專利名稱：用于光學品質玻璃的熔融玻璃遞送裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般性涉及光學品質玻璃的制造。更具體地，本發(fā)明尤其適合用于通過溢 流下拉法制造用于生產(chǎn)廣泛應用于電視機和計算機顯示器的TFT/LCD顯示裝置的玻璃板。
背景技術：
典型的玻璃制造工藝包括一系列的原料儲存、混合和輸送系統(tǒng)，玻璃熔化爐，熔融 玻璃遞送系統(tǒng)，玻璃成形工藝，以及用于切割、清潔、包裝和貨運的成品玻璃處理系統(tǒng)。

圖1顯示典型的“溢流工藝”制造系統(tǒng)(1)。熔化爐(2)將溫度和化學組成基本均 勻的液體玻璃(16)輸送至澄清器(3)，通過澄清器排放口(15)除去所有氣態(tài)夾雜物，并輸 送至攪拌裝置(4)，也稱作攪拌設備(4)。攪拌裝置(4)包括一個或多個攪拌器，使玻璃完 全均質。在現(xiàn)有技術中，總是將攪拌裝置(4)設置在澄清器(3)的后面，以除去可能在澄清 器(3)中產(chǎn)生的玻璃中的不均勻物質。然后，玻璃(16)傳導通過冷卻和調節(jié)部分(5)，進入圓筒體(bowl) (6)中，向下進 入下導管(7)，通過在下導管(7)和成形設備進口管(8)之間的連接件(14)，至溢流槽(9) 的進口。當從攪拌裝置(4)流向溢流槽(9)時，玻璃(16)、尤其是形成玻璃表面的玻璃必須 保持均勻。圓筒體(6)將水平流動方向改變?yōu)榇怪狈较颍⑻峁┩Ｖ共Ａ?16)流動的手段。 常提供針(13)來終止玻璃流動。下導管(7)具有兩個主要功能。下導管(7)將玻璃從圓 筒體(6)傳送至槽的進口管(8)并控制玻璃(16)進入板成形設備的流速。下導管(7)經(jīng) 精心設計，能夠通過保持在特定溫度將所需玻璃(16)流速精確保持在要求的數(shù)值。澄清器 (3)、澄清器排放口(15)、攪拌裝置(4)、冷卻和調節(jié)部分(5)、圓筒體(6)、針(13)和下導管構成玻璃遞送系統(tǒng)(10)，該系統(tǒng)將來自熔化爐的玻璃(16)調節(jié)并傳送至溢流工藝的進 口管(8)的頂部。在下導管(7)和槽進口管(8)之間的連接件(14)允許取下玻璃板成形 設備進行維修，以及對工藝設備的熱膨脹提供補償。自熔化爐⑵流動的玻璃(16)處于高溫(1500-160(TC )，并且是牛頓液體，但是 具有氣態(tài)夾雜物缺陷并且不是均勻混合物。遞送系統(tǒng)(10)將玻璃以均勻狀態(tài)遞送至處于 正確溫度(約1225°c )的溢流成形工藝，有最少量的氣態(tài)夾雜物或其他同質缺陷。來自遞送系統(tǒng)(10)的熔融玻璃(16)的溫度和化學組成必須基本均勻，該熔融 玻璃通過進口管(8)至板成形槽(9)進入板成形設備。在美國專利第3，338，696號，第 6，748，765號和第6，889，526號(這些專利通過參考結合于本文)中詳細描述了玻璃板成 形設備，所述玻璃板成形設備是一種楔形成形裝置(9)。然后，玻璃(16)向下流過該楔形成 形裝置(9)的各側，在尖角的底邊緣合并，形成熔融玻璃板(11)。然后，將熔融玻璃板(11)冷卻，形成厚度基本均勻的固體玻璃板(12)。當玻璃由原料熔化時具有許多截留氣體的小氣泡。對于所有要求光學性質的玻璃產(chǎn)品，這些氣泡都被認為是缺陷。大小可以用眼看到或者影響產(chǎn)品功能的氣泡都必須除 去。去除這些氣泡的方法術語稱作澄清或脫氣(本文中稱作澄清)。在由原料熔化為玻璃 之后，但在將玻璃成形為最終產(chǎn)品之前進行澄清。對于光學品質玻璃，這種澄清過程在“澄 清器”(或精煉器)中進行，澄清器由貴金屬、通常是鉬或鉬合金構成。澄清過程是化學和 物理過程。在玻璃中加入稱作澄清劑的化學品，使氣泡從玻璃熔化爐和澄清器通過時體積 增大。在玻璃中作為氧化物存在的砷或銻是優(yōu)選的澄清劑，但是它們都是有毒物質。錫是 另一種常用的澄清劑，但是其作為澄清劑的效率較低，它能化學還原鉬，并產(chǎn)生微小顆粒， 最終破壞鉬壁。鈰也可以用作澄清劑，但會使玻璃顏色變黃。這些都是最常用的澄清劑，但 是在本領域也有其他的澄清劑。光學品質玻璃是獨特的，因為流程的分裂經(jīng)常產(chǎn)生同質缺陷。這類缺陷稱作條痕， 在產(chǎn)品中產(chǎn)生光學畸變。澄清器經(jīng)常設計成有擋板，如本文所討論的。擋板和澄清器排放 口(15)產(chǎn)生明顯的分流。因此，在現(xiàn)有技術中，將攪拌裝置(4)在流程中設置在澄清器(3) 的后面，使來自澄清器的非均勻物均質化。澄清器和攪拌裝置都在約1600°C的高溫下運行。 自攪拌裝置排出的玻璃是基本均勻的，但是攪拌裝置(4)本身可以產(chǎn)生均質缺陷，本文中 對其進行討論。為盡可能減少不均勻物的進一步形成，對冷卻和調節(jié)管(5)、圓筒體(6)和 下導管(7)的玻璃接觸表面進行仔細精整(平滑)，以盡可能減少流程分裂。在遞送系統(tǒng) 中，要求保持流動均勻，沒有靜止或循環(huán)流的區(qū)域，并且與大氣的接觸盡可能少。接觸大氣 可能導致一些玻璃化學物質揮發(fā)，因此改變玻璃的組成和性質，并可能引入同質缺陷。玻璃 在遞送系統(tǒng)中的溫度必須保持高于玻璃的液相線溫度，以防止玻璃發(fā)生重結晶(失透)，這 可能是一種光學缺陷。在許多設計中圓筒體具有自由表面，圓筒體可能是條痕和失透缺陷 的來源。設計的澄清設備能優(yōu)化從熔融玻璃去除氣泡的過程。澄清器通常是非常大型的， 因為玻璃接觸表面是由鉬或鉬合金構成，因此導致極高的制造成本。在現(xiàn)有技術的澄清過 程中，氣泡上升至澄清設備(澄清器)的頂部，通過澄清器排放口(15)消散在大氣中。除 去的氣泡的尺寸是澄清器尺寸和設計以及熔融玻璃的粘度(流動性)的變量。在玻璃工業(yè) 中，這些氣泡如果較小(直徑小于約1毫米)則稱作微氣泡(seed)，如果較大則稱作水泡。 微氣泡因為其直徑小因而更難以從玻璃中去除，因此是主要關注的對象。在澄清器的流入端底部進入該澄清器的玻璃微氣泡必須在流出端上升至澄清器 的頂部，通向大氣的排放口位于該流出端。玻璃中的微氣泡垂直速度與玻璃的粘度成反比， 與微氣泡的直徑的平方成正比，與玻璃密度的平方成正比。玻璃粘度是溫度的強逆函數(shù)，因 此將玻璃溫度升高至實際最高值的做法增大了指定尺寸微氣泡的垂直速度。對光學產(chǎn)品中 的微氣泡的檢測是其可視面積的強函數(shù)，因此可以利用微氣泡的直徑平方作為質量判據(jù)。 對指定玻璃，玻璃密度在澄清過程中的變化是次級效應(second order effect) 0在明顯降低玻璃粘度所需的約1600°C的很高溫度下，即使最高品質的耐火材料也 會被玻璃緩慢溶解。這會導致污染并還可能在玻璃中產(chǎn)生另外的微氣泡。在現(xiàn)有技術中， 使用圓柱形鉬或鉬合金(在此為鉬)管用于接觸玻璃的所有表面(壁)，使玻璃不會被耐火 材料壁分解所污染。圓柱形管的外部通常用耐火材料(磚)支承，所述耐火材料具有合適的強度和絕熱性質。澄清器中的玻璃必須保持在要求的升高溫度。此外，進入澄清器流入 端的玻璃通常必須加熱至要求的澄清溫度。這可以通過在(氣體或電)加熱的燃燒室中的 鉬外殼和難熔澄清器組合件或者通過電加熱完成。電加熱澄清器可以通過以下方式完成 通過外部安裝的電繞線(通常由鉬構成)或者使電流直接通過圓柱形鉬管，因此利用管的 電阻來產(chǎn)生熱。
通常采用的自二十世紀上半葉開始實施的現(xiàn)有技術設計是圓柱形鉬管，其具有內(nèi) 部擋板或者沒有內(nèi)部擋板。迄今對擋板設計的主要創(chuàng)新是改變流程和截留微氣泡達到最佳 微氣泡去除?，F(xiàn)有技術包括具有內(nèi)部自由表面或沒有內(nèi)部自由表面的澄清器設計。圖2A是現(xiàn)有技術典型的具有擋板的澄清器。熔融玻璃(16)在玻璃進口端(23)進 入具有擋板的澄清器(21)，并從出口(24)流出。在出口端(24)有一個排放口(25)，該排 放口與大氣連通，使累積在具有擋板的澄清器(21)頂部的微氣泡逃逸。一些擋板(26)具 有孔(22)，孔按大小排列來分配熔融玻璃(16)的流動，使玻璃流過具有擋板的澄清器(21) 的平均駐留時間更均勻。其他擋板(28)設計成垂直移動流程。在擋板的正面通常有排放 口(29)，擋板還截留表面微氣泡成為泡沫狀堆積物，該堆積物破碎散逸至大氣。圖2B顯示 微氣泡(27)通過具有擋板的澄清器(21)的運動。擋板(26)和(28)使得微氣泡(27)在 具有擋板的澄清器(21)中的路徑相當曲折。這可以使較小的微氣泡有較大的機會合并在 一起形成較大的微氣泡，而較大的微氣泡上升得更快。圖2A和2B中所示的澄清器的直徑為0. 382米，長度為2. 5米。玻璃流速為7. 41 公噸/天。玻璃粘度為100泊。微氣泡直徑為0.0007米。這些參數(shù)可以采用以下等式進 行歸一化得到變換Q^d12Zn1 = QcM12Zn0其中Q等于玻璃流量，η等于玻璃粘度，和d等于微氣泡直徑現(xiàn)有技術的攪拌裝置(4)包括一個或多個旋轉元件。在最后旋轉元件的尖端的玻 璃經(jīng)常被截留在渦流中。離開該渦流的玻璃具有旋轉運動，并且不同于在主流程中玻璃的 時間歷程。如果玻璃是產(chǎn)品的可銷售部分，這可能導致條痕同質缺陷?，F(xiàn)有技術的缺陷現(xiàn)有技術的主要缺陷是玻璃在澄清操作后的均質化將未能由澄清器去除的任何 缺陷再分布在整個玻璃物流中。用錫澄清的玻璃特有的另一個缺陷是鉬顆粒，鉬顆粒是由澄清器中鉬被錫化學還 原造成的，并且通常流動接近遞送系統(tǒng)表面，在由澄清器進行處理后通過攪拌玻璃而使它 們再分布在整個玻璃板中。另一個缺陷是從攪拌器尖端排放的不均勻的玻璃在成形的玻璃板中產(chǎn)生缺陷。另 一個缺陷是從圓筒體的自由表面排放不均勻的玻璃。另一個缺陷是利用溫度來控制玻璃流速存在固有的低控制帶寬。另一個缺陷是熔化爐與遞送系統(tǒng)的固定連接阻止熔化爐的主要部分修復或再建， 也不能再建遞送系統(tǒng)的主要部分。
