TWI816892B - 用於在玻璃製作工序中減輕貴金屬元件的電化腐蝕的裝置及方法 - Google Patents

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Abstract

揭露了用於形成玻璃製品的裝置及方法,其中藉由沿著第一電路徑在相對的供電的電極之間在熔融玻璃中建立電流來在耐火容器中加熱熔融玻璃。該熔化容器包括與該熔融玻璃接觸的貴金屬元件,及該貴金屬元件附近的至少一個不供電的電極。該至少一個不供電的電極及該貴金屬元件分別形成與該第一電路徑並聯的第二電路徑及第三電路徑,使得該第二電路徑中的電流減少,藉此減少該貴金屬元件中的電化反應。

Description

用於在玻璃製作工序中減輕貴金屬元件的電化腐蝕的裝置及方法
此申請案主張於2018年9月28日所提出的第62/738,129號美國臨時專利申請案的優先權權益,該申請案的整體內容在本文中如同在下文中被完全闡述般地以引用方式依附及併入本文中。
本揭示內容與用於形成玻璃製品的裝置及方法相關,且更詳細而言是與用於減輕用於生產玻璃製品的耐火容器中的貴金屬元件的電化腐蝕的裝置及方法相關。
在玻璃的商業熔化中,存在將能量輸入到熔化工序中的兩種主要手段:傳導或輻射來自化石燃料的燃燒的能量,及/或藉由在浸入在玻璃中的電極之間建立電流來對玻璃焦耳加熱。因為電能的較高的效率、較少的環境影響、及工序彈性,所以電能是優選的。然而,批料(前驅物材料)一般是不導電的,且因此可以使用非電氣的方法擇一作為起始加熱方法或熱增強方法。例如,在一些方法中,可以將化石燃料與電的組合用作能量的來源,其中批料起初由燃燒器加熱以形成導電的熔融材料,然後進一步地藉由電流加熱熔融材料(在下文中稱為「熔融玻璃」)。
對於利用電流來加熱熔融玻璃的大部分玻璃而言,電極在熔化容器的耐火壁附近或中沿著熔化容器長度的至少一部分浸入在熔融玻璃中。一般而言,電極被佈置為使得沿著熔化容器的一側的電極具有沿著熔化容器的另一側的對應電極,該等電極向熔化容器電氣「射擊」(即傳遞電流)通過熔融玻璃。對於給定的熔化容器而言,可以存在跨熔化容器的寬度提供交流電流的多個獨立受控的電路。以前曾認為,給定電路中的電流在與熔化容器中的其他元件的交互作用很少或沒有交互作用的情況下從一個電極行進通過熔融玻璃且在熔化容器的相對側的對應電極處離開熔化容器。最近的實驗工作顯示,跨熔化容器延伸的電流也可以傳導通過熔化容器中的金屬元件(例如連接導管、熱電偶護套、起泡管、分接頭、或其他的金屬元件)且與該等金屬元件交互作用。這些金屬元件中的許多可以由貴金屬(例如鉑族金屬或其合金)所形成,以抵抗熔融玻璃的高溫及腐蝕性環境。因為這些貴金屬具有比熔融玻璃低的電阻率數量級,電極之間的電壓場中或附近的貴金屬元件可以成為電流路徑。因此,電流在貴金屬元件的面向電路中的電極中的一者的一側進入貴金屬元件,且在面向電路中的相對電極的相對側離開貴金屬元件。此電流的大小與施加到給定電極電路的電流成正比。射擊通過貴金屬的電流可能腐蝕貴金屬且產生在熔融玻璃中形成夾雜物(種子)的氣體。此種貴金屬腐蝕也可能在貴金屬元件在熔融玻璃中腐蝕時產生固體夾雜物,以及貴金屬元件的損壞及/或破壞。隨著玻璃工業轉向低電阻率及超低電阻率的玻璃以用於電子顯示器或其他的應用,貴金屬的腐蝕問題日益嚴重,因為為了在熔融玻璃中獲得等效的電功率需要較大的電流值。從生產此類玻璃的熔化容器引出的導管的實地觀察已經顯示來自此種機制的可測量到的貴金屬腐蝕。
所需要的是一種減少通過可能暴露於利用焦耳加熱的熔化容器中的熔融玻璃的貴金屬元件的電流的方法,藉此減少氣態及/或顆粒夾雜物。
依據本揭示內容,揭露了一種用於形成玻璃製品的裝置,該裝置包括:耐火容器,界定該耐火容器內部的空間;複數個供電的電極,暴露於該內部空間;貴金屬元件,暴露於該內部空間;及至少一個不供電的電極,定位在該內部空間中在該貴金屬元件附近且被配置為從該貴金屬元件使電流分流。例如,該裝置可以包括:電源,通過導電體連接到該複數個供電的電極,該複數個供電的電極及該電源包括第一電流路徑;該貴金屬元件、該電源、及該複數個供電的電極包括第二電流路徑,該第二電流路徑的至少一部分與該第一電流路徑的至少一部分並聯;及該至少一個不供電的電極、該電源、及該複數個供電的電極包括第三電流路徑,該第三電流路徑的至少一部分與該第二電流路徑的該至少一部分並聯。
該至少一個不供電的電極可以例如包括複數個不供電的電極(例如一對不供電的電極),該複數個不供電的電極通過該耐火容器的底壁延伸到該內部空間中。在一些實施例中,延伸通過該耐火容器的該底壁的該複數個不供電的電極可以藉由定位在該內部空間外部的導電體來連接。
在一些實施例中,該至少一個不供電的電極可以包括複數個不供電的電極(例如一對不供電的電極),該複數個不供電的電極通過該耐火容器的壁延伸到該內部空間中。延伸通過該耐火容器的壁的該複數個不供電的電極可以例如藉由定位在該內部空間外部的導電體來連接。
在一些實施例中,該至少一個不供電的電極可以包括複數個不供電的電極(例如一對不供電的電極),該複數個不供電的電極通過該耐火容器的頂壁延伸到該內部空間中。延伸通過該頂壁的該複數個不供電的電極可以例如藉由不與該內部空間中的大氣接觸的導電體來連接。
在各種實施例中,可以沿著該耐火容器的長度的至少一部分將該複數個供電的電極佈置成列。
該複數個供電的電極可以通過該耐火容器的底壁延伸到該內部空間中,然而在另外的實施例中,該複數個供電的電極也可以通過該耐火容器的壁暴露於該內部空間。
在實施例中,該複數個供電的電極可以包括錫或鉬。例如,該等供電的電極可以包括鉬(Mo)、MoZrO2 、或氧化錫(例如SnO2 )。
在實施例中,該至少一個不供電的電極可以包括錫或鉬。例如,該等不供電的電極可以包括鉬(Mo)、MoZrO2 、或氧化錫(例如SnO2 )。
在各種實施例中,該貴金屬元件可以包括起泡管、熱電偶、或導管中的至少一者,該導管被配置為熔融玻璃的流動路徑。
