(57)【要約】ガラスリボンを作製する装置および方法が、下流方向に沿って集束して底部を形成する、一対の傾斜成形面部分を有する、成形ウェッジを備えている。この装置は、一対の下向き傾斜成形面部分の少なくとも一方に交差している、エッジ誘導部材と、エッジ誘導部材に熱を導きかつエッジ誘導部材を熱損失から熱的に遮蔽するように構成された、交換可能な加熱カートリッジとをさらに備えている。交換可能な加熱カートリッジが、エッジ誘導部材に熱を導きかつエッジ誘導部材を熱損失から熱的に遮蔽するために、さらに提供される。
2017515781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスリボンを作製する装置において、
下流方向に沿って集束して底部を形成する、一対の下向き傾斜成形面部分を備えた、成形ウェッジ、
前記一対の下向き傾斜成形面部分に交差している、エッジ誘導部材、
前記底部および前記エッジ誘導部材の下流に位置付けられ、前記ガラスリボンのエッジ部分に係合するように位置付けられた、複数のエッジローラ、
前記成形ウェッジと、前記エッジ誘導部材と、前記複数のエッジローラとを包囲している、ハウジング、および、
前記エッジ誘導部材よりも下で前記ハウジングのポート内に取外し可能に位置付けられ、熱誘導面を有するエンクロージャを備えている、加熱カートリッジであって、前記熱誘導面が、前記エンクロージャの底面に対して約９０°未満の角度で傾斜しており、前記熱誘導面が、該熱誘導面の面上または該熱誘導面の面に隣接して位置付けられた、少なくとも１つの加熱素子を備えている、加熱カートリッジ、
を備え、前記加熱カートリッジが、前記熱誘導面が前記エッジ誘導部材に面し、かつ前記熱誘導面からの形態係数が前記複数のエッジローラよりも前記エッジ誘導部材で大きく、さらに前記熱誘導面の下方エッジと前記加熱カートリッジの前記底面とが前記エッジ誘導部材と前記複数のエッジローラとの間に少なくとも部分的に位置付けられて前記エッジ誘導部材を前記複数のエッジローラから熱的に遮蔽するように、配向されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記熱誘導面の前記角度が、前記エンクロージャの前記底面に対して約４５°から約７５°であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記熱誘導面が、前記エッジ誘導部材を少なくとも部分的に取り囲むように配向された、複数のファセットを備えていることを特徴とする請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの加熱素子が、細長い断面を有するコイルを含むことを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の装置。
【請求項５】
ガラスリボンを成形する装置において使用される交換可能な加熱カートリッジにおいて、
熱誘導面を有するエンクロージャであって、前記熱誘導面が、該エンクロージャの底面に対して約９０°未満の角度で傾斜しており、前記熱誘導面が、該熱誘導面の面上または該熱誘導面の面に隣接して位置付けられた、少なくとも１つの加熱素子を備えている、エンクロージャ、および、
前記エンクロージャ内部の、前記熱誘導面の背後に位置付けられた、耐火材料、
を備え、前記熱誘導面からの形態係数が、前記エンクロージャの前記底面の下よりも前記エンクロージャの前記底面の上方で大きく、さらに前記熱誘導面の下方エッジと前記交換可能な加熱カートリッジの前記底面とが、前記熱誘導面よりも上の領域を前記熱誘導面よりも下の領域から熱的に遮蔽することを特徴とする交換可能な加熱カートリッジ。
【請求項６】
前記熱誘導面の前記角度が、前記底面に対して約４５°から約７５°であることを特徴とする請求項５記載の交換可能な加熱カートリッジ。
【請求項７】
前記熱誘導面が複数のファセットを備えていることを特徴とする請求項５または６記載の交換可能な加熱カートリッジ。
【請求項８】
前記複数のファセットが、中心ファセットと該中心ファセットの両端部に位置する２つの側部ファセットとを含み、前記２つの側部ファセット夫々の、前記中心ファセットに対するその間の最大角度が、約１４５°から約１７５°であることを特徴とする請求項７記載の交換可能な加熱カートリッジ。
【請求項９】
ガラスリボンを作製する方法において、
成形ウェッジの、下流方向に沿って集束して底部を形成する、一対の下向き傾斜成形面部分の上に、溶融ガラスを流すステップ、
前記一対の下向き傾斜成形面部分の少なくとも一方に交差している、エッジ誘導部材上に、前記溶融ガラスを流すステップ、
前記溶融ガラスを前記成形ウェッジの前記底部から延伸して、前記ガラスリボンを成形するステップ、
ハウジングを貫いて延在している、前記底部および前記エッジ誘導部材の下流に位置付けられた複数のエッジローラを、前記ガラスリボンのエッジ部分に係合させるステップ、および、
前記ハウジングのポート内に位置している、前記複数のエッジローラと前記エッジ誘導部材との間に位置付けられた交換可能な加熱カートリッジで、前記エッジ誘導部材を加熱するステップ、
を含み、前記交換可能な加熱カートリッジが、熱誘導面を有するエンクロージャを備え、前記熱誘導面が、前記エンクロージャの底面に対して約９０°未満の角度で傾斜しており、前記熱誘導面が、該熱誘導面の面上または該熱誘導面の面に隣接して位置付けられた、少なくとも１つの加熱素子を備え、さらに、前記加熱カートリッジが、前記熱誘導面が前記エッジ誘導部材に面し、かつ前記熱誘導面からの形態係数が前記複数のエッジローラよりも前記エッジ誘導部材で大きく、さらに前記熱誘導面の下方エッジと前記交換可能な加熱カートリッジの前記底面とが前記エッジ誘導部材と前記複数のエッジローラとの間に少なくとも部分的に位置付けられて前記エッジ誘導部材を前記複数のエッジローラから熱的に遮蔽するように、配向されていることを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記熱誘導面の前記角度が、前記底面に対して約４５°から約７５°であることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記熱誘導面が、前記エッジ誘導部材を少なくとも部分的に取り囲むように配向された、複数のファセットを備えていることを特徴とする請求項９または１０記載の方法。
【請求項１２】
前記複数のファセットが、中心ファセットと該中心ファセットの両端部に位置する２つの側部ファセットとを含み、前記２つの側部ファセット夫々の、前記中心ファセットに対するその間の最大角度が、約１４５°から約１７５°であることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、その内容が引用され、その全体が参照することにより本書に組み込まれる、２０１４年５月１５日に出願された米国特許出願第１４／２７８５８２号の優先権の利益を米国特許法第１２０条の下で主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本明細書は、一般にガラスリボンを作製する装置および方法に関し、より具体的には、エッジ誘導部材と、熱をエッジ誘導部材へと導きかつエッジ誘導部材を複数のエッジローラから熱的に遮蔽する、交換可能な加熱カートリッジとを用いて、ガラスリボンを作製する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＬＣＤディスプレイなどに用いられるガラスシートなどの種々のガラス製品の成形に、ガラス成形装置が一般に使用される。これらのガラスシートは、溶融ガラスを成形ウェッジ上に下向きに流して連続したガラスリボンを成形することによって製造され得る。所望のガラスリボン幅とエッジ特性を得るのを助けるために、成形ウェッジの対向する両端部にエッジ誘導部材が提供されることが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなエッジ誘導部材がさらにヒートシンクとしても作用して、エッジ誘導部材に近接している溶融ガラスに失透を生じさせることがある。この失透はガラスリボンの欠陥の原因となり得、これが製造損失および製造コストの増加につながり得る。
【０００５】
