JP7154717B2 - ガラスリボンの熱制御方法および装置 - Google Patents

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関連出願の相互参照

本願は、米国特許法第１１９条の下、２０１６年１１月２３日出願の米国仮特許出願第６２／４２５，８７６号の優先権の利益を主張し、その内容は依拠され、全体として参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、概して、ガラス物品製造方法および装置に関し、特に、ガラス物品の製造におけるガラスリボンの熱制御を改良した方法および装置に関する。

テレビ、並びに、電話およびタブレットなどの手で持つ装置を含む表示装置で使用するガラスシートなど、ガラス物品の製造において、ガラス物品を、筐体を通って連続して流れるガラスリボンから製造しうる。筐体は、ガラスリボンと加熱冷却器具などの処理器具とを物理的に分ける上壁部を含みうる。この上壁部は、そのような器具を保護する物理的障壁として作用するだけではなく、ガラスリボンが曝される熱勾配を平滑にする熱的効果も提供しうる。この熱的効果は、厚さの均一性、並びに、表面平坦度、または、うねりなど、ガラスの何らかの特性に影響を与えると考えられる。しかしながら、ガラスリボンと冷却器具などの処理器具との間に物理的障壁があることで、その器具の熱除去能力が最小になってしまう。そのような熱除去は、ガラスが低い比率容量および／または放射率を有するか、並びに／若しくは、リボンが比較的低温の場合について、ガラスの流量が高い時に、より重要となる。

したがって、そのような条件下で、厚さの均一性、表面平坦度、および、うねりなどの少なくとも１つのガラス品質に悪影響を与えることなく、ガラスリボンからの熱除去を高めるのが望ましいだろう。

本明細書で開示する実施形態は、ガラス物品製造装置を含む。筐体は、ガラスリボンと冷却機構の間に延伸するように構成された第１の側壁部および第２の側壁部を有する。装置は、第１の側壁部および第２の側壁部の少なくとも１つに、少なくとも１つの閉鎖自在開口部を、更に含み、閉鎖自在開口部、および、冷却機構は、閉鎖自在開口部が開放された時に、閉鎖自在開口部が閉鎖された時より大量の熱がガラスリボンから伝達されるように構成されたものである。

本明細書で開示する実施形態は、ガラス物品製造方法も含む。方法は、ガラスリボンを、第１の側壁部および第２の側壁部を有する筐体を通って流す工程を含む。第１および第２の側壁部は、ガラスリボンと冷却機構の間に延伸するものであり、第１および第２の側壁部の少なくとも１つは、少なくとも１つの閉鎖自在開口部を含み、閉鎖自在開口部が開放された時に、閉鎖自在開口部が閉鎖された時より大量の熱がガラスリボンから伝達される。

本明細書で開示する実施形態の更なる特徴および利点を、次の詳細な記載に示し、それは、部分的には、当業者には、その記載から容易に明らかであるか、または、次の詳細な記載、請求項、および、添付の図面を含む本明細書に記載したような開示した実施形態を実施することによって、分かるだろう。

ここまでの概略的記載および次の詳細な記載の両方が、請求した実施形態の本質および特徴を理解するための概観または枠組みの提供を意図した実施形態を示すものであると、理解すべきである。添付の図面は、更なる理解のために含められたものであり、本明細書に組み込まれ、その一部を形成する。図面は、本開示の様々な実施形態を示し、明細書の記載と共に、その原理および動作を説明する役割を果たす。

例示的なフュージョンダウンドローガラス製造装置および処理を、概略的に示す図である。 本明細書で開示した実施形態によるガラスリボン形成装置および処理を、概略的に示す端部切断図であり、流路を有する冷却装置を含み、冷却流体が流路を通って流れる。 対流冷却機構を含むガラスリボン形成装置および処理を、概略的に示す端部切断図である。 対流冷却機構と、冷却流体が、その中を通って流れる流路の両方を有する冷却機構を含むガラスリボン形成装置および処理を、概略的に示す端部切断図である。 本明細書で開示した実施形態による閉鎖自在開口部を横から見た斜視図である。 本明細書で開示した実施形態による閉鎖自在開口部を横から見た斜視図である。 本明細書で開示した実施形態による閉鎖自在開口部を横から見た斜視図である。 本明細書で開示した実施形態による閉鎖自在開口部のマトリックスを横から見た斜視図である。 対流冷却機構と、冷却流体が、その中を通って流れる流路の両方を有する冷却機構を含むガラスリボン形成装置および処理を、概略的に示す端部切断図である。 複数の真空ポートおよび調節可能流量制御装置を有する冷却機構を含むガラスリボン形成装置および処理を、概略的に示す上部切断図である。

ここで、本開示の実施形態を詳細に記載し、その例を添付の図面に示す。全図を通して、同じか、または、類似の部分を称するには、可能な限り、同じ参照番号を用いている。しかしながら、本開示は、多数の異なる形態で実施しうるものであり、本明細書に示した実施形態に限定されると解釈されるべきではない。

本明細書において、範囲を、「約」１つの特定の値から、および／または、「約」他の特定の値までと表しうる。そのような範囲を表した場合には、他の実施形態は、その１つの特定の値から、および／または、他方の特定の値までという範囲を含む。同様に、値を近似値で、例えば、「約」を付けて表した場合、その特定の値が、他の実施形態を形成することが分かるだろう。更に、各範囲の端点は、他方の端点との関係でと、他方の端点から独立にとの両方で重要であることも分かるだろう。

