TW202406861A - 直熱式邊緣導向器組件 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及一種玻璃製造設備，其包括成型設備，該成型設備包括成型體和附裝到成型體的直接電加熱式邊緣導向器組件，該邊緣導向器組件配置為引導來自成型體的熔融玻璃的流動。該邊緣導向器組件包括與其連接並配置為接收電流的複數個匯流排組件。電流可以是三相電流。匯流排組件由三軸支撐組件支撐，該三軸支撐組件支撐匯流排組件沿著三個正交軸的移動。
Description
相關申請的交叉引用
本案基於專利法條要求2022年3月16日申請的美國臨時申請號63/320330的優先權，藉由引用將其全文併入於此。
本發明涉及一種玻璃製造設備，特別是一種成型設備，所述成型設備包括成型體和附裝到成型體並配置為控制來自成型體的熔融玻璃的流動的電加熱式邊緣導向器。
玻璃製造製程通常包括用於將熔融物質成型成有用的成品的設備，如玻璃板。玻璃板生產可以採取幾種不同的形式，例如，浮法製程、軋製製程和熔合製程，僅舉幾例。特別是在熔合製程中，熔融材料，以下稱為熔融玻璃，被提供給成型體，並由此作為熔融玻璃帶狀物被向下拉延。熔融玻璃帶狀物冷卻後形成玻璃帶狀物，可以捲起來供將來使用，也可以分離成單獨的玻璃板。在拉延程序中，表面張力導致熔融玻璃帶狀物的帶橫向收縮，從而減少了後續冷卻玻璃帶狀物的寬度以及由此得到的玻璃製品的寬度。橫向收縮導致熔融玻璃帶狀物的邊緣變厚，產生所謂的「胎邊」。為了減輕橫向收縮和控制胎邊的形成，在成型體上安裝了在此稱為「邊緣導向器」的裝置，有效地延長了成型體，並抵消了由帶狀物的橫向收縮引起的寬度損失。
雖然成型體可以由耐火陶瓷材料形成，但邊緣導向器通常是金屬並附裝到成型體的兩端。當熔融玻璃流過邊緣導向器的表面時，熔融玻璃的溫度可能會下降到熔融玻璃的液相線溫度以下，並且熔融玻璃可能會沿著邊緣導向器的邊緣結晶。這種晶體生長，在這裡稱為析晶，或「析出」，可以導致玻璃帶狀物缺陷和破壞穩定的胎邊的發展。需要一種有效的方法來減輕析出。
因此，在本發明的第一態樣中，描述了一種玻璃成型設備，其包括成型體，所述成型體包括第一彙聚成型表面和第二彙聚成型表面，所述第一彙聚成型表面和第二彙聚成型表面沿成型體的底邊緣結合。所述玻璃成型設備還包括設置在成型體的第一端處的邊緣導向器組件，所述邊緣導向器組件包括與第一彙聚成型表面接觸的第一邊緣導向器和與所述第二彙聚成型表面接觸並且沿邊緣部接頭結合到第一邊緣導向器的第二邊緣導向器。所述玻璃成型裝置還包括結合到第一邊緣導向器的第一匯流排組件、結合到第二邊緣導向器的第二匯流排組件、在邊緣部接頭處結合到邊緣導向器的第三匯流排組件。第一匯流排組件、第二匯流排組件和第三匯流排組件電連接到配置為向邊緣導向器組件提供交流電流的電源。
在第二態樣中，第一態樣的第一邊緣導向器可以包括第一增厚的底邊緣部，並且第二邊緣導向器包括第二增厚的底邊緣部，第一增厚的底邊緣部在邊緣部接頭處結合到第二增厚的底邊緣部。
在第三態樣中，第二態樣的第一匯流排組件可以包括結合到第一增厚的邊緣部的由第一材料形成的第一匯流排和結合到第一匯流排的由不同於第一材料的第二材料形成的第二匯流排。
在第四態樣中，第二態樣或第三態樣的第二匯流排組件可以包括結合到第二增厚的邊緣部的由第一材料形成的第三匯流排和結合到第三匯流排的由第二材料形成的第四匯流排。
在第五態樣中，第三或第四態樣中的第三匯流排組件可以包括結合到邊緣部接頭的由第一材料形成的中央匯流排、結合到中央匯流排的第一分支匯流排和結合到中央匯流排的第二分支匯流排，第一分支匯流排包括結合到中央匯流排的由第一材料形成的第一匯流排段和結合到第一匯流排段的由不同於第一材料的第二材料形成的第二匯流排段，第二分支匯流排包括結合到中央匯流排的由第一材料形成的第三匯流排段和結合到第三匯流排段的由第二材料形成的第四匯流排段。
在第六態樣中，第一匯流排組件、第二匯流排組件和第三匯流排組件的第一材料與第二材料之間的介面可以被定位於周圍可變形耐火絕緣材料內。
在第七態樣中，第三到第六態樣任一態樣中的第一邊緣導向器和第二邊緣導向器可以由第一材料形成。
在第八態樣中，第三到第七態樣中任一態樣中的第一材料可以包括鉑。
在第九態樣中，第三到第八態樣中任一態樣中的第二材料可以包括鎳。
在第十態樣中，第一到第九態樣中任一態樣中的邊緣部接頭可以位於成型體的底邊緣下方。
在第十一態樣中，第一到第十態樣中任一態樣中的第一匯流排組件和第二匯流排組件分別可由第一三軸支撐組件和第二三軸支撐組件支撐，第一三軸支撐組件和第二三軸支撐組件每個配置為支撐各自匯流排組件沿三個正交軸的移動。
在第十二態樣中，第十一態樣的第一三軸支撐組件和第二三軸支撐組件中的每一個可以包括可傾斜的檯面，其所述可傾斜的檯面配置為順應各自的第一匯流排組件和第二匯流排組件的傾斜。
在第十三態樣中，第十一態樣或第十二態樣的第一三軸支撐組件和第二三軸支撐組件中的每一個可以使用彈簧分別支撐第一匯流排組件和第二匯流排組件。
在第十四態樣中，第十一態樣的第一三軸支撐組件可以支撐第三匯流排組件的第一部分，第二三軸支撐組件可以支撐第三匯流排組件的第二部分。
在第十五態樣中，第十四態樣的第一三軸支撐組件可以支撐第一分支匯流排，並且第二三軸支撐組件可以支撐第二分支匯流排。
在第十六態樣中，第一到第十五態樣中的任一態樣的邊緣導向器組件可以包括結合到第一邊緣導向器和第二邊緣導向器的端蓋，並且所述端蓋設置在成型體的第一端上方。
在第十七態樣中，第一到第十六態樣中的任一態樣的第一匯流排組件、第二匯流排組件或第三匯流排組件中的至少一個可以包括冷卻通道，經由所述冷卻通道輸送冷卻流體。
在第十八態樣中，冷卻通道可以包括與冷卻流體源流體連通的中空管。
在第十九態樣中，第十八態樣的中空管可以不與第一材料接觸。
在第二十態樣中，第一到第十九態樣中任一態樣的電源可配置為向邊緣導向器組件提供三相幅值和相位可變電流。
在第二十一態樣中，第二十態樣的三相電源的第一相可以連接到第一匯流排組件，第二十態樣的三相電源的第二相可以連接到第二匯流排組件，第二十態樣的三相電源的第三相可以連接到第三匯流排組件。
在第二十二態樣中，揭示一種成型玻璃製品的方法，包括向成型體提供熔融玻璃，所述成型體包括第一彙聚成型表面和與第一彙聚成型表面相對的第二彙聚成型表面以及設置在成型體第一端處的邊緣導向器組件，邊緣導向器組件包括與第一彙聚成型表面接觸的第一邊緣導向器和與第二彙聚成型表面接觸的第二邊緣導向器，第一邊緣導向器和第二邊緣導向器每個包括朝外表面。所述方法還可以包括使熔融玻璃流過成型體的彙聚成型表面以及第一邊緣導向器和第二邊緣導向器的朝外表面，藉由使電流流過邊緣導向器組件來加熱邊緣導向器組件，以及將熔融玻璃從成型體的底邊緣拉出。
在第二十三態樣中，第二十二態樣的電流可以包括三相電流。
在第二十四態樣中，第一匯流排組件結合到第一邊緣導向器，第二匯流排組件結合到第二邊緣導向器，第三匯流排組件結合到將第一邊緣導向器結合到第二邊緣導向器的結合邊緣，所述方法還可以包括向第一匯流排組件提供三相電流的第一相、向第二匯流排組件提供三相電流的第二相以及向第三匯流排組件提供三相電流的第三相。
在第二十五態樣中，第二十三態樣的方法還可以包括改變三相電流的至少一個相的幅值或相位角。
在第二十六態樣中，第二十五態樣的第二十四態樣的第一相的幅值可以不同於第二相或第三相的至少一個的幅值。