従って、エッジ誘導部材に近接したガラスの失透を軽減する、代わりのガラスリボン成形方法およびシステムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施の形態によれば、失透が減少したガラスリボンを作製する装置が提供される。この装置は、下流方向に沿って集束して底部を形成する、一対の傾斜成形面部分を備えた、成形ウェッジを含み得る。この装置は、一対の下向き傾斜成形面部分の少なくとも一方に交差しているエッジ誘導部材と、底部およびエッジ誘導部材の下流に位置付けられた、複数のエッジローラとをさらに備えている。複数のエッジローラは、ガラスリボンのエッジ部分に係合するように位置付けられ得る。ハウジングが、成形ウェッジと、エッジ誘導部材と、複数のローラとを包囲していてもよい。この装置はさらに、エッジ誘導部材よりも下でハウジングのポート内に位置付けられた、取外し可能な加熱カートリッジを含み得る。加熱カートリッジは、熱誘導面を有するエンクロージャを備えてもよく、熱誘導面は、エンクロージャの底面に対して約９０°未満の角度で傾斜している。熱誘導面は、その面上またはその面に隣接して位置付けられた、少なくとも１つの加熱素子を備え得る。加熱カートリッジは、熱誘導面がエッジ誘導部材に面し、かつ熱誘導面からの形態係数がエッジローラよりもエッジ誘導部材で大きく、さらに熱誘導面の下方エッジと加熱カートリッジの底面とがエッジ誘導部材と複数のエッジローラとの間に少なくとも部分的に位置付けられてエッジ誘導部材を複数のエッジローラから熱的に遮蔽するように、配向され得る。
【０００７】
別の実施形態では、失透が減少したガラスリボンを作製する装置において使用される、交換可能な加熱カートリッジが提供される。交換可能な加熱カートリッジは、熱誘導面を有するエンクロージャを備えてもよく、熱誘導面は、エンクロージャの底面に対して約９０°未満の角度で傾斜している。熱誘導面は、その面上またはその面に隣接して位置付けられた、少なくとも１つの加熱素子を備え得る。このカートリッジは、エンクロージャ内部の、熱誘導面の背後に配置された、耐火材料をさらに含み得る。熱誘導面からの形態係数は、エンクロージャ底面の下よりもエンクロージャ底面の上方で大きくなり得、また熱誘導面の下方エッジと加熱カートリッジの底面とが、熱誘導面よりも上の領域を熱誘導面よりも下の領域から熱的に遮蔽し得る。
【０００８】
さらに別の実施形態において、失透が減少したガラスリボンを作製するフュージョンドロー方法は、成形ウェッジの、下流方向に沿って集束して底部を形成する、一対の下向き傾斜成形面部分の上に、溶融ガラスを流すステップを含み得る。この方法は、一対の下向き傾斜成形面部分の少なくとも一方に交差しているエッジ誘導部材上に、溶融ガラスを流すステップと、この溶融ガラスを成形ウェッジの底部から延伸してガラスリボンを成形するステップと、底部およびエッジ誘導部材の下流に位置付けられた複数のエッジローラを、ガラスリボンのエッジ部分に係合させるステップとをさらに含み得る。この方法は、ハウジングのポート内に位置している交換可能な加熱カートリッジで、エッジ誘導部材を加熱するステップをさらに含み得る。この交換可能な加熱カートリッジは、複数のエッジローラとエッジ誘導部材との間に位置付けられ得る。交換可能な加熱カートリッジは、熱誘導面を有するエンクロージャを備えてもよく、熱誘導面は、エンクロージャの底面に対して約９０°未満の角度で傾斜している。熱誘導面は、その面上またはその面に隣接して位置付けられた、少なくとも１つの加熱素子を備え得る。交換可能な加熱カートリッジは、熱誘導面がエッジ誘導部材に面し、かつ熱誘導面からの形態係数がエッジローラよりもエッジ誘導部材で大きく、さらに熱誘導面の下方エッジと交換可能な加熱カートリッジの底面とがエッジ誘導部材と複数のエッジローラとの間に少なくとも部分的に配置されてエッジ誘導部材を複数のエッジローラから熱的に遮蔽するように、配向され得る。
【０００９】
ガラスリボンを作製する装置および方法と、このような装置および方法において使用される交換可能な加熱カートリッジのさらなる特徴および利点は、以下の詳細な説明の中に明記され、ある程度は、その説明から当業者には容易に明らかになるであろうし、あるいは、以下の詳細な説明、請求項、並びに添付の図面を含め、本書で説明される実施形態を実施することにより認識されるであろう。
【００１０】
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、種々の実施形態を説明したものであること、また請求される主題の本質および特徴を理解するための概要または構成を提供するよう意図されたものであることを理解されたい。添付の図面は、種々の実施形態のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれかつその一部を構成する。図面は本書で説明される種々の実施形態を示し、そしてその説明とともに、請求される主題の原理および動作の説明に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本書で図示および説明する１以上の実施形態による、ガラス作製装置の概略図
【図２】本書で図示および説明する１以上の実施形態によるガラス作製装置の概略図であって、図１の線２−２に沿った実施形態の断面斜視図を含んだ図
【図３】本書で図示および説明する１以上の実施形態による、図２のガラス作製装置の概略側面図
【図４Ａ】本書で図示および説明する１以上の実施形態によるガラス作製装置において使用される交換可能な加熱カートリッジの概略図
【図４Ｂ】図４Ａの線４Ｂ−４Ｂに沿った交換可能な加熱カートリッジの概略断面図
【図５】本書で図示および説明する１以上の実施形態による図２のガラス作製装置において使用される交換可能な加熱カートリッジの背面の概略斜視図
【図６】本書で図示および説明する１以上の実施形態によるガラス作製装置において使用される交換可能な加熱カートリッジの概略図。この設計図では加熱素子は図示されていない。
【図７】底面に対する熱誘導面の傾斜角度αが９０°の加熱カートリッジと比較した、底面に対する熱誘導面の傾斜角度αが約６０°の交換可能な加熱カートリッジを使用した場合の、エッジ誘導部材の増加温度を示した概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで、ガラスリボンを作製する装置および方法と、この装置および方法において使用される交換可能な加熱カートリッジの実施形態を詳細に参照し、その例を添付の図面に示す。可能な限り、図面を通じて、同じまたは同様の部分の参照に同じ参照番号を使用する。ガラスを作製する装置の一実施の形態が図１に示されており、概して全体を通じて参照番号１０で指定されている。この装置は、概して、成形槽に固設されたエッジ誘導部材よりも下で、成形槽を包囲しているハウジングのポート内に取外し可能に位置付けられた、加熱カートリッジを備えている。加熱カートリッジは熱誘導面を有するエンクロージャを備えてもよく、熱誘導面は、エンクロージャの底面に対して約９０°未満の角度で傾斜している。熱誘導面は、その面上またはその面に隣接して位置付けられた、少なくとも１つの加熱素子を備えている。熱誘導面がエッジ誘導部材に面し、かつ熱誘導面からの形態係数が、エッジ誘導部材の下に位置しているエッジローラよりもエッジ誘導部材で大きくなるように、加熱カートリッジは配向されている。熱誘導面の下方エッジと加熱カートリッジの底面は、エッジ誘導部材とエッジローラとの間に少なくとも部分的に位置付けられて、エッジ誘導部材を複数のエッジローラから熱的に遮蔽する。ガラスを作製する装置と、この装置において使用される交換可能な加熱カートリッジとを、添付の図面を特に参照して本書でさらに詳細に説明する。
【００１３】
ここで図１を参照すると、ガラスリボン１２などのガラスを作製する、ガラス成形装置１０の一実施の形態が概略的に描かれている。ガラス成形装置１０は概して、貯蔵容器１８からバッチ材料１６を受け入れるように構成された、溶解槽１５を備えている。バッチ材料１６は、モータ２２で動くバッチ送出装置２０によって溶解槽１５に取り込むことができる。随意的なコントローラ２４を提供してモータ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を使用して直立管３０内のガラス溶融物の高さを測定し、この測定された情報をコントローラ２４に伝えることができる。
【００１４】
