KR20240028504A - 유리 용융 용기의 벽들을 냉각하는 장치 및 방법 - Google Patents
유리 용융 용기의 벽들을 냉각하는 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240028504A KR20240028504A KR1020247003896A KR20247003896A KR20240028504A KR 20240028504 A KR20240028504 A KR 20240028504A KR 1020247003896 A KR1020247003896 A KR 1020247003896A KR 20247003896 A KR20247003896 A KR 20247003896A KR 20240028504 A KR20240028504 A KR 20240028504A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cooling
- panel
- glass
- cooling panel
- vessel
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 132
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 83
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 41
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 37
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 10
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 6
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 abstract 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 44
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 21
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 11
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 9
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 8
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 5
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 239000006025 fining agent Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 3
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003283 slot draw process Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 yttria Chemical compound 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006124 Pilkington process Methods 0.000 description 1
- 229910000629 Rh alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001122767 Theaceae Species 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000003286 fusion draw glass process Methods 0.000 description 1
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910001233 yttria-stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000164 yttrium(III) phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- UXBZSSBXGPYSIL-UHFFFAOYSA-K yttrium(iii) phosphate Chemical compound [Y+3].[O-]P([O-])([O-])=O UXBZSSBXGPYSIL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/42—Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
- C03B5/44—Cooling arrangements for furnace walls
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/42—Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/42—Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
- C03B5/43—Use of materials for furnace walls, e.g. fire-bricks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/12—Casings; Linings; Walls; Roofs incorporating cooling arrangements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
하나 이상의 벽에 대해 위치되는 하나 이상의 냉각 패널이 제공되는 용융 용기를 포함하는 유리 제조 장치가 제공된다. 각 냉각 패널은 내부에 냉각 유체가 흐르는 통로를 포함하고, 냉각 유체는 용융 용기 벽으로부터 열을 추출하여 그 온도를 낮춤으로써, 용융 용기 벽의 열화를 감소시키고 용융 용기의 수명을 연장시킨다.
Description
관련 출원 상호 참조
본 출원은 2021년 7월 1일에 출원된 미국 임시 출원 일련번호: 63/217,519의 35 U.S.C. §119에 따른 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 전체 참조에 의해 본 명세서에 의존되고 통합된다.
기술 분야
본 개시는 일반적으로 유리 제조 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유리 용융 용기의 벽을 냉각하여 용융 용기의 수명을 연장시키는 유리 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
증가된 용융 유리 유속에서 장기간에 걸쳐 용융 용기 동작을 유지해야 하는 필요성은 용융 용기의 구성에 사용되는 내화 재료를 긴장시켰다. 통상적인 용융 용기는 내화 재료의 층(예를 들어, 내화 벽돌 및/또는 블록)에 의해 형성된다. 용융 용기에 수용된 용융 유리는, 시간이 지남에 따라, 예를 들어 용융 유리의 흐름 침식, 고온 및 부식 특성에 기인하여 내화 재료를 침식시킬 수 있다. 결국, 내화 재료가 관통하여 마모되고, 용융 용기가 고장나고, 새로운 용융 용기가 건설되어야 한다. 재구축 건설은 상당하고 비용이 많이 드는 시간 동안 생산을 손상시킬 수 있다. 이에 따라, 용융 용기의 열화를 둔화시킴으로써 가능한 한 오랫동안 정지 및 재구축을 지연시키고자 하는 바램이 있다.
다음은 상세한 설명에 기술된 일부 실시예들의 기본적인 이해를 제공하기 위해 개시내용의 간략화된 요약을 제시한다. 이러한 특징들 및 다른 특징들, 양상들 및 이점들은 첨부된 도면들을 참조하여 하기 상세한 설명을 읽을 때 더 잘 이해된다.
내화 유리 접촉 벽을 포함하는 용융 용기, 유입구를 통해 냉각 유체를 수용하고 유출구를 통해 냉각 유체를 배출하도록 구성된 냉각 패널, 및 냉각 패널이 냉각 패널과 접촉하는 압력 볼트에 의해 내화 유리 접촉 벽에 접촉되고 그에 대해 조여지는 유리 제조 장치가 개시된다.
상기 유입구는 상기 냉각패널의 하반부에 위치되고, 상기 유출구는 상기 냉각패널의 하반부에 위치될 수 있다.
일부 실시예들에서, 내화 유리 적합한 벽은 용융 용기의 측벽을 포함한다
다양한 실시예들에서, 냉각 패널은 입구 포트와 출구 포트 사이에서 그 안으로 연장되는 구불구불한 통로를 포함한다.
일부 실시예들에서, 냉각 패널은 베이스 부분 및 커버 부분을 포함하고, 상기 구불구불한 통로는 베이스 부분, 및 예를 들어 하나 이상의 체결구에 의해 상기 베이스 부분에 부착되는 커버 부분 내로 가공되며, 이 실시예들에서, 상기 커버 부분은 예를 들어 용접에 의해 상기 베이스 부분에 영구적으로 부착될 수 있다. 상기 베이스 부분은 내화 유리 적합한 벽과 접촉하여 위치될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 베이스 부분은 그 안에 형성된 리세스(recess)를 포함하는 후면을 포함한다. 적합한 열 전도성 재료가 냉각 패널과 내화 유리 접촉 벽 사이의 상기 리세스 내에 위치될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 냉각 패널은 적어도 하나의 열전쌍(thermocouple)을 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 용융 용기는 상기 내화 유리 접촉 벽에 접촉되고 그에 대해 조여지는 복수의 냉각 패널들을 포함한다. 상기 복수의 냉각 패널들은 단일의 냉각 유체 헤더를 통해 냉각 유체를 공급받을 수 있다. 각 냉각 패널은 냉각 유체 헤더로부터 냉각제 라인을 통해 공급되고, 상기 각 냉각 패널의 냉각제 라인은 격리 밸브를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 냉각 패널은 상기 냉각 패널의 설치를 돕기 위해 적어도 하나의 핸들을 구비할 수 있다.
상기 압력 볼트는 브레이싱 부재와 상기 냉각 패널 사이에 위치될 수 있고, 상기 압력 볼트는 상기 브레이싱 부재에 결합된다. 일부 실시예에서, 복수의 압력 볼트는 상기 냉각 패널을 상기 용융 용기에 고정하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 유리 제조 장치는 상기 내화 유리 접촉 벽에 접촉되고 그에 대해 조여지는 금속 격자 패널을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 금속 격자 패널은 상기 냉각 패널의 아래에 위치될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 금속 격자 패널은 금속 격자 패널 아래에 위치된 하나 이상의 내화성 블록들에 의해 적어도 부분적으로 지지될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 용융 용기는 내화 유리 접촉 벽과 접촉하고 그에 대해 조여지는 제2 금속 격자 패널을 포함할 수 있으며, 상기 제2 금속 격자 패널은 상기 냉각 패널 위에 위치될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들의 추가적인 특징들은 후술하는 상세한 설명에서 제시될 것이고, 청구항들 및 첨부된 도면들을 포함하여 부분적으로 해당 기술분야의 기술자들에게 명확할 것이다. 전술한 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명 본 실시예들은 모두 실시예들의 본질 및 성격을 이해하기 위한 개요 또는 프레임워크를 제공하는 것을 목적으로 한다. 첨부된 도면들은 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서의 일부로 통합되고 구성된다. 도면들은 본 개시의 다양한 실시예들을 예시하고, 설명과 함께 그 원리 및 동작을 설명한다.
도 1은 예시적인 유리 제조 장치의 개략도이다;
도 2는 예시적인 용융 용기의 사시도이다;
도 3은 예시적인 용융 용기의 내부의 상면도이다;
도 4는 강성 외골격(rigid exoskeleton) 내에 배치된 예시적인 용융 용기의 사시도이다;
도 5는 도 2의 용융 용기의 예시적인 하부 내화 측벽의 단면도이다;
도 6은 도 6의 5-5를 따라 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 예시적인 냉각 패널의 분해 단면도이다;
도 7은 복수의 벽, 예를 들어 배플들(baffles)에 의해 그 안에 형성되어 연장된 구불구불한 통로(serpentine passage)를 나타내는 도 5의 냉각패널의 베이스 부분의 상면도이다;
도 8은 도 5의 냉각패널의 커버 부분의 상면도이다;
도 9는 도 4에 도시되고 용융 용기의 하부 내화 측벽에 대향하여 위치된 냉각 패널의 측면도이다.