例えば、上、下、右、左、前、後ろ、最上部、底部など、本明細書で用いる方向を表す用語は、示した図面に関してのみの記載であり、絶対的な方向を意図していない。

そうでないと明示しない限りは、本明細書に記載した、いずれの方法も、その工程が特定の順序で行うことを必要とするとも、いずれの装置について、特定の方向を必要とするとも、解釈されることを全く意図していない。したがって、方法の請求項が、工程を行う順序を、実際に記載していないか、または、装置の請求項が、個々の構成要素の順序または方向を実際に記載しないか、若しくは、請求項または明細書で、工程が特定の順序に限定されると具体的に記載していないか、または、装置の構成要素の特定の順序または向きが記載されない場合には、いかなる点でも、順序も方向も推測されることを全く意図していない。このことは、工程の配列、動作フロー、構成要素の順序、または、構成要素の向きについての論理事項、文法構造または句読点に由来する単純な意味、並びに、本明細書に記載の実施形態の数または種類を含む記載がないということに基づくあらゆる解釈に当てはまる。

本明細書で用いるように、英語の原文の不定冠詞または定冠詞は、文脈からそうでないことが明らかでない限りは、複数のものを含む。したがって、例えば、不定冠詞を付けて構成要素に言及した場合には、文脈からそうでないことが明らかでない限り、その構成要素を２つ以上有する態様を含む。

本明細書で用いるように、「加熱機構」という用語は、ガラスリボンの少なくとも一部からの熱伝達を、そのような加熱機構がない条件と比べて減少させる機構のことを称する。熱伝達の減少は、伝導、対流、および、放射の少なくとも１つを通して行われうる。例えば、加熱機構は、そのような加熱機構がない条件と比べて、ガラスリボンの少なくとも一部と、その環境との間の温度差を減少させうる。

本明細書で用いるように、「冷却機構」という用語は、ガラスリボンの少なくとも一部からの熱伝達を、そのような冷却機構がない条件と比べて増加させる機構のことを称する。熱伝達の増加は、伝導、対流、および、放射の少なくとも１つを通して行われうる。例えば、冷却機構は、そのような冷却機構がない条件と比べて、ガラスリボンの少なくとも一部と、その環境との間の温度差を増加させうる。

本明細書で用いるように、「筐体」という用語は、その中でガラスリボンを形成する囲いのことを称し、ガラスリボンは、筐体を通って進行するにつれて、概して比較的高温から比較的低温へと冷却される。本明細書で開示する実施形態を、ガラスリボンが筐体を通って略垂直方向に下方へと流れるフュージョンダウンドロー処理について記載したが、そのような実施形態を、ガラスリボンが筐体を通って略垂直方向または略水平方向などの様々な方向に流れうるフロート処理、スロットドロー処理、アップドロー処理、および、プレスロールなどの他のガラス形成処理にも適用しうると、理解すべきである。

本明細書で用いるように、「閉鎖自在開口部」という用語は、ガラス製造装置の側壁部の開口部であって、例えば、閉鎖自在開口部と略同じ形状の栓を用いて閉鎖しうる開口部のことを称し、栓は、きっちりと確実に各閉鎖自在開口部に嵌合するが、そこからの取外し、および、そこへの再挿入が可能である。閉鎖自在開口部は、例えば、スライド式扉またはヒンジ式ドアなどの扉を用いても閉鎖しうるもので、扉は、閉鎖自在開口部の上で繰返し開閉自在である。

図１は、例示的なガラス製造装置１０を示している。いくつかの例において、ガラス製造装置１０は、溶融槽１４を有しうるガラス溶融炉１２を含みうる。溶融槽１４に加えて、ガラス溶融炉１２は、任意で、原料を加熱して原料を溶融ガラスに変える加熱部（例えば、燃焼バーナーまたは電極）などの１つ以上の更なる構成要素を含みうる。更なる例において、ガラス溶融炉１２は、溶融槽の近傍からの熱損失を削減する熱管理装置（例えば、断熱部）を含みうる。更なる例において、ガラス溶融炉１２は、原料が溶融ガラスへと融解するのを容易にする電子装置および／または電気機械装置を含みうる。更に、ガラス溶融炉１２は、支持構造物（例えば、支持台、支持部材など）、または、他の構成要素を含みうる。

ガラス溶融槽１４は、典型的には、耐火セラミック材料、例えば、アルミナまたはジルコニアを含む耐火セラミック材料などの耐火材料を含む。いくつかの例において、ガラス溶融槽１４は、耐火セラミック煉瓦から構成されうる。以下に、ガラス溶融槽１４の具体的な実施形態を、より詳細に記載する。

いくつかの例において、ガラス溶融炉を、ガラス製造装置の構成要素として組み込んで、ガラス基板、例えば、連続した長さのガラスリボンを製作しうる。いくつかの例において、本開示のガラス溶融炉を、スロットドロー装置、フロートバス装置、フュージョン処理装置などのダウンドロー装置、アップドロー装置、プレスロール装置、チューブドロー装置、または、本明細書で開示した態様の恩恵を受けうる任意の他のガラス製造装置を含むガラス製造装置の構成要素として組み込みうる。例として、図１は、ガラス溶融炉１２を、ガラスリボンを個々のガラスシートへと処理する後段の処理のためにフュージョンドローするフュージョンダウンドローガラス製造装置１０の構成要素として、概略的に示している。

ガラス製造装置１０（例えば、フュージョンダウンドロー装置１０）は、任意で、ガラス溶融槽１４に対して上流側に配置された上流側ガラス製造装置１６を含みうる。いくつかの例において、上流側ガラス製造装置１６の一部または全体を、ガラス溶融炉１２の一部として組み込みうる。

図示した例が示すように、上流側ガラス製造装置１６は、保存容器１８、原料送出装置２０、および、原料送出装置に接続されたモータ２２を含みうる。保存容器１８を、ガラス溶融炉１２の溶融槽１４へ矢印２６が示すように供給しうる大量の原料２４を保存するように構成しうる。原料２４は、典型的には、１つ以上のガラス形成金属酸化物、および、１つ以上の改質剤を含む。いくつかの例において、原料送出装置２０に、モータ２２によって動力を与えて、原料送出装置２０が、所定の量の原料２４を、保存容器１８から溶融槽１４に送出するようにしうる。更なる例において、モータ２２は、原料送出装置２０に動力を与えて、原料２４を、溶融槽１４の下流側で感知された溶融ガラスの表面高さに基づいて制御された速度で導入させうる。その後、溶融槽１４内の原料２４を加熱して、溶融ガラス２８を形成しうる。

