УСТРОЙСТВО ВАКУУМНОЙ ДЕГАЗАЦИИ, СПОСОБ ВАКУУМНОЙ ДЕГАЗАЦИИ РАСПЛАВЛЕННОГО СТЕКЛА, УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТЕКЛА
VACUUM DEGASSING APPARATUS, MOLTEN GLASS VACUUM DEGASSING METHOD, APPARATUS AND METHOD OF MAKING ARTICLES FROM GLASS

Область техники
Настоящая группа изобретений относится к устройству вакуумной дегазации и способу вакуумной дегазации расплавленного стекла и устройству и способу получения изделий из стекла.
Уровень техники
До сих пор для того, чтобы улучшить качество формованных изделий из стекла, используют устройства вакуумной дегазации для удаления пузырьков, имеющихся в расплавленном стекле, после того как расплавляют стеклянный материал в варочном бассейне и перед тем, как расплавленное стекло формуют в формующем устройстве.
Устройство вакуумной дегазации представляет собой устройство для создания пропускания расплавленного стекла через сосуд вакуумной дегазации, внутри которого поддерживают определенную степень вакуума, таким образом стимулируя рост пузырьков, содержащихся в расплавленном стекле, за относительно короткое время, заставляя их подниматься к поверхности расплавленного стекла, используя выталкивающую силу пузырьков, увеличенных в размере, разрушая пузырьки на поверхности расплавленного стекла, чтобы удалить пузырьки из расплавленного стекла с хорошей эффективностью.
В производящем стекло устройстве, таком как устройство вакуумной дегазации, материал, составляющий сосуд вакуумной дегазации, определяющий путь движения расплавленного стекла, должен иметь высокую жаропрочность и коррозионную стойкость к расплавленному стеклу. В качестве материала, удовлетворяющего таким требованиям, до сих пор была известна техника образования сосуда вакуумной дегазации, использующая огнеупорные кирпичи, такие как электроплавленные литые кирпичи (ссылка на патентный документ 1).
В сосуде вакуумной дегазации явление, называемое дегазацией, в некоторых случаях имеет место из-за изменения состояния внутри сосуда. Эта дегазация означает, что большое количество пузырьков получается внутри или на поверхности расплавленного стекла, и пузырьки движутся к поверхности расплавленного стекла, чтобы образовать толстый слой с пузырьками. Например, если давление внутри сосуда вакуумной дегазации не поддерживается в пределах заданного интервала, но давление понижено, или когда температура расплавленного стекла колеблется и повышается для снижения вязкости расплавленного стекла, то имеется тенденция к дегазации. К тому же когда вязкость дегазированного в вакууме расплавленного стекла является низкой, дегазация более легко вызывается вышеупомянутым изменением состояния. Обычно трудно предотвратить возникновение дегазации или регулировать толщину слоя с пузырьками, образованного дегазацией.
Когда слой с пузырьками, полученный дегазацией, становится толстым, такой слой с пузырьками стремится соприкасаться с внутренней поверхностью стенки, которая не предназначена для соприкосновения с расплавленным стеклом.
На внутренней лицевой стенке сосуда вакуумной дегазации, составленной из огнеупорных кирпичей, часть, соприкасающуюся с расплавленным стеклом (часть, которая предназначена для контактирования с расплавленным стеклом), изготавливают из огнеупорных кирпичей, имеющих чрезвычайно высокую коррозионную стойкость к расплавленному стеклу. Однако часть, не соприкасающаяся с расплавленным стеклом (часть, которая не предназначена для контактирования с расплавленным стеклом), обычно изготавливают из огнеупорных кирпичей, отличающихся от вышеупомянутых огнеупорных кирпичей, имеющих чрезвычайно высокую коррозионную стойкость, принимая во внимание, например, стоимость.
Огнеупорные кирпичи, используемые для части, соприкасающейся с расплавленным стеклом, называются столбчатыми огнеупорами (или столбчатыми блоками). В качестве столбчатых огнеупоров используют, например, электроплавленные литые кирпичи, имеющие высокую коррозионную стойкость к расплавленному стеклу.
Часть сосуда вакуумной дегазации, включающая в себя верхнюю часть боковой стенки или потолочную часть, называется сводом, и эта часть обычно не соприкасается с расплавленным стеклом. Огнеупорные кирпичи, используемые для этой части, называют сводчатыми огнеупорами (или сводчатыми блоками). В качестве сводчатых огнеупоров используют, например, комбинированные кирпичи. Таким образом, как описано выше, когда толщина слоя с пузырьками увеличивается, то возникает не только проблема снижения эффективности удаления пузырьков, но возникает также проблема контактирования слоя с пузырьками с внутренней поверхностью сосуда вакуумной дегазации, составленной сводчатыми огнеупорами.
На внутренней поверхности сосуда вакуумной дегазации, составленной сводчатыми огнеупорами, компоненты расплавленного стекла (например, оксид бора или оксиды щелочных металлов), испаренные из расплавленного стекла, часто прилипают. Когда слой с пузырьками соприкасается с поверхностью сводчатых огнеупоров, то слой с пузырьками соприкасается с этими прилипшими компонентами, таким образом, такие прилипшие компоненты примешиваются к расплавленному стеклу, из которого состоит слой с пузырьками. К тому же поскольку сводчатые огнеупоры имеют относительно низкую коррозионную стойкость к расплавленному стеклу, то они имеют тенденцию разъедаться расплавленным стеклом, из которого состоит слой с пузырьками, таким образом, компоненты сводчатых огнеупоров могут примешиваться к расплавленному стеклу слоя с пузырьками.
Когда пузырьки, соприкасающиеся с поверхностью, составленной сводчатыми огнеупорами, разрушаются с образованием расплавленного стекла, и расплавленное стекло падает от поверхности стенки или стекает по поверхности стенки и смешивается с расплавленным стеклом, текущим в сосуде вакуумной дегазации, то вышеупомянутые прилипшие компоненты или стеклянные компоненты свода смешиваются с расплавленным стеклом.
Даже если прилипшие компоненты являются компонентами, первоначально полученными из расплавленного стекла, то состав в части расплавленного стекла, в которую примешаны прилипшие компоненты, изменяется, таким образом, не может быть получено расплавленное стекло, имеющее полностью гомогенный состав. Таким образом, например, когда такое расплавленное стекло формуют в изделия из стекла, то изделия из стекла имеют части с различными показателями преломления из-за негомогенности состава стекла, таким образом, имеет место проблема, такая как искажение пропускаемого изображения (так называемые свили).
К тому же, когда компоненты сводчатых огнеупоров примешиваются к расплавленному стеклу, то компоненты, которые не являются компонентами, из которых состоит расплавленное стекло, могут вызвать ухудшение качества изделий из стекла.
В этих условиях предлагается устройство вакуумной дегазации, которое имеет разветвленный вакуумный кожух, обеспеченный на боковой части сосуда вакуумной дегазации, давление внутри разветвленного вакуумного кожуха регулируют до той же степени разрежения, как степень разрежения в сосуде вакуумной дегазации, для того чтобы вводить слой расплавленного стекла с пузырьками в сторону разветвленного вакуумного кожуха, когда получается вышеупомянутое большое количество пузырьков, и устройство также обеспечивают средствами для удаления слоя с пузырьками для удаления включенного слоя с пузырьками и приема этого слоя (ссылка на патентный документ 2).
Документы уровня техники
Патентные документы
Патентный документ 1: JP-A-11-139834
Патентный документ 2: JP-A-2000-178028
Раскрытие изобретения
Техническая проблема
В устройстве вакуумной дегазации, раскрытом в патентном документе 2, обычно для того чтобы предотвратить вышеупомянутое явление дегазации, обеспечивают контрольное окно на потолочной части сосуда вакуумной дегазации для контроля состояния расплавленного стекла и осуществляют точную регулировку давления в сосуде или температурный контроль расплавленного стекла. Однако даже если устройство вакуумной дегазации находится в состоянии стационарного режима, незначительное изменение давления в сосуде или незначительная разница температур расплавленного стекла может вызывать быстрый рост пузырьков, вызывая вышеупомянутую дегазацию, которая может вызвать ухудшение качества изделий из стекла или образование свилей.
