TW201522254A - 製造玻璃帶之玻璃製造設備及方法 - Google Patents

Abstract

一種玻璃製造設備包含一加熱模組，該加熱模組係配置來沿一加熱方向對一靶表面輻射熱。該加熱模組包含一第一伸長電阻加熱元件，該第一伸長電阻加熱元件包含複數個平行加熱段，該等加熱段包含沿一第一加熱平面延伸的一第一組間隔分開加熱段，以及在該加熱方向上沿與該第一加熱平面間隔的一第二加熱平面延伸的一第二組間隔分開加熱段。在另一實例中，一種自一定量的熔融玻璃製造玻璃帶之方法包含以下步驟：將批料熔融成一定量的熔融玻璃，自該熔融玻璃形成一玻璃帶，以及藉由使電流通過一第一伸長電阻加熱元件進行的輻射熱轉移來加熱該熔融玻璃及該玻璃帶之至少一者。

Description

製造玻璃帶之玻璃製造設備及方法 【相關申請案之交互參照】

本申請案主張2013年11月26日申請之美國臨時申請案序列號第61/909,015號之優先權權益，該申請案之內容為本文之基礎且如同下文完整闡述一樣以全文引用方式併入本文中。

本揭示內容大體係關於形成玻璃帶之玻璃製造設備及方法，且更特定而言，係關於包括包含一或多個伸長電阻加熱元件之加熱模組的玻璃製造設備，以及用加熱模組形成玻璃帶之方法。

玻璃片係常用於例如顯示器應用中，例如液晶顯示器(LCD)、電泳顯示器(EPD)、有機發光二極體顯示器(OLED)、電漿顯示面板(PDP)或類似物。玻璃片通常係藉由使熔融玻璃流動以形成主體來製造，藉以玻璃帶可藉由各種帶形成製程而形成，該等製程例如狹槽拉製、浮製、下拉、熔融下拉或上拉。隨後，玻璃帶可接著分裂來提供適用於進一步處理以用於所欲顯示應用中的片狀玻璃。

以下提出本揭示內容之簡化概述，以便提供對在實施方式中描述的一些示例性態樣之基本理解。

在本揭示內容之第一態樣中，玻璃製造設備係配置來自一定量的熔融玻璃製造玻璃帶。該設備包含加熱模組，該加熱模組係配置來沿加熱方向對玻璃製造設備之靶表面及/或玻璃帶輻射熱。該加熱模組包含第一伸長電阻加熱元件，該第一伸長電阻加熱元件包含複數個平行加熱段，該等加熱段包含沿第一加熱平面延伸的第一組間隔分開加熱段，以及在加熱方向上沿與第一加熱平面間隔的第二加熱平面延伸的第二組間隔分開加熱段。該等加熱段係於第一組加熱段之一者與第二組加熱段之一者之間串聯且交替佈置，且其中第一組加熱段中之每一者的於加熱方向上之投影至少部分地延伸穿過一空間，該空間係界定在一對相應相鄰的第二組加熱段的於加熱方向上之一對相鄰投影之間。

在第一態樣之一個實例中，第一加熱平面及第二加熱平面之形狀幾何相似。

在第一態樣之另一實例中，第一加熱平面平行於第二加熱平面。

在第一態樣之又一實例中，第一加熱平面及第二加熱平面之至少一者為平坦的。

在第一態樣之另一實例中，加熱元件中之每一者為大體上筆直的。

在第一態樣之另一實例中，該伸長電阻加熱元件包 括複數個連接段，該等連接段各自跨距在第一加熱平面與第二加熱平面之間，以便將第一組加熱段之加熱段之一者與第二組加熱段之加熱段之一者連接。

在第一態樣之另一實例中，加熱段之投影提供100%的填充因子。

在第一態樣之又一實例中，伸長電阻加熱元件包含二矽化鉬(MoSi₂)。

在第一態樣之另一實例中，該設備進一步包含第二伸長電阻加熱元件，該第二伸長電阻加熱元件包含複數個平行加熱段。該第二伸長電阻加熱元件中之每一加熱段至少部分地側向定位於該第一伸長電阻加熱元件之一對相應加熱元件之間。在一個實例中，該第二伸長電阻加熱元件之複數個平行加熱段包含沿第一加熱平面延伸的第一組間隔分開加熱段，以及沿第二加熱平面延伸的第二組間隔分開加熱段。

第一態樣可單獨提供，或與以上論述的第一態樣之實例之一或任何組合進行組合提供。

在本揭示內容之第二態樣中，玻璃製造設備係配置來自一定量的熔融玻璃製造玻璃帶。該設備包含加熱模組，該加熱模組係配置來沿加熱方向對玻璃製造設備之靶表面輻射熱。該加熱模組包含彎曲成複數個平行加熱段的至少一個伸長電阻加熱元件中，該等加熱段藉由複數個彎曲連接段彼此串聯連接。該等加熱段沿垂直於加熱方向之側向方向彼此側向間隔。加熱段之相鄰投影於加熱方向上之間的側向間隔小於至少一個伸長電阻加熱元件之最小彎曲半徑的兩倍。

在第二態樣之一個實例中，複數個平行加熱段包含在側向方向上沿第一加熱平面延伸的第一組間隔分開加熱段，以及在側向方向上沿第二加熱平面延伸的第二組間隔分開加熱段，其中第二加熱平面在加熱方向上與第一加熱平面間隔。加熱段在第一組加熱段之一者與第二組加熱段之一者之間交替。第一組加熱段中之每一者的於加熱方向上之投影至少部分地延伸穿過一空間，該空間係界定在一對相應相鄰的第二組加熱段的於加熱方向上之一對相鄰投影之間。在一個實例中，第一加熱平面平行於第二加熱平面。在另一實例中，第一加熱平面及第二加熱平面之至少一者為平坦的。

