(57)【要約】ガラス管材製造用ベル位置決め装置は、ベルに接続されたベルおよび支持体を含む。ベル位置決め装置が、支持体に装着され、支持体およびベルを少なくとも３つの自由度で移動するように構成されている。ベル位置決め装置は、プラットフォーム、プラットフォームフレーム、および１つ以上のフレーム脚部を含む。フレーム脚部寸法安定装置が、各フレーム脚部間の距離から６．５℃／ｍ以内の温度変動を長期間、例えば、４時間にわたって維持する。
2019501857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管材製造装置用ベル位置決め装置において
引かれるガラス管用に構成されたベルと、
前記ベルに接続された支持体と、
少なくとも１つのフレーム脚部、プラットフォーム、および、前記プラットフォームおよび前記支持体に装着された支持アーム有するフレームであって、前記支持アームは、前記支持体を少なくとも２つの自由度で移動するように構成されている、フレームと、
前記少なくとも１つのフレーム脚部に作動上結合され、前記ベルの振れδを４時間という時間にわたって２００ミクロン未満に維持するように構成されたフレーム脚部寸法安定装置と、
を備え、
δ＝（ΔＴ＊Ｌ＊ＣＴＥＬ）＊ｈ／Ｗ
ΔＴが、前記少なくとも１つのフレーム脚部が単一のフレーム脚部であるときに４時間という時間にわたって前記少なくとも１つのフレーム脚部の幅全体にわたる温度変動、または、前記少なくとも１つのフレーム脚部が１つ超えのフレーム脚部であるときに４時間という時間にわたる２つのフレーム脚部間の温度変動であり、
Ｌが、前記少なくとも１つのフレーム脚部の長さであり、
ＣＴＥＬが、前記少なくとも１つのフレーム脚部の熱膨張率であり、
ｈが、前記プラットフォームの頂部から前記ベルの下縁部までの前記支持体の長さであり、
Ｗが、前記少なくとも１つのフレーム脚部が単一のフレーム脚部であるときの前記少なくとも１つのフレーム脚部の前記幅、または、前記少なくとも１つのフレーム脚部が１つ超えのフレーム脚部であるときの２つのフレーム脚部間の距離である、ベル位置決め装置。
【請求項２】
前記フレーム脚部寸法安定装置が、前記少なくとも１つのフレーム脚部の幅または厚さから６．５℃／ｍ以内の温度変動を４時間という時間にわたって維持するように構成されている、請求項１に記載のベル位置決め装置。
【請求項３】
前記フレーム脚部寸法安定装置が、前記フレームの前記少なくとも１つのフレーム脚部と少なくとも１つの他のフレーム脚部との間の温度変動を４時間という時間にわたって前記フレーム脚部間の距離から６．５℃／ｍ以内に維持するように構成されている、請求項１に記載のベル位置決め装置。
【請求項４】
前記フレーム脚部寸法安定装置が、
加熱パッド、
電気抵抗加熱線、
加熱テープ、
各フレーム脚部全体にわたって導かれた加熱流体、
各フレーム脚部内の加熱流体、および
各フレーム脚部が浸漬されている加熱流体からなる群から選択された温度制御構成要素、
を含む、請求項１から３のいずれかに記載のベル位置決め装置。
【請求項５】
前記温度制御構成要素が、各フレーム脚部に装着された加熱パッドを含み、前記ベル位置決め装置が、前記温度制御構成要素を取り囲み、各フレーム脚部および前記温度制御構成要素をガラス管材製造中に周囲温度から断熱する筐体をさらに備える、請求項１から３のいずれかに記載のベル位置決め装置。
【請求項６】
前記筐体内の絶縁材をさらに備える、請求項５に記載のベル位置決め装置。
【請求項７】
前記フレーム脚部寸法安定装置が、少なくとも１つの温度センサ、温度制御装置、および電源装置を含み、前記少なくとも１つの温度センサが、前記温度制御装置と通信上結合され、前記電源装置が、前記温度制御構成要素と通信上結合され、前記温度制御装置が、前記電源装置と通信上結合され、前記温度制御装置が、温度信号を前記少なくとも１つの温度センサから受信して前記温度制御構成要素に供給された電流を増加、減少、または、維持する指示を前記電源装置に提供する、請求項６に記載のベル位置決め装置。
【請求項８】
前記温度制御構成要素が、各フレーム脚部が浸漬されている加熱流体を含む、請求項１から３のいずれかに記載のベル位置決め装置。
【請求項９】
前記加熱液体内の発熱体をさらに備える、請求項８に記載のベル位置決め装置。
【請求項１０】
前記フレーム脚部寸法安定装置が、少なくとも１つの温度センサ、温度制御装置、および電源装置を含み、前記少なくとも１つの温度センサが、前記温度制御装置と通信上結合され、前記電源装置が、前記温度制御構成要素と通信上結合され、前記温度制御装置が、前記電源装置と通信上結合され、前記温度制御装置が、温度信号を前記少なくとも１つの温度センサから受信して前記発熱体に供給された電流を増加、減少、または、維持する指示を前記電源装置に提供する、請求項９に記載のベル位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１６年１月１５日に出願された、「Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  Ｓｔａｂｌｅ  Ｇｌａｓｓ  Ｔｕｂｉｎｇ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓｅｓ」という名称の米国仮特許出願第６２／２７９，５２２号に優先権の恩恵を主張するものであり、その全体が、引用によりここに組み入れられる。
【技術分野】
【０００２】
本明細書に記載される実施形態は、全般的に、ガラス管材を成形する装置に関し、より具体的には、熱的寸法安定性が強化されたガラス管材を成形する装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
小びん、カートリッジ、および注射器などガラス物品を製造するためのガラス管材の使用には、ガラス管材壁部の高度の寸法安定性が必要である。例えば、小びん、カートリッジ、および注射器には、最小同心度および壁部厚さ変動を義務付ける厳しい寸法要件がある。業界規格類では、壁部厚さ変動は、製品の全体的な肉厚の５％未満であることが義務付けられている。しかしながら、ガラス物品が成形されるガラス管材の寸法変動のために、結果的に、容認可能な許容差の範囲外である肉厚を有するガラス物品となることがある。このような寸法変動は、例えば、ガラス管材製造プロセスにおけるプロセス不安定性または変動が生じることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、成形されたガラス管材の寸法変動を低減する代替ガラス管材成形装置に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書に記載された実施形態は、ガラス管材の製造中にサイディング損失を低減する熱的寸法安定性が強化されたガラス管材成形装置に関する。ガラス管材製造中のベル位置決め装置の熱膨張および熱収縮に起因するガラス供給タンクの底部開口部内のベルの望ましくない移動が低減されるように、熱的寸法安定性が強化されたベル位置決め装置を組み込むガラス管材成形装置も本明細書に記載されている。
【０００６】