К тому же, когда используют конструкцию, в которой разветвленный вакуумный кожух обеспечивают на боковой части сосуда вакуумной дегазации, конструкция сосуда вакуумной дегазации имеет тенденцию усложняться, таким образом, стоимость устройства становится высокой. К тому же с обеспечением разветвленного вакуумного кожуха пузырьки, полученные вблизи поверхности расплавленного стекла, могут быть удалены, но когда при дегазации создается толстый слой с пузырьками, может оказаться невозможным исключить соприкосновение слоя с пузырьками с боковой стенкой или уплотнением, составленным сводчатыми огнеупорами. Таким образом, такая конструкция не могла решить вышеупомянутые проблемы, вызванные слоем с пузырьками, соприкасающимся с поверхностью сводчатых огнеупоров.
При сложившихся обстоятельствах целью настоящего изобретения является обеспечение устройства вакуумной дегазации, которое не возвращает расплавленное стекло слоя с пузырьками, соприкасающегося с поверхностью сводчатых огнеупоров, в расплавленное стекло в сосуде вакуумной дегазации даже в случае, когда толстый слой с пузырьками создается вследствие такого явления как образование пузырьков, и слой с пузырьками соприкасается с поверхностью огнеупорных кирпичей, и, соответственно, может осуществлять вакуумную дегазацию без ухудшения гомогенности состава расплавленного стекла.
Другой целью настоящего изобретения является обеспечение способа вакуумной дегазации расплавленного стекла, который может осуществлять вакуумную дегазацию без ухудшения гомогенности состава расплавленного стекла, путем использования вышеупомянутого устройства вакуумной дегазации.
Другой целью настоящего изобретения является обеспечение устройства и способа получения изделий из стекла высокого качества путем использования вышеупомянутого устройства вакуумной дегазации.
Решение проблемы
Настоящее изобретение характеризуется устройством вакуумной дегазации, которое содержит вакуумный кожух, внутреннюю часть которого вакуумируют до состояния разрежения; сосуд вакуумной дегазации, обеспеченный в вакуумном кожухе для проведения вакуумной дегазации расплавленного стекла; подающий механизм для подачи расплавленного стекла в сосуд вакуумной дегазации; и выводящий механизм для выведения дегазированного расплавленного стекла на следующий этап;
при том сосуд вакуумной дегазации включает донную часть стенки, часть боковых стенок и потолочную часть, которые определяют вмещающую расплавленное стекло часть и верхнее пространство, поверхность стенки, определяющей вмещающую расплавленное стекло часть, составлена комбинацией множества столбчатых огнеупоров, а боковую стенку, определяющую верхнюю часть, составлена комбинацией множества сводчатых огнеупоров;
среди вышеупомянутого множества сводчатых огнеупоров сводчатые огнеупоры, обеспеченные на верхней поверхности столбчатого огнеупора, из которого состоит верхний конец поверхности стенки, определяющей вмещающую расплавленное стекло часть, расположены так, что нижняя часть поверхности сводчатого огнеупора, обращенная к внутренней части сосуда вакуумной дегазации, установлен ближе к наружной части, чем положение соприкасающейся с расплавленным стеклом поверхности столбчатого огнеупора, и часть для хранения расплавленного стекла образована между верхней поверхностью столбчатого огнеупора и нижней частью сводчатого огнеупора, расположенного на столбчатом огнеупоре; и
в, по меньшей мере, одном из части столбчатого огнеупора и части сводчатого огнеупора образован разгрузочный путь для расплавленного стекла, сообщающийся с частью для хранения и наружной частью сосуда вакуумной дегазации.
В устройстве вакуумной дегазации настоящего изобретения предпочтительно то, что канавку, связывающую часть для хранения и наружную сторону сосуда вакуумной дегазации, образуют в каждой верхней части поверхности столбчатого огнеупора, на котором располагают сводчатый огнеупор, и нижней части поверхности сводчатого огнеупора, и обе канавки сообщаются друг с другом для образования разгрузочного пути расплавленного стекла.
В устройстве вакуумной дегазации настоящего изобретения предпочтительно то, что сводчатый огнеупор, обращенный к части для хранения имеет нижнюю часть, имеющую внутреннюю поверхность, нисходящую по направлению к наружной части сосуда вакуумной дегазации, и конец разгрузочного пути открывается у части, где внутренняя стенка сходится со столбчатым огнеупором.
В устройстве вакуумной дегазации настоящего изобретения предпочтительно то, что участок уступа образуют на кромке части для хранения, образованной на верхней поверхности столбчатого огнеупора, обращенного к вмещающей расплавленное стекло части.
В устройстве вакуумной дегазации настоящего изобретения предпочтительно то, что канавкой, образованной в верхней поверхности столбчатого огнеупора, является прямоугольная канавка, имеющая прямоугольное поперечное сечение, и канавкой, образованной в нижней поверхности сводчатого огнеупора, является кольцевая канавка, имеющая полукруглое поперечное сечение, имеющее большую ширину, чем ширина прямоугольного поперечного сечения.
В устройстве вакуумной дегазации настоящего изобретения предпочтительно то, что разгрузочный путь расплавленного стекла образуют так, чтобы быть в отдалении от соединительной части, образованной между соседними столбчатыми огнеупорами.
В устройстве вакуумной дегазации настоящего изобретения предпочтительно то, что покрытие соединительной части располагают на части поверхности соединительной части между столбчатыми огнеупорами в части для хранения, образованной на верхней поверхности столбчатых огнеупоров.
В устройстве вакуумной дегазации настоящего изобретения предпочтительно то, что часть для хранения, образованная на верхней поверхности столбчатого огнеупора, имеет наклонную поверхность, нисходящую по направлению к наружной части сосуда вакуумной дегазации.
В устройстве вакуумной дегазации настоящего изобретения предпочтительно то, что карман для размещения расплавленного стекла, выгружаемого через разгрузочный путь, образуют на наружной части столбчатого огнеупора.
Способ вакуумной дегазации настоящего изобретения характеризуется использованием любого из вышеупомянутых устройств вакуумной дегазации.
Способ вакуумной дегазации настоящего изобретения предпочтительно включает выгрузку слоя с пузырьками, полученного в сосуде вакуумной дегазации, к наружной части сосуда вакуумной дегазации.
Устройство для получения изделий из стекла настоящего изобретения характеризуется тем, что включает в себя любое из вышеупомянутых устройств вакуумной дегазации; средство для плавления, обеспеченное на стороне выше по потоку устройства вакуумной дегазации для расплавления стеклянного материала, чтобы получить расплавленное стекло; формующее средство, обеспеченное на стороне ниже по потоку устройства вакуумной дегазации, для формования расплавленного стекла; средство для отжига для проведения отжига формованного стекла.
Способ получения изделий из стекла настоящего изобретения характеризуется тем, что включает этап применения дегазирующей обработки к расплавленному стеклу с помощью любого из вышеупомянутых устройств вакуумной дегазации; этап плавления стеклянного материала на стороне выше по потоку устройства вакуумной дегазации для получения расплавленного стекла; этап формования расплавленного стекла на стороне ниже по потоку устройства вакуумной дегазации; и этап отжига формованного стекла.
Способ получения изделий из стекла настоящего изобретения предпочтительно включает этап применения дегазирующей обработки к расплавленному стеклу с помощью любого из вышеупомянутых устройств вакуумной дегазации; этап плавления стеклянного материала на стороне выше по потоку устройства вакуумной дегазации для получения расплавленного стекла; этап формования расплавленного стекла на стороне ниже по потоку устройства вакуумной дегазации; и этап отжига для отжига формованного стекла; причем способ дополнительно включает выгрузку слоя с пузырьками, полученного в сосуде вакуумной дегазации на этапе применения дегазирующей обработки к расплавленному стеклу, к наружной части сосуда вакуумной дегазации.
