TWI576323B - 用於玻璃形成設備的熔化器 - Google Patents

Description

用於玻璃形成設備的熔化器

相關申請案之交叉引用：本申請案主張在2012年10月26日申請之美國專利申請案第13/661732號的優先權權益，該案之內容全文以引用之方式併入本文中。

本說明書大體而言係關於玻璃製造設備，且更具體而言，係關於用於熔化來自玻璃批料之熔融玻璃之熔化器及包含該熔化器之玻璃製造設備。

光學品質玻璃片通常用於各種光學顯示裝置，包括LCD顯示器、LED顯示器等等。各種製造製程可用於產生光學品質玻璃片。該等製造製程通常涉及在陶瓷耐火爐中熔化玻璃前驅材料，然後，藉由自形成主體拉製玻璃熔體來自玻璃熔體產生玻璃帶。然後，自玻璃帶剪切個別玻璃片。該帶可係非常薄的，且製造設備在拉製製程期間(諸如，由於地震活動等等)之移動可破壞玻璃帶及生成玻璃片之平坦度。在更極端之情況下，地震活動甚 至可導致製造設備自身且特別是玻璃製造製程之熔化器之毀壞。

更具體而言，在正常操作期間，玻璃熔化爐(亦即，熔化器)含數千公斤之熔融玻璃材料。儘管構造熔化爐之耐火塊之強度及剛度係顯著的，但熔化器之強度不足以抵抗由於在地震事件期間釋放之能量所致之熔化器之加速。在許多情況下，熔化器在地震事件期間之加速可能損壞熔化器之結構並引起熔融玻璃之不受控制之釋放。一旦被損壞，重建熔化器可需要數月時間且在資本支出及生產損失方面花費數百萬美元。

因此，具有配置為抵抗地震事件之熔化器之玻璃製造設備將提供針對此等損失及重建成本之顯著保險。

本文中描述用於熔化玻璃批料之熔化器，該等熔化器能夠抵抗動態事件，諸如地震事件等等。

根據一個實施例，用於熔化玻璃批料、能夠抵抗動態事件之熔化器可能包括剛性外骨架，該剛性外骨架具有基底部分及複數個垂直構件及複數個橫向構件，界定外骨架內容積。複數個垂直構件可剛性附接至基底部分並在大體垂直之方向上自基底部分向上延伸。複數個橫向構件可在複數個垂直構件之至少兩個垂直構件之上端之間延伸並剛性附接至該等上端，以使得複數個垂直構件由複數個橫向構件互連，且限制形成在複數個橫向構件與複數 個垂直構件之上端之交叉點處之連接節點在縱向、橫向及垂直方向上相對於基底部分移動。槽組件可定位在外骨架內容積中之基底部分上，以使得槽組件與剛性外骨架間隔開。槽組件可剛性耦接至剛性外骨架。

根據另一實施例，用於熔化玻璃批料、能夠抵抗動態事件之熔化器可包括剛性外骨架，該剛性外骨架剛性界定用於收納槽組件之外骨架內容積，該剛性外骨架包含基底部分、由管式梁形成之複數個垂直構件及複數個橫向構件。複數個垂直構件可剛性附接至基底部分並可在大體垂直之方向上自基底部分向上延伸。複數個橫向構件可在複數個垂直構件之至少兩個垂直構件之上端之間延伸並可剛性附接至該等上端，以使得複數個垂直構件由複數個橫向構件互連，且限制形成在複數個橫向構件與複數個垂直構件之上端之交叉點處之連接節點在縱向、橫向及垂直方向上相對於基底部分移動。複數個壓力螺栓附著至剛性外骨架以用於當槽組件定位在外骨架內容積中時將槽組件耦接至剛性外骨架。滾輪可附著至基底部分之底面。滾輪可與基底部分電性絕緣。運動抑制件可附接至基底部分之底面以用於當熔化器處於安裝狀態時將熔化器附著至建築物結構構件。

在又另一實施例中，用於熔化玻璃批料、能夠抵抗動態事件之熔化器可包括剛性外骨架，該剛性外骨架包括基底部分及與複數個橫向構件及基底部分互連之複數個垂直構件。剛性外骨架可大體界定外骨架內容積。槽 組件可定位在外骨架內容積中之基底部分上並耦接至剛性外骨架。熔化器可具有大於0.3之動態阻力。

將在隨後之具體實施方式中闡述本文中所描述之實施例的額外特徵及優點，且對於熟習此項技術者而言，該等額外特徵及優點將部分地自彼描述顯而易見或藉由實踐如在本文中所述之實施例(包括隨後之具體實施方式、申請專利範圍以及附隨圖式)而瞭解。

應瞭解，前述一般描述及以下詳細描述皆描述各種實施例，且意在提供用於理解所主張標的的性質及特徵的概述或框架。包括附隨圖式以提供對各種實施例之進一步理解，且附隨圖式併入本說明書中且構成本說明書之一部分。圖式圖示本文中所述的各種實施例，且圖式與描述一起用以解釋所所主張標的的原理及操作。

