TWI679173B - 用於減少由邊緣引導器之熱流失的方法與設備 - Google Patents

Abstract

一種用於製造玻璃帶的設備與方法，包括具有一對下傾成形表面部分的成形楔，該對下傾成形表面部分沿著下游方向會聚而形成根部。該設備進一步包括與該對下傾成形表面部分中之至少一者相交的邊緣引導器、及可更換加熱筒，該可更換加熱筒設以將熱引導到該邊緣引導器並將該邊緣引導器熱屏蔽免於熱流失。還設置了可更換加熱筒，用於將熱引導到該邊緣引導器並將該邊緣引導器熱屏蔽免於熱流失。

Description

用於減少由邊緣引導器之熱流失的方法與設備 【相關申請案之交叉引用】

本專利申請案根據專利法主張於2014年5月15日提出申請的美國專利申請案序號第14/278582號的優先權權益，該申請案之內容為本案所依據且該申請案之內容以引用方式全部併入本文中。

本說明書大體而言係關於用於製造玻璃帶的設備與方法，更具體言之，係關於使用邊緣引導器和可更換加熱筒製造玻璃帶的設備與方法，該可更換加熱筒將熱引導到該邊緣引導器並將該邊緣引導器與複數個邊緣輥熱屏蔽。

玻璃成形設備通常被用來形成各種玻璃產品，例如用於LCD顯示器及類似物的玻璃片。這些玻璃片可以藉由使熔融玻璃向下流過成形楔而形成連續的玻璃帶來製造。邊緣引導器經常被設置在成形楔的相對兩端，以幫助實現所需的玻璃帶寬和邊緣特性。然而，這些邊緣引導器也可以作為散熱器，從而導致邊緣引導器附近的熔融玻璃失玻。這種失玻可能 會造成玻璃帶中的缺陷，進而可能導致製造損失和生產成本增加。

因此，需要用於形成玻璃帶、減輕邊緣引導器附近的玻璃之失玻現象的替代方法與系統。

依據一個實施例，提供一種用於製造失玻現象減輕的玻璃帶之設備。該設備可以包括具有一對下傾成形表面部分的成形楔，該對下傾成形表面部分沿著下游方向會聚而形成根部。該設備進一步包括與該對下傾成形表面部分中之至少一者相交的邊緣引導器、及複數個被定位在該根部和邊緣引導器下游的邊緣輥。該複數個邊緣輥可以被定位成接合該玻璃帶之邊緣部分。外殼可以包圍該成形楔、邊緣引導器及該複數個輥。該設備可以進一步包括可拆卸的加熱筒，該可拆卸的加熱筒被定位在該外殼之端口中在該邊緣引導器下方。該加熱筒可以包括具有熱引導表面的殼體，該熱引導表面以小於約90°的角度相對於該殼體之底部表面傾斜。該熱引導表面可以包括至少一加熱元件，該至少一加熱元件被定位在該熱引導表面之面上或附近。該加熱筒之方向可以使得該熱引導表面面向該邊緣引導器，在該邊緣引導器來自該熱引導表面的視界因子比在該等邊緣輥更大，而且該熱引導表面之下緣和該加熱筒之該底部表面被至少部分定 位在該邊緣引導器和該複數個邊緣輥之間，以將該邊緣引導器與該複數個邊緣輥熱屏蔽。

在另一個實施例中，提供一種製造失玻 現象減輕的玻璃帶的設備中使用的可更換加熱筒。該可更換加熱筒可以包括具有熱引導表面的殼體，該熱引導表面以小於約90°的角度相對於該殼體之底部表面傾斜。該熱引導表面可以包括至少一加熱元件，該至少一加熱元件被定位在該熱引導表面之面上或附近。該筒可以進一步包括位在該殼體內在該熱引導表面後方的耐火材料。在該殼體之該底部表面上方來自該熱引導表面的視界因子比在該殼體之該底部表面下方更大，而且該熱引導表面之下緣和該可更換加熱筒之該底部表面可以將該熱引導表面上方的區域與該熱引導表面下方的區域熱屏蔽。

在又另一個實施例中，一種製造失玻現 象減輕的玻璃帶的熔拉法可以包括以下步驟：使熔融玻璃流過成形楔的一對下傾成形表面部分，該下傾成形表面部分沿著下游方向會聚而形成根部。該方法可以進一步包括使該熔融玻璃流過邊緣引導器，該邊緣引導器與該對下傾成形表面部分中之至少一者相交；從該成形楔之該根部拉伸該熔融玻璃以形成該玻璃帶；以及使該玻璃帶之邊緣部分與複數個位於該根部和該邊緣引導器下游的邊緣輥接合。該方法可以進一步包括使用可更換加熱筒加熱該邊緣引導器，該可 更換加熱筒位在該外殼中的端口中。該可更換加熱筒可以被定位在該複數個邊緣輥和該邊緣引導器之間。該可更換加熱筒可以包括具有熱引導表面的殼體，該熱引導表面以小於約90°的角度相對於該殼體之底部表面傾斜。該熱引導表面可以包括至少一加熱元件，該至少一加熱元件被定位在該熱引導表面之面上或附近。該可更換加熱筒之方向可以使得該熱引導表面面向該邊緣引導器，在該邊緣引導器來自該熱引導表面的視界因子比在該等邊緣輥更大，而且該熱引導表面之下緣和該可更換加熱筒之該底部表面被至少部分定位在該邊緣引導器和該複數個邊緣輥之間，以將該邊緣引導器與該複數個邊緣輥熱屏蔽。

將在隨後的實施方式中闡述用於製造玻 璃帶的設備與方法及用於該設備與方法的可更換加熱筒之其他特徵和優點，而且部分的特徵和優點對於所屬技術領域中具有通常知識者來說將可從實施方式輕易明瞭，或是藉由實施本文所述的實施例來理

解，包括隨後的實施方式、申請專利範圍、以及附圖。 應當理解的是，前面的一般性描述和以下的實施方式皆描述各種的實施例，並意圖提供用於理解所主張的標的物之本質和特性的概述或框架。附圖被包括在內，以提供對各種實施例的進一步理解，而且附圖被併入本說明書中並構成本說明書的一部 分。圖式圖示本文所述的各種實施例，並與說明書一起用以解釋所主張的標的物之原理和操作。

