KR20170007395A

KR20170007395A - 에지 디렉터로부터 열 손실을 감소시키기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20170007395A
Application number: KR1020167034725A
Authority: KR
Inventors: 렌 후아 청; 카라우트 아디 엘; 데이비드 스캇 프랜즌; 브랜든 윌리엄 글로버; 폴 리차드 가르제식; 뷜렌트 코카툴룸; 가오주 팽; 마이클 존 스티븐슨
Original assignee: 코닝 인코포레이티드
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2015-05-13
Publication date: 2017-01-18
Also published as: WO2015175607A1; CN106536429A; KR102347709B1; JP2022166256A; TW201612119A; US9512025B2; EP3142972A1; TWI679173B; CN115286218A; US9643874B2; US20150329401A1; JP7391155B2; US20160311716A1; JP7177582B2; EP3142972A4; JP2017515781A

Abstract

유리 리본을 제조하기 위한 장치 및 방법은 루트를 형성하기 위해 하류측 방향을 따라 수렴하는 한 쌍의 경사진 성형면부를 갖는 성형 웨지를 포함한다. 장치는 한 쌍의 하향으로 경사진 성형면부 중 적어도 하나와 교차하는 에지 디렉터, 및 에지 디렉터 열을 유도하고 에지 디렉터를 열 손실로부터 열적으로 차폐하도록 구성된 교체형 가열 카트리지를 더 포함한다. 교체형 가열 카트리지는 또한 에지 디렉터에 열을 유도하고 에지 디렉터를 열 손실로부터 열적으로 차폐하기 위해 또한 제공된다.

Description

에지 디렉터로부터 열 손실을 감소시키기 위한 방법 및 장치 {METHODS AND APPARATUSES FOR REDUCING HEAT LOSS FROM EDGE DIRECTORS}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 그 내용이 본 명세서에 참조로서 합체되어 의지되어 있는 2014년 5월 15일 출원된 미국 특허 출원 제14/278582호의 35 U.S.C. § 120 하에서 우선권의 이익을 청구한다.

분야

본 발명은 일반적으로 유리 리본(glass ribbon)을 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 에지 디렉터(edge director) 및 에지 디렉터에 열을 유도하고 복수의 에지 롤러로부터 에지 디렉터를 열적으로 차폐하는 교체형 가열 카트리지로 유리 리본을 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

유리 성형 장치가 LCD 디스플레이 등을 위해 사용된 유리 시트와 같은 다양한 유리 제품을 형성하는데 통상적으로 사용된다. 이들 유리 시트는 연속적인 유리 리본을 형성하기 위해 성형 웨지 위로 용융 유리를 하향으로 유동시킴으로써 제조될 수도 있다. 에지 디렉터가 원하는 유리 리본폭 및 에지 특성을 성취하는 것을 돕기 위해 성형 웨지의 대향 단부들에 빈번히 제공된다. 그러나, 이들 에지 디렉터는 또한 에지 디렉터에 근접하여 용융 유리의 실투(devitrification)를 유도하는 히트 싱크로서 작용할 수도 있다. 이러한 실투는 유리 리본 내에 결함을 유발할 수도 있는데, 이 결함은 이어서 제조 손실 및 증가된 제조 비용을 유도할 수도 있다.

이에 따라, 에지 디렉터에 근접하여 유리의 실투를 완화하는 유리 리본을 성형하기 위한 대안적인 방법 및 시스템에 대한 요구가 존재한다.

일 실시예에 따르면, 감소된 실투를 갖는 유리 리본을 제조하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 루트를 형성하기 위해 하류측 방향을 따라 수렴하는 한 쌍의 경사진 성형면부를 갖는 성형 웨지를 포함할 수도 있다. 장치는 한 쌍의 하향으로 경사진 성형면부 중 적어도 하나와 교차하는 에지 디렉터와, 루트 및 에지 디렉터로부터 하류측에 위치된 복수의 에지 롤러를 더 포함한다. 복수의 에지 롤러는 유리 리본의 에지부에 결합하도록 위치될 수도 있다. 하우징이 성형 웨지, 에지 디렉터 및 복수의 에지 롤러를 포위할 수도 있다. 장치는 에지 디렉터 아래에서 하우징의 포트 내에 위치된 제거 가능한 가열 카트리지를 더 포함할 수도 있다. 가열 카트리지는 봉입체의 하부면에 대해 약 90° 미만의 각도로 경사진 열 유도면을 갖는 봉입체를 포함할 수도 있다. 열 유도면은 그 면 상에 또는 인접하여 위치된 적어도 하나의 가열 요소를 포함할 수도 있다. 가열 카트리지는 열 유도면이 에지 디렉터에 대면하도록 배향될 수도 있고, 열 유도면으로부터의 형상 계수(view factor)는 에지 롤러에서보다 에지 디렉터에서 더 크고, 열 유도면의 하부 에지 및 가열 카트리지의 하부면은 적어도 부분적으로 에지 디렉터와 복수의 에지 롤러 사이에 위치되어 에지 디렉터를 복수의 에지 롤러로부터 열적으로 차폐한다.

다른 실시예에서, 감소된 실투를 갖는 유리 리본을 제조하기 위한 장치에 사용을 위한 교체형 가열 카트리지가 제공된다. 교체형 가열 카트리지는 봉입체의 하부면에 대해 약 90° 미만의 각도로 경사진 열 유도면을 갖는 봉입체를 포함할 수도 있다. 열 유도면은 그 면 상에 또는 인접하여 위치된 적어도 하나의 가열 요소를 포함할 수도 있다. 카트리지는 열 유도면의 후방에서 봉입체 내에 배치된 내화 재료를 더 포함할 수도 있다. 열 유도면으로부터의 형상 계수는 봉입체의 하부면 아래보다 봉입체의 하부면 위에서 더 클 수도 있고, 열 유도면의 하부 에지 및 가열 카트리지의 하부면은 열 유도면 아래의 영역으로부터 열 유도면의 상부의 영역을 열적으로 차폐할 수도 있다.

또 다른 실시예에서, 감소된 실투를 갖는 유리 리본의 융합 견인 제조 방법은 성형 웨지의 한 쌍의 하향으로 경사진 성형면부 위로 용융 유리를 유동하는 단계를 포함할 수도 있고, 하향으로 경사진 성형면부는 루트를 형성하기 위해 하류측 방향을 따라 수렴한다. 방법은 한 쌍의 하향으로 경사진 성형면부 중 적어도 하나와 교차하는 에지 디렉터 위에 용융 유리를 유동하는 단계와, 성형 웨지의 루트로부터 용융 유리를 견인하여 유리 리본을 형성하는 단계와, 루트 및 에지 디렉터로부터 하류측에 위치된 복수의 에지 롤러와 유리 리본의 에지부를 결합하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 방법은 하우징의 포트 내에 위치된 교체형 가열 카트리지로 에지 디렉터를 가열하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 교체형 가열 카트리지는 복수의 에지 롤러와 에지 디렉터 사이에 위치될 수도 있다. 교체형 가열 카트리지는 봉입체의 하부면에 대해 약 90° 미만의 각도로 경사진 열 유도면을 갖는 봉입체를 포함할 수도 있다. 열 유도면은 그 면 상에 또는 인접하여 위치된 적어도 하나의 가열 요소를 포함할 수도 있다. 교체형 가열 카트리지는 열 유도면이 에지 디렉터에 대면하도록 배향되고, 열 유도면으로부터의 형상 계수는 에지 롤러에서보다 에지 디렉터에서 더 크고, 열 유도면의 하부 에지 및 교체형 가열 카트리지의 하부면은 적어도 부분적으로 에지 디렉터와 복수의 에지 롤러 사이에 위치되어 에지 디렉터를 복수의 에지 롤러로부터 열적으로 차폐한다.

유리 리본을 제조하기 위한 장치 및 방법과 이러한 장치 및 방법에 사용을 위한 교체형 가열 카트리지의 부가의 특징 및 장점은 이어지는 상세한 설명에 설명될 것이고, 부분적으로는 그 설명으로부터 통상의 기술자에게 즉시 명백해질 것이고 또는 청구항으로 이어지는 상세한 설명, 뿐만 아니라 첨부 도면을 포함하여, 본 명세서에 설명된 실시예를 실시함으로써 인식될 수 있을 것이다.

