KR102405116B1 - 유리 리본을 제조하기 위한 머플, 유리 성형 기기 및 방법 - Google Patents

유리 리본을 제조하기 위한 머플, 유리 성형 기기 및 방법 Download PDF

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Abstract

본원에 개시된 발명은 유리 리본을 성형하기 위한 냉각된 머플 조립체를 갖춘 유리 성형 기기와 이를 이용하기 위한 방법에 대한 것이다. 하나의 실시예에 따르면, 융합 성형 기기를 위한 머플 조립체는 후방 벽, 상기 후방 벽과 마주하는 전방 벽, 및 상기 후방 벽에 대해 전방 벽을 폐회로로 연결하는 한 쌍의 측벽을 포함하는 머플 프레임을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 제1 냉각 튜브는 폐회로를 가로질러 후방 벽과 전방 벽을 통해 연장될 수 있다. 적어도 하나의 제2 냉각 튜브는 적어도 하나의 제2 냉각 튜브가 적어도 하나의 제1 냉각 튜브에서 이격되며 평행하도록 폐회로를 가로질러 후방 벽 및 전방 벽을 통해 연장될 수 있다.

Description

유리 리본을 제조하기 위한 머플, 유리 성형 기기 및 방법
본 출원은 2016년 4월 19일에 제출된 미국 출원 번호 62/324613에 대해 우선권을 주장하며, 그 내용 전체가 참고로 본원에 포함된다.
본 발명은 일반적으로 유리 성형 기기에 대한 것으로서, 더욱 구체적으로는 융합 공정 및/또는 적층 융합 공정과 같은 융합 성형 공정에 사용되는 위한 유리 성형 기기에 대한 것이다.
다양한 유리 하향 인발 공정이 유리 시트 및/또는 적층된 유리 시트와 같은 유리 제품을 성형하는데 사용될 수 있다. 이러한 유리 제품은 LCD 디스플레이, 스마트폰, 등과 같은 전자 장치의 커버 유리를, 제한 없이, 포함하는 다양한 용도에서 사용될 수 있다. 유리 제품은 하나 이상의 성형 바디 위로 용융된 유리의 스트림(stream)을 하향으로 유동시키고 용융된 유리 스트림을 연결하여 연속하는 유리 리본을 형성함으로써 제조될 수 있다. 이후, 연속하는 유리 리본은 다수의 분리된 유리 제품으로 분할될 수 있다. 이러한 성형 공정은 융합 공정 또는 적층 융합 공정으로 나타낼 수 있다.
융합 공정 또는 적층 융합 공정에 의해 제조된 유리 리본의 다양한 특성은 용융된 유리가 성형 바디 위로 흐를 때의 용융된 유리의 온도와 관련될 수 있다. 예를 들어, 유리의 냉각(또는, 냉각의 부재(lack))은 유리 성형 기기를 통과하는 유리 유동의 체적을 변화시킬 수 있다. 적층 융합 공정에 의해 성형된 적층된 유리 리본의 경우, 적층의 다양한 플라이(ply)를 형성하는 유리 조성물들 사이의 온도 차이는 유리 플라이의 두께의 비율을 변경할 수 있으며, 특정 두께 비율의 플라이를 가진 유리 리본을 제조하는 것을 어렵게 한다.
따라서, 용융된 유리가 유리 성형 기기를 통과하여 흐를 때의 용융된 유리의 온도의 제어를 향상시키는 대안의 유리 성형 기기에 대한 필요성이 존재한다.
하나의 실시예에 따르면, 융합 성형 기기를 위한 머플(muffle) 조립체는 후방 벽, 상기 후방 벽에 마주하는 전방 벽, 및 상기 전방 벽을 후방 벽에 폐회로로 연결하는 한 쌍의 측벽을 포함하는 머플 프레임을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 제1 냉각 튜브는 폐회로를 가로질러 후방 벽과 전방 벽을 통해 연장될 수 있다. 적어도 하나의 제2 냉각 튜브가 적어도 하나의 제1 냉각 튜브에서 이격되며 평행하도록 적어도 하나의 제2 냉각 튜브는 폐회로를 가로질러 후방 벽과 전방 벽을 통해 연장될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 유리 리본을 성형하기 위한 유리 성형 기기는 하향 수직 방향으로 연장되는 제1 외부 성형 표면과 제2 외부 성형 표면을 포함하는 성형 바디를 포함할 수 있다. 유리 성형 기기는 또한 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브를 포함할 수 있는 머플 조립체를 포함할 수 있다. 성형 바디는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브의 장축과 적어도 하나의 제2 냉각 튜브의 장축이 각각 성형 바디의 제1 외부 성형 표면과 제2 외부 성형 표면과 실질적으로 평행하도록 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브 사이에 위치될 수 있다. 제1 내화 재료는 상기 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 성형 바디의 제1 외부 성형 표면 사이에 배치될 수 있다. 제1 내화 재료는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 직접 접촉되어 제1 내화 재료와 적어도 하나의 제1 냉각 튜브 사이에 실질적으로 수평 방향으로 제1 연속 열전도 경로를 형성할 수 있다. 제2 내화 재료는 적어도 하나의 제2 냉각 튜브와 성형 바디의 제2 외부 성형 표면 사이에 배치될 수 있다. 제2 내화 재료는 적어도 하나의 제2 냉각 튜브와 직접 접촉하여 제2 내화 재료와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브 사이에 실질적으로 수평 방향으로 제2 연속 열전도 경로를 형성할 수 있다. 제1 연속 열전도 경로와 제2 연속 열전도 경로는 성형 바디에 대해 수직 온도 구배를 형성할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 적층된 유리 리본을 성형하는 방법은 용융된 코어 유리 조성물의 스트림이 하부 성형 바디의 루트(root)에서 합쳐지고 융합되어 적층된 유리 리본의 코어 층을 형성하도록 하부 성형 바디의 제1 외부 성형 표면 및 제2 외부 성형 표면 위로 용융된 코어 유리 조성물의 스트림을 지향시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 용융된 클래딩(cladding) 유리 조성물의 스트림이 용융된 코어 유리 조성물의 스트림과 접촉하여 제1 유리 클래딩 층과 적층된 유리 리본의 제2 클래딩 층을 형성하도록 하부 성형 바디 위에 배치된 상부 성형 바디의 제1 외부 성형 표면과 제2 외부 성형 표면 위로 용융된 클래딩 유리 조성물의 스트림을 지향시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 하부 성형 바디의 제1 외부 성형 표면에 실질적으로 평행하게 연장된 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 하부 성형 바디의 제2 외부 성형 표면에 실질적으로 평행하게 연장된 적어도 하나의 제2 냉각 튜브를 갖춘 하부 성형 표면의 제1 외부 성형 표면과 제2 외부 성형 표면 위로 흐르는 용융된 코어 유리 조성물로부터 열이 추출될 수 있다. 상기 하부 성형 바디는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브 사이에 배치될 수 있다. 제1 내화 재료는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 하부 성형 바디의 제1 외부 성형 표면 사이에 배치될 수 있다. 제1 내화 재료는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 직접 접촉되어 실질적으로 수평 방향으로 하부 성형 바디의 제1 외부 성형 표면으로부터 연장되는 제1 연속 열전도 경로를 형성할 수 있다. 제2 내화 재료는 적어도 하나의 제2 냉각 튜브와 제2 외부 성형 표면 사이에 위치할 수 있다. 제2 내화 재료는 적어도 하나의 제2 냉각 튜브와 직접 접촉하여 실질적으로 수평 방향으로 하부 성형 바디의 제2 외부 성형 표면으로부터 연장되는 제2 연속 열전도 경로를 형성할 수 있다. 상기 제1 연속 열전도 경로와 제2 연속 열전도 경로는 상부 성형 바디와 하부 성형 바디 사이에 수직 온도 구배를 형성할 수 있다.
본원에 개시된 유리 성형 기기의 추가적인 특성 및 이점은 하기의 상세한 설명에서 제시될 것이며, 일부는 그 설명으로부터 당업자들에게 명백할 것이며 또는 하기의 상세한 설명, 청구항, 더불어 첨부된 도면들을 포함하는, 본원에 기재된 실시예를 실시함으로써 쉽게 이해될 것이다.
앞선 일반적인 설명과 하기의 상세한 설명 모두는 다양한 실시예를 설명하고, 청구된 주제의 본질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 프레임워크를 제공하려는 것임을 이해해야 한다. 첨부된 도면들은 다양한 실시예의 추가 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서의 일부에 포함되고 그 일부를 구성하는 것이다. 도면들은 본원에 개시된 다양한 실시예를 설명하며, 설명과 함께 청구된 주제의 원리 및 작동을 설명하려는 것이다.
도 1은 본원에서 나타나고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 적층된 유리 제품의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 2는 도 1의 적층된 유리 제품을 성형하기 위한 유리 성형 기기를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 2의 유리 성형 기기의 일부분의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본원에 나타나고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 융합 성형 기기의 일부의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 5는 본원에 나타나고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 머플 프레임의 일부의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본원에 나타나고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 유체 순환 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 7은 본원에 나타나고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 모델링된 융합 성형 기기의 열 화상이다.
유리 성형 기기와 이를 이용한 방법의 실시예를 상세하게 참조할 것이며, 그 예시는 첨부된 도면에 도시된다. 가능한, 같은 참조 번호는 동일하거나 또는 유사한 부분들을 나타내기 위해 도면 전체적으로 사용될 것이다. 유리 성형 기기의 일부의 하나의 실시예는 도 4에 개략적으로 도시된다. 유리 성형 기기는 일반적으로 하향 수직 방향으로 연장되는 제1 외부 성형 표면과 제2 외부 성형 표면을 포함하는 성형 바디를 포함한다. 유리 성형 기기는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브를 포함할 수 있는 머플 조립체를 또한 포함할 수 있다. 성형 바디는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브의 장축과 적어도 하나의 제2 냉각 튜브의 장축이 각각 성형 바디의 제1 외부 성형 표면 및 제2 외부 성형 표면과 실질적으로 평행하도록 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브 사이에 배치될 수 있다. 제1 내화 재료는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 성형 바디의 제1 외부 성형 표면 사이에 배치될 수 있다. 제1 내화 재료는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 직접 접촉하여 실질적으로 수평 방향으로 제1 내화 재료와 적어도 하나의 제1 냉각 튜브 사이에 제1 연속 열전도 경로를 형성할 수 있다. 제2 내화 재료는 적어도 하나의 제2 냉각 튜브와 성형 바디의 제2 외부 성형 표면 사이에 배치될 수 있다. 제2 내화 재료는 적어도 하나의 제2 냉각 튜브와 직접 접촉하여 실질적으로 수평 방향으로 제2 내화 재료와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브 사이의 제2 연속 열전도 경로를 형성할 수 있다. 제1 연속 열전도 경로와 제2 연속 열전도 경로는 성형 바디에 대해 수직 온도 구배를 형성할 수 있다. 유리 성형 기기의 다양한 실시예, 유리 성형 기기를 위한 머플 조립체, 및 이를 이용하기 위한 방법은 첨부된 도면을 특히 참조하여 본원에서 설명될 것이다.
본원에 사용된 방향 용어는 - 예를 들어, 위, 아래, 우, 좌, 전방, 후방, 상부, 바닥, 수직, 수평 - 오직 도시된 도면을 참고하여 만들어지며 달리 명시하지 않는 한 절대 방향을 나타내려는 것은 아니다.
달리 명시하지 않는 한, 본 명세서에 개시된 임의의 방법은 그 단계가 특정 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로 해석되지 않으며, 임의의 기기 특정 방향이 요구되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 따라서, 방법 청구항이 그 단계가 따르는 순서를 실제로 나타내지 않거나, 또는 임의의 기기 청구항이 실제로 개별 구성요소에 대한 순서 또는 방향을 나타내지 않거나, 또는, 달리 청구항 또는 설명에서 특별히 언급되지 않는 한 단계들이 특정 순서에 한정되지 않고, 또는, 기기의 구성요소에 대한 특정 순서 또는 방향이 나타내지지 않고, 어떤 면에서든, 순서 또는 방향이 추론되려는 의도는 없다. 이는 해석을 위한 임의의 가능한 비-명시적 근거를 담고 있으며, 이는 단계의 배열에 대한 논리 문제, 작동 흐름, 구성요소의 순서, 또는 구성요소의 방향; 문법적 구성 또는 구두법에서 파생된 평범한 의미; 및 명세서에서 설명된 실시예의 수 또는 유형을 포함한다.
본원에 사용된 것처럼, 문맥상 달리 지칭하지 않는 한, "하나의"와 같은 단수 형태는 복수 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 문맥상 명백하게 달리 나타내지 않는 한, "하나의" 구성요소에 대한 참조는 둘 이상의 구성요소를 가진 관점들을 포함한다.
이제, 도 1을 참조하면, 적층된 유리 제품(10)은 단면으로 개략적으로 도시된다. 적층된 유리 제품(10)은 일반적으로 유리 코어 층(12)과 한 쌍의 유리 클래딩 층(14a, 14b)을 포함한다. 유리 코어 층(12)은 일반적으로 제1 표면(13a)과 제1 표면(13a)에 대향하는 제2 표면(13b)을 포함한다. 제1 유리 클래딩 층(14a)은 유리 코어 층(12)의 제1 표면(13a)에 융합되고 제2 유리 클래딩 층(14b)은 유리 코어 층(12)의 제2 표면(13b)에 융합된다. 유리 클래딩 층(14a, 14b)은 유리 코어 층(12)과 유리 클래딩 층(14a, 14b) 사이에 배치된, 접착제, 코팅 층 등과 같은 어떤 추가 재료 없이, 유리 코어 층(12)에 융합된다.
실시예에서, 적층된 유리 제품(10)의 유리 코어 층(12)은 평균 코어 열팽창계수(CTEcore)를 가진 제1 유리 조성물로 형성되고 유리 클래딩 층(14a, 14b)은 평균 열팽창계수(CTEclad)를 가진 제2, 상이한 유리 조성물로 형성된다. 이러한 실시예에서, CTEcore는 이온 교환 또는 열 템퍼링 없이 유리 클래딩 층(14a, 14b)이 압축 응력을 받는 결과로, CTEclad보다 크다.
대안 실시예에서, 유리 코어 층(12)과 유리 클래딩 층(14a, 14b)은 거의 동일한 열팽창계수를 가진 유리 조성물로부터 형성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 유리 코어 층(12)이 형성되는 유리 조성물은 유리 클래딩 층(14a, 14b)이 형성된 유리 조성물과는 상이한 화학적 및/또는 물리적 특성을 가질 수 있다.
적층된 유리 제품(10)은 융합 적층 공정으로 형성될 수 있다. 유리 성형 기기(100), 특히 융합 적층 공정에 사용되는 융합 성형 기기 중 하나의 실시예가 도 2에 개략적으로 도시된다. 유리 성형 기기는 일반적으로 코어 유리 전달 시스템(110), 클래딩 유리 전달 시스템(120), 및 상부 성형 바디(210) 및 하부 성형 바디(220)를 포함하고 그 모두가 인클로저(230, enclosure)에 배치되는 융합 성형 기기(200)를 포함한다.
코어 유리 전달 시스템(110)은 일반적으로 코어 용융 용기(101), 코어 청징 용기(103), 코어 혼합 용기(104), 코어 전달 용기(108), 및 융합 성형 기기(200)의 하부 성형 바디(220)에 결합된 코어 공급 배관(109)를 포함한다. 클래딩 유리 전달 시스템(120)은 일반적으로 클래딩 용융 용기(121), 클래딩 청징 용기(123), 클래딩 혼합 용기(124), 클래딩 전달 용기(128), 및 상부 성형 바디(210)에 결합된 클래딩 공급 배관(129)을 포함한다.
작동 상, 코어 유리 배치 재료(batch materials)는 화살표 (2)로 표시된 것처럼 코어 용융 용기(101)로 도입된다. 코어 유리 배치 재료는 용융된 코어 유리 조성물(106)을 형성하기 위해 코어 용융 용기(101)에서 용융된다. 용융된 코어 유리 조성물(106)은 코어 청징 용기(103)로 흘러가며 이 코어 청징 용기(103)는 코어 용융 용기(101)로부터 용융된 코어 유리 조성물(106)을 수용하는 고온 공정 구역을 갖는다. 코어 청징 용기(103)는 용융된 코어 유리 조성물(106)로부터 거품을 제거한다. 코어 청징 용기(103)는 코어 연결 튜브(105)에 의해 코어 용융 용기(104)에 유동적으로 결합된다. 즉, 코어 청징 용기(103)로부터 코어 혼합 용기(104)로 흐르는 용융된 코어 유리 조성물(106)은 코어 연결 튜브(105) 통해 흐른다. 코어 혼합 용기(104)는, 결국, 연결 튜브(107)에 의해 코어 전달 용기(108)에 유동적으로 결합되어 코어 혼합 용기(104)에서 코어 전달 용기(108)로 흐르는 용융된 코어 유리 조성물은 연결 튜브(105)를 통해 흐른다. 코어 혼합 용기(104)는, 결국, 연결 튜브(107)에 의해 코어 전달 용기(108)에 유동적으로 결합되어 코어 혼합 용기(104)로부터 코어 전달 용기(108)로 흐르는 용융된 코어 유리 조성물은 연결 튜브(107)를 통해 흐른다. 코어 전달 용기(108)는 코어 공급 배관(109)을 통해 하부 성형 바디(220)로 용융된 코어 유리 조성물(106)을 공급한다.
