KR101034368B1 - 용해물 전도 가열용 전극을 포함한 가열 장치 - Google Patents

용해물 전도 가열용 전극을 포함한 가열 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101034368B1
KR101034368B1 KR1020057010203A KR20057010203A KR101034368B1 KR 101034368 B1 KR101034368 B1 KR 101034368B1 KR 1020057010203 A KR1020057010203 A KR 1020057010203A KR 20057010203 A KR20057010203 A KR 20057010203A KR 101034368 B1 KR101034368 B1 KR 101034368B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
heating
melt
cooling system
heating device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020057010203A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050089810A (ko
Inventor
라이너 아이히홀쯔
귀도 레케
폴커 옴스테데
귄터 바이드만
프랑크-토마스 렌테스
토마스 슈텔레
에른스트-발터 셰퍼
힐데가르드 뢰머
외르그 숄마이어
홀거 후니우스
프랑크-위르겐 드루쉬케
Original Assignee
쇼오트 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쇼오트 아게 filed Critical 쇼오트 아게
Publication of KR20050089810A publication Critical patent/KR20050089810A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101034368B1 publication Critical patent/KR101034368B1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/02—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • C03B5/027—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by passing an electric current between electrodes immersed in the glass bath, i.e. by direct resistance heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/02—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • C03B5/027—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by passing an electric current between electrodes immersed in the glass bath, i.e. by direct resistance heating
    • C03B5/03—Tank furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235—Heating the glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/42—Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/42—Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
    • C03B5/44—Cooling arrangements for furnace walls
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02—Details
    • H05B3/03—Electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2211/00—Heating processes for glass melting in glass melting furnaces
    • C03B2211/70—Skull melting, i.e. melting or refining in cooled wall crucibles or within solidified glass crust, e.g. in continuous walled vessels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

본 발명은, 용해물의 전도 가열, 특히 용해물의 신속한 용해, 정련 및/또는 조절을 위한 가열 장치(1)로서, 냉각 작용이 향상되도록 하는 가열 장치(1)에 관한 것이다. 상기 가열 장치는, 적어도 하나의 전극(3)과, 냉각력이 가변적으로 설정 및/또는 조절될 수 있도록 하는 제1 냉각 시스템을 포함한다.
용해물, 전도 가열, 전극, 가열 장치

