(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温溶融物用導管をその周囲に配設された断熱材に支持する高温溶融物用導管の支持構造体であって、
前記高温溶融物用導管の外周に所定間隔で複数の突起部を設けると共に該複数の突起部を前記断熱材で挟持したことを特徴とする高温溶融物用導管の支持構造体。
【請求項２】
前記高温溶融物用導管は複数のセグメント導管が同軸上に配設され、前記セグメント導管の両端部に前記突起部として一対のフランジが形成されたことを特徴とする請求項１記載の高温溶融物用導管の支持構造体。
【請求項３】
前記高温溶融物用導管と断熱材との間に前記高温溶融物用導管の曲げ変形を吸収する隙間を形成すると共に前記複数の突起部を断熱材で挟持することによって変形を抑制することを特徴とする請求項１記載の高温溶融物用導管の支持構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、溶融ガラスや溶融金属等の高温溶融物を連続的に供給するプロセス中で高温溶融物内の気泡を除去する減圧脱泡装置に使用された高温溶融物用導管の支持構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
減圧脱泡装置は、図７に示すように溶解槽１中の高温溶融物としての溶融ガラスＧを脱泡処理して次の処理炉に連続的に供給するプロセスにて用いられるものである。すなわち、減圧脱泡装置は、真空吸引される真空ハウジング２内に減圧脱泡槽３が収容配置されている。この減圧脱泡槽３には、脱泡処理前の高温溶融物としての溶融ガラスＧが上昇導入される上昇管４が連通されると共に、脱泡処理後の溶融ガラスＧが次の処理炉に下降導出される下降管５が連通されている。上昇管４及び下降管５の周囲には上昇管４及び下降管５を断熱被覆するハウジング６、７が設けられている。
【０００３】
そして、上記上昇管４及び下降管５は溶融ガラスＧによって1200〜1400℃まで温度上昇するものであるため、通常白金等の貴金属製のものが使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の減圧脱泡装置にあっては、減圧脱泡槽３内を１／２０〜１／３気圧に減圧するので、溶解槽１の溶融ガラスＧと減圧脱泡槽３の溶融ガラスＧとのレベル差をその減圧度に合わせて設定する必要がある。従って、上昇管４及び下降管５の長さが長くなるので、上昇管４及び下降管５の熱膨張量が大きくなる。
【０００５】
一方、ハウジング６、７内には断熱材６Ａ、７Ａが配されている。断熱材６Ａ、７Ａは上昇管４及び下降管５の熱膨張率と異なるので、断熱材６Ａ、７Ａと上昇管４及び下降管５とに熱膨張差が生じ、減圧脱泡装置の構造が不安定になり安全性に欠けるという問題がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、上昇管及び下降管の熱膨張量を吸収して安全性の向上を図ることができる高温溶融物用導管の支持構造体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】
本発明は、前記目的を達成する為に、高温溶融物用導管をその周囲に配設された断熱材に支持する高温溶融物用導管の支持構造体であって、前記高温溶融物用導管の外周に所定間隔で複数の突起部を設けると共に該複数の突起部を前記断熱材で挟持したことを特徴とする。
また、本発明は、前記目的を達成する為に、前記高温溶融物用導管は複数のセグメント導管が同軸上に配設され、前記セグメント導管の両端部に前記突起部として一対のフランジが形成されたことを特徴としている。
【０００７】
