(57)【要約】  ガラス管を作製する装置は、外管の下流部分内に配置された形成部材を有する成形装置を含む。さらなる例において、ガラス管を作製する方法は、上記外管の上流部分にある量の溶融ガラスを通過させるステップであって、上記溶融ガラスが第１断面形状を含むステップを含む。上記方法は、上記外管の下流部分を介して上記大量の溶融ガラスを通過させるステップであって、上記第１断面形状が第２断面形状に移行させられるステップをさらに含む。さらなる例において、ガラス管を作製する方法は、エアベアリングで上記ガラス管の断面形状を変更するステップを含む。
2015530348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管を作製する装置であって、
外管と形成部材を含む成形装置を備え、
前記外管が、溶融ガラスの流路を提供するように構成された内部領域を画定する内面を含み、前記内面が上流部分と下流部分を含み、前記外管の軸に対して垂直に取られた内面の前記上流部分の断面形状が、前記軸に対して垂直に取られた前記内面の前記下流部分の断面形状とは幾何学的に異なり、
前記形成部材が、前記外管の前記下流部分内に位置し、溶融ガラスが、前記内面の下流部分と前記形成部材の外面との間の断面領域により画定されたガラス管断面輪郭で延伸されるように構成された装置。
【請求項２】
前記形成部材の外面が、前記形成部材と、前記成形装置から延伸されている前記ガラス管との間の空気界面を提供するように構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記内面の前記下流部分と前記形成部材の前記外面との間の前記断面領域が、前記ガラス管の辺縁について変化する壁厚で、前記ガラス管断面輪郭を延伸するように構成された、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
ガラス管を作製する方法において、
外管と形成部材を含む成形装置を提供するステップ；
前記外管の上流部分にある量の溶融ガラスを通過させるステップであって、前記溶融ガラスが前記外管の軸に対して垂直な方向に沿って取られた第１断面形状を含むステップ；
前記外管の下流部分に前記ある量の溶融ガラスを通過させるステップであって、前記第１断面形状が前記外管の前記下流部分の前記内面と前記形成部材の外面との間で画定された第２断面形状に移行させられるステップ；および
前記成形装置から、前記第２断面形状により画定された管壁断面輪郭を含む、溶融ガラス管を延伸するステップ；
を含む方法。
【請求項５】
前記形成部材の下部と前記溶融ガラス管の前記内面との間の空気界面を提供するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ガラス管の辺縁について変化する壁厚で、前記管壁断面輪郭が延伸される、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
ガラス管を作製する方法において、
（Ｉ）ガラス管部分が粘性領域へと延伸される、成形装置からガラス管を延伸するステップ；および
（ＩＩ）エアベアリングで前記ガラス管部分の外面に成形力を与えることにより前記ガラス管部分の断面形状を変更するステップ；
を含む方法。
【請求項８】
ステップ（ＩＩ）に先立って、
（ａ）前記粘性領域から移行領域へと前記ガラス管部分を下流に通すステップ；
（ｂ）第１検査領域内の前記ガラス管部分の特徴を検査するステップ；
（ｃ）ステップ（ｂ）の間に得られた、前記検査された特徴に基づき、前記第１検査領域の上流で装置を変更するステップ；および
（ｄ）前記ガラス管部分を再加熱するステップ；
をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２０１２年８月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／６９４、９２３号明細書の米国特許法第１１９条に基づく優先権を主張するものであり、本願は上記特許出願の内容に依存したものであり、また上記特許出願の内容は参照によりその全体が本明細書に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般に、ガラス管を作製する装置および方法に関し、特に、外管と形成部材を含む成形装置を備えたガラス管を作製する装置、成形装置でガラス管を作製する方法、およびエアベアリングでガラス管の断面形状を変更するステップを含むガラス管を作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラス管を形成する従来の方法および装置が知られている。たとえば、ガラス管は押し出し加工、すなわち、テーパー状のバルブの上方から下方へ溶融ガラスを流し、円筒シェルの外面に溶融ガラスを流すことで、成形されることが知られている。そのような従来技術は、製造工程においてガラス管の連続製造を提供することができる。
【発明の概要】
【０００４】
以下は、発明を実施するための形態に記載されるいくつかの例示の態様を基本的に理解するために、本開示の単純化された要約を提示する。
【０００５】
第１の態様例によれば、ガラス管を作製する装置は、外管と形成部材を含む成形装置を備える。この外管は、溶融ガラスの流路を提供するように構成された内部領域を画定する内面を含む。この内面は上流部分と下流部分を含み、外管の軸に対して垂直に取られた内面の上流部分の断面形状は、軸に対して垂直に取られた内面の下流部分の断面形状とは幾何学的に異なる。上記形成部材は、外管の下流部分内に位置する。上記溶融ガラスは、上記内面の下流部分と形成部材の外面との間の断面領域により画定されたガラス管断面輪郭を有して延伸されるように構成される。
【０００６】
第１の態様の一例において、上記内面の上流部分の断面形状は実質的に円形である。
【０００７】
第１の態様の別の例において、上記内面の下流部分の断面形状は横長である。
【０００８】
さらに第１の態様の別の例において、形成部材は、形成部材の対向配置された両端部分間に伸びる、１組の対向配置された凹んだ壁を含む。
【０００９】
さらに第１の態様の別の例において、形成部材の外面は、形成部材と成形装置から延伸されるガラス管との間の空気界面を提供するように構成される。
【００１０】
さらに第１の態様の別の例において、上記内面の下流部分は下流方向において分岐する。
【００１１】
第１の態様のさらなる例において、上記内面の下流部分と形成部材の外面との間の断面領域は、ガラス管の辺縁について変化する壁厚で、ガラス管断面輪郭を延伸するように構成される。
【００１２】
第１の態様例のいかなる例も、単独でまたは上述の第１の態様例の他の例の任意のいくつかと結合して使用されてもよい。
【００１３】
第２の態様例によれば、ガラス管を作製する方法は、外管と形成部材を含む成形装置を提供するステップを含む。さらに、この方法は、外管の上流部分にある量の溶融ガラスを通過させるステップであって、溶融ガラスが外管の軸に対して垂直な方向に沿って取られた第１断面形状を含むステップを含む。また、この方法は、外管の下流部分にある量の溶融ガラスを通過させるステップであって、第１断面形状が外管の下流部分の内面と形成部材の外面との間で画定された第２断面形状に移行させられるステップをさらに含む。この方法は、成形装置から、第２断面形状により画定された管壁断面輪郭を含む、溶融ガラス管を延伸するステップをさらに含む。
【００１４】
第２の態様の一例によれば、方法は、形成部材の下部と溶融ガラス管の内面との間の空気界面を提供するステップをさらに含む。
【００１５】
第２の態様の別の例において、第１断面の形状の辺縁は実質的に円形であり、第２断面の形状の辺縁は横長である。
【００１６】
第２の態様のさらなる例において、ガラス管の辺縁について変化する壁厚で、管壁断面輪郭が延伸される。
【００１７】
第２の態様例のいかなる例も、単独でまたは上述の第２の態様例の他の例の任意のいくつかと結合して使用されてもよい。
【００１８】
第３の態様例によれば、ガラス管を作製する方法は、（Ｉ）成形装置からガラス管を延伸するステップを含み、ガラス管部分は粘性領域へと延伸される。この方法は、（ＩＩ）エアベアリングでガラス管部分の外面に成形力を与えることによりガラス管部分の断面形状を変更するステップをさらに含む。
【００１９】
第３の態様の一例において、ステップ（ＩＩ）に先立って、この方法は、粘性領域から移行領域へとガラス管部分を下流に通し、ガラス管部分を再加熱するステップをさらに含む。
【００２０】
