TW201742831A - 混合熔融玻璃的設備及方法 - Google Patents

Abstract

一種混合設備，包括混合容器及可旋轉地安裝在混合容器內的攪拌器。攪拌器包括沿著攪拌器的軸而定位的多組混合葉輪，每一混合葉輪包括帶狀混合葉片，帶狀混合葉片佈置成使得混合葉片的主表面平行於軸的縱向軸線。混合葉片包括鄰近混合容器的內壁表面的遠端部分和附接到軸的側部分，且遠端部分的曲率半徑不同於側部分的曲率半徑。

Description

混合熔融玻璃的設備及方法

本申請案主張在2016年5月2日提交的美國臨時申請案第62/330,471號的優先權的權益，其內容為本案所依賴並且以引用方式全文併入本文，如同以下所完全地闡述者。

本發明大體上係關於用於使熔融玻璃均勻化的設備和方法，且更特定言之係關於一種混合容器，包括定位在其中的混合構件。

玻璃的大規模商業化生產開始於原料的加熱，以熔化原料並產生熔融體。此熔融體（以下稱為熔融玻璃或熔體）可含有各種類型的不均勻性，包括氣態內含物（如，泡）和熱及/或化學不均勻性區域。氣態內含物可能在完成的玻璃製品中顯示為氣泡。熱及/或化學不均勻性可能會衝擊完成的玻璃製品的其他物理特性。例如，當熔融玻璃流過玻璃製造設備的下游部件時，不均勻區域可能被拉伸，產生所謂的凸紋(cord)。例如，在拉伸操作(諸如下拉玻璃製造製程)中，將熔融玻璃拉伸成玻璃片可進一步將凸紋拉伸成沿著拉伸方向對齊的長細絲。排列在玻璃製品(例如玻璃帶或玻璃片)的表面或附近的凸紋可在玻璃表面上產生奈米級的凸起區域，產生易於辨別的透鏡效應。對於一些玻璃製品而言，例如在顯示裝置的製造中所使用的玻璃基板，此種視覺缺陷是不期望的。

為了生產均勻的、無缺陷的玻璃製品，熔融玻璃通常在熔化後進一步處理。例如，可進行精煉製程，其中移除在熔融製程期間所產生的氣泡。此外，可實施混合製程，其中熔融玻璃被混合(例如攪拌)，以減少或消除熱及/或化學不均勻性。攪拌通常在攪拌容器內藉由攪拌構件而實行。然而，高攪拌效率的期望通常由於攪拌構件在攪拌容器上所產生的高剪切力的效應而緩和。高剪切力會隨著時間的推移而磨損攪拌容器，導致熔融玻璃的污染。

在從熔融玻璃製造玻璃製品期間，期望將熔融玻璃充分混合，以最小化不均勻性（可能存在於熔融玻璃內），以免在由從其所製造的玻璃製品中顯現出來。一種此類不均勻性被稱為凸紋。為了本揭露的目的，凸紋可能作為熔融玻璃的本體中的化學及/或熱不均勻性的區域而產生，導致在不均勻性和周圍熔融玻璃之間的小黏著性差異。若拉伸熔融玻璃，則不均勻性的區域亦被拉伸。因此，凸紋可表現為在拉伸玻璃的拉伸方向上延伸的不均勻性的繩（細絲）。當玻璃冷卻時，玻璃表面附近的不均勻的細絲可延伸到玻璃表面的其餘部分之上，且在玻璃片中產生輕微的厚度變化，此可在視覺上和功能上都影響從其所生產的顯示裝置的效能和感知質量。例如，在玻璃片的表面上甚至小的厚度變化亦可能影響用以將電子部件沉積在玻璃片上的沉積製程。此外，由該等凸起區域所產生的合成透鏡效果可為在視覺上明顯的，特別是若將玻璃形成為在視覺顯示裝置(諸如但不限於電視和電腦監控器)的製造中所使用的薄玻璃片時。

經由混合製程流動熔融玻璃可藉由更好地均勻化熔融玻璃來顯著地減輕供應到成形體的熔融玻璃中的不均勻性的影響。為此，提出了一種改善的混合設備，包括混合容器和安裝在其中的各種混合構件（亦即，攪拌器）。

如上所述，混合設備尤其起到使流過其中的熔融玻璃均勻化的作用。為了實現此功能，混合設備(更特定言之是混合構件)經設計以拉伸和折疊黏性熔融玻璃，就像麵包機拉伸和折疊麵團一般。熔融玻璃的拉伸通常發生在混合容器的內壁和附接到混合構件的軸並從其向外延伸的混合葉片的遠端部分之間。在混合容器的內壁表面和混合葉片的遠端部分之間的距離稱為耦合距離。因為混合構件在混合容器內旋轉，由於在耦合距離內所發展的熔融玻璃內的剪切力而發生熔融玻璃的拉伸。然而，在小的耦合距離內所產生的高剪切力可能產生混合容器的磨損和熔融玻璃的顆粒污染。另一方面，增加耦合距離或者減小耦合嚙合（亦即，耦合面積）(為與混合容器「耦合」的混合構件的總圓周面積)降低了混合效率。如於此所使用的，耦合面積是指緊鄰混合容器的內壁的混合葉片的面積。

因此，揭示了一種混合設備，包含混合容器。混合設備包含可旋轉地定位在混合容器內的混合構件，混合構件包含軸和附接到其上並從其徑向向外延伸的第一混合葉輪，第一混合葉輪包括與軸形成為封閉迴路的混合葉片，混合葉片包括遠端部分和與遠端部分相鄰的第一和第二側部分，遠端部分包含第一曲率半徑，第一和第二側部分包含與第一曲率半徑不同的曲率半徑。混合設備又進一步包含第一腹板部分和第二腹板部分，第二腹板部分沿著與軸的縱向軸線平行的方向與第一腹板部分間隔開，第一腹板部分和第二腹板部分沿著第一和第二腹板部分的捕獲邊緣而附接到混合葉片的內側主表面。