10‧‧‧玻璃成形設備

12‧‧‧玻璃帶

13‧‧‧邊緣

14‧‧‧外殼

15‧‧‧熔化容器

16‧‧‧批料

17‧‧‧熔融玻璃

18‧‧‧儲存箱

20‧‧‧批次輸送裝置

22‧‧‧馬達

24‧‧‧控制器

28‧‧‧熔融玻璃位準探針

30‧‧‧豎管

36‧‧‧第一連接管

38‧‧‧精煉容器

40‧‧‧第二連接管

42‧‧‧混合容器

44‧‧‧第三連接管

46‧‧‧輸送容器

48‧‧‧降流管

50‧‧‧入口

60‧‧‧成形容器

62‧‧‧成形楔

64a‧‧‧端部

64b‧‧‧端部

66a‧‧‧成形表面部分

66b‧‧‧成形表面部分

68‧‧‧下游方向

70‧‧‧根部

72‧‧‧拉伸面

80a‧‧‧邊緣引導器

80b‧‧‧邊緣引導器

81‧‧‧屏障

82‧‧‧第一表面

83‧‧‧外側部分

84‧‧‧止動塊

85‧‧‧內部部分

86‧‧‧上部

88‧‧‧下部

110a‧‧‧第一可更換加熱筒

110b‧‧‧第二可更換加熱筒

112‧‧‧T形壁支撐托架

114‧‧‧托架

120‧‧‧殼體

121‧‧‧屏蔽件

122‧‧‧熱引導表面

123‧‧‧下緣

124‧‧‧加熱元件

125‧‧‧背面

126‧‧‧底部表面

128‧‧‧耐火材料塊

130a‧‧‧邊緣輥組件

130b‧‧‧邊緣輥組件

132‧‧‧第一對邊緣輥

132a‧‧‧第一邊緣輥

132b‧‧‧第二邊緣輥

134a‧‧‧第一軸

134b‧‧‧第二軸

136‧‧‧外殼密封板

138‧‧‧馬達

152‧‧‧入口管線

156‧‧‧流體源

158‧‧‧液壓泵

160‧‧‧熱交換器

161‧‧‧面

162‧‧‧中心面

164‧‧‧側面

166‧‧‧截頭圓錐形

170a‧‧‧加熱裝置

170b‧‧‧第二加熱裝置

180‧‧‧控制器

182‧‧‧熱感測器

第1圖示意性繪示依據一個或更多個本文中圖示和描述的實施例用於製造玻璃的設備；第2圖示意性繪示依據一個或更多個本文中圖示和描述的實施例用於製造玻璃的設備，該圖包含沿第1圖的線2-2所作的實施例之剖面立體圖；第3圖示意性繪示依據一個或更多個本文中圖示和描述的實施例用於製造第2圖的玻璃的設備之側視圖；第4A圖示意性繪示依據一個或更多個本文中圖示和描述的實施例用於製造玻璃的設備中使用的可更換加熱筒，而第4B圖示意性繪示沿著第4A圖的線4-4所作的可更換加熱筒之剖面；第5圖示意性繪示依據一個或更多個本文中圖示和描述的實施例第4圖的、用於製造玻璃的設備中使用的可更換加熱筒之立體後視圖；第6圖示意性繪示依據一個或更多個本文中圖示和描述的實施例用於製造玻璃的設備中使用的可更換加熱筒。此設計中未圖示出加熱元件；以及第7圖示意性繪示與熱引導表面相對於底部表面的傾斜角度α為約90°的加熱筒相比，使用 熱引導表面相對於底部表面的傾斜角度α為約60°的可更換加熱筒所提高的邊緣引導器溫度。

現在將詳細參照用於製造玻璃帶的設備與方法及用於該設備與方法的可更換加熱筒之實施例，其中將實例圖示於附圖中。在所有圖式中，只要可以即使用相同的元件符號來指稱相同的或相似的部件。將用於製造玻璃的設備之一個實施例圖示在第1圖中，而且全文大體以元件符號10指稱該設備。該設備通常包括被可拆卸地定位在包圍成形容器的外殼之端口中的加熱筒，該加熱筒在被固定於該成形容器的邊緣引導器下方。該加熱筒可以包含具有熱引導表面的殼體，該熱引導表面以小於約90°的角度相對於該殼體之底部表面傾斜。該熱引導表面包括至少一個被定位在該熱引導表面之面上或附近的加熱元件。該加熱筒的方向使得該熱引導表面面向該邊緣引導器，在該邊緣引導器來自該熱引導表面的視界因子比在位於該邊緣引導器下方的邊緣輥更大。該熱引導表面之下緣和該加熱筒之該底部表面被至少部分定位在該邊緣引導器和該等邊緣輥之間，以將該邊緣引導器與該複數個邊緣輥熱屏蔽。本文中將具體參照附圖進一步詳細描述用於製造玻璃的設備及用於該設備的可更換加熱筒。

現在參照第1圖，示意性繪示用於製造玻璃(例如玻璃帶12)的玻璃成形設備10之一個實施例。玻璃成形設備10通常包括設以從儲存箱18接收批料16的熔化容器15。批料16可以被馬達22供電的批次輸送裝置20引到熔化容器15。可以設置可選的控制器24來啟動馬達22，而且可以使用熔融玻璃位準探針28來量測豎管30內的玻璃熔化物位準並將量測到的資訊傳達給控制器24。

玻璃成形設備10還可以包括位在熔化容器15下游並經由第一連接管36耦接到熔化容器15的精煉容器38，例如精煉管。混合容器42(例如攪拌室)也可以位在精煉容器38下游。輸送容器46(例如承杯)可以位在混合容器42下游。如繪示的，第二連接管40將精煉容器38耦接到混合容器42，並且第三連接管44將混合容器42耦接到輸送容器46。如進一步圖示的，降流管48被定位成從輸送容器46輸送玻璃熔化物到成形容器60的入口50。在第1圖示意性繪示的實施例中，熔化容器15、精煉容器38、混合容器42、輸送容器46、及成形容器60是可串聯位在玻璃成形設備10沿線的各種玻璃熔化站之實例。

