TWI565664B - 用以控制熔融玻璃自由表面上方之氛圍的裝置 - Google Patents

Description

用以控制熔融玻璃自由表面上方之氛圍的裝置

本案揭示內容係有關於用以控制熔融玻璃自由表面處及其上方之氛圍的裝置，更明確而言，是用以控制存在在腔室內之熔融玻璃自由表面處或其上方氛圍的裝置，且該些腔室是由鉑族材料製成。

板狀玻璃可藉由多種不同的已知技術製成，包括浮式法及下拉法，例如溢流式下拉法(overflow down-draw processes)，即所謂的熔合法(fusion process)。在所有這些方法中，流動熔融玻璃會形成一連續的玻璃帶，並可將玻璃帶分割成多片獨立的玻璃板。

對於具有高熔融溫度的玻璃，例如用以製造LCD或其他顯示基板的玻璃而言，該些熔融、澄清、攪拌、調整、輸送及成形設備中的至少某些設備，是由含鉑族金屬配合鉑及鉑合金的材料所製成，例如鉑銠合金是最常使用的材料。如文中所使用者，鉑族金屬包括鉑、銠、鈀、銥、錸、釕及鋨。

由於使用鉑族金屬，含鉑缺陷已成為LCD玻璃基板製造方面的長期存在問題。在已共同受讓的美國專利申請案公開號2009/0217708案(以下稱‘708申請案)中提到其中一個鉑族金屬缺陷的來源，即是，會於製造過程中在該些具有玻璃自由表面的多個位置處產生鉑族金屬(例如鉑)的凝結物(condensates)。‘708申請案亦提及一種減少凝結物類之鉑族缺陷數量的方法，該方法包括在熔融玻璃之自由表面處或其上方形成一種實質隔離/受控制、有限體積且填充有氣體的空間，以下簡稱為「有限體積受控氛圍(limited-volume controlled-atmosphere)」。然而，內部存在熔融玻璃自由表面的該些腔室亦可能容納在一個本身具有受控環境的艙室中，以減少因氫氣滲透過含鉑室壁而發生玻璃板內包入氣體的機率。並且，用以減少鉑缺陷之環境的性質可能與該些用以減少氫氣滲透的環境不相同。因此，該有限體積受控氛圍係與該艙室氛圍隔離開，並且其所含組成亦與該艙室氛圍不同。‘708申請案亦提到用以形成該有限體積受控氛圍的裝置，即，用以將該有限體積受控氛圍與該艙室氛圍隔離開的裝置。

本申請案是建立在‘708申請案所述裝置的基礎上。即是，本案之裝置亦將一有限體積受控氛圍與一艙室氛圍分隔開來，但另外包含一些結構及功能，該些結構及功能係有利於保養及/或維修該些內部存在熔融玻璃自由表面之腔室及/或用以形成該有限體積受控氛圍之設備。此外，本申請案之設備除了有利於上述保養及/或維修動作之外，同時還能減小一般工廠環境對該有限體積受控氛圍的擾亂，其中該工廠內設置有該艙室及用以容納具自由表面之熔融玻璃的腔室，而該一般工廠環境即是指在工廠內部但在艙室外部的環境。本發明設備之各種態樣、或該些態樣之組合可達成上述優點及其他優點。例如，一些態樣包括：該設備相對於該腔室之相關裝置的設計、尺寸與比例；該設備本身的分段性(segmented nature)；提供該設備及/或容納熔融玻璃(具自由表面)之腔室維持各種操作連接的結構；以及摺箱，當即使面臨腔室遇熱(或遇冷)而導致尺寸改變時，該摺箱允許該腔室保持其功能，同時仍容納該有限體積之受控氛圍。

在本案之下述詳細說明中，將提出多個附加特徵及優點，且熟悉該項技術者經由本案說明內容或依照本案書面說明及附圖所示範般實施本發明時，將可輕易明白至少部分的該些附加特徵及優點。需瞭解，前述概要說明及以下詳細說明皆僅是本發明之示範例，意在提供概觀說明或整體架構，以理解本案所請發明之本質與特徵。

本案包含附圖，以提供對本發明原理的進一步瞭解，其係納入本案說明書中且構成說明書的一部分。該些附圖顯示一或多個實施例，並參照說明書內容對本發明之操作及原理做示範性解說。需了解，本案說明書及圖式中所揭示之各種發明態樣可做任意及所有組合方式使用。做為非限制性的示範範例，本發明之各個態樣可彼此如下述般結合：根據第1態樣，提供一種用以容納熔融玻璃之設備，該設備包括：一腔室，用以容納該熔融玻璃；一摺箱，其耦接至該腔室；一密封環，其耦接至該摺箱，其中該密封環包含下述其中一者或多者：一氛圍供應管、一電子導線、一壓差感測器、一熱耦計、一氧氣感測器及一輔助口；該密封環更包括一上開口，該上開口具有一內直徑，其中該氛圍供應/排出管、電子導線、壓差感測器、熱耦計、氧氣感測器及輔助口之其中一者或多者係設置在該上開口與該腔室之間；以及一蓋子，以可卸除的方式耦接至該密封環，且延伸跨越該密封環的該上開口之內直徑，其中該密封環設置在該蓋子及該腔室之間。

根據第2態樣所提供的第1態樣之設備，其中該密封環是藉由該摺箱而耦接至該腔室，該摺箱是藉由該密封環而耦接至該蓋子，以及該設備更包括一攪拌桿，該攪拌桿延伸進入該腔室中根據第3態樣所提供的第1態樣之設備，其中該蓋子是藉由該摺箱而耦接至該密封環，該摺箱是藉由該密封環而耦接至該腔室，以及該設備更包括一管及一壓力環，該管及該壓力環係耦接在該密封環與該腔室之間根據第4態樣所提供的第3態樣之設備，其中該腔室為一豎管，且該設備更包括：一探測桿，其從該豎管延伸通過該密封環，通過該摺箱，以及通過該蓋子，其中該探測桿包含一上部，該上部是設置在該蓋子與該密封環設置側相反的一側上；以及一支撐臂，其連接至該探測桿的該上部，其中該支撐臂包含一懸臂。

