JP3919627B2 - 板ガラス製作に用いられるセラミックス製の熱形状付与ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板ガラス製作に用いられる熱形状付与ユニット（デビトーズ）であって、貴金属ボックスの、製作したい板ガラスウェブに調和された引上げスリットが設けられており、貴金属ボックスが、耐熱性のセラミックスフレームによって取り囲まれていて、該セラミックスフレームに保持されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
板ガラスの引上げ時には、フルコール法においてデビトーズと呼ばれる、セラミックスまたは別の耐火性の材料から成る熱形状付与ユニットが使用される。この熱形状付与ユニットはガラス溶融体に浮いている。なぜならば、熱形状付与ユニットの密度が、引き上げたいガラスの密度よりも低いからである。このガラスはデビトーズを通って上方に引き上げられる。以下では、セラミックスという概念は適切な耐火性の材料を全て包括している。
【０００３】
水平方向への板ガラスの引上げ時にも、このような形式のデビトーズが使用される。このデビトーズは、溶融ユニット、たとえば溶融槽または溶融槽に続く溝の構成要素を形成している。したがって、デビトーズは、水平方向に配置された引上げスリットを備えた１つまたはそれ以上のセラミックス構成部材から成っている。デビトーズは高い摩耗にさらされる。引上げスリットの高い形状精度およびデビトーズの十分に大きな耐用年数を達成するためには、引上げスリットとデビトーズとの内部に貴金属ライニング、たとえば白金または白金合金が設けられるので、このライニングしかガラス流動体に接触せず、したがって、ガラス接触材料を形成しない。この場合、ライニングは、引上げスリット内に挿入可能なボックス状の形成体である貴金属フレームから成っている。さらに、この貴金属フレームは、ガラス流の過度に早期の冷却を回避するために、電気的に直接加熱可能でもある。
【０００４】
しかし、貴金属フレームによってライニングされたデビトーズには、形状付与ユニットのベース材料と貴金属ライニングとが互いに異なる熱膨張特性を有している、すなわち、貴金属ライニングが熱形状付与ユニットのベース材料、たとえばセラミックスよりも大きな長さ膨張を有しているという欠点がある。
【０００５】
このことは、特に熱形状付与ユニットの昇温時にかつ引き上げたいガラスの処理温度の変化時に不都合に作用する。貴金属ライニングの、ベース材料としてのセラミックスに比べて大きな長さ膨張によって、引上げスリット内のライニングが皺（しわ）を形成する。この皺はガラス欠陥品を生ぜしめるだけでなく、貴金属ライニングの前破損およびガラス流による激しい侵食も生ぜしめる。これによって、熱形状付与ユニットの耐用年数が短縮される。別の欠点は、公知のデビトーズが、引上げプロセスに対して好ましくない個々に調整することができない温度分布を有していることにある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の熱形状付与ユニットを改良して、引上げスリットが、昇温時にかつ引き上げたいガラスの処理温度の変化時に形状精度を維持しているようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、セラミックスフレームが、長手方向構成要素と横方向構成要素とから形成されており、セラミックスフレームの長手方向構成要素と貴金属ボックスの長手方向脚体とが、互いに接触しているものの、軸方向で制限されて互いに移動可能に保持されており、貴金属ボックスの長手方向脚体が、引張りばねによって伸び位置に緊張されているようにした。
【０００８】
【発明の効果】
本発明による熱形状付与ユニットの構造では、セラミックスフレームが個々の構成要素に分割されるので、貴金属フレームの長手方向脚体の予荷重もしくはプレロードによって、ライニングの、互いに異なる長さ膨張により生ぜしめられる皺を回避することができる。貴金属フレームの長手方向脚体は、セラミックスフレームの長手方向構成要素に接触した状態で制限されて軸方向に移動することができる。貴金属フレームの長手方向脚体に設けられた引張りばねは長手方向脚体を常に伸び位置に保持していて、したがって、引上げスリットの、貴金属フレームの開口によって設定されている形状精度を保証している。