Полезные эффекты изобретения
В настоящем изобретении, несмотря на то, что расплавленное стекло дегазируется в вакууме в сосуде вакуумной дегазации, даже если, например, дегазация имеет место, чтобы произвести большое число пузырьков с образованием толстого слоя с пузырьками, и слой с пузырьками достигает поверхности сводчатых огнеупоров на боковой стенке или потолочной части сосуда вакуумной дегазации, и даже если слой с пузырьками, соприкасающийся с поверхностью сводчатых огнеупоров, разрушается с образованием расплавленного стекла, и расплавленное стекло стекает по сводчатым огнеупорам, то возможно направлять стекающее расплавленное стекло в часть для хранения на столбчатых огнеупорах, и выгружать расплавленное стекло через разгрузочный путь, сообщающийся с частью для хранения и наружной частью сосуда вакуумной дегазации. Таким образом, расплавленное стекло, стекающее по поверхности сводчатых огнеупоров, не возвращается к расплавленному стеклу во вмещающей расплавленное стекло части сосуда вакуумной дегазации. Таким образом, поскольку, например, компоненты, прилипшие к сводчатым огнеупорам, не примешиваются к расплавленному стеклу, текущему в сосуде вакуумной дегазации, возможно подавать гомогенное расплавленное стекло на последующий этап. Таким образом, на последующем этапе возможно получить изделия из стекла с использованием гомогенного расплавленного стекла и получить изделия из стекла высокого качества, которые не вызывают образования, например, свилей.
Поскольку настоящее изобретение использует часть для хранения, обеспеченную на верхней поверхности столбчатых огнеупоров, и конструкцию для направления расплавленного стекла из части для хранения в разгрузочный путь, даже если большое количество расплавленного стекла стекает по поверхности сводчатых огнеупоров, то возможно единожды получать расплавленное стекло в часть для хранения и направлять расплавленное стекло в разгрузочный путь, и, соответственно, возможно спокойно направлять расплавленное стекло в количестве, соответствующем вместимости части для хранения, в наружную часть сосуда вакуумной дегазации для выгрузки расплавленного стекла. Таким образом, при установлении достаточно большой емкости разгрузочной части, даже если явление дегазации имеет место совершенно неожиданно с получением особенно толстого слоя с пузырьками, расплавленное стекло в слое с пузырьками не возвращается к расплавленному стеклу, текущему в сосуде вакуумной дегазации.
Если разгрузочный путь расплавленного стекла выполнен в виде канавки, образованной в сводчатом огнеупоре, и канавки, образованной в столбчатом огнеупоре, для того чтобы связать их между собой, возможно образовать разгрузочный путь, имеющий как можно большую площадь поперечного сечения пути движения потока без значительного ухудшения прочностей сводчатого огнеупора и столбчатого огнеупора. Таким образом, даже если получается большой слой с пузырьками, и пузырьки, соприкасающиеся со сводчатыми огнеупорами, увеличиваются, и даже если большое количество расплавленного стекла течет по поверхности сводчатых огнеупоров, то возможно выгружать расплавленное стекло с запасом.
В настоящем изобретении за счет образования разгрузочного пути расплавленного стекла в части, отличающейся от соединительной части столбчатых огнеупоров, возможно спокойно выгружать расплавленное стекло через разгрузочный путь к наружной части сосуда вакуумной дегазации, не беспокоясь о коррозии соединительной части расплавленным стеклом.
Когда соединительную часть столбчатых огнеупоров в части для хранения покрывают покрытием соединительной части, то возможно защитить соединительную часть столбчатых огнеупоров в части для хранения и предотвратить коррозию соединительной части. Поскольку возможно предотвратить коррозию соединительной части в части для хранения за счет присутствия покрытия соединительной части, то возможно уменьшить опасность того, что расплавленное стекло, текущее в часть для хранения, просочится через соединительную часть, чтобы примешаться к расплавленному стеклу, текущему в сосуде вакуумной дегазации.
В настоящем изобретении путем образования кармана, сообщающегося с разгрузочным путем на наружной части столбчатых огнеупоров, возможно размещать расплавленное стекло, выгруженное через разгрузочный путь в кармане.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой изображение конструкции, показывающее схематическую конструкцию в вертикальном поперечном разрезе по линии, соединяющей восходящую трубу и нисходящую трубу в примере устройства вакуумной дегазации согласно настоящему изобретению, и формующее устройство, присоединенное к устройству вакуумной дегазации.
Фиг.2 представляет собой схематический вид сверху, показывающий самую верхнюю поверхность столбчатых огнеупоров в сосуде вакуумной дегазации.
Фиг.3 представляет собой вид конструкции, показывающий часть сосуда вакуумной дегазации, где столбчатые огнеупоры соединяются со сводчатыми огнеупорами.
Фиг.4 представляет собой вид конструкции, показывающий разгрузочный путь, образованный в части, где столбчатый огнеупор соединяется со сводчатыми огнеупорами.
Фиг.5 представляет собой вид в перспективе, показывающий часть сосуда вакуумной дегазации, где столбчатые огнеупоры соединяются со сводчатыми огнеупорами, и часть для хранения.
Фиг.6 представляет собой вид конструкции, показывающий другой пример части сосуда вакуумной дегазации, где столбчатые огнеупоры соединяются со сводчатыми огнеупорами.
Фиг.7 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ получения изделий из стекла в порядке проведения этапов.
Описание вариантов воплощения
Теперь будет описан вариант воплощения устройства вакуумной дегазации расплавленного стекла согласно настоящему изобретению, но настоящее изобретение не ограничивается вариантами воплощения, описанными ниже.
Фиг.1 представляет собой вид поперечного сечения, схематически показывающий пример конструкции устройства вакуумной дегазации согласно настоящему изобретению. Устройство 100 вакуумной дегазации, показанное на фиг.1, представляет собой устройство, используемое для процесса вакуумной дегазации расплавленного стекла G, подаваемого из варочного бассейна 1, и непрерывной подачи дегазированного в вакууме расплавленного стекла G к формующему устройству 200 для последующего этапа.
Устройство 100 вакуумной дегазации этого варианта воплощения имеет вакуумный кожух 2, изготовленный из металла, такого как нержавеющая сталь, внутри которого может поддерживаться состояние разрежения во время работы. В вакуумном кожухе 2 размещают сосуд 3 вакуумной дегазации и располагают его так, что его продольная ось проходит в горизонтальном направлении. К нижней поверхности конца сосуда 3 вакуумной дегазации подсоединяют восходящую трубу (подающую трубу) 5, проходящую в вертикальном направлении, посредством канала ввода 3а, и к нижней поверхности другого конца подсоединяют нисходящую трубу (выводную трубу) 6, проходящую в вертикальном направлении, посредством канала вывода 3b. Восходящую трубу 5 и нисходящую трубу 6 располагают так, чтобы связать с наружной частью через канал ввода 2a и канал вывода 2b, соответственно, образованные на донной стороне вакуумного кожуха 2. К тому же теплоизолирующий материал 7 закладывается между вакуумным кожухом 2 и внутренней конструкцией, образованной сосудом 3 вакуумной дегазации, восходящей трубой 5 и нисходящей трубой 6.
По потолочной части 3С сосуда вакуумной дегазации обеспечивают вентиляционные каналы, теплоизолирующий материал 7 имеет проницаемость, и вакуумный кожух 2 обеспечивают всасывающим каналом 50. Таким образом, путем вакуумного всасывания через всасывающий канал 50 возможно получать с разреженную атмосферу в вакуумном кожухе 2 и в сосуде 3 вакуумной дегазации.
Восходящая труба 5 сообщается с донной частью конца сосуда 3 вакуумной дегазации и сконфигурирована для введения расплавленного стекла G из варочного бассейна 1 в сосуд 3 вакуумной дегазации. С этой целью к нижнему концу восходящей трубы 5 для удлинения прикрепляют наружную трубу 8, нижний конец 8а наружной трубы 8 вставляют в открытый конец лежащей выше по потоку шахты 12, присоединенной к варочному бассейну 1 посредством трубопровода 11, и нижний конец 8а наружной трубы 8 погружают в расплавленное стекло G в лежащей выше по потоку шахте 12. Нисходящая труба 6 сообщается с донной частью другого конца сосуда вакуумной дегазации 3, которая выводит дегазированное в вакууме стекло G к устройству последующего этапа. С этой целью к нижнему концу нисходящей трубы 6 для удлинения прикрепляют наружную трубу 9, и нижний конец наружной трубы 9 вставляют в открытый конец лежащей ниже по потоку шахты 15 и погружают в расплавленное стекло G в лежащей ниже по потоку шахте 15. К тому же к стороне, ниже по потоку лежащей ниже по потоку шахты 15, присоединяют устройство 200.
В устройстве 100 вакуумной дегазации, описанном выше, восходящая труба 5 образует механизм подачи расплавленного стекла, и нисходящая труба 6 образует механизм вывода расплавленного стекла.
