TW201726564A

TW201726564A - 用於支撐玻璃形成設備的形成主體的方法及設備

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Publication number: TW201726564A
Application number: TW106100371A
Authority: TW
Inventors: 提摩西Ｌ蘭斯貝瑞; 史帝文麥可米利洛
Original assignee: 康寧公司
Priority date: 2016-01-11
Filing date: 2017-01-06
Publication date: 2017-08-01
Also published as: US20170197863A1; WO2017123459A1; TWI744273B; CN108473353B; JP6999558B2; KR20180102149A; US9840431B2; CN108473353A; JP2019501106A

Abstract

玻璃形成設備可以包括形成主體，該形成主體包含在根部處匯聚的第一成形表面與第二成形表面。該設備亦可包括至少一個托架組件，該至少一個托架組件包含以V形配置定向的第一接觸表面與第二接觸表面。接觸表面可以與成形表面接合。接觸表面可以向形成主體施加托持力，托持力具有向上的垂直力分量。形成主體亦可包括與形成主體的端面接合的至少一個端塊。至少一個端塊可以在平行於形成主體的長度並垂直於限制力分量的方向上向形成主體施加壓縮力。

Description

用於支撐玻璃形成設備的形成主體的方法及設備

本案依據專利法主張於西元2016年1月11日申請的美國專利申請案號14/992,532的優先權權益，依賴其內容且藉由參照整體併入本文。

本說明書一般係關於玻璃形成設備，且更特定言之，係關於用於支撐玻璃形成設備的形成主體的方法及設備。

熔合處理係為用於形成玻璃帶的一種技術。相較於用於形成玻璃帶的其他處理（例如浮法與狹槽拉伸處理），熔合處理產生具有相對少量的缺陷且具有優異平坦度的表面的玻璃帶。因此，熔合處理係廣泛用於產生用於製造LED與LCD顯示器以及需要優異平坦度與平滑度的其他基板的玻璃基板。

在熔合處理中，將熔合玻璃饋送至形成主體（亦稱為等壓槽（isopipe）），成形主體包括在根部處匯聚的成形表面。熔融玻璃均勻地流過成形主體的成形表面，並形成具有從成形主體的根部抽出的原始表面的平坦玻璃帶。

形成主體通常由耐火材料製成（例如耐火陶瓷），耐火材料能夠更好地承受熔融處理的相對高的溫度。然而，即使是溫度穩定度最高的耐火陶瓷的機械性能亦可能由於長時間處於升高的溫度而劣化，潛在地導致由其產生的玻璃帶的特性劣化，或者甚至導致形成主體的破損。任一種情況皆可能導致熔融處理的中斷、降低的產品生產率、增加的生產成本。

因此，需要用於減輕玻璃形成設備的形成主體的劣化的替代方法與設備。

根據一個實施例，玻璃形成設備可以包括形成主體，該形成主體包含第一成形表面與第二成形表面，第一成形表面與第二成形表面在根部處匯聚。玻璃成形設備亦可包括至少一個托架組件，該至少一個托架組件包含相對於彼此以V形配置定向的第一接觸表面與第二接觸表面。第一接觸表面可以與形成主體的第一成形表面接合，第二接觸表面可以與形成主體的第二成形表面接合。第一接觸表面與第二接觸表面可以向形成主體施加托持力，托持力具有向上的垂直力分量。形成主體亦可包括與形成主體的端面接合的至少一個端塊。至少一個端塊可以在平行於形成主體的長度並垂直於限制力分量的方向上向形成主體施加壓縮力。

在另一實施例中，一種用於支撐包含在根部處匯聚的第一成形表面與第二成形表面的形成主體的方法可以包括以下步驟：將托持力施加至第一成形表面與第二成形表面，托持力具有向上的垂直力分量，藉此防止形成主體在向下的垂直方向上移動。該方法亦可包括以下步驟：在平行於形成主體的長度的方向上向形成主體的端面施加壓縮力，該壓縮力施加反力矩，藉此減輕沿著形成主體的長度的凹陷。

在隨後的具體實施方式中將闡述本文所述的玻璃形成設備的額外特徵及優勢，且該領域具有通常知識者將可根據該描述而部分理解額外特徵及優勢，或藉由實踐本文中（包括隨後的具體實施方式、申請專利範圍、及隨附圖式）所描述的實施例而瞭解額外特徵及優勢。

應瞭解，上述一般描述與以下詳細描述二者皆描述各種實施例，並且意欲提供用於理解所主張標的物之本質及特性之概述或框架。包括附隨圖式以提供對各種實施例的進一步理解，且附隨圖式併入本說明書中並構成本說明書的一部分。圖式說明本文中所述的各種實施例，且與描述一同用於解釋所主張標的物之原理及操作。

