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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumentgasungsvorrichtung für
geschmolzenes Glas, welche Blasen bzw. Gasblasen aus geschmolzenem Glas
beseitigt, das kontinuierlich zugeführt wird.
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Um die Qualität geformter Glasprodukte zu verbessern, ist eine
Vakuumentgasungsvorrichtung verwendet worden, welche in dem geschmolzenen
Glas erzeugte Blasen entfernt, bevor das geschmolzene Glas, das in einem
Schmelzbehälter geschmolzen worden ist, durch eine Formungsvorrichtung geformt
wird, wie in Fig. 3 gezeigt.
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Die in Fig. 3 gezeigte Vakuumentgasungsvorrichtung 110 wird bei einem Verfahren
bzw. Prozess verwendet, bei dem geschmolzenes Glas G in einem Schmelzbehälter
120 vakuumentgast und kontinuierlich einem darauffolgenden Behandlungs- bzw.
Verarbeitungsbehälter zugeführt wird. In der Vakuumentgasungsvorrichtung sind
vorgesehen: ein Vakuumgehäuse 112, das evakuiert wird, um hierin drucklos bzw.
unter Unterdruck gesetzt zu werden, ein Vakuumentgasungskessel bzw. -behälter
114, der in dem Vakuumgehäuse 112 vorgesehen ist und zusammen mit dem
Vakuumgehäuse drucklos gemacht bzw. unter Unterdruck gesetzt wird, und ein sich
erhebendes bzw. aufsteigendes Rohr 116 und ein niedergehendes bzw.
absteigendes Rohr 118, welche mit den jeweiligen Enden des
Vakuumentgasungsbehälters in einer Abwärts- und vertikalen Richtung verbunden
sind. Das aufsteigende Rohr 116 weist ein unteres Ende auf, das in das
geschmolzene Glas G in einem Stromaufwärtsschacht 122 in Verbindung mit dem
darauffolgenden (nicht gezeigten) Behandlungsbehälter eingetaucht ist.
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Der Vakuumentgasungsbehälter 114 ist im wesentlichen horizontal in dem
Vakuumgehäuse 112 untergebracht, das durch eine (nicht gezeigte) Vakuumpumpe
evakuiert wird, um hierin drucklos bzw. unter Unterdruck gesetzt zu werden. Weil das
Innere des Vakuumentgasungsbehälters 114 bis zu einem Druck von 1/20-1/3
Atmosphären zusammen mit dem Inneren des Vakuumgehäuses 112 unter
Unterdruck gesetzt wird, wird das geschmolzene Glas G in dem
Stromaufwärtsschacht 112 vor dem Entgasen durch das aufsteigende Rohr 116
gesaugt bzw. angesaugt und aufwärts gezogen und in den
Vakuumentgasungsbehälter 114 eingeleitet bzw. eingebracht. Nachdem das
geschmolzene Glas in dem Vakuumentgasungsbehälter 114 vakuumentgast worden
ist, wird das geschmolzene Glas durch das niedergehende Rohr 118 nach unten
gezogen, um in den Stromabwärtsschacht 124 entnommen zu werden.
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Um das Innere des Vakuumgehäuses 112 durch eine Saugöffnung 112c mittels der
(nicht gezeigten) Vakuumpumpe oder dergleichen zu evakuieren, um das Innere des
Vakuumentgasungsbehälter 114 bis zu einem bestimmten Druck unter Unterdruck
zu setzen und um den unter Unterdruck gesetzten Zustand aufrechtzuerhalten, weist
der Vakuumentgasungsbehälter 114 einen oberen Bereich auf, der mit
Saugöffnungen 114a, 114b versehen ist, um zu dem Inneren des Vakuumgehäuses
112 offen zu sein.
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Um den Vakuumentgasungsbehälter 114, das aufsteigende Rohr 116 und das
niedergehende Rohr 118 in dem Vakuumgehäuse 112 herum ist
Wärmeisolationsmaterial 130, zum Beispiel feuerfeste Steine bzw. Ziegelsteine bzw.
Normalsteine, vorgesehen, um diese Elemente zum Zwecke einer Wärmeisolierung
zu bedecken.
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Weil die herkömmliche Vakuumentgasungsvorrichtung 110 in der Weise ausgebildet
ist, um das geschmolzene Glas G mit einer hohen Temperatur zu behandeln, zum
Beispiel einer Temperatur bei 1.200 bis 1.400ºC, sind Wege bzw. Bahnen für das
geschmolzene Glas in unmittelbarer Berührung mit dem geschmolzenen Glas G,
zum Beispiel der Vakuumentgasungsbehälter 114, das aufsteigende Rohr 116 und
das niedergehende Rohr 118 durch kreisförmige bzw. ringförmige Umhüllungen bzw.
Ummantelungen bzw. Verkleidungen gebildet, die aus Edelmetall, zum Beispiel
Platin und Platinlegierung, hergestellt sind, wie in der JP-A-2221129 gezeigt.
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Der Grund, warum die Wege bzw. Bahnen für das geschmolzene Glas, zum Beispiel
der Vakuumentgasungsbehälter 114, das aufsteigende Rohr 116 und das
niedergehende Rohr 118, aus Edelmetall, zum Beispiel Platin und Platinlegierung,
hergestellt sind, besteht darin, damit es keinen Einschluss von Verunreinigungen in
dem geschmolzenen Glas G gibt und eine bestimmte Festigkeit bei hohen
Temperaturen gewährleistet wird, weil es aufgrund der geringen Reaktionsfähigkeit
des Edelmetalls mit dem geschmolzenen Glas bei einer hohen Temperatur schwer
möglich ist, dass, wenn das Edelmetall das geschmolzene Glas G bei einer hohen
Temperatur berührt, das Edelmetall durch Reaktion mit dem geschmolzenen Glas G
eluiert.
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Wenn die Wege bzw. Bahnen für geschmolzenes Glas, zum Beispiel der
Vakuumentgasungsbehälter 114, das aufsteigende Rohr 116 und das
niedergehende Rohr 118, aus Edelmetall, zum Beispiel Platin und Platinlegierung
hergestellt sind, werden die folgenden Schwierigkeiten, insbesondere beim
Aufbauen bzw. Ausbilden der Vakuumentgasungsvorrichtung 110 mit einer großen
Größe bzw. Abmessung erzeugt.
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(1) Es ist erforderlich, dass die Temperatur des geschmolzenen Glases G an dem
Einlass der Vakuumentgasungsvorrichtung 110 nicht höher als 1.400ºC ist.
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Wenn die Temperatur höher als 1.400ºC ist, nimmt die Festigkeit des
Edelmetalls ab. Um die Temperatur auf eine Temperatur nicht höher als
1.400ºC einzustellen, kann die Temperatur in dem Schmelzbehälter 120 nicht
angehoben werden. Dies könnte zu einer unzureichenden Eluierung bzw.
Elution von Glasmaterial in dem Schmelzbehälter 120 führen.
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(2) Die Kosten nehmen erheblich zu.
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Um eine große Menge von geschmolzenem Glas zu behandeln, ist es erforderlich,
dass die Querschnittsfläche der Wege bzw. Bahnen groß ist. Dies erfordert, dass die
Wand der Wegs bzw. Bahnen dick ist, um die erforderliche Festigkeit für die Wege
bzw. Bahnen aufrechtzuerhalten, was die erforderliche Menge des teueren
Edelmetalls bemerkenswert erhöht und die Kosten in signifikanter Weise anhebt.
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Was in erster Linie eine Kostenreduzierung anbetrifft, so ist ein Vorschlag gemacht
worden, die Wege bzw. Bahnen für geschmolzenes Glas, zum Beispiel den
Vakuumentgasungsbehälter 114, das aufsteigende Rohr 116 und das
niedergehende Rohr 118 bei dem herkömmlichen Vakuumentgasungsbehälter 110,
der in Fig. 3 gezeigt ist, durch feuerfeste Steine bzw. Ziegelsteine bzw. Normalsteine
zu bilden, die billiger als Edelmetall, zum Beispiel Platin und Platinlegierung (z. B.
Platin-Rhodium-Legierung) sind, um die Vorrichtung in einer großen Größe bzw.
Abmessung auszubilden und den Entgasungsdurchsatz des geschmolzenen Glases
zu erhöhen.
