CN111770899A - 玻璃产品制造设备 - Google Patents

Abstract

一种玻璃产品制造设备，包含：设置在腔室中的搅拌容器；设置在腔室中并具有内部空间的导管，来自搅拌容器的熔融玻璃流动通过这个内部空间；以及设置在腔室中并与导管邻接的喷嘴，喷嘴用以在导管周围喷射流体。因此，可以提高玻璃制造设备的冷却效率和制造效率。

Description

玻璃产品制造设备

技术领域

对于相关申请案的交互参照：本申请案根据专利法的规定，主张对于申请于2018年1月11日的韩国专利申请案第10-2018-0004050号的优先权，在此依赖且并入此韩国专利申请案的内容以作为参考。

本揭示内容一般而言涉及玻璃产品制造设备，且更特定而言，涉及改良了冷却与制造效率的玻璃产品制造设备。

背景技术

通过熔化批料生成熔融玻璃，并进一步处理，例如精炼、搅拌和成形，以制造玻璃产品。当处理熔融玻璃时，将熔融玻璃加热至高温，然后输送至其他设备以进行各种处理。需要精确控制熔融玻璃的温度以合适地进行每个处理步骤。为此目的，已经对如何适当地控制熔融玻璃的温度进行了大量研究。

发明内容

根据本揭示内容的具体实施例，揭示一种玻璃制造设备，包含搅拌容器，搅拌容器设置在腔室中并用以搅拌熔融玻璃。导管设置在腔室中并具有内部空间，来自搅拌容器的熔融玻璃流动通过内部空间，且喷嘴设置在腔室中并与导管邻接，喷嘴用以在导管周围喷射流体。

玻璃制造设备可进一步包含环境控制单元，环境控制单元用以调整腔室内的环境参数。

喷嘴可连接到氮气源。

氮气源可以提供尚未通过环境控制单元的氮气至喷嘴。

环境控制单元可被连接至腔室，且环境控制单元进一步用以将具有预定湿度、温度和大气成分比的流体供应到腔室。

环境控制单元可以进一步用以将流体提供至腔室，其中喷嘴喷射的流体与环境控制单元提供的流体彼此不同。

由喷嘴喷射的流体和由环境控制单元提供的流体可以在温度、湿度和大气成分比中的至少一个方面不同。

玻璃制造设备可进一步包含第一控制器与第二控制器，第一控制器用以控制环境控制单元，第二控制器用以控制喷嘴喷射的流体的流动。

第一控制器和第二控制器可以彼此分离。

喷嘴用以在基本垂直于水平面的一方向中喷射流体。

喷嘴相对于水平面以一定角度喷射流体。

根据本揭示内容的具体实施例，揭示一种玻璃制造设备，包含：导管，导管具有内部空间，熔融玻璃流动通过内部空间，导管在第一方向中延伸；以及多个喷嘴，多个喷嘴用以在导管周围喷射流体，其中多个喷嘴被沿着第一方向设置。

多个喷嘴可沿着导管的延伸方向以基本相等的间隔来设置。

多个喷嘴可沿着导管的延伸方向以不同的间隔来设置。

多个喷嘴可沿着导管的延伸部的延伸方向以基本相等的间隔来设置。

多个喷嘴可沿着导管的延伸部的延伸方向以不同的间隔来设置。

多个喷嘴中的至少一些可设置在导管上方。

多个喷嘴中的至少一些可设置在导管下方。

根据本揭示内容的具体实施例，一种制造玻璃的方法，包含以下步骤：在搅拌容器中搅拌熔融玻璃；在搅拌之后，使熔融玻璃流动通过导管；以及在导管周围喷射流体。

熔融玻璃可被由所喷射的流体冷却，且所喷射的流体与搅拌容器周围的大气可彼此具有不同的成分。

流体可包括氮气和H₂O。

附图说明

图1A至1I是用于说明根据一些具体实施例的玻璃制造设备的示意图；

图2是用于说明根据一些具体实施例的玻璃制造设备的效果的图表；

图3A与图3B是用于说明根据一些具体实施例的玻璃制造设备的示意图；以及

图4是用于说明根据一些具体实施例的玻璃制造方法的流程图。

具体实施方式

现将参照图示了范例具体实施例的附加图式，来更完整地说明本揭示内容。然而，本揭示内容可被由许多不同的形式实施，且不应被解译为受限于本文所阐述的范例具体实施例。相反的，提供这些具体实施例是为了使本揭示内容能够将技术主题传达给本领域技术人员。在图式中，层与区域的厚度可被夸大，以供清晰说明。在图式中尽可能以类似的元件符号标示类似的要素。因此，本揭示内容不受限于附加图式中所图示的相对尺寸或间隔。

尽管诸如“第一”、“第二”等等的用词可用于说明各种部件，但这种部件并不限于前述用词。前述用词仅用于分辨一个部件与另一个部件。例如，第一部件可指示第二部件，或第二部件可指示第一部件，而不会冲突。

