(57)【要約】  溶融ガラスが流れている白金含有容器を含む筐体内の酸素濃度を低下させる方法。該方法は、筐体と反応チャンバとの間を流れる酸素含有雰囲気内に水素ガスを注入する工程を含む。該雰囲気が反応チャンバ内の加熱素子で加熱されると、酸素含有雰囲気内の酸素が水素と反応する。他の実施形態では、水素ガス及び酸素含有雰囲気は、反応チャンバ内に配置された白金を含む触媒に曝露されうる。
2021521088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス製造装置内の酸素濃度を低下させる方法において、
白金含有容器に溶融ガラスを流す工程であって、該白金含有容器が、筐体と前記白金含有容器との間を流れる酸素を含有する雰囲気を含む前記筐体内に配置される、工程；
前記反応チャンバの上流の配管及び前記反応チャンバの下流の配管を介して前記筐体と流体連通している反応チャンバを通して前記雰囲気を導く工程であって、前記筐体、前記上流の配管、前記反応チャンバ、及び前記下流の配管が循環経路を構成する、工程；
前記反応チャンバの上流の前記循環経路に水素ガスを注入する工程；及び
前記水素ガスを前記反応チャンバ内の前記酸素と反応させる工程
を含む、方法。
【請求項２】
前記反応させる工程が、前記反応チャンバ内の前記雰囲気及び前記水素ガスを加熱する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記反応させる工程が、前記水素ガス及び前記酸素を前記反応チャンバ内の白金含有触媒に曝露する工程を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記注入する工程が、前記水素ガスとともに不活性ガスを注入する工程をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記反応させる工程中に前記反応チャンバ内に追加の酸素を注入する工程をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ガラス製造装置内の酸素濃度を低下させる方法において、
筐体内に配置された白金含有容器に溶融ガラスを流す工程；
前記筐体と前記白金含有容器との間に酸素を含有する雰囲気を流す工程；
前記筐体と流体連通している反応チャンバを通して前記雰囲気を導く工程；
前記雰囲気内に水素ガスを含む反応ガスを注入する工程；及び
前記水素ガスを前記反応チャンバ内の前記酸素と反応させる工程であって、前記水素ガス及び酸素を触媒に曝露させることを含む、工程
を含む、方法。
【請求項７】
前記雰囲気が、循環経路に沿って前記筐体と前記反応チャンバとの間を流れ、前記反応ガスが、前記反応チャンバの上流の前記循環経路に注入される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記曝露する工程中に、前記反応チャンバ内の前記雰囲気を加熱する工程をさらに含む、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記反応させる工程中に前記反応チャンバ内に追加の酸素を注入することをさらに含む、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
ガラス製造プロセス内の酸素含有雰囲気を制御するための装置において、該装置が、
そこを通じて溶融材料を搬送するように構成された白金含有容器；
前記白金含有容器を含む筐体；
前記筐体と流体連通し、かつ前記筐体を通じて雰囲気を循環するように構成された環境制御システム
を備えており、前記環境制御システムが、
反応チャンバ；
水素ガスのリザーバと流体連通し、かつ前記雰囲気の流れ方向に対して前記反応チャンバの上流にある前記環境制御システムに前記水素ガスを供給するように構成されたガス注入弁；及び
前記反応チャンバ内に配置された白金含有触媒
を含む、装置。
【請求項１１】
前記反応チャンバ内に配置された加熱素子をさらに含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記環境制御システムが、酸素含有ガスのリザーバと流体連通し、かつ前記反応チャンバに前記酸素含有ガスを供給するように構成された注入弁をさらに含む、請求項１０又は１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、その全体がここに参照することによって以下に完全に記載されているかのように本願に援用される、２０１８年４月２０日出願の米国仮特許出願第６２／６６０，３２３号の優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、ガラスの製造に関し、特に、ガラス製造装置を構成する白金含有容器を取り囲む雰囲気中の酸素の制御に関する。
【背景技術】
【０００３】
水素は、白金境界を越えることが知られている。白金境界を越える水素の不均衡により、水素は、最低水素分圧へと向かう方向で、白金境界に浸透する。
【０００４】
光学品質のガラス物品、例えばディスプレイパネルの製造に用いられるガラスシートの製造は、通常、白金又は白金合金の容器に溶融ガラスを流すことを含む。容器に流入する溶融ガラスに含まれる水は、概して、安定した水素分圧を表す。白金含有容器の外部表面の水素分圧が溶融ガラスの水素分圧よりも低い場合、水の分解によって生じる溶融ガラスに含まれる水素は、白金容器を通って外部雰囲気へと浸透する。溶融ガラスに残された酸素は、溶融ガラスと白金との界面で気泡を形成する可能性があり、これらの気泡は溶融ガラス内へと放出され、完成したガラス物品に望ましくない欠陥（ブリスタ）を生成する可能性がある。
【０００５】
水素の透過を軽減するために、白金含有容器は通常、制御された雰囲気とともに筐体内に配置される。筐体雰囲気は筐体を通って循環し、通常は筐体雰囲気内に水蒸気を注入することにより、筐体雰囲気内の所定の水素分圧が維持される。筐体雰囲気は、容器の故障につながりうる容器の腐食（例えば、酸化）を防ぐために、酸素含有量が低減されている。送風機は、雰囲気を循環させて白金含有容器を冷却する。
【０００６】
送風機は白金含有容器の過度の加熱を防ぐのに効果的でありうるが、これらの送風機は、システムを気密にすることが困難であることから、周囲空気を浸透させる低圧領域もシステム内に作り出す可能性がある。雰囲気の酸素含有量を可能な限り低減するために、窒素（Ｎ２）を注入して酸素を希釈することができる。それでもなお、筐体の漏れは回避困難であり、窒素ガスの添加による溶融送給システム内の高圧が白金の自由表面に白金粒子の欠陥を生じさせ、それが次に溶融ガラスに向かう可能性があることから、酸素含有量をどれだけ低くすることができるかには実際的な制限がある。
【０００７】
この解決策の代替手段は、ファンを使用しない非循環システムである。しかしながら、非循環システムでは、プロセスの冷却ゾーンで達成することができる冷却の量が制限される。例えば生産を増加させるために溶融ガラスの流量を増加させると、搬送システムの温度が上昇し、溶融ガラスの目標温度（例えば、粘度）を満たすためにさらなる冷却が必要となる。したがって、システムへの加熱電力を低下させることによって冷却が促進されうる。しかしながら、極端な場合、溶融ガラスの流れは、加熱電力をゼロに低下させる速度まで増加する可能性があり、その結果、制御パラメータとしての加熱が失われることとなる。制御パラメータとしての加熱は、システムを通過するガスの流れを増加させて追加の冷却を促進することによって回復させることができる。ガス流量の増加（ファン速度によってブーストされる）により、同じ温度目標を維持するために必要とされる電力が増加する。したがって、実際には、冷却ゾーンにはゼロではない最小加熱電力が必要とされる。システムを通過するガラスの流れをさらに増加させるために、最小値を上回る任意の追加の加熱電力が利用可能になる。したがって、加熱と冷却の組合せは、プロセスの「ブレーキ」として、冷却ゾーンで用いられる（すなわち、必要に応じてガラスの流れを遅延又は停止する）。最小電力を上回る予備又は追加の加熱電力を使用して、流量を増やすことができ、これが生産量の増加につながりうる。したがって、理論的にはファンの速度を低下させることによって酸素含有量を低下させることができるが、この代替案には実際のコストがかかり、経済的に魅力的ではない。
【０００８】
別の代替案は、燃焼バーナを使用して過剰の酸素を燃焼させることである。この方法は、酸素含有量を大幅に低下させることができるが、さらなる複雑性が課されることとなろう。このような複雑性の１つは、Ｏ２を燃焼させる反応を管理し、バーナの熱と炎の長さに対処することである。酸素含有量を一定に保つことを利用してガスの有効露点を維持しており、燃焼がＯ２含有量により多くの変動をもたらす可能性がある。別の複雑性は、結果として生じる燃焼ガスが白金含有容器の周りを循環することである。したがって、燃料と燃焼生成物の両方が、ガラスに欠陥を生じさせること又は金属を劣化させることなく、白金含有容器及びその中の溶融ガラスと適合性でなければならない。例えば、炭素系の燃料の場合、白金システムを介した炭素の浸透はブリスタの欠陥を生じる可能性がある。したがって、望ましくない反応と炎の積極的な管理とによって、この代替案は可能にはなるが、魅力的ではない。
【０００９】
酸素を除去する他の方法は、化学吸着を使用することができる。しかしながら、この方法もまた、環境にさらなる化学物質を追加し、管理を必要とし、かつ作業コストが増加することから、実用的ではない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示によれば、ガラス製造装置内の酸素濃度を低下させる方法が開示され、該方法は、白金含有容器に溶融ガラスを流す工程であって、該白金含有容器が筐体内に配置される、工程、筐体と白金含有容器との間に酸素を含有する雰囲気を流す工程、筐体と流体連通している反応チャンバを通して雰囲気を導く工程、筐体雰囲気内に水素ガスを含む反応ガスを注入する工程、及び水素ガスを反応チャンバ内の酸素と反応させる工程を含む。
【００１１】
反応ガス中の水素ガスの濃度は、反応ガスの総量に対して約１体積％〜１００体積％の範囲でありうる。幾つかの実施形態では、反応ガスは、不活性ガス、例えば窒素又は希ガスを含みうる。
【００１２】
さまざまな実施形態によれば、雰囲気は、循環経路に沿って筐体と反応チャンバとの間に流すことができ、反応ガスは、反応チャンバの上流の循環経路内、例えば、反応チャンバをカプセルに接続する反応チャンバの上流の配管内に注入することができる。
【００１３】
該方法は、反応チャンバの上流の循環経路内の酸素の濃度を検知する工程をさらに含むことができ、反応チャンバの上流の循環経路内の酸素濃度は約０．５体積％以上である。
【００１４】
該方法は、反応チャンバの下流の循環経路内の酸素の濃度を検知する工程をさらに含むことができる。幾つかの実施形態では、反応チャンバの下流の循環経路内の酸素濃度は、約０．２体積％未満、例えば約０．１％未満、０．０５％未満、又はさらには約０．０１％未満でありうる。
【００１５】
幾つかの実施形態では、コントローラは、検知された下流の酸素濃度に応じて、水素ガスの流量を増減させることができる。該方法は、反応中に反応チャンバ内に追加の酸素を注入することによって、反応チャンバの下流の雰囲気内の酸素の濃度を所定の値に制御する工程をさらに含みうる。
【００１６】
筐体内の雰囲気の圧力は約３８Ｐａ未満でありうる。
【００１７】
さらなる実施形態では、本方法は、反応チャンバ内の雰囲気を加熱する工程を含みうる。例えば、加熱する工程は、電気加熱素子などの加熱素子で雰囲気を加熱する工程を含みうる。加熱工程中の加熱素子の温度は少なくとも５００℃でありうる。幾つかの実施形態では、加熱素子は白金を含みうる。
【００１８】
別のさらなる実施形態では、本方法は、雰囲気及び反応ガスを反応チャンバ内の白金含有触媒に曝露する工程を含みうる。例えば、ある特定の実施形態では、加熱素子は白金を含むことができ、加熱素子は触媒として機能する。
【００１９】
他の実施形態では、ガラス製造装置内の酸素濃度を低下させる方法が記載され、該方法は、白金含有容器に溶融ガラスを流す工程であって、該白金含有容器が、筐体と白金含有容器との間を流れる酸素を含有する雰囲気を含む筐体内に配置される、工程、反応チャンバの上流の配管及び反応チャンバの下流の配管を通じて筐体と流体連通している反応チャンバを通して雰囲気を導く工程であって、筐体、上流の配管、反応チャンバ、及び下流の配管が循環経路を構成する、工程を含む。該方法は、水素ガスを反応チャンバの上流の循環経路に注入する工程、及び水素ガスを反応チャンバ内の酸素と反応させる工程をさらに含みうる。
【００２０】
該方法は、反応チャンバ内のカプセル雰囲気及び水素ガスを、例えば加熱素子、例えば電気加熱素子などで加熱する工程をさらに含みうる。
【００２１】
加熱工程中の加熱素子の温度は、少なくとも約５００℃でありうる。
【００２２】
幾つかの実施形態では、加熱素子は白金を含みうる。
【００２３】
幾つかの実施形態では、注入する工程は、不活性ガスを水素ガスとともに注入する工程をさらに含みうる。
【００２４】
別の実施形態では、ガラス製造プロセスにおける酸素含有雰囲気を制御するための装置が開示され、該装置は、そこを通じて溶融材料を搬送するように構成された白金含有容器、該白金含有容器を含む筐体、該筐体と流体連通し、かつ該筐体を通じて雰囲気を循環するように構成された環境制御システムを備えており、該環境制御システムは、反応チャンバ、水素ガスのリザーバと流体連通し、かつ雰囲気の流れ方向に対して反応チャンバの上流にある環境制御システムに水素ガスを供給するように構成されたガス注入弁；及び、反応チャンバ内に配置された白金含有触媒を含む。
【００２５】
該装置は、反応チャンバ内に配置された加熱素子をさらに含みうる。幾つかの実施形態では、加熱素子は、白金を含んでよく、触媒として機能することができる。例えば、加熱素子は電気加熱素子でありうる。
【００２６】
幾つかの実施形態では、環境制御システムは、酸素含有ガスのリザーバと流体連通し、かつ反応チャンバに酸素含有ガスを供給するように構成された注入弁をさらに含みうる。
【００２７】
本明細書に開示される実施形態のさらなる特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載されており、一部にはその説明から当業者には明らかになり、あるいは、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付の図面を含む、本明細書に記載される発明を実施することによって認識される。
【００２８】
前述の概要及び後述する詳細な説明はいずれも、本明細書に開示される実施形態の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図した実施形態を提示していることが理解されるべきである。添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれて、その一部を構成する。図面は本開示のさまざまな実施形態を例証しており、その説明とともに、それらの原理及び動作を説明している。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】１つ以上の白金含有容器を含む筐体から酸素を排除するための反応チャンバを含む例示的なガラス製造装置の概略図
【図２】例示的な反応チャンバの断面図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
これより、その例が添付の図面に示される本開示の実施形態について、詳細に説明する。可能な場合はいつでも、同一又は類似した部分についての言及には、図面全体を通して同じ参照番号が用いられる。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。
【００３１】
本明細書では、範囲は、「約」１つの特定の値から、及び／又は「約」別の特定の値までとして表現することができる。このような範囲が表現される場合、別の実施形態は、その１つの特定の値から及び／又は他方の特定の値までを含む。同様に、例えば先行詞「約」の使用によって値が近似値として表される場合、その特定の値は別の実施形態を形成することが理解されよう。さらには、範囲の各々の端点は、他の端点に関連して、及び他の端点とは独立してのいずれにおいても重要であることが理解されよう。
【００３２】
本明細書で使用される方向用語（例えば、上、下、右、左、前、後、上部、底部）は、描かれた図を参照してのみ作られており、絶対的な方向を意味することは意図していない。
【００３３】
特に明記しない限り、本明細書に記載されるいずれの方法も、その工程が特定の順序で実行されることを必要とする、若しくは、装置には特定の向きが必要であると解釈されることは、決して意図していない。したがって、方法クレームが、その工程が従うべき順序を実際に記載していない場合、若しくは装置クレームが個々の構成要素に対する順序又は向きを実際に記載していない場合、あるいは、工程が特定の順序に限定されるべきであることが特許請求の範囲又は明細書に別段に明確に述べられていない場合、若しくは装置の構成要素に対する特定の順序又は向きが記載されていない場合には、いかなる意味においても、順序又は方向が推測されることは決して意図していない。これには、次のような解釈のためのあらゆる非明示的根拠が当てはまる：工程の配置、動作フロー、構成要素の順序、又は構成要素の方向に関する論理的事項；文法上の編成又は句読点から派生した平明な意味；及び、明細書に記載される実施形態の数又はタイプ。
【００３４】
本明細書で用いられる場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈上明らかに別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。よって、例えば、「ある１つの（ａ）」構成要素への言及は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、そのような構成要素を２つ以上有する態様を含む。
【００３５】
「例示的」、「例」などの用語、又はそれらのさまざまな形態は、本明細書では、例、事例、又は例示として機能することを意味するために用いられる。本明細書で「例示的」として又は「例」として説明される任意の態様又は設計は、必ずしも他の態様又は設計よりも好ましい又は有利であると解釈されるべきではない。さらには、例は、明確化及び理解の目的でのみ提供されており、本開示の開示された主題又は関連部分をいかなる方法でも制限又は限定することを意図するものではない。さまざまな範囲の無数の追加の例又は代替の例を提示することもできたが、簡潔にするために省略されているものと認識されたい。
【００３６】
本明細書で用いられる場合、「容器」という用語は、溶融ガラスを保持、収容、又は搬送するように構成された任意の構造を包含するものと解釈され、また、溶融ガラスをある場所から別の場所へと搬送する調整容器、溶融容器、及び導管を含むがこれらに限定されない。
【００３７】
本明細書で用いられる場合、「溶融ガラス」という用語は、（例えば、冷却によって）適切に熱調整された場合、ガラスの状態をとることができる溶融材料を意味し、「ガラス溶融物」又は単に「溶融物」と同義である。
【００３８】
図１に例示的なガラス製造装置１０が示されている。幾つかの実施形態では、ガラス製造装置１０は、溶融容器１４を含むことが可能なガラス溶融炉１２を。溶融容器１４に加えて、ガラス溶融炉１２は、原材料を加熱し、原材料を溶融ガラスへと変換するように構成された、加熱素子（例えば、燃焼バーナ及び／又は電極）などの１つ以上の追加の構成要素を任意選択的に含みうる。例えば、溶融容器１４は、電気的にブーストされた溶融容器とすることができ、ここで、エネルギーは、燃焼バーナ及び直接加熱の両方によって原料に加えられる（電流は原料を通じて確立され、ジュール加熱を介して原料を加熱する）。
【００３９】
さらなる実施形態では、ガラス溶融炉１２は、溶融容器からの熱損失を低減する熱管理デバイス（例えば、絶縁部品）を含みうる。別のさらなる実施形態では、ガラス溶融炉１２は、原材料のガラス溶融物への溶融を促進する電子デバイス及び／又電気機械デバイスを含みうる。さらにまた、ガラス溶融炉１２は、支持構造（例えば、支持シャーシ、支持部材等）又は他の構成要素を含んでいてもよい。
【００４０】
溶融容器１４は、典型的には、耐火性セラミック材料、例えば、アルミナ又はジルコニアを含む耐火性セラミック材料などの耐火性材料から形成されるが、耐火性セラミック材料は、代替又は任意の組合せで使用することができる、イットリウム（例えば、イットリア、イットリア安定化ジルコニア、リン酸イットリウム）、ジルコン（ＺｒＳｉＯ４）、又はアルミナ−ジルコニア−シリカ、さらには酸化クロムなどの他の耐火性材料を含みうる。幾つかの例では、溶融容器１４は、耐火セラミックブリックで構成されていてもよい。
【００４１】
幾つかの実施形態では、ガラス溶融炉１２は、ガラス物品、例えば、さまざまな長さのガラスリボンを製造するように構成されたガラス製造装置の構成要素として組み込まれうるが、さらなる実施形態では、ガラス製造装置は、限定はしないが、ガラスロッド、ガラス管、ガラス外囲器（例えば、電球などの照明デバイス用のガラス外囲器）、及びガラスレンズなど、他のガラス物品を形成するように構成することができ、また、他の多くのガラス物品が企図されている。幾つかの例では、溶融炉は、スロットドロー装置、フロートバス装置、ダウンドロー装置（例えば、フュージョンダウンドロー装置）、アップドロー装置、プレス装置、圧延装置、管延伸装置、又は本開示から利益を享受するであろう他の任意のガラス製造装置を含む、ガラス製造装置の構成要素として組み込むことができる。例として、図１は、その後に個別のガラスシートへと加工するため、又はガラスリボンをスプールに巻くためにガラスリボンを溶融延伸するためのフュージョンダウンドローガラス製造装置１０の構成要素としてのガラス溶融炉１２を概略的に示している。
