JP7479357B2 - ガラス製造装置の電気フランジを支持するアセンブリ - Google Patents

ガラス製造装置の電気フランジを支持するアセンブリ Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本願は、2018年9月27日出願の米国仮特許出願第62/737,498号、および、2019年5月13日出願の米国仮特許出願第62/846,900号の優先権の利益を主張し、それらの内容は依拠され、全体として参照により本明細書に完全に記載されたかのように組み込まれる。
本開示は、ガラス物品の形成装置に関し、特に、電流を金属槽に送るように構成された電気フランジを支持するアセンブリに関する。
金属槽、特に、溶融ガラスの収容および送出、例えば、溶融ガラスのガラス物品形成装置への送出に用いられる金属槽を、電流を、金属槽に、そこに取り付けられて電気連通した2つ以上の電気フランジを通して送ることによって加熱することが知られている。電流は、金属槽を、ジュール加熱によって加熱し、次にそれは、その中の溶融ガラスを加熱する。そのようなジュール加熱は、例えば、形成の準備工程で、溶融ガラスの粘度を制御するのに用いられうる。
金属槽の壁部は、電気フランジの厚さと比べて薄いことがありうるので、重たい電気フランジの質量を適切に支持して、金属槽の破損を防ぐべきである。更に、金属槽は、温度変化で、例えば、加熱または冷却サイクル中に膨張収縮しうるので、電気フランジ支持部は、金属槽に堅く取り付けられて一緒に移動するフランジの移動に適応可能であるべきである。
本開示によれば、ガラス製造装置を記載し、それは、溶融ガラスを搬送するように構成された金属槽と、金属槽の周りに配置された囲い部とを含む。電気フランジが、金属槽に取り付けられ、電気フランジは、金属槽から囲い部を通って延伸する電極部分を含みうる。電気フランジ支持装置が電気フランジの電極部分に連結されうる。
いくつかの実施形態において、電気フランジ支持装置は、囲い部に載置されて電極部に連結された支持ブラケットアセンブリを含みうる。例えば、いくつかの実施形態において、支持ブラケットアセンブリは、対向する取付けプレートと、対向する取付けプレートの間に配置されて、それらと係合し、更に、電極部分に連結された留め部材とを含みうる。支持ブラケットアセンブリは、ガラス製造装置の起動中など、ガラス製造装置を加熱した時に移動自在に構成されて、ブラケットアセンブリの移動を可能にし、起動中の電気フランジへの応力を削減しうる。ガラス製造装置が安定状態の動作温度に達した場合など、起動完了時に、支持ブラケットアセンブリを、固定部などを用いて、電気フランジに取り付けうる。
留め部材は、その端部から延伸して、取付けプレートによって画定された開口部と係合するタブを含みうる。留め部材は、更に、取付けプレートに、留め部材および取付けプレートを通って延伸する固定部によって連結され、留め部材が、各取付けプレートに、別々の離間した位置で取り付けられるようにしうる。留め部材は、電気フランジの支持を助け、留め部材の下方に向かう移動を制限するタブを介して、フランジの落下を防ぐ。
電気フランジ支持装置は、更に、支持ブラケットアセンブリの位置を調節するための調節アセンブリを含み、それは、囲い部に載置されて支持ブラケットアセンブリに調節部材によって連結された調節基部を含みうる。
いくつかの実施形態において、調節部材は、調節基部と、回転自在に係合されうる。例えば、調節部材は、調節基部と支持ブラケットアセンブリの間に延伸するボルト、または、ねじ山付きロッドであり、支持ブラケットアセンブリを囲い部に載置するのに用いた固定部が緩められている場合には、ボルト、または、ねじ山付きロッド、若しくは、ボルト、または、ねじ山付きロッドに連結された他の固定要素(例えば、ナット)を回すことで、支持ブラケットアセンブリを、調節基部から離れるように、または、そこに向かって移動しうる。最終位置を実現した時に、固定部、例えば、載置固定部、または、調節部材を締めうる。
いくつかの実施形態において、電気フランジ支持装置は、更に、電極部分と連結されて支持部材と係合した電極補強アセンブリを含みうる。
電極補強アセンブリは、例えば、電極部分と支持部材の間に延伸した補強ロッドを含みうる。支持部材は、任意の適切な安定した構造物で、電極部分によって加えられた圧力により生じる曲げなどの変形を阻止しうる。補強ロッドは、電極部分と支持部材の間の所定の隔たりを維持するように構成されうる。例えば、補強ロッドは、ナット、または、電極部分と支持部材の間の補強ロッドの有効長さを長くしたり、短くしたりするのを容易にする他の固定部要素を含みうる。
いくつかの実施形態において、補強ロッドは、電気的絶縁スペーサを含みうる。例えば、いくつかの実施形態において、電気的絶縁スペーサは、補強ロッドの端部に配置されて、支持部材に接触しうる。
他の実施形態において、補強ロッドは、第1の部分、および、第2の部分を含み、第1および第2の部分は、電気的絶縁スペーサと係合し、それによって分離されうる。更なる実施形態において、電気的絶縁スペーサは、補強ロッドの端部に配置されて、電気フランジの電極部分に接触しうる。各実施形態において、電気的絶縁スペーサは、大きい電流を担持する電極部分と支持部材の間の電気的絶縁を提供する。
他の実施形態において、ガラス製造装置を開示し、それは、溶融ガラスを搬送するように構成された金属槽と、金属槽に取り付けられ、金属槽から離れるように延伸する電極部分を含む電気フランジとを含む。電極補強アセンブリは、電極部分を支持部材に連結する。
電極補強アセンブリは、電極部分と支持部材の間に延伸して電極部分と支持部材の間に所定の隔たりを維持するように構成された補強ロッドを含みうる。
いくつかの実施形態において、補強ロッドは、電極部分を支持部材から電気的に絶縁する電気的絶縁スペーサを含みうる。例えば、電気的絶縁スペーサは、補強ロッドの端部に配置されて、支持部材、または、電極部分に接触しうる。
いくつかの実施形態において、補強ロッドは、第1の部分、および、第2の部分を含み、第1および第2の部分は、電気的絶縁スペーサと係合し、それによって分離されうる。
ガラス製造装置は、金属槽の周りに配置された囲い部であって、そこを通って、電極部分が延伸する囲い部を更に含み、支持ブラケットアセンブリは、囲い部に載置されて電極部分に連結されうる。
いくつかの実施形態において、支持ブラケットアセンブリは、対向する取付けプレートを含み、留め部材が、対向する取付けプレートの間に配置されて、それらと係合し、留め部材は、電極部分に連結されうる。
様々な実施形態において、留め部材は、その端部から延伸するタブを含み、タブは、取付けプレートによって画定された開口部と係合しうる。
いくつかの実施形態において、留め部材は、更に、取付けプレートに、留め部材および取付けプレートを通って延伸する固定部によって連結されうる。
ガラス製造装置は、囲い部に載置されて支持ブラケットアセンブリに調節部材によって連結された調節基部を含む調節アセンブリを更に含みうる。
調節部材は、調節基部と回転自在に係合されうる。例えば、調節部材は、調節基部と支持ブラケットアセンブリの間に延伸するボルト、または、ねじ山付きロッドであり、支持ブラケットアセンブリを囲い部に載置するのに用いる固定部が緩められている場合にはボルト、または、ねじ山付きロッド、若しくは、ボルト、または、ねじ山付きロッドに連結された他の固定要素(例えば、ナット)を回すことで、支持ブラケットアセンブリを調節基部から離れるように、または、それに向かって移動しうる。最終位置を実現した時に、固定部を締めうる。
他の実施形態において、ガラス製造装置の起動方法を開示し、それは、第2の金属導管の第2の端部に隣接した第1の金属導管の第1の端部を、第1の位置合わせ位置に、第1の金属導管の縦軸が第2の金属導管の縦軸と同軸になるように配置する工程であって、第1の端部は、そこに取り付けられた第1の電気フランジを含み、第2の端部は、そこに取り付けられた篏合フランジを含み、第1の端部と第2の端部は、第1の所定の間隙で離間したものである工程を含む。篏合フランジは、例えば、第2の電気フランジでありうる。実施形態によれば、第1の金属導管を動作温度まで加熱し、加熱工程中に、第1の金属導管は膨張し、第1の縦軸は、第2の金属導管と同軸ではなくなりうる。位置ずれを補正するために、加熱工程中に、第1の電気フランジに連結された電気フランジ支持装置を調節して、第1の縦軸を第2の縦軸と再び位置合わせしうる。したがって、支持ブラケットアセンブリは、ガラス製造装置の起動中など、ガラス製造装置が加熱された時に移動自在に構成されて、ブラケットアセンブリの移動を可能にし、起動中の電気フランジへの応力を削減しうる。ガラス製造装置が安定状態の動作温度に達した場合など、起動完了時に、支持ブラケットアセンブリを固定部などを用いて、電気フランジに固定しうる。
電気フランジ支持装置は、電気フランジの電極部分に連結されうる。
いくつかの実施形態において、電極部分は、水平に対してゼロより大きく90度未満の角度で延伸する斜め部分、および、公称垂直部分を含み、電気フランジ支持装置は、公称垂直部分に連結された支持ブラケットアセンブリを含みうる。調節工程中に、支持ブラケットアセンブリは、力を、公称垂直部分に、水平に対して斜め部分の角度と等しい角度で加えうる。
いくつかの実施形態において、第1の金属導管は、清澄槽に連結されうる。いくつかの実施形態において、第2の金属導管は、溶融槽に連結されうる。