１つの実施形態によれば、ガラス管材製造装置用ベル位置決め装置は、引かれるガラス管用に構成されたベル、ベルに接続された支持体、およびフレームを含む。フレームは、プラットフォームおよび支持アームを有し、支持アームが、プラットフォームおよび支持体に装着されている。支持アームは、支持体を３つの自由度で移動するように構成されている。プラットフォームは、フレームに剛性装着され、フレームは、フレーム脚部を有する。フレーム脚部寸法安定装置が含まれ、各フレーム脚部の長さに沿った温度変動をフレーム脚部の幅から摂氏６．５°／メートル（℃／ｍ）以内に維持する。フレーム脚部寸法安定装置は、温度制御構成要素でフレーム脚部を均一に加熱または冷却することによって温度変動を４時間という時間にわたってフレーム脚部の幅から６．５℃／ｍ以内に維持する。種々の実施形態において、温度制御構成要素は、フレームの長さに巻回された電気抵抗加熱線、加熱テープなどであってもよい。あるいは、温度制御構成要素は、フレーム脚部全体にわたって導かれた熱風または冷風、または、さらにはフレーム脚部が浸漬している加熱液体または冷却液体であることがある。種々の実施形態において、フレーム脚部の各々は、絶縁ブランケット、流体浴容器などの筐体内に位置してもよい。１つ以上の温度センサが、フレーム脚部の長さに沿って位置して、温度制御装置および温度制御構成要素エネルギー源と組み合わせて、温度制御構成要素を加熱または冷却するエネルギーを提供してもよい。温度制御構成要素の加熱または冷却によって、フレーム脚部の長さが加熱または冷却されて、温度変動がフレーム脚部の幅から６．５℃／ｍ以内に維持される。
【０００７】
別の実施形態によれば、ガラス管材製造装置は、溶融ガラスを有するガラス供給タンクを含む。ガラス供給タンクは、内径を有する底部開口部を有する。内径を有する上部によるベルが、ガラス供給タンクの底部開口部内に位置し、隙間（空間）が、ガラス供給タンク底部開口部の内径とベルの外径との間に存在する。支持体が、ベルに接続され、ガラス供給タンクを通って上にベル位置決め装置まで延びる。ベル位置決め装置は、少なくとも１つのフレーム脚部、プラットフォーム、および支持アームを有するフレームを含む。プラットフォームは、フレームに装着され、支持アームは、プラットフォームおよび支持体に装着されている。ベル位置決め装置は、支持アームを移動するように構成され、支持体は、支持アームに装着され、ベルは、支持体に接続されている。したがって、ベル位置決め装置は、ベルの上部をガラス供給タンクの底部開口部内に位置決めするように構成されている。ベル位置決め装置は、各フレーム脚部の長さに沿った温度変動をフレーム脚部の長さに沿ってフレーム脚部全体にわたって特徴的な距離から６．５℃／ｍ以内に維持するフレーム脚部寸法安定装置も含む。フレーム脚部寸法安定装置は、温度制御構成要素でフレーム脚部の長さを均一に加熱または冷却することによって温度変動をフレーム脚部全体にわたって特徴的な距離から６．５℃／ｍ以内に維持することができる。種々の実施形態において、温度制御構成要素は、フレームの長さに巻回された電気抵抗加熱線、加熱テープなどであってもよい。あるいは、温度制御構成要素は、フレーム脚部にわたって導かれた熱風または冷風、または、フレーム脚部が浸漬されている加熱液体または冷却液体であってもよい。フレーム脚部の各々は、絶縁ブランケット、流体浴容器などなどの筐体内に位置してもよい。１つ以上の温度センサが、フレーム脚部の長さに沿って位置して、温度制御装置および温度制御構成要素エネルギー源と組み合わせて、温度制御構成要素を加熱または冷却するエネルギーを提供してもよい。温度制御構成要素の加熱または冷却によって、フレーム脚部の長さが加熱または冷却されて、温度変動がフレーム脚部間の距離から＋／−６．５℃／ｍ以内に維持される。
【０００８】
別の実施形態によれば、ガラス管材を製造する方法は、ガラスの組成物をガラス供給タンク内で溶融させて溶融ガラスを生成する工程を含む。ガラス供給タンクは、内径を有する底部開口部を有する。溶融ガラスは、ベルの周りに引かれ、それによってガラス管が成形される。ベルは、ガラス供給タンクの底部開口部内に位置する、内径を有する上部を有する。溶融ガラスは、底部開口部の内径とベルの外径との間の隙間を通って流れる。ベルは、ベル位置決め装置を使用してガラス供給タンクの底部開口部内に位置決めされる。ベル位置決め装置は、支持アーム、および、プラットフォームおよび少なくとも１つのフレーム脚部を有するフレームを有する。支持アームは、プラットフォームに、および、ベルに接続されている支持体に装着されている。ベル位置決め装置は、ベルを支持アームの移動を介して移動するように構成されている。ベル位置決め装置は、温度変動をフレーム脚部間の距離から６．５℃／ｍ以内に維持するように構成されたフレーム脚部寸法安定装置を含む。種々の実施形態において、各フレーム脚部は、フレームの長さに巻回された電気抵抗加熱線、加熱テープなどの温度制御構成要素と接触してもよい。あるいは、温度制御構成要素は、フレーム脚部全体にわたって導かれた熱風または冷風、または、さらにはフレーム脚部が浸漬している加熱液体または冷却液体であり得る。フレーム脚部の各々は、絶縁ブランケット、流体浴容器などの筐体内に位置してもよい。１つ以上の温度センサが、フレーム脚部の長さに沿って位置して、温度制御装置および温度制御構成要素エネルギー源と組み合わせて、温度制御構成要素を加熱または冷却するエネルギーを提供してもよい。ガラス管材を成形してベルの周りに引く間に、フレーム脚部寸法安定装置は、温度を各フレーム脚部の長さに沿ってモニタし、温度制御構成要素を各フレーム脚部の長さに沿って加熱または冷却する。加熱または温度制御構成要素を冷却することによって、フレーム脚部の長さが加熱または冷却されて、温度変動がフレーム脚部間の距離から６．５℃／ｍ以内に維持される。
【０００９】
本明細書に記載された熱的寸法安定性が強化されたガラス管材成形装置のさらなる特徴および利点は、以下の詳細な説明において述べ、ある程度、その説明から当業者には容易に明らかになるか、または以下の詳細な説明、請求項ならびに添付図面を含め、ここに記載された実施形態を実施することによって認識されよう。
【００１０】
前出の概要、以下の詳細な記載の両方は、様々な実施形態を記載し、特許請求項に記載の主題の性質および特性を理解するための概要つまりフレームワークを提示することが意図されていることを理解すべきである。添付図面は、様々な実施形態のさらなる理解をもたらすために含まれ、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を成す。図面は、本明細書に記載された様々な実施形態を例示し、記載とともに、特許請求項に記載の主題の原理および作用を説明する役目をする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本明細書で図示されると共に記載される１つ以上の実施形態による、ベル位置決め装置を有するガラス管材製造装置の断面の概略図である。
【図２】本明細書で図示されると共に記載される１つ以上の実施形態による、ガラス供給タンクの底部開口部内のベルの拡大図を例示する図１に示す円領域の概略図である。
【図３】本明細書で図示されると共に記載される１つ以上の実施形態によるベル位置決め装置の側断面図の概略図である。
【図４】本明細書で図示されると共に記載される１つ以上の実施形態によるベル位置決め装置の側断面図の概略図である。
【図５】本明細書で図示されると共に記載される１つ以上の実施形態によるベル位置決め装置の側断面図の概略図である。
【図６】角位置の関数としてサイディング測定の場所を示すガラス管の概略図である。
【図７】図６のガラス管の円周部の周りの場所の関数としてのサイディング変動を図示する。
【図８】サイディング対設定値（ＳＰ）からのフレーム脚部温度（ΔＴ）の時間および変化を図示する。