Внутреннее пространство сосуда 3 вакуумной дегазации предпочтительно имеет обычно ровную прямоугольную твердотельную форму, и его наружной формой предпочтительно является также ровная прямоугольная твердотельная форма. Расплавленное стекло обычно течет в донной части внутреннего пространства из канала ввода 3а по направлению к каналу вывода 3b, и длина прямоугольного твердого тела в направлении потока расплавленного стекла предпочтительно равна или больше, чем длина в направлении (направление ширины), перпендикулярном к направлению потока. Однако потолочная часть имеющая форму, имеющую наклоны на ее периферийных участках, является более предпочтительной, чем горизонтально ровная форма. Например, поперечное сечение сосуда 3 вакуумной дегазации в направлении, перпендикулярном продольному направлению (направлению, связывающему канал ввода 2а и канал вывода 2b), предпочтительно имеет такую форму, как дуговая форма, эллипсоидальная форма, треугольная форма, не имеющие донной стороны, или трапецеидальная форма, не имеющая донной стороны. В любой из этих форм поперечных сечений левые и правые концевые части наклонены от горизонтальной линии. Внутренние поверхности обеих концевых частей в продольном направлении сосуда вакуумной дегазации являются предпочтительно прямостоящими стенками по существу в вертикальном направлении или стенками, отклоненными от вертикального направления. Полная форма потолочной части является предпочтительно куполообразной формой, полуцилиндрической формой, формой четырехскатной крыши, формой двускатной крыши, формой получетырехскатной крыши, формой односкатной крыши, формой квадратной скатной крыши и т.д.
Вмещающая расплавленное стекло часть в сосуде 3 вакуумной дегазации определяется донной частью 3А стенки и периферийной частью 3B стенки. Верхнее пространство может определяться потолочной частью 3C и периферийной частью 3В стенки. Верхнее пространство может определяться только потолочной частью 3С. На фиг.1 периферийная часть 3B стенки разделена на часть под поверхностью расплавленного жидкого стекла G и частью над поверхностью. В этом случае вмещающей расплавленное стекло частью является часть, определенная периферийной частью 3B стенки под поверхностью расплавленного стекла G и донной частью стенки 3А, и верхнее пространство является частью, определенной периферийной частью 3B над поверхностью расплавленного стекла G и потолочной частью 3C. Потолочная часть 3C может непосредственно соприкасаться с самой верхней поверхностью столбчатых огнеупоров, из которых состоит периферийная часть 3B стенки под поверхностью расплавленного стекла G и в этом случае самой верхней поверхностью столбчатых огнеупоров, непосредственно соприкасающихся с потолочной частью 3C, может быть полная окружность потолочной части 3C или это может быть часть полной окружности потолочной части.
В устройстве 100 вакуумной дегазации, имеющем вышеупомянутую конструкцию, поверхность стенки, вмещающей расплавленное стекло части сосуда 3 вакуумной дегазации, с которой расплавленное стекло соприкасается, составлена поверхностями столбчатых огнеупоров, и верхнее пространство поверхности стенки, с которым не соприкасается расплавленное стекло, составлено поверхностями сводчатых огнеупоров. К тому же каждая восходящая труба 5 и нисходящая труба 6 имеет строение полой трубы, составленной кирпичами, имеющими высокую коррозионную стойкость как столбчатые огнеупоры, или имеет строение полой трубы, чью, по меньшей мере, внутреннюю поверхность составляет коррозионностойкий металл (такой как платина или платиновый сплав).
В случае, когда каждая восходящая труба 5 и нисходящая труба 6 являются полой трубой, изготовленной из огнеупорных кирпичей, каждая восходящая труба 5 и нисходящая труба 6 являются предпочтительно полой трубой, имеющей круглое поперечное сечение или многоугольное поперечное сечение, включающее в себя прямоугольное поперечное сечение, изготовленное из огнеупорных кирпичей, и форма ее внутреннего поперечного сечения, образующая путь движения расплавленного стекла, предпочтительно имеет круглое поперечное сечение.
Когда восходящая труба 5 и нисходящая труба 6 являются каждая полой трубой из коррозионностойкого металла, внутренняя форма поперечного сечения, образующая путь движения расплавленного стекла в восходящей трубе 5 или нисходящей трубе 6, является предпочтительно круглой формой или эллиптической формой. Наружные трубы 8 и 9 являются каждая полой трубой, изготовленной из коррозионностойкого металла. Когда каждая восходящая труба 5 и нисходящая труба 6 изготовлена из коррозионностойкого металла, конструкция может быть такой, что восходящая труба 5 и нисходящая труба 6 являются вытянутыми, чтобы соединиться с частями, названными наружными трубами 8 и 9, соответственно, на фиг.1 без отдельного обеспечения удлинения наружных труб 8 и 9.
Столбчатыми огнеупорами являются кирпичи, изготовленные из огнеупорного материала, имеющего высокую коррозионную стойкость к расплавленному стеклу, и особенно предпочтительно кирпичи, изготовленные из электроплавленных литых огнеупоров. Например, могут быть упомянуты кирпичи, изготовленные из электроплавленных литых огнеупоров с высоким содержанием диоксида циркония, электроплавленных литых огнеупоров с высоким содержанием оксида алюминия или электроплавленных литых огнеупоров с высоким содержанием оксида алюминия-диоксида циркония-диоксида кремния. Среди них кирпичи, изготовленные из электроплавленных литых огнеупоров с высоким содержанием диоксида циркония, являются особенно предпочтительными.
Вышеупомянутые сводчатые огнеупоры имеют относительно низкую коррозионную стойкость к расплавленному стеклу, но они являются кирпичами, изготовленными из огнеупорного материала для стеклоплавильной печи, которые, принимая во внимание стоимость и коррозионную стойкость, являются кирпичами, изготовленными из связанных огнеупоров или электроплавленных литых огнеупоров. Например, могут быть упомянуты кирпичи, изготовленные из, например, диоксидциркониевых связанных огнеупоров, связанных огнеупоров на основе оксидов алюминия и циркония, глиноземистых связанных огнеупоров, силикатных связанных огнеупоров или огнеупорных глин.
2
3
2
2
3
Когда наружные трубы 8, 9 изготавливают из коррозионностойкого металла, то коррозионностойким металлом предпочтительно является платина или платиновый сплав. Примером такого платинового сплава может быть сплав платина-золото или сплав платина-родий. "Платина" или "платиновый сплав" в этом документе включает в себя упрочненную платину, которая является платиной или платиновым сплавом, в которых диспергирован оксид металла. Таким диспергируемым оксидом может быть оксид металла 3 группы, 4 группы или 13 группы Периодической системы, такой как AlO, ZrO или YO.
Далее будет описана детальная конструкция сосуда 3 вакуумной дегазации устройства 100 вакуумной дегазации.
Фиг.2 представляет собой вид сверху, показывающий самую верхнюю поверхность столбчатых огнеупоров 20, из которых состоит периферийная часть 3В стенки сосуда вакуумной дегазации, который показывает пример установки столбчатых огнеупоров 20 в сосуде 3 вакуумной дегазации. Здесь не показана нижняя канавка 28 выгрузки, образованная на самой верхней поверхности столбчатых огнеупоров. Периферийная часть 3В стенки вмещающей расплавленное стекло части сосуда 3 вакуумной дегазации этого варианта воплощения имеет форму гоночного трека, составленную парой параллельных частей 3D стенки и сужающихся частей 3Е, причем каждая имеет сужающуюся форму на виде сверху, соединенную с соответствующими концами параллельных частей 3D стенки. Затем восходящая труба 5 присоединена к каналу ввода 3а донной части 3А стенки внутри одной сужающейся части 3Е, нисходящая труба 6 присоединена к выходному отверстию 3b донной части 3А стенки внутри другой сужающейся части 3Е.
В варианте воплощения, показанном на фиг.2, параллельные части 3D стенки и сужающиеся части 3Е составлены множеством столбчатых огнеупоров 20, причем каждый имеет форму прямоугольного блока, которые соединены друг с другом. То есть самая верхняя часть столбчатых огнеупоров в периферийной части 3В стенки в сосуде 3 вакуумной дегазации составлена множеством столбчатых огнеупоров 20, каждый из которых имеет форму прямоугольного блока и размещен по направлению вдоль окружности, которые соединены посредством соединительных частей 35. Здесь в каждой части, где столбчатые огнеупоры 20 соединяются, наклонное направление и размер концевой поверхности каждого столбчатого огнеупора 20, обращенного к соединительной части 35, соответственно устанавливают согласно форме реальной периферийной части 3В стенки. Фиг.2 показывает только их пример, и они, в частности, не ограничиваются в настоящем изобретении. Что касается числа, размера и формы столбчатых огнеупоров 20, из которых состоит периферийная часть 3В стенки сосуда 3 вакуумной дегазации, то фиг.2 показывает пример, и, конечно, возможно применять опциональное количество огнеупорных кирпичей, имеющих опциональные размеры согласно размеру и форме сосуда 3 вакуумной дегазации.
