KR20210064349A - 모듈형 용융 유리 이송 장치 - Google Patents

Abstract

여기에 개시된 것은 모듈형 용융 유리 이송 장치들 및 이를 포함하는 유리 제조 장치들이다. 모듈형 용융 유리 이송 장치의 모듈은 복수의 하부 캐리지 롤러들을 포함하는 하부 캐리지를 포함한다. 상부 레일 시스템은 상기 하부 캐리지 상에서 지지된다. 상기 상부 레일 시스템은 수평에 대하여 0 도보다 더 큰 상승 각도 α로 배향되는 상부 지지 레일들을 포함한다. 상기 모듈은 상부 캐리지를 더 포함한다. 상기 상부 캐리지는 수평에 대하여 0 도보다 더 큰 상승 각도 β로 배향되는 베이스 플레이트와, 상기 상부 레일 시스템 상에서 상기 상부 캐리지의 병진을 용이하게 하기 위하여 상기 상부 레일 시스템 상의 상기 지지 레일들과 맞물리는 복수의 상부 캐리지 롤러들을 포함한다. 지지 프레임은 상기 베이스 플레이트에 커플링되고 용융 유리 이송 도관 어셈블리가 상기 지지 프레임 내의 상기 베이스 플레이트 상에서 지지된다.

Description

모듈형 용융 유리 이송 장치

본 출원은 2019년 9월 6일 출원된 미국 임시 출원 번호 제62/896,702호 및 2018년 9월 27일 출원된 미국 임시 출원 번호 제62/737,498호의 35 U.S.C. § 119 하에서의 우선권의 이익을 청구하며, 이 문헌의 내용이 아래에 제시된 것과 같이 그 전체로서 인용되며 참조문헌으로 여기 병합된다.

본 명세서는 유리 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 모듈형 용융 유리 이송 장치들 및 이와 함께 사용하기 위한 용융 유리 이송 도관들을 구비하는 유리 제조 장치들에 관한 것이다.

유리 제조 장치들은 유리를 용융, 가공 및 형성하기 위한 다양한 이산 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전형적인 유리 제조 장치는 다른 구성요소들 중에서 용융 물질 전구체(예를 들어, 용융 유리)를 형성하기 위한 유리 구성요소들의 뱃치를 용융시키기 위한 멜터, 용융 유리로부터 용해된 가스들을 제거하기 위한 청징 시스템, 용융 유리를 균질화하기 위한 혼합 베셀, 및 용융 유리를 요구되는 형상(예를 들어, 리본, 실린더, 튜브들 등)으로 형성하기 위한 형성 장치를 포함할 수 있다. 유리 제조 장치의 구성요소들은 용융 유리가 하나의 구성요소로부터 다음 구성요소로 흐르는 복수의 이송 도관들을 통해 직렬로 연결될 수 있다. 이송 도관들은 용융 유리의 비교적 고온 및 부식성 성질을 견딜 수 있도록 백금, 백금 합금들 등과 같은 내화성 금속들로부터 형성될 수 있다.

유리 제조 장치의 구성요소들은 장시간 동안 고온이 가해질 수 있다. 유리 제조 장치의 실온 조건들과 고온 작동 조건들 사이의 사이클링은 유리 제조 장치의 성분들에 응력들을 도입할 수 있다. 유리 제조 장치의 구성요소들에 대한 응력들의 정기적인 및 지속적인 도입은 구성요소들의 조기 고장을 초래할 수 있다. 또한, 유리 제조 장치를 통해 용융 유리의 스루풋(throuput)을 증가시키는 것은 유리 제조 장치를 통해 용융 유리의 적절한 유동을 보장하기 위해 더 높은 온도의 사용을 필요로 할 수 있다. 보다 높은 작동 온도는 유리 제조 장치의 구성요소들에 도입된 응력들을 더욱 증가시킬 수 있으며, 이는 다시 구성요소들의 수명을 감소시킬 수 있다.

따라서, 구성요소들 상의 응력을 완화시키고, 이에 의해 구성요소들의 가동 연한을 연장시키는 유리 제조 장치들의 구성요소들에 대한 대안적인 설계에 대한 필요성이 있다.

여기에 설명된 태양들은 앞서 설명된 문제점들의 일부를 해결하고자 한다.

제1 태양에서, 용융 유리 이송 장치를 포함하는 유리 제조 장치로서, 상기 용융 유리 이송 장치는 적어도 하나의 모듈을 포함하고, 상기 적어도 하나의 모듈은, 복수의 하부 캐리지 롤러들을 포함하는 하부 캐리지; 상기 하부 캐리지 상에서 지지되는 상부 레일 시스템으로서, 수평에 대하여 0도보다 더 큰 상승 각도 α로 배향되는 한 쌍의 상부 지지 레일들을 포함하는, 상부 레일 시스템; 및 상부 캐리지를 포함하고, 상기 상부 캐리지는, 수평에 대하여 0 도보다 더 큰 상승 각도 β로 배향되는 베이스 플레이트; 및 상기 베이스 플레이트에 커플링되고 상기 상부 레일 시스템의 상기 한 쌍의 상부 지지 레일들과 맞물리는 복수의 상부 캐리지 롤러들을 포함하는, 상부 캐리지를 포함한다.

제2 태양은 상기 상승 각도 α는 상기 상승 각도 β와 같은 것을 특징으로 하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제3 태양은 한 쌍의 하부 지지 레일들을 포함하는 하부 레일 시스템을 더 포함하고, 상기 하부 캐리지의 상기 복수의 하부 캐리지 롤러들은 상기 한 쌍의 하부 지지 레일들과 맞물리는 것을 특징으로 하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제4 태양은 상기 하부 캐리지에 커플링되고, 팽창 보조 힘을 상기 하부 캐리지에 인가하도록 구성되는 팽창 보조 부재를 더 포함하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제5 태양은 상기 상부 캐리지 및 상기 상부 레일 시스템에 커플링되고, 상향 질량 보상 힘을 상기 상부 레일 시스템을 따라 상기 상부 캐리지에 인가하도록 구성되는 질량 보상 부재를 더 포함하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제6 태양은 상기 하부 캐리지에 커플링되고, 상기 하부 캐리지에 팽창 보조 힘을 인가하도록 구성되는 팽창 보조 부재를 더 포함하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제7 태양은 상기 상향 질량 보상 힘의 수평 성분은 상기 팽창 보조 힘의 수평 성분에 반대되는 것을 특징으로 하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제8 태양은 상기 상부 캐리지의 상기 베이스 플레이트에 커플링된 지지 프레임을 더 포함하고, 상기 지지 프레임은, 수직 지지 부재들이 상기 베이스 플레이트에 대하여 측방향으로 변위 가능하도록 측방향 스프링 성분들을 사용하여 상기 베이스 플레이트에 커플링된 상기 수직 지지 부재; 및 수평 지지 부재들이 상기 수직 지지 부재들에 대하여 수직 방향으로 변위 가능하고 상기 수직 지지 부재들이 상기 수평 지지 부재들에 대하여 상기 측방향으로 변위 가능하도록 상기 수직 스프링 성분들 및 측방향 스프링 성분들을 사용하여 상기 수직 지지 부재들에 커플링된 수평 지지 부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제9 태양은 상기 지지 프레임은, 상기 수직 지지 부재들에 커플링된 수직 지지 플레이트들; 및 상기 수평 지지 부재들에 커플링된 수평 지지 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제10 태양은 상기 상부 캐리지 상에 지지되는 용융 유리 이송 도관 어셈블리를 더 포함하고, 상기 용융 유리 이송 도관 어셈블리는, 내화성 세라믹 물질로 형성된 상부 크래들 블록 및 내화성 세라믹 물질로 형성된 하부 크래들 블록을 포함하는 크래들 어셈블리; 상기 크래들 어셈블리 내에 위치하고 상기 용융 유리 이송 도관 어셈블리의 종방향으로 연장되는 튜브 어셈블리로서, 내화성 세라믹 물질로 형성되는 상부 튜브부 및 내화성 세라믹 물질로 형성되는 하부 튜브부를 포함하는 튜브 어셈블리; 및 상기 튜브 어셈블리 내에 위치하고 상기 종방향으로 연장되고, 내화성 금속으로 형성되는 이송 도관을 포함하는 것을 특징으로 하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제11 태양은 상기 하부 튜브부 및 상기 하부 크래들 블록 사이에 형성되고, 상기 종방향을 가로지르는 측방향으로 연장되는 키 홈(keyway); 및 상기 키 홈 내에 위치하는 상기 하부 튜브부 및 상기 하부 크래들 블록을 커플링시키는 키(key)를 더 포함하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제12 태양은 상기 용융 유리 이송 도관 어셈블리는 상기 크래들 어셈블리 주위에 위치하는 내화성 블록을 더 포함하고, 상기 내화성 블록은 내화성 세라믹 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제13 태양은 상기 하부 크래들 블록 및 상기 내화성 블록 사이에 형성되고, 상기 종방향을 가로지르는 측방향으로 연장되는 키 홈; 및 상기 키 홈 내에 위치하는 상기 하부 크래들 블록 및 상기 내화성 블록을 커플링시키는 키를 더 포함하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제14 태양은 상기 상부 튜브부는 상기 종방향으로 연장되고 상기 이송 도관의 일부분 주위에서 아치형으로 배열된 복수의 튜브 세그먼트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제15 태양은 상기 이송 도관의 종방향 단부에서 상기 이송 도관에 커플링된 적어도 하나의 플랜지를 더 포함하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제16 태양은 상기 적어도 하나의 플랜지는 이송 케이블에 커플링된 버스부 및 상기 이송 도관과 접촉하는 분배부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제17 태양은 상기 버스부에 커플된 병진 가능한 지지부(translatable support) 및 수직 방향으로 상기 버스부에 힘을 인가하도록 구성되는 스프링 성분을 더 포함하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제18 태양은 상기 병진 가능한 지지부는 상기 적어도 하나의 플랜지의 상기 버스부로부터 전기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제19 태양은 용융 유리 이송 도관 어셈블리를 포함하는 유리 제조 장치로서, 내화성 세라믹 물질로 형성되는 상부 크래들 블록 및 내화성 세라믹 물질로 형성되는 하부 크래들 블록을 포함하는 크래들 어셈블리; 상기 크래들 어셈블리 내에 위치하고, 상기 용융 유리 이송 도관 어셈블리의 종방향으로 연장되는 튜브 어셈블리로서, 내화성 세라믹 물질로 형성된 상부 튜브부 및 내화성 세라믹 물질로 형성되는 하부 튜브부를 포함하는 튜브 어셈블리; 상기 하부 튜브부 및 상기 하부 크래들 블록 사이에 형성되고, 상기 종방향을 가로지르는 측방향으로 연장되는 키 홈; 및 상기 키 홈 내에 위치하는 상기 하부 튜브부 및 상기 하부 크래들 블록을 커플링시키는 키를 포함하는 유리 제조 장치를 포함한다.

제20 태양은 상기 크래들 어셈블리 주위에 위치하고, 내화성 세라믹 물질로 형성되는 내화성 블록을 더 포함하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제21 태양은 상기 하부 크래들 블록 및 상기 내화성 블록 사이에 형성되며, 상기 용융 유리 이송 도관 어셈블리의 상기 종방향을 가로지르는 측방향으로 연장되는 키 홈; 및 상기 키 홈 내에 위치하는 상기 하부 크래들 블록 및 상기 내화성 블록을 커플링시키는 키를 더 포함하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제22 태양은 상기 상부 튜브부는 상기 종방향으로 연장되고 아치형으로 배열되는 복수의 튜브 세그먼트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제23 태양은 상기 튜브 어셈블리 내에 위치하고, 내화성 금속으로 형성되고 상기 종방향으로 연장되는 이송 도관을 더 포함하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

제24 태양은 상기 이송 도관의 종방향 단부에서 상기 이송 도관에 커플링된 플랜지를 더 포함하는 전술한 태양들 중 임의의 유리 제조 장치를 포함한다.

여기에서 설명되는 모듈형 용융 유리 이송 장치들 및 이들을 포함하는 유리 제조 장치들의 추가적인 특징들 및 이점들이 뒤따르는 상세한 설명에서 제시될 것이며, 부분적으로는 상세한 설명으로부터 해당 기술의 당업자들에게 즉각적으로 명백해지거나 첨부한 도면들뿐만 아니라 뒤따르는 상세한 설명, 청구항들을 포함하여 여기에서 설명되는 방법들을 실행함에 의해 인식될 것이다.

전술한 일반적인 설명 및 뒤따르는 상세한 설명은 모두 본 개시의 실시예들을 설명하며, 이들이 설명되고 청구화되는 바와 같이 여기에 개시된 실시예들의 속성 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 윤곽을 제공하기 위하여 의도되는 것임이 이해되어야 할 것이다. 첨부하는 도면들은 더 나아간 이해를 제공하기 위하여 포함되며, 본 명세서의 일부분 내에서 병합되고 일부분을 구성한다. 도면들은 본 개시의 다양한 실시예들을 도시하며, 상세한 설명과 함께 다양한 실시예들의 원리들 및 동작을 설명하도록 역할을 한다.

도 1은 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 유리 제조 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2는 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 복수의 모듈들을 포함하는 모듈형 용융 유리 이송 장치를 개략적으로 도시한다.
도 3은 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 도 2의 모듈형 용융 유리 이송 장치의 모듈을 개략적으로 도시한다.
도 4는 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 용융 유리 이송 도관 어셈블리가 없는 도 3의 모듈의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 5는 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 용융 유리 이송 도관 어셈블리를 구비하는 도 3의 모듈의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 6a는 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 도 5의 모듈의 용융 유리 이송 도관 어셈블리의 수직 단면을 개략적으로 도시한다.
도 6b는 도 6a의 용융 유리 이송 도관 어셈블리의 일부분의 분해도를 개략적으로 도시한다.
도 6c는 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 도 5의 모듈의, 이에 부착된 플랜지를 구비한 용융 유리 이송 도관 어셈블리의 수직 단면을 개략적으로 도시한다.
도 7은 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 도 5의 모듈의, 용융 유리 이송 도관 어셈블리의 다른 수직 단면을 개략적으로 도시한다.
도 8은 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 모듈형 용융 유리 이송 장치의 인접한 모듈들의 플랜지들 사이에 형성된 유리 씰을 개략적으로 도시한다.
도 9는 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 이송 도관을 가열하기 위한 플랜지의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 10은 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 이송 도관을 가열하기 위한 플랜지의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 11은 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 이송 도관을 가열하기 위한 플랜지의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 12는 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 이송 도관을 가열하기 위한 플랜지의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 13은 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 이송 도관을 가열하기 위한 플랜지의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 14는 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 외부 지지 프레임을 포함하는 모듈형 용융 유리 이송 장치의 모듈의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 15는 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 이송 도관을 위한 플랜지를 지지하기 위한 병진 가능한 지지부를 개략적으로 도시한다.
도 16은 여기에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예들에 따른 플랜지에 커플링된 이송 케이블들을 지지하기 위한 오버헤드 지지 구조체를 개략적으로 도시한다.

여기에서 기술된 모듈형 용융 유리 이송 장치들 및 이를 포함하는 유리 제조 장치의 실시예들에 대해서는 본 명세서에서 첨부된 도면에 예시된 예를 들어 상세히 설명한다. 가능하면 도면 전체에서 동일한 참조 번호가 동일하거나 유사한 부분을 지칭할 수 있다. 모듈형 용융 유리 이송 장치의 모듈의 일 실시예가 도 3에 개략적으로 도시된다. 상기 모듈은 복수의 하부 캐리지 롤러들을 포함하는 하부 캐리지를 포함할 수 있다. 상부 레일 시스템은 하부 캐리지 상에서 지지될 수 있다. 상부 레일 시스템은 수평에 대해 0도보다 큰 상승 각도 α에서 배향된 한 쌍의 상부 지지 레일들을 포함할 수 있다. 모듈은 상부 캐리지를 더 포함할 수 있다. 상부 캐리지는 수평에 대하여 0보다 더 큰 상승 각도 β로 배향된 베이스 플레이트, 및 상기 베이스 플레이트에 커플링되고 상기 상부 레일 시스템 상에서 상기 상부 캐리지의 병진을 용이하게 하도록 상부 레일 시스템의 한 쌍의 상부 지지 레일들과 맞물린 복수의 상부 캐리지 롤러들을 포함한다. 지지 프레임은 베이스 플레이트에 커플링될 수 있고, 용융 유리 이송 도관 어셈블리는 지지 프레임 내에서 베이스 플레이트 상에 지지될 수 있다. 모듈형 용융 유리 이송 장치, 이를 위한 사용을 위한 용융 유리 이송 도관들, 및 이를 사용하는 유리 제조 장치들의 다양한 실시예들이 첨부된 도면들에 대한 상세한 언급과 함께 여기에서 보다 상세히 설명될 것이다.

범위들은 여기에서 "약" 하나의 특정한 값으로부터, 및/또는 "약" 다른 특정한 값까지로서 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 실시예들은 하나의 특정한 값으로부터, 및/또는 다른 특정한 값까지를 포함할 수 있다. 유사하게, 값들이 "약"의 선행어구 사용에 의해 근사치들로서 표현될 때, 특정한 값은 다른 측면을 형성한다는 것이 이해될 것이다. 이러한 범위들의 각각의 종료점들이 다른 종료점과 연관되어, 그리고 다른 종료점과 독립적으로 모두 중요하다는 점이 더 이해될 것이다

여기에서 사용된 방향 용어들-예를 들어, 위, 아래, 상부, 하부, 우측, 좌측, 전방, 후방, 상면, 바닥부-들은 그려진 대로의 도면들만을 참조로 이루어진 것이며 절대적 방향을 함축하는 것으로 의도되지 않는다.

다르게 강조하여 설명되지 않는 한, 여기 제시된 임의의 방법들이 특정한 순서로 수행되는 것을 요구하는 것으로 해석될 것이 전혀 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 실제로 그 단계들에 의해 뒤따르는 순서를 한정하지 않는 경우 또는 단계들이 특정한 순서에 제한된다는 점이 청구항들 또는 상세한 설명에서 구체적으로 언급되지 않는 경우에, 또는 장치의 성분들의 특정한 순서 또는 방향이 제한되지 않는 경우에, 어느 측면에서나 임의의 순서 또는 방향이 추론되는 것이 전혀 의도되지 않는다. 이는 단계들의 배열, 구동 흐름, 성분들의 순서, 또는 성분들의 방향과 관련한 논리 문제들; 문법적 구성 또는 구두법으로부터 유도되는 일반적인 의미; 및 명세서 내에서 설명되는 실시예들의 수 또는 유형을 포함하여, 해석을 위한 임의의 가능한 비-표현적인 기초를 유지한다.

또한 여기에서 사용되는 바와 같이 용어들 "상기", "하나의", 또는 "일"은 문맥상 명백히 다르게 지시하지 않는 한 복수의 인용을 포함한다. 따라서 예를 들어 "하나의" 성분에 대한 인용은 이와 반대로 명백하게 지시되지 않는 한 이러한 성분들을 둘 또는 그 이상 갖는 태양들을 포함한다.

도 1을 참조하면, 예시의 방법으로서, 용융 유리로부터 유리 물품들을 형성하기 위한 유리 제조 장치(10)의 실시예들이 개략적으로 도시된다. 유리 제조 장치(10)는 멜터(11), 청징 시스템(13), 혼합 베셀(14), 이송 베셀(18) 및 성형 장치(20)를 포함할 수 있다. 유리 뱃치 물질은 뱃치 인렛 포트(12)를 통해 멜터(11)에 도입된다. 뱃치 물질들은 용융 유리(16)를 형성하기 위해 멜터(11)에서 용융된다. 멜터(11)는 연결 튜브(50)를 사용하여 청징 시스템(13)에 유체 커플링된다. 용융 유리(16)는 멜터(11)로부터 연결 튜브(50)를 통해 청징 시스템(13)으로 흐른다.

청징 시스템(13)은 용융 유리(16)를 멜터(11)로부터 수용하는 고온 가공 영역을 포함할 수 있다. 용융 유리(16)가 청징 시스템(13)에 잔류하는 동안 용해된 가스 및/또는 기포들이 용융 유리(16)로부터 제거된다. 청징 시스템(13)은 연결 튜브(15)에 의해 혼합 베셀(14)에 유체 결합될 수 있다. 즉, 청징 시스템(13)으로부터 혼합 베셀(14)로 흐르는 용융 유리는 연결 튜브(15)를 통해 흐를 수 있다. 용융 유리(16)가 혼합 베셀(14)을 통과함에 따라, 용융 유리(16)는 용융 유리를 균질화하기 위해 교반될 수 있다. 혼합 베셀(14)로부터 이송 베셀(18)로 흐르는 용융 유리가 연결 튜브(17)를 통해 흐르도록, 혼합 베셀(14)은 다시 연결 튜브(17)에 의해 이송 베셀(18)에 유체 결합될 수 있다.

이송 베셀(18)은 용융 유리(16)를 다운커머(19)를 통해 성형 장치(20)로 공급한다. 성형 장치(20)는 예를 들어, 제한없이, 퓨전 드로우 기계 또는 용융 유리를 리본, 튜브, 불(boules) 등과 같은 유리 물품으로 형성하기 위한 다른 형성 장치일 수 있다. 도 1에 도시된 실시예들에서, 성형 장치(20)는 인렛(24)과 성형 베셀(30)이 위치된 인클로저(22)를 포함하는 퓨전 드로우 기계이다. 다운커머(19)로부터의 용융 유리(16)는 인렛(24)으로 흐른다. 이는 성형 베셀(30)로 이어진다. 성형 베셀(30)은 용융 유리(16)를 수용하는 개구부(32)를 포함한다. 용융 유리(16)는 홈통(33)으로 흐를 수 있고, 범람하여 성형 베셀(30)의 루트(36)에서 함께 융합되기 전에 성형 베셀(30)의 2 개의 수렴 측면(34a, 34b) 아래로 흐르며, 여기에서 연속적인 유리 리본(38)을 형성하도록 접촉되고 하류 방향(41)으로 드로우되기 전에 두 개의 측면들이 접합한다.

도 1은 퓨전 드로우 기계를 사용하여 유리 리본을 형성하기위한 유리 제조 장치(10)를 개략적으로 도시하는 한편, 제한 없이 플롯 유리 공정, 슬롯 드로잉 공정들 등을 포함하는 다른 공정들이 유리 리본을 형성하기 위하여 사용될 수 있다. 또한, 유리 제조 장치(10)가 유리 리본을 형성하기 위해 사용되는 것으로 도시되는 한편, 유리 튜브들, 유리 실린더들, 불 등을 포함하는 유리 시트들 이외의 유리 스톡 물질을 형성하기 위해 다른 유리 제조 장치들이 사용될 수 있다.

유리 제조 장치(10)는 실온에서 구성된 이후에 상승된 온도에서 작동될 수 있다. 유리 제조 장치(10)의 구성요소들을 작동 온도들까지 가열하는 것은 이들의 각각의 열팽창 계수에 따라 구성요소의 치수 사이즈를 증가시킨다. 예를 들어, 연결 튜브들(15, 17, 50)은 내화성 금속들로부터 형성될 수 있으며 가열시 열적으로 팽창될 수 있다. 열팽창은 연결 튜브(15, 17, 50)에 응력을 도입한다. 연결 튜브의 열팽창이 유리 제조 장치(10)에서 인접한 구성요소에 의해 제한되면 연결 튜브(15, 17, 50)에 추가적인 응력이 부여될 수 있다. 예를 들어, 연결 튜브(50)는 멜터(11)와 청징 시스템(13) 사이에 위치되고, 이들에 커플링되며, 이들 각각이 또한 가열시 열적으로 팽창될 수 있다. 멜터(11) 및 청징 시스템(13)의 열팽창은 연결 튜브(50)의 열팽창을 제한 또는 억제하여 연결 튜브(50)에서 추가적인 응력을 도입할 수 있다. 내화성 금속의 높은 작동 온도에 의해, 연결 튜브(15, 17, 50)의 내화성 금속에 부여된 낮은 수준의 응력조차도 내화성 금속에서 크립(creep)을 유발함으로써, 연결 튜브의 수명을 감소시키고 고장 위험을 증가시킬 수 있다. 연결 튜브의 수리 및/또는 교체는 비용이 많이 들고 시간이 소요되며, 수리 및/또는 교체를 용이하게 하기 위해 제조 장치가 장시간 셧다운될 수 있기 때문에 생산 수율을 감소시킬 수 있다.

여기에 개시된 것은 모듈형 용융 유리 이송 장치, 이와 함께 사용하기 위한 용융 유리 이송 도관 및 이를 포함하는 유리 제조 장치들이다. 모듈형 용융 유리 이송 장치들은 예를 들어 연결 튜브(15, 17, 50)와 같은 유리 제조 장치들의 다양한 구성요소들 사이의 연결 튜브로서 사용될 수 있다. 모듈형 용융 유리 이송 장치들은 모듈형 용융 유리 이송 장치의 내화성 금속에 도입된 응력을 감소시키거나 완화시켜, 모듈형 용융 유리 이송 장치의 수명을 연장시키고, 유리 제조 장치들의 생산 수율을 높이고 작동 및 유지 보수 비용을 줄이는 것이다.

이제 도 1 및 도 2를 참조하면, 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)의 일 예시가 개략적으로 도시된다. 도 2에 도시된 실시예들에서, 모듈형 용융 유리 이송 장치는 연결 튜브(50)를 대신하여 유리 제조 장치(10)(도 1)의 청징 시스템(13)(도 1)에 멜터(11)(도 1)를 커플링하도록 배열된다. 그러나, 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)는 제한없이, 청징 시스템(13) 및 혼합 베셀(14)(즉, 연결 튜브(15) 대신에), 혼합 베셀(14) 및 이송 베셀(18)(즉, 연결 튜브(17) 대신에), 등을 포함하여 유리 제조 장치(10)의 다른 구성요소를 커플링시키는데 사용될 수 있다. 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)는 적어도 하나의 모듈을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 실시예들에서, 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)는 2 개의 모듈들(모듈(102a) 및 모듈(102b))을 포함한다. 그러나, 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)는 하나의 모듈 또는 2 개 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 각 모듈(102a, 102b)은 하부 캐리지(104), 상부 레일 시스템(106), 상부 캐리지(108) 및 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)를 포함할 수 있다(도 5 내지 도 7에 개략적으로 도시된다).

이제 도 3 및 도 4를 참조하면, 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)의 하나의 모듈(모듈(102a))은 프로파일(도 3) 및 수직 단면(도 4)이 개략적으로 도시된다. 구체적으로, 도 4는 도면에 도시된 좌표축의 X-Z 평면에서 모듈(102a)의 단면을 도시한다. 설명의 용이함을 위해, 도 4는 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 없는 모듈(102a)을 도시한다(여기에서 더 상세히 설명한다). 모듈(102a)의 구성요소 및 구조에 구체적인 참조가 이루어지지만, 모듈(102b)은 모듈(102a)과 동일한 구성요소를 포함하고 유사하게 구성된다는 것을 이해해야 한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 모듈(102a)의 하부 캐리지(104)는 하부 캐리지 프레임(114) 및 하부 캐리지 프레임(114)에 커플링된 복수의 하부 캐리지 롤러들(도 3 및 도 4에 도시된 3 개의 하부 캐리지 롤러들(116a, 116b, 116c))을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 모듈(102a)은 하부 레일 시스템(112)을 더 포함할 수 있다. 하부 레일 시스템(112)은 한 쌍의 하부 지지 레일들(118a, 118b)을 포함할 수 있다. 하부 지지 레일들(118a, 118b)은 서로 평행할 수 있고, 모듈(102a)의 종방향(즉, 도면들에 도시된 좌표축의 +/- Y 방향)으로 연장될 수 있다. 하부 지지 레일들(118a, 118b)은 실질적으로 수평 배향을 가질 수 있다(즉, 하부 지지 레일들(118a, 118b)은 도면들에 도시된 좌표축의 X-Y 평면에 평행한 면에 위치한다). 실시예들에서, 도면에 도시된 좌표축의 +/- Y 방향으로의 하부 캐리지 프레임(114)(및 이에 따라 하부 캐리지(104))의 병진을 용이하게 하기 위하여 복수의 하부 캐리지 롤러들(116a, 116b, 116c)은 각각 하부 지지 레일들(118a, 118b) 중 하나와 맞물릴 수 있다. 여기에서 설명된 실시예들에서, 하부 캐리지 프레임(114) 및 하부 지지 레일들(118a, 118b)은 예를 들어, 제한 없이, 구조적 스틸 또는 유사한 하중 베어링 재료와 같은 하중 베어링 재료로 형성될 수 있다.

도 3 및 도 4를 계속 참조하면, 모듈(102a)은 상부 레일 시스템(106)을 더 포함할 수 있다. 상부 레일 시스템(106)은 하부 캐리지(104)의 하부 캐리지 프레임(114) 상에 지지될 수 있다. 상부 레일 시스템(106)은 한 쌍의 상부 지지 레일들(120a, 120b)을 포함할 수 있다. 상부 지지 레일들(120a, 120b)은 서로 평행하고, 수평(즉, 도면에 도시된 좌표축의 X-Y 평면에 대해서도)에 대해 상승 각도 α로 배향될 수 있다. 여기에 기술된 실시예들에서, 상승 각도 α는 0도 이상일 수 있다. 실시예들에서, 상승 각도 α는 0도보다 크고 90도보다 작거나, 또는 0도보다 크고 45도 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상승 각도 α는 0도보다 작고 -90도보다 클 수 있거나, 또는 0도보다 작고 -45도 이상일 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 모듈(102a)의 실시예들에서, 상부 지지 레일들(120a, 120b) 및 하부 캐리지 프레임(114) 사이의 간격은 도면에 도시된 좌표축의 + Y 방향으로 증가한다. 상부 지지 레일들(120a, 120b)은 받침대들(도 3 및 도 4에 도시된 세 개의 받침대들(122a, 122b, 122c))을 사용하여 하부 캐리지(104)의 하부 캐리지 프레임(114) 상에 지지될 수 있다. 받침대들(122a, 122b) 및 받침대(122c)의 높이의 차이는 수평에 대하여 상부 지지 레일들(120a, 120b)의 상승 각도 α를 결정할 수 있다. 따라서, 도 3 및 도 4에 도시된 모듈(102a)의 실시예들에서는, 받침대들(122a, 122b)의 높이는 받침대(122c)의 높이보다 작을 수 있다. 하부 지지 레일들(118a, 118b) 및 하부 캐리지 프레임(114)과 마찬가지로 상부 지지 레일들(120a, 120b) 및 받침대들(122a, 122b, 122c)은 예를 들어, 제한 없이, 구조적 스틸 또는 유사한 하중 베어링 재료와 같은 하중 베어링 재료로 형성될 수 있다. 여기에서 설명된 실시예들에서, 받침대들(122a, 122b, 122c)은 하부 캐리지 프레임(114) 및 상부 지지 레일들(120a, 120b)에 용접 및/또는 기계적 패스너에 의해 커플링될 수 있다.

여기에서 설명된 실시예들에서, 모듈(102a)의 상부 캐리지(108)는 하부 캐리지(104) 상에 지지될 수 있다. 구체적으로, 상부 캐리지(108)는 베이스 플레이트(124) 및 베이스 플레이트(124)에 커플링된 복수의 상부 캐리지 롤러들(도 3 및 도 4에 도시된 3 개의 상부 캐리지 롤러들(126a, 126b, 126c))을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 복수의 상부 캐리지 롤러들(126a, 126b, 126c)은 상부 레일 시스템(106) 상의 베이스 플레이트(124)(및 이에 따라 상부 캐리지(108))의 병진을 용이하게하기 위해 상부 지지 레일들(120a, 120b) 중 하나와 맞물릴 수 있다. 상부 캐리지(108)의 베이스 플레이트(124)는 수평(즉, 도면에 도시된 좌표축의 X-Y 평면에 대해)에 대하여 상승 각도 β로 배향될 수 있다. 여기에서 기술된 실시예들에서, 상승 각도 β는 0도보다 클 수 있다. 실시예들에서, 상승 각도 β는 0도보다 크고 90도보다 작을 수 있거나, 또는 0도보다 크고 45도 이하일 수 있다. 실시예들에서, 상승 각도 β는 0도보다 작고 -90도보다 클 수 있거나, 또는 0도보다 작고 -45도 이상일 수 있다. 실시예들에서, 상승 각도 β는 상승 각도 α와 동일할 수 있다. 상부 캐리지(108)의 베이스 플레이트(124)의 각 배향 및 상부 지지 레일들(120a, 120b)의 각 배향에 기인하여, 상부 지지 레일들(120a, 120b) 상의 상부 캐리지(108)의 병진 운동의 1 차 벡터 성분은 도면에 도시된 좌표축의 +/- Y 방향에 평행할 수 있다. 여기에서 설명된 실시예들에서, 상부 캐리지(108)의 베이스 플레이트(124)는 예를 들어, 제한 없이, 구조적 스틸 또는 유사한 하중 베어링 재료와 같은 하중 베어링 재료로 형성될 수 있다.

도 3 및 도 4를 계속 참조하면, 상부 캐리지(108)는 베이스 플레이트(124)에 커플링된 지지 프레임(128)을 더 포함할 수 있다. 지지 프레임(128)은 지지 프레임(128) 및 베이스 플레이트(124)에 의해 둘러싸인 체적(142) 내에 위치된 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)(도 5 내지 도 7에 도시된)를 지지하고 보강한다. 실시예들에서, 지지 프레임(128)은 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 측방향으로(즉, 도면에 도시된 좌표축의 +/- X 방향으로) 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 열팽창 및 수축을 수용하도록 구성될 수 있다. 실시예들에서, 지지 프레임(128)은 또한 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 수직 방향으로(즉, 도면에 도시된 좌표축의 +/- Z 방향으로) 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 열팽창 및 수축을 수용하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 실시예들에서, 지지 프레임(128)은 복수의 수직 지지 부재들(도 3 및 도 4에 도시된 수직 지지 부재들(130a, 130b, 130c)) 및 복수의 수평 지지 부재들(132a, 132b)을 포함할 수 있다. 수직 지지 부재들(130a, 130b, 130c) 및 수평 지지 부재들(132a, 132b)은 예를 들어, 제한 없이, 구조적 스틸 또는 유사한 하중 베어링 재료와 같은 하중 베어링 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 수직 지지 부재들(130a, 130b, 130c)의 하단부들(즉, 도면에 도시된 좌표축의 - Z 방향으로의 수직 지지 부재들의 단부들)은 측방향 스프링 성분들(134)을 사용하여 상부 캐리지(108)의 베이스 플레이트(124)에 커플링될 수 있다. 유사하게, 수직 지지 부재들(130a, 130b, 130c)의 상단부들(즉, 도면에 도시된 좌표축의 + Z 방향의 수직 지지 부재들의 단부들)은 측방향 스프링 성분들(134)을 사용하여 수평 지지 부재들(132a, 132b)에 커플링될 수 있다. 측방향 스프링 성분들(134)은 예를 들어, 제한 없이, 압축 스프링들, 디스크 스프링들, 스프링 볼트들 및/또는 이들의 조합일 수 있다.

측방향 스프링 성분들(134)은 지지 프레임(128) 및 상부 캐리지(108)의 베이스 플레이트(124)에 의해 둘러싸인 체적(142) 내에 위치한 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 열팽창 및 수축을 수용하기 위해 도면에 도시된 좌표축의 +/- X 방향으로(즉, 측방향으로)의 수직 지지 부재들(130a, 130b, 130c)의 변위를 허용할 수 있다. 즉, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 지지 프레임(128) 및 베이스 플레이트(124)에 의해 둘러싸인 체적(142) 내에서 가열되면, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)는 팽창하고 수직 지지 부재들(130a, 130b, 130c) 상에서 +/- X 방향으로 힘을 발휘할 수 있다. 측방향 스프링 성분들(134)은 +/- X 방향으로 수직 지지 부재들(130a, 130b, 130c)의 변위를 허용하여 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 열팽창을 수용할 수 있게 한다. 유사하게, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 지지 프레임(128) 및 베이스 플레이트(124)에 의해 둘러싸인 체적(142) 내에서 냉각되면, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)는 수직 지지 부재들(130a, 130b, 130c)로부터 수축된다. 수직 지지 부재들(130a, 130b, 130c)이 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)와 접촉한 채 잔류하여, 이에 의해 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 냉각되고 수축되는 동안 이를 지지하도록 측방향 스프링 성분들(134)은 +/- X 방향으로 수직 지지 부재들(130a, 130b, 130c)의 변위를 허용할 수 있다.

측방향 스프링 성분들(134) 이외에, 지지 프레임(128)은 또한 수직 스프링 성분들(136)을 포함할 수 있다. 구체적으로는, 수직 지지 부재들(130a, 130b, 130c)의 상단부들(즉, 도면에 도시된 좌표 축의 + Z 방향으로의 수직 지지 부재들의 단부들)은 수직 스프링 성분들(136)을 사용하여 수평 지지 부재들(132a, 132b)에 커플링될 수 있다. 수직 스프링 성분들(136)은, 예를 들면, 압축 스프링들, 디스크 스프링들, 스프링 볼트들 및/또는 이들의 조합이 제한적일 수 있다.

수직 스프링 성분들(136)은 지지 프레임(128) 및 베이스 플레이트(124)에 의해 둘러싸인 체적(142) 내에 위치된 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 열팽창 및 수축을 수용하기 위해 도면에 도시된 좌표축의 + Z 방향으로의(즉, 수직으로의) 변위를 허용할 수 있다. 즉, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 지지 프레임(128) 및 베이스 플레이트(124)에 의해 둘러싸인 체적(142) 내에서 가열되면, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)는 팽창하고 수평 지지 부재들(132a, 132b) 상에서 + Z 방향으로 힘을 발휘할 수 있다. 수직 스프링 성분들(136)은 + Z 방향으로 수평 지지 부재들(132a, 132b)의 변위를 허용하여 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 열팽창을 수용할 수 있다. 유사하게, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 지지 프레임(128) 및 베이스 플레이트(124)에 의해 둘러싸인 체적(142) 내에서 냉각되면, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)는 수평 지지 부재들(132a, 132b)로부터 수축된다. 수평 지지 부재들(132a, 132b)이 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)와 접촉한 채 잔류하여, 이에 의해 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 냉각되고 수축되는 동안 이를 지지하도록 수직 스프링 성분들(136)은 - Z 방향으로 수평 지지 부재들(132a, 132b)의 변위를 허용할 수 있다.

실시예들에서, 지지 프레임(128) 및 베이스 플레이트(124)에 의해 둘러싸인 체적(142) 내에 위치된 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)에 추가의 지지를 추가로 제공하도록 상부 캐리지(108)의 지지 프레임(128)은 수직 지지 플레이트들(2 개의 수직 지지 플레이트들(138a, 138b)이 도 3 및 도 4에 도시된다) 및/또는 수평 지지 플레이트들(140)(한 개의 수평 지지 플레이트(140)가 도 3 및 도 4에 도시된다)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서, 지지 프레임(128)은 지지 프레임(128) 및 베이스 플레이트(124)에 의해 둘러싸인 체적(142) 내에 배치된 수직 지지 플레이트들(138a, 138b)을 더 포함할 수 있다. 수직 지지 플레이트(138a)가 수직 지지 부재들(130a, 130b)과 지지 프레임(128) 및 베이스 플레이트(124)에 의해 둘러싸인 체적(142)에 위치한 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)(예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이) 사이에 배치되도록, 수직 지지 플레이트(138a)는 용접, 기계적 패스너들 등에 의해서와 같이 수직 지지 부재들(130a, 130b)에 커플링될 수 있다. 유사하게, 수직 지지 플레이트(138b)가 수직 지지 부재(130c)과 지지 프레임(128) 및 베이스 플레이트(124)에 의해 둘러싸인 체적(142)에 위치한 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)(예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이) 사이에 배치되도록, 수직 지지 플레이트(138b)는 용접, 기계적 패스너들 등에 의해서와 같이 수직 지지 부재(130c)에 커플링될 수 있다. 수직 지지 플레이트들(138a, 138b)은 예를 들어, 제한 없이, 구조적 스틸 또는 유사한 하중 베어링 재료와 같은 하중 베어링 재료로 형성될 수 있다. 열팽창 및 수축 동안에, 및 열팽창과 수축 주기들 사이에서 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 지지 프레임(128)에 의해 균일하게 지지되도록 하기 위해, 수직 지지 플레이트들(138a, 138b)은 수직 지지 부재들(130a, 130b, 130c) 상에 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)에 의해 발휘되는 힘이 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 종방향 길이(즉, 일반적으로 도면에 도치된 좌표축의 +/- Y 방향으로의 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 길이)를 따라 균일하게 분포되도록 허용할 수 있다.

실시예들에서, 지지 프레임(128)은 지지 프레임(128) 및 베이스 플레이트(124)에 의해 둘러싸인 체적(142) 내에 배치된 수평 지지 플레이트(140)를 더 포함한다. 수평 지지 플레이트(140)가 수평 지지 부재들(132a, 132b)과 지지 프레임(128) 및 베이스 플레이트(124)에 의해 둘러싸인 체적(142)에 위치한 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)(예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이) 사이에 배치되도록, 수평 지지 플레이트(140)는 용접, 기계적 패스너들 등에 의해서와 같이 수평 지지 부재들(132a, 132b)에 커플링될 수 있다. 수평 지지 플레이트(140)는 예를 들어, 제한 없이, 구조적 스틸 또는 유사한 하중 베어링 재료와 같은 하중 베어링 재료로 형성될 수 있다. 열팽창 및 수축 동안에, 및 열팽창과 수축 주기들 사이에서 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 지지 프레임(128)에 의해 균일하게 지지되도록 하기 위해, 수평 지지 플레이트(140)는 수평 지지 부재들(132a, 132b) 상에 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)에 의해 발휘되는 힘이(및 그 반대의 경우) 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 종방향 길이를 따라 균일하게 분포되도록 허용할 수 있다.

도 3 및 도 4를 계속 참조하면, 실시예들에서, 모듈(102a)은 하부 레일 시스템(112)의 하부 지지 레일들(118a, 118b)을 따라 하부 캐리지(104)의 병진을 돕기 위해 팽창 보조 부재(144)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로는, 지지 프레임(128) 및 베이스 플레이트(124)에 의해 둘러싸인 체적(142) 내에 위치된 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 열팽창 및 수축 동안, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 전부 또는 일부의 길이 방향 길이가 증가하거나(열 팽창) 또는 감소할 수 있고(열 수축), 이에 의해 하부 캐리지(104)가 하부 레일 시스템(112)의 하부 지지 레일들(118a, 118b)을 따라 병진하는 것을 유발한다. 하부 캐리지(104)와 하부 지지 레일들(118a, 118b) 사이의 복수의 하부 캐리지 롤러들(116a, 116b, 116c)의 통합에도 불구하고, 모듈(102a)의 큰 질량은 모듈(102a)의 정적 관성을 극복하기 어렵게 할 수 있고, 이에 의해, 모듈(102a)이 복수의 하부 캐리지 롤러들(116a, 116b, 116c) 상에서 이동하도록 설정한다. 모듈(102a)의 정적 관성이 극복되지 않으면, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)에 부가적인 응력이 부여될 수 있고, 이는 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 손상 및/또는 고장을 잠재적으로 초래한다. 팽창 보조 부재(144)는 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 가열될 때, 종방향 팽창 방향으로(즉, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 종방향 길이 방향의 팽창) 하부 캐리지(104)에 팽창 보조 힘을 제공함에 의해 (102a)의 정적 관성을 극복하는 데 도움이 될 수 있다.