【００４２】
ガラス製造装置１０（例えば、フュージョンダウンドロー装置１０）は、任意選択的に、ガラス溶融容器１４に対して上流に配置された上流側ガラス製造装置１６を含みうる。幾つかの例では、上流側ガラス製造装置１６の一部又は全体をガラス溶融炉１２の一部として組み込むことができる。
【００４３】
図１に例示される実施形態に示されるように、上流側ガラス製造装置１６は、原材料貯蔵ビン１８、原材料送達デバイス２０、及び該原材料送達デバイスに接続されたモータ２２を含みうる。原材料貯蔵ビン１８は、矢印２６で示すように、１つ以上の供給口を通じてガラス溶融炉１２の溶融容器１４内に供給することができる、ある量の原材料２４を保管するように構成されうる。原材料２４は、典型的には、１つ以上のガラス形成金属酸化物及び１つ以上の改質剤を含む。幾つかの例では、原材料送達デバイス２０が所定量の原材料２４を貯蔵ビン１８から溶融容器１４に送達するように、モータ２２によって原材料送達デバイス２０に動力を与えることができる。さらなる例では、モータ２２は、溶融ガラスの流れ方向に対して溶融容器１４の下流で検知される溶融ガラスのレベルに基づいて制御された速度で原材料２４を導入するように原材料送達デバイス２０に動力を与えることができる。その後、溶融容器１４内の原材料２４を加熱して溶融ガラス２８を形成することができる。典型的には、初期の溶融工程において、原材料は、例えばさまざまな「砂」で構成されるなど、粒子として溶融容器に添加される。原材料には、以前の溶融及び／又は成形動作に由来するスクラップガラス（すなわち、カレット）も含まれうる。燃焼バーナは通常、溶解プロセスを開始するために用いられる。電気的にブーストされた溶融プロセスでは、原材料の電気抵抗が十分に低下すると（たとえば、原材料が液化し始めると）、原材料と接触して配置された電極間に電位を発生させることによって電気ブーストが開始され、それによって、原材料を通る電流が確立され、該原材料は、通常はこの時点で溶融状態に入るか又は溶融状態にある。
【００４４】
ガラス製造装置１０はまた、任意選択的に、溶融ガラス２８の流れ方向に対してガラス溶融炉１２の下流に位置付けられた下流側ガラス製造装置３０も含むことができる。幾つかの例では、下流側ガラス製造装置３０の一部をガラス溶融炉１２の一部として組み込むことができる。しかしながら、幾つかの事例では、以下で論じる第１の接続導管３２、又は下流側ガラス製造装置３０の他の部分をガラス溶融炉１２の一部として組み込むことができる。第１の接続導管３２を含む下流側ガラス製造装置の要素は、貴金属から形成することができる。適切な貴金属には、白金、イリジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、及びパラジウムからなる群から選択される白金族金属、又はそれらの合金が含まれる。例えば、ガラス製造装置の下流構成要素は、約７０質量％〜約９０質量％の白金及び約１０質量％〜約３０質量％のロジウムを含む白金−ロジウム合金から形成することができる。しかしながら、ガラス製造装置の下流構成要素を形成するための他の適切な金属には、モリブデン、レニウム、タンタル、チタン、タングステン、及びそれらの合金が含まれうる。
【００４５】
下流側ガラス製造装置３０は、溶融容器１４の下流に位置し、上記の第１の接続導管３２によって溶融容器１４に結合された清澄容器３４を含みうる。幾つかの例では、溶融ガラス２８は、第１の接続導管３２によって溶融容器１４から清澄容器３４へと重力供給されてもよい。例えば、重力によって、溶融ガラス２８を、溶融容器１４から清澄容器３４へと第１の接続導管３２の内部経路を通じて駆動させることができる。しかしながら、他の調整容器を、例えば溶融容器１４と清澄容器３４との間など、溶融容器１４の下流に配置することができるものと理解されたい。幾つかの実施形態では、一次溶融容器からの溶融ガラスを二次容器内でさらに加熱して溶融プロセスを継続するか、又は清澄容器に入る前に一次溶融容器内の溶融ガラスの温度より低い温度へと冷却する調整容器を溶融容器と清澄容器との間に用いることができる。清澄容器３４は、例えば、約７０％〜約９０質量％の白金及び約１０％〜約３０質量％のロジウムを含む、白金−ロジウム合金から形成することができる。
【００４６】
前述のように、気泡は、さまざまな技術によって溶融ガラス２８から除去することができる。例えば、原材料２４は、加熱されると化学還元反応を被り、酸素を放出する、酸化スズなどの多価化合物（すなわち清澄剤）を含みうる。他の適切な清澄剤には、限定はしないが、ヒ素、アンチモン、鉄、及びセリウムが含まれるが、幾つかの用途では、環境上の理由から、ヒ素及びアンチモンの使用が推奨されない場合がある。清澄容器３４は、溶融容器温度より高い温度へと加熱され、それによって清澄剤を加熱する。溶融物に含まれる１つ以上の清澄剤の温度誘発性の化学還元によって生成された酸素気泡は、清澄容器内の溶融ガラスを通って上昇し、ここで、溶融炉内で生成された溶融ガラス内のガスは、清澄剤によって生成された酸素気泡へと合体するか、又は酸素気泡内に拡散しうる。次に、浮力が増加した拡大した気泡は、清澄容器内の溶融ガラスの自由表面へと上昇し、その後、清澄容器から排出されうる。酸素気泡は、溶融ガラスを通って上昇する際に、清澄容器内で溶融ガラスの機械的混合をさらに誘発することができる。
【００４７】
下流側ガラス製造装置３０は、清澄容器３４から下流に流れる溶融ガラスを混合するための混合容器３６、例えば撹拌容器などの別の調整容器をさらに含みうる。混合容器３６を使用して、均質なガラス溶融組成物を提供することができ、それによって、清澄容器から出る清澄された溶融ガラス内に存在しうる化学的又は熱的な不均一性を低減させることができる。示されるように、清澄容器３４は、第２の接続導管３８によって混合容器３６に連結されうる。幾つかの実施形態では、溶融ガラス２８は、第２の接続導管３８によって清澄容器３４から混合容器３６へと重力供給することができる。例えば、重力によって、溶融ガラス２８を、清澄容器３４から混合容器３６へと第２の接続導管３８の内部経路を通じて駆動させることができる。典型的には、混合容器３６内の溶融ガラスは自由表面を含んでおり、自由表面と混合装置の上部との間には自由体積が広がる。混合容器３６は、溶融ガラスの流れ方向に対して清澄容器３４の下流に示されているが、他の実施形態では、混合容器３６は、清澄容器３４の上流に配置されてもよいことに留意されたい。混合容器３６は、幾つかの実施形態では、約７０質量％〜約９０質量％の白金及び約１０質量％〜約３０質量％のロジウムを含む白金−ロジウム合金から形成されうる。
【００４８】
幾つかの実施形態では、下流側ガラス製造装置３０は、例えば清澄容器３４の上流の混合容器と清澄容器３４の下流の混合容器など、複数の混合容器を含んでいてもよい。これらの複数の混合容器は、同じ設計のものであっても、互いに異なる設計のものであってもよい。幾つかの実施形態では、容器及び／又は導管の１つ以上は、溶融材料の混合及びその後の均質化を促進するためにその中に配置された静的な混合翼を含みうる。
【００４９】
