TWI689472B - 用於處理熔融材料的設備及方法 - Google Patents

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Abstract

一種玻璃製造設備包括至少一噴嘴，該噴嘴面向一導管並橫向於由該導管所限定之一行進路徑延伸。該至少一噴嘴係經配置以利用沿著一冷卻軸對該導管外部強加冷卻流體噴流的方式，冷卻於該導管內部空間內的熔融材料，該冷卻軸則橫向於由該導管所限定之該行進路徑延伸。在進一步實例中，處理熔融材料的方法包含沿著一冷卻軸對一導管外部強加冷卻流體噴流的方式，冷卻於該導管內部空間內的熔融材料，該冷卻軸則橫向於由該導管所限定之一行進路徑延伸。

Description

用於處理熔融材料的設備及方法 【相關申請交叉引用】
本申請發明根據專利法主張於2015年5月6日申請之美國臨時申請案第62/157,574號的優先權，該案內容以參考方式將其整體併入於本文。
本揭示發明概與處理熔融材料的設備與方法有關，且更個別的，與處理流通過一導管內部空間之熔融材料的設備與方法有關。
已經知道從熔融材料製造玻璃帶。一般而言，熔融材料係利用玻璃製造設備進行處理，該玻璃製造設備包含許多串聯佈置的站台。在某些實例中，一對站台與一導管結合，該導管限定熔融材料從一第一站台行進至一第二站台的行進路徑。
以下呈現本揭示發明之一簡要總結，以提供對於[實施方式]中所敘述之某些示例態樣的基本瞭解
根據在此揭示之具體實施例，敘述一種處理熔融材料的方法，該方法包括使熔融材料沿著一行進路徑流過一導管的內部空間，該行進路徑由該導管所限 定，從一玻璃製造設備的一第一站台至一第二站台。該方法可以進一步包含利用沿著一冷卻軸對該導管外部強加一冷卻流體噴流的方式，冷卻該導管內部空間內之該熔融材料，該冷卻軸於該導管的一第一側向側與一第二側向側之間，橫向於該行進路徑延伸。
在某些具體實施例中，該冷卻軸可以垂直於該行進路徑延伸。
在某些具體實施例中，該冷卻軸可以包括一線性冷卻軸。
而在其他具體實施例中，該冷卻軸可以於一通道內延伸，該通道係由相對於該行進路徑橫向延伸的導管所限定。舉例而言，該冷卻流體噴流可以對著該通道的基部強加。在其他實例中，該冷卻流體噴流可以由該通道的基部所分散，以行進至該通道的相對側部。
在某些具體實施例中，該冷卻流體噴流可以包括冷卻流體片。舉例而言，該冷卻流體片可以包括一種實質上連續的冷卻流體片。
在進一步具體實施例中，該冷卻流體噴流可以包括沿著該冷卻軸的整體影響長度。該冷卻流體噴流沿著該整體影響長度可以包括實質上連續的冷卻流體噴流。
在又進一步具體實施例中，該冷卻流體可以實質上為無氧。舉例而言，該冷卻流體可以包括氮。
前述的具體實施例與實例可被單獨提供或是與以上所討論之一或任何組合結合提供。
根據另一具體實施例，所揭示之玻璃製造設備係包括一第一站台、一第二站台及一導管，該導管限定熔融材料從該第一站台行進至該第二站台的一行進路徑。該玻璃製造設備可以進一步包含至少一噴嘴，該噴嘴面向該導管並橫向相對於該行進路徑延伸。該至少一噴嘴可經配置以冷卻該導管內部空間內的熔融材料。舉例而言，在某些具體實施例中，利用強加冷卻流體通過該至少一噴嘴以建立冷卻流體噴流的方式，冷卻該熔融材料。該冷卻流體噴流可以沿著一冷卻軸對該導管外部強加，該冷卻軸則橫向於由該導管一第一側向側與該導管一第二側向側之間之該行進路徑延伸。
在某些具體實施例中，該至少一噴嘴可以包括橫向於該行進路徑所延伸的至少一細長端口。該至少一細長端口可以包含一細長長度以及橫向於該細長長度延伸的寬度。
在其他具體實施例中，該細長端口的寬度可以在從大約0.4公分至大約2.4公分的範圍內。
而在其他具體實施例中，該細長端口的寬度可以小於該細長端口細長長度的大約5%。
又在其他具體實施例中，該至少一細長端口可以包括一單一細長端口，其沿著該細長端口的完整細長長度延伸。
在各種具體實施例中，該至少一噴嘴可以包含一細長壓力腔室，該細長壓力腔室包含沿著該至少一細長端口的細長長度延伸的細長長度。該細長壓力腔室可以與該細長端口流體連通。
而在進一步具體實施例中，該至少一噴嘴可以包含一第一側向側部分與一第二側向側部分，該至少一細長端口的細長長度至少部分於該第一側向側部分與該第二側向側部分之間延伸。該至少一噴嘴包含至少兩入口端口，其包括位於該第一側向側部分處的一第一入口端口與位於該第二側向側部分處的一第二入口端口。
