent in a glass melt
US20100199721A1 (en) * 2008-11-12 2010-08-12 Keisha Chantelle Ann Antoine Apparatus and method for reducing gaseous inclusions in a glass
TWI494283B (en) * 2010-02-25 2015-08-01 Corning Inc Apparatus for making a glass article and methods
US8484995B2 (en) * 2010-11-29 2013-07-16 Corning Incorporated Glass manufacturing apparatuses with particulate removal devices and methods of using the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN105246843A (en) 2016-01-13
KR20150110619A (en) 2015-10-02
TWI624440B (en) 2018-05-21
JP2016508477A (en) 2016-03-22
TW201437166A (en) 2014-10-01
CN105246843B (en) 2018-10-16
WO2014116549A1 (en) 2014-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6418455B2 (en) Process and apparatus for clarifying molten glass
CN102596826B (en) Manufacturing method and stirring device of glass substrate
KR101482293B1 (en) Molten glass delivery apparatus for optical quality glass
JP5246568B1 (en) Glass production method and stirring device
US20060101859A1 (en) Glass melting gurnace and method for producing glass
JP5885674B2 (en) Apparatus and method for making glass articles
JP2010126432A (en) Method for homogenizing glass melt
JP2018528922A (en) Glass melting system and method for enhancing homogeneity
JP2010100462A (en) Agitating blade and agitating device for molten glass
TWI565668B (en) Apparatus for making a glass article and methods
JP4446283B2 (en) Glass melting furnace
KR101778377B1 (en) Method for manufacturing glass substrate and apparatus for manufacturing glass substrate
JP2020063189A (en) Device and method for refining molten glass
CN110790477A (en) Glass liquid stirring device and glass liquid quality improvement method
JP2016033099A (en) Method for manufacturing glass plate, and agitator
CN211284128U (en) Glass liquid stirring device
CN224047252U (en) System for producing colored glass ceramics
JP2019519362A (en) Apparatus and method for mixing molten glass
JP2012036063A (en) Stirring device and stirring method for molten glass
KR20220161355A (en) Apparatus and method for reducing defects in glass melting systems
JP2016069236A (en) Glass substrate manufacturing method and glass substrate manufacturing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170118

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171004

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171017

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180117

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180319

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180828

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180926

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6418455

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees