JP2020522450A - ガラス製造装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

ガラス製造装置は、耐火管の内部ボア内に位置づけられた導管の一部を含みうる。一実施形態では、耐火管は、該耐火管の第1の長さを加熱するように動作可能な第1の加熱素子と、耐火管の第2の長さを加熱するように動作可能な第2の加熱素子とを含む。別の実施形態では、成形容器は入口を含み、耐火装置の下端が入口内に位置づけられる。さらなる実施形態では、ガラスの製造方法は、導管の内部経路を通して流れ軸に沿って溶融材料を流す工程を含む。幾つかの実施形態では、本方法は、入口内に位置づけられた送達パイプの下流セグメントの出口を通じて溶融材料を流す工程を含む。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、その内容が依拠され、その全体がここに参照することによって本願に援用される、2017年6月2日出願の米国仮特許出願第62/514,118号の米国法典第35編特許法119条に基づく優先権の利益を主張する。
本開示は、概して、ガラスを製造するための方法及び装置に関し、より詳細には、導管内の溶融材料を加熱するための方法及び装置に関する。
ガラス製造装置を用いてガラスを製造することが知られている。典型的なガラス製造装置は、該装置内に溶融材料を運ぶパイプ又は導管を備えている。例えば、ガラス製造装置は、溶融材料を成形容器の入口へと送達する送達パイプを備えることができる。
詳細な説明に記載される幾つかの例示的な実施形態の基本的な理解をもたらすために、本開示の簡略化された概要を以下に提示する。
幾つかの実施形態では、ガラス製造装置は、耐火管の第1の長さを加熱するように動作可能な第1の加熱素子と、耐火管の第2の長さを加熱するように動作可能な第2の加熱素子とを備えた耐火管を含みうる。第1の加熱素子は、第2の加熱素子から電気的に絶縁されうる。幾つかの実施形態では、装置は、耐火管の内部ボアに位置付けられた導管を含みうる。導管の外面は、第1の長さ及び第2の長さに沿って内部ボアの内面に面してよく、導管の内面は、導管の流れ軸に沿って延びる内部経路を画成することができる。
幾つかの実施形態では、ガラス製造装置は、ガラスリボンを成形するためのガラス成形装置を含んでよく、該ガラス成形装置は成形容器を含んでよく、導管は送達パイプを含んでよく、送達パイプの出口は成形容器の入口内へと延びうる。
幾つかの実施形態では、送達パイプは、耐火管の内部ボア内に位置づけられた上流セグメントと、耐火管の下端から内部ボアの外に突き出ている下流セグメントとを含みうる。
幾つかの実施形態では、成形容器の入口は、該入口の軸に沿って延びる内部通路を含みうる。内部通路は上部及び下部を備えることができる。入口の軸に対して垂直な内部通路の上部の上部断面積は、入口の軸に対して垂直な内部通路の下部の下部断面積よりも大きくなりうる。耐火管の下端は、内部通路の上部内に位置づけることができる。
幾つかの実施形態では、耐火管の内部ボアの内面は、流れ軸に沿って導管の外面の周囲を囲むことができる。
幾つかの実施形態では、耐火管の第1の長さは、耐火管の第1の長さと耐火管の第2の長さとの間に軸方向に位置付けられた耐火管の中間部分によって、流れ軸に沿って耐火管の第2の長さから軸方向に離間されうる。
幾つかの実施形態では、耐火管の中間部分は、第1の加熱素子を第2の加熱素子から電気的に絶縁することができる。
幾つかの実施形態では、第1の加熱素子は、耐火管の第1の長さに取り付けることができ、第2の加熱素子は、耐火管の第2の長さに取り付けることができる。
幾つかの実施形態では、導管の内面は、導管の流れ軸に垂直な円形の断面プロファイルを有しうる。
幾つかの実施形態では、第1の加熱素子の自由端は耐火管の第1の側から延びてよく、第2の加熱素子の自由端は耐火管の第2の側から延びうる。幾つかの実施形態では、第1の側は第2の側の反対側でありうる。
幾つかの実施形態では、第1の加熱素子及び第2の加熱素子は耐火管の軸に沿って同心円状に整列しうる。
幾つかの実施形態では、耐火管の軸及び導管の流れ軸は同一線上にありうる。
幾つかの実施形態では、第1の加熱素子は耐火管の第1の長さに沿って耐火管の軸の周りに巻かれてよく、第2の加熱素子は耐火管の第2の長さに沿って耐火管の軸の周りに巻かれうる。
幾つかの実施形態では、第1の加熱素子及び第2の加熱素子のうちの少なくとも一方を耐火管の軸の周りにらせん状に巻くことができる。
幾つかの実施形態では、第1の加熱素子は耐火管の外面によって画成された第1の溝内に設置することができ、第2の加熱素子は耐火管の外面によって画成された第2の溝内に設置することができる。
幾つかの実施形態では、第1の溝及び第2の溝は耐火管の軸に沿って同心円状に整列させることができる。
幾つかの実施形態では、第1の溝は、該第1の溝と第2の溝との間に軸方向に位置付けられた耐火管の中間部分によって、耐火管の軸に沿って第2の溝から離間させることができる。耐火管の中間部分は、第1の加熱素子を第2の加熱素子から電気的に絶縁することができる。
幾つかの実施形態では、ガラス製造装置は、耐火管の外面の少なくとも一部を覆うセメントの層を含みうる。該セメントの層は、第1の加熱素子を第1の溝内に少なくとも部分的に封入することができ、また、第2の加熱素子を第2の溝内に少なくとも部分的に封入することができる。
幾つかの実施形態では、第1の加熱素子及び第2の加熱素子のうちの少なくとも一方は、複数の加熱素子を含みうる。複数の加熱素子の各加熱素子は、耐火管の第1の長さ及び耐火管の第2の長さのうちの少なくとも一方の各々の対応する複数の周縁部分のそれぞれの周縁部分を加熱するように動作可能でありうる。複数の加熱素子の各加熱素子を該複数の加熱素子の他の加熱素子から電気的に絶縁することができる。
幾つかの実施形態では、複数の加熱素子の各加熱素子は、耐火管の第1の長さ及び耐火管の第2の長さのうちの少なくとも一方の各々の対応する複数の周縁部分のそれぞれの周縁部分に取り付けることができる。
幾つかの実施形態では、耐火管の第1の長さ及び耐火管の第2の長さのうちの少なくとも一方の各々の対応する複数の周縁部分のそれぞれの周縁部分は、耐火管の外面によって画成されたそれぞれの溝を含みうる。複数の加熱素子の各加熱素子は、それぞれの溝内に設置されうる。
幾つかの実施形態では、耐火管の第1の長さ及び耐火管の第2の長さのうちの少なくとも一方の各々の対応する複数の周縁部分の各周縁部分は、耐火管の軸に沿って延び、各周縁部分の間に放射状に配置された、耐火管のそれぞれのチャネル部分によって、対応する複数の周縁部分の他の周縁部分から離間されうる。
幾つかの実施形態では、耐火管のそれぞれのチャネル部分は、複数の加熱素子の各加熱素子を電気的に絶縁することができる。
幾つかの実施形態では、複数の加熱素子の各加熱素子の自由端は、耐火管のそれぞれのチャネル部分内に延在しうる。
幾つかの実施形態では、耐火管の第1の長さは、該耐火管の第1の長さと耐火管の第2の長さとの間に軸方向に位置付けられた耐火管の中間部分によって、流れ軸に沿って耐火管の第2の長さから軸方向に離間することができ、耐火管のそれぞれのチャネル部分のうちの少なくとも1つは、耐火管の第1の長さと耐火管の第2の長さとの間の中間部分を横切って耐火管の軸に沿って延びうる。
幾つかの実施形態では、第2の加熱素子の複数の加熱素子の少なくとも1つの加熱素子の自由端は、耐火管の第1の長さと耐火管の第2の長さとの間の中間部分を横切って耐火管のそれぞれのチャネル部分のうちの少なくとも1つ内に延在しうる。
幾つかの実施形態では、ガラス製造装置は、耐火管のそれぞれのチャネル部分のうちの少なくとも1つ内に位置づけられた熱電対を備えることができる。
幾つかの実施形態では、熱電対の一部は、耐火管の外面から耐火管の内面に延在してよい。
幾つかの実施形態では、ガラス製造装置は、導管の周囲を囲むスリーブを含みうる。スリーブの内面は、導管の外面から距離を置いて配置され、それによって、その内部に耐火管を配置することができる空間を画成することができる。幾つかの実施形態では、スリーブは、導管の外面に隣接し、それによって空間の端部を囲む、フランジを含みうる。
幾つかの実施形態では、ガラス製造装置は、内部ボアを含む耐火装置を含みうる。ガラス製造装置は、内部ボア内に位置づけられた上流セグメントと、耐火装置の下端から内部ボアの外に突き出ている下流セグメントとを含む、送達パイプを含みうる。ガラス製造装置は、入口の軸に沿って延びる内部通路を含む、入口を備えた成形容器を含みうる。内部通路は上部及び下部を備えることができる。軸に対して垂直な内部通路の上部の上部断面積は、軸に対して垂直な内部通路の下部の下部断面積よりも大きくなりうる。耐火装置の下端は、内部通路の上部内に位置づけることができる。
幾つかの実施形態では、成形容器は、内部通路の下部内に位置づけられた自由表面を有する溶融材料を含みうる。
幾つかの実施形態では、下部断面積は、内部通路の下部の軸長に沿って実質的に一定でありうる。
幾つかの実施形態では、送達パイプの下流セグメントは、内部通路の下部の軸長内に位置づけられた自由端を含みうる。
幾つかの実施形態では、耐火装置の下端は、送達パイプの軸に対して垂直な断面フットプリントを画成する外周を含みうる。耐火装置の下端の断面フットプリントは、内部通路の下部の下部断面積より大きくなりうる。
幾つかの実施形態では、送達パイプの下流セグメントは、送達パイプの軸に対して垂直な断面フットプリントを画成する外周を含む自由端を含みうる。送達パイプの自由端の断面フットプリントは、内部通路の下部の下部断面積より小さくなりうる。
幾つかの実施形態では、内部通路の上部は、入口の軸に沿って上部軸長を含みうる。上部の上部断面積は、上部軸長に沿って実質的に一定でありうる。
幾つかの実施形態では、内部通路の上部は下部軸長を含みうる。上部の上部断面積のサイズは、入口の軸の下流方向に下部軸長に沿って連続的に減少しうる。
幾つかの実施形態では、内部通路の上部は、入口の軸に沿って上部軸長をさらに含みうる。上部の上部断面積は、上部軸長に沿って実質的に一定でありうる。下部軸長は、上部軸長と内部通路の下部との間に位置づけることができる。
幾つかの実施形態では、ガラスの製造方法は、導管の流れ軸に沿って導管によって画成される内部経路を通じて溶融材料を流す工程を含んでよく、該導管は耐火管の内部ボアに位置付けられる。本方法は、耐火管の第1の長さを第1の加熱素子で加熱し、かつ、耐火管の第2の長さを第1の加熱素子から電気的に絶縁することができる第2の加熱素子で加熱することによって、導管内の溶融材料を加熱する工程を含みうる。
幾つかの実施形態では、導管内の溶融材料を加熱する工程は、耐火管の第1の長さ及び耐火管の第2の長さのうちの少なくとも一方の各々の対応する複数の周縁部分のそれぞれの周縁部分を、対応する複数の第1の加熱素子及び対応する複数の第2の加熱素子のうちの少なくとも一方を用いて加熱する工程を含みうる。
幾つかの実施形態では、対応する複数の第1の加熱素子の各加熱素子及び対応する複数の第2の加熱素子の各加熱素子は、該対応する複数の第1の加熱素子及び対応する複数の第2の加熱素子の他の加熱素子から電気的に絶縁することができる。
幾つかの実施形態では、本方法は、導管内の溶融材料の温度を測定し、次に、測定温度に基づいて第1の加熱素子及び第2の加熱素子のうちの少なくとも一方を動作させる工程を含みうる。
幾つかの実施形態では、第1の加熱素子は、耐火管の第1の長さに沿って耐火管の軸の周りに巻くことができ、第2の加熱素子は、耐火管の第2の長さに沿って耐火管の軸の周りに巻くことができる。
幾つかの実施形態では、第1の加熱素子及び第2の加熱素子のうちの少なくとも一方を耐火管の軸の周りにらせん状に巻いてもよい。
幾つかの実施形態では、導管の流れ軸は重力の方向に延びてよく、導管の流れ軸と耐火管の軸とは同一線上でありうる。
幾つかの実施形態では、導管は送達パイプを含みうる。本方法は、加熱された溶融材料を送達パイプからガラス成形装置の成形容器の入口に供給し、次に、ガラス成形装置を用いて溶融材料からガラスリボンを形成する工程をさらに含みうる。
幾つかの実施形態では、成形容器の入口は、該入口の軸に沿って延びる内部通路を含みうる。内部通路は上部及び下部を備えることができる。軸に対して垂直な内部通路の上部の上部断面積は、軸に対して垂直な内部通路の下部の下部断面積よりも大きくなりうる。耐火管の下端は、内部通路の上部内に位置づけることができる。ガラス成形装置の溶融材料の自由表面は、内部通路の下部内に位置づけることができる。
幾つかの実施形態では、耐火管と入口の内面との間の最小距離は1.27cm以上でありうる。
幾つかの実施形態では、送達パイプを用いたガラスの製造方法が提供される。送達パイプは、耐火装置の内部ボア内に位置づけられた上流セグメントと、耐火装置の下端から内部ボアの外に突き出ている下流セグメントとを含みうる。耐火装置の下端は、成形容器の入口の内部通路内に位置づけることができる。本方法は、成形容器の入口の内部通路内に位置づけられた送達パイプの下流セグメントの出口を通じて溶融材料を流して、入口の内部通路内に位置づけられた溶融材料の自由表面を有する成形容器を提供する工程を含みうる。本方法は、成形容器を用いて溶融材料からガラスリボンを成形する工程をさらに含みうる。
幾つかの実施形態では、本方法は、耐火装置の耐火管の第1の長さを第1の加熱素子で加熱し、かつ、耐火管の第2の長さを第1の加熱素子から電気的に絶縁されている第2の加熱素子で加熱することによって、送達パイプ内の溶融材料を加熱する工程をさらに含みうる。
幾つかの実施形態では、送達パイプ内の溶融材料を加熱する工程は、耐火管の第1の長さ及び耐火管の第2の長さのうちの少なくとも一方の各々の対応する複数の周縁部分のそれぞれの周縁部分を、対応する複数の第1の加熱素子及び対応する複数の第2の加熱素子のうちの少なくとも一方を用いて加熱する工程を含みうる。
幾つかの実施形態では、対応する複数の第1の加熱素子の各加熱素子及び対応する複数の第2の加熱素子の各加熱素子は、該対応する複数の第1の加熱素子及び対応する複数の第2の加熱素子の他の加熱素子から電気的に絶縁することができる。
幾つかの実施形態では、本方法はさらに、送達パイプ内の溶融材料の温度を測定し、次に、測定温度に基づいて第1の加熱素子及び第2の加熱素子のうちの少なくとも一方を動作させる工程も含みうる。
幾つかの実施形態では、第1の加熱素子は、耐火管の第1の長さに沿って耐火管の軸の周りに巻くことができ、第2の加熱素子は、耐火管の第2の長さに沿って耐火管の軸の周りに巻くことができる。
幾つかの実施形態では、第1の加熱素子及び第2の加熱素子のうちの少なくとも一方を耐火管の軸の周りにらせん状に巻いてもよい。
幾つかの実施形態では、溶融材料は、送達パイプの流れ軸に沿って、下流セグメントの出口へと流れうる。流れ軸は重力の方向に延び、この流れ軸は耐火装置の耐火管の軸と同一線上にある。
幾つかの実施形態では、入口の内部通路は入口の軸に沿って延在してよく、該入口は上部及び下部を備えることができる。軸に対して垂直な内部通路の上部の上部断面積は、軸に対して垂直な内部通路の下部の下部断面積よりも大きくなりうる。耐火装置の下端は、内部通路の上部内に位置づけることができる。溶融材料の自由表面は、内部通路の下部内に位置づけることができる。
幾つかの実施形態では、送達パイプの下流セグメントは、出口を含む自由端を含みうる。
幾つかの実施形態では、送達パイプの自由端は、内部通路の下部内に位置づけることができる。
幾つかの実施形態では、送達パイプの自由端は、溶融材料の自由表面の上に位置づけることができる。
幾つかの実施形態では、送達パイプの自由端は、溶融材料の自由表面の下に位置づけることができる。
幾つかの実施形態では、耐火装置と入口の内面との間の最小距離は1.27cm以上でありうる。
上記の実施形態は例示であり、本開示の範囲から逸脱することなく、単独で、又は本明細書で提供される任意の1つ以上の実施形態との任意の組合せで、提供することができる。さらには、前述の概要及び後述する詳細な説明はいずれも、本開示の実施形態を提示しており、説明及び特許請求される本実施形態の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することが意図されていることが理解されるべきである。添付の図面は、実施形態のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれて、その一部を構成する。図面は本開示のさまざまな実施形態を例証しており、その説明とともに、それらの原理及び動作を説明する役割を担う。