동시에, 클래딩 유리 배치 재료는 화살표 (122)로 나타낸 것처럼, 클래딩 용융 용기(121)로 도입된다. 클래딩 유리 배치 재료는 클래딩 용융 용기(121)에서 용융되어 용융된 클래딩 유리 조성물(126)을 형성한다. 클래딩 청징 용기(123)는 클래딩 용융 용기(121)로부터 용융된 클래딩 유리 조성물(126)을 수용하는 고온 공정 구역을 갖는다. 클래딩 청징 용기(123)는 용융된 클래딩 유리 조성물(126)에서 거품을 제거한다. 클래딩 청징 용기(123)는 클래딩 연결 튜브(125)에 의해 클래딩 혼합 용기(124)에 유동적으로 결합된다. 즉, 클래딩 청징 용기(123)로부터 클래딩 혼합 용기(124)로 흐르는 용융된 클래딩 유리 조성물은 클래딩 연결 튜브(125)를 통해 흐른다. 클래딩 혼합 용기(124)는, 결국, 연결 튜브(127)에 의해 클래딩 전달 용기(128)에 유동적으로 결합되어 클래딩 혼합 용기(124)로부터 클래딩 전달 용기(128)로 흐르는 용융된 클래딩 유리 조성물(126)은 연결 튜브(127)을 통해 흐른다. 클래딩 전달 용기(128)는 클래딩 공급 배관(129)을 통해 상부 성형 바디(210)로 용융된 클래딩 유리 조성물(126)을 공급한다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 도 3은 적층된 유리 제품, 특히, 적층된 유리 리본을 성형하기 위해 융합 성형 기기(200)의 단면을 개략적으로 도시한다. 융합 성형 기기(200)는 하부 성형 바디(220) 위에 배치된 상부 성형 바디(210)를 포함한다. 상부 성형 바디(210)는 클래딩 전달 용기(128)(도 2)로부터 용융된 클래딩 유리 조성물(126)이 공급되는 트로프(211, trough)를 포함한다. 유사하게, 하부 성형 바디(220)는 용융된 코어 유리 조성물(106)이 코어 전달 용기(108)(도 2)로부터 공급되는 트로프(221)를 포함한다.
용융된 코어 유리 조성물(106)은 트로프(221)를 채우고, 용융된 코어 유리 조성물(106)의 스트림은 상기 트로프(221)를 넘쳐 흘러서 하부 성형 바디(220)의 외부 성형 표면(216, 218)(즉, 제1 외부 성형 표면(216), 제2 외부 성형 표면(218)) 위로 지향된다. 하부 성형 바디(220)의 외부 성형 표면(216, 218)은 일반적으로 트로프(221)의 상부로부터 하향 수직 방향(즉, 도 3에 도시된 좌표축의 -Z 방향)으로 연장되어 루트(240, root)에서 합쳐진다. 외부 성형 표면(216, 218) 위로 흐르는 용융된 코어 유리 조성물(106)은 하부 성형 바디(220)의 루트(240)에서 다시 합쳐지고 융합되어 적층된 유리 리본(201)의 유리 코어 층(102)을 형성한다.
동시에, 용융된 클래딩 유리 조성물(126)의 스트림은 상부 성형 바디(210)에 형성된 트로프(211)를 넘쳐 흘러, 일반적으로 하향 수직 방향으로 연장된 상부 성형 바디(210)의, 하부 성형 바디(220)의 외부 성형 표면(216, 218)과 같은, 외부 성형 표면(212, 213)(즉, 제1 외부 성형 표면(212) 및 제2 외부 성형 표면(213)) 위로 지향된다. 그러나, 하부 성형 바디(220)의 외부 성형 표면(216, 218)과 달리, 외부 성형 표면(212, 213)은 합쳐지지 않는 대신, 서로 실질적으로 평행하다. 용융된 클래딩 유리 조성물(126)의 스트림은 하부 성형 바디(220) 주위로 흐르며 하부 성형 바디(220)의 외부 성형 표면(216, 218) 위로 흐르며, 용융된 코어 유리 조성물과 융합되어 유리 코어 층(102) 주위에 유리 클래딩 층(104a, 104b)를 형성한다. 결과적인 적층된 유리 리본(201)은 아래 방향으로(즉, 도 3에 도시된 좌표축의 -Z방향으로) 인발되어 적층된 유리 리본이 추가로 냉각되고, 고화되고, 그리고 처리된다.
도 2 및 3을 다시 참고하면, 상부 성형 바디(210)의 트로프(211)와 하부 성형 바디(220)의 트로프(221) 사이의 온도 구배가 예를 들어, 적층된 유리 리본의 유리 코어 층과 유리 클래딩 층 사이의 특정 두께 비율과 같은 특정 특성을 가진 적층된 유리 리본을 얻는데 바람직할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 특히, 하부 성형 바디(220) 및/또는 상부 성형 바디(210)에 인접한 가열 요소(도시되지 않음)에 대한 전력의 감소가 특정 유리 쌍에 대한 온도 구배를 발생하기 충분하지 않을 수 있음이 밝혀졌다. 이와 같이, 부가적인 냉각이 바람직할 수 있다. 그러나, 원하는 실제 온도 변화가 약 100 ℃ 이상일 때 냉각 기술의 존재가 약 5 ℃의 온도 변화만을 나타낼 수 있음이 밝혀졌다. 유사하게, 일부 유리 코어/유리 클래딩 쌍에 대해, 상부 성형 바디(210)의 트로프(211)와 하부 성형 바디(220)의 트로프(221) 사이의 음의 온도 구배를 설정하는 바람이 있을 수 있다. 본원에 기술된 유리 성형 기기의 실시예는 상부와 하부 성형 바디의 트로프 사이의 원하는 온도 구배를 얻는데 사용될 수 있는 냉각 튜브를 가진 머플 조립체를 포함한다.
도 4를 참고하면, 융합 성형 기기(200)의 하나의 실시예의 일부에 대한 단면이 개략적으로 도시된다. 융합 성형 기기(200)는 도 3에 대해 본원에 설명된 것과 같이 상향 수직 방향으로(즉, 도 4에 도시된 좌표축의 +Z 방향) 하부 성형 바디(220) 위에 배치되고 이격되는 상부 성형 바디(210)를 포함한다. 상부 성형 바디(210) 및 하부 성형 바디(220)는 도 2에 대해 앞서 설명된 바와 같은, 인클로저(230)에 배치된다. 본원에 개시된 실시예에서, 인클로저(230)의 적어도 일부는 머플 조립체(250)를 포함한다. 머플 조립체(250)는 상부 성형 바디(210) 및 하부 성형 바디(220) 중 적어도 하나 주위에 배치되며 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 포함하며 이들은 상부 성형 바디(210)의 트로프(211) 및/또는 하부 성형 바디(220)의 트로프(221)에 근접한 유리로부터의 열의 추출을 조절하여 이를 통해 상부 성형 바디(210)의 트로프(211)와 상부 성형 바디(220)의 트로프(221) 사이의 온도 구배를 설정하는데 사용된다.
도 4에 도시된 융합 성형 기기(200)의 실시예에서, 머플 조립체(250)는 하부 성형 바디(220) 주위에 배치되며 머플 프레임(280), 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260), 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265), 및 하부 성형 바디(220) 및 머플 프레임(280) 사이에 배치된 다수의 내화 재료(270, 272, 274, 276)를 포함한다.
도 4 및 5를 참고하면, 머플 프레임(280)은 인클로저(230)의 일부를 형성하고, 예를 들어, 구조적인 강철 등과 같은 하중 베어링 재료로 일반적으로 구성된다. 머플 프레임(280)은 머플 프레임(280)이 하부 성형 바디(220) 주위에 연장되도록 폐회로(closed-loop) 구조를 갖는다. 머플 프레임(280)은 인클로저(230)에 구조를 제공하며 또한 이에 한정하지 않으며, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260), 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265), 및 다수의 내화 재료(270, 272, 274, 276)를 포함하는 융합 성형 기기(200)의 다양한 다른 구성요소를 지지한다.
