KR101650279B1 - 가스가 핫 글래스 시트를 스코링하는 공정에 사용된 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

가스가 핫 글래스 시트를 스코링하는 공정에 사용된 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

스프레이 노즐은 레이저 스코링 공정 또는 다른 고에너지 글래스 가열 공정 동안 핫 글래스 시트를 냉각하는 공정에 사용된다. 그 스코링은 레이저와 같은 고에너지 수단에 의해 행해진다. 스프레이 노즐은 노즐에 위치된 글래스를 냉각하는데 사용된 액체(예컨대, 물)에 가스를 생성하는 글래스 시트에 근접하여 위치된다. 가스(예컨대, 에어 버블)는 냉각액으로부터 제거된다. 다음에, 스프레이 노즐은 드로우의 하부에서 이동식 앤빌 머신을 이용하는 것과 같이 시트를 스코링하는 레이저가 진행하는 위치의 글래스 시트 상에 냉각액을 스프레이하는데 사용된다. 스프레이 노즐(퍼지 노즐)은 방출위치에 연결되는 퍼지 개구 및 튜브(tubing)을 갖춘다. 퍼지 노즐은 전처리 가스가 노즐의 퍼지 개구 근처에서 버블되는 경사 통로를 갖출 수 있다. 스프레이 노즐은 냉각제를 코일을 따라 이동시킬 수 있는 노즐 통로 주위를 통과하는 냉각 코일를 포함할 수 있다. 이는 노즐을 통해 통과하는 냉각액을 냉각시키고, 노즐의 냉각액에서의 버블의 용해성을 증가시킨다. 가스 필터는 가압된 냉각액 소스로부터 가스가 풍부한 냉각액을 수용하고, 그 냉각액으로부터 가스를 제거하고, 스프레이 노즐로 가스가 고갈된 냉각액을 보낸다.

Description

가스가 핫 글래스 시트를 스코링하는 공정에 사용된 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 장치 및 방법{PREVENTING GAS FROM OCCUPYING A SPRAY NOZZLE USED IN A PROCESS OF SCORING A HOT GLASS SHEET}
본 발명은 2009년 5월 15일에 제출된 미국 특허출원 제12/466,554호의 우선권의 이익을 주장한다. 본 문헌의 내용 및 본 명세서에서 공개, 특허 및 특허 문헌의 전체 내용은 참조문헌으로서 포함된다.
본 발명의 기술분야는 워터 제트에 의한 스코링 공정 중의 핫 글래스 시트를 냉각하는 것이다.
퓨전 공정(예를 들어, 다운드로우 공정)은 평판 패널 디스플레이와 같은 다양한 장치에 사용될 수 있는 고품질의 박형 글래스 시트를 형성한다. 퓨전 공정에서 생산되는 글래스 시트는 여타의 방법에 의해 제조된 글래스 시트와 비교해 보았을 때, 보다 우수한 평탄성 및 평활성을 갖는 표면을 구비한다. 상기 퓨전 공정은 하기 도 1(종래기술)에 개시되어 있으나, 보다 상세한 설명은 양도된 미국 특허 제3,338,696호 및 제3,682,609호가 참조되며, 이들은 그 전체 내용이 참조로서 본 명세서에 포함된다.
도 1은 글래스 시트(12)를 제조하기 위해 퓨전 공정을 이용하는 예시적 글래스 제조 시스템의 개략도이다. 나타낸 바와 같이, 상기 예시적 글래스 제조 시스템은 용융 용기(14), 정제 용기(16), 혼합 용기(18), 전달 용기(20), 퓨전 드로우 머신(FDM)(22), 및 이동식 앤빌 머신(TAM)을 포함한다. 통상적으로 상기 요소 16, 18 및 20은 백금 또는 백금-함유 금속으로 제조되나, 이들은 기타 내화성 금속을 포함할 수 있다.
상기 용융 용기(14)는 글래스 배치(batch) 물질이 화살표 26에 의해 보여지는 바와 같이 도입되고, 용융되어 용융 글래스(28)를 형성하는 곳이다. 상기 용융 용기(14)는 정제 용기 연결 튜브(30)에 의해 상기 정제 용기(16)에 연결되어 있다. 상기 정제 용기(16)는 용융 용기(14)로부터 용융 글래스(28)(여기서 미도시)를 수용하는 고온 처리 영역을 가지며, 여기서 버블이 용융 글래스(28)로부터 제거된다. 상기 정제 용기(16)는 교반 챔버 연결 튜브(32)에 의해 혼합용기(18)에 연결된다. 그리고 상기 혼합 용기(18)는 교반 챔버에서 운반용기 연결 튜브(34)를 통해 전달용기(20)에 연결된다. 상기 전달 용기(20)는 다운커머(36)를 통해, 유입구(38), 성형 용기(40)(예를 들어, 아이소파이프), 및 풀 롤 어셈블리(pull roll assembly)(42)를 포함하는 FDM(22)으로 상기 용융 글래스(28)를 전달한다.
나타낸 바와 같이, 용융 글래스(28)는, 상기 다운커머(36)로부터 세라믹이나 글래스-세라믹 내화 물질로 통상 제조되는 성형 용기(40)로 이어지는 유입구(38)로 흐른다. 상기 성형 용기(40)는 트로프(46)로 흐르고, 그 다음 넘쳐흘러서 루트(50)라고 알려진 곳에서 서로 융합되기 전에 두 개의 세로의 긴 측면(48)(일면만 도시됨)으로 흘러 떨어지는 용융 글래스(28)를 수용하는 개구(44)를 포함한다. 상기 루트(50)는 두 개의 상기 측면(48)은 모이는 곳이고 여기서 상기 용융 글래스(28)의 두 개의 넘치는 벽이 서로 만나(예를 들어, 재융합(refuse)하여) 그 다음 풀 롤 어셈블리(42)에 의해 하방으로 드로우(draw)되는 글래스 시트(12)를 형성한다. 상기 글래스 시트는 드로우되면서 냉각되고, 루트에서의 용융 상태에서 점-탄성 상태 및 최종적으로 탄성 상태로 변화한다. 상기 풀 롤 어셈블리(42)는 상기 아이소파이프의 저부에서 실질적으로 평탄한 드로우된 글래스 시트(12)를 전달하나, 후속 공정에서 상기 글래스 시트(12)의 폭 및/또는 길이에 걸쳐 약간 굽어지거나 만곡된 형상으로 발전될 수 있다. 상기 굽은 형상은 TAM(24)에 이르기까지 글래스 시트(12)에 잔존할 수 있다. 상기 TAM(24)은 글래스 시트(56)의 개별 부분으로 분리될 수 있도록, 드로우된 글래스 시트를 스코어(score)하는데 사용되는 레이저-기계적 스코링 장치(52) 및 노징(nosing) 장치(54)를 구비한다. 상기 TAM(24)은 본 명세서에서 드로우(58)의 저부로 참조되는 영역에서의 시트의 탄성영역 내에 위치한다.
보다 상세하게, 도 2(종래기술)는 핫 글래스 시트(12) 상의 사용을 위한 TAM에서의 레이저 스코링 공정을 보여주는 개략도이다. 상기 글래스 시트는 주표면(60), 제1면(62) 및 제2면(64)을 구비한다. 레이저 스코링 및 냉각은 제1면에서 제2면으로, 또는 반대로 상기 글래스의 폭을 가로질러 일어난다. 레이저 빔은 플로어(70)에 설치된 정지형 CO2 레이저와 같은 레이저(68)를 사용하여 레이저 빔(72)을 형성한다. 상기 레이저 빔은 예를 들어 두 개의 거울(74)을 사용하여 광학 헤드(76)로 확장되고(미도시), 재지향된다. 레이저 빔은 그 다음, 한 쌍의 원통형 렌즈와 같은 하나 이상의 렌즈(78)에 의해 타원형 점유면적(footprint)을 갖는 레이저 빔을 형성하도록 변환될 수 있다. 상기 레이저 빔은 다음으로 거울(82)을 사용하여 글래스의 주표면(60) 상으로 재지향된다. 타원형 점유면적을 갖는 상기 레이저 빔은 바람직한 분리 라인 또는 스코어 라인(84)을 따라 국부화된 영역에서 글래스 시트를 가열하는데 사용된다. 상기 광학 헤드는 상기 TAM(24)이 글래스 시트(이는 경로 90을 따라 움직인다)와 동일한 속도로 수직방향으로(경로 88을 따라) 이동하는 동안, 선형 슬라이드(86)를 따라 글래스 시트의 폭을 가로질러 움직여서 TAM과 상기 글래스 사이의 상대 운동이 없도록 한다.
도 2는 광학 헤드(76) 및 그 앞의 냉각 노즐 어셈블리(92)를 나타내고 있으며, 이들은 글래스의 폭을 가로지른 이동을 위한 TAM의 선형 슬라이드를 따라 움직이는 것이 가능하다. 상기 도면은 레이저 스코링 및 냉각과 그 다음 제2면(64)을 향하는 제1면(62)에서의 초기 위치를 보여주며, 레이저 스코링 및 냉각으로부터 귀결되는 글래스의 영향 영역을 보여준다. 상기 글래스 시트는 기계적 스크라이브(미도시)에 의한 글래스 시트의 한 에지를 따라 96에서 첫 번째의 자국이 나거나 스코어된다. 상기 크랙 발단 점은 이후 글래스 시트를 가로지르는 레이저 빔의 이동 및 바람직한 분리 라인의 경로에서 냉각 스트림으로 냉각함으로써 크랙(98)을 형성하는데 사용된다. 상기 도면은 글래스에서 만들어진 기계적 자국을 통과한 이후의 레이저 빔의 위치를 보여준다. 상기 레이저 빔 스팟(66)은 스코어 라인(84)의 경로를 추적하기 위해 글래스 시트의 폭을 가로질러 이동한다. 상기 빔은 글래스에 대하여 초당 약 200 내지 1000 밀리미터의 속도로 움직인다. 상기 레이저 빔이 글래스의 표면을 가열하면서, 상기 레이저 스팟(66)의 테일 뒤의 가까운 거리를 따르는 노즐 어셈블리(92)가 강한 점착수(cohesive water)(100)의 제트를 상기 글래스에 스프레이한다. 정확한 열 밸런스로 수행되면(빔 프로파일, 빔 에너지, 공정 속도, 물(수분) 체적, 및 수분 빔과 그 뒤 물 노즐 사이의 거리를 고려하여), 글래스 표면의 이러한 급속한 냉각은 이전에 존재하는 첫 번째 결함(크랙 개시 지점)으로부터 중간 크랙(98)을 발생시키기에 충분한 인장 응력을 발생시키며, 이를 제2면(64)을 향하여 공정 속도로 글래스 표면을 가로질러 전파한다. 상기 크랙은 상기 글래스 두께의 일부까지만 확장된다. TAM 하부의 일반적인 로봇식 장치(미도시)가 시트를 석션 컵(suction cup)으로 지지하고, 상기 시트를 밴딩하고, 상기 스코어 라인을 따라 부러뜨린다. TAM(24)은 사이클하여 작동하며, 상기 사이클(cycle)은 글래스가 구부려지고 분리될 지점 위의 위치에서 글래스의 제1면(62)에서 시작한다. 상기 광학 헤드(76) 및 냉각 노즐 어셈블리(92)는 글래스의 제1단부(62)에서 제2면(64)을 향하여 스코어 라인을 따라 이동하며, 그 동안 상기 글래스 및 TAM은 동일한 속도로 수직 하방으로 이동하는 것을 계속한다. 레이저 스코링 및 냉각 공정이 일단 완료되면, 그 때는 상기 TAM은 상기 제2면(64)에서 이의 스트로크(stroke)의 단부에 다다른다. 글래스 밴딩은 상기 스코어 라인을 따라 이루어지며, 시트의 하방 이동의 본 지점에서 상기 스코어 라인에 인접하나 하부에 위치하는 상기 로봇식 장치는 리본으로부터 개별 글래스 시트를 분리한다. 상기 TAM은 상방으로 이동하여 글래스의 제1면(62)에서 상기 스트로크의 시작으로 되돌아간다.
본 발명은 상기한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 가스가 핫 글래스 시트를 스코링하는 공정에 사용된 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
레이저 스코링 동안의 핫 글래스 시트를 냉각하는 때에, 상기 물 노즐로부터의 물 방출은 정확히 제어되어야 한다. 만일 워터 제트가 냉각 공정 중에 마이크로 초 동안이라도 튀게 되면 글래스 시트에 대한 냉각은 연속되지 않을 것이다. 이러한 산발적인 조건은 상기 물 흐름이 중단되는 경우 냉각이 중단되고, 상기 글래스 시트를 가로질러 전파되는 크랙도 또한 중지되기 때문에 용납될 수 없다. 이는 레이저 스코링 공정이 실패하는 원인이 된다. 스코링 중에, 레이저 빔 또는 이에 상응한 냉각 노즐 흐름 중 어느 하나라도, 글래스를 일제히 가로지르면서 이들이 형성하는 국부적인 응력 라이저(stress riser)가 지장을 주지 않도록 방해되지 않게 해야 한다. 크랙은 시트의 폭을 가로지르는 상기 응력 라이저를 따라 전파되어 밴딩 작용에 의해, 보조되는 그의 부(parent) 시트로부터 분리된다. 만일 냉각 스프레이에서 어떠한 장애가 일어나면, 분리가 달성되지 못함으로 인해 국부적인 시트 크랙 또는 글래스에서의 전체 리본의 크랙킹이 발생할 수 있다. 물 흐름은 원하는 때에 때때로(on and off) “단절(guillotine)”해야 한다. 만일 노즐로부터의 물 흐름이 중단된 이후에 상기 노즐로부터 물이 흘러나오게 된다면, 글래스의 품질 영역에 접촉하여 거기서 글래스의 잠재적인 취약을 일으킬 수 있으며, 글래스 시트의 상기 영역의 폐기를 일으킬 수도 있다. 연속 비드(글래스의 두꺼워진 영역)가 글래스의 제1 및 제2면(62, 64)의 외주부(outer periphery)를 따라 형성되며, 여기서 풀 롤러가 상기 글래스와 접촉한다. 글래스의 품질 영역은 상기 비드 사이의 글래스의 주표면이다.
냉각수의 산발적인 흐름은 물 노즐에 대해 방열하는 드로우의 고온 및 감싸고 있는 물 이송 튜브의 결과로서 일어날 수 있다. 이러한 가열에 따라, 노즐 및 수반하는 물 공급 튜브 내에서 물의 에어 용해성이 변화하고, 이는 공급 물에서 용해된 에어가 빠져나와 상기 튜브, 노즐 바디 및 노즐 팁에 에어 영역 또는 버블을 형성하는 원인이 된다는 것이 발견되었다. 본 개시에서는 에어 영역이나 에어 포켓이 발생하더라도 이러한 것을 단순화 하기 위해 때로 버블 또는 미세 버블로 칭할 것이다. 이러한 버블이 축적되어, 이제는 두 가지의 문제를 일으키게 되었다. 첫 째, 충분히 크게 되면, 이러한 버블은 노즐 오리피스를 막게 되었고 노즐 밖으로의 물 흐름이 방해받는 결과가 되었다. 두 번째, 버블의 존재는 스코링 스트로크의 단부에서 노즐의 단속에 필요한 시간을 바람직하지 않게 지체시키는 결과가 되었다. 결과적으로 이는 장치가 그의 원 위치에 되돌아가는 동안에, 물 스트림이 계속하여 흐르도록 하고 품질 영역에서 다음 글래스 시트를 충격을 주는 바람직하지 않은 결과를 나타나게 했다.
이러한 거동(behavior) 모두는 근본적으로 물 시스템에 존재하는 약 수십 내지 수백 마이크론 크기의 작은 버블 또는 미세 버블에 기인하며, 이들은 물에서의 에어의 용해성 변화에 기하여 상승된 온도에서 생성된다. 버블은 물 노즐의 핫 글래스 시트에 대한 근접성(proximity)에 의해 유발된 물의 고온에 기하여 에어가 용액으로부터 빠져나오는 경우 발생한다. 상기 시트는 예를 들어 약 400℃의 온도일 수 있다. 누출된 에어는 노즐 부근의 영역에서 유착된(coalesce) 버블을 형성한다. 이러한 유착은 물이 상기 노즐 어셈블리를 통과하는 동안 발생한다. 상기 노즐의 기하 형상(geometry)에 기하여, 이러한 버블은 이들이 부분적으로 오리피스 팁을 퍼지하기에 충분히 크게 성장하기 전에는 상기 노즐 바디/노즐 팁 내에 수 시간동안 잔류할 수 있다. 에어는 그의 가장 고점을 추구하므로 이는 상기 팁 이상의 노즐 내의 위치로 이동한다. 일반 일부 버블이 형성되면 이들은 집합하여 더 큰 버블 또는 에어 영역을 형성할 수 있다. 이들 더 커진 버블은 상기 노즐이 고압에서 작동하는 경우 압축되기 시작한다. 그 다음, 스프레이 노즐을 통한 물 흐름이 중단된 때에, 상기 압축된 더 큰 버블은, 상기 장치가 대기압으로 되돌아오면서 팽창하며, 이는 노즐로부터 물을 바람직하지 않게 대신하는 것이다.
일반적으로, 스코링 공정 중에 핫 글래스 시트를 냉각하는 데 사용되는 스프레이 노즐을 가스가 차지하는 것을 방지하기 위한 장치는 가압된 냉각액(quenching liquid) 소스를 포함한다. 메인 액체 공급라인은 상기 가압된 냉각액 소스로부터 이어진다. 스프레이 노즐은 상기 메인 액체 공급라인과 연결된 노즐 통로(passageway)를 구비한 바디를 포함한다. 팁은 상기 노즐 통로와 연결된 상기 노즐 바디와 연결되어 있다. 상기 팁은 상기 스프레이 노즐이 상기 시트에 인접하여 위치되는 때에 상기 시트를 냉각하기 위한 냉각액의 제트를 방출하도록 채용된 오리피스를 구비한다. 상기 냉각액으로부터 가스를 제거하기 위한 수단은 상기 가스가 상기 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지한다. 이하에서 논의되는 바와 같이, 상기 가스를 제거하기 위한 수단은 퍼징 노즐, 버블을 전처리하는 퍼징 노즐, 냉각 코일 및 가스 필터 중 하나, 또는 그 이상, 또는 전부를 포함할 수 있다.
제1실시예에서 가스를 제거하기 위한 수단은 예를 들어, 퍼징 작용을 갖춘 스프레이 노즐(즉, 퍼지 노즐)을 사용한 레이저 스코링 중에 핫 글래스 시트를 냉각하기 위한 장치를 특징으로 한다. 상기 퍼지 노즐은 상기 노즐 통로와 소통하는 상기 노즐의 상부 위치에 위치한 퍼지 개구를 갖춘다. 퍼지 라인은 상기 퍼지 개구에서 상기 퍼지 노즐로부터 먼 방출위치로 연결된다. 팁(tip)은 스코링된 핫 글래스 시트를 냉각하기 위한 냉각액의 제트를 방출하기 위한 오리피스를 구비하는 퍼지 노즐에 연결된다. 상기 퍼지 개구는 상기 팁 오리피스보다 훨씬 크다. 제1 밸브, 예컨대 제1 솔레노이드 밸브(136)는 메인 액체 공급라인에 배치되어 있다. 제2 밸브, 예컨대 제2 솔레노이드 밸브(138)는 상기 먼 방출위치와 스프레이 노즐 사이에 배치되어 있다. 프로그램가능 로직(logic) 콘트롤러는 상기 제1 및 제2 솔레노이드 밸브(136,138)에 냉각 및 퍼지 중 상기 제1 및 제2 솔레노이드 밸브(136,138)를 개방 및 폐쇄하기 위하여 전기 신호를 보낸다.