さらに、本発明は、前記目的を達成する為に、前記高温溶融物用導管と断熱材との間に前記高温溶融物用導管の曲げ変形を吸収する隙間を形成すると共に前記複数の突起部を断熱材で挟持することによって変形を抑制することを特徴としている。
本発明によれば、高温溶融物用導管と熱膨張率の異なる断熱材が高温溶融物用導管の周囲に配設されている構成において、この断熱材で高温溶融物用導管から突出した複数の突起部を挟持した。従って、複数の突起部が固定された状態になるので、熱膨張した高温溶融物用導管の曲げ変形量が隣接する突起部間で均等に分散される。これにより、高温溶融物用導管の曲げ変形量が小さく抑えられる。
【０００８】
また、本発明によれば、高温溶融物用導管を複数のセグメント導管を同軸上に配設することにより構成し、このセグメント導管の両端部に前記突起部として一対のフランジを形成し、フランジ間で断熱材を挟持するようにした。これにより、一つのセグメント導管が曲げ変形した際に、その曲げ力は隣接するセグメント導管に伝達しないので、高温溶融物用導管の曲げ変形量を更に小さく抑えることができる。
【０００９】
さらに、高温溶融物用導管の外周と断熱材との間に隙間を形成した。これにより、高温溶融物用導管が熱膨張したときに、外周方向への膨張がこの隙間で逃げるので、膨張時に高温溶融物用導管が断熱材に圧着して変形するのを防止できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る高温溶融物用導管の支持構造体の好ましい実施の形態について詳説する。
図１は本発明に係る高温溶融物用導管の支持構造体が採用された減圧脱泡装置の斜視図を示し、図２はその断面図を示す。
【００１１】
図１に示すように、減圧脱泡装置１０は真空ハウジング１２を備え、真空ハウジング１２は略門型に形成されている。また、図２示すように真空ハウジング１２の上部内に減圧脱泡槽１４が設けられている。減圧脱泡槽１４の左端部には白金からなる上昇管１６（高温溶融物導管）が連通され、減圧脱泡槽１４の右端部には白金からなる下降管１８（高温溶融物導管）が連通されている。上昇管１６及び下降管１８はそれぞれ真空ハウジング１２の脚部１２Ａ、１２Ｂ内に配設されている。
【００１２】
上昇管１６の下端部は、上流案内ダクト２０の開放端に嵌入され、上流案内ダクト２０内の溶融ガラスＧ内に浸漬されている。上流案内ダクト２０は溶解槽２２に連通されている。また、下降管１８の下端部は、下流案内ダクト２４の開放端に嵌入され、下流案内ダクト２４内の溶融ガラスＧ内に浸漬されている。
そして、減圧脱泡槽１４の周囲には減圧脱泡槽１４を被覆する断熱用のレンガ２６（断熱材）が配設され、上昇管１６及び下降管１８の周囲にはそれぞれを被覆する断熱用のレンガ２８が上昇管１６及び下降管１８を支持するように配設されている。
【００１３】
この減圧脱泡装置で溶融ガラスＧを脱泡処理して次の処理炉に供給するプロセス例を示す。
先ず、図示しない真空ポンプで真空ハウジング１２内及び減圧脱泡槽１４内を真空吸引状態に維持する。この状態で、溶融ガラスＧは上昇管１６を介して上昇して減圧脱泡槽１４内に導かれ、溶融ガラスＧは減圧脱泡槽１４内で減圧条件下において脱泡処理される。そして、脱泡処理された溶融ガラスＧは下降管１８を介して案内ダクト２４に導かれる。
【００１４】
この場合の減圧脱泡槽１４内での減圧条件は１／２０〜１／３気圧に設定されている。また、溶解槽２２の溶融ガラスＧと減圧脱泡槽１４の溶融ガラスＧのレベル差Ｈは、サイホンの原理が適用されるレベル差に設定されている。すなわち、一般に減圧脱泡槽１４内の圧力を１／２０〜１／３気圧に設定した場合、減圧脱泡装置１０にサイホンの原理が適用されるためには溶解槽２２の溶融ガラスＧと減圧脱泡槽１４の溶融ガラスＧのレベル差が約数ｍ必要である。
【００１５】
