KR102166756B1 - 유도 가열로써 모서리 디렉터 상에서의 실투를 최소화하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 용융 드로잉 방법은 한 쌍의 하향 경사 형성 표면 부분 중 적어도 하나와 교차되는 모서리 디렉터 위에서 용융 유리를 유동시키는 단계 그리고 유도에 의한 모서리 디렉터의 가열을 통해 미리 결정된 수치 위에서 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면의 적어도 일부의 최저 온도를 유지하는 단계를 포함한다.

Description

유도 가열로써 모서리 디렉터 상에서의 실투를 최소화하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MINIMIZING DEVITRIFICATION ON EDGE DIRECTORS WITH INDUCTION HEATING}

관련출원에 대한 교차참조

본 출원은 2012년 12월 21일자로 출원된 미국 임시 출원 제61/740,541호 그리고 2013년 9월 20일자로 출원된 미국 임시 출원 제61/880,332호의 우선권의 이익을 향유하고, 그 내용은 본 출원의 기초이고 아래에서 충분히 기재되는 것처럼 온전히 참조로 여기에 합체되어 있다.

기술 분야

본 명세서는 일반적으로 유리 시트의 제조 그리고 더 구체적으로 모서리 디렉터로써 유리 시트를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

유리 제조 시스템은 통상적으로 LCD 유리 시트 등의 다양한 유리 제품을 형성하는 데 사용된다. 형성 웨지(forming wedge) 위에서 용융 유리를 하향 유동시킴으로써 유리 시트를 제조하는 것이 공지되어 있다. 빈번하게는, 모서리 디렉터가 형성 웨지의 양쪽 대향 단부에 제공되어 요구된 시트 폭 및 모서리 비드 특성을 성취하는 것을 돕는다.

제조 중에, 모서리 디렉터 위에서 진행되는 유리가 냉각 및 실투될 수 있고, 그에 의해 모서리 디렉터 상에 축적된다. 이러한 축적은 유리의 형상-관련 및 다른 결함을 가져올 수 있고 또한 모서리 디렉터의 빈번한 교체를 요구할 수 있다.

따라서, 모서리 디렉터 상에서의 실투 유리의 축적을 최소화하는 방법이 바람직하다.

여기에서 설명되는 실시예는 유도를 통해 가열되는 모서리 디렉터로써 유리 시트를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

하나의 실시예에 따르면, 유리 시트를 제조하는 용융 드로잉 방법은, 형성 웨지의 한 쌍의 하향 경사 형성 표면 부분 위에서 용융 유리를 유동시키는 단계로서, 하향 경사 형성 표면 부분은 하류 방향을 따라 수렴되어 루트(root)를 형성하는, 단계를 포함한다. 상기 방법은 한 쌍의 하향 경사 형성 표면 부분 중 적어도 하나와 교차되는 모서리 디렉터 위에서 용융 유리를 유동시키는 단계를 또한 포함한다. 추가로, 상기 방법은 유도에 의한 모서리 디렉터의 가열을 통해 미리 결정된 수치 위에서 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면의 적어도 일부의 최저 온도를 유지하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 형성 웨지의 루트로부터 용융 유리를 드로잉하여 유리 시트를 형성하는 단계를 추가로 포함한다.

또 다른 실시예에서, 시트 유리를 하향 드로잉하는 장치는, 한 쌍의 하향 경사 형성 표면 부분을 갖는 형성 웨지로서, 하향 경사 형성 표면 부분은 형성 웨지의 저부에서 수렴되고 그에 의해 루트를 형성하고 그를 따라 용융 유리를 위한 드로잉 라인을 한정하는, 형성 웨지를 포함한다. 상기 장치는 한 쌍의 하향 경사 형성 표면 부분 중 적어도 하나와 접촉되는 모서리 디렉터를 또한 포함한다. 모서리 디렉터는 유도에 의한 모서리 디렉터의 가열을 통해 미리 결정된 수치 위에서 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면의 적어도 일부의 최저 온도를 유지하도록 모서리 디렉터의 표면 뒤에 위치되는 유도 가열 시스템 구성 요소를 포함한다.

위의 일반적인 설명 그리고 다음의 상세한 설명의 양쪽 모두는 다양한 실시예를 설명하고, 청구된 주제의 성격 및 특징을 이해하는 개관 또는 뼈대를 제공하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 첨부 도면은 다양한 실시예의 추가의 이해를 제공하도록 포함되고, 본 명세서 내로 합체되어 그 일부를 구성한다. 도면은 여기에서 설명되는 다양한 실시예를 도시하고, 상세한 설명과 함께 청구된 주제의 원리 및 동작을 설명하도록 기능한다.

도 1은 유리를 제조하는 장치의 개략도이다.
도 2는 열 차폐 장치의 제1 예를 도시하는 도 1의 선 2-2를 따른 장치의 단면 사시도이다.
도 2a는 열 차폐 장치의 또 다른 예로써의 장치의 사시도이다.
도 3은 유도 가열 시스템의 개략도로써 도시되는 유도 가열 모서리 디렉터의 사시도이다.
도 4는 유도 코일 구성의 사시도이다.
도 5a 및 5b는 각각 유도 가열 시스템 구성 요소의 대체 실시예의 사시도이다.
도 6a 및 6b는 각각 후방 판 그리고 후방 판 뒤에 위치되는 유도 코일을 갖는 모서리 디렉터의 단면도 및 사시도이다.
도 7은 후방 판을 갖는 모서리 디렉터의 사시도이고, 여기에서 후방 판의 내부 표면 그리고 모서리 디렉터의 내부 표면 사이의 영역에는 열 전도성 비드가 충전된다.

유리 시트의 제조 그리고 이것을 실시하는 유리 제조 공정에서 사용되는 다양한 실시예가 이제부터 상세하게 참조될 것이다. 가능하다면, 동일한 도면 부호가 동일 또는 유사한 부품을 표시하기 위해 도면 전체에 걸쳐 사용될 것이다. 유리 시트 재료는 일반적으로 유리 배치 재료(glass batch material)를 용융하여 용융 유리를 형성하고 그 다음에 용융 유리를 유리 시트로 형성함으로써 형성될 수 있다. 예시의 공정은 플로트 유리 공정(float glass process), 슬롯 드로잉 공정(slot draw process) 및 용융 다운-드로잉 공정(fusion down-draw process)을 포함한다.

도 1은 유리 시트(12) 등의 유리를 제조하는 장치(10)의 개략도를 도시하고 있다. 장치(10)는 저장 빈(18)으로부터 배치 재료(16)를 수용하도록 구성되는 용융 용기(14)를 포함할 수 있다. 배치 재료(16)는 모터(22)에 의해 작동되는 배치 분배 장치(20)에 의해 용융 용기(14)로 유입될 수 있다. 선택 사항의 제어기(24)가 모터(22)를 작동시키도록 제공될 수 있고, 용융 유리 액위 프로브(28)가 스탠드파이프(standpipe)(30) 내의 유리 용융체 액위를 측정하여 제어기(24)로 측정된 정보를 전달하는 데 사용될 수 있다.

