KR20190077577A - 형성 본체 치수 변동 보상 방법 및 장치 - Google Patents

형성 본체 치수 변동 보상 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

유리 형성 장치가 형성 본체를 포함할 수 있고, 형성 본체는, 상단 패널 및 측면 패널들의 쌍을 갖는 외장 내에 배치된다. 형성 본체는 유입구 단부, 및 유입구 단부로부터 경사져 연장되는 이격된 둑의 쌍에 의해서 형성되는 홈통을 포함한다. 상단 패널은 이격된 둑의 쌍의 상단 표면 위에 배치되고, 그러한 표면에 실질적으로 평행하게 연장되고, 그러한 표면을 가로지른다. 장치는 또한 외장의 상단 패널 및 둑 위에 배치되고 그에 실질적으로 평행하게 연장되며 가로지르는 지지 판을 포함할 수 있다. 균일한 크기의 열적 요소의 어레이가 지지 판으로부터 매달리고 형성 본체의 홈통 위에 배치된다. 열적 요소의 어레이는, 형성 본체의 길이를 따라서 외장의 상단 패널로부터 동일 거리에 배치되는 하단 부분들을 가질 수 있다.

Description

형성 본체 치수 변동 보상 방법 및 장치
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은, 기재 내용이 신뢰될 수 있고 그 전체가 이하에서 완전히 설명되는 바와 같이 참조로 본원에 포함되는, 2016년 11월 23일자로 출원된 미국 가출원 제62/425,681호 및 2017년 6월 26일자로 출원된 미국 가출원 제62/524,806호의 35 U.S.C. § 119 하의 우선권 이익을 주장한다.
본 명세서는 일반적으로 유리 형성 장치 그리고, 더 구체적으로, 연속 유리 리본의 형성 중에 형성 본체 치수 변동을 보상하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
융해 프로세스는 연속 유리 리본을 형성하기 위한 하나의 기술이다. 플로트(float) 및 슬롯-인발(slot-draw) 프로세스와 같은, 유리 리본을 형성하기 위한 다른 프로세스와 비교하여, 융해 프로세스는 결함의 양이 비교적 적고 더 우수한 편평도의 표면을 가지는 유리 리본을 생산한다. 결과적으로, 융해 프로세스는, LED 및 LCD 디스플레이의 제조에서 이용되는 유리 기재 및 우수한 편평도 및 평활도를 요구하는 다른 기재의 생산을 위해서 널리 이용된다.
융해 프로세스에서, 용융 유리는, 근부(root)에서 수렴되는 형성 표면들을 갖는 (아이소파이프(isopipe)로도 지칭되는) 형성 본체 내로 공급된다. 용융 유리는 형성 본체의 형성 표면 위에서 균일하게 유동되고, 형성 본체의 근부로부터 이어지는 초기 표면으로 편평한 유리의 리본을 형성한다.
형성 본체는 일반적으로, 융해 프로세스의 비교적 높은 온도를 보다 잘 견딜 수 있는, 내화 세라믹과 같은 내화 재료로 제조된다. 그러나, 대부분의 온도-안정 내화 세라믹은 고온에서의 긴 기간에 걸쳐 크리핑될(creep) 수 있고, 형성 본체의 치수 변화를 초래할 수 있고, 그리고 잠재적으로 그로부터 생산되는 유리 리본의 특성 저하 또는 심지어 형성 본체의 고장을 초래할 수 있다. 그 둘 모두의 경우에, 융해 프로세스의 중단, 낮은 생산 수득(yield), 및 증가된 생산비가 초래될 수 있다.
따라서, 유리 형성 장치의 형성 본체 내의 치수 변화를 완화하기 위한 대안적인 방법 및 장치가 필요하다.
일 실시예에 따라, 용융 유리로부터 유리 리본을 형성하기 위한 유리 형성 장치가 상단 패널 및 측면 패널들의 쌍을 갖는 외장, 및 외장 내에 배치되는 형성 본체를 포함한다. 형성 본체는 외장의 상단 패널 아래에 배치된, 용융 유리를 수용하기 위한 홈통(trough)을 포함한다. 홈통은 유입구 단부, 원위 단부, 제1 둑(weir) 및 제1 둑에 대향되고 그로부터 이격된 제2 둑, 그리고 형성 본체의 길이를 따라서 제1 둑과 제2 둑 사이에서 연장되는 기부에 의해서 형성된다. 제1 둑 및 제2 둑은 유입구 단부로부터 원위 단부까지 수평에 대해서 경사져 연장되고, 외장의 상단 패널은 형성 본체의 길이를 따라 제1 둑 및 제2 둑의 상단 표면들 위에 배치되고 그 표면들에 실질적으로 평행하게 연장되고 그 표면들을 가로지른다. 형성 본체의 길이를 따라 외장의 상단 패널 위에 배치되고 그에 실질적으로 평행하게 연장하고 그를 가로지르는 지지 판이 포함된다. 복수의 열적 요소가 형성 본체의 길이를 따라 지지 판으로부터 매달리고, 복수의 열적 요소는 홈통 내에서 용융 유리를 국소적으로 가열 또는 냉각한다. 실시예에서, 복수의 열적 차폐부가 형성 본체의 길이 및 폭을 따라 지지 판으로부터 매달린다. 복수의 열적 차폐부는 복수의 중공형 컬럼(hollow column)을 형성하고, 복수의 열적 요소는 복수의 중공형 컬럼 내에 배치된다. 일부 실시예에서, 복수의 중공형 컬럼은 균일한 횡단면 크기 및 부피를 가지고, 복수의 열적 요소는 균일한 길이를 갖는다. 다른 실시예에서, 유리 리본을 형성하기 위한 방법은 유입구 단부를 갖는 형성 본체의 홈통 내로 용융 유리를 지향시키는 단계를 포함하고, 홈통은 제1 둑 및 제1 둑에 대향되고 그로부터 이격된 제2 둑, 그리고 형성 본체의 길이를 따라서 제1 둑과 제2 둑 사이에서 연장되는 기부에 의해서 형성된다. 형성 본체는 상단 패널을 갖는 외장 내에서 둘러싸이고, 제1 및 제2 둑은 형성 본체의 유입구 단부로부터 경사를 이루어 연장된다. 상단 패널은 형성 본체의 길이를 따라서 제1 둑 및 제2 둑의 상단 표면들 위에 배치되고 그 표면들에 실질적으로 평행하게 연장되고 그 표면들을 가로지른다. 용융 유리는 제1 둑 및 제2 둑 위에서 그리고, 제1 둑 및 제2 둑으로부터 각각 연장되는 제1 형성 표면 및 제2 형성 표면을 따라서 아래로 유동한다. 제1 형성 표면 및 제2 형성 표면은 근부에서 수렴되고, 제1 형성 표면 및 제2 형성 표면을 따라서 아래로 유동되는 용융 유리는 근부에서 수렴되고 유리 리본을 형성한다. 용융 유리는, 형성 본체 위에 배치되고 지지 판으로부터 매달리는 복수의 열적 요소로 홈통 내에서 국소적으로 가열 또는 냉각된다. 지지 판은 형성 본체의 길이를 따라 외장의 상단 패널 위에 배치되고 그에 실질적으로 평행하게 연장하고 그를 가로지른다. 홈통 내의 용융 유리의 국소적인 가열 또는 냉각은 홈통의 길이를 따라 용융 유리의 온도 및 점도를 조작한다. 실시예에서, 복수의 열적 요소는 균일한 길이의 복수의 가열 요소이고, 복수의 가열 요소의 하단 부분들은 형성 본체의 길이를 따라 외장의 상단 패널로부터 동일한 거리에 위치된다. 복수의 열적 요소가, 형성 본체의 길이 및 폭을 따라서 지지 판으로부터 매달린 복수의 열적 차폐부에 의해서 형성된 복수의 중공형 컬럼 내에 배치될 수 있다. 복수의 중공형 컬럼은 형성 본체의 길이를 따라 균일한 횡단면 크기 및 부피를 가질 수 있다.
유리 형성 장치의 부가적인 특징 및 장점은, 후속되고, 부분적으로 관련 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있는 구체적인 설명에서 기술될 것이고, 또는 이하의 상세한 설명, 청구범위, 뿐만 아니라 첨부 도면을 포함하는, 본원에서 설명된 실시예를 실시하는 것에 의해서 인식될 것이다.
전술한 일반적인 설명 및 이하의 구체적인 설명 모두가 다양한 실시예를 설명한다는 것, 그리고 청구된 청구 대상의 성질 및 특징을 이해하기 위한 개관 또는 틀을 제공하도록 의도되었다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 첨부 도면이 다양한 실시예의 추가적인 이해를 제공하기 위해서 포함되었고, 본 명세서에 통합되고 그 일부를 구성한다. 도면은 본원에서 설명된 여러 실시예를 도시하고, 설명과 함께, 청구된 청구 대상의 원리 및 동작을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 유리 형성 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2a는 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 형성 본체의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 2b는 도 2a의 형성 본체의 횡단면을 개략적으로 도시한다.
도 3a는 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 외장 내에 배치된 형성 본체 및 외장 위에 배치된 열적 요소의 어레이의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 3b는 도 3a의 원형 섹션(3b)의 확대도를 개략적으로 도시한다.
도 3c는 도 3a의 형성 본체, 외장 및 열적 요소의 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시한다.
도 3d는 도 3a의 형성 본체, 외장 및 열적 요소의 하단 부분의 부분적 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 외장 내에 배치된 형성 본체, 및 외장의 측면 패널에 인접하여 연장되는 열적 요소의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 냉각 요소 형태의 열적 요소의 부분 횡단면을 개략적으로 도시한다.
도 6은 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 외장 내의 형성 본체, 열적 요소의 어레이, 및 외장 위에 배치된 열적 차폐부의 어레이의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 7은 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 외장 내의 형성 본체, 열적 요소의 어레이, 열적 차폐부의 어레이, 및 형성 본체의 둑에 실질적으로 평행하게 연장되는 지지 판의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 8은 도 7의 지지 판의 상면도를 개략적으로 도시한다.
도 9는 복수의 가열 요소 및 적어도 하나의 냉각 요소와 함께 도 5의 외장 내의 형성 본체의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 10a는 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 형성 본체, 외장, 및 외장 위에 배치된 가열 요소의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 10b는 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 단일 가열 구역과 함께 도 10a의 가열 요소의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 10c는 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 2개의 가열 구역과 함께 도 10a의 가열 요소의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 10d는 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 3개의 가열 구역과 함께 도 10a의 가열 요소의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 11a는 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 형성 본체, 외장, 및 외장 위에 배치된 가열 요소, 및 형성 본체의 유입구 단부 내로 연장되는 가열 요소의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 11b는 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 단일 가열 구역과 함께 도 11a의 가열 요소의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 11c는 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 2개의 가열 구역과 함께 도 11a의 가열 요소의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 11d는 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 3개의 가열 구역과 함께 도 11a의 가열 요소의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 12a는 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 홈통을 둘러싸는 외장 위에 배치된 (열적 요소 하단 부분의 어레이로서 도시된) 열적 요소의 어레이와 함께 형성 본체 내의 용융 유리의 열적 모델을 개략적으로 도시한다.
도 12b는 외장 위의 열적 요소의 위치를 보여주는, 도 12a의 모델의 상면도를 개략적으로 도시한다.
도 13a는 본원에서 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 형성 본체 홈통의 길이를 따른 정규화된 위치에 따른, 등온 온도 프로파일(ISOTHERMAL), 선형 감소 온도 프로파일(Ldec), 및 선형 증가 온도 프로파일(Linc)을 그래프로 도시한다.
도 13b는 형성 본체 홈통의 길이를 따른 정규화된 위치에 따른 그리고 도 13a에 도시된 등온 온도 프로파일(ISOTHERMAL), 선형 감소 온도 프로파일(Ldec), 및 선형 증가 온도 프로파일(Linc)에 따른, 형성 본체 둑 위의 정규화된 용융 유리 질량 유량을 그래프로 도시한다.
도 13c는 선형 감소 온도 프로파일(Ldec) 및 선형 증가 온도 프로파일(Linc)에 대한 도 13b에 도시된 등온 온도 프로파일에 대한 용융 유리 유량과 관련된 정규화된 용융 유리 질량 유량의 편차를 그래프로 도시한다.
도 14a는 본원에서 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 4개의 상이한 용융 유리 홈통 유입구 온도(1, 2, 3, 4)에 따른 형성 본체 홈통의 길이를 따른 정규화된 위치에 따른 용융 유리의 온도 프로파일을 그래프로 도시한다.
도 14b는 도 13a에 도시된 온도 프로파일(ISOTHERMAL, Ldec, Linc) 및 도 14a에 도시된 온도 프로파일(1, 2, 3, 4)에 따른 형성 본체 둑 위의 정규화된 용융 유리 질량 유량을 그래프로 도시한다.
도 14c는 도 14b에 도시된 용융 유리 질량 유동(Ldec, Linc, 1, 2, 3 및 4)에 대한 유리 리본의 정규화된 폭에 따른 정규화된 유리 리본의 두께 변화를 그래프로 도시한다.
도 15a는 국소적인 냉각이 홈통 유입구 단부의 상단 부분(TOP COOL) 및 하단 부분(BOTTOM COOL)에 인가된, 형성 본체 홈통의 길이를 따른 정규화된 위치에 따른 정규화된 용융 유리 질량 유량을 그래프로 도시한다.
도 15b는 국소적인 냉각이 홈통 유입구 단부에서(INLET COOL, INLET COOL 2.5x), 국소적인 냉각이 홈통 원위 단부에서(COMPRESSION COOL, COMPRESSION COOL 2.5x)에서, 그리고 국소적인 가열이 홈통 유입구 단부에서(INLET HEAT) 인가된, 형성 본체 홈통의 길이를 따른 정규화된 위치에 따른 정규화된 용융 유리 질량 유량을 그래프로 도시한다.
도 16a는 형성 본체 홈통의 길이를 따른 정규화된 위치에 따른, 형성 본체 홈통의 표면, 중심, 및 하단에서의 용융 유리의 응답 온도를 그래프로 도시한다.
도 16b는 형성 본체 홈통의 길이를 따른 정규화된 위치에 따른, 형성 본체 홈통의 표면, 중심, 및 하단에서의 용융 유리의 응답 온도를 그래프로 도시한다.
도 17은 형성 본체 홈통의 길이를 따른 정규화된 위치 및 형성 본체 홈통 위에 배치된 가열 요소의 구성에 따른, 형성 본체 홈통내의 용융 유리의 온도 프로파일을 그래프로 도시한다.
도 18은 형성 본체 홈통의 길이를 따른 정규화된 위치 및 형성 본체 위에 배치된 가열 요소의 구성에 따른, 형성 본체 홈통내의 용융 유리의 정규화된 점도를 그래프로 도시한다.
이제, 첨부 도면에 예가 도시된, 유리 형성 장치를 위한 형성 본체의 실시예를 구체적으로 참조할 것이다. 가능한 경우에, 동일한 또는 유사한 부분을 지칭하기 위해서, 도면 전체를 통해서 동일한 참조 번호가 이용될 것이다. 유리 형성 장치의 일 실시예가 도 7에 개략적으로 도시되어 있다. 유리 형성 장치는 형성 본체를 포함할 수 있고, 형성 본체는 상부 부분 및 상부 부분으로부터 연장되고 근부에서 수렴되는 제1 형성 표면 및 제2 형성 표면을 갖는다. 용융 유리를 수용하기 위한 홈통이 상부 부분 내에 포함되고, 유입구 단부, 원위 압축 단부, 제1 둑 및 제1 둑에 대향되고 그로부터 이격된 제2 둑, 그리고 제1 둑과 제2 둑 사이에서 연장되는 기부에 의해서 형성된다. 형성 본체는, 상단 패널 및 측면 패널들의 쌍을 갖는 외장 내에 배치된다. 상단 패널은 형성 본체의 길이를 따라서 제1 둑 및 제2 둑의 상단 표면들 위에 배치되고 그 표면들에 실질적으로 평행하게 연장되고 그 표면들을 가로지른다. 적어도 하나의 열적 요소가 외장 위에서 지지 판으로부터 매달린다. 예를 들어, 열적 요소의 어레이가 외장 위에서 지지 판으로부터 매달리고, 열적 요소의 어레이는 홈통 내의 용융 유리를 국소적으로 가열 또는 냉각하도록 동작될 수 있고, 그에 의해서 홈통의 길이를 따라 용융 유리의 온도 및 점도를 조작할 수 있다. 지지 판은 균일한 크기(즉, 길이)의 열적 요소가 형성 본체의 길이를 따라서 이용될 수 있도록, 외장의 상단 패널 위에 배치되고 그에 실질적으로 평행하게 연장하고 그를 가로지른다. 적어도 하나의 열적 요소를 이용한 홈통의 길이를 따른 용융 유리의 온도 및 점도의 조작은, 유리 리본 형성 캠페인 중에, 형성 본체의 물리적 치수 변화에 대한 보상을 제공할 수 있다. 구체적으로 첨부 도면을 참조하여, 유리 형성 장치의 여러 실시예를 본원에서 더 구체적으로 설명할 것이다.
본원에서 사용된 바와 같은 방향적 용어 - 예를 들어, 상, 하, 우측, 좌측, 전방, 후방, 상단부, 하단부 - 는 단지 도시된 바와 같은 도면을 참조하여 기재된 것이고 절대 배향을 암시하기 위한 것은 아니다.
달리 명백하게 기술되지 않는 한, 본원에서 기술된 임의 방법에서 그 단계들이 특별한 순서로 실시될 것을 요구하는 것으로 그리고 어떠한 장치, 특정 배향이 요구되는 것으로 결코 해석되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 그 단계들이 따라야 하는 순서를 실제로 기재하지 않는 경우에, 또는 어떠한 방법 청구항도 개별적인 구성요소에 대한 순서 또는 배향을 실제로 기재하지 않는 경우에, 또는 단계가 특정 순서로 제한된다는 것이 청구항이나 상세한 설명에서 달리 구체적으로 기술되어 있지 않는 경우에, 또는 장치의 구성요소에 대한 특정 순서 또는 배향이 기재되어 있지 않는 경우에, 어떠한 면에서도, 순서 또는 배향이 결코 추정되지 않는다. 이는: 단계의 배열, 동작적 흐름, 구성요소의 순서, 또는 구성요소의 배향에 대한 논리 문제; 문법적 구성이나 구두점에서 파생된 평범한 의미; 명세서에서 설명된 실시예의 수 또는 유형을 포함하는, 해석을 위한 임의의 가능한 비-명시적 기반에서 적용된다.
본원에서 사용된 바와 같이, 문맥에서 달리 명백하게 기재되어 있지 않는 한, 단수 형태("a", "an", 및 "the")가 복수의 대상을 포함한다. 그에 따라, 예를 들어, "하나의" 구성요소에 대한 언급은, 문맥에서 달리 명백하게 기재되어 있지 않는 한, 둘 이상의 그러한 구성요소를 가지는 양태를 포함한다.
이제 도 1을 참조하면, 유리 리본(12)과 같은 유리 물품을 제조하기 위한 유리 형성 장치(10)가 개략적으로 도시되어 있다. 유리 형성 장치(10)는 일반적으로 저장 빈(storage bin)(18)으로부터 배치 재료(batch material)(16)를 수용하도록 구성된 용융 용기(15)를 포함할 수 있다. 배치 재료(16)는 모터(22)에 의해서 동력을 공급 받는 배치 전달 디바이스(20)에 의해서 용융 용기(15) 내로 도입될 수 있다. 선택적인 제어기(24)가 제공되어 모터(22)를 활성화시킬 수 있고, 용융 유리 레벨 탐침(28)을 이용하여 주입파이프(standpipe)(30) 내의 용융 유리 레벨을 측정할 수 있고 측정된 정보를 제어기(24)에 통신할 수 있다.
유리 형성 장치(10)는 또한 제1 연결 관(36)에 의해서 용융 용기(15)에 커플링된, 청징관(fining tube)과 같은, 청징 용기(38)를 포함할 수 있다. 혼합 용기(42)가 제2 연결 관(40)으로 청징 용기(38)에 커플링된다. 전달 용기(46)가 전달 도관(44)으로 혼합 용기(42)에 커플링된다. 유리 용융체를 전달 용기(46)로부터 형성 본체(60)의 유입구 단부(50)에 전달하도록, 하강관(downcomer)(48)이 배치된다. 본원에서 도시되고 설명된 실시예에서, 형성 본체(60)는, 아이소파이프로도 지칭될 수 있는, 융해-형성 용기이다.
용융 용기(15)는 전형적으로 내화 (예를 들어, 세라믹) 브릭과 같은 내화 재료로 제조된다. 유리 형성 장치(10)는, 예를 들어, 백금, 또는 백금-로듐, 백금-이리듐 및 그 조합과 같은 백금-함유 금속과 같은, 전기 전도성 내화 금속으로 전형적으로 제조되는 구성요소를 더 포함할 수 있다. 그러한 내화 금속은 또한 몰리브덴, 팔라듐, 레늄, 탄탈륨, 티타늄, 텅스텐, 루테늄, 오스뮴, 지르코늄, 및 그 합금 및/또는 지르코늄 이산화물을 포함할 수 있다. 전기 전도성 내화 금속 함유 구성요소가 제1 연결 관(36), 청징 용기(38), 제2 연결 관(40), 주입파이프(30), 혼합 용기(42), 전달 도관(44), 전달 용기(46), 하강관(48), 및 유입구 단부(50) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이제 도 1 내지 도 2b를 참조하면, 형성 본체(60)는, 유입구 단부(52) 및 유입구 단부(52)에 대향되는 원위 단부(58)를 갖춘 홈통(61)을 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 형성 본체(60)의 요소의 "원위" 단부는 (요소의 상류 또는 "유입구" 단부에 대한) 요소의 하류 단부를 지칭하도록 의도될 것이다. 홈통(61)은 형성 본체(60)의 상부 부분(65) 내에 위치되고, 상단 표면(67a) 및 외부 수직 표면(110)을 갖춘 제1 둑(67), 상단 표면(68a) 및 외부 수직 표면(112)을 갖춘 제2 둑(68), 및 기부(69)를 포함한다. 상단 표면(67a) 및 상단 표면(68a)은 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라서 연장되고, 단일 평면 내에 놓일 수 있다. 실시예에서, 상단 표면(67a, 68a)은 수평 평면 내에 놓이고, 즉 상단 표면(67a, 68a)은 도면에 도시된 X-Y 평면 내에 놓인다. 다른 실시예에서, 상단 표면(67a, 68a)은 수평이 아닌 평면 내에 놓이고, 즉 상단 표면(67a, 68a)은 도면에 도시된 X-Y 평면 내에 놓이지 않는다. 홈통(61)은 형성 본체를 따르는 길이에 따라 깊이가 변동될 수 있다. 형성 본체(60)는 제1 형성 표면(62) 및 제2 형성 표면(64)을 더 포함할 수 있다. 제1 형성 표면(62) 및 제2 형성 표면(64)은 형성 본체(60)의 상부 부분(65)으로부터 수직 하향 방향으로(즉, 도면에 도시된 좌표 축의 -Z 방향으로) 연장되고 서로를 향해서 수렴되어, 근부(70)로도 지칭될 수 있는, 형성 본체(60)의 하부(하단) 연부에서 만난다. 따라서, 제1 형성 표면(62) 및 제2 형성 표면(64)이, 근부(70)가 하류 방향으로 삼각형의 최하부 정점을 형성하는 상태로 형성 본체(60)의 상부 부분(65)으로부터 연장되는 반전된 이등변(또는 등변) 삼각형을 형성한다는 것을 이해하여야 한다. 인발 평면(72)이 일반적으로 도면에 도시된 좌표 축의 +/- Y 방향으로 근부(70)를 양분하고 수직 하향 방향(-Z 방향)으로 연장된다.
도 1 내지 도 2b를 여전히 참조하면, 동작 시에, 배치 재료(16), 구체적으로 유리를 형성하기 위한 배치 재료가 배치 전달 장치(20)로 저장 빈(18)으로부터 용융 용기(15) 내로 공급된다. 배치 재료(16)는 용융 용기(15) 내에서 용융 유리로 용융된다. 용융 유리는 제1 연결 관(36)을 통해서 용융 용기(15)로부터 청징 용기(38) 내로 전달된다. 유리 결함을 초래할 수 있는 용해된 가스가 청징 용기(38) 내에서 용융 유리로부터 제거된다. 이어서, 용융 유리는 제2 연결 관(40)을 통해서 청징 용기(38)로부터 혼합 용기(42) 내로 전달된다. 혼합 용기(42)는, 예를 들어 교반에 의해서, 용융 유리를 균질화하고, 균질화된 용융 유리는 전달 도관(44)을 통해서 전달 용기(46)에 전달된다. 전달 용기(46)는 균질화된 용융 유리를 하강관(48)을 통해서 그리고 형성 본체(60)의 유입구 단부(50) 내로 방출하고, 유입구 단부는 다시 균질화된 용융 유리를 형성 본체(60)의 홈통(61) 내로 홈통(61)의 원위 단부(58)를 향해서 전달한다.
균질화된 용융 유리는 형성 본체(60)의 홈통(61)을 충진하고 최종적으로 범람하여, 형성 본체(60)의 길이(L)의 적어도 일부를 따라 형성 본체(60)의 상부 부분(65)의 제1 둑(67) 및 제2 둑(68) 위에서 그리고 이어서 수직 하향 방향(-Z 방향)으로 유동한다. 균질화된 용융 유리는 형성 본체(60)의 상부 부분(65)으로부터 그리고 제1 형성 표면(62) 및 제2 형성 표면(64) 상으로 유동된다. 제1 형성 표면(62) 및 제2 형성 표면(64) 위에서 유동되는 균질화된 용융 유리의 스트림들이 근부(70)에서 합쳐지고 함께 융합되어, 인발 평면(72) 상에서 당김 롤(미도시)에 의해서 하류 방향으로 인발되는 유리 리본(12)을 형성한다. 두께 측정 장치(25)가 유리 리본(12)의 폭(+/- X 방향)을 따라 유리 리본(12)의 두께를 측정한다. 폭을 따른 유리 리본(12)의 두께 측정 값은 제어기(27)에 전송될 수 있고, 제어기(27)는, 본원에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 제1 둑(67) 및 제2 둑(68) 위에서 유동되는 용융 유리의 국소적인 가열 또는 냉각을 조정할 수 있다. 유리 리본(12)은, 예를 들어 유리 리본(12)을 구분된 유리 시트들로 분절화(segmenting)하는 것, 유리 리본(12)을 그 자체 위에서 롤링하는 것, 및/또는 하나 이상의 코팅을 유리 리본(12)에 도포하는 것에 의해서, 형성 본체(60)의 하류에서 더 프로세스될 수 있다.
형성 본체(60)는 전형적으로, 용융 유리와 화학적으로 양립 가능하고 융해 형성 프로세스와 연관된 고온을 견딜 수 있는 내화 세라믹 재료로 형성된다. 형성 본체를 형성하기 위한 전형적인 재료는, 비제한적으로, 지르콘(예를 들어, 지르코니아), 규소 탄화물, 제노타임(xenotime), 및/또는 알루미나 기반의 내화 세라믹을 포함한다. 형성 본체(60)의 홈통(61) 내로 유동되는 용융 유리의 질량은 외향 압력을 제1 및 제2 둑(67, 68)에 인가한다. 이러한 압력은, 형성 본체(60)의 제조에 이용된 내화 세라믹 재료의 고온 크리프와 조합되어, 제1 및 제2 둑(67, 68)이, 수년의 기간에 걸쳐질 수 있는 유리 인발 캠페인의 과정 중에 점진적으로 외측으로(즉, 도 2b에 도시된 좌표 축의 제1 둑(67)에 대한 -Y 방향 및 제2 둑(68)에 대한 +Y 방향으로) 휘어지게 할 수 있다. 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라 불균일할 수 있는, 제1 및 제2 둑(67, 68)의 외향 휘어짐 및 형성 본체(60)의 처짐(sag)은, 예를 들어, 휘어짐이 가장 현저한 제1 및 제2 둑(67, 68) 위에서 유리 유동을 감소시키는 것, 그리고 휘어짐이 가장 적은 제1 및 제2 둑(67, 68) 위에서 유리 유동을 증가시키는 것에 의해서, 홈통(61) 내의 유리 분포를 상당히 변경할 수 있다. 변경된 유리 분포는 결과적인 유리 리본(12) 내에서 바람직하지 못한 두께 및 폭 변동을 유발할 수 있고, 이는 다시, 사양(specification)을 벗어난 유리 리본이 폐기됨에 따라, 프로세스 비효율성을 초래할 수 있다. 제1 및 제2 둑(67, 68)의 휘어짐 또는 형성 본체(60)의 처짐이 시간에 따라 진행됨으로써, 형성 본체의 이용이 중단되어야 하고 유리 형성 장치가 제구축되어야 한다.
외측으로 휘어진 제1 및 제2 둑(67, 68)에 더하여, 형성 본체(60)는 재료 크리프로 인해서 그 길이(L)를 따라 하향 방향(-Z 방향)으로 처지는 경향을 가질 수 있다. 이러한 처짐은 형성 본체(60)의 길이(L)의 지지되지 않는 중간 지점에서 가장 현저할 수 있다. 형성 본체(60) 내의 처짐은 형성 표면(62, 64) 위에서 유동하는 균질화된 용융 유리가 재분포되게 하여, 형성 표면(62, 64) 위에서 용융 유리의 불-균일한 유동을 생성하고, 이는 결과적인 유리 리본(12)의 치수 특성의 변화를 초래한다. 예를 들어, 유리 리본(12)의 두께가 처짐으로 인해서 유리 리본의 중심에 근접하여 증가될 수 있다. 또한, 처짐으로 인한 길이(L)를 따른 형성 표면(62, 64)의 중심을 향한 용융 유리 유동의 재분포는 형성 본체(60)의 단부에 근접한 유리 유동의 감소를 유발하여, 도면에 도시된 좌표 축의 +/- X 방향을 따른 유리 리본(12)의 치수의 불균일성을 초래한다.
본원에서 설명된 유리 형성 장치(10)의 실시예는 제1 및 제2 둑(67, 68) 내의 외향 휘어짐 및 형성 본체(60)의 처짐을 보상하고, 그에 의해서 형성 본체(60)의 수명을 연장하고 그로부터 형성된 유리 리본(12)의 치수 특성을 안정화한다.
이제 도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 본원에서 설명된 유리 형성 장치의 실시예는 형성 본체(60) 위에 배치된 적어도 하나의 열적 요소를 포함한다. 열적 요소는 형성 본체의 홈통의 길이를 따라 용융 유리의 온도를 조절하기 위해서, 그에 의해서 용융 유리의 점도 그리고, 그에 따라 형성 본체의 둑 위의 용융 유리의 유동을 제어하기 위해서 이용된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 열적 요소의 어레이(200)가 도 3a에 도시된 바와 같이 형성 본체(60)의 길이(L)의 적어도 일부 또는 전체를 따라서 연장된다. 열적 요소의 어레이(200)는, 지지부(90)로부터 매달리고 지지부(90)로부터 형성 본체(60)의 홈통(61) 위의 위치까지 연장되는 복수의 열적 요소(210)를 포함할 수 있다. 열적 요소의 어레이(200)는 또한 도 3c에 도시된 바와 같이 형성 본체(60)의 폭(W)을 따라서 연장될 수 있다. 실시예에서, 형성 본체(60)는 외장(80) 내에 배치될 수 있고, 그러한 외장은 상단 패널(82), 제1 둑(67)에 인접하고 그에 실질적으로 평행하게 하류 방향(-Z 방향)으로 상단 패널(82)로부터 연장되는 제1 측면 패널(84), 및 제2 둑(68)에 인접하고 그에 실질적으로 평행하게 하류 방향으로 상단 패널(82)로부터 연장되는 제2 측면 패널(86)을 포함한다. 그러한 실시예에서, 복수의 열적 요소(210)가 외장(80) 위에 배치될 수 있다. 외장(80)은, 열적 요소(210)의 블리스터링 또는 스케일링(blistering or scaling)으로부터의 파편과 같은, 열적 요소의 어레이로부터의 파편이 홈통(61) 내의 용융 유리 내로 낙하하는 것 및/또는 외부 수직 표면(110, 112) 아래로 유동되는 용융 유리에 점착되는 것을 방지한다. 따라서, 외장(80)은 용융 유리의 오염 감소에 도움을 주고, 상단 패널(82)은 열적 요소(210)와 용융 유리 사이의 열적 확산을 제공하고, 그에 따라 용융 유리 내의 구분된(discrete) 온도 및 점도 차이가 방지된다. 외장(80)을 형성하는데 적합한 재료는, 예시적으로, 비제한적으로 SiC 및 SiN을 포함하는, 큰 열전도도, 큰 방사율 및 큰 내열성을 갖는 재료이다.
일부 실시예에서, 복수의 열적 요소(210)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 가열 요소(212)인 반면, 다른 실시예에서, 열적 요소(210)의 어레이는 도 5에 도시된 바와 같은 냉각 요소(216)이다. 또 다른 실시예에서, 복수의 열적 요소(210)가 가열 요소(212) 및 냉각 요소(216)의 조합을 포함한다. 가열 요소는 도 3b에 도시된 바와 같이 하단 부분(214)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 하단 부분(214)은, 가열 요소(212)의 궁형 하단으로부터 연장되는 가열 요소(212)의 실질적으로 평행한 선형 섹션의 쌍을 갖는 U-형상일 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이 가열 요소(212)를 통해서 흐르는 전류(i)는 가열 요소(212)의 저항 가열을 초래한다. 냉각 요소(216)(도 5)는 내부 U-형상 관(217)을 가질 수 있고, 그러한 관을 통해서 냉각 유체가 유동된다. 냉각 유체는, 비제한적으로, 질소 또는 공기와 같은 기체, 물과 같은 액체 냉각제, 또는 기타를 포함할 수 있다. 내부 U-형상 관(217)은 폐쇄된 하단 표면(219)을 갖는 외부 관(218) 내에 배치될 수 있다. 내부 U-형상 관(217)을 통해서 유동하는 냉각 유체는 냉각 요소(216)의 대류 냉각을 초래한다. 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라서 배치된 가열 요소(212)의 저항 가열 또는 냉각 요소(216)의 대류 냉각은, 각각, 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라 홈통(61) 내의 용융 유리에 열을 제공하거나 그로부터 열을 추출할 수 있다. 가열 요소(212)의 저항 가열 또는 냉각 요소(216)의 대류 냉각은 또한, 각각, 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라서 상부 부분(65)의 제1 둑(67) 및 제2 둑(68) 위에서 유동하는 용융 유리에 열을 제공하거나 그로부터 열을 추출할 수 있다.
도 3a 내지 도 3d에 도시된 실시예에서, 가열 요소(212)의 하단 부분(214)은 외장(80)의 상단 패널(82), 홈통(61) 및 홈통(61) 내의 용융 유리 위에(+Z 방향) 배치된다. 실시예에서, 복수의 가열 요소(212)는, 가열 요소(212)의 하단 부분(214)만을 도시하는 도 3d에 도시된 바와 같이 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라서 연장되는 하나 이상의 행(row)으로 배열될 수 있다. 가열 요소(212)의 각각의 행이 상단 패널(82)의 중앙 축(5)을 중심으로 대칭적일 수 있고, 그에 따라 형성 본체(60)의 폭에 걸쳐(즉, +/- Y 방향으로) 용융 유리에 균일한 가열을 제공할 수 있다. 실시예에서, 가열 요소(212)의 인접 행들이 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라 서로 오프셋되거나 엇갈린다. 즉, 가열 요소(212)의 하나의 행 내의 개별적인 가열 요소(212)는 가열 요소(212)의 인접한 행 내의 개별적인 가열 요소(212)에 대해서 길이방향(+X 방향)으로 오프셋된다. 다른 실시예에서, 가열 요소(212)의 인접 행들이 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라 서로 오프셋되거나 엇갈리지 않는다. 즉, 가열 요소(212)의 하나의 행 내의 개별적인 가열 요소(212)는 가열 요소(212)의 인접한 행 내의 개별적인 가열 요소(212)에 대해서 길이방향(+X 방향)으로 오프셋되지 않는다.
본원에서 설명된 실시예에서, 복수의 열적 요소(210)(가열 요소(212) 및/또는 냉각 요소(216))의 각각이 독립적으로 제어될 수 있고, 그에 의해서 형성 본체(60)의 길이(L) 및 폭(W)을 따라 홈통(61) 내의 용융 유리의 국소적인 가열 또는 냉각을 가능하게 한다. 복수의 열적 요소(210)의 독립적인 제어는 홈통(61) 내의 용융 유리의 온도 및 점도의 국소적인 제어 및 제1 및 제2 둑(67, 68) 위에서 유동하는 용융 유리의 온도 및 점도의 국소적인 제어를 가능하게 하고, 이는 다시 형성 본체(60)의 제1 및 제2 둑(67, 68) 위의 용융 유리의 질량 유동의 유동의 국소적인 제어를 가능하게 한다는 것을 이해하여야 한다.
이제 도 3a 내지 도 3d 및 도 4를 참조하면, 실시예에서, 열적 요소의 어레이는 외장(80)의 측면을 따라서 수직으로(+/- Z 방향)으로 연장되는 열적 요소를 더 포함할 수 있다. 특히, 일반적으로 수직 배향(+/- Z 방향)을 갖는 측면 열적 요소(213)가 도 4에 도시된 바와 같이 제1 측면 패널(84), 제2 측면 패널(86) 또는 제1 측면 패널(84) 및 제2 측면 패널(86)을 따라서 연장될 수 있다. 실시예에서, 외장(80)은 측면 열적 요소(213) 및 형성 본체(60) 사이에 배치된다. 외장(80)이, 측면 열적 요소(213)의 블리스터링 또는 스케일링으로부터의 파편과 같은, 측면 열적 요소(213)로부터의 파편이 외부 수직 표면(110, 112) 아래로(-Z 방향) 유동하는 용융 유리를 오염시키는 것을 방지하는데 도움을 준다는 것이 이해될 것이다. 또한, 측면 패널(84, 86)은 측면 열적 요소(213)와 용융 유리 사이의 열적 확산을 제공하고, 그에 따라 용융 유리 내의 구분된 온도 및 점도 차이가 방지된다. 측면 열적 요소(213) 중 하나 이상이 제1 측면 패널(84) 및 제1 둑(67)에 인접하고 그에 실질적으로 평행하게 배치될 수 있고, 및/또는 측면 열적 요소(213) 중 하나 이상이 제2 측면 패널(86) 및 제2 둑(68)에 인접하고 그에 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다. 제1 측면 패널(84), 제2 측면 패널(86) 또는 제1 측면 패널(84) 및 제2 측면 패널(86) 모두에 인접하고 그에 실질적으로 평행하게 배치되는 하나 이상의 측면 열적 요소(213)가 독립적으로 제어될 수 있고, 그에 의해서 제1 둑(67), 제2 둑(68) 또는 제1 둑(67) 및 제2 둑(68) 모두의 위와 아래에서 각각 유동되는 용융 유리의 국소적인 가열을 가능하게 한다. 따라서, 하나 이상의 측면 열적 요소가 제1 둑(67) 및 제2 둑(68) 위에서 유동하는 용융 유리의 온도 및 점도를 그리고, 그에 따라, 형성 본체(60)의 길이(L)를 따른 용융 유리의 질량 유동을 조절하기 위해서 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 전술한 복수의 열적 요소(210)와 유사하게, 실시예에서, 측면 열적 요소(213)는 가열 요소, 예를 들어, 도 3b에 도시된 바와 같은 가열 요소(212)인 반면, 다른 실시예에서, 측면 열적 요소(213)는 냉각 요소, 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같은 냉각 요소(216)이다. 또 다른 실시예에서, 측면 열적 요소(213)가 가열 요소(212) 및 냉각 요소(216)의 조합을 포함한다. 형성 본체(60)의 길이(L)를 따른 측면 열적 요소(213)의 저항 가열 또는 대류 냉각은, 각각, 제1 및 제2 둑(67, 68) 위에서 유동하는 용융 유리에 및/또는 외부 수직 표면(110, 112) 아래로 유동하는 용융 유리에 열을 제공하거나 그로부터 열을 추출한다. 비록 도 4가 제1 측면 패널(84) 및 제2 측면 패널(86)을 따라 연장되는 측면 열적 요소(213)만을 도시하지만, 열적 요소(210)는 또한 도 3a에 도시된 바와 같이 외장(80) 위에, 예를 들어, 상단 패널(82) 위에 또한 배치될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
실시예에서, 복수의 열적 요소(210) 및 측면 열적 요소(213)는 교체 가능하다. 예를 들어, 열적 요소(210) 또는 측면 열적 요소(213)가 유리 리본 캠페인 중에 고장난 경우에, 고장난 열적 요소(210) 또는 고장난 측면 열적 요소(213)가 제거되고 적절하게 기능하는 가열 요소(212)로 교체될 수 있거나, 대안적으로 적절하게 기능하는 냉각 요소(216)로 교체될 수 있다. 복수의 열적 요소(210) 및 측면 열적 요소(213)가 홈통(61) 내의 용융 유리의 온도 및 점도의 향상된 제어 및 제1 및 제2 둑(67, 68) 위의 용융 유리 질량 유동의 조작을 제공할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 용융 유리의 온도의 그러한 제어는, 유리 리본 형성 캠페인 중에, 형성 본체의 물리적 치수 변화, 예를 들어, 형성 본체(60)의 처짐 또는 제1 및 제2 둑(67, 68)의 펼쳐짐을 보상할 수 있게 한다.
이제 도 6을 참조하면, 열적 요소(예를 들어, 가열 및/또는 냉각 요소)의 어레이 및 열적 차폐부의 어레이를 갖는 형성 본체(60)의 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 특히, 이러한 실시예에서, 열적 요소의 어레이(200)는 인접 열적 요소들(210) 사이에 배치된 열적 차폐부(240)를 포함한다. 열적 차폐부(240)는 인접 열적 요소들(210)에 의해서 제공되는 가열 및/또는 냉각의 복사 열 제어 및 향상된 국소화를 제공한다. 실시예에서, 열적 차폐부(240)는 또한, 측면 열적 요소(213)가 포함될 때, 측면 열적 요소들(213)(도 6에 미도시) 사이에 배치될 수 있다. 열적 차폐부(240)는 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라(+/- X-방향) 인접 열적 요소들(210) 사이에, 형성 본체(60)의 폭(W)을 따라(+/- Y-방향) 인접 열적 요소들(210) 사이에, 또는 형성 본체(60)의 길이(L) 및 폭(W) 모두를 따라 인접 열적 요소들(210) 사이에 배치될 수 있다. 열적 차폐부(240)가 홈통(61) 내의 용융 유리의 온도 및 점도의 향상된 제어 및 제1 및 제2 둑(67, 68) 위의 용융 유리 질량 유동의 조작을 제공할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 용융 유리의 온도의 그러한 제어는, 유리 리본 형성 캠페인 중에, 형성 본체의 물리적 치수 변화, 예를 들어, 형성 본체의 처짐 또는 둑들의 펼쳐짐을 보상할 수 있게 한다.
이제 도 7 내지 도 9를 참조하면, 열적 요소(예를 들어, 가열 및/또는 냉각 요소)의 어레이, 열적 차폐부의 어레이, 및 형성 본체(60)의 둑에 실질적으로 평행하게 연장되는 지지부를 갖는 형성 본체(60)의 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 특히, 이러한 실시예에서, 열적 요소의 어레이(200)가 매달린 지지부는, 홈통(61)의, 각각의, 제1 및 제2 둑(67, 68)의 상단 표면(67a, 68a) 위에(+Z 방향) 배치되고 그에 실질적으로 평행하게 연장되고 가로지르는 지지 판(92)의 형태일 수 있다. 상단 표면(67a) 및 상단 표면(68a)은 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라서 연장되고, 평면 내에 놓일 수 있다. 실시예에서, 상단 표면(67a, 68a)은 수평 평면(즉, 도 7 및 도 9에 도시된 X-Y 평면) 내에 놓인다. 다른 실시예에서, 상단 표면(67a, 68a)은 수평 평면 내에 놓이지 않는다. 따라서, 지지 판(92)은 도 7 및 도 9에 도시된 X-Y 평면에 실질적으로 평행하게 연장될 수 있거나, 대안예에서, 지지 판(92)이, 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라, 둑(67, 68)의 상단 표면(67a, 68a) 각각에 실질적으로 평행하게 연장되기만 한다면, 지지 판(92)은 도 7 및 도 9에 도시된 X-Y 평면에 실질적으로 평행하게 연장되지 않을 수 있다.
실시예에서, 상단 패널(82)은 상단 표면(67a, 68a)을 가로질러 그리고 그에 실질적으로 평행하게 연장되고, 즉 상단 패널은, 상단 표면(67a, 68a)이 놓이는 평면에 실질적으로 평행한 평면 내에 놓이고, 지지 판(92)은 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라 상단 패널(82)로부터 동일 거리에 위치된다. 따라서, 지지 판(92), 상단 패널(82), 및 제1 및 제2 둑(67, 68)의 상단 표면(67a, 68a) 각각은 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라서 서로 실질적으로 평행하다.
제1 둑(67) 및 제2 둑(68)이 도 7에 도시된 바와 같이 수평(X-축)에 대해서 경사져 홈통(61)의 유입구 단부(52)로부터 연장될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 본원에서 사용된 바와 같이, "경사"라는 용어는 0이 아닌 각도를 지칭한다. 예를 들어 그리고 비제한적으로, 제1 둑(67) 및 제2 둑(68)이, 수평에 대해서 2도 이상의 각도로, 홈통(61)의 유입구 단부(52)로부터 연장될 수 있다. 실시예에서, 제1 둑(67) 및 제2 둑(68)은 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이 수평에 대해서 음으로 경사져(예를 들어, -2도 이하) 홈통(61)의 유입구 단부(52)로부터 연장될 수 있다.
특히 도 7을 참조하면, 지지 판(92)이 상단 패널(82) 위에 배치되고 그에 대해서 실질적으로 평행하게 그리고 가로질러 연장될 때, 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라서 배치된 복수의 열적 요소(210)는 균일한 크기, 즉 균일한 길이(Z-방향)일 수 있고, 하단 부분(214)은 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라 상단 패널(82)로부터 동일한 거리의 거리(h1)에 배치된다. 실시예에서, 열적 차폐부(240)는 인접 열적 요소들(210) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 열적 차폐부(240)는 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라 인접 열적 요소들(210) 사이에, 형성 본체(60)의 폭(W)을 따라 인접 열적 요소들(210) 사이에, 또는 형성 본체(60)의 길이(L) 및 폭(W) 모두를 따라 인접 열적 요소들(210) 사이에 배치될 수 있다. 열적 차폐부(240)는 인접 열적 요소들(210)에 의해서 제공되는 가열 및/또는 냉각의 복사 열 제어 및 향상된 국소화를 제공한다. 실시예에서, 열적 차폐부(240)는 또한, 측면 열적 요소(213)가 포함될 때, 측면 열적 요소들(213)(도 4) 사이에 배치될 수 있다. 균일한 크기인 도 7에 도시된 복수의 열적 요소(210)와 유사하게, 열적 차폐부(240)가 균일한 크기(즉, 균일한 길이)일 수 있고 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라서 상단 패널(82)로부터 동일한 거리로 이격될 수 있다. 도 7에 도시된 복수의 열적 요소(210) 및 열적 차폐부(240)의 균일한 크기는, 지지부(90)가 외장(80)의 상단 패널(82) 위에서 수평으로 그리고 그에 대해서 평행하지 않게 연장되는 도 3a 및 도 6에 도시된 복수의 열적 요소(210) 및 열적 차폐부(240)와 대비된다.
도 7 및 도 8을 특히 참조하면, 지지 판(92)은, 형성 본체(60)의 유입구 단부(50)의 상단 표면(51)에 실질적으로 평행하게 그리고 가로질러 연장되는 제1 부분(94), 및 제1 부분(94)에 대해서 비-선형적인 제2 부분(96)을 가질 수 있고, 다시 말해서, 제1 부분(94)이 제1 평면, 예를 들어, 도 7에 도시된 X-Y 평면 내에 놓일 수 있고 제2 부분(96)은 제1 평면에 평행하지 않은 제2 평면 내에 놓일 수 있다. 제2 평면 내에 놓인 제2 부분(96)은 둑(67, 68)의 상단 표면(67a, 68a) 각각을 가로질러 그리고 그에 실질적으로 평행하게 연장될 수 있다. 유사하게, 외장(80)의 상단 패널(82)은, 도 7에 도시된 X-Y 평면 내에 놓인 제1 섹션(83a), 및 도 7에 도시된 X-Y 평면 내에 놓이지 않고 그에 평행하지 않은 제2 섹션(83b)을 가질 수 있다. 상단 패널(82)의 제1 섹션(83a)은 형성 본체(60)의 유입구 단부(50)의 상단 표면(51)에 실질적으로 평행하게 연장될 수 있고, 제2 섹션(83b)은 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라 둑(67, 68)의 상단 표면(67a, 68a) 각각에 실질적으로 평행하게 연장될 수 있다. 따라서, 실시예에서, 지지 판(92)의 제1 부분(94), 상단 패널(82)의 제1 섹션(83a), 및 형성 본체(60)의 유입구 단부(50)의 상단 표면(51)이 형성 본체의 길이(L)를 따라 서로 실질적으로 평행하게 연장될 수 있고, 지지 판(92)의 제2 부분(96), 상단 패널(82)의 제2 섹션(83b), 및 둑(67, 68)의 상단 표면(67a, 68a) 각각이 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라 서로 실질적으로 평행하게 연장될 수 있다.
실시예에서, 지지 판(92)은 단일 재료 조각(예를 들어, 판의 단일 조각)으로부터 형성되는 반면, 다른 실시예에서, 지지 판(92)은 적어도 2개의 재료의 조각으로 형성된다. 예를 들어, 제1 부분(94)은 판의 제1 조각으로 형성될 수 있고, 제2 부분(96)은 판의 제2 조각으로 형성될 수 있다. 지지 판(92)이 판의 제1 조각 및 판의 제2 조각으로 형성되는 실시예에서, 제1 부분(94)은 체결부, 용접 또는 기타를 이용하여 제2 부분(96)에 커플링될 수 있다. 대안예에서, 제1 부분(94) 및 제2 부분(96)이 함께 커플링되지 않을 수 있고, 형성 본체(60)의 유입구 단부(50) 및 외장(80)의 상단 패널(82) 각각의 위에 그리고 그에 실질적으로 평행하게 개별적으로 배치될 수 있다. 지지 판(92)은 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 개구부(98)를 포함할 수 있다. 복수의 개구부(98)는 지지 판(92)의 길이(X-방향)를 따라 엇갈릴 수 있다. 복수의 개구부(98)의 각각은 가열 요소(212) 또는 냉각 요소(216)가 통과하여 연장될 수 있게 하고, 행거(hanger), 칼라, 및 기타(미도시)를 이용하여 지지 판(92)으로부터 매달리게 할 수 있다.
특히 도 8 및 도 9를 참조하면, 일부 실시예에서, 개구부(98)의 하나 이상이 그 내에 배치된 냉각 요소(216)를 가질 수 있다. 대안예에서, 개구부(98) 중 하나 이상이 그 내부에 배치된 가열 요소(212) 또는 냉각 요소(216)를 가지지 않을 수 있고, 즉 개구부(98) 중 하나 이상이 비어 있고 덮개(99)로 덮일 수 있다. 덮개(99)는, 가열 요소(212) 또는 냉각 요소(216)가 내부에 배치되지 않은 개구부(98)를 통한 열 손실을 방지 또는 감소시킬 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 형성 본체(60)의 길이(L) 및/또는 폭(W) 모두를 따라서 배치된 열적 차폐부(240)가 복수의 중공형 컬럼(215)을 형성한다. 도면에서의 간결함을 위해서, 하나의 중공형 컬럼(215)만이 도 9에 표시되었다. 그러나, 가열 요소(212) 및 냉각 요소(216)의 각각이, 형성 본체(60)의 길이(L) 및 폭(W)을 따라서 지지 판(92)으로부터 매달린 복수의 열적 차폐부(240)에 의해서 형성된 중공형 컬럼(215) 내에 배치된다는 것을 이해하여야 한다.
지지 판(92)이 외장(80)의 상단 패널(82)에 실질적으로 평행하게 그리고 이를 가로질러 연장되는 경우에, 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라서 연장되는 중공형 컬럼(215)은 균일한 횡단면 크기 및 부피를 갖는다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라서 거리가 증가됨에 따른 지지부(90)와 상단 패널(82) 사이의 중공형 컬럼의 부피의 변화는 제거된다. 중공형 컬럼(215)의 균일한 횡단면 크기 및 부피는, 홈통(61) 내의 용융 유리의 가열 및 냉각에서 향상된 균일성 및 일관성을 제공한다.
도 7에 도시된 상단 패널 및 지지 판의 구성은, 상단 패널(82)에 실질적으로 평행하게 그리고 가로질러 연장되는 그리고 그에 의해서 제1 및 제2 둑(67, 68)의 상단 표면(67a, 68a) 각각에 실질적으로 평행하게 그리고 가로질러 연장되는 지지 판(92)으로 인해서, 형성 본체(60)의 홈통(61) 내의 용융 유리의 가열 및 냉각을 위한 더 콤팩트한 시스템을 제공한다. 이는, 다시, 도 6의 지지부(90)에 의해서 도시된 바와 같이 홈통(61)의 길이(L)를 따라서 수평으로(X-축) 연장되는 지지 판(92)을 갖는 시스템과 비교할 때, 시스템의 중량을 감소시키고 또한 열적 요소(210)의 열적 셋팅의 변화에 대한 응답 시간을 감소시킨다. 더 콤팩트한 시스템은 또한 가열 및 냉각을 위해서 더 적은 홈통(61) 위의 부피를 가지며, 유리 리본 형성 캠페인 중에 가열 요소(212)가 교체될 때, 더 적은 열 손실 및 형성 본체(60) 상의 열 응력을 초래할 수 있다. 도 7에 도시된 지지 판(92)은 또한, 홈통(61)의 길이를 따라서 균일한 또는 일정한 "열적 요소-대-용융 유리" 거리를 제공하면서, 균일한 크기의 가열 요소(212) 및/또는 냉각 요소(216)가 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라서 이용될 수 있게 한다. 따라서, 가열 요소(212) 및/또는 냉각 요소(216)는 표준 치수를 가질 수 있고, 그에 의해서 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라서 이용되는 상이한 크기들을 갖는 복수의 가열 요소 및/또는 냉각 요소에 비해서 비용을 절감할 수 있다. 열적 요소(210)의 균일한 크기 그리고 중공형 컬럼(215)의 균일한 횡단면 크기 및 부피는 열적 요소(210)의 향상된 열적 제어 및 홈통(61) 내의 용융 유리의 더 일정한 온도 제어를 초래할 수 있다.
도 7 및 도 9가 지지 판(92)으로부터 매달린 복수의 열적 요소(210) 및 복수의 열적 차폐부(240)를 도시하지만, 지지 판(92)이 복수의 열적 차폐부(240) 없이 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 즉, 복수의 열적 요소(210)는, 인접 열적 요소들(210) 사이에 배치된 열적 차폐부(240)가 없이, 외장(80)의 상단 패널(82)에 실질적으로 평행하게 그리고 가로질러 연장되는 지지 판(92)으로부터 매달릴 수 있다. 또한, 지지 판(192)의 하부 표면(-Z 방향)이, 유리 리본 형성 캠페인 중에 홈통(61)으로부터 방출되는 열로부터 지지 판(92)을 보호 또는 차폐하기 위해서 그에 부착된 절연부(미도시)를 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본원에서 설명된 실시예에서, 지지부(90) 및 지지 판(92)은 전형적으로 금속 재료로 형성된다. 지지부(90) 및 지지 판(92)을 형성하기 위한 적합한 재료는 탄소강, 스테인리스 강, 니켈계 합금, 등을 포함한다. 그러나, 지지부(90) 및 지지 판(92)이, 열적 요소 및 열적 차폐부를 형성 본체(60)의 위에서 지지하기에 적합한 다른 재료로 제조될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본원에서 설명된 실시예에서, 가열 요소(212)는 전형적으로 전기 저항 가열 요소 재료로 형성된다. 가열 요소(212)를 형성할 수 있는 전형적인 재료가, 비제한적으로, 란탄 크로마이트(LaCrO3), 몰리브덴 디실리사이드(MoSi2) 등을 포함할 수 있다. 그러나, 가열 요소(212)는 전기 저항 가열에 적합한 다른 재료로 제조될 수 있다.
본원에서 설명된 실시예에서, 냉각 요소(216) 즉, 내부 U-형상 관(217) 및 외부 관(218)은 전형적으로, 비제한적으로 310 스테인리스 강, Inconel® 600, 등을 예시적으로 포함하는, 유리 리본의 생산 중에 만나게 되는 고온을 견딜 수 있는 재료로 제조된다. 그러나, 냉각 요소(216)가 고온을 견디는데 적합한 다른 재료로 제조될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본원에서 설명된 실시예에서, 열적 차폐부(240)는 전형적으로 내화 세라믹 재료로 형성된다. 열적 차폐부(240)를 형성하는데 적합한 재료는, 비제한적으로 SALI 보드를 예시적으로 포함하는, 작은 열전도도 및 큰 내열성을 갖는 재료를 포함한다. 그러나, 열적 차폐부(240)는 고온 절연부로 이용하기에 적합한 다른 재료로 제조될 수 있다.
이제 도 1 및 도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 열적 요소(210)(가열 요소(212) 및 냉각 요소(216))를 이용하여, 형성 본체(60)의 제1 및 제2 둑(67, 68) 위에서 유동하는 용융 유리의 온도 및 점도를 국소적으로 제어 또는 조절할 수 있고, 그에 따라, 제1 및 제2 둑(67, 68) 위에서 유동하는 용융 유리의 질량 유동을 국소적으로 조절 또는 제어할 수 있다. 특히, 두께 변동이 유리 리본(12)(도 1)의 폭을 따라서 두께 측정 장치(25)에 의해서 검출되는 경우에, 제어기(27)는 두께 변동의 위치에 근접 위치된 열적 요소(210)에 대한 전류를 조정하여 열적 요소에 근접한 유리의 온도 및 점도를 변경하고, 그에 따라 제1 및 제2 둑(67, 68) 위의 용융 유리의 질량 유동을 변경하고, 그에 의해서 치수 변동을 경감하고 둑의 펼쳐짐의 영향을 상쇄시킨다. 예를 들어, 제1 및 제2 둑(67, 68)의 외향 휘어짐 즉, +X 방향을 따른 제1 둑(67)의 휘어짐 및 -X 방향을 따른 제2 둑의 휘어짐은, 둑이 외측으로 휘어지는 곳에서 용융 유리의 질량 유동을 감소시키는 결과를 초래하고, 이는 다시 이러한 지역 내의 유리 리본(12)의 두께 변동을 유발한다. 열적 요소(210)를 이용하여, 외측으로 휘어지는 영역 내에서 국소적으로 용융 유리의 온도를 증가시키고 그 점도를 낮추는 것에 의해서, 외측으로 휘어지는 영역 내의 제1 및 제2 둑(67, 68) 위의 용융 유리의 질량 유동의 증가가 제공되고, 그에 의해서 제1 및 제2 둑(67, 68)의 외향 휘어짐의 영향을 상쇄시킨다.
전술한 예가 제어된, 국소화된 가열을 언급하지만, 제어된, 국소화된 냉각(또는 가열 및 냉각의 조합)을 또한 이용하여 제1 및 제2 둑(67, 68)의 외향 휘어짐의 영향을 상쇄시킬 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 두께 변동이 유리 리본(12)(도 1)의 폭을 따라서 두께 측정 장치(25)에 의해서 검출되는 경우에, 제어기(27)는 두께 변동의 위치에 근접 위치된 열적 요소(210)에 대한 냉각 유체의 유동을 조정하여 열적 요소에 근접한 유리의 온도 및 점도를 변경하고, 그에 따라 제1 및 제2 둑(67, 68) 위의 용융 유리의 질량 유동을 변경하고, 그에 의해서 치수 변동을 경감하고 둑의 펼쳐짐의 영향을 상쇄시킨다. 구체적으로, 제1 및 제2 둑(67, 68)의 외향 휘어짐 즉, +X 방향을 따른 제1 둑(67)의 휘어짐 및 -X 방향을 따른 제2 둑의 휘어짐은, 둑이 외측으로 휘어지는 위치로부터 먼 곳에서 용융 유리의 질량 유동을 증가시키는 결과를 초래하고, 이는 다시 이러한 지역 내의 유리 리본(12)의 두께 변동을 유발한다. 열적 요소(210)를 이용하여, 휘어짐으로부터 먼 영역 내에서 국소적으로 용융 유리의 온도를 감소시키고 그 점도를 증가시키는 것에 의해서, 외향 휘어짐 영역에서 먼 영역 내의 제1 및 제2 둑(67, 68) 위의 용융 유리의 질량 유동의 감소가 제공되고, 그에 의해서 제1 및 제2 둑(67, 68)의 외향 휘어짐의 영향을 상쇄시킨다.
이제 도 1, 도 2a, 도 2b, 및 도 10a 내지 도 10d를 참조하면, 형성 본체의 홈통(61) 내의 용융 유리의 온도 및 점도를 제어하기 위한 대안적 실시예가 도시되어 있다. 특히, 본원에서 설명된 유리 형성 장치는, 대안적으로, 형성 본체(60)의 측면 위에서 또는 따라서 일반적으로 수평으로 배치되는 하나 이상의 열적 구역을 갖는 가열 요소 형태의 열적 요소를 포함할 수 있다. 특히, 예를 들어 전체 길이와 같은, 형성 본체(60)의 길이(L)의 적어도 일부를 따라서 연장되는 가열 요소(300)가 도 10a에 도시되어 있다. 가열 요소(300)는 길이(Lg)를 갖는 일반적으로 선형인 가열 요소이다. 실시예에서, 적어도 하나의 가열 요소(300)가 일반적으로 홈통(61)의 제1 및 제2 둑(67, 68) 중 하나 위에서 또는 외부 수직 표면(110, 112) 중 하나를 따라서 그리고 그에 인접하여 유입구 단부(52)로부터 원위 단부(58)까지 연장된다. 실시예에서, 가열 요소(300)는 형성 본체(60)의 근부(70)에 실질적으로 평행하게 배치된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 가열 요소(300)는 홈통(61) 위에서 연장되는 외장(80)의 상단 패널(82)에 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다.
실시예에서, 가열 요소(300)는 그 길이를 따라서 연장되는 하나 이상의 가열 구역으로 구성된다. 즉, 가열 요소(300)의 전기 저항이 그 길이를 따라서 변경되도록 그리고, 그에 따라, 가열 요소(300)의 비저항(resistivity)이 그 길이를 따라서 변경되어 가열 요소(300)의 길이를 따라 구분된 가열 구역들을 제공하도록, 가열 요소(300)의 기하형태, 치수, 및/또는 재료가 선택될 수 있다. 예를 들어, 도 10b 내지 도 10d는, 형성 본체의 홈통(61) 위에서 일반적으로 수평으로 배치되는 가열 요소(300)에 대한 3개의 별개의 실시예를 도시한다. 특히, 단일 열적 구역을 갖는 가열 요소가 도 10b의 가열 요소(300A)에 의해서 도시되고, 2개의 열적 구역을 갖는 가열 요소가 도 10c의 가열 요소(300B)에 의해서 도시되고, 3개의 열적 구역을 갖는 가열 요소가 도 10d의 가열 요소(300C)에 의해서 도시된다. 임의의 가열 요소(300A, 300B, 300C), 또는 가열 요소(300A, 300B, 300C)의 임의 조합이 도 10a에서 가열 요소(300)에 의해서 도시된 바와 같이 외장(80) 위에 배치될 수 있다. 실시예에서, 가열 요소(300A, 300B, 300C) 중 하나 이상이 도 10a에 도시된 바와 같이 형성 본체(60)의 근부(70)에 실질적으로 평행하게 형성 본체(60)의 위에 배치될 수 있거나, 대안적으로 또는 부가적으로, 가열 요소(300A, 300B, 300C) 중 하나 이상이 홈통(61) 위에서 연장되는 외장(80)의 상단 패널(82)에 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다.
실시예에서, 가열 요소(300)는 도 10b에 도시된 바와 같이 단일 열적 구역(ZA1)을 갖는 가열 요소(300A)의 형태일 수 있다. 단일 열적 구역(ZA1)은 길이(LZA1)를 가지고, 홈통(61)의 유입구 단부(52) 위에(+Z 방향) 배치된 유입구 단부(301)로부터 홈통(61)의 원위 단부(58) 위에 배치된 원위 단부(302)까지 연장된다. 단일 열적 구역(ZA1)은, 길이(LZA1)를 따라, 일반적으로 균일한 단위 길이당 전기 저항을 갖는다. 이러한 실시예에서, 열적 구역(ZA1)은 가열 요소(300A)의 길이(LZA1)를 따라 일반적으로 균일한 온도 프로파일을 제공한다.
다른 실시예에서, 가열 요소(300)는 도 10c에 도시된 바와 같이 제1 열적 구역(ZB1) 및 제2 열적 구역(ZB2)을 갖는 가열 요소(300B)의 형태일 수 있다. 가열 요소(300B)의 제1 열적 구역(ZB1)은, 일반적으로 유입구 단부(52) 위에(+Z 방향) 배치된 유입구 단부(303)로부터 홈통(61) 위에(+Z 방향) 배치된 원위 단부(304)까지 연장되는 제1 길이(LZB1)를 갖는다. 가열 요소(300B)의 제2 열적 구역(ZB2)은 제1 열적 구역(ZB1)의 원위 단부(304)에 인접 배치된 유입구 단부(305)로부터 홈통(61)의 원위 단부(58) 위에(+Z 방향) 일반적으로 배치되는 원위 단부(306)까지 연장되는 제2 길이(LZB2)를 갖는다. 제1 열적 구역(ZB1)은 제1 길이(LZB1)를 따른 단위 길이당 제1 전기 저항을 가지고, 제2 열적 구역(ZB2)은, 단위 길이당 제1 전기 저항과 상이한, 제2 길이(LZB2)를 따른 단위 길이당 제2 전기 저항을 갖는다. 이러한 실시예에서, 제1 열적 구역(ZB1)은 가열 요소(300B)의 길이(LZB1)를 따라 제1 온도 프로파일을 제공하고, 제2 열적 구역(ZB2)은 가열 요소(300B)의 길이(LZB2)를 따라 제1 온도 프로파일과 상이한 제2 온도 프로파일을 제공한다. 실시예에서, 제1 길이(LZB1)를 따른 단위 길이당 제1 전기 저항은 제2 길이(LZB2)를 따른 단위 길이당 제2 전기 저항보다 크고, 제1 열적 구역(ZB1)은 제2 열적 구역(ZB2)보다 높은 평균 온도를 갖는다. 다른 실시예에서, 제1 길이(LZB1)를 따른 단위 길이당 제1 전기 저항은 제2 길이(LZB2)를 따른 단위 길이당 제2 전기 저항보다 작고, 제1 열적 구역(ZB1)은 제2 열적 구역(ZB2)보다 낮은 평균 온도를 갖는다.
또 다른 실시예에서, 가열 요소(300)는 도 10d에 도시된 바와 같이 제1 열적 구역(ZC1), 제2 열적 구역(ZC2), 및 제3 열적 구역(ZC3)을 갖는 가열 요소(300C)의 형태일 수 있다. 가열 요소(300C)의 제1 열적 구역(ZC1)은, 일반적으로 유입구 단부(52) 위에(+Z 방향) 배치된 유입구 단부(307)로부터 홈통(61) 위에(+Z 방향) 배치된 원위 단부(308)까지 연장되는 제1 길이(LZC1)를 갖는다. 제2 열적 구역(ZC2)은 제1 열적 구역(ZC1)의 원위 단부(308)에 인접 배치된 유입구 단부(309)로부터 홈통(61) 위에(+Z 방향) 배치되는 원위 단부(310)까지 연장되는 제2 길이(LZC2)를 갖는다. 제3 열적 구역(ZC3)은 제2 열적 구역(ZC2)의 원위 단부(310)에 인접 배치된 유입구 단부(311)로부터 홈통(61)의 원위 단부(58) 위에(+Z 방향) 일반적으로 배치되는 원위 단부(312)까지 연장되는 제3 길이(LZC3)를 갖는다. 제1 열적 구역(ZC1)은 제1 길이(LZC1)를 따른 단위 길이당 제1 전기 저항을 가지고, 제2 열적 구역(ZC2)은 단위 길이당 제1 전기 저항과 상이한 제2 길이(LZC2)를 따른 단위 길이당 제2 전기 저항을 가지고, 제3 열적 구역(ZC3)은 단위 길이당 제2 전기 저항과 상이한 제3 길이(LZC3)를 따른 단위 길이당 제3 전기 저항을 갖는다. 단위 길이당 제3 전기 저항은 일반적으로 단위 길이당 제1 전기 저항과 동일하거나, 그보다 작거나, 그보다 클 수 있다. 실시예에서, 제1 열적 구역(ZC1)은 가열 요소(300C)의 길이(LZC1)를 따라 제1 온도 프로파일을 제공하고, 제2 열적 구역(ZC2)은 가열 요소(300C)의 길이(LZC2)를 따라 제1 온도 프로파일과 상이한 제2 온도 프로파일을 제공하고, 제3 열적 구역(ZC3)은 가열 요소(300C)의 길이(LZC3)를 따라 제1 온도 프로파일 및 제2 온도 프로파일과 상이한 제3 온도 프로파일을 제공한다. 다른 실시예에서, 제1 열적 구역(ZC1)은 가열 요소(300C)의 길이(LZC1)를 따라 제1 온도 프로파일을 제공할 수 있고, 제2 열적 구역(ZC2)은 가열 요소(300C)의 길이(LZC2)를 따라 제1 온도 프로파일과 상이한 제2 온도 프로파일을 제공할 수 있고, 제3 열적 구역(ZC3)은 가열 요소(300C)의 길이(LZC3)를 따라 일반적으로 제1 온도 프로파일과 동일하고 제2 온도 프로파일과 상이한 제3 온도 범위를 제공할 수 있다.
실시예에서, 제1 길이(LZC1)를 따른 단위 길이당 제1 전기 저항은 제2 길이(LZC2-)를 따른 단위 길이당 제2 전기 저항보다 크다. 그러한 실시예에서, 제1 길이(LZC1)를 따른 단위 길이당 제1 전기 저항은 제3 길이(LZC3-)를 따른 단위 길이당 제3 전기 저항보다 클 수 있거나, 그보다 작을 수 있거나, 일반적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 실시예에서, 제1 길이(LZC1)를 따른 단위 길이당 제1 전기 저항은 제2 길이(LZC2)를 따른 단위 길이당 제2 전기 저항보다 크고, 제3 길이(LZC3)를 따른 단위 길이당 제3 전기 저항보다 크다. 그러한 실시예에서, 가열 요소(300C)가 하나의 인접 회로이고 전압이 가열 요소(300C)의 외부 또는 극단 단부에 인가될 때, 제1 열적 구역(ZC1)은 제2 열적 구역(ZC2)보다 높은 평균 온도 및 제3 열적 구역(ZC3)보다 높은 평균 온도를 갖는다. 다른 실시예에서, 제1 길이(LZC1)를 따른 단위 길이당 제1 전기 저항은 제2 길이(LZC2)를 따른 단위 길이당 제2 전기 저항보다 크고, 제3 길이(LZC3)를 따른 단위 길이당 제3 전기 저항보다 작다. 그러한 실시예에서, 전류가 가열 요소(300C)를 통해서 흐를 때, 제1 열적 구역(ZC1)은 제2 열적 구역(ZC2)보다 높은 평균 온도 및 제3 열적 구역(ZC3)보다 낮은 평균 온도를 갖는다. 또 다른 실시예에서, 제1 길이(LZC1)를 따른 단위 길이당 제1 전기 저항은 제2 길이(LZC2)를 따른 단위 길이당 제2 전기 저항보다 크고, 제3 길이(LZC3)를 따른 단위 길이당 제3 전기 저항과 일반적으로 동일하다. 그러한 실시예에서, 가열 요소(300C)가 하나의 인접 회로이고 전압이 가열 요소(300C)의 외부 또는 극단 단부에 인가될 때, 전류가 가열 요소(300C)를 통해서 흐르는 경우에, 제1 열적 구역(ZC1)은 제2 열적 구역(ZC2)보다 높은 평균 온도 및 제3 열적 구역(ZC3)과 일반적으로 동일한 평균 온도를 갖는다.
실시예에서, 제1 길이(LZC1)를 따른 단위 길이당 제1 전기 저항은 제2 길이(LZC2-)를 따른 단위 길이당 제2 전기 저항보다 작다. 그러한 실시예에서, 제1 길이(LZC1)를 따른 단위 길이당 제1 전기 저항은 제3 길이(LZC3-)를 따른 단위 길이당 제3 전기 저항보다 클 수 있거나, 그보다 작을 수 있거나, 일반적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 실시예에서, 제1 길이(LZC1)를 따른 단위 길이당 제1 전기 저항은 제2 길이(LZC2)를 따른 단위 길이당 제2 전기 저항보다 작고, 제3 길이(LZC3)를 따른 단위 길이당 제3 전기 저항보다 크다. 그러한 실시예에서, 전류가 가열 요소(300C)를 통해서 흐를 때, 제1 열적 구역(ZC1)은 제2 열적 구역(ZC2)보다 낮은 평균 온도 및 제3 열적 구역(ZC3)보다 높은 평균 온도를 갖는다. 다른 실시예에서, 제1 길이(LZC1)를 따른 단위 길이당 제1 전기 저항은 제2 길이(LZC2)를 따른 단위 길이당 제2 전기 저항보다 작고, 제3 길이(LZC3)를 따른 단위 길이당 제3 전기 저항보다 작다. 그러한 실시예에서, 전류가 가열 요소(300C)를 통해서 흐를 때, 제1 열적 구역(ZC1)은 제2 열적 구역(ZC2)보다 낮은 평균 온도 및 제3 열적 구역(ZC3)보다 낮은 평균 온도를 갖는다. 또 다른 실시예에서, 제1 길이(LZC1)를 따른 단위 길이당 제1 전기 저항은 제2 길이(LZC2)를 따른 단위 길이당 제2 전기 저항보다 작고, 제3 길이(LZC3)를 따른 단위 길이당 제3 전기 저항과 일반적으로 동일하다. 그러한 실시예에서, 전류가 가열 요소(300C)를 통해서 흐를 때, 제1 열적 구역(ZC1)은 제2 열적 구역(ZC2)보다 낮은 평균 온도 및 제3 열적 구역(ZC3)과 일반적으로 동일한 평균 온도를 갖는다. 인접 열적 구역에 비해서 더 높은 평균 온도를 갖는 가열 요소 열적 구역이 형성 본체 홈통의 길이를 따른 특정 위치 또는 영역에서 바람직할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 형성 본체 둑의 외향 휘어짐이 형성 본체 홈통의 유입구 단부에 근접한 영역에서 더 현저할 수 있다. 따라서, 점도를 감소시키기 위해서 그리고 그에 의해서 그러한 영역을 따른 용융 유리의 질량 유동을 증가시키기 위해서, 더 높은 평균 온도를 갖는 가열 요소 열적 구역이 바람직하게 유입구 단부에 근접할 수 있다.
도 10a에 도시된 바와 같은 가열 요소(300)는, 도 11a에 도시된 바와 같이, 형성 본체(60)의 유입구 단부(52) 내에 배치된 열적 요소와 조합될 수 있다. 특히, 가열 요소(300)는 도 10a를 참조하여 도시되고 설명된 바와 같이 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라서 홈통(61) 위에서 연장되고, 열적 요소(314)는 도 11a에 도시된 바와 같이 유입구 단부(52)에 근접하여 형성 본체(60) 내에 형성된 채널(315) 내에 배치될 수 있다. 실시예에서, 열적 요소(314)는, 유입구 단부(52)에 근접한 형성 본체(60) 내로 연장되는 슬리브(316) 내에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 열적 요소(314)는 슬리브(316) 내에 배치될 수 있고 유입구 단부(52)를 통해서 형성 본체(60) 내로 그리고 홈통(61)을 통해서 용융 유리 내로 연장된다. 열적 요소(314)는 홈통(61) 내의 용융 유리, 특히 유입구 단부(52)에 근접한 용융 유리의 온도 제어와 관련된 부가적인 공급원(source)을 제공한다. 실시예에서, 열적 요소(314)는 가열 요소, 예를 들어, 본원에서 설명된 가열 요소(212) 또는 가열 요소(300)와 유사하거나 동일한 가열 요소이다. 다른 실시예에서, 열적 요소(314)는 냉각 요소, 예를 들어, 본원에서 설명된 냉각 요소(216)와 유사하거나 동일한 냉각 요소이다.
가열 요소(300) 및 열적 요소(314)(가열 요소의 형태일 때)는 전형적으로, 알려져 있는 고온 전기 저항 가열 요소 재료로 형성된다. 가열 요소(300) 및 열적 요소(314)(가열 요소의 형태일 때)를 형성하기에 적합한 재료가, 비제한적으로, 란탄 크로마이트(LaCrO3), 몰리브덴 디실리사이드(MoSi2), 규소 탄화물(SiC) 등을 예시적으로 포함하는, 큰 내열성의 재료를 포함한다. 그러나, 가열 요소(300) 및 열적 요소(314)는 전기 저항 가열에 적합한 다른 재료로 제조될 수 있다.
열적 요소(314)가 냉각 요소의 형태일 때, 열적 요소(314)는 전형적으로, 유리 리본의 생산 중에 만나는 고온을 견딜 수 있는 재료로 형성된다. 형성 본체의 형성에 이용되는 전형적인 재료는, 비제한적으로, 310 스테인리스 강, Inconel® 600, 등을 포함할 수 있다. 그러나, 냉각 요소 형태의 열적 요소(314)는, 유리 리본의 생산 중에 만나는 고온을 견디기에 적합한 다른 큰 내열성 재료로 제조될 수 있다.