에어 축적기(air accumulator) 또는 스탠드 튜브(stand tube)는 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)의 상류에 배치되어 있다. 상기 에어 축적기는 에어 퍼지 개구를 갖는다. 스탠드 튜브 솔레노이드 밸브(146)는 여기서 특히 장치의 초기 설정(set-up)으로 축적하는 대량의 에어 버블의 수동 또는 PLC-제어된 퍼징을 위해 상기 에어 축적기의 에어 퍼지 개구 내에 위치할 수 있다.
본 명세서에서 개시된 퍼징 장치는 액체 매질(예를 들어, 탈이온수)로부터 용해된 가스(예를 들어, 에어)를 능동적으로 제거한다. 상기 퍼징 장치가 물 외의 다른 냉각액 및 에어 이외의 다른 방출가스에 대하여 적용가능하나, 명확성을 기하기 위하여 본 명세서에서는 상기 냉각액을 물로, 방출가스를 에어로 지칭할 것이다.
상기 퍼지 노즐은 물 스트림으로부터 에어 버블을 제거하여 상기 물 흐름이 냉각 중에 핫 글래스를 가로지르는 동안 상기 노즐 어셈블리의 팁 밖에서 방해되지 않도록 한다. 이는 미세 에어 버블이 노즐 바디 및 노즐 팁 영역에서 유착하고 정체되는 영역에서 상기 노즐 바디의 상부 영역에 상기 퍼지 개구를 위치시킴으로써 달성된다. 상기 퍼지 개구는 제2 솔레노이드 밸브(138)로 제어된다. 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)가 개방되면, 에어 버블이 상기 퍼지 라인 밖의 퍼지 노즐로부터 재지향(redirect)된다. 상기 재지향된 흐름은 상기 노즐 바디로부터 정체된 영역을 소개(evacuates)하여, 이 영역으로부터 문제 있는 에어 버블을 쓸어내어 이들을 제거한다.
퍼징은 제1 솔레노이드 밸브(136)가 작동(메인 물 라인이 개방됨) 또는 비작동 시에 수행될 수 있다. 제1 솔레노이드 밸브(136)가 퍼징이 일어나는 중에 작동중이라면 이는 일반적으로 퍼지 노즐로부터 전체 버블 형성을 제거한다. 퍼징이 일어나고 있는 중에 물은 상기 팁 오리피스 밖으로 흐른다. 정확하게 퍼지가 작동하기 위해, 액체 흐름이 퍼징 중에 계속 팁 오리피스를 나가도록 노즐 팁의 메인 오리피스는 계량되어야 한다. 흐름이 상기 퍼지 사이클 중에 팁 오리피스를 통해 유지되지 않으면, 주변 에어는 상기 팁 오리피스를 통해 상기 노즐 바디로 물러나, 실질적으로 상기 사이클 상에서 일어나는 에어 퍼지를 무효화한다. 제1 솔레노이드 밸브(136)가 일반적인 퍼징에서와 같이 비작동 상태(off)(메인 물 라인이 폐쇄됨)면, 상기 퍼지 개구를 통해 제거된 물 및 에어 혼합물의 양은 상기 팁 오리피스를 통해 퍼지 노즐로 에어가 들어가도록 하는 양보다는 반드시 적을 것이다. 일반적으로 제2 솔레노이드 밸브(138)는 단지 대략 50 밀리초 동안 개방되는 때에는 고려 대상이 아니다.
일단 퍼징 노즐이 설치되고 퍼징이 준비되면, 400℃의 글래스 리본이 상기 노즐 바디로부터 단지 수 인치만이 떨어져 있다고 해도 상기 노즐 팁은 일반적으로(즉, 실온에서와 같이) 작동한다. 상기 글래스 리본으로부터 노즐 바디 및 노즐 팁에 대한 복사 가열에 기하여, 비냉각된 노즐 어셈블리 온도는 약 65℃에서 유지된다. 이러한 상승된 온도에서 에어 용해성은 실온에 비해 현저히 감소되었으며, 이는 25℃에서 포함되는 자연적으로 용해된 에어를 용액 내에서 보유하는 물의 능력을 감소시킨다.
퍼징 사이클은 각각의 사이클로 실행될 수 있거나(예를 들어, 매 23초마다 1회), 또는 어떠한 요구되는 시간 간격으로 실행될 수 있다. 퍼징 시간 간격은 기본적으로 버블 성장 속도(용해된 에어 대 작동 온도)에 기초한다. 만일 버블 성장 속도가 증가하면, 퍼지 사이클의 빈도(frequency) 및/또는 지속(duration)을 위해 상응하는 시간 간격(timing) 또한 증가할 수 있다. 우리는 이러한 지속 및 빈도를 조절하기 위한 버블 크기의 지표로서 퍼지 노즐내의 수압을 모니터할 수 있다.
제2 실시예에서, 가스를 제거하기 위한 수단은 퍼징 노즐 바디를 특징으로 하며, 여기서 상기 노즐 통로는 상기 팁에서 상기 퍼지 개구 쪽 방향으로 상향각으로 연장하는 경사면을 포함한다. 상기 경사면은 미세 버블이 상기 퍼지 개구 근처에서 전처리되도록 예를 들어 수평으로부터 약 8도의 적당한 각도를 이룬다. 미세 버블은 냉각 동작 중에 퍼지 개구를 향해 상기 노즐 통로의 경사면을 따라 이동한다. 퍼지 개구 부근에서의 제거를 위해 버블을 전처리하는 것을 어시스트하는 한 다양한 형태의 경사면 및 이의 경사각이 사용될 수 있다는 것은 명확할 것이다. 이론에 의해 한정되는 것을 바라는 것은 아니나, 미세 버블은 일반적인 냉각 동작 중에 내부 노즐 바디에 대한 버블의 표면 장력 및 상기 퍼지 노즐을 통과하는 물의 압력 때문에 움직임에 대하여 일반적으로 저항성이 있다. 그러나 일단 제2 솔레노이드 밸브(138)가 개방되면 상기 버블은 상기 퍼지 개구 밖에서 퍼지 라인으로 상기 노즐 바디의 내부에서부터 이들이 대기 중으로 방출되는 방출위치까지 제거된다. 일반적으로 상기 버블은 이들이 퍼지 개구에 접근함에 따라 상부 표면에서 내부 경사면의 형태를 취하는 더 큰 크기로 늘어난 버블로 누적된다. 퍼지 개구 근처에서 에어는 에어 영역 또는 버블 중 하나 또는 모두로서 존재할 수 있다. 이상적으로, 상기 버블 모두는 각 퍼징 중에 퍼지 노즐에서 제거된다. 그러나 일부 버블은 퍼징 이후에 상기 퍼지 노즐에 잔류할 수 있으며, 이들은 스트림 장애를 일으키지 않는 한, 용인될 수 있다. 일반적으로, 버블은 퍼징 중에 퍼지 개구와 제2 솔레노이드 밸브(138) 사이의 퍼지 라인 내에 잔류한다.
제3실시예에서, 가스를 제거하는 수단은 상기 노즐 통로 주위의 상기 스프레이 노즐에서 연장(extending)되는 냉각 코일 또는 나선구조를 특징으로 한다. 상기 냉각 코일이 명확성을 위해 퍼지 노즐에서 보여지고 논의되나, 퍼징 개구를 갖지 않는 스프레이 노즐에서도 사용될 수 있다. 상기 냉각 코일은 유체 유입구 및 유체 유출구를 구비한다. 냉각제는 상기 유체 유입구를 지나 상기 코일, 상기 노즐 통로 주위의 노즐 바디를 통하여 이동하고, 그 다음 유체 유출구에서 제거되는데 이는 상기 노즐 통로를 통과하는 상기 냉각액을 냉각한다. 이는 스프레이 노즐 내의 냉각액에서의 가스 용해성을 증가시켜 거기서 버블 형성을 방지한다. 상기 냉각 코일의 특징은 단독으로, 또는 퍼지 노즐, 버블에 대한 전처리된 퍼지 노즐, 및 하기에서 논의되는 가스 필터 중, 하나 이상과 조합하여 사용될 수 있다는 것이다. 냉각제는 알려진 방식으로 상기 코일로 재순환 또는 연속하여 보충된다. 냉각제는 차가운 수돗물, 압축 에어, 겔 또는 기타 스프레이 노즐의 냉각액로부터 열을 이동시킬 수 있는 냉각제일 수 있다. 실제로, 솔레노이드 밸브를 포함하는 퍼지 노즐 장치의 모든 요소는 그러한 순환식의 코일 냉각제 장치에 의해 냉각될 수 있다. 퍼징은 퍼지 노즐이 글래스 시트의 제2면(64)에 위치되는 때, 스코링 런(scoring run)의 단부에서 일어난다. 그 이후에, 상기 액체는 액체에서의 가스의 용해성이 증가하는 지점까지 상기 냉각 코일이 액체의 온도를 감소시킬 수 있도록 충분한 시간동안 상기 퍼지 노즐 내에 잔류할 수 있다. 상기 스프레이 노즐에서 냉각액을 냉각시킴에 의해, 더욱 많은 가스 미세 버블이 용액에 머무른다.