상기 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명의 모두는 다양한 실시예를 설명하고 있고, 청구된 주제의 성질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 프레임워크를 제공하도록 의도된 것이라는 것이 이해되어야 한다. 첨부 도면은 다양한 실시예의 추가의 이해를 제공하도록 포함된 것이고, 본 명세서에 합체되어 그 부분을 구성한다. 도면은 본 명세서에 설명된 다양한 실시예를 도시하고 있고, 상세한 설명과 함께 청구된 주제의 원리 및 동작을 설명하는 역할을 한다.

도 1은 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 유리를 제조하기 위한 장치를 개략적으로 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 라인 2-2를 따른 실시예의 단면 사시도를 포함하는, 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 유리를 제조하기 위한 장치를 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 도 2의 유리를 제조하기 위한 장치의 측면도를 개략적으로 도시하고 있다.
도 4a는 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 유리를 제조하기 위한 장치에 사용을 위한 교체형 가열 카트리지를 개략적으로 도시하고 있고, 도 4b는 도 4a의 라인 4-4를 따른 교체형 가열 카트리지의 단면도를 개략적으로 도시하고 있다.
도 5는 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 도 4의 유리를 제조하기 위한 장치에 사용을 위한 교체형 가열 카트리지의 후면 사시도를 개략적으로 도시하고 있다.
도 6은 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 유리를 제조하기 위한 장치에 사용을 위한 교체형 가열 카트리지를 개략적으로 도시하고 있다. 가열 요소는 이 디자인에서는 도시되어 있지 않다.
도 7은 하부면에 대해 90°의 열 유도면의 경사각(α)을 갖는 가열 카트리지에 비교할 때 하부면에 대해 약 60°의 열 유도면의 경사각(α)을 갖는 교체형 가열 카트리지의 사용에 의한 증가된 에지 디렉터 온도를 개략적으로 도시하고 있다.

이제, 그 예가 첨부 도면에 도시되어 있는 유리 리본을 제조하기 위한 장치 및 방법 및 이러한 장치 및 방법에 사용을 위한 교체형 가열 카트리지의 실시예를 상세히 참조할 것이다. 가능할 때마다, 동일한 도면 부호가 도면 전체에 걸쳐 사용되어 동일한 또는 유사한 부분을 나타낸다. 유리를 제조하기 위한 장치의 일 실시예가 도 1에 도시되어 있고, 일반적으로 도면 부호 10에 의해 전체에 걸쳐 지시되어 있다. 장치는 일반적으로 성형 용기에 부착된 에지 디렉터 아래에서 성형 용기를 둘러싸는 하우징의 포트 내에 제거 가능하게 위치된 가열 카트리지를 포함한다. 가열 카트리지는 봉입체(enclosure)의 하부면에 대해 약 90° 미만의 각도로 경사진 열 유도면을 갖는 봉입체를 포함할 수도 있다. 열 유도면은 그 면 상에 또는 인접하여 위치된 적어도 하나의 가열 요소를 포함한다. 가열 카트리지는 열 유도면이 에지 디렉터에 대면하고 열 유도면으로부터의 형상 계수가 에지 디렉터 아래에 위치된 에지 롤러보다 에지 디렉터에서 더 크도록 배향된다. 열 유도면의 하부 에지 및 가열 카트리지의 하부면은 적어도 부분적으로는 에지 디렉터와 에지 롤러 사이에 위치되어 복수의 에지 롤러로부터 에지 디렉터를 열적으로 차폐한다. 유리를 제조하기 위한 장치 및 이러한 장치에 사용을 위한 교체형 가열 카트리지는 첨부 도면을 상세히 참조하여 본 명세서에 더 상세히 설명될 것이다.

이제 도 1을 참조하면, 유리 리본(12)과 같은 유리를 제조하기 위한 유리 성형 장치(10)의 일 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 유리 성형 장치(10)는 일반적으로 저장빈(storage bin)(18)으로부터 배치 재료(batch material)(16)를 수용하도록 구성된 용융 용기(15)를 포함한다. 배치 재료(16)는 모터(22)에 의해 구동되는 배치 전달 디바이스(batch delivery device)(20)에 의해 용융 용기(15)에 도입될 수 있다. 선택적 제어기(24)가 모터(22)를 작동하도록 제공될 수도 있고, 용융 유리 레벨 프로브(28)가 수직관(standpipe)(30) 내의 유리 용융물 레벨을 측정하고 측정된 정보를 제어기(24)에 통신하는데 사용될 수 있다.

유리 성형 장치(10)는 용융 용기(15)로부터 하류측에 위치되고 제1 연결 튜브(36)를 경유하여 용융 용기(15)에 결합된 청징 튜브(fining tube)와 같은 청징 용기(38)를 또한 포함할 수 있다. 교반 챔버와 같은 혼합 용기(42)가 또한 청징 용기(38)로부터 하류측에 위치될 수 있다. 보울(bowl)과 같은 전달 용기(46)가 혼합 용기(42)의 하류측에 위치될 수도 있다. 도시된 바와 같이, 제2 연결 튜브(40)가 청징 용기(38)를 혼합 용기(42)에 결합하고, 제3 연결 튜브(44)가 혼합 용기(42)를 전달 용기(46)에 결합한다. 또한 도시된 바와 같이, 하강관(downcomer)(48)이 전달 용기(46)로부터 성형 용기(60)의 입구(50)로 유리 용융물을 전달하도록 위치된다. 도 1에 개략적으로 도시된 실시예에서, 용융 용기(15), 청징 용기(38), 혼합 용기(42), 전달 용기(46), 및 성형 용기(60)는 유리 성형 장치(10)를 따라 직렬로 위치될 수도 있는 다양한 유리 용융 스테이션의 예이다.

용융 용기(15)는 통상적으로 내화(예를 들어, 세라믹) 벽돌과 같은 내화 재료로부터 제조된다. 유리 성형 장치(10)는 통상적으로 플래티늄 또는 플래티늄-로듐, 플래티늄-이리듐 및 이들의 조합과 같은 플래티늄 함유 금속으로부터 제조된 구성요소를 더 포함할 수도 있지만, 몰리브덴, 팔라듐, 레늄, 탄탈, 티타늄, 텅스텐, 루테늄, 오스뮴, 지르코늄, 및 이들의 합금 및/또는 이산화지르코늄과 같은 이러한 내화 금속을 또한 포함할 수도 있다. 플래티늄 함유 구성요소는 제1 연결 튜브(36), 청징 용기(38), 제2 연결 튜브(40), 수직관(30), 혼합 용기(42), 제3 연결 튜브(44), 전달 용기(46), 하강관(48) 및 입구(50) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 성형 용기(60)는 또한 내화 재료로부터 제조될 수 있고, 유리 용융물을 유리 리본(12)으로 성형하도록 설계된다.

도 2는 도 1의 라인 2-2를 따른 유리 성형 장치(10)의 단면 사시도이다. 도시된 바와 같이, 성형 용기(60)는 성형 웨지(62)의 대향 단부(64a, 64b) 사이로 연장하는 한 쌍의 하향으로 경사진 성형면부(66a, 66b)를 포함하는 성형 웨지(62)를 포함한다. 하향으로 경사진 성형면부(66a, 66b)는 하류측 방향(68)을 따라 수렴하여 루트(root)(70)를 형성한다. 견인 평면(72)이 루트(70)를 통해 연장한다. 유리 리본(12)은 견인 평면(72)을 따라 하류측 방향(68)으로 견인될 수도 있다. 견인 평면(72)은 성형 용기의 일반적으로 수평의 길이 방향으로 루트(70)를 양분한다. 그러나, 견인 평면(72)은 루트(70)에 대해 다른 배향으로 연장할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 도 1 및 도 2는 일반적으로 유리 성형 장치 및 성형 용기의 일 실시예를 도시하고 있지만, 본 발명의 태양은 다양한 다른 성형 용기 구성과 함께 사용될 수도 있다는 것이 또한 이해되어야 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 특정 실시예에서, 성형 용기(60)는 한 쌍의 하향으로 경사진 성형면부(66a,66b)와 교차하는 에지 디렉터(80a, 80b)를 포함할 수도 있다. 에지 디렉터는 성형 용기(60)의 루트(70)에 근접하여 용융 유리를 유도함으로써 원하는 유리 리본폭 및 에지 비드 특성을 성취하는 것을 돕는다. 다른 실시예에서, 에지 디렉터는 양 하향으로 경사진 성형면부(66a, 66b)와 교차할 수 있다. 게다가 또는 대안적으로, 특정 실시예에서, 에지 디렉터는 성형 웨지(62)의 각각의 대향 단부(64a, 64b)에 위치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 에지 디렉터(80a, 80b)는, 각각의 에지 디렉터(80a, 80b)가 하향으로 경사진 성형면부(66a, 66b)의 모두와 교차하도록 구성된 상태로 성형 웨지(62)의 각각의 대향 단부(64a, 64b)에 위치될 수 있다. 또한 도시된 바와 같이, 각각의 에지 디렉터(80a, 80b)는 서로 실질적으로 동일하다. 그러나, 대안 실시예에서, 에지 디렉터는 유리 성형 장치의 특정 특성에 따라 상이한 구성 및/또는 기하학 구조를 가질 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 다양한 성형 웨지 및 에지 디렉터 구성이 본 발명의 태양에 따라 사용될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 태양은 그 각각이 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제3,451,798호, 제3,537,834호, 제7,409,839호 및/또는 2009년 2월 26일 출원된 미국 가특허 출원 제61/155,669호에 개시된 바와 같은 성형 웨지 및 에지 디렉터 구성과 함께 사용될 수도 있다.

이제 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 태양과 함께 사용될 수도 있는 에지 디렉터의 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 제1 에지 디렉터(80a)가 더 상세히 설명될 것이다. 그러나, 제2 에지 디렉터(80b)는 제1 에지 디렉터(80a)와 동일하거나 유사한 구성을 가질 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 동일한 에지 디렉터의 사용은 균일한 유리 리본을 제공하기 위해 유리할 수 있다. 그러나, 개별 에지 디렉터는 다양한 유리 성형 장치 및/또는 성형 용기 구성을 수용하기 위한 상이한 구성 및/또는 기하학 구조를 또한 가질 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

도 2 및 도 3은 성형 웨지(62)의 제1 하향으로 경사진 성형면부(66a)에 대해 위치설정된 제1 에지 디렉터(80a)의 일 실시예의 제1 측면을 도시하고 있다. 도시되지는 않았지만, 제1 에지 디렉터(80a)는 성형 웨지(62)의 제2 하향으로 경사진 성형면부(66b)에 대해 위치설정된 제2 측면을 더 포함한다. 제1 에지 디렉터(80a)의 제2 측면은 루트(70)를 양분하는 견인 평면(72)에 대한 제1 측면의 경면 대칭 이미지이다. 도시된 바와 같이, 제1 에지 디렉터(80a)의 제1 측면은 성형 웨지(62)의 제1 하향으로 경사진 성형면부(66a)를 교차하는 제1 표면(82)을 포함한다.

몇몇 실시예에서, 성형 웨지(62)의 각각의 대향 단부(64a, 64b)는 대응 제1 및 제2 에지 디렉터(80a, 80b)를 측방향으로 위치설정하도록 설계된 보유 블록(84)을 구비한다. 선택적으로, 도시된 바와 같이, 제1 에지 디렉터(80a)는 상부 부분(86) 및 하부 부분(88)을 포함할 수 있다. 하부 부분(88)은 몇몇 실시예에서, 제1 대향 단부(64a) 상의 제1 에지 디렉터(80a)를 제2 대향 단부(64b) 상의 제2 에지 디렉터(80b)와 결합할 수 있다. 에지 디렉터(80a, 80b)를 함께 결합하는 것은 성형 웨지(62)로의 에지 디렉터(80a, 80b)의 조립을 간단화하는데 유리하다. 다른 실시예에서, 에지 디렉터(80a, 80b)의 상부 부분(86)은 개별적으로 제공될 수도 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 제1 에지 디렉터(80a)는 제2 에지 디렉터(80b)로부터 분리되고, 개별 에지 디렉터는 성형 웨지(62)의 한 쌍의 하향으로 경사진 성형면부(66a, 66b)의 각각에 독립적으로 조립된다. 특정 실시예에서, 결합되지 않은 상부 부분(86)을 제공하는 것은 에지 디렉터(80a, 80b)의 제조를 간단화할 수도 있다.

유리 성형 장치(10)는 성형 용기(60)의 루트(70)로부터 유리 리본을 견인하기 위한 적어도 하나의 에지 롤러 조립체를 또한 포함한다. 예를 들어, 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 에지 롤러 조립체(130a, 130b)를 포함할 수도 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 에지 롤러 조립체(130a, 130b)[도 2에 도시된 에지 롤러 조립체(130a)]는 일반적으로 리본이 성형 웨지(62)의 루트(70)로부터 견인됨에 따라 유리 리본의 대응 에지에 결합하도록 구성된 제1 쌍의 에지 롤러(132)를 포함한다. 에지 롤러 조립체(130a, 130b)는 성형 웨지(62)의 루트(70)로부터 유리 리본(12)을 견인하는 것을 보조하고, 또한 유리 리본의 에지의 적절한 마감을 용이하게 한다. 예를 들어, 에지 롤러 조립체(130a, 130b)는 한 쌍의 하향으로 경사진 성형면부(66a, 66b)와 연계된 에지 디렉터(80a, 80b)의 대향면으로부터 견인되는 용융 유리의 에지부의 원하는 에지 특성 및 적절한 융합을 제공할 수도 있다. 특정 실시예에서, 에지 롤러 조립체(130a, 130b)는 루트(70)로부터 견인되는 유리의 점성 영역 내의 다양한 위치에 위치될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 에지 롤러 조립체(130a, 130b)는 루트(70) 바로 아래로부터 루트(70) 아래로 약 38.1 센티미터의 위치까지의 임의의 위치에 위치될 수 있다. 그러나, 다른 위치가 고려된다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 에지 롤러 조립체(130a, 130b)는 루트(70) 아래로 약 20 센티미터 내지 약 25.5 센티미터의 범위 내의 위치에 위치될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 제1 에지 롤러 조립체(130a)는 제1 에지 디렉터(80a)와 연계되고, 제2 에지 롤러 조립체(130b)는 제2 에지 디렉터(80b)와 연계된다. 본 명세서에 설명된 실시예에서, 각각의 에지 롤러 조립체(130a, 130b)는 실질적으로 서로 일치한다.

도 2 및 도 3은 에지 롤러 조립체(130a)의 일 실시예를 도시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 에지 롤러 조립체(130a)는 제1 에지 롤러(132a) 및 제2 에지 롤러(132b)를 포함하는 제1 쌍의 에지 롤러(132)를 포함한다. 에지 롤러(132a, 132b)는 성형 웨지(62)의 루트(70)로부터 견인된 유리 리본(12)의 제1 측면과 제2 측면을 동시에 결합하도록 구성된다. 제1 에지 롤러 조립체(130a)는 제1 에지 롤러(132a)에 부착된 제1 샤프트(134a) 및 제2 에지 롤러(132b)에 부착된 제2 샤프트(134b)를 포함한다. 제1 및 제2 샤프트(134a, 134b)는 하우징 밀봉 플레이트(136)를 통해 연장하고, 모터(138)에 의해 회전 가능하게 구동된다. 하우징 밀봉 플레이트(136)는 모터(138)가 위치되는 영역으로 이어지는 개구(도시 생략)에 대한 폐쇄를 제공한다. 하우징 밀봉 플레이트(136)는 성형 용기(60), 에지 디렉터(80a, 80b) 및 에지 롤러 조립체(130a, 130b)를 포위하는 하우징(14)(도 1)의 부분을 형성한다. 하우징(14)은 모터의 민감한 구성요소 및/또는 하우징 내에 위치된 다른 기구를 보호할 뿐만 아니라 성형 용기(60) 및 성형 용기(60) 내에 그리고 주위에 유동하는 용융 유리를 주위 환경으로부터 단열하기 위한 내화 재료, 강, 및/또는 다른 단열체를 포함할 수도 있다.

