TW201904891A - 用於冷卻玻璃帶的設備和方法 - Google Patents

用於冷卻玻璃帶的設備和方法

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油田知宏
安莫 阿格拉瓦
史帝夫羅伊 伯德特
羅伯特 戴利亞
易卜拉欣拉蘇爾 穆罕默德
杰賢 余
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美商康寧公司
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    • C03B17/06Forming glass sheets
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Abstract

本案揭示了一種用於冷卻一玻璃帶的設備,該玻璃帶沿著一拉伸平面被拉伸而穿過一殼體組件的腔室,該殼體組件包含:藉由一熱板與該殼體組件的腔室分離的一隔室,及沿著該熱板並且平行於該熱板延伸的至少一個冷卻管,該至少一個冷卻管經配置以使得一冷卻流體流動而與相對於該拉伸平面的該熱板的一表面相抵靠。

Description

用於冷卻玻璃帶的設備和方法
本申請案主張美國臨時專利申請案序列號62/519,501(該臨時專利申請案於2017年6月14日提出申請)的優先權權益,該臨時專利申請案的內容被引為依據並且在此藉由引用的方式全部地併入本文中(如同於後文中完全地闡述般)。
本揭露一般係關於:用於形成玻璃製品的方法,並且特定而言關於:用於當從一形成主體拉製一玻璃帶時冷卻該玻璃帶的方法。
玻璃基板(例如,用於照明面板、液晶顯示器,及其他的電子裝置的製造中的玻璃基板)的製造通常涉及到從熔融玻璃拉製一玻璃帶的情況。必須沿著該帶的一長度且橫跨該帶的一寬度來冷卻該玻璃帶以獲得所欲的屬性,並且同時使得在該玻璃帶中的殘餘的應力最小化。該玻璃帶隨後可被切割成個別的玻璃片,或玻璃板,該等玻璃片,或該等玻璃板可被使用在各種產品(其中包含前述的顯示器)中。
在一實施例中,揭示了一種用於冷卻一玻璃帶的設備,該設備包含:一形成主體,該形成主體經配置以沿著一拉伸平面形成一玻璃帶,及一殼體組件,該殼體組件被設置在該形成主體的下方並且該玻璃帶是以一拉伸方向被拉伸而通過該殼體組件。該設備進一步包含:被設置在該殼體組件中的至少一個冷卻管(例如,線性冷卻管),該至少一個冷卻管包含:一縱向軸,該縱向軸平行於該拉伸平面並且垂直於該拉伸方向延伸,及至少一個孔口,該至少一個孔口經配置以引導來自該冷卻管的冷卻氣體的流動。該設備亦進一步地包含:一熱板,該熱板被設置在該至少一個冷卻管與該拉伸平面之間,該至少一個冷卻管被定向以引導冷卻氣體的流動而與該熱板相抵靠。
在實施例中,該殼體組件包含:一上殼體部分和一下殼體部分。
該熱板可(例如)被設置在該上殼體部分中。
在一些實施例中,該至少一個冷卻管包含:至少一個孔口,該至少一個孔口經配置以引導來自該冷卻管的冷卻氣體的流動。
在一些實施例中,該至少一個冷卻管可包含:複數個冷卻管(例如,至少一個封閉型,或幅射型的冷卻管,及至少一個開放型,或注射型的冷卻管,該至少一個開放型,或注射型的冷卻管經配置以引導冷卻流體的流動而與該熱板相抵靠)。
在一些實施例中,該至少一個孔口可包含:複數個孔口。
在一些實施例中,該至少一個冷卻管包含:一第一管和一第二管,該第二管被設置在該第一管的內部並且與該第一管分隔開,在該第一管與該第二管之間的一間隙形成一第一通道,該第一通道經配置以接收冷卻流體的流動。該第二管包含:一外壁和一內壁,在該外壁與該內壁之間的一間隙形成與該第一通道隔離的一第二通道,該內壁界定與該第一通道流體連通的一第三通道;
在實施例中,一阻擋構件可被設置在該第一管和該第二管之間並且與該第一管和該第二管接觸,該阻擋構件沿著該第二管的至少大約50%的長度延伸。該至少一個孔口在該第二通道與該第一管的一外部之間延伸,以使得該第二通道與一外部大氣流體連通。
在一些實施例中,該至少一個孔口包含:一狹槽,該狹槽沿著該阻擋構件的至少50%的長度延伸。
在一些實施例中,該至少一個冷卻管包含:一第一管和一第二管,該第二管被設置在該第一管的內部並且與該第一管分隔開以在其間形成一間隙。該冷卻管可進一步包含:一對阻擋構件,該對阻擋構件被設置在位於該第一管和該第二管之間的該間隙中並且與該第一管和該第二管接觸,該等阻擋構件將該間隙分成一第一通道和與該第一通道流體連通的一第二通道。該第二管界定:一第三通道,該第三通道位在該第二管的內部和沿著該第二管的一長度延伸,並且與該第一通道和該第二通道隔離,該至少一個孔口在該第三通道與該第一管的一外部之間延伸。該至少一個孔口可(例如)包含:一狹槽,該狹槽沿著該阻擋構件的至少50%的長度延伸。
該上殼體部分可包含:一隔室,該隔室相對於該拉伸平面而被設置在該熱板的後面,其中該至少一個冷卻管被設置在該隔室內。該隔室可與該上殼體部分的一內部大氣隔離。該設備可進一步包含一排氣管,該排氣管提供該隔室與在該上殼體部分外部的一大氣之間的流體連通。
在一些實施例中,該下殼體部分包含:一腔室,其中該玻璃帶被拉伸而穿過該腔室,該下殼體部分進一步包含:至少一個冷卻管,該至少一個冷卻管被設置在下殼體部分腔室內和以平行於該拉伸平面和垂直於該拉伸方向的一方向延伸,並且具有對於該玻璃帶的直視。
被設置在下殼體部分腔室內的該至少一個冷卻管可包含:至少一個孔口,該至少一個孔口經配置以引導冷卻氣體流動至該玻璃帶。
在一些實施例中,被設置在下殼體部分腔室內的該至少一個冷卻管包含:一第一管和一第二管,該第二管被設置在該第一管的內部並且與該第一管分隔開,在該第一管與該第二管之間的一第一間隙形成經配置以接收冷卻流體的流動的一第一通道,該第二管包含:一外壁和一內壁,在該外壁與該內壁之間的一第二間隙形成與該第一通道隔離的一第二通道,該內壁界定與該第一通道流體連通的一第三通道。被設置在下殼體部分腔室內的該至少一個冷卻管可進一步包含:被設置在該第一管和該第二管之間並且與該第一管和該第二管接觸的一阻擋構件,該阻擋構件沿著該第二管的至少大約50%的長度延伸。被設置在下殼體部分腔室內的該至少一個冷卻管包含:至少一個孔口,該至少一個孔口在該第二通道與該第一管的一外部之間延伸。
在一些實施例中,被設置在下殼體部分腔室中的該至少一個冷卻管的該至少一個孔口包含:一狹槽,該狹槽沿著該阻擋構件的至少50%的長度延伸。
在一些實施例中,被設置在下殼體部分腔室中的該至少一個冷卻管包含:一第一管和一第二管,該第二管被設置在該第一管的內部並且與該第一管分隔開以在其間形成一間隙。被設置在下殼體部分腔室內的該至少一個冷卻管可進一步包含:一對阻擋構件,該對阻擋構件被設置在位於該第一管與該第二管的該間隙中並且與該第一管和該第二管接觸,該等阻擋構件將該間隙分成一第一通道和與該第一通道流體連通的一第二通道。該第二管 界定:一第三通道,該第三通道位於該第二管的內部和沿著該第二管的一長度延伸,並且與該第一通道和該第二通道隔離,被設置在下殼體部分腔室內的該至少一個冷卻管 進一步包含:在該第三通道與該第一管的一外部之間延伸的至少一個孔口。
被設置在下殼體部分腔室中的該至少一個冷卻管的該至少一個孔口可在一些實施例中包含:一狹槽,該狹槽沿著該阻擋構件的至少50%的長度延伸。
該設備可進一步包含:被設置在該殼體組件上方的冷卻門,該等冷卻門包含:被設置於其中的複數個冷卻管,該複數個冷卻管中的每一冷卻管包含:垂直於該拉伸平面且垂直於該拉伸方向延伸的一縱向軸。
在另一實施例中,描述了一種冷卻一玻璃帶的方法,該方法包含以下步驟:從一形成主體沿著一拉伸平面並且以一拉伸方向拉伸一玻璃帶,該玻璃帶穿過被設置在該形成主體下方的一殼體組件。該方法進一步包含:被設置在該殼體組件中的至少一個冷卻管,該至少一個冷卻管包含:平行於該拉伸平面且垂直於該拉伸方向的一縱向軸,該至少一個冷卻管包含:一近端和一遠端,以及位於該近端與該遠端之間的中間的至少一個孔口。熱板平行於該拉伸平面和垂直於該拉伸方向延伸並且被設置在該至少一個冷卻管與該拉伸平面之間。該方法進一步包含以下步驟:當該玻璃帶穿過該殼體組件時,藉由從該至少一個孔口將一冷卻氣體排放至該熱板的方式來冷卻該玻璃帶。
在一些實施例中,該殼體組件包含:一上殼體部分和一下殼體部分,該熱板被設置在該上殼體部分中。
該方法可進一步包含以下步驟:利用在該冷卻管中流動的一冷卻流體來冷卻該冷卻氣體。舉例而言,該冷卻流體可流動通過在該冷卻管中的一第一通道,並且該冷卻氣體流動通過在位於該第一通道內部的該冷卻管中的一第二通道。
在一些實施例中,該上殼體部分界定一隔室,其中該至少一個冷卻管被設置在該隔室內。
該方法可進一步包含以下步驟:從該隔室經由一排氣管抽取該冷卻氣體,該排氣管從該隔室延伸至該上殼體部分的外部。
在一些實施例中,該下殼體部分界定:一腔室,其中該玻璃帶被拉伸而穿過該腔室,該下殼體部分包含:至少一個冷卻管,該至少一個冷卻管具有對於該玻璃帶的一直視且延伸至該腔室中,至少一個下殼體部分冷卻管包含:至少一個孔口和平行於該拉伸平面且垂直於該拉伸方向的一縱向軸,該方法進一步包含以下步驟:當該玻璃帶穿過該腔室時,藉由從下殼體部分冷卻管的該至少一個孔口將冷卻氣體排放至該玻璃帶的方式來冷卻該玻璃帶。
在此揭示的實施例的額外的特徵和優點將被闡述於後續的實施方式中,並且該等特徵和優點對於彼等習知技藝者而言將部分地從該描述中而為顯而易見的,或藉由實踐如同在此描述的本發明(其中包含後續的實施方式、申請專利範圍,以及隨附圖式)來識別。
