(57)【要約】  実施形態において、ガラス製造装置を動作させる方法は、混合容器と送達容器との間に延在する送達導管を、該送達導管の外面の周りに位置付けられた抵抗巻線で加熱する工程を含みうる。本方法はまた、送達導管内に溶融ガラスを流す前に該送達導管を抵抗巻線で加熱しつつ、送達導管に電流を注入し、それによって送達導管の温度を上昇させる工程も含んでよく、ここで、送達導管内に入る入力熱流束は、送達導管内に溶融ガラスを流す前に送達導管から出る出力熱流束よりも大きい。
2018526319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の容器と第２の容器との間に延在する送達導管を、該送達導管の外面の周りに位置付けられた抵抗巻線で加熱する工程、及び
前記送達導管を前記抵抗巻線で加熱しつつ、前記送達導管内に溶融ガラスを流す前に前記送達導管に電流を注入し、それによって前記送達導管の温度を上昇させる工程
を含む、ガラス製造装置を動作させる方法であって、
前記送達導管内に入る入力熱流束が、前記送達導管内に溶融ガラスを流す前に前記送達導管から出る出力熱流束より大きい、
方法。
【請求項２】
前記第１の容器から前記第２の容器へと前記送達導管内に溶融ガラスを流す工程、
前記溶融ガラスが前記送達導管内を流れる際に、前記送達導管を前記抵抗巻線で加熱する工程、及び
前記溶融ガラスが前記送達導管内を流れる際に、前記送達導管を通じた電流の前記注入を中止する工程
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記溶融ガラスが前記送達導管内を流れる際に、前記送達導管に電流を断続的に注入する工程
をさらに含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
溶融ガラスが前記送達導管内を流れる際に前記送達導管の温度を測定する工程、及び
前記送達導管の温度が閾値温度未満のときに、前記送達導管に電流を注入する工程
をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ガラス製造装置を通る溶融ガラスの流量をモニタする工程、及び
前記ガラス製造装置を通る溶融ガラスの流量がベースライン流量未満のときに、前記送達導管に電流を注入する工程
をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ガラス製造装置を用いて前記溶融ガラスをガラスリボンへと成形する工程、
前記ガラスリボンにおける欠陥を、探傷システムを用いて自動的に検出する工程、及び
前記探傷システムを用いて前記ガラスリボンに欠陥が検出されたときに、前記送達導管に電流を注入する工程
をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記抵抗巻線を通過する電流をモニタする工程、及び
前記電流が閾値電流値未満のときに、前記送達導管を通る前記電流を増加させる工程
をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の容器が、前記送達導管に電気的に接続された下流電極を備えており、かつ
前記第１の容器が、前記送達導管に電気的に接続された上流電極を備えており、ここで、前記上流電極、前記送達導管、及び前記下流電極が閉ループ回路で電気的に接続されている
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の容器が混合容器を備えており、かつ、前記第２の容器が送達容器を備えていることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記送達容器が、成形容器に流体接続されていることを特徴とする、請求項９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本願に援用される、２０１５年９月９日出願の米国特許出願第１４／８４８８００号の米国法典第３５編特許法１１９条に基づく優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本明細書は、概してガラス製造装置に関し、より詳細には、ガラス製造装置の一部を加熱するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラス製造プロセスにおいて、溶融ガラスを最終的な形態（例えば、シート、リボン、シリンダ等）へと成形する前に、溶融ガラスは一連の処理及び調整ステージを通過する。これらの処理及び調整ステージは、耐火金属から形成される一連の管又は導管で相互接続されうる。各処理及び／又は調整ステージは、ガラスがその特定のプロセスのための特定の温度範囲内に維持されることを必要とする場合がある。これらの温度範囲は共通しない場合があるため、所望の特性を有するガラスを得るためには、さまざまな処理及び／又は調整ステージを通る熱流束を制御する必要がありうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、ガラス製造装置の一部分を加熱するのに適した代替的な装置及び方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態によれば、ガラス製造装置を動作させる方法は、混合容器と送達容器との間に延在する送達導管を、該送達導管の外面の周りに位置付けられた抵抗巻線で加熱する工程を含みうる。本方法はまた、送達導管を抵抗巻線で加熱しつつ、送達導管内に溶融ガラスを流す前に送達導管に電流を注入し、それによって送達導管の温度を上昇させる工程も含んでよく、ここで、送達導管内に入る入力熱流束は、送達導管内に溶融ガラスを流す前に送達導管から出る出力熱流束よりも大きい。
【０００６】
別の実施形態では、ガラス製造装置は、上流電極を備えた混合容器と、下流電極を備えた送達容器とを含みうる。送達導管は、混合容器を送達容器に接続することができる。送達導管は、該送達導管の外面の周りに位置付けられた抵抗巻線を備えていてもよい。第１の電源は、抵抗巻線に電気的に接続されうる。第２の電源は、閉ループ回路で、上流電極、下流電極、及び送達導管に電気的に接続されうる。電子制御ユニットは、第１の電源及び第２の電源に通信可能に接続されうる。電子制御ユニットは、メモリと、コンピュータ可読かつ実行可能な命令セットとを含みうる。プロセッサによって実行されると、コンピュータ可読かつ実行可能な命令セットは、第１の電源を作動させ、それによって送達導管を抵抗巻線で加熱し、かつ、送達導管内に溶融ガラスを流す前に、第２の電源を作動させ、それによって、送達導管を抵抗巻線で加熱しつつ、送達導管に電流を注入し、かつ、送達導管内に入る入力熱流束が送達導管内に溶融ガラスを流す前に送達導管から出る出力熱流束よりも大きくなるように、送達導管の温度を上昇させるように動作可能でありうる。
【０００７】
本明細書に記載されるガラス製造装置及びその動作方法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、一部には、その説明から当業者に容易に明らかになり、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実施形態を実施することによって認識されよう。
【０００８】
前述の概要及び以下の詳細な説明はいずれも、さまざまな実施形態を説明しており、特許請求される主題の本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が意図されていることが理解されるべきである。添付の図面は、さまざまな実施形態のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に取り込まれてその一部を構成する。図面は、本明細書に記載されるさまざまな実施形態を例証しており、その説明とともに、特許請求される主題の原理及び動作を説明する役割を担う。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本明細書に示され説明される１つ以上の実施形態に従うガラス製造装置の概略図
【図２】本明細書に示され説明される１つ以上の実施形態に従う図１のガラス製造装置の送達導管の断面の概略図
【図３】図１のガラス製造装置のさまざまな電気構成要素の相互接続性を概略的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
これより、その例が添付の図面に例証される、ガラス製造装置及びその動作方法の実施形態について詳細に説明する。図面全体を通じて、同一又は同様の部分についての言及には、できる限り同じ参照番号が用いられる。一実施形態によれば、ガラス製造装置を動作させる方法は、混合容器と送達容器との間に延在する送達導管を、該送達導管の外面の周りに位置付けられた抵抗巻線で加熱する工程を含みうる。本方法はまた、送達導管を抵抗巻線で加熱しつつ、送達導管内に溶融ガラスを流す前に送達導管に電流を注入し、それによって送達導管の温度を上昇させる工程も含んでよく、ここで、送達導管内に入る入力熱流束は、送達導管内に溶融ガラスを流す前に送達導管から出る出力熱流束より大きい。ガラス製造装置及びその動作方法の実施形態は、添付の図面を具体的に参照しつつ、本明細書にさらに詳細に説明される。
【００１１】
本明細書に記載されるように、溶融ガラスは、ガラス製造装置の連続するステージ間を、耐火金属から形成された管又は導管を使用して搬送されうる。これらの管又は導管は、熱「損失性（lossy）」になるように構成されうる。すなわち、管又は導管は、該管又は導管から熱を放散し、それによって、管又は導管内を流れる溶融ガラスの温度制御を改善できるように構成されうる。特に、ガラス製造装置の連続するステージは、溶融ガラスが、ガラス製造装置のそのステージ又は下流のステージにおいて行われる処理を実行するためのある特定の温度レジームの範囲内にあることを必要とする場合がある。ガラス製造装置の下流のステージがガラス製造装置の上流のステージよりも低い温度レジームを必要とする場合は、溶融ガラスが上流のステージから下流のステージへと流れる際に、溶融ガラスから熱を取り除く必要がある。本文脈では、溶融ガラスは上流から下流へと流れ、このように、形容詞「上流（の）」及び「下流（の）」は、ガラス製造装置におけるプロセス又は構成要素の相対的な方向及び／又はタイミングのことを指す。例えば、溶融ガラスは、「下流」の構成要素内を流れる前に、「上流」の構成要素又はプロセス内を流れる。
【００１２】
上流のステージが、次の連続した下流のステージで必要とされるよりも大きい温度レジームを有する場合には、よく断熱された管又は導管は溶融ガラスからの熱の除去を妨げることから、上流のステージを下流のステージに接続するには、このよく断熱された（熱効率の良い）管又は導管は不適である。したがって、例えば取り囲む断熱材料を含めて、管又は導管は、溶融ガラスからの熱の除去に役立つように、管又は導管から熱を放散するように構成されうる。しかしながら、熱「損失性」の管又は導管は、溶融ガラスからの熱の除去には役立つ一方で、このような管又は導管は、溶融ガラスの温度の十分な制御をもたらさない。このことに対処するため、管又は導管には、該管又は導管の間接加熱に使用することができ、それによって、溶融ガラスが管又は導管内を流れる際に溶融ガラスの温度の制御を改善する、例えば管又は導管の周囲に位置付けられた抵抗巻線などの加熱素子が設けられてもよい。
【００１３】
上述のように管又は導管を伴って構成されたガラス製造装置は、該装置の動作中の溶融ガラスの温度の制御に有効でありうる一方で、それらは、装置に溶融ガラスを流す前に、ガラス製造装置の加熱に重大な障害を導入してしまう。特に、ガラス製造装置の一部分は、始動時に所望の流れを達成するために、ガラス製造装置に溶融ガラスを流す前に予備加熱される。しかしながら、熱「損失性」の管又は導管では、該管又は導管から熱があまりにも効率的に除去されてしまう可能性があり、結果として、加熱素子は、管又は導管が溶融ガラスを含まない（又は実質的に含まない）ときに、該管又は導管を必要とされる動作温度にまで加熱できない可能性がある。すなわち、管又は導管は、熱が抵抗巻線によって管又は導管に取り込まれうるよりも速く、それらの巻線から熱を効果的に放散してしまう。本明細書に記載される実施形態は、ガラス製造装置の始動中に遭遇する加熱の問題を軽減することを対象とする。
【００１４】
これより、図１を参照すると、ガラスリボン１２などのガラスを製造するためのガラス製造装置１０の一実施形態が概略的に示されている。ガラス製造装置１０は、概して、貯蔵ビン１８からバッチ材料１６を受け入れるように構成された溶融容器１５を備えている。バッチ材料１６は、モータ２２を備えたバッチ送達デバイス２０によって、溶融容器１５に導入されうる。任意選択的なコントローラ２４を設けて、モータ２２を作動させてもよく、また、溶融ガラスレベルプローブ２８を用いて、スタンドパイプ３０内のガラスの融液レベルを測定し、測定情報をコントローラ２４に伝達してもよい。
【００１５】
ガラス製造装置１０は、溶融容器１５の下流に位置し、かつ、第１の接続管３６によって溶融容器１５に連結された、清澄管などの清澄容器３８も備えていてよい。混合容器４２は、清澄容器３８の下流に位置する。送達容器４６は、混合容器４２の下流に位置する。図示されるように、第２の接続管４０は、清澄容器３８を混合容器４２に連結する。送達導管４４は、混合容器４２を送達容器４６に連結する。さらに示されるように、下降管４８は、ガラス融液を送達容器４６から成形装置６０の入口５０まで送達するように位置づけられる。本明細書に示され説明される実施形態では、成形装置６０は、アイソパイプとも称されうる融着成形容器でありうる。成形装置６０は、図１では融着成形容器として描かれているが、他の実施形態では、成形装置６０は、スロットドロー装置、若しくは、限定はしないがガラス管を含めた、溶融ガラスをガラスリボン１２又は別の構成へと成形するのに適した別の装置であってもよいことが理解されるべきである。
【００１６】
溶融容器１５は、典型的には、耐火性の（例えば、セラミック）れんがなどの耐火材料から作られる。ガラス製造装置１０は、典型的には、例えば、白金、若しくは、白金−ロジウム、白金−イリジウム及びそれらの組合せなどの白金含有金属など、導電性の耐火金属から作られた構成要素をさらに備えていてもよい。このような耐火金属には、モリブデン、パラジウム、レニウム、タンタル、チタン、タングステン、ルテニウム、オスミウム、ジルコニウム、及びそれらの合金、及び／又は、二酸化ジルコニウムも含まれうる。白金含有構成要素としては、第１の接続管３６、清澄容器３８、第２の接続管４０、スタンドパイプ３０、混合容器４２、送達導管４４、送達容器４６、下降管４８、及び入口５０のうちの１つ以上が挙げられうる。実施形態において、成形装置６０もまた、前述の耐火セラミック材料及び耐火金属を含めた耐火材料でできていてもよい。
【００１７】
これより図１及び２を参照すると、送達導管４４の少なくとも一部の断面が、図２に概略的に示されている。実施形態において、送達導管４４は、該送達導管４４の外面９４の周りに配置された複数の抵抗巻線９０を備えていてもよい。抵抗巻線９０は、例えば、二ケイ化モリブデン、白金、白金−ロジウム合金、例えばＫａｎｔｈａｌ  Ａ１、Ｋａｎｔｈａｌ  ＡＰＭ（フェライト系鉄−クロム−アルミニウム合金）などの鉄−クロム−アルミニウム合金、又は高温加熱素子の形成に適した任意の他の材料から形成されうる。抵抗巻線９０は、該抵抗巻線９０に電流を供給する第１の電源（図１及び２には示されていない）に接続されて、該抵抗巻線９０を抵抗加熱し、伝導及び／又は放射によって送達導管４４を間接的に加熱することができる。
【００１８】
図１及び２をさらに参照すると、送達導管４４は、抵抗巻線９０の周りに位置付けられた断熱耐火材料９２をさらに備えていてもよい。断熱耐火材料９２は、上述のように、送達導管４４が熱損失性になるように、抵抗巻線９０及び／又は送達導管４４の外面９４から熱を放散することができる、高熱損失性耐火材料でありうる。実施形態において、断熱耐火材料９２は、例えば、ＲＨＩ−Ｍｏｎｏｆｒａｘ社製造のＭｏｎｏ  Ａ２又はＭｏｎｏ  Ｍ耐火材料、Ｎａｒｃｏ社製造のＴａｍａｘ又はＧｅｍ耐火材料、若しくは、ＳＧＴＭＫＫ社製造のＳｃｉｍｏｓ  Ａ又はＳｃｉｍｏｓ  ＣＺ耐火材料でありうる。よって、抵抗巻線９０を使用して、送達導管４４を間接的に加熱することができること、及び、断熱耐火材料９２は、送達導管４４から熱を容易に逃がすことができると同時に、導管にある程度の断熱性を提供することが理解されるべきである。
【００１９】
再び図１を参照すると、ガラス製造装置１０は、送達導管４４の下流端に電気的に接続された、又は代替的に、送達導管４４の下流に位置付けられ、かつ送達導管４４に電気的に接続された導電性構成要素に電気的に接続された、下流電極７０をさらに含んでいてもよい。例えば、実施形態において、下流電極７０は、図１に示されるように、送達容器４６の上のスタンドパイプに連結されてもよく、これが今度は送達導管４４に電気的に接続される。加えて、ガラス製造装置１０はまた、送達導管４４の上流端に電気的に接続された、又は代替的に、送達導管４４の上流の導電性構成要素に電気的に接続され、かつ送達導管４４に電気的に接続された、上流電極７２も含みうる。例えば、実施形態において、上流電極７２は、混合容器４２の下端に該混合容器の出口に近接して接続されていてもよく、及び／又は、送達導管４４に電気的に接続されていてもよい。
【００２０】
下流電極７０及び上流電極７２は、例えば、上述したように、白金、若しくは、白金−ロジウム、白金−イリジウム及びそれらの組合せを含めた白金含有金属などの導電性の耐火金属から形成さすることができる。送達導管４４のいずれかの端部における下流電極７０及び上流電極７２の位置は、送達導管４４内への電流の注入、及び、電流による送達導管４４の通過を促し、それによって、送達導管４４を抵抗加熱によって直接加熱し、今度は、送達導管４４内に内容物が存在する場合には、送達導管４４の内容物（すなわち、溶融ガラス）を加熱する。例えば、実施形態において、第２の電源（図１には示されていない）は、上流電極７２、下流電極７０、送達導管４４、及び第２の電源が閉ループ回路を形成するように、下流電極７０及び上流電極７２に電気的に接続することができる。本明細書に記載される実施形態では、第２の電源Ｐ２は、電流が下流電極７０を通して閉ループ回路内に注入されるように、下流電極７０に電気的に接続される。しかしながら、代替的な実施形態では、電流は、上流電極７２を通して注入されてもよいことが理解されるべきである。第２の電源Ｐ２を用いて送達導管４４に供給される電流は、抵抗加熱によって送達導管４４を直接加熱する。この抵抗加熱による送達導管４４の直接加熱は、例えば上述の抵抗巻線９０を用いるなどの送達導管の間接的な加熱に加えて、行うことができる。
【００２１】
図１及び２には、ガラス製造装置１０の送達導管４４が直接加熱と間接加熱の両方を促すように構成されているように描かれているが、第１の接続管３６及び第２の接続管４０も、直接加熱と間接加熱の組合せによって、接続管３６、４０、及び／又はその中を流れる溶融ガラスの温度の制御を促すように、同様に構成可能である（すなわち、抵抗巻線、耐火断熱材、及びいずれかの端部に近接して位置する電極を有する）ことが理解されるべきである。例えば、実施形態において、第２の接続管４０は、図２に関して記載されるように、抵抗巻線及び耐火断熱材を備えていてもよい。加えて、第２の接続管４０は、清澄容器３８上に又はそれに隣接して位置づけられた上流電極に電気的に接続されてもよく、かつ、混合容器４２上に又はそれに隣接して位置づけられた下流電極に電気的に接続されてもよい。同様の構成が、溶融容器１５と清澄容器３８との間に位置する第１の接続管にも用いられうる。１つ以上の熱電対が、それぞれの管の温度を検出するために、第１の接続管３６及び第２の接続管４０の各々と動作可能に関連付けられうる。第１及び第２の接続管３６、４０が送達導管４４と同様の方式で構成される実施形態では、送達導管４４に関して本明細書にさらに詳細に記載されるものと同様の制御手法を使用して、第１の接続管３６及び第２の接続管４０の温度を制御してもよい。
【００２２】
実施形態において、ガラス製造装置１０は、送達導管４４と動作可能に関連付けられた１つ以上の熱電対８０（図１に示されているもの）をさらに含みうる。１つ以上の熱電対８０を利用して、送達導管４４の温度及び、送達導管４４内に内容物が存在する場合には、送達導管４４の内容物（すなわち、溶融ガラス）をモニタすることができる。
【００２３】
幾つかの実施形態では、ガラス製造装置１０は、任意選択的に、探傷システム（ＦＤＳ）８４及び／又は流量モニタ（ＦＲＭ）８２を含んでいてもよい。探傷システム８４は、該探傷システム８４が、成形装置６０によって形成されたガラスリボン１２に存在する内包物、表面付着物（onclusions）、シード（すなわち、気泡）、ボイド、コード、ストライエーション、スクラッチ、ブリスター、若しくは、不連続性又は材料の不均質性に関連する他の不完全性などの欠陥を検出できるように、成形装置６０の下流に位置付けることができる。探傷システム８４は、ガラスリボンの欠陥の検出に適した任意の光及び／又は音検出システムを備えていてもよい。適切な探傷システム８４の１つは、発明の名称を「ガラスシートの検査のための傾斜透過照明検査システム及び方法（Oblique Transmission Illumination Inspection Systems And Method For Inspecting Glass Sheet）」とする、Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ社に譲渡された米国特許第７，２８３，２２７号明細書に記載されているが、しかしながら、本明細書に記載されるガラス製造システム及び方法とともに使用するための他の探傷システムも予定されており、可能であることが理解されるべきである。
【００２４】
流量モニタ８２は、備わっている場合には、ガラスリボンが成形装置６０から延伸される速度を流量モニタ８２が検出できるように、成形装置６０の下流に位置付けられうる。流量モニタ８２は、例えば、非接触型の光学検出器及び／又は機械式ローラを使用して、ガラスが成形装置６０から延伸される速度を決定し、かつ、その延伸速度、ガラスリボンの寸法（すなわち、幅及び厚さ）、並びに凝固したガラスのおおよその密度に基づいて、単位時間あたりのキログラム（又はポンド）でのガラス製造装置１０内を通る溶融ガラスの流量を決定することができる。他の実施形態では、流量モニタは、今度はガラス製造装置１０内を通る溶融ガラスの流量に直接相関する、特定の時間あたりの成形容器から延伸されるガラスリボンの重量を測定するためのスケールを含んでいてもよい。
【００２５】
次に、図３を参照すると、ガラス製造装置１０のさまざまな電気構成要素の相互接続性を示す、図１及び２のガラス製造装置のための制御システム５００が概略的に示されている。図３に示されるように、制御システム５００は、概して、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５１０を備えている。ＥＣＵ５１０は、プロセッサ（図示せず）と、該プロセッサによって実行されると、ガラス製造装置１０の動作、及び、特に、送達導管４４の温度、並びに、該送達導管４４内に内容物が存在する場合には送達導管４４の内容物（すなわち、溶融ガラス）の温度の自動制御を容易にする、コンピュータ可読かつ実行可能な命令を含む非一時的メモリ（図示せず）とを含みうる。ＥＣＵ５１０は、送達導管４４の外面の周りに位置付けられた抵抗巻線９０に電流を供給する第１の電源Ｐ１に通信可能に接続される。ＥＣＵ５１０は、第１の電源Ｐ１を作動（すなわち、オンとオフを切り替え）し、第１の電源Ｐ１に送信された制御信号を用いて第１の電源Ｐ１から抵抗巻線９０への電流の流れを調節し、それによって、抵抗巻線９０による送達導管４４の間接加熱を制御する。
【００２６】
