KR20150110619A

KR20150110619A - 용융 유리를 정제하기 위한 공정 및 장치

Info

Publication number: KR20150110619A
Application number: KR1020157022065A
Authority: KR
Inventors: 마틴 허버트 골러; 아론 조슈아 하데
Original assignee: 코닝 인코포레이티드
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2015-10-02
Also published as: JP6418455B2; JP2016508477A; WO2014116549A1; TW201437166A; CN105246843B; TWI624440B; CN105246843A

Abstract

유리의 균질성을 향상시키고, 정제 공정 동안 기포 내에서 방면된 산소의 부식 작용으로부터 금속 정제 용기의 물리적 구조의 부식을 피하고, 용융 공정 동안 용융 유리에 용해되는 내화성 재료를 용해 및 분산시키는 용융 유리의 정제를 위한 공정 및 장치가 개시된다. 정제 공정 동안 용융 유리는 교반되면서 수직 방향으로 지향되고 용융 유리의 제조 동안 생성된 가스를 수집하기 위해 산소 기포를 생성하기 위한 온도로 가열된다. 이후 상기 용융 유리의 유동은 수집된 가스를 갖는 산소 기포를 유리 자유면을 통해 그 유리 자유면 상의 대기로 빠져나가게 하기 위해 비-수직 방향으로 지향된다. 상기 유리 자유면 및 대기는 상기 용융 유리의 수직 유동으로부터 상기 정제 용기의 유출구로 확장한다.

Description

용융 유리를 정제하기 위한 공정 및 장치{PROCESS AND APPRATUS FOR REFINING MOLTEN GLASS}

본 출원은 35 U.S.C.§119 하에 2013년 1월 24일 출원된 미국 가출원 제61/756,186호를 우선권 주장하고 있으며, 상기 특허 문헌의 내용은 참조를 위해 본 발명에 모두 포함된다.

통상 본 발명은 유리를 제조하기 위한 공정 및 장치에 관한 것으로, 특히 용융 유리 정제 단계에서 유리의 품질을 향상시키기 위한 공정 및 장치에 관한 것이며, 그러한 공정은 다양한 제품들에 사용되는 유리를 생산한다.

용융노(melting furnace) 내에서 선택된 원료(배치; batch)의 용융에 의한 유리의 제조는 이후 유리 제품으로 형성되어 냉각되는 점성 용융 재료(이하 용융 유리)를 생산한다. 그러나, 그러한 용융 공정은 또한 원하지 않는 부산물을 생성하는데, 이러한 부산물은, 만약 그러한 용융된 유리로부터 제거되지 않으면, 그러한 유리 제조 공정을 통과하여 최종 완성된 제품에 시각적인 결함으로 나타난다. 가스 부산물의 경우, 그와 같은 결함들은 기포, 물집, 또는 가스 함유물과 여러가지로 연관된다. 또한, 그러한 용융 유리에서의 화학적인 이질성은 흔히 줄 자국, 줄 무늬 또는 줄(cord)와 관련된 소정의 다른 시각적인 결함을 야기할 수 있다. 특히 광학 렌즈용 유리, 또는 평판 디스플레이(예컨대, 액정 디스플레이)용 기판과 같은 광학 품질 유리에 있어서, 줄 자국, 줄 및 기포와 같은 결함들은 그러한 의도된 목적을 위한 미세한 제품의 적합성에 크게 악영향을 줄 수 있는 수용불가 결함들이다. 따라서, 그러한 유리 제품이 최종 형태에 도달되기 전에 그와 같은 결함들의 형성을 제거하거나 방지해야 한다.

본 발명은 용융 유리를 정제하기 위한 공정 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

용융 유리를 생성하기 위해 배치 재료를 용융시키는 공정은 다양한 가스 부산물들을 발생시킨다. 이들 가스 부산물은 유리 자체에 용해되거나, 또는 그 유리 내에 기포로 분산될 것이다. 그와 같은 가스는 예컨대 한정하진 않지만 CO₂ 및 SO₂를 포함한다. 이들 용융 관련 결함들을 제거하는데 사용된 한가지 방법은 초기 용융 공정 동안 비소, 안티몬, 주석, 세륨 또는 붕소 산화물과 같은 청징제(fining agent)를 첨가하는 것이다. 예컨대, 그러한 청징제는 용융노에 제공된 배치 재료에 첨가될 것이다. 제조 공정의 이후 단계에서 그 용융 유리는 원자가 상태의 변경을 통해 산소 기포를 생성하기 위해 청징제를 도입하도록 초기 용융 온도보다 충분히 더 높은 미리 정해진 온도로 가열된다. 즉, 상기 청징제는 감소되고 과잉 산소를 방출한다. 추가로, 그러한 보다 높은 온도는 용융 유리의 점성을 감소시켜 산소 기포가 그 용융 유리를 통해 위쪽으로 좀더 쉽게 유동되게 한다. 상기 산소 기포가 용융 유리를 통해 위쪽으로 이동됨에 따라, 용융-생성 가스가 그 산소 기포 내로 확산되어 상기 용융 유리의 자유면으로 운반되고, 여기서 그 가스는 상기 자유면 상의 대기로 방출된다.

소정의 유리 제조 공정은 그 용융 유리를 다음의 형성 장치로 전달하기 위한 귀금속 전달 시스템을 채용한다. 이는 특히 높은 광 투명성을 필요로 하는 광학 또는 다른 정밀한 애플리케이션용 고순도 유리에 있어서도 틀리지 않다. 산소 기포의 형성과 관련된 문제는, 만약 이러한 기포들이 귀금속 또는 귀금속 합금으로부터 형성된 소정의 유리 처리 및 정제 용기의 내부 표면과 소정 상당한 시간 주기 동안 접촉할 경우, 그 용기의 내부 표면이 부식될 수 있다는 것이다. 그와 같은 부식을 방치하면 용기 벽을 약화시켜 결국 용기 파괴를 초래한다. 따라서, 통상 용융 유리는 정제(또는 흔히 간단히 "청징(fining)"이라고도 부르는)를 거치는데, 여기서 가스 함유물(기포)이 그 용융 유리로부터 제거된다.

게다가, 또한 줄 무늬 및 줄을 제거하고, 그러한 제조 공정을 통한 용융 유리의 불균일 유동으로부터 야기되는 정체된(즉, 흐르지 않는) 유리의 축적을 방지하기 위해 상기 용융 유리를 균질화해야 한다. 통상, 상기 용융 유리는 정제 공정 후, 그러나 용융 유리가 소정 온도로 냉각되기 전에 교반 또는 혼합되는데, 그러한 용융 유리의 점성은 그렇게 하기 어렵게 한다. 그러나, 거기에는 그러한 정제 공정 하류의 용융 유리가 이미 냉각을 경험했기 때문에 그와 같은 기존 공정에 대한 효과의 한계가 있다.

또 다른 이슈는 상기 용융노 내에 포함된 용융 유리의 높은 온도 및 부식 특성과 관련되는데, 이는 용융 유리가 용융노에서 형성될 때 그 용융노를 용융 유리로 천천히 용해시킬 것이다. 예컨대, 지르코늄(이하 지르코니아) 산화물은 용융노 구성에 사용되는 그와 같은 세라믹 재료 중 하나이다. 상기 용융노를 구성하는 지르코니아는 용융 유리의 형성 동안 그 용융 유리로 용해되어 그 공정의 말미에 그 용융 유리 내에 남겨져, 최종 유리 제품의 구성 성분으로 남게 된다. 만약 그러한 지르코니아가 낮은 농도로 그 용융 유리에 균일하게 분산되어 용해되면, 심각한 문제에 빠지지 않거나 그 최종 제품에 영향을 주지 않는다. 그러나, 상기 지르코니아가 용융 유리에 균일하게 혼합되지 않고 효과적으로 용해되지 않으면, 그리고 상당한 농도의 지르코니아가 산발적인 위치에 존재하면, 상기 지르코니아는 그 용융 유리가 냉각됨에 따라 해결 범위 밖의 결정체를 형성하여 최종 제품에 시각적인 결함을 야기할 수 있다. 따라서, 균질화 동안 이루어지는 그러한 혼합은 일단 형성된 결정을 제거하지 못하기 때문에, 균질화 이전에 이루어지는 결정화는 허용될 수 없다. 본 발명 개시의 실시예들에 따르면, 용융 유리의 점성이 혼합 효율에 악영향을 주는 온도 이하로 용융 유리가 냉각되어 결정 성분을 그 용융 유리에 형성하게 하기 전에, 그 용융 유리는 용융 단계와 유사한 유리 제조 공정에서 초기에 균질화된다.

따라서, 유리 제조 공정에서 용융 유리를 정제하는 방법이 개시되며, 이 방법은 제1부분 및 제2부분을 포함하는 금속 정제 용기와 용융노 사이에 위치된 제1금속 도관을 통해 상기 용융노에서 금속 정제 용기로 용융 유리를 유동시키는 단계; 상기 금속 정제 용기의 제1부분을 통해 위쪽 수직 방향으로 상기 용융 유리를 유동시키는 단계; 상기 위쪽 수직 방향으로 유동되는 용융 유리를 교반하는 단계; 상기 위쪽 수직 방향으로 유동되는 용융 유리의 온도를 증가시키는 단계; 및 상기 위쪽 수직 방향으로부터의 용융 유리의 유동을 상기 금속 정제 용기의 제2부분의 비-수직 방향으로 재지향시키는 단계를 포함하며, 상기 금속 정제 용기의 제1부분 및 제2부분의 용융 유리는 이 용융 유리 내의 가스 기포가 대기로 빠져나가게 하기 위해 유리 자유면 상의 대기와 인터페이스(interface)인 연속 자유 유리면을 포함한다.

몇몇 실시예들에 있어서, 그러한 비-수직 방향은 수평 방향이다.

상기 교반하는 단계는 회전 부재에 의해 용융 유리를 능동적으로 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 예들에 있어서, 상기 교반하는 단계는 상기 용융 유리에 위쪽 펌핑 작용을 제공한다.

상기 용융 유리의 온도를 증가시키는 단계는 상기 제1부분의 벽을 통해(즉, 내에) 전류를 흐르게 하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 상기 금속 정제 용기와 교반 용기 사이에 위치된 제2금속 도관을 통해 상기 용융 유리를 상기 금속 정제 용기에서 상기 금속 정제 용기의 하류에 위치된 교반 용기로 유동시키는 단계, 및 상기 교반 용기에서 용융 유리를 교반하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2금속 도관 내에서 유동되는 용융 유리는 자유 유리면을 갖지 않는다.

다른 실시예에 있어서, 유리 처리 장치가 기술되며, 그러한 유리 처리 장치는 내화성 재료로 형성되고 용융 유리를 형성하기 위해 배치 재료를 용융시키도록 구성된 용융노; 수직 종축을 갖는 제1부분 및 상기 제1부분에 연결된 비-수직 종축을 갖는 제2부분을 포함하는 금속 정제 용기; 상기 용융노에서 금속 정제 용기로 유동되는 용융 유리가 제1금속 도관을 통과하도록 상기 용융노와 금속 정제 용기의 제1부분간 확장하는 상기 제1금속 도관; 상기 금속 정제 용기 하류에 위치된 교반 용기; 상기 금속 정제 용기에서 상기 교반 용기로 유동되는 용융 유리가 제2금속 도관을 통과하도록 상기 금속 정제 용기와 교반 용기간 확장하는 상기 제2금속 도관; 상기 용융 유리가 상기 제1부분을 통해 위쪽으로 유동됨에 따라 상기 용융 유리를 교반하도록 구성된 상기 제1부분에 위치된 교반 부재; 및 상기 제1부분의 벽을 통해 전류를 흐르게 하도록 구성된 상기 제1부분에 부착된 전극을 포함한다. 몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제2부분의 종축은 상기 제1부분의 종축에 수직일 수 있다.

상기 교반 부재는 회전식 교반기를 포함한다. 그러한 회전식 교반기는 예컨대 샤프트에 연결되고 그 샤프트로부터 바깥쪽으로 확장하는 교반 요소를 포함하며, 상기 제1부분의 밑바닥과 확장 부재 상의 최상부 지점간 거리는 상기 제1부분의 밑바닥과 상기 제2부분의 벽의 내면 상의 최하부 지점간 거리보다 크다. 상기 교반 부재는 용융 유리에 위쪽 펌핑 작용을 제공하도록 구성될 수 있다.

몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제1금속 도관의 종축은 상기 제1부분의 종축에 수직이다.

다른 실시예에 있어서, 용융 유리를 정제하기 위한 정제 용기가 개시되며, 그러한 정제 용기는 수직인 제1종축을 갖는 제1부분 및 비-수직인 제2종축을 갖는 제2부분; 상기 제1부분 내에 위치된 교반 부재; 상기 제2부분의 내부 볼륨이 상기 제2부분의 외부에 있는 대기와 유체 소통하도록 상기 제2부분의 벽을 통해 확장하는 적어도 하나의 배기 통로; 및 상기 제1부분의 벽을 통해 전류를 흐르게 하도록 구성된 상기 제1부분에 부착된 전극을 포함한다. 상기 교반 부재는 회전식 교반기를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에 있어서, 상기 교반 부재는 상기 회전식 교반기가 회전될 때 용융 유리에 위쪽 펌핑 작용을 제공하도록 구성된다.

상기 회전식 교반기는 샤프트에 연결되고 그 샤프트로부터 바깥쪽으로 확장하는 교반 요소를 포함할 수 있으며, 상기 제1부분의 밑바닥과 상기 교반 요소 상의 최상부 지점간 거리는 상기 제1부분의 밑바닥과 상기 제2부분의 벽의 내면 상의 최하부 지점간 거리보다 크다.

동작 동안, 상기 전극은 전원과 전기 접촉될 것이다. 상기 금속 정제 용기의 제1부분 및 제2부분은 플래티넘을 포함하며, 몇몇 실시예에서 상기 제2부분의 단부는 상기 제1부분의 벽을 가로지른다.

상기 금속 정제 용기의 제1종축은 제2종축에 수직이 될 것이다.

추가의 특징 및 장점이 이하의 상세한 설명에 기술되며, 부분적으로는 통상의 기술자가 그러한 상세한 설명으로부터 용이하게 알 수 있거나 또는 기재된 상세한 설명 및 그 청구항 뿐만 아니라 부가된 도면에 기술된 바와 같은 실시예들을 실시함으로써 인식할 수 있을 것이다. 상기한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 단지 예시일 뿐이며, 청구항의 특징 및 특성을 이해하기 위핸 개요 또는 기초를 제공하기 위한 것이라는 것을 알아야 한다.

수반되는 도면들은 좀더 잘 이해하기 위해 제공되며, 본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성한다. 그러한 도면들은 하나 또는 그 이상의 실시예(들)를 나타내며, 상세한 설명과 함께 다양한 실시예들의 원리 및 동작을 설명하기 위해 제공된다.

도 1은 본원에 기술될 바와 같은 정제 용기를 포함하는 예시의 유리 제조 장치의 주요 기능부의 개략도이고;
도 2는 본 발명 개시의 실시예에 따른 예시의 성형 바디의 횡단면도이고;
도 3은 본 발명 개시의 실시예에 따른 정제 용기의 사이도이고;
도 4는 본 발명 개시의 실시예에 따른 정제 용기의 개략도이고;
도 5는 본원에 기술된 실시예들에 따른 정제 용기를 포함하는 이동 부재의 일부의 사시도이고;
도 6은 본원에 기술된 실시예들에 따른 정제 용기를 포함하는 다른 이동 부재의 일부의 사시도이고;
도 7은 고정식 교반 부재를 포함하는 본원에 기술된 실시예에 따른 정제 용기의 개략도이다.

수반되는 도면들을 참조하여 발명의 실시예들을 좀더 상세히 기술하는 예들이 제공된다. 가능하면 도면에서 동일하거나 유사한 부품들에는 동일한 참조부호가 사용된다. 제공된 예들 및 실시예들은 그러한 발명의 개념들을 기술하고 있으나 본원에 제공된 실시예들로 발명을 한정하는 것으로 해석되지는 않을 것이다.

도 1은 예시의 유리 제조 장치(10)의 개략도이다. 유리 제조 장치(10)는 예컨대 액정 디스플레이(LCD) 또는 유기발광 다이오드(OLED) 디스플레이와 같은 평판 디스플레이용 유리 기판을 제조하는데 사용될 것이다. 유리 제조 장치(10)는 용융노(12), 정제 용기(14; 즉, 금속 정제 용기), 용융노(12)와 정제 용기(14)간 유체 소통을 제공하고 그 용융노와 금속 정제 용기간 용융 유리가 유동되는 도관인 연결 파이프(16), 교반 챔버(18), 정제 용기(14)와 교반 챔버(18)간 유체 소통을 제공하고 그 정제 용기(14)와 교반 챔버(18)간 용융 유리가 유동되는 도관인 연결 파이프(20), 수집 용기(22), 교반 챔버(18)와 수집 용기(22)간 유체 소통을 제공하고 그 교반 챔버와 수집 용기(22)간 용융 유리가 유동되는 도관인 연결 파이프(24), 다운커머 파이프(16; downcomer pipe), 유입구(28) 및 성형 바디(30)를 포함한다.

몇몇 실시예들에 따르면, 성형 바디(30)는 상면 내의 트로프(32; trough), 라인을 따라 외부 수렴 성형면(34)들의 하부 정점에서 만나는 상기 외부 수렴 성형면(34)들, 및 상기 성형 바디의 바닥의 길이를 따라 확장하는 루트(36; root)를 포함하는 웨지형 바디(wedge-shaped body)이다. 수집 용기(22)로부터의 용융 유리(38)는 이 용융 유리가 트로프를 넘쳐 흘러 수렴 성형면(34)들에 걸쳐 분리적으로 유동되는 상기 트로프(32)에 공급된다. 상기 성형 바디의 횡단면도가 도 2에 나타나 있다. 그러한 분리된 용융 유리의 유동은 루트(36)에서 결합(즉, 융합)되어, 용융 유리의 단일의 연속 유동, 즉 점성 액체에서 탄성 고체로 냉각되는 유리 리본(40)을 형성한다. 풀링 롤(42; pulling roll)들은 성형 바디(30) 아래에 위치되어 그 성형 바디의 루트로부터 고체화 유리 리본을 끌어당기는 것을 돕기 위해 상기 유리 리본(40)의 에지부와 체결된다. 이후 분리 장치(나타내지 않음)는 그 유리 리본으로부터 개별 유리 시트를 절단한다. 비록 상기한 예가 전체 유리 제조 장치(10)의 일부로서 퓨전 드로우 메카니즘(fusion draw mechanism)을 기술할 지라도, 슬롯 드로우(slot draw) 또는 유사한 메카니즘이 성형 장치로서 퓨전 드로우 메카니즘 대신 사용될 수 있다.

용융노(12) 및 성형 바디(30)는 통상 용융노(12) 내(화살표 44)에 배치된 구성의 원료(배치; batch)를 용융 유리(38)로 용융시켜 그 용융 유리를 유리 리본(40)과 같은 유리 제품으로 형성하는데 필요한 온도에 견딜 수 있는 세라믹 재료와 같은 내열의 내화성 재료로 구성된다. 그러한 용융 유리를 생성하는데 필요한 온도는 1300℃ 미만에서 1550℃ 이상까지 변할 수 있으며, 생성될 유리의 타입 및 필수의 원료에 좌우된다. 예컨대, 소정의 디스플레이 유리 애플리케이션에 이용되는 것과 같이, 유리가 알루미노보로실리케이트(aluminoborosilicate) 유리인 곳에서, 그러한 최종 용융 온도는 1550℃ 내지 1570℃의 범위가 될 것이다. 다른 유리 타입들은 유사하거나 다른 용융 온도들을 가질 것이다. 용융노에 이용된 적절한 내화성 재료의 예로는 지르코늄 및/또는 알루미늄 산화물을 포함한다.

정제 공정 동안, 용융 유리는 통상 용융노 내의 그 용융 유리의 온도보다 높은 온도로 가열된다. 예컨대, 약 1550℃의 용융 온도를 갖는 알루미노보로실리케이트 유리에 있어서, 적절한 정제 온도는 약 1600℃보다 크거나 같은, 보다 통상적으로는 약 1600℃ 내지 약 1650℃의 범위가 될 수 있으며, 몇몇 실시예들에서는 약 1600℃와 약 1700℃ 사이가 될 수 있다. 용융 유리의 온도가 증가됨에 따라, 그 용융 유리 내에 포함된 하나 또는 그 이상의 청징제가 감소되고, 그 결과 그 청징제(들)는 기포로서 산소를 방출한다. 적절한 청징제는 한정하진 않지만 비소, 안티몬, 주석, 세륨, 및 철 산화물을 포함한다. 그러나, 비소 및 안티몬 산화물과 같은 소정의 청징제들은 상당한 독성이 있다. 그 결과, 주석 산화물과 같은 독성이 낮은 청징제가 선택될 것이다.

산소 기포가 청징제에 의해 생성됨에 따라, 그러한 산소 기포의 부력은 기포가 용융 유리를 통해 유리 자유면으로 상승되게 하고, 이에 따라 그 기포는 상기 유리 자유면 상의 대기로 그 함유된 가스를 방출한다. 이들 기포는 용융 공정에 의해 생성된 가스(예컨대, CO₂ 및 SO₂)를 위한 수집 포인트로서 제공되고, 이에 따라 추가 기포의 형태든 또는 용해된 가스의 형태든 그러한 용융-생성의 가스들은 산소 기포들 내에 축적됨으로써, 그러한 기포들의 크기 및 부력을 증가시켜 그들이 유리 자유면으로 상승하는 것을 촉진시킨다. 상기 기포들은 유리 자유면에서 파열되어 그 안에 함유된 가스들을 상기 유리 자유면 상의 대기로 방출한다. 이후 그러한 방출된 가스는 금속 정제 용기로부터 배출된다.

상기 용융노로부터 유동되는 용융 유리는 균질하지 않다는 것을 알아야 한다. 상기 기술한 용융-생성 가스의 존재 외에, 그 용융노로부터 유동되는 용융 유리는 다양한 열적(예컨대, 점성) 그리고 화학적 불균일성을 포함하며, 이러한 존재는 유리 제조 장치(10)에 의해 생성된 최종 유리 제품에 시각적인 인공물을 생성할 수 있다. 추가로, 유동의 용융 유리 스트림의 단면의 여러 지점에서의 용융 유리의 유동은 변할 수 있다. 이러한 유동의 변화는 정체(또는 지체)의 용융 유리 영역을 생성할 수 있는데, 즉 용융 유리의 소정 영역이 그 용융 유리의 다른 영역보다 상당히 더 느린 속도로 유동되거나, 또는 최악의 경우 전혀 유동되지 않는다. 정체의 결과, 그와 같은 용융 유리의 영역들은 또한 일반적인 용융 유리 유동과 다른 열적 그리고/또 화학적 조성을 가질 수 있다. 그러나, 그와 같은 유동되지 않는 용융 유리의 영역들은 예상 외로 일반적인 용융 유리의 유동을 이끌지 못하여, 열적 그리고/또 화학적 이질성을 갖는 용융 유리의 영역을 생성한다. 추가로, 용융노를 구성하는 내화성 재료, 예컨대 지르코늄 또는 알루미늄 산화물은 시간이 지남에 따라 용융 유리로 천천히 용해된다. 만약 그러한 지르코늄이 충분히 용해되지 않고 용융 유리에 걸쳐 균일하게 분산되지 않으면, 그 지르코늄은 용융 유리에서 결정화되어 최종 유리 제품의 품질 및 구성에 영향을 미칠 수 있다. 몇몇 예에 있어서, 그러한 최종 유리 제품은 의도된 특정 목적에 쓸모없는 것으로 간주될 것이다. 그래서, 용융 유리는 제조 공정 동안 전적으로 균질화되어야 한다.

정제 용기(14), 교반 챔버(18), 수집 용기(22), 다운커머 파이프(26) 및 다른 연관된 용융 유리 운반 도관 및 용기(예컨대, 연결 파이프 16, 20, 24 및 유입구 28)는 귀금속 또는 귀금속 합금으로 형성될 것이다. 그와 같은 귀금속들은 통상 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 플래티넘 및 그 합금들을 포함하는 플래티넘계 금속들로부터 선택된다. 예컨대, 상기 귀금속은 순수 플래티넘이나, 또는 로듐 또는 이리듐과 같은 하나 또는 그 이상의 다른 귀금속들과 합금된 플래티넘이 될 것이다. 적절한 귀금속 합금들은 약 80% 내지 약 90% 범위의 플래티넘 및 약 10% 내지 약 20% 범위의 로듐으로 이루어진 플래티넘-로듐 합금을 포함한다. 몇몇 실시예들에 있어서, 정제 용기(14; 즉, 금속 정제 용기) 및 연결 파이프(16, 20)는 원형의 단면을 갖는 파이프일 수 있다. 정제 용기(14)의 적어도 일부에 대한 원형의 단면 형상은 거기에 배치된 회전 부재의 사용을 용이하게 한다. 그러나, 그러한 연결 파이프 및 금속 정제 용기, 또는 그 일부는 타원 또는 직사각형 형상과 같은 다른 단면 형상을 가질 수 있으며, 여기서 그러한 단면은 용기 또는 연결 파이프의 종축에 수직이 된다. 예컨대 수동적 혼합이 채용될 경우 비원형의 형상이 사용될 것이다.

이제 도 1, 3 및 4를 참조하면, 정제 용기(14)는 제1부분인, 연결 파이프(16)와 직접 접촉하는 라이저(46; riser), 및 제2부분인 채널(48)을 포함한다. 상기 라이저(46)는 정제 용기 유입구(50)와 라이저 유출구(52)간 수직으로 확장한다. 상기 라이저 유출구(52)는 또한 채널(48)에 대한 유입구로서 제공된다. 상기 채널(48)은 라이저(46)로부터 멀리 바깥쪽으로 확장되고, 그를 통해 유동되는 용융 유리를 위한 라이저 유출구(52)와 정제 용기 유출구(54)간 유로를 제공한다. 소정 실시예들에 있어서, 상기 채널(48)의 단부는 라이저 유출구(52)에서 라이저(46)의 벽을 가로지른다. 몇몇 실시예들에 있어서, 상기 라이저(46)는 수직인 종축(57)을 갖는다. 몇몇 실시예들에 있어서, 상기 채널(48)은 수평인 종축(59)을 갖는다. 소정 예들에 있어서, 상기 라이저(46) 및 채널(48)은 서로 거의 수직이며, 즉 종축 57과 종축 59간 각도는 90°±5°이다. 또 다른 실시예들에 있어서, 상기 라이저(46)는 수직이고 상기 채널(48)은 수평이 될 것이다. 따라서, 유리 제조 장치(10)의 동작 동안, 용융노(12)에서 생성된 용융 유리(38)는 연결 파이프(16)를 통해 정제 용기 유입구(50)에서 정제 용기(14)로 유동된다. 그러한 용융 유리의 유동은 도 4에 블록 화살표 53으로 나타냈다. 다음에 그 용융 유리는 라이저(46)를 통해 위쪽으로 유동되고, 라이저 유출구(52) 밖으로 유동되어 정제 용기(14)의 유출구(54)에 대해 채널(48)을 통해 연결 파이프(20)로 유동된다. 몇몇 실시예들에 있어서, 연결 파이프(16)의 종축(58)은 연결 파이프(20)의 종축(60)에 평행(도 4 참조)하나, 반드시 그럴 필요는 없다.

용융 유리(38)가 라이저(46)를 통해 위쪽으로 유동된 후 채널(48)를 따라 유동됨에 따라, 그 용융 유리는 양 라이저(46) 및 채널(48) 내에 연속 자유 유리면(62)을 형성한다. 여기에 사용된 바와 같이, 그러한 자유 유리면은 그러한 유동의 용융 유리 상의 볼륨 내에 배치된 대기(64)에 노출된 정제 용기(14) 내에서 유동되는 용융 유리의 표면이며, 상기 볼륨은 금속 정제 용기의 벽들에 의해 둘러싸인다. 상기 자유 유리면(62)은 상기 대기(64)와 용융 유리(38)간 인터페이스이다. 용융 유리가 연결 파이프 16 및 연결 파이프 20을 통해 유동됨에 따른 유리 제조 장치(10)의 동작 동안 그 연결 파이프 16이든 연결 파이프 20이든 자유 유리면을 갖지 못한다는 것을 알아야 할 것이다.

정제 용기 유입구(50)에서 연결 파이프(16)로부터 정제 용기(14)로 들어오는 용융 유리(38)는 이후 용융 유리가 라이저를 통해 위쪽으로 유동됨에 따라 라이저(46) 내에서 가열될 것이다. 예컨대, 라이저(46) 내의 용융 유리는 라이저(46)의 외면 상에 또는 그 주위에 위치되어 상기 라이저를 가열하고 이에 따라 그 라이저 내의 용융 유리를 가열하는 저항 가열 요소(나타내지 않음)에 의해 간접적으로 가열될 것이다. 대안으로, 상기 라이저(46)는 주울 가열(Joule heating)에 의해 직접 라이저를 가열하는 그 라이저 자체를 통해 전류를 흐르게 함으로써 직접 가열될 수 있다. 예컨대, 2개 또는 그 이상의 전극(66)들이 라이저(46) 및/또는 채널(48)에 부착됨으로써, 소스(나타내지 않음)로부터 상기 라이저 및/또는 채널(48)로 전류가 공급될 수 있다. 도 4의 실시예에 있어서, 라이저(46)에 부착된 2개의 전극 및 채널(48)에 부착된 2개의 전극을 포함하는 4개의 전극이 정제 용기(14)에 부착된다. 다른 실시예에 있어서, 라이저(46)에 부착된 최상부 전극(66)은 제거될 수 있으며, 여기서 정제 용기는 3개의 전극(66)을 포함할 것이다. 간접적으로 가열하든 직접적으로 가열하든, 그 가열된 라이저는 그 안에서 유동되는 용융 유리를 가열함으로써, 그 용융 유리는 미리 정해진 정제 온도를 달성할 수 있다.

본원에 개시된 실시예들에 따르면, 라이저(46)를 통해 위쪽으로 유동되는 용융 유리는 또한 교반될 것이다. 예컨대, 도 1에 나타낸 바와 같이, 그 용융 유리는 이동 부재(68), 예컨대 용융 유리를 혼합하여 균질화하는 라이저(46) 내에 위치된 교반 부재에 의해 능동적으로 교반될 것이다.

용융 유리의 가열이 이루어지고 산소 기포가 정제 공정 동안 생성되는 유리 제조 공정의 한 위치에 라이저(46) 내의 이동 부재(68)가 위치되므로, 자유 유리면(62)의 교반의 염려가 완화될 수 있다. 즉, 그 용융 유리는 금속 정제 용기 하류의 공정 단계들 동안 그 정제 온도에서 상당히 냉각되고, 이에 따라 보다 높은 점성을 나타낸다. 용융 유리로부터 기포의 제거는 점성이 증가됨에 따라 더 어려워진다. 따라서, 그와 같은 하류의 공정 단계들에 대하여, 라이저(46) 내의 용융 유리를 교반하기 위한 광범위한 다양한 옵션들이 이용가능하다.

도 1, 3 및 4에 나타낸 바와 같이, 이동 부재(68)는 회전식 샤프트(70) 및 이 샤프트에 연결되고 이 샤프트로부터 바깥쪽으로 확장하는 하나 또는 그 이상의 교반 챔버(72)를 포함한다. 상기 샤프트(70)는 라이저(46)로부터 확장하고 회전 운동 소스, 예컨대 유압 또는 전기 모터(나타내지 않음)에 연결된다. 이러한 회전 운동 소스는 샤프트(70)에 직접 또는 간접적으로 연결된다. 예컨대, 상기 샤프트(70)는 모터 샤프트에 직접 연결되고 그 모터 샤프트와 동일 직선 상에 있거나, 구동 메타니즘, 예컨대 기어 박스 및/또는 체인 드라이브를 통해 모터 샤프트에 간접적으로 연결될 것이다. 그러한 적어도 하나의 교반 요소는 다양한 디자인이 될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 그러한 교반 요소(72)는 샤프트로부터 바깥쪽으로 확장하는 하나 또는 그 이상의 베인(vane)을 포함하며, 그러한 베인은 용융 유리가 라이저(46)를 통해 위로 통과함에 따라 그 용융 유리를 요동치게 하고, 순환시키거나 또는 회전시키도록 형성된다. 상기 베인은 미리 정해진 혼합 효율을 달성하기 위해 필요에 따라 평면형이 되거나, 굴곡지거나, 또는 좀더 복잡한 형태를 나타낼 것이다. 예컨대, 도 1, 3 및 4에 나타낸 베인들은 평면형이며, 그러한 베인의 평면은 샤프트(70)의 종축에 평행하다. 상기 샤프트(70)의 종축은 라이저(46)의 종축에 평행하고 그 종축과 일치될 것이다. 상기 이동 부재(68)에는 용융 유리의 유동의 중심으로 그리고 상기 라이저 벽의 표면으로부터 멀리 기포를 날려 버리도록 라이저(46)의 수직 벽 부근을 통과하는 베인이 설계될 것이다.

연결 파이프(16)를 통해 용융노에서 정제 용기 유입구(50)로 그리고 라이저(46) 위쪽으로 그 다음 채널(48)을 통해 정제 용기 유출구(54) 밖으로의 용융 유리의 유동은 정제 용기(14)의 용융 유리보다 높은 레벨인 용융노(12) 내의 용융 유리에 의해 가해진 압력으로 적어도 일부에서 달성된다. 그러나, 그러한 용융 유리의 이동은 또한 연결 파이프(16)를 통한 용융노(12)로부터의 용융 유리를 라이저(46) 위로 그리고 채널(48)을 통해 이동시키기 위한 펌프의 사용에 의해 달성될 수 있다. 따라서, 용융 유리의 혼합 및 균질화 외에, 또한 적어도 하나의 교반 요소(72)가 라이저를 통한 그 용융 유리의 위쪽으로의 이동을 능동적으로 촉진시켜 용융 유리를 이동 또는 "펌프"하는데 사용될 수 있다.

