(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある量のガラス溶融物を処理する装置であって、
ガラス溶融物攪拌チャンバと、
第１の材料から製造されたシームレス管と第１の端部部分と第２の端部部分とを有している、第１の管セグメント、および、第２の材料から製造された管と第１の端部部分と第２の端部部分とを有している、第２の管セグメント、を備えている、分割ねじり管と、
前記分割ねじり管に据え付けられている、少なくとも１つの攪拌ブレードと、
前記少なくとも１つの攪拌ブレードの第１の攪拌ブレードを前記分割ねじり管に据え付けるスリーブと、
前記第１の管セグメントにトルクを加えるように構成された、モータと、
を備えており、
前記スリーブが、前記第１の管セグメントの前記第２の端部部分が前記第２の管セグメントの前記第１の端部部分に結合されている継手を覆うよう構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１の材料および前記第２の材料が夫々、ロジウム、イリジウム、パラジウム、および金から成る群から選択される少なくとも１つの金属と合金化された、白金を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記第１の材料および前記第２の材料が夫々、酸化物分散強化材料を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記継手が、一体化固体溶接継手と、拡散接合継手と、雄／雌継手と、ねじ継手とから成る群から選択される、一体化固体継手を含むことを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの攪拌ブレードが、前記分割ねじり管の細長い軸に沿って軸方向に間隔を空けて配置された、複数の隣接する攪拌ブレードを含み、前記継手が、２つの隣接する前記攪拌ブレードの間に軸方向に位置付けられていることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記第２の管セグメントが、シームレス管を備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記第１の材料および前記第２の材料が夫々、白金または白金合金を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
ガラス溶融物を処理する方法であって、ガラス溶融物攪拌チャンバ内のある量のガラス溶融物を、請求項１から７いずれか１項記載の装置で攪拌するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記攪拌するステップの際に、前記継手が、前記ガラス溶融物攪拌チャンバ内の前記ある量のガラス溶融物の自由表面の下に、浸漬していることを特徴とする請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、その内容が全体を参照することにより本書に組み込まれる、２０１４年１０月１日に出願された米国仮特許出願第６２／０５８３４４号の優先権の利益を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一体化固体継手で結合された管セグメントを備えている、ガラス溶融物処理装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラス製造装置を用いてガラス物品を生成するためにガラス溶融物を処理することは既知である。従来のガラス製造装置は、比較的高い動作条件下で構造的完全性を維持するために、白金または白金合金から製造された機器を含み得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
詳細な説明において説明されるいくつかの例示的な態様の基本的な理解を提供するために、以下に本開示の簡単な概要を示す。
【０００５】
本開示は、概して、ある量のガラス溶融物を処理する装置、および、分割管を製造する方法に関し、より具体的には、継手で結合された管セグメントを含む、分割管を備えた装置、および、分割ねじり管を継手で結合することにより、分割ねじり管を製造する方法に関する。
【０００６】
第１の実施形態によれば、ある量のガラス溶融物を処理する装置が、ガラス溶融物攪拌チャンバ、および、第１の材料から製造されたシームレス管と第１の端部部分と第２の端部部分とを備えている第１の管セグメントを含む、分割ねじり管、を備えている。分割ねじり管は、第２の材料から製造された管と第１の端部部分と第２の端部部分とを備えている、第２の管セグメントをさらに含んでいる。第１の管セグメントの第２の端部部分は、第２の管セグメントの第１の端部部分に継手で結合されている。少なくとも１つの攪拌ブレードが分割ねじり管に据え付けられており、またモータが、第１の管セグメントにトルクを加えるように構成されている。別の実施形態において、第１の材料および第２の材料は夫々、ロジウム、イリジウム、パラジウム、および金から成る群から選択される少なくとも１つの金属と合金化された、白金を含む。さらに別の実施形態において、第１の材料および第２の材料は夫々、酸化物分散強化材料を含む。さらに別の実施形態において、この装置は、少なくとも１つの攪拌ブレードの第１の攪拌ブレードを分割ねじり管に据え付ける、スリーブをさらに備えている。特定の実施形態において、スリーブは継手を覆っている。別の実施形態において、継手は一体化固体継手を含む。さらに別の実施形態において、少なくとも１つの攪拌ブレードは、分割ねじり管の細長い軸に沿って軸方向に間隔を空けて配置された、複数の隣接する攪拌ブレードを含み、継手は、２つの隣接する攪拌ブレードの間に軸方向に位置付けられている。さらなる実施形態において、第２の管セグメントはシームレス管を備えている。さらに別の実施形態において、第１の材料および第２の材料は夫々、白金または白金合金を含む。