根據第5態樣所提供的第4態樣之設備更包含：一齒棒(rack)，其固定地耦接至該支撐臂，且包含一縱軸；一驅動馬達，其耦接至該齒棒，以沿著該齒棒之縱軸而移動該齒棒；以及一第一束縛件及一第二束縛件，該第一及第二束縛件耦接至該齒棒，以藉著該驅動馬達而引導該齒棒進行移動，其中該第一及第二束縛件在沿著該縱軸的方向上彼此相隔而設置。

根據第6態樣，提供一種用以容納熔融玻璃之設備，其包括：一腔室，用以容納該熔融玻璃，該腔室具有一內直徑；一下蓋，其以可卸除的方式耦接至該腔室，且設置成/延伸跨越(over)該腔室之內直徑，其中該下蓋具有一上開口，該上開口具有一直徑；以及一上蓋，其以可卸除的方式耦接至該下蓋，且設置成/延伸跨越該腔室之內直徑以及該上開口之直徑兩者。

根據第7態樣，提供一種用於攪拌之設備，其包括：一攪拌腔室，其在正常運作狀態期間可容納熔融玻璃，該熔融玻璃具有一自由表面；一攪拌桿，其延伸進入該攪拌腔室，且設置於一正常運作位置(normal operating position)處，該攪拌桿可於一第一軸方向上從該正常運作位置移動一第一距離而至一位移位置(displaced position)；一攪拌葉，其耦接至該攪拌桿，且當該攪拌桿處於正常運作位置時，該攪拌葉係設置在該攪拌腔室中並且位在該玻璃自由表面下方一第二距離處，其中該攪拌桿從該正常運作位置朝向該位移位置的軸向移動會使該攪拌葉朝向該玻璃自由表面移動；以及一阻擋件，其耦接至該攪拌桿，其中該阻擋件將該攪拌桿在該第一方向上的軸向移動限制在該第一距離以內；其中該第一距離大於或等於該第二距離。

根據第8態樣所提供的第7態樣之設備，其更包含一蓋子，該蓋子耦接至該攪拌腔室，其中該阻擋件藉著與該蓋子交互作用，而限制該攪拌桿的軸向移動。

根據第9態樣所提供的第1或8態樣其中任一者之設備，其中該蓋子包含一上蓋及一分離的下蓋。

根據第10態樣所提供的第6或9態樣其中任一者之設備，其中該上蓋與下蓋之其中一者包含兩個貝殼狀部位。

根據第11態樣所提供的第6或9態樣其中任一者之設備，其中該上蓋與下蓋之其中一者包含該下蓋，且該下蓋更包含一中央部分，且該兩個貝殼狀部位以可卸除的方式耦接至該中央部分。

根據第12態樣所提供的第11態樣之設備，其中該中央部分包含兩個分離的可拆卸式蓋子部位，該兩個蓋子部位彼此互相耦接。

根據第13態樣所提供的第12態樣之設備，更包含一保持環，且該中央部分及該兩個貝殼狀部位係耦接至該保持環。

根據第14態樣所提供的該第6或9態樣其中任一者之設備，其中該下蓋包含一最大內直徑，以及該上蓋包含一最大內直徑，且該上蓋之最大內直徑小於該下蓋之最大內直徑。

根據第15態樣所提供的第14態樣之設備，其中該阻擋件包含一直徑，且該上蓋之最大內直徑大於該阻擋件之直徑。

根據第16態樣所提供之該第6或9態樣其中任一者的設備，其中該攪拌腔室包含一內直徑，且該下蓋包含一最小內直徑，其中該下蓋之最小內直徑小於該攪拌腔室之內直徑。

根據第17態樣所提供之該第6或9態樣其中任一者的設備，其更包含一密封環，該密封環耦接至該下蓋。

根據第18態樣所提供之該第17態樣之設備，其中該密封環更包含下述其中一者或多者：一氛圍供應/排出管、一電子導線、一壓差感測器、一熱耦計、一氧氣感測器及一輔助口。

根據第19態樣所提供之該第6、9或17態樣其中任一者的設備，其更包含一摺箱，該摺箱耦接至該下蓋。

根據第20態樣所提供的該第19態樣之設備，其更包含一螺紋鎖固元件，該螺紋鎖固元件耦接至該摺箱。

根據第21態樣所提供的第8至20態樣其中任一者之設備，其中該蓋子更包含一井部。

下詳細描述是做為說明之用，而非做為限制，且提出多個特別詳細揭露之示範實施例，以供透徹瞭解本發明之各項原理。然而，受益於本案揭示內容之該領域中具有通常知識者，將瞭解到，本發明可能實施出與文中揭示之特定細節有所偏差的其他實施例。再者，文中可能省略有關習知裝置、方法及材料的描述，以避免混淆本發明各項原理之說明。最後，本案盡可能地使用相同元件符號來代表相同元件。

諸如右、左、前、向前、後、向後、上、下、頂、底之方向性用語，是配合所示圖式使用，而非意味著絕對方向。

如用於本文中，除非文中另有清楚指示，否則該些單數用語「一」、「一個」及「該」包含複數個指示對象。因此，當文中指出一「構件」時，除非文中另有清楚指示，否則其包括具有兩個或多個此類構件的態樣。