この減圧脱泡装置１０は図２に示すように、一対の高温溶融物用導管の支持装置３０、３０を備えている。高温溶融物用導管の支持装置３０は、本発明に係る高温溶融物用導管の支持構造体３１を構成する上昇管１６及び断熱用のレンガ２８や下降管１８及び断熱用のレンガ２８等を支持している。尚、高温溶融物用導管の支持装置３０及び支持構造体３１は上昇管用と下降管用とが同一なので上昇管用の高温溶融物用導管の支持装置３０及び支持構造体３１について説明して、下降管用の高温溶融物用導管の支持装置３０及び支持構造体３１の説明を省略する。
【００１６】
図２に示すように、上昇管用の高温溶融物用導管１６の支持装置３０は受板３２、押上げ手段３６を備えている。受板３２は矩形状に形成され、上昇管１６の下部側であって、上流案内ダクト２０の上方に位置している（図１参照）。図３に示すように、受板３２上には複数の断熱用のレンガ２８Ａ、２８Ａ…が積層された状態で載置され、断熱用のレンガ２８Ａ、２８Ａ…は上昇管１６を被覆するように、上昇管１６の周囲に配設されている。
【００１７】
また、図２及び図３に示すように、真空ハウジング１２の脚部１２Ａは矩形状筒型に形成され、矩形状筒型の脚部１２Ａの４角にはそれぞれ支持部材４０、４０…が固定されている（図１参照）。押上げ手段３６は脚部１２Ａと受板３２とを連結すると共に受板３２を上方に押し上げるように付勢する。すなわち、押上げ手段３６の支持部材４０、４０…はそれぞれ矩形状の受板３２の４角に対向して配置され、押上げ手段３６のボルト４２は支持部材４０の下端部に形成された孔と受板３２に形成された孔（双方図示せず）とに嵌入されている。
【００１８】
ボルト４２の上端部及び下端部にはナット４４、４４がそれぞれねじ結合され、支持部材４０の下端部とボルト４２の上端部のナット４４との間にはコイルばね４６が圧縮された状態で取り付けられている。これにより、コイルばね４６の付勢力がボルト４２を上方に押し上げるので、ボルト４２を介して受板３２が上方に押し上げられるように付勢される。
【００１９】
従って、受板３２上に載置された断熱用のレンガ２８が上方に押し上げられて、断熱用のレンガ２８の上端部が押さえ蓋４８に当接する。これにより、上昇管１６や上昇管１６の周囲に配設された断熱用のレンガ２８が支持される。また、真空ハウジング１２の脚部１２Ａと受板３２とを筒状ベローズ５０で連結すると共に筒状ベローズ５０内に断熱用のレンガ２８を収納することにより、真空ハウジング１２内を密封状態に維持することができる。従って、真空ハウジング１２内を真空ポンプ（図示せず）で真空吸引することができる。
【００２０】
図４に示すように、本発明に係る高温溶融物用導管の支持構造体３１は、上昇管１６の外周に円板状のフランジ（突起部）１６Ａ、１６Ａ…を上下方向に所定間隔ｈをおいて備えている。また、高温溶融物用導管の支持構造体３１の断熱用のレンガ２８のレンガ２８Ａ…は前記したように上昇管１６の外周側に積層される。積層されたレンガ２８Ａ…は接触する上側のレンガ２８Ａと下側のレンガ２８Ａとの間にフランジ１６Ａが挟持される。
【００２１】
すなわち、各レンガ２８Ａの上端部には凹部２８Ａ1 が形成され、凹部２８Ａ1 の窪み深さはフランジ１６Ａの厚みと略同一に設定されている。このレンガ２８Ａ、２８Ａ…を積層することにより、レンガ２８Ａの凹部２８Ａ1 内にフランジ１６Ａが配置され、さらに凹部２８Ａ1 内に配置されたフランジ１６Ａは上端部に積み上げられたレンガ２８Ａの底部で押圧される。これにより、フランジ１６Ａは、接触する上側のレンガ２８Ａと下側のレンガ２８Ａとの間に挟持される。
【００２２】
ところで、白金製の上昇管１６の熱膨張率は、断熱用のレンガ２８Ａ…の熱膨張率より大きいので、上下方向に隣接するフランジ１６Ａ、１６Ａ間の上昇管１６の伸びは、フランジ１６Ａ、１６Ａ間に配置されたレンガ２８Ａより大きくなる。従って、上昇管１６の軸線方向の伸びはレンガ２８Ａで抑えられて、図５に示すように上昇管１６の内側方向に湾曲状や波状に曲げ変形する。すなわち、上昇管１６の全体の軸線方向の伸びは積層されたレンガ２８Ａ…の伸びに相当する。