100‧‧‧玻璃製造設備

101‧‧‧熔化器

102‧‧‧入口埠

103‧‧‧精煉容器

104‧‧‧混合容器

105‧‧‧連接管

106‧‧‧熔融玻璃

107‧‧‧連接管

108‧‧‧遞送容器

109‧‧‧降液管

110‧‧‧入口

111‧‧‧形成容器

112‧‧‧開口

113‧‧‧凹槽

114a‧‧‧會聚側

114b‧‧‧會聚側

120‧‧‧融合拉製機

121‧‧‧下游方向

122‧‧‧殼體

130‧‧‧剛性外骨架

132‧‧‧外骨架內容積

134‧‧‧主垂直構件

136‧‧‧次垂直構件

138‧‧‧橫穿構件

140‧‧‧上縱穿構件

142‧‧‧中間縱穿構件

144‧‧‧中間橫穿橫向構件

146‧‧‧連接節點

149‧‧‧支撐角構件

150‧‧‧壓力螺栓

152‧‧‧支柱

160‧‧‧c型框架

164‧‧‧板

166‧‧‧柵格

170‧‧‧基底部分

172‧‧‧絕緣底板

174‧‧‧金屬頂板

176‧‧‧下絕緣板

177‧‧‧縱向側構件

178‧‧‧縱向側構件

179‧‧‧橫向側構件

180‧‧‧橫向側構件

181‧‧‧內部支撐構件

182‧‧‧柱支架

184‧‧‧滾輪

186‧‧‧電絕緣件

188‧‧‧運動限制件

190‧‧‧電絕緣件

200‧‧‧槽組件

202‧‧‧上部結構部分

204‧‧‧玻璃接觸部分

206‧‧‧冠部

208‧‧‧子底部

209‧‧‧耐火塊

210‧‧‧底部

211‧‧‧耐火塊

212‧‧‧側壁

213‧‧‧耐火塊

214‧‧‧電極

216‧‧‧耐火塊

218‧‧‧後面

219‧‧‧耐火塊

220‧‧‧前面

222‧‧‧出口埠

351‧‧‧螺桿

352‧‧‧嚙合腳

353‧‧‧拉緊螺帽

354‧‧‧主體

355‧‧‧碟形彈簧

356‧‧‧箭頭

357‧‧‧鎖緊螺帽

500‧‧‧I型梁

502‧‧‧凸緣部分

第1圖示意性地描繪根據本文中所示及所描述之一或多個實施例之玻璃製造設備；第2圖示意性地描繪根據本文中所示及所描述之一或多個實施例的用於玻璃製造設備之熔化器之等距後視圖；第3圖示意性地描繪根據本文中所示及所描述之一或多個實施例的用於玻璃製造設備之熔化器之等距前視圖； 第4圖示意性地描繪第2圖之無剛性外骨架之熔化器之槽組件的橫截面；第5圖示意性地描繪根據本文中所示及所描述之一或多個實施例之第2圖之熔化器之橫截面；第6圖示意性地描繪根據本文中所示及所描述之一或多個實施例之熔化器之外骨架的基底部分；第7圖示意性地描繪根據本文中所示及所描述之一或多個實施例之包括絕緣底板之熔化器之外骨架的基底部分；第8圖示意性地描繪根據本文中所示及所描述之一或多個實施例之熔化器之剛性外骨架；及第9圖示意性地描繪根據本文中所示及所描述之一或多個實施例之用於將熔化器之槽組件耦接至剛性外骨架之壓力螺栓。

現將詳細參考用於玻璃形成設備之熔化器之實施例，在附隨圖式中圖示該等實施例之實例。在可能的情況下，在全部圖式中將使用相同元件符號來代表相同或類似部件。在第2圖中示意性地描繪熔化器之一個實施例。熔化器大體上包含剛性外骨架，該剛性外骨架具有基底部分、複數個垂直構件及複數個橫向構件，該等複數個垂直構件與該等複數個橫向構件互連，以使得垂直構件及橫向構件界定外骨架內容積。槽組件可定位在外骨架內容 積中之基底部分上，以使得槽組件與外骨架間隔開。複數個壓力螺栓將剛性外骨架耦接至槽組件。在一些實施例中，熔化器可具有大於約0.3之動態阻力。在本文中將具體參考附隨圖式進一步詳細描述熔化器及熔化器之各種組件。

玻璃坯料(諸如玻璃片)可大體上藉由熔化玻璃批料以形成熔融玻璃及將熔融玻璃形成為最終玻璃產品(諸如，玻璃帶)而形成。示例性製程包括浮制玻璃製程、狹槽拉製製程及融合下拉製程。

參看第1圖，例如，示意性地描繪用於自熔融玻璃形成玻璃帶之示例性玻璃製造設備100，其中融合拉製機用於將熔融玻璃形成為玻璃帶。玻璃製造設備100包括熔化器101、精煉容器103、混合容器104、遞送容器108及融合拉製機(FDM)120。經由入口埠102將玻璃批料引入熔化器101。批料在熔化器中熔化以形成熔融玻璃106。精煉容器103具有自熔化器101接收熔融玻璃106之高溫處理區域，且在該高溫處理區域中，自熔融玻璃106移除氣泡。精煉容器103藉由連接管105流體耦接至混合容器104。換言之，自精煉容器103流動至混合容器104之熔融玻璃流經連接管105。混合容器104又藉由連接管107流體耦接至遞送容器108，以使得自混合容器104流動至遞送容器108之熔融玻璃流經連接管107。

遞送容器108經由降液管109將熔融玻璃106供應至FDM 120。FDM 120包含殼體122，入口 110及形成容器111定位在該殼體122中。如在第1圖中所示，來自降液管109之熔融玻璃106流入通向形成槽111之入口110中。形成容器111包括接收熔融玻璃106之開口112，該熔融玻璃106流入凹槽113，然後在一起融合於根部處前溢出並流下兩個會聚側114a及114b，其中兩個側面在於下游方向121上接觸並拉製前接合以形成連續玻璃帶148。

儘管第1圖示意性地描繪使用融合拉製機形成玻璃帶之玻璃製造設備100，但應瞭解，其他製程可用於形成玻璃帶，包括但不限於浮制玻璃製程、狹槽拉製製程等等。進一步地，儘管玻璃製造設備100經描繪為係用於形成玻璃帶，但應瞭解，類似玻璃製造設備可用於形成不同於玻璃片之玻璃批料，包括但不限於玻璃管等等。

