CN105008290A - 用于玻璃成形设备的熔化器 - Google Patents

Abstract

揭示了用于玻璃成形设备的熔化器以及包含其的玻璃成形设备。根据一个实施方式，用于熔化玻璃批料材料的熔化器包括：基底部分和刚性外骨架，所述刚性外骨架与基底部分刚性附连，并且包括多个直立元件，其与多个横跨元件互联，限定了外骨架内部体积。在所述多个横跨元件与所述多个直立元件的上端部的交叉处形成的连接节点受到约束被阻止相对于基底部分以纵向方向、横向方向和垂直方向发生移动。箱组件布置在外骨架内部体积中的基底部分上，并与刚性外骨架相连。在一些实施方式中，熔化器具有大于0.3的动态阻力。

Description

用于玻璃成形设备的熔化器

本申请要求2012年10月26日提交的美国专利申请第13/661732号的优先权，其全文通过引用结合于此。

背景

技术领域

本说明书一般地涉及玻璃制造设备，更具体地，涉及用于从玻璃批料材料熔化熔融玻璃的熔化器，以及包括其的玻璃制造设备。

背景技术

光学质量玻璃片常用于各种光学显示装置，包括LCD显示器以及LED显示器等。可采用各种制造工艺来生产光学质量玻璃片。这些制造工艺通常包括：在陶瓷难熔炉中使得玻璃前体材料熔化，然后通过从成形体拉制玻璃熔体，从玻璃熔体产生玻璃带。然后从玻璃带切割单个的玻璃片。所述带可以是极薄的，在拉制过程中(例如由于地震活动等)制造设备的移动会扰动玻璃带以及所得到的玻璃片的平坦度。再更极端情况下，地震活动可能甚至会导致制造设备自身，特别是玻璃制造工艺的熔化器的损坏。

更具体地，在正常运行过程中，玻璃熔炉(即，熔化器)装纳数千千克的熔融玻璃材料。尽管构建熔炉的难熔块具有显著的强度和刚度，熔化器的强度不足以抵抗在地震事件过程中释放的能量所导致的熔化器的加速。在许多情况下，在地震事件过程中的熔化器的加速可能损坏熔化器的结构，并导致熔融玻璃的不可控释放。一旦遭到破坏，熔化器的重建可能需要数个月的时间，并且由于基建投资和生产损失会花费数百万美元。

因此，具有构造成耐受地震事件的熔化器的玻璃制造设备会对于此类损失和重建成本提供显著的保障。

发明内容

本文所述的是用于熔化玻璃批料材料的熔化器，其能够耐受动态事件，例如地震事件等。

根据一个实施方式，用于熔化玻璃批料材料的能够耐受动态事件的熔化器可包括：刚性外骨架，其具有基底部分和多个直立元件以及多个横跨元件，它们限定了外骨架内部体积。所述多个直立元件可与基底部分刚性附连，并以大致垂直的方向从基底部分向上延伸。所述多个横跨元件可在所述多个直立元件的至少两个的上端部之间延伸，并与它们刚性附连，从而使得所述多个直立元件通过所述多个横跨元件互联，在所述多个横跨元件与所述多个直立元件的上端部的交叉处形成的连接节点受到约束被阻止相对于基底部分以纵向方向、横向方向和垂直方向发生移动。箱组件可布置在外骨架内部体积中的基底部分上，使得箱组件与刚性外骨架间隔开。箱组件可以与刚性外骨架刚性地相连。

根据另一个实施方式，用于熔化玻璃批料材料的能够耐受动态事件的熔化器可包括：刚性外骨架，所述刚性外骨架限定了用于接收箱组件的外骨架内部体积，所述刚性外骨架包括由管状梁形成的多个横跨元件、多个直立元件以及基底部分。所述多个直立元件可与基底部分刚性附连，并且可以大致垂直的方向从基底部分向上延伸。所述多个横跨元件可在所述多个直立元件的至少两个的上端部之间延伸，并可以与它们刚性附连，从而使得所述多个直立元件通过所述多个横跨元件互联，在所述多个横跨元件与所述多个直立元件的上端部的交叉处形成的连接节点受到约束被阻止相对于基底部分以纵向、横向和垂直方向发生移动。多个压紧螺栓与刚性外骨架固定，用于当箱组件置于外骨架内部体积时，使得箱组件与刚性外骨架相连。辊可以与基底部分的下侧固定。辊可以与基底部分是电隔离的。可以将运动约束件与基底部分的下侧附连，用于当熔化器处于已安装状态时，使得熔化器与建筑结构元件固定。

在另一个实施方式中，用于熔化玻璃批料材料的能够耐受动态事件的熔化器可包括：刚性外骨架，其包括基底部分和多个直立元件，所述多个直立元件与多个横跨元件以及所述基底部分互联。刚性外骨架可大致地限定外骨架内部体积。箱组件可布置在外骨架内部体积中的基底部分上，并与刚性外骨架相连。熔化器可具有大于0.3的动态阻力(dynamic resistance)。

在以下的详细描述中提出了本文中描述的实施方式的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本发明而被认识。

应理解的是，前面的一般性描述和以下的详细描述介绍了各种实施方式，用来提供理解要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明了本文所述的各种实施方式，并与说明书一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。