구체적으로는, 팽창 보조 부재(144)는 공압 실린더, 유압 실린더, 압축 스프링 등과 같은 한 방향으로 바이어스 힘을 발휘하는(즉, 팽창 보조 부재가 단일-작동 실린더로서 거동한다) 스프링 부재를 포함할 수 있다. 여기에서 설명된 실시예들에서, 바이어스 힘은 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 종방향 팽창 방향으로(즉, 도면에 도시된 좌표축의 +/- Y 방향)의 존재할 수 있다. 팽창 보조 부재(144)는 팽창 보조 부재(144)가 하부 지지 레일(118a)에 기계적으로 접지되도록 캐리지 브래킷(146)을 사용하여 하부 캐리지(104)에, 및 레일 브래킷(148)을 사용하여 하부 지지 레일(118a)에 커플링될 수 있다. 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)는 가열되고 열적으로 팽창함에 따라, 모듈(102a)의 정적 관성을 극복하고 하부 캐리지(104)의 번역을 촉진하는 것을 돕도록 팽창 보조 부재(144)는 캐리지 브래킷을 통해 하부 캐리지(104)에 + 또는 - Y 방향 중 어느 하나로 팽창 보조 힘을 인가할 수 있다.

실시예들에서, 모듈(102a)은 상부 레일 시스템(106)의 상부 지지 레일들(120a, 120b)을 따라 상부 캐리지(108) 및 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 질량에 반작용하여, 상부 레일 시스템(106)의 상부 지지 레일들(120a, 120b)을 따라 상부 캐리지(108)의 원치 않는 이동을 방지하도록 질량 보상 부재(150)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 여기에서 언급된 바와 같이, 상부 레일 시스템(106)의 상부 지지 레일들(120a, 120b)은 수평에 대한 상승 각도 α에서 배향될 수 있고, 복수의 상부 캐리지 롤러들(126a, 126b, 126c)은 상부 레일 시스템(106)의 상부 지지 레일들(120a, 120b)과 맞물린다. 따라서, 추가적인 보상 또는 구속 없이 상부 캐리지(108)는 중력으로 인해 상부 지지 레일들(120a, 120b)을 아래로 병진시킬 것이다. 또한, 모듈(102a)의 성분이 팽창할 때, 모듈(102a) 상에 작용하는 중력의 힘에 의해 팽창이 억제될 수 있고, 이는 다시 성분들 내로 응력을 도입할 수 있다. 이러한 원치 않는 움직임을 방지하고 응력의 도입을 완화하기 위해, 모듈(102a)은 상부 레일 시스템(106)을 따라 상부 캐리지(108)에 상향 질량 보상 힘을 인가하도록 구성된 질량 보상 부재(150)를 포함할 수 있다.

구체적으로는, 질량 보상 부재(150)는 공압 실린더, 유압 실린더, 압축 스프링 등과 같은 한 방향으로 바이어스 힘을 발휘하는(즉, 질량 보상 부재가 단일-작동 실린더로서 거동한다) 스프링 부재를 포함할 수 있다. 여기에 설명된 실시예들에서, 질량 보상 부재(150)가 하부 지지 레일(118a)에 기계적으로 접지되고 질량 보상 부재(150)의 바이어스 힘이 상향 수직 방향으로(즉, 도면에 도시된 좌표축의 + Z 방향) 힘 성분을 갖는 상부 지지 레일(120a)과 평행하도록 질량 보상 부재(150)는 캐리지 브래킷(152)을 사용하여 상부 캐리지(108)에, 및 레일 브래킷(154)을 사용하여 상부 지지 레일(120a)에 커플링될 수 있다. 질량 보상 부재(150)는 중력에 기인한 상부 캐리지(108)의 상부 지지 레일들(120a, 120b) 아래로의 움직임을 방지하기 위해 상부 레일 시스템(106)을 따라(특히 상부 지지 레일들(120a, 120b)을 따라) 캐리지 브래킷(152)을 통해 상부 캐리지(108)까지 상향 질량 보상 힘을 인가할 수 있다. 실시예들에서, 질량 보상 부재(150)에 의해 인가된 상향 질량 보상력의 수평 성분은 팽창 보조 부재(144)에 의해 인가된 팽창 보조 힘의 수평 성분에 반대될 수 있다. 질량 보상 부재(150)는, 모듈(102a) 상에 작용하는 중력의 하향 힘에 반대하여 상부 레일 시스템(106) 상에서 상부 캐리지(108)의 병진을 용이하게 함으로써, 모듈(102a)이 가열됨에 따라 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 열팽창을 수용하는 것을 돕는다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 실시예들에서, 모듈(102a)의 하부 캐리지(104)는 하부 캐리지 프레임(114)에 부착된 캐리지 커플러(170)를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 캐리지 커플러(170)는 칼라 블록(collar block)(171) 및 나사 로드(threaded rod)(172)를 포함할 수 있다. 나사 로드(172)는 칼라 블록(171)을 통해 삽입되어 잼 너트(173)을 사용하여 위치에 고정될 수 있다. 캐리지 커플러(170)는 예를 들어 모듈(102a)을 인접한 모듈(102b)에 고정시켜 서로에 대해 모듈들의 상대적 위치를 유지할 수 있다.

이제 도 5 내지 도 7을 참조하면, 도 5는 지지 프레임(128) 및 베이스 플레이트(124)에 의해 둘러싸인 체적 내에 위치된 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)를 갖는 모듈(102a)의 단면을 개략적으로 도시한다. 도 6a는 도면에 도시된 좌표축의 X-Z 평면을 통해 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 단면을 개략적으로 도시한다. 도 6b는 도 6a의 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 일부분의 분해도를 개략적으로 도시한다. 도 6c는 도면에 도시된 좌표축의 X-Z 평면을 통해 플랜지(220)를 포함하는 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 단면을 개략적으로 도시한다. 도 7은 도면에 도시된 좌표축의 Y-Z 평면을 통해 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 단면을 도시한다. 실시예들에서, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)는 크래들 어셈블리(180), 튜브 어셈블리(190) 및 이송 도관(200)을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)는 이송 도관(200)에 전기적으로 커플링된 적어도 하나의 플랜지(220)를 더 포함할 수 있다. 실시예들에서, 크래들 어셈블리(180) 및 튜브 어셈블리(190)는 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 가열되고 냉각될 때 크래들 어셈블리(180) 및 튜브 어셈블리(190)가 서로에 대하여 슬라이딩되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 그러나, 이송 도관(200)은 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 가열되고 냉각될 때 크래들 어셈블리(180) 및 튜브 어셈블리(190)에 대해 자유롭게 슬라이딩될 수 있다.

특히 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)는 용융 유리가 흐르는 이송 도관(200)을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 이송 도관(200)은 예를 들어, 이를 통해 흐르는 용융 유리의 고온들 및 부식성 속성을 견디는 것이 가능하도록, 제한 없이, 백금, 몰리브덴, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 레늄, 탄탈륨, 티타늄, 텅스텐, 이들의 합금 및/또는 이들의 조합과 같은 내화성 금속으로 형성될 수 있다. 도면들이 단면에서 원형인 것으로 이송 도관(200)을 나타내는 한편, 제한 없이 타원형 단면, 직사각형 단면, 계란형 단면인 이송 도관들을 포함하여 다른 단면들이 고려되고 가능하다. 실시예들에서, 히터 와인딩들(201)은 이송 도관(200)을 가열하는 것을 용이하게 하고 및/또는 이송 도관(200)의 가열을 용이하게 할 수 있도록 이송 도관(200) 주위에 감겨질 수 있다.

실시예들에서, 이송 도관(200)과 튜브 어셈블리 모두가 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 종방향으로 연장되도록 이송 도관(200)은 튜브 어셈블리(190) 내에 위치할 수 있다. 튜브 어셈블리(190)는 이송 도관(200), 및 이를 통해 흐르는 용융 유리를 절연시키고 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 반경 방향으로 온도 변화들(즉, 도면에 도시된 좌표축의 +/- Y 방향에 수직한 방향들로의 온도 변화들)을 최소화하는 내화성 세라믹 재료로 구성될 수 있다. 튜브 어셈블리(190)는 예를 들어, 제한 없이, 알루미나, 지르코니아, 안정화된 지르코니아 및/또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 실시예들에서, 튜브 어셈블리(190)는 이송 도관(200) 주위에 조립된 복수의 이산 부분들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서, 튜브 어셈블리(190)는 도 6b에 도시된 바와 같이 하부 튜브부(192) 및 상부 튜브부(194)로 구성될 수 있다. 실시예들에서, 하부 튜브부(192) 및/또는 상부 튜브부(194)는 복수의 이산 세그먼트들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상부 튜브부(194)는 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 종방향으로 연장되어 이송 도관(200)의 적어도 일부 주위에 아치형으로 배치된 복수의 튜브 세그먼트(196a, 196b, 196c)로 구성될 수 있다. 도 6b는 상부 튜브부(194)가 복수의 튜브 세그먼트(196a, 196b, 196c)로 구성되는 것을 도시하는 한편, 하부 튜브부(192)가 복수의 튜브 세그먼트들로 구성되는 실시예들, 및 하부 튜브부(192) 및 상부 튜브부(194) 모두가 복수의 튜브 세그먼트들로 구성되는 실시예들과 같은 다른 실시예들도 구상되고 가능하다.

여기에서 설명된 실시예들에서, 이송 도관(200)은 튜브 어셈블리(190)에 접착되거나 부착되지 않고, 그럼으로써 이송 도관(200)은 튜브 어셈블리(190)에 대해 자유롭게 슬라이딩된다. 그 결과, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 가열 및 냉각될 때, 이송 도관(200)은 튜브 어셈블리(190)에 대해 자유롭게 열팽창 및 수축하고, 이에 따라, 이송 도관(200) 내로 추가 응력이 도입되는 것을 피한다.

도 6a 및 도 6b를 계속 참조하면, 이송 도관(200), 튜브 어셈블리(190) 및 크래들 어셈블리(180)가 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 종방향으로 연장되도록 이송 도관(200) 및 튜브 어셈블리(190)는 크래들 어셈블리(180) 내에 위치할 수 있다. 크래들 어셈블리(180)는 튜브 어셈블리(190), 이송 도관(200), 및 이를 통해 흐르는 용융 유리를 절연시키고 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 반경 방향으로 온도 변화들을 최소화하는 내화성 세라믹 재료로 구성될 수 있다. 크래들 어셈블리(180)는 예를 들어, 제한 없이, 알루미나, 지르코니아, 안정화된 지르코니아 및/또는 이들의 조합으로부터 형성될 수 있다. 실시예들에서, 크래들 어셈블리(180)는 튜브 어셈블리(190) 주위에 조립된 복수의 이산 부분들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서, 크래들 어셈블리(180)는 도 6b에 도시된 바와 같이 하부 튜브부(192) 및 상부 튜브부(194)로 구성될 수 있다.

