JP2014512321A

JP2014512321A - Ultrasonic transducer assembly for applying ultrasonic acoustic energy to glass melt

Info

Publication number: JP2014512321A
Application number: JP2013556754A
Authority: JP
Inventors: ロバートボートン，ダニエル; マイケルジャーヴィス，スコット; キム，ジョンハク; シー，ヂーチアン
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2032-02-27
Also published as: JP5894196B2; WO2012118722A2; EP2680960A2; CN103517755B; CN103517755A; WO2012118722A3

Abstract

超音波変換器、超音波ブースター、超音波プローブ及びブースター冷却ユニットを有する超音波変換器アセンブリが提供される。超音波ブースターは超音波変換器に結合されて、超音波変換器によって発生された音響エネルギーを増幅し、増幅された音響エネルギーを超音波プローブに伝達する。超音波プローブの装着端は超音波ブースターのプローブ受座内に配置される。ブースター冷却ユニットは、アセンブリが超音波プローブの装着端と超音波ブースターのプローブ受座の温度依存圧入嵌合をサポートするように超音波ブースターのプローブ受座の温度を調整するために配置される。温度依存圧入嵌合は、超音波プローブの装着端が、高温Ｔ_熱においてはプローブ座の内外に可逆的に動くことができ、室温Ｔ_冷においてはプローブ受座に固着されるような嵌合である。ガラス融液温度Ｔ_Ｙをモニタし、超音波音響エネルギーをガラス融液内に配置された超音波プローブを介して超音波変換器からガラス融液にコントローラパワーＰ_Ｃ及びコントローラ周波数ν_Ｃで伝達することにより、ガラス融液に超音波音響エネルギーを印加する方法が提供される。超音波音響エネルギーをガラス融液に印加するためのシステムも提供される。An ultrasonic transducer assembly is provided having an ultrasonic transducer, an ultrasonic booster, an ultrasonic probe, and a booster cooling unit. The ultrasonic booster is coupled to the ultrasonic transducer, amplifies the acoustic energy generated by the ultrasonic transducer, and transmits the amplified acoustic energy to the ultrasonic probe. The mounting end of the ultrasonic probe is disposed in the probe seat of the ultrasonic booster. The booster cooling unit is arranged to adjust the temperature of the ultrasonic booster probe seat so that the assembly supports a temperature dependent press fit of the ultrasonic probe mounting end and the ultrasonic booster probe seat. The temperature-dependent press-fitting is a fitting in which the mounting end of the ultrasonic probe can reversibly move in and out of the probe seat at high temperature T _{heat and} is fixed to the probe seat at room temperature T _cold . is there. Monitor the glass melt temperature T _Y, ultrasonic acoustic energy transmitted through the ultrasonic probe disposed within the glass melt from the ultrasound transducer into glass melt in the controller power P _C and the controller frequency [nu _C This provides a method of applying ultrasonic acoustic energy to the glass melt. A system for applying ultrasonic acoustic energy to the glass melt is also provided.

Description

関連出願の説明Explanation of related applications

本出願は２０１１年２月２８日に出願された米国特許出願第１３/０３６５６８号及び２０１１年２月２８日に出願された米国特許出願第１３/０３６６６８号の米国特許法第１２０条の下の優先権の恩典を主張する。本明細書は上記出願の明細書の内容に依存し、上記出願の明細書の内容はそれぞれの全体が本明細書に参照として含められる。 This application is filed under Section 120 of US Patent Application No. 13/036568 filed on February 28, 2011 and US Patent Application No. 13/036668 filed on February 28, 2011. Claim priority benefits. The present specification depends on the content of the specification of the above-mentioned application, and the content of the specification of the above-mentioned application is hereby incorporated by reference in its entirety.

本開示は、ガラスの混合、均質化及び清澄化を含むがこれらには限定されないガラス製造プロセス及びシステムに関し、あるいはガラス融液への機械的エネルギーの導入が有益であり得るであろういかなるプロセスまたはシステムにも関する。 The present disclosure relates to glass manufacturing processes and systems, including but not limited to glass mixing, homogenization and clarification, or any process or system where the introduction of mechanical energy into the glass melt may be beneficial. Also related to the system.

ガラス融液に機械的エネルギーを導入するため、機械式撹拌機が一般に用いられている。発明者等は、機械式撹拌機が、いくつかの条件の下で、ガラス融液内の汚染物質の源になり得ることを認識した。 In order to introduce mechanical energy into the glass melt, a mechanical stirrer is generally used. The inventors have recognized that a mechanical stirrer can be a source of contaminants in the glass melt under some conditions.

本開示の一実施形態にしたがえば、ガラス融液温度Ｔ_Ｙをモニタし、ガラス融液内に配置された超音波プローブを介して超音波変換器からガラス融液にコントローラパワーＰ_Ｃ及びコントローラ周波数ν_Ｃで超音波音響エネルギーを伝達することによってガラス融液に超音波音響エネルギーを印加する方法が提供される。本方法にしたがえば、コントローラパワーＰ_Ｃは少なくとも（ｉ）モニタされたガラス温度Ｔ_Ｙ及び（ii）基準ガラス融液温度Ｔ_Ｒに応答して制御される。コントローラ周波数ν_Ｃは少なくとも（ｉ）ガラス融液の特徴を表す温度−粘度曲線からの１つ以上の入力パラメータ、（ii）ガラス融液の１つ以上の温度依存インピーダンス応答モデルからの１つ以上の入力パラメータ及び（iii）ΔＺに応答して制御され、ΔＺは、超音波プローブがガラス融液内に配置されたときの、超音波プローブのインピーダンス条件Ｚ_Ｙが基準インピーダンスＺ_Ｒから異なる大きさを表す。ガラス融液に超音波音響エネルギーを印加するシステムも考えられる。 According to one embodiment of the present disclosure monitors the glass melt temperature T _Y, the controller power P _C and the controller to the glass melt through the ultrasonic probe disposed within the glass melt from the ultrasound transducer A method is provided for applying ultrasonic acoustic energy to a glass melt by transmitting ultrasonic acoustic energy at a frequency ν _C. According to the method, the controller power P _C is controlled in response to a glass temperature T _Y and (ii) a reference glass melt temperature T _R is at least (i) monitor. The controller frequency ν _C is at least (i) one or more input parameters from a temperature-viscosity curve characteristic of the glass melt, and (ii) one or more from one or more temperature dependent impedance response models of the glass melt. input parameters and (iii) is controlled in response to [Delta] Z, [Delta] Z is when the ultrasound probe is placed into the glass melt, the impedance condition Z _Y different sizes from the reference impedance Z _R of the ultrasound probe Represents. A system that applies ultrasonic acoustic energy to the glass melt is also conceivable.