本開示のこれら及び他の特徴、実施形態、及び利点は、添付の図面を参照して読む場合に、さらに理解することができる。
本開示の実施形態による例示的なガラス製造装置の概略図 例示的な導管及び例示的な耐火管を含む、図1のビュー2によるガラス製造装置の拡大断面図 図2のビュー3による例示的な導管及び例示的な耐火管の領域の拡大断面図 本開示の実施形態による第1の加熱素子及び第2の加熱素子を含む例示的な耐火管の概略図 本開示の実施形態による第1の加熱素子及び第2の加熱素子を含む別の例示的な耐火管の概略図 図5の線6−6で切った別の例示的な耐火管の概略図 図5の線7−7で切った別の例示的な耐火管の概略図 図2と類似しているが、成形容器の溶融材料の自由表面の下に位置づけられた送達パイプの自由端を有する実施形態を示す、ガラス製造装置の拡大断面図 図8の線9−9に沿ったガラス製造装置の部分断面図 入口の内部通路の上部の上部断面積及び入口の内部通路の下部の下部断面積を示す図 耐火装置の下端の断面フットプリント及び送達パイプの下流セグメントの自由端の断面フットプリントを示す図 図2及び8と類似しているが、成形容器の入口の内部通路の上部内に位置づけられた送達パイプの自由端を有する実施形態を示す、ガラス製造装置の拡大断面図
これより、本開示の例示的な実施形態が示されている添付の図面を参照して、本開示をより詳細に説明する。可能な場合はいつでも、同一又は類似した部分についての言及には、図面全体を通して同じ参照番号が用いられる。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。
ガラスシートは、通常、溶融材料を成形本体に流すことにより製造され、これにより、ガラスリボンは、フロート、スロットドロー、ダウンドロー(例えば、フュージョン・ダウンドロー)、アップドロー、プレスロール、又は任意の他の成形プロセスを含む、さまざまなリボン成形プロセスによって成形されうる。次いで、これらのプロセスのいずれかに由来するガラスリボンを分割して、ディスプレイ用途、照明用途、太陽光発電用途、又は高品質のガラスシートの使用から恩恵を受ける任意の他の用途が含まれるが、これらに限定されない、所望の用途へのさらなる処理に適した1つ以上のガラスシートを提供することができる。例えば、該1つ以上のガラスシートは、液晶ディスプレイ(LCD)、電気泳動ディスプレイ(EPD)、有機発光ダイオードディスプレイ(OLED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)などの幅広いディスプレイ用途で使用することができる。
図1は、ガラスリボン103を処理、製造、及び形成するための例示的なガラス製造装置101を概略的に示している。ガラス製造装置101は、幾つかの実施形態では、本開示に記載されるガラス製造装置101の特徴のうちのいずれか1つ以上を含みうるガラス製造プロセスを提供するように動作することができる。説明の目的で、ガラス製造装置101及びガラス製造プロセスは、フュージョン・ダウンドロー装置及びプロセスとして示されているが、幾つかの実施形態では、アップドロー、フロート、プレスロール、スロットドロー等を含む、他のガラス製造装置及び/又はガラス製造プロセスが提供されてもよい。図示されるように、ガラス製造装置101は、貯蔵ビン109からバッチ材料107を受け入れるように配向された溶融容器105を含みうる。バッチ材料107は、モータ113によって駆動されるバッチ送達装置111によって導入されうる。矢印117で示されるように、任意選択的なコントローラ115を動作させて、バッチ送達装置111が所望の量のバッチ材料107を溶融容器105に導入することができるように、モータ113を作動させることができる。ガラス溶融プローブ119を使用して、スタンドパイプ123内の溶融材料121のレベルを測定し、測定された情報を、通信ライン125を介してコントローラ115に通信することができる。
ガラス製造装置101は、溶融材料121の流れ方向に対して溶融容器105の下流に配置され、第1の接続導管129によって溶融容器105に連結された清澄容器127も含むことができる。幾つかの実施形態では、溶融材料121を、第1の接続導管129によって溶融容器105から清澄容器127へと重力供給することができる。例えば、重力によって、溶融材料121を、溶融容器105から清澄容器127へと第1の接続導管129の内部経路を通過させてもよい。清澄容器127内では、さまざまな技術によって、溶融材料121から気泡を除去することができる。
ガラス製造装置101は、溶融材料121の流れ方向に対して清澄容器127の下流に位置してよい混合チャンバ131も含むことができる。幾つかの実施形態では、混合チャンバ131は、該混合チャンバ131内で溶融材料121を混合するための複数の突起151(例えば、攪拌ブレード)を含むシャフト150を含むことができる。混合チャンバ131は、溶融材料121の均質な組成を提供するために用いられ、それによって、そうでなければ清澄容器127を出る溶融材料121に存在するであろう不均質性を低減又は排除することができる。示されるように、清澄容器127は、第2の接続導管135によって混合チャンバ131に結合することができる。幾つかの実施形態では、溶融材料121は、第2の接続導管135によって清澄容器127から混合チャンバ131へと重力供給することができる。例えば、重力によって、溶融材料121を、清澄容器127から混合チャンバ131へと第2の接続導管135の内部経路を通過させてもよい。
ガラス製造装置101は、溶融材料121の流れ方向に対して混合チャンバ131の下流に配置されうる送達容器133をさらに含むことができる。送達容器133は、溶融ガラス121を調整して、ガラス成形装置140内へと供給することができる。例えば、送達容器133は、ガラス成形装置140への溶融材料121の一定の流れを調整及び提供するためのアキュムレータ及び/又は流量コントローラとして機能することができる。示されるように、混合チャンバ131は、第3の接続導管137によって送達容器133に結合することができる。幾つかの実施形態では、溶融材料121は、第3の接続導管137によって混合チャンバ131から送達容器133へと重力供給することができる。例えば、重力によって、溶融材料121を、混合チャンバ131から送達容器133へと第3の接続導管137の内部経路を通過させてもよい。
さらに例示されるように、図示される送達パイプ139などの導管は、溶融材料121をガラス製造装置101のガラス成形装置140に送達するように配置することができる。ガラス成形装置140は、溶融材料121をガラスリボン103へと、成形容器143の底縁部(例えば、ルート145)から延伸することができる。図示される実施形態では、成形容器143には、送達容器133の送達パイプ139から溶融材料121を受け入れるように配向された入口141が設けられている。幾つかの実施形態では、成形容器143は、入口141から溶融材料121を受け入れるように配向されたトラフを含みうる。成形容器143は、成形ウェッジの対向端部の間に延びてルート145で接合する、一対の下向きに傾斜した収束する表面部分を備えた成形ウェッジをさらに含みうる。幾つかの実施形態では、溶融材料121は、入口141から成形容器143のトラフ内へと流れうる。次に、溶融材料121は、対応する堰を越え、その外面を下方に、同時に流れることにより、トラフからから溢れ出うる。次に、溶融材料121のそれぞれの流れは、成形ウェッジの下向きに傾斜した収束する表面部分に沿って流れ、成形容器143のルート145から延伸され、そこで流れが収束してガラスリボン103へと融着する。次いで、ガラスリボン103は、該ガラスリボン103の第1の縦縁部147aとガラスリボン103の第2の縦縁部147bとの間に延びるガラスリボン103の幅「W」で、ルート145から融着延伸されうる。
幾つかの実施形態では、ガラスリボン103の第1の主面と反対側の第2の主面との間で画成されるガラスリボン103の厚さは、例えば約40マイクロメートル(μm)〜約3ミリメートル(mm)、例えば約40マイクロメートル〜約2ミリメートル、例えば約40マイクロメートル〜約1ミリメートル、例えば約40マイクロメートル〜約0.5ミリメートル、例えば約40マイクロメートル〜約400マイクロメートル、例えば約40マイクロメートル〜約300マイクロメートル、例えば約40マイクロメートル〜約200マイクロメートル、例えば約40マイクロメートル〜約100マイクロメートル、又は、例えば、約40マイクロメートルでありうるが、さらなる実施形態では、他の厚さが提供されてもよい。加えて、ガラスリボン103は、ガラス(例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、アルカリ含有ガラス、無アルカリガラス)、セラミック、ガラスセラミック、又はそれらの任意の組合せを含むがこれらに限定されないさまざまな組成物を含みうる。
幾つかの実施形態では、ガラス製造装置101は、ガラスセパレータ149を含みうる。示されるように、ガラスセパレータ149は、ガラス成形装置140の下流に配置され、ガラスシート104をガラスリボン103から分離するように配向することができる。本開示の実施形態では、さまざまなガラスセパレータ149を提供することができる。例えば、スコア線に沿ってガラスリボン103に切れ目を入れ、破壊することができる、走行アンビル機を提供することができる。幾つかの実施形態では、ガラスセパレータ149は、第1の縦縁部147aとガラスリボン103の第2の縦縁部147bとの間のガラスリボン103の幅「W」に平行な分離経路に沿ってガラスシート104をガラスリボン103から分離するように動作することができる、レーザ、スクライブ、ツール、ロボットなどを含みうる。
本開示の特徴を使用して、ガラス製造装置101内で溶融材料121を運ぶことができる1つ以上の導管を含めた導管内の溶融材料121を加熱することができることが理解されるべきである。例えば、幾つかの実施形態では、導管は、第1の接続導管129、第2の接続導管135、第3の接続導管137、及び送達パイプ139のうちの1つ以上を含みうるが、これらに限定されない。同様に、幾つかの実施形態では、導管は、本開示で明示的に開示されていない1つ以上の導管を含みうる。したがって、限定ではなく説明の目的で、特に明記しない限り、本開示の範囲から逸脱することなく、幾つかの実施形態では、同じ又は類似の特徴を使用して、ガラス製造装置101内において溶融材料121を運ぶ1つ以上の導管内で溶融材料121を加熱するという理解の下で、溶融材料121を加熱するための例示的な導管を送達パイプ139に関して説明する。
図1の数字2で識別されるガラス製造装置101の拡大図を示す図2に示されるように、幾つかの実施形態では、ガラス製造装置101は、耐火管200を含んでよい耐火装置198を含むことができる。幾つかの実施形態では、耐火管は、導管(例えば、図示された送達パイプ139)からの熱伝達を制御するのに役立つ材料で作られ、送達パイプ139を通じて運ばれる溶融材料121を所望の温度に維持するのに役立つ。必須ではないが、本開示全体を通じた耐火装置198の幾つかの実施形態は、特定の用途に応じて溶融材料121への又は溶融材料121からの熱の伝達を促進する加熱装置及び/又は冷却装置を含みうる。例えば、示されるように、耐火管200は、該耐火管200の第1の長さ201を加熱するように動作可能な第1の加熱素子210と、耐火管200の第2の長さ202を加熱するように動作可能な第2の加熱素子220とを含みうる。本開示全体を通して、耐火管200の第1の長さ201及び第2の長さ202のそれぞれは、送達パイプ139の流れ軸180に沿った耐火管200の長さであると考えられる。図2に描かれる実施形態に示されるように、耐火管200の第1の長さ201は、送達パイプ139の流れ軸180に沿った耐火管200の軸方向セグメント(例えば、円筒形セグメント)を含んでよく、一方、耐火管200の第2の長さ202は、送達パイプ139の流れ軸180に沿った耐火管200の別の軸方向セグメント(例えば、円筒形セグメント)を含むことができる。さらに例示されるように、幾つかの実施形態では、耐火管200の第1の長さ201は、送達パイプ139の内部経路175を通過する溶融材料121の流れ方向184に対して、耐火管200の第2の長さ202に対して上流に配置することができる。幾つかの実施形態では、溶融材料121の流れ方向184は流れ軸180と同じ方向でありうる。例えば、図示されるように、溶融材料121の流れ方向184は、図示された線形流れ軸180と同じ方向でありうる。さらには、幾つかの実施形態では、線形の流れ軸180は、図示された重力「g」の方向と同じ方向であってよく、したがって、溶融材料121の流れ方向184は、重力「g」の方向と同じ方向でありうる。
幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210は、耐火管200の第1の長さ201に取り付けることができ、第2の加熱素子220は、耐火管200の第2の長さ202に取り付けることができる。幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220の各々は、電源(例えば、図4に示されるそれぞれの第1の電源401、第2の電源402)から供給される電流がそれぞれの加熱素子に供給されると、電気エネルギーを熱に変換することができる。例えば、幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220の各々は、少なくともジュール加熱の原理に基づいて、電気抵抗器を通過する電流を熱エネルギーに変換する、電気抵抗器であってもよい。幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220のうちの少なくとも一方は、ワイヤ、リボン、ストリップ、及び箔のうちの1つ以上を含みうる。加えて、幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220のうちの少なくとも一方は、金属材料(例えば、白金、白金合金)、セラミック材料、及びポリマー材料のうちの1つ以上を含みうる(例えば、それらから製造することができる)。幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210は、該第1の加熱素子210から耐火管200の第1の長さ201に熱を供給(例えば伝達)し、それにより、第1の加熱素子210と耐火管200の第1の長さ201との間の熱伝導、熱対流、及び熱放射伝熱のうちの少なくとも1つに基づいて、耐火管200の第1の長さ201の温度を上昇させることができる。同様に、幾つかの実施形態では、第2の加熱素子220は、該第2の加熱素子220から耐火管200の第2の長さ202に熱を供給(例えば伝達)し、それにより、第2の加熱素子220と耐火管200の第2の長さ202との間の熱伝導、熱対流、及び熱放射伝熱のうちの少なくとも1つに基づいて、耐火管200の第2の長さ202の温度を上昇させることができる。
幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210を第2の加熱素子220から電気的に絶縁することができる。第1の加熱素子210を第2の加熱素子220から電気的に絶縁することにより、第1の加熱素子210と第2の加熱素子220との間の電流のアーク放電を防ぐことができる。幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210を第2の加熱素子220から電気的に絶縁する工程は、第1の加熱素子210を、第2の加熱素子220から所定の距離(例えば、図3に示す距離216)だけ離間して配置する工程を含んでよく、ここで、距離216は、電流が距離216にわたって第1の加熱素子210と第2の加熱素子220との間でアーク放電できないように選択される。幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210を第2の加熱素子220から電気的に絶縁する工程は、第1の加熱素子210と第2の加熱素子220との間の電流のアーク放電を防ぐ非導電性材料を、第1の加熱素子210と第2の加熱素子220との間に提供する工程を含みうる。したがって、幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220は、それぞれの耐火管200の第1の長さ201及び第2の長さ202を選択的に加熱するように、独立して動作させることができる。逆に、例えば、第1の加熱素子210が第2の加熱素子220から電気的に絶縁されていない場合、幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210と第2の加熱素子220との間に電流のアーク放電が起こりうる。第1の加熱素子210と第2の加熱素子220との間の電気アークは、第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220の独立した動作を妨げ、それにより、耐火管200のそれぞれの長さの選択的な加熱を妨げる可能性がある。したがって、第1の加熱素子210を第2の加熱素子220から電気的に絶縁することにより、単一の加熱素子又は互いに電気的に絶縁されていない複数の加熱素子で耐火管200を加熱する場合に比べて、耐火管200の2つ以上の長さの洗練された独立した温度制御を提供することができる。すなわち、単一の加熱素子又は互いに電気的に絶縁されていない複数の加熱素子で耐火管200を加熱すると、例えば、耐火管200の単一の長さのみ又は耐火管200全体のみが加熱されうる、より洗練されていない温度制御をもたらす場合がある。
幾つかの実施形態では、送達パイプ139は、耐火管200の内部ボアなど、耐火装置198の内部ボアに位置づけることができる。幾つかの実施形態では、送達パイプ139の外面176は、耐火管200の第1の長さ201に沿って、及び耐火管200の第2の長さ202に沿って、内部ボア205の内面204に面しうる。幾つかの実施形態では、送達パイプ139の外面176は、耐火管200の内部ボア205の内面204と物理的に接触していてもよい。あるいは、図2及び3に示されるように、幾つかの実施形態では、送達パイプ139の外面176は、耐火管200の内部ボア205の内面204から距離を置いて配置され、送達パイプ139と耐火管200の内部ボア205の内面204との間にクリアランスを設けることができる。送達パイプ139の外面176と耐火管200の内部ボア205の内面204との間にクリアランスを設けることにより、耐火管200の内部ボア205内への送達パイプ139の選択的配置(例えば、挿入及び除去のうちの少なくとも一方)が可能になり、また、例えば、少なくとも製造公差並びに送達管139及び耐火管200の少なくとも一方の熱膨張及び収縮に基づく送達パイプ139及び耐火管200の寸法変化にも対応させることができる。
幾つかの実施形態では、送達パイプ139の内面174は、送達パイプ139の流れ軸180に沿って延びる内部経路175を画成しうる。したがって、幾つかの実施形態では、送達パイプ139は、溶融材料121の流れを、内部経路175を通じて流れ軸180の流れ方向184に沿って導くことができる。よって、送達パイプ139の内部経路175は、送達パイプ139の流れ軸180に沿って延在してよく、流れ軸180は、送達パイプ139の入口181と送達パイプ139の出口182との間に延在しうる。幾つかの実施形態では、流れ軸180は線形流路を画成しうる;しかしながら、幾つかの実施形態では、流れ軸180は非線形の流路を画成してもよい。幾つかの実施形態では、送達パイプ139の流れ軸180は、重力「g」の方向に延在しうる。幾つかの実施形態では、送達パイプ139の内面174は、送達パイプ139の流れ軸180に対して垂直な円形断面プロファイルを有しうる;しかしながら、幾つかの実施形態では、送達パイプ139の内面174は、送達パイプ139の流れ軸180に対して垂直な多角形、楕円形、又は他の形状の断面プロファイルを有していてもよい。幾つかの実施形態では、送達パイプ139の流れ軸180に垂直な円形断面プロファイルを有する送達パイプ139の内面174を提供することにより、耐火管200から送達パイプ139への熱の均一な伝達に基づいた送達パイプ139内の溶融材料121の均一な加熱を促進することができる。
加えて、幾つかの実施形態では、送達パイプ139の流れ軸180に対して垂直な円形断面プロファイルを有する送達パイプ139の内面174を提供することにより、流れ軸180に沿った送達パイプ139の内部経路175内の溶融材料121の均一な流れを促進することができる。例えば、図2に示されるように、幾つかの実施形態では、送達パイプ139の出口182は、ガラス成形装置140の成形容器143の入口141内へと延在してよく、送達パイプ139は成形容器143の入口141に溶融材料121を供給することができる。幾つかの実施形態では、成形容器143の入口141は、溶融材料121に曝露されたときに、高温に耐え、腐食に耐え、構造的完全性を維持することができるライナ142を含みうる。例えば、幾つかの実施形態では、成形容器143は耐火材料から製造することができ、ライナ142は、耐火材料が成形容器143の入口141で溶融材料121と直接接触するのを防ぐために、貴金属(例えば、白金、白金ロジウム等)から製造することができる。幾つかの実施形態では、成形容器143の入口141は、溶融材料121の自由表面122を含むことができ、その上に、送達パイプ139の出口182から溶融材料121が供給されうる。幾つかの実施形態では、送達パイプ139は、成形容器143の入口141内へと延びて、溶融材料121の自由表面122に侵入してもよい。したがって、幾つかの実施形態では、送達パイプ139、溶融材料121の自由表面122より下の高さで、送達パイプ139の出口182から成形容器143の入口141へと溶融材料121を供給することができる。あるいは、図2に示されるように、送達パイプ139の出口182は、溶融材料121の自由表面122よりも高い高さに位置づけられてもよい。
幾つかの実施形態では、送達パイプ139の入口181及び送達パイプ139の出口182のうちの少なくとも一方が、送達パイプ139の最外端を画成することができ、ここで、溶融材料121は、入口181において送達パイプ139に入り、入口181から出口182へと送達パイプ139の内部経路175内を流れ軸180の流れ方向184に沿って流れ、次いで、出口182において送達パイプ139から出ることができることが理解されるべきである。しかしながら、幾つかの実施形態では、送達パイプ139の入口181及び送達パイプ139の出口182のうちの少なくとも一方は、最外端ではない送達パイプ139に沿った中間の位置を画成してもよい。したがって、幾つかの実施形態では、溶融材料121は、該溶融材料121の流れに対する流れ軸180に沿って入口181の上流の送達パイプ139の第1の最外端において送達パイプ139に入り、入口181から出口182へと送達パイプ139の内部経路175内を流れ軸180に沿って流れ、次いで、溶融材料121の流れに対する流れ軸180に沿って出口182の下流の送達パイプ139の第2の最外端において送達パイプ139から出ることができる。幾つかの実施形態では、耐火管200の内部ボア205の内面204は、流れ軸180に沿って送達パイプ139の外面176の周囲を囲むことができる。幾つかの実施形態では、内部ボア205の内面204は連続的であってもよく、送達パイプ139の入口181と送達パイプ139の出口182との間に配置される軸方向の位置において、流れ軸180に沿って送達パイプ139の外面176の周囲を囲むことができる。
幾つかの実施形態では、耐火管200の第1の長さ201は、送達パイプ139の入口181と耐火管200の中間部分215との間に送達パイプ139の流れ軸180に沿って画成されてよく、耐火管200の第2の長さ202は、耐火管200の中間部分215と送達パイプ139の出口182との間に送達パイプ139の流れ軸180に沿って画定されうる。例えば、幾つかの実施形態では、耐火管200の第1の長さ201は、耐火管200の第1の長さ201と耐火管200の第2の長さ202との間に軸方向に位置付けられた耐火管200の中間部分215によって、流れ軸180に沿って耐火管200の第2の長さ202から軸方向に離間されうる。幾つかの実施形態では、耐火管200の第1の長さ201は、耐火管200の第1の長さ201と送達パイプ139との間の熱伝導、熱対流、及び熱放射伝熱のうちの少なくとも1つに基づいて、第1の長さ201から送達パイプ139へと熱を提供(例えば、伝達)することができる。送達パイプ139に熱を提供することにより、送達パイプ139の温度及び送達パイプ139内の溶融材料121の温度を上昇させることができる。同様に、幾つかの実施形態では、耐火管200の第2の長さ202は、耐火管200の第2の長さ202と耐火管200の第1の長さ201に対応する送達パイプ139の領域における送達パイプ139との間の熱伝導、熱対流、及び熱放射伝熱のうちの少なくとも1つに基づいて、第2の長さ202から送達パイプ139へと熱を提供(例えば、伝達)することができる。耐火管200の第2の長さ202から送達パイプ139に熱を提供することにより、耐火管200の第2の長さ202に対応する送達パイプ139の領域における送達パイプ139の温度並びに送達パイプ139内の溶融材料121の温度を上昇させることができる。したがって、本開示の特徴は、送達パイプ139の1つ以上の領域内の溶融材料121の温度を選択的にかつ独立して制御することができる。
再び図1を参照すると、幾つかの実施形態では、送達パイプ139は、ガラス成形装置140の成形容器143に溶融材料121を供給するように配向することができ、ガラス成形装置140は、溶融材料121からガラスリボン103を成形することができる。幾つかの実施形態では、ガラスリボン103は、ガラス製造プロセスにおける溶融材料121の流量を表す、単位時間当たりに成形されるガラスの質量又は重量に対応する速度で、形成することができる。例えば、幾つかの実施形態では、ガラス成形装置140から流れて(例えば、成形容器143のルート145から流れて)、ガラスリボン103へと成形される溶融材料121の流量は、ガラス製造プロセスにおける溶融材料121の流量を定めることができる。幾つかの実施形態では、1つ以上の要因がガラス成形装置140から流れる溶融材料121の流量に寄与しうる。例えば、溶融材料121の流量は、少なくとも一部には、溶融材料121の粘度に基づいていてもよい。加えて、溶融材料121の粘度は、少なくとも一部には、溶融材料121の温度並びに溶融材料121の材料組成に基づいていてもよい。幾つかの実施形態では、より粘性の低い溶融材料121は、例えば、溶融材料121の比較的低い流量を提供することができるより粘性の高い溶融材料121よりも高い溶融材料121の流量を提供することができる。したがって、溶融材料121の温度を制御することにより、本開示の特徴は、溶融材料121の粘度を制御することができる。加えて、溶融材料121の粘度を制御することにより、本開示の特徴は、例えばガラス成形装置140から流れる溶融材料121の流量を制御することができる。
幾つかの実施形態では、ガラス製造プロセスにおける溶融材料121の温度を制御することにより、ガラスリボン103の特性を制御することができる。例えば、ガラス成形装置140における溶融材料121の温度(並びに、したがって、粘度及び流量)を制御することにより、ガラスリボン103の厚さ、ガラスリボン103の幅「W」、ガラスリボン103の幅「W」にわたる厚さの変化、ガラスリボン103の温度、ガラスリボン103における応力、ガラスリボン103の光学品質、並びにガラスリボン103の他のパラメータ及び属性のうちのいずれか1つ以上を制御することができる。幾つかの実施形態では、一定期間にわたるガラス成形装置140における溶融材料121の一貫した(例えば、一定の)流量は、例えば、同じ一定期間にわたる一貫性のない(例えば、変動する、変化する)流量で流れる溶融材料121を用いて成形されたガラスリボン103よりも応力集中が少ない、均一な厚さを有するガラスリボン103を提供することができる。したがって、幾つかの実施形態では、ガラス成形装置140における溶融材料121の流量の変化は、ガラスリボン103の品質特性に影響を与える可能性があり、ガラス成形装置140における溶融材料121の流量を制御することにより、ガラスリボン103の望ましくない特性を低減し、ガラスリボン103の品質を向上させることができる。
幾つかの実施形態では、図2に示されるように、送達パイプ139の内部経路175は、幾つかの実施形態では溶融材料121で完全に占有されてもよく、送達パイプ139の内面174は、内部経路175の周縁全体で溶融材料121に隣接(例えば、接触)してもよい。幾つかの実施形態では、送達パイプ139内の溶融材料121の温度を制御することにより、ガラス成形装置140における溶融材料121の流量を調整することができる。例えば、送達パイプ139における溶融材料121の温度を上昇させることにより、溶融材料121の粘度を低下させることができ、したがって、ガラス成形装置140における溶融材料121の流量を増加させることができる。逆に、送達容器133内の溶融材料121の温度を低下させることによって、溶融材料121の粘度を上昇させ、したがって、ガラス成形装置140における溶融材料121の流量を低下させることができる。
さらには、流量自体が増加するにつれて、溶融材料121の流量の変動性が増加しうることが観察されている。すなわち、比較的低い流量では、流量の変動が少ないことが観察されている;一方、比較的高い流量では、流量の変動が大きくなることが観察されている。したがって、ガラス成形装置140における溶融材料121の流量のより大きい変動は、ガラスリボン103の厚さ、ガラスリボン103の幅「W」、ガラスリボン103の幅「W」にわたる厚さの変化、ガラスリボン103の温度、ガラスリボン103における応力、ガラスリボン103の光学品質、並びにガラスリボン103の他のパラメータ及び属性のいずれか1つ以上のより大きい変動を引き起こす可能性があることから、より高い流量は、この相関を悪化させる可能性があり、本開示により提供される温度制御なしでは、ガラスリボン103の品質がますます低下する可能性がある。したがって、その流量で生成されるガラスリボン103の品質を改善することに加えて、本開示の特徴は、より高い(例えば、増加した)流量のガラス製造プロセスを提供するためにガラス製造装置101においても使用することができる。流量が増加すると、同等の時間にわたってガラスリボン103の出力が高くなり、したがってコストが削減され、プロセス効率が向上しうる。
幾つかの実施形態では、送達パイプ139は、溶融材料121に曝露されたときに高温に耐え、腐食に耐え、構造的完全性を維持することができる、例えば、白金、白金合金(例えば、白金−ロジウム)等の貴金属から製造することができる。幾つかの実施形態では、耐火管200は、セラミック、アルミナ、及び任意の他の耐火材料から製造することができる。さらには、このような耐火材料は、幾つかの実施形態では、加熱素子210、220を含む幾つかの実施形態において、非導電性かつ熱伝導性になるように選択されてもよい。幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220のうちの少なくとも一方は、導電性かつ熱伝導性であり、比較的高い温度条件下で構造的完全性を維持できる金属(例えば、白金、白金−ロジウム、又は他の白金合金などの貴金属)から製造することができる。加えて、幾つかの実施形態では、加熱素子のサイズ(例えば直径)及び加熱素子の長さは、加熱素子に電流が印加されたときに加熱素子に所定の電力(例えば熱)出力を提供するように選択することができる。幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210は、第2の加熱素子220とは異なる電力出力を含みうる;しかしながら、幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210は、第2の加熱素子220と同じ電力出力を含みうる。第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220に異なる電力出力を提供することにより、耐火管200の第1の長さ201と耐火管200の第2の長さ202とを異なる温度に加熱することができる。したがって、送達パイプ139内の溶融材料121も同様に、第1の長さ201及び第2の長さ202の異なる温度に対応する異なる温度に加熱することができる。