本文在各种范例具体实施例中所使用的用词，仅用于说明范例具体实施例，且不应被解译为限制各种额外的具体实施例。单数的表达方式，除非背景内容中有另外界定，包含多个的表达方式。本文在各种范例具体实施例中使用的用词“包含”或“可包含”，可指示对应的功能、作业、或部件的存在，且不限制一或更多个额外的功能、作业、或部件。将进一步了解到，本说明书中使用的用词“包含”及或“包括”，可用于指定所标注特征、整数、步骤、作业、组件、及或部件的存在，但不排除存在或增加一或更多个其他的特征、整数、步骤、作业、组件、部件、及或以上的群组。此外，诸如“至少一个”的类的表达，当用在要素列表之前时，是修饰整个要素列表而不是修饰列表中的个别要素。

在可由不同方式实施一些具体实施例时，可由不同于所说明顺序的顺序来执行特定处理顺序。例如，两个循序说明的处理，可被基本上同时执行，或可由与所说明的顺序相反的顺序来执行。

应预期到由(例如)制造技术及或公差所造成的图示说明的形状的变异。因此，本揭示内容的具体实施例不应被解译为受限于本文所图示说明的特定区域形状，而是包含由(例如)制造过程所造成的形状偏差。本文所使用的用词“及(或)”包含所列出的相关联项目的一或更多者的任意者与所有结合者。

图1A至1I是用于说明根据一些具体实施例的玻璃制造设备的截面图。

参照图1A，根据一些具体实施例，玻璃制造设备1a可包括熔化容器100、澄清容器200、搅拌容器300、冷却系统400a、环境控制系统450、输送容器500和成形设备700。根据一些具体实施例，玻璃制造设备1a可以制造片型玻璃。

熔化容器100、澄清容器200、搅拌容器300、输送容器500和成形设备700，可以是串联的玻璃制造处理站。用于制造玻璃产品的预定处理，在这些站处进行。根据一些具体实施例，制造程序可包括下拉(down-draw)方法和槽拉熔合成形(slot-draw fusion-forming)方法。根据一些具体实施例，制造方法可包括双熔合方法和浮法玻璃成形方法。

根据一些具体实施例，熔化容器100、澄清容器200、搅拌容器300、输送容器500和成形设备700中的每一个，可包括含铂金属，例如铂或铂-铑、铂-铱、及其组合。根据一些具体实施例，熔化容器100、澄清容器200、搅拌容器300、输送容器500和成形设备700中的每一个，可包括钯、铼、钌和锇、以及其他难熔金属。根据一些具体实施例，成形设备700可包括陶瓷材料或玻璃陶瓷耐火材料。

熔化容器100可以从储存容器10接收批料11。批料11可以通过以驱动装置15提供动力的批量输送设备13插入储存容器10中。选择性控制器17可以操作驱动装置15，以将所需量的批料11插入熔化容器100中，如箭头a1所示。根据一些具体实施例，可使用玻璃水平探针19以测量竖管21中的熔融玻璃MG的水平，并且通过通讯线23将测量到的熔融玻璃MG水平传输到控制器17。

熔化容器100可以加热和熔化批料11。当批料11在熔化容器100中熔化时，可以形成气泡FM。熔化容器100可以配置成接收通过从储存容器10熔化批料11而产生的熔融玻璃MG。批料11是玻璃原料。根据一些具体实施例，可以将诸如氧化锡的澄清剂添加到批料11中。

根据一些具体实施例，澄清容器200可通过第一导管150连接到熔化容器100。第一导管150可包括内部空间，此内部空间是熔融玻璃MG可以流过的通道。下面描述的第二和第三导管250和350，还可以提供熔融玻璃MG可以流过的通道。第一至第三导管150、250和350可各自包括具有导电性并且可在高温条件下使用的材料。根据一些具体实施例，第一至第三导管150、250和350可各自包括含铂金属，例如铂、铂-铑、铂-铱或其组合。根据一些具体实施例，第一至第三导管150、250和350可各自包括难熔金属，例如钼、钯、铼、钽、钛、钨、钌、锇、锆或其合金，及(或)二氧化锆。

根据一些具体实施例，第三导管350可具有中空的、近似圆柱形的形状，或中空的、近似椭圆形的圆柱形状。然而，此具体实施例不限于此，并且如果需要，第三导管350可以具有中空的四棱柱形状或具有圆角的方形四棱柱形状。

根据一些具体实施例，澄清容器200用作精制管。根据一些具体实施例，澄清容器200可位于熔化容器100的下游。澄清容器200可以从熔化容器100接收熔融玻璃MG。根据一些具体实施例，可以在澄清容器200中进行高温处理，以从熔融玻璃MG中除去气泡。根据一些具体实施例，澄清容器200用以在熔融玻璃MG通过澄清容器200的同时，通过加热熔融玻璃MG而从熔融玻璃MG中除去气泡。根据一些具体实施例，当在澄清容器200中加热熔融玻璃MG时，包含在熔融玻璃MG中的澄清剂可以引起氧化还原反应，从而从熔融玻璃MG中除脱氧。具体来说，包含在熔融玻璃MG中的气泡可包括氧气、二氧化碳及(或)二氧化硫，并且可以与在澄清剂的还原反应中产生的氧气结合，且因此气泡的体积可增加。长大的气泡可以朝向澄清容器200中的熔融玻璃MG的自由表面漂浮，并且与熔融玻璃MG分离。气泡可以透过澄清容器200的上部的气相空间排出到澄清容器200的外部。

输送容器500可位于搅拌容器300的下游。输送容器500可以由第三导管350连接到搅拌容器300。出口导管600可以连接到输送容器500。熔融玻璃MG可以透过出口导管600传输到成形设备700的入口650。

成形设备700可以从输送容器500接收熔融玻璃MG。成形设备700可以将熔融玻璃MG形成为片状玻璃产品。例如，成形设备700可包括用于成形熔融玻璃MG的熔合拉制机。流入成形设备700的熔融玻璃MG的一部分可能在成形设备700中溢出。溢出的熔融玻璃MG由重力向下移动，并且通过适当布置的辊(诸如边缘辊750和牵引辊800)的组合以形成熔融玻璃带RBB。

根据一些具体实施例，搅拌容器300可位于澄清容器200的下游。搅拌容器300可以使从澄清容器200供应的熔融玻璃MG均匀化。搅拌器310可以定位在搅拌容器300中，以相对于搅拌容器300旋转，以使熔融玻璃MG在其中流动。搅拌器310可以由使得熔融玻璃MG的成分均匀分布的方式搅拌熔融玻璃MG。

玻璃制造设备1a可以用于加热通过第一导管150的熔融玻璃MG，使得熔融玻璃MG保持在预定温度以上，直到熔融玻璃MG到达澄清容器200。例如，可以通过向流过第一导管150的熔融玻璃MG供应等于或大于热损失(由于流过第一导管150的熔融玻璃MG的热量传导和对流导致)的热量，来防止熔融玻璃MG冷却。根据一些具体实施例，通过第一导管150的熔融玻璃MG可以具有比熔化容器100中包含的熔融玻璃MG更高的温度。根据一些具体实施例，通过第一导管150的熔融玻璃MG可以具有比澄清容器200中包含的熔融玻璃MG更低的温度。

玻璃制造设备1a可以用以直接加热沿第一导管150流动的熔融玻璃MG。特定而言，第一导管150可以用以允许电流从中流过。由于第一导管150被电流加热，可以加热沿第一导管150流动的熔融玻璃MG。

根据一些具体实施例，为了将电流施加到第一导管150，玻璃制造设备1a可包括连接到第一导管150的凸缘和通过电缆电连接到凸缘的电源。根据一些具体实施例，电源可以产生交流电或直流电。可以设置多个凸缘。例如，可以在第一导管150的两端设置两个凸缘。然而，根据一些具体实施例，玻璃制造设备1a可包括用于加热第一导管150的外部热源。

根据一些具体实施例，玻璃制造设备1a还可包括腔室CB。根据一些具体实施例，腔室CB可具有内部空间，澄清容器200、搅拌容器300和输送容器500可设置在此内部空间中。根据一些具体实施例，储存容器10、熔化容器100、第一导管150和成形设备700可以设置在腔室CB的外部。根据一些具体实施例，第二导管250和第三导管350可设置在腔室CB中。根据一些具体实施例，腔室CB可具有大致长方管形状，但不限于此。由于需要精确的环境控制来制造高质量的玻璃，因此需要精确控制与每个处理相对应的容器和连接容器的导管的环境。根据一些具体实施例，腔室CB可以通过在澄清处理和后续处理期间，将包含熔融玻璃MG的导管与容器周围的大气与正常大气分离，来提供对处理环境的精确控制。根据一些具体实施例，腔室CB用以将澄清容器200、第二导管250、搅拌容器300、第三导管350和输送容器500周围的大气与腔室CB外部的大气隔开。

为了便于说明，下面将在腔室CB具有大致长方管形状的假设下说明具体实施例。然而，本领域技术人员将容易理解到，这些具体实施例可以以基本相同的方式应用于具有其他各种形状的腔室CB。

为了便于解释，第一至第三方向(X、Y和Z方向)定义如下。当腔室CB具有大致长方管形状时，第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)可以平行于腔室CB的底表面。第一方向(X方向)可以是熔融玻璃MG基本上根据处理进程移动的方向。第二方向(Y方向)可以是基本上垂直于第一方向(X方向)的方向。第二方向(Y方向)可以对应于截面图中垂直于附图的方向。第三方向(Z方向)可以是基本上垂直于第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)的方向。