様々な実施形態において、加熱工程は、所定の間隙を削減する。加熱完了時に、第1の接続管が動作温度に達した場合に、溶融ガラスを、第1および第2の金属導管を通して流し、溶融ガラスが削減した間隙を充填しうる。削減した間隙の溶融ガラスは、冷却されて固化し、第1の金属導管を第2の金属導管に封止する。
いくつかの実施形態において、電気フランジ支持装置は、更に、電極部分を補強する電極部分補強アセンブリを含む。
本明細書に開示の実施形態の更なる特徴および利点を、以下の詳細な記載に示し、それは、部分的には、当業者には、その記載から明らかであるか、または、次の詳細な記載、請求項、および、添付の図面を含む本明細書に記載の実施形態を実施することで分かるだろう。
ここまでの概略的記載、および、以下の詳細な記載の両方が、意図する実施形態を提供し、本明細書に開示の実施形態の本質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供すると理解すべきである。添付の図面は、更なる理解を提供するために含められ、本明細書に組み込まれ、一部を構成する。図面は、本開示の様々な実施形態を示し、記載と共に、それらの原理および動作を説明している。
本開示の実施形態による例示的なガラス製造装置の概略図である。 環状の中心ディスクを含む例示的な電気フランジの前面図である。 多数の環部を含む他の電気フランジの前面図であり、最内側環部および最外側環部を含む。 図1のガラス製造装置の一部の断面を示す側面図であり、金属槽の部分間のガラス封止部を示している。 図3の一部の側面図であり、不適切に支持された電気フランジの質量により、ガラス製造装置の加熱中に生じうる槽の部分間の位置ずれを示している。 例示的な電気フランジ支持アセンブリを、支持アセンブリの片側から見た側面図である。 図5の電気フランジ支持アセンブリを、支持アセンブリの他方の側から見た側面図である。 図5、6の電気フランジ支持アセンブリの一部の上面図である。 図5~7の電気フランジ支持アセンブリの任意の部分の上面図である。 図5~7の電気フランジ支持アセンブリの他の任意の部分の上面図である。 図5~7の電気フランジ支持アセンブリの更に他の任意の部分の上面図である。 図5~7の電気フランジ支持アセンブリの更に他の任意の部分の上面図である。 関連するガラス製造装置の加熱中の電気フランジ、および、それに加わった力を概略的に示している。 関連するガラス製造装置の加熱中の電気フランジ、および、それに加わった力を概略的に示している。 関連するガラス製造装置の加熱中の電気フランジ、および、それに加わった力を概略的に示している。
ここで、本開示の実施形態を詳細に記載し、それらの例を添付の図面に示している。全図を通して、同じ、または、類似の部分を称するには、可能な限り、同じ参照番号を用いている。しかしながら、本開示は、多数の異なる形態で実施しうるものであり、本明細書に示した実施形態に限定されると解釈されるべきではない。
本明細書で用いるように、「約」という用語は、量、サイズ、調合、パラメータ、並びに、他の量および特徴が、厳密的でなく、その必要もなく、許容度、換算係数、四捨五入、測定誤差、および、当業者に知られた他の要因を反映して、概数であるか、および/または、必要に応じて大きいか小さくても良いことを意味する。
本明細書において、範囲を、「約」1つの特定の値から、および/または、「約」他の特定の値までと表しうる。そのような範囲を表した場合には、他の実施形態は、その1つの特定の値から、他方の特定の値までを含む。同様に、値を、「約」を前に付けて近似値で表した場合、その特定の値が他の実施形態を形成することが分かるだろう。更に、各範囲の端点は、他方の端点との関係でと、他方の端点とは独立にとの両方で重要であることも分かるだろう。
本明細書で用いるように、例えば、上、下、右、左、前、後、最上部、底部などの方向を表す用語は、示した図面についての記載に過ぎず、絶対的向きを意味することを意図しない。
別段の記載がない限りは、本明細書に示したいずれの方法も、工程を特定の順序で行うことを要するとも、いずれの装置について、特定の向きを要すると解釈されることを全く意図しない。したがって、方法の請求項が、工程を行う順序を実際に記載しないか、任意の装置の請求項が、個々の構成要素の順序または向きを実際に記載しないか、または、請求項または明細書で、そうではなく工程は特定の順序に限定されると記載しないか、または、装置の構成要素の具体的な順序も向きも記載しない場合は、いかなる点でも、順序も向きも推測されることを意図しない。このことは、記載がないことに基づく任意の解釈に当てはまり、それは、工程の配列、動作フロー、構成要素の順序、または、構成要素の向きについての論理事項、文法構造および句読点に由来する単純な意味、並びに、本明細書に記載の実施形態の数または種類を含む。
本明細書で用いるように、原文の単数に付けられた不定冠詞および定冠詞は、文脈から、そうでないことが明らかでない限りは、複数の物の記載を含む。したがって、例えば、不定冠詞を付けて構成要素を記載した場合には、文脈からそうでないことが明らかでない限りは、そのような構成要素を2つ以上有する態様を含む。
本明細書において、「例示的な」、「例」という用語、または、それらの様々な変化形を用いて、例、実例、例示としての役割を果たすことを意味する。本明細書において、「例示」、または、「例」として記載したいずれの態様または設計も、他の態様または設計より好ましいとも、有利であるとも解釈されるべきではない。更に、例は、単に明瞭にして理解を助けるために提供したものであり、本開示の主題も、本開示の関連部分も、制限または限定することを意味しない。
本明細書で用いるように、「含む」、および、「備える」という用語、並びに、それらの変化形は、別段の記載がない限りは、同義語であり、非限定的と解釈される。含む、または、備えるという用語を用いて列挙した要素は、非排他的な列挙であり、これらの具体的に列挙したものに追加で、要素が存在しうる。
本明細書で用いるように、「略」、および、「実質的に」という用語、並びに、それらの変化形は、記載した特徴が、値または記載に等しいか、または、概して等しいと記載することを意図する。例えば、「略平坦な」表面は、表面が平坦であるか、または、概して平坦であることを意図する。更に、「実質的に」は、2つの値が等しいか、または、概して等しいと表すことを意図する。いくつかの実施形態において、「実質的に」は、値が、互いに約5%以内、または、互いに約2%以内など、互いに約10%以内であることを表しうる。
本明細書で用いるように、「電気的に接続し」、および、「電気的接続」という用語、並びに、それらの変化形は、溶融材料(例えば、溶融ガラス)を含まない導電体によって接続されたことを意味する。第1の要素が第2の要素に電気的に接続とは、第1の要素と第2の要素の間の更なる要素を含み、更なる要素も第1の要素および第2の要素に電気的に接続されうる。つまり、第1の要素が第2の要素に電気的に接続という記載は、接続に更なる導電要素が存在することを排除すると解釈されるべきではない。典型的には、そのような導電体は、金属配線またはケーブル、母線などを含みうるが、それらに限定されない。電気的接続は、更に、要素間の接続を容易にする電気接続部(例えば、プラグ、タブ、ラグ、ボルトなど)、電流および/または電圧制御部などの電気制御装置、電流および/または電圧測定装置などの他の要素を含みうるが、それらに限定されない。
本明細書で用いるように、「耐火性」とは、538℃より高温の環境に曝される構造物に、または、システムの構成要素として利用可能にする化学的および物理的物性を有する非金属材料のことを称する。
図1は、例示的なガラス製造装置10を示している。いくつかの実施形態において、ガラス製造装置10は、溶融槽14を含むガラス溶融炉12を含みうる。溶融槽14に追加で、ガラス溶融炉12は、任意で、原料を加熱して、原料を溶融ガラスに変化させるように構成された加熱要素(例えば、燃焼バーナー、および/または、電極)などの1つ以上の更なる構成要素を含みうる。例えば、溶融槽14は、電気ブースト溶融槽であり、エネルギーを、原料に、燃焼バーナーによってと、電流を原料に流すことによって、電流が原料のジュール加熱を介してエネルギーを加える直接加熱によってとの両方で追加しうる。
更なる実施形態において、ガラス溶融炉12は、溶融槽からの熱損失を削減する他の熱管理装置(例えば、断熱要素)を含みうる。更なる実施形態において、ガラス溶融炉12は、原料をガラス溶融物へと融解するのを容易にする電気、および/または、電気機械的装置を含みうる。ガラス溶融炉12は、支持構造物(例えば、支持枠、支持部材など)、または、他の構成要素を含みうる。
溶融槽14は、例えば、アルミナまたはジルコニアを含む耐火セラミック材料など、耐火セラミック材料などの耐火性材料から形成されうるが、耐火セラミック材料は、イットリウム(例えば、イットリア、イットリア安定化ジルコニア、リン酸イットリウム)、ジルコン(ZrSiO)、または、アルミナ‐ジルコニア‐シリカ、若しくは、酸化クロムまでもなどの他の耐火性材料を、択一的に、または、任意の組合せで含みうる。いくつかの例において、溶融槽14は、耐火セラミック煉瓦から構成られうる。
いくつかの実施形態において、ガラス溶融炉12を、ガラス物品、例えば、ガラスリボンを製造するように構成されたガラス製造装置の構成要素として組み込みうるが、更なる実施形態において、ガラス製造装置は、限定するものではないが、ガラスロッド、ガラス管、ガラスエンベロープ(例えば、電球などの照明装置用のガラスエンベロープ)、および、ガラスレンズなどの他のガラス物品を形成するように構成されうるもので、多くの他のガラス物品を企図している。いくつかの例において、溶融炉は、スロットドロー装置、フロートバス装置、ダウンドロー装置(例えば、フュージョンダウンドロー装置)、アップドロー装置、プレス装置、ローリング装置、管引出し装置、または、本開示の恩恵を受ける任意の他のガラス製造装置を含むガラス製造装置に含まれうる。例えば、図1は、ガラス溶融炉12を、次の処理で個々のガラスシートにするか、または、ガラスリボンをスプールに巻き取るために、ガラスリボンをフュージョンドローするフュージョンダウンドロー型ガラス製造装置10の構成要素として概略的に示している。本明細書で用いるように、フュージョンドロー処理は、溶融ガラスを形成体の両側に流す工程を含み、その結果、溶融材料の2つの流れが、形成体の底部で結合、または、「融合」する。
ガラス製造装置10は、任意で、溶融槽14の上流側に位置する上流側ガラス製造装置16を含みうる。いくつかの例において、上流側ガラス製造装置16の一部、または、全体を、ガラス溶融炉12の一部として組み込みうる。
図1の実施形態に示すように、上流側ガラス製造装置16は、原料保存容器18、原料送出装置20、および、原料送出装置20に接続されたモータ22を含みうる。原料保存容器18は、ガラス溶融炉12の溶融槽14に1つ以上の供給ポートを通して矢印26が示すように供給されうる大量の原料24を保存するように構成されうる。原料24は、典型的には、1つ以上のガラス形成金属酸化物、および、1つ以上の改質剤を含む。いくつかの例において、原料送出装置20は、モータ22によって動力を与えられて、所定の量の原料24を、原料保存容器18から溶融槽14に送出しうる。更なる例において、モータ22は、原料送出装置20に動力を与えて、原料24を、溶融槽14の下流側で感知された溶融ガラスの高さに基づいて、溶融ガラスの流れ方向に対して制御された速度で導入しうる。その後、溶融槽14内の原料24は加熱されて、溶融ガラス28を形成しうる。典型的には、最初の溶融工程において、原料は、溶融槽に、微粒子、例えば、様々な「砂粒」として加えられる。原料24は、以前の溶融および/または形成動作からのスクラップガラス(つまり、カレット)も含みうる。典型的には、燃焼バーナーを用いて、溶融処理を始める。電気ブースト溶融処理において、原料の電気抵抗を十分に低減させると、原料と接触して配置された電極間で電位を生じることによって電気ブーストが起動され、それにより、典型的には溶融状態になる時か溶融状態である原料を流れる電流が確立されうる。本明細書で用いるように、結果的に得られる溶融材料を、溶融ガラスと称する。
ガラス製造装置10は、任意で、溶融ガラス28の流れ方向についてガラス溶融炉12の下流側に配置された下流側ガラス製造装置30も含みうる。いくつかの例において、下流側ガラス製造装置30の一部は、ガラス溶融炉12の一部として組み込まれうる。いくつかの例においては、下記のような第1の接続管32、または、下流側ガラス製造装置30の他の部分を、ガラス溶融炉12の一部として組み込みうる。
下流側ガラス製造装置30は、溶融槽14の下流側に位置して、溶融槽14に上記第1の接続管32を介して連結された清澄槽34などの第1の調整(つまり、処理)室を含みうる。いくつかの例において、溶融ガラス28は、溶融槽14から清澄槽34へ第1の接続管32を介して重力送りされうる。例えば、重力は、溶融ガラス28を、第1の接続管32の内側経路を通して、溶融槽14から清澄槽34に押し出しうる。したがって、第1の接続管32は、溶融ガラス28に、溶融槽14から清澄槽34へのフロー経路を提供する。しかしながら、他の調整室を、溶融槽14の下流側に、例えば、溶融槽14と清澄槽34の間に配置しうると理解すべきである。いくつかの実施形態において、調整室を、溶融槽と清澄室の間に採用しうる。例えば、一次溶融槽からの溶融ガラスを、二次溶融(調整)槽で更に加熱するか、清澄室に入る前に、二次溶融槽で、一次溶融槽での溶融ガラスの温度より低い温度まで冷却しうる。
上記のように、気泡を、溶融ガラス28から、様々な技術によって除去しうる。例えば、原料24は、加熱された場合に、化学還元反応を生じて酸素を放出する酸化スズなどの多価化合物(つまり、清澄剤)を含みうる。他の適した清澄剤は、限定するものではないが、ヒ素、アンチモン、鉄、および、セリウムを含むが、いくつかの利用例において、ヒ素およびアンチモンの使用は環境的理由から避けられうる。清澄槽34は、例えば、溶融槽の温度より高い温度に加熱され、それにより、清澄剤を加熱する。溶融ガラスに含まれる1つ以上の清澄剤の温度による化学的還元によって生じた酸素は、清澄槽内の溶融ガラスを通って上昇し、溶融処理中に生じた気泡中に結合または拡散しうる。拡大して浮力の高まった気泡は、次に、清澄槽内の溶融ガラスの自由表面に上昇し、その後、清澄槽から排出されうる。
下流側ガラス製造装置30は、更に、清澄槽34から下流側に流れる溶融ガラスを混合する混合装置36、例えば、攪拌槽などの他の調整室を含みうる。混合装置36を用いて、均一なガラス溶融組成物を提供し、それにより、そうでない場合には清澄室を出る溶融ガラスに存在しうる化学的または熱の不均一性を削減しうる。図示したように、清澄槽34は、混合装置36に、第2の接続管38を介して連結されうる。いくつかの実施形態において、溶融ガラス28は、清澄槽34から混合装置36へ第2の接続管38を介して重力送りされうる。例えば、重力は、溶融ガラス28を、第2の接続管38の内側経路を通して、清澄槽34から混合装置36へ押し出しうる。典型的には、混合装置36内の溶融ガラスは、自由表面を含み、自由体積が、自由表面と混合装置の最上部との間に延伸する。混合装置36を、溶融ガラスの流れ方向について清澄槽34の下流側に示しているが、他の実施形態において、混合装置36を、清澄槽34の上流側に配置しうる。いくつかの実施形態において、下流側ガラス製造装置30は、多数の混合装置、例えば、清澄槽34の上流側の混合装置、および、清澄槽34の下流側の混合装置を含みうる。これらの混合装置は、同じ設計であるか、または、互いに異なる設計でありうる。いくつかの実施形態において、1つ以上の槽および/または導管は、その中に配置されて、溶融材料の混合、および、その後の均一化を促進する静的混合翼を含みうる。
下流側ガラス製造装置30は、更に、混合装置36の下流側に位置する送出槽40など、他の調整室を含みうる。送出槽40は、下流側形成装置に供給される溶融ガラス28を調整しうる。例えば、送出槽40は、蓄積部、および/または、流れ制御部として作用し、調節を行って、溶融ガラス28の一貫した流れを、形成体42に、放出管44を通して提供しうる。いくつかの実施形態において、送出槽40内の溶融ガラスは、自由表面を含み、自由体積が、自由表面から送出室の最上部へ延伸しうる。図示したように、混合装置36は、送出槽40に、第3の接続管46を介して連結されうる。いくつかの例において、溶融ガラス28は、混合装置36から送出槽40へ第3の接続管46を介して重力送りされうる。例えば、重力は、溶融ガラス28を、第3の接続管46の内側経路を通して、混合装置36から送出槽40へ押し出しうる。
下流側ガラス製造装置30は、更に、上記形成体42および投入管50を含む形成装置48を含みうる。放出管44は、溶融ガラス28を送出槽40から形成装置48の投入管50に送出するように配置されうる。フュージョンダウンドローガラス製造装置における形成体42は、形成体の上面に配置された桶部52、および、ドロー方向に形成体の底縁部(根元部)56に沿って収束する(1つの表面のみを示している)収束形成面54を含みうる。形成体の桶部52に、送出槽40、放出管44、および、投入管50を介して送出された溶融ガラスは、桶部52の壁部から溢れて、収束形成面54に沿って、溶融ガラスの別々の流れとして下降する。溶融ガラスの別々の流れは下方で根元部56に沿って結合し、溶融ガラスの単一のリボン58を製造し、ガラスリボン58は、重力および/または引張ロールアセンブリ(不図示)などにより下方に向かう張力をガラスリボンに与えることによって、ドロー平面に沿ってドロー方向60に根元部56から引き出され、溶融ガラスが冷却されて材料の粘度が高まる時にガラスリボンの寸法が制御される。したがって、ガラスリボン58は、粘弾性転移を通して弾性状態になり、ガラスリボン58に安定した寸法特性を与える機械的物性を得る。いくつかの実施形態において、ガラスリボン58は、個々のガラスシート62に、ガラス分離装置(不図示)によって分離されうるものであり、また、更なる実施形態において、ガラスリボンは、スプールに巻き取られて、更なる処理のために保管されうる。
接続管32、38、46、清澄槽34、混合装置36、送出槽40、放出管44、または、投入管50の任意の1つ以上を含む下流側ガラス製造装置30の構成要素は、貴金属から形成されうる。適した貴金属は、白金、イリジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、および、パラジウムからなる群から選択された白金族金属、若しくは、それらの合金を含む。例えば、ガラス製造装置の下流側構成要素は、約70質量%から約90質量%の白金、および、約10質量%から約30質量%のロジウムを含む白金ロジウム合金から形成されうる。しかしながら、ガラス製造装置の下流側構成要素を形成する他の適した金属は、モリブデン、レニウム、タンタル、チタン、タングステン、および、それらの合金を含みうる。
ガラス製造装置10の要素を、フュージョンダウンドローガラス製造の要素として図示し記載しているが、本開示の原理は、広範囲の様々なガラス製造処理に利用しうる。例えば、本開示の実施形態による溶融槽を、フュージョン処理、スロットドロー処理、ローリング処理、プレス処理、フロート処理、管引出し処理などの様々なガラス製造処理で用いうる。
溶融ガラスが下流側ガラス製造装置30を通って形成装置48に流れる時に、溶融ガラスの粘度を適切にするために、下流側ガラス製造装置の様々な構成要素を、溶融ガラスを加熱および/または冷却することなどによって、温度制御しうる。例えば、耐火絶縁材料を、下流側ガラス製造装置を含む様々な金属槽の周りに配置して、金属槽からの熱損失を制御しうる。いくつかの実施形態において、金属槽を、例えば、金属槽に近接した加熱要素を用いて加熱しうる。いくつかの実施形態において、金属槽の1つ以上を通って流れる電流が確立され、それによって、金属槽を、(以下、「直接」、または、「直に」加熱と称する)直接抵抗加熱によって加熱しうる。そのような直に加熱される槽は、第1の接続管32、清澄槽34、混合装置36、清澄槽34と混合装置36の間に延伸する第2の接続管38、送出槽40、混合装置36と送出槽40の間に延伸する第3の接続管46、および、放出管44の1つ以上を含みうる。直に加熱される槽は、更に、形成槽投入管50を含みうる。
直に加熱される槽への電流の送出を容易にするために、直に加熱される槽に、電源(不図示)に電気的に接続されたケーブルまたは母線と、1つ以上の直に加熱される槽との間の電流経路を提供するように構成された電流送出装置を備えうる。様々な実施形態において、そのような電流送出装置は、金属槽へ送出される電流の周囲方向の非均一性を削減するように構成される。したがって、様々な実施形態において、そのような電流送出装置は、金属槽の外縁部の周りに延伸しうるもので、以下、「電気フランジ」80と称し、図1に示すように、下流側ガラス製造装置30を通して様々な位置に配置しうる。電気フランジ80の対を、多相電源の異なる電気相に電気的に接続して、金属槽の個々の領域の温度を独立に制御して、同じ、または、異なる温度の1つ以上の加熱ゾーンを生成しうることに留意すべきである。したがって、電気フランジの数または位置は、少なくとも、望ましい加熱ゾーンの数、および、電気フランジが取り付けられる槽の物理的構成に応じたものであり、図1に示した電気フランジの数および位置は記載のためであって、限定するものではない。
図2Aは、本体部分82、および、本体部分82から外側に向かって延伸する電極部分84を含む例示的な電気フランジ80の前面図である。図示したように、本体部分82は円形でありうるが、例えば、楕円、卵形などの他の形状も可能である。本体部分82は、例示的な金属槽、例えば、導管86の外縁部の周りに延伸するように構成されうる。例示的な導管86を、導管の縦軸に直交する平面において円形の断面形状を有する円筒状導管として示しているが、導管86は、矩形、楕円、若しくは、円形、矩形、および/または、楕円の組合せなどの他の断面形状を有しうる。
電気フランジ80の電極部分84は、電源(不図示)と電気フランジ80の間に延伸する導電体90(例えば、ケーブル、母線など)に接続点88を提供する。図2Aでは、電極部分84を、本体部分82から垂直に上方に向かって延伸するように示しているが、電極部分84は、他の向き、例えば、水平に外側に向かって、または、垂直と水平の間の任意の他の角度で延伸しうる。
いくつかの実施形態において、図2Aに示すように、本体部分82は、導管86の周縁部の周りに延伸する環部92を含みうる。環部92は、略ディスク状、例えば、ディスク状の環形でありうる。いくつかの実施形態において、図2Bに示すように、環部92は、複数の環部を含みうる。例えば、本体部分82は、最外側環部92a、および、最内側環部92bを含みうる。様々な実施形態において、最内側環部92bは、それが取り付けられる金属槽と同じ、または、同様の金属から形成されうる。例えば、例示的な導管86は白金を含み、その場合、最内側環部92bも白金を含み、最内側環部も、電流によって加熱された時の例示的な導管86の高温に耐えるようにしうる。最外側環部92aは、半径方向に導管86から離間し、少なくとも最内側環部92bによって分離されているので、最外側環部92aは、低価格で、導管86の高温に耐える程度が低い金属から形成されうる。例えば、最外側環部92aおよび電極部分84は、ニッケルを含みうる.更に、本体部分82は、最外側環部92aと最内側環部92bの間に半径方向に配置された追加の中間環部を含みうる。そのような中間環部は、必要に応じて、ニッケル、または、白金を含みうる。例えば、最外側環部92aと最内側環部92bとの間に配置された中間環部は、白金を含みうる。そのような中間環部は、最内側環部92bの厚さに等しい厚さを有するか、または、そのような中間環部は、最内側環部92bと異なる厚さを有しうる。いくつかの実施形態において、環部の厚さは、導管86からの半径方向の距離の関数として増加しうる。更に、最外側環部92aは、導管86から離間し、最内側環部92bより低価格の金属から形成されうるので、最外側環部92aを、最内側環部92b、および/または、それらの間に配置された白金含有中間環部より厚く製作しうる。最外側環部92aの質量増加で、最外側環部92aの耐熱性を高めうるが、同時に、電気フランジ80の質量が増加させてしまう。
様々な実施形態において、電気フランジ80に、本体部分82および/または電極部分84の外縁部の周りに延伸する冷却管などの冷却装置94を備えうる。冷媒、例えば、水を、冷却管の通路に流して、熱を電気フランジから除去して、熱による破損を防ぎうる。
図3は、例示的な溶融槽14、第1の接続管32、および、第2の接続管38の少なくとも一部を含むガラス製造装置10の一部を示している。本実施形態によれば、ガラス製造装置は、更に、溶融槽14の耐火壁部、例えば、前壁部66を通って、清澄槽34に向かう方向に延伸する放出管64を含み、放出管64は、溶融ガラス28を溶融槽14の内部から搬送する通路を含みうる。第1の接続管32は、清澄槽34の第1の端部68から、溶融槽14に向かう方向に延伸しうる。図3の実施形態において、第1の接続管32と清澄槽34は堅く結合され、例えば、互いに溶接されて、第1の接続管32と清澄槽34が物理的および電気的に接続されうる。
清澄槽34は、更に、混合装置36に向かう方向に延伸する尾部分70を含みうる。第2の接続管38は、混合装置36に、溶接などによって堅く結合され電気的に接続され、更に、そこから、清澄槽34に向かう方向に延伸しうる。様々な実施形態によれば、第1の接続管32と放出管64は、間隙によって分離されるが、後で詳述するように、ガラス封止部で封止されうる。同様に、尾部分70と第2の接続管38は、間隙によって分離され、間隙内のガラス封止部で封止されうる。
ガラス製造装置10の加熱中、例えば、ガラス製造装置の最初の起動中に、ガラス製造装置の金属槽は、例えば、個々の槽の縦軸と一致する膨張方向に膨張しうる。例えば、清澄槽、例えば、清澄槽34は、縦軸に沿って延伸する細長い管でありうる。したがって、清澄槽は、清澄槽の縦軸に概して平行など、縦軸に対応する膨張方向に沿って膨張しうる。同様に、様々な他の槽(例えば、導管)も、各々の縦軸に沿って膨張しうる。ガラス製造装置の様々な金属槽が、例えば、溶接またはボルトによって堅く接続された場合、これらの金属槽に、かなりの応力が加わりうる。ガラス製造装置10の金属槽の多くが、例えば、白金、または、その合金などの貴金属から形成され、したがって、かなりのコストとなるので、槽の壁部を薄くするが、それにより、剪断、座屈、または、他の変形などの破損を生じずに大きな応力に耐えることが不可能である。金属槽の熱膨張に関する応力を防ぐために、ある金属槽、または、金属槽の群を堅く結合しないようにしうる。その代わりに、隣接した槽、または、槽のアセンブリを、位置合わせし、互いに近接して配置するが、間隙によって分離して、熱膨張に適応するようにしうる。
ガラス製造装置の加熱が完了すると、堅く接続されない隣接した槽、または、槽のアセンブリは、トラック上で転がってなど更に移動し、実質的に全ての残りの間隙を閉じて、間隙の小さい部分、例えば、約1/4センチメートル以下の間隙が残るようにしうる。バッチ材料を溶融槽で融解して溶融ガラスを形成し、溶融ガラスが金属槽を通って流れ始めた後に、溶融ガラスは、隣接した金属槽の間の残った間隙を通って漏れる。隣接した槽、または、槽のアセンブリの間の間隙で漏れている溶融ガラスが、例えば、周囲環境に曝されることによって冷却されることで、間隙が充填され塞がれて、間隙からの溶融ガラスの連続した流れを制限する。
図3の実施形態において、第1の接続管32と(尾部分70を含む)清澄槽34は、堅く、電気的に接続されて、その中を通る連続した通路を含む金属槽アセンブリ100を形成しうる。いくつかの実施形態において、金属槽アセンブリ100を、囲い部102、例えば、金属製の囲い部内に収容しうる。いくつかの実施形態において、囲い部102は、金属槽アセンブリ100の壁部と囲い部102の壁部の間の雰囲気を制御するように構成されうる。例えば、いくつかの実施形態において、囲い部102は、水素源と流体連通して、雰囲気内の水素の分圧を制御しうる。金属製の囲い部内の水素の分圧を、所定の濃度に、または、所定の濃度範囲内に維持することによって、水素透過を制御しうる。水素透過とは、溶融ガラスに含まれる水が分解して、次に、金属槽アセンブリ内を流れる溶融ガラスからの水素が、金属槽アセンブリの壁部を通って、金属槽アセンブリの壁部の外側の雰囲気へと通過することを称する。溶融ガラスに残った酸素は、溶融ガラス内に小さい気泡(例えば、ブリスター)を形成し、それは、次に形成されるガラス製品の価値を害しうる。耐火絶縁材料を、金属槽アセンブリ100と囲い部102の間に配置して、金属槽アセンブリの壁部からの熱損失を制御し、更に、薄壁である金属槽アセンブリを支持しうる。不図示であるが、囲い部102は、更に、囲い部102、および、その収容物を支持する骨組みまたは枠を含みうる。