發(fā)明_既述本發(fā)明顯著改進現(xiàn)有技術從爐至玻璃成形過程的玻璃遞送系統(tǒng)，以與溢流下拉工 藝相配。澄清器未能除去的大量缺陷轉移到玻璃板的不能用的進口和遠邊。在一個實施方 式中，攪拌裝置從澄清器的出口重新定位至澄清器的進口。在另一個實施方式中，澄清器 橫截面的基本形狀優(yōu)選從圓柱形改變?yōu)殡p尖端(Double Apex)(或鷗翼(Gull Wing))形， 因而澄清器的尖端含有將形成玻璃板的不能用的進口端的玻璃。澄清器的一個或多個排放 口優(yōu)選位于這些尖端處，使這些排放口引起的任何均質缺陷轉移到玻璃板的不能用的進口 端。澄清器橫截面與圓柱形澄清器相比具有高的寬高比，以提高澄清效率。另一個實施方式去除圓筒體和針。在其他實施方 式中，當對于某些特定玻璃使用 該設備時，可以去除澄清器排放口。在又一些實施方式中，優(yōu)選在澄清器排放口安裝玻璃水 平面測量裝置。在又一個實施方式中，在下導管底部增加擋板以將靠近下導管表面的流動 方向改變到玻璃板的不能用的進口和遠邊。在另一個實施方式中，利用攪拌器速度來增大玻璃流速控制的帶寬。在另一個實施方式中，遞送系統(tǒng)與熔化爐的固定連接被可調節(jié)的撓性連接替代， 使得可以容易地從遞送系統(tǒng)取下不再運行的熔化爐，進行修復或替換。本發(fā)明通過使遞送系統(tǒng)的流動特性與溢流下拉方法匹配，改進了遞送系統(tǒng)設備的 澄清能力。附圖簡要描述圖1示出“溢流法”玻璃板制造系統(tǒng)的主要部分。圖2A示出現(xiàn)有技術已知的具有擋板的圓柱形澄清器。圖2B顯示圖2A的澄清器中微氣泡的上升。圖3示出本發(fā)明的實施方式中“溢流法”玻璃板制造系統(tǒng)的主要部分。圖4A顯示現(xiàn)有技術已知的“溢流法”的側視圖。圖4B顯示沿圖4A的B-B線截取的下導管中玻璃流動的截面圖。圖4C顯示沿圖4A的C-C線截取的截面圖，下導管中的玻璃流動呈現(xiàn)在“溢流法” 頁面中。圖5顯示雙尖端澄清器在大氣排放口位置和玻璃流到玻璃板進口和遠邊的位置 的截面圖。圖6顯示本發(fā)明實施方式中“溢流法”玻璃板制造系統(tǒng)的主要部分。圖7A顯示本發(fā)明實施方式中“溢流法”玻璃板制造系統(tǒng)的主要部分。圖7B顯示本發(fā)明實施方式中改變玻璃流速的攪拌裝置的截面圖。圖7C顯示攪拌裝置沿圖7B的C-C線的截面圖。圖8A示出本發(fā)明實施方式中位于下導管底部的流動轉向器。圖8B顯示沿圖8A的B-B線截取的本發(fā)明實施方式的下導管的截面圖。圖8C顯示沿圖8B的C-C線截取的本發(fā)明實施方式的下導管的截面圖。圖9A顯示本發(fā)明實施方式中具有大角半徑的高寬高比的雙尖端澄清器的截面 圖。圖9B顯示本發(fā)明實施方式中具有尖角的高寬高比的雙尖端澄清器的截面圖。圖9C顯示本發(fā)明實施方式中具有斜切角的高寬高比的雙尖端澄清器的截面圖。
圖9D顯示本發(fā)明實施方式中具有適度角半徑和延長的排放口橫截面的高寬高比 的雙尖端澄清器的截面圖，延長的排放口橫截面具有內(nèi)部自由表面。圖IOA顯示本發(fā)明實施方式中具有大角半徑和平坦底部的高寬高比的雙尖端澄 清器的截面圖。
圖IOB顯示本發(fā)明實施方式中具有大角半徑和V形底部的低寬高比的雙尖端澄清 器的截面圖。圖IOC顯示本發(fā)明實施方式中改進為雙尖端構形的圓柱形澄清器的橫截面。圖IOD顯示本發(fā)明實施方式中改進為雙尖端構形的橢圓形澄清器的橫截面。圖IlA顯示本發(fā)明實施方式中具有傾斜的澄清器的“溢流法”玻璃板制造系統(tǒng)的 主要部分。圖IlB顯示本發(fā)明實施方式中包括玻璃水平面機械測量裝置的澄清器排放口的 截面圖。圖12A顯示本發(fā)明實施方式中包括傾斜澄清器的“溢流法”玻璃板制造系統(tǒng)的主 要部分。圖12B顯示本發(fā)明實施方式中包括玻璃水平面激光測量裝置的澄清器排放口的 截面圖。圖13顯示本發(fā)明實施方式中的“溢流法”玻璃板制造系統(tǒng)的主要部分，其中攪拌 裝置具有泵壓作用，使玻璃從熔化爐流向成形工藝。圖14A顯示在本發(fā)明實施方式中具有大角半徑和淺V形底部的高寬高比自由表面 的澄清器的橫截面。圖14B顯示在本發(fā)明實施方式中具有大角半徑和V形底部的低寬高比自由表面的 澄清器的橫截面。圖14C顯示本發(fā)明實施方式中改進為平坦頂部構形的圓柱形自由表面的澄清器 的橫截面。圖14D顯示本發(fā)明實施方式中改進為平坦頂部構形的橢圓形自由表面的澄清器 的橫截面。圖15A顯示本發(fā)明實施方式中具有全長度自由表面的傾斜澄清器和在下導管至 進口管界面的溢流裝置的“溢流法”玻璃板制造系統(tǒng)的主要部分。圖15B示出本發(fā)明實施方式中圖15A所示的全長度自由表面澄清器的橫截面，該 澄清器在其排放口具有表面擋板。圖16A顯示本發(fā)明實施方式中溢流裝置在下導管至進口管界面處的位置。圖16B是本發(fā)明實施方式的溢流裝置的俯視圖。圖16C是顯示本發(fā)明實施方式中在溢流裝置中位于玻璃自由表面下方的溢流管 底部的側視圖。圖16D是顯示本發(fā)明實施方式中在溢流裝置中位于玻璃自由表面上方的溢流管 底部的側視圖。圖17A是本發(fā)明實施方式中將雙尖端原理應用于圓筒體的側視圖。圖17B是本發(fā)明實施方式中將雙尖端原理應用于圓筒體的端視圖。圖18顯示本發(fā)明實施方式中在圓筒體中具有溢流裝置的“溢流法”玻璃板制造系統(tǒng)的主要部分。圖19顯示本發(fā)明實施方式中具有全長度自由表面的傾斜澄清器和位于圓筒體中的溢流裝置的“溢流法”玻璃板制造系統(tǒng)的主要部分。圖20A顯示半徑在高寬高比的封閉澄清器中的一種用途。圖20B顯示半徑在高寬高比的封閉澄清器中的另一種用途。圖20C顯示半徑在高寬高比的封閉澄清器中的另一種用途。圖21A顯示斜切面在高寬高比的封閉澄清器中的一種用途。圖21B顯示斜切面在高寬高比的封閉澄清器中的另一種用途。圖21C顯示斜切面在高寬高比的封閉澄清器中的另一種用途。圖22A顯示半徑在高寬高比的自由表面澄清器中的一種用途。圖22B顯示半徑在高寬高比的自由表面澄清器中的另一種用途。圖22C顯示半徑在高寬高比的自由表面澄清器中的另一種用途。圖23A顯示斜切面在高寬高比的自由表面澄清器中的一種用途。圖23B顯示斜切面在高寬高比的自由表面澄清器中的另一種用途。圖23C顯示斜切面在高寬高比的自由表面澄清器中的另一種用途。圖24A顯示本發(fā)明實施方式具有倒轉的尖頂人字形屋頂和端部半徑的六面澄清 器截面圖。圖24B顯示本發(fā)明實施方式具有倒轉的尖頂人字形屋頂、澄清肋狀物和斜切面端 部的六面澄清器截面圖。圖24C顯示本發(fā)明實施方式具有倒轉的哥特式拱形尖頂和端部半徑的六面澄清 器截面圖。圖24D顯示本發(fā)明實施方式具有倒轉的哥特式拱形尖頂、澄清肋狀物和端部角排 放口的六面澄清器截面圖。圖25顯示具有成全圓角端部的倒轉的尖頂人字形屋頂。圖26顯示本發(fā)明實施方式中具有多個橫截面部分的澄清器。圖27A顯示現(xiàn)有技術已知的澄清器的圓形橫截面。圖27B顯示本發(fā)明實施方式中澄清器的橢圓形橫截面。圖27C顯示澄清器的正方形橫截面。圖27D顯示本發(fā)明實施方式中澄清器的矩形橫截面。圖27E顯示本發(fā)明實施方式中澄清器具有斜切面的矩形橫截面。圖27F顯示本發(fā)明實施方式中具有曲面的矩形橫截面。圖27G顯示本發(fā)明實施方式中具有曲面和拱形頂部與底部的矩形橫截面。圖27H顯示與圖4G類似的橫截面形狀，不同之處在于，頂面和底面不平行。圖28A顯示本發(fā)明實施方式中呈五面的人字形屋頂澄清器的橫截面。圖28B顯示本發(fā)明實施方式中呈六面的人字形屋頂澄清器的橫截面。圖28C顯示本發(fā)明實施方式中具有澄清肋狀物的呈六面的人字形屋頂澄清器的 橫截面。圖28D顯示本發(fā)明實施方式中具有澄清肋狀物和斜切端部的呈六面的人字形屋 頂澄清器的橫截面。
圖28E顯示本發(fā)明實施方式中在端部具有半徑的呈六面的人字形屋頂澄清器的 橫截面。圖28F顯示本發(fā)明實施方式中在端部具有半徑和斜切面的呈六面的人字形屋頂 澄清器的橫截面。圖28G顯示本發(fā)明實施方式中在端部具有半徑的呈七面的人字形屋頂澄清器的 橫截面。圖28H顯示本發(fā)明實施方式中具有澄清肋狀物和斜切端部的呈六面的人字形屋 頂澄清器的橫截面。圖29A顯示本發(fā)明實施方式的呈五面的哥特式拱形頂澄清器的橫截面。圖29B顯示本發(fā)明實施方式的呈六面的哥特式拱形頂澄清器的橫截面。圖29C顯示本發(fā)明實施方式的具有澄清肋狀物的呈七面的哥特式拱形頂澄清器 的橫截面。圖29D顯示本發(fā)明實施方式的具有澄清肋狀物和斜切端部的呈六面的哥特式拱 形頂澄清器的橫截面。圖29E顯示本發(fā)明實施方式的具有曲面底部和在端部具有半徑的呈五面的哥特 式拱形頂澄清器的橫截面。圖29F顯示本發(fā)明實施方式的在端部具有半徑和斜切面的呈六面的哥特式拱形 頂澄清器的橫截面。圖29G顯示本發(fā)明實施方式的在端部具有半徑的呈七面的哥特式拱形頂澄清器 的橫截面。圖29H顯示本發(fā)明實施方式的具有澄清肋狀物和斜切端部的呈六面的哥特式拱 形頂澄清器的橫截面。圖30顯示本發(fā)明實施方式中“溢流法”玻璃板制造系統(tǒng)的主要部分，其中攪拌裝 置具有泵壓作用，使玻璃從熔化爐流向成形工藝。圖31A顯示本發(fā)明實施方式中在熔化爐前池和攪拌裝置之間界面的細節(jié)。圖31B顯示本發(fā)明實施方式中在熔化爐前池和攪拌裝置之間界面的細節(jié)。圖32A顯示熔化爐和澄清器之間的流體連接件的一個實施方式。圖32B顯示熔化爐和澄清器之間的流體連接件的另一個實施方式。圖33顯示熔化爐和澄清器之間的流體連接件的另一個實施方式。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及稱作遞送系統(tǒng)的設備，該系統(tǒng)將來自熔化爐的玻璃傳送至成形工藝并 進行調節(jié)。在溢流下拉工藝中玻璃的流動特性是獨特的，其特性導致本發(fā)明的遞送系統(tǒng)具 有新的構形。本發(fā)明重新組織和重新設計遞送系統(tǒng)的構成部分，并能夠利用原來認為會損 害溢流下拉法的質量要求的設備。本發(fā)明涉及澄清的物理方面，該方面受到澄清設備的形狀的影響。具體地，在一個 實施方式中，本發(fā)明的澄清設備的形狀與溢流下拉玻璃板制造方法的流動特性相匹配。對 指定玻璃，澄清過程中玻璃密度的變化是次級效應，因此，本發(fā)明主要考慮玻璃粘度和微氣 泡截面積。用于本發(fā)明實施方式的澄清器的構形優(yōu)選具有高寬高比(高的寬度高度比)，以獲得與現(xiàn)有技術領域使用的圓柱形澄清器相比提高的澄清性能。高寬高比澄清器的例子 示于美國專利第7，150，165號和美國專利公開2007/0084247，這些文獻通過參考結合于本