도 10은 본원에 도시되고 기술된 하나 이상의 실시예에 따른 용융 용기 또는 그 컴포넌트를 강성 외골격에 결합하기 위한 압력 볼트를 개략적으로 도시한다.
도 2는 예시적인 용융 용기의 사시도이다;
도 3은 예시적인 용융 용기의 내부의 상면도이다;
도 4는 강성 외골격(rigid exoskeleton) 내에 배치된 예시적인 용융 용기의 사시도이다;
도 5는 도 2의 용융 용기의 예시적인 하부 내화 측벽의 단면도이다;
도 6은 도 6의 5-5를 따라 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 예시적인 냉각 패널의 분해 단면도이다;
도 7은 복수의 벽, 예를 들어 배플들(baffles)에 의해 그 안에 형성되어 연장된 구불구불한 통로(serpentine passage)를 나타내는 도 5의 냉각패널의 베이스 부분의 상면도이다;
도 8은 도 5의 냉각패널의 커버 부분의 상면도이다;
도 9는 도 4에 도시되고 용융 용기의 하부 내화 측벽에 대향하여 위치된 냉각 패널의 측면도이다.
도 10은 본원에 도시되고 기술된 하나 이상의 실시예에 따른 용융 용기 또는 그 컴포넌트를 강성 외골격에 결합하기 위한 압력 볼트를 개략적으로 도시한다.
이제 그 예들이 첨부된 도면들에 예시된 본 개시내용의 실시예들에 대해 상세히 참조될 것이다. 가능할 때마다, 동일한 또는 유사한 부분들을 참조하기 위해 도면들 전체에 걸쳐 동일한 참조 번호들이 사용될 것이다. 다만, 본 개시내용은 많은 상이한 형태들로 구체화될 수 있고, 본 명세서에 규정된 실시예들에 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "약(about)" 이란 양, 크기, 제형, 파라미터 및 기타 양 및 특성이 정확하지 않고 정확할 필요가 없으나, 공차, 변환 인자, 반올림, 측정 오차 등 및 당해 기술분야의 기술자에게 공지된 기타 인자를 반영하여, 원하는 대로 근사적이고 또는 더 크거나 더 작을 수 있음을 의미한다.
범위들은 본 명세서에서 "약" 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 "약" 다른 특정 값으로 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현될 때, 다른 실시예는 하나의 특정 값으로부터 다른 특정 값에 대한 것을 포함한다. 유사하게, 값들이 선행 "약"의 사용에 의해 근사치들로서 표현될 때, 특정 값이 다른 실시예를 형성하는 것으로 이해될 것이다. 범위들 각각의 엔드포인트들은 다른 엔드포인트에 대한 관계 둘 모두에서, 그리고 다른 엔드포인트와 독립적으로 유의하다는 것이 추가로 이해될 것이다.
본 명세서에서 사용되는 방향성 용어 - 예를 들어, 상, 하, 우, 좌, 전, 후, 상단, 하단 - 은 그려진 도면들의 참조용으로만 이루어지며 절대적인 방향성을 암시하기 위한 것은 아니다.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에 규정된 임의의 방법이 그 단계들이 특정 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로 해석되거나 임의의 장치와 함께 특정 배향이 요구되는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 실제로 그 단계들에 따라 수행될 순서를 기재하지 않거나, 임의의 장치 청구항이 실제로 개별 컴포넌트들에 대한 순서 또는 배향을 기재하지 않거나, 또는 단계들이 특정 순서로 제한되어야 한다는 것, 또는 장치의 컴포넌트들에 대한 특정 순서 또는 배향이 기재되지 않는다는 것이 청구 또는 서술에서 달리 구체적으로 언급되지 않은 경우, 순서 또는 배향이 임의의 측면에서 추론되는 것은 결코 의도되지 않는다. 이는 단계들의 배열, 동작 흐름, 컴포넌트들의 순서 또는 컴포넌트들의 배향, 문법적 조직 또는 구두점으로부터 유래된 평이한 의미, 및 명세서에 기술된 실시예의 수 또는 유형에 관한 논리의 문제를 포함하여, 해석을 위한 임의의 가능한 비-표현 기반을 유지한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 단수의 형태("a", "an" 및 "the") 는 문맥이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 복수의 참조들을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 단수형("a") 의 참조는 문백ㅇ 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 2개 이상의 그러한 컴포넌트를 갖는 양태들을 포함한다.
단어 "예시적인", "예시", 또는 이들의 다양한 형태가 본 명세서에서 예시 또는 예증의 역할을 의미하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 "예시적인" 또는 "예시"로서 기재된 임의의 양태 또는 디자인은 다른 양태 또는 디자인보다 선호되거나 유리한 것으로 해석되어서는 안 된다. 더 나아가, 예시들은 단지 명확성 및 이해의 목적을 위해 제공되며, 개시된 주제 또는 본 개시내용의 관련 부분을 어떤 방식으로든 제한 또는 제한하는 것을 의미하지 않는다. 다양한 범위의 무수히 많은 추가적인 또는 대안적인 예들이 제시될 수 있었지만, 간결성의 목적을 위해 생략되었다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "포함(comprising)" 및 "포함(including)" 이라는 용어와 그 변형은 특별한 언급이 없는 한 동의어 및 개방형으로 해석되어야 한다. 포함하는 과도적인 문구 뒤에 오는 요소의 목록은 비배타적인 목록이므로, 목록에 특별히 언급된 것 외에 요소도 존재할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같은 "실질적", "실질적으로" 및 이의 변형들은 기재된 특징이 값 또는 기재와 동일하거나 또는 대략 동일하다는 것을 주목하기 위한 것이다. 예를 들어, "실질적으로 평면인" 표면은 평면 또는 대략 평면인 표면을 나타내도록 의도된다. 더욱이, "실질적으로"는 2개의 값들이 동일하거나 또는 대략 동일하다는 것을 나타내도록 의도된다. 일부 실시예들에서, "실질적으로"는 예를 들어, 서로의 약 5% 이내, 또는 서로의 약 2% 이내와 같은, 서로의 약 10% 이내의 값들을 나타낼 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "내화성(refractory)"은 538℃ 이상의 환경에 노출되는 구조물 또는 시스템의 컴포넌트로서 그들을 적용가능하게 하는 화학적 및 물리적 특성을 갖는 비금속 재료를 의미한다.
도 1에 도시된 것은 예시적인 유리 제조 장치(10)이다. 일부 실시예에서, 유리 제조 장치(10)는 용융 용기(14)를 포함하는 유리 용융로(12)를 포함할 수 있다. 유리 용융로(12)는 용융 용기(14) 외에도, 원료를 가열하고 그 원료를 용융 유리로 변환하도록 구성된 가열 요소(예를 들어, 연소 버너 및/또는 전극)와 같은 하나 이상의 추가 컴포넌트를 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 용융 용기(14)는 전기적으로 승압된 용융 용기일 수 있는데, 여기서 에너지는 연소 버너 둘 모두를 통해 그리고 직접 가열에 의해 원료에 부가되며, 여기서 전류는 원료를 통과하고, 전류는 이에 의해 원료의 줄 가열을 통해 에너지를 부가한다.