熔化容器15通常由耐火材料、例如耐火(例如陶瓷)磚製成。玻璃成形設備10可以進一步包括通常由鉑或含鉑金屬製成的元件，該含鉑金屬例如 鉑-銠、鉑-銥、及上述之組合，但該元件也可以包含諸如鉬、鈀、錸、鉭、鈦、鎢、釕、鋨、鋯、及上述金屬之合金及/或二氧化鋯等耐火金屬。含鉑元件可以包括第一連接管36、精煉容器38、第二連接管40、豎管30、混合容器42、第三連接管44、輸送容器46、降流管48及入口50中之一者或更多者。成形容器60也可以由耐火材料製成，並被設計來使玻璃熔化物成形為玻璃帶12。

第2圖為沿著第1圖的線2-2所作的玻璃成形設備10之剖面立體圖。如圖所示，成形容器60包括成形楔62，成形楔62包含一對下傾成形表面部分66a、66b，成形表面部分66a、66b在成形楔62的相對端部64a、64b之間延伸。下傾成形表面部分66a、66b沿著下游方向68會聚而形成根部70。拉伸面72延伸通過根部70。可以沿著拉伸面72在下游方向68上拉動玻璃帶12。如圖所示，拉伸面72通過根部平分成形容器60。然而，應當理解的是，除了通過根部平分成形容器60外，拉伸面72可以在相對於根部70的各個方向上延伸。雖然第1圖和第2圖大致繪示玻璃成形設備和成形容器的一個實施例，但還應當理解的是，本揭示的各個態樣也可與各種其他的成形容器結構一起使用。

參照第1圖和第2圖，在某些實施例中，成形容器60可以包含與該對下傾成形表面部分 66a、66b相交的邊緣引導器80a、80b。邊緣引導器藉由將熔融玻璃引導到接近成形容器60的根部70而有助於實現期望的玻璃帶寬和邊珠特性。在進一步的實施例中，邊緣引導器可以同時與下傾成形表面部分66a、66b相交。另外或替代地，在某些實施例中，邊緣引導器可以被定位在成形楔62的每個相對端部64a、64b。舉例來說，如第1圖所示，邊緣引導器80a、80b可以被定位在成形楔62的每個相對端部64a、64b，且每個邊緣引導器80a、80b設以同時與下傾成形表面部分66a、66b相交。如進一步圖示的，每個邊引導器80a、80b大致上彼此相同。然而，應當理解的是，在替代的實施例中，邊緣引導器可以具有不同的結構及/或幾何形狀，取決於玻璃成形設備的具體特徵。另外，應當理解的是，可以依據本揭示的各種態樣使用各種成形楔和邊緣引導器結構。例如，本揭示的各種態樣可以與美國專利第3,451,798號、第3,537,834號、第7,409,839號、及/或2009年2月26日提出申請的美國臨時專利申請案第61/155,669號揭示的成形楔及邊緣引導器結構一起使用，每件上述專利案皆以引用方式併入本文中。

現在參照第2圖和第3圖，示意性繪示出可與本揭示的各種態樣一起使用的邊緣引導器之實施例。將更詳細地描述第一邊緣引導器80a。然而， 應當理解的是，第二邊緣引導器80b可以與第一邊緣引導器80a相同或具有與第一邊緣引導器80a類似的構造。使用相同的邊緣引導器對於提供均勻的玻璃帶會是有利的。然而，應當理解的是，各個邊緣引導器也可以具有不同的結構及/或幾何形狀，以適應各種玻璃成形設備及/或成形容器結構。

第2圖和第3圖圖示相對於成形楔62的第一下傾成形表面部分66a定位的第一邊緣引導器80a之一個實施例的第一側。雖然未繪示出，然而第一邊緣引導器80a還包括相對於成形楔62的第二下傾成形表面部分66b定位的第二側。第一邊緣引導器80a的第二側是第一側以平分根部70的拉伸面72所成的鏡像。如所繪示的，第一邊緣引導器80a的第一側包括與成形楔62的第一下傾成形表面部分66a相交的第一表面82。

在一些實施例中，成形楔62的每個相對端部64a、64b上設置有止動塊84，止動塊84被設計來橫向定位相應的第一和第二邊緣引導器80a、80b。可選的是，如所繪示的，第一邊緣引導器80a可以包括上部86和下部88。在一些實施例中，下部88可以將在第一相對端部64a上的第一邊緣引導器80a與在第二相對端部64b上的第二邊緣引導器80b結合。將邊緣引導器80a、80b結合在一起有利於簡化邊緣引導器80a、80b到成形楔62的組裝。在 進一步的實施例中，邊緣引導器80a、80b的上部86可以分開設置。例如，如所繪示的，第一邊緣引導器80a與第二邊緣引導器80b分開，而且分開的邊緣引導器被獨立地組裝到成形楔62的該對下傾成形表面部分66a、66b中的每一者。對於某些實施例來說，提供未結合的上部86可以簡化邊緣引導器80a、80b的製造。

玻璃成形設備10還包括至少一個邊緣輥組件，用於從成形容器60的根部70拉伸玻璃帶。 例如，該設備可以包括一對邊緣輥組件130a、130b，如第1圖所繪示。參照第1圖和第2圖，邊緣輥組件130a、130b(邊緣輥組件130a被繪示於第2圖)通常包括第一對邊緣輥132，第一對邊緣輥132設以在玻璃帶被從成形楔62的根部70拉伸時接合玻璃帶的相應邊緣。邊緣輥組件130a、130b有助於從成形楔62的根部70拉伸玻璃帶12，而且還便利玻璃帶邊緣的適當修整。例如，邊緣輥組件130a、130b可以提供所需的邊緣特性，並適當熔合被從與該對下傾成形表面部分66a、66b相關聯的邊緣引導器80a、80b之相對表面拉出的熔融玻璃之邊緣部分。 在某些實施例中，邊緣輥組件130a、130b可以位在被從根部70拉伸的玻璃之黏性區域內的各個位置。舉例來說，在一些實施例中，邊緣輥組件130a、130b可以位於從根部70正下方到根部70下方約38.1公 分的位置之間的任意處。然而，應當理解的是，其他位置也是被預期的。例如，邊緣輥組件130a、130b可以位在根部70下方約20公分到約25.5公分的範圍內的位置。