現在將詳細地參照玻璃形成設備的實施例，而其實例係圖示於隨附圖式中。只要可能，相同的元件符號將在整個圖式中用於指稱相同或相似的部分。玻璃形成設備10的一個實施例係示意性圖示於第1圖（與第2圖）中。玻璃形成設備10可以包括形成主體60，該形成主體60包含第一成形表面62與第二成形表面64，第一成形表面62與第二成形表面64在根部70處匯聚。玻璃成形設備10亦可包括至少一個托架組件120，該至少一個托架組件120包含相對於彼此以V形配置定向的第一接觸表面132與第二接觸表面134。第一接觸表面132可以與形成主體60的第一成形表面62接合，第二接觸表面134可以與形成主體60的第二成形表面64接合。第一接觸表面132與第二接觸表面134可以向形成主體60施加托持力，托持力具有向上的垂直力分量。形成主體60亦可包括與形成主體60的端面接合的至少一個端塊170a。至少一個端塊170a可以在平行於形成主體60的長度並垂直於限制力分量的方向上向形成主體60施加壓縮力。將利用隨附圖式的具體參照而進一步詳細描述玻璃形成設備10與用於支撐玻璃形成設備10的形成主體60的方法的各種實施例。

本文所使用的方向術語（例如上、下、右、左、前方、後方、頂部、底部）係僅對於參照圖式的圖示成立，而不預期為暗示絕對方向。

除非另外明確陳述，否則並不視為本文所述任何方法必須建構為以特定順序施行其步驟，亦不要求具有任何設備的特定定向。因此，在方法請求項並不實際記載其步驟之順序，或者任何設備請求項並不實際記載獨立部件的順序或定向，或者不在請求項或敘述中具體說明步驟係限制於特定順序，或者並未記載設備的部件的特定順序或定向的情況中，在任何方面皆不以任何方式推斷其順序或定向。此舉適用於為了說明的任何可能非表述基礎，包括：對於步驟、操作流程、部件順序、或部件定向的佈置的邏輯主題；文法組織或標點所推衍的通用意義；以及在說明書中所敘述之實施例的數量或類型。

當在此使用時，除非上下文明確另外指示，否則單數形式「一」、「一個」與「該」包括複數指稱。因此，舉例而言，除非上下文明確另外指示，否則對於「一」部件的參照包括具有兩個或兩個以上部件的態樣。

現在參照第1圖，示意性圖示用於製造玻璃製品（如玻璃帶12）的玻璃形成設備10。玻璃形成設備10通常可包括熔融容器15，經配置以從儲存箱18接收批次材料16。可藉由批次輸送裝置20將批次材料16引入到熔融容器15，批次輸送裝置20係由馬達22提供動力。可提供可選擇控制器24，以啟用馬達22，而熔融玻璃水平探針28可用於量測豎管30中的玻璃熔融水平，並將所量測的資訊傳遞給控制器24。

玻璃形成設備10亦可包括澄清容器38（例如澄清管），藉由第一連接管36耦接到熔融容器15。混合容器42利用第二連接管40耦接至澄清容器38。輸送容器46利用輸送導管44耦接至混合容器42。如進一步圖示，降流管48經定位以將熔融玻璃從輸送容器46輸送到形成主體60的入口50。在本文所述及所圖示之實施例中，形成主體60係為融合成形容器，亦可稱為等壓槽。

熔融容器15通常由耐火材料製成，如耐火（例如，陶瓷）磚。玻璃形成設備10可進一步包括通常由導電耐火金屬製成的部件，例如鉑或含鉑金屬（如鉑銠、鉑銥、及其組合）。此種耐火金屬亦可包括鉬、鈀、錸、鉭、鈦、鎢、釕、鋨、鋯、及其合金、及/或二氧化鋯。含鉑部件可包括第一連接管36、澄清容器38、第二連接管40、豎管30、混合容器42、輸送導管44、輸送容器46、降流管48、及入口50中之一或更多者。

現在參照第2圖與第3圖，形成主體60通常包括溝槽61、第一成形表面62、及第二成形表面64。溝槽61係位於形成主體60的上部部分65中。第一成形表面62與第二成形表面64從形成主體60的上部部分65沿著下游方向（亦即，圖式中所示的坐標軸的-Z方向）延伸並朝向彼此匯聚，而在根部70處連接。根部70形成形成主體60的下邊緣。因此，應理解，第一成形表面62與第二成形表面64形成從形成主體60的上部部分65延伸的倒置等腰（或等邊）三角形，其中根部70形成下游方向上的三角形的最下方頂點。拉伸平面72大致在圖式中所示的坐標軸的+/-Y方向上平分根部70，並且沿著下游方向延伸。

現在參照第1-3圖，在操作中，利用批次輸送裝置20將批次材料16（特別是用於形成玻璃的批次材料）從儲存箱18饋送至熔融容器15。批次材料16在熔融容器15中熔融成熔融玻璃。熔融玻璃從熔融容器15經由第一連接管36進入澄清容器38。在澄清容器38中從熔融玻璃移除可能導致玻璃缺陷的溶解氣體。隨後，熔融玻璃從澄清容器38經由第二連接管40進入混合容器42。混合容器42使熔融玻璃均勻化（例如藉由攪拌），而均勻化的熔融玻璃經由輸送導管44到達輸送容器46。輸送容器46經由降流管48將均勻化的熔融玻璃排出，並進入入口50，而入口50又讓均勻化的熔融玻璃到達成形主體60的溝槽61。

均勻化的熔融玻璃填充形成主體60的溝槽61，而最終溢出，在形成主體60的上部部分65上沿著其長度L與下游方向流動。均勻化的熔融玻璃從形成主體65的上部部分流到第一成形表面62與第二成形表面64上。在第一成形表面62與第二成形表面64上流動的均勻化的熔融玻璃流在根部70處會合並熔合在一起（因此「熔合形成」），以形成玻璃帶12，玻璃帶12藉由拉輥（未圖示）沿著下游方向在拉伸平面72上拉伸。可以在形成主體60的下游進一步處理玻璃帶12，例如藉由將玻璃帶12分割成分離的玻璃板，將玻璃帶12捲繞在自身上，及/或將一或更多個塗層施加至玻璃帶12。

形成主體60通常由耐火陶瓷材料形成，耐火陶瓷材料與熔融玻璃化學相容，並且能夠承受與熔合形成處理相關聯的高溫。形成形成主體的典型材料包括但不限於鋯石、碳化矽、磷酸釔礦、及/或氧化鋁基耐火陶瓷。給定形成主體60與熔融玻璃的組合質量以及熔合形成處理的高溫，由於材料蠕變（material creep），形成主體60傾向於沿著其長度L朝下游方向凹陷。該凹陷在形成主體60的長度L的未支撐中點處最明顯。

形成主體60中的凹陷造成在成形表面62、64上流動的均勻化的熔融玻璃重新分佈，而在成形表面62、64上建立不均勻的熔融玻璃流，並導致所得到的玻璃帶12的尺寸屬性的改變。舉例而言，由於凹陷，玻璃帶12的厚度在接近玻璃帶的中心處可能增加。此外，由於凹陷，沿著長度L朝向成形表面62、64的中心的熔融玻璃流的重新分佈造成接近形成主體60的端部的玻璃流的減少，而導致玻璃帶12在圖式中所示的坐標軸的+/-X方向上的尺寸的不均勻性。

已確定，減輕凹陷的技術將應力引入形成主體60並結合材料蠕變可能降低形成主體的使用壽命。本文所述的玻璃形成設備10與形成主體60的實施例減輕形成主體60中的應力與凹陷，藉此延長形成主體的使用壽命，並穩定玻璃帶12的尺寸特性。

現在參照第1-4圖，本文所述的玻璃形成設備10的實施例包括與形成主體60的成形表面62、64接合的至少一個托架組件120，以減輕形成主體60中的凹陷。第一與第二托架組件120a、120b係圖示於第1圖與第2圖，而單一托架組件120係圖示於第3圖與第4圖。在一個實施例中，托架組件120包括一對托架方塊（亦即，第一托架方塊122以及分離且獨立於第一托架方塊122的第二托架方塊124）。第3圖示意性圖示形成主體60的橫截面，其中托架組件120與形成主體的成形表面62、64接合。第4圖示意性圖示托架組件120，其中托架方塊122、124從形成主體60的成形表面62、64脫離，以便於描述。

托架組件120的第一托架方塊122包括與形成主體60的第一成形表面62接合的第一接觸表面132。在實施例中，第一托架方塊122的第一接觸表面132相對於第一托架方塊122的基部123傾斜角度α1，而使得角度α1係與形成於拉伸平面72與形成主體60的第一成形表面62之間的角度β1互補。

類似地，托架組件120的第二托架方塊124包括與形成主體60的第二成形表面64接合的第二接觸表面134。在實施例中，第二托架方塊124的第二接觸表面134相對於第二托架方塊124的基部125傾斜角度α2，而使得角度α2係與形成於拉伸平面72與形成主體60的第二成形表面64之間的角度β2互補。在此實施例中，托架組件120的第一接觸表面132與第二接觸表面134相對於彼此以V形配置定向。

托架組件120的托架方塊122、124相對於形成主體60定位，而使得形成主體60的根部70在下游方向上延伸通過托架組件120並定位於托架組件120下方。然而，應理解，替代佈置係為可考慮且可能的。舉例而言，在替代實施例（未圖示）中，托架組件120的托架方塊122、124相對於形成主體60定位，而使得根部70係位於與托架方塊122、124的各別基部123、125相同的平面中。在另一替代實施例（未圖示）中，根部70可以定位於托架組件120的托架方塊122、124的各別基部123、125的上游。

托架組件120的托架方塊122、124可以滑動地定位於各別結構組件302、304上，結構組件302、304再靜態地固定至地面，而使得托架方塊122、124係在圖式中所示的坐標軸的+Z方向上被支撐。

在第3圖與第4圖所示的托架組件120的實施例中，托架方塊122、124係偏置成與形成主體60的各別成形表面62、64接觸，而使得托架方塊122、124的接觸表面132、134將托持力F_h 施加於形成主體60的各別成形表面62、64上。如本文所使用的術語「偏置」和「被偏置」意謂托架方塊122、124被按壓而抵靠在形成主體60的各別成形表面62、64上。托持力F_h 撞擊第一托架方塊122與第二托架方塊124之間的形成主體60。此外，由於托架方塊122、124的成角度接觸表面132、134，藉由各別托架方塊122、124施加到形成主體60的成形表面62、64的托持力F_h 包括在圖式中所示的坐標軸的+Z方向（亦即，在上游或向上垂直方向）上的限制力分量F_r 。限制力分量F_r 限制形成主體在下游方向上的移動，藉此維持形成主體相對於圖式中所示的坐標軸的-Z方向的位置。

仍然參照第1-4圖，藉由各別托架方塊122、124施加到形成主體60的成形表面62、64上的托持力F_h 亦可包括在圖式中所示的坐標軸的+Y方向（來自托架方塊122）與-Y方向（來自托架方塊124）上的撞擊力分量F_i 。撞擊力分量限制形成主體60在橫向方向（亦即，+/-Y方向）上的移動。

在實施例中，可以操縱撞擊力分量F_i ，以藉由調整撞擊力分量F_i 的大小而在上游方向或下游方向上調整形成主體60的高度。可以藉由將第一托架方塊122及/或第二托架方塊124朝向另一者前進，以調整撞擊力分量F_i ，此舉將增加或減少撞擊力分量F_i 。舉例而言，當第一托架方塊122與第二托架方塊124中之一者朝向另一者前進時，撞擊力分量F_i 增加。由於托架方塊122、124的第一與第二接觸面132、134的角度以及形成主體60的成形表面62、64的角度，增加撞擊力分量F_i 造成形成主體60在相對於托架方塊122、124的上游方向上滑動，藉此增加形成主體的高度。

可以藉由將第一托架方塊122及/或第二托架方塊124移動遠離另一者，以減少撞擊力分量F_i ，此舉將減少撞擊力分量F_i 。舉例而言，當第一托架方塊122與第二托架方塊124中之一者移動遠離另一者時，撞擊力分量F_i 減少。由於托架方塊122、124的第一與第二接觸面132、134的角度以及形成主體60的成形表面62、64的角度，減少撞擊力分量F_i 造成形成主體60在相對於托架方塊122、124的下游方向上滑動，藉此減少形成主體的高度。

在本文所述的實施例中，如第3圖所示，可以利用柱塞352、354將第一托架方塊122與第二托架方塊124朝向彼此或遠離彼此偏置。舉例而言，托架組件120可以進一步包括與第一托架方塊122接合的第一柱塞352以及與第二托架方塊124接合的第二柱塞354。柱塞352、354可以是機械柱塞，或者是液壓柱塞。柱塞352、354可以耦接至各別托架方塊122、124，而使得柱塞的致動讓托架方塊122、124朝向彼此或遠離彼此前進。

儘管第3圖圖示與各別托架方塊122、124接合的第一柱塞352與第二柱塞354，但應理解，其他配置係為可考慮且可能的。舉例而言，在替代實施例（未圖示）中，托架組件120包括單一柱塞（例如，與第一托架方塊122接合的第一柱塞352），而第二托架方塊124係固定在圖式中所示的坐標軸的+/-Y方向的位置。在此實施例中，調整第一托架方塊122與第一柱塞352的相對位置，以調整托持力F_h （包括限制力分量F_r 與撞擊力分量F_i ）以及形成主體60的高度。

現在參照第5圖與第6圖，示意性圖示托架組件120'的替代實施例。在此實施例中，托架組件120'包含單一托架方塊150。第5圖示意性圖示形成主體60的橫截面，其中托架組件120'與形成主體60的成形表面62、64接合。第6圖示意性圖示托架組件120'，其中托架組件120'的托架方塊150從形成主體60脫離，以便於描述。

在第5圖與第6圖所示的實施例中，托架組件120'的托架方塊150包括第一接觸表面132與第二接觸表面134，第一接觸表面132與形成主體60的第一成形表面62接合，第二接觸表面134與形成主體60的第二成形表面64接合。第一接觸表面132與第二接觸表面134相對於彼此以V形配置定向。在此實施例中，第一接觸表面132與第二接觸表面134係為在托架方塊150中形成的V形切口135的相對側。

在實施例中，托架方塊150的第一接觸表面132相對於與托架方塊150的基部152平行的平面151傾斜角度α1，而使得角度α1係與形成於拉伸平面72與形成主體60的第一成形表面62之間的角度β1互補。類似地，托架方塊150的第二接觸表面134相對於與托架方塊150的基部152平行的平面151傾斜角度α2，而使得角度α1係與形成於拉伸平面72與形成主體60的第一成形表面62之間的角度β1互補。

當形成主體60與托架組件120'的托架方塊150接合時，形成主體60係定位於V形切口135中，而使得形成主體60的根部70安置於在V形切口135的頂點處形成的隙槽切口155，且形成主體60的成形表面62、64與托架組件120'的托架方塊150的各別接觸表面132、134接合。因此，在此實施例中，形成主體60的根部70並未延伸通過托架組件120'，而是處於托架方塊150的基部152上方的固定位置。

托架組件120'的托架方塊150可以定位於結構組件302、304上，結構組件302、304靜態地固定至地面，而使得托架方塊150係在圖式中所示的坐標軸的+Z方向上被支撐。因此，托架方塊150（特別是接觸表面132、134）在形成主體60的各別成形表面62、64上施加托持力F_h 。由於托架方塊150的成角度接觸表面132、134，施加到形成主體60的成形表面62、64的托持力F_h 包括在上游或向上垂直方向上的限制力分量F_r 。限制力分量F_r 限制形成主體在下游方向上的移動，藉此維持形成主體相對於圖式中所示的坐標軸的+/-Z方向的位置。施加到形成主體60的成形表面62、64上的托持力F_h 亦可包括在圖式中所示的坐標軸的+Y方向（來自接觸表面132）與-Y方向（來自接觸表面134）上的撞擊力分量F_i 。撞擊力分量限制形成主體60在橫向方向（亦即，+/-Y方向）上的移動。