이제 도 10a 내지 도 11d를 참조하면, 가열 요소(300)를 이용하여, 형성 본체(60)의 제1 및 제2 둑(67, 68) 위에서 유동하는 용융 유리의 온도 및 점도를 국소적으로 제어 또는 조절할 수 있고, 그에 따라, 제1 및 제2 둑(67, 68) 위에서 유동하는 용융 유리의 질량 유동을 국소적으로 조절 또는 제어할 수 있다. 특히, 두께 변동이 유리 리본(12)의 폭을 따라서 두께 측정 장치(25)에 의해서 검출되는 경우에, 제어기(27)는 가열 요소(300)에 대한 전류를 조정한다. 조정된 전류는 가열 요소(300)의 개별적인 가열 구역에 의해서 제공되는 열을 증가 또는 감소시켜, 제1 및 제2 둑(67, 68) 위의 용융 유리의 질량 유동을 변경하고, 그에 의해서 치수 변동을 완화시키고 벌어지는 둑의 영향을 상쇄시킨다. 예를 들어, 외향 휘어짐(예를 들어, 제1 둑(67)에 대한 +X 방향의 외향 휘어짐 및 제2 둑(68)에 대한 -X 방향의 외향 휘어짐)은 용융 유리의 질량 유동의 감소를 초래하고, 이는 다시 유리 리본(12)의 두께 변동을 유발할 수 있다. 가열 요소(300)를 이용하여, 외향으로 휘어지는 영역 내에서 국소적으로 용융 유리의 온도를 증가시키고 그 점도를 낮추는 것에 의해서, 외향으로 휘어지는 영역 내의 제1 및 제2 둑(67, 68) 위의 용융 유리의 질량 유동의 증가가 제공되고, 그에 의해서 제1 및 제2 둑(67, 68)의 외향 휘어짐을 상쇄시킨다.
가열 요소(300)의 실시예가 독립적 실시예로서 도시되었지만, 가열 요소(300)가, 도 3a 내지 도 4, 도 6 및 도 7에 도시된, 복수의 열적 요소(210), 측면 열적 요소(213), 또는 복수의 열적 요소(210) 및 측면 열적 요소(213) 모두와 함께 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
예
본원에서 설명된 실시예는 이하의 예에 의해서 더 명확해질 것이다.
예 1
도 1 내지 도 7 그리고 도 12a 내지 도 13c를 참조하면, 형성 본체(60)의 홈통(61) 위에 배치된 가열 요소(212)의 어레이에 대한 수학적 모델이 개발되었다. 특히, 도 12a는, 가열 요소(212)의 복수의 하단 부분(214)이 상단 패널(82) 위에 배치된 외장(80)의 상단 패널(82)의 길이를 따른(+/-X 방향) 그리고 그 중앙 축(5)(도 3d)을 중심으로 하는 대칭 단면을 개략적으로 도시한다. 상단 패널(82)은 홈통(61)(도 2b) 내의 용융 유리(MG) 위에(+Z 방향) 위치된다. 용융 유리(MG)는 제1 및 제2 둑(67, 68)(도 2b) 위에서, 제1 형성 표면(62) 및 제2 형성 표면(64)(도 2b) 아래로 유동하고, 근부(70)(도 2b)에서 합쳐지고 융합되어 유리 리본(12)(도 1)을 형성한다. 상단 패널(82)은, 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라 8개의 패널(P0, P1, P2, … P8)을 갖는다. 가열 요소(212)의 하단 부분(214)은 주어진 패널(도 12a)에 대해서 배치된다. 설명을 위해서, 각각의 가열 요소(212)에 4 자릿수의 영숫자 문자 'Pxyz' 형태의 특유의 식별자(라벨)가 할당되었고, 여기에서 'x'는 가열 요소(212)가 위에 배치되는 패널을 나타내고, 'y'는 가열 요소(212)가 외장(80)의 중앙 축(5)에 근접하여('C') 또는 제2 둑(68)에 근접하여('W') 위치되는지의 여부를 나타내고, 'z'는 가열 요소(212)가 유입구 단부(52)에 근접하여('a') 또는 홈통(61)의 원위 단부(58)에 근접하여('b') 위치되는지의 여부를 나타낸다. 예를 들어, 4개의 가열 요소(212)가 도 12b에서 패널(P1) 위에 배치된다. 둑에 근접 배치된 2개의 가열 요소(212)는 'P1W'로서 표시되고, 유입구 단부(52)에 근접 배치된 가열 요소(212)는 'P1Wa'로서 표시되고, 원위 단부(58)에 근접 배치된 가열 요소(212)는 'P1Wb'로서 표시된다. 중앙 축(5)에 근접 배치된 2개의 가열 요소(212)는 'P1C'로서 표시되고, 유입구 단부(52)에 근접 배치된 가열 요소(212)는 'P1Ca'로서 표시되고, 원위 단부(58)에 근접 배치된 가열 요소(212)는 'P1Cb'로서 표시된다. 패널(P0)은, 중앙 축(5)에 근접 배치된 하나의 가열 요소(212)만을 가지고 'POC'로서 표시된다. 패널(P8)은 2개의 가열 요소(212)만을 가지며, 그 중 하나는 둑에 근접 배치되고 'P8W'로서 표시되고, 하나는 중앙 축(5)에 근접 배치되고 'P8C"로서 표시된다. 나머지 패널 즉, 패널(P2, P3, P4 … P7)은 그 위에 배치된 4개의 가열 요소(212)를 가지고, 각각의 패널 위에 배치된 4개의 가열 요소(212)는 패널(P1)에 대해서 전술한 것과 동일한 규칙으로 표시된다.
도 13a 내지 도 13c를 참조하면, 도 12a 및 도 12b에 도시된 (도면에서 "정규화된 위치(NORMALIZED POSITION)"로 표시된) 홈통(61)의 길이를 따라 열적 요소(210)에 의해서 제공된 3개의 온도 프로파일이 도 13a에 도시되어 있고, 도 13a에 도시된 3개의 온도 프로파일에 상응하는 제2 둑(68) 위의 용융 유리의 정규화된 질량 유량 분포가 도 13b에 도시되어 있고, 도 13a에 도시된 등온 온도 프로파일에 대한 정규화된 질량 유량 분포에 대한 정규화된 질량 유량 분포의 변화가 도 13c에 도시되어 있다. 정규화된 위치('0')는 홈통(61)의 유입구 단부(52)에 상응하고, 정규화된 위치(1.0)는 홈통(61)의 원위 단부(58)에 상응한다.
도 13a는 기준 온도('TLOW')보다 약 4 ℃ 더 높은 홈통(61)의 전체 길이를 따른 용융 유리의 온도를 갖는 등온 프로파일('ISOTHERMAL'로 표시됨); TLOW 보다 약 7 ℃ 더 높은 유입구 단부(52) 온도 및 'TLOW'보다 약 1 ℃ 더 높은 원위 단부(58) 온도를 갖는 선형 감소 프로파일('Ldec'로 표시됨); 그리고 TLOW 보다 약 1 ℃ 더 높은 유입구 단부(52) 온도 및 TLOW 보다 약 7 ℃ 더 높은 원위 단부(58) 온도를 갖는 선형 증가 프로파일('Linc'로 표시됨)를 그래프로 도시한다.
도 13b는, 도 13a에 도시된 3개의 온도 프로파일에 대한 제2 둑(68) 위에서 유동하는 용융 유리(MG)에 대한 홈통(61)의 길이에 따른 정규화된 위치에 따른 정규화된 질량 유량 분포를 그래프로 도시한다. 도 13a에 도시된 ISOTHERMAL 온도 프로파일('ISOTHERMAL'로 표시됨)에 상응하는 정규화된 질량 유량 분포는 일반적으로 홈통(61)의 길이를 따라 약 0.2 내지 약 0.9로 정규화된 위치에서 균일하고, 정규화된 질량 유량 분포는 약 0.8이다. 정규화된 질량 유량 분포는 홈통(61)의 유입구 단부(52) 및 원위 단부(58) 부근의 0.8에 대해서 감소된다. ('Ldec'로 표시된) 도 13a에 도시된 Ldec 온도 프로파일에 상응하는 정규화된 질량 유량 분포는, ISOTHERMAL 정규화된 질량 유량 분포와 비교하여, 유입구 단부(52) 부근의 감소된 질량 유량 분포, 약 0.2 내지 약 0.8의 정규화된 위치들 사이의 증가된 질량 유량 분포, 및 홈통(61)의 원위 단부(58) 부근의 감소된 질량 유량 분포를 갖는다. ('Linc'로 표시된) 도 13a에 도시된 Linc 온도 프로파일에 상응하는 정규화된 질량 유량 분포는, ISOTHERMAL 정규화된 질량 유량 분포와 비교하여, 유입구 단부(52) 부근의 증가된 질량 유량 분포, 약 0.2 내지 약 0.8의 정규화된 위치들 사이의 감소된 질량 유량 분포, 및 홈통(61)의 원위 단부(58) 부근의 증가된 질량 유량 분포를 갖는다.
도 13c는, 도 13b의 ISOTHERMAL 정규화된 질량 유량 분포와 비교하여, Ldec 정규화된 질량 유량 분포 및 Linc 정규화된 질량 유량 분포의 변화를 그래프로 도시한다. 특히, ISOTHERMAL 정규화된 질량 유량 분포에 비교되는 Ldec 정규화된 질량 유량 분포는 약 0.0 내지 약 0.2(약 0.05에서 약 -0.75의 최대 차이)의 정규화된 위치에 대한 감소된 질량 유량 분포, 약 0.2 내지 약 0.8(약 0.5에서 약 +0.3의 최대 차이)의 증가된 질량 유량 분포, 그리고 약 0.8 내지 약 1.0(약 0.95에서 약 -0.25의 최대 차이)의 감소된 질량 유량 분포를 갖는다. ISOTHERMAL 정규화된 질량 유량 분포에 비교되는 Linc 정규화된 질량 유량 분포는 약 0.0 내지 약 0.2(약 0.05에서 약 +0.7의 최대 차이)의 정규화된 위치에 대한 증가된 질량 유량 분포, 약 0.2 내지 약 0.8(약 0.5에서 약 -0.3의 최대 차이)의 감소된 질량 유량 분포, 그리고 약 0.8 내지 약 1.0(약 0.95에서 약 +0.5의 최대 차이)의 증가된 질량 유동을 갖는다. 따라서, 도 13a 내지 도 13c는, 홈통(61)의 길이를 따른 상이한 온도 프로파일들이 형성 본체(60)의 길이(L)를 따라 (제2 둑(68) 위에서) 상이한 질량 유량 분포들을 초래한다는 것을 보여준다. 제1 둑(67) 위의 질량 유량 분포가 제2 둑(68) 위의 질량 유량 분포를 반영할 것을 이해하여야 한다.
예 2
이제 도 1 내지 도 7, 도 12a 및 도 12b 그리고 도 14a 내지 도 14c를 참조하면, 홈통(61)의 길이에 따른 용융 유리 온도의 변화가 용융 유리(MG)의 질량 유량 분포에 미치는 영향이 도시되어 있다. 특히, 도 14a는 4개의 용융 유리(MG) 온도 프로파일(도 14a에서 1, 2, 3, 4로 표시됨)을 그래프로 도시한다. 용융 유리(MG)에 대한 4개의 온도 프로파일(1, 2, 3, 4)은, 4개의 상이한 유입구 단부 온도 및 도 12a에 도시된 제2 측면 패널(86)을 따라 배치된 가열 요소(212) 형태의 3개의 측면 열적 요소(213)(도 4)를 이용한 홈통(61)의 정규화된 길이를 따른 가열에 대한 것이다. 3개의 측면 열적 요소(213)은 형성 본체(60)의 유입구 단부(50) 부근에서 패널(P1, P2, P3)에 인접 배치되고 SU1, SU2, SU3(표 1)로서 표시되고, 측면 가열 요소(SU1)는 패널(P1)에 근접 배치되고, 측면 가열 요소(SU2)는 패널(P2)에 인접 배치되고, 측면 가열 요소(SU3)는 패널(P3)에 인접 배치된다. 3개의 측면 가열 요소(SU1, SU2, SU3)에 대한 모델링된 파워 셋팅 및 4개의 온도 프로파일(1, 2, 3, 4)에 대한 기준 온도('TLOW')('T-in'으로 표시됨) 초과의 유입구 단부 온도가 표 1에 기재되어 있다.
[표 1]
Figure pct00001
도 14a를 참조하면, 제1 온도 프로파일('1')에 대한 유입구 단부 온도가 도면에 도시된 기준 온도('TLOW') 보다 약 24 ℃ 더 높고, 용융 유리(MG)의 온도는 유입구 단부(52)로부터 약 0.95의 정규화된 위치에서 TLOW 보다 약 4 ℃ 더 높은 온도까지 지속적으로 감소된다. 제2 온도 프로파일('2')에 대한 유입구 단부 온도가 TLOW 보다 약 30 ℃ 더 높고, 용융 유리(MG)의 온도 프로파일은 유입구 단부(52)로부터 약 0.95의 정규화된 위치에서 TLOW 보다 약 6 ℃ 더 높은 온도까지 지속적으로 감소된다. 제3 온도 프로파일('3')에 대한 유입구 단부 온도가 TLOW 보다 약 18 ℃ 더 높고, 용융 유리(MG)에 대한 온도 프로파일은 유입구 단부(52)로부터 약 0.95의 거리에서 TLOW 보다 약 35 ℃ 더 높은 온도까지 지속적으로 증가된다. 제4 온도 프로파일('4')에 대한 유입구 단부 온도가 TLOW 보다 약 15 ℃ 더 높고, 용융 유리(MG)에 대한 온도 프로파일은 유입구 단부(52)로부터 약 0.95의 거리에서 약 34 ℃의 온도까지 지속적으로 증가된다.
도 14a에 도시된 4개의 온도 프로파일(1, 2, 3, 4)에 상응하는 정규화된 질량 유량 분포 및 도 13a에 도시된 3개의 온도 프로파일(ISOTHERMAL, Ldec, Linc)이 도 14b에 도시되어 있다. 온도 프로파일('1' 및 '2')에 대한 정규화된 질량 유량 분포는 일반적으로 약 0.05 내지 약 0.2의 정규화된 위치에 대한 온도 프로파일(ISOTHERMAL, Ldec, 및 Linc)에 대한 정규화된 질량 유량 분포보다 작다. 온도 프로파일('3' 및 '4')에 대한 정규화된 질량 유량 분포는 일반적으로 약 0.8 내지 약 0.95의 온도 프로파일(ISOTHERMAL, Ldec, 및 Linc)에 대한 정규화된 질량 유량 분포보다 크다. ISOTHERMAL 온도 프로파일과 비교하여, 온도 프로파일('1' 및 '2')은 일반적으로 제1 및 제2 둑(67, 68)의 중간에서 용융 유리 질량의 증가를 초래하고, 온도 프로파일('3' 및 '4')은 일반적으로 제1 및 제2 둑(67, 68)의 단부에서 용융 유리 질량의 증가를 초래한다. 따라서, 도 14b는, 홈통(61) 내의 용융 유리의 온도 프로파일의 제어를 이용하여, 제1 및 제2 둑(67, 68) 위의 위치에 따라 용융 유리 질량 유동을 변경할 수 있다는 것을 보여준다. 형성 본체의 둑 위의 위치에 따라 온도 프로파일 및 용융 유리 질량 유동을 제어하는 것은 치수 변화에 대한 보상, 예를 들어, 형성 본체의 둑의 외향 휘어짐에 대한 보상, 유리 리본 캠페인 작동 중의 상이한 유리들의 상이한 질량 유동 특성들에 대한 보상, 및 기타를 제공할 수 있다.
