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特開2025-26682混合原料の製造方法、溶融ガラスの製造方法、及びガラス物品の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025026682
(43)【公開日】2025-02-21
(54)【発明の名称】混合原料の製造方法、溶融ガラスの製造方法、及びガラス物品の製造方法
(51)【国際特許分類】
C03B 3/02 20060101AFI20250214BHJP
C03C 1/02 20060101ALI20250214BHJP
【ＦＩ】
C03B3/02
C03C1/02
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024216557
(22)【出願日】2024-12-11
(62)【分割の表示】P 2021553460の分割
【原出願日】2020-10-20
(31)【優先権主張番号】P 2019193025
(32)【優先日】2019-10-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000000044
【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110004381
【氏名又は名称】弁理士法人ＩＴＯＨ
(72)【発明者】
【氏名】前原 輝敬
(57)【要約】
【課題】溶融ガラスの製造工程において、炭酸ガスの発生量を低減できる、技術を提供する。
【解決手段】ガラス原料と水酸化ナトリウムの水溶液を準備し、前記水溶液に炭酸ガスを吸収させ、炭酸水素ナトリウムを得て、前記炭酸水素ナトリウムと前記ガラス原料を混合し、溶解炉に投入する予定の混合原料を得る、混合原料の製造方法であって、更に、予定する前記溶解炉への前記混合原料の投入前に、前記混合原料を加熱し、前記炭酸水素ナトリウムを炭酸ナトリウムに変え、前記炭酸ガスを得る、混合原料の製造方法。
【選択図】図３
【解決手段】ガラス原料と水酸化ナトリウムの水溶液を準備し、前記水溶液に炭酸ガスを吸収させ、炭酸水素ナトリウムを得て、前記炭酸水素ナトリウムと前記ガラス原料を混合し、溶解炉に投入する予定の混合原料を得る、混合原料の製造方法であって、更に、予定する前記溶解炉への前記混合原料の投入前に、前記混合原料を加熱し、前記炭酸水素ナトリウムを炭酸ナトリウムに変え、前記炭酸ガスを得る、混合原料の製造方法。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガラス原料と水酸化ナトリウムの水溶液を準備し、
前記水溶液に炭酸ガスを吸収させ、前記水溶液中に炭酸水素ナトリウムを析出させ、
前記炭酸水素ナトリウムと前記ガラス原料を混合し、溶解炉に投入する予定の混合原料を得る、
混合原料の製造方法であって、
更に、予定する前記溶解炉への前記混合原料の投入前に、前記混合原料を加熱し、前記炭酸水素ナトリウムを炭酸ナトリウムに変え、前記炭酸ガスを得る、
混合原料の製造方法。
前記水溶液に炭酸ガスを吸収させ、前記水溶液中に炭酸水素ナトリウムを析出させ、
前記炭酸水素ナトリウムと前記ガラス原料を混合し、溶解炉に投入する予定の混合原料を得る、
混合原料の製造方法であって、
更に、予定する前記溶解炉への前記混合原料の投入前に、前記混合原料を加熱し、前記炭酸水素ナトリウムを炭酸ナトリウムに変え、前記炭酸ガスを得る、
混合原料の製造方法。
【請求項2】
前記混合原料の加熱は、前記溶解炉の排気ガスの熱を利用する、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記混合原料の加熱は、１００℃～９００℃で行われる、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項4】
更に、前記溶解炉の排気ガスから、前記炭酸ガスを得る、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
更に、予定する前記溶解炉への前記混合原料の投入前に、前記混合原料を造粒し、ブリケットを得て、前記ブリケットを前記混合原料とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法で得た前記混合原料を、前記溶解炉に投入し、前記溶解炉の内部で溶融し、溶融ガラスを得る、溶融ガラスの製造方法。
【請求項7】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法で得た前記混合原料を、常温に戻すことなく前記溶解炉に投入し、前記溶解炉の内部で溶融し、溶融ガラスを得る、溶融ガラスの製造方法。
【請求項8】
請求項６又は７に記載の方法で得た溶融ガラスを成形し、徐冷し、ガラス物品を得る、ガラス物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、混合原料の製造方法、溶融ガラスの製造方法、及びガラス物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
溶融ガラスの製造工程において、炭酸ガスが発生する。炭酸ガスは、温室効果ガスであり、地球温暖化の一因と考えられている。それゆえ、炭酸ガスの発生量の低減が求められている。
【0003】
溶融ガラスの製造工程における炭酸ガスの発生源は、主に、天然ガス等の燃料と、ガラス原料である炭酸塩とに大別される。燃料の燃焼によって炭酸ガスが発生する。また、炭酸塩の熱分解によって炭酸ガスが発生する。
【0004】
炭酸塩は、大気中常温で安定であり、且つ安価であるので、ガラス原料として広く利用されている。例えば、ガラスのナトリウム源として、一般的に、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）が利用されている。
【0005】
特許文献１及び２では、ガラスのナトリウム源として、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が利用される。ＮａＯＨは、炭素を含まないので、炭酸ガスの発生源とはならない。ＮａＯＨは、通常、水溶液の形態で流通している。
【0006】
しかし、ＮａＯＨは、蒸気圧が高く、溶解炉の煉瓦に対する侵食性が高い（例えば、非特許文献１参照）。それゆえ、ガラスのナトリウム源として、一般的には、上記の通り、Ｎａ２ＣＯ３が利用されている。
