CN107257903A - 用于熔合拉制机器的挥发物过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于生产玻璃带的设备，该设备包含熔融容器、成形容器和配置成从成形容器接收包含至少一种挥发出的组分的蒸气的至少一部分的挥发物过滤系统，所述挥发物过滤系统包含在高于蒸气的冷凝点的第一温度下运行的输送容器和在低于挥发出的组分的固化温度的第二温度下运行的骤冷室。本文还公开了用于使用这种设备和挥发物过滤系统来生产玻璃带的方法。

Description

用于熔合拉制机器的挥发物过滤系统

技术领域

本申请要求2014年9月24日提交的美国专利申请号62/054531的优先权，其全部内容通过引用纳入本文。

本发明总体上涉及用于玻璃制造系统的过滤系统，更具体而言，涉及用于熔合拉制机器的挥发物过滤系统。

背景

高性能显示装置，例如液晶显示器(LCD)和等离子体显示器被广泛用于各种电子产品中，例如手机、笔记本电脑、电子平板电脑、电视和计算机显示器。当前市场上的显示装置可采用例如一个或多个高精度玻璃板作为一些应用例如电路组件的基板、或者作为滤色器。制造这种高品质玻璃基材的尖端技术是由康宁有限公司(Corning Incorporated)开发的熔合拉制法，其在美国专利号3338696和3682609中有所描述，上述文献通过引用全文纳入本文。

熔合拉制法通常使用可包含成形体(例如等压槽)的熔合拉制机器(FDM)。成形体可包含槽和具有楔形截面和两个向下倾斜而在根部汇合的主侧面(或形成表面)的下部。在运行过程中，槽中填充有熔融玻璃，允许熔融玻璃流过槽的侧面(或堰)且作为两条玻璃带沿着两个成形表面向下流动，最终在根部汇聚，且在根部熔合在一起而形成单一的玻璃带。因而，玻璃带可具有两个尚未暴露于成形体的表面的完好外表面。然后，玻璃带可被向下拉制并冷却，以形成具有所需厚度和完好表面品质的玻璃板。

在玻璃成形处理的过程中，从熔融玻璃表面挥发出的蒸气可被困在FDM中。被困的蒸气可最终形成可被覆FDM内壁的粘性液体，且在许多情况中，可渗出或者在系统中滴落。冷凝了的蒸气的液滴可附着在玻璃板上，并使该玻璃板产生缺陷。另外，如果这些液滴滴落在辊的表面，它们也会通过导致裂纹和/或界线的成形而对玻璃带造成困扰。困在FDM中的挥发性蒸气还会损坏设备，导致巨大的生产损失。所述蒸气可包含各种挥发出的化合物，例如，举一些例子：B₂O₃、SiO₂、Al₂O₃和CaO。

FDM可采用蒸气过滤系统(VFS)以从FDM中提取被困住的蒸气。已尝试从FDM中(例如从FDM的马弗炉区域的顶部)排出蒸气，但是该方法饱受各种缺点之苦。例如，简单地将蒸气排出FDM并未考虑需要平衡FDM的内压并且对排出的空气进行补偿。空气的流动和/或压力的改变可导致玻璃中出现缺陷，例如包含物缺陷。这些以往的方法还可饱受因蒸气冷凝而导致的设备堵塞之苦，这可导致糟糕的可靠性和对处理性能的负面影响。

对高性能显示器的消费需求以及对尺寸日益增长和图像品质的要求驱使对于用于生产高品质、高精度的玻璃板的改善的制造方法的需求。因此，将会有益的是，提供用于形成玻璃带和玻璃板的方法和设备，其能够最大程度地减少玻璃缺陷，并且能够减轻例如由困在FDM中的挥发性蒸气导致的设备损坏和处理的不稳定性。在各种实施方式中，本文所述的方法和设备能够最大程度地减轻设备堵塞，并且能够减轻FDM内的空气流动的干扰，其能够防止玻璃板中出现包含物缺陷。

发明概述

本发明涉及用于生产玻璃带的方法，所述方法包括：熔化批料以形成熔融玻璃；处理熔融玻璃以形成玻璃带，其中，所述处理步骤产生包含至少一种挥发出的组分的蒸气；排出蒸气的至少一部分，其中，在所述排出过程中，使蒸气保持在高于蒸气的冷凝温度的第一温度；以及使蒸气快速冷却至低于挥发出的组分的固化温度的第二温度。

本文还公开了用于生产玻璃带的设备，该设备包含熔融容器、成形容器和配置成从成形容器接收包含至少一种挥发出的组分的蒸气的至少一部分的挥发物过滤系统，所述挥发物过滤系统包含输送容器和骤冷室，其中，所述输送容器在高于蒸气的冷凝温度的第一温度下运行，且所述骤冷室在低于挥发出的组分的固化温度的第二温度下运行。

在各种实施方式中，可例如使用诸如压缩干燥空气这样的压缩流体流对从成形容器中排出的蒸气进行快速骤冷。根据各种方面，蒸气的快速骤冷包括在足以将挥发出的组分的至少一部分以基本上跳过或大致跳过液相的方式转化成基本上呈固态的时间段内对蒸气进行冷却。在某些实施方式中，可使用循环回路以将加热了的空气再次注入成形容器中，其能够最大程度地减轻成形容器内的空气流动的干扰。根据另一些实施方式，蒸气可包含选自B₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、CaO等中的至少一种挥发出的组分。

在以下的详细描述中提出了本发明的附加特征和优点，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即容易理解，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方法而被认识。

应当理解的是，前面的一般性描述和以下的详细描述都描述了本发明的各种实施方式且都旨在提供用于理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。所包含的附图供进一步理解本发明，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本发明的各种实施方式，并与描述一起用来解释本发明的原理和操作。

附图的简要说明

当结合以下附图阅读时，能对下文的详细描述有最好的理解，附图中相同的结构用相同的附图标记表示，其中：

图1是一种示例性的玻璃制造系统示意图；

图2是根据本发明的各方面的装备有蒸气过滤系统的成形容器的示意图；

图3是根据本发明的各方面的蒸气过滤系统的工艺流程图；

图4是根据本发明的各方面的蒸气过滤系统的示意图；

图5是根据本发明的各方面的骤冷室的示意图；以及

图6是图示使用根据本发明的蒸气过滤方法得到的蒸气冷却曲线与使用现有技术方法得到的蒸气冷却曲线的比较图。

发明详述

设备

本文公开了用于生产玻璃带的设备，该设备包含熔融容器、成形容器和配置成从成形容器接收包含至少一种挥发出的组分的蒸气的至少一部分的挥发物过滤系统，所述挥发物过滤系统包含在高于蒸气的冷凝温度的第一温度下运行的输送容器和在低于挥发出的组分的固化温度的第二温度下运行的骤冷室。

参考图1对本发明的实施方式进行讨论，图1描绘了一种用于生产玻璃带104的示例性的玻璃制造系统100。玻璃制造系统100可包含熔融容器110、熔融至澄清管115、澄清容器(例如澄清器管)120、澄清至搅拌室连接管125(具有从其延伸的液位探头立管127)、搅拌室(例如混合容器)130、搅拌室至钵形料筒连接管135、钵形料筒(例如递送容器)140、下导管145和FDM 150，其可包含入口155、成形体(例如等压槽)160和牵引辊组件165。

如箭头112所示，玻璃批料可被引入熔融容器110以形成熔融玻璃114。澄清容器120通过熔融至澄清管115与熔融容器110相连。澄清容器120可具有从熔融容器110接收熔融玻璃的高温处理区域，其能够除去熔融玻璃中的气泡。澄清容器120通过澄清至搅拌室连接管125与搅拌室130相连。搅拌室130通过搅拌室至钵形料筒连接管135与钵形料筒140相连。钵形料筒140可将熔融玻璃经由下导管145递送至FDM 150中。

FDM 150可包含入口155、成形体160和牵引辊组件165。入口155可从下导管145接收熔融玻璃，熔融玻璃可从入口155流至成形体160。成形体160可包含接收熔融玻璃的开口162，熔融玻璃可流入槽164中，溢流过槽164的侧面，沿着两个相反的成形表面166a和166b向下流动，然后在根部168熔合在一起以形成玻璃带104。牵引辊组件165可递送经过拉制的玻璃带104以利用额外可选的设备对其进一步进行处理。

例如，可利用包含用于划刻玻璃带的机械划刻装置的移动砧机(TAM)对玻璃带进行进一步处理。然后，经过划刻的玻璃可被分离成多块玻璃板，例如用本领域已知的各种方法和装置进行机械制造、抛光、化学强化和/或其它形式的表面处理，例如蚀刻。当然，尽管本文所述的设备和方法是参考熔合拉制法和系统进行讨论的，应当理解的是，这些设备和方法也可与其它玻璃成形方法联用，例如举例来说：狭缝拉制法和浮法。

例如，在玻璃带成形处理的过程中，例如在FDM 150中，挥发出的化合物可形成蒸气102，其可被困在系统内，可能对玻璃带和/或加工设备造成损害。因此，在本发明的某些方面中，可提供蒸气过滤系统(VFS)用于使蒸气从FDM或成形容器中排出。图2图示了FDM的一部分，其包含成形容器152，其包含装备有根据本发明的非限制性实施方式的VFS 170的成形体160。(以箭头表示的)蒸气流102可通过输送容器(或导管)172从成形容器152排出。输送容器可装备有加热元件174，其能够将输送容器172的温度、进而将在其中流动的蒸气流的温度保持在高于蒸气冷凝点的温度。在某些实施方式中，输送容器172能够在与成形容器内的温度(例如成形温度)相似或相等的温度下运行。

一个非限制性的例子是，成形容器可在(例如与成形体160的槽164邻近的上部154a处的)最高温度附近的约1100℃～约1300℃的温度范围内运行，例如约1150℃～约1250℃、约1150℃～约1225℃、或者约1175℃～约1200℃，包括上述数值之间的所有范围和子范围。在(例如与成形体160的根部168邻近的下部154b处的)最低温度处，成形容器可在约800℃～约1150℃的温度范围内运行，例如约850℃～约1100℃、约900℃～约1050℃、或者约950℃～约1000℃，包括上述数值之间的所有范围和子范围。因而，输送容器172可在高于蒸气冷凝温度的温度下运行，例如成形温度或成形温度附近的温度(例如成形容器中最热位置处的温度)，该温度范围例如约为1000℃～约1300℃，例如约1050℃～约1250℃、约1100℃～约1225℃、或者约1150℃～约1200℃，包括上述数值之间的所有范围和子范围。

通过输送容器172的蒸气102可进入骤冷室176，其在骤冷室176中可被快速冷却至低于蒸气中的挥发出的组分的固化点的温度。例如，蒸气可与诸如压缩干燥空气(CDA)、除湿空气或任意合适的冷冻气体流(例如氮气等)这样的压缩流体流178接触。与压缩流体流的接触可起到稀释蒸气流并且/或者降低含水量的作用，并且快速冷却蒸气，以使蒸气能够跳过或基本上跳过液体形成阶段。压缩流体流178进入骤冷室176时的温度和/或流速可变化，并且可按照例如蒸气流的温度、组成和/或流速以及骤冷室176的尺寸来进行控制。

根据各种实施方式，压缩流体流178的温度范围可约为0℃～约-150℃、约-20℃～约-100℃、约-30℃～约-60℃、或者约-40℃～约-50℃，包括上述数值之间的所有范围和子范围。在一种示例性而非限制性的实施方式中，压缩流体流的温度范围可约为35℃～约-40℃。压缩流体流的流速范围可例如约为0.5米/秒～约2000米/秒，例如约1米/秒～约1000米/秒、约2米/秒～约100米/秒、约5米/秒～约20米/秒、或者约5米/秒～约15米/秒，包括上述数值之间的所有范围和子范围。本领域技术人员有能力为所需操作和结果选择合适的流速。

因而，蒸气流102能够被快速冷却至低于蒸气中的挥发出的组分的固化点的温度，例如低于约600℃的温度，例如低于约575℃、低于约550℃、低于约525℃、或者低于约500℃。在某些实施方式中，蒸气流可被快速冷却至以下温度范围内：约200℃～约600℃、约250℃～约500℃、或者约300℃～约400℃，包括上述数值之间的所有范围和子范围。

根据各种实施方式，术语“快速冷却”及其变体用于表示在足以跳过或基本上跳过液相的时间段内将蒸气至少冷却至蒸气中的挥发出的组分的固化温度。根据各种实施方式，上述时间段可短于约10秒，例如，短于约5秒、短于约1秒，短于约0.5秒、或者短于约0.1秒，尽管更长或更短的时间段也是可能的并且落入本发明的范围内。在另一些实施方式中，快速冷却可在毫秒内发生，例如上述时间段的范围可约为0.01～约0.09秒。无意受限于理论，认为本文所述的蒸气的快速冷却可最大程度地减少或清除加工设备中的液体组分，从而降低相关风险，例如腐蚀和/或堵塞。

然后，冷却了的蒸气流102(包含任何固体颗粒)可移动至一个或多个冷凝器180，所述冷凝器180可装备有一个或多个冷却元件182，例如装备有冷却线圈的水冷冷凝器。蒸气流102可在冷凝器180中被进一步冷却，冷凝器180能够使额外组分从蒸气流102中沉淀下来，例如蒸气流中的水分以及具有更低固化点或冷凝点的其它组分可被冷凝。至少一个冷凝器180可例如使蒸气流冷却至以下温度范围：约100℃～约500℃，例如约150℃～约400℃、约200℃～约350℃、或者约250℃～约300℃，包括上述数值之间的所有范围或子范围。在一种非限制性的实施方式中，VFS可包含第一冷凝器，其能够使蒸气流从约500℃～约600℃的第一温度范围冷却至约250℃～约450℃、例如约300℃～约400℃的第二温度范围，包括上述数值之间的所有范围和子范围。VFS还可包含第二冷凝器，其能够使蒸气流冷却至约100℃～约200℃的第三温度范围内，例如约110℃～约180℃、约120℃～约170℃、约130℃～约160℃、或者约140℃～约150℃，包括上述数值之间的所有范围和子范围。

冷凝器180可装备有收集隔间184或者能够作为VFS的分离组件提供的收集隔间。来自冷凝器180的固体颗粒和/或液体可作为分离的固体组分186聚集在收集隔间184中。然后，分离出的气体组分(例如气体流)188可通过空气过滤器190，在一些实施方式中，所得到的经过过滤的空气192随后可被加热并经由循环回路194回到成形容器152。在某些实施方式中，经过过滤的空气192可作为“补偿”物流对成形容器内的消耗的空气流196进行补充。

图3图示了根据本发明的各种实施方式的VFS一个示例性的流程图。尽管图1和2图示了蒸气流从成形容器的顶部区域，例如马弗炉排出，应当理解的是，蒸气流可在容器或FDM中的任意位置排出。例如，如图3所示，成形容器可包含多个排出点，例如蒸气可从顶部和/或侧面或者任意其它合适的位置排出容器，例如在马弗炉或输送区域(分别参见图2中的154a和154b)处排出容器。在步骤A中，蒸气可从成形容器中排出并且在步骤B中被加热以使蒸气保持在高于其冷凝温度的温度。然后，可在步骤C中骤冷和冷却蒸气，以使至少一种挥发出的组分固化以及/或者使蒸气流中所存在的各种组分冷凝。可在步骤D中使用颗粒过滤器以从气体流中分离出任意固体颗粒。然后，可例如利用步骤E中的鼓风机的方式将经过过滤的物流输送至可选的加热单元。随后，可在步骤F中对经过过滤的物流进行加热，且在一些实施方式中，在步骤G中可使物流循环回到成形容器。

图4是描绘VFS设备的一种非限制性实施方式的示意图，其可被用于进行本文所述的方法，例如图3的流程图中所描述的方法。在所示的实施方式中，来自成形容器的蒸气流102可被加热和输送至骤冷室176，可在骤冷室176中例如通过与一种或多种压缩物流(未图示)接触来使其快速冷却。然后，蒸气流可流过至少一个冷凝器180(图示了两个冷凝器)以进行进一步冷却。可在收集隔间184，例如灰尘收集器中收集任意固体颗粒和/或冷凝的液体。随后，可对剩余的分离气体流进行过滤(未图示)并且在加热单元198中对其进行加热。根据一些实施方式，经过加热的气体流可随后作为补偿物流被循环至成形容器(未图示)。

图5提供了根据本发明的各种方面的骤冷室的更详细的透视图。从图中可以看到，在一些实施方式中，骤冷室176可以是与至少一个冷凝器180相连的阀。经过加热的蒸气流102可流过骤冷室，所述骤冷室可包含一个或多个入口177，压缩流体流可经由入口177流入室内与蒸气流102接触。随后，合并的物流可流入冷凝器180中以进行进一步冷却。随着蒸气流进入冷凝器，分离出的固体组分186(例如固化的颗粒)可例如因重力而开始从气态蒸气中落下，并能够被收集在收集容器中。

术语“蒸气流”和“蒸气”在本文中可交换使用，以表示从成形容器中排出并随后被加热、骤冷和冷却的一种或多种物流。蒸气流包含至少一种挥发出的组分，其可在成形容器和输送容器中呈气态，而在离开骤冷室时基本上呈固态或颗粒态。应当理解的是，本文所述的蒸气流包含气态蒸气和其中所夹带的任意颗粒物质。

如本文所用，术语“固化温度”及其变体旨在表示以下温度，在该温度下，至少一个气体-固体转化得到了包含至少一种固体颗粒(例如大片蒸气(bulk vapor)中所夹带的基本上固体的颗粒)的基本上不含液体的大片蒸气，其中，气体-固体转化与温度的降低有关。固化温度也可表示沉淀温度或以下温度，在该温度下，至少一部分蒸气转化成固体，例如升华的相反过程。类似地，术语“冷凝温度”及其变体旨在表示以下温度，在该温度下，至少一个气体-液体转化导致至少一个液相被引入大片蒸气中，其中，气体-液体的转化与温度的降低有关。

如本文所用，术语“基本上固体”及其变体旨在表示基本上或完全转化成固体颗粒的之前挥发出的组分。例如，固体颗粒可包含100重量％的固体，或者在另一些实施方式中，固体颗粒可包含大于约99.9重量％的固体，例如大于约99.5重量％、大于约99重量％、大于约98重量％、大于约97重量％、大于约96重量％、或者大于约95重量％。

一个非限制性的例子是，蒸气流可包含至少一种挥发出的组分，例如举例来说：B₂O₃、SiO₂、Al₂O₃和CaO。硼，例如以B₂O₃的形式，可在成形处理过程中挥发以形成气态的B₂O₃。使用硼作为一个非限制性的例子，蒸气流可从成形容器中排出，并且被保持在高于蒸气的冷凝温度的温度。例如，蒸气流可被加热和保持在高于约1000℃的温度，例如高于约1100℃、或高于约1200℃，例如在约1000℃～约1300℃的范围内，例如约为1050℃～约1250℃、约1100℃～约1225℃、或者约1150℃～约1200℃，包括上述数值之间的所有范围和子范围。在各种实施方式中，保持蒸气高于冷凝温度能够防止在加工设备中形成液体，否则所述液体会损坏各种设备部件并且/或者可能堵塞设备。

在骤冷室中，蒸气流可与诸如干燥的压缩物流(例如CDA)这样的压缩流体流接触。干燥的冷空气能够降低蒸气流的含水量并且/或者稀释物流，从而使蒸气流快速冷却至低于挥发出的组分(例如B₂O₃)的固化温度的温度，以跳过或基本上跳过液相的形成。在硼作为B₂O₃蒸发的场合下，固化点估计约为557℃。因此，在各种实施方式中，使蒸气快速冷却至低于约550℃的温度应当会得到包含硼的固体颗粒，而不形成或基本上不形成液相。作为与可堵塞设备的液体冷凝相反的过程，基本上干燥的固体颗粒可更容易地被从系统中滤除，例如利用空气过滤器和/或灰尘收集器。当然，作为挥发出的组分的例子的B₂O₃不应限制本文所附的权利要求的范围，因为示例性的实施方式可被用于除去任意数量的挥发出的组分。

图6图示了示例性的挥发出的硼蒸气的可通过本发明的各种方面而得到的示例性的冷却曲线Y。还包括了现有技术的冷却曲线X以进行比较。通过使用本文所述的方法和设备，包含在步骤A中(在约1225℃下)离开马弗炉的挥发出的硼的蒸气可在步骤B中在骤冷室中被快速冷却(至约500～600℃)，在步骤C中在第一冷凝器中被冷却(至约275～325℃)，进一步在步骤D中在第二冷凝器中被冷却(至约100～140℃)，并且在步骤E中在离开VFS时，例如在过滤后可具有约25～40℃的最终温度。当然，如上所述，在某些实施方式中，VFS还可包括用于将蒸气再次加热至适合其循环回到成形容器中的温度的加热元件。

相比之下，通过使用现有技术的方法，挥发出的硼蒸气在多个步骤中冷却得更加平缓，在此过程中，可能形成液体，从而存在堵塞设备的风险。例如，冷却曲线X描绘了使用热电偶或高温温度传感器沿着拉制中各点进行的温度测量的结果，以对不具有VFS的79”EXG系统的玻璃带温度进行测量。如曲线X所示，在没有排出的条件下，任何挥发出的硼蒸气都无法达到低于挥发出的硼的固化点的温度，因此维持在液体-气体状态，其可使被处理的物流更加难以输送以及/或者使设备更加难以清洁。因此，图6证明了通过使用本文所述的方法和设备，可对包含至少一种挥发出的组分的蒸气进行快速冷却，以基本上避免液相，同时还能够产生更易输送和从系统中清除的固体颗粒相。

方法

本文公开了用于生产玻璃带的方法，所述方法包括：熔化批料以形成熔融玻璃；处理熔融玻璃以形成玻璃带，其中，所述处理步骤产生包含至少一种挥发出的组分的蒸气；排出蒸气的至少一部分，其中，在所述排出过程中，使蒸气保持在高于蒸气的冷凝温度的第一温度；以及使蒸气快速冷却至低于挥发出的组分的固化温度的第二温度。

本文所使用的术语“批料”及其变体表示玻璃前体组分的混合物，其经过熔化、反应和/或结合而形成玻璃。可利用任何已知的用于结合玻璃前体材料的方法来制备和/或混合玻璃批料。例如，在某些非限制性的实施方式中，玻璃批料可包含玻璃前体颗粒的干燥或基本上干燥的混合物，例如不含任何溶剂或液体。在另一些实施方式中，玻璃批料可以是浆料的形式，例如是存在液体或溶剂的玻璃前体颗粒的混合物。

根据各种实施方式，批料可包含玻璃前体材料，例如二氧化硅、氧化铝、各种附加的氧化物，例如氧化硼、氧化镁、氧化钙、氧化钠、氧化锶、氧化锡或氧化钛。例如，玻璃批料可包含二氧化硅和/或氧化铝以及一种或多种附加的氧化物的混合物。在各种实施方式中，玻璃批料可包含约45～约95重量％(总计)的氧化铝和/或二氧化硅、以及约5～约55重量％(总计)的氧化硼、氧化镁、氧化钙、氧化钠、氧化锶、氧化锡和/或氧化钛中的至少一种氧化物。

批料可利用任何本领域已知的方法来熔化，包括参考图1所讨论的方法。例如，可将批料加入熔融容器中并加热至以下温度范围：例如约1100℃～约1700℃，例如约1200℃～约1650℃、约1250℃～约1600℃、约1300℃～约1550℃、约1350℃～约1500℃、或者约1400℃～约1450℃，包括上述数值之间的所有范围和子范围。在某些实施方式中，批料可在熔融容器中停留留数分钟至数小时，这取决于各种变量，例如运行温度和批料尺寸。例如，停留时间可在以下范围内：约30分钟～约8小时、约1小时～约6小时、约2小时～约5小时、或者约3小时～约4小时，包括上述数值之间的所有范围和子范围。

熔融玻璃可随后经历各种附加的处理步骤，包括例如澄清以除去气泡、以及搅拌以使玻璃熔体均匀化。然后，可利用本领域已知的任何方法处理熔融玻璃以生产玻璃带，包括参考图1～2讨论的熔合拉制法、以及狭缝拉制法和浮法。可使用本文所述的VFS使在处理步骤中产生的蒸气排出和冷却。