在第二十七態樣中，第二十四態樣的電流的幅值和相位可以獨立於電流的頻率。
在第二十八態樣中，第二十三到第二十七態樣中的任一態樣的方法還可以包括分別用第一三軸支撐組件和第二三軸支撐組件支撐第一匯流排組件和第二匯流排組件，第一三軸支撐組件和第二三軸支撐組件每個配置為支撐各自的匯流排組件沿三個正交軸的移動。
在第二十九態樣中，第二十八態樣的第一三軸支撐組件可以支撐第三匯流排組件的第一部分，第二十八態樣的第二三軸支撐組件可以支撐第三匯流排組件的第二部分。
前面的一般描述和下面的詳細描述提出了實施方式，旨在為理解在此公開的實施方式的性質和特徵提供概述或框架。附圖提供進一步的理解，並被納入並構成本說明書的一部分。附圖圖示本發明的各種實施方式，並與描述一起解釋其原理和操作。
現在將詳細地參考本發明的實施方式，其示例在附圖中示出。在可能的情況下，在圖中使用相同的元件符號來表示相同或類似的部件。然而，本發明可以以許多不同的形式體現，並且不應被解釋為局限於這裡所述的實施方式。
如在這裡中使用的，術語「大約」是指數量、尺寸、配方、參數和其他數量和特徵不是也不必是精確的，但可以根據需要近似及/或較大或較小，反映公差、轉換因數、捨入、測量誤差等，以及本領域技藝人士已知的其他因素。
這裡的範圍可以表示為從「大約」一個值，及/或到「大約」另一個值。當表達這樣一個範圍時，另一實施方式包括從一個特定值到另一個特定值。類似地，當值藉由使用先行詞「大約」表示為近似值時，可以理解為所述特定值形成了另一個實施方式。可以進一步理解，每個範圍的端點都相對於另一個端點顯著，並且獨立於另一個端點。
此處使用的方向術語-例如上、下、右、左、前、後、頂、底、向上、向下等-僅參考所繪製的圖形而作，並不意味著絕對方向。
除非另有明確說明，否則絕不打算將這裡所述的任何方法解釋為要求其步驟以特定循序執行，也不要求使用任何設備，特定方向。因此，方法請求項並不實際詳述步驟應遵循的順序，或任何設備請求項實際上並不詳述單個部件的順序或取向，或者它不特別聲明，聲稱或描述的步驟將被限制在一個特定的順序，或者在請求項或描述中不會特定敘述將步驟限定到特定的順序，或者並不詳述設備的部件的特定順序或取向，這絕不是為了在任何方面推斷順序或取向。這適用於任何可能的非表達的解釋基礎，包括：與步驟安排、操作流程、部件順序或部件方向相關的邏輯問題；由語法組織或標點符號衍生的簡單意思；說明書中描述的態樣的數量或類型。
此處使用的單數形式包括複數引用，除非上下文另有明確規定。因此，例如，對部件的引用包括具有兩個或多個此類部件的態樣，除非上下文明確地另有指示。
「示例性」、「示例」或其各種形式在此用於表示作為示例、實例或說明。在此作為「示例性」或「示例」描述的任何態樣或設計都不應被解釋為優於或優於其他態樣或設計。此外，提供示例僅為清晰和理解的目的，並不意味著以任何方式限制或限制所披露的主題或本發明的相關部分。可以理解的是，本可以提出無數範圍不同的其他或替代例子，但為了簡潔起見而省略了這些例子。
如這裡使用的，除非另有說明，術語「包括」和「包含」及其變型應被解釋為同義的和開放式的。在包括或包含過渡短語之後的元件列表是非排他性列表，因此除了列表中具體列舉的元件之外，還可以存在元件。
術語「基本」、「基本上」及其在本文中使用的變型意在表示所描述的特徵等於或近似等於一個值或描述。例如，「基本平面的」表面旨在表示平面或近似平面的表面。此外，「基本上」是指兩個值相等或近似相等。術語「基本上」可表示彼此相差約10%以內的值，例如，彼此相差約5%以內，或彼此相差約2%以內。
正如這裡所使用的耐火材料是一種非金屬無機材料，它是多晶、多相、無機、多孔、非均勻的，適合作為暴露在超過538℃的溫度下的設備或系統的部件。例如，耐火材料可以包括但不限於鋁、矽、鎂、鈣、釔和鋯的氧化物。耐火材料可以包括黏結材料。
正如這裡所使用的電氣匯流(例如匯流排（bus bar）、匯流排部、匯流排段等)是指設計用於在電源和負載之間傳遞電流的堅固剛性金屬構件。相反，設計用於攜帶這裡所述量級電流的電纜包括包含在電隔離護套材料內的複數個纏繞(例如，螺旋纏繞)金屬導體(電線)。
圖1所示的是一種示例性玻璃製造設備10。玻璃製造設備10包括具有熔化容器14的玻璃熔化爐12。除了熔化容器14之外，玻璃熔化爐12還可以可選地包括一或多個附加部件，如加熱元件(例如，燃燒器及/或電極)，其配置為加熱原料並將原料轉化為熔融物質(以下簡稱熔融玻璃)。例如，熔化容器14可以是電助推熔化容器，其中能量藉由燃燒器和直接加熱添加到原料，其中電流通過原料，電流從而藉由原料的焦耳加熱添加能量。
玻璃熔化爐12可以包括減少熔化容器熱損失的其他熱管理裝置(例如，隔熱部件)。玻璃熔化爐12可以包括電子及/或機電裝置，以便於原料熔化成玻璃熔體。玻璃熔化爐12可以包括支撐結構(例如，支撐底盤、支撐構件等)或其他部件。
熔化容器14可以由耐火材料形成，例如，由氧化鋁或氧化鋯組成的耐火陶瓷材料，儘管耐火陶瓷材料可以包括其他耐火材料，如釔(例如，釔、釔穩定氧化鋯、磷酸釔)、鋯石(ZrSiO
4)或氧化鋁-氧化鋯-二氧化矽，甚至氧化鉻，可以交替使用或以任何組合使用。在一些示例中，熔化容器14可由耐火陶瓷磚製成。
玻璃熔化爐12可以作為玻璃製造設備的組成部分，配置為製造玻璃製品，例如玻璃帶狀物，不過所述玻璃製造設備可以不受限制地配置為製造其他玻璃製品，例如玻璃棒、玻璃管、玻璃罩(例如，用於照明設備的玻璃罩，例如燈泡)和玻璃透鏡。在一些示例中，玻璃熔化爐12可以包括在玻璃製造設備中，所述玻璃製造設備包括槽拉設備、浮浴設備、下拉設備(例如，熔合下拉設備)、上拉設備、壓緊設備、軋製設備、拉管設備或任何其他會受益於本發明的玻璃製造設備。作為示例，圖1示意性地圖示玻璃熔化爐12作為熔合下拉玻璃製造設備10的部件，用於熔合拉出玻璃帶狀物以便後續加工成單個玻璃板或將玻璃帶狀物滾到線軸上。如這裡所使用的，熔合拉延包括使熔融玻璃在傾斜的，例如，收斂的，成型體的側面上流動，其中所產生的熔融物質流在成型體的底部結合，或「熔合」形成玻璃帶狀物。
玻璃製造設備10可選地包括位於熔化容器14上游的上游玻璃製造設備16。在一些示例中，上游玻璃製造設備16的一部分或整個設備可以作為玻璃熔化爐12的一部分。
如圖1所示，上游玻璃製造設備16可以包括原料儲存倉18、原料輸送裝置20和連接到原料輸送裝置20的電機22。原料儲存倉18可配置為儲存原料24，所述原料24可藉由箭頭26所示的一或多個進料埠進入玻璃熔化爐12的熔化容器14。原料24通常包括一或多個玻璃形成金屬氧化物和一或多個改性劑。在一些示例中，原料輸送裝置20可以由電機22提供動力，將預定數量的原料24從原料儲存倉18輸送到熔化容器14。在進一步的示例中，電機22可以為原料輸送裝置20提供動力，以基於從熔化容器14下游感應到的相對於熔融玻璃的流動方向的熔融玻璃位凖，以控制的速度引入原料24。隨後，熔化容器14內的原料24被加熱形成熔融玻璃28。一般地，原料以顆粒的形式添加到熔化容器中，例如各種「砂」。原料24還可以包括以前熔化及/或成型作業中產生的廢玻璃(即碎玻璃)。可以使用燃燒器來開始熔化程序。在電助推熔融程序中，一旦原料的電阻被燃燒器充分降低，電助推可以藉由在與原料接觸的電極之間產生電勢開始，從而在原料中建立電流，原料通常進入或處於熔融狀態。
