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JP2000302457A - 高温溶融物を流す導管構造 - Google Patents

高温溶融物を流す導管構造

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Publication number
JP2000302457A
JP2000302457A JP11116399A JP11639999A JP2000302457A JP 2000302457 A JP2000302457 A JP 2000302457A JP 11116399 A JP11116399 A JP 11116399A JP 11639999 A JP11639999 A JP 11639999A JP 2000302457 A JP2000302457 A JP 2000302457A
Authority
JP
Japan
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metal tube
tube
pipe
flowing
conduit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11116399A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Obayashi
浩治 大林
Misao Okada
操 岡田
Yasuto Ariga
靖人 有賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP11116399A priority Critical patent/JP2000302457A/ja
Publication of JP2000302457A publication Critical patent/JP2000302457A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/18Stirring devices; Homogenisation
    • C03B5/187Stirring devices; Homogenisation with moving elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L3/00Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Supports For Pipes And Cables (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】金属管の制作費を高騰させることなく、金属管
の変形を抑制し、更には高い精度の径寸法やそれを維持
するための十分な強度を得ることができる。 【解決手段】溶融ガラスGが流れる内側金属管12と、
内側金属管12に比べて厚みが等しいか薄い外側金属管
14とで2重金属管とし、この2重金属管の外側を、円
周方向に継ぎ目のない耐熱セラミックス等の支持管16
で支持した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高温溶融物を流す導
管構造に係り、特に溶融ガラスや溶融金属等の高温溶融
物を連続的に流す導管の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】ガラス製造分野においては、高温溶融物
である溶融ガラスを流す導管として各種の金属管が使用
されている。例えば、特開平9─59028号公報に開
示されている溶融ガラスの減圧脱泡装置においては、溶
融ガラスの導管を構成する上昇管及び下降管には白金、
白金合金等の貴金属で製作された金属管が用いられてい
る。
【0003】従来の溶融ガラスを流す導管構造は、溶融
ガラスを流す円筒状の金属管の周りに耐火物煉瓦や不定
形耐火物等の固定部材を設けて前記金属管を支持する構
造であった。そして、金属管内には、金属管内を流れる
溶融ガラスを均質化するためのスターラーや流量制御の
ためのスクリューポンプなどの回転物が配設されること
が多いが、金属管内面と回転物との距離は3mm程度し
かない。この為、金属管と回転物とが接触すると、金属
管が破れたり、回転物が破損したりするという問題がお
こる。従って、金属管と回転物とが接触しないように、
金属管の内径寸法に高い精度が要求される。更には、金
属管と固定部材の間に間隙が存在すると、金属管が何ら
かの原因で破れた場合、溶融ガラスが金属管と固定部材
の間に流れ込み金属管が変形して金属管と回転物とが接
