專(zhuān)利名稱(chēng)：用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置，這種裝置可持續(xù)移除熔融玻璃中的氣泡。
為改進(jìn)成型玻璃產(chǎn)品的品質(zhì)，已使用一種抽真空除氣裝置，在已于熔化爐中熔化的熔融玻璃由成型裝置成型之前，去除產(chǎn)生在熔融玻璃內(nèi)的氣泡。這一傳統(tǒng)抽真空除氣裝置示于

圖12。
示于圖12的抽真空除氣裝置200使用于一處理過(guò)程中，其中，在一熔化箱212內(nèi)的熔融玻璃G被抽真空除氣且持續(xù)地供應(yīng)至一后序處理容器(未示出)，例如用于平板玻璃的處理容器的一浮動(dòng)處理槽，及供瓶子用的操作容器。產(chǎn)生真空的一抽真空外罩202具有一實(shí)質(zhì)上被水平罩于其內(nèi)的一抽真空除氣容器204，且一上升管206與一下降管208被置于該外罩202的二末端，以使垂直向下延伸。上升管206具有浸入熔化箱212上游凹坑214內(nèi)的熔融玻璃G中的并連通的一底部末端。該下降管208亦具有浸入后序處理容器(未示于圖)下游凹坑216內(nèi)的熔融玻璃G中并連通的一底部末端。
上升管206與抽真空除氣容器204連通。除氣之前的熔融玻璃G自該熔化箱212向上抽入該抽真空除氣容器204。下降管208與抽真空除氣容器204連通。除氣之后的熔融玻璃G自該抽真空除氣容器204向下抽取，且被導(dǎo)入后序處理容器(未示于圖)。在該抽真空外罩202中，例如磚的用于熱絕緣的熱絕緣材料210，設(shè)置在抽真空除氣容器204、上升管206與下降管208周?chē)?，以包覆這些部份進(jìn)行熱絕緣。抽真空外罩202可由例如不銹鋼金屬制造。抽真空外罩被一抽真空泵(未示于圖)所排空，以維持抽真空除氣容器204內(nèi)側(cè)在一減壓狀態(tài)，例如1/20至1/3的大氣壓力。其結(jié)果是，在上游凹坑214內(nèi)的未處理熔融玻璃G，被上升管206向上吸取，以導(dǎo)入該抽真空除氣容器204。在熔融玻璃G于該抽真空除氣容器204內(nèi)除氣之后，由下降管208將熔融玻璃向下抽取，且被導(dǎo)入該下游凹坑216。
在傳統(tǒng)抽真空除氣裝置200中，可處理具有例如在1200至1400℃的溫度之間的高溫熔融玻璃G。為了進(jìn)行這種高溫處理，與熔融玻璃G直接接觸的部份，例如抽真空除氣容器204，上升管206與下降管208，均由一圓形外殼所組成，該圓形外殼一般由例如白金貴金屬和白金-銠及白金-鉑的白金合金所制造，如本發(fā)明人的日本專(zhuān)利號(hào)碼JP-A-2221129中所揭示的。本發(fā)明人已使用白金合金制成的圓形外殼作為這些構(gòu)件應(yīng)用于該抽真空除氣裝置。
這些構(gòu)件之所以由例如白金合金的貴金屬制造的圓形外殼所組成，不只因?yàn)槿廴诓Ａ為高溫，而且因?yàn)橘F金屬在高溫熔融玻璃中的低反應(yīng)性，可防止由于與熔融玻璃的反應(yīng)而造成熔融玻璃具有異質(zhì)性，因?yàn)闆](méi)有不純物混入該熔融玻璃G的可能性，且可確保于高溫下達(dá)到某種程度的所需強(qiáng)度。特別是，該抽真空除氣容器204之所以由貴金屬制造的圓形外殼所組成，除了前述理由之外，還因?yàn)榭赏ㄟ^(guò)在圓形外殼內(nèi)流動(dòng)一電流而使該圓形外殼自行加熱，且在外殼內(nèi)的熔融玻璃可被均勻加熱，以維持熔融玻璃G的溫度于某一溫度。
當(dāng)抽真空除氣容器204由貴金屬制成時(shí)，考慮到例如高溫下的機(jī)械強(qiáng)度，圓形外殼較合適，因?yàn)槔绨捉鸬馁F金屬非常昂貴，故不能增加壁厚，使該圓形外殼具有一有限的直徑，且因?yàn)槌杀九c強(qiáng)度的關(guān)系，不能被制成大的尺寸。如此出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，即因?yàn)橛沙檎婵粘龤馊萜?04所除氣的熔融玻璃的流動(dòng)數(shù)量受到限制，使得該抽真空除氣容器204不能處理量大的流動(dòng)。如果圓形外殼的抽真空除氣容器204的長(zhǎng)度延伸，且增加熔融玻璃的流動(dòng)量以使具有較大的容積，因而增加整體除氣量，但會(huì)造成該裝置被伸長(zhǎng)且成本升高的問(wèn)題，即造成在抽真空除氣裝置內(nèi)的熔融玻璃的整體除氣量(流動(dòng)數(shù)量)不可能較大。
因?yàn)槿廴诓Ａ是通過(guò)粉末原材料的溶解作用所獲得的，最好考慮到溶解作用，在熔化容器212內(nèi)的溫度高時(shí)，考慮到抽真空除氣，熔融玻璃的粘性應(yīng)是低的，或該熔融玻璃G的溫度為高。雖然考慮到高溫強(qiáng)度，傳統(tǒng)抽真空除氣裝置200需要使用貴金屬合金制成抽真空除氣容器204及類(lèi)似物，但因?yàn)樵摵辖鸱浅０嘿F，考慮到成本，很難增加該圓形外殼的壁厚。即使如果使用如白金的貴金屬，在抽真空除氣裝置200的入口處的熔融玻璃G的溫度，如前所述的，被限制于某一溫度(1200-1400℃)。
在一成型機(jī)器(成型處理容器)內(nèi)成型該除氣之后的熔融玻璃的合適溫度已被限制在某一溫度，但根據(jù)將被成型的物件而使該溫度有所變化，例如成型一平板玻璃或瓶子時(shí)的溫度不同。當(dāng)使用貴金屬形成該抽真空除氣容器204時(shí)，在抽真空除氣裝置200的入口的熔融玻璃G的溫度限制在低于1400℃的溫度，如此，因?yàn)榱鲃?dòng)數(shù)量(整體排氣量〕不能更大且由熔融玻璃G所承載的熱量并不是很大，會(huì)造成熔融玻璃G在抽真空除氣裝置200內(nèi)的溫度下降，使得熔融玻璃G在抽真空除氣裝置200的出口溫度減少至低于所需要用以成型的溫度。因而，該熔融玻璃G會(huì)需要如前所述的在抽真空除氣容器204內(nèi)統(tǒng)一加熱。為了此種統(tǒng)一的加熱，該抽真空除氣容器204等需要由貴金屬制成的圓形外殼所組成，導(dǎo)致如前所述難以增加整體除氣量的問(wèn)題。
為了克服這些問(wèn)題，已建議使用不昂貴的例如火磚的耐火材料取代使用例如白金合金的昂貴貴金屬材料，來(lái)制造抽真空除氣容器20、上升管206與下降管208的路徑。
已知的是，當(dāng)該耐火材料使用于直接與熔融玻璃接觸的耐火材料時(shí)，在初始階段，在耐火材料的表面會(huì)產(chǎn)生細(xì)微氣泡，此即為使用耐火材料在熔化爐內(nèi)形成氣泡的現(xiàn)象。這些氣泡被區(qū)別為二種氣泡，一種為組合氧氣與耐火材料的碳、碳化物或氮化物而產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)氣體與氮(N2)氣體，因?yàn)樵撃突鸩牧吓c熔融玻璃接觸時(shí)，耐火材料表面上存在有還原狀態(tài)；其他種類(lèi)的氣泡，系耐火材料內(nèi)的孔口中的氣體與熔融玻璃接觸時(shí)，自耐火材料的表面上釋出所產(chǎn)生。
一般而言，耐火材料內(nèi)的孔口具有開(kāi)啟至耐火材料的外部表面的開(kāi)啟孔口(視孔)，及不開(kāi)啟至外部表面且獨(dú)立存在的關(guān)閉孔口。當(dāng)抽真空除氣裝置200為由至少具有一種孔口的耐火材料所制成時(shí)，在開(kāi)啟孔口的情況中，在與熔融玻璃接觸的初始階段，包含在孔口內(nèi)的氣體會(huì)快速的成為氣泡，且一小數(shù)量的氣泡在之后才從孔口內(nèi)產(chǎn)生。在關(guān)閉孔口的情況中，包含在孔口內(nèi)的氣體不會(huì)在耐火材料與熔融玻璃之間的接觸初始階段快速的成為氣泡。但是，因?yàn)槟突鸩牧系谋砻鏁?huì)因沖蝕而逐漸損壞，且在耐火材料內(nèi)的關(guān)閉孔口會(huì)接觸到熔融玻璃，而逐漸的由包含在孔口內(nèi)的氣體形成氣泡。
使用耐火材料于抽真空除氣裝置200內(nèi)的路徑時(shí)，即使作業(yè)后，也有可能自該耐火材料產(chǎn)生的氣泡在一段長(zhǎng)時(shí)間間歇產(chǎn)生。
使用耐火材料于抽真空除氣裝置200內(nèi)的路徑時(shí)，熔融玻璃G的溫度被建議設(shè)定在大約1200-1400℃，以防止使用白金為耐火材料的傳統(tǒng)抽真空除氣處理?xiàng)l件的改變，且預(yù)防通過(guò)增加熔融玻璃的溫度至高溫引起的加速該耐火材料的沖蝕。此一除氣處理溫度1200-1400℃，系相當(dāng)?shù)陀趦H使用精煉機(jī)的傳統(tǒng)除氣處理過(guò)程中的溫度(大約1400-1500℃)，在該處理過(guò)程中，氣泡由精煉機(jī)產(chǎn)生，且氣泡在熔融玻璃內(nèi)上升，且最終在熔融玻璃的液體表面上遭到破壞以進(jìn)行除氣。在使用耐火材料于供熔融玻璃用的抽真空除氣裝置中的路徑時(shí)，認(rèn)為由于使用在路徑中的耐火材料的沖蝕率相當(dāng)?shù)?，使得在耐火材料?nèi)的關(guān)閉孔口很難暴露至耐火材料表面上以產(chǎn)生氣泡。
但是，在抽真空除氣裝置路徑中使用耐火材料造成了一問(wèn)題，即因?yàn)槌龤馓幚硎且员葍H使用精煉機(jī)的傳統(tǒng)精煉階段中的除氣處理溫度低的溫度來(lái)進(jìn)行，造成熔融玻璃G的粘性高于使用精煉機(jī)的除氣處理的熔融玻璃G粘性，并使在耐火材料表面上產(chǎn)生的氣泡具有太小的上升速度，從而不易排除且有可能造成不充分除氣。
如果抽真空除氣容器204，上升管206與下降管208，均由比貴金屬便宜許多的耐火材料造成，且如果熔融玻璃G可如同使用貴金屬的情況中相同的持續(xù)抽真空除氣，則不需要考慮成本而限制使用材料，或與使用例如白金的貴金屬合金的情況比較，不需要因?yàn)榭紤]由材料使用的限制所導(dǎo)致的強(qiáng)度降低而限制該裝置的尺寸。設(shè)計(jì)自由度可顯著提高，不只可以將抽真空除氣裝置制成大的流動(dòng)數(shù)量，亦可于高溫下抽真空除氣。
但是，如果在抽真空除氣裝置200內(nèi)的所有組成部份均由火磚制成，會(huì)產(chǎn)生下列問(wèn)題。因?yàn)槔缟仙?06或下降管208的底部末端的管狀開(kāi)啟末端沒(méi)有任何支撐，必須僅通過(guò)粘劑的粘著力來(lái)支撐該重的火磚，故很難獲得強(qiáng)的強(qiáng)度。如果火磚是長(zhǎng)圓筒形形狀，成本會(huì)顯著增加。于此情況下，特別很難以火磚建造上升管206或下降管208的底部末端。
即使如果上升管206與下降管208的底部末端由火磚所建造，會(huì)出現(xiàn)在火磚之間的接合處易于破損或劣化的問(wèn)題，且火磚在鄰近熔化容器212內(nèi)的熔融玻璃G與空氣之間的界面位置處，易于產(chǎn)生反應(yīng)使選擇性下降，因?yàn)橛谠撐恢么嬖诟邷嘏c空氣。接合處或界面處的劣化，會(huì)在高度方向?qū)⑸仙?06或下降管208的底部末端變形為一不均等形狀，可能會(huì)導(dǎo)致例如破裂的損壞，且上升管206或下降管208的底部末端可能會(huì)部份破裂且掉出，導(dǎo)致耐用性差。如果破裂的火磚混入熔融玻璃G，導(dǎo)致不可能在玻璃內(nèi)維持均質(zhì)性組成成份的問(wèn)題。
當(dāng)供高溫熔融玻璃用的路徑，如傳統(tǒng)抽真空除氣裝置中的由白金制造時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮由于薄白金的磨損而形成孔，且在玻璃產(chǎn)品的制造暫時(shí)停止后，需要可以在短時(shí)間內(nèi)整修與替換該裝置中的白金。為了修補(bǔ)與替換該路徑，必須釋放該還原狀態(tài)，且自該抽真空容器、上升管與下降管的內(nèi)側(cè)排出所有熔融玻璃，以將整體抽真空裝置的溫度降至正常溫度，然后，用白金進(jìn)行修補(bǔ)與替換。因?yàn)檫m合在上升管與下降管的底部末端切斷該熔融玻璃，以供修補(bǔ)或替換該白金，該抽真空除氣裝置需要具有整體裝置可被提升1公尺的結(jié)構(gòu)，當(dāng)修補(bǔ)上升管和下降管時(shí)，用以將上升管和下降管與其下的高溫玻璃貯器分開(kāi)。但是，提升具有一固體結(jié)構(gòu)的整體抽真空除氣裝置200，需要進(jìn)行危險(xiǎn)的非常困難的作業(yè)，因?yàn)樵撗b置很大且很重，且該裝置作業(yè)時(shí)在高溫下被置于還原狀態(tài)。
如前所述，例如與熔融玻璃G直接接觸的抽真空除氣容器204、上升管206與下降管208的熔融玻璃的路徑，在該傳統(tǒng)的抽真空除氣裝置200中，由白金或例如白金-銠的白金合金所制造。雖然例如白金或白金合金的貴金屬或其合金與其他金屬比較具有良好的耐高溫性與高溫強(qiáng)度，但貴金屬或其合金具有固有的限制。為將抽真空除氣容器204、上升管206與下降管208制成較大，需要將容器與管的壁厚制成較厚。但是，例如白金的貴金屬非常昂貴，使得制造抽真空除氣容器200的成本非常高。因?yàn)檩^大尺寸的裝置容器與管的壁需較厚，故大大增加該裝置的成本。在使用貴金屬合金的情況中，考慮到成本，必須限制該裝置的擴(kuò)大。
如此，因?yàn)榭稍诔檎婵粘龤馊萜?04內(nèi)除氣的熔融玻璃的流動(dòng)數(shù)量受到限制，不可能制造具有大的流動(dòng)數(shù)量的抽真空除氣裝置。
如前所述，傳統(tǒng)抽真空除氣裝置的制造是昂貴的，雖然具有非常高的熔融玻璃的除氣效率，但不能建造提供大流動(dòng)數(shù)量的裝置。其結(jié)果，傳統(tǒng)的抽真空除氣裝置，主要使用在供專(zhuān)業(yè)應(yīng)用的玻璃，例如光學(xué)使用與電氣使用的玻璃，其中，存在不可接受的微細(xì)氣泡，且此種玻璃只能小量生產(chǎn)。
如前所述，較佳的是，當(dāng)玻璃在熔化容器內(nèi)熔融時(shí)，熔化容器內(nèi)的溫度是高的，且較佳的是，當(dāng)執(zhí)行抽真空除氣處理時(shí)，熔化容器的溫度亦為高的。即使如果使用例如白金的貴金屬，當(dāng)溫度升高時(shí)，強(qiáng)度必然較低。抽真空除氣容器增加壁厚，隨之直接增加了成本。在該情況下，抽真空除氣裝置入口處的熔融玻璃溫度限定在1200-1400℃，且已可以被上升至所需溫度。
另一方面，近來(lái)，需要使用具有高除氣效率的一抽真空除氣裝置，以處理大量生產(chǎn)的玻璃，例如供建筑物或車(chē)輛用的玻璃。當(dāng)抽真空除氣容器、上升管與下降管均由例如白金的貴金屬合金制造時(shí)，考慮到成本，不可能接受使用該具有貴金屬于其內(nèi)的傳統(tǒng)抽真空除氣裝置，來(lái)大量生產(chǎn)玻璃，因?yàn)槔绨捉鸬馁F金屬非常昂貴。
如圖12所示，如果在該傳統(tǒng)抽真空除氣容器200內(nèi)的抽真空除氣容器204、上升管206與下降管208，均由耐火材料組成，嘗試將該裝置制成較大，且將整體除氣量制成較大，但造成了從該耐火材料表面產(chǎn)生的耐火材料氣泡進(jìn)入熔融玻璃內(nèi)的問(wèn)題。
