TWI750256B - 用於連續玻璃帶成形的成形體及包含成形體的玻璃成形裝置 - Google Patents

用於連續玻璃帶成形的成形體及包含成形體的玻璃成形裝置 Download PDF

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歐拉斯奈莉 寶拉塔
阿迪 艾爾卡洛特
提摩西Ｌ 蘭斯貝瑞
史帝文麥可 米利洛
垠泳 朴
保羅美納德 史雀瑪弘
威廉安東尼 偉登
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美商康寧公司
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    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Abstract

揭露玻璃成形裝置的成形體，該成形體具有上部分、第一成形表面以及第二成形表面，該第一成形表面以及該第二成形表面從該上部分向下延伸而在根部匯聚。成形體的上部分包括：用於接收熔融玻璃的槽，該槽包括：第一堰、第二堰以及在堰之間延伸的基部。每一堰具有從基部往堰頂部向上延伸的增強部分。槽基部寬度可比槽頂部寬度小。頂部寬度、基部寬度或第一堰或第二堰之內表面與垂直平面之間的角度之一者或更多者可沿著槽的槽長度為固定的。

Description

用於連續玻璃帶成形的成形體及包含成形體的玻璃成形裝置
本申請主張於2016年11月22日提交的美國臨時申請案申請第62/425,295號的優先權權益，其內容為本文所依賴，並且藉由引用將其全部內容併入本文，而等同於在下文中完全闡述。
本說明書大體上係關於用於生產連續玻璃帶的成形體，並且更具體地係關於成形體，該成形體減輕成形體的堰的向外彎曲。
熔融製程是用於形成玻璃帶的一種技術。與其他形成玻璃帶的製程（例如浮法（float）和拉槽（slot-draw）製程）相比，熔融製程生產具有相對低的缺陷量和表面具有優良的平坦度的玻璃帶。結果，熔融製程被廣泛用於生產用於製造LED和LCD顯示器以及其他需要優良平坦度的基板的玻璃基板。
在熔融製程中，將熔融玻璃供給到成形體（也稱為等靜壓管（isopipe））中，該製程包括以下步驟：形成在根部匯聚的表面。熔融玻璃均勻地流過成形體的成形表面，並形成具有從成形體的根部拉出的原始表面的扁平玻璃帶。
成形體通常由耐火材料製成，例如耐火陶瓷，該等耐火材料能夠承受熔融製程的相對高溫。然而，即便是最為溫度穩定的耐火陶瓷，其機械性質在升高的溫度下可能會長時間退化，這可能導致由該耐火陶瓷製造的玻璃帶的特性的退化，甚至成形體的失敗。這兩種情況都可能導致熔融製程中斷，產品良率降低以及生產成本增加。
因此，需要用於減輕玻璃成形裝置的成形體之劣化的替代方法和裝置。
在本揭示的一個或更多個實施例中，揭露了一種玻璃成形設備的成形體，該成形體包含：用於接收熔融玻璃的槽，該槽包含第一堰、與第一堰間隔開的第二堰、在第一堰和第二堰之間延伸的基部、入口端、與入口端相對的遠端以及槽長度。成形體可包含：第一成形表面和第二成形表面，第一成形表面和第二成形表面匯聚在成形體的根部處。第一成形表面和第二成形表面可以例如從成形體的上部延伸。槽可以例如定位在成形體的上部中。第一堰和第二堰可各自包含頂部和相對於垂直平面以一角度定向的傾斜內表面。第一堰和第二堰可以各自進一步包含從基部往頂部向上延伸的增強部分。槽的基部的寬度可以小於槽的頂部寬度，使得槽的至少一部分槽長度在橫截面上為梯形。槽的頂部寬度從槽的入口端到槽的遠端可為固定的，且傾斜內表面和垂直平面之間的角度可以沿著槽長度的至少一部分變化。
槽的基部寬度從槽的入口端到槽的遠端可為固定的。或者，槽的基部寬度可以沿著槽長度的至少一部分變化。例如，槽的基部寬度可以從槽的入口端往槽的遠端增加。
傾斜內表面和垂直平面之間的角度可以從槽的入口端往槽的遠端減小。或者，傾斜內表面和垂直平面之間的角度可以從槽的入口端往槽的遠端增加。
槽長度的至少一部分可以從槽的入口端到槽的遠端延伸整個槽長度。或者，槽長度的至少一部分可以從槽的入口端延伸一距離，該距離為槽長度的0.25至0.5倍。
在本揭示的一個或更多個實施例中，揭露了一種玻璃成形設備的成形體，該成形體可包含：用於接收熔融玻璃的槽，該槽包含第一堰、與第一堰間隔開的第二堰、在第一堰和第二堰之間延伸的基部、入口端、與入口端相對的遠端以及槽長度。成形體可包含：第一成形表面和第二成形表面，第一成形表面和第二成形表面匯聚在成形體的根部處。第一成形表面和第二成形表面可以例如從成形體的上部延伸。槽可以例如定位在成形體的上部中。第一堰和第二堰可各自包含具有頂部厚度的頂部和相對於垂直平面以一角度定向的傾斜內表面。第一堰和第二堰可以各自進一步包含從基部往頂部向上延伸的增強部分。槽的基部的寬度可以小於槽的頂部寬度，使得槽的至少一部分槽長度在橫截面上為梯形。槽的基部寬度從槽的入口端到遠端可為固定的，並且槽的頂部寬度可以沿著槽的至少一部分長度變化。
傾斜內表面和垂直平面之間的角度可以從槽的入口端到槽的遠端是固定的。或者，傾斜內表面和垂直平面之間的角度可以沿著槽長度的至少一部分變化。例如，傾斜內表面與垂直平面之間的角度可以從槽的入口端往槽的遠端增加。
槽的頂部寬度可以從槽的入口端往槽的遠端減小。或者，槽的頂部寬度可以從槽的入口端往槽的遠端增加。
在本揭示的又一實施例中，揭露了一種玻璃成形設備的成形體，該成形體可包含：用於接收熔融玻璃的槽，該槽包含第一堰、與第一堰間隔開的第二堰、在第一堰和第二堰之間延伸的基部、入口端、與入口端相對的遠端以及槽長度。成形體可包含：第一成形表面和第二成形表面，第一成形表面和第二成形表面匯聚在成形體的根部處。第一成形表面和第二成形表面可以例如從成形體的上部延伸。槽可以例如定位在成形體的上部中。第一堰和第二堰可各自包含具有頂部厚度的頂部和相對於垂直平面以一角度定向的傾斜內表面。第一堰和第二堰可以各自進一步包含從基部往頂部向上延伸的增強部分。槽的基部的寬度可以小於槽的頂部寬度，使得槽的至少一部分槽長度在橫截面上為梯形。傾斜內表面和垂直平面之間的角度可以從槽的入口端到槽的遠端是固定的，且槽的基部寬度可以沿著槽長度的至少一部分變化。
槽的頂部寬度從槽的入口端到槽的遠端可為固定的。或者，槽的頂部寬度可以沿著槽長度的至少一部分變化。例如，槽的頂部寬度可以從槽的入口端往槽的遠端減小。
槽的基部寬度可以從槽的入口端往槽的遠端減小。或者，槽的基部寬度可以從槽的入口端往槽的遠端增加。
在本揭示的又一實施例中，玻璃成形設備的成形體可包含：用於接收熔融玻璃的槽，該槽包含第一堰、與第一堰間隔開的第二堰、在第一堰和第二堰之間延伸的基部、入口端、與入口端相對的遠端以及槽長度。成形體可包含：第一成形表面和第二成形表面，第一成形表面和第二成形表面匯聚在成形體的根部處。第一成形表面和第二成形表面可以例如從成形體的上部延伸。槽可以例如定位在成形體的上部中。第一堰和第二堰可各自包含具有頂部厚度的頂部和相對於垂直平面以一角度定向的傾斜內表面。第一堰和第二堰可以各自進一步包含從基部往頂部向上延伸的增強部分。槽的基部的寬度可以小於槽的頂部寬度，使得槽的至少一部分槽長度在橫截面上為梯形。傾斜內表面與垂直平面之間的角度、槽的頂部寬度以及槽的基部寬度可沿著槽長度的至少一部分變化。
傾斜內表面和垂直平面之間的角度可以從槽的入口端往槽的遠端增加。或者，傾斜內表面和垂直平面之間的角度可以從槽的入口端往槽的遠端減小。
槽的頂部寬度可以從槽的入口端往槽的遠端增加。或者，槽的頂部寬度可以從槽的入口端往槽的遠端減小。
槽的基部寬度可以從槽的入口端往槽的遠端增加。或者，槽的基部寬度可以從槽的入口端往槽的遠端減小。
在本揭示的另一實施例中，揭露了一種玻璃成形設備的成形體，該成形體可包含：用於接收熔融玻璃的槽，該槽包含第一堰、與第一堰間隔開的第二堰、在第一堰和第二堰之間延伸的基部、入口端、與入口端相對的遠端以及槽長度。成形體可包含：第一成形表面和第二成形表面，第一成形表面和第二成形表面匯聚在成形體的根部處。第一成形表面和第二成形表面可以例如從成形體的上部延伸。槽可以例如定位在成形體的上部中。第一堰和第二堰可各自包含具有頂部厚度的頂部以及從基部向上往頂部延伸的增強部分。每一增強部分可具有彎曲內表面，且槽的基部可在第一堰的彎曲內表面和第二堰的彎曲內表面之間延伸。槽的基部寬度可沿著槽的槽長度的至少一部分小於槽的頂部寬度。
第一堰的增強部分可從槽的基部延伸到第一堰的頂部，且第二堰的增強部分可從槽的基部延伸到第二堰的頂部。第一堰和第二堰可以各自包含：從增強部分延伸到第一堰和第二堰的頂部的垂直部分。垂直部分可具有垂直的內表面。增強部分的高度與堰高度之比可沿著槽長度的至少一部分從槽的入口端往槽的遠端減小。
彎曲內表面的曲率可以沿著槽長度的至少一部分變化。例如，彎曲內表面的曲率可以沿著槽長度的至少一部分減小。彎曲內表面的曲率可為凹入曲率。彎曲內表面的曲率亦可為拋物曲率。沿著彎曲內表面的拋物曲率的每個點處的堰厚可以與流經槽的熔融玻璃施加在第一堰或第二堰上的彎曲應力成比例。
應當理解的是，前面的一般描述和以下的詳細描述都描述了各種實施例，並且意欲提供用於理解所請標的之性質和特徵的概覽或框架。包括隨附圖式，以提供對各樣實施例的進一步理解，並且將隨附圖式結合到本說明書中並構成本說明書的一部分。隨附圖式示出了本文描述的各種實施例，並且與說明書一起用於解釋所請標的之原理和操作。
現在將詳細參考用於玻璃成形裝置的成形體的實施方式，其範例在隨附圖式中示出。在所有附圖中儘可能將使用相同的元件符號來指代相同或相似的部分。第5A圖至第5F圖中示意性地描繪了玻璃成形裝置的成形體250的一個實施例。在此實施例中，成形體250包括上部252，該上部252具有從上部252延伸的第一成形表面44和第二成形表面45。第一成形表面44和第二成形表面45匯聚在成形體250的底部邊緣（根部46）處。用於接收熔融玻璃的槽251定位在成形體250的上部252中。槽251包括第一堰260、與第一堰260間隔開的第二堰280以及在第一堰260和第二堰280之間延伸的基部253。槽251進一步包括入口端40、與入口端相對的遠端42和槽長度LT 。第一堰260和第二堰280可各自包括頂部263和從基部253朝向頂部263向上延伸的增強部分266和相對於垂直平面264以角度α 定向的傾斜內表面261。槽251的基部寬度WB 可以小於槽251的頂部寬度WT ，使得槽251於槽長度LT 的至少一部分上在橫截面上是梯形的。槽251的頂部寬度WT 可以從槽251的入口端40到遠端42是固定的，且傾斜內表面和垂直平面264之間的角度α 可以沿著槽長度LT 的至少一部分變化。本文將特別參考隨附圖式進一步描述用於玻璃成形設備的成形體的各種實施例。
本文所使用的方向術語—例如上、下、右、左、前、後、頂部、底部—僅參考所圖示的圖式進行，而並非意欲暗示絕對定向。
除非另有明確說明，否則決不意欲將本文闡述的任何方法解釋為要求以特定順序執行該方法之步驟，也不要求任何裝置具有特定方向。因此，若是方法請求項實際上沒有敘述該方法之步驟要遵循的順序，或者若是任何設備請求項實際上沒有敘述個別元件的順序或定向，或者若是在申請專利範圍或說明書中沒有另外具體陳述步驟將被限制為特定的順序，或者若是並未陳述裝置的元件的特定順序或方向，則決不意欲在任何方面推斷順序或方向。這適用於任何可能的未表達的解釋依據，包括：關於步驟的安排、操作流程、元件的順序或元件的定位的邏輯事項；源自文法組織或標點的簡單含義；以及說明書中描述的實施例的數量或類型。
