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技術 ディスプレイ用ガラスを製造するための装置および方法

出願人 ショット・アーゲー
発明者 ヒルデガルト・レーマーグイド・レーケフランク-トーマス・レンテスカリン・ナオマンシュテファン・シュミットビルフリート・リンツヨアヒム・キュシュター
出願日 2010年2月12日 (11年0ヶ月経過) 出願番号 2010-029091
公開日 2010年8月26日 (10年6ヶ月経過) 公開番号 2010-184861
状態 特許登録済
技術分野 ガラスの溶融、製造
主要キーワード エッジギャップ 壁部部分 底部材料 底部構造体 還流部材 入口横断面 シリンダ周面 撹拌要素
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年8月26日)のものです。
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図面 (9)

課題

ガラス溶融物均質化する撹拌装置と、前記撹拌装置の上流にあって、前記撹拌装置を、前置された溶融および/または清澄ユニットに接続するための第1の接続要素と、前記撹拌装置の下流にあって、この撹拌装置を成形装置に接続するための第2の接続要素と、からの微小な泡の発生を抑制する攪拌装置を提供する。

解決手段

攪拌装置406、および/または第1の接続要素400、および/または第2の接続要素420の、ガラス溶融物と接触する壁部材料および底部材料を、実質的に、高温酸化ジルコニウム含有耐火材料から形成する。

概要

背景

この文献の意味における高粘度のガラス溶融物は、約1と500Pasの間の粘度を有するガラス溶融物を意味する。このような高粘度のガラス溶融物は、装置の中で、溶融および/または清澄ユニットから成形装置への途中で、層流を形成する。化学的拡散係数が非常に小さくて、典型的には10−12m2/sまたはこれより小さいので、ガラス溶融物の拡散混合を、ほぼ締め出すことができる。ガラス溶融物の中の不均質は、機械的な均質化なしに、拡散装置を用いて、成形装置までの途中で保たれており、ガラス製品横断顕微鏡写真では、ストライプの構造または条痕の形でおよび/またはガラスを非常に薄く引き出した後の厚さのばらつきの形で示されるだろう。(自動車または建築物のためのフロートガラスソータ石灰ガラスのためには、接続領域における新たな気泡形成を回避するための特別な措置が不要である。何故ならば、ここでは、典型的には、1キログラムのガラスにつき>0.5mmの気泡の直径を有する10までの気泡が生じることがあるからである。0.5mmの直径より小さい気泡は、このような使用では、通常妨げない。

条痕の形成および前記サイズの気泡による失敗は、建築または自動車製造(例えば窓)のためのフラットガラスの製造の際に、2mmまたはそれより大きい典型的なガラスの厚みでは、妨げとは見なされない。それ故に、気泡および条痕を回避するための他の特別な措置は必要でない。

他のことは、ディスプレイ用ガラスの、ここに記載された製造法に当てはまる。ディスプレイ用ガラスでは、ガラスリボンの厚さは、2mmおよびそれより厚さ、好ましくは1mmおよびそれより少ない厚さ、特にしばしば0.7mmの範囲で製造される。このことは、知られるようにダウンドロー法オーバーフローフュージョン法またはフロートバス法で得られる非常に高い変形率を引き起こす。気泡の質および清澄さに関して、ディスプレイ用ガラスの製造に対しなされる要求は、実際に、0.3mmより少ない、好ましくは0.1mmより少ない気泡および1キログラムのガラスにつき固形混在物の場合に存する。最大限に許される粒子の大きさおよび/または気泡の大きさは、約100μmである。ディスプレイ用ガラスの厚さの公差は、大きなスケールで見て、50μmの範囲にあり、これに対し、波形とも呼ばれる、小さなスケールの厚さのばらつきは、最大400nm、好ましくは最大250nmおよび特に好ましくは最大50nmであってもよい。後者の場合は特に好ましい。何故ならば、この精度では、通常、ガラス板の後研磨を省略することができるからである。

前記の要求を満たすことができるためには、ガラス溶融物を、化学的組成に関してのみならず、粘度、熱膨張係数および屈折率に関しても、非常に良好に均質化されねばならない。

この目的のためには、知られるように、製造ユニットに複数の撹拌装置が設けられる。これらの撹拌装置では、溶融物循環され、その際に、不均質部分が伸ばされ、再分配され、細かく刻まれる。ディスプレイ用ガラスを製造するためのガラス溶融物を均質化および状態調節するための典型的な装置は、例えば、特許文献1または特許文献2に記載されている。特にこの使用目的のための装置またはシステムでは、溶融および/または清澄ユニットと撹拌装置との間の第1の接続要素のみならず、撹拌装置と成形装置、ここでは、フロートバスユニットの適量配分針(「トゥイル」)との間の第2の接続要素も、白金および/または他の貴金属との合金(以下、簡単に白金という)からなる。白金の使用の利点は、システムがほぼ目地なしに製造することができること、および耐火レンガ構造物とは反対に、気泡がガラス溶融物に入り込める、開放気泡の接触面が、存在しないことである。更に、白金は、レンガと比較して、安定した表面を有する。それ故に、実際に、材料の腐蝕従ってまた壁部材料の、ガラス溶融物への妨げが、従ってまたガラス組成物の変化がなされない。

特に最後に挙げた理由から、撹拌容器および撹拌器を白金で実現できることが可能である。撹拌装置では、撹拌器と撹拌容器との間の、あるいは、複数の相並んでまたは相前後して接続される撹拌器の複数の撹拌ブレードの間のエッジギャップの非常に僅かな幅を維持しなければならない。このことによって、僅かなギャップになるまでの接近の故に生じる、壁部における、高いせん断応力が、壁部材料の除去の増大をもたらすことなく、非常に高い撹拌効率従ってまた、ガラス溶融物の非常に高い均質化が達成される。このタイプの撹拌装置は、例えば、特許文献3または特許文献4に記載されている。

同じ考慮から、特許文献5では、高粘度を有し、かつディスプレイ用ガラスを製造するためのガラス溶融物のための送出し装置が提案される。この送出し装置は、耐火材料の複数の流路を有し、これらの流路には、ガラス溶融物と接触する、内壁の面に沿って、薄い白金層内張りされる。

しかしながら、ガラス溶融物と接触する面のために白金を用いることは、利点のみを有するわけではない。例えば、このようなシステムは、1200℃以上の温度の際に、1ないし2年の比較的短い寿命のみを有する。その後、システム全体を分解修理しおよび/または交換しなければならない。このことは、ユニットの停止従ってまた生産の停止と結びついている。更に、白金は、知られるように、非常に高価な材料である。この材料の価格は、高いコストの中に表われる。最後に、白金の表面にも、酸素の気泡が生じることがある。このような酸素の気泡は、製品の質従ってまた製造プロセスの経済性に悪影響を及ぼす。