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Es gibt jedoch Grenzen, bis zu denen feuerfeste Steine in einer großen Größe
gebildet bzw. geformt werden. Es ist absolut unmöglich, jeden bzw. jedes der
folgenden, nämlich Vakuumentgasungsbehälter 114, aufsteigendes Rohr 116 und
niedergehendes Rohr 118, aus einem einzelnen feuerfesten Stein aufzubauen bzw.
auszubilden. Um den Vakuumentgasungsbehälter 114, das aufsteigende Rohr 116
und das niedergehende Rohr 118 des Vakuumentgasungsbehälters 110 durch
feuerfeste Steine zu bilden, sind viele feuerfeste Steine erforderlich, die zu
kombinieren sind. Dies bedeutet, dass Verbindungen in unvermeidbarer Weise
zwischen den feuerfesten Steinen in den Wegen bzw. Bahnen in unmittelbarer
Berührung mit dem geschmolzenen Glas gebildet werden.
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Selbst wenn, um das Vorsehen von Spalten an den Verbindungen der feuerfesten
Steine zu beseitigen, der Vakuumentgasungsbehälter, das aufsteigende Rohr und
das niedergehende Rohr unter Verwendung von Dichtungsmaterial usw. sorgfältig
zusammengefügt werden, erzeugt die Wärmeausdehnung der feuerfesten Steine
leicht Spalten an den Verbindungen der feuerfesten Steine, weil das aufsteigende
Rohr, der Vakuumentgasungsbehälter und das niedergehende Rohr der
Vakuumentgasungsvorrichtung erwärmt bzw. erhitzt werden, bis die Temperatur der
inneren Wandflächen dieser Elemente 1.200ºC bis 1.400ºC erreicht. Es gibt eine
Möglichkeit, dass das geschmolzene Glas durch die Spalte ausfließt bzw. ausläuft,
um die Dauer bzw. Lebensdauer der Wege bzw. Bahnen zu verkürzen, und dass die
Berührung des ausgelaufenen, geschmolzenen Glases mit dem
Wärmeisolationsmaterial um die Wege bzw. Bahnen herum Komponenten des
Wärmeisolationsmaterials eluiert, um das geschmolzene Glas in den Wegen bzw.
Bahnen zu kontaminieren, was die Qualität der Glasprodukte verschlechtert.
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Die EP-A-0908417 offenbart eine Vakuumentgasungsvorrichtung für geschmolzenes
Glas, welche ein Vakuumgehäuse, einen Vakuumentgasungsbehälter, ein
aufsteigendes Rohr und ein niedergehendes Rohr aufweist. Die Vorrichtung weist
ferner eine Dämpfungs- bzw. Puffervorrichtung auf, welche zum Ausdehnen und
Zusammenziehen in Abhängigkeit von der Wärmeausdehnung und Schrumpfung der
Steine des aufsteigenden Rohrs und/oder des niedergehenden Rohres in der
vertikalen Richtung befähigt ist.
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Die EP-A-0759524 offenbart eine Backup- bzw. Sicherheits- bzw. Stützstruktur für
ein Rohr zum Zuführen einer geschmolzenen Substanz hoher Temperatur, wobei
diese Struktur Wärmeausdehnungsmengen bzw. -größen eines aufsteigenden
Rohres und eines niedergehenden Rohres in der Längsrichtung absorbiert bzw.
aufnimmt.
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Die JP-A-09059029 offenbart eine Vorrichtung zum Tragen bzw. Abstützen von
wärmeisolierendem Material durch Absorbieren bzw. Aufnehmen der
Wärmeausdehnung der Leitung, d. h. eines aufsteigenden Rohres und eines
niedergehenden Rohres in der Längsrichtung.
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Die JP-A-03033020 offenbart eine Entschäumungs- bzw. Antischaumvorrichtung mit
reduziertem Druck, in welcher Spalten zwischen den unteren Teilen der Steigleitung
bzw. -rohres und der Fall- bzw. Rücklaufleitung bzw. -rohres und den unteren
Enden von Gehäusen, welche das Steigrohr und das Rücklaufrohr abdecken, mittels
eines biegsamen Dichtungselements verschlossen werden, wenn das Steigrohr und
das Rücklaufrohr in dem Dauer- bzw. Beharrungszustand thermisch ausgedehnt
werden.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vakuumentgasungsvorrichtung zu schaffen,
die in wirksamer Weise Wärmeausdehnungen und Zusammenziehungen während
ihres Betriebs behandeln kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vakuumentgasungsvorrichtung mit den in Anspruch 1
offenbarten Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den
abhängigen Unteransprüchen definiert.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist eine groß bemessene und praktische
bzw. praktikable Vakuumentgasungsvorrichtung vorgesehen, die dazu befähigt ist,
Wärmeausdehnung eines Weges bzw. einer Bahn und resultierende thermische
Verformung des Weges bzw. der Bahn beim Erhöhen der Temperatur der
Vakuumentgasungsvorrichtung zu absorbieren bzw. aufzunehmen, um zu
verhindern, dass der Weg bzw. die Bahn zu Bruch geht und dass Glasprodukte
verschlechterte Qualität aufweisen, und die dazu befähigt ist, eine große Menge von
geschmolzenem Glas zu behandeln.
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Um diese Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung eine
Vakuumentgasungsvorrichtung für geschmolzenes Glas vor, aufweisend: ein
Vakuumgehäuse, das bei Anwendung evakuiert wird, um hierin drucklos bzw. unter
Unterdruck gesetzt zu werden; einen Vakuumentgasungskessel bzw. -behälter, der
durch Kombinieren einer Mehrzahl von feuerfesten Steinen bzw. Normalsteinen in
dem Vakuumgehäuse zusammengefügt ist; ein sich erhebendes bzw. aufsteigendes
Rohr, das durch Kombinieren einer Mehrzahl von feuerfesten Steinen
zusammengefügt ist, wobei das aufsteigende Rohr mit dem
Vakuumentgasungsbehälter in dem Vakuumgehäuse zum Saugen und
Aufwärtsziehen von unentgastem, geschmolzenem Glas und zum Einführen bzw.
Einleiten des geschmolzenen Glases in den Vakuumentgasungsbehälter in
Verbindung steht; ein niedergehendes bzw. absteigendes Rohr, das durch
Kombinieren einer Mehrzahl von feuerfesten Steinen zusammengefügt ist, wobei das
niedergehende Rohr mit dem Vakuumentgasungsbehälter in dem Vakuumgehäuse
zum Nachuntenziehen und Herausnehmen bzw. Entnehmen des entgasten,
geschmolzenen Glases in Verbindung steht; und einen
Wärmeausdehnungsabsorber, um Wärmeausdehnung zumindest in einem der
folgenden, nämlich dem aufsteigenden Rohr, dem niedergehenden Rohr und dem
Vakuumentgasungsbehälter, zu absorbieren. Der Ausdruck "um Wärmeausdehnung
zu absorbieren" deckt die Bedeutung "um Wärmeausdehnung freizugeben" ebenfalls
ab.
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Weiterhin weist der Wärmeausdehnungsabsorber einen Weg- bzw. Bahn-
Gleitschieber bzw. -Gleitstück bzw. -Schieber zum freien Gleiten bzw. Verschieben
wenigstens eines Bereiches des Vakuumentgasungsbehälters in einer Längsrichtung
des Vakuumentgasungsbehälters auf, um bei Anwendung die Wärmeausdehnung
des Vakuumentgasungsbehälters in der Längsrichtung des
Vakuumentgasungsbehälters zu absorbieren.
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Es ist vorzuziehen, dass der Wärmeausdehnungsabsorber ein Heber ist, um
wenigstens einen Bereich des Vakuumentgasungsbehälters in Übereinstimmung mit
einer Größe bzw. Menge der Wärmeausdehnung zu heben bzw. anzuheben, um
Wärmeausdehnung innerhalb des Entgasungsbehälters in der vertikalen Richtung zu
absorbieren, wobei der Vakuumentgasungsbehälter in einer horizontalen Richtung
vorgesehen ist.
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Es ist vorzuziehen, dass der Wärmeausdehnungsabsorber eine
Wärmeausdehnungsabsorbierungsschicht ist, welche um das aufsteigende Rohr
und/oder um das niedergehende Rohr herum vorgesehen ist, wobei die
Wärmeausdehnungsabsorbierungsschicht aus gefüllten Keramikfasern hergestellt
ist.