第３の態様の別の例において、ステップ（ＩＩ）に先立って、この方法は、さらに以下のステップを含む：
（ａ）粘性領域から移行領域へとガラス管部分を下流に通すステップ；
（ｂ）第１検査領域内のガラス管部分の特徴を検査するステップ；
（ｃ）ステップ（ｂ）の間に得られた、検査された特徴に基づき、第１検査領域の上流で装置を変更するステップ；および
（ｄ）ガラス管部分を再加熱するステップ。
【００２１】
第３の態様のさらなる例において、ステップ（ｂ）は、移行領域下流の硬化領域において実行される。
【００２２】
第３の態様のさらなる例において、ステップ（ｃ）は、ガラス管が成形装置から延伸される速度を変更するために駆動装置を変更する。
【００２３】
第３の態様のさらなる例において、ステップ（ｃ）は成形装置を含む。
【００２４】
第３の態様の別の例において、ステップ（ｂ）で検査される特徴は、ガラス管の厚さを含む。
【００２５】
第３の態様のさらなる例において、ステップ（ｂ）で検査される特徴は、ガラス管の形状を含む。
【００２６】
第３の態様のさらなる例において、ステップ（ＩＩ）の後、この方法は、さらに以下のステップを含む：
第２検査領域におけるガラス管部分の変更後の特徴を検査するステップ；および
変更後の特徴を検査するステップ中に得られた変更後の特徴に基づき、上流装置を変更するステップ。
【００２７】
第３の態様例のいかなる例も、単独でまたは上述の第３の態様例の他の例の任意のいくつかと結合して使用されてもよい。
【００２８】
これらおよび他の態様は、以下の詳細な説明を添付の図面を参照して読むと、よりよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本開示の態様によるガラス管を作製する装置の第１の部分についての概略図である。
【図２】本開示の態様によるガラス管を作製する装置の第２の部分についての概略図である。
【図３】ガラス管の断面形状を変更するための成形ローラーを図示した、図２の部分図３として表示された、ガラス管を作製する装置の拡大部分である。
【図４】ガラス管の断面形状を変更するステップに先立つ、ガラス管の断面形状を図示する図３のガラス管の線４−４における断面図である。
【図５】ガラス管の断面形状を変更するステップの後の、ガラス管の断面形状を図示する図３のガラス管の線５−５における断面図である。
【図６】ガラス管の断面形状を変更するステップの後の、ガラス管の他の断面形状を図示する図３のガラス管の線５−５に沿った別の断面図である。
【図７】エアベアリングを含む成形加工ベアリングを含むガラス管の断面形状を変更するための別の装置の断面図である。
【図８】さらに接触ベアリングを含む成形加工ベアリングを含むガラス管の断面形状を変更するための別の装置の断面図である。
【図９】本開示の態様によるガラス管を作製する装置の他の第２の部分についての概略図である。
【図１０】図９のガラス管を作製する装置の一部の拡大図を図示する。
【図１１】図９の線１１−１１におけるガラス管の断面図である。
【図１２】形成部材の一例が外管の一例内に配置された、成形装置の一例の斜視図を図示する。
【図１３】図１２の成形装置の平面図である。
【図１４】図１２の成形装置の底面図である。
【図１５】成形装置の形成装置の一例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
ここで、実施形態例を示している添付の図面を参照し、例を以下でより詳細に説明する。可能な限り、図面を通して、同じまたは同様の部分の参照には同じ参照番号を使用する。ただし、態様は多くの異なる形で具現化してもよく、本書に明記される実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。
【００３１】
図１と図２は、様々な用途のために所定形状を有するガラス管を製造する、ガラス管を作製する装置１０１の一部についての略図である。図１はガラス管を作製する装置１０１の上流部分を図示し、一方、図２はガラス管を作製する装置１０１の下流部分を図示している。図１に示されるように、ガラス管を作製する装置１０１は貯蔵槽１０９からバッチ材料１０７を受け取るように構成された溶融槽１０５を含み得る。バッチ材料１０７はモータ１１３により作動されるバッチ送出装置１１１によって導入できる。任意選択のコントローラ１１５は、矢印１１７により示されるように、所望の量のバッチ材料１０７を溶融槽１０５に導入するためにモータ１１３を駆動するように構成することができる。一例において、ガラス金属プローブ１１９を使用して、直立管１２３内の溶融ガラス１２１のレベルを測定し、測定された情報をコントローラ１１５に通信回線１２５を経由して伝えることができる。