ガラス製造装置１０は、任意で、ガラス溶融炉１２に対して下流側に配置された下流側ガラス製造装置３０も含みうる。いくつかの例において、下流側ガラス製造装置３０の一部を、ガラス溶融炉１２の一部として組み込みうる。いくつかの例において、以下に記載する第１の接続路３２、または、下流側ガラス製造装置３０の他の部分を、ガラス溶融炉１２の一部として組み込みうる。第１の接続路３２を含む下流側ガラス製造装置の構成要素を、貴金属から形成しうる。適した貴金属は、白金、イリジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、および、パラジウム、若しくは、それらの合金からなる金属の群から選択された白金族金属を含む。例えば、ガラス製造装置の下流側構成要素を、約７０から約９０質量パーセントの白金、および、約１０から約３０質量パーセントのロジウムを含む白金ロジウム合金から形成しうる。それでも、他の適した金属は、モリブデン、パラジウム、レニウム、タンタル、チタン、タングステン、および、それらの合金を含みうる。

下流側ガラス製造装置３０は、清澄槽３４など、溶融槽１４の下流側に配置されて、溶融槽１４に上記第１の接続路３２を介して連結された第１の調整（つまり、処理）槽を含みうる。いくつかの例において、溶融ガラス２８は、溶融槽１４から清澄槽３４へ、第１の接続路３２を介して重力送りされうる。例えば、重力は、溶融ガラス２８を、溶融槽１４から清澄槽３４へと、第１の接続路３２の内部流路を通過させうる。しかしながら、他の調整槽を、溶融槽１４の下流側に、例えば、溶融槽１４と清澄槽３４の間に配置しうると、理解すべきである。いくつかの実施形態において、調整槽を、溶融槽と清澄槽の間に採用して、主溶融槽からの溶融ガラスを更に加熱して溶融処理を継続するか、または、溶融ガラスが清澄槽に入る前に、溶融槽内の溶融ガラスの温度より低い温度へと冷却しうる。

気泡を、清澄槽３４内の溶融ガラス２８から、様々な技術で除去しうる。例えば、原料２４は、加熱された時に化学還元反応を起こして、酸素を放出する酸化スズなどの多価化合物（つまり、清澄剤）を含みうる。他の適した清澄剤は、限定するものではないが、ヒ素、アンチモン、鉄、および、セリウムを含む。清澄槽３４を、溶融槽の温度より高い温度まで加熱し、それにより、溶融ガラス、および、清澄剤を加熱する。清澄剤の温度による化学還元反応により生成された酸素の気泡は、清澄槽内の溶融ガラスを通って上昇し、溶融炉で溶融ガラスに生成された気体が、清澄剤によって生成された酸素の気泡の中へ、拡散するか、または、融合する。次に、拡大した気泡は、清澄槽内の溶融ガラスの自由表面へと上昇し、その後、清澄槽から放出される。更に、酸素の気泡は、清澄槽内の溶融ガラスを機械的に混合しうる。

下流側ガラス製造装置３０は、溶融ガラスを混合する混合槽３６などの他の調整槽を含みうる。混合槽３６は、清澄槽３４の下流側に配置されうる。混合槽３６を用いて、均一な溶融ガラス組成物を提供し、それにより、そうでない場合には、清澄槽を出る清澄された溶融ガラスに存在しうる帯状の化学的または熱の不均一性を、軽減しうる。図示したように、清澄槽３４は、混合槽３６に、第２の接続路３８を介して連結されうる。いくつかの例において、溶融ガラス２８は、清澄槽３４から混合槽３６へ、第２の接続路３８を介して重力送りされうる。例えば、重力は、溶融ガラス２８を、清澄槽３４から混合槽３６へと、第２の接続路３８の内部流路を通過させうる。混合槽３６を清澄槽３４の下流側に示しているが、混合槽３６を清澄槽３４の上流側に配置してもよいと、理解すべきである。いくつかの実施形態において、下流側ガラス製造装置３０は、多数の混合槽、例えば、清澄槽３４の上流側の混合槽、および、清澄槽３４の下流側の混合槽を含みうる。これらの多数の混合槽は、同じ設計であってもよく、または、異なる設計であってもよい。

下流側ガラス製造装置３０は、混合槽３６の下流側に配置されうる送出槽４０などの他の調整槽を、更に含みうる。送出槽４０は、下流側形成装置へと供給される溶融ガラス２８を調整しうる。例えば、送出槽４０は、蓄積部、および／または、流れ制御部として機能し、排出路４４を介して形成体４２へ送られる溶融ガラス２８の一定の流れを、調節および／または提供しうる。図示したように、混合槽３６は、送出槽４０に、第３の接続路４６を介して連結されうる。いくつかの例において、溶融ガラス２８は、混合槽３６から送出槽４０へと、第３の接続路４６を介して重力送りされうる。例えば、重力は、溶融ガラス２８を、混合槽３６から送出槽４０へと、第３の接続路４６の内部流路を通過させうる。