本案揭示內容提出用以在熔融玻璃自由表面處及其上方形成實質隔離/受控制、有限體積且填充有氣體的空間，以下簡稱「有限體積受控氛圍」，該熔融玻璃自由表面存在於在玻璃製程的各種構件中，並且該些構件中的一或多個結構含有鉑族金屬且位在該自由表面處或其上方，而鉑族金屬可能做為凝結物缺陷的來源。本案揭示內容雖可能涉及用以製造玻璃板的融合下拉法或下拉法，但應瞭解，文中揭示之各種概念可更廣泛地應用於任一種玻璃製程，例如，上拉法、流孔拉引法(slot-draw)及浮式法。該些設備可用以管理如美國專利申請案公開號2009/0217708中所述之有限體積受控氛圍，以減少玻璃中的鉑族缺陷，而所製成之玻璃是做為用來製造例如液晶或他種顯示器的基板。雖然文中提出多種具體的示範性玻璃容納腔室(glass containing chamber)，例如位準探測器(level probe)與攪拌裝置，但文中所述之設備可與任一種含鉑族金屬且用來容納具有自由表面之熔融玻璃的腔室併用，期望控制該自由表面處或其上方的氛圍(atmosphere)，以減少在腔室中流動或容納在腔室中之玻璃內的鉑族缺陷，並且該些玻璃後續形成玻璃物件，例如用於顯示裝置的基板。

用於管理有限體積受控氛圍之設備的一實施例是配合一攪拌裝置進行描述。該用於管理有限體積受控氛圍之設備包含多個特徵，該些特徵允許保養及/或維修該攪拌裝置，同時減少中斷該有限體積受控氛圍及/或該設備本身。該些特徵包含該蓋子結構相對於該攪拌裝置的設計、尺寸與比例；以及該蓋子結構本身的分段性。如文中所述或熟悉該項技術者可據以得知的這些特徵與其他特徵，可做任意及所有組合方式使用。

現將參照第1至5圖，說明用於管理熔融玻璃自由表面上方之有限體積受控氛圍之設備的第一實施例範例。該些圖式顯示設備2的實施例，該設備2係用以在攪拌裝置100內形成一有限體積受控氛圍。

如第1圖所示，該設備2包含一摺箱4、一密封環10、一下蓋30及一上蓋50。這些元件可如所述般地一起使用、可能單獨使用，或可做任意及所有組合方式使用，以提供各元件所供應的任何期望特徵。

第2圖中，概要顯示該設備2安裝於一攪拌裝置100上。攪拌裝置100包含一攪拌腔室101，當該攪拌裝置處於其正常運作狀態下時，該攪拌腔室101係用以容納熔融玻璃113，且該熔融玻璃113具有一自由表面或玻璃液位114，以下在本文適當處係簡稱「自由表面」或「玻璃液位(glass level)」。攪拌腔室101包含一內直徑102及一凸緣103，該凸緣靠近攪拌腔室101的上端。凸緣103可能是用以加熱攪拌腔室101的電極，或可能簡單為該攪拌腔室101的一向外延伸部，其可與攪拌腔室101整合在一起或一體成形，或是附接至攪拌腔室101。一攪拌桿104延伸進入攪拌腔室101，且在攪拌桿104上設有多個攪拌葉106。該些攪拌葉106置於熔融玻璃113中，當攪拌桿104旋轉時，攪拌葉106可將熔融玻璃113攪拌均勻。在熔融玻璃中，最上方的攪拌葉106係設置在玻璃液位下方一距離118處。在攪拌桿104的更上方處，設置有一阻擋件或突出物。如第3圖所示，該突出物可能是介於該攪拌桿104之多個部位之間的聯結件(coupling)108，或例如是一具有直徑111的顆粒捕捉環109。在攪拌桿104的又更上方處，設置有一軸襯(bushing)110，且利用該上蓋50支撐該軸襯110，用以幫助攪拌桿104旋轉。

該攪拌裝置100可包含一蓋擋件(cover block)112，其耦接至攪拌腔室101的頂部。該蓋擋件並非必要，但若其存在時，可提供進一步的絕緣、加熱及監控功能。即是，蓋擋件112典型是由絕緣材料製成，並且在靠近其環部(annulus)處包含一加熱器，以及可安裝有一熱偶計或其他狀態監控裝置，其中攪拌桿104延伸通過該環部。第2圖中，顯示攪拌裝置100處於其正常運作狀態。即是，當攪拌腔室101中填充熔融玻璃113達到一玻璃液位114時，攪拌桿104呈垂直方向設置，該些攪拌葉106則浸在熔融玻璃中。

第2圖中，顯示攪拌裝置100正位於一主要氛圍控制腔室80中。腔室80可能是艙室的一部分，該艙室是用於在玻璃製造設備中的各種構件(例如，澄清器、攪拌腔室、碗狀裝置與連接管線)周圍提供一受控制的環境。利用玻璃製造設備製造玻璃板時，該艙室係設計用以減少因氫氣滲透過該些構件之含鉑室壁而發生玻璃板內包入氣體的機率。參見美國專利申請案公開號2006/0242996。該主要氛圍控制腔室80包含一頂部82，該設備2耦接於該頂部82。

又，如第2圖概要顯示般，腔室80上方設有一用以操作攪拌桿104的機構90。該機構90可包含一用以旋轉該攪拌桿104的驅動裝置，以及一用以使攪拌桿104朝第一方向120向上移動及朝第二方向122向下移動的驅動裝置。