在一些實施例中，第一腹板部分可附接到鄰近第一混合葉輪的第二混合葉輪。

在一些實施例中，第二腹板部分可附接到鄰近第一混合葉輪的第三混合葉輪。

在一些實施例中，第一和第二側部分的至少一個的曲率半徑是無限的。

第一腹板部分和第二腹板部分的每一個包含自由邊緣。在一些實施例中，自由邊緣包含直線邊緣部分，且在一些實施例中，自由邊緣包括凹曲線。

在一些實施例中，與軸的縱向軸線平行且與第一腹板部分的自由邊緣相切的直線與第二腹板部分相交。在其它實施例中，與軸的縱向軸線平行且與第一腹板部分的自由邊緣相切的直線與第二腹板部分不相交。

混合葉片可進一步包含分別位於遠端部分和第一及第二側部分之間的第一和第二中間部分，其中遠端部分和第一和第二中間部分的曲率半徑不同於第一和第二側部分的曲率半徑。

在一些實施例中，第一和第二中間部分的曲率半徑小於第一和第二側部分的曲率半徑。

在一些實施例中，第一曲率半徑與鄰近遠端部分的混合容器的內壁表面的曲率半徑實質相同。

混合設備可包含一組混合葉輪，其圍繞軸上的第一位置相對於軸的長度而佈置。

在一些實施例中，該組混合葉輪包含至少4個混合葉輪。

在一些實施例中，該組混合葉輪包含至少5個混合葉輪。

在一些實施例中，混合設備包含佈置在軸上的複數個位置處的複數組混合葉輪。

在又另一個實施例中，描述了一種混合設備，其包含圓柱形混合容器，混合容器的內壁包含曲率半徑，可旋轉地定位在混合容器內的混合構件，混合構件包含：軸；及附接到軸並且從其徑向向外延伸的第一混合葉輪，第一混合葉輪包括與軸形成為封閉迴路的混合葉片，且包括遠端部分，遠端部分包含實質上等於混和容器的內壁的曲率半徑的第一曲率半徑，第一混合葉輪進一步包含連接到混合葉片的第一和第二腹板部分。

混合葉片可進一步包含第一和第二相鄰的側部分，第一和第二側部分包含不同於第一曲率半徑的曲率半徑。

在又另一個實施例中，揭露了一種製造玻璃的方法，包含以下步驟：在熔化容器中加熱原料，以形成熔融材料；將熔融材料流到混合容器中；丟失容器；及將熔融材料以可旋轉地定位在混合容器內的混合構件混合，混合構件包含軸和附接到其上並從其徑向向外延伸的第一混合葉輪，第一混合葉輪包括與軸形成為封閉迴路的混合葉片，混合葉片包括遠端部分和與遠端部分相鄰的側部分，遠端部分包含第一曲率半徑，側部分包含不同於第一曲率半徑的曲率半徑，第一混合葉輪進一步包含連接到混合葉片的第一和第二腹板部分。

方法可進一步包含將熔融材料以複數個混合葉輪混合。

於此所揭露的實施例的額外特徵和優點將在以下的實施方式中闡述，且部分地對於熟悉本領域者而言自以下的實施方式將是顯而易見的，或將藉由實踐於此所述的發明而識別，包括以下的實施方式、申請專利範圍及附隨圖式。

應當理解前面的發明內容和以下的實施方式都呈現意欲用以提供用於理解實施例的本質和特徵的概述或框架的實施例。附隨圖式被包括以提供進一步的理解，且被併入並構成本說明書的一部分。圖式圖示了本揭露的各種實施例，且與實施方式一起用以解釋其原理和操作。

現在將詳細參考本揭露的各種實施例，其實例在附隨圖式中圖示。儘可能地，在整個圖式中將使用相同的元件符號來代表相同或相似的部分。然而，此揭露可以許多不同的形式實施，且不應被解釋為受限於於此所述的實施例。

範圍可於此表示為從「約」一個特定值，及/或到「約」另一特定值。當表示此類範圍時，另一個實施例包括從一個特定值及/或到另一特定值。類似地，當值被表示為近似值時(藉由使用先行詞「約」)，將理解特定值形成另一個實施例。將進一步理解每一範圍的端點對於另一端點而言都是顯著的，且獨立於另一端點。

如於此所使用的方向術語（例如上、下、右、左、前、後、頂、底）僅參考所繪製的圖式而製成，且不意欲暗示絕對的定向。

除非另有明確說明，否則並不意欲將於此所闡述的任何方法解釋為要求其步驟以特定順序執行，亦不需要任何設備、特定定向。因此，當方法請求項實際上並沒有載明遵循其步驟的順序，或任何設備請求項實際上並沒有載明單獨部件的順序或定向，或在申請專利範圍或實施方式中沒有以其他方式特別說明步驟受限於特定的順序，或沒有載明設備的部件的特定順序或定向時，並不意欲在任何方面中推斷順序或定向。此適用於任何可能的非明確的解釋基礎，包括：有關步驟佈置、操作流程、部件順序或部件定向的邏輯問題；從文法組織或標點符號所衍生出的明顯含義；及說明書中所描述的實施例的數量或類型。

如於此所使用的，除非上下文另有明確規定，單數形式「一」，「一個」和「該」包括複數個指示物。因此，例如，除非上下文另有明確指示，否則提及「一」部件包括具有兩個或兩個以上的此類部件的態樣。

在如第1圖中所示者為一種示例性玻璃製造設備10。在一些實施例中，玻璃製造設備10可包含玻璃熔化爐12，玻璃熔化爐12包括熔化容器14。除了熔化容器14之外，玻璃熔化爐12可任選地包括一或多個額外部件(諸如加熱原料並將原料轉化成熔融玻璃的加熱元件（如，燃燒器或電極)。在進一步的實例中，玻璃熔化爐12可包括減少從熔化容器附近的熱損失的熱管理裝置（如，絕緣部件）。在又進一步的實例中，玻璃熔化爐12可包括促進將原料熔化成熔融玻璃的電子裝置及/或電機裝置。又進一步地，玻璃熔化爐12可包括支撐結構（如，支撐底盤，支撐構件等）或其它部件。

玻璃熔化容器14通常包含耐火材料(諸如耐火陶瓷材料，例如包含氧化鋁或氧化鋯的耐火陶瓷材料)。如於此所用的，耐火材料被定義為具有使其適用於暴露於高於538℃的環境的結構或作為系統的部件的化學和物理性質的非金屬材料。在一些實例中，玻璃熔化容器14可由耐火陶瓷磚所構成。