【０００９】
セラミックスフレームの横方向構成要素のための簡単な保持は、セラミックスフレームの横方向構成要素が、貴金属フレームのポケット状の横方向脚体内に保持されており、該横方向脚体が、外向きに開いていて、横方向脚体の側方脚部で貴金属ボックスの長手方向脚体に固く結合されていることによって得られる。
【００１０】
本発明の別の有利な構成によれば、貴金属フレームの長手方向脚体とポケット状の横方向脚体の側方脚部とが、接続エレメントとしてセラミックスフレームの横方向構成要素を越えて張り出していると、貴金属フレームを直接加熱することができ、引張りばねを直接接続エレメントに取り付けることができる。
【００１１】
電気的な絶縁は、接続エレメントに加熱電圧のための給電線路が取り付けられており、接続エレメントが、引張りばねに結合されており、該引張りばねが、セラミックスフレームを収容しかつ取り囲むユニットフレームに電気的に絶縁されて取り付けられていることによって簡単に達成される。
【００１２】
本発明の別の有利な構成によれば、セラミックスフレームの長手方向構成要素が、長手方向に向けられた少なくとも１つのガイドロッドに保持されており、セラミックスフレームの長手方向構成要素の端部に圧縮ばねが支持されており、さらに、該圧縮ばねが、ユニットフレームに位置固定されたガイドロッドの、調節可能なストッパに支持されていると、セラミックスフレームの長手方向構成要素の破損時でさえ、この長手方向構成要素の部分は、組み立てられたセラミックスフレームから解離しない。なぜならば、圧縮ばねが長手方向構成要素を相変わらずガイドロッドに保持しているからである。調節可能なストッパによって、長手方向構成要素に加えられる圧力を変化させることができると同時に調整することができる。このことは、セラミックスフレームの長手方向構成要素から突出したガイドロッドの端部が、ねじ山部分として形成されており、該ねじ山部分に対してストッパとしてのナットが調節可能であることによって簡単に行われる。
【００１３】
貴金属フレームを直接加熱するためには種々異なる可能性が存在している。この場合、長手方向脚体が種々異なる形式でも規定可能となる。したがって、本発明の有利な構成では、貴金属ボックスの各長手方向脚体に対応配置された両接続エレメントに固有の加熱電圧が印加可能である。両加熱電圧は同じ大きさであってもよいし、互いに異なる大きさであってもよい。
【００１４】
しかし、貴金属フレームの通電は、貴金属ボックスの一方の長手方向脚体に対応配置された接続エレメントにしか加熱電圧が印加可能でないかまたは貴金属ボックスの、対角線状に配置された２つの接続エレメントにしか加熱電圧が印加可能でないように行われてもよい。さらに、電流回路の、種々異なる通電のためには、貴金属ボックスの少なくとも両長手方向脚体が、互いに異なる厚さの貴金属ストリップから成っていることによって別の可能性が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
【００１６】
図１の断面図に示したように、引上げスリットは貴金属フレーム１０によって規定される。この貴金属フレーム１０の開口は、製作したい板ガラスウェブの横断面に相当している。貴金属フレーム１０は、長手方向脚体１１，１２としての２つの長手方向ストリップと、横方向脚体１３，１４としてのポケット状の２つのＵ字形部材とから形成される。横方向脚体１３，１４は外向きに開いていて、セラミックスフレーム２０の別個の横方向構成要素２３，２４を収容している。横方向脚体１３，１４の側方脚部は長手方向脚体１１，１２に固く結合されているので、横方向脚体１３，１４の側方脚部と長手方向脚体１１，１２との間にガラス流は侵入することができない。
【００１７】
長手方向脚体１１，１２は横方向脚体１３，１４の側方脚部と共に接続エレメント１６を形成している。この接続エレメント１６はセラミックスフレーム２０の横方向構成要素２３，２４を越えて張り出している。別個の部分として貴金属フレーム１０に結合することもできる接続エレメント１６には加熱電圧のための給電線路１８が取り付けられている。さらに、接続エレメント１６には引張りばね１７が作用している。この引張りばね１７は貴金属フレーム１０の長手方向脚体１１，１２を機械的な予荷重下でもしくはプレロード下で伸び位置に保持している。
【００１８】