몇몇 실시예들에 있어서, 샤프트 및 교반 요소는 스크류로서 형성될 수 있으며, 여기서 하나 또는 그 이상의 나선형 교반 요소(72)들은 적절한 트위스트 비율(twist rate)로 자유 유리면 쪽으로 샤프트를 나선형으로 상승한다. 예컨대, 이동 부재(68)의 일부가 도 5에 나타나 있으며, 여기서 다수의 나선형 교반 요소(72)들은 샤프트(70)에 연결된다. 대안으로, 단일의 나선형 교반 요소가 채용될 수 있다. 도 6에 나타낸 다른 실시예에 있어서, 교반 요소(72)들은 용융 유리의 위로 밀어 올리기를 제공하고 그 용융 유리 및 산소 기포를 자유 유리면 위쪽으로 이동시키도록 지향되는 프로펠러 또는 팬(fan)의 블레이드(blade)로 형성될 것이다. 도 6의 실시예에 있어서, 그러한 블레이드들의 평면은 샤프트(70)의 종축과 평행하지 않다.

이동 부재(68)의 교반 요소(72)들은 정제 용기(14) 하류의 혼합 동작에서 원하는 바와 같이 용융 유리(38)의 유동 내에 완전히 잠길 필요는 없다. 하류의 혼합 동작에서, 자유 유리면을 통해 확장하는 노출된 교반 요소는 그 자유 유리면의 래핑(lapping)을 야기하여, 그 용융 유리에 자유 유리면 상에 배치된 가스를 캡처(capture)한다. 앞서 기술한 바와 같이, 용융 유리가 금속 정제 용기로부터 하류로 이동됨에 따라 냉각되기 때문에, 그 금속 정제 용기 하류의 용융 유리의 보다 높은 점성은 그와 같은 캡처된 포켓의 가스의 제거를 어렵게 할 수 있다.

정제 용기(14) 내의 자유 유리면(62)에 또는 그 위에 교반 요소의 적어도 일부가 위치하도록 이동 부재를 배치하는 것은 그 자유 유리면에 걸쳐 균일하게 용융 유리 내에 포함된 기포를 확산시키는데 효율적이며, 이에 따라 용융 유리 유동과 기포의 증가된 상호작용을 제공한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 최상부 교반 요소(72)의 적어도 일부는 자유 유리면(62)으로부터 위쪽으로 거리(d₁)만큼 확장한다. 이동 부재(68)는 샤프트(70) 및 이 샤프트에 연결되고 이로부터 바깥쪽으로 확장하는 교반 요소(72)를 포함하는 회전식 교반기를 포함하며, 여기서 상기 이동 부재는 정제 용기(14)의 제1부분(라이저 46)의 밑바닥(74)과 상기 교반 요소(72) 상의 최상부 지점(76)간 거리(d₂)가 라이저(46)의 밑바닥(74)과 제2부분(채널 48)의 벽(81)의 내면 상의 최하부 지점(78)간 거리(d₃)보다 크도록 라이저(46) 내에 위치된다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 소정의 다른 실시예들에 있어서, 라이저(46) 내의 용융 유리의 교반은 라이저(46) 내에 위치된 고정 부재(80)를 통해 그 용융 유리를 유동시킴으로써 달성되며, 상기 고정 부재(80)는 용융 유리의 유동을 수동으로 재지향시킴으로써, 그 용융 유리의 교반 및 혼합을 촉진시킨다. 예컨대, 상기 고정 부재(예컨대, 배플(baffle))는 라이저(46) 벽의 내측면에 연결되고 용융 유리(38)의 층류와 달리 적어도 가장 가까운 배플 부근 내에서 비-층류로 재지향되도록 지향되는 용융 유리의 유동으로 확장한다. 그러한 고정 요소들은 심한 난류를 얻기 위해 상기 고정 요소들을 통해 확장하는 통로를 규정한다. 라이저 내의 용융 유리를 지향시키기 위한 그와 같은 고정 요소들은 그 용융 유리의 불필요하게 제한하는 유동 없이 적절한 교반을 얻는데 필요한 다양한 구성을 가질 수 있다는 것을 알아야 할 것이다. 몇몇 실시예들에 있어서, 이동 부재 및 고정 부재 모두는 라이저(46) 내에 채용될 것이다.

이동 부재(68), 또는 고정 부재(80)는 앞서 기술한 바와 같이 순수 플래티넘 또는 플래티넘-로듐 합금과 같은 귀금속 또는 귀금속 합금(예컨대, 플래티넘계 금속 또는 플래티넘계 금속 합금)으로 형성될 것이다.

정제 용기(14) 내에서와 같이, 용융 유리가 즉시 최고의 온도가 되어 최저의 점성이 될 때, 짧은 거리의 용융노(12) 내에서의 용융 유리의 교반은 또한: 1) 그 용융 유리의 불균일 유동을 없앤다. 교반되지 않은 용융 유리는 그 유동의 중심에서 보다 빠르게 유동하려는 경향이 있고, 이에 따라 그 유동의 주위를 따라 정체되는 유리를 야기하여 그 유리의 품질 및 밀도에 영향 미친다; 2) 최종 유리 제품에 시각적인 결함을 초래하는 줄 자국, 줄 무늬 또는 줄을 야기할 수 있는 화학적 이질성을 없애며, 그리고; 3) 용융 공정 동안 그러한 유리에 용해되는 지르코늄 또는 알루미늄 산화물과 같은 용융 유리 세라믹 재료에 전적으로 혼합한다.

라이저(46)에서의 용융 유리를 교반 및 가열하는 것은 또한 산소 기포의 형성에 일조할 수 있으며, 라이저 벽이 거의 수직일 때 그 라이저 벽의 심한 부식을 야기하지 않고 산소 기포의 자유 유리면(62)으로의 이동을 용이하게 한다.

산소-함유 기포가 금속 정제 용기, 또는 귀금속 또는 귀금속 합금으로 구성된 유리 제조 장치(10)의 다른 구조의 금속 내면과 접촉할 때, 소정 시간 동안, 그 금속 표면은 부식될 수 있다. 이를 방치하면, 그와 같은 부식은 그러한 구조를 약화시켜 결국 그 구조의 감퇴를 야기할 것이다. 이는 금속 정제 용기에 대한 특정 관련된 고려사항이며, 용융노에 가장 가까워지기 때문에, 그 금속 정제 용기는 상기 용융 유리 내에 분산된 최고로 축적된 기포를 갖게 될 것이다. 라이저(46)를 거의 수직으로 지향시킴으로써, 그 라이저(46)를 통해 위쪽으로 상승하는 가스 기포는 상당한 시간 동안 그 표면과 접촉하지 않고 자유 유리면(62)까지 곧바로 이동한다. 즉, 라이저(46)를 차지하는 용융 유리 내에 함유된 기포는 상기 라이저를 통해 상승하고 상기 라이저 내의 대기(64)로 자유 유리면을 통해 방출되어 그 귀금속 표면 상에 머무르지 않는다. 용융 유리가 채널(48)을 따라 이동함에 따라, 자유 유리면(62)이 채널(48)의 길이에 걸쳐 확장되어 라이저(46) 내의 자유 유리면과 연관되는 것과 같다. 따라서, 용융 유리가 정제 용기(14)를 통해 통과하는 전체 시간 주기 동안, 용융 유리가 라이저(46)의 상부로부터 채널(48)을 따라 정제 용기(14)의 유출구(54)로 확장하는 자유 유리면을 포함하기 때문에, 가스 기포는 금속 정제 용기 내의 대기(64)로 자유 유리면(62)을 통해 통과할 것이다.