추가적인 실시예들에서, 유리 용융로(12)는 용융 용기로부터의 열 손실을 감소시키는 다른 열 관리 장치들(예컨대, 격리 컴포넌트들)을 포함할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 유리 용융로(12)는 원료의 유리 용융물로의 용융을 용이하게 하는 전자 및/또는 전자 기계 장치들을 포함할 수 있다. 유리 용융로(12)는 지지 구조체들(예컨대, 지지 섀시, 지지 부재 등) 또는 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
비록 예를 들어 이트륨(yttrium)(예를 들어, 이트리아(yttria), 이트리아 안정화 지르코니아(yttria-stabilized zirconia), 인산 이트리아(yttrium phosphate)), 지르콘(ZrSiO4) 또는 알루미나-지르코니아-실리카 또는 심지어 크롬 산화물과 같은 내화성 세라믹 재료가 대안적으로 또는 임의의 조합으로 사용될 수 있지만, 예를 들어 알루미나 또는 지르코니아를 포함하는 내화성 세라믹 재료와 같은 내화성 재료로부터 용융 용기(14)가 형성될 수 있다. 일부 예에서, 용융 용기(14)는 내화성 세라믹 벽돌로부터 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 유리 용융로(12)는 유리 제품, 예를 들어, 유리 리본을 제조하도록 구성된 유리 제조 장치의 컴포넌트로서 통합될 수 있지만, 추가 실시예에서, 유리 제조 장치는 비록 많은 다른 유리 제품이 고려되지만, 유리 막대, 유리 튜브, 유리 봉투(예를 들어, 조명 장치용 유리 봉투(예를 들어, 전구) 및 유리 렌즈와 같은 다른 유리 제품을 제한 없이 형성하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 용융로는 슬롯 인출(slot draw) 장치, 플로팅 배스(float bath) 장치, 다운 인출(down-draw) 장치(예를 들어, 퓨전 다운 인출(fusion down draw) 장치), 업 인출(up-draw) 장치, 가압 장치, 압연(rolling) 장치, 튜브 인출(tube drawing) 장치 또는 본 개시내용으로부터 이익을 얻을 수 있는 임의의 다른 유리 제조 장치를 포함하는 유리 제조 장치에 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 1은 후속 처리를 위한 유리 리본을 개별 유리 시트로 퓨전 인출하거나 스풀 상으로 유리 리본을 롤링하기 위한 퓨전 다운 인출 스타일 유리 제조 장치(10)의 컴포넌트로서 유리 용융로(12)를 개략적으로 도시한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 퓨전 인출은 성형체의 수렴 표면 위에 용융된 유리를 흐르는 것을 포함하고, 여기서 용융된 재료의 생성된 2개의 스트림은 수렴 라인을 따라 성형체의 바닥에서 결합(join) 또는 "퓨즈(fuse)" 된다.
유리 제조 장치(10)는 용융 용기(14)의 상류에 위치되는 상류 유리 제조 장치(16)를 선택적으로 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 상류 유리 제조 장치(16)의 일부, 또는 전체가 유리 용융로(12)의 일부로서 통합될 수 있다.
도 1에 예시된 실시예에 나타낸 바와 같이, 상류측 유리 제조 장치(16)는 원료 저장 빈(18), 원료 전달 장치(20) 및 원료 전달 장치(20)에 연결된 모터(22)를 포함할 수 있다. 원료 저장 빈(18)은 화살표(26)로 나타낸 바와 같이, 하나 이상의 공급 포트를 통해 유리 용융로(12)의 용융 용기(14) 내로 공급될 수 있는 원료(24)의 양을 저장하도록 구성될 수 있다. 원료(24)는 전형적으로 금속 산화물을 형성하는 하나 이상의 유리 및 하나 이상의 개질제를 포함한다. 일부 예에서, 원료 전달 장치(20)는 모터(22)에 의해 동력을 공급받아 원료 저장 빈(18)으로부터 용융 용기(14)로 소정 양의 원료(24)를 전달할 수 있다. 추가 예에서, 모터(22)는 원료 전달 장치(20)가 용융 유리의 유동 방향에 대해 용융 용기(14)로부터 하류로 감지된 용융 유리의 레벨에 기초하여 제어된 속도로 원료(24)를 도입하도록 동력을 공급할 수 있다. 용융 용기(14) 내의 원료(24)는 그 후 가열되어 용융 유리(28)를 형성할 수 있다. 전형적으로, 초기 용융 단계에서, 원료는 예를 들어 다양한 "샌드(sands)"로서 용융 용기에 미립자로서 첨가된다. 원료(24)는 또한 이전의 용융 및/또는 형성 동작들로부터의 스크랩 유리(즉, 컬릿(cullet))를 포함할 수 있다. 연소 버너는 전형적으로 용융 공정을 시작하기 위해 사용된다. 전기적으로 승압된 용융 공정에서, 일단 원료의 전기 저항이 충분히 감소되면, 일단 원료와 접촉하여 위치되는 전극들 사이에 전기 전위를 발생시킴으로써, 전기 승압이 시작될 수 있고, 이에 의해 원료가 전형적으로 용융 상태로 진입하거나, 또는 용융 상태에 용융 상태에 있는 전기 전류를 확립한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 생성된 용융 재료는 용융 유리라고 지칭되어야 한다.
유리 제조 장치(10)는 또한 선택적으로 용융 유리(28)의 유동 방향에 대해 유리 용융로(12)의 하류에 위치되는 하류 유리 제조 장치(30)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 하류 유리 제조 장치(30)의 일부분은 유리 용융로(12)의 일부분으로서 통합될 수 있다. 그러나, 일부 예들에서, 이하에서 논의되는 제1 연결 도관(32), 또는 하류 유리 제조 장치(30)의 다른 부분들은 유리 용융로(12)의 일부분으로서 통합될 수 있다.
하류 유리 제조 장치(30)는 용융 용기(14)로부터 하류에 위치되고 상기 참조된 제1 연결 도관(32)을 통해 용융 용기(14)에 결합되는 제1 컨디셔닝(즉, 처리) 챔버, 예를 들어, 청징 용기(fining vessel)(34)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 용융 유리(28)는 제1 연결 도관(32)을 통해 용융 용기(14)로부터 청징 용기(34)로 중력이 공급될 수 있다. 예를 들어, 중력은 용융 용기(14)로부터 청징 용기(34)로의 제1 연결 도관(32)의 내부 경로를 통해 용융 유리(28)를 구동할 수 있다. 이에 따라, 제1 연결 도관(32)은 용융 용기(14)로부터 청징 용기(34)로의 용융 유리(28)를 위한 유동 경로를 제공한다. 그러나, 다른 컨디셔닝 챔버가 용융 용기(14)의 하류, 예를 들어 용융 용기(14)와 청징 용기(34) 사이에 위치될 수 있음을 이해해야 한다. 일부 실시예들에서, 컨디셔닝 챔버가 용융 용기와 청징 챔버 사이에 채용될 수 있다. 예를 들어, 1차 용융 용기로부터의 용융 유리는 2차 용융(컨디셔닝) 용기에서 추가로 가열되거나, 청징 챔버(fining chamber)에 진입하기 전에 1차 용융 용기 내의 용융 유리의 온도보다 낮은 온도로 2차 용융 용기에서 냉각될 수 있다.
앞서 기재한 바와 같이, 기포는 다양한 기술에 의해 용융 유리(28)로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 원료(24)는 가열될 때 화학적 환원 반응을 거쳐 산소를 방출하는 산화주석과 같은 다가 화합물(즉, 청징제)을 포함할 수 있다. 다른 적합한 청징제는 비소, 안티몬, 철 및/또는 세륨을 제한 없이 포함할 수 있지만, 비록 그 독성 때문에 환경적인 이유로 비소 및 안티몬의 사용은 일부 애플리케이션들에서 권장되지 않을 수 있다. 청징 용기(34)는 예를 들어 용융 용기 내부 온도보다 더 큰 온도로 가열되고, 이에 의해 청징제(fining agent)를 가열한다. 용융 유리에 포함된 하나 이상의 청징제의 온도 유도 화학적 환원에 의해 생성된 산소는, 청징 용기 내의 용융 유리를 통해 상승하거나 용융 공정 동안 생성된 기포로 합쳐지거나 확산될 수 있다. 증가된 부력을 갖는 확대된 기포는 이후 청징 용기 내의 용융 유리의 자유 표면으로 상승하고 이후 청징 용기 외부로 배출될 수 있다.