【0007】
ところで、ナトリウム化合物として、Ｎａ２ＣＯ３及びＮａＯＨの他に、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）が存在する。ＮａＨＣＯ３は、例えば、血液透析等に用いられている。
【0008】
特許文献３及び４には、ＮａＨＣＯ３の製造方法が記載されている。具体的には、ナトリウムイオンを含む水溶液と炭酸ガスとを反応させ、ＮａＨＣＯ３を析出させる方法が記載されている。
【0009】
ＮａＨＣＯ３は、Ｎａ２ＣＯ３に比べて、Ｎａ原子に対するＣ原子のモル比が２倍であるので、熱分解による炭酸ガスの発生量が２倍である。それゆえ、ＮａＨＣＯ３は、従来、ガラスのナトリウム源として、利用されていなかった。
【0010】
非特許文献２には、ＣＣＳ（Ｃａｒｂｏｎ Ｄｉｏｘｉｄｅ Ｃａｐｔｕｒｅ ａｎｄ Ｓｔｏｒａｇｅ）に関する技術が開示されている。この技術は、炭酸ガスを炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）の水溶液に吸収させ、炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ３）を生成し、ＫＨＣＯ３を加熱し、炭酸ガスを取り出す。
【0011】
非特許文献２に記載の技術は、炭酸ガスを炭酸ガス以外のガスから分離する方法であって、炭酸ガスの発生量を低減する方法では無い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】米国特許４２１１５６８号明細書
【特許文献2】日本国特開昭４９－３１７１７号公報
【特許文献3】国際公開第２００６／０２１９９３号
【特許文献4】日本国特許４７２４９９６号公報
【非特許文献】
【0013】
【非特許文献1】Ｒ． Ｇ． Ｃ． Ｂｅｅｒｋｅｎｓ ａｎｄ Ｏ． Ｓ． "Ｖｅｒｈｅｉｊｅｎ， Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ａｌｋａｌｉ ｖａｐｏｕｒｓ ｗｉｔｈ ｓｉｌｉｃａ ｂａｓｅｄ ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｉｎ ｇｌａｓｓ ｆｕｒｎａｃｅｓ， ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ ａｎｄ ｍａｓｓ ｔｒａｎｓｆｅｒ" Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｇｌａｓｓｅｓ， Ｖｏｌｕｍｅ ４６， Ｎｕｍｂｅｒ ６， Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２００５， ｐｐ－５８３－５９４
【非特許文献2】Ｃ． Ａｎｄｅｓｏｎ ｅｔ ａｌ．， Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ＣＯ２ＣＲＣ ＵＮＯ ＭＫ ３ Ｐｒｏｃｅｓｓ： Ａ Ｍｕｌｔｉ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ ＣＯ２ Ｃａｐｔｕｒｅ， Ｅｎｅｒｇｙ Ｐｒｏｃｅｄｉａ， ３７， ２０１３， ２２５－２３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本開示の一態様は、溶融ガラスの製造工程において、炭酸ガスの発生量を低減できる、技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明は、ガラス原料と水酸化ナトリウムの水溶液を準備し、前記水溶液に炭酸ガスを吸収させ、前記水溶液中に炭酸水素ナトリウムを析出させ、前記炭酸水素ナトリウムと前記ガラス原料を混合し、溶解炉に投入する予定の混合原料を得る、混合原料の製造方法である。
【0016】
本発明の一態様の製造方法は、更に、予定する前記溶解炉への前記混合原料の投入前に、前記混合原料を加熱し、前記炭酸水素ナトリウムを炭酸ナトリウムに変え、前記炭酸ガスを得てもよい。
【0017】
本発明の一態様の製造方法は、前記混合原料の加熱は、前記溶解炉の排気ガスの熱を利用してもよい。
【0018】
本発明の一態様の製造方法は、前記混合原料の加熱は、好ましくは、１００℃～９００℃で行われる。
【0019】
本発明の一態様の製造方法は、更に、前記溶解炉の排気ガスから、前記炭酸ガスを得てもよい。
【0020】
本発明の一態様の製造方法は、更に、予定する前記溶解炉への前記混合原料の投入前に、前記混合原料を造粒し、ブリケットを得て、前記ブリケットを前記混合原料としてもよい。
【0021】
本発明は、前記製造方法で得た前記混合原料を、前記溶解炉に投入し、前記溶解炉の内部で溶融し、溶融ガラスを得る、溶融ガラスの製造方法である。
【0022】
本発明の一態様の製造方法は、前記製造方法で得た前記混合原料を、常温に戻すことなく前記溶解炉に投入し、前記溶解炉の内部で溶融し、溶融ガラスを得ることが好ましい。
【0023】
本発明は、前記製造方法で得た溶融ガラスを成形し、徐冷し、ガラス物品を得る、ガラス物品の製造方法である。
【0024】
本発明は、ガラス原料を収容する原料槽と、水酸化ナトリウムの水溶液を貯留する水溶液槽と、前記水溶液槽から移動した前記水溶液に炭酸ガスを吸収させ、炭酸水素ナトリウムを析出させる吸収槽と、前記原料槽から移動した前記ガラス原料と前記吸収槽から移動した前記炭酸水素ナトリウムとを混合し、混合原料を得るミキサーと、前記ミキサーから移動した前記混合原料を貯蔵する貯蔵槽と、前記貯蔵槽から移動した前記混合原料を溶融し、溶融ガラスを得る溶解炉と、を含む、溶融ガラスの製造装置である。
【0025】
本発明の一態様の製造装置は、前記吸収槽は、前記水溶液に炭酸ガスを吸収させ、炭酸ナトリウムを得る第１槽と、前記第１槽から移動した前記水溶液に炭酸ガスを更に吸収させ、前記水溶液中に前記炭酸水素ナトリウムを得る第２槽と、前記第２槽で余った炭酸ガスを前記第１槽に移動する第１ガス管とを含んでもよい。
【0026】
本発明の一態様の製造装置は、更に、前記貯蔵槽に熱を供給し、前記貯蔵槽の内部にて前記炭酸水素ナトリウムを炭酸ナトリウムに変え、前記吸収槽で吸収される炭酸ガスを得る、熱供給機を含んでもよい。
【0027】
本発明の一態様の製造装置は、前記熱供給機は、前記溶解炉で燃焼した排気ガスを、前記排気ガスの熱と共に前記溶解炉から前記貯蔵槽へ移動する熱供給管を含んでもよい。
【0028】