在一些實例中，玻璃熔化爐可作為經配置以製造玻璃基板(例如未確定長度的玻璃帶)的玻璃製造設備的部件而結合。在一些實例中，玻璃熔化爐可作為玻璃製造設備的部件而結合，玻璃製造設備包含狹縫拉製(slot draw)設備，浮浴設備，下拉設備，上拉設備，壓輥設備，管拉伸設備，或將受益於於此所揭露的態樣的任何其它玻璃製造設備。例如，第1圖示意性地圖示了玻璃熔化爐12，玻璃熔化爐12作為熔合下拉玻璃製造設備10的部件，熔合下拉玻璃製造設備10用於將用於後續處理的玻璃帶熔合拉伸成單獨的玻璃基板。

玻璃製造設備10（如，熔合拉伸設備10）可任選地包括位於相對於玻璃熔化容器14上游的上游玻璃製造設備16。如於此所使用的，上游和下游的術語將被解釋為相對於熔融玻璃的流動方向。在一些實例中，一部分或整個上游玻璃製造設備16可作為玻璃熔化爐12的一部分而結合。

如第1圖所示，上游玻璃製造設備16可包括儲存箱18、原料輸送裝置20和與原料輸送裝置連接的馬達22。儲存箱18可儲存一定數量的原料24，其可被饋送到玻璃熔化爐12的熔化容器14中，如箭頭26所示。原料24通常包含一或更多種玻璃成形金屬氧化物和一或更多種改質劑。原料24可進一步包含一或更多種另外的成分，例如一或更多種澄清劑。在一些實例中，原料輸送裝置20可藉由馬達22而供電，使得原料輸送裝置將預定量的原料24從儲存箱18輸送到熔化容器14。在進一步的實例中，馬達22可為原料輸送裝置20供電，以基於熔化容器14下游所感測的熔融玻璃的水準之受控速率而引入原料24。此後可加熱熔化容器14內的原料24，以形成熔融玻璃28。

玻璃製造設備10可任選地包括位於玻璃熔化爐12下游的下游玻璃製造設備30。在一些實例中，下游玻璃製造設備30的一部分可作為玻璃熔化爐12的一部分而結合。然而，在一些實施例中，下面論述的第一連接導管32或者下游玻璃製造設備30的其它部分可作為玻璃熔化爐12的一部分而結合。下游玻璃製造設備30的元件，包括第一連接導管32，可為由貴金屬所形成。合適的貴金屬包括選自由鉑、銥、銠、鋨、釕和鈀所組成的金屬群組的鉑族金屬，或其合金。例如，玻璃製造設備的下游部件可由包括從約70重量%至約90重量%的鉑和約10重量%至約30重量%重量的銠之鉑-銠合金所形成。然而，其它合適的金屬可包括鉬、錸、鉭、鈦、鎢及其合金。

下游玻璃製造設備30可包括位於熔化容器14下游並藉由以上所提及的第一連接導管32而耦接到熔化容器14的第一調節（亦即處理）容器，諸如澄清容器34。在一些實施例中，熔融玻璃28可藉由第一連接導管32從熔化容器14而以重力饋送到澄清容器34。例如，重力可驅動熔融玻璃28經由第一連接導管32的內部通路從熔化容器14到澄清容器34。然而，應當理解其他調節容器可位於熔化容器14的下游，例如在熔化容器14和澄清容器34之間。在一些實施例中，可在熔化容器和澄清容器之間採用調節容器，其中來自第一、上游熔化容器的熔融玻璃被進一步加熱以繼續熔化製程，或被冷卻至低於進入澄清容器前的上游熔化容器中的熔融玻璃的溫度。

在澄清容器34內，氣泡可藉由各種技術而從熔融玻璃28移除。例如，原料24可包括多價化合物（亦即澄清劑），諸如氧化錫，當加熱時，其進行化學還原反應並釋放氧氣。其他合適的澄清劑包括(但不限於)砷、銻、鐵和鈰。將澄清容器34加熱到大於熔化容器溫度的溫度，從而加熱澄清劑。藉由溫度引發的澄清劑的化學還原所產生的氧氣氣泡穿過在澄清容器內的熔融玻璃而上升，其中在熔化爐中所產生的熔體中的氣體可聚結成由澄清劑所產生的氧氣泡。隨後，擴大的氣泡可上升到澄清容器中的熔融玻璃的自由表面，且隨後從澄清容器排出。氧氣泡可進一步引起熔化玻璃在澄清容器中的機械混合。

下游玻璃製造設備30可進一步包括用於混合熔融玻璃的另一調節容器，諸如混合設備36。混合設備36可位於澄清容器34的下游。玻璃熔體混合設備36可用以提供均勻的熔融玻璃組合物，從而減少否則將存在於離開澄清容器34的經澄清的熔融玻璃內的化學或熱不均勻性。如圖所示，澄清容器34可藉由第二連接導管38而耦接到熔融玻璃混合設備36。在一些實例中，熔融玻璃28可藉由第二連接導管38而從澄清容器34以重力饋送至混合設備36。例如，重力可驅動熔融玻璃28穿過第二連接導管38的內部通道從澄清容器34到混合設備36。應當注意儘管混合設備36圖示在澄清容器34的下游，在進一步的實施例中，混合設備36可定位在澄清容器34的上游。在一些實施例中，下游玻璃製造設備30可包括多個混合設備，例如澄清容器34上游的混合設備和澄清容器34下游的混合設備。該等多個混合設備可具有相同的設計，或者它們可具有彼此不同的設計。例如，在一些實施例中，混合設備可包含靜態元件，諸如重新定向熔融玻璃的流動方向的葉片或其它固定物體。在一些實施例中，混合設備可包括主動元件，諸如主動地重新定向熔融玻璃的流動方向的攪拌元件。在又其他的實施例中，根據本揭露的混合設備可包括用於重新定向熔融玻璃的流動方向的靜態元件和主動元件。