【図９】ガラス管材製造中にベルの移動をモデル化するのに使用されるガラス管材製造装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで、本明細書に記載されるガラス管材を成形する様々な装置および方法を詳細に参照すると、その種々の実施例が添付図面に例示されている。可能な限り、同じまたは同様の部品を指すために同じ参照番号を、図面を通して使用する。ガラス管材を製造するための装置の１つの実施形態を図１に示す。１つの実施形態によれば、装置は、溶融ガラスが中にあるガラス供給タンクを含む。ガラス供給タンクは、溶融ガラスが流れる底部開口部を有する。ベルが、ガラス供給タンクの底部開口部内に少なくとも部分的に位置決めされている。隙間（空間）が、ベルの外面とガラス供給タンクの底部開口部の内面との間に存在する。ガラス管材は、溶融ガラスがベルとガラス供給タンク底部開口部との間の隙間を通って流れてベルの外面上方に引かれることによって製造される。ベルは、ベル位置決め装置に機械的に結合されている支持体によってガラス供給タンク底部開口部内に保持されている。ベル位置決め装置は、支持体、したがって、ベルを３つの自由度で移動して、ベルをガラス供給タンク底部開口部内の所望の場所に位置決めすることができる。ベル位置決め装置は、支持アーム、支持アーム位置決め装置、プラットフォーム、および、少なくとも１つのフレーム脚部を有するフレームを有する。支持アーム位置決め装置は、プラットフォーム上に位置することができ、支持アームを移動し、支持アームは、次に、支持体およびベルを移動する。フレーム脚部の各々は、筐体内に位置決めすることができる。筐体は、フレーム脚部に近接して位置決めされた温度制御構成要素を収容する。種々の実施形態において、温度制御構成要素は、フレームの長さに巻回された電気抵抗加熱線、加熱テープなどであってもよい。あるいは、温度制御構成要素は、フレーム脚部全体にわたって導かれた熱風または冷風、または、さらにはフレーム脚部が浸漬している加熱液体または冷却液体であることがある。温度制御構成要素は、概ね均一な温度に維持され、次に、概ね均一な温度によって、フレーム脚部間の温度変化が、フレーム脚部間の距離から６．５℃／ｍ以内に維持される。温度変化をフレーム脚部間の距離から６．５℃／ｍ以内に維持することによって、熱的寸法安定性が、フレーム、プラットフォーム、支持アーム、支持体、およびベルを与えられる。ベル位置決め装置、ベル位置決め装置を備えるガラス管材製造装置、およびその使用方法の様々な実施形態を、特に添付図面を参照してさらに詳細に本明細書に記載する。
【００１３】
ガラス管材を製造する１つのプロセスは、ベロー法である。ベロー法では、溶融ガラスを既知の直径のダイ（「ベル」、「ベル頭部」または「ベル」ともいう）の周りに流すことによってガラス管を成形する。ベルは、ベル位置決め装置を使用して溶融ガラスを収容するガラス供給タンクの開口部内に位置決めする。ベル位置決め装置は、ガラス供給タンクの開口部内のベルの位置を調整して開口部から生成された管材料が所望の内径および肉厚（本明細書では「サイディング」ともいう）を有するようにするために使用されてもよい。ベルが所望の位置でガラス供給タンクの開口部内に位置決めされると、ベルが開口部でさらに移動することによって、結果的に、管材料サイディング変動が発生することがある。偶発的なベルの移動が発生して、結果的に、管材料は、サイディングの許容値を上回る変動を有し得る。すなわち、結果的に得られた管材料の肉厚は、仕様外れである。このような管材料は、廃棄する必要があり、その結果、製造効率が減少し、製造コストが増大する。
【００１４】
具体的に一例として図６〜７をここで参照すると、ガラス管３０４の断面が図６に示され、管サイディング（ｙ軸）のプロットが、角位置（ｘ軸）の関数として図７に示されている。ガラス管３０４は、管外壁面３０６および管内壁面３０８を有する。管外壁面３０６と管内壁面３０８との間の距離は、管肉厚３０９である。ガラス管３０４の管肉厚３０９は、ガラス管３０４の円周部の周りの複数の場所で測定されることがある。例えば、チューブ肉厚３０９測定は、典型的には、図７に示されるように、ガラス管３０４の円周部の周りで、様々な角度位置、例えば、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°、および３６０°で測定される。図６および７に示された実施例において、管肉厚は、１．１３４ミリメートル（ｍｍ）の最大厚さから０．０７４ｍｍに等しい管肉厚３０９の最大変動により１．０６０ｍｍの最小厚さまで変動する。管肉厚の最大変動は、サイディングと知られている。すなわち、チューブのサイディングは、所与の断面の、最大管肉厚と最小管肉厚との差である。例えば、図６および７に示された実施例のサイディングは、０．０７４ｍｍである。ガラス管３０４のサイディング仕様が０．０７４ｍｍ未満（例えば、０．０５５ｍｍ）である場合、ガラス管３０４は、サイディング仕様限界を超えている。サイディング仕様限界を超えているガラス管３０４は、廃棄される。サイディングの測定は、ガラス管材の製造中または製造後のいずれかに、別々の断面でガラス管材の長さに沿って行われることを認識すべきである。サイディングがサイディング仕様限界を超えているために除去および廃棄されるガラス管財の量は、「サイディング損失」と呼ばれる。
【００１５】
サイディング損失に至る偶発的なベル移動は、ベル位置決め装置の不均一な熱膨張および熱収縮によることがある。この不均一な熱膨張および熱収縮の発生源は、例えば、ガラス管材製造装置が位置する製造環境の大気状態の変動であることがある。大気状態のこれらの変更形態によって、ベル位置決め装置の様々な構成要素の寸法拡大または収縮が生じ、次に、これによって、ガラス供給タンクに対するベルの位置が変わり、その結果、結果的に得られたガラス管材のサイディングの変動が発生する。
【００１６】
本明細書に記載されるベル位置決め装置および該装置を備えるガラス管材製造装置の実施形態は、ベル位置決め装置における寸法変動を軽減して、該製造装置から製造されるガラス管材の厚さ変動を低減する。
【００１７】
図１〜２をここで参照すると、ガラス管製造装置３００のベル位置決め装置１００の１つの実施形態が概略的に示されている。具体的には、図１および２は、ベル位置決め装置１００の正面図、および、ベル位p置決め装置１００が組み込まれているガラス管製造装置３００の正面断面図を示す。ベル位置決め装置１００およびガラス管製造装置３００は、ガラス管材３０４が下向きの垂直方向に（すなわち、図１〜２に示された座標軸の−Ｚ方向に）引かれるように概ね垂直に（すなわち、図１〜２に示された座標軸の＋／−Ｚ方向に）配向されている。
【００１８】
ベル位置決め装置１００は、少なくとも１つのフレーム脚部１２２およびプラットフォーム１３０を有するフレーム１２０を含む。少なくとも１つのフレーム脚部１２２は、基部１９０（例えば、床部）によって支えられている。ベル位置決め装置１００は、支持体位置決め装置１４０を有する。支持体位置決め装置１４０は、支持されてプラットフォーム１３０に装着され、次に、プラットフォーム１３０は、少なくとも１つのフレーム脚部１２２によって支えられている。種々の実施形態において、支持体位置決め装置１４０は、高温精密ボールねじ、直線スライドなどを使用して、ガラス供給タンクの底部開口部に対する支持体１１０の少なくとも２軸制御（図１に示されたＸ−Ｙ軸移動）、３軸制御（図１に示されたＸ−Ｙ−Ｚ軸移動）、または、最大５軸までの制御を提供する。支持体位置決め装置１４０は、高温精密ボールねじ、直線スライドなどを制御するサーボまたは可変周波数駆動（ＶＦＤ）運動装置を含んでいてもよい。支持体位置決め装置１４０は、支持体１１０に接続されている。支持体１１０は、ガラス管製造装置３００の一部であるベル２００に接続されている。支持体１１０からの遠隔制御およびフィードバックが、支持体位置決め装置１４０の一部として含まれてもよい。支持体１１０は、ベル２００の内部チャンバー２０２に流体結合されている、パイプ、導管、または同様の流体送給装置など、流体供給路１１２を有してもよい。流体供給路１１２は、内部チャンバー２０２に加圧流体の供給を行うように動作可能であってもよい。本明細書に記載される実施形態において、加圧流体は、以下に限られないが、窒素、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、キセノンなどを含め、加圧ガス、特に空気または不活性加圧ガスであってもよい。ガスは、ベル２００を過ぎて流れた後にガラス管３０４の内部を支持し、図１に概略的に示されるようにベル２００の側壁２１４にはもはや接触しない。ガラス管製造装置３００は、溶融ガラス３０２をベル２００に供給するガラス供給タンク３０５を含む。