【０００７】
第２の実施形態によれば、ガラス溶融物を処理する方法が、ガラス溶融物攪拌チャンバ内のある量のガラス溶融物を、第１の実施形態の装置で攪拌するステップを含む。ある特定の実施形態では、攪拌するステップの際に継手は、ガラス溶融物攪拌チャンバ内のある量のガラス溶融物の自由表面の下に浸漬している。
【０００８】
第３の実施形態によれば、ある量のガラス溶融物を処理する装置が、第１の材料から製造された管と第１の端部部分と第２の端部部分とを備えている第１の管セグメントを含む、分割管を備えている。分割管は、第２の材料から製造された管と第１の端部部分と第２の端部部分とを備えている、第２の管セグメントをさらに含んでいる。第１の管セグメントの第２の端部部分は、第２の管セグメントの第１の端部部分に、一体化固体継手で結合されている。別の実施形態において、第１の材料および第２の材料は夫々、白金または白金合金を含む。さらに別の実施形態において、第１の管セグメント、または第２の管セグメント、あるいは第１の管セグメントと第２の管セグメントの両方は、シームレス管を備えている。さらに別の実施形態において、一体化固体継手は一体化固体溶接継手を含む。さらなる実施形態において、一体化固体継手は拡散接合継手を含む。さらなる実施形態において、一体化固体継手は雄／雌継手を含む。別の実施形態において、一体化固体継手はねじ継手を含む。
【０００９】
当然のことながら、第１の実施形態、第２の実施形態、および第３実施形態は、単独で、あるいは上で論じた実施形態の１つまたは任意の組合せと組み合わせて、提供され得る。
【００１０】
第４の実施形態によれば、攪拌装置を製造する方法が、（Ｉ）第１の材料から製造された第１の管セグメントの第２の端部部分を、第２の材料から製造された第２の管セグメントの第１の端部部分に、一体化固体継手で結合することにより、分割ねじり管を製造するステップを含む。この方法は、（ＩＩ）少なくとも１つの攪拌ブレードを分割ねじり管に据え付けるステップをさらに含む。別の実施形態において、第１の材料および第２の材料は夫々、白金または白金合金を含む。さらに別の実施形態において、第１の材料および第２の材料は夫々、酸化物分散強化材料を含む。さらに別の実施形態において、第１の管セグメント、または第２の管セグメント、あるいは第１の管セグメントと第２の管セグメントの両方は、シームレス管を備えている。さらに別の実施形態において、一体化固体継手で結合するステップは固体溶接を含む。さらなる実施形態においてステップ（ＩＩ）は、少なくとも１つの攪拌ブレードの第１の攪拌ブレードを、スリーブで分割ねじり管に据え付けるステップを含む。さらに別の実施形態においてステップ（ＩＩ）では、一体化固体継手をスリーブで覆う。さらなる実施形態において、少なくとも１つの攪拌ブレードは複数の攪拌ブレードを含み、このときこの方法は、分割ねじり管の細長い軸に沿って軸方向に間隔を空けて配置された、２つの隣接する攪拌ブレード間に、一体化固体継手を軸方向に位置付けるステップをさらに含む。別の実施形態において、この方法は、攪拌装置のガラス溶融物攪拌チャンバ内に、少なくとも１つの攪拌ブレードを位置付けるステップをさらに含む。別の実施形態において、この方法は、モータを分割ねじり管に連結して第１の管セグメントにトルクを加え、攪拌ブレードを分割ねじり管の細長い軸の回りに回転させるステップを含む。当然のことながら第４の実施形態は、単独で、あるいは上で論じた実施形態の１つまたは任意の組合せと組み合わせて、提供され得る。
【００１１】
本開示のさらなる特徴および利点は以下の詳細な説明の中に明記され、ある程度は、その説明から当業者には容易に明らかになるであろうし、あるいは、以下の詳細な説明、請求項、並びに添付の図面を含め、本書で説明された方法を実施することにより認識されるであろう。
【００１２】
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、本開示の種々の実施形態を示したものであること、また請求項の本質および特徴を理解するための概要または構成を提供するよう意図されたものであることを理解されたい。添付の図面は本開示のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれかつその一部を構成する。図面は本開示の種々の実施形態を示し、そしてその説明とともに、本開示の原理および動作の説明に役立つ。
【００１３】
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照して読むと、さらに理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の態様による分割ねじり管を備えたガラス溶融物攪拌チャンバを含む、ある量のガラス溶融物を処理する装置の概略図
【図２】図１の表示２で捉えたガラス溶融物攪拌チャンバの拡大図
【図３】図２の表示３で捉えた分割管の部分の拡大図
【図４】本開示の一実施の形態による、図３の分割管の拡大部分の断面図
【図５】図４の表示５で捉えた、分割管の一体化固体継手の拡大図
【図６】本開示の実施形態による一体化固体継手を用いて分割管を形成する前の、管セグメントを示した図
【図７】本開示の実施形態による別の一体化固体継手を用いて別の分割管を形成する前の、管セグメントを示した図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ここで、本開示の実施形態を示した添付の図面を参照して、装置および方法を以下でより十分に説明する。可能な限り、図面を通じて、同じまたは同様の部分の参照に同じ参照番号を使用する。ただし、本開示は多くの異なる形で具現化され得、本書に明記される実施形態または図面に限定されると解釈されるべきではない。
【００１６】
本開示の特徴により、ある量のガラス溶融物を処理する装置を提供することができる。ガラス溶融物を処理して、ガラスリボン、ガラス管、ガラス容器、ガラス繊維、または他のガラス物体など、種々の物品を形成することができる。本開示は、ガラス溶融物に関連する高温条件下で十分な構造的完全性を有する、白金または白金合金を含む分割管を提供する。一実施の形態においてこの分割管は、ガラス溶融物用の導管を提供することができる。別の実施形態において分割管は、成形槽の一部を提供することができる。例えば分割管は、ベロー法でガラス管を製造するための槽を提供することができ、ベロー法では、例示的なガラス管のための流れ制御機器および成形機器として作用するフローニードル／ベローベルを有する中空パイプまたは管を包囲している、環状空間またはオリフィスに、溶融材料（例えばガラス溶融物）を通過させる。さらなる例において分割管は、力（例えば、直線力、回転力など）の伝達を助けることができる。例えば分割管は、制御弁（例えば、フロート制御弁）の作動を助けることができる。別の実施形態において分割管は、力（例えば、直線力および／または回転力）を伝達して、混合／分配槽内でガラス溶融物を混合または分配するように作用することができる。
【００１７】
中空管を有する実施形態は、分割管がガラス溶融物用の導管として作用する用途において、ガラス溶融物のための移動経路を画成することができる。さらに管の中空の本質により、中実ロッド構成に比べると、管の製造に必要な高価な白金または白金合金の量を減少させることができる。さらに、ある量の白金または白金合金を管へと成形すると、同じ量の材料を比較的小さい外径を有する中実ロッドへと成形した場合に比べて、構造的完全性を増加させることができるであろう。
【００１８】
ある量のガラス溶融物を処理する装置は本開示のいくつかの実施形態において、少なくとも第１の管セグメントおよび第２の管セグメントで分割され得る管をさらに提供することができるが、本開示の実施形態に従って任意の数の管セグメントを提供してもよい。管の分割は、種々の理由で有益になり得る。例えばいくつかの実施形態は、材料のインゴットから形成された、１以上のシームレス管セグメントを含んでいる。他の継ぎ目を含むセグメントで発生する可能性のある弱点を回避するように、材料の性質を注意深く調整することができるため、管のシームレスな本質によって構造的完全性の向上が実現される。単一のシームレス管を提供してもよいが、シームレス管を形成するときのプロセス制限によって有効なインゴットサイズが限定されることがあり、従って管の全体の長さが限定される。例えば管延伸装置は単に、特定の大きさのインゴットを扱うことができるものとされ得るが、この特定の大きさのインゴットは、所望の長さの管材を必要な管の厚さで延伸するのに十分な材料を有していないものである可能性がある。
【００１９】
さらなる例において、管を分割すると、所望の長さを有する管を生成するのに必要な、高価な白金または白金合金材料の全体量を減少させる、様々な管構成が可能になり得る。例えば、ねじり管の異なるセグメントを、ねじり管の意図されている用途に基づき様々なねじり力の荷重に対処するようにカスタマイズしてもよい。相対的に高いねじり荷重を受けると予想される管セグメントは、相対的に大きい直径および／または相対的に厚い管の壁厚を備えていてもよく、一方相対的に低いねじり荷重を受けると予想される管セグメントは、相対的に小さい直径および／または相対的に薄い管の壁厚を備えていてもよい。従って、管の全長に沿った最大ねじり荷重に対処するよう設計される単一のシームレス管に比べると、その長さに沿って異なるねじり荷重に対処するようカスタマイズされる分割管の製造では、必要とされ得る高価な材料がより少なくなる。
【００２０】
いくつかの例において分割管は、ある量のガラス溶融物を処理する装置において使用することができ、この装置は、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を含むが、さらなる実施形態では他のガラス処理装置が提供され得る。いくつかの実施形態においてガラス製造装置は、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、アップドロー装置、プレス圧延装置、または他のガラスリボン製造装置を含み得る。例として図１は、ある量のガラス溶融物を処理する装置を概略的に示したものであり、この装置は、ガラスリボン１０３を続く処理のためにガラスシート１０４へとフュージョンドローする、フュージョンダウンドロー装置１０１を備えている。フュージョンドロー装置１０１は、貯蔵容器１０９からバッチ材料１０７を受け入れるように構成された、溶解槽１０５を含み得る。バッチ材料１０７は、モータ１１３で動くバッチ送出装置１１１によって取り込むことができる。随意的なコントローラ１１５を、所望量のバッチ材料１０７を矢印１１７で示されているように溶解槽１０５内へと取り込むべく、モータ１１３を作動させるように構成することができる。ガラス金属プローブ１１９を用いて直立管１２３内のガラス溶融物１２１の高さを測定し、この測定された情報を、通信回線１２５を用いてコントローラ１１５へと伝えることができる。
【００２１】
フュージョンドロー装置１０１は、溶解槽１０５の下流に位置しかつ第１の接続管１２９を用いて溶解槽１０５に連結された、清澄槽１２７（例えば、清澄管）などの第１の調整ステーションをさらに含み得る。いくつかの例においてガラス溶融物は、溶解槽１０５から清澄槽１２７に、第１の接続管１２９を用いて重力送りされ得る。例えば重力は、溶解槽１０５から清澄槽１２７へと、ガラス溶融物を第１の接続管１２９の内部経路に通過させるように作用し得る。清澄槽１２７内では、種々の技術によってガラス溶融物から気泡を除去することができる。
【００２２】