在習知熔化器設計中，熔化器101大體上由耐火塊構造，在一些情況下，該等耐火塊可藉由耐火塊之剪切質量保持在一起並用外部支撐件加固。然而，此等設計已證明不適用於保持熔化器之結構完整性，特別是當熔化器遭受地震活動時。具體地，習知熔化器設計中之外部支撐件未能在縱向、橫向及垂直方向中之每一者上適當地限制耐火塊。因此，當熔化器遭受顯著之地震活動(亦即，導致熔化器在縱向、橫向及/或垂直方向中之一或多者上大於0.3g之加速之地震活動)時，熔化器之外部支撐件及砌築耐火材料趨於可引起耐火塊之破裂及熔融玻璃自熔化器不受控逸出之彎曲、屈曲及/或失效。玻璃自熔化 器逸出可導致對玻璃製造設備之損壞、製程停止期及顯著資本損失。本文中所示及所描述之實施例中之熔化器減輕上述習知熔化器設計中之缺陷。

現參看第2圖及第3圖，自後部(第2圖)及自前部(第3圖)示意性地描繪用於玻璃製造設備中之熔化器101。熔化器101包含包括基底部分170之剛性外骨架130。剛性外骨架130大體上界定外骨架內容積132。熔化器101進一步包括槽組件200，該槽組件200支撐在外骨架內容積132中之基底部分170上。槽組件200定位在基底部分170上，以使得槽組件200與剛性外骨架130間隔開。槽組件200包括具有複數個入口埠102之後面218，玻璃批料可穿過該等入口埠102引入槽組件200之內部中以用於熔化。槽組件200亦具有包括出口埠222之前面220，熔融玻璃穿過該出口埠222自槽組件流出。使用壓力螺栓150將剛性外骨架130耦接至槽組件200，在一些實施例中，壓力螺栓150可為彈簧負載壓力螺栓。具體地，壓力螺栓150定位在支撐構件(諸如，c型框架160及支柱152)中，該等支撐構件又剛性附著至剛性外骨架130。

在本文所述之熔化器101之實施例中，熔化器對可危害熔化器之結構完整性之地震活動及其他動態事件具有強勁及延性抵抗力。熔化器對由此等事件賦予熔化器之加速所引起之損壞的抵抗力可依據動態阻力來界定。動態阻力係指示在槽組件200未相對於剛性外骨架 130及剛性外骨架130之附接基底部分170移動的情況下，熔化器抵抗在橫向、縱向及垂直方向中之任一者上指定重力加速之應用加速度的能力。在本文所述之熔化器101之實施例中，橫向為第2圖中所描繪之坐標軸之+/- x方向，縱向為+/- y方向且垂直方向為第2圖中所描繪之坐標軸之+/- z方向。在本文所述之熔化器之實施例中，熔化器具有大於0.3之動態阻力。舉例而言，若熔化器具有大於0.3之動態阻力，則熔化器能夠在槽組件200未相對於剛性外骨架130及基底部分170移動的情況下抵抗在橫向、縱向及/或垂直方向中之任一者上之大於0.3g之動態力、速度及加速度。在本文所述之一些實施例中，熔化器具有大於或等於0.5(亦即，0.5g加速度)或甚至大於或等於1.0(亦即，1.0g加速度)的動態阻力。熔化器之動態阻力可藉由熔化器結構之電腦模型之工程設計分析而評估。或者，熔化器之動態阻力可藉由熔化器之模型(按比例或實際大小)之地震測試來評估。

現參看第4圖，示意性地描繪第2圖之無剛性外骨架之槽組件200之橫截面。第4圖中所描繪之橫截面屬槽組件200之後面218。槽組件200大體上包含玻璃接觸部分204及上部結構部分202。玻璃接觸部分204為槽組件200之下部，在該部分玻璃批料受熱並變成熔融玻璃。上部結構部分202定位在玻璃接觸部分204上方且大體上包括拱形頂部或冠部206。用於接收待在槽組件200 中熔化之玻璃批料之入口埠102定位在上部結構部分202中。

槽組件200之壁部由堆疊耐火塊構造。耐火塊由耐火材料形成，諸如氧化鋁、氧化鋯或另一合適之陶瓷耐火材料。在第4圖中所描繪之槽組件200的實施例中，玻璃接觸部分204包含子底部208及底部210。子底部208由相對較小之耐火塊209構造，且底部210構造在子底部208上方並包含相對較大之耐火塊211。在本文所述之實施例中，底部210之耐火塊211及子底部208之耐火塊209在不使用砂漿的情況下按一定順序鋪設，以便允許耐火塊在加熱槽組件200時膨脹。使用附接至剛性外骨架之壓力螺栓促使子底部208及底部210之耐火塊彼此接觸，如將在本文中進一步詳細描述。

除子底部208及底部210外，玻璃接觸部分204亦包括亦由耐火塊213構造之至少一個側壁212。側壁212之耐火塊213倚靠在如第4圖中所示之底部210上或者倚靠在子底部208上。類似於子底部208及底部210，至少一個側壁212之耐火塊213在不使用砂漿的情況下裝配在底部210或子底部208上。如底部210及子底部208一樣，使用附接至剛性外骨架之壓力螺栓促使側壁212之耐火塊彼此接觸。

如上所述，槽組件200用於加熱玻璃批料，並從而在槽組件之玻璃接觸部分204中形成熔融玻璃。各種技術可用於加熱槽組件200之玻璃接觸部分204。舉例而 言，在第4圖中所描繪之槽組件200的實施例中，槽組件經電性加熱。在該等實施例中，槽組件200之玻璃接觸部分204進一步包含穿插在至少一個側壁212之耐火塊213之間的複數個電極214。電極214延伸穿過至少一個側壁212並用於向包含在槽組件200內之熔融玻璃及/或玻璃批料遞送電能。在一些實施例中，電極214可直接倚靠在槽組件200之底部210上。在其他實施例中，電極214可延伸穿過槽組件200之底部210並直接倚靠在子底部208上。在又其他實施例中，電極可定位在底部210及/或子底部208中。因此，應瞭解，各種配置之電極214可用於加熱槽組件200之玻璃接觸部分204。

在操作中，槽組件200之玻璃接觸部分204沿側壁212填充有熔融玻璃高達預定位準。為將玻璃保持在玻璃之熔融狀態，玻璃接觸部分204之內部必須保持在相對較高之溫度下，通常超過1500℃。槽組件200藉由上部結構部分202包含熱量。如上所述，上部結構部分202定位在玻璃接觸部分204上方。在本文所述之實施例中，上部結構部分202不直接倚靠在玻璃接觸部分204上。相反，上部結構部分202構造在一或多個支撐件(亦即，支撐角構件)上，該等支撐件又由剛性外骨架支撐。然而，應瞭解，在其他實施例中，上部結構部分202可直接倚靠在玻璃接觸部分204上。

仍參看第4圖，上部結構部分202由多個路線之耐火塊216構造。在本文所示及所描述之實施例中，用 由耐火材料(諸如，氧化鋁、氧化鋯等等)形成之砂漿接合耐火塊216。然而，應瞭解，耐火砂漿之使用係可選的，且在一些實施例中，上部結構部分202在不使用任何砂漿的情況下形成。

冠部206亦由耐火塊219構造。冠部206之耐火塊219可使用用於形成拱形及/或拱頂之傳統砌築技術形成為拱形。

在本文中所述之熔化器101之實施例中，耐火塊由剛性外骨架及所附接之基底部分支撐並加固。

現參看第5圖至第7圖，例如，槽組件200定位在熔化器101之外骨架之基底部分170上。在本文所示及所描述之熔化器之實施例中，基底部分170由管式梁構造。基底部分之每一構件可具有圓形橫截面、矩形橫截面或任何其他合適之閉合壁幾何形狀。然而，應瞭解，在其他實施例，具有開口幾何橫截面之梁(亦即，I型梁)可用於形成基底部分，或者具有開口幾何橫截面及閉合幾何橫截面之梁之組合可用於形成基底部分。基底部分170包括縱向側構件177、178及橫向側構件179、180，該等側構件互連並形成基底部分170之周邊。在第5圖中所描繪之基底部分170之實施例中，縱向側構件177、178及橫向側構件179、180焊接在一起。然而，應瞭解，除焊接外或作為焊接之替代方案，縱向側構件177、178及橫向側構件179、180可用機械扣件(諸如螺栓等等)耦接在一起。在第5圖至第7圖中所示之基底部分170之實施 例中，基底部分170大體係矩形的。然而，應瞭解，基底部分可以其他幾何配置(諸如，正方形等等)形成。

外骨架之基底部分170進一步包含複數個內部支撐構件181，該等內部支撐構件181以網格圖形佈置並藉由焊接及/或機械扣件(諸如螺栓等等)彼此接合並接合至縱向側構件177、178及橫向側構件179、180。內部支撐構件181由管式梁形成，然而，基底部分之每一構件可具有圓形橫截面、矩形橫截面或任何其他合適開口或閉合幾何形狀。在一些實施例中，多個內部支撐構件沿縱向側構件極為接近或直接接觸彼此而定位，以為槽組件200之側壁提供增加之支撐。

基底部分170可進一步包含複數個柱支架182。柱支架182可由管式梁之截面形成並藉由焊接及/或機械扣件附接至縱向側構件177、178及橫向側構件179、180。壓力螺栓150定位在柱支架182中，以使得壓力螺栓可與槽組件200之底部及子底部之耐火塊嚙合，並從而促使耐火塊彼此接觸。

仍參看第5圖至第7圖，基底部分170亦包括定位在由內部支撐構件181形成之網格上之至少一個絕緣底板172。絕緣底板172大體上包含由鋼或類似結構金屬形成之金屬頂板174及下絕緣板176。下絕緣板176可由電性絕緣材料形成，以使得槽組件200與基底部分170電性絕緣。使基底部分170與槽組件200電性絕緣防止基底部分在槽組件200之底部及/或子底部受損且帶電熔融 玻璃自槽組件200逸出至基底部分上的情況下變得帶電。用於形成下絕緣板176之合適材料包括但不限於矽酸鈣板，諸如由BNZ Materials,Inc.製造之CS85。然而，應瞭解，下絕緣板176可由其他類似電性絕緣材料形成。

在一些實施例中，至少一個底板172可包括複數個絕緣底板，如在第7圖中示意性地描繪。複數個絕緣底板可定位在基底部分170上，以使得每一個別絕緣底板172與相鄰絕緣底板電性絕緣。舉例而言，在一些實施例中，複數個絕緣底板之每一個別絕緣底板與相鄰之絕緣底板間隔開以使相鄰絕緣底板彼此電性絕緣。此佈置防止全部絕緣底板在帶電熔融玻璃洩露至一個單一電性絕緣底板上之情況下變得帶電。

參看第5圖，基底部分170亦可包括複數個滾輪184(在第5圖中所圖示之滾輪)，該等滾輪184附接至基底部分170之底面。滾輪184促進相對於玻璃製造設備中之精練容器及其他下游處理設備定位熔化器。具體地，當熔化器安裝在玻璃製造設備中時，熔化器直接定位在建築物之結構構件上，諸如I型梁500等等。滾輪184促進沿結構構件移動熔化器，以促進對齊熔化器與精練容器，特別是在熔化器經加熱並膨脹時如此。在本文所述之熔化器之實施例中，滾輪184與基底部分170電性絕緣以防止滾輪184及結構構件在帶電熔融玻璃自槽組件200洩露至基底部分170上的情況下變得帶電。在一些實施例 中，滾輪與基底部分170之電性絕緣藉由在基底部分170與滾輪184之間定位電絕緣件186來完成。合適之電絕緣材料包括但不限於矽酸鈣板，諸如由BNZ Materials,Inc.製造之CS85。然而，應瞭解，亦可使用其他電絕緣材料。

仍參看第5圖，外骨架之基底部分170進一步包含限制外骨架在垂直及/或水平方向上移動之一或多個運動限制件188(在第5圖中圖示之運動限制件)。運動限制件188(諸如)藉由焊接及/或機械扣件附接至基底部分170之底面，並將熔化器耦接至安裝熔化器之建築物之結構構件(諸如，I型梁500等等)或結構板。運動限制件188防止熔化器在地震事件期間相對於建築物垂直及水平(亦即，在+/- z、+/- y及+/- x方向上)移位。因此，在地震事件期間，熔化器之位置隨著安裝熔化器之建築物結構波動，從而降低損壞熔化器的可能性，包括但不限於槽組件相對於剛性外骨架之移位。

在本文所述之熔化器之實施例中，運動限制件188由焊接至基底部分170之底面之結構鋼形成。運動限制件經定向以在運動限制件之結構鋼不接觸I型梁(亦即，運動限制件188與I型梁電性絕緣)的情況下補充I型梁500之凸緣部分502。為完成運動限制件188與I型梁500之間的實體連接，運動限制件進一步包括電絕緣件190，該電絕緣件190定位在運動限制件188與I型梁500之間，以使得運動限制件188及I型梁實體耦接至彼此並 彼此電性絕緣。在本文所述之熔化器之實施例中，在熔化器已大體與精練容器對齊並加熱至電絕緣件190楔入在運動限制件188與I型梁500之間時的溫度(亦即，當熔化器處於「安裝狀態」時)後，運動限制件188與建築物之I型梁嚙合，完成熔化器與安裝有玻璃製造設備之建築物之結構件之間的實體連接。儘管運動限制件188在第5圖中描繪為耦接至建築物之結構鋼構件，但應瞭解，在其他實施例(未圖示)中，運動限制件可耦接至建築物之另一結構元件，諸如混凝土板等等。

現參看第5圖及第8圖，剛性外骨架130剛性耦接至基底部分170並大體包含複數個垂直構件(諸如，複數個主垂直構件134及複數個次垂直構件136)及複數個橫向構件(諸如，複數個橫穿構件138、一或多個中間橫穿構件144、複數個上縱穿構件140及複數個中間縱穿構件142)。在本文所述之實施例中，複數個垂直構件與複數個橫向構件互連以形成包圍外骨架內容積132之剛性外骨架130。複數個垂直構件134、136、複數個橫穿構件138、144及複數個縱穿構件140、142大體上由管式梁(諸如，鋼管式梁)形成，該等管式梁改良外骨架之強度及剛度。每一管式梁可具有圓形橫截面、矩形橫截面或任何其他合適之閉合壁幾何形狀。然而，應瞭解，在其他實施例，具有開口幾何橫截面之梁(亦即，I型梁)可用於形成外骨架，或者，具有開口幾何橫截面及閉合幾何橫截面之梁之組合可用於形成外骨架。

複數個垂直構件134、136藉由焊接及/或機械扣件剛性附接至基底部分170並在實質上垂直之方向上(亦即，在第8圖中所描繪之坐標軸之+z方向上)自基底部分170向上延伸。在一個實施例中，主垂直構件134中之每一者剛性附著至基底部分170之角落，同時次垂直構件136在主垂直構件134之間剛性附著至基底部分之縱向側構件177、178。複數個橫向構件138、140、142、144在垂直構件134、136之間延伸並(諸如)藉由焊接及/或機械扣件剛性附接至垂直構件134、136。

在本文所述之實施例中，複數個垂直構件中之至少兩者藉由在垂直構件之上端處之橫向構件連接。舉例而言，在一些實施例中，複數個上縱穿構件140在主垂直構件134之上端與次垂直構件136之上端之間延伸並剛性附著至主垂直構件134之上端及次垂直構件136之上端，如在第8圖中所描繪。類似地，複數個上縱穿構件140中之一些上縱穿構件可在次垂直構件136之上端之間延伸並剛性附著至次垂直構件136之上端，從而連接次垂直構件136之上端，如在第8圖中所描繪。橫穿構件138在多對主垂直構件134之上端之間延伸並剛性附著至該等主垂直構件134之上端，並在多對次垂直構件136之上端之間延伸並剛性附著至該等次垂直構件136之上端。

在一些實施例中，垂直構件之中間截面亦可藉由縱穿及/或橫穿構件連接以進一步增加剛性外骨架130之強度及剛度。舉例而言，中間縱穿構件142在主垂直構 件134之中間截面與次垂直構件136之中間截面之間延伸並剛性附著至主垂直構件134之中間截面及次垂直構件136之中間截面，如在第8圖中所描繪。類似地，複數個中間縱穿構件142中之一些中間縱穿構件可在次垂直構件136之中間截面之間延伸並剛性附著至次垂直構件136之中間截面，從而連接次垂直構件136之中間截面，如在第8圖中所描繪。當包括中間橫穿構件144，該構件可在主垂直構件之中間截面之間延伸，從而耦接主垂直構件之中間截面。

複數個垂直構件134、136藉由複數個橫向及縱穿構件138、140、142、144之互連形成具有改良之剛度及延性之剛性外骨架。更具體而言，橫穿構件138及上縱穿構件140與主垂直構件134及/或次垂直構件136之上端之交叉點形成複數個連接節點146，限制該等連接節點146在橫向(亦即，+/- x)、縱向(亦即，+/- y)及垂直方向(亦即，+/- z)上相對於基底部分移動，從而增加外骨架130之剛度並在地震活動期間抵抗彎曲及/或屈曲。

在剛性外骨架130進一步包含附著至相鄰主垂直構件134之中間截面並鄰接相鄰主垂直構件134之中間截面之中間橫穿構件的實施例中，主垂直構件、中間橫向構件及中間縱穿構件之交叉點產生連接節點146，類似地限制該等連接節點146在橫向(亦即，+/- x)、縱向(亦即，+/- y)及垂直方向(亦即，+/- z)上相對 於基底部分移動，從而進一步增加外骨架130之剛度及延性。

仍參看第8圖，剛性外骨架130可進一步包含支撐角構件149，該等支撐角構件149位於外骨架內容積132中並附著至垂直構件134、136。如上文所述，槽組件之上部結構部分202可構造在支撐角構件149上並由支撐角構件149支撐，從而降低槽組件200之玻璃接觸部204上之應力。

現參看第2圖至第3圖及第5圖，槽組件200構造在基底部分170之絕緣底板172上，以使得槽組件200位於外骨架內容積132內並與剛性外骨架130間隔開。一旦構造槽組件200，槽組件即藉由將槽組件200耦接至剛性外骨架130來加固。在本文所述之實施例中，使用附接至剛性外骨架130之壓力螺栓150來完成將槽組件200耦接至剛性外骨架130。

參看第9圖，根據本文中所示及所描述之一或多個實施例示意性地描繪壓力螺栓150。壓力螺栓150大體上包含延伸穿過主體354之螺桿351。主體354含有複數個碟形彈簧355(諸如，貝爾維爾墊圈等等)，該等碟形彈簧355在由箭頭356所指示之方向上偏置螺桿。螺桿351之第一端包括拉緊螺帽353且螺桿351之第二端包括嚙合腳352。壓力螺栓150亦可包括定位在螺桿351上之鎖緊螺帽357，該鎖緊螺帽357可抵靠主體354前進以防止碟形彈簧355之壓縮。

再次參看第2圖、第3圖及第5圖，在本文所述之實施例中，壓力螺栓150藉由將壓力螺栓150定位在固持器中而耦接至剛性外骨架130，該等固持器藉由焊接及/或機械扣件附著至剛性外骨架130及/或基底部分170。舉例而言，固持器可包括柱支架182(如上所述)、支柱152及/或c型框架160。在本文所述之實施例中，壓力螺栓150延伸穿過固持器，以使得壓力螺栓中之每一者之主體固定在固持器中並防止主體相對於固持器旋轉。固持器亦相對於剛性外骨架130固定壓力螺栓150，以使得每一彈簧負載壓力螺栓之嚙合腳可朝向槽組件200前進。

為均勻分佈由壓力螺栓150施加至槽組件200之力，支撐嵌板可安置在壓力螺栓150與槽組件200之間。舉例而言，在一些實施例中，支撐嵌板可包含由金屬材料(諸如鋼或類似材料)製成之板164。由金屬材料製成之板164直接抵靠槽組件200之耐火塊定位(如在第5圖中所示)且壓力螺栓之螺桿前進直至壓力螺栓150之嚙合腳接觸板164，從而碰撞壓力螺栓150與耐火塊之間的板164，如在第2圖及第3圖中所描繪。

在一些其他實施例中，支撐嵌板可包含由金屬材料(諸如鋼或類似材料)製成之格柵166。在該等實施例中，由金屬材料製成之格柵166直接抵靠槽組件200之耐火塊而定位(如在第5圖中所示)且壓力螺栓之螺桿前進直至壓力螺栓150之嚙合腳接觸格柵166，從而碰撞壓 力螺栓150與耐火塊之間的格柵166，如在第2圖及第3圖中所描繪。

在使得壓力螺栓150與槽組件200嚙合時，壓力螺栓對槽組件200之耐火塊施加壓縮力，且更特定而言，對槽組件之玻璃接觸部分之耐火塊施加壓縮力，以使得促使耐火塊在一起並閉合相鄰塊之間的接縫。同時，壓力螺栓150將槽組件200剛性耦接至剛性外骨架130，以使得在槽組件不相對於剛性外骨架移動時，槽組件及剛性外骨架作為單一整體組件移動。

再次參看第1圖至第3圖、第5圖及第9圖，在熔化器101之安裝及啟動期間，熔化器101最初安裝在建築物結構構件(亦即，I型梁500)上並轉動成與滾輪184上之精練容器103粗對齊。壓力螺栓150亦朝向槽組件200前進直至嚙合腳接觸定位在耐火塊與壓力螺栓150之間的耐火塊及/或支撐板，此舉促使耐火塊在橫向及縱向兩個方向上在一起並閉合耐火塊之間的任何空間。在安裝及啟動期間，每一壓力螺栓150上之鎖緊螺帽357(第9圖)與主體354間隔開，以允許主體354內之碟形彈簧355在加熱期間吸收槽組件200之耐火塊之膨脹。

一旦充分加熱熔化器101之槽組件200，壓力螺栓之鎖緊螺帽357即抵靠每一壓力螺栓之主體354前進，從而防止進一步壓縮碟形彈簧355及防止將槽組件200剛性耦接至剛性外骨架130，以使得槽組件在中度地震事件期間未相對於剛性外骨架130移動。此外，電絕緣 件190定位在運動限制件188與I型梁500之凸緣之間，以使得熔化器101實體耦接至建築物之結構構件且熔化器101處於「安裝狀態」。

現應瞭解，本文所述之熔化器能夠在槽組件未相對於剛性外骨架移動之情況下抵抗橫向、縱向及垂直方向中之每一者上之大於0.3g之力、速度及/或加速度。此舉部分地藉由將槽組件耦接至剛性外骨架達成，在剛性外骨架中，垂直構件之上端耦接至橫穿構件及上縱穿構件，以使得在橫向、縱向及垂直方向中之每一者上相對於基底部分限制交叉節點。此外，構造熔化器，以使得熔化器可實體耦接至安裝熔化器之建築物結構，該建築物結構允許熔化器在地震事件期間「跟隨」結構之波動。

在第一態樣中，用於熔化玻璃批料之熔化器包括剛性外骨架，該剛性外骨架包含基底部分及複數個垂直構件及複數個橫向構件，界定外骨架內容積。複數個垂直構件剛性附接至基底部分並在大體垂直之方向上自基底部分向上延伸。複數個橫向構件在複數個垂直構件之至少兩個垂直構件之上端之間延伸並剛性附接至該等上端，以使得複數個垂直構件藉由複數個橫向構件互連，且限制形成在複數個橫向構件與複數個垂直構件之上端之交叉點處之連接節點在縱向、橫向及垂直方向上相對於基底部分移動。槽組件可定位在外骨架內容積中之基底部分上，以使得槽組件與剛性外骨架間隔開，其中槽組件耦接至剛性外骨架。