玻璃製造設備10還可以包括下游玻璃製造設備30，相對於熔融玻璃28的流動方向，所述下游玻璃製造設備位於玻璃熔化爐12的下游。在一些示例中，下游玻璃製造設備30的一部分可以作為玻璃熔化爐12的一部分併入。例如，下面討論的第一連接管路32，或下游玻璃製造設備30的其他部分，可以作為玻璃熔化爐12的一部分併入。
下游玻璃製造設備30可以包括第一調節室，如細化容器34，位於熔化容器14的下游，並藉由上述第一連接管路32耦接到熔化容器14。在一些示例中，熔融玻璃28可以藉由第一連接管路32從熔化容器14經由重力輸送到細化容器34。因此，第一連接管路32為熔融玻璃28提供了從熔化容器14到細化容器34的流動路徑。然而，其他的調節室可以位於熔化容器14的下游，例如在熔化容器14和細化容器34之間。在一些實施方式中，可以在熔化容器和細化室之間適用調節室。例如，在進入細化室之前，來自初級熔化容器的熔融玻璃可在次級熔化(調節)容器中進一步加熱或在次級熔化容器中冷卻至低於初級熔化容器中熔融玻璃的溫度的溫度。
可以用各種技術從熔融玻璃28中除去氣泡。例如，原料24可以包括多價化合物(即細化劑)，如氧化錫，當加熱時，發生化學還原反應並釋放氧氣。其他合適的細化劑可以包括但不限於砷、銻、鐵及/或鈰，但由於砷和銻的毒性，在某些應用中可能出於環境原因而不鼓勵使用。例如將細化容器34加熱到溫度大於熔化容器的內部溫度，從而將細化劑加熱到足以進行化學還原的反應溫度。熔融玻璃中包括的一或多個細化劑在溫度誘導下化學還原所產生的氧氣可以擴散到熔化程序中產生的氣泡中。膨脹的氣泡具有增加的浮力，然後上升到細化容器內熔融玻璃的自由表面，然後從細化容器排出，例如藉由與自由表面以上的大氣進行流體連通的通風管排出。
下游玻璃製造設備30還可以包括另一個調節室，例如混合設備36，例如攪拌容器，用於混合從細化容器34流向下游的熔融玻璃。混合設備36可用於提供均勻的玻璃熔體組合物，從而減少在離開細化容器的熔融玻璃內可能存在的化學及/或熱不均勻性。如圖所示，細化容器34可藉由第二連接管路38耦接到混合設備36。因此，熔融玻璃28可以藉由第二連接管路38從細化容器34經由重力輸送到混合設備36。通常，混合設備36內的熔融玻璃包括自由表面，在自由表面和混合設備的頂部之間延伸有自由(例如，氣體)體積。雖然混合設備36相對於熔融玻璃28的流動方向顯示在細化容器34的下游時，但是在其他實施方式中，混合設備36可以位於細化容器34的上游。下游玻璃製造設備30可以包括多個混合設備，例如，細化容器34上游的混合設備和細化容器34下游的混合設備。當使用時，多個混合設備可以具有相同的設計，也可以彼此具有不同的設計。此處公開的一或多個容器及/或管路可以包括放置在其中的靜態混合葉片，以進一步促進熔融材料的混合和隨後的均質化。
下游玻璃製造設備30還可以包括另一個調節室，例如位於混合設備36下游的輸送容器40。輸送容器40可以作為蓄能器及/或流量控制器，藉由出口管路44向成型體42提供熔融玻璃28的一致流動。在一些實施方式中，輸送容器40內的熔融玻璃可以包括自由表面，其中自由體積從自由表面向上延伸到輸送容器的頂部。如圖所示，混合設備36可藉由第三連接管路46耦接到輸送容器40，其中熔融玻璃28可藉由第三連接管路46從混合設備36經由重力輸送到輸送容器40。
下游玻璃製造設備30還可以包括配置為成型玻璃製品（例如玻璃帶狀物）的成型設備48。因此，成型設備48可以包括下拉裝置，例如溢流下拉裝置，其中出口管路44定位成將熔融玻璃28從輸送容器40輸送到成型體42的進口管路50。熔合下拉玻璃製造設備中的成型體可以包括位於成型體上表面的槽52，以及沿成型體的底邊緣(根部)58在拉延方向56上收斂的相對的收斂成型面54。藉由輸送容器40、出口管路44和進口管路50輸送到成型體槽52的熔融玻璃溢出槽52的壁面，並作為熔融玻璃的分離流沿彙聚成型表面54下降。熔融玻璃的分離流在根部58下方並沿根部58結合以藉由向熔融玻璃帶狀物施加向下的張力，如藉由重力和相反的、反向旋轉的拉輥62，產生從根部58向拉延方向56拉出的熔融玻璃帶狀物。因為熔融玻璃冷卻和熔融玻璃的黏度增加，施加向下的張力和熔融玻璃的溫度可以用來控制玻璃帶狀物的尺寸。因此，熔融玻璃帶狀物經歷了從黏性狀態到黏彈性狀態再到彈性狀態的黏度轉變，並獲得了賦予玻璃帶狀物60穩定尺寸特徵的力學性質。然後可以對玻璃帶狀物60進行刻痕，然後將其分成較短的長度，例如分成玻璃板64。替代性地，玻璃帶狀物60也可以用線軸纏繞。玻璃帶狀物刻痕設備66可以包括刻痕工具68、位於玻璃帶狀物對面與刻痕工具相對的支撐桿70(例如，砧)以及一或多個可應用於玻璃帶狀物表面以在刻痕操作期間控制玻璃帶狀物移動的縮口構件72。玻璃帶刻痕設備80可以包括能夠沿拉延方向以拉延速度垂直移動的龍門架(未示出)。玻璃板可由機器人74從玻璃帶狀物上取下。例如，機器人74可在刻痕處彎曲玻璃帶狀物，使玻璃帶狀物沿刻痕分離，形成玻璃板。
下游玻璃製造設備30的部件，包括連接管路32、38、46、細化容器34、混合設備36、輸送容器40、出口管路44或進口管路50中的任何一或多個，都可以由貴金屬製成。適用的貴金屬包括從鉑、銥、銠、鋨、釕和鈀組成的鉑族金屬或其合金中選擇的鉑族金屬。例如，玻璃製造設備的下游部件可以由鉑銠合金形成，其中包括按重量計約70%至約90%的鉑和按重量計約10%至約30%的銠。
成型設備48還可以包括外罩80，其中成型體42設置在外罩內。外罩80配置為在玻璃帶狀物經歷黏度轉變時為玻璃帶狀物維持受控的熱環境。外罩80可以是一個單獨的外罩或者包括多個部分。例如，外罩80可以包括上部殼體成型體42和一或多個下部。可以在上部和下部之間設置通常水平滑動(未示出)的門以減少上部環境的冷卻，例如來自於加熱空氣產生的向上氣流(例如，煙囪效應)或更冷的下游設備。
外罩80可以由耐火材料形成，如碳化矽、氧化鋁和鋯石，但可以包括額外或替代的金屬部件，例如各種鋼樑、桁架、牆板等，以及配置為進一步控制外殼內熱環境的耐火絕緣板。外罩80還可以包括複數個熱元件82，例如，加熱及/或冷卻元件，它們設置在外罩內，例如，沿著外殼的壁面，以加熱成型體和其中的熔融玻璃，並冷卻從成型體中拉出的玻璃帶狀物。加熱元件可以是線圈及/或條(棒)形式的電阻加熱元件。冷卻元件可以包括冷卻流體流經的冷卻管。將由成型體42形成的玻璃製品(例如，玻璃帶狀物) 向下拉伸通過外罩80，並由複數個熱元件產生的預定和仔細控制的溫度曲線進行調節，溫度曲線選擇成減少玻璃帶狀物中可能影響玻璃帶狀物形狀的殘餘應力。
當熔融玻璃28流過收斂的成型表面54，並從成型體42的根部58下降時，熔融玻璃在與拉延方向56正交的方向上橫向收縮。這種橫向收縮減小了從成型體42拉出的玻璃帶狀物的寬度。為了減輕橫向收縮，在成型體的第一端處，第一邊緣導向器組件100a附裝到成型體42，在成型體42的第二端，第二邊緣導向器組件100b附裝到成型體42。邊緣導向器組件100a、100b增加了收斂成型表面54的表面積，有效地延長了根部58的長度，從而抵消了橫向收縮。邊緣導向器組件100a、100b各包括一對犁齒形部件，它們沿成型體長度的至少一部分延伸。邊緣導向器組件100a、100b每個包括兩個相對的邊緣導向器，位於成型體的相對兩側，共有兩個邊緣導向器組件和四個邊緣導向器。在成型體末端處的成型體相對兩側的一對相對的邊緣導向器被附裝在一起，形成邊緣導向器組件。因此，一個邊緣導向器組件100a定位在成型體的入口端(其中熔融玻璃從入口管路50進入成型體)，第二邊緣導向器組件100b定位在成型體的另一端。以下提供了位於成型體42的第一端處的單個邊緣導向器組件100a的描述，可以理解位於成型體相對的第二端的第二邊緣導向器組件可以基本上類似於第一邊緣導向器組件。
