用于在玻璃制作过程中加热金属容器的方法与流程
此申请案主张于2018年7月27日所提出的第62/703,907号美国临时专利申请案的优先权权益，所述申请案的整体内容在本文中如同在下文中被完全阐述般地以引用方式依附和并入本文中。
本公开内容与用于在玻璃制作过程中加热金属容器的方法相关，且详细而言是与用于使用金属容器的直接加热来控制金属容器中的熔融玻璃的温度和黏度的方法相关。
背景技术：
经由形成装置制造玻璃制品依赖在熔融玻璃在来源(例如熔化容器)与形成装置之间行进时控制熔融玻璃的黏度。在一些制造操作中，熔融玻璃流动通过耐火材料(例如陶瓷)通道，其中通过通道外部的加热构件间接加热耐火通道以控制熔融玻璃的温度。然而，在其他的操作中(例如在制造光学品质玻璃(例如制造显示玻璃片以用于电子视觉显示应用)的期间)，熔融玻璃流动通过通过容器的壁中的电流直接加热的金属容器(例如导管和处理腔室)。应理解，商业规模上的此类加热可能涉及经由接合到容器且与电源电连通的电凸缘提供到容器的大量电流。
所需要的是一种控制直接加热程序的方法，所述方法不过度加热和损伤向容器传送电流的凸缘。
技术实现要素：
依据本公开内容，公开了一种形成玻璃制品的方法，所述方法包括：将熔融玻璃流动通过金属容器，所述金属容器包括附接到所述金属容器的多个电凸缘，所述多个电凸缘至少包括第一电凸缘、与所述第一电凸缘隔开的第二电凸缘、和与所述第二电凸缘隔开的第三电凸缘，所述第一电凸缘、所述第二电凸缘、和所述第三电凸缘沿着所述金属容器的长度依序布置，其中所述第一电凸缘、所述第二电凸缘、和所述金属容器的在所述第一电凸缘与所述第二电凸缘之间的一部分包括第一电路，其中所述第二电凸缘、所述第三电凸缘、和所述金属容器的在所述第二电凸缘与所述第三电凸缘之间的第二部分包括第二电路，且其中所述第二电凸缘形成所述第一电路和所述第二电路的共同电路径。
所述方法更包括：在所述第一电路中建立第一交流电流，和在所述第二电路中建立第二交流电流，所述第二交流电流相对于所述第一交流电流具有第一相位角。
所述方法又更包括：通过在所述第一交流电流和所述第二交流电流中的至少一个的每个半循环期间切断相应的至少一个第一交流电流和第二交流电流，来控制所述金属容器的所述第一部分或所述金属容器的所述第二部分中的至少一个中所消耗的电功率；和其中所述第二电凸缘的温度小于所述第一部分和所述第二部分的温度。
在实施例中，所述第一相位角的绝对值可以是0度、30度、60度、和120度中的一个。
在一些实施例中，所述金属容器包括与所述第一电凸缘、所述第二电凸缘、和所述第三电凸缘隔开且接续所述第一电凸缘、所述第二电凸缘、和所述第三电凸缘的第四电凸缘，所述第三电凸缘、所述第四电凸缘、和所述金属容器的延伸于所述第三电凸缘与所述第四电凸缘之间的第三部分包括第三电路，使得所述第三电凸缘提供所述第二电路和所述第三电路的共同电路径，所述方法更包括：在所述第三电路中建立第三交流电流，所述第三交流电流相对于所述第一交流电流具有第二相位角且相对于所述第二交流电流具有第三相位角。
在某些实施例中，所述第二相位角的绝对值可以是0度、30度、60度、或120度中的一个。
在一些实施例中，所述第二相位角的绝对值可以等于所述第一相位角的绝对值。
在一些实施例中，所述第三相位角的绝对值是0度、30度、60度、或120度中的一个。
在各种实施例中，所述第三相位角的绝对值可以等于所述第一相位角的绝对值。
在一些实施例中，所述第一相位角和所述第二相位角可以是非零的，且所述第一相位角的符号可以与所述第二相位角的符号不同。如本文中所使用的，用语“符号”相对于参考相位指的是正相位角或负相位角。
可以分别由第一变压器和第二变压器提供所述第一交流电流和所述第二交流电流。
在实施例中，所述第三交流电流是由第三变压器所提供的。
在一些实施例中，所述第一变压器、所述第二变压器、和/或所述第三变压器中的任一个或组合可以是δ-y变压器(delta-y)。
所述切断步骤可以包括：用相爆控制器在所述第一交流电流和所述第二交流电流中的所述至少一个的每个半循环期间阻断相应的至少一个第一交流电流和第二交流电流。
在一些实施例中，所述金属容器可以包括澄清腔室。
所述方法可以更包括：将所述熔融玻璃供应给形成主体，和从所述形成主体拉出所述熔融玻璃。
在一些实施例中，所述拉制步骤包括：将所述熔融玻璃拉制成玻璃条带。
在又其他的实施例中，公开了一种制作玻璃的方法，所述方法包括：将熔融材料流动通过金属容器，所述金属容器包括沿着所述金属容器的长度附接到所述金属容器的n个电凸缘，所述n个电凸缘形成n-1个电路，所述n-1个电路中的每一个均包括所述n个电凸缘中的两个相邻凸缘以及所述金属容器的在所述两个相邻凸缘之间的相应部分，其中所述n-1个电路中的相邻电路包括所述n个电凸缘中的一个电凸缘，所述电凸缘形成所述相邻电路的共同电路径，且其中n等于或大于3。
所述方法更包括：在所述n-1个电路中的每个电路中建立交流电流。
所述方法又更包括：通过在所述对应电路中的所述交流电流的每个半循环期间切断供应到所述对应电路的所述交流电流，来控制包括所述n-1个电路的所述金属容器的所述至少一个部分中所消耗的功率，且其中所述n个电凸缘中的每一个的温度小于所述至少一个部分的温度。
在一些实施例中，n可以等于或大于4。
在一些实施例中，所述n-1个电流中的至少两个之间的相位角的绝对值可以是0度、30度、60度、或120度中的一个。
所述方法可以更包括：例如用相爆控制器，切断供应到所述n-1个电路中的每一个的交流电流。
在一些实施例中，所述金属容器可以包括铂。例如，在一些实施例中，所述金属容器可以包括澄清腔室。
在又另一个实施例中，描述了一种用于形成玻璃制品的装置，所述装置包括：金属容器和沿着所述金属容器的长度附接到所述金属容器的n个电凸缘，所述n个电凸缘包括n-1个电路，所述n-1个电路中的每一个均包括所述n个电凸缘中的两个相邻电凸缘、所述金属容器的连接在所述两个相邻电凸缘之间的相应部分、和配置为向相应的电路供应电流的电源，其中所述n-1个电路中的相邻电路包括所述n个电凸缘中的一个电凸缘，所述电凸缘形成所述等相邻电路的共同电流路径，且其中所述n-1个电路中的每个电路的所述电源均包括变压器和相爆控制器。
在一些实施例中，n等于或大于3。
在一些实施例中，所述n-1个电路中的每个电路的所述相爆控制器均连接到每个相应的变压器的主要线圈。
在各种实施例中，所述金属容器包括澄清腔室。