當(dāng)抽真空除氣裝置的抽真空除氣容器204、上升管206與下降管208，均由耐火材料制造時(shí)，會(huì)造成在耐火材料件之間的接合處被高溫熔融玻璃惡化的情況，且因?yàn)樯仙?06與下降管208的底部末端均浸入上游和下游的凹坑214和216內(nèi)，故在做為該熔融玻璃G的一自由表面的空氣界面處，造成劣化。當(dāng)抽真空除氣裝置由耐火材料組成，與主要由白金組成的該抽真空除氣裝置比較，因?yàn)槟突鸩牧系慕Y(jié)構(gòu)較密實(shí)，且使用的耐火材料主要為電鑄磚，故整體裝置較重。將抽真空除氣容器204、上升管206、下降管208及在抽真空外罩202內(nèi)的熱絕緣材料210(如示于圖12中的傳統(tǒng)抽真空除氣裝置200)整體提升是一非常困難與危險(xiǎn)的工作。
當(dāng)具有例如傳統(tǒng)抽真空除氣裝置的小的整體除氣量(流動(dòng)的數(shù)量)的抽真空除氣裝置系單一使用而操作時(shí)，反應(yīng)所需的玻璃產(chǎn)量而調(diào)整熔融玻璃G的流動(dòng)數(shù)量時(shí)，所具有的可使用的流動(dòng)數(shù)量的范圍較為狹窄，造成難以迅速克服生產(chǎn)改變。
如果形成該抽真空除氣容器204、上升管206與下降管208等的白金或白金合金破裂時(shí)，需耗時(shí)數(shù)月時(shí)間修復(fù)，造成在修補(bǔ)時(shí)，沒(méi)有抽真空除氣裝置可用，而影響了生產(chǎn)該玻璃產(chǎn)品。
本發(fā)明的第一目的是排除這些問(wèn)題，且提供用于熔融玻攙的一種抽真空除氣裝置，可以低成本制造，以例如15噸/日的流動(dòng)數(shù)量之大的流動(dòng)數(shù)量來(lái)除氣該熔融玻璃，并與一大尺寸玻璃熔化容器及一大尺寸成型處理容器一起使用，且將該裝置的尺寸制成小于該玻璃熔化容器與該成型處理容器。
本發(fā)明第二目的是排除這些問(wèn)題，且提供用于熔融玻璃的一種抽真空除氣裝置，其中，從持續(xù)供應(yīng)的熔融玻璃中移除氣泡，可確保對(duì)抗于高溫熔融玻璃的充份耐用性，顯著減少該裝置的成本，將該裝置容量制成較大，增加抽真空除氣處理溫度。
本發(fā)明第三目的是排除這些問(wèn)題，且提供用于熔融玻璃的一種抽真空除氣裝置，可減少該裝置制造成本，改進(jìn)該裝置的設(shè)計(jì)自由度以建造具有大的流動(dòng)數(shù)量的裝置，在高溫下進(jìn)行抽真空除氣處理，且經(jīng)由以耐火材料組成的抽真空除氣容器、上升管與下降管，并將之固定為一整體，以排除用于升起該裝置的困難與危險(xiǎn)的操作，該耐火材料遠(yuǎn)較例如白金的貴金屬合金便宜。
本發(fā)明第四目的是排除這些問(wèn)題，且提供用于熔融玻璃的一種抽真空除氣裝置，其可以處理大量熔融玻璃，快速克服在生產(chǎn)中的改變，獲得具有優(yōu)異均質(zhì)性的熔融玻璃。
為實(shí)現(xiàn)第一目的，本發(fā)明人已在耐火材料上獲得極大的研究成果，該耐火材料可取代例如白金合金的貴金屬材料，而用在用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置內(nèi)。本發(fā)明人根據(jù)下列的發(fā)現(xiàn)來(lái)提供本發(fā)明。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)當(dāng)抽真空除氣容器由耐火材料取代例如白金合金的貴金屬材料組成時(shí)，無(wú)論所使用的耐火材料的種類(lèi)為何，成本比使用貴金屬材料低，建造可處理大流動(dòng)數(shù)量的熔融玻璃的抽真空除氣裝置，且在熔化爐中產(chǎn)生的氣泡可自熔融玻璃中除氣。本發(fā)明人亦發(fā)現(xiàn)，與熔融玻璃接觸的耐火材料的表面區(qū)域相對(duì)于熔融玻璃的流動(dòng)數(shù)量而成為相當(dāng)?shù)拇螅驗(yàn)樵摮檎婵粘龤馊萜鞯娜莘e被限制于某一尺寸，以獲得密實(shí)性及良好的操作性，某些種類(lèi)的耐火材料易于被快速?zèng)_蝕，且不能忽視自開(kāi)啟孔口產(chǎn)生的氣泡的數(shù)量。
本發(fā)明人亦發(fā)現(xiàn)自耐火材料的孔口產(chǎn)生的氣泡，在高粘性的熔融玻璃內(nèi)不會(huì)升起且維持在熔融玻璃內(nèi)，因?yàn)樵摎馀萏∫灾虏荒苁褂镁珶挋C(jī)來(lái)將熔融玻璃內(nèi)的氣泡升起并除氣，與由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡比較，因?yàn)樽栽摽卓诋a(chǎn)生的氣泡的尺寸大到可以用眼看到，故該氣泡會(huì)大為劣化玻璃產(chǎn)品的品質(zhì)。
本發(fā)明人研究自與熔融玻璃直接接觸的耐火材料的表面或自開(kāi)啟孔口產(chǎn)生的氣泡數(shù)量，和由于耐火材料的沖蝕而與熔融玻璃接觸的關(guān)閉孔口產(chǎn)生的氣泡數(shù)量，相對(duì)于抽真空除氣之后仍遺留在熔融玻璃內(nèi)的氣泡數(shù)量間的關(guān)系。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)用于抽真空除氣裝置的耐火材料的多孔性，可被限制在某一值或不大于5％，以便長(zhǎng)時(shí)間的將自與熔融玻璃直接接觸的耐火材料表面及自該沖蝕表面所產(chǎn)生的氣泡數(shù)量減至最少，且即使如果該氣泡未被完全除氣，剩余氣泡數(shù)量在該玻璃產(chǎn)品可接受的剩余數(shù)量范圍內(nèi)，該耐火材料適合用于抽真空除氣裝置內(nèi)。本發(fā)明人亦已發(fā)現(xiàn)這種耐火材料可用以除氣大量的熔融玻璃，且該種耐火材料可被提供在一大尺寸玻璃熔化容器與一大尺寸成型處理容器內(nèi)。根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明人已可達(dá)到本發(fā)明的目的。
較佳的是，耐火材料具有不大于3％的多孔性。較佳的是，該耐火材料為電鑄耐火材料或微細(xì)過(guò)燒耐火材料。較佳的是，該電鑄耐火材料為氧化鋁電鑄耐火材料、氧化鋁電鑄耐火材料及氧化鋁-氧化鉻-氧化矽電鑄耐火材料的至少其中之一。較佳的是，該微細(xì)過(guò)燒耐火材料為氧化鋁微細(xì)過(guò)燒耐火材料，氧化鉻-氧化矽微細(xì)過(guò)燒耐火材料，及氧化鋁-氧化鉻-氧化矽微細(xì)過(guò)燒耐火材料的至少其中之一。
較佳的是，該電鑄耐火材料的至少直接接觸熔融玻璃的表層被剝除。較佳的是，該電鑄耐火材料的表層被至少剝除5mm，且表層被剝除的該電鑄耐火材料具有不大于1％的視孔隙度。
根據(jù)本發(fā)明第一模式，提供一種用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置，包括一抽真空外罩，用以在其內(nèi)產(chǎn)生一真空；一抽真空除氣容器，被罩于該抽真空外罩內(nèi)；一導(dǎo)入設(shè)備，與該抽真空除氣容器連通，以將除氣之前的熔融玻璃導(dǎo)入抽真空除氣容器內(nèi)；及一排出設(shè)備，與抽真空除氣容器連通，以將除氣之后的熔融玻璃自該抽真空容器排出；其中，至少導(dǎo)入設(shè)備與排出設(shè)備之一包含一流動(dòng)大數(shù)量熔融玻璃流的一路徑，且至少該路徑的與熔融玻璃直接接觸的一部份由具有不大于5％的多孔性耐火材料所組成。
根據(jù)本發(fā)明第二模式，提供一種用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置，包括一抽真空外罩，用以在其內(nèi)產(chǎn)生一真空；一抽真空除氣容器，被罩于該抽真空外罩內(nèi)；一導(dǎo)入設(shè)備，與該抽真空除氣容器連通，以將除氣之前的熔融璃導(dǎo)入抽真空除氣容器內(nèi)；及一排出設(shè)備，與抽真空除氣容器連通，以將除氣之后的熔融玻璃自該抽真空容器排出；其中，抽真空除氣容器包含用以流動(dòng)大數(shù)量熔融玻璃流的一路徑，及一除氣空間，且至少該路徑的與熔融玻璃直接接觸的一部份由具有不大于5％的多孔性耐火材料所組成。
較佳的是，該抽真空除氣容器的路徑具有一矩形剖面。
較佳的是，每一導(dǎo)入設(shè)備包括一上升管與一下降管，且至少該上升管與下降管之一由具有不大于5％的多孔性耐火材料組成。亦為較佳的是，至少該上升管與下降管之一包含一具有矩形剖面的路徑。亦為較佳的是，至少該上升管與下降管之一與抽真空除氣容器均被罩于該抽真空外罩內(nèi)。
較佳的是，在抽真空除氣容器的路徑內(nèi)的熔融玻璃的流率不少于15噸/日。
通過(guò)提供一用以冷卻該熔融玻璃的冷卻設(shè)備，可將在抽真空除氣容器路徑內(nèi)的熔融玻璃的流率，增加至不少于30噸/日。
用以實(shí)現(xiàn)第二目的的本發(fā)明第三模式，該導(dǎo)入設(shè)備包含一上升管及與上升管的底部末端連通的一延伸管，且該排出設(shè)備包含一下降管及與下降管的底部末端連通的一延伸管，其中，根據(jù)該第二相態(tài)，至少上升管與下降管與熔融玻璃直接接觸的部份由具有不大于5％的多孔性耐火材料所組成，且上升管與下降管的延伸管，均由白金或白金合金形成在用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置。
較佳的是，至少該延伸管之一包含具有一凸緣的一頂部末端，且通過(guò)嵌入并夾緊該凸緣于爐襯的接合處內(nèi)，將延伸管固定于上升管或下降管。
為實(shí)現(xiàn)第三目的，本發(fā)明已獲得許多研究成果，可以提供具有大容量及大流動(dòng)數(shù)量的裝置。對(duì)小于某一尺寸的微細(xì)氣泡的容許度，在用于大量制造建筑物或車(chē)輛用的玻璃中，比供光學(xué)應(yīng)用或電氣應(yīng)用的玻璃要求低。在建筑物或車(chē)輛用的玻璃的情況中，存在具有不大于0.3mm的較大直徑的微細(xì)氣泡，是可接受的。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)多個(gè)自電鑄耐火材料產(chǎn)生的氣泡，均具有不大于0.2mm的直徑，并具有大于0.2mm直徑的氣泡，隨著時(shí)間推移，并不會(huì)自電鑄耐火材料中產(chǎn)生，且取代貴金屬合金的該種電鑄耐火材料，可被使用在與熔融玻璃直接接觸且供熔融玻璃應(yīng)用的一路徑部份中。
本發(fā)明人亦發(fā)現(xiàn)，如果抽真空除氣容器、上升管與下降管，均由比貴金屬合金更便宜的電鑄耐火材料制造，且如果該熔融金屬如同在貴金屬合金的情況一樣持續(xù)抽真空除氣時(shí)，與使用例如白金的貴金屬合金的情況比較，不需要考慮成本而限制材料的使用，且因?yàn)椴牧系挠邢奘褂迷斐傻膹?qiáng)度降低而限制了裝置尺寸，故可顯著的改進(jìn)設(shè)計(jì)自由度，從而建造具有大的流動(dòng)數(shù)量的抽真空除氣裝置，且可以在于高溫下進(jìn)行抽真空除氣。
根據(jù)前述發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明人已實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。
根據(jù)本發(fā)明第四模式，該導(dǎo)入設(shè)備包含一上升管及一上游連接通路，用以連通該上升管與其內(nèi)具有該熔融玻璃自由表面的一熔化容器，或其內(nèi)具有該熔融玻璃自由表面的一上游開(kāi)啟槽造；該排出設(shè)備包含一下降管，及一下游連接通路，用以連通該下降管與其內(nèi)具有熔融玻璃自由表面的一下游開(kāi)啟槽道，或其內(nèi)具有熔融玻璃自由表面的一處理容器；該上游連接通路，上升管，抽真空除氣容器，下降管與下游連接通路，形成一連續(xù)的封閉通路；與該熔融玻璃直接接觸的該連續(xù)封閉通路部份，系均由具有不大于5％的多孔性耐火材料組成在根據(jù)第二模式的抽真空除氣裝置內(nèi)。
較佳的是，抽真空外罩包括一金屬外殼，該金屬外殼包覆抽真空除氣容器，上升管，下降管，上游與下游連接通路，且于抽真空除氣容器與抽真空外罩之間的空間，及在上升管，下降管，上游與下游連接通路與抽真空外罩之間的空間，具有一多層結(jié)構(gòu)剖面，并以火磚制造的熱絕緣材料填入。
較佳的是，抽真空除氣容器內(nèi)具有1/20至1/3的大氣壓力，且熔融玻璃具有不大于104.5泊的粘性，并以不大于50mm/sec的流動(dòng)量流動(dòng)在抽責(zé)空除氣容器內(nèi)。
根據(jù)用以實(shí)現(xiàn)第四目的的一第五模式，提供一種平行配置的抽真空除氣裝置，包括多個(gè)抽真空除氣單元，用以抽真空除氣自一熔化容器所供應(yīng)的熔融玻璃；及一合并單元，用以合并自該抽真空除氣單元所供應(yīng)的熔融玻璃，攪動(dòng)并合并熔融玻璃，且將攪動(dòng)后的熔融玻璃供應(yīng)至一下游側(cè)；其中，每一抽真空除氣單元包含一產(chǎn)生真空的抽真空外罩，被罩于該抽真空外罩內(nèi)的一抽真空除氣容器，用以抽真空除氣該熔融玻璃，一導(dǎo)入設(shè)備與抽真空除氣容器連通，以將除氣之前的熔融玻璃導(dǎo)入抽真空除氣容器內(nèi)；及一排出設(shè)備與抽真空除氣容器連通，以將除氣之后的熔融玻璃自抽真空除氣容器排入合并單元內(nèi)；其中，設(shè)置一壓力均衡管以連通于抽真空除氣單元之間。
較佳的是，導(dǎo)入設(shè)備包括一上升管，用以升起除氣之前的熔融玻璃，以將熔融玻璃導(dǎo)入抽真空除氣容器內(nèi)，且該排出設(shè)備包括一下降管，用以自抽真空除氣容器向下退出排氣之后的熔融玻璃，以將熔融玻璃導(dǎo)出至合并單元內(nèi)。
較佳的是，合并單元包含多個(gè)貯器，每一貯器均與每一導(dǎo)入設(shè)備連通，一合并容器經(jīng)由喉部而與貯器連通，且一攬動(dòng)容器與合并單元的下游側(cè)連通。
較佳的是，壓力均衡管具有一旋塞，可用以切斷抽真空除氣容器之間的連通。
較佳的是，該熔融玻璃為純鹼石灰玻璃。
較佳的是，與熔融玻璃直接接觸的導(dǎo)入設(shè)備，抽真空除氣容器及排出設(shè)備的至少一主要部份，由具有不大于5％的多孔性耐火材料所組成。
較佳的是，在第一至第五模式中的耐火材料的多孔性不大于3％。
較佳的是，該耐火材料為電鑄耐火材料或微細(xì)過(guò)燒耐火材料。較佳的是，該電鑄耐火材料為氧化鋁電鑄耐火材料、氧化鋯電鑄耐火材料、及氧化鋁-氧化鉻-氧化矽電鑄耐火材料的其中之一。較佳的是，該細(xì)微過(guò)燒耐火材料為氧化鋁微細(xì)過(guò)燒耐火材料，氧化鋯-氧化矽微細(xì)過(guò)燒耐火材料、及氧化鋁-氧化鋯-氧化矽細(xì)微過(guò)燒耐火材料的其中之一。
較佳的是，該電鑄耐火材料與熔融玻璃直接接觸的至少一表層系被剝除的。
較佳的是，該電鑄耐火材的表層至少被剝除5mm，且被至少剝除5mm的表層的電鑄耐火材料，具有不大于1％的視孔隙度。