フュージョンドロー装置は、清澄槽１２７の下流に位置し得る、ガラス溶融物攪拌チャンバ１３１（例えば、攪拌チャンバ）などの第２の調整ステーションをさらに含んでもよい。ガラス溶融物攪拌チャンバ１３１を使用して、均質なガラス溶融物組成を提供することができ、それにより、清澄槽から出て行く清澄されたガラス溶融物内に存在し得る、不均質性による筋を減少または排除することができる。図示のように、清澄槽１２７はガラス溶融物攪拌チャンバ１３１に、第２の接続管１３５を用いて連結され得る。いくつかの例においてガラス溶融物は、清澄槽１２７からガラス溶融物攪拌チャンバ１３１に、第２の接続管１３５を用いて重力送りされ得る。例えば重力は、清澄槽１２７からガラス溶融物攪拌チャンバ１３１へと、ガラス溶融物を第２の接続管１３５の内部経路に通過させるように作用し得る。
【００２３】
フュージョンドロー装置は、ガラス溶融物攪拌チャンバ１３１の下流に位置し得る、送出槽１３３（例えば、ボウル）などの別の調整ステーションをさらに含んでもよい。送出槽１３３は、成形機器内へと供給されるガラスを調整することができる。例えば送出槽１３３は、成形槽へのガラス溶融物の一貫した流れを調整および提供するための、アキュムレータおよび／または流量コントローラとして作用することができる。図示のように、ガラス溶融物攪拌チャンバ１３１は送出槽１３３に、第３の接続管１３７を用いて連結され得る。いくつかの例においてガラス溶融物は、ガラス溶融物攪拌チャンバ１３１から送出槽１３３に、第３の接続管１３７を用いて重力送りされ得る。例えば重力は、ガラス溶融物攪拌チャンバ１３１から送出槽１３３へと、ガラス溶融物を第３の接続管１３７の内部経路に通過させるように作用し得る。
【００２４】
さらに図示されているように、下降管１３９を、送出槽１３３から成形槽１４３の注入口１４１へとガラス溶融物１２１を送出するために位置付けてもよい。ガラスリボン１０３を次いで、成形ウェッジ１４７の底部１４５からフュージョンドローしてもよく、さらに続いて分離機器１４９によってガラスシート１０４へと分離してもよい。図示のように、溶解槽１０５、清澄槽１２７、ガラス溶融物攪拌チャンバ１３１、送出槽１３３、および成形槽１４３は、フュージョンドロー装置１０１に沿って連続して位置し得る、ガラス溶融物調整ステーションの例である。
【００２５】
溶解槽１０５は、耐火（例えばセラミック）レンガなどの耐火材料から作製されたものでもよい。フュージョンドロー装置１０１は、白金、または白金ロジウム、白金イリジウム、白金パラジウム、白金‐金、およびこれらの組合せなどの白金合金から製造され得る、構成要素をさらに含んでもよいが、これはさらに、モリブデン、レニウム、タンタル、チタン、タングステン、ルテニウム、オスミウム、ジルコニウム、およびこれらの合金などの耐火金属、および／または二酸化ジルコニウムを含み得る。さらなる実施形態において、白金または白金合金の構成要素は、酸化物分散強化材料を含むものでもよい。白金含有の構成要素は、第１の接続管１２９、清澄槽１２７（例えば、清澄管）、第２の接続管１３５、直立管１２３、ガラス溶融物攪拌チャンバ１３１（例えば、攪拌チャンバ）および／または混合機器（例えば、ブレード、ねじり管等）、第３の接続管１３７、送出槽１３３（例えば、ボウル）、下降管１３９、および注入口１４１、のうちの１以上を含み得る。成形槽１４３は耐火材料から作製してもよく、ガラスリボン１０３を成形するように設計され得る。
【００２６】
フュージョンドロー装置１０１の種々の構成要素は、本開示の態様による分割管を含み得る。例えば上で参照した白金含有の構成要素の１以上は、本開示による分割管を含み得る。非限定的な例として、ガラス溶融物攪拌チャンバ１３１は、分割ねじり管１５３と、分割ねじり管１５３に据え付けられた少なくとも１つの攪拌ブレード１５５とを含む、ガラス溶融物攪拌装置１５１を備えたものでもよい。
【００２７】
図２に示されているようにガラス溶融物攪拌装置１５１は、分割ねじり管１５３の第１の管セグメント２０３にトルクを加えるように構成されたモータ２０１を、モータ２０１が攪拌ブレード１５５を細長い軸２０５の回りで回転させるよう構成され得るようにさらに含んでもよい。例えば図示のように、モータ２０１を第１の管セグメント２０３の第１の端部部分２０７に、細長い軸２０５に沿って第１の管セグメント２０３に軸方向に位置合わせされたモータの連結機構２０９を用いて連結してもよい。従って、いくつかの実施形態においてモータ２０１は、第１の管セグメント２０３の第１の端部部分２０７にトルクを加えて攪拌ブレード１５５（１５５ａ〜１５５ｄ）を分割ねじり管１５３の細長い軸２０５の回りで回転させ、ガラス溶融物攪拌チャンバ１３１内のある量のガラス溶融物１２１を攪拌することができる。
【００２８】
図３に示されているように、概略的に示されている攪拌ブレード１５５（１５５ａ〜１５５ｄ）の任意の１つまたはいくつかは、攪拌部分３０１と支持部材２０８とを含んでいる。いくつかの例において、攪拌部分３０１は支持部材２０８の全長に延在するものでもよいが、さらなる実施形態では攪拌部分３０１を、支持部材の外側端部部分に据え付けてもよい。
【００２９】
図４および５に示されているように、分割ねじり管１５３の第１の管セグメント２０３は第２の端部部分４０１をさらに含む。図２に戻って参照すると、分割ねじり管１５３は、第１の端部部分２１３と第２の端部部分２１５とを含む、第２の管セグメント２１１をさらに含んでいる。第１の管セグメント２０３は、白金または白金合金を含む第１の材料から製造したものでもよく、第２の管セグメント２１１は、白金または白金合金を含む第２の材料から製造したものでもよい。第１の材料および第２の材料は、実質的に同一の組成を含み得るが、さらなる例では異なる組成も可能である。
【００３０】