제4실시예에서, 가스를 제거하기 위한 수단은 대향 단부(들)를 갖는 긴 바디를 포함하는 에어 필터를 특징으로 한다. 중공의 다공성 소수성 섬유가 상기 단부 사이의 바디의 길이를 따라 연장되며 단부에서 개구를 갖는다. 상기 섬유는 섬유 개구를 노출시키는 단부에서 밀폐된다. 유체 유입구는 상기 단부 중 하나에 위치하며 유체 유출구는 상기 단부 중 다른 하나에 위치된다. 유체 유입구 및 유출구는 상기 섬유의 개구와 유체 소통되어 있다. 상기 유체 유입구는 가압된 냉각액 소스로부터 메인 공급 라인을 따라 가스가 풍부한 냉각액을 받아들이고, 상기 유체 유출구는 상기 메인 공급 라인을 따라 가스가 고갈된 냉각액을 상기 스프레이 노즐로 방출한다. 가스가 풍부한(gas-rich) 및 가스가 고갈된(gas-depleted)이라는 용어는 상대적인 용어이며 냉각액에서의 가스량을 정확하게 묘사하기 위한 의도는 아니다. 상기 바디의 길이에 따른 진공 포트는 상기 섬유의 외부와 연결되어 있다. 진공 소스는 상기 진공 포트와 연결되어 있다.
제5실시예는 스코링 공정에서 핫 글래스 시트를 냉각하는데 사용되는 스프레이 노즐을 가스가 차지하는 것을 방지하는 방법을 특징으로 한다. 가압된 냉각액, 상기 가압된 냉각액 소스로부터 연결된 메인 액체 공급 라인, 상기 메인 액체 공급 라인과 연결된 노즐 통로를 구비한 바디를 포함한 스프레이 노즐, 및 상기 노즐 통로와 연결된 노즐 바디와 연결된 팁이 제공된다. 상기 팁은 냉각액의 제트를 방출하도록 채용된 오리피스를 갖는다. 가스 제거 장치는 상기 냉각액으로부터 가스를 제거하는데 사용되며, 이는 스프레이 노즐을 가스가 차지하는 것을 방지한다. 냉각액 제트는 스코링 공정 중에 제트에서의 차단(interruption) 없이 상기 시트 상으로 오리피스를 통해 스프레이된다. 일단 스코링 공정이 완료되면, 냉각액 제트는 실질적인 시간 지연 없이 차단된다.
가스 퍼징을 사용한 스코링된 핫 글래스 시트를 냉각하는 방법은 제2 솔레노이드 밸브(138)를 폐쇄함으로써 그리고 제1 솔레노이드 밸브(136)를 개방함으로써 상기 스코링된 핫 글래스 시트 상에 냉각액 제트를 스프레이 하는 단계를 포함하며, 상기 가압된 액체는 상기 노즐 통로를 따라 그리고 상기 팁 오리피스를 통하여 상기 메인 액체 공급 라인을 따라 공급된다. 상기 냉각 동작이 종결되면 상기 퍼지 노즐은 글래스 시트로부터 멀리 옮겨진다. 상기 퍼지 노즐에서의 가스는 제2 솔레노이드 밸브(138)를 개방함으로써 그리고 상기 퍼지 개구를 통해 퍼지 라인을 따라 방출위치로 상기 액체를 지향함으로써 퍼지된다.
제2 솔레노이드 밸브(138)의 작동은 차후 퍼지 노즐에 대한 즉각적인 차단을 할 수 있게 한다. 상기 장치는 퍼징이 필요한 경우는 언제나 상기 장치로부터 버블을 퍼지한다. 이는 몇 가지 스코링 사이클 또는 모든 스코링 사이클 이후, 원한다면 퍼지 노즐에서 에어 형성의 정도에 따라 일어날 수 있다. 제2 솔레노이드 밸브(138)가 활성화되면, 물 및 버블의 혼합물은 상기 퍼지 노즐에서 퍼지된다. 제2 솔레노이드 밸브(138)가 폐쇄되면, 워터 제트가 버블 형성이 촉진되는 고온 환경에서 계속적으로 작동하더라도 즉각적으로 단속될 수 있다. TAM은 TAM와 글래스 사이의 상대 운동이 없도록 글래스와 함께 하방으로 이동하는 스트로크의 상부에서 그의 사이클을 시작한다. 초기 간단한 기계적 스크라이빙(scribing)이 일어나면, 레이저 스코링 작용이 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)가 활성화되는 시간에 수행되며, 레이저 빔을 뒤쫓는 글래스에 대하여 제한적으로 규정된 영역에서 강한 점착 냉각수를 상기 글래스 상에 방출한다. 상기 시간 동안, 상기 글래스 시트는 계속하여 하방으로 이동한다. 스코링이 완료되면, TAM은 그 하방 이동을 종료한다. 그 하방 단부 스트로크에서 제1 솔레노이드 밸브(136)는 중단된다. 그 바로 직후, 상기 퍼지 노즐은 개방되고 퍼징이 수행된다. TAM은 그 하방 단부 스트로크의 단부에서 잠시(예를 들어, 약 수초 동안) 동작을 멈추고, 이어서 그 출발 위치로 다시 위로 이동하기 시작한다. 한편 글래스는 글래스를 셕션 컵들이 지지하는 동안 상기 글래스 시트의 로봇식 밴딩에 의하여 부러진다. 이어서 퍼지 노즐은 그 원 위치(home position)에 도달한다.
여기에 개시된 가스 제거의 특징, 즉 퍼지 노즐, 버블의 전처리된 퍼지 노즐, 냉각 코일 및 가스 필터에 대한 일차적인 이점은 노즐로부터 물 흐름의 차단 없이 상승된 온도에서 액체 또는 연무(misting) 스트림 조건에서 스프레이 노즐을 사용하는 능력을 포함한다. 또한 상기 스프레이 노즐은 흐름상의 차단 없이 고온 소스에 대한 밀접한 접근성으로 유체를 전달할 수 있다. 상기 스프레이 노즐은 고온 유체를 스프레이 하는 동안 실온에서와 같이 작동할 수 있다. 여기에 개시된 특징들은 일련의 온도 범위에서의 다양한 유체로부터 다양한 가스를 제거하는데 적용될 수 있다. 이러한 특징들은 또한 노즐 오리피스 개구를 버블이 막는 것 및 스프레이 노즐 밖에서의 물 흐름의 장애 또는 동요를 일으키는 것을 방지한다. 또한 이들 특징은 스프레이 노즐의 중단 성능이 증진되도록 상기 노즐 팁으로부터 버블을 제거한다.
상기와 같이 이루어진 본 발명에 의하면, 가스가 핫 글래스 시트를 스코링하는 공정에 사용된 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1(종래기술)은 글래스 시트를 만들기 위해 퓨전 공정을 이용하는 종래의 글래스 제조 시스템의 개략도이다.
도 2(종래기술)는 고온 글래스 시트를 냉각 및 레이저 스코링하기 위한 종래 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 퍼지 노즐 장치의 일반적인 구성요소를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 장치에서 사용될 수 이는 퍼지 노즐의 제1실시예의 개략도이다.
도 5는 도 3에 도시된 장치에서 사용될 수 있는 퍼지 노즐의 제2실시예의 개략도이다.
도 6은 도 5에 도시된 화살표 6-6으로 나타낸 평면의 절단면도이다.
도 7은 도 3에 도시된 에어 필터 장치의 절단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 도트선의 확대 절단면도이다.
상세한 설명은 퍼지 노즐(purge nozzle), 전처리 버블(pre-staged bubble)을 구비한 퍼지 노즐, 냉각 코일을 구비한 퍼지 노즐, 및 에어 필터와 이의 조합으로 사용된 모든 것들의 에어 제거 특징들을 논의하고 있다. 그러나, 에어 제거 특징들의 하나 또는 다른 조합들이 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 도 3에 도시된 것은 고온 글래스의 레이저 스코링된 시트(laser scored sheet)를 냉각하기 위한 개선된 냉각 노즐 어셈블리(92)이다. 장치의 구성요소 중 하나는 가압수(105) 소스(104)이다. 가압수 소스는 물의 흐름이 유량계(rotometer)에 의해 조절되는 에어 충전 압력 포트(air charged pressure pot)이다. 메인 물 공급 라인(106)은 가압수 소스와 연결된다. 퍼지 노즐(108)은 메인 물 공급 라인과 소통하는 노즐 통로(110)를 구비한다. 상기 퍼지 노즐은 노즐 바디(112)를 구비한다. 퍼지 개구(114)는 노즐 통로(도 4)와 소통하는 노즐 바디에 형성된다. 피팅(fitting)에 의해 노즐 바디에 연결된 퍼지 라인(116)은 퍼지 개구에서 퍼지 노즐로부터 먼 방출위치(118)까지 연결된다. 상기 노즐 바디는 그의 전단부(122; 도 4)에서 외부적으로 나사화(120)된다. 팁(124)은 레이저 스코링된 글래스 시트를 냉각하기에 적합한 유동율(흐름율; flow rate)에서 물(128)의 제트를 방출하는 오리피스(126)를 구비한다. 패스너(130; fastener)는 그곳에 팁을 수용하는 중심 개구(132)를 구비한다. 상기 패스너는 노즐 바디에 장착되어 팁을 노즐 바디에 안전하게 연결하는 나사선(134)을 구비한다. 상기 오리피스(126)는 퍼지 개구(114)가 대략 0.16㎝의 직경 크기를 가질 때 예를 들면 대략 200 내지 350 마이크로미터의 직경 크기를 갖는다. 본 발명에서 기술된 모든 실시예들의 퍼지 노즐들은 오리피스 외부로 물이 흐르는 동안 오리피스를 통해 퍼지 노즐로의 모든 에어 흡입을 방지하기 위해 팁 뒤의 퍼지 노즐 내에 체크 밸브(도시되지 않음)를 채용할 수도 있다. 제1 솔레노이드 밸브(136)는 메인 물 공급 라인(106) 내에 배치된다. 제2 솔레노이드 밸브(138)는 퍼지 노즐과 떨어진 방출위치 사이의 퍼지 라인(116)을 따라 배치된다. PLC(140; Programmable Logic Controller)는 원한다면 제1 솔레노이드 밸브(136)와 제2 솔레노이드 밸브(138)를 개폐 및 폐쇄시키기 위해 와이어(142)를 따라 제1 솔레노이드 밸브(136)와 제2 솔레노이드 밸브(138)로 전기 신호를 보낸다.