參照所附附圖，通過(guò)下述的詳細(xì)說(shuō)明，將會(huì)對(duì)本發(fā)明有較清楚的了解，且可對(duì)本發(fā)明的目的與許多優(yōu)點(diǎn)更了解，其中圖1是一示意性垂直剖面圖，它示出本發(fā)明一實(shí)施例的用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置；圖2是一圖表，用以解釋耐火材料的視孔隙度與由熔融玻璃引起的耐火材料的沖蝕速率之間的關(guān)系；圖3是沿圖1的線(xiàn)Ⅱ-Ⅱ截取的一剖面圖；圖4是一示意圖，用以解釋本發(fā)明抽真空除氣裝置與一傳統(tǒng)抽真空除氣裝置之間在垂直剖面形狀與流率上的關(guān)系；圖5是一示意性垂直剖面圖，它示出本發(fā)明另一實(shí)施例的抽真空除氣裝置；圖6是一示意性垂直剖面圖，它示出在圖5裝置內(nèi)的一上升管與一延伸管之間的連結(jié)部份；圖7是一示意性垂直剖面圖，它示出本發(fā)明另一實(shí)施例的用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置；圖8是一示意性垂直剖面圖，它示出本發(fā)明另一實(shí)施例的用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置；圖9是一示意性平面圖，它示出本發(fā)明一實(shí)施例的抽真空除氣裝置的平行配置；圖10是沿圖9的線(xiàn)Ⅹ-Ⅹ截取的示意性剖面圖，它示出了圖9裝置內(nèi)的一第一抽真空除氣單元與一合并單元；圖11是一局部的水平剖面圖，它示出了一實(shí)施例的合并單元；及圖12是一示意性垂直剖面圖，它示出了一傳統(tǒng)抽真空除氣裝置。
現(xiàn)在，參照示于附圖中的適當(dāng)?shù)膶?shí)施例，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置。
首先，參照所附圖形，解釋本發(fā)明第二模式的用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置。
圖1是一示意性垂直剖面圖，它示出了根據(jù)第二相態(tài)的一實(shí)施例的用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置。圖3是沿著圖1裝置內(nèi)的一抽真空除氣容器。
第二相態(tài)的用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置10使用在一處理過(guò)程中，其中，在熔化容器24內(nèi)的熔融玻璃G被抽真空除氣，且抽真空除氣后的熔融玻璃持續(xù)供應(yīng)至一后序處理容器(未示于圖中)，例如做為供平板玻璃用的成型處理容器的浮動(dòng)處理槽，及用于瓶子的一成型操作容器。如圖所示，該裝置包含一抽真空外罩12，該外罩12形成為矩形拱型形狀或一倒U字母形狀，且由不銹鋼制成，一抽真空除氣容器14被水平的罩于抽真空外罩12內(nèi)，及被垂直安排在抽真空外罩12內(nèi)的一上升管16與一下降管18，其各頂部末端安裝至抽真空容器14的右與左側(cè)末端。對(duì)于所示的抽真空除氣裝置10，在抽真空除氣容器14與抽真空外罩12之間的空間，及在上升和下降管16和18與抽真空外罩12之間的空間，均以熱絕緣材料20填入，以熱絕緣方式覆蓋每一抽真空除氣容器與該上升及下降管16和18的周邊。于所示的抽真空除氣裝置10，抽真空外罩12內(nèi)的下降管18的一頂部部份設(shè)有環(huán)繞周邊且做為冷卻設(shè)備22的一冷卻管22a。
在所示范例中，上升管16具有被罩于抽真空外罩12的支架12a內(nèi)的一頂部部份。上升管16具有自抽真空外罩12的支架12a伸出的一底部部份，且置入一上游凹坑26的開(kāi)啟末端內(nèi)，從而浸入上游凹坑26內(nèi)的熔融玻璃G中。上游凹坑26與熔化容器24連通的。另一方面，下降管18具有被罩于抽真空外罩12的支架126內(nèi)的一頂部部份。下降管18具有自抽真空外罩12的支架126延伸的一底部部份，且置入一下游凹坑28的開(kāi)啟末端內(nèi)，以便被浸入下游凹坑28內(nèi)的熔融玻璃G中。下游凹坑28與一未示于圖中的后序處理容器為連通的。
在所示范例中，抽真空外罩12由不銹鋼制造，具有包含二支架12a與12b的矩形拱型形狀。抽真空外罩著該抽真空容器14、上升管16與下降管18，并用作為一壓力容器，以維持特別是該抽真空除氣容器14的內(nèi)側(cè)于某種減壓條件下(后詳述)。抽真空外罩的頂部右側(cè)部份(參照?qǐng)D1)設(shè)有一吸氣口12c，以減壓外罩的內(nèi)側(cè)。抽真空外罩12的吸氣口12c連接至例如一抽真空泵(未示出)。只要抽真空外罩12的形狀與材料不會(huì)防礙該抽真空外罩執(zhí)行適當(dāng)?shù)墓δ?，?duì)形狀與材料均無(wú)限制。抽真空外罩12較佳的由金屬制成，特別是不銹鋼或耐熱鋼。
抽真空容器14的底部左側(cè)部份(參照?qǐng)D1)與上升管16的頂部末端連通，底部右側(cè)部份(參照?qǐng)D1)與下降管18的頂部末端連通，在頂部左側(cè)部份與頂部右側(cè)部份(參照?qǐng)D1)處，設(shè)有吸氣口14a與14b，以維持抽真空除氣容器14內(nèi)側(cè)處于某種減壓狀態(tài)(設(shè)定的減壓條件)。在抽真空除氣容器14內(nèi)，自上升管16引入的熔融玻璃G朝向圖1的右側(cè)方向流動(dòng)，且被導(dǎo)出該抽真空除氣容器14，該容器14內(nèi)包含有一頂部空間14s，以破壞在熔融玻璃G中升起的氣泡。在抽真空除氣容器14中，設(shè)有遮斷片30a與30b，遮斷件的一部份浸入熔融玻璃G內(nèi)，剩余部份則伸出進(jìn)入頂部空間14s內(nèi)，用以阻擋熔融玻璃G內(nèi)上升的氣泡，以增強(qiáng)破壞氣泡的能力，且減少或避免該氣泡在下流方向流出。
抽真空除氣容器14內(nèi)側(cè)的減壓狀態(tài)，例如根據(jù)熔融玻璃G的粘性(溫度)條件，定為1/20-1/3大氣壓力。熔化容器24內(nèi)的熔融玻璃G與在抽真空除氣容器14內(nèi)的熔融玻璃G之間的水平差H，根據(jù)設(shè)定的減壓狀態(tài)來(lái)設(shè)定該一水平差H，因此，熔融玻璃G具有類(lèi)似于滾水產(chǎn)生的上升氣泡造成的表面脹大的表層，且該上升氣泡造成的表層，可被防止接觸到抽真空除氣容器的頂部?jī)?nèi)部表面或一偵測(cè)窗，以防止玻璃材料的表層粘于這些部份，該粘著的玻璃材料會(huì)混入后序的熔融玻璃G內(nèi)，而出現(xiàn)有缺點(diǎn)的產(chǎn)品。當(dāng)抽真空除氣容器14內(nèi)的壓力定于1/20至1/3大氣壓力時(shí)，在熔化容器24與抽真空除氣容器14內(nèi)的熔融玻璃G的水平差H，需要大約為2.5至3.5公尺。
如圖3所示，抽真空除氣容器14內(nèi)形成一路徑，該路徑具有某一尺寸的一剖面形狀，較佳為矩形剖面形狀。抽真空容器由耐火材料34組成，形成某一長(zhǎng)度的外殼，較佳為一矩形外殼，較佳的為微細(xì)耐火材料，具有高的體密度(bulkdensity)及不高于5％的多孔性(Dorosity)，較佳的不高于3％。于本發(fā)明中，抽真空容器14內(nèi)的路徑40的剖面形狀是不受矩限制的。該剖面形狀可采用任何形狀，如示于圖3的矩形形狀，圓形形狀，梯形形狀及多角形狀。較佳的是，采用如示于圖3中的矩形形狀。在下面的說(shuō)明中，將采用矩形剖面形狀為一典型的范例。
該多孔性為被包含在耐火材料內(nèi)的孔口的體積與該耐火材料的總體積的比率，且由(1-體密比重/真空比重)×100％所代表。耐火材料內(nèi)具有較大的孔口體積，則具有較高的多孔性，耐火材料內(nèi)具有較小的孔口體積，則具有較低的多孔性?？卓诎_(kāi)啟孔口與關(guān)閉孔口，且均具有不大于10mm尺寸的空出空間。具有例如在電鑄耐火材料中的空隙大于10mm尺寸的空出空間不包含于前述的孔口。該空隙為在鑄造電鑄耐火材料時(shí)由體積收縮產(chǎn)生的空出空間。
根據(jù)本發(fā)明的第一模式的抽真空除氣裝置，與根據(jù)第二模式的裝置的基本不同之處在于抽真空除氣容器14內(nèi)的路徑40與熔融玻璃直接接觸的一部份由鋁合金制成，且至少上升管與下降管之一的與熔融玻璃直接接觸的部份由具有不大于5％的多孔性耐火材料組成。
現(xiàn)在，適合使用在與熔融玻璃直接接觸的熔融玻璃路徑的一部份的耐火材料，將在下面說(shuō)明。
用于本發(fā)明的耐火材料為具有不大于5％的多孔性耐火材料。為何使用具有不大于5％的多孔性耐火材料的理由是，由耐火材料內(nèi)的孔口氣體產(chǎn)生的熔融玻璃內(nèi)的氣泡數(shù)量，即使該耐火材料使用在例如與熔融玻璃直接接觸的抽真空除氣容器的路徑部份時(shí)，氣泡數(shù)量仍可維持在一可接受范圍內(nèi)，并具有優(yōu)異的耐沖蝕性，使該路徑或該抽真空除氣裝置的使用壽命均可達(dá)到要求。
接下來(lái)說(shuō)明，為何根據(jù)本發(fā)明所使用的耐火材料的多孔性限制在不大于5％的理由。
在混合于熔融玻璃內(nèi)的氣泡中，如前所述，氣泡產(chǎn)生孔口包含了產(chǎn)生氣泡的開(kāi)啟孔口與關(guān)閉孔口。在抽真空除氣處理的初始階段，開(kāi)啟孔口的多數(shù)氣泡于此階段產(chǎn)生，持續(xù)進(jìn)行抽真空除氣作業(yè)之后，氣泡的產(chǎn)生會(huì)逐漸減少。另一方面，在抽真空除氣處理進(jìn)行時(shí)，關(guān)閉孔口產(chǎn)生的氣泡會(huì)逐漸增加。如前所述，除非來(lái)自關(guān)閉孔口產(chǎn)生的氣泡，在熔融玻璃內(nèi)除氣，否則一定會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，因?yàn)殛P(guān)閉孔口產(chǎn)生的氣泡的直徑大于由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡。
在使用一般精煉機(jī)的除氣精煉處理的情況中，因?yàn)槿廴诓Ａг诟邷叵戮哂幸坏驼承缘目奢p易移除且除氣的氣泡，且因?yàn)樵诘蜏貢r(shí)的沖蝕非常小，因此，氣泡本身的數(shù)量應(yīng)該不是問(wèn)題。為這些原因，在抽真空除氣處理中的氣泡的數(shù)量亦不是問(wèn)題，因?yàn)槠渲袑⑻幚淼娜廴诓ＡУ臏囟仁堑偷摹?br> 但是，如前所述，于處理程序中產(chǎn)生且自關(guān)閉孔口產(chǎn)生的氣泡的問(wèn)題，在抽真空除氣處理中不可忽略，因?yàn)樵诔檎婵粘龤馊萜黧w積減少的需要，耐火材料的負(fù)載是10倍于一般除氣精煉處理。
當(dāng)耐火材料被使用在抽真空除氣容器14的路徑中時(shí)，容器內(nèi)的熔融玻璃G中的氣泡經(jīng)由減壓而除氣，與熔融玻璃G直接接觸的耐火材料暴露在減壓中，包含在耐火材料孔內(nèi)的氣體被吸入抽真空除氣容器14內(nèi)，且氣體自耐火材料中釋放進(jìn)入熔融玻璃，在熔融玻璃G內(nèi)產(chǎn)生大約為0.1至0.2mm尺寸的微細(xì)氣泡。由于減壓而自耐火材料中的孔口釋放的在熔融玻璃G內(nèi)產(chǎn)生的氣泡，包含自高粘性熔融玻璃內(nèi)上升的氣泡，及被維持在熔融玻璃G內(nèi)而未自抽真空容器中吸出的氣泡。
在抽真空除氣之前于熔融玻璃G內(nèi)產(chǎn)生的氣泡包含由用作熔化玻璃的原料的結(jié)晶碳酸鈉及用作精煉劑的硝酸鈉與硫酸鈉中所產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)氣體、二氧化硫(SO2)氣體，及氮(N2)氣體。由這些氣本產(chǎn)生的多數(shù)氣泡，可經(jīng)由抽真空除氣處理移除。剩余在熔融玻璃G內(nèi)的氣泡，主要由抽真空除氣容器的耐火材料產(chǎn)生的氣泡占有絕大多數(shù)。因此，必須抑制由耐火材料內(nèi)的孔所產(chǎn)生的氣泡。
在熔融玻璃通過(guò)該耐火材料時(shí)，耐火材料被沖蝕。在沖蝕發(fā)展時(shí)，多數(shù)關(guān)閉孔口被加速的暴露而產(chǎn)生氣泡。由此觀點(diǎn)，耐火材料的抗沖蝕性與由該熔融玻璃產(chǎn)生的沖蝕速率，會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題。已發(fā)現(xiàn)該抗沖蝕性(沖蝕速率)也與本發(fā)明所使用的耐火材料的多孔性相關(guān)。
圖2示出氧化鋁-氧化鉻-氧化矽的電鑄耐火材料的視孔隙度與由熔融玻璃引起的耐火材料的沖蝕速率之間的關(guān)系。該視孔隙度為在耐火材料中的開(kāi)啟孔口的多孔性。該沖蝕速率的測(cè)量，為耐火材料在已流過(guò)該熔融玻璃某段時(shí)間之后所發(fā)現(xiàn)的沖蝕數(shù)量。所使用的氧化鋁-氧化鉻-氧化矽的電鑄耐火材料的組成成份是40％氧化鋯(ZrO2),11.5％氧化矽(SiO2),47％氧化鋁(Al2O3),1.1％氫氧化鈉(Na2OH2)及0.4％的平衡劑。使用的玻璃為純鹼石灰(soda,lime)矽玻璃，且沖蝕溫度為1300℃。
如圖2所示，耐火材料的視孔隙度與沖蝕速率具有線(xiàn)性關(guān)系，其大約可以一線(xiàn)性方程式代表。
抽真空除氣容器與熔融玻璃的接觸區(qū)域?yàn)?0m2，熔融玻璃流(除氣產(chǎn)量)為100噸/天，圖2中所示的關(guān)系顯示出在0.5％視孔隙度(1.5％多孔性〕時(shí)的沖蝕速率為0.1mm/天，且于1％視孔隙度(2.5％多孔性)時(shí)的沖蝕速率為0.2mm/天。通過(guò)根據(jù)圖2所顯示的關(guān)系的插補(bǔ)法(extrapolation)，可發(fā)現(xiàn)在3％視孔隙度(5％多孔性)時(shí)的沖蝕速率為0.6mm/天，且于5％視孔隙度時(shí)的沖蝕速率為1.0mm/天。
由0.5％視孔隙度(1.5％多孔性)時(shí)的0.1mm/天的沖蝕速率，計(jì)算一多孔數(shù)量，可形成75cm3/天(=0.01cm/天×50×104cm2×0.015)。將該多孔數(shù)量轉(zhuǎn)換為具有0.5mm的直徑的氣泡的數(shù)量，可形成1.1×106氣泡/天(=75cm3/天/((4/3)×3.14×0.0253cm3)。1公斤玻璃的氣泡數(shù)量大約為11(=1.1×106氣泡/天/105公斤/天)。
視孔隙度為1％,3％，及5％下的計(jì)算結(jié)果，與0.5％視孔隙度的計(jì)算結(jié)果一起示于表1中。
表1
表1顯示出在氧化鋁-氧化鉻-氧化矽的電鑄耐火材料中，視孔隙度為3％時(shí)，每一公斤玻璃產(chǎn)生230氣泡。此一數(shù)字對(duì)瓶子玻璃等系可接受范圍的極限。
為可使用耐火玻璃于實(shí)際應(yīng)用的熔融玻璃的穩(wěn)定抽真空除氣處理中，至少使用在抽真空除氣容器內(nèi)的耐火材料，且較佳的使用在下降管，更佳的亦包含使用在上升管中的耐火材料，均具有不大于5％的多孔性，較佳的不大于3％。
如前所解釋的，當(dāng)在路徑中使用不大于5％的多孔性的耐火材料時(shí)，可對(duì)該熔融玻璃進(jìn)行充分的抽真空除氣處理，且沖蝕速率的減少可以達(dá)到該抽真空除氣容器所需要的壽命需求。