當在本文使用時，除非上下文另外清楚地指出，否則單數形式「一」和「該」包括複數指示物。因此，例如，除非上下文另外清楚地指出，否則對「一」元件的引用包括：具有兩個或更多此種元件的實施例。
現在參考第1圖。在第1圖中，示意性地描繪了用於製造諸如連續玻璃帶12的玻璃製品的玻璃成形裝置10。玻璃成形裝置10通常可包括：熔化容器14，熔化容器14從儲存桶16接收批量材料15。批量材料15可藉由由馬達18供電的批量輸送設備17引入到熔化容器14中。可提供可選的控制器20以啟動馬達18，並且熔融玻璃水平探針22可以用於量測立管24內的玻璃熔體水平，並將所量測的資訊通信至控制器20。
玻璃成形設備10亦可包括：藉由第一連接管26耦接至熔化容器14的澄清容器28，例如澄清管。混合容器32以第二連接管30耦接至澄清容器28。輸送容器36以輸送導管34耦接至混合容器32。如進一步所圖示的，降流管38定位成將玻璃熔體從輸送容器36輸送到成形體50的入口端40。在此處所圖示和描述的實施例中，成形體50係也可被稱為等靜壓管的熔融成形容器。
熔化容器14通常由耐火材料製成，諸如耐火（例如，陶瓷）磚。玻璃成形裝置10進一步可包括：典型地由導電耐火材料製成的元件，諸如，例如，鉑或含鉑金屬，諸如鉑銠、鉑銥及上述之組合。此種耐火金屬亦可包括：鉬、鈀、錸、鉭、鈦、鎢、釕、鋨、鋯及上述之合金及/或二氧化鋯。含鉑元件可包括以下之一個或更多個：第一連接管26、澄清容器28、第二連接管30、立管24、混合容器32、輸送導管34、輸送容器36、降流管38和入口端40。
現在參照第2A圖至第2C圖，習知成形體50通常包括槽51、第一成形表面44和第二成形表面45。槽51位於成形體50的上部52中並包括第一堰60、第二堰80以及在第一堰60和第二堰80之間延伸的基部53。槽51可根據沿著成形體50的長度L 在深度（亦即，堰高度HW ）上變化。第一成形表面44和第二成形表面45從成形體50的上部52沿垂直向下的方向（亦即，圖中所描繪的坐標軸的-Z方向）延伸並且朝向彼此匯聚，在成形體50的下方（底部）邊緣處會合，該下方（底部）邊緣處也可以被稱為根部46。因此，應當理解，在一些實施例中，第一成形表面44和第二成形表面45可以形成從成形體50的上部52延伸的倒置的等腰三角形（或等邊三角形），其中根部46形成往下游方向的三角形的最下方頂點。拉引平面47通常在圖式中所描繪的坐標軸的+/-Y方向上平分根部46，並在垂直向下的方向（亦即，-Z方向）上和在成形體50的入口端40至成形體50的遠端42之+/-X方向上延伸。
現在參照第1圖至第2C圖，在操作中，批量材料15，特別是用於形成玻璃的批量材料，以批量輸送設備17從儲存桶16供給到熔化容器14中。批量材料15熔化到熔化容器14中的熔融玻璃中。熔融玻璃從熔融容器14經由第一連接管26進入澄清容器28中。在澄清容器28中，可能導致從熔融玻璃中除去玻璃缺陷的溶解氣體。隨後，熔融玻璃從澄清容器28經由第二連接管30進入混合容器32中。混合容器32諸如藉由攪拌使熔融玻璃均質化，且均質化後的熔融玻璃通過輸送導管34到達輸送容器36。輸送容器36經由降流管38將均質化的熔融玻璃排出並且進入成形體50的入口端40中，該成形體50進而將均質化的熔融玻璃經過成形體50的槽51往成形體50的遠端42。
均質化的熔融玻璃填充成形體50的槽51，並且最終溢出，沿著槽51的長度LT （第2C圖）流過成形體50的上部52的第一堰60和第二堰80，隨後以垂直向下的方向流動。均質化的熔融玻璃從成形體50的上部52流動並流到第一成形表面44和第二成形表面45上。流過第一成形表面44和第二成形表面45的均質化的熔融玻璃流在根部46處會合並融合在一起，形成玻璃帶12，該玻璃帶12藉由拉引滾輪（未圖示）在下游方向上被拉到拉引平面47上。可以在成形體50的下游進一步處理玻璃帶12，諸如藉由以下方式：將玻璃帶12分割成離散的玻璃片，將玻璃帶12自身捲起，及/或將一個或更多塗層施加到玻璃帶12。
成形體50典型地由耐火陶瓷材料形成，該耐火陶瓷材料與熔融玻璃化學相容並且能夠承受與熔融成形製程相關聯的高溫，儘管在進一步的實施例中，部分成形體或整個成形體可以由其他材料例如金屬材料形成。可以形成成形體的典型陶瓷耐火材料包括但不限於以下述為基底的耐火陶瓷：鋯石（例如，矽酸鋯）、低潛變鋯石、碳化矽、磷酸釔礦及/或氧化鋁。流入成形體50的槽51中的熔融玻璃的質量對堰60、80施加向外的壓力。該壓力結合（製成成形體50之）耐火陶瓷材料的升溫潛變，可使堰60、80在玻璃拉引活動的過程中逐漸向外（亦即，在第2A圖至第2B圖中描繪的坐標軸的+/-Y方向上）翹曲，這可能跨越數年。
可沿著成形體50的長度L的不均勻的向外彎曲在成形體50的長度L的從入口端40起的第一個1/3處可為最明顯的，在該處槽51最深。堰的向外翹曲可以顯著改變槽51內的玻璃分佈，減少流過堰60、80之翹曲最明顯處的玻璃，並且增加流過堰60、80之翹曲最不明顯處的玻璃。這使所得到的玻璃帶12(第1圖)中導致不希望的厚度和寬度變化，這接著導致製程低效，因為不合規格的玻璃帶被拋棄。由於翹曲隨著時間而推展，成形體50的使用可能中止，並且玻璃成形裝置由於源自向外翹曲的玻璃品質劣化而重建。
另外，某些類型的玻璃可能需要在非常高的溫度(例如，大於1300℃)下進行處理，並且該等高溫可能加速形成成形體50之材料的潛變。潛變的此種加速可負面地影響成形體50的長期尺寸穩定性，這可能縮短成形體50的壽命。減輕潛變的習知解決方案是用具有增強的熱穩定性之材料構造成形體50，這可顯著增加成形體50的資金成本。並且，隨著對熔合成形玻璃的需求增加，可以使用較大的成形體50來產生更大的玻璃質量流動率，並增加熔融成形製程的產量，以及增加所產生的玻璃帶的寬度。增加來自成形體50的玻璃的質量流動率可能需要增加成形體50的體積，這又將額外的液壓應力施加在堰上，並且可能進一步增強堰的向外翹曲。構造較大的成形體50可能需要較大的耐火材料坯料，並增加了成形體50和用此種成形體形成的玻璃片的製造成本。
第2A圖至第2C圖大體上描繪具有槽51的習知成形體50，該槽51由第一堰60、與第一堰60間隔開的第二堰80以及在第一堰60和第二堰80之間延伸的基部53所限定。在第2A圖至第2C圖中描繪在成形裝置10中使用之前和在堰發生任何翹曲之前之成形體50。成形體50具有從第一堰60的第一外表面62到第二堰80的第二外表面82所量測的外部寬度W2 。成形體50的外部寬度W2 從第一成形表面44與第二成形表面45至第一堰60和第二堰80之頂部63係固定的，且從槽51的入口端40到遠端42係固定的。第一堰60的外表面62、第一成形表面44、第二成形表面45和第二堰80的外表面82限定具有外部寬度W2 和高度輪廓的三維外部形狀，就該高度輪廓而言，成形體50的上部高度HU 由成形體50的入口端40逐漸減小至成形體50的遠端42，該上部高度HU 係從第一成形表面44與第一外表面62之間的接合處48起算量測或從第二成形表面45與第二外表面82之間的接合處48起算量測。
在第2A圖至第2C圖所描繪的成形體50中，槽51具有從成形體50的入口端40延伸到成形體50的遠端42之矩形橫截面。在槽51的初始狀態（亦即，在成形體50用於玻璃成形裝置之前），矩形槽51的內部寬度W1 從槽51的基部53到第一堰60和第二堰80的頂部63以及從槽51的入口端40到槽51的遠端42是固定的。亦即，槽51的橫截面在垂直截面上是矩形的。除非在本揭露中另有所指，否則諸如槽51的特徵的垂直橫截面是指：沿著平行於第2B圖中所描繪的坐標軸的Y-Z平面的參考平面所截取的橫截面，且垂直橫截面積是指：垂直橫截面中的特徵的面積。第一堰60和第二堰80是垂直的（亦即平行於第2B圖中所描繪的坐標軸的X-Z平面）並且彼此平行。第一堰60在垂直橫截面上是矩形的，並具有從槽51的基部53到第一堰60的頂部63以及從槽51的入口端40到槽51的遠端42的固定堰厚T1 。第二堰80在垂直橫截面上也是矩形的，並具有從槽51的基部53到第二堰80的頂部63以及從槽51的入口端40到槽51的遠端42的固定堰厚T2 。沿著成形體50的長度L 的任何點處的槽51的垂直橫截面積可計算為內部寬度W1 乘以槽51的堰高度Hw 。如在本揭露中所使用的，堰高度Hw 指的是沿著槽長度LT 的任何點處的第一或第二堰60、80的高度，並且通常可等於或小於槽51的入口端40處的入口堰高度。此外，可以在沿著槽長度LT 的任何點處為成形體50限定水力直徑為：在該點處的成形體50的橫截面積除以在該點處的成形體50的潤濕周長。對於具有矩形垂直橫截面的槽51，橫截面積等於堰高度Hw 乘以內部寬度W1 。潤濕周長可為堰高度Hw 的兩倍加上內部寬度W1 。因此，沿著槽長度LT 的任何點處的矩形成形體50的水力直徑可以定義為（Hw *W1 ）/（2 *Hw +W1 ）。
參照第3圖，對於具有矩形槽51的多個成形體50，槽51的水力直徑相對於槽51的垂直橫截面積繪製成圖。第3圖中所示的成形體50在第一和第二堰60、80上具有相同的玻璃質量流動率，但具有不同的橫截面積，該等不同的橫截面積由不同的內部寬度W1 和不同的入口堰高度所限定，該入口堰高度係在成形體50的入口端處量測的堰高度Hw 。對於每一矩形成形體50，沿著成形體50的從成形體50的入口端40到成形體50的遠端42的長度L ，在固定的縱向位置（亦即，+/-X方向）處確定垂直橫截面積和水力直徑。與垂直橫截面積對水力直徑資料擬合的趨勢線產生：具有特定玻璃質量流動率的具有矩形槽51的流動等效矩形成形體50的流動等效曲線90。沿著流動等效曲線90從左到右，槽51的內部寬度W1 減小，並且堰高度Hw 增加。隨著垂直截面積的增加，水力直徑減小。只要垂直橫截面積和水力直徑是在沿著槽長度LT 的相同縱向位置處確定的，就用於形成第3圖的流動等效曲線90的成形體50而言，不管橫截面形狀如何，位於第3圖中流動等效曲線90上之具有垂直橫截面積和水力直徑的成形體，在第一和第二堰60、80上具有相同的玻璃質量流動率。對於不同的目標玻璃質量流動率可以形成不同的流動等效曲線90。
隨後在本揭露中描述的成形體的實施例將與「流動等效矩形成形體」進行比較。如在本揭露中所使用的，語句「流動等效矩形成形體」是指如上所述的具有矩形槽51的成形體50，以及與隨後在本揭露中論述的成形體150、250的質量流動率和外部形狀（第4A圖至第6F圖）相同的在第一和第二堰60、80上的玻璃質量流動率以及外部形狀。在於玻璃成形裝置10中使用流動等效矩形成形體50之前（亦即，在堰的向外翹曲之前）確定了本文所論述的流動等效矩形成形體50的特性。流動等效矩形成形體50的第一堰60和第二堰80垂直且相互平行，並具有與隨後在本揭露中論述的成形體150、250（第4A圖至第6F圖）的第一堰160、260及第二堰180、280的槽151、251的入口端40處的頂部厚度TT 相同的堰厚T1 、T2 。流動等效矩形成形體50的槽51具有矩形的垂直截面，及/或流動等效矩形成形體50的第一堰60和第二堰80具有矩形的垂直截面。由流動等效矩形成形體50的第一外表面62、第一成形表面40、第二成形表面42和第二外表面82所限定的外形與隨後在本揭露中論述的成形體150、250的外形相同。