【００２３】
これにより、上昇管１６とレンガ２８Ａとの熱膨張差は、上下方向に隣接するフランジ１６Ａ、１６Ａ間でそれぞれ分散されるので、熱膨張した上昇管１６の曲げ変形量が隣接するフランジ１６Ａ、１６Ａ間でそれぞれ均等に分散され、上昇管１６の曲げ変形量が小さく抑えられる。
また、本発明によれば、断熱用のレンガ２８Ａ…は、例えばジルコニア系の電鋳レンガが用いられ、溶融ガラスＧに対して耐蝕性を備えている。これにより、上昇管１６に亀裂等が発生して溶融ガラスＧが上昇管１６の外側に洩れた場合、レンガ２８Ａ…が腐食しないので、溶融ガラスＧの洩れをレンガ２８Ａ…で抑制する。
【００２４】
図４に示すように、レンガ２８Ａ…は上昇管１６の外周から所定間隔ｓをおいて設けられている。これにより、上昇管１６が熱膨張したときに、外周方向への膨張をこの隙間ｓで逃がす。従って、熱膨張時に上昇管１６がレンガ２８Ａ…に圧着して変形することを防止する。
前記の如く構成された本願発明に係る高温溶融物用導管の支持構造体３１の作用について説明する。
【００２５】
先ず、高温溶融物用導管の支持装置３０を構成するボルト４２、４２…の上端部にねじ結合されたナット４４、４４…を回動してコイルばね４６、４６…の付勢力を調整し、受板３２上に載置された断熱用のレンガ２８が押さえ蓋４８を押しつける押付け力を所定値にする。次に、図示しない真空ポンプで真空ハウジング１２内及び減圧脱泡槽１４内を真空吸引状態に維持する。
【００２６】
この状態で、上昇管１６等に電流を流して上昇管１６等を一定に加熱する。溶解槽２２からの溶融ガラスＧは上流案内ダクト２０及び上昇管１６を介して上昇して減圧脱泡槽１４内に導かれ、溶融ガラスＧは減圧脱泡槽１４内で減圧条件下において脱泡処理される。そして、脱泡処理された溶融ガラスＧは下降管１８を介して下流案内ダクト２４に導かれる。
【００２７】
これにより、上昇管１６、下降管１８及び断熱用のレンガ２８が熱膨張する。この場合、フランジ１６Ａは、接触する上側のレンガ２８Ａと下側のレンガ２８Ａとの間に挟持されているので、上昇管１６の軸線方向の伸びはレンガ２８Ａで抑えられて、図５に示すように上昇管１６の内側方向に曲げ変形する。従って、上昇管１６の全体の軸線方向の伸びは積層されたレンガ２８Ａ…全体の伸びに相当する。
【００２８】
従って、上昇管１６とレンガ２８Ａとの熱膨張差は、上下方向に隣接するフランジ１６Ａ、１６Ａ間でそれぞれ分散されるので、上昇管１６の曲げ変形量が隣接するフランジ１６Ａ、１６Ａ間でそれぞれ均等に分散されて上昇管１６の変形量が小さく抑えられる。
また、断熱用のレンガ２８Ａ…は溶融ガラスＧに対して耐蝕性を備えている。従って、上昇管１６に亀裂等が発生して溶融ガラスＧが上昇管１６の外側に洩れた場合でも、レンガ２８Ａ…が腐食しないので、溶融ガラスＧの洩れをレンガ２８Ａ…で抑制する。
【００２９】
さらに、レンガ２８Ａ…は上昇管１６の外周から所定間隔ｓをおいて設けられているので、上昇管１６が熱膨張したときに、外周方向への膨張をこの隙間ｓで吸収する。従って、熱膨張時に上昇管１６がレンガ２８Ａ…に圧着して変形することを防止する。
ところで、上述したように上昇管１６の軸線方向の伸びを抑制するレンガ２８Ａ…は、上端部が押さえ蓋４８に当接されているので、上昇管１６及びレンガ２８Ａ…は下方向に熱膨張し、この場合の上昇管１６及びレンガ２８Ａ…の軸線方向の伸びは同一になる。
【００３０】