應理解到:上文的一般描述和後續的實施方式二者皆呈現:意欲提供用於理解在此揭示的實施例的本質和特性的概述或架構的實施例。隨附圖式被包含以提供進一步的理解,並且被併入此說明書中和構成此說明書的一部分。圖式實例說明本揭露的各種實施例,並且與說明書一起用於解釋原理和其操作。
現在將詳細地參照本揭露的實施例,該等實施例的實例被示例說明於隨附圖式中。儘可能地,將在全部的圖式中使用相同的元件符號以意指為相同的或類似的部件。然而,此揭露可利用諸多的不同的形式來體現並且不應該被解釋為受限於在此闡述的實施例。
範圍在此可被表示為從「大約的(about)」 一個特定的數值(及/或)至「大約的(about)」另一個特定的數值。當表示此種範圍時,另一實施例包含從一個特定的數值(及/或)至另一個特定的數值。類似地,當數值藉由使用先行詞「大約(about)」被表示為近似值時,將理解到:該特定的數值形成另一實施例。將進一步地理解到:該等範圍中的每一範圍的端點對於另一個端點都是重要的,並且獨立於另一個端點。
如同在此使用的方向術語(例如,向上(up)、向下(down)、右邊(right)、左邊(left)、前面(front)、後面(back)、頂部(top)、底部(bottom)僅是參照所繪製的圖式來製定,並且無意於暗示絕對的方向。
除非另外清楚地聲明,否則無意於將在此闡述的任何的方法解釋為要求其步驟按照特定的順序來執行,或是要求任何的設備要具有特定的方向。因此,在方法請求項實際上沒有敘述其步驟應遵循的順序,或任何的設備請求項實際上沒有敘述針對於個別的元件的順序或方向,或沒有另外地在申請專利範圍或說明書中具體陳述將步驟限制為要遵循特定的順序,或者針對於設備的元件的特定的順序或方向並未被敘述的情況中,無意於在任何方面推論順序或方向。此者適用於:用以進行解釋的任何的可能的非表達基礎,其中包含:與步驟的安排、操作流程、元件的順序,或元件的方向相關的邏輯事項;從語法組織或標點符號導引出的簡單的意義,以及在說明書中描述的實施例的數目或類型。
如同在此使用者,單數形式「一(a)」、「一個(an)」,及「該(the)」包含:複數個參考(除非上下文另外清楚地指定)。因此,舉例而言,對於「一(a)」元件的參考包含:具有二或多個此類的元件的態樣(除非上下文另外清楚地指明)。
如同在此使用者,「熔融玻璃(molten glass)」應被解釋為意指一熔融材料,該熔融材料在冷卻之後可進入玻璃狀態。詞彙熔融玻璃與詞彙「熔體(melt)」可同義地使用。熔融玻璃可形成(例如):大部分的矽酸鹽玻璃(儘管本揭露不限於此)。
如同在此使用者,詞彙「流體(fluid)」應表示:任何的氣體、氣體的混合物、液體、氣體和液體混合物、蒸氣,或其組合。
如同在此使用者,詞彙「耐火物質(refractory)」或「耐火材料(refractory material)」被使用以表示:非金屬材料,該非金屬材料具有使得其適合用於暴露於高於538°C(例如,等於或大於大約700°C(如等於或大於大約800°C))的環境的結構,或作為暴露於高於538°C(例如,等於或大於大約700°C(如等於或大於大約800°C))的環境的系統的元件的化學性質和物理性質。
藉由下拉製程(例如,熔融下拉製程)來製造玻璃片需要謹慎地控制處理溫度。在進行形成製程期間溫度的影響最為嚴重,其中薄玻璃帶(在諸多的情況中厚度小於1毫米(mm)或更小並且在某些情況中超過3公尺寬)係從形成主體被拉伸而穿過主要由其邊緣支撐的自由空間。以下所述者應該為顯而易見的:即使具有小的溫度變化亦可能導致可能使得玻璃帶發生翹曲的殘餘的應力,並且從玻璃帶切下玻璃片。亦務必注意到以下所述事項:帶通常在超過1000°C的溫度下離開形成主體,但是必須在非常短的距離中冷卻至僅僅不到幾百度的溫度(因為帶通常是以垂直向下的方向被拉伸並且實際上可用的垂直距離常常是有限的)。在下拉製程中從形成主體被拉伸的玻璃帶的冷卻由於需要將在拉伸區域內的氣流(其中包含直接地歸因於冷卻構件的對流)最小化的緣故而被進一步地複雜化(因為穿越過該帶的氣流可導致該帶的表面的厚度變化)。
為了要維持在玻璃帶周圍的一致的環境,形成主體和自由空間區域(其中當玻璃帶從黏滯液體轉變至彈性固體時,該玻璃帶被拉伸而穿過該自由空間區域)二者 被包含在將該玻璃帶與周圍的環境分離的結構內。更為特定地,自由空間體積(其中該玻璃帶被拉伸而穿過該自由空間體積)在4個側上由被設置在形成主體下方的殼體包圍,該自由空間體積亦即連接壁和形成圍板或通道的耐火絕熱材料的集合。
如同在前文中註示者,在進行拉製製程期間,當黏滯的帶轉變至彈性固體時,在殼體內保持良好控制的溫度狀態是特別有利的。此外,需要在熔融玻璃離開形成主體之後儘可能快地使帶冷卻以使得可用於對玻璃帶進行退火的垂直空間最大化。因此,在殼體的最上面的區域內的排熱要求可為嚴格的:不僅必須從該帶中移除大量的剩餘熱,而且因為該帶通過在殼體中具有低黏度(高)的區域(通向形成主體),必須注意不要引入對於玻璃的品質可能有影響的氣流。舉例而言,直視冷卻裝置(例如,具有對於玻璃帶的直接的視線的冷卻裝置)可以產生可形成玻璃帶表面的波紋的對流。
在第1圖中圖示者係示例性的玻璃製造設備10。在一些實施例中,玻璃製造設備10可包含:一玻璃熔爐12,該玻璃熔爐可包含:熔化容器14。除了熔化容器14之外,玻璃熔爐12可以可選擇地包含:一或更多個額外的元件(如,經配置以加熱原始材料並且將該原始材料轉化為熔融玻璃的加熱元件(例如,燃燒器和/或電極))。舉例而言,熔爐14可為電增強式的熔化容器,其中能量係藉由燃燒器和直接加熱二者被加到原始材料中,其中電流通過原始材料,並且由此藉由對於原始材料進行焦耳加熱來加入能量。如同在此使用者,電增強式的熔化容器係從焦耳加熱和表面上燃燒加熱二者獲得熱能的熔化容器,並且藉由進行焦耳加熱的方式給予原始材料和/或熔體的能量的總量等於或大於大約20%。如同在此使用者,電增強式的熔化容器不包含浸沒式燃燒製程。在一些實施例中,與藉由上表面燃燒器(Y)和焦耳加熱二者加到熔融材料中的總熱能相比,藉由焦耳加熱(X)加到熔融材料中的熱能可以在從大約20%至大約80%的範圍中。舉例而言,藉由焦耳加熱加到熔融材料中的熱能與藉由上表面燃燒器加到熔融材料中的熱能相比的比率X:Y可為:20%:80%、30%:70%、40%:60%、50%:50%、60%:40%、70%:30%或甚至80%:20%(儘管在另外的實施例中可使用其他的比率)。
在另外的實施例中,玻璃熔爐12可包含:減少來自熔化容器的熱損失的熱管理裝置(例如,絕熱元件)。在更進一步的實施例中,玻璃熔爐12可包含:促進原始材料熔化為玻璃熔體的電子裝置和/或機電裝置。更進一步地,玻璃熔爐12可包含:支撐結構(例如,支撐底座、支撐構件等等),或其他的元件。
玻璃熔化容器14通常是從耐火材料中形成,該耐火材料如耐火陶瓷材料(例如,包含氧化鋁或氧化鋯的耐火陶瓷材料(儘管耐火陶瓷材料可包含其他的耐火材料(例如:釔(例如,氧化釔、釔安定氧化鋯、磷酸釔)、鋯石(ZrSiO4 )或氧化鋁-氧化鋯-二氧化矽(alumina-zirconia-silica),或甚至氧化鉻(其中可選擇地或以任何的組合的方式來使用)))。在一些實例中,玻璃熔化容器14可從耐火陶瓷磚中構成。
在一些實施例中,熔爐12可被併入以作為一玻璃製造設備的一元件,該玻璃製造設備經配置以製造玻璃製品(例如,具有不確定的長度的玻璃帶)(儘管在另外的實施例中,該玻璃製造設備可經配置以形成其他的玻璃製品(如(並非限制):玻璃棒、玻璃管、玻璃封套(例如,用於照明裝置(例如,燈泡)的玻璃封套),及玻璃鏡片)(儘管可考慮諸多的其他的玻璃製品))。在一些實例中,熔爐可被併入以作為玻璃製造設備(其中包含狹槽拉製設備、浮槽設備、向下拉製設備(例如,熔融向下拉製設備)、向上拉製設備、壓製設備、滾壓設備、管拉製設備,或受益於本揭露的任何的其他的玻璃製造設備)的元件。藉由實例的方式,第1圖示意性地將玻璃熔爐12示例說明為:用於熔融拉製一玻璃帶以便隨後處理成為個別的玻璃片或將玻璃帶捲繞到捲軸上的熔融向下拉伸玻璃製造設備10的元件。
玻璃製造設備10(例如,熔融向下拉製設備10)可以可選擇地包含:一上游玻璃製造設備16,該上游玻璃製造設備被設置在相對於玻璃熔化容器14的上游處。在一些實例中,上游玻璃製造設備16的一部分,或整個上游玻璃製造設備16可被併入以作為玻璃熔爐12的部分。
如在示例說明於第1圖中的實施例中圖示者,上游玻璃製造設備16可包含:原始材料儲存倉18、原始材料輸送裝置20,及連接至原始材料輸送裝置的馬達22。儲存倉18可經配置以儲存一定量的原始材料24,該原始材料可經由一或更多個饋送埠被饋送至玻璃熔爐12的熔化容器14(如同由箭頭26指示者)。原始材料24通常包含:一或更多個形成玻璃的金屬氧化物和一或更多個改質劑。在一些實例中,原始材料輸送裝置20可由馬達22供電,以使得原始材料輸送裝置20將一預定量的原始材料24從儲存倉18輸送至熔化容器14。在另外的實例中,馬達22可為原始材料輸送裝置20供電以基於在熔化容器14的下游處(相對於熔融玻璃的流動方向)感測到的熔融玻璃的位準並且以受控速率來引入原始材料24。在熔化容器14內的原始材料24隨後可被加熱以形成熔融玻璃28。通常地,在初始的熔化步驟中,原始材料作為顆粒(例如為包含各種「砂(sand)」)被加到熔化容器中。原始材料亦可包含:來自先前的熔化和/或形成操作的廢玻璃(亦即碎玻璃)。通常使用燃燒器以開始進行熔化製程。在電增強的熔化製程中,一旦原始材料的電阻足夠地降低(例如,當原始材料開始液化時),藉由在被設置為與原始材料接觸的電極之間產生電勢以開始進行電增強(electric boost),藉此建立通過原始材料的電流,原始材料通常在此時進入熔融狀態,或處於熔融狀態。