與流動等效矩形成形體相比，隨後在本揭露中描述的成形體的實施例減輕了成形體的堰的向外翹曲的發生，從而延長了成形體的使用壽命並且穩定了由該成形體形成的玻璃帶12（第1圖）的尺寸特徵。另外，本揭露隨後描述的成形體的實施例可以相對於習知的流動等效矩形成形體50提供流動等效性，而同時保持成形體的外形（在於玻璃成形裝置10中使用之前），該外型與作為流動等效矩形成形體50的外形（在於玻璃成形裝置10中使用之前）相同，以保持由該成形體形成的玻璃帶12的一致性質。
對於隨後在本揭露中描述的成形體的每個實施例，每個堰可以藉由將材料添加到接近基部的堰的底部來加強。向堰的底部添加材料可能改變成形體的橫截面積及/或流動動力學，這可能導致熔融玻璃在成形體的堰上的質量流動率的變化。因此，可以對第一和第二堰頂部的厚度TT 、槽的深度、其他幾何參數或以上的組合進行調整，以提供如下的成形體：和具有相同外形和尺寸的流動等效矩形成形體50相比具有堰上的等效質量流動率之成形體。加強堰的底部可以更好地抵抗堰的擴展，並且調整槽的幾何形狀以保持流動等效性可以避免損害熔融玻璃的流動特性。此外，增強堰的底部可減少堰的擴展，而不依靠施加到堰上的壓縮力來減輕翹曲。
現在參考第4A圖至第4F圖，示意性地描繪了包括槽151、第一成形表面44和第二成形表面45的成形體150。為了闡釋，誇大第4A圖至第4F圖的尺寸。槽151位於成形體150的上部152中，並且包含在第一堰160和第二堰180之間延伸的基部153。槽151沿著槽151的槽長度LT ，從成形體150的入口端40到成形體150的遠端42在深度上越來越淺。第一成形表面44和第二成形表面45從成形體150的上部152以垂直向下的方向（亦即，圖中所描繪的坐標軸的-Z方向）並且朝向彼此匯聚，接合在成形體150的根部46處。因此，應該理解，在一些實施例中，第一成形表面44和第二成形表面45可以形成從成形體150的上部152延伸的倒三角形（等腰或等邊），而根部46形成垂直向下方向的三角形的最下方頂點。拉引平面47通常在圖式中所描繪的坐標軸的+/-Y方向上平分根部46，並在垂直向下的方向上和在成形體150的入口端40至成形體150的遠端42之+/-X方向上延伸。
如第4D圖至第4F圖所示，第一堰160包括第一內表面161、第一外表面162以及在第一內表面161和第一外表面162之間延伸的頂部163。第一內表面161從槽151的基部153延伸到第一堰160的頂部163，且第一外表面162在第一成形表面44和第一堰160的頂部163之間大致垂直地（亦即，+/-Z方向）延伸。從第一成形表面44到第一堰160的頂部163的第一外表面162的上部高度HU 從成形主體150的入口端40減小至成形主體150的遠端42，以限定成形體150的上部152之高度輪廓。第一外表面162具有從第一成形表面44到第一堰160的頂部163以及從成形體150的入口端40到遠端42所限定的形狀。第二外表面182具有從第二成形表面45到第二堰180的頂部163以及從成形主體150的入口端40到遠端42所限定的形狀。第一外表面162的形狀與第二外表面182的形狀相同，並且第一外表面162和第二外表面182相對於由第4A圖至第4F圖中的坐標軸限定的X-Z平面係平行且垂直。成形體150的第一外表面162的形狀和成形體150的第二外表面182的形狀可以與流動等效矩形成形體50（第2B圖）的第一外表面62（第2B圖）和流動等效矩形成形體50（第2B圖）的第二外表面82（第2B圖）相同，其中第一外表面62（第2B圖）和第二外表面82（第2B圖）相對於由第2A圖至第2B圖中的坐標軸限定的X-Z平面係平行且垂直。
第一堰160包括靠近基部153並且朝向第一堰160的頂部163向上（亦即，+Z方向）延伸的增強部分166。第一堰160具有堰厚T ，該堰厚T 係在第4D圖至第4F圖中的坐標軸的+/-Y方向上從第一內表面161到第一外表面162所量測的。在增強部分166中，在槽151的基部153附近量測的第一堰160的最大增強厚度TR 可以大於在第一堰部160的頂部163處量測的頂部厚度TT 。在一個或更多實施例中，堰厚T 可從槽151的基部153處的最大增強厚度TR 沿+Z方向向上減小至接近第一堰160的頂部163的頂部厚度TT 。在一個或更多實施例中，第一堰160可以具有從第一堰160的頂部163向下延伸到第一堰160的增強部分166的垂直部分168。堰厚T 在第一堰160的垂直部分168中可為固定的，且可與第一堰160的頂部厚度TT 相同。
第一堰160的加強高度HR 定義為從槽151的基部153到增強部分166的上端的垂直距離。增強部分166的上端可為第一堰160的頂部163，或可選地在增強部分166和垂直部分168之間的過渡點169。堰厚T 可以從槽151的基部153處的最大增強厚度TR 逐漸減小至增強部分166的上端。例如，在一個或更多實施例中，增強部分166的上端可為第一堰160的頂部163，使得增強高度HR 可以等於堰高度HW ，並且堰厚T 可以從槽151的基部153處的最大增強厚度TR 逐漸減小至在第一堰160的頂部163處的頂部厚度TT 。或者，在其他實施例中，增強部分166的上端可以對應於增強部分166和垂直部分168之間的過渡點169，該過渡點169靠近第一堰160的頂部163。增強高度HR 可以小於堰高度HW ，並且堰厚T 可以從槽151的基部153處的最大增強厚度TR 逐漸減小至過渡點169，在該過渡點169處堰厚T 可等於頂部厚度TT ，隨後從過渡點169到第一堰160的頂部163保持固定。
如從第4D圖至第4E圖且乃至第4F圖陸續示出的，增強高度HR 可以沿著槽151的槽長度LT 從入口端40減小至遠端42。槽長度LT 可以被定義為從成形體150的入口端40到成形體150的遠端42處的槽151的端部的縱向距離，在該點處堰高度HW 減小到零。在一個或更多實施例中，增強高度HR 可以相對於沿著槽151的長度LT 的堰高度HW 的減小而等比例地減小。增強高度比率HR /HW 被定義為增強高度HR 與堰高度HW 之比。在實施例中，增強高度比HR /HW 沿著槽151的長度LT 可為固定的。或者，在一個或更多實施例中，沿著槽長度LT 從槽151的入口端40到槽151的遠端42，增強高度HR 可以比堰高度HW 每單位長度減小得更快。亦即，槽151的每單位長度的增強高度HR 的減小率可大於沿著槽長度LT 從槽151的入口端40到槽151的遠端42的槽151的每單位長度的堰高度HW 減小的比率。在該等實施例中，增強高度比HR /HW 可以從槽151的入口端40減小到槽151的遠端42。
參照第4B圖與第4D圖至第4F圖，在一個或更多實施例中，槽150的基部151處的最大增強厚度TR 從槽151的入口端40到槽151的遠端42可為固定的。在其他實施例中，在槽150的基部151處的最大增強厚度TR 可以從槽151的入口端40減小到槽151的遠端42。在一個或更多實施例中，平均堰厚TA 可以沿著槽長度LT 從槽151的入口端40減小到槽151的遠端42，該平均堰厚TA 是從第一堰160的基部153到第一堰160的頂部163之第一堰160的堰厚T 的平均。
參照第4C圖，如前所述，由熔融玻璃對第一和第二堰160、180的壓力所引起的第一和第二堰160、180上的最大彎曲應力可發生在槽151的槽長度LT 之從槽151的入口端40向遠端42的第一個三分之一之中。因此，與在槽長度LT 之從槽151的遠端42開始的第一個三分之一之中相比（槽151在該處較淺，因此由熔融玻璃所施加的壓力或應力較低），在槽長度LT 之從槽151的入口端40開始的第一個三分之一之中，加強部分166可以提供更多以下方面的益處：抵消彎曲應力並且減少堰擴展。亦即，隨著堰高度HW 從槽151的入口端40到槽151的遠端42減小，槽151變淺，且施加在第一堰160和第二堰180上的彎曲應力可往槽151的遠端42而減小。在一個或更多實施例中，最大增強厚度TR 和增強高度比HR /HW 皆可沿著槽長度LT 從槽151的入口端40減小到槽151的遠端42，如第4C圖所示，且如從第4D圖至第4E圖且乃至第4F圖陸續示出的。
例如，在實施例中，增強部分166可以從入口端40到遠端42沿著槽151的長度L 部分地延伸，如第4C圖所示。在一個或更多實施例中，增強部分166可以從槽151的入口端40延伸到槽151的縱向中點158。亦即，在實施例中，增強部分166可以從槽151的入口端40延伸，並且可具有小於槽長度LT 的增強長度LR 。增強長度比LR /LT 在一些實施例中可以小於或等於0.9，在其他實施例中小於或等於0.7，還在其他實施例中小於或等於0.5，或者還在其他實施例中甚至小於或等於0.4。在一個或更多實施例中，增強長度比LR /LT 可以為0.2至0.75、0.2至0.5、0.2至0.4、0.25至0.75、0.25至0.5或0.25至0.4。
可替代地，在一個或更多實施例中，增強長度LR 可以與第4B圖所示的槽長度LT 相同。在一個或更多實施例中，槽151的縱向中點158對應於LR /LT 等於0.5的縱向位置。換句話說，縱向中點158對應於從槽251的入口端40到槽251的遠端42的槽長度LT 的一半的縱向位置。
參照第4D圖至第4F圖，內表面161可以包括沿第一堰160的增強部分166的彎曲部分170。在增強部分166的增強高度HR 小於堰高度HW 的實施例中，內表面161亦可具有從過渡點169延伸到第一堰160的頂部163的垂直部分171。或者，彎曲部分170可以從槽151的基部153延伸到第一堰160的頂部163。在一個或更多實施例中，彎曲部分170的曲率可為凹入的。彎曲部分170的曲率可為拋物線曲率、圓曲率、橢圓曲率或其他曲線形狀或上述之組合（亦即，複合曲率）。應注意，在隨附圖式中，為了闡釋，誇大了第一堰160和第二堰180的彎曲部分170的曲率。
彎曲部分170的曲率可以從槽151的入口端40到槽151的遠端42沿著槽長度LT 變化。在一個或更多實施例中，彎曲部分170的曲率（例如，曲率半徑）可沿著槽長度LT 從槽151的入口端40減小到槽151的遠端42。例如，在具有大致圓形曲率的實施例中，彎曲部分170的曲率半徑在槽151的入口端40處可較大，且沿著槽長度LT 往槽151的遠端42減小。
仍然參照第4D圖至第4F圖，在一個或更多實施例中，彎曲部分170的曲率可為拋物線曲率。在該等實施例中，可使用在均勻載荷下在一末端處固定的懸臂樑的應力方程，來對第一堰160和第二堰180上的彎曲應力建模，該方程是拋物線方程，並且表示在如下的方程式1中：
Figure 02_image001
方程式1