実施形態において、制御システム５００はまた、抵抗巻線９０に電気的に接続され、かつ、ＥＣＵ５１０に通信可能に接続された少なくとも１つの電流計ＡＭも含みうる。電流計ＡＭは、抵抗巻線９０を通過する電流を検出し、抵抗巻線を通過する電流の大きさを示す信号をＥＣＵ５１０に提供する。この信号は、送達導管４４内に電流を注入することによって送達導管４４の直接的加熱を制御するために、ＥＣＵ５１０によって使用されうる。例えば、抵抗巻線９０を通る電流の低下は、巻線の機能不良及び／又は欠陥、並びに、送達導管内への熱入力についての対応する熱損失を示しうる。抵抗巻線９０を通る電流が電流計ＡＭから受信した信号に基づいて、閾値電流値未満であることをＥＣＵ５１０が検出すると、該ＥＣＵ５１０は、本明細書でさらに詳細に説明するように、送達導管４４を直接加熱することによって、抵抗巻線９０による送達導管４４の間接加熱を補う。
【００２７】
ＥＣＵ５１０はまた、下流電極７０及び／又は上流電極７２を通して送達導管４４へと電流を注入する第２の電源Ｐ２に通信可能に接続される。すなわち、第２の電源Ｐ２は、閉ループ回路で上流電極７２、下流電極７０、及び送達導管４４に電気的に接続される。ＥＣＵ５１０は、第２の電源Ｐ２を作動（すなわち、オンとオフを切り替え）し、かつ、第２の電源Ｐ２に送信された制御信号を用いて第２の電源Ｐ２から下流電極７０、送達導管４４、及び上流電極７２を通る電流の流れを調節し、それによって、送達導管４４の直接加熱を制御する。
【００２８】
図３をさらに参照すると、１つ以上の熱電対８０（含まれる場合）が、ＥＣＵ５１０に通信可能に接続される。熱電対８０は、送達導管４４の温度を検出し、該送達導管４４の温度を示す信号をＥＣＵ５１０に提供する。この信号は、本明細書にさらに詳細に説明されるように、送達導管４４の直接加熱（電源Ｐ１及び巻線９０による）と間接加熱（電源Ｐ２及び電極７０、７２による）の両方を制御するために、ＥＣＵ５１０によって使用されうる。例えば、幾つかの実施形態では、送達導管４４の温度が、熱電対８０から受信した信号に基づいてＥＣＵ５１０によって決定して閾値温度未満のときに、ＥＣＵ５１０は、本明細書にさらに詳細に説明されるように、送達導管を直接加熱することによって送達導管４４の温度を上昇させる。
【００２９】
探傷システム８４（備えている場合）は、ＥＣＵ５１０に通信可能に接続される。探傷システム８４を使用して、ガラス製造装置１０によって形成されたガラスリボンにおける欠陥の存在を検出することができる。ガラスリボンの欠陥が検出されると、探傷システム８４は、欠陥の存在を示す信号をＥＣＵ５１０に提供する。この信号は、送達導管４４の間接加熱及び／又は直接加熱を制御してガラスリボンにおける欠陥の発生を低減するために、ＥＣＵ５１０によって使用されうる。例えば、幾つかの実施形態では、探傷システム８４から受信される信号に基づいてＥＣＵ５１０によって決定してガラスリボンに欠陥が検出される場合、ＥＣＵ５１０は、本明細書にさらに詳細に説明されるように、送達導管を直接加熱することによって該送達導管４４の温度を上昇させ、欠陥の発生を軽減する。
【００３０】
流量モニタ８２（含まれる場合）は、ＥＣＵ５１０に通信可能に接続される。流量モニタ８２を使用して、ガラス製造装置１０を通る溶融ガラスの流量を決定することができる。流量モニタ８２は、ガラス製造装置１０を通る溶融ガラスの流量を示す信号をＥＣＵ５１０に提供する。この信号は、送達導管４４の間接加熱及び／又は直接加熱を制御し、ガラス製造装置を通る溶融ガラスの流量を増加させるために、ＥＣＵ５１０によって使用されうる。例えば、幾つかの実施形態では、流量モニタ８２から受信される信号に基づいてＥＣＵ５１０によって決定してガラス製造装置１０を通る溶融ガラスの流量がベースライン流量未満の場合、ＥＣＵ５１０は、本明細書にさらに詳細に説明されるように、送達導管を直接加熱することによって該送達導管４４の温度を上昇させ、それによってガラス製造装置１０を通る溶融ガラスの流量を増加させる。
【００３１】
これより、ガラス製造装置の動作方法が、図１及び３に対し具体的に詳細に説明される。
【００３２】
実施形態において、図１に示されるガラス製造装置１０は、初期起動される場合があり、ここで、ガラス製造装置１０の一部分は、ガラス製造装置１０内に溶融ガラスを流す前に、ある特定の温度まで予備加熱されうる。例えば、ガラス製造装置の起動中に、送達導管４４は、溶融ガラスを実質的に含まない場合がある。すなわち、溶融ガラスは、送達導管４４を通って混合容器４２から送達容器４６まで流れていない。しかしながら、送達導管４４は、該送達導管４４の温度を増加させて、ガラス製造装置１０のその後の動作の間の溶融ガラスの適切な流れを確実にするために、予備加熱されてもよい。送達導管４４を加熱するために、制御システム５００のＥＣＵ５１０は、第１の電源Ｐ１を作動させ、それによって抵抗巻線９０内に電流を注入することにより、抵抗巻線９０で送達導管４４を間接的に加熱する。しかしながら、本明細書に記されるように、送達導管４４の熱損性の構造により、送達導管は、さらなる熱入力なしにはその所望の動作温度（典型的には、およそ約１１５０℃〜約１３５０℃）に達することができないほど、抵抗巻線９０によって送達導管４４に与えられた熱エネルギーを容易に放散可能になってしまう。
【００３３】
したがって、本明細書に記載される実施形態では、送達導管４４は、該送達導管内に溶融ガラスを流す前に、抵抗巻線９０で間接的に、かつ、第２の電源Ｐ２を用いて送達導管４４を通じて電流を注入することによって直接的に、の両方で加熱される。すなわち、送達導管４４内に溶融ガラスを流す前に、制御システム５００のＥＣＵ５１０は、第２の電源Ｐ２を作動させ、それによって、上流電極７２、下流電極７０、及び送達導管４４を通じて電流を注入し、抵抗巻線９０を用いて送達導管４４を同時に加熱しつつ、送達導管４４を抵抗加熱する。抵抗巻線９０を用いた間接加熱と送達導管４４の耐火金属に電流を注入することによる直接加熱との組合せは、送達導管４４に入る熱流束を著しく増加させ、送達導管４４の損失性の構造に起因する熱損失を克服し、かつ、送達導管４４の温度を上昇させる。特に、抵抗巻線９０を用いた間接加熱及び送達導管４４を通じて電流を注入することによる直接加熱は、送達導管内に溶融ガラスを流す前に送達導管から出る出力熱流束４４よりも大きい、送達導管内に入る入力熱流束４４を生じ、送達導管４４が所望の動作温度に到達できるようにする。
