專利名稱：鉑或鉑合金制結(jié)構(gòu)件及使用其的玻璃制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在高溫環(huán)境下使用的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件。該結(jié)構(gòu)件由中空 圓筒管和在該中空圓筒管的外周設(shè)置的凸緣構(gòu)成，適合應(yīng)用于玻璃制造裝置的 熔融玻璃的導(dǎo)管。另外，本發(fā)明涉及使用該結(jié)構(gòu)件的玻璃制造裝置。
背景技術(shù)：
玻璃制造裝置中，高溫的熔融玻璃通過其內(nèi)部的導(dǎo)管使用鉑或者鉬-金合 金、鉑-銠合金這樣的鉑合金制的中空圓筒管。以在專利文獻1所述的熔融玻 璃的減壓脫泡裝置為例，在內(nèi)部對熔融玻璃進行減壓脫泡處理的減壓脫泡槽、 將熔融玻璃從溶解槽供給至減壓脫泡槽的上升管、將減壓脫泡處理后的熔融玻 璃從減壓脫泡槽導(dǎo)出至后續(xù)的處理槽的下降管均使用鉑或鉑合金制的中空圓 筒管。另外，通過熔融玻璃的導(dǎo)管的其它示例，可例舉如為從玻璃制造裝置中 除去雜質(zhì)而設(shè)置的流出管，以及在成形透鏡、棱鏡等光學(xué)元件時使熔融玻璃從 玻璃制造裝置流出至成形用模具的流出管等。為了進行這些中空圓筒管間的接合，或者中空圓筒管與減壓脫泡裝置的其 它結(jié)構(gòu)部件的接合，對于專利文獻1所述的減壓脫泡裝置，為了進行上升管或下降管與減壓殼體之間的接合，在中空圓筒管的外周設(shè)置如圖6所示的平板且 圓板狀的凸緣3'。另外，玻璃制造裝置中，為了不使與通過內(nèi)部的熔融玻璃 出現(xiàn)溫度差，將熔融玻璃通過的導(dǎo)管加熱。導(dǎo)管的加熱有時為利用加熱器等熱 源從外部加熱導(dǎo)管，對于鉑或鉑合金制的中空圓筒管廣泛進行的是在該中空圓 筒管設(shè)置通電用的電極，進行通電加熱。通電用的電極，為了使中空圓筒管中流通的電流均等，使用如圖6所示的 平板且圓板狀的凸緣3'。專利文獻1日本專利特開平11-139834號公報發(fā)明的揭示 使用時在這些圓板狀的凸緣中，由于部位的不同存在非常大的溫度差。 艮卩，圓板狀的凸緣的內(nèi)周側(cè)由于與通過熔融玻璃的中空圓筒體接合，因此 達(dá)到110(TC以上的高溫。另一方面，當(dāng)凸緣的外周側(cè)與減壓殼體等減壓脫泡裝 置的其它結(jié)構(gòu)部件接合時，為了使接合部氣密通過橡皮墊接合。因此，將接合部冷卻至橡皮墊的耐熱溫度以下(例如50 60°C)。對于通電用的電極，為了與外部電源(通常通過導(dǎo)線)接合，也將凸緣的外周部冷卻。由于該溫度差凸緣承 受熱應(yīng)力。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于該溫度差產(chǎn)生的熱應(yīng)力，凸緣的內(nèi)周側(cè)有出現(xiàn) 裂紋的危險。將凸緣置于高溫下時，即使沒有溫度差凸緣也會承受熱應(yīng)力。但是，本說 明書中作為對象的不是這種熱應(yīng)力，而是指由溫度差引起的熱應(yīng)力，gp，如在 玻璃制造裝置的熔融玻璃的導(dǎo)管中設(shè)置的凸緣，在內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)被固定的凸 緣中由于部位不同存在溫度差時，因為該溫度差凸緣所承受的熱應(yīng)力。使用時通過熔融玻璃的中空圓筒管的溫度并不總是一定的，存在發(fā)生變化 的情況。例如，變化供給至玻璃制造裝置的玻璃時，根據(jù)玻璃的組成使中空圓 筒管的溫度上下變化。此時，與中空圓筒管接合的凸緣的內(nèi)周側(cè)的溫度也上下 變化。由于該溫度變化凸緣也會承受熱應(yīng)力。另外，對中空圓筒管進行通電加 熱時，如果由于某些原因停止向中空圓筒管的通電，則中空圓筒管的溫度迅速 變化。出現(xiàn)該急速的溫度變化時，也影響到凸緣的內(nèi)周側(cè)，會使凸緣承受非常 大的熱應(yīng)力。該熱應(yīng)力以及由其引起的變形由于以下原因集中在凸緣的內(nèi)周側(cè)?！鐾咕壍膬?nèi)周側(cè)被固定在中空圓筒體的外周，由于凸緣的外周側(cè)與減壓殼體等減壓脫泡裝置的其它結(jié)構(gòu)部件固定，因此由溫度差引起的熱應(yīng)力不能從凸緣釋放?！鰷囟仍礁?，構(gòu)成凸緣的鉑或鉑合金的機械強度越下降。因此，凸緣的內(nèi) 周側(cè)較外周側(cè)的強度低。由于熱應(yīng)力以及由其引起的變形集中在強度低的內(nèi)周側(cè)，因此在凸緣的內(nèi) 周側(cè)出現(xiàn)裂紋。如果凸緣出現(xiàn)裂紋，則不能將減壓殼體內(nèi)部保持在希望的減壓 狀態(tài)。另外，對于通電用的電極，當(dāng)出現(xiàn)裂紋時電極中沒有電流流動。當(dāng)通電 用的電極中沒有電流流動時，由于向中空圓筒管的通電停止，因此中空圓筒管 的溫度急速變化。此時，會向凸緣施加上述的非常大的熱應(yīng)力。為了解決上述的以往技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的在于提供玻璃制造裝置的