在第3-6圖所示的托架組件120、120'的實施例中，托架方塊122、124、及150可以由適於承受熔合形成處理的相對高的溫度的耐火陶瓷材料形成。合適的材料包括但不限於鋯石、氧化鋁、碳化矽、及/或磷酸釔礦。在一些實施例中，托架方塊122、124、150可以由與形成主體60相同的材料形成，以確保與在形成主體上流動的熔融玻璃的相容性。在其他實施例中，托架方塊122、124、150可以由與形成主體60不同的材料形成。

再次參照第1圖與第2圖，在第1圖所示的玻璃形成設備10的實施例與第2圖所示的形成主體60的實施例中，形成主體60包括一對類似於第3圖與第4圖所示並描述的托架組件120的托架組件120a、120b。在此實施例中，第一托架組件120a在形成主體60的第一端與形成主體60接合，第二托架組件120b在形成主體60的第二端與形成主體60接合，形成主體60的第二端與形成主體的第一端相對，如第1圖與第2圖所示。

儘管第1圖與第2圖示意性圖示玻璃形成設備10（第1圖）與形成主體60（第2圖），其中托架組件120a、120b類似於第3圖與第4圖所示的托架組件120，應理解，可替代地，托架組件120a、120b可以構造成與第5圖以及第6圖所示的托架組件120'相同。

現在參照第2圖，在本文所述的實施例中，玻璃形成設備10進一步包括與形成主體60的端面66a、66b接合的至少一個端塊（第2圖所示的端塊170a、170b）。端塊170a、170b可以滑動地定位於各別結構組件310、312上，結構組件310、312靜態地固定至地面，而使得端塊170a、170b係在圖式中所示的坐標軸的+Z方向上被支撐。

在實施例中，端塊170a、170b可以由適於承受熔合形成處理的相對高的溫度的耐火陶瓷材料形成。合適的材料包括但不限於鋯石、氧化鋁、碳化矽、及/或磷酸釔礦。可替代地，端塊可以由適合在高溫下使用的合金形成，例如鈷基及/或鎳基合金。

端塊170a、170b朝向彼此偏置，而使得端塊170a、170b沿著平行於形成主體60的長度L的方向對形成主體60施加壓縮力F_c 。亦即，壓縮力F_c 大致平行於第2圖所示的坐標軸的+/-X方向。在實施例中，壓縮力F_c 係施加至位於或低於形成主體60的質心的端面66a、66b，而使得壓縮力F_c 直接作用於形成主體60的根部70上或相鄰於形成主體60的根部70。

在本文所述的實施例中，壓縮力F_c 大致垂直於本文上述關於第3-6圖所示及描述的托持力F_h 的限制力分量F_r 。在實施例中，可以使用柱塞將壓縮力F_c 施加至端面66a、66b，例如類似於上述關於第3圖示意性圖示及描述的柱塞352、354的柱塞。

施加於形成主體60的端面66a、66b處的壓縮力F_c 沿著長度L在形成主體60的中點處在上游方向建立彎曲力矩M_b 。此彎曲力矩M_b 抵消形成主體60的根部70處的凹陷，以減輕由形成主體60形成的玻璃帶12的尺寸變化。

在本文所述的實施例中，已發現，相較於用於限制形成主體的習知技術，利用本文所述的托架組件將壓縮力F_c 直接施加至形成主體60的端面66a、66b，並結合將托持力F_h 直接單獨施加至形成主體60的成形表面62、64，減少抵消形成主體中的下垂所需的壓縮力的量。此舉具有降低形成主體60上的應力的效果，此舉又降低斷裂的風險並增加形成主體60的靜態疲勞壽命。

更特定言之，第7圖示意性圖示用於支撐玻璃形成設備的形成主體500的習知技術。在習知技術中，形成主體500在形成主體500的任一端形成凸緣502、504。凸緣502靜止地在抵靠形成主體500的端面的墩塊506、508上被支撐。形成主體500的根部570與成形表面（第7圖圖示一個成形表面562）在墩塊506、508之間延伸。然而，墩塊506、508並未接觸根部570或成形表面562。相反地，用於限制形成主體在上游方向上的托持力F_h 係從根部570與成形表面562向外施加至凸緣502、504。在此習知技術中，係利用壓縮方塊510、512將壓縮力Fc施加至墩塊506、508，而非直接抵靠形成主體的端面。然而，已發現，墩塊506、508與壓縮方塊510、512的使用係將顯著的應力引入接近凸緣的形成主體500中，特別是在區域520、521中，該應力可能導致形成主體500的破裂或甚至破損。下述實例1提供模擬資料，其展示相較於第7圖所示的用於支撐形成主體的習知技術，使用本文所述的托架組件降低形成主體上的應力。此外，在第7圖所示的用於減輕凹陷的習知技術中，托持力F_h 與壓縮力F_c 在耦接結構中施加至形成主體，其中壓縮方塊510、512經由墩塊506、508作用於形成主體500上。已確定，相較於利用托架方塊的實施例，此佈置需要施加更大的壓縮力以實現相同量的凹陷減輕。下述實例2提供模擬資料，其展示相較於第7圖所示的用於支撐形成主體的習知技術，使用本文所述的托架組件改良凹陷降低。