附图说明

图1示意性显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的玻璃制造设备；

图2示意性显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的用于玻璃制造设备的熔化器的等距后视图；

图3示意性显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的用于玻璃制造设备的熔化器的等距前视图；

图4示意性显示无刚性外骨架的图2的熔化器的箱组件的截面；

图5示意性显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的图2的熔化器的截面；

图6示意性显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的用于熔化器的外骨架的基底部分；

图7示意性显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的包括隔离底板的用于熔化器的外骨架的基底部分；

图8示意性显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的用于熔化器的刚性外骨架；以及

图9示意性显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的用于连接熔化器的箱组件与刚性外骨架的压紧螺栓。

具体实施方式

下面详细参考用于玻璃成形设备的熔化器的实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。图2示意性地显示了熔化器的一个实施方式。熔化器一般地包括刚性外骨架，其具有基底部分、多个直立元件和多个横跨元件，它们互联使得直立元件和横跨元件限定外骨架的内部体积。箱组件可布置在外骨架内部体积中的基底部分上，使得箱组件与外骨架间隔开。多个压紧螺栓使得刚性外骨架与箱组件相连。在一些实施方式中，熔化器可具有大于约0.3的动态阻力。下面将具体参考附图，更加详细地描述熔化器以及熔化器的各个组件。

玻璃储藏材料，例如玻璃片，一般可由如下方式形成：使得玻璃批料材料熔化形成熔融玻璃，将熔融玻璃成形为最终玻璃产品，例如玻璃带。示例性方法包括浮法玻璃法、狭缝拉制法和熔合拉制法。

例如参考图1，示意性显示用于从熔融玻璃形成玻璃带的示例性玻璃制造设备100，其中使用熔合拉制机将熔融玻璃成形为玻璃带。玻璃制造设备100包括：熔化器101、澄清容器103、混合容器104、输送容器108以及熔合拉制机(FDM)120。通过入口端102将玻璃批料材料引入熔化器101中。在熔化器中使得批料材料熔化，以形成熔融玻璃106。澄清容器103具有接收来自熔化器101的熔融玻璃106的高温加工区域，在其中从熔融玻璃106去除气泡。澄清容器103通过连接管105与混合容器104流体连接。也就是说，熔融玻璃通过连接管105从澄清容器103流到混合容器104。混合容器104进而通过连接管107与输送容器108流体连接，使得熔融玻璃通过连接管107从混合容器104流到输送容器108。

输送容器108通过下导管109使熔融玻璃106供给进入FDM 120。FDM 120包括外壳122，其中布置了入口110和成形容器111。如图1所示，来自下导管109的熔融玻璃106流入导向成形容器111的入口110。成形容器111包括接收熔融玻璃106的开口112，所述熔融玻璃106流入槽113随后溢流并从两个汇聚侧114a和114b流下，之后在所述两侧接合的根部处融合在一起，然后接触并以下游方向121拉制，以形成连续的玻璃带148。

虽然图1示意性显示采用熔合拉制机来形成玻璃带的玻璃制造设备100，但是应理解的是，可使用其他方法来形成玻璃带，包括但不限于，浮法玻璃法或者狭缝拉制法等。此外，虽然显示玻璃制造设备100用于形成玻璃带，但是应理解的是，类似的玻璃制造设备可用于形成除了玻璃片之外的玻璃储藏材料，包括但不限于玻璃管等。

在常规熔化器设计中，熔化器101通常由难熔块构造成，在一些情况下，可以通过切割大块难熔块并由外部支撑加固将它们保持在一起。但是，已经证实此类设计不足以维持熔化器的结构完整性，特别是当熔化器经受地震活动时。具体地，常规熔化器设计中的外部支撑无法充分地分别在纵向方向、横向方向和垂直方向约束难熔块。如此，当熔化器经受显著的地震活动(即，导致熔化器在横向方向、纵向方向和/或垂直方向中的一个或多个的加速大于0.3g的地震活动)时，熔化器的外部支撑以及难熔砌筑具有发生弯曲、变弯和/或失效的趋势，这可能导致难熔块的破裂以及熔融玻璃从熔化器的不受控的溢出。从熔化器溢出的玻璃可能导致对于玻璃制造设备的损坏、工艺停机以及明显的基建损失。本文所示和所述的实施方式中的熔化器缓和了上述常规熔化器设计中的缺陷。

现参见图2和3，示意性显示用于玻璃制造设备的熔化器101的后视图(图2)和前视图(图3)。熔化器101包括刚性外骨架130，其包括基底部分170。刚性外骨架130大致地限定外骨架内部体积132。熔化器101还包括箱组件200，其支撑在外骨架内部体积132中的基底部分170上。箱组件200布置在基底部分170上，使得箱组件与刚性外骨架130间隔开。箱组件200包括具有多个入口端102的背面218，可以通过入口端102将玻璃批料材料引入到箱组件200的内部，用于熔化。箱组件200还具有正面220，其包括出口端222，熔融玻璃通过所述出口端222从箱组件流出。刚性外骨架130经由压紧螺栓150与箱组件200相连，在一些实施方式中，所述压紧螺栓150可以是弹簧式压紧螺栓。具体地，压紧螺栓150布置在支撑元件中，例如c框架160和支柱152，其进而与刚性外骨架130刚性固定。