在第二態樣之另一實例中，加熱元件中之每一者為大體上筆直的。

在第二態樣之又一實例中，加熱段之投影提供100%的填充因子。

在第二態樣之另一實例中，伸長電阻加熱元件包含二矽化鉬(MoSi₂)。

在第二態樣之另一實例中，該至少一個伸長電阻加熱元件包含複數個伸長電阻加熱元件，其中複數個伸長電阻加熱元件之一者中之每一加熱段係至少部分地側向定位於複數個伸長電阻加熱元件之另一者的一對加熱段之間。

第二態樣可單獨提供，或與以上論述的第二態樣之實例之一或任何組合進行組合提供。

在本揭示內容之第三態樣中，自一定量的熔融玻璃製造玻璃帶之方法包含將批料熔融成一定量的熔融玻璃之步 驟(I)，以及自該熔融玻璃形成玻璃帶之步驟(II)。該方法進一步包括以下步驟(III)：用藉由使電流通過第一伸長電阻加熱元件進行的輻射熱轉移來加熱熔融玻璃及玻璃帶之至少一者。該第一伸長電阻加熱元件包含複數個平行加熱段，該等加熱段包含沿第一加熱平面延伸的第一組間隔分開加熱段，以及在加熱方向上沿與第一加熱平面間隔的第二加熱平面延伸的第二組間隔分開加熱段。加熱段在第一組加熱段之一者與第二組加熱段之一者之間串聯佈置且交替。第一組加熱段中之每一者的於加熱方向上之投影至少部分地延伸穿過一空間，該空間係界定在一對相應相鄰的第二組加熱段的於加熱方向上之一對相鄰投影之間。

在第三態樣之一個實例中，加熱段之投影提供100%的填充因子。

第三態樣可單獨提供，或與以上論述的第三態樣之實例組合提供。

101‧‧‧玻璃製造設備

103‧‧‧玻璃帶

105‧‧‧熔融容器

107‧‧‧批料

109‧‧‧儲倉

111‧‧‧分批遞送裝置

113‧‧‧馬達

115‧‧‧控制器

117‧‧‧箭頭

119‧‧‧玻璃金屬探針

121‧‧‧玻璃熔體/熔融玻璃

123‧‧‧豎管

125‧‧‧通訊線路

127‧‧‧澄清容器

129‧‧‧第一連接管

131‧‧‧混合容器

133‧‧‧遞送容器

135‧‧‧第二連接管

137‧‧‧第三連接管

139‧‧‧降流管

141‧‧‧進口

143‧‧‧成形裝置

151‧‧‧加熱模組

153a‧‧‧邊緣導向器加熱模組

153b‧‧‧邊緣導向器加熱模組

155a‧‧‧加熱模組

155b‧‧‧加熱模組

155c‧‧‧加熱模組

155d‧‧‧加熱模組

155e‧‧‧加熱模組

201‧‧‧流槽

203‧‧‧第一堰

205‧‧‧第二堰

211‧‧‧成形楔形物

213‧‧‧向下傾斜成形表面部分/靶成形表面部分

215‧‧‧向下傾斜成形表面部分/靶成形表面部分

217‧‧‧下游方向

219‧‧‧根部

221‧‧‧拉製平面

223‧‧‧邊緣導向器

225‧‧‧第一相反末端

227‧‧‧第二相反末端

229‧‧‧安裝塊

251‧‧‧伸長電阻加熱元件/電阻加熱元件

253‧‧‧彎曲半徑

255‧‧‧節段/第一組加熱段/加熱段

257‧‧‧節段/第二組加熱段/加熱段

258‧‧‧第一末端部分

260‧‧‧第二末端部分

261‧‧‧加熱平面/第一加熱平面

263‧‧‧加熱平面/第二加熱平面

265‧‧‧深度偏移量

267‧‧‧加熱段

269‧‧‧彎曲半徑

271‧‧‧角偏移量

273‧‧‧靶件

275‧‧‧靶表面/靶件

277‧‧‧第一投影/加熱段

279‧‧‧第二投影/加熱段

281‧‧‧間隙

351‧‧‧電阻加熱元件

355‧‧‧加熱段/第一組加熱段

357‧‧‧加熱段/第二組加熱段

361‧‧‧第一加熱平面

363‧‧‧第二加熱平面

365‧‧‧預定深度偏移量

371‧‧‧角偏移量

375‧‧‧靶表面

377‧‧‧投影

379‧‧‧投影

452‧‧‧第一電阻加熱元件/第一伸長電阻加熱元件

453‧‧‧第二電阻加熱元件/第二伸長電阻加熱元件

454‧‧‧第一加熱段/第一組加熱段

455‧‧‧第二加熱段/第二組加熱段

461‧‧‧第一加熱平面

463‧‧‧第二加熱平面

465‧‧‧深度偏移量

467‧‧‧連接段

477‧‧‧投影

479‧‧‧投影

當參考隨附圖式閱讀以下實施方式時，此等及其他態樣得以更好地理解，在該等圖式中：第1圖為根據本揭示內容之一個實例的包括成形裝置的玻璃製造設備之示意圖；第2圖為成形裝置的沿第1圖之線2-2的橫截面放大透視圖；第3圖為成形裝置的沿第1圖之線2-2的橫截面圖；第4圖為根據本揭示內容之一個實例的加熱模組之 透視圖；第5圖為加熱模組的沿第4圖之線5-5的正視圖；第6圖為加熱模組的沿第5圖之線6-6的俯視圖；第7圖示意地例示第6圖之加熱模組，其中第一組加熱段中之每一者的於加熱方向上之投影至少部分地延伸穿過一空間，該空間係界定在一對相應相鄰的第二組加熱段的於加熱方向上之一對相鄰投影之間；第8圖例示第7圖之第一及第二組加熱段於靶表面上之投射覆蓋區；第9圖為加熱模組的沿第5圖之線9-9的側視圖；第10圖為根據本揭示內容之另一實例的加熱模組之頂部透視圖；第11圖示意地例示第10圖之加熱模組的放大部分，其中第一組加熱段中之每一者的於加熱方向上之投影至少部分地延伸穿過一空間，該空間係界定在一對相應相鄰的第二組加熱段的於加熱方向上之一對相鄰投影之間，其中該加熱模組包含100%的填充因子；第12圖例示第10圖之第一及第二組加熱段於靶表面上之投射覆蓋區；第13圖為第10圖之加熱模組之側視圖；第14圖為根據本揭示內容之又一實例的加熱模組之透視圖；第15圖為第14圖之加熱模組之俯視圖，以及第16圖為第14圖之加熱模組之側視圖。