圖2是成型體42的一端(例如，入口端)的透視圖，圖示第一邊緣導向器組件100a(只顯示了邊緣導向器組件的單個邊緣導向器)，而圖3是邊緣導向器組件100a的透視圖，所述邊緣導向器組件100a顯示了一對相對的邊緣導向器，但為清楚起見而移除了成型體。即，邊緣導向器組件100a包括相對第一彙聚成型表面54a定位的第一邊緣導向器102a和相對第二彙聚成型表面54b定位的第二邊緣導向器102b。第一邊緣導向器102a與第一彙聚成型表面54a接觸，並且包括第一向外彎曲表面104a，而第二邊緣導向器102b與第二彙聚成型表面54b接觸，並且包括第二向外彎曲表面104b。第一邊緣導向器102a和第二邊緣導向器102b還可以分別包括壩形部106a、106b，其相對於成型體42(例如，聚合成型表面54)延伸約90度。壩形部106a、106b防止熔融玻璃溢出超過邊緣導向器組件。如圖2所示，壩形部106a、106b可以形成位於成型體42的進口端之上的端蓋108的一部分。
例如，第一向外彎曲表面104a和第二向外彎曲表面104b可以是錐面。例如，藉由焊接，將面向內、朝向成型體中部的相對的第一邊緣導向器102a和第二邊緣導向器102b的邊緣結合起來，從而形成位於根部58下方的結合邊緣112。第一邊緣導向器102a和第二邊緣導向器102b的第一底邊緣部114a和第二底邊緣部114b可以增厚，例如，藉由在邊緣導向器上層壓(例如，焊接)額外的材料，使每個邊緣導向器的底邊緣部比每個各自的邊緣導向器的剩餘上部更厚。結合邊緣112可以包括第一增厚的底邊緣部114a和第二增厚的底邊緣部114b。即，結合邊緣112可以由各邊緣導向器的增厚的底邊緣部的相交部形成。
當熔融玻璃沿成型體42向下流動，並流過第一、第二邊緣導向器102a、102b的朝外表面104a、104b時，熔融玻璃的溫度降低，黏度增大。所有玻璃對於一或多個晶體化合物都是不穩定的。只要有適當的溫度轉變，玻璃就會結晶。形核和晶體生長是必需的。形核動力學涉及玻璃小的區域形成的自由能和原子進出所述區域的輸運。超過一些臨界尺寸，介面能變得不重要，晶體生長可以藉由介面擴散程序進行。這兩個程序的動力學取決於過冷程度(T
L- T)，其中T
L表示熔融玻璃的液相線溫度，T是當前熔融玻璃溫度。液相線溫度是熔體保持液態的溫度，代表晶體可以與熔體共存的最高溫度。在這兩種情況下，隨著過冷度的增加而增加的熱力學驅動力和隨著過冷度的增加而減少的擴散項的相互爭用性質導致了在溫度低於T
L時最大的形核和晶體生長速度。如果熔融玻璃的溫度低於材料的液相線溫度，並且熔融玻璃在所述溫度下停留足夠長的時間，就可能發生結晶。
玻璃中偶然或不受控制地形成晶體被稱為晶體析出，晶體的生長通常被稱為「析出」。析出對玻璃的光學和機械性質是有害的。在某些玻璃中，形核和晶體生長速率曲線可能非常接近重合，導致在較寬的溫度範圍內均質形核和晶體生長。在更穩定的玻璃中，在液相溫度下，高黏度和低擴散係數的結合消除了均勻形核的擔憂。然而，非均相形核可能發生在雜質顆粒或其他不連續性存在的表面。因此，在熔融玻璃-邊緣導向器介面的長時間停留和可能低於熔融玻璃的液相線溫度的溫度的組合可能導致析出積聚在邊緣導向器上，特別是沿邊緣導向器的底邊緣(例如底部)和壩形部的下部。將析出物加熱到高於液相線溫度的溫度可以使析出物回到熔融玻璃中的溶液中及/或阻止它形成。
熱元件82，例如電阻式加熱元件，可沿成型體42的中間部分放置在成型體根部58附近，並佈置對成型體42的根部58進行加熱。這種加熱元件已被證明可以有效地防止沿根部的析出。然而，邊緣導向器組件放置在成型體最冷的部分附近，在成型體的末端，最靠近外罩80的端壁，雖然各種加熱設備已經被用於藉由輻射加熱來加熱邊緣導向器，但這種加熱設備具有局限性，其中最重要的是在成型體末端附近的其他成型設備的集中度，這可能會干擾加熱元件的有效放置和輻射效應。這些其他的設備使得將熱量引導到邊緣導向器，尤其使引導到最容易形成析出的邊緣導向器的底邊緣，在防止析出方面很困難，也不是完全有效。析出會導致玻璃帶狀物缺陷，破壞穩定的帶狀物邊緣(胎邊)發展。析出還會干擾橫向收縮減緩，從而導致帶狀物衰減增加，可用帶狀物寬度減少。此外，如果任由晶體生長繼續下去，晶片會從邊緣導向器脫落並夾帶在玻璃帶狀物中，在其中形成缺陷。
為了克服邊緣導向器輻射加熱造成的局限性，匯流排組件附裝到邊緣導向器組件，匯流排組件配置為引導電流通過邊緣導向器組件，特別是通過增厚的底部邊緣部分。第一匯流排組件200a附裝到第一邊緣導向器102a的第一增厚的底邊緣部114a，第二匯流排組件200b附裝到第二邊緣導向器102b的第二增厚的底邊緣部114b。第三匯流排組件200c附裝在第一邊緣導向器102a和第二邊緣導向器102b之間的結合邊緣112(例如，結合邊緣112的背面)處，更具體地說，附裝在兩個相對的增厚的底邊緣部114a、114b的交叉處。
如圖4中最佳看出的，第一匯流排組件200a包括由第一金屬形成的第一匯流排202a和由第二金屬形成的第二匯流排204a。第一匯流排202a的第一端206a可以藉由比如焊接的方式結合到第一邊緣導向器102a的第一增厚的底邊緣部114a。第一匯流排202a可由與第一邊緣導向器102a相同的金屬構成。例如，第一金屬可以包括鉑。第一金屬可由鉑合金形成，如包括按重量計約70%至約90%的鉑和按重量計約10%至約30%的銠的鉑銠合金。但是，其他鉑族金屬，例如釕、鈀、鋨、銥或其合金(例如與鉑或銠中的一種或兩種進行合金)可以替代或添加使用。在此類應用中可能有用的其他高溫金屬可以包括鉬、鈦、鎢或鉭，通常作為合金金屬。第一匯流排202a的第二端208a可以藉由焊接等方式結合到第二匯流排204a的第一端210a。正如稍後會描述的與第一邊緣導向器102a隔開的第二匯流排204a完全或主要位於外罩80之外，可以由與第一匯流排202a相比耐溫度更低的第二金屬(例如，與第一金屬不同的金屬)形成，例如鎳、銅、銀、其合金或適合所涉及的操作溫度和預期的電流承載能力的其他金屬。除非另有說明，此處使用的第一金屬和第二金屬至少是指就第一匯流排202a和第二匯流排204a所述的第一和第二金屬。第一匯流排202a與第二匯流排204a的結合在第一匯流排202a與第二匯流排204a之間形成第一邊界212a，例如，在第一匯流排組件200a的第一金屬與第二金屬之間。
類似地，第二匯流排組件200b包括由第一金屬形成的第三匯流排202b和由第二金屬形成的第四匯流排204b，其類似於第一匯流排組件200a佈置。第三匯流排202b的第一端206b結合到第二邊緣導向器102b，例如結合到第二增厚的底邊緣部114b，第三匯流排202b的第二端208b結合到第四匯流排204b的第一端210b。第三匯流排202b與第四匯流排204b的結合在第三匯流排202b與第四匯流排204b之間形成第二邊界212b，即第三匯流排202b的第一金屬與第四匯流排204b的第二金屬之間。第三匯流排202b可由與第二邊緣導向器102b相同的金屬構成，例如，與第一匯流排202a相同的第一金屬構成，而與第二邊緣導向器102b隔開的第四匯流排204b可由與第二匯流排204a相同的第二金屬構成。