図4に示されるように、幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210は、耐火管200の第1の長さ201に沿って耐火管200の軸280の周りに巻くことができ、第2の加熱素子220は、耐火管200の第2の長さ202に沿って耐火管200の軸280の周りに巻くことができる。例えば、幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220のうちの少なくとも一方を、耐火管200の軸280の周りにらせん状に巻くことができる。幾つかの実施形態では、耐火管200の軸280と送達パイプ139の流れ軸180は、同一直線上にありうる;しかしながら、幾つかの実施形態では、耐火管200の軸280と送達パイプ139の流れ軸180とは平行であり、異なる空間座標にあってもよい。加えて、幾つかの実施形態では、耐火管200の軸280と送達パイプ139の流れ軸180とは、互いに対してゼロ以外の角度で延在しうる。幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220を、耐火管200の軸280に沿って同心円状に整列させることができる。したがって、幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220を、それぞれの耐火管200の第1の長さ201及び耐火管200の第2の長さ202を均一に加熱することができる。例えば、耐火管200の軸280に沿って第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220を同心円状に整列させて、耐火管200の軸280及び送達パイプ139の流れ軸180を同一線上に整列させることにより、送達パイプ139の流れ軸180に沿って流れる、送達パイプ139内の溶融材料121の均一な加熱を提供することができる。
幾つかの実施形態では、耐火管200の外面240は、第1の溝209及び第2の溝219を含みうる。図4に示されるように、幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210が第1のらせん状の溝209内に設置され、第2の加熱素子220が第2のらせん状の溝219内に設置されるとともに、第1の溝209及び第2の溝219は、耐火管200の軸280の周りにらせん状に巻かれうる。幾つかの実施形態では、第1の溝209及び第2の溝219は、耐火管200の軸280に沿って同心円状に整列させることができる。耐火管200の軸280に沿って第1の溝209及び第2の溝219を同心円状に整列させることにより、送達パイプ139の流れ軸180に沿って流れる、送達パイプ139内の溶融材料121の均一な加熱を促進することができる。例えば、第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220は、同心円状に整列した第1の溝209及び第2の溝219内にそれぞれ位置づける(例えば設置する)ことができ、したがって、それぞれの耐火管200の第1の長さ201及び耐火管200の第2の長さ202を均一に加熱し、それによって送達パイプ139内の溶融材料121に均一な加熱を提供することができる。
幾つかの実施形態では、第1の溝209は、耐火管200の中間部分215によって、耐火管200の軸280に沿って第2の溝219から離間させることができる。例えば、第1の加熱素子210を第2の加熱素子220から電気的に絶縁するために、耐火管200の中間部分215を第1の溝209と第2の溝219との間に軸方向に位置づけることができる。幾つかの実施形態では、第1の長さ201及び第2の長さ202を含む耐火管200は、耐火材料の単一片から製造することができる。耐火材料の単一片から耐火管200を製造することにより、第2の加熱素子220に対する第1の加熱素子210のより容易な及び/又はより良好な位置合わせをもたらすことができ、したがって、送達パイプ139内の溶融材料121により均一な熱分布を提供することができる。例えば、耐火材料の単一片から耐火管200を製造することにより、第1の溝209及び第2の溝219と、第1の溝209に位置付けられた第1の加熱素子210と、第2の溝219に位置付けられた第2の加熱素子220との位置関係を修正することができる。例えば、耐火管200の第1の長さ201が耐火管200の第2の長さ202から物理的に離れている場合、第1の長さ201及び第2の長さ202を使用して送達パイプ139に熱を供給するときに、第1の加熱要素210と第2の加熱要素220との位置ずれが生じる可能性がある。すなわち、耐火管200の物理的に分離した第1の長さ201は、耐火管200の物理的に分離した第2の長さ202の上に積み重ねられる可能性が有り、第1の加熱素子210と第2の加熱素子220との同心性が、少なくとも第1の長さ201と第2の長さ202との潜在的なずれに基づいて、ずれることがある。
したがって、本開示の特徴は、第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220の整列を促進し、それによって、耐火管200の第1の長さ201及び耐火管200の第2の長さ202から送達パイプ139へのより良好で均一な熱伝達を提供することができる。さらには、幾つかの実施形態では、耐火管200の第1の長さ201及び耐火管200の第2の長さ202は、本開示の範囲から逸脱することなく、耐火材料の複数の片から製造することができることが理解されるべきである。例えば、幾つかの実施形態では、第1の長さ201と第2の長さ202との間の耐火管200の中間部分215は、耐火管200の第1の長さ201を耐火管200の第2の長さ202に接続し、本開示によって提供されるように第1の加熱素子210と第2の加熱素子220との位置合わせを容易にする、機械的接合、接着剤、結合剤等を含みうる。
図4に概略的に示されるように、幾つかの実施形態では、第1の電源401は、第1の加熱素子210に電流を提供することができる。加えて、幾つかの実施形態では、電源401、402は、本開示のいずれか1つ以上の方法によって電源401、402を制御するように動作させるように構成された(例えば、「プログラミングされた」、「エンコードされた」、「設計された」、及び/又は「作られた」)、いずれか1つ以上のコントローラ及び制御デバイス(例えば、プログラマブルロジックコントローラ)と通信することができる。別個の電源401、402として示されているが、幾つかの実施形態では、単一の電源が、第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220に選択的に電流を供給してもよいことが理解されるべきである。加えて、幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210の自由端211は、耐火管200の第1の側212から延在してよく、第2の加熱素子220の自由端211は、耐火管200の第2の側222から延在してよい。幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210と第2の加熱素子220との間の電気アーク放電の可能性を低減するために、第1の側は第2の側の反対側にありうる。再び図3を参照すると、幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210は、少なくとも一部には、耐火管200の中間部分215によって画成される距離216によって、第2の加熱素子220から離間されうる。第1の加熱素子210を距離216だけ第2の加熱素子220から離間させることにより、第1の加熱素子210を第2の加熱素子220から電気的に絶縁することができる。加えて、第1の長さ201と第2の長さ202との間の耐火管200の中間部分215は非導電性でありうることから、耐火管200の中間部分215もまた、第1の加熱素子210を第2の加熱素子220から電気的に絶縁することができる。
加えて、幾つかの実施形態では、ガラス製造装置101は、外面240の一部を覆うために、耐火管200の外面240の少なくとも一部に施されたセメントの層250を含みうる。例えば、幾つかの実施形態では、第1のらせん状の溝209及び第2のらせん状の溝219は、耐火管200の外面240によって画成されうる。幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210を第1の溝209内に少なくとも部分的に封入するため、及び第2の加熱素子220を第2の溝219内に少なくとも部分的に封入するために、セメントの層250が耐火管200の外面240に施されうる。幾つかの実施形態では、セメントの層250は、第1の溝209内の第1の加熱素子210と第2の溝219内の第2の加熱素子220とを電気的に絶縁することができる、アルミナセメント又は他の非導電性材料を含みうる。例えば、セメント250は、それぞれの第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220を少なくとも部分的に封入し、それによって第1の加熱素子210を第2の加熱素子220から電気的に絶縁するために、第1の溝209及び第2の溝219内に提供されうる。幾つかの実施形態では、セメントの層250は、耐火管200の外面240から外側に延びて、耐火管200の外面240を電気的に絶縁することができる。耐火管200の外面240をセメントの層250で電気的に絶縁することは、第1の加熱素子210と第2の加熱素子220との間の電気アーク放電を防ぐのに役立ち、また、第1の加熱素子210と第2の加熱素子220のうちの少なくとも一方と、ガラス製造装置101内の他の導電性構成要素との間の電気アーク放電を防ぐのにも役立てることができる。さらには、幾つかの実施形態では、耐火管200の外面240をセメントの層250で電気的に絶縁することにより、第1の加熱素子210と第2の加熱素子220のうちの少なくとも一方と耐火管200を設置又は保守するユーザーとの間の電気アーク放電を防止することができる。
図6に示される図5の線6−6に沿ったガラス製造装置101の別の例示的な実施形態の例示的な第1の側面図、及び図7に示される図5の線7−7に沿ったガラス製造装置101の別の例示的な実施形態の例示的な第2の側面図とともに、ガラス製造装置101の代替の例示的な実施形態が図5に示されている。図5に示されるように、幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220のうちの少なくとも一方を、耐火管200の対応する第1の長さ201及び耐火管200の対応する第2の長さ202上の円周パターンで、耐火管200の軸280に対して前後に巻回する、それぞれの第1の溝209及びそれぞれの第2の溝219内に設置することができる。
幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210の自由端211は、耐火管200の第1の側212からに延びて、第1の電源401に接続することができ、第2の加熱素子220の自由端211は、第1の側212の反対側である耐火管200の第2の側222から延びて、第2の電源402に接続することができる。幾つかの実施形態では、第2の加熱素子220の自由端211は、耐火管200の第2の長さ202から耐火管200の中間部分215を横切って耐火管200の第1の長さ201内へと延びうる。耐火管200の第2の長さ202から耐火管200の第1の長さ201内へと延ばすことにより、幾つかの実施形態では、第2の加熱素子220の自由端211を、例えば、自由端221を第2の電源402に接続するために、よりアクセス可能な場所に配置することができる。すなわち、例えば、第2の加熱素子220の自由端211が耐火管200の第2の長さ202内で終端し、したがって耐火管200の第1の長さ201まで延在しない場合には、耐火管200が、図2に示されるように、ガラス成形装置140の入口141又はその近くに位置づけられていると、第2の加熱素子220の自由端211を第2の電源402接続することは困難でありうる。同様に、以下により詳細に説明するように、熱電対リード501を、耐火管200の第2の長さ202から耐火管200の第1の長さ201内へと延ばし、熱電対リード501をよりアクセス可能な場所に配置し、例えば、熱電対リード501をコントローラ(図示せず)に接続して、熱電対リード501に接続された熱電対500(図7に示される)によって測定された温度の記録及び監視のうちの少なくとも一方を行うことができる。
加えて、図6及び7に示されるように、幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220のうちの少なくとも一方は、複数の加熱素子を含みうる。例えば、幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210は、複数の第1の加熱素子210a、210bを含みうる。同様に、幾つかの実施形態では、第2の加熱素子220は、複数の第2の加熱素子220a、220bを含みうる。幾つかの実施形態では、複数の加熱素子の各加熱素子は、耐火管200の第1の長さ201及び耐火管200の第2の長さ202のうちの少なくとも一方の各々の対応する複数の周縁部分のそれぞれの周縁部分を加熱するように動作可能でありうる。例えば、幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210a、210bは、耐火管200の第1の長さ201のそれぞれの周縁部分201a、201bを加熱するように動作可能でありうる。同様に、幾つかの実施形態では、第2の加熱素子220a、220bは、耐火管200の第2の長さ202のそれぞれの周縁部分202a、202bを加熱するように動作可能でありうる。
幾つかの実施形態では、複数の第1の加熱素子の各加熱素子210a、210b及び複数の第2の加熱素子の各加熱素子220a、220bは、電源(例えば、図6に示されるそれぞれの第1の電源401a、401b、及び図7に示されるそれぞれの第2の電源402a、402b)から供給される電流がそれぞれの加熱素子に供給されると、電気エネルギーを熱に変換することができる。幾つかの実施形態では、第1の複数の加熱素子の各加熱素子210a、210bは、該第1の加熱素子210a、210bから耐火管200の第1の長さ201のそれぞれの周縁部分201a、201bに熱を提供(例えば、伝達)することができ、それによって、第1の加熱素子210a、210bと耐火管200の第1の長さ201のそれぞれの周縁部分201a、201bとの間の熱伝導、熱対流、及び熱放射伝熱のうちの少なくとも1つに基づいて、耐火管200の第1の長さ201のそれぞれの周縁部分201a、201bの温度を上昇させることができる。同様に、幾つかの実施形態では、第2の加熱素子220a、220bは、該第2の加熱素子220a、220bから耐火管200の第2の長さ202のそれぞれの周縁部分202a、202bに熱を提供(例えば、伝達)することができ、それによって、第2の加熱素子220a、220bと耐火管200の第2の長さ202のそれぞれの周縁部分202a、202bとの間の熱伝導、熱対流、及び熱放射伝熱のうちの少なくとも1つに基づいて、耐火管200の第2の長さ202のそれぞれの周縁部分202a、202bの温度を上昇することができる。