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Es ist vorzuziehen, dass der Wärmeausdehnungsabsorber eine
Wärmeausdehnungsabsorbierungsschicht ist, die entlang eines Bereichs einer
Außenseite bzw. -fläche des Vakuumentgasungsbehälters in einer Höhenrichtung
vorgesehen ist, um die Wärmeausdehnung des Vakuumentgasungsbehälters an
jenem Bereich zu absorbieren, wobei die Wärmeausdehnungsabsorbierungsschicht
aus gefüllten keramischen Fasern hergestellt ist.
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In den Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1(a) eine schematische Schnittansicht der Vakuumentgasungsvorrichtung
für geschmolzenes Glas entsprechend einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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Fig. 1(b) eine schematische Schnittansicht eines wesentlichen Bereichs eines
Vakuumentgasungsbehälters, der einen Teil der
Vakuumentgasungsvorrichtung bildet;
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Fig. 2 eine entlang der Linie X-X nach Fig. 1 genommene Schnittansicht;
und
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Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer herkömmlichen
Vakuumentgasungsvorrichtung für geschmolzenes Glas:
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Es wird nunmehr die Vakuumentgasungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden
Erfindung in Einzelheiten beschrieben, wobei auf eine geeignete Ausführungsform
Bezug genommen wird, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist.
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In Fig. 1(a) ist eine schematische Schnittansicht der Vakuumentgasungsvorrichtung
entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die
Vakuumentgasungsvorrichtung 10 weist ein rechteckförmig gebogenes
Vakuumgehäuse 12, einen in dem Vakuumgehäuse 12 horizontal vorgesehenen
Vakuumentgasungsbehälter 14 und ein sich erhebendes bzw. aufsteigendes Rohr
16 und ein niedergehendes bzw. absteigendes Rohr 18 auf, welche in dem
Vakuumgehäuse vertikal vorgesehen sind, wobei das aufsteigende Rohr und das
niedergehende Rohr jeweils obere Bereiche aufweisen, die mit dem jeweiligen
rechten und linken Bereich des Vakuumentgasungsbehälters 14 verbunden sind.
Die Vakuumentgasungsvorrichtung 10 wird bei einem Verfahren verwendet, bei dem
geschmolzenes Glas G in einem Schmelzbehälter 20 vakuumentgast und
kontinuierlich einem darauffolgenden, nicht gezeigten Behandlungsbehälter
zugeführt wird, beispielsweise einem Formungsbehandlungsbehälter für Plattenglas,
zum Beispiel ein schwimmendes Bad, und einem Formungsbehandlungsbehälter für
Flaschen.
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Das Vakuumgehäuse 12 arbeitet als ein Druckkessel bzw. -behälter, um
Luftdichtigkeit zu gewährleisten, wenn der Vakuumentgasungsbehälter 14 drucklos
gemacht bzw. unter Unterdruck gesetzt wird. In dem veranschaulichten Beispiel ist
das Vakuumgehäuse in einer im wesentlichen rechteckförmig gebogenen Gestalt
bzw. Form gebildet, um den Vakuumentgasungsbehälter 14, das aufsteigende Rohr
16 und das niedergehende Rohr 18 zu umgeben. Das Vakuumgehäuse 12 weist
Wärmeisolationsmaterial 30 an Regionen um die äußeren Flächen des
Vakuumentgasungsbehälters 14, des aufsteigenden Rohres 16 und des
niedergehenden Rohres 18 auf. Das Wärmeisolationsmaterial ist aus
luftdurchlässigen, feuerfesten Steinen bzw. Ziegelsteinen bzw. Normalsteinen
gebildet, welche nicht nur eine hohe Temperatur des geschmolzenen Glases
isolieren, sondern ebenfalls kein Hindernis zum Evakuieren des
Vakuumentgasungsbehälters 14 ergeben. Obwohl es keine Beschränkungen
bezüglich des Materials und der Ausbildung bzw. Struktur des Vakuumgehäuses 12
gibt, solange als das Vakuumgehäuse eine erforderliche Festigkeit aufweist und
Luftdichtigkeit ergibt, die für den Vakuumentgasungsbehälter 14 erforderlich ist, so
ist es vorzuziehen, dass das Vakuumgehäuse aus unlegiertem Stahl, insbesondere
rostfreiem Stahl oder wärmebeständigem Stahl hergestellt ist.
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Das Vakuumgehäuse 12 weist einen oberen Bereich auf, der mit einer Saugöffnung
12c versehen ist, um das Innere des Vakuumgehäuses durch Evakuieren drucklos
zu machen bzw. unter Unterdruck zu setzen. Das Innere des Vakuumgehäuses 12
wird mittels einer nicht gezeigten Vakuumpumpe evakuiert und drucklos gemacht
bzw. unter Unterdruck gesetzt und das Innere des Vakuumentgasungsbehälters 14,
der an einem im wesentlichen mittleren Bereich des Vakuumgehäuses vorgesehen
ist, kann bei einem bestimmten Druck gehalten werden, indem es beispielsweise bis
zu einem Druck von 1/20 bis 1/3 Atmosphären unter Unterdruck gesetzt wird.
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Der Vakuumentgasungsbehälter 14 ist in dem im wesentlichen mittleren Bereich des
Vakuumgehäuses 12 horizontal vorgesehen. Die Querschnittsform des Weges bzw.
der Bahn für geschmolzenes Glas in dem Vakuumentgasungsbehälter 14 ist
rechteckförmig. Obwohl die Querschnittsform des Vakuumentgasungsbehälters
kreisförmig, wie bei der herkömmlichen Vakuumentgasungsvorrichtung, sein kann,
ist die Querschnittsform vorzugsweise in Hinsicht auf eine
Vakuumentgasungsbehandlung des geschmolzenen Glases G in einer großen
Menge und in Hinsicht auf die Herstellung von schmelzgeformten Steinen oder
dichtgebrannten, feuerfesten Steinen, welche den Vakuumentgasungsbehälter 14
bilden, rechteckförmig. Wenn die innere Weite bzw. Breite des Weges bzw. der
Bahn zu groß ist, um feuerfeste Steine mit einer Größe nicht weniger als die innere
Weite bzw. Breite herzustellen, ist es vorzuziehen, dass die Decke des Weges bzw.
der Bahn in einer gebogenen Form geformt ist.
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Der Vakuumentgasungsbehälter 14 weist einen oberen Bereich auf, der mit
Saugöffnungen 14a, 14b versehen ist, die zu dem inneren des Vakuumgehäuses 12
offen sind, um das Innere des Vakuumentgasungsbehälters 14 bis auf einen
bestimmten Druck (1/20 bis 1/30 Atmosphäre) unter Unterdruck zu setzen und um
das Innere bei jenem Druck durch Evakuieren des Vakuumgehäuses 12 durch die
Saugöffnung 12c durch die Verwendung der (nicht gezeigten) Vakuumpumpe usw.
zu halten. Der Vakuumentgasungsbehälter 14 weist eine Schranke bzw. Barriere 26a
und eine Barriere bzw. Schranke 26b auf, die hierin vorgesehen sind, um
aufsteigende Blasen bzw. Gasblasen in dem geschmolzenen Glas zu blockieren und
die Blasen aufzubrechen.
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Der obere Bereich des aufsteigenden Rohres 16 bzw. der obere Bereich des
niedergehenden Rohres 18 ist mit dem linken Endbereich bzw. dem rechten
Endbereich des Vakuumentgasungsbehälters 14 in einer Abwärts- und vertikalen
Richtung verbunden. Das aufsteigende Rohr 16 und das niedergehende Rohr 18
weisen untere Enden auf, die mit unteren Enden von Schenkeln des
Vakuumgehäuses 12 in der rechteckförmig gebogenen Form bündig bzw. auf
gleicher Höhe vorgesehen sind. Die unteren Enden des aufsteigenden Rohres und
des niedergehenden Rohres sind an oberen Bereichen eines
Stromaufwärtsschachtes 22 mit dem hierin gefüllten, geschmolzenen Glas G und
eines Stromabwärtsschachtes 24 mit dem hierin gefüllten, geschmolzenen Glas G
getragen, wobei untere aufnehmende Steine 32 zwischen den unteren Enden des
aufsteigenden Rohres und des niedergehenden Rohres und den oberen Bereichen
des Stromaufwärtsschachtes und des Stromabwärtsschachtes dazwischengesetzt
sind.
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Diese Anordnung beseitigt die Notwendigkeit für ein Aufhängen zum Tragen bzw.
zum Abstützen des Vakuumentgasungsbehälters 14, des aufsteigenden Rohres 16
und des niedergehenden Rohres 18 durch das Vakuumgehäuse 12 zu allen Zeiten.