上記のように、金属槽アセンブリ100は、更に、電流を金属槽アセンブリを通って伝えることによって、金属槽アセンブリ100を加熱するように配列構成された複数の電気フランジ80を含みうる。便宜的に、図3のフランジ80を、左から右へ溶融ガラス28の流れ方向に、フランジ80a~80dと示している。4つの電気フランジを示しているが、必要に応じて、例えば、望ましい温度ゾーンの数に応じて、4つより多く、または、少ない電気フランジが金属槽アセンブリ100に取り付けられてもよい。
ガラス製造装置の加熱前に、金属槽アセンブリ100を、第1の接続管32が放出管64と位置合わせされるような位置に移動しうる。つまり、放出管64に最も近い第1の接続管32の中心縦軸が、放出管64の中心縦軸と平行で同軸になるように配置される。同様に、尾部分70を、第2の接続管38と位置合わせしうるものであり、第2の接続管38には、電気フランジ80dと対向して構成された封止フランジ72が備えられうる。金属槽アセンブリ100は、次に、間隙G1、G2が、各々、第1の接続管32と放出管64の自由端部の間、および、第2の接続管38と尾部分70の自由端部の間(例えば、電気フランジ80dと封止フランジ72の間)に形成されるように配置されうる。いくつかの実施形態において、第2の接続管38の自由端部での封止フランジ72は、電気フランジでありうる。金属槽アセンブリ100が電気フランジ80を介して加熱されると、金属槽アセンブリ100は、長さ方向に膨張し、それにより、G1、G2が、なくならないが、減少する。次に溶融槽14から金属槽アセンブリ100を通って流れた溶融ガラスは、間隙G1、G2内に漏れて、ガラス封止部74およびガラス封止部76を、各々、間隙G1および間隙G2内に形成し、第1の接続管32を放出管64に封止し、第2の接続管38を尾部分70に封止する。より概略的に記載すると、金属槽アセンブリ100は、放出管64および第2の接続管38に堅く接続されず、間隙によって分離されて、ガラス製造装置の加熱中に、構成要素が熱膨張する余地がある。加熱が完了すると、溶融ガラスは、間隙に流れ込み、固化してガラス封止部を間隙に形成して、更なる漏れを防ぐ。
ガラス封止部のロバスト性を確実にするために、放出管64の末端部110を、封止フランジ114と篏合させうる。いくつかの実施形態において、封止フランジ114は、電気フランジ、例えば、電気フランジ80でありうる。いくつかの実施形態において、電気フランジ80(例えば、電気フランジ80a)は、第1の接続管32の末(自由)端部112に配置されて、電流を金属槽アセンブリ100に伝える導電体、および、ガラス封止部74が放出管64の封止フランジ114と電気フランジ80aの間の間隙G1に形成されるように、封止フランジの両方として機能しうる。
上記記載から、金属槽アセンブリ100の膨張中に、金属槽アセンブリ100の壁部に堅く取り付けられた電気フランジ80a~80dは、一斉に移動することに留意すべきである。特に、各本体部分82は、金属槽アセンブリ100が膨張する時に移動する。しかしながら、電気フランジの移動は、電源から電気フランジに電気を提供する導電体90(例えば、ケーブル、母線など)に接続されることによって阻止される。したがって、電気フランジ80a~80dの本体部分が、本体部分82が取り付けられた金属槽アセンブリ100と共に移動する間に、電極部分84は、それが取り付けられた導電体によって規制され、したがって、移動不可能であるか、または、各々の本体部分と比べて、非常に小さく移動する。
少なくとも部分的に規制された電極部分84は、封止フランジとしても機能する電気フランジには、問題となりうる。例えば、図4を参照すると、金属槽アセンブリ100が放出管64の縦軸116に沿って方向118に膨張すると、電気フランジ80aの本体部分82aは、放出管64に向かって移動するが、電極部分34aの接続点88aで取り付けられた重く堅い導電体は、少なくとも部分的に電極部分の移動を規制し、その結果、電気フランジが傾き、第1の接続管32の縦軸120の縦軸116に対する位置ずれを生じる。電気フランジ80aは第1の接続管32に堅く取り付けられているので、電気フランジ80aの傾きが機械的応力を金属槽アセンブリ100に与えて、金属槽アセンブリを反らすか、曲げるか、または、他の態様で破損させうる。更に、電気フランジ80aが封止フランジ114に対して(封止フランジ114と電気フランジ80aが平行でなくなるように)位置ずれすることで、不完全なガラス封止部につながり、結果的に溶融ガラスが漏れうる。更に、溶融ガラス28から放出された腐食性気体は、不完全なガラス封止部から漏れて、限定するものではないが、放出管64および第1の接続管32を含む周囲の器具を破損させうる。
様々な実施形態において、電気フランジ80と電気的に接続した導電体は、吊り具、枠台、または、導電体の質量を支持し導電体の移動を制限するように構成された他の装置によって支持されうる。例えば、いくつかの例示的な装置は、2018年2月26日出願の米国仮特許出願第62/635080号明細書に記載されている。しかしながら、限定された移動が与えられた場合でも、大きい電流を伝えるように構成された導電体の剛性が高いことから、電気フランジの移動を妨げたままでありうる。そのように移動が妨げられることで、電気フランジの傾きを生じたままになりうる。
したがって、図5~7は、電気フランジ支持装置200が係合される電気フランジの傾きを最小にするか、防ぐように構成された例示的な電気フランジ支持装置200を示している。電気フランジ支持装置、または、その変形例を、ガラス製造装置10内の他の位置で用いうるという理解のもとで、以下、第1の接続管32に電気的に接続された電気フランジ80aについて記載する。
図5および6は、第1のブラケット204および第2のブラケット206を含む支持ブラケットアセンブリ202を含む例示的な電気フランジ支持装置200の側面図であり、第1および第2のブラケット204、206は、堅い支持部材に載置されるように構成される。いくつかの実施形態において、第1および第2のブラケット204、206は、同様でありうる。例えば、いくつかの実施形態において、第1および第2のブラケット204、206は、互いに鏡像でありうる。更なる実施形態において、第1および第2のブラケット204、206は、例えば、適切に曲げられたプレートの端部として、一体に形成されうる。
第1および第2のブラケット204、206は、各々、第1および第2の取付けプレート208、210を含みうる。第1および第2のブラケット204、206は、更に、第1および第2のブラケット204、206を支持体に載置するための第1および第2の載置基部212、214を、各々、含みうる。例えば、様々な実施形態において、ガラス製造装置の加熱中に感知されるほどには移動しない任意の堅い支持体が適するが、第1および第2のブラケット204、206は、第1および第2の載置基部212、214を介して、囲い部102に載置されうる。
第1の取付けプレート208は、第1の開口部216および第2の開口部218を画定しうる。第1の開口部216は、細長いスロットであり、一方、第2の開口部218は、例えば、円形の開口部、または、細長いスロットでありうる。上記のように、第1のブラケット204は、第1の載置基部212を含みうる。例えば、いくつかの実施形態において、第1の載置基部212は、例えば、第1の載置基部212の平面が第1の取付けプレート208の平面に直交するように、第1の取付けプレート208の平面に対して90度の角度で曲がった第1の取付けプレート208の一部でありうる。様々な実施形態において、第1の載置基部212は、少なくとも1つの載置スロット220を画定する。載置スロット220は、第1の載置基部212の長さ方向、例えば、第1の載置軸222に沿って延伸するように向けられうる。いくつかの実施形態において、第1の載置基部212は、第1の載置軸222に沿って配列された複数の載置スロット220を含みうる。
第1の取付けプレート208と同様に、第2の取付けプレート210(図6を参照)は、第1の開口部224、および、第2の開口部226を画定しうる。第1の開口部224は、細長いスロットであり、一方、第2の開口部226は、例えば、円形の開口部、または、細長いスロットでありうる。上記のように、第2のブラケット206は、第2の載置基部214を含みうる。例えば、いくつかの実施形態において、第2の載置基部214は、例えば、第2の載置基部214が第2の取付けプレート210に直交するように、第2の取付けプレート210の平面に対して90度の角度で曲がった第2の取付けプレート210の一部でありうる。様々な実施形態において、第2の載置基部214は、少なくとも1つの細長い載置スロット230を画定しうる。載置スロット230は、第2の載置基部214の長さ方向、例えば、第2の載置軸232に沿って延伸するように向けられうる。いくつかの実施形態において、第2の載置基部214は、第2の載置軸232に沿って配列された複数の載置スロット230を含みうる。様々な実施形態において、第2の載置軸232は、第1の載置軸222に平行でありうる。
電気フランジ支持装置200は、更に、第1の調節基部236、および、第1の調節基部236と第1のブラケット204(例えば、第1の取付けプレート208)の間に延伸する第1の調節部材238を含む第1の調節アセンブリ234を含みうる。第1の調節部材238は、ロッド、例えば、ねじ山付きロッド、ボルトなどでありうる。第1の調節部材238は、第1の調節基部236および第1のブラケット204に、適切な固定部材(例えば、ナット)を用いて連結され、固定部材の回転により、第1の調節基部236と第1のブラケット204の距離が固定部材の回転方向に応じて増減するように構成されうる。換言すれば、第1の調節部材238は、ボルト、または、他のねじ山付きロッドを含み、更に、それと係合するナットを含みうるもので、1つ以上のナットを回すことで、第1の調節基部236と第1のブラケット204の間に延伸する調節部材の長さを増減し、それにより、第1のブラケット204を第1の調節基部236に対して移動しうる。更に、第1の調節部材238は、ロックされて(例えば、1つ以上のナットなどで絞められて)、それにより、第1の調節基部236と第1のブラケット204を堅く接続しうる。
同様に、電気フランジ支持装置200は、更に、第2の調節基部242、および、第2の調節基部242と第2のブラケット206(例えば、第2の取付けプレート210)の間に延伸する第2の調節部材244を含む第2の調節アセンブリ240を含みうる。第2の調節部材244は、ロッド、例えば、ねじ山付きロッド、ボルトなどでありうる。第2の調節部材244は、第2の調節基部242および第2のブラケット206に、適切な固定部材(例えば、ナット)を用いて連結され、固定部材の回転により、第2の調節基部242と第2のブラケット206の距離が固定部材の回転方向に応じて増減するように構成されうる。換言すれば、第2の調節部材244は、ボルト、または、他のねじ山付きロッドを含み、更に、それと係合するナットを含みうるもので、1つ以上のナットを回すことで、第2の調節基部242と第2のブラケット206の間に延伸する調節部材の長さを増減し、それにより、第2のブラケット206を第2の調節基部242に対して移動しうる。更に、第2の調節部材244は、ロックされて(例えば、1つ以上のナットなどで絞められて)、それにより、第2の調節基部242と第2のブラケット206を堅く接続しうる。
第1のブラケット204、および、第2のブラケット206を、囲い部102など、適切な支持体に、離間関係で載置し、その場合に、第1の取付けプレート208と第2の取付けプレート210は、互いに略平行でありうる。つまり、第1の取付けプレート208の平面は、第2の取付けプレート210の平面と略平行でありうる。第1のブラケット204および第2のブラケット206は、支持体に、載置スロット220および載置スロット230を通って延伸する1つ以上の固定部280(例えば、ねじ、ナット、および、ボルトなど)を介して載置され、支持体に固定されうる。載置スロット220、および、載置スロット230は、固定部280を締める前に、第1のブラケット部材アセンブリ204および第2のブラケット部材アセンブリ206を、第1の載置軸222および第2の載置軸232に沿って一時的に移動することを考慮している。
同様に、第1の調節アセンブリ234および第2の調節アセンブリ240を、第1および第2のブラケット204、206と同じ支持体に載置しうる。更に、第1および第2の調節部材238、244を、各々の調節基部とブラケットの間で、それらが載置される支持基部、例えば、囲い部102の平面と(例えば、水平に対して)同じ角度で延伸するように配列しうる。
様々な実施形態において、支持ブラケットアセンブリ202は、更に、第1の留め部材260および第2の留め部材262を含みうる。いくつかの実施形態において、第1の留め部材260は、中心の留め部分264、および、そこから延伸し、各々、第1の取付けプレート208および第2の取付けプレート210に接続された脚部266、268を含む「U」字型バーを含みうる。例えば、脚部266、268は、中心の留め部分264に直交して延伸しうる。脚部266、268は、更に、各々から(例えば、第1の留め部材260の両端部から)延伸し、各々、第1および第2の取付けプレート208、210によって画定される第1の開口部216、224内に篏合するサイズを有するタブ270、272を含みうる。更に、脚部266、268は、第1の留め部材260を第1の取付けプレート208および第2の取付けプレート210に、並びに、第1の取付けプレート208と第2の取付けプレート210とを連結するように構成された固定部282、例えば、ナットとボルトの組合せを受け付けるサイズを有する各々の開口部を更に画定しうる。第2の留め部材262は、線形の(例えば、直線の)バー、例えば、細長いプレートであり、第2の留め部材262の長さは、電極部分34aの幅より長いものでありうる。第2の留め部材262は、第1の留め部材260に、固定部284を介して、電極部分84aが第1の留め部材260と第2の留め部材262の間に保持されるように連結されうる。いくつかの実施形態において、電極部分84aは、第1および第2の留め部材260、262から、電極部分84aと各第1および第2の留め部材260、262の間に配置された絶縁材料274によって、電気的に絶縁されうる。第1および第2の留め部材260、262は、電極部分34a、したがって、電気フランジ80aを支持するのを助ける。ガラス製造装置の加熱中に、第1の留め部材260を取付けプレート208、210に連結する固定部282は緩められたままで、それにより、ある程度の電極部分34aの移動に対応しうる。しかしながら、開口部216、224に位置するタブ270、272は、そのような移動を制限する。つまり、タブ270、272は、電極部分の下方に向かう移動を制限する。
更に、図5~7を参照すると、第1の調節基部236および第2の調節基部242を、支持体、例えば、囲い部102に、適切な固定部286(ねじ、ナットおよびボルトなど)を介して連結しうる。固定部286を支持体に対して締めて、第1の調節基部236および第2の調節基部242が、適切に堅いアンカー点を提供しうる。第1および第2の取付けプレートが支持体に対して移動自在なように固定部280を緩めた状態で、第1の調節部材238および第2の調節部材244を回転し、それにより、第1および第2のブラケット204、206を、第1の載置軸222および第2の載置軸232と平行な方向に、第1の調節基部236および第2の調節基部242と相対的に移動しうる。第1の取付けプレート208および第2の取付けプレート210を、望ましい位置に配置した時に、固定部280を締めうる。電極部分84aを、第1の留め部材260と第2の留め部材262の間に留めた状態で、第1のブラケット204および第2のブラケット206の移動を用いて、電気フランジ80aを直立向きに移動して、封止フランジ114と(例えば、平行に)位置合わせしうる(例えば、縦軸116は、縦軸120と同軸になる)。
支持ブラケットアセンブリ202は、更に、第3の留め部材300、および、任意の第4の留め部材302を含みうる。第3の留め部材300は、中心部分304、および、そこから延伸する2つの対向する脚部306、308を含みうる。例えば、いくつかの実施形態において、脚部306、308は、中心部分304に直交して延伸しうる。いくつかの実施形態において、脚部306、308は、脚部266、268と、第1および第2の取付けプレート208、210の間に配置されうる。例えば、不図示であるが、脚部306、308は、タブ270、272を各々受け付ける第1の開口部216、224と一致する開口部を画定しうる。脚部306、308は、更に、第2の開口部218、226と一致し、固定部282を受け付けるサイズを有する開口部を更に含みうる。いくつかの実施形態において、第3の留め部材300を、支持部材310に、1つ以上の固定部288などを用いて連結しうる。いくつかの実施形態において、支持部材310は、例えば、溶融槽14で生じた熱から電気フランジ支持装置200を遮蔽するように構成された熱遮蔽部を含みうる。
他の実施形態において、電気フランジ支持装置200は、補強ロッド402、および、そこに連結された電気的絶縁スペーサ404を含む電極補強アセンブリ400を含みうる。様々な実施形態において、補強ロッド402は、電極部分84aに、電極部分によって画定された開口部を通って延伸することなどによって係合されうる。例えば、補強ロッド402の第1の端部406は、ねじ山付きで、開口部を通って延伸し、電極部分84aに、ねじ山付きの第1の端部406と係合した適切な固定部を用いて連結されうる。補強ロッド402の第2の端部408は、電気的絶縁スペーサ404に連結されうるものであり、図8に示したように、電気的絶縁スペーサ404は、建築または土台鋼、支持梁、または、任意の他の適した安定構造物などの支持部材410と係合されうる。したがって、電極部分84aは、支持構造物から、所定の隔たりで維持されうる。所定の隔たりを、電極開口部を通って延伸する補強ロッド402の有効長さを調節することによって調節しうる。例えば、ねじ山付きの第1の端部406は、それと係合した多数のナットを含み、少なくとも1つのナット412は、電極部分84aの片側に配置され、他のナット412は、電極部分84aの他方の側に配置され、それにより、電極部分84aを2つのナットの間に保持しうる。
他の実施形態において、図9に示したように、図8の配列を逆にして、補強ロッド402の第1の端部406が支持部材410の開口を通って延伸し、電気的絶縁スペーサ404が電極部分84aと係合しうる。