장치(10)는 용융 용기(14)로부터 하류에 위치되고 제1 연결 튜브(36)에 의해 용융 용기(14)에 결합되는 정제 튜브(fining tube) 등의 정제 용기(38)를 또한 포함할 수 있다. 교반 챔버 등의 혼합 용기(42)가 또한 정제 용기(38)로부터 하류에 위치될 수 있고, 볼(bowl) 등의 분배 용기(46)가 혼합 용기(42)로부터 하류에 위치될 수 있다. 도시된 것과 같이, 제2 연결 튜브(40)가 혼합 용기(42)에 정제 용기(38)를 결합시킬 수 있고, 제3 연결 튜브(44)가 분배 용기(46)에 혼합 용기(42)를 결합시킬 수 있다. 추가로 도시된 것과 같이, 다운커머(downcomer)(48)가 분배 용기(46)로부터 형성 용기(60)의 입구(50)로 유리 용융체를 분배하도록 위치될 수 있다. 도시된 것과 같이, 용융 용기(14), 정제 용기(38), 혼합 용기(42), 분배 용기(46) 및 형성 용기(60)는 장치(10)를 따라 직렬로 위치될 수 있는 유리 용융체 스테이션의 예이다.

용융 용기(14)는 전형적으로 내화(예컨대, 세라믹) 벽돌 등의 내화 재료로부터 제조된다. 장치(10)는 전형적으로 백금 또는 백금-로듐, 백금-이리듐 및 그 혼합물 등의 백금-함유 금속을 포함하지만 몰리브덴, 팔라듐, 레늄, 탄탈, 티타늄, 텅스텐, 루테늄, 오스뮴, 지르코늄 그리고 그 합금 및/또는 지르코늄 이산화물 등의 내화 금속을 또한 포함할 수 있는 재료로부터 제조되는 구성 요소를 추가로 포함할 수 있다. 백금-함유 구성 요소는 제1 연결 튜브(36), 정제 용기(38), 제2 연결 튜브(40), 스탠드파이프(30), 혼합 용기(42), 제3 연결 튜브(44), 분배 용기(46), 다운커머(48) 및 입구(50) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 형성 용기(60)가 또한 내화 재료로부터 제조될 수 있고, 유리 시트(12)를 형성하도록 설계된다.

도 2는 도 1의 선 2-2를 따른 장치(10)의 단면 사시도이다. 도시된 것과 같이, 형성 용기(60)는 형성 웨지(62)를 포함하고, 형성 웨지는 형성 웨지(62)의 양쪽 대향 단부(64a, 64b) 사이에서 연장될 수 있는 한 쌍의 하향 경사 형성 표면 부분(66a, 66b)을 포함한다. 하향 경사 형성 표면 부분(66a, 66b)은 하류 방향 68을 따라 수렴되어 루트(70)를 형성한다. 드로잉 평면(72)이 루트(70)를 통해 연장되고 여기에서 유리 시트(12)는 드로잉 평면(72)을 따라 하류 방향 68로 드로잉될 수 있다. 도시된 것과 같이, 드로잉 평면(72)이 루트(70)를 이등분할 수 있지만 드로잉 평면(72)은 루트(70)에 대해 다른 배향으로 연장될 수 있다. 본 발명의 태양은 다양한 형성 용기에서 사용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 태양은 2009년 5월 21일자로 출원된 미국 임시 특허 출원 제61/180,216호에 개시된 형성 본체로부터의 방사 열 손실을 감소시키는 장치에서 사용될 수 있고, 상기 출원은 온전히 참조로 여기에 합체되어 있다.

형성 용기(60)는 한 쌍의 하향 경사 형성 표면 부분(66a, 66b) 중 적어도 하나와 교차되는 모서리 디렉터를 포함할 수 있다. 추가의 예에서, 모서리 디렉터는 하향 경사 형성 표면 부분(66a, 66b)의 양쪽 모두와 교차될 수 있다. 추가예에서 또는 대체예에서, 모서리 디렉터가 형성 웨지(62)의 양쪽 대향 단부에 위치될 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 것과 같이, 모서리 디렉터(80a, 80b)가 형성 웨지(62)의 양쪽 대향 단부(64a, 64b)의 각각에 위치될 수 있고 이 때에 각각의 모서리 디렉터(80a, 80b)는 하향 경사 형성 표면 부분(66a, 66b)의 양쪽 모두와 교차되도록 구성된다. 추가로 도시된 것과 같이, 각각의 모서리 디렉터(80a, 80b)가 서로와 실질적으로 동일하지만 모서리 디렉터는 추가의 예에서 상이한 특성을 가질 수 있다. 다양한 형성 웨지 및 모서리 디렉터가 본 발명의 태양에 따라 사용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 태양은 미국 특허 제3,451,789호, 미국 특허 제3,537,834호, 미국 특허 제7,409,839호 및/또는 2009년 2월 26일자로 출원된 미국 임시 특허 출원 제61/155,669호에 개시된 형성 웨지 및 모서리 디렉터 구성에서 사용될 수 있고, 이들 특허 및 특허 출원은 각각이 온전히 참조로 여기에 합체되어 있다.

도 2 및 2a는 본 발명의 태양에서 사용될 수 있는 단지 1개의 예시의 모서리 디렉터를 도시하고 있다. 제1 모서리 디렉터(80a)는 제2 모서리 디렉터(80b)가 일부의 예에서 제1 모서리 디렉터(80a)와 유사 또는 동일할 수 있다는 이해 하에서 논의될 것이다. 동일한 모서리 디렉터를 제공하는 것이 균일한 유리 시트를 제공하는 데 유리할 수 있지만 모서리 디렉터는 변화된 유리 시트 특성을 제공하고 및/또는 다양한 형성 용기 구성을 수용하도록 상이한 특징을 가질 수 있다.

도 2 및 2a는 형성 웨지(62)의 제1 하향 경사 형성 표면 부분(66a)에 대해 위치되는 제1 모서리 디렉터(80a)의 제1 측면을 도시하고 있다. 도시되어 있지 않지만, 제1 모서리 디렉터(80a)는 형성 웨지(62)의 제2 경사 형성 표면 부분(66b)에 대해 위치되는 제2 측면을 추가로 포함한다. 제1 모서리 디렉터(80a)의 제2 측면은 루트(70)를 이등분하는 드로잉 평면(72)에 대해 제1 측면의 거울상이다. 도시된 것과 같이, 제1 측면은 형성 웨지(62)의 제1 하향 경사 형성 표면 부분(66a)과 교차되는 제1 표면(82)을 포함한다. 도시되어 있지 않지만, 제1 모서리 디렉터(80a)의 제2 측면은 형성 웨지(62)의 제2 경사 형성 표면 부분(66b)과 교차되는 실질적으로 동일한 표면을 또한 포함한다.

형성 웨지(62)의 각각의 양쪽 대향 단부(64a, 64b)에는 대응하는 제1 및 제2 모서리 디렉터(80a, 80b)를 측방으로 위치시키는 것을 돕도록 설계되는 보유 블록(84)이 제공될 수 있다. 선택 사항으로, 도시된 것과 같이, 제1 모서리 디렉터(80a)는 상부 부분(86) 및 하부 부분(88)을 포함할 수 있다. 하부 부분(88)은 일부의 예에서 제2 대향 단부(64b) 상의 제2 모서리 디렉터(80b)와 제1 대향 단부(64a) 상의 제1 모서리 디렉터(80a)를 접합할 수 있다. 모서리 디렉터(80a, 80b)를 함께 접합하는 것은 형성 웨지(62)로의 모서리 디렉터(80a, 80b)의 조립을 단순화하는 데 유리할 수 있다. 추가의 예에서, 모서리 디렉터(80a, 80b)의 상부 부분(86)은 별개로 제공될 수 있다. 예컨대, 도시된 것과 같이, 제1 모서리 디렉터(80a)는 제2 모서리 디렉터(80b)로부터 분리될 수 있고, 형성 웨지(62)의 한 쌍의 하향 경사 형성 표면 부분(66a, 66b)의 각각에 독립적으로 조립될 수 있다. 일부의 구성에서, 접합되지 않는 상부 부분(86)을 제공하는 것은 모서리 디렉터(80a, 80b)의 제조를 단순화할 수 있다. 각각의 모서리 디렉터(80a, 80b)는 형성 웨지(62)에 대해 상이한 표면을 제공함으로써 다양한 배향 및 기하 형상을 가질 수 있다.