根据一些具体实施例，玻璃制造设备1a还可包括环境控制系统450。环境控制系统450可以配置成控制腔室CB中的环境。根据一些具体实施例，环境控制系统450可以配置成控制腔室CB中的大气。根据一些具体实施例，环境控制系统450可以控制腔室CB中的温度、湿度和大气成分比中的至少一个。根据一些具体实施例，环境控制系统450可包括环境控制单元460和第一控制器470。

根据一些具体实施例，环境控制单元460可以向腔室CB提供流体。根据一些具体实施例，环境控制单元460可以供应具有预定条件的流体。根据一些具体实施例，环境控制单元460可以将具有预定湿度、温度和大气成分比的流体供应到腔室CB。根据一些实施例，环境控制单元460可以通过设置在腔室CB中的流体入口VT将流体供应到腔室CB。根据一些具体实施例，环境控制单元460可包括冷却线圈、加热线圈、加湿器和能够提供各种气体的气源。各种气体可以是氮气或氧气。

第一控制器470可以包括能够向环境控制单元460发出各种命令以控制腔室CB的环境的处理器。根据一些具体实施例，第一控制器470可以向环境控制单元460发送指令以控制腔室CB中的环境。第一控制器470可以是计算装置，诸如工作站计算机、桌面计算机、膝上型计算机、平板计算机等等。第一控制器470可以储存用于执行诸如接收关于腔室内的环境的反馈、接收测量数据、调整环境等的功能的软件。根据一些具体实施例，第一控制器470可以向环境控制单元460发送指令以控制腔室CB中的大气。根据一些具体实施例，第一控制器470可以向环境控制单元460发送指令以控制腔室CB的温度、湿度和大气成分比中的至少一个。

根据一些具体实施例，玻璃制造设备1a可包括直接冷却系统400a。根据一些具体实施例，直接冷却系统400a包括至少一个喷嘴410、配置成向喷嘴410供应流体的流体源430、将喷嘴410连接到流体源430的流体导管420、以及控制直接冷却系统400a的第二控制器440。

根据一些具体实施例，喷嘴410设置在腔室CB中。根据一些具体实施例，喷嘴410可以邻近第三导管350设置。根据一些具体实施例，喷嘴410用以围绕第三导管350喷射流体。

根据一些具体实施例，喷嘴410可以朝向第三导管350对齐。根据一些具体实施例，第三导管350可以沿着喷嘴410基本上发射流体的方向设置。根据一些具体实施例，喷嘴410可以在腔室CB的底表面处或在基本上垂直于水平面的方向(例如，第三方向(Z方向))喷射流体。根据一些具体实施例，喷嘴410可以设置在第三导管350上方。根据一些具体实施例，喷嘴410可以与第三导管350垂直地重迭。根据一些具体实施例，喷嘴410用以直接朝向第三导管350喷射流体。朝向第三导管350的流体的直接喷射，表示喷射的流体在沿着与其最初喷射的方向基本相同的方向行进的同时到达第三导管350。然而，此描述并不排除喷射流体在不沿与其最初喷射的相同方向行进时到达导管350的其他情况。

根据一些具体实施例，喷嘴410可以均匀地围绕第三导管350喷射流体。根据一些具体实施例，喷嘴410可喷射流体，使得熔融玻璃MG沿第一方向(X方向)的温度变化是均匀的。在此，熔融玻璃MG沿第一方向(X方向)的温度变化的均匀性，表示熔融玻璃MG的温度取决于第一方向(X方向)，但基本上不取决于第二方向(Y方向)。

根据一些具体实施例，由喷嘴410喷射的流体可以扩展到达预定区域。根据一些实施例，喷嘴410可以喷射方式喷射流体。喷射的流体可以水平辐射。根据一些具体实施例，从每个喷嘴410喷射的流体可以到达具有第三导管350的表面的预定面积的区域。根据一些具体实施例，由喷嘴410喷射的流体可以到达第三导管350的上表面的至少一部分。根据一些具体实施例，由喷嘴410喷射的流体覆盖的面积，可以等于或大于第三管道350的顶表面的面积。根据一些具体实施例，由喷嘴410喷射的流体可以基本上覆盖第三管道350的整个上表面。上表面可以是第三导管350的部分的外表面，此部分位于穿过导管350中心并平行于延伸方向的平面的上方。或者，上表面可以代表第三导管350的外表面的面向腔室CB的顶板的部分。当第三导管350的特定部分的法线的延长线与延伸腔室CB顶板的平面接触时，第三导管350的特定部分和腔室CB面向彼此。然而，导管350的上表面的上述说明是为了理解，并且不排除关于由喷嘴410喷射的流体覆盖的导管350的表面的其他情况。在一些情况下，由喷嘴410喷射的一些流体可以到达第三管道350的下表面。下表面的含义可以类似于上述上表面的含义。