ガラス成形装置１０は、溶解槽１５の下流に位置しかつ第１の接続管３６を用いて溶解槽１５に結合された、清澄管などの清澄槽３８をさらに備え得る。攪拌チャンバなどの混合槽４２を、清澄槽３８の下流にさらに設置してもよい。ボウルなどの送出槽４６を、混合槽４２の下流に設置してもよい。図示のように、第２の接続管４０が清澄槽３８を混合槽４２に結合させ、第３の接続管４４が混合槽４２を送出槽４６に結合させる。さらに図示されているように、送出槽４６から成形槽６０の注入口５０へとガラス溶融物を送出するための、下降管４８が位置付けられている。図１に概略的に描かれている実施形態において、溶解槽１５、清澄槽３８、混合槽４２、送出槽４６、および成形槽６０は、ガラス成形装置１０に沿って連続して設置され得る種々のガラス溶融ステーションの例である。
【００１５】
溶解槽１５は典型的には、耐火（例えば、セラミック）レンガなどの耐火材料から作製され得る。ガラス成形装置１０がさらに備え得る構成要素は、典型的には、白金、または白金ロジウム、白金イリジウム、およびこれらの組合せなどの、白金含有金属から作製されているが、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、およびこれらの合金などといった、耐火金属、および／または二酸化ジルコニウムも含み得る。白金を含有する構成要素としては、第１の接続管３６、清澄槽３８、第２の接続管４０、直立管３０、混合槽４２、第３の接続管４４、送出槽４６、下降管４８、および注入口５０のうちの、１以上を挙げることができる。成形槽６０を耐火材料から作製してもよく、成形槽６０はガラス溶融物をガラスリボン１２に成形するように設計される。
【００１６】
図２は、図１の線２−２に沿ったガラス成形装置１０の断面斜視図である。図示のように成形槽６０は成形ウェッジ６２を含み、成形ウェッジ６２は、成形ウェッジ６２の対向する両端部６４ａ、６４ｂの間に延在する、一対の下向き傾斜成形面部分６６ａ、６６ｂを備えている。下向き傾斜成形面部分６６ａ、６６ｂは、下流方向６８に沿って集束して底部７０を形成する。延伸平面７２が底部７０を通って延在し、ガラスリボン１２は、延伸平面７２に沿って下流方向６８に延伸され得る。延伸平面７２は底部７０を、成形槽の縦方向に、概して水平に二等分する。ただし延伸平面７２は、底部７０に対して他の向きに延在し得ることを理解されたい。図１および２はガラス成形装置および成形槽の一実施の形態を概して描いたものであるが、本開示の態様は種々の他の成形槽の構成で使用され得ることも理解されたい。
【００１７】
図１および２参照すると、特定の実施形態において成形槽６０は、一対の下向き傾斜成形面部分６６ａ、６６ｂに交差している、エッジ誘導部材８０ａ、８０ｂを備え得る。エッジ誘導部材は、成形槽６０の底部７０の近くの溶融ガラスを誘導することによって、所望のガラスリボン幅およびエッジビード特性を得る助けとなる。さらなる実施形態において、エッジ誘導部材は下向き傾斜成形面部分６６ａ、６６ｂの両方と交差していてもよい。さらにまたは代わりに、特定の実施形態においてエッジ誘導部材は、成形ウェッジ６２の対向する両端部６４ａ、６４ｂの夫々に位置付けられ得る。例えば、各エッジ誘導部材８０ａ、８０ｂを下向き傾斜成形面部分６６ａ、６６ｂの両方と交差するように構成して、図１に示されているようにエッジ誘導部材８０ａ、８０ｂを成形ウェッジ６２の対向する両端部６４ａ、６４ｂの夫々に位置付けてもよい。さらに図示されているように、各エッジ誘導部材８０ａ、８０ｂは互いに実質的に同一のものである。ただし代わりの実施形態では、ガラス成形装置の具体的な特性次第で、エッジ誘導部材が異なる構成および／または幾何学的形状を有し得ることを理解されたい。さらに本開示の態様に従って、種々の成形ウェッジ構成およびエッジ誘導部材構成を使用し得ることを理解されたい。例えば本開示の態様は、米国特許第３，４５１，７９８号明細書、同第３，５３７，８３４号明細書、同第７，４０９，８３９号明細書、および／または２００９年２月２６日に出願された米国仮特許出願第６１／１５５，６６９号明細書において開示されているような、成形ウェッジ構成およびエッジ誘導部材構成で使用することができ、これらの夫々は参照することにより本書に組み込まれる。
【００１８】
ここで図２および３を参照すると、本開示の態様で使用され得るエッジ誘導部材の実施形態が概略的に描かれている。第１のエッジ誘導部材８０ａをより詳細に説明するが、第２のエッジ誘導部材８０ｂを、第１のエッジ誘導部材８０ａと同一または類似の構成物とすることができることを理解されたい。同一のエッジ誘導部材を使用すると、均一なガラスリボンを提供するのに有益になり得る。しかしながら個々のエッジ誘導部材は、種々のガラス成形装置および／または成形槽の構成に適応するために、異なる構成および／または幾何学的形状も有し得ることを理解されたい。
【００１９】
図２および３は、成形ウェッジ６２の第１の下向き傾斜成形面部分６６ａに対して位置付けられた、第１のエッジ誘導部材８０ａの一実施の形態の第１の側を示している。図示していないが、第１のエッジ誘導部材８０ａは、成形ウェッジ６２の第２の下向き傾斜成形面部分６６ｂに対して位置付けられた、第２の側をさらに含んでいる。第１のエッジ誘導部材８０ａの第２の側は、底部７０を二等分する延伸平面７２に関して、第１の側の鏡像である。図示のように、第１のエッジ誘導部材８０ａの第１の側は、成形ウェッジ６２の第１の下向き傾斜成形面部分６６ａに交差した、第１の表面８２を有している。
【００２０】
いくつかの実施形態において、成形ウェッジ６２の各対向端部６４ａ、６４ｂは、対応する第１のエッジ誘導部材８０ａおよび第２のエッジ誘導部材８０ｂを横方向に位置決めするように設計された、保持ブロック８４を備えている。随意的には、図示のように、第１のエッジ誘導部材８０ａは上方部分８６と下方部分８８とを含み得る。いくつかの実施形態において下方部分８８は、第１の対向端部６４ａの第１のエッジ誘導部材８０ａを第２の対向端部６４ｂの第２のエッジ誘導部材８０ｂと結合させることができる。エッジ誘導部材８０ａ、８０ｂを一緒に結合させると、成形ウェッジ６２に対するエッジ誘導部材８０ａ、８０ｂの組立てを簡素化するのに有益である。さらなる実施形態において、エッジ誘導部材８０ａ、８０ｂの上方部分８６は別々に提供され得る。例えば図示のように、第１のエッジ誘導部材８０ａは第２のエッジ誘導部材８０ｂから分離しており、これらの分離しているエッジ誘導部材を、成形ウェッジ６２の一対の下向き傾斜成形面部分６６ａ、６６ｂの夫々に対して独立して組み立てる。特定の実施形態では、結合されていない上方部分８６を提供すると、エッジ誘導部材８０ａ、８０ｂの製造を簡素化することができる。
【００２１】
ガラス成形装置１０は、ガラスリボンを成形槽６０の底部７０から延伸するための、少なくとも１つのエッジローラアセンブリをさらに含んでいる。例えば図１に示されているように、装置は一対のエッジローラアセンブリ１３０ａ、１３０ｂを含み得る。図１および２を参照すると、エッジローラアセンブリ１３０ａ、１３０ｂ（図２に描かれているエッジローラアセンブリ１３０ａ）は概して、リボンが成形ウェッジ６２の底部７０から延伸されるときにガラスリボンの対応するエッジに係合するように構成された、第１の一対のエッジローラ１３２を備えている。エッジローラアセンブリ１３０ａ、１３０ｂは、ガラスリボン１２を成形ウェッジ６２の底部７０から延伸するのを助け、さらにガラスリボンのエッジの適切な仕上げを促す。例えばエッジローラアセンブリ１３０ａ、１３０ｂは、一対の下向き傾斜成形面部分６６ａ、６６ｂに関連する、エッジ誘導部材８０ａ、８０ｂの対向する両表面から延伸されている溶融ガラスのエッジ部分の、所望のエッジ特性および適切な融合を実現することができる。特定の実施形態においてエッジローラアセンブリ１３０ａ、１３０ｂは、底部７０から延伸されているガラスの粘性領域内の、様々な位置に設置することができる。例えばいくつかの実施形態では、エッジローラアセンブリ１３０ａ、１３０ｂを、底部７０のすぐ下から底部７０の約３８．１ｃｍ下の位置までの、任意の位置に設置してもよい。ただし、他の位置が考えられることを理解されたい。例えばエッジローラアセンブリ１３０ａ、１３０ｂを、底部７０の約２０ｃｍ下から約２５．５ｃｍ下までの範囲内の位置に設置してもよい。
【００２２】
