TWI465404B - Hanger assembly and float plate glass making device - Google Patents

Description

吊架組合體及浮法板玻璃製造裝置 技術領域

本發明係有關於一種吊架組合體，特別是關於浮法板玻璃製造裝置之浮浴槽屋頂中，用以懸吊形成頂面之耐火磚者

背景技術

製造板玻璃之方法漂浮法。該漂浮法中，(1)將熔融玻璃導入一稱為浮浴槽之收容熔融錫的浴槽內；(2)在熔融錫上，由上游沿著下游連續地搬送熔融玻璃；(3)一面冷卻該熔融玻璃，一面使熔融玻璃由浮浴槽排出，藉此製造板玻璃。

一般而言，浮浴槽之上部會設置稱為浮浴槽屋頂之頂部。該浮浴槽屋頂由下面(即與浮浴槽相對面之側)卡合有複數吊架之耐火磚構成，換言之，浮浴槽屋頂呈懸吊構造。又，吊架藉由設置於該吊架上部而用以懸吊該吊架之鋼材所支持。

構成上述吊架之構件材料已有提案使用碳化矽或氮化矽(專利文獻1)。

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開平6-239631號公報

上述吊架係作為例如使用複數構件之吊架組合體而構成。舉例言之，吊架組合體係以插銷來使支持構件與該支持構件下側之被支持構件卡合而構成。支持構件由例如英高鎳基合金(inconel)等鎳基合金等所構成。又，被支持構件及卡合插銷由碳化矽或氮化矽構成。而，吊架組合體之支持構件必須支持被支持構件，甚至是耐火磚，因此使用時會在高溫下負荷高應力。

而，近年來，使用於液晶面板等顯示裝置等而稱為無鹼玻璃之組成的板玻璃的需求逐漸擴大。上述板玻璃大多為高熔點者，製造上述板玻璃時所使用之浮浴槽的表面溫度有逐漸上升之傾向。又，藉此，吊架組合體所處之溫度也有上升之傾向。

故，吊架組合體，特別是支持構件所處之環境會越來越嚴苛，因此，支持構件損傷、損毀之危險性也日漸提高。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種可長期穩定使用之吊架組合體。又，其目的在於提供一種具有上述吊架組合體之浮法板玻璃製造裝置。

本發明可提供一種吊架組合體，係浮法板玻璃製造裝置之浮浴槽屋頂中，用以懸吊形成該浮浴槽屋頂之頂面的耐火磚者，其特徵在於：前述吊架組合體由支持構件、被支持構件、將該支持構件與被支持構件卡止之插銷構成，前述支持構件具有：延伸部，係沿著延伸方向P延伸者；端部，係由具有貫通孔之2個凸部所構成者，且各貫通孔設置成將一個插銷插入其中一凸部之貫通孔時，該插銷通過另一凸部之貫通孔；及，連結部，係連接前述延伸部與端部者；且，前述連結部係構造成錐狀，而使其至少一部分之尺寸，由前述連結部與前述延伸部之交界朝前述連結部與前述端部之交界增大。

又，本發明提供一種浮法板玻璃製造裝置，其特徵在於包含有：浮浴槽，係於內部收容熔融錫者；浮浴槽屋頂，係具有藉由使耐火磚卡合於吊架組合體而形成之頂面者；又，前述吊架組合體係由具有上述特徵之吊架組合體構成。

本發明可提供一種吊架組合體，係可長期穩定使用，且適於懸吊浮法板玻璃製造裝置之浮浴槽裝置的浮浴槽屋頂之耐火磚者。又，藉由使用上述吊架組合體，可提供一種浮法板玻璃製造裝置，係可長期進行浮法板玻璃之作業者。

圖式簡單說明

第1圖係示意地顯示浮法板玻璃製造裝置之浮浴槽裝置的其中一例之橫剖面圖。

第2圖係吊架組合體之概略剖面圖的其中一例。

第3(a)、(b)圖係習知吊架組合體之支持構件的概略形狀示意圖。

第4(a)、(b)圖係本發明吊架組合體之支持構件的概略形狀示意圖。

第5圖係示意地顯示支持構件之連結部錐形狀的其中一例之圖。

第6圖係示意地顯示支持構件之連結部錐形狀的另一例之圖。

第7(a)、(b)圖係本發明吊架組合體之支持構件的其它形狀示意圖。

第8(a)～(c)圖係本發明吊架組合體之支持構件的另一形狀示意圖。

第9(a)、(b)圖係本發明吊架組合體之支持構件的又一形狀示意圖。

用以實施發明之最佳形態

以下，參考圖式來詳細說明本發明。

首先，簡單說明一般浮法板玻璃製造裝置及吊架組合體。

第1圖係示意地顯示浮法板玻璃製造裝置之浮浴槽裝置的其中一例之橫剖面圖。又，第2圖係用於第1圖之浮法板玻璃製造裝置的吊架組合體之其中一例的概略剖面圖。

如第1圖所示，浮法板玻璃製造裝置之浮浴槽裝置100具有浮浴槽110、及設置於該浮浴槽110上方之浮浴槽屋頂140。以下，將相關之成為浮法板玻璃製造裝置之板玻璃成形領域的浮浴槽裝置部分，稱為浮法板玻璃製造裝置或浮浴槽裝置。

浮浴槽110於內部收容有熔融錫120。對熔融錫120上供給熔融玻璃130，該熔融玻璃130呈玻璃帶狀，且一面調整厚度一面由上游朝下游行進。第1圖之例中，熔融玻璃130係朝垂直紙面之方向(以下亦將該方向稱為Y方向)行進。故，第1圖相當於由與熔融玻璃130之行進方向(Y方向)平行的方向觀看浮法板玻璃製造裝置100時的剖面圖。

浮浴槽屋頂140具有朝大致垂直方向(第1圖之Z方向)延伸之複數吊架組合體200、卡合於該吊架組合體200下端之耐火磚150、以及支持吊架組合體200上端之鋼材160。又，浮浴槽屋頂140之側部係以耐火磚製的橫壁170構成。

卡合於吊架組合體200之耐火磚150係以二維配置而排列於水平方向(X方向、Y方向)，形成浮浴槽屋頂140之頂面180。該頂面180係沿著與熔融玻璃130之行進方向(第1圖之X方向)大致垂直之方向配置有複數加熱器190。而，實際之浮法板玻璃製造裝置100，係沿著熔融玻璃130之行進方向(Y方向)於複數Y座標之位置重複第1圖所示之構造。

接著，參考第2圖及第3圖，說明習知一般吊架組合體200之構成。第2圖係顯示為了懸吊浮法板玻璃製造裝置100之浮浴槽屋頂的耐火磚所使用之典型吊架組合體200的概略剖面之圖。又，第3圖顯示吊架組合體200之支持構件210的一般形狀。第3(a)圖係由與第2圖相同之方向(即Y方向)觀看時之支持構件210的概略圖，第3(b)圖係由第3(a)圖之X方向觀看時之支持構件210的概略圖。

如第2圖所示，吊架組合體200由支持構件210、被支持構件240與插銷280構成。

如第3圖所示，支持構件210以沿著延伸方向P延伸之延伸部211、以及位於該延伸部211兩端之2個端部構成。支持構件210之其中一端部215具有2個凸部220，形成倒U字型。2個凸部220間設有可插入被支持構件240之尺寸的空間242。又，2個凸部220分別設置有貫通孔230，而使一根插銷280可沿著水平方向(第2圖之X方向)貫通。支持構件210之延伸部211與端部215在交界部216結合。而，支持構件210之另一端部則連接於前述鋼材160(未顯示於第2圖及第3圖)。

再次參考第2圖，被支持構件240朝與支持構件210同軸之方向(第2圖之Z方向)延伸。被支持構件240呈可讓第1端部245插入支持構件210之凸部220間(即空間242)的形狀。舉例言之，第2圖之例中，被支持構件240之第1端部245與該被支持構件240之延伸部分係直徑相同，且該直徑較支持構件210之凸部220間的間隔窄。

又，被支持構件240之第1端部245具有供插銷280貫通之貫通孔250。該貫通孔250係將被支持構件240之第1端部245插入支持構件210之凸部220間的空間242，並將插銷280插入設於其中一凸部220之貫通孔230時，剛好讓插銷280通過貫通孔250，且貫通設於支持構件210之端部215的另一凸部220之貫通孔230。故，藉由使插銷280貫通支持構件210、被支持構件240之各貫通孔230與250，可使支持構件210與被支持構件240一體化而構成吊架組合體200。

被支持構件240之第2端部260為例如安裝有立方體狀鉤構件265之構造，而前述耐火磚150可卡合於該鉤構件265。

如此一來，吊架組合體200之支持構件210係於端部215支持被支持構件240，亦或是耐火磚150，吊架組合體200之支持構件210在使用時，會在高溫(例如700℃～1200℃)下承受高應力之負載。故，支持構件210之材料可使用具有良好耐高溫潛變特性，例如英高鎳等鎳基合金。

惟，近年來，用於液晶面板等顯示裝置等而稱為無鹼玻璃之組成的板玻璃的需求日增。上述板玻璃多為高熔點者，製造上述板玻璃時所用之浮浴槽的表面溫度有逐漸上升之傾向。爰此，吊架組合體200所處之溫度也有上升之傾向。故，可知支持構件210所處之環境會更嚴酷，即使是使用鎳基合金來作為支持構件210之材料，將來也會有支持構件損傷或損毀之危險性。

而，支持構件210之上述損毀以第3圖之領域Q1(交界部216)為起點發生的可能性很高。這是因為上述領域Q1中，應力會在小面積內局部地集中。

相對於此，本發明中，吊架組合體200之支持構件可使用第4圖所示之構造的支持構件310。

第4圖概略顯示本發明吊架組合體200之支持構件310的構造。第4(a)圖係與第3(a)圖同方向，亦即由Y方向觀看支持構件310時之概略圖，而第4(b)圖則是由第4(a)圖之X方向觀看支持構件310時之概略圖。

本發明之支持構件310係以沿著延伸方向P延伸之延伸部311(即沿著垂直方向P延伸之縱方向軸部)、連結部316、與2個端部構成。支持構件310之其中一端部315藉由連結部316與延伸部311一體化。而，支持構件310之另一端部(未顯示於第4圖)連接於前述鋼材160，該部分之構成與習知相同。故，以下將支持構件310之其中一端部315僅稱為「端部315」。

端部315與前述支持構件210之端部215相同，在2個凸部320與兩凸部320間之空間342內形成。前述被支持構件240可插入空間342。又，2個凸部320之各凸部320設置有貫通孔330，而可供前述插銷280沿著水平方向(第4圖之X方向)貫通。

連結部316具有將延伸部311與端部315一體化之作用。即，延伸部311與端部315連接，構成連結部。連結部316具有與延伸部311之交界S1、以及與端部315之交界S2，並以錐狀構成。換言之，連結部316，係第4圖之X方向厚度及Y方向寬度由交界S1朝交界S2增大。即，上述連結部係構造成錐狀，使垂直前述延伸方向P之XY方向中至少其中一方向之尺寸增大。

在此必須注意，所謂「錐形狀」除了表示在連結部316中，X方向厚度及/或Y方向寬度由交界S1朝交界S2直線地增加之形狀(參考第4圖)外，亦包含X方向厚度及/或Y方向寬度由交界S1朝交界S2非直線地增大之形狀。換言之，連結部316只要是X方向厚度及/或Y方向寬度由交界S1朝交界S2單調地、或逐漸地、或階梯式增加之形狀即可。

舉例言之，連結部316亦可具有第5圖及第6圖所示之形狀。

第5圖中，連結部316係由交界S1朝交界S2呈「喇叭狀」漸寬。又，第6圖中，連結部316係由交界S1朝交界S2呈「傘狀」變寬。

支持構件210之前述連結部316、延伸部311與端部315宜一體成形，藉此以連續體來製造，但視情況亦可利用熔接機構或其它接合機構，將延伸部311、端部315與連結部316、或是延伸部311與形成有連結部316之端部315、或是形成有連結部316之端部315與延伸部結合而一體化。

在此，本發明之支持構件310相較於前述習知支持構件210，有以下大為不同處。

本發明之支持構件310在延伸部311與端部315間不具有習知支持構件210之應力集中部(交界部216)。相對地，本發明之支持構件310在同位置具有錐形狀之連結部316。而，延伸部311可為圓棒(圓柱)或角棒(四角柱)，但若考慮到與連結部316、端部315之一體化，則以角棒為佳。

藉由上述特徵，本發明之支持構件310可避免延伸部311與端部315間之交界部份的應力集中。

故，具有本發明支持構件310之吊架組合體，可有意地控制支持構件在使用中以領域Q1為起點損傷或損毀之危險性。故，本發明可提供即使在使用環境為更嚴酷之環境，亦可長期穩定地使用之支持構件、及吊架組合體。支持構件310宜為英高鎳基合金等耐熱性、耐蝕性、耐潛變性等高溫特性優異的鎳基合金。又，支持構件310在以鑄造法製造時，較不易產生缺陷，因此較為佳。

而，習知支持構件210中，第3圖之領域Q2(貫通孔230下側)也容易承受應力集中，而有支持構件210以該領域Q2為起點產生損毀之可能性。

故，本發明之支持構件310相較於習知支持構件210，宜加長貫通孔中心至支持構件之端部315前端的距離B(參考第4圖)。藉此，支持構件310中，可抑制以貫通孔330為基點之裂縫到達支持構件之前端。

又，根據相同理由，宜盡量增加設於各凸部320之貫通孔330的全長D(參考第4圖)，即各凸部320之X方向厚度。再者，若顯示本發明之支持構件310的各部分的較佳尺寸範圍則如下。而，下述尺寸對應第4(a)圖及第4(b)圖內之各符號。

尺寸A1(與貫通孔330之延伸方向垂直之方向的前述端部315之上部寬度，即端部315上側之Y方向寬度)：20mm～70mm，以20mm～50mm為佳，且以25mm～40mm尤為佳(若A1超過70mm，則周圍之耐火磚會減少，隔熱性會變差)。

尺寸A2(與貫通孔330之延伸方向垂直之方向的前述延伸部311之寬度，即延伸部311之Y方向最大寬度)：3mm～30mm，以10mm～30mm為佳，且以15mm～25mm尤為佳。

尺寸A3(端部315下側之Y方向寬度)：20mm～70mm，以20mm～50mm為佳，且以25mm～40mm尤為佳(若A3超過70mm，則周圍之耐火磚會減少，隔熱性會變差)。

尺寸B(由貫通孔330中心至端部315前端之距離)：10mm～50mm，以10mm～40mm為佳，且以20mm～30mm尤為佳。

尺寸C(延伸部311沿著延伸方向P之端部315的全長)：20mm～80mm，以40mm～60mm為佳。

尺寸D(端部315的其中一個凸部320之厚度，即貫通孔之長度)：3mm～25mm，以3mm～15mm為佳，且以5mm～10mm尤為佳(若D超過25mm，2個凸部320間之空間342會變窄，而難以插入被支持構件240)。

尺寸H(沿著延伸部311之延伸方向P的，前述2個交界間之距離所表示之連結部316全長)：20mm～100mm，以50mm～80mm為佳。

尺寸W1(連結部316與延伸部311之端部315的交界，與前述貫通孔之延伸方向平行之方向的厚度，即連結部316之X方向的最大厚度(在連結部316與端部315之交界S2的厚度))：20mm～70mm，以20mm～50mm為佳，且以25mm～35mm尤為佳。

尺寸W2(連結部316之全長H的1/2位置之X方向厚度)：11.5mm～50mm，以10mm～35mm為佳，且以15mm～25mm尤為佳(惟，顯示連結部316具有直線狀錐面時的尺寸)。

尺寸W3(連結部316與延伸部311的交界，與前述貫通孔之延伸方向平行之方向的厚度，即連結部316之X方向的最小厚度(在連結部316與端部315之交界S1的厚度))：3mm～30mm，以3mm～15mm為佳，且以5mm～10mm尤為佳。

上述尺寸中，藉由形成支持構件310，可獲得在高溫之高應力負載環境下不易產生損毀之支持構件。故，具有上述支持構件310之吊架組合體即使在無鹼玻璃等高熔點之浮法板玻璃製造步驟中，亦可長期穩定使用。

而，被支持構件240可由以碳化矽為主成分之碳化矽材料或以氮化矽材料為主成分之氮化矽材料來構成。

(第2構成)

接著，說明本發明吊架組合體之支持構件的另一構成例。

第7圖顯示本發明吊架組合體之另一支持構件。該支持構件310A基本上具有與第4圖所示之支持構件310相同之形狀。惟，支持構件310A係延伸部311呈圓柱狀棒狀體，這點與第4圖所示之支持構件310不同。換言之，支持構件310A中，與延伸部311之方向P垂直之剖面呈大致圓形。

就熟悉此項技藝者應可了解，上述支持構件之形狀也可緩和應力集中於交界S2，而獲得前述之本發明效果。

(第3構成)

接著，說明本發明吊架組合體之支持構件的又一構成例。

第8圖顯示本發明吊架組合體之又一支持構件。該支持構件310B基本上具有與第4圖所示之支持構件310相同之形狀。惟，由第8圖之X方向觀看時，支持構件310B係端部呈環狀，這點與第4圖所示之支持構件310大為不同。換言之，該例中，端部315具有與貫通孔330大致呈同心圓狀之形狀。又，由第8圖之Y方向觀看時，第8圖之支持構件310B係連結部316呈曲線狀。

就熟悉此項技藝者應可了解，上述支持構件之形狀也可緩和應力集中於交界S2，而獲得前述之本發明效果。

(第4構成)

接著，說明本發明吊架組合體之支持構件的其它構成例。

第9圖顯示本發明吊架組合體之其它支持構件。該支持構件310C基本上具有與第4圖所示之支持構件310相同之形狀。惟，支持構件310C係連結部316具有肋構件318，這點與第4圖所示之支持構件310大為不同。換言之，該例中，連結部316並未構造成X方向之厚度及Y方向之寬度由交界S1朝S2整體擴大。相對地，由Y方向觀看時，連結部316係將大致呈三角形之2個肋構件318配置於交界S2之上部而呈鏡面對稱。

更具體而言，各肋構件318係設置於連結部316，由Y方向觀看時，三角形之底邊與交界S2交接，三角形之一個側邊與連接部316之中心部份317接觸。故，在該構造下，並非連結部316之全體，而是只有一部分構成錐面形狀。

就熟悉此項技藝者應可了解，上述支持構件之形狀也可緩和應力集中於交界S2，而獲得前述之本發明效果。

以上已說明本發明吊架組合體之支持構件的其中一構成例。惟，就熟悉此項技藝者應可了解，本發明吊架組合體及其支持構件除了所示之例子外，亦包含各種態樣。

產業上之可利用性

依據本發明，可降低用以懸吊耐火磚(形成浮浴槽裝置之浮浴槽屋頂的頂面者)之吊架構造體之支持構件的損傷、損毀危險性，使耐潛變特性提高，因此可長期穩定地生產板玻璃，對於要求在較高溫度成形板玻璃之板玻璃製造特別有用。

而，本發明之揭示係將2009年7月21日申請之日本專利申請案2009-170417號之說明書、申請專利範圍、圖式及摘要之全部內容引用至此。

100．．．浮法板玻璃製造裝置

110．．．浮浴槽

120．．．熔融錫

130．．．熔融玻璃

140．．．浮浴槽屋頂

150．．．耐火磚

160．．．鋼材

170．．．橫壁

180．．．頂面

190．．．加熱器

200．．．吊架組合體

210．．．支持構件

211．．．延伸部

215．．．端部

216．．．交界部

220．．．凸部

230．．．貫通孔

240．．．被支持構件

242．．．空間

245．．．被支持構件之第1端部

250．．．貫通孔

260．．．被支持構件之第2端部

265．．．鉤構件

280．．．插銷

310．．．支持構件

310A、310B、310C．．．支持構件

311．．．延伸部

315．．．端部

316．．．連結部

317．．．中心部

318．．．肋構件

320．．．凸部

330．．．貫通孔

342．．．空間

S1、S2．．．交界

P．．．延伸方向

第1圖係示意地顯示浮法板玻璃製造裝置之浮浴槽裝置的其中一例之橫剖面圖。

第2圖係吊架組合體之概略剖面圖的其中一例。

第3(a)、(b)圖係習知吊架組合體之支持構件的概略形狀示意圖。

第4(a)、(b)圖係本發明吊架組合體之支持構件的概略形狀示意圖。

第5圖係示意地顯示支持構件之連結部錐形狀的其中一例之圖。

第6圖係示意地顯示支持構件之連結部錐形狀的另一例之圖。

第7(a)、(b)圖係本發明吊架組合體之支持構件的其它形狀示意圖。

第8(a)～(c)圖係本發明吊架組合體之支持構件的另一形狀示意圖。

第9(a)、(b)圖係本發明吊架組合體之支持構件的又一形狀示意圖。

310．．．支持構件

311．．．延伸部

315．．．端部

316．．．連結部

320．．．凸部

330．．．貫通孔

342．．．空間

S1、S2．．．交界

P．．．延伸方向

Claims (7)

1. 一種吊架組合體，係浮法板玻璃製造裝置之浮浴槽屋頂中，用以懸吊形成該浮浴槽屋頂之頂面的耐火磚者，其特徵在於：前述吊架組合體由支持構件、被支持構件、將該支持構件與被支持構件卡止之插銷構成，前述支持構件具有：延伸部，係沿著延伸方向P延伸者；端部，係由具有貫通孔之2個凸部所構成者，且各貫通孔設置成將一個插銷插入其中一凸部之貫通孔時，該插銷通過另一凸部之貫通孔；及連結部，係與前述延伸部及端部形成為一體，而連接前述延伸部與端部者；且，前述連結部係構造成錐狀，而使其至少一部分之尺寸，由前述連結部與前述延伸部之交界朝前述連結部與前述端部之交界增大。
2. 如申請專利範圍第1項之吊架組合體，其中沿著前述延伸部之延伸方向P、而以前述2個交界間之距離表示之前述連結部的全長H為20mm~100mm之範圍，又，前述連結部中，前述連結部與前述端部之交界的、與前述貫通孔之延伸方向平行之方向的厚度W1為20mm~70mm之範圍，且/或前述連結部與前述延伸部之交界的、與前述貫通孔之 延伸方向平行之方向的厚度W3為3mm~30mm之範圍，且/或與前述貫通孔之延伸方向垂直之方向的前述端部之上部寬度A1為20mm~70mm之範圍，且/或與前述貫通孔之延伸方向垂直之方向的前述延伸部之寬度A2為3mm~30mm之範圍。
3. 如申請專利範圍第1或2項之吊架組合體，其中沿著前述延伸部之延伸方向P的前述端部之全長C為20mm~80mm之範圍，前述貫通孔之長度D為3mm~25mm之範圍，前述端部之下部寬度A3為20mm~70mm。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項之吊架組合體，其中前述支持構件係由鎳基合金構成。
5. 如申請專利範圍第4項之吊架組合體，其中前述支持構件為鎳基合金之鑄造品。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項之吊架組合體，其中前述被支持構件係由以碳化矽為主成分之碳化矽材料或以氮化矽為主成分之氮化矽材料構成。
7. 一種浮法板玻璃製造裝置，其特徵在於包含有：浮浴槽，係於內部收容熔融錫者；浮浴槽屋頂，係具有藉由使耐火磚卡合於吊架組合體而形成之頂面者；又，前述吊架組合體係由申請專利範圍第1~6項中任一項之吊架組合體構成。