将在随后的详细说明中阐述本文中所公开的实施例的额外特征和优点，且本领域中的技术人员将通过该说明容易理解所述特征和优点的一部分，或通过实行如本文中所述的发明来认识所述特征和优点，这些实施例包括了随后的详细说明、权利要求书、以及附图。
要了解，前述的一般说明和以下的详细说明呈现了实施例，这些实施例旨在提供概观或架构以供了解本文中所公开的实施例的本质和特性。包括了附图以提供进一步的了解，且这些附图被并入和构成此说明书的一部分。这些附图绘示本公开内容的各种实施例，且与说明书一起解释本公开内容的原理和操作。
附图说明
图1是示例性玻璃制造装置的示意图；
图2是示例性玻璃制作装置的一部分的侧视图，示出配置为用于示例性直接加热的金属容器(例如图1的金属容器)；
图3是示例性电凸缘(例如来自图2的电凸缘)的正视图；
图4a是示例性玻璃制作装置的一部分的另一个侧视图，所述部分包括用来加热金属容器的一部分的两个相邻的电路；
图4b是图4a的两个相邻的电路的等效电路图；
图4c和4d绘示可以如何使用迭加来决定共同电凸缘中的电流；
图5是示例性玻璃制作装置的一部分的示意图，所述部分包括具有三个相邻的电路的金属容器；
图6是示出示例性正弦波交流电流波形的图表；
图7a是基线正弦波交流电流波形的图表；
图7b是滞后于图7a的正弦波交流电流波形的正弦波交流电流波形的图表；
图7c是示出在图7a的交流电流波形和图7b的交流电流波形存在于相同的导体(例如共同的电凸缘)中的时候的生成的交流电流波形的图表；
图7d是领先于图7a的正弦波交流电流波形达图7b的正弦波交流电流波形滞后于图7a的正弦波交流电流波形的相同相位角的正弦波交流电流波形的图表；
图7e是示出在图7a的交流电流波形和图7d的交流电流波形存在于相同的导体(例如共同的电凸缘)中的时候的生成的交流电流波形的图表；
图8a是基线切断交流电流波形的图表；
图8b是滞后于图8a的切断交流电流波形的正弦波交流电流波形的图表；
图8c是示出在图8a的切断交流电流波形和图8b的交流电流波形存在于相同的导体(例如共同的电凸缘)中的时候的生成的交流电流波形的图表；
图8d是领先于图8a的切断交流电流波形达图8b的切断交流电流波形滞后于图8a的切断交流电流波形的相同相位角的切断交流电流波形的图表；
图8e是示出在图8a的切断交流电流波形和图8d的交流电流波形存在于相同的导体(例如共同的电凸缘)中的时候的生成的交流电流波形的图表；
图9a是与图8b的交流电流波形相同的切断交流电流波形的图表，除了较少的波形被切断以外；
图9b是示出在图8a的切断交流电流波形和图9a的切断交流电流波形存在于相同的导体(例如共同的电凸缘)中的时候的生成的交流电流波形的图表；
图10a是第一电路中的与图7a的交流电流波形相同的正弦波交流电流波形的图表；
图10b是示出在图7a的交流电流波形和图10a的切断交流电流波形存在于相同的导体(例如共同的电凸缘)中的时候的生成的交流电流波形的图表；
图10c是紧接图7a的交流电流波形的第二电路中的切断交流电流波形(与图10a的电流波形类似)的图表；
图10d是示出在图7a的切断交流电流波形和图10c的切断交流电流波形存在于相同的导体(例如共同的电凸缘)中的时候的生成的交流电流波形的图表；和
图11是示例性回归线的图表，描绘电凸缘温度作为凸缘中的电流的函数。
具体实施方式
现将详细参照本公开案的实施例，这些实施例的示例被绘示在附图中。将尽可能使用相同的参考标号来在所有附图指称相同或类似的部件。然而，可以用许多不同的形式来实施此公开内容，且此公开内容不应被视为限于本文中所阐述的实施例。
在本文中可以将范围表示为从“约”一个特定值和/或到“约”另一个特定值。当表达此类范围时，另一个实施例包括从所述一个特定值到所述另一个特定值。类似地，在通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，将了解到，所述特定值形成了另一个实施例。将进一步了解到，范围中的每一个的端点与另一个端点相比是有意义的(significant)且是与另一个端点无关地有意义的。
如本文中所使用的方向性用语(例如上、下、右、左、前、后、顶、底)是仅参照如所绘制的图式而作出的，且不是要暗示绝对的定向。
除非另有明确表明，绝不要将本文中所阐述的任何方法解释为需要其步骤用特定的顺序执行，也绝不是需要任何的装置、特定的定向。因此，若一个方法权利要求项实际上并未记载要由其步骤依循的顺序，或任何装置权利要求项实际上并未记载个别元件的顺序或定向，或在权利要求书或说明书中未另有具体表明步骤要受限于特定的顺序，或未记载装置的元件的特定顺序或定向，则绝不要在任何方面推断顺序或定向。这对于用于解译的任何可能的非明示基础都是如此，包括：针对步骤、操作流程、元件顺序、或元件定向的布置的逻辑事项；推导自文法组织或标点符号的一般意义，和；说明书中所述的实施例的数量或类型。
如本文中所使用的，单数形式“一个”和“所述”包括了复数的指涉对象，除非上下文另有清楚指示。因此，例如对于“一个”元件的指称包括了具有二或更多个此类元件的方面，除非上下文另有清楚指示。
用词“示例性”、“示例”、或其各种形式在本文中用来意指充当一个示例、实例、或说明。不应将本文中描述为是“示例性的”或描述为“示例”的任何方面或设计解释为相对于其他的方面或设计是优选的或有利的。并且，仅为了明确和了解的目的而提供示例，且这些示例并不是要用任何方式限制或约束此公开内容所公开的标的或相关的部分。可以理解到，范围变化的无数额外的或替代的示例可能已被呈现也可能已为了简明起见而省略。
如本文中所使用的，应将用语“金属容器”解释为包括由金属所形成的槽、导管、管子、或其他结构，在这些结构中，可以将熔融玻璃容纳在所述结构中或传递通过所述结构。
如本文中所使用的，应将用语“包括”及其变型解释为是同义的和开放式的，除非另有指示。
图示于图1中的是示例性玻璃制造装置10。在某些实施例中，玻璃制造装置10可以包括玻璃熔化熔炉12，所述玻璃熔化熔炉包括熔化容器14。除了熔化容器14以外，玻璃熔化熔炉12可以可选地包括一或更多个额外元件，例如配置为加热原料和将原料转换成熔融玻璃的加热构件(例如燃烧器和/或电极)。例如，熔化容器14可以是电升温的熔化容器，其中通过燃烧器和通过直接加热将能量添加到原料，其中电流穿过原料，电流由此经由焦耳加热添加能量到原料。
