DE10393977T5

DE10393977T5 - Leitung für geschmolzenes Glas, Verfahren zum Entgasen von geschmolzenem Glas und Vorrichtung zum Entgasen von geschmolzenem Glas

Info

Publication number: DE10393977T5
Application number: DE10393977T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Yokohama Hamashima; Yasuharu Yokohama Hirahara; Hajime Yokohama Ito
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2023-12-27
Also published as: US7377132B2; KR100901098B1; KR20090040359A; DE10393977B4; JP4466374B2; CN100467409C; AU2003292694A1; WO2004060820A1; CN1732132A; TWI298654B; JPWO2004060820A1; US20050229637A1; TW200417425A; KR20050085464A

Abstract

Leitung bzw. Kanal für geschmolzenes Glas, umfassend eine Metalleitung, welche geschmolzenes Glas veranlaßt, in einer horizontalen Richtung zu fließen, während es eine freie Oberfläche besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung eine Breite W aufweist, die so festgelegt ist, daß sie größer als eine Höhe H im Querschnitt ist, und daß die Leitung eine Kontur aufweist, welche eine konvexe Krümmung bzw. Kurve im Querschnitt umfaßt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leitung für geschmolzenes Glas, ein Verfahren zum Entgasen von geschmolzenem Glas und eine Vorrichtung zum Entgasen von geschmolzenem Glas.
Stand der Technik
Im allgemeinen ist das Verfahren zum kommerziellen Herstellen von Glas grob in einen Schmelzschritt, einen Raffinierschritt und einen Formschritt unterteilt, und eine Zufuhreinrichtung ist zwischen den Schritten, wie dies erforderlich ist, angeordnet. Das Schmelzen durch Glas wird durch ein Zuführen von verschiedenen Arten von Pulvermaterialien in einen Ofen, beinhaltend bzw. umfassend Feuerfestmaterialien, und durch ein Schmelzen der zugeführten pulverförmigen Materialien bei einer hohen Temperatur durchgeführt. Um die Qualität und die Homogenität eines derartigen geschmolzenen Glases zu verbessern, ist es in unvermeidbarer Weise in einer Raffinierzone anzuordnen, wie einer Vorrichtung bei subatmosphärischem Druck.
Als eine derartige subatmosphärische Vorrichtung wurde diejenige geoffenbart, wie dies in 10 gezeigt ist (siehe z.B. JP-A-9-142851).
Spezifisch beinhaltet die subatmosphärische Vorrichtung 10, die in dieser Figur gezeigt ist, einen stromaufwärtigen Übertragungskanal 30A zum Zuführen von geschmolzenem Glas 21, ein aufragendes bzw. aufsteigendes Rohr 22U, um das geschmolzene Glas 21 vertikal und nach oben an einem stromabwärtigen Ende des stromaufwärtigen Übertragungskanals 30A zu führen bzw. zu senden, einen subatmosphärischen Behälter bzw. Kessel 20, der so angeordnet ist, um sich im wesentlichen horizontal von einem oberen Ende des aufragenden Rohrs 22U zu erstrecken, ein abfallendes bzw. absteigendes Rohr 22L, um das geschmolzene Glas 21 vertikal und nach unten von einem stromabwärtigen Ende des subatmosphärischen Behälters 20 zu senden, und einen stromabwärtigen Übertragungskanal 30B, um weiters das geschmolzene Glas 21 in einer stromabwärtigen Richtung von dem abfallenden Rohr 22L zu senden.
Der stromaufwärtige Übertragungskanal 30A beinhaltet einen ersten Rührer 31a, und der stromabwärtige Übertragungskanal 30B beinhaltet einen zweiten Rührer 31b.
Das aufragende Rohr 22U, der subatmosphärische Behälter 20 und das abfallende Rohr 22L sind durch Gehäuse 23 abgedeckt.
Das aufragende Rohr 22U, der subatmosphärische Behälter 20 und das abfallende Rohr 22L sind in einer gebogenen bzw. gekrümmten Form als Gesamtes ausgebildet und dienen dazu, um das geschmolzene Glas 21 zu dem subatmosphärischen Behälter 20 nach dem Siphonprinzip zu pumpen und einen Druckunterschied zu verwenden, um Blasen zu entfernen, die in dem geschmolzenen Glas 21 enthalten sind.
Jeder aus dem subatmosphärischen Behälter 20, dem aufragenden Rohr 22U und dem abfallenden Rohr 22L umfaßt Edelmetall oder dgl., um eine Reaktion mit dem geschmolzenen Glas 21 zu vermeiden.
Durch diese Anordnung wird das geschmolzene Glas 21, welches von dem stromaufwärtigen Übertragungskanal 30A zugeführt ist bzw. wird, durch den ersten Rührer 31a auf dem Weg zu dem aufragenden Rohr gerührt, um ein gelöstes Gas in kleine Blasen zu verändern bzw. umzuwandeln und das geschmolzene Glas 21 gleichmäßig zu machen. Das geschmolzene Glas 21 wird zu dem subatmosphärischen Behälter 20 durch das aufragende Rohr 22U gepumpt und wird in dem subatmosphärischen Behälter 20 entgast. Das entgaste geschmolzene Glas 21 wird zu dem stromabwärtigen Übertragungskanal 30B durch das abfallende Rohr 22L gerichtet bzw. übertragen und wird dann zu dem Formschritt übertragen bzw. transferiert.
Die wichtigste Eigenschaft für das Material von Teilen in direktem Kontakt mit dem geschmolzenen Glas 21 in dem subatmosphärischen Behälter 20, wie zuvor erwähnt, ist es zu verhindern, daß Glas kontaminiert bzw. verunreinigt wird.
Ein ähnliches gefordertes Charakteristikum bzw. Merkmal ist auch für das Material der Einrichtung zum Verbinden der entsprechenden Schmelz-Raffinier- und Formzonen zur Übertragung des geschmolzenen Glases gefordert.
Aus diesem Gesichtspunkt wurden spezifische Edelmetalle, die einen hohen Schmelzpunkt aufweisen, häufig in der Einrichtung bzw. Ausrüstung verwendet, welche mit geschmolzenem Glas arbeitet. Insbesondere, wenn ein Glasprodukt hergestellt wird, das eine Funktionalität besitzen muß, wird stärker angeregt, die Menge an Verunreinigungen abzusenken, welche von dem Material der Teile eingebracht werden.
Jedoch ist es nicht akzeptabel, ein derartiges Edelmetall in einer große Mengen wie bei üblichen Eisen- oder Nichteisenmetallen zu verwenden, da ein derartiges Edelmetall extrem teuer ist. Aus diesem Grund wurde das Edelmetall, das in der glasherstellenden Einrichtung verwendet wird, als eine dünne Platte ausgebildet, die als eine Feuerfeststrukturauskleidung zu verwenden ist oder als ein dünnes zylindrisches Rohr zu verwenden ist, das einen komplett runden Querschnitt aufweist, welcher am schwierigsten zu falten bzw. zu kollabieren ist.
Die Anordnung, worin eine Feuerfeststruktur, wie als die subatmosphärische Vorrichtung 10 mit Edelmetall, wie zuvor ausgeführt, ausgekleidet ist, hat ein Problem einer Fehlabstimmung in der thermischen Expansion zwischen dem Feuerfestmaterial und dem Edelmetall. Aus diesem Grund wird ein dünnes zylindrisches Rohr, das aus Edelmetall gefertigt ist und einen vollständig runden Querschnitt aufweist, verwendet.