在本文所述的熔化器101的实施方式中，熔化器具有对于地震活动以及其他可能危及熔化器的结构完整性的动态事件的牢固且延展的抗性。熔化器的对于由此类事件赋予熔化器加速所导致的损坏的抗性可定义为动态阻力。动态阻力是在箱组件200不发生相对于刚性外骨架130及其所附连的基底部分170偏移的情况下，熔化器耐受横向方向、纵向方向和垂直方向的任意的具体g加速所施加的加速的能力的表征。在本文所述的熔化器101的实施方式中，横向方向是图2所示的坐标轴的+/-x方向，纵向方向是+/-y方向，以及垂直方向是图2所示的坐标轴的+/-z方向。在本文所述的熔化器的实施方式中，熔化器的动态阻力大于0.3。例如，如果熔化器的动态阻力大于0.3，则熔化器能够在箱组件200不发生相对于刚性外骨架130以及基底部分170偏移的情况下，耐受横向方向、纵向方向和/或垂直方向中任意的动态力、速度和大于0.3g的加速度。在本文所述的一些实施方式中，熔化器的动态阻力大于或等于0.5(即0.5g的加速度)，或者甚至大于或等于1.0(即，1.0g的加速度)。可采用熔化器结构的计算机模型的工程分析来评定熔化器的动态阻力。或者，可以通过熔化器的模型(成比例或实际尺寸)的地震测试来评定熔化器的动态阻力。

现参见图4，示意性显示不具有刚性外骨架的图2的箱组件200的截面。图4所示的截面是箱组件200的背面218。箱组件200通常包括玻璃接触部分204和超结构部分202。玻璃接触部分204是箱组件200的下部分，在其中对玻璃批料材料进行加热并转变成为熔融玻璃。超结构部分202布置在玻璃接触部分204的上方，并且通常包括拱顶或冠206。用于接收玻璃批料材料的入口端102布置在超结构部分202中，所述玻璃批料材料要在箱组件200中熔化。

箱组件200的壁部分由堆叠的难熔块构造成。难熔块由难熔材料，例如氧化铝、氧化锆或者其他合适的陶瓷难熔材料形成。在如图4所示的箱组件200的实施方式中，玻璃接触部分204包括底层地板208和地板210。底层地板208由较小的难熔块209构成，地板210构建在底层地板208上并且包括较大的难熔块211。在本文所述的实施方式中，地板210的难熔块211以及底层地板208的难熔块209按照一定的顺序放置，不使用砂浆(mortar)，从而允许当加热箱组件200时，难熔块发生膨胀。通过与刚性外骨架附连的压紧螺栓促进底层地板208和地板210的难熔块的相互接触，如下文进一步详述。

除了底层地板208和地板210之外，玻璃接触部分204还包括至少一个侧壁212，其也是由难熔块213构造的。侧壁212的难熔块213置于地板210上(如图4所示)，或者置于底层地板208上。类似于底层地板208和地板210，所述至少一个侧壁212的难熔块213组装在地板210或底层地板208上，不使用砂浆。类似于地板210和底层地板208，通过与刚性外骨架附连的压紧螺栓促进侧壁212的难熔块的相互接触。

如上文所述，箱组件200用于加热玻璃批料材料，从而在箱组件的玻璃接触部分204中形成熔融玻璃。可以采用各种技术对箱组件200的玻璃接触部分204进行加热。例如，在如图4所示的箱组件200的实施方式中，对箱组件进行电加热。在这些实施方式中，箱组件200的玻璃接触部分204还包括多个散置在所述至少一个侧壁212的难熔块213之间的电极214。电极214延伸通过所述至少一个侧壁212，并且用于向箱组件200中所装纳的熔融玻璃和/或玻璃批料材料传递电能。在一些实施方式中，电极214可直接置于箱组件200的地板210上。在其他实施方式中，电极214可延伸通过箱组件200的地板，并直接置于底层地板208上。在其他实施方式中，电极可布置在地板210和/或底层地板208中。因此，应理解的是，可采用各种配置的电极214来对箱组件200的玻璃接触部分204进行加热。

在运行中，箱组件200的玻璃接触部分204填充熔融玻璃，填充高至沿着侧壁212的预定水平。为了使得玻璃维持在其熔融状态，玻璃接触部分204的内部必须维持在较高温度，通常超过1500℃。通过超结构部分202使得箱组件200中包含热量。如上所述，超结构部分202布置在玻璃接触部分204上方。在本文所述的实施方式中，超结构部分202不直接置于玻璃接触部分204上。相反地，超结构部分202构建在一个或多个支撑体(即，支撑角元件)上，其进而被刚性外骨架所支撑。但是，应理解的是，在其他实施方式中，超结构部分202可直接置于玻璃接触部分204上。

仍参见图4，超结构部分202由多层(course)难熔块216构造成。在本文所示和所述的实施方式中，难熔块216与由难熔材料(例如，氧化铝或者氧化锆等)形成的砂浆接合。但是，应理解的是，使用难熔砂浆是任选的，并且在一些实施方式中，无需使用任意砂浆形成超结构部分202。

