KR20230098889A

KR20230098889A - 유리 제조 장치

Info

Publication number: KR20230098889A
Application number: KR1020237019619A
Authority: KR
Inventors: 안젤리스 길버트 드; 주안 카밀로 이사자
Original assignee: 코닝 인코포레이티드
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2021-11-04
Publication date: 2023-07-04
Also published as: JP2023549219A; TW202225109A; US20230365451A1; WO2022103647A1; CN116670080A

Abstract

용융 유리를 운반하도록 구성된 용기, 상기 용기로부터 하향 연장되는 도관으로서 상기 도관은 그것에 결합된 오목형 가열 부재를 갖는 원위 단부를 포함하는, 상기 도관, 상기 도관에 결합된 제1 전기 플랜지, 및 상기 오목형 가열 부재에 결합된 제2 전기 플랜지를 포함하는 유리 제조 장치가 개시된다. 용융 유리 성형 재료의 실투를 방지하는 방법이 또한 개시된다.

Description

유리 제조 장치

본 출원은 2020년 11월 12일 출원된 미국 예비출원 일련번호 제63/113,009호의 35 U.S.C.§119 하의 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 전체로서 참조로 본 명세서에 통합된다.

본 개시는 일반적으로 유리 제조 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 용융 유리와 같은 용융 재료를 예를 들어, 유리 성형 장치로 전달하기 위한 유리 제조 장치에 관한 것이다.

유리 제조 공정은 3단계로 나눌 수 있다: 원료가 가열되어 용융 유리 성형 재료를 형성하는 용융 단계; 용융 유리 성형 재료로부터 기체 함유물들(예를 들어, 기포들)이 제거되는 청징(fining) 단계, 및; 열 컨디셔닝 단계. 열 컨디셔닝 단계 후, 용융 유리 성형 재료는 출구 도관을 통해 성형 장치로 전달된다. 출구 도관을 빠져나가는 용융된 재료는 용융 유리 성형 재료에 적절한 성형 점도를 제공하는 온도 프로파일을 가져야 한다.

용융 유리 성형 재료의 점도(예를 들어, 온도)가 출구 도관, 특히 출구 도관의 출구에서 적절하게 유지되지 않는 경우, 용융 유리 성형 재료는 실투할 수 있다. 즉, 용융 유리 성형 재료의 온도가 충분한 시간 동안 실투(devitrification) 온도 아래로 떨어지면 실투가 발생할 수 있다.

다음은 상세한 설명에 기술된 일부 실시예들의 기본적인 이해를 제공하기 위해 개시 내용의 간략화된 요약을 제시한다. 이들 및 다른 특징들, 양태들 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조하여 다음의 상세한 설명을 읽을 때 더 잘 이해된다.

일부 유리 제조 공정들에서, 용융 유리 성형 재료는 전달 시스템, 예를 들어 전달 용기로부터 용융된 재료를 유리 제품으로 성형하도록 구성된 성형 장치와 같은 하류 공정으로 전달된다. 전형적으로, 용융 유리 성형 재료는 도관을 통해 전달되며, 여기서 용융 유리 성형 재료는 도관의 출구 개구로부터 배출된다. 다양한 실시예에서, 용융 유리 성형 재료의 온도 및 그에 따른 점도는 도관을 통한 균질한 전송을 용이하게 하기에 적합한 온도로 유지된다. 예를 들어, 도 1 및 도 2는 도관(10)에 결합된 상부 전기 플랜지(12) 및 용융 유리 성형 재료(18)가 이를 통해 유동하는 도관의 배출 단부(16)에서 상부 전기 플랜지(12) 아래에서 도관(10)에 결합된 하부 전기 플랜지(14)를 포함하는 수직으로 배향된 도관(10)을 도시한다. 이는 상부 전기 플랜지(12)와 하부 전기 플랜지(14) 사이의 도관을 통해 전류를 공급함으로써 수행될 수 있으며, 이에 따라 주울 가열에 의해 상부 전기 플랜지(12)와 하부 전기 플랜지(14) 사이의 도관(10)을 가열할 수 있으며, 이는 차례로 도관 내의 용융 유리 성형 재료(18)를 가열한다. 이 방법에 의한 용융 유리 성형 재료의 가열은 종종 "직접" 가열로 지칭되며, 이는 도관에 인접하게 위치된 전기 권선과 같은 외부 열원을 사용하는 간접 방법과 대조된다.

전기 플랜지는 종종 수백에서 수천 암페어 범위의 큰 크기의 전류를 도관에 공급하도록 설계된다. 전기 플랜지들은 고온에 도달하도록 의도되지 않았으며, 전기 저항을 줄이고 작동 중 온도를 제한하기에 충분한 두께로 구성된다. 일부 경우들에서, 전기 플랜지들은 전기 플랜지의 외주에 배치된 냉각 채널(미도시), 예를 들어 냉각 튜브에 의해 냉각될 수 있다. 따라서, 전기 플랜지들, 특히 도관의 배출 단부 또는 그 부근의 하부 전기 플랜지(14)는 도관의 배출 단부를 냉각시킬 수 있는 방열 핀으로서 작용할 수 있다. 더욱이, 배출 단부(16)에 있는 하부 전기 플랜지(14)의 위치는 바로 배출 단부에서 주울 가열을 감소시킬 수 있다. 배출 단부(16)의 유리 성형 재료가 유리 성형 재료의 액상선 온도보다 낮은 온도로 냉각되고, 유리 성형 재료가 충분한 시간 동안 배출 단부에 머무르면, 유리 성형 재료는 실투를 겪을 수 있고 결정 덩어리(22)(이하 "데빗(devit)")를 형성한다. 성장하도록 허용되는 경우, 데빗(22)은 도관으로부터 분리될 수 있고 하류의 유리 성형 재료를 오염시킬 수 있다. 예를 들어, 유리 제조 장치의 작동 중에, 용융 유리 성형 재료는 도관의 에지 표면(20) 위로 그리고 하부 전기 플랜지(14) 상으로 이동할 수 있다. 에지 표면 및 전기 플랜지(14) 상의 이러한 이동된 유리 성형 재료는 결정화되어 데빗(22)을 형성할 수 있으며, 이는 심지어 도관 내부 내로 추가적인 데빗 성장을 자라나게 할 수 있다.

따라서, 본 명세서에 개시된 유리 제조 장치는 용융 유리를 운반하도록 구성된 용기; 상기 용기로부터 하향 연장되는 도관으로서, 상기 도관은 그것에 결합된 오목형 가열 부재를 포함하는 원위 단부를 포함하는, 상기 도관; 상기 도관에 결합된 제1 전기 플랜지; 및 상기 오목형 가열 부재에 결합된 제2 전기 플랜지를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 오목형 가열 부재는 원뿔대를 포함할 수 있다. 상기 오목형 가열 부재는 도관에 직각으로 결합될 수 있다. 즉, 상기 오목형 가열 부재는 상기 오목형 가열 부재와 상기 도관 사이의 결합부에서 직각으로 상기 도관과 교차할 수 있다.

다양한 실시예들에서, 상기 오목형 가열 부재는 부 단부 및 주 단부를 포함하며, 상기 제2 전기 플랜지는 상기 주 단부의 상부 림에 결합된다.

실시예들에서, 상기 제2 전기 플랜지는 내부 개구부를 한정하는 내부 에지를 갖는 본체부를 포함하며, 상기 내부 에지는 상기 주 단부의 원주 주위로 상기 오목형 가열 부재의 상기 상부 림에 결합될 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 유리 제조 장치는 상기 제1 전기 플랜지와 상기 용융 유리 전달 용기 사이에서 상기 도관에 결합된 제3 전기 플랜지를 더 포함할 수 있다.