下游玻璃製造設備30可進一步包括可位於混合設備36下游的另一調節容器，諸如輸送容器40。輸送容器40可調節待饋送到下游成形裝置的熔融玻璃28。例如，輸送容器40可用作累積器及/或流量控制器，以藉由出口導管44而調節和提供熔融玻璃28到成形體42的一致流動。如圖所示，混合設備36可藉由第三連接導管46而耦接到輸送容器40。在一些實例中，熔融玻璃28可藉由第三連接導管46而從混合設備36以重力饋送到輸送容器40。例如，重力可驅動熔融玻璃28穿過第三連接導管46的內部通路從混合設備36到輸送容器40。

下游玻璃製造設備30可進一步包括成形設備48，成形設備48包含以上所提及的成形體42且包括入口導管50。出口導管44可經定位以將熔融玻璃28從輸送容器40輸送到成形設備48的入口導管50。在熔合拉伸玻璃製造設備中的成形體42可包含定位在成形體的上表面中的槽52和沿著成形體的底部邊緣56在拉伸方向上會聚的一對會聚成形表面54。經由輸送容器40、出口導管44和入口導管50而輸送到成形體槽的熔融玻璃溢出槽的壁並沿著會聚成形表面54作為分開的熔融玻璃流下降。分開的熔融玻璃流在底部邊緣56之下方並且沿著底部邊緣56接合，以產生單一玻璃帶58，單一玻璃帶58藉由向玻璃帶施加張力(諸如藉由重力、邊緣輥和拉引輥（未圖示）中的一或更多個)而從底部邊緣56在拉伸方向60上拉伸，以當玻璃冷卻且玻璃的黏著性增加時控制玻璃帶的尺寸。因此，當玻璃帶58冷卻時，玻璃經歷黏-彈性轉變，並獲得賦予玻璃帶58穩定的尺寸特性的機械性質。在一些實施例中，玻璃帶58可藉由玻璃分離設備（未圖示）在玻璃帶的彈性區域中分離為單獨的玻璃片62，但是在進一步的實施例中，玻璃帶可捲到捲軸上。

第2圖是示例性混合設備36的示意圖，混合設備36包括混合容器100和可旋轉地定位在混合容器100內的混合構件102。混合容器100包括內壁104，其可(例如)為圓柱形的。混合容器100和混合構件102可由鉑或其合金所形成。例如，混合容器100和混合構件102可由鉑-銠合金所形成。然而，混合容器100及/或混合構件102的任一個可替代地包含不同的金屬，或除了鉑及/或銠之外亦包含不同的金屬。例如，混合構件102可包含其它鉑族金屬(包括銥、鈀、鋨和釕)，或其它高溫金屬(諸如鉬)。金屬可為合金，非合金或兩者。例如，在一些實施例中，混合構件102的一或多個部分可由鉑或鉑合金（如，鉑銠合金或鉑銥合金）所形成，或包括外包層材料，例如銥包層。

混合構件102可連接到在混合容器100內旋轉混合構件102的馬達（未圖示）。混合構件102可藉由任何合適的手段而連接到馬達，例如藉由皮帶、鏈條或齒輪系。混合容器100如第2圖所示包含位於混合容器的上半部處的入口導管(如，第二導管38)及位於混合容器的下半部處的出口導管(如，第三連接導管46)。此種佈置促進熔融玻璃經由混合容器的重力流動。儘管第2圖圖示了來自混合容器一側的熔融玻璃的進入（箭頭106）和離開（箭頭108），在一些實施例中，熔融玻璃的離開可經由混合容器的底板而發生。在一些實施例中，如所示，熔融玻璃從混合容器的頂部在大致向下的流動方向109上流到出口導管，然而在其他實施例中，進入和離開位置可顛倒，使得熔融玻璃以大致向上的方向流動穿過混合容器。

第3圖是示例性混合構件102的正視圖，其圖示了包括縱向軸線112的軸110(亦是混合構件的旋轉軸線)及複數組114的混合葉輪116。在一些實施例中，軸110可作為空心軸，例如中空的圓柱形管。軸110可包含沿著相鄰的管段的端部的圓周而接合的多個管段。軸110可包括用於管內管結構的多個同心層。

第3圖圖示了四組114的混合葉輪116，(例如)從頂部到底部包括組114a、114b、114c和114d。進一步的實施例可根據需要而具有更多或更少組的混合葉輪。該等組的混合葉輪在平行於縱向軸線112的方向上沿著軸110的長度佈置成間隔開的關係。亦即，每一組的混合葉輪表示沿著軸110沿軸110的長度（亦即，平行於縱向軸線112）的分開位置。如第3圖所示，每一組114（如114a-114d）的混合葉輪116與另一組的混合葉輪116分開並間隔開間隙G，間隙G是從一組的混合葉輪的頂部到相鄰組的混合葉輪的底部，在它們的最近點處所量測的。間隙G在相鄰組的混合葉輪之間可為相同的，或間隙G在相鄰組的混合葉輪之間可變化。例如，在葉輪組114a和114b之間的間隙G可與混合葉輪組114b和114c或任何其它組的混合葉輪之間的間隙相同或不同。每一組的混合葉輪可對準，使得一個混合葉輪組中的混合葉輪直接和相同地相對於相鄰組中的混合葉輪，亦即，其中任一組的混合葉輪在與縱向軸線112平行的方向上與軸上的任何其他組的混合葉輪的混合葉輪對準。然而，在其他實施例中，一組的葉輪可相對於相鄰組的葉輪而在軸上旋轉，使得來自一組的葉輪不與相鄰組的葉輪對準。

現在轉到第4圖，第4圖是第3圖的示例性混合構件102的透視圖，一組的混合葉輪中的每一混合葉輪116包括混合葉片118和一對腹板構件120、122。每一混合葉片118具有大致平坦的形式，其具有兩個主表面，內側主表面124和外側主表面126。內側主表面124和外側主表面126可大致平行。因此，混合葉片通常是帶狀的並形成具有軸110的封閉迴路，其中帶狀混合葉片的端部附接到軸110，且混合葉片的主表面124、126平行於縱向軸線112。