Сосуд 3 вакуумной дегазации этого варианта воплощения имеет потолочную часть 3С, имеющую наклонную часть, которая соединяется с периферийной частью 3В стенки, и форма поперечного сечения потолочной части 3С в направлении, перпендикулярном поперечному сечению фиг.1, имеет, например, куполообразную форму. Потолочная часть непосредственно соединена с верхней поверхностью столбчатых огнеупоров 20 в самой верхней части параллельных частей 3D стенки, которые являются каждая частью периферийной части 3В стенки. Потолочная часть 3С составлена множеством сводчатых огнеупоров. Фиг.3 представляет собой вид конструкции, показывающий часть потолочной части 3С, непосредственно соединенную с верхней поверхностью столбчатых огнеупоров 20 в самой верхней параллельной части 3D стенки. На фиг.3 расплавленное стекло G течет обычно в направлении вперед-назад.
Фиг.3 иллюстрирует конструкцию части, где столбчатый огнеупор 20 в верхней концевой части периферийной части 3В стенки, соприкасающейся с расплавленным стеклом, соединяется со сводчатым огнеупором 21 на нижнем конце потолочной части 3С в сосуде 3 вакуумной дегазации этого варианта воплощения. В этой части периферийная часть 3В стенки составлена столбчатыми огнеупорами 20, и на ее периферийной части 3В стенки непосредственно присоединен сводчатый огнеупор 21 потолочной части 3С.
Здесь фиг.3 показывает только часть периферийной части 3В и часть потолочной части 3С сосуда 3 вакуумной дегазации. Что касается потолочной части 3С, то на сводчатом огнеупоре 21, расположенном на столбчатом огнеупоре 20, другие сводчатые огнеупоры 22 дополнительно собраны один за другим, чтобы составить потолочную часть 3С, имеющую, например, куполообразную форму, как полную форму. К тому же что касается столбчатых огнеупоров 20, из которых состоит периферийная часть 3В стенки, то число огнеупоров, собранных в вертикальном направлении, может быть необязательно в соответствии с глубиной периферийной части 3В стенки, и что касается толщины, то периферийная часть 3В стенки может иметь многослойную конструкцию в соответствии с размером периферийной части 3В стенки.
Такой столбчатый огнеупор 20, из которого состоит верхняя часть периферийной части 3В стенки, имеет форму прямоугольного блока, как показано на фиг.3 в этом варианте воплощения, и столбчатый огнеупор 20 имеет внутреннюю поверхность 20А, соприкасающуюся с расплавленным стеклом G, размещенным в сосуде 3 вакуумной дегазации, причем наружная поверхность 20В составляет наружную поверхность сосуда 3 вакуумной дегазации, и причем поверхность 20С соединяет верхние кромки внутренней поверхности и наружной поверхности.
Сводчатый огнеупор 21, расположенный на столбчатом огнеупоре 20, образуют в форме пентагонального блока, на виде сбоку имеющего донную поверхность 21А, внутреннюю поверхность 21В, нижнюю наружную поверхность 21С, верхнюю наружную поверхность 21D и верхнюю поверхность 21Е, как показано на фиг.3.
Сводчатый огнеупор 21 располагают на столбчатом огнеупоре 20, так что донная поверхность 21А располагается на верхней поверхности столбчатого огнеупора 20, ее внутренняя поверхность 21В, проходящая в наклонном вверх направлении от внутренней кромки донной поверхности 21А (внутренней кромки сосуда 3 вакуумной дегазации) наклонена вниз по отношению к верхней поверхности столбчатого огнеупора 20, его нижняя наружная поверхность 21С, по существу вертикально проходящая от наружной кромки донной поверхности 21А (наружной кромки сосуда 3 вакуумной дегазации), является вертикальной к верхней поверхности столбчатого огнеупора 20, сводчатый огнеупор 21 имеет верхнюю наружную поверхность 21D, проходящую в наклонном вверх направлении от верхней кромки нижней наружной поверхности 21С, и ее верхняя поверхность 21Е, связывающая верхнюю кромку внутренней поверхности 21В и верхнюю кромку верхней наружной поверхности 21D, является по существу перпендикулярной к направлению потолочной части 3С. На этом сводчатом огнеупоре 21 дополнительно собрано множество сводчатых огнеупоров 22 в форме блоков, так что конструкция, показанная на фиг.3, составлена непрерывно на всей окружности периферийной части 3В стенки сосуда вакуумной дегазации 3.
Столбчатый огнеупор 20, показанный на фиг.3, представляет собой столбчатый огнеупор в самой верхней части периферийной части стенки, составляющей вмещающую расплавленное стекло часть, и сводчатый огнеупор 21, показанный на фиг.3, представляет собой сводчатый огнеупор в самой нижней части потолочной части 3С, составляющей верхнее пространство. В части, отличающейся от части, показанной на фиг.3, сводчатый огнеупор может быть сводчатым огнеупором в самой нижней части периферийной части 3В стенки, составляющей верхнее пространство. Группа столбчатых огнеупоров 20, расположенных в горизонтальном направлении, составляет самую верхнюю часть периферийной части 3В стенки, вмещающей расплавленное стекло части, показанной на фиг.2, и группа из множества сводчатых огнеупоров 21··· и 22··· составляет периферийную часть 3В стенки или потолочную часть 3С, составляющую верхнее пространство.
В конструкции, описанной выше, сосуд 3 вакуумной дегазации образован донной частью 3А стенки, периферийной частью 3В стенки и потолочной частью 3С, вмещающая расплавленное стекло часть, в которой присутствует расплавленное стекло G, образована в нижней части внутри сосуда 3 вакуумной дегазации, и верхнее пространство S образовано в верхней части сосуда 3 вакуумной дегазации.
Здесь, что касается потолка сосуда вакуумной дегазации 3, то, по меньшей мере, внутренняя поверхность потолочной части 3С сосуда 3 вакуумной дегазации, составлена предпочтительно наклонными поверхностями сводчатых огнеупоров 21··· и 22···. К тому же потолочная часть 3С может иметь такую конструкцию, что сводчатые огнеупоры, расположенные на столбчатых огнеупорах 20, и окрестность таких сводчатых огнеупоров не наклонена, чтобы образовать вертикальную прямую стенку, а остальная часть потолочной части 3С соединена со столбчатыми огнеупорами 20 посредством таких сводчатых огнеупоров. В этом случае верхнюю канавку выгрузки образуют в таком стенообразном сводчатом огнеупоре, расположенном на столбчатых огнеупорах 20. То есть нет необходимости наклонять полностью потолочную часть 3С, но достаточно, что потолочная часть 3С имеет такую конструкцию, что в поверхностях потолочной части и периферийной части стены, включающей вертикальную поверхность, которые составляют верхнее пространство, по меньшей мере, нижняя поверхность, близкая к вмещающей расплавленное стекло части, в целом позволяет стекать расплавленному стеклу. Принцип конструкции потолочной части 3С включает в себя конструкцию, имеющую не наклоненную часть. Конструкция потолочной части, за исключением периферийной части стенки, может быть любой формы, такой как потолок, имеющий куполообразную конструкцию, потолок, имеющий полуцилиндрическую конструкцию, потолок, имеющий конструкцию четырехскатной крыши, потолок, имеющий конструкцию двускатной крыши, потолок, имеющий конструкцию получетырехскатной крыши, потолок, имеющий конструкцию односкатной крыши, или потолок, имеющий конструкцию квадратной крыши. К тому же в самой верхней части потолочной части, с которой обычно не соприкасается слой с пузырьками, даже если образуется толстый слой с пузырьками, может присутствовать ровная поверхность.