【００３４】
ひとたび送達導管４４がその動作温度に達すると、溶融ガラスは、ガラス製造装置１０内に導かれる。特に、溶融容器６に由来する溶融ガラスは、溶融容器６から第１の接続管３６を通って清澄容器３８内へと流され、そこで溶融ガラスから気泡が除去される。その後、溶融ガラスは、第２の接続管４０を通じて混合容器４２内へと導かれ、そこで溶融ガラスは攪拌されて、融液が均質化される。均質化された溶融ガラスは、次に、送達導管４４を通じて送達容器４６へと導かれる。溶融ガラスは、送達容器４６及び下降管４８を通過して成形装置６０の入口へと入り、そこで溶融ガラスはガラスリボン１２へと成形される。
【００３５】
溶融ガラスが送達導管４４内を流れ始めると、送達導管４４は、抵抗巻線で間接的に、かつ、送達導管４４を通じて電流を注入することによって直接的に、の両方で加熱される。送達導管を通る溶融ガラスの定常流が一旦、確立されると、送達導管４４の温度は安定化し、送達導管４４を通る電流の注入は中止されて、送達導管は抵抗巻線９０によってのみ加熱されるようになる。例えば、実施形態において、ひとたび、ガラスリボン１２が成形装置６０から延伸されると、ＥＣＵ５１０は、第２の電源Ｐ２を作動させて、送達導管４４内への電流の注入を中止することができる。幾つかの他の実施形態では、送達導管４４の温度が、例えば熱電対８０を用いて決定して、送達導管４４内を流れる溶融ガラスを伴って、所定の動作温度に一旦達すると、ＥＣＵ５１０は、第２の電源Ｐ２を作動させて、送達導管４４内への電流の注入を中止することができる。
【００３６】
その後、溶融ガラスが送達導管４４を通って混合容器４２から送達容器４６へと流れる際に、送達導管４４は、抵抗巻線９０で間接的に加熱され、該加熱は、送達導管４４を通じて電流が断続的に注入され、それによって、溶融ガラスが送達導管４４内を流れる際に、送達導管を直接加熱することによって、補われうる。例えば、送達導管４４は、該送達導管４４の温度が閾値温度未満に低下したときに送達導管４４を通じて電流を注入することによって、断続的に直接加熱されうる。あるいは、送達導管４４は、抵抗巻線９０の潜在的な欠陥及び／又は劣化を示唆する、抵抗巻線９０を通る電流が閾値温度未満に低下したときに送達導管４４を通じて電流を注入することによって、断続的に直接加熱されてもよい。さらに別の実施形態では、送達導管４４は、装置を通る溶融ガラスの流量がベースライン流量未満に低下したときに送達導管４４を通じて電流を注入することによって、断続的に直接加熱されてもよい。さらに他の実施形態では、送達導管４４は、このような欠陥が検出されたときに、成形されたガラスリボン１２における欠陥の連続形成を軽減するために送達導管４４を通じて電流を注入することによって、断続的に直接加熱されてもよい。これらの技法のさまざまな組合せもまた、所望の動作温度において送達導管４４を溶融状態に維持するために用いられうることが理解されるべきである。
【００３７】
例えば、一実施形態において、送達導管の温度は、溶融ガラスが送達導管４４内を流れる際に、熱電対８０を用いて測定される。熱電対８０は、送達導管４４の温度を示す電子信号をＥＣＵ５１０に提供する。ＥＣＵ５１０は、送達導管４４の温度を、メモリに保存された閾値温度と比較し、送達導管４４の温度が閾値温度未満のときに、ＥＣＵ５１０は、第２の電源Ｐ２を作動させて送達導管４４内に電流を注入し、それによって送達導管４４を直接加熱する。電流の注入及び送達導管４４の直接加熱は、送達導管４４の温度を示す熱電対８０から受信した信号に基づいてＥＣＵ５１０によって決定して、送達導管４４の温度が閾値温度より高く上昇するまで継続されうる。この実施形態において、送達導管４４の温度の低下は、抵抗巻線９０の劣化又は欠陥、及び／又は、限定はしないが溶融容器１５を含めた、送達導管４４の上流のガラス製造装置１０の別の構成要素の劣化又は欠陥を示唆している場合がある。
【００３８】
追加的に又は代替的に、抵抗巻線９０に流れる電流は、溶融ガラスが送達導管４４内を流れる際に、例えば電流計ＡＭを用いて測定することができる。電流計ＡＭは、抵抗巻線９０に流れる電流を示し、したがって送達導管４４に与えられる熱エネルギー量を示す電子信号を、ＥＣＵ５１０に提供する。ＥＣＵ５１０は、送達導管４４に流れる電流の量を、メモリに保存された閾値電流値と比較し、送達導管４４に流れる電流の量が閾値電流値未満のときに、ＥＣＵ５１０は、第２の電源Ｐ２を作動させ、送達導管４４に追加の電流を注入し（すなわち、電流の増加）、それによって送達導管４４を直接加熱する。この実施形態において、抵抗巻線９０に流れる電流の量の低下は、抵抗巻線９０の劣化又は欠陥、及び／又は、第１の電源Ｐ１の劣化又は欠陥を示している可能性があり、抵抗巻線９０によって供給される間接的な熱を、送達導管４４に電流を注入することによる直接加熱で補う必要があることが示唆される。電流の注入及び送達導管４４の直接加熱は、抵抗巻線９０に流れる電流の量を示す電流計ＡＭから受信した信号に基づいてＥＣＵ５１０によって決定して、抵抗巻線９０に流れる電流の量が回復するまで（例えば、抵抗巻線又は第１の電源Ｐ１を交換又は修理することによってなど）、継続されうる。
【００３９】
追加的に又は代替的に、成形装置６０を用いて成形されるガラスリボン１２は、該ガラスリボン１２が冷えて凝固した後に、探傷システム８４を通過してもよい。探傷システム８４は、ガラスリボンにおける欠陥の存在を自動的に検出し、ガラスリボン１２における欠陥の存在を示す電子信号をＥＣＵ５１０に提供する。実施形態において、成形されたガラスリボンにおける欠陥の存在は、ガラスの温度に起因する可能性があり、より具体的には、成形されたガラスリボンにおける欠陥の存在は、溶融ガラスの温度を上昇させることによって軽減される可能性がある。したがって、実施形態において、ＥＣＵ５１０は、第２の電源Ｐ２を作動させて送達導管４４に電流を注入し、それによって送達導管４４を直接加熱し、送達導管４４内を流れる溶融ガラスの温度を上昇させる。溶融ガラスの温度の上昇によって、気泡、ボイド、コード、ストライエーションなどの欠陥の形成が軽減されることによる溶融ガラスの均質化に役立つ、追加の熱エネルギーがもたらされる。