【００３２】
ガラス管を作製する装置１０１は、溶融槽１０５の下流に配置され、第１の接続管１２９により溶融槽１０５に連結された、清澄管などの清澄槽１２７を備えてもよい。撹拌槽などの混合槽１３１もまた清澄槽１２７の下流に配置されてもよい。図２に示されるように、ボウルなどの送出槽１３３が混合槽１３１の下流に配置されてもよい。図示されるように、第２の接続管１３５が清澄槽１２７を混合槽１３１に連結し、第３の接続管１３７が混合槽１３１を送出槽１３３に連結してもよい。さらに説明するように、下降管１３９が、溶融ガラス１２１を送出槽１３３からトラフ２０１の入り口１４１に送出するように配置されてもよい。図示されるように、溶融槽１０５、清澄槽１２７、混合槽１３１、送出槽１３３、およびトラフ２０１は、ガラス管を作製する装置１０１に沿って直列に配置してもよい溶融ガラスステーションの例である。
【００３３】
図２は、成形装置２０５から継続的に延伸し得る、細長いガラス管２０３などのガラス管を作製することが可能な様々な方法におけるステップの例を図示する。図２は本質的に概略図であり、ガラス管の屈曲と相対的なサイズは明瞭さのために誇張されている。この方法は、成形装置２０５からガラス管２０３として溶融ガラスを粘性領域２０７ａへ延伸することにより開始することができ、そこでガラス管２０３が容易に変形可能であり得る。加熱および／または冷却要素はガラス管壁の所望の管輪郭形状と厚さを達成するのを助けるために提供されてもよい。
【００３４】
次に、粘性領域２０７ａ内のガラス管２０３の一部が延伸され、粘性領域２０７ａから移行領域２０７ｂへと下流に進む。移行領域２０７ｂにおいて、ガラス管は凍結ガラス管へと硬化し始める。次に、ガラス管２０３の一部が延伸され、移行領域２０７ｂから硬化領域２０７ｃへと下流に進む。
【００３５】
一例において、駆動装置２０９は成形装置２０５からガラス管２０３を所定速度で延伸するのを助けるために使用し得る。様々な速度でガラス管２０３を延伸することで、ガラス管の特徴を変更し得る。たとえば、ガラス管２０３が成形装置２０５から延伸される速度を増減することは、ガラス管２０３の外形および／またはサイズを変更するのに作用し得る。さらなる例において、成形装置２０５からのガラス管２０３の延伸速度の変更は、ガラス管２０３の壁厚を増減し得る。
【００３６】
いくつかの例において、駆動装置２０９は少なくとも１つのローラーを含み得る。たとえば、図示されるように、駆動装置２０９は、たとえば、コントローラ２１１からの指令により一緒に駆動されるように構成された、１組の対向配置されたローラーを含み得る。このコントローラ２１１は、成形装置２０５からガラス管２０３を適切な速度で延伸するように駆動装置２０９を操作するように構成され得、たとえばプログラムされ得る。硬化領域２０７ｃ内のガラス管２０３と接触するように、駆動装置２０９が図示されているが、さらなる例において、駆動装置２０９はガラス管２０３と移行領域２０７ｂにおいて接触してもよい。
【００３７】
次に、ガラス管２０３部分は第１検査領域２１５に延伸され、そこで、ガラス管２０３部分の特徴を測定するのを助けるために検査装置２１３が使用され得る。たとえば、検査装置２１３はガラス管２０３の厚さを測定するのを助けるために使用されてもよい。別の例において、検査装置２１３はガラス管の形状および／またはサイズを測定するのを助けるために使用されてもよいが、さらなる例においてガラス管２０３の他の特徴がモニターされてもよい。
【００３８】
ガラス管を作製する方法は、また、検査装置２１３から得られた検査された特徴（たとえば管形状、サイズ、壁厚など）に基づいて、第１検査領域２１５の上流で装置を変更するステップを含むこともできる。コントローラは検査装置２１３から情報を受信し、次に、検査された特徴に基づいて第１検査領域２１５の上流で装置を変更するように作動することができる。
【００３９】