在供光學(xué)應(yīng)用或電子應(yīng)用的玻璃情況中，需要極高品質(zhì)的玻璃，且所需要的可接受氣泡數(shù)量為一很小的值，故所使用的耐火材料的多孔性不大于3％，且較佳的不大于0.5％，故不只抑制氣泡數(shù)量于可接受范圍內(nèi)，且抑制耐火材料的沖蝕，以維持該抽真空除氣容器14所需要的壽命。較佳的是，根據(jù)該玻璃產(chǎn)品的需要，選擇使用具有不同多孔性的耐火材料。
在本發(fā)明中可合適使用的與熔融玻璃直接接觸的熔融玻璃路徑的一部份的耐火材料為不大于5％、較佳的不大于3％的耐火材料。任何種類(lèi)的耐火材料均可使用，只要進(jìn)入該熔融玻璃G的耐火材料的溶離物不會(huì)劣化玻璃品質(zhì)，例如色澤與非均質(zhì)性質(zhì)等的品質(zhì)，且較佳的是，對(duì)熔融玻璃的反應(yīng)較小，且該耐火材料不易被熔融玻璃所沖蝕。該種耐火材料的一范例是例如電鑄耐火材料的具有不大于5％多孔性的細(xì)微耐火材料，及具有不大于5％多孔性的過(guò)燒(burned)耐火材料。該電鑄耐火材料較佳的具有不大于3％的多孔性，且該過(guò)燒耐火材料較佳的具有不大于3％的多孔性。
該電鑄耐火材料，是在該耐火材料被電子熔融之后，鑄成某種形狀所制成。該過(guò)燒耐火材料，是在耐火材料成型之后，于某一溫度下進(jìn)行熱處理，以獲得例如強(qiáng)度的某些特性。
任何種類(lèi)的電鑄耐火材料在本發(fā)明中均可接受，只要其多孔性不大于5％。較佳的是，該電鑄耐火材料具有高的體密度與不大于3％的多孔性，且可在抽真空除氣容器14內(nèi)維持真空。該種電鑄耐火材料的范例有，例如氧化鋯電鑄耐火材料，氧化鋁電鑄耐火材料，氧化鋁-氧化鋯-氧化矽(AZS；Al2O3-ZrO2-SiO2)電鑄耐火材料，特別的由Asahi玻璃公司所制造ZB-X950,MARSNITE(MB-G),ZIRCONITE(ZB)。
本發(fā)明的微細(xì)過(guò)燒耐火材料具有不大于5％的多孔性，而一般的過(guò)燒耐火材料具有大約20％的多孔性。任何種類(lèi)的過(guò)燒耐火材料本發(fā)明中均可接受，只要其具有不大于5％的多孔性，較佳的具有高的體密度與不大于3％的多孔性，且可維持抽真空除氣容器14內(nèi)的真空。這種微細(xì)過(guò)燒耐火材料的實(shí)例如細(xì)微氧化鋯-氧化矽過(guò)燒耐火材料、微細(xì)氧化鋁過(guò)燒耐火材料和微細(xì)氧化鋁-氧化鋯-氧化矽過(guò)燒耐火材料。
因?yàn)棣?β氧化鋁電鑄耐火材料具有不大于5％的多孔性，這種耐火材料可使用于本發(fā)明中。
當(dāng)使用該電鑄耐火材料于抽真空除氣容器14的路徑中時(shí)，較佳的是使用具有較佳的事先剝除不少于5mm外皮的耐火材料。該電鑄耐火材料由于在成型階段的鑄件上牽涉到大氣，故在耐火材料的表面中傾向于形成許多孔口，在耐火材料的深于5mm的內(nèi)側(cè)幾乎沒(méi)有孔口形成，于該深于5mm的區(qū)域內(nèi)的多孔性不大于1％。
表2顯示氧化鋁-氧化鋯-氧化矽電鑄耐火材料的0-6mm深度的表層與6-20mm深度的表層的視孔隙度，該視孔隙度通過(guò)一單件耐火材料的五處位置所取得(范例位置A-E)。表2顯示范例位置B與范例位置C在0-6mm深度的表層中，具有不低于1.0％的視孔隙度，且所有的范例位置A至E在6-20mm深度的表層中均具有不大于1.0％的視孔隙度。五個(gè)位置的6-20mm深度的表層，其平均多孔性為0.81％，偏差為0.07％，在0-6mm深度的表層中具有0.87％平均多孔性及0.34％的偏差。它表示了可剝除0-6mm深度的表層，以移除該表層內(nèi)的多孔性的局部變化，使得表層中的多孔性幾乎等于耐火材料內(nèi)部分中的多孔性。
表2
剝除耐火材料的表層，使得當(dāng)熔融玻璃G直接接觸該耐火材料時(shí)，可抑制在初始階段時(shí)形成氣泡，在抽真空除氣裝置10的初始階段的處理中，平移地進(jìn)行熔融玻璃G的除氣處理。
可用已知的磨機(jī)或鉆石磨機(jī)進(jìn)行剝除工作。
只有在電鑄耐火材料中才需要這種剝除。過(guò)燒耐火材料不像電鑄耐火材料，其表層的多孔性并不大于內(nèi)部部份的多孔性。
使用具有不大于5％的多孔性的耐火材料，以形成具子某種例如矩形剖面的形狀及某種長(zhǎng)度的抽真空除氣容器的方法中，系均不加以限制的。例如，小件的矩形平行六面體電鑄耐火材料，可以交錯(cuò)或以曲折結(jié)構(gòu)型式的三度空間置于另一小件上，且粘劑填入耐火材料小件之間的結(jié)合處，以獲得例如一矩形外殼的某種長(zhǎng)度的外殼。例如，以例如一矩形外殼形狀的電鑄耐火材料短件，可以單一柱式方式堆疊，且可在短件之間的結(jié)合處填入粘劑，以獲得例如矩形外殼的某種長(zhǎng)度的外殼。
如前所述，如示于圖12中的傳統(tǒng)真空除氣裝置200中，與熔融玻璃G接觸的部份使用例如白金合金的貴金屬制成的一圓形外殼，因?yàn)樗诟邷叵戮哂械偷姆磻?yīng)力，且在高溫下具有充分的強(qiáng)度。使用貴金屬限制了在該裝置入口處的熔融玻璃溫度不可大于某一值(例如1400℃)，考慮成本與高溫下的強(qiáng)度，該除氣容器204的直徑不可大于某一值，因而妨礙了熔融玻璃G的流動(dòng)數(shù)量，且因此妨礙了增加熔融玻璃G內(nèi)的整體除氣量。傳統(tǒng)裝置中使用貴金屬，限制了熔融玻璃G在裝置的入口處的溫度，且不能增加流動(dòng)數(shù)量，并需要加熱以補(bǔ)償在該裝置內(nèi)的冷卻，以維持出口處的溫度恒定。此即說(shuō)明所使用的金屬必需可自我加熱，即需要使用貴金屬。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明，至少抽真空除氣容器14可由本發(fā)明的耐火材料制成，以消除采用一圓形形狀的必要性，且較佳的可形成一矩形外殼，不只增加流動(dòng)數(shù)量，如示于圖3，亦消除了對(duì)矩形外殼尺寸的限制，因而進(jìn)一步增加了流動(dòng)數(shù)量。在一流量Qc，該流量Qc是由當(dāng)該傳統(tǒng)抽真空除氣裝置100的抽真空除氣容器104由如示于圖4中的具有直徑D的一圓形外殼所組成時(shí)所獲得，流量Q是由當(dāng)本發(fā)明的抽真空除氣裝置10的抽真空除氣容器14由如示于圖4的具有寬度D與高度D的矩形(方形)形狀所組成時(shí)所獲得，可以指出本發(fā)明所使用的矩形外殼與傳統(tǒng)的使用圓形外殼的比較中，在維持相同尺寸與相同壓力損失下，流量Q是傳統(tǒng)流量Qc的1.27倍，因?yàn)橄率龇匠淌揭寻l(fā)現(xiàn)用以破壞氣泡的頂部空間s的區(qū)域是該外殼剖面區(qū)域的一半。
Q/Qc=(D2/2/{π(D/2)2/2}=4/π=1.27當(dāng)使用所示矩形外殼，且當(dāng)在不改變高度D的情況下延伸寬度D至(1+p)D時(shí)(p＞0)，流動(dòng)數(shù)量可輕易地增加至(1+p)2，即表示與使用圓形外殼的傳統(tǒng)裝置相比較，流量增加1.27(1+p)2。當(dāng)使用一圓形外殼，且當(dāng)供熔融玻璃G用的圓形剖面內(nèi)的路徑深度大于該直徑的一半時(shí)，因?yàn)轫敳靠臻gS與其寬度顯著的減少，故不可能確保足夠的氣泡破壞空間。當(dāng)使用一矩形外殼，且當(dāng)供熔融玻璃G用的矩形剖面內(nèi)的路徑的深度大于其高度的一半時(shí)，因?yàn)轫敳靠臻gS的寬度維持不變，故仍可根據(jù)氣泡破壞數(shù)量而確保一合適的空間。使用矩形外殼，可設(shè)定一合適的深度，以進(jìn)一步增加流量，即使延伸增加傳統(tǒng)裝置中的圓形外殼的尺寸以增加流量，增加尺寸與增加流量的比率，仍低于所示的使用矩形外殼的比率。
本發(fā)明的具有例如矩形剖面形狀的抽真空除氣容器14的長(zhǎng)度L是不加限制的。根據(jù)深度、種類(lèi)、粘性(溫度)、流動(dòng)數(shù)量(生產(chǎn)量)、及在抽真空除氣容器14內(nèi)的熔融玻璃G的流量，來(lái)設(shè)定長(zhǎng)度L，因此，熔融玻璃G僅在抽真空除氣容器14內(nèi)停留一段需要的時(shí)間，以供在熔融玻璃G內(nèi)的氣泡以有效方式上升、被破壞、及移除，即供熔融玻璃可獲得充分除氣所需要的一段時(shí)間。
上升管16與下降管18都被使用以維持在抽真空除氣容器14內(nèi)的熔融玻璃G與熔化容器24內(nèi)的熔融玻璃G之間的水平差H。通過(guò)減壓，上升管16經(jīng)該上游凹坑26，將除氣前的熔融玻璃G自熔化容器24向上攜至抽真空除氣容器14內(nèi)。下降管18經(jīng)該下游凹坑28，將除氣后的熔融玻璃G自抽真空除氣容器14向下導(dǎo)出，且將熔融玻璃送至一后序處理容器(未示于圖)。
雖然上升管16與下降管18可以如傳統(tǒng)裝置般的由例如白金合金的貴金屬所組成，但考慮到熔融玻璃G的整體與導(dǎo)入(入口)溫度，較佳的是，該二管(特別是上升管16)由具有不大于5％的多孔性的耐火材料所制造。例如，可使用由具有不大于5％的多孔性耐火材料制造的圓形外殼，或由具有不大于5％的多孔性耐火材料制造的矩形外殼。更好的是，該二管由與抽真空除氣容器14相同的具有不大于5％的多孔性耐火材料制造的矩形外殼所組成?？蛇m當(dāng)?shù)倪x擇上升管16與下降管18的尺寸，這種選擇可根據(jù)抽真空移氣容器14內(nèi)的熔融玻璃G的流動(dòng)數(shù)量，或根據(jù)抽真空除氣裝置內(nèi)的整體除氣量而定。
根據(jù)本發(fā)明，抽真空除氣容器14可由具有不大于5％的多孔性耐火材料制造的外殼所組成，且具有某種剖面形狀，例如具有矩形剖面且由具有不大于5％的多孔性耐火材料制造的矩形外殼，以增加在抽真空除氣容器14內(nèi)的熔融玻璃G的流動(dòng)數(shù)量，且因而增加在抽真空除氣裝置中的整體除氣量。當(dāng)除氣量增加時(shí)，意味著流入上升管16的熔融玻璃G的數(shù)量增加，由熔融玻璃G帶入抽真空除氣裝置10內(nèi)的顯熱(sensible heat〕也必然增加。本發(fā)明可由特別是自行加熱的一加熱設(shè)備，排除加熱該抽真除氣容器14及其他部份，在傳統(tǒng)裝置中，因?yàn)榱鲃?dòng)數(shù)量的限制，必須進(jìn)行加熱，以維持抽真空除氣裝置10的出口溫度于某一值。根據(jù)本發(fā)明，抽真空氣裝置10的熔融玻璃G的入口(導(dǎo)入)溫度，即為該熔化容器24的出口溫度，由于至少該抽真空除氣容器14不需要由例如白金合金的貴金屬制造，故溫度可以提升。通過(guò)提升熔化容器的出口溫度，可進(jìn)一步增加由熔融玻璃G帶入抽真空除氣容器14內(nèi)的顯熱，因而排除了加熱該抽真空除氣容器14及其他部份。
在本發(fā)明中，較佳的是，整體除氣量即在抽真空除氣容器14內(nèi)的熔融玻璃G的流動(dòng)數(shù)量(具有矩形剖面在其內(nèi)的路徑中)為15噸/日，更佳的為20噸/日，排除了于除氣時(shí)加熱該熔融玻璃G，且因而排除了加熱設(shè)備。不具有加熱設(shè)備的整體排氣量限制在不少于15噸/日的原因是因?yàn)椴ＡУ牧魅霐?shù)量小于該值時(shí)，不能維持具有一最小尺寸的整體抽真空除氣裝置內(nèi)的溫度于所需要的溫度范圍內(nèi)。
如果增加整體除氣量，由于熔融玻璃G載入抽真空除氣裝置10內(nèi)的顯熱亦增加，在某些情況中，抽真空除氣裝置10的出口溫度，及特別是一成型處理容器的后序處理容器的入口溫度，會(huì)上升超過(guò)某一溫度值。對(duì)于這種情況，必須在抽真空除氣裝置10的內(nèi)側(cè)或外側(cè)冷卻該熔融玻璃G，因此，作為后序處理容器的成型處理容器的入口溫度，可維持在某一溫度。為此原因，如果整體除氣量或熔融玻璃G的流動(dòng)數(shù)量不少于30噸/日，或特別是不少于35噸/日時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的抽真空除氣裝置10內(nèi)最好具有一冷卻設(shè)備。在具有冷卻設(shè)備的整體排氣量限制在不少于30噸/日的原因是因?yàn)槿绻紤]到成本及構(gòu)造上的困難，而將抽真空除氣裝置的尺寸制成非常小，玻璃材料的大的流入數(shù)量會(huì)使溫度上升太高，從而擴(kuò)大沖蝕該耐火材料，或妨礙抽真空除氣裝置內(nèi)的溫度無(wú)法降低至適于成型的溫度。
在本發(fā)明中，較佳的是熔融玻璃G的粘性，即該熔融玻璃的溫度足夠高，以在抽真空除氣容器14中除氣。其結(jié)果是該冷卻設(shè)備22最好設(shè)于抽真空除氣容器14的出口側(cè)邊，或如所示的抽真空除氣裝置10中，設(shè)于下降管18的頂部部份的外部周邊。在本發(fā)明中，冷卻設(shè)備22可設(shè)于整體的抽真空除氣容器14內(nèi)，在抽真空除氣容器的入口側(cè)邊上，在其他部份或一上升管16處，且該冷卻設(shè)備22可設(shè)于上升管16，抽真空除氣容器14及下降管18的二個(gè)或全部中。本發(fā)明的冷卻設(shè)備22，可通過(guò)卷繞一冷卻管22a組成，在所示范例中使用水及其它等為冷卻劑。冷卻管22a的位置、方向、距離及尺寸，可依需要設(shè)定。除了水以外的液體或氣體，亦可使用冷卻劑。
在本發(fā)明中，除了在抽真空除氣裝置10內(nèi)提供冷卻設(shè)備，冷卻設(shè)備亦可設(shè)于下降管18的出口與成型處理容器(未示于圖)的入口之間，例如依需要而被安排在下游凹坑28處的一攪動(dòng)器(未示于圖)，以增進(jìn)除氣之后的熔融玻璃G內(nèi)的均質(zhì)性。于該位置提供冷卻設(shè)備，可控制做為后序處理容器的成型處理容器的入口溫度于某一溫度值。
但是，因?yàn)樵摮檎婵粘龤庋b置10的個(gè)別部份，特別是上升管16，抽真空除氣容器14及下降管18，當(dāng)開(kāi)始除氣處理或開(kāi)始流動(dòng)該熔融玻璃G時(shí)，均具有比合適溫度低的較低溫度，故提供用以啟動(dòng)作業(yè)的加熱設(shè)備(未示于圖)，以在本發(fā)明的裝置內(nèi)加熱而啟動(dòng)操作作業(yè)。因?yàn)樵撊廴诓Ａ需要存在于上游凹坑26與下游凹坑28中，以啟動(dòng)操作作業(yè)，較佳的是提供一旁通管(未示于圖)，根據(jù)虹吸原理，將熔融玻璃G自上游凹坑26流至下游凹坑28。
當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明的抽真空除氣裝置10，即使在熔融玻璃G的流動(dòng)數(shù)量小于15噸/日時(shí)，亦可以應(yīng)用。在此情況，較佳的是提供加熱設(shè)備32以在作業(yè)中恒定加熱該熔融玻璃，因?yàn)槿廴诓Ａ有可能在抽真空除氣裝置10內(nèi)冷卻，且抽真空除氣裝置的出口溫度，由于熔融玻璃所承載的顯熱如同傳統(tǒng)裝置一般的小，故該出口溫度有可能低于某設(shè)定值。
在加熱設(shè)備32的實(shí)例中，如圖1的虛線(xiàn)所示，一加熱器32a繞著上升管16的頂部部份外部周邊卷繞。本發(fā)明并不限定于這一范例，可使用任何已知的加熱設(shè)備。雖然該加熱設(shè)備32較佳的設(shè)于上升管16或抽真空除氣容器14的入口側(cè)，或于該二位置處，但本發(fā)明的加熱設(shè)備并不只限定于前述位置。在不具有或具有加熱設(shè)備的這種位置，一加熱設(shè)備可設(shè)置在抽真空除氣容器14的一部份或整體部份處，例如，在抽真空除氣容器的出口側(cè)或下降管18，或于該二位置處。當(dāng)熔融玻璃G的整體除氣量小于15噸/日，特別是10噸/日時(shí)，需要提供該加熱設(shè)備32。