触する原因になる。従って、金属管と回転物とが接触し
ないようにするためには、金属管の内径寸法を高い精度
に維持でき且つ変形しずらい導管構造にすることが必要
である。
【0004】このような背景から、従来は金属管の肉厚
を厚くすることで対処していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属管
を肉厚にするという従来の導管構造では、金属管として
高価な白金や白金合金等の貴金属を使用した場合には、
貴金属の使用量が増加するため、金属管の製作費用が大
幅に高騰してしまうという欠点があった。本発明は、こ
のような事情に鑑みてなされたもので、導管として高価
な白金や白金合金等の金属管を使用した場合でも、金属
管の製作費用を高騰させることなく、しかも金属管の内
径寸法を高い精度に維持でき且つ変形しずらい導管構造
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、内部に高温溶融物を流す内側金属管の外側
に少なくとも1つの外側金属管を設けて多重金属管を形
成し、該多重金属管の外側に円周方向に継ぎ目のない耐
熱材料の支持管を設けて前記多重金属管を支持したこと
を特徴とする高温溶融物を流す導管構造を提供する。
【0007】本発明によれば、導管全長のうち、内径寸
法に高い精度が求められ且つ変形しにくいことが要求さ
れる部分のみを多重金属管にすることができる。従っ
て、多重金属管の部分は、導管を肉厚にしたと同じ効果
を得ることができるので、導管を形成する材料の使用量
を削減することができる。また、多重金属管の外側に
は、円周方向に継ぎ目のない耐熱材料の支持管を設けて
多重金属管を支持するようにしたので、多重金属管が継
ぎ目部分で変形することがない。
【0008】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って、本発明の
高温溶融物を流す導管構造の好ましい実施の形態につい
て詳説する。尚、高温溶融物が溶融ガラスである場合に
ついて述べる。図1は、本発明の導管構造を説明する斜
視図である。図2は、図1の縦断面図で、導管10内に
回転物としてスクリューポンプを配設した場合であり、
溶融ガラスは導管10内を流れる。
【0009】これらの図に示すように、本発明の導管構
造は、溶融ガラスを流す2重金属管11が内側金属管1
2と外側金属管14とにより形成され、2重金属管11
の外側が、長手方向および円周方向のどちらにも継ぎ目
のない耐熱セラミックス等の支持管16で支持されて構
成される。外側金属管14の厚みは、内側金属管12の
厚み以下とし、後述するように外側金属管14が内側金
属管12によって押し潰され易くすることが好ましい。
そして、図2に示すように、このように構成された導管
構造は、導管10全長のうちで高い内径寸法精度が求め
られ、且つ大きな圧力変動が生じやすい導管部分である
スクリューポンプ20の配設部分に形成されることが好
ましい。要は本発明の導管構造が導管10全長のうちの
必要な部分に形成されていればよい。
【0010】また、支持管16は、その外側が耐熱セラ
ミックス等の固定部材18で固定されている。この固定
部材18は、2重金属管11の保温の役目もするので、
2重金属管11の全長に渡って設けられることが好まし
い。上記導管構造において、内側金属管12の外側に配
設する外側金属管14を1つ以上の多重にした多重金属
管にしてもよいが、4重金属管以上になると加工がしず
らくなるため実際に用いることは難しい。従って、加工
し易い3重金属管までが好ましく、より好ましくは本実
施の形態のように2重金属管である。
【0011】2重金属管11として白金管を使用する場
合、白金の純度は99.9%以上のものがよい。また、
白金合金管を使用する場合、例えば白金ロジウム合金、
白金パラジウム、ジルコニア等の白金合金を使用するこ
とができる。支持管16の材質はアルミナ、ムライト、
ジルコニアなどの耐火物を材質とした耐熱性セラミック
ス管や、必要ならば酸化防止処理をされたモリブデンな
どの耐熱金属を用いることができる。これら材料に限定
されるものではないが、外側金属管14と支持管16と
の間に隙間ができにくいように、支持管16の面が滑ら
かであることが必要である。従って、1000℃以下で
完全に焼結し、外側金属管14と接触する面が滑らかに
なるような施工方法で作製された不定形耐火物を用いる
こともできる。支持管16と固定部材18とは、別体成
形でも一体成形でもどちらでもよい。
【0012】このように構成された本発明の導管構造に
よれば、導管10全長のうち、例えば、スクリューポン