図10に示した更に他の実施形態において、補強ロッド402は、第1の部分402a、および、第2の部分402bを含み、第1の部分402aは電気的絶縁スペーサ404の片側と係合し、第2の部分402bは電気的絶縁スペーサ404の反対の端部と係合し、更に、第1の部分402aは、第2の部分402bと接触しないようにしうる。例えば、電気的絶縁スペーサ404は、各側に、第1および第2の部分402a、402bの端部が、各々、ねじ留めされうるソケットを含みうる。更に、第1の部分402aと第2の部分402bの反対の端部は、各々、電極部分84aおよび支持部材410の開口を通って延伸し、それらに、ナット412を用いて連結されうる。
いくつかの実施形態において、図11に最もよく示したように、電極補強アセンブリ400は、複数の補強ロッド402を含み、複数の補強ロッドの各補強ロッド402は電気的絶縁スペーサ404を含み、補強ロッド402の第1の端部406は、電極部分84aと係合した留め部414と連結されうる。留め部414は、第1の留めプレート416および第2の留めプレート418を含み、第1および第2の留めプレートは、電極部分84aの両側に配置される。図11の実施形態において、各補強ロッド402は、留め部414と係合する。具体的には、いくつかの実施形態において、第1の補強ロッド402は、第1の留めプレート416の第1の開口部を通って延伸し、そこに、ねじ山で第1の補強ロッドに係合された1つ以上の固定部420(例えば、ナット)などを用いて固定される。同様に、第2の補強ロッド402は、第1の留めプレート416の第2の開口部を通って延伸し、そこに、ねじ山で第2の補強ロッドに係合された1つ以上の固定部422(例えば、ナット)などを用いて固定される。第2の留めプレート418は、電極部分84aが第1の留めプレートと第2の留めプレートの間に配置された状態で、第1の留めプレートに、追加の固定部424(例えば、ナットおよびボルト)を用いて固定される。電極部分84aは、第1および第2の留めプレート416、418から絶縁材料426によって電気的に絶縁されうる。上記実施形態のように、電気的絶縁スペーサ404は、第2の端部408に連結され、次に、それが支持部材410と係合する。
ガラス製造装置の加熱、および、加熱中の電気フランジ支持装置の配列は、放出管64および第1の接続管32について、以下のように行われうる。第1の工程において、加熱前に、電極部分84aの基準平面436に対する角度を測定する。基準平面436は、垂直平面でありうる。例えば、いくつかの実施形態において、角度αは、ゼロでありうる。基準平面436が垂直平面の場合、ゼロの角度αは、測定した電極部分が垂直であることを意味する。角度ずれδを、角度αから、加熱中の電極部分84aの角度βを引いた角度として計算し、つまり、δ=α-βである。例えば、基準平面は垂直で、加熱前の測定した電極部分は、基準平面に対してゼロの角度を有し、更に、加熱中に測定した電極部分の角度βが、ゼロではない値であると仮定した場合、角度βは、加熱による電極部分の移動量を表す。電極部分が、加熱前に、垂直の基準平面に対してゼロではない、例えば、5度の角度αを有し、更に、加熱後に、基準平面に対してゼロではない、例えば、10度の角度βを有する場合、加熱により生じた、ずれ角度δは、10度-5度=5度である。ずれ角度δを、所定のずれ角度限度θと比較しうる。いくつかの実施形態において、θは、0.25°未満でありうる。加熱中に、ずれ角度δを、多数の回数、例えば、毎日、特定しうる。電極の角度α、βの測定は、傾斜計を用いて行いうる。加熱中、補強ロッド402は、緩めて維持されうる。例えば、固定部430a、430bを用いて、補強ロッドを留めプレート416または418の1つに固定しうる。加熱中に、固定部430aは、緩めて維持されて、固定部430bを回して、支持部材410と、留めプレート416または418の1つとの間の補強ロッド402の長さを調節し、したがって、電極部分84aの角度を調節しうる。そのような調節中に、角度βを、角度βが角度αに等しくなるまで、つまり、δ=0まで調節すべきである。したがって、加熱中に、電極部分を垂直に戻す必要はないが、電極部分の基準平面に対する角度は、加熱前の向きに戻される。加熱中、固定部280は、緩めて維持されうる。加熱中に、角度δが限度θより大きいことが見つけられた場合、固定部434を緩めて維持したまま(取付けプレート208、210と係合させずに)、調節部材238、244に連結された固定部を調節して、取付けプレート208、210の位置を変化させる。加熱完了後に、固定部432、434を取付けプレート208、210に対して締めて、それにより、取付けプレート208、210の第1および第2の調節基部236、242に対する位置を固定する。これらの手順の効果を、図12A~12Cを用いて視覚化しうる。
図12Aは、公称で位置合わせされた電気フランジ、例えば、電気フランジ80a(明瞭にするために、例えば、導管などの付随する構造物なしで示した)を、基準平面436に対して横から見て示している。これについて、電気フランジ80aを、3つの概略的部分、つまり、既に特定したようなフランジ本体部分82a、並びに、斜め部分462a、および、公称垂直部分464aを更に含むものとして示された電極部分84aを含むものとして示している。本明細書で用いるように、公称垂直部分464aは、関連する電気フランジが連結された各々の導管または槽から、垂直から0から20度の範囲内に、例えば、垂直から5度以内など垂直から10度以内に、および、それらの間の全てを含む角度に延伸する線形部分の電極部のことを称する。電気フランジ本体部分82aは溶融槽14の近くに配置されうるので、斜め部分462aは、接続点88aを含む公称垂直部分464aへのアクセスを可能にし、水平面465に対してゼロから90度未満の範囲の角度σで傾きうる。これにより、接続点88aを溶融槽14から、本体部分82aより遠くに離間させうる。断熱部を周りに配置しないと、そのような接続が困難となる溶融槽14の周りに、断熱部を配置しうる。図12Bに示したように、ガラス製造装置の加熱中に、金属槽アセンブリ100の熱膨張で、金属槽アセンブリ100が長くなる。矢印466は、金属槽アセンブリの膨張により、電気フランジ本体部分82aが取り付けられる第1の接続管32を含む電気フランジ本体部分82aに対して加えられた力を示している。膨張力466は、電気フランジ本体部分82aを、溶融槽14に向かう方向に移動し、それにより、間隙G1を削減する。同時に、接続点88aで取り付けられた重く堅い電気ケーブルによる抵抗は、公称垂直部分464aを含む電極部分84aが本体部分82aの移動を遅らせるようにしうる。結果的に、角度φで示したように、電気フランジ80aが傾き、第1の接続管32が溶融槽の放出管64と位置ずれしうる(例えば、第1の接続管32の縦軸120は、放出管64の縦軸116と同軸でなくなる)。同様に、公称垂直部分464aは、基準平面436に対して角度βに亘って位置ずれしうる(図4を参照)。いくつかの実施形態において、角度βは、角度φと異なりうる。したがって、支持ブラケットアセンブリ202、および/または、電極補強アセンブリ400を用いて、電極部分84aが電極本体部分82aと一緒に移動するのを補助しうる。図12Cに示したように、支持ブラケットアセンブリ202を用いて、斜め部分462aと水平平面465に対して同じ角度σである力470を、公称垂直部分464aに加えうる。電極補強アセンブリ400を用いて、力468を公称垂直部分464aに対して、局所膨張方向に(例えば、溶融槽14に向かって)加えうる。いくつかの実施形態において、支持ブラケットアセンブリ202の調節が完了すると、電極補強アセンブリは、公称垂直部分464aの位置を維持するように固定されうる(締められうる)が、他の実施形態において、電極補強アセンブリ400を調節して、電極部分84aの公称垂直部分464aを第1の接続管32の局所膨張方向に移動しうる。典型的には、力468は水平方向に加えられるが、他の力の方向も用いうる。いくつかの実施形態において、支持ブラケットアセンブリ202を単独で用いうるか、または、それを補強アセンブリ400と共に用いうるものであり、他の実施形態において、補強アセンブリ400を、単独で用いうる。
ここまで、第1の接続管32および放出管64の場合について記載したが、このような装置および方法を、尾部分70と第2の接続管38の間など、他の導管の端部位置で用いうる。例えば、いくつかの実施形態において、支持ブラケットアセンブリ202が連結される電気フランジは、斜め部分を含まないものでありうる。したがって、支持ブラケットアセンブリ202は、力を各々の電極部分に対して、局所膨張方向、例えば、略水平方向に加えるように構成されうる。
当業者には、本開示の精神および範囲を逸脱することなく、本開示の実施形態に、様々な変更および変形が可能なことが明らかだろう。したがって、本開示は、そのような変更および変形も、添付の請求項、および、それらの等価物の範囲である限りは網羅することを意図する。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態1
ガラス製造装置において、
溶融ガラスを搬送するように構成された金属槽と、
前記金属槽の周りに配置された囲い部と、
前記金属槽に取り付けられ、該金属槽から前記囲い部を通って延伸する電極部分を含む電気フランジと、
前記電極部分に連結された電気フランジ支持装置と
を含む装置。
実施形態2
前記電気フランジ支持装置は、前記囲い部に載置されて前記電極部に連結された支持ブラケットアセンブリを含むものである、実施形態1に記載のガラス製造装置。
実施形態3
前記支持ブラケットアセンブリは、対向する取付けプレートと、前記対向する取付けプレートの間に配置されて、それらと係合し、更に、前記電極部分に連結された留め部材とを含むものである、実施形態2に記載のガラス製造装置。