図6に概略的に示されるように、幾つかの実施形態では、第1の電源401a、401bは、複数の第1の加熱素子のそれぞれの加熱素子210a、210bに電流を提供することができる。同様に、図7に概略的に示されるように、幾つかの実施形態では、第2の電源402a、402bは、複数の第2の加熱素子のそれぞれの加熱素子220a、220bに電流を提供することができる。加えて、幾つかの実施形態では、電源401a、401b、402a、402bは、本開示のいずれか1つ以上の方法によって電源401a、401b、402a、402bを制御するように動作させるように構成された(例えば、「プログラミングされた」、「エンコードされた」、「設計された」、及び/又は「作られた」)、いずれか1つ以上のコントローラ及び制御デバイス(例えば、プログラマブルロジックコントローラ)と通信することができる。別個の電源401a、401b、402a、402bとして示されているが、幾つかの実施形態では、単一の電源が、複数の加熱要素のうちの1つ以上の加熱素子210a、210b、220a、220bに選択的に電流を供給してもよいことが理解されるべきである。
幾つかの実施形態では、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220bは、耐火管200の第1の長さ201及び耐火管200の第2の長さ202のうちの少なくとも一方の各々の対応する複数の周縁部分のそれぞれの周縁部分201a、201b、202a、202bに取り付けられうる。幾つかの実施形態では、耐火管200の第1の長さ201及び耐火管200の第2の長さ202のうちの少なくとも一方の各々の対応する複数の周縁部分のそれぞれの周縁部分201a、201b、202a、202bは、耐火管200の外面240によって画成されたそれぞれの溝209a、209b、219a、219bを含みうる。幾つかの実施形態では、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220bは、耐火管200のそれぞれの溝209a、209b、219a、219b内に設置することができる。
加えて、幾つかの実施形態では、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220bは、複数の加熱素子の他の加熱素子から電気的に絶縁することができる。複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220bを電気的に絶縁することにより、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220b間の電流のアーク放電を防ぐことができる。幾つかの実施形態では、耐火管200の外面240は、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220bを電気的に絶縁することができるチャネル部分を含みうる。幾つかの実施形態では、耐火管200の第1の長さ201及び耐火管200の第2の長さ202のうちの少なくとも一方の各々の対応する複数の周縁部分の各周縁部分201a、201b、202a、202bは、耐火管200の軸280に沿って延び、各周縁部分201a、201b、202a、202bの間に放射状に配置された、耐火管200のそれぞれのチャネル部分601、602(図6に示される)及び耐火管200のそれぞれのチャネル部分701、702(図7に示される)によって、互いに離間させることができる。幾つかの実施形態では、耐火管200のそれぞれのチャネル部分601、602、701、702は、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220bを電気的に絶縁することができる。
例えば、幾つかの実施形態では、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220bを電気的に絶縁することにより、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220bを、複数の加熱素子の他の加熱素子から所定の距離だけ離間させて配置することができ、ここで、該距離は、その距離にわたって複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220b間で電流がアーク放電できないように選択される。例えば、幾つかの実施形態では、耐火管200のチャネル部分601、602、701、702の少なくとも一部は、複数の加熱素子の1つ以上の加熱素子210a、210b、220a、220b間の所定の距離を画成することができる。幾つかの実施形態では、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220bを電気的に絶縁することにより、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220b間の電流のアーク放電を防ぐ、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220b間の非導電性材料を提供することができる。したがって、幾つかの実施形態では、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220bは、第1の長さ201のそれぞれの周縁部分201a、201bと、耐火管200の第2の長さ202のそれぞれの周縁部分202a、202bとを選択的加熱するように独立して動作させることができる。
逆に、例えば、複数の加熱素子の1つ以上の加熱素子210a、210b、220a、220bが複数の加熱素子の1つ以上の他の加熱素子から電気的に絶縁されていない場合には、幾つかの実施形態では、複数の加熱素子の1つ以上の加熱素子210a、210b、220a、220bと複数の加熱素子の1つ以上の他の加熱素子との間に電流のアーク放電が起こりうる。複数の加熱素子の1つ以上の加熱素子210a、210b、220a、220bと複数の加熱素子の1つ以上の他の加熱素子との間の電気アーク放電は、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220bの独立した動作を妨げる可能性があり、それによって耐火管200のそれぞれの長さのそれぞれの周縁部分の選択的な加熱を妨げる可能性がある。
幾つかの実施形態では、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220bを複数の加熱素子の他の加熱素子から電気的に絶縁することにより、単一の加熱素子又は互いに電気的に絶縁されていない複数の加熱素子を有する耐火管200の加熱と比較して、耐火管200の長さの2つ以上の周縁部分の洗練された独立した温度制御が可能になる。すなわち、単一の加熱素子又は互いに電気的に絶縁されていない複数の加熱素子で耐火管200を加熱すると、例えば、耐火管200の長さの単一の周縁部分のみ又は耐火管200全体のみが加熱されうる、より洗練されていない温度制御をもたらす可能性がある。
したがって、幾つかの実施形態では、複数の第1の加熱素子の各加熱素子210a、210bは、耐火管200の第1の長さ201のそれぞれの周縁部分201a、201bを均一に加熱することができ、複数の第2の加熱素子の各加熱素子220a、220bは、耐火管200の第2の長さ202のそれぞれの周縁部分202a、202bを均一に加熱することができる。例えば、耐火管200の軸280及び送達パイプ139の流れ軸180を、耐火管200の軸280に沿って同心円状に整列した複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220bと同一線上に整列させることにより、送達パイプ139の流れ軸180に沿って流れる送達パイプ139内の溶融材料121の均一な加熱を提供することができる。さらには、幾つかの実施形態では、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220bの独立した制御を提供することにより、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220bの独立した加熱を提供して、例えば、耐火管200の軸280に対する複数の加熱素子の1つ以上の加熱素子210a、210b、220a、220bのずれ、及び送達パイプ139の流れ軸180に対する複数の加熱素子の1つ以上の加熱素子210a、210b、220a、220bのずれのうちの少なくとも一方を補償することができる。ずれを補償するために一緒に使用される場合、複数の加熱素子の各加熱素子210a、210b、220a、220bの独立した加熱により、送達パイプ139の流れ軸180に沿って流れる送達パイプ139内の溶融材料121の均一な加熱を提供することができる。
耐火管200の第1の長さ201の対応する周縁部分201a、201bを加熱する加熱素子210a、210b、及び耐火管200の第2の長さ202の対応する周縁部分202a、202bを加熱する加熱素子220a、220bに関して説明したが、特に明記しない限り、本開示の特徴は、耐火管200の複数の周縁部分を加熱するために複数の加熱素子に適用されうることが理解されるべきである。例えば、幾つかの実施形態では、それぞれ耐火管200の約180度の半径方向部分の周囲を囲む、2つの周縁部分を設けることができる。幾つかの実施形態では、耐火管200のそれぞれの半径方向部分にそれぞれ周囲を囲む任意の数の周縁部分を設けることができる。さらには、幾つかの実施形態では、各周縁部分は、耐火管200の円周に対して耐火管200の不均等に分割された半径方向部分の周囲を囲むことができる。
加えて、幾つかの実施形態では、複数の加熱素子の各加熱素子の自由端が、耐火管200のそれぞれのチャネル部分601、602、701、702内に延在してもよい。例えば、図6に示されるように、加熱素子210aの自由端211aと加熱素子210bの自由端211bは、耐火管200の第1の長さ201のチャネル部分601に延在しうる。チャネル部分601に延在することによって、それぞれの加熱素子210a、210bの自由端211a、211bは一緒に延びて、耐火管200から離間した位置に配置され、例えば、自由端211a、211bをそれぞれの第1の電源401a、401bに接続可能にする。図7に示されるように、幾つかの実施形態では、加熱素子210a及び加熱素子210bは、耐火管200の第1の長さ201のチャネル部分701に延びて、耐火管200の第1の長さ201のそれぞれの周縁部分201a、201bにおいて耐火管200の軸280に対して耐火管200の第1の長さ201のそれぞれの溝209a、209b内に前後に巻回することができる。したがって、加熱素子210a、210bを前後に巻回することにより、該加熱素子210a、210bの自由端211a、221bを、耐火管200の共通の位置(例えば、図6に示すチャネル部分601)にループバックすることができる。
同様に、図7に示されるように、加熱素子220aの自由端221aと加熱素子220bの自由端221bは、耐火管200の第2の長さ202のチャネル部分702に延在しうる。チャネル部分702に延びることによって、それぞれの加熱素子220a、220bの自由端221a、221bは一緒に延びて、耐火管200から離間した位置に配置され、例えば、自由端221a、221bをそれぞれの第2の電源402a、402bに接続可能にする。幾つかの実施形態では、加熱素子220a及び加熱素子220bは、耐火管200の第2の長さ202のチャネル部分602に延びて、耐火管200の第2の長さ202のそれぞれの周縁部分202a、202bにおいて耐火管200の軸280に対して耐火管200の第2の長さ202のそれぞれの溝219a、219b内に前後に巻回することができる。したがって、加熱素子220a、220bをそれぞれの溝219a、219b及びチャネル部分602で前後に巻回することにより、加熱素子220a、220bの自由端221a、221bを耐火管200の共通の位置(例えば、図7に示すチャネル部分702)にループバックすることができる。
幾つかの実施形態では、耐火管200の第1の長さ201は、耐火管200の第1の長さ201と耐火管200の第2の長さ202との間に軸方向に位置付けられた耐火管200の中間部分215によって、耐火管200の軸280に沿って耐火管200の第2の長さ202から軸方向に離間されうる。幾つかの実施形態では、耐火管200のそれぞれのチャネル部分601、602、701、702のうちの少なくとも1つは、耐火管200の第1の長さ201と耐火管200の第2の長さ202との間の中間部分215を横切って、耐火管200の軸280に沿って延在しうる。例えば、図7に示されるように、幾つかの実施形態では、複数の第2の加熱素子のそれぞれの加熱素子220a、220bの自由端221a、221bは、耐火管200の第1の長さ201と耐火管200の第2の長さ202との間の中間部分215を横切って、耐火管200の第2の長さ202のチャネル部分702内及び耐火管200の第1の長さ201のチャネル部分701内に延在しうる。耐火管200の第2の長さ202のチャネル部分702内で耐火管200の第1の長さ201のチャネル部分701内へと延ばすことにより、幾つかの実施形態では、加熱素子220a、220bの自由端221a、221bを、該自由端221a、221bを第2の電源402a、402bに接続するために、よりアクセス可能な場所に位置づけることができる。すなわち、例えば、加熱素子220a、220bの自由端221a、221bが耐火管200の第2の長さ202内で終端し、したがって耐火管200の第1の長さ201まで延びない場合には、例えば、耐火管200が、図2に示されるように、ガラス成形装置140の入口141又はその近くに配置されているときには、第2の加熱素子220a、220bの自由端221a、221bを第2の電源402a、402bに接続することは困難でありうる。
幾つかの実施形態では、ガラス製造装置101は、耐火管200のそれぞれのチャネル部分(例えば、チャネル部分702)のうちの少なくとも1つ内に位置づけられた熱電対500を含みうる。幾つかの実施形態では、熱電対500の一部は、耐火管200の外面240から耐火管200の壁を通って耐火管200の内面204(図2及び3に示す)まで延在しうる。したがって、幾つかの実施形態では、熱電対500は、送達パイプ139内の溶融材料121の温度又はそれに対応する温度を測定することができる。幾つかの実施形態では、熱電対500の熱電対リード501は、耐火管200の第1の長さ201と耐火管200の第2の長さ202との間の中間部分215を横切って、耐火管200の第2の長さ202のチャネル部分702内及び耐火管200の第1の長さ201のチャネル部分701内に延在しうる。耐火管200の第2の長さ202のチャネル部分702内で耐火管200の第1の長さ201のチャネル部分701内へと延ばすことにより、幾つかの実施形態では、熱電対リード501をコントローラ(図示せず)に接続するために、熱電対リード501をよりアクセス可能な場所に位置づけることができる。すなわち、例えば、熱電対リード501が耐火管200の第2の長さ202内のある位置で終端し、したがって耐火管200の第1の長さ201まで延びない場合には、耐火管200が、例えば、図2に示されるように、ガラス成形装置140の入口141又はその近くに配置されているときには、熱電対リード501をコントローラに接続することは困難でありうる。
再び図2を参照すると、幾つかの実施形態では、ガラス製造装置101は、送達パイプ139の周囲を囲むスリーブ275を含みうる。スリーブ275は耐火管200を取り囲むことができ、幾つかの実施形態では、耐火管200の外面240上に形成されうる微粒子及び凝縮物がガラス成形装置140の入口141に落下してガラス成形装置140内の溶融材料121を汚染するのを防ぐことができる。例えば、幾つかの実施形態では、スリーブ275の内面274は、送達パイプ139の外面176から距離270だけ離間させることができ、それにより、耐火管200を配置することができる空間271を画成することができる。幾つかの実施形態では、スリーブ275は、送達パイプ139の外面176に隣接するフランジ276を含み、それによって空間271の端部を囲むことができる。図示されるように、フランジ276は、スリーブ275の下端から送達パイプ139の外面176に向かう方向に延びる周縁フランジ276を含みうる。その結果、周縁フランジ276の内面は、破片及び凝縮物のトラップとして作用し、それによって耐火管200の外面240に形成される微粒子及び凝縮物が耐火管200の下に配置された成形容器143の入口141内の溶融材料121の自由表面122に落ちるのを防ぐことができる。