이제 도 5 및 도 6a를 참조하면, 절연 내화성 블록(202) 및/또는 내화성 보드는 이송 도관(200), 튜브 어셈블리(190), 크래들 어셈블리(180) 및 이를 통해 흐르는 용융 유리에 대한 추가적 절연을 제공하도록 크래들 어셈블리(180) 주위에 위치될 수 있다. 실시예들에서, 내화성 블록(202)은 예를 들어, 제한 없이 알루미나, 지르코니아, 안정화된 지르코니아 및/또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다.

여기에서 언급된 바와 같이, 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)의 개별 모듈들의 구성요소 및 구성은 일반적으로 동일할 수 있다. 그러나, 실시예들에서, 예를 들어 크래들 어셈블리(180) 및 튜브 어셈블리(190)에서 사용되는 내화성 세라믹 재료들은 모듈들 각각에서 다를 수 있다. 구체적으로, 내화성 세라믹 재료들은 특히 모듈형 용융 유리 전달 시스템의 다른 모듈에서 사용되는 내화물 세라믹 재료에 관계없이 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)의 특정 모듈 내에서 요구되는 양의 절연, 또는 반대로 요구되는 양의 열 전도를 제공하기 위하여 선택될 수 있다.

이제 도 7을 참조하면, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 가열되고 냉각될 때 크래들 어셈블리(180)와 튜브 어셈블리(190) 사이의 상대적 이동을 방지하기 위해 크래들 어셈블리(180) 및 튜브 어셈블리(190)가 결합될 수 있다. 이는 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)와 상부 캐리지가 예를 들어 질량 보상 부재(150)에 의해 하나의 단일한 고체로서 지지될 수 있게 한다. 유사하게, 실시예들에서, 크래들 어셈블리(180) 및 내화성 블록(202)은 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 가열되고 냉각될 때 크래들 어셈블리(180)와 내화성 블록(202) 사이의 상대적 이동을 방지하기 위해 결합된다. 예를 들어, 실시예들에서, 각각의 키 홈(230)의 일부가 하부 튜브부(192) 내에 위치하고 키 홈(230)의 일부가 하부 크래들 블록(182) 내에 위치하도록 하부 튜브부(192)와 하부 크래들 블록(182) 사이에 하나 이상의 키 홈들(230)이 형성될 수 있다. 키 홈들(230)는 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 종방향을 가로지르는 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 측방향으로 연장될 수 있다. 키(232)는 각각의 키 홈(230)에 위치될 수 있으며, 이에 의해 하부 튜브부(192) 및 하부 크래들 블록(182)을 커플링하고, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 가열되고 냉각될 때 하부 튜브부(192)와 하부 크래들 블록(182) 사이의 상대적 이동을 방지할 수 있다. 실시예들에서, 각 키 홈(230)의 키들(232)은 예를 들어, 내화성 세라믹 물질 및 내화성 금속과 같은 내화물 재료로 형성될 수 있다. 대안적으로, 키(232)는 예를 들어, 구조적 스틸과 같은 하중 베어링 재료로부터 형성될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상부 튜브부(194) 및 상부 크래들 블록(184)은 하부 튜브부(192) 및 하부 크래들 블록(182)과 유사한 방식으로 커플링될 수 있다.

유사하게, 각각의 키 홈(230)의 일부분이 내화성 블록(202) 내에 위치되고 키 홈(230)의 일부분이 하부 크래들 블록(182)에 위치하도록 내화성 블록(202)과 하부 크래들 블록(182) 사이에 하나 이상의 키 홈들(230)이 형성될 수 있다. 키 홈들(230)은 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 종방향을 가로지르는 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 측방향으로 연장된다. 키(232)는 각각의 키 홈(230)에 위치할 수 있으며, 이에 의해 내화성 블록(202) 및 하부 크래들 블록(182)을 커플링시키고 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)가 가열되고 냉각될 때 내화성 블록(202)과 하부 크래들 블록(182) 사이의 상대적 이동을 방지할 수 있다. 실시예들에서, 각 키 홈(230)의 키들(232)은 예를 들어, 내화성 세라믹 물질 및 내화성 금속들과 같은 내화물 재료로 형성될 수 있다. 대안적으로, 키들(232)은 예를 들어, 제한 없이, 구조적 스틸과 같은 하중 베어링 재료로 형성될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 내화성 블록(202) 및 상부 크래들 블록(184)은 내화성 블록(202) 및 하부 크래들 블록(182)과 유사한 방식으로 커플링될 수 있다.

이제 도 2 및 도 6c 내지 도 8을 참조하면, 실시예들에서, 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)의 각 모듈(102a, 102b)은 별도의 이송 도관(200)을 포함할 수 있다. 이들 실시예들에서, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)는 이송 도관(200)의 양단에 위치한 플랜지들(220)을 포함할 수 있다. 플랜지들(220)은 예를 들어 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)의 개별 모듈들(102a, 102b)의 용융 유리 이송 도관 어셈블리들(110) 사이의 유리 씰(seal)의 형성을 용이하게 한다. 예를 들어, 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)는 본 명세서에 언급된 바와 같이 직렬로 배열된 복수의 모듈을 포함할 수 있다. 용융 유리는 직렬 방식(즉, 다음 모듈을 통해 흐르기 전에 하나의 모듈을 통해)으로 모듈들을 통해 흐른다. 종래의 씰들은 모듈둘의 구성요소들의 비교적 큰 열팽창과 함께 용융 유리의 비교적 높은 온도 및 부식성으로 인해 모듈형 용융 유리 이송 장치의 인접한 모듈들(102a, 102b) 사이에 사용되지 않는다. 대신에, 용융 유리는 인접한 모듈들(102a, 102b) 사이에서 누출되는 것이 허용된다. 용융 유리가 냉각 및 응고됨에 따라, 인접한 모듈들(102a, 102b) 사이에 유리 씰이 형성된다. 도 8에 도시된 실시예들에서, 인접한 모듈들(102a, 102b)의 플랜지들(220) 사이의 용융 유리 누출은 플랜지들(220) 사이에서 응고되어 유리 씰(229)을 형성한다.

실시예들에서, 플랜지들(220)은 플랜지들(220)을 통해 전류를 흐르게 하여 이송 도관(200)을 가열하여 이송 도관(200)을 촉진하기 위해 전기 전도성일 수 있다. 이들 실시예들에서, 플랜지(220)는 이송 도관(200)을 둘러싸고 이송 도관(200)의 외부 표면과 전기적으로 접촉하게 유지된다. 전류는 플랜지들(220)을 통과하여 이송 도관(200) 및 이송 도관(200) 내의 용융 유리를 가열하기 위해 이송 도관(200)으로 전달된다. 다양한 실시예들에서, 플랜지(220)는 이송 도관(200)의 적어도 일부분을 둘러싸고 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 종방향 단부들에 위치할 수 있다. 이송 도관(200)의 전기 저항 때문에, 전류는 이송 도관을 직접 가열하여 이송 도관(200) 내부의 용융 유리를 가열한다.

구체적으로는 도 6c를 참조하면, 플랜지들(220)은 버스부(222) 및 분배부(224)를 포함할 수 있으며, 분배부(224)는 이송 도관(200) 주위에서 균일한 단면 폭을 갖는다. 그러나 다른 실시예들이 고려되고 가능하다.

특히, 도 9 내지 도 13은 이송 도관(200)과 함께 사용하기 위한 플랜지들의 다양한 대안적인 구성들을 도시한다. 예를 들어, 도 9는 버스부(262) 및 분배부(264)를 포함하는 플랜지(260)의 다른 실시예를 도시하며, 여기에서 분배부(264)가 이송 도관(200) 주위의 불균일한 단면 폭을 갖는다. 도 10은 분배부(364)로부터 연장되는 복수의 버스부들(362)을 포함하는 플랜지(360)의 일 실시예를 도시한다. 도 11은 분배부(464)로부터 측방향(즉, 도면에 도시된 좌표축의 +/- X 방향)으로 연장되는 2 개의 버스부들(462)을 포함하고, 전기 리드들과의 접속을 위해 수직 방향(즉, 도면에 도시된 좌표축의 + Z 방향)으로 연장되는 적어도 일부분을 포함하는 플랜지(460)의 일 실시예들을 도시한다. 도 12는 예를 들어 분배부(564)로부터 대향하는 방향들로, 예를 들어 대향하는 수직 방향들로 연장되는 2 개의 버스부들(562)을 포함하는 플랜지(560)의 일 실시예를 도시한다. 도 13은 전기 리드들과의 접속을 위해 분배부(664)로부터의 반대 방향으로 측방향으로 연장되는 2 개의 버스부들(662)을 포함하는 플랜지(660)의 일 실시예를 도시한다. 플랜지들(220, 260, 360, 460, 560, 660)의 다양한 구성들은 용융 유리의 목표화된 및/또는 고효율 가열을 위해 이송 도관(200) 내로 전류의 도입을 용이하게 할 수 있고, 적어도 이송 도관(200)으로 전달되는 전류의 크기 및 전류원과의 접속을 위한 버스부들의 접근성에 기초하여 선택될 수 있다.

여기에 기술된 실시예들에서, 플랜지들(220, 260, 360, 460, 560, 660)은 저 저항 금속, 예를 들어 제한 없이 전기 등급 니켈 600/601과 같은 전이 금속, 및/또는 유리 제조에서 겪는 상승된 온도에서 사용하기에 적합한 고온 내화성 금속, 예를 들어 제한 없이 백금 또는 이들의 합금들로 형성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 플랜지들(220, 260, 360, 460, 560, 660)은 예를 들어 공냉(air-cooling) 또는 수냉(water-cooling)에 의해 냉각될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 냉각 유체는 플랜지들(220, 260, 360, 460, 560, 660) 주위에 커플링되고 연장되는 냉각 튜브(도시하지 않음)를 통해 지향될 수 있다. 다른 실시예들에서, 냉각 유체는 플랜지들(220, 260, 360, 460, 560, 660)의 선택된 부분을 냉각시키는데 사용될 수 있다.

도 2 및 도 6c 내지 도 8이 별도의 이송 도관(200)을 포함하는 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)의 각 모듈(102a, 102b)을 도시하지만, 다른 실시예들이 고려되고 가능하다. 예를 들어, 다른 실시예들에서(도시되지 않음), 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)는 복수의 모듈들(102a, 102b) 사이에서 이들을 통해 연장되는 단일 이송 도관(200)을 포함할 수 있다. 이들 실시예들에서, 플랜지들(220, 260, 360, 460, 560, 660)은 단일 이송 도관(200)의 대향하는 단부들에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서, 단일 이송 도관(200)은 인접한 모듈들 사이의 도관 상에 위치된 추가적인 플랜지들을 더 포함할 수 있다.