第三匯流排組件200c包括結合到第一邊緣導向器102a和第二邊緣導向器102b之間的結合邊緣112的中央匯流排214(例如，第一增厚的底邊緣部114a和第二增厚的底邊緣部114b的交點)，例如藉由焊接。第一分支匯流排216a和第二分支匯流排216b從中央匯流排214向外延伸，並藉由焊接等方式結合。例如，第一分支匯流排216a和第二分支匯流排216b可以向相反的方向延伸，例如與中央匯流排214正交，不過也可以想到其他角度。即第一分支匯流排216a可與第二分支匯流排216b 180度佈置。例如，中央匯流排214、第一分支匯流排216a和第二分支匯流排216b可以形成「T」形。中央匯流排214可由第一金屬構成，例如，第一匯流排202a的第一金屬。第一分支匯流排216a還可以包括第一匯流排段218a和第二匯流排段220a，第一匯流排段218a包括第一金屬，第二匯流排段220a包括第二金屬。第一匯流排段218a在一端處結合到中央匯流排段214，第二匯流排段220a在另一端處結合到中央匯流排段214，比如藉由焊接等方式。第一匯流排段218a與第二匯流排段220a的結合在第一匯流排段218a與第二匯流排段220a之間形成第三邊界212c，例如，在第一金屬與第二金屬之間。
類似地，第二分支匯流排216b可以包括第三匯流排段218b，第三匯流排段218b包括第一金屬，第四匯流排段220b包括第二金屬，其中第三匯流排段218b在一端處結合到中央匯流排214，第四匯流排段220b在另一端處結合到中央匯流排214，比如藉由焊接等方式。第三匯流排段218b與第四匯流排段220b的結合在第三匯流排段218b與第四匯流排段220b之間形成第四邊界212d，例如，在第一金屬與第二金屬之間。
因此，邊緣導向器組件100a、第一匯流排組件200a、第二匯流排組件200b和第三匯流排組件200c可以藉由焊接等方式結合在一起，以形成附裝到成型體42上的單一直熱組件300。雖然圖中沒有顯示，但直熱組件300可以包括端蓋108。
參考圖5，當成型體42和邊緣導向器組件100a(和邊緣導向器組件100b)位於外罩80內時，第一匯流排組件200a、第二匯流排組件200b和第三匯流排組件200c可以從邊緣導向器組件100a穿過外罩80的開口延伸，並從外罩80內部延伸到外罩80外部，以方便連接到電源。也就是說，第一匯流排組件200a、第二匯流排組件200b和第三匯流排組件200c中的每一個的至少一部分可以穿過外罩80的開口延伸到外罩外部的環境。第一匯流排組件200a和第三匯流排組件200c的第一分支匯流排216a的至少部分可以佈置為從成型體42向外延伸的匯流排對222，例如，正交於各自的彙聚成型表面。類似地，第二匯流排組件200b和第三匯流排組件200c的第二分支匯流排216b的至少部分可以佈置為從成型體42向外延伸的匯流排對224，例如，在與第一匯流排組件200a和第一分支匯流排216a相反的方向上，例如，正交於相對的彙聚成型表面。因此，第一匯流排對222可以從第一邊緣導向器102a延伸(例如，第一匯流排組件200a和第一分支匯流排216a的部分)，第二匯流排對224可以從第二邊緣導向器102b延伸。各匯流排對延伸所通過的開口的尺寸使匯流排對222、224能夠例如沿三個正交軸移動。
外罩80內的溫度變化，例如在外罩80的內部加熱期間，例如外罩80的上部和其中的成型體，可引起成型體42的尺寸變化。也就是說，無論是由於計畫中的溫度變化(例如，玻璃製造製程的啟動或關閉)還是計畫外的溫度變化(例如，電力損失)，成型體可能由於外罩中的溫度變化而經歷熱膨脹及/或收縮。由於邊緣導向器組件附裝到成型體，並且各自的邊緣導向器可以結合在一起以形成單一結構，成型體的移動，例如由於熱膨脹或收縮，將導致直熱組件300的相關移動，特別是相關匯流排組件相對於外罩的相關移動。如果匯流排組件受到約束，不允許與成型體一起移動，則應力可能施加在成型體、邊緣導向器組件及/或匯流排組件上。如果匯流排組件無法隨成型體移動，則邊緣導向器組件、匯流排組件或成型體中的任何一或多個都可能損壞。因此，匯流排對延伸通過的開口可以填充可變形絕緣材料230，例如，可順應匯流排的移動的耐火絕緣材料。如這裡所使用的，可變形絕緣材料是一種絕緣材料，當被邊緣導向器組件壓緊時屈服，但當壓力解除時彈回位置。例如，可變形絕緣材料可以包括插入匯流排組件延伸通過的外罩開口並在開口中圍繞匯流排的耐火羊毛(例如，纖維耐火材料)，不過可以使用其他形式的耐火絕緣材料，能夠變形或以其他方式順應放置絕緣材料的匯流排的水平及/或豎直移動。
此外，每個匯流排對222、224可以由三軸支撐組件支撐，三軸支撐組件配置為順應邊緣導向器組件沿三個相互正交的軸中的任意一個的移動。例如，第一匯流排對222可由第一三軸支撐組件240a支撐，第二匯流排對224可由第二三軸支撐組件240b支撐。圖6圖示第一三軸支撐組件240a，可以理解第二三軸支撐組件240b可以與第一三軸支撐組件240a相似或相同。每個三軸支撐組件可以配置為沿三個相互正交的軸(例如，X、Y及/或Z軸)移動，三軸支撐組件將匯流排組件耦接到合適的結構支撐，例如用於外罩80的建築鋼及/或支撐鋼結構。例如，三軸支撐組件可以包括佈置有檯面的線性載玻片。例如，第一三軸支撐組件240a和第二三軸支撐組件240b的三個軸可以沿兩個正交的水平軸(例如，X和Y)和與X軸和Y軸都正交的垂直軸(Z)佈置。參照圖6，第一三軸支撐組件240a可以包括底座242、第一軌道244、配置為沿軌道244在第一方向滑動的第一檯面246，例如，在交叉點處由X用點表示的進出圖6頁面的方向上，並進一步表示為+/-Y方向。第一三軸支撐組件240a還可以包括第二檯面248，配置為在與第一方向正交的第二方向上沿第二軌道250滑動，並由標記為+/-X的箭頭表示。第一三軸支撐組件240a還可以進一步包括耦接到第二檯面248的框架252，框架252支撐一對彈簧載入的支架(例如，軛架或其他耦接裝置)，配置為沿與+/- X軸和+/- Y軸正交的+/- Z軸與第一匯流排對222接合並支撐。例如，如圖6所示，第一三軸支撐組件240a的第一支架256a可以支撐第一匯流排組件200a，第二支架256b可以支撐第三匯流排組件200c的一部分。第一支架256a和第二支架256b然後可以由用於支撐和抵消耦接到支架上的各自匯流排的重量的第一彈簧258a和第二彈簧258b支撐。
第一三軸支撐組件240a和第二三軸支撐組件240b可以包括傾斜功能。在操作期間，可能需要不時傾斜成型體42，例如，圍繞其縱(縱向)軸旋轉成型體，以調整熔融玻璃在成型體的相對收斂成型表面上的流動。由於邊緣導向器組件附裝到成型體，匯流排組件從成型體向外延伸(例如與成型體的縱向旋轉軸正交)，當成型體旋轉時匯流排組件必然傾斜。三軸支撐組件可以配置為順應成型體施加在匯流排組件上的傾斜角度，而不施加在邊緣導向器組件或成型體上的應力。因此，三軸支撐組件可以具有傾斜功能。例如，如圖7所示，第一三軸支撐組件240a的第一彈簧258a和第二彈簧258b可以耦接到平臺260，平臺260藉由鉸鏈262耦接到框架252，以方便支架256a、256b的傾斜。但是，可以使用其他機構來提供傾斜功能。第一三軸支撐組件240a可設有螺紋調節螺釘264。調節螺釘可設有遊標刻度，以提供平臺260和支架256a、256b的精確和可重複的傾斜移動。匯流排組件與各自的三軸支撐總成電隔離。例如，支架256a和256b可以由電絕緣材料構成，及/或包括在支架和各自匯流排之間的非導電材料。