【００４０】
追加的に又は代替的に、ガラス製造装置を通る溶融ガラスの流量を、流量モニタ８２を用いて決定してもよい。流量モニタ８２は、溶融ガラスがガラス製造装置１０内を流れる速度（ｌｂ／分又はｋｇ／分）を示す電子信号をＥＣＵ５１０に提供する。ＥＣＵ５１０は、送達導管４４を通る溶融ガラスの流量を、メモリに保存されたベースライン流量と比較し、送達導管４４を通る溶融ガラスの流量がベースライン流量未満のとき、ＥＣＵ５１０は、第２の電源を作動させて送達導管４４に電流を注入し、それによって送達導管４４を直接加熱する。送達導管４４への電流の注入により、溶融ガラスの粘度を低下させ、それにより、単位時間あたり、より多くのガラスを装置内に流すことができるようにすることによって、ガラス製造装置１０を通る溶融ガラスの流量を増加させる。電流の注入及び送達導管４４の直接加熱は、送達導管４４を通る溶融ガラスの流量を示す流量モニタ８２から受信される信号に基づいてＥＣＵ５１０によって決定して、送達導管４４を通る溶融ガラスの流量がベースライン流量を上回って増加するまで、継続されうる。
【００４１】
送達導管４４を断続的に加熱するさまざまな実施形態が本明細書に記載されているが、これらの実施形態の各々は、本明細書に記載される送達導管４４を断続的に加熱するための１つ以上の他の実施形態と組み合わせて使用されうることが理解されるべきである。
【００４２】
次に、本明細書に記載される実施形態は、ガラス製造装置、並びに、ガラス製造装置の初期起動の間及びその後の例えばガラス製造装置の動作中などにガラス製造装置の一部分を加熱するための方法に関することが理解されるべきである。送達導管などのガラス製造装置の一部分の間接加熱と直接加熱との組合せは、送達導管に意図的に設計された熱損失を克服して、ガラス製造装置の定常運転中の温度制御を容易にするのに有効であるため、本明細書に記載される方法及び装置は、ガラス製造装置の初期起動の促進に特に好適である。加えて、本明細書に記載される装置は、ガラス製造装置内を流れる溶融ガラスの温度の制御にも用いることができ、結果的に、装置の機能不良、最終的なガラス製品における欠陥の発生などに対処するために用いることができる。
【００４３】
ガラスリボンの形成について特に言及してきたが、本明細書に記載される方法及び装置は、限定はしないがガラス管などを含めた、他のフォームファクタを有する他のガラス物品の形成に用いることができることが理解されるべきである。
【００４４】
特許請求される主題の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書に記載される実施形態に対し、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。よって、本明細書は、このような修正及び変形が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、本明細書に記載されるさまざまな実施形態の修正及び変形にも及ぶことが意図されている。
【００４５】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００４６】
実施形態１
第１の容器と第２の容器との間に延在する送達導管を、該送達導管の外面の周りに位置付けられた抵抗巻線で加熱する工程、及び
前記送達導管を前記抵抗巻線で加熱しつつ、前記送達導管内に溶融ガラスを流す前に前記送達導管に電流を注入し、それによって前記送達導管の温度を上昇させる工程
を含む、ガラス製造装置を動作させる方法であって、
前記送達導管内に入る入力熱流束が、前記送達導管内に溶融ガラスを流す前に前記送達導管から出る出力熱流束より大きい、
方法。
【００４７】
実施形態２
前記第１の容器から前記第２の容器へと前記送達導管内に溶融ガラスを流す工程、
前記溶融ガラスが前記送達導管内を流れる際に、前記送達導管を前記抵抗巻線で加熱する工程、及び
前記溶融ガラスが前記送達導管内を流れる際に、前記送達導管を通じた電流の前記注入を中止する工程
をさらに含むことを特徴とする、実施形態１に記載の方法。
【００４８】
実施形態３
前記溶融ガラスが前記送達導管内を流れる際に、前記送達導管に電流を断続的に注入する工程
をさらに含むことを特徴とする、実施形態１又は２に記載の方法。
【００４９】
実施形態４
溶融ガラスが前記送達導管内を流れる際に、前記送達導管の温度を測定する工程、及び
前記送達導管の温度が閾値温度未満のときに、前記送達導管に電流を注入する工程
をさらに含むことを特徴とする、実施形態１〜３のいずれかに記載の方法。
【００５０】
実施形態５
前記ガラス製造装置を通る溶融ガラスの流量をモニタする工程、及び
前記ガラス製造装置を通る溶融ガラスの流量がベースライン流量未満のときに、前記送達導管に電流を注入する工程
をさらに含むことを特徴とする、実施形態１〜３のいずれかに記載の方法。
【００５１】
実施形態６
前記ガラス製造装置を用いて前記溶融ガラスをガラスリボンへと成形する工程、
前記ガラスリボンにおける欠陥を、探傷システムを用いて自動的に検出する工程、及び
探傷システムを用いて前記ガラスリボンに欠陥が検出されたときに、前記送達導管に電流を注入する工程
をさらに含むことを特徴とする、実施形態１〜３のいずれかに記載の方法。
【００５２】
実施形態７
前記抵抗巻線を通過する電流をモニタする工程、及び
前記電流が閾値電流値未満のときに、前記送達導管を通る前記電流を増加させる工程
をさらに含むことを特徴とする、実施形態１〜３のいずれかに記載の方法。
【００５３】
実施形態８
前記第２の容器が、前記送達導管に電気的に接続された下流電極を備えており、かつ
前記第１の容器が、前記送達導管に電気的に接続された上流電極を備えており、前記上流電極、前記送達導管、及び前記下流電極が、閉ループ回路で電気的に接続されている