冠206也由难熔块219构造成。冠206的难熔块219可成形为拱形形状，采用用于形成拱和/或拱顶的常规砌筑技术。

在本文所述的熔化器101的实施方式中，难熔块通过刚性外骨架和附连的基底部分进行支撑和加固。

现参见图5-7，例如，箱组件200布置在熔化器101的外骨架的基底部分170上。在本文所示和所述的熔化器的实施方式中，基底部分170由管状梁构建成。基底部分的各个元件可具有圆形截面、矩形截面或者任意其他合适的封闭壁的几何形状。但是，应理解的是，在其他实施方式中，可以使用具有开放几何截面的梁(即，I梁)来形成基底部分，或者，可以使用具有开放几何截面和封闭几何截面的梁的组合来形成基底部分。基底部分170包括纵向侧元件177、178和横向侧元件179、180，它们互联并形成基底部分170的周界。在如图5所示的基底部分170的实施方式中，纵向侧元件177、178和横向侧元件179、180焊接在一起。但是，应理解的是，纵向侧元件177、178和横向侧元件179、180可经由机械紧固件(例如，螺栓等)相互连接，作为焊接的补充或替代。在如图5-7所示的基底部分170的实施方式中，基底部分170是大致矩形的。但是，应理解的是，可以将基底部分形成为其他几何构造，例如方形等。

外骨架的基底部分170还包括多个内部支撑元件181，其以栅格式样进行排列，并且相互接合并与纵向侧元件177、178和横向侧元件179、180接合，通过焊接和/或机械紧固件，例如螺栓等。内部支撑元件181由管状梁形成，但是，基底部分的各个元件可具有圆形截面、矩形截面或者任意其他合适的开放或封闭几何形状。在一些实施方式中，沿着纵向侧元件，将多个内部支撑元件布置成相互紧密靠近或者直接接触，以提供对于箱组件200的侧壁的增加的支撑。

基底部分170还可包括多个短截支架(stub bracket)182。短截支架182可由管状梁的部分形成，并通过焊接和/或机械紧固件与纵向侧元件177、178和横向侧元件179、180附连。压紧螺栓150布置在短截支架182中，使得压紧螺栓可啮合箱组件200的地板和底层地板的难熔块，从而促进难熔块的相互接触。

仍参见图5-7，基底部分170还包括至少一个隔离底板172，其布置在由内部支撑元件181形成的栅格上。隔离底板172通常包括由钢或类似结构金属形成的金属顶板174以及下方隔绝板176。下方隔绝板176可由电绝缘金属形成，使得箱组件200与基底部分170是电隔离的。使得基底部分170与箱组件200电隔离防止了在箱组件200的地板和/或底层地板受损以及带电熔融玻璃从箱组件200释放到基底部分上的事件中，基底部分带电。用于形成下方隔绝板176的合适材料包括但不限于，硅酸钙板材，例如BNZ材料有限公司制造的CS85。但是，应理解的是，下方隔绝板176可由其他类似的电绝缘材料形成。

在一些实施方式中，所述至少一个隔离底板172可包括多个隔离底板，如图7示意性所示。所述多个隔离底板可布置在基底部分170上，使得每个单独的隔离底板172与相邻的隔离底板是电隔离的。例如，在一些实施方式中，所述多个隔离底板的每个单独的隔离底板与相邻的隔离底板间隔开，以使得相邻隔离底板相互电隔离。该布置防止了在带电熔融玻璃泄露到一个单个电隔离底板上的事件中，所有的隔离底板变得带电。

参见图5，基底部分170还可包括多个辊184(图5显示一个)，其与基底部分170的下侧附连。辊184有助于熔化器相对于澄清容器和玻璃制造设备中的其他下游加工装置进行放置。具体地，当熔化器安装在玻璃制造设备中的时候，熔化器直接放置在建筑的结构元件上，例如I梁500等。辊184有助于使得熔化器沿着结构元件移动，以帮助熔化器与澄清容器对准，特别是当熔化器被加热且膨胀时。在本文所述的熔化器的实施方式中，辊184与基底部分170电隔离，以防止在带电熔融玻璃从箱组件200泄露到基底部分170上的事件中，辊184和结构元件带电。在一些实施方式中，通过在基底部分170和辊184之间放置电绝缘体186来完成辊与基底部分170的电隔离。合适的电绝缘体包括但不限于，硅酸钙板材，例如BNZ材料有限公司制造的CS85。但是应理解的是，也可使用其它电绝缘材料。

仍参见图5，外骨架的基底部分170还包括一个或多个运动约束件(图5显示一个)，其限制了外骨架以垂直和/或水平方向移动。运动约束件188与基底部分170的下侧附连，例如通过焊接和/或机械紧固件，并且将熔化器与结构元件(例如I梁500等)和/或其中安装了熔化器的建筑的结构板相连。运动约束件188防止地震事件过程中，熔化器相对于建筑的垂直和水平位移(即，+/-z、+/-y和+/-x方向)。因此，在地震事件过程中，熔化器的位置随着安装其的建筑结构变动，从而降低了熔化器的损坏的可能性，包括但不限于，箱组件相对于刚性外骨架的位移。

在本文所述的熔化器的实施方式中，运动约束件188由与基底部分170的下侧焊接的结构钢形成。运动约束件朝向与I梁500的凸缘部分502互补，运动约束件的结构钢不与I梁接触(即，运动约束件188与I梁电隔离)。为了完成运动约束件188与I梁500之间的物理连接，运动约束件还包括电绝缘体190，其布置在运动约束件188与I梁500之间，使得运动约束件188与I梁相互物理连接且相互电隔离。在本文所述的熔化器的实施方式中，在熔化器已经与澄清容器大致对准且被加热至一定温度之后(即，当熔化器是“已安装的状态”)，运动约束件188与建筑的I梁啮合，在所述一定温度下，电绝缘体190楔入运动约束件188与I梁500之间，完成熔化器与其中安装了玻璃制造设备的建筑的结构元件之间的物理连接。虽然如图5所示，运动约束件188与建筑的结构钢元件相连，但是应理解的是，在其他(未示出)实施方式中，运动约束件可与建筑的另一结构元件，例如混凝土板等相连。