根据一些具体实施例，喷嘴410可包括多个喷嘴。根据一些具体实施例，多个喷嘴410沿着一个方向布置。根据一些具体实施例，多个喷嘴410可以沿第一方向(X方向)布置。

然而，喷嘴410的布置不限于此。根据其他具体实施例，喷嘴410的布置可以与图1A的布置不同。这将在下面参考图1B至1I和图3A和3B来说明。

参考图1B，根据一些具体实施例的玻璃制造设备1b可包括直接冷却系统400b。直接冷却系统400b包括多个喷嘴410。根据一些具体实施例，相邻喷嘴410之间的距离可以彼此不同。根据一些具体实施例，一些相邻喷嘴410之间的距离可以大于其他相邻喷嘴410之间的距离。根据一些具体实施例，通过将喷嘴410布置成根据冷却第三管道350所需的程度的密度，可以提高冷却效率。

参考图1C，根据一些具体实施例的玻璃制造设备1c可包括直接冷却系统400c。直接冷却系统400c包括多个喷嘴410。根据一些具体实施例，相邻喷嘴410之间的距离可以彼此不同。根据一些具体实施例，每个喷嘴410和第三导管350之间的距离可以彼此不同。根据一些具体实施例，一些喷嘴410和第三导管350中的每一个之间的距离，可以大于每个其他喷嘴410和第三导管350之间的距离。

参考图1D，根据一些具体实施例的玻璃制造设备1d可包括直接冷却系统400d。直接冷却系统400d包括多个喷嘴410。根据一些具体实施例，喷嘴410可以设置在第三导管350下方。根据一些具体实施例，由喷嘴410喷射的流体可以到达第三管道350的下表面。根据一些具体实施例，由喷嘴410喷射的流体可以到达第三导管350的下表面的至少一部分。根据一些具体实施例，由喷嘴410喷射的流体覆盖的面积，可以等于或大于对应于第三管道350的下表面的面积。根据一些具体实施例，由喷嘴410喷射的流体可以基本上覆盖第三管道350的整个下表面。然而，此具体实施例不限于此，并且在一些情况下，由喷嘴410喷射的一些流体可以到达第三管道350的上表面。

参考图1E，根据一些具体实施例的玻璃制造设备1e可包括直接冷却系统400e。直接冷却系统400e包括多个喷嘴410。根据一些具体实施例，一些喷嘴410可以设置在第三导管350上方。根据一些具体实施例，一些喷嘴410可以设置在第三导管350下方。根据一些具体实施例，由喷嘴410喷射的流体可以到达第三管道350的上表面与下表面。根据一些具体实施例，由喷嘴410喷射的流体可以基本上覆盖第三管道350的整体外表面。设置在第三导管350上方的喷嘴410数量，可以等于设置在第三导管350下方的喷嘴410数量。在一些具体实施例中，设置在第三导管350上方的喷嘴410可以与设置在第三导管350下方的喷嘴410垂直地重迭。根据一些具体实施例，设置在第三管道350上方的喷嘴410的水平布置，与设置在第三管道350下方的喷嘴410的水平布置基本相同。根据一些具体实施例，通过将喷嘴410布置在第三管道350的上方和下方，可以进一步提高冷却效率。

参考图1F，根据一些具体实施例的玻璃制造设备1f可包括直接冷却系统400f。直接冷却系统400f包括多个喷嘴410。根据一些具体实施例，一些喷嘴410可以设置在第三导管350上方。根据一些具体实施例，一些喷嘴410可以设置在第三导管350下方。根据一些具体实施例，设置在第三管道350上方的喷嘴410数量，可以大于设置在第三管道350下方的喷嘴410数量。根据一些具体实施例，当需要更多冷却时，可以在第三管道350的部分下方额外提供喷嘴410，以进一步提高冷却效率。参考图1F，喷嘴410可以额外设置在第三导管350的与搅拌容器300相邻的部分下方，但是这方面不限于此。根据一些具体实施例，喷嘴410可以额外设置在第三导管350的与输送容器500相邻的部分下方或第三导管350的基本中心部分下方。

参考图1G，根据一些具体实施例的玻璃制造设备1g可包括直接冷却系统400g。直接冷却系统400g包括多个喷嘴410。根据一些具体实施例，一些喷嘴410可以设置在第三导管350上方。根据一些具体实施例，一些喷嘴410可以设置在第三导管350下方。根据一些具体实施例，设置在第三管道350下方的喷嘴410数量，可以大于设置在第三管道350上方的喷嘴410数量。根据一些具体实施例，当需要更多冷却效率时，可以在第三管道350的部分上方额外提供喷嘴410，以进一步提高冷却效率。参考图1F，喷嘴410可以额外设置在第三导管350的与搅拌容器300相邻的部分上方，但是这方面不限于此。根据一些具体实施例，喷嘴410可以额外设置在第三导管350的与输送容器500相邻的部分上方或第三导管350的基本中心部分上方。