Diese Anordnung beseitigt ebenfalls eine äußerst schwierige Operation, um die
gesamte Vorrichtung selbst um 1 m anzuheben, was für Wartung, Reparatur oder
Austausch der herkömmlichen Vakuumentgasungsvorrichtung 110 mit
Edelmetalllegierung, zum Beispiel Platinlegierung, erforderlich ist, die hierin
verwendet wird.
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Das Vakuumgehäuse 12 ist in ein oberes Vakuumgehäuse 12a und ein unteres
Vakuumgehäuse 12b an einer horizontalen Ebene unterteilt, die durch die Linie A-A'
in Fig. 1(a) angegeben ist (im nachfolgenden als die Schnittebene A-A' bezeichnet).
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Die Weg- bzw. Bahnwände des aufsteigenden Rohres 16, des
Vakuumentgasungsbehälters 14 und des niedergehenden Rohres 18 weisen eine
mehrschichtige Querschnittsstruktur auf, wie in Fig. 1(b) gezeigt. Die mehrschichtige
Querschnittsstruktur weist eine Innenflächen-Steinschicht 50a, eine erste
Stützsteinschicht 50c, eine Stampfmaterialschicht 50b, eine zweite Stützsteinschicht
50f und eine Stampfmaterialschicht 50d auf. Die Innenflächen-Steinschicht 50a,
welche die innere Wandfläche der Wege bzw. Bahnen in unmittelbarer Berührung
mit dem geschmolzenen Glas G bildet, ist durch Zusammenfügen von feuerfesten
Steinen gebildet. Die erste Stützsteinschicht 50c, welche als eine Stütze für die
Innenflächen-Steinschicht 50a dient, ist hinter der Innenflächen-Steinschicht 50a so
vorgesehen, um von der Innenflächen-Steinschicht um einen bestimmten Abstand
beabstandet zu sein, und ist durch Zusammenfügen feuerfester Steine gebildet. Die
Stampfmaterialschicht 50b weist Stampfmaterial auf, das zwischen der
Innenflächen-Steinschicht und der ersten Stützsteinschicht eingefüllt ist. Die zweite
Stützsteinschicht 50f, die als eine Stütze für die erste Stützsteinschicht 50c dient, ist
hinter der ersten Stützsteinschicht 50c so vorgesehen, um von der ersten
Stützsteinschicht um einen bestimmten Abstand beabstandet zu sein, und ist durch
Zusammenfügen von feuerfesten Steinen gebildet. Die Stampfmaterialschicht 50d
weist Stampfmaterial auf, das zwischen der ersten Stützsteinschicht und der zweiten
Stützsteinschicht eingefüllt ist.
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Obwohl die mehrschichtige Querschnittsstruktur bei dieser Ausführungsform eine
fünfschichtige Struktur ist, kann eine andere mehrschichtige Struktur, zum Beispiel
eine dreischichtige Struktur und eine siebenschichtige Struktur angewendet werden.
Obwohl es keine Begrenzungen hinsichtlich der geschichteten Querschnittsstruktur
gibt, ist es erforderlich, dass zumindest der Boden des Vakuumentgasungsbehälters
14 eine Struktur aufweist, die im Schnitt durch wenigstens die Innenflächen-
Steinschicht 50a, die Stampfmaterialschicht 50b und die erste Stützsteinschicht 50c
in Verbindung mit einem Gleitschieber bzw. Gleitstück bzw. Schieber für den
Vakuumentgasungsbehälter 14 erklärte Schicht, wie in Fig. 1(b) gezeigt.
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Es ist vorzuziehen, dass die feuerfesten Steine, die dazu verwendet werden, um
zumindest Wege bzw. Bahnen in unmittelbarer Berührung mit dem geschmolzenen
Glas G unter den aufeinanderfolgenden Wegen bzw. Bahnen in dem
Vakuumentgasungsbehälter 14, dem aufsteigenden Rohr 16 und dem
niedergehenden Rohr 18 dichte, feuerfeste Steine bei der vorliegenden Erfindung
sind. Irgendwelche dichten, feuerfesten Steine können auf die Innenflächen-
Steinschicht 50a für die Wege bzw. Bahnen in unmittelbarer Berührung mit dem
geschmolzenen Glas G aufgebracht werden, solange als die Steine so geformt
werden können, um an die Form der Wege bzw. Bahnen angepasst zu sein, die
Steine eine hohe Dichte aufweisen, die Eluierung der Steine in das geschmolzene
Glas G die Qualität der Glasprodukte nicht verschlechtert, vorzugsweise die
Reaktion der Steine mit dem geschmolzenen Glas G gering ist und die Steine an
sich durch das geschmolzene Glas G schwer zu erodieren sind. Beispiele solcher
dichten, feuerfesten Steine sind schmelzgeformte Steine und dichtgebrannte Steine.
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Beispiele des schmelzgeformten, feuerfesten Materials sind schmelzgeformte Steine
auf Basis Zirkondioxid, schmelzgeformte Steine auf Basis Aluminiumoxid und
schmelzgeformte Steine auf Basis AZS (Al&sub2;O&sub3;-ZrO&sub2;-SiO&sub2;).
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Auf der anderen Seite können als die dichtgebrannten Steine irgendwelche
hochkorrosionsfeste bzw. -beständige, gebrannte Steine verwendet werden.
Beispielsweise können dichtgebrannte Steine auf Zirkoniumbasis, zum Beispiel
dichtes Zirkonium mit einer dichten Struktur, dichtgebrannte Steine auf Basis
Aluminiumoxid, zum Beispiel dichtes Aluminiumoxid, und dichtgebrannte Steine auf
Basis Zirkoniumdioxid-Mullit erwähnt werden.
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Durch Vorsehen von Weg- bzw. Bahnflächen mit derartigen dichten, feuerfesten
Steinen, die in Schichten zusammengefügt sind, kann die Erosion der Weg- bzw.
Bahnflächen durch das geschmolzene Glas G verzögert werden.
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Weiterhin ist das Stampfmaterial, das in die Stampfmaterialschicht 50d zu füllen ist,
eine Art von schmelz- bzw. gießbaren, feuerfesten Materialien, die durch Hinzufügen
einer geringen Menge von Wasser zu einem pulverförmigen, feuerfesten Material mit
hinzugemischten feuerfesten Aggregaten, einem Härtungsmittel oder dergleichen
anwendbar sind, gefolgt durch Schmelzen des pulverförmigen, feuerfesten Materials
oder dergleichen. Die notwendige Festigkeit des Stampfmaterials wird durch
keramische Bindung erhalten, das durch Erhitzen erzeugt wird. Als das
Stampfmaterial können beispielsweise Stampfmaterial auf Basis Aluminiumoxid
(Al&sub2;O&sub3;), Stampfmaterial auf Basis Zirkonium (ZrO&sub2;-SiO&sub2;) und Stampfmaterial auf
Basis Zirkoniumdioxid-Mullit (AZS; Al&sub2;O&sub3;-ZrO&sub2;-SiO&sub2;) erwähnt werden. Als die
bevorzugten, spezifischen Beispiele können CMP-AH als das Material auf Basis
Aluminiumoxid, ZR-2000 als das Material auf Basis Zirkonium und ZM-2500 als das
Material auf Basis Zirkoniumdioxid-Mullit (hergestellt von Asahi Glass Company Ltd.)
erwähnt werden. Zusätzlich zu dem obigen kann das Stampfmaterial den Zement
enthalten, der in JP-B-57-2666 offenbart ist, welcher aufweist: eine Aluminiumoxid-
Schlacke von Eisenherstellung, enthaltend Calcium-Monoaluminat, Calcium-
Dialuminat oder Calcium-Silicoaluminat als eine Hauptkomponente, ein
anorganisches Erdalkali-Material, zum Beispiel Aluminiumoxid-Zement vom Calcium-
Monoaluminat-Typ, Aluminiumoxid-Zement vom Calcium-Dialuminat-Typ oder
Silicoaluminiumoxid-Zement oder eine bei hohen Temperaturen gebrannte
Magnesia, ultrafeines Pulver, so zum Beispiel Silica, Chromoxid oder Aluminiumoxid,
und inaktive Füller, und sie sind im Calciumgehalt und dem Gehalt an hinzugefügtem
Wasser gering, wenn verglichen mit den herkömmlichen, und hinsichtlich der
Wärmebeständigkeit und der Erosionsfestigkeit hervorragend und weisen eine hohe
Festigkeit auf. Unter derartigen Stampfmaterialien wird es bevorzugt, ein schmelz-
bzw. gießbares, feuerfestes Material zu verwenden, das als ein "ramcrete"
bezeichnet wird, für welches eine geringe Menge an Bindungsmaterial, das ein
aktives ultrafeines Pulver aufweist, verwendet wird. Ein Beispiel des wirksamen
Stampfmaterials ist eines, das als Niedrigzement-Stampfmaterial bezeichnet wird.