玻璃製造設備10亦可以可選擇地包含:一下游玻璃製造設備30,該下游玻璃製造設備被設置在玻璃熔爐12的下游處(相對於熔融玻璃28的流動方向)。在一些實例中,下游玻璃製造設備30的一部分可被併入以作為玻璃熔爐12的部分。然而,在一些情況中,在後文中論述的第一連接管道32,或下游玻璃製造設備30的其他的部分可被併入以作為玻璃熔爐12的部分。下游玻璃製造設備的元件(其中包含第一連接管道32)可從貴重的金屬中形成。適當的貴重的金屬包含:從由鉑、銥、銠、鋨、釕,及鈀所組成的金屬的群組中選出的鉑族金屬,或其合金。舉例而言,玻璃製造設備的下游元件可從一鉑銠合金中形成,該鉑銠合金包含:從大約70%重量百分比至大約90%重量百分比的鉑和從大約10%重量百分比至大約30%重量百分比的銠。然而,其他的適當的材料可包含:鉬、錸、鉭、鈦、鎢,及其合金。
下游玻璃製造設備30可包含:一第一調節(亦即,處理)容器(例如,澄清容器34),該第一調節容器位於熔化容器14的下游處並且藉由在前文中參照的第一連接管道32耦接至熔化容器14。在一些實例中,熔融玻璃28可藉由重力從熔化容器14經由第一連接管道32被饋送至澄清容器34。舉例而言,重力可驅動熔融玻璃28從熔化容器14經由第一連接管道32的內部路徑而到達澄清容器34。然而,應理解到:其他的調節容器可被設置在熔化容器14的下游處(例如,在熔化容器14與澄清容器34之間)。在一些實施例中,可在熔化容器與澄清容器之間使用調節容器,其中來自主要的熔化容器的熔融玻璃在輔助的容器中被進一步地加熱以繼續地進行熔化製程,或在進入澄清容器之前被冷卻至比在主要的熔化容器中的熔融玻璃的溫度更低的溫度。
如同先前描述者,可藉由各種技術從熔融玻璃28中移除氣泡。舉例而言,原始材料24可包含:多價化合物(亦即澄清劑),如氧化錫(當氧化錫被加熱時會經歷化學還原反應和釋放氧)。其他的適當的澄清劑包含(而非限制):砷、銻、鐵,及鈰(儘管如同先前註示者,在一些應用中,由於環境的原因可能會阻止使用砷和銻)。澄清容器34被加熱至高於熔化容器溫度的溫度,藉此加熱澄清劑。由被包含在熔體中的一或更多個澄清劑的溫度引起的化學還原產生的氧氣泡上升而通過在澄清容器內的熔融玻璃,其中在熔爐中產生的熔融玻璃中的氣體可聚結或擴散至由澄清劑產生的氧氣泡。隨著浮力增加而增大的氣泡隨後可上升至在澄清容器內的熔融玻璃的自由表面,隨後可從澄清容器排出。當氧氣泡上升而通過熔融玻璃時,氧氣泡可進一步地引起:在澄清容器中的熔融玻璃的機械混合。
下游玻璃製造設備30可進一步包含:另一個調節容器(例如,混合設備36(例如,攪拌容器)),該調節容器用於混合在澄清容器34的下游處流動的熔融玻璃。混合設備36可被使用以提供均勻的玻璃熔體組成物,藉此降低可能以另外的方式存在於離開澄清容器的經過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可藉由第二連接管道38被耦接至混合設備36。在一些實施例中,熔融玻璃28可藉由重力從澄清容器34經由第二連接管道38被饋送至混合設備36。舉例而言,重力可驅動熔融玻璃28從澄清容器34經由第二連接管道38的內部路徑而到達混合設備36。通常,在混合設備內的熔融玻璃包含:一自由表面,其中自由體積在自由表面與混合設備的頂部之間延伸。應注意到:儘管混合設備36被圖示為位於澄清容器34的下游處(相對於熔融玻璃的流動方向),但在其他的實施例中,混合設備36可被設置在澄清容器34的上游處。在一些實施例中,下游玻璃製造設備30可包含:多個混合設備(例如,在澄清容器34的上游處的混合設備和在澄清容器34的下游處的混合設備)。該等多個混合設備可具有相同的設計,或者該等混合設備彼此之間可具有不同的設計。在一些實施例中,容器和/或管道中的一或更多者可包含:被設置在其中的靜態混合葉片以促進混合和熔融材料隨後的均勻化。
下游玻璃製造設備30可進一步包含:另一個調節容器(如,可位於混合設備36的下游處的輸送容器40)。輸送容器40可調節將被饋送至下游形成裝置的熔融玻璃28。舉例而言,輸送容器40可作為累積器和/或流量控制器以調整熔融玻璃28的流量並且經由離開管道44提供熔融玻璃28的恆定流量至形成主體42。在輸送容器40內的熔融玻璃可在一些實施例中包含:一自由表面,其中自由體積從自由表面向上延伸至輸送容器的頂部。如圖所示,混合設備36可藉由第三連接管道46被耦接至輸送容器40。在一些實例中,熔融玻璃28可藉由重力從混合設備36經由第三連接管道46被饋送至輸送容器40。舉例而言,重力可驅動熔融玻璃28從混合設備36經由第三連接管道46的內部路徑而到達輸送容器40。
下游玻璃製造設備30可進一步包含:形成設備48,該形成設備包含:在前文中參照的形成主體42(其中包含入口管道50)。離開管道44可被設置以從輸送容器40輸送熔融玻璃28至形成設備48的入口管道50。在熔融向下拉伸玻璃製造設備中的形成主體42可包含:被設置在形成主體的上表面和會聚形成表面54(僅圖示有一個表面)中的一槽52,該會聚形成表面54沿著形成主體的底部邊緣(根部)56並且以拉伸方向會聚。藉由輸送容器40、離開管道44,及入口管道50被輸送至形成主體槽的熔融玻璃溢出該槽的壁並且作為分離的熔融玻璃流而沿著會聚形成表面54降落。應注意到:在形成主體槽內的熔融玻璃包含:一自由表面,並且自由體積從熔融玻璃的自由表面延伸至外殼的頂部,其中形成主體被設置在該外殼內。熔融玻璃朝向會聚形成表面的至少一部分的往下流動會被壩體和邊緣導向器攔截並且受到引導(如同在後文中更為充分地描述者)。分離的熔融玻璃流在根部下方並且沿著根部匯聚以產生熔融玻璃58(該熔融玻璃58從根部56以拉伸方向60被拉伸)的單條帶(其中產生熔融玻璃58的單條帶係藉由以下方式來達成:施加向下的張力至玻璃帶(如藉由重力、邊緣輥和拉引輥(未示出)),以在熔融玻璃冷卻和材料的黏度增加的時候控制玻璃帶的尺寸)。從而,玻璃帶58經歷黏性與彈性間的轉變(visco-elastic transition)並且獲得給予玻璃帶58穩定的尺寸特性的機械特性。在一些實施例中,玻璃帶58可在該玻璃帶的彈性區域中藉由玻璃分離設備(未示出)被分離成個別的玻璃片62,而在另外的實施例中,玻璃帶可被捲繞至卷軸並且被儲存以用於進一步的處理。
第2圖和第3圖係形成設備48的至少一部分的橫截面圖(如同在玻璃帶58處沿著邊緣觀看時可見者)。除了形成主體42之外,形成設備48包含:外殼組件100和殼體組件102。外殼組件100可包含:外部殼體 104和內部殼體106,該內部殼體106被設置在外部殼體104內並且與外部殼體104分隔開。加熱元件108可被設置在體積110內,該體積110將內部殼體106與外部殼體104分隔開。內部殼體106界定第一上腔室112,其中形成主體42被設置在該第一上腔室112中。
形成設備48可進一步包含:冷卻門114(例如,一對冷卻門),該等冷卻門114被設置為與形成主體根部56相鄰並且被設置在殼體組件102的上方(例如,在外殼組件100與殼體組件102之間)。冷卻門114被排置在延伸通過根部56的拉伸平面116的相對側上。可從根部56沿著拉伸平面116並且以拉伸方向60拉伸玻璃帶58。如同所描繪者,拉伸平面116可平分形成主體42。拉伸平面116可為(例如):垂直平面。然而,應理解到:拉伸平面116可在其他的方向上延伸並且不需要平分形成主體。
冷卻門114可在垂直於拉伸平面116的方向(如同由箭頭118指示者)上移動。每一冷卻門114包含:設置於其中的複數個冷卻管120,每個冷卻管120包含:大致上垂直於拉伸平面116延伸的縱向軸。每一冷卻管120進一步包含:開口端122,該開口端122被設置為與 熱板124相鄰,熱板124面向拉伸平面116並且在平行於拉伸平面116的方向上橫向地延伸。向冷卻管120供應冷卻氣體125(例如,空氣),該冷卻氣體125從冷卻管120的開口端122被排出並且撞擊與拉伸平面116相反的熱板124的背表面。熱板124係從耐高溫的且具有高導熱率的材料(例如,耐火材料(如,碳化矽(SiC)))中形成。例如,各種形式的SiC可表現出在300K處具有等於或大於360W×m-1 ×K-1 的導熱率。對於冷卻管的氣體供應可被個別地控制,以使得跨越每一熱板124的在橫向的(側向的)方向上的溫度分佈可以根據需要來改變以控制熔融玻璃的黏度。舉例而言,通過第一冷卻管的冷卻氣體125的流率(在第一位置處的流率)可處於第一速率,並且通過第二冷卻管的冷卻氣體的第二流率可處於與第一速率不同的第二速率。因此,在位於熱板125上的二個不同的位置處並且利用二種不同的流率來進行冷卻氣體125的撞擊會產生:熱板的在橫向的方向上的不同的溫度。因此,可以使得在對應於第一冷卻管和第二冷卻管的二個不同的位置附近的熔融的玻璃帶的黏度為不同的,因而可藉由冷卻門來控制熔融的玻璃帶的厚度。在一些實施例中,冷卻管120可包含:加熱元件,該等加熱元件經配置以改變撞擊在熱板124上的冷卻氣體的溫度以提供帶黏度的增進的控制。
