TW202142502A - 用於製造玻璃帶的方法及設備 - Google Patents
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Abstract
玻璃製造設備包括用於定義沿著行進方向延伸的行進路徑的形成設備。形成設備在行進方向上沿著行進路徑傳送玻璃形成材料的帶狀物。玻璃製造設備包括具有第一端及第二端的冷卻管。冷卻管包括第一管,第一管包括圍繞第一通道的第一閉合側壁。第一管在第一通道內接收第一冷卻流體。冷卻管包括第二管,第二管包括圍繞第二通道的第二閉合側壁。第一管係定位在第二管內。第二管在第二通道內接收第二冷卻流體。冷卻管包括噴嘴。噴嘴接收第一冷卻流體,並引導第一冷卻流體朝向行進路徑。方法包括利用玻璃製造設備來製造玻璃帶。
Description
本申請案主張於2020年5月4日提出申請之美國臨時申請案第63/019,540號之優先權權益,本案係依據其內容,且其內容藉由引用整體併入本文。
本揭示一般係關於用於製造玻璃帶的方法,並且更特定為關於用於利用包含冷卻管的玻璃製造設備來製造玻璃帶的方法。
舉例而言,玻璃帶經常用於顯示應用中(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)、觸控感測器、光伏、或類似者)。這樣的顯示器可以結合到例如行動電話、平板電腦、膝上型電腦、手錶、可穿戴裝置、及/或具有觸控能力的監視器或顯示器。通常藉由讓熔融玻璃流至形成主體以製造玻璃帶,藉此可以藉由各種帶狀物形成處理(例如,狹槽拉伸、浮式、向下拉伸、融合向下拉伸、輥製、管拉製、或向上拉伸)來形成玻璃網。玻璃帶可以週期性地分離成單獨的玻璃帶。可以在玻璃形成材料的帶狀物冷卻成玻璃帶之前,控制玻璃形成材料的帶狀物的厚度。然而,需要一種可以更有效且快速地冷卻玻璃形成材料的帶狀物的製造玻璃帶的方法。
以下呈現本揭示之簡化總結,以提供實施方式中所述的一些實施例之基本理解。
在一些實施例中,玻璃製造設備可以包含冷卻管,該冷卻管包含定位於第二管內的第一管。第一冷卻流體可以流動通過第一管,並且可以離開第一管而朝向玻璃形成材料的帶狀物。在一些實施例中,第一冷卻流體的一部分可以在第一管內經歷從固體或液體到氣體的相變化。附加或可替代地,在一些實施例中,在離開第一管之後,第一冷卻流體的另一部分可以經歷從固體或液體到氣體的相變化。相變化可能造成玻璃形成材料的帶狀物的溫度的降低。由於冷卻管暴露於升高的溫度下(例如,在約攝氏400度(「C」)至約1000℃的範圍內),並且為了將相變化限制在發生於第一管內以及第一冷卻流體從第一管離開之前,第二冷卻流體可以流動通過第二管。第二冷卻流體可以撞擊第一管。可以將第二冷卻流體的溫度維持在低於周圍環境的溫度。如此一來,第二冷卻流體可以使第一管與周圍環境進行熱遮蔽,並因此控制第一冷卻流體經歷相變化的位置。
根據一些實施例,玻璃製造設備可以包含用於定義沿著行進方向延伸的行進路徑的形成設備。形成設備可以在行進方向上沿著行進路徑傳送玻璃形成材料的帶狀物。玻璃製造設備可以包含冷卻管,冷卻管包含第一端以及與第一端相對的第二端。第二端可以定位成與行進路徑相鄰。冷卻管可以包含第一管,第一管包含圍繞第一通道的第一閉合側壁。第一管可以在第一通道內接收第一冷卻流體。冷卻管可以包含第二管,第二管包含圍繞第二通道的第二閉合側壁。第一管可以定位在第二管內,而使得第二通道可以在第一閉合側壁與第二閉合側壁之間。第二管可以在第二通道內接收第二冷卻流體。冷卻管可以包含附接至第一管的噴嘴。噴嘴可以包含噴嘴空腔,噴嘴空腔可以與第一通道流體連通。噴嘴可以接收第一冷卻流體,並引導第一冷卻流體朝向行進路徑。
在一些實施例中,第一管可以包含第一端與第二端之間的第一位置處的第一橫截面尺寸,以及包含與第二端相鄰的第二位置處的第二橫截面尺寸。第一橫截面尺寸可以與第二截面尺寸不同。
在一些實施例中,第一橫截面尺寸可以大於第二橫截面尺寸。
在一些實施例中,第一管與第二管可以同軸,並且沿著縱向軸線延伸。
在一些實施例中,可以正交於縱向軸線的軸線可以與第一閉合側壁及第二閉合側壁相交。
在一些實施例中,第一閉合側壁可以將第一通道與第二通道隔離。
根據一些實施例,製造玻璃帶的方法可以包含以下步驟:形成玻璃形成材料的帶狀物。方法可以包含以下步驟:在行進方向上沿著行進路徑移動玻璃形成材料的帶狀物。方法可以包含以下步驟:將第一冷卻流體通過第一管朝向噴嘴遞送。方法可以包含以下步驟:藉由將第二冷卻流體遞送通過圍繞第一管的第二管,而使得第二冷卻流體與第一管對流接觸,來冷卻第一管。方法可以包含以下步驟:藉由將第一冷卻流體從第一管的端部引導並通過噴嘴朝向玻璃形成材料的帶狀物的區域,來冷卻玻璃形成材料的帶狀物的區域。
在一些實施例中,方法可以包含以下步驟:當第二冷卻流體遞送通過第二管時以及當第一冷卻流體從第一管的端部被引導時,將第一冷卻流體與第二冷卻流體隔離。
在一些實施例中,冷卻第一管之步驟可以包含以下步驟:藉由利用第二冷卻流體吸收來自周圍環境的熱,來將第一管與周圍環境進行熱遮蔽。
在一些實施例中,方法可以包含以下步驟:藉由在到達第一管的端部之前,加速第一管的第一部分內的第一冷卻流體的流動,來控制第一管內的第一冷卻流體的相變化。
在一些實施例中,加速之步驟可以包含以下步驟:相對於第一冷卻流體的流動方向減少第一管的第一部分的橫截面尺寸。
在一些實施例中,加速之步驟可以包含以下步驟:讓第一部分內的第一冷卻流體的一部分的相變化能夠從液相或固相中之一或更多者到氣相。
在一些實施例中,冷卻該區域之步驟可以包含以下步驟:在第一冷卻流體流動朝向玻璃形成材料的帶狀物的該區域時,改變第一冷卻流體的相。
在一些實施例中,第一冷卻流體包含二氧化碳。
根據一些實施例,製造玻璃帶的方法可以包含以下步驟:形成玻璃形成材料的帶狀物。方法可以包含以下步驟:在行進方向上沿著行進路徑移動玻璃形成材料的帶狀物。方法可以包含以下步驟:將第一冷卻流體通過第一管朝向噴嘴遞送。方法可以包含以下步驟:藉由在到達噴嘴之前,加速第一管的第一部分內的第一冷卻流體的流動,來控制第一管內的第一冷卻流體的相變化。方法可以包含以下步驟:藉由將第一冷卻流體從第一管的端部引導並通過噴嘴朝向玻璃形成材料的帶狀物的區域,來冷卻玻璃形成材料的帶狀物的區域。
在一些實施例中,加速之步驟可以包含以下步驟:相對於第一冷卻流體的流動方向減少第一管的第一部分的橫截面尺寸。
在一些實施例中,加速之步驟可以包含以下步驟:讓第一部分內的第一冷卻流體的一部分的相變化能夠從液相或固相中之一或更多者到氣相。
在一些實施例中,冷卻該區域之步驟可以包含以下步驟:在第一冷卻流體流動朝向該區域時,改變第一冷卻流體的相。
在一些實施例中,第一冷卻流體可以包含二氧化碳。
在一些實施例中,方法可以包含以下步驟:在已經將第一冷卻流體從第一管的端部引導並通過噴嘴之後,藉由抽吸來提取第一冷卻流體。
在隨後的具體實施方式中將揭示本文所述的實施例的額外特徵及優勢,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呈現實施例,並且意欲提供用於理解本文所述的實施例之本質及特性之概述或框架。茲包括隨附圖式以提供進一步理解,且將該等隨附圖式併入本說明書且構成本說明書之一部分。圖式說明本揭示的各種實施例,且與描述一同解釋其原理及操作。
現在參照圖示本揭示的示例性實施例的隨附圖式,以下將更充分描述實施例。在圖式各處儘可能使用相同的元件符號以指稱相同或相似的部件。然而,本揭示可以用許多不同形式實現,且不應視為受限於本文所記載的實施例。