結(jié)構(gòu)部件，具體為適合作為熔融玻璃的導(dǎo)管的鉑制或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件。本發(fā) 明的結(jié)構(gòu)件在高溫環(huán)境下使用時，可以防止由凸緣處的溫度差引起的熱應(yīng)力而 造成的在凸緣出現(xiàn)裂紋。另外，本發(fā)明的目的在于提供將該結(jié)構(gòu)件作為熔融玻璃的導(dǎo)管使用的熔融 玻璃的制造裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件(以下，稱為"本 發(fā)明的結(jié)構(gòu)件")，它是由中空圓筒體和設(shè)置成從該中空圓筒體的外周呈放射 狀延伸的的凸緣構(gòu)成的、在高溫環(huán)境下使用的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，其特征 在于，在上述凸緣中設(shè)置應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件中，上述凸緣為圓板狀，且上述應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)較好為 與上述凸緣形成同心圓的變形部。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件中，上述應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)優(yōu)選設(shè)置于當(dāng)上述結(jié)構(gòu)件使用 時溫度在構(gòu)成上述凸緣的材料的熔點的1 / 2以下的部位。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件中，上述應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)優(yōu)選設(shè)置于當(dāng)上述結(jié)構(gòu)件使用 時溫度在構(gòu)成上述凸緣的材料的熔點的1 / 10以上的部位。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件中，上述應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)優(yōu)選設(shè)置在滿足下式的部位。3 / lOM / Y芻9 / 10X:從中空圓筒管的外周部到應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)的距離 Y:從中空圓筒管的外周部到凸緣外緣部的距離使用時，上述應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)所受的熱應(yīng)力較好不到構(gòu)成上述凸緣的材料的抗拉強度的70%。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件中，上述凸緣的外端部還可以設(shè)置由鉑或鉑合金以外的金 屬構(gòu)成的部位。另外，本發(fā)明提供了使用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件作為熔融玻璃的導(dǎo)管的玻璃制造裝置。另外，本發(fā)明提供了使用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件作為熔融玻璃的導(dǎo)管的減壓脫泡 裝置。本發(fā)明的玻璃制造裝置或者本發(fā)明的減壓脫泡裝置中，優(yōu)選將上述凸緣作 為用于將上述鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件通電加熱的電極。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件可以防止在高溫環(huán)境下使用時，由凸緣處的溫度差所引起 的熱應(yīng)力而導(dǎo)致的在凸緣出現(xiàn)裂紋。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件適合作為在高溫環(huán)境下使
用的結(jié)構(gòu)件，特別是在凸緣由于部位不同而出現(xiàn)溫度差的結(jié)構(gòu)件，例如玻璃制 造裝置的熔融玻璃的導(dǎo)管。本發(fā)明的玻璃制造裝置由于在使用時可以防止在凸緣出現(xiàn)裂紋，因此可以 制造高品質(zhì)的玻璃。例如，如果與減壓脫泡裝置的減壓殼體的接合部中所用的 凸緣中出現(xiàn)裂紋，則不能將減壓殼體內(nèi)維持希望的減壓狀態(tài)，因此不能將熔融 玻璃中的氣泡除去至希望的水平，本發(fā)明的玻璃制造裝置中由于沒有在凸緣出 現(xiàn)裂紋，因此可以可以將減壓殼體內(nèi)維持在充分的減壓狀態(tài)，將熔融玻璃中的 氣泡除去至希望的水平。另一方面，如果在作為將導(dǎo)管通電加熱的電極而使用的凸緣中出現(xiàn)裂紋， 則不能將導(dǎo)管通電加熱，因此熔融玻璃與導(dǎo)管之間出現(xiàn)溫度差，難以制造玻璃。 另外，在導(dǎo)管中如果不能通電加熱，則出現(xiàn)急劇的溫度變化，由于由此產(chǎn)生的 熱應(yīng)力可能有新的裂紋出現(xiàn)。本發(fā)明的玻璃制造裝置解決了這些問題。