幾つかの実施形態では、第1の加熱素子210、第2の加熱素子220、複数の第1の加熱素子の加熱素子210a、210bの1つ以上、及び複数の第2の加熱素子の加熱素子220a、220bの1つ以上は、互いに電気的に接続された複数の加熱素子を含むことができる。すなわち、本開示全体にわたって第1の加熱素子210、第2の加熱素子220、複数の第1の加熱素子の加熱素子210a、210bの1つ以上、及び複数の第2の加熱素子の加熱素子220a、220bの1つ以上を指す用語「加熱素子」は、特に明記しない限り、第1の加熱素子210、第2の加熱素子220、複数の第1の加熱素子の加熱素子210a、210bの1つ以上、及び複数の第2の加熱素子の加熱素子220a、220bの1つ以上のいずれかを単一の物理的加熱素子のみを含むように限定するものと解釈されるべきではない。
さらには、幾つかの実施形態では、耐火管200は、複数の加熱素子(例えば、2つ、3つ、4つ等)を含むことができ、複数の加熱素子の各加熱素子は、本開示の範囲から逸脱することなく、耐火管200の対応する複数の長さのそれぞれの長さを加熱するように動作可能でありうることが理解されるべきである。同様に、幾つかの実施形態では、耐火管200は、複数の加熱素子(例えば、2つ、3つ、4つ等)を含むことができ、複数の加熱素子の各加熱素子は、本開示の範囲から逸脱することなく、耐火管200の長さの対応する周縁部分のそれぞれの周縁部分を加熱するように動作可能でありうることが理解されるべきである。
幾つかの実施形態では、複数の加熱素子の加熱素子間の電流のアーク放電を防ぐように、複数の加熱素子の各加熱素子を複数の加熱素子の他の加熱素子から電気的に絶縁することができる。加えて、幾つかの実施形態では、複数の加熱素子の各加熱素子は、耐火管200の複数の長さのそれぞれの長さ並びに耐火管200の複数の周縁部分のそれぞれの周縁部分を選択的加熱するように独立して動作させることができる。したがって、第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220に関して説明したが、特に明記しない限り、本開示の特徴は、耐火管200の複数の長さ及び耐火管200の複数の周縁部分を加熱するために複数の加熱素子に適用することができることが理解されるべきである。同様に、ガラス製造装置101の送達パイプ139に関して説明したが、本開示の方法及び装置は、ガラス製造装置101及びガラス製造プロセス内の任意の1つ以上の場所で溶融材料121の温度を制御するために使用できることが理解されるべきである。
図2、8及び9を参照すると、ガラス製造装置101は、内部ボア205を含みうる耐火装置198を含むことができる。実際、図示されるように、耐火装置198は、内部ボア205を含みうる耐火管200を含むことができる。特に明記しない限り、図8及び9のガラス製造装置101の特徴は、上記の図1〜7に関して説明及び図示したガラス製造装置101の特徴と同一でありうる。したがって、可能なガラス製造装置の追加の特徴は、このような特徴が本開示の実施形態のいずれかにおいて任意選択的に提供されうるという理解の下、図8に関して論じられる。
図8に示されるように、送達パイプ139は、耐火管200の内部ボア205内に位置づけられた上流セグメント801を含みうる。その結果、耐火装置198は、送達パイプ139の上流セグメント801の内部経路175を通って移動する溶融材料121の温度制御を促進することができる。温度制御は、耐火装置198のさまざまな実施形態によって達成することができる。幾つかの実施形態では、耐火装置198は、任意選択的に、加熱要素(例えば、加熱素子210、220)及び/又は任意の冷却要素(図示せず)を含みうる。さらなる実施形態では、耐火装置198は、耐火管200を単独で、若しくはスリーブ275又は加熱素子210、220を有しない他の特徴と組み合わせて含むことができる。幾つかの実施形態では、耐火管200内に位置づけられた上流セグメント801の長さを最大化することにより、該上流セグメント801の長さに沿って溶融材料の温度特性を制御するのに役立てることができる。
送達パイプ139は、耐火装置198の下端805から内部ボア205の外に突き出ている下流セグメント803をさらに含むことができる。幾つかの実施形態では、下流セグメント803は、成形容器143の溶融材料121の自由表面122の下の外端部807の任意の浸漬を可能にするために、ケーシングのない送達パイプ139を含みうる。幾つかの実施形態では、下流セグメント803は、溶融材料の温度条件に耐えることができ、溶融材料を汚染することなく溶融材料と接触することができる、白金、白金合金材料から製造されうる送達パイプのみを含むことができる。図示されるように、外端部807は、耐火管200の下流では支持されていないが、耐火管200から懸架されうる自由端を含むことができる。したがって、耐火装置198は、幾つかの実施形態では、送達パイプ139のかなりの長さに沿って温度を制御するために耐火管200の内部ボア205内に受け入れられる上部セグメント801を送達パイプ139に提供する一方で、下流セグメント803は、耐火管200から十分な距離で延び、送達パイプ139の出口182を出る溶融材料121による、溶融材料と耐火管200との接触を回避することができる。さらには、下流セグメント803は、耐火管200から十分な距離で延び、溶融材料と耐火管200との溶融材料121の自由表面122での接触を回避することができ、及び/又は成形容器143の溶融材料への浸漬を回避することができる。耐火管200と溶融材料との接触を回避することにより、耐火管200による溶融材料の汚染を回避することができる。
図8にさらに例示されるように、成形容器143の入口141は、耐火装置198から溶融材料121を受け取る及び/又は耐火装置198の一部を受け入れるための内部通路809をさらに含むことができる。幾つかの実施形態では、入口141の内部通路809は、入口の対称軸など、入口の軸811に沿って延びうる。図示されるように、幾つかの実施形態では、入口141の軸811は、送達パイプ139の流れ軸180及び/又は耐火管200の軸280と同一直線上にありうる。内部通路809は、上部813と、上部813の下に位置づけられた下部815とを含みうる。実際、下部815は、流れ方向184において上部813から下流に位置づけることができる。
図9は、図8の線9−9に沿った部分断面図を示しており、軸180、811に対して垂直なプロファイル形状及び相対的断面積/フットプリントを示している。実際、図9は、入口141の軸811に対して垂直な内部通路809の上部813の上部軸長「L1」(図8参照)の内面901の断面プロファイル形状を示している。図9はさらに、送達パイプ139の流れ軸180に対して垂直な耐火装置198の下端805の外面903の外周の断面プロファイル形状を示している。図9はさらにまた、入口141の軸811に対して垂直な内部通路809の下部815の下部軸長「L2」の内面905の断面プロファイル形状も示している。図9はまた、送達パイプ139の流れ軸180に沿った送達パイプ139の外端部807の外面907の断面プロファイル形状も示している。
図10は、幾つかの実施形態では、入口141の軸811に対して垂直な内部通路809の上部813の上部断面積1001が、入口141の軸811に対して垂直な内部通路809の下部815の下部断面積1003より大きいことを示している。図11を参照すると、幾つかの実施形態では、耐火装置198の下端805の外周903は、送達パイプ139の軸180に対して垂直な断面フットプリント1101を画成することができる。送達パイプ139の下流セグメント803の自由端807の外周907はさらに、送達パイプ139の流れ軸180に対して垂直な断面フットプリント1103を画成する。図11に示されるように、耐火装置198の下端805の断面フットプリント1101は、送達パイプ139の下流セグメント803の自由端807の断面フットプリント1103より大きい。
図2、8及び12に示されるように、成形容器143は、内部通路809の下部815内に位置づけられた自由表面122を有する溶融材料を含みうる。下部815において自由表面122を上下させることができるため、幾つかの実施形態では、単位長さあたりの体積の一定の変化を可能にするために、下部815内に溶融材料121の自由表面122を位置づけることが望ましい場合がある。実際、図示されるように、内部通路809の下部815の下部断面積1003は、内部通路809の下部815の軸長「L2」に沿って実質的に一定であり、先に言及された、単位長さあたりの体積の一定の変化を可能にする。
図10〜11に示されるように、送達パイプ139の下流セグメント803の自由端807の断面フットプリント1103は、内部通路809の下部815の下部断面積1003よりも小さくてもよい。したがって、図8に示されるように、送達パイプ139の自由端807を内部通路809の下部815内に配置して、自由端807を溶融材料121の自由表面122の近くに配置できるようにし、そうでなければ溶融材料121が送達パイプの出口182から成形容器143へと通過する際に起こりうる望ましくない流れ特性を回避することができる。
自由端807の断面フットプリント1103は内部通路809の下部815の下部断面積1103よりも小さくなりうることから、送達パイプは、自由表面122の近くの内部通路の下部815内に送達パイプの自由端807を配置するために下に達し、溶融材料121が送達パイプ139の出口182から成形容器143へと通過する際に、所望の流れプロファイルを提供することができる。図2に示されるように、幾つかの実施形態では、自由端807は、溶融材料121の自由表面122の上に位置づけられるとともに、内部通路809の下部815の軸長「L2」内に配置されうる。あるいは、図8に示されるように、幾つかの実施形態では、自由端807は、溶融材料121の自由表面122の下に位置づけられるとともに、内部通路809の下部815の軸長「L2」内に配置されてもよい。さらに別の実施形態では、送達パイプ139の自由端807は、図12に示される内部通路の上部813内に位置づけることができる。
入口141の内部通路809の下部815の下部断面積1003は、入口の底部に所望の圧力レベルを提供するように慎重に選択して、成形容器143によってガラスリボン103へと加工される溶融材料の所望の流量を促進することができる。送達パイプ139の自由端807は内部通路809の下部815に挿入されてもよいが、耐火装置198の下端805が内部通路809の下部815によって受容されるためにはクリアランスが不十分になる可能性がある。したがって、幾つかの実施形態では、示されていないが、耐火装置198は、該耐火装置198の下端805が送達パイプ139の自由端807からさらに遠くに配置され、それによって、下部815が入口141の内部通路809に受容されないように、短くすることができる。このような実施形態では、送達パイプ139の比較的長い長さに対する熱制御の利益を受けることなく、送達パイプ139が比較的長い長さで耐火装置198の下端805から延びている。
送達パイプ139の最大長さにわたって望ましい熱制御を維持するためには、耐火装置198を短くするのではなく、図2、8及び12に示されるように、入口の上部813を下部815の断面積1003よりも大きい断面積まで拡大することができる。例えば、図10及び11に示されるように、耐火装置198の下端805の断面フットプリント1101は、内部通路809の上部813の上部断面積1001よりも小さくすることができ、一方、内部通路809の下部815の下部断面積1003よりも大きくすることができる。したがって、図示されるように、下端805が大きすぎて内部通路809の下部815内に収まらない場合でも、耐火装置198の下端805を内部通路809の上部813内に位置づけることができる。
材料の熱損失とコストを最小限に抑えるためには、上部813の拡大断面積のサイズを制限できるが、同時に、そうでなければ入口及び/又は耐火装置198に電気的短絡又は損傷を引き起こす可能性がある、入口141と耐火装置198との間の意図しない接触を回避するのに十分な大きさでありうる。設置、加熱/冷却、耐火装置198と入口との間の相対的な旋回の間の耐火装置198と入口141との間の意図しない接触を回避するために、耐火装置と入口の内面との間の最小距離「D」(図8参照)は、1.27cm以上、例えば1.5cm以上、例えば2cm以上、例えば2.5cm以上、例えば3cm以上でありうる。「D」はさまざまな範囲で提供することができるが、幾つかの実施形態では、距離「D」は、約1.27cm〜約1.5cm、例えば約1.27cm〜約2cm、例えば約1.27cm〜約2.5cm、例えば約1.27cm〜約3cmの範囲内でありうる。
幾つかの実施形態では、示されていないが、入口141は、内部通路の断面が段階的に変化するように設計することができる。代替的な実施形態では、図8に示されるように、上部813は、上部軸長「L1」と、該上部軸長「L1」と下部815との間に延びる下部軸長「L3」とを含みうる。図示されるように、幾つかの実施形態では、下部軸長「L3」は、方向184などの入口141の軸811の下流方向において、上部軸長「L1」から下部815まで下部軸長「L3」に沿ってサイズを連続的に減少させることができる。したがって、下部軸長「L3」は、内部通路809の下部815に向かって先細になるテーパ部分を含みうる。幾つかの実施形態では、図示されるように、テーパ部分は、上部軸長「L1」と下部815との間に延在し、方向184に先細になる円錐台形セグメントを含むことができる。テーパ部分を設けることにより、自由表面122が下部815より上に意図せず上昇した場合に停滞した溶融ガラスの望ましくないプールをもたらす可能性のある水平棚部分を回避することができる。むしろ、自由表面122下部815に後退すると、先細の構成により、溶融材料121は下部815内により容易に排出可能になるであろう。さらには、先細の下部軸長「L3」は、水平セグメントと比較してより大きい軸方向荷重に耐えることができ、それにより、水平セグメントを含む実施形態と比較したときに入口141の強度を高めることができる。
さらなる実施形態では、内部通路809の上部813の上部軸長「L1」(図8参照)の上部断面積1001は、上部軸長「L1」に沿って実質的に一定でありうる。例えば、図8に示されるように、下部軸長「L3」は、上部軸長「L1」と内部通路809の下部815との間に位置づけることができる。実質的に一定の断面を有する上部軸長「L1」を設けることにより、入口の内部通路への所望の開口断面を達成しつつ、入口を生成するのに必要な材料の量を減らすことができる。示されていないが、幾つかの実施形態では、例えば、所望の開口断面がテーパ部分によって達成される場合、実質的に一定の断面を有する上部軸長は含まれなくてもよい。
図8に示されるように、本開示の実施形態のいずれかの入口141には、該入口141に熱を加えて、送達パイプ139の出口182に存在する溶融材料121の温度の制御にさらに役立てることができる、及び/又は入口141の内部通路809を通過する際の溶融材料の温度の制御に役立てることができる、任意の加熱コイル817を設けることができる。
幾つかの実施形態では、ガラスの製造方法は、送達パイプ139の流れ軸180の流れ方向184に沿って送達パイプ139によって画成される内部経路175を通して溶融材料121を流す工程を含みうる。図2に示されるように、送達パイプ139は、耐火管200の内部ボア205に位置づけることができる。本方法は、耐火管200の第1の長さ201を第1の加熱素子210で加熱し、耐火管200の第2の長さ202を第1の加熱素子210から電気的に絶縁されうる第2の加熱素子220で加熱することによって、送達パイプ139内の溶融材料121を加熱する工程を含みうる。幾つかの実施形態では、送達パイプ139内の溶融材料121を加熱する工程は、耐火管200の第1の長さ201及び耐火管200の第2の長さ202のうちの少なくとも一方の各々の対応する複数の周縁部分のそれぞれの周縁部分(例えば、図6及び7に示される1つ以上の周縁部分201a、201b、202a、202b)を、対応する複数の第1の加熱素子(例えば、加熱素子210a、210b)及び対応する複数の第2の加熱素子(例えば、加熱素子220a、220b)のうちの少なくとも1つを用いて加熱する工程を含みうる。幾つかの実施形態では、対応する複数の第1の加熱素子の各加熱素子(例えば、加熱素子210a、210b)及び対応する複数の第2の加熱素子の各加熱素子(例えば、加熱素子220a、220b)は、対応する複数の第1の加熱素子及び対応する複数の第2の加熱素子の他の加熱素子から電気的に絶縁されうる。