下流側ガラス製造装置３０は、混合容器３６の下流に配置することができる送達容器４０をさらに含みうる。送達容器４０は、溶融ガラス２８を調整し、下流の成形装置内へと供給することができる。例えば、送達容器４０は、出口導管４４によって成形本体４２への溶融ガラス２８の一定の流れを調整及び提供するためのアキュムレータ及び／又は流量コントローラとして機能することができる。送達容器４０内の溶融ガラスは、幾つかの実施形態では、自由表面を含むことができ、自由体積は、自由表面から送達容器の上部まで上方に広がる。示されるように、混合容器３６は、第３の接続導管４６によって送達容器４０に連結されうる。幾つかの例では、溶融ガラス２８は、第３の接続導管４６によって混合容器３６から送達容器４０へと重力供給されうる。例えば、重力によって、第３の接続導管４６の内部経路を通って混合容器３６から送達容器４０へと溶融ガラス２８を駆動させることができる。送達容器４０は、例えば、約７０％〜約９０質量％の白金及び約１０％〜約３０質量％のロジウムを含む、白金−ロジウム合金から形成することができる。
【００５０】
下流側ガラス製造装置３０は、入口導管５０を含む、上記の成形本体４２を備えた成形装置４８をさらに含むことができる。出口導管４４は、溶融ガラス２８を送達容器４０から成形装置４８の入口導管５０へと送達するように配置することができる。入口導管５０は、例えば、約７０質量％〜約９０質量％の白金及び約１０質量％〜約３０質量％のロジウムを含む白金−ロジウム合金から形成されうる。
【００５１】
フュージョンダウンドローガラス製造装置内の成形本体４２は、成形本体の上面に配置されたトラフ５２と、成形本体の底縁部（ルート）５６に沿って延伸方向に収束する収束成形面５４（一方の表面のみが表示されている）とを含みうる。送達容器４０、出口導管４４、及び入口導管５０を介して成形本体トラフ５２へと送達された溶融ガラスは、トラフ５２の壁から溢れ出て、溶融ガラスの別々の流れとして収束成形面５４に沿って下降する。溶融ガラスの別々の流れは、ルート５６の下でルート５６に沿って合流し、溶融ガラスが冷えて材料の粘度が上昇する際にガラスリボンの寸法を制御するように、重力、エッジロール、及びプルロールアセンブリなどによってガラスリボンに下向きの張力を加えることにより、ルート５６から延伸方向６０に延伸面５９に沿って延伸される溶融ガラスの単一のリボン５８を生成する。したがって、ガラスリボン５８は、粘弾性転移を経て、ガラスリボン５８に安定した寸法特性を与える機械的性質を獲得する。ガラスリボン５８は、幾つかの実施形態では、ガラスリボンの弾性領域においてガラス分離装置６４によって個々のガラスシート６２へと分離することができ、一方、さらなる実施形態では、ガラスリボンは、スプールに巻かれ、さらなる処理のために保管することができる。
【００５２】
前述の説明から、溶融ガラスを収容するため及び／又は溶融容器１４から成形本体４２へと搬送するために用いられる下流側ガラス製造装置３０のさまざまな構成要素は、白金又はその合金から形成することができることは明らかであるはずである。このような白金含有溶融ガラスの搬送及び調整部品を悩ます現象は水素透過であり、これは、溶融ガラス内の酸素（例えば、一般に「水」と呼ばれるヒドロキシルイオンＯＨ−）に結合した水素が高温で酸素から解離し、溶融ガラスが流れるさまざまな容器の白金含有壁を透過し、溶融ガラス壁の境界に酸素を残すプロセスである。酸素は、溶融ガラスに混入するようになる酸素の気泡（ブリスタ）として溶融ガラス流に入り、成形装置によって生成された最終ガラス製品、例えば、成形本体４２によって成形されたガラスリボンに組み込むことができる。
【００５３】
水素透過速度は、溶融ガラスと白金含有容器の外側の雰囲気との間の境界を形成する白金含有容器壁の対向する表面における、それぞれの水素濃度の関数であることもまた明らかであるはずである。容器の外側の水素濃度が増加するにつれて、容器内（すなわち、溶融ガラス内）の水素が容器の壁を通って容器の外へと浸透する傾向が減少する。しかしながら、溶融ガラスの含水率は製造プロセス中はほぼ安定したまま維持されるが、ガラス製造装置を取り囲む雰囲気の含水率は、湿度及び温度に応じて大幅に変動する可能性があり、水素透過の制御が困難になる。
【００５４】
ブリスタの発生を制御及び軽減するために、最新のガラス製造プロセスは、下流側ガラス製造装置の少なくとも白金含有構成要素（例えば、容器）を封入する二次筐体（以後、「カプセル」）をさらに含みうる。したがって、カプセル雰囲気内の水素の分圧を制御することにより、カプセル内の雰囲気を制御して、水素透過の影響を低減することができる。これらの湿度制御された筐体の幾つかの異なるタイプが、米国特許第５，７８５，７２６号及び同第７，６２８，０３９号明細書に論じられている。
【００５５】
ガラス製造装置を収容することができる製造スペース（例えば、工場）とは対照的に、カプセル１００は、容器とカプセルとの間に小さいジャケット容積１０２を含む小さい筐体であり、そこに含まれる雰囲気のより良好な制御を容易にする。例えば、カプセル壁は、白金含有容器の壁から１メートル以下だけ離間しうる。したがって、カプセル１００のジャケット容積は工場の容積よりもはるかに小さいことから、例えば相対湿度又は露点温度などのカプセル及び関連機器のセンサの読み取り値は、工場全体よりもガラス処理装置の外部金属表面の状態を表す可能性が高くなる。したがって、ガラス製造装置が含まれる部屋又は製造スペース内のより大きい環境内の雰囲気を制御する必要なしに、ブリスタ生成の制御を実行することができる。例えば、水素の透過を制御及び軽減するために必要な条件は、少量の方が誘発しやすく、該条件が作業スペースに課せられた場合には、そのスペース内の人員にとって不快であるか、又は支持されないであろう。
【００５６】
ジャケット容積１０２は、カプセル１００の内壁と、下流側ガラス製造装置３０内の容器３２、３４、３６、３８、４０、４４、及び４６の１つ以上の外壁との間に画成される。示されるように、幾つかの実施形態では、カプセル１００は、下流側ガラス製造装置３０の白金含有容器の長さの全部又は一部を囲む１つのゾーンとして配置することができる。あるいは、示されてはいないが、複数のカプセル１００を、容器３２、３４、３６、３８、４０、４４、及び４６の１つ以上を囲む複数のゾーンとして構築することができる。複数のカプセル１００を利用することの利点は、下流側ガラス製造装置の別の領域とは独立して、下流側ガラス製造装置のある領域の雰囲気を制御する能力である。
【００５７】
下流側ガラス製造装置には、カプセルジャケット容積１０２内の雰囲気を制御し、問題のある酸化反応が、容器３２、３４、３６、３８、４０、４４、及び４６のいずれか１つ以上、又は溶融ガラスが流れ、かつカプセル１００内に含まれる任意の他の白金含有容器の内部の金属−ガラス界面で発生するのを防ぐ、カプセル１００と流体連通した閉ループ制御システム１０４もまた含まれる。閉ループ制御システム１０４は、カプセル１００内の雰囲気を制御して、白金含有容器壁を通じた水素透過を低減、排除、又は逆転させることによって、溶融ガラス−金属界面における望ましくない酸化反応を抑制する。ガラス−金属界面を通じた溶融ガラスへの水素透過の制御されたレベルは、遊離酸素などの溶融ガラス２８における望ましくない種の生成を低減し、これが次に、溶融ガラス中の望ましくないガス状包有物の形成を防ぐ。溶融ガラス−金属界面への水素透過は、内部溶融ガラス−金属界面と比較して、下流側ガラス製造装置３０の外部表面（非ガラス接触面）により高い水素分圧を供給することによって達成される。これを達成するために、湿気のある、低酸素雰囲気がカプセル１００内に維持される。