在其他的實施例中,揭露了一種用於形成玻璃製品的裝置,該裝置包括:熔化容器,界定該熔化容器內部的熔化空間;第一供電的電極及第二供電的電極,該第一供電的電極及該第二供電的電極暴露於該熔化空間且包括該第一供電的電極與該第二供電的電極之間的第一電流路徑;電源,連接到該第一供電的電極及該第二供電的電極;貴金屬元件,暴露於該熔化空間,該貴金屬元件包括該第一供電的電極與該第二供電的電極之間的第二電流路徑,該第二電流路徑的至少一部分與該第一電路徑的至少一部分並聯;及至少一個不供電的電極,定位在該熔化空間中在該貴金屬元件附近且包括該第一供電的電極與該第二供電的電極之間的第三電路徑,該第三電流路徑的至少一個與該第二電路徑的該至少一部分並聯。
該至少一個不供電的電極可以通過該熔化容器的底壁延伸到該熔化空間中。在其他的實施例中,該至少一個不供電的電極可以延伸通過該熔化容器的壁,且在又其他的實施例中,該至少一個不供電的電極可以延伸通過該熔化容器的頂壁。在一些實施例中,該至少一個不供電的電極可以延伸通過該熔化容器的底壁、該熔化容器的壁、或該熔化容器的頂壁中的任一者或更多者。
在該至少一個不供電的電極延伸通過該熔化容器的頂壁且通過該熔融玻璃上方(例如該熔化空間上方)的大氣的實施例中,該至少一個不供電的電極可以包括包覆層。該包覆層可以例如包括貴金屬包覆層。
在一些實施例中,該至少一個不供電的電極可以包括藉由該熔化空間外部的導電體連接的複數個不供電的電極。
在各種實施例中,該第一供電的電極及該第二供電的電極可以包括錫或鉬。例如,該第一供電的電極及該第二供電的電極可以包括Mo、MoZrO2 、或SnO2
在各種實施例中,該至少一個不供電的電極可以包括錫或鉬。例如,該至少一個不供電的電極可以包括Mo、MoZrO2 、或SnO2
在實施例中,該貴金屬元件可以包括起泡管、熱電偶、或導管中的至少一者,該導管被配置為熔融玻璃的流動路徑。
在又其他的實施例中,描述了一種用於形成玻璃製品的方法,該方法包括以下步驟:沿著熔化容器的熔化空間中的複數個供電的電極之間的第一電流路徑建立第一電流,該熔化空間包括熔融玻璃及與該熔融玻璃接觸的貴金屬元件,該第一電流路徑延伸通過該熔融玻璃且不延伸通過該貴金屬元件;沿著該複數個供電的電極之間的該熔融玻璃中的第二電流路徑建立第二電流,該第二電流路徑的至少一部分包括該貴金屬元件且與該第一電流路徑的至少一部分並聯;及沿著該複數個供電的電極之間的該熔融玻璃中的第三電流路徑建立第三電流,該第三電流路徑的至少一部分包括該貴金屬元件附近的至少一個不供電的電極,使得該第三電流路徑的至少一部分與該第二電流路徑並聯。
在實施例中,該第三電路徑的電阻可以小於該第二電路徑的電阻。
該貴金屬元件可以包括鉑,例如鉑合金,例如鉑-銠合金。
在一些實施例中,該貴金屬元件可以包括熱電偶、起泡管、或導管中的至少一者,該導管被配置為該熔融玻璃的流動路徑。
在各種實施例中,該至少一個不供電的電極可以包括錫或鉬。例如,該至少一個不供電的電極可以包括Mo、MoZrO2、或SnO2。
在各種實施例中,該對供電的電極可以包括錫或鉬。例如,該第一供電的電極及該第二供電的電極可以包括Mo、MoZrO2 、或SnO2
在一些實施例中,該至少一個不供電的電極可以包括藉由不與該熔融玻璃接觸的導電體來連接的至少兩個不供電的電極。
該方法可以更包括以下步驟:從形成主體拉出該熔融玻璃以產生該玻璃製品。
在一些實施例中,該玻璃製品是玻璃條帶,然而在其他的實施例中,該玻璃製品也可以是桿、片材、管子、容器、包殼、或用於預期的最終用途的任何其他形狀。
在一些實施例中,該方法可以更包括以下步驟:切割該玻璃條帶以形成分離的玻璃條帶(例如玻璃片)。
在又其他的實施例中,描述了用於形成玻璃製品的裝置,該裝置包括:耐火容器,界定該耐火容器內部的熔化空間;複數個供電的電極,定位在該熔化空間中,該複數個供電的電極電連接到電源;貴金屬元件,至少部分地定位在該熔化空間中,該貴金屬元件不電連接到該電源;及至少一個不供電的電極,定位在該內部空間中在該貴金屬元件附近,該至少一個不供電的電極不電連接到該電源。
該至少一個不供電的電極可以包括鉬或錫。
在實施例中,該貴金屬元件可以包括起泡管、熱電偶、或導管中的至少一者,該導管被配置為熔融玻璃的流動路徑。
在一些實施例中,該裝置可以更包括:一定量的熔融玻璃,容納在該熔化空間內且與該複數個供電的電極、該貴金屬元件、及該至少一個不供電的電極接觸。
在一些實施例中,該複數個供電的電極可以界定通過該熔融玻璃的第一電流路徑,該複數個供電的電極及該貴金屬元件可以界定通過該熔融玻璃且與該第一電流路徑並聯的第二電流路徑,且該複數個供電的電極及該至少一個不供電的電極可以界定通過該熔融玻璃且與該第二電流路徑並聯的第三電流路徑。
將在隨後的詳細說明中闡述本文中所揭露的實施例的額外特徵及優點,且本領域中的技術人員將藉由該說明理解該等特徵及優點的一部分,或藉由實行如本文中所述的實施例來認識該等特徵及優點,該等實施例包括了隨後的詳細說明、請求項、以及附圖。
要瞭解,前述的一般說明及以下的詳細說明呈現了實施例,該等實施例旨在提供概觀或架構以供瞭解本文中所揭露的實施例的本質及特性。包括了附圖以提供進一步的瞭解,且該等附圖被併入及構成此說明書的一部分。該等附圖繪示本揭示內容的各種實施例,且與說明書一起解釋本揭示內容的原理及操作。
現將詳細參照本揭示案的實施例,該等實施例的示例被繪示在附圖中。將儘可能使用相同的參考標號來在所有附圖指稱相同或類似的部件。然而,可以用許多不同的形式來實施此揭示內容,且此揭示內容不應被視為限於本文中所闡述的實施例。
如本文中所使用的,用語「約」意味著,數量、尺寸、配方、參數、及其他量及特性是不準確或不需要是準確的,而是依需要可以是近似及/或較大或較小的反射容差、轉換因素、捨入、測量誤差等等、及本領域中的技術人員所習知的其他因素。