引張りばね１７は電気的な絶縁片１５を介してユニットフレーム３０に取り付けられている。このユニットフレーム３０は一般的に金属から成っていて、熱形状付与ユニットを取り囲んでいて、収容している。
【００１９】
貴金属フレーム１０の長手方向脚体１１，１２の外面には、セラミックスフレーム２０の長手方向構成要素２１，２２が接触しているものの、外面に固く結合されてはいないので、長手方向構成要素２１，２２は、制限されて軸方向に互いに移動することができる。長手方向構成要素２１，２２は少なくともガイドロッド２５に保持されている。この場合、長手方向構成要素２１，２２の端面には圧縮ばね２６が支持されている。この圧縮ばね２６はガイドロッド２５に保持されていて、他方の端部で、調節可能なストッパ２７に支持されている。このストッパ２７はナットとして形成されていて、ガイドロッド２５の、ねじ山部分２８として形成された端部に対して調節することができる。ガイドロッド２５はユニットフレーム３０に位置固定されている。セラミックスフレーム２０の長手方向構成要素２１，２２は破損時でさえガイドロッド２５に保持される。
【００２０】
当然ながら、貴金属フレーム１０の長手方向脚体１１，１２に対する引張り応力、セラミックスフレーム２０の長手方向構成要素２１，２２に対する圧縮応力ならびにセラミックスフレーム２０の横方向構成要素２３，２４の収容のためには、本発明の枠および使用範囲を逸脱することなしに、構造上の別の構成も選択することができる。
【００２１】
図２〜図４に示したように、貴金属フレーム１０の電気的な等価回路図は、フレームとして接続された４つの抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４から成っている。この場合、主として、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２は貴金属フレーム１０の長手方向脚体１１，１２によって規定されており、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４は貴金属フレーム１０のポケット状の横方向脚体１３，１４によって規定されている。通電時に図１により、両長手方向脚体１１，１２に対応配置された接続エレメント１６を形成する２つの加熱電圧Ｕ１，Ｕ２が使用されると、Ｒ１１＝Ｒ１２、Ｒ１３＝Ｒ１４ならびにＵ１＝Ｕ２の場合に加熱電流が等しくなる。互いに異なる大きさの加熱電圧Ｕ１，Ｕ２が印加されると、加熱電流を両分岐で互いに異なる大きさに選択することができる。
【００２２】
別の変化可能性は、少なくとも貴金属フレーム１０の長手方向脚体１１，１２に対して、互いに異なる厚さの貴金属ストリップを使用することにある。このことは、図３に抵抗Ｒ１１，Ｒ１２′によって示してある。長手方向脚体１２の厚さが長手方向脚体１１よりも大きい場合には、抵抗Ｒ１２′は抵抗Ｒ１１よりも小さくなる。長手方向脚体１１に加熱電圧Ｕ１１が印加されると、長手方向脚体１２の厚さの適宜な選択によって、Ｒ１１＝Ｒ１３＋Ｒ１２′＋Ｒ１４を達成することができる。すなわち、長手方向脚体１１，１２にわたって同じ大きさの電流が流れる。
【００２３】
図４に示したように、このことは、Ｒ１１＋Ｒ１４＝Ｒ１３＋Ｒ１２である場合に加熱電圧Ｕ１の対角線状の印加によって達成することもできる。
【００２４】
これに基づき、貴金属フレーム１０の個々の通電および加熱のためには、事例ごとに使用可能である種々異なる可能性があることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【図１】分割されたセラミックスフレームと、伸び位置に保持された、引上げスリットのための貴金属フレームとを備えた熱形状付与ユニットの断面図である。
【図２】貴金属フレームの第１の電気的な等価回路図である。
【図３】貴金属フレームの第２の電気的な等価回路図である。
【図４】貴金属フレームの第３の電気的な等価回路図である。
【符号の説明】
１０ 貴金属フレーム、 １１，１２ 長手方向脚体、 １３，１４ 横方向脚体、 １５ 絶縁片、 １６ 接続エレメント、 １７ 引張りばね、 １８給電線路、 ２０ セラミックスフレーム、 ２１，２２ 長手方向構成要素、 ２３，２４ 横方向構成要素、 ２５ ガイドロッド、 ２６ 圧縮ばね、２７ ストッパ、 ２８ ねじ山部分、 ３０ ユニットフレーム、 Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１２′，Ｒ１３，Ｒ１４ 抵抗、 Ｕ１，Ｕ２ 加熱電圧