摺箱4使熔融玻璃表面114上方的氛圍與環繞攪拌裝置100之主要氛圍控制腔室80內的氛圍隔離開。如第2圖所示，摺箱4通常藉由一凸緣103耦接至該攪拌腔室101。更明確而言，摺箱4的一端置於凸緣103上，且另一端則藉由一螺紋鎖固連結而耦接於該腔室80的頂部82。一螺紋鎖固環6耦接至摺箱4的該端，並且與位在頂部82上的互補螺紋鎖固件84配對結合。之後，旋轉該環6，以將摺箱4安裝於與凸緣103接觸的初始位置處且具有一期望的壓縮程度，以在摺箱4與凸緣13之間形成適當密封。該螺紋鎖固連結提供一種調整摺箱位置的手段，以適應攪拌腔室101的各種初始垂直位置，更明確而言，係適應凸緣103的各種初始垂直位置。當攪拌腔室101因熱或冷而造成尺寸變化，導致其膨脹及/或收縮時，摺箱4可吸收該尺寸上的改變。摺箱4係例如由一種鉑族或其它金屬之材料製成，其能承受在熔融玻璃攪拌腔室上方的溫度。摺箱4可能是一金屬元件，但藉著適當設置多個電性絕緣襯墊或材料，而使該摺箱4與該主要氛圍控制腔室80及/或攪拌裝置100電性隔離。雖然該些圖式中顯示的摺箱4包含多個摺疊或褶襉(pleats)，但此專業用語並不局限於此，且更廣泛地包含所有類型的可伸縮性及可膨脹/收縮的封閉殼體與容器。

該密封環10可為攪拌裝置100運作期間所使用的各種裝置與連結，提供一迅速安裝位置。例如，密封環10可包含：供電子導線12使用的通過/安裝處、多個氛圍進入/排出管14、壓力感測口16、輔助口18、露點感測器、及/或氧氣感測器。該些電子導線12可能是供蓋擋件112上之加熱器及/或監控裝置使用的導線。在該些導線12周圍設置軸襯，以建立流體密封狀態。輔助口18可用以提供通道，以供手提式監控裝置進出，該手提式監控裝置例如為壓力感測器、氧氣感測器、露點感測器及/或熱偶計。密封環10耦接於摺箱4，並且可與摺箱4一同使用而視為一單元。如第5圖所示，例如，當卸除下蓋30及上蓋50以保養、維修及/或更換攪拌裝置100或其多個部分時，該密封環10與摺箱4可留置在腔室80之頂部82的原位置處(in place)。當不需移動攪拌腔室101以進行保養/維修時，藉著將密封環10與摺箱4留在原處，該攪拌裝置100中的玻璃自由表面114與該腔室80中的氛圍可保持隔離。此外，攪拌裝置100運作期間所使用的各種裝置及連結可留在原處，以利於下列作業：該攪拌裝置100本身的保養/維修/更換、在保養/維修期間持續攪拌作業、及/或在保養/維修/更換之後回復正常的攪拌裝置運作。第5圖顯示該設備2的下蓋30及上蓋50均被卸除，同時密封環10與摺箱4保留在腔室80之頂部82的原位置處。密封環10可能為金屬元件，但類似於摺箱4，藉由適當地設置電性絕緣襯墊或絕緣材料，而使密封環10適當地與其它構件電性隔離。如第2、3與5圖所示，密封環10包含一上開口21，其具有一內直徑22。

參閱第1圖，下蓋30包含一第一貝殼狀下部位32、第二貝殼狀下部位34、第一中央蓋部位35及第二中央蓋部位37，其中該第一與第二中央蓋部位35、37共同形成該下蓋30的中央部分。雖然圖中顯示包含四個部位，但並非嚴格必要條件，也可使用任何適當數目的可卸除部位。該些貝殼狀部位32、34及中央蓋部位35、37的邊緣是透過例如，榫槽、凹口或槽道的配置方式而彼此耦接，並且在該些部位之間設置襯墊70(見第3及4圖)，以保持流體密封關係。更明確而言，該襯墊是設置於該耦接配置的凹陷部，以保護該襯墊在定期保養期間不受熱及物理性傷害。隨後，該些貝殼狀部位32、34的邊緣例如，可緊靠著位在溝槽、凹口或槽道中的該襯墊。一定位環41(holding ring，見第2、3圖)緊靠著每個部位32、34、35、37之邊緣的一部分，並且設置多個夾鉗42，以使該些部位32、34、35、37彼此牢固接合而形成該下蓋30。在該些部位32、34、35、37與定位環41各者之間可採用例如榫槽、凹口或槽道之配置，並在其之間設置襯墊70。如上所述，該定位環41可製成是與各個部位32、34、35、37分離的一元件，並且在該下蓋30的組裝期間方與該些部位耦合。或者，該定位環41可製成具有兩半部，每個半部分別與該些部位32、34、35、37的其中一者整合在一起或一體成形，其中該定位環41的該些半部可藉由例如榫槽、凹口、槽道或類似配置結構而配對結合在一起。類似地，取代兩半部的方式，該定位環41可製造成具有任意適當數目的多塊部分，其中每個部分可各別與該些部位32、34、35、37的其中一者整合在一起或一體成形。做為一替代例，該定位環41所具有的部分數目可能多於該些部位32、34、35、37。再進一步，該定位環41可製成一連續環，並與該些部位32、34、35、37的其中一者整合在一起或一體成形，以及可藉由例如榫槽、凹口或槽道配置而接合至該些其餘部位32、34、35、37。該定位環41與該些夾鉗42有助於組裝或拆解該下蓋30，並且當卸除該些部位32、34、35、37的其中一者或多者以進入容納該有限體積受控氛圍之空間時，可為該下蓋30提供安定性。由於下蓋30的分段式結構，使用者可在對該有限體積受控氛圍及設備2做出最小擾亂的情況下，觸及用以容納該有限體積受控氛圍的空間。即是，可移除該些部位32、34、35、37的其中一者或多者，同時使其他部位留在原處，這樣亦有助於保養/維修/更換作業。