이제 도 3을 참조하면, 특정 실시예에서, 제1 및 제2 롤러(132a, 132b)는 용융 유리가 에지 롤러(132a, 132b) 상에 침착되어 그에 부착하는 가능성을 감소시키는 것을 돕도록 능동 냉각될 수도 있다(예를 들어, 기체 또는 액체로). 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 입구 라인(152)은 각각의 샤프트(134a, 134b)를 통해 연장하여 냉각 액체를 제1 및 제2 롤러(132a, 132b)에 제공하도록 구성된다. 출구 라인(154)이 각각의 샤프트(134a, 134b)를 통해 또한 연장하여 가열된 액체를 유체 소스(156)에 복귀시킨다. 유압 펌프(158)가 유체 소스로부터 액체를 흡인하고 액체를 열교환기(160)를 통해 통과시켜 입구 라인(152)을 통해 재차 액체를 순환하기 전에 제1 및 제2 롤러(132a, 132b)로부터 전달된 열을 제거하여 제1 및 제2 롤러(132a, 132b)를 계속 냉각한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 유리 성형 장치에 대해, 에지 롤러 조립체(130a, 130b)의 국부 냉각에 의해 발생된 열 구배와 같은, 하우징(14) 내의 열 구배는 에지 디렉터(80a, 80b) 위로 유동하는 용융 유리의 실투를 유발할 수도 있다. 구체적으로, 더 차가운 에지 롤러는 히트 싱크로서 작용하여, 에지 디렉터(80a, 80b)로부터 열을 견인하여, 이에 의해 에지 디렉터(80a, 80b)의 온도를 감소시킨다. 성형 용기(60) 위로 견인된 용융 유리가 더 차가운 에지 디렉터(80a, 80b)에 접촉함에 따라, 용융 유리는 실투할 수 있어, 용융 유리의 유동을 방해하고 잠재적으로 성형 용기(60)의 루트(70)로부터 견인된 유리 리본 내에 결함을 도입한다.

도 1을 재차 참조하면, 에지 디렉터(80a, 80b)와 접촉시에 용융 유리의 실투를 방지하기 위해, 유리 성형 장치(10)는 하우징(14) 내에 위치된 교체형 가열 카트리지(110a, 110b)를 더 포함한다. 교체형 가열 카트리지는 에지 디렉터(80a, 80b) 상에 열을 유도하여, 이에 의해 에지 디렉터(80a, 80b)를 용융 유리의 실투 온도 초과의 온도로 유지하고, 이에 의해 유리의 실투를 완화하도록 구성될 수도 있다. 교체형 가열 카트리지(110a, 110b)는 또한 에지 디렉터(80a, 80b)를 더 차가운 에지 롤러(132a, 132b)로부터 단열하고 차폐하여, 이에 의해 에지 디렉터로부터 에지 롤러(132a, 132b)로의 열전달을 방지하기 위한 배리어로서 기능할 수도 있다. 예를 들어, 유리 성형 장치(10)는 유리 성형 장치(10)의 하우징(14) 내에 제거 가능하게 장착된 하나 이상의 교체형 가열 카트리지(110a, 110b)(하나가 도시됨)를 포함할 수도 있다. 교체형 가열 카트리지는 캠페인의 종료까지 대기하기보다는 견인 캠페인 중에 교체되거나 업그레이드될 수 있어, 제조 손실 및 장비 중단시간을 감소시킨다. 도 1 내지 도 5는 유리 성형 장치(10)의 하우징(14) 내에 삽입된 교체형 가열 카트리지(110a, 110b)의 실시예를 개략적으로 도시하고 있다.

이제, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 일 실시예에서, 제1 교체형 가열 카트리지(110a)는 적어도 하나의 가열 요소(124)가 그 면 상에 또는 인접하여 위치된 상태로 열 유도면(122)을 갖는 봉입체(120)를 포함한다. 봉입체(120)는 열에너지를 흡수하거나 반사하는, 또는 유리 성형 장치(10)와 연계된 전형적인 온도 조건 하에서 구조적 완전성을 유지하면서 열적 차폐를 제공하는 다양한 재료로부터 제조될 수도 있다. 예를 들어, 봉입체(120), 및 교체형 가열 카트리지(110a)의 다른 부분은 유리 성형 장치(10)의 구조적 및/또는 열적 요구에 부합하기 위해, 내화 재료, 고온 니켈계 합금, 강(예를 들어, 스테인리스강), 또는 다른 합금 또는 다른 재료 또는 재료의 조합으로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 봉입체(120)는 헤인즈(Hanes)(214)와 같은 니켈계 합금으로 제조될 수도 있다. 일 특정 실시예에서, 제1 교체형 가열 카트리지(110a)의 열 유도면(122)은 저방사율을 갖는 세라믹 내화 백커 재료(backer material)로부터 형성된다. 적합한 세라믹 내화 재료는 지르카 세라믹스(Zircar ceramics)로부터 입수 가능한 살리(SALI) 보드를 비한정적으로 포함한다. 유리 성형 장치(10)의 고온에 직접 노출되지 않는 봉입체의 부분은 더 저온 용례를 위해 적합한 재료로부터 제조될 수도 있다. 예를 들어, 봉입체(120)의 후면(125)은 예를 들어 420 스테인리스강과 같은, 스테인리스강으로부터 제조될 수도 있다.

특정 실시예에 따르면, 교체형 가열 카트리지(110a)의 열 유도면(122)은 통상적으로 봉입체(120)의 하부면(126)에 대해 약 90° 미만의 각도(α)로 경사진다. 특정 실시예에서, 열 유도면(122)의 경사각(α)은 봉입체의 하부면(126)에 대해 약 45° 내지 약 75°이다. 특정 실시예에서, 열 유도면(122)의 경사각(α)은 하부면(126)에 대해 약 60°이다. 열 유도면(122)의 경사각은 열 유도면(122)이 제1 에지 디렉터(80a)를 향하도록 유리 성형 장치의 하우징(14) 내에 제1 교체형 가열 카트리지(110a)를 위치설정하는 것을 용이하게 한다. 열 유도면(122)의 각도 및 제1 교체형 가열 카트리지(110a)의 배향은 열 유도면(122)이 단지 주위 환경으로의 열의 최소의 손실만을 갖고 제1 에지 디렉터(80a)를 향해 그리고 그 위로 열을 복사하여 유도하는 것을 가능하게 한다. 게다가, 열 유도면(122)의 각도 및 교체형 가열 카트리지(110a)의 위치는 열 유도면으로부터의 형상 계수가 제1 쌍의 에지 롤러(132a)에서보다 제1 에지 디렉터(80a)에서 더 크도록 이루어진다. 용어 "형상 계수"는 본 명세서에 사용될 때, 지정된 표면[즉 , 에지 디렉터(80a) 또는 에지 롤러(132a, 132b) 중 어느 하나] 상에 입사되는 열 유도면(122)으로부터의 열 복사선의 상대비를 칭한다.

몇몇 실시예에서, 교체형 가열 카트리지(110a)는, 도 4a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 교체형 가열 카트리지(110a)의 하부면(126)에 근접하여 열 유도면(122)의 중심 파셋면(facet)(162)으로부터 연장하는 차폐 부재(121)를 선택적으로 포함할 수도 있다. 차폐 부재(121)는 부가의 열 차폐를 제공하고 제1 에지 디렉터(80a)로부터 교체형 가열 카트리지(110a) 아래의 환경으로의 열 손실을 감소시킬 수도 있다.