第5圖圖示了一組（亦即，組114a）的混合葉輪116的複數個混合葉輪116（亦即，混合葉輪116a-116d），該組的混合葉輪116包括混合葉片118a-118d。以下的描述將集中在包含混合葉片118a的葉輪116a上，以避免不必要的混淆，其中應理解相同的或另一組的混合葉輪的混合葉輪和混合葉片可遵循類似的模式。實際上，對於給定的混合構件而言，每一混合葉輪和於此所揭露的一組的混合葉輪的所有混合葉片在圖案和結構上可為相同的。

如可從第5圖和第6圖看出的，葉輪組114a的葉輪116a的混合葉片118a包含遠端部分128a和側部分130a、132a，其中側部分130a、132a位於遠端部分128a和軸110之間。側部分130a、132a可直接或間接地與軸110連接。更為明顯的是，遠端部分128a和側部分130a、132a可為彎曲的。例如，遠端部分128a可包含第一曲率半徑，且側部分130a、132a的每一者可包含與遠端部分128a的曲率不同的曲率。側部分130a的曲率半徑可為與側部分132a的曲率相同的曲率半徑，或側部分130a的曲率可與側部分132a的曲率半徑不同。在一些實施例中，遠端部分的曲率半徑可實質上等於混合容器100的內壁104的曲率半徑，從而最大化葉片的耦接面積。在其他實施例中，第一曲率半徑可小於混合容器100的內壁104的曲率半徑。在一些實施例中，側部分130a、132a的曲率半徑可為無限的。亦即，在一些實施例中，一個或兩個側部分130a、132a可為平直的（如，平面的）段。

在一些實施例中，如第6圖中最佳所示的，混合葉片118a可包括位於遠端部分128a和側部分130a、132a之間的一對中間部分134a、136a，其中中間部分134a、136a包含與遠端部分和側部分的的曲率半徑不同的曲率半徑，例如曲率半徑小於遠端部分或側部分的曲率半徑中的任一個。

在替代方案中，混合葉片118a可與軸110一起被看作構成封閉迴路，其中混合葉片118a包括變化的曲率半徑（其中曲率半徑沿著整個迴路不是恆定的），且其中在一些實施例中，遠端部分的曲率半徑實質上等於混合容器的內壁的曲率半徑，而在其它實施例中，遠端部分的曲率半徑小於混合容器的內壁的曲率半徑。

回到第5圖，混合葉輪116a亦包括與其連接的一對腹板構件120a、122a。例如，如第5圖所示，腹板構件120a沿著腹板構件120a的一個邊緣而連接到混合葉片118a的內側主表面124a並由混合葉片118a的內側主表面124a所捕獲，腹板構件120a的連接邊緣遵循混合葉片118a的內側主表面124a的一或更多個曲率。例如，腹板構件120a可焊接到混合葉片118a的內側主表面124a內，諸如沿著側部分130a的頂部邊緣和底部邊緣之間的中線。腹板構件120a可另外連接到相鄰混合葉輪（如，混合葉輪116b）的混合葉片（如，混合葉片118b）的外側主表面126b。例如，腹板構件120a被圖示為附接到混合葉片118a的內側主表面124a，且亦沿著線117b連接到相鄰的混合葉輪116b的混合葉片118b的外側主表面126b，使得腹板構件120a在混合葉片118a和混合葉片118b之間被共享。類似地，腹板構件122a沿著腹板構件122a的邊緣而連接到混合葉片118a的內側主表面124a並由混合葉片118a的內側主表面124a所捕獲，連接邊緣遵循側部分132a的內側主表面124a的一或更多個曲率。例如，腹板構件122a可焊接到混合葉片118a（如，側部分132a）的內側主表面124a。腹板構件122a可另外連接到相鄰混合葉輪（如，混合葉輪116d）的混合葉片（如，混合葉片118d）的內側主表面126d。例如，腹板構件122a图示為附接到混合葉片118a的內側主表面124a，且儘管在第5圖和第6圖中不可見，亦附接到相鄰的混合葉輪116d的混合葉片118d的外側主表面126d（如第6圖所示，腹板構件122a在圖式中的腹板構件120d的一部分的「下方」延伸，以與混合葉片118d連接）。另外，每一腹板構件可例如藉由焊接而進一步附接到軸110。腹板構件120a和122a可垂直於混合葉片118a，並可進一步垂直於相鄰的混合葉片118b和118d，和混合葉片118c，該等混合葉片的表面可依次與混合葉片118a平行。根據一些實施例，腹板構件120a、120b、120c和120d可為共平面的，且腹板構件122a、122b、122c和122d可為共平面的，儘管腹板構件120a-d與腹板構件122a-d在平行於縱軸112的方向上間隔開。

腹板構件120a的自由邊緣144a(為與附接到混合葉片118a的連接邊緣相對的邊緣)可為平直的邊緣（無限的曲率半徑），或自由邊緣144a可包含小於無限的曲率半徑（亦即，自由邊緣144a可為彎曲的）。類似地，腹板構件122a的自由邊緣146a（在第5圖中以虛線顯示）(為與附接到側部分132a的連接邊緣相對的邊緣)可為平直的邊緣（無限的曲率半徑），或自由邊緣146a可包含小於無限的曲率半徑。應當注意第5圖所示的自由邊緣146a不是腹板構件120d的自由邊緣144d的連續。此外，如上所述，腹板構件120a、122a可沿著軸的長度（亦即，在與縱向軸線112平行的方向上）彼此位移，使得當混合構件102以垂直定向位於混合設備36內時，腹板構件120a與腹板構件122a垂直間隔開。

借助於第6圖，混合葉片118a包括兩個相對的曲率應當是明顯的。因此，相對的腹板構件120a、122a附接到相同的混合葉片，其中一個腹板構件（如，腹板構件120a）亦附接到第一相鄰混合葉輪（如，混合葉輪116d）的混合葉片（如，混合葉片118d），且相對的腹板構件（如，腹板構件122a）亦連接到第二相鄰混合葉輪（如，混合葉輪116b）的混合葉片（如，混合葉片118b）。不管混合構件的旋轉方向如何，每一混合葉片包含相對於旋轉方向的兩個部分，前端部分和尾部部分。前端部分和尾部部分在縱向軸線112的方向上偏移。前端部分和尾部部分連接在遠端部分128中，使得遠端部分包含「S」或「Z」形，如借助第3圖可最好地看出的。混合葉片的相對曲率意味著對於任何旋轉方向（亦即，順時針或逆時針）而言，葉輪的一部分（如，混合葉片的一部分的外側主表面）或者「推動」或「拉動」熔融玻璃，而腹板構件在其自由邊緣上折疊凸紋。