文。 本發(fā)明顯著改進了現(xiàn)有技術自玻璃熔化爐至玻璃板成形設備的玻璃遞送系統(tǒng) (10)，以使該系統(tǒng)與溢流下拉法相配。本發(fā)明包括的玻璃遞送系統(tǒng)中，使玻璃均質化，從玻 璃除去大多數(shù)微氣泡和水泡，然后將大多數(shù)殘留的缺陷分布到采用溢流下拉法形成的玻璃 板的不能用的進口和遠邊。本發(fā)明的兩個重要要素是將攪拌裝置再定位于澄清器的進口并 設計澄清器，以使澄清器造成的缺陷終結于玻璃板的不能用的端部。除非另外指出，否則， 所有實施方式中，將攪拌裝置從澄清器的出口重新定位于澄清器的進口。為獲得本發(fā)明的最大益處，當優(yōu)選一個系統(tǒng)時可同時利用所有實施方式；但是，任 一獨立實施方式可以相互獨立地備選使用或實施。本發(fā)明實施方式的實際生產(chǎn)實施很可能 為合理的步驟，因為制造環(huán)境中的變化始終都是小心認真的。以能夠在系統(tǒng)實施和容易描述的順序描述本發(fā)明的實施方式。其他實施的順序以 及各實施方式的獨立使用都在本發(fā)明的精神之內(nèi)。圖3表示遞送系統(tǒng)(30)的實施方式，其中，攪拌裝置(34)從澄清器的出口重新定 位于澄清器的進口。澄清器(33)的基本形狀由圓柱形改變?yōu)閳D5，9A至9D以及IOA至IOD 所示的橫截面的形狀，因此，澄清器的尖端(57)包含的玻璃將形成玻璃板的不能用的進口 端部。澄清器排放口(35和55)位于這些尖端(57)處，使排放口造成的任何均質缺陷轉向 至玻璃板的不能用的進口端部。圖4A至4C顯示在現(xiàn)有技術的“溢流法”中在下導供料管(7)中流動的玻璃(16) 最終成形為玻璃板。如圖4B所示，靠近下導管(7)側面的玻璃流(41)最終形成下拉板的 中心，如圖4C所示。如圖4B所示，靠近下導管(7)正面的流體(43)被分布在整個玻璃表 面；但是，流體(43)的大部分集中在玻璃板進口端的約三分之一處，如圖4C所示。這種表 面玻璃(43)受到下導管表面以及在圓筒體(6)的靜止區(qū)中的玻璃和在下導管(7)至進口 管(8)的連接件(14)中的玻璃的破壞。剩下的約三分之二的玻璃板表面由原始內(nèi)部玻璃 (virgin interior glass) (42)形成，如圖4B所示。玻璃流的其他兩個部分(44)從正面以 約45度角對稱偏移，如圖4B所示，最終在玻璃板進口端形成接近端部的不能用的邊緣部分 (45)，如圖4C所示。以約180度的角度集中的另一個部分(46)(如圖4B所示行進)至不 能用的遠端邊緣部分(47)，如圖4C所示。如圖4C所示，進口端部分(45)和遠端部分(47) 包括玻璃板上不符合厚度和平直度要求的部分，因此不能供銷售。在本發(fā)明中，遞送系統(tǒng)、 主要是澄清器的設計能使均質缺陷和大部分殘留的微氣泡缺陷轉向至這些端部。圖5顯示本發(fā)明實施方式中，在澄清器排放口(55)處，雙尖端(或鷗翼形)澄清 器(50)的橫截面。澄清器排放口(55)可以直接通向工廠大氣或通向過濾器和/或真空系 統(tǒng)。這種澄清器具有高的寬度與高度的比值，以提高澄清性能，如在專利7，150，165和美國 專利公開2007/0084247中報道的。澄清器排放口(55)位于澄清器橫截面的尖端(57)處。 澄清器和遞送系統(tǒng)的尺寸使得在區(qū)域(54)中流動通過這些尖端(57)的玻璃是將要流至成 形玻璃板(11)的區(qū)域(44)的玻璃，如圖4C所示。因此，由澄清器排放口造成至區(qū)域(54) 中玻璃的任何玻璃不均勻物最終存在于區(qū)域(44)中，即玻璃板的不能用的進口端中。上升 至靠近澄清器排放口(55)的區(qū)域(54)但沒有被排放口(55)截留的微氣泡還將流至成形的玻璃板中的區(qū)域(44)。澄清器中玻璃的自由表面(58)顯示位于尖端(57)上方的排放口 中。自由表面(58)的垂直位置可以在距離(59)范圍內(nèi)變化，不會影響本發(fā)明的預定性能。圖6顯示本發(fā)明遞送系統(tǒng)(60)的另一個實施方式，其中，現(xiàn)有技術的圓筒體(6) 被過渡部分(66)替代。過渡部分(66)保證玻璃從冷卻和調節(jié)管(5)平滑流向下導管(7)， 因此在過渡部分(66)沒有自由表面。在澄清器排放口(35)中存在玻璃自由表面，該自由 表面替代了通常在圓筒體(6)中的自由表面。玻璃自由表面對于下導管(7)中的穩(wěn)定流動 很重要。圖7A顯示本發(fā)明遞送系統(tǒng)(70)的另一個實施方式，其中，澄清器(73)與成形部 分(77)在攪拌裝置(34)的底部離開，澄清器(73)沒有排放口。這種澄清器設計用于在熔 化過程產(chǎn)生少量微氣泡的玻璃，例如在美國專利公開2006/0293162中描述的玻璃，該文獻 通過參考結合于本文。在玻璃熔化過程中產(chǎn)生的微氣泡在澄清器的尖端(57)處上升到區(qū) 域(54)，如圖5所示，并流到成形玻璃板的區(qū)域(44)，如圖4C所示。圖7B是通過攪拌裝置(34)的中心的橫截面，該圖顯示兩個攪拌器(71和72)。來 自熔化爐(2)的熔融玻璃(16)在入口(78)流入攪拌裝置(34)，垂直向上通過旋轉的攪拌 器(71)形成在堰(74)頂部上方的自由表面(75)，然后垂直向下通過旋轉的攪拌器(72)， 然后離開攪拌裝置(34)進入澄清器(73)。在現(xiàn)有技術中，下導管(7)是玻璃流動通過遞送系統(tǒng)(10)至溢流過程的主要阻力源。控制下導管中玻璃的溫度可以控制玻璃流動。在下導管(7)中有加熱裝置，主要是 電加熱裝置，加熱裝置控制了下導管(7)中的玻璃粘度分布。在圓筒體(6)中存在玻璃自 由表面，決定了下導管(7)中的靜壓分布?？刂撇ＡЯ鲃拥母倪M方法在以下美國專利公開 2006/0016219中進行了討論，該文獻通過參考結合于本文。在圖7A的遞送系統(tǒng)(70)的實施方式中，攪拌裝置具有自由表面(75)，但是攪拌裝 置下游在澄清器(73)、冷卻和調節(jié)管(5)或者過渡管(66)中沒有自由表面。自由表面是控 制玻璃流動的重要要素。在此實施方式的(70)中的玻璃流動隨澄清器(73)、冷卻和調節(jié) 管(5)和過渡管(66)中溫度分布變化的程度比現(xiàn)有技術高得多。這可能在控制玻璃流動 中導致遲緩響應(低帶寬)。為克服遲緩響應，可通過攪拌裝置(34)的泵壓作用來控制遞 送系統(tǒng)中的靜壓。大多數(shù)攪拌器設計都具有泵壓作用。美國專利第6，763，684號是一個例子，該專 利通過參考結合于本文。圖7B是通過圖7A中攪拌裝置(34)的部分，顯示兩個攪拌器(71 和72)。在此實施方式中，利用攪拌器(71和72)的旋轉速度來改變遞送系統(tǒng)中的流體靜 壓。攪拌器(71和72)在設計方面可以相同或不同，其旋轉方向可以相同或相反。為說明目的，考慮有兩個相同的攪拌器(71和72)，它們以相同方向旋轉。攪拌器 (71和72)設計成在設計旋轉速度下產(chǎn)生適中的泵壓作用(約25-250毫米玻璃，在此實例 假設100毫米玻璃)。測量泵壓作用為攪拌器旋轉時玻璃自由表面(75)的高度與攪拌器不 旋轉時玻璃自由表面(75)的高度的差。當攪拌器(71和72)靜止時，熔融玻璃(16)在攪 拌裝置(34)進口(78)處的流體靜壓略高于熔融玻璃(16)在澄清器進口(73)處的流體靜 壓，原因是牛頓流體流動造成的壓力損失。熔融玻璃(16)向上通過攪拌器(71)，該攪拌器 旋轉提高流體靜壓，該玻璃向下通過攪拌器(72)，該攪拌器以和攪拌器(71)相同的方向旋 轉，降低了流體靜壓。當攪拌器旋轉時，在攪拌裝置(34)進口(78)處和澄清器進口(73)處的流體靜壓仍基本相同，但是玻璃在攪拌裝置室(34)中的自由表面(75)比攪拌器靜止時 高出100毫米(設計的泵壓作用the design pumping action)。如果確定玻璃流量下降， 通過增大澄清器進口(73)處的流體靜壓可以實現(xiàn)快速增大流量至預定值。這可以通過增 大攪拌器(71)的旋轉速度和降低攪拌器(72)的旋轉速度的方式完成。各攪拌器的旋轉速 度改變5%將使澄清器進口(73)處的靜壓產(chǎn)生10%變化(10毫米玻璃)。玻璃的均質化將 保持由攪拌器(71)約5%混合增大和攪拌器(72)約5%混合下降的結果大致相同。用于控制玻璃流速的泵壓攪拌器速度變化策略可直接應用于圖1所示的現(xiàn)有技 術構形，不需要本發(fā)明的其他構件。在圓筒體中具有自由表面的遞送系統(tǒng)的實施中，改變上 述攪拌器的相對速度將會提升圓筒體中自由表面的水平面，因此提高了靜水壓頭，用于在 下導管中流動。應用于本發(fā)明的實施方式或現(xiàn)有技術的攪拌裝置的控制作用提高了流動控 制帶寬?？捎糜诩m正流動誤差，直到恢復穩(wěn)定的熱控制，此時攪拌器的旋轉速度回到正常。在許多工業(yè)化過程中，使用螺旋型裝置來混合或泵送液體或漿料物質。 本發(fā)明遞 送系統(tǒng)中的攪拌裝置優(yōu)選包括一個或多個螺旋桿(auger)或攪拌器。在攪拌裝置的流出尖 端是渦流區(qū)，在渦流區(qū)不易和主工藝物流混合。被部分截留在該區(qū)域的物質通常具有不同 于主工藝物流的材料特性和/或物理特性，并且與工藝物流中的物質是不同質的。當該物 質與工藝物流混合時，由從螺旋桿或攪拌器的尖端流出的不均勻物質引起的產(chǎn)品中的缺陷 稱作螺旋點。參見圖7B，將成形部分(77)設計成能使從攪拌器(72)的尖端(79)流出的不均勻 玻璃(76)流過澄清器(50)中的區(qū)域(56)(如圖5中所示)，因此流向在成形玻璃板遠端的 區(qū)域(46)，如圖4C所示。因此，來自攪拌器(72)的尖端(79)的玻璃不會在玻璃板可銷售 部分中產(chǎn)生缺陷。該實施方式可使用攪拌裝置(34)，該裝置可位于澄清器(33)的進口端， 在本發(fā)明的實施方式中為(73)，或者在現(xiàn)有技術中位于澄清器(3)的遠端。優(yōu)選將攪拌裝 置(34)重新定位在進口端。圖7C是通過攪拌器(72)的中心的部分，顯示成形部分(77)相對于攪拌器(72) 的尖端(79)的形狀?？拷f送系統(tǒng)壁流動的玻璃易于形成不均勻物；包括組成梯度(條痕)、微氣泡， 和(對于錫澄清的玻璃的情況)鉬顆粒。用作澄清劑的錫在玻璃中還原鉬，因此產(chǎn)生鉬顆 粒。鉬的密度大于玻璃，通常會使顆粒會因為重力漂移到遞送系統(tǒng)的底部；但是，具有高的 表面積與體積的比值的任何鉬顆粒都將靠近遞送系統(tǒng)壁繼續(xù)流動。再參見圖4B，靠近壁并 在區(qū)域(41)和(43)中流動的那些顆粒將最終存在于成形板的相應區(qū)域中，如圖4C所示。美國專利第6，889，526號討論了將圖4B中區(qū)域(43)中的流動轉移到圖4C所示 的不能用的端部(45)的方式，該專利內(nèi)容通過參考結合于本文。美國專利第6，895，782號 討論將圖4B中區(qū)域(41和43)中的流動轉移到圖4C的不能用的端部(45和47)的方式， 該專利內(nèi)容通過參考結合于本文。圖8A至8C顯示本發(fā)明的另一個實施方式，該實施方式可以結合到任何或所有的 遞送系統(tǒng)實施方式(10，30，60和70)中。該實施方式包括一組位于下導管(7)出口端的流 動擋板(81和83)。這些擋板(81和83)的頂面與下導管(7)的內(nèi)表面成角度(82)。角 (82)在-10至45度范圍變化。比較圖4B和8B顯示，圖8B所示的流動擋板(81和83)在 下導管(7)中位于與玻璃流動(41和43)相同的角位置，因此將這些區(qū)域中的玻璃流動轉移到下導管(7)的區(qū)域(44和46)，如圖4B所示。這些流動擋板(81和83)是另一種用于將玻璃流動從圖4B的區(qū)域(41和43)轉移到圖4C所示不能用的端部(45和47)的技術。 這一實施方式可以使用攪拌裝置，在本發(fā)明實施方式中，所述攪拌裝置位于澄清器的進口 端，或者在現(xiàn)有技術中位于澄清器的遠端。圖9A至9D顯示雙尖端澄清器橫截面的實施方式，在此，這種橫截面形狀稱之為 “鷗翼”。圖9A的實施方式具有與圖5所示相同的橫截面，但是并非位于澄清器排放口處。 端角具有在直線部分之間的大的滿半徑。圖9B中的實施方式具有相同的總體形狀，但是角 (93)的形狀在直線部分之間沒有半徑或斜切面。圖9C的實施方式具有在直線部分之間的 斜切角(94)。在圖9A，9B和9C顯示的實施方式的橫截面中沒有自由表面。圖9D的實施方 式在端部具有較小的半徑(95)以及在尖端(57)具有自由表面部分(99)。自由表面部分 (99)是排放口向攪拌裝置反向延伸的距離(112)，如圖IlA和IlB所示。這提供較大面積 的玻璃自由表面(98)。自由表面(98)的長度(112)在需要時可以是澄清器的總長度。甚 至可延伸到冷卻和調節(jié)部分(5)。參見圖9B，澄清器的總寬度(97)與澄清器的尖端(57) 之間的寬度(96)的比值為1. 15-2. 25。在優(yōu)選的實施方式中，該寬度比值為1. 25-1. 75。圖10A，10B，IOC和IOD顯示雙尖端澄清器橫截面的其他實施方式。圖IOA的實 施方式與圖9A的實施方式相同，但是具有平坦底部(101)。圖IOB的實施方式具有底部 (102)，該部分可以形成V形和大的端半徑(106)。這一實施方式的優(yōu)點在于玻璃中的任何 重質顆粒將會遷移到部分(56)，該部分形成玻璃板的不能用的遠邊。如果大的鉬顆粒是錫 澄清的玻璃中錫使遞送系統(tǒng)的鉬壁還原產(chǎn)生的結果，該實施方式將是有用的。圖IOC的實 施方式是對圓柱形現(xiàn)有技術澄清器的雙尖端改進。底部是圓(103)，形成較小半徑的尖端。 該實施方式具有圓柱形澄清器的結構整體的較大部分，但是將不具有平坦形澄清器的澄清 效率。圖IOD的實施方式是橢圓形雙尖端澄清器。底部(104)是大的橢圓形，由兩個較小 的圓角化橢圓(105) —起形成兩個尖端(57)。這種澄清器的澄清效率大于圖IOC中的雙尖 端圓柱形澄清器。澄清器截面積與澄清器高度的比值是澄清器設計的相對澄清性能的標志。流動面 積越大，熔融玻璃移動通過澄清器時使微氣泡上升的時間越長。澄清器的高度越小，微氣泡 必須上升的距離越小。這兩個參數(shù)的比值產(chǎn)生本文稱作“性能比”的另一參數(shù)。性能比越 高，澄清器去除微氣泡的效率越高。性能比是一質量因數(shù)，但不是對性能的精確測定，尤其 當澄清器橫截面形狀更為復雜時。圖20至29顯示在美國專利第7，150, 165號和美國專利公開2007/0084247中揭 示的各種澄清器橫截面。圖27A至27H中橫截面的形狀具有相同周長，因此構造成本基本 相同。表1示出各橫截面形狀的高度、寬度、截面積、寬度與高度的比值(寬高比)以及性 能比。表1
T高度寬度~~ 寬高比面積性能比
27A0.3183 0.3183 ΓΟΟ0.0796 ΓΟΟ 所有形狀的周長相同，歸一化為1. 00單位距離，因此，表1中的比較是在具有相同 原材料成本的形狀之間的比較。為了簡化各形狀之間的性能比(橫截面積除以高度)的比 較，現(xiàn)有技術的圓柱形澄清器(圖27A)的性能比調整為1. 00。這可以通過乘以面積除以高 度，再乘以4的因子獲得。圖27A顯示現(xiàn)有技術已知的圓形橫截面。圓柱形澄清器的寬高比為1.00，性能比 為1.00。相反，本發(fā)明的澄清器的橫截面形狀的寬度與高度的比值(寬高比)明顯大于 1.00。澄清器的寬高比優(yōu)選為大于或等于1.50。在優(yōu)選實施方式中，澄清器的寬高比約為 3. 00。在另一個優(yōu)選實施方式中，澄清器的寬高比約為6. 00。圖27B顯示本發(fā)明澄清器的橢圓形橫截面，其寬高比為3. 00。其性能比為1.41， 這表明它能比圖27A的圓形橫截面更快地去除微氣泡。圖27C顯示澄清器的正方形橫截面。因為其性能比為1. 00，其去除微氣泡的效率 與圖27A的圓形橫截面基本相同。圖27D顯示本發(fā)明澄清器的矩形橫截面。該澄清器的寬高比為3. 00，性能比為 1. 50。這種澄清器與圖27A的圓形橫截面澄清器或圖27C的正方形橫截面澄清器相比，能 明顯更快地去除微氣泡。圖27E，27F，27G和27H是具有基本矩形橫截面的各種澄清器的實施方式。所有這 些實施方式的寬高比為3. 00。圖27E中的澄清器具有矩形橫截面，具有側面或角，優(yōu)選是 斜切或曲線的。圖27F顯示具有圓化或曲線化側邊的矩形橫截面。圖27G顯示具有圓化或 曲線化側邊以及拱形頂部和底部的矩形。這種設計提高了結構剛性。圖27H的形狀類似于 圖27G，不同之處在于其頂部(278)和底部(279)表面不平行。在圖27G中，在平行的頂部 (278)和底部(279)表面的中心處的流速略大于在側邊(271)處的流速。圖27H的橫截面 具有底表面(279)，其拱形程度大于頂表面(278)，使得中心處的垂直距離(270)略小。這 種改變的橫截面降低了玻璃在中心處的相對速度，并減小微氣泡必須上升的距離。相對于 澄清器寬度，這種做法獲得更大百分率的澄清效率。圖28A至28H和圖29A至29H顯示提供增大的澄清能力的其他澄清器形狀。在圖 28A至圖28H中，澄清器頂部具有人字形屋頂形狀，具有尖端或脊(283)，包含圓頭角(280)，以使微氣泡遷移到澄清器中心，將更容易在大氣排放口散逸。在本發(fā)明的一些實施方式中， 可以通過將連接于澄清器頂表面(281)的澄清肋狀物(296)變窄的方式，增強微氣泡向澄 清器尖端(283)的遷移。這些澄清肋狀物(296)還提供對澄清器頂表面(281)的結構增強。圖28A顯示澄清器的橫截面，該橫截面是具有傾斜人字形屋頂(281)的五邊形，在 其中心(283)處具有圓頭角(280)。該橫截面的側邊(284)平行。當包含圓頭的角(280) 接近180度時，常規(guī)形狀是大致的矩形。在中心(288)處的高度大于在端部(289)處的高 度。圖28B顯示澄清器橫截面具有六條側邊橫截面，其頂部(281)和相對的底部(282)相 互平行，端部(284)平行。還提供寬度(297)的屋頂排放口(298)。圖28C顯示澄清器橫截 面具有六條側邊橫截面，其中頂部(281)和相對的底部(282)平行，端部(284)垂直于頂部 和底部。還顯示澄清肋狀物(296)具有中心開孔(295)。圖28D顯示圖28B的截面在端部 (284)具有單獨的斜切面(285)。還顯示澄清肋狀 物(296)具有中心開孔(295)。還提供寬 度(297)的屋頂排放口(298)。圖28E具有六條側邊和成圓角(286)的端部(284)，其頂部 半徑(286)和底部半徑(286)的尺寸不同。圖28E中頂部(281)與底部(282)不平行，底 部(282)成一定角度，使得中心(283)處的高度(288)小于端部(284)處的高度(289)。圖 28F顯示圖28B的截面，其具有斜切面(285)的頂部和成圓角(286)的底部端部(284)。還 提供屋頂排放口(298)。圖28G顯示圖28C的截面，具有完全成圓角(286)的端部(284)。 圖28G還提供水平底部(287)，以使中心處的高度(288)大于端部(284)處的高度(289)。 圖28H顯示圖28D的截面，具有斜切(285)端部(284)，斜切面具有不同尺寸。還提供屋頂 排放口(298)。在圖29A至29H中，澄清器頂部具有哥特式拱形(291)，具有尖端(283)，以使微氣 泡遷移至澄清器的尖端(283)，更容易在大氣排放口散逸。在本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方式 中，可以通過將連接于澄清器頂表面(291)的澄清肋狀物(296)變窄的方式，增強微氣泡向 澄清器尖端(283)的遷移。這些澄清肋狀物(296)還提供對澄清器頂表面(291)的結構增強。哥特式拱形(291)是對圖28A至28H的直邊頂表面(281)的結構改進。在高溫操 作中，澄清器的未支承的直邊鉬屋頂(281)具有變形的可能。相反，哥特式拱(291)具有能 夠抵抗變形的自然結構剛性。澄清器中不存在玻璃的內(nèi)自由表面時，在啟動條件下主要具 有變形問題，因為一旦澄清器中充滿玻璃，玻璃在澄清器中的靜水壓頭產(chǎn)生的作用力使鉬 壓向背襯耐火材料。頂面(281)和(291)的變形對其中的玻璃具有玻璃內(nèi)自由表面的澄清 器是非常關鍵的。圖29A中頂面(291)具有哥特式拱形，在尖端或脊(283)處具有含圓頭的角 (280)，在端部(284)處的含圓頭的角(290)、平坦底部(292)和平行端部(284)。圖29B 的頂面(291)具有哥特式拱形，具有底面(292)，其輪廓與頂面(291)的距離相等，平行端 部(284)和在尖端(283)處具有寬度(297)的尖端排放口(也稱作脊排放口(298))。圖 29C具有頂面(291)，哥特式拱形具有底面(292)，其輪廓與頂面(291)的距離相等，以及端 部(284)，端部(284)與底面(292)呈直角。圖29C也具有水平底部部分(287)，以使中心 處的高度(288)大于端部(284)處的高度(289)。還顯示澄清肋狀物(296)具有中心開孔 (295)。圖29D顯示圖29B的截面圖，在端部(284)具有單獨的斜面(285)。還顯示具有中心 開孔(295)和尖端排放口(298)的澄清肋狀物(296)。圖29E具有頂面(291)，哥特式拱形具有特定輪廓的底面(292)，該輪廓與尖端(283)的垂直距離(288)小于端部(284)處的高 度(289)，并具有不同半徑的成圓角端部(286)。圖29F顯示圖29B的截面具有斜切(285) 的頂端和成圓角(286)的底端(284)。圖29G顯示圖29C的截面，具有成全圓角(286)的端 部(284)。圖29H顯示圖29D的截面，具有斜切(285)的端部(284)，其中斜切面的尺寸不 同。在圖29H中，還顯示沒有中心開孔的澄清肋狀物(296)以及具有寬度(297)的尖端排 放口(298)。圖28F，28H，29F和29H顯示連接頂面(281)的結構元件(299)。這種結構元件保 持尖端排放口的恒定寬度(297)。在優(yōu)選的實施方式中，結構元件(299)是網(wǎng)狀物，其網(wǎng)狀 表面平行于玻璃流動方向。網(wǎng)狀物(299)沿尖端(283)以一定間距隔開，以提供所需的結 構強度。在另一個優(yōu)選實施方式中，網(wǎng)狀物在澄清肋狀物(296)之間的距離上延伸，但是在 澄清肋狀物上具有開孔，以使微氣泡從澄清肋狀物(296)移動到尖端排放口(298)。在另一 個優(yōu)選實施方式中，結構元件是沿尖端(283)以一定間距隔開的支柱，以提供所需的結構 強度。