第１の管セグメント２０３の第１の材料および第２の管セグメント２１１の第２の材料は夫々、上で論じたように白金または白金合金を含み得る。いくつかの実施形態において、第１の材料および第２の材料は夫々、ロジウム、イリジウム、パラジウム、および金から成る群から選択される少なくとも１つの金属と合金化された、白金を含み得る。実際には第１の材料および第２の材料は、白金、白金ロジウム、白金イリジウム、白金パラジウム、白金‐金、およびこれらの組合せから製造され得るが、ジルコニウムおよびその合金などの耐火金属を含むものでもよい。さらなる実施形態において、白金または白金合金の構成要素は、酸化物分散強化材料を含むものでもよい。酸化物分散強化材料を提供すると、高温での優れた耐腐食性、耐クリープ性、および機械的特性を実現することができる。
【００３１】
少なくとも第１の管セグメント２０３と、随意的には第２の管セグメント２１１は、シームレス管を含む。シームレス管は、広範な技術で製造することができる。例えば第１の管セグメント２０３は、第１の材料のインゴットに、インゴットの中心に機械加工で（例えばドリルまたはパンチで）孔を設けて、中空のインゴットを形成することにより製造することができる。中空のインゴットを次いで延伸装置で、既定の壁厚と内径と外径とを有する管部材へと延伸することができる。次いで第１の管セグメント２０３を、管部材から所望の長さで切断してもよい。前述したように、シームレス管を提供すると、継ぎ目を含むセグメントで発生し得る弱点を回避するように材料の性質を注意深く調整することができるため、構造的完全性を増加させることができる。従ってシームレス管は、ねじり強度および一貫性を強化することができる。従って、管セグメントの全長に亘って十分なねじり強度を確保しながら、壁厚をさらに減少させることができる。結果として、高価な白金または白金合金の使用量を減少させて、既定の長さを有するシームレス管を生成することができる。
【００３２】
さらなる実施形態において、第２の管セグメント２１１はシームレス管を備えてもよい。図２に示されているように、第２の管セグメント２１１の相対的な長さは、第１の管セグメント２０３よりも著しく短くなり得る。さらに第２の管セグメント２１１のトルク荷重要件は、第１の管セグメント２０３よりも著しく小さくなり得る。従って第２の管セグメント２１１は、より費用を抑えたプロセスで、継ぎ目（例えば、溶接継目）を含む管から形成してもよい。トルク荷重要件が低い、より短い管を形成する場合には、使用される材料をより少なくすることができるため、より安価な管形成プロセスで達成される費用対効果を考えて、材料の最小化と比較検討することができる。しかしながら設計仕様次第では、第２の管セグメント２１１もシームレス管を備え、第２の管セグメント２１１の長さに沿って十分なねじり強度および一貫性を提供しながら、高価な白金または白金合金の量を減少させるようにしてもよい。
【００３３】
さらに図示のように、シームレス管は単一の壁を備えたものでもよい。例えば図５に示されているように、第１の管セグメント２０３は単一の途切れていない連続した壁５０３を含み、この壁５０３は、延在する壁厚「Ｔ１」をその間に有する、内側表面５０５および外側表面５０７を備えている。図５にさらに示されているように、第２の管セグメント２１１は単一の途切れていない連続した壁５０９を同様に含むものでもよく、この壁５０９は、延在する壁厚「Ｔ２」をその間に有する、内側表面５１１および外側表面５１３を備えている。単一の途切れていない連続した壁によれば、他の複数壁の管構造の場合に隣接する壁間に存在し得る、閉じ込められた空気またはポケットを防ぐことができる。この閉じ込められた空気またはポケットは、管における弱点を呈し得る、欠陥を招くことがある。
【００３４】
いくつかの例において、第１の管セグメント２０３の壁厚「Ｔ１」は、第２の管セグメント２１１の壁厚「Ｔ２」と実質的に同一でもよい。さらなる例において「Ｔ１」は「Ｔ２」に等しくない。例えば一実施の形態において、「Ｔ１」は「Ｔ２」よりも大きくてもよい。厚さを厚くした「Ｔ１」を与えると、第１の管セグメント２０３のねじり強度を増加させて、全ての攪拌ブレードの荷重を支持するのに十分なねじり強度を備えた、第１の管セグメント２０３を提供することができる。「Ｔ２」の厚さを減少させて提供すると、全てではないがいくつかの攪拌ブレードの荷重を支持するのに十分な強度を依然として提供しながら、高価な白金または白金合金材料の無駄を防ぐことができる。いくつかの例において「Ｔ１」および／または「Ｔ２」の厚さは、例えば約２ｍｍから約７ｍｍ、約２ｍｍから約５ｍｍ、約２ｍｍから約４ｍｍ、およびその間の全ての副範囲など、約１ｍｍから約１０ｍｍとすることができる。
【００３５】
図５にさらに示されているように、第１の管セグメント２０３および第２の管セグメント２１１は、実質的に同じ内径と、実質的に同じ外径を有し得る。さらなる例において、内径および／または外径の一方または両方は異なっていてもよい。例えば第２の管セグメント２１１の内径および外径は、第１の管セグメント２０３の対応する内径および外径よりも小さくてもよい。より大きい内径／外径を有する第１の管セグメント２０３を提供すると、比較的高いねじり荷重を扱うのに十分な強度を有する管を提供することができる。相対的に小さい内径／外径を有する第２の管セグメント２１１を提供すると、第２の管セグメントを生成するのに使用される高価な材料の量を減少しながら、十分な減少した強度で管を提供することができる。
【００３６】