在本文中可以將範圍表示為從「約」一個特定值及/或到「約」另一個特定值。當表達此類範圍時,另一個實施例包括從該一個特定值到該另一個特定值。類似地,在藉由使用先行詞「約」將值表示為近似值時,將瞭解到,該特定值形成了另一個實施例。將進一步瞭解,範圍中的每一者的端點與另一個端點相比是有意義的(significant)且是與另一個端點無關地有意義的。
如本文中所使用的方向性用語(例如上、下、右、左、前、後、頂、底)是僅參照如所繪製的圖式而作出的,且不是要暗示絕對的定向。
除非另有明確表明,絕不要將本文中所闡述的任何方法解釋為需要其步驟用特定的順序執行,也絕不是需要任何的裝置、特定的定向。因此,若一個方法請求項實際上並未記載要由其步驟依循的順序,或任何裝置請求項實際上並未記載個別元件的順序或定向,或在請求項或說明書中未另有具體表明步驟要受限於特定的順序,或未記載裝置的元件的特定順序或定向,則絕不要在任何方面推斷順序或定向。這對於用於解譯的任何可能的非明示基礎都是如此,包括:針對步驟、操作流程、元件順序、或元件定向的佈置的邏輯事項;推導自文法組織或標點符號的一般意義,及;說明書中所述的實施例的數量或類型。
如本文中所使用的,單數形式「一個」及「該」包括了複數的指涉對象,除非上下文另有清楚指示。因此,例如對於「一個」元件的指稱包括了具有二或更多個此類元件的態樣,除非上下文另有清楚指示。
用詞「示例性」、「示例」、或其各種形式在本文中用來意指充當一個示例、實例、或說明。不應將本文中描述為是「示例性的」或描述為「示例」的任何態樣或設計解釋為相對於其他的態樣或設計是優選的或有利的。並且,僅為了明確及瞭解的目的而提供示例,且該等示例並不是要用任何方式限制或約束此揭示內容所揭露的標的或相關的部分。可以理解,範圍不同的無數額外的或替代的示例可能已被呈現也可能已為了簡明起見而省略。
如本文中所使用的,應將用語「包括」及其變型解釋為是同義的及開放式的,除非另有指示。過渡語句「包括」之後的構件清單是非排他的清單,使得也可以存在除了該清單中所具體記載的彼等構件以外的構件。
如本文中所使用的用語「實質」、「實質上」、及其變型旨在敘述,所述特徵等於或幾乎等於一個值或描述。例如,「實質平坦」的表面旨在指示平坦或幾乎平坦的表面。並且,「實質」旨在指示兩個值是相等或幾乎相等的。在一些實施例中,「實質」可以指示在彼此約10%內的值,例如在彼此約5%內的值,或在彼此約2%內的值。
如本文中所使用的,用語「電連接的」、「電連接」、及其變型意味著藉由不包括熔融材料(例如熔融玻璃)的導電體來連接。「第一構件電連接到第二構件」可以在第一構件與第二構件之間包括額外的構件,使得額外的構件也電連接到第一構件及第二構件。也就是說,「第一構件電連接到第二構件」不被解釋為排除額外構件在連接中的存在。一般而言,此類導電體包括金屬佈線或電纜、匯流條等等,但不限於此。電連接可以更包括其他元件,包括但不限於促進元件之間的連接的電連接器(例如插頭、耳片、凸耳、螺栓等等)、電控制設備(例如電流及/或電壓控制器)、電流及/或電壓測量設備等等。
如本文中所使用的,「耐火材料」指的是非金屬材料,該等非金屬材料具有化學及物理性質,該等性質使得該等非金屬材料可適用於暴露於大於538℃的環境的結構或可適用作暴露於大於538℃的環境的系統元件。
圖示於圖1中的是示例性玻璃製造裝置10。在一些實施例中,玻璃製造裝置10可以包括玻璃熔化熔爐12,該玻璃熔化熔爐包括熔化容器14。除了熔化容器14以外,玻璃熔化熔爐12還可以可選地包括一或更多個額外元件,例如配置為加熱原料及將原料轉換成熔融玻璃的加熱構件(例如燃燒器及/或電極)。例如,熔化容器14可以是電升溫的熔化容器,其中通過燃燒器及藉由直接加熱將能量添加到原料,其中電流穿過原料,電流藉此經由焦耳加熱添加能量到原料。在一些實施例中,熔化熔爐12可以包括前爐(參照圖9),該前爐被佈置為提供對離開熔化容器14及穿過前爐的熔融玻璃的熱調節。
在另外的實施例中,玻璃熔化熔爐12可以包括減少來自熔化容器的熱損耗的其他熱管理設備(例如絕緣元件)。在又另外的實施例中,玻璃熔化熔爐12可以包括促進將原料熔化成玻璃熔體的電子及/或電機設備。例如,玻璃熔化熔爐12(且更具體而言是玻璃熔化容器14)可以包括一或更多個熱電偶15,該一或更多個熱電偶向溫度控制裝置轉傳溫度訊號。一般而言,穿透熔化容器的一或更多個壁及/或熔化容器的底壁到熔融玻璃中的此類熱電偶包括鉑或鉑合金(例如鉑或鉑合金的護套),以保護熱電偶免於熔融玻璃的腐蝕效應。又進一步地,玻璃熔化熔爐12可以包括支撐結構(例如支撐底盤、支撐構件等等)或其他元件。在一些實施例中,熔化容器14可以更包括與氣體源(例如惰性氣體,例如氮氣,或稀有氣體中的一或更多者,或氧氣,或這些氣體中的任一者的組合,或任何其他合適的氣體)流體連通的一或更多個起泡管17。一般而言,此類起泡管包括鉑或鉑合金(例如但不限於鉑銠合金),且延伸通過熔化容器的底壁。使氣體起泡到熔融玻璃中可以協助混合熔融玻璃、調整熔融玻璃的氧化還原狀態、或可以甚至協助藉由形成氣泡來澄清熔融玻璃,熔融玻璃中的其他氣體可以擴散到該氣泡中。
玻璃熔化容器14可以由耐火材料所形成,例如耐火陶瓷材料,例如包括氧化鋁或氧化鋯的耐火陶瓷材料,然而耐火陶瓷材料也可以包括其他的耐火材料,例如替代地或用任何組合來使用的釔(例如氧化釔、氧化釔穩定的氧化鋯、磷酸釔)、鋯石(ZrSiO4 )、或氧化鋁-氧化鋯-氧化矽或甚至氧化鉻。在一些示例中,玻璃熔化容器14可以由耐火陶瓷磚構成。
在一些實施例中,可以將熔化熔爐12合併為配置為製造玻璃製品(例如不定長度的玻璃條帶)的玻璃製造裝置的元件,然而在另外的實施例中,也可以將玻璃製造裝置配置為形成其他玻璃製品,例如但不限於玻璃桿、玻璃管、玻璃包殼(例如照明設備(例如燈泡)的玻璃包殼)、及玻璃透鏡,然而也考慮許多其他的玻璃製品。在一些示例中,可以將熔化熔爐包括在玻璃製造裝置中,該玻璃製造裝置包括槽拉裝置、浮浴裝置、下拉裝置(例如熔融下拉裝置)、上拉裝置、壓製裝置、軋製裝置、管拉裝置、或會受益於本揭示內容的任何其他玻璃製造裝置。藉由示例的方式,圖1示意性地將玻璃熔化熔爐12繪示為用於熔融拉製玻璃條帶以供隨後處理成個別玻璃片或將玻璃條帶捲到捲軸上的熔融下拉玻璃製造裝置10的元件。
玻璃製造裝置10可以可選地包括定位在玻璃熔化容器14上游的上游玻璃製造裝置16。在一些示例中,可以將一部分的或整個的上游玻璃製造裝置16合併為玻璃熔化熔爐12的一部分。
如圖1中所繪示的實施例中所示,上游玻璃製造裝置16可以包括原料儲存倉18、原料遞送設備20、及連接到原料遞送設備20的馬達22。可以將原料儲存倉18配置為儲存一定量的原料24,可以將該原料通過一或更多個饋送端口饋送到玻璃熔化熔爐12的熔化容器14中,如由箭頭26所指示。原料24一般包括一或更多種玻璃形成金屬氧化物及一或更多種改性劑。在一些示例中,可以藉由馬達22對原料遞送設備20提供動力,以從儲存倉18向熔化容器14遞送預定量的原料24。在另外的示例中,馬達22可以對原料遞送設備20提供動力,以基於相對於熔融玻璃的流動方向在熔化容器14下游所感測到的熔融玻璃位凖用受控的速率引入原料24。此後,可以加熱熔化容器14內的原料24以形成熔融玻璃28。一般而言,在初始的熔化步驟中,將原料作為顆粒(例如作為各種「砂」)添加到熔化容器。原料24也可以包括來自先前的熔化及/或形成操作的碎片玻璃(即碎玻璃)。燃燒器一般用來開始熔化過程。在電升溫的熔化過程中,一旦充分地減少原料的電阻,就可以藉由在定位為與原料接觸的電極之間形成電勢來開始電升溫,藉此建立通過原料的電流,原料一般進入或處於熔融態。
玻璃製造裝置10也可以可選地包括相對於熔融玻璃28的流動方向定位在玻璃熔化熔爐12下游的下游玻璃製造裝置30。在一些示例中,可以將下游玻璃製造裝置30的一部分合併為玻璃熔化熔爐12的一部分。然而,在一些情況下,可以將下文所論述的第一連接導管32、或下游玻璃製造裝置30的其他部分合併為玻璃熔化熔爐12的一部分。
下游玻璃製造裝置30可以包括第一調節(即處理)腔室(例如澄清容器34),該第一調節腔室位在熔化容器14下游且藉由上述的第一連接導管32耦接到熔化容器14。在一些示例中,可以藉由第一連接導管32從熔化容器14向澄清容器34重力饋送熔融玻璃28。例如,重力可以將熔融玻璃28從熔化容器14向澄清容器34驅動通過第一連接導管32的內部路徑。因此,第一連接導管32提供了熔融玻璃28從熔化容器14到澄清容器34的流動路徑。然而,應瞭解,可以將其他的調節腔室定位在熔化容器14下游,例如定位在熔化容器14與澄清容器34之間。在一些實施例中,可以在熔化容器與澄清腔室之間採用調節腔室。例如,可以將來自主要熔化容器的熔融玻璃在輔助熔化(調節)容器中進一步加熱、或在進入澄清腔室之前在輔助熔化容器中冷卻到低於主要熔化容器中的熔融玻璃的溫度的溫度。
如先前所述,可以藉由各種技術從熔融玻璃28移除氣泡。例如,原料24可以包括多價化合物(即澄清劑)(例如氧化錫),該等多價化合物在被加熱時經歷化學還原反應且釋放氧。其他合適的澄清劑包括但不限於砷、銻、鐵、及鈰,然而在一些應用中基於環境的原因可能不鼓勵砷及銻的使用。將澄清容器34加熱到例如大於熔化容器溫度的溫度,藉此加熱澄清劑。由包括在熔融玻璃中的一或更多種澄清劑的溫度誘發的化學還原所產生的氧氣氣泡上升通過澄清容器內的熔融玻璃,其中熔化熔爐中所產生的熔融玻璃中的氣體可能聚結或擴散到由澄清劑所產生的氧氣氣泡中。浮力增加的擴大的氣泡可以接著上升到澄清容器內的熔融玻璃的自由面,且此後被排出澄清容器。氧氣氣泡可以在該等氣泡上升通過熔融玻璃時進一步誘發澄清容器中的熔融玻璃的機械混合。
下游玻璃製造裝置30可以更包括另一個調節腔室,例如用於混合從澄清容器34向下游流動的熔融玻璃的混合裝置36,例如攪拌腔室。混合裝置36可以用來提供均勻的玻璃熔體組成,藉此減少可能原本存在於離開澄清腔室的熔融玻璃內的化學或熱不均勻性。如所示,可以藉由第二連接導管38將澄清容器34耦接到混合裝置36。在一些實施例中,可以藉由第二連接導管38將熔融玻璃28從澄清容器34重力饋送到混合裝置36。例如,重力可以將熔融玻璃28從澄清容器34向混合裝置36驅動通過第二連接導管38的內部路徑。一般而言,混合裝置36內的熔融玻璃包括自由面,其中自由容積延伸於自由面與混合裝置的頂部之間。應注意,雖然混合裝置36被示為相對於熔融玻璃的流動方向在澄清容器34下游,但也可以在其他的實施例中將混合裝置36定位在澄清容器34上游。在一些實施例中,下游玻璃製造裝置30可以包括多個混合裝置,例如在澄清容器34上游的混合裝置及在澄清容器34下游的混合裝置。這些多個混合裝置可以具有相同的設計,或它們可以具有彼此不同的設計。在一些實施例中,容器及/或導管中的一或更多者可以包括定位在其中的固定混合葉片,以促進熔融材料的混合及後續的均勻化。
下游玻璃製造裝置30可以更包括另一個調節腔室,例如位在混合裝置36下游的遞送容器40。遞送腔室40可以調節要饋送到下游形成設備中的熔融玻璃28。例如,遞送腔室40可以充當累積器及/或流量控制器以調整熔融玻璃28的流量及藉由出口導管44向形成主體42提供一致流量的熔融玻璃。在一些實施例中,遞送腔室40內的熔融玻璃可以包括自由面,其中自由容積從自由面向上延伸到遞送腔室的頂部。如所示,可以藉由第三連接導管46將混合裝置36耦接到遞送腔室40。在一些示例中,可以藉由第三連接導管46將熔融玻璃28從混合裝置36重力饋送到遞送容器40。例如,重力可以將熔融玻璃28從混合裝置36向遞送腔室40驅動通過第三連接導管46的內部路徑。
下游玻璃製造裝置30可以更包括形成裝置48,該形成裝置包括上述的形成主體42(包括入口導管50)。可以將出口導管44定位為從遞送容器40向形成裝置48的入口導管50遞送熔融玻璃28。熔融下拉玻璃製作裝置中的形成主體42可以包括定位在形成主體的上表面中的流槽52及沿著形成主體的底緣(根部)56在拉製方向上收歛的收斂形成面54(僅示出一個表面)。經由遞送容器40、出口導管44、及入口導管50遞送到形成主體流槽52的熔融玻璃溢出流槽52的壁,且沿著收斂形成面54下降成為單獨的熔融玻璃流。單獨的熔融玻璃流在根部56下方且沿著該根部接合,以產生單個熔融玻璃條帶58,該熔融玻璃條帶是藉由以下步驟在拉製方向60上沿著拉製平面從根部56拉製的:向玻璃條帶施加向下張力(例如重力),及/或拉動滾筒組件(未示出),以在熔融玻璃冷卻且材料的黏度增加時控制玻璃條帶的尺度。因此,玻璃條帶58經歷黏彈性過渡而到彈性態,且獲得給予玻璃條帶58穩定的尺度特性的機械性質。在一些實施例中,可以藉由玻璃分離裝置(未示出)將玻璃條帶58分離成個別的玻璃片62,而在另外的實施例中,可以將玻璃條帶纏繞到捲軸上及儲存以供進一步處理。
下游玻璃製造裝置30的元件(包括連接導管32、38、46、澄清容器34、混合裝置36、遞送容器40、出口導管44、或入口導管50中的任一者或更多者)可以由貴金屬所形成。合適的貴金屬包括選自由以下項目所組成的群組的鉑族金屬:鉑、銥、銠、鋨、釕、及鈀、或上述項目的合金。例如,玻璃製造裝置的下游元件可以由鉑銠合金所形成,該鉑銠合金包括從約70重量百分比到約90重量百分比的鉑及約10重量百分比到約30重量百分比的銠。然而,用於形成玻璃製造裝置的下游元件的其他合適金屬可以包括鉬、錸、鉭、鈦、鎢、及上述項目的合金。
雖然玻璃製作裝置10的構件被示出且描述為熔融下拉玻璃製作構件,但也可以將本揭示內容的原理應用於各式各樣的玻璃製作工序。例如,可以將依據本揭示內容的實施例的熔化容器用在此類多種多樣的玻璃製作工序中作為熔融工序、槽拉工序、軋製工序、壓製工序、浮製工序、管拉工序等等。
參照圖2A,示出(非依比例示出)了示例性耐火熔化容器14的平面圖,該熔化容器包括至少一個側壁、及底壁。熔化容器14可以更包括頂壁(例如冠頂)。在一些實施例中,該至少一個側壁可以包括多個側壁,該等側壁例如用具有多邊形覆蓋區域的多邊形形狀佈置,例如如圖2A中所示的矩形,然而在另外的實施例中,該至少一個側壁也可以是單個側壁且形成圓形、橢圓形、或其他彎曲的覆蓋區域。為了論述而非限制,將更詳細地描述圖1的具有矩形覆蓋區域的示例性熔化容器14,應瞭解以下說明可同等適用於其他的熔化容器形狀。
如圖2A中所示,示例性的熔化容器14包括後壁100、前壁102、第一側壁104及第二側壁106、底壁(例如底板)108、及頂壁(在下文中稱為冠頂109),該頂壁延伸於後壁、前壁、與側壁之間且延伸於底壁上方。後壁、前壁、側壁、及底壁界定內部空間110(例如用於將批料24處理成熔融材料28(在下文中稱為熔融玻璃)的熔化空間)。熔化容器14可以更包括延伸通過前壁102的第一連接導管32,通過該第一連接導管,熔融玻璃28可以從熔化空間110向下游的工序流動。熔化容器14可以又更包括複數個電極112,該複數個電極延伸通過底壁108到熔化空間110中,然而在另外的實施例中,該複數個電極112也可以通過第一側壁104及第二側壁106或甚至通過冠頂109暴露於熔化空間110且在一些實施例中延伸到該熔化空間中。取決於安置及操作,該複數個電極112可以包括例如鉬(例如Mo或MoZrO2 )或錫(例如氧化錫),且可以形成為桿、塊體、板子、或其他合適的形狀。
在各種實施例中,該複數個電極112可以定位在電極固持器(未示出)中,該等電極固持器提供電極的移動。例如,隨著時間的推移,由於侵蝕、腐蝕、及溶解在熱熔融玻璃中,電極的長度可能減少。因此,可能需要時常「推動」電極,藉此將暴露於熔融玻璃的電極的長度延長到預定值。電極固持器可以更提供電極的冷卻。電極的冷卻可以例如增加電極的壽命。此外,在一些實施例中,電極固持器與電極之間的間隙可以填有熔融玻璃。冷卻增加了間隙中的熔融玻璃的黏度,藉此形成了可以防止熔融玻璃從熔化容器洩漏通過間隙的玻璃密封件,且可以進一步在電極與電極所穿過的耐火壁之間形成有效的電隔離。藉由減少冷卻使得間隙中的玻璃再次變得熔融(黏度減少)、移動電極、然後增加冷卻以在間隙中再次形成玻璃密封件,可以移動(例如「推動」)電極。
該複數個電極112可以電連接到一或更多個電源(例如交流電流電源),該一或更多個電源形成用於建立通過熔融玻璃28的電流的一或更多個電路。例如,可以將該複數個電極112佈置為預定電路中的電極對,其中該電路中的該對電極中的一個電極定位在熔化容器14的一側(中心線CL的一側),且該電路中的該對電極中的另一個電極定位在熔化容器14的相對側(中心線CL的相對側),該對電極由電連接到該對電極的電源供電。然而,可以用其他的佈置來配置該複數個電極,其中預定的電路可以包括多於兩個的電極,例如三個電極、四個電極、或更多個。電連接到預定電路(例如一對電極)中的電極的電源在電極之間的熔融玻璃中建立電流。預定電路可以包括額外的構件,包括但不限於促進元件之間的電連接的電連接器(例如插頭、耳片、凸耳、螺栓等等)、電控制設備(例如電流及/或電壓控制器)、電流及/或電壓測量設備等等。該複數個電極112在下文中稱為「供電的電極」,意味著該複數個電極例如通過合適的導電體(電纜、匯流條等等)電連接到一或更多個電源。在由電源供電時,電流被認為在該對電極之間跨熔融玻璃「射擊」(即在相對的電極之間建立了電流)。可以在熔化容器中建立多個此類電路(每個電路均包括二或更多個供電的電極)。一個此類電路示於圖2中,其中最靠近連接導管32的一對供電的電極112a及112b藉由導電體114電連接到電源116。如上所述,供電的電極與電源之間的連接可以更包括其他的構件,包括但不限於促進各種電元件之間的連接的電連接器(例如插頭、耳片、凸耳、螺栓等等)、電控制設備(例如電流及/或電壓控制器)、電流及/或電壓測量設備等等。因此,建立了通過供電的電極112a與112b之間的熔融玻璃28的電流,由於熔融玻璃的電阻,該電流在熔融玻璃28內產生熱。
為了論述且非限制的目的,在供電的電極112a與112b之間完全延伸通過熔融玻璃28的電流路徑將由供電的電極112a與112b之間的直線電流路徑118(第一電流路徑118)表示,應瞭解,也存在供電的電極112a與112b之間的僅延伸通過熔融玻璃且不與其他導體相交的額外電流路徑。同樣地,存在延伸於供電的電極112a與112b之間的與熔融玻璃中的其他導電體相交且延伸通過該等導電體的其他電流路徑。如本文中所述,這些其他的導電體可以是金屬導電體,且具體而言是貴金屬元件,例如導管、起泡管、熱電偶元件等等。與貴金屬元件相交的此類電流路徑由電流路徑120(第二電流路徑120)所表示。
如圖2A中所示,延伸於第一供電的電極112a與第二供電的電極112b之間的第二電流路徑120與連接導管32相交且延伸通過該連接導管。因此,第一電極112a及第二電極112b中的電流依據電流路徑的個別電阻在第一電流路徑118與第二電流路徑120之間被劃分,因為第一電流路徑118及第二電流路徑120表示並聯的電流路徑。也就是說,若第一電流路徑的電阻是R1且並聯的第二電流路徑的電阻是R2,且i表示總電流(例如供電的電極112a或112b中的任一者的總電流),i1表示第一電流路徑118中的電流且i2表示第二電流路徑120中的電流,則i1 = (R2/(R1 + R2))·i且i2 = (R1/(R1 + R2))·i。
如上所述,在各種實施例中,第一連接導管32可以包括貴金屬,例如鉑或鉑合,例如鉑銠合金。雖然在熔融玻璃的熔化溫度下一般是導電的,但與第一連接導管32相比,佔據熔化空間110的熔融玻璃28仍然可以展現相當大的電阻。因此,延伸通過連接導管32的電流可以很大,且若連接導管32中的電流包括足夠的大小(例如包括很大的電流密度),則對連接導管32的電化腐蝕可能發生,藉此可能將氣體釋放到熔融玻璃中,或造成導管金屬更大的材料擊穿。對於一些玻璃及熔化條件而言,低達每平方吋表面面積1安培(每平方cm 0.16安培)的射擊通過貴金屬的電流密度可以腐蝕貴金屬且產生在熔融玻璃中形成夾雜物(種子)的氣體。取決於組成及溫度,其他的玻璃及熔化條件可以在更低的電流密度下產生缺陷。
為了減輕供電的電極到供電的電極的電流路徑(第一電流路徑118)與電極-金屬元件-電極的電流路徑(例如第二電流路徑120)之間的此種電流劃分,可以將一或更多個不供電的電極122定位在第一連接導管附近,其中該一或更多個不供電的電極提供與第一電流路徑及第二電流路徑並聯的第三電流路徑。如本文中所使用的,用語「不供電的電極」指的是一種電極,該電極本身不是故意用來加熱澄清容器內的熔融玻璃的電路的一部分,且不例如藉由金屬導體連接到電源。也就是說,不供電的電極不電連接到電源。
圖2B描繪熔化容器14的另一個實施例,該熔化容器包括定位在連接導管32的一側附近的第一不供電的電極122a及定位在連接導管32的相對側附近的第二不供電的電極122b。第一不供電的電極122a及第二不供電的電極122b由導電體126(圖2B中示為虛線)電連接,該導電體包括第三電流路徑128,該第三電流路徑從第一供電的電極112a通過第一不供電的電極122a及第二不供電的電極122b及金屬導體126延伸到第二供電的電極112b。圖2C是圖2B的一部分的特寫圖,該特寫圖繪示各種電流路徑。圖2C清楚表明,第二電流路徑120不延伸於第一不供電的電極122a與連接導管32之間,也不延伸於第二不供電的電極122b與連接導管32之間,因為不供電的電極122a、122b及導電體126的電阻明顯小於不供電的電極122a、122b與連接導管32之間的中介熔融玻璃。圖2C可進一步適用於本文中所揭露的其他實施例。
導電體126可以例如是電纜、匯流條、或其他合適的低電阻導體(具有低於熔融玻璃的電阻的電阻)。例如,第一不供電的電極122a及第二不供電的電極122b可以延伸通過底壁108,使得不供電的電極的端部延伸於內部空間110外部。導電體126可以接著電連接到不供電的電極的在熔化空間外部(例如底壁108下方)且不與熔融玻璃28接觸的端部,藉此在不供電的電極之間形成低電阻鏈路(相對於熔融玻璃的電阻)。在另外的實施例中,不供電的電極122a、122b可以延伸通過熔化容器的壁,例如延伸通過前壁102(參照圖4),其中導電體126可以再次電連接到不供電的電極的不暴露於內部空間110(例如熔融玻璃28)的端部。
因為可以將從供電的電極112a通過熔融玻璃28延伸到不供電的電極122a然後通過導電體126延伸到不供電的電極122b且再次通過熔融玻璃28延伸到第二供電的電極112b的第三電流路徑128選定為具有小於第二電流路徑120的第二電阻的第三電阻,可能原本建立在第二電流路徑120中的電流的至少一部分穿過並聯的第三電流路徑128,藉此減少了連接導管32中的電流。也就是說,第一電流路徑118、第二電流路徑120、及第三電流路徑128表示並聯的電阻,且通過供電的電極112a及112b的電流依據眾所周知的並聯電阻原理依據該等電流路徑相應的電阻在並聯的電流路徑之間被劃分。
本領域中的一般技術人員將認識,第三電流路徑128可以減少第一電流路徑118中的電流。然而,也可以減少第二電流路徑120中的電流。因為電流路徑的電阻至少部分地是由電流路徑的長度引起的,所以可以選定不供電的電極122a及122b的位置,該位置將連接導管32中的電流減少到一定值,該值最小化連接導管中不合需要的電化反應,同時也最小化從第一電流路徑118汲出的電流量。不供電的電極的安置可以進一步至少部分地取決於熔化容器的幾何形狀、供電的電極的位置(及供電的電極對貴金屬元件(例如連接導管)的接近度)、貴金屬元件的幾何形狀、不供電的電極的幾何形狀及材料、熔融玻璃的導電率、及供電的電極之間的電勢的大小(例如供電的電極112a與112b之間的電壓)。一般而言,不供電的電極被定位得比最靠近貴金屬元件的供電的電極更靠近貴金屬元件(例如連接導管32)。圖4是平面圖,示出一對不供電的電極122a、122b,該對不供電的電極延伸通過前壁102到熔融玻璃28中在連接導管32附近。
受益於本揭示內容,應理解,雖然圖2-4的實施例包括佈置在連接導管32附近的兩個不供電的電極,但也可以用適當形狀的單個不供電的電極實現相同的效果。也就是說,不供電的電極122a、122b及導電體126表示可以用單個導體(例如不供電的電極)代替的單個低電阻電流路徑,該單個導體從連接導管的一側向導管的相對側延伸於熔融玻璃內,因此連接導管中的電流可以減少(例如因此原本會穿過連接導管而不是穿過不供電的電極的電流的至少一部分可以減少)。例如,圖5描繪熔化容器14的另一個實施例,其中不供電的電極122從連接導管32的一側延伸到連接導管32的相對側。雖然圖5示出錨定在熔化容器14的前壁102中的不供電的電極122,但在其他的實施例中,不供電的電極122也可以錨定在底壁108中(參照圖7)。
在一些實施例中,一或更多個不供電的電極122可以包括如圖5中所示的弧形,或如圖6中所示地是圓形的。該一或更多個不供電的電極122可以採取各種形狀,條件是不供電的電極提供與包括貴金屬元件的電流路徑並聯的電流路徑,藉此使來自貴金屬元件(例如連接導管32)的電流分流。例如,圖7繪示包括彎曲部分130及筆直部分132的不供電的電極。
該一或更多個不供電的電極122可以由與供電的電極112相同的材料所形成。例如,該一或更多個不供電的電極可以包括鉬(例如Mo或MoZrO2 )或錫(例如氧化錫)。與用於該複數個供電的電極112的材料類似,不供電的電極的材料應與熔融玻璃組成相容。一般而言,這意味著,在電極(供電或不供電的電極)分解在熔融玻璃中時,分解的電極材料應對玻璃的性質無害,或形成玻璃組成合乎需要的部分。例如,與其他可能的澄清劑(例如砷或銻)相比,由於氧化錫的相對無毒性,一般將氧化錫添加到批料作為顯示器類型的玻璃(預定用於製造玻璃顯示面板的玻璃)的澄清劑。因此,藉由氧化錫電極的分解而添加到熔融玻璃的小量氧化錫作為澄清劑可以是有益的。然而,氧化錫作為電極材料是比鉬昂貴的。可以用其他的材料代替,條件是它們與熔融玻璃相容。
應進一步理解,可以使用上述原理來防止與可能暴露於熔化容器中的熔融玻璃的其他貴金屬元件進行的電化反應。例如,含有鉑的熱電偶可以延伸到熔融玻璃中,起泡管也可以延伸到熔融玻璃中且被配置為在起泡工序中故意將氧氣或其他氣體釋放到熔融玻璃中。氧氣起泡可以例如用來變化熔融玻璃的氧化狀態。含有貴金屬的起泡管(例如含有鉑的起泡管)可以從熔化容器的底壁延伸,且與連接導管32類似,若定位在供電的電極的電流路徑附近,則可以提供替代或附加的電流路徑,其中由貴金屬元件所提供的電流路徑中的電流造成貴金屬的電化擊穿。因此,可以將一或更多個不供電的電極定位在熱電偶附近或起泡管附近、或定位在容納在熔化空間110內的熔融玻璃中的任何其他的貴金屬元件附近,這提供了與包括貴金屬元件的電流路徑並聯的電流路徑。
圖8繪示其他的實施例,其中該一或更多個不供電的電極122(例如不供電的電極122a、122b)通過冠頂109延伸到熔融玻璃28中。雖然延伸通過冠頂109的不供電的電極122a、122b被示為藉由呈電線(電纜)或匯流條的形式的導電體126來連接,但在其他的實施例中,導電體126也可以由與不供電的電極122a、122b相同的材料所形成。由於一些電極材料(例如鉬)在熔融玻璃28的自由面142頂部上方的熔化容器大氣140中存在氧氣的情況下可能快速分解,在一些實施例中,不供電的電極122可以包括定位在電極的外表面上且延伸於不供電的電極的暴露於熔化容器大氣140的至少該部分上方的包覆層144。包覆層144可以包括貴金屬,例如鉑族金屬(例如鉑、銠、鈀、釕、銥、或上述項目的合金)。雖然小部分的包覆層144可能通過自由面142與熔融玻璃28接觸以考慮熔化容器14中的熔融玻璃的位凖變化且保證不造成不供電的電極材料暴露於熔化容器大氣,但暴露於熔化容器大氣的包覆層144的表面區域很小,且在相對的供電的電極112a、112b之間或在供電的電極112、112b與連接導管32之間不呈直線。因此,預期包覆層144中的電流的大小是微不足道的(不產生相關的電化反應)。
雖然前述論述使用包括耐火熔化容器的熔融下拉玻璃製作裝置及工序來說明本揭示內容的態樣,但在另外的實施例中,玻璃製作裝置也可以包括其他的耐火容器,該等耐火容器包括供電及不供電的電極。例如,如圖9中所示,熔化熔爐12可以包括位在熔化容器14下游的耐火前爐146,其中來自熔化容器14的熔融玻璃被引導到前爐以供進行熱調節。前爐146可以包括供電的電極112,該等供電的電極例如從前爐的底壁及/或側壁延伸及/或延伸通過該底壁及/或該等側壁到配置為從熔化容器14接收熔融玻璃流的內部空間148中,且該前爐更包括一或更多個不供電的電極122,該一或更多個不供電的電極延伸到熔融玻璃28中且被佈置為建立與包括可能與前爐中的熔融玻璃接觸的貴金屬元件(例如連接導管32)的電流路徑並聯的電流路徑。因此,由該一或更多個不供電的電極所提供的並聯的電流路徑從包括貴金屬元件的電流路徑汲取電流。例如,前爐146可以包括熱電偶,該等熱電偶包括貴金屬部件。可以用先前所述的配置中的任一者(包括例如如圖9中所示地延伸通過前爐146的頂壁150)來佈置該一或更多個不供電的電極122。有利地,與通過底壁移除不供電的電極且與流動通過從以移除不供電的電極的通路的熔融玻璃競爭相比,提供延伸通過前爐(或熔化容器)的頂壁的不供電的電極有助於容易替換。在前爐不操作為浸沒式前爐的一些實施例中(其中熔融玻璃不完全填充前爐),該至少一個不供電的電極可以包括包覆層(例如貴金屬包覆層),其中包覆層被設置在不供電的電極的在熔融玻璃上方與前爐中的大氣接觸的該部分上。
在又其他的實施例中,耐火容器可以包括與熔化容器及/或前爐類似地配置的耐火澄清容器,其具有用於加熱耐火澄清容器中的熔融玻璃的供電的電極,及佈置為從貴金屬元件使由供電的電極所產生的電流分流的不供電的電極,藉此減少貴金屬元件中的電流。