在圖28(，280，28扎29(，290和29!1中所示的澄清肋狀物(296)截留按照玻璃流動 方向沿澄清器頂面(281)移動的微氣泡。澄清肋狀物(296)是特定構形的擋板。澄清肋狀 物主要連接于澄清器的頂部表面(281)，并從頂面向下延伸澄清器高度(288)的約5-40%。 除了截留微氣泡外，還向澄清器頂面提供結構增強。被截留的微氣泡聚集成較大的微氣泡， 然后在浮力作用下向脊或尖端(283)遷移。在圖28C，28D，29C和29D中，顯示澄清肋狀物 結束于屋頂排放口(298)的邊緣(295)，微氣泡上升至屋頂排放口(298)并按照玻璃流動方 向遷移到位于澄清器出口端的大氣排放口。在圖28H和29H中，澄清肋狀物(296)延伸穿 過澄清器的尖端(283)，并以結構元件(289)的方式提供結構剛性。澄清肋狀物頂部(295) 是至尖端排放口(298)的開孔，使微氣泡上升進入屋頂排放口(298)并按玻璃流動方向遷 移到位于澄清器出口端部的大氣排放口。在圖28B，28F，29B和29F中顯示的尖端排放口(298)具有圓角的橫截面，而在圖 28D，28H，29D和29H中顯示的尖端排放口(298)具有矩形橫截面。橫截面還可以是三角形， 梯形或五邊形等，具有成圓角或斜切的角。尖端排放口(298)與澄清肋狀物(296)組合運 行，以使微氣泡容易遷移，微氣泡通過澄清肋狀物(298)的作用移動到尖端(283)區(qū)域，至 澄清器出口端的排放口。圖20A，20B和20C顯示能使封閉澄清器達到最大澄清效率的半徑尺寸范圍。在圖 20A中，澄清器在其中心處的高度是(203)，總寬度是(201)。如果玻璃自由表面(208)的寬 度(207)小于澄清器(201)寬度的75%，可以認為澄清器是封閉澄清器。矩形澄清器中頂 部是水平的，玻璃在澄清器的整個寬度接觸頂部，認為這種澄清器是封閉澄清器，如圖20B 和20C所示。圖20A顯示底邊至側邊交叉點的半徑(204)等于澄清器中玻璃高度(202)的 20%，頂邊至側邊交叉點的半徑(205)等于澄清器中玻璃高度(202)的20%。圖20B顯示 底邊至側邊交叉點的半徑(204)等于澄清器中玻璃高度(202)的50%，頂邊至側邊交叉點 的半徑(205)等于澄清器中玻璃高度(202)的50%。在圖20B中，半徑相等，包括澄清器邊 緣長度。圖20C中，頂邊至側邊交叉點的半徑(205)等于澄清器中玻璃高度(202)的20%， 底邊至側邊交叉點的半徑(204)等于澄清器中玻璃高度(202)的50%。在20-50%內(nèi)的頂 半徑和底半徑的任意組合能提高澄清器相對于使用的鉬量的效率。
圖21A，21B和21C顯示能使封閉澄清器達到最大澄清效率的斜切面尺寸范圍。如 果玻璃自由表面(218)的寬度(217)小于澄清器(219)寬度的75%，認為該澄清器是封閉 澄清器。矩形澄清器中頂部是水平的，玻璃在澄清器的整個寬度接觸頂部，認為這種澄清器 是封閉澄清器。在圖21A中，底邊至側邊交叉點的斜切面(214)等于45度(° ) X澄清器 中玻璃高度(202)的14%，頂邊至側邊交叉點的斜切面(215)等于45度(° ) X澄清器中 玻璃高度(202)的14%。圖21B中，底邊至側邊交叉點的斜切面(214)等于45度(° )X 澄清器中玻璃高度(202)的30%，頂邊至側邊交叉點的斜切面(215)等于45度(° )X澄 清器中玻璃高度(202)的30%。圖21B中斜切面是相等的。圖21C中，頂邊至側邊交叉點 的斜切面(215)等于45度(° ) X澄清器中玻璃高度(202)的14%，底邊至側邊交叉點的 斜切面(214)等于60° X澄清器中玻璃高度(202)的30%。在45°至60°乘澄清器中 玻璃高度(202)的14至30%范圍內(nèi)的頂部斜切面和底部斜切面的任意組合能提高澄清器 相對于使用的鉬量的效率。 圖22A，22B和22C顯示能使自由表面澄清器達到最大澄清效率的半徑尺寸范圍。 如果玻璃自由表面(228)的寬度(227)大于澄清器(221)寬度的75%，可以認為澄清器是 自由表面澄清器。圖22A顯示具有半圓形側邊的自由表面澄清器，其頂邊和底邊半徑(224) 和(225)等于澄清器橫截面高度(223)的一半。圖22B中，底邊至側邊交叉點的半徑(224) 等于澄清器中玻璃高度(222)的71%，底邊至側邊交叉點的半徑(225)等于澄清器中玻璃 高度(223)的20%。圖22C顯示在澄清器頂邊至側邊交叉點處沒有半徑。圖22C顯示底邊 至側邊交叉點的半徑(224)等于澄清器中玻璃高度(222)的20%。頂半徑為澄清器高度的 0-50%和底半徑為澄清器中玻璃高度的20-71%的任意組合能提高澄清器相對于使用的鉬 量的效率。圖23A，23B和23C顯示能使自由表面澄清器達到最大澄清效率的斜切面尺寸范 圍。如果玻璃自由表面(228)的寬度(227)大于澄清器(221)寬度的75%，可以認為澄清 器是自由表面澄清器。在圖23A中，底邊至側邊交叉點的斜切面(234)等于45° X澄清 器高度(223)的30%，頂邊至側邊交叉點的斜切面(235)等于45° X澄清器高度(223) 的30%。在圖23B中，底邊至側邊交叉點的斜切面(234)等于45° X澄清器中玻璃高度 (222)的71%，頂邊至側邊交叉點的斜切面(235)等于45° X澄清器高度(223)的20%。 圖23C顯示在澄清器頂邊至側邊交叉點處沒有斜切面。圖23C顯示底邊至側邊交叉點的斜 切面(234)等于60° X澄清器高度(232)的30%。在45°至60°乘0至30%澄清器高 度范圍內(nèi)的頂部斜切面和在45°至60°乘30至71%澄清器中玻璃高度范圍內(nèi)的底部斜切 面的任意組合能提高澄清器相對于使用的鉬量的效率。圖24A至24D說明倒置的尖端澄清器的實施方式，其中，尖端向下(倒置)，外側 邊(244)是澄清器橫截面的垂直最高部分。圖25是澄清器(251)的視圖，其橫截面類似于 圖24A。玻璃在進口端(253)進入澄清器(251)。在這些實施方式中，微氣泡上升到兩個外 側邊，分散到任一排放口，排放口跨越澄清器(251)的出口端(254)的整個頂部，或者在澄 清器(251)的出口端(254)有兩個分開的排放口(255)。這種構形特別適用于單中心出口 (254)。圖24A顯示在倒置尖端(243)處具有圓頭角(240)的直的底部元件(242)。頂部 元件(241)與底部元件(242)平行。側邊(244)通過相等半徑(246)連接至底部和頂部。圖24B顯示連接在倒置的尖端(243)處的直的底部元件。頂部元件(241)平行于底部元件 (242)。側邊(244)通過不相同的斜切面(245)連接于底部和頂部。澄清肋狀物(247)連 續(xù)穿過頂面，結束于各上外角(249)，以使微氣泡向著排放口(255)流動。圖24C顯示在倒 置的尖端(243)處具有圓頭角(240)的彎曲底部元件(242)，具有倒置的哥特式拱形。頂 部元件(241)與底部元件(242)是等距的。側邊(244)通過不相同的半徑(246)連接于底 部和頂部。圖24D顯示連接于倒置尖端(243)的彎曲底部元件(242)。頂部元件(241)與 底部元件(242)是等距的。側邊(244)通過圓頭角連接于底部元件(242)。側邊(244)通 過角排放口(248)與頂部元件(241)相連，該排放口將微氣泡向出口端排放口(255)傳導。 澄清肋狀物(247)連續(xù)穿過頂面，結束于各上外角(249)，以使微氣泡在角排放口(248)中 向著出口端排放口(255)流動。倒置人字形屋頂澄清器的優(yōu)選實施方式具有140度的包含 圓頭的角(240)。在190-90度之間的含圓頭的角也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。倒置哥特式拱形 屋頂澄清器的優(yōu)選實施方式具有160度的含尖端圓頭的角(240)和130度的含端部圓頭的 角(250)。其他含圓頭的角，對于含尖端圓頭的角(240)在178-130度范圍，對于含端部圓 頭的角(250)在160-90度范圍，這些都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。圖26顯示示例的澄清器(261)，其具有進口(263)、出口(264)和兩個大氣排放口 (265)，具有多種橫截面。澄清器(261)的構形中，對于澄清器(261)的一部分長度具有矩 形橫截面進口端(263)，該橫截面首先過渡到具有圓角端(266)的矩形橫截面，然后過渡到 具有圓角端(262)的倒置尖端，最后至圓形出口(264)。圖26中的橫截面還具有不同的寬 高比。矩形進口(263)的寬高比為2。具有圓角端的矩形橫截面(261)和具有圓角端的倒 置尖端的橫截面(262)各自的寬高比為3。圓形出口的寬高比為1。圖26中橫截面和寬高 比的組合僅是在此對多橫截面澄清器描述的橫截面和寬高比組合的實例。在優(yōu)選的實施方式中，澄清器橫截面沿其長度變化，可參考結合在美國專利第 7，150，165號和美國專利公開2007/0084247中所示的橫截面，包括在圖20至29中所示的 橫截面，還包括圖5，圖9A至9D，以及圖10A至10D的橫截面。圖11A和11B顯示本發(fā)明的實施方式(110)，其在澄清器(113)中具有大的自由表 面(118)，并顯示玻璃自由表面水平面測量裝置(117)的方案。如圖9D所示的自由表面部 分(97)從澄清器排放口(115)向著攪拌裝置(34)反向延伸距離(112)。