本揭示係關於一種玻璃製造設備以及用於生產玻璃帶的方法。現在將藉由示例性實施例來描述由玻璃形成材料的帶狀物生產玻璃帶的方法及設備。如第1圖所示意性圖示,在一些實施例中,示例性玻璃製造設備100可以包含玻璃熔融及遞送設備102以及形成設備101,形成設備101包含設計成利用一定數量的熔融材料121來生產玻璃形成材料103的帶狀物的形成容器140。在一些實施例中,玻璃形成材料103的帶狀物可以包含定位於沿著玻璃形成材料103的帶狀物的第一外邊緣153與第二外邊緣155所形成的相對邊緣部分(例如,邊緣珠粒)之間的中心部分152,其中邊緣部分的厚度可以大於中心部分的厚度。此外,在一些實施例中,分離的玻璃帶104可以藉由玻璃分離器149(例如,劃線、刻痕輪、鑽石尖端、雷射等)沿著分離路徑151而與玻璃形成材料103的帶狀物分離。
在一些實施例中,玻璃熔融及遞送設備102可以包含熔融容器105,熔融容器105經定向以從儲存箱109接收批次材料107。可以藉由馬達113所提供動力的批次遞送裝置111而引入批次材料107。在一些實施例中,可選擇的控制器115可以經操作以啟動馬達113,以將批次材料107的期望量引入熔融容器105中,如箭頭117所指示。熔融容器105可以加熱批次材料107,以提供熔融材料121。在一些實施例中,熔融探針119可以用於測量豎管123內的熔融材料121的位準,並藉由通訊線路125將測量資訊傳送至控制器115。
此外,在一些實施例中,玻璃熔融及遞送設備102可以包含第一調節站,第一調節站包含澄清容器127,並位於熔融容器105的下游而藉由第一連接導管129耦接至熔融容器105。在一些實施例中,可以藉由第一連接導管129將熔融材料121從熔融容器105重力饋送至澄清容器127。舉例而言,在一些實施例中,重力可以驅動熔融材料121從熔融容器105通過第一連接導管129的內部路徑而到達澄清容器127。此外,在一些實施例中,可以藉由各種技術從澄清容器127內的熔融材料121移除氣泡。
在一些實施例中,玻璃熔融及遞送設備102可以進一步包含第二調節站,第二調節站包含可以位於澄清容器127下游的混合腔室131。混合腔室131可以用於提供熔融材料121的均勻組合物,藉此減少或消除可能存在於離開澄清容器127的熔融材料121中的不均勻性。如圖所示,澄清容器127可以經由第二連接導管135耦接至混合腔室131。在一些實施例中,可以藉由第二連接導管135將熔融材料121從澄清容器127重力饋送至混合腔室131。舉例而言,在一些實施例中,重力可以驅動熔融材料121從澄清容器127藉由第二連接導管135的內部路徑而到達混合腔室131。
此外,在一些實施例中,玻璃熔融及遞送設備102可以包含第三調節站,第三調節站包含可以位於混合腔室131下游的遞送腔室133。在一些實施例中,遞送腔室133可以調節饋送至入口導管141的熔融材料121。舉例而言,遞送腔室133可以作為累加器及/或流量控制器,以調整及提供到入口導管141的熔融材料121的一致流量。如圖所示,混合腔室131可以藉由第三連接導管137耦接至遞送腔室133。在一些實施例中,可以藉由第三連接導管137將熔融材料121從混合腔室131重力饋送至遞送腔室133。舉例而言,在一些實施例中,重力可以驅動熔融材料121從混合腔室131藉由第三連接導管137的內部路徑而到達遞送腔室133。如進一步圖示,在一些實施例中,遞送管路139可以經定位而將熔融材料121遞送至形成設備101(例如,形成容器140的入口導管141)。
形成設備101可以包含根據本揭示的特徵的形成容器的各種實施例(例如,具有用於熔合拉伸玻璃帶的楔形物的形成容器、具有用於狹槽拉伸玻璃帶的狹槽的形成容器、或設置用於壓輥來自形成容器的玻璃帶的壓輥的形成容器)。在一些實施例中,形成設備101可以包含片材重新拉伸(例如,利用形成設備101來作為重新拉伸處理的一部分)。舉例而言,可以加熱並重新拉伸玻璃帶104(可以包含第一厚度),以得到包含較小的第二厚度的較薄玻璃帶104。藉由圖示的方式,可以提供以下所示及所述的形成容器140,以將熔融材料121從形成楔209的底部邊緣(定義為根部145)熔合拉出,以產生玻璃形成材料103的帶狀物。舉例而言,在一些實施例中,熔融材料121可以從入口導管141遞送至形成容器140。然後,可以部分依據形成容器140的結構將熔融材料121形成為玻璃形成材料103的帶狀物。舉例而言,如圖所示,熔融材料121可以沿著在玻璃製造設備100的拉伸方向154上延伸的行進路徑從形成容器140的底部邊緣(例如,根部145)拉伸。在一些實施例中,邊緣引導器163、164可以將熔融材料121引導離開形成容器140,以及玻璃部分定義玻璃形成材料103的帶狀物的寬度「W」。在一些實施例中,玻璃形成材料103的帶狀物的寬度「W」係延伸於玻璃形成材料103的帶狀物的第一外邊緣153與玻璃形成材料103的帶狀物的第二外邊緣155之間。
在一些實施例中,延伸於玻璃形成材料103的帶狀物的第一外邊緣153與玻璃形成材料103的帶狀物的第二外邊緣155之間的玻璃形成材料103的帶狀物的寬度「W」可以大於或等於約20毫米(mm)(例如大於或等於約50mm,例如大於或等於約100mm,例如大於或等於約500mm,例如大於或等於約1000mm,例如大於或等於約2000mm,例如大於或等於約3000mm,例如大於或等於約4000mm),但是可以在進一步實施例中提供小於或大於上面所述的寬度的其他寬度。舉例而言,在一些實施例中,玻璃形成材料103的帶狀物的寬度「W」的範圍可以是約20mm至約4000mm(例如約50mm至約4000mm,例如約200mm至約4000mm,例如約100mm至約4000mm,例如約500mm至約4000mm,例如約1000mm至約4000mm,例如約2000mm至約4000mm,例如約3000mm至約4000mm,例如約20mm至約3000mm,例如約50mm至約3000mm,例如約100mm至約3000mm,例如約500mm至約3000mm,例如約1000mm至約3000mm,例如約2000mm至約3000mm,例如約2000mm至約2500mm,以及其間的所有範圍及子範圍)。
第2圖圖示沿著第1圖的線段2-2的形成設備101(例如,形成容器140)的橫截面透視圖。在一些實施例中,形成容器140可以包含溝槽201,經定向以從入口導管141接收熔融材料121。為了說明之目的且為清楚起見,從第2圖移除熔融材料121的陰影線。形成容器140可以進一步包含形成楔209,形成楔209包含延伸於形成楔209的相對端210、211(參見第1圖)之間的一對向下傾斜匯聚表面部分207、208。形成楔209的該對向下傾斜匯聚表面部分207、208可以沿著行進方向154匯聚,並沿著形成容器140的根部145相交。玻璃製造設備100的拉伸平面213可以沿著行進方向154延伸穿過根部145。在一些實施例中,玻璃形成材料103的帶狀物可以沿著拉伸平面213在行進方向154上拉伸。如圖所示,拉伸平面213可以藉由根部145將形成楔209對分,但是在一些實施例中,拉伸平面213可以相對於根部145以其他定向延伸。在一些實施例中,玻璃形成材料103的帶狀物可以沿著行進路徑221移動,行進路徑221可以沿著行進方向154而與拉伸平面213共面。