根據(jù)本發(fā)明，抽真空除氣裝置10的入口溫度(熔融玻璃G的導(dǎo)入溫度)，即為熔化容器24的出口溫度，與傳統(tǒng)裝置比較，溫度可以提升，且該溫度并不限定在一特定值。熔化容器24的出口溫度，可根據(jù)種類(lèi)(在處理溫度下的粘性)或該熔融玻璃G的整體除氣量，及形成抽真空除氣裝置10的個(gè)別部份的例如電鑄耐火材料的種類(lèi)或尺寸，而合適地選定該出口溫度值。但是，在熔化容器24的熔融玻璃G的出口溫度，要考慮在熔化容器24內(nèi)加熱的熔化成本、在抽真空除氣裝置10內(nèi)的除氣效率、及在該裝置的內(nèi)側(cè)與外側(cè)加熱或冷卻的成本，較佳的為1300至1450℃。
根據(jù)本發(fā)明的抽真空除氣裝置10，對(duì)將被處理的熔融玻璃G沒(méi)有限制。熔融玻璃的范例為純鹼石灰玻璃及涂覆有硼矽酸鹽的玻璃。因?yàn)楸景l(fā)明的抽真空除氣裝置可處理大量的熔融玻璃，較佳的是用該裝置處理這種需要大量處理的純鹼石灰玻璃。
基本上，根據(jù)本發(fā)明的用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置如前所述的結(jié)構(gòu)，下面將說(shuō)明該裝置的操作。
在開(kāi)始抽真空除氣裝置10的作業(yè)前，開(kāi)啟該旁通管(未示于圖)，將熔化容器24內(nèi)的熔融玻璃G導(dǎo)入抽真空除氣裝置10內(nèi)，或自上游凹坑26導(dǎo)入下游凹坑28，且上升管16與下降管18的底部末端均浸入熔融玻璃G中。在完成浸入作業(yè)之后，啟動(dòng)抽真空泵(未示于圖)，經(jīng)由該吸氣口12c而在抽真空外罩12內(nèi)抽成真空，再經(jīng)由該吸氣口14a與14b，將抽真空容器14內(nèi)抽成真空，將抽真空除氣容器14內(nèi)側(cè)減壓至1/20至1/3大氣壓力。
其結(jié)果是，在上升管16與下降管18中的熔融玻璃G上升，而被導(dǎo)入抽真空除氣容器14內(nèi)。熔融玻璃G被填入抽真空除氣容器14內(nèi)，以便其內(nèi)具有某種深度，而在熔化容器24與抽真空除氣容器14內(nèi)的熔融玻璃G之間，建立某一值的水平差H。因此，提供了真空抽取的頂部空間14s。而后，封閉該旁通管。
然后，熔融玻璃G自熔化容器24經(jīng)由上游凹坑26而在上升管16中升起，且被導(dǎo)入抽真空除氣容器14內(nèi)。當(dāng)熔融玻璃G在抽真空除氣容器14內(nèi)流動(dòng)時(shí)，在某一減壓條件下，該熔融玻璃G被除氣。特別是，在該種減壓條件下的抽真空除氣容器14中，熔融玻璃G中的氣泡在熔融玻璃G內(nèi)升起，且由遮斷件30a與30b所阻擋，而由此被破壞?；蛟摎馀菹蛏弦迫腠敳靠臻g14s，而由此被破壞。因此，自熔融玻璃G中移除該氣泡。
已除氣的熔融玻璃G自抽真空除氣容器14導(dǎo)出至下降管18內(nèi)，且在下降管18內(nèi)向下流動(dòng)而被導(dǎo)入該下游凹坑28中，再自下游凹坑28導(dǎo)出至例如一成型處理容器(未示于圖)的后序處理容器內(nèi)。
因?yàn)槭褂镁哂胁淮笥?％的多孔性耐火材料于抽真空除氣容器14內(nèi)的路徑中，自抽真空除氣容器14的耐火材料產(chǎn)生的氣泡數(shù)量被限制在一可接受范圍內(nèi)，抑制了耐火材料的沖蝕，且使抽真空除氣容器10的使用壽命可達(dá)到所需要的水準(zhǔn)。于所示實(shí)例中，與具有圓形剖面且由貴金屬制造的傳統(tǒng)抽真空除氣容器104相比，在相同尺寸與維持相同壓力損失下，可增加熔融玻璃G的流動(dòng)數(shù)量或整體除氣量，因?yàn)橹辽僭摮檎婵粘龤馊萜骶哂芯匦纹拭?，且由具有不大?％的多孔性電鑄耐火材料所制造。所示范例可顯著增加流動(dòng)數(shù)量與整體除氣量，而無(wú)須將該裝置的尺寸制成過(guò)大，因?yàn)樵诓桓淖兏叨认轮荒軘U(kuò)展寬度。
根據(jù)本發(fā)明，在傳統(tǒng)裝置中所需要的于除氣中加熱該熔融玻璃G的情況可以排除，且因?yàn)榭稍黾诱w除氣量，用于該種加熱的加熱設(shè)備便不再需要。當(dāng)提供冷卻設(shè)備22以冷卻該熔融玻璃G，特別是在本發(fā)明的裝置內(nèi)冷卻除氣后的熔融玻璃G時(shí)，可進(jìn)一步增加整體除氣量，而無(wú)須將該裝置的尺寸制成大于其他裝置的尺寸，例如該熔化容器24與成型處理容器。
如前所述，根據(jù)本發(fā)明的第一與第二模式，取代例如白金合金的貴金屬合金的具有不大于5％多孔性耐火材料，可使用在與熔融玻璃直接接觸的例如抽真空除氣容器、上升管及下降管的一部份中，與例如白金的貴金屬比較，可以一較低成本制造抽真空除氣裝置。此外，可抑制自耐火材料內(nèi)的孔口產(chǎn)生的氣泡數(shù)量，使得在熔融玻璃內(nèi)的氣泡數(shù)量在一可接受范圍中，以防止降低玻璃產(chǎn)品的品質(zhì)。亦可抑制熔融玻璃對(duì)路徑的沖蝕，而獲得抽真空除氣裝置所需求的路徑使用壽命。
根據(jù)本發(fā)明的第一與第二模式，熔融玻璃的流動(dòng)數(shù)量及熔融玻璃的整體除氣量均可增加，而仍維持與傳統(tǒng)裝置相同的尺寸與相同的壓力損失。例如，因?yàn)橹谎由斐檎婵粘龤馊萜鞯膶挾榷桓淖兂檎婵粘龤馊萜鞯母叨?，在無(wú)須將該裝置的尺寸制成過(guò)大的情況下，可進(jìn)一步增加流動(dòng)數(shù)量與整體除氣量。
根據(jù)本發(fā)明的第一與第二模式，可增加整體除氣量以排除在傳統(tǒng)裝置所需的在除氣中加熱該熔融玻璃。故不需要提供加熱用的加熱設(shè)備。
當(dāng)提供冷卻設(shè)備以冷卻熔融玻璃，特別是冷卻在本發(fā)明的第一與第二模式中的除氣后的熔融玻璃時(shí)，可進(jìn)一步增加熔融玻璃G的流動(dòng)數(shù)量與整體除氣量，而無(wú)須將該裝置的尺寸制成大于其他裝置的尺寸，例如該熔化容器與成型處理容器。
現(xiàn)在，參照?qǐng)D5與圖6，將詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第三模式的用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置。
圖5是一示意性垂直剖面圖，它示出了本發(fā)明第三模式的用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置。
該模式的抽真空除氣裝置50使用在一處理過(guò)程中，其中，在熔化容器24內(nèi)的熔融玻璃G被抽真空除氣，且被持續(xù)地供應(yīng)至一后序處理容器中，例如供平板玻璃用的成型處理容器的一浮動(dòng)處理槽，及供瓶子(未示于圖)用的一成型操作容器。如示于圖5，基本上，該裝置由一抽真空外罩12、一抽真空除氣容器14，上升管16，一下降管18及延伸管52與54所組成。
除了在上升管16與下降管18的底部末端設(shè)有由例如白金的貴金屬制造的延伸管52與54的外，該抽真空除氣裝置50基本上具有與示于圖1的抽真空除氣裝置10相同的結(jié)構(gòu)。相同的部份以相同參考號(hào)碼表示，且省略這些部份的詳細(xì)說(shuō)明。為了簡(jiǎn)便說(shuō)明，省略某些示于圖1但未示于圖5的組成部份，且這些組成部份可依需要提供。雖然下列的詳細(xì)說(shuō)明關(guān)于一典型實(shí)例，其中，用電鑄磚56形成此一模式的抽真空除氣裝置50的耐火爐壁襯層(furance lining)，但本發(fā)明并不局限于此一范例。任何種類(lèi)的耐火材料均可接受，只要該耐火材料為本發(fā)明第一與第二模式所說(shuō)明的耐火材料。
在這種模式的抽真空除氣裝置50中，例如抽真空除氣容器14、上升管16與下降管18的主要部份，均由電鑄磚56所組成。
上升管16的底部末端需要可以置入上游凹坑26的開(kāi)啟末端，且被浸入于上游凹坑26內(nèi)的熔融玻璃G中。下降管18的底部末端亦需要可以置入下游凹坑28的開(kāi)啟末端，且被浸入于下游凹坑28內(nèi)的熔融玻璃G中。每一管的底部末端必須置入每一凹坑的開(kāi)啟末端的原因是，整體的抽真空除氣裝置可依所維持的減壓條件而垂直移動(dòng)，允許在不同的減壓條件下來(lái)進(jìn)行作業(yè)。
但是，當(dāng)置入上游凹坑26且浸入熔融玻璃G內(nèi)的上升管16的底部末端，亦由電鑄磚56所制成時(shí)，在磚與該磚的介面之間產(chǎn)生了易于劣化的問(wèn)題，例如破碎，妨礙獲得前述的充分的耐用性。
當(dāng)置入下游凹坑28且浸入熔融玻璃G內(nèi)的上升管18的底部末端，亦由電鑄磚56所制造時(shí)，產(chǎn)生相同的問(wèn)題。
在使用延伸管的這一模式中，上升管16與下降管18的底部末端具有由白金或白金合金制造的延伸管52、54，且該延伸管52、54分別置入上游凹坑26與下游凹坑28內(nèi)，以浸入其內(nèi)的熔融玻璃G中，如圖5所示。該種安排方式可免除將電鑄磚制成的上升管16與下降管18直接浸入熔融玻璃G，且顯著改進(jìn)了抵抗在上游凹坑26與下游凹坑28內(nèi)的熔融玻璃G的耐用性，以解決前述問(wèn)題。此外，可輕易的垂直移動(dòng)整體抽真空除氣裝置。
特別是圖6所示，提供由白金或白金合金制成的延伸管52而與上升管16的底部末端連通。因?yàn)樵谙陆倒?8側(cè)的延伸管54，以與上升管16側(cè)邊上的延伸管52相同方式形成，故只對(duì)上升管16側(cè)邊上的延伸管52加以說(shuō)明，省略對(duì)下降管18側(cè)邊上的延伸管54的說(shuō)明。
延伸管52包含一圓筒形構(gòu)件52a、一設(shè)于圓筒形構(gòu)件52a一末端處的固定凸緣52b、及與固定凸緣52b相距一段距離且設(shè)于圓柱形構(gòu)件52a上的一密封凸緣52c，由白金或白金合金所制造。圓筒形構(gòu)件52a的內(nèi)徑幾乎與上升管16的內(nèi)徑相同，從而與上升管16平順連通。
固定凸緣52b嵌入上升管16的電鑄磚56、56之間，或結(jié)合于該磚之間，以將延伸管的頂端固定至該上升管16。
雖然可以其他方式來(lái)取代固定凸緣52b，而將延伸管52固定至上升管16，但較佳的是使用固定凸緣52b來(lái)固定該延伸管。除非圓筒形構(gòu)件52a的頂端具有固定凸緣52b，否則在熔融玻璃G進(jìn)入圓筒形構(gòu)件52a的外部表面與電鑄磚56之間時(shí)，會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，且熱絕緣磚20與熱絕緣材料58均被沖蝕，會(huì)增加在鄰近外罩支架12a的底部處的熱傳導(dǎo)性，因而上升該外罩的外部壁表面的溫度，導(dǎo)致該外罩劣化。在圓筒形構(gòu)件52a的頂端提供固定凸緣52b可解決此一問(wèn)題。固定凸緣的提供，可防止外罩支架12a的溫度升高，且防止由溫度上升導(dǎo)致的向下畸變。其結(jié)果是可防止經(jīng)由位移或松弛電鑄磚56或外罩支架12a內(nèi)的熱絕緣磚20所導(dǎo)致的熔融玻璃G的泄露問(wèn)題，且可防止在外罩支架12a產(chǎn)生過(guò)度增加的溫度。
因此，可防止由局部增加溫度所導(dǎo)致的熱應(yīng)力使整體裝置變形的問(wèn)題，亦可防止由于熔融玻璃G的泄漏增加所引起的溫度加速增加的問(wèn)題。
另一方面，密封凸緣52c與將在下面詳述的密封構(gòu)件60合作，自外側(cè)封閉該外罩支架12a的底部末端，當(dāng)延伸管52設(shè)置在上升管16的底部末端處時(shí)，用以確保抽真空外罩12的氣密。密封凸緣52c可被用作一電極，使由白金或白金合金制成的延伸管52可自行加熱，而維持一合適的溫度。有關(guān)用以確保外罩支架12a的底部末端氣密的方法，除了密封凸緣52c之外，還可使用其他方法。
如前所述，雖然較佳的以固定凸緣52b將延伸管52固定至上升管16，密封凸緣52c可具有提供抽真空密封與承載延伸管52重量的二種功能，且該固定凸緣52b只可執(zhí)行一種功能，即在由磚56a所環(huán)繞的路徑中，防止延伸管的外部表面自電鑄磚56a的內(nèi)部表面分離。在此情況，固定凸緣52b不只執(zhí)行防止延伸管52在水平方向中的微小未對(duì)準(zhǔn)的功能，亦可執(zhí)行防止熔融玻璃G進(jìn)入延伸管的外部表面與該磚的內(nèi)部表面之間的功能。
雖然使用在延伸管52、54的白金或白金合金的成份沒(méi)有限制，但較佳的是考慮到在上升溫度中的卓越強(qiáng)度，該延伸管由包含70％至98％重量的白金與不少于2％重量的銠(Rh)的白金合金所制造。
由此構(gòu)成的延伸管52具有在鄰近于上升管16的底部末端處嵌入并夾緊于電鑄磚之間的結(jié)合處的固定凸緣52b，且在密封凸緣52c與抽真空除氣外罩12之間設(shè)有密封構(gòu)件60，以確保外罩支架12a的底部末端的氣密。只要密封構(gòu)件60具有氣密性與耐熱性，對(duì)密封構(gòu)件60沒(méi)有任何限制。因此外罩12的內(nèi)側(cè)至多減壓至1/20的大氣壓力便已足夠，可選用一般使用在抽真空設(shè)備中且具有耐熱性的抽真空密封材料。
如前所述，雖然延伸管52具有夾緊于電鑄磚56之間的結(jié)合處的固定凸緣52b，該夾緊力由電鑄磚56的空重所提供。如果在固定凸緣52b上堆疊的電鑄磚56的數(shù)量較小，有可能因?yàn)橛捎谌廴诓Ａ的擴(kuò)張與收縮而降低該夾緊力，造成該接合處開(kāi)啟，并由于固定凸緣52b的不充份夾緊，導(dǎo)致泄露該熔融玻璃G。
為克服這一問(wèn)題，如圖6所示，在延伸管52上方提供一強(qiáng)化構(gòu)件62，以強(qiáng)化由電鑄磚56施加至固定凸緣52b的夾緊力。只要強(qiáng)化構(gòu)件62可在固定凸緣52b上方向下推擠該電鑄磚56，對(duì)強(qiáng)化構(gòu)件62的材料與結(jié)構(gòu)沒(méi)有限制。例如，當(dāng)電鑄磚56在固定凸緣52b上方堆高時(shí)，無(wú)須使用該強(qiáng)化構(gòu)件62，便可通過(guò)該磚本身的空重緊密夾緊該固定凸緣52b。
較佳的是設(shè)置在外罩支架12a最底部位置的電鑄磚56a具有面對(duì)延伸管52的內(nèi)部底部隅角，且外罩支架12a的底部以周邊方向切除，如圖6所示，于該切口內(nèi)提供一熱絕緣材料。因?yàn)榻咏谘由旃?2周邊的外罩支架12a底部的一部份最容易被加熱，該部份的溫度有可能被過(guò)度增加，而產(chǎn)生變形或歪曲，使得熔融玻璃G自該接合處泄露至熱絕緣磚層20內(nèi)。鄰近于延伸管52處提供該熱絕緣材料58，可防止外罩支架12a底部溫度過(guò)度的增加，以進(jìn)一步改進(jìn)該部份的耐用性。通過(guò)只在電鑄磚56底部部份處提供熱絕緣材料58，于電鑄磚56a的頂部部份可確保充分的強(qiáng)度，以緊密夾緊固定凸緣52b。