図５を参照すると、第１の管セグメント２０３の第２の端部部分４０１は第２の管セグメント２１１の第１の端部部分２１３に、「一体化固体」継手で結合され得る。継手の「一体化」の特性により、第１の管セグメント２０３の第２の端部部分４０１と第２の管セグメント２１１の第１の端部部分２１３とを、１つの片へと恒久的に融合させることができる。継手の「固体」の特性は、結合される材料を溶解させることなく管セグメントの夫々の端部部分を結合させるものである。さらに継手の「固体」の特性は、結合される材料の性質を変化させない継手を提供する。例えば、管セグメントが酸化物分散強化材料から形成されている場合、材料を溶解させる他の従来の継手では酸化物分散強化材料の微細構造の損傷が起こり得るが、一体化固体継手ではこのように損傷させずに継手を提供することができる。従って例示的な継手は、継手の位置で材料の微細構造を維持することができ、高温での、耐腐食性、耐クリープ性、および機械的性質など、酸化物分散強化材料の有益な特性を保つことができる。さらなる実施形態において、継手の「固体」の特性は、他の結合技術で生じ得る、分割管の弱点を防ぐことができる。一体化固体継手は管セグメントの対応する端部間の直接接続を可能にすることができ、また一体化固体継手により管セグメントは一体化されて、単一の分割管として作用することが可能になり得、このとき例えばねじり荷重を、一方の管セグメントから他方の管セグメントへと一体化固体継手によって、部分的に、実質的に、または完全に、伝達することができる。さらなる例では、継手を強化することができるさらなる継手または特徴を適用してもよく、この特徴は一体化固体特徴をさらに含み得るが、このさらなる特徴は、非一体化および／または非固体の特徴を含み得る。
【００３７】
従って、ガラス溶融物攪拌装置１５１を製造する方法は、第１の管セグメント２０３の第２の端部部分４０１を第２の管セグメント２１１の第１の端部部分２１３に一体化固体継手５０１で結合することによって、分割ねじり管１５３を製造するステップを含み得る。一実施の形態において、一体化固体継手で結合するステップは、固体溶接を含む。一実施の形態において、固体溶接ステップは、拡散接合して拡散接合継手を提供するものを含み得る。
【００３８】
一実施の形態において、一体化固体継手は雄／雌継手を含む。実際には図６に示されているように、第１の管セグメント２０３の第２の端部部分４０１は、第２の管セグメント２１１の第１の端部部分２１３の雄部６０３を受けるように構成された、雌部６０１を備えていてもよい。一実施の形態においてこの方法は、機械的に干渉する継手を提供し得るよう、雄部６０３を雌部６０１内へと圧入するステップを含み得る。継手を次いで、雄部６０３と雌部６０１との合わせ面の原子が混ざって一体化固体継手５０１を形成するような、高温下に置いてもよい。別の実施形態においてこの方法は、雄部６０３上で雌部６０１を熱収縮させるステップを含み得る。継手を次いで、雄部６０３と雌部６０１との合わせ面の原子が混ざって一体化固体継手５０１を形成するような、高温下に置いてもよい。
【００３９】
図７に示されているように、雌部７０１は内部ねじ山を設けたものでもよく、また雄部７０３は相補的な外部ねじ山を設けたものでもよい。このような例において、この方法は、雄部７０３を雌部７０１内へとねじ込むステップと、ねじ山に著しい圧力をかけるよう、トルクを加えるステップとを含み得る。継手を次いで、雄部７０３と雌部７０１との合わせ面の原子が混ざって一体化固体継手を形成するような、高温下に置いてもよい。
【００４０】
いくつかの実施形態では、さらに取付けピン５１５が一体化固体継手５０１を通って延在していてもよい。例えば取付けピン５１５は、継手を一体化固体継手として一体化する前に、雄部と雌部との間で所望の境界面を獲得および維持するのを助けることができる。例えば、圧入または収縮嵌めの後に取付けピン５１５を挿入して向きを維持し、その後、継手を一体化固体継手へと拡散接合してもよい。
【００４１】
ガラス溶融物攪拌装置１５１を製造する方法は、少なくとも１つの攪拌ブレード１５５を分割ねじり管１５３に据え付けるステップをさらに含み得る。図示されていないが、攪拌ブレードは、管セグメントの１つにスリーブなしで直接取り付けてもよい。あるいは図４に示されているように、ガラス溶融物攪拌装置１５１は、少なくとも１つの攪拌ブレードの第１の攪拌ブレード１５５を分割ねじり管１５３に据え付ける、スリーブ４０３を含み得る。別の実施形態ではスリーブ４０３を、一体化固体継手５０１を覆うように提供してもよい。従ってスリーブ４０３は、一体化固体継手５０１の構造的完全性をさらに向上させることができる。図示のようにスリーブ４０３は、分割ねじり管の外側表面全体を囲むものでもよい。さらにスリーブ４０３を、溶接継目４０５で示されているように溶接してもよい。溶接継目４０５を注意深く調整して、管セグメントへの溶込み深さを非常に限られたものとすることができ、それにより溶接継目４０５での損傷および脆弱を最小にすることができる。さらに、攪拌ブレード１５５（１５５ａ〜１５５ｄ）の支持部材２０８を、溶接継目４０７で示されているようにスリーブ４０３にさらに溶接してもよい。図５に示されているように、管セグメントの１つは通気孔５１７を含んでいてもよく、この通気孔５１７は、溶接されたスリーブから分割ねじり管１５３の内部へと汚染物質を放出し、続いて大気へと放出するように構成される。
【００４２】
図２に戻ると、少なくとも１つの攪拌ブレード１５５は、分割ねじり管１５３の細長い軸２０５に沿って互いに軸方向に間隔を空けた、複数の攪拌ブレード１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃ、１５５ｄを含み得る。攪拌ブレード１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃ、１５５ｄの夫々の間の間隔は、等しくてもよいし、あるいは異なっていてもよい。図示のように一体化固体継手５０１（図５参照）は、軸方向に間隔を空けて配置された隣接する攪拌ブレードの対１５５ｂ、１５５ｃの間に軸方向に位置付けることができるが、さらなる実施形態では一体化固体継手を、他の隣接する攪拌ブレードの対（例えば、１５５ａ、１５５ｂ、またはさらなる例では１５５ｃ、１５５ｄ）の間に位置付けてもよい。従って第１の管セグメント２０３の長さは、継手が、攪拌ブレード（例えば図２に示されている１５５ｂ）の下方ではあるがスリーブ４０３を越えて延びるほど離れることなく位置付けられるようにして、ガラス溶融物１２１の自由表面２１７の下の既定深さに延在するように設計してもよい。一実施の形態では図示のように、支持部材２０８がスリーブ４０３に取り付けられ得る位置よりも下に継手を位置付けて、継手を攪拌ブレードの下に位置付けてもよい。スリーブ４０３を図２〜４に示したが、本書に添付される請求項はこのように限定されるべきではないことに留意されたい。いくつかの実施形態では、攪拌ブレードを分割ねじり管１５３の第１の管セグメント２０３または第２の管セグメント２１１に据え付けることを可能にすると同時に、一体化固体継手を強化することができる。従ってこの方法は、分割ねじり管の細長い軸に沿って軸方向に間隔を空けて配置された前記少なくとも１つの攪拌ブレードの選択された隣接する攪拌ブレードの対の間に、一体化固体継手を軸方向に位置付けるステップを含み得る。