一例において、上流装置は駆動装置２０９を含んでもよい。たとえば、一例において、コントローラは、ガラス管２０３が成形装置２０５から延伸される速度を変更するように駆動装置２０９を変更してもよい。たとえば、検査装置２１３は、ガラス管が検査された厚さ「Ｔ１」を有すると判断し得る。コントローラ２１１は検査された厚さ「Ｔ１」を所望の厚さ「Ｔ」と比較し得る。検査された厚さ「Ｔ１」が所望の厚さ「Ｔ」より大きい場合、コントローラ２１１は、ガラス管２０３が成形装置２０５から延伸される速度を上げ、より厳密に所望の厚さ「Ｔ」に近似させるために「Ｔ１」の厚さを低減するのを助けるように駆動装置２０９を変更してもよい。同様に、検査厚さ「Ｔ１」が所望の厚さ「Ｔ」未満である場合、コントローラ２１１は、ガラス管２０３が成形装置２０５から延伸される速度を下げ、より厳密に所望の厚さ「Ｔ」に近似させるために厚さ「Ｔ１」を増加させるのを助けるように駆動装置２０９を変更してもよい。
【００４０】
別の例において、上流装置は成形装置２０５を含んでもよい。コントローラは、ガラス管の辺縁について所望の厚さ輪郭（たとえば実質的に一定の厚さまたは他の厚さ輪郭）を提供するのを助けるために成形装置２０５を変更してもよい。たとえば、コントローラ２１１は、成形装置２０５とトラフ２０１との間の角度を傾けるように構成されたアクチュエーター２１７に信号を送って、管の辺縁についてガラス管の厚さ輪郭を変更してもよい。そのため、適切な傾斜が、所望の範囲外である厚さ変動を補正するのを助けることができる。
【００４１】
さらに別の例において、粘性領域２０７ａ内および／または溶融ガラスがガラス管に延伸されている近傍において、ガラス管の辺縁についてあらかじめ選択された位置で、ガラス管を選択的に加熱および／または冷却するように、加熱および／または冷却装置が配置されてもよい。そのため、ガラス管の異なる部分を成形する溶融ガラスの、溶融ガラス流動率を変化させるように、溶融ガラス流を変更し得る。そのような例において、あらかじめ選択された位置で温度を制御することは、ガラス管の辺縁について所望の厚さ輪郭を有するガラス管を得るのを、さらに容易にできる。
【００４２】
次に、ガラス管２０３の部分は、第１検査領域２１５から変更領域２１９へと下流に進むことができる。変更領域は、様々な用途に合うようにガラス管の断面形状を変更することができる。ガラス管の部分は変更領域２１９において加熱装置２２１により加熱することができる。ガラス管の部分を成形温度とするために、抵抗加熱装置、バーナーまたは他の熱源などの様々な加熱装置が提供されてもよい。いくつかの例において、ガラス管が変更領域２１９に入り、ガラス管２０３を成形するための適温に再加熱されるとき、ガラス管はまだ移行領域２０７ｂ内にあってもよい。
【００４３】
図２に概略的に示されるように、再加熱後にガラス管２０３の断面形状は、ガラス管２０３の外面に成形力を加えるように構成された変更装置２２３により変更されてもよい。たとえば、図３に示されるように、成形装置は１組の対向配置された成形ローラー３０１ａ、３０１ｂを含むことができる。図５に示されるように、成形ローラー３０１ａ、３０１ｂの各々は１組の対応する成形表面５０１ａ、５０１ｂを含むことができる。図４に示されるように、一例において、ガラス管２０３の部分は成形装置２０５からガラス管２０３を延伸するとき、最初に発生し得る実質的に円形の輪郭４０１を含んでもよい。ガラス管の部分は方向３０３に沿って移動し、一方、成形ローラー３０１ａ、３０１ｂは、それぞれの方向３０５ａ、３０５ｂに沿ってそれぞれの回転軸３０７ａ、３０７ｂのまわりで回転する。図示された成形ローラー３０１ａ、３０１ｂはアイドルローラを含むが、ローラーはさらなる例において駆動されてもよい。さらに図示されたように、ガラス管は、次に、成形ローラー３０１ａ、３０１ｂの成形表面５０１ａ、５０１ｂに追随する、図示された楕円形の断面形状５０３などの横長の断面形状を達成することができる。図６は、成形ローラー３０１ａ、３０１ｂに類似した成形ローラー６０１ａ、６０１ｂの別の例を図示するが、ガラス管の断面形状を変更し、図示された長方形の断面形状６０５のように、別の横長の断面形状を達成するように構成された、他の成形表面６０３ａ、６０３ｂを含む。
【００４４】
