燃烧器模块、形成玻璃片的方法以及由此形成的玻璃片的制作方法
【专利说明】燃烧器模块、形成玻璃片的方法以及由此形成的玻璃片
[0001] 相关申请交叉引用
[0002] 本申请根据35U.S.C. §120要求2012年5月31日提交的美国申请序列第 13/484466号的优先权，其全部内容通过参考结合于此。 发明领域
[0003] 本发明一般涉及薄的玻璃片和带，更具体涉及燃烧器模块、形成玻璃片和带的方 法以及由此形成的玻璃片和带。 技术背景
[0004] 可采用多种不同方法包括例如浮法玻璃工艺和熔合拉制工艺来形成玻璃片材料。 玻璃带是玻璃片中薄到足以轧制成实用性尺寸的卷的一个子集，因为该玻璃薄到足以对该 材料进行绕卷。用浮法玻璃制造玻璃带是不切实际的，通常将浮法玻璃制成较厚的片。将 熔合拉制工艺扩展至较薄的范围能形成带，但仍然受限于较软的玻璃组成和高氧化硅水平 以及高软化点。另外，可通过对火焰-水解炉中按批次生产的氧化硅锭料进行切割、碾磨和 抛光来产生氧化硅玻璃基材，但这对玻璃带而言不切实际。本发明的发明人认识到需要上 述工艺的替代方法，更具体来说，是用于形成具有高表面品质的均匀薄玻璃片和带的经济 性替代方法。
[0005] 发明概述
[0006] 本概述介绍燃烧器模块、形成玻璃片和带的方法以及由此形成的玻璃片和带产 品。
[0007] 根据本发明的【具体实施方式】，提供的燃烧器模块包括燃烧器气体进口块、下方流 动板、上方流动板、燃烧器气流分散器和燃烧器气体排出块。燃烧器气体进口块、燃烧器气 流分散器和燃烧器气体排出块各自包括多个通过隔板分开的通道。燃烧器气流分散器和燃 烧器气体排出块的隔板包括刀口。上方流动板和下方流动板各自包括多个与所述多个通道 流体连通的压力孔。
[0008] 根据本发明的另一些实施方式，提供了形成玻璃片和带的方法，其中该方法包括： 在旋转鼓的沉积表面上沉积经由所述燃烧器模块产生的多个玻璃烟炱颗粒以形成烟炱片， 从该旋转鼓的沉积表面释放至少部分的烟炱片，以及通过将该部分移动的烟炱片加热至烧 结温度从而将至少部分的烟炱片烧结成致密化的玻璃。
[0009] 根据本发明的另一些实施方式，设想了采用所述燃烧器模块制造的玻璃片和带产 品。
[0010] 本发明的其他特性和优点将在以下详述中列出，其中的部分特性和优点对于阅读 了本说明书的本领域技术人员而言将是显而易见的，或可通过如包括以下详述和权利要求 以及附图所述实施各实施方式而了解。
[0011] 附图简要描述
[0012] 结合附图能最好地理解以下对本发明【具体实施方式】的详细说明，附图中用类似的 附图标记表示类似的结构，其中：
[0013] 图1是根据本发明一种实施方式的燃烧器模块的示意图；
[0014] 图2是根据本发明一种实施方式的燃烧器模块的分解示意图；
[0015] 图3是根据本发明一种实施方式的燃烧器模块的切开侧视图；
[0016] 图4是根据本发明一种实施方式的上方流动板或下方流动板的示意图；
[0017] 图5是根据本发明一种实施方式的燃烧器模块的切开前视图；和
[0018] 图6是根据本发明一种实施方式的燃烧器气体进口块的顶部轮廓图。
[0019] 发明详述
[0020] 一般参考附图，具体参考图1，能理解本说明书是为了描述本发明的具体实施方 式，而非意在将本发明限制于此。
[0021] 参考图1和2,以组装和分解形式显示了燃烧器模块的示意图。燃烧器模块100包 括燃烧器气体排出块200、燃烧器气流分散器300、燃烧器气体进口块400、上方流动板500 和下方流动板600。使用术语"上方"和"下方"只是为了区分上方流动板500和下方流动 板600,并非用于限制流动板的相对位置，因为燃烧器模块100可按许多取向使用。
[0022] 参考图2和3,燃烧器气体排出块200包括多个位于该燃烧器气体排出块的燃烧 器表面204上的孔隙202。燃烧器气体排出块200还包括多个被气体排出通道隔板208分 开的气体排出通道206。气体排出通道206从燃烧器气体排出块的进口表面210延伸到多 个燃烧器表面通道212。燃烧器表面通道212从气体排出通道206延伸到位于燃烧器表面 204上的孔隙202。气体排出通道隔板208在燃烧器气体排出块201的进口表面处包括刀 口形上方流动板接触表面214。刀口是一个结构的具有缩小的宽度的部分。
[0023] 燃烧器气流分散器300包括多个被分散通道隔板304分开的分散通道302。分散 通道302从燃烧器气流分散器的进口表面306延伸到燃烧器气流分散器的出口表面308。 燃烧器气流分散器的出口表面308用作刀口形上方流动板接触表面214的基准点（anvil)。 分散通道隔板304在燃烧器气流分散器的进口表面306处包括刀口形下方流动板接触表面 310〇
[0024] 燃烧器气体进口块400包括多个设置在燃烧器气体进口炔基部404上的气体进口 402。燃烧器气体进口块400还包括多个被气体进口通道隔板408分开的气体进口通道406。 气体进口通道406从燃烧器气体进口块404的气体进口 402延伸到燃烧器气体进口块的出 口表面410。燃烧器气体进口块的出口表面410用作刀口形下方流动板接触表面310的基 准点。