에어 축적기 또는 스탠드 튜브(144; stand tube)는 퍼지 노즐 전에 제1 솔레노이드 밸브(136)의 위쪽에 메인 물 공급 라인(106)을 따라 배치된다. 상기 스탠드 튜브는 비교적 큰 버블 캡쳐(bubble capture)를 천천히 이동시키기 위해 물리적인 버블 트랩으로서 동작한다. 상기 스탠드 튜브는 물 전달 장치 내의 최고점에 배치된다. 퍼지 노즐에 들어가는 천천히 움직이는 버블은 주변 물에 대한 그들의 부력 때문에 스탠드 튜브를 단순히 위로 떠오르게 한다. 그때, 이러한 버블들은 퍼지 노즐을 통해 지나는 것보다 해롭지 않게 일정시간 동안 축적된다. 상기 스탠드 튜브는 스탠드 튜브 솔레노이드 밸브(146)가 배치된 곳에 퍼지 개구를 구비한다. 상기 스탠드 튜브 솔레노이드 밸브(146)는 와이어(142)를 통해 PLC에 연결될 수 있다. 상기 스탠드 튜브 솔레노이드 밸브(146)는 물과 장치에서 획득된 에어 특히, 장치의 초기 설정에서 축적된 에어의 혼합을 발산을 명령하기 위해 수동 또는 PLC에 의해 제어된다.
가스 필터(160)는 스탠드 튜브(144)의 위쪽에 있는 에어 충전 압력 포트(104)와 퍼지 노즐 사이의 메인 물 공급 라인(106)을 따라 배치될 수 있다. 상기 가스 필터는 냉각액에서 에어를 제거하여 퍼지 노즐 내에 에어 버블이 모이는 것을 방지한다.
여러 도면을 통해 동일 부품에 동일한 번호가 주어진 도 5와 도 6을 참조하면, 제2실시예는 퍼지 개구가 퍼지 노즐의 상부에 배치될 때, 노즐 통로(110)가 팁(124)에서 퍼지 개구(114) 쪽 방향의 상향각으로 연장되는 경사면(150)을 포함하는 노즐 바디(112)를 특징으로 한다. 상기 경사면은 미세 버블들로 퍼지 개구 주변을 전처리하기 위해 적당한 각(α), 예를 들면, 수평에서 대략 8°에 있다. 미세 버블들은 냉각 동작 동안 퍼지 개구 아래에 놓이도록 노즐 통로의 경사면을 따라 움직인다. 상기 버블들은 퍼지 개구 주변과 아래에 큰 버블들 또는 에어 공간을 형성하기 위해 축적된다. 그때, 상기 버블들은 퍼지 개구를 통해 퍼지 라인을 따라 방출위치로 물과 버블들을 방출하여 퍼징된다. 경사면의 다양한 형태와 각이 퍼지 개구 주변을 제거하기 위해 버블들을 전처리하는 것을 돕도록 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다.
제3실시예에서, 퍼지 노즐(108)의 노즐 바디(112)는 퍼지 노즐(108)의 노즐 통로(110) 주위로 연장되면서 노즐 바디(112)의 길이에 걸쳐 연장되는 냉각 코일 또는 나선(152)을 구비한다. 냉각 코일(152)은 물 유입구(154)와 물 유출구(156)를 구비한다. 냉각수는 물 유입구를 통과하고, 이어서 냉각 코일(152)을 통해 노즐 통로(110) 주위로 이동하면서 노즐 바디(112)의 길이를 따라 이동하고, 이어서 물 유출구(156)로부터 제거되는데, 이는 퍼지 노즐(108)의 노즐 통로(110)를 통과하는 물을 냉각시킨다. 물은, 냉각 코일(152)이 물 내 에어의 용해성이 증가하는 지점까지 물 온도를 줄일 수 있도록 충분한 시간 동안 퍼지 노즐(108)의 노즐 통로(110) 내에 유지될 수 있다. 퍼지 노즐(108)의 노즐 통로(110) 내 물을 냉각시킴으로써, 더 많은 에어 미세 버블이 용액에 머무른다. 특히, 고온에서 사용하기 적합한 다른 냉각제가 물과 더불어 냉각 코일에서 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다.
압력 변환기(157)는 하나 또는 그 이상의 퍼지 노즐, 전처리된 버블을 구비한 퍼지 노즐, 냉각 코일 및 아래에 기술된 에어 필터와 함께 사용될 수 있다. 상기 압력 변환기(157; 도 3)는 메인 물 공급 라인(106)에서 시간 함수로 압력을 나타내는 데이터 취득 구성요소(159) 위에 흔적(trace)을 만든다. 흔적을 검사함으로써, 제1 솔레노이드 밸브(136)가 폐쇄될 때 발생하는 압력 링잉(pressure ringing)의 크기(진폭)는 얼마만큼의 에어가 오리피스 팁 주위에 노즐 바디에서 트랩(trap)되었는지를 나타낸다. 상기 링잉 진폭은 노즐 바디 오리피스 팁에서 획득된 에어의 양의 직접 상관관계에 따라 변한다. 에어가 현재 노즐 바디에서 증가한다면, 상기 압력 링잉은 더 커진다. 이에 반해, 상기 에어가 노즐 바디에서 최소화되면 퍼지 이후 상기 압력 링잉은 감소된다. 상기 장치가 퍼지 노즐을 이용하여 퍼지되기 때문에 압력 링잉 진폭은 최소화되고, 셧 오프(shut off) 성능이 강화된다. 제어 신호가 퍼지 노즐이 턴-오프 되도록 주어지면, 상기 물은 일정시간 동안 천천히 쇠약해져 퍼지 노즐에서 즉시 흐름을 멈춘다. 퍼지 노즐에서의 에어의 퍼징은 에어가 퍼지 노즐로 이동하는 장치의 셧-오프 시간이 퍼지 노즐에서 단지 물과 함께 실온에서 장치의 셧-오프 시간에 가까워지는 것을 가능하게 한다. 퍼징 동안 퍼지 노즐에서 에어를 제거하는 것은 실제로 오리피스 팁으로부터 물의 셧-오프 시간을 개선한다. 압력 변환기에서 판독되는 표시 압력은 일반적인 퍼징 동작 동안 제2 솔레노이드 밸브(138)의 개구의 주파수와 주기를 조절하는 것을 가능하게 한다.
스코링된 핫 글래스 시트를 냉각하기 위한 방법에서, 냉각액의 제트는 제2 솔레노이드 밸브(138)를 폐쇄하고 제1 솔레노이드 밸브(136)를 개방함으로써 글래스 시트 위에 스프레이된다. 가압된 액체는 메인 액체 공급 라인과 노즐 통로를 따라 그리고 팁 오리피스를 통해 공급된다. 레이저 스코링 및 냉각 공정 후, 퍼지 노즐은 글래스 시트에서 떨어져 움직인다. 퍼지 노즐에 있는 가스는 제2 솔레노이드 밸브(138)를 개방하고 퍼지 개구(114)를 통해 퍼지 라인을 따라 방출위치로 액체를 유도함으로써 퍼지된다. 퍼지는 일반적으로 글래스(62)의 제2 측벽에서 발생되나, 글래스의 제1 측벽(64)에서 발생될 수 있다. 퍼지는 각각의 주기를 발생할 수 있거나 다중 스코링 운전은 냉각 코일이 사용되는 경우와 같이 통상적인 퍼지 전에 발생 될 수 있다. 상술한 바와 같이, 하나의 주기는 예를 들면, 하나의 스코링 운전의 시작에서 다음 스코링 운전의 시작까지이다.
상기 PLC는 제1, 제2 및 선택적으로 스탠드 튜브 솔레노이드 밸브(136,138,146)의 개폐 시간과 주기로 프로그램된다. 상기 솔레노이드 밸브들은 공지된 바와 같이 고속 온/오프형 솔레노이드 밸브이다. 퍼지는 제1 솔레노이드 밸브(136)가 개방되거나 폐쇄될 때 수행될 수 있다. 먼저, 퍼지는 제1 솔레노이드 밸브(136)를 개방하기 위해 제1 솔레노이드 밸브(136)로 신호를 보낸 후 제2 솔레노이드 밸브(138)를 개방하기 위해 PLC에서 제2 솔레노이드 밸브(138)로 신호를 보내 수행될 수 있다. 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)는 냉각액이 오리피스를 통해 지나가는 동안 퍼지 노즐로부터 전체 에어 버블을 제거하기에 충분한 시간 동안 개방된다.
물이 오리피스에 남아 있더라도, 상기 퍼지 노즐은 이러한 동작에 있어서 글래스 가까이에 있지 않다(예를 들면, 제1측벽에 위치된다). 이러한 퍼징 동작은 수동으로 또는 상기 PLC에 프로그램된 구간에서 수행될 수 있다.
보다 일반적인 제2동작에서, 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)를 폐쇄하도록 상기 PLC에서 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)로 신호를 보낸 후, 냉각 동작 끝에 퍼지가 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)를 개방함으로써 수행된다. 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)는 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)의 셧 오프로 슬레이브된다. 상기 퍼지에 의해 제거된 냉각액의 양은 에어가 오리피스를 통해 상기 퍼지 노즐로 유입되도록 하는 양보다 적다. 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)는 상기 PLC에 의해 지시된 대로 미리 설정된 구간 이후 폐쇄될 것이다.