도 14c는, 도 13a에 도시된 ISOTHERMAL 온도 프로파일을 갖는 용융 유리로부터 형성된 유리 리본(12)의 정규화된 폭을 따른 두께와 대비되는, 도 13a 및 도 14a에 도시된 온도 프로파일(Ldec, Lin, '1, '2', '3' 및 '4')을 갖는 용융 유리로부터 형성된 유리 리본(12)의 정규화된 폭을 따른 유리 리본의 상응 두께 변화를 그래프로 도시한다. 도 14c에 도시된 정규화된 폭에 따른 두께 값은 형성 본체(60)의 근부(70) 아래의 고정 거리(-Z 방향)에서의 유리 리본(12)의 두께에 대한 것이다. 도 14b에 도시된 ISOTHERMAL 질량 유량에 상응하는 유리 리본의 두께와 비교하여, 온도 프로파일(Linc 및 '4')은 약 0.0 내지 약 0.2의 정규화된 위치에 대한 유리 리본(12)의 두께의 증가, 약 0.2 내지 약 0.7의 정규화된 위치에 대한 유리 리본(12)의 두께의 감소, 및 약 0.7 초과의 정규화된 위치에 대한 두께의 증가를 초래한다. 온도 프로파일(Ldec, '1' 및 '2')은 약 0.0 내지 0.2의 정규화된 위치에 대한 유리 리본(12)의 두께의 감소, 약 0.2 내지 약 0.8의 정규화된 위치에 대한 유리 리본 두께의 증가, 및 약 약 0.8 초과의 정규화된 위치에 대한 유리 리본의 두께의 감소를 초래한다. 온도 프로파일('3')은 약 0.0 내지 약 0.6의 정규화된 위치에 대한 유리 리본(12)의 두께의 감소, 및 약 0.6 초과의 정규화된 위치에 대한 유리 리본(12)의 두께의 증가를 초래한다. 따라서, 도 14a 내지 도 14c는, 측면 열적 요소(213)를 이용한 홈통(61)의 길이를 따른 온도 제어가 유리 리본의 폭을 따른 유리 리본 두께의 제어를 제공한다는 것을 보여준다.
예 3
이제 도 1 내지 도 7, 도 12a 및 도 12b 그리고 도 15a 및 도 15b를 참조하면, 용융 유리의 질량 유동에 영향을 미치는 홈통(61)의 길이에 따른 온도 변화의 다른 예가 도시되어 있다. 특히, 도 15a는, ('TOP COOL'로 표시된) 약 30 ℃만큼 유입구 단부(52)에서 홈통(61) 내의 용융 유리(MG)의 상단 부분의 국소적인 냉각, 및 ('BOTTOM COOL'으로 표시된) 약 30 ℃만큼 유입구 단부(50)에서 홈통(61) 내의 용융 유리(MG)의 하단 부분의 국소적인 냉각에 상응하는 질량 유동 분포를 그래프로 도시한다. 실시예에서, 유입구 단부(52)에서의 용융 유리(MG)의 상단 부분은 하나 이상의 냉각 요소(216)로 냉각되고, 유입구 단부(52)에서의 용융 유리(MG)의 하단 부분은 냉각 요소(216) 형태의 열적 요소(314)로 냉각된다. 유입구 단부(50)에서의 용융 유리(MG)의 상단 부분의 약 30 ℃의 국소적인 냉각(TOP COOL)은 유입구 단부(50)에서 정규화된 질량 유량의 감소(약 0.05에서 약 -0.7의 최대 감소)를 초래하고, 유입구 단부(50)에서의 용융 유리(MG)의 하단 부분의 약 30 ℃의 국소적인 냉각(BOTTOM COOL)은 유입구 단부(50)에서의 질량 유동의 증가(약 0.05에서 약 +0.8의 최대 증가)를 초래한다.
도 15b는, 홈통(61)의 유입구 단부(52) 및 원위 단부(58)에서의 용융 유리(MG)의 상단 부분의 국소적인 냉각 및 국소적인 가열을 위한 정규화된 질량 유량 분포를 그래프로 도시한다. ("정규화된 위치"로 표시된) 홈통(61)의 길이를 따른 질량 유량 분포가, ('INLET COOL'로 표시된) 유입구 단부(50)에서의 용융 유리(MG)의 약 30 ℃의 국소적인 냉각, ('INLET HEAT'로 표시된) 유입구 단부(50)에서의 용융 유리(MG)의 약 30 ℃의 국소적인 가열, ('COMPRESSION COOL'로 표시된) 원위 단부(58)에서의 용융 유리(MG)의 약 30 ℃의 국소적인 냉각, ('INLET COOL 2.5x'로 표시된) 유입구 단부(52)에서의 용융 유리(MG)의 약 75 ℃의 국소적인 냉각, 및 ('COMPRESSION COOL 2.5x'로 표시된) 원위 단부(58)에서의 용융 유리(MG)의 약 75 ℃의 국소적인 냉각에 대해서 도시되어 있다. 도 15a에 도시된 질량 유동 분포와 유사하게, 유입구 단부(52)에서의 용융 유리(MG)의 약 30 ℃의 국소적인 냉각은 유입구 단부(52)에서의 질량 유동의 감소(약 0.05에서 약 -0.7의 최대 감소)를 초래하고, 유입구 단부(52)에서의 약 30 ℃의 국소적인 가열은 유입구 단부(52)에서의 질량 유동의 증가(약 0.05에서 약 +0.6의 최대 증가)를 초래한다. 유입구 단부(52)에서의 약 75 ℃의 국소적인 냉각은 유입구 단부(52)에서의 질량 유동의 2.5x 초과의 감소(약 0.05에서 약 2.0의 최대 감소)를 초래한다. 원위 단부(58)에서의 약 30 ℃의 국소적인 냉각은 원위 단부(58)에서의 질량 유동의 감소(약 0.9에서 약 -0.4의 최대 감소)를 초래하나, 또한 원위 단부(58)에서의 질량 유동의 증가(약 0.85에서 약 +0.25의 최대 증가)를 초래한다. 유사하게, 원위 단부(58)에서의 약 75 ℃의 국소적인 냉각은 원위 단부(58)에서의 질량 유동의 감소(약 0.9에서 약 -1.2의 최대 감소)를 초래하나, 또한 원위 단부(58)에서의 질량 유동의 증가(약 0.85에서 약 +0.8의 최대 증가)를 초래한다. 따라서, 15a 및 도 15b는, 홈통(61)의 유입구 단부(52) 및 원위 단부(58)에서의 가열 및 냉각이 제1 및 제2 둑(67, 68) 위에서 유동하는 용융 유리(MG)의 질량 유동 제어를 제공한다는 것을 보여준다.
예 4
도 1 내지 도 7, 도 12a 및 도 12b 그리고 도 16a 및 도 16b를 참조하면, 홈통(61) 내의 용융 유리(MG)의 온도에 영향을 미치는 도 12b에 도시된 개별적 가열 요소(212)에 대한 파워 셋팅의 변화의 예가 도 16a 및 도 16b에 도시되어 있다. 특히, 도 16a는, 표 2에 도시된 가열 요소(212)에 대한 파워 셋팅의 변화로부터 초래되는, ("정규화된 위치"로 표시된) 홈통(61)의 길이를 따른 거리에 따른, 홈통(61)의 표면, 중심 및 하단 부분에서의 용융 유리(MG)의 온도 응답을 그래프로 도시한다. 도 16a에 도시된 삽입도는, 홈통(61) 내의 용융 유리(MG)의 표면, 중심 및 하단 부분의 상대적인 배향을 도시한다. 도 16b는, 표 3에 도시된 가열 요소(212)에 대해서 도시된 파워 셋팅의 변화로부터 초래되는, ("정규화된 위치"로 표시된) 홈통(61)의 길이를 따른 거리에 따른, 홈통(61)의 표면, 중심 및 하단 부분에서의 용융 유리(MG)의 온도 응답을 그래프로 도시한다.
Figure pct00002
표 2 및 표 3에 기재된 값은 모든 가열 요소(212)에 대한 양의 균일한 파워 셋팅에 대한 파워 셋팅의 변화를 나타낸다. 도 16a 및 표 2에 기재된 바와 같이, 홈통(61)의 유입구 단부(52) 부근에 배치된 가열 요소(212)의 파워 셋팅의 증가는, 유입구 단부(52) 부근에서 온도 응답의 피크를 생성한다. 특히, 도 16a에 도시된 온도 응답의 피크(0.15의 정규화된 위치에서 표면 부분에 대한 약 +4.5 ℃의 최대치)는: 가열 요소(212 P1Ca, P1Cb, P1Wa, P1Wb)에 인가된 100 와트의 파워 증가; 가열 요소(212 P2Ca, P2Cb)에 인가된 100 와트의 파워 감소; 및 가열 요소(212 P2Wa, P2Wb, P3Ca, P3Cb, P3Wa, P3Wb, P4Cb)에 인가된 80 와트 내지 10 와트 범위의 파워 감소로부터 초래된다.
도 16b 및 표 3에 기재된 바와 같이, 가열 요소(212)에 인접한 파워 셋팅의 감소와 조합된 홈통(61)의 중간에 일반적으로 배치되는 가열 요소(212)의 파워 셋팅의 증가는, 홈통(61)의 중간에서 용융 유리(MG)의 표면에서 양의 온도 응답의 피크를 제공한다. 특히 도 16b에 도시된 온도 응답의 피크(유입구 단부(52)로부터 0.6의 정규화된 위치에서 표면 부분에 대해서 약 +4.5 ℃의 최대치 및 유입구 단부(52)로부터 약 0.7의 정규화된 위치에서 중심 및 하부 부분에 대해서 약 +3.2 ℃의 최대치)는: 가열 요소(212 P3Cb, P3Wa, P3Wb, P4Ca, P4Cb, P4Wa, P4Wb, P5Ca)에 인가된 100 와트의 파워 증가; 가열 요소(212 P3Ca, P2Cb, P2Wb, P2Ca, P2Wa, P1Cb, P1Wb, P1Wa)(홈통(61)의 유입구 단부(50)에 근접 배치된 가열 요소)에 인가된 40 와트 내지 10 와트 범위의 파워의 감소; 및 가열 요소(212 P5Wa, P5Cb, P5Wb, P6Ca, P6Cb, P6Wa, P6Wb, P7Ca)(홈통(61)의 원위 단부(58)에 근접 배치된 가열 요소)에 인가된 100 와트 내지 20 와트 범위의 파워의 감소로부터 초래된다. 따라서, 도 16a 및 도 16b 그리고 표 2 및 표 3은, 홈통(61)의 길이를 따른 가열 요소(212)에 대한 파워 셋팅의 변화가, 홈통(61) 내의 용융 유리(MG)의 온도 제어를 제공하고, 이는 다시 형성 본체의 길이를 따른 유리의 질량 유동 특성을 조정하기 위해서 이용될 수 있다.
예 5
도 1, 도 2, 도 10a 및 도 17를 참조하면, 형성 본체(60)의 홈통(61) 위에 배치된 가열 요소(300)에 대한 수학적 모델이 개발되었다. 특히, 도 17은, 표 4에 도시된 구역 길이, 구역 전기 저항, 구역 파워 및 구역 파워 밀도(컬럼 A는 가열 요소(300A)를 지칭하고, 컬럼 B는 가열 요소(300B)를 지칭하며, 컬럼 C1 및 C2는 가열 요소(300C)를 지칭한다)를 갖는, 도 10a에 도시된 가열 요소(300A, 300B, 300C)에 대한 4개의 상이한 열적 구역 구성에 대한 모델링 결과를 그래프로 도시한다.
[표 4]
Figure pct00003
도 17의 곡선('A')에 상응하는 가열 요소(300A)는, Ω1의 전기 저항, 기준 길이('L') 및 열적 구역(ZA1)에 인가된 기준 파워('P')를 갖는 "고온 구역" 형태의 단일 열적 구역(ZA1)을 갖는다. 열적 구역(ZA1)을 통한 파워 밀도는 'PD'이다. 도 17의 곡선('B')에 상응하는 가열 요소(300B)는, Ω1의 제1 전기 저항 및 약 0.7L의 길이를 갖는 "고온 구역" 형태의 제1 열적 구역(ZB1) 및 Ω2의 제2 전기 저항 및 약 0.3L의 길이를 갖는 "매우 고온인 구역" 형태의 제2 열적 구역(ZB2)을 갖는다. 제1 열적 구역(ZB1)(고온 구역)은 그에 인가된 0.63P의 파워를 갖고, 제2 열적 구역(ZB2)(매우 고온인 구역)은 그에 인가된 0.37P의 파워를 갖는다. 제1 열적 구역(ZB1)(고온 구역)을 통한 파워 밀도는 약 0.84PD이고, 제2 열적 구역(ZB2)(매우 고온인 구역)을 통한 파워 밀도는 약 1.50PD이다. 가열 요소(300C)는 제1 전기 저항을 갖는 제1 열적 구역(ZC1), 제1 전기 저항과 상이한 제2 열적 저항을 갖는 제2 열적 구역(ZC2), 및 제1 전기 저항과 상이한, 제2 전기 저항과 상이한, 또는 제1 전기 저항 및 제2 전기 저항 모두와 상이한 제3 전기 저항을 갖는 제3 열적 구역(ZC3)을 갖는다. 특히, 도 17에서 'C1'로 표시된 곡선에 상응하는 가열 요소(300C)는, Ω3의 제1 전기 저항 및 약 0.08L의 길이를 갖는 "저온 구역" 형태의 제1 열적 구역(ZC1), Ω1의 제2 전기 저항 및 약 0.67L의 길이를 갖는 "고온 구역" 형태의 제2 열적 구역(ZC2), 및 Ω2의 제3 전기 저항 및 약 0.25L의 길이를 갖는 "매우 고온인 구역" 형태의 제3 열적 구역(ZC3)을 갖는다. 제1 열적 구역(ZC1)(저온 구역)은 인가된 파워를 가지지 않고, 제2 열적 구역(ZC2)(고온 구역)은 0.60P의 인가된 파워를 가지며, 제3 열적 구역(ZC3)(매우 고온인 구역)은 0.40P의 인가된 파워를 갖는다. 제1 열적 구역(ZC1)(고온 구역)을 통한 파워 밀도는 약 0.0PD이고, 제2 열적 구역(ZC2)(고온 구역)을 통한 열적 밀도는 약 0.89PD이고, 제3 열적 구역(ZC3)(매우 고온인 구역)을 통한 열적 밀도는 약 1.50PD이다.
도 17에서 곡선('C2')에 상응하는 가열 요소(300C)는, Ω2의 제1 전기 저항 및 약 0.25L의 길이를 갖는 "매우 고온인 구역" 형태의 제1 열적 구역(ZC1), Ω1의 제2 전기 저항 및 약 0.5L 인치의 길이를 갖는 "고온 구역" 형태의 제2 열적 구역(ZC2), 및 Ω2의 제1 전기 저항 및 약 0.25L의 길이를 갖는 "매우 고온인 구역" 형태의 제3 열적 구역(ZC3)을 갖는다. 제1 열적 구역(ZC1) 및 제3 열적 구역(ZC3)(매우 고온인 구역) 각각은 그에 인가된 0.50P의 파워를 가지고, 제2 열적 구역(ZC2)(고온 구역)은 그에 인가된 0.54P의 파워를 갖는다. 제1 열적 구역(ZC1) 및 제3 열적 구역(ZC3)(매우 고온인 구역) 내의 파워 밀도는 약 1.89PD이고, 제2 열적 구역(ZC2)(고온 구역) 내의 열적 밀도는 약 1.05PD이다.