現將於下文參考展示示例性實施例之隨附圖式更全面地描述實例。在任何可能的情況下，整個圖式中使用相同元件符號來指代相同或相似部件。然而，各態樣可以許多不同形式來具體化且不應解釋為限於本文闡述之實施例。

第1圖例示玻璃製造設備101之示意圖，該玻璃製造設備101用於熔融拉製玻璃帶103以供後續處理成玻璃片。所例示的玻璃成形設備包含熔融拉製設備，儘管可在其他實例中提供其他熔融成形設備。玻璃製造設備101可包括熔融容器105(例如，熔融爐)，該熔融容器105係配置來自儲倉109接收批料107。批料107可藉由以馬達113供電的分批遞送裝置111引入。可選控制器115可配置來啟動馬達113，以將所要量之批料107引入熔融容器105中，如箭頭117所指示。玻璃金屬探針119可用於量測豎管123內玻璃熔體(例如熔融玻璃)121之位準，且經由通訊線路125將所量測資訊傳達至控制器115。

玻璃製造設備101亦可包括諸如澄清管的澄清容器127，其位於熔融容器105下游且經由第一連接管129流體耦接至熔融容器105。諸如攪拌腔室的混合容器131亦可位於澄清容器127下游，且諸如槽池的遞送容器133可位於混合容器131的下游。如圖所示，第二連接管135可將澄清容器127耦接至混合容器131，且第三連接管137可將混合容器131耦接至遞送容器133。如圖進一步所例示，降流管139可經定位來自遞送容器133遞送熔融玻璃121至成形裝置143之進 口141。如圖所示，熔融容器105、澄清容器127、混合容器131、遞送容器133及成形裝置143為可沿玻璃製造設備101串聯定位的玻璃熔體站。

熔融容器105通常自諸如耐火(例如陶瓷)磚之耐火材料製造。玻璃製造設備101可進一步包括通常由鉑或含鉑金屬(諸如鉑-銠、鉑-銥及其組合)製得的組件，但該等組件亦可包含諸如鉬、鈀、錸、鉭、鈦、鎢、釕、鋨、鋯及其合金的耐火金屬及/或二氧化鋯。含鉑組件可包括以下一或多者：第一連接管129、澄清容器127(例如澄清管)、第二連接管135、豎管123、混合容器131(例如，攪拌腔室)、第三連接管137、遞送容器133(例如，槽池)、降流管139及進口141。成形裝置143由諸如耐火材料的陶瓷材料製成，且係設計來形成玻璃帶103。

玻璃製造設備101可進一步包含第1及2圖中示意例示的一或多個加熱模組151。加熱模組151可位於各種位置，以向玻璃製造設備101之一部分提供熱從而間接加熱玻璃帶，及/或該加熱模組151經定位來直接地加熱玻璃帶。例如，加熱模組151可包含邊緣導向器加熱模組153a、153b，其係配置來加熱邊緣導向器223(參見第2圖)，以便間接地加熱經過邊緣導向器的玻璃帶之邊緣，及/或直接加熱經過邊緣導向器的玻璃帶之邊緣。在此等實例中，邊緣導向器加熱模組153a、153b可獨立地操作來在邊緣導向器中之每一者處提供所要加熱。

如第1圖所示，在其他實例中，一系列加熱模組 155a-e可沿加熱軸間隔，以便直接加熱拉製玻璃帶。在此等實例中，加熱模組155a-e可獨立地操作來沿加熱軸提供所要熱概況，以便適當地加熱經過加熱軸的玻璃帶之側向延伸區(extent)。

因此，在一些實例中，一或多個加熱模組151可位於成形裝置143附近，以用於直接或間接將熱輻射投射至成形裝置143之一部分及/或正由成形裝置143拉製的玻璃帶。在另一情況下，一或多個加熱模組151可定位於諸如熔融容器105、澄清容器127、混合容器131或遞送容器133之任何玻璃熔體站附近。在另一情況下，一或多個加熱模組151可將熱提供至熔融玻璃121。

第2圖為玻璃製造設備101的沿第1圖之線2-2的橫截面透視圖。如圖所示，成形裝置143可包括流槽201，該流槽201至少部分地藉由一對堰界定，該對堰包含界定流槽201之相對側的第一堰203及第二堰205。成形裝置143可進一步包括成形楔形物211，其包含在成形楔形物211之相反末端之間延伸的一對向下傾斜成形表面部分213、215。該對向下傾斜成形表面部分213、215沿下游方向217會合以形成根部219。拉製平面221延伸穿過根部219，其中玻璃帶103可在下游方向217上沿拉製平面221拉製。如圖所示，拉製平面221可平分根部219，儘管拉製平面221可相對於根部219以其他定向延伸。