가스 필터(160)는 물 또는 기타 냉각액(105)으로부터 에어(또는 기타 가스) 버블(162)을 제거하는데 사용될 수 있다. 단순화하기 위해, 추가 논의는 물에서 에어를 제거하는 것에 집중될 것이다. 예를 들면, 소정의 적당한 장치로는 물로부터 가스를 제거하기 위한 MEMBRANATM 마이크로모듈 필터가 있다. 도 7과 8을 참조하면, 상기 가스 필터는 카트리지(catridge)의 형태로 긴 바디(163)를 갖는다. 소수성 물질로 만들어진 다수의 소형 튜브 또는 중공 섬유(164)는 단부 캡들(166, 168) 사이에 상기 바디의 길이를 따라 연장된다. 한 단부 캡(168)에는 물 유입구(170)가 있고 다른 단부 캡(168)에는 상기 섬유들의 단부가 개방되도록 노출되는 물 유출구(172)가 있다. 상기 섬유들은 물이 상기 섬유들의 중공 내부를 따라 강제되도록 상기 단부 캡들에서 밀폐된다. 두 개의 가스 방출 포트들(174, 176)은 상기 필터로부터 진공 하에 에어 버블을 제거하기 위해 존재한다. 진공 소스(173)가 가스 방출 포트들(174,176)에 튜브들(175, 177)에 의해 연결된다.
에어가 풍부한 물이 상기 물 유입구(170)로 들어와 상기 중공 섬유들(164)을 따라 이동한다. 상기 물이 상기 섬유들 내에 있는 동안, 상기 가스 방출 포트들(174, 176)을 따라 인가된 진공은 상기 섬유들의 외부 공간(179)에 화살표 방향으로 상기 섬유 벽들의 구멍들(178)을 통해 물(105)에서 에어 버블들(162)을 뽑아낸 후, 상기 가스 방출 포트(174, 176)로 방출한다. 상기 섬유들이 소수성이기 때문에, 물은 그들을 통해 통과하는 것을 허용하지 않는다. 상기 물이 상기 물 유출구에 도달할 때까지, 물은 상당량의 에어가 제거된다. 그 후, 대폭 감소된 에어를 갖는 물은 물 유출구(172)를 통해 상기 필터를 빠져나가 상기 메인 물 공급 라인을 따라 상기 퍼지 노즐로 이동한다. 고온에서 상기 필터 장치로 인해 감소된 에어 함량을 갖는 상기 퍼지 노즐을 동작시키는 것은 상기 물이 용해되지 않는 에어를 포함할 때 일반적으로 발생하는 버블 형성을 막는다. 상기 가스 필터는 냉각 코일 없이 그리고 버블 설계(bubble design) 처리 없이 통상의 노즐로 단독으로 사용될 수 있으며, 개시된 하나, 그 이상 또는 모든 가스 제거 특성들을 조합하여 사용될 수 있다.
셧 오프 성능 강화는 에어 대 물의 압축률(compressibility)에 기인한다. 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)가 턴-온 될 때 에어가 상기 노즐 바디에 존재하는 경우, 상기 에어는 상기 바디 내에서 그 크기와 위치로 인해 상기 노즐 오리피스를 통해 빠져나갈 수 없다. 결국, 그것은 상기 팁 오리피스를 통해 상기 물을 강압하는 수압에 의해 압축될 수밖에 없다. 하지만, 일단 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)가 턴 오프 되면, 대기압이 상기 팁 오리피스를 거쳐 상기 노즐 바디 캐비티(cavity)로 리턴된다. 이는 버블 완화(bubble relax)를 발생시키고 주위 압력에서 일반적인 크기로 리턴된다. 이러한 과정은 상기 퍼지 노즐의 셧 오프 성능에 있어 시간 지연을 효과적으로 발생시켜, 번갈아 물이 상기 팁 오리피스로 빠져나가게 한다. 물은 압축될 수 있으나 에어가 존재하므로, 에어가 존재할 경우에만 이러한 느린 셧 오프 성능이 발생한다. 하나 이상의 퍼지 노즐, 전처리 버블 특성을 갖는 퍼지 노즐, 냉각 코일을 구비한 퍼지 노즐, 또는 가스 필터를 사용할 때와 같이 에어 버블 또는 감소된 양의 에어 버블이 상기 노즐 바디에 없다면, 노즐 셧-오프 성능은 광범위한 온도 범위에 걸쳐 일정하게 유지될 것이다. 이러한 공정 제어 레벨은 레이저 스코링의 성공에 기여한다.
실시예
이 실시예는 상기 퍼지 노즐의 동작을 설명한다. 다음은 사전-퍼징 시퀀스(pre-purging sequence)이다. 상기 사전-퍼징 시퀀스는 노즐 팁(tip)이 교체될 때나 장치 시동 동안과 같은 장치로부터 전체 에어 버블을 제거하기 위해서만 수행된다. 우선, 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)가 턴 오프 되고 상기 퍼지 또는 제2 솔레이노이 밸브(138)가 턴-오프 된다. 수압은 온(on) 상태이다. 상기 물이 약 3 내지 70 psi 범위의 레이저 스코링 환경 내에서 압력을 공급한다. 상기 압력은 에어 충전된 압력 용기에 의해 제공된다. 압력 변압기는 상기 물 공급 라인에서 시간의 함수로서 압력을 보고한다. 스탠드 튜브 솔레노이드 밸브(146)가 폐쇄된다. 다음, 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)가 턴-온 된다. 상기 스탠드 튜브 솔레노이드 밸브(146)는 5초 동안 개방된 후 폐쇄된다. 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)는 10 Hz 진동에서 약 10초 동안 켜진다. 이는 거기에 위치된 버블에 지장을 주도록 상기 퍼지 노즐에 난류(turbulent flow)를 생성한다. 그 후, 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)가 턴 오프된다. 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)가 턴 오프된다. 상기 장치는 이제 일반적인 러닝 시퀀스(running sequence)를 위해 대기중이다.
일반적인 러닝 시퀀스를 위한 준비에 있어, 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)가 오프된다. 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)가 오프된다. 상기 수압이 턴 온된다. 상기 물은 약 3 내지 70 psi 범위의 레이저 스코링 환경 내에서 압력을 공급한다. 상기 압력 변압기는 보고중이다. 상기 스탠드 튜브가 폐쇄된다. 상기 퍼지 노즐은 이제 사용을 위해 대기중이다.
정상 동작 동안, 광학 헤드는 상기 글래스의 제1측벽에 있다. 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)가 턴 온된다. 물은 상기 오리피스를 통해 상기 노즐 팁으로 흘러나오고 레이저 스코링 동안 소정의 냉각 기간 동안 유지한다. TAM 애플리케이션은, 예를 들면, 23초 주기 시간(즉, 상기 글래스의 제1측벽의 시작 홈 위치로부터, 레이저 스코링 동안 냉각을 통해, 홈을 되돌아와 상기 글래스의 제2측벽의 단부 위치로)을 갖는다. 레이저 스코링 동안 냉각 시, 상기 팁 오리피스로부터 워터 제트(water jet)의 유동률은 10 내지 20 ml/분이다. 약 1000mm/초까지의 유동률에서 그리고 약 1500mm의 글래스 폭에 대해 냉각이 발생한다. 냉각 이후, 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)가 턴 오프된다. 상기 퍼지 노즐을 빠져나간 물이 즉시 생성된다. 그리고 그 직후, 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)에 트리거되어 슬레이브되어, 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)가 턴 온된다. 상기 TAM은 상기 글래스의 제1측벽의 위로 향하는 위치에서 그 홈 위치를 향해 이동하기 시작한다. 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)는 소정의 기간(예컨대, 50ms) 동안 유지한다. 이는 예를 들면, 약 1ml의 물과 에어 버블의 혼합물을 제거할 수 있다. 폐수와 에어는 퍼징 동안 방출위치에 대해 퍼지된다. 그 후, 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)는 턴 오프된다. 이제, 상기 장치는 레이저 스코링 동안 냉각의 또 다른 주기를 위해 대기중이다.
본 발명은 이하와 같이 예시적면서 비제한적인 실시예를 포함한다.
C1. 가스가 스코링 공정 동안 핫 글래스 시트를 냉각하는데 사용된 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 장치는:
가압된 냉각액 소스;
상기 가압된 냉각액 소스와 연결되는 메인 액체 공급라인;
상기 메인 액체 공급라인과 소통하는 노즐 통로를 갖춘 바디, 및 상기 노즐 통로와 소통하는 노즐 바디에 연결되고, 상기 스프레이 노즐이 상기 시트에 근접하여 위치되면 상기 시트를 냉각하기 위한 상기 냉각액의 제트를 방출하도록 채용된 오리피스를 갖춘 팁을 포함하는 스프레이 노즐; 및
상기 가스가 상기 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하는 상기 냉각액으로부터 가스를 제거하기 위한 수단을 포함한다.
C2. C1의 장치에 있어서, 상기 가스를 제거하기 위한 수단은:
상기 노즐 통로와 유체 소통하는 상기 스프레이 노즐의 상부 위치에 퍼지 개구를 갖춘 상기 노즐 바디;
상기 퍼지 개구에서 상기 노즐로부터 먼 방출위치까지 연결되는 퍼지 라인;
상기 메인 액체 공급라인에 배치된 제1 밸브, 예컨대 제1 솔레노이드 밸브(136); 및
상기 스프레이 노즐과 상기 방출위치 사이에 배치된 제2 밸브, 예컨대 제2 솔레노이드 밸브(138)를 포함한다.
C3. C2의 장치에 있어서, 가스를 제거하기 위한 상기 수단은 제1 밸브로서의 제1 솔레노이드 밸브(136), 제2 밸브로서의 제2 솔레노이드 밸브(138), 및 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)를 개방 및 폐쇄하기 위하여 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)에 그리고 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)를 개방 및 폐쇄하기 위하여 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)에 신호를 보내는 프로그램가능 로직 콘트롤러(PLC)를 포함한다.