【００１９】
種々の実施形態において、発熱体２１９を有する加熱装置２１８が、ベル２００の周りに配置されることがある。１つの実施形態において、加熱装置２１８は、赤外線加熱装置を含んでいてもよい。しかしながら、以下に限られないが、集束赤外線、抵抗、誘導、および／または、その組合せを含め、他の形式の加熱ユニットが使用されてもよいことを理解すべきである。さらに、図１は加熱装置がベル２００の周りに配置されていると示すが、加熱装置２１８は、加熱装置２１８が抵抗加熱装置であるときなど、ベル２００と一体化されてもよいことを理解すべきである。
【００２０】
尚も図１〜２を参照すると、ガラス管を成形するガラス管製造装置３００は、引き機構部３２８をさらに含むことがある。引き機構部３２８は、全体的に、ベル２００より下方に配置され、ベル２００上方に引かれたガラス管に接触してガラス管を下方に引くように動作可能な少なくとも１つのトラクター車輪３２９を含むことがある。種々の実施形態において、ガラス管製造装置３００は、建物、構造体などの１つ以上の床部を通って垂直に延びてもよい。これらの実施形態において、ベル位置決め装置１００は、１つの床部（基部１９０）上に位置して支持されてもよく、支持体１１０は、支持体位置決め装置１４０から床部（基部１９０）を通り、位置して下部床部によって支えられているガラス供給タンク３０５を通って延びる。いつかの実施形態において、ベル位置決め装置を有するガラス管製造装置３００は、歩道、フォークリフトなどの移動重量設備を有する床部などの、振動をガラス管製造装置３００に伝達しかねない構造体、設備などから構造的に隔離されている。種々の実施形態において、ガラス管製造装置３００に剛性接続されたガラス溶融炉（図示せず）も、振動をガラス管製造装置３００に伝達しかねない構造体、設備などから構造的に隔離されてもよい。
【００２１】
ベル２００は、頂面２１１および側壁２１４を有する頂部部分２１０を有することができる。側壁２１４および下縁部２１５は、ベル２００の内部チャンバー２０２を画定する。頂部部分２１０の頂面２１１は、外径２１２を有する。ベル２００は、以下に限られないが、実質的に円錐の形状または、あるいは、実質的に放物線の形状を含む様々な形状を有してもよい。したがって、ベルは、ベルの表面上方に引かれた加熱されたガラス（すなわち、溶融ガラス）の管の拡張および肉薄化に適した任意の形状および／または構成であってもよいことを理解すべきである。ベル２００が成形される材料は、ベルがベル上方に引かれた加熱されたガラスを汚濁しないように高温で安定している。適切なベル材料の実施例としては、耐火金属およびその合金、白金族金属、ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル系合金、および、例えば、ジルコン（ＺｉＳｉＯ４）およびアルミナ（Ａｌ２Ｏ３））などのセラミックが挙げられるが、これらに限定されない。尚も図１〜２を参照すると、ガラス供給タンク３０５は、内径３１６を有する底部３１２を有する底部開口部３１０を有する。底部部分３１２は、下縁部３１４を有する。頂部部分２１０の外径２１２は、底部開口部３１０の内径３１６を下回ってもよい。頂部部分２１０と底部開口部３１０間の隙間ＣＲは、ベル２００上方に引かれたガラス管の肉厚を少なくとも部分的に支配する。さらに、かつ、ベル２００がベル形状または放物線状形状であるので、ベル２００の外径は、下向きの方向にベル２００の長さに沿って増加する。底部開口部３１０に対するベル２００の頂部部分２１０の位置は、溶融ガラス３０２の均一な流れをガラス供給タンク３０５から底部開口部３１０を通って、ベル２００上方にもたらすように調整されることがある。
【００２２】
ベル２００の頂部部分２１０がガラス供給タンク３０５の底部開口部３１０に対して移動すると、先述したように、結果的に、ガラス管の肉厚の変動が発生し得る。この点を踏まえて、ベル２００の望ましくない移動の発生源は、ガラス管材の寸法の受け入れがたい変動を避けるために最小限に抑えられるべきである。例えば、フレーム脚部１２２の一方の長さが、図１に矢印１０によって示されるように、熱膨張（または収縮）に起因して他方のフレーム脚部１２２と比較して増減すると、結果的に、矢印１２によって示されるように、支持体１１０が移動し、その結果、ベル２００が移動し得る。フレーム脚部１２２間の寸法変化を最小限に抑えるために、フレーム脚部寸法安定装置１５０が、各フレーム脚部１２２に関連して利用されている。フレーム脚部寸法安定装置１５０は、長時間、例えば、４時間、８時間、２４時間にわたって、各フレーム脚部１２２間の温度変動を各フレーム脚部１２２間の距離（Ｗ）から６．５℃／ｍ以内に維持する。種々の実施形態において、各フレーム脚部１２２の温度は、フレーム脚部寸法安定装置１５０によって設定点温度から６．５℃以内に設定および維持されている。種々の実施形態において、設定点温度は、ガラス管製造装置３００が位置する周囲温度を上回るかまたは下回る温度である。例えば、ガラス管製造装置３００が２０℃の周囲温度で構造体、建物など内に位置する場合、設定点温度は、例えば、および、以下に限られないが、２２℃、２５℃、３０℃など周囲温度よりも大きいか、または、２０から２２℃、２２から２５℃または２５から３０℃の温度、または、さらには３０℃を上回る温度であってもよい。あるいは、設定点温度は、例えば、および、以下に限られないが、１８℃、１０℃、０℃など周囲温度を下回る温度、または、さらには２０から１８℃、１８から１０℃または１０から０℃の温度、または、０℃を下回る温度であってもよい。いくつかの実施形態において、設定点温度は、周囲温度に等しくてもよい。他の実施形態において、設定点温度は、ガラス管製造装置３００が位置する最大周囲温度を上回るか、または、最小周囲温度を下回る温度である。例えば、ガラス管製造装置３００が３５℃の最大周囲温度で構造体、建物など内に位置する場合、設定点温度は、３７℃、４０℃、または、３５から３７℃または３７から４０℃の温度、または、４０℃を上回る温度であってもよい。あるいは、ガラス管製造装置３００が１５℃の最小周囲温度で構造体、建物など内に位置する場合、設定点温度は、１３℃、１０℃、０℃、または、１５から１３℃、１３から１０℃、１０から０℃の温度、０℃を下回る温度であってもよい。各フレーム脚部１２２の温度を設定値温度から６．５℃以内に維持すると、各フレーム脚部の温度は、取り囲む周囲温度から分離されることを認識すべきである。図１は、少なくとも一方のフレーム脚部１２２を概略的に示すが、他の実施形態が企図され、かつ、可能であることを理解すべきである。例えば、代替実施形態（図示せず）において、フレーム脚部寸法安定装置１５０は、プラットフォーム１３０および支持体位置決め装置１４０を支持する１つのフレーム脚部１２２を有する。このような実施形態において、フレーム脚部寸法安定装置１５０は、フレーム脚部１２２の温度変動を幅（Ｘ方向）および厚さ（Ｙ方向）に沿って設定点温度から６．５℃以内に維持し、その結果、フレーム脚部１２２の温度は、取り囲む周囲温度から分離される。
【００２３】