在另外的实施例中，玻璃熔化熔炉12可以包括减少来自熔化容器的热损耗的热管理设备(例如绝缘元件)。在又另外的实施例中，玻璃熔化熔炉12可以包括促进将原料熔化成玻璃熔体的电子和/或电机设备。又进一步地，玻璃熔化熔炉12可以包括支撑结构(例如支撑底盘、支撑构件等等)或其他元件。
熔化容器14一般由耐火材料所形成，例如耐火陶瓷材料，例如包括氧化铝或氧化锆的耐火陶瓷材料，然而耐火陶瓷材料也可以包括其他的耐火材料，例如替代地或用任何组合来使用的钇(例如氧化钇、氧化钇稳定的氧化锆、磷酸钇)、锆石(zrsio4)、或氧化铝-氧化锆-氧化硅或甚至氧化铬。在一些示例中，熔化容器14可以用耐火陶瓷砖建造。
在一些实施例中，可以将玻璃熔化熔炉12合并为配置为制造玻璃制品(例如不定长度的玻璃条带)的玻璃制造装置的元件，然而在另外的实施例中，也可以将玻璃制造装置配置为形成其他玻璃制品，例如但不限于玻璃杆、玻璃管、玻璃包壳(例如照明设备(例如灯泡)的玻璃包壳)、和玻璃透镜，然而也考虑许多其他的玻璃制品。在一些示例中，可以将熔化熔炉包括在玻璃制造装置中，所述玻璃制造装置包括槽拉装置、浮浴装置、下拉装置(例如熔融下拉装置)、上拉装置、压制装置、轧制装置、管拉装置、或会受益于本公开内容的任何其他玻璃制造装置。通过示例的方式，图1示意性地将玻璃熔化熔炉12绘示为用于熔融拉制玻璃条带以供随后处理成个别玻璃片或将玻璃条带卷到卷轴上的熔融下拉玻璃制造装置10的元件。
玻璃制造装置10(例如熔融下拉装置10)可以可选地包括定位在熔化容器14上游的上游玻璃制造装置16。在一些示例中，可以将一部分的或整个的上游玻璃制造装置16合并为玻璃熔化熔炉12的一部分。
如图1中所绘示的实施例中所示，上游玻璃制造装置16可以包括原料储存仓18、原料递送设备20、和连接到原料递送设备20的电动机22。可以将原料储存仓18配置为储存一定量的原料24，可以将所述原料通过一或更多个馈送端口馈送到玻璃熔化熔炉12的熔化容器14中，如由箭头26所指示。原料24一般包括一或更多种玻璃形成金属氧化物和一或更多种改性剂。在一些示例中，可以通过电动机22对原料递送设备20提供动力，以从储存仓18向熔化容器14递送预定量的原料24。在另外的示例中，电动机22可以对原料递送设备20提供动力，以基于相对于熔融玻璃的流动方向在熔化容器14下游所感测到的熔融玻璃水平用受控的速率引入原料24。此后，可以加热熔化容器14内的原料24以形成熔融玻璃28。一般而言，在初始的熔化步骤中，将原料作为颗粒(例如作为各种“砂”)添加到熔化容器。原料24也可以包括来自先前的熔化和/或形成操作的碎片玻璃(即碎玻璃)。燃烧器一般用来开始熔化过程。在电升温的熔化过程中，一旦充分地减少原料的电阻，就通过在定位为与原料接触的电极之间形成电势来开始电升温，从而建立通过原料的电流，原料此时一般进入或处于熔融态。
玻璃制造装置10也可以可选地包括相对于熔融玻璃28的流动方向定位在玻璃熔化熔炉12下游的下游玻璃制造装置30。在一些示例中，可以将下游玻璃制造装置30的一部分合并为玻璃熔化熔炉12的一部分。然而，在一些情况下，可以将下文所论述的第一连接导管32、或下游玻璃制造装置30的其他部分合并为玻璃熔化熔炉12的一部分。下游玻璃制造装置30的构件(包括第一连接导管32)可以由贵金属所形成。合适的贵金属包括选自由以下项目所组成的群组的铂族金属：铂、铱、铑、锇、钌、和钯、或上述项目的合金。例如，玻璃制造装置的下游元件可以由铂铑合金所形成，所述铂铑合金包括从约70重量百分比到约90重量百分比的铂和约10重量百分比到约30重量百分比的铑。然而，用于形成玻璃制造装置的下游元件的其他合适金属可以包括钼、铼、钽、钛、钨、和上述项目的合金。
下游玻璃制造装置30可以包括第一调理(即处理)腔室(例如澄清腔室34)，所述第一调节腔室位在熔化容器14下游且通过上述的第一连接导管32耦接到熔化容器14。在一些示例中，可以通过第一连接导管32从熔化容器14向澄清腔室34重力馈送熔融玻璃28。例如，重力可以将熔融玻璃28从熔化容器14向澄清腔室34驱动通过第一连接导管32的内部路径。然而，应了解，可以将其他的调节腔室定位在熔化容器14下游，例如定位在熔化容器14与澄清腔室34之间。在一些实施例中，可以在熔化容器与澄清腔室之间采用调节腔室，其中来自主要熔化容器的熔融玻璃在进入澄清腔室之前在辅助容器中进一步加热以继续熔化过程或冷却到低于主要熔化容器中的熔融玻璃的温度的温度。
如先前所述，可以通过各种技术从熔融玻璃28移除气泡。例如，原料24可以包括多价化合物(即澄清剂)(例如氧化锡)，这些多价化合物在被加热时经历化学还原反应且释放氧。其他合适的澄清剂包括但不限于砷、锑、铁、和铈，然而在一些应用中基于环境的原因可能不鼓励砷和锑的使用。将澄清腔室34加热到大于熔化容器温度的温度，从而加热澄清剂。由包括在熔体中的一或更多种澄清剂的温度诱发的化学还原所产生的氧气气泡上升通过澄清腔室内的熔融玻璃，其中熔化熔炉中所产生的熔融玻璃中的气体可能聚结或扩散到由澄清剂所产生的氧气气泡中。浮力增加的扩大的气泡可以接着上升到澄清腔室内的熔融玻璃的自由面，且此后被排出澄清腔室。氧气气泡可以在这些气泡上升通过熔融玻璃时进一步诱发澄清腔室中的熔融玻璃的机械混合。
下游玻璃制造装置30可以更包括另一个调节腔室，例如用于混合从澄清腔室34向下游流动的熔融玻璃的混合装置36，例如搅拌腔室。混合装置36可以用来提供均匀的玻璃熔体组成，从而减少可能原本存在于离开澄清腔室的熔融玻璃内的化学或热不均匀性。如所示，可以通过第二连接导管38将澄清腔室34耦接到混合装置36。在一些实施例中，可以通过第二连接导管38将熔融玻璃28从澄清腔室34重力馈送到混合装置36。例如，重力可以将熔融玻璃28从澄清腔室34向混合装置36驱动通过第二连接导管38的内部路径。一般而言，混合装置36内的熔融玻璃包括自由面，其中自由容积延伸于自由面与混合装置的顶部之间。应注意，虽然混合装置36被示为相对于熔融玻璃的流动方向在澄清腔室34下游，但也可以在其他的实施例中将混合装置36定位在澄清腔室34上游。在一些实施例中，下游玻璃制造装置30可以包括多个混合装置，例如在澄清腔室34上游的混合装置和在澄清腔室34下游的混合装置。这些多个混合装置可以具有相同的设计，或它们可以具有彼此不同的设计。在一些实施例中，容器和/或导管中的一或更多个可以包括定位在其中的固定混合叶片，以促进熔融材料的混合和后续的均匀化。