澄清器以一定角 度(119)向下傾斜，使自由表面(118)具有恒定深度。所述角度(119)設計成與在澄清器 (113)中流動的玻璃的流體壓頭損失相匹配。需要時自由表面部分(97)的長度(112)可以 是澄清器的整個長度。甚至可以延伸到冷卻和調節(jié)部分(5)。圖11B顯示本發(fā)明的實施方式，其中使用傳統(tǒng)的玻璃接觸水平面測量裝置(117)。 玻璃工業(yè)已經(jīng)使用玻璃接觸水平面測量裝置50多年。這種裝置是合理可靠并且價廉的，但 是當該裝置接觸的玻璃是可銷售的產(chǎn)品時經(jīng)常在玻璃產(chǎn)品中留下缺陷。這種裝置可用于本 發(fā)明，因為可以安裝在一個澄清器排放口(115)處，在此裝置接觸的玻璃最終形成成形玻 璃板的不能用的進口邊(45)，如圖4C所示。圖12A和12B顯示本發(fā)明在澄清器(123)中具有大的自由表面(118)的實施方 式(120)，以及用于玻璃自由表面水平面測量裝置(127)的方案。玻璃工業(yè)已經(jīng)使用激光 水平面測量裝置約30年。該裝置是可靠的，但是需要能夠從玻璃自由表面(118)反射的瞄 準線。在如圖1所示的傳統(tǒng)圓筒體(6)中很難構建激光水平面裝置，但是雙尖端澄清器的尖端的長的縱向距離(122)提供了足夠大的安裝空間。因為可以安裝在一個澄清器排放口 (125)處，因此該裝置可用于本發(fā)明，其中接觸大氣的玻璃最終形成成形玻璃板的不能用的 進口邊(45)，如圖4C所示。圖13顯示本發(fā)明的另一個實施方式(130)，其中的攪拌裝置具有泵送作用，向玻 璃提供流體靜壓，使玻璃從熔化爐(2)流向成形工藝。美國專利第6，763，684號揭示了 具有泵送作用的攪拌器的例子，該專利可通過參考結合于本文。澄清器(133)成一定角 度(139)，使得熔化爐中的玻璃自由表面(136)的玻璃水平面在垂直方向比冷卻和調節(jié)管 (135)的底部(138)低一段距離(137)，因此，在攪拌器靜止時玻璃不會在重力下向玻璃板 成形設備流動。攪拌裝置(34)中的攪拌器設計成能產(chǎn)生足夠的流體靜壓，足以克服重力 并在垂直方向升高玻璃水平面，使其高于冷卻和調節(jié)管(135)的底部(138)，因此使玻璃流 到玻璃板成形設備。這一實施方式是停止向玻璃板成形設備，向圖1所示的現(xiàn)有技術的針 (13)流動的備選方法。
圖14A至14D，圖15A和15B以及圖16A至16D顯示本發(fā)明的實施方式，該實施方 式可防止鉬被錫還原產(chǎn)生的鉬顆粒污染玻璃板的可銷售部分。在澄清器(153)或冷卻和調 節(jié)部分(155)中產(chǎn)生的任何鉬顆粒被限制在玻璃流程的一個區(qū)域中，通過玻璃溢流裝置在 下導管(7)處廢棄到進口管(158)的界面(14)。圖14A至14D顯示澄清器橫截面，其具有超過澄清器的大部分寬度的自由表面 (148)。這種寬自由表面(148)的優(yōu)點是玻璃中的錫不與澄清器的鉬頂面接觸，因此不會 化學還原鉬。圖14A的實施方式具有大的端部半徑(147)，平坦頂部(149)和淺V形底部 (141)。圖14B的實施方式具有形成V形的底部(142)和大的端部半徑(146)。如果大的 鉬顆粒是在錫澄清的玻璃中的錫還原遞送系統(tǒng)鉬壁所產(chǎn)生的，這將是有用的。圖14C中的 實施方式是改進為具有平坦頂部(149)的圓柱形(143)澄清器。該澄清器具有自由表面
(148)。這一實施方式具有圓柱形澄清器的結構整體的大部分，但是不具有高寬高比澄清器 的澄清效率。圖14D中的實施方式是橢圓形澄清器。底部(144)是一個大的橢圓，頂部由通 過平坦頂部(149)連接在一起的兩個較小橢圓(145)形成。該澄清器具有自由表面(148)。 這種澄清器的澄清效率大于圖14C中的圓柱形澄清器。具有寬的頂部自由表面(148)的澄 清器橫截面的一個優(yōu)點是沒有鉬顆粒下降到玻璃物流的中心。具有較小的重量與體積的比 值的顆粒停留在垂直面和底面附近。具有高的重量與體積的比值的顆粒從垂直面向下遷 移至底面。V形底部和圓化底部的實施方式的一個優(yōu)點是玻璃中任何高重量體積比的顆粒 遷移到部分(56)，形成玻璃板的不能用的遠邊。圖14A至14D所示的澄清器中的平坦頂部
(149)對使用鉬是最經(jīng)濟的。從結構考慮優(yōu)選拱形或彎曲頂部，拱形或彎曲頂部可以替代平 坦頂部，而沒有功能上的變化。圖15A顯示本發(fā)明實施方式的“溢流法”玻璃板制造系統(tǒng)(150)的主要部分，該系 統(tǒng)具有全長度自由表面的傾斜澄清器和在下導管至進口管界面的溢流裝置。進口管(158) 經(jīng)過改進包括溢流裝置(151)，玻璃總物流的很小百分量(154)從溢流裝置流過。圖15B顯示本發(fā)明實施方式的橫截面，其中包括全長度自由表面澄清器(153)，冷 卻和調節(jié)部分(155)和如圖15A所示包含位于澄清器排放口(15)處的表面擋板(152)的 過渡部分(156)。澄清器(153)以一定角度(159)傾斜，該角度等于玻璃從澄清器(153)流 過時玻璃的流體靜壓損失，因此玻璃自由表面(158)以同樣角度(159)向下傾斜。冷卻和調節(jié)部分(155)中玻璃的自由表面隨玻璃冷卻時流體靜壓損失增大而向下彎曲(157)。位 于排放口(15)下游側的擋板(152)截留所有表面氣泡，使它們聚集，破裂，排放至大氣。圖16A顯示本發(fā)明實施方式中溢流裝置(151)在下導管(7)至進口管(158)界面 (14)的位置。圖16B是圖16A中B-B部分的俯視圖。該圖顯示具有溢流裝置(151)形狀的進口 管(158)的頂部。在優(yōu)選實施方式中，下導管(7)的中心線(167)位于離開溢流裝置(151) 方向距進口管(158)中心線(162) —定距離處。這有利于玻璃從下導管(7)的整個周邊流 動。所示的溢流裝置(151)的形狀是一個典型代表。其在生產(chǎn)設施中的形狀可由數(shù)學和物 理模型決定，因此溢流裝置(151)可具有許多構形。溢流裝置(151)需要特定的加熱和絕 熱，這是本領域已知的。溢流裝置(151)中廢棄的玻璃(154)的量可以在流至玻璃板成形 設備的總玻璃流量的1-20%范圍變化。本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中可以是2-5%。圖16C是溢流裝置(151)的橫截面圖，顯示本發(fā)明優(yōu)選實施方式中位于溢流裝置 (151)的玻 璃自由表面(168)下方一定距離(165)處的下導管(7)的底部。圖16D是溢流裝置(151)的截面圖，顯示本發(fā)明優(yōu)選實施方式中位于溢流裝置 (151)的玻璃自由表面(168)上方一定距離(166)處的下導管(7)的底部。溢流裝置(151)可以針對下導管(7)底部的特定位置進行設計，所述位置可以在 溢流裝置(151)中玻璃自由表面(168)的上方、表面之中或下方。此外，溢流裝置(151)可 設計成廢棄在下導管(7)底部垂直位置范圍的缺陷玻璃(154)。溢流裝置(151)可以用作獨立的實施方式，以糾正下導管(7)至進口管⑶界面 (14)的玻璃均勻性問題。美國專利第6，889，526號，第6，895，782號，第6，990，834號和第 7，155，935號，美國專利公開2007/0068197和2007/0056323解決這些問題，這些文獻通過 參考結合于本文。在下導管(7)至進口管(8)界面(14)的渦流和靜止流產(chǎn)生的玻璃缺陷 可以采用通過溢流裝置(151)廢棄可疑玻璃(154)的方式消除。這一實施方式中的流動如 上所述不必是連續(xù)的，但是，在與下導管(7)至進口管(8)界面(14)相關的玻璃板中發(fā)現(xiàn) 缺陷時可以周期性開始。圖17A和17B說明在本發(fā)明的實施方式中將雙尖端原理應用于現(xiàn)有技術的遞送 系統(tǒng)(10)。圖17A顯示攪拌裝置(4)，該裝置將玻璃輸送至冷卻和調節(jié)管(5)，而冷卻和調 節(jié)管隨后將玻璃輸送至改進的圓筒體(176)，圓筒體將玻璃輸送至下導管(7)，下導管將玻 璃輸送至成形工藝(8，9，11和16)。圖17B是沿圖17A中B-B的截面圖，該圖顯示圓筒體
(176)的頂部，圓筒體經(jīng)過改進結合兩個排放口(175)，具有自由表面(178)。在一個排放 口(175)中安裝傳統(tǒng)的玻璃接觸水平面測量裝置(177)。使得自由表面(178)處的玻璃接 觸大氣揮發(fā)，因此影響玻璃的均勻性，測量裝置(177)也會影響玻璃表面的質量。當流過圓 筒體(176)的排放口(175)的玻璃在圖4B所示的下導管(7)的區(qū)域(44)中流動，并因此 形成如圖4C中所示的玻璃板的不能銷售的進口端部分(45)時，排放口(175)和測量裝置
(177)不會對產(chǎn)品質量產(chǎn)生不利影響。在排放口(175)之間流動的玻璃(173)與遞送系統(tǒng) 的鉬內(nèi)表面連續(xù)接觸時，該玻璃不受自由表面(178)的干擾。該玻璃(173)在下導管(7) 的區(qū)域(43)中流動，如圖4B所示，因此形成玻璃板表面的部分(43)，如圖4C所示。圖18顯示本發(fā)明遞送系統(tǒng)(180)的另一個實施方式，其中，現(xiàn)有技術的圓筒體 (6)被具有溢流裝置(181)的圓筒體(186)替代。在溢流裝置(181)中存在玻璃自由表面(188)，與通常在圓筒體(6)中的自由表面相同。從溢流裝置(181)流出的玻璃(184)包 含在澄清器頂面流動的玻璃，保證高質量的玻璃流入溢流工藝。當通常通過澄清器排放口 (35)逃逸的玻璃缺陷是通過溢流裝置(181)離開的玻璃流動(184)的一部分時，所示澄清 器排放口(35)是任選的。任選提供針(13)以停止玻璃流動。圖19顯示 本發(fā)明遞送系統(tǒng)(190)的另一個實施方式，其中，現(xiàn)有技術的圓筒體(6) 被具有溢流裝置(191)的圓筒體(196)替代。該澄清器底部向下成一定角度(199)，使得在 澄清器(193)、冷卻和調節(jié)部分(195)和溢流裝置(191)中存在玻璃自由表面。從溢流裝 置(191)流出的玻璃(194)包含在澄清器頂面流動的玻璃，保證高質量玻璃流入溢流工藝。 任選提供針(13)來停止玻璃流動。溢流下拉生產(chǎn)工藝的主要部件是熔化爐、遞送系統(tǒng)和玻璃板成形設備。典型的生 產(chǎn)活動的時間長度受到首先發(fā)生故障或操作下降的部件的壽命的限制。目前在現(xiàn)有技術實 踐中，當一個部件發(fā)生故障時所有三個部件都必須重建。