本発明の一態様の製造装置は、前記熱供給機は、前記溶解炉とは別に熱風を発生し、前記貯蔵槽の内部に送風する熱風発生機を含んでもよい。
【0029】
本発明の一態様の製造装置は、更に、前記貯蔵槽の炭酸ガスを、前記貯蔵槽から前記吸収槽に移動する第１ガス管を有してもよい。
【0030】
本発明の一態様の製造装置は、更に、前記溶解炉の炭酸ガスを、前記溶解炉から前記吸収槽に移動する第２ガス管を有してもよい。
【0031】
本発明の一態様の製造装置は、更に、前記貯蔵槽と前記ミキサーの間に、前記混合原料を造粒し、ブリケットを得る成型機を有してもよい。
【0032】
本発明は、前記溶融ガラスの製造装置と、前記溶解炉で得られた前記溶融ガラスを成形する成形装置と、前記成形されたガラスを徐冷する徐冷装置と、前記徐冷されたガラスをガラス物品に加工する加工装置と、を有する、ガラス物品の製造装置である。
【発明の効果】
【0033】
本開示の一態様によれば、溶融ガラスの製造工程において、炭酸ガスの発生量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【発明を実施するための形態】
【0035】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。
【0036】
（ガラス物品の製造装置）
図１に示すように、ガラス物品の製造装置１は、溶融ガラスの製造装置２と、成形装置３と、徐冷装置４と、加工装置５とを有する。
図１に示すように、ガラス物品の製造装置１は、溶融ガラスの製造装置２と、成形装置３と、徐冷装置４と、加工装置５とを有する。
【0037】
溶融ガラスの製造装置２は、混合原料を溶解し、溶融ガラスを製造する。混合原料は複数種類のガラス原料を含む。ガラス原料は、ガラスの組成に応じて決定される。
【0038】
ガラスがソーダライムガラスである場合、ガラスの組成は、酸化物基準のモル％で、ＳｉＯ２の含有量が５０％以上７５％以下、Ａｌ２Ｏ３の含有量が０％以上２０％以下、Ｌｉ２ＯとＮａ２ＯとＫ２Ｏとの合計の含有量が５％以上２５％以下、ＭｇＯとＣａＯとＳｒＯとＢａＯとの合計の含有量が０％以上２０％以下である。
【0039】
ガラスがソーダライムガラスである場合、混合原料は例えば珪砂、ドロマイト（ＭｇＣＯ３ＣａＣＯ３）、石灰石（ＣａＣＯ３）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）、ホウ酸及び清澄剤等を含む。清澄剤は、三酸化硫黄、塩化物又はフッ化物等である。混合原料の詳細は、後述する。
【0040】
溶融ガラスの製造装置２は、混合原料を溶解炉に投入し、溶解炉の内部にて混合原料を溶解し、溶融ガラスを得る。混合原料は、溶解炉に投入する前に造粒されてもよいし、造粒されなくてもよい。
【0041】
製造装置２は、混合原料とガラスカレットとを溶解炉に投入してもよい。ガラスカレットは、溶解炉に投入する前に混合原料に混ぜられてもよいし、混合原料とは別に溶解炉に投入されてもよい。製造装置２の詳細は後述する。
【0042】
成形装置３は、製造装置２で得られた溶融ガラスを所望の形状のガラスに成形する。例えば、板状のガラスを得る成形方法として、フロート法、フュージョン法、又はロールアウト法等が用いられる。
【0043】
徐冷装置４は、成形装置３で成形したガラスを徐冷する。徐冷装置４は、例えば、徐冷炉と、徐冷炉の内部においてガラスを所望の方向に搬送する搬送ローラとを有する。搬送ローラは、例えば水平方向に間隔をおいて複数配列される。ガラスは、徐冷炉の入口から出口まで搬送される間に、徐冷される。ガラスを徐冷すれば、残留歪みの少ないガラスが得られる。
【0044】
加工装置５は、徐冷装置４で徐冷したガラスをガラス物品に加工する。加工装置５は、例えば切断装置、研削装置、研磨装置、及びコーティング装置から選ばれる１つ以上であってよい。切断装置は、徐冷装置４で徐冷したガラスから、ガラス物品を切り出す。切断装置は、例えば、徐冷装置４で徐冷したガラスにスクライブ線を形成し、スクライブ線に沿ってガラスを割断する。
【0045】
なお、ガラス物品の製造装置１は、清澄装置をさらに有してもよい。清澄装置は、溶融ガラスの製造装置２で得られた溶融ガラスを成形装置３で成形する前に、溶融ガラス中に含まれる気泡を除去する。
【0046】
（ガラス物品の製造方法）
図２に示すように、ガラス物品の製造方法は、溶融ガラスの製造（Ｓ１）と、成形（Ｓ２）と、徐冷（Ｓ３）と、加工（Ｓ４）とを含む。溶融ガラスの製造装置２が溶融ガラスの製造（Ｓ１）を実施し、成形装置３が成形（Ｓ２）を実施し、徐冷装置４が徐冷（Ｓ３）を実施し、加工装置５が加工（Ｓ４）を実施する。なお、ガラス物品の製造方法は、清澄をさらに含んでもよい。清澄は、溶融ガラスの製造（Ｓ１）の後、成形（Ｓ２）の前に実施される。
図２に示すように、ガラス物品の製造方法は、溶融ガラスの製造（Ｓ１）と、成形（Ｓ２）と、徐冷（Ｓ３）と、加工（Ｓ４）とを含む。溶融ガラスの製造装置２が溶融ガラスの製造（Ｓ１）を実施し、成形装置３が成形（Ｓ２）を実施し、徐冷装置４が徐冷（Ｓ３）を実施し、加工装置５が加工（Ｓ４）を実施する。なお、ガラス物品の製造方法は、清澄をさらに含んでもよい。清澄は、溶融ガラスの製造（Ｓ１）の後、成形（Ｓ２）の前に実施される。
【0047】
（溶融ガラスの製造装置）
図３に示すように、溶融ガラスの製造装置２は、原料槽６１と、水溶液槽６２と、吸収槽６３と、脱水槽６４と、秤量機６５と、ミキサー６６と、成型機６７と、貯蔵槽６８と、投入機６９と、溶解炉７０とを有する。
図３に示すように、溶融ガラスの製造装置２は、原料槽６１と、水溶液槽６２と、吸収槽６３と、脱水槽６４と、秤量機６５と、ミキサー６６と、成型機６７と、貯蔵槽６８と、投入機６９と、溶解炉７０とを有する。
【0048】
原料槽６１は、水溶液槽６２で貯留する水溶液以外のガラス原料を収容する。原料槽６１は、粉末状のガラス原料を収容する。原料槽６１は、例えば、ケイ素源、アルカリ土類金属源等を収容する。
【0049】
粉末状のケイ素源として、シリカ、又は長石が準備される。シリカは、ケイ砂、石英、クリストバライト、及び非晶質シリカのいずれでもよい。２種類以上のケイ素源が準備されてもよい。
【0050】
粉末状のアルカリ土類金属源として、本実施形態では炭酸塩が準備される。アルカリ土類金属とは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、及びＳｒを指す。その炭酸塩として、原料費の安価な、石灰石（ＣａＣＯ３）又はドロマイト（ＭｇＣＯ３・ＣａＣＯ３）が好ましい。２種類以上の炭酸塩が準備されてもよい。