成形裝置143可視需要具備一或多個邊緣導向器223，其與該對向下傾斜成形表面部分213、215之至少一者 相交。在其他實例中，一或多個邊緣導向器可與兩個向下傾斜成形表面部分213、215相交。在其他實例中，邊緣導向器可定位於成形楔形物211之相反末端中之每一者處，其中玻璃帶103之邊緣係藉由流動離開邊緣導向器223之熔融玻璃形成。例如，如第2圖所示，邊緣導向器223可定位於第一相反末端225處，且第二相同邊緣導向器(第2圖中未示出)可定位於第二相反末端227處(參見第1圖中223)。每一邊緣導向器223可配置來與兩個向下傾斜成形表面部分213、215相交。每一邊緣導向器223可大體上彼此相同，儘管在其他實例中邊緣導向器可具有不同特徵。各種成形楔形物及邊緣導向器配置可根據本揭示內容之態樣來使用。例如，本揭示內容之態樣可與美國專利第3,451,798號、美國專利第3,537,834號及/或美國專利第7,409,839號中所揭示的成形楔形物及邊緣導向器配置一起使用，該等專利各自以全文引用方式併入。

如第3圖所示，加熱模組151可包含至少一伸長電阻加熱元件251。在一個實例中，電阻加熱元件251可安裝至安裝塊229，儘管加熱元件可安裝至其他結構，或在其他實例中可為獨立的。在另一情況下，電阻加熱元件251之一部分可藉由安裝塊229或其他結構來部分或整體地容納、嵌入或以其他方式接收。例如，整個電阻加熱元件可容納於空腔內或嵌入(例如封裝)安裝塊中，以便使熱在朝向靶區域的方向上轉移穿過安裝塊。在一個實例中，來自電阻加熱元件之熱可在輻射至靶表面之前通過諸如碳化矽(SiC)的熱傳導材料。

第3圖例示玻璃製造設備的沿第2圖之線2-2的示例性截面圖，其中例示加熱模組151相對於玻璃製造設備101之示例性位置。加熱模組151可定位於靶表面附近，例如，定位於成形裝置143之兩側(參見第2圖)。如圖所例示，每一加熱模組151可經定位以使得電阻加熱元件251之節段255、257大體上平行於拉製平面221延伸。在另一情況下，加熱模組151可以一角度定位，以使得節段255、257大體上平行於各別靶成形表面部分213、215延伸。儘管未展示，但在其他實例中，加熱模組151可經定向以使得節段255、257取決於加熱應用以相對於靶表面之一角度延伸。然而，大體上平行於靶表面定向可有助於沿加熱模組之整個靶件加熱覆蓋區的均勻熱分佈。加熱模組151與靶表面之間的距離可基於所要靶表面溫度、加熱模組151之總加熱功率或類似物來決定。

參考第4至5圖，其分別例示根據本揭示內容之第一實施例的伸長電阻加熱模組151之透視圖及正視圖。伸長電阻加熱元件251可將熱能以輻射形式自電阻加熱元件251之表面朝向欲藉由電阻加熱元件251加熱的靶件轉移。電阻加熱元件251可包含二矽化鉬(MoSi₂)、Kanthal鐵-鉻-鋁(FeCrAl)合金、Alkrothal FeCrAl合金、NiCr基合金、碳化矽(SiC)或其他含電阻元素金屬材料、陶瓷材料或其組合。

伸長電阻加熱元件251可包含第一組加熱段255及第二組加熱段257，該等加熱段中之每一者包含在每一加熱段255、257之兩個末端上的第一末端部分258及第二末端部分260。如第5圖中所例示，第一組加熱段255可佈置成彼此呈 平行關係。此外，如圖所示，第一組加熱段255可彼此間隔分開，以使得在第一組加熱段255之一對相鄰加熱段之間界定空間。因而，第一組加熱段255中之每一加熱段可位於一對相鄰加熱段255之間而不觸碰該對相鄰加熱段，且在一些實例中，可彼此平行。同樣地，第二組加熱段257可佈置成彼此呈平行關係。此外，如圖所示，第二組加熱段257可彼此間隔分開，以使得在第二組加熱段257之一對相鄰加熱段之間界定空間。因而，第二組加熱段257中之每一加熱段可定位於一對相鄰加熱段257之間而不觸碰該對相鄰加熱段，且在一些實例中，可彼此平行。

第一及第二組加熱段255、257中每一者之每一加熱段可包含桿件，該桿件具有預定直徑與可以各種配置來佈置的各種形狀及大小。例如，加熱段255、257可為大體上筆直的，而在另一情況下，加熱段之一部分可包含螺旋形、「S」形、「C」形、蛇形或其組合。

伸長電阻加熱元件251亦可包括複數個連接段267，其各自連接第一組加熱段255之一者及第二組加熱段257之一者。在一些實例中，連接段267可包含凸部(lobe)，諸如界定彎曲半徑269之彎曲段，該彎曲段將第一組加熱段255之加熱段之一者與第二組加熱段257之加熱段之一者連接。連接段267之彎曲半徑269可基於連接段267之直徑來設計。例如，在一些實例中，連接段267之最小彎曲半徑269可為連接段267之直徑的四至五倍。連接段267之彎曲半徑269亦可取決於連接段267之熱機械性質。在連接段267進一 步彎曲成低於伸長電阻加熱元件之最小彎曲半徑269的狀況下，會不利地劣化伸長電阻加熱元件之效能。例如，電阻加熱元件之直徑會變薄或切斷。因而，需要維持彎曲半徑處於最小彎曲半徑或在最小彎曲半徑以上，以便維持伸長電阻加熱元件之效能及結構完整性，而同時提供自加熱段至靶件的熱能供應增加。此可藉由提供具有交錯加熱段(255、257)之伸長電阻加熱元件來提供，該等加熱段沿各別偏移加熱平面(例如，261、263)延伸。以此方式佈置伸長電阻加熱元件可有效地以增加的填充因子緊縮加熱段之加熱投影，同時維持彎曲半徑處於最小彎曲半徑或在最小彎曲半徑以上。

應理解，連接段267可呈另一形式。在一種情況下，連接段267可成角度以便包括銳角、鈍角及/或直角。在另一情況下，連接段267之一部分可包含螺旋形及「S」形或「C」形。