유리를 제조하는 장치(10)는 리본이 형성 웨지(62)의 루트(70)로부터 분리되어 드로잉될 때에 유리 리본의 대응 모서리와 결합되도록 구성되는 한 쌍의 모서리 롤러를 포함하는 적어도 1개의 모서리 롤러 장치를 또한 포함할 수 있다. 한 쌍의 모서리 롤러는 유리 시트의 모서리의 적절한 마감을 용이하게 한다. 모서리 롤러 마감은 한 쌍의 하향 경사 형성 표면 부분(66a, 66b)과 관련되는 모서리 디렉터의 양쪽 대향 표면으로부터 분리되어 견인되는 용융 유리의 모서리 부분의 요구된 모서리 특성 및 적절한 융합을 제공한다. 하나의 예에서, 모서리 롤러는 루트(70)로부터 드로잉되는 유리의 점성 영역 내의 다양한 위치에 위치될 수 있다. 예컨대, 모서리 롤러가 루트(70) 바로 아래로부터 루트(70) 아래로 약 15 인치의 위치까지 임의의 위치에 위치될 수 있지만 다른 위치가 추가의 예에서 고려될 수 있다. 또 다른 예에서, 모서리 롤러는 루트(70) 아래로 약 8 인치 내지 약 10 인치의 범위 내의 위치에 위치될 수 있다.

도 1에 도시된 것과 같이, 제1 모서리 롤러 조립체(130a)가 제1 모서리 디렉터(80a)와 관련되고, 제2 모서리 롤러 조립체(130b)가 제2 모서리 디렉터(80b)와 관련된다. 추가로 도시된 것과 같이, 각각의 롤러 조립체(130a, 130b)가 서로와 실질적으로 동일하지만, 모서리 롤러의 쌍들은 추가의 예에서 상이한 특성을 가질 수 있다.

도 2는 본 발명의 태양에서 사용될 수 있는 예시의 모서리 롤러 조립체를 도시하고 있다. 제1 모서리 롤러 조립체(130a)는 제2 모서리 롤러 조립체(130b)가 일부의 예에서 제1 모서리 롤러 조립체(130a)와 유사 또는 동일할 수 있다는 이해 하에서 논의될 것이다. 도 2에 도시된 것과 같이, 제1 모서리 롤러 조립체(130a)는 제1 모서리 롤러(132a) 및 제2 모서리 롤러(132b)를 갖는 제1 쌍의 모서리 롤러(132)를 포함한다. 모서리 롤러(132a, 132b)는 유리 시트(12)의 제1 측면 및 제2 측면과 동시에 결합되도록 구성된다. 제1 모서리 롤러 조립체(130a)는 제1 모서리 롤러(132a)에 부착되는 제1 샤프트(134a) 그리고 제2 모서리 롤러(132b)에 부착되는 제2 샤프트(134b)를 포함한다. 제1 및 제2 샤프트(134a, 134b)는 밀봉 판(136)을 통해 연장되고, 모터(도시되지 않음)에 의해 회전 가능하게 구동되도록 구성된다. 밀봉 판(136)은 모터(138)를 수납하는 영역으로 이어지는 개구에 대한 폐쇄를 제공하도록 구성된다. 밀봉 판은 수납 영역 내에 위치되는 모터 및/또는 다른 기구의 민감한 구성 요소를 보호하는 내화 재료, 강철 또는 다른 단열재를 포함할 수 있다.

형성 용기(60)에는 모서리 디렉터(80a, 80b) 중 적어도 하나와 관련되는 열 차폐부를 포함하는 열 차폐 장치가 또한 제공될 수 있다. 열 차폐부는 대응하는 모서리 디렉터(80a, 80b)로부터 비-표적 영역으로의 열 손실 그리고 구체적으로 냉각된 모서리 롤러로의 열 손실을 감소시키도록 구성된다. 이러한 비-표적 영역은 유리 제조 장치의 부근 영역 및/또는 모서리 디렉터로부터의 열 전달을 수용할 수 있는 다른 위치를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같이, 제1 열 차폐 장치(110a)는 제1 모서리 디렉터(80a)와 관련되는 제1 열 차폐부(120a)를 포함한다. 마찬가지로, 제2 열 차폐 장치(110b)는 제2 모서리 디렉터와 관련되는 제2 열 차폐부(120b)를 포함한다. 추가로 도시된 것과 같이, 각각의 열 차폐 장치(110a, 110b)가 서로와 실질적으로 동일하지만 열 차폐 장치는 추가의 예에서 상이한 특성을 가질 수 있다. 동일한 열 차폐 장치를 제공하는 것이 모서리 디렉터의 유사한 열 차폐를 제공하는 데 유리할 수 있지만 열 차폐 장치는 다양한 형성 용기 구성을 수용하는 상이한 특징을 가질 수 있다.

도 2는 본 발명의 태양에서 사용될 수 있는 단지 1개의 예시의 열 차폐 장치를 도시하고 있다. 제1 열 차폐 장치(110a)는 제2 열 차폐 장치(110b)가 일부의 예에서 제1 열 차폐 장치(110a)와 유사 또는 동일할 수 있다는 이해 하에서 논의될 것이다.

제1 열 차폐부는 제1 모서리 디렉터 아래에 부분적으로 또는 전체적으로 위치될 수 있고, 대체로 형성 웨지의 긴 치수에 대해 길이 방향으로 그리고 모서리 롤러 샤프트에 근접하게 연장된다. 도 2에 도시된 것과 같이, 제1 열 차폐부(120a)는 제1 모서리 디렉터(80a) 아래에 부분적으로만 위치되도록 위치될 수 있다. 제1 모서리 디렉터(80a) 아래에 부분적으로만 제1 열 차폐부(120a)를 제공하는 것은 형성 웨지(62)의 루트(70)로부터 드로잉되는 용융 유리와 관련하여 있을 수 있는 방해를 피하면서 비-표적 영역으로의 열 손실의 충분한 감소를 제공할 수 있다.

제1 열 차폐부는 또한 제1 모서리 디렉터 아래에 전체적으로 연장될 수 있다. 예컨대, 도 2a는 제1 모서리 디렉터(80a)와 관련되는 제1 열 차폐 장치(210a)의 또 다른 예를 도시하고 있다. 도시된 것과 같이, 제1 열 차폐 장치(210a)는 유리 시트(12)의 대응 모서리(13)의 내부측에서 종료되는 단부(224)를 갖는 열판(222)을 포함한다. 하나의 예에서, 열판(222)은 유리 시트(12)의 일측에 대해서만 연장되고 그에 의해 열 차폐부가 제1 모서리 디렉터 아래에 전체적으로 연장되게 한다. 대체예에서, 도시된 것과 같이, 열판(222)은 유리 시트(12)의 모서리(13) 및 대응 모서리 부분의 통과를 제공하는 슬롯(226)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 열판(222)의 단부(224)는 열 차폐부가 제1 모서리 디렉터(80a) 아래에 전체적으로 연장되게 하면서 유리 시트(12)의 양측에 대해 연장된다. 제1 모서리 디렉터(80a) 아래에 전체적으로 연장되도록 열 차폐부를 위치시키는 것은 제1 모서리 디렉터(80a)로부터 비-표적 영역으로의 열 손실을 최소화할 수 있다.