【0051】
なお、粉末状のアルカリ土類金属源として、本実施形態では炭酸塩が準備されるが、酸化物又は水酸化物が準備されてもよい。酸化物又は水酸化物を準備すれば、加熱時に炭酸ガスが発生しない。酸化物は、炭酸塩の加熱によって得られるので、高価な反面、炭素を含まないので、炭酸ガスの発生量を抑制できる。水酸化物も、酸化物と同様である。
【0052】
原料槽６１は、ケイ素源、及びアルカリ土類金属源の他に、アルミニウム源を更に収容してもよい。アルミニウム源として、例えば、酸化アルミニウム、水酸化アルミウム、又は長石等が準備される。２種以上のアルミニウム源が準備されてもよい。
【0053】
また、原料槽６１は、ケイ素源、及びアルカリ土類金属源の他に、ホウ酸等のホウ素源、酸化ジルコニア等のジルコニウム源、又は清澄剤等を更に収容してもよい。
【0054】
粉末状のガラス原料は、所望の組成のガラスが得られるように、複数種類準備される。複数種類のガラス原料は、複数の原料槽６１に別々に収容されてもよいし、１つの原料槽６１にまとめて収容されてもよい。
【0055】
水溶液槽６２は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の水溶液を貯留する。ＮａＯＨ水溶液として、通常、ＮａＯＨ濃度４８質量％のものが流通している。ＮａＯＨ濃度４８質量％の水溶液は、凝固点が１０℃、沸点が１３８℃である。
【0056】
ナトリウム源であるＮａＯＨは、炭素を含まないので、炭酸ガスの発生源とはならない。但し、ＮａＯＨは、蒸気圧が高く、溶解炉７０の煉瓦に対する侵食性が高い。そこで、溶解炉７０への投入前に、吸収槽６３にてＮａＯＨをＮａＨＣＯ３に変化させる。
【0057】
吸収槽６３は、水溶液槽６２から移動した水溶液に炭酸ガスを吸収させ、ＮａＨＣＯ３を析出させ、ＮａＨＣＯ３を含むスラリーを得る。吸収槽６３の水溶液が沸騰しないように、水溶液の沸点よりも低温の炭酸ガスが吸収槽６３に供給される。
【0058】
先ず、炭酸ガスが水溶液に吸収されると、ＮａＯＨとＣＯ２とが反応し、下記式（１）の反応が生じ、Ｎａ２ＣＯ３が生じる。
２ＮａＯＨ＋ＣＯ２→Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ・・・（１）
Ｎａ２ＣＯ３の溶解度は高いので、Ｎａ２ＣＯ３は水に溶解し、ほとんど析出しない。水溶液の溶質は、ＮａＯＨのみからＮａＯＨとＮａ２ＣＯ３の両方に変化する。
２ＮａＯＨ＋ＣＯ２→Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ・・・（１）
Ｎａ２ＣＯ３の溶解度は高いので、Ｎａ２ＣＯ３は水に溶解し、ほとんど析出しない。水溶液の溶質は、ＮａＯＨのみからＮａＯＨとＮａ２ＣＯ３の両方に変化する。
【0059】
続いて、更に炭酸ガスが水溶液に吸収されると、Ｎａ２ＣＯ３とＣＯ２と水とが反応し、下記式（２）の反応が生じ、ＮａＨＣＯ３が生じる。
Ｎａ２ＣＯ３＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ→２ＮａＨＣＯ３・・・（２）
ＮａＨＣＯ３の溶解度はＮａ２ＣＯ３の溶解度よりも低いので、ＮａＨＣＯ３が選択的に析出する。
Ｎａ２ＣＯ３＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ→２ＮａＨＣＯ３・・・（２）
ＮａＨＣＯ３の溶解度はＮａ２ＣＯ３の溶解度よりも低いので、ＮａＨＣＯ３が選択的に析出する。
【0060】
ＮａＨＣＯ３は、加熱されると、Ｎａ２ＣＯ３とＣＯ２とＨ２Ｏとに分解するので、従来のナトリウム源であるＮａ２ＣＯ３と同程度に、溶解炉７０の煉瓦に対する侵食性が低い。
【0061】
ＮａＨＣＯ３が加熱されると、下記式（３）の反応が生じ、Ｎａ２ＣＯ３とＣＯ２とＨ２Ｏとが生じる。
２ＮａＨＣＯ３→Ｎａ２ＣＯ３＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ・・・（３）
上記式（３）の反応は、上記式（２）の反応とは逆の反応である。
２ＮａＨＣＯ３→Ｎａ２ＣＯ３＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ・・・（３）
上記式（３）の反応は、上記式（２）の反応とは逆の反応である。
【0062】
更に、Ｎａ２ＣＯ３がガラス原料と共に加熱されると、例えば、下記式（４）の反応が生じ、アルカリケイ酸塩とＣＯ２とが生じる。
Ｎａ２ＣＯ３＋ＳｉＯ２→Ｎａ２Ｏ・ＳｉＯ２＋ＣＯ２・・・（４）。
Ｎａ２ＣＯ３＋ＳｉＯ２→Ｎａ２Ｏ・ＳｉＯ２＋ＣＯ２・・・（４）。
【0063】
上記式（３）及び（４）に示すように、ＮａＨＣＯ３からアルカリケイ酸塩を得る過程では、炭酸ガスが発生する。但し、発生する炭酸ガスと、吸収槽６３にて水溶液に吸収される炭酸ガスとの量は等しい。従って、溶融ガラスの製造工程全体では、ナトリウム源に由来する炭酸ガスの発生量はゼロである。
【0064】
上記の通り、本実施形態によれば、ナトリウム源としてＮａＯＨを利用するので、溶融ガラスの製造工程において、炭酸ガスの発生量を低減できる。ＮａＯＨは、炭素を含まないので、炭酸ガスの発生源とはならない。
【0065】
例えば、ガラスのＮａ２Ｏ含有率が１４質量％、混合原料とガラスカレットの比率が３：１である場合、ナトリウム源としてＮａ２ＣＯ３の代わりにＮａＯＨを使用すれば、ガラス１トン当たり、炭酸ガスの発生量が０．０７５トン程度減少すると見積もられる。
【0066】
また、本実施形態によれば、溶解炉７０への投入前に、吸収槽６３にてＮａＯＨをＮａＨＣＯ３に変化させるので、溶解炉７０の煉瓦の侵食を抑制できる。従って、溶解炉７０のメンテナンスの頻度を低減できる。
【0067】
なお、本実施形態ではナトリウム源の全てがＮａＯＨ水溶液であるが、ナトリウム源の一部が粉末状の炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）であってもよい。粉末状のＮａ２ＣＯ３は、原料槽６１に収容される。ナトリウム源の少なくとも一部がＮａＯＨ水溶液である限り、ナトリウム源に由来する炭酸ガスの発生量を低減できる。
【0068】
吸収槽６３は、図３に示すように、例えば、第１槽６３１と、第２槽６３２と、内部配管６３３とを含む。第１槽６３１は、ＮａＯＨ水溶液に炭酸ガスを吸収させ、Ｎａ２ＣＯ３を得る。第１槽６３１では、ＮａＯＨとＮａ２ＣＯ３の混合水溶液が得られる。