如前述，外罩80是溫度受控外罩，設有複數個熱元件，以保持成型體42和內部的熔融玻璃在與所需的熔融玻璃成型黏度相稱的溫度下。在容納成型體42的外罩的上部中，這些溫度可以超過攝氏1000度。因此，暴露在這種高溫下的匯流排組件200a、200b、200c的部分可以由耐高溫材料製成，例如，含有鉑的材料(例如，鉑合金，如鉑銠合金)。另一方面，配置在離所述溫度較遠的地方的匯流排組件200a、200b、200c的部分可以由不太耐高溫(例如，較低的熔化溫度)的材料製成，例如含有鎳的材料。為了將這些耐溫性較差的部件保持在安全的工作溫度範圍內，可以對這些部件進行主動冷卻。因此，第二匯流排204a、第四匯流排204b、第二匯流排段220a和第四匯流排段220b可以包括與之耦接的冷卻元件232。例如，所述冷卻元件232可以包括冷卻管，其配置為藉由其輸送冷卻流體並降低第二匯流排204a、第四匯流排204b以及第二和第四匯流排段220a、220b的溫度。合適的冷卻液可以是水，但也可以使用其他冷卻液。冷卻元件232可以夾在各自的匯流排組件上，但通常是焊接到位，以在冷卻管和各自的匯流排組件之間獲得良好的熱傳導。
匯流排組件可以設置成使得包括匯流排組件(例如，第二匯流排204a、第四匯流排204b，以及第一匯流排段218a和第二匯流排段220a)的第二材料不會暴露在成型外罩內的高溫環境中。由於流入和流出成型體42的熔融玻璃處於較高的溫度，熔融玻璃的成分，例如硼，可能從熔融玻璃蒸發到周圍的環境中，其中揮發的成分可能冷凝到冷卻表面上。為了防止揮發性材料在匯流排組件上冷凝，特別是在匯流排組件的冷卻部分上冷凝，匯流排組件可以佈置成使得匯流排組件的第一材料(例如，含鉑材料)和冷卻的第二材料(例如，含鎳材料)之間的邊界佈置在外罩80內的內部環境之外。例如，第一材料和第二材料之間的邊界可以設置在絕緣耐火材料內，例如，可變形的耐火絕緣材料。冷卻管232的部分可以延伸到可變形的絕緣材料中，但不能暴露在外罩內。
如圖3和4中所示，第一匯流排組件200a結合到第一邊緣導向器102a的第一增厚的底邊緣部114a，第二匯流排組件200b結合到第二邊緣導向器102b的第二增厚的底邊緣部114b，第三匯流排組件200c(例如，中央匯流排214)結合到第一邊緣導向器102a和第二邊緣導向器102b兩個的第一增厚的底邊緣部114a和第二增厚的底邊緣部114b，此處兩個邊緣導向器結合在一起，即結合邊緣112。即，向邊緣導向器組件100提供通過四個電流路徑的電流，包括第一匯流排組件200a和第二匯流排組件200b的兩條電流路徑，以及包括第三匯流排組件200c的第一分支匯流排216a和第二分支匯流排216b的兩條電流路徑。
第一匯流排組件200a和第二匯流排組件200b電連接到配置為向第一匯流排組件200a和第二匯流排組件200b供電，從而向邊緣導向器組件100供電的電源。電源提供三相電流，在此將三相指定為相A、相B和相C。為第一匯流排組件200a提供第一電流相(例如，相A、相B或相C)，為第二匯流排組件200b提供不同於提供給第一匯流排組件200a的第一電流相的第二電流相，為第三匯流排組件200c提供不同於提供給第一匯流排組件200a和第二匯流排組件200b的電流相的剩餘電流相。為說明而非限制之目的，提供給第一匯流排組件200a的電流相指定為相A，提供給第二匯流排組件200b的電流相指定為相C，提供給第三匯流排組件200c的電流相指定為相B。
電源250的相A經由連接在電源250和第二匯流排204a之間的第一電源線252為第一匯流排組件200a的第二匯流排204a供電。電源250的相C經由連接在電源250和第四匯流排204b之間的第二電源線254為第四匯流排204b供電。相B藉由第三電源線256附裝到第一分支匯流排216a，並且還經由第四電源線258附裝到第二分支匯流排216b。例如，第三電源線256可以連接到第二匯流排段220a，第四電源線258可以連接到第四匯流排段220b。
當提供電流時，藉由焦耳加熱將邊緣導向器組件100加熱。此類加熱方案被稱為直接加熱，因為通過邊緣導向器組件的電流將邊緣導向器組件本身加熱，即電阻加熱，而不是藉由其中邊緣導向器是由邊緣導向器外部的一或多個加熱元件的輻射加熱的方案。也就是說，由於電流通過邊緣導向器的金屬和所述金屬的電阻而將邊緣導向器組件加熱。並且，由於第一、第二和第三匯流排組件200a、200b和200c連接到邊緣導向器組件的第一增厚的底邊緣部114a和第二增厚的底邊緣部114b，這些底邊緣部可能被加熱到比邊緣導向器組件的其他部分更高的溫度，從而將熱量引導到最可能積聚析出物的邊緣導向器區域。
邊緣導向器組件100a可由合適的電力系統(例如電力系統400)提供交流電(AC)。例如，電力系統可以包括向變壓器404的主側供電的電源402，例如，∆:∆(德爾塔:德爾塔)變壓器。變壓器404的二次側連接到浮動Y負載，例如，顯示為電阻的邊緣導向器組件100a，如圖8所示。電源和負載都不接地。
電力系統可採用數位電源402，例如Pacific power Source AFX 3000系列電源。數位電源能夠產生具有精確波形的高功率輸出，並且可以包括多個並行模組，每個模組能夠在寬電壓範圍內產生例如最大額定三相或單相電流輸出，例如在約5伏至約120伏交流電(Vac)的範圍內。對於120-300Vac之間的電壓，輸出可能是電流受限的。
這裡所述電源可提供正弦輸出波形。此外，電源能夠產生可由數位輸入檔定義的波形。輸出頻率可以在約15赫茲(Hz)到約1200Hz的範圍內(沒有電壓限制)，而在一些電壓限制下可高達約3000Hz。
由於電力系統可以作為三相電阻加熱器運行，其中邊緣導向器組件本身作為加熱元件，因此在相對兩側(例如，左右邊緣導向器)耗散的實際功率可以相等或直接受控。然而，實際應用表明，通過三個匯流排組件的實際功率通常是不相等的。假設這些負載明顯是實數(例如，Z
Pt=R+j0)，那麼電流條件可以從歐姆定律的電阻形式推導出來。
P
L−Pt= P
R−Pt(1)
k
2R
L−Pti
a 2= k
2R
R−Pti
c 2(2)
如果 R
L−Pt= R
R−Pt, 那麼
i
a= i
c（3）
其中下標L-Pt和R-Pt是指邊緣導向器組件的左右邊緣導向器器，i
a和i
c分別是指相A和相C的單獨相電流。所述電路可以藉由將負載阻抗反射到變壓器的主側來簡化，如圖9所示。相阻抗用Z
a、Z
b和Z
c表示。
由於假定電力系統是不平衡的，因此可以使用網格分析找到由輸入電壓引起的電流。在節點n處應用基爾霍夫電流定律，相電流i
a、i
b和i
c可以用網格電流I
1和I
2表示(見圖9)。
i
a= I
1(4)
i
b= I
2− I
1(5)
i
c= −I
2(6)
將基爾霍夫電壓定律應用於網格之每一者環，得到I
1和I
2的矩陣方程。注意到i
a= I
1和i
c= - I
2是相互獨立的，所以電路可以設計成將要控制的負載分配到相A和相C，如式3所示，
(7)
其中Z為由電源、線路、負載等電路元件定義的阻抗矩陣，I為網格電流向量，V為相位差電壓，即：
ZI = V (8)
變數
Z、
I和
V可以定義為相量變量。例如，
V
an= V
an∠φ