図１に示されているように、一実施の形態において、第１のエッジローラアセンブリ１３０ａは第１のエッジ誘導部材８０ａに関連し、また第２のエッジローラアセンブリ１３０ｂは第２のエッジ誘導部材８０ｂに関連する。本書で説明される実施形態において、各エッジローラアセンブリ１３０ａ、１３０ｂは、他方と実質的に同一のものである。
【００２３】
図２および３は、エッジローラアセンブリ１３０ａの一実施の形態を描いたものである。図２に描かれているように第１のエッジローラアセンブリ１３０ａは、第１のエッジローラ１３２ａと第２のエッジローラ１３２ｂと含む、第１の一対のエッジローラ１３２を備えている。エッジローラ１３２ａ、１３２ｂは、成形ウェッジ６２の底部７０から延伸されているガラスリボン１２の、第１の側と第２の側とに同時に係合するように構成されている。第１のエッジローラアセンブリ１３０ａは、第１のエッジローラ１３２ａに取り付けられた第１のシャフト１３４ａと、第２のエッジローラ１３２ｂに取り付けられた第２のシャフト１３４ｂとを含む。第１および第２のシャフト１３４ａ、１３４ｂはハウジング密封板１３６を貫いて延在しており、モータ１３８によって回転可能に駆動される。ハウジング密封板１３６は、モータ１３８が位置している領域につながる開口（図示なし）を閉じることができる。ハウジング密封板１３６は、成形槽６０、エッジ誘導部材８０ａ、８０ｂ、およびエッジローラアセンブリ１３０ａ、１３０ｂを包囲している、ハウジング１４（図１）の一部を形成している。ハウジング１４は、ハウジング内に位置しているモータおよび／または他の機構の、繊細な構成要素を保護するために、並びに成形槽６０と成形槽６０の中および周りに流れている溶融ガラスとを周囲環境から熱的に絶縁するために、耐火材料、鋼、および／または他の断熱材を含み得る。
【００２４】
ここで図３を参照すると、特定の実施形態では、第１および第２のローラ１３２ａ、１３２ｂを能動的に（例えば、気体または液体で）冷却して、溶融ガラスがエッジローラ１３２ａ、１３２ｂ上に堆積されてこれに付着する可能性を低減するのを助けることができる。例えば図３に示されているように、注入ライン１５２が、各シャフト１３４ａ、１３４ｂを通って延在して、第１および第２のローラ１３２ａ、１３２ｂに冷却液体を提供するように構成され得る。排出ライン１５４が、さらに各シャフト１３４ａ、１３４ｂを通って延在して、加熱された液体を流体源１５６へと戻す。油圧式ポンプ１５８が流体源から液体を引き出して液体を熱交換器１６０に通過させ、第１および第２のローラ１３２ａ、１３２ｂから伝達された熱を取り除き、その後その液体を注入ライン１５２に戻して循環させて、第１および第２のローラ１３２ａ、１３２ｂを冷却し続けることができる。
【００２５】
図１〜３に描かれているようなガラス成形装置では、エッジローラアセンブリ１３０ａ、１３０ｂの局所的な冷却によって生じる温度勾配などのハウジング１４内の温度勾配が、エッジ誘導部材８０ａ、８０ｂ上を流れている溶融ガラスの失透を引き起こし得ることが分かった。特に、より低温のエッジローラがヒートシンクとして作用してエッジ誘導部材８０ａ、８０ｂから熱を引き出し、それによりエッジ誘導部材８０ａ、８０ｂの温度を減少させる。成形槽６０で延伸された溶融ガラスが、より低温のエッジ誘導部材８０ａ、８０ｂに接触すると、溶融ガラスが失透し、溶融ガラスの流れを乱して、成形槽６０の底部７０から延伸されたガラスリボンに潜在的に欠陥を生じさせることがある。
【００２６】
再び図１を参照すると、エッジ誘導部材８０ａ、８０ｂに接触して溶融ガラスが失透するのを防ぐために、ガラス成形装置１０は、ハウジング１４内に位置付けられた交換可能な加熱カートリッジ１１０ａ、１１０ｂをさらに備えている。この交換可能な加熱カートリッジは熱をエッジ誘導部材８０ａ、８０ｂへと導くように構成され得、それによりエッジ誘導部材８０ａ、８０ｂを溶融ガラスの失透温度を上回る温度で維持することで、ガラスの失透を抑制することができる。交換可能な加熱カートリッジ１１０ａ、１１０ｂはさらに、エッジ誘導部材８０ａ、８０ｂを、より低温のエッジローラ１３２ａ、１３２ｂから熱的に絶縁し遮蔽する、バリアとしての役割を果たすことができ、それによりエッジ誘導部材からエッジローラ１３２ａ、１３２ｂへの熱伝達を防ぐことができる。例えばガラス成形装置１０は、ガラス成形装置１０のハウジング１４内に取外し可能に据え付けられた、１以上の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａ、１１０ｂ（１つが描かれている）を含み得る。交換可能な加熱カートリッジは、ある延伸作業期間中に、その作業期間の最後まで待機しないで交換またはアップグレードすることができ、それにより生産ロスおよび設備のダウンタイムを減少させることができる。図１〜５は、ガラス成形装置１０のハウジング１４内に挿入された交換可能な加熱カートリッジ１１０ａ、１１０ｂの実施形態を概略的に描いたものである。
【００２７】
ここで図３〜５を参照すると、一実施の形態において、第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａは熱誘導面１２２を有するエンクロージャ１２０を含み、熱誘導面１２２は、その面上またはその面に隣接して位置付けられた、少なくとも１つの加熱素子１２４を備えている。エンクロージャ１２０は、ガラス成形装置１０に関連する典型的な温度条件下で構造的完全性を維持しながら、熱エネルギーを吸収または反射する、あるいは熱遮蔽を実現する、様々な材料から加工することができる。例えば、エンクロージャ１２０および交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの他の部分を、ガラス成形装置１０の構造的および／または熱的要件を満たすような、耐火材料、高温用の、ニッケルベース合金、鋼（例えば、ステンレス鋼）、または他の合金、あるいは他の材料または材料の組合せから形成してもよい。例えば一実施の形態において、エンクロージャ１２０を、Ｈａｎｅｓ ２１４などのニッケルベース合金から作製してもよい。ある特定の実施形態において、第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの熱誘導面１２２は、低放射率のセラミック耐火性裏当て材から形成される。適切なセラミック耐火材料としては、限定するものではないが、Zircar ceramicsから入手可能なＳＡＬＩ板材が挙げられる。ガラス成形装置１０の高温に直接露出されないエンクロージャの部分は、より低温の用途に適した材料から作製してもよい。例えばエンクロージャ１２０の背面１２５は、例えば４２０ステンレス鋼などのステンレス鋼から作製することができる。
【００２８】
特定の実施形態によれば、交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの熱誘導面１２２は、典型的には、エンクロージャ１２０の底面１２６に対して約９０°未満の角度αで傾斜している。特定の実施形態において熱誘導面１２２の傾斜角度αは、エンクロージャの底面１２６に対して約４５°から約７５°である。特定の実施形態において熱誘導面１２２の傾斜角度αは、底面１２６に対して約６０°である。熱誘導面１２２の傾斜角度は、第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａをガラス成形装置のハウジング１４内に、熱誘導面１２２が第１のエッジ誘導部材８０ａに面するように位置付ける助けとなる。熱誘導面１２２の角度および第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの向きにより、熱誘導面１２２は、周囲環境への熱の損失を最小限のみとして、熱を第１のエッジ誘導部材８０ａに向けて放射しかつこの第１のエッジ誘導部材８０ａへと導くことができる。さらに、熱誘導面１２２の角度および交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの位置は、熱誘導面からの形態係数が第１の一対のエッジローラ１３２よりも第１のエッジ誘導部材８０ａで大きくなるようなものとされる。「形態係数」という用語は本書では、特定の表面（すなわち、エッジ誘導部材８０ａまたはエッジローラ１３２ａ、１３２ｂ）に入射する熱誘導面１２２からの熱放射の相対的割合を称する。
【００２９】