第6圖例示第4圖之電阻加熱模組151的沿線6-6的俯視圖，其中電阻加熱元件251係安裝至安裝塊229。如圖所例示，第一及第二組加熱段255、257可配置成佈置於空間分離的平面上。第一組加熱段255可沿第一加熱平面261延伸。類似地，第二組加熱段257可沿第二加熱平面263延伸，其中第二加熱平面263可在加熱方向253上與第一加熱平面261間隔分開預定深度偏移量265。

應理解，第一及第二加熱平面261、263可假想的，且在形狀上為彼此幾何類似的。第一及第二加熱平面261、263可配置為平坦的且以第一及第二加熱平面261、263之間的預 定深度偏移量265彼此平行。在其他情況下，第一及第二加熱平面可以不同配置佈置，此取決於欲加熱的物體之形狀。例如，在加熱圓筒形靶件之彎曲側面的情況下，第一及第二加熱平面之至少一者可包含彎曲形狀，以便周向地包繞欲加熱的圓筒形靶件。在另一實例中，當藉由電阻加熱元件加熱平坦靶件時，第一及第二加熱平面之至少一者可配置為平坦的，以符合欲加熱的平坦靶件之形狀。

第一及第二組加熱段255、257可串聯佈置，且可在第一組加熱段255之一者與第二組加熱段257之一者之間交替佈置。例如，第一組加熱段255之第一加熱段之一者可處於第一加熱平面261上，而第二組加熱段257之第二加熱段之相鄰一者可處於第二加熱平面263上。對於此配置而言，每一連接段267可跨距在第一加熱平面261與第二加熱平面263之間，以便將第一組加熱段255之加熱段之一者與第二組加熱段257之加熱段之一者連接。

對於跨距在第一及第二加熱平面261、263之間的加熱段而言，角偏移量271可定義為藉由每一組相鄰加熱段形成的平面之間的角度。第6圖中加熱元件251之角偏移量271為90度，而亦可能具有其他角偏移量，諸如15度、30度、45度或60度或在零度與180度之間的任何角度，此取決於第一及第二加熱平面上加熱段之配置。亦應理解，雖然電阻加熱元件可包含一個角偏移量，但是在另一情況下，例如，對具有複雜表面形貌之靶件而言，電阻加熱元件可具有複數個不同角偏移量以便符合靶件之表面形貌。

填充因子可為判定藉由電阻加熱元件投射於靶件上之熱總量的參數之一。填充因子可藉由以下來定義：由靶表面呈現的加熱段之表面積與電阻加熱元件之總覆蓋面積之比率，其中電阻加熱元件之總覆蓋面積包含電阻加熱元件本身之覆蓋面積及相鄰加熱段之間的任何間隙。間隙表示其中熱不直接藉由任何加熱段來提供的區域，且因此不會貢獻於靶表面之溫度增加。因此，可理解的是，投射至單位靶表面積的熱之強度及相應總量通常與填充因子成比例關係。對於角偏移量為180度之平面電阻加熱元件而言，填充因子可通常小於20%。平面加熱元件之此有限填充因子可歸因於相鄰加熱段之間形成的間隙或開口。

在本揭示內容中，高填充因子可藉由控制電阻加熱元件之角偏移量而伴生。換言之，藉由控制角偏移量，加熱段於單位靶表面積上之投影可受控制。

第7圖示意地例示來自第4圖之加熱模組151之每一加熱段的熱在加熱方向253上於靶件273之表面275上的投影，其中電阻加熱元件251包含90度角偏移量。來自第一組加熱段255之第一投影277以虛線例示，且來自第二組加熱段257之第二投影279以實線例示。第7圖中電阻加熱元件之填充因子可為大致40%，其大致為角偏移量為180度之典型平面加熱元件之填充因子的兩倍。如所述，增加的填充因子係歸因於相鄰加熱段277、279之投影之間減小的間隙281，且相應地在加熱方向253上，自靶件273觀察到增加數目的加熱段。顯然，相較於角偏移量為180度之平面加熱元 件而言，角偏移量為非180度之電阻加熱元件251可為靶表面275之單位面積提供更大量的熱。

對具有非180度角偏移量之加熱元件而言，加熱段之增加投影可替代地以下述方式來描述。對於角偏移量為180度之平面加熱元件而言，當在加熱方向上觀察時，加熱段之相鄰投影之間的間隙可為加熱元件之連接段之最小彎曲半徑的至少兩倍。然而，對於包含分別處於第一及第二加熱平面261、263上的第一及第二組加熱段255、257之加熱元件251而言，當在加熱方向253上觀察時，加熱段之相鄰投影之間的間隙281可小於電阻加熱段之連接段之最小彎曲半徑269的兩倍。例如，對於包含具有非180度角偏移量關係之側向間隔加熱段的任何電阻加熱元件而言，當在加熱方向上觀察時，相鄰加熱段之間的間隙可小於最小彎曲半徑的兩倍。由於加熱段之投影之間的間隙減小，所以在加熱方向上，加熱段之投影增加。

加熱模組151之增加填充因子之效應可進一步例示於第8圖中，其中示意地例示來自第7圖之電阻加熱元件的熱於靶表面275上之投影。類似於第7圖，來自第一組加熱段255之第一熱投影277以虛線矩形例示，且來自第二組加熱段257之第二熱投影279以實線矩形例示。來自第一組加熱段255之第一投影277通過藉由來自第二組加熱段257之相鄰第二投影279所形成的間隙281。類似地，來自第二組加熱段257之第二投影279通過藉由來自第一組加熱段255之相鄰第一投影277所形成的間隙281。第一及第二投影表示其 中熱藉由第一及第二加熱段直接轉移之區域。因而，具有非180度角偏移量之加熱段可增加自靶表面之單位面積觀察的加熱段之數目，以使得具有非180度角偏移量之加熱段可達成比具有180度角偏移量之加熱段可在相同最小彎曲半徑下所達成之填充因子更高的填充因子。