Van(9)
其中φ
an是相位角，V
an是相量大小。將i
a和i
c代入式7，
(10)
在傳統的三相電力系統中，電壓大小和相位角由電源(通常是市政公用事業)固定，因此用戶幾乎無法改變它們。在平衡三相系統中，電壓輸入、負載阻抗和相電流都是相同的，使得分析簡單明瞭。然而，在目前的不平衡系統(其中大小和相位角可能會變化)中，由於數位電源提供了控制相位電壓大小V
an、V
bn和V
cn的能力，以及相位角φ
an、φ
bn和φ
cn，這就成為一個具有兩個方程和潛在的六個未知變數的未定問題。
如果電壓V和阻抗Z矩陣是完全定義的，即所有的大小和相位都是已知的，則網格電流I
1和I
2可以由下式決定：
I = V/Z (11)
一旦網格電流已知，相電流i
a、i
b和i
c也可以決定。由於電壓可以任意指定，因此可以實現一個控制系統，藉由調整電壓輸入定義來驅動相電流到所需的值，從而實現獨立於頻率的系統變幅三相正弦波控制。
電源402可以包括控制器406，例如，比例積分(PI)控制器。控制參數可以包括平衡控制參數。控制參數可以包括偏置控制參數。控制參數還可以包括位準控制參數。每個控制參數可以與一個誤差函數相關聯，所述誤差函數是使用者定義的設定值與相應控制參數的現值之間的差值。相應的誤差函數可用於調整與所述誤差函數相關聯的控制參數的值。
示例性控制器406可以按如下方式佈置。對於下面的控制器描述，相A將被用作主要參考，其他相相對於相A進行控制。
參考圖8-9，平衡控制的目標是管理左右電阻負載R
R − Pt和R
L − Pt之間的功率平衡(例如，邊緣導向器組件的相對邊緣導向器)，這意味著|i
a| = |i
c|。因此，平衡函數∆i
bal可以定義為相電流i
a和i
c之間的差值。
給定用戶定義的平衡控制設定值∆i
bal,setpt，電力平衡的誤差函數ϵ
bal可定義為平衡控制設定值與平衡函數∆i
bal之間的差值。
使用比例積分(PI)控制方案，可以開發與誤差函數ϵ
bal成比例的電力平衡控制參數。對於網格電流與相電流的關係I
1= i
a和I
2=−i
c，電力平衡控制參數u
bal可以反對稱地應用於相電壓。
偏置函數∆i
bias可用於控制相電流i
b相對於相電流i
a的大小。也就是相A電流和B相電流的差值。
與平衡控制的開發類似，可以引入誤差函數ϵ
bias作為用戶定義的偏差設定值與偏差函數之間的差值(例如，A、B相電流差值)。同樣，使用比例積分(PI)控制方案，偏差控制參數u
bias可以藉由二次增益函數b
1與平衡誤差函數和偏差函數成比例發展。偏置控制可與平衡控制並行應用。
在平衡和偏置控制的基礎上，位準控制參數可用於調節相A中的電流大小|i
a|。
位準控制參數的開發程序類似於平衡和偏差控制。位準控制包括調節相A電流的大小，因為電力系統是三相連續傳導系統，一個相位的變化會影響所有相位的電力分配。這裡，位準誤差函數ϵ
level是相A電流的大小|i
a|與使用者定義的位準設定點L
setpt之間的差值。
相關的PI位準控制參數u
level然後藉由第二個次級增益函數b2與位準誤差函數成比例。在這種情況下，位準控制u
level同時作用於所有相位，如果平衡和偏差控制參數已經收斂，則保持特定的功率比。因此，位準控制參數u
level可用於調諧主電壓增益參數k
V。
上述系統中使用的電源可用於產生穩態輸出回應。這裡所討論的控制方案旨在將系統推向期望的操作條件，並在存在外部擾動時保持所述條件。與電力系統相關的動態可以在電力供應內部處理，只把輸入命令留給用戶。由於PI控制器僅提供局部穩定性，因此應手動指定初始電壓條件，並在接合控制器之前合理地接近受控的平衡條件。
電源可以包括可用於完成所述控制方案的內置功能，或者所述功能可應用於外部。在任何情況下，控制都可以由合適的控制器進行，控制參數藉由軟體實現。PI控制器可以包括特徵、電路、邏輯、方法或指令，用於控制藉由平衡、偏差和位準控制參數提供給匯流排組件的電流。控制器包括與儲存電腦可讀和可執行指令的非臨時記憶體通訊耦合的處理器，所述記憶體在由處理器執行時便於電源的操作。
可為功率輸出的每個相指定操作電壓和電流限制。主要控制方法可以由輸出與這些極限之一的接近性來決定。如果輸入相位電壓導致電流大於規定的操作極限，所述相位可以在電流控制模式下操作，其中相位電壓可以在內部調節以產生規定的限制電流。
為了實現這一點，可以在控制器開始調優之前明決定義相電流限制。然後，可以對每個相電壓施加比例控制，直到達到電流極限。一旦每個相被驅動到其電流極限，新的電壓可以被分配到電壓設定點變數。控制器將增加電壓，直到達到電流限制，如果產生的電流超過相電流限制，電源可以自動降低電壓。
雖然披露的內容強調了直接加熱邊緣導向器組件的三相實施方式，但還考慮了使用單一電相的直接加熱。例如，圖10圖示不含第三匯流排組件的邊緣導向器組件100a的實施方式。因此，在第一匯流排組件200a和第二匯流排組件200b之間可以藉由第一邊緣導向器102a和第二邊緣導向器102b建立單相電流，更具體地說，藉由第一底邊緣部114a和第二底邊緣部114b。
對於本領域的技藝人士來說，在不脫離本發明的精髓和範圍的情況下對本發明的實施方式進行各種修改和變化是顯而易見的。因此，本發明的目的是覆蓋這些修改和變化，只要它們在所附申請專利範圍及其等同方式的範圍內。
10:玻璃製造設備
12:玻璃熔化爐
14:熔化容器
16:上游玻璃製造設備
18:原料儲存倉
20:原料輸送裝置
22:電機
24:原料
26:箭頭
28:熔融玻璃
30:下游玻璃製造設備
32:第一連接管路
34:細化容器
36:混合設備
38:第二連接管路
40:輸送容器
42:成型體
44:出口管路
46:第三連接管路
48:成型設備
50:進口管路
52:槽
54:收斂成型面
56:拉延方向
58:底邊緣
60:玻璃帶狀物
62:拉輥
64:玻璃板
66:玻璃帶狀物刻痕設備
68:刻痕工具
70:支撐桿
72:縮口構件
74:機器人
80:外罩
82:熱元件
108:端蓋
112:邊緣
214:中央匯流排
222:匯流排對
224:匯流排對
230:可變形絕緣材料
232:冷卻元件
242:底座
244:第一軌道
246:第一檯面
248:第二檯面
250:第二軌道
252:框架
260:平臺
262:鉸鏈
264:螺紋調節螺釘
300:單一直熱組件
400:電力系統
402:電源
404:變壓器
406:控制器
100a:邊緣導向器組件
102a:第一邊緣導向器
102b:第二邊緣導向器
104a:第一向外彎曲表面
104b:第二向外彎曲表面
106a:壩形部
106b:壩形部
114a:第一底邊緣部
114b:第二底邊緣部
200a:第一匯流排組件
200b:第二匯流排組件
200c:第三匯流排組件
202a:第一匯流排
202b:第三匯流排
204a:第二匯流排
204b:第四匯流排
206a:第一端
206b:第一端
208a:第二端
208b:第二端
210a:第一端
210b:第一端
212a:第一邊界
212b:第二邊界
212c:第三邊界
212d:第四邊界
216a:第一分支匯流排
216b:第二分支匯流排
218a:第一匯流排段
218b:第三匯流排段
220a:第二匯流排段
220b:第四匯流排段
240a:第一三軸支撐組件
240b:第二三軸支撐組件
256a:第一支架
256b:第二支架