いくつかの実施形態において交換可能な加熱カートリッジ１１０ａは、図４Ａに概略的に描かれているように、熱誘導面１２２の中心ファセット１６２の、交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６のすぐ近くから延在している、遮蔽部材１２１を随意的に含み得る。遮蔽部材１２１はさらなる熱遮蔽を提供することができ、かつ第１のエッジ誘導部材８０ａから交換可能な加熱カートリッジ１１０ａよりも下の環境への熱損失を低減することができる。
【００３０】
図３〜５をさらに参照すると、交換可能な加熱カートリッジ１１０ａは、エンクロージャ１２０の熱誘導面１２２上または熱誘導面１２２に隣接して位置付けられた、加熱素子１２４をさらに備えている。特定の実施形態において、熱誘導面１２２上または熱誘導面１２２に隣接して位置付けられた加熱素子１２４は、抵抗加熱素子である。抵抗加熱素子の材料は、二ケイ化モリブデン、白金、白金ロジウム、カンタルＡ１などの鉄‐クロム‐アルミニウム合金、カンタルＡＰＭ（フェライト系鉄‐クロム‐アルミニウム合金）、または別の適切な巻線材料でもよい。
【００３１】
いくつかの実施形態において加熱素子１２４は、上記参照材料のうちの１つから形成されたワイヤを、コイルに巻くことにより構成されたものでもよい。例えば限定するものではないが、一実施の形態において加熱素子１２４は、円形断面を有するコイルを形成するために、円形断面を有する心棒の周りに巻回された円形断面の白金ワイヤから構成され得る。しかしながら、他の断面形状のコイルが可能でありかつ考えられることを理解されたい。例えば一実施の形態では、加熱素子のワイヤを、長円形、楕円などの細長い断面を有する心棒の周りに、この心棒と同じ細長い断面を有するコイルを生成するために巻き付けてもよい。細長い断面を有するコイルから加熱素子１２４を形成すると、コイルの通電能力の増加によりコイルの加熱効率を向上させ得ることが確認された。例えば、円形断面を有する白金ワイヤを巻き付けて長内径３／８インチ（９．５３ｍｍ）および短内径３／１６インチ（４．７８ｍｍ）の長円形コイルとしたものは、同じ白金ワイヤから形成された直径３／８インチ（９．５３ｍｍ）の円形コイルに比べて通電能力が２５％増加することが確認された。通電能力の増加は、コイルの加熱効率および有効性の向上につながる。
【００３２】
さらに図３〜５を参照すると、エンクロージャ１２０内部の、熱誘導面１２２の面の背後には、熱誘導面１２２を交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの残部から絶縁させる、１以上の耐火材料１２８のブロックが位置している。特定の実施形態において耐火ブロック１２８は、熱誘導面１２２からの熱伝達を最小限に抑えるよう、図４Ｂに描かれているように垂直積層と水平積層を交互にした状態で配向されている。特に、耐火ブロック１２８を交互に垂直積層および水平積層とすると、ブロック間の継ぎ目の位置の熱を減少させる助けになり得ると考えられる。実施形態では耐火材料１２８を、熱誘導面１２２の角度にほぼ等しい角度で配向してもよい。熱誘導面１２２がＳＡＬＩ板材などの耐火材料から形成されている場合など、さらに他の実施形態では、熱誘導面１２２の耐火材料がエンクロージャ内へと延在していてもよい。本書で説明される実施形態において耐火ブロック１２８は、限定するものではないが、ＤｕｒａＢｏａｒｄ（登録商標）３０００および／またはＤｕｒａＢｏａｒｄ２６００などの、市販されている耐火材料から形成してもよい。
【００３３】
図４および５に示されているような特定の実施形態において、熱誘導面１２２は、エッジ誘導部材を少なくとも部分的に取り囲むように配向された、複数のファセット１６１を備えている。例えば図４および５に概略的に描かれている交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの実施形態において、熱誘導面１２２は、中心ファセット１６２と、中心ファセット１６２の両端部に位置する２つの側部ファセット１６４とを有している。典型的には、２つの側部ファセット１６４夫々の、中心ファセット１６２に対するその間の最大角度βは、約１４５°から約１７５°である。例えば２つの側部ファセット１６４夫々の、中心ファセット１６２に対するその間の最大角度βは約１６０°でもよいが、他の角度が可能でありかつ考えられることを理解されたい。
【００３４】
図４Ａ、４Ｂ、および５に描かれている交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの実施形態は複数のファセットを有する熱誘導面１２２を備えているが、他の実施形態が考えられることを理解されたい。例えば熱誘導面１２２は、湾曲面を有するものでもよい。図６に描かれている交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの実施形態では、例えば、熱誘導面１２２は円錐台形１６６設計を有している。熱誘導面１２２の、多面１６１設計または円錐台形１６６設計は、第１のエッジ誘導部材８０ａに向けて導かれる熱の量を増加させ、それにより周囲環境への熱損失を最小限に抑え、さらにエッジ誘導部材に対する交換可能な加熱カートリッジの加熱効率を概して向上させる。さらに、熱誘導面１２２の円錐台形設計および／または多面設計は、熱誘導面１２２と第１のエッジ誘導部材８０ａとの間の形態係数も向上させる。
【００３５】
再び図１および３を参照すると、本書で説明される実施形態では、熱誘導面１２２の下方エッジ１２３とエンクロージャ１２０の底面１２６とがエッジ誘導部材８０ａ、８０ｂと複数のエッジローラ１３２との間に少なくとも部分的に位置付けられて、エッジ誘導部材８０ａ、８０ｂを複数のエッジローラ１３２から熱的に遮蔽するように、交換可能な加熱カートリッジ１１０ａ、１１０ｂはガラス成形装置１０のハウジング１４内に位置付けられる。図１に示されているように、第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａは第１のエッジ誘導部材８０ａに関連する。同様に第２の交換可能な加熱カートリッジ１１０ｂは、第２のエッジ誘導部材８０ｂに関連する。本書で説明される実施形態では、交換可能な加熱カートリッジが、対応するエッジ誘導部材を加熱するための加熱器としてだけではなく、エッジ誘導部材および複数のエッジローラを互いから熱的に隔離するための熱遮蔽体としても機能し得ることを理解されたい。この二重の機能性は、交換可能な加熱カートリッジを、構成要素のいずれかに接触したり、あるいは接触以外でその動作を干渉したりすることなく、エッジ誘導部材と複数のエッジローラとの間に少なくとも部分的に位置付けることを可能にする、交換可能な加熱カートリッジの傾斜した熱誘導面１２２によって可能になる。従って交換可能な加熱カートリッジは、対応するエッジ誘導部材８０ａ、８０ｂから非標的領域への熱損失、特に冷却されたエッジローラアセンブリ１３０ａ、１３０ｂへの熱損失を、低減するように構成される。この非標的領域は、ガラス製造装置の近傍の領域、および／またはエッジ誘導部材８０ａ、８０ｂから熱を引き込むまたは放熱させる能力がある他の位置を含み得る。
【００３６】
ここで図３を参照すると、様々な取付け構造を使用して、交換可能な加熱カートリッジ１１０ａをエッジ誘導部材８０ａに対して据え付けることができる。例えば図３に示されている実施形態では、上述したように、交換可能な加熱カートリッジ１１０ａが成形槽６０よりも下でエッジ誘導部材８０ａと第１の一対のエッジローラ１３２との間に位置付けられるように、交換可能な加熱カートリッジ１１０ａをハウジング密封板１３６のポート内に据え付ける。この実施形態において交換可能な加熱カートリッジ１１０ａは、ハウジング１４および／またはハウジング密封板１３６に係合している、ブラケット１１４に据え付けられ得る。さらに、または代わりに、交換可能な加熱カートリッジ１１０ａを、ハウジング密封板１３６に取り付けられたＴ字型壁支持ブラケット１１２上にのせてもよい。いくつかの実施形態では交換可能な加熱カートリッジを、可動のハウジング密封板１３６に据え付けることによって、エッジ誘導部材に対して調節可能に据え付けてもよい。
【００３７】