下游玻璃制造装置30可以更包括另一个调节腔室，例如位在混合装置36下游的递送容器40。递送容器40可以调节要馈送到下游形成设备中的熔融玻璃28。例如，递送容器40可以充当累积器和/或流量控制器以调整熔融玻璃28的流量和通过出口导管44向形成主体42提供一致流量的熔融玻璃。在一些实施例中，递送容器40内的熔融玻璃可以包括自由面，其中自由容积从自由面向上延伸到递送腔室的顶部。如所示，可以通过第三连接导管46将混合装置36耦接到递送容器40。在一些示例中，可以通过第三连接导管46将熔融玻璃28从混合装置36重力馈送到递送容器40。例如，重力可以将熔融玻璃28从混合装置36向递送容器40驱动通过第三连接导管46的内部路径。
下游玻璃制造装置30可以更包括形成装置48，所述形成装置包括上述的形成主体42(包括入口导管50)。可以将出口导管44定位为从递送容器40向形成装置48的入口导管50递送熔融玻璃28。熔融下拉玻璃制作装置中的形成主体42可以包括定位在形成主体的上表面中的流槽52和沿着形成主体的底缘(根部)56在拉制方向上收敛的收敛形成面54(仅示出一个表面)。经由递送容器40、出口导管44、和入口导管50递送到形成主体流槽52的熔融玻璃溢出流槽52的壁，且沿着收敛形成面54下降成为单独的熔融玻璃流。单独的熔融玻璃流在根部56下方且沿着所述根部接合，以产生单个熔融玻璃条带58，所述熔融玻璃条带是通过以下步骤在拉制方向60上从根部56拉制的：向玻璃条带施加向下张力(例如重力)，和拉动滚筒组件，以在熔融玻璃冷却且材料的黏度增加时控制玻璃条带的尺度。因此，玻璃条带58经过黏弹性转变，且获得给予玻璃条带58稳定的尺度特性的机械性质。在一些实施例中，可以在玻璃条带的弹性区域中通过玻璃分离装置(未示出)将玻璃条带58分离成个别的玻璃片62，而在另外的实施例中，可以将玻璃条带缠绕到卷轴上和储存以供进一步处理。
可以例如通过定位在金属容器附近的电阻加热构件来间接加热下游玻璃制造装置30的金属容器(包括第一连接导管32、澄清腔室34、混合装置36、第二连接导管38、递送容器40、出口导管44、和入口导管50)。然而，在许多情况下，此类加热是通过在金属容器本身中(例如在金属容器的与其中的熔融玻璃接触的壁中，其中金属容器壁是通过焦耳加热来加热的)建立电流来执行的。如本文中所使用的，金属容器的此类焦耳加热称为直接加热。
图2和3分别是示例性直接加热的递送装置100的一部分的横截面图和端视图，所述递送装置包括配置为用于直接加热的金属容器102。金属容器102一般包括耐热和耐腐蚀的材料。例如，金属容器102可以包括铂、铱、铑、锇、钌、和钯、或上述项目的合金。例如，金属容器可以由铂铑合金所形成，所述铂铑合金包括从约70重量百分比到约90重量百分比的铂和约10重量百分比到约30重量百分比的铑。然而，用于形成金属容器的其他合适金属可以包括钼、铼、钽、钛、钨、和上述项目的合金。并且，虽然将金属容器102示为包括与纵轴106正交的圆形横截面形状，但金属容器102也可以包括非圆形横截面形状，例如椭圆形横截面形状或卵形横截面形状、或适于传递熔融玻璃的任何其他横截面形状。
直接加热的递送装置100更包括例如通过焊接来附接到金属容器102的第一电凸缘104a和第二电凸缘104b。在各种实施例中，第一电凸缘104a和第二电凸缘104b可以围绕金属容器102的整个周围而延伸且可以包括一或更多个环，然而在另外的实施例中，可以分别将第一电凸缘104a和第二电凸缘104b配置为围绕金属容器102的周围的仅一部分而延伸。在图3中所示的实施例中，第一电凸缘104a和第二电凸缘104b包括至少两个环：最内环108和最外环110。因为接近热的金属容器102，在一些实施例中，最内环108可以由与所述最内环所附接到的金属容器相同或类似的金属所形成。例如，在金属容器102由铂-铑合金所形成的情况下，最内环108也可以由相同或类似的铂-铑合金所形成。另一方面，可以用成本较低、较不耐热的金属形成最外环110，例如镍或其合金。在一些实施例中，电凸缘104a和/或104b可以包括多于两个环，例如定位在最内环108与最外环110之间的中间环。然而，应注意，在其他的实施例中，可以将第一电凸缘104a和/或第二电凸缘104b形成为单个环，或在一些情况下形成为附接到金属容器102的单个耳片。
电凸缘104a和104b可以更分别包括从其延伸的电极部分112a和112b，所述电极部分提供电缆线114(和/或汇流条)的连接点，所述电缆线向(和从)第一电凸缘104a和第二电凸缘104b传送电流i1。此外，在一些实施例中，第一电凸缘104a和第二电凸缘104b可以包括附接到电凸缘的外周边(例如围绕最外环110的外周边而附接)的冷却管(未示出)，冷却管包括通路，冷却流体流动通过所述通路。在一些实施例中，冷却流体可以是气体(例如空气)，而在其他的实施例中，冷却流体可以是液体(例如水)或甚至是气体与液体的组合。
如图2中所示，第一电凸缘104a和第二电凸缘104b与电源116电连通，所述电源向电路118供应电力(例如电流)，所述电路由电源116、电缆线114、第一电凸缘104a和第二电凸缘104b、金属容器102的延伸于第一电凸缘104a与第二电凸缘104b之间且与第一电凸缘104a和第二电凸缘104b电连通的部分120所形成。电源116、第一电凸缘104a和第二电凸缘104b、和金属容器102的延伸于第一电凸缘104a与第二电凸缘104b之间的部分120(以及将第一电凸缘104a和第二电凸缘104b连接到电源116的电缆布设112和电极部分112a、112b)一起包括电路118。由电源116所提供的电流i1可以是直流电流(dc)(其中电荷流在单个方向上发生)或交流电流(ac)(其中电荷流是循环的且每半个循环反转)。
图4a绘示示例性直接加热的递送装置200的另一个实施例，所述递送装置包括配置为用于直接加热的金属容器202。直接加热的递送装置200与直接加热的递送装置100类似，除了直接加热的递送装置200装设有第二电路以外。
依据图4a，金属容器202包括耐热和耐腐蚀的材料。例如，如先前针对金属容器102所述，金属容器202可以包括铂、铱、铑、锇、钌、和钯、或上述项目的合金。例如，金属容器可以由铂铑合金所形成，所述铂铑合金包括从约70重量百分比到约90重量百分比的铂和约10重量百分比到约30重量百分比的铑。然而，用于形成金属容器的其他合适金属可以包括钼、铼、钽、钛、钨、和上述项目的合金。并且，虽然将金属容器202示为包括与纵轴206正交的圆形横截面形状，但金属容器202也可以包括非圆形横截面形状，例如椭圆形横截面形状、卵形横截面形状、或适于传递熔融玻璃的任何其他横截面形状。