[0025] 参考图4,上方流动板500包括多个被纵向延伸的上方流动板脊面（land)504分开 的上方流动板压力孔502。此外，所述多个上方流动板压力孔502各自与分散通道302中的 一个通道以及气体排出通道206中的一个通道流体连通。
[0026] 下方流动板600包括多个被纵向延伸的下方流动板脊面604分开的下方流动板压 力孔602。此外，所述多个下方流动板压力孔602各自与气体进口通道406中的一个通道以 及分散通道302中的一个通道流体连通。
[0027] 还可包括绝缘包装（未显示）作为燃烧器模块100的一部分。
[0028] 燃烧器模块100是一种模块化设计。燃烧器气体排出块200、燃烧器气流分散器 300、燃烧器气体进口块400、上方流动板500和下方流动板600可以各自独立于其他部件替 换。燃烧器模块100的模块化性质在制造过程中和在该燃烧器模块的应用和使用过程中都 是有益的。
[0029] 在制造阶段中，燃烧器模块100整体当中的单独一个部分里的小缺陷并不一定会 导致整个组合件报废。可仅仅报废有缺陷的部件，而剩余的部件仍可使用。另外，将燃烧器 模块1〇〇分成多个片段使得设置在燃烧器模块中各处的多个通道、压力孔和孔隙的机加工 难度降低。使用常规的机加工技术无法制造单件式燃烧器模块100的精确内部几何结构， 因为存在工具无法到达的盲通道（blindchannel)。已经尝试通过用经烧结或光固化的金 属制造其他燃烧器单元来克服这项挑战，但是这些努力存在自身困难和缺点。
[0030] 在燃烧器模块100的操作阶段过程中，由于能拆卸并到达设置在燃烧器模块各处 的多个通道、压力孔和孔隙，所以便于清洁燃烧器模块。另外，若单独一个部件受损或以一 些方式产生缺陷，则可替换该单独部件而无须对整个单元进行成本更高的替换。若燃烧器 模块100的全部部件的使用寿命各不相同，则这样做是特别有益的。
[0031] 如图所示，通过螺栓800将各部件组装并夹持成单独一个燃烧器模块100。螺栓 800应以足够的扭矩紧固从而将燃烧器模块100的各部件密封在一起。例如当如图1中所 示使用12个螺栓时，紧固螺栓800的方法的一个例子是，按标定次序以多次操作对它们进 行紧固。所采用的加扭矩顺序便于燃烧器元件界面载荷均匀，应将螺栓800紧固至90英 寸-镑。这优选通过以下方式实现：按非圆周次序将各螺栓800紧固至约30英寸-镑，再 将各螺栓紧固至约60英寸-镑，最后再将各螺栓紧固至约90英寸-镑。对于将各部件连 接在一起的各螺栓800系列，可重复这个程序。还设想了将单个部件夹持在一起的其他方 式，例如铆钉。
[0032] 参考图5,将燃烧器模块100配置成递送燃烧气体、氧化剂、烟炱前体和惰性气体， 通过气体进口 402、气体进口通道406、下方流动板压力孔602、分散通道302、上方流动板压 力孔502、气体排出通道206、多个燃烧器表面通道212和多个孔隙202,到达化学气相沉积 工艺中的燃烧位置，从而在接近于燃烧器表面的燃烧区域中产生燃烧器火焰。
[0033]所述多个气体进口402包括至少一个燃烧气体进口、至少一个氧化剂进口、任选 的至少一个惰性气体进口和至少一个前体进口。所述至少一个燃烧气体进口从燃烧气源向 燃烧器模块100提供燃烧气体，所述至少一个氧化剂进口从氧化剂源向燃烧器模块提供氧 化剂，所述至少一个惰性气体进口从惰性气体源向燃烧器模块提供惰性气体，所述至少一 个前体进口从烟炱前体源向燃烧器模块提供烟炱前体。
[0034]示例性的燃烧气体包括甲烷和氢气。一种示例性的氧化剂气体是氧气。一种示例 性的惰性气体是氮气。在一些实施方式中，燃烧气体可预先与氧气混合。可使用多种含硅 前体材料作为前体气体。这些前体材料包括但并不限于：含卤化物的前体例如四氯化硅； 不含卤化物的如体例如硅氧烷，尤其是聚烷基硅氧烷，例如八甲基环四硅氧烷（OMCTS)。另 外可使用合适的掺杂剂。可将这些掺杂剂随前体气体递送到燃烧器模块100。或者，可通过 独立的气体进口 402将掺杂剂递送到燃烧器模块100,并通过独立的孔隙202或孔隙阵列将 其排出燃烧器模块100。
[0035] 参考图6,在一种实施方式中，燃烧器气体进口块400包括5个气体进口 402,各自 具有约8英寸长度的气体进口通道406。或者，燃烧器气体进口块400可包括设置在各气 体进口通道406基部的3-7个气体进口 402。设置在各气体进口通道406中的独立气体进 口 402提供相同的单独输入气体或输入气体的混合物。例如，包含燃烧气体例如甲烷的给 定气体进口通道406通过3-7个气体进口 402进料；这些进口都提供甲烷。与各通道通过 单独一个气体进口进料相比，使气体进口 402分布在各气体进口通道406中能使气体在各 气体进口通道中实现更均匀的分布。
[0036] 单独的气体进口 402还可向各气体进口通道406送入预先混合的气体。例如，燃烧 气体可包含甲烷和氧气，或者烟炱前体和惰性气体可预先混合再送入单独的气体进口 402。 在一种实施方式中，燃烧气体源、氧化剂源、惰性气体源和/或烟炱前体源包含至少两种输 入介质的混合物。输入介质包含燃烧气体、氧化剂、烟炱前体和惰性气体。
[0037] 更详细地探索燃烧器气体排