【0069】
第２槽６３２は、第１槽６３１から移動したＮａＯＨとＮａ２ＣＯ３の混合水溶液に炭酸ガスを更に吸収させ、ＮａＨＣＯ３を析出する。第２槽６３２では、ＮａＨＣＯ３を含むスラリーが得られる。スラリーは、水に溶けた成分として、Ｎａ２ＣＯ３とＮａＨＣＯ３を含む。
【0070】
第１槽６３１では主に式（１）の反応が生じ、第２槽６３２では主に式（２）の反応が生じる。式（２）の反応は、式（１）の反応後に生じるので、式（１）の反応よりも高い炭酸ガス濃度を要する。
【0071】
そこで、内部配管６３３は、第２槽６３２で余った炭酸ガスを第１槽６３１に移動する。第１槽６３１に供給するガスの炭酸ガス濃度は、第２槽６３２に供給するガスの炭酸ガス濃度よりも低い。言い換えると、第２槽６３２に供給するガスの炭酸ガス濃度は、第１槽６３１に供給するガスの炭酸ガス濃度よりも高い。本実施形態によれば、第１槽６３１と第２槽６３２とに、それぞれの要求に応じた炭酸ガス濃度のガスを供給するので、溶融ガラスの製造装置２の内部で炭酸ガスを効率良く使用できる。
【0072】
なお、第２槽６３２に供給するガスの炭酸ガス濃度は、本実施形態では第１槽６３１に供給するガスの炭酸ガス濃度よりも高いが、同じでもよいし、低くてもよい。第１槽６３１で主に式（１）の反応が生じ、第２槽６３２で主に式（２）の反応が生じればよい。
【0073】
また、第１槽６３１では、主に式（１）の反応が生じる限り、式（２）の反応も生じてもよい。また、吸収槽６３は、本実施形態では第１槽６３１と第２槽６３２とを含むが、第１槽６３１と第２槽６３２の両方を兼ねる１つの槽を含んでもよい。第２槽６３２では析出が起こるので、どちらかというと低温の方がよい。
【0074】
脱水槽６４は、吸収槽６３から移動したスラリーを脱水する。スラリーは、析出した粉末状のＮａＨＣＯ３と、ＮａＨＣＯ３の分散媒である液体とを含む。その液体には、析出していないＮａ２ＣＯ３と、ＮａＨＣＯ３とを含む。
【0075】
脱水槽６４は、スラリーから液体を分離する。分離方法は、例えば、遠心分離法、又は、ろ過分離法等である。スラリーから分離された液体は、析出していないＮａ２ＣＯ３とＮａＨＣＯ３とを含むので、ナトリウム回収管７１を介して吸収槽６３に戻される。液体を廃棄する場合に比べて、ナトリウム源であるＮａＯＨ水溶液の使用量を低減できる。
【0076】
ナトリウム回収管７１は、脱水槽６４でスラリーから分離された液体を、第１槽６３１に戻してもよいが、本実施形態では第２槽６３２に戻す。スラリーから分離された液体には、ＮａＨＣＯ３が飽和している。ＮａＨＣＯ３濃度の高い液体が第２槽６３２に戻されるので、第２槽６３２にて式（２）の反応が効率的に進む。
【0077】
脱水槽６４には、析出したＮａＨＣＯ３と、僅かな液体とを含む泥状物が残る。泥状物に占めるＮａＨＣＯ３の割合は例えば８５質量％～９５質量％であり、泥状物に占める液体の割合は例えば５質量％～１５質量％である。
【0078】
脱水槽６４で得られる泥状物は、泥状物から液体を取り除く乾燥機を経て、秤量機６５に移動してもよいが、本実施形態では乾燥機を経ずに秤量機６５に移動する。析出したＮａＨＣＯ３は、液体と混じった状態で秤量機６５に送られる。
【0079】
秤量機６５は、原料槽６１から移動したガラス原料と、脱水槽６４から移動したＮａＨＣＯ３とを、予め定められた配合比で秤量する。配合比は、所望の組成のガラスが得られるように予め決定される。
【0080】
秤量機６５が泥状物を秤量する場合、配合比は、泥状物に占める液体の含有率をも考慮して、決定される。更に、配合比は、液体に占めるＮａの含有率をも考慮して決定されてもよい。
【0081】
脱水槽６４と秤量機６５との間に、泥状物を貯留する貯留槽があってもよい。
【0082】
ミキサー６６は、秤量機６５を介して原料槽６１から移動したガラス原料と、秤量機６５を介して吸収槽６３から移動したＮａＨＣＯ３とを混合し、混合原料を得る。混合の際に、粉塵の飛散を防止すべく、水等が添加される。
【0083】
本実施形態によれば、脱水槽６４で得られる泥状物は、乾燥機を経ずにミキサー６６に移動する。それゆえ、泥状物の液体で、粉塵の飛散を防止できる。従って、脱水槽６４にて新たに水等を散布せずに済むか、その散布量を低減できる。
【0084】
成型機６７は、ミキサー６６で得られた混合原料を造粒し、ブリケットを得る。ブリケットは、粉末状の混合原料を圧縮成型したものである。混合原料には、成型助剤が添加されてもよい。ブリケットの形状は、球体、円筒体、直方体、楕円体、又はアーモンド型等である。成型機６７としては、公知のものが用いられ、例えば、打錠機、又はロール型圧縮造粒機等が用いられる。
【0085】
貯蔵槽６８は、成型機６７を介してミキサー６６から移動した混合原料を貯蔵する。つまり、貯蔵槽６８は、ブリケットを貯蔵する。なお、貯蔵槽６８は、成型機６７を介さずにミキサー６６から移動した混合原料を貯蔵してもよい。つまり、貯蔵槽６８は、粉末状の混合原料を貯蔵してもよい。
【0086】
投入機６９は、貯蔵槽６８から移動した混合原料を、溶解炉７０に投入する。投入機６９としては、公知のものが用いられる。
【0087】
溶解炉７０は、貯蔵槽６８から移動した混合原料を溶融し、溶融ガラスを得る。溶解炉７０は、特に限定されないが、例えば、図４に示すように、燃焼炉７０１と、第１バーナー７０２と、第２バーナー７０３と、第１蓄熱室７０４と、第２蓄熱室７０５とを含む。
【0088】
燃焼炉７０１は、溶融ガラスＭを収容する溶解槽７０６を含む。混合原料は、溶融ガラスＭの液面に対して上方から投入される。
【0089】
第１バーナー７０２と第２バーナー７０３とは、燃焼炉７０１を挟んで配置され、燃焼炉７０１の内部に交互に火炎Ｆを形成する。火炎Ｆは、溶融ガラスＭの液面の上方に形成される。火炎Ｆの輻射熱で、混合原料及び溶融ガラスＭが加熱される。
【0090】
第１バーナー７０２は、燃料とガスとを混合し、燃焼し、火炎Ｆを形成する。燃料は、重油でもよいが、本実施形態では天然ガスである。ガスは、酸素ガスでもよいが、本実施形態では空気である。本明細書において、酸素ガスとは、酸素濃度が９０体積％以上のガスを意味する。第２バーナー７０３も、第１バーナー７０２と同様に火炎Ｆを形成する。
【0091】
第１蓄熱室７０４と第２蓄熱室７０５とは、燃焼炉７０１を挟んで配置され、燃焼炉７０１の排気ガスの熱を回収し、蓄える。蓄えた熱は、空気等の燃焼用ガスの加熱に利用される。第１蓄熱室７０４は第２バーナー７０３に対向配置され、第２蓄熱室７０５は第１バーナー７０２に対向配置される。