자유 유리면(62)을 통해 그 용융 유리를 떠나 대기(64)로 들어가는 가스를 제거하기 위해, 상기 대기(64)는 배출 파이프(84)를 통해 상기 금속 정제 용기(14)의 외부에 있는 대기로 배출될 것이다. 상기 배출 파이프(84)는 금속 정제 용기의 벽(예컨대, 벽 81)을 통해 확장되어 상기 금속 정제 용기 내에 포함된 대기(64)와 상기 금속 정제 용기의 외부에 있는 대기간 금속 정제 용기 벽을 통해 통로를 형성하도록 제공될 것이다. 원할 경우, 배출 파이프(84)는 오염 제거 시스템(나타내지 않음)에 연결될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 배출 파이프(84)는 대기(64)로부터 가스를 능동적으로 끌어내도록 진공 소스에 연결될 수 있다.

상기 배출 파이프(84)는 예컨대 정제 용기 유출구(54) 부근(예컨대, 채널(48) 상에)과 같은 정제 용기(14)의 하류 단부 근처에 제공될 것이다. 추가의 배출 파이프가 제공될 수 있다. 몇몇 실시예들에 있어서, 샤프트(70)는 라이저(46)의 상부에 위치된 커버(86)를 통해 위쪽으로 연장된다. 상기 커버(86)는 예컨대 알루미나와 같은 열차단의 내화성 재료로 형성될 것이다. 상기 커버(86)는 샤프트(70)가 연장되는 통로를 규정하며, 그 통로는 샤프트(70)와 커버(86)간 갭(88)을 형성한다. 그러한 갭(88)은 정제 용기의 대기(64) 내의 가스에 대한 추가의 배출 통로로 이용될 것이다. 몇몇 실시예들에 있어서, 정제 용기(14)에는 또한 대기(64)에 컨디셔닝 가스(conditioning gas)를 부가하기 위한 통로가 제공될 것이다. 예컨대, 도 4는 하나 또는 그 이상의 컨디셔닝 가스가 대기에 부가되도록 정제 용기(14; 예컨대 라이저 46) 내의 대기(64)로 커버(86)를 통해 연장되는 상기 커버(86)에 연결된 파이프(90)를 나타낸다. 몇몇 실시예들에 있어서, 상기 컨디셔닝 가스는 헬륨, 아르곤과 같은 불활성 가스 또는 다른 불활성 가스 및 그 조합물이 될 것이다.

몇몇 실시예들에서 그러한 채널(48)의 길이는 용융 유리가 채널(48)을 따라 유동됨에 따라 그 자유 유리면(62)을 통해 벗어나도록 모든 또는 거의 모든 기포를 취하는 시간에 따라 결정된다. 용융 유리를 통해 상승되는 가스 기포의 속도, 용융 유리(38)의 깊이 및 채널(48)로 유동되는 용융 유리의 유량 또는 평균 속도는 자유 유리면(62)에 도달되어 그 자유 유리면을 벗어나도록 기포를 얼마나 오랫동안 취하는지를 결정함으로써 채널(48)의 최소 길이의 결정을 도울 수 있는 인자들이다.

용융 유리를 통해 상승되는 가스 기포의 속도는 기포와 용융 유리(38)간 밀도차, 기포의 최소 반경(기포가 작을 수록 좀더 천천히 이동) 및 용융 유리의 점성에 좌우된다. 스토크스의 법칙(Stokes law)에 기초한 다음의 식 또는 그와 유사한 식이 용융 유리를 통한 가스 기포의 속도를 산출하는데 이용될 수 있다:

v_B는 용융 유리를 통해 상승되는 기포의 속도이고,

는 용융 유리의 동적 점성이고, g는 중력 상수이고, a는 기포의 반경이고, ρ'는 기포의 밀도이며, ρ는 용융 유리의 밀도이다.

따라서, 유리 자유면을 통해 벗어나도록 미리 정해진 최소 반경보다 큰 반경을 갖는 거의 모든 기포를 위한 채널(48)에 필요한 최소 길이(x_C)를 결정하기 위해, 제일 먼저 상기 식 또는 유사한 식을 이용하여 v_B를 결정한다. 다음에, 채널(48)의 바닥에서 유리 자유면으로 기포를 이동시키기 위한 시간(t_B)은 다음의 속도 식 t_B= x_H/v_B 을 이용하여 결정하고, 여기서 x_H는 채널(48)의 바닥에서 유리 자유면까지의 거리이다. 다음에, 채널(48)에 필요한 최소 길이가 식 x_C = v_G t_B의 또 다른 변환에 의해 산출되고, 여기서 v_G는 채널(48)에서의 용융 유리의 평균 유동 속도이다. 이는 채널(48)에서의 용융 유리가 심한 압력의 변화가 없는 안정된 상태의 유동을 갖고, 그러한 채널의 구성은 거의 균일하다는 것이다.

용융 유리가 정제 용기 유출구(54)에서 정제 용기(14)를 빠져나갈 때, 그 용융 유리는 연결 파이프(20)를 통해 교반 챔버(18) 아래로 유동하며, 여기서 그 용융 유리(38)의 추가의 균질화가 이루어질 수 있다. 상기 교반 챔버(18)는 교반 용기(92) 및 교반 용기 안에 회전식으로 탑재된 교반기(94)를 포함한다. 상기 교반기(94)는 샤프트(96) 및 용융 유리를 혼합하여 균질화하는 상기 샤프트에 연결된 다수의 교반 요소(98; 예컨대 베인 또는 블레이드)를 포함한다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 용융 유리는 교반 챔버(18)를 통해 아래로 유동된다. 교반기(94)는 회전 동안 교반 요소들이 교반 챔버(18)를 통해 유동되는 용융 유리에 상당한 펌핑 동작을 인가하지 않도록 배치된 유동 중립 교반기이도록 디자인될 것이다. 상기 교반 요소(98)들은 또한 용융 유리가 교반 챔버(18)를 통해 유동됨에 따라 교반기(94)가 제2자유 유리면(100)을 교란시키지 않도록 제2자유 유리면(100) 아래에 충분한 거리로 떨어져 있다. 상기 제2자유 유리면(100)은 용융 유리(38)와 이 용융 유리 상에 상기 교반 용기(92) 내에 포함된 제2대기(102)간 인터페이스이다. 추가로, 교반 챔버(18)를 통해 유동되는 용융 유리가 정제 용기(14)를 통해 유동되는 용융 유리보다 더 냉각되기 때문에, 교반 챔버(18)를 통해 유동되는 용융 유리의 점성은 정제 용기(14)를 통해 유동되는 용융 유리의 점성보다 크다. 따라서, 용융 유리(38)의 유로에 따른 교반 챔버(18)의 배치는 교반기(94)에 의해 효과적으로 교반될 수 있는 최대 점성으로 적어도 일부에 결정된다.