該第一與第二貝殼狀下部位32、34各自包含一觀察窗33，以供目視觀察容納該有限體積受控氛圍的空間，並且包含把手31以方便移動該些部位32與34。該第一中央蓋部位35具有氧氣感測器36耦接於該蓋部位35，而第二中央蓋部位37包含一井部38，在該井部38中設置一熱偶計39。井部38允許卸除或更換該熱偶計39，而不擾亂該有限體積受控氛圍。即是，該井部38是一密封的結構，即便在熱偶計39已卸除的情況下，該井部38也不允許流體通過該第二中央蓋部位37。由於氧氣感測器36及熱偶計39設置在中央蓋部位35與37上，因此即使當該些貝殼狀部位32與34已被卸除，氧氣感測器36及熱偶計39仍可留在原處，從而利於保養/維修，且同時允許在保養/維修期間能持續進行攪拌作業。雖然圖示該氧氣感測器36與熱偶計39是耦接於下蓋30，這些元件也可能改設置在密封環10上。

參閱第3圖，下蓋30包含一上開口46，該上開口46具有一直徑47。此外，下蓋30包含一最大內直徑44及一最小內直徑45。如圖所示，直徑44與直徑22尺寸相同，但實際不一定要遵照此例子。由於該最小內直徑45小於直徑22，當下蓋30就定位時(即使上蓋50未就定位)，在該有限體積受控氛圍上方會具有較小的開口，因此對該氛圍的擾亂較小。

上蓋50包含一第一貝殼狀上部位52及一第二貝殼狀上部位54，且利用多個夾鉗42使該些部位彼此固定。雖然圖示兩個貝殼狀部位52與54，但可使用任意適當數量的貝殼狀部位。類似於下蓋30的部位32、34、35與37，該些部位52與54可藉由例如榫槽、凹口、槽道配置而耦接至定位環41，且在該些部位52與54與定位環41之間可設有襯墊70。例如，該些部位52與54可藉著榫槽接合而彼此耦接。該些部位52與54的配對部分之間不一定必需設置襯墊材料，但如有需求，可設置襯墊70。由於該些部位52與54彼此接合且耦接至定位環41，使得當卸除下蓋30之該些部位32、34、35與37的其中一者或多者時，該些部位52與54可保持原狀(in place)，例如第4圖中所見者。該些部位52與54各自包含一軸襯支撐部(bushing holding part)56，且該些軸襯支撐部共同支撐著設置在攪拌桿104上的軸襯110。參閱第3圖，該上蓋50包含一最大內直徑57。該最大內直徑57大於顆粒捕捉環109的直徑111，使得顆粒捕捉環109可在上蓋50內部上下移動。然而，當例如處於位置59時，顆粒捕捉環109與上蓋50之間的互動會使攪拌桿104的向上移動限制在距離116以內。雖然圖中顯示該最大內直徑57稍大於該上開口46的最小內直徑45及直徑47，但實際不一定要遵照此例子。

在各種攪拌裝置100之保養、維修及/或更換作業的內容中，將說明設備2之各種特徵的運作及優點。整體而言，為了易於保養與維修，該上蓋50及下蓋30係設計成分段式並且可彼此分離，以替使用者提供形成最適合將來進行保養/維修作業之開口的方法，同時對該有限體積受控氛圍的擾亂減至最小。即是，僅移除保養/維修所需要的部位，能將設備2中形成的開口尺寸減至最小，從而使保持原狀的保護作用達到最大。例如，第4圖顯示該設備2之下蓋30的部位32與38已卸除，而該下蓋30之部位34與35以及該上蓋之部位52與54可保持原狀，以利於進入該攪拌腔室100，且同時仍為該有限體積受控氛圍提供一些保護。此圖中顯示的襯墊70僅做說明之用，但在部位37被卸除的情況下，與部位32結合的襯墊70亦可卸除。

其中一種攪拌器保養作業是攪拌器清洗。此作業係設計用以去除攪拌腔室101內靠近或位於玻璃液位114上方處的凝結物及/或堆積物。攪拌器清洗期間，攪拌桿104往方向120升高，使得葉片106接近玻璃液位114。攪拌桿104在此位置中旋轉而在玻璃中造成攪動，除此之外此動作也發生在攪拌裝置100的正常運作期間。提高玻璃的攪動可洗去攪拌腔室101的凝結物及/或堆積物。之後，攪拌桿104往方向122移動而回到其正常運作位置，即第2圖所示位置。因此，為了執行此作業，攪拌桿104必需往方向120移動約距離118，以將葉片106置於接近玻璃液位114處。

一方面，若顆粒捕捉環109與上蓋50之間的距離116大於該距離118時，在攪拌器清洗過程中，整個設備2可保持原狀。即是，設備2無需開口。因此，對該有限體積受控氛圍的擾亂得以減至最小。另一方面，若該距離116小於該距離118，仍可執行攪拌器清洗，同時為該有限體積受控氛圍提供一些保護。即是，上蓋50可被卸除，同時下蓋30保持原狀，使得該攪拌桿104可升高至大於該距離116的距離。由於位在下蓋30中的該上開口46具有一直徑47，該直徑47小於密封環10中之上開口21的直徑22，因此即使上蓋50被卸除，該下蓋30仍提供一些保護，以使該有限體積受控氛圍免受擾亂。

另一種保養/維修作業可能涉及更換該攪拌裝置100的多個部位。例如，可能是與蓋擋件112相關的部分或甚至是蓋擋件112本身需要更換。在此類情況下，可卸除該下蓋30與上蓋50最少的部位數量，以提供適當進出通道，同時使其它部位保持原狀(in place)，以使對該有限體積受控氛圍的擾亂減至最小。例如，為了更換安裝在蓋擋件112上的熱偶計，可藉著卸除該第一或第二貝殼狀下部位32、34的其中一者而提供適當通道(access)。該保留的部位34或32以及部位35、37、52、54可保持原狀。當蓋擋件112可在原處拆卸成多個部分，且該些部分的尺寸比卸除該些部位32與34其中一者所提供的開孔尺寸要小時，則可能僅僅移除該部位32與34的其中一者，便足以更換整個蓋擋件112。或者，當需要移除蓋擋件112的多個部位或需執行其它維修/更換作業時，則可卸除一或多個額外部位34、32、35、37。