【0092】
例えば、図４に示すように第１バーナー７０２が火炎Ｆを形成する際には、第１蓄熱室７０４が予め蓄えた熱を放出し、空気等の燃焼用ガスを加熱する。また、この際には、第２蓄熱室７０５が燃焼炉７０１の排気ガスの熱を回収し、蓄える。
【0093】
同様に、第２バーナー７０３が火炎Ｆを形成する際には、第２蓄熱室７０５が予め蓄えた熱を放出し、空気等の燃焼用ガスを加熱する。また、この際には、第１蓄熱室７０４が燃焼炉７０１の排気ガスの熱を回収し、蓄える。
【0094】
図５Ａに、図３の熱供給管７２１が無い場合の、図４の溶解炉７０の熱収支の一例を示す。図５Ａの符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、α及びβの意味は、下記の通りである。Ａは、燃料の燃焼によって発生する熱量である。Ｂは、排気ガスが燃焼炉７０１から第１蓄熱室７０４及び第２蓄熱室７０５に持ち出す熱量である。Ｃは、空気等の燃焼用ガスが、燃料に混合される前に、第１蓄熱室７０４及び第２蓄熱室７０５にて加熱される熱量である。Ｄは、排気ガスが第１蓄熱室７０４及び第２蓄熱室７０５から、製造装置２の外部に持ち出す熱量である。αは、混合原料が溶融する過程で消費される熱量と、溶融ガラスＭが溶解炉７０から成形装置３に持ち出す熱量との和である。α／Ａが大きいほど、加熱効率が良い。βは、溶解炉７０の炉壁等を通過し、溶解炉７０から逃げる熱量である。ＡとＣの和は、αとβとＢの和に等しい。また、Ｂは、ＣとＤの和に等しい。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、α及びβは、ガラス１トン当たりの熱量である。
【0095】
図５Ｂに、図３の熱供給管７２１が有る場合の、図４の溶解炉７０の熱収支の一例を示す。図３の熱供給管７２１は、熱供給機７２の一例である。熱供給機７２は、貯蔵槽６８の内部に熱を供給する。熱供給管７２１は、溶解炉７０で燃焼した排気ガスを、排気ガスの熱と共に溶解炉７０から貯蔵槽６８へ移動する。例えば、熱供給管７２１は、第１蓄熱室７０４及び第２蓄熱室７０５から排出される排気ガスを、排気ガスの熱と共に溶解炉７０から貯蔵槽６８へ移動する。混合原料は、貯蔵槽６８にて加熱された後、常温に戻されることなく、溶解炉７０に投入される。排気ガスの余熱を有効利用できる。
【0096】
図５Ｂの符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、α及びβの意味は、図５Ａの符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、α及びβの意味と同じである。図５Ｂにおいて、Ｅは、貯蔵槽６８にて加熱された混合原料が、貯蔵槽６８から溶解炉７０に持ち込む熱量である。Ｅも、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、α及びβと同様に、ガラス１トン当たりの熱量である。ＡとＣとＥの和は、αとβとＢの和に等しい。また、Ｂは、ＣとＤとＥの和に等しい。
【0097】
本実施形態によれば、混合原料は、上記の通り、貯蔵槽６８にて、排気ガスの余熱で加熱された後、常温に戻されることなく、溶解炉７０に投入される。その結果、図５Ｂに示すように、Ｄが減り、Ｅが生じるので、Ａが減る。
【0098】
Ａの減少量は、Ｅよりも大きく、例えばＥの１．５倍～２倍である。Ａはその一部のみが混合原料に吸収されるのに対し、Ｅはその全てが混合原料に吸収されるからである。Ａが大幅に減るので、燃料の消費量が減り、炭酸ガスの発生量が大幅に減る。
【0099】
例えば、２０℃の混合原料の代わりに、５００℃の混合原料を溶解炉７０に投入すれば、Ａが０．９ＧＪ～１．２ＧＪ減り、ガラス１トン当たり、炭酸ガスの発生量が０．０４５トン～０．０６トン減ると見積もられる。この見積もりでは、燃焼熱１ＧＪ当たり、０．０５トンの炭酸ガスが発生すると仮定した。
【0100】
ところで、混合原料は、ＮａＨＣＯ３等を含むので、加熱されると、図６に示すように炭酸ガスを発生する。図６において、横軸は温度であり、縦軸は脱炭酸率である。脱炭酸率とは、混合原料の温度を室温から溶融温度へ上昇する過程で、混合原料から脱離する炭酸ガスの全量に対する、混合原料から実際に脱離した炭酸ガスの割合である。
【0101】
混合原料の温度が室温から３００℃まで上昇する間に、式（３）の反応が生じ、ＮａＨＣＯ３がＮａ２ＣＯ３とＣＯ２とＨ２Ｏとに分解する。その後、混合原料の温度が４００℃を超えると、式（４）の反応等が生じ、Ｎａ２ＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３等の炭酸塩が分解し、炭酸ガスが生じる。
【0102】
熱供給機７２は、貯蔵槽６８に熱を供給する。貯蔵槽６８の内部にて、混合原料は流動性を損なわない程度に加熱される。貯蔵槽６８の内部にて、混合原料の加熱は、例えば１００℃～９００℃で行われ、好ましくは３００℃～８００℃で行われる。
【0103】
混合原料が予め造粒される場合、混合原料の温度が８００℃以下であれば、混合原料の流動性が損なわれない。また、混合原料が予め造粒され、それをカレットと混ぜて使用する場合、混合原料の温度が５００℃以下であれば、混合原料の流動性が損なわれない。混合原料が予め造粒されない場合、混合原料の温度が５００℃以下であれば、混合原料の流動性が損なわれない。
【0104】
熱供給管７２１は、溶解炉７０で燃焼した排気ガスを、排気ガスの熱と共に溶解炉７０から貯蔵槽６８へ移動する。例えば、第１蓄熱室７０４又は第２蓄熱室７０５の出口にて、排気ガスの温度は５００℃程度である。貯蔵槽６８の内部にて、混合原料は３００℃以上に加熱される。
【0105】
混合原料は貯蔵槽６８の内部にて３００℃以上に加熱され、式（３）の反応が貯蔵槽６８の内部にて進み、炭酸ガスが生じる。その後、混合原料は溶解炉７０の内部にて１０００℃以上に加熱され、式（４）の反応等が溶解炉７０の内部にて進み、炭酸ガスが生じる。
【0106】
式（４）の反応で生じた炭酸ガスは、熱供給管７２１を通り、溶解炉７０から貯蔵槽６８に移動する。熱供給管７２１は、溶解炉７０の炭酸ガスを、溶解炉７０から貯蔵槽６８に移動する機能も有する。
【0107】
貯蔵槽６８内部にて、式（４）の反応で生じた炭酸ガスと、式（３）の反応で生じた炭酸ガスとが合流する。合流した炭酸ガスは、第１ガス管８１を通り、貯蔵槽６８から吸収槽６３に移動する。吸収槽６３は、ＮａＨＣＯ３から脱離する炭酸ガスと等量の炭酸ガスを、ＮａＯＨ水溶液に吸収する。