Вдоль периферийной части со стороны расплавленного стекла на верхней поверхности самых верхних столбчатых огнеупоров 20 обеспечен гребень, выступающий вверх от верхней поверхности столбчатых огнеупоров 20, для образования участка уступа 23, и такой участок уступа 23 образуется для покрытия всей ширины каждого столбчатого огнеупора 20. К тому же донная поверхность 21А каждого сводчатого огнеупора 21 размещена немного ближе к наружной части от образующего уступ 23 участка, образуя положение с пространством, таким образом, часть для хранения 25 расплавленного стекла образуется на верхней поверхности столбчатого огнеупора между нижней частью внутренней поверхности 21В сводчатого огнеупора 21 и участком уступа 23.
Снаружи сводчатого огнеупора 21, на верхней поверхности столбчатого огнеупора 20 приемный огнеупор 26, имеющий поперечное сечение прямоугольного блока, располагают так, что его внутренняя поверхность 26А соприкасается с нижней наружной стороной 21С вышеупомянутого сводчатого огнеупора 21. Здесь приемный огнеупор 26 обычно представляет собой кирпич, изготовленный из материала, подобного материалу сводчатого огнеупора.
В граничной области между столбчатым огнеупором 20 и сводчатым огнеупором 21 или приемным огнеупором 26, расположенным на столбчатом огнеупоре 20, образован разгрузочный путь 30 расплавленного стекла, составленный нижней канавкой 28 выгрузки, имеющей прямоугольное поперечное сечение, и верхней канавкой 29 выгрузки, имеющей полукруглое поперечное сечение, как показано на фиг.4.
Нижнюю канавку 28 выгрузки образуют на верхней поверхности столбчатого огнеупора 20 так, чтобы она проходила от внутренней части сосуда 3 вакуумной дегазации по направлению к наружной части (по направлению толщины столбчатого огнеупора 20), один конец 28А канавки достигает части для хранения 25, а другой конец 28В достигает концевой стороны столбчатого огнеупора, расположенного на наружной стороне периферийной части 3В стенки. Верхнюю канавку 29 выгрузки образуют на нижних поверхностях сводчатых огнеупоров 21 и приемного огнеупора 26 так, чтобы она проходила от внутренней части сосуда вакуумной дегазации по направлению к наружной стороне, и один конец 29А канавки достигает части для хранения 25, а другой конец проходит до конца столбчатого огнеупора 20 на наружной части периферийной части 3В стенки.
Эти нижняя канавка 28 выгрузки и верхняя канавка 29 выгрузки образуют на верхней стороне поверхности столбчатого огнеупора 20 и нижней поверхности сводчатого огнеупора 21, для того чтобы выровнять в вертикальном и поперечном направлениях, которые будут объединены, чтобы иметь грибообразную форму поперечного сечения, как показано на фиг.4. К тому же эти канавки образуют так, что ширина верхней канавки 29 выгрузки является немного большей, чем ширина нижней канавки 28 выгрузки. Донная поверхность нижней канавки 28 выгрузки предпочтительно представляет собой наклонную поверхность, спускающуюся от внутренней части столбчатого огнеупора 20 по направлению наружу. С помощью формирования донной поверхности нижней канавки 28 выгрузки, являющейся такой наклонной поверхностью, возможно выгрузить расплавленное стекло, текущее в нижнюю канавку 28 выгрузки легко и спокойно по направлению к наружной части сосуда 3 вакуумной дегазации.
Площадь поперечного сечения пути движения разгрузочного пути 30 устанавливают так, чтобы площадь была достаточной для выгрузки расплавленного стекла, появляющегося вследствие образования слоя с пузырьками, который будет описан позже, и стекающего по поверхности стенки потолочной части 3С или периферийной части 3В стенки и достигающего части для хранения 25 столбчатого огнеупора 20. Таким образом, например, нижнюю канавку 28 выгрузки и верхнюю канавку 29 выгрузки образуют каждую, чтобы она имела поперечную ширину примерно десятки миллиметров и высоту - десятки миллиметров. Ширина нижней канавки 28 выгрузки и верхней канавки 29 выгрузки составляет предпочтительно, например, по меньшей мере, десятикратную ширину соединительной части 35 столбчатого огнеупора 20, более предпочтительно, по меньшей мере, тридцатикратную - с точки зрения получения объема выгрузки расплавленного стекла.
Здесь, поскольку площадь поперечного сечения пути движения по разгрузочному пути 30 повышается, объем выгрузки расплавленного стекла увеличивается, но если размер разгрузочного пути 30 излишне увеличивают, то прочность сводчатого огнеупора 21 и столбчатого огнеупора 20 может снизиться. По этой причине предпочтительно образовывать разгрузочный путь 30, имеющий двойную конструкцию, составленную нижней канавкой 28 выгрузки и верхней канавкой 29 выгрузки, для того чтобы подавить, насколько возможно, снижение прочности из-за нижней канавки 28 выгрузки, образованной в столбчатом огнеупоре 20, и верхней канавки 29 выгрузки, образованной в сводчатом огнеупоре 21. Например, вместо образования обеих, нижней канавки 28 выгрузки и верхней канавки 29 выгрузки, в одном из сводчатого огнеупора 21 и столбчатого огнеупора 20, путем образования их в соответствующих огнеупорах, возможно образовать разгрузочный путь 30, имеющий необходимую площадь поперечного сечения пути движения, не вызывая значительного падения прочности сводчатого огнеупора 21 или столбчатого огнеупора 20, чтобы получить такую же площадь поперечного сечения пути движения.
Далее, в наружной кромочной части на верхней поверхности столбчатого огнеупора 20 образуют тонкий карман 31, для того чтобы покрыть всю ширину столбчатого огнеупора 20, и другой конец нижней канавки 28 выгрузки связан с карманом 31. Здесь карман 31 образован предпочтительно в каждом столбчатом огнеупоре 20, из которых состоит сосуд 3 вакуумной дегазации, и в такой конструкции карман 31 образуют для охвата всей окружности сосуда 3 вакуумной дегазации. Эта конструкция позволяет получать и сохранять в любой части кармана 31 расплавленное стекло, выгруженное из каждого разгрузочного пути 30, размещенного в любой части по всей окружности сосуда 3 вакуумной дегазации. Конечно, такой карман 31 не является неотъемлемым средством, но как альтернатива, такая как дополнительный путь движения или приемная часть, может быть обеспечен для хранения или выгрузки расплавленного стекла, выгруженного через разгрузочный путь 30 к карману 31.
Фиг.5 представляет собой схематический вид в перспективе части, где столбчатый огнеупор 20 соединяется со сводчатым огнеупором 21, и ее окрестности, видимых изнутри сосуда 3 вакуумной дегазации.
Как показано на фиг.5, столбчатые огнеупоры 20,20, установленные так, чтобы быть соседними друг с другом в направлении слева направо, соединяют посредством соединительной части 35, и сводчатые огнеупоры 21,21, установленные так, чтобы быть соседними друг с другом в направлении слева направо, также соединяют посредством соединительной части 36. Таким образом, множество таких столбчатых огнеупоров 20 соединяют посредством соединительных частей 35 в поперечном направлении для составления периферийной части 3В стенки вмещающей расплавленное стекло части сосуда 3 вакуумной дегазации, и множество сводчатых огнеупоров 21 также соединяют в поперечном направлении посредством соединительных частей 36 для составления потолочной части 3С и части периферийной части 3В стенки верхнего пространства.
Как показано на фиг.5, на соединительной части 35 в части для хранения 25 на верхней поверхности столбчатых огнеупоров 20,20 размещают покрытие 37 соединительной части, изготовленное из огнеупорного кирпича. Это покрытие 37 соединительной части образовано в форме блока, имеющего размер от части, близкой к участку уступа 23, до заднего конца части для хранения, и покрывает часть соединительной части 35, соответствующую части 25 для хранения, как показано на фиг.5. Протяженность покрытия 37 соединительной части может быть такой, чтобы закрывать сторону соединительной части 35, обращенную к части для хранения 25 на участке уступа 23 или нижней части соединительной части 36 между сводчатыми огнеупорами.
Здесь фиг.5 показывает разгрузочный путь 30, составленный вышеупомянутой нижней канавкой 28 выгрузки и верхней канавкой 29 выгрузки, который достигает и части для хранения 25 открыт в ней, который образуют в положении, отдаленном от соединительной части 35. Разгрузочный путь 30, который представляет собой путь движения выгрузки расплавленного стекла, предпочтительно образуют в положении, как можно более отдаленном от соединительной части 35 с целью предотвращения коррозии соединительной части 35.