도 5에 도시된 머플 프레임(280)의 실시예에서, 머플 프레임(280)은 일반적으로 후방 벽(282), 후방 벽(282)에 마주하는 전방 벽(도시되지 않음), 및 후방 벽(282)을 전방 벽에 연결하는 한 쌍의 측벽(282, 286)을 포함한다. 후방 벽(282), 전방 벽, 및 측벽(284, 286)은 일반적으로 구조 강철 또는 유사한 구조 재료의 플레이트로 형성될 수 있다. 실시예에서, 후방 벽(282), 전방 벽, 및 측벽(284, 286)은 머플 프레임(280)으로 다양한 지지 브라켓(도시되지 않음)을 부착하는데 사용될 수 있는, 파스너 홀(fastener holes) 등과 같은, 여러 가지 부착 지점(283)을 포함할 수 있다. 이들 지지 브라켓은 예를 들어, 다수의 내화 재료(270, 272, 274, 276) 및/또는 융합 성형 기기(200)의 다른 부분을 지지하는데 사용될 수 있다.
실시예에서, 머플 프레임(280)은 머플 프레임(280)의 후방 벽(282), 전방 벽, 및 측벽(284, 286)에 부착되는 하나 이상의 구조 부재(288)를 더욱 포함할 수 있다. 실시예에서, 구조 부재(288)는 머플 프레임(280)의 후방 벽(282), 전방 벽 및 측벽(284, 286)에 추가적인 구조 지지를 제공하는 중공 빔 또는 튜브로서 형성될 수 있다. 후방 벽(282), 전방 벽, 및 측벽(284, 286)과 같은, 구조 부재(288)는 예를 들어, 구조용 강재와 같은 하중 베어링 재료로 형성될 수 있다.
도 4 및 5를 다시 참고하면, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)는 머플 프레임(280)의 후방 벽(282) 및 전방 벽을 통해 연장된다. 유사하게, 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)는 머플 프레임(280)의 후방 벽(282)과 전방 벽을 통해 연장된다. 더욱 구체적으로, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)는 일반적으로 머플 프레임(280)을 가로지르는 측방향(즉, 도 4 및 5에 도시된 좌표축의 +/- X 방향)으로 연장되며 머플 프레임(280)의 측벽(284)과 실질적으로 평행하다. 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)는 종방향(즉, 도 4 및 5에 도시된 좌표축의 +/- Y 방향)으로 제2 냉각 튜브에서 이격되며 일반적으로 머플 프레임(280)을 가로지르는 측방향으로 연장되고 머플 프레임(280)의 측벽(286)과 실질적으로 평행하다. 따라서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)과 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)가 실질적으로 서로 평행하다는 것을 이해해야 한다. 도 5에 도시된 실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)는 하부 성형 바디(220)의 양쪽 측면에 배치되어 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)의 장축과 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)의 장축이 각각 하부 성형 바디(220)의 제1 외부 성형 표면(216)과 제2 외부 성형 표면(218)에 대해 대향되며 실질적으로 평행하다.
도 4에 도시된 융합 성형 기기(200)의 실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)는 하부 성형 바디(220)의 트로프(221)에 존재하는 용융된 코어 유리 조성물 및/또는 하부 성형 바디(220)의 트로프(221)를 넘쳐흘러 하부 성형 바디(220)의 외부 성형 표면(216, 218) 아래로 흐르기 시작할 때의 용융된 코어 유리 조성물로부터의 열을 추출하기 적합한 +/- Z 방향을 따른 높이에서 하부 성형 바디(220)에 대해 배치된다. 이런 높이에 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260) 및 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 배치하는 것은 상부 성형 바디(210)의 트로프(211)의 용융된 클래딩 유리 조성물과 하부 성형 바디(220)의 트로프(221)의 용융된 코어 유리 조성물 사이에 온도 구배를 얻게 한다. 부가적으로, 또는 대안으로, 이러한 높이에서 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 배치하는 것은 수직 방향(즉, 도 4 및 5에 도시된 좌표축의 +/- Z 방향)으로 인클로저(230) 내에 온도 구배를 가능하게 한다.
실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)는 제1 다수의 냉각 튜브(260, 261, 262)일 수 있다. 냉각 튜브(260, 261, 262) 각각은 도 4 및 5에 도시된 것처럼 서로 평행하게 지향될 수 있다. 유사하게, 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)는 제2 다수의 냉각 튜브(265, 266, 267)일 수 있다. 냉각 튜브(265, 266, 267) 각각은 서로 평행하게 지향될 수 있다. 도 4 및 5가 3개의 냉각 튜브를 각각 포함하는 것으로서 제1 다수의 냉각 튜브와 제2 다수의 냉각 튜브를 도시하고 있지만, 제1 및 제2 다수의 냉각 튜브가 3개보다 많거나 적은 냉각 튜브를 가질 수 있음을 이해해야 한다.
본원에 개시된 실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 냉각 튜브(265)는 예를 들어, 1000 ℃를 초과하는 온도와 같은 고온에서 사용되기 적합한 재료로 형성되는 중공 도관이다. 실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260) 및 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)는 예를 들어, 이에 한정하지 않고, 스테인리스강 또는 유사한 오스테나이트 스테인리스강과 같은 스테인리스강으로 형성된다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)는 냉각 튜브의 열 추출 효율을 돕기 위한 높은 방사율 코팅으로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260) 및 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)는 융합 성형 기기(200)의 작동 온도에서 0.9이상 또는 0.95 이상의 방사율(e)을 가진 코팅으로 코팅될 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260) 및 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)는 뉴욕 포키프시(Poughkeepsie)의 Cetek에 의해 제조된 M-720 고 방사율 코팅으로 코팅될 수 있다. 그러나, 다른 고 방사율 코팅이 고려되고 가능하다는 것으로 이해되어야 한다.
도 4에 대해 다시 참고하면, 머플 조립체(250)는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 하부 성형 바디의 제1 외부 성형 표면(216) 사이 그리고 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)와 하부 성형 바디(220)의 외부 성형 표면(218) 사이에 배치된 내화 재료(272, 274)(즉, 제1 내화 재료(272) 및 제2 내화 재료(274))를 더욱 포함한다. 실시예에서, 내화 재료(272, 274)는 머플 프레임(280)에 의해 부착되거나 또는 지지되는 내화 블록 형태일 수 있다. 실시예에서, 내화 재료(272, 274)는 ANH 내화물에 의해 제조된 NA-33 HF 내화 블록일 수 있다. 그러나, 다른 내화 재료가 고려되고 가능하다는 것으로 이해되어야 한다.
본원에 개시된 실시예에서, 제1 내화 재료(272)는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 하부 성형 바디(220)의 제1 외부 성형 표면(216) 사이에 배치되어 제1 내화 재료(272)는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 직접 접촉한다. 따라서, 제1 내화 재료(272)가 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265) 사이의 머플 프레임(280)의 폐회로 내에 배치되는 것으로 이해되어야 한다. 제1 내화 재료(272)와 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260) 사이의 직접 접촉(즉, 그 사이에 임의의 공기 틈(gap)이 없는)은 제1 내화 재료(272)와 하부 성형 바디(220)의 제1 외부 성형 표면(216)으로부터 연장되는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260) 사이에 실질적으로 수평 방향(즉, 도 4에 도시된 좌표축의 X-Y 평면)으로 제1 연속 열전도 경로를 형성한다. 상기 제1 연속 열전도 경로는 융합 성형 기기(200)를 둘러싸는 인클로저(230)로부터 열의 효율적인 추출을 허용하며, 더욱 구체적으로, 하부 성형 바디(220)의 트로프(221)의 용융된 코어 유리 조성물로부터의 열의 효율적인 추출을 허용한다.