在某些具體實施例中，該第一站台可以包括一混合站台。
在多數具體實施例中，該第二站台可以包括一輸送容器。
前述的具體實施例與實例可被單獨提供或是與以上所討論之一或任何組合結合提供。
要瞭解到前述一般性敘述與以下的[實施方式]呈現了本揭示發明的具體實施例，並預期提供用於瞭解如其所敘述及主張之具體實施例的本質與特色的概觀或架構。包含該等附圖以提供對於該等具體實施例的進一步瞭解，並被整合及構成此申請書的一部分。該等圖式描述本揭示發明的各種具體實施例，並與敘述一起用於說明本揭示發明之原則與操作。
101‧‧‧玻璃製造設備
103‧‧‧玻璃帶
104‧‧‧玻璃片
105‧‧‧熔融容器
107‧‧‧批料材料
109‧‧‧儲料倉
111‧‧‧批料輸送裝置
113‧‧‧馬達
117‧‧‧箭頭
121‧‧‧熔融材料
127‧‧‧精煉容器
129‧‧‧第一導管
131‧‧‧混合腔室
133‧‧‧輸送容器
135‧‧‧第二導管
137‧‧‧第三導管
139‧‧‧降液管
140‧‧‧熔融拉製機器
141‧‧‧成形容器入口
143‧‧‧成形容器
145‧‧‧玻璃分離設備
200‧‧‧水槽
201‧‧‧成形楔
202a‧‧‧溢流口
202b‧‧‧溢流口
203‧‧‧朝下傾斜成形表面部分
204a‧‧‧外側表面
204b‧‧‧外側表面
205‧‧‧朝下傾斜成形表面部分
207‧‧‧拉引方向
209‧‧‧根部
211‧‧‧拉引面
213‧‧‧第一主要表面
215‧‧‧第二主要表面
217‧‧‧中心部分的厚度
301‧‧‧行進路徑
303‧‧‧冷卻流體
303a‧‧‧冷卻流體的一部分
303b‧‧‧冷卻流體第二部分
303c‧‧‧冷卻流體第二部分
305‧‧‧導管外部
306‧‧‧支撐結構
307‧‧‧導管核心
309‧‧‧隔離區域
311‧‧‧隔離區域上游部分
313‧‧‧隔離區域下游部分
315‧‧‧第一站台朝向第二站台的方向
316‧‧‧第二站台朝向第一站台的方向
317‧‧‧噴嘴
319‧‧‧導管
321‧‧‧風扇
323‧‧‧導管段
325‧‧‧導管段
401‧‧‧第一側向側
403‧‧‧第二側向側
405‧‧‧冷卻軸
407‧‧‧橫向通道
501‧‧‧冷卻流體噴流
503‧‧‧導管外部
505‧‧‧頂部部分
507‧‧‧底部部分
509‧‧‧基部表面
511a‧‧‧側部
511b‧‧‧側部
513‧‧‧可調整托架
515‧‧‧夾具
517‧‧‧支撐軌道
601‧‧‧細長端口
603‧‧‧細長長度
605‧‧‧寬度
607‧‧‧冷卻流體片
609‧‧‧冷卻流體片長度
611‧‧‧插梢
701‧‧‧細長壓力腔室
703‧‧‧細長長度
705a‧‧‧第一側向側部分
705b‧‧‧第二側向側部分
707a‧‧‧第一入口端口
707b‧‧‧第二入口端口
A‧‧‧角度
H‧‧‧導管高度
W‧‧‧導管寬度
本揭示發明之這些與其他特徵、態樣與優點在參考該等附圖閱讀以下[實施方式]時可以獲得較佳瞭解，其中：第1圖示意描述一示例玻璃製造設備；第2圖描述沿著第1圖線段2-2取得之該玻璃製造設備的橫斷面立體圖；第3圖為描述一示例噴嘴的示意立體圖，該噴嘴橫向於由一導管所限定之行進路徑延伸；第4圖為一導管的示意上視圖，該導管包含橫向於由該導管所限定之行進路徑延伸的複數個噴嘴；第5圖描述一導管的示意側視圖，該導管包含橫向於由該導管所限定之行進路徑延伸的複數個噴嘴；第6圖為一示例噴嘴的下方立體圖；第7圖為第6圖之噴嘴沿著該噴嘴細長長度取得之橫斷面圖式；及第8圖為第6圖噴嘴中心部分橫向於該噴嘴細長長度取得之另一橫斷面圖式。
現在將參考本揭示發明示例具體實施例所繪示之附圖，於此後對於設備與方法進行更完整的敘述。盡可能的在該等圖式中使用相同的參考元件服務指示相同或類似的部分。然而，此揭示發明可以許多不同形式 體現，而不應該被建構為限制在於此說明的具體實施例中。
由本揭示發明之設備及方法所製造的玻璃片係被普遍使用於例如顯示器的應用中，舉例而言，液晶顯示器(LCD)、電泳顯示器(EPD)、有機發光二極體顯示器(OLED)、電漿顯示平板(PDP)或其他類似顯示器。在某些實例中，可從由一玻璃製造設備所生產的玻璃帶，分離多數玻璃片。