殼體組件102包含:界定上殼體部分腔室128的上殼體部分126,及界定下殼體部分腔室132的下殼體部分130。當需要時,一或更多個分隔構件134可被使用以增加或減小靠近根部56的熔融玻璃對於拉製設備的較冷的區域(例如,在下殼體部分130內)的直「視(view)」。舉例而言,在一些實施例中,分隔構件134可包含延伸至上殼體部分腔室或下殼體部分腔室並且能夠圍繞鉸接的端部135旋轉的擋板,以藉此增加或減小:根部56與在下殼體部分130內的結構之間的觀視。亦即,在根部56與下殼體部分130的結構元件之間的視線可被改變。根據第2圖和第3圖的實施例,分隔構件134被設置在上殼體部分中(儘管在另外的實施例中,分隔構件可被設置在其他的位置中(例如,在下殼體部分內或在上殼體部分與下殼體部分之間))。殼體組件102經配置以使得:當從根部56拉伸玻璃帶時,玻璃帶58降落而通過上腔室128和下腔室132二者。
殼體組件102的上殼體部分126進一步包含:隔室136,該隔室136被設置在熱板138的後面,該熱板138被配置以作為上殼體部分126的壁的一部分(例如,二個隔室和被設置在拉伸平面116的相對側上的二個熱板)。每一熱板138係從耐高溫的且具有高導熱率的材料(例如,耐火材料(例如,SiC))中形成,以及在平行於拉伸平面116的橫向的方向上並且與熔融的玻璃帶58相鄰地延伸。熱板138(例如)可延伸橫跨玻璃帶58的整個寬度。熱板138包含:面向拉伸平面116的第一側139和背對拉伸平面116的相對的第二側140(背側140)。上殼體部分126可進一步包含:被設置在隔室136內的加熱裝置141(例如,加熱線圈或繞組)。上殼體部分126亦可包含:例如設置在加熱裝置140與上殼體部分126的外壁部分144之間的耐火絕熱材料142。外壁部分144可以是(例如)為上殼體部分提供形狀和強度的金屬壁部分。
下殼體部分130的構造類似於上殼體部分128的構造。舉例而言,下殼體部分130可包含:加熱裝置141和被設置在加熱裝置141與外壁部分146之間的耐火絕熱材料142。亦即,上殼體部分126可與下殼體部分130分離並且與下殼體部分130分隔開。在上殼體部分126與下殼體部分130之間的間隙可以填充耐火絕熱材料。
儘管冷卻門114意欲控制玻璃帶的橫跨其寬度的厚度,熱板138經配置以用於:玻璃帶的在橫向的方向上和沿著拉伸方向60的一般的冷卻。舉例而言,被設置在冷卻門114內的冷卻管120被排列在熱板124的相鄰處,其中每一冷卻管的縱向軸垂直於熱板124。因為每一冷卻管120的出口端相對較小,從每一冷卻管釋出的冷卻劑的效果是局部的,並且通常可以對於冷卻劑氣體流量進行個別的控制。個別的冷卻管在橫向的方向上的分離可以例如小至2.5cm,或甚至更小。因此,可以利用相對精細的空間解析度來對於帶進行局部化的黏度控制。如同在後文中描述者,較少地對於熱板138進行選擇性的冷卻。
如同在第3圖(其中第3圖係下殼體組件102的一部分的特寫視圖)中最佳地視見者,至少一個冷卻管148被設置在與熱板138的背壁140相鄰的隔室136內。亦即,熱板138被設置在至少一個冷卻管148與拉伸平面116之間。隔室136與上殼體部分腔室128隔離。舉例而言,形成隔室的各種耐火板可以利用搭接接頭拼接在一起以提供結構支撐和避免在隔室與上殼體部分腔室之間的氣體交換。在一些實施例中,水泥可被使用於接合處。然而,並不需要氣密性。至少一個冷卻管148橫向地延伸進入隔室136中。亦即,至少一個冷卻管148包含:一縱向軸,該縱向軸在垂直於拉伸方向60和平行於拉伸平面116與熱板138的橫向的方向上延伸。至少一個冷卻管可例如延伸通過在上殼體部分的壁中的埠或其他的開口。在一些實施例中,冷卻管148可為封閉的冷卻管,其中冷卻流體在該冷卻管中通過,但是冷卻流體並不會從在隔室136內的冷卻管被排出或以另外的方式被導向熱板138或撞擊在熱板138上。在其他的實施例中,至少一個冷卻管148包含沿著冷卻管的長度排置的至少一個孔口,以使得:冷卻氣體從至少一個孔口排出和撞擊在隔室136內的熱板138的表面上。如在第3圖中圖示者,在一些實施例中,冷卻管可被排置以使得:冷卻流體以相對於拉伸平面116的非垂直的角度朝向熱板138排出。在其他的實施例中,冷卻流體可以相對於拉伸平面116的垂直角度朝向熱板138排出。舉例而言,如在第3圖中圖示者,被設置在熱板138後面的最上面的冷卻管可被定向為朝著熱板138並且以向下的方向排出冷卻流體、最下面的冷卻管可被定向為朝著熱板138並且以向上的方向引導冷卻流體,以及中央冷卻管可被定向為以垂直於熱板138的方向引導冷卻流體。以一角度來引導冷卻流體而遠離將熱板138連接到上殼體部分126的周圍的部分的接頭可以降低:冷卻流體洩漏至上殼體部分腔室128的可能性。在又一些實施例中,可以使用混合冷卻管的設計(其中將封閉的冷卻管(在後文中稱為幅射型的冷卻管)和被設計成將冷卻流體排出而與熱板138相抵靠的冷卻管(在後文中稱為注射型的冷卻管)二者混合)。舉例而言,最上面的冷卻管和最下面的冷卻管可為幅射型的冷卻管,而中央冷卻管(或管)是注射型的冷卻管。
現在對於第4A圖和第4B圖進行參照,該等圖式中分別圖示示例性的冷卻管148的縱向的橫截面圖和軸向的橫截面圖。更為特定地,幅射型的冷卻管148a被描繪,其中冷卻管148a包含:第一外管200,該第一外管200在近端204與遠端206之間沿著中央縱向軸202縱向地延伸。如同在前文中註示者,冷卻管148a被稱為幅射型的冷卻管(因為沒有氣體從冷卻管排出(除了通過被設計成將冷卻流體供應至冷卻管或從冷卻管移除冷卻流體的配件(未示出)之外))。亦即,冷卻管148a並不包含:被設計成從冷卻管將冷卻流體排出而與熱板138相抵靠的孔口,並且冷卻主要是取決於熱板與冷卻管148a之間的幅射交換。儘管冷卻管148a可能發生對流冷卻,但其卻不是冷卻的主要機制。
冷卻管148a進一步包含:第二內管208,該第二內管208位於第一管200的內部並且與第一管200分隔開,其中第二管208在近端210與遠端212之間沿著中央縱向軸202縱向地延伸。第一管200的遠端206係一封閉端,而第二管208的遠端212係一開口端。在一些實施例中,第一管200可為一圓柱形管,該圓柱形管在與縱向軸202垂直的平面中包含圓形的橫截面的形狀。在一些實施例中,第二管208可為圓柱形管,該圓柱形管在與縱向軸202垂直的平面中具有圓形的橫截面的形狀。第二管208可例如與第一管200同中心。然而,在其他的實施例中,第一管200和第二管208中的任一個或二個可呈現出其他的橫截面的形狀(其中包含(並非限制):橢圓形、矩形、三角形,或任何的其他的適當的橫截面的形狀)。
藉由分隔開的關係在第一管200與第二管208之間形成的間隙形成了在第一管200與第二管208之間延伸的第一通道214。此外,第二管208界定:在第二管208的內部和在近端210與遠端212之間沿著第二管208的長度延伸的第二中心通道216,第二通道216藉由開放的遠端212與第一通道214流體連通。冷卻流體218(例如,水)從冷卻流體源(未示出)且於近端210處被供應至第二通道216和沿著第二通道216並且以從近端210至開放的遠端212的方向流動。在開放的遠端212處,冷卻流體218進入第一通道214而沿著第一通道214並且以朝向近端204的方向(該方向與冷卻流體在通過第二通道216時所採取的方向相反)流動。離開第一通道214的冷卻流體218可被收集且(例如)在過濾(並且進行冷卻(如果需要的話))之後經由第一管200和第二管208被回收,或冷卻流體218可被當作廢物丟棄並且被適當地處理。冷卻流體218可為液態的冷卻流體、氣態的冷卻流體,或冷卻流體可包含:液體和氣體二者。
如同在前文中描述者,可使用一或更多個冷卻管148a從熱板138的背表面140幅射地冷卻熱板138。亦即,在一些實施例中,冷卻管可被設置在熱板138的後面,前述者主要地依賴於熱板136與冷卻管之間的熱幅射。然而,簡單地在上腔室128內裝設額外的幅射冷卻裝置以(例如)補償增加的熱負荷在某一點之後無法有效地增加玻璃帶的熱提取(因為熱板作為幅射屏蔽並且限制了幅射冷卻)。此外,隨著熱板溫度降低,在玻璃與熱板之間的處於每單位溫度變化下的平均幅射熱通量的變化減小。因此,平均熱通量的小變化需要熱板溫度的大幅降低。
現在對於第5A圖、第5B圖,及第5C圖進行參照,該等圖式中分別圖示另一示例性的冷卻管148的二個縱向的橫截面圖和一個軸向的橫截面圖。更為特定地,圖示了注射型的冷卻管148b,該注射型的冷卻管148b包含:在近端304與遠端306之間沿著縱向軸302縱向地延伸的管300。在一些實施例中,管300可以在垂直於縱向軸302的平面中包含圓形的橫截面(儘管在另外的實施例中,管300可具有其他的形狀(例如,矩形、橢圓形、三角形,或任何的其他的適當的橫截面的形狀))。管300界定:沿著管300的長度縱向地延伸的中心通道308,並且冷卻流體310被輸送至中心通道308。根據第5A圖、第5B圖,及第5C圖的實施例,管300僅包含:單個縱向的通道(亦即通道308)。
管300進一步包含:至少一個孔口310,該至少一個孔口310延伸通過管300的壁至在管的外部的環境。在一些實施例中,管300可包含:複數個孔口310(例如,在第5A圖中描繪者)。如同在第5A圖中示例說明者,該複數個孔口310可沿著管300的長度排置(例如,大致上與縱向軸302對齊)。在其他的實施例(例如,第5B圖的實施例)中,至少一個孔口310可為單個具有高的長寬比的狹槽,該狹槽沿著管300的長度的至少一部分(例如,在近端304與遠端306之間的管300的長度的至少25%(如,等於或大於管300的長度的50%(例如,等於或大於管300的長度的75%)))延伸。在一些實施例中,延伸了管的等於或大於大約25%的長度的單個狹槽可平行於縱向軸302並且與縱向軸302對齊。在更進一步的實施例中,管300可包含:複數個較短的狹槽(亦即,其中該複數個狹槽中的每一個狹槽等於或小於管300的長度的大約40%(例如,等於或小於管400的長度的大約25%、等於或小於管400的長度的大約15%,或等於或小於管400的長度的大約5%))。不論形狀如何,該複數個孔口可為線性地對齊的(例如,與縱向軸302平行)(儘管在另外的實施例中,該複數個孔口可以其他的圖案來排置)。
如同在第5A圖和第5B圖中示例說明者,從近端304輸送至通道308的冷卻氣體312(例如,空氣)在封閉的遠端306處被阻擋,並且因此被迫通過至少一個孔口310。當被設置在隔室136內時,冷卻管148b可被定向以使得離開至少一個孔口212的冷卻流體被導向熱板138的背側140並且撞擊熱板138的背側140。
第6A圖、第6B圖,及第6C圖分別地描繪:另一示例性的注射型的冷卻管148的二個縱向的橫截面圖和一個軸向視圖。更為特定地,第6A圖至第6C圖圖示:冷卻管148c,該冷卻管148c包含:外部的第一管400,該外部的第一管400在近端404與封閉的遠端406之間並且沿著縱向軸402延伸。冷卻管148c進一步包含:第二管408,該第二管408被設置在第一管400的內部並且與第一管400分隔開,其中第二管408在近端410與封閉的遠端412之間並且沿著縱向軸402延伸。此外,冷卻管148a包含:第三管414,該第三管414被設置在第二管408的內部並且與第二管408分隔開,其中第三管414在近端416與開放的遠端418之間並且沿著縱向軸402延伸。第一管400、第二管408,及第三管414可從能夠耐受超過400°C(例如,超過600°C(如,超過800°C))的溫度的任何的材料中形成。舉例而言,在一些實施例中,第一管400、第二管408,及第三管414可由不銹鋼形成。其他的適當的材料可包含:鎳合金、鈦合金、鉬合金、鎢合金,及鈷合金(例如,由Haynes International公司生產的Hastelloy®品牌的金屬)。
在第一管400與第二管408之間的間隙形成:第一通道420,而在第二管408與第三管414之間的間隙形成第二通道422。此外,第三管414界定:在第三管314內部的第三中心通道424。第三通道424藉由開放的遠端418與第二通道422流體連通。然而,第一通道420與第二通道422和第三通道424隔離。
在操作中,第一冷卻流體426在近端416處被供應至第三通道424。第一冷卻流體426可為液態的冷卻流體、氣態的冷卻流體,或液體和氣體的組合。第一冷卻流體426在第三通道424內沿著縱向軸402從近端416朝向開放的遠端418流動。在開放的遠端418處,第一冷卻流體426從其中流出和進入第二通道422,並且從遠端418以朝向第二管408的近端410的方向流動,其中該方向與在第三通道424內的第一冷卻流體426的方向相反。在一些實施例中,從近端410流出的冷卻流體426可被收集並且在閉迴路系統中循環而返回第三通道424。然而,在其他的實施例中,第一冷卻流體426可被當作廢物丟棄並且被適當地處理。
除了第一冷卻流體426之外,第二冷卻流體428(例如,冷卻氣體(例如,空氣))被供應至第一通道420。第二冷卻流體428從近端404以朝著第一管400的封閉的遠端406的方向流動,並且沒有其他的出口,第二冷卻流體428經由至少一個孔口430排出,該至少一個孔口430延伸通過第一管400的壁至在管的外部的環境。在一些實施例中,管400可包含:複數個孔口430(例如,在第6A圖中描繪者)。如同在第6A圖中示例說明者,該複數個孔口430可沿著管400的長度排置(例如,大致上與縱向軸402對齊)。在其他的實施例(例如,第6B圖的實施例)中,至少一個孔口430可為單個具有高的長寬比的狹槽,該狹槽沿著管400的長度的至少一部分(例如,在近端404與遠端406之間的第一管400的長度的至少25%(如,等於或大於管400的長度的50%(例如,等於或大於管400的長度的75%)))延伸。在一些實施例中,延伸了第一管400的等於或大於大約25%的長度的單個狹槽可平行於縱向軸402並且與縱向軸402對齊。在更進一步的實施例中,第一管400可包含:複數個較短的狹槽(亦即,其中該複數個狹槽中的每一個狹槽小於第一管400的長度的大約40%(例如,等於或小於管300的長度的大約25%、等於或小於管300的長度的大約15%,或等於或小於管300的長度的大約5%)。不論形狀如何,該複數個孔口可為線性地對齊的(例如,與縱向軸402平行)(儘管在另外的實施例中,該複數個孔口可以其他的圖案來排置)。從前面的描述中並且在第6A圖和第6B圖的幫助下應為顯而易見的是:冷卻流體426的作用是冷卻從冷卻管148c經由至少一個孔口430排出的進入的冷卻氣體428。然而,因為冷卻氣體428沿著第一管400的壁行經通過第一通道420,冷卻氣體在其沿著第一通道420通過時被加熱。因此,從冷卻管148c並且在遠端406的附近處排出的冷卻氣體處於較高的溫度(相較於從冷卻管148c並且在近端404的附近處排出的冷卻氣體)。因此,冷卻管148c不沿著其長度提供一致的冷卻。
第7A圖、第7B圖,及第7C圖分別地示例說明又一示例性的注射型的冷卻管148的一縱向的橫截面圖和一軸向的橫截面圖。更為特定地,第7A圖至第7C圖圖示冷卻管148d,該冷卻管148d包含在近端504與遠端506之間沿著縱向軸502延伸的第一外管500。在一些實施例中,第一管500可為圓柱形管(儘管在其他的實施例中,第一管500在與縱向軸502垂直的平面中可具有其他的橫截面的形狀(例如,矩形的橫截面的形狀、橢圓形的橫截面的形狀、三角形的橫截面的形狀,或任何的其他的適當的橫截面的形狀))。
根據第7A圖至第7C圖的實施例,第一管500 係一雙壁管,該雙壁管包含:外壁518和在外壁518內部並且與外壁518分隔開的內壁520,藉此在內壁與外壁之間形成第一通道522。外壁518和內壁520在外壁和內壁的周邊並且在遠端506處接合,以使得第一通道522在遠端506處被封住(被密封)。
冷卻管148d進一步包含第二內管530,該第二內管530在近端532與遠端534之間延伸和被設置在第一管500的內部並且與第一管500分隔開(亦即,在內壁520的內部)。在一些實施例中,第二管530可在垂直於縱向軸502的平面中具有一橫截面的形狀,該橫截面的形狀係圓形的並且與第一管500同心。然而,在另外的實施例中,第二管530可包含其他的橫截面的形狀(例如,橢圓形的橫截面的形狀、矩形的橫截面的形狀、三角形的橫截面的形狀,或任何的其他的適當的橫截面的形狀)。第二管530與第一管500分隔開(與內壁520分隔開),藉此形成在第一管500與第二管530之間(在內壁520與第二管530之間)延伸的第二通道536。
第二管530進一步界定中心第三通道540,該中心第三通道540沿著第二管530延伸並且在第二管530的內部。第二通道536和第三通道540藉由開放的遠端534彼此流體連通。
在操作中,第一冷卻流體542在第二管530的近端532處被供應至第三通道540,第一冷卻流體542延著第三通道540的長度和以遠離近端532並且朝向遠端534的方向向下流動。第一冷卻流體542經由第二管530在遠端534處界定的開口離開第三通道540並且進入第二通道536。隨後以遠離遠端506的方向引導從第三通道540進入第二通道536的第一冷卻流體542通過第二通道536。離開第一通道536的第一冷卻流體542可例如在閉迴路系統中被回收,於是第一冷卻流體542可被過濾和/或冷卻,以及/或以另外的方式處理,然回返回中心通道540,或第一冷卻流體542可被當作廢物排出並且相應地進行處理。在一些實施例中,第一冷卻流體542可為液體(例如,水)。然而,在另外的實施例中,第一冷卻流體542可為另一種冷卻介質(例如,冷卻氣體(例如,空氣))。
在第一冷卻流體542被供應至第三通道540的情況中,第二冷卻流體544可被供應至在外壁518與內壁520之間的第一通道522。第二冷卻流體544以朝著遠端506的方向流動通過第一通道522,但是在封閉的遠端506處被阻擋。因此,第二冷卻流體544被迫通過至少一個孔口546,該至少一個孔口546從第一通道522延伸至在第一管500的外部的環境。第二冷卻流體544係氣態的冷卻流體(例如,空氣)。在一些實施例中,管500可包含:複數個孔口546(如,在第7A圖中描繪者)。如同在第7A圖中示例說明者,該複數個孔口546可沿著管500的長度排置(例如,大致上與縱向軸502對齊)。在其他的實施例(例如,第7B圖的實施例)中,至少一個孔口546可為單個具有高的長寬比的狹槽,該狹槽沿著管500的長度的至少一部分(例如,在近端504與遠端506之間的管500的長度的至少25%(如,等於或大於管500的長度的50%(例如,等於或大於管500的長度的75%)))延伸。在一些實施例中,延伸了管的等於或大於大約25%的長度的單個狹槽可平行於縱向軸502並且與縱向軸502對齊。在更進一步的實施例中,管500可包含:複數個較短的狹槽(亦即,其中該複數個狹槽的每一個狹槽等於或小於管500的長度的大約50%(例如,等於或小於管500的長度的大約25%、等於或小於管500的長度的大約15%,或等於或小於管500的長度的大約5%))。不論形狀如何,該複數個孔口可為線性對齊的(例如,與縱向軸502平行)(儘管在另外的實施例中,該複數個孔口可以其他的圖案來排置)。
當被設置在隔室136內時,冷卻管148d可被排置以使得離開至少一個孔口546的第二冷卻氣體544 被導向熱板138並且撞擊在熱板138上。
第一管500和第二管530可從能夠耐受超過400°C(例如超過600°C(如,超過800°C))的溫度的任何的材料中形成。舉例而言,在一些實施例中,第一管500和第二管530可由不銹鋼形成。其他的適當的材料可包含:鎳合金、鈦合金、鉬合金、鎢合金,及鈷合金(例如,由Haynes International公司生產的Hastelloy®品牌的金屬)。
從前文中應該清楚的是:由第5A圖至第5C圖、第6A圖至第6C圖,及第7A圖至第7C圖圖示的實施例代表的注射型的冷卻管涉及到從一或更多個孔口排出的冷卻流體的加熱。亦即,因為在每一種情況中的主要的冷卻流體通過直接地與外部環境相鄰的通道,當此外部環境是熱的環境時,在冷卻氣體通過冷卻管的長度的時候,冷卻流體被外部環境加熱。當被使用作為在玻璃製造製程中的冷卻管(例如,被使用作為在隔室136內的冷卻管)並且以橫向的方向來進行排列時,結果可能是玻璃帶的從該帶的一邊緣至相對的邊緣的不均勻的冷卻。
第8A圖、第8B圖,及第8C圖分別地示例說明:又一示例性的注射型的冷卻管148的二個縱向的橫截面圖和一個軸向的橫截面圖。更為特定地,第8A圖至第8C圖圖示:冷卻管148e包含在近端604與遠端606之間沿著縱向軸602延伸的第一外管600。在一些實施例中,第一管600可為圓柱形管,該圓柱形管在垂直於縱向軸602的平面中具有圓形的橫截面的形狀(儘管在其他的實施例中,第一管600可具有其他的橫截面的形狀(例如,矩形的橫截面的形狀、橢圓形的橫截面的形狀、三角形的橫截面的形狀,或任何的其他的適當的橫截面的形狀))。第一管600可從能夠耐受超過400°C(例如,超過600°C(如,超過800°C))的溫度的任何的適當的材料中形成。舉例而言,在一些實施例中,第一管600可以由不銹鋼,或其變體形成。其他的適當的材料可包含:鎳合金、鈦合金、鉬合金、鎢合金,及鈷合金(例如,由Haynes International公司生產的Hastelloy®品牌的金屬)。
冷卻管148e可進一步包含:內部的第二管610,該內部的第二管610在近端612與遠端614之間延伸並且被設置在第一管600內。在一些實施例中,第二管610可在垂直於縱向軸602的平面中具有橫截面的形狀,該橫截面的形狀係圓形的並且與第一管600同心。然而,在另外的實施例中,第二管610可包含:其他的橫截面的形狀(例如,橢圓形的橫截面的形狀、矩形的橫截面的形狀,或任何的其他的適當的橫截面的形狀)。第二管610與第一管600分隔開,藉此形成:位於第一管600與第二管610之間的第一通道616。第二管610可由不銹鋼形成。其他的適當的材料可包含:鎳合金、鈦合金、鉬合金、鎢合金,及鈷合金(例如,由Haynes International公司生產的Hastelloy®品牌的金屬)。
根據第8A圖至第8C圖的實施例,第二管610 係一雙壁管,該雙壁管包含:外壁618和在外壁618內部並且與外壁618分隔開的內壁620,藉此在內壁與外壁之間形成第二通道622。外壁618和內壁620在外壁和內壁的周邊並且在遠端614處接合,以使得第二通道622在遠端614處被封住並且與第一通道616隔離。
仍然對於第8A圖至第8C圖進行參照,內壁620界定:中心通道624,該中心通道624延伸通過第二管610並且經由在遠端614處的開口與第一通道616流體連通。然而,中心通道620與第二通道622隔離。
冷卻管148e進一步包含:阻擋構件626,該阻擋構件626被設置在第一管600與第二管610的外壁618之間,阻擋構件626沿著外壁618的長度的至少一部分延伸。如在第8C圖中圖示者,阻擋構件626進一步延伸而跨越在第一管600與第二管610之間的角度範圍(亦即,跨越角度  )。角度  可為(例如)等於或小於180度(例如,等於或小於大約90度(如,等於或小於大約45度,或甚至等於或小於大約20度))。提供了至少一個孔口628,該至少一個孔口628從第二通道622延伸通過外壁618、阻擋構件626,及第一管600,以使得該至少一個孔口提供第二通道622與在冷卻管148e的外部的環境之間的流體連通。
在一些實施例(例如,第8A圖的實施例)中,複數個孔口628可沿著第一管600的長度(例如,以縱向軸602的大致方向)排置。在其他的實施例(例如,第8B圖的實施例)中,至少一個孔口628可為具有高的長寬比的狹槽,該狹槽沿著阻擋構件626的長度的至少一部分(例如,阻擋構件626的長度的至少25%(例如,等於或大於阻擋構件626的長度的50%(例如,等於或大於阻擋構件626的長度的75%)))延伸。在更進一步的實施例中,可提供複數個較短的狹槽(亦即,其中該複數個狹槽中的每一個狹槽等於或小於阻擋構件626的長度的大約50%(例如,等於或小於阻擋構件626的長度的大約25%、等於或小於阻擋構件626的長度的大約15%,或等於或小於阻擋構件626的長度的大約5%))。不論形狀如何,該複數個孔口628可為線性地對齊的(例如,與縱向軸602平行)。確實地,延伸了等於或大於阻擋構件的大約25%的長度的狹槽可平行於縱向軸602並且與縱向軸602對齊。
在操作中,第一冷卻流體640在第二管610的近端612處被供應至中心通道624,第一冷卻流體640延著中心通道624的長度和以遠離近端612並且朝向遠端614的方向向下流動,第一冷卻流體640經由內壁620在遠端614處界定的開口離開中心通道624,而後進入第一通道616。隨後以朝著近端604的方向引導從中心通道624進入第一通道616的第一冷卻流體640通過第一通道616。離開第一通道616的第一冷卻流體640可例如在閉迴路系統中被回收,於是第一冷卻流體可被過濾和/或冷卻,以及/或以另外的方式處理,隨後返回至中心通道624,或第一冷卻流體630可被當作廢物排出並且相應地進行處理。在一些實施例中,第一冷卻流體640可為液體(例如,水)。然而,第一冷卻流體640可為另一種冷卻介質(例如,冷卻氣體(例如,空氣))。
除了將第一冷卻流體640供應至中心通道624之外,第二冷卻流體642被供應至第二通道622。第二冷卻流體642以朝著遠端614的方向流動通過第二通道622,但是在封閉的遠端614處被阻擋。因此,第二冷卻流體642被迫通過一或更多個孔口628,該一或更多個孔口從第二通道622延伸至在第一管600的外部的環境。第二冷卻流體632係氣態的冷卻流體(例如,空氣)。
可以觀察到:彼此流體連通的中心通道624和第一通道616的組合提供與圍繞第二通道622的外壁618接觸的冷卻套。當第二冷卻流體642通過第二通道622時,利用冷卻套(例如,第一冷卻流體640)來包圍第二冷卻流體642有助於維持第二冷卻流體632的相對較低的溫度,藉此改善冷卻效率和降低整個拉伸溫度的不均勻性。
第9A圖、第9B圖,及第9C圖分別地圖示:另一示例性的注射型的冷卻管148的二個縱向的橫截面圖和一個軸向的橫截面圖。更為特定地,第9A圖至第9C圖圖示冷卻管148f,該冷卻管148f包含在近端704與遠端706之間沿著縱向軸702延伸的外部的第一管700。第一管700可為圓柱形管,該圓柱形管在與縱向軸702垂直的平面中具有圓形的橫截面的形狀(儘管在另外的實施例中,第一管700可具有其他的形狀(例如,橢圓形、矩形,或任何的其他的適當的形狀))。
冷卻管148f可進一步包含在近端712與封閉的遠端714之間沿著縱向軸702延伸的內部的第二管710,其中第二管710被設置在第一管700的內部並且與 第一管700分隔開(其中在第一管700與第二管710之間形成一間隙)。在一些實施例中,第二管710可包含與第一管700同心的圓形的橫截面的形狀(儘管在另外的實施例中,第二管710可具有其他的橫截面的形狀(例如,橢圓形或矩形,或任何的其他的適當的形狀))。至少二個阻擋構件716、718被設置在位於第一管700與第二管710之間的間隙中並且沿著第二管710的長度的至少一部分延伸,其中將在第一管700與第二管710之間的間隙分成第一通道720和第二通道722,該第一通道720和該第二通道722各自與遠端714和遠端706流體連通。阻擋構件716和阻擋構件718各自進一步地延伸而跨越在第一管700與第二管710之間的一方位角範圍(亦即,跨越一角度 )。角度  可例如等於或小於90度、可例如等於或小於大約45度,或甚至可等於或小於大約20度(儘管每一阻擋構件可延伸而跨越其他的角度)。每一阻擋構件的角度範圍可與其他的阻擋構件相同,或可與其他的阻擋構件不同。第二管710進一步界定:沿著第二管710的長度延伸的在中心的第三通道724,其中中心通道720與通道720和通道722二者隔離。
阻擋構件716、718用於達成:將在第一管700與第二管710之間的間隙分成第一通道720和第二通道722和提供用於從冷卻管排出冷卻氣體(同時與第一通道720和第二通道722保持為隔離)的孔口的雙重目的。第一管700和/或第二管710,以及/或阻擋構件716、718可由不銹鋼形成。其他的適當的材料可包含:鎳合金、鈦合金、鉬合金、鎢合金,及鈷合金(例如,由Haynes International公司生產的Hastelloy®品牌的金屬)。
在操作中,第一冷卻流體730(例如,水)在近端704處流入第一通道720,以及沿著第一通道720並且以朝著遠端706的方向縱向地流動。第一冷卻流體730隨後進入第二通道722並且以朝著近端704的方向流動(該方向與在第一通道720中的流動方向相向)。朝著近端704返回的第一冷卻流體730可在閉迴路冷卻系統中被回收,其中第一冷卻流體730可(例如)在製冷單元中被過濾、冷卻,並且流動回到第一通道720。然而,在另外的實施例中,第一冷卻流體可被當作廢物丟棄並且被適當地處理。第二冷卻流體732(例如,冷卻氣體(如,空氣))在第二管710的近端712處被供應至中心通道724。防止第二冷卻流體732從第二管710的封閉的遠端714處離開,並且驅使第二冷卻流體732經由至少一個孔口726離開中心通道724,該至少一個孔口726從第三通道724延伸通過第二管710的壁、阻擋構件716、718,及第一管700至在冷卻管148f外部的環境。在一些實施例(例如,第9A圖的實施例)中,每一阻擋構件716、718可包含延伸穿過其中的複數個孔口726。然而,在其他的實施例中,在每一阻擋構件中可僅存在有單個孔口726。舉例而言,在一些實施例(例如,第9B圖的實施例)中,冷卻管148f可包含沿著每一阻擋構件的長度的至少一部分延伸的單個具有狹槽形狀的孔口726,從而提供在第三通道724與冷卻管148f的外部之間的流體連通。至少一個孔口726可為具有高的長寬比的狹槽,該狹槽沿著阻擋構件的長度的至少一部分(例如,阻擋構件的長度的至少25%(例如,等於或大於阻擋構件的長度的50%(例如,等於或大於阻擋構件的長度的75%)))延伸。確實地,延伸了等於或大於阻擋構件的大約25%的長度的單個狹槽可平行於縱向軸702並且與縱向軸702對齊。在更進一步的實施例中,可提供複數個較短的狹槽(亦即,其中該複數個狹槽中的每一個狹槽等於或小於阻擋構件716和/或718的長度的大約50%(例如,等於或小於阻擋構件的長度的大約25%、等於或小於阻擋構件的長度的大約15%,或等於或小於阻擋構件的長度的大約5%))。不論形狀如何,該複數個孔口726可為線性地對齊的(例如,與縱向軸702平行)。
與第8A圖至第8C圖的實施例相同地,第9A圖至第9C圖的實施例提供在第二管710的外部流動並且與第二管710接觸的冷卻套,從而在冷卻流體732周圍形成冷卻套,藉此改善冷卻效率和降低整個拉伸溫度的不均勻性。
儘管第9A圖至第9C圖示例說明:第一孔口(或第一孔口陣列),以及與第一孔口(或第一孔口陣列)間成180度設置的第二孔口(或第二孔口陣列),該些孔口組的角度偏移不需要為180度(因為可根據需要來採用其他的角度偏移)。在一些實施例中,可以阻塞一組孔口,以使得冷卻氣體732僅從一個孔口排出,或經由單個阻擋構件從孔口陣列排出。
儘管在前文中描述的冷卻管可提供被設置在熱板138的相對側上的玻璃帶的快速的冷卻,排出的冷卻氣體(例如,冷卻氣體312、428、544、642、732)可能會經由冷卻板與上殼體部分126的其他的壁構件接合的接縫洩漏(如果排出的冷卻氣體未從隔室136中被移除),從而在腔室128內引起氣流。因此,在一些實施例中,可提供至少一個排氣管750,該至少一個排氣管750從隔室136延伸至在上殼體部分126外部的大氣。舉例而言,在一些實施例中,至少一個排氣管750可被排置為與真空源流體連通,其中主動地將氣體從隔室136經由排氣管750移除,藉此避免由於當採用注射型的冷卻管(例如,冷卻管148b–148f)時從至少一個冷卻管148排出的冷卻氣體的積聚所造成的隔室136的增壓。
第10圖示例說明:隨著在形成主體的根部下方的距離而變化的沿著玻璃帶的中心線(在該帶的橫向邊緣之間的中間並且延著拉伸方向60延伸的線)的溫度,以及針對於6個冷卻管的排置的溫度差,該等冷卻管被設置在上殼體部分內冷卻板後面的該帶的二側上(每側3個)。該資料將情況(1)與情況(2)作比較,其中在情況(1)中,所有的6個冷卻管的直徑是2.1cm並且採用依賴於幅射熱交換的封閉的、水冷的類型(closed, water-cooled variety)(如在第4A圖中圖示者)(曲線800),以及在情況(2)中,每一群組中的3個2.1cm的冷卻管中的中間的冷卻管採用注射類型(injection variety)(例如,在第6B圖中揭示的該類型的冷卻管),其中以1077.3kg/hr的質量流率將冷卻氣體(空氣)從沿著冷卻管的長度延伸的狹槽導向熱板的背側(曲線802)。將情況(1)和情況(2)與基線情況(曲線804)作比較,該基線情況涉及到:4個直徑為3.8cm的封閉的、水冷的幅射式的冷卻管、在該帶的每一側上且在熱板後面的2個冷卻管。曲線806描繪:在基線情況與情況(1)之間的溫度差,而曲線808描繪:在基線情況與情況(2)之間的溫度差。該資料顯示:在所有的冷卻管都採用封閉的、幅射的設計的情況下,利用衝擊式的冷卻管來替換在該帶的每一側上的僅有的一個幅射型的冷卻管會將中心線溫度降低大約27%。
第11圖圖示流動通過如第6B圖圖示的冷卻管的冷卻氣體的計算出的溫度升高(曲線900)和流動通過第8B圖的冷卻管的冷卻氣體的計算出的溫度升高(曲線902),該等計算出的溫度升高隨著冷卻管的近端相距的距離而變化。如預期,流動通過現有的冷卻管的冷卻流體的溫度升高(325°C)大於流動通過第8B圖的冷卻管的冷卻流體的溫度升高(25°C)。根據此實例,在第8B圖的冷卻管中的冷卻空氣的低溫(其中由冷卻管排出的冷卻流體係由第二冷卻流體冷卻,該第二冷卻流體作為圍繞第一冷卻流體的流動的冷卻套來輸送)將改善衝擊射流的冷卻效率,以及在冷卻管的上游端和下游端(近端和遠端)之間的冷卻空氣溫度的最小變化可改善在玻璃帶上的整個拉伸溫度的不均勻性。
在一些實施例中,下殼體部分130可包含被設置在下殼體部分腔室132內的至少一個冷卻管148。因為玻璃帶比較不會受到在下殼體部分腔室132內的對流(亦即氣流)的影響(相較於在上腔室128內的對流),在腔室132內的至少一個冷卻管148可具有對於玻璃帶的直視並且不需要被設置在放置於玻璃帶與冷卻管之間的屏障的後面。
應理解到:可在隔室136內採用數個不同類型的冷卻管。在一些實施例中,封閉的幅射類型的冷卻管(例如,冷卻管148a)和注射型的冷卻管(冷卻管148b–148f)可混合設置在隔室136內。此外,通過冷卻管的冷卻流體的質量流率可被改變以在需要的時候改變每一冷卻管的冷卻能力。
對於彼等習知技藝者而言將為顯而易見的是:可以對於本揭露的實施例作出各種修改和變化,而不偏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(只要該等修改和變化落在附加的申請專利範圍和其等效者的範疇內)。
10‧‧‧玻璃製造設備
12‧‧‧玻璃熔爐
14‧‧‧熔化容器
16‧‧‧上游玻璃製造設備
18‧‧‧儲存倉
20‧‧‧原始材料輸送裝置
22‧‧‧馬達
24‧‧‧原始材料
26‧‧‧箭頭
28‧‧‧熔融玻璃
30‧‧‧下游玻璃製造設備
32‧‧‧第一連接管道
34‧‧‧澄清容器
36‧‧‧混合設備
38‧‧‧第二連接管道
40‧‧‧輸送容器
42‧‧‧形成主體
44‧‧‧離開管道
46‧‧‧第三連接管道
48‧‧‧形成設備
50‧‧‧入口管道
52‧‧‧槽
54‧‧‧會聚形成表面
56‧‧‧根部
58‧‧‧熔融玻璃
60‧‧‧拉伸方向
62‧‧‧玻璃片
100‧‧‧外殼組件
102‧‧‧殼體組件
104‧‧‧外部殼體
106‧‧‧內部殼體
108‧‧‧加熱元件
110‧‧‧體積
112‧‧‧第一上腔室
114‧‧‧冷卻門
116‧‧‧拉伸平面
118‧‧‧箭頭
120‧‧‧冷卻管
122‧‧‧開口端
124‧‧‧熱板
125‧‧‧冷卻氣體
126‧‧‧上殼體部分
128‧‧‧上殼體部分腔室
130‧‧‧下殼體部分
132‧‧‧下殼體部分腔室
134‧‧‧分隔構件
135‧‧‧端部
136‧‧‧隔室
138‧‧‧熱板
139‧‧‧第一側
140‧‧‧第二側
141‧‧‧加熱裝置
142‧‧‧耐火絕熱材料
144‧‧‧外壁部分
146‧‧‧外壁部分
148‧‧‧冷卻管
148a、148b、148c、148d、148e、148f‧‧‧冷卻管
200‧‧‧第一外管
202‧‧‧中央縱向軸
204‧‧‧近端
206‧‧‧遠端
208‧‧‧第二內管
210‧‧‧近端
212‧‧‧遠端
214‧‧‧第一通道
216‧‧‧第二通道
218‧‧‧冷卻流體
300‧‧‧管
302‧‧‧縱向軸
304‧‧‧近端
306‧‧‧遠端
308‧‧‧中心通道
310‧‧‧孔口
312‧‧‧冷卻氣體
400‧‧‧第一管
402‧‧‧縱向軸
404‧‧‧近端
406‧‧‧遠端
408‧‧‧第二管
410‧‧‧近端
412‧‧‧遠端
414‧‧‧第三管
416‧‧‧近端
418‧‧‧遠端
420‧‧‧第一通道
422‧‧‧第二通道
424‧‧‧第三通道
426‧‧‧第一冷卻流體
428‧‧‧第二冷卻流體
430‧‧‧孔口
500‧‧‧第一管
502‧‧‧縱向軸
504‧‧‧近端
506‧‧‧遠端
518‧‧‧外壁
520‧‧‧內壁
522‧‧‧第一通道
530‧‧‧第二內管
532‧‧‧近端
534‧‧‧遠端
536‧‧‧第二通道
540‧‧‧第三通道
542‧‧‧第一冷卻流體
544‧‧‧第二冷卻流體
546‧‧‧孔口
600‧‧‧第一管
602‧‧‧縱向軸
604‧‧‧近端
606‧‧‧遠端
610‧‧‧第二管
612‧‧‧近端
614‧‧‧遠端
616‧‧‧第一通道
618‧‧‧外壁
620‧‧‧內壁
622‧‧‧第二通道
624‧‧‧中心通道
626‧‧‧阻擋構件
628‧‧‧孔口
640‧‧‧第一冷卻流體
642‧‧‧第二冷卻流體
700‧‧‧第一管
702‧‧‧縱向軸
704‧‧‧近端
706‧‧‧遠端
710‧‧‧第二管
712‧‧‧近端
714‧‧‧遠端
716‧‧‧阻擋構件
718‧‧‧阻擋構件
720‧‧‧第一通道
722‧‧‧第二通道
724‧‧‧第三通道
726‧‧‧孔口
730‧‧‧第一冷卻流體
732‧‧‧第二冷卻流體
750‧‧‧排氣管
800‧‧‧曲線
802‧‧‧曲線
804‧‧‧曲線
806‧‧‧曲線
808‧‧‧曲線
900‧‧‧曲線
902‧‧‧曲線
第1圖係根據本揭露的實施例的示例性的玻璃製造設備的示意圖。
第2圖係根據第1圖的示例性的形成設備的橫截面的側視圖。
第3圖係第2圖的形成設備的一部分的一特寫的橫截面的側視圖。
第4A圖係示例性的非注射型的冷卻管的縱向橫截面圖。
第4B圖係第4A圖的冷卻管的軸向橫截面圖。
第5A圖係示例性的注射型的冷卻管的縱向橫截面圖。
第5B圖係第5A圖的示例性注射型的冷卻管的另一實施例的縱向橫截面圖。
第5C圖係第5A圖和第5B圖的示例性的注射型的冷卻管的軸向橫截面圖。
第6A圖係另一示例性的注射型冷卻管的縱向橫截面圖。
第6B圖係第6A圖的示例性的注射型冷卻管的另一實施例的縱向橫截面圖。
第6C圖係第6A圖和第6B圖的示例性的注射型的冷卻管的軸向橫截面圖。
第7A圖係另一示例性的注射型的冷卻管的縱向橫截面圖。
第7B圖係第7A圖的示例性的注射型的冷卻管的軸向橫截面圖。
第7C圖係第7A圖和第7B圖的示例性的注射型的冷卻管的軸向橫截面圖。
第8A圖係又一示例性的注射型的冷卻管的縱向橫截面圖。
第8B圖係第8A圖的示例性的注射型的冷卻管的另一實施例的縱向橫截面圖。
第8C圖係第8A圖和第8B圖的示例性的注射型的冷卻管的軸向橫截面圖。
第9A圖係又一示例性的注射型的冷卻管的縱向橫截面圖。
第9B圖係第9A圖的示例性的注射型的冷卻管的另一實施例的縱向橫截面圖。
第9C圖係第9A圖和第9B圖的示例性的注射型的冷卻管的軸向橫截面圖;以及
第10圖係隨著在形成主體的底部邊緣(根部)下方的距離而變化的中心線帶溫度的圖形,圖式中對比了各種冷卻管排置。
第11圖係一圖形,該圖形對比兩個冷卻管的升溫,其中一冷卻管經配置以從管中的開口排出冷卻流體,該冷卻流體用於一管,該管中排出的冷卻流體與冷卻管的外壁相鄰;另一冷卻管中排出的冷卻流體與圍繞冷卻流體的冷卻套(cooling jacket)一起被輸送。
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Claims (20)

  1. 一種用於冷卻一玻璃帶的設備,包含: 一形成主體,該形成主體經配置以沿著一拉伸平面形成一玻璃帶;一殼體組件,該殼體組件被設置在該形成主體下方並且該玻璃帶是以一拉伸方向來拉伸而穿過該殼體組件;被設置在該殼體組件中的至少一個冷卻管,該至少一個冷卻管包含:一縱向軸,該縱向軸平行於該拉伸平面並且垂直於該拉伸方向延伸;及一熱板,該熱板被設置在該至少一個冷卻管與該拉伸平面之間,該至少一個冷卻管被定向以引導該冷卻氣體的流動而與該熱板相抵靠。
  2. 如請求項1所述之設備,其中該至少一個冷卻管包含:至少一個孔口,該至少一個孔口經配置以引導來自該冷卻管的一冷卻氣體的流動。
  3. 如請求項1所述之設備,其中該至少一個冷卻管包含:複數個冷卻管。
  4. 如請求項1所述之設備,其中該殼體組件包含:一上殼體部分和一下殼體部分。
  5. 如請求項3所述之設備,其中該複數個冷卻管包含:至少一個封閉的冷卻管和包含至少一個孔口的至少一個冷卻管,該至少一個孔口經配置以引導來自該冷卻管的一冷卻氣體的流動。
  6. 如請求項2所述之設備,其中該至少一個孔口包含:複數個孔口。
  7. 如請求項1所述之設備,其中該至少一個冷卻管包含: 一第一管; 一第二管,該第二管被設置在該第一管的內部並且與該第一管分隔開,在該第一管與該第二管之間的一間隙形成經配置以接收一冷卻流體的流動的一第一通道,該第二管包含:一外壁和一內壁,在該外壁與該內壁之間的一間隙形成與該第一通道隔離的一第二通道,該內壁界定與該第一通道流體連通的一第三通道; 一阻擋構件,該阻擋構件被設置在該第一管和該第二管之間並且與該第一管和該第二管接觸,該阻擋構件沿著該第二管的至少大約50%的一長度延伸;及 其中該至少一個孔口在該第二通道與該第一管的一外部之間延伸。
  8. 如請求項1所述之設備,其中該至少一個冷卻管包含: 一第一管; 一第二管,該第二管被設置在該第一管的內部並且與該第一管分隔開以在其間形成一間隙; 一對阻擋構件,該對阻擋構件被設置在位於該第一管與該第二管之間的該間隙中並且與該第一管與該第二管接觸,該等阻擋構件將該間隙分成一第一通道和與該第一通道流體連通的一第二通道;及 其中該第二管界定一第三通道,該第三通道位於該第二管的內部和沿著該第二管的一長度延伸,並且與該第一通道和該第二通道隔離,該至少一個孔口在該第三通道與該第一管的一外部之間延伸。
  9. 如請求項4所述之設備,其中該上殼體部分包含:一隔室,該隔室相對於該拉伸平面而被設置在該熱板的後面,該至少一個冷卻管被設置該隔室內。
  10. 如請求項9所述之設備,其中該下殼體部分包含:一腔室,其中該玻璃帶被拉伸而穿過該腔室,該下殼體部分包含:至少一個冷卻管,該至少一個冷卻管被設置在該下殼體部分腔室內和以平行於該拉伸平面和垂直於該拉伸方向的一方向延伸,並且具有對於該玻璃帶的直視。
  11. 如請求項10所述之設備,其中被設置在該下殼體部分腔室內的該至少一個冷卻管包含:至少一個孔口,該至少一個孔口經配置以引導一冷卻氣體流動至該玻璃帶。
  12. 如請求項10所述之設備,其中被設置在該下殼體部分腔室內的該至少一個冷卻管包含: 一第一管; 一第二管,該第二管被設置在該第一管的內部並且與該第一管分隔開,在該第一管與該第二管之間的一第一間隙形成一第一通道,該第一通道經配置以接收冷卻流體的一流動,該第二管包含:一外壁和一內壁,在該外壁與該內壁之間的一第二間隙形成一第二通道,該第二通道與該第一通道隔離,該內壁界定與該第一通道流體連通的一第三通道; 一阻擋構件,該阻擋構件被設置在該第一管與該第二管之間並且與該第一管和該第二管接觸,該阻擋構件沿著該第二管的至少大約50%的一長度延伸;及 至少一個孔口,該至少一個孔口在該第二通道與該第一管的一外部之間延伸。
  13. 如請求項10所述之設備,其中被設置在該下殼體部分腔室中的該至少一個冷卻管包含: 一第一管; 一第二管,該第二管被設置在該第一管的內部並且與該第一管分隔開在以其間形成一間隙; 一對阻擋構件,該對阻擋構件被設置在位於該第一管與該第二管之間的該間隙中並且與該第一管和該第二管接觸,該等阻擋構件將該間隙分成一第一通道和與該第一通道流體連通的一第二通道;及 其中該第二管界定一第三通道,該第三通道位於該第二管的內部和沿著該第二管的一長度延伸,並且與該第一通道和該第二通道隔離,該至少一個冷卻管進一步包含:至少一個孔口,該至少一個孔口在該第三通道與該第一管的一外部之間延伸。
  14. 一種冷卻一玻璃帶的方法,包含以下步驟: 從一形成主體沿著一拉伸平面並且以一拉伸方向拉伸一玻璃帶,該玻璃帶穿過被設置在該形成主體下方的一殼體組件: 至少一個冷卻管,該至少一個冷卻管被設置在該殼體組件中,該至少一個冷卻管包含:平行於該拉伸平面和垂直於該拉伸方向的一縱向軸,該至少一個冷卻管包含:一近端和一遠端,以及位於該近端與該遠端之間的中間的至少一個孔口; 一熱板,該熱板平行於該拉伸平面和垂直於該拉伸方向延伸並且被設置在該至少一個冷卻管與該拉伸平面之間;及 當該玻璃帶穿過該殼體組件時,藉由使得一冷卻氣體從該至少一個孔口流動至該熱板的方式來冷卻該玻璃帶。
  15. 如請求項14所述之方法,其中該殼體組件包含:一上殼體部分和一下殼體部分,該熱板被設置在該上殼體部分中。
  16. 如請求項14所述之方法,進一步包含以下步驟:利用在該冷卻管中流動的一冷卻流體來冷卻該冷卻氣體。
  17. 如請求項16所述之方法,其中該冷卻流體流動通過在該冷卻管中的一第一通道,並且該冷卻氣體流動通過在位於該第一通道內部的該冷卻管中的一第二通道。
  18. 如請求項15所述之方法,其中該上殼體部分界定一隔室,該至少一個冷卻管被設置在該隔室內。
  19. 如請求項18所述之方法,進一步包含以下步驟:從該隔室經由一排氣管抽取該冷卻氣體,該排氣管從該隔室延伸至該上殼體部分的外部。
  20. 如請求項15所述之方法,其中該下殼體部分界定一腔室,其中該玻璃帶被拉伸而穿過該腔室,該下殼體部分包含:至少一個冷卻管,該至少一個冷卻管具有對於該玻璃帶的一直視並且延伸至該腔室中,至少一個下殼體部分冷卻管包含:至少一個孔口和平行於該拉伸平面和垂直於該拉伸方向的一縱向軸,該方法進一步包含以下步驟:當該玻璃帶穿過該腔室時,藉由使得冷卻氣體從該下殼體部分冷卻管的該至少一個孔口流動至該玻璃帶的方式來冷卻該玻璃帶。
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