도 3 내지 도 5를 계속 참조하면, 교체형 가열 카트리지(110a)는 봉입체(120)의 열 유도면(122) 상에 또는 인접하여 위치된 가열 요소(124)를 또한 포함한다. 특정 실시예에서, 열 유도면(122) 상에 또는 인접하여 위치된 가열 요소(124)는 저항 가열 요소이다. 저항 가열 요소의 재료는 몰리브덴 디실리사이드, 플래티늄, 플래티늄-로듐, 칸탈(Kanthal) A1, 칸탈 APM(페라이트 철-크롬-알루미늄 합금)과 같은 철-크롬-알루미늄 합금, 또는 다른 적절한 권선 재료(winding material)일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 가열 요소(124)는 코일 내에 권취된 전술된 재료 중 하나로부터 형성된 와이어로부터 구성될 수도 있다. 예를 들어 비한정적으로, 일 실시예에서, 가열 요소(124)는 원형 단면을 갖는 코일을 형성하기 위해 원형 단면을 갖는 맨드릴 주위에 권취되는 원형 단면을 갖는 플래티늄으로부터 구성될 수도 있다. 그러나, 코일의 다른 단면 형상이 가능하고 고려된다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 가열 요소의 와이어는 맨드릴과 동일한 세장형 단면을 갖는 코일을 제조하기 위해, 난형(oval), 타원형 등과 같은 세장형 단면을 갖는 맨드릴 주위에 권취될 수도 있다. 세장형 단면을 갖는 코일로부터 가열 요소(124)를 형성하는 것은 코일의 송전 용량(power-carrying capacity)을 증가시킴으로써 코일의 가열 효율을 향상시킬 수도 있다는 것이 결정되었다. 예를 들어, 3/8"(9.53 mm) 내장경 및 3/16"(4.78 mm) 내단경을 갖는 타원으로 권취되는 원형 단면을 갖는 플래티늄 와이어는 동일한 플래티늄 와이어로부터 형성된 3/8"(9.53 mm) 직경을 갖는 둥근 코일에 비교하여 송전 용량의 25%의 증가를 갖는다는 것이 결정되었다. 증가된 송전 용량은 코일을 위한 향상된 가열 효율 및 효능으로 변환된다.

도 3 내지 도 5를 계속 참조하면, 교체형 가열 카트리지(110a)의 나머지로부터 열 유도면(122)을 절연하는 내화 재료(128)의 하나 이상의 블록이 열 유도면(122)의 면 후방에 그리고 봉입체(120) 내에 위치된다. 특정 실시예에서, 내화 블록(128)은 도 4b에 도시된 바와 같이, 교번적인 수직 스택 및 수평 스택으로 배향되어, 열 유도면(122)으로부터 열전달을 최소화한다. 구체적으로, 내화 블록(128)의 교번적인 수직 스택 및 수평 스택은 블록들 사이의 시임(seam)에서 열을 감소시키는 것을 보조할 수도 있는 것이 고려된다. 실시예에서, 내화 재료(128)는 열 유도면(122)의 각도에 대략적으로 동일한 각도로 배향될 수 있다. 열 유도면(122)이 살리 보드 등과 같은 내화 재료로부터 형성되는 것과 같은 또 다른 실시예에서, 열 유도면(122)의 내화 재료는 봉입체 내로 연장할 수도 있다. 본 명세서에 설명된 실시예에서, 내화 블록(128)은 DuraBoard® 3000 및/또는 DuraBoard® 2600을 비한정적으로 포함하는 상업적으로 입수 가능한 내화 재료로부터 형성될 수도 있다.

특정 실시예에서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 열 유도면(122)은 에지 디렉터(들)를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 배향된 복수의 파셋면(161)을 포함한다. 예를 들어, 도 4 및 도 5에 개략적으로 도시된 교체형 가열 카트리지(110a)의 실시예에서, 열 유도면(122)은 중앙 파셋면(162) 및 중앙 파셋면(162)의 대향 단부들 상의 2개의 측면 파셋면(164)을 갖는다. 통상적으로, 중앙 파셋면(162)에 대한 2개의 측면 파셋면(164)의 각각 사이의 최대 각도(β)는 약 145° 내지 약 175°이다. 예를 들어, 중앙 파셋면(162)에 대한 2개의 측면 파셋면(164)의 각각 사이의 최대 각도(β)는 약 160°이지만, 다른 각도가 가능하고 고려된다는 것이 이해되어야 한다.

도 4a, 도 4b 및 도 5에 도시된 교체형 가열 카트리지(110a)의 실시예는 다수의 파셋면을 갖는 열 유도면(122)을 포함하지만, 다른 실시예가 고려된다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 열 유도면(122)은 곡면을 포함할 수도 있다. 도 6에 도시된 교체형 가열 카트리지(110a)의 실시예에서, 예를 들어, 열 유도면(122)은 절두 원추형(166) 디자인을 포함한다. 열 유도면(122)의 파셋면형(161) 또는 절두 원추형(166) 디자인은 제1 에지 디렉터(80a)를 향해 유도된 열의 양을 증가시켜, 이에 의해 주위 환경으로의 열 손실을 최소화하고 일반적으로 에지 디렉터에 대한 교체형 가열 카트리지의 가열 효율을 향상시킨다. 게다가, 열 유도면(122)의 절두 원추형 및/또는 파셋면형 디자인은 또한 열 유도면(122)과 제1 에지 디렉터(80a) 사이의 형상 계수를 향상시킨다.

도 1 및 도 3을 재차 참조하면, 본 명세서에 설명된 실시예에서, 교체형 가열 카트리지(110a, 110b)는 유리 성형 장치(10)의 하우징(14) 내에 위치되어, 열 유도면(122)의 하부 에지(123) 및 봉입체(120)의 하부면(126)이 적어도 부분적으로 에지 디렉터(80a, 80b)와 복수의 에지 롤러(132) 사이에 위치되어 복수의 에지 롤러(132)로부터 에지 디렉터(80a, 80b)를 열적으로 차폐하게 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 교체형 가열 카트리지(110a)는 제1 에지 디렉터(80a)와 연계된다. 마찬가지로, 제2 교체형 가열 카트리지(110b)는 제2 에지 디렉터(80b)와 연계된다. 본 명세서에 설명된 실시예에서, 교체형 가열 카트리지는 대응 에지 디렉터를 가열하기 위한 가열기 뿐만 아니라 에지 디렉터와 복수의 에지 롤러를 서로로부터 단열하기 위한 열적 차폐부의 모두로서 기능할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이 이중 기능성은 접촉하지 않고 또는 다른 방식으로 어느 하나의 구성요소의 작동을 간섭하지 않고 교체형 가열 카트리지가 에지 디렉터와 복수의 에지 롤러 사이에 적어도 부분적으로 위치되게 하는 교체형 가열 카트리지의 각형성된 열 유도면(122)에 의해 가능해진다. 이와 같이, 교체형 가열 카트리지는 대응 에지 디렉터(80a, 80b)로부터 비타겟 영역으로의 열 손실, 및 특히 냉각된 에지 롤러 조립체(130a, 130b)로의 열 손실을 감소시키도록 구성된다. 이러한 비타겟 영역은 에지 디렉터(80a, 80b)로부터 열을 견인하거나 싱킹하는 것이 가능한 유리 제조 장치의 가까운 영역 및/또는 다른 위치를 포함할 수 있다.

이제 도 3을 참조하면, 다양한 부착 구조체가 에지 디렉터(80a)에 대해 교체형 가열 카트리지(110a)를 장착하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 실시예에서, 교체형 가열 카트리지(110a)는 하우징 밀봉 플레이트(136)의 포트 내에 장착되어, 교체형 가열 카트리지(110a)가 전술된 바와 같이 에지 디렉터(80a)와 제1 쌍의 에지 롤러(132) 사이에서 성형 용기(60) 아래에 위치되게 한다. 본 실시예에서, 교체형 가열 카트리지(110a)는 하우징(14) 및/또는 하우징 밀봉 플레이트(136)와 결합된 브래킷(114) 상에 장착될 수도 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 교체형 가열 카트리지(110a)는 하우징 밀봉 플레이트(136)에 부착된 T-벽 지지 브래킷(112) 상에 놓일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 교체형 가열 카트리지는 가동 하우징 밀봉 플레이트(136)에 장착됨으로써 에지 디렉터에 대해 조정 가능하게 장착될 수도 있다.

