KR20070032607A - 유리용융전극, 및 유리 또는 유리 세라믹 용융 방법 - Google Patents

Abstract

유리 또는 유리 세라믹을 용융시키기 위해 용융로의 벽에는 용융물을 추가적으로 가열하기 위한 전류를 공급하기 위한 적어도 두 개의 전극이 장착된다. 각 전극은 가열 소자를 갖는 제1섹션과 냉각 장치를 갖는 제2섹션을 포함한다. 제1섹션은 용융로의 내부에 배정되고, 제2섹션은 용융로의 측벽에 유리 용융물과 떨어져서 마주하여 배정된다. 본 방법에 있어서는 에너지가 본 발명의 전극에 의해 유리 용융물에 공급되고, 각 전극의 제1섹션은 가열 소자에 의해 가열되고, 제2섹션은 냉각 장치에 의해 냉각된다. 가열 소자는 비유도식 저항체 소자이고, 냉각 장치는 냉각 유체와 함께 작동하는 것이 바람직하다.

유리, 유리 세라믹, 용융, 전극

Description

유리용융전극, 및 유리 또는 유리 세라믹 용융 방법{GLASS MELT ELECTRODE AND METHOD FOR MELTING GLASS OR GLASS CERAMIC}

도 1은 유리 용융로의 벽에 설치된 본 발명에 따른 두 개의 전극을 구비한 유리 용융로의 개략적인 횡단면도.

도 2는 본 발명에 따른 유리용융전극의 제1구현예의 부분 횡단면의 부분 측면도.

도 3은 도 2에 나타낸 전극의 개념적인 측면도.

도 4는 본 발명에 따른 유리용융전극의 제2구현예의 부분 횡단면의 부분 측면도.도 5는 본 발명에 따른 유리용융전극의 제3구현예의 부분 횡단면의 부분 측면도.

도 6은 본 발명에 따른 유리용융전극의 제4구현예의 부분 횡단면의 부분 측면도.

도 7은 본 발명에 따른 유리용융전극의 제5구현예의 부분 횡단면의 부분 측면도.

도 8은 본 발명에 따른 유리용융전극의 제6구현예의 부분 횡단면의 부분 측면도.

도 9는 본 발명에 따른 유리용융전극의 제7구현예의 부분 횡단면도의 부분 측면도.

본 발명은 유리 또는 유리 세라믹을 용융시키기 위해 용융로의 벽에 장착되는 전극, 소위 유리용융전극, 및 유리 또는 유리 세라믹의 용융 방법에 관한 것이다.

탱크로(tank furnace)는 다량의 유리 또는 유리 세라믹을 특히 자동화된 제조공정으로 생산할 때 사용된다. 이는 통상적으로 저부로(lower furnace), 상부로(upper furnace), 및 그 내부에서 연소 공기가 예열되는 챔버를 각각 포함하여 구성된다. 저부로는 유리 배치용으로서 실질적인 용융 용기이고, 바닥과 벽이 구비된 탱크 형태를 가지며, 그 높이는 약 1m이다. 상부로는 저부로를 아치 모양으로 형성한 것이다.

유리 배치는 유리를 녹이기 위한 용융 용기에서 용융되며, 유리는 가열되고 정제된다. 에너지 공급은 주로 원료 물질 또는 유리 배치 및/또는 유리 배치 상부면 상에 있는 버너에 의해 공급되며, 그 불꽃은 원료 물질과 유리를 가열시킨다.

특별한 장치구성에 따라 필요할 때마다 용융로 벽에 장착된 적어도 두 개의 유리용융전극에 의해 추가적인 에너지가 공급된다. 유리용융전극은 유리 원료 물질 및/또는 유리 용융물을 통해 전류를 흘려 보냄으로써 추가적인 에너지를 공급하며, 열에너지도 추가적으로 공급한다. 이는 유리 및 유리 세라믹이 고온에서 전기 적인 도전성을 충분하게 띠기 때문에 가능하다.