図１〜３をここで参照すると、図３は、フレーム脚部寸法安定装置１５０の実施形態を例示する。フレーム脚部寸法安定装置１５０は、温度制御構成要素１５２を筐体１５６内に含む。すなわち、フレーム脚部１２２の各々は、筐体１５６内に位置して温度制御構成要素１５２によって取り囲まれている。図３に示された実施形態において、温度制御構成要素１５２は、フレーム脚部１２２の長さに巻回された、電気抵抗加熱線、加熱テープなどの形である。図３は、フレーム脚部に巻回された電気抵抗加熱線または加熱テープを概略的に示すが、他の実施形態が企図され、かつ、可能であることを理解すべきである。例えば、代替実施形態（図示せず）において、温度制御構成要素１５２は、Ｗａｔｌｏｗ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙから販売されているシリコーンゴム加熱器などのシリコーンゴムパッド内に埋め込まれた発熱体を備えてもよい。これらのパッドは、フレーム脚部に、例えば、シリコーンＲＴＶ（室温加硫）接着剤で装着されてもよい。温度制御構成要素は、電流を温度制御構成要素１５２に供給する電源装置１７８に電気結合されている。電流が温度制御構成要素１５２を通って流れると、結果的に、例えば、温度制御構成要素１５２の抵抗加熱が発生することを理解すべきである。温度制御構成要素１５２は、加熱されると、エネルギー（熱）をフレーム脚部１２２に伝達する。温度制御構成要素１５２は、フレーム脚部１２２の長さが均一に加熱されるように巻線、接着剤、メカニカルファスナーなどによってなど、フレーム脚部１２２に結合されてもよい。種々の実施形態において、絶縁材１５４は、筐体１５６内に含まれて、各フレーム脚部１２２の長さに沿って加熱の均一性を維持する一助となってもよい。絶縁材１５４は、また、各フレーム脚部１２２を筐体１５６の外側の大気状態から絶縁する。
【００２４】
種々の実施形態において、温度制御装置１７０が、筐体１５６内で電源装置１７８、および、１つ以上の温度センサ１７４と通信上結合されてもよい。温度センサ１７４の１つ以上は、フレーム脚部１２２の長さに沿って位置してもよく、温度信号、例えば、温度センサによって感知された温度に比例した電圧を温度制御装置１７０に提供することができる。種々の実施形態において、温度センサは、例えば、フレーム脚部に固定されるか、または、フレーム脚部に極めて近接して位置決めされたデュアルタイプＫ表面実装型サーモカップルであってもよい。しかしながら、他の形式の温度センサが企図され、かつ、可能であることを理解すべきである。温度センサ１７４の１つ以上が、絶縁材１５４内でフレーム脚部１２２と直に接触するか、または、フレーム脚部１２２から離間されてもよい。温度制御装置１７０は、温度信号を１つ以上の温度センサ１７４から受信して、温度センサ１７４がフレーム脚部１２２に沿って位置決めされている場所の温度読み取り値を提供し、フレーム脚部１２２の平均温度を提供することができる。温度制御装置１７０は、温度読み取り値に基づいて、温度制御構成要素１５２に供給されて該構成要素を通って流れる電流を増加、減少、または維持する指示を電源装置１７８に送信することができる。電源装置１７８は、指示を受信し、応答して、温度制御構成要素１５２に供給されて該構成要素を通って流れる電流を増加、減少、または維持することができる。温度制御装置１７０から電源装置１７８への指示、および、電源装置１７８による応答によって、６．５℃以内のフレーム脚部１２２の平均温度が確立されて、長時間、例えば、４時間、８時間、２４時間、またはそれ以上にわたって維持される。
【００２５】
種々の実施形態において、温度制御装置１７０は、各フレーム脚部１２２間の温度変動をフレーム脚部１２２間の距離から６．５℃／ｍ以内に維持することができる。例えば、温度制御装置１７０は、温度信号を、フレーム脚部１２２と直に接触するか、または、絶縁材１５４で各フレーム脚部１２２から離間された温度センサ１７４の１つ以上から受信してもよい。温度制御装置１７０は、温度読み取り値に基づいて、フレーム脚部１２２の１つ以上に結合された温度制御構成要素１５２に供給されて該構成要素を通って流れる電流を増加、減少、または維持する指示を電源装置１７８に（または、１つ超えの電源装置−図示せずに）送信してもよい。電源装置１７８は、指示を受信し、応答して、温度制御構成要素１５２の１つ以上に供給されて該１つ以上を通って流れる電流を増加、減少、または維持してもよい。温度制御装置１７０から電源装置１７８への指示、および、電源装置１７８による応答によって、各フレーム脚部１２２の平均温度および、フレーム脚部１２２間の距離から６．５℃／ｍ以内の各フレーム脚部１２２間の温度変動が確立されて維持される。
【００２６】
種々の実施形態において、温度制御構成要素１５２は、フレーム脚部１２２の長さに沿って位置する複数の温度制御構成要素１５２であってもよい。
フレーム脚部１２２の長さは、独自の温度制御構成要素１５２（図示せず）を有する各領域を有する異なる領域に分割されてもよい。各温度制御構成要素１５２は、電源装置１７８から電流が独立して供給されてもよい。各領域は、独自の温度センサ１７４を有してもよく、温度制御装置１７０は、特定の領域内で、特定の温度制御構成要素１５２に至る電流を増加、減少、または維持する指示を電源装置１７８に提供してもよい。電源装置１７８は、指示を受信し、応答して、特定の領域内で、温度制御構成要素１５２に供給されて該構成要素を通って流れる電流を増加、減少、または維持してもよい。図３の温度制御構成要素１５２は、電気抵抗加熱線、加熱テープなどとして本明細書に記載されたが、温度制御構成要素１５２は、フレーム脚部間の距離から６．５℃／ｍ以内の温度変動が長時間、例えば、４時間、８時間、２４時間、またはそれ以上にわたって維持されるように、フレーム脚部１２２の長さを冷却する冷却構成要素（例えば、冷却流体が流れるフレーム脚部１２２の長さに巻回された冷却剤管路）であってもよいことを認識すべきである。
【００２７】
図１〜４をここで参照すると、フレーム脚部寸法安定装置１５０の別の実施形態が、図４に示されている。図４に示された実施形態において、フレーム脚部寸法安定装置１５０は、液体１５８の形の温度制御構成要素をフレーム脚部１２２が位置決めされる筐体１５６内に収容する。より具体的には、フレーム脚部１２２の各々は、別個の筐体１５６内に位置して液体１５８によって取り囲まれている。すなわち、各フレーム脚部１２２は、液体１５８内に浸漬されている。適切な液体として、水、油、またはグリコールが挙げられるがこれらに限られない。種々の実施形態において、発熱体１７６も、液体１５８内に位置して電源装置１７８に電気結合されている。電源装置は、電流を発熱体１７６に供給する。電流が発熱体１７６を通過すると、結果的に、発熱体１７６の抵抗加熱が発生することを認識すべきである。発熱体１７６は、エネルギー（熱）を液体１５８に伝達し、次に、液体１５８は、熱をフレーム脚部１２２に伝達する。攪拌装置１７９が、液体１５８を攪拌して筐体１５６を通して液体の均一な温度１５８を確保するために液体１５８内に位置してもよい。図４は、液体１５８によって取り囲まれた筐体１２６内の各フレーム脚部１２２を概略的に示すが、他の実施形態が企図され、かつ、可能であることを理解すべきである。例えば、代替実施形態（図示せず）において、フレーム脚部１２２は、中空であり、液体１５８および発熱体１７６は、中空フレーム脚部１２２内に収容されている。別の実施形態において、液体１５８は、ポンプまたは他の装置でなど、中空フレーム脚部１２２を介して導かれてもよく、発熱体１７６は、フレーム脚部１２２の外部にあってもよい。
【００２８】