此外,在一些實施例中,熔融材料121可以沿著方向156流入形成容器140的溝槽201。然後,熔融材料121可以從溝槽201流出,而流過相應堰203、204,並向下流過相應堰203、204的外表面205、206。然後,各別熔融材料121流沿著形成楔209的向下傾斜匯聚表面部分207、208流動,而從形成容器140的根部145拉出,並且在根部145處,流體匯聚並熔合成為玻璃形成材料103的帶狀物。然後,玻璃形成材料103的帶狀物可以沿著行進方向154拉伸。在一些實施例中,玻璃形成材料103的帶狀物係依據玻璃形成材料103的帶狀物的垂直位置而包含一或更多種材料狀態。舉例而言,在第一位置處,玻璃形成材料103的帶狀物可以包含黏性熔融材料121,而在第二位置處,玻璃形成材料103的帶狀物可以包含玻璃態的非晶固體(例如,玻璃帶)。
玻璃形成材料103的帶狀物包含第一主表面215與第二主表面216,第一主表面215與第二主表面216面向相反的方向,並定義其間的玻璃形成材料103的帶狀物的厚度「T」(例如,平均厚度)。在一些實施例中,玻璃形成材料103的帶狀物的厚度「T」可以小於或等於約2毫米(mm)、小於或等於約1毫米、小於或等於約0.5毫米、小於或等於約300微米(μm)、小於或等於約200微米、或小於或等於約100微米,但是在進一步實施例中可以提供其他厚度。舉例而言,在一些實施例中,玻璃形成材料103的帶狀物的厚度「T」可以在約20微米至約200微米的範圍內,約50微米至約750微米的範圍內,約100微米至約700微米的範圍內,約200微米至約600微米的範圍內,約300微米至約500微米的範圍內,約50微米至約500微米的範圍內,約50微米至約700微米的範圍內,約50微米至約600微米的範圍內,約50微米至約500微米的範圍內,約50微米至約400微米的範圍內,約50微米至約300微米的範圍內,約50微米至約200微米的範圍內,約50微米至約100微米的範圍內,約25微米至約125微米的範圍內,以及包含其間的厚度的所有範圍及子範圍。此外,玻璃形成材料103的帶狀物可以包含多種成分(例如,硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃、含鹼玻璃或無鹼玻璃、鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃、鹼土金屬鋁矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃等)。
在一些實施例中,玻璃分離器149(參見第1圖)可以沿著分離路徑151將玻璃帶104與玻璃形成材料103的帶狀物分離,以提供複數個分離的玻璃帶104(亦即,複數個玻璃片材)。根據其他實施例,玻璃帶104的較長部分可以捲繞至儲存輥。然後,可以將分離的玻璃帶處理成所期望的應用(例如,顯示應用)。舉例而言,分離的玻璃帶可以用於各種顯示應用,包含液晶顯示器(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)、觸控感測器、光伏、及其他電子顯示器。
第3圖圖示類似於第2圖的玻璃製造設備100的橫截面透視圖。在一些實施例中,玻璃製造設備100並未受限於包含形成楔209。相反地,在一些實施例中,儘管未圖示,形成容器140可以包含經定向以從入口導管141(例如,第1圖所示的入口導管141)接收熔融材料121的管路。在一些實施例中,管路可以包含讓熔融材料121可以流動通過的狹槽。舉例而言,狹槽可以包含管路的頂部處的沿著管路的軸線延伸的細長狹槽。在一些實施例中,第一壁可以在第一周邊位置處附接至管路,而第二壁可以在第二周邊位置處附接至管路。第一壁及第二壁可以包含一對向下傾斜匯聚表面部分。第一壁及第二壁亦可以至少部分定義形成容器內的中空區域。在一些實施例中,包含管路、第一壁、及/或第二壁的管路壁的厚度的範圍可以是約0.5mm至約10mm、約0.5mm至約7mm、約0.5mm至約3mm、約1mm至約10mm、約1mm至約7mm、約3mm至約10mm、約3mm至約7mm,或其間的任何範圍或子範圍。相較於包含較厚壁的實施例,上述範圍內的厚度可以導致總體上的材料成本的降低。
如第3圖所示,玻璃製造設備100可以包含用於冷卻玻璃形成材料103的帶狀物的一區域的一或更多個冷卻設備301。舉例而言,在一些實施例中,一或更多個冷卻設備301可以包含第一冷卻設備303、第二冷卻設備305等。第一冷卻設備303可以定位於拉伸平面213的第一側上,而第二冷卻設備305可以定位於拉伸平面213的第二側上。因此,拉伸平面213(例如,以及玻璃形成材料103的帶狀物)可以延伸於第一冷卻設備303與第二冷卻設備305之間。儘管圖示二個冷卻設備,但是一或更多個冷卻設備301可以包含附加冷卻設備(例如,相對於行進方向154而位於第一冷卻設備303及/或第二冷卻設備305的上游或下游的冷卻設備)。在一些實施例中,第一冷卻設備303與第二冷卻設備305可以基本上相同。因此,本文所述的第一冷卻設備303的結構及功能可以適用於第二冷卻設備305以及其他冷卻設備。
參照第一冷卻設備303,第一冷卻設備303可以包含冷卻管307,冷卻管307可以包含第一端319及第二端321,其中第二端321可以與第一端319相對。在一些實施例中,第二端321可以定位成與行進路徑221相鄰。舉例而言,藉由定位成與行進路徑221相鄰,第二端321可以比第一端319更接近行進路徑221,而使得第一冷卻設備303可以朝向玻璃形成材料103的帶狀物發射冷卻流體(例如,經歷變成氣體322的相變化的冷卻劑顆粒315),以使玻璃形成材料103的帶狀物的區域325冷卻。舉例而言,在第二端321與行進路徑221相鄰的情況下,冷卻劑顆粒315可以從第二端321發射,於是冷卻劑顆粒315可以由於行進路徑221附近的溫度升高,而經歷變成氣體322的相變化(例如,從固體或液體)。相變化可以使區域325冷卻。在一些實施例中,冷卻管307可以與冷卻劑源309流體連通,而使得冷卻管307可以從冷卻劑源309接收冷卻流體。舉例而言,冷卻劑源309可以包含泵、罐、筒、鍋爐、壓縮機、及/或壓力容器。在一些實施例中,冷卻劑源309可以利用氣相、液相、或固相中之一或更多者來儲存冷卻流體。
在一些實施例中,冷卻管307可以包含噴嘴311。噴嘴311可以附接至第二端321,及/或與第二端321流體連通。噴嘴311可以從第二端321接收冷卻流體,於是冷卻流體可以離開噴嘴311的出口313。在一些實施例中,冷卻流體可以離開出口313,並且可以沿著中心軸線317在流動方向323上朝向拉伸平面213(例如,以及玻璃形成材料103的帶狀物)流動。中心軸線317可以與噴嘴311及行進路徑221相交。舉例而言,在一些實施例中,中心軸線317可以基本上垂直於行進路徑221。然而,在一些實施例中,中心軸線317可以並未垂直於行進路徑221,並且可以相對於行進路徑221形成大於或小於90度的角度。在一些實施例中,隨著冷卻流體離開出口313,冷卻流體可以包含一或更多個冷卻劑顆粒315。在一些實施例中,一或更多個冷卻劑顆粒315可以包含液體及/或固體顆粒。在冷卻流體已經離開出口313之後,以及隨著一或更多個冷卻劑顆粒315在流動方向323上沿著中心軸線317行進,一或更多個冷卻劑顆粒315可以經歷相變化(例如,變成氣體322)。在一些實施例中,第一冷卻設備303可以降低區域325處的玻璃形成材料103的帶狀物的溫度,而第二冷卻設備305可以降低區域327處的玻璃形成材料103的帶狀物的溫度。