プ等の回転物20が配設された導管部分のように、内径
寸法に高い精度が求められ且つ変形しにくいことが要求
される導管部分のみを2重金属管11にすることができ
るので、2重金属管11にした部分は導管10の肉厚を
厚くしたと同じ状態になる。これにより、2重金属管1
1部分の内径寸法精度を高く維持することができるの
で、内側金属管12の内面と回転物20が接触すること
はない。
【0013】このように、本発明では、導管10を部分
的に2重金属管11にして補強することにより、補強し
た部分は肉厚にしたと同様の強度と内径寸法精度を得る
ことができる。従って、従来のように、導管10の全長
に渡って肉厚にする必要がないので、2重金属管11と
して白金や白金合金のような貴金属を使用する場合で
も、2重金属管11に使用する白金や白金合金の使用量
を削減できる。これにより、導管10の製作費用が大幅
に高騰することはない。
【0014】また、本発明では、外側金属管14の外周
を、長手方向および円周方向のどちらにも継ぎ目のない
支持管16で支持したので、継ぎ目に沿って外側金属管
14、更には内側金属管12が変形して強度が弱くなる
ことがない。特に、円周方向に継ぎ目のない支持管16
を使用することが必要である。ちなみに、支持管16に
継ぎ目があると、内側から外側にかかる力によって、支
持管16の継ぎ目に沿って外側金属管14や内側金属管
12が変形してしまい、内径寸法に保持することができ
なくなる。
【0015】また、上記導管構造は、内側金属管12内
を高温度の溶融ガラスが流れることを考慮して以下の構
造に形成されている。即ち、一般に、内側金属管12及
び外側金属管14の材質である白金や白金合金等の熱膨
張率は、耐熱セラミックス等の材質からなる支持管16
や固定部材18の熱膨張率に比べて大きいので、支持管
16の径よりも内側金属管12の径が小さく形成されて
いる。具体的には、内側金属管12の温度が1200℃
〜1400℃程度の高温、即ち内側金属管12を流れる
溶融ガラスの温度になったときに内側金属管12が支持
管16の位置まで熱膨張するように、内側金属管12と
支持管16との離間距離が設定されている。従って、熱
上げ時において、内側金属管12は支持管16の位置ま
で熱膨張するので、あたかも内側金属管12と支持管1
6とで外側金属管14を押しつぶすようになる。これに
より、内側金属管12、外側金属管14、支持管16の
3者は、隙間なく密着する。従って、本発明の導管構造
の前後において導管10が破損して溶融ガラスが流れ出
たとしても、内側金属管12と外側金属管14の間、或
いは外側金属管14と支持管16との間に溶融ガラスが
流れ込むことはない。これにより、本発明の導管構造で
あれば、流れ出た溶融ガラスで2重金属管11が変形す
ることがなくなるので、内側金属管12の内面と回転物
20とが接触することはない。
【0016】更に、本発明では、内側金属管12と外側
金属管14の密着性を良くし、且つ支持管16や固定部
材18を耐熱セラミックスなど塑性変形しない材料で形
成しているので、溶融ガラスによる圧力で内側金属管1
2が内から外への力を受けても、内側金属管12の径が
支持管16の内径寸法以上に広がることはない。従っ
て、内から外への外力を受けている時にも、内側金属管
12の内径寸法精度を高く維持できるので、内側金属管
12の内面と回転物20とが接触することはない。
【0017】
【実施例】次に、本発明の高温溶融物を流す導管構造の
効果を試験するために行った実施例を説明する。 (実施例)直径152mm、厚さ0.8mm、長さ88
0mmの白金ロジウム15%の内側金属管と、直径15
4mm、厚さ0.4mm、長さ200mmの白金ロジウ
ム15%の外側金属管とで2重金属管を形成し、2重金
属管の外周面を、外径170mm、内径157mm、長
さ200mmのムライトを材料とした耐熱セラミックス
性の支持管で支持した。支持管の外側には、直径170
mmの穴をあけた1辺が300mm、厚さ200mmの
電鋳煉瓦を取り付けて固定した。
【0018】そして、1200℃から1400℃の温度
に熱上げしてから、内側金属管内に100Pa・sから
1000Pa・sの粘度の高温溶融ガラスを流した。ま
た、内側金属管内に、白金ロジウム10%合金のリボン
状のものを螺旋状に巻いた直径146mmのスクリュー
部を有するスクリューポンプを配設した。スクリューポ
ンプと内側金属管の間隙は3mmとした。更に、本発明
では真空ハウジング内を150Torrから760To
rrの間で減圧し、3ヶ月運転した。
【0019】この結果、内側金属管と外側金属管とは鍛
接状態となって一体化し、且つ外側金属管と支持管も密
着し、これにより導管の強度が増したので、内側金属管