Das Niedrigzement-Stampfmaterial weist eine Basis aus ultrafeinem Pulver auf, es
kann durch Hinzufügen von Wasser in geringer Menge bis zu 3 bis 6
Gewichtsprozent und durch Vibratoranwendung extrem dicht gefüllt werden und es
weist hervorragende physikalische Eigenschaften hinsichtlich
Korrosionsbeständigkeit und Wärmebeständigkeit auf. Ein geeignetes, spezifisches
Beispiel ist WHITE RAM (hergestellt von Asahi Glass Company Ltd.).
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Wie erläutert, weisen die Wege bzw. Bahnen die Innenflächen-Steinschicht 50a, die
Stampfmaterialschicht 50b mit dem hierin eingefüllten Stampfmaterial und die erste
Stützsteinschicht 50c auf. Selbst wenn das geschmolzene Glas G die Innenflächen-
Steinschicht 50a der Wege bzw. Bahnen vollständig erodiert hat, kann die Menge
des Stampfmaterials, welches als Verunreinigungen in dem geschmolzenen Glas G
eluiert, minimiert werden, um zu verhindern, dass die Qualität der Glasprodukte
verschlechtert wird, weil das in die Stampfmaterialschicht 50b eingefüllte
Stampfmaterial hochkorrosionsfest ist.
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In dem Vakuumgehäuse 12 ist das Wärmeisolationsmaterial 30 außerhalb der
aufeinanderfolgenden Wege bzw. Bahnen des Vakuumentgasungsbehälters 14, des
aufsteigenden Rohres 16 und des niedergehenden Rohres 18 vorgesehen, um die
Wege bzw. Bahnen bei einer hohen Temperatur thermisch zu isolieren, wobei hierin
das geschmolzene Glas G fließt. Das Wärmeisolationsmaterial 30 ist aus einem
luftdichten Wärmeisolationsmaterial hergestellt, um kein Hindernis für die
Evakuierung des Vakuumentgasungsbehälters 14 zu ergeben.
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Die unteren, aufnehmenden Steine 32 sind feuerfeste Steine, welche nicht nur dazu
verwendet werden, um das aufsteigende Rohr 16 bzw. das niedergehende Rohr 18
mit dem Stromaufwärtsschacht 22 bzw. dem Stromabwärtsschacht 24 zu verbinden,
sondern ebenfalls an dem Stromaufwärtsschacht 22 und dem Stromabwärtsschacht
24 vorgesehen sind, um das aufsteigende Rohr 16, das niedergehende Rohr 18 und
das untere Vakuumgehäuse 12b zu tragen bzw. abzustützen und deren Lasten
standzuhalten. Die unteren, aufnehmenden Steine sind vorzugsweise aus dichten,
feuerfesten Steinen hergestellt, welche ähnlich zu denen sind, die bei dem
aufsteigenden Rohr 16, dem Vakuumentgasungsbehälter 14 und dem
niedergehenden Rohr 18 verwendet werden.
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Dichtungsmaterial 38 wird an den berührenden Bereichen eines unteren Endes des
unteren Vakuumgehäuses 12b und den unteren, aufnehmenden Steinen 32
eingefüllt, um eine Luftdichtung zu ergeben. Weil geringe Spalte bei den sich
berührenden Bereichen erzeugt werden, wenn das untere Vakuumgehäuse 12b an
die unteren, aufnehmenden Steine 32 gebracht wird, ist das Dichtungsmaterial 38
vorgesehen, um nicht nur das geschmolzene Glas G daran zu hindern, durch die
Spalte zu entweichen, sondern um ebenfalls Luft am Eindringen in das untere
Vakuumgehäuse 12b durch die Spalte zu hindern, um hierdurch einen Fall zu
vermeiden, in dem der drucklos gemachte bzw. unter Unterdruck gesetzte Zustand in
dem Vakuumgehäuse 12 nicht aufrechterhalten werden kann. Es gibt keine
Beschränkungen hinsichtlich des Materials für das Dichtungsmaterial 38. Unter dem
gieß- bzw. schmelzbaren Material oder Mörtel können solche mit der Eigenschaft
einer Wärmebeständigkeit und der Eigenschaft einer Luftdichtigkeit verwendet
werden. Beispiele solcher sind AIRSET MORTAR, TIGHTSEAL und ASAHI HIBOND
(alle hergestellt von Asahi Glass Company Ltd.).
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Um die unteren Endbereiche des unteren Vakuumgehäuses 12 sind
Wasserleitungen bzw. -rohre 34 vorgesehen, um die unteren Endbereiche zu
kühlen. Das Vorsehen der Wasserrohre verhindert, dass die Temperatur der unteren
Endbereiche des unteren Vakuumgehäuses 12 während des Betriebs der
Vakuumentgasungsvorrichtung 10 übermäßig erhöht wird, um hierdurch einen Fall
zu vermeiden, in dem sich die Festigkeit des metallischen Materials des unteren
Vakuumgehäuses 12b verschlechtert.
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Wenn die Vakuumentgasungsvorrichtung 10 erwärmt bzw. erhitzt wird, bevor das
geschmolzene Glas G von dem Stromaufwärtsschacht 22 zu dem
Stromabwärtsschacht 24 durch das aufsteigende Rohr 16, dem
Vakuumentgasungsbehälter 14 und das niedergehende Rohr 18 in die
Vakuumentgasungsvorrichtung 10 sukzessive bzw. aufeinanderfolgend verläuft,
werden die die Wege bzw. Bahnen bildenden, feuerfesten Steine auf etwa 1.200ºC
bis etwa 1.400ºC erhitzt. Ein Erhitzen der Steine erzeugt eine nicht zu ignorierende
Wärmeausdehnung, welche thermische Verformung in den Wegen bzw. Bahnen an
sich erzeugt. Weil Spalten zwischen aneinander angrenzenden, feuerfesten Steinen,
welche die Wege bzw. Bahnen bilden, durch die thermische Verformung ausgedehnt
werden, gibt es eine Möglichkeit, dass das geschmolzene Glas G durch die
ausgedehnten Spalten entweicht, wenn das geschmolzene Glas G durch die Wege
bzw. Bahnen strömt. Es gibt ebenfalls eine Möglichkeit, dass die thermische
Verformung einen Unterschied zwischen den Flächen der aneinander
angrenzenden, feuerfesten Steine als die inneren Flächen der Wege bzw. Bahnen
erzeugt, um die Unebenheit an den inneren Flächen der Wege bzw. Bahnen zu
verschlimmern, wodurch sich Beschädigung an den Wegen bzw. Bahnen entwickelt.
Es gibt ebenfalls eine Möglichkeit, dass das geschmolzene Glas G durch eine Fuge
an einem Bereich mit der verschlimmerten Unebenheit entweicht. Um zu verhindern,
dass die Wege bzw. Bahnen beschädigt werden, und um die Lebensdauer der
Vakuumentgasungsvorrichtung 10 zu verlängern, ist die
Vakuumentgasungsvorrichtung 10 mit Wärmeausdehnungsabsorbern versehen.
Nunmehr wird die Struktur bzw. Ausbildung der Wärmeausdehnungsabsorber
beschrieben.
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Ein erster Wärmeausdehnungsabsorber ist einer, bei dem eine Stahlplatte 40 an
einem unteren Bereich des horizontal angeordneten Vakuumentgasungsbehälters 14
oder zwischen dem Wärmeisolationsmaterial 30 und dem unteren Vakuumgehäuse
12b vorgesehen ist, eine Mehrzahl von Hebevorrichtungen 42 als ein Heber
zwischen der Stahlplatte 40 und dem unteren Vakuumgehäuse 12b vorgesehen ist
und die Stahlplatte 40 durch die Hebevorrichtungen 42 gleichmäßig angehoben wird,
um den unteren Bereich des Vakuumentgasungsbehälters 14 anzuheben. Weil die
Hebevorrichtungen 42 außerhalb des unteren Vakuumgehäuses 12b angeordnet
sind, sind die Bereiche des unteren Vakuumgehäuses 12b mit den durch diese
hindurchgehenden Stangen der Hebevorrichtungen 42 mit einer Luftdichtung durch
ein bestimmtes Verfahren versehen.