図５と図６は、本開示の例によって提供され得る、様々な断面形状（たとえば、卵形、または他の形状）のうち、横長の断面形状の単に２つの例を図示したに過ぎない。さらに、変更される断面形状は異なる構造を有する別の円形形状でもよい。図６に示されるように、長方形形状でもよいが、さらなる例において３つ以上の辺で他の多角形形状が形成されていてもよい。各例において、管の内部は、適切にガラス管を形成するのを助けるのに、圧力下に置かれてもよい。
【００４５】
成形ローラー以外の変更装置が、ガラス管の外面に適切な成形力を加えるために提供されてもよい。たとえば、成形ベアリングは、ガラス管を成形ベアリングの内部成形チャネルに通して、ガラス管を形成するために使用され得る。図７は、成形加工表面７０５とガラス管２０３の外面７０７との間の所望のスペースを維持するように構成された、複数の圧力ポート７０３を含むエアベアリング７０１を含む成形ベアリングを図示する。そのため、もしあったとしても、ガラス管２０３の外面７０７との最小限の接触で、ガラス管２０３の断面形状は成形加工表面７０５により変更され得る。そのため、外管の表面品質は最適条件において維持することができる。
【００４６】
図８は、適切な成形力を加えるためにガラス管２０３の外面７０７を接触させるように構成された成形加工表面８０３を含む、接触ベアリング８０１を含む別の成形加工ベアリングをさらに図示する。外面７０７のスクラッチを最小限にするために、接触ベアリング８０１は低摩擦材を備えてもよい。接触ベアリング８０１は、様々な用途において適切なレベルの外面品質をさらに提供し得るが、エアベアリングより安価であり得る。
【００４７】
さらに図２で示されるように、装置は変更装置２２３からガラス管を延伸するのを助け得る、任意選択の第２駆動装置２２５を含んでもよい。たとえば、ガラス管の断面形状を変更する間、変更装置２２３がガラス管の動きを制限するなら、駆動装置２２５の回転速度を増加させると、ガラス管の厚さを減じ得る。
【００４８】
さらに図２で示されるように、第２検査領域２２９で同様にガラス管部分の変更後の特徴を測定するのに、検査装置２１３に類似した、任意選択の第２検査装置２２７を備えてもよい。次に、測定された特徴に関するフィードバックはコントローラ２１１に送り返すことができ、第２検査装置２２７により得られた、変更後の特徴に基づき上流装置を変更できる。そのため、さらに、ガラス管の最終形状の微調整が第２検査装置２２７経由で提供されてもよい。たとえば、第２検査装置２２７は、ガラス管２０３の厚さが厚すぎると判断し得、その場合コントローラは、ガラス管が変更装置２２３から延伸される速度を増加させるために、駆動装置２２５により速く回転するように合図する。あるいは、第２検査装置２２７は、ガラス管２０３の厚さが薄すぎると判断し得、その場合コントローラは、ガラス管が変更装置２２３から延伸される速度を減じるために、駆動装置２２５により遅く回転するように合図する。さらに、第２検査装置２２７は、ガラス管の全体的な形状が大きすぎることを判断し得る。図７の例において、コントローラ２１１は、圧力ポート７０３へ提供される圧力を増加させ、それによって、ガラス管の断面のサイズをさらに減じ得る。あるいは、ガラス管の全体的な形状が小さすぎる場合、コントローラ２１１からの指令信号に基づいて、圧力ポート７０３による加圧は減じられ得る。
【００４９】
次に、切断機構２３１は、連続的な延伸ガラス管から所望の長さのガラス管セグメント２３３を切断し得る。そのため、溶融ガラスは、周期的にガラス管セグメントに切断される、細長いガラス管へと継続的に延伸することができる。
【００５０】
図９は本開示のさらなる例による成形装置の別の例を図示する。図９は、送出槽１３３、下降管１３９およびトラフ９０１への入り口１４１が明確さのために示されていない、図１の別の延長と考えることができる。さらに示されるように、ガラス管を作製する装置は、成形装置９０３を押し出し装置の端部に設けてもよいが、さらなる例において、図示されたトラフ９０１の底に統合され得る成形装置９０３をさらに含む。成形装置９０３は、（図示されるように）別部品でもよい外管９０５と形成部材９０７を含むが、さらなる例において、外管と形成部材は単一部品として統合されてもよい。外管９０５は、溶融ガラス１２１の流路を提供するように構成された内部領域９１１を画定する内面９０９を含む。外管９０５は上流部分９０６ａと下流部分９０６ｂを含む。内面９０９は、外管９０５の上流部分９０６ａに関連した上流部分９０９ａを含む。内面９０９は、外管９０５の下流部分９０６ｂに関連した下流部分９０９ｂをさらに含む。