도 3은 한 쌍의 하향 경사 형성 표면 부분(66a', 66b')을 갖는 형성 웨지(62')에 조립되는 모서리 디렉터(80')의 예를 도시하고 있다. 모서리 디렉터(80')는 상부 부분(86') 및 하부 부분(88')을 포함하고, 모서리 디렉터(80') 및 형성 웨지(62')는 저부가 남겨진 사시도로 도 3에 도시되어 있다. 모서리 디렉터(80')의 표면 뒤에는 유도 코일(90)이 위치된다. 유도 코일(90)은 유도 코일(90)로의 교류 전류의 충분한 인가 시에 모서리 디렉터(80')의 요구된 양의 유도 가열을 가져올 정도로 충분한 복수개의 권취부를 포함한다.

도 3은 또한 유도에 의한 모서리 디렉터(80')의 가열을 용이하게 하는 데 사용될 수 있는 유도 가열 시스템(1000)의 개략도를 도시하고 있다. 유도 가열 시스템(1000)은 교류 전류원(500), 열 스테이션(550), 냉각 유체를 공급하는 칠러(chiller)(400) 그리고 제어기(600)를 포함한다. 유도 가열 시스템(1000)은 칠러(400)로부터 교류 전류원(500), 열 스테이션(550) 및 유도 코일(90)로 냉각 유체 유동을 유도하는 냉각 유체 입력 라인(402) 그리고 또한 유도 코일(90)로부터 칠러(400)로 재차 냉각 유체 유동을 유도하는 냉각 유체 출력 라인(452)을 또한 포함한다. 추가로, 유도 가열 시스템(1000)은 교류 전류원(500), 열 스테이션(550) 및 유도 코일(90) 사이의 전기 회로(502, 504, 506, 508)를 포함한다. 유도 가열 시스템(1000)은 제어기(600)가 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면의 적어도 일부의 최저 온도를 포함하는 모서리 디렉터(80')의 유도 가열의 제어 관리를 제공할 수 있게 하는 제어 루프(602)를 추가로 포함한다.

양호한 실시예에서, 냉각 유체는 물이다.

동작 시에, 교류 전류가 전기 회로(502, 504, 506, 508)를 거쳐 교류 전류원(500)으로부터 열 스테이션(550) 및 유도 코일(90)로 공급되고 동시에 냉각 유체가 냉각 유체 입력 및 출력 라인(402, 452)을 거쳐 칠러(400)로부터 교류 전류원(500), 열 스테이션(550) 및 유도 코일(90)을 통해 유도된다. 교류 전류의 양 및 주파수 그리고 또한 냉각 유체의 유속은 모서리 디렉터(80')의 유도 가열의 제어 관리를 제공하도록 제어기(600) 및 제어 루프(602)를 거쳐 동시에 제어될 수 있다. 이러한 제어는 예컨대 컴퓨터 처리 유닛을 포함할 수 있거나 컴퓨터 처리 유닛으로 전송될 수 있고, 이러한 유닛은 통상의 기술자에게 공지된 처리 제어 방법에 따라 공정 제어 예컨대 피드백 또는 피드포워드 제어를 수행할 수 있다.

추가로, 이러한 제어는 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면의 적어도 일부의 최저 온도가 일정한 온도에 최대한 근접한 온도에서 정상 상태로 유지되도록 된 유도에 의한 모서리 디렉터의 가열을 가능케 할 수 있다. 예컨대, 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면의 적어도 일부의 최저 온도는 +/-10℃ 이하, 구체적으로 +/-5℃ 이하, 더 구체적으로 +/-2℃ 이하 그리고 더 구체적으로 +/-1℃ 이하에서 변화되는 미리 결정된 온도에서 미리 결정된 시간 동안 정상 상태로 유지될 수 있다. 이러한 미리 결정된 시간은 제한되지 않지만 적어도 1 시간, 구체적으로 적어도 10 시간, 그리고 더 구체적으로 적어도 25 시간 예컨대 1 시간 내지 10 년, 구체적으로 10 시간 내지 5 년 그리고 더 구체적으로 20 시간 내지 1 년일 수 있다.

이러한 최저 온도는 제한되지 않지만 양호한 실시예에서 적어도 모서리 디렉터 상에서의 실투 유리의 축적을 최소화하도록 모서리 디렉터의 표면 위에서 유동되는 용융 유리의 액상선 온도 위에서 유지되어야 한다. 예컨대, 일부의 양호한 실시예에서, 용융 유리는 보로실리케이트 유리이고, 최저 온도는 보로실리케이트 유리의 액상선 온도 위에서 유지되어야 한다. 일부의 양호한 실시예에서, 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면은 1150℃ 위에서, 구체적으로 1200℃ 위에서 그리고 더 구체적으로 1250℃ 위에서 예컨대 1000℃ 내지 1700℃, 구체적으로 1100℃ 내지 1600℃ 그리고 더 구체적으로 1150℃ 내지 1400℃에서 유지된다.

모서리 디렉터(80'), 유도 코일(90) 및 유도 가열 시스템(1000)은 또한 예컨대 최저 온도가 변화될 것을 요청하는 미리 결정된 인자에 따라 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면의 적어도 일부의 이러한 온도의 급속한 변화를 가능케 하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 모서리 디렉터 위에서 유동되는 유리의 조성이 변화되고 그에 의해 그 액상선 온도가 또한 변화되면, 모서리 디렉터의 표면의 적어도 일부의 최저 온도가 그에 대응하여 변화될 수 있다. 이러한 관점에서, 제어기(600)는 유도 가열 시스템을 제어하고 또한 도 1에 도시된 전체 장치를 제어하도록 기능하는 제어 알고리즘 내로 합체될 수 있고, 여기에서 모서리 디렉터의 표면의 온도는 유리 조성, 유리 온도, 유리 실투 온도, 유리 점도 및 유리 유속을 포함하지만 이들에 제한되지 않는 임의의 개수의 공정 파라미터 또는 측정되거나 요구되는 유리 특성에 따라 또는 그 예측에 따라 변화될 수 있다.

예컨대, 여기에서 개시되는 실시예는 모서리 디렉터의 표면의 적어도 일부의 최저 온도가 적어도 1000℃의 온도에서 예컨대 1000℃ 내지 1400℃의 온도에서 적어도 10℃/분 예컨대 적어도 20℃/분 그리고 구체적으로 10℃/분 내지 30℃/분의 속도로 변화될 수 있는 실시예를 포함한다.

유도 코일(90)은 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면의 적어도 일부의 최저 온도가 유도에 의한 모서리 디렉터(80')의 직접 가열을 통해 미리 결정된 수치 위에서 유지될 수 있게 하는 방식으로 모서리 디렉터(80')의 표면 뒤에 구성될 수 있다. 이러한 관점에서, 유도 코일(90)은 모서리 디렉터(80')의 단위 면적당 가변의 코일 밀도를 갖고 및/또는 모서리 디렉터(80')로부터 가변 거리에 위치되어 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면의 적어도 일부의 온도가 모서리 디렉터의 표면 상의 하나의 지점 또는 영역에서의 최고 온도로부터 모서리 디렉터의 표면 상의 다른 지점 또는 영역에서의 더 낮은 온도로 변화되도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 모서리 디렉터의 표면 상의 최고 및 최저 온도들 사이의 차이가 미리 결정된 양만큼 변화되는 온도 프로파일이 모서리 디렉터의 표면 상에 존재할 수 있다.