参考图1H，根据一些具体实施例的玻璃制造设备1h可包括直接冷却系统400h。直接冷却系统400h包括多个喷嘴410。根据一些具体实施例，一些喷嘴410可以设置在第三导管350上方。根据一些具体实施例，一些喷嘴410可以设置在第三导管350下方。根据一些具体实施例，设置在第三管道350上方的喷嘴410数量，可以等于设置在第三管道350下方的喷嘴410数量。设置在第三管道350上方的喷嘴410的水平布置，可不同于设置在第三管道350下方的喷嘴410的水平布置。根据一些具体实施例，设置在第三导管350上方的喷嘴410的至少一些，可以不与设置在第三导管350下方的喷嘴410垂直地重迭。

参考图1I，根据一些具体实施例的玻璃制造设备1i可包括直接冷却系统400i。直接冷却系统400i包括多个喷嘴410。根据一些具体实施例，喷嘴410可以在相对于水平面倾斜的方向上定向。喷嘴410的定向由喷嘴410的纵轴(例如喷射轴)相对于水平面的角度界定。因此，喷嘴410相对于水平面以一定角度喷射流体。根据一些具体实施例，喷嘴410可以在相对于腔室CB底表面倾斜的方向上定向。根据一些具体实施例，喷嘴410可以在相对于第三方向(Z方向)倾斜的方向上喷射流体。

参照图3A和3B，根据一些具体实施例的玻璃制造设备可包括直接冷却系统，此直接冷却系统包括多个喷嘴410。为了便于解释，图3A中仅示出了搅拌容器300、第三导管350和输送容器500。图3B是图3A的平面图。根据一些具体实施例，喷嘴410包括多个喷嘴。根据一些具体实施例，多个喷嘴410可以沿第一方向(X方向)布置。根据一些具体实施例，多个喷嘴410可以沿第二方向(Y方向)布置。多个喷嘴410可以在第一方向和第二方向(X方向和Y方向)上布置成行和列，使得多个喷嘴410的水平位置形成矩阵。根据一些具体实施例，相邻喷嘴410之间的距离可以基本彼此相等。根据一些具体实施例，每个喷嘴410和第三导管350之间的距离可以基本彼此相等。

再次参考图1A，喷嘴410可以透过流体导管420从流体源430接收流体。根据一些具体实施例，由喷嘴410喷射的流体可以与由环境控制单元460提供的流体不同。根据一些具体实施例，由喷嘴410喷射的流体可以直接从流体源430供给，而不通过环境控制单元460。根据一些具体实施例，由喷嘴410喷射的流体和由环境控制单元460提供的流体可以在温度、湿度和大气成分比中的至少一个方面不同。

根据一些具体实施例，喷嘴410可以用以围绕第三导管350喷射流体，以冷却第三导管350。根据一些具体实施例，喷嘴410可以用以向第三导管350喷射氮气以冷却第三导管350。根据一些具体实施例，流体源430可包括氮气源。根据一些具体实施例，喷嘴410用以喷射高纯度氮气(例如，氮气分压的比率为99.9％或更高)。根据一些具体实施例，喷嘴410可喷射流体以进行湿度控制。根据一些具体实施例，喷嘴410可喷射H₂O。根据一些具体实施例，喷嘴410可喷洒H₂O。根据一些具体实施例，喷嘴410可以喷洒处于汽化状态或细液体颗粒状态的H₂O。根据一些具体实施例，喷嘴410可以喷射处于蒸汽状态的H₂O，并且喷射处于细液体颗粒状态的H₂O。根据一些具体实施例，流体源430可包括H₂O源。根据一些具体实施例，喷嘴410可以同时喷射氮气和H₂O。根据一些具体实施例，喷嘴410可包括用于调节氮气喷射的调节器。根据一些具体实施例，用于调节氮气喷射的调节器，可以调节氮气的开始和停止、速度和流动速率中的至少一个。根据一些具体实施例，喷嘴410可包括用于调节H₂O的喷射或喷洒的调节器。用于调节H₂O的喷射或喷洒的调节器，可以调节H₂O的开始和停止、速度和流动速率中的至少一个。