本開示の別の実施形態にしたがえば、超音波変換器、超音波ブースター、超音波プローブ及びブースター冷却ユニットを有する、超音波変換器アセンブリが提供される。超音波ブースターは超音波変換器に結合されて、超音波変換器によって発生された音響エネルギーを増幅し、増幅された音響エネルギーを超音波プローブに伝達する。超音波プローブの装着端は超音波ブースターのプローブ受座に配置される。ブースター冷却ユニットは、アセンブリが超音波プローブの装着端と超音波ブースターのプローブ受座の温度依存圧入嵌合をサポートするように、超音波ブースターのプローブ受座の温度を調整するために配置される。温度依存圧入嵌合は、超音波プローブの装着端が、高温Ｔ_熱においてはプローブ受座の内外に可逆的に動くことができ、室温Ｔ_冷においてはプローブ受座に固着されるような、嵌合である。 In accordance with another embodiment of the present disclosure, an ultrasonic transducer assembly is provided having an ultrasonic transducer, an ultrasonic booster, an ultrasonic probe, and a booster cooling unit. The ultrasonic booster is coupled to the ultrasonic transducer, amplifies the acoustic energy generated by the ultrasonic transducer, and transmits the amplified acoustic energy to the ultrasonic probe. The mounting end of the ultrasonic probe is disposed on the probe seat of the ultrasonic booster. The booster cooling unit is arranged to adjust the temperature of the ultrasonic booster probe seat so that the assembly supports a temperature dependent press fit of the ultrasonic probe mounting end and the ultrasonic booster probe seat. . The temperature-dependent press-fitting is such that the mounting end of the ultrasonic probe can reversibly move in and out of the probe seat at high temperature T _{heat and} is fixed to the probe seat at room temperature T _cold . That's right.

発明者等は本明細書に開示される超音波プロセス及びシステムが既知の機械式撹拌機によって取り込まれ得る汚染源の対処に役立つであろうと考えている。さらに、発明者等は、超音波エネルギーは気泡の合体を促進することができてストークス清澄化を可能にし、また、気泡がガラス−空気界面に向けて移動する音響流の形成を促進することができるから、超音波エネルギーの使用がガラス清澄化作業に有益であり得ることを認識している。最後に、発明者等は、本明細書に開示される超音波プロセス及びシステムが、ガラス融液を用いる、広汎な別の製造プロセス、診断プロセス及び開発プロセスへの適用可能性を有していると考える。本開示の方法は様々なガラス組成への適用可能性を有するが、発明者等は、有効なガラス混合及び清澄化プロセスが、光起電性ガラス、ＬＣＤガラス、民生エレクトロニクス用ガラス及び高純度石英ガラスのような特殊ガラス、及びコーニング社(Corning incorporated)で製造され、商標名ＥａｇｌｅＸＧ（登録商標）ガラス及びＧｏｒｉｌｌａ（登録商標）で販売される特殊ガラスの関係において特に緊急に必要とされていることを認識している。 The inventors believe that the ultrasonic processes and systems disclosed herein will help address sources of contamination that may be introduced by known mechanical agitators. In addition, the inventors have found that ultrasonic energy can promote bubble coalescence, enabling Stokes clarification, and also promoting the formation of acoustic streams in which the bubbles move towards the glass-air interface. Since it can, it recognizes that the use of ultrasonic energy can be beneficial for glass clarification operations. Finally, the inventors have applicability of the ultrasonic processes and systems disclosed herein to a wide variety of other manufacturing, diagnostic and development processes using glass melts. I think. While the method of the present disclosure has applicability to various glass compositions, we have found that effective glass mixing and clarification processes can be applied to photovoltaic glass, LCD glass, consumer electronics glass and high purity quartz. There is a particularly urgent need in relation to special glasses such as glass and special glasses manufactured by Corning incorporated and sold under the trade name Eagle XG (R) glass and Gorilla (R). I recognize that.

本開示の特定の実施形態の以下の詳細な説明は、同様の構造が同様の参照数字で示されている、以下の図面とともに読まれたときに、最善に理解され得る。 The following detailed description of specific embodiments of the present disclosure can be best understood when read in conjunction with the following drawings, wherein like structure is indicated by like reference numerals and in which:

図１は、ガラス融液に超音波音響エネルギーを印加するための、本明細書に開示されるようなシステム及び方法の略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a system and method as disclosed herein for applying ultrasonic acoustic energy to a glass melt. 図２は、ガラス融液に超音波音響エネルギーを印加しているときに超音波周波数を制御するための、本明細書に開示されるような方法の略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a method as disclosed herein for controlling ultrasonic frequency when applying ultrasonic acoustic energy to a glass melt. 図３は、ガラス融液に超音波音響エネルギーを印加しているときに音響パワーを制御するための、本明細書に開示されるような方法の略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a method as disclosed herein for controlling acoustic power when applying ultrasonic acoustic energy to a glass melt. 図４はガラス融液のシミュレーションによる温度依存インピーダンス応答を示す。FIG. 4 shows the temperature dependent impedance response from a glass melt simulation. 図５は本開示の１つ以上の特徴を有する超音波プローブアセンブリを示す。FIG. 5 illustrates an ultrasonic probe assembly having one or more features of the present disclosure. 図６は本開示にしたがうブースター冷却ユニットの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a booster cooling unit according to the present disclosure. 図７は図５に示される超音波プローブアセンブリの一部の部分分解組立図である。FIG. 7 is a partially exploded view of a portion of the ultrasonic probe assembly shown in FIG. 図８は本開示の１つ以上の特徴を有する別形の超音波プローブアセンブリを示す。FIG. 8 illustrates an alternative ultrasonic probe assembly having one or more features of the present disclosure.

本開示のシステム及び方法は、ガラス融液１０に超音波音響エネルギーを印加するためのシステムの略図である、図１を初めに参照して説明することができる。本システムは、超音波パワー源２０，超音波変換器３０及び超音波プローブ４０を備える。超音波パワー源は、１つ以上の温度センサ５０を用いてガラス融液温度Ｔ_Ｙをモニタし、超音波音響エネルギーを、超音波プローブ４０を介して超音波変換器３０からガラス融液１０にコントローラパワーＰ_Ｃ及びコントローラ周波数ν_Ｃで伝達するように、プログラムされる。以下の説明では、コントローラパワーＰ_Ｃ及びコントローラ周波数ν_Ｃが制御される態様が扱われる。以下の説明には、本明細書に開示されるシステム及び方法に用いることができる超音波プローブアセンブリも含められる。本明細書で考えられるパワー及び周波数の制御方式はいかなる特定のタイプのハードウエアにも限定されないことに注意されたい。 The system and method of the present disclosure can be described with initial reference to FIG. 1, which is a schematic diagram of a system for applying ultrasonic acoustic energy to a glass melt 10. The system includes an ultrasonic power source 20, an ultrasonic transducer 30, and an ultrasonic probe 40. Ultrasonic power source monitors the glass melt temperature T _Y using one or more temperature sensors 50, ultrasonic acoustic energy through the ultrasonic probe 40 to the glass melt 10 from the ultrasonic transducer 30 to communicate with the controller power P _C and the controller frequency [nu _C, it is programmed. In the following description, aspects controller power P _C and the controller frequency [nu _C is controlled to be treated. The following description also includes an ultrasound probe assembly that can be used with the systems and methods disclosed herein. Note that the power and frequency control schemes contemplated herein are not limited to any particular type of hardware.