圖1圖1是顯示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件的1實施方式的立體圖。圖2圖2是將圖1的結(jié)構(gòu)件1沿中空圓筒體的長軸切斷的部分?jǐn)嗝鎴D，顯示了圖1中左側(cè)的凸緣3、與該凸緣3接合的中空圓筒體2的一部分。圖3圖3(a) (g)是與圖2相同的圖，顯示了應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)的其 它結(jié)構(gòu)例。圖4圖4是顯示實施例的結(jié)構(gòu)件的立體圖。圖5圖5是與圖2相同的部分?jǐn)嗝鎴D。但顯示了圖4的結(jié)構(gòu)件。圖6圖6是顯示比較例的結(jié)構(gòu)件的立體圖。圖7圖7是顯示實施例和比較例的結(jié)構(gòu)件中凸緣各部的熱應(yīng)力的圖。圖8圖8是顯示實施例和比較例的結(jié)構(gòu)件中，凸緣各部的熱應(yīng)力與構(gòu) 成該部位的材料的抗拉強度之比的圖。圖9圖9是顯示實施例和比較例的結(jié)構(gòu)件中凸緣各部的變形圖。凸緣 各部的變形是以凸緣外周部的變形作為1時的相對比來表示。符號的說明
1， 1':結(jié)構(gòu)件 2， 2':中空圓筒體 3， 3':凸緣4:應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)具體實施方式
以下參考附圖來說明本發(fā)明。圖1為顯示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件的1實施方式的 立體圖。如圖1所示，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件1由中空圓筒體2以及在該中空圓筒體2的 外周設(shè)置的凸緣3構(gòu)成。凸緣3從中空圓筒體2的外周呈放射狀延伸，其形狀 為圓板狀。中空圓筒體2以及凸緣3為鉑制，或者如鉑-金或鉑-銠等鉑合金制。 結(jié)構(gòu)件1中，中空圓筒體2和凸緣3是獨立的構(gòu)件。g口，凸緣3被連接到中空 圓筒體2的外周。將凸緣3連接到中空圓筒體2的外周時，可以將凸緣3焊接 在中空圓筒體2的外周。在此，可以將凸緣3直接焊接在中空圓筒體2的外周， 也可以在兩者之間配置其它構(gòu)件，例如鉑或鉑合金制的環(huán)狀的構(gòu)件，將凸緣3 焊接在該其它構(gòu)件上。在圖1所示的結(jié)構(gòu)件1中，在凸緣3上設(shè)置應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4。本發(fā)明 的結(jié)構(gòu)件中，應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)是指在高溫環(huán)境下使用時，凸緣3承受由溫度 差引起的熱應(yīng)力時，使該熱應(yīng)力及其引起的變形集中在其中的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件1中，由于可以使熱應(yīng)力及其引起的變形集中在應(yīng)力變形 吸收結(jié)構(gòu)4，因此可以防止熱應(yīng)力及其引起的變形集中在凸緣3的其它部位， 特別是結(jié)構(gòu)件1使用時的溫度高的凸緣3的內(nèi)周側(cè)。由此，可以解決高溫環(huán)境 下使用時，由于溫度差所引起的熱應(yīng)力而造成的凸緣3出現(xiàn)裂紋的危險。應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4只要是可以將熱應(yīng)力及其引起的變形集中在其中，并 且可以將其吸收的結(jié)構(gòu)即可，對其形狀沒有特別的限定。為了有效吸收在圓板 狀的凸緣3出現(xiàn)的熱應(yīng)力及其引起的變形，優(yōu)選將應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4設(shè)置成 與凸緣3呈同心圓。在楊氏模量、抗拉強度等材料的機械性質(zhì)假設(shè)一定的情況下，結(jié)構(gòu)物構(gòu)件 承受應(yīng)力時，該應(yīng)力(及其引起的變形)集中在斷面形狀等變化的部位。因此， 應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4的優(yōu)選方式為形成與凸緣3呈同心圓的變形部。圖l所示的結(jié)構(gòu)件l中，將應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)(變形部，以下相同)4形成 與凸緣3呈同心圓。圖2為將圖1所示的結(jié)構(gòu)件1沿著中空圓筒體2的長軸切 斷的部分?jǐn)嗝鎴D，顯示了凸緣3與中空圓筒體2的接合部分。如圖2所示，將應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4形成為臺階形狀的凸緣3的階差部。將應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4形成為凸緣3的階差部不會損害凸緣3的功能，并且應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4本身會具有充分的機械強度，因此十分理想。由于熱應(yīng)力及其引起的變形集中在應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)(變形部)4，因此其必須有充分的機械強度。越是高溫，構(gòu)成凸緣3的鉑或鉑合金的機械強度越低。 因此，從與鉑或鉑合金的機械強度的關(guān)系來看，優(yōu)選將應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)(變 形部)4設(shè)置在結(jié)構(gòu)件1于使用時凸緣3的溫度不會過高的部位。