(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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
前記ブースター冷却ユニットは、前記超音波プローブの先端が８００℃と１７００℃との間の温度にある際に、前記超音波ブースターの前記プローブ受座の温度を１００℃以下の温度に調整できるものである、
ことを特徴とする超音波変換器アセンブリ。
【請求項２】
前記ブースター冷却ユニットは、前記超音波プローブの前記先端が１０００℃以上の温度にある際に、前記超音波ブースターの前記プローブ受座の温度を１００℃以下の温度に調整できるものであることを特徴とする請求項１に記載の超音波変換器アセンブリ。
【請求項３】
前記ブースター冷却ユニットは、前記超音波プローブの前記先端が８００℃と１７００℃との間の温度にある際に、前記超音波ブースターの前記プローブ受座の温度を５０℃より低い温度に調整できるものであることを特徴とする請求項１に記載の超音波変換器アセンブリ。
【請求項４】
請求項１から３いずれか１項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ＴＹ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ＰＣ及びコントローラ周波数νＣで伝達するようにプログラムされる、
前記ガラス融液の温度を所望の温度レベルに維持するように、前記コントローラパワーＰＣが、少なくとも（ｉ）前記モニタされたガラス融液温度ＴＹ及び（ii）基準ガラス融液温度ＴＲに応答して制御される、及び
前記ガラス融液に所望の大きさのパワーを送出するように、前記コントローラ周波数νＣ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ＺＹが基準インピーダンスＺＲ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。
【請求項５】
ガラス融液に超音波音響エネルギーを、ガラス融液温度ＴＹ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ＰＣ及びコントローラ周波数νＣで伝達することによって印加する方法において、
前記ガラス融液の温度を所望の温度レベルに維持するように、前記コントローラパワーＰＣが、少なくとも（ｉ）前記モニタされたガラス融液温度ＴＹ及び（ii）基準ガラス融液温度ＴＲに応答して制御される、及び
前記ガラス融液に所望の大きさのパワーを送出するように、前記コントローラ周波数νＣ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ＺＹが基準インピーダンスＺＲから異なる大きさを表す、
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
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
前記ブースター冷却ユニットは、前記超音波プローブの先端が８００℃と１７００℃との間の温度にある際に、前記超音波ブースターの前記プローブ受座の温度を１００℃以下の温度に調整する、
ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
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ＴＹ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ＰＣ及びコントローラ周波数νＣで伝達するようにプログラムされる、
前記ガラス融液の温度を所望の温度レベルに維持するように、前記コントローラパワーＰＣが、少なくとも（ｉ）前記モニタされたガラス融液温度ＴＹ及び（ii）基準ガラス融液温度ＴＲに応答して制御される、及び
前記ガラス融液に所望の大きさのパワーを送出するように、前記コントローラ周波数νＣ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ＺＹが基準インピーダンスＺＲから異なる大きさを表す、
ことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
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。
【技術分野】
【０００２】
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。
【背景技術】
【０００３】
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。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の一実施形態にしたがえば、ガラス融液温度ＴＹ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ＰＣ及びコントローラ周波数νＣ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ＰＣは少なくとも（ｉ）モニタされたガラス温度ＴＹ及び（ii）基準ガラス融液温度ＴＲに応答して制御される。コントローラ周波数νＣ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ＺＹが基準インピーダンスＺＲ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。
【０００５】
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。
【０００６】
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Ｅａｇｌｅ ＸＧ（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。
【０００７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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ＴＹ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ＰＣ及びコントローラ周波数νＣ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ＰＣ及びコントローラ周波数νＣ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。
【００１０】
本開示の方法にしたがえば、コントローラパワーＰＣは少なくとも（ｉ）モニタされたガラス融液温度ＴＹ及び（ii）基準ガラス融液温度ＴＲ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。
【００１１】
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νＣは少なくとも（ｉ）ガラス融液１０の特徴を表す温度Ｔ−粘度μＧ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ＺＹが基準インピーダンスＺＲから異なる大きさを表す。コントローラ周波数νＣ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。
【００１２】
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νＣ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Ｔ１及び順次に高くなる温度Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４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νＣ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νＣ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。
【００１３】
特に図１及び２に戻れば、コントローラ周波数νＣ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ＺＹが基準インピーダンスＺＲ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ＺＹ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ＺＹと基準インピーダンスＺＲ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ＺＲ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。
【００１４】
一般に、周波数νＣ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νＣ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。
【００１５】
コントローラ周波数νＣ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ＱＳＹＳ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ｄＺ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。
【００１６】
コントローラパワーＰＣ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ＰＣ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。
【００１７】
特に図１及び３を参照すれば、コントローラパワーＰＣ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ＴＹが基準ガラス融液温度ＴＲから異なる大きさを表す。コントローラパワーＰＣ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。
【００１８】
モニタされるガラス融液温度ＴＹ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ＴＹと基準ガラス融液温度ＴＲ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ＴＲ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ＴＹ及び基準ガラス融液温度ＴＲ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。
【００１９】
コントローラパワーＰＣ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ｄＴ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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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」。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
「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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【符号の説明】
【００３４】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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