하류측 유리 제조 장치(30)는 예를 들어, 청징 용기(34)로부터 하류로 흐르는 용융 유리를 혼합하기 위한 혼합 장치(36), 예를 들어 스터링 용기(stirring vessel)와 같은 다른 컨디셔닝 챔버를 더 포함할 수 있다. 혼합 장치(36)는 균질한 유리 용융 조성물을 제공하는 데 사용될 수 있고, 이에 의해 그렇지 않으면 청징 챔버를 빠져나가는 용융 유리 내에 존재할 수 있는 화학적 또는 열적 불균일을 감소시킨다. 보여지는 바와 같이, 청징 용기(34)는 제2 연결 도관(38)을 통해 혼합 장치(36)에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 용융 유리(28)는 청징 용기(34)로부터 혼합 장치(36)로 중력이 공급될 수 있다. 예를 들어, 중력은 제2 연결 도관(38)의 내부 경로를 통해 용융 유리(28)를 청징 용기(34)로부터 혼합 장치(36)로 구동할 수 있다. 전형적으로, 혼합 장치(36) 내의 용융 유리는 자유 표면을 포함하고, 자유 표면과 혼합 장치의 상부 사이에 연장되는 자유(예를 들어, 기체) 부피를 갖는다. 혼합 장치(36)가 용융 유리의 유동 방향에 대해 청징 용기(34)의 하류에 나타나 있지만, 다른 실시예에서 혼합 장치(36)는 청징 용기(34)로부터 상류에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 하류측 유리 제조 장치(30)는 복수의 혼합 장치, 예를 들어, 청징 용기(34)로부터 상류에 있는 혼합 장치 및 청징 용기(34)로부터 하류에 있는 혼합 장치를 포함할 수 있다. 사용될 때, 복수의 혼합 장치는 동일한 설계일 수 있거나, 이들은 서로 상이한 설계일 수 있다. 일부 실시예에서, 용기 및/또는 도관 중 하나 이상은 그 안에 위치되어 용융 재료의 혼합 및 후속적인 균질화를 촉진하는 정적 혼합 베인(static mixing vanes)을 포함할 수 있다.
하류 유리 제조 장치(30)는 혼합 장치(36)로부터 하류에 위치된 다른 컨디셔닝 챔버, 예컨대 전달 용기(40)를 더 포함할 수 있다. 전달 용기(40)는 용융 유리(28)가 하류 성형 장치로 공급되도록 컨디셔닝할 수 있다. 예컨대, 전달 용기(40)는 어큐뮬레이터(accumulator) 및/또는 흐름 제어기로서 작용하여 출구 도관(44)을 통해 성형체(42)에 용융 유리(28)의 일관된 흐름을 조정 및/또는 제공할 수 있다. 전달 용기(40) 내의 용융 유리는, 일부 실시예에서, 자유 표면을 포함할 수 있고, 여기서 자유 부피는 자유 표면으로부터 전달 용기의 상부로 위로 연장된다. 보여지는 바와 같이, 혼합 장치(36)는 제3 연결 도관(46)을 통해 전달 용기(40)에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 용융 유리(28)는 혼합 장치(36)로부터 전달 용기(40)로 중력이 공급될 수 있다. 예컨대, 중력은 제3 연결 도관(46)의 내부 경로를 통해 용융 유리(28)를 혼합 장치(36)로부터 전달 용기(40)로 구동할 수 있다.
하류 유리 제조 장치(30)는 입구 도관(50)을 포함하는 상기 참조된 성형체(42)를 포함하는 성형 장치(48)를 더 포함할 수 있다. 출구 도관(44)은 용융 유리(28)를 전달 용기(40)로부터 성형 장치(48)의 입구 도관(50)으로 전달하도록 위치될 수 있다. 퓨전 다운-인출 유리 제조 장치에서 성형체(42)는 성형체의 상부 표면에 위치된 트로프(trough)(52)와, 성형체의 하단 에지(루트(root))(58)를 따라 인출 방향(56)으로 수렴하는 대향 수렴형 성형면들(opposing converging forming surfaces)(54)을 포함할 수 있다. 전달 용기(40), 출구 도관(44) 및 입구 도관(50)을 통해 성형체 트로프(52)로 전달된 용융 유리는 트로프(52)의 벽을 넘치고, 용융 유리의 별개의 흐름으로서 수렴형 성형면(54)을 따라 하강한다. 용융 유리의 별개의 흐름들은, 하향 용융 재료가 냉각되고 재료의 점도가 증가함에 따라 유리 리본의 치수를 제어하기 위해, 유리 리본에 예를 들어 중력과 같은 하향 장력(downward tension)을 인가하거나 및/또는 풀링 롤들(pulling rolls)을 역회전시키거나 대향시킴으로서, 루트(58)로부터 인출 방향(56)으로 인출되는 단일의 용융 유리 리본(60)을 생성하기 위해 루트(58)아래 및 루트를 따라 합류한다. 이에 따라, 유리 리본(60)은 탄성 상태로 점탄성 전이(viscoelastic transition)를 거치고 유리 리본(60)에 안정적인 치수 특성을 부여하는 기계적 특성을 획득한다.
유리 성형 환경이 성형 프로세스 동안 안정적으로 유지되는 것을 보장하기 위해, 성형체(42) 및 성형체 아래의 유리 리본 이동 경로의 적어도 일부는 개방된 바닥을 갖는 인클로저(64) 내에 수용될 수 있다.
유리 리본(60)은, 일부 실시예들에서, 유리 분리 장치(68)에 의해 개별 유리 시트들(66)로 분리될 수 있다. 일부 실시예들에서, 유리 리본은 스풀들 상에 권취되고 추가 프로세싱을 위해 저장될 수 있다.
연결 도관(32, 38, 46), 청징 용기(34), 혼합 장치(36), 전달 용기(40), 출구 도관(44) 또는 입구 도관(50) 중 임의의 하나 이상을 포함하는 하류 유리 제조 장치(30)의 컴포넌트들은 귀금속으로 형성될 수 있다. 적합한 귀금속은 백금, 이리듐, 로듐, 오스뮴, 루테늄 및 팔라듐으로 이루어진 군으로부터 선택된 백금족 금속 또는 이들의 합금을 포함한다. 유리 제조 장치의 하류 컴포넌트는 예를 들어, 백금 약 70 무게% 내지 약 90 무게% 및 로듐 약 10 무게% 내지 약 30 무게%를 포함하는 백금-로듐 합금으로 형성될 수 있다. 단, 유리 제조 장치의 하류 컴포넌트를 형성하기 위한 다른 적합한 금속은 몰리브덴, 레늄, 탄탈륨, 티타늄, 텅스텐 및 이들의 합금을 포함할 수 있다.
유리 제조 장치(10)의 컴포넌트들이 퓨전 다운 인출(fusion downdraw) 유리 제조 컴포넌트들로서 도시되고 기술되지만, 본 개시의 원리들은 매우 다양한 유리 제조 공정들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 실시예들에 따른 용융 용기들은 퓨전 공정, 슬롯 인출 공정, 압연(rolling) 공정, 프레스 공정, 플로팅(float) 공정, 튜브 인출 공정 등과 같은 다양한 유리 제조 공정들에 사용될 수 있다.
생산 요구를 충족시키기 위해, 제조자들은 유리 용융 작업들의 동작 용량 및 전체 수명을 연장시키기 위해 노력해 왔다. 예를 들어, 용융 용기 내의 몰리브덴 전극들로 주석 전극들의 교체는 전극 교체 사이의 시간을 연장시켜, 용융 용기 자체의 수명에 추가적인 부담을 준다. 더 정확히 말해서, 종래의 설비에서, 용융 용기는 전형적으로 전극들보다 수명이 길었다. 전극들이 충분히 소비되었을 때, 용융 캠페인(melting campaign)이 종료되었고, 용융 용기는 재건되고 새로운 전극들을 얻었다. 전극 수명의 증가와 함께, 용융 용기의 수명은 용융 캠페인의 기간을 설정한다. 따라서, 용융 캠페인을 연장하기 위해, 용융 용기 수명을 연장하는 방법들은 캠페인 지속기간에 대한 결정 인자이다.