此外，因為托持力F_h 係直接施加至形成主體60的成形表面62、64並遠離形成主體60的端面66a、66b，所以在將壓縮力F_c 施加至形成主體60的端面66a、66b的位置處具有更大的靈活性。亦即，可以調節在端面66a、66b上施加壓縮力F_c 的位置，以在根部70處施加最大彎曲力矩，藉此最大化形成主體60中的凹陷的減輕。儘管不希望受到理論的束縛，但是認為在將壓縮力F_c 施加至形成主體的端面66a、66b的位置中的更大的靈活性允許更精確地相對於形成主體的質心施加壓縮力F_c ，此舉又允許壓縮力F_c 的大小降低，同時亦使彎曲力矩最大化。更特定言之，在第7圖所示的用於減輕凹陷的習知技術中，托持力F_h 與壓縮力F_c 在耦接結構中施加至形成主體，其中壓縮方塊510、512經由墩塊506、508作用於形成主體500上，而有效地在大面積的端面上擴展壓縮力的施加。然而，在本文所述的實施例中，壓縮力直接施加至端面，而施加的位置可以相對於形成主體的質心在垂直方向上調整，藉此允許最大彎曲力矩，以實現利用最小壓縮力的凹陷減輕，此舉又降低形成主體中的應力。

此外，因為托持力F_h 直接施加至形成主體60的成形表面62、64並遠離形成主體60的端面66a、66b，所以可以消除接近形成主體60的該端的凸緣（第7圖），以增加成形表面的面積，並允許具有更大寬度尺寸的玻璃帶的形成。

此外，在本文所述的實施例中，壩區域D代表可用於形成玻璃帶12的形成主體的長度L的部分。在本文所述的實施例中，附接至形成主體60的成形表面62、64的托架組件120a、120b亦可作為防止熔融玻璃從形成主體60的端面66a、66b流出的壩的替代物，而非在托架組件120a、120b內部具有從形成主體60的端面66a、66b進一步偏移的單獨壩。因此，應理解，在一些實施例中，具有托架組件120a、120b的形成主體60的壩區域D在第一托架組件120a與第二托架組件120b之間延伸，並接觸第一托架組件120a與第二托架組件120b。

儘管第1圖與第2圖大概圖示使用支撐形成主體60的一對托架組件120a、120b，但是認為可以使用單一托架組件，同時仍然讓形成主體中的應力降低，此舉又降低斷裂的風險並增加形成主體60的靜態疲勞壽命。參照第8圖作為實例，在一個實施例中，可以利用單一托架組件120a在形成主體60的一個端處將托持力施加至成形表面（第8圖所示的成形表面64），而單一端塊170a可用於將壓縮力F_c 施加至相鄰於單一托架組件120a的形成主體60的端面66a。在此實施例中，可利用墩塊508支撐形成主體60的相對端，而使得墩塊508抵靠端面66b固定。可藉由在朝向固定另一端面66b的墩塊508的方向上將端塊170a直接抵靠端面66a偏置，而將壓縮力施加至形成主體60的根部70。儘管此實施例包括在形成主體60的一個端處使用墩塊508，但是認為相較於第7圖所示的用於支撐形成主體的習知技術，利用單一托架組件120a將托持力F_h 直接施加至成形表面並結合將壓縮力F_c 直接施加至形成主體60的端面66a（而非經由墩塊）將導致形成主體中的應力降低以及形成主體的可使用成形面積增加。此外，第8圖示意性圖示的實施例可以用於更好地定向形成主體60。舉例而言，墩塊508與形成主體60之間的介面可以作為相對於第8圖所示的坐標軸的垂直平面與水平平面的基準，以定向形成主體。實例

藉由下列實例，將會進一步釐清本文所述的實施例。實例 1

在三個單獨的支撐條件下，針對形成主體開發數學模型：（1）如第7圖所示，在任一端處習知地利用墩塊支撐的形成主體，其中所施加的壓縮力為9000磅（4082.3 kg-F）；（2）如第2圖所示，利用在形成主體的任一端處接觸形成主體的成形表面的托架組件（二個托架方塊配置）支撐的形成主體，而端塊將9000磅的壓縮力（4082.3 kg-F）施加至形成主體的端面；以及（3）如第2圖所示，利用在形成主體的任一端處接觸形成主體的成形表面的托架組件（二個托架方塊配置）支撐的形成主體，而端塊將8000磅的壓縮力（3628.7 kg-F）施加至形成主體的端面。模擬形成主體係依據將熔融玻璃以約2000 lbs/hr（900 kg/hr）在約1300℃的溫度下傳送至鋯石形成主體的鋯石形成主體。隨著時間（天）的函數計算形成主體的端面處的入口應力。亦在1年的模擬時間段內確定成形主體沿著其長度的變形（亦即凹陷）。