예컨대, 도 3에 도시된 실시예에서, 유도 코일(90)은 모서리 디렉터의 하부 부분(88')의 표면 뒤에 매입되는 코일 밀도가 모서리 디렉터의 상부 부분(86')의 표면 뒤에보다 크도록 구성된다. 이러한 실시예에서, 용융 유리가 모서리 디렉터(80') 위에서 유동될 때에, 모서리 디렉터의 표면의 국부 최고 온도가 모서리 디렉터(80')의 하부 부분(88') 상의 지점 또는 영역에 있을 것으로 예측될 것이다.

다른 실시예(도시되지 않음)는 유도 코일(90)이 모서리 디렉터(80') 표면 뒤에서 전체적으로 더 균일한 단위 면적당 코일 밀도를 갖는 실시예를 포함할 수 있다. 추가의 실시예(도시되지 않음)는 모서리 디렉터(80')의 상부 부분(86')의 표면 뒤에 매입되는 코일 밀도가 모서리 디렉터의 하부 부분(88')의 표면 뒤에보다 크도록 유도 코일(90)이 구성되는 실시예를 포함할 수 있다.

예컨대, 여기에서 개시되는 실시예는 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면의 최고 온도가 모서리 디렉터의 표면 상의 최저 온도보다 적어도 25℃ 큰, 구체적으로 적어도 50℃ 큰 그리고 더 구체적으로 적어도 100℃ 크도록 된 온도 프로파일이 모서리 디렉터의 표면 상에 존재하는 실시예를 포함한다. 예컨대, 여기에서 개시되는 실시예는 모서리 디렉터의 표면 상의 최고 및 최저 온도들 사이의 차이가 25℃ 내지 250℃ 그리고 구체적으로 50℃ 내지 150℃인 실시예를 포함할 수 있다. 이러한 온도 프로파일은 모서리 디렉터의 표면 상에서의 온도 대 위치의 함수로서 대략 선형 또는 비선형일 수 있다.

여기에서 개시되는 실시예는 유도를 거쳐 모서리 디렉터에 제공되는 열이 미리 결정된 프로파일에 따라 모서리 디렉터 표면의 위치의 함수로서 변화되는 실시예를 포함한다. 예컨대, 예시 실시예에서, 유도를 거쳐 모서리 디렉터에 제공되는 열은 모서리 디렉터 표면 상에서의 수직 위치의 함수로서 증가 또는 감소 중 어느 한쪽으로 변화될 수 있다. 양호한 실시예에서, 유도를 거쳐 모서리 디렉터에 제공되는 열은 모서리 디렉터 표면 상에서의 수직 위치가 감소됨에 따라 증가된다.

예컨대, 유도 코일은 모서리 디렉터의 표면으로의 열 전달 효율을 최대화하고 및/또는 모서리 디렉터의 다양한 표면에 더 균일한 정도의 열 유속을 제공하는 방식으로 구성될 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 것과 같이, 유도 코일은 코일이 적어도 3개의 영역을 통해 연장되도록 구성될 수 있고, 여기에서 제1 영역은 모서리 디렉터의 중심에 가장 근접한 영역(90A)이고(이후에서, "중심 영역"으로서 불림), 다른 2개의 영역(90B, 90C)은 중심 영역의 한쪽 측면 상에 있다(이후에서, 각각 "제1 윙 영역" 및 "제2 윙 영역"으로서 불림). 일부의 예시 실시예에서, 도 4에 도시된 것과 같이, 중심 영역 내에서 연장되는 코일의 부분은 코일이 제1 윙 영역 및 제2 윙 영역에 대해 전방으로 돌출되도록 구성된다. 일부의 예시 실시예에서, 도 4에 도시된 것과 같이, 중심 영역 내의 코일의 부분은 코일이 제1 윙 영역 및 제2 윙 영역 내의 코일의 부분의 수직 연장부보다 큰 정도로 수직 방향 V로 연장되도록 구성되고, 제1 윙 영역 및 제2 윙 영역 내의 코일의 부분은 이들 부분이 중심 영역 내의 코일의 부분의 수평 연장부보다 큰 정도로 수평 방향 H로 연장되도록 구성된다. 일부의 예시 실시예에서, 도 4에 도시된 것과 같이, 중심 영역 내의 코일의 부분은 중심 축 CA에 주위에 루프로서 형성되는 적어도 3개의 대체로 평행한 루프를 갖고, 제1 윙 영역 내의 코일의 부분 그리고 제2 윙 영역 내의 코일의 부분은 각각 제1 윙 축 1WA 및 제2 윙 축 2WA 주위에 루프로서 형성되는 적어도 2개의 대체로 평행한 루프를 갖고, 여기에서 제1 윙 축 및 제2 윙 축은 중심 축에 직각인 평면 P 상의 지점 X에서 교차된다.

여기에서 개시되는 실시예는 모서리 디렉터(80')가 백금, 이리듐, 팔라듐, 로듐 그리고 이들 중 적어도 하나를 포함하는 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1개의 재료를 포함하는 실시예를 포함한다. 특히 양호한 실시예에서, 모서리 디렉터(80')는 백금을 포함한다. 모서리 디렉터(80')는 백금 및 주석의 합금을 또한 포함할 수 있다.

모서리 디렉터(80')의 두께는 제한되지 않지만 바람직하게는 10 ㎜ 미만 그리고 구체적으로 0.5 내지 5 ㎜ 예컨대 약 1 ㎜이다. 이러한 두께는 비교적 일정할 수 있거나 가변적일 수 있다.

유도에 의한 모서리 디렉터의 직접 가열이 요구되는 일부의 예시 실시예에서, 유도 코일(90)은 바람직하게는 모서리 디렉터의 최고 온도가 요구되는 모서리 디렉터의 표면에 최대한 근접한 모서리 디렉터(80')의 표면 뒤에 매입되어야 한다. 예컨대, 양호한 실시예에서, 유도 코일(90)은 모서리 디렉터(80')의 내부 표면에 가장 근접한 코일의 부분이 모서리 디렉터(80')의 내부 표면으로부터 10 ㎜ 미만, 구체적으로 5 ㎜ 미만 그리고 더 구체적으로 2 ㎜ 미만이도록 구성될 수 있다.

여기에서 개시되는 실시예는 유도 코일(90)이 구리, 니켈, 백금, 금, 은 그리고 이들 중 적어도 하나를 포함하는 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1개의 재료를 포함하는 실시예를 포함한다. 특히 양호한 실시예에서, 유도 코일(90)은 구리를 포함한다.

일부의 예시 실시예에서, 유도 코일(90)에는 예컨대 열, 기계 및/또는 부식 보호를 제공하는 적어도 1개의 재료가 코팅되거나, 단열재로서 형성되거나, 슬리브로서 형성되거나, 매입될 수 있다. 예컨대, 일부의 예시 실시예에서, 유도 코일에는 알루미나 및 실리카로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1개의 재료를 포함하는 직물 재료가 슬리브로서 형성될 수 있다.

예컨대, 여기에서의 실시예는 유도 코일(90)이 2 내지 15 ㎜, 구체적으로 4 내지 10 ㎜ 그리고 더 구체적으로 4 내지 7 ㎜의 외경을 갖는 구리 튜브를 포함하는 실시예를 포함한다. 이러한 실시예에서, 구리 튜브는 예컨대 0.5 내지 1 ㎜의 반경 방향 두께를 가질 수 있다.