在一些實施例中,一種製造玻璃帶的方法可以包含以下步驟:形成玻璃形成材料103的帶狀物,以及在行進方向154上沿著行進路徑221移動玻璃形成材料103的帶狀物。舉例而言,玻璃形成材料103的帶狀物可以由從溝槽201流出,而流過堰203、204,並向下流過外表面205、206的熔融材料121溢出來形成(例如,如第1圖所示)。在一些實施例中,玻璃形成材料103的帶狀物可以在行進方向154上沿著行進路徑221向下移動。隨著玻璃形成材料103的帶狀物沿著行進路徑221移動,玻璃形成材料103的帶狀物可以移動經過第一冷卻設備303及第二冷卻設備305。第一冷卻設備303及第二冷卻設備305可以與玻璃形成材料103的帶狀物相鄰,而使得隨著玻璃形成材料103的帶狀物在行進方向154上移動,可以藉由第一冷卻設備303及/或第二冷卻設備305來冷卻玻璃形成材料103的帶狀物的一或更多個部分。
第4圖圖示沿著第3圖的線段4-4的第一冷卻設備303的冷卻管307的剖面圖。第5圖圖示沿著第4圖的線段5-5的第一冷卻設備303的冷卻管307的剖面圖。參照圖第4圖至第5圖,冷卻管307可以包含第一管401。第一管401可以包含圍繞第一通道405的第一閉合側壁403。在一些實施例中,第一管401可以在第一通道405內接收第一冷卻流體407(例如,來自第3圖所示的冷卻劑源309)。藉由閉合,第一閉合側壁403可以沒有開口、孔口、空隙、通風孔、或類似者,而可以防止第一冷卻流體407藉由穿過第一閉合側壁403而離開第一通道405。在一些實施例中,第一閉合側壁403可以定義可以形成第一通道405的中空內部。
第一管401可以延伸於第一端411與第二端413之間。第一端411可以與第3圖的冷卻劑源309附接,及/或與第3圖的冷卻劑源309流體連通。第二端413(可以位於與第一端411相對的第一管401的相對端處)可以定位成與玻璃形成材料103的帶狀物相鄰,並面向玻璃形成材料103的帶狀物。因此,第一管401可以包含位於第一端411處的入口417以及位於第二端413處的出口419。第一管401可以藉由第一端411處的入口417在第一通道405內接收第一冷卻流體407。第一冷卻流體407可以藉由第二端413處的出口419從第一通道405離開第一管401。在一些實施例中,第一管401可以包含熱傳導材料(例如,不銹鋼、鎳合金、鈦合金、鉬合金、鎢合金、或鈷合金中之一或更多者)。舉例而言,不銹鋼的熱傳導率可以是約16.3,鎳合金的熱傳導率可以是約91,鈦合金的熱傳導率的範圍可以是約6至約22,鉬合金的熱傳導率可以是138,鎢合金的熱傳導率可以是174,鈷合金的熱傳導率可以是100。在一些實施例中,由於第一管401包含金屬材料,所以第一管401可以是熱傳導的,並且因此可以有效地傳導熱。在一些實施例中,第一管401可以包含第一端411與第二端413之間的基本上恆定的橫截面尺寸。可以沿著與第一管401所延伸的縱向軸線415垂直的軸線在第一閉合側壁403的內表面之間測量第一管401的橫截面尺寸。舉例而言,第一管401可以包含圓形橫截面形狀,而使得第一管401可以包含第一端411與第二端413之間的基本上恆定的直徑。在一些實施例中,跨越第一管401的內表面的橫截面尺寸(例如,直徑)的範圍可以是約0.05mm至約2mm,或者是約0.25mm至約0.75mm。可以選擇第一管401的橫截面尺寸,而可以實現第一端411與第二端413之間的壓降,其中壓降可以幫助維持第一管401內的第一冷卻流體407的相(例如,液相或固相)。然而,第一管401並未限於恆定的橫截面尺寸,並且相對於第7圖至第8圖所示及所述,在一些實施例中,第一管401可以包含非恆定橫截面尺寸。
在一些實施例中,冷卻管307可以包含第二管431。第二管431可以包含圍繞第二通道435的第二閉合側壁433。第一管401可以定位在第二管431內,而使得第二通道435可以在第一閉合側壁403與第二閉合側壁433之間。舉例而言,藉由定位於其中,可以在第二管431的內部接收第一管401,而使得第二管431的橫截面尺寸(例如,直徑)可以大於第一管401的橫截面尺寸(例如,直徑)。在一些實施例中,第一管401及第二管431可以同軸,並且可以沿著縱向軸線415延伸。在一些實施例中,與縱向軸線415正交的軸線437可以與第一閉合側壁403及第二閉合側壁433相交。舉例而言,開始於縱向軸線415處,軸線437首先可以穿過第一通道405,然後穿過第一閉合側壁403,然後穿過第二通道435(例如,位於第一閉合側壁403與第二閉合側壁433之間),然後穿過第二閉合側壁433。
在一些實施例中,第二管431可以在第二通道435內接收第二冷卻流體441,於是第二冷卻流體441可以在第一閉合側壁403與第二閉合側壁433之間的第二通道435內流動。舉例而言,第二通道435可以是中空的,並且沒有其他結構,而使得空間(例如,第二通道435)可以位於第一管401與第二管431之間。藉由閉合,第二閉合側壁433可以沒有開口、孔口、空隙、通風孔、或類似者,而可以防止第二冷卻流體441藉由穿過第二閉合側壁433而離開第二通道435。在第一閉合側壁403亦沒有開口的情況下,第二冷卻流體441可以保留在第二通道435內,並且可以並未穿過第一閉合側壁403。第二管431可以延伸於第一端445與第二端447之間。在一些實施例中,第二端447(可以位於與第一端445相對的第二管431的相對端處)可以定位成與玻璃形成材料103的帶狀物相鄰。在一些實施例中,第二管431可以包含入口451及出口455。入口451可以包含用於第二冷卻流體441的輸入457的開口,而使得第二冷卻流體441可以藉由流動通過入口451而進入第二通道435。出口455可以包含用於第二冷卻流體441的輸出459的開口,而使得第二冷卻流體441可以藉由流動通過出口455而離開第二通道435。在一些實施例中,入口451可以定位成與第二管431的第二端447相鄰,而出口455可以定位成與第二管431的第一端445相鄰。舉例而言,在一些實施例中,第二管431可以定位在耐火材料461內,而使得耐火材料461可以圍繞第二管431。在一些實施例中,耐火材料461可以不圍繞噴嘴311(例如,第4圖所示),但是在一些實施例中,耐火材料461可以圍繞噴嘴311。當耐火材料461圍繞噴嘴311時,輸入457可以允許第二冷卻流體441冷卻噴嘴311的壁。在一些實施例中,入口451可以與耐火材料461中的開口流體連通,而使得第二冷卻流體441的輸入457可以流動通過耐火材料461中的開口以及通過入口451。在流動通過第二通道435之後,第二冷卻流體441可以藉由從出口455離開而離開第二通道435。在一些實施例中,可以在耐火材料461中形成第二開口,其中第二開口可以與出口455流體連通。因此,第二冷卻流體441的輸出459可以流動通過出口455以及通過耐火材料461中的第二開口。在一些實施例中,相對於第一冷卻流體407,第二冷卻流體441可以沿著相同方向或相反方向(例如,如第5圖所示)流動。
在一些實施例中,第二管431可以包含第一端445與第二端447之間的基本上恆定的橫截面尺寸。可以沿著與縱向軸線415垂直的軸線437在第二閉合側壁433的內表面之間測量第二管431的橫截面尺寸。舉例而言,第二管431可以包含圓形橫截面形狀,而使得第二管431可以包含第一端445與第二端447之間的基本上恆定的直徑。然而,第二管431並非僅限於此,並且在一些實施例中,第二管431可以包含非恆定橫截面尺寸。第二管431的橫截面尺寸可以大於第一管401的橫截面尺寸,而使得第一管401可以被接收在第二管431內。