第7圖是根據本揭露的另一實施例的混合構件202的一部分的平面圖。類似於前述實施例，混合構件202包含具有縱向軸線212的軸210(縱向軸線212亦是混合構件的旋轉軸線（圖示為延伸到圖式頁中））及沿著軸的縱向軸線佈置的複數組的混合葉輪216，每一組的混合葉輪與相鄰組的混合葉輪間隔開。每一組的混合葉輪216包含圍繞軸210而設置的複數個混合葉輪。例如，第7圖圖示了一組的混合葉輪，包含四個混合葉輪，如混合葉輪216a、216b、216c、216d。然而，應當理解每一組的混合葉輪可具有少於四個的混合葉輪，或替代地，超過四個混合葉輪，例如五個混合葉輪。以下描述將集中在包含混合葉片218a的葉輪216a上，以避免不必要的混淆，理解到相同的或另一組的葉輪的葉輪和混合葉片可遵循類似的模式。實際上，在一些實施例中，每一葉輪和一組的葉輪的所有混合葉片在圖案和結構上都是相同的。

如可從第7圖看出，葉輪組214a的葉輪216a的混合葉片218a包含遠端部分228a和側部分230a、232a，其中側部分230a、232a在側部分的一端與軸210連接，並且在側部分的相對端直接或間接地與遠端部分228a連接。亦即，側部分230a和232a定位在遠端部分228a和軸210之間並且耦接到遠端部分228a和軸210。更為明顯的是，遠端部分228a和側部分230a、232a可為彎曲的。例如，遠端部分228a可包含第一曲率半徑，且側部分230a、232a的每一者可包含與第一曲率半徑不同的曲率半徑。在某些實施例中，第一曲率半徑可實質上等於混合容器100的內壁104的曲率半徑，從而最大化混合葉片的耦接面積。在其他實施例中，第一曲率半徑可小於混合容器100的內壁104的曲率半徑。在一些實施例中，側部分230a和232a的半徑曲率可為無限的。亦即，在一些實施例中，側部分230a、232a可為平直的（如，平面的）段。在一些實施例中，側部分230a和232a可包含不同的曲率半徑，使得側部分230a的曲率半徑不同於側部分232a的曲率半徑，儘管在進一步的實施例中，側部分的曲率半徑是相等的。在一些實施例中，側部分的曲率半徑變化，但在數字上相等而在方向上相反。亦即，在一些實施例中，側部分可為形狀及/或尺寸的鏡像複製。

在一些實施例中，混合葉片218a可包括位於遠端部分228a和側部分230a、232a之間的一對中間部分，其中中間部分包含與遠端部分的曲率半徑不同的曲率半徑且不同於側部分的曲率半徑中的一個或兩個，例如，曲率半徑小於遠端部分的曲率半徑或側部分的曲率半徑的任一個或全部。

在替代方案中，混合葉片218a可與軸210一起被視為構成封閉迴路，其中混合葉片218a包括變化的曲率半徑（其中曲率半徑沿整個迴路不是恆定的），且其中在一些實施例中，遠端部分的曲率半徑實質上等於混合容器的內壁的曲率半徑，而在其它實施例中，遠端部分的曲率半徑小於混合容器的內壁的曲率半徑。

混合葉輪216a亦包括連接到其上的一對腹板構件220a、222a。例如，如第7圖所示，腹板構件220a（以交叉陰影線圖示）沿著腹板構件220a的一個邊緣而連接到混合葉片218a的內側主表面224a並由混合葉片218a的內側主表面224a所捕獲，連接的邊緣遵循混合葉片218a的內側主表面224a的一或更多個曲率。例如，腹板構件220a可焊接到混合葉片218a的內側主表面224a，諸如沿著混合葉片的頂部和底部邊緣之間的中線。腹板構件220a可額外地例如藉由焊接而連接到軸210。類似地，腹板構件222a沿著腹板構件222a的邊緣而連接到混合葉片218a的內側主表面224a並由混合葉片218a的內側主表面224a所捕獲，連接的邊緣遵循混合葉片218a的內側主表面224a的一或更多個曲率。腹板構件222a可額外地例如藉由焊接而連接到軸210。腹板構件220a和222a的主表面可垂直於混合葉片218a的主表面，並可進一步垂直於相鄰混合葉片218b和218d，及混合葉片218c的主表面，該等混合葉片可依次包含與混合葉片218a的主表面平行的主表面。根據本實施例，每一葉輪的腹板構件的主表面重疊，如第7圖所示的葉輪216c的交叉陰影部分250所示。如在前述實施例中，腹板構件220a和222a在縱向軸線212的方向上間隔開。

腹板構件220a的自由邊緣244a(為與附接到混合葉片218a的連接邊緣相對的邊緣)可包含線性邊緣（無限的曲率半徑），或自由邊緣244a可包含小於無限的曲率半徑（亦即，其中自由邊緣244a可彎曲）。類似地，腹板構件222a的自由邊緣246a(為與附接到混合葉片218a的連接邊緣相對的邊緣)可包含線性邊緣（無限的曲率半徑），或自由邊緣244a可包含小於無限的曲率半徑(參見第8圖）。腹板構件220a、222a可沿著軸210的長度（亦即，在與縱向軸線212平行的方向上）彼此移位，使得當混合構件202以垂直定向定位於混合設備36內時，腹板構件220a與腹板構件222a垂直地間隔開。

借助於第7圖，混合葉片218a包括兩個相對的曲率應當是明顯的，不管混合構件的旋轉方向如何，每一混合葉片包含相對於旋轉方向的兩個部分，前端部分和尾部部分。前端部分和尾部部分在縱向軸線212的方向上偏移。前端部分和尾部部分連接在遠端部分128中，使得遠端部分包含「S」或「Z」形，如借助第3圖可最好地看出的。每一混合葉片的相對曲率意味著對於任何旋轉方向（亦即，順時針或逆時針）而言，葉輪的一部分（如，混合葉片的一個部分的外側主表面）「推動」熔融玻璃，而葉輪的其他部分在腹板構件的自由邊緣上折疊凸紋。