以將本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件作為減壓脫泡裝置的上升管或下降管來使用的情況 作為示例，由于凸緣的內(nèi)周側(cè)與熔融玻璃通過的中空圓筒體接合，因此其成為 110(TC以上的高溫。另一方面，為了將凸緣的外周側(cè)隔著橡皮墊與減壓脫泡裝 置的其它結(jié)構(gòu)部件接合，因此將其冷卻至橡皮墊的耐熱溫度以下(例如，50 6CTC)。 g口，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件的使用時，凸緣3由于部位不同而溫度不同。在 這些使用結(jié)構(gòu)件1時溫度不同的凸緣3的部位中，從與鉑或鉑合金的機械強度 的關(guān)系來看，優(yōu)選將應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4設(shè)置在結(jié)構(gòu)件1使用時溫度不會過高 的部位。較好將應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4設(shè)置在，結(jié)構(gòu)件1使用時的溫度在構(gòu)成凸緣3 的材料的熔點的1/2以下的部位。此時，較好將應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4整體設(shè) 置在，結(jié)構(gòu)件1使用時的溫度在構(gòu)成凸緣3的材料的熔點的1 / 2以下的部位。當(dāng)將應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4設(shè)置在結(jié)構(gòu)件1使用時的溫度在構(gòu)成凸緣3的材 料的熔點的1/2以下的部位時，對于應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)(變形)4所受熱應(yīng)力及 其引起的變形，該部位具有充分的機械強度。更好為將應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4設(shè) 置在，結(jié)構(gòu)件1使用時的溫度為構(gòu)成凸緣3的材料的熔點的9 / 20以下的部位。對于不具有應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)的凸緣，熱應(yīng)力及其引起的變形有集中在結(jié)構(gòu)件l使用時的溫度高的凸緣的內(nèi)周側(cè)的趨勢。因此，當(dāng)將應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu) 4設(shè)置在結(jié)構(gòu)件1使用時的溫度極低的部位時，有不能使熱應(yīng)力及其引起的變 形充分集中的危險。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件l中，應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4優(yōu)選設(shè)置在結(jié)構(gòu)件1使用時的 溫度在構(gòu)成凸緣的材料的熔點的1 / 10以上的部位。當(dāng)將應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4 設(shè)置在結(jié)構(gòu)件1使用時的溫度在構(gòu)成凸緣3的材料的熔點的1 / 10以上的部位 時，可以使熱應(yīng)力及其引起的變形充分集中在應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4。因此，不 會有熱應(yīng)力及其引起的變形集中在凸緣3的其它部位，特別是凸緣3的內(nèi)周側(cè)
的危險。應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4更優(yōu)選設(shè)置在結(jié)構(gòu)件1使用時的溫度在構(gòu)成凸緣 3的材料的熔點的1 / 5以上的部位。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件1中，應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4優(yōu)選設(shè)置在滿足下式的部位。 3 / / YS9 / 10X:從中空圓筒管2的外周部到應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4的距離 Y:從中空圓筒管2的外周部到凸緣3外緣部的距離另外，如圖1和圖2所示的結(jié)構(gòu)件1所示，當(dāng)從中空圓筒管2的外周部到 應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4的距離具有范圍時，其中間值作為X。如果在滿足上述式的部位設(shè)置應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4，則相對于熱應(yīng)力及其 引起的變形，設(shè)置有應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4的部位具有充分的機械強度。另外， 可以使熱應(yīng)力及其引起的變形充分集中在應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4進行吸收。