现参见图5和8，刚性外骨架130与基底部分170刚性相连，并且一般地包括多个直立元件(例如，多个主要直立元件134和多个次要直立元件136)以及多个横跨元件(例如多个横向横跨元件138、一个或多个中间横向横跨元件144、多个上方纵向横跨元件140以及多个中间纵向横跨元件142)。在本文所述的实施方式中，所述多个直立元件与所述多个横跨元件互联，以形成刚性外骨架130，其围住了外骨架内部体积132。多个直立元件134、136，多个横向横跨元件138、144以及多个纵向横跨元件140、142通常由管状梁(例如，钢管状梁)形成，其改善了外骨架的强度和刚度。各个管状梁可具有圆形截面、矩形截面或者任意其他合适的封闭壁的几何形状。但是，应理解的是，在其他实施方式中，可以使用具有开放几何截面的梁(即，I梁)来形成外骨架，或者，可以使用具有开放几何截面和封闭几何截面的梁的组合来形成外骨架。

通过焊接和/或机械紧固件将多个直立元件134、136与基底部分170刚性附连，并且所述多个直立元件134、136从基底部分170以基本垂直方向(即，图8所述的坐标轴的+z方向)从基底部分170向上延伸。在一个实施方式中，各个主要直立元件134与基底部分170的角刚性固定，而次要直立元件136与主要直立元件134之间的基底部分的纵向侧元件177、178刚性固定。多个横跨元件138、140、142、144在直立元件134、136之间延伸，并且与直立元件134、136刚性附连，例如通过焊接和/或机械紧固件。

在本文所述的实施方式中，所述多个直立元件的至少两个在直立元件的上端部通过横跨元件相连。例如，在一些实施方式中，多个上方纵向横跨元件140在所述多个主要直立元件134的上端部和次要直立元件136的上端部之间延伸并且与它们刚性固定，如图8所示。类似地，部分的所述多个上方纵向横跨元件140可在次要直立元件136的上端部之间延伸并与它们刚性固定，从而连接了次要直立元件136的上端部，如图8所示。横向横跨元件138在主要直立元件134的上端部对之间延伸并与它们刚性固定，并且在次要直立元件对136的上端部对之间延伸并与它们刚性固定。

在一些实施方式中，直立元件的中间段也可通过纵向和/或横向横跨元件相连，以进一步增加刚性外骨架130的强度和刚度。例如，中间纵向横跨元件142在主要直立元件134的中间段和次要直立元件136的中间段之间延伸并与它们刚性固定，如图8所示。类似地，部分的所述多个中间纵向横跨元件142可在次要直立元件136的中间段之间延伸并与它们刚性固定，从而连接了次要直立元件136的中间段，如图8所示。当包括时，中间横向横跨元件144可在主要直立元件的中间段之间延伸，从而连接了主要直立元件的中间段。

通过多个横向和纵向横跨元件138、140、142、144的多个直立元件134、136的互联形成了具有改善的刚度和延展性的刚性外骨架。更具体地，横向横跨元件和上方纵向横跨元件140与主要直立元件134和/或次要直立元件136的交叉形成多个连接节点146，它们限制了相对于基底部分以横向方向(即，+/-x)、纵向方向(即，+/-y)以及垂直方向(即，+/-z)的移动，从而增加了外骨架130的刚度并抵抗地震活动过程中的弯曲和/或变弯。

在刚性外骨架130还包括与相邻主要直立元件134的中间段固定且邻接的中间横向横跨元件的实施方式中，主要直立元件、中间横向横跨元件以及中间纵向横跨元件的交叉产生了连接节点146，它们类似地限制了相对于基底部分以横向方向(即，+/-x)、纵向方向(即，+/-y)以及垂直方向(即，+/-z)的移动，从而进一步增加了外骨架130的刚度和延展性。

仍参见图8，刚性外骨架130还可包括支撑角元件149，其位于外骨架内部体积132内，并且与直立元件134、136固定。如上文所述，箱组件的超结构部分202可构建在支撑角元件149上并被其支撑，从而降低了箱组件200的玻璃接触部分204上的应力。

现参见图2-3和5，箱组件200构建在基底部分170的隔离底板172上，从而使得箱组件200位于外骨架内部体积132内并且与刚性外骨架130间隔开。一旦构建了箱组件200，通过将箱组件200与刚性外骨架130相连来加固箱组件。在本文所述的实施方式中，通过与刚性外骨架130附连的压紧螺栓150完成箱组件200与刚性外骨架130的相连。

参见图9，示意性显示根据本文所示和所示的一个或多个实施方式的压紧螺栓150。压紧螺栓150一般地包括螺纹杆351，其延伸通过主体354。主体354包含多个碟形弹簧355，例如贝尔维尔垫圈等，其以箭头356所示的方向偏离螺纹杆。螺纹杆351的第一端包括张紧螺母353，螺纹杆351的第二端包括啮合脚352。压紧螺栓150还可包括位于螺纹杆351上的锁紧螺母357，其可以前进靠住主体354，以防止碟形弹簧355的压缩。