下流側ガラス製造装置３０は、上記形成体４２および投入路５０を有する形成装置４８を更に含みうる。排出路４４は、溶融ガラス２８を、送出槽４０から、形成装置４８の投入路５０へ送出するように配置されうる。例えば、いくつかの例において、排出路４４は、投入路５０の中に、その内面から離間して配置され、それによって、排出路４４の外面と投入路５０の内面の間に位置する溶融ガラスの自由表面を提供しうる。フュージョンダウンドローガラス製造装置における形成体４２は、形成体の上面に配置された溝部５２、および、形成体の下側縁部５６に沿って、ドロー方向に収束する収束形成面５４を、含みうる。形成体の溝部へと、送出槽４０、排出路４４、および、投入路５０を介して送出された溶融ガラスは、溝部の側壁部を越えて流れ、収束形成面５４に沿って、溶融ガラスの別々の流れとして下降する。溶融ガラスの別々の流れは、下方で下側縁部５６に沿って合流し、ガラスリボンに、張力を、重力、縁部ロール７２、および、引張ロール８２などによって加えることにより、ドローまたは引出し方向６０に下側縁部５６から引き出される１つのガラスリボン５８を生成し、ガラスが冷却されてガラスの粘度が高まる時に、ガラスリボンの寸法を制御する。このように、ガラスリボン５８は、粘弾性転移し、ガラスリボン５８に安定した寸法特性を与える機械的特性を獲得する。いくつかの実施形態において、ガラスリボン５８は、ガラス分離装置１００によって、個々のガラスシート６２へとガラスリボンの弾性領域で分離されうる。次に、ロボット部６４は、個々のガラスシート６２を、把持具６５を用いて搬送システムに転送し、そこで、個々のガラスシートは、更に処理されうる。

図２は、本明細書で開示した実施形態によるガラスリボン形成装置および処理を、概略的に示す端部切断図であり、流路２１０を有する冷却機構を含み、冷却流体が流路２１０を通って流れる。具体的には、図２に示した実施形態において、ガラスリボン５８は、ドローまたは流れ方向６０に、形成体４２の下側縁部５６の下方で、かつ、筐体２００の第１および第２の側壁部２０２の間を流れる。筐体２００は、概して、形成体の囲い部２０８から、分離部材２０６によって分離されて、ガラスリボン５８のドローまたは流れ方向６０について、筐体２００は、形成体の囲い部２０８の下流側に位置しうる。

図２に示した実施形態において、第１および第２の側壁部２０２は、ガラスリボン５８と流路２１０の間に延伸するように構成される。第１および第２の側壁部２０２は、各々、閉鎖自在開口部２０４を含む。各閉鎖自在開口部２０４は、ガラスリボン５８からの望ましい熱伝達量に応じて、独立して、（例えば、以下で、より詳細に記載するように栓を用いて）開閉自在である。具体的には、閉鎖自在開口部２０４が開放された時のガラスリボン５８からの熱伝達量は、閉鎖自在開口部２０４が閉鎖された時より大きい。

上記のように、図２に示した冷却機構は、流路２１０を含み、冷却流体が、その中を流れる。図２に示したように、各流路２１０は、各々、第１および第２の側壁部２０２に、比較的近接して配置され、ガラスリボン５８のドローまたは流れ方向６０について、流路２１０のうちの１つは、他の流路２１０の上流側に位置する。特に、図２に示すように、流路２１０は、各々、第１および第２の側壁部２０２に比較的近接して位置し、ガラスリボン５８のドローまたは流れ方向６０について、第１の流路２１０は、閉鎖自在開口部２０４の上流側に位置し、第２の流路２１０は、第１の流路２１０の下流側に、閉鎖自在開口部２０４が開放された時には、第２の流路２１０とガラスリボン５８が互いに見通せる位置に配置される。図２に示すように、閉鎖自在開口部２０４が開放された時に、第２の流路２１０とガラスリボン５８が直接見通せることで、ガラスリボン５８と第２の流路２１０との間での熱伝達、特に、放射熱伝達を、閉鎖自在開口部２０４が閉鎖されている状態と比べて高めることが可能になる。

ある例示的な実施形態において、流路２１０を通って流れる冷却流体は、水などの液体を含みうる。ある例示的な実施形態において、流路２１０を通って流れる冷却流体は、空気などの気体を含みうる。図２および４は、略円形断面を有する流路２１０を示しているが、本明細書で開示する実施形態は、流路が、楕円または多角形などの他の断面形状を有する実施形態も含むと、理解すべきである。更に、本明細書で開示する実施形態は、ガラスリボン５８からの望ましい熱伝達量が幅方向に異なる場合など、ガラスリボン５８からの望ましい熱伝達量に応じて、各流路２１０の直径または断面積が、長さ方向に沿って略同じか、または、異なる実施形態を含むと、理解すべきである。更に、本明細書で開示する実施形態は、各流路２１０の長さが同じか、または、異なる実施形態を含み、流路は、ガラスリボンの幅方向の全体に亘って、延伸しても、または、延伸していなくてもよい。

流路２１０の例示的な材料は、高温での優れた機械的および酸化物性を有する材料を含み、それは、３００シリーズステンレス鋼などのステンレス鋼を含む、様々な鋼合金を含む。

本明細書で開示する実施形態は、ガラスリボン５８と流路２１０の間での放射熱伝達に影響を与えるために、高放射率の被覆部を、各流路２１０の外面の少なくとも一部に積層した実施形態も含み、ガラスリボン５８からの望ましい熱伝達量に応じて、同じか、または、異なる被覆部を、各流路２１０の外面に、その長さ方向に沿って積層しうる。例示的な高放射率の被覆部は、高温で安定し、ステンレス鋼などの材料への優れた接着性を有するべきである。例示的な高放射率の被覆部は、Ｃｅｔｅｋから入手可能なＭ７００ Ｂｌａｃｋ被膜である。

各流路２１０は、その長さの少なくとも一部に沿って延伸する１つ以上の流体チャネルを含みうるもので、冷却流体が、流路へと第１の端部で導入された時に、第１のチャネルに沿った流路の長さの一部に沿って流れ、次に、流路の第１の端部へと、第１のチャネルを周囲から囲むか、または、第１のチャネルによって周囲から囲まれた第２のチャネルに沿って流れて戻る実施形態など、少なくとも１つのチャネルが、少なくとも１つの他のチャネルを周囲から囲む実施形態を含みうる。これらの、および、更なる例示的な流路２１０の実施形態は、例えば、国際公開第２００６／０４４９２９Ａ１号に記載され、その開示は、全体として参照により、本明細書に組み込まれる。

図３は、冷却ファン２２０で図示した対流冷却機構を有する冷却機構を含むガラスリボン形成装置および処理を、概略的に示す端部切断図である。図３の実施形態において、第１および第２の側壁部２０２は、ガラスリボン５８と伝導冷却機構の間に延伸するように構成される。

冷却ファン２２０などの対流冷却機構は、筐体２００の外側を流れる空気の速度を高めて、それは次に、ベルヌーイ効果により、筐体の内部領域と外部領域との間での圧力差を生じ、それにより、ガラスリボン５８からの対流熱伝達を高めうる。図２に示した実施形態と同様に、第１および第２の側壁部２０２は、各々、閉鎖自在開口部２０４を含む。各閉鎖自在開口部２０４は、ガラスリボン５８からの望ましい熱伝達量に応じて、独立して、（例えば、以下で、より詳細に記載するように栓を用いて）開閉自在である。具体的には、閉鎖自在開口部２０４が開放された時のガラスリボン５８からの熱伝達量は、閉鎖自在開口部２０４が閉鎖された時より大きい。

ある例示的な実施形態において、対流冷却機構は、少なくとも部分的には真空ポートの操作により生成された冷却流体の流れを用いて、ガラスリボン５８の対流冷却を促進するように構成された少なくとも１つの真空ポートを含みうる。１つ以上の真空ポートは、筐体２００の外側で、少なくとも部分的真空を生成し、それは、次に、筐体２００の内部領域と外側領域との間で、圧力差を生じ、それによって、空気流の生成を高め、ガラスリボン５８からの対流熱伝達を高めうる。

例えば、図８に示したように、ある例示的な実施形態において、対流冷却機構は、ガラスリボン５８の幅方向と同じ方向に延伸する複数の真空ポート２２４を有する真空冷却機構２２２を含み、それにより、流体が、矢印２２６が示す方向へ流れるのを可能にしうる。そのような実施形態において、真空冷却機構２２２は、真空冷却機構２２２を通って流れる流体の流れを調節するように構成されたバルブ２２８などの少なくとも１つの調節可能流れ制御装置を含みうる。更に、ある例示的な実施形態において、各複数の真空ポート２２４は、対応する真空ポート（不図示）を通って流れる流体の流れを独立して調節するように構成されたバルブなどの調節可能流れ制御装置を含みうる。これらの、および、更なる例示的な真空ポートの実施形態は、例えば、国際公開第２０１４／１９３７８０Ａ１号に記載され、その開示は、全体として参照により、本明細書に組み込まれる。

図４は、本明細書で開示した実施形態によるガラスリボン形成装置および処理を、概略的に示す端部切断図であり、冷却ファン２２０で図示した対流冷却機構、および、流路２１０の両方を有する冷却機構を含み、冷却流体が流路を通って流れる。図２および３に示した実施形態と同様に、第１および第２の側壁部２０２は、各々、閉鎖自在開口部２０４を含む。各閉鎖自在開口部２０４は、ガラスリボン５８からの望ましい熱伝達量に応じて、独立して、（例えば、以下で、より詳細に記載するように栓を用いて）開閉自在である。図４に示した実施形態は、図２および３を参照して記載した上記実施形態および部分的な実施形態の全てを含み、流路２１０および対流冷却機構に関する全ての実施形態および部分的な実施形態を含みうる。

本明細書で開示する実施形態は、例えば、ガラスリボン５８からの放射熱伝達などの熱伝達を高めるために蒸発冷却効果を用いた冷却機構など、代わりの、または、更なる冷却機構を含みうる。そのような冷却機構の位置は制限されないが、ある例示的な実施形態において、そのような機構の少なくとも１つを、図２および４で流路２１０によって示された１つ以上の位置に、または、その近くに配置しうる。

そのような冷却機構は、例えば、水などの作動液を受け付けるように構成された液体貯留部、および、液体貯留部に受け付けられた作動液と熱的に接触して配置されるように構成された熱伝達部を有する蒸発部を含み、熱伝達部は、ガラスリボン５８から放射熱を受け取り、更に、その熱を、液体貯留部に受け付けられた作動液に伝達することによって、ガラスリボン５８を冷却するように構成され、それによって、大量の作動液を蒸気に変えうる。これらの、および、更なる例示的な冷却機構の実施形態は、例えば、米国特許出願公開第２０１６／００４６５１８Ａ１号明細書に記載され、その開示は、全体として参照により、本明細書に組み込まれる。

本明細書で開示する実施形態で使用しうる他の冷却機構は、ガラスリボン５８の流れ方向６０を横断して延伸する冷却軸にそって配置された複数の冷却コイルを有する実施形態を含み、それは、例えば、国際公開第２０１２／１７４３５３Ａ２号に記載されたものを含み、その開示は、全体として参照により、本明細書に組み込まれる。そのような冷却コイルを、流路２１０と組み合わせて、および／または、流路２１０の代わりに使用しうる。

各閉鎖自在開口部２０４は、閉鎖される時に、きっちりと確実に各閉鎖自在開口部２０４に嵌合するが、そこからの取外し、および、そこへの再挿入が可能なように閉鎖自在開口部２０４と略同じ形状を有する栓によって、閉じられうる。各栓は、第１および第２の側壁部２０２を含む１つ以上の材料と同じか、または、異なる１つ以上の材料を含みうる。ある例示的な実施形態において、各栓、並びに、各第１および第２の側壁部２０２は、約７５０℃より高い温度などの高温において、高い機械的完全性を維持しながら、比較的高い熱伝導率を有する材料を含む。栓、並びに、第１および第２の側壁部２０２の例示的な材料は、様々なグレードの炭化ケイ素、アルミナ耐火材、ジルコン系耐火材、チタン系鋼合金、および、ニッケル系鋼合金の少なくとも１つを含みうる。

図５Ａから５Ｃは、各々、本明細書で開示した実施形態による例示的な閉鎖自在開口部２０４を横から見た斜視図であり、各閉鎖自在開口部２０４の最長寸法方向が、ガラスリボン５８の幅方向と同じ方向に延伸している。上記のように、各閉鎖自在開口部２０４は、きっちりと確実に各閉鎖自在開口部２０４に嵌合するが、そこからの取外し、および、そこへの再挿入が可能なように閉鎖自在開口部２０４と略同じ形状を有する栓に、対応している。図５Ａに示した実施形態において、閉鎖自在開口部２０４は、丸まった角部を有する矩形状である。図５Ｂに示した実施形態において、閉鎖自在開口部２０４は、図５Ａに示した閉鎖自在開口部と同様であるが、各端部にタブ２１２も含む。図５Ｃに示した実施形態においても、閉鎖自在開口部は、図５Ａに示した閉鎖自在開口部と同様であるが、閉鎖自在開口部２０４は、ガラスリボン５８の流れ方向６０に対して下流側の縁部にタブ２１４も含む。タブ２１２、２１４は、対応する栓のノッチまたは溝部に対応し、栓を、閉鎖自在開口部２０４内に嵌合させて固定するのを補助しうる。

図５Ａから５Ｃは、矩形状の閉鎖自在開口部２０４を示しているが、正方形、円形、楕円形、三角形、および、５つ以上の辺を有する多角形など、他の形状も本開示の範囲であると、理解すべきである。更に、図５Ａから５Ｃは、特定のアスペクト比を有する矩形を示しているが、本明細書で開示する実施形態は、約１０：１から約２：１、更に、約８：１から約３：１など、約２０：１から約１．５：１の範囲の最長辺の最短辺に対するアスペクト比を有する矩形など、様々なアスペクト比を有する閉鎖自在開口部２０４を含み、更に、それらの全ての範囲、および、それらの間の部分範囲を含むと、理解すべきである。

本明細書で開示する実施形態は、第１および第２の側壁部２０２の両方の場合も含む、それらの少なくとも１つが、ガラスリボン５８からの望ましい熱伝達量に応じて、独立して、（例えば、栓を用いて）開閉自在である少なくとも２つの閉鎖自在開口部２０４を含む実施形態を含む。例えば、本明細書で開示する実施形態は、第１および第２の側壁部２０２の少なくとも１つが２つ以上の閉鎖自在開口部２０４を有する実施形態を含み、ガラスリボン５８の流れ方向６０について、閉鎖自在開口部２０４は、互いに上流側および下流側に（つまり、ガラスリボン５８が下流側方向に引き出される時に、互いに垂直方向に）配置されるように構成される。本明細書で開示する実施形態は、第１および第２の側壁部２０２の少なくとも１つが２つ以上の閉鎖自在開口部２０４を有する実施形態を含み、閉鎖自在開口部２０４は、ガラスリボン５８の幅方向に沿って、端から端へ（つまり、ガラスリボン５８が下流側方向に引き出される時に、互いに水平方向に）延伸するように構成される。

図６は、本明細書で開示した実施形態による閉鎖自在開口部２０４のマトリックスを横から見た斜視図である。具体的には、図６は、ガラスリボン５８からの望ましい熱伝達量に応じて、独立して、（例えば、栓を用いて）開閉自在である閉鎖自在開口部２０４のＭ×Ｎマトリックスを示しており、Ｍは、ガラスリボン５８の流れ方向６０について、互いに上流側および下流側に（つまり、ガラスリボン５８が下流側方向に引き出される時に、互いに垂直方向に）配置されるように構成された閉鎖自在開口部２０４の数を示し、Ｎは、ガラスリボン５８の幅方向に沿って、端から端へ（つまり、ガラスリボン５８が下流側方向に引き出される時に、互いに水平方向に）延伸するように構成された閉鎖自在開口部２０４の数を示す。図６に示した実施形態では、ＭおよびＮは、どちらも、３に等しいが、本明細書で開示する実施形態は、例えば、ＭおよびＮが、どちらも、少なくとも２など、少なくとも１であるマトリックスを含み、ＭとＮは、同じであっても、互いに異なってもよいと、理解すべきである。

図７は、冷却ファン２２０によって示した対流冷却機構と、冷却流体が、その中を通って流れる流路２１０の両方を有する冷却機構を含む、本明細書で開示した実施形態によるガラスリボン形成装置および処理を、概略的に示す端部切断図である。図７に示した実施形態において、閉鎖自在開口部２０４は、図７では開放位置で示されたヒンジ式開口部を含む。そのような構成において、閉鎖自在開口部２０４は、筐体２００内の上流側熱伝達領域と下流側熱伝達領域の間の障壁部として機能し、図７において、上流側熱伝達領域と下流側熱伝達領域は、破線２５０によって分離されて示され、上流側熱伝達領域において、側壁部２０２は、ガラスリボン５８と流路２１０の間に位置し、下流側熱伝達領域において、ガラスリボン５８と流路２１０が互いに直接見通せる。図７に示した実施形態において、上流側熱伝達領域に関する流路２１０を通って流れる流体、および、下流側熱伝達領域に関する流路２１０を通って流れる流体は、同じであっても、異なっていてもよい。例えば、ある実施形態において、上流側熱伝達領域に関する流路２１０を通って流れる流体は、空気などの気体であり、下流側熱伝達領域に関する流路２１０を通って流れる流体は、水などの液体であってもよい。

本明細書において、実施形態を様々な冷却機構について開示したが、そのようなガラス製造装置の側壁部が少なくとも１つの閉鎖自在開口部を有する実施形態を、いくつかの例を挙げれば、電気抵抗加熱機構、および、誘導加熱機構などの様々な加熱機構と共に使用しうると、理解すべきである。

更に、本明細書において、筐体２００の各側面上に２つの流路２１０を有する実施形態を示したが、本明細書で開示する実施形態は、筐体の各側面上に、少なくとも１つの流路、少なくとも２つの流路、少なくとも３つの流路など、任意の数の流路を有する実施形態を含むと、理解すべきである。更に、本明細書で開示する実施形態は、任意の数の流路が、閉鎖自在開口部の上流側または下流側に位置しうる実施形態を含み、更に、任意の数の流路が、閉鎖自在開口部が開放された時に、流路とガラスリボンが互いに直接見通せる位置に配置された実施形態を含む。

本明細書で開示する実施形態は、比較的高温のガラスリボンの粘度と比較的低温のガラスリボンの粘度の間に少なくとも１００万ポアズの差がある場合などに、ガラスリボンが比較的高温で、したがって、粘度が低い時に、ガラスリボンが曝される熱勾配を平坦化する熱的効果を提供し、それと同時に、ガラスリボンが比較的低温で、したがって、粘度がずっと高い時に、ガラスリボンからの熱伝達を高めることを含む、多数の利点の少なくとも１つを提供しうるが、それらに限定されない。そのような処理条件は、次に、厚さの均一性、および／または、表面の平坦度、または、うねりなどの特性についての厳しい要求を満たすガラス製造を可能にし、それと同時に、ガラスリボンを高い流量で、かつ、低い比率容量および／または放射率により冷却が難しいガラス組成物を用いて製造するのを可能にしうる。

上記実施形態を、フュージョンダウンドロー処理について記載したが、フロート処理、スロットドロー処理、アップドロー処理、および、プレスロール処理などの他のガラス形成処理にも利用しうると、理解すべきである。

当業者であれば、本開示の精神および範囲を逸脱することなく、本開示の実施形態に様々な変更および変形が可能なことが明らかだろう。したがって、本開示は、そのような変更および変形も、添付の請求項、および、それらの等価物の範囲内である限りは、網羅することを意図している。

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
ガラス物品製造装置において、
冷却機構と、
ガラスリボンと前記冷却機構の間に延伸するように構成された第１の側壁部および第２の側壁部を有する筐体と、
前記第１の側壁部および前記第２の側壁部の少なくとも１つに、少なくとも１つの閉鎖自在開口部と、
を含み、
前記閉鎖自在開口部、および、前記冷却機構は、該閉鎖自在開口部が開放された時に、該閉鎖自在開口部が閉鎖された時より大量の熱が前記ガラスリボンから伝達されるように構成されたものである装置。

実施形態２
前記第１および第２の側壁部の両方が、少なくとも１つの閉鎖自在開口部を含むものである、実施形態１に記載の装置。

実施形態３
前記冷却機構は、冷却流体が、その中を通って流れる流路を含むものである、実施形態１に記載の装置。

実施形態４
前記冷却流体は、液体を含むものである、実施形態３に記載の装置。

実施形態５
前記冷却機構は、少なくとも２つの流路を含み、各前記流路は、前記第１および第２の側壁部の少なくとも１つに沿って位置するものであり、
前記ガラスリボンの流れ方向について、前記少なくとも２つの流路の少なくとも１つの流路は、前記閉鎖自在開口部より上流側に配置され、該少なくとも２つの流路の少なくとも１つの他の流路は、前記少なくとも１つの流路より下流側で、該閉鎖自在開口部が開放された時には、前記少なくとも１つの他の流路と該ガラスリボンが互いに見通せる位置に配置されたものである、実施形態１に記載の装置。

実施形態６
前記冷却機構は、対流冷却機構を含むものである、実施形態１に記載の装置。

実施形態７
前記対流冷却機構は、少なくとも１つの真空ポートを含み、前記少なくとも１つの真空ポートは、前記ガラスリボンの対流冷却を、少なくとも部分的には該真空ポートの操作により生成された冷却流体の流れを用いて促進させるように構成されたものである、実施形態６に記載の装置。

実施形態８
前記少なくとも１つの閉鎖自在開口部は、各々が独立して開放または閉鎖されるように構成された少なくとも２つの閉鎖自在開口部を含むものである、実施形態１に記載の装置。

実施形態９
前記少なくとも２つの閉鎖自在開口部は、前記ガラスリボンの流れ方向について、互いに上流側と下流側に位置するように構成されたものである、実施形態８に記載の装置。

実施形態１０
前記少なくとも２つの閉鎖自在開口部は、前記ガラスリボンの幅方向に沿って、端から端まで延伸するように構成されたものである、実施形態８に記載の装置。

実施形態１１
ガラス物品製造方法において、
ガラスリボンを、第１の側壁部および第２の側壁部を有する筐体を通って流す工程を、
含み、
前記第１および第２の側壁部は、前記ガラスリボンと冷却機構の間に延伸するものであり、
前記第１および第２の側壁部の少なくとも１つは、少なくとも１つの閉鎖自在開口部を含み、該閉鎖自在開口部が開放された時に、該閉鎖自在開口部が閉鎖された時より大量の熱が前記ガラスリボンから伝達されるものである方法。

実施形態１２
前記第１および第２の側壁部の両方が、少なくとも１つの閉鎖自在開口部を含むものである、実施形態１１に記載の方法。

実施形態１３
前記冷却機構は、冷却流体が、その中を通って流れる流路を含むものである、実施形態１１に記載の方法。

実施形態１４
前記冷却流体は、液体を含むものである、実施形態１３に記載の方法。

実施形態１５
前記冷却機構は、少なくとも２つの流路を含み、各前記流路は、前記第１および第２の側壁部の少なくとも１つに沿って位置するものであり、
前記ガラスリボンの流れ方向について、前記少なくとも２つの流路の少なくとも１つの流路は、前記閉鎖自在開口部より上流側に配置され、該少なくとも２つの流路の少なくとも１つの他の流路は、前記少なくとも１つの流路より下流側で、該閉鎖自在開口部が開放された時には、前記少なくとも１つの他の流路と該ガラスリボンが互いに見通せる位置に配置されたものである、実施形態１１に記載の方法。

実施形態１６
前記冷却機構は、対流冷却機構を含むものである、実施形態１１に記載の方法。

実施形態１７
前記対流冷却機構は、少なくとも１つの真空ポートを含み、前記少なくとも１つの真空ポートは、前記ガラスリボンの対流冷却を、少なくとも部分的には該真空ポートの操作により生成された冷却流体の流れを用いて促進させるものである、実施形態１６に記載の方法。

実施形態１８
前記少なくとも１つの閉鎖自在開口部は、各々が独立して開放または閉鎖されるように構成された少なくとも２つの閉鎖自在開口部を含むものである、実施形態１１に記載の方法。

実施形態１９
前記少なくとも２つの閉鎖自在開口部は、前記ガラスリボンの流れ方向について、互いに上流側と下流側に位置するものである、実施形態１８に記載の方法。

実施形態２０
前記少なくとも２つの閉鎖自在開口部は、前記ガラスリボンの幅方向に沿って、端から端まで延伸するものである、実施形態１８に記載の方法。

実施形態２１
実施形態１１の方法によって製造されたガラス物品。

実施形態２２
実施形態２１のガラス物品を含む電子装置。

１０ ガラス製造装置
１２ 溶融炉
１４ 溶融槽
３２ 第１の接続路
３４ 清澄槽
３６ 混合槽
３８ 第２の接続路
４０ 送出槽
４６ 第３の接続路
２００ 筐体
２０２ 側壁部
２０４ 閉鎖自在開口部
２１０ 流路
２２２ 真空冷却機構
２２４ 真空ポート

Claims (12)

1. ガラス物品製造装置において、
   冷却機構と、
   ガラスリボンと前記冷却機構の間に延伸するように構成された第１の側壁部および第２の側壁部を有する筐体と、
   前記第１の側壁部および前記第２の側壁部の少なくとも１つに、少なくとも１つの閉鎖自在開口部と、
   を含み、
   前記冷却機構は、該閉鎖自在開口部が開放された時に、該閉鎖自在開口部が閉鎖された時より大量の熱が前記ガラスリボンから放射熱伝達されるように構成され、
   前記冷却機構は、冷却流体がその中を通って流れる流路を含み、
   前記第１の側壁部及び前記第２の側壁部は、前記ガラスリボンと前記流路の間に延伸するように構成されたものである装置。
2. 前記冷却流体は、液体を含むものである、請求項１に記載の装置。
3. 前記冷却機構は、少なくとも２つの流路を含み、各前記流路は、前記第１および第２の側壁部の少なくとも１つに沿って位置するものであり、
   前記ガラスリボンの流れ方向について、前記少なくとも２つの流路の少なくとも１つの流路は、前記閉鎖自在開口部より上流側に配置され、該少なくとも２つの流路の少なくとも１つの他の流路は、前記少なくとも１つの流路より下流側で、該閉鎖自在開口部が開放された時には、前記少なくとも１つの他の流路と該ガラスリボンが互いに見通せる位置に配置されたものである、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記冷却機構は、対流冷却機構を含むものである、請求項１に記載の装置。
5. 前記対流冷却機構は、少なくとも１つの真空ポートを含み、前記少なくとも１つの真空ポートは、前記ガラスリボンの対流冷却を、少なくとも部分的には該真空ポートの操作により生成された冷却流体の流れを用いて促進させるように構成されたものである、請求項４に記載の装置。
6. 前記少なくとも１つの閉鎖自在開口部は、各々が独立して開放または閉鎖されるように構成された少なくとも２つの閉鎖自在開口部を含むものである、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
7. ガラス物品製造方法において、
   ガラスリボンを、第１の側壁部および第２の側壁部を有する筐体を通って流す工程を、
   含み、
   前記第１および第２の側壁部は、前記ガラスリボンと冷却機構の間に延伸するものであり、
   前記第１および第２の側壁部の少なくとも１つは、少なくとも１つの閉鎖自在開口部を含み、該閉鎖自在開口部が開放された時に、該閉鎖自在開口部が閉鎖された時より大量の熱が、前記冷却機構により、前記ガラスリボンから放射熱伝達されるものであり、
   前記冷却機構は、冷却流体がその中を通って流れる流路を含み、
   前記第１の側壁部及び前記第２の側壁部は、前記ガラスリボンと前記流路の間に延伸するように構成される、
   方法。
8. 前記冷却流体は、液体を含むものである、請求項７に記載の方法。
9. 前記冷却機構は、少なくとも２つの流路を含み、各前記流路は、前記第１および第２の側壁部の少なくとも１つに沿って位置するものであり、
   前記ガラスリボンの流れ方向について、前記少なくとも２つの流路の少なくとも１つの流路は、前記閉鎖自在開口部より上流側に配置され、該少なくとも２つの流路の少なくとも１つの他の流路は、前記少なくとも１つの流路より下流側で、該閉鎖自在開口部が開放された時には、前記少なくとも１つの他の流路と該ガラスリボンが互いに見通せる位置に配置されたものである、請求項７または８に記載の方法。
10. 前記冷却機構は、対流冷却機構を含むものである、請求項７に記載の方法。
11. 前記対流冷却機構は、少なくとも１つの真空ポートを含み、前記少なくとも１つの真空ポートは、前記ガラスリボンの対流冷却を、少なくとも部分的には該真空ポートの操作により生成された冷却流体の流れを用いて促進させるものである、請求項１０に記載の方法。
12. 前記少なくとも１つの閉鎖自在開口部は、各々が独立して開放または閉鎖されるように構成された少なくとも２つの閉鎖自在開口部を含むものである、請求項７から１１のいずれか１項に記載の方法。

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