在某些实施方式中，可例如通过自然对流和/或由风扇引起的空气牵拉来使一种或多种蒸气流从成形容器中排出。这里所描述的排出步骤旨在表示例如从成形容器中提取出蒸气，并且输送其远离成形容器至冷却单元，例如骤冷室和/或冷凝器。根据本发明的各种方面，在排出步骤中，使蒸气流保持在高于蒸气冷凝点的第一温度。可例如通过加热输送容器来保持第一温度，蒸气流经由所述输送容器从成形容器移动至骤冷室。一个非限制性的例子是，输送容器可在以下温度范围内运行：约1000℃～约1200℃，例如约1050℃～约1175℃、或者约1100℃～约1150℃，包括上述数值之间的所有范围和子范围。

然后，蒸气流可进入骤冷室，其在骤冷室中可被快速冷却至低于蒸气流中的至少一种挥发出的组分的固化点的第二温度。蒸气流的流速和/或体积流率可随着各种处理参数而变化，例如，随着快速冷却蒸气流所需的热传递而变化，以例如使得所针对的挥发出的组分固化。本领域技术人员有能力根据所需应用选择合适的蒸气流量和/或流速。

如关于设备的讨论所述，蒸气流可被骤冷至第一温度，并随后被一个或多个冷凝器冷却至第二温度、或者甚至第三温度。在骤冷和冷却后，蒸气流可经历各种分离处理，以将任何固体颗粒或液体冷凝物从气体流中分离出来。分离出的固体组分可被丢弃、分析或循环以作他用。可例如使用空气过滤器对分离出的气体组分进行过滤，并且将其加热至适合可选地循环回到成形容器中的温度。例如，经过过滤的空气可被加热至以下温度范围：约1000℃～约1250℃，例如约1050℃～约1200℃、或者约1100℃～约1150℃，包括上述数值之间的所有范围和子范围。

本文所述的方法和设备相比于现有技术的过滤系统和/或不具有过滤系统的FDM运行可提供一个或多个优势。在某些实施方式中，蒸气流的快速冷却允许跳过或基本上跳过FDM中的可能产生问题的液体冷凝阶段。而且，本文所述的VFS能够通过除去冷凝源(例如挥发性蒸气)来减少FDM中冷凝的累积。FDM中的冷凝的减少可导致玻璃中裂纹的减少，界线形成的减少、处理不稳定性的降低、以及/或者与冷凝有关的生产损失的减少。例如，通过减少冷凝，因蒸气侵袭而导致的马弗炉区域中的防火材料的退化或“消融”可得到减轻或甚至消除。因冷凝物的存在而产生的设备失效的风险也可得到降低，以使设备的经时寿命和性能得以增强。另外，由于冷凝缺陷的减少和消失，玻璃板的品质得以改善。采用本文所述的VFS的玻璃制造工艺的预计成本节约可高达一亿美元。

例如，因为VFS在FDM之外，其可被轻易改装、开启和关闭、清洁和/或调试而不对FDM产生大的困扰。另外，可利用基础的工业计量学和控制系统对VFS进行调节、监控和控制。VFS中不包含特制的材料和/或部件可相比于其它过滤系统提供显著的成本节约。最后，本文所述的VFS可允许收集颗粒试样以进行分析，以及提供改善的清洁和维护的便捷性。可使用玻璃工业中常用的标准工具和技术对VFS进行定期清洁，因此最大程度地降低了复杂度、节省的时间和/或成本。当然，应当理解的是，本文所述的方法和设备可不具备上述的一个或多个优势，但这些方法和设备旨在落入所附权利要求的范围内。

应理解，多个公开的实施方式可涉及与特定实施方式一起描述的特定特性、原理或步骤。还应理解，虽然以涉及某一特定实施方式的形式描述，但特定特征、原理或步骤可以多种未说明的组合或排列方式与替代性实施方式互换或组合。

还应理解的是，本文所用术语“该”、“一个”或“一种”表示“至少一个(一种)”，不应局限为“仅一个(一种)”，除非明确有相反的说明。因此，例如，提到“一个冷凝器”包括具有两个或更多个这种冷凝器的方面，除非文本中有另外的明确表示。