특정 실시예에서, 제1 교체형 가열 카트리지(110a)는 제1 에지 디렉터(80a)의 부분 아래에 위치될 수 있고, 성형 웨지(62)의 길이 치수에 대해 그리고 샤프트(134a, 134b)에 밀접히 근접하여 일반적으로 길이 방향으로 연장한다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 교체형 가열 카트리지(110a)는 단지 제1 에지 디렉터(80a)의 부분 아래에 위치될 수도 있다. 실제로, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 교체형 가열 카트리지(110a)는 열 유도면(122)의 하부 에지(123) 및 하부면(126)이 유리 리본(12)의 대응 에지(13)의 외부에서 종료하도록 위치된다. 이와 같이, 열 유도면(122)의 하부 에지(123) 및 제1 교체형 가열 카트리지(110a)의 하부면(126)은 제1 에지 디렉터의 내부 부분(85) 아래로 연장하지 않고 단지 제1 에지 디렉터(80a)의 외측부(83) 아래로 연장한다. 특정 실시예에서, 열 유도면(122)의 하부 에지(123) 및 제1 교체형 가열 카트리지(110a)의 하부면(126)은 루트의 폭방향 범위를 넘어 용융 유리의 유동을 향한 방향으로 내향으로 연장하지 않는다. 즉, 열 유도면(122)의 하부 에지(123) 및 제1 교체형 가열 카트리지(110a)의 하부면(126)은 루트 바로 아래에 있지 않다. 도 3 및 도 4a를 참조하면, 다른 실시예에서, 교체형 가열 카트리지(110)는 에지 디렉터 아래에 위치되어, 열 유도면(122)의 중앙 파셋면(162)의 하부 에지(123)가 루트(70)의 레벨에서 성형 웨지(62)의 댐(81)의 위치[예를 들어, 보유 블록(84)과 성형 웨지(62)의 교점]를 넘어 연장하지 않게 된다. 즉, 중앙 파셋면(162)의 하부 에지(123)는 성형 웨지(62)의 댐(81)과 성형 웨지(62)의 루트(70)의 교점에서 성형 웨지(62)로부터 작도된 수직선을 지나 에지 디렉터(80a) 아래로 연장하지 않는다. 교체형 가열 카트리지(110a)를 이 방식으로 위치설정하는 것은, 열 유도면(122)의 중앙 파셋면(162)의 하부 에지(123)가 성형 웨지(62)로부터 견인된 유리 리본(12)과 간섭하지 않는 것을 보장하면서 에지 디렉터 상에 유도된 열을 최대화한다. 이에 따라, 교체형 가열 카트리지(110a)의 각형성된 열 유도면(122)이 제1 에지 디렉터(80a)의 내부 부분(85) 상에 열을 효과적으로 유도하도록 배향되어, 이에 의해 제1 에지 디렉터(80a)의 내부 부분(85)의 온도를 증가시키고 에지 디렉터(80a)의 이 부분으로 용융 유리의 실투를 완화한다는 것이 이해되어야 한다. 단지 제1 에지 디렉터(80a)의 부분 아래의 위치에 제1 교체형 가열 카트리지(110a)를 이 방식으로, 또는 특정 다른 실시예에서 루트 아래로 연장하지 않게 제공하는 것은, 성형 웨지(62)의 루트(70)로부터 견인되는 용융 유리와의 가능한 간섭을 회피하면서 비타겟 영역으로의 열 손실의 충분한 감소를 제공할 수 있다.

게다가 또는 대안적으로, 제1 교체형 가열 카트리지(110a)는 제1 에지 디렉터로부터 부분적으로 또는 완전히 하류측에 위치될 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 교체형 가열 카트리지(110a)는 제1 에지 디렉터(80a)로부터 하류측 방향(68)을 따라 완전히 하류측에 위치되는 것으로서 도시되어 있다. 제1 에지 디렉터(80a)의 완전히 하류측에 제1 교체형 가열 카트리지(110a)를 위치설정하는 것은 제1 에지 디렉터(80a)로부터 제1 에지 디렉터(80a)로부터 하류측에 위치된 비타겟 영역으로의 열 손실을 최소화하는 것을 돕는다.

대안 실시예에서(도시 생략), 제1 교체형 가열 카트리지(110a)는 제1 에지 디렉터(80a)로부터 부분적으로 하류측에 위치될 수 있다. 예를 들어, 제1 교체형 가열 카트리지(110a)는 제1 에지 디렉터(80a)의 상부 부분으로부터 하류측에 위치될 수 있고, 반면에 제1 에지 디렉터(80a)의 하부 부분은 제1 교체형 가열 카트리지(110a)로부터 하류측에 위치된다. 부가의 실시예에서, 제1 교체형 가열 카트리지(110a)는, 제1 에지 디렉터(80a)의 상부 부분이 제1 교체형 가열 카트리지(110a) 위로 연장하고 제1 에지 디렉터(80a)의 하부 부분이 제1 교체형 가열 카트리지(110a) 아래로 연장하는 상태로 제1 에지 디렉터(80a)의 제1 측면에 인접하여 위치될 수도 있다. 제1 에지 디렉터(80a)로부터 단지 부분적으로 하류측에 제1 교체형 가열 카트리지(110a)를 위치설정하는 것은 콤팩트한 디자인을 제공하거나 또는 다른 방식으로 상이한 성형 용기 디자인을 수용하면서 비타겟 영역으로의 열 손실의 충분한 감소를 제공할 수도 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 특정 실시예에서, 제1 교체형 가열 카트리지(110a)는 제1 쌍의 에지 롤러(132)와 제1 에지 디렉터(80a) 사이에 부분적으로 위치될 수도 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 열 유도면(122)의 하부 에지(123)와 제1 교체형 가열 카트리지(110a)의 하부면(126)은 단지 제1 에지 디렉터(80a)의 외측부(83)와 제1 쌍의 에지 롤러(132)의 제1 샤프트(134a) 및 제2 샤프트(134b) 사이에 연장한다. 열 유도면(122)의 하부 에지(123) 및 제1 교체형 가열 카트리지(110a)의 하부면(126)은 유리 리본(12)의 대응 에지(13)의 외부에서 종료한다. 이와 같이, 열 유도면(122)의 하부 에지(123) 및 제1 교체형 가열 카트리지(110a)의 하부면(126)은 제1 에지 디렉터(80a)의 내부 부분(85)과 제1 쌍의 에지 롤러(132)의 에지 롤러(132a, 132b) 사이로 연장하지 않는다. 그러나, 교체형 가열 카트리지(110a)의 각형성된 열 유도면(122)이 제1 에지 디렉터(80a)의 내부 부분(85) 상에 열을 효과적으로 유도하도록 배향되어, 이에 의해 제1 에지 디렉터(80a)의 내부 부분(85)의 온도를 증가시키고 에지 디렉터(80a)의 이 부분으로 용융 유리의 실투를 완화한다.

특정 실시예에서, 유리 성형 장치(10)는 에지 디렉터(80a, 80b) 중 하나 또는 모두와 연계된 하나 이상의 선택적 부가의 히터를 또한 포함할 수 있다. 제공되면, 하나 이상의 히터는 용융 유리와 에지 디렉터(80a, 80b) 사이의 계면을 가열하는 것이 가능한 다양한 구성을 갖고 구성될 수 있다. 예를 들어, 내화 또는 금속 저항 히터, 유도 히터 또는 다른 가열 디바이스가 사용될 수도 있다. 특정 실시예에서, 저항 히터(예를 들어, 플래티늄 권선, 몰리브덴 디실리사이드 권선 등)가 사용될 수도 있다. 이들 히터는 대응 에지 디렉터에 대해 하우징(14) 내의 다양한 위치에 위치될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 가열 디바이스(170a)는 교체형 가열 카트리지(110a) 위에서 제1 에지 디렉터(80a)에 인접하여 위치될 수도 있다. 본 실시예에서, 가열 디바이스(170a)는 제1 에지 디렉터(80a)를 향해 측방향으로 열을 복사하도록 배향된다. 게다가 또는 대안적으로, 제2 가열 디바이스(170b)는 제1 에지 디렉터(80a) 내부에 위치되고 제1 에지 디렉터(80a)를 내부에서 가열하도록 구성될 수도 있다. 부가의 가열 디바이스는 에지 디렉터를 더 가열하기 위해 상이한 위치에 사용될 수도 있다. 실시예에서, 이들 디바이스는 에지 디렉터에 대한 코일의 가열 효능을 향상시키기 위해 세장형 단면을 갖는 코일로부터 형성될 수도 있다. 예시된 실시예에서, 부가의 가열 디바이스(170a, 170b)는 교체형 가열 카트리지(110a)로부터 상류측에 위치된다. 그러나, 다른 실시예에서, 히터는 교체형 가열 카트리지(110a)의 하류측을 포함하여, 다른 위치에 위치될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