도 2 및 도 3은 각각 예시적인 용융 용기(14)의 사시도 및 상면도를 나타낸다. 이전에 언급된 바와 같이, 용융 용기(14)는 내화성 벽, 예를 들어 정밀하게 절단된 세라믹 벽돌 또는 더 큰 블록의 복수의 코스를 포함한다. 내화성 벽돌 또는 블록은 알루미나, 지르코니아, 또는 다른 적절한 세라믹 내화성 재료와 같은 내화성 재료로 형성된다. 내화성 모르타르의 사용은 선택적이고, 일부 실시예에서, 용융 용기는 모르타르의 사용 없이 형성될 수 있다. 전형적으로, 용융 용기 벽은 제1 측벽(100), 제2 측벽(102), 후벽(104), 전방 벽(106), 바닥 또는 바닥 벽(108, 도 3 참조), 및 예를 들어 아치형 지붕 구조 오버톱(overtop) 및 벽들 상의 레스팅(resting), 벽들, 바닥 벽 및 지붕 구조에 의해 형성된 용융 용기의 내부 용적을 덮는 지붕 구조와 같은 지붕 구조를 포함한다. 더 구체적으로, 용융 용기는 용융될 때 용융 유리(28)를 형성하는 원료를 보유하기 위한 인클로저 또는 풀(110)을 형성하는 하부 벽 부분을 포함할 수 있다. 이 벽들은 용융 유리와 직접 접촉하고, 유리 접촉 벽으로서 기술될 수 있다. 추가로, 용융 용기의 다양한 내화성 벽들은 하부 벽 부분들의 상부에 상부 구조(superstructure)를 형성하는 상부 벽 부분들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상부 벽 부분들은 상부 벽 부분들 및 지붕 구조물의 무게를 견디도록 구성된 하나 이상의 스틸 부재(112)에 의해 하부 벽 부분들로부터 분리될 수 있다. 제한되지 않고 설명의 목적을 위해, 하부 벽 부분들은 이하에서 제1 하부 측벽(100a), 제2 하부 측벽(102a), 하부 후방 벽(104a) 및 하부 앞벽(106a)을 포함하는 것으로 지칭될 것이다. 하부 벽 부분들은 바닥 벽(108) 상에 배치된다. 상부 구조물의 벽들은 이하에서 제1 하부 측벽(100a) 위에 제1 상부 측벽(100b), 제2 상부 측벽(102b) 위에 제2 하부 측벽(102a), 하부 후방 벽(104a) 위에 상부 후방 벽(104b), 및 상부 앞벽(106a) 위에 상부 앞벽(106b)이라고 지칭된다. 지붕 또는 천장은 상부 측벽들(100b, 102b), 및 상부 후방 벽과 앞벽들(104b, 106b) 위에 위치되고 그에 의해 각각 지지되며, 이하 크라운(114)이라고 지칭된다. 크라운(114)은 또한 내화성 벽돌 또는 블록들로 구성될 수 있다. 크라운(114)의 내화성 벽돌 또는 블록들은 아치들(arches) 및/또는 볼트들(vaults)을 형성하기 위한 전통적인 석조 기술들을 사용하여 아치 형상으로 형성될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 그리고 도 2에 나타낸 바와 같이, 개구(116)는 개구(116)를 통해 용융 유리(28) 내로 연장되는 복수의 전극(118)을 수용하도록 제1 및 제2 하부 측벽(100a, 102a)에 제공될 수 있다. 전극들(118)에는 용융 유리를 통해 흐르고 가열하는 전류가 공급된다. 그러나, 도 3에 나타낸 바와 같이, 다양한 다른 실시예에서, 전극(118)은 대신 바닥벽(108) 내의 개구를 통해 내화 유리 접촉 벽에 의해 둘러싸인 용융 유리 내로 연장될 수 있다. 다양한 실시예에서, 전극(118)은 주석(예를 들어, 산화 주석), 또는 몰리브덴을 포함할 수 있다.
상부 측벽들(100b, 102b)은 연료-산소(연료-산소의) 버너들(122)을 수용하는 개구들(120)을 포함할 수 있다. 연료-산소 버너들은 용융 캠페인의 시작 동안 배치 재료의 초기 용융을 수행하고, 용융 유리(28) 위의 기체 부피에서의 미리정해진 온도 및 온도 범위를 유지하는 데 사용될 수 있으며, 정상적인 용융 동작 동안 상부 구조체에 의해 둘러싸일 수 있다.
상부 후방 벽(104b)은 원료 전달 장치(20)로부터 배치 재료를 수용하도록 구성된 하나 이상의 개구(124)를 포함할 수 있으며, 원료는 그 하나 이상의 개구(124)를 통해 풀(110) 내로 진입한다. 다른 한편으로, 전방 하부 벽(106a)은 용융 용기(14) 내의 용융 유리가 하류 공정 장비, 예컨대 하류 유리 제조 장치(30)로 통과하여 전달될 수 있는 연결 도관(32)을 포함한다.
용융 용기(14)는 예를 들어, 용융 용기의 무게를 지지하고 내화 구조에 강성을 제공하는 것을 돕는 외골격(exoskeleton)(125)과 같은 구조적 부재들의 케이지 내에 둘러싸일 수 있다. 금속 격자 패널, 예를 들어, 스틸 격자 패널은, 외골격의 건물 구조적 부재들 또는 구조적 부재들(도 5 참조)에 결합된 조절 가능한 압력 볼트들에 의해 제1 및 제2 하부 측벽들, 하부 전방 벽, 및/또는 하부 후방 벽에 대해 가압될 수 있으며, 상기 압력 볼트들은 격자 패널들과 압력 볼트 사이의 패드를 통해 금속 격자 패널과 맞물린다. 금속 격자 패널들은 용융된 유리에 의해 벽들의 내부에 대해 가해지는 외부 압력에 대항하도록 설계된 하부 측벽들, 하부 전방 벽, 및 하부 후방 벽에 대한 대항력을 제공한다.
본 개시내용의 실시예들에 따라, 용융 용기(14)는 냉각 패널들을 더 포함할 수 있고, 여기서 냉각 유체는 하부 용융 용기 벽들 중 하나 이상을 냉각시키기 위해 냉각 패널들 내의 통로들을 통해 유동된다. 용융 용기 벽들, 예를 들어, 내화 유리 접촉면들을 냉각하는 것 외에도, 냉각 패널들은, 스틸 격자 패널들과 마찬가지로, 용융 용기를 구성하기 위해 사용되는 내화 재료들을 보강함으로써 구조적 기능을 수행할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 하부 측벽(100a)의 일부분이 도시된다. 제1 하부 측벽(100a)은 제1 하부 측벽에 대해 배치되고 압력 볼트(130) 및 브레이싱(bracing) 부재(132)의 조합을 가지고 제자리에 유지되는 하나 이상의 금속 격자 패널(128)을 포함한다(도 5 참조). 브레이싱 부재(132)는 볼트 또는 다른 적절한 체결구에 의해 상부 크로스 부재(134) 및/또는 하부 크로스 부재(136) 중 하나 또는 둘 모두에 부착된다. 일부 실시예에서, 브레이싱 부재들(132)은 크로스 부재들에 용접될 수 있다. 브레이싱 부재들(132), 상부 크로스 부재(134) 및/또는 하부 크로스 부재(136)는 예를 들어, 건물 구조용 스틸과 같은 건물 구조의 일부, 또는 그에 부착될 수 있거나, 또는 용융 용기 외골격의 일부, 또는 그에 부착될 수 있다.