ことを特徴とする、実施形態１に記載の方法。
【００５４】
実施形態９
前記第１の容器が混合容器を備えており、前記第２の容器が送達容器を備えていることを特徴とする、実施形態２に記載の方法。
【００５５】
実施形態１０
前記送達容器が、成形容器に流体接続されていることを特徴とする、実施形態９に記載の方法。
【００５６】
実施形態１１
上流電極を備えた混合容器、
下流電極を備えた送達容器、
前記混合容器を前記送達容器に接続する送達導管であって、該送達導管の外面の周りに位置付けられた抵抗巻線を備えている、送達導管、
前記抵抗巻線に電気的に接続された第１の電源、
閉ループ回路で前記送達導管に電気的に接続された第２の電源、
前記第１の電源及び前記第２の電源に通信可能に接続されており、かつ、プロセッサと、コンピュータ可読かつ実行可能な命令セットを保存する非一時的メモリとを含む、電子制御ユニットであって、前記命令セットが前記プロセッサによって実行されると、
前記第１の電源を作動させ、それによって前記送達導管を前記抵抗巻線で加熱し、かつ
前記送達導管内に溶融ガラスを流す前に前記第２の電源を作動させ、それによって、前記送達導管を前記抵抗巻線で加熱しつつ、前記送達導管に電流を注入し、前記送達導管の温度を上昇させ、ここで、前記送達導管内に入る入力熱流束が、前記送達導管内に溶融ガラスを流す前に前記送達導管から出る出力熱流束より大きい、
電子制御ユニット
を備えている、ガラス製造装置。
【００５７】
実施形態１２
前記コンピュータ可読かつ実行可能な命令セットが、前記プロセッサによって実行されると、溶融ガラスが前記送達導管内を流れているときに、前記第２の電源による前記送達導管を通じた電流の前記注入を中止することを特徴とする、実施形態１１に記載のガラス製造装置。
【００５８】
実施形態１３
前記コンピュータ可読かつ実行可能な命令セットが、前記プロセッサによって実行されると、前記第２の電源を断続的に作動させ、それによって、前記溶融ガラスが前記送達導管内を流れる際に、前記送達導管に電流を断続的に注入することを特徴とする、実施形態１１又は１２に記載のガラス製造装置。
【００５９】
実施形態１４
前記送達導管と動作可能に関連付けられ、かつ、前記電子制御ユニットに通信可能に接続された、少なくとも１つの熱電対をさらに備え、該少なくとも１つの熱電対が、前記送達導管の温度を検出するように位置づけられており、前記コンピュータ可読かつ実行可能な命令セットが、前記プロセッサによって実行されると、前記第２の電源を作動させ、それによって、前記送達導管の温度が閾値温度未満のときに、前記送達導管に電流を注入することを特徴とする、実施形態１１〜１３のいずれかに記載のガラス製造装置。
【００６０】
実施形態１５
前記電子制御ユニットに通信可能に接続された流量モニタをさらに備え、該流量モニタが、前記ガラス製造装置を通る溶融ガラスの流量を検出し、前記コンピュータ可読かつ実行可能な命令セットが、前記プロセッサによって実行されると、前記第２の電源を作動させ、それによって、前記ガラス製造装置を通る溶融ガラスの流量がベースライン流量未満のときに、前記送達導管に電流を注入することを特徴とする、実施形態１１〜１４のいずれかに記載のガラス製造装置。
【００６１】
実施形態１６
前記電子制御ユニットに通信可能に接続された探傷システムをさらに含み、該探傷システムが、前記ガラス製造装置を使用して成形されたガラスリボンの欠陥を検出し、ここで、前記コンピュータ可読かつ実行可能な命令セットが、前記プロセッサによって実行されると、前記第２の電源を作動させ、それによって、前記探傷システムを用いて前記ガラスリボンに欠陥が検出されたときに、前記送達導管に電流を注入することを特徴とする、実施形態１１〜１４のいずれかに記載のガラス製造装置。
【００６２】
実施形態１７
前記抵抗巻線に電気的に接続され、かつ、前記電子制御ユニットに通信可能に接続された、少なくとも１つの電流計をさらに備え、該電流計が、前記抵抗巻線を通過する電流を検出し、前記コンピュータ可読かつ実行可能な命令セットが、前記プロセッサによって実行されると、前記第２の電源を作動させ、それによって、前記抵抗巻線を通る電流が閾値電流値未満のときに、前記送達導管に電流を注入することを特徴とする、実施形態１１〜１４のいずれかに記載のガラス製造装置。
【００６３】
実施形態１８
前記送達容器が、前記送達導管に電気的に接続された下流電極を備えており、かつ
前記混合容器が、前記送達導管に電気的に接続された上流電極を備えており、ここで、前記閉ループ回路が、前記上流電極、前記送達導管、及び前記下流電極を含む
ことを特徴とする、実施形態１１に記載のガラス製造装置。
【００６４】
実施形態１９
前記送達容器が、融着成形容器に流体接続されていることを特徴とする、実施形態１１に記載のガラス製造装置。
【００６５】
実施形態２０
電流が、前記下流電極を通じて前記閉ループ回路に注入されることを特徴とする、実施形態１１に記載のガラス製造装置。
【符号の説明】
【００６６】
１０  ガラス製造装置
１２  ガラスリボン
１５  溶融容器
１６  バッチ材料
１８  貯蔵ビン
２０  バッチ送達デバイス
２２  モータ
２４  コントローラ
２８  溶融ガラスレベルプローブ
３０  スタンドパイプ
３６  第１の接続管
３８  清澄容器
４０  第２の接続管
４２  混合容器
４４  送達導管
４６  送達容器
４８  下降管
５０  入口
６０  成形装置
７０  下流電極
７２  上流電極
８０  熱電対
８２  流量モニタ
８４  探傷システム
９０  抵抗巻線
９２  断熱耐火材料
９４  外面
５００  制御システム
５１０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
【図１】
2018526319.tif 000003
【図２】
2018526319.tif 000004
【図３】
2018526319.tif 000005
【国際調査報告】
2018526319.tif 000006
2018526319.tif 000007
2018526319.tif 000008