雖然填充因子為伸長電阻加熱元件之重要參數，但是深度偏移量亦可在設計伸長電阻加熱元件加以考量。如第9圖所示，深度偏移量265可定義為第一加熱平面261與第二加熱平面263之間的距離。當在加熱方向253上自靶件觀察時，自加熱段發射於第一及第二加熱平面261、263上的熱之強度可為不同的，因為已知的是，根據以下方程式，熱強度可與加熱段與欲加熱的靶件之間的距離成反比： 其中熱係自包含複數個加熱段之電阻加熱元件提供，且距離為靶表面與加熱段之間的距離。

根據電阻加熱元件251之配置，可理解的是，用於加熱靶件的電阻加熱元件251之總長度可長於平面加熱元件之總長度，此係歸因於電阻加熱元件251之加熱段於第一及第二加熱平面261、263上的跨距。例如，就覆蓋靶表面上之相同覆蓋區而言，第4圖中電阻加熱元件251之總長度比角偏移量為180度之平面加熱元件之總長度長大致41%。

雖然較長電阻加熱元件可暗示較高材料成本，但較長電阻加熱元件之使用可最終有利於在穩定操作條件下操作電阻加熱元件，因為較長電阻加熱元件可在每單位長度之電 阻加熱元件較低的加熱功率下操作，此會在以下實例中詳細地描述。對於給定電阻加熱元件而言，對電阻加熱元件之輸入電流可根據以下方程式，歸因於電阻加熱元件之電阻而產生加熱效應：P=R．I²其中P為來自電阻加熱元件之總加熱功率，R為電阻加熱元件之電阻，其中R通常與電阻加熱元件之長度成比例關係。I為流過電阻加熱元件之電流。因為R通常與電阻加熱元件之長度成比例，所以就相同量之電流輸入而言，增加電阻加熱元件之長度會增加電阻加熱元件之總加熱功率。

在一種情況下，對10吋長的加熱元件而言，在每吋0.1歐姆下，加熱元件之總R將為1.0歐姆(=10吋×0.1歐姆/吋)。對10安培之電流輸入而言，根據以上方程式，加熱元件之總加熱功率將計算為100瓦特(=1.0歐姆×(10安培)²)。每單位長度加熱元件之加熱功率將為10瓦特/吋(=100瓦特/10吋)。

比較而言，對100吋長的加熱元件而言，在每吋0.1歐姆下，加熱元件之總R將為10歐姆(=100吋×0.1歐姆/吋)。對10安培之電流輸入而言，根據以上方程式，加熱元件之總加熱功率將為1000瓦特(=10歐姆×(10安培)²)，其為10吋長加熱元件之總加熱功率的10倍。每單位長度加熱元件之加熱功率將為10瓦特/吋(=1000瓦特/100吋)，此與具有10吋長度之加熱元件之加熱功率相同。

除能夠具有高的總加熱功率之外，較長伸長電阻加 熱元件可在延長加熱元件之壽命方面為有益的。假定加熱靶件需要100瓦特之總加熱功率，10吋長加熱元件將需要每單位長度為10瓦特/吋的加熱功率，而100吋長加熱元件將需要每單位長度僅為1瓦特/吋的加熱功率。因此，相較於沿10吋長加熱元件而言，加熱功率可沿100吋長加熱元件朝向欲加熱的靶件更均勻地耗散。因此，相較於10吋長加熱元件之實際表面溫度而言，100吋長加熱元件之實際表面溫度可顯著更低，從而可有利於增加加熱元件之使用期限以及提供對靶件的較高總加熱功率。

第9圖例示第4圖之加熱模組151之側視圖，其中展示第一及第二加熱平面261、263以深度偏移量265彼此平行佈置。如上所述，可為合乎需要的是：保持與第二加熱平面263之深度偏移量265為最小值，因為自第一加熱平面261向靶表面之熱投影之強度(及相應量)可小於自第二加熱平面263向靶表面275之熱投影之強度(及相應量)，而來自電阻加熱元件251之總加熱功率亦需要在設計深度偏移量265時加以考量。雖然第一及第二加熱平面261、263離靶件275並非相同距離，但是可理解的是，來自第一及第二加熱平面261、263之熱強度可配置來在深度偏移量265相較於加熱平面261、263與靶件275間隔的距離較小時大體上彼此類似。

伸長電阻加熱元件可由複數個加熱段及連接段形成。例如，焊接步驟可用於將加熱段與連接段可操作地連接來形成伸長電阻加熱元件。在另一情況下，伸長電阻加熱元件可包含單件。例如，伸長電阻加熱元件可按設計以可控制 方式彎曲或捲繞來包含複數個加熱段及連接段。

第10圖例示根據本揭示內容之第二實施例的加熱模組151之頂部透視圖。第10圖中之電阻加熱元件351可包含處於第一加熱平面361上之第一組加熱段355，以及處於第二加熱平面363上之第二組加熱段357。電阻加熱元件351之角偏移量371為大致45度，其遠小於第4圖中電阻加熱元件251之角偏移量。第10圖中電阻加熱元件351之較小角偏移量可減小來自相鄰加熱段355、357之投影之間的間隔，增加在加熱方向253上加熱段355、357之數目，且相應地增加電阻加熱元件351之填充因子。

在加熱方向253上來自第10圖中加熱模組之每一加熱段的熱之投影例示於第11圖中。來自第一加熱段355之投影377以虛線例示，且來自第二加熱段357之投影379以實線例示。電阻加熱元件351之填充因子為100%。100%之填充因子表明：加熱元件可向靶表面275提供最高量之熱。為獲得100%之填充因子，加熱段可佈置成當自靶件觀察時，在相鄰加熱段之間不具有任何開口或間隙。在如由靶表面275呈現的加熱段355、357之間未觀察到間隙或開口。因而，所有靶表面區域可具備來自電阻加熱元件351之熱。因此，自填充因子為100%之電阻加熱元件351轉移的熱之量可將最大量之熱轉移至靶表面275。在向佈置在具有有限空間可利用性之空間中的加熱元件提供最大量之熱的方面，具有100%填充因子之電阻加熱元件351可為尤其有利的。