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Der Grund, warum der untere Bereich des Vakuumentgasungsbehälters 14
angehoben wird, ist folgender.
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Wenn die Vakuumentgasungsvorrichtung 10 auf 1.200ºC bis 1.400ºC erwärmt bzw.
erhitzt wird, werden die feuerfesten Steine, die in einer vertikalen Richtung
aufgestapelt worden sind, um das aufsteigende Rohr 16 und das niedergehende
Rohr 18 unter den Wegen bzw. Bahnen in einer rechteckförmig gebogenen Form zu
bilden, thermisch expandiert bzw. ausgedehnt, wobei die unteren, aufnehmenden
Steine 32 zum Tragen bzw. Abstützen des aufsteigenden Rohres 16 und des
niedergehenden Rohres 18 als feste bzw. feststehende Enden dienen. Durch die
thermische Ausdehnung wird der Bereich des Vakuumentgasungsbehälters 14, der
höher ist als das aufsteigende Rohr 16 und das niedergehende Rohr 18, die durch
die von den unteren, aufnehmenden Steinen 32 in der vertikalen Richtung
aufgestapelten, feuerfesten Steine gebildet sind, ebenfalls aufwärts bewegt, um eine
Differenz zwischen jenem Bereich und einem anderen Bereich des
Vakuumentgasungsbehälters 14 zu erzeugen oder um den
Vakuumentgasungsbehälter 14 zu verformen.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 1(a) erfolgt eine spezifische Erläuterung. Die Schnitte
der mittleren Achsen des aufsteigenden Rohres 16 und des niedergehenden Rohres
18 und einer äußeren Fläche des den Vakuumentgasungsbehälter 14 bedeckenden
Wärmeisolationsmaterials sind jeweils mit B und B' bezeichnet. Die Position an der
äußeren Fläche des Wärmeisolationsmaterials 30, das oberhalb der Mitte des
Vakuumentgasungsbehälters 14 in einer Längsrichtung von diesem angeordnet ist,
ist mit C bezeichnet. Die Wärmeausdehnung an den Positionen B und B' in der
vertikalen Richtung ist durch die Wärmeausdehnung des Stromaufwärtsrohres 16
und des Stromabwärtsrohres 18 verursacht, die durch die feuerfesten Steine gebildet
sind, und die Wärmeausdehnung an den Positionen B und B' ist größer als die
Wärmeausdehnung in der vertikalen Richtung an der Position C, unter welcher keine
feuerfesten Steine vorgesehen sind, die in der vertikalen Richtung aufgestapelt sind
(die Wärmeausdehnung, die durch die Wand des Vakuumentgasungsbehälters 14
verursacht ist, ist zwischen den Positionen B und B' und der Position C nicht
unterschiedlich und trägt nicht zu der Differenzierung der thermischen Ausdehnung
zwischen den Positionen B und B' und der Position C bei). Der Unterschied in der
Wärmeausdehnung erzeugt einen Unterschied zwischen einem Bereich der
Innenflächen-Steinschicht 50a oberhalb des aufsteigenden Rohres 16 und des
niedergehenden Rohres 18 und anderen Bereichen, zum Beispiel einem Bereich der
Innenflächen-Steinschicht 50a entsprechend der Position C. Die thermische
Verformung (Scher- bzw. Schubverformung), die durch den Unterschied in der
Wärmeausdehnung verursacht ist, erzeugt einen Spalt an einer Verbindung bzw.
Fuge der Innenflächen-Steinschicht 50a des Vakuumentgasungsbehälters 14. Um
den Unterschied oder die Scherverformung an der Innenflächen-Steinschicht zu
beseitigen, ordnet der Heber, welcher die Hebevorrichtungen 42 verwenden kann,
um die Stahlplatte 40 in Reaktion auf eine Größe bzw. Menge der
Wärmeausdehnung anzuheben, die Positionen B und B' und die Position C auf dem
gleichen Niveau in der vertikalen Richtung an. Als die Hebevorrichtungen 42 können
irgendwelche Hebevorrichtungen, zum Beispiel Schrauben-Hebevorrichtungen und
zahnstangengetriebene Hebevorrichtungen verwendet werden.
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Ein zweiter Wärmeausdehnungsabsorber ist eine Vorrichtung, welche einen
Gleitschieber bzw. Gleitstück bzw. Schieber aufweist, um einen oberen
Vakuumentgasungsbehälter 14d als einen Teil des Vakuumentgasungsbehälters 14
in der horizontalen Richtung entlang der Schnittebene A-A' nach Fig. 1(a) zu
verschieben.
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Weil der Vakuumentgasungsbehälter 14 lang ist, ist es unmöglich, die
Wärmeausdehnung des Vakuumentgasungsbehälters 14 in der Längsrichtung zu
ignorieren, wenn die Vakuumentgasungsvorrichtung 10 erwärmt bzw. erhitzt wird.
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Auf der anderen Seite ist die Wärmeausdehnung des Vakuumgehäuses 12 gering,
weil eine Zunahme in der Temperatur des Vakuumgehäuses gering ist. Weil der
Abstand zwischen der mittleren Achse B des aufsteigenden Rohres 16 und der
mittleren Achse B' des niedergehenden Rohres 18 wegen des Vorsehens des
Vakuumgehäuses 12 wenig geändert ist, gibt es eine Möglichkeit, dass die
Ausdehnung des Vakuumentgasungsbehälters 14 in der Längsrichtung
zurückgehalten bzw. eingedämmt bzw. unterdrückt wird, um Verformung zu
erzeugen. Um die Wärmeausdehnung zu absorbieren, um zu verhindern, dass der
Vakuumentgasungsbehälter 14 verformt wird, ist eine Vorrichtung vorgesehen, um in
der Längsrichtung des Weges bzw. der Bahn den oberen
Vakuumentgasungsbehälter 14d als einen oberen Bereich des
Vakuumentgasungsbehälters 14, der an der Schnittebene A-A' getrennt ist, wie in
Fig. 1(a) gezeigt, zu verschieben.
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Ein Ende des Vakuumentgasungsbehälters 14, das mit dem niedergehenden Rohr
18 verbunden ist, ist in der horizontalen Richtung mittels Hebevorrichtungen 46
durch eine Stahlplatte 54 befestigt. Das gegenüberliegende bzw. entgegengesetzte
Ende des Vakuumentgasungsbehälters 14, das mit dem aufsteigenden Rohr 16
verbunden ist, ist bewegbar und ein bestimmter Druck wird auf das bewegbare Ende
mittels Belleville-Federn bzw. Tellerfedern 52 durch eine Stahlplatte 54 aufgebracht.
Der Grund, warum der Druck auf den oberen Vakuumentgasungsbehälter 14d durch
die Belleville-Federn 52 aufgebracht wird, besteht darin, dass, selbst wenn
thermisches Schrumpfen bzw. Wärmeschrumpfen wegen einer Abnahme in der
Temperatur des geschmolzenen Glases G oder aus irgendeinem anderen Grund
erzeugt wird, um die Länge des Vakuumentgasungsbehälters 14 zu verkürzen, die
Spalte an Verbindungen bzw. Fugen schwer auszudehnen sind, weil der bestimmte
Druck vorbereitend bzw. vorläufig aufgebracht wird, um die Verbindungen fest zu
befestigen. Bereiche des oberen Vakuumgehäuses 12a, wobei Stangen der
Hebevorrichtungen 46 durch diese hindurchgehen, und Bereiche des oberen
Vakuumgehäuses 12a, wobei Stangen zum Tragen bzw. zum Abstützen der
Belleville-Federn 52 durch diese hindurchgehen, sind mit einer Luftdichtung
versehen, um den drucklos gemachten bzw. unter Unterdruck gesetzten Zustand in
dem Vakuumgehäuse 12 aufrechtzuerhalten.
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Als Hebevorrichtungen 46 können irgendwelche Hebevorrichtungen, zum Beispiel
Schrauben-Hebevorrichtungen und zahnstangengetriebene Hebevorrichtungen
verwendet werden. Anstelle von Belleville-Federn 52 können unterschiedliche
Federn, zum Beispiel Blattfedern, verwendet werden. Obwohl die Hebevorrichtungen
46 an der Seite des niedergehenden Rohres 18 vorgesehen sind und die Belleville-
Federn 52 an der Seite des aufsteigenden Rohres 16 bei dieser Ausführungsform
vorgesehen sind, können umgekehrt die Hebevorrichtungen 46 an der Seite des
aufsteigenden Rohres 16 und die Belleville-Federn 52 an der Seite des
niedergehenden Rohres 18 vorgesehen sein.