【００４３】
図２に示されているように、この方法は、ガラス溶融物攪拌装置１５１のガラス溶融物攪拌チャンバ１３１内に攪拌ブレード１５５を位置付けるステップをさらに含み得る。図２にさらに示されているように、一実施の形態において一体化固体継手５０１は、攪拌するステップの際に、ガラス溶融物攪拌チャンバ１３１内のある量のガラス溶融物１２１の自由表面２１７の下に浸漬しているものでもよい。この方法は、ガラス溶融物攪拌チャンバ１３１内のある量のガラス溶融物１２１を、例えばモータ２０１を用いて攪拌するステップをさらに含み得る。実際には、一実施の形態においてモータ２０１は、第１の管セグメント２０３の第１の端部部分２０７にトルクを加えて、分割ねじり管１５３を、さらに結果的には攪拌ブレード１５５を回転させ、攪拌チャンバ内のガラス溶融物１２１を攪拌することができる。
【００４４】
種々の開示される実施形態は、その特定の実施形態に関連して説明される、特定の特徴、要素、またはステップを含み得ることが理解されよう。特定の特徴、要素、またはステップは、ある特定の実施形態の関連で説明されるが、代わりの実施形態と交換してまたは組み合わせて、種々の説明されていない組合せまたは置換の状態にし得ることも理解されよう。
【００４５】
本書では、単数形は「少なくとも１つ」を意味し、明確に反対の指示がなければ「唯一」に限定されるべきではないことも理解されたい。同様に「複数の」は、「２以上」を示すよう意図されている。
【００４６】
本書では範囲を、「約」ある特定の値から、および／または「約」別の特定の値までと表現することがある。このように範囲が表現されるとき、いくつかの例が、そのある特定の値から、および／または他方の特定の値までを含む。同様に、値が先行詞「約」を用いて近似値で表現されるとき、その特定の値は別の態様を形成することを理解されたい。各範囲の端点は、他方の端点との関連で、また他方の端点とは無関係に、意味を持つものであることをさらに理解されたい。
【００４７】
本書では「実質的」、「実質的に」という用語およびその変形は、説明される特徴が、ある値または説明に、等しいまたは略等しいことを表示することを目的としている。
【００４８】
他に明確に述べられていなければ、本書に明記されるいずれの方法も、そのステップを特定の順序で実行する必要があると解釈されることを全く意図していない。従って、方法の請求項がそのステップが行われる順序を実際に説明していない場合、あるいはそれ以外に請求項または説明の中でそのステップが特定の順序に限定されるべきであると具体的に述べられていない場合には、何らかの特定の順序が推測されることは全く意図されていない。
【００４９】
特定の実施形態の種々の特徴、要素、またはステップは、移行句「備える」を用いて開示され得るが、移行句「から成る」または「から実質的に成る」を用いて説明され得るものを含め、代わりの実施形態が含意されることを理解されたい。従って、例えばＡ＋Ｂ＋Ｃを備えた装置が意味する代わりの実施形態には、装置がＡ＋Ｂ＋Ｃから成る実施形態と、装置がＡ＋Ｂ＋Ｃから本質的に成る実施形態とが含まれる。
【００５０】
本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本開示の種々の改変および変形が作製可能であることは当業者には明らかであろう。従って、本開示の改変および変形が添付の請求項およびその同等物の範囲内であるならば、本発明はこのような改変および変形を含むと意図されている。
【００５１】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００５２】
実施形態１
ある量のガラス溶融物を処理する装置であって、
ガラス溶融物攪拌チャンバと、
第１の材料から製造されたシームレス管と第１の端部部分と第２の端部部分とを有している、第１の管セグメント、および、第２の材料から製造された管と第１の端部部分と第２の端部部分とを有している、第２の管セグメント、を備え、前記第１の管セグメントの前記第２の端部部分が前記第２の管セグメントの前記第１の端部部分に継手で結合されている、分割ねじり管と、
前記分割ねじり管に据え付けられている、少なくとも１つの攪拌ブレードと、
前記第１の管セグメントにトルクを加えるように構成された、モータと、
を備えていることを特徴とする装置。
【００５３】
実施形態２
前記第１の材料および前記第２の材料が夫々、ロジウム、イリジウム、パラジウム、および金から成る群から選択される少なくとも１つの金属と合金化された、白金を含むことを特徴とする実施形態１記載の装置。
【００５４】
実施形態３
前記第１の材料および前記第２の材料が夫々、酸化物分散強化材料を含むことを特徴とする実施形態１記載の装置。
【００５５】
実施形態４
前記少なくとも１つの攪拌ブレードの第１の攪拌ブレードを前記分割ねじり管に据え付ける、スリーブをさらに備えていることを特徴とする実施形態１記載の装置。
【００５６】
実施形態５
前記スリーブが前記継手を覆うものであることを特徴とする実施形態４記載の装置。
【００５７】
実施形態６
前記継手が、一体化固体継手を含むことを特徴とする実施形態１記載の装置。
【００５８】
実施形態７
前記一体化固体継手が、一体化固体溶接継手を含むことを特徴とする実施形態６記載の装置。
【００５９】
実施形態８
前記一体化固体継手が、拡散接合継手を含むことを特徴とする実施形態６記載の装置。
【００６０】
実施形態９
前記一体化固体継手が、雄／雌継手を含むことを特徴とする実施形態６記載の装置。
【００６１】
実施形態１０
前記一体化固体継手が、ねじ継手を含むことを特徴とする実施形態６記載の装置。
【００６２】
実施形態１１
前記少なくとも１つの攪拌ブレードが、前記分割ねじり管の細長い軸に沿って軸方向に間隔を空けて配置された、複数の隣接する攪拌ブレードを含み、前記継手が、２つの隣接する前記攪拌ブレードの間に軸方向に位置付けられていることを特徴とする実施形態１記載の装置。
【００６３】
実施形態１２
前記第２の管セグメントが、シームレス管を備えていることを特徴とする実施形態１記載の装置。
【００６４】
実施形態１３
前記第１の材料および前記第２の材料が夫々、白金または白金合金を含むことを特徴とする実施形態１記載の装置。
【００６５】
実施形態１４
ガラス溶融物を処理する方法であって、ガラス溶融物攪拌チャンバ内のある量のガラス溶融物を、実施形態１の装置で攪拌するステップを含むことを特徴とする方法。
【００６６】
実施形態１５
前記攪拌するステップの際に、前記継手が、前記ガラス溶融物攪拌チャンバ内の前記ある量のガラス溶融物の自由表面の下に、浸漬していることを特徴とする実施形態１４記載の方法。
【００６７】
実施形態１６
ある量のガラス溶融物を処理する装置であって、
第１の材料から製造された管と第１の端部部分と第２の端部部分とを有している、第１の管セグメント、および、第２の材料から製造された管と第１の端部部分と第２の端部部分とを有している、第２の管セグメント、を含んでいる、分割管を備え、前記第１の管セグメントの前記第２の端部部分が前記第２の管セグメントの前記第１の端部部分に一体化固体継手で結合されていることを特徴とする装置。
【００６８】
実施形態１７
前記第１の材料および前記第２の材料が夫々、白金または白金合金を含むことを特徴とする実施形態１６記載の装置。
【００６９】
実施形態１８
前記第１の管セグメント、前記第２の管セグメント、または前記第１の管セグメントと前記第２の管セグメントの両方が、シームレス管を備えていることを特徴とする実施形態１６記載の装置。
【００７０】
実施形態１９
前記一体化固体継手が、一体化固体溶接継手を含むことを特徴とする実施形態１６記載の装置。
【００７１】
実施形態２０
前記一体化固体継手が、拡散接合継手を含むことを特徴とする実施形態１６記載の装置。
【００７２】
実施形態２１
前記一体化固体継手が、雄／雌継手を含むことを特徴とする実施形態１６記載の装置。
【００７３】
実施形態２２
前記一体化固体継手が、ねじ継手を含むことを特徴とする実施形態１６記載の装置。
【００７４】
実施形態２３
攪拌装置を製造する方法であって、
（Ｉ）第１の材料から製造された第１の管セグメントの第２の端部部分を、第２の材料から製造された第２の管セグメントの第１の端部部分に、一体化固体継手で結合することにより、分割ねじり管を製造するステップ、および、
（ＩＩ）少なくとも１つの攪拌ブレードを前記分割ねじり管に据え付けるステップ、
を含むことを特徴とする方法。
【００７５】
実施形態２４
前記第１の材料および前記第２の材料が夫々、白金または白金合金を含むことを特徴とする実施形態２３記載の方法。
【００７６】
実施形態２５
前記第１の材料および前記第２の材料が夫々、酸化物分散強化材料を含むことを特徴とする実施形態２３記載の方法。
【００７７】
実施形態２６
前記第１の管セグメント、前記第２の管セグメント、または前記第１の管セグメントと前記第２の管セグメントの両方が、シームレス管を備えていることを特徴とする実施形態２３記載の方法。
【００７８】
実施形態２７
一体化固体継手で結合するステップが、固体溶接を含むことを特徴とする実施形態２３記載の方法。
【００７９】
実施形態２８
ステップ（ＩＩ）が、前記少なくとも１つの攪拌ブレードの第１の攪拌ブレードを、スリーブで前記分割ねじり管に据え付けるステップを含むことを特徴とする実施形態２３記載の方法。
【００８０】
実施形態２９
ステップ（ＩＩ）が、前記一体化固体継手をスリーブで覆うものであることを特徴とする実施形態２８記載の方法。
【００８１】
実施形態３０
前記少なくとも１つの攪拌ブレードが複数の攪拌ブレードを含み、かつ前記分割ねじり管の細長い軸に沿って軸方向に間隔を空けて配置された２つの隣接する前記攪拌ブレード間に、前記一体化固体継手を軸方向に位置付けるステップをさらに含むことを特徴とする実施形態２３記載の方法。
【００８２】
実施形態３１
前記攪拌装置のガラス溶融物攪拌チャンバ内に、前記少なくとも１つの攪拌ブレードを位置付けるステップをさらに含むことを特徴とする実施形態２３記載の方法。
【００８３】
実施形態３２
モータを前記分割ねじり管に連結して前記第１の管セグメントにトルクを加え、前記攪拌ブレードを前記分割ねじり管の細長い軸の回りに回転させるステップをさらに含むことを特徴とする実施形態２３記載の方法。
【符号の説明】
【００８４】
１０１    フュージョンダウンドロー装置
１２１    ガラス溶融物
１３１    ガラス溶融物攪拌チャンバ
１５３    分割ねじり管
１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃ、１５５ｄ    攪拌ブレード
２０１    モータ
２０３    第１の管セグメント
２０７、２１３    第１の端部部分
２１１    第２の管セグメント
２１５、４０１    第２の端部部分
４０３    スリーブ
５０１    一体化固体継手
【図１】
0006688289.tif 000002
【図２】
0006688289.tif 000003
【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】
0006688289.tif 000008