在一些實施例中,冷卻管307可以包含附接至第一管401的噴嘴311。舉例而言,在一些實施例中,噴嘴311可以附接至第一閉合側壁403的第二端413。在一些實施例中,藉由附接至第一管401,噴嘴311可以與第一閉合側壁403形成為一件式。在一些實施例中,噴嘴311可以附接至第一閉合側壁403,而不是形成為一件式。舉例而言,一或更多個機械緊固件可以附接噴嘴311與第一閉合側壁403。機械緊固件可以包含例如黏合劑、鎖定結構(例如,公母螺紋接合)、焊接附件等,而限制噴嘴311在操作期間不會從第一閉合側壁403無預期脫離。耐火材料461可以不圍繞噴嘴311,或者圍繞一些或全部的噴嘴311。舉例而言,在一些實施例中,耐火材料461可以圍繞一些或全部的噴嘴311,而在其他實施例中,耐火材料461可以不圍繞噴嘴311。
噴嘴311可以包含可以與第一通道405流體連通的噴嘴空腔467。舉例而言,藉由流體連通,噴嘴311可以接收第一冷卻流體407(例如,在噴嘴空腔467內),並且將第一冷卻流體407引導朝向行進路徑221。在一些實施例中,噴嘴空腔467可以基本上中空,並且可以形成腔室,在第一冷卻流體407離開第一閉合側壁403的第二端413之後,第一冷卻流體407進入腔室內。噴嘴311可以包含幾種不同的形狀(例如,圓錐形狀、包含大於高度(例如,沿著第1圖所示的行進方向154)的寬度(例如,沿著第1圖所示的寬度W的方向)的細長圓錐形狀等)。
在一些實施例中,噴嘴311可以包含擴散器。在一些實施例中,擴散器可以包含用於定義流體可以穿過的開口的壁。壁開口可以包含相對於流體的流動方向而增加的橫截面尺寸,而使得流體的速度可以在擴散器內減少。不希望受到理論的束縛,擴散器可以減少(例如,降低)噴嘴311中的第一冷卻流體407的速度,這可以抑制(例如,降低、減少、消除)第一冷卻流體407接觸玻璃形成材料103的帶狀物的表面的機會。此外,不希望受到理論的束縛,當第一冷卻流體407包含負焦耳湯姆遜係數時,擴散器可以減少流動通過擴散器的第一冷卻流體407的溫度。在一些實施例中,霧化器可以定位於冷卻劑源309與噴嘴311之間,以產生顆粒(例如,液滴、固體顆粒)。
在一些實施例中,噴嘴311可以包含沸騰噴嘴。在一些實施例中,沸騰噴嘴可以包含相對於流體的流動方向匯聚(例如,減少的橫截面尺寸)的入口區段,以及包含隨後相對於流體的流動方向發散(例如,增加的橫截面尺寸)的出口區段。不希望受到理論的束縛,沸騰噴嘴可以使用第一冷卻流體407的動能(例如,加速度)產生顆粒(例如,液滴、固體顆粒),以將第一冷卻流體407分離成顆粒。在一些實施例中,當藉由沸騰噴嘴加速時,第一冷卻流體407的一部分可以經歷變成氣體的相轉變(例如,「沸騰」)。在一些實施例中,隨著第一冷卻流體407在噴嘴311中的加速期間變薄,第一冷卻流體407的一部分可以依據第一冷卻流體407的表面張力彼此分離。
在一些實施例中,噴嘴311可以包含剪切噴嘴。在一些實施例中,剪切噴嘴可以包含形成螺旋的表面,流體可以撞擊在螺旋上,而可以將流體分離成顆粒。不希望受到理論的束縛,剪切噴嘴可以從第一冷卻流體407產生顆粒(例如,液滴、固體顆粒)。在一些實施例中,剪切噴嘴可以引起旋轉流體運動,而可以依據引入其中的剪切力而造成第一冷卻流體407分離成顆粒。在進一步實施例中,剪切噴嘴可以藉由將第一冷卻流體407與另一流體(例如,氣體)組合而形成顆粒(例如,液滴、固體顆粒)。在進一步實施例中,第一冷卻流體407可以藉由剪切噴嘴內的另一流體進行限制。不希望受到理論的束縛,第一冷卻流體407與另一流體之間的剪切會產生冷卻劑的顆粒。
參照第6圖,在一些實施例中,製造玻璃帶的方法可以包含以下步驟:藉由第一管401將第一冷卻流體407朝向噴嘴311遞送。舉例而言,第一冷卻流體407可以藉由冷卻劑源309(例如,第3圖所示)進行供應。冷卻劑源309可以藉由第一端411處的入口417將第一冷卻流體407遞送進入第一通道405。第一冷卻流體407可以沿著流動方向601從第一端411朝向第二端413流動。在到達第二端413之後,第一冷卻流體407可以藉由出口419離開第一通道405,並且可以藉由被接收在噴嘴空腔467內而進入噴嘴311。在一些實施例中,第一冷卻流體407可以在第一管401內經歷相變化。舉例而言,第一冷卻流體407可以包含可以從冷卻劑源309注射進入第一管401的液體。第一冷卻流體407可以在第一管401內經歷壓降,而造成第一冷卻流體407經歷從液體到氣體的相變化,而使得第一管401內的區域可以包含液體顆粒及氣體的混合物。隨著壓力沿著第一管401持續降低,液體可以經歷變成固體的相變化。
在一些實施例中,一種製造玻璃帶的方法可以包含以下步驟:藉由將第二冷卻流體441遞送通過圍繞第一管401的第二管431,而使得第二冷卻流體441與第一管401對流接觸,來冷卻第一管401。舉例而言,第二冷卻流體441可以藉由入口451而遞送至第二管431。第二冷卻流體441可以藉由第二通道435行進至出口455,於是第二冷卻流體441可以離開第二通道435。在一些實施例中,第二冷卻流體441可以沿著流動方向601(沿著與第一冷卻流體407行進通過第一管401相同的方向)行進。在一些實施例中,第二冷卻流體441可以與流動方向601相反地(沿著與第一冷卻流體407行進通過第一管401相反的方向)行進。在一些實施例中,第二冷卻流體441可以包含氣體(例如,氧氣、氮氣等)及/或液體(例如,液態二氧化碳、液態氮等)。由於第二通道435圍繞第一管401,所以第二冷卻流體441可以圍繞第一閉合側壁403。
在一些實施例中,藉由將第二冷卻流體441遞送通過第二管431來冷卻第一管401之步驟可以包含以下步驟:藉由利用第二冷卻流體441吸收來自周圍環境603的熱,來將第一管401與周圍環境603進行熱遮蔽。藉由將第一管401與周圍環境603進行熱遮蔽,第二冷卻流體441可以吸收來自周圍環境603的熱,這可以造成第二冷卻流體441的第一溫度增加以及第一冷卻流體407的第二溫度增加。然而,由於第二冷卻流體441圍繞第一管401,所以第一溫度增加可以大於第二溫度增加,而可以減小周圍環境603的升高的溫度對於第一冷卻流體407的影響。舉例而言,由於周圍環境603與第一管401之間的路徑穿過第二通道435,所以第一管401可以與周圍環境603進行熱遮蔽。在一些實施例中,相較於第一冷卻流體407,周圍環境603可以處於升高的溫度。將第一冷卻流體407暴露於升高的溫度可能造成第一通道405內的第一冷卻流體407的從固體或液體顆粒到氣體的相變化。由於此相變化,降低量的第一冷卻流體407(例如,氣體形式)可以到達第一管401的第一端411,而因此限制第一冷卻流體407的冷卻能力。因此,第二冷卻流體441可以將第一管401進行熱遮蔽,並因此將第一冷卻流體407進行熱遮蔽,使其免於周圍環境603的升高的溫度的影響。舉例而言,隨著第二冷卻流體441流動通過第二通道435,第二冷卻流體441可以從周圍環境603吸收一部分的熱。
在一些實施例中,第一閉合側壁403可以隔離該第一通道405與第二通道435。舉例而言,第一閉合側壁403可以沒有開口、孔口、空隙、通風孔、或類似者,而可以防止第一冷卻流體407從第一通道405穿過第一閉合側壁403到第二通道435。同樣地,可以防止第二冷卻流體441從第二通道435穿過第一閉合側壁403到第一通道405。如此一來,方法可以包含以下步驟:當將第二冷卻流體441遞送通過第二管431時,以及當從第一管401的端部(例如,第二端413)引導第一冷卻流體407時,將第一冷卻流體407(例如,藉由將第一冷卻流體407維持在第一通道405內)與第二冷卻流體441(例如,藉由將第二冷卻流體441維持在第二通道435內)隔離。