再次参见图2、3和5，在本文所述的实施方式中，通过将压紧螺栓150放入固定器中，使得压紧螺栓150与刚性外骨架130相连，通过焊接和/或机械紧固件使得所述固定器与刚性外骨架130和/或基底部分170固定。例如，固定器可包括短截支架182(如上文所述)、支柱152和/或c框架160。在本文所述的实施方式中，压紧螺栓150延伸通过固定器，从而使得各个压紧螺栓的主体固定在固定器中，并且防止主体相对于固定器的转动。固定器还使得压紧螺栓150相对于刚性外骨架130固定，从而使得各个弹簧式压紧螺栓的啮合脚可以朝向箱组件200前进。

为了使得通过压紧螺栓150施加到箱组件200的作用力均匀的分布，可以在压紧螺栓150和箱组件200之间布置支撑面板。例如，在一些实施方式中，支撑面板可包括金属材料(例如，钢或者类似材料)的板164。金属材料的板164布置成直接靠住箱组件200的难熔块(如图5所示)，并且压紧螺栓的螺纹杆前进直至压紧螺栓150的啮合脚接触板164，从而撞击压紧螺栓150和难熔块之间的板164，如图2和3所示。

在一些其他实施方式中，支撑面板可包括金属材料(例如，钢或者类似材料)的网格166。在这些实施方式中，金属材料的网格166布置成直接靠住箱组件200的难熔块(如图5所示)，并且压紧螺栓的螺纹杆前进直至压紧螺栓150的啮合脚接触网格166，从而撞击压紧螺栓150和难熔块之间的网格166，如图2和3所示。

当压紧螺栓150与箱组件200啮合时，压紧螺栓将压缩力施加到箱组件200的难熔块上，更具体地，施加到箱组件的玻璃接触部分的难熔块上，从而促进难熔块在一起，并且相邻块之间的接缝闭合。同时，压紧螺栓150使得箱组件200与刚性外骨架130刚性相连，从而箱组件和刚性外骨架作为单个整体式组件移动，不会发生箱组件相对于刚性外骨架的偏移。

再次参见图1-3、5和9，在熔化器101的安装和启动过程中，熔化器101初始地安装在建筑结构元件(即，I梁500)上，滚动成与辊184上的澄清容器103粗糙对准。压紧螺栓150也朝着箱组件200前进，直至啮合脚接触难熔块和/或布置在难熔块和压紧螺栓150之间的支撑板，这促进难熔块在横向方向和纵向方向都在一起，并且闭合了难熔块之间的任意空间。在安装和启动过程中，各个压紧螺栓150上的锁紧螺母357(图9)与主体354间隔开，以实现主体354内的碟形弹簧355吸收加热过程中箱组件200的难熔块的膨胀。

一旦对熔化器101的箱组件200完全加热，压紧螺栓的锁紧螺母357前进地靠住各个压紧螺栓的主体354，从而防止碟形弹簧355的进一步压缩并将箱组件200与刚性外骨架刚性相连，使得在中等地震事件过程中，箱组件不相对于刚性外骨架130发生偏移。此外，将电绝缘体190置于运动约束件188和I梁500的凸缘之间，使得熔化器101与建筑的结构元件物理相连，并且熔化器101处于“已安装的状态”。

现应理解的是，本文所述的熔化器能够在箱组件不发生相对于刚性外骨架偏移的情况下，耐受横向方向、纵向方向和垂直方向的各个方向的作用力、速度和/或大于0.3g的加速度。这部分是通过使得箱组件与刚性外骨架相连实现的，其中，直立元件的上端部与横向横跨元件以及上方纵向横跨元件相连，从而使得交叉节点相对于基底部分分别在横向方向、纵向方向和垂直方向受到限制。此外，熔化器构建成使得熔化器可以与安装其的建筑结构物理相连，这实现了熔化器在地震事件过程中“符合”结构的波动。

在第一方面，用于熔化玻璃批料材料的熔化器包括：刚性外骨架，其具有基底部分和多个直立元件以及多个横跨元件，其限定了外骨架内部体积。所述多个直立元件与基底部分刚性附连，并以大致垂直的方向从基底部分向上延伸。所述多个横跨元件在所述多个直立元件的至少两个的上端部之间延伸，并与它们刚性附连，从而使得所述多个直立元件通过所述多个横跨元件互联，在所述多个横跨元件与所述多个直立元件的上端部的交叉处形成的连接节点受到约束被阻止相对于基底部分以纵向方向、横向方向和垂直方向发生移动。箱组件可布置在外骨架内部体积中的基底部分上，使得箱组件与刚性外骨架间隔开，其中所述箱组件与所述刚性外骨架相连。

在第二方面，用于熔化玻璃批料材料的熔化器包括：刚性外骨架，所述刚性外骨架限定了用于接收箱组件的外骨架内部体积，所述刚性外骨架包括由管状梁形成的多个横跨元件、多个直立元件以及基底部分。所述多个直立元件与基底部分刚性附连，并以大致垂直的方向从基底部分向上延伸。所述多个横跨元件在所述多个直立元件的至少两个的上端部之间延伸，并与它们刚性附连，从而使得所述多个直立元件通过所述多个横跨元件互联，在所述多个横跨元件与所述多个直立元件的上端部的交叉处形成的连接节点受到约束被阻止相对于基底部分以纵向方向、横向方向和垂直方向发生移动。多个压紧螺栓与刚性外骨架固定，用于当箱组件置于外骨架内部体积时，使得箱组件与刚性外骨架相连。辊可以与基底部分的下侧固定。辊可以与基底部分是电隔离的。可以将运动约束件与基底部分的下侧附连，用于当熔化器处于已安装状态时，使得熔化器与建筑结构元件固定。