在方程式1中，S 是懸臂樑上的應力，F 是均勻載荷，l 是懸臂樑的長度，x 是沿懸臂樑的距離；且僅與方程式1相關（亦即，不與整個說明書中提及的Z軸相混淆）的Z 是樑的橫截面的剖面模數並且等於I /z ，其中I 是樑的慣性矩，而z 是從中性軸到樑之最邊緣的距離。在一個或更多實施例中，可以將彎曲部分170的曲率建模，以抵消由熔融玻璃之均勻負載所施加的彎曲應力，該熔融玻璃之均勻負載對第一堰160的內表面161施加壓力。沿著第一堰160的內表面161的曲率的每個點處的第一堰160的堰厚度T 可以與沿著內表面161的每個點處流過槽151的熔融玻璃所施加在第一堰160上的彎曲應力成比例。在該等實施例中，彎曲部分170的曲率可以符合由以下方程式2的一般拋物線方程定義的曲線的一部分：
Figure 02_image003
方程式2
在方程式2中，y表示彎曲部分170上的點的+/-Y位置，且z表示彎曲部分170上的點的+/-Z位置。彎曲部分170的曲率在槽151的基部153處增強第一堰160和第二堰180，減輕了堰的向外翹曲，且改善了第一堰160和第二堰180的尺寸穩定性。應理解，可以用其他曲率實現第一和第二堰160、180的相同增強，該增強減輕堰的向外翹曲，並改善堰的尺寸穩定性。
參照第4D圖至第4F圖，第二堰180包括第二內表面181、第二外表面182以及在第二內表面181和第二外表面182之間延伸的頂部163。第二堰180、第二內表面181以及第二外表面182可以分別具有關於第一堰160、第一內表面161和第一外表面162的先前上述特徵中的一個或多個。在一個或更多實施例中，第二堰180可為第一堰160的鏡像，且可以沿著槽長度LT 具有與第一堰160相同的尺寸。
在第4A圖至第4F圖中示意性描繪的成形體150的實施例中，由第一堰160，第二堰180和基部153形成的槽151具有從第一外表面162到第二外表面182量測的外部寬度WO ，外部寬度WO 沿著槽長度LT 從槽151的入口端40到槽151的遠端42縱向地（亦即，在+/-X方向上）固定，且沿著上部152的高度HU 從上部152與第一成形表面44和第二成形表面45的接合處48到第一堰160和第二堰180的頂部163垂直地（亦即，在+/-Z方向）固定。槽151具有在第一堰160的第一內表面161與第一堰160和第二堰180的第二內表面181之間在第一和第二堰160、180的頂部163處所量測的頂部內部寬度WT 。頂部內部寬度WT 可以沿著槽長度LT 從槽151的入口端40到槽151的遠端42固定。
仍參照第4D圖至第4F圖，基部153可為大致垂直於第一外表面162和第二外表面182（亦即，大致垂直於由第4A圖至第4F圖中的坐標軸所限定的X-Z平面）的平坦表面。槽151的底部內部寬度可以與在第一堰160和第二堰180的增強部分166之間量測的基部寬度WB 相同。在一個更多個實施例中，槽151的入口端40處的基部寬度WB 可以小於槽151的遠端42處的基部寬度WB 。亦即，在一個或更多實施例中，槽151的基部寬度WB 可以沿著槽長度LT 從槽151的入口端40增加到槽151的遠端42。在一個或更多實施例中，第一堰160和第二堰180的增強部分166可以在槽151的中心線CL （第4B圖）處相交，使得槽151的底部從第一堰160連續彎曲到第二堰180，並且基部寬度WB 可為零。
在一個或更多實施例中，槽151的平均內部寬度（從第一堰160和第二堰180的基部153到頂部163的槽151的寬度的平均）可以沿著槽長度LT 從槽151的入口端40到槽151的遠端42固定。在其他實施例中，入口端40處的槽151的平均內部寬度可大於槽151的遠端42處的槽151的平均內部寬度。亦即，在一個或更多實施例中，槽151的平均內部寬度可沿著槽長度LT 從槽151的入口端40增加到槽151的遠端42。
在第4A圖至第4F中示意性地描繪的成形體150的實施例（在第一和第二堰160、180中具有彎曲增強部分166）在第一和第二堰160、180上可以具有與流動等效矩形成形體50（第2A圖至第2C圖）的外形和質量流動率相同的外形和質量流動率，同時減緩在流動等效矩形成形體50中發生的堰的向外翹曲。如上面在本揭露中所描述的，成形主體150的外形由成形主體150的第一外表面162、第一成形表面44、第二成形表面45和第二外表面182限定。在此處描述的實施例中，成形體150的長度L 和外部寬度WO 可以與流動等效矩形成形體50的長度L 和外部寬度W2 （第2B圖）相同。此外，從槽151的入口端40到槽151的遠端42沿著成形體150之長度的每一點處的成形體150之上部高度HU 可與從槽151的入口端40到槽151的遠端42沿著流動等效矩形成形體50之長度L 的相同點處的流動等效矩形成形體50之上部高度HU 相同。將成形體150的外形保持為與流動等效矩形成形體50的外形相同，使得維持熔融玻璃順第一外表面162和第一成形表面44而下到根部46的流動動力，以及順第二外表面182和第二成形表面45而下到根部46的流動動力，這可以在堰發生翹曲之前，導致與由等流動等效矩形成形體50產生的熔合成形玻璃片相同的熔合成形玻璃片12（第1圖）。然而，成形體150的第一與第二堰160、180之彎曲部分170加強第一與第二堰160、180，並減輕堰160、180的翹曲。
加強第一和第二堰160、180（亦即，藉由在槽151的基部153處增厚第一和第二堰160、180）以減輕彎曲改變了成形體150的流動特性。因此，第一和第二堰160、180的加強應該以當槽151的橫截面積減小時保持流動等效性的方式進行。在不使成形體150偏離針對目標玻璃質量流動率（例如，諸如第3圖中所描繪的流動等效曲線90）而發展出的流動等效曲線的情況下，完成堰160、180的加強，該目標玻璃質量流動率係針對特定玻璃質量流動率而開發。詳言之，為了保持成形體150與流動等效矩形成形體50的流動等效性，可以改變或變化槽151的某些內部尺寸。沿增強部分166引入第一和第二內表面161、181的增強部分166和彎曲部分170減少了熔融玻璃從槽151的底部（亦即，槽151的基部153）到第一和第二堰160、180的頂部163的流動路徑長度，這接著可降低熔融玻璃從槽151的入口端40流到第一和第二堰160、180的頂部163的阻力。跟具有相同橫截面積的流動等效矩形成形體50相比，熔融玻璃流到第一和第二堰160、180的頂部163的阻力之減小增加了熔融玻璃在第一和第二堰160、180的頂部163上的流動率。然而，為了補償這種流動變化，槽151的橫截面積可以減小，以增加對熔融玻璃的流動阻力，從而降低第一和第二堰160、180上的熔融玻璃的質量流動率，以提供與流動等效矩形成形體50相同的熔融玻璃的質量流動率。
在實施例中，成形主體150的槽151的垂直截面積可以藉由減小堰高度HW 而減小（亦即，使得槽151更淺，同時保持上部高度HU 與流動等效矩形成形體50相同），改變第一和第二堰160、180的頂部厚度TT ，進行其他幾何變化或上述之組合。因此，槽151的垂直橫截面積減小，使得成形體150的槽151的水力直徑對垂直橫截面積的曲線保持在目標玻璃質量流動率的流動等效曲線上（例如，如第3圖所描繪的流動等效曲線90），該目標玻璃質量流動率係對於具有相同的熔融玻璃的質量流動率和相同的質量流動率的流動等效矩形成形體50而產生。
在保持熔融玻璃流動特性（亦即，沿著成形體150的外表面的質量流動率和流動動力學）的同時，成形體150可提供比流動等效矩形成形體50更好地抵抗堰擴展。成形體150亦可更好地抵抗堰擴展，而不依靠施加壓縮力來抵抗堰的擴展。再者，沿著第一和第二堰160、180的增強部分166使用彎曲部分170可以允許增加對堰擴展的阻力，而對第一和第二堰160、180增加最小材料。
在一個或更多實施例中，玻璃成形設備10的成形體150包含上部152；從上部152延伸的第一成形表面44和第二成形表面45，第一成形表面44和第二成形表面45匯聚在成形體150的根部46處；和用於接收位於成形主體150的上部152中的熔融玻璃的槽151，槽151包括第一堰160、與第一堰160間隔開的第二堰180以及在第一堰160和第二堰180之間延伸的基部153，槽151進一步包含入口端40和遠端42。第一堰160和第二堰180各自包含具有頂部厚度TT 的頂部163和從基部153朝向頂部163向上延伸的增強部分166。每個增強部分166具有彎曲的內表面161、181。槽151的基部153在第一堰160的彎曲內表面161與第二堰180的彎曲內表面181之間延伸。槽151的基部寬度WB 沿著槽151的縱向長度（亦即，槽長度LT ）的至少一部分小於槽151的頂部寬度WT 。
在實施例中，第一堰160的增強部分166可以從槽151的基部153延伸到第一堰160的頂部163，並且第二堰180的增強部分166可以從槽151的基部153延伸到第二堰180的頂部163。在一些實施例中，第一堰160和第二堰180可各自包含從增強部分166延伸到第一堰160和第二堰180的頂部163的垂直部分168。垂直部分168具有垂直內表面171。在一個或更多實施例中，增強部分166的高度HR 與堰高度HW 之比可以沿著縱向長度（亦即，槽長度LT ）的至少一部分從槽151的入口端40往槽151的遠端42減小。
在一個更多實施例中，彎曲的內表面161的曲率可為凹曲率。或者，在其他實施例中，彎曲內表面161的曲率可以沿著槽151的縱向長度的至少一部分而變化。而在其他實施例中，彎曲內表面的曲率可以沿著槽151的縱向長度的至少一部分而減小。在一些實施例中，彎曲內表面160的曲率可為拋物線曲率。在該等實施例中的一些實施例中，沿著彎曲內表面161、181的拋物曲率的每個點處的堰厚度可以與流過槽151的熔融玻璃所施加在第一堰160或第二堰180上的彎曲應力成比例。
現在參考第5A圖至第5F圖，示意性地描繪了成形體250的替代實施例。如第4A圖至第4F圖中所描繪的成形體150的實施例一樣，在第5A圖至第5F圖中描繪的成形體250的實施例被構造成減輕堰的向外翹曲，同時保持相對於流動等效矩形成形體的熔融玻璃流動特性。為了說明的目的，誇大第5A圖至第5F圖的尺寸。在一個或更多實施例中，成形體250包括具有梯形垂直橫截面的槽251。成形體250包括槽251、第一成形表面44和第二成形表面45。槽251位於成形體250的上部252中，並包含第一堰260、第二堰280和在第一堰260和第二堰280之間延伸的基部253。槽251沿著槽長度LT 從槽251的入口端40到從槽251的遠端42在深度上變得更淺。第一成形表面44和第二成形表面45從成形體250的上部252往垂直向下的方向（亦即，圖中所描繪的坐標軸的-Z方向）延伸並且朝向彼此匯聚，在成形體250的根部46處接合。因此，應當理解，在一些實施例中，第一成形表面44和第二成形表面45可形成從成形體250的上部252延伸的倒三角形（等腰或等邊），而根部46形成垂直向下方向的三角形的最下方頂點。拉引平面47通常在圖式中所描繪的坐標軸的+/-Y方向上平分根部46，並在垂直向下的方向上和在成形體250的入口端40至成形體250的遠端42之+/-X方向上延伸。
參考第5D圖至第5F圖，第一堰260包括第一內表面261、第一外表面262以及在第一內表面261和第一外表面262之間延伸的頂部263。第二堰280包括第二內表面281、第二外表面282以及在第二內表面281和第二外表面282之間延伸的頂部263。為便於說明，將參照第一堰260描述第一堰260和第二堰280的形狀，應理解的是，第二堰280可為第一堰260的鏡像，並且可具有第一堰260的任何特徵，該等特徵隨後在本揭露中描述。