這將耗費相當?shù)臅r間，不僅要拆除 和重建每一部件，而且所有部件都需要相當?shù)睦鋮s和再加熱時間。熔化爐的壽命受現(xiàn)有技 術限制約為2年。遞送系統(tǒng)主要由貴金屬構成，不具有這種固有的壽命限制，但是其實際壽 命為4-6年。除非實施在美國專利第6，889，526號，第6，895，782號，第6，990，834號，第 7，155，935號和美國專利公開2006/0016219和2007/0068197 (所有文獻通過參考結合于本 文)的技術，玻璃板成形設備可能達到4年的壽命，否則玻璃板成形設備的壽命約為2年。在圖1中，遞送系統(tǒng)(3)與熔化爐(2)在位點(19)的固定連接是對只修復 熔化爐的主要障礙。保持遞送系統(tǒng)和板成形設備在升高溫度和制造這種固定連接都 存在問題。圖30是本發(fā)明的實施方式，其中，這種連接不是固定連接，而是流體連接 (fluidconnection)，因此這兩個部件能容易地拆開和再連接。此外，互連是可調節(jié)和撓性 的。圖30顯示具有前池(309)的熔化爐(302)，前池具有玻璃自由表面(306)，比澄清器 (303)底部(308)低一段垂直距離(307)。攪拌裝置(304)具有顯著的泵送作用，向下延伸 到玻璃的自由表面(306)中，并將玻璃泵送到澄清器(303)中，因此將熔融玻璃(16)輸送 到板成形設備。圖31A和31B顯示兩個在熔化爐(302)與攪拌裝置(304)之間的連接件的實施 方式的附加細節(jié)。攪拌裝置具有攪拌器(311)，它們可具有不同的構形，其中兩個可以是螺 旋桿或者是美國專利第6，763，684(該專利通過參考結合于本文)的混合攪拌器構形。圖 31A顯示攪拌裝置(304)的外殼(317)的底部，該攪拌裝置延伸至比前池(309)中玻璃自 由表面(306)低一段距離(313)。攪拌器(311)提供流體靜壓，使玻璃(16)上升至澄清器 (303)，隨后至板成形設備。這種構形對于一些玻璃的缺陷是在攪拌裝置(304)外殼與熔化 爐(302)和前池(309)的壁之間的靜止流(316)區(qū)域。圖31B顯示一種構形，其中攪拌裝 置(304)外殼(318)的底部比前池(309)中玻璃自由表面(306)高出一定距離(314)。攪 拌器(311)的底部(319)向下延伸低于自由表面(306)，以將玻璃自由表面(315)吸入到攪 拌裝置(304)外殼的底部(318)。這種構形將沒有靜止流區(qū)域(316)。圖31A顯示攪拌器(311)的底部(319)，該攪拌器位于攪拌裝置(304)外殼的底部 (317)的垂直上方，圖31B顯示攪拌器(311)的底部(319)，該攪拌器位于攪拌裝置(304) 外殼的底部(318)的垂直下方。攪拌器(311)的底部(319)相對于攪拌裝置(304)外殼底 部(317或318)的垂直位置是一種操作參數(shù)，改變該參數(shù)，以盡可能減少玻璃同質缺陷的產(chǎn)生。圖31A還顯示攪拌裝置(304)外殼底部(317)的形狀(310)，以促進玻璃(16)平滑流 入攪拌裝置(304)。圖32A和32B顯示熔化爐(2)與澄清器(3)之間的流體連接件的兩個實例。圖 32A顯示的流體連接件是溢流裝置(321)。熔融玻璃(16)從熔化爐(2)流出，通過溢流裝 置(321)流入收集室(322)，該收集室在連接件(329)處與澄清器(3)相連。圖32B顯示一 種流體連接件，將下導管(7)與進口管(8)連接件(14)匹配。玻璃自熔化爐(2)流入圓筒 形室(326)，然后向下經(jīng)過下導管(327)，通過進口管(328)流入澄清器(323)。圖33顯示熔化爐(2)和真空澄清器(333)之間的流體連接件的例子。真空裝置 (335)在真空澄清器(333)的自由表面(336)上引起低絕對壓(真空)，并除去在真空澄清 器(333)中上升至熔融玻璃(16)的自由表面(336)的所有氣態(tài)內(nèi)含物(微氣泡)。該實施 方式中，利用真空澄清器(333)中的真空，自熔化爐(2)的前池(339)中的自由表面(306) 抽吸熔融玻璃(16)，垂直通過向上導管(334)流入真空澄清器(333)。熔融玻璃(16)然后 從真空澄清器(333)流入向下導管(337)，然后至攪拌裝置(4)，冷卻和調節(jié)管(5)，圓筒體 (6)，然后再至下導管(7)，從下導管進入板成形設備。圖30，3認，318，32々，328和33中所示的實施方式消除了現(xiàn)有技術中熔化爐(2)與 遞送系統(tǒng)(10)在位點(19)處的熱膨脹不匹配問題。圖30，31A，31B，32A，32B和33中所示的本發(fā)明實施方式便于只對溢流下拉法中發(fā) 生故障或操作性能下降的部件進行重建。這些實施方式取消了在只有一個部件發(fā)生故障時 完全重建所有部件的要求。熔化爐(302)可以在適當位置重建，同時遞送系統(tǒng)和板成形設 備可以保持在升高的溫度。此外，這些實施方式允許在工廠的遠端位置制造和預加熱熔化 爐(302)，并可以通過起重機或鐵軌將預加熱的熔化爐(302)移至生產(chǎn)位置，同時保持遞送 系統(tǒng)和板成形設備在升高的溫度。通過實施遠端制造和預加熱熔化爐(302)，生產(chǎn)操作中的 檢修時間可以為數(shù)天，而不是幾周計。通過只在制造性能要求時重建單獨部件的方式也能 顯著節(jié)約成本。本發(fā)明的關鍵在于使遞送系統(tǒng)的流動特性與溢流下拉玻璃板制造工藝的流動特 性相匹配。溢流下拉法中玻璃流動的大量建模已經(jīng)得到有關玻璃在遞送系統(tǒng)，特別是下導 管中流動，最終形成成形板過程的知識。與現(xiàn)有技術相比，這些知識能夠完全重排遞送系統(tǒng) 的部件。本發(fā)明的遞送系統(tǒng)可以包括一種或多種以下元件設置在澄清器之前的攪拌裝置， 設計成將不符合規(guī)格的玻璃轉移到成形玻璃板的不能用的端部的澄清器；設置在澄清器排 放口、不會對玻璃質量產(chǎn)生不利影響的玻璃水平面測量裝置，對于特定玻璃使用該設備時 可以取消的澄清器排放口，被過渡部分替代的圓筒體，將在靠近遞送系統(tǒng)內(nèi)表面流動的玻 璃被轉移到成形玻璃板的不能用的端部，用于廢棄不均勻物和缺陷玻璃、位于圓筒體中或 下導管至進口管界面處的溢流裝置，和/或使用攪拌裝置增加流量控制帶寬。遞送系統(tǒng)的 運行實施方式包括在此討論的一個或多個實施方式的組合。這些實施方式還可以與熔化爐 和遞送系統(tǒng)之間的可調節(jié)的撓性連接件組合使用。因此，應理解本文所述的本發(fā)明的實施方式僅用于說明本發(fā)明的原理的應用。對 說明的實施方式的細節(jié)的參考并不意圖限制權利要求書的范圍，權利要求書中列出被認為 是本發(fā)明的本質的特征。
權利要求
一種熔融玻璃遞送系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括a)攪拌裝置，其從熔化爐接受熔融玻璃；和b)澄清器，其從攪拌裝置接受熔融玻璃；其中，在玻璃進入澄清器之前，攪拌裝置將玻璃均勻化。
2.如權利要求1所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述澄清器包括將不能用的 玻璃轉移到玻璃板的至少一個不能用的端部的形狀。
3.如權利要求2所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述澄清器的形狀包括雙尖 端形橫截面，其中，澄清器的尖端含有將形成玻璃板的不能用的進口端的玻璃。
4.如權利要求2所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌裝置包括至少一個 攪拌器，澄清器的形狀包括成形的橫截面，自攪拌器底部的尖端流動的玻璃形成玻璃板的 不能用的遠端。
5.如權利要求2所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括c)接受來自澄清器的玻璃的冷卻和調節(jié)部分；和d)自冷卻和調節(jié)部分接受玻璃的過渡部分。
6.如權利要求5所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述澄清器不包括排放口。
7.如權利要求2所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述玻璃是錫澄清的玻璃，所 述玻璃中的鉬顆粒轉移到玻璃板的至少一個不能用的端部。
8.如權利要求2所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述澄清器包括至少一個澄 清器排放口和至少一個位于澄清器排放口的玻璃水平面測量裝置。
9.如權利要求2所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括c)接受來自澄清器的玻璃的冷卻和調節(jié)部分；d)自冷卻和調節(jié)部分接受玻璃的圓筒體；e)自圓筒體接受玻璃的下導管；和f)在下導管出口端的至少一個流動擋板，其中，擋板的頂面與下導管的內(nèi)表面呈-10 至約45度的角度。
10.如權利要求2所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括c)接受來自澄清器的玻璃的冷卻和調節(jié)部分；d)自冷卻和調節(jié)部分接受玻璃的過渡部分；e)自過渡部分接受玻璃的下導管；和f)在下導管出口端的至少一個流動擋板，其中，擋板的頂面與下導管的內(nèi)表面呈-10 至約45度的角度。
11.如權利要求2所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述澄清器在其基本整個長 度具有自由表面。
12.如權利要求11所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括c)自澄清器接受玻璃、在其基本整個長度具有自由表面的冷卻和調節(jié)部分；d)自冷卻和調節(jié)部分接受玻璃的過渡部分；e)自過渡部分接受玻璃的下導管；和f)在下導管出口端的至少一個流動擋板，其中，擋板的頂面與下導管的內(nèi)表面呈0至 約45度的角度。
13.如權利要求11所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括c)自澄清器接受玻璃、在其基本整個長度具有自由表面的冷卻和調節(jié)部分；d)自冷卻和調節(jié)部分接受玻璃的過渡部分；e)自過渡部分接受玻璃的下導管；和f)在下導管底部的溢流裝置，其廢棄不均勻物和缺陷玻璃。