Description

용해물 전도 가열용 전극을 포함한 가열 장치{HEATING DEVICE COMPRISING AN ELECTRODE FOR THE CONDUCTIVE HEATING OF MELTS}
본 발명은, 용해물의 전도 저항 가열, 특히 배치(batch)의 신속한 용해 및/또는 용해물의 정련 및/또는 조절을 위한 가열 장치로서, 용해물의 전도 가열을 위한 적어도 하나의 전극, 특히 용해물의 전도 가열을 위한 냉각 전극을 포함하는 가열 장치에 관한 것이다.
용해물의 전도 가열 방식이 유리 용해물의 정련에 활용되고 있다. 정련 작업 중에, 바람직하게는 특정 정련제를 첨가시킴으로써 기포가 유리 용해물로부터 배출된다. 기포가 배출되도록 하기 위해서는, 용해물의 점도가 가능한 한 낮은 것이 바람직하다. 이는 일반적으로 용해물의 정련 영역을 고온으로 설정시킴으로써 달성된다. 하지만, 용해 장치 구성품들의 열 안정성이 한정되어 있어 설정가능한 온도가 제한될 수 밖에 없기 때문에, 용해물을 임의의 원하는 높은 온도로 설정시키는 것이 불가능하다. 특히, 1700℃ 이상의 온도에서 장기간의 안정성을 갖는 접촉재로서 실제로 활용가능한 접촉재에 대해서는 알려진 바가 없다.
그럼에도 불구하고, 보다 높은 온도를 설정시킬 수 있도록 하기 위해서, 용해 탱크에 수냉식 금속 벽 부품을 사용하는 방안이 공지되어 있다. 하지만, 수냉식 벽 부품에는 높은 에너지 손실이 수반되며, 이러한 에너지 손실은 재가열 작업에 의해 보상되어야 한다. 따라서, 고온 정련 작업에 적합한 가열 방식을 이용하여 높은 가열력을 인가시켜야 한다.
용해물을 가열시키는 데 라디오파(radiofrequency) 가열 방식이 활용되고 있다. 이 기술은 특히 스컬(skull) 기술, 즉 냉각 벽 부품과 함께 사용된다. 하지만, 라디오파 가열 방식은 모든 유형의 유리에 적합하지는 않은데, 왜냐하면 용해물은 일정 최소 전도도를 가져야 하기 때문이다. 예를 들어, 라디오파 가열 방식은 용해물 전도도가 0.01Ω-1cm-1보다 낮은 경우에는 적합하지 않다. 하지만, 라디오파 가열 방식의 공정 안전성은 전도도가 약 0.1Ω-1cm-1보다 낮은 경우에도 저하되기 때문에, 이 기술은 이들 경우에 단지 제한된 범위로만 활용될 수 있거나 거의 활용될 수 없게 된다.
알칼리 금속 이온은 유리 용해물의 우수한 전도도를 형성시키는 데 특히 바람직하다. 반면에, 알칼리 금속을 거의 함유하지 않은 유리는 대개 전도도가 낮다. 이러한 유형의 유리는, 대개 순도가 높고 기포가 없는 것이 중요한 특정 공업용 유리이지만, 이들 유리는 전도도가 낮아 라디오파 가열 방식에 의해서는 취급하기가 매우 곤란하다.
라디오파 가열 방식 이외에도, 용해물의 전도성 가열을 위해 수냉식 전극을 사용하는 것도 가능하다. 영국 특허 공보 제644,463호에는, 실린더형이나 여타 다른 형태로 형성된 중공형 전극으로서, 내부에서 냉각 유체가 순환하는 중공형 본체가 내부에 동축으로 배치되어 있고 금속으로 제조될 수 있는 중공형 전극이 개시되어 있다. 또한, 영국 특허 공보 제644,463호에는, 단지 하나의 열 작동점에서만 효과적으로 작동될 수 있는 수냉식 플라티늄(platinum) 전극이 개시되어 있다. 이 경우에는, 항상 플라티늄 전극이 과열에 의한 손상을 입지 않도록 하여야 한다. 하지만, 용해물을 가열시키게 되면 플라티늄 전극이 손상될 위험성이 수반되기 때문에, 일반적으로는 냉각제를 공급하여 냉각시킴으로써, 플라티늄이 손상될 수 있는 온도 이하로 안전하게 온도를 유지시키도록 한다. 하지만, 전도성 전극의 가열력 중 일부가 "저하(cooled away)"되어, 에너지 공급을 증가시켜 보상시켜야 하게 된다. 추가된 가열력은 다시 증가된 냉각력과 상쇄되어, 열 안정성 측면에서 볼 때 종래 냉각 전극으로는 매우 불만족스러운 전체 에너지 평형 상태가 이루어지게 된다.
또한, 종래의 전극들이 조절되지 않으면서 초과하여 냉각되게 되면, 그 전극에 결빙된 유리에 의해 전극과 용해물 사이의 전달 저항이 커짐으로써, 전도 가열 작업을 개시하지 못하게 되는 위험이 초래된다.
독일 공개 특허 공보 제199 25 554 A1호에는, 금속 용융로용 바닥 전극으로서, 접촉 요소를 지지하는 캐리어 판 아래에 간격을 두고서 냉각판이 배치되어 있는 바닥 전극이 개시되어 있다. 이렇게 형성된 냉각 공간을 통해 냉매가 유동되며, 이 냉매의 냉각 작용은, 냉각 공간에 배치되고 캐리어 판과 또한 바람직하게는 냉각판과도 용접되는 냉각 핀(fin)에 의해 강화된다.
또한, 이들 전극 표면의 국부 냉각력이 냉각 통로의 배치와 전극의 기하학적 형상에 의해 실질적으로 미리 정해지기 때문에, 외부 조건에 맞추어 대응시킬 수가 없게 된다.
본 발명은 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 용해물 전도 가열용 가열 장치를 제공하는 데 목적을 두고 있다.
이러한 목적은 매우 놀랍게도 특허청구범위 제1항에 개시된 가열 장치에 의해 간단한 방식으로 달성된다.
본 발명의 바람직한 태양들과 구성들은 종속항들에 개시되어 있다.
본 발명에 따르면, 용해물의 전도 가열, 특히 용해물의 신속한 용해, 정련 및/또는 조절을 위한 가열 장치로서, 적어도 하나의 전극과, 그 전극의 다수의 선정가능 영역의 위치와 시간의 함수로서 냉각력을 조절하기 위한 수단이 구비된 적어도 하나의 제1 냉각 시스템을 포함하는 가열 장치가 제공된다.
냉각력은, 전극의 용해물 접촉재가 용해물과 접촉하고 있는 표면에서의 위치와 시간의 함수로서 가변적으로 설정 및/또는 조절될 수 있다.
따라서, 용해물 접촉재 표면의 온도뿐만 아니라, 용해물 내의 공간 온도 분포에 대해서도 영향을 미치게 되어 매우 바람직하다. 이러한 방식에 따라, 일례로 용해물 온도를 결정할 수 있을 뿐만 아니라, 용해물의 대류 유동 방향과 형태도 결정할 수 있다.
이와 관련하여, 용해물의 조절이란, 열간 성형에 적합한 조건으로 용해물을 마련하는 것을 의미한다. 이들 조건에는, 온도의 저하와, 온도 분포의 균질화가 포함된다.
지금까지는, 라디오파 가열 방식과 전도성 가열 방식의 경우에, 전극의 기하학적 형상 또는 가열에 이용되는 라디오파 장(field)의 소정 강도 분포에 의해서, 에너지의 공간 도입 또는 공간 온도 분포에 영향을 미치는 것이 거의 불가능하였다. 이와는 대조적으로, 본 발명에 따르면, 용해물의 공간 온도 분포가 가변적으로 설정 및/또는 조절될 수 있으며, 본 발명의 적용성은 라디오파 가열 방식과는 달리 용해물 전도도에 의해 거의 제한을 받지않게 된다.
다른 한편, 본 발명의 가열 장치는, 용해물 내의 온도 구배로 인해 전극을 통과하는 열속(heat flux)을 보상하여 전극의 용해물 접촉재의 표면 온도를 균일하게 유지시킬 수 있도록 작동될 수도 있다. 이에 따라, 냉각력이 원하는 최소치로 떨어지고 가열력이 또한 떨어질 수 있게 되어, 전체 에너지 평형 상태가 상당히 향상된다. 또한, 표면 온도가 재료에 따른 한계치에 근접하여 안전하게 유지될 수 있게 된다. 예를 들어, 플라티늄 전극은 잠시 동안이라도 1650℃ 이상으로 가열되어서는 안되며, 장기간의 작업시에는 1550℃ 이상으로 가열되어서는 안된다. 본 발명의 가열 장치에 따르면, 전극의 용해물 접촉재의 전체 표면의 온도가 상기 한계치에 근접하여 일정하게 유지될 수 있다. 반대로, 냉각력을 떨어뜨리고 용해물 접촉재의 표면을 가능한 한 고온 상태로 일정하게 유지시키게 되면, 용해물 접촉재 표면의 온도보다 훨씬 고온인 용해물의 최고 온도를 형성시킬 수 있다. 본 발명에 따른 방식을 이용하면, 초기에 용해물의 온도를 전극 표면의 최고 온도보다 200℃ 이상 높은 온도로 형성시킬 수 있다. 이에 따라, 용해물의 정련 작용이 향상되고 촉진된다. 그러나, 본 발명에 따르면, 용해물의 온도가 전극 표면의 온도보다 단지 50℃, 100℃ 또는 150℃가 높기만 해도 이점이 있다.
이러한 방식으로, 용해물의 온도, 적어도 용해물 한 영역의 온도는 전극의 용해물 접촉재에 적용되는 한계 온도를 초과할 수 있다. 적용 한계 온도는, 대부분의 종래 전극이나 용해물 접촉재용 전극을 활용할 수 있도록 하는 최고 온도를 의미한다. 여러 가지 용해물 접촉재에 대한 적용 한계 온도는, 발명의 명칭이 "용해물 가열 방법 및 장치(Process and Apparatus for Heating Melts)"로서 본 출원인을 출원인으로 하여 본 출원과 동일자로 출원된 국제 특허 출원에 개시되어 있으며, 이 국제 특허 출원은 본 명세서에 참고로 포함된다.
여러 가지 용해물 접촉재에 대한 적용 한계 온도는 다음 문헌에 제시되어 있다. 즉,
(1) 존슨 매티 노블 메탈즈(Johnson Matthey Noble Metals)사의 "유리 산업용 플라티늄 시트 재료(Platinum Sheet Material for the Glass Industry)"와,
(2) 1993년 도쿄, 뉴욕, 런던, 암스테르담, 엘제비어에서 발간된 키르쉬 롤란드(Roland Kirsch)가 저술한 유리의 과학과 기술(Glass Science and Technology) 제3권의 "유리 제조업의 금속(Metals in Glassmaking)"과.
(3) 1996년 7월/8월에 베를린/하이델베르크 메탈페르락(Metallverlag)에서 발간된 드로스트 에.(E. Drost), 괼리처 하.(H. Golitzer), 포니아토우스키 엠.(M. Poniatowski), 조이너 에스.(S. Zeuner)가 저술한 금속-기술 및 경제성에 대한 국제 매거진(Metall-Internationale Zeitschrift fur Technik und Wirtschaft) 제1996 7/8호, 제492-498페이지의 "고온에서의 활용을 위한 플라티늄 재료(Platinum materials for high-temperature use)"와,
(4) 1991년 미국 국제 정밀 금속 학회(The International Precision Metals Institute)"에서 발간된 베너 엘. 에스.(L. S. Benner), 스즈키 티.(T. Suzuki), 메구로 케이.(K. Meguro), 다나카 에스.(S. Tanaka)가 저술한 "정밀 금속의 과학과 기술(Precision Metals Science and Technology)".
이들 문헌들은 본 명세서에 참고로 포함된다.
또한, 본 발명에 따르면, 용해물의 전도 가열용 용해 유닛으로서, 본 발명에 따른 적어도 하나의 가열 장치를 포함하는 용해 유닛이 제공된다. 이와 같이 본 발명에 따른 가열 장치를 전극으로서 사용할 수 있는 용해 유닛 및/또는 정련 유닛은, 발명의 명칭이 "용해물 가열 방법 및 장치(Process and Apparatus for Heating Melts)"로서 본 출원인을 출원인으로 하여 본 출원과 동일자로 출원된 국제 특허 출원에 개시되어 있다. 적합한 용해 유닛 및/또는 정련 유닛의 구성과 용해, 정련 및 조절 방법에 관한 상기 국제 특허 출원은 본 명세서에 참고로 포함된다.
일반적으로, 용해 장치 및/또는 정련 장치는 본 발명에 따른 가열 장치를 2개 이상 구비하며, 작동 전압이 적어도 2개의 가열 장치의 전극들 사이에 인가된다. 가열 장치는, 바람직하게는 20Hz 내지 20kHz 사이의 주파수 범위를 갖는 교류, 특히 바람직하게는 2kHz 내지 10kHz 사이의 주파수 범위를 갖는 교류로 작동되는 것이 바람직한데, 왜냐하면 주파수가 증가함에 따라 유리 또는 전극의 용해물 접촉재가 부식될 가능성이 감소되기 때문이다. 하지만, 주 주파수(대략 50Hz 또는 60Hz)에서 작동되는 것도 가능하다.