第二控制器440可以产生某些指令以控制直接冷却系统400a。根据一些具体实施例，第二控制器440可以包括能够发出各种命令以控制第三导管350的状态的处理器。根据一些具体实施例，第二控制器440可以控制喷嘴410的喷射。根据一些具体实施例，第二控制器440还可以控制由喷嘴410喷射的流体的流动(例如，流动速率)。根据一些具体实施例，第二控制器440可以控制包含在第三管道350中的熔融玻璃MG的温度。根据一些具体实施例，第二控制器440可以是计算装置，诸如工作站计算机、桌面计算机、膝上型计算机、平板计算机等等。根据一些具体实施例，第二控制器440可以储存用于执行诸如接收关于第三管道350中的熔融玻璃MG的状态的反馈以及接收用于调节喷嘴410的喷射的测量数据的功能的软件。根据一些具体实施例，提供温度传感器以测量熔融玻璃MG的温度，并且第二控制器440可以基于温度传感器的温度测量结果通过反馈控制来调节第三管道350中的熔融玻璃MG的温度。例如，当熔融玻璃的温度高于所需值时，可以增加由喷嘴410喷射的流体的量。另一方面，当熔融玻璃MG的温度低于所需值时，可以减少喷嘴410喷射的流体量。

根据一些具体实施例，第二控制器440可以控制要喷射的流体的类型、成分、速度、流动速率和第三导管350到达区域中的至少一个。因此，可以控制到达第三管道的流体的量，且因此可以控制第三管道的冷却。

根据一些具体实施例，第二控制器440可以与第一控制器470分开提供。第二控制器440可以与第一控制器470分离。根据一些具体实施例，第一控制器470与第二控制器440可以是包含在同一计算装置中的单独处理器及/或软件部件，诸如工作站计算机、桌面计算机、膝上型计算机、平板计算机等等。

冷却处理是降低熔融玻璃MG的温度的处理。传统上，环境控制单元460通过循环提供给腔室CB的流体，来冷却第三管道350中的熔融玻璃MG。在这种情况下，当在第三导管350周围发生流体流动停滞时，腔室CB中的流体与第三导管350之间的热交换较差，从而冷却效率低。已经研究了包括耐火材料的传统导管以提高冷却效率。然而，冷却效率的提高并不显著。因此，冷却处理降低了玻璃的制造效率。

为了解决这个问题，根据一些具体实施例的玻璃制造设备1a可包括多个喷嘴410，多个喷嘴410用以与腔室CB中的环境控制单元460分开地将流体直接喷射到第三管道350。因此，可以提高第三导管350中的熔融玻璃MG的冷却效率。特定而言，通过围绕第三管道350喷射流体，喷射的流体可以推出围绕第三管道350的气流围绕层。因此，可以防止第三导管350周围形成流体停滞。

需要精确控制用于玻璃制造的腔室CB的大气。因此，期望用于玻璃制造的腔室CB的大气环境不会由于喷嘴410提供的氮气而改变。因此，通过经由喷嘴410供应的氮气量减少由环境控制单元460供应的氮气量，整体腔室CB中的大气成分(诸如成分气体的分压)、温度和湿度，可被保持在与习知水平相当的水平。腔室CB中的氧分压和总压可以被保持在预定值，以防止由于腔室CB的大气变化而发生铂针(needle Pt)缺陷。因为第一至第三导管350内的温度非常高，所以铂可以与氧结合并以PtO₂的形式挥发。当挥发的PtO₂被冷却并遇到氮气时，形成NO并且Pt固化并保留在熔融玻璃中。铂针是在玻璃产品中形成的针状缺陷，由熔融玻璃中包含的固体Pt引起。为此，喷嘴410喷射的氮气总量，可以小于环境控制单元450提供的氮气量。然而，此具体实施例不限于此，并且取决于处理条件和环境，喷嘴410喷射的氮气总量可以大于环境控制单元450提供的氮气量。

由喷嘴410喷射的高纯度氮气可以具有比整体腔室中的大气低的湿度，从而导致第三管道350周围的局部湿度下降。根据一些具体实施例，喷嘴410可以通过在第三导管350周围喷洒H₂O，来调节第三导管350周围的湿度。因此，可以防止由于在干燥环境中可能发生的高温铂上的氢渗透现象而发生诸如气泡的缺陷。导管内的熔融玻璃具有相对高的氢浓度。因为H₂的原子质量和原子尺寸非常小，所以H₂分子能够穿过基于铂的导管或容器。这种现象称为氢渗透。腔室CB中的氢浓度保持在一定水平以防止氢气渗透。通过湿度控制外部氢浓度，并且当管道外部的局部氢浓度下降时，氢渗透的可能性增加。因为氢以熔融玻璃内部的OH-离子的形式存在，当H₂渗透发生时，O₂保留在熔融玻璃中并导致玻璃产品中的气泡缺陷。

图2是用于说明根据实验例的玻璃制造设备1a(参见图1a)的效果的图表。

参见图1A和2，在实验例中，当通过喷嘴410的氮气流速为约480L/min时，第三管道的冷却功率增加约7.6kW。通过外推到喷嘴410喷射最大氮气量的情况，预计将获得约13.2kW的额外冷却功率。