図４を尚も参照すると、温度制御装置１７０が、筐体１５６内で電源装置１７８、および、１つ以上の温度センサ１７４と通信上結合されてもよい。温度センサ１７４の１つ以上は、フレーム脚部１２２の長さに沿って位置してもよい。種々の実施形態において、温度センサは、例えば、フレーム脚部に固定されたか、または、フレーム脚部に極めて近接して位置決めされたデュアルタイプＫ表面実装型熱電対であってもよい。しかしながら、他の形式の温度センサが企図され、かつ、可能であることを理解すべきである。温度センサ１７４の１つ以上が、液体１５８内のフレーム脚部１２２と直に接触するか、または、フレーム脚部１２２から離間されてもよい。温度制御装置１７０は、温度信号を１つ以上の温度センサ１７４から受信してもよい。温度制御装置１７０は、温度信号を受信すると、発熱体１７６に供給されて該発熱体を通って流れる電流を増加、減少、または維持する指示を電源装置１７８に送信することができる。電源装置１７８は、指示を受信し、応答して、発熱体１７６に供給されて該発熱体を通って流れる電流を増加、減少、または維持してもよい。温度制御装置１７０から電源装置１７８への指示、および、電源装置１７８による応答によって、筐体１５６を通した液体１５８の均一な温度が確立されて維持され、フレーム脚部間の距離から６．５℃／ｍ以内の温度変動が長時間、例えば、４時間、８時間、２４時間、またはそれ以上にわたって維持される。発熱体１７６に加えて、筐体１５６は、フレーム脚部間の距離から６．５℃／ｍ以内の温度変動が長時間、例えば、４時間、８時間、２４時間、またはそれ以上にわたって維持されるように、冷却構成要素、例えば、液体１５８を冷却し、したがって、フレーム脚部１２２の長さを冷却する液体１５８内の冷却剤管路も含んでもよいことを認識すべきである。発熱体１７６は、電源装置１７８によって供給された燃焼ガス生成物によって加熱されるガス発熱体であっても差し支えなく、電源装置１７８は、ガス加熱器であることも認識すべきである。
【００２９】
図１〜５をここで参照すると、フレーム脚部寸法安定装置１５０の別の実施形態が、図５に示されている。この実施形態において、フレーム脚部寸法安定装置１５０は、空気をフレーム脚部１２２全体にわたって導く、ファンなど空気流量装置１５１を収容する。図５に示されるように、フレーム脚部１２２は、筐体内にはない。しかしながら、代替実施形態において、フレーム脚部１２２は、筐体内に位置決してもよく、空気流量装置１５１は、空気を導管などで筐体へかつフレーム脚部１２２全体にわたってまたはフレーム脚部１２２に沿って導いてもよい。フレーム脚部１２２全体にわたってまたはフレーム脚部１２２に沿って導かれた空気は、温度制御構成要素１５２によって加熱または冷却されてもよい、すなわち、空気は、温度制御構成要素１５２を通って流れるときに加熱または冷却されてもよい。１つ以上の温度センサが、各フレーム脚部１２２と直に接触してもよく、温度制御装置１７０は、信号を１つ以上の温度センサ１７４の各々から受信してもよい。温度制御装置１７０は、温度読み取り値に基づいて、温度制御構成要素１５２に供給されて該構成要素を通って流れる電流を増加、減少、または維持する指示を電源装置１７８に送信することができる。電源装置１７８は、指示を受信し、応答して、温度制御構成要素１５２に供給されて該構成要素を通って流れる電流を増加、減少、または維持してもよい。温度制御構成要素１５２は、電源装置１７８によって供給された電流に応答して空気を加熱または冷却する。温度制御装置１７０から電源装置１７８への指示、および、電源装置１７８による応答によって、フレーム脚部間の距離から６．５℃／ｍ以内の温度変動が確立され、長時間、例えば、４時間、８時間、２４時間、またはそれ以上にわたって維持される。図１〜３を再び参照すると、作動時、ガラス管製造装置３００は、側壁寸法変動が低減したガラス管材の製造に対応する。ベル２００の頂部部分２１０は、初めは、支持体位置決め装置１４０を使用して、ベル２００の側壁２１４とガラス供給タンク３０５の底部開口部３１０との間に隙間ＣＲを伴ってガラス供給タンク３０５の底部開口部３１０内に位置決めされている。溶融ガラス３０２が、ガラス供給タンク３０５に送給されて底部開口部３１０を通ってかつベル２００上方に均一に流れ、その結果、ガラス管３０４が成形される。各フレーム脚部１２２の長さに沿った温度は、１つ以上の温度センサ１７４および温度制御装置１７０でモニタされる。温度制御装置１７０は、温度信号を１つ以上の温度センサ１７４から受信することに応答して、各フレーム脚部１２２に関連した温度制御構成要素１５２の１つ以上に供給されて該１つ以上を通って流れる電流を増加、減少、または維持する指示を電源装置１７８に送信する。電源装置１７８は、指示を受信し、応答して、温度制御構成要素１５２の１つ以上に供給されて該１つ以上を通って流れる電流を増加、減少、または維持する。温度制御装置１７０から電源装置１７８への指示、および、電源装置１７８による応答によって、フレーム脚部間の距離から６．５℃／ｍ以内の温度変動が確立され、長時間、例えば、４時間、８時間、２４時間、またはそれ以上にわたって維持される。各フレーム脚部１２２間の温度変動を維持することによって、フレーム脚部１２２間の温度変動に起因したガラス管３０４の成形中の底部開口部３１０内のベル２００の移動が制限される。すなわち、各フレーム脚部１２２の長さに沿った温度変動を維持することによって、ガラス管成形中のフレーム脚部１２２の熱膨張および／または収縮が最小限に抑えられ、かつ、ガラス管３０４成形中のガラス供給タンク３０５の底部開口部３１０内でのベル２００の安定したかつ正確な位置決めが得られる。種々の実施形態において、底部開口部内のベルの移動は、フレーム脚部１２２の温度の制御を介して、１００マイクロメートル未満、好ましくは５０マイクロメートル未満、さらに好ましくは２５マイクロメートル未満に制限される。
【００３０】
図１および図３〜５は、ベル２００の移動を最小限に抑えるためのフレーム脚部１２２の温度制御を概略的に示すが、他の実施形態が企図され、かつ、可能であることを理解すべきである。例えば、代替実施形態（図示せず）において、フレーム１２０の外形形状は、ベル２００の移動を最小限に抑えるために変えられてもよい。種々の実施形態において、フレーム脚部１２２間の距離は増大され、および／または、フレーム脚部の長さは減少される。例えば、フレーム脚部１２２間の距離Ｗを２倍にするか、または、フレーム脚部１２２の長さＬを半減することによって、ベル２００の移動は半減する。
【実施例】
【００３１】
ここに記載された実施形態を、以下の実施例によってさらに明確にする。
【００３２】
実施例１
図９をここで参照すると、フレーム脚部寸法安定装置１５０のないガラス管製造装置３００の略示図は、右フレーム脚部１２２に対する左フレーム脚部１２２の熱膨張に起因して発生し、次に、成形されたガラス管のサイディングに影響を与えるベル２００の移動を計算するためにモデル化されたものである。モデルのパラメータとしては、１１．７×１０−６ｍ／℃の熱膨張率で鋼から作製されるフレーム脚部１２２が挙げられ、支持体位置決め装置１４０が位置するプラットフォーム１３０の基部１９０（図示せず）から頂部までのフレーム脚部１２２の長さ（Ｌ）は、１．９５ｍであった。ベル２００の中心と各フレーム脚部１２２（Ｘ方向）との間の距離は、０．２７ｍであり、２つのフレーム脚部１２２間の全体的な距離（Ｗ）は０．５４ｍであった。支持体位置決め装置１４０が位置するプラットフォーム１３０の頂部とベル２００の下縁部２１５との間の距離（ｈ）は、１．３６メートルであった。４時間という時間にわたる左フレーム脚部１２２と右フレーム脚部１２２と間の温度の変化（ΔＴ）は、３．６℃であった。ΔＴによって、結果的に、８２．２マイクロメートルの＋Ｚ方向の右フレーム脚部１２２に対する左フレーム脚部１２２（ΔＬ）の膨張（成長）が発生し、８２．２マイクロメートルの左フレーム脚部１２２の膨張によって、結果的に２０６．３マイクロメートルのベル２００（Ｂｅｌｌδ）の変位が発生した。
【００３３】
分析的に、ベル２００の変位を以下の関係によって記述することができる：
Ｂｅｌｌδ＝（ΔＴ＊Ｌ＊ＣＴＥＬ）＊ｈ／Ｗ    （１）