在一些實施例中,方法可以包含以下步驟:藉由將第一冷卻流體407從第一管401的第二端413引導通過噴嘴311而朝向玻璃形成材料103的帶狀物的區域325,來冷卻區域325(例如,玻璃形成材料103的帶狀物)。舉例而言,第一冷卻流體407(可以包含處於液相、固相、或氣相中之一或更多者中的一或更多個冷卻劑顆粒315)可以在第二端413處離開第一管401的出口419,並且可以穿過噴嘴311的噴嘴空腔467。在一些實施例中,冷卻區域325之步驟可以包含以步驟:在第一冷卻流體407流動朝著玻璃形成材料103的帶狀物的區域325時,改變第一冷卻流體407的相。舉例而言,離開噴嘴311的一或更多個冷卻劑顆粒315可以沿著流動方向601而朝向行進路徑221行進。在一些實施例中,隨著第一冷卻流體407沿著流動方向601行進時,第一冷卻流體407的一部分可以經歷相變化並且可以蒸發。舉例而言,噴嘴311與玻璃形成材料103的帶狀物的區域325之間的環境溫度可能夠高(例如,約400℃至約1000℃的範圍)以及大於冷卻劑顆粒315的沸點,而造成一或更多個冷卻劑顆粒315中的至少一些藉由經歷從液相或固相到氣相的相變化而蒸發,而使得一或更多個冷卻劑顆粒315可以轉變成氣體322。在一些實施例中,相變化(例如,讓一或更多個冷卻劑顆粒315蒸發,以形成氣體322)可以發生在第一冷卻流體407從噴嘴311排出之後但在一或更多個冷卻劑顆粒315到達玻璃形成材料103的帶狀物之前。然而,在一些實施例中,環境溫度可能高於第一冷卻流體407的沸點,而使得第一冷卻流體407可能具有在第一管401內且在從噴嘴311排出之前經歷相變化的風險。舉例而言,在一些實施例中,第一冷卻流體407可以包含二氧化碳、水、液態氮等。
在一些實施例中,在到達玻璃形成材料103的帶狀物之前經歷相變化並進行蒸發的第一冷卻流體407的部分可以包含所有的第一冷卻流體407,而使得沒有任何一或更多個冷卻劑顆粒315到達行進路徑221,以接觸玻璃形成材料103的帶狀物。在一些實施例中,在到達玻璃形成材料103的帶狀物之前經歷相變化並進行蒸發的第一冷卻流體407的部分可以包含一些(例如,少於全部)第一冷卻流體407,而使得一或更多個冷卻劑顆粒315中的一些到達行進路徑221,以接觸玻璃形成材料103的帶狀物。然而,接觸玻璃形成材料103的帶狀物(例如,並未轉變成氣體322)的一或更多個冷卻劑顆粒315的量可能夠小,而不影響玻璃形成材料103的帶狀物的品質。將一或更多個冷卻劑顆粒315蒸發成氣體322可以產生多種益處。舉例而言,當一或更多個冷卻劑顆粒315經歷相變化並進行蒸發以形成氣體322時,可以實現空氣溫度的降低。舉例而言,可以降低與玻璃形成材料103的帶狀物相鄰的空氣溫度,而可以造成與噴嘴311相鄰的玻璃形成材料103的帶狀物冷卻。此外,藉由形成氣體322,冷卻劑顆粒315中的一些或是沒有冷卻劑顆粒315可以接觸玻璃形成材料103的帶狀物,而因此降低玻璃形成材料103的帶狀物的表面上的材料的積累的可能性。
在一些實施例中,方法可以包含以下步驟:藉由在到達第二端413(例如,在到達噴嘴311之前),加速第一管401的第一部分619內的第一冷卻流體407的流動,來控制第一管401內的第一冷卻流體407的相變化。舉例而言,在一些實施例中,相較於並未加速第一部分619內的第一冷卻流體407的流動的實施例,藉由加速第一部分619內的第一冷卻流體407的流動,可以降低第一冷卻流體407在第一部分619內所花費的時間。在一些實施例中,第一管401可以包含第一部分619與第二部分621。第二部分621可以位於第一管401的第一端411與第一部分619之間。第一部分619可以位於第二端413與第二部分621之間。因此,第二端413與第一部分619所分離的距離可以小於第二端413與第二部分621所分離的距離。第一冷卻流體407可以包含流動於第一通道405內的一或更多個冷卻劑顆粒623。一或更多個冷卻劑顆粒623可以包含液體顆粒、固體顆粒、及/或氣體顆粒。在一些實施例中,當一或更多個冷卻劑顆粒623經歷從液體顆粒到氣體顆粒或從固體顆粒到氣體顆粒的相變化時,可能發生密度的改變,而會造成一或更多個冷卻劑顆粒623的加速。
在一些實施例中,加速第一管401的第一部分619內的第一冷卻流體407的流動之步驟可以包含以下步驟:讓第一部分619內的第一冷卻劑407的一部分的相變化能夠從液相或固相中之一或更多者到氣相。舉例而言,在一些實施例中,第一管401的第一部分619的溫度可以大於第二部分621的溫度。此溫度變化可能是部分由於玻璃形成材料103的帶狀物附近的溫度高於第一管401的第一端411附近的溫度。由於玻璃形成材料103的帶狀物附近(例如,第二端413附近)的較高溫度,第一部分619內以及比第一端411更靠近第二端413的一或更多個冷卻劑顆粒623的一部分會經歷相變化(例如,從固相或液相到氣相),而因此造成第一部分619內的加速。能夠以幾種方式實現第一冷卻流體407的一部分的相變化。舉例而言,在一些實施例中,可以選擇進入入口451的第二冷卻流體441的溫度,而使得第一部分619內的第一冷卻流體407的一部分可以經歷相變化,而因此可以加速第一部分619內的第一冷卻流體407的流動。在一些實施例中,為了能夠相變化,第一部分619處的第一閉合側壁403的厚度可以與第二部分621不同,而使得較大量的第一冷卻流體407可以在第一部分619內經歷相變化。在進一步實施例中,為了能夠相變化,第一部分619處的第二管431可以包含與第二部分621處不同的厚度,而可以實現第一管401的不同冷卻能力,而因此允許第一冷卻流體407的一部分經歷相變化。
在一些實施例中,方法可以包含以下步驟:在已經將第一冷卻流體407從第一管401的端部引導並通過噴嘴311之後,藉由抽吸來提取第一冷卻流體407。舉例而言,在一些實施例中,第一冷卻設備303可以包含定位成與噴嘴311相鄰的抽吸噴嘴651。抽吸噴嘴651可以定義開口,其中流體可以吸入(例如,利用箭頭653所圖示)進入抽吸噴嘴651。在一些實施例中,抽吸噴嘴651可以從區域325附近及噴嘴311附近的環境603移除空氣。藉由移除空氣,抽吸噴嘴651可以降低噴嘴311附近的環境603中的壓力,這可以造成氣體322以及一或更多個冷卻劑顆粒315沿著路徑(例如,箭頭653所示)被吸入抽吸噴嘴651。儘管第6圖圖示一個抽吸噴嘴651,但是在一些實施例中,可以在噴嘴311附近設置複數個抽吸噴嘴651。抽吸噴嘴651可以提供幾個益處。舉例而言,由於離開噴嘴311之後的第一冷卻流體407的相變化,環境603的密度會改變。此密度變化會影響環境603內的壓力,這可能對玻璃形成材料103的帶狀物產生不希望的影響。為了降低任何不希望的影響,抽吸噴嘴651可以吸入氣體322以及一或更多個冷卻劑顆粒315。