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Unter Berücksichtigung der Wärmeausdehnung des Vakuumentgasungsbehälters 14
in der Längsrichtung wird die Länge des Vakuumentgasungsbehälters 14 so
konzipiert, um kürzer als eine erforderliche Länge zu sein, so dass der Weg bzw.
Bahn in dem Vakuumentgasungsbehälter 14 mit dem aufsteigenden Rohr 16 und
dem niedergehenden Rohr 18 gleichmäßiger verbunden werden kann, wenn die
Erwärmung bzw. Erhitzung des Vakuumentgasungsbehälters 10 beendet worden ist.
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Wie in Fig. 1(a) gezeigt, ist der Vakuumentgasungsbehälter 14 in den oberen
Vakuumentgasungsbehälter 14 und einen unteren Vakuumentgasungsbehälter 14e
unterteilt und der obere Vakuumentgasungsbehälter 14d ist gleitbar bzw.
verschiebbar. Die Teilungsebene ist die Schnittebene A-A', die in Fig. 1(b) gezeigt
ist. Der obere Vakuumentgasungsbehälter und der untere
Vakuumentgasungsbehälter sind zwischen der Innenflächen-Steinschicht 50a und
der Stampfmaterialschicht 50b mit dem hierin eingefüllten Stampfmaterial bei der
mehrschichtigen Querschnittsstruktur des Vakuumentgasungsbehälter 14 geteilt.
Wenn Stampfmaterial mit einer feinen Korngröße verwendet wird, kann die
Innenflächen-Steinschicht 50a des oberen Vakuumentgasungsbehälters 14 an der
Stampfmaterialschicht 50b des unteren Vakuumentgasungsbehälters 14e durch
thermische Ausdehnung gleichmäßig gleitend.
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Als ein dritter Wärmeausdehnungsabsorber ist eine Vorrichtung vorgesehen, die
Wärmeausdehnungsabsorbierungsschichten um das aufsteigende Rohr 16 und das
niedergehende Rohr 18 herum aufweist.
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Um die Erosion durch das geschmolzene Glas G bei einer hohen Temperatur
einzudämmen bzw. zu unterdrücken, ist es erforderlich, dass die
Strömungsgeschwindigkeit des heißen, geschmolzenen Glases G durch Erhöhen
des Durchmessers des aufsteigenden Rohres 16 und des niedergehenden Rohres
18 reduziert wird. Dies bedeutet, dass die Wärmeausdehnung des aufsteigenden
Rohres 16 und des niedergehenden Rohres 18 in einer Querschnittsrichtung zu groß
ist, um ignoriert zu werden. Weil das aufsteigende Rohr 16 und das niedergehende
Rohr 18 mittels des unteren Vakuumgehäuses 12b durch das
Wärmeisolationsmaterial 30 bedeckt sind, gibt es eine Möglichkeit, dass das untere
Vakuumgehäuse 12b durch die Wärmeausdehnung in der Querschnittsrichtung
explodiert bzw. geborsten wird. Selbst wenn das untere Vakuumgehäuse nicht
geborsten wird, gibt es eine Möglichkeit, dass die Eindämmung bzw. Unterdrückung
der Wärmeausdehnung in der Querschnittsrichtung durch das untere
Vakuumgehäuse 12b Verformung um das aufsteigende Rohr 16 und das
niedergehende Rohr 18 herum erzeugt, um die Spalte an Verbindungen der
feuerfesten Steine auszudehnen, welche das aufsteigende Rohr 16 und das
niedergehende Rohr 18 bilden.
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Um die Wärmeausdehnung zu absorbieren, um zu verhindern, dass thermische
Verformung um das aufsteigende Rohr 16 und das niedergehende Rohr 18 herum
erzeugt wird, sind Wärmeausdehnungsabsorbierungsschichten 48 vorgesehen. Im
Speziellen können als die Wärmeausdehnungsabsorbierungsschichten 48 zum
Abdecken um das aufsteigende Rohr 16 und das niedergehende Rohr 18 herum
Schichten mit hierin eingefüllter keramischer Wolle vorgesehen sein, um die
Wärmeausdehnung zu absorbieren.
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Die Wärmeausdehnungsabsorbierungsschichten 48 müssen bis zu einem solchen
Ausmaße dick sein, dass die Wärmeausdehnungsabsorbierungsschichten die Größe
bzw. Menge der Wärmeausdehnung des aufsteigenden Rohres 16 und des
niedergehenden Rohres 18 zumindest in der Querschnittsrichtung absorbieren
können.
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Die keramische Wolle muss genau gefüllt sein, um einen Fall zu vermeiden, dass
übermäßiges Füllen die Absorption der Wärmeausdehnung schwierig macht. Um die
Wärmeausdehnung zu absorbieren, ist es zum Beispiel, wenn die
Wärmeausdehnungsabsorbierungsschichten 48 eine Dicke von 20 mm aufweisen
und wenn die Wärmeausdehnung des aufsteigenden Rohres 16 und/oder des
niedergehenden Rohres 18 in dem Querschnitt 5 mm ist, vorzuziehen, dass die
keramische Wolle so gefüllt ist, dass sie eine Dichte von 0,5 g/cm³ aufweist. Es gibt
keine Beschränkungen hinsichtlich der keramischen Wolle. Irgendwelche Arten von
keramischer. Wolle sind annehmbar, solange als sie fadenartige oder filamentartige
Fasern mit hervorragender Wärmebeständigkeit sind.
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In Fig. 2 ist ein vierter Wärmeausdehnungsabsorber in Form der entlang der Linie X-
X nach Fig. 1 genommenen Querschnittsansicht dargestellt. Der vierte
Wärmeausdehnungsabsorber weist Wärmeausdehnungsabsorbierungsschichten 49
mit hierin gefüllten keramischen Fasern auf, wobei die
Wärmeausdehnungsabsorbierungsschichten außerhalb des
Vakuumentgasungsbehälters 14 und an Bereichen von diesem in einer
Höhenrichtung von diesem und hier entlang vorgesehen sind. Die
Wärmeausdehnungsabsorbierungsschichten 49 absorbieren die Wärmeausdehnung
des Vakuumentgasungsbehälters 14 in einer Breitenrichtung. Die
Wärmeausdehnungsabsorbierungsschichten 49 müssen bis zu einem solchen
Ausmaße dick sein, dass die Wärmeausdehnungsabsorbierungsschichten eine
Größe bzw. Menge der Wärmeausdehnung in dem Vakuumentgasungsbehälter 14
in der Breitenrichtung absorbieren können. Hinsichtlich des Materials der
keramischen Wolle und des Füllungsgrades der keramischen Wolle gilt die
Erläuterung der Wärmeausdehnungsabsorbierungsschichten 48 bei dem dritten
Wärmeausdehnungsabsorber.
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Die Vakuumentgasungsvorrichtung 10 entsprechend der Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist in grundlegender Weise ausgebildet bzw. konstruiert, wie
erläutert, und der Betrieb bzw. die Operation der Vakuumentgasungsvvrrichtung wird
beschrieben.
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Als erstes werden die inneren Flächen des aufsteigenden Rohres 16, des
Vakuumentgasungsbehälters 14 und des niedergehenden Rohres 18 vorbereitend
bzw. vorläufig erwärmt, um zum Beispiel nicht niedriger als 1.200ºC zu sein, bevor
die Operation der Vakuumentgasungsvorrichtung 10 gestartet wird. Auf der anderen
Seite wird das geschmolzene Glas G, das von dem Schmelzbehälter 20 zugeführt
wird, von dem Stromaufwärtsschacht 22 in den Stromabwärtsschacht 24 durch
Öffnen eines (nicht gezeigten) Bypasses bzw. Umgehung eingeleitet. Wenn das
Flüssigkeitsniveau des geschmolzenen Glases G ein bestimmtes Niveau erreicht
hat, wird eine (nicht gezeigte) Vakuum- bzw. Unterdruckpumpe angetrieben, um das
Vakuumgehäuse 12 durch die Saugöffnung 12c und den
Vakuumentgasungsbehälter 14 durch die Saugöffnungen 14a und 14b zu
evakuieren, um das Innere des Vakuumentgasungsbehälters 14 bis zu einem Druck
von 1/20 bis 1/3 Atmosphäre unter Unterdruck zu setzen.