直接加热的递送装置200更包括例如通过焊接来附接到金属容器202的第一电凸缘204a和第二电凸缘204b。在各种实施例中，第一电凸缘204a和第二电凸缘204b可以围绕金属容器202的整个周围而延伸且可以包括一或更多个环，然而在另外的实施例中，第一电凸缘204a和第二电凸缘204b可以围绕金属容器202的周围的仅一部分而延伸。然而，应注意，在其他的实施例中，可以将第一电凸缘204a和/或第二电凸缘204b形成为单个环，或形成为附接到金属容器202的单个耳片。电凸缘204a和204b的结构及组成可以与第一电凸缘104a和第二电凸缘104b的结构及组成类似或相同。
如图4a中进一步示出，第一电凸缘204a和第二电凸缘204b与电源216a电连通，所述电源向第一电路218a供应电力(例如电流)，所述第一电路由电源216a、电缆布设214、电凸缘204a和204b、及金属容器202的延伸于第一电凸缘204a与第二电凸缘204b之间且与第一电凸缘204a与第二电凸缘204b电连通的第一部分202a所形成。第一电源216a、第一电凸缘204a和第二电凸缘204b、及金属容器202的延伸于第一电凸缘204a与第二电凸缘204b之间的第一部分202a(以及将第一电凸缘204a和第二电凸缘204b连接到电源216a的相关联电缆布设214)一起包括第一电路218a。由第一电源216a所提供的电流i2a是交流电流(ac)电源，其中电荷流是循环(例如正弦波)的且每半个循环反转极性。
此外，直接加热的递送装置200更包括第二电路218b，所述第二电路包括第二电源216b。第二电路218b包括第二电凸缘204b和第三电凸缘204c、及金属容器202的延伸于第二电凸缘204b与第三电凸缘204c之间且与第二电凸缘204b和第三电凸缘204c电连通的第二部分202b，所述第三电凸缘连接到金属容器202、与第二凸缘204b隔开、且与第一电凸缘204a和第二电凸缘204b依序地布置。第二电源216b向第二电路218b供应第二电流i2b。然而，应注意，不像图2的实施例，其中第二电凸缘104b仅传送第一电流i1，在本实施例中，第二电凸缘204b是第一电路218a和第二电路218b共用的且从第一电路218a和第二电路218b传送电流。共同的电路径中通过电凸缘204b的生成总电流是电流i2a与i2b的差(i2a-i2b)。图4b是图4a的实施例的等效表示，其中r1、r2、和r3分别表示电凸缘204a、204b、和204c的电阻，r4和r5分别表示第一金属容器部分202a和第二金属容器部分202b的电阻，且e1和e2分别表示跨电源216a和216b的电压(忽略任何中介的电缆布设的电阻)。经由迭加决定通过r2的电流的解决方案应是本领域中的技术人员所理解的，且可以总结如下。
依据图4c，电源216b由短路所替换以形成单个网络，所述网络具有两个内部回路(回路222a和回路222b)和三个分支(r1和r4、r2、及r3和r5)，且其中围绕第一回路222a和第二回路222b的电压可以分别由以下等式表示：
(r1+r4+r2)·i2a1–r2·i2a2＝e1，(r2+r3+r5)·i2a2–r2·i2a1＝0，(1)
其中i2a1是第一回路222a中的电流，且i2a2是第二回路222b中的电流，两个电流i2a1和i2a2都是由电源216a引起的。如本文中所使用的，分支是仅在两个终端处连接到较大网络的其余部分的任何子网络，且回路是沿着一系列分支行进的封闭路径。(包含r1、r4、r5、和r3的第三外部回路对于目前的论述是不必要的，且此处不考虑。)
依据图4d，在下一个步骤中，电源216a由短路所替换，且第二电源216b恢复。可以接着分别由以下等式表示第一回路222a和第二回路222b中的电压：
(r1+r4+r2)·i2b1–r2·i2b2＝0，(r2+r5+r3)·i2b2–r2·i2b1＝e2，(2)
其中i2b1(第一回路222a中的电流)和i2b2(第二回路222b中的电流)是由电源216b引起的。
或者，从图4b，可以更单纯地由以下等式表示第一电路218a和第二电路218b中的电压：
(r1+r2+r4)·i1–r2·i2＝e1，(r2+r5+r3)·i2–r2·i1＝e2。(3)
等式(1)和(2)或者等式(3)显示，对于共用共同的电路径(例如共同的电凸缘)的两个相邻电路而言(每个电路均由自身的电源供电)，基于电路中由电源所供应的电流(个别考虑)，共同电路径中的电流是个别的电路中通过共同路径的电流的差。应理解，随着相邻电路的数量增加，计算每个共同电凸缘中的电流变得越来越复杂，因为由每个电源所供应的电流均影响与所述电源电连通的每一个其他的电路。更实际地，任何一个电路的改变均影响每一个其他连接的电路。
依据图4a的基本设计，n个电凸缘可以造成n-1个电路，其中每个电路均包括电源、两个相邻的电凸缘、和金属容器待加热的一部分。金属容器的延伸于相邻的电凸缘之间的部分表示由相关联的电路所加热的个别加热区。通过变化供应到所述多个电凸缘的电流，可以向金属容器的每个部分(例如每个加热区)施加不同的加热功率，其因此每个部分获得了不同的温度。此种加热方案可以用来控制流动通过金属容器的熔融玻璃的黏度。
供应到典型制造设施的电源是从商业公用电网提供的，且包括递送三种电压(和电流)相位的交流电流系统，这些相位由120度的相位角所分开。一般而言，可以由以下等式表示个别的电压相位：
e·sin(ωt+φ)，(5)
其中e是电压波形的大小，ωt＝θ是用弧度/秒为单位的角频率，且φ是相位角。对于如本文中所述的三相系统而言，可以针对三个相位将等式5呈现为：
v1(θ)＝e1·sin(θ)(6)
v2(θ)＝e2·sin(θ–120)，和(7)
v3(θ)＝e3·sin(θ–240)＝e3·sin(θ+120)，(8)
其中v1(θ)、v2(θ)、和v3(θ)表示是角频率和相位角的函数的瞬时电压，且e1、e2、和e3表示尖峰相电压。对于平衡的系统而言，e1＝e2＝e3。如所示，电压v2与电压v1失相达负120度(电压v1与v2之间的相位角是120度，或电压v2滞后于电压v1达120度)，且电压v3与电压v1失相达负240度(电压v1与v3之间的相位角是负240度，且电压v2与v3之间的相位角是负120度，或电压v3滞后于电压v1和v2)。本领域中的一般技术人员将容易理解，每个电路中的电流均将显示与电压相同的正弦相关波形。