C4. C2 또는 C3의 장치에 있어서, 상기 노즐 통로는 상기 팁에서 상기 퍼지 개구 쪽 방향의 상향각으로 연장되는 경사면을 포함한다.
C5. C1 내지 C4 중 어느 한 장치에 있어서, 상기 가스를 제거하기 위한 수단은 유체 유입구 및 유체 유출구를 포함하는 상기 노즐 통로 주위의 상기 노즐로 연장되는 냉각 코일을 포함하고, 냉각제는 상기 유체 유입구를 통과하여, 상기 냉각 코일 및 상기 노즐 바디를 통해 이동하고, 상기 노즐 통로 주위로 이동하여 상기 유체 유출구로부터 제거된다.
C6. C1 내지 C5 중 어느 한 장치에 있어서, 상기 가스를 제거하기 위한 수단은 대향하는 단부들을 갖는 연장체(elongated body), 상기 단부들간 상기 바디의 길이를 따라 연장되고 상기 단부들에 개구들을 갖는 중공의 다공성 소수성 섬유, 상기 섬유 개구들과 유체 소통하는 상기 단부들 중 어느 하나의 유체 유입구와 상기 단부들 중 또 다른 하나의 유체 유출구, 상기 섬유의 외면과 소통하는 상기 바디의 길이에 걸친 진공 포트, 및 상기 진공 포트에 연결된 진공 소스를 포함하는 에어 필터를 포함하며, 상기 단부들은 상기 섬유 개구들을 노출하도록 밀폐되고, 상기 유체 유입구는 상기 압력 소스로부터 상기 메인 공급라인을 따라 가스가 풍부한 상기 냉각액을 받아들이고 상기 유체 유출구는 상기 노즐로 상기 메인 공급라인을 따라 가스가 고갈된 상기 냉각액을 방출한다.
C7. 가스가 스코링 공정 동안 핫 글래스 시트를 냉각하는데 사용된 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 방법은:
가압된 냉각액 소스를 제공하는 단계;
가스가 상기 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위해 가스 제거장치를 이용하여 상기 냉각액으로부터 가스를 제거하는 단계;
냉각액의 제트에 방해없이 스코링 공정 동안 상기 시트 상에 팁 오리피스를 통해 냉각액의 제트를 스프레잉하는 단계; 및
일단 상기 스코링 공정이 완료되면 많은 시간 지연없이 상기 냉각액의 제트를 차단하는 단계를 포함하며,
메인 액체 공급라인은 상기 가압된 냉각액 소스와 연결되고, 상기 스프레이 노즐은 상기 메인 액체 공급라인과 소통하는 노즐 통로를 갖춘 바디, 및 상기 노즐 통로와 소통하는 노즐 바디에 연결된 팁을 포함하고, 상기 팁은 상기 냉각액의 제트를 방출하도록 채용된 오리피스, 및 상기 냉각액으로부터 가스를 제거하도록 채용된 가스 제거장치를 갖춘다.
C8. C7의 방법에 있어서, 상기 가스 제거 장치는 상기 노즐 통로와 유체 소통하는 상기 스프레이 노즐의 상부 위치에서의 퍼지 개구; 상기 퍼지 개구에서 상기 노즐의 가스를 퍼징(purging)하는 상기 노즐로부터 먼 방출위치까지 연결되는 퍼지 라인; 상기 메인 액체 공급라인에 배치된 제1 밸브, 예컨대 제1 솔레노이드 밸브(136); 및 상기 스프레이 노즐과 상기 방출위치 사이에 배치된 제2 밸브, 예컨대 제2 솔레노이드 밸브(138)를 포함하고, 상기 방법은 상기 제2 밸브를 개방하여 상기 가스를 제거하는 단계 및 상기 퍼지 개구를 통해 그리고 상기 퍼지 라인을 따라 상기 방출위치로 상기 액체를 유도하는 단계를 더 포함한다.
C9. C8의 방법에 있어서, 제1 밸브로서의 제1 솔레노이드 밸브(136), 제2 밸브로서의 제2 솔레노이드 밸브(138), 및 프로그램가능 로직 콘트롤러(PLC)를 제공하는 단계, 및 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)를 개방 및 폐쇄하기 위하여 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)에 그리고 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)를 개방 및 폐쇄하기 위한 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)에 상기 PLC로부터 전기 신호를 보내는 단계를 더 포함한다.
C10. C9의 방법에 있어서, 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)를 개방하기 위해 상기 PLC에서 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)로 상기 전기 신호를 보내고 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)를 개방하기 위해 상기 PLC에서 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)로 상기 전기 신호를 보냄으로써 퍼징하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)는 상기 팁 오리피스를 통해 냉각액을 통과시키면서 상기 노즐로부터 전체 에어 버블을 제거하기에 충분한 기간 동안 개방된다.
C11. C9의 방법에 있어서, 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)를 폐쇄하기 위해 상기 PLC에서 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)로 전기 신호를 보냄으로써 퍼징하는 단계, 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)의 상기 폐쇄에 따라 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)를 자동으로 개방하는 단계, 및 미리 결정된 시간 간격 후 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)를 폐쇄하는 단계를 더 포함하며, 상기 퍼징에 의해 제거된 냉각액의 양은 에어가 상기 오리피스를 통해 상기 노즐로 들어가게 하는 양보다 적다.
C12. C8의 방법에 있어서, 상기 노즐 통로는 상기 팁에서 상기 퍼지 개구 쪽 방향의 상향각으로 연장되는 경사면을 포함하며, 상기 방법은 상기 팁 근처에서 상기 퍼지 개구 쪽으로 상기 노즐 통로의 상기 경사면을 따라 상기 가스의 버블을 이동시킨 후 상기 방출위치로 상기 퍼지 라인을 따라 상기 퍼지 개구를 통해 상기 액체 및 상기 버블을 퍼징하는 단계를 더 포함한다.
C13. C7 내지 C12 중 어느 한 방법에 있어서, 상기 노즐 통로 주위의 상기 노즐 바디로 연장되는 냉각 코일을 더 포함하며, 상기 방법은 상기 냉각제를 상기 유체 유입구를 통과시켜, 상기 냉각 코일 및 상기 노즐 바디를 통해 통과시키고, 상기 노즐 통로 주위로 통과시키는 단계 및 상기 노즐 통로를 통해 통과시키는 상기 냉각액을 냉각하여 상기 냉각액의 상기 가스의 용해성을 증가시킴으로써 상기 냉각액으로부터 상기 가스를 제거하도록 상기 유체 유입구로부터 상기 냉각제를 제거하는 단계를 더 포함한다.
C14. C7 내지 C13 중 어느 한 방법에 있어서, 레이저를 이용하여 상기 글래스 시트를 스코링하는 단계를 더 포함한다.
C15. C7 내지 C14 중 어느 한 방법에 있어서, 상기 가압된 냉각액 소스와 상기 스프레이 노즐간 상기 메인 라인에 대해 상승된 스탠드 튜브를 포함하고, 상기 방법은 상기 메인 액체 라인에서 상기 스탠드 튜브로 상기 가스의 버블을 유동시킨 후 상기 스탠드 튜브로부터 상기 가스를 제거하는 단계를 더 포함한다.
C16. C7 내지 C15 중 어느 한 방법에 있어서,
대향하는 단부들을 갖는 연장체, 상기 단부들간 상기 연장체의 길이를 따라 연장되고 상기 단부들에서 상기 섬유의 개구들을 노출하도록 상기 단부들이 밀폐되는 중공의 다공성 소수성 섬유, 상기 섬유 개구들과 유체 소통하는 상기 단부들 중 어느 하나의 유체 유입구와 상기 단부들 중 또 다른 어느 하나의 유체 유출구, 상기 섬유의 외면과 소통하는 상기 바디의 길이에 걸친 진공 포트, 및 상기 진공 포트에 연결된 진공 소스를 포함하는 에어 필터를 제공하는 단계;
상기 가압된 냉각액 소스에서 상기 유체 유입구로 유체 섬유의 내부를 따라 상기 가스가 풍부한 냉각액을 통과시키는 단계;
상기 섬유의 구멍들을 통해 상기 냉각액으로부터 가스를 풀링(pulling)하는 상기 진공 소스로부터 진공을 인가하여, 상기 진공 포트를 통해 상기 가스를 제거하는 단계; 및
상기 유체 유출구를 통해 상기 메인 냉각액 공급라인 및 상기 스프레이 노즐로 가스가 소모된 상기 냉각액을 통과시키는 단계를 포함하며,
상기 유체 유입구는 상기 압력 소스로부터 상기 메인 공급라인과 유체소통되고 상기 유체 유출구는 상기 노즐에 연결되는 상기 메인 공급라인과 유체소통된다.
C17. 가스가 스코링 공정 동안 핫 글래스 시트를 냉각하는데 사용된 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 장치는:
가압된 냉각액 소스;
상기 가압된 냉각액 소스와 연결되는 메인 액체 공급라인;
상기 메인 액체 공급라인과 소통하는 노즐 통로를 갖춘 바디, 및 상기 노즐 통로와 소통하는 노즐 바디에 연결되고, 상기 스프레이 노즐이 상기 시트에 근접하여 위치되면 상기 시트를 냉각하기 위한 상기 냉각액의 제트를 방출하도록 채용된 오리피스를 갖춘 팁을 포함하는 스프레이 노즐;
상기 노즐 통로와 유체 소통하는 상기 스프레이 노즐의 상부 위치에 배치된 퍼지 개구;
상기 퍼지 개구에서 상기 노즐로부터 먼 방출위치까지 연결된 퍼지 라인;
상기 메인 액체 공급라인에 배치된 제1 밸브, 예컨대 제1 솔레노이드 밸브(136); 및
상기 스프레이 노즐과 상기 방출위치 사이에 배치된 제2 밸브, 예컨대 제2 솔레노이드 밸브(138)를 포함한다.