加えて、幾つかの実施形態では、本方法は、送達パイプ139内の溶融材料121、例えば熱電対500(図7に示される)を用いて、送達パイプ139内の溶融材料121の温度を測定し、次に、測定温度に基づいて第1の加熱素子210及び第2の加熱素子220のうちの少なくとも一方を動作させる工程を含みうる。さらには、幾つかの実施形態では、ガラス製造装置101は、加熱された溶融材料121を送達パイプ139からガラス成形装置140の成形容器143の入口141に供給し、次いでガラス成形装置140を用いて溶融材料121からガラスリボン103を成形する工程を含むガラス製造プロセスを提供するように動作させることができる。
ガラスの製造方法は、図8に示されるように、さらに、耐火装置198の内部ボア205内に位置づけられた上流セグメント801と、耐火装置198の下端805から内部ボア205の外に突き出ている下流セグメント803とを備える送達パイプ139を用いて実施することができる。図8に示されるように、耐火装置198の下端805は、成形容器143の入口141の内部通路809内に位置づけられる。したがって、耐火装置198の下端805は入口141の内部通路809の上部813内に受け入れられることから、送達パイプ139内を移動する溶融材料の熱制御は、送達パイプ139のより長い長さ全体にわたって実施することができる。本方法はさらに、成形容器143の入口141の内部通路809内に位置づけられた送達パイプ139の下流セグメント803の出口182を通じて溶融材料121を流して、成形容器143に入口141の内部通路809内に位置づけられた溶融材料121の自由表面122を提供する工程を含みうる。図1を参照すると、本方法は、成形容器143を用いて溶融材料からガラスリボン103を成形する工程をさらに含みうる。
さまざまな開示される実施形態は、その特定の実施形態に関連して記載される特定の特徴、要素、又は工程を含みうることが認識されよう。また、特定の特徴、要素、又は工程は、特定の一実施形態に関連して説明されているが、図示されていないさまざまな組合せ又は順列の代替的な実施形態と交換又は組み合わせることができることも認識されよう。
本開示全体を通して用いられる場合には、用語「the」、「a」、又は「an」は、「少なくとも1つ」を意味し、明示的に反対の指示がない限り、「1つのみ」に限定されるべきではないことが理解されるべきである。よって、例えば、「ある1つの(a)構成要素」への言及は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、そのような構成要素を2つ以上有する実施形態を含む。
範囲は、「約」1つの特定の値から、及び/又は「約」別の特定の値までとして、本開示全体を通じて表すことができる。このような範囲が表現される場合、実施形態は、その1つの特定の値から及び/又は他方の特定の値までを含む。同様に、例えば先行詞「約」の使用によって、値が近似値として表される場合、その特定の値は別の態様を形成することが理解されよう。さらには、範囲の各々の端点は、他の端点に関連して、及び他の端点とは独立してのいずれにおいても重要であることが理解されよう。
特に明記しない限り、本開示に記載される任意の方法は、その工程が特定の順序で実行されることを必要とすると解釈されることは、決して意図していない。したがって、方法クレームがその工程が従うべき順序を実際に列挙していないか、または工程が特定の順序に限定されるべきであることが特許請求の範囲または明細書に具体的に述べられていない場合には、いかなる特定の順序も、推測されることは、決して意図していない。
特定の実施形態のさまざまな特徴、要素、又は工程は、「含む」という移行句を使用して開示されうるが、「〜からなる」又は「〜から実質的になる」という移行句を使用して説明されうるものを含む代替的な実施形態態が暗示されることが理解されるべきである。したがって、例えば、A+B+Cを含む装置の暗黙の代替的な実施形態には、装置がA+B+Cからなる実施形態と、装置が実質的にA+B+Cからなる実施形態とが含まれる。
本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本開示に対してさまざまな修正及び変形がなされうることは、当業者にとって明白であろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲内にある限り、本開示の修正及び変形を包含することが意図されている。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態1
ガラス製造装置において、
耐火管の第1の長さを加熱するように動作可能な第1の加熱素子と、前記耐火管の第2の長さを加熱するように動作可能な第2の加熱素子とを備えた耐火管であって、前記第1の加熱素子が前記第2の加熱素子から電気的に絶縁されている、耐火管;及び
前記耐火管の内部ボアに位置づけられた導管であって、前記導管の外面が、前記第1の長さ及び前記第2の長さに沿って前記内部ボアの内面に面しており、前記導管の内面が、前記導管の流れ軸に沿って延びる内部経路を画成する、導管
を含む、ガラス製造装置。
実施形態2
ガラスリボンを成形するためのガラス成形装置をさらに含み、前記ガラス成形装置が成形容器を含み、前記導管が送達パイプを含み、前記送達パイプの出口が前記成形容器の入口内へと延びている、実施形態1に記載のガラス製造装置。
実施形態3
前記送達パイプが、前記耐火管の前記内部ボア内に位置づけられた上流セグメントと、前記耐火管の下端から前記内部ボアの外に突き出ている下流セグメントとを含む、実施形態2に記載のガラス製造装置。
実施形態4
前記成形容器の前記入口が該入口の軸に沿って延びる内部通路を含み、該内部通路が上部及び下部を備えており、前記入口の前記軸に対して垂直な前記内部通路の前記上部の上部断面積が前記入口の前記軸に対して垂直な前記内部通路の前記下部の下部断面積より大きく、前記耐火管の前記下端が前記内部通路の前記上部内に位置づけられる、実施形態3に記載のガラス製造装置。
実施形態5
前記送達パイプの前記下流セグメントが、前記送達パイプの前記出口を含む自由端を備えている、実施形態4に記載のガラス製造装置。
実施形態6
前記送達パイプの前記自由端が、前記内部通路の前記下部内に位置づけられる、実施形態5に記載のガラス製造装置。
実施形態7
前記成形容器が、前記内部通路の前記下部内に位置づけられた自由表面を有する溶融材料を含む、実施形態4に記載のガラス製造装置。
実施形態8
前記送達パイプの前記自由端が、前記溶融材料の前記自由表面の上に位置づけられる、実施形態7に記載のガラス製造装置。
実施形態9
前記送達パイプの前記自由端が、前記溶融材料の前記自由表面の下に位置づけられる、実施形態7に記載のガラス製造装置。
実施形態10
前記下部断面積が、前記内部通路の前記下部の軸長に沿って実質的に一定である、実施形態4に記載のガラス製造装置。
実施形態11
前記送達パイプの前記下流セグメントが、前記内部通路の前記下部の前記軸長内に位置づけられた自由端を含む、実施形態10に記載のガラス製造装置。
実施形態12
前記耐火管の前記下端が、前記流れ軸に対して垂直な断面フットプリントを画成する外周を含んでおり、前記耐火管の前記下端の前記断面フットプリントが、前記内部通路の前記下部の前記下部断面積より大きい、実施形態4に記載のガラス製造装置。
実施形態13
前記送達パイプの前記下流セグメントが、前記流れ軸に対して垂直な断面フットプリントを画成する外周を含む自由端を備えており、前記送達パイプの前記自由端の前記断面フットプリントが、前記内部通路の前記下部の前記下部断面積より小さい、実施形態12に記載のガラス製造装置。
実施形態14
前記耐火管と前記入口の内面との間の最小距離が1.27cm以上である、実施形態4に記載のガラス製造装置。
実施形態15
前記内部通路の前記上部が、前記入口の前記軸に沿った上部軸長を含んでおり、前記上部の前記上部断面積が、前記上部軸長に沿って実質的に一定である、実施形態4に記載のガラス製造装置。
実施形態16
前記内部通路の前記上部が下部軸長を含んでおり、前記上部の前記上部断面積のサイズが、前記入口の前記軸の下流方向に前記下部軸長に沿って連続的に減少する、実施形態4に記載のガラス製造装置。
実施形態17
前記内部通路の前記上部が前記入口の前記軸に沿った上部軸長をさらに含んでおり、前記上部の前記上部断面積が前記上部軸長に沿って実質的に一定であり、かつ、前記下部軸長が前記上部軸長と前記内部通路の前記下部との間に位置付けられている、実施形態16に記載のガラス製造装置。
実施形態18
前記耐火管の前記内部ボアの前記内面が、前記流れ軸に沿って前記導管の前記外面の周囲を囲む、実施形態1に記載のガラス製造装置。
実施形態19
前記耐火管の前記第1の長さが、前記耐火管の前記第1の長さと前記耐火管の前記第2の長さとの間に軸方向に位置づけられた前記耐火管の中間部分によって、前記耐火管の軸に沿って前記耐火管の前記第2の長さから軸方向に離間されている、実施形態1に記載のガラス製造装置。
実施形態20
前記耐火管の前記中間部分が、前記第1の加熱素子を前記第2の加熱素子から電気的に絶縁する、実施形態19に記載のガラス製造装置。
実施形態21
前記第1の加熱素子が前記耐火管の前記第1の長さに取り付けられており、前記第2の加熱素子が前記耐火管の前記第2の長さに取り付けられている、実施形態1に記載のガラス製造装置。
実施形態22
前記導管の前記内面が、前記導管の前記流れ軸に対して垂直な円形断面プロファイルを有する、実施形態1に記載のガラス製造装置。
実施形態23
前記第1の加熱素子の自由端が前記耐火管の第1の側から延びており、前記第2の加熱素子の自由端が前記耐火管の第2の側から延びており、前記第1の側が前記第2の側の反対側にある、実施形態1に記載のガラス製造装置。
実施形態24
前記第1の加熱素子と前記第2の加熱素子とが、前記耐火管の軸に沿って同心円状に整列している、実施形態1に記載のガラス製造装置。
実施形態25
前記耐火管の前記軸と前記導管の前記流れ軸とが同一直線上にある、実施形態24に記載のガラス製造装置。
実施形態26
前記第1の加熱素子が前記耐火管の前記第1の長さに沿って前記耐火管の軸の周りに巻かれており、前記第2の加熱素子が前記耐火管の前記第2の長さに沿って前記耐火管の前記軸の周りに巻かれている、実施形態1に記載のガラス製造装置。
実施形態27
前記第1の加熱素子及び前記第2の加熱素子のうちの少なくとも一方が、前記耐火管の前記軸の周りにらせん状に巻かれている、実施形態26に記載のガラス製造装置。
実施形態28
前記第1の加熱素子が前記耐火管の外面によって画成された第1の溝内に設置されており、前記第2の加熱素子が前記耐火管の前記外面によって画成された第2の溝内に設置されている、実施形態26に記載のガラス製造装置。
実施形態29
前記第1の溝及び前記第2の溝が、前記耐火管の前記軸に沿って同心円状に整列している、実施形態28に記載のガラス製造装置。
実施形態30
前記第1の溝が、前記第1の溝と前記第2の溝との間に軸方向に位置付けられた前記耐火管の中間部分によって、前記耐火管の前記軸に沿って前記第2の溝から離間されており、前記耐火管の前記中間部分が、前記第1の加熱素子を前記第2の加熱素子から電気的に絶縁する、実施形態28に記載のガラス製造装置。
実施形態31
前記耐火管の前記外面の少なくとも一部を覆うセメントの層を含んでおり、該セメントの層が、前記第1の加熱素子を前記第1の溝内に少なくとも部分的に封入し、かつ、前記第2の加熱素子を前記第2の溝内に少なくとも部分的に封入する、実施形態28に記載のガラス製造装置。
実施形態32
前記第1の加熱素子及び前記第2の加熱素子のうちの少なくとも一方が複数の加熱素子を備えており、前記複数の加熱素子の各加熱素子が、前記耐火管の前記第1の長さ及び前記耐火管の前記第2の長さのうちの少なくとも一方の各々の対応する複数の周縁部分のそれぞれの周縁部分を加熱するように動作可能であり、前記複数の加熱素子の各加熱素子が前記複数の加熱素子の他の加熱素子から電気的に絶縁されている、実施形態1に記載のガラス製造装置。
実施形態33
前記複数の加熱素子の各加熱素子が、前記耐火管の前記第1の長さ及び前記耐火管の前記第2の長さのうちの少なくとも一方の前記各々の前記対応する複数の周縁部分の前記それぞれの周縁部分に取り付けられている、実施形態32に記載のガラス製造装置。
実施形態34
前記耐火管の前記第1の長さ及び前記耐火管の前記第2の長さのうちの少なくとも一方の前記各々の前記対応する複数の周縁部分の前記それぞれの周縁部分が、前記耐火管の外面によって画成されたそれぞれの溝を含んでおり、前記複数の加熱素子の各加熱素子が前記それぞれの溝内に設置されている、実施形態33に記載のガラス製造装置。
実施形態35
前記耐火管の前記第1の長さ及び前記耐火管の前記第2の長さのうちの少なくとも一方の前記各々の前記対応する複数の周縁部分の各周縁部分が、前記耐火管の軸に沿って延び、かつ、各周縁部分の間に放射状に配置された、前記耐火管のそれぞれのチャネル部分によって、前記対応する複数の周縁部分の他の周縁部分から離間されている、実施形態32に記載のガラス製造装置。
実施形態36
前記耐火管の前記それぞれのチャネル部分が、前記複数の加熱素子の各加熱素子を電気的に絶縁する、実施形態35に記載のガラス製造装置。
実施形態37
前記複数の加熱素子の各加熱素子の自由端が、前記耐火管の前記それぞれのチャネル部分内に延びる、実施形態35に記載のガラス製造装置。
実施形態38
前記耐火管の前記第1の長さが、前記耐火管の前記第1の長さと前記耐火管の前記第2の長さとの間に軸方向に位置づけられた前記耐火管の中間部分によって、前記流れ軸に沿って前記耐火管の前記第2の長さから軸方向に離間されており、前記耐火管の前記それぞれのチャネル部分のうちの少なくとも1つが、前記耐火管の前記第1の長さと前記耐火管の前記第2の長さとの間の前記中間部分を横切って前記耐火管の前記軸に沿って延びる、実施形態35に記載のガラス製造装置。
実施形態39
前記第2の加熱素子の前記複数の加熱素子の少なくとも1つの加熱素子の自由端が、前記耐火管の前記第1の長さと前記耐火管の前記第2の長さとの間の前記中間部分を横切って前記耐火管の前記それぞれのチャネル部分のうちの少なくとも1つ内に延びる、実施形態38に記載のガラス製造装置。
実施形態40
前記耐火管の前記それぞれのチャネル部分のうちの少なくとも1つ内に位置づけられた熱電対をさらに含む、実施形態35に記載のガラス製造装置。
実施形態41
前記熱電対の一部が、前記耐火管の外面から前記耐火管の前記内面に延びている、実施形態40に記載のガラス製造装置。
実施形態42
前記導管の周囲を囲むスリーブをさらに含み、前記スリーブの内面が前記導管の前記外面から距離を置いて配置され、それによって、前記耐火管が位置づけられる空間を画成し、前記スリーブが、前記導管の前記外面に隣接し、それにより前記空間の端部を囲むフランジを備えている、実施形態1に記載のガラス製造装置。
実施形態43
ガラス製造装置において、
内部ボアを備えた耐火装置;
前記内部ボア内に位置づけられた上流セグメントと、前記耐火装置の下端から前記内部ボアの外に突き出ている下流セグメントとを備えた送達パイプ;及び
前記入口の軸に沿って延びる内部通路を含む入口を備えた成形容器であって、前記内部通路が上部及び下部を備えており、前記軸に対して垂直な前記内部通路の前記上部の上部断面積が前記軸に対して垂直な前記内部通路の前記下部の下部断面積より大きく、前記耐火装置の前記下端が、前記内部通路の前記上部内に位置づけられる、成形容器
を含む、ガラス製造装置。