在某些具體實施例中，該玻璃製造設備可以包括一狹縫拉製設備、浮浴設備、下拉設備、上拉設備、壓軋設備或其他玻璃製造設備。做為實例，第1圖示意描述一玻璃製造設備101，用於處理大量熔融材料，其包括一融合下拉設備，用以將一玻璃帶103熔融下拉以在之後處理成為玻璃片104。該融合拉製設備101可以包含複數個串聯佈置的站台(例如，熔融容器105、精煉容器127、混合腔室131、輸送容器133與成形容器143)，其中熔融材料可以連續行進通過該等站台，以從該熔融材料121生產玻璃帶103。
該熔融容器105可經配置以容納來自一儲料倉109的批料材料107。該批料材料107可由利用馬達113所啟動的批料輸送裝置111引入，以將需要的批料材料107量引入至該熔融容器105中，如箭頭117所指示。該熔融容器105接著可將該批料材料107熔融成為熔融材料121。
該融合拉製設備101也可以包含該精煉容器127，該精煉容器127可位於該熔融容器105下游，並利用一第一導管129的方式與該熔融容器105結合。在某些實例中，該熔融材料121可藉由該第一導管129的方式，以重力從該熔融容器105餽送至該精煉容器127。例如，重力可以驅動該熔融材料121從該熔融容器105通過該第一導管129的內部空間至該精煉容器127。在該精煉容器127內，可以利用各種技術從該熔融材料121移除氣泡。
該融合拉製設備可以進一步包含該混合腔室131，該混合腔室131可位於該精煉容器127下游。該該混合腔室131可用於提供一種均勻的熔融材料成分，藉此降低或消除不均勻性，否則其可能存在於從該精煉容器離開的經精煉熔融材料內。如同所示，該精煉容器127可以利用一第二導管135的方式結合至該混合容器131。在某些實例中，該熔融材料121可藉由該第二導管135的方式，以重力從該精煉容器127餽送至該混合容器131。例如，重力可以驅動該熔融材料121從該精煉容器127通過該第二導管135內部空間至該混合容器131。
該融合拉製設備可以進一步包含該輸送容器133，該輸送容器133可位於該混合容器131下游。該輸送容器133可以調整欲被餽送至一成形裝置之中的熔融材料121。例如，該輸送容器133可做為一種堆積器 及/或流動控制器，以調整並提供一致的熔融材料121流動至該成形容器143。如同所示，該混合容器131可以利用一第三導管137的方式結合至該輸送容器133。在某些實例中，該熔融材料121可藉由該第三導管137的方式，以重力從該混合容器131餽送至該輸送容器133。例如，重力可以驅動該熔融材料121從該混合容器131通過該第三導管137內部空間至該輸送容器133。
如同進一步描述，可放置一降液管139以從該輸送容器133輸送該熔融材料121至一熔融拉製機器140之成形容器143的入口141。如以下更完整討論的，該熔融拉製機器140可經配置以將該熔融材料121拉製成玻璃帶103。
該玻璃製造設備101的該等導管(例如，第一導管129、第二導管135與第三導管137)可以包含一內部表面，該內部表面包括各種各樣的形狀。例如，從垂直於提供該熔融材料之行進路徑取得之該內部表面的橫斷面剖面形狀可以包括圓形及非圓形(例如，長橢圓形、橢圓形或其他形狀配置)。在某些實例中，沿著該導管的長度可以存在相同或幾何相似的橫斷面剖面形狀。如果該導管具有一種非圓形的橫斷面剖面形狀，可以提高從該導管中熔融玻璃的熱傳輸效率。
該熔融容器105與該成形容器143一般而言可由耐火材料製成，例如耐火(例如陶瓷)磚。該玻璃 製造設備101可以進一步包含一般而言由鉑或含鉑金屬製成的組件，例如鉑-銠、鉑-銥與其組合，但也可以包括其他的耐火金屬，舉例而言鉬、鈀、錸、鉭、鈦、鎢、釕、鋨、鋯、以及其合金及/或二氧化鋯。該等含鉑組件可以包含該第一導管129、該精煉容器127、該第二導管135、該混合腔室131、該第三導管137、該輸送容器133、該降液管138與該入口141的一或多者。
第2圖為沿著第1圖線段2-2取得之該玻璃製造設備101的橫斷面立體圖。如同所示，該成形容器143包含一成形楔201，該成形楔201包括一對朝下傾斜的成形表面部分203、205，其於該成形楔201的相對端之間延伸。該對朝下傾斜成形表面部分203、205沿著一拉引方向207匯聚以形成一根部209。一拉引面211延伸通過該根部209，其中該玻璃帶103可沿著該拉引面211於該拉引方向207中拉引。如同所示，該拉引面211可以對分該根部209，然而該拉引面211也可以相對於該根部209在其他方向上延伸。
參考第2圖，在一實例中，該熔融材料121可以流至該成形容器143的水槽200之中。該熔融材料121接著可以同時流過對應的溢流口202a、202b，並向下流過該對應溢流口202a、202b的外側表面204a、204b。熔融材料的對應流接著沿著該等朝下傾斜成形表面部分203、205流動至該成形容器143的根部209，於根部209處該等流匯聚並融合成為玻璃帶103。該玻璃 帶103接著可以沿著拉引方向207拉離在該拉引面211的根部209。
如第2圖所繪示，該玻璃帶103可從該根部209拉引，具有一第一主要表面213與一第二主要表面215。如同所示，該第一主要表面213與該第二主要表面215面向相對方向，其於該第一主要表面213與該第二主要表面215之間限定該玻璃帶103一中心部分的厚度217。雖然本揭示發明的態樣在生產許多其他厚度方面也為有利(例如，包含大於1毫米或小於50微米的厚度)，但在某些實例中，該中心部分的厚度217可以小於或等於大約1毫米(mm)，舉例而言從大約50微米(μm)至大約750微米，舉例而言從大約100微米至大約700微米，舉例而言從大約200微米至大約600微米，舉例而言從大約300微米至大約500微米。
在一實例中，拉離根部209的玻璃帶103可利用一玻璃分離設備145分離成為多數個別玻璃片104。替代的，雖然並未繪示，但該玻璃帶可以通過進一步的處理站台及/或可被儲存成為一玻璃帶捲，而不是被立即分離成為多數個別玻璃片104。
在某些實例中，可能需要冷卻在該玻璃製造設備101之相鄰站台(例如，熔融容器105、精煉容器127、混合腔室131、輸送容器133與成形容器143)之間該等導管(例如，第一導管129、第二導管135、第三導管137等等)之一或多者內行進的熔融材料。對於 冷卻的討論，將針對該玻璃製造設備101的一第一站台(例如，混合腔室131)與一第二站台(例如，輸送容器133)之間延伸的第三導管137敘述。雖然並未繪示，本揭示發明的概念可應用至該等其他描述的導管(例如，第一導管129、第二導管135)的任一者或在其他示例玻璃製造設備中的任何其他導管。此外，該等描述站台僅為一種示例配置，其中該等站台係以該精煉容器127設置在該熔融容器105下游，該混合腔室131設置在該精煉容器127下游，該輸送容器133設置在該混合腔室131下游，且該成形容器143設置在該輸送容器133下游的方式串聯佈置。在某些實例中，可提供較多或較少的站台，及/或該等站台可以不同順序佈置，其中本揭示發明的概念可被應用於冷卻在一導管內的熔融玻璃，該導管提供在該串聯站台中多數站台之間行進之熔融材料的行進路徑。在其他實例中，可以提供多個特定站台，舉例而言，提供多個混合腔室。
回到第3圖，做為實例，該玻璃製造設備101包含一第一站台，該第一站台可以包括所述的混合腔室131。該玻璃製造設備101可以進一步包含一第二站台，該第二站台可以包括所述的輸送容器133。該玻璃製造設備仍進一步包括該第三導管137，該第三導管137於該第一站台與第二站台之間延伸，並與其流體結合。如第3圖中示意描述，該第三導管137可經配置以提 供一行進路徑301，供該熔融材料121於自該第一站台至該第二站台的方向315中行進。
可能需要從該混合腔室131中的相對高溫降低該熔融材料121的溫度至該輸送容器133中的相對低溫。降低該熔融材料121的溫度預期可以提供較佳的熔融材料性質(例如，黏滯性)，以利用熔融拉製機器140將該熔融材料121加工成為玻璃帶103。
在一實例中，冷卻流體303，像是氣體可以沿著該導管137外部305通過以達成該導管137內該熔融材料的提高冷卻速率。確實，相對冷的流體可以沿著該導管137通過以提供對流熱傳遞，藉此從該導管137移除熱，其接著能降低該導管137內部空間內該熔融材料121的溫度。該導管137可以包含由耐火材料(例如，鉑或含鉑金屬)製造的核心307，其限定了限定該行進路徑301的導管內部空間。除了核心307之外，該導管137可以包含其他的特徵，像是覆蓋物、塗層或是支撐結構。例如，如同部分示意描繪的，該導管可以包含支撐結構306，其可以製造該導管137核心307的支撐體。該冷卻流體303可以沿著該導管137外部305通過，像是該導管137核心307、支撐結構306或其他特徵的外部。