프랑스 특허 제1 212 169호는 바람직하게는 헤어핀 형상 또는 V 형상을 갖는 전극을 기술하고 있으며, 이들 위치에 유리 용융물로 삽입되고, 이곳에서 유리는 이미 비교적 더 냉각된 상태가 된다. 이와 같이 유리 용융물이 전극 표면 상의 절연층 내에서 고형화되므로 전류 흐름을 방해할 우려가 있다. 이는 전체 전극 혹은 그 일부를 추가적으로 가열함으로써 피할 수 있지만, 이는 유리 용융물 및 유리 용융물 온도의 대류적인 유리 흐름에 영향을 미친다.

본 발명의 목적은 유리 또는 유리 세라믹 제품을 고수율로 생산할 수 있으며, 용융로 벽에 보다 신속하게 설치될 수 있는 유리 또는 유리 세라믹을 용융시키기 위해 용융로 벽에 장착되는 전극을 제공하는 데 있다. 본 발명에 있어서, "벽"은 용융로 또는 탱크의 각 벽, 즉 바닥벽, 측벽, 전방벽, 및 덮개벽 혹은 덮개를 의미한다.

유리용융전극이 용융로 벽의 개구부에 장착되기 때문에, 이들 개구부를 통해 유리가 누출되는 것이 방지된다. 상기 목적을 위해 상기한 유형의 전극은 용융물과는 떨어져서 마주하는 전극 측면에 있는 벽 내에서 냉각된다. 개구부 주변에 있는 용융 용기의 벽을 냉각시키면 개구부에서는 유리로 만들어진 플러그 또는 마개(stopper)가 생산된다. 이들 플러그 또는 마개가 용융 용기의 외부 측면을 완전히 밀봉한다.

본 발명에 따르면, 상기 언급된 기술적 문제점은 유리 또는 유리 세라믹 물질을 용융시키기 위해 용융로 벽에 장착되며 상기 용융로의 내부와 결합되는 제1섹션과, 상기 내부 또는 유리 용융물과 떨어져서 마주하는 상기 벽의 일부와 결합되는 제2섹션을 구비하며, 상기 제1섹션은 가열소자로 마련되고 상기 제2섹션은 냉각 수단으로 마련되는 전극으로 해결될 수 있다.

본 발명에 따르면, 용융로에서 유리 또는 유리 세라믹을 용융시키기 위한 방법은, 유리 배치 및/또는 유리 용융물에 에너지가 상기 용융로의 벽에 장착되는 전극 수단에 의해 공급되는 것으로, 상기 용융로의 내부에 배정된 상기 전극의 제1섹션을 가열하는 단계; 및 상기 용융로에 포함된 상기 유리 용융물 또는 상기 내부와 떨어져서 마주하는 상기 벽의 일부분에 배정된 상기 전극의 제2섹션을 냉각시키는 단계를 포함한다.

상기 언급된 해결책은 유리용융전극을 냉각시키게 되면 용융물의 품질을 떨어뜨리게 하고, 유리 또는 유리 세라믹 제품의 생산 수율을 감소시킨다는 점에 기초한다.

유리 또는 유리 세라믹 물질이 용융로에서 용융되는 경우, 용융로의 벽 내측과 외측 간의 온도 차는 매우 크다. 벽의 내측 온도가 예컨대 1400℃라면, 외측 온도는 실온보다 겨우 약간 높은 예컨대 30℃가 된다. 이에 따라 용융로의 벽 두께 50 내지 75 ㎝에도 온도 감소가 크게 발생한다.

유리용융전극을 용융로 또는 용융 용기 벽의 개구부에 설치하고 전극 부분을 냉각시키는 경우, 상기 냉각 부분은 상기 개구부들의 유리측면 모서리 상에 위치하 는 유리 물질을 냉각시키는 국부적인 방열부(heat sink)를 제공한다.

유리용융전극을 국부적으로 냉각시키게 되면, 특히 유리 용융물이 온도에 민감한 경우에는 물론이고, 용융물의 품질이 떨어진다는 점을 알았다. 이와 같이 냉각 과정은 바람직하지 않은 결정화를 유발하고, 결과적으로는 결정의 존재로 말미암아 유리 결함 내지는 보다 큰 유리 결점, 예컨대 슐리렌(schlieren)을 유발한다. 유리 용융물의 품질 면에서의 손상은 유리 제조 시 일반적으로 수율의 감소를 유발하고, 허용되는 유리 결함의 개수 및 크기에 관한 규격이 항상 유지될 수는 없기 때문에, 이는 특히 결정화가 가능한 유리에는 본질적인 것이며, 더욱 유리 세라믹으로 가공처리된다. 한편, 냉각 과정은 용융 용기의 내부로부터 외측으로 상기 언급된 유리가 손실되는 것을 막기 위해서 필수적으로 요구된다.