Здесь на фиг.5 соединительная часть 35 между столбчатыми огнеупорами 20,20 и соединительная часть 36 между сводчатыми огнеупорами 21, 21 присутствуют в том же положении, но не является необходимым их присутствие в том же положении. Для того чтобы минимизировать возможность утечки расплавленного стекла из соединительных частей, соединительная часть 35 и соединительная часть 36 предпочтительно присутствуют в разных положениях.
К тому же разгрузочный путь 30 предпочтительно образуют в положении, отделенном от соединительной части 36 между сводчатыми огнеупорами. Однако даже когда разгрузочный путь 30 образуют в положении соединительной части 36, поскольку соединительная часть 36 присутствует над разгрузочным путем 30, даже если коррозионная стойкость соединительной части 36 к расплавленному стеклу ниже, чем коррозионная стойкость столбчатых огнеупоров, то маловероятно, что расплавленное стекло просачивается через соединительную часть 36 между сводчатыми огнеупорами. Даже если утечка расплавленного стекла через часть имеет место, то неблагоприятное воздействие утечки мало.
В столбчатых огнеупорах 20 и т.д., показанных на фиг.3-5, число разгрузочных путей 30 в каждом столбчатом огнеупоре 20 не ограничено одним. В случае надобности, по меньшей мере, два разгрузочных пути могут быть обеспечены в каждом столбчатом огнеупоре 20. К тому же не является необходимым образовывать разгрузочный путь в каждом из множества столбчатых огнеупоров 20,20, из которых состоит самая верхняя часть вмещающей расплавленное стекло части, показанной на фиг.2. Если возможно выгрузить достаточно расплавленного стекла в канавки 28 выгрузки, то конструкция может быть такой, что разгрузочные пути образуют в некоторых столбчатых огнеупорах и не образуют в других столбчатых огнеупорах. Например, разгрузочные пути могут быть образованы через один столбчатый огнеупор, установленный в горизонтальном направлении.
Стекло G, чтобы быть дегазированным в вакууме с использованием устройства 100 вакуумной дегазации, в этом варианте воплощения конкретно не ограничивается по составу, поскольку стекло может быть произведено способом термического плавления. Таким образом, это может быть кальциевое силикатное стекло, такое как натрий-кальциевое стекло или щелочное стекло, такое как щелочноборосиликатное стекло.
2
2
3
2
2
2
2
3
2
2
2
3
2
2
3
В случае натрий-кальциевого стекла, предназначенного для использования для плоских стекол зданий и транспортных средств, стекло предпочтительно имеет состав в пересчете на массовое содержание в процентах следующих оксидов: от 65 до 75% SiO, от 0 до 3% AlO, от 5 до 15% CaO, от 0 до 15% MgO, от 10 до 20% NaO, от 0 до 3% KO, от 0 до 5% LiO, от 0 до 3% FeO, от 0 до 5% TiO, от 0 до 3% CeO, от 0 до 5% BaO, от 0 до 5% SrO, от 0 до 5% BO, от 0 до 5% ZnO, от 0 до 5% ZrO, от 0 до 3% SnO и от 0 до 0,3% SO.
2
2
3
2
3
2
2
3
2
2
В случае бесщелочного боросиликатного стекла, предназначенного для использования для подложек жидкокристаллических дисплеев, стекло предпочтительно имеет состав в пересчете на массовое содержание в процентах следующих оксидов: от 39 до 70% SiO, от 3 до 25% AlO, от 1 до 20% BO, от 0 до 10% MgO, от 0 до 17% CaO, от 0 до 20% SrO и от 0 до 30% BaO. В случае смешанного щелочного стекла, применяемого для подложек плазменных дисплеев, стекло предпочтительно имеет состав в пересчете на массовое содержание в процентах следующих оксидов: от 50 до 75% SiO, от 0 до 15 AlO, от 6 до 24% MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO и от 6 до 24% NaO+KO.
Далее будет описана работа устройства 100 вакуумной дегазации, показанного на фиг.1
В устройстве 100 вакуумной дегазации расплавленное стекло G подают в сосуд 3 вакуумной дегазации в состоянии, когда во внутренней части кожуха 2 поддерживается заданное состояние разрежения. Давление внутри кожуха 2 поддерживают, чтобы давление было уменьшенным, например, от 51 до 613 гПа (38-460 мм Hg). Давление внутри кожуха 2 предпочтительно поддерживают, чтобы давление было уменьшенным - от 80 до 338 гПа (60-253 мм Hg). Расплавленное стекло G, которое расплавили в варочном бассейне 1, подают из шахты 12 выше по потоку через восходящую трубу 5 в сосуд 3 вакуумной дегазации в состоянии разрежения, и расплавленное стекло подвергается обработке пониженным давлением в сосуде 3 вакуумной дегазации для получения пузырьков в расплавленном стекле, и пузырьки производятся, чтобы подниматься к поверхности расплавленного стекла G, чтобы разрушить их для дегазации расплавленного стекла. Потом расплавленное стекло G, для которого выполнена обработка пониженным давлением, подают в шахту 15 ниже по потоку через нисходящую трубу 6, и стекло дополнительно подается из шахты ниже по потоку к формующему устройству 200 для формования стекла в форму целевого изделия в формующем устройстве 200.
Хотя вакуумную дегазацию расплавленного стекла G выполняют в устройстве 100 вакуумной дегазации, степень разрежения внутри сосуда 3 вакуумной дегазации поддерживают постоянной, насколько возможно, и регулируют температуру расплавленного стекла внутри сосуда 3 вакуумной дегазации, чтобы она была постоянной. Однако из-за различных внешних факторов, таких как незначительное изменение давления, изменение температуры расплавленного стекла или разница в вязкости между типами расплавленных стекол, есть случаи, когда большое количество пузырьков получается в расплавленном стекле при состоянии разрежения, они поднимаются к поверхности, чтобы вызывать явление дегазации для заполнения верхнего пространства расплавленного стекла слоем с пузырьками, и слой с пузырьками соприкасается с периферийной частью стены или нижней частью потолочной части 3С, определяющей верхнее пространство. В таком случае, поскольку прилипший компонент, такой как компоненты, испарившиеся из расплавленного стекла G, часто прилипает к внутренней поверхности сводчатых огнеупоров, из которых состоит поверхность стенки периферийной нижней части потолочной части 3С, определяющей верхнее пространство, если слой с пузырьками расплавленного стекла соприкасается с поверхностью стенки, то прилипшие компоненты примешиваются в расплавленное стекло пузырьков, и расплавленное стекло, к которому примешаны прилипшие компоненты, стекает по поверхности стенки и, в конце концов, течет по внутренней поверхности 21В сводчатых огнеупоров 21, чтобы достигнуть части для хранения 25 на верхней поверхности столбчатых огнеупоров 20 и течет в часть для хранения 25.
Расплавленное стекло, полученное в части для хранения 25, достигает разгрузочного пути 30, образованного на заднем конце части для хранения 25, течет через разгрузочный путь 30 наружу столбчатого огнеупора 20, достигает кармана 31 и заполняет карман 31. Таким образом, даже если вышеупомянутые прилипшие компоненты являются компонентами расплавленного стекла, то маловероятно, что расплавленное стекло, содержащее большое количество компонентов, возвращается к расплавленному стеклу G во время обработки вакуумной дегазацией в сосуде 3 вакуумной дегазации. Таким образом, расплавленное стекло G в сосуде 3 вакуумной дегазации не превращается в расплавленное стекло, имеющее плохую гомогенность, во время вакуумной дегазации, и возможно сохранить гомогенность состава расплавленного стекла G, которое будет подано в устройство 200 формования для последующего этапа. К тому же настоящее изобретение обеспечивает эффект от осуществления производства изделий из стекла, имеющих высокое качество, которые не имеют проблемы так называемых свилей, которые являются искажением пропускаемого изображения, вызванным локальным изменением показателя преломления из-за негомогенности состава стекла.