Es ist jedoch unvermeidbar, den Durchmesser eines derartigen zylindrischen Rohrs zu vergrößern, um die Querschnittsfläche bzw. den Querschnittsbereich des Rohrs zu vergrößern, da die Menge an geschmolzenem Glas 21, die zu bearbeiten ist, in letzter Zeit dazu tendiert anzusteigen. Zahlreiche Probleme, die unten ausgeführt werden, wurden offensichtlich aufgrund eines derartigen Erfordernisses, den Durchmesser zu erhöhen.
Zuerst besteht hier ein Problem, daß ein ledigliches Erhöhen in dem Durchmesser einen proportionalen Anstieg in der Menge an zu verwendendem Edelmetall bedeutet, wobei dies in einem explosiven bzw. explosionsartigen Anstieg in Einrichtungskosten resultiert.
Als nächstes besteht ein Problem eines Glasdefekts, welcher durch das Sublimationsphänomen von Edelmetall bewirkt ist. Obwohl dieses Problem kaum verursacht wird, wenn geschmolzenes Glas in ein zylindrisches Rohr ohne Spalten eingefüllt wird, kann dieses Problem nicht ignoriert werden, da das gegenwärtig bzw. tatsächlich verwendete zylindrische Rohr in einigen wenigen Fällen Räume aufweist, die darin verbleiben.
Mit anderen Worten wird eine geringe Menge an Oxid veranlaßt, von einer Oberfläche des Edelmetalls zu sublimieren, wenn das Edelmetall einer hohen Temperatur von tausend oder mehreren hundert °C oder darüber in der Anwesenheit von Sauerstoff in einer ausreichenden Menge ausgesetzt wird. Das so ausgebildete Oxid ist nicht stabil und das Oxid wird durch eine geringe Umgebungsveränderung reduziert, was kleine Metallteilchen veranlaßt, daß sie wieder auskristallisiert werden. Sehr kleine Metallteilchen bzw. -partikel, die so rekristallisiert werden, werden in dem geschmolzenen Glas aufgenommen. Da die sehr kleinen Metallteilchen in dem geschmolzenen Glas nicht vollständig gelöst sind, werden einige dieser Teilchen verfestigen und verbleiben in dem Glas, was einen Qualitätsdefekt bewirkt.
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der zuvor ausgeführten Probleme vorgeschlagen worden. Es ist ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Leitung bzw. einen Kanal für geschmolzenes Glas, ein Verfahren zum Entgasen von geschmolzenem Glas und eine Vorrichtung zum Entgasen von geschmolzenem Glas zur Verfügung zu stellen, welche fähig sind, homogenes Glas mit guter Qualität bei niedrigen Kosten zu erzeugen bzw. herzustellen.
Offenbarung der Erfindung
Um das zuvor ausgeführte Ziel zu erreichen, beinhaltet bzw. umfaßt die Leitung bzw. der Kanal für geschmolzenes Glas gemäß der vorliegenden Erfindung, eine Metalleitung, welche geschmolzenes Glas veranlaßt, in einer horizontalen Richtung zu fließen, während es eine freie Oberfläche besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung eine Breite W aufweist, die so festgelegt ist, daß sie größer als eine Höhe H im Querschnitt ist, und daß die Leitung eine Kontur aufweist, welche eine konvexe Krümmung im Querschnitt umfaßt.
Die so konfigurierte Leitung für geschmolzenes Glas kann angeordnet sein, daß sie eine Achse davon in einer im wesentlichen horizontalen Richtung erstreckend aufweist, damit das geschmolzene Glas in der horizontalen Richtung fließt bzw. strömt. Die Leitung für geschmolzenes Glas kann die Fläche bzw. den Bereich der freien Oberfläche des geschmolzenen Glases in Vergleich mit einer Leitung vergrößern, die einen vollständigen runden Querschnitt aufweist, da die Leitung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer ebenen bzw. flachen Form ausgebildet ist, wobei die Breite W größer als die Höhe H senkrecht darauf in einem vertikalen Querschnitt senkrecht zu der Achse ist.
Als ein Ergebnis ist es möglich, das geschmolzene Glas effektiv durch ein Verwenden der Leitung gemäß der vorliegenden Erfindung als eine Vorrichtung zum Entgasen von geschmolzenem Glas zu entgasen. Zusätzlich ist es möglich, eine ausreichende Festigkeit zu besitzen, da die Kontur im Querschnitt eine derartige konvexe Krümmung bzw. Kurve beinhaltet bzw. umfaßt.
Die Leitung für geschmolzenes Glas gemäß der vorliegenden Erfindung kann so konfiguriert sein, daß ein Verhältnis der Breite H zu der Höhe H von 1,1 bis 1,7 reicht.
Indem das Verhältnis der Breite H zur Höhe H im Bereich von 1,1 bis 1,7 in der so konfigurierten Leitung für geschmolzenes Glas festgelegt ist, ist es möglich, eine ausreichende Festigkeit der Leitung für geschmolzenes Glas zu verleihen, was das geschmolzene Glas veranlaßt, in der horizontalen Richtung zu fließen bzw. zu strömen.
In einer bevorzugten Art der vorliegenden Erfindung ist die Leitung für geschmolzenes Glas dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Krümmung, die die Kontur im Querschnitt ausbildet, elliptisch ist.
Die so konfigurierte Leitung für geschmolzenes Glas kann eine ausreichende Festigkeit besitzen, da die konvexe Krümmung elliptisch ist.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Leitung Abschnitte, welche Größen im Querschnitt aufweisen, die sich in einer axialen Richtung verändern.
Ein Beispiel der Abschnitte, welche Größen im Querschnitt aufweisen, die sich in der axialen Richtung verändern, beinhalten konvexe/konkave Abschnitte oder dgl., von welchen jeder in einer kontinuierlichen Weise unter einem Winkel von 360° entlang einer Umfangsrichtung der Leitung für geschmolzenes Glas ausgebildet sind. Die Anzahl der konvex/konkaven Abschnitte oder dgl. hat keine Beschränkungen. Die axiale Richtung entspricht einer horizontalen axialen Richtung, wenn das geschmolzene Glas in der horizontalen Richtung fließt.
In Übereinstimmung mit der Leitung für geschmolzenes Glas, die so konfiguriert ist, ist es möglich, die Festigkeit zu erhöhen, da die Abschnitte, welche Größen im Querschnitt aufweisen, die sich in der axialen Richtung verändern, als eine Verstärkungsstruktur dienen können.
In einer weiteren bevorzugten Art der vorliegenden Erfindung enthält bzw. umfaßt die Leitung für geschmolzenes Glas Platin oder eine Platinlegierung.
Die so konfigurierte Leitung für geschmolzenes Glas kann die Menge an Unreinheiten minimieren, die in das geschmolzene Glas eindringen, da bzw. wenn Platin oder eine Platinlegierung als ein Material für die Herstellung der Leitung verwendet ist.
In einer bevorzugten Art der vorliegenden Erfindung ist die Leitung für geschmolzenes Glas dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung für geschmolzenes Glas eine Wandstärke im Bereich von 0,4 bis 1,6 mm aufweist.