在第7圖的實施例中，腹板構件220a、222a均沒有與相鄰的混合葉片顯著地連接，或在一些實施例中完全沒有與相鄰的混合葉片連接，從而允許更緊湊的葉輪設計和葉輪數量的增加。在一些實施例中，混合葉片不接觸相鄰的混合葉片。在第9圖的混合構件設計中，圖示了混合構件302，其圖示了複數組的葉輪中的一組，其中如所示的，每一組的葉輪包含五個葉輪。因此，可在每一組的葉輪內佈置任何數量的葉輪，例如兩個葉輪、三個葉輪、四個葉輪、五個葉輪、六個葉輪、七個葉輪等，由葉輪連接到軸的強度和可用於熔融玻璃的經由的流量（亦即，未被葉輪所覆蓋的混合容器內部的橫截面面積的百分比，特別是不被葉輪的腹板構件所覆蓋）所限制。應當顯而易見的，隨著葉輪的數量增加，與軸（如，軸310）的連接區域減小。此外，隨著混合葉輪的數量增加，由混合葉輪所覆蓋的混合容器的橫截面面積可能增加（取決於腹板構件的表面積）。

根據混合構件102、202或302的每一組的混合葉輪可與沿著相應軸而佈置的一或多個其它組的混合葉輪對準。例如，對於垂直佈置的軸而言，連接到軸的任一組的混合葉輪的混合葉輪可與軸上的另一組的混合葉輪的相應葉輪垂直地對準。因此，在對準的葉輪之間可能存在熔融玻璃的平直流動路徑。然而，在其他實例中，葉輪可能不對準，使得沿著流動方向經由混合容器在葉輪之間僅存在曲折的（非平直的）路徑。在又另一個實例中，如第10圖的混合構件202，給定混合葉輪的每一腹板構件的自由邊緣的曲率可足夠大，使得在混合葉輪內存在腹板構件不重疊，且熔融玻璃可以直線流過混合葉輪的區域，如第9圖的交叉陰影部分260所證明的。

第11A圖和第11B圖分別圖示了混合構件402和502的平面圖，每一混合構件包含沿其相應的軸410和510的長度而佈置的複數組的混合葉輪216，其中每一組的葉輪分別包含六個葉輪416和516，各自包括兩個腹板構件，分別為420、422和520、522，其中給定混合葉輪的腹板構件在與軸的縱向軸線平行的方向上間隔開。在第11A圖的實施例中，每一混合葉輪416包含混合葉片418，混合葉片418包括遠端部分428和側部分430和432。在所示實施例中的每一遠端部分428包含相同的第一曲率半徑，且每一側部分是平直的側部分（無限的曲率半徑），且第一曲率半徑與圓柱形混合容器壁102的曲率半徑實質相同。陰影區域434表示腹板構件之間的重疊區域。每一混合葉輪都可存在此種重疊。在第11B圖的實施例中，每一混合葉輪516包含混合葉片518，混合葉片518包括遠端部分528和側部分530、532。所示實施例中的每一遠端部分528包含相同的第一曲率半徑，且每一側部分是平直的側部分（無限的曲率半徑），且遠端部分528的第一曲率半徑不同於圓柱形混合容器壁102的曲率半徑，且如圖所示，小於混合容器壁的曲率半徑。陰影區域534表示腹板構件之間的重疊區域。每一混合葉輪都可存在此種重疊。

對於熟悉本領域者而言，可對本揭露的實施例作出各種修改和變化，而不背離本揭露的精神和範疇。因此，本揭露意欲涵蓋該等修改和變化，只要它們落在所附隨的申請專利範圍及其等效物的範疇內。

10‧‧‧玻璃製造設備/熔融拉伸設備
12‧‧‧玻璃熔化爐
14‧‧‧熔化容器
16‧‧‧上游玻璃製造設備
18‧‧‧儲存箱
20‧‧‧原料輸送裝置
22‧‧‧馬達
24‧‧‧原料
26‧‧‧箭頭
28‧‧‧熔融玻璃
30‧‧‧下游玻璃製造設備
32‧‧‧第一連接導管
34‧‧‧澄清容器
36‧‧‧混合設備
38‧‧‧第二連接導管/第二導管
40‧‧‧輸送容器
42‧‧‧成形體
44‧‧‧出口導管
46‧‧‧第三連接導管
48‧‧‧成形設備
50‧‧‧入口導管
52‧‧‧槽
54‧‧‧會聚成形表面
56‧‧‧底部邊緣
58‧‧‧玻璃帶
60‧‧‧拉伸方向
100‧‧‧混合容器
102‧‧‧混合構件/混合容器壁
104‧‧‧內壁
106‧‧‧箭頭
108‧‧‧箭頭
109‧‧‧流動方向
110‧‧‧軸
112‧‧‧縱向軸線
114‧‧‧組
114a‧‧‧組
114b‧‧‧組
114c‧‧‧組
114d‧‧‧組
116‧‧‧混合葉輪
116a‧‧‧混合葉輪
116b‧‧‧混合葉輪
116c‧‧‧混合葉輪
116d‧‧‧混合葉輪
117b‧‧‧線
118‧‧‧混合葉片
118a‧‧‧混合葉片
118b‧‧‧混合葉片
118c‧‧‧混合葉片
118d‧‧‧混合葉片
120‧‧‧腹板構件
120a‧‧‧腹板構件
120b‧‧‧腹板構件
120c‧‧‧腹板構件
120d‧‧‧腹板構件
122‧‧‧腹板構件
122a‧‧‧腹板構件
122b‧‧‧腹板構件
122c‧‧‧腹板構件
122d‧‧‧腹板構件
124‧‧‧主表面
124a‧‧‧主表面
126‧‧‧主表面
126b‧‧‧主表面
126d‧‧‧主表面
128‧‧‧遠端部分
128a‧‧‧遠端部分
130a‧‧‧側部分
132a‧‧‧側部分
134a‧‧‧中間部分
136a‧‧‧中間部分
144a‧‧‧自由邊緣
144d‧‧‧自由邊緣
146a‧‧‧自由邊緣
202‧‧‧混合構件
210‧‧‧軸
212‧‧‧縱向軸線
214a‧‧‧葉輪組
216‧‧‧混合葉輪
216a‧‧‧混合葉輪
216b‧‧‧混合葉輪
216c‧‧‧混合葉輪/葉輪
216d‧‧‧混合葉輪
218a‧‧‧混合葉片
220a‧‧‧腹板構件
222a‧‧‧腹板構件
224a‧‧‧主表面
228a‧‧‧遠端部分
230a‧‧‧側部分
232a‧‧‧側部分
244a‧‧‧自由邊緣
246a‧‧‧自由邊緣
250‧‧‧交叉陰影部分
260‧‧‧交叉陰影部分
302‧‧‧混合構件
310‧‧‧軸
402‧‧‧混合構件
410‧‧‧軸
418‧‧‧混合葉片
420‧‧‧腹板構件
422‧‧‧腹板構件
428‧‧‧遠端部分
430‧‧‧側部分
432‧‧‧側部分
434‧‧‧陰影區域
502‧‧‧混合構件
510‧‧‧軸
518‧‧‧混合葉片
520‧‧‧腹板構件
522‧‧‧腹板構件
528‧‧‧遠端部分
530‧‧‧側部分
532‧‧‧側部分
534‧‧‧陰影區域