只要熱絕緣材料58具有比電鑄磚56高的熱絕緣性能，對(duì)熱絕材料58沒(méi)有任何限制。
如前所述，浸入上游凹坑26內(nèi)的熔融玻璃中的上升管16底部末端，及浸入下游凹坑28內(nèi)的熔融玻璃中的下降管18底部末端，可由白金或白金合金制造，以防止上升管16與下降管18的底部末端劣化或破裂，且用以確保對(duì)熔融玻璃G的充份耐用性。
較佳的是外罩支架12a設(shè)有一緩動(dòng)設(shè)備64，以使由于電鑄磚56或熱絕緣磚20在垂直方向的熱擴(kuò)張與熱收縮，而可擴(kuò)展與收縮。當(dāng)形成上升管16的電鑄磚56，或環(huán)繞該電鑄磚的熱絕緣磚20熱擴(kuò)張時(shí)，該緩動(dòng)設(shè)備64可吸收上升管16的熱擴(kuò)張。當(dāng)這些磚接觸時(shí)，緩動(dòng)設(shè)備64接觸外罩支架12a，以使跟隨著這些磚收縮，防止由該收縮開(kāi)啟該結(jié)合處，從而防止熔融玻璃G泄漏?？煞乐挂蚨鴮?dǎo)致的抽真空外罩12的破壞與減壓程度的下降，以改進(jìn)該裝置的耐用性與安全性。
特別是緩動(dòng)設(shè)備64包含一圓筒形風(fēng)箱(bellow)66與一升起設(shè)備68，如圖6所示。圓筒形風(fēng)箱66是一構(gòu)件，可撓于且密封地聯(lián)結(jié)外罩支架12a的頂部部份(于后稱(chēng)為頂部部份13a)與底部部份(于后稱(chēng)為底部部份13b)，該風(fēng)箱66在水平方向中切割并分離。雖然對(duì)圓筒形風(fēng)箱66沒(méi)有任何限制，但較佳的是該圓筒形風(fēng)箱66由金屬制造，且特別是與抽真空外罩12相同的不銹鋼所制造。
只要該升起設(shè)備68可向上推擠外罩支架12的底部部份13b，對(duì)升起設(shè)備沒(méi)有任何限制，且可應(yīng)用多種的機(jī)構(gòu)。例如，每一升起設(shè)備68由一對(duì)聯(lián)結(jié)構(gòu)件70、72所組成，分別以對(duì)準(zhǔn)排列的方式固定至頂部部份13a與底部部份13b，一桿74具有固定至底部聯(lián)結(jié)構(gòu)件72的一底部末端，并通過(guò)在頂部聯(lián)結(jié)構(gòu)件70中的一孔，連接二聯(lián)結(jié)構(gòu)件70、72并向上推擠該底部部份1 3b的一推擠構(gòu)件76，如圖6所示。雖然對(duì)推擠構(gòu)件76沒(méi)有任何限制，但較佳的推擠構(gòu)件76為一線(xiàn)圈彈簧。此種安排方式，可向下免除該電鑄磚56或熱絕緣磚20的熱擴(kuò)張，抗拒來(lái)自每一推擠構(gòu)件76的推擠力，以防止由熱擴(kuò)張導(dǎo)致該位置的歪曲或損壞，而改進(jìn)該裝置的安全性。當(dāng)電鑄磚56或熱絕緣磚20收縮時(shí)，此種安排方式可使底部部份13b跟隨著該收縮，以防止接合處被開(kāi)啟。較佳的是，該種升起設(shè)備68在多個(gè)位置設(shè)置以單一型式安排的圓筒形風(fēng)箱66處。
外罩支架12a可具有由肋所強(qiáng)化的底部末端。
在該處理方式的一范例中，熔融玻璃G由本發(fā)明第三模式的抽真空除氣裝置50所除氣，且已除氣的熔融玻璃持續(xù)供應(yīng)至于后詳述的一后序處理爐內(nèi)。
使用一抽真空泵(未示于圖)在抽真空外罩12與抽真空容器14內(nèi)抽出一真空。在該種狀態(tài)，在熔化容器24內(nèi)熔融的玻璃G，通過(guò)該上游凹坑26，于延伸管52與上升管16中升起，而被導(dǎo)入抽真空除氣容器14內(nèi)，并于某一減壓條件下于抽真空除氣容器14內(nèi)除氣。除氣后的熔融玻璃G經(jīng)由下降管18與延伸管54而導(dǎo)入下游凹坑28。
根據(jù)本發(fā)明第三模式，用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置，以持續(xù)供應(yīng)的熔融玻璃G內(nèi)移除氣泡，可顯著降低成本，而仍可確保在一上升溫度中具有充份的耐用性，因而，該裝置可具有一較大容量且可升高抽真空除氣溫度；根據(jù)此一模式的裝置，當(dāng)熔融玻璃的一大的流動(dòng)數(shù)量，以高效率方式抽真空除氣時(shí)，是非常適合的。
現(xiàn)在，參照?qǐng)D7與圖8，詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第四模式的用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置。
圖7是一示意性垂直剖面圖，它示出了用于本發(fā)明第四模式的用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置。
根據(jù)這一模式的抽真空除氣裝置80用在一處理過(guò)程中，其中，在熔化容器24內(nèi)的熔融玻璃G被抽入抽真空除氣容器14內(nèi)，該熔融玻璃在一減壓狀態(tài)下于抽真空除氣容器14內(nèi)抽真空除氣，已除氣的熔融玻璃被持續(xù)供應(yīng)至一后序處理容器86中，例如供平板玻璃用的成型處理容器的一浮動(dòng)處理槽，或供瓶子用的一成型操作容器。如圖7所示，基本上，該裝置由一抽真空外罩12、一抽真空除氣容器14、一上升管16、一下降管18、一上游連接通路82及一下游連接通路84組成。
除了在上升管16與下降管18的底部末端的結(jié)構(gòu)外，示于圖7的抽真空除氣裝置80基本上具有與示于圖1的抽真空除氣裝置10相同的結(jié)構(gòu)。相同的部份以相同號(hào)碼代表，且省略這些部份的詳細(xì)說(shuō)明。圖7中省略部份可依需要提供。雖然根據(jù)此一實(shí)施例的抽真空除氣裝置的詳細(xì)說(shuō)明針對(duì)一使用電鑄磚為耐火材料的典型范例，但本發(fā)明不局限于使用電鑄磚。只要耐火材料用根據(jù)本發(fā)明的第一與第二模式所說(shuō)明的耐火材料，任何種類(lèi)的耐火材料均可接受的。
示于圖7的抽真空除氣裝置80與示于圖1的抽真空除氣裝置10的不同點(diǎn)，在于上升管16與下降管18不具有浸入上游與下游凹坑26與28的底部末端；上升管16與下降管18的底部末端，經(jīng)由上游與下游凹坑26與28，直接的連接至熔化容器24與后序處理容器86內(nèi)；且經(jīng)由上游連接通路82，上升管16，抽真空除氣容器14，下降管18，與下游連接通路84，自熔化容器24至后序處理容器86之間組成一系列的封閉通各。抽真空外罩12整體的覆蓋了抽真空除氣容器14、上升管16與下降管18及通過(guò)個(gè)自的抽真空外罩12的支架12a、12b的上游與下游連接通路82與84，該外罩12為一矩形拱型形狀。
特別是在抽真空除氣裝置80中，上升管16具有一頂部部份，向上且垂直通過(guò)抽真空除氣容器14的左側(cè)末端部份中，下降管18具有一頂部部份，向下且垂直的通過(guò)抽真空除氣容器14的右側(cè)末端部份。對(duì)應(yīng)的上升管16與下降管18的底部末端，對(duì)應(yīng)的連接與熔化容器24連通的上游連接通路82，及與后序處理容器連通的下游連接通路84，且其連接位置為低于在熔化容器24與后序處理容器86內(nèi)的熔融玻璃的液體表面，構(gòu)成一開(kāi)啟槽道。因此，如前解釋?zhuān)峁┝艘幌盗械姆忾]通路。
在抽真空容器14與抽真空外罩12之間，及在上升管16及下降管18與抽真空外罩12之間的空間，均填入由耐火磚(fire bricks)制造的熱絕緣材料，覆蓋該抽真空除氣容器及上升與下降管，以供熱絕緣之用。由金屬制成的抽真空外罩12，由耐火磚制成的熱絕緣材料20，及由電鑄磚制成的抽真空除氣容器14，以該種順序自外側(cè)提供至內(nèi)側(cè)，提供一多層剖面結(jié)構(gòu)。熱絕緣材料20具有空氣滲透性，從而不必形成在抽真空除氣容器14內(nèi)抽出一真空的桿。
示于圖7的抽真空除氣裝置80中，形成一系列封閉通路的抽真空除氣容器14，上升與下降管16、18，上游與下游連接通路82、84，熔化容器24與后序處理容器86，均由電鑄磚制成。
與由白金或白金合金制成的熔融玻璃通路的傳統(tǒng)裝置比較，本發(fā)明通過(guò)使用由電鑄磚組成與熔融玻璃G直接接觸的熔融玻璃路徑的一部份，使得可顯著減少該抽真空除氣裝置80的成本，該路徑形成在熔化容器24與后序處理容器86之間的一系列通路，且熔融玻璃在其內(nèi)具有一自由表面。因?yàn)榭梢詫⒊檎婵杖萜?4設(shè)計(jì)為具有任何形狀與任何壁厚，抽真空除氣裝置80不只可被構(gòu)成具有大容量，亦可于高溫下進(jìn)行抽真空除氣處理。與一般的耐火磚比較，電鑄磚在高溫下具有卓越的耐用性，且可以減少氣泡的產(chǎn)生與組成成份的溶離。特別是，幾乎沒(méi)有組成成份溶離進(jìn)入熔融玻璃內(nèi)，且當(dāng)制造供建筑物或車(chē)輛用的窗玻璃，或制造瓶玻璃時(shí)，該種組成成份的溶離可被忽略。
在以大量生產(chǎn)建筑物或車(chē)輛用的類(lèi)似玻璃的情況中，存在不大于某一種尺寸直徑的細(xì)微氣泡，是可接受的。例如，在建筑物用的玻璃，不大于0.3mm直徑的氣泡可接受。由電鑄磚產(chǎn)生的氣泡，幾乎全部氣泡均不大于0.1mm，且因?yàn)榇笥?.2mm的氣泡必須經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后才會(huì)產(chǎn)生，故可接受。
根據(jù)本發(fā)明人以示于圖7的抽真空除氣裝置80進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，已證實(shí)在抽真空除氣容器14內(nèi)，于前述的減壓條件下產(chǎn)生的氣泡的分布，包含許多不大于0.20mm直徑的氣泡，且僅有少數(shù)氣泡大于0.2mm，且當(dāng)建筑物或車(chē)輛使用的純鹼石灰組成成份在1285℃制造時(shí)，自開(kāi)始測(cè)試起，有七天停止產(chǎn)生大于0.2mm直徑的氣泡，而不大于0.2mm直徑的氣泡持續(xù)產(chǎn)生。
雖然示于圖7中的抽真空除氣裝置80的所有與熔融玻璃G接觸部份均由電鑄磚制成，該裝置80不合適用于生產(chǎn)供電子用途或光學(xué)用途的玻璃，其中，只要存在有大于0.02mm直徑的氣泡便會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，該裝置80可應(yīng)用在生產(chǎn)建筑物或車(chē)輛用的玻璃，其中，存在有小于0.3mm直徑的氣泡均可接受。在生產(chǎn)建筑物或車(chē)輛用的玻璃時(shí)，存在有大量的不大于可接受極限的直徑的微細(xì)氣泡，并不會(huì)造成任何問(wèn)題。
上游與下游連接通路82與84，熔化容器24與后序處理容器86，均可使用電鑄磚，以類(lèi)似于制造抽真空除氣容器14、上升管16與下降管18的方法進(jìn)行構(gòu)造。
使用在本發(fā)明的電鑄磚具有不大于5％的多孔性，且在該磚的鑄造表面的多孔性非常小，較佳的幾乎為零，雖然封閉孔口在磚內(nèi)。雖然較佳的使用大尺寸電鑄磚，以將抽真空除氣容器14、上升管16與下降管18制成較大，但在準(zhǔn)備大尺寸的電鑄磚時(shí)具有一些限制，且難以生產(chǎn)例如具有大于1m側(cè)邊的電鑄磚。為此，本發(fā)明需要堆疊多個(gè)電鑄磚，且必然在電鑄磚之間形成接合處。雖然可以粘劑填入該接合處，單獨(dú)使用電鑄磚不能維持真空，根據(jù)空氣或粘劑的條件(劣化狀態(tài))，該接合處具有比電鑄磚低的細(xì)密度，因而允許熔融玻璃G由此通過(guò)。
根據(jù)本發(fā)明，具有耐熱性的鋼板(例如不銹鋼板)制造的抽真空外罩12覆蓋一部份的與熔化容器24連通的上游連接通路82、上升管16、抽真空除氣容器14、下降管18及一部份的與后序處理容器86連通的下游連接通路84，以使如前所述減壓該抽真空外罩12全體內(nèi)側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明，與白金不同的是，防火磚可初始制成較厚，從而不必經(jīng)常整修破損路徑，這與只使用極小數(shù)量的昂貴白金是不同的。其結(jié)果是，在設(shè)計(jì)該裝置時(shí)僅需極少考慮到如何中斷玻璃生產(chǎn)，以供熔融玻璃用的路徑進(jìn)行整修，且不需要升起整體的裝置以整修該路徑。因而，可以一固定方式構(gòu)成該抽真空除氣裝置與熔融玻用的路徑。因?yàn)椴恍枰獙⑸仙?6與下降管18的底部末端浸入熔融玻璃G內(nèi)，該熔融玻璃G具有如示于圖12的傳統(tǒng)抽真空除氣裝置200的存有空氣的一自由表面，可防止在空氣與熔融玻璃G之間一介面部份的上升管16與下降管18的外部表面劣化，且特別是，可防上接合處(粘劑)的劣化。
根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，包含抽真空除氣容器14、上升管16與下降管18的整體抽真空外罩12，可以穩(wěn)定的方式安裝，且不需要如示于圖12的傳統(tǒng)抽真空除氣裝置200中的升起，使得開(kāi)始作業(yè)和中斷或停止作業(yè)較簡(jiǎn)單。
抽真空外罩12具有開(kāi)口供上游連接通路82與下游重接通路84通過(guò)。抽真空外罩12的開(kāi)口可以一限制結(jié)構(gòu)提供，因此，開(kāi)口直徑需盡量接近連接通路82與84的直徑，以使在開(kāi)口與連接通路的外部周邊形成氣密連結(jié)。由此觀點(diǎn)，較佳的是，抽真空外罩12的接近于開(kāi)口的一部份由耐熱鋼鐵制造。但是，如果開(kāi)口直徑太接近連接通路的直徑，該鋼鐵材料(鋼板)可能會(huì)被由電鑄磚傳送的熱所熔融。在此情況，在該鋼鐵材料(鋼板)的至少一部份，可進(jìn)行水冷卻作業(yè)。
可通過(guò)耐火磚制造的熱絕緣材料20的壓力損失，將進(jìn)入抽真空外罩12的開(kāi)口與上游及下游連接通路之間的空氣減至最少，該熱絕緣材料20填入抽真空外罩12與抽真空容器14之間，且于該抽真空容器內(nèi)，維持例如1/20-1/3大氣壓力或一400至一600mmHG的某種壓力。
雖然連接至下降管18底部末端的下游連接通路84，在示于圖7的范例中，直接與后序處理容器86連通，只要下游連接通路與下游開(kāi)啟槽道連通，且其內(nèi)的熔融玻璃G具有一自由表面，則本發(fā)明并不局限于此一范例。例如，如圖8所示，下游連接通路可與一攪動(dòng)容器92連通。攬動(dòng)容器92亦由電鑄磚組成，其內(nèi)有一攪動(dòng)器94，在攪動(dòng)容器內(nèi)的熔融玻璃G具有一自由表面。圖8中，參考號(hào)碼96代表一排出調(diào)節(jié)器(風(fēng)口)，用以調(diào)節(jié)由攪動(dòng)器94所攪動(dòng)的熔融玻璃G流出的開(kāi)口尺寸，并流入作為一成型容器的后序處理容器內(nèi)，該調(diào)節(jié)器的功能是控制熔融玻璃的排出。