Indem die Wandstärke in der so konfigurierten Leitung für geschmolzenes Glas festgelegt bzw. eingestellt wird, um von 0,4 bis 1,6 mm zu reichen, ist es möglich, die Menge an Material, das für die Herstellung der Leitung für geschmolzenes Glas verwendet wird, zu reduzieren, um so die Kosten zu reduzieren, ebenso wie eine erforderliche Festigkeit aufzuweisen.
Zusätzlich ist das Verfahren zum Entgasen von geschmolzenem Glas gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleitung eine Leitung für geschmolzenes Glas umfaßt, wie dies zuvor ausgeführt wurde, wenn geschmolzenes Glas in der horizontalen Richtung in der Metalleitung fließt, während das geschmolzene Glas eine freie Oberfläche aufweist und ein Umgebungsdruck auf der freien Oberfläche bei 0,08 bis 0,5 atm beibehalten wird, wodurch das geschmolzene Glas entgast wird.
In Übereinstimmung mit dem Verfahren zum Entgasen von geschmolzenem Glas, das so definiert ist, kann das Auftreten von Qualitätsdefekten in dem Glas minimiert werden, da es möglich ist, eine hohe Entgasungseffizienz zu erhalten.
Zusätzlich ist die Vorrichtung zum Entgasen von geschmolzenem Glas gemäß der vorliegenden Erfindung, welche geschmolzenes Glas veranlaßt, in einer horizontalen Richtung in einer Metalleitung zu fließen, während das geschmolzene Glas eine freie Oberfläche aufweist und einen Umgebungsdruck auf der freien Oberfläche von 0,08 bis 0,5 atm aufrechterhält, wodurch das geschmolzene Glas entgast wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleitung eine Leitung für geschmolzenes Glas umfaßt, wie es zuvor ausgeführt wurde.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die so definiert ist, ist es möglich, eine erforderliche Festigkeit bzw. Stärke zu besitzen und die Fläche der Oberfläche einer Flüssigkeit, die zu entgasen ist, so zu erhöhen, um Kosten durch das Absenken der Menge an Platin oder dgl. zu reduzieren, welches als ein Plattenmaterial verwendet wird, das für die Herstellung der Metalleitung erforderlich ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht, die die Leitung für geschmolzenes Glas und die subatmosphärische Vorrichtung gemäß einer Ausbildung der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Querschnittsform eines subatmosphärischen Behälters der subatmosphärischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
3(A), (B) und (C) zeigen Querschnittsformen zum Vergleich einer Entgasungskapazität, wobei 3(A) einen vollständigen runden Querschnitt zeigt, 3(B) einen Querschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt und 3(C) einen rechteckigen Querschnitt zeigt;
4 ist eine Querschnittsansicht, die eine Meßvorrichtung für eine Entgasungskapazität zeigt;
5 ist eine Tabelle, die Meßergebnisse für eine Entgasungskapazität zeigt;
6(A), (B) und (C) zeigen Querschnittsformen für einen Vergleich der Kompressionsfestigkeit, wobei 6(A) einen elliptischen Querschnitt zeigt, 6(B) einen rechteckigen Querschnitt zeigt und 6(C) einen rechteckigen Querschnitt zeigt, der abgerundete Ecken aufweist;
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Maschine für einen Kompressionstest;
8 ist ein Diagramm bzw. Graph, das (der) Meßergebnisse für eine Kompressionsfestigkeit zeigt;
9 ist eine Querschnittsansicht, die den subatmosphärischen Behälter gemäß einer Ausbildung der vorliegenden Erfindung zeigt; und
10 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer konventionellen bekannten subatmosphärischen Vorrichtung.

10: subatmosphärische Vorrichtung
20: subatmosphärischer Behälter (Leitung für geschmolzenes Glas)
21: geschmolzenes Glas
22: vertikale Rohre
27: konkaver und konvexer Abschnitt

Beste Art der Ausführung der Erfindung
Die Leitung für geschmolzenes Glas und die Vorrichtung zum Entgasen von geschmolzenem Glas gemäß der vorliegenden Erfindung haben eine ähnliche Struktur zu jenen, die vorher unter Bezugnahme auf 10 beschrieben wurden. Gemeinsame Teile sind durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine Erklärung der gemeinsamen Teile wird weggelassen, um Wiederholungen zu vermeiden.
Die Leitung für geschmolzenes Glas ist eine, welche hauptsächlich dazu dient, daß geschmolzenes Glas 21 in einer horizontalen Richtung fließt bzw. strömt, wie z.B. in dem subatmosphärischen Behälter 20 in der Vorrichtung zum Entgasen von geschmolzenem Glas 10, die in 10 gezeigt ist. Die Leitung ist so konfiguriert, um fähig zu sein, ein aufragendes bzw. aufsteigendes Rohr 22U und ein abfallendes Rohr 22L (nachfolgend allgemein als die vertikalen Rohre 22 bezeichnet) an beiden Enden davon zu verbinden und eine axiale Richtung aufzuweisen, die sich im wesentlichen in einer horizontalen Richtung erstreckt.
Wie dies in 1 gezeigt ist, ist der subatmosphärische Behälter 20 gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Vorrichtung zum Entgasen von geschmolzenem Glas 10 angeordnet und dient dazu, um das geschmolzene Glas 21 homogen zu machen und stellt das geschmolzene Glas mit besserer Qualität durch Entgasen des geschmolzenen Glases 21 zur Verfügung, das in der horizontalen Richtung fließt. Es ist bevorzugt, daß der subatmosphärische Behälter 20 eine Wandstärke aufweist, die von 0,4 bis 1,6 mm reicht.
Wenn das geschmolzene Glas 21 in dem subatmosphärischen Behälter 20 in einer unzureichenden Weise heißgehalten wird, nachdem es auf eine hohe Temperatur erhitzt wurde, so versagt das geschmolzene Glas dabei, daß es einen gleichmäßigen Zustand in bezug auf Temperatur und Zusammensetzung beibehält. Aus diesem Gesichtspunkt muß, wenn der subatmosphärische Behälter eine Metalleitung beinhaltet bzw. umfaßt, welche allgemein exzellent in der Wärmeleitung ist, die Leitung eine reduzierte Wandstärke aufweisen und muß eine Außenseite mit beispielsweise einem feuerfesten bzw. Gehäuse bzw. einer Umhüllung 23 aufweisen, die eine gute Wärmeisolierung aufweist (siehe 10).
Obwohl es ratsam ist, daß der subatmosphärische Behälter 20 eine Wandstärke von 1,6 mm oder weniger aufweist, ist es bevorzugt, daß der subatmosphärische Behälter eine Wandstärke von 0,4 mm oder mehr aufweist. Dies deshalb, da, wenn die Wand zu dünn ist, es schwierig ist, eine erforderliche Form während eines Bearbeitens beizubehalten, oder es nicht möglich ist, eine ausreichende Steifigkeit in der Verwendung zu besitzen.