이제 도 14 및 도 15를 참조하면, 실시예들에서, 모듈(102a)은 외부 지지 프레임(250)을 더 포함할 수 있다. 외부 지지 프레임(250)은 용접, 기계식 패스너 등에 의해 외부 수평 지지 부재(254)(도 14에 도시된)에 커플링된 외부 수직 지지 부재(252)를 포함할 수 있다. 외부 지지 프레임(250)은 외부 지지 프레임(250)이 하부 캐리지(104)와 함께 병진하도록, 예를 들어 그러나 제한 없이, 브래킷(256)을 사용하여 하부 캐리지(104)의 하부 캐리지 프레임(114)에 커플링될 수 있다. 실시예들에서, 플랜지들(220) 및 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 다른 구성요소의 열팽창 및 수축할 때 플랜지들(220)의 병진을 수용하도록 플랜지들(220)은 외부 지지 프레임(250)에 커플링된다. 예를 들어, 외부 지지 프레임(250)은 외부 지지 프레임(250)의 외부 수평 지지 부재(254)에 연결된 플랜지 지지 부재들(240)을 포함할 수 있다. 플랜지들(220)은 병진 가능한 지지부(410)를 통해 플랜지 지지 부재(240)에 결합될 수 있다. 병진 가능한 지지부(410)는 플랜지 지지 부재들(240)에 커플링된 지지 플레이트(411) 및 지지 플레이트(411)에 대해 수직 방향(84)으로 병진되는 커플링 브래킷(416)을 포함할 수 있다. 커플링 브래킷(416)은 플랜지(220)의 분배부(224)에 부착될 수 있다. 병진 가능한 지지부(410)는 커플링 브래킷(416)과 접촉하여 전달 로드(413)를 통해 커플링 브래킷(416)에 상향 힘을 인가하는 스프링(412)을 포함할 수 있다. 커플링 브래킷(416)과 지지 플레이트(411)가 서로 전기적으로 분리되도록 전기 절연부(도시되지 않음)가 전달 로드(413)와 커플링 브래킷(416) 사이에 위치될 수 있다. 스프링(412)은 병진 가능한 지지부(410)의 커플링 브래킷(416)을 전달 로드(413)를 통해 플랜지(220)의 버스부(222)와 접촉하게 한다. 스프링(412)에 의해 가해지는 힘은, 그렇지 않다면 플랜지(220)의 중량에 의해 이송 도관(200)에 부여되었을 하중(및 관련 응력)에 반작용한다. 스프링(412)은 또한 플랜지(220) 및 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 다른 구성요소들의 열팽창 및 수축을 수용할 수 있다.

예를 들어, 이송 도관(200)이 가열되거나 냉각될 때, 이송 도관(200)은 열적으로 팽창 또는 수축한다. 이송 도관의 열팽창 및 수축은 플랜지(220)의 고도를 변화시킨다. 스프링(412)은 플랜지(220)의 중량에 의해 이송 도관에 부여된 응력을 최소화하면서 팽창 및 수축 동안 플랜지(220)의 지지를 유지한다. 이송 도관(200)의 종방향 팽창 및 수축은 또한 플랜지(220)의 종방향(즉, 도면에 도시된 좌표축의 +/- Y 방향)의 위치를 변화시킨다. 병진 가능한 지지부(410)는 플랜지(220)의 종방향 위치의 변화를 수용하기 위해 재 위치가 가능하다. 예를 들어, 스프링(412)은 지지 플레이트(411)를 따라 종방향으로 슬라이드할 수 있다.

도면에 도시되지는 않았지만, 실시예들에서는 외부 지지 프레임(250)은 외부 지지 프레임(250)에 부착되어 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110) 주위의 캡슐을 형성하는 패널들을 더 포함할 수 있다. 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 캡슐화는 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)를 바로 둘러싸는 대기를 제어하여, 예를 들어 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 백금 구성요소들을 통한 수소 투과를 방지할 수 있게 한다.

이제 도 14 내지 도 16을 참조하면, 실시예들에서, 플랜지들(220)의 버스부들(222)은 클램프들(399) 및 전력 이송 케이블들(380)을 갖는 전원(도시되지 않음)에 커플링될 수 있다. 이송 케이블들(380)은 이송 케이블들(380)을 용융시키지 않고 이송 도관(200)을 가열하기 위해 필요한 전력의 전달을 수용하기 위해 비교적 큰 질량을 가질 수 있다. 분배 케이블들의 중량의 일부분이 플랜지들(220)을 통해 이송 도관(200)으로 전달될 수 있으며, 이로써 이송 도관(200)에 추가적인 응력을 도입할 수 있다. 실시예들에서, 이송 도관에 부여된 이송 케이블들(380)의 중량을 오프셋하기 위해(및 이에 따라, 이송 도관(200)에 부여된 응력을 감소시키기 위해), 이송 케이블들은 도 16에 도시된 바와 같이 오버헤드 지지 구조(400)에 의해 지지될 수 있다. 오버헤드 지지 구조(400)는 모듈(102a) 위에 매달리는 레일(401)을 포함할 수 있다. 오버헤드 지지 구조(400)는 레일(401)로부터 연장되는 행거들(402)을 더 포함할 수 있다. 행거들(402)은 이송 케이블들(380)이 레일(401)로부터 매달리도록 이송 케이블들(380)에 커플링될 수 있다. 행거들(402)은 이송 케이블들(380)의 중량에 의해 이송 도관(200) 상에 부여된 응력이 최소화되도록 이송 케이블들(380)의 중량을 지지한다. 실시예들에서, 행거들(402)은 레일(401)을 따라 병진 가능한 트롤리들(404)에 의해 지지될 수 있다. 트롤리들(404)은 이송 케이블들(380)을 지지하는 한편 행거들(402)이 병진하는 것을 허용할 수 있고, 이에 의해 이송 도관(200)이 팽창하고 수축할 때 이송 케이블들(380)이 커플링된 플랜지들(220)과 이송 케이블들(380)의 오정렬을 최소화한다. 예를 들어, 모듈(102a)이 가열되고 냉각되면, 이송 도관(200)이 팽창하고 수축하며, 이는 플랜지들(220)이 종방향으로 병진될 수 있게 할 수 있다. 트롤리들(404)은 플랜지들(220)의 위치가 변화함에 따라 행거들(402)이 이송 케이블들(380)을 지지하도록, 이송 케이블들(380)이 플랜지들(220)과 함께 병진할 수 있도록 하고, 이에 의해 이송 케이블들(380)에 의해 이송 도관(200)에 부여된 응력을 감소시킨다.

실시예들에서, 행거들(402)은 스프링 지지체(406)를 포함할 수 있다. 스프링 지지체(406)는 이송 케이블들(380)이 수직으로 변위될 때(즉, 도면에 도시된 좌표축의 +/- Z 방향으로) 스프링 지지체(406)가 이송 케이블들(380)의 연속적인 수직 지지를 제공하는 스프링 상수를 가질 수 있다. 예를 들어, 이송 도관(200)이 가열되고 냉각될 때, 이송 도관(200)은 반경 방향으로(즉, 도면에 도시된 좌표축의 +/- Y 방향에 수직인 방향으로) 및 종방향으로(즉, 도면에 도시된 좌표축의 +/- Y 방향으로) 모두 열팽창한다. 이송 도관(200)의 반경 방향 팽창 및 수축은 플랜지(220)의 수직 고도를 변화시킨다. 전도체 플랜지들(160)의 중량에 의해 이송 도관(200) 상에 부여된 응력을 최소화하기 위해, 스프링 지지체들(406)은 전도체 플랜지들(160)의 위치가 수직으로 쉬프트할 때도 전도체 플랜지들(160)에 수직 힘이 인가되도록 선택되고 장착될 수 있다. 따라서, 스프링 지지체들(406)은 오버헤드 지지 구조(400)에 대한 이송 케이블들(380)의 위치에 관계없이 이송 케이블들(380)을 지지한다. 따라서, 행거들(402)은 모듈(102a)이 가열되고 냉각될 때 모듈(102a)의 구성요소로의, 예를 들어 이송 도관(200)으로의 응력의 도입을 최소화할 수 있다.

유리 제조 장치(10)를 갖는 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)의 동작을 도 1 내지 도 5를 구체적으로 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 멜터(11)를 청징 시스템(13)에 접속하는 연결 튜브(50) 대신에 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)를 사용하기 위한 참조가 이루어질 것이다.

초기에, 모듈들(102a, 102b)은 하부 레일 시스템(112) 상에서 멜터(11)와 청징 시스템(13) 사이에 위치될 수 있다. 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)의 모듈(102a, 102b)을 통해 멜터(11)로부터 청징 시스템(13)까지 용융 유리(16)의 흐름을 촉진시키기 위하여, 각 모듈(102a, 102b)의 이송 도관들(200)은 서로에 정렬될 수 있고, 멜터(11)의 출구와 청징 시스템(13)의 출구에 정렬될 수 있다. 이어서, 이송 도관들(200)이 멜터(11)로부터 용융 유리(16)의 유동을 수용하기 전에 이송 도관(200)을 예열하기 위하여 전류가 플랜지들(220) 내로(및/또는 히터 와인딩들(201)(도 6b) 내로)에 도입될 수 있다.

그 후, 이송 도관들(200)이 플랜지들(220) 및/또는 히터 와인딩들(201)을 통해 가열되는 동안, 용융 유리(16)는 모듈들(102a, 102b)의 이송 도관들(200)을 통해 청징 시스템(13) 내로 지향될 수 있다. 모듈(102a, 102b)의 온도의 온도가 증가함에 따라, 모듈(102a, 102b)의 구성요소들은 여기에 설명되는 바와 같이 각각의 열팽창 계수로 인해 반경 방향 및 종방향으로 열팽창할 수 있다. 예를 들어, 이송 도관들(200)이 종방향으로 팽창할 때, 모듈들(102a, 102b)은 서로에 대하여 및/또는 멜터(11) 및/또는 청징 시스템(13)에 대해 힘을 발휘할 수 있다. 이러한 힘들은 모듈들(102a, 102b)의 상부 레일 시스템(106)을 따른 상부 캐리지들(108)의 변위 및 하부 레일 시스템(112)을 따른 하부 캐리지(104)의 변위를 유발할 수 있고, 이에 의해 이송 도관(200) 등과 같은 모듈(102a, 102b)의 성분 부분에 정적 응력을 도입하지 않고 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)의 모듈들(102a, 102b)의 종방향 열팽창을 수용할 수 있다. 하부 캐리지(104)의 변위는, 예를 들면, 여기에서 기재된 바와 같이 팽창 보조 부재(144) 및 질량 보상 부재(150)에 의해 보조될 수 있다.

모듈(102a, 102b)의 구성요소들의 반경 방향 열팽창은 측방향 스프링 성분들(134) 및 지지 프레임(128)의 수직 스프링 성분들(136)에 의해 수용될 수 있다. 구체적으로는, 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 구성요소들이 반경 방향으로 열팽창하고 수직 지지 부재들(130a, 130b, 130c) 및 수평 지지 부재들(132a, 132b)에 대해 가압함에 따라, 측방향 스프링 성분들(134) 및 수직 스프링 성분들(136)은 수직 지지 부재들(130a, 130b, 130c) 및 수평 지지 부재들(132a, 132b)의 각각의 변위를 허용하고, 이에 의해 각각 용융 유리 이송 도관 어셈블리(110)의 반경 방향 열팽창을 수용하고 이송 도관들(200)에서 응력의 도입을 완화시킨다.