來自第一及第二組加熱段355、357兩者的熱投影 377、379之覆蓋區進一步示意地例示於第12圖中。來自第一加熱段355之投影377以虛線矩形例示，且來自通過相鄰第一加熱段355的第二加熱段357之投影379以實線矩形例示。應注意的是，來自第一及第二組加熱段355、357之投影未必呈矩形形式，而不同於用於示意地表示靶表面275上之投影的所例示者。因為電阻加熱元件351之填充因子為100%，所以實線投影與虛線投影之外邊界彼此重疊，其中相鄰投影377、379之間不存在間隙或開口。因而，可將最大量之熱轉移至靶表面275。

第13圖例示第10圖之電阻加熱元件351之側視圖。第一及第二加熱平面361、363以預定深度偏移量365彼此平行佈置。

電阻加熱元件351之總長度可比覆蓋靶表面上相同覆蓋區之平面加熱元件之總長度長大致6.6倍。因此，可為明顯的是，相較於第4圖中例示的彼等電阻加熱元件而言，電阻加熱元件351可提供進一步更高的總加熱功率。可瞭解的是，電阻加熱元件351可結合玻璃成形裝置中之一或多個邊緣導向器一起使用，以補償在玻璃成形製程期間損失的任何熱，且防止熔融玻璃或玻璃帶失透(devitrifying)，該失透會使得局部加熱能力成為必需。

第14圖例示根據本揭示內容之第三實施例的加熱模組151之透視圖。加熱模組151包含第一及第二伸長電阻加熱元件452、453。第一及第二伸長電阻加熱元件452、453兩者之角偏移量可包含90度，其相同於第4圖中所例示的伸 長電阻加熱元件251。第一及第二伸長電阻加熱元件452、453可配置來彼此獨立地操作或共同操作。例如，電流可配置來僅通過第一及第二伸長電阻加熱元件452、453之一者以將熱投射至靶表面275，而另一伸長電阻加熱元件為非操作的。在另一情況下，電流可通過第一及第二伸長電阻加熱元件452、453兩者以供熱產生。第一及第二電阻加熱元件之至少一者可包含二矽化鉬(MoSi₂)、Kanthal鐵-鉻-鋁(FeCrAl)合金、Alkrothal FeCrAl合金、NiCr基合金、碳化矽(SiC)或其他含電阻元素金屬材料、陶瓷材料或其組合。

第一及第二伸長電阻加熱元件452、453中之每一者包含複數個平行第一組加熱段454及第二組加熱段455，兩者分別藉由複數個連接段467彼此串聯連接。如圖所例示，第二伸長電阻加熱元件453之每一加熱段可至少部分地側向定位於第一伸長電阻加熱元件452之一對相應加熱段之間。例如，第二伸長電阻加熱元件453可與第一伸長電阻加熱元件452交織，以使得第一及第二伸長電阻加熱元件452、453之第一組加熱段454處於第一加熱平面461上，且第一及第二伸長電阻加熱元件452、453之第二組加熱段455處於第二加熱平面463上。

雖然第14圖中之加熱模組151包含第一及第二伸長電阻加熱元件452、453，但是加熱模組151可包含兩個以上伸長電阻加熱元件。例如，電阻加熱元件可包含三個、四個或四個以上伸長電阻加熱元件，只要電阻加熱元件之相鄰加熱段之間的間隙可至少部分地側向適應相鄰電阻加熱元件之 加熱段之複數個加熱段即可。

第15圖包含第14圖之第一及第二電阻加熱元件452、453之加熱模組151之俯視圖，其中例示藉由第一及第二電阻加熱元件452、453的熱於靶表面275上之投影。來自第一加熱段454之投影477以虛線例示，且來自第二加熱段455之投影479以實線例示。第一及第二電阻加熱元件452、453之填充因子為50%，其高於第4圖之電阻加熱元件251。因此，可理解的是，電阻加熱段之填充因子可藉由修改加熱段之角偏移量及/或藉由增加額外加熱段來控制。

第16圖例示第14圖之加熱模組151之側視圖。具有深度偏移量465之第一及第二加熱平面461、463彼此平行佈置，然而應理解，在另一情況下，加熱平面之至少一部分可彎曲用於加熱具有非平坦表面形貌之靶件。

包含第一及第二電阻加熱元件452、453之加熱模組151可有利於投射高量之總加熱功率。因為每一電阻加熱元件452、453可配置來受獨立操作，所以加熱模組151之最大總加熱功率可為包含一個第4圖中之伸長電阻加熱元件的電阻加熱元件251之加熱功率的雙倍。因此，包含複數個加熱元件之電阻加熱元件可尤其有利於局部地提供大量熱至熔融玻璃或玻璃製造設備之一部分。取決於用於加熱熔融玻璃或玻璃製造設備之至少一部分的熱之量，可於成形加熱模組中使用兩個以上加熱元件。雖然未例示，但是電阻加熱元件可例如包含兩個以上加熱元件，以便增加向靶表面之熱投射之總量。

熟習此項技術者將明白的是，可在不脫離申請專利範圍之精神及範疇的情況下做出各種修改及變化。

103‧‧‧玻璃帶

151‧‧‧加熱模組

213‧‧‧向下傾斜成形表面部分/靶成形表面部分

215‧‧‧向下傾斜成形表面部分/靶成形表面部分

219‧‧‧根部

221‧‧‧拉製平面

229‧‧‧安裝塊

251‧‧‧伸長電阻加熱元件/電阻加熱元件

253‧‧‧彎曲半徑

255‧‧‧節段/第一組加熱段/加熱段

257‧‧‧節段/第二組加熱段/加熱段

Claims (20)