參照第7圖至第8圖,圖示第一冷卻設備701的附加實施例。第7圖至第8圖所示的第一冷卻設備701可以類似於第3圖至第6圖所示的第一冷卻設備303。舉例而言,參照第7圖,第一冷卻設備701可以包含冷卻管307,冷卻管307包含第一管401及由耐火材料461圍繞的第二管431。在一些實施例中,第一管401可以包含第一端411與第二端413之間的非恆定橫截面尺寸,其中非恆定橫截面尺寸是在第一管401的內表面之間進行測量。舉例而言,第一管401可以包含第一端411與第二端413之間的第一位置705處的第一橫截面尺寸703,以及包含與第二端413相鄰的第二位置709處的第二橫截面尺寸707。在一些實施例中,橫截面尺寸可以包含沿著垂直於縱向軸線415的方向的第一管401的內表面所分離的最大距離。舉例而言,當第一管401包含圓形橫截面形狀時,第一橫截面尺寸703與第二橫截面尺寸707可以包含第一管401的直徑(例如,線性距離)。在一些實施例中,橫截面尺寸可以包含沿著垂直於縱向軸線415的平面的第一管401的區域。
第一位置705可以位於第一端411與第一部分619之間的位置處的第一管401的第二部分621內。第二位置709可以位於第二端413與第二部分621之間的位置處的第一管401的第一部分619內。在一些實施例中,第一橫截面尺寸703(例如,在第一位置705處)可以不同於第二橫截面尺寸707(例如,在第二位置709處),例如,其中第一橫截面尺寸703可以大於第二橫截面尺寸707。舉例而言,第一管401可以包含減少的橫截面尺寸,其中第一端411處的第一管401的橫截面尺寸可以大於第二端413處的第一管401的橫截面尺寸。可以利用幾種方式來實現非恆定橫截面尺寸。舉例而言,在一些實施例中,第二閉合側壁433在第一部分619處的厚度可以比在第二部分621處更大,而使得第一管401可以在第一部分619處包含減少的第二橫截面尺寸707。
參照第8圖,在一些實施例中,一種製造玻璃帶的方法可以包含以下步驟:藉由在到達第二端413之前,加速第一管401的第一部分619內的第一冷卻流體407的流動,來控制第一管401內的第一冷卻流體407的相變化。舉例而言,加速第一冷卻流體407的流動之步驟可以包含以下步驟:相對於第一冷卻流體407的流動方向601來降低第一管401的第一部分619的橫截面尺寸。橫截面尺寸的降低可以包含第一管401的尺寸的靜態降低,而不是主動降低,例如其中主動降低可以包含將力施加至第一管401的外表面,以暫時降低第一管401的一部分的橫截面尺寸。更確切地說,橫截面尺寸的降低可以包含相對於從第一端411到第二端413的流動方向601的第一管401的降低尺寸。在一些實施例中,第一管401可以包含非恆定厚度的第一閉合側壁403,其中在一個位置(例如,第二部分621)處,第一閉合側壁403可以包含比另一位置(例如,第一部分619)處更少的厚度。由於第一管401從第二部分621到第一部分619變窄,第一閉合側壁403的不同厚度可以實現橫截面尺寸的降低。
附加或可替代地,在一些實施例中,輔助結構可以定位於第一部分619處的第一管內401,以實現橫截面尺寸的降低。在一些實施例中,由於橫截面尺寸的降低,當流動通過第一部分619時,由於第二橫截面尺寸707大於第一橫截面尺寸703,流動通過第一管401的一或更多個冷卻劑顆粒315的流動速率可以增加。相較於並未加速第一部分619內的第一冷卻流體407的流動的實施例,藉由加速第一部分619內的第一冷卻流體407的流動,可以降低第一冷卻流體407在第一部分619內所花費的時間。在一些實施例中,第一管401的第一部分619的溫度可以大於第二部分621的溫度。為了降低第一冷卻流體407在第一部分619內經歷相變化的可能性,第一部分619的降低的橫截面尺寸會促進第一冷卻流體407在第一部分619內所花費的時間量的降低。因此,可以限制第一部分619內的第一冷卻流體407的相變化,而因此在轉換成氣體322之前提供更多數量的穿過噴嘴311的冷卻劑顆粒315。
參照第9圖,圖示第一冷卻設備901的附加實施例。在一些方面,第一冷卻設備901可以與第3圖至第7圖所示的第一冷卻設備301、701類似。然而,在一些實施例中,第一冷卻設備901可以包含可以定義用於第一冷卻流體407的流動路徑903的第一管401中的開口905。舉例而言,可以在第一閉合側壁403中形成與第一管401的第二端413相鄰的一或更多個開口(例如,開口905)。因此,第一冷卻流體407的一部分可以穿過噴嘴311而離開第二端413,而第一冷卻流體407的另一部分可以沿著流動通路903行進通過開口905。開口905可以與第二通道435流體連通。第一冷卻流體407可以穿過開口905,於是第一冷卻流體407可以藉由冷卻第一管401並流動朝向出口455而作為第二冷卻流體441。在一些實施例中,第一冷卻設備901的益處在於可以不提供入口451(例如,第5圖至第8圖所示),而可以不將獨立的第二冷卻流體供應至第二通道435。更確切地說,第一冷卻流體407可以藉由冷卻第一管401來作為第5圖至第8圖的第二冷卻流體441。
本文所圖示及描述的冷卻管307可以產生幾種益處。舉例而言,藉由將第一管401定位於第二管431內,可以將第一管401的第一通道405維持成與第二通道435分離的環境。舉例而言,第一管401可以包含沒有開口的第一閉合側壁403,而第二管431可以包含沒有開口的第二閉合側壁433。因此,第一管401可以接收及傳送第一冷卻流體407,而第二管431可以接收及傳送第二冷卻流體441。第一冷卻流體407及第二冷卻流體441可以不混合或混合,而使得第一冷卻流體407可以從第一管401朝著玻璃形成材料103的帶狀物發射,以冷卻區域325,而第二冷卻流體441可以與第一閉合側壁403接觸,以冷卻第一管401。因此,第二冷卻流體441可以冷卻第一管401,並將第一冷卻流體407與周圍環境的升高的溫度進行熱遮蔽。藉由冷卻第一管401,可以避免在第一通道405內時發生第一冷卻流體407的非預期相變化的可能性。藉由限制第一冷卻流體407的非預期相變化,第一冷卻流體407可以從第一管401發射一或更多個冷卻劑顆粒315,與玻璃形成材料103的帶狀物相鄰的一或更多個冷卻劑顆粒315可以經歷從固體或液體到氣體322的相變化,而因此冷卻區域325。
此外,在一些實施例中,冷卻管307可以促進第一冷卻流體407在第二端413附近的位置處(例如,第一管401的第一部分619內)的流動的加速。舉例而言,在更靠近玻璃形成材料103的帶狀物的位置處,相較於第一端411附近的溫度,周圍環境603的溫度可以更高。為了降低第一冷卻流體407在第一部分619內所花費的時間量,相較於第二部分621(例如,第一位置705處的第一橫截面尺寸703),第一管401可以包含降低的橫截面尺寸(例如,第二位置709處的第二橫截面尺寸707)。在一些實施例中,為了降低第一冷卻流體407在第一部分619內所花費的時間量,第一冷卻流體407的一部分可以在第一部分619內進行相變化。相變化可以導致密度的改變,而可以加速第一冷卻流體407。此外,第一管401可以包含橫截面尺寸(例如,直徑),而可以促進第一端411與第二端413之間的壓降。舉例而言,在一些實施例中,第一管401的內部的直徑的範圍可以是約0.25mm至約0.75mm。當壓降太大時,則第二端413處的第一管401內的第一冷卻流體407的流動速率可能太低。對於較小的壓降而言,可以維持第一冷卻流體的期望流動速率407,同時限制第一管401內在一定溫度下的相變化(例如,液相或固相到氣相)。
應理解,儘管已經針對某些說明性及特定實例詳細描述各種實施例,但是本揭示不應視為受限於此,而在不悖離專利申請範圍的情況下,可以針對所揭示的特徵進行多種修改及組合。