上昇管１６及びレンガ２８Ａ…が下方向に熱膨張すると、受板３２と共にボルト４２、４２…の下端部にねじ結合されたナット４４、４４…が下降する。従って、ボルト４２、４２…の上端部にねじ結合されたナット４４、４４…が下降してコイルばね４６、４６…が圧縮される。即ち、上昇管１６、下降管１８及びレンガ２８Ａ…の熱膨張が大きくなると、コイルばね４６、４６…の付勢力が増加する。従って、上昇管１６、下降管１８及びレンガ２８Ａ…の熱膨張量に応じて、ボルト４２、４２…の上端部にねじ結合されたナット４４、４４…を回動してコイルばね４６、４６…の付勢力を調整する。
【００３１】
前記実施例では上昇管１６の外周に所定間隔をおいてフランジ１６Ａ、１６Ａ…を形成した場合について説明したが、これに限らず、図６に示すように複数のセグメント導管６０を同軸上に配置して上昇管１６を形成し、分割されたセグメント導管６０の上下端部に一対のフランジ６０Ａを形成してもよい。この場合、フランジ６０Ａとフランジ６０Ａとが２枚重ねられるので、レンガ２８Ａの上端部に形成された凹部２８Ａ1 と同様の凹部２８Ａ2 がレンガ２８Ａの下端部に形成される。これにより、前記実施例と同様にフランジ６０Ａ、６０Ａは上下に積層されたレンガ２８Ａ、２８Ａで挟持される。また、一つのセグメント導管６０が曲げ変形した際に、その曲げ力は隣接するセグメント導管６０、６０に伝達しないので、高温溶融物用導管の曲げ変形量を更に小さく抑えることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明に係る高温溶融物用導管の支持構造体によれば、高温溶融物用導管から突設した複数の突起部を断熱材で挟持したので、熱膨張した高温溶融物用導管の曲げ変形量が隣接するフランジ間で均等に分散される。これにより、高温溶融物用導管の曲げ変形量が小さく抑えられるので、高温溶融物用導管に亀裂等の破損が発生することを防止して安全性の向上を図ることができる。
【００３３】
また、本発明によれば、高温溶融物用導管を複数のセグメント導管を同軸上に配設して構成し、一つのセグメント導管が曲げ変形した際に、その曲げ力が隣接するセグメント導管に伝達しないようにしたので、高温溶融物用導管の曲げ変形量を更に小さく抑えることができる。
さらに、高温溶融物用導管の外周と断熱材との間に隙間を形成した。これにより、高温溶融物用導管が熱膨張したときに、外周方向への膨張がこの隙間で逃げるので、熱膨張時に高温溶融物用導管が断熱材に圧着して変形することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る高温溶融物用導管の支持構造体が使用された減圧脱泡装置を示す斜視図
【図２】  本発明に係る高温溶融物用導管の支持構造体が使用された減圧脱泡装置を示した断面図
【図３】  本発明に係る高温溶融物用導管の支持構造体の要部を拡大して示した断面図
【図４】  本発明に係る高温溶融物用導管の支持構造体の上昇管に設けられたフランジを挟持した状態を拡大して示した断面図
【図５】  本発明に係る高温溶融物用導管の支持構造体が使用された高温溶融物用導管の膨張状態を示す断面図
【図６】  本発明に係る高温溶融物用導管の支持構造体の他の実施例を示した断面図
【図７】  従来の減圧脱泡装置を説明する断面図
【符号の説明】
１６、１８…高温溶融物用導管（上昇管、下降管）
１６Ａ、６０Ａ…フランジ（突起部）
２８Ａ…断熱用のレンガ（断熱材）
３０…高温溶融物用導管の支持装置
３１…高温溶融物用導管の支持構造体
６０…セグメント導管
【図１】
0003767637.tif 000002
【図２】
0003767637.tif 000003
【図３】
0003767637.tif 000004
【図４】
0003767637.tif 000005
【図５】
0003767637.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003767637.tif 000008