【0108】
第１ガス管８１は、貯蔵槽６８の炭酸ガスを、貯蔵槽６８から吸収槽６３に移動する。その過程で、炭酸ガスは、放熱又は希釈等によって冷却され、吸収槽６３の水溶液の沸点よりも低い温度に冷却される。吸収槽６３の入口にて炭酸ガスの温度は、例えば５０℃～９０℃である。
【0109】
混合原料を予め造粒しカレットと混ぜて使用する場合には、排気ガスの温度が貯蔵槽６８の入口で５００℃以上、出口で１００～３００℃の条件であれば、造粒された混合原料とカレットが５００℃ぐらいになり、好ましい。
【0110】
排気ガスは、水蒸気を含む場合には１００℃以上、ＳＯ２等の酸性ガスを含む場合には酸露点以上で、吸収槽６３に導入するのが好ましい。
【0111】
第１ガス管８１の吸収槽６３に近いところに、排気ガスの水分、酸性ガスを取り除く、例えばコンデンサーが配置されてもよい。これによって、排気ガスの温度を低下させ、ＣＯ２の濃度も高くできる。
【0112】
第１ガス管８１は、貯蔵槽６８の炭酸ガスを貯蔵槽６８から吸収槽６３に移動し、貯蔵槽６８の炭酸ガスの熱の一部を吸収槽６３に移動する。吸収槽６３にて、水溶液を加熱するヒータの消費電力を低減できる。吸収槽６３の水溶液の温度は、式（１）の反応、及び式（２）の反応を効率良く進めるべく、例えば３０℃～９０℃に調整される。
【0113】
（第１変形例）
上記実施形態では、溶解炉７０が第１蓄熱室７０４及び第２蓄熱室７０５を含む。第１蓄熱室７０４及び第２蓄熱室７０５は、一般的に、燃焼用ガスが空気である場合に利用される。空気の大部分は窒素であり、窒素は燃焼に寄与しない。それゆえ、大量の空気が消費され、大量の排気ガスが生じる。大量の排気ガスの熱を回収すべく、第１蓄熱室７０４及び第２蓄熱室７０５を利用する。なお、蓄熱室の数は、２つには限定されず、１つ、又は３つ以上でもよい。
上記実施形態では、溶解炉７０が第１蓄熱室７０４及び第２蓄熱室７０５を含む。第１蓄熱室７０４及び第２蓄熱室７０５は、一般的に、燃焼用ガスが空気である場合に利用される。空気の大部分は窒素であり、窒素は燃焼に寄与しない。それゆえ、大量の空気が消費され、大量の排気ガスが生じる。大量の排気ガスの熱を回収すべく、第１蓄熱室７０４及び第２蓄熱室７０５を利用する。なお、蓄熱室の数は、２つには限定されず、１つ、又は３つ以上でもよい。
【0114】
燃焼用ガスが酸素ガスである場合、第１蓄熱室７０４及び第２蓄熱室７０５が利用されてもよいが、一般的には利用されない。燃焼用ガスが酸素ガスである場合、排気ガスの量が少ないので、また、蓄熱室の建設費が高いので、蓄熱室は利用されないことが多い。なお、燃焼用ガスが空気である場合、上記の通り、一般的には蓄熱室が利用されるが、利用されなくてもよい。
【0115】
本変形例では、溶解炉７０が蓄熱室を有しない。以下、本変形例と上記実施形態の相違点について主に説明する。なお、本変形例の製造装置２は、図３に示す製造装置２と同様であるので、図示を省略する。
【0116】
熱供給管７２１は、溶解炉７０で燃焼した排気ガスを、排気ガスの熱と共に溶解炉７０から貯蔵槽６８へ移動する。本変形例によれば、溶解炉７０が蓄熱室を有しないので、高温の排気ガスが燃焼炉７０１から貯蔵槽６８に熱を持ち込む。混合原料は、貯蔵槽６８の内部にて排気ガスの余熱で高温に加熱され、常温に戻されることなく、高温のまま溶解炉７０に投入される。但し、排気ガスが高温過ぎる場合には、希釈により温度を下げればよい。
【0117】
図７に、本変形例に係る溶解炉７０の熱収支を示す。図７の符号Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、α及びβの意味は、図５Ｂの符号Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、α及びβの意味と同じである。本変形例によれば、図５Ｂに示すＣが存在しない。より高温の排気ガスを用いて、より高温に混合原料の予熱ができるので、Ｅが増える。ＡとＥの和は、αとβとＢの和に等しい。また、Ｂは、ＤとＥの和に等しい。
【0118】
本変形例によれば、Ｅが増えるので、Ａが更に減少する。燃料の消費量が更に減少し、炭酸ガスの発生量が更に減少する。例えば、２０℃の混合原料の代わりに、８００℃の混合原料を溶解炉７０に投入すれば、Ａが１．７ＧＪ～２．０ＧＪ減り、ガラス１トン当たり、炭酸ガスの発生量が０．０８５トン～０．１トン減ると見積もられる。この見積もりでは、燃焼熱１ＧＪ当たり、０．０５トンの炭酸ガスが発生すると仮定した。
【0119】
混合原料は、貯蔵槽６８の内部にて高温に加熱される。その最高加熱温度は８００℃程度である。そこで、混合原料は、貯蔵槽６８に移動する前に、成型機６７にて造粒される。造粒によって得られるブリケットは、粉末状の混合原料とは異なり、８００℃程度に加熱されても、流動性を損なわない。加熱初期に生じるメルトがブリケットの内部に保持され、ブリケット同士の接着が抑制されるからである。混合原料だけではなく、ガラスカレットも溶解炉７０に投入される場合、混合原料の流動性が損なわれないように、混合原料とは別にガラスカレットが溶解炉７０に投入される。
【0120】
ところで、ブリケット同士の間には、粉末状の混合原料同士の間に比べ、大きな隙間が形成される。この隙間は、排気ガスの通り道として利用できる。従って、排気ガスの熱をブリケットが効率的に吸収できる。この効果は、溶解炉７０が蓄熱室を有する場合にも得られる。このような直接熱交換ではなく、混合原料と排気ガスとを直接に接触させないで、間接的に排気ガスの熱を混合原料に伝熱する間接熱交換でもよい。間接熱交換の場合には、混合原料が粉体でも利用できる。
【0121】
（第２変形例）
上記実施形態及び上記第１変形例では、熱供給機７２が熱供給管７２１を有する。熱供給管７２１は、溶解炉７０で燃焼した排気ガスを、排気ガスの熱と共に溶解炉７０から貯蔵槽６８へ移動する。熱供給管７２１は、排気ガスの熱だけではなく、排気ガスの炭酸ガスをも、溶解炉７０から貯蔵槽６８に移動する。
上記実施形態及び上記第１変形例では、熱供給機７２が熱供給管７２１を有する。熱供給管７２１は、溶解炉７０で燃焼した排気ガスを、排気ガスの熱と共に溶解炉７０から貯蔵槽６８へ移動する。熱供給管７２１は、排気ガスの熱だけではなく、排気ガスの炭酸ガスをも、溶解炉７０から貯蔵槽６８に移動する。
【0122】