【００５８】
例示的な閉ループ制御システム１０４は、環境制御システム（ＥＣＳ）１４８と、カプセル１００内及びカプセル雰囲気を循環させるカプセル１００の内外につながる配管システム内の１つ以上の位置からセンサの読み取り値を取得するコントローラ１５０とを含みうる。コントローラ１５０は、カプセル供給センサ１５２、カプセルセンサ１５４、及びカプセル出口センサ１５６からセンサの読み取り値を取得することができる。この例では、カプセル供給センサ１５２は、流量センサ１５２ａ、露点又は湿度センサ１５２ｂ、温度センサ１５２ｃ、酸素センサ１５２ｄ、及び圧力センサ１５２ｅを含みうる。カプセルセンサ１５４は、流量センサ１５４ａ、露点又は湿度センサ１５４ｂ、温度センサ１５４ｃ、酸素センサ１５４ｄ、及び圧力センサ１５４ｅを含みうる。カプセル出口センサ１５６は、流量センサ１５６ａ、露点又は湿度センサ１５６ｂ、温度センサ１５６ｃ、酸素センサ１５６ｄ、及び圧力センサ１５６ｅを含みうる。
【００５９】
コントローラ１５０は、センサ測定値を処理し、得られたデータを使用して、湿度供給システム１５８、加熱及び／又は冷却制御システム１６０、（一又は複数の）空気処理機１６２、並びにＯ２及び／又はＮ２補給システム１６４などのＥＣＳ１４８を含む異なるデバイスを制御する。（一又は複数の）空気処理機１６２は、例えば、カプセル１００に提供されうる湿度供給システム１５８を介して、空気及び水蒸気（蒸気）にアクセスすることができる。デバイス１５８、１６０、１６２、及び１６４はすべて、管のネットワーク１６６を介してカプセル１００と流体連通している。動作中、コントローラ１５０は、デバイス１５８、１６０、１６２、及び１６４を制御してカプセル１００の内部の雰囲気を作り出し、カプセルの内部の水蒸気の分解によって生成された水素は、そうでなければ容器の非ガラス接触面に周囲雰囲気が存在する場合に発生するであろう容器３２、３４、３６、３８、４０、４４、及び４６の金属壁を介した外向きの水素透過速度以上の速度で発生する。また、容器の外部表面により高い水素分圧が存在する場合、溶融ガラス２８内の酸素などの望ましくない種の低減は、そこでの望ましくないガス状包有物の形成を防ぐ。
【００６０】
加えて、カプセル１００内の別個に制御可能な雰囲気を使用して、白金含有容器３２、３４、３６、３８、４０、４４、及び４６の酸化速度を大幅に低減することができる。下流側ガラス製造装置の白金含有容器は高温で動作することから（位置及び機能に応じて、約１２００℃〜約１７００℃の範囲）、白金含有容器は、高酸素濃度、例えば、呼吸可能な空気に通常見られる酸素含有量の存在下で、急速に酸化する可能性がある。下流側ガラス製造装置の白金含有容器を別個に制御可能な雰囲気、例えばカプセル雰囲気内に配置することにより、酸素濃度を、例えば、約５体積％未満、例えば約３体積％未満など、確実に低く、例えば、約２％〜約０．５％の範囲に保つことができる。
【００６１】
上述のように、カプセル内の雰囲気、水蒸気と不活性ガス（例えば、窒素）の組合せは、幾つかの目的を果たす：それは、下流側ガラス製造装置の白金含有容器の外側の水素の分圧を調整することによって、水素透過の制御及び緩和を提供し、また、これらの容器と接触する酸素の濃度を制限することによって、下流側ガラス製造装置の白金含有容器の酸化及び分解を防ぐ。加えて、カプセル雰囲気は、下流側ガラス製造装置の白金含有容器内を流れる溶融ガラスの粘度の制御を助けるための冷却媒体として機能する。
【００６２】
ガラス物品、例えばディスプレイパネルの製造での使用に適したガラスシートの製造には、溶融ガラスの注意深い粘度制御が必要とされる。清澄容器内の溶融ガラスは、気泡が溶融ガラスから逃げるのに十分に低い粘度であり、清澄剤を還元するのに十分に高温であり、かつ、放射冷却後でも、撹拌部材が回転して溶融ガラスを均質化することができるように、下流の混合容器内では十分に低い粘度を含まなければならない。さらに溶融ガラスは、該溶融ガラスが特定の構造をとることができるように、成形本体において十分に高い粘度を有する必要がある。この粘度制御を達成するために、加熱と冷却との組合せは、加熱素子（選択した容器の直接加熱を含む）、さまざまな熱伝導率の絶縁、厚さ、及びカプセル内の白金含有容器の周りに配置された層、並びにカプセル雰囲気の流れによって行われる。
【００６３】
カプセル１００内に配置された白金含有容器３２、３４、３６、３８、４０、４４、及び４６の周りのカプセル空気の流れは、主に対流を介して、白金含有容器から熱を奪う。空気処理ユニット１６２の送風機は、ＥＣＳ１４８から配管ネットワーク１６６を通して、かつカプセルジャケット容積１０２を通してカプセル雰囲気を循環させ、それによって、白金含有容器を通って流れる溶融ガラスを冷却する。カプセル内のさまざまな温度及び湿度検知デバイスは、さまざまな検知デバイス１５２、１５４、及び１５６からコントローラ１５０へと温度及び湿度情報を送信する。次に、コントローラ１５０は、ヒータ及び／又はクーラを制御して、カプセル雰囲気の温度及び湿度（例えば、露点）を制御する。
【００６４】
前述のカプセル装置は、水素透過を制御及び軽減することが可能であり、カプセル内の白金含有容器の酸化を大幅に回避することができるが、完全に漏れのない（例えば、気密）格納構造を形成することは困難である。さらには、空気処理システム１６２内の送風機は、カプセル１００（及び配管ネットワーク１６６）内に低圧領域を作り出すことができる。これらの低圧領域は、例えばガスケットの漏れ、接合部の不安定さなどを通じた漏れによってカプセルの外側の空気（例えば、酸素）をカプセル雰囲気内に引き込む可能性がある。カプセル内への外気のこの浸透は、カプセル内の酸素濃度を上昇させる可能性があり、それによって、白金含有容器の酸化のリスクを高め、容器の寿命を縮める可能性がある。
【００６５】
さらには、製造装置の資本コストが高いために、生産の増加は主に溶融ガラスの流量を増加させることによって得られる。溶融ガラスの流量が増加すると、溶融ガラスを運搬する容器の動作温度がより高くなる可能性がある。次に、粘度制御を維持するために冷却を高めることによって、より高い動作温度を制限する必要がある可能性があり、これにより、送風機の速度が速くなり、カプセルの低圧領域内の雰囲気の圧力がさらに低下し、カプセル内への外気（例えば、酸素）の漏れが増加し、それによって酸素濃度が増加する可能性がある。その結果、生産を増加させる能力は、カプセル雰囲気内の酸素濃度を低下させることができないために、制限される可能性がある。
【００６６】
本開示によれば、ガス調整及び注入装置（ＧＣＩ）２００は、例えば配管ネットワーク１６６を介して、カプセル１００と流体連通して配置される。ＧＣＩ２００は、例えばＥＣＳ１４８の一部を形成しうる。さまざまな実施形態では、ＧＣＩ２００は、少なくとも空気処理システム１６２の下流の配管ネットワーク１６６と流体連通した反応チャンバ２０２と、反応チャンバ２０２の上流の配管ネットワーク１６６に流体結合され、かつ水素を含む反応ガス２０６を循環経路２０８内に注入するように構成されたガス注入弁２０４とを含む。すなわち、ガス注入弁２０４は、空気処理システム１６２と反応チャンバ２０２との間に配置され、それぞれと流体連通することができるが、さらなる実施形態では、ガス注入弁２０４は、反応ガス２０６を反応チャンバ２０２内に直接注入するように構成することができる。カプセル１００、配管ネットワーク１６６（それぞれ、反応チャンバ２０２に対して、上流及び下流の配管１６６ａ、１６６ｂを含む）、ＥＣＳ１４８、及び反応チャンバ２０２は、循環経路２０８を形成する。酸素センサは、反応チャンバ２０２の上流（例えば、センサ１５６ｄ）及び／又は下流（例えば、センサ１５２ｄ）に配置されて、反応チャンバ２０２に流入する酸素の濃度及び反応チャンバから流出する酸素の濃度を測定することができる。ガス注入弁２０４は、２つ以上のガスを個々のガス供給源から受け取り、弁で混合する、ガス混合弁であってよく、あるいはガス注入弁は、単一のガスを受け入れるように構成された弁であってもよい。