在任一上述操作中，摺箱4及密封環10可保持原狀(in place)地置於腔室80之頂部82，以避免腔室80的氛圍對玻璃自由表面114上方的有限體積受控氛圍造成不良影響。此外，由於密封環10保持原狀(in place)，因此該些進入/排出管14可保持運作，以提供期望的氣體進入該有限體積受控氛圍，或從該有限體積受控氛圍移除氣體。如此，對於該有限體積受控氛圍的擾亂可減至最小，並且於完成保養/維修作業之後，該有限體積受控氛圍可快速地回到期望的運作狀態。再者，由於安裝在密封環10上的該些電子導線及/或感測器持續連接，即使在該上蓋50及/或該下蓋30兩者被卸除的情況下，此配置允許該攪拌裝置100仍保持運作。

當攪拌桿104或其任一部分需要更換時，該上蓋50及下蓋30可被卸除。摺箱4及密封環10可保持原狀(in place)。再次見第5圖，因此避免腔室80的氛圍對玻璃自由表面114上方的有限體積受控氛圍造成不良影響，並且該進入/排出管14仍可運作，以提供期望的氣體進入該有限體積受控氛圍，或從該有限體積受控氛圍排出氣體，以使該有限體積受控氛圍保持一期望狀態，亦即，在該些蓋子30及50卸除時，使該有限體積受控氛圍盡可能地接近正常運作狀態。

所描述之用以管理一有限體積受控氛圍的設備，其第二實施例係具有一位準探測器，該位準探測器測量一熔融及/或輸送系統內之熔融玻璃的液位。根據此實施例之設備包含多個特徵，該些特徵允許位準探測器進行操作、接受保養及/或維修，同時減少中斷該有限體積受控氛圍。該些特徵包括：一密封環、一摺箱及一蓋子。該摺箱允許該位準探測桿上下移動以執行測量玻璃液位的功能時，同時還能保持該有限體積受控氛圍。此外，該位準探測器本身可具有多個增進的特徵，例如強化的探測桿支撐臂、強化的齒棒束縛件，及/或介於該支撐臂與探測桿之間更牢固的連結，以增進該設備在控制玻璃自由表面處或其上方氛圍的使用。該些特徵可採任意或所有組合方式使用。

以下將參照第6至7圖，描述一用以管理熔融玻璃自由表面上方之有限體積受控氛圍之裝置的實施例範例。這些圖式顯示一用以形成有限體積受空氛圍之設備200的實施例，該設備200具有一位準探測器裝置。位準探測器係藉著使一探測桿250接觸豎管201內之玻璃202的自由表面203，來測量一玻璃製造設備中的玻璃液位。豎管201可耦接於該玻璃製造設備中的任一適當結構(例如，融合下拉製程中的澄清器(finer)、輸送管或碗狀裝置)，以容納達一液位的熔融玻璃，該液位係指示所感興趣之結構內的熔融玻璃液位。如此，豎管201可視為一腔室，用以容納具有一自由表面之熔融玻璃。在2009年7月27日申請之美國專利申請案序號12/509,668案中，對適用本案設備200的位準探測器及豎管201有更完整的描述。雖本案參照融合下拉製程進行說明，但設備200可與任一種玻璃製造製程併用，例如上拉法、流孔拉引法及浮式法。該設備200包含一密封環210、一摺箱204及一蓋子230。該設備200的各種構件可配合使用適當的電性隔離襯墊或其它材料，以避免該設備200及/或位準探測器意外接地。

密封環210類似於以上配合攪拌裝置100所述之密封環10。就其本身而言，密封環210可包含上述參照密封環10所描述的任一特徵結構，例如包含氛圍進入/排出管214、壓力感測口216、輔助口、露點感測器(dew-point sensor)及/或氧氣感測器。在其中一端上，密封環210藉由一夾鉗242以可拆卸的方式耦接至摺箱204。在密封環210的另一端上，密封環210經由管205及壓力環207而耦接至豎管201。該管205包含多個螺紋鎖固件(未示出，但類似上述的螺紋鎖固環6)，以與位在板209上的互補螺紋鎖固件相互配合，該板209係固定於一主要氛圍控制腔室的頂部，該主要氛圍控制腔室類似於參照第一實施所述之具有頂部82的腔室80。因此，該管205可旋轉，以相對於豎管201來調整壓力環207的高度(從而調整壓力)，以提供流體密封。因此，玻璃自由表面203上方的有限體積受控氛圍係藉由壓力環207、管205及密封環210而與該主要氛圍控制腔室中的氛圍隔離開。該有限體積受控氛圍更進一步地藉由摺箱204及蓋子230而與一般工廠的氛圍隔離開。

摺箱204類似於以上配合第一實施例所述的摺箱4，因此，此處省略其細節說明。此實施例與第一實施例之間的其中一項差異是，摺箱204係利用夾鉗242以可卸除的方式耦接至該密封環。當從密封環210上卸除摺箱204時，可提供通道給豎管201、探測桿250及密封環210的內部，因此容易執行保養或維修工作。同時，密封環210、管205及壓力環207保持原狀，以使玻璃自由表面202上方的有限體積受控氛圍與在該主要氛圍控制腔室中的氛圍保持隔離，此主要氛圍控制腔室類似於上述之腔室80。此實施例與第一實施例之間的另一項差異是，摺箱204使該有限體積受控氛圍與該工廠氛圍之間保持氣密狀態，同時允許該腔室的操作作業，亦即，在此例子中允許位準探測桿250上下移動。

