JP2015129093A - ガラス溶融物からガラス製品を生産する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
溶融るつぼと、
誘導コイルによって生み出される誘導場を用いてガラス溶融物を加熱するために、溶融るつぼの周りに好ましくは延在する、誘導コイルと、
るつぼの側壁を形成する壁要素とを含んでおり、該壁要素が、
ガラス溶融物が側壁上で固化してスカル層を形成するように、冷却流体を通すことのできる、冷却流路を有しており、
壁要素の内側が、少なくとも部分的に、窒化アルミニウム含有セラミック、特に、窒化アルミニウム・セラミックによって形成される、溶融装置が提供される。
第1の組成について溶融装填材料がるつぼに投入され、
るつぼ内に存在するガラス溶融物中に、溶融装填材料が溶融し、その溶融物が、
誘導コイルによって生み出された電磁場によって加熱され、
るつぼの側壁が、同時に、冷却流路内に冷却流体を導く手段によって冷却され、その結果、スカル層がるつぼ側壁上で維持され、
溶融物が、るつぼから連続的に引き出され、
スカル層が付着するるつぼの内側の少なくとも一部が、窒化アルミニウム含有セラミックから形成され、
ガラス溶融物の組成を変更することを含む方法が提供される。ガラス溶融物の組成を変更することは、さらなるステップ、すなわち:
溶融物または溶融物の残留物を冷却するステップであって、冷却された溶融物が、窒化アルミニウム含有セラミックによって形成された側壁の内側から離れるステップ、
冷却された溶融物を除去するステップ、
第2のガラス組成の溶融装填材料を注入するステップ、
注入された溶融装填材料の領域を溶融させるステップ、
誘導コイルを用いて溶融装填材料の溶融した領域に電磁エネルギーを内部相互作用させ、溶融装填材料をさらに加熱し、その加熱により残りの溶融装填材料が同様に溶融し、冷却されたるつぼ側壁のところに新しいスカル層が形成されるステップ、および、
溶融装填材料を連続的にまたはバッチで投入し、溶解したガラスを連続的に排出することによって、第2のガラス組成による連続溶融プロセスを継続するステップを含む。
3 誘導コイル
4 側壁
5 管
7 底部部品
9 リング
10 溶融るつぼ
11、13 溶融物
12 固体溶融装填材料
15 バーナー
40 下縁部
50、71 冷却流路
51 共通の供給流路
72 排出出口
Claims (20)
- ガラスのための溶融装置(1)であって、
溶融るつぼ(10)を含んでおり、前記溶融るつぼ(10)が、
誘導コイル(3)によって生み出される誘導場を用いてガラス溶融物を加熱するために、前記溶融るつぼ(10)の周りに好ましくは延在する、前記誘導コイル(3)と、
前記るつぼ(10)の側壁を形成する壁要素(5、6)とを有しており、前記壁要素(5、6)が、
前記ガラス溶融物が前記側壁上で固化してスカル層を形成するように、冷却流体を通すことのできる、冷却流路(50)を有しており、
前記壁要素(5、6)の内側が、少なくとも部分的に、窒化アルミニウム含有セラミックによって形成される、ことを特徴とする溶融装置。 - 前記るつぼ(10)が、隣接して走る管(5)の形態の壁要素を含んでおり、前記管の内部それぞれが、前記冷却流体を通す冷却流路(50)を形成することをさらに特徴とする、請求項1に記載の溶融装置。
- 前記るつぼが、内側が窒化アルミニウム含有セラミックを有する、プレート形の壁要素(6)を有することをさらに特徴とする、請求項1に記載の溶融装置。
- 前記るつぼ(10)が水で冷却されることをさらに特徴とする、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の溶融装置。
- 前記るつぼの底部要素(7)をさらに特徴としており、前記底部要素の場合、少なくとも内側が窒化アルミニウム含有材料から形成される、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の溶融装置。
- 前記壁要素(5、6)が電気絶縁性材料で製作されることをさらに特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の溶融装置。
- 窒化アルミニウム含有セラミック製の壁要素(5、6)をさらに特徴とする、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の溶融装置。
- 前記壁要素(5、6)の前記内側が、好ましくは少なくとも70%のモル比の窒化アルミニウムを優位的に含有する窒化アルミニウム含有セラミックによって形成されることをさらに特徴とする、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の溶融装置。