Wie dies in 2 gezeigt ist, ist der subatmosphärische Behälter 20 so konfiguriert, daß er eine größere Breite W als eine Höhe H im Querschnitt aufweist und daß er einen Außenumfang bzw. eine Kontur (Kontur im Querschnitt) aufweist, die eine konvexe Kurve bzw. Krümmung bildet. Obwohl ein typisches Beispiel der konvexen Kurve eine Ellipse ist, beinhalten Beispiele der konvexen Kurve eine Kombination von mehreren konvexen Bogen, um ungefähr eine Ellipse auszubilden, oder ein Oval neben einer Ellipse. Dies deshalb, da es in bezug auf die Festigkeit nicht bevorzugt ist, daß die Kontur bzw. der Umriß im Querschnitt einen winkeligen bzw. Winkelabschnitt aufweist, da es insbesondere notwendig ist, einen Fall zu vermeiden, wo die Kontur im Querschnitt einen winkeligen Abschnitt enthält, der einen Innenwinkel von 150° oder darunter aufweist.
Blasen in dem geschmolzenen Glas 21 reiben durch Auftrieb auf und treten in eine obere Atmosphäre in dem subatmosphärischen Behälter 20 ein. In einigen Fällen verbleiben einige Blasen in dem geschmolzenen Glas als Defekte von Glasprodukten aufgrund ihrer niedrigen Aufstiegsgeschwindigkeit, um ein Glasprodukt defekt zu machen, da die Viskosität des geschmolzenen Glases 21 relativ hoch ist.
Aus diesem Gesichtspunkt ist es, um Blasen zu veranlassen, effektiv aus dem geschmolzenen Glas 21 auszutreten, bevorzugt, daß das geschmolzene Glas 21, das in der horizontalen Richtung fließt, eine seichtere Tiefe aufweist und daß eine freie Oberfläche (Flüssigkeitsoberfläche) 26 in Kontakt mit der oberen Atmosphäre 25 eine so große Fläche wie möglich aufweist. Jedoch ist es, wenn der subatmosphärische Behälter 20 nach einem Schmelzbehälter für ein Schmelzen von Glas und vor einer Formstation zum Formen von Glas in eine bestimmte Form installiert ist, allgemein, daß der subatmosphärische Behälter 20 Beschränkungen betreffend den Installationsraum besitzt, da der subatmosphärische Behälter in einem begrenzten Bereich installiert werden muß. Wenn ein verwendetes Metallmaterial Edelmetall enthält bzw. umfaßt, ist es notwendig, die Menge des verwendeten Materials zu begrenzen.
Es wird eine Erklärung der Effektivität einer Verwendung einer elliptischen Querschnittsform gegeben, indem auf einen Fall bezug genommen wird, wobei der subatmosphärische Behälter 20 in einer elliptischen Form im Querschnitt ausgebildet ist, um ein Verhältnis von Breite W/Höhe H von gleich 1,5 zu besitzen.
Wenn die Menge an Materialien, die für eine Herstellung des subatmosphärischen Behälters 20 erforderlich ist, konstant ist, und wenn die Länge des subatmosphärischen Behälters in einer zentralen axialen (horizontalen) Richtung konstant ist, sind die Breite W und die Höhe H des subatmosphärischen Behälters 20 im Querschnitt jeweils 1,23 mal und 0,82 mal dem Durchmesser eines subatmosphärischen Behälters 20, der einen komplett runden Querschnitt aufweist. Wenn der subatmosphärische Behälter 20 beispielsweise aus Platin gefertigt bzw. ausgebildet ist, ist es in bezug auf die Festigkeit und die Kosten von Platin bevorzugt, daß die Breite W von 40 bis 850 mm beträgt und daß die Höhe H von 30 bis 500 mm beträgt.
Wenn das geschmolzene Glas 21 bis zu der Hälfte der Höhe im Querschnitt in dem subatmosphärischen Behälter 20 enthalten ist, der einen derartigen elliptischen Querschnitt in 1 aufweist, ist die Fläche der freien Oberfläche 26 in Kontakt mit der oberen Atmosphäre 25 auf dem geschmolzenen Glas 21 um 1,23 mal im Vergleich zu einem subatmosphärischen Behälter vergrößert, der einen vollständigen runden Querschnitt aufweist, und die Länge, welche für eine Blase an dem tiefsten Abschnitt erforderlich ist, um aufzusteigen und endlich in die obere Atmosphäre zu entweichen, ist um 0,82 mal im Vergleich zu dem subatmosphärischen Behälter verringert, der einen vollständigen runden Querschnitt aufweist. Die Verbesserung in dem Entgasungseffekt, welche durch einen Anstieg in der Kontaktfläche zwischen geschmolzenem Glas und Atmosphäre und eine Reduktion in dem Steigabstand der Blasen erhalten ist, ist extrem signifikant.
In einem Fall, in welchem ein subatmosphärischer Behälter, der einen elliptischen Querschnitt aufweist, und ein subatmosphärischer Behälter, der einen vollständigen runden Querschnitt aufweist, aus Edelmetall so gefertigt sind, daß sie dieselbe Dicke aufweisen, ist, wenn die Fläche der freien Oberfläche in Kontakt mit der oberen Atmosphäre von geschmolzenem Glas, das bis zu der Hälfte der Höhe des Querschnitts enthalten ist, in beiden Behältern gleich ist, die Menge an Edelmetall, die für eine Herstellung des subatmosphärischen Behälters erforderlich ist, der einen elliptischen Querschnitt aufweist, kleiner als die Menge an Edelmetall, die für eine Herstellung des subatmosphärischen Behälters erforderlich ist, der einen vollständigen runden Querschnitt aufweist, und der erstere subatmosphärische Behälter kann die Menge an Edelmetall um etwa 16 % reduzieren. Der Vorteil, der durch einen elliptischen Querschnitt geboten wird, ist extrem signifikant, da eine Reduktion in der Menge an Edelmetall als ein Material mit der Verbesserung in dem Entgasungseffekt konsistent sein kann, indem der subatmosphärische Behälter 20 in einer elliptischen Form bzw. Gestalt im Querschnitt auf diese Weise ausgebildet wird. Dieser Vorteil kann auch angeboten werden, selbst wenn der subatmosphärische Behälter in einer ellipsenartigen Form ausgebildet ist, der sich einer elliptischen Form im Querschnitt annähert.
Andererseits hat ein konventioneller subatmosphärischer Behälter 20, welcher normalerweise aus einer dünnen Metallplatte ausgebildet ist, die eine Wandstärke von weniger als 2 mm aufweist (siehe 10) einen vollständigen runden Querschnitt. Dies deshalb, da ein vollständiger runder Querschnitt der stärkste gegenüber einer aufgebrachten Spannung bzw. Belastung in verschiedensten Richtungen ist und exzellent in der Druckfestigkeit ist. Dies auch deshalb, da, wenn die Metallplatte direkt elliptisch mit Energie versorgt wird, um beispielsweise erhitzt zu werden, es möglich ist, die Möglichkeit zu minimieren, daß ein abnormal erhitzter Abschnitt lokal durch Segregation eines elektrischen Stroms während einer Versorgung bzw. Zufuhr der Energie erhitzt wird.
Spezifisch ist der konventionelle subatmosphärische Behälter 20, der aus Metall gefertigt ist, durch ein Gehäuse 23 umgeben und mit diesem bedeckt, welches Feuerfeststeine (siehe 10) zur Wärmeisolierung umfaßt. Wenn die Temperatur des subatmosphärischen Behälters ansteigt oder sich verändert, werden starke Spannungen bzw. Belastungen in dem subatmosphärischen Behälter 20 aufgrund des Unterschieds in bezug auf eine thermische Expansion zwischen dem subatmosphärischen Behälter 20 und dem Gehäuse bzw. der Ummantelung 23 verursacht. Obwohl diese Spannungen in der gleichmäßigsten Weise verteilt werden können, wenn der subatmosphärische Behälter einen vollständigen runden Querschnitt aufweist, ist eine Spannungskonzentration in einem winkeligen Abschnitt unvermeidbar, wenn der subatmosphärische Behälter in einer ziemlich winkeligen bzw. abgewinkelten Form gefertigt ist (eine winkelige Form, enthaltend einen Innenwinkel von z.B. 150° oder darunter).
Wenn ein subatmosphärischer Behälter 20 hergestellt wird, der einen winkeligen Abschnitt aufweist, wird eine Wandstärkenabweichung in dem winkeligen Abschnitt bewirkt, da der winkelige Abschnitt normalerweise durch ein Verschweißen von Metallplatten miteinander oder durch ein Biegen einer Metallplatte ausgebildet bzw. geformt wird. Ein Abschnitt, der eine derartige Wandstärkenabweichung aufweist, ist anfällig, einen abnormal erhitzten bzw. erwärmten Abschnitt auszubilden, wenn ein Strom angelegt wird. Zusätzlich ist es wahrscheinlich, daß eine Spannungskonzentration in jenem Abschnitt auftritt, da jener Abschnitt winkelig ist. Wenn eine Struktur, worin ein Spannungskonzentration oder abnormales Erhitzen aufgetreten sind, bei einer hohen Temperatur für einen längeren Zeitraum verwendet wird, wird das Metallmaterial in einem derartigen Bereich selektiv abgebaut bzw. verschlechtert.
Es ist möglich, daß der subatmosphärische Behälter versagt, eine Lebensdauer als Gesamtes aufzuweisen, wie sie erwartet ist, da ein Brechen bzw. eine Beschädigung an diesem Abschnitt durch eine selektive Verschlechterung bzw. Abbau induziert wird.
Andererseits können, wenn der subatmosphärische Behälter 20 eine elliptische Form im Querschnitt aufweist, die Chancen, daß ein Abschnitt eine derartige Spannungskonzentration oder ein abnormales Erhitzen aufweist, kaum auftreten.
Jedoch hat, wenn das Verhältnis der Breite W/Höhe H extrem groß in einem derartigen subatmosphärischen Behälter 20 ist, der einen elliptischen Querschnitt aufweist, der subatmosphärische Behälter einen signifikant abgeflachten Querschnitt, welcher zu einem Fall führt, in welchem der subatmosphärische Behälter versagt, eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen eine beispielsweise von einem oberen Abschnitt angelegte Spannung bzw. aufgebrachte Spannung aufzuweisen. Aus diesem Gesichtspunkt ist es bevorzugt, daß das Verhältnis von Breite W/Höhe H in einem bestimmten Bereich liegt. Der Bereich reicht vorzugsweise von 1,3 bis 1,7 und noch bevorzugter von 1,4 bis 1,6. Der Grund, warum der untere Grenzwert des Verhältnisses der Breite W/Höhe H auf 1,3 oder darüber festgelegt ist, ist jener, daß es schwierig ist, den Vorteil zu erreichen bzw. zu erhalten, der durch eine elliptische Form geboten wird, die außerhalb dieses Bereichs liegt, wie dies früher ausgeführt wurde.
Zusätzlich ist die Leitung für geschmolzenes Glas gemäß der vorliegenden Erfindung auch in bezug auf eine Reduktion beim Auftreten eines Qualitätsdefekts effektiv, der in dem geschmolzenen Glas 21 bewirkt wird. Wie dies zuvor ausgeführt wurde, besteht eine Möglichkeit, daß Platin oder eine Platinlegierung, welche(s) den subatmosphärischen Behälter 20 ausbildet, winzige bzw. sehr kleine Defekte in dem geschmolzenen Glas 21 durch Wiederholung des Sublimationsphänomens und der Abscheidung bewirkt. Die Wahrscheinlichkeit derartiger Defekte ist proportional zu der Fläche einer Innenoberfläche außer Kontakt mit dem geschmolzenen Glas 21 in dem subatmosphärischen Behälter 20, unter der Voraussetzung, daß die Verwendungsumgebung, wie die Temperatur und die Umgebung bzw. Atmosphäre konstant ist. In diesem Hinblick ist es möglich, die Fläche einer Innenoberfläche außer Kontakt mit dem Glas in dem subatmosphärischen Behälter 20 durch ein Annehmen einer elliptischen Form im Querschnitt im Vergleich zu einem Annehmen einer vollständigen runden Form oder einer rechteckigen Form im Querschnitt zu verringern.
Zusätzlich sublimieren einige Verbindungen aus dem geschmolzenen Glas 21 bei einer hohen Temperatur in zahlreichen Fällen. Die Zusammensetzung, welche in dem subatmosphärischen Behälter 20 sublimiert ist, der die obere Oberfläche 25 aufweist, haftet an einer Innenwand eines Deckenabschnitts 24 des subatmosphärischen Behälters 20 an. Wenn der Deckenabschnitt 24 eine Krümmung eines bestimmten Werts oder darüber aufweist, kehrt das angehaftete bzw. anhaftende Material in das geschmolzene Glas zurück, wobei es entlang einer Seitenwand nach unten wandert, ohne daß eine klebrige Schicht gebildet wird. Jedoch kann das sublimierte Material, welches in das geschmolzene Glas zurückgekehrt ist, in das Glas diffundieren, was eine Menge Zeit erfordert, da die Flußgeschwindigkeit bzw. Strömungsrate des Glases an einem Abschnitt nahe zur Seitenwand langsam ist. Daraus resultierend strömt ein derartiges sublimiertes Material als eine heterogene Komponente in dem geschmolzenen Glas 21 aus dem subatmosphärischen Behälter 20, um einen Qualitätsdefekt in dem Glas zu bewirken.
Andererseits bildet, wenn der Deckenabschnitt 24 eine kleine Krümmung aufweist, insbesondere, wenn der Deckenabschnitt linear wie in dem Fall des subatmosphärischen Behälters ist, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist, das angehaftete sublimierte Material eine dicke klebrige Schicht an der Innenwand des Deckenabschnitts 24, da es schwierig ist für das anhaftende sublimierte Material, leicht nach unten zu wandern bzw. zu klettern. Dann tropft das anhaftende sublimierte Material als die dicke Schicht in einen zentralen Abschnitt des geschmolzenen Glases 21 und kehrt zu diesem zurück, wo die Flußgeschwindigkeit des Glases in dem subatmosphärischen Behälter 20 hoch ist. So kann eine Substanz, die eine derartige heterogene Komponente umfaßt, einen Qualitätsdefekt in dem Glas bewirken, da die Substanz an einem Diffundieren in das Glas in einer ausreichenden Weise gehindert werden kann, bevor es den subatmosphärischen Behälter 20 verläßt.
Das Material, das die Leitung für geschmolzenes Glas gemäß der vorliegenden Erfindung ausbildet, muß ein Material sein, das gegenüber geschmolzenem Glas 21 bei einer hohen Temperatur widerstandsfähig ist. Das typischste Beispiel eines derartigen Materials ist Platin oder eine Platinlegierung, jedoch ist es nicht auf diese beschränkt. Es ist akzeptabel Gold, Iridium oder dgl., in Abhängigkeit von Bedingungen, wie der Zusammensetzung des Glases, der Arbeitstemperatur oder der Atmosphäre zu verwenden. Wenn die Arbeitstemperatur über 1.300 °C ist, ist es effektiv in bezug bzw. im Hinblick auf eine erhöhte Lebensdauer der Struktur, eine dispersionsgehärtete bzw. -verfestigte Legierung zu verwenden, in welcher winzige keramische Teilchen in einer Matrix, umfassend Platin oder eine Platinlegierung dispergiert sind.