압력 볼트들(130)은 브레이싱 부재들(132)에 결합되고 금속 격자 패널들(128)에 대해 가압되며, 이에 의해 금속 격자 패널을 용융 용기 벽들에 대해 가압한다. 예를 들어, 다양한 실시예들에서, 압력 볼트들(130)은 외부 나사산들(external threads)을 포함하며, 여기서 압력 볼트들은 나사산 체결구, 예를 들어, 너트를 통해 브레이싱 부재들에 결합된다. 이는 예를 들어, 용접에 의해, 브레이싱 부재들(132)에 부착된 플랜지들(138)을 제공함으로써 달성될 수 있으며, 플랜지들은 브레이싱 부재들로부터 외측으로 연장된다. 플랜지들은 나사산 압력 볼트(threaded pressure bolts)(130)가 통과하기 위한 애퍼처를 포함할 수 있다. 플랜지(138)의 각 면 상의 압력 볼트들 상으로 나사산이 향하는 한 쌍의 너트(140, 142, 도 8 참조)는 압력 볼트를 플랜지 및 브레이싱 부재에 고정시킨다. 금속 격자 패널(128)에 대한 압력은 압력 볼트들(130) 상의 너트(140, 142)를 조정함으로써 가변될 수 있으며, 이에 따라 압력 볼트들을 제1 하부 측벽(100a)을 향해 전진시키거나 압력 볼트들을 제1 하부 측벽(100a)으로부터 후퇴시키고, 따라서 냉각 패널 및 제1 하부 측벽에 대해 압력을 추가하거나 완화한다. 각 압력 볼트에는, 그 표면 영역을 연장하기 위해 볼트 자체와 금속 격자 패널 사이에 위치되는 체결 풋(engagement foot)(144)이 제공될 수 있으며, 그 표면 영역 위로 압력 볼트가 금속 격자 패널에 작용한다. 체결 풋은, 체결 풋이 금속 격자 패널에 대해 자기 배향(자체 레벨)되고, 금속 격자 패널 또는 용융 용기 벽의 표면 상의 임의의 불규칙성들(irregularities)을 설명하도록 하는 볼 조인트에 의해, 압력 볼트에 또는 압력 볼트들을 가지고, 결합될 수 있다. 즉, 예를 들어 용융 용기를 구성하는 내화 블록의 작은 오정렬로 인해, 압력 볼트의 세로 축이 금속 격자 패널에 직교하지 않는 경우, 체결 풋은 각도 오프셋을 수용할 수 있다. 용융 용기(14)의 내화 재료는 전기 전도성이고, 전기 에너지가 그 안에 수용된 용융 재료를 가열하는데 사용되기 때문에, 전기 절연 재료(145)는 각각의 압력 볼트 체결 풋(144)과 금속 격자 패널들(128) 사이에 위치될 수 있으며, 예를 들어, 그렇지 않으면 전기 에너지가 공급되어 작업자에게 안전 위험을 초래할 수 있는 외골격 및/또는 건물 스틸과 같은 주변환경 금속 지지 부재들로부터 금속 격자 패널 및 용융 용기를 전기적으로 격리시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 상부 크로스 멤버(134) 및/또는 하부 크로스 멤버(136)는 금속 격자 패널들이 제1 하부 벽(100a)에 접촉된 상태를 유지하도록 플랜지들 및 압력 볼트들을 포함할 수 있다.
본원에 개시되고 도 5에 나타낸 바와 같은 실시예들에 따라, 용융 용기는 하나 이상의 냉각 패널(200)을 더 포함한다. 각각의 냉각 패널(200)은 압력 볼트들(130), 결합 피트(144), 및 예를 들어 브레이싱 부재들(132)과 같은 주변의 금속 지지 부재들로부터 용융 용기 및 냉각 패널을 전기적으로 격리하기 위한 전기적 격리 재료(145)를 사용하여, 금속 격자 패널(128)과 동일한 방식으로, 예를 들어, 도 5에 나타낸 제1 하부 측벽(100a)과 같은 용융 용기의 벽에 대해 위치될 수 있다. 즉, 냉각 패널(200)은 예를 들어, 제1 하부 측벽(100a)과 같은 용융 용기 벽과 하나 이상의 압력 볼트들(130) 사이에 위치된다. 압력 볼트들은 브레이싱 부재(132)에 결합되고, 브레이싱 부재에 대해 압력 볼트들(130)을 전진 또는 후퇴시킴으로써 브레이싱 부재에 대해 압력 볼트들(130)을 전진 또는 후퇴시켜 냉각 패널이 용융 용기 벽과 접촉하도록 유지하고 및/또는 벽의 반대측에서 용융 유리의 힘에 대항하기 위해 냉각 패널에 충분한 압력을 인가함으로서 조정될 수 있다.
예시적인 냉각 패널(200)이 도 6-8에 도시되어 있다. 냉각 패널(200)은 베이스 부분(202) 및 커버 부분(204)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 베이스 부분(202) 및 커버 부분(204)은 예를 들어 용접에 의해 영구적으로 부착될 수 있다. 그러나, 추가 실시예들에서, 커버 부분(204)은 적절한 체결구들(205)(예를 들어, 볼트, 나사들)을 사용하여 베이스 부분(202)에 제거가능하게 고정되도록 구성될 수 있다. 베이스 부분(202)과 커버 부분(204) 사이에 가스킷(208)이 위치되어 누설을 방지할 수 있다. 베이스 부분(202) 및/또는 커버 부분(204)은 고온 내식성 재료, 예컨대 스테인리스 스틸로 형성될 수 있다.
도 7은 커버 부분(204)이 제거된 베이스 부분(202)의 상면도로서, 커버 부분(204) 상에 배치된 유입구(212)와 유출구(214, 도 8 참조) 사이에서 베이스 부분02) 내에서 연장되는 내부 냉각 통로(210)를 보여준다. 즉, 냉각 통로(210)는 커버 부분(204)이 베이스 부분(202)에 부착될 때 유입구(212) 반대쪽의 베이스 부분(202) 내의 위치로부터 대향 유출구(214) 반대쪽의 베이스 부분(202) 내의 단부 부분까지 지그재그 방식으로 연장된다. 냉각 통로(210)는 예를 들어 유입구(212)와 유출구(214)에 결합되는 스테인리스 스틸 튜브 내부와 같은 냉각 패널 내부에 위치된 별개의 냉각 부재일 수 있다. 그러나, 추가적인 실시예에서, 내부 통로는 베이스 부분(202) 또는 커버 부분(204) 중 하나로 가공되어 내부 냉각 통로(210)가 냉각 패널(200)(예를 들어, 베이스 부분(202))과 일체로 될 수 있다. 도시된 실시예에서, 냉각 통로(210)는 베이스 부분의 대향하는 내부 측벽들로부터 교대로 연장되는 복수의 벽들(216)(예를 들어, 배플들)을 남기고 베이스 부분(202) 내로 밀링된다. 벽들(216)은, 벽들이 베이스 부분 또는 커버 부분의 중심선 축(218)을 지나 연장되도록 배치되어 냉각 유체(220)가 횡단하는 냉각 통로의 길이를 증가시키고, 이에 의해 냉각 패널(200)의 냉각 용량을 증가시킬 수 있다. 부식을 감소시키기 위해, 냉각 패널 베이스 부분 및 커버 부분은 스테인리스 스틸 또는 다른 고온 내식성 재료로 제조될 수 있다.
다양한 실시예에서, 냉각 패널(200)에는 냉각 유체의 파라미터를 모니터링하기 위한 하나 이상의 모니터링 포트(222)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 모니터링 장치(224)(예를 들어, 열전대(thermocouple), 도 9 참조)가 모니터링 포트(222)를 통해 냉각 패널(200) 내로 삽입될 수 있다. 일부 실시예에서, 모니터링 포트(222)는, 모니터링 장치(224)가 냉각 통로(210)를 통해 흐르는 냉각 유체(220)와의 접촉에 삽입될 수 있도록, 커버 부분(204) 또는 베이스 부분(202)의 전체 두께를 통해 연장될 수 있다. 대안적으로, 모니터링 포트는 베이스 부분(202)의 측면에 위치될 수 있다. 하나 이상의 모니터링 장치(224)는 냉각 패널을 통해 냉각 유체의 온도 및/또는 유량을 조정하도록 구성된 프로세스 제어기 또는 다른 적절한 제어 장치(미도시)와 전기적으로 통신할 수 있다.
다양한 실시예에서 냉각 유체(220)는 물일 수 있지만, 다른 실시예에서 냉각 유체(220)는 예를 들어 공기와 같은 기체일 수 있다. 일부 실시예에서 냉각 패널은, 냉각 유체(220)가, 예를 들어 도시의 상수도와 같은 도시의 공급원으로부터 제공되어 냉각 통로(210)를 따라 냉각 패널을 통해 유동된 다음, 폐기물로 폐기되는 개방 회로 냉각 시스템을 포함할 수 있다. 그러나 다른 실시예에서 냉각 패널은 냉각 유체, 예를 들어 물이 냉각된 냉각 유체를 제공하는 외부 열교환기 사이에서 순환되는 폐쇄 회로 냉각 시스템을 포함할 수 있다. 냉각된 냉각 유체(220)는, 예를 들어 하나 이상의 냉각 유체 펌프에 의해서와 같이, 냉각 패널을 통해 유동된다. 이제 가열된 냉각 유체는 그후 다시 냉각될 냉각 패널로부터 열교환기로 순환되고 냉각 패널, 또는 다른 공정 장비로 리턴된다.