特定の実施形態では、第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａを第１のエッジ誘導部材８０ａの一部の下に位置付けてもよく、また第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａは、成形ウェッジ６２の長さ寸法に対して概して縦方向に、シャフト１３４ａ、１３４ｂに極近接して延在している。図２および３に示されているように、第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａを、第１のエッジ誘導部材８０ａの一部のみの下に位置付けてもよい。実際には図３に示されているように、熱誘導面１２２の下方エッジ１２３および底面１２６がガラスリボン１２の対応するエッジ１３の外側で終端するように、第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａは位置付けられる。従って、熱誘導面１２２の下方エッジ１２３および第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６は、第１のエッジ誘導部材の内側部分８５の下には延在せずに、第１のエッジ誘導部材８０ａの外側部分８３の下のみに延在する。特定の実施形態において、熱誘導面１２２の下方エッジ１２３および第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６は、溶融ガラスの流れに向かう方向に、底部の幅方向の範囲を越えて内側へは延在しない。すなわち、熱誘導面１２２の下方エッジ１２３および第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６は、底部の真下にはならない。図３および図４Ａを参照すると、他の実施形態において交換可能な加熱カートリッジ１１０ａは、熱誘導面１２２の中心ファセット１６２の下方エッジ１２３が、底部７０の高さでの成形ウェッジ６２の堰堤部８１の位置（例えば、成形ウェッジ６２と保持ブロック８４の交差位置）を越えて延在しないように、エッジ誘導部材の下に位置付けられる。すなわち中心ファセット１６２の下方エッジ１２３は、成形ウェッジ６２の底部７０が成形ウェッジ６２の堰堤部８１と交差する位置で成形ウェッジ６２から引いた鉛直のラインを超えて、エッジ誘導部材８０ａの下に延在することはない。交換可能な加熱カートリッジ１１０ａをこのように位置付けると、熱誘導面１２２の中心ファセット１６２の下方エッジ１２３が成形ウェッジ６２から延伸されているガラスリボン１２を確実に干渉しないようにさせると同時に、エッジ誘導部材へと導かれる熱が最大になる。従って、交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの傾斜した熱誘導面１２２が、第１のエッジ誘導部材８０ａの内側部分８５に熱を効果的に導くように配向され、それにより第１のエッジ誘導部材８０ａの内側部分８５の温度が増加して、エッジ誘導部材８０ａのこの部分での溶融ガラスの失透が抑制されることを理解されたい。第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａを、このように第１のエッジ誘導部材８０ａの一部のみの真下の位置、あるいは特定の他の実施形態では底部の真下に延在しない位置に提供すると、成形ウェッジ６２の底部７０から延伸されている溶融ガラスとの考えられる干渉を回避しながら、非標的領域への熱損失の十分な低減を実現することができる。
【００３８】
さらにまたは代わりに、第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａは、第１のエッジ誘導部材の部分的に下流または完全に下流に位置付けられ得る。例えば図２および３に示されているように、図示の第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａは、下流方向６８に沿って第１のエッジ誘導部材８０ａの完全に下流に位置付けられている。第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａを第１のエッジ誘導部材８０ａの完全に下流に位置付けると、第１のエッジ誘導部材８０ａの下流に位置している非標的領域への第１のエッジ誘導部材８０ａからの熱損失を最小限に抑える助けとなる。
【００３９】
代わりの実施形態では（図示なし）、第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａを、第１のエッジ誘導部材８０ａの部分的に下流に位置付けてもよい。例えば第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａを第１のエッジ誘導部材８０ａの上方部分の下流に位置付けてもよく、同時に第１のエッジ誘導部材８０ａの下方部分は、第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの下流に位置付けられる。さらなる実施形態では、第１のエッジ誘導部材８０ａの上方部分が第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａよりも上で延在し、かつ第１のエッジ誘導部材８０ａの下方部分が第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａよりも下で延在した状態で、第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａを第１のエッジ誘導部材８０ａの第１の側に隣接して位置付けてもよい。第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａを第１のエッジ誘導部材８０ａの、単に部分的に下流に位置付けると、コンパクトな設計を実現しながら、あるいはそれ以外の様々な成形槽の設計に適応しながら、非標的領域への熱損失を十分に減少させることができる。
【００４０】
図２および３に示されているように、特定の実施形態において第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａは、第１の一対のエッジローラ１３２と第１のエッジ誘導部材８０ａとの間に部分的に位置付けられ得る。例えば図３に示されているように、熱誘導面１２２の下方エッジ１２３および第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６は、第１のエッジ誘導部材８０ａの外側部分８３と第１の一対のエッジローラ１３２の第１のシャフト１３４ａおよび第２のシャフト１３４ｂとの間のみに延在している。熱誘導面１２２の下方エッジ１２３および第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６は、ガラスリボン１２の対応するエッジ１３の外側で終端する。従って、熱誘導面１２２の下方エッジ１２３および第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの底面１２６は、第１のエッジ誘導部材８０ａの内側部分８５と第１の一対のエッジローラ１３２のエッジローラ１３２ａ、１３２ｂとの間には延在しない。しかしながら、交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの傾斜した熱誘導面１２２を、第１のエッジ誘導部材８０ａの内側部分８５に熱を効果的に導くように配向して、それにより第１のエッジ誘導部材８０ａの内側部分８５の温度を増加させ、エッジ誘導部材８０ａのこの部分での溶融ガラスの失透を抑制する。
【００４１】