유사한 방식으로, 제2 내화 재료(274)는 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)와 하부 성형 바디(220)의 제2 외부 성형 표면(218) 사이에 배치되어 내화 재료(274)가 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)와 직접 접촉한다. 따라서, 제2 내화 재료(274)가 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265) 사이의 머플 프레임(280)의 폐회로 내에 배치된다. 제2 내화 재료(274)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265) 사이의 직접 접촉(즉, 그 사이에 임의의 공기 틈이 없는)은 제2 내화 재료(274)와 하부 성형 바디(220)의 제2 외부 성형 표면(218)에서 연장되는 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265) 사이에 실질적으로 수평 방향으로(즉, 도 4에 도시된 좌표축의 X-Y 평면으로) 제2 연속 열전도 경로를 형성한다. 상기 제2 연속 열전도 경로는 융합 성형 기기(200)를 둘러싸는 인클로저(230)로부터의 열의 효율적인 추출, 더욱 구체적으로는, 하부 성형 바디(220)의 트로프(221)의 용융된 코어 유리 조성물로부터의 열의 효율적인 추출을 허용한다.
도 4를 다시 참고하면, 일부 실시예에서, 머플 조립체(250)는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 머플 프레임(280) 사이 및 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)와 머플 프레임(280) 사이에 배치된 내화 재료(270, 276)(즉, 제1 내화 재료(270) 및 제2 내화 재료(276))를 더욱 포함한다. 실시예에서, 내화 재료(270, 276)는 머플 프레임(280)에 의해 부착되거나 또는 그렇지 않으면 지지되는 내화 블록의 형태일 수 있다. 실시예에서, 내화 재료(270, 276)는, 예를 들면, 높은 열전도율을 가진 내화 재료일 수 있다. 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 머플 프레임(280) 사이 및 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)와 머플 프레임(280) 사이의 높은 열전도율을 가진 내화 재료(270, 276)를 활용하는 것은 융합 성형 기기(200)를 둘러싸는 인클로저(230)로부터의 열의 추출, 그리고 더욱 구체적으로, 하부 성형 바디(220)의 트로프(221)의 용융된 코어 유리 조성물로부터의 열의 효율적 추출을 향상시킨다. 즉, 높은 열전도율을 가진 내화 재료(270, 276)는 제1 및 제2 연속 열전도 경로를 따른 하부 성형 바디(220)로부터 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)로 전달된 열을 소멸시키는 것을 도울 수 있다. 실시예에서, 내화 재료(270, 276)는 ANH 내화재에 의해 생산된 Tamax 내화 블록일 수 있다. 그러나, 다른 내화 재료가 고려되고 가능한 것으로 이해되어야 한다.
본원에 개시된 실시예에서, 제1 내화 재료(270)가 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 머플 프레임(280) 사이에 배치되어 내화 재료(270)는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 직접 접촉한다. 실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)는 제1 내화 재료(270)와 제1 내화 재료(272) 내에 내장된다. 제1 내화 재료(270)와 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260) 사이의 직접 접촉(즉, 그 사이의 임의의 공기 틈 없이)은 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)로부터 연장된 제1 내화 재료(270) 사이에 실질적으로 수평 방향으로 연속 열전도 경로를 형성한다. 상기 연속 열전도 경로는 하부 성형 바디(220)의 트포프(221)의 용융된 코어 유리 조성물로부터 추출된 열의 소멸을 허용한다.
유사한 방식으로, 제2 내화 재료(276)는 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)와 머플 프레임(280) 사이에 배치되어 제2 내화 재료(274)가 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)와 직접 접촉한다. 실시예에서, 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)는 제2 내화 재료(276)와 제2 내화 재료(274) 내에 내장된다. 제2 내화 재료(276)와 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260) 사이의 직접 접촉(즉, 그 사이에 임의의 공기 틈이 없이)은 제2 내화 재료(276)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)로부터 연장된 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265) 사이의 연속 열전도 경로를 형성한다. 이러한 연속 열전도 경로는 하부 성형 바디(220)의 트로프(221)의 용융된 코어 유리 조성물로부터 추출된 열의 소멸을 허용한다.
실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)는 머플 프레임(280) 및/또는 내화 재료(270, 272, 274, 276)에 영구적으로 부착된다. 예를 들어, 하나의 실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브는 상응하는 내화 재료(270, 272, 274, 276)에 접착될 수 있다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)는 내화 재료(272)와 내화 재료(270)에 접착될 수 있고 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)는 냉각 재료(274)와 예를 들어 이에 한정하지 않고, Super 3000 내화 시멘트와 같은 내화 시멘트를 통해 내화 재료(274) 및 내화 재료(276)에 접착될 수 있다. 이러한 실시예에서, 내화 시멘트는 내화 재료(270, 272, 274, 276)의 일부를 형성하며, 이와 같이, 내화 재료(270, 272, 274, 276)와 상응하는 냉각 튜브 사이에 연속 열전도 경로의 일부이다. 대안으로 또는 부가적으로, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)는 예컨대 용접 등을 통해 머플 프레임(280)에 부착될 수 있다.
대안 실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)는 머플 프레임(280) 및 상응하는 내화 재료(270, 272, 274, 276)와 제거 가능하게 맞물려 융합 성형 기기(200)로부터의 열의 추출에 대한 증가된 유연성을 허용하도록 머플 조립체(250)로부터 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)가 제거될 수 있다.
도 4 및 6을 참고하면, 실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)는 유체 순환 시스템(400)에 유동적으로 결합될 수 있다. 유체 순환 시스템(400)은 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 통해 냉각 유체의 유동 및/또는 온도를 조절하는데 사용될 수 있으며, 결국, 하부 성형 바디(220)로부터 추출된 열의 양을 조절하는데 사용될 수 있다. 본원에 개시된 실시예에서, 유체 순환 시스템(400)은 일반적으로 유체 저수조(410), 펌프(420), 분배 매니폴드(430), 및 열교환기(440)를 포함한다. 일부 실시예에서, 유체 순환 시스템(400)은 전기 제어 유닛(ECU)과 하나 이상의 온도 센서(452, 454, 456, 458)를 더욱 포함할 수 있다.
본원에 개시된 실시예에서, 유체 저수조(410)는 냉각 유체를 저장하는데 적합한 보관 용기이다. 실시예에서, 냉각 유체는 액체, 가스, 또는 액체와 가스의 조합일 수 있다. 적합한 액체는, 이에 한정하지 않지만, 물 및/또는 액체 냉각수를 포함한다. 적합한 가스는, 이에 한정하지 않지만, 공기, 헬륨, 등을 포함한다. 유체 저수조(410)는 열교환기(440), 결국, 펌프(420) 및 분배 매니폴드(430)에 유동적으로 결합된다. 실시예에서, 열교환기(440)는 예를 들어, 냉각 유체로부터 열을 추출하여 냉각 유체는 냉각 튜브로 펌핑되기 전의 특정 목표 온도로 냉각 유체의 온도를 감소시키는, 플레이트-프레임 타입의 열교환기일 수 있다.
펌프(420)는 분배 매니폴드(430)를 통해 냉각 유체를 열교환기(440)로부터 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)로 펌핑한다. 실시예에서, 분배 매니폴드(430)는 인접한 냉각 튜브를 통해 흐르는 냉각 유체는 대향 방향으로 흐르도록 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)에 유동적으로 결합된다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브가 제1 다수의 냉각 튜브(260, 261, 262)를 포함하고 적어도 하나의 제2 냉각 튜브는 제2 다수의 냉각 튜브(265, 266, 267)를 포함하는 실시예에서, 이러한 배치는 성형 바디의 측면 방향(즉, 도 4에 도시된 좌표축의 +/- X 방향)에서의 성형 바디의 균일한 냉각을 용이하게 한다.
더욱 구체적으로, 냉각 유체가 냉각 튜브를 통과해 지나가면서 성형 바디로부터 열을 추출하면서, 냉각 유체는 일반적으로 냉각 튜브로 들어가는 저온 및 냉각 튜브를 빠져나가는 고온을 갖는다. 따라서, 제1 다수의 냉각 튜브(260, 261, 262), 제2 다수의 냉각 튜브(265, 266, 267), 및 분배 매니폴드(430)를 배치함으로써, 인접한 냉각 튜브를 통해 흐르는 냉각 유체는 대향 방향으로 흐르며, 성형 바디의 일측 단부에서 열의 구축을 피하며, 측면 방향으로 성형 바디를 가로질러 더욱 균일한 온도 분배가 제공된다.
적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)는 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)는 또한 유체 저수조(410)에 유동적으로 결합되어 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 빠져나가는 냉각 유체는 순환을 위해 유체 저수조(410)로 지향된다.