本领域中的一般技术人员应进一步理解，通过反转三个相位的极性(等同180度的相移)，可以获得额外的相位。例如，
v4＝–v1＝–e1·sin(θ)＝asin(θ–180)(9)
v5＝–v2＝–e2·sin(θ–120–180)＝e2·sin(θ–300)＝e2·sin(θ+60)(10)
v6＝–v3＝–e3·sin(θ–240)＝e3·sin(θ–240–180)＝e3·sin(θ–60)。(11)
因此，可从三相电力系统获得由60度的相位角分开的六种电压相位，且类似地六种电流相位也由60度的相位角分开。
交给电源送到电加热(例如电升温)的玻璃制造设施的大部分负载来自于各种金属容器的熔化过程和直接加热，所述金属容器用来传递和/或处理从熔化容器到形成主体的熔融玻璃。可以通过利用具有如下文所述的切断波形电力管理的多相电力直接加热金属容器来获得所供应的电力的高效使用。
图5绘示示例性直接加热的熔融玻璃递送装置300的一部分，所述部分包括金属容器302和附接到金属容器302且与所述金属容器电连通的多个电凸缘。在图5中所描绘的实施例中，将四个电凸缘(即304a、304b、304c、和304d)示为沿着金属容器302的长度依序布置，然而在另外的实施例中，电凸缘的数量可以与加热金属容器(例如产生所需数量的加热区)所需的一样多。例如，在另外的实施例中，取决于金属容器302的长度和加热区的数量，电凸缘的数量可以是五个电凸缘、六个电凸缘、七个电凸缘、或甚至更多个电凸缘。并且，金属容器302不限于单个容器，而是可以包括彼此电连通且形成供熔融玻璃流动通过的流动路径的多个容器。对于直接加热的熔融玻璃递送装置特别感兴趣的是熔化容器与混合装置之间的加热，且更详细而言是第一连接导管32、澄清腔室34、和可选地第二连接导管38的加热。如上文所简要描述，澄清腔室34用来将熔融玻璃加热到大于熔化容器14中的熔融玻璃的温度的温度。增加的温度使得熔融玻璃28中的澄清剂释放氧气，所述氧气反常地有助于移除在发生在熔化容器中的化学反应期间释放到熔融玻璃中的气体和可能被捕集在原料中或由原料所捕集的气体。为了实现正确的澄清，熔融玻璃的温度的增加开始于第一连接导管32中，使得熔融玻璃28在其到达澄清腔室34之前已经达到第一澄清温度。在熔融玻璃经由第二连接导管38离开澄清腔室34时，熔融玻璃用受控的速率冷却。除了第一连接导管32和第二连接导管38以外，澄清腔室本身可以更包括通过直接加热来加热的几个温度区以控制通过澄清腔室的熔融玻璃温度，且因此控制所述熔融玻璃的黏度。因此，与其使用延伸于第一连接导管32与澄清腔室34的下游端(或可选地第二连接导管38的下游端)之间的单个电路来加热，可以使用几个互相连接的电路来加热这些元件，其中控制通过各种电路的电流以在由互相连接的电路所形成的加热区中的每一个中获得所需的温度。因此，金属容器302可以用各种组合包括连接导管32、38、46、和/或澄清腔室34、混合装置36、递送容器40、出口导管44、或入口导管50中的任一个或更多个。
并且，如上所述，可以将n个电凸缘布置到n-1个电路中，n-1个电路中的每个电路均包括两个相邻的电凸缘、金属容器302的连接在所述相邻的电凸缘之间的部分、和电耦接到每一对相邻的电凸缘的电源。
因此，直接加热的熔融玻璃递送装置300更包括三个电路：第一电路318a、第二电路318b、和第三电路318c。第一电路318a包括第一电凸缘304a、第二电凸缘304b、和金属容器302的延伸于第一电凸缘304a与第二电凸缘304b之间且与第一电凸缘304a和第二电凸缘304b电连通的第一部分302a。
第一电路318a更包括第一交流电流电源316a，所述第一交流电流电源在图5a的实施例中包括第一变压器t1。变压器t1的主要线圈330a连接在三相电源332的线路l1与线路l3之间。三相电源332可以包括例如由当地的公用事业公司供应到玻璃制造设施的三相电力。此外，虽然图5a描绘了连接在l1与l3之间的主要线圈330a，但也可以将主要线圈330a耦接在三相电源332的任何另外两条线路之间，例如线路l1与l2之间，或线路l2与l3之间。变压器t1更包括电磁耦接到主要线圈330a的辅助线圈334a。变压器t1将第一电路312a与三相电源332隔离。变压器t1也是降压变压器，所述降压变压器将线路l1与l3之间的高线路电压转换成较低的电压且同时增加电流。此外，变压器t1依需要通过反转辅助线圈引线来提供电压相位反转(180度的相移)，且可以更通过连接到不同的分接头来提供不同的相位电压(和电流)。
第一交流电源316a更包括电耦接在主要线圈330a与线路l1之间的相爆控制器(phase-firedcontroller)s1，然而在另外的实施例中，也可以将s1电耦接在主要线圈330a与线路l3之间。在又另外的实施例中，可以将相爆控制器s1电耦接到辅助线圈334a。相爆控制器在所施加的波形的预定相位角处开始导通，接着导通直到波形达到零点为止。例如，相爆控制器s1可以包括一或更多个闸流晶体管(例如硅控制的整流器)，波形的每半个循环使用一个闸流晶体管。
直接加热的熔融玻璃递送装置300更包括第二电路318b。第二电路318b包括第二电凸缘304b、第三电凸缘304c、和金属容器302的延伸于第二电凸缘304b与第三电凸缘304c之间且与第二电凸缘304b与第三电凸缘304c电连通的第二部分302b。
第二电路318b更包括第二交流电流电源316b，所述第二交流电流电源在图5a的实施例中是第二变压器t2。变压器t2的主要线圈330b连接在三相电源332的线路l1与线路l2之间。此外，虽然图5a描绘了连接在线路l1与l2之间的主要线圈330b，但也可以将主要线圈330b耦接在三相电源332的任何另外两条线路之间，例如线路l1与l3之间，或线路l2与l3之间。变压器t2更包括电磁耦接到主要线圈330b的辅助线圈334b。变压器t2将第二电路318b与三相电源332隔离。然而，变压器t2也是降压变压器，所述降压变压器将线路l1与l2之间的高线路电压转换成低电压以及高电流。此外，变压器t2提供了电压相位反转能力。