第9圖係以圖形方式圖示在上述支撐條件下針對三個模擬形成主體的形成主體的入口端處的應力。如第9圖所示，第2圖所示的利用托架組件支撐的形成主體較第7圖所示的利用墩塊支撐的形成主體具有顯著更低的應力。實際上，曲線（2）展示，在相同的負載條件下，經由使用托架組件而非墩塊，形成主體中的應力可以降低大於50PSI。較低的應力可以藉由減輕靜態疲勞而延長形成主體的使用壽命。此外，第9圖中的資料通常表示經由使用托架組件而非墩塊，可以利用較低的壓縮力實現相同的凹陷速率。較低的所施加壓縮力進一步降低形成主體中的應力，此舉又減輕靜態疲勞。

第10圖圖示在上述支撐條件下的三個模擬形成主體的沿著形成主體的長度的位置與形成主體中的變形或凹陷的函數。曲線（5）展示在相同壓縮力負載條件（9000磅）下，相較於由墩塊支撐的形成主體（由曲線（4）表示），由本文所述的托架組件支撐的形成主體具有顯著更低的凹陷，特別是接近形成主體的中心。曲線（6）展示利用較低的所施加的壓縮力（8000磅），相較於由墩塊支撐的形成主體，由托架組件支撐的形成主體可能具有稍微更多的凹陷。然而，結合第9圖中的資料而讀取此資料，凹陷的增加係伴隨形成主體中的應力的減少，此舉可藉由減輕靜態疲勞而延長形成主體的使用壽命。依據此資料，認為所施加的壓縮力的大小將減輕凹陷並減少形成主體中的應力，藉此延長形成主體的使用壽命。舉例而言，在此實例中，認為所施加的壓縮力的大小係在8000磅與9000磅之間，而此舉將減輕凹陷並降低形成主體中的應力。

依據上述內容，應理解，本文所述的托架組件可用於支撐玻璃形成設備的形成主體，以降低形成主體中的凹陷。使用耦接至形成主體的成形表面的托架組件將從壓縮力F_c 分離托持力F_h （更具體而言，托持力F_h 的限制力分量F_r ），藉此降低形成主體中的應力量，並仍然抵消凹陷。降低形成主體中的應力係降低靜態疲勞的風險，而減輕破損的風險並延長形成主體的使用壽命。

該領域具有通常知識者將理解，在不悖離本發明之精神及範疇的情況下可對本文所述之實施例作出各種修改及變化。因此，本發明意欲涵蓋本文所述之實施例之修改及變化，而該等修改及變化係在隨附申請專利範圍及其均等物之範疇內。

10‧‧‧玻璃形成設備
12‧‧‧玻璃帶
15‧‧‧熔融容器
16‧‧‧批次材料
18‧‧‧儲存箱
20‧‧‧批次輸送裝置
22‧‧‧馬達
24‧‧‧控制器
28‧‧‧熔融玻璃水平探針
30‧‧‧豎管
36‧‧‧第一連接管
38‧‧‧澄清容器
40‧‧‧第二連接管
42‧‧‧混合容器
44‧‧‧輸送導管
46‧‧‧輸送容器
48‧‧‧降流管
50‧‧‧入口
60‧‧‧形成主體
61‧‧‧溝槽
62‧‧‧第一成形表面
64‧‧‧第二成形表面
65‧‧‧上部部分
66a‧‧‧端面
66b‧‧‧端面
70‧‧‧根部
72‧‧‧拉伸平面
120‧‧‧托架組件
120'‧‧‧托架組件
120a‧‧‧托架組件
120b‧‧‧托架組件
122‧‧‧托架方塊
123‧‧‧基部
124‧‧‧托架方塊
125‧‧‧基部
132‧‧‧第一接觸表面
134‧‧‧第二接觸表面
135‧‧‧V形切口
150‧‧‧托架方塊
151‧‧‧平面
152‧‧‧基部
155‧‧‧隙槽切口
170a‧‧‧端塊
170b‧‧‧端塊
302‧‧‧結構組件
304‧‧‧結構組件
310‧‧‧結構組件
312‧‧‧結構組件
352‧‧‧柱塞
354‧‧‧柱塞
500‧‧‧形成主體
502‧‧‧凸緣
504‧‧‧凸緣
506‧‧‧墩塊
508‧‧‧墩塊
510‧‧‧壓縮方塊
512‧‧‧壓縮方塊
520‧‧‧區域
521‧‧‧區域
562‧‧‧成形表面
570‧‧‧根部