실시예에서, 유체 순환 시스템(400)은 전자 제어 유닛(450)을 더욱 포함할 수 있다. 전자 제어 유닛(450)은 명령을 판독 가능하고 실행 가능한 프로세서 및 메모리 저장 컴퓨터를 포함할 수 있으며, 이는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 유체 순환 시스템(400)을 통해 냉각 유체의 흐름을 제어한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 전자 제어 유닛(450)은 펌프(420)에 통신하게 결합되어 전자 제어 유닛(450)은 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 통해 펌핑되는 냉각 유체의 체적과, 냉각 튜브로 성형 바디로부터 추출된 열의 양을 조절할 수 있다.
일부 실시예에서, 전자 제어 유닛(450)은 또한 분배 매니폴드(430)에 통신하게 결합되어 전자 제어 유닛(450)이 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 통과하는 냉각 유체의 흐름을 조절할 수 있다.
일부 실시예에서, 전자 제어 유닛(450)은 또한 열교환기(440)로 통신하게 결합되어 전자 제어 유닛(450)이 냉각 유체의 온도 및 냉각 튜브로 성형 바디로부터 추출된 열의 양을 조절할 수 있다.
일부 실시예에서, 유체 순환 시스템(400)은 폐회로 제어 계획에 따라 작동될 수 있다. 예를 들어, 예를 들어, 일부 실시예에서, 유체 순환 시스템(400)은 전자 제어 유닛(450)에 통신하게 결합된 온도 센서(452, 454, 456, 458)를 더욱 포함할 수 있다. 온도 센서(452, 454, 456, 458)는 성형 바디의 온도 및/또는 각 성형 바디의 트로프 근처의 유리의 온도를 측정하기 위해 적절한 위치에서 융합 성형 기기(200)(도 4)의 인클로저(230)(도 4)에 배치될 수 있다.
예시의 방식을 통해 도 4 및 6을 참고하면, 도 4에 도시된 융합 성형 기기(200)의 실시예에서, 온도 센서(452)는 트로프(221) 근처 하부 성형 바디(220)의 제1 외부 성형 표면(216)의 상부 근처에 배치되고 반면 온도 센서(454)는 트로프(221) 근처에 하부 성형 바디(220)의 제2 외부 성형 표면(218)의 상부 근처에 배치될 수 있다. 유사하게, 온도 센서(456)는 트로프(211) 근처 상부 성형 바디(210)의 외부 성형 표면(213)의 상부 근처에 배치될 수 있으며 반면 온도 센서(458)는 트로프(211) 근처 상부 성형 바디(210)의 외부 성형 표면(212)의 상부 근처에 배치된다. 온도 센서(452, 454, 456, 및 458)로부터 수신된 온도에 기초하여, 전자 제어 유닛(450)은 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 통해 냉각 유체의 흐름을 조절하여 상부 성형 바디(210)의 트로프(211)와 하부 성형 바디(220)의 트로프(221) 사이의 사전 결정된 온도 구배를 얻을 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(452, 454, 456, 및 458)로부터 수신된 온도에 기초하여, 전자 제어 유닛(450)은: 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260) 및 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 통해 흐르는 냉각 유체의 체적을 증가 또는 감소시키기 위해; 열교환기(440)를 통해 냉각 유체의 온도를 증가 또는 감소시키기 위해; 분배 매니폴드(430)를 통해 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265) 중 특정 하나로 냉각 유체의 흐름을 제한하기 위해 펌프(420)를 지향시킬 수 있고; 및/또는 상부 성형 바디(210)의 트로프(211)와 하부 성형 바디(220)의 트로프(221) 사이의 원하는 온도 구배를 얻거나 및/또는 유지하기 위해 상기의 다양한 조합을 위해 펌프(420)를 지향시킬 수 있다.
도 4를 다시 참고하면, 본원에 개시된 실시예에서, 제1 내화 재료(272)는 하부 성형 바디(220)의 제1 외부 성형 표면(216)으로부터 이격되고 제2 내화 재료(274)는 하부 성형 바디(220)의 제2 외부 성형 표면(218)으로부터 이격된다. 이러한 실시예에서, 적어도 하나의 가열 요소가 제1 내화 재료(272)와 하부 성형 바디(220)의 제1 외부 성형 표면(216) 사이에 배치될 수 있다. 유사하게, 적어도 하나의 가열 요소는 제2 내화 재료(274)와 하부 성형 바디(220)의 제2 외부 성형 표면(218) 사이에 배치될 수 있다.
예를 들어, 융합 성형 기기(200)는 머플 조립체(250)와 하부 성형 바디(220)의 제1 외부 성형 표면(216) 사이에 배치된 제1 다수의 가열 요소(300, 302, 304)를 더욱 포함할 수 있으며, 가열 요소(300, 302, 304) 각각은 +/- Z 방향을 따라 상이한 높이에 배치된다. 융합 성형 기기(200)는 머플 조립체(250)와 하부 성형 바디(220)의 제2 외부 성형 표면(218) 사이에 배치된 제2 다수의 가열 요소(306, 308, 310)를 더욱 포함할 수 있으며, 가열 요소(306, 308, 310) 각각은 +/- Z 방향을 따라 상이한 높이에 배치된다. 제1 다수의 가열 요소(300, 302, 304) 각각의 가열 요소와 제2 다수의 가열 요소(306, 308, 310)에서의 각각의 가열 요소는 측면 방향(즉, 도 4에 도시된 좌표축의 +/- 방향)으로 일반적으로 연장되어 하부 성형 바디(220)의 외부 성형 표면(216, 218) 위에 지향된 용융된 유리의 스트림의 가열을 가능하게 한다. 열 쉴드(320, Thermal shields)는 제1 다수의 가열 요소(300, 302, 304)와 제2 다수의 가열 요소(306, 308, 310)의 수직으로 인접한 가열 요소들 사이에 배치되어 서로 수직으로 인접한 가열 요소를 열적으로 격리할 수 있다. 게다가, 열전도 인클로저(330)는 제1 다수의 가열 요소(300, 302, 304)와 하부 성형 바디(220)의 제1 외부 성형 표면(216) 사이 그리고 제2 다수의 가열 요소(306, 308, 310)와 하부 성형 바디(220)의 제2 외부 성형 표면(218) 사이에 배치될 수 있다. 열 전도 인클로저(330)는 가열 요소로부터 용융된 유리로 열을 또한 전도시키면서, 하부 성형 바디(220) 위에 지향된 용융된 유리로부터 가열 요소를 물질적으로 격리시킨다. 실시예에서, 열 전도 인클로저(330)는 예를 들면, 실리콘 카바이드 또는 유사한 열전도 재료로 형성될 수 있다.
도 3-4, 및 6을 참고하면, 작동 시, 융용된 코어 유리 조성물(106)은 하부 성형 바디(220)의 트로프(221)를 채우고 용융된 코어 유리 조성물(106)의 스트림은 트로프(221)를 넘쳐 흐르며 제1 외부 성형 표면(216)과 하부 성형 바디(220)의 제2 외부 성형 표면(218) 위로 지향된다. 외부 성형 표면(216, 218) 위로 흐르는 용융된 코어 유리 조성물(106)은 하부 성형 바디(220)의 루트(240)에서 다시 합쳐져 융합되므로 적층된 유리 리본(201)의 유리 코어 층(102)을 형성한다.
유사하게, 용융된 클래딩 유리 조성물(126)의 스트림은 상부 성형 바디(210)에 형성된 트로프(211)를 넘쳐흐르고 제1 외부 성형 표면(212)과 상부 성형 바디(210)의 제2 외부 성형 표면(213) 위로 지향된다. 용융된 클래딩 유리 조성물(126)의 스트림은 하부 성형 바디(220) 주위로 흐르며 하부 성형 바디(220)의 외부 성형 표면(216, 218) 위로 흐르는 용융된 코어 유리 조성물(106)의 각각의 스트림과 접촉하며, 용융된 코어 유리 조성물에 융합되어 유리 코어 층(102) 주위에 유리 클래딩 층(104a, 104b)을 형성한다.
용융된 코어 유리 조성물(106)은 하부 성형 바디(220)의 외부 성형 표면(216, 218) 위로 흐르며 용융된 클래딩 유리 조성물(126)은 상부 성형 바디(210)의 외부 성형 표면(212, 213) 위로 흐르고, 냉각 유체는 유체 순환 시스템(400)의 펌프(420)를 통해 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 통해 지향되어 하부 성형 바디(220)의 트로프(221)의 용융된 코어 유리 조성물(106)과 하부 성형 바디(220)의 외부 성형 표면(216, 218) 위로 흐르는 용융된 코어 유리 조성물(106)로부터 열을 추출한다.