如第1圖繪示的，在一個實施例中，第一邊緣輥組件130a與第一邊緣引導器80a相關聯，而第二邊緣輥組件130b與第二邊緣引導器80b相關聯。在本文所述的實施例中，每個邊緣輥組件130a、130b大致上彼此相同。

第2圖和第3圖繪示邊緣輥組件130a的一個實施例。如第2圖所繪示，第一邊緣輥組件130a包括第一對邊緣輥132，第一對邊緣輥132包括第一邊緣輥132a和第二邊緣輥132b。邊緣輥132a、132b設以同時接合被從成形楔62的根部70拉伸的玻璃帶12之第一側和第二側。第一邊緣輥組件130a包括附接於第一邊緣輥132a的第一軸134a及附接於第二邊緣輥132b的第二軸134b。第一和第二軸134a、134b延伸穿過外殼密封板136並可旋轉地被馬達驅動。外殼密封板136對通向馬達所處區域的開口(未圖示)提供封閉。外殼密封板136形成外殼14(第1圖)的一部分，外殼14包圍成形容器60、邊緣引導器80a、80b及邊緣輥組件130a、130b。外殼14可以包含耐火材料、鋼、及/或其他熱絕緣，以保護馬達及/或位在外殼內的其他機構之敏感元件，以 及將成形容器60及在成形容器60中和周圍流動的熔融玻璃與周遭環境熱隔離。

現在參照第3圖，在某些實施例中，第一和第二輥132a、132b可以被主動冷卻(例如使用氣體或液體)，以幫助降低熔融玻璃沉積並黏附在邊緣輥132a、132b上的可能性。例如，如第3圖所示，入口管線152設以延伸通過每個軸134a、134b，以提供冷卻液體到第一和第二輥132a、132b。出口管線154也延伸通過每個軸134a、134b，以使受熱的液體返回流體源156。液壓泵158可以從流體源吸取液體，並使該液體通過熱交換器160，以在將該液體循環返回通過入口管線152之前移除轉移自第一和第二輥132a、132b的熱，以持續冷卻第一和第二輥132a、132b。

對於如第1-3圖所繪示的玻璃成形設備來說，已經發現的是，外殼14內的熱梯度，例如由邊緣輥組件130a、130b的局部冷卻所造成的熱梯度，可能導致流過邊緣引導器80a、80b的熔融玻璃失玻。具體來說，冷卻器邊緣輥作為散熱器、從邊緣引導器80a、80b吸取熱、從而降低邊緣引導器80a、80b的溫度。當被從成形容器60上方拉出的熔融玻璃接觸冷卻器邊緣引導器80a、80b時，熔融玻璃會失玻、擾亂熔融玻璃的流動、並可能將缺陷引到被從成形容器60的根部70拉伸的玻璃帶中。

再次參照第1圖，為了防止與邊緣引導器80a、80b接觸的熔融玻璃失玻，玻璃成形設備10進一步包括位在外殼14中的可更換加熱筒110a、110b。可更換加熱筒可設以將熱導引到邊緣引導器80a、80b上，從而將邊緣引導器80a、80b保持在高於熔融玻璃之失玻溫度的溫度，從而減輕玻璃的失玻。可更換加熱筒110a、110b也可以作為將邊緣引導器80a、80b與冷卻器邊緣輥132a、132b熱隔離和屏蔽的阻障，從而防止熱從邊緣引導器轉移到邊緣輥132a、132b。例如，玻璃成形設備10可以包括一個或更多個被可拆卸地安裝在玻璃成形設備10的外殼14中的可更換加熱筒110a、110b(一個被繪示出)。可更換加熱筒可以在拉伸運轉期期間更換或升級，而不是等到運轉期結束，從而減少生產損失和設備停機時間。第1-5圖示意性繪示被插入玻璃成形設備10的外殼14中的可更換加熱筒110a、110b之實施例。

現在參照第3-5圖，在一個實施例中，第一可更換加熱筒110a包括殼體120，殼體120具有熱引導表面122，熱引導表面122具有至少一個被定位在表面上或鄰近表面的加熱元件124。殼體120可以由各種吸收或反射熱能、或提供熱屏蔽同時在與玻璃成形設備10相關的典型溫度條件下保持結構完整性的材料製成。舉例來說，殼體120及可更換加熱 筒110a的其他部分可以由耐火材料、高溫鎳基合金、鋼(例如不銹鋼)、或其他合金或其他材料或材料的組合形成，以滿足玻璃成形設備10的結構及/或熱要求。例如，在一個實施例中，殼體120可以由鎳基合金、例如Hanes 214製成。在一個具體的實施例中，第一可更換加熱筒110a的熱引導表面122是由具有低發射率的陶瓷耐火襯墊材料形成的。適當的陶瓷耐火材料包括、但不限於購自Zircar陶瓷的SALI板。殼體未直接曝露於玻璃成形設備10的高溫的部分可以由適用於較低溫應用的材料製成。例如，殼體120的背面125可以由不銹鋼、例如420不銹鋼製成。

依據某些實施例，可更換加熱筒110a的熱引導表面122通常相對於殼體120的底部表面126傾斜小於約90°的角度α。在某些實施例中，熱引導表面122的傾斜角度α相對於殼體的底部表面126為從約45°至約75°。在具體的實施例中，熱引導表面122的傾斜角度α相對於底部表面126為約60°。熱引導表面122的傾斜角度可便於將第一可更換加熱筒110a定位在玻璃成形設備的外殼14中，使得熱引導表面122面向第一邊緣引導器80a。熱引導表面122的角度和第一可更換加熱筒110a的方向使熱引導表面122能夠朝向第一邊緣引導器80a散發熱並將熱引導到第一邊緣引導器80a上，且只有最少 的、到周圍環境的熱流失。此外，熱引導表面122的角度和可更換加熱筒110a的位置使得來自熱引導表面的視界因子在第一邊緣引導器80a比在第一對邊緣輥132a更大。本文中使用的術語「視界因子」是指來自熱引導表面122的熱輻射入射到指定表面(即邊緣引導器80a或邊緣輥132a、132b任一者)上的相對比例。