- 前記窒化アルミニウム含有セラミックが追加成分として窒化ホウ素を含有することをさらに特徴とする、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の溶融装置。
- ガラスの連続溶融のために設計されており、前記装置が、動作時にそれを通じてガラス溶融物を連続的に排出できるガラス溶融物排出出口、ならびに溶融装填材料を連続的にまたはバッチで投入するための投入装置を有する、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の溶融装置。
- 前記窒化アルミニウム含有セラミックが、20℃において少なくとも85W/m・Kの熱伝導率を有することをさらに特徴とする、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の溶融装置。
- 温度20℃における前記窒化アルミニウム含有セラミックの電気伝導率が、10−8S/m未満であることをさらに特徴とする、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の溶融装置。
- 前記内側るつぼ側壁の周囲が前記底部に向かって拡大しており、前記底部および側壁が互いに分離できることをさらに特徴とする、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の溶融装置。
- 前記壁要素(5、6)の内側が、少なくとも部分的に、2モル%未満の酸素含有量を有する窒化アルミニウム・セラミックによって形成されることをさらに特徴とする、請求項1乃至13のいずれか1項に記載の溶融装置。
- 特に請求項1乃至14のいずれか1項に記載の装置(1)を用いて、ガラスを溶融するための方法であって、連続的に、またはバッチで、
第1のガラス組成について溶融装填材料がるつぼに投入され、
前記るつぼ(10)内の前記溶融装填材料が、前記るつぼ内に既に存在するガラス溶融物中に溶融し、前記溶融物が、
誘導コイル(3)によって生み出された電磁場によって加熱され、
前記るつぼ(10)の側壁が、同時に、冷却流路(50)内に冷却流体を導く手段によって冷却され、その結果、スカル層が前記るつぼ側壁上で維持され、
前記溶融物が、前記るつぼ(10)から連続的に引き出され、
前記スカル層が付着する前記るつぼ(10)の内側の少なくとも一部が、窒化アルミニウム含有セラミックによって形成され、前記方法が、
前記ガラス溶融物の前記組成を変更することを含んでおり、前記ガラス溶融物の前記組成を変更することは、さらなるステップ、すなわち:
前記溶融物または前記溶融物の残留物を冷却するステップであって、前記冷却された溶融物が、前記窒化アルミニウム含有セラミックによって形成された前記側壁の前記内側から離れるステップ、
前記冷却された溶融物を除去するステップ、
第2のガラス組成の溶融装填材料を注入するステップ、
前記注入された溶融装填材料の領域を溶融させるステップ、
前記誘導コイル(3)を用いて前記溶融装填材料の前記溶融した領域に電磁エネルギーを内部相互作用させ、前記溶融装填材料をさらに加熱し、その加熱により残りの溶融装填材料が同様に溶融し、前記冷却されたるつぼ側壁のところに新しいスカル層が形成されるステップ、および、
溶融装填材料を連続的にまたはバッチで投入し、溶融したガラスを連続的に排出することによって、前記第2のガラス組成で連続溶融プロセスを継続するステップ、を含むことを特徴とする方法。 - 前記溶融物の冷却前に前記るつぼ(10)が空にされることをさらに特徴とする、請求項15に記載の方法。
- 無ヒ素および無アルカリのケイ酸アルミニウム・ガラス、フルオロリン酸塩ガラス、またはホウ酸ランタン・ガラスが溶融されることをさらに特徴とする、請求項15乃至16のいずれか1項に記載の方法。
- 前記るつぼ側壁が水冷されることをさらに特徴とする、請求項15乃至17のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ガラス溶融物の結晶化層が、前記窒化アルミニウム含有セラミック上に形成されることをさらに特徴とする、請求項15乃至18のいずれか1項に記載の方法。
- 前記溶融が、内側るつぼ側壁の周囲が底部に向かって拡大した、るつぼ内で行われ、前記底部および前記側壁が互いに分離することができ、前記溶融物または前記溶融物の残留物の冷却ステップの後、続いて、前記底部および前記側壁を互いに垂直方向に分離することによって、前記冷却された溶融物の除去が行われ、その際、固化した溶融物が、前記底部上にとどまり、分離後に除去され、前記溶融物底部および側壁が、前記溶融物の除去後に再び組み立てられ、前記第2のガラス組成の溶融装填材料が注入される、請求項15乃至19のいずれか1項に記載の方法。
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