특히, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 통해 흐르는 냉각 유체는 제1 내화 재료(272)와 제2 내화 재료(274) 각각을 통해 수평 방향으로 용융된 코어 유리 조성물(106)로부터 열을 뽑아낸다. 이 열은 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 통해 흐르는 냉각 유체에 의해 측면 방향으로 하부 성형 바디(220)로부터 운반되어, 하부 성형 바디(220)의 트로프(221)와 상부 성형 바디(210)의 트로프(211) 사이에 온도 구배를 설정한다. 실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)의 냉각 튜브에 의해 운반된 열의 일부는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260) 및 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)와 직접 접촉하여 배치된 내화 재료(270, 276)에 의해 더욱 소멸된다.
실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 통과해 흐르는 냉각 유체는 냉각 유체가 보유되는 유체 저수조(410)로 지나가고 이후 냉각 유체가 냉각되는 유체 순환 시스템(400)의 열교환기(440)를 통해 재순화된다. 이후, 냉각 유체는 펌프(420)로 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260) 및 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 통과해 재순환된다.
실시예에서, 유체 순환 시스템(400)은 펌프(420)를 이용하여 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 통한 냉각 유체의 흐름 속도 및/또는 흐름 체적을 제어하고, 열교환기(440)를 통해 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 통해 흐르는 냉각 유체의 온도를 제어하고, 및/또는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260) 및 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 통해 냉각 유체를 선택적으로 지향시킴으로써 하부 성형 바디(220)의 트로프(221)와 상부 성형 바디(210)의 트로프(211) 사이의 온도 구배를 조절할 수 있다.
예를 들어, 그리고 이에 한정하지 않고, 실시예에서, 유체 순환 시스템(400)의 전자 제어 유닛(450)은, 약 분당 5 갤런(18.9 리터) 내지 분당 10 갤런(37.9 리터)의 속도로 흐름 속도가 원하는 온도 구배를 얻기 위해 이러한 범위 내에서 변화되어, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265) 각각을 통한 냉각 유체의 흐름을 지향시킬 수 있다. 대안으로 또는 부가적으로, 유체 순환 시스템(400)의 전자 제어 유닛(450)은 약 30 ℃ 내지 약 35 ℃의 범위에서, 원하는 온도 구배를 얻기 위해 이 범위 내에서 온도가 변화하며, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)에 펌핑되는 냉각 튜브의 온도를 유지시킬 수 있다. 대안으로 또는 부가적으로, 유체 순환 시스템(400)의 전자 제어 유닛(450)은 원하는 온도 구배를 얻기 위해 분배 매니폴드(430)를 통해 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)로 냉각 유체의 흐름을 선택적으로 제어할 수 있다. 전술한 바와 같이, 온도 구배의 제어는, 적어도 일부는, 온도 센서(452, 454, 456, 및 458)로부터의 전자 제어 유닛(450)에 의해 수신된 온도 피드백을 기초로 할 수 있다.
도 4에 도시된 융합 성형 기기(400)의 실시예에서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)를 가진 머플 조립체(250)는 하부 성형 바디(220)의 트로프(221)와 상부 성형 바디(210)의 트로프(211) 사이에 100 ℃ 이상의 온도 구배를 설정하는데 사용될 수 있다. 즉, 하부 성형 바디(220)의 트로프(221)의 용융된 코어 유리 조성물(106)은 상부 성형 바디(210)의 트로프(211)의 용융된 클래딩 유리 조성물(126)의 온도보다 100 ℃ 낮은 온도를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 하부 성형 바디(220)의 트로프(221)와 상부 성형 바디(210)의 트로프(211) 사이의 온도 구배는 115 ℃ 또는 120 ℃ 이상 내지 140 ℃ 이하의 범위에 있을 수 있다.
도 4에 도시된 융합 성형 기기(200)의 실시예가 하부 성형 바디(220) 주위에 배치된 냉각 튜브를 가진 머플 조립체(250)를 나타내지만, 다른 실시예가 고려되고 가능하다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 하나의 실시예에서(도시되지 않음), 융합 성형 기기는 냉각 튜브를 가진 머플 조립체가 상부 성형 바디 주위에 배치되도록 고려될 수 있다. 이러한 실시예에서, 냉각 튜브를 가진 머플 조립체는 상부 성형 바디의 트로프와 하부 성형 바디의 트로프 사이의 음의 온도 구배를 생성하도록 활용될 수 있다(즉, 머플 조립체는 상부 성형 바디와 상부 성형 바디의 트로프의 용융된 유리를 냉각시키는데 사용되어 상부 성형 바디의 트로프의 용융된 유리가 하부 성형 바디의 트로프의 용융된 유리보다 더 낮은 온도를 갖는다). 이러한 실시예에서, 머플 조립체는 하부 성형 바디의 트로프와 상부 성형 바디의 트로프 사이에 60 ℃ 이상의 음의 온도 구배를 설정하는데 사용될 수 있다. 즉, 하부 성형 바디의 트로프의 용융된 코어 유리 조성물은 상부 성형 바디의 트로프의 용융된 클래딩 유리 조성물의 온도보다 60 ℃ 이상인 온도를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 상부 성형 바디의 트로프와 상부 성형 바디의 트로프 사이의 음의 온도 구배는 70 ℃ 이상 내지 100 ℃ 이하의 범위일 수 있다.
또 다른 실시예에서, 융합 성형 기기는 냉각 튜브를 가진 제1 머플 조립체가 상부 성형 바디 주위에 배치되고 냉각 튜브를 가진 제2 머플 조립체는 하부 성형 바디 주위에 배치되도록 고려될 수 있다. 융합 성형 기기의 이러한 구조는 상부 성형 바디의 트로프와 하부 성형 바디의 트로프 사이의 온도 구배 이상으로 향상된 제어를 허용할 수 있다.
융합 성형 기기, 특히, 융합 적층 기기의 냉각 튜브를 가진 머플 조립체의 사용에 대해 특정 참조가 본원에서 만들어지지만, 유사한 머플 조립체가 비-적층된 유리 제품을 생산하는데 사용되는 융합 성형 기기와 같은, 단일 성형 바디만을 활용하는 융합 성형 기기와 함께 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 도 3-4에 도시된 바와 같이, 이러한 융합 성형 기기가 구성될 수 있지만, 상부 성형 바디(210)가 거기에서 생략될 수 있다. 이러한 실시예에서, 냉각 튜브를 가진 머플 조립체가 단일 성형 바디 주위에 배치될 수 있고 성형 바디의 트로프 내의 유리의 온도를 조절하여, 예를 들어, 시스템을 통한 유리의 흐름 속도를 조절하고 및/또는 성형 바디의 트로프와 루트 사이의 성형 바디 위로 흐르는 유리의 온도를 제어하는데 사용될 수 있다.
또한, 냉각 튜브를 가진 머플 조립체의 특정 예시가 본원에 설명되었지만, 성형 바디의 트로프들 사이의 온도 구배를 설정하고 및/또는 유지하기 위한 다른 기술들이 고려되고 가능하다는 것을 이해해야 한다. 예시의 방법을 통해 특히 도 4를 참고하면, 대안 실시예에서, 제1 다수의 가열 요소(300, 302, 304) 및/또는 제2 다수의 가열 요소(306, 308, 310)의 하나 이상의 가열 요소는 머플 조립체(250) 내에 제거 가능하게 배치될 수 있다. 이러한 가열 요소는 융합 성형 기기(200)의 작동 중 제거될 수 있고, 예를 들어 냉각 유체가 원하는 온도 구배를 얻기 위해 순환되는 냉각 튜브로 교체될 수 있다. 이러한 실시예는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브가 제공된 냉각과 함께 사용될 수 있으며, 또는 대안으로서, 적어도 하나의 제1 냉각 튜브(260)와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브(265)가 제공된 냉각을 위한 대체로서 사용될 수 있다.
예시
본원에 개시된 실시예는 하기의 예시들에 의해 더욱 명확해질 것이다.