実施形態44
前記送達パイプの前記下流セグメントが自由端を含む、実施形態43に記載のガラス製造装置。
実施形態45
前記送達パイプの前記自由端が、前記内部通路の前記下部内に位置づけられる、実施形態44に記載のガラス製造装置。
実施形態46
前記成形容器が、前記内部通路の前記下部内に位置づけられた自由表面を有する溶融材料を含む、実施形態44に記載のガラス製造装置。
実施形態47
前記送達パイプの前記自由端が、前記溶融材料の前記自由表面の上に位置づけられる、実施形態46に記載のガラス製造装置。
実施形態48
前記送達パイプの前記自由端が、前記溶融材料の前記自由表面の下に位置づけられる、実施形態46に記載のガラス製造装置。
実施形態49
前記下部断面積が、前記内部通路の前記下部の軸長に沿って実質的に一定である、実施形態43に記載のガラス製造装置。
実施形態50
前記送達パイプの前記下流セグメントが、前記内部通路の前記下部の前記軸長内に位置づけられた自由端を含む、実施形態49に記載のガラス製造装置。
実施形態51
前記耐火装置の前記下端が、前記送達パイプの軸に対して垂直な断面フットプリントを画成する外周を含んでおり、前記耐火装置の前記下端の前記断面フットプリントが、前記内部通路の前記下部の前記下部断面積より大きい、実施形態43に記載のガラス製造装置。
実施形態52
前記送達パイプの前記下流セグメントが、前記送達パイプの前記軸に対して垂直な断面フットプリントを画成する外周を含む自由端を備えており、前記送達パイプの前記自由端の前記断面フットプリントが、前記内部通路の前記下部の前記下部断面積より小さい、実施形態51に記載のガラス製造装置。
実施形態53
前記耐火装置と前記入口の内面との間の最小距離が1.27cm以上である、実施形態43に記載のガラス製造装置。
実施形態54
前記内部通路の前記上部が、前記入口の前記軸に沿った上部軸長を含んでおり、前記上部の前記上部断面積が、前記上部軸長に沿って実質的に一定である、実施形態43に記載のガラス製造装置。
実施形態55
前記内部通路の前記上部が下部軸長を含んでおり、前記上部の前記上部断面積のサイズが、前記入口の前記軸の下流方向に前記下部軸長に沿って連続的に減少する、実施形態43に記載のガラス製造装置。
実施形態56
前記内部通路の前記上部が前記入口の前記軸に沿った上部軸長をさらに含んでおり、前記上部の前記上部断面積が前記上部軸長に沿って実質的に一定であり、かつ、前記下部軸長が前記上部軸長と前記内部通路の前記下部との間に位置付けられている、実施形態55に記載のガラス製造装置。
実施形態57
ガラスの製造方法において、
導管の流れ軸に沿って、前記導管によって画成される内部経路を通じて溶融材料を流す工程であって、前記導管が耐火管の内部ボアに位置づけられる、工程;及び
前記耐火管の第1の長さを第1の加熱素子で加熱し、かつ、前記耐火管の第2の長さを前記第1の加熱素子から電気的に絶縁されている第2の加熱素子で加熱することによって、前記導管内の前記溶融材料を加熱する工程
を含む、方法。
実施形態58
前記導管内の前記溶融材料を加熱する工程が、前記耐火管の前記第1の長さ及び前記耐火管の前記第2の長さのうちの少なくとも一方の各々の対応する複数の周縁部分のそれぞれの周縁部分を、対応する複数の第1の加熱素子及び対応する複数の第2の加熱素子のうちの少なくとも一方を用いて加熱する工程を含む、実施形態57に記載の方法。
実施形態59
前記対応する複数の第1の加熱素子の各加熱素子及び前記対応する複数の第2の加熱素子の各加熱素子が、前記対応する複数の第1の加熱素子及び前記対応する複数の第2の加熱素子の他の加熱素子から電気的に絶縁されている、実施形態58に記載の方法。
実施形態60
前記導管内の前記溶融材料の温度を測定し、次に、前記測定温度に基づいて前記第1の加熱素子及び前記第2の加熱素子のうちの少なくとも一方を動作させる工程をさらに含む、実施形態57に記載の方法。
実施形態61
前記第1の加熱素子が前記耐火管の前記第1の長さに沿って前記耐火管の軸の周りに巻かれており、前記第2の加熱素子が前記耐火管の前記第2の長さに沿って前記耐火管の前記軸の周りに巻かれている、実施形態57に記載の方法。
実施形態62
前記第1の加熱素子及び前記第2の加熱素子のうちの少なくとも一方が、前記耐火管の前記軸の周りにらせん状に巻かれている、実施形態61に記載の方法。
実施形態63
前記導管の前記流れ軸が重力の方向に延び、前記導管の前記流れ軸と前記耐火管の軸とが同一直線上にある、実施形態57に記載の方法。
実施形態64
前記導管が送達パイプを含み、前記方法が、前記加熱された溶融材料を前記送達パイプからガラス成形装置の成形容器の入口に供給し、次に、前記ガラス成形装置を用いて前記溶融材料からガラスリボンを成形する工程をさらに含む、実施形態57に記載の方法。
実施形態65
前記成形容器の前記入口が該入口の軸に沿って延びる内部通路を含み、該内部通路が上部及び下部を備えており、前記軸に対して垂直な前記内部通路の前記上部の上部断面積が、前記軸に対して垂直な前記内部通路の前記下部の下部断面積より大きく、前記耐火管の下端が、前記内部通路の前記上部内に位置づけられ、前記ガラス成形装置の溶融材料の自由表面が、前記内部通路の前記下部内に位置づけられる、実施形態64に記載の方法。
実施形態66
前記送達パイプの前記下流セグメントが自由端を含む、実施形態65に記載の方法。
実施形態67
前記送達パイプの前記自由端が、前記内部通路の前記下部内に位置づけられる、実施形態66に記載の方法。
実施形態68
前記送達パイプの前記自由端が、前記溶融材料の前記自由表面の上に位置づけられる、実施形態66に記載の方法。
実施形態69
前記送達パイプの前記自由端が、前記溶融材料の前記自由表面の下に位置づけられる、実施形態66に記載の方法。
実施形態70
前記耐火管と前記入口の内面との間の最小距離が1.27cm以上である、実施形態64に記載の方法。
実施形態71
耐火装置の内部ボア内に位置づけられた上流セグメントと、前記耐火装置の下端から前記内部ボアの外に突き出ている下流セグメントとを備えた送達パイプを用いたガラスの製造方法であって、前記耐火装置の前記下端が成形容器の入口の内部通路内に位置づけられており、前記方法が、
前記成形容器の前記入口の前記内部通路内に位置づけられた前記送達パイプの前記下流セグメントの出口を通じて溶融材料を流して、前記成形容器に前記入口の前記内部通路内に位置づけられた前記溶融材料の自由表面を提供する工程;及び
前記成形容器を用いて前記溶融材料からガラスリボンを成形する工程
を含む、方法。
実施形態72
前記耐火装置の耐火管の第1の長さを第1の加熱素子で加熱し、かつ、前記耐火管の第2の長さを前記第1の加熱素子から電気的に絶縁されている第2の加熱素子で加熱することによって、前記送達パイプ内で前記溶融材料を加熱する工程をさらに含む、請求項71に記載の方法。
実施形態73
前記送達パイプ内で前記溶融材料を加熱する工程が、前記耐火管の前記第1の長さ及び前記耐火管の前記第2の長さのうちの少なくとも一方の各々の対応する複数の周縁部分のそれぞれの周縁部分を、対応する複数の第1の加熱素子及び対応する複数の第2の加熱素子のうちの少なくとも一方を用いて加熱する工程を含む、実施形態72に記載の方法。
実施形態74
前記対応する複数の第1の加熱素子の各加熱素子及び前記対応する複数の第2の加熱素子の各加熱素子が、前記対応する複数の第1の加熱素子及び前記対応する複数の第2の加熱素子の他の加熱素子から電気的に絶縁されている、実施形態73に記載の方法。
実施形態75
前記送達パイプ内の前記溶融材料の温度を測定し、次に、前記測定温度に基づいて前記第1の加熱素子及び前記第2の加熱素子のうちの少なくとも一方を動作させる工程をさらに含む、実施形態72に記載の方法。
実施形態76
前記第1の加熱素子が前記耐火管の前記第1の長さに沿って前記耐火管の軸の周りに巻かれており、前記第2の加熱素子が前記耐火管の前記第2の長さに沿って前記耐火管の前記軸の周りに巻かれている、実施形態72に記載の方法。
実施形態77
前記第1の加熱素子及び前記第2の加熱素子のうちの少なくとも一方が、前記耐火管の前記軸の周りにらせん状に巻かれている、実施形態76に記載の方法。
実施形態78
前記溶融材料が、前記送達パイプの流れ軸に沿って前記下流セグメントの前記出口に流れ、前記流れ軸が重力の方向に延び、前記流れ軸が前記耐火装置の耐火管の軸と同一線上にある、実施形態71に記載の方法。
実施形態79
前記入口の前記内部通路が前記入口の軸に沿って延び、前記入口が上部及び下部を備えており、前記軸に対して垂直な前記内部通路の前記上部の上部断面積が前記軸に対して垂直な前記内部通路の前記下部の下部断面積より大きく、前記耐火装置の前記下端が前記内部通路の前記上部内に位置づけられ、溶融材料の前記自由表面が前記内部通路の前記下部内に位置づけられる、実施形態71に記載の方法。
実施形態80
前記送達パイプの前記下流セグメントが、前記出口を含む自由端を備えている、実施形態79に記載の方法。
実施形態81
前記送達パイプの前記自由端が、前記内部通路の前記下部内に位置づけられる、実施形態80に記載の方法。
実施形態82
前記送達パイプの前記自由端が、前記溶融材料の前記自由表面の上に位置づけられる、実施形態80に記載の方法。
実施形態83
前記送達パイプの前記自由端が、前記溶融材料の前記自由表面の下に位置づけられる、実施形態80に記載の方法。
実施形態84
前記耐火装置と前記入口の内面との間の最小距離が1.27cm以上である、実施形態71に記載の方法。
101 ガラス製造装置
103 ガラスリボン
121 溶融材料
122 自由表面
133 送達容器
139 送達パイプ
140 ガラス成形装置
141 入口
143 成形容器
174 内面
175 内部経路
176 外面
180 流れ軸
182 出口
184 流れ方向
198 耐火装置
200 耐火管
201 第1の長さ
205 内部ボア
209 第1のらせん状の溝
210 第1の加熱素子
219 第2のらせん状の溝
220 第2の加熱素子
240 外面
250 セメントの層
270 距離
271 空間
274 内面
275 スリーブ
276 フランジ
280 軸
500 熱電対
501 熱電対リード
801 上流セグメント
803 下流セグメント
805 下端
807 外端部/自由端
809 内部通路
811 軸
813 上部
815 下部
901,905 内面
903,907 外面
1001 上部断面積
1003 下部断面積
1101,1103 断面フットプリント

Claims (15)

  1. ガラス製造装置において、
    耐火管の第1の長さを加熱するように動作可能な第1の加熱素子と、前記耐火管の第2の長さを加熱するように動作可能な第2の加熱素子とを備えた耐火管であって、前記第1の加熱素子が前記第2の加熱素子から電気的に絶縁されている、耐火管;及び
    前記耐火管の内部ボアに位置づけられた導管であって、前記導管の外面が、前記第1の長さ及び前記第2の長さに沿って前記内部ボアの内面に面しており、前記導管の内面が、前記導管の流れ軸に沿って延びる内部経路を画成する、導管
    を含む、ガラス製造装置。
  2. 前記耐火管の前記内部ボアの前記内面が、前記流れ軸に沿って前記導管の前記外面の周囲を囲む、請求項1に記載のガラス製造装置。
  3. 前記耐火管の前記第1の長さが、前記耐火管の前記第1の長さと前記耐火管の前記第2の長さとの間に軸方向に位置づけられた前記耐火管の中間部分によって、前記耐火管の軸に沿って前記耐火管の前記第2の長さから軸方向に離間されている、請求項1又は2記載のガラス製造装置。
  4. 前記第1の加熱素子が前記耐火管の前記第1の長さに取り付けられており、前記第2の加熱素子が前記耐火管の前記第2の長さに取り付けられている、請求項1〜3のいずれか一項に記載のガラス製造装置。
  5. 前記第1の加熱素子の自由端が前記耐火管の第1の側から延びており、前記第2の加熱素子の自由端が前記耐火管の第2の側から延びており、前記第1の側が前記第2の側の反対側にある、請求項1〜4のいずれか一項に記載のガラス製造装置。
  6. 前記第1の加熱素子が前記耐火管の前記第1の長さに沿って前記耐火管の軸の周りに巻かれており、前記第2の加熱素子が前記耐火管の前記第2の長さに沿って前記耐火管の前記軸の周りに巻かれている、請求項1〜5のいずれか一項に記載のガラス製造装置。
  7. 前記第1の加熱素子及び前記第2の加熱素子のうちの少なくとも一方が複数の加熱素子を備えており、前記複数の加熱素子の各加熱素子が、前記耐火管の前記第1の長さ及び前記耐火管の前記第2の長さのうちの少なくとも一方の各々の対応する複数の周縁部分のそれぞれの周縁部分を加熱するように動作可能であり、前記複数の加熱素子の各加熱素子が前記複数の加熱素子の他の加熱素子から電気的に絶縁されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載のガラス製造装置。
  8. 前記導管の周囲を囲むスリーブをさらに含み、前記スリーブの内面が前記導管の前記外面から距離を置いて配置され、それによって前記耐火管が位置づけられる空間を画成し、前記スリーブが、前記導管の前記外面に隣接し、それにより前記空間の端部を囲むフランジを備えている、請求項1〜7のいずれか一項に記載のガラス製造装置。
  9. ガラス製造装置において、
    内部ボアを備えた耐火装置;
    前記内部ボア内に位置づけられた上流セグメントと、前記耐火装置の下端から前記内部ボアの外に突き出ている下流セグメントとを備えた送達パイプ;及び
    前記入口の軸に沿って延びる内部通路を含む入口を備えた成形容器であって、前記内部通路が上部及び下部を備えており、前記軸に対して垂直な前記内部通路の前記上部の上部断面積が前記軸に対して垂直な前記内部通路の前記下部の下部断面積より大きく、前記耐火装置の前記下端が、前記内部通路の前記上部内に位置づけられる、成形容器
    を含む、ガラス製造装置。
  10. 前記送達パイプの前記下流セグメントが自由端を含む、請求項9に記載のガラス製造装置。
  11. ガラスの製造方法において、
    導管の流れ軸に沿って、前記導管によって画成される内部経路を通じて溶融材料を流す工程であって、前記導管が耐火管の内部ボアに位置づけられる、工程;及び
    前記耐火管の第1の長さを第1の加熱素子で加熱し、かつ、前記耐火管の第2の長さを前記第1の加熱素子から電気的に絶縁されている第2の加熱素子で加熱することによって、前記導管内の前記溶融材料を加熱する工程
    を含む、方法。
  12. 前記導管内の前記溶融材料の温度を測定し、次に、前記測定温度に基づいて前記第1の加熱素子及び前記第2の加熱素子のうちの少なくとも一方を動作させる工程をさらに含む、請求項11に記載の方法。
  13. 耐火装置の内部ボア内に位置づけられた上流セグメントと、前記耐火装置の下端から前記内部ボアの外に突き出ている下流セグメントとを備えた送達パイプを用いたガラスの製造方法であって、前記耐火装置の前記下端が成形容器の入口の内部通路内に位置づけられており、前記方法が、
    前記成形容器の前記入口の前記内部通路内に位置づけられた前記送達パイプの前記下流セグメントの出口を通して溶融材料を流して、前記成形容器に前記入口の前記内部通路内に位置づけられた前記溶融材料の自由表面を提供する工程;及び
    前記成形容器を用いて前記溶融材料からガラスリボンを成形する工程
    を含む、方法。
  14. 前記耐火装置の耐火管の第1の長さを第1の加熱素子で加熱し、かつ、前記耐火管の第2の長さを前記第1の加熱素子から電気的に絶縁されている第2の加熱素子で加熱することによって、前記送達パイプ内で前記溶融材料を加熱する工程をさらに含む、請求項13に記載の方法。
  15. 前記入口の前記内部通路が前記入口の軸に沿って延び、前記入口が上部及び下部を備えており、前記軸に対して垂直な前記内部通路の前記上部の上部断面積が前記軸に対して垂直な前記内部通路の前記下部の下部断面積より大きく、前記耐火装置の前記下端が、前記内部通路の前記上部内に位置づけられ、溶融材料の前記自由表面が、前記内部通路の前記下部内に位置づけられる、請求項13又は14に記載の方法。
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