第一堰260的第一內表面261從槽251的基部253延伸到第一堰260的頂部263，且第一外表面262在第一成形表面44和第一堰260的頂部263之間垂直地（亦即，+/-Z方向）延伸。從第一成形表面44到第一堰260的頂部263的第一外表面262的上部高度H U 從成形主體250的入口端40減小至成形主體250的遠端42，以限定成形體250的上部252之高度輪廓。第一外表面262具有從第一成形表面44到第一堰260的頂部263以及從成形體250的入口端40到遠端42所限定的外形。第二外表面282具有從第二成形表面45到第二堰280的頂部263以及從成形主體250的入口端40到遠端42所限定的形狀。第一外表面262的形狀與第二外表面282的外形相同，並且第一外表面262和第二外表面282相對於由第5A圖至第5F圖中的坐標軸限定的X-Z平面係平行且垂直。成形體250的第一外表面262的外形可以與流動等效矩形成形體50(第2A圖至第2B圖)的第一外表面62(第2A圖至第2B圖)的外形相同，其中第一外表面62(第2B圖)和第二外表面82(第2B圖)相對於由第2A圖至第2B圖中的坐標軸限定的X-Z平面係平行且垂直。
第一堰260包括從基部253向上(亦即，在+Z方向上)朝向第一堰260的頂部263延伸的增強部分266。堰厚T係在第5A圖至第5F圖中的坐標軸的+/-Y方向上從第一內表面261到第一外表面262所量測的。第一堰260的最大增強厚度T R (在槽251的基部253附近的+/-Z位置處量測的堰厚T)可以大於頂部厚度T T (在第一堰260的頂部263處量測的堰厚T)。在一個或更多實施例中，堰厚T可以從槽251的基部253處的最大增強厚度TR 沿著第一堰260在+Z方向往上逐漸減小至靠近第一堰260的頂部263的頂部厚度TT 。
第一內表面261可從第一堰260的頂部263向下（亦即，在-Z方向上）從第一外表面262遠離（亦即，在-Y方向上）而傾斜直至槽251的基部253。第一內表面261在沿著槽長度LT 的任意點處的斜率被定義為直線B 的斜率，該直線B 是在Y-Z平面上沿著第一內表面261從槽251的基部253延伸到第一堰260的頂部263的直線。直線B 的斜率定義為Δ Z/ Δ Y 的絕對值；其中Δ Z 是直線B 上兩點之間在+/-Z方向上的變化，且Δ Y 是直線B 上相同兩點之間的在+/-Y方向上的變化。第一內表面261的斜率可以沿著槽長度LT 從槽251的基部253朝向第一堰260的頂部263在沿著槽長度LT 的每個點處固定，這與單一直線B 是一致的。例如，在一些實施例中，第一內表面261可為平面的，並且直線B 可以從槽251的入口端40到槽251的遠端42沿著槽長度LT （亦即，在+/-X方向上）具有固定的斜率。
可替代地，第一內表面261的斜率可以沿著槽長度LT 從槽251的入口端40到槽251的遠端42變化。在一個或更多實施例中，接近槽251的入口端40之第一內表面261的斜率可小於接近槽251的遠端42的第一內表面261的斜率。例如，在一些實施例中，第一內表面261的斜率可以沿著槽長度LT 從槽251的入口端40增加到槽251的遠端42。具有沿著槽長度LT 變化的斜率之第一內表面261可為非平面的，並且可以沿著槽長度LT 從槽251的入口端40到槽251的遠端42扭轉。沿著槽長度LT 往遠端42增加第一內表面261的斜率降低了靠近槽251的遠端42的第一堰260的增強，在該區域中，在第一堰260上的熔融玻璃的彎曲應力與靠近槽251的入口端40的彎曲應力相比可明顯更少。由於減少的彎曲應力，第一堰260和第二堰280的增強在槽251的遠端42處的衝擊可較小。
第一內表面261的斜率也可以由斜率角度α 來表徵，斜率角度α 是在內表面261和平行於第一外表面262的垂直平面之間的Y-Z平面中的角度。先前描述的斜率角度α 與上述在垂直平面264和直線B 之間形成的角度相同，如描述為在Y-Z平面中沿著第一內表面261從槽251的基部253延伸到第一堰260的頂部263的直線。沿著從槽251的入口端40到槽251的遠端42的內表面261的至少一部分，斜率角度α 可以大於零。在一個或更多實施例中，斜率角度α 沿著槽長度LT 從槽251的入口端40到槽251的遠端42可為固定的。或者，在其他實施例中，在槽251的入口端40處的斜率角度α 可以大於在槽251的遠端42處的斜率角度α 。例如，在實施例中，斜率角度α 可沿著槽長度LT 從槽251的入口端40減小到槽251的遠端42。或者，在其他實施例中，斜率角度α 可沿著槽長度LT 從槽251的入口端40增加到槽251的遠端42。
再參考第5D圖至第5F圖，在基部253附近量測的第一堰260的最大增強厚度TR 可以沿著槽長度LT 從槽251的入口端40到槽251的遠端42固定。在一個或更多實施例中，第一堰260的頂部厚度TT 可沿著槽長度LT 從槽251的入口端40增加到槽251的遠端42。第5D圖至第5F圖示出了在槽251的入口端40處、槽251的中部以及槽251的遠端42處的成形體250的垂直橫截面。在槽251的入口端40處的第一頂部厚度TT1 可小於槽中間的第二頂部厚度TT2 ，且第二頂部厚度TT2 可以小於在槽251的遠端42處的第三頂部厚度TT3 。在一個或更多實施例中，在槽251的入口端40處的第一頂部厚度TT1 （第5D圖）可以小於槽251的遠端42處的第三頂部厚度TT3 （第5F圖）。
隨著最大增強厚度TR 沿著槽長度LT 保持固定，沿著槽長度LT 增加第一堰260的頂部厚度TT 可使平均堰厚度沿著槽長度LT 從槽251的入口端40增加到槽251的遠端42。平均堰厚度是從第一堰260的基部253到第一堰260的頂部263之第一堰260的平均厚度。在一個或更多實施例中，第一堰260的第一內表面261的斜率可以沿著槽長度LT 增加，使得平均堰厚度可為固定的，或者可隨著頂部厚度TT 的增加而沿著槽長度LT 從槽251的入口端40減小到槽251的遠端42。
參照第5C圖，如前所述，由熔融玻璃對第一和第二堰260、280所施加的壓力引起的第一堰260和第二堰280上的最大彎曲應力可發生在槽長度LT 之從槽251的入口端40向遠端42的第一個三分之一之中。因此，與在從槽251的遠端42開始的槽長度LT 的第一個三分之一之中相比（槽251在該處較淺，因此在槽251頂部處由熔融玻璃所施加的壓力或應力較低），第一堰160的最大增強厚度TR 可以更有效地減少從槽251的入口端40處開始的槽長度LT 的第一個三分之一中的堰擴展。在一個或更多實施例中，最大增強厚度TR 可以沿著槽長度LT 從槽251的入口端40減小到槽251的遠端42。在一個或更多實施例中，第一內表面261的斜率可以沿著槽長度LT 從槽251的入口端40增加到從槽251的遠端42。
在一個或更多實施例中，最大增強厚度TR （且因此第一堰260和第二堰280的增強部分266）可以僅部分地沿著槽長度LT 從入口端40延伸到遠端42，如第5C圖所示。例如，在一些實施例中，最大增強厚度TR 可以從槽251的入口端40延伸到槽251的縱向中點258。亦即，在實施例中，最大增強厚度TR 可以從槽251的入口端40延伸並且可具有小於槽長度LT 的增強長度LR 。增強長度比率LR /LT 在一些實施例中可以小於或等於0.9，在其他實施例中小於或等於0.7，還在其他實施例中小於或等於0.5，或者還在其他實施例中甚至小於或等於0.4。在一個或更多實施例中，增強長度比LR /LT 可為0.2至0.75、0.2至0.5、0.2至0.4、0.25至0.75、0.25至0.5或0.25至0.4。
可替代地，在一個或更多實施例中，增強長度LR 可與第5B圖中所示的槽長度LT 相同。在一個或更多實施例中，槽251的縱向中點258對應於LR /LT 等於0.5的縱向位置。換句話說，縱向中點258對應於從槽251的入口端40到槽251的遠端42的槽長度LT 的一半的縱向位置。
如第5D圖至第5F圖所示，第二堰280、第二內表面281和第二外表面282可以分別表現出上述關於第一堰260、第一內表面261和第一外表面262的一個或更多特徵。在一個或更多實施例中，第二堰280可為第一堰260的鏡像，並可具有與第一堰260相同的尺寸。對於第二堰280，第二內表面281可在+Y方向上（亦即，與第一內表面261的斜率相反的方向）遠離第二外表面傾斜，使得在基部253處測得的第二堰280的最大增強厚度TR 厚度大於在第二堰280的頂部處的頂部厚度TT 。
在第5A圖至第5F圖中示意性描繪的成形體250的實施例中，由第一內表面261、第二內表面281和基部253形成的槽251可以具有梯形的橫截面。由第一堰260、第二堰280和基部253形成的槽251可以具有從第一外表面262到第二外表面282量測的外部寬度WO ，該外部寬度WO 在以下尺度保持固定：沿槽151的槽長度LT ，縱向地（亦即，在+/-X方向上）從槽251的入口端40到槽251的遠端42，並且沿著上部252的上部高度HU 垂直地（亦即，+/-Z方向）從上部分252與第一和第二成形表面44、45的接合處48分別至第一堰260和第二堰280的頂部263。槽251可具有在鄰近第一堰260和第二堰280的頂部263之第一內表面261和第二內表面281之間量測的頂部內部寬度WT 。頂部內部寬度WT 可以沿著槽長度LT 從槽251的入口端40減小到槽251的遠端42。
在一個或更多實施例中，基部253可為大致垂直於第一外表面262和第二外表面282（亦即，大致垂直於由第5A圖至第5F圖中的坐標軸所限定的X-Z平面）的平坦表面。如前所述，基部寬度WB 是在第一內表面261與第二內表面281之間量測的基部253的寬度，並且代表在槽251的底部處的槽251的內部寬度。在一個或更多實施例中，槽251的基部寬度WB 可以沿著槽長度LT 從槽251的入口端40到槽251的遠端42固定。或者，在其他實施例中，第一內表面261和第二內表面281的斜率可從槽251的入口端40增加到槽251的遠端42，這可導致基部寬度WB 沿著槽長度LT 從槽251的入口端40增加到槽251的末端42。
在一個或更多實施例中，槽251的平均內部寬度（從槽251的基部253到第一堰260和第二堰280的頂部263的槽251的寬度的平均值）可以沿著槽長度LT 從槽251的入口端40減小到槽251的遠端42。亦即，在實施例中，在槽251的入口端40處的槽251的平均內部寬度可以大於在槽251的遠端42處的槽251的平均內部寬度。或者，在其他實施例中，第一內表面261和第二內表面281的斜率可以從槽251的入口端40增加到槽251的遠端42，這可使槽251的平均內部寬度保持固定，或沿著槽長度LT 從槽251的入口端40增加到槽251的遠端42。如前所述，槽251的深度（亦即，堰高度HW ）可以沿著槽長度LT 從槽251的入口端40減小到槽251的遠端42。