因此， 不用擔(dān)心熱應(yīng)力及其引起的變形集中在凸緣3的其它部位，特別是凸緣3的內(nèi) 周側(cè)。應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4相對于熱應(yīng)力及其引起的變形必須有充分的機械強 度。因此，應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4較好設(shè)置在滿足如下要求的部位，即在結(jié)構(gòu)件 1的使用時該部位的熱應(yīng)力不到構(gòu)成凸緣的材料的抗拉強度的70%，更好為不 到65%。當(dāng)應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4滿足上述關(guān)系時，相對于熱應(yīng)力及其引起的變形， 應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4具有充分的抗拉強度?？梢愿鶕?jù)需要適當(dāng)選擇應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4的形狀，或者位置、構(gòu)成凸緣 3的材料、厚度，以使應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4滿足上述關(guān)系。例如，如圖1和2 所示，當(dāng)應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4為臺階形狀的凸緣3的階差部時，適當(dāng)選擇階差 部的高度、寬度、彎曲角度、從中空圓筒體2到階差部的距離等即可。應(yīng)力變 形吸收結(jié)構(gòu)4的其它結(jié)構(gòu)例如圖3(a) (g)、圖4和圖5所示。另外，圖5為 與圖4所述的結(jié)構(gòu)件相關(guān)的與圖2相同的部分?jǐn)嗝鎴D。圖3(a)的結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力 變形吸收結(jié)構(gòu)4的形狀與圖2的結(jié)構(gòu)件1不同。即，圖2的結(jié)構(gòu)件1中，作為 應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4的凸緣3的階差部向傾斜方向傾斜，與此相對，圖3(a) 的結(jié)構(gòu)件中，作為應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4的凸緣的階差部幾乎垂直。圖3(b)的結(jié) 構(gòu)件與圖3(a)的結(jié)構(gòu)件的形狀類似。將凸緣3內(nèi)周側(cè)與外周側(cè)的位置關(guān)系上下反轉(zhuǎn)。圖3(c)和(d)的結(jié)構(gòu)件分 別與圖3(a)和(b)的結(jié)構(gòu)件的形狀類似。圖3(c)禾t](d)的結(jié)構(gòu)件中，凸緣3的厚度在應(yīng)力吸收變形吸收結(jié)構(gòu)4中是變化的。圖3(e)和(f)的結(jié)構(gòu)件與圖3(a) 的結(jié)構(gòu)件的形狀類似。圖3(e)的結(jié)構(gòu)件中，凸緣3的厚度在較應(yīng)力變形吸收結(jié) 構(gòu)4更內(nèi)周側(cè)處變化。另外，在圖3(f)的結(jié)構(gòu)件中，凸緣3的厚度在較應(yīng)力變 形吸收結(jié)構(gòu)4更外周側(cè)處變化。圖3(g)的結(jié)構(gòu)件中，成為應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4 的凸緣3的階差部的斷面形狀為S字狀。圖4和圖5的結(jié)構(gòu)件1與圖1和圖2 的結(jié)構(gòu)件1的形狀類似。只是凸緣3內(nèi)周側(cè)與外周側(cè)的位置關(guān)系上下反轉(zhuǎn)。另外，應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)為臺階形狀的凸緣的階差部時，該階差部的尺寸 以圖4和圖5的結(jié)構(gòu)件1為示例，優(yōu)選在以下的范圍。D1: 20 200mm，更好為30 150mmD2: 20 100mm，更好為30 80mm另外，D,表示與凸緣相平行的階差部的尺寸，D2表示與凸緣相垂直的階差 部的尺寸。另外，圖1和圖2的結(jié)構(gòu)件1中，凸緣3的形狀為圓板狀，但在本發(fā)明的 結(jié)構(gòu)件中，凸緣也可以為其它形狀，例如也可以為橢圓形、矩形、六角形、八 角形等。這種情況時的從中空圓筒管的外周部到凸緣外緣部的距離Y為最小徑 部的距離。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件中，對中空圓筒管以及凸緣的寸法也沒有特別的限定。例 如，以圖4和圖5所示的結(jié)構(gòu)件1作為示例，結(jié)構(gòu)件1的各部的尺寸優(yōu)選分別 在以下的范圍中。中空圓筒體2內(nèi)徑50 800mm，更好為100 600mm 長度200 3000mm，更好為400 1500mm 厚度0. 4 5mm，更好為0. 8 4mm 凸緣3Y: 100 600mra，更好為200 400mm 厚度0. 5 8mm，更好為1 5mm由以上說明可知，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件適合應(yīng)用于凸緣的內(nèi)周側(cè)與外周側(cè)產(chǎn)生 非常大的溫度差的情況。例如，適合應(yīng)用于結(jié)構(gòu)件使用時凸緣內(nèi)周側(cè)與外周側(cè) 的溫度分別在以下范圍的情況。凸緣內(nèi)周側(cè)1100 1500°C,優(yōu)選為1200 150(TC 凸緣外周側(cè)30 400°C，優(yōu)選為40 40(TC，更優(yōu)選為40 200°C
因此，從可以進一步發(fā)揮本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件的效果來看，凸緣內(nèi)周側(cè)與凸緣外周側(cè)的溫度差優(yōu)選約為U00 145(TC。因此，舉例本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件的優(yōu)選用途的一個示例，例如玻璃制造裝置的 熔融玻璃的導(dǎo)管，更加具體可例舉如減壓脫泡裝置的減壓脫泡槽、上升管和下 降管，以及為了從玻璃制造裝置除去雜質(zhì)而設(shè)置的流出管和使熔融玻璃從玻璃 制造裝置流出至成形用的模具的流出管等。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件特別優(yōu)選用于減壓脫泡裝置的上升管及/或下降管。這是 由于，上升管或下降管為吸入或吸出熔融玻璃的結(jié)構(gòu)，并處于減壓狀態(tài)下的內(nèi) 部與外部氣體的交界處，因此必然在凸緣產(chǎn)生溫度差，從而可以更優(yōu)良地發(fā)揮本發(fā)明的效果。由上述可知，在使用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件時由于凸緣外周側(cè)的溫度常為較低溫 度，因此構(gòu)成凸緣的外周側(cè)的材料沒有必要必須是鉑或鉑合金。本發(fā)明的結(jié)構(gòu) 件中，鉑或鉑合金制的凸緣也可以在其外端部具有由鉑或鉑合金以外的金屬材 料構(gòu)成的部位。作為該金屬材料，可例舉如鉬、鎢、鎳、鈀、銅以及它們的合金等。 另外，由這些金屬材料構(gòu)成的部位可以通過焊接、螺栓、螺釘?shù)裙潭ǚ椒?與鉬或鉑合金制的凸緣外端部接合。本發(fā)明的玻璃制造裝置中，可以使用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件作為通過高溫熔融玻 璃的熔融玻璃的導(dǎo)管。其中，優(yōu)選使用在玻璃制造裝置的使用時凸緣產(chǎn)生溫度 差的處所。作為該處的具體例，可例舉如減壓脫泡裝置的減壓脫泡槽、上升管 和下降管。上升管和下降管中，凸緣成為與減壓殼體的接合部。為了氣密接合，該接合部使用橡皮墊。因此，冷卻至橡皮墊的耐熱溫度以下(例如50 6(TC) 的凸緣的外周側(cè)和與熔融玻璃的導(dǎo)管相接合的凸緣的內(nèi)周側(cè)之間，存在非常大 的溫度差。具體地講，在使用減壓脫泡裝置時，凸緣內(nèi)周側(cè)的溫度為1100 1500°C，凸緣外周側(cè)的溫度為40 200°C。另外，在玻璃制造裝置中，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件作為被通電加熱的熔融玻璃的 導(dǎo)管來使用。該情況時，結(jié)構(gòu)件的凸緣可以作為通電加熱用的電極來使用。為 了與外部電源相連接，將凸緣的外周側(cè)冷卻。因此，與熔融玻璃的導(dǎo)管相接合 的凸緣的內(nèi)周側(cè)與凸緣的外周側(cè)之間產(chǎn)生非常大的溫度差。在熔融玻璃的制造 裝置的使用時，凸緣內(nèi)周側(cè)的溫度為1100 150(TC，凸緣外周側(cè)的溫度為40 200 。C。
在該凸緣中，由于溫度差引起的熱應(yīng)力有可能出現(xiàn)裂紋。
另外，玻璃制造裝置中出現(xiàn)溫度變化時，凸緣也承受熱應(yīng)力。承受由該溫 度變化引起的熱應(yīng)力時，與承受僅由溫度差引起的應(yīng)力的情況相比較，出現(xiàn)裂 紋的可能性更高。
本發(fā)明的玻璃制造裝置中，通過使用具有應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的結(jié) 構(gòu)件，可以消除由于熱應(yīng)力在凸緣出現(xiàn)裂紋的危險。在減壓脫泡裝置的與減壓 殼體的接合部中所用的凸緣中一旦出現(xiàn)裂紋，則不能將減壓殼體內(nèi)維持所希望 的減壓狀態(tài)，因此無法將熔融玻璃中的氣泡除去至所希望的水平。另一方面， 如果在作為將導(dǎo)管通電加熱用的電極使用的凸緣中出現(xiàn)裂紋，則不能將導(dǎo)管通 電加熱，因此熔融玻璃與導(dǎo)管之間出現(xiàn)溫度差，難以制造玻璃。另外，如果不 能在導(dǎo)管中通電加熱，則出現(xiàn)激烈的溫度變化，由于由此引起的熱應(yīng)力，有可 能出現(xiàn)新的裂紋。本發(fā)明的玻璃制造裝置可以解決該問題。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件優(yōu)選應(yīng)用于玻璃制造用的減壓脫泡裝置。其原因如下減 壓脫泡裝置中，在中空圓筒管的內(nèi)部流通高溫的熔融玻璃，另一方面，由于必 須將裝置內(nèi)保持真空，因此必須將凸緣的端部與冷卻的部位相連接，由此，在 減壓脫泡裝置中，在中空圓筒管與凸緣存在非常大的溫度差的特殊環(huán)境下使用 中空圓筒管。
實施例
以下，通過實施例進一步說明本發(fā)明。 (實施例)