在一些實施例中，可更換加熱筒110a可以可選地包括從靠近可更換加熱筒110a之底部表面126的熱引導表面122之中心面162延伸的屏蔽件121，如第4A圖示意性繪示的。屏蔽件121可以提供額外的熱屏蔽並減少從第一邊緣引導器80a到可更換加熱筒110a下方環境的熱流失。

仍參照第3-5圖，可更換加熱筒110a還包括被定位在殼體120之熱引導表面122上或附近的加熱元件124。在某些實施例中，被定位在熱引導表面122上或附近的加熱元件124是電阻加熱元件。電阻加熱元件的材料可以是二矽化鉬、鉑、鉑-銠、鐵-鉻-鋁合金例如Kanthal Al、Kanthal APM(鐵素體鐵-鉻-鋁合金)、或另一種適當的捲繞材料。

在一些實施例中，加熱元件124可以由上述一種材料所形成的金屬絲被捲繞成線圈所構成。例如且不受限的，在一個實施例中，加熱元件124 可以由具有圓形剖面的鉑絲構成，該鉑絲被圍繞具有圓形剖面的心軸纏繞，以形成具有圓形剖面的線圈。 然而，應當理解的是，其他剖面形狀的線圈也是可能的和預期的。例如，在一個實施例中，加熱元件的金屬絲可以圍繞具有拉長剖面(例如卵形、橢圓形、或類似形狀)的心軸纏繞，以產生具有與心軸相同的拉長剖面的線圈。已經確定的是，從具有拉長剖面的線圈形成加熱元件124可以藉由增加線圈的功率承載容量來提高線圈的加熱效率。例如，已經確定的是，具有圓形剖面的鉑絲被捲繞成具有3/8”(9.53mm)內部長軸和3/16”(4.78mm)內部短軸的橢圓形線圈與從相同鉑絲形成的並具有3/8”(9.53mm)直徑的圓形線圈相比具有增加25%的功率承載容量。增加的功率承載容量轉化為提高的加熱效率和線圈功效。

仍參照第3-5圖，位於熱引導表面122的表面後方和殼體120內的是一個或更多個耐火材料塊128，耐火材料塊128將熱引導表面122與其餘的可更換加熱筒110a隔絕。在某些實施例中，耐火塊128的方向是交替的垂直堆疊和水平堆疊，如第4B圖所繪示，以最少化來自熱引導表面122的熱傳。具體來說，據信交替垂直堆疊和水平堆疊的耐火塊128可有助於減少在塊之間的接縫的熱。在實施例中，耐火材料128可以朝向的角度約等於熱引導表面122 的角度。在仍其他的實施例中，例如其中熱引導表面122由耐火材料(例如SALI板或類似物)形成時，熱引導表面122的耐火材料可以延伸進入殼體。在本文所述的實施例中，耐火塊128可以從市售的耐火材料形成，該市售的耐火材料包括、但不限於DuraBoard® 3000及/或DuraBoard® 2600。

在某些實施例中，如第4圖和第5圖所示，熱引導表面122包含複數個方向為至少部分圍繞邊緣引導器的面161。例如，在第4圖和第5圖示意性繪示的可更換加熱筒110a之實施例中，熱引導表面122具有中心面162和兩個在中心面162之相對端上的側面164。典型上，兩個側面164中的每一個相對於中心面162之間的最大角度β是從約145°至約175°。例如，兩個側面164中的每一個相對於中心面162之間的最大角度β可為約160°，雖然應當理解的是，其他的角度也是可能的和預期的。

雖然第4A圖、第4B圖及第5圖中繪示的可更換加熱筒110a之實施例包含具有多個面的熱引導表面122，但應當理解的是，其他的實施例也是預期的。例如，熱引導表面122可以包含彎曲的表面。 例如，在第6圖繪示的可更換加熱筒110a之實施例中，熱引導表面122包含截頭圓錐形166的設計。熱引導表面122的面161或截頭圓錐形166設計增加了被導向第一邊緣引導器80a的熱量，從而最少化到 周圍環境的熱流失，而且通常會提高可更換加熱筒相對於邊緣引導器的加熱效率。此外，熱引導表面122的截頭圓錐形及/或面設計也改良了熱引導表面122和第一邊緣引導器80a之間的視界因子。

再次參照第1圖和第3圖，在本文所述的實施例中，可更換加熱筒110a、110b被定位在玻璃成形設備10的外殼14中，使得熱引導表面122的下緣123與殼體120的底部表面126至少部分位在邊緣引導器80a、80b與複數個邊緣輥132之間，以將邊緣引導器80a、80b與複數個邊緣輥132熱屏蔽。 如第1圖所示，第一可更換加熱筒110a與第一邊緣引導器80a相關聯。同樣地，第二可更換加熱筒110b與第二邊緣引導器80b相關聯。在本文描述的實施例中，應當理解的是，可更換加熱筒可以同時發揮用於加熱相應邊緣引導器的加熱器以及用於將邊緣引導器與複數個邊緣輥彼此熱隔離的熱屏蔽之功能。這種雙功能性可以由可更換加熱筒的傾斜熱引導表面122實現，該傾斜熱引導表面122允許可更換加熱筒至少部分位於邊緣引導器和複數個邊緣輥之間而不接觸或以其他方式干擾任一元件的操作。因此，可更換加熱筒設以減少從相應邊緣引導器80a、80b到非目標區域的熱流失，特別是到冷卻的邊緣輥組件130a、130b的熱流失。這種非目標區域可以包括玻 璃製造設備附近的區域及/或其他能夠從邊緣引導器80a、80b抽熱或散熱的位置。

現在參照第3圖，可以使用各種附接結構來相對於邊緣引導器80a組裝可更換加熱筒110a。 例如，在第3圖圖示的實施例中，可更換加熱筒110a被組裝在外殼密封板136的端口，使得可更換加熱筒110a被定位在成形容器60下方、在邊緣引導器80a與第一對邊緣輥132之間，如上所述。在本實施例中，可更換加熱筒110a可以被組裝在與外殼14接合的托架114及/或外殼密封板136上。另外或替代地，可更換加熱筒110a可以被支撐在附接於外殼密封板136的T形壁支撐托架112上。在一些實施例中，可更換加熱筒可以藉由被組裝於可移動外殼密封板136而被可調整地相對於邊緣引導器組裝。