在第三方面，用于熔化玻璃批料材料的熔化器包括：刚性外骨架，其具有基底部分和多个直立元件，所述多个直立元件与多个横跨元件以及所述基底部分互联。刚性外骨架限定了外骨架内部体积。箱组件可布置在外骨架内部体积中的基底部分上，并与刚性外骨架相连。熔化器具有大于0.3的动态阻力。

在第四方面，第一或第二方面的任意熔化器具有大于0.3的动态阻力。

第五方面包括第一至第四方面的任意熔化器，其中，所述多个直立元件和所述多个横跨元件是由管状梁形成的。

第六方面包括第一至第五方面的任意熔化器，其中，所述基底部分是基本矩形的，并且所述多个直立元件包括多个主要直立元件和多个次要直立元件。各个主要直立元件与基底部分的角刚性固定，所述多个次要直立元件与主要直立元件之间的基底部分刚性固定。所述多个横跨元件包括：多个上方纵向横跨元件、多个中间纵向横跨元件以及多个横向横跨元件。所述多个上方纵向横跨元件与所述主要直立元件的上端部和次要直立元件的上端部刚性固定。所述多个中间纵向横跨元件与所述主要直立元件和所述次要直立元件的中间段刚性固定。所述多个横向横跨元件与主要直立元件对的上端部和次要直立元件对的上端部刚性固定。

第七方面包括第一至第六方面的任意熔化器，其中，通过至少一个隔离底板将基底部分与箱组件电隔离。

第八方面包括第七方面的熔化器，其中，所述至少一个隔离底板包括多个隔离底板，并且每个单独的隔离底板与相邻隔离底板电隔离。

第九方面包括第一或第三至第八方面的熔化器，所述熔化器还包括与基底部分的下侧固定的辊。

第十方面包括第九方面的熔化器，其中，辊与基底部分是电隔离的。

第十一方面包括第二或第九至第十方面的熔化器，所述熔化器还包括置于辊和基底部分的下侧之间的电绝缘件，使得辊与基底部分是电隔离的。

第十二方面包括第一或第三至第十一方面的熔化器，所述熔化器还包括与基底部分的下侧附连的运动约束件，用于当熔化器处于已安装状态时，使得熔化器与建筑结构元件固定。

第十三方面包括第十二方面的熔化器，其中，当熔化器处于已安装状态时，运动约束件与建筑结构元件是电隔离的。

第十四方面包括第一至第六方面或者第八至第十三方面的任意熔化器，所述熔化器还包括置于基底部分和箱组件之间的至少一个隔离底板，从而使得基底部分与箱组件电隔离，其中所述至少一个隔离底板包括金属顶板和下方隔绝板。

第十五方面包括第十四方面的熔化器，其中，所述至少一个隔离底板包括多个单独的隔离底板，其中，各个单独的隔离底板与相邻隔离底板间隔开，从而使得各个单独的隔离底板与相邻隔离底板是电隔离的。

第十六方面包括第一至第十七方面的任意熔化器，其中，箱组件包括玻璃接触部分和超结构部分。

第十七方面包括第十六方面的熔化器，其中，通过压紧螺栓使得玻璃接触部分与刚性外骨架相连。

第十八方面包括第十七方面的熔化器，其中，压紧螺栓延伸通过与刚性外骨架固定的c框架。

第十九方面包括第十七或第十八方面的熔化器，其中，压紧螺栓延伸通过与刚性外骨架固定的支柱。

第二十方面包括第十六至第十九方面的任意熔化器，其中，箱组件的玻璃接触部分包括由难熔块形成的底板以及由难熔块形成的至少一个侧壁。

第二十一方面包括第十六至第二十方面的任意熔化器，其中，箱组件的玻璃接触部分包括多个电极。

第二十二方面包括第十六至第二十一方面的任意熔化器，其中，刚性外骨架还包括至少一个与直立元件固定的支撑角元件，并且超结构部分支持在所述至少一个支撑角元件上。

第二十三方面包括第十六至第二十二方面的任意熔化器，其中，超结构部分包括多层(course)难熔块。

第二十四方面包括第十六至第二十三方面的任意熔化器，其中，超结构部分包括由难熔块构建的拱形冠。

本领域的技术人员显而易见的是，可以在不偏离要求专利权的主题的精神和范围的情况下，对本文所述的实施方式进行各种修改和变动。因此，本说明书旨在涵盖本文所述的各种实施方式的修改和变化形式，只要这些修改和变化形式落在所附权利要求及其等同内容的范围之内。

Claims (20)

1.一种用于熔化玻璃批料材料的熔化器，所述熔化器包括：

刚性外骨架，其包括基底部分和多个直立元件以及多个横跨元件，其限定了外骨架内部体积，其中：

所述多个直立元件与所述基底部分刚性附连，并以大致垂直的方向从基底部分向上延伸；以及

所述多个横跨元件在所述多个直立元件的至少两个的上端部之间延伸，并与它们刚性附连，从而使得所述多个直立元件通过所述多个横跨元件互联，并且在所述多个横跨元件与所述多个直立元件的上端部的交叉处形成的连接节点受到约束被阻止相对于所述基底部分以纵向方向、横向方向和垂直方向发生移动；以及