現在參考第6A圖至第6F圖，示意性地描繪了具有梯形垂直橫截面的成形體250的替代實施例。如第4A圖至第4F圖中所描繪的成形體150以及第5A圖至第5F圖中描繪的成形體250的上述實施例一樣，在第6A圖至第6F圖中描繪的成形體250的實施例被構造成減輕第一和第二堰260、280的向外翹曲，同時保持相對於流動等效矩形成形體50的熔融玻璃流動特性。為了說明的目的，誇大第6A圖至第6F圖的尺寸。成形體250可包括槽251、第一成形表面44和第二成形表面45。槽251包括第一堰260、第二堰280和在第一堰260和第二堰280之間延伸的基部253。槽251沿著槽251的槽長度LT 從槽251的入口端40到從槽251的遠端42在深度上變得更淺。第一成形表面44和第二成形表面45從成形體250的上部252往垂直向下的方向（亦即，第6A圖中所描繪的坐標軸的-Z方向）延伸並且朝向彼此匯聚，在成形體250的根部46處接合。
參考第6D圖至第6F圖，第一堰260包括第一內表面261、第一外表面262以及在第一內表面261和第一外表面262之間延伸的頂部263。第二堰280包括第二內表面281、第二外表面282以及在第二內表面281和第二外表面282之間延伸的頂部263。為便於說明，將參照第一堰260描述第一堰260和第二堰280的形狀，應理解的是，第二堰280可為第一堰260的鏡像，並且可具有第一堰260的任何特徵，該等特徵隨後在本揭露中描述。
如本文所述，第一堰260的第一內表面261從槽251的基部253延伸到第一堰260的頂部263。第一堰260的最大增強厚度TR （在槽251的基部253附近的+/-Z位置處量測的堰厚T ）可以大於頂部厚度TT （在第一堰260的頂部263處量測的堰厚T ）。堰厚T 可以從槽251的基部253處的最大增強厚度TR 逐漸減小至靠近第一堰260的頂部263的頂部厚度TT 。
第一內表面261可從第一堰260的頂部263從第一外表面262在-Y方向上遠離而傾斜直至槽251的基部253。第一內表面261的斜率（亦即，ΔZ/ΔY 的絕對值，該絕對值定義直線B 的斜率，該直線B 在Y-Z平面上沿著第一內表面261從槽251的基部253延伸到第一堰260的頂部263）可以沿著槽長度LT 從槽251的基部253朝向第一堰260的頂部263在沿著槽長度LT 的每個點處固定。在一個或更多實施例中，第一內表面261可為平面的，並且直線B 可以從槽251的入口端40到槽251的遠端42沿著槽長度LT 具有固定的斜率。可替代地，在其他實施例中，第一內表面261的斜率可以沿著槽長度LT 從槽251的入口端40到槽251的遠端42變化。
在一個或更多實施例中，接近槽251的入口端40之第一內表面261的斜率可小於槽251的遠端42處的第一內表面261的斜率。例如，在實施例中，第一內表面261的斜率可以沿著槽長度LT 從槽251的入口端40增加到槽251的遠端42。具有沿著槽長度LT 變化的斜率之第一內表面261可為非平面的，並且可以沿著槽長度LT 從槽251的入口端40到槽251的遠端42扭轉。往槽251的遠端42增加第一內表面261的斜率降低了靠近槽251的遠端42的第一堰260的增強，在該區域中，在第一堰260上的熔融玻璃的彎曲應力可比靠近槽251的入口端40的彎曲應力明顯更少。
第一內表面261的斜率也可以由斜率角度α 來表徵，斜率角度α 在前文中描述為在第一內表面261和平行於第一外表面262的垂直平面264之間的角度。沿著從槽251的入口端40到槽251的遠端42的內表面261的至少一部分，斜率角度α 可以大於零。在一個或更多實施例中，斜率角度α 沿著槽長度LT 從槽251的入口端40到槽251的遠端42可為固定的。或者，在槽251的入口端40處的斜率角度α 可以大於在槽251的遠端42處的斜率角度α 。例如，在實施例中，斜率角度α 可沿著槽長度LT 從槽251的入口端40減小到槽251的遠端42。或者，在其他實施例中，斜率角度α可沿著槽長度L T 從槽251的入口端40增加到槽251的遠端42。
仍參照第6D圖至第6F圖，靠近頂部253的第一堰260的頂部厚度T T 可以沿著槽長度L T 從槽251的入口端40到槽251的遠端42的是固定的。在一個或更多實施例中，在靠近基部253處量測的第一堰260的最大增強厚度T R 可以沿著槽長度L T 從槽251的入口端40增加到槽251的遠端42。第6D圖至第6F圖圖示成形體250在槽251的入口端40處、在槽251的中部和槽251的遠端42處的垂直橫截面。靠近槽251的入口端40的第一增強厚度T R1 可以大於在槽的中間的第二增強厚度T R2 ，並且第二增強厚度T R2 可以大於靠近槽251的遠端42的第三增強厚度T R3 。在一個或更多實施例中，在槽251的入口端40處的第一增強厚度T R1 (第6D圖)可以大於在槽251的遠端42處的第三增強厚度T R3 (第6F圖)。在一個或更多實施例中，靠近槽251的入口端40的第一堰260的頂部厚度T T 可以小於流動等效矩形成形體50(第2A圖至第2B圖)的堰厚度T(第2B圖)。
隨著頂部厚度T T 沿著槽長度L T 保持固定，沿著槽長度L T 減小第一堰260的最大增強厚度T R 可使平均堰厚度沿著槽長度L T 從槽251的入口端40減小到槽251的遠端42。如上所述，平均堰厚度是從第一堰260的基部253到第一堰260的頂部263之第一堰260的平均厚 度。在一個或更多實施例中，第一堰260的第一內表面261的斜率可以沿著槽長度L T 增加。
如第6B圖和第6D圖至第6F圖所示，其中第一堰260和第二堰280的頂部厚度T T 沿著槽251保持固定，槽251的頂部內部寬度W T 也可以沿著槽長度L T 從槽251的入口端40到槽251的遠端42保持固定。槽251的基部寬度W B 可以沿著槽長度L T 從槽251的入口端40增加到槽251的遠端42。如第6D圖至第6F圖中所示，在實施例中，靠近槽251的入口端40的基部第一寬度W B1 可小於在槽251的中部處的基部第二寬度W B2 ，且在槽251的中部處的基部第二寬度W B2 可以小於靠近槽251的遠端42的基部第三寬度W B3 。在實施例中，第一內表面261與平行於第一外表面262的垂直平面之間的斜率角度α(亦即，第一內表面261的斜率)沿著槽長度L T 從槽251的入口端40到槽251的遠端42可為固定。或者，在其他實施例中，第一內表面261與平行於第一外表面262的垂直平面之間的斜率角度α可以從槽251的入口端40變化到槽251的遠端42。在該等實施例中的一些實施例中，第一內表面261與平行於第一外表面262的垂直平面之間的斜率角度α可從槽251的入口端40增加到槽251的遠端42，這可導致基部寬度W B 與具有固定的傾斜角度α(或第一內表面261之斜率)的實施例相比，沿著槽長度L T 從槽251的入口端40到槽251的遠端42以更大的速率增加。
在一個或更多實施例中，槽251的平均內部寬度（亦即，從第一和第二堰260、280的基部253至頂部263的槽251的寬度的平均值）可以沿著槽長度LT 從槽251的入口端40增加到槽251的遠端42。在一個或更多實施例中，槽251在入口端40處的平均內部寬度可小於槽251在遠端42處的槽的平均內部寬度。
在第5A圖至第6F圖中示意性描繪的成形體250的一個或更多實施例中，槽251的頂部寬度WT 可以從槽251的入口端40到槽251的遠端42是固定的，且傾斜內表面261和垂直平面264之間的角度α 可以沿著槽長度LT 的至少一部分而變化。傾斜內表面261與垂直平面264之間的角度α 可以從槽251的入口端40朝向槽251的遠端42而減小。或者，傾斜內表面261與垂直平面264之間的角度α 可以從槽251的入口端40朝向槽251的遠端42而增加。在該等實施例中，槽251的基部寬度WB 從槽251的入口端40至槽251的遠端42可為固定的。或者，槽251的基部寬度WB 可以沿著槽長度LT 的至少一部分而變化。在一些實施中，槽251的基部寬度WB 可以從槽251的入口端40朝向槽251的遠端42而增加。
在第5A圖至第6F圖中示意性描繪的成形體250的一個或多個其他實施例中，槽251的基部寬度WB 可以從槽251的入口端40到槽251的遠端42是固定的，且槽251的頂部寬度WT 可以沿著槽長度LT 的至少一部分而變化。槽251的頂部寬度WT 可以從槽251的入口端40朝向槽251的遠端42而減小。或者，槽251的頂部寬度WT 可以從槽251的入口端40朝向槽251的遠端42而增加。在該等實施例中，傾斜內表面261與垂直平面264之間的角度α 可以大於零，並且從槽251的入口端40到槽251的遠端42是固定的。或者，傾斜內表面261和垂直平面264之間的角度α 可以沿著槽長度LT 的至少一部分而變化。在一些實施例中，傾斜內表面261與垂直平面264之間的角度α 可從槽251的入口端40朝向槽251的遠端42而增加。
在第5A圖至第6F圖中示意性描繪的成形體250的一個或多個額外實施例中，槽251的傾斜內表面261與槽251的垂直平面264之間的角度α 可以大於零，並且從槽251的入口端40到槽251的遠端42是固定的，並且槽251的基部寬度WB 可以沿著槽長度LT 的至少一部分而變化。槽251的基部寬度WB 可以從槽251的入口端40朝向槽251的遠端42而減小。或者，槽251的基部寬度WB 可以從槽251的入口端40朝向槽251的遠端42而增加。在該等實施例中，槽251的頂部寬度WT 可以從槽251的入口端40到從槽251的遠端42是固定的。或者，槽251的頂部寬度WT 可以沿著槽長度LT 的至少一部分而變化。在一些實施例中，槽251的頂部寬度WT 可以從槽251的入口端40朝向槽251的遠端42而減小。
在一個或更多實施例中，傾斜內表面261與垂直平面264之間的角度α 、槽251的頂部寬度WT 與槽251的基部寬度WB 可以沿槽長度LT 的至少一部分從槽251的入口端40到從槽251的遠端42而變化。在一些實施例中，傾斜內表面261與垂直平面264之間的角度α 可以從入口端40朝向遠端42而增加。或者，在實施例中，傾斜內表面261和垂直平面264之間的角度α 可以從入口端40朝向遠端42而減小。在一些實施例中，頂部寬度WT 可以從入口端40朝向遠端42而增加。或者，在實施例中，頂部寬度WT 可以從入口端40朝向遠端42而增加。在一些實施例中，槽251的基部寬度WB 可以從入口端40朝向遠端42而增加。或者，槽251的基部寬度WB 可以從入口端40朝向遠端42而減小。
第5A圖至第5F圖以及第6A圖至第6F圖中示意性描繪的成形體250的實施例（具有梯形垂直橫截面的槽251）可具有：在第一堰260和第二堰280上的外部形狀和質量流動率，該外部形狀和質量流率與流動等效矩形成形體50（第2A圖至第2C圖）的外部形狀和質量流動率相同，同時減輕在流動等效矩形成形體50中發生的堰的向外翹曲。參照第5A圖、第5D圖、第6A圖與第6D圖，並且如之前在本揭露中所描述的，成形體250的外形由成形體250的第一外表面262、第一成形表面44、第二成形表面45和第二外表面282所界定。在這裡描述的實施例中，成形體250的長度LT 和外部寬度WO 可以與流動等效矩形成形體50的長度LT 和外部寬度W2 （第2B圖）相同。此外，沿著成形體250之從槽251的入口端40到槽251的遠端42的長度L 的每個點處的成形體250的上部高度HU 可以與以下之上部高度HU 相同：沿著流動等效矩形成形體50的從入口端40到遠端42的長度L 的相同點處的流動等效矩形形成體50的上部高度HU 。保持成形體250的外形與流動等效矩形成形體50的外形相同，從而保持熔融玻璃沿第一外表面262和第一成形表面44往下至根部46的流動動態，以及熔融玻璃沿第二外表面282和第二成形表面45往下至根部46的流動動態，這可以導致在堰發生任何翹曲之前，與由流動等效矩形成形體50所產生的熔合成形的玻璃片相同的熔合成形的玻璃片12（第1圖）。然而，成形體250的第一堰260和第二堰280的增強部分266增強了第一堰260和第二堰280，並且減輕了堰260、280的翹曲。