概要

ガラス溶融物を均質化する撹拌装置と、前記撹拌装置の上流にあって、前記撹拌装置を、前置された溶融および/または清澄ユニットに接続するための第1の接続要素と、前記撹拌装置の下流にあって、この撹拌装置を成形装置に接続するための第2の接続要素と、からの微小な泡の発生を抑制する攪拌装置を提供する。攪拌装置406、および/または第1の接続要素400、および/または第2の接続要素420の、ガラス溶融物と接触する壁部材料および底部材料を、実質的に、高温酸化ジルコニウム含有の耐火材料から形成する。

目的

本発明の目的は、高質のディスプレイ用ガラスの製造プロセスを、従来の技術よりも経済的に構成することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

ガラス、特にディスプレイ用ガラスを製造する方法であって、高粘度のガラス溶融物を、溶融および/または清澄ユニットから、第1の接続要素(100,400)を介して撹拌装置(110,406)に供給し、そこで均質化し、前記撹拌装置(110,406)から、第2の接続要素(120,420)を介して成形装置に供給する方法において、前記第1の接続要素(100,400)の、前記撹拌装置(110,406)の、および前記第2の接続要素(120,420)の、前記ガラス溶融物と接触する壁部材料および底部材料が、実質的に、高温酸化ジルコニウム含有耐火材料から形成されていることを特徴とする方法。

請求項2

前記壁部材料および底部材料は、ガラス相を有しかつ溶融物から注型された耐火材料であることを特徴とする請求項1に記載の方法。

請求項3

前記高温酸化ジルコニウム含有の耐火材料は、85重量%より多い、好ましくは90重量%より多いZrO2を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。

請求項4

前記耐火材料は、Al2O3,SiO2および僅かな割合でアルカリ類および/またはアルカリ土類を含むことを特徴とする請求項3に記載の方法。

請求項5

前記第1の接続要素(100,400)の、および/または前記撹拌装置(110,406)の、および/または前記第2の接続要素(120,420)の、前記ガラス溶融物と接触する壁部(130)および/または底部(132)は、ガラスから離隔した側で、耐火材料のブロック(601)の層および絶縁層(730)から形成され、この絶縁層(730)は、複数の単独要素の間にある目地(603,703,704)を有する複数の単独要素からなり、これらの目地は、前記耐火材料のブロック(601)の間にある目地と重なることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の方法。

請求項6

前記第1の接続要素(100,400)の、および前記前記撹拌装置(110,406)の、および前記第2の接続要素(120,420)の、前記ガラス溶融物と接触する壁部(130)および/または底部(132)は、前記耐火材料のブロック(601,701)の少なくとも2つの層から形成され、隣り合う層のこれらのブロックは、目地をずらして設けられていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の方法。

請求項7

前記溶融物を、前記撹拌装置(110,406)の内側領域にある撹拌器(202,204,302,304,408,410,508,510)を用いて、処理流(206)の方向に対し横方向に、この処理流よりも大きい横流によって、装置全体を通って送り出すことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1に記載の方法。

請求項8

前記溶融物を前記撹拌装置(110,406)の中で送り出す際に、この撹拌装置(110,406)の前記壁部(130)および前記底部(132)に、1000Pa、好ましくは550Paの値を越えないせん断応力を加えることを特徴とする請求項7に記載の方法。

請求項9

前記内側領域における、前記処理流よりも大きな横流の故に、前記撹拌装置(110,406)の外側領域でも、容量の大きな還流が、前記処理流(206)の方向に対し横方向に形成され、前記還流は、ガラス流が前記撹拌装置(110,406)の傍らを横断方向に流れ過ぎることを阻止することを特徴とする請求項7または8に記載の方法。

請求項10

前記撹拌器(202,204,302,304,408,410,508,510)の回転数が、1分間に5またはそれより多い回転であるとき、阻止が調整されることを特徴とする請求項9に記載の方法。

請求項11

1kgのガラスにつき0.3より少ない、好ましくは0.1より少ない気泡の数と、最大限50μmの厚みのばらつきと、最大限400nm、好ましくは最大限250nmの、および特に好ましくは最大限50nmの波形とを有する平面ガラスを製造することを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1項に記載の方法。

請求項12

撹拌装置(110,406)と、この撹拌装置(110,406)の上流にあって、前記撹拌装置(110,406)を、前置された溶融および/または清澄ユニットに接続するための第1の接続要素(100,400)と、前記撹拌装置(110,406)の下流にあって、この撹拌装置(110,406)を成形装置に接続するための第2の接続要素(120,420)とを具備する、ガラス、特にディスプレイ用ガラスを製造するための高粘度のガラス溶融物を送り出し、均質化しかつ状態調節するための装置(300)において、前記第1の接続要素(100,400)の、および前記撹拌装置(110,406)の、および前記第2の接続要素(120,420)の、前記ガラス溶融物と接触する壁部材料および底部材料は、実質的に、高温酸化ジルコニウム含有の耐火材料から形成されていることを特徴とする装置。

請求項13

前記壁部材料および底部材料は、ガラス相を有しかつ溶融物から注型された耐火材料であることを特徴とする請求項12に記載の装置。

請求項14

前記高温酸化ジルコニウム含有の耐火材料は、85重量%より多い、特に好ましくは90重量%より多いZrO2を含むことを特徴とする請求項12または13に記載の装置。

請求項15

前記耐火材料は、Al2O3,SiO2および僅かな割合でアルカリ類を含むことを特徴とする請求項14に記載の装置。

請求項16

前記第1の接続要素(100,400)の、および/または前記前記撹拌装置(110,406)の、および/または前記第2の接続要素(120,420)の、前記ガラス溶融物と接触する壁部(130)および/または底部(132)は、ガラスから離隔した側で、前記耐火材料の複数のブロック(601,701)の層および絶縁層(730)によって形成され、この絶縁層(730)は、複数の単独要素の間にある目地(603,703,704)を有する複数の単独要素からなり、これらの目地は、前記耐火材料のブロック(601,701)の間にある目地(603,703,704)と重なることを特徴とする請求項12ないし15のいずれか1項に記載の装置。

請求項17

前記第1の接続要素(100,400)の、および/または前記撹拌装置(110,406)の、および/または前記第2の接続要素(120,420)の、前記ガラス溶融物と接触する壁部(130)および/または底部(132)は、前記耐火材料のブロック(601,701)の少なくとも2つの層から形成され、隣り合う層のこれらのブロックは、目地をずらして設けられていることを特徴とする請求項12ないし15のいずれか1項に記載の装置。

請求項18

前記撹拌装置(110,406)は、前記第1のおよび第2の接続要素(120,420)の処理流(206)の方向に対し横方向に設けられた撹拌シャフト(208)からなる少なくとも1つの撹拌器(202,204,302,304,408,410,508,510)と、前記撹拌シャフト(208)に結合された少なくとも1つの撹拌ファン(210)とを具備し、この撹拌ファンは、前記処理流よりも大きい、軸方向の送出し作用を、前記撹拌装置(110,406)の内側領域で達成するために設けられていることを特徴とする請求項12ないし17のいずれか1項に記載の装置。

請求項19

前記複数の撹拌ファン(210)と前記壁部(130)との間でおよび前記複数の撹拌ファン(210)と前記底部(132)との間で、十分に大きなギャップが形成されており、その結果、前記撹拌ファン(210)の標準周速および前記ガラス溶融物の粘度を考慮して、前記壁部(130)および前記底部(132)に引き起こされたせん断応力が、1000Pa、好ましくは550Paの値を越えないことを特徴とする請求項18に記載の装置。

請求項20

前記耐火材料の前記ブロック(601,701)は、これらのブロックが、前記壁部(130)と前記複数の撹拌ファン(210)との間および/または前記底部(132)と前記複数の撹拌ファン(210)との間の最も近い領域で、目地(603,703,704)を形成しないように、設けられていることを特徴とする請求項18または19に記載の装置。

請求項21

前記撹拌器(202,204,302,304,408,410,508,510)の下方に、底部流出部が設けられていることを特徴とする請求項18ないし20のいずれか1項に記載の装置。

請求項22

前記撹拌装置(110,406)は、前記処理流(206)の方向に相前後して設けられている少なくとも2つの撹拌器(202,204,302,304,408,410,508,510)を有することを特徴とする請求項18ないし21のいずれか1項に記載の装置。

請求項23

前記撹拌装置(110,406)は、前記処理流(206)の方向に対し横方向に並設されている少なくとも2つの撹拌器(202,204,302,304,408,410,508,510)を有し、これらの撹拌器の共通の軸方向の送出し作用が、前記装置の前記処理流よりも大きいことを特徴とする請求項18ないし21のいずれか1項に記載の装置。

請求項24

前記第1の接続要素(100,400)の、および/または前記撹拌装置(110,406)の、および/または前記第2の接続要素(120,420)の前記壁部(130)および/または前記底部(132)に沿って、前記撹拌器(202,204,302,304,408,410,508,510)の周囲には、少なくとも1つのバリヤ要素(216,218,220)が設けられていることを特徴とする請求項18ないし23のいずれか1項に記載の装置。

請求項25

前記撹拌装置(110,406)の前記壁部は、前記撹拌器(202,204,302,304,408,410,508,510)を周面部分で少なくともほぼ中央で囲む撹拌容器(404,414,504,514)を形成することを特徴とする請求項18ないし24のいずれか1項に記載の装置。

請求項26

前記撹拌容器(404,414)は、多角形の、少なくとも六角形のおよび好ましくは八角形の底面を描くことを特徴とする請求項25に記載の装置。

請求項27

前記第2の接続要素(120,420)に下流で直に接続されている、耐火材料からなるスパウトを有することを特徴とする請求項12ないし26のいずれか1項に記載の装置。

請求項28

ディスプレイ用ガラスを製造するための、請求項12ないし27のいずれか1項に記載の装置の使用。

技術分野

0001

本発明は、ガラス、特にディスプレイ用ガラスを製造する方法であって、高粘度のガラス溶融物を、溶融および/または清澄ユニットから、第1の接続要素を介して撹拌装置に供給し、そこで均質化し、撹拌装置から、第2の接続要素を介して成形装置に供給する方法に関する。本発明は、更に、撹拌装置と、この撹拌装置の上流にあって、撹拌装置を、前置された溶融および/または清澄ユニットに接続するための第1の接続要素と、撹拌装置の下流にあって、この撹拌装置を成形装置に接続するための第2の接続要素とを具備し、品質への高い要求をもってディスプレイ用ガラスまたは他のガラスを製造するための高粘度のガラス溶融物を送り出し、均質化しかつ状態調節するための装置に関する。

背景技術

0002

この文献の意味における高粘度のガラス溶融物は、約1と500Pasの間の粘度を有するガラス溶融物を意味する。このような高粘度のガラス溶融物は、装置の中で、溶融および/または清澄ユニットから成形装置への途中で、層流を形成する。化学的拡散係数が非常に小さくて、典型的には10−12m2/sまたはこれより小さいので、ガラス溶融物の拡散混合を、ほぼ締め出すことができる。ガラス溶融物の中の不均質は、機械的な均質化なしに、拡散装置を用いて、成形装置までの途中で保たれており、ガラス製品横断顕微鏡写真では、ストライプの構造または条痕の形でおよび/またはガラスを非常に薄く引き出した後の厚さのばらつきの形で示されるだろう。(自動車または建築物のためのフロートガラスソータ石灰ガラスのためには、接続領域における新たな気泡形成を回避するための特別な措置が不要である。何故ならば、ここでは、典型的には、1キログラムのガラスにつき>0.5mmの気泡の直径を有する10までの気泡が生じることがあるからである。0.5mmの直径より小さい気泡は、このような使用では、通常妨げない。

0003

条痕の形成および前記サイズの気泡による失敗は、建築または自動車製造(例えば窓)のためのフラットガラスの製造の際に、2mmまたはそれより大きい典型的なガラスの厚みでは、妨げとは見なされない。それ故に、気泡および条痕を回避するための他の特別な措置は必要でない。

0004

他のことは、ディスプレイ用ガラスの、ここに記載された製造法に当てはまる。ディスプレイ用ガラスでは、ガラスリボンの厚さは、2mmおよびそれより厚さ、好ましくは1mmおよびそれより少ない厚さ、特にしばしば0.7mmの範囲で製造される。このことは、知られるようにダウンドロー法オーバーフローフュージョン法またはフロートバス法で得られる非常に高い変形率を引き起こす。気泡の質および清澄さに関して、ディスプレイ用ガラスの製造に対しなされる要求は、実際に、0.3mmより少ない、好ましくは0.1mmより少ない気泡および1キログラムのガラスにつき固形混在物の場合に存する。最大限に許される粒子の大きさおよび/または気泡の大きさは、約100μmである。ディスプレイ用ガラスの厚さの公差は、大きなスケールで見て、50μmの範囲にあり、これに対し、波形とも呼ばれる、小さなスケールの厚さのばらつきは、最大400nm、好ましくは最大250nmおよび特に好ましくは最大50nmであってもよい。後者の場合は特に好ましい。何故ならば、この精度では、通常、ガラス板の後研磨を省略することができるからである。

0005

前記の要求を満たすことができるためには、ガラス溶融物を、化学的組成に関してのみならず、粘度、熱膨張係数および屈折率に関しても、非常に良好に均質化されねばならない。

0006

この目的のためには、知られるように、製造ユニットに複数の撹拌装置が設けられる。これらの撹拌装置では、溶融物循環され、その際に、不均質部分が伸ばされ、再分配され、細かく刻まれる。ディスプレイ用ガラスを製造するためのガラス溶融物を均質化および状態調節するための典型的な装置は、例えば、特許文献1または特許文献2に記載されている。特にこの使用目的のための装置またはシステムでは、溶融および/または清澄ユニットと撹拌装置との間の第1の接続要素のみならず、撹拌装置と成形装置、ここでは、フロートバスユニットの適量配分針(「トゥイル」)との間の第2の接続要素も、白金および/または他の貴金属との合金(以下、簡単に白金という)からなる。白金の使用の利点は、システムがほぼ目地なしに製造することができること、および耐火レンガ構造物とは反対に、気泡がガラス溶融物に入り込める、開放気泡の接触面が、存在しないことである。更に、白金は、レンガと比較して、安定した表面を有する。それ故に、実際に、材料の腐蝕従ってまた壁部材料の、ガラス溶融物への妨げが、従ってまたガラス組成物の変化がなされない。

0007

特に最後に挙げた理由から、撹拌容器および撹拌器を白金で実現できることが可能である。撹拌装置では、撹拌器と撹拌容器との間の、あるいは、複数の相並んでまたは相前後して接続される撹拌器の複数の撹拌ブレードの間のエッジギャップの非常に僅かな幅を維持しなければならない。このことによって、僅かなギャップになるまでの接近の故に生じる、壁部における、高いせん断応力が、壁部材料の除去の増大をもたらすことなく、非常に高い撹拌効率従ってまた、ガラス溶融物の非常に高い均質化が達成される。このタイプの撹拌装置は、例えば、特許文献3または特許文献4に記載されている。

0008

同じ考慮から、特許文献5では、高粘度を有し、かつディスプレイ用ガラスを製造するためのガラス溶融物のための送出し装置が提案される。この送出し装置は、耐火材料の複数の流路を有し、これらの流路には、ガラス溶融物と接触する、内壁の面に沿って、薄い白金層内張りされる。

0009

しかしながら、ガラス溶融物と接触する面のために白金を用いることは、利点のみを有するわけではない。例えば、このようなシステムは、1200℃以上の温度の際に、1ないし2年の比較的短い寿命のみを有する。その後、システム全体を分解修理しおよび/または交換しなければならない。このことは、ユニットの停止従ってまた生産の停止と結びついている。更に、白金は、知られるように、非常に高価な材料である。この材料の価格は、高いコストの中に表われる。最後に、白金の表面にも、酸素の気泡が生じることがある。このような酸素の気泡は、製品の質従ってまた製造プロセスの経済性に悪影響を及ぼす。

先行技術

0010

DE 10 2005 013 468 A1
DE 10 2005 019 646 A1
WO 2005/063633 A1
WO 2005/040051 A1
DE 10 2004 004 590 A1

0011

従って、本発明の目的は、高質のディスプレイ用ガラスの製造プロセスを、従来の技術よりも経済的に構成することである。

0012

上記目的は、本発明では、請求項1の特徴を有する方法によって、請求項12の特徴を有する装置によって、および請求項28に記載の使用によって解決される。本発明の好都合な実施の形態は、従属請求項に記載されている。

0013

本発明に係わる装置は、第1の接続要素の、撹拌装置の、および第2の接続要素の、ガラス溶融物と接触する壁部材料および底部材料が、実質的に、高温酸化ジルコニウム含有の耐火材料から形成されていることを特徴とする。

0014

発明者等は、ガラス溶融物と接触する壁部部分および底部部分のための、この材料の使用が、良好な均質化を達成するため、撹拌器の作用領域における亀裂形成スポーリングおよび除去に対する十分に高い抵抗を有することを認識した。材料は、熱で誘導された応力をほぼなしに、製造されることが可能であり、溶融物の中で、実質的に粒子なしに溶解される。従って、この材料は、基本的には、ディスプレイ用ガラスを製造するための高粘度のガラス溶融物の均質化および状態調節の領域でガラス溶融物との直接的な接触をもって使用されるために、適切である。

0015

高温酸化ジルコニウム含有の耐火材料は、例えば、EP 0 403 387 B1、EP 0 431 445 B1、US 5,023,218 B、DE 43 20 552 A1またはDE 44 03 161 B4から公知である。しかしながら、これらの実施の形態の中心点には、非常に高い溶融温度に対する耐性、腐蝕および亀裂発生に対する耐性ならびに非常に高い比電気抵抗がある。従って、材料は、特に高温溶融性のガラス組成物の溶融炉建設のために推奨された。均質化領域で生じる温度は、著しく低い。それ故に、化学的に生じる腐蝕は、ここでは、かなり少ない。しかしながら、発明者等は、高温酸化ジルコニウム含有の耐火材料が、これらの温度では、機械的に引き起こされた腐蝕に対する、特に、壁部せん断応力に対する増大された抵抗をも有することを認識した。つまり、耐火材料の場合、一般的には重要であるのは、壁部せん断応力が余りに高い場合、壁部材料および/または底部材料からのレンガ破片剥離が生じることであって、レンガ破片は、製品の中に再度見出され、傷物をもたらす。このことは、種々の材料が破壊なしに抵抗することができる相手である、壁部せん断応力の最大値との対比で、図8に図示されている。300Paまでの壁部せん断応力に耐える従来の耐火材料と比較して、高温酸化ジルコニウム含有の耐火材料は、1000Paまでの壁部せん断応力(図8棒線1ないし4)に耐えることができる。従って、この材料の特性は、貴金属で上張りされておりかつガラスを送り出す表面が、破壊なしに耐える最大限の壁部せん断応力(図8の棒線5ないし7)に著しく匹敵する。

0016

この観察により、発明者等は、高温酸化ジルコニウム含有の耐火材料を、特に撹拌装置の、しかしまた、第1のおよび第2の接続要素の、壁部部分および底部部分のために、以下の個所に、すなわち、特別に高い溶融温度が 支配しておらず、この材料が元々構想されなかった非常な機械的負荷が支配してなる個所に、使用することを熟考した。

0017

この材料は、白金よりもかなり安価であるので、高粘度のガラス溶融物を送り出し、均質化しかつ状態調節するための装置を形成するための安価な代替物であり、従って、ディスプレイ用ガラスを製造するための安価な方法を準備する。本発明の意味するように「実質的に、高温酸化ジルコニウム含有の耐火材料から成されている」は、接続要素および撹拌装置では、高温酸化ジルコニウム含有の耐火材料が、大方または完全にガラス溶融物と接触していることを意味する。接触面全体に比べて小さい、特に強く負荷された部分領域において、あるいは、直接的な加熱が必要とされる部分領域においてのみ、好ましくは白金からなる外張りが設けられていてもよい。本発明では、溶融物に接触する壁部部分の大部分が、前記利点を達成するために、耐火性材料から形成されていることが重要である。

0018

前記適合性は、特に、壁部材料および底部材料が、以下の特徴の1つまたは複数を有するときに、調整される。

0019

基本的には、この目的のために、高温酸化ジルコニウム含有の、高密度焼結された、小穴のない材料の、本発明に係わる使用が提案されていることが可能である。但し、壁部材料および底部材料が、ガラス相を有しかつ溶融物から注型された耐火材料であることは特に好ましい。

0020

この材料は、焼結された耐火材料とは反対に、連続気泡でなく、通気性がない。このことは、ガラス溶融物の中で新たな気泡の形成を阻止する。

0021

高温酸化ジルコニウム含有の耐火材料が、85重量%より多い、特に好ましくは90重量%より多いZrO2を含むことは好ましい。この耐火材料は、更に、Al2O3,SiO2および僅かな割合でアルカリ類、例えばNa2Oおよび/またはアルカリ土類、例えばCaOまたはBaOを含む。

0022

装置の特に好都合な実施の形態では、第1の接続要素のおよび撹拌装置のおよび第2の接続要素の、ガラス溶融物と接触する壁部および/または底部は、ガラスから離隔した側で、耐火材料のブロックの層および絶縁層から形成され、この絶縁層は、複数の単独要素の間にある目地を有する複数の単独要素からなり、これらの目地は、耐火材料のブロックの間にある目地と重なる。絶縁材料の目地が、耐火材料の目地よりも大きなギャップを有することは、好都合である。

0023

従来の構造体では、絶縁層を目地の後方に設けることが、耐火材料の、絶縁層上に位置決めされたブロックを考慮することなく、構成される。このことは、結果として、ガラス溶融物が、タブ運転中に、複数のブロックの複数の目地の間で、耐火材料から滲み、その下方にある絶縁層と接触することを伴う。この接触個所で、複数の目地の間で溶融物の中に生じかつ製品の質を悪化させる気泡が形成される。このことが、製品の質に特に亜影響を及ぼすのは、エラーが、撹拌装置の、流れ方向に後方に、すなわち、第2の接続要素の領域に生じるときである。本発明がこのことを防ぐのは、目地のない配列、すなわち、耐火材料の複数のブロックの間に目地を後置しないことが、絶縁層との溶融物の接触を締め出すことによってである。つまり、目地の後方に絶縁材料がないことにより、溶融物が、既に、耐火材料の複数のブロックの間の複数の目地の中で硬化し、それ故に、溶融物が流れ続けることはない。システムは、溶融物が、耐火材料以外の他の材料と、接触することができる前に、臨界点で、自ら密閉する。更に、溶融物は、万が一溶融物が目地の外端ではじて硬化するときでも、絶縁材料と接触しない。何故ならば、目地の後方には、絶縁材料が後置されていないからである。ガラスと接触する材料の目地の冷却作用および絶縁材料とのガラス溶融物の接触の阻止が保証されているのは、絶縁材料の目地が、耐火材料の目地よりも幅が広いときである。

0024

前記問題の代替の解決策に記載のように、第1の接続要素のおよび撹拌装置のおよび第2の接続要素の、ガラス溶融物と接触する壁部および底部は、耐火材料のブロックの少なくとも2つの層から形成され、隣り合う層のこれらのブロックは、目地をずらして設けられている。

0025

このように配列されたものでは、耐火材料からなる複数のブロックの間の目地のずれによって、溶融物の出口路が、目地によって延長される。それ故に、溶融物が耐火材料の従ってまた後置された絶縁材料の後壁に達する前に、溶融物の硬化が、保証されている。ガラス溶融物が、絶縁材料間で押し進んで、そこに気泡が形成されるだろうときでさえ、これらの気泡は、溶融物に直には現われることはない。

0026

撹拌装置が、第1のおよび第2の接続要素の処理流の方向に対し横方向に設けられた撹拌シャフトからなる少なくとも1つの撹拌器と、撹拌シャフトに結合された少なくとも1つの撹拌ファンとを具備することは好ましい。この撹拌ファンは、処理流よりも大きい、軸方向の送出し作用を、撹拌装置の内側領域で達成するために設けられている。

0027

複数の撹拌ファンと壁部との間でおよび複数の撹拌ファンと底部との間で、十分に大きなギャップが形成されており、その結果、撹拌ファンの標準周速およびガラス溶融物の粘度を考慮して、壁部および底部に引き起こされたせん断応力が、1000Paおよび特に好ましくは550Paの値を越えないことが、特に、好都合であること分かった。

0028

しかしながら、このことは、従来の技術に比較して、撹拌装置の一層改善された均質化作用の場合に、内側領域における、還流より大きな横流の故に、前記撹拌器の外側領域でも、容量の大きな還流が、処理流の方向に対し横方向に形成され、この還流は、ガラス流が撹拌装置の傍らを横断方向に流れ過ぎることを阻止することによって、達成される。

0029

均質化の更なる改善は、撹拌装置内のガラスの平均の滞留時間を増大することによって達成される。このことは、予め設定された最大限の壁部せん断応力の場合、前記流動状態質量流量、密度およびガラス溶融物の粘度および撹拌回転数を維持しつつ、撹拌装置の標準的な拡大によって、達成されることが可能である。

0030

前記タイプの撹拌装置は、DE 10 2006 060 972 A1から公知である。この撹拌装置の原理に基づき、撹拌装置の中のガラス溶融物の流れが、以下の程度に、すなわち、撹拌器によって輸送される、ガラス溶融物の量が、同時に溶融および/または清澄ユニットから成形装置へ装置全体を通って処理される、ガラス溶融物の量よりも多い程度に、転向される。このとき、撹拌ファンと底部との間および/または撹拌ファンと壁部との間のエッジギャップは、軸方向の送出し作用に抗してかつ処理流の方向に対し横方向において、外部ギャップ領域で還流を可能にする。この還流は、処理されるガラス溶融物の直接的な貫流に抗してギャップを密閉する。従って、狭いギャップ寸法を有する撹拌容器を使用することなしでも、ガラス溶融物全体が撹拌プロセスを少なくとも1度通過することが保証されることが可能である。撹拌装置は、いわば、仮想の撹拌容器を形成する。同時に、比較的大きなエッジギャップ幅が、撹拌装置のための壁部材料および底部材料としての耐火レンガの使用を可能にする。何故ならば、撹拌ファンと壁部の間および/または撹拌ファンと底部との間の比較的大きな距離の故に、壁部せん断応力を著しく減じることができるからである。

0031

特に、本発明に係わる方法は、撹拌器の回転数が1分間につき5またはそれより多い回転である際に、阻止または密封作用が調整されるように、定められることが可能である。かくして、一方では撹拌容器の形成のための高温酸化ジルコニウム含有の耐火材料の使用と、前記撹拌方法の利用との組合せは、本発明に係わる装置が、ディスプレイ用ガラスの製造のためにも、材料の混在物の危険の増大なしに、ガラス溶融物の十分に良好な均質化を達成することを二重に保証する。