Claims (11)

1. 板ガラス製作に用いられる熱形状付与ユニットであって、貴金属ボックスの、製作したい板ガラスウェブに調和された引上げスリットが設けられており、貴金属ボックスが、耐熱性のセラミックスフレームによって取り囲まれていて、該セラミックスフレームに保持されている形式のものにおいて、
   セラミックスフレーム（２０）が、長手方向構成要素（２１，２２）と横方向構成要素（２３，２４）とから形成されており、セラミックスフレーム（２０）の長手方向構成要素（２１，２２）と貴金属ボックス（１０）の長手方向脚体（１１，１２）とが、互いに接触しているものの、軸方向で制限されて互いに移動可能に保持されており、貴金属ボックス（１０）の長手方向脚体（１１，１２）が、引張りばね（１７）によって伸び位置に緊張されていることを特徴とする、板ガラス製作に用いられる熱形状付与ユニット。
2. セラミックスフレーム（２０）の横方向構成要素（２３，２４）が、貴金属フレーム（１０）のポケット状の横方向脚体（１３，１４）内に保持されており、該横方向脚体（１３，１４）が、外向きに開いていて、横方向脚体（１３，１４）の側方脚部で貴金属ボックス（１０）の長手方向脚体（１１，１２）に固く結合されている、請求項１記載の熱形状付与ユニット。
3. 貴金属フレーム（１０）の長手方向脚体（１１，１２）とポケット状の横方向脚体（１３，１４）の側方脚部とが、接続エレメント（１６）としてセラミックスフレーム（２０）の横方向構成要素（２３，２４）を越えて張り出している、請求項１または２記載の熱形状付与ユニット。
4. 接続エレメント（１６）に加熱電圧（Ｕ１，Ｕ２）のための給電線路（１８）が取り付けられており、接続エレメント（１６）が、引張りばね（１７）に結合されており、該引張りばね（１７）が、セラミックスフレーム（２０）を収容しかつ取り囲むユニットフレーム（３０）に電気的に絶縁されて取り付けられている、請求項３記載の熱形状付与ユニット。
5. セラミックスフレーム（２０）の長手方向構成要素（２１，２２）が、長手方向に向けられた少なくとも１つのガイドロッド（２１，２２）に保持されており、セラミックスフレーム（２０）の長手方向構成要素（２１，２２）の端部に圧縮ばね（２６）が支持されており、さらに、該圧縮ばね（２６）が、ユニットフレーム（３０）に位置固定されたガイドロッド（２５）の、調節可能なストッパ（２７）に支持されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の熱形状付与ユニット。
6. セラミックスフレーム（２０）の長手方向構成要素（２１，２２）から突出したガイドロッド（２５）の端部が、ねじ山部分（２８）として形成されており、該ねじ山部分（２８）に対してストッパ（２７）としてのナットが調節可能である、請求項５記載の熱形状付与ユニット。
7. 貴金属ボックス（１０）の各長手方向脚体（１１，１２）に対応配置された両接続エレメント（１６）に固有の加熱電圧（Ｕ１，Ｕ２）が印加可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の熱形状付与ユニット。
8. 加熱電圧（Ｕ１，Ｕ２）が、同じ大きさに選択可能であるかまたは種々異なる大きさに選択可能である、請求項７記載の熱形状付与ユニット。
9. 貴金属ボックス（１０）の一方の長手方向脚体（１１；１２）に対応配置された接続エレメント（１６）にしか加熱電圧（Ｕ１；Ｕ２）が印加可能でない、請求項１から６までのいずれか１項記載の熱形状付与ユニット。
10. 貴金属ボックス（１０）の、対角線状に配置された２つの接続エレメント（１６）にしか加熱電圧（Ｕ１；Ｕ２）が印加可能でない、請求項１から６までのいずれか１項記載の熱形状付与ユニット。
11. 貴金属ボックス（１０）の少なくとも両長手方向脚体（１１，１２）が、互いに異なる厚さの貴金属ストリップから成っている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の熱形状付与ユニット。

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