在第二態樣中，用於熔化玻璃批料之熔化器包括剛性外骨架，該剛性外骨架剛性界定用於收納槽組件之外骨架內容積，該剛性外骨架包含基底部分、由管式梁形成之複數個垂直構件及複數個橫向構件。複數個垂直構件剛性附接至基底部分並在大體垂直之方向上自基底部分向上延伸。複數個橫向構件在複數個垂直構件之至少兩個垂直構件之上端之間延伸並剛性附接至該等上端，以使得複數個垂直構件藉由複數個橫向構件互連，且限制形成在複數個橫向構件與複數個垂直構件之上端之交叉點處之連接節點在縱向、橫向及垂直方向上相對於基底部分移動。複數個壓力螺栓附著至剛性外骨架以用於當槽組件定位在外骨架內容積中時將槽組件耦接至剛性外骨架。滾輪可附著至基底部分之底面。滾輪可與基底部分電性絕緣。運動限制件可附接至基底部分之底面以用於當熔化器處於安裝狀態時將熔化器附著至建築物結構構件。

在第三態樣中，用於熔化玻璃批料之熔化器包括剛性外骨架，該剛性外骨架包含基底部分及與複數個橫向構件及基底部分互連之複數個垂直構件。剛性外骨架界定外骨架內容積。槽組件可定位在外骨架內容積中之基底部分上並耦接至剛性外骨架。熔化器具有大於0.3之動態阻力。

在第四態樣中，第一或第二態樣中之任一者所述之熔化器具有大於0.3之動態阻力。

第五態樣包括第一至第四態樣中之任一者所述之熔化器，其中複數個垂直構件及複數個橫向構件由管式梁形成。

第六態樣包括第一至第五態樣中之任一者所述之熔化器，其中基底部分實質上係矩形的，且複數個垂直構件包含複數個主垂直構件及複數個次垂直構件。每一主垂直構件剛性附著至基底部分之角落，且複數個次垂直構件在主垂直構件之間剛性附著至基底部分。複數個橫向構件包含複數個上縱穿構件、複數個中間縱穿構件及複數個橫穿構件。複數個上縱穿構件剛性附著至主垂直構件之上端及次垂直構件之上端。複數個中間縱穿構件剛性附著至主垂直構件及次垂直構件之中間截面。複數個橫穿構件剛性附著至多對主垂直構件之上端並附著至多對次垂直構件之上端。

第七態樣包括第一至第六態樣中之任一者所述之熔化器，其中基底部分藉由至少一個絕緣底板與槽組件電性絕緣。

第八態樣包括第七態樣所述之熔化器，其中至少一個絕緣底板包含複數個絕緣底板且每一個別絕緣底板與相鄰絕緣底板電性絕緣。

第九態樣包括第一態樣或第三至第八態樣所述之熔化器，該熔化器進一步包含附著至基底部分之底面之滾輪。

第十態樣包括第九態樣所述之熔化器，其中滾輪與基底部分電性絕緣。

第十一態樣包括第二態樣或第九至第十態樣所述之熔化器，該熔化器進一步包含電絕緣件，該電絕緣件定位在滾輪與基底部分之底面之間，以使得滾輪與基底部分電性絕緣。

第十二態樣包括第一態樣或第三至第十一態樣所述之熔化器，該熔化器進一步包含運動限制件，該運動限制件附接至基底部分之底面以用於當熔化器處於安裝狀態時將熔化器附著至建築物結構構件。

第十三態樣包括第十二態樣之熔化器，其中當熔化器處於安裝狀態時，運動限制件與建築物結構構件電性絕緣。

第十四態樣包括第一至第六態樣或第八至第十三態樣中之任一者所述之熔化器，該熔化器進一步包含至少一個絕緣底板，該至少一個絕緣底板定位在基底部分與槽組件之間，以使得基底部分與槽組件電性絕緣，其中至少一個絕緣底板包含金屬頂板及下絕緣板。

第十五態樣包括第十四態樣所述之熔化器，其中至少一個絕緣底板包含複數個個別絕緣底板，其中每一個別絕緣底板與相鄰絕緣底板間隔開，以使得每一個別絕緣底板與相鄰絕緣底板電性絕緣。

第十六態樣包括第一至第十七態樣中之任一者所述之熔化器，其中槽組件包含玻璃接觸部分及上部結構部分。

第十七態樣包括第十六態樣所述之熔化器，其中玻璃接觸部分用壓力螺栓耦接至剛性外骨架。

第十八態樣包括第十七態樣所述之熔化器，其中壓力螺栓延伸穿過固定至剛性外骨架之c型框架。

第十九態樣包括第十七或第十八態樣之熔化器，其中壓力螺栓延伸穿過固定至剛性外骨架之支柱。

第二十態樣包括第十六至第十九態樣中之任一者所述之熔化器，其中槽組件之玻璃接觸部分包含由耐火塊形成之底部及由耐火塊形成之至少一個側壁。

第二十一態樣包括第十六至第二十態樣中之任一者所述之熔化器，其中槽組件之玻璃接觸部分包含複數個電極。

第二十二態樣包括第十六至第二十一態樣中之任一者所述之熔化器，其中剛性外骨架進一步包含附著至垂直構件之至少一個支撐角構件，且上部結構部分支撐在至少一個支撐角構件上。

第二十三態樣包括第十六至第二十二態樣中之任一者所述之熔化器，其中上部結構部分包含複數個路線之耐火塊。

第二十四態樣包括第十六至第二十三態樣中之任一者所述之熔化器，其中上部結構部分包含由耐火塊構造之拱形冠部。

將對熟習此項技術者顯而易見的是，在不脫離所主張標的之精神及範疇之情況下，可對本文中所述之實施例作出各種修改及變更。因此，若此等修改及變更在所附申請專利範圍及所附申請專利範圍的等效物的範疇內，則本說明書旨在涵蓋本文中所述之各種實施例之修改及變更。