모서리 디렉터(80')가 백금을 포함할 때에, 유도 코일(90)은 바람직하게는 백금의 유도 가열을 가능케 하여 모서리 디렉터의 표면의 적어도 일부의 최저 온도가 적어도 1000℃, 구체적으로 적어도 1100℃, 더 구체적으로 적어도 1150℃, 더 구체적으로 적어도 1200℃, 더 구체적으로 적어도 1250℃, 그리고 더 구체적으로 적어도 1300℃ 예컨대 1000℃ 내지 1700℃, 구체적으로 1100℃ 내지 1600℃ 그리고 더 구체적으로 1200℃ 내지 1500℃이도록 구성되어야 한다. 이러한 유도 가열은 유도 코일(90)의 단위 면적당 권취부의 개수, 모서리 디렉터(80')의 내부 표면에 대한 유도 코일(90)의 근접도 그리고 교류 전류원(500)으로부터 유도 코일(90)로 공급되는 교류 전류의 양 및 주파수에 의존할 것이다.

제한되지 않지만, 양호한 실시예는 전원이 적어도 5 kW의 전력, 구체적으로 적어도 7.5 kW의 전력, 더 구체적으로 적어도 10 kW의 전력, 그리고 더 구체적으로 적어도 15 kW의 전력 예컨대 2 내지 20 W의 전력 그리고 구체적으로 5 내지 15 W의 전력; 그리고 적어도 50 kHz, 구체적으로 적어도 100 kHz 그리고 더 구체적으로 적어도 150 kHz 예컨대 50 kHz 내지 250 kHz의 주파수를 갖는 교류 전류를 제공하는 실시예를 포함한다.

냉각 유체는 유도 코일(90)의 바람직하지 않은 연화, 변형 또는 용융을 방지하고 동시에 교류 전류원(500)을 충분히 차갑게 유지하는 유속 및 온도로 제공될 수 있다. 예컨대, 냉각수는 약 0℃ 내지 약 50℃ 예컨대 약 25℃의 온도로 칠러(400)로부터 유도 코일(90)로 제공될 수 있다. 냉각 유체 유속은 예컨대 약 0.5 리터/분 내지 약 10 리터/분 그리고 구체적으로 약 1 리터/분 내지 약 5 리터/분의 범위 내에 있을 수 있다.

도 3은 모서리 디렉터(80')의 표면 뒤에 매입되는 단일의 유도 코일(90)을 도시하고 있지만, 여기에서의 실시예는 적어도 2개의 유도 코일(도시되지 않음)이 모서리 디렉터의 표면 뒤에 매입되는 실시예를 포함한다. 이러한 유도 코일은 각각이 서로와 독립적으로 또는 서로와 협력하여 동작되는 유도 가열 시스템에 연결될 수 있다. 예컨대, 적어도 2개의 유도 코일은 예컨대 전원으로부터 각각의 코일로 공급되는 교류 전류의 양 및 주파수를 제어하고 및/또는 각각의 코일을 통해 유동되는 냉각 유체의 유속을 제어함으로써 별개로 제어될 수 있다.

적어도 2개의 별개로 제어되는 유도 코일이 이용될 때에, 이러한 유도 코일은 예컨대 적어도 2개의 별개로 제어되는 유도 코일 중 제1 유도 코일이 제1 영역 내에 위치되고 상기 적어도 2개의 별개로 제어되는 유도 코일 중 제2 유도 코일이 제2 영역 내에 위치되도록 위치될 수 있다. 예컨대, 이러한 코일은 제1 유도 코일로 공급되는 전력이 제2 유도 코일로 공급되는 전력보다 적어도 10% 큰, 구체적으로 적어도 20% 큰, 더 구체적으로 적어도 30% 큰, 더 구체적으로 적어도 40% 큰 그리고 더 구체적으로 적어도 50% 크도록 위치될 수 있다. 예컨대, 제1 유도 코일로 공급되는 전력은 7.5 kW 내지 50 kW의 범위 내에 있을 수 있고 한편 제2 유도 코일로 공급되는 전력은 5 kW 내지 25 kW의 범위 내에 있을 수 있다.

예컨대, 적어도 2개의 유도 코일이 모서리 디렉터의 표면 뒤에 매입될 때에, 이러한 유도 코일은 일부의 예시 실시예에서 모서리 디렉터의 제2 표면적에 비해 모서리 디렉터의 제1 표면적 상에서 상이한 온도 특성 또는 프로파일을 제공하도록 모서리 디렉터의 상이한 표면적 뒤에 매입될 수 있다. 이러한 상이한 온도 특성 또는 프로파일은 예컨대 적어도 2개의 유도 코일에 상이한 양의 전력을 공급함으로써 가능해질 수 있다. 예컨대, 이러한 코일은 적어도 2개의 별개로 제어되는 유도 코일 중 제1 유도 코일이 모서리 디렉터의 제1 표면적 뒤에 매입되고 적어도 2개의 별개로 제어되는 유도 코일 중 제2 유도 코일이 모서리 디렉터의 제2 표면적 뒤에 매입되고 여기에서 제1 유도 코일로 공급되는 전력이 제2 유도 코일로 공급되는 전력보다 적어도 10% 큰, 구체적으로 적어도 20% 큰, 더 구체적으로 적어도 30% 큰, 더 구체적으로 적어도 40% 큰 그리고 더 구체적으로 적어도 50% 크도록 모서리 디렉터 뒤에 매입될 수 있다. 예컨대, 제1 유도 코일로 공급되는 전력은 7.5 kW 내지 50 kW의 범위 내에 있을 수 있고 한편 제2 유도 코일로 공급되는 전력은 5 kW 내지 25 kW의 범위 내에 있을 수 있다.

예컨대, 이러한 코일은 제1 표면이 제2 표면의 최고 온도보다 적어도 10℃ 높은, 구체적으로 적어도 25℃ 높은, 더 구체적으로 적어도 50℃ 높은 그리고 더 구체적으로 적어도 100℃ 높은 최고 온도를 갖도록 모서리 디렉터 뒤에 매입될 수 있다. 양호한 실시예에서, 제1 표면은 모서리 디렉터의 하부 부분 상에 있고, 제2 표면은 모서리 디렉터의 상부 부분 상에 있다.

단지 1개의 모서리 디렉터(80')가 도 3에서 형성 웨지(62')에 조립되는 것으로 도시되어 있지만, 제2 유도 가열 모서리 디렉터[모서리 디렉터(80')와 유사함]가 또한 형성 웨지(도시되지 않음)의 대향 단부 상에 조립될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

추가로, 도 3은 냉각 유체가 유도 가열 시스템(1000) 내에서 계속적으로 순환되도록 냉각 유체가 공급 및 복귀의 양쪽 모두를 수행하는 단일의 냉각 유체 공급원[예컨대, 칠러(400)]을 도시하고 있지만, 여기에서의 실시예는 냉각 유체가 1개 초과의 공급원을 포함하는 칠러(400) 이외의 공급원[칠러(400) 및 수납 용수의 조합]으로부터 공급되고 냉각 유체의 (모두는 아니지만) 일부가 입력 및 출력 라인(402, 452)을 통한 순환 후에 칠러(400)로 복귀되지 않는 실시예를 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

위에서 설명된 실시예는 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 부분이 유도에 의해 직접 가열되는 실시예를 포함하지만, 여기에서 개시되는 실시예는 모서리 디렉터의 적어도 1개의 다른 부분(즉, 용융 유리와 접촉되지 않는 부분) 및/또는 모서리 디렉터에 근접한 적어도 1개의 다른 민감한 재료가 유도에 의해 직접 가열되고 여기에서 열이 적어도 1개의 다른 모서리 디렉터 부분 및/또는 다른 민감한 재료로부터 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 1개 이상의 부분으로 전달되는 실시예를 또한 포함한다. 이러한 방식으로, 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 부분은 여전히 유도에 의해 그러나 위에서 설명된 실시예에서보다 간접적인 방식으로 가열된다. 도 3에 도시된 유도 가열 시스템은 이러한 더 간접적인 유도 가열 방법에 적용될 수 있다.