1. 一種玻璃製造設備，其係配置來自一定量的熔融玻璃製造一玻璃帶，該設備包含：一加熱模組，該加熱模組係配置來沿一加熱方向對該玻璃製造設備之一靶表面及/或該玻璃帶輻射熱，其中該加熱模組包含一第一伸長電阻加熱元件，該第一伸長電阻加熱元件包含複數個平行加熱段，該等加熱段包含沿一第一加熱平面延伸的一第一組間隔分開加熱段，以及在該加熱方向上沿與該第一加熱平面間隔的一第二加熱平面延伸的一第二組間隔分開加熱段，其中該等加熱段係於該第一組加熱段之一者與該第二組加熱段之一者之間串聯且交替佈置，且其中該第一組加熱段中之每一者的於該加熱方向上之一投影至少部分地延伸穿過一空間，該空間係界定在一對相應相鄰的該第二組加熱段的於該加熱方向上之一對相鄰投影之間。
2. 如請求項1所述之設備，其中該第一加熱平面及該第二加熱平面之形狀幾何相似。
3. 如請求項1所述之設備，其中該第一加熱平面平行於該第二加熱平面。
4. 如請求項1所述之設備，其中該第一加熱平面及該第二加熱平面之至少一者為平坦的。
5. 如請求項1所述之設備，其中該等加熱元件中之每一者為大體上筆直的。
6. 如請求項1所述之設備，其中該伸長電阻加熱元件包括複數個連接段，該等連接段各自跨距在該第一加熱平面與該第二加熱平面之間，以便將該第一組加熱段之該等加熱段之一者與該第二組加熱段之該等加熱段之一者連接。
7. 如請求項1所述之設備，其中該等加熱段之該等投影提供100%的一填充因子。
8. 如請求項1所述之設備，其中該伸長電阻加熱元件包含二矽化鉬(MoSi₂)。
9. 如請求項1所述之設備，其進一步包含一第二伸長電阻加熱元件，該第二伸長電阻加熱元件包含複數個平行加熱段，其中該第二伸長電阻加熱元件中之每一加熱段至少部分地側向定位於該第一伸長電阻加熱元件之一對相應加熱段之間。
10. 如請求項9所述之設備，其中該第二伸長電阻加熱元件之該複數個平行加熱段包含沿該第一加熱平面延伸的一第一組間隔分開加熱段，以及沿該第二加熱平面延伸的一第二組間隔分開加熱段。
11. 一種玻璃製造設備，其係配置來自一定量的熔融玻璃製造一玻璃帶，該設備包含：一加熱模組，該加熱模組係配置來沿一加熱方向對該玻璃製造設備之一靶表面輻射熱，其中該加熱模組包含彎曲成複數個平行加熱段的至少一個伸長電阻加熱元件，該等加熱段藉由複數個彎曲連接段彼此串聯連接，其中該等加熱段沿垂直於該加熱方向之一側向方向彼此側向間隔，且該等加熱段之相鄰投影於側向方向上之一側向間隔小於該至少一個伸長電阻加熱元件於該加熱方向上之一最小彎曲半徑的兩倍。
12. 如請求項11所述之玻璃製造設備，其中該複數個平行加熱段包含在該側向方向上沿一第一加熱平面延伸的一第一組間隔分開加熱段，以及在該側向方向上沿一第二加熱平面延伸的一第二組間隔分開加熱段，其中該第二加熱平面在該加熱方向上與該第一加熱平面間隔，其中該等加熱段係於該第一組加熱段之一者與該第二組加熱段之一者之間交替，且其中該第一組加熱段中之每一者的於該加熱方向上之一投影至少部分地延伸穿過一空間，該空間係界定在一對相應相鄰的該第二組加熱段的於該加熱方向上之一對相鄰投影之間。
13. 如請求項12所述之設備，其中該第一加熱平面平行於該第二加熱平面。
14. 如請求項12所述之設備，其中該第一加熱平面及該第二加熱平面之至少一者為平坦的。
15. 如請求項11所述之設備，其中該等加熱元件中之每一者為大體上筆直的。
16. 如請求項11所述之設備，其中該等加熱段之該等投影提供100%的一填充因子。
17. 如請求項11所述之設備，其中該伸長電阻加熱元件包含二矽化鉬(MoSi₂)。
18. 如請求項11所述之設備，其中該至少一個伸長電阻加熱元件包含複數個伸長電阻加熱元件，其中該複數個伸長電阻加熱元件之一者中之每一加熱段係至少部分地側向定位於該複數個伸長電阻加熱元件之另一者的一對加熱段之間。
19. 一種自一定量的熔融玻璃製造玻璃帶之方法，該方法包含以下步驟：(I)將批料熔融成一定量的熔融玻璃；(II)自該熔融玻璃形成一玻璃帶；以及(III)藉由使電流通過一第一伸長電阻加熱元件進行的輻射熱轉移來加熱該熔融玻璃及該玻璃帶之至少一者，該第一 伸長電阻加熱元件包含複數個平行加熱段，該等加熱段包含沿一第一加熱平面延伸的一第一組間隔分開加熱段，以及在加熱方向上沿與該第一加熱平面間隔的一第二加熱平面延伸的一第二組間隔分開加熱段，其中該等加熱段係於該第一組加熱段之一者與該第二組加熱段之一者之間串聯且交替佈置，且其中該第一組加熱段中之每一者的於該加熱方向上之一投影至少部分地延伸穿過一空間，該空間係界定在一對相應相鄰的該第二組加熱段的於該加熱方向上之一對相鄰投影之間。
20. 如請求項19所述之方法，其中該等加熱段之該等投影提供100%的一填充因子。