溶融ガラスの超音波脱ガス

精製プロセスの効率を高めるために、さまざまな方法が採用されてきた。これらの方法は、清澄剤の添加、真空清澄、さらには微小重力の利用など多岐にわたる。しかし、超音波によるガラス精製の応用は非常に有望である。これにより、精製温度を約1,450℃から1,300℃まで下げることができ、合計で最大20％のエネルギー削減が可能になる。

適切な周波数範囲内の超音波エネルギーがガラス融液に印加されると、音響キャビテーションが発生する。キャビテーションとは、圧力の急激な変化により、小さな蒸気を含んだ気泡が発生し、それが高圧を受けると崩壊して衝撃波を発生させるプロセスである。

融液に溶解したガスがキャビテーション気泡内に拡散する。気泡はキャビテーション核上に形成されます。この気泡は、超音波振動中に融液から気泡内へ拡散することで成長します。その後、小さな気泡はビャークネス力とベルヌーイ力の影響を受けて合体し、十分に大きくなると、気泡内のガスを大気中に放出しながら融液の表面に浮上する。このプロセスは、超音波によって誘起される音響流とストリーミングによって補助される。