【００５１】
外管９０５の軸９１３に対して垂直に取られた内面９０９の上流部分９０９ａの断面形状は、軸９１３に対して垂直に取られた内面９０９の下流部分９０９ｂの断面形状と幾何学的に異なる。一例において、図１２と図１３に示されるように、内面９０９の上流部分９０９ａの断面形状は、実質的に円形である。さらにまたは代替として、図１２と図１４に示されるように、内面の下流部分９０９ｂの断面形状は横長である。
【００５２】
外管９０５の具体的な特徴を、図１２〜図１４を参照して以下に説明する。外管９０５は、外管９０５の上流および下流部分９０６ａ、９０６ｂの全体にわたって、実質的に同一の壁厚で構成された管状構造を含み得る。したがって、内面部分は、外管９０５の対応する外面部分に追随する。そのため、外管９０５の内面特徴は外面特徴の検査に基づいて理解され得る。
【００５３】
図１２に示されるように、上流部分９０６ａは内側の円柱面１２０１ｂに追随する外側の円柱面１２０１ａを含むことができる。図１４を参照すると、下流部分９０６ｂは、第１内側平面１４０１ｂに追随する第１外側平面１４０１ａを含むことができる。同様に、下流部分９０６ｂは、また第２内側平面１４０３ｂに追随する第２外側平面１４０３ａを含むことができる。下流部分９０６ｂはまた、それぞれの内側表面１４０７ａ、１４０７ｂを画定する、第１曲線端部１４０５ａと第２曲線端部１４０５ｂを含むことができる。
【００５４】
図１２を参照すると、外管９０５は、また仮想環１２０５から始まり、下流方向１２０７に対して内側にテーパー状となった内面１２０９がある遷移領域１２０３を含むことができる。遷移領域はまた、内面１２０９から下流に、下流方向１２０７に対して外側にテーパー状となった別の内面１２１１を含むことができる。
【００５５】
図９にさらに示されるように、形成部材は外管９０５の下流部分９０６ｂ内に位置し、溶融ガラスが、内面９０９の下流部分９０９ｂと形成部材９０７の外面９１７との間で画定された、ガラス管断面輪郭１１０１を有するガラス管９１５として延伸されるように構成される（図１１を参照）。
【００５６】
形成部材９０７の態様を、以下図１５を参照して説明する。図示されるように、形成部材９０７は、形成部材の対向配置された両端部分１５０５と１５０７との間に伸びる、１組の対向する凹んだ壁１５０１、１５０３を含むことができる。図示されるように、両端部分１５０５、１５０７は球形の両端部分を含んでもよい。一例において、形成部材の外面は、形成部材と、成形装置から延伸されているガラス管との間の空気界面を提供するように構成される。たとえば、図１５に示されるように、両端部分１５０５、１５０７の外面は両端部分１５０５、１５０７の表面に空気圧を供給するように構成された複数の空気口１５０９を含んでもよい。
【００５７】
ガラス管を作製する方法を、図９と図１０を参照して説明する。この方法は外管９０５の上流部分９０６ａにある量の溶融ガラス１２１を通過させるステップであって、溶融ガラスが、外管の軸に対して垂直な方向に沿って取られた第１断面形状を含む、ステップを含む。実際は、図１２で示されるように、第１断面形状は環状断面１２１３を含む。
【００５８】
この方法は、また、外管９０５の下流部分９０６ｂにある量の溶融ガラスを通すステップを含む。第１断面形状１２１３は、外管９０５の下流部分９０６ｂの内面９０９ｂと形成部材９０７の外面９１７との間に画定された、第２断面形状１４０９（図１４を参照）に移行させられる。
【００５９】
この方法は、また、成形装置から、第２断面形状１４０９により画定した管壁断面輪郭１１０１（図１１を参照）を含む、溶融ガラスを延伸するステップを含む。様々な形状、サイズおよび厚さの様々な輪郭が提供され得る。様々な他の形状がさらなる例において提供され得るという理解の下に、たとえば、図１１は横長としての断面形状１４０９を図示する。さらに、壁厚は、ガラス管の辺縁について変化する所望の壁厚輪郭を実現するように制御され得る。たとえば、本開示の装置と方法のうちのいずれも、ガラス管の辺縁について実質的に一定の壁厚Ｗ１を提供してもよい。あるいは、破線で示されるように、ガラス管の辺縁について様々な部分が交互の厚さを有していてもよい。たとえば、横長の管の端部は横長の管の中央部より厚みのある厚さＷ２を含んでもよい。