도 3에 더 도시되어 있는 바와 같이, 특정 실시예에서, 장치는 제1 교체형 가열 카트리지(110a)와 연계된 가열을 제어하도록 구성된 제어기(180)를 더 포함할 수도 있다. 특정 실시예에서, 제어기(180)는 제1 교체형 가열 카트리지(110a)에 그리고 또한 에지 디렉터(80a)와 연계된 하나 이상의 선택적 히터[예를 들어, 가열 디바이스(170a, 170b)]에 작동적으로 연결될 수도 있다. 제어기(180)는 프로세서에 의해 실행될 때, 교체형 가열 카트리지 및/또는 가열 디바이스로의 전력을 조절하여, 이에 의해 피드백 또는 다른 프로세스 파라미터에 기초하여 교체형 가열 카트리지 및/또는 가열 디바이스에 의해 제공된 열을 증가시키거나 감소시키는 컴퓨터 판독 가능 및 실행 가능 명령을 저장하는 프로세서 및 메모리를 포함할 수도 있다.

특정 실시예에서, 제어기는 유리 성형 장치로부터의 열적 피드백에 기초하여 제1 교체형 가열 카트리지(110a) 및 하나 이상의 선택적 가열 디바이스(170a, 170b)를 작동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제어기(180)는 열 센서(182)로부터 열적 피드백을 얻도록 구성된다. 열 센서(182)에 의해 얻어진 피드백은 유리 리본의 제조가 진행함에 따라 장치의 열적 특성의 관리된 제어를 제공하기 위해 교체형 가열 카트리지 및/또는 가열 디바이스를 조정하도록 제어기(180)에 의해 사용될 수 있다. 열적 특성은 예를 들어, 교체형 가열 카트리지(110a, 110b)의 열 유도면(122)과 같은 유리 성형 장치의 부분; 에지 디렉터(80a, 80b)의 부분; 성형 용기(60)의 단부의 부분; 용융 유리의 부분; 및/또는 유리 성형 장치(10)의 다른 특징부와 연계된 온도 및/또는 열 손실을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 열 센서(182)는 타겟 레벨 초과의 온도를 검출할 수도 있고, 제어기(180)는 적은 열이 타겟 영역으로 전달되어, 이에 의해 타겟 레벨 온도가 얻어질 때까지 온도를 감소시키도록 제1 교체형 가열 카트리지(110a)로의 전력을 감소시킬 수도 있다. 대안적으로, 특정 실시예에서, 열 센서(182)는 타겟 레벨 미만의 온도를 검출할 수도 있고, 제어기(180)는 많은 열이 타겟 영역으로 전달되어, 이에 의해 타겟 레벨 온도가 얻어질 때까지 온도를 증가시키도록 교체형 가열 카트리지로의 전력을 증가시킬 수도 있다.

다양한 유리 제조 방법이 전술된 유리 성형 장치(10)의 다양한 특징부를 구비할 수 있다. 일 실시예에서, 배치 재료는 전술된 예시적인 일련의 유리 용융 스테이션을 경유하여 성형 용기(60)에 의해 수용된 용융 유리로 변환될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 방법은 성형 웨지(62)의 한 쌍의 하향으로 경사진 성형면부(66a, 66b) 위로 용융 유리(17)를 유동하는 단계를 포함한다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 방법은 에지 디렉터 위로 용융 유리를 유동하는 단계 및 유리 리본(12)을 형성하기 위해 성형 웨지(62)의 루트(70)로부터 용융 유리를 견인하는 단계를 더 포함한다. 방법은 유리 리본의 에지에 결합하도록 구성된 한 쌍의 에지 롤러를 제공하는 단계를 또한 포함한다. 에지 롤러는 성형 웨지(62)의 루트(70)로부터 유리 리본(12)을 견인하도록 모터(138)에 의해 회전된다. 또한 도시된 바와 같이, 방법은 전술된 바와 같이, 대응 에지 디렉터(80a, 80b)로부터 비타겟 영역으로의 열 손실, 특히 냉각된 에지 롤러로의 열 손실을 감소시키기 위해 교체형 가열 카트리지(110a, 110b)로 에지 디렉터를 가열하는 단계를 또한 포함한다. 본 발명의 태양은 유리 에지 품질에 긍정적으로 영향을 미칠 수 있고, 그렇지 않으면 에지 디렉터 표면 상에 발생할 수도 있는 실투 및 결정 성장에 기인하는 에지 조건의 열화를 방지할 수도 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다.

예

본 명세서에 설명된 실시예가 이하의 예에 의해 더 명백해질 것이다.

예 1

계산 모델이 본 명세서에 설명된 바와 같이 교체형 가열 카트리지로 가열된 에지 디렉터의 표면 온도에 종래의 디자인을 갖는 히터로 가열된 에지 디렉터의 표면 온도를 비교하도록 개발되었다. 종래의 히터는 히터의 기부에 대해 90°의 경사각(α)을 갖는 열 유도면을 갖고 모델링되었다. 종래의 히터는 열 유도면 상에 배치된 플래티늄 합금 가열 요소를 갖고 모델링되었다. 교체형 가열 카트리지는 교체형 가열 카트리지의 기부에 대해 60°의 경사각(α)을 갖는 열 유도면을 갖고 모델링되었다. 교체형 가열 카트리지는 열 유도면 상에 위치된 몰리브덴 디실리사이드 가열 요소를 갖고 모델링되었다. 종래의 히터 및 교체형 가열 카트리지의 모두는 6900 W의 작동 전력에서 모델링되었다.

도 7은 90°의 경사각(α)을 갖는 종래의 히터에 대해 60°의 경사각(α)을 갖는 교체형 가열 카트리지로의 가열에 기인하는 에지 디렉터의 표면 상의 정규화된 온도차를 도식적으로 도시하고 있다. 즉, 도 7의 등온선은 90°의 경사각(α)을 갖는 종래의 히터로의 가열에 대해 60°의 경사각(α)을 갖는 가열 카트리지로의 가열의 결과로서 에지 디렉터의 표면 온도의 증가를 도시하고 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 60°의 경사각(α)을 갖는 교체형 가열 카트리지는 90°의 경사각(α)을 갖는 종래의 디자인에 대해 약 18℃(에지 디렉터의 전체 표면에 걸쳐 평균화됨)만큼 에지 디렉터의 평균 온도를 증가시켰다. 사용된 히터에 무관하게, 에지 디렉터의 최저 온도는 일반적으로 루트 상승부에서 에지 디렉터의 외부 코너에서 발생하는데, 이는 모두 도 7에 표기되어 있다. 그러나, 모델링된 데이터는 60°의 경사각(α)을 갖는 교체형 가열 카트리지는 90°의 경사각(α)을 갖는 종래의 디자인에 대해 약 19℃만큼 이 외부 코너의 온도를 증가시켰다.

도 7의 데이터는 약 45° 내지 약 75°와 같은 90° 미만의 경사각(α)을 갖는 열 유도면을 갖는 본 명세서에 설명된 교체형 가열 카트리지가 종래의 히터[즉, 90°의 경사각(α)을 갖는 히터]에 대해 상승된 온도에서 에지 디렉터의 표면을 유지하는데 더 효과적이고, 이와 같이 에지 디렉터 위로 견인된 유리의 실투를 감소시키는데 더 효과적이라는 것을 지시하고 있다. 특히, 열 유도면의 경사각은 열이 에지 디렉터를 향해 더 효율적으로 복사되게 한다. 게다가, 가열면의 경사각은 제거 가능한 가열 카트리지가 견인롤과 에지 디렉터 사이에 삽입되게 하여 이에 의해 히트 싱크로서 작용하는 가열롤로부터 에지 디렉터를 열적으로 차폐한다.

다양한 수정 및 변형이 청구된 요지의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 본 명세서에 설명된 실시예에 이루어질 수 있다는 것이 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 이러한 수정 및 변형이 첨부된 청구범위 및 이들의 등가물의 범주 내에 있게 되면, 본 명세서는 본 명세서에 설명된 다양한 실시예의 수정 및 변형을 커버하는 것으로 의도된다.

Claims

유리 리본을 제조하기 위한 장치이며,
루트를 형성하기 위해 하류측 방향을 따라 수렴하는 한 쌍의 하향으로 경사진 성형면부를 포함하는 성형 웨지와,
상기 한 쌍의 하향으로 경사진 성형면부와 교차하는 에지 디렉터와,
상기 루트 및 상기 에지 디렉터로부터 하류측에 위치된 복수의 에지 롤러로서, 상기 복수의 에지 롤러는 상기 유리 리본의 에지부에 결합하도록 위치된, 복수의 에지 롤러와,
상기 성형 웨지, 상기 에지 디렉터 및 상기 복수의 에지 롤러를 포위하는 하우징과,
상기 에지 디렉터 아래에서 상기 하우징의 포트 내에 제거 가능하게 위치된 가열 카트리지로서, 상기 가열 카트리지는 봉입체의 하부면에 대해 약 90° 미만의 각도로 경사진 열 유도면을 갖는 봉입체를 포함하고, 상기 열 유도면은 그 면 상에 또는 인접하여 위치된 적어도 하나의 가열 요소를 포함하고, 상기 가열 카트리지는 상기 열 유도면이 상기 에지 디렉터에 대면하도록 배향되고, 상기 열 유도면으로부터의 형상 계수는 상기 복수의 에지 롤러에서보다 상기 에지 디렉터에서 더 크고, 상기 열 유도면의 하부 에지 및 상기 가열 카트리지의 하부면은 적어도 부분적으로 상기 에지 디렉터와 상기 복수의 에지 롤러 사이에 위치되어 상기 에지 디렉터를 상기 복수의 에지 롤러로부터 열적으로 차폐하는, 가열 카트리지를 포함하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 열 유도면의 각도는 상기 봉입체의 하부면에 대해 약 45° 내지 약 75°인 장치.
제1항에 있어서, 상기 열 유도면은 상기 에지 디렉터를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 배향된 복수의 파셋면(facet)을 포함하는 장치.
제3항에 있어서, 상기 복수의 파셋면은 중앙 파셋면 및 상기 중앙 파셋면의 대향 단부들 상에 2개의 측면 파셋면을 포함하고, 상기 중앙 파셋면에 대한 상기 2개의 측면 파셋면의 각각 사이의 최대 각도는 약 145° 내지 약 175°인 장치.
제1항에 있어서, 상기 열 유도면은 상기 열 유도면이 상기 에지 디렉터를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 하는 곡면인 장치.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가열 요소는 세장형 단면을 갖는 코일을 포함하는 장치.
제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가열 요소는 몰리브덴 디실리사이드, 플래티늄, 플래티늄-로듐, 및 철-크롬-알루미늄 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료로부터 형성되는 장치.
유리 리본을 형성하기 위한 장치에 사용을 위한 교체형 가열 카트리지이며,
봉입체의 하부면에 대해 약 90° 미만의 각도로 경사진 열 유도면을 갖는 봉입체로서, 상기 열 유도면은 그 면 상에 또는 인접하여 위치된 적어도 하나의 가열 요소를 포함하는, 봉입체와,
상기 열 유도면의 후방에서 상기 봉입체 내에 위치된 내화 재료로서, 상기 열 유도면으로부터의 형상 계수는 상기 봉입체의 하부면 아래보다 상기 봉입체의 하부면 위에서 더 크고, 상기 열 유도면의 하부 에지 및 상기 교체형 가열 카트리지의 하부면은 상기 열 유도면 아래의 영역으로부터 상기 열 유도면의 상부의 영역을 열적으로 차폐하는, 내화 재료를 포함하는 교체형 가열 카트리지.
제8항에 있어서, 상기 열 유도면의 각도는 상기 하부면에 대해 약 45° 내지 약 75°인 교체형 가열 카트리지.
제8항에 있어서, 상기 열 유도면은 복수의 파셋면을 포함하는 교체형 가열 카트리지.
제10항에 있어서, 상기 복수의 파셋면은 중앙 파셋면 및 상기 중앙 파셋면의 대향 단부들 상에 2개의 측면 파셋면을 포함하고, 상기 중앙 파셋면에 대한 상기 2개의 측면 파셋면의 각각 사이의 최대 각도는 약 145° 내지 약 175°인 교체형 가열 카트리지.
제11항에 있어서, 상기 봉입체의 하부면에 근접하여 상기 열 유도면의 중앙 파셋면으로부터 연장하는 차폐 부재를 더 포함하는 교체형 가열 카트리지.
제8항에 있어서, 상기 열 유도면은 곡면을 포함하는 교체형 가열 카트리지.
제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가열 요소는 몰리브덴 디실리사이드, 플래티늄, 플래티늄-로듐, 및 철-크롬-알루미늄 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료로부터 형성되는 교체형 가열 카트리지.
유리 리본의 제조 방법이며,
성형 웨지의 한 쌍의 하향으로 경사진 성형면부 위로 용융 유리를 유동하는 단계로서, 상기 한 쌍의 하향으로 경사진 성형면부는 루트를 형성하기 위해 하류측 방향을 따라 수렴하는, 용융 유리 유동 단계와,
상기 한 쌍의 하향으로 경사진 성형면부 중 적어도 하나와 교차하는 에지 디렉터 위에 용융 유리를 유동하는 단계와,
상기 성형 웨지의 루트로부터 용융 유리를 견인하여 유리 리본을 형성하는 단계와,
상기 루트 및 상기 에지 디렉터로부터 하류측에 위치된 복수의 에지 롤러와 상기 유리 리본의 에지부를 결합하는 단계로서, 상기 복수의 에지 롤러는 하우징을 통해 연장하는, 결합 단계와,
상기 하우징의 포트 내에 위치된 교체형 가열 카트리지로 에지 디렉터를 가열하는 단계로서, 상기 교체형 가열 카트리지는 상기 복수의 에지 롤러와 상기 에지 디렉터 사이에 위치되고, 상기 교체형 가열 카트리지는 봉입체의 하부면에 대해 약 90° 미만의 각도로 경사진 열 유도면을 갖는 봉입체를 포함하고, 상기 열 유도면은 그 면 상에 또는 인접하여 위치된 적어도 하나의 가열 요소를 포함하고, 상기 교체형 가열 카트리지는 상기 열 유도면이 상기 에지 디렉터에 대면하도록 배향되고, 상기 열 유도면으로부터의 형상 계수는 상기 복수의 에지 롤러에서보다 상기 에지 디렉터에서 더 크고, 상기 열 유도면의 하부 에지 및 상기 교체형 가열 카트리지의 하부면은 적어도 부분적으로 상기 에지 디렉터와 상기 복수의 에지 롤러 사이에 위치되어 상기 에지 디렉터를 상기 복수의 에지 롤러로부터 열적으로 차폐하는, 에지 디렉터 가열 단계를 포함하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 열 유도면의 각도는 상기 하부면에 대해 약 45° 내지 약 75°인 방법.
제15항에 있어서, 상기 열 유도면은 상기 에지 디렉터를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 배향된 복수의 파셋면을 포함하는 방법.
제17항에 있어서, 상기 복수의 파셋면은 중앙 파셋면 및 상기 중앙 파셋면의 대향 단부들 상에 2개의 측면 파셋면을 포함하고, 상기 중앙 파셋면에 대한 상기 2개의 측면 파셋면의 각각 사이의 최대 각도는 약 145° 내지 약 175°인 방법.
제15항에 있어서, 상기 열 유도면은 상기 열 유도면이 상기 에지 디렉터를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 하는 곡면을 포함하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 교체형 가열 카트리지는 상기 유리 리본이 성형됨에 따라 교체 가능한 방법.