蓋子230耦接至摺箱204，其位在該蓋子230之該密封環210耦接端的相反端。蓋子230與摺箱204形成一流體密封狀態，並且藉由一適當的襯墊或其他材料而與該摺箱204電性隔離。蓋子230亦透過一位準探測臂轉接件254而耦接至該位準探測桿的上部252。例如，該轉接件254可為螺紋鎖固於蓋子230。該位準探測臂轉接件254亦包含一可壓縮配件(compression fitting)，該可壓縮配件將該轉接件254耦接至該上部252。因此，當該位準探測桿250、252上下移動時，其與該蓋子230之間無滑動性接觸，而滑動性接觸可能產生顆粒而不當地落進玻璃202中。

如上所述，該設備200在位準探測器之豎管201內的玻璃自由表面203上方提供一有限體積受控氛圍。因此，藉著使用一設備，該設備所含的一裝置上耦接或設置有一位準探測器，能減少鉑族金屬的凝結作用及/或累積，從而減少最終製成之玻璃板內的鉑族缺陷。然而，設備200會為探測桿250的向下256及向上258的移動動作增加阻力。即是，由於位準探測桿250是耦接於蓋子230，使得該蓋子230與摺箱204必需隨著該位準探測桿250一起上下移動。因此，本案發明人亦改進該位準探測器移動設備300，如第6、7圖所示。

在一般情況下，該位準探測器移動設備300包含一支撐臂310，以及一驅動組件320用以在向下方向256及向上方向258中移動支撐臂310。

支撐臂310耦接至該探測桿250的上部252，該探測桿250具有第一隔離擋件312及第二隔離擋件314。第二隔離擋件314透過一轉接件254耦接至該上部252。此種介在支撐臂310與探測桿250之間的兩點耦接方式(two point coupling)，即便需要增加力量以上下移動探測桿250，也能保持這些元件之間的牢固連接。此外，在先前使用的配置中，支撐臂310是一種簡單的懸臂式桿。但為了滿足支撐臂310上的較大力量需求，本案發明人發現使用桁架式配置結構(truss arrangement)是有利的，在此結構中使一上桿316透過多個連接桿318連接至下桿317。當設備200就適當位置時，該支撐臂310的桁架式配置結構允許支撐臂310能承受上下移動該位準探測桿250所帶來的增大力量。

該驅動組件320包含一驅動馬達322，且驅動馬達322耦接至一齒棒324，以在向下方向256及向上方向258中移動該齒棒324。接著，該臂310固定地耦接至齒棒324，而隨著齒棒移動。藉著一上束縛件326及一下束縛件328來引導齒棒324，使得當驅動馬達322移動齒棒324時，齒棒324相對於垂直的方位不會改變。上束縛件326及下束縛件328各自包含例如托架327及引導輪329。接著，將托架327安裝於一固定的桿或支撐件323，使得齒棒324在上下移動時能保持在適當位置。在先前使用的配置中，僅使用一個束縛件來引導齒棒324。然而，同樣地，由於設備200移動阻力增加而導致作用力提高，當力量經由支撐臂310傳遞至齒棒324時，本案發明人發現，同時使用上下束縛件326及328有利於引導齒棒324。

其需強調，上述之本發明實施例，特別是任何「較佳」實施例，僅是可行的實施範例，其僅供清楚瞭解本發明之各項原理之用。在實質上不偏離本發明之各項原理與精神的情況下，當可對本發明上述實施例做出多種變化與修飾。所有此類修飾與變化態樣皆為本案發明及揭示內容之範圍所涵蓋，並受後附申請專利範圍保護。