C18. C17의 장치에 있어서, 제1 밸브로서의 제1 솔레노이드 밸브(136), 제2 밸브로서의 제2 솔레노이드 밸브(138), 및 상기 제1 솔레노이드 밸브를 개방 및 폐쇄하기 위하여 상기 제1 솔레노이드 밸브(136)에 그리고 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)를 개방 및 폐쇄하기 위하여 상기 제2 솔레노이드 밸브(138)에 신호를 보내는 프로그램가능 로직 콘트롤러(PLC)를 더 포함한다.
C19. C17 또는 C18의 장치에 있어서, 상기 노즐 통로는 상기 팁에서 상기 퍼지 개구 쪽 방향의 상향각으로 연장되는 경사면을 포함한다.
C20. C17 내지 C19 중 어느 한 장치에 있어서, 유체 유입구 및 유체 유출구를 포함하는 상기 노즐 통로 주위의 상기 노즐로 연장되는 냉각 코일을 포함하고, 유체 유입구로 통과된 냉각제는 상기 냉각 코일 및 상기 노즐 바디를 통해 이동하고, 상기 노즐 통로 주위로 이동하여 상기 유체 유출구로부터 제거된다.
108 : 퍼지 노즐, 110 : 노즐 통로,
112 : 노즐 바디, 114 : 퍼지 개구,
116 : 퍼지 라인, 124 : 팁,
126 : 오리피스, 136 :제1솔레노이드 밸브,
138 : 제2솔레노이드 밸브

Claims (12)

  1. 가스가 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 방법으로서,
    가압된 액체 소스, 상기 가압된 액체 소스로부터 연결되는 메인 액체 공급 라인, 상기 메인 액체 공급 라인과 소통하는 노즐 통로를 구비한 바디 및 노즐 바디에 연결되어 상기 노즐 통로와 소통하고 상기 액체의 제트를 방출하도록 구성된 오리피스를 구비한 팁을 포함하는 스프레이 노즐, 및 상기 액체로부터 가스를 제거하도록 구성된 가스 제거 장치를 제공하는 단계;
    상기 가스가 상기 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하도록 상기 가스 제거 장치를 사용하여 상기 액체로부터 가스를 제거하는 단계;
    상기 액체의 제트의 차단없이 팁 오리피스를 통해 상기 액체의 제트를 스프레잉하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 가스 제거 장치는 상기 노즐 통로와 유체 소통하는 상기 스프레이 노즐의 상부 위치에서의 퍼지 개구; 상기 퍼지 개구로부터 상기 노즐의 가스를 퍼징하는 상기 노즐로부터 먼 방출 위치까지 연결되는 퍼지 라인; 상기 메인 액체 공급라인에 배치된 제1 밸브 및 상기 스프레이 노즐과 상기 방출 위치 사이에 배치된 제2 밸브를 포함하고,
    상기 제2 밸브를 개방하여 상기 가스를 제거하는 단계 및 상기 퍼지 개구를 통해 그리고 상기 퍼지 라인을 따라 상기 방출 위치로 상기 액체를 유도하는 단계를 더 포함하는, 가스가 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 솔레노이드, 제2 솔레노이드, 및 프로그램가능 로직 컨트롤러(PLC)를 제공하는 단계, 및 상기 제1 밸브를 개방 및 폐쇄하기 위하여 상기 제1 솔레노이드에 그리고 상기 제2 밸브를 개방 및 폐쇄하기 위하여 상기 제2 솔레노이드에 상기 PLC로부터 전기 신호를 보내는 단계를 더 포함하는, 가스가 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 PLC로부터 상기 제1 솔레노이드에 상기 전기 신호를 보내 상기 제1 밸브를 개방하고 상기 PLC로부터 상기 제2 솔레노이드에 상기 전기 신호를 보내 상기 제2 밸브를 개방함으로써 퍼징하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 밸브는 상기 팁 오리피스를 통해 유체를 통과시키면서 상기 노즐로부터 전체 에어 버블을 제거하기에 충분한 기간 동안 개방되는, 가스가 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 PLC로부터 상기 제1 솔레노이드에 상기 전기 신호를 보내 상기 제1 밸브를 폐쇄하고, 상기 제1 밸브의 상기 폐쇄 시 상기 제2 밸브를 자동으로 개방하고, 미리 결정된 시간 간격 후 상기 제2 밸브를 폐쇄함으로써 퍼징하는 단계를 더 포함하고, 상기 퍼징에 의해 제거된 액체의 양은 에어가 상기 오리피스를 통해 상기 노즐로 들어가게 될 양보다 적은, 가스가 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 통로는 상기 팁으로부터 상기 퍼지 개구를 향한 방향으로 상향각으로 연장되는 경사 표면을 포함하고, 상기 방법은 상기 팁 근처로부터 상기 퍼지 개구를 향한 상기 노즐 통로의 상기 경사 표면을 따라 상기 가스의 버블을 이동시킨 후 상기 퍼지 개구를 통해 상기 퍼지 라인을 따라 상기 방출 위치로 상기 액체 및 상기 버블을 퍼징하는 단계를 더 포함하는, 가스가 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 통로 주위로 연장되면서 상기 노즐 바디의 길이에 걸쳐 연장되는 냉각 코일을 더 포함하고, 상기 냉각 코일은 유체 유입구 및 유체 유출구를 구비하고, 상기 방법은 냉각제를 상기 유체 유입구 내로 통과시키고, 이어서 상기 노즐 통로 주위로 이동시키면서 상기 노즐 바디의 길이를 따라 있는 상기 냉각 코일을 통과시키고, 이어서 상기 냉각제를 상기 유체 유출구로부터 제거하고, 이로 인해 상기 노즐 통로를 통과하는 상기 액체를 냉각하고 상기 액체의 상기 가스의 용해성을 증가시킴으로써 상기 노즐 통로 내 상기 액체로부터 상기 가스를 제거하는 단계를 더 포함하는, 가스가 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 메인 액체 라인으로부터의 상기 가스의 버블을 상기 가압된 액체 소스와 상기 스프레이 노즐 사이의 상기 메인 라인에 비해 상승되는 스탠드 튜브 내로 유동시킨 후 상기 스탠드 튜브로부터 상기 가스를 제거하는 단계를 더 포함하는, 가스가 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 노즐 통로는 상기 팁으로부터 상기 퍼지 개구를 향한 방향으로 상향각으로 연장되는 경사 표면을 포함하고, 상기 방법은 상기 팁 근처로부터 상기 퍼지 개구를 향한 상기 노즐 통로의 상기 경사 표면을 따라 상기 가스의 버블을 이동시킨 후 상기 퍼지 개구를 통해 상기 퍼지 라인을 따라 상기 방출 위치로 상기 액체 및 상기 버블을 퍼징하는 단계를 더 포함하는, 가스가 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    대향하는 단부들을 갖는 연장체, 상기 단부들 간의 상기 연장체의 길이를 따라 연장되는 중공의 다공성 소수성 섬유로서 상기 단부들에서 상기 섬유의 개구들이 노출되도록 상기 단부들에서 밀봉되는 중공의 다공성 소수성 섬유, 상기 섬유 개구들과 유체 소통하는 상기 단부들 중 어느 하나에서의 유체 유입구 및 상기 단부들 중 또 다른 어느 하나에서의 유체 유출구 - 상기 유체 유입구는 상기 가압된 액체 소스로부터의 상기 메인 공급 라인과 유체 소통하고 상기 유체 유출구는 상기 노즐로 연결되는 상기 메인 공급 라인과 유체 소통함 -, 상기 섬유의 외부와 소통하는 상기 연장체의 길이를 따른 진공 포트, 및 상기 진공 포트에 연결된 진공 소스를 포함하는 에어 필터를 제공하는 단계;
    상기 액체의 상기 가압된 소스로부터 상기 유체 유입구 내로 그리고 유체 섬유의 내부를 따라 가스가 풍부한 상기 액체를 통과시키는 단계;
    상기 섬유의 구멍들을 통해 상기 액체로부터 가스를 풀링하는 상기 진공 소스로부터의 진공을 적용하여, 상기 진공 포트를 통해 상기 가스를 제거하는 단계; 및
    상기 유체 유출구를 통해 상기 메인 액체 공급 라인 내로 그리고 상기 스프레이 노즐로 가스가 감소된 상기 액체를 통과시키는 단계
    를 더 포함하는, 가스가 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 노즐 통로는 상기 팁으로부터 상기 퍼지 개구를 향한 방향으로 상향각으로 연장되는 경사 표면을 포함하고, 상기 방법은 상기 팁 근처로부터 상기 퍼지 개구를 향한 상기 노즐 통로의 상기 경사 표면을 따라 상기 가스의 버블을 이동시킨 후 상기 퍼지 개구를 통해 상기 퍼지 라인을 따라 상기 방출 위치로 상기 액체 및 상기 버블을 퍼징하는 단계를 더 포함하는, 가스가 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 메인 액체 라인으로부터의 상기 가스의 버블을 상기 가압된 액체 소스와 상기 스프레이 노즐 사이의 상기 메인 라인에 비해 상승되는 스탠드 튜브 내로 유동시킨 후 상기 스탠드 튜브로부터 상기 가스를 제거하는 단계를 더 포함하는, 가스가 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 노즐 통로는 상기 팁으로부터 상기 퍼지 개구를 향한 방향으로 상향각으로 연장되는 경사 표면을 포함하고, 상기 방법은 상기 팁 근처로부터 상기 퍼지 개구를 향한 상기 노즐 통로의 상기 경사 표면을 따라 상기 가스의 버블을 이동시킨 후 상기 퍼지 개구를 통해 상기 퍼지 라인을 따라 상기 방출 위치로 상기 액체 및 상기 버블을 퍼징하는 단계를 더 포함하는, 가스가 스프레이 노즐을 차지하는 것을 방지하기 위한 방법.
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