箱组件，其布置在所述外骨架内部体积中的基底部分上，使得所述箱组件与所述刚性外骨架间隔开，其中所述箱组件与所述刚性外骨架相连。

2.如权利要求1所述的熔化器，其特征在于，所述熔化器具有大于0.3的动态阻力。

3.如权利要求1所述的熔化器，其特征在于，所述多个直立元件和所述多个横跨元件是由管状梁形成的。

4.如权利要求1所述的熔化器，其特征在于：

所述基底部分是基本矩形的；

所述多个直立元件包括多个主要直立元件和多个次要直立元件，其中，各个主要直立元件分别与所述基底部分的角刚性固定，所述多个次要直立元件与主要直立元件之间的基底部分刚性固定；

所述多个横跨元件包括：多个上方纵向横跨元件、多个中间纵向横跨元件以及多个横向横跨元件，其中：

所述多个上方纵向横跨元件与所述主要直立元件的上端部和次要直立元件的上端部刚性固定；

所述多个中间纵向横跨元件与所述主要直立元件和所述次要直立元件的中间段刚性固定；以及

所述多个横向横跨元件与主要直立元件对的上端部和次要直立元件对的上端部刚性固定。

5.如权利要求1所述的熔化器，其特征在于，通过至少一个隔离底板将所述基底部分与所述箱组件电隔离。

6.如权利要求5所述的熔化器，其特征在于，所述至少一个隔离底板包括多个隔离底板，并且每个单独的隔离底板与相邻隔离底板电隔离。

7.如权利要求1所述的熔化器，所述熔化器还包括与所述基底部分的下侧固定的辊。

8.如权利要求7所述的熔化器，其特征在于，所述辊与所述基底部分是电隔离的。

9.如权利要求1所述的熔化器，所述熔化器还包括与所述基底部分的下侧附连的运动约束件，用于当所述熔化器处于已安装状态时，使得所述熔化器与建筑结构元件固定。

10.如权利要求9所述的熔化器，其特征在于，当熔所述化器处于已安装状态时，所述运动约束件与所述建筑结构元件是电隔离的。

11.一种用于熔化玻璃批料材料的熔化器，所述熔化器包括：

刚性外骨架，其限定了用于接收箱组件的外骨架内部体积，所述刚性外骨架包括由管状梁形成的多个横跨元件、多个直立元件以及基底部分，其中：

所述多个直立元件与所述基底部分刚性附连，并以大致垂直的方向从所述基底部分向上延伸；以及

所述多个横跨元件在所述多个直立元件的至少两个的上端部之间延伸，并与它们刚性附连，从而使得所述多个直立元件通过所述多个横跨元件互联，并且在所述多个横跨元件与所述多个直立元件的上端部的交叉处形成的连接节点受到约束被阻止相对于所述基底部分以纵向方向、横向方向和垂直方向发生移动；

多个压紧螺栓，其与刚性外骨架固定，用于当所述箱组件置于外骨架内部体积中时，使得所述箱组件与所述刚性外骨架相连；

与所述基底部分的下侧固定的辊，其中，所述辊与所述基底部分是电隔离的；以及

与基底部分的下侧附连的运动约束件，用于所述当熔化器处于已安装状态时，使得熔化器与建筑结构元件固定。

12.如权利要求11所述的熔化器，所述熔化器还包括置于所述基底部分和所述箱组件之间的至少一个隔离底板，从而使得所述基底部分与所述箱组件电隔离，其中所述至少一个隔离底板包括金属顶板和下方隔绝板。

13.如权利要求12所述的熔化器，其特征在于，所述至少一个隔离底板包括多个单独的隔离底板，其中，各个单独的隔离底板与相邻隔离底板间隔开，从而使得各个单独的隔离底板与相邻隔离底板是电隔离的。

14.如权利要求12所述的熔化器，所述熔化器还包括置于所述辊和所述基底部分的下侧之间的电绝缘件，使得所述辊与所述基底部分是电隔离的。

15.如权利要求12所述的熔化器，其特征在于，当所述熔化器处于已安装状态时，所述运动约束件还包括置于所述运动约束件和所述建筑结构元件之间的电绝缘体。

16.一种用于熔化玻璃批料材料的熔化器，所述熔化器包括：

刚性外骨架，其包括基底部分和多个直立元件，所述多个直立元件与多个横跨元件以及所述基底部分互联，所述刚性外骨架限定了外骨架内部体积；以及

箱组件，其布置在所述外骨架内部体积中的所述基底部分上并与所述刚性外骨架相连，其中，所述熔化器具有大于0.3的动态阻力。

17.如权利要求16所述的熔化器，其特征在于，在所述多个横跨元件与所述多个直立元件的上端部的交叉处形成的连接节点受到约束被阻止相对于所述基底部分以纵向方向、横向方向和垂直方向发生移动。

18.如权利要求16所述的熔化器，其特征在于，通过压紧螺栓将所述箱组件与所述刚性外骨架相连。

19.如权利要求16所述的熔化器，其特征在于，所述基底部分与所述箱组件是电隔离的。

20.如权利要求16所述的熔化器，所述熔化器还包括与所述基底部分的下侧固定的辊，其中，所述辊与所述基底部分是电隔离的。