如第3圖所示，該導管137可選擇性放置於一隔離區域309內。如第3圖進一步所示，該第一站台(例如，混合腔室131)與該第二台(例如，輸送容器133) 也可位置於該隔離區域309內。將該導管137、該第一站台與該第二站台放置在該隔離區域309內可以協助引導受控制的流體量沿著從該隔離區域309的上游部分311至該隔離區域309的下游部分313的行進路徑行進。此外，該隔離區域309可經設計以放置該導管137、第一站台與第二站台於實質上無氧的環境中。在本申請書中，實質上為無氧的環境意指包含重量百分比小於或等於2%氧的環境。因此，可以使該玻璃製造設備101的氧化部分最小化，像是避免氧化，以防止該玻璃製造設備101對該熔融材料造成污染。在些實例中，冷卻流體實質上可為無氧，並可以包括像是氮的惰性氣體，然而，在進一步實例中冷卻流體也可以包括其他的化學元素。
操作上，熔融材料121可以沿著該導管137於從該第一站台(例如，混合腔室131)朝向該第二站台(例如，輸送容器133)的方向315中行進。選擇上，該冷卻流體可沿著從第二站台朝向第一站台的方向316中的路徑行進。在與該熔融材料流動概為相反的方向中提供冷卻流體可以在靠近該第二站台處提供強化的對流熱傳遞，因為在靠近第二站台處該冷卻流體與該導管137之間的溫度差異比起在靠近第一站台處的差異為高。
可能需要快速及有效地降低該導管137內部空間內熔融材料121的溫度，以在該第二站台(例如，輸送容器133)中提供需要的溫度。提供增加的熱傳遞 可以使得該導管內的熔融材料流增加，藉此允許提高的玻璃帶生產速率。此外，提供增加的熱傳遞可以減少所需要提供之導管的長度。確實，使用相對長的導管以較無效率的技術進行冷卻，在利用較有效率的熱傳遞方式下，可顯著縮短導管長度。提供相對短的導管可以有益地降低用於生產導管時昂貴耐火金屬的需求量。
如同可從第3圖及第4圖所理解，該導管137可以包含高度「H」，其小於寬度「W」。所述設計可以有利地提供一種長橢圓或橢圓形狀，而能提供於該導管內行進之熔融材料的強化熱傳遞。如第3圖所示，為了增加熱傳遞，該玻璃製造設備101可以包含至少一噴嘴317。如第5圖所示，該至少一噴嘴317可以包括所描述的複數個噴嘴317。在所描述實例中，該等噴嘴317的每一個都面向該導管137，因此從該噴嘴317所強加的冷卻流體噴流501係對著該導管137外部503強加。如第4圖所示，每一噴嘴317都在導管137第一側向側401與該導管137第二側向側403之間，橫向於該導管137所限定的行進路徑301延伸。該至少一噴嘴317，像是第1圖中所述單一噴嘴317或是第4圖與第5圖中所述複數個噴嘴317都經佈置，因此該至少一噴嘴係經配置以利用透過該至少一噴嘴強加冷卻流體以建立該冷卻流體噴流501的方式，冷卻該導管137內部空間中的熔融材料121，該冷卻流體噴流501係對著該導管137外部503強加。可沿著該頂部部分505、底部部分507、第一側 向側401及/或第二側向側403定位多數噴嘴。然而，因為該頂部部分(與底部部分)可能具有大於該等側向側之高度「H」的寬度「W」，因此該頂部與底部部分的表面區域係相對大於該等側向側的表面區域。因此，由於該較大的表面面積，便可以利用將該至少一噴嘴與該頂部及底部部分建立聯繫，而不是將該至少一噴嘴與該等側向側建立聯繫的方式，提供一種更大的熱傳遞速率。
如第4圖中示意描述，該至少一噴嘴317也可以沿著在導管137第一側向側401與該導管第二側向側403之間，橫向於該導管137所限定的行進路徑301延伸的冷卻軸405建立冷卻流體噴流501。如同所描述的，該冷卻軸405可以在相對於該行進路徑301的角度「A」處延伸。角度「A」可以落於從大於0°至大約90°的大角度範圍內，像是從大約5°至大約90°，像是從大約15°至大約90°，像是從大約25°至大約90°，像是從大約35°至大約90°，像是從大約45°至大約90°，像是從大約55°至大約90°，像是從大約65°至大約90°，像是從大約75°至大約90°，像是從大約85°至大約90°，也包含在其之間的所有範圍與子範圍。