도 14를 참조하면, 단일 열적 구역(ZA1)(고온 구역; 곡선 A)을 갖는 곡선('A')에 상응하는 가열 요소(300A)는 기준 온도('TLOW')보다 약 12 ℃ 더 높은 평균 온도를 갖는 홈통(61) 내의 용융 유리(MG)를 초래한다. 용융 유리(MG)의 온도는 유입구 단부(52)에서 TLOW보다 약 11 ℃ 더 높고, 유입구 단부(52)로부터 약 0.7의 정규화된 위치에서 TLOW보다 약 16 ℃ 더 높게 온도가 증가되고, 이어서 유입구 단부(52)로부터 약 1.0의 정규화된 위치에서 TLOW보다 약 10 ℃ 더 높게 온도가 감소된다. 2개의 구역(ZB1, ZB2)(고온 구역, 매우 고온인 구역)을 갖는 곡선('B')에 상응하는 가열 요소(300B)는 'TLOW'보다 약 11 ℃ 더 높은 평균 온도를 갖는 홈통(61) 내의 용융 유리(MG)를 초래한다. 용융 유리(MG)의 온도는 유입구 단부(52)에서 TLOW보다 약 10 ℃ 더 높고, 유입구 단부(52)로부터 약 0.2의 정규화된 위치에서 TLOW보다 약 8 ℃ 더 높게 온도가 감소되고, 유입구 단부(52)로부터 약 0.4의 정규화된 위치에서 TLOW보다 약 8 ℃ 더 높은 온도가 유지되고, 이어서 유입구 단부(52)로부터 약 1.0의 정규화된 위치에서 TLOW보다 약 28 ℃ 더 높게 온도가 증가된다. 3개의 구역(ZC1(매우 고온인 구역), ZC2(고온 구역), ZC3(매우 고온인 구역))을 갖는 곡선('C1')에 상응하는 가열 요소(300C)는 'TLOW'보다 약 12 ℃ 더 높은 평균 온도를 갖는 홈통(61) 내의 용융 유리(MG)를 초래한다. 용융 유리(MG)의 온도는 유입구 단부(52)에서 TLOW보다 약 11 ℃ 더 높고, 유입구 단부(52)로부터 약 0.8의 정규화된 위치에서 TLOW보다 약 15 ℃ 더 높게 온도가 증가되고, 이어서 유입구 단부(52)로부터 약 1.0의 정규화된 위치에서 TLOW보다 약 12 ℃ 더 높게 온도가 감소된다. 3개의 구역(ZC1(저온 구역), ZC2(고온 구역), ZC3(매우 고온인 구역))을 갖는 곡선('C2')에 상응하는 가열 요소(300C)는 'TLOW'보다 약 9 ℃ 더 높은 평균 온도를 갖는 홈통(61) 내의 용융 유리(MG)를 초래한다. 용융 유리(MG)의 온도는 유입구 단부(52)에서 TLOW보다 약 8 ℃ 더 높고, 유입구 단부(52)로부터 약 0.3의 정규화된 위치에서 TLOW보다 약 1 ℃ 더 높게 온도가 감소되고, 이어서 유입구 단부(52)로부터 약 1.0의 정규화된 위치에서 TLOW보다 약 49 ℃ 더 높게 온도가 증가된다. 따라서, 도 17은, 홈통(61) 내의 용융 유리(MG)의 온도가 상이한 열적 구역을 갖는 가열 요소를 이용하여 제어될 수 있고, 그에 따라 상이한 가열 구역을 갖는 가열 요소를 이용하여 형성 본체의 길이를 따라 용융 유리의 질량 유동 특성을 조정할 수 있다는 것을 보여준다.
예 6
도 1, 도 2, 도 11 및 도 18을 참조하면, 형성 본체(60)의 홈통(61) 위에 배치된 가열 요소(300) 및 형성 본체(60)의 유입구 단부(52) 내에 배치된, 가열 요소 형태의, 열적 요소(314)에 대한 수학적 모델이 개발되었다. 특히, 도 18은 4개의 상이한 가열 요소(300) 및 열적 요소(314) 구성에 대한 ("정규화된 위치"로 표시된) 홈통(61)의 길이를 따른 정규화된 점도에 대한 모델링 결과를 그래프로 도시한다. 열적 요소(314) 구성의 각각을 위한 가열 요소(300)가 그에 인가된 P의 총 파워를 갖는다. "저온 구역"으로 이하에서 지칭되는 구역이 Ω3의 전기 저항을 가지고, "고온 구역"으로 이하에서 지칭되는 구역은 Ω1의 전기 저항을 갖는다. 'E'로 표시된 데이터 곡선은, 홈통(61)의 길이를 따라서 연장되는 단일 열적 구역(ZA1)(고온 구역)을 가지는 그리고 유입구 단부(52) 내에 열적 요소(314)가 존재하지 않는, 도 11에 도시된 가열 요소(300A)에 상응한다. 유입구 단부(52)에서의 용융 유리(MG)의 정규화된 점도는 약 0.8이고 유입구 단부(52)로부터 약 1.0의 정규화된 위치에서 약 0.7까지 점진적으로 감소된다. 'F'로 표시된 데이터 곡선은, 2개의 열적 구역(ZB1, ZB2) 및 형성 본체(60)의 유입구 단부(52) 내의 가열 요소 형태의 열적 요소(314)를 가지는 도 11에 도시된 가열 요소(300B)에 상응한다. 특히, 가열 요소(300B)는 유입구 단부(52)로부터 약 0.3의 정규화된 위치까지 연장되는 "저온 구역" 형태의 제1 열적 구역(ZB1), 및 유입구 단부(52)로부터 약 0.3의 정규화된 위치로부터 1.0의 정규화된 위치까지 연장되는 "고온 구역" 형태의 제2 열적 구역(ZB2)을 갖는다. 유입구 단부(52)에서의 용융 유리(MG)의 정규화된 점도는 약 0.8이고 유입구 단부(52)로부터 약 1.0의 정규화된 위치에서 약 0.6까지 점진적으로 감소된다. 'G'로 표시된 데이터 곡선은, 2개의 열적 구역(ZB1, ZB2) 및 형성 본체(60)의 유입구 단부(52) 내에 배치된 가열 요소 형태의 열적 요소(314)를 가지는 가열 요소(300B)에 상응한다. 특히, 가열 요소(300B)는 유입구 단부(52)로부터 약 0.2의 정규화된 위치까지 연장되는 "저온 구역" 형태의 제1 열적 구역(ZB1), 및 제1 열적 구역(ZB1)으로부터 약 0.2의 정규화된 위치로부터 1.0의 정규화된 위치까지 연장되는 제2 열적 구역(ZB2)을 갖는다. 유입구 단부(52)에서의 용융 유리(MG)의 정규화된 점도는 약 0.8이고, 유입구 단부(52)로부터 약 0.2의 정규화된 위치에서 약 0.83까지 증가되고, 유입구 단부(52)로부터 약 1.0의 정규화된 위치에서 약 0.4까지 감소된다. 'H'로 표시된 데이터 곡선은, 단일 열적 구역(ZA1) 및 형성 본체(60)의 유입구 단부(52) 내에 배치된 열적 요소(314)를 가지는 가열 요소(300A)에 상응한다. 특히, 가열 요소(300A)는 유입구 단부(52)로부터 약 1.0의 정규화된 위치까지 연장되는 "고온 구역" 형태의 열적 구역(ZA1)을 갖는다. 유입구 단부(52)에서의 용융 유리(MG)의 정규화된 점도는 약 0.8이고, 유입구 단부(52)로부터 약 0.3의 정규화된 위치에서 약 0.9까지 증가되고, 유입구 단부(52)로부터 약 1.0의 정규화된 위치에서 약 0.3까지 감소된다. 따라서, 도 18은, 형성 본체(60)의 유입구 단부(52) 내에 배치된 열적 요소(314)와 조합된 상이한 열적 구역들을 갖는 가열 요소(300A, 300B, 300C)를 이용하여, 홈통(61) 내의 용융 유리(MG)의 온도 및 점도, 그리고 그에 따라, 형성 본체의 길이를 따른 유리의 질량 유동 특성의 부가적인 제어를 제공할 수 있다는 것을 도시한다.
비록 하나의 열적 구역, 2개의 열적 구역, 및 3개의 열적 구역의 열적 구역 구성을 갖는 가열 요소가 본원에서 개시되고 설명되었지만, 3개 초과의 열적 구역을 갖는 가열 요소를 이용하여 홈통(61) 내의 용융 유리(MG)의 온도 및 점도의 부가적인 제어를 제공할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 본원에서 개시되고 설명된 정확한 열적 구역 구성이 제한적인 것으로 간주되지 않아야 하는데, 이는 다른 열적 구역 구성을 이용하여 홈통(61) 내의 용융 유리(MG)의 온도 및 점도의 부가적인 제어를 제공할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 2개의 저온 구역 및 1개의 고온 구역 또는 1개의 매우 고온인 구역과 함께 2개의 저온 구역을 갖는 가열 요소를 이용하여, 홈통(61) 내의 용융 유리(MG)의 온도 및 점도의 부가적인 제어를 제공할 수 있다.
전술한 내용을 기초로, 본원에서 설명된 유리 형성 장치 및 방법을 이용하여, 유리 형성 장치의 형성 본체의 치수 변화를 보상할 수 있다는 것을 이제 이해하여야 한다. 홈통 측면의 위에 또는 따라서 배치된 열적 요소의 어레이 또는 내부에 용융 유리를 갖는 형성 본체의 홈통 위에 배치된 하나 이상의 가열 요소의 이용은 용융 유리의 국소적인 가열 및 냉각을 제공하고, 이는 홈통으로부터 그리고 측면 표면 아래로 근부까지 용융 유리의 질량 유동을 조작하는데 이용될 수 있다. 형성 본체의 유입구 단부 내의 가열 요소의 이용은 또한, 홈통으로부터 그리고 측면 표면 아래로 근부까지 용융 유리의 질량 유동을 조작하기 위해서 이용될 수 있다. 질량 유동의 조작은, 유리 리본 형성 캠페인의 치수 변화를 보상하기 위해서 이용될 수 있는 유리 시트 두께의 조작을 가능하게 한다.
청구된 청구 대상의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도, 본원에서 설명된 실시예에 대한 여러 가지 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명확할 것이다. 그에 따라, 명세서는 본원에서 설명된 여러 실시예의 수정 및 변경을 포함하도록 의도되고, 그에 따라 그러한 수정 및 변경은 첨부된 청구항 및 그 균등물의 범위 내에 포함된다.

Claims (20)

  1. 유리 형성 장치이며:
    상단 패널 및 측면 패널들의 쌍을 갖는 외장;
    외장 내에 배치되는 형성 본체로서, 형성 본체는 외장의 상단 패널 아래에 배치된, 용융 유리를 수용하기 위한 홈통을 포함하고, 홈통은 유입구 단부, 원위 단부, 제1 둑 및 제1 둑에 대향되고 그로부터 이격된 제2 둑, 그리고 형성 본체의 길이를 따라서 제1 둑과 제2 둑 사이에서 연장되는 기부에 의해서 형성되고, 제1 둑 및 제2 둑은 유입구 단부로부터 원위 단부까지 수평에 대해서 경사져 연장되고, 외장의 상단 패널은 형성 본체의 길이를 따라 제1 둑 및 제2 둑의 상단 표면들 위에 배치되고 그 표면들에 실질적으로 평행하게 연장되고 그 표면들을 가로지르는, 형성 본체;
    형성 본체의 길이를 따라 외장의 상단 패널 위에 배치되고 그에 실질적으로 평행하게 연장하고 그를 가로지르는 지지 판;
    형성 본체의 길이를 따라 지지 판으로부터 매달린 복수의 열적 요소를 포함하고;
    복수의 열적 요소는 홈통 내에서 용융 유리를 국소적으로 가열 또는 냉각하는, 유리 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 열적 요소가 균일한 길이인, 유리 형성 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    복수의 열적 요소가 복수의 가열 요소를 포함하고, 복수의 가열 요소의 각각은 하단 부분을 포함하고, 하단 부분들은 형성 본체의 길이를 따라 외장의 상단 패널로부터 일반적으로 동일 거리에 배치되는, 유리 형성 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    복수의 열적 요소가 균일한 길이의 복수의 가열 요소 및 적어도 하나의 냉각 요소를 포함하는, 유리 형성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    지지 판으로부터 매달리고 지지 판의 길이 및 폭을 따라서 연장되는 복수의 열적 차폐부를 더 포함하고, 복수의 열적 차폐부는 복수의 중공형 컬럼을 형성하고, 복수의 열적 요소는 복수의 중공형 컬럼 내에 배치되는, 유리 형성 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    복수의 중공형 컬럼이 균일한 횡단면 크기 및 부피를 가지는, 유리 형성 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    지지 판이 복수의 개구부를 포함하고, 복수의 열적 요소가 복수의 개구부를 통해서 연장되는, 유리 형성 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    제1 둑 및 제2 둑이 유입구 단부로부터 원위 단부까지 수평에 대한 음의 경사로 연장되는, 유리 형성 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    지지 판이 형성 본체의 유입구 단부에 실질적으로 평행하게 그리고 가로질러 연장되는 제1 부분, 및 형성 본체의 길이를 따라서 외장의 상단 패널에 실질적으로 평행하게 그리고 가로질러 연장되는, 제1 부분과 비-선형적인, 제2 부분을 포함하는, 유리 형성 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    외장의 측면 패널의 쌍 중 적어도 하나를 따라 연장되는 적어도 하나의 측면 열적 요소를 더 포함하는, 유리 형성 장치.
  11. 유리 리본을 형성하기 위한 방법이며:
    형성 본체의 홈통 내로 용융 유리를 지향시키는 단계로서, 홈통은 유입구 단부, 원위 단부, 제1 둑 및 제1 둑에 대향되고 그로부터 이격된 제2 둑, 그리고 형성 본체의 길이를 따라서 제1 둑과 제2 둑 사이에서 연장되는 기부에 의해서 형성되고, 형성 본체는 상단 패널을 갖는 외장 내에서 둘러싸이고, 제1 및 제2 둑은 유입구 단부로부터 원위 단부까지 수평에 대해서 경사를 가지고 연장되고, 상단 패널은 형성 본체의 길이를 따라서 제1 둑 및 제2 둑의 상단 표면들 위에 배치되고 그 표면들에 실질적으로 평행하게 연장되고 그 표면들을 가로지르는, 단계;
    용융 유리를 제1 둑 및 제2 둑 위에서 그리고, 제1 둑 및 제2 둑으로부터 각각 연장되는 제1 형성 표면 및 제2 형성 표면을 따라서 아래로 유동시키는 단계로서, 제1 형성 표면 및 제2 형성 표면은 근부에서 수렴되고, 제1 형성 표면 및 제2 형성 표면을 따라서 아래로 유동되는 용융 유리는 근부에서 수렴되고 유리 리본을 형성하는, 단계;
    형성 본체 위에 배치되고 지지 판으로부터 매달리는 복수의 열적 요소로, 홈통 내의 용융 유리를 국소적으로 가열 또는 냉각하는 단계로서, 지지 판은 형성 본체의 길이를 따라 외장의 상단 패널 위에 배치되고 그에 실질적으로 평행하게 연장되는, 단계를 포함하고;
    홈통 내의 용융 유리의 국소적인 가열 또는 냉각이 홈통의 길이를 따라 용융 유리의 온도 및 점도를 조작하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    복수의 열적 요소가 균일한 길이인, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    복수의 열적 요소가 복수의 가열 요소를 포함하고, 복수의 가열 요소의 각각은 하단 부분을 포함하고, 하단 부분은 형성 본체의 길이를 따라 외장의 상단 패널로부터 동일 거리에 위치되는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    복수의 가열 요소 중 하나를 냉각 요소로 교체하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    지지 판으로부터 매달리고 지지 판의 길이 및 폭을 따라서 연장되는 복수의 열적 차폐부를 더 포함하고, 복수의 열적 차폐부는 복수의 중공형 컬럼을 형성하고, 복수의 열적 요소는 복수의 중공형 컬럼 내에 배치되는, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    복수의 중공형 컬럼이 동일한 횡단면 크기 및 부피를 포함하는, 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    지지 판이 복수의 개구부를 포함하고, 복수의 열적 요소가 복수의 개구부를 통해서 연장되는, 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    제1 둑 및 제2 둑이 유입구 단부로부터 원위 단부까지 수평에 대한 음의 경사로 연장되는, 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    지지 판이 형성 본체의 유입구 단부에 실질적으로 평행하게 그리고 가로질러 연장되는 제1 부분, 및 형성 본체의 길이를 따라서 외장의 상단 패널에 실질적으로 평행하게 그리고 가로질러 연장되는, 제1 부분과 비-선형적인, 제2 부분을 포함하는, 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    형성 본체 위에 배치되고 지지 판으로부터 매달리는 복수의 열적 요소로, 홈통 내의 용융 유리를 국소적으로 가열 또는 냉각하는 단계가, 복수의 열적 요소의 각각에 대한 전기 파워 또는 냉각 유체를 독립적으로 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
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