本変形例では、図８に示すように、熱供給機７２が熱風発生機７２２を有する。熱風発生機７２２は、溶解炉７０とは別に熱風を発生し、貯蔵槽６８に送風する。以下、本変形例と上記実施形態等の相違点について主に説明する。
【0123】
本変形例では、熱供給管７２１の代わりに、熱風発生機７２２が用いられる。熱風発生機７２２は、例えば、電力によって発熱する発熱線と、発熱線に向けて空気を送るファンとを含む。空気は、排気ガスとは異なり、炭酸ガスをほとんど含まない。
【0124】
混合原料は、貯蔵槽６８の内部にて、熱風の熱で熱分解し、炭酸ガスを発生する。発生した炭酸ガスは、第１ガス管８１を通り、貯蔵槽６８から吸収槽６３に移動し、吸収槽６３にてＮａＯＨ水溶液に吸収される。
【0125】
吸収槽６３にて、式（１）の反応、及び式（２）の反応が生じ、炭酸ガスが吸収される。その吸収量以上の炭酸ガスが混合原料の熱分解で発生するように、熱風の温度が調整される。熱供給管７２１が無く、排気ガスの炭酸ガスが溶解炉７０から貯蔵槽６８に移動しないからである。
【0126】
図６に示すように、混合原料の温度が室温から３００℃まで上昇する間に、式（３）の反応が生じる。式（３）の反応は、式（２）の反応とは逆の反応である。従って、式（２）の反応に必要な量の炭酸ガスは、３００℃までの加熱で得られる。
【0127】
残りの式（１）の反応に必要な炭酸ガスの量は、式（２）の反応に必要な炭酸ガスの量と等しい。図６に示す例では、混合原料の温度が室温から８００℃まで上昇する間に、吸収槽６３に必要な量の炭酸ガスが得られる。
【0128】
混合原料は、上記第１変形例と同様に、貯蔵槽６８の内部にて、８００℃程度に加熱される。その後、混合原料は、常温に戻されることなく、高温のまま溶解炉７０に投入される。従って、上記第１変形例と同様に、燃料の燃焼に起因する炭酸ガスの発生量を低減できる。
【0129】
なお、本変形例では、熱供給管７２１が無いので、排気ガスの熱のみならず、排気ガスの炭酸ガスも溶解炉７０から貯蔵槽６８に移動しない。この場合、溶解炉７０は、燃焼炉７０１の代わりに電気炉を有してもよい。電気炉は電気を使用し、天然ガス等の燃料を使用しない。従って、燃料の燃焼に起因する炭酸ガスの発生を防止できる。
【0130】
但し、溶解炉７０が燃焼炉７０１の代わりに電気炉を有する場合に、熱供給管７２１が有ってもよい。熱供給管７２１は、溶解炉７０から貯蔵槽６８に、排気ガスの熱を移動できる。混合原料は、排気ガスの熱で分解されてもよい。
【0131】
上記実施形態及び上記第１変形例では熱供給管７２１が単独で用いられ、本変形例では熱風発生機７２２が単独で用いられるが、熱供給管７２１と熱風発生機７２２とが組み合わせて用いられてもよい。混合原料は、溶解炉７０の排気ガスの熱と、熱風発生機７２２の熱風の熱とで分解される。
【0132】
本変形例の熱風発生機７２２は、電力によって発熱する発熱線と、発熱線に向けて空気を送るファンとを含むが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、熱風発生機７２２は、燃料とガスとを噴射し、火炎を形成するバーナーを含んでもよい。炭素を含む燃料の燃焼によって炭酸ガスが発生するので、熱風の温度が低くて済む。熱風の温度は、混合原料の熱分解と、燃料の燃焼とで、必要な量の炭酸ガスを発生できるように調整される。水素、アンモニアを含む燃料を燃焼する場合には、炭素を含まないのでＣＯ２の増加を防ぐことができる。
【0133】
（第３変形例）
上記実施形態、上記第１変形例、及び上記第２変形例の製造装置２は、熱供給機７２を有する。熱供給機７２は、貯蔵槽６８に熱を供給する。混合原料は、貯蔵槽６８の内部にて加熱され、その後、常温に戻されることなく、高温のまま溶解炉７０に投入される。燃料の消費量が減少し、燃料の燃焼に起因する炭酸ガスの発生量が減少する。
上記実施形態、上記第１変形例、及び上記第２変形例の製造装置２は、熱供給機７２を有する。熱供給機７２は、貯蔵槽６８に熱を供給する。混合原料は、貯蔵槽６８の内部にて加熱され、その後、常温に戻されることなく、高温のまま溶解炉７０に投入される。燃料の消費量が減少し、燃料の燃焼に起因する炭酸ガスの発生量が減少する。
【0134】
本変形例の製造装置２は、図９に示すように、熱供給機７２を有しない。混合原料は、貯蔵槽６８の内部にて加熱されることなく、そのまま溶解炉７０に投入される。溶解炉７０の内部にて、式（３）の反応、及び式（４）の反応が生じる。以下、本変形例と上記実施形態等の相違点について主に説明する。
【0135】
本変形例では、貯蔵槽６８の内部にて、混合原料の熱分解は進まず、炭酸ガスは発生ない。混合原料の熱分解は、溶解炉７０の内部で進む。それゆえ、第２ガス管８２は、貯蔵槽６８の代わりに溶解炉７０の炭酸ガスを、溶解炉７０から吸収槽６３に移動する。上記実施形態等と同様に、混合原料の熱分解に起因する炭酸ガスの発生量が減少する。
【0136】
第２ガス管８２は、溶解炉７０の炭酸ガスを、溶解炉７０から吸収槽６３に移動する。その過程で、炭酸ガスは、放熱や希釈等によって冷却され、吸収槽６３の水溶液の沸点よりも低い温度に冷却される。吸収槽６３の入口にて炭酸ガスの温度は、例えば５０℃～９０℃である。
【0137】
第２ガス管８２は、貯蔵槽６８の炭酸ガスを貯蔵槽６８から吸収槽６３に移動し、貯蔵槽６８の炭酸ガスの熱の一部を吸収槽６３に移動する。
【0138】
以上、本開示に係る混合原料の製造方法、溶融ガラスの製造方法、ガラス物品の製造方法、溶融ガラスの製造装置、及びガラス物品の製造装置について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
【0139】
本出願は、２０１９年１０月２３日に日本国特許庁に出願された特願２０１９－１９３０２５号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１９－１９３０２５号の全内容を本出願に援用する。
【符号の説明】
【0140】
１ ガラス物品の製造装置
２ 溶融ガラスの製造装置
３ 成形装置
４ 徐冷装置
５ 加工装置
６１ 原料槽
６２ 水溶液槽
６３ 吸収槽
６６ ミキサー
６８ 貯蔵槽
６９ 投入機
７０ 溶解炉
Ｍ 溶融ガラス
２ 溶融ガラスの製造装置
３ 成形装置
４ 徐冷装置
５ 加工装置
６１ 原料槽
６２ 水溶液槽
６３ 吸収槽
６６ ミキサー
６８ 貯蔵槽
６９ 投入機
７０ 溶解炉
Ｍ 溶融ガラス
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】