第二交流电源316b更包括电耦接在主要线圈330b与线路l1之间的相爆控制器(phase-firedcontroller)s2，然而在另外的实施例中，也可以将s2电耦接在主要线圈330b与线路l2之间。在又另外的实施例中，可以将相爆控制器s2电耦接到辅助线圈334b。与相爆控制器s1类似，相爆控制器s2仅在所施加的电流波形的预定相位角范围期间导通。
直接加热的熔融玻璃递送装置300更包括第三电路318c。第三电路318c包括第三电凸缘304c、第四电凸缘304d、和金属容器302的延伸于第三电凸缘304c与第四电凸缘304d之间且与第三电凸缘304c与第四电凸缘304d电连通的第三部分302c。
第三电路318c更包括第三交流电流电源316c，所述第三交流电流电源在图5a的实施例中是第三变压器t3。变压器t3的主要线圈330c连接在三相电源332的线路l2与线路l3之间。此外，虽然图5a描绘了连接在线路l2与l3之间的主要线圈330c，但也可以将主要线圈330c耦接在三相电源332的任何另外两条线路之间，例如线路l1与l3之间，或线路l1与l2之间。变压器t3更包括电磁耦接到主要线圈330c的辅助线圈334c。因此，例如基于安全性的原因，变压器t3将第三电路318b与三相电源332隔离。然而，变压器t3也是降压变压器，所述降压变压器将线路l2与l3之间的高线路电压转换成具有高电流的低电压源。此外，变压器t3提供了电压相位反转能力。
第三交流电流电源316c更包括电耦接在主要线圈330c与线路l3之间的相爆控制器(phase-firedcontroller)s3，然而在另外的实施例中，也可以将s3电耦接在主要线圈330c与线路l2之间。在又另外的实施例中，可以将相爆控制器s3电耦接到辅助线圈334c。与相爆控制器s1和s2类似，相爆控制器s3仅在所施加的波形的预定相位角范围期间导通。
与图4a-4d的实施例类似，图5的布置包括共同的电路径，例如第二电凸缘304b向第一电路318a和第二电路318b提供共同的电路径。第三电凸缘304c是第二电路318b与第三电路318c共用的。因此，第二电凸缘304b传送第一电流i3a和第二电流i3b，且第三电凸缘302c传送第二电流i3b和第三电流i3c。由第二电凸缘304b所传送的总电流是电流i3a与i3b之间的差，且由第三电凸缘304c所传送的总电流是第二电流i3b与第三电流i3c之间的差。
为了更佳地了解如本文中所述的相爆控制器的效果，首先考虑绘示示例性正弦波电流波形的图6。电流i在360度的角范围内正弦地变化，且具有范围从90度处的+ipeak到270度处的-ipeak的峰值大小。波形具有在180度处交叉的零点、2·|ipeak|的峰到峰大小，且由等式i(θ)＝ipeak·sin(θ)所表示。一般而言，我们有兴趣的是导体中的等效恒定值电流，例如电流的均方根(rms)值，而不是瞬时值。容易将电流的rms值计算为电流的峰值除以2的平方根，即ipeak/√2。
现在考虑绘示两个正弦波形的图7a和7b，这些正弦波形表示存在于电导体(例如图4a中的共同电凸缘204b)中的两个电流相位i1和i6，其中i1的相位等于v1的相位(等式(6)(表示为电流而不是电压))，且i6的相位等于v6的相位(等式(11))。图7b中所示的i6与图7a中所示的i1失相达60度(i6滞后于i1达60度)。为了论述而非限制，假设i1具有2,000安培(ampere,amp)的峰值，且因此具有1414安培的rms值。假设i6具有1,000安培的峰值，且因此具有707安培的rms值。共同导体中生成的电流是来自图7a和7b的两个电流的差，且示于图7c中。生成的电流i1-i6具有1,732安培的峰值和1,225安培的rms值。重要的是注意，生成的电流波形也是正弦波。
现在考虑另一个示例，其中图7d绘示第三电流i5，所述第三电流的相位等于v5(等式10)。与i6类似，i5具有1,000安培的峰值，且因此具有707安培的rms值。然而，i5领先i1(图7a)达60度，而不是滞后。用i5代替i6，与图7c的生成的电流相同，生成的电流i1-i5示于图7e中且具有1,732安培的峰值和1,225安培的rms值。比较图7c和图7e，应理解，虽然生成电流i1-i5的相位与图7c的相位不同，但电流振幅不是。也就是说，共同导体(例如共同电凸缘204b)中的电流是相同的，无论第二电流是否滞后(i6)或领先(i5)于i1。这在波形是非正弦波的时候不是这样。
图8a描绘导体中的与图7a的波形类似的第一电流波形i1a，但其中波形的预定半循环的一部分被切断。也就是说，图8a中的电流原本是正弦波形但一部分被阻断，使得整体的波形是非正弦波。在图8a中，i1a的正和负半循环的前导部分被切断(在0与30度之间和在180度与210度之间)。虽然仍然假设i1a的峰值是2,000安培，但对于图7a的情况而言，i1a的rms值不再是i/√2。为了获得i1a的rms值，必须决定i1a的瞬时值(例如在每一个角频率度下截取)，且将rms值计算为这些瞬时值的平方的平均值的平方根。在此情况下，i1a的rms值是1,396安培，小于来自图7a的纯正弦波形的i1的1,414rms值。接着，可以理解，波形切断可以是控制电流且因此控制功率的有效方法。
图8b是与图7b的i6类似的i6a的示意说明，但已经在每个正和负半循环的前导的45度期间切断i6a。如图7b中地，i6a再次具有1,000安培的峰值，但rms值现在是678安培。图8c描绘共同电凸缘(例如电凸缘204b)中生成的电流i1a-i6a，不像图7a-7e的情况，所述生成的电流显然是非正弦波。图8c的波形(i1a-i6a)产生2,000安培的峰值和1,281安培的rms值。并且，若图8b的波形如图8d中所示地偏移60度，则偏移后的波形(现在标志为i5a)(例如i5a领先于i1a达60度)i5a仍然具有1,000安培的峰值和678安培的rms值，但由图8a和8d所造成且绘示在图8e中的生成电流i1a-i5a现在具有1,732安培的峰值和1,178安培的rms值，与图8c的电流波形(i1a-i6a)非常不同。因此，在波形被切断(例如非正弦波)时，共同导体中生成的电流的rms值取决于两个电流之间的相位角。在本示例中，单纯地通过相对于第一电流i1a将第二电流的相位角从滞后(图8b)偏移到领先(图8d)达60度的相同绝对相位角，在滞后与领先的情境之间造成了103安培的rms电流差。