【００６７】
反応ガス２０６は水素を含む。幾つかの実施形態では、反応ガス２０６はさらに、不活性ガス、例えば窒素又は希ガス（例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン）のいずれか１つ以上、又はそれらの組合せを含みうる。反応ガス２０６は、水素を、反応ガスの総量に対して、それらの間のすべての範囲及び部分範囲を含めて、約１体積％〜１００体積％、例えば約２体積％〜約９０体積％の範囲、約４体積％〜約８０体積％の範囲、又は約５体積％〜約７０体積％の範囲の量で含むことができ、残りは不活性ガスを含む。例えば、ガス注入弁２０４は、水素を適切な濃度の不活性ガスと混合することにより、非爆発性濃度で、配管ネットワーク１６６を介してカプセル１００と反応チャンバ２０２との間のカプセル雰囲気内に水素を導入するように構成することができる。例えば、反応ガス２０６は、幾つかの実施形態では、約５体積％の水素濃度及び９５体積％の窒素濃度を有する市販のフォーミングガスでありうる。
【００６８】
図２は、例示的な反応チャンバ２０２の側面断面図である。幾つかの実施形態では、反応チャンバ２０２は、少なくとも１つの電気抵抗加熱素子２２０を備える。加熱素子２２０は、ニッケルクロム系の合金、例えば、Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標）加熱素子（例えば、Ｉｎｃｏｎｅｌ８００）でありうるが、他の材料、例えば、白金又は白金合金を使用することもできる。反応ガス２０６がガス注入弁２０４を介して反応チャンバ２０２をカプセル１００に接続する上流の配管１６６ａに注入されると、反応ガス２０６は、反応チャンバ２０２に流入する酸素含有カプセル雰囲気２２２と混合する。電力は、電源（図示せず）から、例えば、リードＡ及びＢを介して加熱素子２２０に供給され、これが反応チャンバ２０２内の反応ガス２０６及びカプセル雰囲気２２２を、反応ガス２０６内に含まれる水素ガスがカプセル雰囲気内の酸素と結合する温度以上の温度へと加熱する。例えば、幾つかの実施形態では、加熱素子の温度は、約５００℃以上、例えば約５００℃〜約６００℃の範囲でありうる。
【００６９】
幾つかの実施形態では、酸素の流れ２２６は、注入された水素が完全に反応することを確実にするのに十分な酸素を供給するために、例えばガス注入弁２２８を介して、反応チャンバ又は上流の配管１６６ａに直接供給されうる。すなわち、場合によっては、注入される水素の量が十分に少なく、水素の量を正確に制御することが困難である可能性がある。このような場合には、カプセル雰囲気に、すでに存在する酸素と反応するのに必要とされる水素の量より多くの水素をガス注入弁２０４を通じて注入することができ（ガス注入弁２０４によって制御するのがより容易な量の水素）、その場合、追加の酸素をガス注入弁２２８を介して反応チャンバ２０２に加えて、過剰に加えられた水素と反応させ、例えば、システム内の可燃性又は爆発性濃度の水素の蓄積を回避することができる。注入される酸素は、例えば、空気の形態であってよく、該空気は反応チャンバ２０２に注入される。
【００７０】
ＧＣＩ２００は、循環経路２０８（例えば、上流の配管１６６ａ）への反応ガスの流れ、外部カプセル１００から反応チャンバ２０２への酸素の流れ、及び反応チャンバを通る空気の流れのうちの１つ以上を制御するように構成されたコントローラをさらに含みうる。すなわち、幾つかの実施形態では、ガス注入弁２０４及び／又はガス注入弁２２８は、遠隔操作することができる。幾つかの実施形態では、この機能は、コントローラ１５０を介して取り扱うことができるが、さらなる実施形態では、追加のコントローラを使用してもよい。
【００７１】
幾つかの実施形態では、反応チャンバ２０２には、触媒、例えば白金が提供されてもよく、カプセル雰囲気中の酸素及び注入された水素ガスが触媒と反応して水を生成する。例えば、反応チャンバ２０２は、触媒でコーティングされた、セラミックハニカムプレート、１つ以上のバッフル、又は他の高表面積構造など、高表面積の本体２４０を含みうる。
【００７２】
触媒は、加熱素子２２０と組み合わせて、又は反応チャンバ２０２に入るカプセル雰囲気２２２の温度に応じて、加熱素子２２０なしで使用することができるが、さらなる実施形態では、少なくとも１つの加熱素子２２０が存在してよいが、該加熱素子２２０は、オフにされるか、又はオンとオフとが繰り返されうる。幾つかの実施形態によれば、少なくとも１つの加熱素子２２０は、反応ガス２０６及びカプセル雰囲気２２２の両方を加熱し、さらに水素−酸素反応を促進するための触媒として機能する白金又は白金合金の加熱素子でありうる。
【実施例】
【００７３】
反応チャンバを通って雰囲気において移動するように、入口及び出口並びに送風ファンを備えた反応チャンバを準備した。ベースラインデータを達成するために、筐体内に定常状態が達成されるまで、１００％のＮ２を、注入弁を備えた反応チャンバの入口に、８５０標準リットル／分（ｓｌｐｍ）及び１０３．４キロパスカル（ｋＰａ）で流した。定常状態条件は、２．８２％のＯ２、５０５℃のヒータ素子温度、３７℃の雰囲気温度であった。送風ファンは１０Ｈｚの電源周波数に設定した。露点は監視又は制御しなかった。
【００７４】
ベースライン条件に達した直後に、注入ガスを５％のフォーミングガス（５％の水素及び９５％の窒素）に切り替えた。流動条件が達成された：検知された酸素は約０％（Ｎｏｖｅｔｅｃｈ  Ｏ２センサ読み取り値は２．９２×１０−１６％のＯ２であった）、５０８℃のヒータ素子温度、４４℃の空気温度、１０３．４ｋＰａで７９３ｓｌｐｍのフォーミングガス、送風ファンの設定は１０Ｈｚであった。露点は監視又は制御しなかった。
【００７５】
データは、水素ガスを酸素含有ガスとともに加熱された反応チャンバ内に導入すると、反応チャンバに流入する酸素濃度を、反応チャンバから流出する０．５体積％よりも大幅に低い、さらには、０．１体積％未満のレベルへと低下させることができることを示している。本明細書に開示される実施形態によれば、約２体積％以上、例えば約２％〜約３体積％の範囲の流入酸素濃度を、約０．２体積％以下、例えば約０．１％以下、例えば０．０５％以下、例えば約０．００５％以下、約０．００１％以下などの流出酸素濃度へと低下させることができる。
【００７６】
本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の実施形態に対してさまざまな修正及び変形がなされうることは、当業者にとって明白であろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲内に入ることを条件として、そのような修正及び変形にも及ぶことが意図されている。