如第6圖至第8圖所示，該至少一噴嘴包括至少一細長端口601，該細長端口601沿著由該導管137限定的行進路徑301(於第4圖中示意描繪)延伸。該至少一細長端口包含一細長長度603與橫向於該細長長度603延伸的寬度605。在一實例中，該細長端口的寬度 605係於從大約0.4公分至大約2.4公分的範圍內，像是從大約0.8公分至大約2.4公分，像是從大約1.2公分至大約2.4公分，像是從大約1.6公分至大約2.4公分，像是從大約2.0公分至大約2.4公分，也包含在其之間的所有範圍與子範圍。在進一步實例中，該細長端口601的寬度605可以小於該細長端口601細長長度的大約5%，像是小於該細長端口細長長度的大約4%，像是小於大約3%，像是小於大約2%，像是小於大約1%也包含在其之間的所有範圍與子範圍。
如第6圖與第7圖所示，該至少一細長端口601包括沿著該細長端口完整細長長度603延伸的單一細長端口。替代的，雖然並未繪示，該至少一細長端口可以包括沿著該冷卻軸603佈置的複數個端口。例如，沿著該冷卻軸603可以間隔佈置複數個孔徑，而所提供的複數細長孔徑或其他的配置則沿著該冷卻軸603對齊。
如第7圖所示，該至少一噴嘴317可以包含一細長壓力腔室701，該細長壓力腔室701包含沿著該至少一細長端口601細長長度603延伸的細長長度703。 如同所示，該細長壓力腔室701係與該細長端口601流體連通，因此該腔室701內的受壓流體可以透過該細長端口601強加成為冷卻流體噴流501。此外，如第7圖進一步所示，該至少一噴嘴317包含一第一側向側部分705a與一第二側向側部分705b，而該至少一壓力端口 601的細長長度603則在該第一側向側部分705a與該第二側向側部分705b之間至少部分側向延伸。該噴嘴317可以包含一或任意複數個端口，其經配置以餽送冷卻流體至該壓力腔室701中。例如，如同所示，該噴嘴317包含至少兩端口，其包含位於該第一側向側部分705a處的一第一入口端口707a與位於該第二側向側部分705b處的一第二入口端口707b。提供複數個端口可以協助分配該壓力腔室701內的受壓冷卻流體，以提供離開該細長端口601的一種一致冷卻流體噴流。
現在將討論處理熔融材料的方法。該方法可以包括使熔融材料121從該玻璃製造設備的第一站台流動通過一導管內部空間至第二站台。該第一站台可以包括熔融容器105、精煉容器127、混合腔室131、輸送容器133或該玻璃製造設備的其他站台。該第二站台可以包括精煉容器127、混合腔室131、輸送容器133、成形容器143或該玻璃製造設備的其他站台。舉例而言，如第1圖、第3圖與第4圖中所示，該第一站台可以包括該混合腔室131而該第二站台可以包括設置在該混合腔室131下游的輸送容器133。參考第3圖，熔融材料沿著從該玻璃製造設備101第一站台(例如，混合腔室131)至第二站台(例如，輸送器133)的行進路徑301，流動通過該導管137內部空間。
該方法可以進一步包含冷卻該導管137內部空間內的熔融材料121，舉例而言，利用選擇性沿著該 導管137外部305通過該冷卻流體303的方式進行。如第3圖所示，該冷卻流體可以選擇性在從該第二站台(例如，輸送容器133)至該第一站台(例如，混合腔室131)的方向316中行進。如先前所提到的，在該冷卻流體與該熔融材料係於相反流動方向下，可以增強在該導管相鄰於該輸送容器133之部分處的溫度差異，並因此提高熱傳遞速率。在某些具體實施例中，該冷卻流體可以實質上為無氧。在某些具體實施例中，該冷卻流體可以包括氮，然而也可以使用其他的惰性化學元素，其能夠抑制或像是避免導管137的氧化。
在各種具體實施例中，冷卻該導管137內部空間內的熔融材料121可以包含對該沿著該冷卻軸405(見第4圖)對該導管137外部503(見第5圖)強加冷卻流體噴流501，該冷卻軸405橫向於該導管137第一側向側401與第二側向側403之間該導管137所限定的行進路徑301延伸。沿著該冷卻軸強加冷卻流體可以協助增強對流熱傳遞，藉此降低該導管137內熔融材料的溫度。如第4圖所示，在某些具體實施例中，該冷卻軸405可以垂直於該行進路徑301延伸，其中角度「A」大致為90°，然而在進一步具體實施例中也可以提供其他的角度。雖然所描述的冷卻軸405包括一線性冷卻軸，但是在進一步具體實施例中也可以提供不同角度的冷卻軸，像是正弦冷卻軸、C型冷卻軸或其他曲線軸配置。