実施形態4
前記留め部材は、その端部から延伸して、前記取付けプレートによって画定された開口部と係合するタブを含むものである、実施形態3に記載のガラス製造装置。
実施形態5
前記留め部材は、更に、前記取付けプレートに、該留め部材および該取付けプレートを通って延伸する固定部によって連結されたものである、実施形態4に記載のガラス製造装置。
実施形態6
前記電気フランジ支持装置は、更に、前記囲い部に載置されて前記支持ブラケットアセンブリに調節部材によって連結された調節基部を含む調節アセンブリを含むものである、実施形態2に記載のガラス製造装置。
実施形態7
前記電気フランジ支持装置は、更に、前記電極部分と連結されて支持部材と係合した電極補強アセンブリを含むものである、実施形態1から6のいずれか1つに記載のガラス製造装置。
実施形態8
前記電極補強アセンブリは、前記電極部分と前記支持部材の間に延伸して該電極部分と該支持部材の間に所定の隔たりを維持するように構成された補強ロッドを含むものである、実施形態7に記載のガラス製造装置。
実施形態9
前記補強ロッドは、電気的絶縁スペーサを含むものである、実施形態8に記載のガラス製造装置。
実施形態10
前記電気的絶縁スペーサは、前記支持部材に接触するものである、実施形態9に記載のガラス製造装置。
実施形態11
前記補強ロッドは、第1の部分、および、第2の部分を含み、前記第1および第2の部分は、前記電気的絶縁スペーサと係合し、それによって分離されるものである、実施形態9に記載のガラス製造装置。
実施形態12
ガラス製造装置において、
溶融ガラスを搬送するように構成された金属槽と、
前記金属槽に取り付けられ、該金属槽から離れるように延伸する電極部分を含む電気フランジと、
前記電極部分を支持部材に連結する電極補強アセンブリと
を含む装置。
実施形態13
前記電極補強アセンブリは、前記電極部分と前記支持部材の間に延伸して該電極部分と該支持部材の間に所定の隔たりを維持するように構成された補強ロッドを含むものである、実施形態12に記載のガラス製造装置。
実施形態14
前記補強ロッドは、電気的絶縁スペーサを含むものである、実施形態13に記載のガラス製造装置。
実施形態15
前記電気的絶縁スペーサは、前記支持部材に接触するものである、実施形態14に記載のガラス製造装置。
実施形態16
前記補強ロッドは、第1の部分、および、第2の部分を含み、前記第1および第2の部分は、前記電気的絶縁スペーサと係合し、それによって分離されるものである、実施形態14に記載のガラス製造装置。
実施形態17
前記金属槽の周りに配置された囲い部であって、そこを通って、前記電極部分が延伸する囲い部と、
前記囲い部に載置されて前記電極部分に連結された支持ブラケットアセンブリと
を更に含む、実施形態12に記載のガラス製造装置。
実施形態18
前記囲い部に載置されて前記支持ブラケットアセンブリに調節部材によって連結された調節基部を含む調節アセンブリを、
更に含む、実施形態17に記載のガラス製造装置。
実施形態19
前記支持ブラケットアセンブリは、対向する取付けプレートと、前記対向する取付けプレートの間に配置されて、それらと係合し、更に、前記電極部分に連結された留め部材とを含むものである、実施形態12に記載のガラス製造装置。
実施形態20
前記留め部材は、その端部から延伸して、前記取付けプレートによって画定された開口部と係合するタブを含むものである、実施形態19に記載のガラス製造装置。
実施形態21
ガラス製造装置の起動方法において、
第2の金属導管の第2の端部に隣接した第1の金属導管の第1の端部を、第1の位置合わせ位置に、前記第1の金属導管の縦軸が前記第2の金属導管の縦軸と同軸になるように配置する工程であって、前記第1の端部は、そこに取り付けられた第1の電気フランジを含み、前記第2の端部は、そこに取り付けられた篏合フランジを含み、該第1の端部と該第2の端部は、第1の所定の間隙で離間したものである工程と、
前記第1の金属導管を動作温度まで加熱する工程であって、前記加熱工程中に、該第1の金属導管は膨張し、前記第1の縦軸は、前記第2の金属導管と同軸ではなくなる工程と、
前記加熱工程中に、第1の電気フランジに連結された電気フランジ支持装置を調節して、前記第1の縦軸を前記第2の縦軸と再び位置合わせする工程と
を含む方法。
実施形態22
前記電気フランジ支持装置は、前記電気フランジの電極部分に連結されたものである、実施形態21に記載の方法。
実施形態23
前記電極部分は、水平に対してゼロより大きく90度未満の角度で延伸する斜め部分、および、公称垂直部分を含み、
前記電気フランジ支持装置は、前記公称垂直部分に連結された支持ブラケットアセンブリを含み、前記調節工程中に、前記支持ブラケットアセンブリは、力を、該公称垂直部分に、水平に対して前記斜め部分の角度と等しい角度で加えるものである、実施形態22に記載の方法。
実施形態24
前記篏合フランジは、第2の電気フランジである、実施形態21に記載の方法。
実施形態25
前記第1の金属導管は、清澄槽に連結されたものである、実施形態21に記載の方法。
実施形態26
前記第2の金属導管は、溶融槽に連結されたものである、実施形態25に記載の方法。
実施形態27
前記加熱工程は、前記所定の間隙を削減するものであり、
方法は、
溶融ガラスを、前記第1および第2の金属導管を通して流し、前記溶融ガラスが前記削減した間隙を充填し、該第1の金属導管を該第2の金属導管に封止する工程を、
更に含む、実施形態21に記載の方法。
実施形態28
前記電気フランジ支持装置は、更に、電極部分補強アセンブリを含むものである、実施形態23に記載の方法。
80 電気フランジ
84 電極部分
86 導管
100 金属槽アセンブリ
102 囲い部
200 電気フランジ支持装置
202 支持ブラケットアセンブリ
204 第1のブラケット
206 第2のブラケット
208 第1の取付けプレート
210 第2の取付けプレート
238 第1の調節部材
244 第2の調節部材
260 第1の留め部材
262 第2の留め部材

Claims (9)

  1. ガラス製造装置において、
    溶融ガラスを搬送するように構成された金属槽と、
    前記金属槽の周りに配置された囲い部と、
    前記金属槽に取り付けられ、該金属槽から前記囲い部を通って延伸する電極部分を含む電気フランジと、
    前記電極部分に連結された電気フランジ支持装置と、
    前記囲い部に載置されて前記電極部分に連結された支持ブラケットアセンブリと
    を含み、
    前記電気フランジ支持装置は、更に、前記囲い部に載置されて前記支持ブラケットアセンブリに調節部材によって連結された調節基部を含む調節アセンブリを含む、ガラス製造装置。
  2. 前記支持ブラケットアセンブリは、対向する取付けプレートと、前記対向する取付けプレートの間に配置されて、それらと係合し、更に、前記電極部分に連結された留め部材とを含むものである、請求項1に記載のガラス製造装置。
  3. 前記留め部材は、その端部から延伸して、前記取付けプレートによって画定された開口部と係合するタブを含むものである、請求項2に記載のガラス製造装置。
  4. 前記電気フランジ支持装置は、更に、前記支持ブラケットアセンブリを構成する第3の留め部材に連結された支持部材を含み、前記電極部分と連結されて、前記支持部材と係合した電極補強アセンブリを含むものである、請求項1から3のいずれか1項に記載のガラス製造装置。
  5. 前記電極補強アセンブリは、前記電極部分と前記支持部材の間に延伸して該電極部分と該支持部材の間に所定の隔たりを維持するように構成された補強ロッドを含むものである、請求項4に記載のガラス製造装置。
  6. ガラス製造装置の起動方法において、
    第2の金属導管の第2の端部に隣接した第1の金属導管の第1の端部を、第1の位置合わせ位置に、前記第1の金属導管の第1の縦軸が前記第2の金属導管の第2の縦軸と同軸になるように配置する工程であって、前記第1の端部は、そこに取り付けられた第1の電気フランジを含み、前記第2の端部は、そこに取り付けられた篏合フランジを含み、該第1の端部と該第2の端部は、第1の所定の間隙で離間したものである工程と、
    前記第1の金属導管を動作温度まで加熱する工程であって、加熱の間、該第1の金属導管は膨張し、前記第1の縦軸は、前記第2の金属導管と同軸ではなくなる工程と、
    前記加熱の間、第1の電気フランジの電極部分に連結された電気フランジ支持装置を調節して、前記第1の縦軸を前記第2の縦軸と再び位置合わせする工程と
    を含む方法。
  7. 前記電極部分は、水平に対してゼロより大きく90度未満の角度で延伸する斜め部分、および、公称垂直部分を含み、
    前記電気フランジ支持装置は、前記公称垂直部分に連結された支持ブラケットアセンブリを含み、前記調節の間、前記支持ブラケットアセンブリは、力を、該公称垂直部分に、水平に対して前記斜め部分の角度と等しい角度で加えるものである、請求項6に記載の方法。
  8. 前記加熱の間、前記所定の間隙を削減するものであり、
    方法は、
    溶融ガラスを、前記第1および第2の金属導管を通して流し、前記溶融ガラスが前記削減した間隙を充填し、該第1の金属導管を該第2の金属導管に封止する工程を、
    更に含む、請求項6に記載の方法。
  9. 前記電気フランジ支持装置は、更に、電極部分補強アセンブリを含むものである、請求項7に記載の方法。
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