14.如權利要求1所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述玻璃遞送系統(tǒng)是溢流下 拉工藝的一部分。
15.如權利要求1所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌裝置包括第一攪拌 器和第二攪拌器，其中，第一攪拌器和第二攪拌器具有泵送作用，其中，攪拌裝置通過改變 第一攪拌器和第二攪拌器的旋轉速度，改變玻璃流動。
16.如權利要求15所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述第一攪拌器和第二攪 拌器以相反方向泵送，通過減小第一攪拌器的旋轉速度和增大第二攪拌器的旋轉速度來改 變玻璃流速。
17.如權利要求1所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌裝置包括至少一個 具有泵送作用的攪拌器，其中，攪拌裝置提供流體靜壓，使玻璃自熔化爐流動通過玻璃遞送 系統(tǒng)至玻璃成形工藝。
18.一種熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其包括a)接受熔融玻璃的下導管；和b)在下導管出口端的至少一個流動擋板，其中，擋板的頂面與下導管的內(nèi)表面呈-10 至約45度的角度。
19.一種用于熔融玻璃遞送系統(tǒng)的攪拌裝置，所述裝置包括第一攪拌器和第二攪拌器， 其中，第一攪拌器和第二攪拌器具有泵送作用，攪拌裝置通過改變第一攪拌器和第二攪拌 器的旋轉速度，改變玻璃流動。
20.如權利要求19所述的攪拌裝置，其特征在于，所述第一攪拌器和第二攪拌器以相 對于玻璃流動的相反方向進行泵送，通過減小第一攪拌器的旋轉速度和增大第二攪拌器的 旋轉速度來改變玻璃流速。
21.一種熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其包括攪拌裝置，所述攪拌裝置包括至少一個具有泵送作 用的攪拌器，其中，熔融玻璃遞送系統(tǒng)相對于熔化爐升高，攪拌裝置提供流體靜壓，使玻璃 相對于重力從熔化爐流動通過升高的玻璃遞送系統(tǒng)至玻璃成形工藝。
22.如權利要求21所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌器低于熔化爐前 池中的自由表面。
23.如權利要求22所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌裝置外殼的底部 低于前池中的玻璃自由表面。
24.如權利要求22所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌裝置外殼的底部 高于前池中的玻璃自由表面。
25.一種熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其包括a)接受熔融玻璃的下導管；和b)在下導管底端的至少一個溢流裝置，其中，溢流裝置廢棄不均勻物和缺陷玻璃。
26.一種熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其包括a)冷卻和調節(jié)部分；和b)自冷卻和調節(jié)部分接受玻璃的圓筒體，其中，圓筒體包括溢流裝置，溢流裝置廢棄不 均勻物和缺陷玻璃。
27.一種設計用于溢流下拉工藝的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其包括澄清器，澄清器的形狀能 將不能用的玻璃轉移到玻璃板的不能用的端部。
28.如權利要求27所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述澄清器的形狀包括雙 尖端形橫截面，其中，澄清器的至少一個尖端包含形成玻璃板的不能用的進口端的玻璃。
29.如權利要求27所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括攪拌裝置， 所述攪拌裝置包括至少一個攪拌器，其中澄清器的形狀包括成形的橫截面，從攪拌器底部 尖端流動的玻璃形成玻璃板的不能用的遠端。
30.一種設計用于溢流下拉工藝的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其包括a)澄清器；b)自澄清器接受玻璃的冷卻和調節(jié)部分；和c)自冷卻和調節(jié)部分接受玻璃的過渡部分，過渡部分不具有自由表面。
31.一種熔融玻璃攪拌系統(tǒng)，其包括至少一個含尖端的旋轉攪拌器，所述攪拌器的尖端 位于通過排入導管中的攪拌系統(tǒng)的流程端部，所述導管將所有玻璃流從該尖端傳送到玻璃 板的不能用的部分。
32.如權利要求31所述的熔融玻璃攪拌系統(tǒng)，其特征在于，所述玻璃攪拌系統(tǒng)設計用 于溢流下拉工藝，其中，玻璃自攪拌器底部的尖端流動形成玻璃板的不能用的遠端。
33.一種熔融玻璃水平面測量系統(tǒng)，其包括至少一個玻璃測量裝置，其中，與測量裝置 接觸的玻璃流至玻璃板不能用的部分。
34.如權利要求33所述的熔融玻璃水平面測量系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括澄 清器，所述澄清器包含至少一個澄清器排放口，其中，玻璃水平面測量裝置位于澄清器排放
35.如權利要求33所述的熔融玻璃水平面測量系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括圓 筒體，其中，玻璃水平面測量裝置位于圓筒體。
36.一種設計用于溢流下拉工藝的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其包括a)自熔化爐接受熔融玻璃的攪拌裝置，其中攪拌裝置使玻璃均勻化；b)自攪拌裝置接受熔融玻璃的澄清器；c)自澄清器接受玻璃的冷卻和調節(jié)部分；和d)自冷卻和調節(jié)部分接受玻璃的過渡部分；其中，澄清器的形狀能將缺陷玻璃轉移到玻璃板的不能用的端部。
37.如權利要求36所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述澄清器的形狀包括雙 尖端形橫截面，其中，澄清器的尖端含有將形成玻璃板的不能用的進口端的玻璃。
38.一種熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其包括a)攪拌裝置，其自熔化爐接受熔融玻璃并使玻璃均勻化；b)自攪拌裝置接受熔融玻璃的澄清器；c)自澄清器接受玻璃的冷卻和調節(jié)部分；d)自冷卻和調節(jié)部分接受玻璃的圓筒體；e)自圓筒體接受玻璃的下導管；和f)至少一個在下導管出口端的流動擋板，擋板的頂面與下導管的內(nèi)表面呈0至約45度 的角度。
39.一種熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其包括a)自熔化爐接受熔融玻璃的攪拌裝置，其中攪拌裝置具有泵送作用并將玻璃均勻化；b)自攪拌裝置接受熔融玻璃的澄清器；c)自澄清器接受玻璃的冷卻和調節(jié)部分；和d)自冷卻和調節(jié)部分接受玻璃的過渡部分；其中，冷卻和調節(jié)部分的底部高于熔化爐中的玻璃水平面，使得利用攪拌裝置的泵送 作用，將玻璃移動到溢流下拉工藝中。
40.一種熔融玻璃系統(tǒng)，其包括a)包括前池的熔化爐；b)自熔化爐前池接受玻璃的攪拌裝置，該裝置包括至少一個具有泵送作用的攪拌器， 所述攪拌器低于前池中的玻璃自由表面；和c)澄清器，其相對于熔化爐和前池升高；其中，攪拌器提供流體靜壓，使玻璃相對于重力從熔化爐向上移動通過澄清器至玻璃 成形工藝。
41.如權利要求40所述的熔融玻璃系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌裝置外殼的底部低于 前池中的玻璃自由表面。
42.如權利要求40所述的攪拌裝置，其特征在于，所述攪拌裝置外殼的底部高于前池 中的玻璃自由表面。
43.一種替換玻璃遞送系統(tǒng)中的熔化爐的方法，該方法包括以下步驟a)從玻璃遞送系統(tǒng)取下不再運行的熔化爐，而不必拆除玻璃遞送系統(tǒng)的其他部件；和b)在玻璃遞送系統(tǒng)的生產(chǎn)位置放置能運行的熔化爐。
44.如權利要求43所述的方法，其特征在于，步驟(b)中能運行的熔化爐是不再運行的 熔化爐經(jīng)過再建或修復的形式。
45.如權利要求43所述的方法，其特征在于，步驟(b)中能運行的熔化爐是新制造的熔 化爐。
46.如權利要求43所述的方法，其特征在于，在玻璃遞送系統(tǒng)的其他部件保持升高溫 度時進行步驟(a)和(b)。
47.一種熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其包括a)熔化爐；和b)自熔化爐接受玻璃的攪拌裝置；其中，在熔化爐和攪拌裝置之間的連接件是流體的。
48.如權利要求47所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述熔化爐容易與攪拌裝 置分開。
49.一種熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其包括a)熔化爐；和b)從熔化爐接受玻璃的澄清器；其中，熔化爐和澄清器之間的連接件是流體的。
50.如權利要求49所述的熔融玻璃遞送系統(tǒng)，其特征在于，所述熔化爐容易與澄清器 分開。
全文摘要
對熔融玻璃遞送系統(tǒng)進行改進，使該系統(tǒng)與溢流下拉工藝相匹配。將澄清器不能去除的顯著量的缺陷轉移到玻璃板的不能用的進口和遠邊。在一個實施方式中，將攪拌裝置從澄清器的出口再定位至進口。在另一個實施方式中，澄清器的基本形狀優(yōu)選從圓柱形變?yōu)殡p尖端(或鷗翼)形橫截面，其中澄清器的尖端包含的玻璃將形成玻璃板的不能用的進口端。澄清器的一個或多個排放口優(yōu)選位于這些尖端處，以使由排放口引起的任何同質缺陷轉移到玻璃板的不能用的進口端。與圓柱形澄清器相比，澄清器橫截面具有的高的寬高比能提高澄清效率。
文檔編號C03B17/06GK101874001SQ200880108754
公開日2010年10月27日 申請日期2008年8月8日 優(yōu)先權日2007年8月8日
發(fā)明者R·B·皮特布拉多 申請人:康寧股份有限公司