상기 유리 제조 장치는 상기 오목형 가열 부재와 상기 도관의 벽 사이에서 한정된 체적 내에 배치된 열 전도성 재료를 더 포함할 수 있다. 상기 열 전도성 재료는 세라믹 시멘트를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 도관의 두께는 상기 오목형 가열 부재의 두께 T2보다 클 수 있다.

다양한 실시예들에서, 상기 도관, 상기 오목형 가열 부재, 및 상기 제2 전기 플랜지는 백금, 예를 들어 백금-로듐 합금을 포함할 수 있다.

청구항 1 내지 10 중의 어느 하나의 유리 제조 장치에서 상기 도관은 상기 용기의 배수관을 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에서, 상기 오목형 가열 부재는 상향으로의 오목형 가열 부재일 수 있다.

다른 실시예들에서, 용융 유리 전달 용기; 상기 용융 유리 전달 용기로부터 연장되는 도관으로서, 상기 도관은 상기 용융 유리 전달 용기에 결합된 근위 단부, 및 원위 단부로부터 상기 용융 유리 전달 용기를 향해 연장되는 원뿔형 가열 부재를 갖는 상기 원위 단부를 포함하는, 상기 도관; 및 상기 원뿔형 가열 부재에 결합된 전기 플랜지를 포함하는 유리 제조 장치가 개시된다.

상기 유리 제조 장치는 상기 원뿔형 가열 부재와 상기 도관의 벽 사이에서 한정되는 체적 내에 배치되는 세라믹 시멘트를 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에서, 상기 도관, 상기 원뿔형 가열 부재, 및 상기 제2 전기 플랜지는 백금, 예를 들어 백금-로듐 합금을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 원뿔형 가열 부재는 상기 원위 단부에 직각으로 결합된 아치형 목 부분을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 도관의 두께 T1은 상기 원뿔형 가열 부재의 두께 T2보다 크다.

또 다른 실시예들에서, 용융 유리를 운반하도록 구성된 용기; 상기 용기로부터 연장되며 상기 용기와 유체 연통되는 도관으로서, 상기 도관은 상기 용기에 결합된 근위 단부 및 상기 근위 단부의 반대편에서 상기 근위 단부와 이격된 원위 단부를 포함하는, 상기 도관; 상기 도관에 결합된 오목형 가열 부재로서, 상기 오목형 가열 부재는 주 단부 및 부 단부를 포함하며, 상기 도관의 길이의 적어도 일부 주위로 연장되는, 상기 오목형 가열 부재; 및 상기 주 단부에서 상기 오목형 가열 부재에 결합된 전기 플랜지;를 포함하는 유리 제조 장치가 개시된다. 예를 들어, 상기 오목형 가열 부재의 상기 부 단부는 상기 도관에 결합될 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 부 단부는 상기 도관의 방향으로 만곡되는 만곡부를 갖는 아치형 목 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 아치형 목 부분은 상기 도관에 직각으로 결합될 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 오목형 가열 부재의 상기 부 단부는 상기 도관의 상기 원위 단부에 결합된다.

일부 실시예들에서, 상기 도관의 두께 T1은 상기 오목형 가열 부재의 두께 T2보다 크다.

다양한 실시예들에서, 상기 도관, 상기 오목형 가열 부재, 및 상기 전기 플랜지는 백금, 예를 들어 백금-로듐 합금을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 오목형 가열 부재는 상향으로의 오목형 가열 부재일 수 있다.

또 다른 실시예들에서, 용융 유리 성형 재료의 실투(devitrification)를 방지하는 방법이 개시되며, 상기 방법은 도관을 통해 상기 용융 유리 성형 재료를 유동시키는 단계로서, 상기 도관은 상기 도관에 결합되며 상기 도관의 길이의 적어도 일부 주위로 연장되는 오목형 가열 부재를 포함하는, 상기 유동시키는 단계; 상기 도관에 결합된 제1 전기 플랜지와 상기 오목형 가열 부재에 결합된 제2 전기 플랜지 사이에서 상기 도관 및 상기 오목형 가열 부재에 전류를 발생시키는 단계로서, 상기 오목형 가열 부재는 상기 도관의 상기 길이의 상기 적어도 일부를 전도적으로 가열하는, 상기 발생시키는 단계를 포함한다. 상기 오목형 가열 부재는 제1 직경 d1을 포함하는 주 단부 및 상기 주 단부 반대편의 부 단부를 포함한다. 상기 부 단부는 d1보다 작은 제2 직경 d2를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 부 단부는 상기 도관을 향한 방향으로 만곡되며 상기 도관에 직각으로 결합된 만곡부를 포함하는 아치형 목 부분을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 오목형 가열 부재는 상기 도관의 원위 단부에 결합될 수 있다.

본 명세서에서 개시된 실시예들의 추가적인 특징들 및 이점들은 다음의 상세한 설명에서 설명될 것이며, 부분적으로는 이 설명으로부터 당업자에게 명백하게 될 것이며 또는 다음의 상세한 설명, 청구범위 및 첨부 도면들을 포함하여 본 명세서에서 기술된 실시예들을 실시함으로써 인식될 것이다. 전술한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 모두 본 명세서에 개시된 실시예들의 본질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 뼈대를 제공하기 위해 의도된다는 것을 이해할 수 있다. 첨부하는 도면들은 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되며 본 명세서에 통합되어 일부를 구성한다. 도면들은 본 개시의 다양한 실시예들을 예시하며, 설명과 함께 그 원리들 및 동작들을 설명한다.

도 1은 도관 및 도관을 통해 흐르는 용융 유리 성형 재료를 직접 가열하기 위해 도관에 결합된 한 쌍의 전기 플랜지들의 개략도이다.
도 2는 도 1의 도관 및 전기 플랜지들의 단면도이다.
도 3은 출구 도관에 전류를 형성하도록 구성된 전기 플랜지들과 함께 전달 용기 및 그로부터 연장되는 출구 도관을 포함하는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 예시적인 유리 성형 장치이다.
도 4는 출구 도관의 원위 단부에 부착된 오목형 가열 부재를 도시한 도 1의 출구 도관의 입면 단면도이다.
도 5는 오목형 가열 부재를 도시한 도 1의 출구 도관의 적어도 일부의 사시도이다.
도 6은 예시적인 제1 전기 플랜지의 사시도이다.
도 7은 예시적인 제2 전기 플랜지의 사시도이다.
도 8은 출구 도관에 직각으로 결합된 아치형 목 부분 및 스커트를 도시하는 오목형 가열 부재 및 출구 도관의 원위 단부의 일부의 단면도이다.
도 9는 출구 도관 및 위로 오목형 가열 부재에 대한 제1 및 제2 전기 플랜지의 부착을 각각 도시하는 도 4의 출구 도관의 적어도 일부의 사시도이다.
도 10은 포물선 형상을 갖는 다른 오목형 가열 부재의 사시도이다.
도 11은 본 명세서에 기재된 실시예들에 따른 예시적인 하강관(downcomer)의 일부의 단면도로서, 여기서 하강관은 회전 성형 롤을 포함하는 예시적인 성형 장치로 용융 유리 성형 재료를 전달하는 것으로 도시되어 있다
도 12는 본 명세서에 기재된 실시예들에 따른 다른 예시적인 하강관의 일부의 단면도로서, 여기서 하강관은 한 쌍의 역회전 성형 롤을 포함하는 성형 장치로 용융 유리 성형 재료를 전달하는 것으로 도시되어 있다.

이제 본 개시 내용의 실시예들에 대한 참조가 상세히 이루어질 것이며, 그 예시들이 첨부 도면들에 예시된다. 가능하면, 도면들 전체에 걸쳐 동일한 참조 번호들이 동일하거나 유사한 부분들을 지칭하기 위해 사용된다. 그러나, 본 개시 내용은 많은 상이한 형태들로 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 설명한 실시예들로 제한되는 것으로 간주되서는 안된다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "약"은 양, 크기, 제형, 매개변수, 및 기타 양 및 특성이 정확하지 않고 정확할 필요도 없지만, 근사치일 수 있거나 및/또는 더 큰 또는 더 작을 수 있으며, 필요에 따라 공차, 변환 인자, 반올림, 측정 오차 등, 및 당업자에게 공지된 기타 인자를 반영한다.

범위들은 본 명세서에서 "약" 하나의 값, 및/또는 "약" 다른 값으로 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현될 때, 다른 실시예는 하나의 값으로부터 다른 값을 포함한다. 유사하게, 값들이, 예를 들어 선행사 "약"을 사용하여 근사치들로 표현될 때, 상기 값은 다른 실시예를 형성함을 이해할 것이다. 각각의 범위들의 종점들은 다른 종점과 관련하여 그리고 다른 종점과는 독립적으로 모두 중요하다는 것이 추가로 이해될 것이다.

본 명세서에서 사용되는 방향 용어들 - 예를 들어, 위로, 아래로, 오른쪽, 왼쪽, 앞, 뒤, 상부, 하부- 은 단지 도시된 대로의 도면들을 참조하여 만들어지며, 절대적인 방향을 의미하는 것으로 의도되지는 않는다.

달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본 명세서에 설명된 임의의 방법은 그 단계들이 특정 순서로 수행될 필요가 있는 것으로 해석되는 것이라고 의도되지 않으며, 임의의 장치에서 특정 배향들이 요구되는 것으로도 해석되지 않는다. 따라서, 방법 청구항은 실제로 그 단계들에 뒤따르는 순서를 실제로 언급하지 않거나, 또는 임의의 장치 청구항이 개별 구성 요소들에 대한 순서 또는 배향을 실제로 언급하지 않는 경우, 또는 단계들이 특정 순서로 제한되거나 또는 장치의 구성 요소들에 대하여 특정 순서 또는 배향이 언급되지 않는 것을 청구항들 또는 설명에서 특별히 언급되지 않는 경우, 어떤 점에서도 순서 또는 배향이 추론되는 것을 결코 의도한 것은 아니다. 이는 다음을 포함하여 해석에 대한 임의의 가능한 비-표현적 기초를 유지한다: 단계들의 배열, 작동 흐름, 구성 요소들의 순서 또는 구성 요소들의 방향과 관련된 논리 문제들; 문법적 구성 또는 구두점에서 파생된 평범한 의미; 및 명세서에 기술된 실시예들의 수 또는 유형.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 단수 형태들 "a", "an", 및 "the"는 문맥이 명시적으로 달리 지시하지 않는 한 복수의 기준들을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "a" 구성 요소에 대한 언급은 문맥이 달리 명시적으로 지시하지 않는 한 2 개 이상의 그러한 구성 요소들을 갖는 양태들을 포함한다.

"예시적인(exemplary)", "예시(example)"라는 단어 또는 이들의 다양한 형태는 예, 예 또는 예시로서 제공되는 것을 의미하기 위해 본 명세서에서 사용된다. 본 명세서에서 "예시적인" 또는 "예시"로 설명된 임의의 양태 또는 디자인은 다른 양태들 또는 디자인들에 비해 선호되거나 유리한 것으로 해석되어서는 안된다. 또한, 예시들은 명확성과 이해의 목적으로만 제공되며, 개시된 주제 또는 본 개시의 관련 부분을 어떤 방식으로든 제한하거나 한정하려는 것이 아니다. 다양한 범위의 무수한 추가들 또는 대안적인 예시들이 제시될 수 있었지만, 간결함을 위해 생략되었음을 이해할 수 있다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, "포함하는(comprising)" 및 "포함하는(including)"이라는 용어들, 및 이들의 변형들은 달리 표시되지 않는 한 동의어로 해석되고 제한이 없는 것으로 해석되어야 한다. 포함하거나 포함하는 과도기 구절들 뒤에 오는 요소들의 목록은 비배타적 목록이므로 목록에 구체적으로 언급된 요소들 외의 요소들도 존재할 수 있다.

본 명세서에 사용된 용어 "실질적인", "실질적으로" 및 이들의 변형들은 설명된 피쳐가 값 또는 설명과 동일하거나 대략 동일하다는 것을 나타내도록 의도된다. 예를 들어, "실질적으로 평면인" 표면은 평면 또는 거의 평면인 표면을 나타내기 위한 것이다. 더욱이, "실질적으로"는 두 값이 동일하거나 거의 동일함을 나타내기 위한 것이다. 일부 실시예들에서, "실질적으로"는 서로 약 10% 이내, 예를 들어 서로 약 5% 이내, 또는 서로 약 2% 이내의 값을 나타낼 수 있다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "전기적으로 연결된", "전기적으로 연결되는" 및 이들의 변형은 전기 전도체, 예를 들어 금속 전도체에 의해 연결되는 것을 의미하지만, 용융된 재료(예를 들어, 용융 유리)는 포함하지 않는다. 제2 소자에 전기적으로 연결된 제1 소자는 제1 소자와 제2 소자 사이에 추가 소자들을 포함하여 추가 소자들이 제1 소자 및 제2 소자에도 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제2 소자에 전기적으로 연결된 제1 소자는 그 연결에서 부가적인 전도 소자들의 존재를 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 전형적으로, 그러한 전기 전도체들은 금속 배선 또는 케이블링, 버스 바 등을 포함할 수 있지만, 구성요소들, 전류 및/또는 전압 컨트롤러들과 같은 전기 제어 장치들, 전류 및/또는 전압 측정 장치들 등 사이의 연결을 가능하게 하는, 이에 제한되지 않는 전기 연결체들(예를 들어, 플러그들, 탭들, 러그들, 볼트들 등)을 포하하는 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "내화물"은 538℃ 이상의 환경에 노출되는, 구조체들에, 또는 시스템들의 구성요소들로서, 적용 가능하게 만드는 화학적 및 물리적 특성을 갖는 비금속 재료를 지칭한다.

본 명세서에서 사용되는 "원뿔형(conical)"은 직원뿔(right circular cone)들, 사원뿔(oblique circur cone)들 및 원뿔대(truncated cone)들을 포함한다.

달리 나타내지 않는 한, 도면은 축척이 아니다.

도 3에 도시되어 있는 것은 예시적인 유리 제조 장치(100)이다. 일부 실시예에서, 유리 제조 장치(100)는 용융 용기(104)를 포함하는 유리 용융로(102)를 포함할 수 있다. 용융 용기(104)에 더하여, 유리 용융로(102)는 선택적으로 원료를 가열하고 원료를 용융 유리로 변환하도록 구성된 가열 요소들(예: 연소 버너들 및/또는 전극들)과 같은 하나 이상의 추가 구성요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 용융 용기(104)는 전기적으로 부스팅된 용융 용기일 수 있으며, 여기서 에너지가 연소 버너들을 통해 그리고 직접 가열에 의해 원료에 추가되며, 전류가 원료를 통과하고, 이에 따라 전류는 원료의 주울(Joule) 가열을 통해 에너지를 추가한다.

추가 실시예에서, 유리 용융로(102)는 용융 용기로부터의 열 손실을 감소시키는 다른 열 관리 장치(예를 들어, 격리 구성요소들)를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 유리 용융로(102)는 원료를 유리 용융물로 용융시키는 것을 용이하게 하는 전자 및/또는 전기 기계 장치를 포함할 수 있다. 유리 용융로(102)는 지지 구조체들(예를 들어, 지지 섀시, 지지 부재 등) 또는 기타 구성요소들을 포함할 수 있다.

용융 용기(104)는 내화 재료, 예를 들어 알루미나 및/또는 지르코니아를 포함하는 내화 세라믹 재료와 같은 내화 재료로 형성될 수 있지만, 내화 세라믹 재료는 대안적으로 또는 임의의 조합으로 사용된, 이트륨(예를 들어, 이트리아, 이트리아, 이트리아-안정화 지르코니아, 이트륨 포스페이트), 지르콘(ZrSiO₄) 또는 알루미나-지르코니아-실리카 또는 심지어 크롬 옥사이드와 같은 다른 내화 재료들을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 용융 용기(104)는 내화 세라믹 벽돌들로 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 유리 용융로(102)는 유리 제품, 예를 들어 유리 리본을 제조하도록 구성된 유리 제조 장치의 구성요소로서 통합될 수 있지만, 추가 실시예에서 유리 제조 장치는, 많은 다른 유리 제품들이 고려되지만, 유리 막대, 유리 튜브, 유리 엔벨로프(envelope)(예를 들어, 조명 장치용 유리 엔벨로프, 예를 들어 전구) 및 유리 렌즈와 같은, 제한 없는 다른 유리 제품들을 형성하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 용융로는 슬롯 드로우 장치, 플로트 배스 장치, 다운-드로우 장치(예를 들어, 퓨전 다운 드로우 장치), 업-드로우 장치, 프레싱 장치, 압연 장치, 튜브 드로잉 장치 또는 본 개시로부터 이익을 얻을 수 있는 임의의 다른 유리 제조 장치를 포함하는 유리 제조 장치에 포함될 수 있다. 예를 들면, 도 3은 유리 리본을 개별 유리 시트들로 후속 가공하거나 유리 리본을 스풀 상으로 롤링하기 위한 퓨전 다운-드로우형 유리 제조 장치(100)의 구성요소로서 유리 용융로(102)를 개략적으로 도시한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 퓨전 드로잉(fusion drawing)은 성형 본체의 측면들 위로 용융 유리를 유동시키는 것을 포함하며, 여기서 용융된 재료의 결과적인 스트림들은 성형 본체의 바닥에서 결합 또는 "융합(fuse)"된다.

유리 제조 장치(100)는 선택적으로 용융 용기(104)의 상류에 위치한 상류 유리 제조 장치(106)를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상류 유리 제조 장치(106)의 일부 또는 전체가 유리 용융로(102)의 일부로서 통합될 수 있다.

도 3에 도시된 실시예에 도시된 바와 같이, 상류 유리 제조 장치(106)는 원료 저장 빈(108), 원료 전달 장치(110), 예를 들어 오거(auger) 또는 스크류 공급기(screw feeder), 및 원료 전달 장치(110)에 연결된 모터(120)를 포함할 수 있다. 원료 저장 빈(108)은 화살표(124)로 표시된 바와 같이 하나 이상의 공급 포트를 통해 용융 용기(104) 내로 공급될 수 있는 다량의 원료(122)를 저장하도록 구성된다. 원료(122)는 전형적으로 하나 이상의 유리 성형 금속 산화물 및 하나 이상의 개질제를 포함한다. 일부 예에서, 원료 전달 장치(110)는 원료 저장 빈(108)로부터 용융 용기(104)로 미리 결정된 양의 원료(122)를 전달하기 위해 모터(120)에 의해 동력을 공급받을 수 있다. 추가 예에서, 모터(120)는 원료 전달 장치(110)에 동력을 공급하여 용융된 재료의 유동 방향에 대해 용융 용기(104)로부터의 하류에서 감지된 용융된 재료의 레벨에 기초하여 제어된 속도로 원료(122)를 유입시킬 수 있다. 용융 용기(104) 내의 원료(122)는 이후 가열되어 용융 유리 성형 재료(126)를 형성할 수 있다. 전형적으로, 초기 용융 단계에서, 원료는 미립자들로서, 예를 들어 다양한 "모래들" 또는 분말들로서 용융 용기에 부가된다. 원료(122)는 또한 이전의 용융 및/또는 성형 동작들로부터의 조각 유리(유리 부스러기)를 포함할 수 있다. 연소 버너들은 일반적으로 용융 공정을 시작하는 데 사용된다. 전기 부스팅형 용융 공정에서, 원료의 전기 저항이 충분히 감소하면 원료와 접촉하게 위치된 전극들 사이에 전위를 발생시킴으로써, 그리하여 원료를 통해 전류를 구동시킴으로써 전기 가열을 시작할 수 있으며, 원료는 일반적으로 용융 상태에 들어가거나 또는 용융 상태에 있게 된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 생성된 용융 유리 성형 재료는 용융 유리(126)로 지칭된다.

유리 제조 장치(100)는 선택적으로 용융 유리(126)의 유동 방향에 대해 유리 용융로(102)의 하류에 위치한 하류 유리 제조 장치(128)를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 하류 유리 제조 장치(128)의 일부는 유리 용융로(102)의 일부로서 통합될 수 있다. 그러나, 어떤 경우에는 아래에서 논의되는 제1 연결 도관(130) 또는 하류 유리 제조 장치(128)의 다른 부분들이 유리 용융로(102)의 일부로 통합될 수 있다.

하류 유리 제조 장치(128)는 용융 용기(104)로부터의 하류에 위치되고 상기 언급된 제1 연결 도관(130)에 의해 용융 용기(104)에 결합되는 청징(fining) 용기(132)와 같은 제1 컨디셔닝(예를 들어, 처리) 챔버를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 용융 유리(126)는 제1 연결 도관(130)을 통해 용융 용기(104)로부터 청징 용기(132)로 중력 공급될 수 있다. 예를 들어, 중력은 용융 용기(104)로부터 청징 용기(132)로 제1 연결 도관(130)의 내부 통로를 통해 용융 유리(126)을 구동시킬 수 있다. 따라서, 제1 연결 도관(130)은 용융 용기(104)로부터 청징 용기(132)로 용융 유리(126)를 위한 유동 경로를 제공한다. 그러나, 다른 컨디셔닝 챔버들이 용융 용기(104)의 하류, 예를 들어 용융 용기(104)와 청징 용기(130) 사이에 위치될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 일부 실시예에서, 컨디셔닝 챔버는 용융 용기와 청징 용기 사이에 사용될 수 있다. 예를 들어, 1차 용융 용기로부터의 용융 유리는 2차 컨디셔닝 용기에서 더 가열되거나, 또는 2차 컨디셔닝 용기에서 청징 챔버에 들어가기 전에 1차 용융 용기 내에서의 용융 유리의 온도보다 낮은 온도로 냉각될 수 있다.

기체 함유물들은 다양한 기술에 의해 용융 유리(126)로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 원료(122)는 가열될 때 화학적 환원 반응을 겪고 산소를 방출하는 주석 산화물과 같은 다가 화합물들(예를 들어, 청징제)을 포함할 수 있다. 다른 적합한 청징제는 비소, 안티몬, 철 및 세륨을 포함하나 이에 제한되지 않지만, 비소 및/또는 안티몬의 사용은 환경적 이유로 권장되지 않을 수 있다. 청징 용기(132)는 예를 들어 용융 용기 온도보다 높은 온도로 가열될 수 있고, 이로써 청징제를 가열할 수 있다. 용융 유리에 포함된 하나 이상의 청징제의 온도-유도된 화학적 환원에 의해 생성된 산소는 청징 용기 내의 용융 유리를 통해 상승하고 용융 공정 중에 생성된 기포들 내로 합쳐지거나 확산될 수 있다. 이어서 부력이 증가된 확대된 기포들은 청징 용기에서 용융 유리의 자유 표면으로 상승한 후 청징 용기로부터 배출될 수 있다.

하류 유리 제조 장치(128)는 청징 용기(132)로부터 하류로 유동하는 용융 유리를 혼합하기 위한 혼합 장치(134), 예를 들어 교반 용기와 같은 또 다른 컨디셔닝 챔버를 더 포함할 수 있다. 혼합 장치(134)는 균질한 유리 용융물 조성을 제공하여, 이로써 청징 챔버를 빠져나가는 용융 유리 내에 존재할 수 있는 화학적 또는 열적 비균질성을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 청징 용기(132)는 제2 연결 도관(136)에 의해 혼합 장치(134)에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 용융 유리(126)는 제2 연결 도관(136)에 의해 청징 용기(132)로부터 혼합 장치(134)로 중력 공급될 수 있다. 예를 들어, 중력은 청징 용기(132)에서 혼합 장치(134)까지 제2 연결 도관(136)의 내부 경로를 통해 용융 유리(126)를 구동할 수 있다. 전형적으로, 혼합 장치(134) 내의 용융 유리는 자유 표면(free surface)을 포함하며, 자유 체적(free volume)이 자유 표면과 혼합 장치의 상단 사이에서 연장된다. 혼합 장치(134)가 용융 유리의 유동 방향에 대해 청징 용기(132)의 하류에 도시되어 있지만, 혼합 장치(134)는 다른 실시예에서 청징 용기(132)로부터의 상류에 위치할 수 있다. 일부 실시예에서, 하류 유리 제조 장치(128)는 다수의 혼합 장치, 예를 들어 청징 용기(132)로부터의 상류에 있는 혼합 장치 및 청징 용기(132)로부터의 하류에 있는 혼합 장치를 포함할 수 있다. 사용될 때, 다수의 혼합 장치는 동일한 디자인일 수 있거나, 서로 다른 디자인일 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 용기 및/또는 도관은 용융된 재료의 혼합 및 후속 균질화를 촉진하기 위해 내부에 위치된 정적 혼합 날개들을 포함할 수 있다.

하류 유리 제조 장치(128)는 혼합 장치(134)로부터의 하류에 위치한 전달 용기(138)와 같은 또 다른 컨디셔닝 챔버를 더 포함할 수 있다. 전달 용기(138)는 하류 성형 장치 내로 공급되도록 용융 유리(126)를 컨디셔닝할 수 있다. 예를 들어, 전달 용기(138)는 출구 도관, 이하, 하강관(140)을 통해 용융 유리(126)의 일관된 유동을 하류 공정으로 조정 및/또는 제공하기 위한 누적기(accumulator) 및/또는 유동 컨트롤러로서 작용할 수 있다. 전달 용기(138) 내의 용융 유리(126)는, 일부 실시예에서, 자유 표면을 포함할 수 있고, 여기서 자유 체적이 자유 표면으로부터 전달 용기의 상단까지 위쪽으로 연장된다. 도시된 바와 같이, 혼합 장치(134)는 제3 연결 도관(142)에 의해 전달 용기(138)에 결합될 수 있다. 일부 예에서, 용융 유리(126)는 제3 연결 도관(142)에 의해 혼합 장치(134)로부터 전달 용기(138)로 중력 공급될 수 있다. 예를 들어, 중력은 혼합 장치(134)로부터 전달 용기(138)까지 제3 연결 도관(142)의 내부 경로를 통해 용융 유리(126)를 구동할 수 있다.

이제 도 4 및 도 5를 참조하면, 하강관(140)은 전달 용기(138)에 결합되고 그와 유체 연통하는 근위(proximal) 단부(144), 및 근위 단부(144) 반대편에 있고 하강관(140)의 중심 종축(148)을 따라 그로부터 이격된 원위(distal) 단부(146)를 포함한다. 하강관(140)의 벽(150)은 내부 표면(154) 및 외부 표면(156)을 포함하며, 벽(150)은 근위 단부(144)와 원위 단부(146) 사이에서 연장되는 내부 경로(157)를 정의한다. 중력은 용융 유리(126)를 내부 경로(157)를 통해 전달 용기(138)로부터 하강관(140)의 원위 단부(146)로 구동시킬 수 있으며, 그 결과 용융 유리는 원위 단부(146)로부터 성형 장치(158)로 전달될 수 있다. 예를 들어, 용융 유리(126)는 다운-드로우 유리 성형 장치(예를 들어, 슬롯 드로우 유리 성형 장치, 오버플로우 다운-드로우), 플로트형 유리 성형 장치, 또는 압연 유리 성형 장치로 전달될 수 있지만, 추가 실시예에서 용융 유리(126)는 당업계에 공지된 임의의 다른 유리 성형 장치로 전달될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 하강관(140)은 제1 전기 플랜지(160)에 결합되고, 오목형 가열 부재(164)를 통해 제2 전기 플랜지(162)에 전기적으로 연결되며, 제1 전기 플랜지(160) 및 제2 전기 플랜지(162)는 하강관(140)에 전류를 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 제1 전기 플랜지(160)와 제2 전기 플랜지(162) 사이의 벽(150)에 전류가 형성되어 벽(150)을 가열하고 그리하여 제1 전기 플랜지(160)와 제2 전기 플랜지(160) 사이의 하강관(140)의 상기 부분을 통해 유동하는 용융 유리의 온도를 가열 및/또는 유지한다. 제1 전기 플랜지(160)는 제2 전기 플랜지(162)의 상류에 위치하지만, 다른 실시예에서는 제1 전기 플랜지가 전달 용기(38)에 결합될 수 있다.

도 6을 참조하면, 제1 전기 플랜지(160)는 제1 본체부(166) 및 제1 본체부(166)로부터 연장되는 제1 전극부(168)를 포함한다. 제1 본체부(166)는 제1 본체부(166)를 통해 개구부(172)를 정의하는 내부 에지(170)를 포함한다.

도 7을 참조하면, 제2 전기 플랜지(162)는 제2 본체부(174) 및 제1 전극부(176a)를 포함한다. 예시된 실시예와 같은 일부 실시예에서, 제2 전기 플랜지(162)는 제2 전극부(176b)를 포함할 수 있고, 여기서 제1 전극부(176a)는 전극부(176a 및 176b)들이 180도 떨어져 있도록 제2 전극부(176b) 반대편의 제2 본체부(174) 상에 배열된다. 제2 본체부(174)는 제2 본체부(174)를 통해 개구부(182)를 정의하는 내부 에지(180) 및 본체부의 원주 주위의 외주 에지(178)를 더 포함한다. 다양한 실시예에서, 제1 본체부(166) 및/또는 제2 본체부(174)는 평면형 또는 실질적으로 평면형일 수 있다.

도시되지는 않았지만, 추가 실시예에서, 제1 전기 플랜지는 제1 전극부(168)에 대향하는 제2 전극부를 포함할 수 있다. 유사하게, 제2 전기 플랜지(162)는 제1 전기 플랜지(160)에 대해 도시된 방식으로 하나의 전극부를 포함할 수 있다. 다중 전극부들, 예를 들어 대향하는 전극부들을 사용하면 전기 플랜지가 결합되는 구성요소에 전달되는 전류를 접합부에서 상기 구성요소의 원주 주위에서 보다 균일하게 만들 수 있다.

일부 실시예에서, 하나 이상의 추가적인 전기 플랜지가 제1 전기 플랜지(160)와 전달 용기(138) 사이의 하강관(140)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4는 하강관(140)에 부착되고 제1 전기 플랜지(160) 위에, 예를 들어 제1 전기 플랜지(160)와 전달 용기(138) 사이에 위치된 제3 전기 플랜지(184)를 도시한다. 제3 전기 플랜지(184)는 일부 실시예들에 따라 제1 전기 플랜지(160)와 유사하거나 동일할 수 있다. 제3 전기 플랜지(184)는 단일 전극부 또는 다중 전극부들을 가질 수 있다. 각각의 전기 플랜지는 전력 공급 장치(미도시)에 전기적으로 연결될 수 있고 전기 플랜지들에 전류를 전달하도록 구성될 수 있다. 전력 공급 장치는 지역 전력 송전망, 예를 들어 변전소 또는 별도의 발전기일 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 일부 실시예에서 오목형 가열 부재(164)는 하강관(140)의 원위 단부(146)로부터 위쪽으로 연장될 수 있다. 즉, 오목형 가열 부재(164)는 오목형 가열 부재일 수 있다. 오목형 가열 부재(164)는 종축(148)에 직교하는 평면에서 원형 단면을 포함하는 스커트(186)를 포함할 수 있지만, 추가 실시예에서 가열 부재(164)는 비원형 단면 형상을 가질 수 있다. 상부 개구부(188)는 오목형 가열 부재(164)의 상부 림(rim)(190)에 의해 한정되며, 상부 림(190)는 제1 직경 d1을 갖는다. 오목형 가열 부재(164)는 제2의 하부 림(194)에 의해 한정되는 제2의 하부 개구부(192)를 더 포함하며, 하부 림(194)은 제1 직경 d1보다 작은 제2 직경 d2를 갖는다. 가장 큰 크기의 개구부, 즉 상부 개구부(188)를 갖는 오목형 가열 부재(164)의 단부는 주 단부(196)로 정의되는 반면, 더 작은 개구부, 즉 제2 개구부(192)를 갖는 상향으로의의 오목형 가열 부재(164)의 단부는 부 단부(198)로 정의된다. 일부 실시예에서, 오목형 가열 부재(164)는 원뿔형일 수 있고, 예를 들어 원뿔형 스커트(186)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 상향으로의 오목형 가열 부재(164)의 부 단부(198)는 아치형 목 부분(200)을 포함할 수 있으며(도 8 참조), 여기서 목 부분(200)은 종축(148) 방향으로 만곡부를 포함한다. 즉, 아치형 목 부분(200)은 하강관(140)을 향해 안쪽으로 구부러지고 하부 림(194)를 포함한다.

제2 전기 플랜지(162)의 내부 에지(180)는 예를 들어 용접에 의해 오목형 가열 부재(164)의 상부 림(190)에 부착되고, 오목형 가열 부재(164)의 하부 림(194)은 하강관(140)의 원위 단부(146)에 부착되거나 근접한다. 따라서, 오목형 가열 부재(164)와 벽(150) 사이에 폐쇄된 바닥을 갖는 컵형(cup-shaped) 체적이 형성된다.

일부 실시예에서, 도 5의 A 영역을 도시한 도 8에 가장 잘 도시된 바와 같이, 하부 림(194)은 하부 림(194)을 벽(150)에 결합하기 위해 사용되는 용접부(195) 사이에 충분한 간격을 허용하기 위해 원위 단부(146) 위로 단 거리 δ로 부착될 수 있다. 즉, 단부(146)에서 하부 림(194)을 하강관(140)에 직접 결합하기 위한 용접 동작들은 원위 단부(146)로부터의 용융 유리의 유동을 방해할 수 있는 원위 단부(146)의 변형을 생성할 수 있다. 따라서, 오목형 가열 부재(164)의 하부 림(194)은 원위 단부(146) 위로 약간 이동할 수 있으며, 예를 들어 여기서 δ는 예컨대 약 1밀리미터 내지 약 1.5밀리미터, 또는 0밀리미터보다 크지만 약 1밀리미터 이하의 범위와 같은 약 1밀리미터 내지 약 3밀리미터 범위에 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 도관의 원위 단부(146)에 결합되는 오목형 가열 부재에 대한 참고는 원위 단부의 3mm 이내의 도관의 길이를 포함한다. 아치형 목 부분(200)은 아치형 목 부분이 하부 림(194)이 벽(150)과 교차하는 벽(150)에 직교하도록 배열될 수 있다. 오목형 가열 부재(164)와 하강관(140)의 직교 교차점은 오목형 가열 부재(164)의 일정한 두께를 유지하는데 도움이 되고, 오목형 가열 부재(164) 내에서 발생할 수 있는 전기 저항 변화를 방지할 수 있다. 다른 방식으로, 다양한 실시예에서, 하강관(140)의 벽(150)은 실질적으로 균일한 두께 T1을 포함할 수 있다. 한편, 오목형 가열 부재(164)는 T1 이하의 두께 T2를 가질 수 있다. 전도체를 통과하는 전류 밀도는 전류의 크기와 전도체의 단면적의 함수이다. 하강관(140)의 저항은 도체의 길이를 단면적으로 나눈 값에 비례한다. 다시 말해, 하강관(140) 또는 그 선택된 부분의 전기 저항 R은 균일한 두께를 가정하면 종축(148)에 수직인 평면에서 하강관 또는 그 선택된 부분의 길이 L을 누적 단면적 A로 나눈 값이다(R ∝ L/A). 하강관(140)에서의 전류 I는 I = E/R이고, 여기서 E는 길이 L에 걸친 전압이고 R은 전기 저항이다. 종축(148)에 직교하는 평면에서 상향으로의 오목형 가열 부재(164)의 각 단면에서 d1이 d2보다 크다는 것이 명백해야 한다. 실제로, 오목형 가열 부재(164)의 단면이 상부 림(190)에 접근함에 따라, d2는 증가한다. 오목형 가열 부재(164)의 두께 T2가 T1보다 크면, 임의의 단면에서 오목형 가열 부재(164)의 단면적 A2는 하강관(140)의 대응하는 단면의 단면적 A1보다 크다. 따라서, 오목형 가열 부재(164)의 전류 밀도 및 오목형 가열 부재에 의해 생성된 화력(thermal power)이 감소될 것이다. 따라서, 다양한 실시예에서, 스커트(186)의 T2는 벽(150)의 두께 T1보다 작으며, 여기서 두께 T1 및 T2 모두는 대응하는 구성요소의 대향하는 표면들 사이의 최단 거리(예를 들어, 대향하는 표면들에 직교하는 선을 따라 대향하는 표면들 사이의 거리, 예를 들어 하강관(140)의 내부 표면(154)과 외부 표면(156) 사이의 직교 거리)로서 측정된다. 오목형 가열 부재(164)가 90도 이외의 각도로 하강관(140)과 교차하는 경우, 하강관(140)과의 교차점에서 오목형 가열 부재의 단면적은 오목형 가열 부재의 다른 곳의 오목형 가열 부재의 단면적과 다를 것이다.

도 9는 하강관에 결합된 제1 전기 플랜지(160), 하강관의 원위 단부에 결합된 오목형 가열 부재(164), 및 오목형 가열 부재(164)에 결합된 제2 전기 플랜지(162)가 도시된 하강관(140)의 사시도이다. 도시된 실시예에서, 오목형 가열 부재(164)는 상향으로의 오목형 가열 부재, 예를 들어 원뿔형 가열 부재로서 배열된다.

도 4로 돌아가서, 열 전도성 재료(202)는 오목형 가열 부재(164)와 벽(150) 사이의 컵형 체적(204)에 배치될 수 있다. 그러나, 열 전도성 재료(202)는 상향으로의 오목형 가열 부재(164)를 가로질러 전기적 단락을 방지하기 위해 전기적으로 분리(비 전기 전도성)되어야 한다. 열 전도성 재료(202)는 Aremco Products, Inc.(Valley Cottage, NY)에서 입수 가능한 Ceramabond 503, Saint-Gobain Abrasives Incorporated에서 제조된 EA139, 또는 예를 들어 Ceramabond와 EA139의 혼합물 같은 주입된 세라믹 시멘트(캐스터블)를 포함할 수 있다.

열전도성 재료(202)는 오목형 가열 부재(164)(제1 전기 플랜지(160)와 제2 전기 플랜지(162) 사이의)에서 전류에 의해 생성된 열을 열전도성 재료(202)와 접촉하는 하강관(140)의 해당 부분으로 전도하는 기능을 한다. 부가적으로, 오목형 가열 부재(164)의 두께 T2는 얇을 수 있기 때문에, 열전도성 재료(202)는 오목형 가열 부재에 구조적 강성을 제공할 수 있고, 이에 따라 상향으로의 오목형 가열 부재의 뒤틀림 또는 붕괴를 방지할 수 있다. 오목형 가열 부재(164)의 크기(예를 들어, 높이, 직경, 두께) 및 제1 전기 플랜지(160)와 제2 전기 플랜지(162) 사이에 공급되는 전류의 크기는, 원위 단부(146)의 에지 표면 또는 오목형 가열 부재(164)의 외부 표면으로 이동하는 용융 유리가 용융 유리의 액상선 온도보다 높은 온도로 유지되도록, 원위 단부(146)에 충분한 열 에너지를 제공하도록 선택된다. 따라서, 원위 단부(146)는 오목형 가열 부재(164)로부터의 전도에 의해 가열될 수 있고, 벽의 주울 가열로 인해 벽(150)에 의해 직접 가열될 수 있다.

다양한 실시예에 따라서, 제1 열 절연 재료(206)는 제1 전기 플랜지(160)와 제2 전기 플랜지(162) 사이, 예를 들어 제1 본체부(166)와 제2 본체부(174) 사이에 배치될 수 있다. 제1 열 절연 재료는, 예를 들어 ZIRCAR Refractory Composites, Incorporated에서 제조한 Unifrax Fiberfrax® Duraboard® 3000 또는 ZIRCAR RS-100 내화 시트와 같은 세라믹 섬유 보드(예를 들어, 알루미노-실리카 및/또는 멀라이트 섬유들 및 바인더들)일 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 열 절연 재료(207)도 제1 전기 플랜지(160)와 제2 전기 플랜지(162) 사이에 배치될 수 있다. 제2 열 절연 재료(207)는, 예를 들어 제1 전기 플랜지(160) 위에 위치된 절연 재료 또는 다른 재료들의 무게를 지지하기에 적합한 내화 벽돌일 수 있다. 제2 열 절연 재료(207)는 알루미나 및/또는 지르코니아를 포함할 수 있지만, 당업계에 공지된 다른 내화 벽돌 재료가 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 제3 열 절연 재료(208)는 제2 전기 플랜지(162) 아래에 위치하여 제2 전기 플랜지(162)와 접촉할 수 있다. 제3 열 절연 재료(208)는 제1 열 절연 재료(206)와 동일한 재료, 예를 들어 Unifrax Fiberfrax® Duraboard® 3000 및/또는 ZIRCAR RS-100 내화 시트일 수 있다. 제3 열 절연 재료(208)는 하강관(140)의 원위 단부(146)로부터 나오는 용융 유리의 스트림이 열 절연 재료(208)와 접촉하지 않고 제2 열 절연 재료(208)를 통과하도록 허용하기에 충분한 직경의 통로(210)를 한정할 수 있다.

제4 열 절연 재료(212), 예를 들어 캐스터블(castable) 내화물은 하강관(140)을 둘러쌀 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 예를 들어 내화성 내화 벽돌과 같은 제5 열 절연 재료(214)는 제4 열 절연 재료(212)를 둘러쌀 수 있다. 제5 열 절연 재료(214)는 예를 들어 알루미나 및/또는 지르코니아를 포함할 수 있지만, 다른 내화성 재료도 사용될 수 있다.

연결 도관들(130, 136, 142), 청징 용기(132), 혼합 장치(134), 전달 용기(138), 하강관(140) 또는 전기 플랜지들(160, 162 또는 184) 중 임의의 것을 포함하는 하류 유리 제조 장치(128)의 구성요소들이 귀금속으로 형성될 수 있다. 적합한 귀금속은 백금, 이리듐, 로듐, 오스뮴, 루테늄 및 팔라듐 또는 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 백금족 금속들을 포함한다. 예를 들어, 유리 제조 장치의 하류 구성요소들은 약 70 중량% 내지 약 90 중량%의 백금 및 약 10 중량% 내지 약 30 중량%의 로듐을 포함하는 백금-로듐 합금으로 형성되거나 이를 포함할 수 있다. 그러나, 유리 제조 장치의 하류 구성요소들을 형성하는데 적합한 다른 금속들은 몰리브덴, 레늄, 탄탈륨, 티타늄, 텅스텐 및 이들의 합금을 포함할 수 있다.

하강관(140), 제4 열 절연 재료(212) 및 제5 열 절연 재료(214)는 제5 열 절연 재료(214)의 주변 주위에 배열된 하나 이상의 강철 구조 요소(216)에 의해 지지될 수 있다.

추가 실시예에서, 오목형 가열 부재(164)는 도 10에 도시된 바와 같이 포물선 형상을 포함할 수 있어서, 오목형 가열 부재(164)와 하강관 벽(150)의 외부 표면(156) 사이에 위치된 보울형(bowl-shaped) 체적을 생성한다. 그러나, 오목형 가열 부재(164)는 반구형 형상과 같은 다른 오목형 형상을 가질 수 있다.

도 3은 유리 리본(220)을 생성하도록 배열된 하나 이상의 성형 롤(218)을 포함하는 성형 장치(158)의 예시적인 실시예를 더 도시한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 도 11에 도시된 바와 같이, 성형 장치는 회전축을 중심으로 회전하도록 배열된 단일 성형 롤(218)을 포함할 수 있으며, 여기서 용융 유리(126)는 하강관(140)에 의해 성형 롤(218)의 상단 부분으로 전달된다. 용융 유리는 성형 롤과 함께 회전하고 유리 리본(220)으로서 성형 롤(218)의 바닥 부근에서 방출된다. 도 12에 도시된 다른 실시예에서, 용융 유리는 제1 회전 성형 롤(218a)과 제1 회전 성형 롤(218a)로부터 이격된 제2 역회전 성형 롤(218b) 사이에서 하강관(140)에 의해 전달된다. 용융 유리는 2개의 역회전 성형 롤들 사이에서 가압되고 2개의 역회전 성형 롤들 사이로부터 유리 리본(220)으로서 나온다.

오목형 가열 부재는 성형 장치에 용융 유리를 전달하도록 의도된 도관과 함께 사용될 필요가 없다. 예를 들어, 유리 제조 장치에서의 다양한 용기들(또는 도관들)은 작동 시 어느 시점에서 배수가 필요할 수 있다. 따라서, 이러한 용기들에는 배수관들이 제공될 수 있고, 이러한 배수관에는 전술한 하강관에 대해 설명된 바와 같이 거기에 부착된 전기 플랜지와 함께 사용되는 본 명세서에 설명된 바와 같은 오목형 가열 부재가 장착될 수 있다. 더욱이, 일부 실시예에서, 본 명세서에 기술된 오목형 가열 부재와 유사한 오목형 가열 부재는 추가적인 열 에너지가 필요한 도관 상의 임의의 위치에서 사용될 수 있고, 따라서 위쪽으로 오목형 것으로 제한되지 않고(예를 들어, 수직으로 배열된 도관 또는 튜브에 결합된), 다른 방향으로 지향될 수 있다. 또한, 오목형 가열 부재는 튜브 또는 도관의 단부에 제한되지 않고, 튜브 또는 도관의 중간 부분의 일부를 둘러싸도록 배열될 수 있다.

다양한 실시예들이 특정의 예시적이며 특정한 예시들과 관련하여 상세하게 설명되었지만, 본 개시는 이어지는 청구범위를 벗어나지 않고 개시된 피쳐들의 수많은 수정들 및 조합들이 가능하기 때문에 이들에 제한되는 것으로 간주되어서는 안된다.

Claims

용융 유리를 운반하도록 구성된 용기;
상기 용기로부터 하향 연장되는 도관으로서, 상기 도관은 그것에 결합된 오목형 가열 부재를 포함하는 원위 단부를 포함하는, 상기 도관;
상기 도관에 결합된 제1 전기 플랜지; 및
상기 오목형 가열 부재에 결합된 제2 전기 플랜지;를 포함하는 유리 제조 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 오목형 가열 부재는 원뿔대를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 오목형 가열 부재는 부 단부 및 주 단부를 포함하며, 상기 제2 전기 플랜지는 상기 주 단부의 상부 림에 결합되는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제2 전기 플랜지는 내부 개구부를 한정하는 내부 에지를 갖는 본체부를 포함하며, 상기 내부 에지는 상기 주 단부의 원주 주위로 상기 오목형 가열 부재의 상기 상부 림에 결합되는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 1 내지 4 중의 어느 하나에 있어서,
상기 제1 전기 플랜지와 상기 용융 유리 전달 용기 사이에서 상기 도관에 전기적으로 연결된 제3 전기 플랜지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 1 내지 5 중의 어느 하나에 있어서,
상기 오목형 가열 부재는 상기 도관과 직각으로 교차하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 1 내지 6 중의 어느 하나에 있어서,
상기 오목형 가열 부재와 상기 도관의 벽 사이에서 한정된 체적 내에 배치된 열 전도성 재료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 열 전도성 재료는 세라믹 시멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 1 내지 8 중의 어느 하나에 있어서,
상기 도관의 두께는 상기 오목형 가열 부재의 두께 T2보다 큰 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 1 내지 9 중의 어느 하나에 있어서,
상기 도관, 상기 오목형 가열 부재, 및 상기 제2 전기 플랜지는 백금을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 1 내지 10 중의 어느 하나에 있어서,
상기 도관은 상기 용기의 배수관을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 1 내지 11 중의 어느 하나에 있어서,
상기 오목형 가열 부재는 상향으로의 오목형 가열 부재인 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
용융 유리 전달 용기;
상기 용융 유리 전달 용기로부터 연장되는 도관으로서, 상기 도관은 상기 용융 유리 전달 용기에 결합된 근위 단부, 및 원위 단부로부터 상기 용융 유리 전달 용기를 향해 연장되는 원뿔형 가열 부재를 갖는 상기 원위 단부를 포함하는, 상기 도관; 및
상기 원뿔형 가열 부재에 결합된 전기 플랜지;를 포함하는 유리 제조 장치.
청구항 13에 있어서,
상기 원뿔형 가열 부재와 상기 도관의 벽 사이에서 정의되는 체적 내에 배치되는 세라믹 시멘트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 13 또는 14에 있어서,
상기 도관, 상기 원뿔형 가열 부재, 및 상기 제2 전기 플랜지는 백금을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 15에 있어서,
상기 원뿔형 가열 부재는 상기 원위 단부에 직각으로 결합된 아치형 목 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 13 내지 16 중의 어느 하나에 있어서,
상기 도관의 두께는 상기 원뿔형 가열 부재의 두께 T2보다 큰 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
용융 유리를 운반하도록 구성된 용기;
상기 용기로부터 연장되며 상기 용기와 유체 연통되는 도관으로서, 상기 도관은 상기 용기에 결합된 근위 단부 및 상기 근위 단부의 반대편에서 상기 근위 단부와 이격된 원위 단부를 포함하는, 상기 도관;
상기 도관에 결합된 오목형 가열 부재로서, 상기 오목형 가열 부재는 주 단부 및 부 단부를 포함하며, 상기 도관의 길이의 적어도 일부 주위로 연장되는, 상기 오목형 가열 부재; 및
상기 주 단부에서 상기 오목형 가열 부재에 결합된 전기 플랜지;를 포함하는 유리 제조 장치.
청구항 18에 있어서,
상기 오목형 가열 부재의 상기 부 단부는 상기 도관에 결합되는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 18 또는 19에 있어서,
상기 부 단부는 상기 도관의 방향으로 만곡되는 만곡부를 갖는 아치형 목 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 20에 있어서,
상기 아치형 목 부분은 상기 도관에 직각으로 결합되는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 18 내지 21 중의 어느 하나에 있어서,
상기 오목형 가열 부재의 상기 부 단부는 상기 도관의 상기 원위 단부에 결합되는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 18 내지 22 중의 어느 하나에 있어서,
상기 도관의 두께 T1은 상기 오목형 가열 부재의 두께 T2보다 큰 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 18 내지 23 중의 어느 하나에 있어서,
상기 도관, 상기 오목형 가열 부재, 및 상기 전기 플랜지는 백금을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
청구항 18 내지 24 중의 어느 하나에 있어서,
상기 오목형 가열 부재는 상향으로의 오목형 가열 부재인 것을 특징으로 하는 유리 제조 장치.
용융 유리 성형 재료의 실투(devitrification)를 방지하는 방법으로서, 상기 방법은
도관을 통해 상기 용융 유리 성형 재료를 유동시키는 단계로서, 상기 도관은 상기 도관에 결합되며 상기 도관의 길이의 적어도 일부 주위로 연장되는 오목형 가열 부재를 포함하는, 상기 유동시키는 단계;
상기 도관에 결합된 제1 전기 플랜지와 상기 오목형 가열 부재에 결합된 제2 전기 플랜지 사이에서 상기 도관 및 상기 오목형 가열 부재에 전류를 발생시키는 단계로서, 상기 오목형 가열 부재는 상기 도관의 상기 길이의 상기 적어도 일부를 전도적으로 가열하는, 상기 발생시키는 단계;를 포함하는 방법.
청구항 26에 있어서,
상기 오목형 가열 부재는 제1 직경 d1을 포함하는 주 단부 및 상기 주 단부 반대편의 부 단부를 포함하며, 상기 부 단부는 d1보다 작은 제2 직경 d2를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 27에 있어서,
상기 부 단부는 상기 도관을 향한 방향으로 만곡되며 상기 도관에 직각으로 결합된 만곡부를 포함하는 아치형 목 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 26에 있어서,
상기 오목형 가열 부재는 상기 도관의 원위 단부에 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 26 내지 29 중의 어느 하나에 있어서,
상기 오목형 가열 부재는 상향으로의 오목형 가열 부재인 것을 특징으로 하는 방법.