如前所述，增強第一堰260和第二堰280（亦即，藉由經由整合具有梯形的垂直截面的槽251，以增厚槽251的基部253處的第一堰260和第二堰280）以減輕翹曲，該翹曲改變成形體250的流動特性。因此，當槽251的垂直橫截面積減小時，第一堰260和第二堰280的增強應該以保持流動等效性的方式完成。實現第一堰260和第二堰280的增強，而不使成形體250偏離針對特定玻璃質量流動率所發展出的目標玻璃質量流動率的流動等效曲線（例如，諸如第3圖所描繪的流動等效曲線90）。
更具體而言，為了保持成形體250與流動等效矩形成形體50的流動等效，槽251、第一堰260、第二堰280、基部253或上述的組合的一個或多個內部尺寸可以變化，以改變第一堰260和第二堰280上的熔融玻璃的質量流動率。藉由結合朝向槽251的中心傾斜的第一內表面261和第二內表面281，熔融玻璃從槽251的底部（亦即，槽251的基部253）到第一堰260和第二堰280的頂部263之流動路徑長度可以減小，這可以減小從槽251的入口端40到第一堰260和第二堰280的頂部263的熔融玻璃的質量流的阻力。如前所述，與具有相同橫截面積的流動等效矩形成形體50相比，熔融玻璃到第一堰260和第二堰280的頂部263的質量流動率阻力的減小可以增加第一堰260和第二堰280的頂部263上的熔融玻璃的流動率。然而，為了補償這種質量流量的變化，可以進一步減小成形體250的槽251的垂直橫截面積，以增加熔融玻璃通過槽251的流動阻力，從而減少在第一堰260和第二堰280上的熔融玻璃的質量流量，以提供與流動等效矩形成形體50相同的熔融玻璃的質量流動率。
在實施例中，可以藉由以下方式來減小成形體250的槽251的垂直橫截面積：減小堰高度Hw （亦即，使得槽251更淺，同時保持上部高度HU 與流動等效矩形成形體50相同）、改變第一堰260和第二堰280的頂部厚度TT 、對幾何形狀進行其他調整或上述之組合。因此，槽251的垂直橫截面積進一步減小，使得成形體250的槽251的水力直徑對垂直橫截面積的線圖保持在目標玻璃質量流動率的流動等效曲線上（例如，第3圖中所描繪的流動等效曲線90），該目標玻璃質量流動率係針對具有相同熔融玻璃質量流動率的流動等效矩形成形體50而產生。
與流動等效矩形成形體50相比，具有梯形橫截面的成形體250可以提供更好的堰擴展阻力，同時保持熔融玻璃流動特性（亦即，沿著成形體150之外表面的質量流動和流動動力學）。成形體250亦可更好地抵抗堰的擴展，而不依賴於施加壓縮力。範例
本文所描述的實施例將藉由以下範例進一步闡明。除非另有指明，該等範例是基於使用GOMA軟體之成形體的數學建模。 範例1
所計算的彎曲應力是針對具有第4A圖至第4F圖中所描繪的配置的成形體150建模的。成形體150具有8英吋的槽寬度和12英吋的槽深（亦即，堰高度HW ）。第一堰160的第一內表面161和第二堰180的第二內表面181經成形為符合由方程式2的力矩曲線函數產生的輪廓。在槽151的入口端40處計算相對彎曲應力，此處堰高度HW 最大，且因此彎曲應力最大。第7圖圖示第4A圖至第4F圖的成形體150的彎曲堰的所計算的相對彎曲應力702。對於第2A圖與第2B圖所描繪的並具有2英吋堰厚T1 、T2 之流動等效矩形成形體50的比較範例，也進行了彎曲應力的建模。第7圖中也提供了用於等效流動矩形成形體50的相對彎曲應力建模的結果，圖示為矩形堰彎曲應力704。第7圖中提供相對彎曲應力，作為距離槽151的底部（亦即，槽151的底部153）的距離的函數。
如第7圖所示，增加漸縮的增強件大大減少了堰的底部所經受的彎曲應力。藉由增加面積慣性矩和剖面模數，漸縮的增強件顯著減少了應力。堰底部3英吋處的應力可能會減少多達60％至75％。 範例2
對於具有第5A圖至第5F圖所描繪的具有梯形橫截面的槽251之配置的成形體250來對於堰擴展率建模。槽251的入口端40處的堰高度HW 被設定為12.95英吋，槽251的入口端40處的第一堰260和第二堰280的頂部厚度TT 被設定為1.025英吋，在槽251的入口端40處的增強厚度TR 被設定為3.525英吋。入口端40處的槽251的基部寬度WB 被設定為4.70英吋。堰高HW 從槽251的入口端40大致線性地減小到槽251的遠端42，而第一堰260和第二堰280的內表面261、281的基部寬度WB 和斜率角度α ，各自沿槽長度LT 保持固定。在槽251的入口端40，槽251的垂直橫截面積為94平方英吋（in2 ），且槽的潤濕周長為31英吋。成形體250的所計算出的水力直徑為12.0英吋。槽251的橫截面積和水力直徑的曲線圖示於第9圖中，並由元件符號290標識。第9圖亦包括用於流動等效矩形成形體50的流動等效曲線90。如第9圖所圖示，槽251的橫截面積和水力直徑的曲線290落在流動等效曲線90上，表明範例2的成形體250的堰260、280上的玻璃質量流量與用於形成流動等效曲線90的流動等效矩形成形體50相同。
作為沿著槽251從成形體250的遠端42(亦即，在第8圖中遠端42被設定為x=0)至成形體250的入口端40的長度之相對距離的函數，所建模的每年堰擴展率在第8圖中提供。為了比較，對於具有矩形堰和矩形槽51的流動等效矩形成形體50，對堰擴展率進行建模，如第2A圖至第2C圖中所描繪的。流動等效矩形成形體50具有：12.95英吋的堰高度H W 、2英吋的堰厚T 1 、T 2 以及7.75英吋的槽內部寬度W 1 。對於具有12.95英吋的堰高度和2英吋的堰厚度之流動等效矩形成形體50的橫截面積與水力直徑的關係曲線在第10圖中由元件符號92表示，該元件符號92位於流動等效曲線90上。兩種模型都使用相同的熱負荷和機械負荷條件。在第8圖中提供了用於流動等效矩形成形體50的經建模的堰擴展率，且用元件符號804標識。
如圖第8圖所示，具有梯形槽251的成形體250的堰擴展率802在離成形體250的遠端42的相對長度為約0.85(亦即，在槽長度L T 的85%)處呈現最大堰擴展率U T,MAX 。流動等效矩形成形體50的比較範例在離成形體50的遠端42的相對長度為約0.85之大致相同的位置處，具有最大堰擴展率U R,MAX 。具有梯形槽251的成形體250表現出比流動等效矩形成形體50的UR,MAX 小63％的UT,MAX 。因此，成形體250的堰260、280之增強（產生具有梯形橫截面的槽251）可使堰擴展的最大速率降低高達63％。 比較範例1
第2A圖至第2C圖之流動等效矩形成形體50在固定生產率下固定操作時間後的流動變化係由以下方式所計算：在停用矩形成形體50之後對於堰下垂以及堰擴散進行實際剖析量測。流動等效矩形成形體50的預測流動變化902在第9圖中作為離成形體50的入口端40的相對距離的函數以圖形示出。如第9圖所圖示，最大流量變化904（亦即，流量變化的最大絕對值）出現在與成形體50的入口端40相距約0.05的相對長度處，在此處圖示出堰上的玻璃質量流量每英吋每小時減少8磅以上（磅/小時/英吋）。 比較範例2
將第2A圖至第2C圖之流動等效矩形成形體50在固定生產率下固定操作時間後的流動變化建模。比較範例2的流動等效矩形成形體50的尺寸與比較範例1的流動等效矩形成形體50的尺寸相同，但比較範例2是使用低潛變鋯石耐火材料作為結構材料來建模。與普通鋯石耐火材料相比，低潛變鋯石耐火材料表現出更大的抗堰擴展性。比較範例2的流動等效矩形成形體50的建模流量變化906在第9圖中作為離成形體50的入口端40的距離的函數以圖形示出。如第9圖所圖示中，最大流量變化908（亦即，流量變化的最大絕對值）出現在距成形體50的入口端40約0.05的相對長度處，在該處堰上的玻璃質量流量圖示為減少超過6磅/小時/英吋。如預期的，使用對堰擴展更有抵抗力的不同材料導致比較範例2的最大流量變化908小於比較範例1的最大流量變化904。 範例3
第2A圖至第2C圖中的第三流動等效矩形成形體50的流動變化是在固定的生產率下固定操作時間後建模的。實施例3的矩形成形體50的尺寸與比較範例1的等效流動矩形成形體50的尺寸相同，但範例3是使用低潛變鋯石耐火材料作為結構材料來建模。此外，範例3的第三成形體用從模擬中去除堰擴展效應來建模，以顯示減少堰擴展的正面影響。矩形成形體的模擬流動變化910在第9圖中作為離成形體50的入口端40之距離的函數而描繪。在第9圖中，最大流量變化912（亦即，流量變化的最大絕對值）出現在距成形主體50的入口端40約0.05的相對長度處，在該點處在第一堰60和第二堰80上的玻璃質量流量顯示出小於5磅/小時/英吋之減少。與比較範例2的最大流量變化908相比（具有相同的材料，但在模擬中包括堰擴展效應），實施例3的成形體50的最大流量變化912，從模擬中去除堰的擴展效應，展現了45%的流量變化的進步。因此，展示從模擬中除去堰擴展效應，而導致以下結果：和比較範例2的流動等效矩形成形體50的使用壽命相比，範例3的成形體50的使用壽命延長了1.8倍左右。
對使用壽命改進的估計係假定不發生堰擴展，這將是最大的改進。為了估計使用壽命的實際改進，比較範例2的流動等效矩形成形體50的使用壽命的1.8倍之使用壽命的最大改進可以乘以範例2的63％的堰擴展的減少量。不考慮堰展度的範例3的成形體50的使用壽命估計的改善，係比較範例2的流動等效矩形成形體50的估計使用壽命的約1.5倍。
基於前述內容，現在應該理解的是，本文所述的實施例涉及用於玻璃成形設備的成形體。本文所述的成形體可以被構造成減輕由於材料潛變和熔融玻璃對堰內部垂直表面的壓力所引起的成形體之堰的向外翹曲的肇始，從而延長成形體的使用壽命。
儘管本文已經描述了用於減輕成形體之堰的向外翹曲的肇始的各種實施例和技術，但是應該理解，可設想該等實施例和技術中的每一者可以單獨使用或連同一個或更多的實施例和技術一起使用。
對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者而言顯而易見的是，可以對本文描述的實施例進行各種修改和變化，而不脫離所請標的的精神和範疇。因此，本說明書意欲覆蓋本文描述的各種實施例的修改和變化，只要此種修改和變化落入所附申請專利範圍及其均等的範疇內。
