TWM478686U - 玻璃液供應系統 - Google Patents

Description

玻璃液供應系統

一種玻璃液供應系統，本創作尤指一種於窯爐中具有一澄清區，可使玻璃液被完全消泡的玻璃液供應系統。

平板玻璃的製造方式，係藉由熔解(Melt)步驟，將玻璃原料熔解成玻璃液後，再將玻璃液經由澄清(Refine)與攪拌(Stirring)等步驟，使其達到澄清且均質化(Homogeneous)，才可進一步經冷卻(Cooling)加工成型為平板玻璃；承上，玻璃液在整個輸送過程中，其所有的製程條件，例如原料與溫度等，均有可能會影響平板玻璃的品質，最常見的問題是當玻璃液中有氣泡的存在，成型後的玻璃成品會因含有氣泡而影響其品質，尤其是用於顯示器之玻璃，若有氣泡存在更為一重大缺失，又，當玻璃液之均質化程度不夠，成型後的玻璃成品會產生筋紋(Cord)，亦會影響玻璃成品之品質，是以，如何使玻璃液達到澄清且均質化之結果，是玻璃製程中極其關鍵且必要考慮的條 件；請參閱「第1圖」，圖中所示為習知之玻璃液供應系統，如圖，習知的玻璃液供應系統1係由一熔解槽10、一澄清裝置11、數個攪拌裝置12、一冷卻裝置13及複數個通道14所組構而成，其中，複數個通道14用以連通熔解槽10與各裝置(11、12、13)，首先，熔解槽10以高溫對玻璃原料加熱，使其熔解成玻璃液，並輸送到澄清裝置11消除玻璃液內部的氣泡，使玻璃液呈現澄清狀，再藉由攪拌裝置12對消泡後的玻璃液進行攪拌，使其達到均質化，最後，透過冷卻裝置13進行降溫，依此，可產生一澄清且均質化的玻璃液，供玻璃成型裝置加工成型為玻璃基板，另有其他先前技術以供參考，如下：(1)中華民國專利公告號第I406823號「製造玻璃片之方法及裝置」；(2)中華民國專利公告號第I406827號「減少玻璃中氣體雜質之裝置及方法」；(3)中華民國專利公開號第201134773號「製造玻璃物件之設備及方法」；(4)中國專利公告號第101357819號「貴金屬料道加熱裝置及方法」；(5)美國專利公告號第7,032,412號「Method of manufacturing glass sheets with reduced blisters」；惟，由上述諸多前案所揭技術可知，習知技術之玻璃液供應系統，其揭露之熔解槽多僅作為熔解玻璃原料之 用途，而玻璃液之氣泡的消除，通常需在澄清裝置中施以高溫加熱完成，然，澄清裝置的材質多為白金等貴金屬，一者，受高溫加熱後的白金貴金屬易有白金顆粒(Pt particles)析出，其進入玻璃液後，會影響玻璃成品的品質，再者，白金貴金屬之價格相當昂貴，使得玻璃液供應系統的整體建構成本相當高。

承上，雖有習知技術揭露一種可在熔解槽中讓玻璃液消除氣泡的創作，如中國專利公開號第102503076號「用於熔化高鹼鋁矽酸鹽玻璃的窯爐」，其所揭露之窯爐結構包含用以熔解玻璃的一預熔池和與之相連的一熔化池，其中，所述熔化池中成型有高度較熔化區高的一澄清區，可使熔解後之玻璃液的深度變淺，藉此提高底部玻璃液溫度，減小底部玻璃液的靜壓，以利於氣泡的消除，另有其他先前技術以供參考，如下：(6)中華民國專利公告號第I402229號「玻璃熔爐及熔化玻璃之方法」；(7)中國專利公告號第202785940號「一種玻璃窯爐」；惟，由上述諸多前案所揭技術可知，習知技術之熔解槽雖亦包含了消除玻璃液之氣泡的作用，然，澄清區的設置高度，仍不足以讓玻璃液之深度形成極淺狀態，一者，玻璃液中之氣泡，逸出玻璃液表面的所需時間仍較久，再者，與加熱裝置設置的距離相對較遠，無法藉由高溫來加 速氣泡的逸出，依此，習知技術於熔解槽內進行玻璃液氣泡消除作業的消泡效果仍不明顯，無法達到完全消泡，故習知技術之玻璃液供應系統中，澄清裝置仍為不可去除之必要裝置，是以，如何提高玻璃液澄清及均質化程度，卻又能減少白金貴金屬的使用，乃待解決之問題。

有鑑於上述的問題，本創作人係依據多年來從事相關行業及產品設計的經驗，針對現有的玻璃液供應系統進行研究及分析，期能設計出較佳的實體產品；緣此，本創作之主要目的在於提供一種具有高消泡率及均質化程度的玻璃液供應系統。

為達上述的目的，本創作之玻璃液供應系統，其係主要由一窯爐、一均質化裝置、第一白金通道及第二白金通道所組構而成，所述之窯爐包括一殼體、一窯體及複數個加熱裝置，又，窯體具有一熔解區、一澄清區及一導流區，首先，藉由熔解區將玻璃原料熔解成玻璃液，當玻璃液流經成型為堤堰狀(Dam)的澄清區時，玻璃液之氣泡會因液面深度變得極淺，且所受之溫度更高，故而順利向上逸出，再經導流區使玻璃液透過第一白金通道流至一均質化裝置，其中，所述之均質化裝置為白金貴金屬之材質製成，其係包括複數個攪拌軸，用以對完成消泡的玻璃液進行攪拌，使其達到均質化，最後，完成消泡且均質化的玻璃液， 再透過連接與均質化裝質的第二白金通道，與一玻璃成型裝置相互連通，供以加工成型玻璃基板。

為使 貴審查委員得以清楚了解本創作之目的、技術特徵及其實施後之功效，茲以下列說明搭配圖示進行說明，敬請參閱。

1‧‧‧玻璃液供應系統

10‧‧‧熔解槽

11‧‧‧澄清裝置

12‧‧‧攪拌裝置

13‧‧‧冷卻裝置

14‧‧‧通道

2‧‧‧玻璃液供應系統

20‧‧‧窯爐

201‧‧‧殼體

202‧‧‧窯體

2011‧‧‧進料口

2021‧‧‧堤堰部

2012‧‧‧出料口

203‧‧‧第一加熱裝置

204‧‧‧第二加熱裝置

21‧‧‧均質化裝置

22‧‧‧第一白金通道

211‧‧‧攪拌軸

23‧‧‧第二白金通道

M1‧‧‧熔解區

M2‧‧‧澄清區

M3‧‧‧導流區

G1‧‧‧玻璃原料

G2‧‧‧玻璃液

G3‧‧‧玻璃液面

d1、d2、d3、d4‧‧‧距離

第1圖，為習知之玻璃液供應系統。

第2圖，為本創作之組成示意圖。

第3圖，為本創作之細部結構圖。

第4圖，為本創作之實施示意圖。

請參閱「第2圖」，圖中所示為本創作之組成示意圖，如圖，本創作玻璃液供應系統2，其係主要由一窯爐20、一均質化裝置21、一第一白金通道22及一第二白金通道23所組構而成，其中，所述之窯爐20包括一殼體201、一窯體202及複數個第一加熱裝置203，殼體201為隔熱磚或保溫磚，但不以此為限，特先陳明，又，殼體201的一端成型有一進料口2011，供以投放用以成型為玻璃基板的玻璃原料進入窯爐20內，而殼體201之相對於進料口2011的另一端，成型有一出料口2012，窯爐20即是由出料口2012，透過第 一白金通道22與均質化裝置21呈連通狀，可供在窯爐20內之熔解態的玻璃液輸送至均質化裝置21內；窯體202由耐火磚或其他耐火材質製成，又，窯體202設置於殼體201內部且呈階梯狀，由進料口2011至出料口2012處向上逐階延伸，其係可耐高溫，是以，可供對玻璃原料進行熔解及澄清等精煉作業；複數個第一加熱裝置203設置於殼體201內部與窯體202位置的上方，通常為火焰，用以產生預定之溫度，但不以此為限，特先陳明，另，所述之均質化裝置21，由白金貴金屬之材質製成，其係包括複數個攪拌軸211，如圖，複數個攪拌軸211設置於均質化裝置21內，以對均質化裝置21內的熔解態玻璃液進行攪拌，形成均質化的玻璃液，避免玻璃成型後有筋紋的產生，最後，完成澄清與均質化作業的玻璃液，透過連接於均質化裝置21上的第二白金通道23，輸送至後端製程的一玻璃成型裝置(圖中未示)，供以加工成型玻璃基板，其中，所述之玻璃成型裝置，可為溢流式玻璃成型裝置或噴嘴下拉式玻璃成型裝置，但不以此為限，特先陳明。

請參閱「第3圖」，圖中所示為本創作之細部結構圖，如圖，窯體202係呈階梯狀，由進料口2011至出料口2012處向上逐階延伸，其中，階梯狀之窯體202的最高階處形成為一堤堰部2021，又，堤堰部2021與進料口2011之間的區域，為一熔解區M1，除藉由複數個第一加熱裝置203作為加熱源，更可於熔解區M1之窯體202上，設置有複數個第二加 熱裝置204，其可以是電極，並透過外部通電直接加熱，但不以此為限，特先陳明，又，堤堰部2021上方之區域，為一澄清區M2，用以消除玻璃液內部之氣泡，使其達到澄清，再者，堤堰部2021至出料口2012間之區域，為一導流區M3，完成消泡後的玻璃液可透過導流區M3，並藉由出料口2012，輸送至均質化裝置21內(請參閱第1圖)；請搭配參閱「第4圖」，圖中所示為本創作之實施示意圖，如圖，當一玻璃原料G1透過進料口2011，投放至窯體202後，即於熔解區M1內，受複數個第一加熱裝置203及第二加熱裝置204加熱至預定之溫度，使玻璃原料G1熔解成熔融態之一玻璃液G2，當玻璃液G2行經至澄清區M2時，藉由堤堰部2021所成型之高度，可使玻璃液G2之液面深度形成極淺的狀態，即玻璃液面G3與堤堰部2021表面之距離d1相當小，且極小於玻璃液面G3與熔解區M1之窯體202表面的距離(d2、d3、d4)，如此，一者，因玻璃液面G3與堤堰部2021表面之距離d1極小，再者，因複數個第一加熱裝置203所設置的位置與堤堰部2021相當靠近，故於澄清區M2之玻璃液G2所感受的加熱溫度，會高於熔解區M1之玻璃液G2所感受的加熱溫度，致使玻璃液G2內部的氣泡，會更容易向上浮升，最後逸出玻璃液面G3之外，完成熔解態之玻璃液G2的澄清作業(即消泡作業)，藉此有效大幅提高窯爐20內部之氣泡消除率，再者，亦可透過調整澄清區M2之區域範圍，換言之，可藉由變化堤堰部2021之寬度，使熔解後的玻璃液G2行經澄清區M2時，延長其滯留於澄清區M2的時間，依此，可增 加玻璃液G2內部之氣泡，由玻璃液面G3逸出的機率，是以，透過調整堤堰部2021之高度與寬度等條件，可達到玻璃液G2內部的氣泡在窯爐20內部被完全消除之功效，於窯爐20外部即不須再設置一澄清裝置，依此，可減少白金貴金屬的使用，降低白金顆粒的析出。

由上所述可知，本創作所稱之玻璃液供應系統，其係由一窯爐、一均質化裝置、一第一白金通道及一第二白金通道所組構而成，其中，第一白金通道用以連通窯爐與均質化裝置，可供玻璃液通過，所述之窯爐包括一殼體、一窯體及複數個第一加熱裝置與第二加熱裝置，其中，複數個第一加熱裝置係設置於殼體內部與窯體位置的上方，又，殼體的一端成型有一進料口，而相對進料口的另一端，成型有一出料口，又，窯體成型為由進料口至出料口方向，向上逐階延伸的階梯狀，其最高階處為一堤堰部，進料口至堤堰部之區域為一熔解區，設置有複數個第二加熱裝置，當一玻璃原料透過進料口投放至窯體時，複數個第一加熱裝置及第二加熱裝置，會加熱至預定溫度使其熔解成玻璃液，再者，堤堰部為一澄清區，當玻璃液行經澄清區時，藉由堤堰部之高度及寬度的變化，可使玻璃液之液面深度形成極淺的狀態，且滯留時間加長，如此，可讓玻璃液內部之氣泡，更易向上逸出，達到完全消泡，另，堤堰部至出料口之區域為一導流區，完成消泡後的玻璃液會行經導流區，並透過第一白金通道輸送至均質化裝置內；所 述之均質化裝置包括複數個攪拌軸，用以對玻璃液進行攪拌，使其達到均質化，又，均質化裝置再透過第二白金通道與後端製程的一玻璃成型裝置相連通，是以，完成消泡與均質化的玻璃液，即可供以加工成型高品質的玻璃基板；依此，本創作其據以實施後，確實可達到提供一種具有高消泡率及均質化程度的玻璃液供應系統。

唯，以上所述者，僅為本創作之較佳之實施例而已，並非用以限定本創作實施之範圍；任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本創作之專利範圍內。

綜上所述，本創作之功效，係具有創作之「產業可利用性」、「新穎性」與「進步性」等專利要件；申請人爰依專利法之規定，向 鈞局提起創作專利之申請。

2‧‧‧玻璃液供應系統

20‧‧‧窯爐

201‧‧‧殼體

2011‧‧‧進料口

2012‧‧‧出料口

202‧‧‧窯體

203‧‧‧第一加熱裝置

21‧‧‧均質化裝置

211‧‧‧攪拌軸

22‧‧‧第一白金通道

23‧‧‧第二白金通道

Claims (6)

1. 一種玻璃液供應系統，用以提供澄清且均質化的一玻璃液，其包括：一窯爐，由一殼體、一窯體及複數個加熱裝置所組構而成，其中，複數個該加熱裝置組裝於該殼體內部，該窯體內成型為逐階延伸的階梯狀，以形成一熔解區及一澄清區，該熔解區透過複數個該加熱裝置加熱一玻璃原料，使其熔解成該玻璃液，該澄清區用以縮小該玻璃液之表面與該窯體之表面的距離；以及一均質化裝置，透過一第一白金通道與該窯爐相連通，該均質化裝置具有複數個攪拌軸，藉由該攪拌軸對該玻璃液進行攪拌，使其達成均質化。
2. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃液供應系統，其中，該均質化裝置可再連接一第二白金通道，供該均質化裝置與一玻璃成型裝置呈相連通。
3. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃液供應系統，其中，該殼體包含一進料口與一出料口，該進料口用以投放該玻璃原料，該出料口透過該第一白金通道與該均質化裝置相連通。
4. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃液供應系統，其中，該窯體包含一導流區，用以將該玻璃液導流至該出料口。
5. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃液供應系統，其中，該窯體由進料口至出料口方向，成型為向上逐階延伸的階梯狀。
6. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃液供應系統，其中，該玻璃液之表面與該澄清區中之該窯體之表面的距離，極小於 該玻璃液之表面與該熔解區中之該窯體之表面的距離。