본 발명에 필수적이고 혁신적인 특징은 유리 용융물과 마주하거나 그 내부와 결합되는 제1섹션의 전극을 가열하는 데 있다. 더욱이, 유리 용융물과 떨어져서 마주하는 전극의 제2섹션을 냉각시키는 데에 있다. 유리 측면이 가열되기 때문에 상기 언급된 유리 결함의 원인이 될 수 있는 국부적인 방열부는 더 이상 발생하지 않으며, 이에 따라 냉각 과정에서 용융로 벽의 개구부를 따라 유리 또는 유리 세라믹의 손실이 방지되어, 바람직하게는 기설정된 규격의 허용범위 내의 유리 결점 또는 결함을 갖는 유리 또는 유리 세라믹 제품의 수율은 증가될 수 있다.

가열 소자의 사용과 관련하여 추가적으로 중요한 이점은 전극의 교환 또는 교체가 더욱 신속하게 수행될 수 있다는 점이다.

유리 용융물의 손실을 방지하기 위한 상기 언급된 유리 플러그 또는 마개는 용융로 바닥의 배출구가 개방되는 경우, 유리 수준이 전극 수준 아래로 낮추어진 후에 유리용융전극이 급히 제거되는 것을 방지한다. 이와 같은 경우는 유리가 한편으로는 전극에 부착하기 때문이고, 다른 한편으로는 개구부의 내부 표면에 단단하게 부착하기 때문이다. 일반적으로, 벽에 공급되는 열이 유리 마개 또는 플러그를 방출할 때까지 용융 용기를 전체적으로 또는 (전극 수준 이하가 될 때까지) 부분적으로 비운 후에 냉각을 저감(turning down)한 후 잠그는 (turning off) 것이 전극을 방출하는 데 효과적인 방법이다. 이는 일반적으로 수 시간이 소요된다.

용융물을 유출시킨 후 가열 소자를 변환함으로써 유리 마개를 수 분 내에 유연화시키고, 전극을 개구부로부터 즉시 취하는 것 또한 가능하다. 이와 같이 전극의 설치 및 제거는 비교적 신속하게 이루어질 수 있고, 이에 따라 생산성은 크게 향상된다.

상기 언급한 바와 같이 유리 플러그를 가열 소자에 의해 가열할 수 있음은 특히 용융 용기가 이미 충분히 냉각되어 있는 경우, 즉 벽을 가열시키는 것이 플러그를 방출할 정도로 달리 충분하지 않은 경우이다.

전기식 가열 소자 또는 유도식으로 가열될 수 있는 가열 소자가 상기 가열 소자 기능을 수행하도록 선택될 수 있다. 간단한 구현예에 있어서, 상기 전기식 가열 소자는 비유도식 저항 소자이다. 하나의 가열 소자 대신에 다수의 가열 소자가 사용될 수 있음은 물론이다. 이는 하나의 가열 소자가 고장 나더라도 전체 전극의 가열이 멈추지 않기 때문에 유의적일 수 있다.

용융 용기가 충만한 경우 유리 배치 및/또는 유리 용융물은 전극의 제1섹션 의 일부분과 접촉된다. 유리 원료 물질 또는 용융물에 접촉하는 전극(전극의 헤드부)의 상기 제1섹션 부분은 고온에 노출되어 있으며, 유리 용융물에 저항성을 갖는 열적으로 안정한 금속을 포함하여 구성된다. 몰리브데늄, 텅스텐, 플래티늄, 로듐 및 플래티늄 합금이 본 발명에 따른 전극 금속으로 사용될 수 있다.

플라티늄 또는 그 합금을 예컨대 로듐과 함께 특히 고품질 규격의 유리용 전극 재료로 사용하는 것이 바람직한 바, 플라티늄 및 그 합금은 화학적으로 큰 불활성을 띠며, 유리 또는 유리 세라믹 용융물과 반응하거나 이를 공격하지 않기 때문이다.

일반적으로, 전체 전극을 플래티늄으로 만들지는 않고, 비싼 플래티늄 금속을 사용함에 따른 비용을 줄이기 위할 목적으로, 단지 유리 용융물과 접하는 부분만을 플래티늄으로 만든다. 전극의 나머지 부분은 강철 또는 니켈 합금과 같은 귀금속이 아닌 금속으로 제조될 수 있으며, 이는 플래티늄으로 제조된 섹션의 일 부분과 결합된다.

바람직하게 유리 용융물과 접하고 있는 플래티늄 합금 전극 부분은 플래티늄을 함유하지 않으며, 그 대신 약 0.2 내지 5 ㎜ 두께의 금속 시트로서 지지체에 의해 고정된다. 지지체는 필수 안정성을 제공하며, 예컨대 세라믹 재료와 같이 플래티늄과 비교하여 경제적인 내화 재료를 포함하여 구성된다. 플래티늄 금속 시트는 이에 따라 전극과 함께 유리 배치 및/또는 용융물을 가열하기 위한 열 흐름면을 제공하며, 즉 상기 열은 상기 플래티늄 케이스 또는 재킷을 따라 용융물로 흘러들어간다.

본 발명의 실질적인 구현예에 있어서, 상기 플래티늄 금속 케이스 또는 재킷(지지체 상의 금속 코팅)의 적어도 일부분은 가열 소자로서 기능한다. 상기 열 흐름 회로는 전극의 제1 유리측 섹션을 가열하기 위해 제공되며, 적합한 전기 도전체 및 커넥터를 포함하여 구성된다. 상기 제1섹션은 금속성 캡에 의해 용융물과 열적으로 접하고 있기 때문에 유사하게 가열된다. 이와 같이 국부적인 온도 하강은 수냉식 유리용융전극에 의해 보상되거나 과보상된다.

대안적으로 또는 추가적으로, 비유도식 저항 소자는 상기 금속성 캡의 적어도 일부분과 열적으로 접하고 있고, 상기 금속성 캡을 위한 가열 소자로서 기능할 수 있다. 이 때문에 상기 열흐름 회로는 용융물을 가열하도록 전류를 공급하는 전극 회로로부터 분리될 수 있다.

가열 소자가 비유도식 저항체 소자로서 제공되도록 하는 것에는 다수의 여러 가지 방식이 있다. 상기 비유도식 저항체는 예컨대 가열 코일 또는 가열 카트리지일 수 있다.

바람직한 구현예에 있어서, 상기 가열 소자는 상기 가열 소자의 적어도 일부분을 교체할 수 있도록 하는 가열 모듈이다. 이는 유지관리 및 수리 시의 보상 교환을 용이하게 한다.

전극을 보다 신속하게 분해할 목적으로 가열 소자를 특별히 필요로 하는 경우, 특히 용융물이 어느 정도 온도 민감성인 경우에 상기의 교체 가능한 구현예가 유의적이다. 이 때, 가열 소자는 전극의 제1섹션을 가열함으로써 필요할 때마다 유리 플러그를 방출할 수 있고, 그 후 가열 소자는 제거된다. 그 후 전극은 제거 되고, 교체 가능한 모듈은 나머지 전극의 유리 플러그를 방출하도록 후퇴된다.

본 발명에 따른 전극의 제2섹션은 전극 홀더를 가질 수 있다. 전극 홀더는 전극을 기계적으로 고정하며, 전류 공급을 위한 접속에 제공된다. 용융로의 벽에 내장된 전극이 유리 플러그 또는 마개를 형성할 수 있도록 하는 특히 수냉식 수단이 구비된 냉각 유닛이 제공된다.

원칙적으로 유리용융전극용으로 알려진 유체 냉각 공정은 이중벽 전극 홀더의 내부 파이프를 통해 냉각 매체를 공급하는 단계, 및 상기 이중벽 전극 홀더의 외부 파이프를 통해 상기 냉각 매체를 외부로 안내하는 단계를 포함한다. 물 또는 가스, 특히 공기가 냉각 매체로 사용될 수 있다.

바람직한 구현예에 있어서, 전극의 제2섹션 또한 가열 소자를 갖는다. 상기 가열 소자는 유리 플러그 또는 마개와 근접 배치되어 용융물로부터의 유리 손실을 방지하며, 유지관리 목적으로 전극을 분해하기 위한 유리 플러그 또는 마개를 특별히 신속하게 유연화시킨다.

가열 소자가 구비된 유리용융전극은 전극용 전류 공급 회로와, 상기 가열 소자로부터의 또 다른 전류 공급 회로를 구비한다. 바람직하게, 상기 전류 공급 회로는 갈바니 전기적으로 서로 분리되어 있다. 교체 가능한 가열 소자와 결합되는 상기 갈바니적 분리는 가열 소자, 전기적 연결 소자 및 도전체를 포함하여 구성되는 전체 가열 장치의 분해 및 결합을 용이하게 한다. 이와 같이, 가열 장치는 전극 교체 이후 또는 바로 직전에 필요할 때마다 내장시킬 수 있다. 이런 방식으로 유지관리 목적으로 단일의 가열기를 제공할 수 있으며, 이를 벽으로부터 방출 또는 탈착시킬 목적으로 용융로의 다른 전극에 차례대로 장착된다. 이와 같이 하나의 가열기만이 상기한 목적을 위해 필요하므로, 가열 과정은 최소 비용으로 수행될 수 있다.

본 발명의 목적, 특징 및 장점은 바람직한 구현예에 의해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다.

도 1은 두 개의 전극(1,1')을 갖는 용융로(3)를 나타내고 있다. 전극(1,1')은 용융로(3)의 벽(2)에 내장되고, 용융물(4)을 가열할 때 사용된다. 전극(1,1')은 용융물(4)에서 세기(I)를 갖는 전류를 생산하도록 작동되고, 용융물(4)을 가열한다. 대략적으로, 전류는 도1에 나타낸 수평 점선을 따라 흐른다.

도 2는 원통형의 대칭 전극의 대칭축(S)에 따른 횡단면의 측면도에 따라 본 발명 전극(1)의 부분 횡단면을 나타낸 것이다. 전극(1)은 약 75 ㎝의 길이, 및 약 45 ㎝의 최대 외부 직경을 갖는다.

도 2에서 수직 점선은 유리용융전극을 도 2 좌측의 제1섹션(5)과 도 2 우측의 제2섹션(6)으로 분리한다. 도 1에 보인 바와 같이, 전극(1)은 벽(2)에 설치되거나 내장되고, 이러한 배정이 그 기능과 관련되는 경우에, 제1섹션(5)은 용융물(4)과 마주한다. 이러한 배정은 용융물(4)을 통해 흐르는 전류가 전극(1,1')(도 1)의 제1섹션으로부터 발생한다는 사실에 기인한다.

제1섹션(5)은 수평 대칭축(S)의 좌측 단부에 금속성 캡(8)을 가진다. 캡(8)은 가열 소자(7)와 전기적으로 접속된다. 내화 재료, 즉 세라믹 재료로 제조되는 지지체(9)는 캡(8)을 고정시킨다. 유리 용융물과 접하고 있는 캡(8)의 일부분은 0.2 내지 5 ㎜ 두께의 플래티늄 시트로 제조된다. 가열 소자는 원통형의 가열 표면을 가지며, 비유도식 저항체를 포함하여 구성된다.

지지체(9)는 전극 홀더와 연결되고, 절연체(13,13')에 의해 서로 분리되는 외부 파이프(11)와 내부 파이프(12)를 포함하여 구성된다. 도시되지 않은 전기적 도전체는 캡(8)에 용융물(4)을 가열하기 위한 전류를 제공하고, 가열 소자(7)에는 제1섹션(5)을 가열하기 위한 전류를 제공한다.

유리 배치 또는 용융물(4)을 가열하기 위한 전극 전류는 외부 파이프(11)를 따라 흐른다. 용융물(4)에서 소진되는 전력은 10 kW에 달한다. 가열 목적으로 내부 파이프(12)에 인가되는 전압은 약 1.2 V이고, 전류는 1000 내지 2000 A이다.

제2섹션(6)은 내부 파이프(12)를 따라 흐른 다음 제1섹션(5)에 근접 배치된 개구부(25)를 통과한 후 다시 외부 파이프(11)를 따라 흘러 나가는 냉각 매체에 의해 냉각된다. 내부 및 외부 파이프와 연결되는 유입 및 유출 라인은 도2에 도시되어 있지 않다.

내부 및 외부 파이프(11,12)는 필요에 따라 내부 및 외부 파이프 간의 바람직하지 않은 전류 흐름이 냉각 유체를 따라 발생되지 않도록 전기적 절연물과 함께 제공된다. 냉각 유체로 가스가 사용되는 경우, 절연 물질은 특별히 필요하지 않은데, 이는 가스가 전기적 도전성을 띠지 않기 때문이다.

도 3은 도 2에 따른 전극(1)의 측면도로서, 이는 제1섹션(5)에 금속성 캡(8)을 갖는다. 캡(8)은 유리 용융물에 의해 작동되는 영역(8')을 포함하며, 또한 가열 표면을 갖는 금속 가열 소자(7)를 포함한다. 가열 표면은 이와 같이 금속성 캡(8)의 일부이다. 영역(8' 및 7)은 캡(8)에 원피스(one-piece)로 만들어진다. 냉각과정은 도 2에 도시되어 있고, 도면의 판독을 쉽게 하기 위해 도 3에는 상세하게 나타내지 않았다.

금속성 캡(8)은 외부 파이프(11)와 전기적으로 연결되어 있다. 전류가 유리 용융물을 가열하고 전극(1)의 제1섹션(5)을 가열하도록 하는 일반적인 전기 커넥터(15)가 제공된다. 추가적으로 가열하고, 또한 제1섹션(5)을 가열하기 위한 전류는 커넥터(15)로부터 외부 파이프(11), 가열 소자(7)의 가열 표면, 원통형 전기 도전체(17) 및 내부 파이프(12)를 통해 제2 전기 커넥터(16)로 이동한다. 본 구현예에서, 비유도식 저항체는 가열 표면을 제공하며, 이는 금속성 캡(8)과 열적 및 전기적으로 접촉된다.

도 4는 본 발명에 따른 유리용융전극(1)의 추가적인 구현예를 나타내고 있으며, 가열 코일(18)은 도 3에 보인 구현예와는 대조적으로 캡(8)을 위한 전기 가열 소자로 기능한다. 이와 관련된 전류는 일반적인 전기 커넥터(15)로부터 외부 파이프(11)를 경유하여 접촉부(19)로 흐르며, 그 다음 가열 코일(18)을 통해 도전체(17)와 전기 커넥터(16)로 흐른다. 또한 도면의 판독을 쉽게 하기 위해 여기서는 냉각 특징부가 생략되었다. 냉각 과정은 그 단부가 개방되어 있고 외부 파이프(11)에 삽입되는 공급 파이프(12) 수단에 의해 일어난다.

도 5는 유리용융전극(1)의 일 구현예를 나타내고 있으며, 이는 용융물을 가열하고 제1전극 섹션(5)을 가열하기 위한 회로가 전기적으로 분리되어있다는 점에서 도4에 보인 구현예와는 다르다. 상기 목적을 위해 가열 코일(18)은 전기 커넥 터(16,16')와 두 개의 전기 도전체(17,17')에 의해 전기적으로 연결된다. 제1전극 섹션(5)을 가열하기 위한 상기 회로는 용융물을 가열하기 위한 회로와는 전기적으로 분리되어 있다. 용융물을 가열하기 위한 회로는 커넥터(15)로부터 단일 파이프(11)를 경유하여 캡(8)으로 흐르고, 이로부터 용융물을 통해 또 다른 유리용융전극(1')으로 흐른다. 이는 도 5에 도시되지 않았다. 냉각 과정은 도 4와 유사한 방식으로 일어나는 데, 도 5에는 도시되지 않았다.

도 6에 따른 구현예에서, 제1전극 섹션(5)의 가열은 비유도식 가열 소자로 형성되는 전체 금속성 캡(8)에 의해 발생된다. 상기 목적을 위해 전류는 커넥터(16)로부터 내부 파이프(12) 및 원통형 도전체(17)를 경유하여 캡(8)의 최외곽 좌측 단부로 공급되고, 그 다음 캡(8) 및 외부 파이프(11)를 통해 커넥터(15)로 흐른다. 냉각 매체의 유입과 유출은 도 2와 유사한 방식으로 내부 및 외부 파이프를 통해 일어난다.

도 7에 보인 유리용융전극의 구현예에서, 가열 소자는 교환 가능하거나 교체 가능하다. 제1전극 섹션(5)에는 중앙 공동(20)이 제공되며, 이 곳에 가열 모듈(21)이 장착된다. 가열 모듈(21)은 가열 코일(18)에 의해 둘러싸인 실린더(22)를 포함하여 구성된다. 대안적으로 하나 이상의 가열 카트리지가 가열 코일(18) 대신에 사용될 수 있다. 도전체(17,17')는 가열 코일(18)을 상기 커넥터 또는 단자(16,16')와 전기적으로 연결한다. 도전체(17,17')는 교체가 가능하여 가열 모듈(21)을 위한 회로 및 가열 소자 그 자체가 모두 역시 교체 가능할 수 있도록 한다. 용융물을 가열하기 위해 커넥터(15)로부터 시작되는 회로는 갈바니 전기적으 로 분리된다. 공동(20)은 내부 파이프(12)에 의해 밀봉되고, 이는 도 2와 동일한 방식으로 냉각 과정을 수행한다.

도 8에 따른 유리용융전극(1)은 도 7에 보인 구현예와 유사한 방식으로 가열 모듈과 함께 형성된다. 그러나 여기서는 가열 코일 대신, 캡으로의 전류 공급이 내부 파이프(12)에 의해 전류가 공급되는 플러그(22)에 의해 일어나며, 이로써 제1전극 섹션(5)의 가열은 비유도식으로 캡(8)을 가열하는 것에 의해 일어난다. 플러그(22)와 내부 파이프(12)는 필요 시 전극으로부터 분리되거나 제거될 수 있다. 공동(20)은 내부 파이프(12)로 밀봉된다. 냉각 과정은 도 2와 유사한 방식으로 이루어진다.

도 9는 모듈 방식의 유리용융전극(1)의 구현예를 나타낸 것으로, 그 가열 소자는 세라믹 재료로 제조되는 다른 비유도식의 가열성 지지체(9)에 마련되는 유도식으로 가열되는 금속 블록(23)을 구비한다. 작동 시 바람직하게는 수밀성이고 자기장을 발생시키기 위한 코일에 의해 캡슐화된 원통형 모듈(24)은, 도시되지는 않았지만, 지지체(9)의 중앙 공동(20)에 삽입된다. 자기장을 발생시키는 모듈(24)의 코일에는 커넥터(15 및 16)에 의한 전류가 도전체(17,17')를 경유하여 공급된다. 자기장은 코일을 통해 전류가 흐름으로써 작동하는 경우에 발생되며, 금속 블록(23)과 연결된 후 이를 가열한다. 모듈(24)은 교체 또는 교환 가능하고, 필요 시 대칭축(S)을 따라 오른쪽으로 밀어 낼 수 있으며, 용융 용기 벽의 개구부에서 취한다. 유리 용융물과 떨어져서 마주하는 제2섹션의 냉각 과정은 외부 및 내부 파이프(11,12)에 의한 도 2의 구현예에서의 냉각 과정과 유사하게 일어난다.

전극이 모듈(24)없이 작동되는 경우, 모듈은 간단한 내부 파이프로 교체되며, 이는 개구부가 마련되어 있거나 노와 마주하는 측면 상에서 개방된다. 냉각 유체는 내부 파이프롤 통해 공급되고 외부 파이프에 의해 전극체를 떠난다. 모듈(24)은 필요 시 심지어 유리로가 작동되는 동안에도 내부 파이프로 교환할 수 있다.

2006년 9월 19일의 독일 특허출원 제10 2005 044 601.9호에 개시된 내용은 참조로 본 명세서에 포함된다. 상기 독일 특허출원은 이상에서 살펴본 발명을 기술하고 있고, 이하에 첨부되는 청구범위를 청구하고 있으며, 35 U.S.C. 119에 따른 본 발명에 대한 우선권 주장의 기초를 제공한다.

본 발명의 유리 또는 유리 세라믹을 용융시키기 위해 용융로 벽에 장착되는 전극은 유리 또는 유리 세라믹 제품을 고수율로 생산할 수 있으며, 용융로 벽에 보다 신속하게 설치될 수 있다.

본 발명은 유리 또는 유리 세라믹을 용융시키기 위해 용융로의 벽에 설치되는 전극의 구현예 및 상기 전극에 의해 에너지를 부분적으로 공급시켜 유리 또는 유리 세라믹을 용융시키는 방법을 예시하고 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변경 및 수정이 가능하기 때문에 본 발명이 위에 보인 구체예로 제한되는 것은 아니다.

더 이상 살펴 보지 않아도, 본 발명의 요지는 전술한 내용으로 매우 충분하게 밝혀졌으며, 기타의 내용은 종래 기술의 견지에서 본 발명의 일반적이거나 특이 적인 관점에 필수적인 특성을 구성하는 특징들을 빠뜨리는 일 없이 전류 지식을 적용함으로써 여러 가지 응용예에 용이하게 채택될 수 있다.

청구되는 것은 신규한 것이며 이하에서 첨부되는 청구항에 설정된다.

Claims (15)

1. 적어도 하나의 가열 소자를 포함하는 제1섹션; 및

   냉각 수단을 포함하는 제2섹션;

   을 포함하여 구성되고, 상기 제1섹션은 상기 용융로의 내부에 배정되며, 상기 제2섹션은 상기 용융로의 내부로부터 떨어져서 마주하는 상기 용융로의 측벽에 배정되는 것인 유리 또는 유리 세라믹을 용융시키기 위해 용융로의 벽에 장착되는 전극.
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가열 소자는 전기식 가열 소자 또는 유도식으로 가열될 수 있는 가열 소자를 포함하는 전극.
3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가열 소자는 비유도식 저항 소자를 포함하는 전극.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1섹션은 유리 용융물이 존재하는 경우 상기 용융로 내부의 상기 유리 용융물과 적어도 일 영역에서 접촉하는 금속성 캡을 포함하는 전극.
5. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가열 소자는 상기 금속성 캡의 적어도 일 부분인 전극.
6. 제4항에 있어서, 상기 비유도식 저항 소자는 상기 금속성 캡과 열적으로 접촉하고 있는 전극.
7. 제3항에 있어서, 상기 비유도식 저항 소자는 가열 코일 또는 가열 카트리지를 포함하는 전극.
8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가열 소자는 모듈식 및/또는 교환식인 전극.
9. 제1항에 있어서, 상기 제2섹션은 전극 홀더를 포함하는 전극.
10. 제1항에 있어서, 유리 용융물을 가열하기 위한 전류를 공급하기 위한 전기 회로, 및 상기 적어도 하나의 가열 소자에 전류를 공급하기 위한 전기 회로를 추가로 포함하며, 상기 유리 용융물을 가열하기 위한 전류를 공급하기 위한 상기 전기 회로와, 상기 적어도 하나의 가열 소자에 전류를 공급하기 위한 상기 전기 회로는 갈바니 전기적으로 분리되어 있는 전극.
11. 제1항에 있어서, 상기 냉각 수단은 냉각 유체를 공급하기 위한 수단을 포함 하는 전극.
12. 제11항에 있어서, 상기 냉각 유체는 물인 것인 전극.
13. a) 용융로의 벽에 장착되는 전극에 의해 상기 용융로의 유리 배치 및/또는 유리 용융물에 에너지를 공급하는 단계;

    b) 상기 용융로의 내부에 배정되며 상기 전극 중 일 전극의 제1섹션을 가열하는 단계; 및

    c) 상기 유리 배치 및/또는 상기 유리 용융물과 떨어져서 마주하는 벽의 일부에 배정되며 상기 전극 중 상기 일 전극의 제2섹션을 냉각하는 단계

    를 포함하는 용융로에서 유리 또는 유리 세라믹의 용융 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 제1섹션의 가열은 전기적으로 발생되는 방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 제2섹션의 냉각은 상기 제2섹션의 적어도 일부분을 통해 냉각 유체를 통과시킴으로써 발생하는 방법.

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