本開示の方法にしたがえば、コントローラパワーＰ_Ｃは少なくとも（ｉ）モニタされたガラス融液温度Ｔ_Ｙ及び（ii）基準ガラス融液温度Ｔ_Ｒに応答して制御される。以下でさらに詳細に論じられる図３を、本明細書で考えられるパワー制御の様々な態様を説明するため、図１と合わせて読むことができる。「制御される」パラメータへの本明細書における言及は、パラメータが確立される、決定される、調節される、維持される、等の条件を含むが、これらには限定されない、様々なパラメータ制御条件を包含することが目的とされていることに注意されたい。さらに、特定のデータに「応答して」制御されるパラメータへの言及は、パラメータがデータの直接または間接の関数である場合あるいは、さらに広くは、パラメータがある程度はデータに影響される場合を含むが、これらには限定されない、データの様々な使用を包含することが目的とされている。 According to the method of the present disclosure, the controller power P _C is controlled in response to at least (i) the monitored glass melt temperature T _Y and (ii) a reference glass melt temperature T _R. FIG. 3, discussed in more detail below, can be read in conjunction with FIG. 1 to illustrate the various aspects of power control contemplated herein. References herein to “controlled” parameters include various parameter controls including, but not limited to, the conditions in which the parameters are established, determined, adjusted, maintained, etc. Note that the purpose is to include conditions. Furthermore, references to parameters that are controlled “in response” to specific data include when the parameter is a direct or indirect function of the data or, more broadly, when the parameter is affected to some extent by the data. However, it is intended to encompass various uses of data, but not limited thereto.

本明細書に考えられる周波数制御の様々な態様を説明するため、図１を図２と合わせて読むことができる。さらに詳しくは、コントローラ周波数ν_Ｃは少なくとも（ｉ）ガラス融液１０の特徴を表す温度Ｔ−粘度μ_Ｇ曲線からの１つ以上の入力パラメータ、（ii）ガラス融液１０の１つ以上の温度依存インピーダンス応答モデルからの１つ以上の入力パラメータ及び（iii）ΔＺに応答して制御され、ΔＺは超音波プローブ４０がガラス融液１０内に配置されたときの超音波プローブ４０のインピーダンス条件Ｚ_Ｙが基準インピーダンスＺ_Ｒから異なる大きさを表す。コントローラ周波数ν_Ｃは条件固有ガラス融液処理に対して選ばれ、一般にほぼ１５ｋＨｚとほぼ３０ｋＨｚの間にある。ガラス融液の特徴を表す温度−粘度曲線からの入力パラメータには、１つの粘度値、複数の粘度値、粘度範囲またはこれらの組合せを含めることができる。語句「条件固有ガラス融液処理」は本明細書において、最適プロセスベンチマークがシステムのユーザによって確立されている処理条件を指すために採用されていることに注意されたい。 FIG. 1 can be read in conjunction with FIG. 2 to illustrate various aspects of frequency control contemplated herein. More specifically, the controller frequency ν _C is at least (i) one or more input parameters from a temperature T-viscosity μ _G curve representing the characteristics of the glass melt 10, and (ii) one or more temperatures of the glass melt 10. Is controlled in response to one or more input parameters from the dependent impedance response model and (iii) ΔZ, where ΔZ is the impedance condition Z of the ultrasonic probe 40 when the ultrasonic probe 40 is placed in the glass melt 10. _Y represents different sizes from the reference impedance Z _R. The controller frequency ν _C is chosen for condition specific glass melt processing and is generally between approximately 15 kHz and approximately 30 kHz. Input parameters from the temperature-viscosity curve representing the characteristics of the glass melt can include a single viscosity value, multiple viscosity values, a viscosity range, or a combination thereof. Note that the phrase “condition-specific glass melt processing” is employed herein to refer to the processing conditions for which the optimal process benchmark has been established by the user of the system.

広い観点からすれば、ガラス融液のインピーダンス応答モデルからの入力パラメータはガラス融液内の超音波プローブの選ばれた共振を表し、コントローラ周波数ν_Ｃの比較的粗い制御のために用いられる。例えば、図４は、室温Ｔ_１及び順次に高くなる温度Ｔ_２，Ｔ_３，Ｔ_４におけるガラス融液内の超音波プローブについての一組の温度依存インピーダンス応答モデルを示す。発明者等は、温度上昇にともなう減衰の差が比較的大きい共振谷（谷Ａを見よ）と温度上昇にともなう減衰の差が比較的小さい共振谷（谷Ｂを見よ）を識別するためにこのタイプのインピーダンス応答モデルが用いられ得ることを認識した。性能を最適化するため、温度依存インピーダンス応答モデルを用いて、減衰の差が比較的小さい共振谷の周波数特性を識別する、コントローラ周波数ν_Ｃに対する入力パラメータを生成することができる。例えば、図４に示される特定のモデルを参照すれば、モデルによるインピーダンス応答はガラス融液内の超音波プローブに対して一次低インピーダンス共振谷Ａ及び二次低インピーダンス共振谷Ｂを示す。二次共振谷は小さい温度依存減衰を示すから、コントローラ周波数ν_Ｃに対して用いられる入力パラメータは二次低インピーダンス共振谷Ｂの周波数特性を識別するであろう。入力パラメータは粗制御に対して用いられるが、入力パラメータには、単一の超音波周波数値、複数の超音波周波数値、超音波周波数範囲またはこれらの組合せを含め得ると考えられるから、入力パラメータは周波数範囲を識別することができる。 From a broad perspective, the input parameters from the glass melt impedance response model represent a selected resonance of the ultrasonic probe in the glass melt and are used for relatively coarse control of the controller frequency ν _C. For example, FIG. 4 shows a set of temperature dependent impedance response models for an ultrasonic probe in a glass melt at room temperature T ₁ and sequentially increasing temperatures T ₂ , T ₃ , T ₄ . The inventors identify this resonance valley (see valley A), which has a relatively large attenuation difference with increasing temperature, and a resonant valley (see valley B), with a relatively small attenuation difference with increasing temperature. It was recognized that a type of impedance response model could be used. To optimize performance, a temperature dependent impedance response model can be used to generate an input parameter for the controller frequency ν _C that identifies the frequency characteristics of the resonant valley with a relatively small attenuation difference. For example, referring to the specific model shown in FIG. 4, the impedance response by the model shows a primary low impedance resonant valley A and a secondary low impedance resonant valley B for the ultrasonic probe in the glass melt. Since the secondary resonant valley exhibits a small temperature dependent attenuation, the input parameters used for the controller frequency ν _C will identify the frequency characteristics of the secondary low impedance resonant valley B. Although input parameters are used for coarse control, input parameters may include a single ultrasonic frequency value, multiple ultrasonic frequency values, an ultrasonic frequency range, or a combination thereof. Can identify the frequency range.

特に図１及び２に戻れば、コントローラ周波数ν_Ｃの細制御のため、超音波プローブ４０がガラス融液１０内に配置されたときの超音波プローブ４０のインピーダンス条件Ｚ_Ｙが基準インピーダンスＺ_Ｒから異なる大きさを表す、ΔＺを参照することができる。ΔＺは、変換器インピーダンスが超音波プローブの制御電圧と電流の間の位相差を表すから、ガラス融液１０内の超音波プローブ４０のパワーファクターの表示としてとることもできる。さらに詳しくは、超音波プローブ４０のインピーダンス条件Ｚ_Ｙは変換器アセンブリを通って流れる電流Ｉ及び変換器アセンブリにかかる電圧降下Ｖの測定値から決定される。ΔＺは、超音波プローブがガラス融液内に配置されたときの超音波プローブのインピーダンス条件Ｚ_Ｙと基準インピーダンスＺ_Ｒの直接比較とすることができる。最適ガラス融液処理のため、基準インピーダンスＺ_Ｒは可能な限り鋭い共振に対して選ばれ、一般に、温度及びガラス粘度に依存する、特定の周波数範囲に対応するであろう。一般的な周波数範囲はほぼ１５ｋＨｚとほぼ３０ｋＨｚの間に入るであろう。 Returning particularly in Figures 1 and 2, for the fine control of the controller frequency [nu _C, from the impedance condition Z _Y of the ultrasonic probe 40 is the reference impedance Z _R when the ultrasonic probe 40 is placed into the glass melt 10 Reference can be made to ΔZ, representing different magnitudes. ΔZ can also be taken as an indication of the power factor of the ultrasonic probe 40 in the glass melt 10 because the transducer impedance represents the phase difference between the control voltage and current of the ultrasonic probe. More specifically, the impedance condition Z _Y of the ultrasound probe 40 is determined from measurements of the current I flowing through the transducer assembly and the voltage drop V across the transducer assembly. ΔZ can be a direct comparison of the impedance condition of the ultrasonic probe Z _Y and the reference impedance Z _R when the ultrasonic probe is placed into the glass melt. For optimal glass melt processing, the reference impedance Z _R is selected against a sharp resonance as possible, generally depends on the temperature and the glass viscosity, will correspond to a particular frequency range. The general frequency range will fall between approximately 15 kHz and approximately 30 kHz.

一般に、周波数ν_Ｃの制御に関わる制御課題は、様々なシステムインピーダンスの下でのガラス融液への最大パワーまたは条件固有最適パワーの送出である。いくつかの実施形態において、この目標は融解開始／融液予熱プロセス中の最重要目標であろう。ガラス融液の特性は、ガラスの組成に依存して大きく変わるから、条件固有最適パワーはガラス融液の特徴を表す温度−粘度曲線から導出することができる。多くの場合、条件固有最適パワーはほぼ２００Ｗより大きいであろう。語句「条件固有ガラス融液処理」は本明細書において、最適パワーは最大パワーであることもないこともあり得ることを了解して、システムのユーザによって確立された仕様の下に、ガラス融液に最適な大きさのパワーを送り出すためにコントローラ周波数ν_Ｃが制御される状況を包含するために採用されていることに注意されたい。 In general, the control issue associated with controlling the frequency ν _C is the delivery of maximum power or condition-specific optimal power to the glass melt under various system impedances. In some embodiments, this goal may be the most important goal during the melting initiation / melt preheating process. Since the properties of the glass melt vary greatly depending on the glass composition, the condition-specific optimum power can be derived from a temperature-viscosity curve representing the characteristics of the glass melt. In many cases, the condition-specific optimal power will be greater than approximately 200W. The phrase “condition-specific glass melt treatment” is used herein to realize that the optimum power may or may not be the maximum power, and under the specifications established by the user of the system, Note that it is employed to encompass situations where the controller frequency ν _C is controlled to deliver the optimum amount of power.

コントローラ周波数ν_Ｃはさらに、ガラス融液内で失われる熱量を表す熱損失パラメータＱ_ＳＹＳまたは、直接または間接にΔＺに影響する、プロセス障害を表すプロセス障害パラメータｄ_Ｚに応答して制御することができる。これらのパラメータは図１及び２に簡略に示される。 The controller frequency ν _C may further be controlled in response to a heat loss parameter Q _SYS representing the amount of heat lost in the glass melt or a process failure parameter d _Z representing process failure that directly or indirectly affects ΔZ. it can. These parameters are shown briefly in FIGS.

コントローラパワーＰ_Ｃの制御に関わる制御課題は、可変のシステム熱条件下での条件固有最適レベルへのガラス温度の維持である。いくつかの実施形態において、この課題は融解開始／融液予熱プロセス後の最重要課題であろう。例えば、コントローラパワーＰ_Ｃはガラス清澄化プロセスに対する最適レベル、例えばほぼ１０００℃以上、にガラス温度を維持するために制御することができる。ガラス融液の特性は、ガラスの組成に依存して大きく変わるから、ガラス温度の最適レベルはガラス融液の特徴を表す温度−粘度曲線から導出することができる。 Control problems related to control of the controller power P _C is the maintenance of the glass temperature to the conditions inherent optimum levels at variable system thermal conditions. In some embodiments, this issue may be the most important issue after the melt initiation / melt preheating process. For example, the controller power P _C is the optimal level to glass fining process, for example, approximately 1000 ° C. or more, can be controlled to maintain the glass temperature. Since the properties of the glass melt vary greatly depending on the glass composition, the optimum level of glass temperature can be derived from a temperature-viscosity curve representing the characteristics of the glass melt.

特に図１及び３を参照すれば、コントローラパワーＰ_ＣはΔＴに応答して制御することができ、ΔＴはモニタされたガラス融液温度Ｔ_Ｙが基準ガラス融液温度Ｔ_Ｒから異なる大きさを表す。コントローラパワーＰ_Ｃはさらにガラス融液の１つ以上の温度モデルからの１つ以上の入力パラメータに応答して制御することができる。温度モデルは様々な形態をとるが、一般には入力パワーとガラス温度の間の関係を表すであろう。 Referring particularly to FIGS. 1 and 3, the controller power P _C may be controlled in response to [Delta] T, [Delta] T is the monitored glass melt temperature T _Y reference glass melt temperature T _R different from the size Represent. Controller power P _C may be further controlled in response to one or more input parameters from the one or more temperature model of the glass melt. The temperature model takes a variety of forms, but will generally represent the relationship between input power and glass temperature.

モニタされるガラス融液温度Ｔ_Ｙは、ガラス融液内の単一の温度測定または複数の同時温度測定から決定することができる。ΔＴはモニタされたガラス融液温度Ｔ_Ｙと基準ガラス融液温度Ｔ_Ｒの直接比較とすることができる。ガラスの特性及び処理要件はガラス組成毎に大きく変わるから、基準ガラス融液温度Ｔ_Ｒは条件固有ガラス融液処理にしたがって選ぶことができ、いくつかの実施形態において、最もありそうな温度範囲はほぼ１０００℃とほぼ１６５０℃の間に入るであろうことを了解の上で、ほぼ８００℃とほぼ１７００℃の間にある。いずれの場合も、モニタされたガラス融液温度Ｔ_Ｙ及び基準ガラス融液温度Ｔ_Ｒには、単一の温度値、温度値の範囲または温度プロファイルの表示を含めることができる。 Glass melt temperature T is monitored _Y can be determined from a single temperature measurement or multiple simultaneous temperature measurement in the glass melt. ΔT can be a direct comparison of the monitored glass melt temperature T _Y and the reference glass melt temperature T _R. Since characteristics and processing requirements of the glass varies greatly for each glass composition, the reference glass melt temperature T _R can be selected according to the conditions inherent glass melt process, in some embodiments, most likely temperature range It is between about 800 ° C. and about 1700 ° C. with the understanding that it will fall between about 1000 ° C. and about 1650 ° C. In either case, the monitor glass melt temperature T _Y and the reference glass melt temperature T _R, may include a single temperature value, the display range or temperature profile of the temperature values.

コントローラパワーＰ_Ｃはさらに、直接または間接にΔＴに影響する、プロセス障害を表すプロセス障害パラメータｄ_Ｔに応答して制御することができる。これらのパラメータは図１及び２に簡略に示される。 Controller power P _C further affect ΔT directly or indirectly, it can be controlled in response to process failure parameter d _T representing a process failure. These parameters are shown briefly in FIGS.

上述したように、本開示の方法は様々な変換器構成及びプローブ構成を用いて実行することができる。それにもかかわらず、図５〜７は一部類の適する超音波変換器アセンブリの構造コンポーネントを示す。図５〜７において、アセンブリは、超音波変換器１００，超音波ブースター１１０，超音波プローブ１２０及びブースター冷却ユニット１３０を含む。超音波変換器１００はほぼ１５ｋＨｚより高い周波数において音響エネルギーを発生する。超音波ブースター１１０は超音波変換器１００で発生された音響エネルギーを増幅し、増幅された音響エネルギーを超音波プローブ１２０に伝達する。 As noted above, the disclosed method can be performed using a variety of transducer and probe configurations. Nevertheless, FIGS. 5-7 show the structural components of some suitable ultrasonic transducer assemblies. 5-7, the assembly includes an ultrasonic transducer 100, an ultrasonic booster 110, an ultrasonic probe 120, and a booster cooling unit 130. The ultrasonic transducer 100 generates acoustic energy at frequencies above approximately 15 kHz. The ultrasonic booster 110 amplifies the acoustic energy generated by the ultrasonic transducer 100 and transmits the amplified acoustic energy to the ultrasonic probe 120.

超音波プローブ１２０の装着端１２２は超音波ブースター１１０のプローブ受座１１２内に配置される。超音波プローブ１２０の装着端１２２は、プローブ装着作業を補助するため、プローブ表面の残り部分に比して若干縮められた周を有することができる。ブースター冷却ユニット１３０は超音波ブースター１１０のプローブ受座１１２の温度を、アセンプリが超音波プローブ１２０の装着端１２２と超音波ブースター１１０のプローブ受座１２２の温度依存圧入嵌合をサポートするように、調節するために配置される。温度依存圧入嵌合は、超音波ブースター１１０のプローブ受座１１２が高温Ｔ_熱にあるときには、超音波プローブ１２０の装着端１２２がプローブ受座１１２の内外に可逆的に動くことができるような、圧入嵌合である。超音波プローブ１２０の装着端１２２は、ガラス融液にともなう温度はかなり高いことから、本明細書においては広くほぼ０℃とほぼ１００℃の間のいずれかの温度と定められる、室温Ｔ_冷においてはプローブ受座１１２に固着され得る。以下の関係式：
Ｔ_冷≦１００℃，
Ｔ_熱−Ｔ_冷≦３００℃，
が高温Ｔ_熱及び室温Ｔ_冷に対して成立する。動作において、ブースター冷却ユニット１３０は、プローブ１２０の装着端１２２が超音波ブースター１１０のプローブ受座１１２に固着されたままでいることを保証するため、プローブ受座１１２の温度をＴ_熱より十分に低く、例えばほぼ５０℃より低く、維持するに役立つ。得られたアセンブリはアセンブリにおけるねじ込み素子及び接着剤の使用を回避するに十分確実に固定される。本明細書におけるプローブ受座１１２の内外への超音波プローブ１２０の装着端１２２の「可逆的」な動きへの言及は、プローブ１２０の妨げられず、遮られない動きの包含及び、プローブ１２０を損傷させるか、そうではなくともプローブ１２０の機能を妨害することになるであろう動きの排除が目的とされている。 The mounting end 122 of the ultrasonic probe 120 is disposed in the probe seat 112 of the ultrasonic booster 110. The mounting end 122 of the ultrasonic probe 120 may have a circumference slightly shortened compared to the remaining portion of the probe surface in order to assist the probe mounting operation. The booster cooling unit 130 adjusts the temperature of the probe receiver 112 of the ultrasonic booster 110 so that the assembly supports the temperature-dependent press-fitting between the mounting end 122 of the ultrasonic probe 120 and the probe receiver 122 of the ultrasonic booster 110. Arranged to adjust. The temperature dependent press fit is such that when the probe seat 112 of the ultrasonic booster 110 is at high temperature T _heat , the mounting end 122 of the ultrasonic probe 120 can reversibly move in and out of the probe seat 112. It is press fit. At the mounting end 122 of the ultrasonic probe 120, the temperature associated with the glass melt is considerably high. Therefore, in the present specification, at a room temperature T _cold , which is broadly defined as any temperature between approximately 0 ° C. and approximately 100 ° C. Can be secured to the probe seat 112. The following relation:
T _cold ≦ 100 ℃,
T _heat- T _cold ≤ 300 ° C,
_Holds for high temperature T _heat and room temperature T _cold . In operation, the booster cooling unit 130 ensures that the mounting end 122 of the probe 120 remains affixed to the probe seat 112 of the ultrasonic booster 110 so that the temperature of the probe seat 112 is sufficiently lower than the T _heat. For example, below about 50 ° C. to help maintain. The resulting assembly is secured securely enough to avoid the use of screw elements and adhesives in the assembly. Reference herein to the “reversible” movement of the mounting end 122 of the ultrasonic probe 120 in and out of the probe seat 112 includes the unhindered and unobstructed movement of the probe 120 and the probe 120. The aim is to eliminate movement that would damage or otherwise interfere with the function of the probe 120.

さらに詳しくは、図７に示されるように、超音波ブースター１１０はプローブ受け寸法ｄを定めるプローブ受座を有し、超音波プローブ１２０の装着端１２２の形状寸法は、超音波プローブが超音波プローブ１２０の装着端１２２と超音波ブースター１１０のプローブ受座の圧入嵌合をサポートする相補的受け寸法ｄ'を定めるような形状寸法である。図示されている事例において、寸法は直径で表されているが、プローブ１２０及びブースター１１０は様々な代わりの形状寸法を定め得ると考えられる。特定の寸法尺度はその時々のガラス融解作業の要件に依存して実施形態毎に変わり得ることにも注意されたい。 More specifically, as shown in FIG. 7, the ultrasonic booster 110 has a probe seat that defines a probe receiving dimension d. The shape dimension of the mounting end 122 of the ultrasonic probe 120 is such that the ultrasonic probe is an ultrasonic probe. The shape is such that a complementary receiving dimension d ′ that supports press-fitting between the mounting end 122 of 120 and the probe seat of the ultrasonic booster 110 is defined. In the illustrated case, the dimensions are expressed in diameter, but it is contemplated that the probe 120 and booster 110 may define various alternative geometric dimensions. It should also be noted that the specific dimensional scale may vary from embodiment to embodiment depending on the requirements of the current glass melting operation.

超音波ブースター１１０の特徴は、プローブ受座の寸法ｄが室温Ｔ_冷（１００℃未満）における受座寸法ｄ_冷から高温Ｔ_熱における受座寸法ｄ_熱まで膨張するに十分な熱膨張係数で表される。超音波ブースターのプローブ受座寸法ｄ及び超音波プローブ１２０の装着端１２２の相補的受け寸法ｄ'は、上記の可逆性及び確実な装着の保証に役立つように、以下の関係式：
ｄ_冷≦ｄ'≦ｄ_熱
をほぼ満たすように構成することができる。この関係式は、上述した室温Ｔ_冷における確実な固定装着及び高温Ｔ_熱における可逆的動きが達成される限り、相補的受け寸法ｄ'が受座寸法ｄ_冷より若干小さくなり得るか、または受座寸法ｄ_熱より若干大きくなり得るという意味で「ほぼ満たされる」。 Table enough thermal expansion coefficient characteristic of the ultrasonic booster 110, the dimension d of the probe seat expands from seat dimension d _cold at room temperature T _cold (less than 100 ° C.) to seat dimension d _heat in a high temperature T _Heat Is done. The probe receiving dimension d of the ultrasonic booster and the complementary receiving dimension d ′ of the mounting end 122 of the ultrasonic probe 120 are used in the following relational expression to help ensure the reversibility and reliable mounting described above:
d _cold ≤ d '≤ d _heat
Can be configured to substantially satisfy This relation is such that the complementary receiving dimension d ′ can be slightly smaller than the receiving dimension d _cold or the receiving dimension, as long as the above-described reliable fixed mounting at room temperature T _cold and reversible movement at high temperature T _heat are achieved. “Almost satisfied” in the sense that the seat dimension d can be slightly larger than the _heat .

図示される実施形態において、ブースター冷却ユニット１３０は、超音波ブースター１１０の一部またはブースターに熱結合されたアセンブリのコンポーネント、すなわちブースター１１０に結合された変換器１００の一部を囲む、空冷／液例ジャケットを有する。ブースター冷却ユニットは図６の断面図に示され、超音波ブースターの温度を調整するための様々な別の仕方で構成され得る。図８に示されるように、考えられる変換器アセンブリは、超音波プローブ１２０に、あるいはアセンブリ全体にわたる温度調整に寄与するように超音波変換器１００に、熱的に結合された追加の冷却ユニット１３２，１３４を備えることができる。 In the illustrated embodiment, the booster cooling unit 130 surrounds a portion of the ultrasonic booster 110 or a component of the assembly that is thermally coupled to the booster, ie, a portion of the transducer 100 that is coupled to the booster 110. Example with a jacket. The booster cooling unit is shown in the cross-sectional view of FIG. 6 and can be configured in various other ways to regulate the temperature of the ultrasonic booster. As shown in FIG. 8, a possible transducer assembly includes an additional cooling unit 132 that is thermally coupled to the ultrasound probe 120 or to the ultrasound transducer 100 to contribute to temperature regulation throughout the assembly. , 134 can be provided.

超音波変換器１００，超音波ブースター１１０，超音波プローブ１２０及び冷却ユニット１３０は、堅固な、機械的に結合されたアセンブリとして簡便に集成することができる。いくつかの実施形態において、超音波変換器アセンブリは２００Ｗ以上及び１０００℃以上での動作のために構成される。 The ultrasonic transducer 100, ultrasonic booster 110, ultrasonic probe 120, and cooling unit 130 can be conveniently assembled as a rigid, mechanically coupled assembly. In some embodiments, the ultrasonic transducer assembly is configured for operation at 200 W or higher and 1000 ° C. or higher.

超音波ブースターはＴｉ合金超音波ブースターを含むことができ、超音波プローブは、アルミナまたはモリブデンで作製された、単波長プローブまたは多重波長プローブを含むことができる。モリブデンの場合、いくつかの実施形態において、ガラス融液内での超音波プローブの酸化を防止するための内部ガスパージ用装備がプローブに設けられる。 The ultrasonic booster can include a Ti alloy ultrasonic booster, and the ultrasonic probe can include a single wavelength probe or a multiple wavelength probe made of alumina or molybdenum. In the case of molybdenum, in some embodiments, the probe is provided with internal gas purge equipment to prevent oxidation of the ultrasonic probe within the glass melt.

限定ではなく、例として、変換器アセンブリはチタン合金で作られた改変超音波ブースターに緊密に嵌め合わされたアルミナ導波路を有し得ることに注意されたい。緊密焼嵌めの一例は、Ｕ７シャフトの許容規格がｈ６の穴とのＯＤ（外径）２０ｍｍのロッドの嵌合である。セラミックロッドは、伝導加熱を用いて、すなわちブースターを下端の２００〜３００℃に加熱して、ブースターに挿入される。ロッドは次いでほぼ１インチ（２５.４ｍｍ）のオーバーラップで圧入される。次いでブースターの高温端を室温まで冷却することで緊密嵌合がつくられるであろう。同じ概念及び構造を異なる寸法のプローブ−ブースター対を作製するために用いることができるであろう。 It should be noted that, by way of example and not limitation, the transducer assembly may have an alumina waveguide that is closely fitted to a modified ultrasonic booster made of a titanium alloy. An example of close shrink fitting is the fitting of a rod with an OD (outer diameter) of 20 mm with a hole whose tolerance standard of the U7 shaft is h6. The ceramic rod is inserted into the booster using conductive heating, i.e. heating the booster to 200-300 [deg.] C. at the lower end. The rod is then press-fit with approximately 1 inch (25.4 mm) overlap. A close fit will then be created by cooling the hot end of the booster to room temperature. The same concept and structure could be used to create different sized probe-booster pairs.

本明細書における「少なくとも１つ」のコンポーネント、素子等の叙述が、代わりの冠詞‘a’または‘an’の使用が単一のコンポーネント、素子、等に限定されるべきであるとの推測を行わせるために用いられるべきではないことに注意されたい。 The description of “at least one” component, element, etc. herein is speculated that the use of the alternative article “a” or “an” should be limited to a single component, element, etc. Note that it should not be used to make it happen.

特定の仕方で、あるいは特定の特性を具現化するかまたは特定の態様で機能するように、「構成されている」本開示のコンポーネントの本明細書における叙述は、目的用途の叙述に対するものとしての、構造叙述であることに注意されたい。さらに詳しくは、本明細書における、コンポーネントが「構成されている」態様への言及はコンポーネントの既存の物理的状態を表し、したがって、そのコンポーネントの構造的特徴の限定的叙述としてとられるべきである。 The statements herein of components of the present disclosure that are “configured” in a particular manner or that embody particular characteristics or that function in a particular manner are intended to be intended for use purposes. Note that this is a structural description. More specifically, references herein to the manner in which a component is “configured” represent the existing physical state of the component and therefore should be taken as a limited description of the structural features of the component. .

本発明を説明し、定める目的のため、語句「実質的に」及び「ほぼ」は本明細書において、いずれかの量的比較、値、測定値またはその他の表現に帰因され得る固有の不確定性の大きさを表すために用いられることに注意されたい。 For purposes of describing and defining the present invention, the terms “substantially” and “approximately” will be used herein to refer to any inherent disadvantage that may be attributed to any quantitative comparison, value, measurement, or other expression. Note that it is used to represent the magnitude of determinism.