일부 실시예들에서, 냉각 유체(220)는 적합한 입구 및 출구 헤더를 통해 다수의 냉각 패널들로 그리고 그로부터 동시에 라우팅될 수 있다. 각 냉각 패널로 그리고 그로부터의 냉각제 라인들은, 예를 들어 누출이 발생하거나 냉각 패널이 제거 또는 교체되어야 하는 경우와 같이, 특정 냉각 패널의 격리를 허용하기 위해 수동 또는 원격 동작되는 밸브들을 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 5는 쌍들로 배열된 냉각 패널들(2쌍이 도시됨)을 보여주며, 여기서 한 쌍의 냉각 패널들의 각 냉각 패널(200)은 각각의 냉각 패널의 입구 포트(212)와 공급 헤더(226) 사이에서 연장되는 개별 공급 라인들(228)을 통해 두 냉각 패널들에 냉각 유체를 공급하는 냉각제 공급 헤더(226)로부터 냉각 유체를 공급받는다. 각 공급 라인(228)에는 각각의 냉각 패널로의 냉각 유체의 흐름을 차단하도록 배열된 격리 밸브(230)가 제공될 수 있다. 공급 헤더(226)에는 메인 공급 라인(231)을 통해 냉각 유체(220)가 제공된다.
추가로, 한 쌍의 냉각 패널의 각각의 냉각 패널(200)에는 각각의 냉각 패널의 각각의 유출구(214)와 리턴 헤더(234) 사이에 연장되는 개별 리턴 라인(232)이 제공된다. 리턴 헤더(234)는 메인 리턴 라인(236)을 통해 하류의 수집 장치(미도시)와 유체 연통하도록 배치될 수 있으며, 여기서 수집 장치는 예를 들어 냉각 패널들에 재공급을 위한 냉각 유체를 처리할 수 있다. 예를 들어, 수집 장치는 냉각제를 여과하거나, 냉각 유체를 냉각하거나, 또는 임의의 하나 이상의 컨디셔닝 첨가제(예를 들어, 부식 방지 재료)를 첨가함으로써 냉각 유체를 처리할 수 있다. 일부 실시예에서, 열은 예를 들어 열교환기에서 냉각 패널을 떠난 후 가열된 냉각 유체로부터 추출될 수 있으며, 추가 공정에서 사용되는 추출된 열이다. 냉각 유체 공급의 경우와 마찬가지로, 각각의 리턴 라인(232)에는 각각의 냉각 패널로부터의 냉각제의 리턴 흐름을 차단하도록 구성된 격리 밸브(230)가 제공될 수 있다. 따라서, 예를 들어 냉각 패널들 중 하나에서의 누출의 경우, 누출 냉각 패널은 공급 및 리턴 라인 내의 관련 격리 밸브를 폐쇄하고 동일한 공급 및 리턴 헤더에 연결된 냉각 패널들 중 다른 하나를 통한 흐름을 중단할 필요 없이 결함이 있는 냉각 패널을 제거함으로써 격리될 수 있다. 격리 밸브는 수동 격리 밸브 또는 원격 제어 격리 밸브일 수 있다.
하나 이상의 냉각 패널(200)은, 하부 측벽, 하부 전방 벽 또는 하부 후방 벽을 포함하는 용융 용기(14)의 하부 벽 중 임의의 하나 이상 상에 제공될 수 있다. 개별 금속 격자 패널들(128) 및 냉각 패널들(200)의 모듈식 설계는, 유리 제조 장치의 동작 동안, 즉 용융 용기가 동작 중이고 용융 유리가 능동적으로 형성되는 동안, 다른 격자로, 또는 필요에 따라 냉각 패널로 선택된 격자를 교체할 수 있게 한다. 냉각 패널의 설치를 돕기 위해, 냉각 패널, 예컨대 커버 부분(204)과 같은 냉각 패널은 하나 이상의 핸들(238)을 구비할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 냉각 패널(200)은 제1 또는 제2 하부 측벽(100a, 102a), 하부 후방 벽(204a) 또는 하부 전방 벽(206a) 중 적어도 하나와 직접 접촉하여 배치될 수 있다. 금속 격자 패널(128)은 냉각 패널(200)과 각각의 내화벽 측면 사이에 또는 냉각 패널 위에 배치되지 않는다. 이에 따라, 냉각 패널(200)은 각각의 내화벽을 보강하는 냉각 장치 및 보강 부재로서 모두 기능한다. 다양한 실시예에서, 하나 이상의 금속 격자 패널(128) 및 하나 이상의 냉각 패널(200)은 용융 용기(14)의 하부 벽 부분을 지지하는데 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 도 6에서 가장 잘 보이는 바와 같이, 베이스 부분(202)은 후면(242)(용융 용기의 벽과 접촉하는 표면) 상에 위치되는 리세스(240)를 포함할 수 있다. 예컨대, 예를 들어, 팽창형 금속 메시 재료와 같은 압축성 금속 메시 재료와 같은 적합한 열전도성 재료(244)가, 리세스(240) 내에 배치되고, 냉각 패널과 용융 용기 벽 사이에 개재(sandwich)될 수 있다. 적합한 열전도성 재료(244)는 용융 용기 벽에 순응하기에 충분한 유연성을 제공할 수 있고, 이에 의해 냉각 패널과 용융 용기 벽 사이의 열전도를 향상시킬 수 있다. 적합한 열전도성 재료(244)는, 냉각 패널(200)이 용융 용기 벽에 대해 배치되고 하나 이상의 압력 볼트의 압력에 의해 그에 대해 강제될 때, 적합한 열전도성 재료(244)가 압축되고 용융 용기 벽의 형상에 순응하도록 리세스(240)의 깊이보다 더 큰 초기 두께를 가질 수 있다.
각각의 냉각 패널(200)은 냉각 패널을 통한 냉각 유체(220)의 흐름이 중력 방향과 반대 방향인 상향 방향으로 배열될 수 있으며, 이에 의해, 냉각 통로(210) 내의 정체된 기포 형성을 방지하기 위해 가열될 때 (열 내화벽과의 열교환에 의해) 냉각 유체가 상향 이동하는 자연적인 경향을 보완한다. 그러나, 추가의 실시예들에서, 냉각 유체의 흐름은 하향일 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 입력 포트(212)는 냉각 패널의 상단 절반에 위치될 수 있고 출구 포트(214)는 냉각 패널의 하단 절반에 위치될 수 있다. 추가의 실시예들에서, 입구 포트(212)는 냉각 패널의 제1 측면 에지 상에 위치되거나 그에 인접하게 위치될 수 있으며, 출구 포트(214)는, 냉각 유체의 흐름이 냉각 패널의 제1 측으로부터 제2 측으로 측방향으로 되도록 제1 에지의 반대쪽에 있는 냉각 패널의 제2 에지 상에 위치되거나 그 부근에 위치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 각각의 냉각 패널(200)은 냉각 패널(200) 및 브레이싱 부재(132)와 맞물리는 하나 이상의 압력 볼트에 의해 하부 내화벽에 대해 위치가 유지될 수 있고, 각각의 압력 볼트(130)는 브레이싱 부재(132)와 냉각 패널에 접촉하는 체결 풋(144) 사이로 연장된다. 외측의 제1 너트(140)를 풀어서(제1 너트(140)가 브레이싱 부재(132)및 냉각 패널로부터 멀어지도록 이동하도록 제1 너트(140)을 회전시킴), 체결 풋(144) 및 냉각 패널(200)에 압력이 인가될 수 dLT으며, 그 후, 냉각 패널(200) 상에 원하는 압력이 달성될 때까지 제2 너트(142)를 브레이싱 부재(132)에 대하여 이동하도록 내측의 제2 너트(142)가 회전된 다음, 제1 너트가 브레이싱 부재(132)에 대하여 팽팽해질 때까지 제1 너트(140)가 회전된다. 추가적인 또는 대안적인 실시예들에서, 압력 볼트는 냉각 패널과 브레이싱 부재 사이의 결합에 유연성을 제공하기 위해 스프링 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 압력 볼트(300)가 사용될 수 있다. 도 10을 참조하면, 예시적인 압력 볼트(300)가 개략적으로 도시된다. 압력 볼트(300)는 일반적으로 몸체(304)를 통해 연장되는 나사산 로드(threaded rod)(302)를 포함한다. 몸체(304)는 벨빌 와셔들(Bellville washers) 등과 같은 복수의 디스크 스프링(306)을 포함하고, 이들은 화살표(308)로 표시된 방향으로 나사산 로드(302)를 바이어스시킨다. 나사산 로드(302)의 제1 단부는 인장 너트(310)를 포함하고, 나사산 로드(302)의 제2 단부는 체결 풋(312)을 포함한다. 압력 볼트(300)는 또한 나사산 로드(302) 상에 위치되는 잼 너트(314)를 포함할 수 있고, 이는 디스크 스프링(306)의 압축을 방지하기 위해 몸체(304)에 대해 전진될 수 있다. 압력 볼트(300)는 압력 볼트(130)와 유사한 방식으로 브레이싱 부재(132)에 결합될 수 있다.