在某些實施例中，第一可更換加熱筒110a可以被定位在一部分的第一邊緣引導器80a下方，而且通常相對於成形楔62的長度尺寸在長度方向上延伸並緊密靠近軸134a、134b。如第2圖和第3圖所示，第一可更換加熱筒110a可以只被定位在一部分的第一邊緣引導器80a下方。實際上，如第3圖所示，第一可更換加熱筒110a被定位成使得熱引導表面122的下緣123和底部表面126終止在玻璃帶12的相應邊緣13外側。因此，熱引導表面122的下緣123和第一可更換加熱筒110a的底部表面126只 延伸到第一邊緣引導器80a的外側部分83下方，而不在第一邊緣引導器的內部部分85下方延伸。在某些實施例中，熱引導表面122的下緣123和第一可更換加熱筒110a的底部表面126不在朝向熔融玻璃流的方向上向內延伸超過根部的寬度範圍。也就是說，熱引導表面122的下緣123和第一可更換加熱筒110a的底部表面126不直接在根部之下。參照第3圖和第4A圖，在其他的實施例中，可更換加熱筒110被定位在邊緣引導器下方，使得熱引導表面122之中心面162的下緣123在根部70的位準不延伸超過成形楔62的屏障81之位置(例如成形楔62與止動塊84的相交處)。也就是說，中心面162的下緣123不在邊緣引導器80a下方延伸超過在成形楔62的根部70與成形楔62的屏障81之交點從成形楔62劃出的垂直線。以此方式定位可更換加熱筒110a可最大化被引導到邊緣引導器上的熱，同時確保熱引導表面122之中心面162的下緣123不會干擾被從成形楔62拉出的玻璃帶12。因此，應當理解的是，可更換加熱筒110a的傾斜熱引導表面122之方向可有效地將熱引導到第一邊緣引導器80a的內部部分85上，從而提高第一邊緣引導器80a之內部部分85的溫度，並使用此部分的邊緣引導器80a減輕熔融玻璃的失玻。以此方式只在一部分第一邊緣引導器80a下方的位置提供第一可更換加熱筒110a、或在某些其他的實施例中提供的 第一可更換加熱筒110a不延伸到根部下方，可以提供充分減少的、到非目標區域的熱流失，同時避免可能對被從成形楔62的根部70拉出的熔融玻璃造成的干擾。

另外或替代地，第一可更換加熱筒110a可以被部分或整個定位在第一邊緣引導器下游。例如，如第2圖和第3圖所示，第一可更換加熱筒110a被繪示為整個被定位在從第一邊緣引導器80a沿著下游方向68的下游。將第一可更換加熱筒110a整個定位在第一邊緣引導器80a的下游有助於最少化從第一邊緣引導器80a到位於第一邊緣引導器80a下游的非目標區域的熱流失。

在替代的實施例中(未圖示)，第一可更換加熱筒110a可以被定位在部分第一邊緣引導器80a的下游。例如，第一可更換加熱筒110a可以被定位在第一邊緣引導器80a之上部的下游，同時第一邊緣引導器80a的下部被定位在第一可更換加熱筒110a的下游。在另外的實施例中，第一可更換加熱筒110a可被定位成鄰近第一邊緣引導器80a的第一側，且第一邊緣引導器80a的上部延伸於第一可更換加熱筒110a上方，而第一邊緣引導器80a的下部延伸於第一可更換加熱筒110a下方。將第一可更換加熱筒110a只定位在部分第一邊緣引導器80a的下游可以提供充分減少的、到非目標區域的熱流失，同時 提供緊湊的設計或以其他方式適應不同的成形容器設計。

如第2圖和第3圖所示，在某些實施例中，第一可更換加熱筒110a可被部分定位在第一對邊緣輥132和第一邊緣引導器80a之間。例如，如第3圖所示，熱引導表面122的下緣123和第一可更換加熱筒110a的底部表面126只在第一邊緣引導器80a的外側部分83與第一對邊緣輥132的第一軸134a和第二軸134b之間延伸。熱引導表面122的下緣123和第一可更換加熱筒110a的底部表面126終止於玻璃帶12的相應邊緣13外側。如此一來，熱引導表面122的下緣123和第一可更換加熱筒110a的底部表面126不在第一邊緣引導器80a的內部部分85與第一對邊緣輥132的邊緣輥132a、132b之間延伸。然而，可更換加熱筒110a的傾斜熱引導表面122之方向可有效地將熱引導到第一邊緣引導器80a的內部部分85上，從而提高第一邊緣引導器80a的內部部分85之溫度，並使用這部分的邊緣引導器80a減輕熔融玻璃的失玻。

在某些實施例中，玻璃成形設備10還可以包括與一個或兩個邊緣引導器80a、80b相關聯的一個或更多個可選的附加加熱器。若設置的話，該一個或更多個加熱器可以被建構成具有能夠加熱熔融玻璃和邊緣引導器80a、80b之間的界面的各種結 構。例如，可以使用耐火物質或金屬電阻加熱器、感應加熱器或其他加熱裝置。在某些實施例中，可以使用電阻式加熱器(例如鉑線圈、二矽化鉬線圈等)。 這些加熱器可以被定位在外殼14內相對於相應的邊緣引導器的各個位置。如第3圖所示，在一個實施例中，加熱裝置170a可以被定位成鄰近第一邊緣引導器80a、在可更換加熱筒110a上方。在本實施例中，加熱裝置170a的方向為朝向第一邊緣引導器80a橫向散發熱。另外或替代地，第二加熱裝置170b可以被定位在第一邊緣引導器80a內側並設以在內部加熱第一邊緣引導器80a。可以在不同的位置使用另外的加熱裝置，以進一步加熱邊緣引導器。在實施例中，這些裝置可以由具有拉長剖面的線圈形成，以相對於邊緣引導器提高線圈的加熱效能。在圖示的實施例中，附加的加熱裝置170a、170b被定位在可更換加熱筒110a的上游。然而，應當理解的是，在其他的實施例中，加熱器可以位於其他的位置，包括可更換加熱筒110a的下游。