本文中，范围可以表示为从“约”一个具体值开始和/或至“约”另一个具体值终止。当表述这种范围时，例子包括自某一具体值始和/或至另一具体值止。类似地，当使用先行词“约”表示数值为近似值时，应理解，具体数值构成另一种实施方式。还应理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值相结合以及独立于另一个端点值的情况下都是有意义的。

本文所用的术语“几乎”、“基本上”以及它们的变化形态旨在表示所描述的特征等于或约等于一个数值或描述。而且，“基本上相似”旨在表示两个数值相等或大致相等。在一些实施方式中，“基本上相似”可表示在彼此的约10％内的数值，例如在彼此的约5％内、或者在彼此的约2％内。

除非另有表述，否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤以具体顺序进行。因此，当方法权利要求实际上没有陈述为其步骤遵循一定的顺序或者其没有在权利要求书或说明书中以任意其他方式具体表示步骤限于具体的顺序，都不旨在暗示该任意特定顺序。

虽然会用过渡语“包含”来公开特定实施方式的各种特征、元素或步骤，但是应理解的是，这暗示了包括可采用过渡语“由……构成”或“基本上由……构成”描述在内的替代实施方式。因此，例如包含A+B+C的系统的暗含的替代性实施方式包括系统由A+B+C构成的实施方式和系统基本上由A+B+C构成的实施方式。

对本领域技术人员显而易见的是，可以在不偏离本发明的范围和精神的情况下对本发明进行各种修改和变动。因为本领域的技术人员可以想到所述实施方式的融合了本发明精神和实质的各种改良组合、子项组合和变化，应认为本发明包括所附权利要求书范围内的全部内容及其等同内容。

Claims (20)

1.一种玻璃带的生产方法，该方法包括：

熔化批料以形成熔融玻璃；

处理所述熔融玻璃以形成玻璃带，其中，所述处理步骤产生包含至少一种挥发出的组分的蒸气；

排出所述蒸气的至少一部分，其中，在所述排出过程中，使所述蒸气保持在高于所述蒸气的冷凝温度的第一温度；以及

使所述蒸气快速冷却至低于所述挥发出的组分的固化温度的第二温度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述快速冷却包括使所述蒸气与选自干燥空气、除湿空气或液氮中的至少一种压缩流体流接触。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述快速冷却发生在约10秒或更短的时间段内。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理步骤在包含等压槽的流体拉制机器中进行。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一种挥发出的组分选自B₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、CaO以及它们的组合。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一温度在约1000℃～约1300℃的范围内。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二温度低于约600℃。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括使所述蒸气冷却至约100℃～约300℃范围内的第三温度。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述快速冷却步骤后，所述蒸气基本上不含液体。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括使所述蒸气分离成气体组分和固体组分。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括对用于所述处理步骤的气体组分进行过滤、加热和循环。

12.一种用于形成玻璃带的设备，其包含：

熔融容器；

成形容器；和

挥发物过滤系统，所述挥发物过滤系统配置成从所述成形容器接收包含至少一种挥发出的组分的蒸气的至少一部分，且所述挥发物过滤系统包含：

输送容器，所述输送容器在高于所述挥发性蒸气的冷凝温度的第一温度下运行；和

骤冷室，所述骤冷室在低于所述挥发出的组分的固化温度的第二温度下运行。

13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述成形容器包含等压槽。

14.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述第一温度在约1000℃～约1300℃的范围内。

15.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述骤冷室包含至少一个入口，所述入口配置成将压缩流体流递送入所述骤冷室中。

16.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述第二温度低于约600℃。

17.如权利要求12所述的设备，其特征在于，还包含至少一个冷凝器，所述冷凝器在约100℃～约300℃范围内的温度下运行。

18.如权利要求12所述的设备，其特征在于，还包含用于将固体组分从所述蒸气分离的过滤器。

19.如权利要求12所述的设备，其特征在于，还包含循环回路和加热单元，所述循环回路用于使所述蒸气的气体部分返回所述成形容器，所述加热单元用于在循环前对所述蒸气的气体部分进行加热。

20.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述至少一种挥发出的组分选自B₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、CaO以及它们的组合。