第1圖示意性圖示根據本文所示及描述的一或更多個實施例的玻璃形成設備的一個實施例；

第2圖示意性圖示根據本文所示及描述的一或更多個實施例的由托架組件支撐的形成主體的透視圖；

第3圖示意性圖示根據本文所描述的一或更多個實施例的利用托架組件支撐的形成主體的橫截面；

第4圖示意性圖示形成主體的橫截面，其中托架組件的托架方塊脫離成形表面；

第5圖示意性圖示根據本文所描述的一或更多個實施例的利用托架組件支撐的形成主體的橫截面；

第6圖示意性圖示形成主體的橫截面，其中托架組件的托架方塊脫離成形表面；

第7圖示意性圖示通常利用墩塊在兩端支撐的形成主體；

第8圖示意性圖示在一個端處用托架組件支撐並在相對端處利用墩塊支撐的形成主體；

第9圖圖示在不同支撐條件下的三個形成主體的時間與形成主體中的模擬應力的函數；以及

第10圖圖示在不同支撐條件下的三個形成主體的沿著形成主體的長度的位置與形成主體中的模擬變形的函數。

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60‧‧‧形成主體

61‧‧‧溝槽

62‧‧‧第一成形表面

64‧‧‧第二成形表面

65‧‧‧上部部分

70‧‧‧根部

72‧‧‧拉伸平面

120‧‧‧托架組件

122‧‧‧托架方塊

124‧‧‧托架方塊

302‧‧‧結構組件

304‧‧‧結構組件

352‧‧‧柱塞

354‧‧‧柱塞

Claims

一種玻璃形成設備，包含：一形成主體，包含一第一成形表面與一第二成形表面，該第一成形表面與該第二成形表面在一根部處匯聚；至少一個托架組件，包含相對於彼此以一V形配置定向的一第一接觸表面與一第二接觸表面，其中：該第一接觸表面與該形成主體的該第一成形表面接合；以及該第二接觸表面與該形成主體的該第二成形表面接合，該第一接觸表面與該第二接觸表面對該形成主體提供托持力，該托持力具有一向上的垂直分量；以及至少一個端塊，與該形成主體的一端面接合，該至少一個端塊在平行於該形成主體的一長度方向並垂直於該限制力分量的一方向上對該形成主體施加一壓縮力。
如請求項1所述之玻璃形成設備，其中該根部延伸通過該至少一個托架組件，並定位於該至少一個托架組件下方。
如請求項1所述之玻璃形成設備，其中：該第一接觸表面係定位於一第一托架方塊上；以及該第二接觸表面係定位於獨立於該第一托架方塊的一第二托架方塊上。
如請求項3所述之玻璃形成設備，其中該第一托架方塊與該第二托架方塊係朝向彼此偏置，藉此將該形成主體撞擊在其間。
如請求項1所述之玻璃形成設備，其中將該壓縮力施加至該形成主體的該端面，並低於該形成主體的一質心。
如請求項1所述之玻璃形成設備，其中該第一接觸表面與該第二接觸表面係為在一托架方塊中形成的一V形切口的相對側。
如請求項1所述之玻璃形成設備，其中：該至少一個托架組件包含一第一托架組件與一第二托架組件；該第一托架組件係在該形成主體的一第一端處與該形成主體接合；以及該第二托架組件係在該形成主體的一第二端處與該形成主體接合。
如請求項7所述之玻璃形成設備，其中：該至少一個端塊包含一第一端塊與一第二端塊；該第一端塊與該形成主體的一第一端面接合；該第二端塊與該形成主體的一第二端面接合；以及該第一端塊與該第二端塊朝向彼此偏置，藉此在該形成主體的該長度方向上對該形成主體施加該壓縮力。
如請求項7所述之玻璃形成設備，其中該形成主體的一壩區域從該第一托架組件延伸至該第二托架組件，該壩區域接觸該第一托架組件與該第二托架組件。
如請求項1所述之玻璃形成設備，其中：該至少一個托架組件係在該形成主體的一第一端處與該形成主體接合；以及該形成主體的一第二端係支撐於一墩塊上。
如請求項10所述之玻璃形成設備，其中：該至少一個端塊與該形成主體的一第一端面接合；該墩塊係與該形成主體的一第二端面接合；以及該至少一個端塊朝向該墩塊偏置，藉此在該形成主體的該長度方向上對該形成主體施加該壓縮力。
一種用於支撐一形成主體的方法，該形成主體包含在一根部處匯聚的一第一成形表面與一第二成形表面，該方法包含以下步驟：將一托持力施加至該第一成形表面與該第二成形表面，該托持力具有一向上的垂直力分量，以防止該形成主體在一向下垂直方向上移動；以及在平行於該形成主體的一長度的一方向上向該形成主體的一端面施加一壓縮力，該壓縮力施加一反力矩，藉此減輕沿著該形成主體的該長度的凹陷。
如請求項12所述之支撐一形成主體的方法，其中施加該托持力之該步驟包含以下步驟：將一托架組件的一第一接觸表面與該形成主體的該第一成形表面接合；以及將該托架組件的一第二接觸表面與該形成主體的該第二成形表面接合，其中該第一接觸表面與該第二接觸表面相對於彼此以一V形配置定向。
如請求項13所述之支撐一形成主體的方法，其中：該托架組件包含一第一托架方塊以及獨立於該第一托架方塊的一第二托架方塊；該第一接觸表面係定位於該第一托架方塊上；以及該第二接觸表面係定位於該第二托架方塊上。
如請求項14所述之支撐一形成主體的方法，其中將一第一接觸表面與該第一成形表面接合並將該第二接觸表面與該第二成形表面接合之該步驟包含以下步驟：將該第一托架方塊與該第二托架方塊朝向彼此偏置。
如請求項13所述之支撐一形成主體的方法，其中該根部延伸通過該托架組件，並定位於該托架組件下方。
如請求項13所述之支撐一形成主體的方法，其中該托架組件包含一托架方塊，而該第一接觸表面與該第二接觸表面係位於在該托架方塊中形成的一V形切口的相對側上。
如請求項12所述之支撐一形成主體的方法，其中施加該壓縮力之該步驟包含以下步驟：將至少一個端塊與該形成主體的一端面接合。
如請求項12所述之支撐一形成主體的方法，其中該壓縮力係施加至該形成主體的一質心下方。