「好ましくは」、「普通に」及び「一般に」のような語句は、本明細書に用いられる場合、特許請求される本発明の範囲を限定するため、あるいは特許請求される本発明の構造または機能にある特徴が必須であるか、肝要であるかまたは重要であることさえも意味するために用いられてはいないことに注意されたい。むしろ、これらの語句は、本開示の実施形態の特定の態様の識別または、本開示の特定の実施形態に用いられても用いられなくとも差し支えない、代わりのまたは追加の特徴の強調が目的とされているに過ぎない。 Phrases such as “preferably”, “ordinarily” and “generally”, as used herein, limit the scope of the claimed invention or the structure of the claimed invention or Note that a feature in function is not used to imply that it is essential, vital or even important. Rather, these terms are intended to identify particular aspects of embodiments of the present disclosure or to highlight alternative or additional features that may or may not be used in certain embodiments of the present disclosure. It has only been done.

本開示の主題を詳細に、またその特定の実施形態を参照して、説明したが、本明細書に開示された様々な詳細は、本明細書に添付される図面のそれぞれに特定の要素が示されている場合であっても、それらの詳細が本明細書に説明された様々な実施形態の基本的コンポーネントである要素に関係していることを意味するととられるべきではないことに注意されたい。むしろ、本明細書に添付される特許請求の範囲は本開示及び本明細書に説明された様々な発明の対応する範囲の広さの唯一の表現ととられるべきである。さらに、添付される特許請求の範囲に定められる本発明の範囲を逸脱せずに改変及び変形が可能であることは明らかであろう。 Although the subject matter of the present disclosure has been described in detail and with reference to specific embodiments thereof, the various details disclosed herein are subject to certain elements in each of the drawings attached hereto. It should be noted that, where indicated, these details should not be taken to imply that they relate to elements that are fundamental components of the various embodiments described herein. I want. Rather, the claims appended hereto are to be taken as the sole representation of the breadth of the disclosure and the corresponding scope of the various inventions described herein. Furthermore, it will be apparent that modifications and variations are possible without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims.

添付される特許請求項の１つ以上において「〜を特徴とする(wherein)」が転換句として用いられていることに注意されたい。本発明を定める目的のため、この語句は構造の一連の特徴の叙述を導入するために用いられる制約の無い転換句として特許請求項に導入されており、より普通に用いられる制約の無い前置句「含む」と同様の態様で解されるべきであることに注意されたい。 Note that “wherein” is used as a transitional phrase in one or more of the appended claims. For purposes of defining the present invention, this phrase has been introduced in the claims as an unrestricted transposition used to introduce a description of a series of features of the structure, and is a more commonly used unrestricted prefix. Note that it should be understood in a manner similar to the phrase “comprising”.

１０ガラス融液
２０超音波パワー源
３０，１００超音波変換器
４０，１２０超音波プローブ
５０温度センサ
１１０超音波ブースター
１１２プローブ受座
１２２装着端
１３０ブースター冷却ユニット
１３２，１３４冷却ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Glass melt 20 Ultrasonic power source 30,100 Ultrasonic transducer 40,120 Ultrasonic probe 50 Temperature sensor 110 Ultrasonic booster 112 Probe seat 122 Mounting end 130 Booster cooling unit 132,134 Cooling unit

Claims

超音波変換器、超音波ブースター、超音波プローブ及びブースター冷却ユニットを有する超音波変換器アセンブリにおいて、
前記超音波変換器がほぼ１５ｋＨｚより高い周波数で音響エネルギーを発生する、
前記超音波ブースターが前記超音波変換器に結合されて、前記超音波変換器によって発生された音響エネルギーを増幅し、前記増幅された音響エネルギーを前記超音波プローブに伝達する、
前記超音波プローブの装着端が前記超音波ブースターのプローブ受座に配置される、
前記ブースター冷却ユニットが前記超音波ブースターの前記プローブ受座の温度を、前記超音波プローブの前記装着端と前記超音波ブースターの前記プローブ受座の温度依存圧入嵌合を前記アセンブリがサポートするように、調整するために配置される、及び
前記温度依存圧入嵌合が、前記超音波プローブの前記装着端が高温Ｔ_熱においては前記プローブ受座の内外に可逆的に動くことができ、室温Ｔ_冷においては前記プローブ受座に固着されるような、嵌合であって、
Ｔ_冷≦１００℃，
Ｔ_熱−Ｔ_冷≦３００℃，
である、
ことを特徴とする超音波変換器アセンブリ。 In an ultrasonic transducer assembly comprising an ultrasonic transducer, an ultrasonic booster, an ultrasonic probe and a booster cooling unit,
The ultrasonic transducer generates acoustic energy at a frequency higher than approximately 15 kHz;
The ultrasonic booster is coupled to the ultrasonic transducer to amplify the acoustic energy generated by the ultrasonic transducer and to transmit the amplified acoustic energy to the ultrasonic probe;
The mounting end of the ultrasonic probe is disposed on a probe seat of the ultrasonic booster.
The assembly supports the booster cooling unit to support the temperature of the probe seat of the ultrasonic booster, and the assembly supports the temperature-dependent press-fitting between the mounting end of the ultrasonic probe and the probe seat of the ultrasonic booster. The temperature-dependent press-fit fit _{allows the} mounting end of the ultrasonic probe to reversibly move in and out of the probe seat at high temperature T _heat , and room temperature T _cooling Is a fitting that is fixed to the probe seat,
T _cold ≦ 100 ℃,
T _heat- T _cold ≤ 300 ° C,
Is,
An ultrasonic transducer assembly characterized by that.

請求項１に記載の超音波変換器アセンブリにおいて、
前記超音波変換器アセンブリが超音波パワー源をさらに有する、
前記超音波パワー源が、ガラス融液のガラス融液温度Ｔ_Ｙをモニタし、超音波音響エネルギーを前記ガラス融液内に配置された前記超音波プローブを介して前記超音波変換器から前記ガラス融液にコントローラパワーＰ_Ｃ及びコントローラ周波数ν_Ｃで伝達するようにプログラムされる、
前記コントローラパワーＰ_Ｃが少なくとも（ｉ）前記モニタされたガラス融液温度Ｔ_Ｙ及び（ii）基準ガラス融液温度Ｔ_Ｒに応答して制御される、及び
前記コントローラ周波数ν_Ｃが少なくとも（ｉ）前記ガラス融液の特徴を表す温度−粘度曲線からの１つ以上の入力パラメータ、（ii）前記ガラス融液の１つ以上の温度依存インピーダンス応答モデルからの１つ以上の入力パラメータ及び（iii）ΔＺに応答して制御され、ここで前記ΔＺは、前記超音波プローブが前記ガラス融液内に配置されたときの前記超音波プローブのインピーダンス条件Ｚ_Ｙが基準インピーダンスＺ_Ｒから異なる大きさを表す、
ことを特徴とする超音波変換器アセンブリ。 The ultrasonic transducer assembly according to claim 1.
The ultrasonic transducer assembly further comprises an ultrasonic power source;
The ultrasonic power source, monitors the glass melt temperature T _Y of the glass melt, the glass from the ultrasonic transducer through the ultrasound probe arranged ultrasonic acoustic energy within said glass melt is programmed to transmit the controller power P _C and the controller frequency [nu _C to melt,
The controller power P _C of at least (i) the monitored glass melt temperature T _Y and was (ii) are controlled in response to the reference glass melt temperature T _R, and wherein the controller frequency [nu _C of at least (i) One or more input parameters from a temperature-viscosity curve representing the characteristics of the glass melt, (ii) one or more input parameters from one or more temperature dependent impedance response models of the glass melt, and (iii) ΔZ is controlled in response to, wherein said ΔZ represents the ultrasound impedance condition Z _Y reference impedance Z _R different from the size of the probe when the ultrasonic probe is disposed in the glass melt ,
An ultrasonic transducer assembly characterized by that.