雖然未示于圖中，連接至上升管16底部末端的上游連接通路82，不能如示于圖7的直接連接至熔化容器24。上游連接通路亦可與由電鑄磚制造的一上游槽道連通，與例如由電鑄磚制造的熔化容器相同，熔融玻璃G具有一自由表面。
現(xiàn)在，將說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第三模式的用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置正常作業(yè)。
根據(jù)示于圖7的本發(fā)明的用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置80中，一抽真空泵(未示于圖)在抽真空除氣容器14內(nèi)抽出真空，以維持該抽真空除氣容器內(nèi)側(cè)于某一壓力，例如將抽真空除氣容器內(nèi)側(cè)減壓至1/20至1/3大氣壓力。在真空外罩12內(nèi)的大氣壓力，與形成為一開(kāi)啟槽道的后序處理容器86或熔化容器24內(nèi)的液體表面上的大氣壓力之間的差，使得熔融玻璃G經(jīng)由上升管16或下降管18及上游連接通路82或下游連接通路84，而被向上吸入抽真空除氣容器14內(nèi)。上游與下游連接通路的位置低于在熔化容器24或后序處理容器86內(nèi)的液晶表面位置。因此，提供該一系列封閉通路一種虹吸作用，且因?yàn)樵谌刍萜?4及后序處理容器86與在抽真空除氣容器14內(nèi)的熔融玻璃G的液體表面之間，存在有高度差，使得該熔融玻璃流出且進(jìn)入后序處理容器86內(nèi)。
此時(shí)，在熔化容器24或后序處理容器86內(nèi)的熔融玻璃G的液體表面，與在抽真空除氣容器14內(nèi)被吸入的熔融玻璃G的液體表面之間，其高度差大約為2.5m至大約3.5m，根據(jù)在抽真空除氣容器14內(nèi)的減壓壓力，該高度差會(huì)有所變化。熔融玻璃G在抽真空除氣容器14內(nèi)的流動(dòng)量，由熔融玻璃G的粘性(溫度)及在抽真空除氣容器14與在熔化容器24或后序處理容器86中的熔融玻璃G液體表面之間的高度差所決定。較佳的是，熔融玻璃G的流動(dòng)量不大于50mm/sec，因?yàn)榇笥?0mm/sec的流動(dòng)量會(huì)加速?zèng)_蝕形成路徑的電鑄磚。
被吸入抽真空除氣容器14內(nèi)的熔融玻璃G，內(nèi)部氣泡升起至液體表面，且因?yàn)槌檎婵粘龤馊萜?4內(nèi)側(cè)被減壓至1/20至1/3大氣壓力，而破壞該氣泡。該抽真空除氣裝置80以此方式移除在熔融玻璃G內(nèi)所包含的氣泡。
因?yàn)槿廴诓Ａ的粘性在高溫下會(huì)變得較低，故于較高溫度下可較易于移除熔融玻璃G內(nèi)所包含的氣泡。當(dāng)熔融玻璃G于較高溫度下，提升了熔融玻璃G的活動(dòng)性，增加了熔融玻璃G的流動(dòng)數(shù)量，且該熔融玻璃G在通過(guò)抽真空除氣容器14時(shí)除氣。由此觀點(diǎn)，較佳的是，該熔融玻璃G的粘性不大于104.5泊(poise)。
較佳的是，由抽真空除氣容器14、上升管16、下降管18、及上游與下游連接通路82、84組成的一系列封閉通路(供熔融玻璃G用的路徑)的內(nèi)部表面均事先加熱至與熔融玻璃G實(shí)質(zhì)上相同的溫度，以開(kāi)始該抽真空除氣裝置80的作業(yè)。如果該加熱不充分，有可能當(dāng)熔融玻璃G被向上吸時(shí)，熔融玻璃被冷卻而硬化，從而不可能進(jìn)行后序作業(yè)。
在充分加熱事先完成之后，熔融玻璃G自熔化容器24流入上游連接通路82內(nèi)，且一旁通管通路開(kāi)啟，熔融玻璃G亦自上游連接通路82流入下游連接通路84，便熔融玻璃G填入上游與下游連接通路82、84內(nèi)。然后，減壓該抽真空外罩12內(nèi)側(cè)，以自上游連接通路82與下游連接通路84通過(guò)上升管16與下降管18而將熔融玻璃G吸入抽真空除氣容器14內(nèi)。自上升管16吸入的熔融玻璃G，與自下降管18吸入的熔融玻璃G，于抽真空除氣容器14內(nèi)結(jié)合。在抽真空除氣容器14被減壓至某一壓力，使抽真空除氣容器14內(nèi)的熔融玻璃G升至某一高度后，該旁通管通路關(guān)閉，且該抽真空除氣裝置80可進(jìn)行正常作業(yè)。
根據(jù)本發(fā)明第四模式，抽真空除氣容器、上升管及下降管可由具有不大于5％多孔性的耐火材料組成，例如使用比例如白金合金的貴金屬合金便宜許多的電鑄磚，且該裝置可與使用貴金屬合金的情況相同地持續(xù)抽真空除氣該熔融玻璃。與使用例如白金合金的貴金屬合金的情況比較，本裝置制造成本較低。不須要由于成本而局限所使用的材料，而且因?yàn)榭紤]使用材料受到限制會(huì)降低強(qiáng)度而限制了該裝置尺寸。顯著改進(jìn)設(shè)計(jì)自由度，不只可建造大的流動(dòng)數(shù)量的抽真空除氣裝置，且可在高溫下進(jìn)行抽真空除氣處理。
因?yàn)槌檎婵粘龤庋b置不需要可升起，且整體裝置可以穩(wěn)定方式安裝，升起該裝置的作業(yè)是困難的，且伴隨危險(xiǎn)牲，故本裝置可排除這種危險(xiǎn)性而提供一更安全的抽真空除氣裝置。
現(xiàn)在，參照?qǐng)D9至圖11，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第五模式的做為該抽真空除氣裝置的一種抽真空除氣裝置的平行配置方式。
圖9是一示意性頂部平面圖，顯示根據(jù)此一模式的抽真空除氣裝置的平行配置范例。
平行配置的抽真空除氣裝置100(以后僅稱(chēng)為抽真空除氣裝置)用在一處理過(guò)程中，其中，在熔化容器24內(nèi)的熔融玻璃G抽真除氣，且被持續(xù)地供應(yīng)至一后序處理容器(未示于圖)例如供平板玻璃用的成型處理容器的一浮動(dòng)處理槽，及供瓶子用的一成型操作容器。如圖9所示，抽真空除氣裝置由第一抽真空除氣裝置102、第二抽真空除氣裝置104、一壓力均衡管142與一合并單元150組成。
因?yàn)榈谝怀檎婵粘龤庋b置102與第二抽真空除氣裝置104具有相同結(jié)構(gòu)，將主要說(shuō)明第一抽真空除氣裝置102，將省略第二抽真空除氣裝置104的說(shuō)明。
圖10中沿圖9的線(xiàn)Ⅹ-Ⅹ截取的示意性剖面圖，示出了第一抽空除氣裝置102與抽真空除氣裝置100的該合并單元150。
第一抽真空除氣裝置102包含一抽真空外罩12，一抽真空除氣容器14，一上升管16與一下降管18。因?yàn)槭居趫D10的第一抽真空除氣裝置102的主要部份結(jié)構(gòu)基本上與示于圖1的抽真空除氣裝置10的主要部份相同，相同部份以相同參考號(hào)碼代表，且省略這些部份的詳細(xì)說(shuō)明。
雖然上升管16與下降管18被安排在抽真空外罩12的支架中，該下降管18與第二抽真空除氣裝置104的下降管19，傾斜或一部份彎曲與于后說(shuō)明的合并單元150連通。
在本發(fā)明抽真空除氣裝置100內(nèi)，對(duì)抽真空除氣容器14，上升管16與下降管18的材料上沒(méi)有限制。材料的范例為貴金屬或貴金屬合金，例如白金及白金-銠合金與白金-鈀合金，及電鑄耐火材料與微細(xì)過(guò)燒耐火材料。在該材料種類(lèi)中，最好使用具有不大于5％的多孔性耐火材料。當(dāng)與熔融玻璃G直接接觸的該抽真空除氣裝置100的主要部份均由這種耐火材料組成時(shí)，與傳統(tǒng)使用貴金屬合金的裝置比較，具有顯著降低制造成本的優(yōu)點(diǎn)。該抽真空除氣裝置可做成具有任何形狀與任何厚度，以使抽真空除氣裝置100具有大的容量，且可于高溫下進(jìn)行抽真空除氣處理。
上升管16的浸入上游凹坑24內(nèi)的熔融玻璃G的底部部份，與下降管的浸入爐襯(于后詳述)的界限壁152內(nèi)的熔融玻璃G的底部部份，因?yàn)榇嬖谟腥廴诓Ａ與空氣的界面，故具有高度反應(yīng)。除了具有不大于5％多孔性的微細(xì)過(guò)燒耐火磚之外，一般過(guò)燒耐火磚均不夠耐用。即使如果使用具有不大于5％多孔性的耐火材料，界面部份或接合處的劣化也會(huì)發(fā)生。較佳的是，上升管16與下降管18底部部份均由白金或白金合金制造。
因?yàn)楸景l(fā)明的抽真空除氣裝置100，包含平行配置的第一抽真空除氣單元102與第二抽真空除氣單元104，通過(guò)第二抽真空除氣單元102、104的熔融玻璃可結(jié)合于合并單元150內(nèi)，以抽真空除氣大量的熔融玻璃，且可快速克服生產(chǎn)的改變，例如，只操作一單元或操作二單元。
但是，如果組合在平行配置中的二抽真空除氣單元沒(méi)有變更，有可能使得在抽真空除氣單元102中獲得的熔融玻璃G的成份，與在抽真空除氣單元104中所獲得的成份有些微的不同。例如，技術(shù)上很難在二抽真空除氣單元102、104的抽真空除氣容器14、15內(nèi)提供完全相同的減壓，二抽真空除氣容器14、15在與熔融玻璃G接觸的氣態(tài)上具有不同的壓力，且二抽真空除氣容器內(nèi)的通過(guò)二抽真空除氣單元的熔融玻璃G，在氣體成份(例如，在純鹼石灰玻璃情況中的SO2與CO2等)的氣態(tài)中具有不同的濃度(部分壓力)。通過(guò)每一單元的熔融玻璃，接觸不同的氣態(tài)成份的組合。因?yàn)楫a(chǎn)生了熔融玻璃組成成份的該種差異，而包含了些微不同的氣體成份，合并時(shí)會(huì)導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生。在揮發(fā)成份上亦可能不同，例如在原始組成成份中的Na2O。通過(guò)合并具有不同組成成份的熔融玻璃所獲得的該熔融玻璃，在組成成份上會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則性，出現(xiàn)不能獲得充分均質(zhì)牲的問(wèn)題，而降低了玻璃產(chǎn)品的光學(xué)特性。
根據(jù)本發(fā)明，提供連通在第一抽真空除氣單元102與第二抽真空除氣單元104之間的壓力均衡管142，以獲得具有優(yōu)異均質(zhì)牲的熔融玻璃G，且仍可以大量的抽真空除氣該熔融玻璃G。
特別是如圖9所示，壓力均衡管142設(shè)置在第一抽真空除氣單元102的抽真空外罩12與第二抽真空除氣單元104的抽真空外罩13之間，以連通該二外罩。
壓力均街管142可使該二抽真空移除容器14、15內(nèi)的氣態(tài)維持相同壓力。例如，如圖10所示，連通在二抽真空除氣單元102、104之間的壓力均衡管142，其二末端連接至抽真空外罩12、13。對(duì)于該壓力均衡管142應(yīng)連接至何位置上，并無(wú)任何限制。只要該壓力均衡管142可連通至少二抽真空外罩12、13便已足夠。雖然對(duì)壓力均衡管142的形狀與材料上沒(méi)有任何限制，但較佳的由不銹鋼制造。
因?yàn)檫B通在二抽真空除氣單元102、104之間，均衡了在二抽真空除氣容器14、15內(nèi)的氣態(tài)壓力，包含在氣體相態(tài)內(nèi)的玻璃揮發(fā)成份(例如，Na2O等)的氣體成份(例如，在純鹼石灰玻璃中的SO2,CO2等)與部份壓力(濃度)，在二抽真空除氣容器內(nèi)可均衡。因此，已通過(guò)二抽真空除氣單元102、104的熔融玻璃G具有相同的組成成份背景，以均衡由二抽真空除氣單元102、104所抽真空除氣的熔融玻璃G的成份，使合并的熔融玻璃G具有最少量的氣泡，將組成成份的不規(guī)則性減至最低，且具有優(yōu)異均質(zhì)性。
較佳的是，壓力均衡管142具有用以關(guān)閉該壓力均衡管142且安裝在其內(nèi)的一旋塞144，以便可切斷在二抽真空除氣容器14、15之間的連通。如果由于維修等而使該抽真空除氣單元102或104無(wú)法運(yùn)作，可由旋塞144關(guān)閉該壓力均衡管142，而持續(xù)的操作另一抽真空除氣單元102或104，將玻璃產(chǎn)品的生產(chǎn)障礙減至最小。特別是，此種方式相當(dāng)有用，因?yàn)檎扌纬沙檎婵粘龤馊萜?4、上升管16或下降管18的白金或白金合金，經(jīng)常需耗費(fèi)數(shù)月的時(shí)間。
已由抽真空除氣單元102、104真空除氣的熔融玻璃G，通過(guò)各下降管18、19而抵達(dá)合并單元150。
合并單元150合并且攪動(dòng)由二抽真空除氣單元102、104所供應(yīng)的熔融玻璃G，且將該熔融玻璃G供應(yīng)至下一步驟的入口，例如一流出槽(spout)。
圖10與圖11示出合并單元150的一范例。
示于這些圖形中的合并單元150，包含界限壁152，當(dāng)于頂部觀看時(shí)具有一矩形或橢圓形狀，喉壁154、154，及一攪動(dòng)設(shè)備156。界限壁152具有貯器164、164，且一合并容器166形成于界限壁152內(nèi)。
界限壁152是一外罩，自二下降管18、19供應(yīng)的熔融玻璃G于此結(jié)合成為一單一流。二下降管18、19的底部末端，間隔某一距離嵌入界限壁152的頂部表面，且界限壁152的一側(cè)邊形成一出口152a，以將結(jié)合的熔融玻璃G排出界限壁152。只要下降管18、19均連接至該下游攪動(dòng)設(shè)備156，本發(fā)明并不局限于該種配置。
喉壁154、154均為一板，用以防止攪動(dòng)設(shè)備156所導(dǎo)致的漩渦運(yùn)行至下降管18、19的底部末端，以避免沖蝕下降管18、19的底部末端，且喉壁154、154形成喉部，用以將來(lái)自下降管18、19的熔融玻璃G僅以一下游方向排出。該二板相對(duì)應(yīng)于該下降管18、19而設(shè)置在界限壁152中。通過(guò)設(shè)置喉壁154、154以分離該二下降管18、19的下游側(cè)，在界限壁152中的每一喉壁154、154的上游側(cè)，形成貯器164、164，且在界限壁152內(nèi)二喉壁154、154之間的下游側(cè)，形成合并容器166。換言的，具有這種配置的合并單元150熔融玻璃G供應(yīng)至且貯存在二貯器164、164內(nèi)，經(jīng)由在喉壁中的喉部154a、154a而結(jié)合在合并容器166內(nèi)，且經(jīng)由一排出孔152a，將合并的熔融玻璃G供應(yīng)至攪動(dòng)設(shè)備156。
攪動(dòng)設(shè)備156攪動(dòng)且均衡結(jié)合在界限壁152內(nèi)的合并容器166中的熔融玻璃G。使用多種已知的用以攪動(dòng)熔融玻璃的攪動(dòng)設(shè)備，且對(duì)攪動(dòng)設(shè)備沒(méi)有任何限制。所示范例中的攪動(dòng)設(shè)備156包含一導(dǎo)槽158、一攬動(dòng)器160及一驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)162。
該導(dǎo)槽158可確保用以攪動(dòng)熔融玻璃G的空間，與界定壁152內(nèi)的排出孔152a連通，且具有可將攪動(dòng)器160罩于其內(nèi)的容納空間。較佳的是，該導(dǎo)槽158可于該攪動(dòng)器160的位置，延伸在攪動(dòng)器160的軸向方向(向下方)，以使攪動(dòng)器160的攪動(dòng)更為有效，且該導(dǎo)槽延伸在水平方向中，或在該攪動(dòng)器上游與下游側(cè)邊的位置處，具有矩形形狀。