本領域中的技術人員將理解,可以在不脫離本揭示內容的精神及範圍的情況下對本揭示內容的實施例作出各種修改及變化。因此,本揭示內容旨在涵蓋此類修改及變化,條件是該等修改及變化落在隨附請求項及其等效物的範圍之內。
10:玻璃製造裝置 12:玻璃熔化熔爐 14:熔化容器 15:熱電偶 16:上游玻璃製造裝置 17:起泡管 18:原料儲存倉 20:原料遞送設備 22:馬達 24:原料 26:箭頭 28:熔融玻璃 30:下游玻璃製造裝置 32:第一連接導管 34:澄清容器 36:混合裝置 38:第二連接導管 40:遞送容器 42:形成主體 44:出口導管 46:第三連接導管 48:形成裝置 50:入口導管 52:流槽 54:收斂形成面 56:根部 58:玻璃條帶 60:拉製方向 62:玻璃片 100:後壁 102:前壁 104:第一側壁 106:第二側壁 108:底壁 109:冠頂 110:內部空間 112:電極 114:導電體 116:電源 118:第一電流路徑 120:第二電流路徑 122:不供電的電極 126:導電體 128:第三電流路徑 130:彎曲部分 132:筆直部分 140:熔化容器大氣 142:自由面 144:包覆層 146:前爐 148:內部空間 150:頂壁 112a:第一供電的電極 112b:第二供電的電極 122a:第一不供電的電極 122b:第二不供電的電極 CL:中心線
圖1是依據本揭示內容的實施例的示例性玻璃製造裝置的示意圖;
圖2A是可以用在圖1的裝置中的示例性熔化容器的平面圖,該平面圖繪示依據本揭示內容的一個實施例的供電的電極相對於熔化容器的連接導管的安置;
圖2B是圖2A的示例性熔化容器的平面圖,該平面圖繪示依據本揭示內容的一個實施例的供電及不供電的電極相對於熔化容器的連接導管的安置;
圖2C是圖2B的一部分的特寫圖,該特寫圖示出各種並聯的電流路徑;
圖3是圖2B的側向橫截面圖,該側向橫截面圖進一步繪示供電及不供電的電極的安置;
圖4是可以用在圖1的裝置中的另一個示例性熔化容器的平面圖,該平面圖繪示依據本揭示內容的另一個實施例的供電及不供電的電極相對於熔化容器的連接導管的安置;
圖5是可以用在圖1的裝置中的又另一個示例性熔化容器的側向橫截面圖,該側向橫截面圖示出弧形的不供電的電極;
圖6是可以用在圖1的裝置中的又另一個示例性熔化容器的側向橫截面圖,該側向橫截面圖示出圓形的不供電的電極;
圖7是可以用在圖1的裝置中的另一個示例性熔化容器的側向橫截面圖,該側向橫截面圖示出包括筆直部分及彎曲部分的另一個不供電的電極;
圖8是可以用在圖1的裝置中的又另一個示例性熔化容器的側向橫截面圖,該側向橫截面圖示出從熔化容器的頂壁延伸到容納在該熔化容器中的熔融玻璃中的不供電的電極;及
圖9是包括熔化容器下游的前爐的示例性熔化熔爐的縱向橫截面圖,該前爐包括依據本揭示內容的實施例的供電及不供電的電極。
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14:熔化容器
28:熔融玻璃
32:第一連接導管
100:後壁
102:前壁
104:第一側壁
106:第二側壁
108:底壁
110:內部空間
112:電極
114:導電體
116:電源
118:第一電流路徑
120:第二電流路徑
128:第三電流路徑
112a:第一供電的電極
112b:第二供電的電極
CL:中心線

Claims (8)

  1. 一種用於形成一玻璃製品的方法,該方法包括以下步驟:沿著一熔化容器的一熔化空間中的複數個供電的電極之間的一第一電流路徑建立一第一電流,該熔化空間包括熔融玻璃及與該熔融玻璃接觸的一貴金屬元件,該第一電流路徑延伸通過該熔融玻璃且不延伸通過該貴金屬元件;沿著該複數個供電的電極之間的該熔融玻璃中的一第二電流路徑建立一第二電流,該第二電流路徑的至少一部分與該第一電流路徑的至少一部分並聯且包括該貴金屬元件;及沿著該複數個供電的電極之間的該熔融玻璃中的一第三電流路徑建立一第三電流,該第三電流路徑的至少一部分包括該貴金屬元件附近的至少一個不供電的電極,使得該第三電流路徑的至少一部分與該第二電流路徑並聯。
  2. 如請求項1所述的方法,其中該貴金屬元件包括鉑。
  3. 如請求項1所述的方法,其中該貴金屬元件包括一熱電偶、一起泡管、或一導管中的至少一者,該導管被配置為該熔融玻璃的一流動路徑。
  4. 如請求項1所述的方法,其中該至少一個不供電的電極包括鉬或錫。
  5. 如請求項1所述的方法,其中該至少一個不供電的電極包括至少兩個不供電的電極,該至少兩個不供電的電極藉由不與該熔融玻璃接觸的一導電體來連接。
  6. 如請求項1所述的方法,其中該沿著該第三電流路徑建立該第三電流的步驟減少該第二電流。
  7. 一種用於形成一玻璃製品的裝置,包括:一耐火容器,界定該耐火容器內部的一熔化空間;複數個供電的電極,定位在該熔化空間中,該複數個供電的電極電連接到一電源;一貴金屬元件,至少部分地定位在該熔化空間中,該貴金屬元件不電連接到該電源;至少一個不供電的電極,定位在該熔化空間中在該貴金屬元件附近,該至少一個不供電的電極不電連接到該電源;及一定量的熔融玻璃,容納在該熔化空間內且與該複數個供電的電極、該貴金屬元件、及該至少一個不供電的電極接觸,其中該複數個供電的電極界定通過該熔融玻璃的一第一電流路徑,該複數個供電的電極及該貴金屬元件 界定通過該熔融玻璃且與該第一電流路徑並聯的一第二電流路徑,且該複數個供電的電極及該至少一個不供電的電極界定通過該熔融玻璃且與該第二電流路徑並聯的一第三電流路徑。
  8. 如請求項7所述的裝置,其中該貴金屬元件包括一起泡管、一熱電偶、或一導管中的至少一者,該導管被配置為熔融玻璃的一流動路徑。
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