式中、Ｂｅｌｌδは、ベル２００の変位であり、ΔＴは、所与の時間にわたるフレーム脚部１２２間の温度の差であり、Ｌは、支持体位置決め装置１４０が位置するプラットフォーム１３０の基部１９０から頂部までのフレーム脚部１２２の長さであり、ＣＴＥＬは、フレーム脚部１２２の熱膨張率であり、ｈは、支持体位置決め装置１４０が位置するプラットフォーム１３０の頂部からベル２００の下縁部２１５までの支持体１１０の長さであり、Ｗは、フレーム脚部１２２間の距離である。関係（１）によって示されるように、ベル２００の移動と、所与の時間にわたるフレーム脚部１２２間に温度の差（ΔＴ）と間に線形の関係がある。関係（１）を考慮すると、フレーム脚部間の温度変動が各フレーム脚部１２２間の距離から６．５℃／ｍ以内に維持される（すなわち、ΔＴ／Ｗは、１℃／ｍ以下である）場合、ベル２００の変位は、５７．３マイクロメートル（μｍ）に低減される。本明細書に記載された実施形態において、フレーム脚部寸法安定装置は、サイディング損失を最小限に抑えるために４時間という時間にわたって１００μｍ以下、または、さらには２００μｍ以下であるようにベル変位を制御するために使用されている。いくつかの実施形態において、フレーム脚部寸法安定装置は、４時間という時間にわたって７５μｍ以下、または、さらには５０μｍ以下であるようにベル変位を制御するために使用されている。いくつかの他の実施形態において、フレーム脚部寸法安定装置は、４時間という時間にわたって２５μｍ以下であるようにベル変位を制御するために使用されている。
【００３４】
ここで上述したように、いくつかの実施形態において、ガラス管製造装置は、少なくとも１つのフレーム脚部を含む。少なくとも１つのフレーム脚部が１つのフレーム脚部（ガラス管製造装置のプラットフォームが少なくとも１つのフレーム脚部から片持ちにされるときなど）である種々の実施形態において、温度（ΔＴ）の違いは、フレーム脚部の幅全体にわたる温度変動である。さらに、フレーム脚部は、プラットフォームをフレーム脚部に結合してもよい、ブレース、ガセット、ブラケットなど、他の構造部材を含んでもよいことを理解すべきである。ベルの変位を判定する際、これらの構造部材の熱膨張率が考慮に入れられるべきであることが理解されよう。
【００３５】
実施例２
図８をここで参照すると、サイディング対ガラス管製造装置３００の時間の関数としての設定値（ＳＰ）からのフレーム脚部１２２の温度の変化（ΔＴ）の実験データが示されている。特に、フレーム脚部１２２の平均温度は、ほぼ３．２５時間という時間にわたってガラス管材生産運転中に設定値より上方および下方で周期的に変動していた。
設定値からの温度の変化は、左のＹ軸上に表されており、グラスラン中に生成されたガラス管材のサイディングは、右のＹ軸上の表されている。時間は、時間単位で、Ｘ軸上に表されている。図８に示されるように、サイディングの量は、フレーム脚部１２２の平均温度の変化に追従し、サイディングの量によって、ベル２００の各フレーム脚部１２２間の温度変動の維持と変位との関係が検証されている。すなわち、温度ΔＴの差が増加するにつれて、ガラス管製造装置によって生成されたガラス管のサイディングも増加する。
【００３６】
本明細書に記載された装置は、また、本明細書に記載された装置を利用して成形されるガラス管の特性に加えて、経済的で、かつ、組み込みやすい。例えば、本明細書に記載された装置は、当該の装置への変更がなくても現行のベル位置決め装置における使用に適合されてよい。
【００３７】
様々な改変および変形が精神および範囲から逸脱することなく本明細書に記載された実施形態に行われ得ることが当業者には明らかであろう。したがって、本明細書に記載された実施形態は、添付の特許請求の範囲および均等物に該当することを条件として任意の改変および変更を包含することが意図されている。
【００３８】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００３９】
実施形態１
ガラス管材製造装置用ベル位置決め装置において
引かれるガラス管用に構成されたベルと、
前記ベルに接続された支持体と、
少なくとも１つのフレーム脚部、プラットフォーム、および、前記プラットフォームおよび前記支持体に装着された支持アームを有するフレームであって、前記支持アームは、前記支持体を少なくとも２つの自由度で移動するように構成されている、フレームと、
前記少なくとも１つのフレーム脚部に作動上結合され、前記ベルの振れδを４時間という時間にわたって２００ミクロン未満に維持するように構成されたフレーム脚部寸法安定装置と、
を備え、
δ＝（ΔＴ＊Ｌ＊ＣＴＥＬ）＊ｈ／Ｗ
ΔＴが、前記少なくとも１つのフレーム脚部が単一のフレーム脚部であるときに４時間という時間にわたって前記少なくとも１つのフレーム脚部の幅全体にわたる温度変動、または、前記少なくとも１つのフレーム脚部が１つ超えのフレーム脚部であるときに４時間という時間にわたる２つのフレーム脚部間の温度変動であり、
Ｌが、前記少なくとも１つのフレーム脚部の長さであり、
ＣＴＥＬが、前記少なくとも１つのフレーム脚部の熱膨張率であり、
ｈが、前記プラットフォームの頂部から前記ベルの下縁部までの前記支持体の長さであり、
Ｗが、前記少なくとも１つのフレーム脚部が単一のフレーム脚部であるときの前記少なくとも１つのフレーム脚部の前記幅、または、前記少なくとも１つのフレーム脚部が１つ超えのフレーム脚部であるときの２つのフレーム脚部間の距離である、ベル位置決め装置。
【００４０】
実施形態２
前記フレーム脚部寸法安定装置が、前記少なくとも１つのフレーム脚部の幅または厚さから６．５℃／ｍ以内の温度変動を４時間という時間にわたって維持するように構成されている、実施形態１に記載のベル位置決め装置。
【００４１】
実施形態３
前記フレーム脚部寸法安定装置が、前記フレームの前記少なくとも一方のフレーム脚部と少なくとも１つの他方のフレーム脚部との間の温度変動を４時間という時間にわたって前記フレーム脚部間の距離から６．５℃／ｍ以内に維持するように構成されている、実施形態１に記載のベル位置決め装置。
【００４２】
実施形態４
前記フレーム脚部寸法安定装置が、
加熱パッド、
電気抵抗加熱線、
加熱テープ、
各フレーム脚部全体にわたって導かれた加熱流体、
各フレーム脚部内の加熱流体、および
各フレーム脚部が浸漬されている加熱流体なる群から選択された温度制御構成要素、
を含む、実施形態１に記載のベル位置決め装置。
【００４３】
実施形態５
前記温度制御構成要素が、各フレーム脚部に装着された加熱パッドであり、前記温度制御構成要素を取り囲み、各フレーム脚部および前記温度制御構成要素をガラス管材製造中に周囲温度から断熱する筐体をさらに備える、実施形態４に記載のベル位置決め装置。
【００４４】
実施形態６
前記筐体内の絶縁材をさらに備える、実施形態５に記載のベル位置決め装置。
【００４５】
実施形態７
前記フレーム脚部寸法安定装置が、少なくとも１つの温度センサ、温度制御装置、および電源装置を含み、前記少なくとも１つの温度センサが、前記温度制御装置と通信上結合され、前記電源装置が、前記温度制御構成要素と通信上結合され、前記温度制御装置が、前記電源装置と通信上結合され、前記温度制御装置が、温度信号を前記少なくとも１つの温度センサから受信して前記温度制御構成要素に供給された電流を増加、減少、または、維持する指示を前記電源装置に提供する、実施形態６に記載のベル位置決め装置。
【００４６】
実施形態８
前記温度制御構成要素が、各フレーム脚部が浸漬されている加熱流体である、請求項４に記載のベル位置決め装置。
【００４７】
実施形態９
前記加熱液体内の発熱体をさらに備える、実施形態８に記載のベル位置決め装置。
【００４８】
実施形態１０
前記フレーム脚部寸法安定装置が、少なくとも１つの温度センサ、温度制御装置、および電源装置を含み、前記少なくとも１つの温度センサが、前記温度制御装置と通信上結合され、前記電源装置が、前記温度制御構成要素と通信上結合され、前記温度制御装置が、前記電源装置と通信上結合され、前記温度制御装置が、温度信号を前記少なくとも１つの温度センサから受信して前記発熱体に供給された電流を増加、減少、または、維持する指示を前記電源装置に提供する、実施形態９に記載のベル位置決め装置。
【００４９】
実施形態１１
ガラス管材製造装置において