【００７７】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００７８】
実施形態１
ガラス製造装置内の酸素濃度を低下させる方法において、
白金含有容器に溶融ガラスを流す工程であって、該白金含有容器が、筐体と前記白金含有容器との間を流れる酸素を含有する雰囲気を含む前記筐体内に配置される、工程；
前記反応チャンバの上流の配管及び前記反応チャンバの下流の配管を介して前記筐体と流体連通している反応チャンバを通して前記雰囲気を導く工程であって、前記筐体、前記上流の配管、前記反応チャンバ、及び前記下流の配管が循環経路を構成する、工程；
前記反応チャンバの上流の前記循環経路に水素ガスを注入する工程；及び
前記水素ガスを前記反応チャンバ内の前記酸素と反応させる工程
を含む、方法。
【００７９】
実施形態２
前記反応させる工程が、前記反応チャンバ内の前記雰囲気及び前記水素ガスを加熱する工程を含む、実施形態１に記載の方法。
【００８０】
実施形態３
前記加熱する工程が加熱素子を含む、実施形態２に記載の方法。
【００８１】
実施形態４
前記加熱する工程中の前記加熱素子の温度が少なくとも約５００℃である、実施形態３に記載の方法。
【００８２】
実施形態５
前記加熱素子が白金を含む、実施形態３に記載の方法。
【００８３】
実施形態６
前記反応させる工程が、前記水素ガス及び前記酸素を前記反応チャンバ内の白金含有触媒に曝露する工程を含む、実施形態１に記載の方法。
【００８４】
実施形態７
前記注入する工程が、前記水素ガスとともに不活性ガスを注入する工程をさらに含む、実施形態１に記載の方法。
【００８５】
実施形態８
前記反応チャンバ内に追加の酸素を注入する工程をさらに含む、実施形態１に記載の方法。
【００８６】
実施形態９
ガラス製造装置内の酸素濃度を低下させる方法において、
筐体内に配置された白金含有容器に溶融ガラスを流す工程；
前記筐体と前記白金含有容器との間に酸素を含有する雰囲気を流す工程；
前記筐体と流体連通している反応チャンバを通して前記雰囲気を導く工程；
前記雰囲気内に水素ガスを含む反応ガスを注入する工程；及び
前記水素ガスを前記反応チャンバ内の前記酸素と反応させる工程
を含む、方法。
【００８７】
実施形態１０
前記反応ガス中の水素ガスの濃度が、前記反応ガスの総量に対して約１体積％〜１００体積％の範囲である、実施形態９に記載の方法。
【００８８】
実施形態１１
前記反応ガスが不活性ガスを含む、実施形態１０に記載の方法。
【００８９】
実施形態１２
前記雰囲気が、循環経路に沿って前記筐体と前記反応チャンバとの間を流れ、前記反応ガスが、前記反応チャンバの上流の前記循環経路に注入される、実施形態９に記載の方法。
【００９０】
実施形態１３
前記反応チャンバの上流の前記循環経路内の酸素の濃度を検知する工程をさらに含む、実施形態１２に記載の方法。
【００９１】
実施形態１４
前記反応チャンバの上流の前記循環経路内の前記酸素濃度が約０．５体積％以上である、実施形態１３に記載の方法。
【００９２】
実施形態１５
前記反応チャンバの下流の前記循環経路内の酸素の濃度を検知する工程をさらに含む、実施形態１２に記載の方法。
【００９３】
実施形態１６
前記反応チャンバの下流の前記循環経路内の前記酸素の濃度が約０．２体積％未満である、実施形態１５に記載の方法。
【００９４】
実施形態１７
前記反応させる工程中に前記反応チャンバ内に追加の酸素を注入する工程をさらに含む、実施形態１５に記載の方法。
【００９５】
実施形態１８
前記筐体内の前記雰囲気の圧力が約３８Ｐａ未満である、実施形態９に記載の方法。
【００９６】
実施形態１９
前記反応チャンバ内の前記雰囲気を加熱する工程をさらに含む、実施形態９に記載の方法。
【００９７】
実施形態２０
前記加熱する工程が、前記雰囲気を加熱素子で加熱する工程を含む、実施形態１９に記載の方法。
【００９８】
実施形態２１
前記加熱する工程中の前記加熱素子の温度が少なくとも５００℃である、実施形態２０に記載の方法。
【００９９】
実施形態２２
前記加熱素子が白金を含む、実施形態２０に記載の方法。
【０１００】
実施形態２３
前記雰囲気及び前記反応ガスを前記反応チャンバ内の白金含有触媒に曝露する工程をさらに含む、実施形態９に記載の方法。
【０１０１】
実施形態２４
ガラス製造プロセス内の酸素含有雰囲気を制御するための装置であって、該装置が、
そこを通じて溶融材料を搬送するように構成された白金含有容器；
前記白金含有容器を含む筐体；
前記筐体と流体連通し、かつ前記筐体を通じて雰囲気を循環するように構成された環境制御システム
を備えており、前記環境制御システムが、
反応チャンバ；
水素ガスのリザーバと流体連通し、かつ前記雰囲気の流れ方向に対して前記反応チャンバの上流にある前記環境制御システムに前記水素ガスを供給するように構成されたガス注入弁；及び
前記反応チャンバ内に配置された加熱素子
を含む、装置。
【０１０２】
実施形態２５
前記反応チャンバ内に配置された白金含有触媒をさらに含む、実施形態２４に記載の装置。
【０１０３】
実施形態２６
前記加熱素子が白金を含む、実施形態２４に記載の装置。
【０１０４】
実施形態２７
前記環境制御システムが、酸素含有ガスのリザーバと流体連通し、かつ前記反応チャンバに前記酸素含有ガスを供給するように構成された注入弁をさらに含む、実施形態２４に記載の装置。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  ガラス製造装置
１２  ガラス溶融炉
１４  ガラス溶融容器
１６  上流側ガラス製造装置
１８  原材料貯蔵ビン
２０  原材料送達デバイス
２２  モータ
２４  原材料
２８  溶融ガラス
３０  下流側ガラス製造装置
３２，３４，３６，３８，４０，４４，４６  白金含有容器
３２  第１の接続導管
３４  清澄容器
３６  混合容器
３８  第２の接続導管
４０  送達容器
４２  成形本体
４４  出口導管
４６  第３の接続導管
４８  成形装置
５０  入口導管
５２  トラフ
５４  収束成形面
５６  ルート
５８  ガラスリボン
５９  延伸面
６２  ガラスシート
６４  ガラス分離装置
１００  カプセル
１０２  ジャケット容積
１０４  閉ループ制御システム
１４８  環境制御システム（ＥＣＳ）
１５０  コントローラ
１５２  カプセル供給センサ
１５４  カプセルセンサ
１５６  カプセル出口センサ
１５８  湿度供給システム
１６０  加熱及び／又は冷却制御システム
１６２  空気処理機／空気処理ユニット
１６４  Ｏ２及び／又はＮ２補給システム
１６６  配管ネットワーク
２００  ガス調整及び注入装置（ＧＣＩ）
２０２  反応チャンバ
２０４  ガス注入弁
２０６  反応ガス
２０８  循環経路
２２０  電気抵抗加熱素子
２２２  カプセル雰囲気
２２６  酸素の流れ
２２８  ガス注入弁
【図１】
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【図２】
2021521088.tif 000004
【国際調査報告】
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2021521088.tif 000006
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