100:玻璃製造設備
101:形成設備
102:玻璃熔融及遞送設備
103:玻璃形成材料
104:玻璃帶
105:熔融容器
107:批次材料
109:儲存箱
111:批次遞送裝置
113:馬達
115:控制器
117:箭頭
119:熔融探針
121:熔融材料
123:豎管
125:通訊線路
127:澄清容器
129:第一連接導管
131:混合腔室
133:遞送腔室
135:第二連接導管
137:第三連接導管
139:遞送管路
140:形成容器
141:入口導管
145:根部
149:玻璃分離器
151:分離路徑
152:中心部分
153:第一外邊緣
154:拉伸方向
155:第二外邊緣
163:邊緣引導器
164:邊緣引導器
201:溝槽
203:堰
204:堰
205:外表面
206:外表面
207:向下傾斜匯聚表面部分
208:向下傾斜匯聚表面部分
209:形成楔
210:相對端
211:相對端
213:拉伸平面
215:第一主表面
216:第二主表面
221:行進路徑
301:冷卻設備
303:第一冷卻設備
305:第二冷卻設備
307:冷卻管
309:冷卻劑源
311:噴嘴
313:出口
315:冷卻劑顆粒
317:中心軸線
319:第一端
321:第二端
322:氣體
323:流動方向
325:區域
327:區域
401:第一管
403:第一閉合側壁
405:第一通道
407:第一冷卻流體
411:第一端
413:第二端
415:縱向軸線
417:入口
419:出口
431:第二管
433:第二閉合側壁
435:第二通道
437:軸線
441:第二冷卻流體
445:第一端
447:第二端
451:入口
455:出口
457:輸入
459:輸出
461:耐火材料
467:噴嘴空腔
601:流動方向
603:周圍環境
619:第一部分
621:第二部分
623:冷卻劑顆粒
651:抽吸噴嘴
653:箭頭
701:第一冷卻設備
703:第一橫截面尺寸
705:第一位置
707:第二橫截面尺寸
709:第二位置
901:第一冷卻設備
903:流動路徑
905:開口
當參照隨附圖式而閱讀以下詳細說明時,可更瞭解這些與其他特徵、實施例、及優點,其中:
第1圖示意性圖示根據本揭示的實施例的玻璃製造設備的示例性實施例;
第2圖圖示根據本揭示的實施例的沿著第1圖的線段2-2的玻璃製造設備的橫截面透視圖;
第3圖圖示根據本揭示的實施例的包含用於冷卻玻璃形成材料的帶狀物的一或更多個冷卻設備的玻璃製造設備的類似於第2圖的橫截面圖;
第4圖圖示根據本揭示的實施例的第一冷卻設備的沿著第3圖的線段4-4的橫截面圖;
第5圖圖示根據本揭示的實施例的包含第一管及第二管的第一冷卻設備的沿著第4圖的線段5-5的橫截面圖;
第6圖圖示根據本揭示的實施例的類似於第5圖的第一冷卻設備的橫截面圖,其中一或更多個冷卻劑顆粒從第一管朝著玻璃形成材料的帶狀物發射;
第7圖圖示根據本揭示的實施例的包含具有非恆定橫截面尺寸的第一管的第一冷卻設備的附加實施例的沿著第4圖的線段5-5的橫截面圖;
第8圖圖示根據本揭示的實施例的類似於第7圖的第一冷卻設備的橫截面圖,其中一或更多個冷卻劑顆粒從第一管朝著玻璃形成材料的帶狀物發射;以及
第9圖圖示根據本揭示的實施例的包含用於冷卻第一管的第一冷卻流體的第一冷卻設備的沿著第4圖的線段5-5的橫截面圖。
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
103:玻璃形成材料
221:行進路徑
303:第一冷卻設備
307:冷卻管
311:噴嘴
313:出口
319:第一端
321:第二端
401:第一管
403:第一閉合側壁
405:第一通道
407:第一冷卻流體
411:第一端
413:第二端
415:縱向軸線
417:入口
419:出口
431:第二管
433:第二閉合側壁
435:第二通道
437:軸線
441:第二冷卻流體
445:第一端
447:第二端
451:入口
455:出口
457:輸入
459:輸出
461:耐火材料
467:噴嘴空腔
Claims (12)
- 一種玻璃製造設備,包含: 一形成設備,用於定義沿著一行進方向延伸的一行進路徑,該形成設備經配置以沿著該行進方向的該行進路徑傳送一玻璃形成材料的帶狀物;以及 一冷卻管,包含一第一端以及與該第一端相對的一第二端,該第二端係定位成與該行進路徑相鄰,該冷卻管包含: 一第一管,包含圍繞一第一通道的一第一閉合側壁,該第一管經配置以在該第一通道內接收一第一冷卻流體; 一第二管,包含圍繞一第二通道的一第二閉合側壁,該第一管係定位在該第二管內,而使得該第二通道係在該第一閉合側壁與該第二閉合側壁之間,該第二管經配置以在該第二通道內接收一第二冷卻流體;以及 一噴嘴,附接至該第一管,該噴嘴包含與該第一通道流體連通的一噴嘴空腔,該噴嘴經配置以接收該第一冷卻流體,並引導該第一冷卻流體朝向該行進路徑。
- 如請求項1所述的玻璃製造設備,其中該第一管包含該第一端與該第二端之間的一第一位置處的一第一橫截面尺寸,並且包含與該第二端相鄰的一第二位置處的一第二橫截面尺寸,其中該第一橫截面尺寸與該第二橫截面尺寸不同。
- 如請求項2所述的玻璃製造設備,其中該第一橫截面尺寸係小於該第二橫截面尺寸。
- 如請求項1所述的玻璃製造設備,其中該第一管與該第二管同軸,並沿著一縱向軸線延伸。
- 如請求項4所述的玻璃製造設備,其中與該縱向軸線正交的一軸線係與該第一閉合側壁及該第二閉合側壁相交。
- 如請求項1-5中之任一者所述的玻璃製造設備,其中該第一閉合側壁將該第一通道與該第二通道隔離。
- 一種製造一玻璃帶的方法,包含以下步驟: 形成一玻璃形成材料的帶狀物; 沿著一行進方向的一行進路徑移動該玻璃形成材料的帶狀物; 藉由一第一管朝向一噴嘴遞送一第一冷卻流體; 藉由將一第二冷卻流體遞送通過圍繞該第一管的一第二管,而使得該第二冷卻流體與該第一管對流接觸,來冷卻該第一管,以維持該第一冷卻流體在該第一管內的一相;以及 藉由將該第一冷卻流體從該第一管的一端部引導並通過該噴嘴朝向該玻璃形成材料的帶狀物的一區域,來冷卻該玻璃形成材料的帶狀物的該區域。
- 如請求項7所述的方法,進一步包含以下步驟:當該第二冷卻流體遞送通過該第二管時以及當該第一冷卻流體從該第一管的該端部被引導時,將該第一冷卻流體與該第二冷卻流體隔離。
- 如請求項7至8中之任一者所述的方法,進一步包含以下步驟:藉由在到達該第一管的該端部之前,加速該第一管的一第一部分內的該第一冷卻流體的一流動,來控制該第一管內的該第一冷卻流體的一相變化。
- 如請求項9所述的方法,其中該加速步驟包含以下步驟:相對於該第一冷卻流體的一流動方向減少該第一管的該第一部分的一橫截面尺寸。
- 如請求項9所述的方法,其中該加速步驟包含以下步驟:讓該第一部分內的該第一冷卻流體的一部分的一相變化能夠從一液相或一固相中之一或更多者到一氣相。
- 一種製造一玻璃帶的方法,包含以下步驟: 形成一玻璃形成材料的帶狀物; 沿著一行進方向的一行進路徑移動該玻璃形成材料的帶狀物; 藉由一第一管朝向一噴嘴遞送一第一冷卻流體; 藉由在到達該噴嘴之前,加速該第一管的一第一部分內的該第一冷卻流體的一流動,來控制該第一管內的該第一冷卻流體的一相變化;以及 藉由將該第一冷卻流體從該第一管的一端部引導並通過該噴嘴朝向該玻璃形成材料的帶狀物的一區域,來冷卻該玻璃形成材料的帶狀物的該區域。
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