또한, 높은 냉각력을 달성할 수 있도록 하기 위하여, 냉각 시스템에 유체 전달 장치가 포함되면 바람직하다. 유체 전달 장치는 냉각 유체를 가열 장치를 통해 통과시키는 데 사용된다. 바람직하게는, 유체 전달 장치는, 냉각 시스템의 전체 냉각력을 설정할 수 있도록 가변적으로 설정되어 조절되게 구성될 수 있다.
냉각 시스템은 또한 다수의 유체 전달 통로들을 포함할 수 있으며, 이 유체 전달 통로를 통해 냉각제가 이동되어 전극으로부터 열을 흡수하게 된다. 이러한 통로를 다수 배치시키게 되면, 냉각력이 가열 장치에 국부적으로 균일하게 분배되게 된다. 각 통로는 일례로 각기 다른 직경을 가질 수도 있다.
냉각 유체의 관통류를 설정 및/또는 조절하기 위한 장치에 적어도 하나의 유체 전달 통로를 연결시키게 되면, 본 발명에 따른 가열 장치의 냉각력을 상당히 우수하게 설정 또는 조절할 수 있게 된다. 이 장치는 일례로 설정 밸브 또는 조절 밸브를 포함할 수 있다. 이렇게 장치를 설정하거나 소정의 조절 특성 곡선에 기초하여 조절하게 되면, 유체 전달 통로의 냉각력을 개별적으로 설정할 수 있게 된다. 특히 이러한 유형의 장치를 다수 사용함으로써, 용해물 접촉재 표면의 일시적인 국소 측방향 온도 프로파일이 설정될 수 있게 되고, 조절 장치에 의해 신뢰성 있게 유지될 수 있게 된다. 이에 따라, 일례로 용해물에 존재하는 대류 유동의 방향과 형태를 정확하게 설정할 수 있게 된다.
냉각 시스템은 여러 가지 유형의 냉각제에 대해 구성될 수 있다. 예를 들면, 냉각 시스템은 공기 냉각 장치 및/또는 액체 냉각 장치 및/또는 에어로졸(aerosol) 냉각 장치를 포함할 수 있다.
시간 및/또는 위치의 함수로서 설정 및/또는 조절될 수 있는 냉각력을 형성시키기 위하여, 가열 장치에 추가 냉각 시스템이 포함되면 바람직하다. 냉각 시스템을 적절하게 배치시키게 되면, 냉각력을 맞추어서 국소적으로 적용시킬 수 있게 된다. 또한, 냉각 시스템들은, 그들 중 하나가 전체 냉각력을 크게 조절 또는 설정하고 다른 하나가 전체 냉각력을 정밀하게 조절 또는 설정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 냉각 시스템들이 해당 장치에 의해서 서로에 대해 독립적으로 조절될 수 있게 되면 특히 바람직하다.
바람직하게는, 추가 시스템에도 열이 국부적으로 분배되어 발산되도록 하는 다수의 유체 전달 통로가 구비된다. 이들 통로도 냉각 유체의 관통류를 설정 및/또는 조절하기 위한 장치에 연결될 수 있다.
본 발명에 의한 가열 장치의 일 실시예에 따르면, 온도 프로파일은 전극 표면을 따라 2개의 상호 수직인 방향으로 설정될 수 있다. 이는, 일례로 열전달 방향에 수직인 방향으로 볼 때 추가 냉각 시스템의 유체 전달 통로의 영역이 제1 냉각 시스템의 유체 전달 통로의 영역에 대해 교차되어 연장됨으로써 달성될 수 있다. 이와 같이 통로들이 서로에 대해 교차되어 연장되도록 배치시키게 되면, 이들 통로를 통과하는 냉각제 유동을 개별적으로 설정하거나 조절함으로써 2차원 온도 또는 냉각력 프로파일을 설정할 수 있게 된다. 하지만, 이러한 이점은, 일례로 적어도 제1 냉각 시스템의 유체 전달 통로의 영역을 각기 다른 평면에서 서로에 평행하거나 교차되도록 연장시킴으로써 또한 달성될 수도 있다.
바람직하게는, 제1 냉각 시스템과 추가 냉각 시스템의 유체 전달 통로들은 적어도 영역에서 서로의 내부로 안내될 수도 있다. 이러한 구성에 따라, 특히 소형이면서도 간단한 구조가 형성된다.
또한, 적어도 제1 냉각 시스템의 유체 전달 통로의 영역이 제2 냉각 시스템의 유체 전달 통로보다 전극의 용해물 접촉면에 근접하게 배치되도록 유체 전달 통로가 배치되면 바람직하다. 이러한 방식으로, 전극의 용해물 접촉면으로부터 전극의 용해물 접촉면에서 떨어진 가열 장치 부분 쪽으로 향하는 열속의 방향으로 2단 냉각이 형성된다. 이에 따라, 온도 프로파일이 또한 상기 방향으로 설정 및/또는 조절되게 된다. 이러한 방식에 의하면, 용해물 접촉면에 보다 근접한 냉각 시스템의 냉각력이 저하될 수 있어, 이 냉각 시스템을 보다 더욱 정밀하게 설정하여 조절할 수 있게 된다.
또한, 가열 장치는 냉각력뿐만 아니라 가열력도 적용시킬 수 있도록 설정가능 또는 조절가능 가열력 조절 장치를 포함할 수 있다. 가열력과 냉각력은 서로에 따라 조절될 수 있어, 일례로 설정가능 또는 조절가능 가열력 조절 장치가 냉각력 및/또는 용해 온도 및/또는 전극 온도의 함수로서 가열 전류 및/또는 전극들 사이의 전압을 조절할 수 있게 된다.
이와 관련하여, 일례로 용해물 접촉재의 과열을 방지하는 데 사용될 수 있는 온도에 따른 조절 장치가 특히 바람직하다.
바람직하게는, 적어도 하나의 전극이 지지 장치에 고정될 수 있다. 이 경우에 지지 장치는 용해물 접촉재로부터 떨어진 측부에 배치된다. 이와 관련하여, 냉각 시스템들 중 하나, 특히 제2 냉각 시스템이 지지 장치를 냉각시키는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 지지 장치는 일례로 내화 벽돌이나 세라믹과 같은 내열성 재료로 제조된다. 특히, 지지 장치는 다층 구조 및/또는 샌드위치 형태로 구성될 수 있으며, 이러한 경우에 층들은 열전달 방향으로 또는 용해물의 정압에 의해 가해진 힘의 방향을 따라 서로에 후속하여 위치된다. 이러한 방식에 의하면, 일례로 지지 장치의 열 전도도 및/또는 기계적 안전성을 향상시킬 수 있다. 다층 구조에 따르면, 각기 다른 열 전도도나 비열 용량을 갖는 재료들을 지지 장치에 조합시킬 수 있게 된다.
특히 바람직한 샌드위치 구성에 따르면, 지지 장치는 전극과 적어도 하나의 후속 제2 층 사이에 배치된 제1 층을 포함하며, 이 제1 층은 제2 층보다 높은 열 전도도를 갖는다. 결과적으로, 용해물 접촉재에 의해 발생된 열이 제1 층에 의해 흡수되어 발산된다. 다른 한편, 제2 층의 열 전도도가 낮기 때문에, 단지 소량의 열만이 외부로 발산되며 주로 냉각에 의해 소산되게 된다. 예를 들면, 전주 알루미늄 지르코늄 실리케이트(fused-cast aluminum-zirconium silicate)(AZS, 이하 "AZS"라 칭함) 및/또는 산화 알루미늄 및/또는 전주 고지르코늄 함유재(fused-cast high zirconium-containing material)(HZFC, 이하 "HZFC"라 칭함)와 같은 전주재(fused-cast material) 및/또는 치밀질 소결재(dense-sintered material)가 제1 층으로서 적합하다. 일례로 멀라이트(mullite), 소결 석영 유리 또는 콰르살(Quarzal)로도 불리우는 슬립 캐스트(slip-cast) 실리카 유리와 같은 세라믹 결합재가 제2 층으로서 적합하다. 이들 재료는 낮은 열 전도도를 가져 외부로 열을 보다 덜 발산시키게 된다.
적어도 하나의 전극이 지지 장치의 적어도 하나의 측부에 맞대어지고, 적어도 냉각 시스템의 유체 전달 통로의 한 영역이 지지 장치의 상기 측부를 따라 연장되면, 전극이 매우 효과적으로 냉각될 수 있다. 적어도 하나의 유체 전달 통로의 일부가 전극 쪽으로 또는 샌드위치 구성의 경우에는 제1 층 쪽으로 개방되면, 냉각 성능이 추가로 향상될 수 있다. 이러한 방식에 의하면, 냉각 유체는 통로를 통해 유동되면서 전극 재료와 직접 접촉하게 된다.
또한, 본 발명에 의한 가열 장치의 바람직한 일 태양에 따르면, 적어도 하나의 전극은 적어도 2개의 전극 분할부들을 포함한다. 전극 분할부는 전력 밀도를 전도성 가열에 의해 다수의 분리 분할부들 사이에 분포시키는 데 적합할 수 있다. 이와 관련하여, 전극 분할부들이 서로에 대해 절연되면 매우 바람직하다. 이렇게 하면, 전극 분할부에 별도로 전류가 공급될 수 있어 매우 바람직하다. 특히, 가열 장치는 전류가 전극 분할부들 사이에서 용해물을 통해 흐르도록 작동될 수도 있다. 이에 의하면, 일례로 용해될 재료가 쉽게 용해되게 되는데, 왜냐하면 용해 재료가 전극 분할부들을 연결시키기 전에 가열 장치가 작동되는 용해 유닛 또는 정련 유닛에서, 용해될 재료의 단지 작은 영역만을 용해시키면 되기 때문이다. 이렇게 하면, 전극 분할부들과 가열 전극들의 작동에 의해서 추가로 용해될 수 있다. 또한, 이러한 작동에 의하면, 용해 유닛 또는 정련 유닛의 전극 분할부들 사이에 대류 순환 유동이 형성될 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 전극은, 최소한 고온에서 전도성이며 열 안정성을 갖고 용해물과의 접촉부에 화학 작용을 일으키지 않는 용해물 접촉재를 포함한다. 이와 관련하여, 일례로 이산화주석(SnO2) 세라믹과 같은 전기 전도성 세라믹과, 그리고/또는 특히 이리듐, 로듐, 플라티늄 및 이들의 합금과 같은 플라티늄 금속이나 텅스텐, 몰리브덴, 오스뮴, 하프늄, 탄타륨 및 이들의 합금과 같은 고내열성 금속인 내열성 금속이, 특히 유리 용해물에 대한 용해물 접촉재로서 적합하다.
또한, 용해물 접촉재는 세립 고화재(fine-grain-stabilized material)를 포함할 수 있다. 세립 고화재는 분산 결합재(dispersion-consolidated material)나 산화물 분산 경화재(oxide-dispersion-hardened material)로도 알려져 있다. 이들은 일반적으로 고강도와 우수한 장기 안정성을 갖는다. 이러한 유형의 세립 고화재는 일례로 고강도 플라티늄 재료나 이리듐 재료를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가열 장치의 적어도 하나의 전극은 도가니(crucible)의 벽 영역을 형성한다. 본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 도가니는 일례로 냉각 벽을 구비한 스컬 도가니(skull crucible)로서 구성될 수도 있다.
적어도 하나의 전극의 용해물 접촉재의 용해물 접촉면의 곡률과 외형은, 특정 적용 분야, 일례로 도가니의 특정 형상에 대응되게끔 원하는 대로 선정될 수 있다. 따라서, 용해물 접촉재의 접촉면은 일례로 평평한 형상이거나 볼록하거나 오목한 곡형 형상일 수 있다. 특정 적용 분야에 따라, 접촉면의 형상은 일례로 정사각형, 직사각형, 타원형 또는 원형일 수 있다.
가열 장치는 교체 가능하도록 용해로에 설치될 수 있다. 가열 장치가 설치되어 있는 용해 유닛의 벽의 영역과 가열 장치 사이에서 용해물이 외부로 흘러나가지 못하게 하기 위해서, 가열 장치가 가장자리 냉각 장치를 구비하면 바람직하다. 이 경우에, 가장자리를 거쳐 흘러간 용해물이 고형화되어, 원하는 밀봉부를 형성시키게 된다.
온도나 냉각력을 최대한 정확하게 조절할 수 있도록 하기 위하여, 일례로 열전대(thermocouple)와 같은 적어도 하나의 온도 센서가 가열 장치에 구비되면 바람직하다. 이어서, 온도 센서로부터 측정된 수치가 일례로 컴퓨터 장치에 의해 처리되며, 이 컴퓨터 장치는 상기 데이터를 이용하여 냉각력을 시간 및/또는 위치의 함수로서 조절하게 된다. 이러한 방식으로 냉각력이 정확하게 설정된다.
이와 유사하게, 냉각 시스템이 적어도 하나의 유량계를 포함하면 바람직하다. 이러한 유형의 유량계는, 소정의 변수들을 가지고서 안정되게 작동될 수 있도록 하기 위하여, 냉각 시스템을 통과하는 냉각제 유량의 설정치와 비교될 수 있는 냉각제 유량의 실제치를 읽어들일 수 있다.
본 발명에 따른 가열 장치를 구비한 용해 유닛을 작동시킬 때에는, 먼저 용해물의 전도도가 가열 장치에 의한 전도 가열 작업을 수행하는데 충분한 상태이어야 한다. 용해 유닛은, 용해될 냉각 재료나 배치의 가열 및 용해를 위한 장치를 구비할 수 있다. 하지만, 특히 가열 장치 전극의 용해물 접촉면 부근에서는, 용해물의 전도도가 전류를 용해물을 통해 충분히 흐르게 하는 데에는 불충분할 수 있다. 또한, 가열 장치의 용해물 접촉재와 용해될 냉각 재료 사이에 절연 공기 간극이 형성될 수 있다. 이 공기 간극은 용해될 재료가 냉각되면서 수축되어 형성된다. 만일 공기 간극이 존재하는 경우에 전압이 전극에 인가되면, 공기 간극이 이온화 현상에 의해 국부적으로 연결될 수 있어 이 위치에서 전류가 흐르게 됨으로써, 용해물 접촉재에 손상을 입히게 된다. 따라서, 바람직하게는, 가열 장치는 전극을 직접 가열시키는 데 사용될 수 있는 전극 가열용 장치를 포함할 수 있다. 결과적으로, 용해될 재료는, 충분한 전도도를 형성시킬 수 있도록 또는 유닛의 작동이 개시될 수 있도록 용해물 접촉면의 영역에서 부분적으로 용해될 수 있다.
전극 가열용 장치로는 특히 전기 저항 가열 장치가 적합하다. 바람직하게는, 이 전기 저항 가열 장치는, 용해물 접촉재나 그 아래에 있는 전도성 재료에 연결되어 전류를 용해물 접촉면에 대해 교차되는 방향으로 용해물 접촉재나 그 아래에 있는 전도성 재료를 통해 흐르도록 하는 전류 공급원을 포함할 수 있으며, 용해물이나 유리 접촉재 및/또는 전극 자체의 일부를 가열시키는 데 적합하다. 이 작업은 이하에서 횡단 전류 모드로도 불리운다.
전극 가열용 장치는 또한 냉각 유체 가열용 장치를 포함할 수 있다. 이에 따라, 일례로 전극의 용해물 접촉면을 이슬점 이상의 온도로 가열시킬 수 있게 된다. 이는, 특히 일례로 작동 시작시에 화석 연료를 이용한 초기 가열 작업이나 예열 작업을 하기 전에 발생될 수 있는 수분의 침착 현상을 방지할 수 있어 바람직하다.
이하에서는 첨부 도면을 참고로 하여 바람직한 실시예들을 기초로 본 발명을 상세히 설명한다. 도면들 중에서 동일한 도면 부호는 동일 또는 유사 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 가열 장치의 제1 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 가열 장치의 제2 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 가열 장치의 두 가지 실시예에 대해서 용해물 접촉면을 도시한 도면들이다.
도 4는 전극이 분할되어 있는 본 발명에 따른 가열 장치의 일 실시예를 도시한 개략도이다.
도 5는 용해물의 전도 가열용 용해 유닛을 도시한 개략도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 가열 장치 2: 용해물 접촉재
3: 전극 61, 63: 전극 분할부
5: 지지 장치 7, 71, 73: 전기 공급 전도체
8: 내열성 재료
9: 제1 냉각 시스템의 유체 전달 통로에 연결되는 연결부
10: 제1 냉각 시스템의 유체 전달 통로
11: 추가 냉각 시스템의 유체 전달 통로에 연결되는 연결부
12: 추가 냉각 시스템의 유체 전달 통로
13: 제1 냉각 시스템의 설정 밸브 또는 조절 밸브
14: 금속 유지판
15: 추가 냉각 시스템의 설정 밸브 또는 조절 밸브
17: 금속 유지판
18: 유체 전달 통로(12)의 영역
19: 유체 전달 통로(10)의 영역
20: 전극(3)과 맞대어진 지지 장치의 측부
21: 제1 냉각 시스템의 유체 전달 장치
23: 제1 냉각 시스템의 냉각기
25: 추가 냉각 시스템의 유체 전달 장치
27: 추가 냉각 시스템의 냉각기
29, 31: 단자
33, 35: 횡단 전류 모드용 공급 전도체
34: 횡단 전류 모드용 스위치
37: 횡단 전류 모드용 전원 공급 장치
39: 용해물 40: 용해 유닛
42: 용해 유닛(40)의 벽 51: 지지 장치(5)의 제1 층
52: 지지 장치(5)의 제2 층 80: 용해물 전도 가열용 전원 공급 장치
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 가열 장치의 두 가지 실시예를 개략적으로 도시한 단면도로서, 가열 장치는 전체적으로 도면 부호 1로 표기되어 있다.
가열 장치(1)는 용해물 접촉재(2)를 구비한 전극(3)을 구비하며, 이 전극은 지지 장치(5)에 연결되어, 그 전극의 일측이 지지 장치(5)에 맞대어진다.
전극(3)은, 용해물의 전도 가열을 위해 전원 공급 장치에 연결될 수 있는 전기 공급 전도체(7)에 연결된다. 이 실시예에서, 지지 장치(5)에는 가열 장치(1)를 용해 유닛에 설치하여 고정시키는 데 사용되는 금속 유지판(14)이 또한 구비된다.
가열 장치(1)는 또한 용해 유닛에 변위가능하도록 배치될 수도 있다. 이 경우에, 가열 장치(1)는 금속 유지판(14)에 의해 변위 장치에 고정될 수 있으며, 일례로 용해 유닛에 대향되어 배치된 가열 장치(1)가 상기 변위 장치에 의해서 서로 쪽으로 또는 서로로부터 떨어져 이동될 수 있다. 이러한 유형의 장치는, 일례로 여 전히 용해물의 온도가 비교적 낮고 용해물의 전기 전도도가 낮은 상태에서 작동이 시작되는 경우에 바람직하다.
가열 장치(1)가 용해 유닛이나 정련 유닛과 일체로 형성되어, 용해물 접촉재(2)가 도가니(crucible), 특히 스컬 도가니(skull crucible)의 벽 영역을 형성하게 된다. 이 경우에, 가열 장치(1)는, 지지 장치(5)가 용해물 접촉 영역 또는 용해물 접촉재(2)의 용해물 접촉면(17)으로부터 떨어진 전극(3)측에 배치되도록 설치된다. 용해물 접촉재(2)는 용해물의 성분에 저항력을 갖는 재료로 제조된다. 유리 용해물에 적합한 용해물 접촉재(2)로는, 일례로 이산화주석(SnO2) 세라믹과 같은 전기 전도성 세라믹과, 그리고/또는 내열성 금속, 특히 텅스텐, 몰리브덴, 오스뮴, 하프늄, 탄타륨 혹은 이들의 합금과 같은 고융점 금속과, 그리고/또는 플라티늄 금속, 특히 플라티늄, 이리듐, 로듐 및 이들의 합금을 들 수 있다.
도 1에 도시된 실시예를 보면, 지지 장치(5)는 샌드위치 형태로 구성된다. 이 경우에, 지지 장치는 제1 층(51)을 구비하며, 이 제1 층은 전극(3)과 후속 제2 층(52) 사이에 배치된다. 제1 층(51)은 제2 층(52)보다 높은 열 전도도를 갖는다. 제1 층(51)은 일례로 AZS나 HZFC와 같은 전주재(fused-cast material)일 수 있다. 제2 층(52)에 적합한 재료로는, 일례로 비교적 열 전도도가 낮은 멀라이트(mullite)나 콰르살(Quarzal)과 같은 재료를 들 수 있다. 각기 다른 열 전도도를 갖는 층을 순서대로 배치시킴으로써, 열이 용해물 접촉재(2)로부터 양호하게 발산되면서도, 소량의 열만이 외부로 방출되게 된다. 이러한 방식으로 대부분의 열이 냉각 시스템을 거쳐 방출된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 도시한 도면으로서, 전극(3)은, 금속성 재료, 일례로 텅스텐, 몰리브덴 그리고/또는 플라티늄, 로듐 및 이들의 합금과 같은 내열성 금속을 포함한 용해물 접촉재(2)를 포함한다. 용해물 접촉재(2)에는, 일례로 이산화주석(SnO2) 세라믹과 같은 전기 전도성 세라믹이나 내열성 재료(8)가 부착되어 있다.
지지 장치(5)는 그 내부의 유체 전달 통로(10)에 연결되는 다수의 연결부(9)를 구비하며, 상기 연결부(9)와 그에 연결된 유체 전달 통로(10)는 제1 냉각 시스템의 일부를 형성한다.
또한, 지지 장치(5)는 그 내부의 유체 전달 통로(12)에 연결되는 다수의 또 다른 연결부(11)를 구비한다. 이들 연결부(11)와 그에 연결된 유체 전달 통로(12)는 추가 냉각 시스템의 일부를 형성한다.
이 실시예에 대해 개략적으로 도시된 단면도를 보면, 어떠한 방식으로 2개의 연결부(9)가 각각 제1 냉각 시스템의 한 유체 전달 통로(10)에 연결되며, 또한 어떠한 방식으로 한 연결부(9)가 냉각제를 공급하는 데 사용되고 또 다른 연결부(9)가 냉각제를 귀환시키는 데 사용되는지를 확인할 수 있다.
냉각제의 유동 방향은 화살표로 도시되어 있다.
제1 냉각 시스템의 유체 전달 통로(10)의 영역(19)은, 전극(3)과 맞대어진 지지 장치(5)의 측부(20)를 따라서 연장된다. 이들 영역(19)은, 샌드위치 구조의 내열성 재료(8)로 제조된 제2 층(52)과 제1 층(51) 사이의 접촉면을 따라 지지 장치(5)의 제2 층(52)에서 연장되도록 구성되며, 제1 층(51) 쪽으로 개방되어 있다. 결과적으로, 냉각제가 유체 전달 경로(10)를 통해 상기 영역(19)으로 유입되면, 전극(3)의 용해물 접촉재(2)와 맞대어지고 우수한 열 전도도를 갖는 제1 층에 상기 냉각제가 직접 접촉하게 된다. 이 경우에 제1 층(51)은 가능한 한 얇게 형성되는 것이 바람직하다. 이 때 제1 층(51)은 용해물에 의해 가해지는 정압에 의한 변형을 방지할 수 있도록 용해물 접촉재(2)를 기계적으로 지지하는 역할을 하게 된다. 제1 층(51)을 가능한 한 얇게 형성시키게 되면, 용해물 접촉재(2)의 냉각력을 조절할 수 있는 조절성 관점에서 볼 때 우수한 냉각 효과뿐만 아니라 저관성력의 효과도 또한 달성할 수 있다.
각 유체 전달 통로(10)는 설정 밸브 또는 조절 밸브(13)에 연결되며, 이 조절 밸브는 이송 라인의 역할을 하는 연결부(9)들 중 하나에 각각 연결된다. 냉각제는 유체 전달 장치(21)로부터 설정 밸브 또는 조절 밸브(13)를 거쳐 유체 전달 통로(10)를 통해 압송되어 냉각기(23)로 유입되며, 냉각제가 흡수한 열이 상기 냉각기에서 다시 방열된다.
바람직한 실시예에 따르면, 제1 냉각 시스템에는 유체 전달 장치의 입구와 출구 사이의 압력차가 작은 상태로(이 압력차는 1000밀리바 이하임) 유체가 배출되도록 하는 유체 전달 장치(21)가 포함되는데, 왜냐하면 이들 압력에서는 피스톤이 없는 저가의 유체 펌프, 특히 블로워를 사용할 수 있기 때문이다. 500밀리바 이하의 압력차로 유체가 배출되도록 하는 것이 바람직하고, 특히 150밀리바 이하의 압 력차로 유체가 배출되도록 하는 것이 가장 바람직하다. 이 실시예에서, 각 유체 전달 통로(10)는 이들 저압에서도 유체가 충분히 전달되도록 하는 단면을 갖는다. 이는 특히 대기 또는 조절가능한 수분 함량을 갖는 대기와 같은 가스 및/또는 에어로졸(aerosol)이 냉각에 활용되는 경우에 특히 바람직한데, 왜냐하면 이러한 경우에는 공압식 펌프 시스템 대신에 보다 간단한 블로워를 사용할 수 있기 때문이다.
하지만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 압축 공기를 냉각 유체로서 활용하는 것도 가능하다. 압축 공기를 사용하게 되면, 유체 전달 통로(10)의 단면이 축소될 수 있는 이점이 생긴다. 이에 따라, 보다 많은 수의 통로가 지지 장치(5)에 형성될 수 있게 되어, 일례로 국부 냉각력을 조절하거나 설정하는 경우에 보다 많은 수의 위치를 지정하여 조절할 수 있게 된다. 또한, 단면이 작은 유체 전달 통로(10)가 형성되도록 하여, 일례로 개방된 통로 위에 있는 재료가 변형되지 않고서도 유체 전달 통로가 용해물 접촉재(2) 쪽으로 개방될 수도 있게 된다.
가압 유체의 활용에 더하여 또는 그에 선택적으로, 흡입 장치가 공기 배출측에 배치되도록 하여, 독립적으로 또는 블로워나 블로워들과 함께 냉각 유체의 작업 속도를 증가시키는 것도 가능하다. 이에 대응되게 유체 전달 통로(10)의 단면이 커짐으로써, 흡입 장치에 대해서도 피스톤이 없는 저가의 흡입 시스템을 활용할 수 있게 된다.
이와 유사한 방식으로 추가 냉각 시스템이 구성된다. 이 냉각 시스템에서도, 각 유체 전달 통로(12)에는 지지 장치의 측부(20)를 따라 연장된 영역(18)이 구비된다. 하지만, 제1 냉각 시스템의 유체 전달 장치(10)의 영역(19)은, 추가 냉각 시 스템의 유체 전달 통로(12)와 측부(20)를 따라 연장된 유체 전달 통로의 영역(18)보다 전극(3)의 용해물 접촉면(17)에 근접하게 배치된다. 영역(18)은 영역(19)과는 달리 전극(3) 쪽으로 개방되지 않는다.
제1 냉각 시스템에서와 같이, 추가 냉각 시스템에서도 유체 전달 통로(12)는 각각 2개의 연결부(11)에 연결되며, 각 경우 상기 2개의 연결부 중 하나는 공급 라인 연결부의 역할을 하고 다른 하나는 귀환 라인 연결부의 역할을 한다. 공급 라인 연결부는 각각 설정 밸브 또는 조절 밸브(15)에 연결된다. 제1 냉각 시스템의 경우에서와 같이, 냉각제나 냉각 유체는 설정 밸브 또는 조절 밸브(15)를 거쳐 유체 전달 통로(12)를 통해 압송되어 냉각기(27)로 유입되며, 가열된 냉각제가 상기 냉각기에서 유체 전달 장치(25)에 의해 다시 냉각된다.
일례로 충진 유리 조각(cullet)이나 배치(batch)의 형태인 용해될 고형재로 채워져 있는 용해 유닛이 작동되면, 초기에는 유닛에 배치된 가열 장치(1)의 용해물 접촉재(2)들 사이에 전도성 연결이 형성되지 않는다. 특히, 이 단계 중에는, 용해물 접촉재(2)와 용해될 재료 사이에 전도성 연결이 아직 형성되지 않는다. 이러한 전도성 연결을 형성시키기 위하여, 가열 장치(1)는, 전극 가열용 장치 형태인 가열 장치로서 용해물이나 유리 접촉재를 가열시키는 데 적합한 또 다른 가열 장치를 구비하는 것이 바람직하다. 이를 위해서, 일례로 용해물 접촉재(2)의 표면에 평행하게 흐르는 횡단 전류가 용해물 접촉재 내로 도입될 수 있어, 전극(3)의 옴 저항(ohmic resistance)에 의해 상기 용해물 접촉재가 가열됨으로써, 용해될 용해물이나 유리가 추가로 가열되고 용해가 시작된다. 도 1과 도 2에 도시된 실시예에 따 르면, 이러한 유형의 전기 저항 가열 장치는, 전기 공급 전도체(33, 35)를 통해 전극(3)의 단자(29, 31)에 연결된 전원 공급 장치(37)를 포함한다. 따라서, 전류 공급 장치(37)로부터 공급된 전류는 단자를 통한 횡단 전류로서 용해물 접촉재(2)를 통해 흐르게 된다. 전극의 횡단 전류 모드는 적절한 스위치(34)에 의해서, 그리고/또는 전원 공급 장치(37)와 연결시키거나 그와의 연결을 차단시킴으로써 개폐될 수 있다. 예를 들어, 용해물이 충분한 전도도에 도달하게 되면, 상기 용해물이 전도 가열 장치에 의해 추가로 가열되어, 횡단 전류 모드가 차단될 수 있게 된다.
바람직하게는, 전극 가열용 장치는 냉각 유체 가열용 장치를 또한 포함할 수 있다. 따라서, 용해물이나 배치가 가열되면서, 용해물 접촉면(17)이 냉각 유체 가열용 장치에 의해 추가로 가열될 수 있다. 이 경우에, 냉각기(23)는, 일례로 열교환기, 전기 저항 가열 장치 또는 화석 연료 가열 장치와 같은 가열 장치를 구비할 수 있다. 일례로 전극이 최상단 노 분위기의 이슬점 온도 이상으로 가열되어 전극(3)에 수분이 침적되는 현상을 방지하기 위하여, 냉각제를 가열시켜 예열시키는 것이 바람직하다. 비교적 많은 양의 수분이 용해 유닛에 형성될 수 있지만, 유닛에 있는 용해될 재료나 배치가 화석 연료 버너에 의해 예열되면 상기 용해 유닛의 작동이 개시된다.
이어서, 정상 작동 조건하에서, 냉각된 냉각제가 유체 전달 장치(25)로 다시 이송되어 냉각제 순환 회로를 형성하게 된다.
바람직하게는, 제1 냉각 시스템은 가스 냉각제, 특히 공기를 사용하여 작동된다. 따라서, 유체 전달 장치(21)는 블로워를 포함할 수 있다. 추가 냉각 시스템 은 일례로 액체 냉각제를 사용할 수 있다. 또한, 가스와 액체의 혼합물을 사용할 수도 있는데, 이 때 액체 함량은 소정 범위의 열 발산 작용을 보장할 수 있도록 설정되거나 조절될 수 있다. 이 경우에, 가스에 용해되거나 에어로졸 형태인 액체는 일례로 액체로부터 기체로의 상변화 단계 중에 응축열을 흡열할 수 있거나, 액체 부분이 용해된 형태인 경우에 냉각 작용 수준이 매우 정밀하게 모니터될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 도면으로서, 지지 장치(5)는 샌드위치 형태로 구성되지 않는다. 이 실시예에서, 제1 냉각 시스템의 유체 전달 통로(10)의 영역(19)은, 전극(3)과 맞대어진 지지 장치(5)의 측부(20)를 따라 연장된다. 이 실시예에서, 영역(19)은 바로 전극(3) 쪽으로 개방되어 있다. 이에 따라, 냉각제와 전극(3)이 직접 접촉하게 되어, 특히 냉각력을 정확면서도 신속하게 조절할 수 있게 된다. 또한, 열전달 차단벽이 지지 장치의 샌드위치 구조의 두 층 사이에 형성될 필요가 없게 된다.
하지만, 이 경우에는, 고온에서 사용할 때에도, 영역(19)에서 지지되어 있지 않은 용해물 접촉재(2)가 용해물의 정압으로 인해 변형되거나 균열되어 벌어지는 현상을 방지할 수 있도록 충분히 전극(3)의 용해물 접촉재(2)가 강하여야 한다. 예를 들어, 이러한 목적에는 텅스텐과 같은 내열성 금속들이 적합하다. 하지만, 이들 금속의 산화 저항은 플라티늄 금속들의 산화 저항처럼 높지 않아, 특정 상황에서는 상기 내열성 금속들을 산화 작용으로부터 보호하여야 한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극(3)의 용해물 접촉면(17)을 도시한 평면도이다. 이 실시예에서는 용해물 접촉면(17)이 직사각형 형태로 도시되어 있지 만, 가열 장치(1)가 특정 형상으로 형성되는 방식과 용해 유닛의 구성에 따라 여러 가지 형태의 전극(3)이 가능하다.
이 평면도에서는, 전극(3) 아래에 배치된 제1 냉각 시스템의 유체 전달 통로(10, 12)를 점선으로 도시하였다.
이 실시예에서, 추가 냉각 시스템의 유체 전달 통로(12)의 영역(18)은, 열전달 방향에 수직인 방향으로 제1 냉각 시스템의 유체 전달 통로(10)의 영역(19)에 대해 교차되어 연장되도록 배치된다. 이러한 교차 배치와 함께 개별 통로의 냉각력을 설정하거나 조절함으로써, 측방향 온도 분포 및/또는 전극(3)의 용해물 접촉면(17)에 작용하는 냉각력이 영향을 받게 되어, 소망하는 2차원 온도 분포 및/또는 냉각력 분포가 설정되게 된다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극(3)의 용해물 접촉면(17)을 도시한 평면도이다. 이 경우에는, 제1 냉각 시스템과 제2 냉각 시스템의 영역(18, 19)이 교차되면서 연장되는 것이 아니라, 용해물 접촉면(17)을 따르는 방향으로 서로에 대해 평행하게 연장된다. 특히, 유체 전달 통로(10, 12)는 영역(18)에서 서로의 내부로 안내된다. 예를 들면, 제2 냉각 시스템의 영역(18)은, 제1 냉각 시스템의 영역(19) 내부에 위치된 금속 냉각관을 포함할 수 있다. 이에 따라, 전체적인 구성이 소형화되고, 제1 냉각 시스템의 냉각 유체가 추가로 냉각되게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 가열 장치(1)의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면으로서, 전극(3)이 분할되어 있는 가열 장치(1)를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 실시예와 유사한 이 실시예에 따르면, 내열성 재료로 제조된 지지 장치(5)가 구비 되고, 냉각 시스템의 유체 전달 통로(10, 12)에 대한 연결부(9)가 지지 장치(5) 내부에 설치된다.
이 실시예의 전극(3)은 두 분할부(61, 63)로 분할되어, 용해물 접촉면(17)도 또한 두 분할부로 분할된다.
분할부(61, 63)는 지지 장치(5)의 측부(20)에서 서로 접촉하지 않도록 배치된다. 결과적으로, 지지 장치(5)의 내열성 재료가 비전도성이면, 분할부(61, 63)는 서로 절연된다.
각 분할부(61, 63)는 전용의 전기 공급 전도체(71, 73)를 구비한다. 이와 함께 분할부(61, 63)가 절연되어 배치됨으로써, 일례로 분할부(61, 63)가 서로 독립적으로 작동되어 가열력을 국소적으로 설정하거나 조절할 수 있게 된다.
또한, 개별 전극 분할부들, 일례로 전극(3)의 분할부(61, 63)들 사이에 전압이 인가될 수 있어, 용해될 재료의 전도 가열 작업이 전극 분할부 부근에서 수행될 수 있다. 이 작업은, 전도 가열을 위해 사용되는 한 쌍의 전극 사이의 표준 전류와는 무관하게 조절될 수 있으며, 일례로 용해될 재료를 전극(3)의 전방에서 보다 넓은 영역에 걸쳐 액화시키는 개시 단계 중에 전도 가열 작업을 보다 신속하고 보다 넓은 영역, 즉 전류의 보다 큰 작용 단면에서 수행할 수 있도록 하기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 장치를 보면, 용해 온도, 특히 용해물 중심부의 용해 온도는 전극(3)의 용해물 접촉면(17)의 최고 온도보다 200℃ 이상 높을 수 있는데, 그렇지 않으면, 전극(3)의 마모가 심해지거나, 용해물 자체에 불순물이 도입되는 현상이 심해지게 된다.
전극(3), 특히 전극(3)의 용해물 접촉면(17)이나 유리와 위에서 설명한 용해물 중심부 사이의 온도가 증가되어 용해물의 정련을 촉진시키게 된다. 특히, 온도의 증가로 인해 용해물의 온도가 용해물 접촉재(2)의 적용가능 한계 온도 이상으로 될 수 있는데, 왜냐하면 용해물 접촉재(2)가 냉각 작용에 의해 상기 최대 허용가능 온도 이하로 유지될 수 있기 때문이다.
하지만, 본 발명에 따르면, 용해물의 온도가 전극(3) 온도보다 단지 50℃, 100℃ 또는 200℃가 높기만 해도 이점이 있다. 이 온도 증가 또는 용해물의 온도 증가는 일례로 열전대(thermocouple), 고온계 또는 본 기술 분야의 당업자에게 공지되어 있는 여타 다른 방식을 이용하여 기록될 수 있으며, 이 기록으로부터 발췌된 측정 수치는 냉각력 및/또는 가열력의 조절에 활용될 수 있다.
도 5는 전체적으로 도면 부호 40으로 표기되어 있는 용해 유닛 또는 정련 유닛을 개략적으로 도시한 단면도로서, 본 발명에 따른 가열 장치(1)가 유닛(40)에 존재하는 용해물(39)을 가열시키는 데 사용된다. 간단하고 명료하게 도시하기 위하여, 횡단 전류 모드에 의해 전극(3)을 전기 저항식으로 가열하는 장치와 냉각 시스템은 도 5에 도시하지 않았다.
용해물(39)의 전도 가열을 위해서는, 2개의 가열 장치(1)가 용해 유닛(40)의 벽(42)에 있는 각 개구에 금속 유지판(14)에 의해 고정된다. 이 경우에, 전극(3)의 용해물 접촉재(2)가 각 개구에 삽입되어 벽(42)의 일부를 형성하게 된다. 가열 장치(1)가 용해 유닛(40)의 대향 벽들에 배치되는 것이 바람직하다.
가열 장치(1)용 전기 공급 전도체(7)가 용해물(39)의 전도 가열용 전류 공급 장치 또는 전압 공급 장치(80)에 연결된다. 전도도가 충분한 경우에 전압을 대향 전극(3)들에 인가시키게 되면, 전류가 용해물(39)을 통해 흘러, 용해물이 가열된다. 전도 가열의 결과, 가열력이 전체 전류 경로에 걸쳐 용해물(39)을 통해 전달되어, 용해물(39)이 매우 균일하게 가열된다.
또한, 본 발명의 범위 내에는, 위에서 설명한 가열 장치를 구비한 용해 유닛 또는 정련 유닛을 제공하는 것 이외에도, 이들 가열 장치를 조절 장치와 특히 용해물 이송용 채널에 사용하는 것도 포함된다.

Claims (41)

  1. 용해물의 전도 가열을 위한 용해 유닛(40)에서 용해물(39)의 신속한 용해, 정련 및/또는 조절을 포함한 용해물(39)의 전도 가열을 위한 가열 장치로서, 적어도 하나의 전극(3)과 적어도 하나의 제1 냉각 시스템을 포함하는 가열 장치(1)에 있어서,
    상기 전극(3)이 용해물 접촉재(2)를 포함하고; 또한 상기 전극(3)이 용해 유닛(40)의 벽(42)에 설치되고, 전극(3)의 용해물 접촉재(2)가 용해 유닛(40)의 벽(42)들의 일부를 형성하고; 상기 제1 냉각 시스템이 상기 전극의 한 측부에 설치되고; 상기 제1 냉각 시스템은 전극(3)의 다수의 선정가능 영역의 위치와 시간의 함수로서 냉각력을 가변적으로 조절하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 냉각 시스템은 유체 전달 장치(21)을 포함하고, 상기 유체 전달 장치는 1000 밀리바 이하의 압력차에서 유체가 분배되도록 하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    유체 전달 장치(21)는 유체의 온도, 액체 함량 및 정량적 유량 중 하나 이상이 설정되거나 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    제1 냉각 시스템은 다수의 유체 전달 통로(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    유체 전달 통로(10)의 적어도 일부(19)는 각기 다른 평면에서 서로에 대해 교차되어 연장되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 유체 전달 통로(10)는 냉각 유체의 관통류를 설정 및/또는 조절하기 위한 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    냉각 유체의 관통류를 설정 및/또는 조절하기 위한 장치는 설정 밸브 또는 조절 밸브(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 냉각 시스템은, 공기 냉각 장치, 액체 냉각 장치, 및 에어로졸 냉각 장치 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가 냉각 시스템과, 냉각 시스템들을 서로에 대해 무관하게 설정 및/또는 조절하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    추가 냉각 시스템은 다수의 유체 전달 통로(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    적어도 추가 냉각 시스템의 유체 전달 통로(12)의 영역(18)은, 열전달 방향에 수직인 방향으로, 제1 냉각 시스템의 유체 전달 통로(10)의 영역(19)에 대해 교차되어 연장되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    적어도 추가 냉각 시스템의 유체 전달 통로(12)의 영역(18)은, 열전달 방향에 수직인 방향으로, 제1 냉각 시스템의 유체 전달 통로(10)의 영역(19)에 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    적어도 추가 냉각 시스템의 유체 전달 통로(12)의 영역(18)과 제1 냉각 시스템의 유체 전달 통로(10)의 영역(19)은 서로의 내부로 안내되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    유체 전달 통로(10)는, 제1 냉각 시스템의 유체 전달 통로(10)의 적어도 하나의 영역(19)이 추가 냉각 시스템의 유체 전달 통로(12)보다 적어도 하나의 전극(3)의 용해물 접촉면(17)에 근접하여 배치되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  15. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 전극(3)은 지지 장치(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    지지 장치(5)는 용해물 접촉면(17)으로부터 떨어진 전극(3)측에 배치되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    지지 장치(5)의 구조는 다층 구조인 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    지지 장치(5)는, 전극(3)과 지지 장치(5)의 적어도 하나의 후속 제2 층(52) 사이에 배치된 제1 층(51)을 포함하고, 상기 제1 층(51)은 제2 층(52)보다 높은 열 전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    제1 층(51)은 전주재 또는 치밀질 소결재이거나 둘다인 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  20. 용해물 접촉면(17)으로부터 떨어진 적어도 하나의 전극(3)측이 지지 장치(5)의 한 측부(20)에 맞대어진, 제15항에 따른 가열 장치에 있어서,
    유체 전달 통로(10)의 적어도 하나의 영역(19)이 상기 지지 장치(5)의 측부(20)를 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    적어도 하나의 유체 전달 통로(10)의 영역(19)은, 전극(3) 쪽으로 개방되거나, 지지 장치(5)의 구조가 다층 구조인 경우에는 전극(3)과 적어도 하나의 후속 제2 층(52) 사이에 배치된 지지 장치(5)의 제1 층(51) 쪽으로 개방되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  22. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 전극(3)은 적어도 2개의 전극 분할부(61, 63)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    전극 분할부(61, 63)는 서로에 대해 절연되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  24. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극(3)의 용해물 접촉재(2)가, 이산화주석(SnO2) 세라믹을 포함하는 전기 전도성 세라믹, 내열성 금속 그리고 플라티늄, 이리듐, 로듐이나 이들의 합금을 포함하는 플라티늄 금속 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  25. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극(3)의 용해물 접촉재(2)가, 고강도 플라티늄 재료 또는 이리듐 재료를 포함하는 세립 고화재로 구성되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  26. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 전극(3)은 도가니의 벽 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  27. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 온도 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  28. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 제1 냉각 시스템은 적어도 하나의 유량계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  29. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    가열력 조절 장치는 냉각력, 용해 온도 및 전극 온도 중 하나 이상의 파라미터 함수로서 가열 전류를 조절하기 위한 가열 전류 조절 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  30. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    전극(3) 가열용 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  31. 제30항에 있어서,
    전극(3) 가열용 장치는, 용해물이나 유리 접촉재 및/또는 전극 자체의 일부를 가열시키기에 적합한 전기 저항 가열 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  32. 제30항에 있어서,
    전극(3) 가열용 장치는 냉각 유체 가열용 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  33. 삭제
  34. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    가열 장치(1)의 가장자리들은 그들이 용해 유닛(40)의 벽(42)들과 인접한 영역에서 냉각되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  35. 용해물(39)의 전도 가열을 위한 용해 유닛(40)으로서, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 가열 장치(1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용해 유닛.
  36. 제1항에 있어서,
    제1 냉각 시스템은 유체 전달 장치(21)을 포함하고, 상기 유체 전달 장치는 500 밀리바 이하의 압력차에서 유체가 분배되도록 하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  37. 제1항에 있어서,
    제1 냉각 시스템은 유체 전달 장치(21)를 포함하고, 상기 유체 전달 장치는 150 밀리바 이하의 압력차에서 유체가 분배되도록 하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  38. 제24항에 있어서,
    상기 내열성 금속은 텅스텐, 몰리브텐, 오스뮴, 하프늄, 탄타륨 또는 이들의 합금을 포함하는 고융점 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  39. 제26항에 있어서,
    상기 도가니는 스컬 도가니인 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  40. 제27항에 있어서,
    상기 온도 센서는 열전대인 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  41. 제19항에 있어서,
    상기 물질은 AZS(전주 알루미늄 지르코늄 포함 물질)인 것을 특징으로 하는 가열 장치.
KR1020057010203A 2002-12-03 2003-11-27 용해물 전도 가열용 전극을 포함한 가열 장치 Expired - Fee Related KR101034368B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10256657 2002-12-03
DE10256657.7 2002-12-03
DE10256594.5 2002-12-04
DE10256594 2002-12-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050089810A KR20050089810A (ko) 2005-09-08
KR101034368B1 true KR101034368B1 (ko) 2011-05-16

Family

ID=32471497

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057010203A Expired - Fee Related KR101034368B1 (ko) 2002-12-03 2003-11-27 용해물 전도 가열용 전극을 포함한 가열 장치
KR1020057010205A Ceased KR20050095825A (ko) 2002-12-03 2003-11-27 용해물 가열 방법 및 장치

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057010205A Ceased KR20050095825A (ko) 2002-12-03 2003-11-27 용해물 가열 방법 및 장치

Country Status (7)

Country Link
US (2) US20060144089A1 (ko)
EP (1) EP1568253A1 (ko)
JP (2) JP2006516046A (ko)
KR (2) KR101034368B1 (ko)
AU (2) AU2003288186A1 (ko)
DE (1) DE10393837B8 (ko)
WO (2) WO2004052053A1 (ko)

Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101034368B1 (ko) * 2002-12-03 2011-05-16 쇼오트 아게 용해물 전도 가열용 전극을 포함한 가열 장치
DE102004031241B4 (de) * 2004-06-29 2007-05-24 Beteiligungen Sorg Gmbh & Co. Kg Elektrodensystem für Glas-Schmelzöfen
US7351613B2 (en) * 2004-11-04 2008-04-01 Silicon Storage Technology, Inc. Method of trimming semiconductor elements with electrical resistance feedback
DE102006003534A1 (de) * 2006-01-24 2007-08-02 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zum Korrosionsschutz von Elektroden bei der Temperaturbeeinflussung einer Schmelze
DE102006003535A1 (de) * 2006-01-24 2007-08-02 Schott Ag Verfahren zur Temperaturbeeinflussung einer Schmelze
US7802451B2 (en) * 2007-08-15 2010-09-28 Atomic Energy Council - Institute Of Nuclear Energy Research Manufacturing device for producing mineral fibers from incinerator ashes and its plasma-vitrified slag
WO2010025163A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-04 Bp Corporation North America Inc. Apparatus and method of direct electric melting a feedstock
DE102009002336B4 (de) 2009-04-09 2012-09-20 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zum Läutern einer Glasschmelze
JP5580685B2 (ja) * 2009-08-18 2014-08-27 Ｈｏｙａ株式会社 ガラス製造方法、ガラス溶融炉、ガラス製造装置、ガラスブランク製造方法、情報記録媒体用基板製造方法、情報記録媒体製造方法、ディスプレイ用基板製造方法および光学部品製造方法
US9032760B2 (en) 2012-07-03 2015-05-19 Johns Manville Process of using a submerged combustion melter to produce hollow glass fiber or solid glass fiber having entrained bubbles, and burners and systems to make such fibers
US9021838B2 (en) 2010-06-17 2015-05-05 Johns Manville Systems and methods for glass manufacturing
US10322960B2 (en) 2010-06-17 2019-06-18 Johns Manville Controlling foam in apparatus downstream of a melter by adjustment of alkali oxide content in the melter
US8707740B2 (en) 2011-10-07 2014-04-29 Johns Manville Submerged combustion glass manufacturing systems and methods
US9096453B2 (en) 2012-06-11 2015-08-04 Johns Manville Submerged combustion melting processes for producing glass and similar materials, and systems for carrying out such processes
US8997525B2 (en) 2010-06-17 2015-04-07 Johns Manville Systems and methods for making foamed glass using submerged combustion
DE102010048297B4 (de) * 2010-10-14 2016-07-21 Schott Ag Vorrichtung zum Läutern einer anorganischen nichtmetallischen Schmelze und Verfahren zur Herstellung eines Glases und/oder einer Glaskeramik
US10173915B2 (en) * 2011-02-18 2019-01-08 Gas Technology Institute Convective thermal removal of gaseous inclusions from viscous liquids
EP2530057B1 (en) * 2011-05-31 2019-04-10 Corning Incorporated Glass melt handling equipment and method
US9533905B2 (en) 2012-10-03 2017-01-03 Johns Manville Submerged combustion melters having an extended treatment zone and methods of producing molten glass
US9664448B2 (en) * 2012-07-30 2017-05-30 Solar World Industries America Inc. Melting apparatus
WO2014055199A1 (en) 2012-10-03 2014-04-10 Johns Manville Methods and systems for destabilizing foam in equipment downstream of a submerged combustion melter
US9227865B2 (en) 2012-11-29 2016-01-05 Johns Manville Methods and systems for making well-fined glass using submerged combustion
KR102169675B1 (ko) * 2013-02-15 2020-10-26 코닝 인코포레이티드 낮은 지르코니아 수준을 갖는 디스플레이 품질 유리 시트의 대량 생산
WO2015127157A2 (en) * 2014-02-21 2015-08-27 Momentive Performance Materials Inc. Multi-zone variable power density heater apparatus containing and methods of using the same
FR3023550B1 (fr) * 2014-07-08 2016-07-29 Saint Gobain Isover Dispositif de fusion du verre comprenant un four, un canal et un barrage
US10604437B2 (en) * 2014-10-20 2020-03-31 Navus Automation, Inc. Fused silica furnace system and method for continuous production of fused silica
US20160200618A1 (en) * 2015-01-08 2016-07-14 Corning Incorporated Method and apparatus for adding thermal energy to a glass melt
US9751792B2 (en) 2015-08-12 2017-09-05 Johns Manville Post-manufacturing processes for submerged combustion burner
US10670261B2 (en) 2015-08-27 2020-06-02 Johns Manville Burner panels, submerged combustion melters, and methods
US10041666B2 (en) 2015-08-27 2018-08-07 Johns Manville Burner panels including dry-tip burners, submerged combustion melters, and methods
US9815726B2 (en) 2015-09-03 2017-11-14 Johns Manville Apparatus, systems, and methods for pre-heating feedstock to a melter using melter exhaust
US9982884B2 (en) 2015-09-15 2018-05-29 Johns Manville Methods of melting feedstock using a submerged combustion melter
US10837705B2 (en) 2015-09-16 2020-11-17 Johns Manville Change-out system for submerged combustion melting burner
US10081563B2 (en) 2015-09-23 2018-09-25 Johns Manville Systems and methods for mechanically binding loose scrap
US10144666B2 (en) 2015-10-20 2018-12-04 Johns Manville Processing organics and inorganics in a submerged combustion melter
AT15262U1 (de) * 2016-03-25 2017-04-15 Plansee Se Glasschmelz-Komponente
DE102016107577A1 (de) * 2016-04-25 2017-10-26 Schott Ag Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Glasprodukten aus einer Glasschmelze unter Vermeidung von Blasenbildung
US10246362B2 (en) 2016-06-22 2019-04-02 Johns Manville Effective discharge of exhaust from submerged combustion melters and methods
JP2018002539A (ja) * 2016-06-30 2018-01-11 ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 ガラス基板の製造方法、およびガラス基板製造装置
DE102016112081B4 (de) * 2016-07-01 2021-10-07 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Glasschmelzen
US10301208B2 (en) * 2016-08-25 2019-05-28 Johns Manville Continuous flow submerged combustion melter cooling wall panels, submerged combustion melters, and methods of using same
US10196294B2 (en) 2016-09-07 2019-02-05 Johns Manville Submerged combustion melters, wall structures or panels of same, and methods of using same
US10233105B2 (en) 2016-10-14 2019-03-19 Johns Manville Submerged combustion melters and methods of feeding particulate material into such melters
KR102412297B1 (ko) * 2016-11-08 2022-06-24 코닝 인코포레이티드 고온의 유리 용융 용기
EP3633737A4 (en) * 2017-05-23 2021-03-03 AGC Inc. COVER GLASS FOR SOLAR CELLS AND SOLAR CELL MODULE
US10934785B2 (en) * 2017-06-05 2021-03-02 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole wet connection systems
TW201943658A (zh) * 2018-04-06 2019-11-16 美商康寧公司 用於加熱熔融材料的設備
KR102533230B1 (ko) * 2018-06-22 2023-05-17 코닝 인코포레이티드 유리 제품 제조 장치 및 유리 제품 제조 방법
CN113165928B (zh) 2018-09-28 2023-05-05 康宁公司 用于在玻璃制作工艺中减轻贵金属部件的电化学腐蚀的装置和方法
JP7374186B2 (ja) * 2018-09-28 2023-11-06 コーニング インコーポレイテッド ガラス作製プロセスにおける貴金属製部品の電気化学的侵食を緩和するための装置及び方法
WO2020131346A1 (en) 2018-12-21 2020-06-25 Corning Incorporated Bus bar design to enable high current input for low resistivity glasses
DE102019120065A1 (de) 2019-07-24 2021-01-28 Schott Ag Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Glasbändern
DE102019120064A1 (de) * 2019-07-24 2021-01-28 Schott Ag Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Glasbändern
DE102019217977A1 (de) * 2019-11-21 2021-05-27 Schott Ag Glas, Verfahren zur Herstellung eines Glases und Glasschmelzanlage
WO2021162890A1 (en) * 2020-02-13 2021-08-19 Corning Incorporated Apparatus and method for improving electrical current flow in glass melt conduit
DE102020120168B4 (de) * 2020-07-30 2026-01-15 Schott Ag Sicherheitsvorrichtung, Glasschmelzanlage und Glasartikel
CN114163104A (zh) * 2021-12-21 2022-03-11 北京工业大学 一种适用超高铝盖板玻璃和透明微晶玻璃的熔化澄清方法
CN114394730A (zh) * 2021-12-21 2022-04-26 北京工业大学 一种中硼硅药用玻璃的熔化澄清方法
DE102022122280A1 (de) * 2022-09-02 2024-03-07 Technische Universität Bergakademie Freiberg, Körperschaft des öffentlichen Rechts Kombination elektrischer Heizelemente, enthalten einen Verbundwerkstoff, mit Mikrowellen-Plasmabrennern für Hochtemperaturanwendungen in der Metallurgie, in der chemischen Industrie und in der Zementindustrie
EP4342856A1 (en) * 2022-09-21 2024-03-27 Schott Ag Method and apparatus for making a glass product and corresponding glass product
EP4574777B1 (en) * 2023-12-19 2025-11-05 Schott Ag Glass melting furnace with electrical heating and method for heating a glass melt

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61268977A (ja) * 1985-04-29 1986-11-28 エムア−エン・グ−テホツフヌングスヒユツテ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフトウング 直流ア−ク炉の運転方法および装置
US20040246433A1 (en) * 2003-06-03 2004-12-09 Hsin-Hung Chen Method and repairing defects in a liquid crystal display

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2159361A (en) * 1936-11-30 1939-05-23 Owens Illinois Glass Co Electric furnace
GB644463A (en) * 1942-02-04 1950-10-11 Balzaretti Modigliani Spa Improvements in or relating to tubular electrodes
FR2340911A1 (fr) * 1976-02-12 1977-09-09 Saint Gobain Dispositif pour l'affinage du verre
US4246433A (en) * 1979-06-27 1981-01-20 Toledo Engineering Co., Inc. Square glass furnace with sidewall electrodes
SU1016259A1 (ru) * 1981-05-19 1983-05-07 Tatevosyan Karen M Электрическа стекловаренна печь
DD221162A1 (de) * 1983-11-24 1985-04-17 Inst Tech Glas Veb Vorrichtung zur fortleitung oder verarbeitung einer glasschmelze
JPH077102B2 (ja) * 1988-10-21 1995-01-30 動力炉・核燃料開発事業団 廃棄物処理用溶融炉及びその加熱方法
JP2515898B2 (ja) * 1989-11-30 1996-07-10 ホーヤ株式会社 溶融装置
US5961686A (en) * 1997-08-25 1999-10-05 Guardian Fiberglass, Inc. Side-discharge melter for use in the manufacture of fiberglass
US6044667A (en) * 1997-08-25 2000-04-04 Guardian Fiberglass, Inc. Glass melting apparatus and method
DE19925554A1 (de) * 1999-06-04 2000-12-07 Sms Demag Ag Bodenelektrode für metallurgische Schmelzgefäße
DE19939779C2 (de) * 1999-08-21 2003-06-26 Schott Glas Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Erschmelzen und Läutern von anorganischen Verbindungen, insbesondere von Gläsern und Glaskeramiken
DE19939771B4 (de) * 1999-08-21 2004-04-15 Schott Glas Verfahren zur Läuterung von Glasschmelzen
DE10005821A1 (de) * 2000-02-10 2001-08-23 Schott Glas Gekühlte Edelmetallelektrode zum Einstellen einer bestimmten Elektrodenoberfläche
KR101034368B1 (ko) * 2002-12-03 2011-05-16 쇼오트 아게 용해물 전도 가열용 전극을 포함한 가열 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61268977A (ja) * 1985-04-29 1986-11-28 エムア−エン・グ−テホツフヌングスヒユツテ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフトウング 直流ア−ク炉の運転方法および装置
US20040246433A1 (en) * 2003-06-03 2004-12-09 Hsin-Hung Chen Method and repairing defects in a liquid crystal display

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006509179A (ja) 2006-03-16
AU2003288186A1 (en) 2004-06-23
WO2004052053A1 (de) 2004-06-17
KR20050095825A (ko) 2005-10-04
KR20050089810A (ko) 2005-09-08
DE10393837D2 (de) 2005-10-13
JP2006516046A (ja) 2006-06-15
US20060137402A1 (en) 2006-06-29
US7530238B2 (en) 2009-05-12
DE10393837B4 (de) 2007-09-20
EP1568253A1 (de) 2005-08-31
US20060144089A1 (en) 2006-07-06
AU2003289901A1 (en) 2004-06-23
WO2004052054A1 (de) 2004-06-17
DE10393837B8 (de) 2008-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20050089810A (ko) 용해물 전도 가열용 전극을 포함한 가열 장치
KR101846035B1 (ko) 조절된 두께를 갖는 유리 시트 제조를 위한 방법 및 장치
KR101427427B1 (ko) 가열 장치
US8695378B2 (en) Apparatus for making glass and methods
KR20110097722A (ko) 백금 함유 베셀의 직접 저항 가열에 사용하는 장치
US11530152B2 (en) Method for manufacturing glass article, and melting furnace
KR101959451B1 (ko) 대량 생산용으로 인덕션 가열에 의한 연료전지 전극의 소결 및 전해액 파우더를 가진 다공성 전극을 함침하기 위한 방법 및 제조 장치
CN100505953C (zh) 有用于导电地加热熔体的电极的加热设备
JP2016531076A (ja) 誘導加熱されるエンクロージャを含む、ガラスシート製造方法および装置
CN107032597B (zh) 玻璃母材用加热炉
JP2002541428A (ja) 基板を熱処理するための反応室に一体化された加熱および冷却装置
US9247586B2 (en) Unit for conductively heatable melting
JPH06227822A (ja) ガラス素地流出装置
EP0933085A3 (en) Autoclave device and PTC heating arrangement for use therewith
JP2003501791A (ja) 冷却された底部電極を備えた熔解装置
JP2005119958A (ja) ガラス溶融体精錬装置
KR102172552B1 (ko) 열교환 시스템을 이용한 직접 가열식 용융 장치
RU32953U1 (ru) Электронагреватель
RU2371652C1 (ru) Электрическая печь для приготовления сплавов цветных металлов
JP3150653B2 (ja) 灰溶融炉出滓樋の冷却構造
KR20250168297A (ko) 히터 및 히터 유닛
US8071921B2 (en) Method to supply electric current to a tube furnace
CN115697922A (zh) 玻璃物品的制造装置以及其制造方法
SU995387A1 (ru) Электронагреватель дл печей
WO2010026260A2 (en) Thermomagnetic device

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A15-nap-PA0105

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

A201 Request for examination
AMND Amendment
P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

AMND Amendment
P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

AMND Amendment
P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

St.27 status event code: N-2-6-B10-B15-exm-PE0601

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

AMND Amendment
E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

J201 Request for trial against refusal decision
P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PJ0201 Trial against decision of rejection

St.27 status event code: A-3-3-V10-V11-apl-PJ0201

PB0901 Examination by re-examination before a trial

St.27 status event code: A-6-3-E10-E12-rex-PB0901

B701 Decision to grant
PB0701 Decision of registration after re-examination before a trial

St.27 status event code: A-3-4-F10-F13-rex-PB0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U12-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140424

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150423

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 20160504

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 20160504