【００６０】
一例において、空気界面は、形成部材の下部部分と溶融ガラス管の内面との間に提供され得る。たとえば、図９に示されるように、形成部材９０７は、支持軸９１９に支持されてもよく、支持軸は、図１０に示される端部１００１で栓をし得る中空の空気孔９２１を含んでもよい。そのため、加圧空気は中空の空気孔９２１を介して、図１０に示される空気界面１００３を創出するために、空気口１５０９へと押し込まれ得る。支持軸９１９は図示された位置において形成部材９０７を支持することができる。調整機構（図示せず）もまた、支持軸９１９が外管９０５に対していかなる方角にも調整され得るように提供されてもよい。一例において、支持機構は下流方向１２０７を含む軸に沿って調整されるように構成されてもよい。外管のテーパーおよび／または形成部材９０７のテーパーが、断面積（それはシステムのヘッドロスに直接影響を与える）を調整して、ガラス流量を調整することができる。
【００６１】
空気口１５０９を提供することにより、形成部材９０７の端部１５０５、１５０７のように空気界面を創出するのを助け得、形成部材からガラス管９１５を解放するのを助ける。図９と図１０に示されるように、空気口１５０９を含む、形成部材９０７の端部は、外管９０５の下端１００７から下流に伸びることができる。そのため、一旦、ガラス管が外管９０５の下端１００７から延伸されれば、空気口１５０９、凹んだ壁１５０１、１５０３が、形成部材からガラス管を解放するのを助けることができる。いくつかの例において、壁は約１５０マイクロメートル〜約１０００マイクロメートルまで凹んでもよいが、他の凹んだ構造がさらなる例において提供されてもよい。さらに、空気口は、ガラス管の壁に所望形状の特性および／または厚さを達成するために、ガラス管の形状がわずかに変更され得る程度まで加圧されてもよい。図１０に示されるように、任意選択的に、空気孔９２１または別の空気孔は加圧空気１００５を供給し、ガラス管内に約５ｍｂａｒ（約５００Ｐａ）〜約３０ｍｂａｒ（約３０００Ｐａ）などの所定の高圧力を創出するのを助けるよう意図されていてもよい。
【００６２】
さらなる例において、たとえば形成部材９０７を加熱および／または冷却して、ガラス管９１５に温度制御を提供してもよい。たとえば、温度制御マニホールドは、成形装置より下に伸びて、ガラス管のターゲットとされた範囲を選択的に制御するように一緒にまたは独立して制御され得るように構成された、一連の加熱および／または冷却要素を含んでもよい。温度制御は、ガラス厚さを調整するのを助けることができ、および／または、他にも、管が形成部材９０７から形成される際に、強化されたガラス管の形成を提供することができる。一例において、温度は、形成部材から管を形成する溶融ガラスの粘性を制御するのを助けることができる。たとえば、温度制御または他のプロセスパラメータは、約１０ポアズ（約１Ｐａ・ｓ）〜約１００ポアズ（約１０Ｐａ・ｓ）の粘性を有する形成部材９０７の端部から流れるガラス管を提供することができる。
【００６３】
本開示の態様は、所望の均一のまたは変化する厚さを有する様々な管状の構造を提供することができる。そのため、可能性として無限の形状の管状の構造が提供され得る。さらに、特定用途の必要条件に応じて、可変的な壁厚が提供されてもよく、または、一定の壁厚が提供されてもよい。ここに記述された管形成装置と技術は、低レベルの混入物および／またはストリーク、高いガラス明瞭性および高生産性とともに、十分な表面品質を提供する。
【００６４】
外管９０５と形成部材９０７のような成形部材９０３は、白金および白金合金などの様々な材料から形成されてもよい。対象とするガラスに応じて、炭化ケイ素または黒鉛（周辺環境の雰囲気調整が必要）を使用することができる。
【００６５】
請求される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の改変および変形が作製可能であることは当業者には明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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