如第3圖進一步圖示的，在某些實施例中，該設備可以進一步包括控制器180，控制器180設以控制與第一可更換加熱筒110a相關的加熱。在某些實施例中，控制器180可以被操作地連接到第一可更換加熱筒110a而且還連接到一個或更多個與邊緣引導器80a相關聯的可選加熱器(例如加熱裝置 170a、170b)。控制器180可以包括處理器和儲存電腦可讀和可執行指令的記憶體，當被處理器執行時，該等指令調整到可更換加熱筒及/或加熱裝置的功率，從而基於反饋或其他製程參數來增加或減少由可更換加熱筒及/或加熱裝置提供的熱。

在某些實施例中，控制器可設以基於來自玻璃成形設備的熱反饋來操作第一可更換加熱筒110a及一個或更多個可選加熱裝置170a、170b。 例如，在一個實施例中，控制器180設以從熱感測器182獲得熱反饋。由熱感測器182獲得的反饋可以被控制器180用來調整可更換加熱筒及/或加熱裝置，以在玻璃帶的製造進行時對該設備的熱特性提供受管理的控制。該熱特性可以包括例如與以下相關的溫度及/或熱流失：玻璃成形設備的一部分，例如可更換加熱筒110a、110b的熱引導表面122；邊緣引導器80a、80b的一部分；成形容器60的端部的一部分；熔融玻璃的各部分；及/或玻璃成形設備10的其他特徵。

在一個實施例中，熱感測器182可能檢測到目標位準以上的溫度，而控制器180可以降低到第一可更換加熱筒110a的功率，使得較少的熱被傳送到目標區域，從而降低溫度直到獲得目標位準的溫度。或者，在某些實施例中，熱感測器182可能檢測到低於目標位準的溫度，其中控制器180可以增加到 可更換加熱筒的功率，使得更多的熱被傳送到目標區域，從而升高溫度直至獲得目標位準的溫度。

各種製造玻璃的方法都可以併入上述玻璃成形設備10的各種特徵。在一個實施例中，批料可以藉由上述例示性的串聯玻璃熔化站的方式轉化成被成形容器60接收的熔融玻璃。如第2圖所示，該方法包括使熔融玻璃17流過成形楔62的該對下傾成形表面部分66a、66b的步驟。如第2圖和第3圖所示，該方法進一步包括使熔融玻璃流過邊緣引導器並從成形楔62的根部70拉伸熔融玻璃以形成玻璃帶12的步驟。該方法還包括提供一對邊緣輥的步驟，該對邊緣輥設以接合玻璃帶的邊緣。邊緣輥被馬達轉動，以從成形楔62的根部70拉伸玻璃帶12。如進一步圖示的，該方法還包括使用可更換加熱筒110a、110b加熱邊緣引導器的步驟，以減少從相應的邊緣引導器80a、80b到非目標區域的熱流失，特別是到冷卻的邊緣輥的熱流失，如上所述。將理解的是，本揭示的各種態樣可以正面地影響玻璃邊緣品質，並防止由於失玻及可能以其他方式出現在邊緣引導器表面上的晶體生長所導致的邊緣狀態惡化。

實例

將藉由以下實例進一步闡明本文所述的實施例。

實例1

開發一種計算模型來比較使用具有傳統設計的加熱器加熱的邊緣引導器之表面溫度與使用本文所述的可更換加熱筒加熱的邊緣引導器之表面溫度。傳統加熱器的模型具有相對於加熱器基座的傾斜角α為90°的熱引導表面。傳統加熱器的模型具有被配置在熱引導面上的鉑合金加熱元件。可更換加熱筒的模型具有相對於可更換加熱筒基座的傾斜角α為60°的熱引導表面。可更換加熱筒的模型具有位在熱引導面上的二矽化鉬加熱元件。傳統加熱器和可更換加熱筒的模型皆操作於6900W的功率。

第7圖以圖形繪示相對於傾斜角α為90°的傳統加熱器，由於使用傾斜角α為60°的可更換加熱筒加熱而在邊緣引導器的表面上產生的標準化溫度差。也就是說，第7圖的等溫線顯示，相對於使用傾斜角α為90°的傳統加熱器加熱，由於使用傾斜角α為60°的加熱筒加熱的結果，邊緣引導器的表面溫度升高了。如第7圖所繪示，相對於傾斜角α為90°的傳統設計，傾斜角α為60°的可更換加熱筒將邊緣引導器的平均溫度升高了約18℃(邊緣引導器的整個表面上的平均)。無論所使用的加熱器為何，邊緣引導器的最低溫通常出現在根部高度的邊緣引導器外角，兩者都被標示在第7圖中。然而，模型的資料顯示，相對於傾斜角α為90°的傳統設計，傾斜 角α為60°的可更換加熱筒將此外角的溫度升高了約19℃。

第7圖的數據表示，相對於傳統的加熱器(即傾斜角α為90°的加熱器)，本文所述具有傾斜角α小於90°(例如從約45°至約75°)的熱引導表面的可更換加熱筒更有效地將邊緣引導器的表面保持在升高的溫度，因此，對於減輕被拉過邊緣引導器的玻璃之失玻現象更為有效。特別是，熱引導表面的傾斜角度允許熱被更有效地朝向邊緣引導器散發。此外，加熱表面的傾斜角度允許可拆卸加熱筒被插入牽引輥和邊緣引導器之間，從而將邊緣引導器與作為散熱器的牽引輥熱屏蔽。

所屬技術領域中具有通常知識者將顯而易見的是，可以在不偏離所主張的標的物之精神或範圍下對本文所述的實施例做出各種修改和變化。因此，意圖使說明書涵蓋本文所述的各種實施例之修改和變化，前提是該等修改和變化落在所附的申請專利範圍及其均等物之範圍內。

Claims (21)