도 5a 및 5b는 여기에서 개시되는 것과 같은 유도 가열 시스템 구성 요소의 대체 실시예의 사시도를 개략적으로 도시하고 있다. 도 5a 및 5b에 도시된 실시예에서, 유도 코일은 교류 전류원에 의해 공급되는 교류 전류를 전도하도록 구성되는 슬롯형 전도성 판(92)에 의해 교체된다. 냉각 유체는 도 5a에 도시된 것과 같은 원통형 냉각 유체 도관(94) 또는 도 5b에 도시된 것과 같은 직사각형 냉각 유체 도관(96) 등의 냉각 유체 도관을 통해 순환될 수 있다. 슬롯형 전도성 판(92)은 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터 표면 뒤에 매입되도록 예컨대 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터 표면 아래에 정확하게 끼워지도록 구성될 수 있다. 적어도 1개의 단열 층(도시되지 않음)이 내부 모서리 디렉터 표면과 슬롯형 전도성 판 사이에 있을 수 있다. 슬롯형 전도성 판(92)은 또한 유도 가열 시스템 내에 용이하게 부착 또는 분리되도록 구성될 수 있다. 슬롯형 전도성 판(92)은 구리, 니켈, 백금, 금, 은 그리고 이들 중 적어도 하나를 포함하는 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1개의 재료를 포함할 수 있다. 특히 양호한 실시예에서, 슬롯형 전도성 판(92)은 구리를 포함한다. 원통형 냉각 유체 도관(94) 또는 직사각형 냉각 유체 도관(96) 등의 냉각 유체 도관은 구리, 니켈, 백금, 금, 은 그리고 이들 중 적어도 하나를 포함하는 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1개의 재료를 포함할 수 있다. 특히 양호한 실시예에서, 냉각 유체 도관은 구리를 포함한다.

도 6a 및 6b는 각각 여기에서 개시되는 또 다른 예시 실시예의 단면도 및 사시도를 개략적으로 도시하고 있다. 도 6a 및 6b에 도시된 실시예에서, 모서리 디렉터(80')는 후방 판(180)을 포함한다. 일부의 예시 실시예에서, 후방 판(180)은 백금, 이리듐, 팔라듐, 로듐 그리고 이들 중 적어도 하나를 포함하는 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1개의 재료 등의 모서리 디렉터(80')의 밸런스(balance)와 동일한 재료로 제조될 수 있다. 특히 양호한 실시예에서, 후방 판(180)은 백금을 포함한다. 후방 판(180)은 내부 표면(182) 및 외부 표면(184)을 갖고, 바람직하게는 용융 유리가 그 외부 표면 위에서 실질적으로 유동되지 않도록 위치된다.

후방 판(180)은 외부 표면(184)의 적어도 일부 뒤에 위치되는 유도 코일(90')에 의한 유도에 의해 직접 가열된다. 열이 그 다음에 후방 판(180)으로부터 용융 유리와 직접 접촉되는 모서리 디렉터(80')의 표면으로 전달된다.

유도 코일(90')은 바람직하게는 외부 표면(184)에 최대한 근접한 후방 판(180)의 외부 표면(184) 뒤에 매입되어야 한다. 예컨대, 양호한 실시예에서, 유도 코일(90')은 외부 표면(184)에 가장 근접한 코일의 부분이 10 ㎜ 미만, 구체적으로 5 ㎜ 미만 그리고 더 구체적으로 2 ㎜ 미만이도록 구성될 수 있다.

일부의 양호한 실시예에서, 단열 재료(190)가 후방 판(180)과 유도 코일(90') 사이에서의 열 전달을 최소화하도록 후방 판(180)의 외부 표면(184)과 유도 코일(90') 사이에 위치될 수 있다. 적절한 단열 재료의 예는 알루미나, 알루미노-실리케이트 섬유, 유기 결합제 및 무기 결합제 중 적어도 하나 예컨대 래스(Rath)로부터 이용 가능한 KVS 고온 진공 형성 보드 및 형상부를 포함하는 단열 재료를 포함한다.

여기에서 개시되는 실시예는 후방 판(180)과 용융 유리와 직접 접촉되는 모서리 디렉터(80')의 1개 이상의 표면 사이에서의 열 전달이 용이해지는 실시예를 포함한다. 예컨대, 일부 실시예에서, 후방 판의 내부 표면과 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 내부 표면 사이의 영역의 적어도 일부에는 열 전도도(k)를 갖는 재료가 충전될 수 있고, 여기에서 k는 25℃에서 적어도 10 W/(m·K), 구체적으로 25℃에서 적어도 20 W/(m·K), 더 구체적으로 25℃에서 적어도 30 W/(m·K), 더 구체적으로 25℃에서 적어도 50 W/(m·K), 25℃에서 적어도 100 W/(m·K), 그리고 더 구체적으로 25℃에서 적어도 200 W/(m·K) 예컨대 25℃에서 10 내지 500 W/(m·K), 구체적으로 25℃에서 20 내지 400 W/(m·K) 그리고 더 구체적으로 25℃에서 30 내지 300 W/(m·K)이다.

도 7은 후방 판의 내부 표면(182)과 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터(80')의 내부 표면 사이의 영역에 열 전도성 비드(200)의 형태로 된 열 전도성 재료가 충전되는 후방 판(180)을 갖는 모서리 디렉터(80')의 사시도를 개략적으로 도시하고 있다. 열 전도성 비드(200)의 존재는 후방 판(180)과 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면 사이에서의 전도성 (그리고 전체적인) 열 전달을 실질적으로 증가시킨다.

열 전도성 비드(200)는 바람직하게는 열 전도도(k)를 갖는 재료를 포함하고, 여기에서 k는 25℃에서 적어도 10 W/(m·K), 구체적으로 25℃에서 적어도 20 W/(m·K), 더 구체적으로 25℃에서 적어도 30 W/(m·K), 더 구체적으로 25℃에서 적어도 50 W/(m·K), 25℃에서 적어도 100 W/(m·K), 그리고 더 구체적으로 25℃에서 적어도 200 W/(m·K) 예컨대 25℃에서 10 내지 500 W/(m·K), 구체적으로 25℃에서 20 내지 400 W/(m·K) 그리고 더 구체적으로 25℃에서 30 내지 300 W/(m·K)이다. 열 전도성 비드는 예컨대 알루미나 및 베릴륨 산화물로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다.

도 7은 비드의 형태로 된 열 전도성 재료를 도시하고 있지만, 여기에서의 실시예는 열 전도성 입자상 재료; 비-구형 열 전도성 재료; 그리고 모서리 디렉터(80')의 내부 표면과 호환 가능하여 후방 판(180)과 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면 사이에서의 효율적인 열 전달 및/또는 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 온도가 미리 결정된 온도 구배 프로파일을 따르도록 된 후방 판(180)과 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면 사이에서의 열 전달을 제공하도록 성형되는 열 전도성 블록 등의 일체형 구성의 고체 열 전도성 재료 등의 다른 형태 또는 구성의 열 전도성 재료를 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

후방 판(180)과 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면 사이에서의 열 전달의 용이화는 후방 판(180)의 내부 표면(182) 그리고 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 내부 표면 중 적어도 하나가 비교적 높은 방사율(ε)을 갖도록 구성되는 실시예에서 더욱 향상될 수 있고, 여기에서 0.5≤ε≤1.0, 구체적으로 0.6≤ε≤1.0, 더 구체적으로 0.7≤ε≤1.0, 더 구체적으로 0.8≤ε≤1.0 그리고 더 구체적으로 0.9≤ε≤1.0이다.