特定の実施形態において、ガラス成形装置１０は、エッジ誘導部材８０ａ、８０ｂの一方または両方に関連する１以上の随意的なさらなる加熱器をさらに含み得る。この１以上の加熱器は、提供される場合、溶融ガラスとエッジ誘導部材８０ａ、８０ｂとの間の境界面を加熱する能力がある、種々の構成で構成され得る。例えば、耐火性または金属製の抵抗加熱器、誘導加熱器、または他の加熱機器を使用することができる。特定の実施形態では、抵抗加熱器（例えば、白金巻線、二ケイ化モリブデン巻線など）が使用され得る。これらの加熱器は、対応するエッジ誘導部材に関連して、ハウジング１４内の種々の位置に位置付けられ得る。図３に示されているように、一実施の形態では加熱機器１７０ａが、第１のエッジ誘導部材８０ａに隣接して、交換可能な加熱カートリッジ１１０ａよりも上に位置付けられ得る。この実施形態において加熱機器１７０ａは、熱を第１のエッジ誘導部材８０ａに向かって横方向に放射するように配向されている。さらにまたは代わりに、第２の加熱機器１７０ｂを第１のエッジ誘導部材８０ａの内側に位置付けてもよく、この第２の加熱機器１７０ｂは第１のエッジ誘導部材８０ａを内部で加熱するように構成され得る。さらなる加熱機器を様々な位置で使用して、エッジ誘導部材をさらに加熱してもよい。実施形態においてこれらの機器は、エッジ誘導部材に対するコイルの加熱効率を向上させるべく細長い断面を有するコイルから形成され得る。図示の実施形態においてさらなる加熱機器１７０ａ、１７０ｂは、交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの上流に位置付けられている。しかしながら他の実施形態では加熱器を、交換可能な加熱カートリッジ１１０ａの下流など、他の位置に設置してもよいことを理解されたい。
【００４２】
図３にさらに示されているように、特定の実施形態において装置は、第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａに関連する加熱を制御するように構成された、コントローラ１８０をさらに含み得る。特定の実施形態においてコントローラ１８０は、第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａと、さらにエッジ誘導部材８０ａに関連する１以上の随意的な加熱器（例えば、加熱機器１７０ａ、１７０ｂ）とに動作可能に接続され得る。コントローラ１８０は、プロセッサと、コンピュータで読込みおよび実行可能な命令を格納するメモリとを含み得、この命令は、プロセッサにより実行されると、交換可能な加熱カートリッジおよび／または加熱機器への出力を調整して、それにより交換可能な加熱カートリッジおよび／または加熱機器によって提供される熱を、フィードバックまたは他のプロセスパラメータに基づいて増加または減少させる。
【００４３】
特定の実施形態においてコントローラは、ガラス成形装置からの熱的フィードバックに基づいて、第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａと１以上の随意的な加熱機器１７０ａ、１７０ｂとを操作するように構成され得る。例えば一実施の形態において、コントローラ１８０は熱センサ１８２から熱的フィードバックを得るように構成されている。ガラスリボンの製造が進んでいるときの装置の熱的特性の管理された制御を実現するために、熱センサ１８２によって得られたフィードバックをコントローラ１８０で使用して、交換可能な加熱カートリッジおよび／または加熱機器を調節することができる。この熱的特性は、例えば交換可能な加熱カートリッジ１１０ａ、１１０ｂの熱誘導面１２２、エッジ誘導部材８０ａ、８０ｂの一部、成形槽６０の端部の一部、溶融ガラスの一部、および／またはガラス成形装置１０の他の特徴など、ガラス成形装置の一部に関連する、例えば温度損失および／または熱損失を含み得る。
【００４４】
一実施の形態において、熱センサ１８２は目標レベルを上回る温度を検出するものでもよく、さらにコントローラ１８０は、より少ない熱が標的領域へと伝達され、それにより目標レベルの温度が得られるまで温度を減少させるように、第１の交換可能な加熱カートリッジ１１０ａへの出力を減少させることができる。あるいは、特定の実施形態において熱センサ１８２は目標レベルを下回る温度を検出するものでもよく、このときコントローラ１８０は、より多くの熱が標的領域へと伝達され、それにより目標レベルの温度が得られるまで温度を増加させるように、交換可能な加熱カートリッジへの出力を増加させることができる。
【００４５】
ガラスを作製する種々の方法は、上述したガラス成形装置１０の種々の特徴を組み込むことができる。一実施の形態では、上述した例示的な一連のガラス溶融ステーションにより、バッチ材料を、成形槽６０に受け入れられる溶融ガラスへと変化させてもよい。図２に示されているように、この方法は、成形ウェッジ６２の一対の下向き傾斜成形面部分６６ａ、６６ｂの上に、溶融ガラス１７を流すステップを含む。図２および３に示されているように、この方法は、溶融ガラスをエッジ誘導部材上に流すステップと、溶融ガラスを成形ウェッジ６２の底部７０から延伸してガラスリボン１２を成形するステップとをさらに含む。この方法は、ガラスリボンのエッジに係合するように構成された、一対のエッジローラを提供するステップをさらに含む。エッジローラをモータ１３８によって回転させて、ガラスリボン１２を成形ウェッジ６２の底部７０から延伸する。さらに図示されているように、この方法は、エッジ誘導部材を交換可能な加熱カートリッジ１１０ａ、１１０ｂで加熱して、上述したように、対応するエッジ誘導部材８０ａ、８０ｂから非標的領域への熱損失、特に冷却されたエッジローラへの熱損失を、低減するステップをさらに含む。本開示の態様は、ガラスのエッジ品質に良い影響を与え、さらに別のやり方の際にエッジ誘導部材の表面で生じ得る失透および結晶成長に起因する、エッジ条件の悪化を防ぐことが理解されよう。
【実施例】
【００４６】
本書で説明される実施形態を、以下の実施例によってさらに明確にする。
【００４７】
実施例１
計算モデルを開発して、従来の設計の加熱器を用いて加熱したエッジ誘導部材の表面温度と、本書で説明した交換可能な加熱カートリッジを用いて加熱したエッジ誘導部材の表面温度とを比較した。従来の加熱器は、加熱器のベースに対して９０°の傾斜角度αを有する熱誘導面でモデル化した。従来の加熱器は、白金合金の加熱素子を熱誘導面上に配置してモデル化した。交換可能な加熱カートリッジは、交換可能な加熱カートリッジのベースに対して６０°の傾斜角度αを有する熱誘導面でモデル化した。交換可能な加熱カートリッジは、二ケイ化モリブデンの加熱素子を熱誘導面上に位置付けてモデル化した。従来の加熱器と交換可能な加熱カートリッジとの両方を、動作出力６９００Ｗでモデル化した。
【００４８】
図７は、傾斜角度αが９０°の従来の加熱器に対し、傾斜角度αが６０°の交換可能な加熱カートリッジを用いて加熱したことによるエッジ誘導部材の表面上の正規化した温度差を、グラフで描いたものである。すなわち図７の等温線は、傾斜角度αが９０°の従来の加熱器を用いた加熱に対する、傾斜角度αが６０°の加熱カートリッジを用いた加熱の結果としての、エッジ誘導部材の表面温度の増加を示している。図７に描かれているように、傾斜角度αが６０°の交換可能な加熱カートリッジは、傾斜角度αが９０°の従来の設計に対して、エッジ誘導部材の平均温度を約１８°（エッジ誘導部材の全表面に亘る平均）増加させた。使用される加熱器に拘らず、エッジ誘導部材の最低温度は一般に、エッジ誘導部材の図７に表示されている底部高度での外側角部で発生する。ただしこのモデル化データは、傾斜角度αが６０°の交換可能な加熱カートリッジが、傾斜角度αが９０°の従来の設計に対して、この外側角部の温度を約１９℃増加させたことを明示している。
【００４９】
図７のデータは、例えば約４５°から約７５°などの９０°未満の傾斜角度αを有する熱誘導面を備えた、本書で説明される交換可能な加熱カートリッジが、従来の加熱器（すなわち、傾斜角度αが９０°の加熱器）に比べてエッジ誘導部材の表面を高い温度で維持するのにより効果的であり、従ってエッジ誘導部材上で延伸されるガラスの失透を低減するのにより効果的であることを示している。特に熱誘導面の傾斜角度により、熱をより効率的にエッジ誘導部材に向かって放射することができる。さらに、加熱面の傾斜角度により、取外し可能な加熱カートリッジを牽引ロールとエッジ誘導部材との間に挿入することができ、それによりエッジ誘導部材を、ヒートシンクとして作用する牽引ロールから熱的に遮蔽することができる。
【００５０】
請求される主題の精神および範囲から逸脱することなく、本書において説明された実施形態の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。従って、本書において説明された種々の実施形態の改変および変形が、添付の請求項およびその同等物の範囲内であるならば、本明細書はこのような改変および変形を含むと意図されている。
【００５１】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００５２】