Obwohl die Leitung für geschmolzenes Glas gemäß der vorliegenden Erfindung eine höhere Festigkeit als eine Leitung für geschmolzenes Glas aufweist, die eine winkelige Form im Querschnitt aufweist, wie dies zuvor ausgeführt wurde, ist es unbestreitbar, daß die Leitung für geschmolzenes Glas gemäß der vorliegenden Erfindung schwächer gegenüber einer externen Kraft ist als eine Leitung für geschmolzenes Glas, die einen vollständig runden Querschnitt aufweist.
Aus diesem Gesichtspunkt ist es bevorzugt, eine verstärkte Struktur an einem Außenumfangsabschnitt des subatmosphärischen Behälters 20 zur Verfügung zu stellen. Im Hinblick auf eine derartige verstärkte Struktur ist es am effizientesten beispielsweise regelmäßig Abschnitte auszubilden, wo sich die Größen des subatmosphärischen Behälters 20 im Querschnitt in der axialen Richtung verändern, wie dies in 1 gezeigt ist, wie konkave und/oder konvexe Abschnitte (nachfolgend als die konkaven-konvexen Abschnitte 27 bezeichnet), von welchen jeder in einer kontinuierlichen Weise unter einem Winkel von 360° entlang der Umfangsrichtung des subatmosphärischen Behälters ausgebildet ist. Obwohl typische Beispiele dieser konkaven/konvexen Abschnitte 27 eine kontinuierliche gewellte Struktur, die in der axialen Richtung des subatmosphärischen Behälters 20 zur Verfügung gestellt ist, und linsenförmige Strukturen sind, die mit bestimmten Abständen zur Verfügung gestellt bzw. versehen sind, sind die konkaven/konvexen Abschnitte nicht auf diese Strukturen beschränkt.
Obwohl die konkaven/konvexen Abschnitte 27 als die verstärkte bzw. Verstärkungsstruktur ausgebildet werden können, indem sie einer Preßbearbeitung, beispielsweise durch einen statischen Druck oder einen Stempel unterworfen werden, nachdem sie in einer rohrförmigen Form ausgebildet wurden, oder indem sie in der Form einer Platte einer Preßbearbeitung durch eine Formwalze unterworfen werden, bevor sie in eine rohrförmige Form geformt bzw. ausgebildet werden, ist die Ausbildung der konkaven/konvexen Abschnitte nicht auf diese Verfahren beschränkt. Jedoch ist eine Preßbearbeitung durch einen statischen Druck oder eine Formwalze in bezug darauf überlegen, die Herstellungsabweichungen in einer Wandstärke so klein wie möglich zu machen, da es wichtig ist, Abweichungen in der Wandstärke des subatmosphärischen Kessels bzw. Behälters 20 in einer Preßbearbeitung zu minimieren.
Beispiel 1
Es werden nun spezifische Beispiele der Leitung für geschmolzenes Glas und der subatmosphärischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail basierend auf den beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Teile, die den Teilen, die im Zusammenhang mit 10 beschrieben wurden, gemeinsam sind, sind durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und eine Erklärung dieser gemeinsamen Teile wird zur Vermeidung von Wiederholungen weggelassen.
In diesem Beispiel wurde eine Metallplatte, welche eine Wandstärke von 0,5 mm aufwies und aus einer Legierung von Pt mit 10 Gew.-% Rh gefertigt bzw. hergestellt wurde, verwendet, um subatmosphärische Behälter 20 zu erzeugen bzw. herzustellen, welche eine Länge von 300 mm aufwiesen, dasselbe Volumen untereinander aufwiesen, und einen vollständigen runden Querschnitt, einen elliptischen Querschnitt und einen rechteckigen Querschnitt aufwiesen. Das Gewicht und die Entgasungskapazität von jedem der subatmosphärischen Behälter 20 wurden überprüft. In bezug auf subatmosphärische Behälter 20, die einen elliptischen Querschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung aufwiesen, wurden fünf Arten von subatmosphärischen Behältern hergestellt, die unterschiedliche Verhältnisse von Breite zu Höhe aufwiesen, d.h. W/H = 1,1, 1,3, 1,5, 1,7 und 1,9.
3(A) bis 3(C) sind schematische Querschnittsansichten von subatmosphärischen Behältern 20, die so hergestellt sind, 3(A) zeigt den vollständigen runden Querschnitt, 3(B) zeigt einen elliptischen Querschnitt und 3(C) zeigt einen rechteckigen Querschnitt. Im Hinblick auf diese Querschnitte der subatmosphärischen Behälter 20 hatte der vollständige runde Querschnitt, der in 3(A) gezeigt ist, einen Durchmesser von 50 mm, und der rechteckige Querschnitt, der in 3(C) gezeigt ist, hatte eine Höhe von 38 mm und eine Breite von 55 mm.
Die elliptischen Querschnitte, wie sie in 3(B) gezeigt sind, hatten eine Höhe H von 48 mm und eine Breite W von 52,5 mm für W/H = 1,1, eine Höhe H von 44 mm und eine Breite W von 57 mm für W/H = 1,3, eine Höhe H von 41 mm und eine Breite W von 61,5 mm wie W/H = 1,5, eine Höhe H von 38,5 mm und eine Breite W von 65,5 mm für W/H = 1,7 und eine Höhe H von 36 mm und eine Breite W von 69 mm für W/H = 1,9.
Die Entgasungskapazität von jedem der subatmosphärischen Behälter wurde unter Verwendung einer Vorrichtung 40, die in 4 gezeigt ist, durch das Verfahren gemessen, das unten ausgeführt ist. Zuerst wurde ein Loch in einem oberen Abschnitt von jedem der subatmosphärischen Behälter 20 ausgebildet, zerriebene Borsilikat-Glaschips wurden durch das Loch in einer Menge eingeführt, um 50 % des Innenraums einzunehmen, nachdem es sie geschmolzen waren, und jeder der subatmosphärischen Behälter mit den darin zugeführten Glaschips wurde in einem Elektroofen 41 stehen gelassen, der eine versiegelte bzw. abgedichtete Kammer 43 aufwies.
Als nächstes wurde das Innere des elektrischen Ofens 41 auf 1.400 °C erhitzt, und das Innere der Kammer 43 des elektrischen Ofens wurde auf 0,28 atm für 30 Minuten durch eine Vakuumpumpe 42 gehalten. Danach wurde das geschmolzene Glas 21 ausfließen gelassen und die Anzahl von Blasen, die in dem erhaltenen Glas 21 in jedem der subatmosphärischen Behälter enthalten waren, wurde gezählt. Die Ergebnisse sind in 5 gezeigt.