본 개시내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 개시내용의 실시예들에 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 개시내용은 이러한 수정 및 변형이 첨부된 청구항들 및 그 등가물의 범위 내에 있는 경우에 이를 포함하는 것으로 의도된다.
Claims (16)
- 내화 유리 접촉 벽을 포함하는 용융 용기;
유입구를 통해 냉각 유체를 수용하고 유출구를 통해 냉각 유체를 배출하도록 구성된 냉각 패널을 포함하고,
상기 냉각 패널은, 상기 냉각 패널과 접촉하는 압력 볼트에 의해 상기 내화 유리 접촉 벽에 접촉되어 상기 내화 유리 접촉 벽에 대해 조여지는, 유리 제조 장치. - 제1항에 있어서, 상기 유입구는 상기 냉각 패널의 하단 절반(bottom half)에 위치되고, 상기 유출구는 상기 냉각 패널의 상단 절반(top half)에 위치되는, 유리 제조 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 내화 유리 접촉 벽은 상기 용융 용기의 측벽을 포함하는, 유리 제조 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 냉각 패널은 상기 유입구와 상기 유출구 사이에 연장되는 구불구불한 통로(serpentine passage)를 포함하는, 유리 제조 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 냉각 패널은 베이스 부분와 커버 부분을 포함하고, 상기 구불구불한 통로는 상기 베이스 부분와 상기 커버 부분 내로 가공되는, 유리 제조 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 베이스 부분은 상기 내화 유리 접촉 벽과 접촉하는, 유리 제조 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 베이스 부분은, 내부에 형성된 리세스를 포함하는 후면(back surface)을 포함하고, 상기 냉각 패널과 상기 내화 유리 접촉 벽 사이의 리세스 내에 적합한 열전도성 재료가 위치하는, 유리 제조 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 냉각 패널은 적어도 하나의 열전쌍을 포함하는, 유리 제조 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 용융 용기는, 상기 내화 유리 접촉 벽에 접촉되어 그에 대하여 조여지는 복수의 냉각 패널들을 포함하고, 상기 복수의 냉각 패널들은, 하나의 냉각 유체 헤더를 통해 냉각 유체를 공급받는, 유리 제조 장치.
- 제9항에 있어서, 각 냉각 패널은 상기 냉각 유체 헤더로부터 냉각제 라인을 통해 공급되고, 상기 각 냉각 패널의 냉각제 라인은 격리 밸브를 포함하는, 유리 제조 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 냉각 패널에는 핸들이 제공되는 유리 제조 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 압력 볼트는 브레이싱 부재와 냉각 패널 사이에 위치되며, 상기 압력 볼트는 상기 브레이싱 부재에 결합되는, 유리 제조 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 내화 유리 접촉 벽에 접촉되어 그에 대해 조여지는 금속 격자 패널을 더 포함하는, 유리 제조 장치.
- 제13항에 있어서, 상기 금속 격자 패널은 상기 냉각 패널의 하부에 위치하는, 유리 제조 장치.
- 제14항에 있어서, 상기 금속 격자 패널은 상기 금속 격자의 하부에 위치되는 내화성 블록에 의해 적어도 부분적으로 지지되는, 유리 제조 장치.
- 제15항에 있어서, 상기 용융 용기는, 상기 내화 유리 접촉 벽에 접촉되고 그에 대해 조여지는 제2 금속 격자 패널을 포함하고, 상기 제2 금속 격재 패널은 상기 냉각 패널의 상부에 위치하는, 유리 제조 장치.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202163217519P | 2021-07-01 | 2021-07-01 | |
| US63/217,519 | 2021-07-01 | ||
| PCT/US2022/034644 WO2023278232A1 (en) | 2021-07-01 | 2022-06-23 | Apparatus and methods for cooling walls of a glass melting vessel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240028504A true KR20240028504A (ko) | 2024-03-05 |
Family
ID=84690801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020247003896A KR20240028504A (ko) | 2021-07-01 | 2022-06-23 | 유리 용융 용기의 벽들을 냉각하는 장치 및 방법 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240028504A (ko) |
| CN (1) | CN117642366A (ko) |
| TW (1) | TW202317485A (ko) |
| WO (1) | WO2023278232A1 (ko) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009033502B4 (de) * | 2009-07-15 | 2016-03-03 | Schott Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Glasprodukten aus einer Glasschmelze |
| EP2468689A4 (en) * | 2009-08-20 | 2013-03-06 | Asahi Glass Co Ltd | Glass melting furnace, method for producing melted glass, apparatus for producing a glass product and method for producing a glass product |
| US8769992B2 (en) * | 2010-06-17 | 2014-07-08 | Johns Manville | Panel-cooled submerged combustion melter geometry and methods of making molten glass |
| FR2991759B1 (fr) * | 2012-06-12 | 2014-06-20 | Saint Gobain Isover | Installation de fusion de verre |
| US11390551B2 (en) * | 2019-10-01 | 2022-07-19 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Cooling panel for a melter |
-
2022
- 2022-06-23 KR KR1020247003896A patent/KR20240028504A/ko active Search and Examination
- 2022-06-23 WO PCT/US2022/034644 patent/WO2023278232A1/en active Application Filing
- 2022-06-23 CN CN202280047158.7A patent/CN117642366A/zh active Pending
- 2022-06-27 TW TW111123833A patent/TW202317485A/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023278232A1 (en) | 2023-01-05 |
| CN117642366A (zh) | 2024-03-01 |
| TW202317485A (zh) | 2023-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7454925B2 (en) | Method of forming a glass melt | |
| US8695378B2 (en) | Apparatus for making glass and methods | |
| US8683827B2 (en) | Methods and apparatus for thermally conditioning molten glass | |
| EP3377452B1 (en) | Method and apparatuses for forming glass ribbons | |
| TW201706218A (zh) | 用於處理熔融玻璃的裝置及方法 | |
| KR20140001886A (ko) | 청징조, 유리 용융로, 용융 유리의 제조 방법, 유리 제품의 제조 방법 및 유리 제품의 제조 장치 | |
| CN110167890A (zh) | 用于形成玻璃制品的设备和方法 | |
| KR20190077586A (ko) | 유리 리본 열 조절을 위한 방법 및 장치 | |
| WO2017176700A1 (en) | Molten material thermocouple methods and apparatus | |
| CN107531535B (zh) | 用于调节熔融玻璃的设备和方法 | |
| KR20240028504A (ko) | 유리 용융 용기의 벽들을 냉각하는 장치 및 방법 | |
| JP7136015B2 (ja) | ガラス移送装置 | |
| US11028001B2 (en) | High temperature glass melting vessel | |
| WO2019108593A1 (en) | Glass manufacturing apparatus and methods including a thermal shield | |
| CN110981164B (zh) | 熔融装置和熔融方法 | |
| JP6566824B2 (ja) | ガラス基板の製造方法 | |
| US20210053857A1 (en) | Devices and methods for heating molten material | |
| WO2023163897A1 (en) | Glass melting furnaces and vessels with improved thermal performance | |
| TW202340109A (zh) | 用於以結構增強的導管形成熔融玻璃的設備 | |
| US20220356105A1 (en) | Glass forming devices and methods | |
| WO2023163898A1 (en) | Glass melting furnaces and vessels with improved electrical resistivity | |
| KR20230066343A (ko) | 유리 물품의 형성 방법 | |
| WO2022225742A1 (en) | Glass manufacturing apparatus with leak mitigation features |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |