TWI821406B - 用於在玻璃製作工序中減輕對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，其中在耐火容器中加熱熔融玻璃，該耐火容器界定耐火容器內部的空間。貴金屬元件暴露於該內部空間。該裝置包括暴露於該內部空間的第一電極及第二電極。配置為供應第一電流的第一電源連接在該第一電極與該第二電極之間。第二電源連接在該貴金屬元件與該第一電極或第一輔助電極中的至少一者之間，且被配置為提供與該第一電流異相的第二電流。第三電源連接在該貴金屬元件與該第二電極或第二輔助電極中的至少一者之間，且被配置為提供與該第一電流異相的第三電流。

Description

用於在玻璃製作工序中減輕對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62/738,138號的美國臨時專利申請案的優先權權益，該申請案的整體內容於本文中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對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：傳導及/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」）。
對於使用電流來加熱熔融玻璃的大部分玻璃而言，電極在熔化容器的一或更多個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長度或寬度提供交流電流的多個電路。以前曾認為，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。因為這些貴金屬包括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。貴金屬元件中的電流的大小可以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貴金屬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，該耐火容器界定配置為固持熔融玻璃的內部空間。該耐火容器可以例如是熔化容器、前爐、或澄清容器中的至少一者。例如在熔化容器的情況下，該內部空間可以是熔化空間，在該熔化空間中，由供應到熔化空間的批料產生熔融材料（例如熔融玻璃）。可以至少部分地藉由焦耳加熱來加熱容納在該內部空間內的熔融玻璃，其中電流穿過該熔融玻璃。
該裝置可以更包括：貴金屬元件，暴露於該內部空間且被佈置為接觸該熔融玻璃。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。
該裝置可以又更包括：第一交流電流電源，電連接在第一電極與第二電極之間，該第一電極及該第二電極暴露於該內部空間（例如熔化空間）且被佈置為接觸該熔融玻璃，該第一交流電流電源被配置為供應第一電流。例如，該第一電流的至少一部分延伸於該第一電極與該第二電極之間但不延伸通過該貴金屬元件。
該裝置可以更包括：第二交流電流電源，電連接在該貴金屬元件與該第一電極或佈置為接觸該熔融玻璃的第一輔助電極中的至少一者之間，該第二電源被配置為供應與該第一電流異相的第二電流。例如，該第一輔助電極可以定位在該內部空間中，以便在熔融玻璃存在於該內部空間中時與熔融玻璃接觸（例如浸入在熔融玻璃中）。該第一輔助電極可以與該第一電極隔開。
例如，在一些實施例中，在熔融玻璃存在於該內部空間中時，該第二電流可以延伸通過該貴金屬元件與該第一電極之間的該熔融玻璃，使得該第二電流存在於該貴金屬元件中。在其他的實施例中，在熔融玻璃存在於該內部空間中時，該第二電流可以延伸通過該貴金屬元件與該第一輔助電極之間的該熔融玻璃。在又其他的實施例中，在熔融玻璃存在於該內部空間中時，該第二電流可以延伸通過該貴金屬元件與第一電極及該第一輔助電極之間的該熔融玻璃。也就是說，該第二交流電流電源可以電連接到該第一電極及該第一輔助電極。
該裝置可以更包括：第三交流電流電源，電連接在該貴金屬元件與該第二電極或佈置為接觸該熔融玻璃的第二輔助電極中的至少一者之間，該第三電源被配置為供應與該第一電流異相的第三電流。例如，該第二輔助電極可以定位在該內部空間中，以便在熔融玻璃存在於該內部空間中時與熔融玻璃接觸(例如浸入在熔融玻璃中)。該第二輔助電極可以與該第一電極及該第二電極及該第一輔助電極隔開。
例如，在一些實施例中，在熔融玻璃存在於該內部空間中時，該第三電流可以延伸通過該貴金屬元件與該第二電極之間的該熔融玻璃，使得該第三電流存在於該貴金屬元件中。在其他的實施例中，在熔融玻璃存在於該內部空間中時，該第三電流可以延伸通過該貴金屬元件與該第二輔助電極之間的該熔融玻璃。在又其他的實施例中，在熔融玻璃存在於該內部空間中時，該第三電流可以延伸通過該貴金屬元件與第二電極及該第二輔助電極之間的該熔融玻璃。也就是說，該第三交流電流電源可以電連接到該第二電極及該第二輔助電極。
該第一交流電流電源、該第一電極、及該第二電極可以包括第一電路。進一步地，在熔融玻璃存在於該內部空間中時，該第一電路可以額外包括延伸通過該第一電極與該第二電極之間的該熔融玻璃的電流路徑，其中該電流路徑不包括該貴金屬元件。
在實施例中，該第一交流電流電源、該第一電極、及該第二電極可以包括第二電路，其中在熔融玻璃存在於該內部空間中時，該第二電路更包括包含該貴金屬元件的電流路徑。該第一電流的至少第二部分橫過該第一電極及該第二電極與該貴金屬元件之間的該電流路徑。
在各種實施例中，該第二交流電流電源、該貴金屬元件、及該第一電極或該第一輔助電極中的該至少一者可以包括第一電偏壓電路。進一步地，在熔融玻璃存在於該內部空間中時，該第一電偏壓電路可以額外包括一或更多個電流路徑，該一或更多個電流路徑延伸通過該貴金屬元件與該第一電極之間的、該貴金屬元件與該第一輔助電極之間的、或該貴金屬元件與該第一電極及該第一輔助電極之間的該熔融玻璃。
在各種實施例中，該第三交流電流電源、該貴金屬元件、及該第二電極或該第二輔助電極中的該至少一者可以包括第二電偏壓電路。進一步地，在熔融玻璃存在於該內部空間中時，該第二電偏壓電路可以額外包括一或更多個電流路徑，該一或更多個電流路徑延伸通過該貴金屬元件與該第二電極之間的、該貴金屬元件與該第二輔助電極之間的、或該貴金屬元件與該第二電極及該第二輔助電極之間的該熔融玻璃。
在一些實施例中，該第一電極及/或該第二電極中的任一者或更多者可以包括錫或鉬。
在一些實施例中，該第一輔助電極及/或該第二輔助電極中的任一者或更多者可以包括錫或鉬。
在一些實施例中，可以將該第一交流電流電源或該第二交流電流電源中的至少一者配置為使得該第一電流與該第二電流之間的相位差的絕對值是在從約90度到約180度的範圍中。
在一些實施例中，可以將該第一交流電流電源或該第三交流電流電源中的至少一者配置為使得該第一電流與該第三電流之間的相位差的絕對值是在從約90度到約180度的範圍中。
在其他的實施例中，揭露了用於形成玻璃製品的方法，該方法包括以下步驟：從第一交流電流電源供應第一電流，該第一電流的第一部分沿著熔化容器的熔化空間中的第一電極與第二電極之間的第一電流路徑延伸，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，且該第一電流的第二部分沿著該熔化容器的該熔化空間中的該第一電極與該第二電極之間的第二電流路徑延伸，該第二電流路徑延伸通過該熔融玻璃及該貴金屬元件。
該方法可以更包括以下步驟：從第二交流電流電源供應與該第一電流異相的第二電流，該第二電流延伸於該第一電極或第一輔助電極中的至少一者與該貴金屬元件之間，該第一輔助電極與該熔融玻璃接觸且與該第一電極隔開。例如，在一些實施例中，在熔融玻璃存在於該內部空間中時，該第二電流可以延伸通過該貴金屬元件與該第一電極之間的該熔融玻璃，使得該第二電流存在於該貴金屬元件中。在其他的實施例中，在熔融玻璃存在於該內部空間中時，該第二電流可以延伸通過該貴金屬元件與該第一輔助電極之間的該熔融玻璃。在又其他的實施例中，在熔融玻璃存在於該內部空間中時，該第二電流可以延伸通過該貴金屬元件與第一電極及該第一輔助電極之間的該熔融玻璃。也就是說，該第二交流電流電源可以電連接到該第一電極及該第一輔助電極。
在一些實施例中，該第一電流與該第二電流之間的相位差的絕對值可以是在從約90度到約180度的範圍中。
在一些實施例中，該貴金屬元件中的該第二電流的大小可以是在該貴金屬元件中的該第一電流的該第二部分的大小的從約50%到約100%的範圍中。
該等方法可以又更包括以下步驟：從第三交流電流電源供應與該第一電流異相的第三電流，該第三電流延伸於該第二電極或第二輔助電極中的至少一者與該貴金屬元件之間，該第二輔助電極與該熔融玻璃接觸且與該第二電極隔開。
例如，在一些實施例中，在熔融玻璃存在於該內部空間中時，該第三電流可以延伸通過該貴金屬元件與該第二電極之間的該熔融玻璃，使得該第三電流存在於該貴金屬元件中。在其他的實施例中，在熔融玻璃存在於該內部空間中時，該第三電流可以延伸通過該貴金屬元件與該第二輔助電極之間的該熔融玻璃。在又其他的實施例中，在熔融玻璃存在於該內部空間中時，該第三電流可以延伸通過該貴金屬元件與第二電極及該第二輔助電極之間的該熔融玻璃。也就是說，該第三交流電流電源可以電連接到該第二電極及該第二輔助電極。
在一些實施例中，該第一電流與該第三電流之間的相位差的絕對值可以是在從約90度到約180度的範圍中。
在一些實施例中，該第三電流可以與該第二電流同相(相位差為0度)。
在一些實施例中，該貴金屬元件中的該第三電流的大小可以是在該貴金屬元件中的該第一電流的該第二部分的大小的從約50%到約100%的範圍中。
在一些實施例中，該貴金屬元件中的該第二電流的大小可以實質等於該貴金屬元件中的該第三電流的大小。
在各種實施例中，該貴金屬元件可以包括鉑。例如，該貴金屬元件可以包括鉑合金，例如鉑-銠合金。
在各種實施例中，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。
該等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。例如，在一些實施例中，玻璃製品可以包括玻璃條帶。
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。
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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。可以理解到，範圍變化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，「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（未示出），該前爐被佈置為提供對離開熔化容器14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（例如熔化容器的側壁或底壁）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。在其他的實施例中，某些元件可以用耐火材料形成。例如，在一些實施例中，澄清容器34可以是耐火澄清容器。
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2，示出（非依比例示出）了示例性耐火熔化容器14的平面圖。在一些實施例中，可以用具有多邊形覆蓋區域的多邊形的形狀（例如如圖2中所示的矩形）佈置耐火熔化容器壁，然而在另外的實施例中，耐火熔化容器可以形成圓形、橢圓形、或其他彎曲的覆蓋區域。為了論述而非限制，下文將更詳細地描述圖2的具有矩形覆蓋區域的示例性熔化容器14，應瞭解以下說明可以可同等適用於其他的熔化容器形狀。
如圖2中所示，示例性熔化容器14可以包括後壁100、前壁102、第一側壁104及第二側壁106、及底壁（例如底板）108。在各種實施例中，頂壁可以延伸於後壁、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）。批料可以通過後壁中的一或更多個開口進入熔化空間，且熔融玻璃可以通過前壁中的一或更多個開口離開耐火熔化容器。例如，熔化容器14可以更包括第一連接導管32，該第一連接導管延伸通過前壁102且被配置為將熔融玻璃28從熔化空間110運輸到下游工序。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。
該複數個電極112可以連接到一或更多個電源，從而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，其中該預定電路中的該對電極中的一個電極可以定位在熔化容器14的一側，且該預定電路中的該對電極中的另一個電極可以定位在熔化容器14的相對側，例如定位在第一側壁104及第二側壁106旁邊或定位在該第一側壁及該第二側壁中。例如，在各種實施例中，可以將該複數個電極112佈置成第一列電極及第二列電極，該第一列電極在熔化容器中心線CL的一側沿著第一側壁104延伸（例如與該第一側壁平行）且與該第一側壁隔開，該第二列電極在熔化容器中心線CL的另一側沿著第二側壁106延伸且與該第二側壁隔開。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、或多於四個的電極。連接到預定電路中的電極（例如一對極，例如該電極對中的一個電極定位在中心線CL的一側且該電極對中的另一個電極定位在中心線CL的另一側）的電源藉由在該對電極之間形成電勢（電壓）來在電極之間的熔融玻璃中建立電流。在由電源供電時，電路被認為在該對電極之間跨熔融玻璃（例如跨中心線CL）「射擊」（例如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電極）。一個此類示例性電路示於圖2中，其中藉由交流電流電源116通過一或更多個導電體114（例如電纜、匯流條等等）將電流供應給最靠近連接導管32的一對電極112a、112b。可以建立通過第一電極112a與第二電極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。交流電流電源116可以包括由公用事業提供到玻璃製造設施的線路電力，然而在另外的實施例中，也可以由現場發電機提供交流電流電源。
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。
在三維熔化空間110內的第一電極112a與第二電極112b之間存在著許多可能的電流路徑，其中的一些由延伸於第一電極112a與第二電極112b之間的幾條虛線及雙點劃線所示出及表示。為了論述且非限制的目的，完全延伸通過第一電極112a與第二電極112b之間的熔融玻璃28的電流路徑將在圖式中由第一電極112a與第二電極112b之間的直線電流路徑118（第一電流路徑118）所表示。同樣地，存在延伸於第一電極112a與第二電極112b之間的與熔融玻璃中的其他導體相交且延伸通過該等導體的其他電流路徑。如本文中所述，這些其他的導體可以是金屬導體，包括貴金屬元件，例如導管、起泡管、熱電偶元件等等。與跟熔融玻璃接觸的貴金屬元件相交的此類電流路徑在圖式中由第二電流路徑120所表示。
如圖2中所示，延伸於第一電極112a與第二電極112b之間的第二電流路徑120可以進一步延伸通過貴金屬元件的至少一部分。為了論述且非限制的目的，將就貴金屬元件來描述第一連接導管32，且該第一連接導管將代表貴金屬元件。例如，第一連接導管32可以代表其他的貴金屬元件，例如但不限於熱電偶15及/或起泡管17。
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。例如，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i1表示總電流（例如電極112a或112b中的任一者的總電流），i1a表示第一電流路徑118中的電流且i1b表示第二電流路徑120中的電流，則i1a = (R2/(R1 + R2))·i1且i1b = (R1/(R1 + R2))·i1。
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的熔化溫度28仍然可以展現相當大的電阻。因此，延伸通過第一連接導管32的電流可以很大，且若第一連接導管32中的電流包括足夠的大小（例如包括很大的電流密度），則對第一連接導管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，該材料擊穿可以將金屬顆粒釋放到熔融玻璃中。例如，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。
為了減輕電極到電極的電流路徑（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，可以提供電偏壓電路以最小化或抵消掉貴金屬元件（例如第一連接導管32、熱電偶15、及/或起泡管17）中的電流。
因此，圖3描繪了熔化容器14的另一個實施例，該熔化容器包括第一電加熱電路122，該第一電加熱電路包括第一電極112a、第二電極112b、第一交流電流電源116a、延伸通過第一電極112a與第二電極112b之間的熔融玻璃28的第一電流路徑118、及一或更多個導電體114（例如佈線、匯流條等等）。第一交流電流電源116a藉由一或更多個導電體114電連接在第一電極112a與第二電極112b之間。在本文中所述的電源的背景脈絡下，語句「電連接的」、「電連接」、或其變型指示由導電體所形成的實體傳導路徑，該等導電體不包括熔融玻璃但可以包括一或更多個其他元件。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。第一電極112a與第二電極112b之間的電連接可以包括第一交流電流電源116a、一或更多個導電體114、且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。
圖3進一步描繪第一電偏壓電路126及第二電偏壓電路130，下文將更詳細地論述該等電偏壓電路。
圖4是圖3的一部分的電示意圖，其中為了明確起見消去了熔化容器壁。圖4強調電加熱電路122（由虛線橢圓形包圍）。依據各種實施例，第一交流電流電源116a可以提供呈以下形式的第一電流i1： i1 = i1max·sin(ωt + ϕ1),    (5) 其中i1max表示由第一交流電流電源116a所提供的電流i1的最大值，ω表示用弧度/秒為單位的由第一交流電流電源116a所提供的電流的角頻率且指示電流大小的改變速率，t用秒為單位表示時間，且ϕ1表示由第一交流電流電源116a所提供的電流相對於參考電流的弧度的相位差（在下文中稱為相位角）。在此實例中，為了論述且非限制的目的，如本文中所使用的電流i1將表示參考電流，且因此由第一交流電流電源116a所供應的電流i1的相位角ϕ1是零。電流i1的第一部分i1a沿著第一電流路徑118通過熔融玻璃28延伸於第一電極112a與第二電極112b之間，且不延伸到第一連接導管32中。第一交流電流電源116a可以包括由公用事業供應到玻璃製造設施的線路電力，然而在另外的實施例中，第一交流電流電源116a也可以包括現場發電機。在各種實施例中，第一交流電流電源116a可以包括變壓器。且在又其他的實施例中，第一交流電流電源116a可以更包括一或更多個閘流晶體管以供進行電力管理。
圖5是與圖4類似的另一個電示意圖，且繪示第二電路124，該第二電路包括第一交流電流電源116a、第一電極112a、第二電極112b、第一連接導管32、第二電流路徑120（包括延伸通過第一電極112a與第一連接導管32之間的熔融玻璃28的第一電流路徑部分120a，及延伸通過第一連接導管32與第二電極112b之間的熔融玻璃28的第二電流路徑部分120b）、及一或更多個導電體114（例如佈線、匯流條等等），該一或更多個導電體將第一交流電流電源116a電連接到第一電極112a及第二電極112b，使得第一交流電流電源116a電連接在第一電極112a與第二電極112b之間。因此，由第一交流電流電源116a所提供的電流i1的第二部分i1b沿著第一電流路徑部分120a、第一連接導管32、及第二電流路徑部分120b延伸。應理解，i1包括i1a + i1b，且第一電流部分i1a及第二電流部分i1b展現與i1相同的波形參數。也就是說，i1a及i1b都包括形式sin(ωt + ϕ1)，其中ϕ1 = 0。
參照圖6，熔化容器14可以更包括第一電偏壓電路126，該第一電偏壓電路包括第一電極112a、第一連接導管32、第二交流電流電源116b、延伸通過第一電極112a與連接導管32之間的熔融玻璃28的第一電流路徑部分120a、及一或更多個導電體128（例如佈線、匯流條等等），使得第二交流電流電源116b藉由一或更多個導電體128電連接在第一電極112a與連接導管32之間。第一電極112a與連接導管32之間的電連接（包括該一或更多個導電體128）可以更包括其他的元件，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、絕緣體等等）、電控制設備（舉例而言，例如電流及/或電壓控制器）、電流及/或電壓測量設備等等。
第二交流電流電源116b可以供應呈以下形式的第二交流電流i2： i2 = i2max·sin(ωt + ϕ2),    (5) 其中i2max表示由第二交流電流電源116b所提供的電流的最大值，ω用弧度/秒為單位表示角頻率，t用秒為單位表示時間，且ϕ2表示第二電流i2相對於第一電流i1的相位角。相位角ϕ2可以是非零的，使得i2與i1異相。例如，在一些實施例中，ϕ2的絕對值可以等於或實質等於180度。也就是說，在一些實施例中，由第二交流電流電源116b所供應的電流i2與由第一交流電流電源116a所提供的電流i1之間的相位差的絕對值可以等於或實質等於180度。
第二交流電流電源116b可以包括由公用事業供應到玻璃製造設施的線路電力，然而在另外的實施例中，第二交流電流電源116b也可以包括現場發電機。在各種實施例中，第二交流電流電源116b可以包括變壓器。且在又其他的實施例中，第二交流電流電源116b可以更包括一或更多個閘流晶體管以供進行電力管理。在一些實施例中，第二交流電流電源116b可以包括相位轉換器。
現參照圖7，熔化容器14可以又更包括第二電偏壓電路130，該第二電偏壓電路包括第二電極112b、第三交流電流電源116c、第一連接導管32、延伸通過連接導管32與第二電極112b之間的熔融玻璃28的第二電流路徑部分120b、及一或更多個導電體132，該一或更多個導電體將第三交流電流電源116c電連接到第二電極112b及第一連接導管32，使得第三交流電流電源116c電連接在第二電極112b與連接導管32之間。第一電極112a與連接導管32之間的電連接（包括該一或更多個導電體128）可以更包括其他的元件，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、絕緣體等等）、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。
第三交流電流電源116c可以提供呈以下形式的第三交流電流i3： i3 = i3max·sin(ωt + ϕ3),    (5) 其中i3max表示由第三交流電流電源116c所提供的電流i3的最大值，ω用弧度/秒為單位表示角頻率，t用秒為單位表示時間，且ϕ3表示i3相對於i1的相位角。相位角ϕ3可以是非零的，使得i3與i1異相。例如，在一些實施例中，Φ3的絕對值可以等於或實質等於180度。也就是說，在一些實施例中，由第三交流電流電源116c所供應的電流i3與由第一交流電流電源116a所提供的電流i1之間的相位差的絕對值可以等於或實質等於180度。
第三交流電流電源116c可以包括由公用事業供應到玻璃製造設施的線路電力，然而在另外的實施例中，第三交流電流電源116c也可以包括現場發電機。在各種實施例中，第三交流電流電源116c可以包括變壓器。且在又其他的實施例中，第三交流電流電源116c可以更包括一或更多個閘流晶體管以供進行電力管理。在一些實施例中，第三交流電流電源116c可以包括相位轉換器。
圖8是電示意圖，繪示電流i1(包括i1a及i1b)、i2、及i3、及電路122、124、126、及130中的電流的路徑。電流i1a、i1b、i2、及i3被表示為在它們相應的電路周圍循環的電流迴路。
圖9是一張圖表，例示第一電偏壓電路126及第二電偏壓電路130的效果，且繪示交流電流i1、i1b(延伸通過第二電路124的第一電流路徑部分120a)、及在第一電偏壓電路126(包括第一電流路徑部分120a)中循環的i2的單次循環。圖9繪示，延伸於第一電極112a與連接導管32之間的電流i1b可以是第一電極112a中的總電流i1的一小部分，但在本示例中與電流i1同相。另一方面，第一電偏壓電路126中的電流i2可以與電流i1b異相（圖9中示為異相180度），但是再次地在本示例中，該等電流的大小是實質相等的，從而有效地抵消第一連接導管32的至少一部分中的電流i1b，藉此最小化（例如消除）對第一連接導管32的電化腐蝕。
然而，應注意，在一些實施例中，i1b的完全抵消可以不是必要的。例如，將貴金屬元件中的生成電流的大小減少到低於顯著的電化活動的閾值可能就足夠了。因此，可以用具有180度異相以外的絕對值的電偏壓電流（例如i2及/或i3）來完成i1b的充分減少。也就是說，在一些實施例中，可以將i2及/或i3配置為抵消貴金屬元件（例如連接導管32）中的電流i1b的至少一部分。例如，在一些實施例中，i2與i1b之間的相位差的絕對值可以是在從約90度到約180度的範圍中，例如是在從約100度到約180度、從約110度到約180度、從約120度到約180度、從約130度到約180度、從約140度到約150度、從約150度到約180度、從約160度到約180度、或從約170度到約180度的範圍中，包括其間的所有範圍及子範圍。類似地，i3與i1b之間的相位差的絕對值可以是在從約90度到約180度的範圍中，例如是在從約100度到約180度、從約110度到約180度、從約120度到約180度、從約130度到約180度、從約140度到約150度、從約150度到約180度、從約160度到約180度、或從約170度到約180度的範圍中，包括其間的所有範圍及子範圍。
並且，電流i2及/或i3的大小不需要在大小上等於延伸通過連接導管32的電流i1b。例如，連接導管32中的電流i2及/或i3的大小僅需要足以消除對貴金屬元件的電化腐蝕。例如，在一些實施例中，i2及/或i3的大小可以是在從i1b的約50%到i1b的約100%的範圍中，例如是在從約50%到約95%的範圍中、在從約50%到約90%的範圍中、在從約50%到約85%的範圍中、在從約50%到約80%的範圍中、在從約50%到約70%的範圍中、或在從約50%到約60%的範圍中。在又其他的實施例中，i2及/或i3的大小可以是在i1b的從約60%到約100%的範圍中，例如是在從約70%到約100%的範圍中、在從約80%到約100%的範圍中、在從約85%到約100%的範圍中、在從約90%到約100%的範圍中、或在從約95%到約100%的範圍中。
如上所述，第二電路124及第一電偏壓電路126可以共用共同的電流路徑（例如第一電極112a、第一電流路徑部分120a、及連接導管32的至少一部分），就像第二電路124及第二電偏壓電路130可以共用共同的電流路徑（例如第二電極112b、第二電流路徑部分120b、及連接導管32的至少一部分）一樣。因此，應理解，第二電偏壓電路130相對於第二電路124會顯示與第一電偏壓電路126類似的結果。因此，第一電偏壓電路及第二電偏壓電路可以藉由減少或消除促進腐蝕的電流來減少或消除對貴金屬元件的電化腐蝕。
圖10繪示又其他的實施例，其中第一電偏壓電路及第二電偏壓電路不包括第一電極112a及第二電極112b。而是，熔化容器14更包括第一輔助電極140a及第二輔助電極140b，其中第一輔助電極140a定位在中心線CL的一側，且第二輔助電極140b定位在中心線CL的相對側。在各種實施例中，第一輔助電極140a及第二輔助電極140b可以分別比第一電極112a及第二電極112b更接近連接導管32。第一輔助電極140a及第二輔助電極140b暴露於熔化空間110及熔融玻璃28。例如，第一輔助電極140a及第二輔助電極140b可以是與電極112(例如第一電極112a及第二電極112b)相同類型的電極。也就是說，若電極112是從熔化容器14的底壁108向上延伸的桿型電極，則第一輔助電極140a及第二輔助電極140b也可以是從底壁108向上延伸的桿型電極。然而，第一輔助電極140a及第二輔助電極140b不需要是與電極112相同類型的電極。例如，在一些實施例中，在該複數個電極112從熔化容器14的底壁108延伸時，第一輔助電極140a及第二輔助電極140b可以定位在熔化容器14的側壁中，而在其他的實施例中，第一輔助電極140a及第二輔助電極140b可以從熔化容器14的底壁108延伸，而該複數個電極112定位在熔化容器14的側壁(例如第一側壁104及第二側壁106)中。包括第一輔助電極140a及第二輔助電極140b的材料不需要是與包括該複數個電極112的材料相同的材料。例如，雖然該複數個電極112可以包括錫，但第一輔助電極140a及第二輔助電極140b也可以包括鉬。另一方面，雖然該複數個電極112可以包括鉬，但第一輔助電極140a及第二輔助電極140b也可以包括錫。在又另外的實施例中，包括該複數個電極112的材料可以是包括第一輔助電極140a及第二輔助電極140b的相同材料。
與該複數個電極112類似，第一輔助電極140a及第二輔助電極140b可以由合適的電極固持器來固持，該等電極固持器可以提供需要時的輔助電極的移動、輔助電極的冷卻、及輔助電極與輔助電極所穿過的耐火熔化容器的壁的電隔離。
在各種實施例中，第二交流電流電源116b可以例如藉由一或更多個導電體128電連接在第一輔助電極140a與連接導管32之間，其中第一電偏壓電路126可以包括第一輔助電極140a、連接導管32、電連接第一輔助電極140a及連接導管32的一或更多個導電體、及延伸通過第一輔助電極140a與連接導管32之間的熔融玻璃28的電流路徑142a。
在各種實施例中，第三交流電流電源116c可以例如藉由一或更多個導電體132電連接在第二輔助電極140b與連接導管32之間，其中第二電偏壓電路130可以包括第二輔助電極140b、連接導管32、電連接第二輔助電極140b及連接導管32的一或更多個導電體132、及延伸通過第二輔助電極140b與連接導管32之間的熔融玻璃28的電流路徑142b。
第二交流電流電源116b向第一電偏壓電路126供應交流電流i2。第三交流電流電源116c向第二電偏壓電路130供應電流i3。和之前一樣地，電流i2可以與電流i1異相。例如，i1（例如i1b）與i2之間的相位差可以等於或實質等於180度。類似地，電流i3可以與i1異相。例如，i1（例如i1b）與i3之間的相位差可以等於或實質等於180度。
應注意，可以用電偏壓電流（例如i2及/或i3）來完成連接導管32中的i1b的減少，該電偏壓電流包括具有與i1異相180度以外的絕對值的相位差，因為將貴金屬元件中的生成電流的大小減少到低於顯著電化活動的閥值就足夠了。也就是說，可以將i2及/或i3配置為抵消貴金屬元件（例如連接導管32）中的電流i1b的至少一部分。例如，在一些實施例中，i2與i1b之間的相位差的絕對值可以是在從約90度到約180度的範圍中，例如是在從約100度到約180度、從約110度到約180度、從約120度到約180度、從約130度到約180度、從約140度到約150度、從約150度到約180度、從約160度到約180度、或從約170度到約180度的範圍中，包括其間的所有範圍及子範圍。
類似地，i3與i1b之間的相位差的絕對值可以是在從約90度到約180度的範圍中，例如是在從約100度到約180度、從約110度到約180度、從約120度到約180度、從約130度到約180度、從約140度到約150度、從約150度到約180度、從約160度到約180度、或從約170度到約180度的範圍中，包括其間的所有範圍及子範圍。
和之前一樣地，i2的大小可以等於或實質等於i1（例如i1b）的大小。類似地，i3的大小可以等於或實質等於i1（例如i1b）的大小。然而，在一些實施例中，若延伸通過貴金屬元件（例如連接導管32）的電流i2及/或i3將i1b減少到低於發生顯著電化腐蝕的閥值，則i2及/或i3不需要等於或實質等於i1b。例如，在一些實施例中，i2及/或i3的大小可以是在從i1b的約50%到連接導管32中的i1b的約100%的範圍中，例如是在從約50%到約95%的範圍中、在從約50%到約90%的範圍中、在從約50%到約85%的範圍中、在從約50%到約80%的範圍中、在從約50%到約70%的範圍中、或在從約50%到約60%的範圍中。在又其他的實施例中，i2及/或i3的大小可以是在i1b的從約60%到約100%的範圍中，例如是在從約70%到約100%的範圍中、在從約80%到約100%的範圍中、在從約85%到約100%的範圍中、在從約90%到約100%的範圍中、或在從約95%到約100%的範圍中。
在又另外的實施例（示於圖11中）中，第二交流電流電源116b可以例如藉由一或更多個導電體128電連接在連接導管32與第一電極112a及第一輔助電極140a之間，其中第一電偏壓電路126可以包括第二交流電流電源116b、第一電極112a、第一輔助電極140a、連接導管32、電流路徑120a及142a、及一或更多個導電體128，該一或更多個導電體將第一電極112a及第一輔助電極140a電連接到第二交流電流電源116b且將第二交流電流電源116b電連接到連接導管32。在此實例中，可以將i2分成延伸於第二交流電流電源116b與第一電極112a及第一輔助電極140a之間的兩個電路分支中的i2a及i2b。
此外，第三交流電流電源116c可以例如藉由一或更多個導電體132電連接在連接導管32與第二電極112b及第二輔助電極140b之間，其中第二電偏壓電路130包括第二輔助電極140b、連接導管32、分別延伸通過第二電極112b與第二輔助電極140b之間的熔融玻璃28的電流路徑120b及142b、連接導管32、及一或更多個導電體132，該一或更多個導電體將第二輔助電極140b及第二電極112b電連接到第三交流電流電源116c且將第三交流電流電源116c電連接到連接導管32。在此實例中，可以將i3分成延伸於第三交流電流電源116c與第二電極112b及第二輔助電極140b之間的兩個電路分支中的i3a及i3b。
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玻璃製作工序（例如槽拉法、浮製法、軋製法、管拉法）及其他的耐火容器。例如，熔化熔爐12可以包括位在熔化容器14下游的耐火前爐，其中來自熔化容器14的熔融玻璃被引向前爐以供用與熔化容器14類似的方式藉由焦耳加熱系統進行熱調節。與熔化容器14類似，耐火前爐可以包括連接到AC電源以供加熱前爐中的熔融玻璃的複數個電極。因此，前爐可以包括如就熔化容器14所描述的一或更多個電偏壓電路。
在又其他的實施例中，耐火容器可以包括耐火澄清容器，該耐火澄清容器裝設有電極、交流電流電源、及電偏壓電路以供如上文就熔化容器14所描述地焦耳加熱耐火澄清容器中的熔融玻璃。
雖然前述說明集中在第一連接導管32，但應理解，本文中所述的原理也可以應用於位於容納熔融玻璃的耐火容器中的其他貴金屬元件，該熔融玻璃藉由穿過熔融玻璃的電流來加熱。
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:遞送腔室 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 110:內部空間 112:電極 114:導電體 116:交流電流電源 118:第一電流路徑 120:第二電流路徑 122:第一電加熱電路 124:第二電路 126:第一電偏壓電路 128:導電體 130:第二電偏壓電路 132:導電體 112a:第一電極 112b:第二電極 116a:第一交流電流電源 116b:第二交流電流電源 116c:第三交流電流電源 120a:第一電流路徑部分 120b:第二電流路徑部分 140a:第一輔助電極 140b:第二輔助電極 142a:電流路徑 142b:電流路徑 CL:中心線 i1:第一電流 i1a:第一電流部分 i1b:第二電流部分 i2:第二電流 i3:第三交流電流
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2是可以用在圖1的裝置中的示例性熔化容器的平面圖，該平面圖繪示通過容納在熔化容器中的熔融玻璃的電流路徑，且該等電流路徑延伸於電極之間；
圖3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，該平面圖繪示佈置在電極與貴金屬元件之間的電偏壓電路；
圖4是電示意圖，描繪圖3的第一電流路徑中的電流；
圖5是電示意圖，描繪圖3的第二電流路徑中的電流；
圖6是電示意圖，描繪圖3的第一電偏壓電路中的電流；
圖7是電示意圖，描繪圖3的第二電偏壓電路中的電流；
圖8是電示意圖，繪示圖4-7中單獨示出的電流；
圖9是圖表，繪示表示圖2的電極中的至少一者中的總電流的波形、表示從第一電極延伸且延伸通過暴露於熔融玻璃的貴金屬元件的電流的波形、及表示第一電偏壓電路中的電流的波形；
圖10是電示意圖，繪示一個替代性的實施例，其中第二交流電流電源及第三交流電流電源電連接到輔助電極；及
圖11是電示意圖，繪示另一個替代性實施例，其中第二交流電流電源及第三交流電流電源分別電連接到第一電極及第二電極以及第一輔助電極及第二輔助電極。
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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:交流電流電源
118:第一電流路徑
120:第二電流路徑
112a:第一電極
112b:第二電極
CL:中心線

Claims (10)

  1. 一種用於形成一玻璃製品的裝置，包括：一耐火容器，界定配置為固持熔融玻璃的一內部空間；一貴金屬元件，暴露於該內部空間且被佈置為接觸該熔融玻璃；一第一交流電流電源，電連接在第一電極與第二電極之間，該第一電極及該第二電極暴露於該內部空間且被佈置為接觸該熔融玻璃，該第一交流電流電源被配置為供應一第一電流；一第二交流電流電源，電連接在該貴金屬元件與該第一電極或佈置為接觸該熔融玻璃的一第一輔助電極中的至少一者之間，該第二電源被配置為供應與該第一電流異相的一第二電流；及一第三交流電流電源，電連接在該貴金屬元件與該第二電極或佈置為接觸該熔融玻璃的一第二輔助電極中的至少一者之間，該第三電源被配置為供應與該第一電流異相的一第三電流。
  2. 如請求項1所述的裝置，其中該第一交流電流電源、該第一電極、及該第二電極包括一第一電路。
  3. 如請求項2所述的裝置，其中該第二交流電流電源、該貴金屬元件、及該第一電極或該第一輔助電極中的該至少一者包括一第一電偏壓電路。
  4. 如請求項3所述的裝置，其中該第三交流電流電源、該貴金屬元件、及該第二電極或該第二輔助電極中的該至少一者包括一第二電偏壓電路。
  5. 如請求項1所述的裝置，其中該第二交流電流電源被配置為使得該第一電流與該第二電流之間的一相位差的一絕對值是在從90度到180度的範圍中。
  6. 如請求項1所述的裝置，其中該第三交流電流電源被配置為使得該第一電流與該第三電流之間的一相位差的一絕對值是在從90度到180度的範圍中。
  7. 一種用於形成一玻璃製品的方法，該方法包括以下步驟： 從一第一交流電流電源供應一第一電流，該第一電流的一第一部分沿著一熔化容器的一熔化空間中的一第一電極與一第二電極之間的一第一電流路徑延伸，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，且該第一電流的一第二部分沿著該熔化容器的該熔化空間中的該第一電極與該第二電極之間的一第二電流路徑延伸，該第二電流路徑延伸通過該熔融玻璃及該貴金屬元件； 從一第二交流電流電源供應與該第一電流異相的一第二電流，該第二電流延伸於該第一電極或一第一輔助電極中的至少一者與該貴金屬元件之間，該第一輔助電極與該熔融玻璃接觸且與該第一電極隔開；及 從一第三交流電流電源供應與該第一電流異相的一第三電流，該第三電流延伸於該第二電極或一第二輔助電極中的至少一者與該貴金屬元件之間，該第二輔助電極與該熔融玻璃接觸且與該第二電極隔開。
  8. 如請求項7所述的方法，其中該第一電流與該第二電流之間的一相位差的一絕對值是在從90度到180度的範圍中。
  9. 如請求項7所述的方法，其中該第一電流與該第三電流之間的一相位差的一絕對值是在從90度到180度的範圍中。
  10. 如請求項7所述的方法，其中該第二電流與該第三電流同相。
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