In dem Fall von Glas, das eine Zusammensetzung aufwies, die in dem Test verwendet wurde, ist es bevorzugt, daß die Anzahl von Blasen in einem ähnlichen Test 1 × 10³ (pro kg) oder darunter ist als eine der Raffinierbedingungen, die für eine gewünschte Anwendung geeignet ist. Aus diesem Gesichtspunkt, wenn der subatmosphärische Behälter einen elliptischen Querschnitt aufweist, es sich aus 5 ergeben, daß das Verhältnis der Breite W zur Höhe H 1,3 oder darüber sein muß. Es ist auch offensichtlich geworden bzw. hat sich ergeben, daß Defekte, von welchen angenommen wurde, daß sie durch eine Sublimation oder Abscheidung von Platin bewirkt wurden, in dem Glas aufzutreten begannen, welches aus dem subatmosphärischen Behälter ausfließen gelassen wurde, welcher einen elliptischen Querschnitt aufwies, der ein Verhältnis von Breite zu Höhe von 1,9 aufwies, und dem subatmosphärischen Behälter, der einen rechteckigen Querschnitt aufwies, welcher ungeeignet ist.
Beispiel 2
In diesem Beispiel wurde eine Legierung von Pt mit 10 Gew.-% Rh verwendet, um subatmosphärische Behälter 20 herzustellen, welche dieselbe Wandstärke (0,6 mm), dieselbe Höhe im Querschnitt (200 mm) und dieselbe longitudinale Länge (300 mm) miteinander aufwiesen und welche einen elliptischen Querschnitt aufwiesen, der in 6(A) gezeigt ist (Verhältnis von Breite zu Höhe: 1,5), einen rechteckigen Querschnitt hatten, der in 6(B) gezeigt ist, und einen rechteckigen Querschnitt hatten, der abgerundete Ecken aufwies, wie dies in 6(C) gezeigt ist. Jeder der subatmosphärischen Behälter wurde mit den anderen in bezug auf die Widerstandsfähigkeit in bezug auf ein Kollabieren bzw. Zusammenfalten verglichen, indem er einer uniaxialen bzw. einachsigen, kompressiven Last bzw. Beanspruchung unterworfen wurde.
Im Hinblick auf den elliptischen Querschnitt, der in 6(A) gezeigt ist, wurde auch ein subatmosphärischer Behälter, wo gewellte, konkave/konvexe Abschnitte 27, wie es in 1 gezeigt ist, mit einem Abstand von 25 mm und mit einem Höhenunterschied von 5 mm an dem Außenumfangsabschnitt hergestellt und wurde demselben Test unterworfen.
Der Kompressionstest wurde in bezug auf die entsprechenden subatmosphärischen Behälter 20 bei Raumtemperatur in der Atmosphäre unter der Bedingung einer Kompressionsgeschwindigkeit von 0,5 mm/min, unter Verwendung einer Instron-Typ Testmaschine in einer gebogenen bzw. gekrümmten Form 70 durchgeführt, wie dies in 7 gezeigt ist.
Die Lastverlagerungskurven, die durch diesen Test erhalten sind, sind in 8 gezeigt. Es hat sich aus 8 erwiesen, daß die elliptischen Querschnitte stärker als die rechteckigen Querschnitte waren, und insbesondere, daß der subatmosphärische Behälter, der konkave/konvexe Abschnitte 27 aufwies, die an einem äußeren elliptischen Umfangsabschnitt (angedeutet durch A' in 8) ausgebildet waren, extrem stark war.
Beispiel 3
Ein subatmosphärischer Behälter 20, welcher einen unteren Abschnitt aufwies, der mit einem Einbringabschnitt und einem Austragsabschnitt ausgebildet war und welcher bewirkte, daß geschmolzenes Glas 21 in der Richtung fließt bzw. strömt, die durch einen Pfeil angedeutet ist, um kontinuierlich das geschmolzene Glas zu raffinieren, wie dies in 9 als eine Querschnittsansicht gezeigt ist, und welcher aus einer Legierung von Pt mit 10 Gew.-% Rh gefertigt war, wurde konfiguriert, um einen horizontalen Abschnitt aufzuweisen, der von einer vollständigen runden Form zu einer elliptischen Form im Querschnitt in einer Richtung senkrecht zu dem Zeichnungsblatt verändert wurde.
Ein subatmosphärischer Behälter, der einen vollständigen runden Querschnitt aufwies, und der subatmosphärische Behälter, der einen derartigen elliptischen Querschnitt aufwies, wurden so ausgebildet bzw. entworfen, daß der Innendurchmesser des Einbringabschnitts und der Austragsabschnitt, der Abstand von Achse zu Achse von beiden Abschnitten und die Materialmenge, die in dem horizontalen Abschnitt verwendet wurde, konstant waren. Der Durchmesser des vollkommen runden Querschnitts war 250 mm, der elliptische Querschnitt hatte eine Breite W von 300 mm und eine Höhe von 200 mm. Sowohl der vollständige runde Querschnitt als auch der elliptische Querschnitt hatten eine Gesamtlänge von 1.700 mm. Wenn das Verhältnis von Breite W/Höhe H in einem elliptischen Querschnitt auf 1,5 eingestellt bzw. festgelegt ist, waren die Höhe H und die Länge der Breite W etwa 0,8 mal und etwa 1,2 mal der Durchmesser des vollständigen runden Querschnitts.
Zusätzlich hatte der subatmosphärische Behälter, der einen derartigen elliptischen Querschnitt aufwies, einen äußeren Umfangsabschnitt, der mit konkaven/konvexen Abschnitten 27 ausgebildet war, die sich kontinuierlich in einer Umfangsform zur Verstärkung erstrecken (siehe 1).
Der subatmosphärische Behälter 20, der einen derartigen elliptischen Querschnitt aufwies, wurde verwendet, um geschmolzenes Glas 21 unter Unterdruck zu setzen und zu entgasen, welches dieselbe Temperatur und dieselbe Zusammensetzung (Borsilikat-Glas) wie das geschmolzene Glas aufwies, welches mit dem subatmosphärischen Behälter 20 behandelt wurde, der einen vollständigen runden Querschnitt aufwies.
Es hat sich gezeigt, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Glases 21 in dem subatmosphärischen Behälter 20, der einen derartigen elliptischen Querschnitt aufwies, fähig war, daß sie 1,3 mal jene des konventionellen subatmosphärischen Behälters ist (des subatmosphärischen Behälters, der einen vollständigen runden Querschnitt 20 aufwies).
In Übereinstimmung mit der Leitung für geschmolzenes Glas und der subatmosphärischen Vorrichtung 10, die zuvor ausgeführt wurde, ist es möglich, die Fläche der freien Oberfläche 26 zu erhöhen, da der subatmosphärische Behälter 20 in einer derartigen ebenen Form ausgebildet ist, daß die Breite W größer als die Höhe H senkrecht dazu in der Außenumfangs- bzw. Konturform im vertikalen Querschnitt ist.
Wenn die Leiter für geschmolzenes Glas gemäß der vorliegenden Erfindung als der subatmosphärische Behälter 20 der subatmosphärischen Vorrichtung 10 verwendet wird, ist es möglich, geschmolzenes Glas effektiv zu entgasen. Zusätzlich ist es möglich, eine ausreichende Festigkeit zu besitzen, da die Querschnitte äußere bzw. nach außen gerichtete konvexe gekrümmte Oberflächen aufweist, die sich in einer kontinuierlichen Weise, wie einer elliptischen Kurve erstrecken. Weiters ist es möglich, die Kosten im Vergleich mit konventionellen subatmosphärischen Behältern zu reduzieren, z.B. einem komplett runden Querschnitt, da es möglich ist, die Menge an Platin oder dgl. zu verringern, das für die Herstellung des subatmosphärischen Behälters 20 verwendet wird.