0032

更に、撹拌器の下方に底部流出口が設けられていることは好都合である。

0033

底部流出口を通って、不純なガラス溶融物を撹拌装置から除去することができる。「不純なガラス溶融物」とは、拡大した意味では、ガラス溶融物の他の部分より高い密度、他の組成または異物、例えば耐火材料からの剥離した物の成分を有するガラス溶融物を意味する。溶融および/または清澄ユニットへの還流部材すなわち接続要素を有するこのよう底部流出口の他の利点は、溶融および/または清澄ユニットにおけるガラスの流れが、(例えば、スパウドまたはトゥイルの交換の故の、あるいは、フロートバスにおける他の措置の故の)熱成形の停止の際でも続いて保証されることが可能であることである。従って、溶融および/または清澄ユニットは、熱成形プロセス中断されるときでも、妨げられない。ガラスの流れ全体を再スタートすることはより容易である。何故ならば、溶融物が、流れの中で第2の撹拌器まで留まり、「凍結した」個所がないからである。底部流出口が、撹拌器の下方で中央に設けられていることは好ましい。底部流出口に追加して、底部流出口へ傾斜する底部レベルが好都合であることが分かった。その目的は、(不純な)ガラス溶融物および残存物が、妨げなしに、流出口に達することができるためである。

0034

耐火材料の剥離の危険は、壁部および/または底部の構成の際に、耐火材料のブロックが、以下のように、すなわち、ブロックが、壁部および/または底部と撹拌ファンとの間の最も近い領域で、目地を形成しないように、設けられていることが保証されているときに、再度減じられることが可能である。というのは、ブロックの、まさしくエッジ領域には、応力の増加の作用の故に、亀裂の形成および材料の剥離の危険が存するのである。

0035

従って、上記特徴を維持しつつ、前提部分に記載の撹拌装置の撹拌器の領域でさえ、白金または他の貴金属の使用を省略することができる。

0036

撹拌器の、軸方向の送出し作用を達成するために、1つまたは複数の撹拌ファンが、撹拌シャフトの回転面に対し斜めに設けられていることは好ましい。撹拌シャフトに沿ったファンの傾斜およびファンの幾何学的配列は、物理学的および数学的なシミュレーションによって確定されかつ最適化されることが可能である。

0037

撹拌装置の効率を高めるために、この撹拌装置は、処理流の方法に少なくとも2つの相前後して設けられた撹拌器、または処理流の方向に横方向に並設された少なくとも2つの撹拌器を有することができる。特に後者の配置では、装置の、共通の、軸方向の送出し作用が、本発明に係わる装置の処理流よりも大きいことに留意しなければならない。

0038

前記特徴のいう意味での撹拌方向の内側領域とは、撹拌ファンの端部の動きによって描かれるシリンダ周面の、大部分径方向内側に、すなわち、撹拌シャフトの近くに位置している領域を意味する。容量の大きい還流の外側領域とは、撹拌ファンの回転運動によって描かれるシリンダ周面の、大部分外側に位置している領域を意味する。

0039

撹拌装置のおよび/または第1の接続要素のおよび/または第2の接続要素の壁部および/または底部に沿って、撹拌器の周囲には、少なくとも1つのバリヤ要素が設けられていることは、好都合である。

0040

撹拌器の周囲とは、1つのまたは複数の撹拌器の前の、複数の撹拌器の間の、あるいは1つのまたは複数の撹拌器の後の領域を意味する。このように配列した装置は、撹拌器の密閉作用が改善され、従って撹拌装置の中での溶融物の滞在時間が延長されるように、選択されている。

0041

撹拌装置の壁部が、撹拌器を、周面部分で、少なくともほぼ中央で囲む撹拌容器を形成することによって、更に、撹拌装置の効率が最適化される。

0042

2つの平行な壁部も、自らの仮想の撹拌容器を形成するという撹拌装置の特徴の故に、有効な(効果的な)撹拌装置を保証するにもかかわらず、特に、ガラス溶融物の還流の密閉作用を増大することができるのは、壁部が、少なくとも周囲部分で、同じ間隔をあけて、撹拌ファンの回転運動によって描かれるシリンダ形状に少なくともほぼ倣っている場合である。

0043

撹拌容器が、多角形の、少なくとも六角形のおよび好ましくは八角形の底面を描くことは特に好ましい。

0044

特に、八角形の基本形は、シリンダ形状への、十分な接近を可能にする。円形の横断面を有する実施の形態とは反対に、多角形の形状は、一般的に、耐火材料のブロックから容易に実現される。

0045

本発明の装置が、直ぐ下流で第2の接続要素に接続されている、耐火材料のスパウトを有することは好ましい。

0046

第2の接続要素の内部には、均質化された溶融物が、取り分け状態調節され、すなわち、後続成形プロセスのために必要な温度に適合すなわち冷却される。従って、第2の成形装置が、開いたまたは覆いを取った流路の形で形成されることは好ましい。この流路は、加熱装置によって、例えばバーナ放射加熱器または加熱可能なルーフによって加熱可能であり、温度を出来る限り正確に状態調節することができるように、可変の絶縁層によって冷却可能である。

0047

更に、接続要素の端部には、流出口と、例えば、レンガの、または白金薄板の形態の、流れ方向に対し横方向に溶融物の中へつけられるスキマーとが設けられていてもよい。スキマーは、溶融物の成分(例えばホウ酸)の蒸発によってそこに形成された、他の組成物からなる表面ガラス層を除去する機能を有する。

0048

蒸発は、更に、以下のことによって、すなわち、2の接続要素の領域に、ガス供給手段が設けられており、ガス供給手段を介して、前記の例では、ホウ酸含有ガスが、ガラス溶融物の上方の空間(上部炉の空間)へ注入され、蒸発生成物が、高い濃度で、上部炉の空間で得られ、あるいは、一般的には、変化した組成物を有する上面層の形成を最小化する不活性ガス雰囲気が、溶融物の上方に発生されることによって、制限されることが可能である。

0049

ガス供給手段が、揮発し易いガス成分の蒸発従ってまたかなり強靭な表面層の形成の危険性が出来る限り少ないように、形成されることは好ましい。このような層の形成を回避することによって、表面層の除去を省略することができる。強靭な表面層を回避することができないときは、前記流出口と、スパウトの手前のの端部に設けられたスキマーとの組合せが選択される。

0050

前記の熟考は、化石燃料を用いたバーナによる過熱に関しても当てはまる。これらのバーナも、燃料または生成された排気ガス必要量が出来る限り少ないように、形成されていることは好都合である。バーナに燃料を正しく加えることにとって重要なのは、本発明に係わる装置の最適なエネルギ的な設計である。すなわち、加熱装置は、ガラスの温度の制御を保証するためには、通常の運転で、バーナへの燃料の最小限の添加が必要である、まさしくその程度のエネルギを必要とする。更に、バーナのおよび特にバーナノズルの形成および設置によって、バーナの出口での流速従ってまたガラス表面における排気ガスの流速を最小化することができる。その代わりに、放射加熱器の使用を考慮してもよい。