现在考虑电流i1a是建立在具有金属容器的直接加热的熔融玻璃递送装置的第一电路且i6a是建立在第二、相邻的电路中的情况，在传送i1a和i6a的两个电路之间存在共同的电凸缘，且其中金属容器的第一部分传送i1a且金属容器的第二部分传送i6a。电流i1a与图8a中所指示的相同，且电流i6a与图8b中所指示的相同。若需要金属容器的第二部分中的温度增加，则这可以通过以下步骤来完成：改变相爆控制器的爆发角(firingangle)，从而减少相爆控制器开始导通的角度，且因此增加电流波形的未阻断部分(减少波形被阻断的部分)。例如，通过针对电流i6a将相爆控制器的爆发角从45度改变到15度，i6a的生成波形示于图9a中，现在标志为i6b。如可以看出的，虽然i6b的峰值(1,000安培)与i6a相同，但i6b的rms值从678安培(i6a)增加到704安培，从而增加送到金属容器的包括第二电路的所述部分的功率，且由此增加金属容器部分的温度(和其中的熔融玻璃的温度)。然而，观察传送电流i1a和i6b的共同凸缘中的电流i1a-i6b(示于图9b中)也是有启发的。图9b示出rms电流减少到1,186安培。也就是说，虽然金属容器的供应有i6b的所述部分中的电流已经相对于i6a增加26安培，但因为电流的抵消增加(因为更多的i6b电流波形通过相爆控制器)，传送i1a和i6b的共同凸缘中的电流(i1a-i6b)已经从1,281安培减少到1,178安培(差103安培)。因此，通过选定相邻电路中的电流之间的适当相位角以及相关联的相爆控制器的爆发角，可以产生共同电凸缘中生成的电流，所述生成的电流不过度加热共同的电凸缘，即使在个别电路中的电流增加时也是如此。
应理解，可以通过切断供应到两个相邻电路中的一个的电流波形中的至少一个，在两个相邻的电路之间没有相位角差的情况下(相位角为零度)修改共同凸缘中的电流。这可以在图7a和10a-10c的协助下看出。回想一下，图7a描绘具有2000安培的峰值和1,414安培的rms值的正弦波电流波形。图10a绘示相同的电流波形(i1c)。假设来自图7a的电流波形i1表示第一电路(例如图4b的电路218a)中的电流，且来自图10a的电流波形i1c表示第二、相邻的电路(例如图4b的电路218b)中的具有2000安培的峰值和1,414安培的rms值的电流，其中第一电路和第二电路共用共同的电凸缘。共同的电凸缘(例如电凸缘204b)中生成的电流是零，如图10b中所示。这是因为，共同电凸缘中来自第一电路的第一电流i1被共同电凸缘中来自第二电路的第二电流i1c抵消。
现在，假设第二电路中的电流由图10c的电流波形(i1d)所表示，其中来自图10a的电流波形的每个半循环的前30度被阻断，例如由相爆控制器阻断。第二电路中的电流包括2,000安培的峰值和1,396安培的rms值。共同的电凸缘中生成的电流由图10d中所示的电流波形所表示，具有939安培的峰值和229安培的rms值。
图7a和10a-10c的前述示例强调，对于两个相邻的电路而言，切断至少一个电路中的电流波形的步骤可以用来控制由两个相邻的电路所共用的共同电凸缘中生成的电流，即使在没有切断的情况下，两个电流波形是相同的且两个电流之间的相位角为零时也是如此。通过切断电流波形中的一或两个，可以控制共同凸缘中的电流波形。应理解，此概念可以扩充。也就是说，可以通过控制第一电路和第二电路中的至少一个中的尖峰电流来提供共同电凸缘中的生成电流的进一步控制。应进一步理解，可以将额外的相邻电路添加到刚刚描述的基本二电路概念。
前述的论述和示例显示：
三相电源的所有三种线路相位都可以用来获得更佳的负载平衡；
变压器可以用来将个别的电路与线路供应器隔离、增加(或减少)电路中的电流、和增加可用相位的数量。实际上，本领域中的一般技术人员将理解，取决于辅助绕组的极性，使用δ-y变压器可以在主要电流与辅助电流之间提供滞后或领先的30度相位角；和
相爆控制器(例如闸流晶体管)可以用来通过阻断所递送的电流波形的一部分来控制电路中的功率。
可以用各种组合来使用这些原理，以提供预定的电流，由此使金属容器的布置在相邻电路中的预定部分获得预定温度，且进一步在各种电凸缘中提供小于金属容器的预定部分的温度的温度。
例如，虽然图5a的每个电路本身是单相电路，但沿着金属容器的长度的利用不同电相位的多个电路的布置可以用来不仅控制金属容器的预定部分中的电流，还控制电路之间(加热区之间)的共同电凸缘中的电流和所述共同电凸缘的温度。例如，在需要金属容器的预定部分内(例如预定加热区内)的温度增加例如以适应制造过程改变时，可以减少相爆控制器的爆发角，这将增加送到金属容器的选定部分的电流。同时，通过相爆控制器的电流波形的增加部分通过增加抵消发生在共同电凸缘中的电流量的电流量，来减少共同电凸缘中的电流。
可以通过选定适当的变压器分接头、相邻电路之间的相位角、和电路内的相爆控制器的爆发角以获得所需的波形切断量，来控制电流且因此控制加热功率。注意，将基于特定的装置和过程条件来选定相邻电路之间的相位布置和各种电路的爆发角。
使用本文中所述的原理，可以基于计算的电流来预测玻璃制造装置中的电凸缘的温度。可以将此类预测能力用来例如在建造之前设计制造系统，或如上所述，适应制造过程的改变，例如熔融玻璃流量的增加或减少、电凸缘的数量、位置和尺度的改变，仅举数例。
可以开发一种综合模型，所述模型考虑一系列过程变数，这些过程变数可以包括围绕金属容器而定位的绝缘体的厚度和导热率、熔融玻璃流量、熔融玻璃黏度、且因此包括加热区温度需求。可以获得例如使用
可以使用经验计算来预测电凸缘的预期温度。也就是说，可以通过在不同的电流条件下测量电凸缘的温度，和针对每个条件测量各种电参数(例如电流、电压、和阻抗)，来获得电凸缘电流与电凸缘温度之间的关联性。可以计算回归(回归的理想化表示示于图11中)，所述回归将每个电凸缘内的预定电流与生成的温度相关联。
可以开发等效电路(例如如图4b中所示)，使用迭加，所述等效电路可以用来针对一组预定条件(例如电源参数、电流相位角、爆发角、和阻抗)计算预测的电凸缘电流。可以通过调整等效电路阻抗以提供与经验结果一致的结果来调整所述计算。
本领域中的技术人员将理解，可以在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下对本公开内容的实施例作出各种更改和变化。因此，本公开内容旨在涵盖此类更改和变化，条件是这些更改和变化落在随附权利要求书及其等效物的范围之内。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！