10‧‧‧成形裝置12‧‧‧玻璃帶/玻璃片14‧‧‧熔化容器15‧‧‧批量材料16‧‧‧儲存桶17‧‧‧批量輸送設備18‧‧‧馬達20‧‧‧控制器22‧‧‧水平探針24‧‧‧立管26‧‧‧第一連接管28‧‧‧澄清容器30‧‧‧第二連接管32‧‧‧混合容器34‧‧‧輸送導管36‧‧‧輸送容器38‧‧‧降流管40‧‧‧入口端42‧‧‧遠端44‧‧‧第一成形表面45‧‧‧第二成形表面46‧‧‧根部47‧‧‧拉引平面48‧‧‧接合處50‧‧‧成形體51‧‧‧槽52‧‧‧上部53‧‧‧基部60‧‧‧第一堰62‧‧‧第一外表面63‧‧‧頂部80‧‧‧第二堰82‧‧‧第二外表面90‧‧‧流動等效曲線92‧‧‧關係曲線150‧‧‧成形體151‧‧‧槽152‧‧‧上部153‧‧‧基部158‧‧‧縱向中點160‧‧‧第一堰161‧‧‧第一內表面162‧‧‧第一外表面163‧‧‧頂部166‧‧‧增強部分168‧‧‧垂直部分170‧‧‧彎曲部分171‧‧‧垂直部分180‧‧‧第二堰181‧‧‧第二內表面182‧‧‧第二外表面250‧‧‧成形體251‧‧‧槽252‧‧‧上部253‧‧‧基部258‧‧‧縱向中點260‧‧‧第一堰261‧‧‧第一內表面262‧‧‧第一外表面263‧‧‧頂部264‧‧‧垂直平面266‧‧‧增強部分280‧‧‧第二堰281‧‧‧第二內表面282‧‧‧第二外表面290‧‧‧曲線702‧‧‧相對彎曲應力704‧‧‧矩形堰彎曲應力802‧‧‧堰擴展率804‧‧‧堰擴展率902‧‧‧預測流動變化904‧‧‧最大流量變化906‧‧‧建模流量變化908‧‧‧最大流量變化910‧‧‧模擬流動變化912‧‧‧最大流量變化
第1圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的玻璃成形裝置；
第2A圖示意性地描繪了用於玻璃成形裝置的習知成形體；
第2B圖示意性地描繪了第2A圖的習知成形體的沿剖面線2B-2B截取的橫截面；
第2C圖示意性地描繪了第2A圖的習知成形體的上視圖；
第3圖係具有不同槽尺寸但相同越堰質量流動率的五個流動等效矩形成形體的橫截面積（x軸）相對於水力直徑（y軸）的線圖；
第4A圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的成形體的側視圖；
第4B圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的第4A圖之成形體的上視圖；
第4C圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的第4A圖之成形體的另一實施例的上視圖；
第4D圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的，沿靠近成形體入口端之剖面線4D-4D截取的第4A圖之成形體的橫截面；
第4E圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的，在成形體中央之剖面線4E-4E截取的第4A圖之成形體的橫截面；
第4F圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的，沿靠近成形體遠端之剖面線4F-4F截取的第4A圖之成形體的橫截面；
第5A圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的成形體的側視圖；第5B圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的第5A圖之成形體的上視圖；第5C圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的第5A圖之成形體的另一實施例的上視圖；第5D圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的，沿靠近成形體入口端之剖面線5D-5D截取的第5A圖之成形體的橫截面；第5E圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的，在成形體中央之剖面線5E-5E截取的第5A圖之成形體的橫截面；第5F圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的，沿靠近成形體遠端之剖面線5F-5F截取的第5A圖之成形體的橫截面；第6A圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的成形體的側視圖；第6B圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的第6A圖之成形體的上視圖；第6C圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的第6A圖之成形體的另一實施例的上視圖；第6D圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的，沿靠近成形體入口端之剖面線6D-6D截取的第6A圖之成形體的橫截面；第6E圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的，在成形體中央之剖面線6E-6E截取的第6A圖之成形體的橫截面；
第6F圖示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或更多實施例的，沿靠近成形體遠端之剖面線6F-6F截取的第6A圖之成形體的橫截面；
第7圖係根據本文所示和所述的一個或更多實施例的，作為第4A圖至第4F圖之成形體的堰高度（x軸）之函數的相對彎曲應力（y軸）的線圖；
第8圖係根據本文所示和所述的一個或更多實施例的，作為第5A圖至第5F圖之成形體的從槽遠端起的相對長度（x軸）之函數的堰擴展率（y軸）的線圖；
第9圖係根據本文所示和所述的一個或更多實施例的，在一段操作時間後作為成形體的從槽入口端起的相對長度（x軸）之函數的第6A圖至第6F圖之成形體之質量流動率變化（y軸）的線圖；
第10圖係根據本文所示和所述的一個或更多實施例的，具有不同槽尺寸但相同越堰質量流動率以及第5A圖至第5F圖的成形體的截面積與水力直徑的五個流動等效矩形成形體的橫截面積（x軸）相對於水力直徑（y軸）的線圖。
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國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
40‧‧‧入口端
42‧‧‧遠端
44‧‧‧第一成形表面
46‧‧‧根部
47‧‧‧拉引平面
48‧‧‧接合處
150‧‧‧成形體
152‧‧‧上部
153‧‧‧基部
158‧‧‧縱向中點
160‧‧‧第一堰
162‧‧‧第一外表面
163‧‧‧頂部

Claims (12)

  1. 一種一玻璃成形裝置的成形體，包含：用於接收熔融玻璃的一槽，該槽包含：一第一堰、與該第一堰間隔開的一第二堰、在該第一堰和該第二堰之間延伸的一基部、一入口端、與該入口端相對的一遠端以及從該入口端延伸至該遠端的一長度，其中：該第一堰和該第二堰之每一者包含：一傾斜內表面，該傾斜內表面從該基部延伸至該個別堰的一頂部，該傾斜內表面以一角度相對於一垂直平面而定向，該槽之該基部的一寬度比該槽之一頂部寬度小，使得該槽的橫截面在該長度的至少一部分上為梯形，該槽的該頂部寬度從該槽的該入口端至該槽的該遠端為固定的，且在該傾斜內表面與該垂直平面之間的該角度沿著該長度的該至少一部分而變化。
  2. 如請求項1所述之成形體，其中該槽之該基部的該寬度沿著該長度的至少一部分而變化。
  3. 如請求項1所述之成形體，其中該長度的該至少一部分從該槽的該入口端延伸一距離，該距離為 該長度的0.25至0.5倍。
  4. 一種一玻璃成形裝置的成形體，包含：用於接收熔融玻璃的一槽，該槽包含：一第一堰、與該第一堰間隔開的一第二堰、在該第一堰和該第二堰之間延伸的一基部、一入口端、與該入口端相對的一遠端以及從該入口端延伸至該遠端的一長度，其中：該第一堰和該第二堰之每一者包含：一傾斜內表面，該傾斜內表面從該基部延伸至該個別堰的一頂部，該傾斜內表面以一角度相對於一垂直平面而定向；該槽之該基部的一寬度比該槽之一頂部寬度小，使得該槽的橫截面在該槽長度的至少一部分上為梯形；該槽之該基部的該寬度從該槽的該入口端至該槽的該遠端為固定的；該槽的該頂部寬度沿著該長度的該至少一部分而變化。
  5. 如請求項4所述之成形體，其中該長度的該至少一部分從該槽的該入口端延伸一距離，該距離為該長度的0.25至0.5倍。
  6. 一種一玻璃成形裝置的成形體，包含： 用於接收熔融玻璃的一槽，該槽包含：一第一堰、與該第一堰間隔開的一第二堰、在該第一堰和該第二堰之間延伸的一基部、一入口端、與該入口端相對的一遠端以及從該入口端延伸至該遠端的一長度，其中：該第一堰和該第二堰之每一者包含：一頂端厚度以及一傾斜內表面，該傾斜內表面以一角度相對於一垂直平面而定向；該槽之該基部的一寬度比該槽之一頂部寬度小，使得該槽的橫截面在該長度的至少一部分上為梯形，並沿著該長度的該至少一部分而變化；在該傾斜內表面與該垂直平面之間的該角度從該槽的該入口端至該槽的該遠端為固定的；且該槽之該基部的該寬度沿著該槽長度的該至少一部分而變化。
  7. 如請求項6所述之成形體，其中該槽之該頂部寬度沿著該長度的該至少一部分而變化。
  8. 如請求項6所述之成形體，其中該長度的該至少一部分從該槽的該入口端延伸一距離，該距離為該長度的0.25至0.5倍。
  9. 一種一玻璃成形裝置的成形體，包含：用於接收熔融玻璃的一槽，該槽包含：一第一堰、 與該第一堰間隔開的一第二堰、在該第一堰和該第二堰之間延伸的一基部、一入口端、與該入口端相對的一遠端以及從該入口端延伸至該遠端的一長度，其中：該第一堰和該第二堰之每一者包含：一頂端厚度以及一傾斜內表面，該傾斜內表面以一角度相對於一垂直平面而定向；該槽之該基部的一寬度比該槽之一頂部寬度小，使得該槽的橫截面在該長度的至少一部分上為梯形；在該傾斜內表面與該垂直平面之間的該角度、該槽的該頂部寬度以及該槽之該基部的該寬度沿著該長度的該至少一部分而變化。
  10. 如請求項9所述之成形體，其中在該傾斜內表面與該垂直平面之間的該角度、該槽的該頂部寬度以及該基部的該寬度從該槽的該入口端往該遠端在一距離上變化，該距離為該長度的0.25至0.5倍。
  11. 一種一玻璃成形裝置的成形體，包含：用於接收熔融玻璃的一槽，該槽包含：一第一堰、與該第一堰間隔開的一第二堰、在該第一堰和該第二堰之間延伸的一基部、一入口端、與該入口端相對的一遠端以及從該入口端延伸至該遠端的一長度，其 中：該第一堰和該第二堰之每一者包含：一頂部以及一增強部分，該頂部包含：一頂部厚度，該增強部分從該基部往該頂部向上延伸；每一增強部分包含：一彎曲內表面；該槽的該基部在該第一堰的該彎曲內表面與該第二堰的該彎曲內表面之間延伸；沿著該槽的該長度的至少一部分，該槽之該基部的一寬度比該槽之一頂部寬度小；且該槽之該基部的該寬度沿著該長度的該至少一部分而變化。
  12. 如請求項11所述之成形體，其中該第一堰的該增強部分從該槽的該基部延伸至該第一堰的該頂部，且該第二堰的該增強部分從該槽的該基部延伸至該第二堰的該頂部。
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