ガラス融液に超音波音響エネルギーを、ガラス融液温度Ｔ_Ｙをモニタし、超音波音響エネルギーを前記ガラス融液内に配置された超音波プローブを介して超音波変換器から前記ガラス融液にコントローラパワーＰ_Ｃ及びコントローラ周波数ν_Ｃで伝達することによって印加する方法において、
前記コントローラパワーＰ_Ｃが少なくとも（ｉ）前記モニタされたガラス融液温度Ｔ_Ｙ及び（ii）基準ガラス融液温度Ｔ_Ｒに応答して制御される、及び
前記コントローラ周波数ν_Ｃが少なくとも（ｉ）前記ガラス融液の特徴を表す温度−粘度曲線からの１つ以上の入力パラメータ、（ii）前記ガラス融液の１つ以上の温度依存インピーダンス応答モデルからの１つ以上の入力パラメータ及び（iii）ΔＺに応答して制御され、ここで前記ΔＺは、前記超音波プローブが前記ガラス融液内に配置されたときの前記超音波プローブのインピーダンス条件Ｚ_Ｙが基準インピーダンスＺ_Ｒから異なる大きさを表す、
ことを特徴とする方法。 Ultrasonic acoustic energy to the glass melt, monitors the glass melt temperature T _Y, via an ultrasonic probe arranged ultrasonic acoustic energy within said glass melt in the glass melt from the ultrasound transducer A method of applying by transferring the controller power P _C and the controller frequency [nu _C,
The controller power P _C of at least (i) the monitored glass melt temperature T _Y and was (ii) are controlled in response to the reference glass melt temperature T _R, and wherein the controller frequency [nu _C of at least (i) One or more input parameters from a temperature-viscosity curve representing the characteristics of the glass melt, (ii) one or more input parameters from one or more temperature dependent impedance response models of the glass melt, and (iii) ΔZ is controlled in response to, wherein said ΔZ represents the ultrasound impedance condition Z _Y reference impedance Z _R different from the size of the probe when the ultrasonic probe is disposed in the glass melt ,
A method characterized by that.

前記超音波変換器及び前記超音波プローブが、前記超音波変換器、超音波ブースター、前記超音波プローブ及びブースター冷却ユニットを有する超音波変換器アセンブリとして構成される、
前記超音波変換器がほぼ１５ｋＨｚより高い周波数で音響エネルギーを発生する、
前記超音波ブースターが、前記超音波変換器によって発生された音響エネルギーを増幅し、前記増幅された音響エネルギーを前記超音波プローブに伝達する、
前記超音波プローブの装着端が前記超音波ブースターのプローブ受座に配置される、
前記ブースター冷却ユニットが前記超音波ブースターの前記プローブ受座の温度を、前記超音波プローブの前記装着端と前記超音波ブースターの前記プローブ受座の温度依存圧入嵌合を前記アセンブリがサポートするように、調整するために配置される、及び
前記温度依存圧入嵌合が、前記超音波プローブの前記装着端が高温Ｔ_熱においては前記プローブ受座の内外に可逆的に動くことができ、室温Ｔ_冷においては前記プローブ受座に固着されるような、嵌合であって、
Ｔ_冷≦１００℃，
Ｔ_熱−Ｔ_冷≦３００℃，
である、
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。 The ultrasonic transducer and the ultrasonic probe are configured as an ultrasonic transducer assembly having the ultrasonic transducer, an ultrasonic booster, the ultrasonic probe and a booster cooling unit.
The ultrasonic transducer generates acoustic energy at a frequency higher than approximately 15 kHz;
The ultrasonic booster amplifies the acoustic energy generated by the ultrasonic transducer and transmits the amplified acoustic energy to the ultrasonic probe;
The mounting end of the ultrasonic probe is disposed on a probe seat of the ultrasonic booster.
The assembly supports the booster cooling unit to support the temperature of the probe seat of the ultrasonic booster, and the assembly supports the temperature-dependent press-fitting between the mounting end of the ultrasonic probe and the probe seat of the ultrasonic booster. The temperature-dependent press-fit fit _{allows the} mounting end of the ultrasonic probe to reversibly move in and out of the probe seat at high temperature T _heat , and room temperature T _cooling Is a fitting that is fixed to the probe seat,
T _cold ≦ 100 ℃,
T _heat- T _cold ≤ 300 ° C,
Is,
The method according to claim 3.

超音波音響エネルギーをガラス融液に印加するためのシステムにおいて、前記システムが、超音波パワー源、超音波変換器及び超音波プローブを備え、
前記超音波パワー源が、ガラス融液温度Ｔ_Ｙをモニタし、超音波音響エネルギーを前記ガラス融液内に配置された前記超音波プローブを介して前記超音波変換器から前記ガラス融液にコントローラパワーＰ_Ｃ及びコントローラ周波数ν_Ｃで伝達するようにプログラムされる、
前記コントローラパワーＰ_Ｃが少なくとも（ｉ）前記モニタされたガラス融液温度Ｔ_Ｙ及び（ii）基準ガラス融液温度Ｔ_Ｒに応答して制御される、及び
前記コントローラ周波数ν_Ｃが少なくとも（ｉ）前記ガラス融液の特徴を表す温度−粘度曲線からの１つ以上の入力パラメータ、（ii）前記ガラス融液の１つ以上の温度依存インピーダンス応答モデルからの１つ以上の入力パラメータ及び（iii）ΔＺに応答して制御され、ここで前記ΔＺは、前記超音波プローブが前記ガラス融液内に配置されたときの前記超音波プローブのインピーダンス条件Ｚ_Ｙが基準インピーダンスＺ_Ｒから異なる大きさを表す、
ことを特徴とするシステム。 A system for applying ultrasonic acoustic energy to a glass melt, the system comprising an ultrasonic power source, an ultrasonic transducer and an ultrasonic probe,
Controller The ultrasonic power source, monitors the glass melt temperature T _Y, the glass melt from the ultrasonic transducer through the ultrasound probe arranged ultrasonic acoustic energy within said glass melt is programmed to transmit a power P _C and the controller frequency [nu _C,
The controller power P _C of at least (i) the monitored glass melt temperature T _Y and was (ii) are controlled in response to the reference glass melt temperature T _R, and wherein the controller frequency [nu _C of at least (i) One or more input parameters from a temperature-viscosity curve representing the characteristics of the glass melt, (ii) one or more input parameters from one or more temperature dependent impedance response models of the glass melt, and (iii) ΔZ is controlled in response to, wherein said ΔZ represents the ultrasound impedance condition Z _Y reference impedance Z _R different from the size of the probe when the ultrasonic probe is disposed in the glass melt ,
A system characterized by that.