1. 一種用於製造一玻璃帶的設備，包含：一成形楔，包括一對下傾成形表面部分，該對下傾成形表面部分沿著一下游方向會聚而形成一根部；一邊緣引導器，與該對下傾成形表面部分相交；複數個邊緣輥，被定位在該根部和邊緣引導器的下游，其中該複數個邊緣輥被定位成接合該玻璃帶之一邊緣部分；一外殼，包圍該成形楔、邊緣引導器及該複數個邊緣輥；以及一加熱筒，被可拆卸地定位在該外殼之一端口中在該邊緣引導器下方，該加熱筒包含具有一熱引導表面的一殼體，該熱引導表面包含複數個面，其中該複數個面的每一面以小於約90°的一角度相對於該殼體之一底部表面傾斜，該熱引導表面包含至少一加熱元件，該至少一加熱元件被定位在該熱引導表面之一面上或附近，其中該加熱筒經定向使得該熱引導表面面向該邊緣引導器，在該邊緣引導器來自該熱引導表面的一視界因子比在該複數個邊緣輥更大，而且該熱引導表面之一下緣和該加熱筒之該底部表面被至少部分定位在該邊緣引導器和該複數個邊緣輥之間，以將該邊緣引導器與該複數個邊緣輥熱屏蔽。
2. 如請求項1所述之設備，其中該複數個面的每一面相對於該殼體之該底部表面的該角度為從約45°至約75°。
3. 如請求項1所述之設備，其中該複數個面經定向以至少部分圍繞該邊緣引導器。
4. 如請求項3所述之設備，其中該複數個面包含一中心面和在該中心面之相對端上的兩個側面，其中該兩個側面中的每個相對於該中心面之間的一最大角度為從約145°至約175°。
5. 如請求項1所述之設備，其中該熱引導表面為一彎曲表面，使得該熱引導表面至少部分圍繞該邊緣引導器。
6. 如請求項1所述之設備，其中該至少一加熱元件包含具有一拉長剖面的一線圈。
7. 如請求項6所述之設備，其中該至少一加熱元件係由選自由二矽化鉬、鉑、鉑-銠、及鐵-鉻-鋁合金所組成之群組的一材料所形成。
8. 一種可更換加熱筒，用於一用於形成一玻璃帶的設備，該可更換加熱筒包含：一殼體，具有一熱引導表面，該熱引導表面包含複數個面，其中該複數個面的每一面以小於約90°的一角度相對於該殼體之一底部表面傾斜，該熱引導表面包含至少一加熱元件，該至少一加熱元件被定位在該熱引導表面之一面上或附近；以及耐火材料，被定位在該殼體內在該熱引導表面後方，其中在該殼體之該底部表面上方來自該熱引導表面的一視界因子比在該殼體之該底部表面下方更大，而且該熱引導表面之一下緣和該可更換加熱筒之該底部表面將該熱引導表面上方的區域與該熱引導表面下方的區域熱屏蔽。
9. 如請求項8所述之可更換加熱筒，其中該複數個面的每一面相對於該底部表面的該角度為從約45°至約75°。
10. 如請求項8所述之可更換加熱筒，其中該複數個面包含一中心面和在該中心面之相對端上的兩個側面，其中該兩個側面中的每個相對於該中心面之間的一最大角度為從約145°至約175°。
11. 如請求項10所述之可更換加熱筒，進一步包含一屏蔽件，該屏蔽件從該熱引導表面之該中心面延伸至該殼體之該底部表面附近。
12. 如請求項8所述之可更換加熱筒，其中該熱引導表面包含一彎曲表面。
13. 如請求項8所述之可更換加熱筒，其中該至少一加熱元件係由選自由二矽化鉬、鉑、鉑-銠、及鐵-鉻-鋁合金所組成之群組的一材料所形成。
14. 一種製造一玻璃帶的方法，包含以下步驟：使熔融玻璃流過一成形楔的一對下傾成形表面部分，該對下傾成形表面部分沿著一下游方向會聚而形成一根部；使該熔融玻璃流過一邊緣引導器，該邊緣引導器與該對下傾成形表面部分中之至少一者相交；從該成形楔之該根部拉伸該熔融玻璃以形成該玻璃帶；使該玻璃帶之邊緣部分與位於該根部和該邊緣引導器下游的複數個邊緣輥接合，該複數個邊緣輥延伸通過一外殼；使用一可更換加熱筒加熱該邊緣引導器，該可更換加熱筒位在該外殼中的一端口中，其中該可更換加熱筒被定位在該複數個邊緣輥和該邊緣引導器之間，該可更換加熱筒包含具有一熱引導表面的一殼體，該熱引導表面以小於約90°的一角度相對於該殼體之一底部表面傾斜，該熱引導表面包含至少一加熱元件，該至少一加熱元件被定位在該熱引導表面之一面上或附近，其中該可更換加熱筒經定向使得該熱引導表面面向該邊緣引導器，在該邊緣引導器來自該熱引導表面的喔視界因子比在該複數個邊緣輥更大，而且該熱引導表面之一下緣和該可更換加熱筒之該底部表面被至少部分定位在該邊緣引導器和該複數個邊緣輥之間，以將該邊緣引導器與該複數個邊緣輥熱屏蔽；以及檢測一預定目標區域的一溫度並調節該可更換加熱筒，使得或多或少的熱量從該可更換加熱筒傳遞到該預定目標區域，從而改變該預定目標區域的該溫度直到達到一目標溫度。
15. 如請求項14所述之方法，其中該熱引導表面相對於該底部表面的該角度為從約45°至約75°。
16. 如請求項14所述之方法，其中該熱引導表面包含經定向以至少部分圍繞該邊緣引導器的複數個面。
17. 如請求項16所述之方法，其中該複數個面包含一中心面和在該中心面之相對端上的兩個側面，其中該兩個側面中的每個相對於該中心面之間的一最大角度為從約145°至約175°。
18. 如請求項14所述之方法，其中該熱引導表面包含一彎曲表面，使得該熱引導表面至少部分圍繞該邊緣引導器。
19. 如請求項14所述之方法，其中該可更換加熱筒可在形成該玻璃帶時更換。
20. 如請求項14所述之方法，其中該預定目標區域包含該熱引導表面、該邊緣引導器、該成形楔和該熔融玻璃的至少一個。
21. 如請求項14所述之方法，其中該調節包含利用一控制器控制到該可更換加熱筒的功率，該控制器可操作地連接到該可更換加熱筒且經配置以從一熱感測器接收熱反饋。