258a:第一彈簧
258b:第二彈簧
54a:第一彙聚成型表面
54b:第二彙聚成型表面
圖1是根據本發明的示例性玻璃製造設備的示意圖；
圖2是圖示邊緣導向器組件和匯流排組件的一部分的示例性成型體的橫截面的透視圖；
圖3是示例性邊緣導向器組件和匯流排組件的透視圖，未圖示成型體；
圖4是示例性邊緣導向器組件和匯流排組件的另一透視圖，圖示附裝到匯流排組件的冷卻裝置；
圖5是圖示邊緣導向器組件和匯流排組件的示例性成型設備的立面橫截面視圖；
圖6是用於支撐匯流排組件的三軸支撐組件的橫截面視圖；
圖7是圖6的三軸支撐組件的局部橫截面視圖；
圖8是用於為邊緣定向器組件供電的示例性電源電路的示意圖；
圖9是圖8所示電路的簡化等效電路；和
圖10是另一示例性邊緣導向器組件和匯流排組件的透視圖，未圖示成型體，且配置為由單電相加熱。
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
112:邊緣
222:匯流排對
224:匯流排對
100a:邊緣導向器組件
102a:第一邊緣導向器
102b:第二邊緣導向器
104a:第一向外彎曲表面
104b:第二向外彎曲表面
106a:壩形部
106b:壩形部
114a:第一底邊緣部
114b:第二底邊緣部
200a:第一匯流排組件
200b:第二匯流排組件
200c:第三匯流排組件
Claims (20)
- 一種玻璃成型設備，包括： 一成型體，該成型體包括一第一彙聚成型表面和一第二彙聚成型表面，該第一彙聚成型表面和該第二彙聚成型表面沿該成型體的一底邊緣結合； 一邊緣導向器組件，該邊緣導向器組件設置在該成型體的一第一端處，該邊緣導向器組件包括與該第一彙聚成型表面接觸的一第一邊緣導向器和與該第二彙聚成型表面接觸並且沿一邊緣部接頭結合到該第一邊緣導向器的一第二邊緣導向器； 一第一匯流排組件，該第一匯流排組件結合到該第一邊緣導向器； 一第二匯流排組件，該第二匯流排組件結合到該第二邊緣導向器； 一第三匯流排組件，該第三匯流排組件在該邊緣部接頭處結合到該邊緣導向器； 其中該第一匯流排組件、該第二匯流排組件和該第三匯流排組件電連接到配置為向該邊緣導向器組件提供一交流電流的一電源。
- 根據請求項1之玻璃成型設備，其中該第一邊緣導向器包括一第一增厚的底邊緣部，並且該第二邊緣導向器包括一第二增厚的底邊緣部，該第一增厚的底邊緣部在該邊緣部接頭處結合到該第二增厚的底邊緣部。
- 根據請求項2之玻璃成型設備，其中該第一匯流排組件包括結合到該第一增厚的邊緣部的由一第一材料形成的一第一匯流排和結合到該第一匯流排的由不同於該第一材料的一第二材料形成的一第二匯流排。
- 根據請求項3之玻璃成型設備，其中該第二匯流排組件包括結合到該第二增厚的邊緣部的由該第一材料形成的一第三匯流排和結合到該第三匯流排的由該第二材料形成的一第四匯流排。
- 根據請求項4之玻璃成型設備，其中該第三匯流排組件包括結合到該邊緣部接頭的由該第一材料形成的一中央匯流排、結合到該中央匯流排的一第一分支匯流排和結合到該中央匯流排的一第二分支匯流排，該第一分支匯流排包括結合到該中央匯流排的由該第一材料形成的一第一匯流排段和結合到該第一匯流排段的由不同於該第一材料的一第二材料形成的一第二匯流排段，並且該第二分支匯流排包括結合到該中央匯流排的由該第一材料形成的一第三匯流排段和結合到該第三匯流排段的由該第二材料形成的一第四匯流排段。
- 根據請求項5之玻璃成型設備，其中該第一匯流排組件、該第二匯流排組件和該第三匯流排組件的該第一材料與該第二材料之間的一介面被定位於一周圍可變形耐火絕緣材料內。
- 根據請求項6之玻璃成型設備，其中該第一邊緣導向器和該第二邊緣導向器由該第一材料形成。
- 根據請求項1之玻璃成型設備，其中該第一匯流排組件和該第二匯流排組件分別由一第一三軸支撐組件和一第二三軸支撐組件支撐，該第一三軸支撐組件和該第二三軸支撐組件每個配置為支撐各自的匯流排組件沿三個正交軸的移動。
- 根據請求項8之玻璃成型設備，其中該第一三軸支撐組件和該第二三軸支撐組件中的每一個包括一可傾斜的檯面，該可傾斜的檯面配置為順應各自的第一匯流排組件和第二匯流排組件的一傾斜。
- 根據請求項8之玻璃成型設備，其中該第一三軸支撐組件支撐該第三匯流排組件的一第一部分，並且該第二三軸支撐組件支撐該第三匯流排組件的一第二部分。
- 根據請求項1之玻璃成型設備，其中該邊緣導向器組件包括結合到該第一邊緣導向器和該第二邊緣導向器的一端蓋，並且該端蓋設置在該成型體的該第一端上方。
- 根據請求項1之玻璃成型設備，其中該第一匯流排組件、該第二匯流排組件或該第三匯流排組件中的至少一個包括一冷卻通道，配置為經由該冷卻通道輸送一冷卻流體。
- 根據請求項1至12中任一項所述的玻璃成型設備，其中該電源配置為向該邊緣導向器組件提供一三相幅值和相位可變電流。
- 根據請求項13之玻璃成型設備，其中該三相電源的一第一相連接到該第一匯流排組件，該三相電源的一第二相連接到該第二匯流排組件，並且該三相電源的一第三相連接到該第三匯流排組件。
- 一種成型一玻璃製品的方法，包括以下步驟： 向一成型體提供熔融玻璃，該成型體包括一第一彙聚成型表面和與該第一彙聚成型表面相對的一第二彙聚成型表面以及設置在該成型體的一第一端處的一邊緣導向器組件，該邊緣導向器組件包括與該第一彙聚成型表面接觸的一第一邊緣導向器和與該第二彙聚成型表面接觸的一第二邊緣導向器，該第一邊緣導向器和該第二邊緣導向器每個包括一朝外表面； 使該熔融玻璃流過該成型體的該彙聚成型表面以及該第一邊緣導向器和該第二邊緣導向器的該朝外表面； 藉由使電流流過該邊緣導向器組件來加熱該邊緣導向器組件； 將該熔融玻璃從該成型體的一底邊緣拉出。
- 根據請求項15之方法，其中該電流包括一三相電流。
- 根據請求項16之方法，其中： 一第一匯流排組件結合到該第一邊緣導向器； 一第二匯流排組件結合到該第二邊緣導向器； 一第三匯流排組件結合到將該第一邊緣導向器結合到該第二邊緣導向器的一結合邊緣；及 該方法還包括以下步驟：向該第一匯流排組件提供該三相電流的一第一相，向該第二匯流排組件提供該三相電流的一第二相，以及向該第三匯流排組件提供該三相電流的一第三相。
- 根據請求項16之方法，還包括以下步驟：改變該三相電流的至少一個相的一幅值或一相位角。
- 根據請求項1之方法，其中該第一相的一幅值不同於該第二相的一幅值或該第三相的一幅值中的至少一個。
- 根據請求項16至19中任一項所述的方法，還包括以下步驟：分別由一第一三軸支撐組件和一第二三軸支撐組件支撐該第一匯流排組件和該第二匯流排組件，該第一三軸支撐組件和該第二三軸支撐組件每個配置為支撐各自的匯流排組件沿三個正交軸的移動。
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|---|---|---|---|
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-
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- 2023-03-16 CN CN202310253816.4A patent/CN116768456A/zh active Pending
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