0051

第2の接続要素は、プロセスの安全性を維持しつつ、出来る限り短く構成されている。このことは、撹拌装置から成形装置、例えばトゥエルへの距離が、成形のために必要な、ガラスの温度が信頼性をもって達成される、まさしくそれほどに長く選択されることを意味する。この場合、注意すべきことは、第2の接続要素の長さが、ガラス溶融物の処理量と、温度差と、熱容量とに依存していることである。本発明の方法では、好ましい熱損失は、接続要素の1mの長さにつき、約25kWである。このことからは、約50トンの1日の処理量の場合、好ましくは5mより少なくおよび特に好ましくは4mより少ない、第2の接続要素の長さが、結果として生じる。長さの下限は、約50トンの1日の処理量の場合、好ましくは約2mおよび特に好ましくは2.7mである。処理量が多くなれば、最小限の長さも延長される。基本的には、約1450J/kg・0Kの典型的な熱容量cPの場合に、必要かつ望ましい熱損失ΔTおよび処理量に依存する最小限の全長Lに関して、1ケルビン冷却につき、およびトン/日の処理量につき、L=6.75×10−4mが成り立つ。

0052

第2の接続要素を短く構成する場合には、変化した組成物を有する表面層の形成の危険性は、(均質化後の)気泡の新たな形成と同じように、出来る限り少なく保たれる。更に、撹拌装置は、この措置によって、成形装置に、すなわち、より低い温度が支配している、ユニットの或る部分に近くなっている。このことは好都合である。何故ならば、ここでは、熱エネルギおよび機械的負荷の組合せによる耐火材料の溶解または剥離の危険性が減少されるからである。

図面の簡単な説明

0053

本発明に係わる装置の実施の形態の長手方向断面図を示す。
処理流の方向に設けられた2つの撹拌器を有する、本発明に係わる装置の撹拌装置の、その略側面図を示す。略側面図は、撹拌装置の作用を説明するためのものである。
第1の撹拌容器の形状を有する、本発明に係わる装置の実施の形態の、その略側面図および平面図を示す。
第2の撹拌容器の形状を有する、本発明に係わる装置の実施の形態の、その略側面図および平面図を示す。
第3の撹拌容器の形状を有する、本発明に係わる装置の実施の形態の、その略側面図および平面図を示す。
本発明に係わる装置の底部構造体の第1の実施の形態の平面図および側面図を示す。
本発明に係わる装置の底部構造体の第2の実施の形態の平面図および側面図を示す。
種々の壁部材料および底部材料に対する壁部せん断応力を説明する棒グラフを示す。

発明を実施するための最良の形態

0054

以下、実施の形態に基づき、図面を参照して、本発明の他の課題、特徴および利点を、詳述する。図1に示した、本発明に係わる装置は、第1の接続要素100と、この接続要素に下流で接続している撹拌装置110と、下流でこの撹拌装置に接続している第2の接続要素120とを有する。第1の接続要素100は、撹拌装置110を、前置された、ここでは図示されていない溶融および/または清澄ユニットに結合する。この溶融および/または清澄ユニットからは、ガラス溶融物が流れる。第2の接続要素120は、撹拌装置110を、後置された、ここでは同様に図示されていない成形装置、例えば、フロートバス・ユニット、オーバーフロー・フュージョン・ユニットまたはダウンドロー・ユニットに結合する。第1の接続要素100と、撹拌装置110と、第2の接続要素120とは、夫々、壁部130および底部132を有する。両者は、高温酸化ジルコニウム含有の耐火材料のブロックから形成されている。

0055

第1の接続要素100は、実質的に、ルーフまたはボールト136を有する樋134によって、形成される。ボールト136は、ガラス溶融物の上方にある上部炉を区画する。撹拌装置110は、実質的に、撹拌容器138と、ガラス溶融物の上方に設けられたボールト149とからなる。ボールト140には、撹拌シャフトを通すためのおよび炉上部の空間にバーナを設置するための種々の開口部が設けられている。第2の接続要素120は、樋142によって形成されている。この樋は、図示した実施の形態では、覆われていない。当然ながら、本発明の枠内で、装置全体が1つのまたは複数のボールトによって完全に覆われていてなる装置も選択することができる。

0056

図2には、撹拌装置が、概略的に簡単化された形で描かれている。撹拌装置は、撹拌容器200を有し、この撹拌容器には、2つの撹拌器202,204が、矢印206によって示すように、処理流(Durchsatzstroemung)の方向に相前後して設けられている。各々の撹拌器は、撹拌シャフト208および複数の撹拌ファン210を有する。これらの撹拌ファンは、撹拌器の回転中に、矢印212によって示すように、撹拌装置の内側領域で、すなわち、撹拌ファンの端部の、主として径方向に内側で、軸方向下方に向いた送出作用を発生させる。径方向下方に向いたこの質量流は、2つの撹拌器202,204のいずれでも、質量流に対し垂直な処理流よりも大きい。このことからは、同様に処理流206に対し垂直方向に向いた還流214が結果として生じる。この還流は、外側領域で、すなわち、撹拌ファンの端部の外側で形成され、撹拌器202,204の外周面を、撹拌容器200の壁部および底部に対し密閉する。かくして、溶融物は、撹拌装置を、真っ直ぐ道のりで通過せず、撹拌器202,204のいずれをも、少なくとも1度通過しなければならない。

0057

前記効果は、更に、バリヤ要素216,218および220によって支援される。これらのバリヤ要素は、撹拌装置の壁部および底部に沿って、詳しくは、撹拌装置から、撹拌器202の手前の第1の接続要素への、および撹拌器204の後の第2の接続要素への移行領域に沿って設けられている。バリヤ要素216は、処理流206に垂直に、底部側に第1の接続要素と撹拌容器200との間の移行領域に立設されている壁要素である。同一個所に、壁状のバリヤ要素218も設けられている。このバリヤ要素は、天井側で、すなわち、上方からガラス溶融物の流れに入り込んでいる。従って、バリヤ要素216および218は、ギャップ222を空けている。このギャップは、撹拌容器200への、狭まった入口横断面を定める。出口側では、バリヤ要素220は、撹拌容器200の底部の、スロープ状上昇部分として形成されている。

0058

図3ないし5には、本発明に係わる装置の代替の実施の形態が、夫々、側面図および平面図で示されている。最も簡単な実施の形態を示す図3に示すように、前置された清澄および/または溶融タブすなわち清澄および/または溶融ユニット301に結合するための第1の接続要素と、撹拌容器と、後置された成形装置に結合させるための第2の接続要素とが、1つの矢印によって示すように、同一の横断面を有する樋によって形成される。それ故に、限定領域、あるいは第1の接続要素と、撹拌装置と、第2の接続要素との間の移行領域は、構造からは確認されない。撹拌装置は、2つの撹拌器302,304の領域に設けられている。これらの撹拌器は、図2に関連して前述したように、樋300の内側で、夫々、自らの仮想の撹拌容器を形成する。この目的のためには、複数の撹拌ファンの壁部と底部との間の間隔が、撹拌器302,304によって発生される横流を考慮して、密閉がなされるほど十分に小さく選択されていることが保証されていればよい。