第1圖是一個示例性熔融下拉玻璃製造設備的示意圖；

第2圖是適合在第1圖的玻璃製造設備中使用的混合設備的側剖視圖；

第3圖是根據本揭露的實施例之適合在第2圖的混合設備中使用的混合構件的側視圖；

第4圖是第3圖的混合構件的透視圖；

第5圖是第3圖的混合構件的平面圖，圖示了複數組葉輪的一組；

第6圖是第5圖的混合構件的局部平面圖；

第7圖是根據本揭露的混合構件的另一實施例的平面圖，其中葉輪的腹板構件包含平直的自由邊緣；

第8圖是根據本揭露的混合構件的又一實施例的平面圖，其中葉輪的腹板構件包含彎曲的自由邊緣；

第9圖是根據本揭露的混合構件的另一實施例的平面圖，其中每組葉輪包含大量（大於四個）的葉輪；

第10圖是根據本揭露的混合構件的另一實施例的平面圖，每一葉輪具有彎曲自由邊緣，彎曲自由邊緣具有使得熔融玻璃能夠以直線流過葉輪的曲率半徑；

第11A圖是根據本揭露的混合構件的又另一個實施例的平面圖，混合構件包含混合葉片，混合葉片具有平直的側部分和遠端部分，遠端部分包括實質上與混合容器的圓柱形內壁的曲率半徑相同的曲率半徑；

第11B圖是根據本揭露的混合構件的再另一個實施例的平面圖，混合構件包含混合葉片，混合葉片具有平直部分和遠端部分，遠端部分包括小於混合容器的圓柱形內壁的曲率半徑的曲率半徑。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

102‧‧‧混合構件/混合容器壁

110‧‧‧軸

112‧‧‧縱向軸線

116‧‧‧混合葉輪

118‧‧‧混合葉片

120‧‧‧腹板構件

122‧‧‧腹板構件

124‧‧‧主表面

126‧‧‧主表面

Claims (10)

1. 一種混合設備，包含： 一混合容器；一混合構件，可旋轉地定位在該混合容器內，該混合構件包含一軸和附接到其上並從其徑向向外延伸的一第一混合葉輪，該第一混合葉輪包括與該軸形成為一封閉迴路的一混合葉片，該混合葉片包括一遠端部分和與該遠端部分相鄰的第一和第二側部分，該遠端部分包含一第一曲率半徑，該第一和第二側部分包含與該第一曲率半徑不同的一曲率半徑；及一第一腹板部分和一第二腹板部分，該第二腹板部分沿著與該軸的一縱向軸線平行的一方向與該第一腹板部分間隔開，該第一腹板部分和該第二腹板部分沿著該第一和第二腹板部分的一捕獲邊緣而附接到該混合葉片的一內側主表面。
2. 如請求項1所述之混合設備，其中該第一腹板部分附接到鄰近該第一混合葉輪的一第二混合葉輪。
3. 如請求項2所述之混合設備，其中該第二腹板部分附接到鄰近該第一混合葉輪的一第三混合葉輪。
4. 如請求項1所述之混合設備，其中該第一和第二側部分的至少一個的一曲率半徑是無限的。
5. 如請求項1所述之混合設備，其中該第一腹板部分和第二腹板部分的每一個包含一自由邊緣。
6. 如請求項1所述之混合設備，其中沿著一直線與該軸的一縱向軸線平行且與該第一腹板部分的該自由邊緣相切，該直線與該第二腹板部分相交。
7. 如請求項1所述之混合設備，其中沿著一直線與該軸的一縱向軸線平行且與該第一腹板部分的該自由邊緣相切，該直線與該第二腹板部分不相交。
8. 如請求項1所述之混合設備，其中該第一曲率半徑與鄰近該遠端部分的該混合容器的一內壁表面的一曲率半徑實質相同。
9. 一種製造玻璃的方法，包含以下步驟： 在一熔化容器中加熱多個原料，以形成一熔融材料；將該熔融材料流到一混合容器中；丟失容器；及將該熔融材料以可旋轉地定位在該混合容器內的一混合構件混合，該混合構件包含一軸和附接到其上並從其徑向向外延伸的一第一混合葉輪，該第一混合葉輪包括與該軸形成為一封閉迴路的一混合葉片，該混合葉片包括一遠端部分和與該遠端部分相鄰的多個側部分，該遠端部分包一含第一曲率半徑，該等側部分包含不同於該第一曲率半徑的一曲率半徑，該第一混合葉輪進一步包含連接到該混合葉片的第一和第二腹板部分。
10. 如請求項9所述之方法，進一步包含以下步驟：將該熔融材料以複數個混合葉輪混合。