예컨대, 일부 실시예에서, 후방 판의 내부 표면 그리고 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 내부 표면 중 적어도 하나에는 방사율(ε)을 갖는 코팅 등의 높은 방사율 코팅이 코팅되고, 여기에서 0.5≤ε≤1.0, 구체적으로 0.6≤ε≤1.0, 더 구체적으로 0.7≤ε≤1.0, 더 구체적으로 0.8≤ε≤1.0 그리고 더 구체적으로 0.9≤ε≤1.0이다. 일부의 양호한 실시예에서, 후방 판의 내부 표면 그리고 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 내부 표면의 양쪽 모두에는 방사율(ε)을 갖는 코팅 등의 높은 방사율 코팅이 코팅되고, 여기에서 0.5≤ε≤1.0, 구체적으로 0.6≤ε≤1.0, 더 구체적으로 0.7≤ε≤1.0, 더 구체적으로 0.8≤ε≤1.0 그리고 더 구체적으로 0.9≤ε≤1.0이다. 높은 방사율 재료 및 코팅의 예는 예컨대 알루미나, 지르코니아 그리고 이들의 혼합물 및 다층물로 구성되는 그룹으로부터의 재료를 포함하는 적어도 1개의 코팅을 포함한다. 높은 방사율 코팅은 예컨대 플라즈마 스프레이 또는 플레임 스프레이 코팅 기술에 의해 도포될 수 있다.

열 전도성 재료 및/또는 높은 방사율 코팅의 사용을 통해, 일부의 예시 실시예에서 후방 판으로부터 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 1개 이상의 표면으로의 열 전달이 용이해지고, 그에 의해 후방 판과 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면 사이의 온도 차이는 200℃ 미만, 구체적으로 150℃ 미만, 그리고 더 구체적으로 100℃ 미만 예컨대 50℃ 내지 200℃ 그리고 구체적으로 100℃ 내지 150℃이다. 예컨대, 후방 판의 온도가 약 1300℃이면, 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면의 온도는 적어도 1100℃, 구체적으로 적어도 1150℃, 더 구체적으로 적어도 1200℃ 그리고 더 구체적으로 적어도 1250℃일 수 있다.

여기에서의 실시예는 예컨대 모서리 디렉터 근처의 저항 히터(저항 히터로부터 모서리 디렉터로 열을 전달하기 위해 대류 및 복사에 의존함)를 사용하는 방법 등의 모서리 디렉터 상에서의 실투 유리의 축적을 최소화하는 다른 방법보다 우수한 장점을 제공할 수 있다. 이러한 방법은 필요한 물리적 공간 제한 내에서 실투를 충분히 최소화하는 데 필요한 충분한 모서리 디렉터 온도를 성취하기 위해 모서리 디렉터로 충분한 열을 전달할 정도로 충분하지 않다. 이러한 방법은 여기에서의 실시예에 따라 성취될 수 있는 모서리 디렉터의 정밀한 온도 제어를 가능케 하지 않을 수 있다. 더욱이, 이러한 방법에서 사용되는 추가의 구성 요소(예컨대, 저항 히터 등)는 드로잉 장치 근처에서 상당한 크기의 임계 물리 공간을 점유할 수 있고 모서리 디렉터 근처에 위치되는 제조 구성 요소 및 장비로의 상당한 바람직하지 않은 (그리고 불필요한) 가열을 가져올 수 있다.

다양한 변형 및 변화가 청구된 주제의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 여기에서 설명된 실시예에 대해 수행될 수 있다는 것이 통상의 기술자에게 분명할 것이다. 이와 같이, 본 명세서는 여기에서 설명된 다양한 실시예의 변형 및 변화가 첨부된 특허청구범위의 범주 그리고 그 등가물 내에 속하면 이러한 변형 및 변화를 포함하도록 의도된다.

Claims (29)

1. 유리 시트를 제조하는 용융 드로잉 방법에 있어서,
   형성 웨지의 한 쌍의 하향 경사 형성 표면 부분 위에 용융 유리를 유동시키는 단계로서, 하향 경사 형성 표면 부분은 하류 방향을 따라 수렴되어 루트를 형성하는, 단계와;
   한 쌍의 하향 경사 형성 표면 부분 중 적어도 하나와 교차되는 모서리 디렉터 위에 용융 유리를 유동시키는 단계와;
   용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면의 최저 온도를, 유도에 의한 가열을 통해 모서리 디렉터의 표면에서 유동하는 용융 유리의 액상선 온도 이상으로 유지하는 단계와;
   형성 웨지의 루트로부터 용융 유리를 드로잉하여 유리 시트를 형성하는 단계를 포함하며,
   모서리 디렉터는 유도에 의해 직접 가열되는 후방 판을 포함하고, 후방 판의 외부 표면 뒤에 유도 코일이 위치되는, 방법.
2. 제1항에 있어서, 모서리 디렉터는 유도에 의해 직접 가열되고, 유도 코일이 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면 뒤에 매입되는, 방법.
3. 제1항에 있어서, 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 내부 표면과 후방 판의 내부 표면 사이의 영역의 적어도 일부에는 열 전도도(k)를 갖는 재료가 충전되고, 여기서 k는 25℃에서 적어도 10 W/(m·K)인, 방법.
4. 제1항에 있어서, 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 내부 표면과 후방 판의 내부 표면 중 적어도 하나는 방사율(ε)을 갖는 코팅이 코팅되고, 여기서 0.5≤ε≤1.0인, 방법.
5. 시트 유리를 하향 드로잉하는 장치에 있어서,
   한 쌍의 하향 경사 형성 표면 부분을 갖는 형성 웨지로서, 하향 경사 형성 표면 부분은 형성 웨지의 저부에서 수렴되어 루트를 형성하고 그를 따라 용융 유리를 위한 드로잉 라인을 한정하는, 형성 웨지와;
   한 쌍의 하향 경사 형성 표면 부분 중 적어도 하나와 접촉되는 모서리 디렉터를 포함하며,
   모서리 디렉터는, 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 표면의 최저 온도를, 유도에 의한 가열을 통해 모서리 디렉터의 표면에서 유동하는 용융 유리의 액상선 온도 이상으로 유지하기 위한, 모서리 디렉터의 표면 뒤에 위치되는 유도 가열 시스템 구성 요소를 포함하고,
   모서리 디렉터는 유도에 의해 직접 가열되는 후방 판을 포함하고, 후방 판의 외부 표면 뒤에 유도 코일이 위치되는, 장치.
6. 제5항에 있어서, 유도 가열 시스템 구성 요소는 유도 코일 및 슬롯형 전도성 판 중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
7. 제5항에 있어서, 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 내부 표면과 후방 판의 내부 표면 사이의 영역의 적어도 일부에는 열 전도도(k)를 갖는 재료가 충전되고, 여기서 k는 25℃에서 적어도 10 W/(m·K)인, 장치.
8. 제5항에 있어서, 용융 유리와 접촉되는 모서리 디렉터의 내부 표면과 후방 판의 내부 표면 중 적어도 하나에는 방사율(ε)을 갖는 코팅이 코팅되고, 여기서 0.5≤ε≤1.0인, 장치.
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