101‧‧‧熔化器

102‧‧‧入口埠

130‧‧‧剛性外骨架

132‧‧‧外骨架內容積

150‧‧‧壓力螺栓

152‧‧‧支柱

160‧‧‧c型框架

164‧‧‧板

170‧‧‧基底部分

200‧‧‧槽組件

218‧‧‧後面

Claims (15)

1. 一種用於熔化玻璃批料之熔化器，該熔化器包含：一剛性外骨架，該剛性外骨架包含一基底部分及複數個垂直構件及複數個橫向構件，界定一外骨架內容積，其中：該等複數個垂直構件剛性附接至該基底部分並在一大體垂直之方向上自該基底部分向上延伸；及該等複數個橫向構件在該等複數個垂直構件中之至少兩者之上端之間延伸並剛性附接至該等上端，以使得該等複數個垂直構件藉由該等複數個橫向構件互連，且限制形成在該等複數個橫向構件與該等複數個垂直構件之該等上端之交叉點處之連接節點在一縱向、一橫向及一垂直方向上相對於該基底部分移動；至少一個絕緣底板，該至少一個絕緣底板定位在該基底部分上，且包含一金屬頂板及形成自電絕緣材料的一絕緣下板；及一槽組件，該槽組件定位在該外骨架內容積中之該基底部分上，以使得該槽組件定位於該至少一個絕緣底板的該金屬頂板上且與該剛性外骨架間隔開，其中該槽組件耦接至該剛性外骨架且藉由該至少一個絕緣底板的該絕緣下板與該剛性外骨架電性絕緣。
2. 如請求項1所述之熔化器，其中該熔化器具有大於0.3的一動態阻力。
3. 如請求項1所述之熔化器，其中該等複數個垂直構件及該等複數個橫向構件係形成自管式梁。
4. 如請求項1所述之熔化器，其中：該基底部分實質上係矩形的；該等複數個垂直構件包含複數個主垂直構件及複數個次垂直構件，其中每一主垂直構件剛性附著至該基底部分之一角落且該等複數個次垂直構件在該等主垂直構件之間剛性附著至該基底部分；該等複數個橫向構件包含複數個上縱向交叉構件、複數個中間縱向交叉構件及複數個橫向交叉構件，其中：該等複數個上縱向交叉構件剛性附著至該等主垂直構件之該等上端及次垂直構件之上端；該等複數個中間縱向交叉構件剛性附著至該等主垂直構件及該等次垂直構件之中間截面；及該等複數個橫向交叉構件剛性附著至多對主垂直構件之上端並附著至多對次垂直構件之上端。
5. 如請求項1所述之熔化器，其中該至少一個絕緣底板包括複數個絕緣底板，且每一個別的絕緣底板與相鄰的絕緣底板電性絕緣。
6. 如請求項1所述之熔化器，該熔化器進一步包含附著至該基底部分的一底面的滾輪。
7. 如請求項6所述之熔化器，其中該等滾輪與該基底部分電性絕緣。
8. 如請求項1所述之熔化器，該熔化器進一步包含一運動限制件，該運動限制件附接至該基底部分之一底面以用於當該熔化器處於一安裝狀態時將該熔化器附著至一建築物結構構件。
9. 如請求項8所述之熔化器，其中該運動限制件當該熔化器處於一安裝狀態時與該建築物結構電性絕緣。
10. 一種用於熔化玻璃批料之熔化器，該熔化器包含：一剛性外骨架，該剛性外骨架剛性界定用於收納一槽組件之一外骨架內容積，該剛性外骨架包含一基底部分、由管式梁形成之複數個垂直構件及複數個橫向構件，其中：該等複數個垂直構件剛性附接至該基底部分並在一大體垂直之方向上自該基底部分向上延伸；及該等複數個橫向構件在該等複數個垂直構件中之至少兩者之上端之間延伸並剛性附接至該等上端，以使得該等複數個垂直構件藉由該等複數個橫向構件互連， 且限制形成在該等複數個橫向構件與該等複數個垂直構件之該等上端之交叉點處之連接節點在一縱向、一橫向及一垂直方向上相對於該基底部分移動；複數個壓力螺栓，該等複數個壓力螺栓附著至該剛性外骨架以用於當該槽組件定位在該外骨架內容積中時將該槽組件耦接至該剛性外骨架；滾輪，該等滾輪附著至該基底部分之一底面，其中該等滾輪與該基底部分電性絕緣；及一運動限制件，該運動限制件附接至該基底部分之該底面，當該熔化器處於一安裝狀態時將該熔化器附著至一建築物結構構件。
11. 如請求項10所述之熔化器，該熔化器進一步包含至少一個絕緣底板，該至少一個絕緣底板定位在該基底部分與該槽組件之間，以使得該基底部分與該槽組件電性絕緣，其中該至少一個絕緣底板包含一金屬頂板及一下絕緣板。
12. 如請求項11所述之熔化器，其中該至少一個絕緣底板包含複數個個別絕緣底板，其中每一個別絕緣底板與相鄰絕緣底板間隔開，使得每一個別絕緣底板與相鄰絕緣底板電性絕緣。
13. 如請求項11所述之熔化器，該熔化器進一步包含電絕緣件，該電絕緣件定位於該等滾輪及該基 底部分的該底面之間，使得該等滾輪與該基底部分電性絕緣。
14. 如請求項11所述之熔化器，其中該運動限制件進一步包含電絕緣件，該電絕緣件當該熔化器處於一安裝狀態時定位於該運動限制件及該建築物結構之間。
15. 如請求項10所述之熔化器，其中該等壓力螺栓包含：一主體；一螺桿，該螺桿定位在該主體中，且具有一第一端及一第二端；一拉緊螺帽，該拉緊螺帽定位在該螺桿的該第一端上；一嚙合腳，該嚙合腳定位在該螺桿的該第二端上；一鎖緊螺帽，該鎖緊螺帽在該主體及該嚙合腳之間定位在該螺桿上；及複數個碟形彈簧，該等複數個碟形彈簧安置在該主體中，且將該螺桿向該主體之外偏置。