일단 용융 유리가 교반 챔버(18)를 빠져나가면, 용융 유리는 수집 용기(22)로 유동되고, 그 용융 유리는 다운커머 파이프(26)에 의해 성형 바디(30)로 지향되어, 여기서 용융 유리는 유리 리본(40)으로 형성될 것이다.

통상의 기술자라면 본 발명의 사상 또는 범주를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명의 사상 및 요지를 포함하는 개시된 실시예들의 변형들의 조합, 부조합 및 변경들이 통상의 기술자들에 의해 이루어질 수 있기 때문에, 본 발명은 부가된 청구항 및 그 등가물의 범주 내에 모두 포함하는 것으로 해석될 것이다.

Claims

유리 제조 공정에서 용융 유리를 정제하는 방법으로서,
제1부분 및 제2부분을 포함하는 금속 정제 용기와 용융노 사이에 위치된 제1금속 도관을 통해 상기 용융노에서 금속 정제 용기로 용융 유리를 유동시키는 단계;
상기 금속 정제 용기의 제1부분을 통해 위쪽 수직 방향으로 상기 용융 유리를 유동시키는 단계;
상기 위쪽 수직 방향으로 유동되는 용융 유리를 교반하는 단계;
상기 위쪽 수직 방향으로 유동되는 용융 유리의 온도를 증가시키는 단계; 및
상기 위쪽 수직 방향으로부터의 용융 유리의 유동을 상기 금속 정제 용기의 제2부분의 비-수직 방향으로 재지향시키는 단계를 포함하며,
상기 금속 정제 용기의 제1부분 및 제2부분의 용융 유리는 이 용융 유리 내의 가스 기포가 대기로 빠져나가게 하기 위해 유리 자유면 상의 대기와 인터페이스(interface)인 연속 자유 유리면을 포함하는, 용융 유리 정제 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 비-수직 방향은 수평 방향인, 용융 유리 정제 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 교반하는 단계는 회전 부재에 의해 용융 유리를 능동적으로 혼합하는 단계를 포함하는, 용융 유리 정제 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 교반하는 단계는 용융 유리에 위쪽 펌핑 작용을 제공하는, 용융 유리 정제 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 용융 유리의 온도를 증가시키는 단계는 제1부분의 벽을 통해 전류를 흐르게 하는 단계를 포함하는, 용융 유리 정제 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 금속 정제 용기와 교반 용기 사이에 위치된 제2금속 도관을 통해 상기 용융 유리를 상기 금속 정제 용기에서 상기 금속 정제 용기의 하류에 위치된 교반 용기로 유동시키는 단계, 및 상기 교반 용기에서 용융 유리를 교반하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2금속 도관 내에서 유동되는 용융 유리는 자유 유리면을 갖지 않는, 용융 유리 정제 방법.
유리 처리 장치로서,
내화성 재료로 형성되고 용융 유리를 형성하기 위해 배치 재료를 용융시키도록 구성된 용융노;
수직 종축을 갖는 제1부분 및 상기 제1부분에 연결된 비-수직 종축을 갖는 제2부분을 포함하는 금속 정제 용기;
상기 용융노에서 금속 정제 용기로 유동되는 용융 유리가 제1금속 도관을 통과하도록 상기 용융노와 금속 정제 용기의 제1부분간 확장하는 상기 제1금속 도관;
상기 금속 정제 용기 하류에 위치된 교반 용기;
상기 금속 정제 용기에서 상기 교반 용기로 유동되는 용융 유리가 제2금속 도관을 통과하도록 상기 금속 정제 용기와 교반 용기간 확장하는 상기 제2금속 도관;
상기 용융 유리가 상기 제1부분을 통해 위쪽으로 유동됨에 따라 상기 용융 유리를 교반하도록 구성된 상기 제1부분에 위치된 교반 부재; 및
상기 제1부분의 벽을 통해 전류를 흐르게 하도록 구성된 상기 제1부분에 부착된 전극을 포함하는, 유리 처리 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 제2부분의 종축은 상기 제1부분의 종축에 수직인, 유리 처리 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 교반 부재는 회전식 교반기를 포함하는, 유리 처리 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 회전식 교반기는 샤프트에 연결되고 그 샤프트로부터 바깥쪽으로 확장하는 확장 부재를 포함하며, 제1부분의 밑바닥과 확장 부재 상의 최상부 지점간 거리는 상기 제1부분의 밑바닥과 제2부분의 벽의 내면 상의 최하부 지점간 거리보다 큰, 유리 처리 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 교반 부재는 용융 유리에 위쪽 펌핑 작용을 제공하도록 구성된, 유리 처리 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 제1금속 도관의 종축은 제1부분의 종축에 수직인, 유리 처리 장치.
용융 유리를 정제하기 위한 정제 용기로서,
수직인 제1종축을 갖는 제1부분 및 비-수직인 제2종축을 갖는 제2부분;
상기 제1부분 내에 위치된 교반 부재;
상기 제2부분의 내부 볼륨이 상기 제2부분의 외부에 있는 대기와 유체 소통하도록 상기 제2부분의 벽을 통해 확장하는 적어도 하나의 배기 통로; 및
상기 제1부분의 벽을 통해 전류를 흐르게 하도록 구성된 상기 제1부분에 부착된 전극을 포함하는, 용융 유리를 정제하기 위한 정제 용기.
청구항 13에 있어서,
상기 교반 부재는 회전식 교반기를 포함하는, 용융 유리를 정제하기 위한 정제 용기.
청구항 14에 있어서,
상기 교반 부재는 상기 회전식 교반기가 회전될 때 용융 유리에 위쪽 펌핑 작용을 제공하도록 구성된, 용융 유리를 정제하기 위한 정제 용기.
청구항 14에 있어서,
상기 회전식 교반기는 샤프트에 연결되고 그 샤프트로부터 바깥쪽으로 확장하는 교반 요소를 포함하며, 제1부분의 밑바닥과 상기 교반 요소 상의 최상부 지점간 거리는 상기 제1부분의 밑바닥과 제2부분의 벽의 내면 상의 최하부 지점간 거리보다 큰, 용융 유리를 정제하기 위한 정제 용기.
청구항 13에 있어서,
상기 전극은 전원과 전기 접촉되는, 용융 유리를 정제하기 위한 정제 용기.
청구항 13에 있어서,
상기 제1부분 및 제2부분은 플래티넘을 포함하는, 용융 유리를 정제하기 위한 정제 용기.
청구항 13에 있어서,
상기 제2부분의 단부는 상기 제1부분의 벽을 가로지르는, 용융 유리를 정제하기 위한 정제 용기.
청구항 13에 있어서,
상기 제1종축은 제2종축에 수직인, 용융 유리를 정제하기 위한 정제 용기.