の内径寸法が設計したとおりの寸法に維持できた。従っ
て、スクリューポンプと内側金属管が擦れて内側金属管
が破れることはなかった。また、2重金属管の前後で、
意図的に内側金属管に破れを発生させたが、本発明の導
管構造では、内側金属管と外側金属管の間、及び外側金
属管の支持管との間に溶融ガラスが流れ込むことはなか
った。従って、溶融ガラスが流れ出た場合にも内側金属
管12が変形することがないので、スクリューポンプと
内側金属管が擦れて内側金属管が破れることはなかっ
た。
【0020】(比較例)直径152mm、厚さ1.2m
m、長さ880mmの白金ロジウム15%の金属管に、
直径154mmの穴をあけた1辺300mm、厚さ20
0mmの電鋳煉瓦を、溶融ガラスの流れ方向に2分割し
た状態で取り付けて支持した。そして、実施例と同様に
温度を1200℃から1400℃まで熱上げして、金属
管内に100Pa・sから1000Pa・sの粘度の高
温溶融ガラスを流した。金属管内にスクリューポンプを
配設し、真空ハウジング内を150Torrから760
Torrの間で減圧し、1ヶ月運転した。
【0021】この結果、電鋳煉瓦の継ぎ目の部分で金属
管が破れ、電鋳煉瓦と金属管の間に、溶融ガラスが流れ
込んでしまった。これにより、金属管が変形したので、
スクリューポンプと金属管との間で擦れが生じた。この
結果、スクリューポンプと金属管ともに破損した。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高温溶融
物を流す導管構造によれば、金属管を多重金属管にし
て、導管全長のうち、内径寸法に高い精度が求められ且
つ変形しにくいことが要求される導管部分のみを多重金
属管にしたので、多重金属管にした導管部分は肉厚を厚
くしたと同様の効果を得ることができる。
【0023】このように、導管を部分的に2重金属管に
して補強することにより、その補強部分は肉厚を厚くし
たと同様の強度と内径寸法精度を得ることができるの
で、従来のように、導管全長に渡って肉厚にする必要が
ない。従って、導管として白金や白金合金のような貴金
属を使用する場合でも、導管の製作費用が大幅に高騰す
ることはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る高温溶融物を流す導管構造を説明
する斜視図
【図2】本発明に係る高温溶融物を流す導管構造の縦断
面図で金属管内にスクリューポンプを配設した図
【符号の説明】
10…導管、11…2重金属管、12…内側金属管、1
4…外側金属管、16…支持管、18…固定部材、20
…スクリューポンプ(回転物)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16L 9/14 F16L 9/14 (72)発明者 有賀 靖人 神奈川県横浜市鶴見区末広町1丁目1番地 旭硝子株式会社内 Fターム(参考) 3H023 AA01 AB07 AC61 AC75 AD55 AE11 3H111 AA01 BA04 BA05 CA12 CB03 CB14 CB30 DA11 DB02 DB22 DB27

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部に高温溶融物を流す内側金属管の外側
    に少なくとも1つの外側金属管を設けて多重金属管を形
    成し、該多重金属管の外側に円周方向に継ぎ目のない耐
    熱材料の支持管を設けて前記多重金属管を支持したこと
    を特徴とする高温溶融物を流す導管構造。
  2. 【請求項2】前記内側金属管内には、スクリューポンプ
    又はスターラー等の回転物が配設されていることを特徴
    とする請求項1に記載の高温溶融物を流す導管構造。
  3. 【請求項3】前記内側金属管及び外側金属管は白金また
    は白金合金で形成されるとともに、前記支持管は耐熱セ
    ラミックスで形成されることを特徴とする請求項1又は
    2に記載の高温溶融物を流す導管構造。
  4. 【請求項4】前記高温溶融物が溶融ガラスであることを
    特徴とする請求項1、2又は3に記載の高温溶融物を流
    す導管構造。
  5. 【請求項5】前記高温溶融物を流す温度まで前記内側金
    属管を加熱した際に、熱膨張によって前記内側金属管が
    前記支持管の位置まで膨張するように常温において前記
    内側金属管と前記支持管との離間距離を設定したことを
    特徴とする請求項1、2、3又は4に記載の高温溶融物
    を流す導管構造。
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