專利名稱：：控制玻璃制造系統(tǒng)中一個或多個容器周圍環(huán)境的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及控制玻璃制造系統(tǒng)中一個或多個容器周圍環(huán)境(如，氧、氫、濕度、溫度、氣體流速)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：平板顯示器如液晶顯示器(LCD)使用平板玻璃。制造這種玻璃板的優(yōu)選技術(shù)是熔化法。在熔化法中，使用含有耐火材料/貴金屬如鉑或鉑合金的容器制造這種玻璃板。一般認為貴金屬相對于大多數(shù)玻璃是惰性的，因此不會在玻璃板中產(chǎn)生任何夾雜物。然而，這并不是一定正確。在容器內(nèi)的金屬/玻璃界面上發(fā)生多種氧化反應(yīng)，導(dǎo)致在玻璃熔體以及制成的玻璃板中產(chǎn)生氣態(tài)夾雜物。發(fā)生在金屬/玻璃界面處的更常見的一種氧化反應(yīng)是帶負電荷的氧離子轉(zhuǎn)化為分子氧，是由水和玻璃熔體中的含羥基物質(zhì)熱裂解造成的。發(fā)生這種現(xiàn)象的原因是玻璃熔化和傳送時的高溫、玻璃熔體中存在低的氫分壓。而且當氫與裝有玻璃熔體的耐火材料/貴金屬容器接觸時，氫迅速從容器滲出，使金屬/玻璃界面處的氫耗盡。根據(jù)化學(xué)平衡，每l摩爾氫離開容器，就有％摩爾的氧留在玻璃/金屬界面。因此，當氫離開容器時，在金屬/玻璃界面的氧的水平或分壓升高，會導(dǎo)致玻璃熔體內(nèi)產(chǎn)生氣泡或產(chǎn)生氣態(tài)夾雜物。此外，其它反應(yīng)涉及玻璃熔體內(nèi)其它物質(zhì)如鹵素(C1，F(xiàn),Br)的催化或氧化反應(yīng)，可能導(dǎo)致產(chǎn)生氣態(tài)夾雜物。此外，發(fā)生氧化反應(yīng)的原因可能是金屬/玻璃界面上的電化學(xué)反應(yīng)。這些電化學(xué)反應(yīng)可與熱電池、原電池、高AC或DC電流應(yīng)用和接地位置相關(guān)。當今，可采用幾種已知的方法來解決這些導(dǎo)致在玻璃板中形成氣態(tài)夾雜物的有問題的氧化反應(yīng)。一種已知的有助于最大程度地減少玻璃板中氣態(tài)夾雜物的方法涉及使用砷作為在熔化過程中的澄清劑。砷是已知最高溫度的澄清劑，將砷加入熔融玻璃浴時，能夠在高熔化溫度(如高于1450°0使02從玻璃熔體釋放。這種高溫02釋放有助于在生產(chǎn)玻璃期間的熔化和澄清階段除去02氣泡，使玻璃板基本上不含氣態(tài)夾雜物。而且，任何殘留的氧氣泡因為在冷卻時從還原態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸瘧B(tài)而被澄清劑再吸收。然而，從環(huán)境角度考慮，認為砷是一種有害物質(zhì)而不希望使用砷。其它一些已知的方法不需要砷澄清劑來減輕導(dǎo)致在玻璃板中形成氣態(tài)夾雜物的氧化反應(yīng)的影響。這樣的一種方法在美國專利第5,785，726號中描述，該專利揭示控制濕度的外殼，該外殼包圍了一個或多個含鉑容器并用來控制容器外的氫分壓，以減少在玻璃板中形成氣態(tài)夾雜物。這種控制濕度的外殼在下面詳細討論。雖然在上述專利中揭示的方法成功地減少了玻璃板中形成的氣態(tài)夾雜物，但仍希望能提供另一種方法來防止在玻璃板中形成氣態(tài)夾雜物。而本發(fā)明的系統(tǒng)和方法滿足了這種需求和其它需求。發(fā)明簡述本發(fā)明包括控制玻璃制造系統(tǒng)中一個或多個容器周圍環(huán)境(如，氧、氫、濕度、溫度、氣體流速)的系統(tǒng)和方法。在優(yōu)選的實施方式中，該系統(tǒng)包括閉環(huán)控制系統(tǒng)和密封腔，用來控制在一個或多個容器外部(非玻璃接觸面)周圍的氫量，以抑制在玻璃板中形成氣態(tài)夾雜物和表面氣泡。此外，可以使用閉環(huán)控制系統(tǒng)和密封腔，在將熔融玻璃從玻璃制造系統(tǒng)中的一個容器傳送到另一個容器時幫助冷卻熔融玻璃。而且，閉環(huán)控制系統(tǒng)和密封腔可用來保持容器周圍氣氛具有最小氧含量，以減少容器上的貴金屬的氧化。附圖簡述結(jié)合附圖參照以下的詳細描述，能更完整地理解本發(fā)明圖1是本發(fā)明的玻璃制造系統(tǒng)的部件的框圖2是氣泡產(chǎn)生量(以氣泡區(qū)域范圍測定)與可用于圖l所述示例的玻璃制造系統(tǒng)的鉑玻璃加工容器外表面的氣氛中氫含量的圖3是用來說明不同操作條件(以氫量(ppm)表示)與已知技術(shù)和本發(fā)明中可能的溫度的圖4是兩種玻璃樣品在相同的鉑玻璃加工容器內(nèi)熔化10分鐘時的照片，其中一個樣品按照已知技術(shù)進行加工，另一個樣品按照本發(fā)明進行加工；和圖5是本發(fā)明制造玻璃板方法的基本步驟的流程圖。詳細描述參見圖1，所示為本發(fā)明的示例的玻璃制造系統(tǒng)100的示意圖，該系統(tǒng)釆用熔化法制造玻璃板137。玻璃制造系統(tǒng)100包括熔化容器110，按箭頭112所示在該熔化容器中加入批料，然后熔化形成熔融玻璃114。熔化容器110通常由耐火材料制成。玻璃制造系統(tǒng)IOO還包括通常由鉑或含鉑金屬，如Pt-Rh、Pt-Ir等以及它們的組合制成的部件。含鉑部件包括預(yù)熔體與澄清劑的連接管(PMFCT)113、澄清容器115(如，澄清管115)、混合容器120(如，攪拌室120)、澄清劑與攪拌室的連接管122、傳送容器125(如，碗體125)、攪拌室與碗體的連接管127、下導(dǎo)管130和進口132。進口132與形成玻璃板137的成形容器135(如，熔化管135)相連。通常，成形容器135由耐火材料制成。本發(fā)明的一個實施方式中，熔化/傳送系統(tǒng)141包括多個容器115、120、125和多個管122、127和130，該系統(tǒng)包封或封閉在密封腔140內(nèi)。在密封腔140的內(nèi)壁和熔化/傳送系統(tǒng)141的部件115、120、122、125、127和130的外壁之間限定出夾套體積142。密封腔140的密封程度優(yōu)選為能保持夾套體積142內(nèi)的低氧濕氣氛的正壓略大于環(huán)境條件下的壓力。如圖所示，密封腔140可以構(gòu)成一個包封了熔化/傳送系統(tǒng)141整個長度的區(qū)，或者，可以使用多個密封腔140作為多個區(qū)，其中各密封腔140包封多個容器115、120、125和多個管122、127和130中的一個或多個。采用多個密封腔140的優(yōu)點是能夠獨立控制熔化/傳送系統(tǒng)141中的特定區(qū)域的氣氛。本發(fā)明還包括閉環(huán)控制系統(tǒng)144，該系統(tǒng)控制了密封腔140內(nèi)的環(huán)境/氣氛，并防止在部件115、120、122、125、127和130內(nèi)部的金屬/玻璃界面發(fā)生有問題的氧化反應(yīng)。同樣，有問題的氧化反應(yīng)導(dǎo)致在玻璃板137內(nèi)形成氣態(tài)夾雜物。此外，與貴金屬容器和管道發(fā)生的有問題的氧化反應(yīng)可能導(dǎo)致部件115、120、122、125、127和130上的鉑(或其它貴金屬)的故障。特別是，閉環(huán)控制系統(tǒng)144控制了密封腔140內(nèi)的氣氛，以通過使氫遷移到玻璃/金屬界面，抑制在金屬/玻璃界面上的不希望的氧化反應(yīng)?？刂茪錆B透到玻璃/金屬界面的量，來減少產(chǎn)生不希望的物質(zhì)如分子氧和卣素，這樣又可以防止在熔融玻璃114中形成不希望的氣態(tài)夾雜物?？梢酝ㄟ^在混合/傳送系統(tǒng)141的外表面(非玻璃接觸面)提供比內(nèi)部玻璃/金屬界面更高的氫分壓，實現(xiàn)氫滲透到玻璃/金屬界面。為達到這一結(jié)果，在密封腔140內(nèi)部宜保持濕的低氧氣氛，對鉑系統(tǒng)的非玻璃接觸表面上的氫量進行控制，在1650。C優(yōu)選大于12ppm。應(yīng)注意，密封腔140內(nèi)的氣氛的氫含量為不能被檢測的量。然而，當水在與熔融玻璃114相關(guān)的高溫下裂解時產(chǎn)生氫。用來產(chǎn)生這種氣氛的一種氣體體系是水蒸汽、氧氣和氮氣(或另一種惰性氣體如氬或氦)的混合物。下面將描述使用這種氣體體系在密封腔140內(nèi)產(chǎn)生這種氣氛的示例的閉環(huán)控制系統(tǒng)144。示例的閉環(huán)控制系統(tǒng)144包括控制器150，該控制器從密封腔140內(nèi)部和外部的一個或多個位點獲得傳感器讀數(shù)。如圖所示，控制器150可以從密封腔供料傳感器152、密封腔傳感器154和密封腔出料傳感器156和156'獲得傳感器讀數(shù)。在此實例中，密封腔供料傳感器152包括流量傳感器152a、露點/濕度傳感器152b、溫度傳感器152c、氧傳感器152d和壓力傳感器152e。密封腔傳感器154包括流量傳感器154a、露點/濕度傳感器154b、溫度傳感器154c、氧傳感器154d和壓力傳感器154e。而密封腔出料傳感器156和156'各自包括流量傳感器156a和156a'、露點/濕度傳感器156b和156b'、溫度傳感器156c和156c'、氧傳感器156d和156d'以及壓力傳感器156e和156e'。控制器150處理傳感器的測量值并控制不同裝置，如濕氣進料系統(tǒng)158，加熱/冷卻控制系統(tǒng)160，空氣處理器162和02/&配制系統(tǒng)164?？諝馓幚砥?62可以操作空氣和蒸汽。裝置158、160、162和164都與管網(wǎng)166相連，如圖所示，管網(wǎng)與密封腔140相連。操作時，控制器150控制裝置158、160、162和164，在密封腔140內(nèi)形成一個環(huán)境/氣氛，其中，由水蒸汽分解產(chǎn)生氫的速率大于或等于氫滲透通過部件115、120、122、125、127和130的金屬壁的速率，氫滲透發(fā)生在部件的非玻璃接觸表面存在環(huán)境氣氛的情況中。在較高氫分壓時，熔融玻璃114之內(nèi)不希望的物質(zhì)如分子氧和鹵素減少，防止在熔融玻璃114內(nèi)形成不希望的氣態(tài)夾雜物。較高氫分壓的另一個優(yōu)點是含鉑部件115、120、122、125、127和130的氧化速率下降或者消除了氧化，原因是密封腔140內(nèi)的氧含量低。為抑制熔融玻璃114中形成夾雜物，要求含鉑部件115、120、122、125、127和130的外表面的氫含量大于或等于部件115、120、122、125、127和130內(nèi)表面的氫含量。含鉑部件115、120、122、125、127和130的外表面的氫含量由水分解反應(yīng)H20—H2+%02的熱動平衡決定。根據(jù)熱力學(xué)表，水分解反應(yīng)的自由能(AG)等于58,900-13.1T，其中T是開爾文溫度，G是單位為卡/摩爾的自由能。在給定溫度下，水反應(yīng)的平衡常數(shù)可以采用關(guān)系式Ke9=e-w^計算，其中G和T如前面所示，R是通用氣體常數(shù)。當K^為已知時，可以計算水裂解時涉及的各種氣體的分壓比，此時，K,[(pH2)(P02)1/2]/pH20。例如，在1450°C，Kw等于2.47x10-5。因此，如果75°F露點的空氣氣氛(p^0為0.030大氣壓)加熱至145(TC時，則計算pH2為1.59xl0-6大氣壓(1.59ppm)。按照這種平衡，可以方便地了解，通過降低氧分壓，同時保持恒定露點(pH,O)，就能明顯提高氣氛中的氫含量。應(yīng)注意，在優(yōu)選的氣體混合物中存在的氮氣(或其它惰性氣體)并不直接參與水分解反應(yīng)。而是，根據(jù)理想氣體定律，惰性氣體的分壓影響了氧分壓。而且，因為水分解，正是氧分壓的變化影響了所形成氣體的平衡。表1示出在傳統(tǒng)外殼和密封腔140的封閉環(huán)境中，在不同溫度下水和氧含量對氫含量的影響。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>傳統(tǒng)的外殼是按照前述美國專利第5，785，726的發(fā)明的實施方式構(gòu)造的房間尺寸的外殼。傳統(tǒng)的外殼保證在熔化/傳送系統(tǒng)141中的部件115、120、122、125、127和130外部的氫分壓值足以防止在與容器/玻璃界面相鄰的玻璃中形成氧氣泡。雖然傳統(tǒng)的外殼能成功減少在玻璃板中形成的氣態(tài)夾雜物，但是仍有一些缺陷。第一，傳統(tǒng)外殼較大，即使可能但也很難保持熔化/傳送系統(tǒng)141中的部件115、120、122、125、127和130周圍環(huán)境的均勻一致。第二，傳統(tǒng)的外殼較大，而且環(huán)境較熱和存在一定濕度，令進入外殼的人員感覺不舒適。本發(fā)明的密封腔140和閉環(huán)控制系統(tǒng)144解決了這些缺陷和與傳統(tǒng)外殼相關(guān)的另一些缺陷。在優(yōu)選的實施方式中，密封腔140是相對較小的外殼，產(chǎn)生較小的夾套體積142，有利于更好地控制氣氛。這是因為以下事實，SP，對密封腔140內(nèi)的狀況的探針讀數(shù)(如相對濕度或露點溫度)很可能代表了玻璃加工設(shè)備外金屬表面的情況，因為密封腔140內(nèi)的體積小于傳統(tǒng)外殼內(nèi)的體積。此外，如果存在過程不穩(wěn)定性或者熔融玻璃114的水含量發(fā)生變化，導(dǎo)致氫滲透起泡增加，則使用傳統(tǒng)的外殼通常無法對這種問題作出反應(yīng)，因為傳統(tǒng)外殼在其最高露點下操作。密封腔140和閉環(huán)控制系統(tǒng)144提供了解決這種問題的較佳方式。如圖所示，本發(fā)明的密封腔140和閉環(huán)控制系統(tǒng)144基本上是傳統(tǒng)外殼的增強型。同樣，傳統(tǒng)外殼在熔化/傳送系統(tǒng)141的金屬部分周圍使用增濕的空氣氣氛。而且密封腔140和閉環(huán)控制系統(tǒng)114產(chǎn)生低氧濕氣氛，使氫含量比傳統(tǒng)外殼中使用高露點空氣氣氛所能達到的氫含量高1至2個數(shù)量級或者更高。這種低氧濕氣氛的產(chǎn)生還擴大了玻璃受保護而不發(fā)生氫滲透起泡的范圍。參見圖2，示出氣泡產(chǎn)生量(鉑的玻璃接觸表面上氣泡的區(qū)域范圍)與鈾設(shè)備的外部(非玻璃接觸表面)氣氛的氫含量的關(guān)系。如圖所示，通常與傳統(tǒng)外殼中濕空氣氣氛相關(guān)的低氫含量在寬溫度范圍發(fā)生不能接受的起泡現(xiàn)象。而與密封腔140和閉環(huán)控制系統(tǒng)144相關(guān)的高氫含量氣氛能非常有效地抑制玻璃中的起泡。其次，傳統(tǒng)的外殼運行良好，但本發(fā)明的密封腔140和閉環(huán)控制系統(tǒng)144能夠更好地運行，在寬溫度范圍和各種玻璃中抑制起泡現(xiàn)象。參見表1和圖2，可以看出，傳統(tǒng)外殼在165(TC溫度很難保持氫含量為12ppm的氣氛。這是因為人員可能要經(jīng)常進出該封閉房間，所以傳統(tǒng)外殼不可能產(chǎn)生低氧氣氛。圖3是說明在傳統(tǒng)外殼和密封腔140內(nèi)，氫含量ppm與溫度之間關(guān)系因不同操作條件下的這種差異和其它差異。通常，在曲線302上部區(qū)域是密封腔140能夠運行而傳統(tǒng)外殼難以運行的區(qū)域。在曲線302下部的區(qū)域是密封腔140和傳統(tǒng)外殼都能有效運行的區(qū)域。參見圖3，可以看出，為了改進傳統(tǒng)外殼，則密封腔140中氣氛的氫含量應(yīng)大于或等于在下面等式中使用平衡關(guān)系式計算的氫含量pH2(ppm)=78,000xe-(G/RT)(1)式中，G、R和T已在前面定義。該等式和圖3所示的曲線是基于在80°F露點封頂?shù)膫鹘y(tǒng)外殼的pH20和p02的條件。此外，該等式可以按數(shù)字形式重寫如下pH2(卯m)=78,000xe~(2)式中，溫度為開爾文溫度。低氧濕氣氛對玻璃的影響的一個例子示于圖4。圖4示出在厚度為0.005"的相同鉑容器中于145(TC熔化10分鐘的兩個玻璃樣品的照片。右面的玻璃是采用已知技術(shù)在2(TC露點的空氣氣氛中熔化，而左面的玻璃是按照本發(fā)明在含0.01%氧的2(TC露點的氣氛中熔化。為了突出在鉑-玻璃界面產(chǎn)生的氣泡，測試后，將鉑從玻璃上剝離，將造型粘土壓入氣泡區(qū)域。很清楚玻璃暴露于氧含量減少但有較高氫含量的氣氛中時，其起泡明顯少于在空氣中測試的玻璃。如上所述，閉環(huán)控制系統(tǒng)144控制密封腔140內(nèi)的低氧濕氣氛，以抑制玻璃板137中產(chǎn)生氣態(tài)夾雜物。在優(yōu)選的實施方式中，閉環(huán)控制系統(tǒng)144通過控制密封腔140內(nèi)的水蒸汽、氧氣和氮氣混合物的氣體體系而達到上述結(jié)果。常規(guī)氧含量為0.01-1%，水蒸汽為2-20%，余量為氮氣(或另一種惰性氣體如氬氣)。這種氣體體系可以有高達21%氧，露點高達200。F。此外，含O.01%氧和20%水，露點為200°F的氣體體系，在170(TC時的氫含量可以在1-38,000ppm范圍?；蛘?，引入密封腔140的夾套體積142內(nèi)的氣體混合物可包含烴(和氧)、氨、裂解的氨產(chǎn)物和/或燃燒產(chǎn)物。再參見圖1，玻璃制造系統(tǒng)IOO還可結(jié)合有兩個任選的增強部件，在下面說明。第一增強部件涉及在密封腔140內(nèi)使用收縮板(constrictionplate)174(或類似器件)，該收縮板對流過混合/傳送系統(tǒng)141的某一部分或多個部分氣流進行限制。在優(yōu)選的實施方式中，收縮板174位于澄清容器115的端部，使95%(例如)的氣體轉(zhuǎn)向至管166a，5%(例如)的氣體在澄清容器155中流動并通過管166b排出。這種構(gòu)形能夠使氣體在密封腔140內(nèi)為層流，提高控制所述環(huán)境的能力?；蛘?，如果密封腔141的形狀能使混合/傳送系統(tǒng)141之間特定區(qū)域的體積較小，在該區(qū)域只需要較少量氣體流動，則不需要收縮板174。第二增強部件涉及使用管166c，該管提供對熔化/傳送系統(tǒng)141的一個或多個部件115、120、122、125、127和130的一種冷卻方式。在此實施例中，冷卻澄清劑至攪拌室的連接管122(FSC管122)。如圖所示，管166c的一端168a在進入密封腔140之前在一個位置與主管166相連。此外管166c的另一端168b直接與進口170相連，進口170提供在FSC管122周圍的氣流。FSC管122還有一個出口172，來自管166c的氣體混合物通過該出口返回在密封腔140內(nèi)的氣氛中。第二增強件是本發(fā)明的一個重要方面，因為第二增強件有助于更好地控制玻璃制造系統(tǒng)100內(nèi)的傳熱。能夠在采用本發(fā)明來控制氣氛達到控制氫滲透的同時達到這種傳熱控制。本發(fā)明的另一個方面，即使在沒有第二增強件的情況下也可以使用密封腔140和閉環(huán)控制系統(tǒng)144來冷卻熔化/傳送系統(tǒng)141中的部件115、120、122、125、127和130。特別是，采用本發(fā)明可有助于將從適合熔化的高溫狀況下取出的熔融玻璃114冷卻至適合成形的較低溫度狀況。通常，玻璃114必須冷卻約40(TC。為幫助冷卻熔融玻璃114，密封腔140和閉環(huán)控制系統(tǒng)144使用強制對流，該對流與部件115、120、122、125、127和130外部的氣體流動相關(guān)。因為密封腔140相對較小，且在用來連接管166、166a、166b和166c的已知位置有開孔，可以小心控制傳熱，并可以從一個裝置到下一個裝置重復(fù)進行冷卻。此外，與上述第一增強件相關(guān)的層流也可以幫助更好地控制傳熱。相反，傳統(tǒng)外殼很難控制傳熱，因為氣體流動未得到控制，而且氣體流動取決于封閉房間內(nèi)不同位點的溫度和空氣流動。結(jié)果，在傳統(tǒng)外殼中的混合/傳送系統(tǒng)141中的局部冷卻速率只能通過升高或降低局部區(qū)域電加熱器件加以控制。但是，在密封腔140內(nèi)的局部冷卻速率可以通過加熱器功率和氣體流速來調(diào)節(jié)。這樣提供了對玻璃流動較大范圍的冷卻控制能力，如表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>如表2中所示，傳統(tǒng)外殼的最小玻璃流動邊界為0.85X，發(fā)生在加熱器功率達最高時。此外，傳統(tǒng)外殼的最大玻璃流動邊界為1.2X，發(fā)生在某些電路關(guān)閉使加熱器功率變小至遠遠不足時。如果切斷電流，則失去對冷卻的有效控制。當空氣冷卻也可變時，密封腔140能夠使邊界擴展到0.75X-1.35X(例如)。此外，與密封腔140相關(guān)的流動邊界受冷卻容量的控制，而不受落差或其他因素的控制。因此，密封腔140使得能夠通過強制對流控制冷卻。在傳統(tǒng)外殼中不可能達到這種類型的控制，因為其封閉房間較大，并且人員可以在該封閉房間內(nèi)進出。參見圖5，是說明本發(fā)明制造玻璃板137的方法500的基本步驟的流程圖。從步驟502開始，在熔化容器IIO、澄清容器115、混合容器120、傳送容器125和成形容器135中形成熔融玻璃114并進行加工。步驟504中，使用密封腔140來包封多個容器IIO、115、120、125和135以及多個管道113、122、127和130中的一個或多個。在優(yōu)選的實施方式中，密封腔140包封與熔化/傳送系統(tǒng)141相關(guān)的多個容器110、115、120和135以及多個管道122、127和130(參見圖1)。在步驟506,使用閉環(huán)控制系統(tǒng)144來形成、監(jiān)測和控制密封腔140內(nèi)的低氧濕氣氛。在優(yōu)選的實施方式中，使用閉環(huán)控制系統(tǒng)144來控制氣體混合物的氫含量，使得在封閉的容器110、115、120和125外部周圍，在1650。C時氫含量至少為12ppm(例如)(參見表1和圖2-3)，減少氫從熔融玻璃114滲透，有效抑制熔融玻璃114內(nèi)形成不希望的氣態(tài)夾雜物。此外，閉環(huán)控制系統(tǒng)144可以用來控制在封閉的容器110、115、120和125外部周圍的氧含量，減少貴金屬在封閉的容器110、115、120和125以及管122、127和130上的氧化。此外，閉環(huán)控制系統(tǒng)144可以用來控制熔融玻璃114從一個容器(澄清容器115)傳送到另一個容器(混合容器120)時對該熔融玻璃的冷卻。下面列出本發(fā)明的一些優(yōu)點、特征和用途，任何玻璃制造商都可以采用本發(fā)明，在一個系統(tǒng)中熔化、傳送和成形玻璃，所述系統(tǒng)中，玻璃與貴金屬裝置接觸，所述貴金屬裝置有一面與玻璃接觸，另一面是非玻璃接觸面。貴金屬裝置不必是容器，而可以是一些其它的裝置，如熱電偶護套、攪拌器或碗體內(nèi)襯(例如)。此外，本發(fā)明有益于制造維克玻璃管和玻璃板。而且，本發(fā)明有益于制造任何類型的玻璃產(chǎn)品。，本發(fā)明減少了含鉑部件外表面的氧化。目前的技術(shù)依靠一種涂層，如Rokide(氧化鋁)，可置于含鉑部件的外表面，以限制空氣(氧)與貴金屬的接觸。本發(fā)明提供了一種降低氧含量的方式，在不希望的鉑氧化反應(yīng)中是關(guān)鍵驅(qū)動因素。使用惰性或還原氣氛防止鉬氧化有許多優(yōu)點。第一，除去/減少氧能降低氧化速率幾個數(shù)量級。最好的涂層通常能降低氧化2-4倍。第二，除去/減少氧能消除在容器中使用較厚的鉑部分的需要，防止因氧化出現(xiàn)的故障。結(jié)果，容器的成本低于為延長壽命而設(shè)計的較厚部分的系統(tǒng)的成本。第三，在密封腔140內(nèi)使用惰性或還原性的氣體保護，使得能夠保護貴金屬系統(tǒng)的所有區(qū)域，即使這些區(qū)域的形狀復(fù)雜而難以涂布。*本發(fā)明可以用于任何的玻璃或熔化系統(tǒng)，該系統(tǒng)中，玻璃與貴金屬如金、鉑、銠、銥、鉬、鈀、錸、鉭、鈦、鎢和它們的合金接觸。這種接觸可以在生產(chǎn)的熔化、傳送或成形階段發(fā)生。*本發(fā)明取消了在玻璃中添加多價物質(zhì)(澄清劑)如砷和氧化銻，以減緩鉑玻璃界面的氧化反應(yīng)的需要。此外，如果需要多價物質(zhì)用于澄清，其濃度可最大程度地減小。此外，如果需要時，可以使用低效的但被認為是無害的多價物質(zhì)作為澄清劑。這樣增加了可能的玻璃組合物的數(shù)量，還能夠生產(chǎn)對環(huán)境完全友好的玻璃。*本發(fā)明不要求對玻璃的熔化/傳送系統(tǒng)141的內(nèi)部進行調(diào)整，并能從外表面應(yīng)用于系統(tǒng)。，密封腔140可以是能保持正壓力的低氧環(huán)境的簡單容器或屏障。例如，密封腔140可以是如塑料或橡膠包套的簡單材料，或者是如圖l所述的外殼的更持久的材料。*應(yīng)理解，密封腔140除了包封部件115、120、125和管122、127和130夕卜，還可以包封混合/傳送系統(tǒng)141中的其他部件。例如，密封腔140還可以包封部件113和132。*還應(yīng)理解，密封腔140可以具有比圖l所示更多或更少的進口和出口。*本發(fā)明的使用者不必擔心在熔化/傳送系統(tǒng)141周圍的氫含量太高而影響貴金屬容器的完整性。因為，本發(fā)明使用了氮氣、水和氧氣的環(huán)境，使得氫含量即使并非不可能也是難以達到會使玻璃組分(如，F(xiàn)e、SN、As、Sb)被還原的程度，使系統(tǒng)的金屬被侵蝕和破壞。*對上述熔化法的更詳細的說明可以參見美國專利第3,338,696號和第3,682，609號。這兩篇專利的內(nèi)容通過引用結(jié)合于本文。雖然在附圖和前面的詳細描述中說明了本發(fā)明的一個實施方式，但是應(yīng)理解，本發(fā)明不限于揭示的實施方式，而能夠在不偏離權(quán)利要求書限定的本發(fā)明精神的情況下進行各種重新組織、修改和替代。權(quán)利要求1.一種制造玻璃產(chǎn)品的方法，該方法包括以下步驟在熔化、澄清、傳送和成形容器內(nèi)形成/加工熔融的玻璃；包封至少一個容器；和監(jiān)測/控制所述至少一個容器的非玻璃接觸表面周圍的氣氛，所述監(jiān)測/控制步驟還包括控制所述氣氛的氣體混合物的氫含量，在所述至少一個容器的非玻璃接觸表面周圍保持分壓大于或等于由平衡關(guān)系確定的水平pH2(ppm)＝78,000xe^[(-58,900+13.1T)/(1.987*T(oK))]，防止或減輕在熔融玻璃中發(fā)生如氫滲透的氧化反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)，以有效抑制在熔融玻璃內(nèi)形成不希望的氣態(tài)夾雜物。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)測/控制步驟還包括控制所述至少一個容器的非玻璃接觸表面周圍的氣態(tài)混合物中的氧含量，以減少貴金屬在所述至少一個容器上的氧化。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)測/控制步驟還包括對熔融玻璃從所述至少一個容器中的一個容器傳送到另一個容器時該熔融玻璃的冷卻進行控制。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣體混合物在所述至少一個容器的非玻璃接觸表面產(chǎn)生最高至38，000ppm的氫含量。5.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述氣體混合物保持在低于或等于200。F的露點溫度。6.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述氣體混合物的氧含量小于21體積％。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣體混合物的氧含量為0.01-1體積％，水蒸汽為2-20體積％，余量基本是惰性氣體。8.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述氣體混合物包括裂解氨產(chǎn)物或者燃燒產(chǎn)物。9.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述至少一個容器的非玻璃接觸表面包括選自以下的金屬金、鉑、銠、銥、鉬、鈀、錸、鉭、鈦、鎢和它們的合金。'10.—種玻璃制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括熔化、澄清、傳送和成形容器，各容器包括與熔融玻璃接觸的內(nèi)壁；密封腔，包封至少一個容器；閉環(huán)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)監(jiān)測和控制在所述密封腔內(nèi)和所述至少一個容器的非玻璃接觸表面周圍的環(huán)境；和所述閉環(huán)控制系統(tǒng)控制環(huán)境中氣體混合物的氫含量，在所述至少一個容器的非玻璃接觸表面周圍保持分壓大于或等于由平衡關(guān)系確定的水平PH2(ppm)=78,000xe~[(-5"""以有效抑制在熔融玻璃內(nèi)形成不希望的氣態(tài)夾雜物。11.如權(quán)利要求10所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，所述閉環(huán)控制系統(tǒng)還控制所述至少一個容器的非玻璃接觸表面周圍環(huán)境的氣態(tài)混合物中的氧含量，以減少貴金屬在所述至少一個容器上的氧化。12.如權(quán)利要求10所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，所述閉環(huán)控制系統(tǒng)還對熔融玻璃從所述至少一個容器中的一個容器傳送到另一個容器時該熔融玻璃的冷卻進行控制。13.如權(quán)利要求10所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體混合物包括在至少一個容器的非玻璃接觸表面上最高至38，000ppm的氫含量。14.如權(quán)利要求IO所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體混合物保持低于或等于200°F的露點溫度。15.如權(quán)利要求IO所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體混合物的氧含量小于21體積％。16.如權(quán)利要求IO所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體混合物的氧含量為0.01-1體積％，水蒸汽為2-20體積％，余量基本是惰性氣體。17.如權(quán)利要求IO所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體混合物包括裂解氨產(chǎn)物或燃燒產(chǎn)物。18.如權(quán)利要求IO所述的玻璃制造系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個容器的非玻璃接觸表面包括選自以下的金屬金、鉑、銠、銥、鉬、鈀、錸、鉭、鈦、鎢和它們的合金。19.一種控制玻璃制造系統(tǒng)中至少一個容器周圍環(huán)境的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括密封腔，其包封至少一個容器；閉環(huán)控制系統(tǒng)，其控制密封腔內(nèi)的氣體混合物的氫含量，在所述至少一個容器的非玻璃接觸表面周圍保持分壓大于或等于由平衡關(guān)系確定的水平pH2(ppm)=78,000xe'[w""/"，相]，以有效抑制在至少一個容器內(nèi)的熔融玻璃中形成不希望的氣態(tài)夾雜物。20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述閉環(huán)控制系統(tǒng)還控制所述至少一個容器的非玻璃接觸表面周圍的氣態(tài)混合物中的氧含量，以減少貴金屬在所述至少一個容器上的氧化。21.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述閉環(huán)控制系統(tǒng)還對熔融玻璃從所述至少一個容器中的一個容器傳送到另一個容器時該熔融玻璃的冷卻進行控制。22.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括位于至少一個容器的非玻璃接觸表面周圍的收縮板，該收縮板減小流過容器的氣體混合物流量，并在所述密封腔內(nèi)產(chǎn)生氣體混合物的層流。23.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述閉環(huán)控制系統(tǒng)包括控制器；多個傳感器；濕氣進料系統(tǒng)；加熱/冷卻控制系統(tǒng)；空氣處理器；和(VN2配制系統(tǒng)。24.—種制造玻璃產(chǎn)品的方法，該方法包括以下步驟在熔化、澄清、傳送和成形容器內(nèi)形成/加工熔融的玻璃；包封至少一個容器；和監(jiān)測/控制所述至少一個容器的非玻璃接觸表面周圍的氣氛，所述監(jiān)測/控制步驟還包括控制所述至少一個容器的非玻璃接觸表面周圍的氣氛中的氣體混合物的氫含量，減少氫從熔融玻璃滲透和有效抑制在熔融玻璃內(nèi)形成不希望的氣態(tài)夾雜物；和控制所述至少一個容器的非玻璃接觸表面周圍的氣體混合物的氧含量，以降低貴金屬在所述至少一個容器中的氧化。25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)測/控制步驟還包括控制在所述至少一個容器的非玻璃接觸表面周圍的氣體混合物的流速和熱量。全文摘要在此描述一種對玻璃制造系統(tǒng)中的一個或多個容器周圍的環(huán)境(如，氧、氫、濕度、溫度、氣體流速、壓力)進行控制的系統(tǒng)和方法。在優(yōu)選的實施方式中，該系統(tǒng)包括閉環(huán)控制系統(tǒng)和密封腔，用來控制容器的外部(非玻璃接觸表面)周圍的氫含量，抑制在玻璃板中形成氣態(tài)夾雜物和表面氣泡。此外，使用閉環(huán)控制系統(tǒng)和密封腔有助于對從玻璃制造系統(tǒng)的一個容器傳送到另一個容器時的熔融玻璃進行冷卻。此外，使用閉環(huán)控制系統(tǒng)和密封腔來保持容器周圍氣氛中的最小氧含量，以減少貴金屬在容器上的氧化。文檔編號C03B5/225GK101166696SQ200680014607公開日2008年4月23日申請日期2006年4月19日優(yōu)先權(quán)日2005年4月27日發(fā)明者D·M·萊恩曼,G·迪格利斯,J·D·戈頓,R·A·穆奈恩,R·E·弗雷利,R·R·托馬斯申請人:康寧股份有限公司