本實施例中，制成了圖4和圖5所示的鉑-銠合金(鉑90質(zhì)量％、銠10質(zhì) 量％)制的結(jié)構(gòu)件。另外，凸緣3被焊接在中空圓筒體2的外周部。凸緣3為 圓形的凸緣，將應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4形成為與凸緣呈同心圓。結(jié)構(gòu)件l的各部
的尺寸如下所示。 中空圓筒體2 內(nèi)徑405mm 長度650mm 厚度2. 8mm 凸緣3 X: 122. 5隱 Y: 217. 5mm
(X / Y = 0. 563) 厚度1.6mm Dt: 65mm D2: 40腦
另外，在圖4和圖5所示的結(jié)構(gòu)件1中，將應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4形成在其 使用時的溫度在鉑-銠合金的熔點的45%的部分。
分別將中空圓筒管2和凸緣3的外緣部機械固定。在將凸緣3的外緣部保 持在常溫(40。C)的狀態(tài)下，將中空圓筒體2加熱至1400°C。另外，通過進行三 維彈塑性分析，計算出該狀態(tài)下凸緣3各部的熱應(yīng)力及由該熱應(yīng)力引起的在凸 緣3各部發(fā)生的變形。分別將結(jié)果示于圖7 圖9。圖7為顯示凸緣3各部的 熱應(yīng)力的圖。圖8顯示了凸緣3各部的熱應(yīng)力相對于構(gòu)成該部位的材料的抗拉 強度的比值。圖9為顯示在凸緣3各部出現(xiàn)的變形的圖。圖9中，以凸緣3外 周部處發(fā)生的變形作為1時的相對比，顯示了凸緣3各部中發(fā)生的變形。另外， 圖7 圖9中，X顯示了從中空圓筒管2的外周部到凸緣3上的各部位的距離， Y顯示了從中空圓筒管2的外周部到凸緣3外緣部的距離。
(比較例)
制成圖6所示的鉑制的結(jié)構(gòu)件作為比較例。圖6所示的結(jié)構(gòu)件1'中，凸 緣3'為不具有應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)的平的圓板狀。結(jié)構(gòu)件1'的各部的尺寸以 下所示。
中空圓筒體2'
內(nèi)徑405mra
長度650mm
厚度3. Omm
凸緣3'
Y: 217.5mm
厚度3. Omm
對于比較例的結(jié)構(gòu)件1'，在與實施例相同的條件下加熱，通過進行三維 彈塑性分析，計算出凸緣3'各部中施加的熱應(yīng)力及由該熱應(yīng)力引起的在凸緣 3'各部發(fā)生的變形。將結(jié)果示于圖7 圖9。
由圖7和圖9可知，相對于比較例的結(jié)構(gòu)件l'中的熱應(yīng)力及由其引起的 變形集中在凸緣3'內(nèi)周側(cè)，實施例的結(jié)構(gòu)件1可以消除這些情況。gP，實施
例的結(jié)構(gòu)件l中，熱應(yīng)力及其引起的變形沒有集中在凸緣3的內(nèi)周側(cè)，而是集 中在較應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)4更外周側(cè)處。另外，由圖8可知，在實施例的結(jié)構(gòu) 件1中，與比較例的結(jié)構(gòu)件l'相比較，凸緣3各部所受熱應(yīng)力與構(gòu)成該部位 的材料的抗拉強度相比較具有充分的余地。
另外，在比較例的凸緣3'中的內(nèi)周側(cè)有裂紋的出現(xiàn)。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性
本發(fā)明的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件由中空圓筒管和設(shè)置在該中空圓筒管的 外周的凸緣形成，通過在該凸緣部設(shè)置應(yīng)力變形吸收裝置可以防止裂紋的出 現(xiàn)，因此適合應(yīng)用于玻璃制造裝置的熔融玻璃的導(dǎo)管。
另外，在此引用2005年3月8日提出申請的日本專利申請2005-63835號 的說明書、權(quán)利要求、附圖以及摘要的全部內(nèi)容，作為本發(fā)明的公開內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，它是由中空圓筒體和設(shè)置成從中空圓筒體的外周呈放射狀延伸的凸緣構(gòu)成的、在高溫環(huán)境下使用的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，其特征在于，在上述凸緣中設(shè)置應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求l所述的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，其特征在于，上述凸緣為圓板狀，且上述應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)為與上述凸緣形成同心圓的變形部。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，其特征在于，將上述應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)設(shè)置于上述結(jié)構(gòu)件使用時的溫度在構(gòu)成上述凸緣的材料的 熔點的1/2以下的部位。
4. 如權(quán)利要求3所述的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，其特征在于，將上述應(yīng)力 變形吸收結(jié)構(gòu)設(shè)置于上述結(jié)構(gòu)件使用時的溫度在構(gòu)成上述凸緣的材料的熔點 的1 / 10以上的部位。