攪動(dòng)熔融玻璃G的攪動(dòng)器160由一轉(zhuǎn)動(dòng)軸160a及被承載在轉(zhuǎn)動(dòng)軸160a一底部末端上的葉片160b所組成，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸160a具有由該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)162所轉(zhuǎn)動(dòng)支撐的一頂部末端。當(dāng)驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)162，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸160a轉(zhuǎn)動(dòng)葉片160b，以迫使攪動(dòng)且均衡引入導(dǎo)槽158內(nèi)的熔融玻璃G。雖然對(duì)攪動(dòng)器160的形狀與材料上沒(méi)有任何限制，較佳的是，該攪動(dòng)器由白金或白金合金制造，或該攪動(dòng)器由例如耐火材料的耐熱材料，或除了白金之外的耐熱金屬所組成，且具有白金襯層或白金合金襯層的表面與熔融玻璃接觸，以防止熔融玻璃G所導(dǎo)致的沖蝕。
至于該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)162，只要可以攪動(dòng)熔融玻璃G，可使用多種已知驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
通過(guò)以這種配置方式提供合并單元150，攪動(dòng)設(shè)備156的攪動(dòng)部份，及下降管18、19底部末端均被充分隔離，以防止由攪動(dòng)導(dǎo)致的熔融玻璃G的漩渦抵達(dá)且沖蝕下降管18、19底部邊緣，以改進(jìn)這些部份的耐用性。特別是，即使如果下降管18、19底部末端均由白金或白金合金制造，其可非常有效地防止在熔融玻璃G與空氣之間的界面附近的沖蝕，因?yàn)樵摲N界面具有高度反應(yīng)性。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)抽真空除氣裝置100所處理的熔融玻璃沒(méi)有任何限制。該熔融玻璃的范例為純鹼石灰玻璃與涂覆有硼矽酸鹽的玻璃。根據(jù)本發(fā)明抽真空除氣裝置100可以處理大量的熔融玻璃。根據(jù)本發(fā)明抽真空除氣裝置，可應(yīng)用在大范圍的工廠中，其中，在生產(chǎn)純鹼石灰玻璃的情況中，需要處理大量的熔融玻璃。
在一種處理范例中，熔融玻璃G由根據(jù)該模式的抽真空除氣裝置100所抽真空除氣，且被持續(xù)供應(yīng)至一后序處理容器中(于后說(shuō)明)。因?yàn)榈谝怀檎婵粘龤庋b置102與第二抽真空除氣裝置104具有相同結(jié)構(gòu)，將主要說(shuō)明第一抽真空除氣裝置102的作業(yè)。
首先，玻璃在熔化容器24內(nèi)熔融以準(zhǔn)備該熔融玻璃G。對(duì)于純鹼石灰玻璃，熔化容器內(nèi)的溫度為1250至1450℃，較佳的在1280至1320℃。于該溫度范圍內(nèi)的溫度可充分的減少該熔融玻璃G粘性，以有效進(jìn)行抽真空除氣處理，防止該裝置(特別是金屬或金屬合金)的劣化。至于具有例如涂覆有硼矽酸鹽的玻璃的其他成份的玻璃，較佳的是，該玻璃以該種溫度熔融，以具有與純鹼石灰玻璃相同粘牲。
然后，經(jīng)由一抽真空泵(未示于圖)，將抽真空外罩12與抽真空除氣容器14內(nèi)側(cè)維持在真空。在該狀態(tài)下，在熔化容器24中的熔融玻璃G，通過(guò)在熔化容器24下游末端的上游凹坑26，在上升管16中升起，且被導(dǎo)入該抽真空除氣容器14內(nèi)。于減壓條件下，熔融玻璃G在抽真空除氣容器14中除氣。此時(shí)，抽真空除氣容器14內(nèi)的氣態(tài)壓力，與第二抽真空除氣單元102的抽真空除氣容器14內(nèi)的氣態(tài)的壓力，可通過(guò)壓力均衡管142維持相同壓力，以提供熔融玻璃G相同的成份背景，且該熔融玻璃G通過(guò)二抽真空除氣單元102與104。
接下來(lái)，除氣之后的熔融玻璃G經(jīng)由下降管18導(dǎo)入合并單元150內(nèi)，且與來(lái)自第二抽真空除氣單元104的熔融玻璃G一起合并與攪動(dòng)。然后，熔融玻璃被供應(yīng)至一后序成型單元(未示于圖)。
因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明這一模式的抽真空除氣裝置100，具有包含第一抽真空除氣單元102與第二抽真空除氣單元104的雙結(jié)構(gòu)(dual-structure)，經(jīng)由二不同的上升管供應(yīng)至各自的抽真空除氣容器內(nèi)的熔融玻璃G，由二不同的對(duì)應(yīng)下降管排出，且均被供應(yīng)至合并單元150內(nèi)。
雖然于所禾范例中的抽真空除氣裝置100具有這種雙結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明不局限于該一結(jié)構(gòu)，可提供不少于三個(gè)的抽真空除氣單元。對(duì)于后者，各個(gè)抽真空除氣單元可具有各自的上升管與下降管，且所有的下降管聚合在一個(gè)位置處。多數(shù)上升管均從一單個(gè)的合并管分出。一些多個(gè)的上升管與一些多個(gè)下降管可逐步的分出或聚合，所有的上升管可以分離，或所有的下降管可以聚合。
根據(jù)本發(fā)明第五模式的用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置中，其中，可從持續(xù)供應(yīng)的熔融玻璃內(nèi)移除氣泡，可處理大量的熔融玻璃，且可為融玻璃提供優(yōu)異的均質(zhì)性，而該裝置可以快速克服生產(chǎn)中的改變。即使在維修中，該裝置仍可持續(xù)操作。
必須注意，根據(jù)本發(fā)明第一至第四模式的用于熔融玻璃抽真空除氣裝置，與根據(jù)本發(fā)明第五模式的平行配置抽真空除氣裝置，不僅可應(yīng)用在所示范例中的一虹吸形狀抽真空除氣裝置中，且亦可應(yīng)用在如日本專(zhuān)利號(hào)碼JP-A-5262530與JP-A-7291633所示的抽真空除氣裝置中，該裝置具有水平放置的容器。
雖然已詳細(xì)說(shuō)明有關(guān)于本發(fā)明用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置的范例，但本發(fā)明并不局限于該范例。在不離開(kāi)本發(fā)明范疇中，可進(jìn)行多種變異與改變。
權(quán)利要求
1．一種抽真空除氣裝置，供熔融玻璃之用，包括一抽真空外罩，在此產(chǎn)生一真空一抽真空除氣容器，被罩于該抽真空外罩內(nèi)；一導(dǎo)入設(shè)備，與該抽真空除氣容器連通，以將除氣之前的熔融玻璃導(dǎo)入抽真空除氣容器內(nèi)；及一排出設(shè)備，與該抽真空除氣容器連通，以將除氣之后的熔融玻璃自該抽真空容器排出；其中，至少該導(dǎo)入設(shè)備與該排出設(shè)備之一，包含一流動(dòng)大數(shù)量熔融玻璃流的一路徑，且至少該路徑的與熔融玻璃直接接觸的一部份由具有不大于5％的多孔性耐火材料所組成。
2．一種抽真空除氣裝置，供熔融玻璃之用，包括一抽真空外罩，在此產(chǎn)生一真空；一抽真空除氣容器，被置于該抽真空外罩內(nèi)；一導(dǎo)入設(shè)備，與該抽真空除氣容器連通，以將除氣之前的熔融玻璃導(dǎo)入抽真空除氣容器內(nèi)；及一排出設(shè)備，與該抽真空除氣容器連通，以將除氣之后的熔融玻璃自該抽真空容器排出；其中，該抽真空除氣容器包含用以流動(dòng)大數(shù)量熔融玻璃流的一路徑及一除氣空間，且至少該路徑的與熔融波璃直接接觸的一部份由具有不大于5％的多孔性耐火材料所組成。
3．如權(quán)利要求2所述的抽真空除氣裝置，其特征在于，每一該導(dǎo)入設(shè)備與該排出設(shè)備包括一上升管與一下降管，且至少該上升管與該下降管之一由具有不大于5％的多孔性耐火材料所組成。
4．如權(quán)利要求1或2中的任一項(xiàng)所述的抽真空除氣裝置，其特征在于，該抽真空除氣容器的路徑具有矩形剖面。
5．如權(quán)利要求1或2中的任一項(xiàng)所述的抽真空除氣裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括用以冷卻該熔融玻璃的一冷卻設(shè)備。
6．如權(quán)利要求1或2中的任一項(xiàng)所述的抽真空除氣裝置，其特征在于，該導(dǎo)入設(shè)備包含一上升管及與該上升管的底部末端連通的一延伸管，該排出設(shè)備包含一下降管及與該下降管底部末端連通的一延伸管，其中，至少該上升管與該下降管的與熔融玻璃直接接觸的部份由具有不大于5％的多孔性耐火材料所組成，該上升管與該下降管的延伸管均由白金或白金合金所制造。
7．如權(quán)利要求6所述的抽真空除氣裝置，其特征在于，至少該延伸管之一包含具有一凸緣的一頂部末端，且通過(guò)白嵌入和夾緊該凸緣于該爐襯的接合處內(nèi)，而將該延伸管固定至上升管或下降管。
8．如權(quán)利要求1或2中的任一項(xiàng)所述的抽真空除氣裝置，其特征在于，該導(dǎo)入設(shè)備包含一上升管及一上游連接通路，用以連通該上升管與其內(nèi)具有該熔融玻璃的自由表面的一熔化容器，或其內(nèi)具有該熔融玻璃自由表面的一上游開(kāi)啟槽道；該排出設(shè)備包含一下降管及一下游連接通路，用以連通該下降管與其內(nèi)具有該熔融玻璃自由表面的一下游開(kāi)啟槽道，或其內(nèi)具有該熔融玻璃自由表面的一處理容器；該上游連接通路，該上升管、該抽真空除氣容器，該下降管與該下游連接通路，形成一連續(xù)的封閉通路；及與該熔融玻璃直接接觸的該連續(xù)封閉通路部份由具有不大于5％的多孔性耐火材料所組成。
9．如權(quán)利要求8所述的抽真空除氣裝置，其特征在于，該抽真空外罩包括一金屬外殼，該金屬外殼包覆該抽真空除氣容器及該上升管、該下降管、該上游與下游連接通路部份，且在抽真空除氣容器與抽真空外罩之間的空間，及在該上升管、該下降管、該上游與下游連接通路與該抽真空外罩之間的空間，具有一多層結(jié)構(gòu)剖面，并以火磚制成的熱絕緣材料填入。
10．如權(quán)利要求1或2中的任一項(xiàng)所述的抽真空除氣裝置，其特征在于，該抽真空除氣容器內(nèi)具有1/20至1/3的大氣壓力，且該熔融玻璃具有不大于104.5泊的粘性，并以不大于50mm/sec的流動(dòng)量流動(dòng)于該抽真空除氣容器內(nèi)。
11．一種平行配置的抽真空除氣裝置，包括多個(gè)抽真空除氣單元，用以對(duì)一熔化容器所供應(yīng)的熔融玻璃進(jìn)行抽真空；及一合并單元，用以合并自該抽真空除氣單元所供應(yīng)的熔融玻璃，攪動(dòng)并合并熔融玻璃，且將該攪動(dòng)過(guò)的熔融玻璃供應(yīng)至一下游側(cè)其中，每一抽真空除氣單元包含一產(chǎn)生真空的抽真空外罩，一抽真空除氣容器被罩于該抽真空外罩內(nèi)，以抽真空除氣該熔融玻璃，一導(dǎo)入設(shè)備與該抽真空除氣容器連通，以將除氣之前的熔融玻璃導(dǎo)入抽真空除氣容器內(nèi)；及一排出設(shè)備與該抽真空除氣容器連通，以將除氣之后的熔融玻璃自該抽真空除氣容器排入該合并單元內(nèi)；及其中，設(shè)置一壓力均衡管以連通于該抽真空除氣單元之間。
12．如權(quán)利要求11所述的平行配置抽真空除氣裝置，其特征在于，該導(dǎo)入設(shè)備包括一上升管，用以升起除氣之前的熔融玻璃，以將該熔融玻璃導(dǎo)入抽真空除氣容器內(nèi)，且該排出設(shè)備包括一下降管，用以自該抽真空除氣容器向下退出除氣之后的該熔融玻璃，以將該熔融玻璃導(dǎo)出至該合并單元內(nèi)。
13．如權(quán)利要求11所述的平行配置抽真空除氣裝置，其特征在于，該合并單元包含多個(gè)貯器，每一貯器與每一導(dǎo)入設(shè)備連通，一合并容器經(jīng)由喉部而與貯器連通，且一攬動(dòng)容器與該合并單元的下游側(cè)連通。
14．如權(quán)利要求11所述的平行配置抽真空除氣裝置，其特征在于，該壓力均衡管具有一旋塞，可用以切斷在該抽真空除氣容器之間的連通。
15．一種抽真空除氣裝置，供熔融玻璃之用，包括多個(gè)的抽真空除氣單元，用以抽真空除氣自一熔化容器所供應(yīng)的熔融玻璃；及一合并單元，用以合并自該抽真空除氣單元所供應(yīng)的熔融玻璃，攪動(dòng)并合并該熔融玻璃，且將該攪動(dòng)過(guò)的熔融玻璃供應(yīng)至一下游側(cè)；其中，每一抽真空除氣單元包含一產(chǎn)生真空的抽真空外罩，一抽真空除氣容器被罩于該抽真空外罩內(nèi)，以抽真空除氣該熔融玻璃，一導(dǎo)入設(shè)備與該抽真空除氣容器連通，以將除氣之前的熔融玻璃導(dǎo)入抽真空除氣容器內(nèi)；及一排出設(shè)備與該抽真空除氣容器連通，以將除氣之后的熔融玻璃自該抽真空除氣容器排入該合并單元內(nèi)；其中，設(shè)置一壓力均衡管以連通于該抽真空除氣單元之間；及其中，至少與該熔融玻璃直接接觸的該導(dǎo)入設(shè)備，該抽真空除氣容器，及該排出設(shè)備的部份，均由具有不大于5％的多孔性耐火材料所組成。
16．如權(quán)利要求1、2或15中的任一項(xiàng)所述的抽真空裝置，其特征在于，該耐火材料為電鑄耐火材料，或微細(xì)過(guò)燒耐火材料。
17．如權(quán)利要求1、2或15中的任一項(xiàng)所述的抽真空除氣裝置，其特征在于，該耐火材料具有與該熔融玻璃直接接觸的表層，且該耐火材料至少將該表層剝除。
18．如權(quán)利要求1、2或15中的任一項(xiàng)所述的抽真空除氣裝置，其特征在于，該耐火材料的表層至少被剝除5mm，且該耐火材料具有不大于1％的視孔隙度。
全文摘要
一種用于熔融玻璃的抽真空除氣裝置，包括一抽真空外罩，一抽真空除氣容器，被罩于該抽真空外罩內(nèi)，用以除氣該熔融玻璃；一導(dǎo)入設(shè)備連通至該抽真空除氣容器，以將未處理的熔融玻璃導(dǎo)入該抽真空除氣容器內(nèi)；及一排出設(shè)備，用以排出處理過(guò)的熔融玻璃。在該裝置中，與該熔融玻璃直接接觸的至少該抽真空除氣容器，該上升管與該下降管之一的至少一部分，由具有不大于5%的多孔性耐火材料所組成。本裝置可增加熔融玻璃的流動(dòng)數(shù)量。
文檔編號(hào)C03B5/225GK1227194SQ9910257
公開(kāi)日1999年9月1日 申請(qǐng)日期1999年2月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月26日
發(fā)明者竹居佑輔, 松脅正隆, 河口年安, 木島駿, 谷垣淳史, 今牧捷治, 佐佐木道人, 石野利弘 申請(qǐng)人:旭硝子株式會(huì)社