内径を有する底部開口部を有する、溶融ガラスを有するガラス供給タンクと、
外径を有する上部を有するベルであって、隙間が、前記底部開口部の前記内径と前記ベルの前記外径との間に存在する、ベルと、
前記ベルに接続された、前記ガラス供給タンクを通って上にベル位置決め装置まで延びる支持体であって、前記ベル位置決め装置が、
少なくとも１つのフレーム脚部、プラットフォーム、および支持アームを有するフレームであって、前記プラットフォームが、前記フレームに装着され、前記支持アームが、前記プラットフォームに装着され、前記支持体が、前記支持アームに装着され、前記ベル位置決め装置が、前記ベルを移動して前記ガラス供給タンクの前記底部開口部に対して位置決めするように構成されている、フレームと、
前記少なくとも１つのフレーム脚部に装着された加熱パッドと、前記少なくとも１つのフレーム脚部の長さに巻回された電気抵抗加熱線と、前記少なくとも１つのフレーム脚部の長さに巻回された加熱テープとからなる群から選択された温度制御構成要素と、
前記少なくとも１つのフレーム脚部にわたって導かれた加熱流体と、
前記少なくとも１つのフレーム脚部内の加熱流体と、
前記少なくとも１つのフレーム脚部が浸漬されている加熱液体と、
前記少なくとも１つのフレーム脚部の前記長さに沿って位置する１つ以上の温度センサと、
前記１つ以上の温度センサと通信上結合された温度制御装置と、
前記温度制御構成要素を加熱するように動作可能な電源装置とを含むフレーム脚部寸法安定装置を含む、支持体と、
を備え、
前記１つ以上の温度センサ、温度制御装置、および電源装置が、
前記少なくとも１つのフレーム脚部の幅または厚さから６．５℃／ｍ以内の温度変動を少なくとも４時間という時間にわたって維持し。
【００５０】
前記フレームの前記少なくとも前記一方のフレーム脚部と前記少なくとも１つの他方のフレーム脚部との間の温度変動を少なくとも４時間という時間にわたって前記フレーム脚部間の距離から６．５℃／ｍ以内に維持するように構成されている、ガラス管材製造装置。
【００５１】
実施形態１２
前記温度制御構成要素が、前記少なくとも１つのフレーム脚部に装着された前記加熱パッドであり、前記温度制御構成要素を取り囲み、前記少なくとも１つのフレーム脚部および前記温度制御構成要素をガラス管材製造中に周囲温度から断熱する筐体をさらに備える、実施形態１１に記載のガラス管材製造装置。
【００５２】
実施形態１３
前記筐体内の絶縁材をさらに備える、実施形態１２に記載のガラス管材製造装置。
【００５３】
実施形態１４
前記温度制御装置が、温度信号を前記１つ以上の温度センサから受信して前記温度制御構成要素に供給された電流を増加、減少、または、維持する指示を前記電源装置に提供する、実施形態１１に記載のガラス管材製造装置。
【００５４】
実施形態１５
前記温度制御構成要素が、前記少なくとも１つのフレーム脚部に浸漬されている前記加熱流体である、実施形態に記載のガラス管材製造装置。
【００５５】
実施形態１６
前記加熱流体内の発熱体をさらに備える、請求項１５に記載のガラス管材製造装置。
【００５６】
実施形態１７
前記温度制御装置が、温度信号を前記１つ以上の温度センサから受信して前記発熱体に供給された電流を増加、減少、または、維持する指示を前記電源装置に提供する、実施形態１６に記載のベル位置決め装置。
【００５７】
実施形態１８
ガラス管材を製造する方法において
ガラスの組成物をガラス供給タンク内で溶融させて溶融ガラスを生成する工程であって、前記ガラス供給タンクが、内径を有する底部開口部を有する、工程と、
前記溶融ガラスをベルの周りに引き、それによってガラス管を成形する工程であって、
前記ベルが、外径を有する上部を有し、前記ガラス管が、前記底部開口部の前記内径と前記ベルの前記外径との間の空間内で成形される、工程と、
前記ベルに接続された支持体を使用して前記ベルを前記ガラス供給タンクの前記底部開口部に対して位置決めする工程であって、前記支持体は、前記ガラス供給タンクを通って上にベル位置決め装置まで延び、前記ベル位置決め装置は、
少なくとも１つのフレーム脚部、プラットフォーム、および支持アームを有するフレームであって、前記プラットフォームが、前記フレームに装着され、前記支持アームが、前記プラットフォームおよび前記支持体に装着され、前記ベル位置決め装置が、前記ベルの前記上部を移動して前記ガラス供給タンクの前記底部開口部に対して位置決めするように構成されている、フレームと、
前記少なくとも１つのフレーム脚部の幅または厚さから６．５℃／ｍ以内の温度変動を少なくとも４時間という時間にわたって維持し、または
前記フレームの前記少なくとも前記一方のフレーム脚部と前記少なくとも１つの他方のフレーム脚部との間の温度変動を少なくとも４時間という時間にわたって前記フレーム脚部間の距離から６．５℃／ｍ以内に維持するように構成されたフレーム脚部寸法安定装置とを含む、工程と、
を含む、方法。
【００５８】
実施形態１９
温度制御構成要素を各フレーム脚部に装着して、前記温度構成要素に至る電流を増減して、
前記少なくとも１つのフレーム脚部の前記幅または前記厚さから６．５℃／ｍ以内の前記温度変動を少なくとも４時間という時間にわたって維持し、または
前記フレームの前記少なくとも前記一方のフレーム脚部と前記少なくとも１つの他方のフレーム脚部との間の前記温度変動を少なくとも４時間という時間にわたって前記フレーム脚部間の距離から６．５℃／ｍ以内に維持することをさらに含む、実施形態１８に記載の方法。
【００５９】
実施形態２０
各フレーム脚部の長さに沿って位置する１つ以上の温度センサと、前記１つ以上の温度センサと通信上結合された温度制御装置と、前記温度制御構成要素および前記温度制御装置と通信上結合された電源装置とをさらに含み、前記温度制御装置が、温度信号を前記１つ以上の温度センサから受信して前記温度制御構成要素に供給された前記電流を増加、減少、または、維持する指示を前記電源装置に提供する、実施形態１９に記載の方法。
【００６０】
実施形態２１
前記フレーム脚部の各々を加熱液体浴に入れることをさらに含み、前記加熱液体浴は、
前記少なくとも１つのフレーム脚部の前記幅または前記厚さから６．５℃／ｍ以内の前記温度変動を少なくとも４時間という時間にわたって、または、
前記フレームの前記少なくとも前記一方のフレーム脚部と前記少なくとも１つの他方のフレーム脚部との間の前記温度変動を少なくとも４時間という時間にわたって前記フレーム脚部間の距離から６．５℃／ｍ以内に維持する、実施形態１８に記載の方法。
【００６１】
実施形態２２
各流体浴内の発熱体と、前記加熱液体浴内で各フレーム脚部の長さに沿って位置する１つ以上の温度センサと、前記１つ以上の温度センサと通信上結合された温度制御装置と、前記発熱体および前記温度制御装置と通信上結合された電源装置とをさらに含み、前記温度制御装置が、温度信号を前記１つ以上の温度センサから受信して前記発熱体に供給された電流を増加、減少、または、維持する指示を前記電源装置に提供する、実施形態２１に記載の方法。
【符号の説明】
【００６２】
１２０  フレーム
１００  ベル位置決め装置
１２２  フレーム脚部
１５６  筐体
１９０  基部
１３０  プラットフォーム
１１０  支持体
３０５  ガラス供給タンク
２１０  頂部部分
２１２  外径
２１４  側壁
２１８  加熱装置
２１９  発熱体
３０４  ガラス管
３２８  引き機構部
３２９  トラクター車輪
２００  ベル
２１５  下縁部
２０２  内部チャンバー
３０２  溶融ガラス
２  円領域
１５０  フレーム脚部寸法安定装置
３００  ガラス管製造装置
１４０  支持体位置決め装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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