도 2 및 도 14 내지 도 16를 참조하면, 모듈(102a, 102b)의 오버헤드 지지 구조(400) 및 병진 가능한 지지부들(410)은 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)가 가열됨에 따라 모듈(102a, 102b)의 플랜지들(220)의 변위를 수용한다. 구체적으로는, 병진 가능한 지지부들(410)의 스프링들(412)은 지지 플레이트(411)와 커플링 브래킷(416) 사이에서 팽창함으로써 플랜지(220)의 종방향 변위를 수용하는 한편 지지 플레이트들(411)을 따라 슬라이딩하여 플랜지들(220)의 종방향 변위를 수용하고, 이에 의해 플랜지들(220)을 통한 이송 도관(200)으로의 스트레스의 도입을 완화시킨다. 동시에, 스프링 지지체들(406)은 플랜지들(220)의 수직 변위를 수용하고, 상향 수직 방향으로 후퇴함에 의해 이송 케이블들(380)에 부착되어, 플랜지들(220)을 통해 이송 도관들(200) 상에 입사되는 이송 케이블들(380)의 중량을 감소시키고 이송 도관들(200) 내로의 응력의 도입을 완화한다.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 모듈형 용융 유리 이송 장치(100)의 모듈들(102a, 102b)의 온도가 평형화되고 유리 제조 장치(10)의 구성요소들의 열 팽창이 멈추는 것과 같이 감소됨에 따라, 캐리지 커플러들(170)은 모듈들(102a, 102b)의 하부 캐리지들(104)을 함께 커플링시키도록 사용되고, 이에 의해 모듈들(102a, 102b) 사이의 상대적 운동을 방지한다.

여기에서 기술된 모듈형 용융 유리 이송 장치들은 모듈형 용융 유리 이송 장치의 구성요소들 내의 응력을 줄이거나 완화시키도록 사용될 수 있고, 이에 의해 모듈형 용융 유리 이송 장치의 수명을 연장시키고, 생산 수율을 높이고, 유리 제조 장치들의 작동 및 유지 보수 비용을 감소시킨다. 예를 들어, 기재된 모듈형 용융 유리 이송 장치는 장치의 구성요소의 열팽창성을 수용함으로써 장치의 구성요소의 열팽창에 의해 야기되는 응력을 감소시킬 수 있다. 구성요소들의 열팽창을 수용함으로써, 높은 작동 온도가 달성될 수 있으며, 이는 다시 장치들을 통해 용융 유리의 더 큰 유속(즉, 시간당 용융 유리의 질량의 증가)을 통해 생산을 증가시키며, 응력에 기인한 손상 또는 고장의 위험을 감소시키는 동시에 생산 수율을 증가시킨다.

본 개시의 정신과 범위로부터 벗어남이 없이 본 개시에 다양한 변형과 변용들이 이루어질 수 있음은 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 개시의 정신과 실질을 통합하는 개시된 실시예들의 변형들의 조합들, 하부 조합들 및 변용들이 통상의 기술자에게 일어날 수 있으므로, 본 개시는 첨부된 청구항의 권리범위 및 그의 균등물의 범위 내에 속하는 모든 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (24)

1. 용융 유리 이송 장치를 포함하는 유리 제조 장치로서,
   상기 용융 유리 이송 장치는 적어도 하나의 모듈을 포함하고,
   상기 적어도 하나의 모듈은,
   복수의 하부 캐리지 롤러들을 포함하는 하부 캐리지;
   상기 하부 캐리지 상에서 지지되는 상부 레일 시스템으로서, 수평에 대하여 0 도보다 더 큰 상승 각도 α로 배향되는 한 쌍의 상부 지지 레일들을 포함하는, 상부 레일 시스템; 및
   상부 캐리지를 포함하고,
   상기 상부 캐리지는,
   수평에 대하여 0 도보다 더 큰 상승 각도 β로 배향되는 베이스 플레이트; 및
   상기 베이스 플레이트에 커플링되고 상기 상부 레일 시스템의 상기 한 쌍의 상부 지지 레일들과 맞물리는(engaged) 복수의 상부 캐리지 롤러들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 상승 각도 α는 상기 상승 각도 β와 같은 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
3. 제1항에 있어서,
   한 쌍의 하부 지지 레일들을 포함하는 하부 레일 시스템을 더 포함하고,
   상기 하부 캐리지의 상기 복수의 하부 캐리지 롤러들은 상기 한 쌍의 하부 지지 레일들과 맞물리는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 하부 캐리지에 커플링되고, 팽창 보조 힘을 상기 하부 캐리지에 인가하도록 구성되는 팽창 보조 부재를 더 포함하는 유리 제조 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 상부 캐리지 및 상기 상부 레일 시스템에 커플링되고, 상기 상부 레일 시스템을 따라 상기 상부 캐리지에 상향 질량 보상 힘을 인가하도록 구성되는 질량 보상 부재를 더 포함하는 유리 제조 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 하부 캐리지에 커플링되고, 상기 하부 캐리지에 팽창 보조 힘을 인가하도록 구성되는 팽창 보조 부재를 더 포함하는 유리 제조 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 상향 질량 보상 힘의 수평 성분은 상기 팽창 보조 힘의 수평 성분에 반대되는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 상부 캐리지의 상기 베이스 플레이트에 커플링된 지지 프레임을 더 포함하고,
   상기 지지 프레임은,
   수직 지지 부재들이 상기 베이스 플레이트에 대하여 측방향으로 변위 가능하도록 측방향 스프링 성분들을 사용하여 상기 베이스 플레이트에 커플링된 상기 수직 지지 부재들; 및
   수평 지지 부재들이 상기 수직 지지 부재들에 대하여 수직 방향으로 변위 가능하고 상기 수직 지지 부재들이 상기 수평 지지 부재들에 대하여 상기 측방향으로 변위 가능하도록 상기 수직 스프링 성분들 및 측방향 스프링 성분들을 사용하여 상기 수직 지지 부재들에 커플링된 상기 수평 지지 부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 지지 프레임은,
   상기 수직 지지 부재들에 커플링된 수직 지지 플레이트들; 및
   상기 수평 지지 부재들에 커플링된 수평 지지 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 상부 캐리지 상에 지지되는 용융 유리 이송 도관 어셈블리를 더 포함하고,
    상기 용융 유리 이송 도관 어셈블리는,
    내화성 세라믹 물질로 형성된 상부 크래들 블록 및 내화성 세라믹 물질로 형성된 하부 크래들 블록을 포함하는 크래들 어셈블리;
    상기 크래들 어셈블리 내에 위치하고 상기 용융 유리 이송 도관 어셈블리의 종방향으로 연장되는 튜브 어셈블리로서, 내화성 세라믹 물질로 형성되는 상부 튜브부 및 내화성 세라믹 물질로 형성되는 하부 튜브부를 포함하는 튜브 어셈블리; 및
    상기 튜브 어셈블리 내에 위치하고 상기 종방향으로 연장되고, 내화성 금속으로 형성되는 이송 도관을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 하부 튜브부 및 상기 하부 크래들 블록 사이에 형성되고, 상기 종방향을 가로지르는 측방향으로 연장되는 키 홈(keyway); 및
    상기 키 홈 내에 위치하는 상기 하부 튜브부 및 상기 하부 크래들 블록을 커플링시키는 키(key)를 더 포함하는 유리 제조 장치.
12. 제10항에 있어서,
    상기 용융 유리 이송 도관 어셈블리는 상기 크래들 어셈블리 주위에 위치하는 내화성 블록을 더 포함하고,
    상기 내화성 블록은 내화성 세라믹 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 하부 크래들 블록 및 상기 내화성 블록 사이에 형성되고, 상기 종방향을 가로지르는 측방향으로 연장되는 키 홈(keyway); 및
    상기 키 홈 내에 위치하는 상기 하부 크래들 블록 및 상기 내화성 블록을 커플링시키는 키(key)를 더 포함하는 유리 제조 장치.
14. 제10항에 있어서,
    상기 상부 튜브부는,
    상기 종방향으로 연장되고 상기 이송 도관의 일부분 주위에서 아치형으로 배열된 복수의 튜브 세그먼트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
15. 제10항에 있어서,
    상기 이송 도관의 종방향 단부에서 상기 이송 도관에 커플링된 적어도 하나의 플랜지를 더 포함하는 유리 제조 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 플랜지는 이송 케이블에 커플링된 버스부 및 상기 이송 도관과 접촉하는 분배부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 버스부에 커플링된 병진 가능한 지지부(translatable support) 및 수직 방향으로 상기 버스부에 힘을 인가하도록 구성되는 스프링 성분을 더 포함하는 유리 제조 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 병진 가능한 지지부는 상기 적어도 하나의 플랜지의 상기 버스부로부터 전기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
19. 용융 유리 이송 도관 어셈블리를 포함하는 유리 제조 장치로서,
    내화성 세라믹 물질로 형성되는 상부 크래들 블록 및 내화성 세라믹 물질로 형성되는 하부 크래들 블록을 포함하는 크래들 어셈블리;
    상기 크래들 어셈블리 내에 위치하고, 상기 용융 유리 이송 도관 어셈블리의 종방향으로 연장되는 튜브 어셈블리로서, 내화성 세라믹 물질로 형성된 상부 튜브부 및 내화성 세라믹 물질로 형성되는 하부 튜브부를 포함하는 튜브 어셈블리;
    상기 하부 튜브부 및 상기 하부 크래들 블록 사이에 형성되고, 상기 종방향을 가로지르는 측방향으로 연장되는 키 홈; 및
    상기 키 홈 내에 위치하는 상기 하부 튜브부 및 상기 하부 크래들 블록을 커플링시키는 키를 포함하는 유리 제조 장치.
20. 제19항에 있어서,
    상기 크래들 어셈블리 주위에 위치하고, 내화성 세라믹 물질로 형성되는 내화성 블록을 더 포함하는 유리 제조 장치.
21. 제20항에 있어서,
    상기 하부 크래들 블록 및 상기 내화성 블록 사이에 형성되며, 상기 용융 유리 이송 도관 어셈블리의 상기 종방향을 가로지르는 측방향으로 연장되는 키 홈; 및
    상기 키 홈 내에 위치하는 상기 하부 크래들 블록 및 상기 내화성 블록을 커플링시키는 키를 더 포함하는 유리 제조 장치.
22. 제19항에 있어서,
    상기 상부 튜브부는 상기 종방향으로 연장되고 아치형으로 배열되는 복수의 튜브 세그먼트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
23. 제19항에 있어서,
    상기 튜브 어셈블리 내에 위치하고, 내화성 금속으로 형성되고 상기 종방향으로 연장되는 이송 도관을 더 포함하는 유리 제조 장치.
24. 제23항에 있어서,
    상기 이송 도관의 종방향 단부에서 상기 이송 도관에 커플링된 플랜지를 더 포함하는 유리 제조 장치.

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