도 4에 도시된 것과 같은 냉각 튜브를 가진 머플 조립체를 가진 융합 성형 기기는 냉각 튜브를 가진 하부 성형 바디의 트로프를 냉각시킴으로써 상부 성형 바디의 트로프와 하부 성형 바디의 트로프 사이에서 얻을 수 있는 온도 구배를 결정하기 위해 수학적으로 모델링(modeled)되었다. 융합 성형 기기는 96.5 lb/hr 의 속도로 상부 성형 바디의 트로프로 전달된 용융된 클래딩 유리의 흐름과 150 lb/hr 의 속도로 하부 성형 바디의 트로프로 전달된 용융된 코어 유리의 흐름으로 모델링되었다. 상부 성형 바디의 트로프의 유리의 온도는 1159 ℃로 모델링되었으며 하부 성형 바디의 트로프의 유리의 온도는 1040 ℃에서 모델링되었다. 모델링된 결과물은 35 ℃의 초기 온도와 4 gallons/min의 흐름 속도로 냉각 튜브(도 4에 도시된 것과 같은 성형 바디의 양 측면에 평행하게 지향된 3 냉각 튜브)를 통해 흐르는 물을 기반으로 한다. 하부 성형 바디의 트로프에 가장 가까운 가열 요소는 가열 요소로 전달된 대략 1.8 kW의 동력으로 "가동" 상태에서 모델링되었다. 모델링된 결과물의 열적 플롯(plot)은 도 7에 그래프로 도시된다.
도 7을 참고하면, 융합 성형 기기는 상부 성형 바디의 트로프와 하부 성형 바디의 트로프 사이에서 119 ℃의 온도 구배에서 결과가 나타난 전술한 상태하에서 모델링되었다. 즉, 하부 성형 바디의 트로프의 용융된 코어 유리 조성물은 119 ℃까지 상부 성형 바디의 트로프의 용융된 클래딩 유리 조성물보다 더 냉각되었다. 이러한 데이터는 냉각 튜브를 가진 머플 조립체가 상부와 하부 성형 바디의 트로프 사이의 큰 온도 구배를 설정하는데 효과적이라는 것을 나타낸다. 이 데이터는 또한 상부 및 하부 성형 바디의 트로프들 사이의 큰 온도 구배가 냉각 튜브와 함께 가열 요소를 사용함으로써 용융된 유리의 온도 및 점도의 개선된 제어를 허용하는 가열 요소에 대한 전력 스위치를 끄지 않고 설정될 수 있다.
다양한 수정 및 변형이 청구된 주재의 정신 및 범위를 벗어나지 않으며 본원에 개시된 실시예에 대해 만들어질 수 있다. 따라서, 첨부된 청구항 및 등가물의 범위 내에서 그러한 수정과 변형이 제공되도록 본 명세서는 본원에 개시된 다양한 실시예의 수정 및 변화를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (30)

  1. 적층된 유리 리본을 성형하는 방법으로서,
    용융된 코어 유리 조성물의 스트림이 하부 성형 바디의 루트에서 합쳐지고 융합되어 적층된 유리 리본의 코어 층을 형성하도록 하부 성형 바디의 제1 외부 성형 표면과 제2 외부 성형 표면 위로 용융된 코어 유리 조성물의 스트림을 지향시키는 단계;
    용융된 클래딩 유리 조성물의 스트림이 용융된 코어 유리 조성물의 스트림과 접촉하여 적층된 유리 리본의 제1 유리 클래딩 층과 제2 유리 클래딩 층을 형성하도록 하부 성형 바디 위로 배치된 상부 성형 바디의 제1 외부 성형 표면과 제2 외부 성형 표면 위로 용융된 유리 조성물의 스트림을 지향시키는 단계; 및
    상기 하부 성형 바디의 제1 외부 성형 표면에 평행하게 연장되는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브 및 상기 하부 성형 바디의 제2 외부 성형 표면에 평행하게 연장되는 적어도 하나의 제2 냉각 튜브를 통해 하부 성형 바디의 제1 외부 성형 표면과 제2 외부 성형 표면 위로 흐르는 용융된 코어 유리 조성물로부터 열을 추출하는 단계;를 포함하고, 상기 하부 성형 바디는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브 사이에 배치되고, 여기서:
    제1 내화 재료는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 상기 하부 성형 바디의 제1 외부 성형 표면 사이에 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 직접 접촉하여 배치되어 수평 방향으로 하부 성형 바디의 제1 외부 성형 표면으로부터 연장되는 제1 연속 열전도 경로를 형성하고; 및
    제2 내화 재료는 적어도 하나의 제2 냉각 튜브와 제2 외부 성형 표면 사이에 적어도 하나의 제2 냉각 튜브와 직접 접촉하여 배치되어 수평 방향으로 하부 성형 바디의 제2 외부 성형 표면으로부터 연장되는 제2 연속 열전도 경로를 형성하고, 상기 제1 연속 열전도 경로와 제2 연속 열전도 경로는 상부 성형 바디와 하부 성형 바디 사이에 수직 온도 구배를 형성하는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 성형 바디와 하부 성형 바디 사이의 수직 온도 구배는 100 ℃ 이상인, 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 성형 바디와 하부 성형 바디 사이의 수직 온도 구배는 120 ℃ 이상 내지 140 ℃ 이하인, 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브는 하부 성형 바디 주위에 배치된 머플 프레임을 통해 연장되는, 방법.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용융된 코어 유리 조성물로부터 열을 추출하는 단계는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브를 통해 냉각 유체를 흐르게 하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 냉각 튜브는 서로 평행하게 배치된 제1 다수의 냉각 튜브를 포함하며; 및
    상기 제1 다수의 냉각 튜브의 인접한 냉각 튜브를 통해 흐르는 냉각 유체는 대향 방향으로 흐르는, 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 용융된 코어 유리 조성물로부터 열을 추출하는 단계는 적어도 하나의 냉각 튜브와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브를 통해 흐르는 냉각 유체의 체적을 조절하는 단계 또는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브를 통해 흐르는 냉각 유체의 온도를 조절하는 단계 중 적어도 하나를 더욱 포함하는, 방법.
  8. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브는 머플 조립체에 제거 가능하게 배치되는, 방법.
  9. 유리 리본을 성형하기 위한 유리 성형 기기로서, 상기 유리 성형 기기는:
    하향 수직 방향으로 연장된 제1 외부 성형 표면 및 제2 외부 성형 표면을 포함하는 성형 바디; 및
    머플 조립체;를 포함하고, 여기서, 상기 머플 조립체는:
    적어도 하나의 제1 냉각 튜브;
    적어도 하나의 제2 냉각 튜브, 여기서, 상기 성형 바디는 상기 적어도 하나의 제1 냉각 튜브의 장축과 적어도 하나의 제2 냉각 튜브의 장축이 각각 상기 성형 바디의 제1 외부 성형 표면 및 제2 외부 성형 표면과 평행하도록 상기 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브 사이에 배치됨;
    상기 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 성형 바디의 제1 외부 성형 표면 사이에 배치된 제1 내화 재료, 여기서, 상기 제1 내화 재료는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브와 직접 접촉하여 수평 방향으로 제1 내화 재료와 적어도 하나의 제1 냉각 튜브 사이에 제1 연속 열전도 경로를 형성함; 및
    상기 적어도 하나의 제2 냉각 튜브와 성형 바디의 제2 외부 성형 표면 사이에 배치된 제2 내화 재료, 여기서, 상기 제2 내화 재료는 적어도 하나의 제2 냉각 튜브와 직접 접촉하여 수평 방향으로 상기 제2 내화 재료와 적어도 하나의 제2 냉각 튜브 사이에 제2 연속 열전도 경로를 형성하며, 상기 제1 연속 열전도 경로와 제2 연속 열전도 경로는 상기 성형 바디에 대해 수직 온도 구배를 형성함;을 포함하고,
    여기서, 상기 제1 내화 재료는 성형 바디의 제1 외부 성형 표면에서 이격되고, 적어도 하나의 제1 가열 요소는 제1 내화 재료와 성형 바디의 제1 외부 성형 표면 사이에 배치되며; 및
    상기 제2 내화 재료는 성형 바디의 제2 외부 성형 표면에서 이격되고, 적어도 하나의 제2 가열 요소는 상기 제2 내화 재료와 성형 바디의 제2 외부 성형 표면 사이에 배치되는, 유리 성형 기기.
  10. 융합 성형 기기를 위한 머플 조립체로서,
    후방 벽, 상기 후방 벽에 대향하는 전방 벽, 및 상기 전방 벽을 후방 벽에 대해 폐회로로 연결하는 한 쌍의 측벽을 포함하는 머플 프레임;
    상기 폐회로를 가로질러 후방 벽과 전방 벽을 통해 연장되는 적어도 하나의 제1 냉각 튜브; 및
    상기 적어도 하나의 제1 냉각 튜브에서 이격되고 이에 평행하도록, 상기 폐회로를 가로질러 후방 벽과 전방 벽을 통해 연장되는 적어도 하나의 제2 냉각 튜브;를 포함하는, 머플 조립체.
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