提供本揭示發明的噴嘴317在該導管137包含一橫向通道407(參考第4圖與第5圖)的應用中係為特別有利，該橫向通道407相對於該行進路徑301橫向延伸，舉例而言，在該導管137的第一側向側401與第二側向側403之間。如第5圖所示，該橫向通道407可以例如利用橫向突出特徵的方法形成，像是突出所述的支撐結構306，其從該核心307或覆蓋該核心307之特徵突出。因此，該通道407可由一較低的基部表面509與朝離該核心307向上延伸的相對側部511a、511b形成。如第5圖所示，該橫向通道407沿著一垂直平面通過由該導管137限定之行進路徑301的橫斷面剖面可以形成一U型剖面，其包含一上方開口與一下方基部表面509。
如第4圖所示，該冷卻軸405於該導管137限定之橫向通道407內延伸。如第5圖所示，操作上，可以對該橫向通道407基部509強加流體噴流501。該冷卻流體噴流可以由該橫向通道407基部509分散，以行進至該通道407的相對側部511a、511b。
在某些具體實施例中，該冷卻流體噴流501可以包括如第6圖所示的冷卻流體片607。該冷卻流體片可以更精確衝擊該橫向通道407基部509。在各種具體實施例中，該冷卻流體片(例如，像是氮的惰性氣體)實質上可以沿著該導管137完整寬度「W」衝擊該橫向 通道407基部509，然而，在進一步實例中該冷卻流體片具有大於該寬度「W」或小於該寬度「W」的長度。
如同所示，該冷卻流體片607可為一種沿著該冷卻流體片607完整長度609實質上為連續的流體片。在本申請書中，實質連續的流體片包含一種跨及該流體片寬度不具有任何速度差異的流體片，其中該冷卻流體係沿著該冷卻軸405對該導管137外部強加。在替代具體實施例中，例如在具備複數個壓力端口601時，該冷卻流體片可以包括一種不連續的流體片，其中沿著該流體片長度的流體速度實質上並不連續。雖然在某些應用中，不連續的冷卻流體片可能是較佳的，但提供所描述實質上為連續的冷卻流體片607有助於跨及該導管137寬度「W」提供均勻的冷卻特性。
第3圖描述處理該熔融材料121一特定示例方法中的步驟。如先前討論，該方法可以包含使熔融材料121沿著一行進路徑301流過該導管137內部空間，該行進路徑301由該導管137所限定，從一玻璃製造設備101的第一站台(例如，混合腔室131)至第二站台(例如，輸送容器133)。該方法可以進一步包含利用沿著該冷卻軸405對該導管137外部305強加一冷卻流體噴流501的方式，冷卻該導管137內部空間內的熔融材料121，該冷卻軸405於該導管137的第一側向側401與第二側向側403之間，橫向於由該導管137所限定的行進路徑301延伸。
在一實例中，該冷卻流體303的一部分303a可以進入該隔離區域309的上游部分311，以被容納於一導管319內，並由一風扇321所驅動。該冷卻流體由多數導管段323、325所區分，以分別輸送冷卻流體至該噴嘴317的第一入口端口707a與第二入口端口707b之中。雖然並未繪示，但可以從該導管319區分出額外的導管段，以餽送額外噴嘴的入口端口(如果有額外噴嘴時)。該冷卻流體接著可於該壓力腔室701內受壓，並迫使該冷卻流體離開該壓力端口601，做為冷卻流體噴流501以沿著該冷卻軸405衝擊該導管。
以上參考利用噴嘴317進行的冷卻動作允許沿著一冷卻軸進行針對性冷卻，其在某些實例中可被設置於該橫向通道基部的中心部分內。因此，可以在該通道基部處實現強化的對流冷卻速率。此外，該基部可以分散該冷卻流體以行進至該橫向通道的相對側部，藉此促成從在朝離該導管137核心方向中朝上延伸之該等突出部(例如，支撐結構)的額外熱傳遞。來自該導管的熱傳遞便因此可利用使用一或複數個經設置以在該導管中一、複數個或所有通道內提供一冷卻軸的方式，而獲得最大化。雖然並未繪示，在該導管137底部部分507上包含多數橫向通道的具體實施例中，可以設置額外的噴嘴以衝擊該導管137的底部部分507。
為了調整該等噴嘴137的垂直位置，可以提供一可調整托架513。該可調整托架513可以包含複數個垂直對齊孔徑，其中在正確高度處穿過該等孔洞的多數插梢611可以鎖定該噴嘴137的垂直位置，其在某些具體實施例中可由一夾具515支撐在一支撐軌道517上。