5. 如權(quán)利要求1 4中任一項所述的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，其特征在于， 將上述應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)設(shè)置在滿足下式的部位，3/ 10^X/YS9/ 10X:從中空圓筒管的外周部到應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)的距離 Y:從中空圓筒管的外周部到凸緣外緣部的距離。
6. 如權(quán)利要求1 5中任一項所述的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，其特征在于， 使用時，上述應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)所受的熱應(yīng)力不到構(gòu)成上述凸緣的材料的抗拉 強度的70%。
7. 如權(quán)利要求1 6中任一項所述的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，其特征在于， 上述應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)為凸緣的階差部向傾斜方向傾斜的結(jié)構(gòu)。
8. 如權(quán)利要求7所述的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，其特征在于，與凸緣相平 行的上述階差部的尺寸為20 200mm，與凸緣相垂直的上述階差部的尺寸為 20 100mm。
9. 如權(quán)利要求1 8中任一項所述的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，其特征在于， 上述結(jié)構(gòu)件使用時的凸緣內(nèi)周側(cè)的溫度為H00 150(TC，外周側(cè)的溫度為40 400 。C。
10. 如權(quán)利要求1 9中任一項所述的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，其特征在于， 上述中空圓筒體的內(nèi)徑為50 800mm。
11. 如權(quán)利要求1 10中任一項所述的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，其特征在 于，上述中空圓筒體的長度為200 3000mm。
12. 如權(quán)利要求1 11中任一項所述的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，其特征在 于，被用于玻璃制造用的減壓脫泡裝置。
13. 如權(quán)利要求1 12中任一項所述的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，其特征在 于，在上述凸緣的外端部還設(shè)有由鉑或鉑合金以外的金屬構(gòu)成的部位。
14. 一種玻璃制造裝置，其特征在于，使用權(quán)利要求1 13中任一項所述 的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件作為熔融玻璃的導(dǎo)管。
15. —種減壓脫泡裝置，其特征在于，使用權(quán)利要求1 13中任一項所述 的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件作為熔融玻璃的導(dǎo)管。
16. 如權(quán)利要求14所述的玻璃制造裝置，其特征在于，上述凸緣成為用于 將上述鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件通電加熱的電極。
17. 如權(quán)利要求15所述的減壓脫泡裝置，其特征在于，上述凸緣成為用于 將上述鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件通電加熱的電極。
18. —種減壓脫泡裝置，其特征在于，使用權(quán)利要求1 13中任一項所述 的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件作為減壓脫泡裝置的上升管及/或下降管。
全文摘要
提供了合適作為熔融玻璃的導(dǎo)管的鉑制或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，以及將該結(jié)構(gòu)件作為熔融玻璃的導(dǎo)管使用的熔融玻璃的制造裝置。該鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件是由中空圓筒體和設(shè)置成從該中空圓筒體的外周呈放射狀延伸的凸緣構(gòu)成的、在高溫環(huán)境下使用的鉑或鉑合金制的結(jié)構(gòu)件，其特征在于，在上述凸緣中設(shè)置應(yīng)力變形吸收結(jié)構(gòu)。
文檔編號C03B5/225GK101132995SQ20068000694
公開日2008年2月27日 申請日期2006年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月8日
發(fā)明者浜島和雄, 阿部覚 申請人:旭硝子株式會社