Es sollte festgehalten werden, daß die Leitung für geschmolzenes Glas und die subatmosphärische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die zuvor ausgeführten Ausbildungen beschränkt sind und geeignete Änderungen, Modifikationen oder dgl. gemacht werden können.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie zuvor ausgeführt, ist es in Übereinstimmung mit der Leitung für geschmolzenes Glas gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Fläche der freien Oberfläche von geschmolzenem Glas so zu erhöhen, um das geschmolzene Glas effektiv zu entgasen und eine ausreichende Festigkeit zu besitzen, da die Breite W größer als die Höhe H im Querschnitt ist und da die Kontur im Querschnitt eine konvexe Kurve umfaßt.
Zusätzlich ist es in Übereinstimmung mit der Leitung für geschmolzenes Glas in einer bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung möglich, eine ausreichende Festigkeit zu besitzen, selbst wenn geschmolzenes Glas in der horizontalen Richtung fließt, indem ein Querschnitt angenommen wird, wobei das Verhältnis der Breite W zur Höhe H von 1,1 bis 1,7 reicht.
Zusätzlich ist es in Übereinstimmung mit der Leitung für geschmolzenes Glas gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, eine ausreichende Festigkeit zu besitzen, da die konvexe Kurve, die die externe Kontur ausbildet, elliptisch ist.
Weiters ist es in Übereinstimmung mit der Leitung für geschmolzenes Glas in einer anderen Ausbildung der vorliegenden Erfindung möglich, die Festigkeit zu erhöhen, da Abschnitte der Leitung, welche Größen im Querschnitt aufweisen, die sich in der axialen Richtung verändern, als eine verstärkte bzw. Verstärkungsstruktur dienen.
Zusätzlich ist es möglich, die Menge an Verunreinigungen zu verringern, die in das geschmolzene Glas eindringen, da Edelmetall, wie Platin oder eine Platinlegierung, als das Material für die Leitung für geschmolzenes Glas verwendet wird.
Weiters ist es in Übereinstimmung mit der Leitung für geschmolzenes Glas in einer bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung möglich, eine bestimmte Festigkeit zu besitzen und die Menge an Materialien zu verringern, die für eine Herstellung der Leitung verwendet werden, um die Kosten zu reduzieren, indem sie eine Wandstärke aufweist, die von 0,4 bis 1,6 mm reicht.
Zusätzlich ist es in Übereinstimmung mit dem Verfahren zum Entgasen von geschmolzenem Glas und der Vorrichtung zum Entgasen von geschmolzenem Glas gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Fläche der freien Oberfläche von geschmolzenem Glas so zu erhöhen, um das geschmolzene Glas effektiv zu entgasen und eine ausreichende Festigkeit zu besitzen, da die Leitung für geschmolzenes Glas gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Der Inhalt der vollständigen Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-381106 (hinterlegt am 27. Dezember 2002 bei dem japanischen Patentamt), deren Priorität beansprucht wurde, ist hier durch Bezugnahme als die Offenbarung der Beschreibung der vorliegenden Erfindung aufgenommen bzw. mitumfaßt.
Zusammenfassung
Eine Leitung für geschmolzenes Glas, ein Verfahren zum Entgasen von geschmolzenem Glas und eine subatmosphärische Vorrichtung werden zur Verfügung gestellt, welche fähig sind, ein homogenes Glas mit guter Qualität bei niedrigen Kosten herzustellen.
Eine Leitung für geschmolzenes Glas 20, welche fähig ist, geschmolzenes Glas 21 in einer horizontalen Richtung fließen zu lassen und mit welcher vertikale Rohre 22 verbindbar sind, ist in einer im wesentlichen horizontalen Richtung angeordnet. Die Leitung für geschmolzenes Glas 20 kann die Fläche einer freien Oberfläche 26 des geschmolzenen Glases erhöhen, indem eine Breite W auf einen größeren Wert festgelegt wird als eine Höhe H im Querschnitt und indem sie eine Kontur im Querschnitt aufweist, der eine konvexe Kurve bzw. Krümmung umfaßt. Wenn die Leitung für geschmolzenes Glas 20, die derart konfiguriert ist, als eine subatmosphärische Vorrichtung 10 verwendet wird, ist es möglich, das geschmolzene Glas effektiv zu entgasen. Zusätzlich ist es möglich, eine ausreichende Festigkeit aufzuweisen, da die konvexe Kurve, die den Querschnitt ausbildet, elliptisch ist. Weiters ist es möglich, Kosten durch ein Verringern der Metallmenge zu reduzieren, die für ein Ausbilden des Querschnitts erforderlich ist.

Claims

Leitung bzw. Kanal für geschmolzenes Glas, umfassend eine Metalleitung, welche geschmolzenes Glas veranlaßt, in einer horizontalen Richtung zu fließen, während es eine freie Oberfläche besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung eine Breite W aufweist, die so festgelegt ist, daß sie größer als eine Höhe H im Querschnitt ist, und daß die Leitung eine Kontur aufweist, welche eine konvexe Krümmung bzw. Kurve im Querschnitt umfaßt.
Leitung für geschmolzenes Glas nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis der Breite H zur Höhe H von 1,1 bis 1,7 reicht.
Leitung für geschmolzenes Glas nach Anspruch 2, wobei die konvexe Krümmung elliptisch ist.
Leitung für geschmolzenes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 3, beinhaltend Abschnitte, welche Größen im Querschnitt aufweisen, die sich in einer axialen Richtung verändern.
Leitung für geschmolzenes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 4, beinhaltend konvexe und/oder konkave Abschnitte, von welchen jeder in einer kontinuierlichen Weise unter einem Winkel von 360° entlang einer Umfangsrichtung ausgebildet ist.
Leitung für geschmolzenes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, enthaltend Platin oder eine Platinlegierung.
Leitung für geschmolzenes Glas nach Anspruch 6, wobei das Platin oder die Platinlegierung eine dispersionsgehärtete Legierung umfaßt.
Leitung für geschmolzenes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welche eine Wandstärke im Bereich von 0,4 bis 1,6 mm aufweist.
Leitung für geschmolzenes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die für eine subatmosphärische Vorrichtung verwendet ist.
Verfahren zum Entgasen von geschmolzenem Glas, welches ein Fließen von geschmolzenem Glas in einer horizontalen Richtung in einer Metalleitung, während das geschmolzene Glas eine freie Oberfläche aufweist, und ein Aufrechterhalten eines Umgebungsdrucks auf der freien Oberfläche von 0,08 bis 0,5 atm umfaßt, wodurch das geschmolzene Glas entgast wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleitung die Leitung für geschmolzenes Glas umfaßt, die in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert ist.
Vorrichtung zum Entgasen von geschmolzenem Glas, welche geschmolzenes Glas veranlaßt, in einer horizontalen Richtung in einer Metalleitung zu fließen, während das geschmolzene Glas eine freie Oberfläche aufweist und einen Umgebungsdruck an der freien Oberfläche von 0,08 bis 0,5 atm aufrechterhält, wodurch das geschmolzene Glas entgast wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleitung die Leitung für geschmolzenes Glas umfaßt, die in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert ist.