除了利用該至少一噴嘴317進行冷卻外，可由該冷卻流體303進入通過該隔離區域309上游部分311的第二部分303b、303c提供進一步的冷卻。確實，該第二部分303b、303c可以繞著該輸送容器133及沿著該第一側向側401及/或該第二側向側403行進。因此，該導管的冷卻速率可藉由利用該等噴嘴冷卻該頂部部分505(及選擇性冷卻該底部部分507)的方式強化。該等噴嘴使得該等橫向通道內的冷卻最大化，並避免可能抑制有效熱傳遞的流體停滯穴發生。此外，該導管的冷卻速率可藉由利用在沿著該導管該等橫向側方向316中行進之冷卻流體，冷卻該導管137該第一側向側401與該第二側向側403的方式進一步強化。
對於該領域技術人員顯而易見的是，在不背離本發明精神與觀點下可以對本揭示發明之具體實施例進行各種修改與變化。因此，預期本揭示發明係涵蓋落於附加請求項與其等價物之範圍內，對於所提供具體實施例進行的修改與變化。
101‧‧‧玻璃製造設備
131‧‧‧混合腔室
133‧‧‧輸送容器
137‧‧‧第三導管
301‧‧‧行進路徑
303‧‧‧冷卻流體
303a‧‧‧冷卻流體的一部分
303b‧‧‧冷卻流體第二部分
303c‧‧‧冷卻流體第二部分
305‧‧‧導管外部
306‧‧‧支撐結構
307‧‧‧導管核心
309‧‧‧隔離區域
311‧‧‧隔離區域上游部分
313‧‧‧隔離區域下游部分
315‧‧‧第一站台朝向第二站台的方向
316‧‧‧第二站台朝向第一站台的方向
317‧‧‧噴嘴
319‧‧‧導管
321‧‧‧風扇
323‧‧‧導管段
325‧‧‧導管段
405‧‧‧冷卻軸
707a‧‧‧第一入口端口
707b‧‧‧第二入口端口
H‧‧‧導管高度

Claims (10)

  1. 一種處理熔融材料的方法，包括以下步驟：使熔融材料沿著一行進路徑流過一導管的內部空間，該行進路徑由該導管所限定，從一玻璃製造設備的一第一站台至一第二站台；及利用沿著一冷卻軸對該導管外部強加一冷卻流體片的方式，冷卻該導管內部空間內之該熔融材料，該冷卻軸於該導管的一第一側向側與一第二側向側之間，橫向於該行進路徑延伸。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該冷卻軸於一通道內延伸，該通道係由相對於該行進路徑橫向延伸的導管所限定。
  3. 如請求項2所述之方法，其中冷卻該熔融材料之步驟包括以下步驟：對著該通道的一基部強加該冷卻流體片。
  4. 如請求項3所述之方法，其中該冷卻流體片係由該通道的基部所分散，以行進至該通道的相對側部。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該冷卻流體片包括一連續的冷卻流體片。
  6. 如請求項1至請求項5任一項所述之方法，其中該冷卻流體片係為無氧。
  7. 一種玻璃製造設備，包括：一第一站台；一第二站台；一導管，該導管限定熔融材料從該第一站台行進至該第二站台的一行進路徑；及至少一噴嘴，該至少一噴嘴面向該導管並橫向相對於該行進路徑延伸，該至少一噴嘴係經配置以利用強加冷卻流體通過該至少一噴嘴以建立冷卻流體片的方式，冷卻該導管內部空間內的熔融材料，該冷卻流體片係沿著一冷卻軸對該導管外部強加，該冷卻軸則橫向於由該導管一第一側向側與該導管一第二側向側之間之該行進路徑延伸。
  8. 如請求項7所述之玻璃製造設備，其中該至少一噴嘴包括橫向於該行進路徑所延伸的至少一細長端口，該至少一細長端口包含一細長長度以及橫向於該細長長度延伸的一寬度。
  9. 如請求項8所述之玻璃製造設備，其中該至少一噴嘴包含一細長壓力腔室，該細長壓力腔室沿著該至少一細長端口的細長長度延伸，其中該細長壓力腔室係與該細長端口流體連通。
  10. 如請求項8或請求項9所述之玻璃製造設備，其中該至少一噴嘴包含一第一側向側部分與一第 二側向側部分，該至少一細長端口的細長長度至少部分於該第一側向側部分與該第二側向側部分之間延伸，該至少一噴嘴包含至少兩入口端口，該兩入口端口包括位於該第一側向側部分處的一第一入口端口與位於該第二側向側部分處的一第二入口端口。
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