実施形態１
ガラスリボンを作製する装置において、
下流方向に沿って集束して底部を形成する、一対の下向き傾斜成形面部分を備えた、成形ウェッジ、
前記一対の下向き傾斜成形面部分に交差している、エッジ誘導部材、
前記底部および前記エッジ誘導部材の下流に位置付けられ、前記ガラスリボンのエッジ部分に係合するように位置付けられた、複数のエッジローラ、
前記成形ウェッジと、前記エッジ誘導部材と、前記複数のエッジローラとを包囲している、ハウジング、および、
前記エッジ誘導部材よりも下で前記ハウジングのポート内に取外し可能に位置付けられ、熱誘導面を有するエンクロージャを備えている、加熱カートリッジであって、前記熱誘導面が、前記エンクロージャの底面に対して約９０°未満の角度で傾斜しており、前記熱誘導面が、該熱誘導面の面上または該熱誘導面の面に隣接して位置付けられた、少なくとも１つの加熱素子を備えている、加熱カートリッジ、
を備え、前記加熱カートリッジが、前記熱誘導面が前記エッジ誘導部材に面し、かつ前記熱誘導面からの形態係数が前記複数のエッジローラよりも前記エッジ誘導部材で大きく、さらに前記熱誘導面の下方エッジと前記加熱カートリッジの前記底面とが前記エッジ誘導部材と前記複数のエッジローラとの間に少なくとも部分的に位置付けられて前記エッジ誘導部材を前記複数のエッジローラから熱的に遮蔽するように、配向されていることを特徴とする装置。
【００５３】
実施形態２
前記熱誘導面の前記角度が、前記エンクロージャの前記底面に対して約４５°から約７５°であることを特徴とする実施形態１記載の装置。
【００５４】
実施形態３
前記熱誘導面が、前記エッジ誘導部材を少なくとも部分的に取り囲むように配向された、複数のファセットを備えていることを特徴とする実施形態１記載の装置。
【００５５】
実施形態４
前記複数のファセットが、中心ファセットと該中心ファセットの両端部に位置する２つの側部ファセットとを含み、前記２つの側部ファセット夫々の、前記中心ファセットに対するその間の最大角度が、約１４５°から約１７５°であることを特徴とする実施形態３記載の装置。
【００５６】
実施形態５
前記熱誘導面が、該熱誘導面が前記エッジ誘導部材を少なくとも部分的に取り囲むような、湾曲面であることを特徴とする実施形態１記載の装置。
【００５７】
実施形態６
前記少なくとも１つの加熱素子が、細長い断面を有するコイルを含むことを特徴とする実施形態１記載の装置。
【００５８】
実施形態７
前記少なくとも１つの加熱素子が、二ケイ化モリブデンと、白金と、白金ロジウムと、鉄‐クロム‐アルミニウム合金とから成る群から選択される材料から形成されていることを特徴とする実施形態６記載の装置。
【００５９】
実施形態８
ガラスリボンを成形する装置において使用される交換可能な加熱カートリッジにおいて、
熱誘導面を有するエンクロージャであって、前記熱誘導面が、該エンクロージャの底面に対して約９０°未満の角度で傾斜しており、前記熱誘導面が、該熱誘導面の面上または該熱誘導面の面に隣接して位置付けられた、少なくとも１つの加熱素子を備えている、エンクロージャ、および、
前記エンクロージャ内部の、前記熱誘導面の背後に位置付けられた、耐火材料、
を備え、前記熱誘導面からの形態係数が、前記エンクロージャの前記底面の下よりも前記エンクロージャの前記底面の上方で大きく、さらに前記熱誘導面の下方エッジと前記交換可能な加熱カートリッジの前記底面とが、前記熱誘導面よりも上の領域を前記熱誘導面よりも下の領域から熱的に遮蔽することを特徴とする交換可能な加熱カートリッジ。
【００６０】
実施形態９
前記熱誘導面の前記角度が、前記底面に対して約４５°から約７５°であることを特徴とする実施形態８記載の交換可能な加熱カートリッジ。
【００６１】
実施形態１０
前記熱誘導面が複数のファセットを備えていることを特徴とする実施形態８記載の交換可能な加熱カートリッジ。
【００６２】
実施形態１１
前記複数のファセットが、中心ファセットと該中心ファセットの両端部に位置する２つの側部ファセットとを含み、前記２つの側部ファセット夫々の、前記中心ファセットに対するその間の最大角度が、約１４５°から約１７５°であることを特徴とする実施形態１０記載の交換可能な加熱カートリッジ。
【００６３】
実施形態１２
前記熱誘導面の前記中心ファセットの、前記エンクロージャの前記底面のすぐ近くから延在している、遮蔽部材をさらに備えていることを特徴とする実施形態１１記載の交換可能な加熱カートリッジ。
【００６４】
実施形態１３
前記熱誘導面が湾曲面を備えていることを特徴とする実施形態８記載の交換可能な加熱カートリッジ。
【００６５】
実施形態１４
前記少なくとも１つの加熱素子が、二ケイ化モリブデンと、白金と、白金ロジウムと、鉄‐クロム‐アルミニウム合金とから成る群から選択される材料から形成されていることを特徴とする実施形態８記載の交換可能な加熱カートリッジ。
【００６６】
実施形態１５
ガラスリボンを作製する方法において、
成形ウェッジの、下流方向に沿って集束して底部を形成する、一対の下向き傾斜成形面部分の上に、溶融ガラスを流すステップ、
前記一対の下向き傾斜成形面部分の少なくとも一方に交差している、エッジ誘導部材上に、前記溶融ガラスを流すステップ、
前記溶融ガラスを前記成形ウェッジの前記底部から延伸して、前記ガラスリボンを成形するステップ、
ハウジングを貫いて延在している、前記底部および前記エッジ誘導部材の下流に位置付けられた複数のエッジローラを、前記ガラスリボンのエッジ部分に係合させるステップ、および、
前記ハウジングのポート内に位置している、前記複数のエッジローラと前記エッジ誘導部材との間に位置付けられた交換可能な加熱カートリッジで、前記エッジ誘導部材を加熱するステップ、
を含み、前記交換可能な加熱カートリッジが、熱誘導面を有するエンクロージャを備え、前記熱誘導面が、前記エンクロージャの底面に対して約９０°未満の角度で傾斜しており、前記熱誘導面が、該熱誘導面の面上または該熱誘導面の面に隣接して位置付けられた、少なくとも１つの加熱素子を備え、さらに、前記加熱カートリッジが、前記熱誘導面が前記エッジ誘導部材に面し、かつ前記熱誘導面からの形態係数が前記複数のエッジローラよりも前記エッジ誘導部材で大きく、さらに前記熱誘導面の下方エッジと前記交換可能な加熱カートリッジの前記底面とが前記エッジ誘導部材と前記複数のエッジローラとの間に少なくとも部分的に位置付けられて前記エッジ誘導部材を前記複数のエッジローラから熱的に遮蔽するように、配向されていることを特徴とする方法。
【００６７】
実施形態１６
前記熱誘導面の前記角度が、前記底面に対して約４５°から約７５°であることを特徴とする実施形態１５記載の方法。
【００６８】
実施形態１７
前記熱誘導面が、前記エッジ誘導部材を少なくとも部分的に取り囲むように配向された、複数のファセットを備えていることを特徴とする実施形態１５記載の方法。
【００６９】
実施形態１８
前記複数のファセットが、中心ファセットと該中心ファセットの両端部に位置する２つの側部ファセットとを含み、前記２つの側部ファセット夫々の、前記中心ファセットに対するその間の最大角度が、約１４５°から約１７５°であることを特徴とする実施形態１７記載の方法。
【００７０】
実施形態１９
前記熱誘導面が、該熱誘導面が前記エッジ誘導部材を少なくとも部分的に取り囲むような、湾曲面を備えていることを特徴とする実施形態１５記載の方法。
【００７１】
実施形態２０
前記交換可能な加熱カートリッジが、ガラスリボンが成形されているときに交換可能なものであることを特徴とする実施形態１５記載の方法。
【符号の説明】
【００７２】
１０    ガラス成形装置
１２    ガラスリボン
１３    エッジ
１４    ハウジング
６２    成形ウェッジ
６６ａ、６６ｂ    下向き傾斜成形面部分
７０    底部
８０ａ、８０ｂ    エッジ誘導部材
１１０ａ、１１０ｂ    加熱カートリッジ
１２０    エンクロージャ
１２２    熱誘導面
１２３    下方エッジ
１２４    加熱素子
１２６    底面
１３２ａ、１３２ｂ    エッジローラ
１６２    中心ファセット
１６４    側部ファセット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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