0059

図4に示した実施の形態は、清澄用タブから溶融物を移すために、撹拌装置406の清澄および/または溶融タブ402と、第1の撹拌容器404との間に、第1の接続要素400を有する。撹拌装置406は、第1の撹拌器408と第2の撹拌器410とからなる。両者は、底部側の接続流路412によって互いに接続されている。2つの撹拌器は、図から認められるように、夫々、八角形の底面を有する自身の撹拌容器404,414に割り当てられている。撹拌器408および410は、夫々、これらの撹拌容器の中心に設けられている。それ故に、撹拌ファン416,418が、循環運動中に、撹拌容器404,414の壁部からの、少なくともほぼ同一の間隔を保つ。このことは、図2との関連で記述した還流214が、ガラス溶融物の真っ直ぐな貫流を、撹拌装置406によって効果的に阻止することを保証する。

0060

真っ直ぐな貫流が、更に、困難にされるのは、接続流路412の形態の第1の撹拌容器404の流出部が下方に設けられており、第1の接続要素400の形態の第1の撹拌要素404の流入部が上方に設けられていることによってである。第2の撹拌容器414の場合、状態がまさしく逆になっている。撹拌器408および410の送出し方向および還流の方向の正しい選択の際に、ほぼ締め出すことができるのは、形成された仮想の撹拌容器を少なくとも一度通り抜けたことなく、かつその際に均質化されることなく、ガラス溶融物が2つの撹拌器408および410を通過することである。

0061

図5に示す本発明に係わる装置は、図4に示す装置とは、撹拌容器504および514が、夫々、円形の横断面を有する点でのみ異なっている。図4に対し予め述べたことは、この実施の形態では、撹拌容器504および514の輪郭が、理想的に、撹拌器508および510夫々の撹拌ファンの回転運動に適合されているだけに、一層当てはまる。

0062

図1,4および5に示した実施の形態が、第1のおよび第2の実施の形態に比較して、深い撹拌容器を有する。これに対し、図2または3に示した実施の形態の撹拌容器は、これらの撹拌容器に接続している接続要素よりも深く形成されていないか、または部分的にのみ深く形成されている。撹拌容器の深さは、仮想の撹拌容器が前述のように形成されることのほかに、ここでは示されていない中央の流出部によって、汚染されたガラス溶融物を除去することを改善する。

0063

図1ないし5に示した実施の形態と異なって、1つのまたは2より多い撹拌器も、撹拌装置に用いることができる。

0064

図6は、本発明に係わる装置の実施の形態の撹拌装置の領域における底部構造物の、平面図および側面図を例示する。当然ながら、このような構造物は、第1のおよび第2の接続要素にも、設けられており、壁部の構造物のためにも設けられてもよい。底部は、高温酸化ジルコニウム含有の耐火材料の複数のブロック601の層610から形成されている。これらのブロックの上面は、溶融物と接触する。ブロックの下面には、従って、ガラスに離隔した側には、複数の単独要素602から形成されている絶縁層620がある。絶縁層のこれらの単独要素および耐火材料の複数のブロックは、ほぼ、同一の底面を有し、複数の隣り合う単独要素の間のすべての目地が、複数のブロック601の間の対応の目地に重なるように、設けられている。換言すれば、耐火層610の上面から絶縁層620の下面まで、すべての目地610は連続的に形成されている。連続的な目地は、結果として、ガラス溶融物が、温度が減少することにより、硬化するまで、少なくともその程度まで、複数のブロック601の複数の目地の間で漏れることがあることを伴う。この硬化プロセスは、複数のブロック601の間の複数の目地の下方における絶縁材料の欠如の故に、非常に一層早くなされる。それ故に、液状の溶融物が、複数のブロック601の間の複数の目地603の下端まで達することがないことが保証されている。詳しく観察すれば、絶縁層620の単独要素602が、各々のブロック601よりも幾らか小さい。それ故に、前記の効果が、構造物に不正確がある場合でも、保証されている。

0065

同じ問題の他の解決策は、図7で提案されている。ここでも、撹拌装置の領域における、本発明に係わる装置の底部構造物の、平面図および側面図が示されている。但し、この実施の形態では、ガラス溶融物と接触している底部が、高温酸化ジルコニウム含有の耐火材料の複数のブロック701の2つの隣り合う層から形成され、複数の隣り合う層の複数のブロックが、2つの直交方向で、目地をずらして底部の面に設けられている。上方の層710は、ガラス溶融物と直に接触する層である。溶融物が、上方の層710の複数の目地703を通って漏れるとき、大部分、耐火材料からなる下方の層720の複数のブロック701によって、食い止められおよび/または転向される。このことによって、溶融物の出口路は、目地を通って、複数の要素702から形成された絶縁層730まで延長されて、溶融物の硬化は、溶融物がこの層に達する前に保証されている。上方の層710の複数の目地703と、下方の層720の複数の目地704との不可避的な交差領域でのみ、2つの層を通る垂直の通路が生じる。しかし、このような交差領域においても、出口路の全長は、溶融物が、耐火材料の裏壁、従ってまた目地の後方に設けられた絶縁層に達しないほどに、長い。

0066

図8に示した棒グラフには、高温酸化ジルコニウム含有の、溶融物から注型された耐火材料からなる4つの撹拌装置、棒ないし4、および白金からなる3つの撹拌装置、棒5ないし7に関する、壁部せん断応力の最大値が示されている。棒1ないし3に示す実験では、ガラス溶融物中に耐火材料の何らの混在物も検出することができなかった。これに対し、棒4に示す実験で、壁部せん断応力は、耐火材料の複数の第1の混在物を個々にガラス製品の中で検出することができたときの限界値に達した。従って、本発明に係わる撹拌装置における最大限の壁部せん断応力に関する限界値が、約1000Paで検出された。白金撹拌容器を用いた実験では、かなり高い壁部せん断応力を掛けることができた。これらの領域では、貴金属のかなり高い表面強さの故に、ガラスの質の悪化を検出することはできなかった。

0067

100 第1の接続要素
110撹拌装置
120 第2の接続要素
130 壁部
132 底部
134樋
136ルーフまたはボールト
138撹拌容器
140 ルーフまたはボールト
142 樋
200 撹拌容器
202撹拌器
204 撹拌器
206処理流の方向
208撹拌シャフト
210撹拌ファン
212 撹拌器の吐出流
214 撹拌器の還流
216バリヤ要素または壁部
218 バリヤ要素または壁部
220 バリヤ要素またはスロープ
300送り出し、均質化および状態調節するための装置
301清澄および/または溶融タブ、清澄および/または溶融ユニット
302 撹拌器
304 撹拌器
400 第1の接続要素
402 清澄および/または溶融タブ、清澄および/または溶融ユニット
404 撹拌容器
406 撹拌装置
408 撹拌器
410 撹拌器
412接続流路
414 撹拌容器
416 撹拌ファン
418 撹拌ファン
420 第2の接続要素
504 撹拌容器
508 撹拌器
510 撹拌器
514 撹拌容器
601耐火材料のブロック
602絶縁材料の単独要素
603目地
610耐火層
620絶縁層
701 耐火材料のブロック
702 絶縁材料の単独要素
703 目地
704 目地
710 耐火材料の第1の層
720 耐火材料の第2の層
730 絶縁層

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