Когда размер разгрузочного пути 30 достаточен для выгрузки расплавленного стекла, текущего по поверхности сводчатых огнеупоров 21 и достигающего части для хранения 25 столбчатых огнеупоров 20, то есть небольшая опасность, что расплавленное стекло перельется через край из части для хранения 25 и возвратится к расплавленному стеклу, текущему через внутреннюю часть сосуда 3 вакуумной дегазации. В разгрузочной части 30 верхняя канавка 29 выгрузки имеет полукруглое поперечное течение. Здесь формой поперечного сечения верхней канавки 29 выгрузки является предпочтительно полукруглая форма поперечного сечения, отличающаяся от прямоугольной формы. Причиной является то, что при протекании расплавленного стекла через разгрузочный путь 30, если верхняя канавка 29 выгрузки имеет четырехугольную форму, расплавленное стекло может оставаться на верхних угловых частях за счет эффекта поверхностного натяжения. Таким образом, верхняя канавка 29 выгрузки предпочтительно имеет полукруглую форму поперечного сечения. Однако в настоящем изобретении форма поперечного сечения верхней канавки 29 выгрузки конкретно не ограничена.
Расплавленное стекло, стекающее по внутренней поверхности 21В сводчатых огнеупоров 21, чтобы достигнуть части для хранения 25, выгружается из части для хранения 25 через разгрузочный путь 30 к наружной части сосуда 3 вакуумной дегазации. Здесь расплавленное стекло временно хранится в части для хранения 25. Таким образом, соединительная часть 35, присутствующая в части для хранения 25, может разъедаться расплавленным стеклом. В том, что касается этого момента, в конструкции этого изобретения, поскольку покрытие 37 соединительной части, выполненное из огнеупорного кирпича, размещают на обратной стороне участка уступа 23 для защиты соединительной части 35 в части для хранения 25, даже если устройство 100 вакуумной дегазации работает непрерывно в течение длительного времени, так что соединительная часть 35 в части для хранения 25 соприкасается с расплавленным стеклом в течение длительного времени, то опасность того, что соединительная часть 35 разъедается, уменьшена. Здесь, если соединительная часть 35 в части для хранения 25 разъедается глубоко, то расплавленное стекло, хранимое в части для хранения 25, может быть опять возвращено во внутреннюю часть сосуда 3 вакуумной дегазации через разъеденную часть соединительной части. Таким образом, предпочтительна конструкция, в которой коррозия соединительной части 35 может быть предотвращена с помощью покрытия 37 соединительной части.
Фиг.6 показывает второй вариант воплощения части для хранения 25, обеспеченной в устройстве 100 вакуумной дегазации согласно настоящему изобретению, и часть для хранения 25 этого варианта воплощения характеризуется тем, что имеет донную поверхность, которая является наклонной вниз поверхностью 25а от внутренней части сосуда 3 вакуумной дегазации по направлению наружу, и конструкция части для хранения 25 является эквивалентной конструкции первого варианта воплощения за исключением этого момента. При образовании донной поверхностью части для хранения 25 наклонной поверхности 25а возможно отводить расплавленное стекло, которое стекло по внутренней поверхности 21В сводчатого огнеупора 21 и достигло части для хранения 25, к стороне разгрузочного пути 30, и выгружать расплавленное стекло через разгрузочный путь 30 к наружной части сосуда 3 вакуумной дегазации.
Кстати, в варианте воплощения, описанном до этого варианта воплощения, нижнюю канавку 28 выгрузки образуют в верхней поверхности 20 столбчатого огнеупора 20, а верхнюю канавку 29 выгрузки образуют в нижних поверхностях сводчатых огнеупоров 21 и приемного огнеупора 26, чтобы составить разгрузочный путь 30. Однако что касается разгрузочного пути, то очевидно, что поскольку снижение прочности столбчатого огнеупора 20 и сводчатого огнеупора 21 не является проблемой, разгрузочный путь может быть образован в любом из столбчатого огнеупора 20 и сводчатого огнеупора 21. К тому же, как показано на фиг.6, возможно образовывать разгрузочный путь 40 в столбчатом огнеупоре 20 так, чтобы иметь один конец 40А, открывающийся на дне части для хранения 25, и другой конец 40В, открывающийся к наружной части сосуда 3 вакуумной дегазации. Конечно, могут быть обеспечены и разгрузочный путь 30, и разгрузочный путь 40.
Устройство для получения изделий из стекла согласно настоящему изобретению является устройством, включающим в себя вышеупомянутое устройство вакуумной дегазации 100; средство для плавления, обеспеченное на стороне выше по потоку устройства вакуумной дегазации 100, для плавления стеклянного материала, чтобы получить расплавленное стекло; формующее средство (устройство формования) 200, обеспеченное на стороне ниже по потоку устройства вакуумной дегазации 100, для формования расплавленного стекла; и средство для отжига для проведения отжига формованного стекла. Здесь, средство для плавления, формующее средство и средство для отжига находятся в пределах известной техники. Например, в средстве для плавления стеклянный материал с заданным желательным составом загружают в варочный бассейн, и стеклянный материал нагревают до заданной температуры согласно типу стекла, например, примерно 1400-1600ºC в случае натрий-кальциевого стекла для зданий или транспортных средств, чтобы расплавить стеклянный материал с получением расплавленного стекла. Например, в качестве формующего средства может быть упомянуто формующее устройство, использующее флоат-метод, метод сплавления или метод загрузки.
Среди вышеупомянутых средств является предпочтительным формующее средство, использующее флоат-ванну для флоат-метода, по той причине, что оно может произвести большое количество высококачественного листового стекла, имеющего широкий диапазон толщины от тонкого листового стекла до толстого листового стекла.
Например, в качестве средства для отжига обычно используют печь для отжига, обеспеченную механизмом для постепенного снижения температуры стекла после формования. Механизм для постепенного снижения температуры поставляет тепло, которое регулируют дымовым газом или электронагревателем, к необходимым частям в печи для отжига формованного стекла.
Далее будет описан способ получения листовых изделий из стекла настоящего изобретения. Фиг.7 представляет собой схему производственного процесса варианта воплощения способа получения изделий из стекла настоящего изобретения. Способ получения листовых изделий из стекла настоящего изобретения характеризуется тем, что используют вышеупомянутое устройство 100 вакуумной дегазации. Способ получения листовых изделий из стекла настоящего изобретения включает, например, этап К1 плавления для получения расплавленного стекла с помощью средства для плавления до вышеупомянутого устройства 100 вакуумной дегазации, чтобы получить расплавленное стекло; этап К2 дегазации для выполнения вакуумной дегазации расплавленного стекла с помощью вышеупомянутого устройства 100 вакуумной дегазации; этап К3 формования расплавленного стекла на стороне ниже по потоку устройства вакуумной дегазации 100; этап К4 отжига расплавленного стекла на последующем этапе; и этап К6 резки обожженного стекла для получения изделий из стекла.
Способ получения изделий из стекла настоящего изобретения находится в рамках известной техники за исключением того, что в способе используется вышеупомянутое устройство 100 вакуумной дегазации. К тому же устройства, которые будут применяться в способе получения изделий из стекла настоящего изобретения, являются такими, как описаны выше. Фиг.7 показывает этап плавления, этап формования и этап отжига, которые являются составными частями способа получения изделий из стекла настоящего изобретения, и дополнительно этап резки и другие конечные этапы, которые будут использоваться в случае надобности.
Промышленная применимость
Устройство вакуумной дегазации, устройство для получения изделий из стекла и способ получения изделий из стекла настоящего изобретения могут быть использованы для производства широкого диапазона изделий из стекла для зданий, транспортных средств, оптических продуктов, медицинских продуктов и других применений.
Полное раскрытие японской заявки на патент № 2010-149230, поданной 30 июня 2010 г., включающее описание изобретения, формулу изобретения, чертежи и реферат, включено посредством этой ссылки в настоящее описание во всей своей полноте.
Ссылочные обозначения
100: устройство вакуумной дегазации, G: расплавленное стекло, 200: формующее устройство, 1: варочный бассейн, 2: кожух, 3: сосуд вакуумной дегазации, 3А: донная часть стены, 3В: периферийная часть стены, 3С: потолочная часть, 5: восходящая труба (подающая труба), 6: нисходящая труба (выводная труба), 8, 9: наружная труба, 12: шахта выше по потоку, 15: шахта ниже по потоку, 20: столбчатый огнеупор, 21, 22: сводчатый огнеупор, 23: участок уступа, 25: часть для хранения, 26: приемный огнеупор, 28: нижняя канавка выгрузки, 29: верхняя канавка выгрузки, 30, 40: разгрузочный путь, 31: карман, 35, 36: соединительная часть, 37: покрытие соединительной части.