随着玻璃制造中第三导管350的冷却功率增加约5.0kW，玻璃的流动速率增加约45.36kg/hr，根据一些具体实施例的玻璃制造设备1a估计能够增加玻璃流动速率约93.44kg/hr。

根据实验例，证实没有副作用，诸如由于喷嘴410的引入引起的玻璃流动的改变、缺陷数量的增加、所制造的玻璃产品的质量的劣化等等。特定而言，在玻璃制造过程中通过熔化而损失的玻璃总量，从习知范例中的4.4％降低至实验例中的4.38％。熔化的玻璃损失是指具有缺陷(如气泡或铂针等等)的产品占总产量的百分比。

图4是用于说明根据一些具体实施例的玻璃制造方法的流程图。

参见图1A和4，制造玻璃的方法可包括在搅拌容器300中搅拌熔融玻璃MG(P1010)、使搅拌过的熔融玻璃MG流过导管350(P1020)、以及在导管350周围喷射流体(P1030)。如参考图1A所述，搅拌熔融玻璃MG(P1010)是在搅拌容器300中执行的。导管300周围的流体的喷射(P1030)，与参考图1A至1I和图3A和3B所说明的相同。

虽然已参照本揭示内容的范例具体实施例特定图示并说明了本揭示内容，但将了解到，可对具体实施例的形式与细节进行各种改变，而不脱离由下列申请专利范围所界定的本揭示内容的精神与范围。

Claims (20)

1.一种玻璃制造设备，包含：

搅拌容器，所述搅拌容器设置在腔室中并用以搅拌熔融玻璃；

导管，所述导管设置在所述腔室中并具有内部空间，来自所述搅拌容器的熔融玻璃流动通过所述内部空间；以及

喷嘴，所述喷嘴设置在所述腔室中并与所述导管邻接，所述喷嘴用以在所述导管周围喷射流体。

2.根据权利要求1所述的玻璃制造设备，所述设备进一步包含：

环境控制单元，所述环境控制单元用以调整所述腔室内的环境参数。

3.根据权利要求2所述的玻璃制造设备，其中所述喷嘴连接至氮气源。

4.根据权利要求3所述的玻璃制造设备，其中所述氮气源用以提供尚未通过所述环境控制单元的氮气至所述喷嘴。

5.根据权利要求2所述的玻璃制造设备，其中所述环境控制单元连接至所述腔室，且所述环境控制单元进一步用以将具有预定湿度、温度和大气成分比的流体供应到所述腔室。

6.根据权利要求2所述的玻璃制造设备，其中所述环境控制单元进一步用以将流体提供至所述腔室，其中所述喷嘴喷射的所述流体与所述环境控制单元提供的所述流体彼此不同。

7.根据权利要求6所述的玻璃制造设备，其中所述喷嘴喷射的所述流体与所述环境控制单元提供的所述流体在温度、湿度与大气成分比中的至少一个方面不同。

8.根据权利要求2所述的玻璃制造设备，所述设备进一步包含：

第一控制器，所述第一控制器用以控制所述环境控制单元；以及

第二控制器，所述第二控制器用以控制由所述喷嘴喷射的所述流体的流动。

9.根据权利要求8所述的玻璃制造设备，其中所述第一控制器与所述第二控制器彼此分离。

10.根据权利要求1所述的玻璃制造设备，其中所述喷嘴用以在基本垂直于水平面的方向中喷射所述流体。

11.根据权利要求10所述的玻璃制造设备，其中所述喷嘴用以由相对于水平面的角度喷射所述流体。

12.一种玻璃制造设备，包含：

导管，所述导管具有内部空间，来自搅拌容器的熔融玻璃流动通过所述内部空间，所述导管在第一方向中延伸；以及

多个喷嘴，所述多个喷嘴用以在所述导管周围喷射流体，

其中所述多个喷嘴被沿着所述第一方向设置。

13.根据权利要求12所述的玻璃制造设备，其中所述多个喷嘴沿着所述导管的延伸方向以基本相等的间隔来设置。

14.根据权利要求12所述的玻璃制造设备，其中所述多个喷嘴沿着所述导管的延伸方向以不同的间隔来设置。

15.根据权利要求12所述的玻璃制造设备，其中所述多个喷嘴中的至少一些喷嘴被设置在所述导管的上方。

16.根据权利要求12所述的玻璃制造设备，其中所述多个喷嘴中的至少一些喷嘴被设置在所述导管的下方。

17.一种制造玻璃的方法，所述方法包含以下步骤：

搅拌步骤，在搅拌容器中搅拌熔融玻璃；

流动步骤，在所述搅拌步骤之后，使所述熔融玻璃流动通过导管；以及

喷射步骤，在所述导管周围喷射流体。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述熔融玻璃被由所喷射的所述流体冷却，且所喷射的所述流体与所述搅拌容器周围的大气彼此具有不同的成分。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述流体包含氮气。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述流体进一步包含H₂O。

Images