2‧‧‧設備

4‧‧‧摺箱

6‧‧‧螺紋鎖固環

10‧‧‧密封環

12‧‧‧電子導線

14‧‧‧氛圍進入/排出管

16‧‧‧壓力感測口

18‧‧‧輔助口

21‧‧‧上開口

22‧‧‧直徑

30‧‧‧下蓋

31‧‧‧把手

32‧‧‧第一貝殼狀下部位

33‧‧‧觀察窗

34‧‧‧第二貝殼狀下部位

35‧‧‧第一中央蓋部位

36‧‧‧氧氣感測器

37‧‧‧第二中央蓋部位

38‧‧‧井部

39‧‧‧熱偶計

41‧‧‧定位環

42‧‧‧夾鉗

44‧‧‧最大內直徑

45‧‧‧最小內直徑

46‧‧‧上開口

47‧‧‧直徑

50‧‧‧上蓋

52‧‧‧第一貝殼狀上部位

54‧‧‧第二貝殼狀上部位

56‧‧‧軸襯支撐部

57‧‧‧最大內直徑

59‧‧‧位置

70‧‧‧襯墊

80‧‧‧主要氛圍控制腔室

82‧‧‧頂部

84‧‧‧螺紋鎖固件

90‧‧‧機構

100‧‧‧攪拌裝置

101‧‧‧攪拌腔室

102‧‧‧內直徑

103‧‧‧凸緣

104‧‧‧攪拌桿

106．．．攪拌葉

108．．．聯結件

109．．．顆粒捕捉環

110．．．軸襯

111．．．直徑

112．．．蓋擋件

113．．．熔融玻璃

114．．．玻璃自由表面/玻璃液位

116．．．距離

118．．．距離

120．．．第一方向

122．．．第二方向

200．．．設備

201．．．豎管

203．．．玻璃自由表面

204．．．摺箱

205．．．管

207．．．壓力環

209．．．板

210．．．密封環

214．．．氛圍進入/排出管

216．．．壓差感測器/壓力感測口

230．．．蓋子

242．．．夾鉗

250．．．位準探測桿

252．．．上部

254．．．位準探測臂轉接件

256．．．向下方向

258．．．向上方向

300．．．位準探測器移動設備

310．．．支撐臂

312．．．第一隔離擋件

314．．．第二隔離擋件

316．．．上桿

317．．．下桿

318．．．連接桿

320．．．驅動組件

322．．．驅動馬達

323．．．固定的桿或支撐件

324．．．齒棒

326．．．上束縛件

327．．．托架

328．．．下束縛件

329．．．引導輪

第1圖是根據一實施例之設備的透視圖，該設備係用於控制腔室中之玻璃自由表面處及其上方的氛圍。

第2圖係第1圖之設備配合使用一攪拌裝置及一氛圍控制艙室的概要側視圖。

第3圖係第2圖之設備的頂部放大圖。

第4圖係第1圖之設備的透視圖，但該設備之該下蓋的兩個部位被卸除。

第5圖係第1圖之設備的透視圖，該設備部份設置在一氛圍控制艙室上。

第6圖是根據第二實施例之設備配合使用一位準探測器及一位準探測器移動設備的側視圖，該根據第二實施例之設備係用以控制腔室中之玻璃自由表面處及其上方的氛圍。

第7圖係第6圖之設備的透視圖。

2．．．設備

4．．．摺箱

10．．．密封環

12．．．電子導線

14．．．氛圍進入/排出管

16．．．壓力感測口

18．．．輔助口

30．．．下蓋

31．．．把手

32、34．．．貝殼狀下部位

33．．．觀察窗

35．．．第一中央蓋部位

36．．．氧氣感測器

39．．．熱偶計

42．．．夾鉗

50．．．上蓋

52．．．第一貝殼狀上部位

54．．．第二貝殼狀上部位

56．．．軸襯支撐部

Claims (11)

1. 一種用以容納熔融玻璃之設備，包括：一腔室，用以容納該熔融玻璃；一摺箱，耦接至該腔室；一密封環，耦接至該摺箱，其中該密封環包含下述其中一者或多者：一氛圍供應管、一電子導線、一壓差感測器、一熱耦計、一氧氣感測器及一輔助口；該密封環更包括一上開口，該上開口具有一內直徑，其中該氛圍供應/排出管、電子導線、壓差感測器、熱耦計、氧氣感測器及輔助口之其中一者或多者係設置在該上開口及該腔室之間；以及一蓋子，以可卸除的方式耦接至該密封環，且延伸跨越該密封環的該上開口之內直徑，其中該密封環設置在該蓋子及該腔室之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之設備’其中該密封環係藉由該摺箱而耦接至該腔室，該摺箱係藉由該密封環而耦接至該蓋子，以及該設備更包括一攪拌桿，該攪拌桿延伸進入該腔室中。
3. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該蓋子係藉由該摺箱而耦接至該密封環，該摺箱係藉由該密封環而耦接至該腔室，以及該設備更包括一管及一壓力環，該管及該壓力環係耦接在該密封環與該腔室之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述之設備，其中該腔室係一豎管，以及該設備更包括：一探測桿，從該豎管延伸通過該密封環，通過該摺箱，以及通過該蓋子，其中該探測桿包含一上部，該上部係設置在該蓋子之與該密封環設置側相反的一側上；以及一支撐臂，連接至該探測桿的該上部，其中該支撐臂包含一懸臂。
5. 如申請專利範圍第4項所述之設備，更包括：一齒棒，固定地耦接至該支撐臂，且包含一縱軸；一驅動馬達，耦接至該齒棒，以沿著該齒棒之該縱軸而移動該齒棒；以及一第一束縛件及一第二束縛件，該第一及第二束縛件耦接至該齒棒，以藉著該驅動馬達而引導該齒棒移動，其中該第一及第二束縛件在沿著該縱軸的方向上彼此相隔而設置。
6. 一種用以容納熔融玻璃之設備，包括：一腔室，用以容納該熔融玻璃，該腔室具有一內直徑；一下蓋，其以可卸除的方式耦接至該腔室，且設置成跨越該腔室之內直徑，其中該下蓋具有一上開口，該 上開口具有一直徑；以及一上蓋，其以可卸除的方式耦接至該下蓋，且設置成跨越該腔室之內直徑以及該上開口之直徑兩者，其中該上蓋與該下蓋之至少一者為分段式。
7. 一種用以攪拌之設備，包括：一攪拌腔室，其在正常運作狀態期間容納熔融玻璃，該熔融玻璃具有一自由表面；一蓋子，耦接至該攪拌腔室，其中該蓋子包含一上蓋及一分離之下蓋，其中該上蓋與該下蓋之至少一者為分段式；一攪拌桿，其延伸進入該攪拌腔室，且設置於一正常運作位置處，該攪拌桿可於一第一軸方向上從該正常運作位置移動一第一距離而至一位移位置；一攪拌葉，其耦接至該攪拌桿，且當該攪拌桿處於該正常運作位置時，該攪拌葉係設置在該攪拌腔室中並且位在該玻璃自由表面下方一第二距離處，其中該攪拌桿從該正常運作位置朝向該位移位置的軸向移動會使該攪拌葉朝向該玻璃自由表面移動；以及一阻擋件，耦接至該攪拌桿，其中該阻擋件將該攪拌桿在該第一方向上的軸向移動限制在該第一距離以內；其中該第一距離大於或等於該第二距離。
8. 如申請專利範圍第7項所述之設備，其中該上蓋及該下蓋之其中一者包含兩貝殼狀部位。
9. 如申請專利範圍第6項所述之設備，其中該下蓋包含一最大內直徑，該上蓋包含一最大內直徑，且該上蓋之最大內直徑小於該下蓋之最大內直徑。
10. 如申請專利範圍第6項所述之設備，其中該攪拌腔室包含一內直徑，該下蓋包含一最小內直徑，其中該下蓋之最小內直徑小於該攪拌腔室之內直徑。
11. 一種製造一玻璃板之方法，包括：形成一玻璃熔融液；使該玻璃熔融液流經如申請專利範圍第1項所述之設備；使該玻璃熔融液形成一玻璃帶；以及從該玻璃帶分割出一玻璃板。