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Infolgedessen wird das geschmolzene Glas G durch das aufsteigende Rohr 16 und
das niedergehende Rohr 18 gezogen, um in den Vakuumentgasungsbehälter 14
eingeleitet zu werden, und das geschmolzene Glas G wird angesaugt, bis der
Niveauunterschied zwischen dem geschmolzenen Glas G in dem Schmelzbehälter
24 und demjenigen in dem Vakuumentgasungsbehälter 14 einen bestimmten Wert
erreicht. Der Vakuumentgasungsbehälter 14 enthält das geschmolzene Glas 6 bis
zu einer bestimmten Tiefe hierin und es ist ein evakuierter, oberer Raum in dem
Vakuumentgasungsbehälter gebildet. Im Anschluss daran wird die Umgehung
geschlossen.
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Wenn die Vakuumentgasungsvorrichtung 10 vorbereitend erwärmt bzw. erhitzt wird,
kann die Wärmeausdehnung, die in den feuerfesten Steinen, welche die Wege bzw.
Bahnen bilden, erzeugt wird, nicht ignoriert werden, weil die feuerfesten Steine auf
etwa 1.200ºC bis etwa 1.400ºC erwärmt bzw. erhitzt werden. Wenn die
Wärmeausdehnung so gelassen wird, wie sie ist, dann gibt es eine Möglichkeit, dass
die thermische Verformung, die in den Wegen bzw. Bahnen per se erzeugt wird, die
Spalte an Verbindungen bzw. Fugen der feuerfesten Steine als die Wege bzw.
Bahnen expandiert bzw. ausdehnt, um die Lebensdauer der Wege bzw. Bahnen zu
verkürzen. Um mit diesem Problem fertigzuwerden, wenn die
Vakuumentgasungsvorrichtung 10 erwärmt bzw. erhitzt wird, werden die vielen
Hebevorrichtungen 42, die zwischen dem unteren Vakuumgehäuse 12b und dem
Wärmeisolationsmaterial 30 unter dem horizontal vorgesehenen
Vakuumentgasungsbehälter 14 vorgesehen sind, betätigt, um durch die Stahlplatte
40 den Vakuumentgasungsbehälter 14 anzuheben, der in der vertikalen Richtung
verformt ist. Wenn beim Erwärmen bzw. Erhitzen der Vakuumentgasungsvorrichtung
10 die Wärmeausdehnung in der vertikalen Richtung an der Position B und der
Position B', die in Fig. 1(a) gezeigt sind, beispielsweise um 5 mm größer ist als die
Wärmeausdehnung an der Position G, die in Fig. 1(a) gezeigt ist, wird der
Unterschied in der Wärmeausdehnung, um die hierdurch verursachte
Scherverformung zu beseitigen, dadurch beseitigt, dass die Hebevorrichtungen 42 in
steuer- bzw. regelbarer Weise betätigt werden, um die Stahlplatte 40 um 5 mm
entsprechend diesem Unterschied anzuheben. Wenn die Erwärmung bzw. Erhitzung
der Vakuumentgasungsvorrichtung 10 beendet worden ist, werden die
Hebevorrichtungen 42 durch Schweißen befestigt bzw. fixiert.
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Weil der Vakuumentgasungsbehälter 14 eine große Länge aufweist, wird der
Vakuumentgasungsbehälter bis zu einem solchen Ausmaße thermisch expandiert
bzw. ausgedehnt, dass die Wärmeausdehnung in der Längsrichtung beim Erwärmen
bzw. Erhitzen der Vakuumentgasungsvorrichtung nicht ignoriert werden kann. Weil
der obere Vakuumentgasungsbehälter 14d gleitbar bzw. verschiebbar ist, kann der
obere Vakuumentgasungsbehälter, welcher dem Druck von den Belleville-Federn 52
unterworfen ist, durch thermische Ausdehnung verlängert werden. Somit erzeugt die
in der Längsrichtung erzeugte Wärmeausdehnung keine thermische Verformung in
dem oberen Vakuumentgasungsbehälter 14d.
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Das aufsteigende Rohr 16 und das niedergehende Rohr 18 sind vor dem Erwärmen
bzw. Erhitzen der Vakuumentgasungsvorrichtung 10 mit dem oberen
Vakuumentgasungsbehälter 14d nicht gleichmäßig verbunden. Jedoch gleitet bzw.
verschiebt sich, wenn die Vakuumentgasungsvorrichtung erwärmt bzw. erhitzt wird,
der obere Vakuumentgasungsbehälter 14d in der horizontalen Richtung durch die
Wärmeausdehnung, um das aufsteigende Rohr 16 und das niedergehende Rohr 18
mit dem oberen Vakuumentgasungsbehälter 14d gleichmäßig zu verbinden.
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Obwohl sich das aufsteigende Rohr 16 und das niedergehende Rohr 18 beim
Erwärmen bzw. Erhitzen der Vakuumentgasungsvorrichtung 10 in der
Querschnittsrichtung ausdehnen, kann die Wärmeausdehnung des aufsteigenden
Rohres und des niedergehenden Rohres durch die in die
Wärmeausdehnungsabsorbierungsschichten 48 gefüllte thermische Wolle absorbiert
werden. Infolgedessen erzeugt die Wärmeausdehnung des aufsteigenden Rohres
16 und des niedergehenden Rohres 18 in der Querschnittsrichtung keine
Verformung. Die Spalte an Verbindungen bzw. Fugen der feuerfesten Steine, die das
aufsteigende Rohr 16 und des niedergehenden Rohres 18 bilden, werden nicht
ausgedehnt.
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Thermische Ausdehnung wird ebenfalls in der Breitenrichtung des
Vakuumentgasungsbehälters 14 beim Erwärmen bzw. Erhitzen der
Vakuumentgasungsvorrichtung 10 erzeugt. Diese Wärmeausdehnung wird durch die
keramische Wolle absorbiert, die in die Wärmeausdehnungsabsorbierungsschichten
49 gefüllt ist, die zumindest an den Bereichen des Vakuumentgasungsbehälters 14
in der Höhenrichtung vorgesehen sind.
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Wenn das Erwärmen bzw. Erhitzen der Vakuumentgasungsvorrichtung 10 beendet
worden ist, verläuft das geschmolzene Glas G durch den Stromaufwärtsschacht 22
aus dem Schmelzbehälter 20 und wird durch das aufsteigende Rohr 16 nach oben
gezogen, um in den Vakuumentgasungsbehälter 14 eingeleitet zu werden. Das
geschmolzene Glas G wird bei einem bestimmten, drucklos gemachten bzw. unter
Unterdruck gesetzten Zustand entgast, während es durch den
Vakuumentgasungsbehälter 14 verläuft. Im Speziellen steigen in dem
Vakuumentgasungsbehälter 14 bei dem bestimmten, drucklos gemachten bzw. unter
Unterdruck gesetzten Zustand die Blasen bzw. Gasblasen in dem geschmolzenen
Glas G auf bzw. an und die aufgestiegenen Blasen werden durch die Schranken 36a
und 36b blockiert und hier aufgebrochen. Somit werden die Blasen aus dem
geschmolzenen Glas G beseitigt. Das somit entgaste, geschmolzene Glas G wird in
das niedergehende Rohr 18 von dem Vakuumentgasungsbehälter 14 abgegeben,
strömt abwärts in das niedergehende Rohr 18, wird in den Stromabwärtsschacht 24
eingeleitet und wird zu dem (nicht gezeigten) nachfolgenden Behandlungsbehälter,
zum Beispiel einem Formungsbehandlungsbehälter, von dem Stromabwärtsschacht
24 abgegeben.
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Wie in Einzelheiten erläutert, kann die vorliegende Erfindung eine
Vakuumentgasungsvorrichtung schaffen, welche wenigstens einen der
Wärmeausdehnungsabsorber hierin aufweist, um Wärmeausdehnung eines Weges
bzw. Bahn, wobei diese Wärmeausdehnung durch Erwärmen bzw. Erhitzen der
Vakuumentgasungsvorrichtung erzeugt ist, und thermische Verformung zu
absorbieren, die durch die Wärmeausdehnung verursacht ist, wodurch die
Lebensdauer des Weges bzw. der Bahn verlängert wird.