(57)【要約】本発明は、攪拌槽の撹拌機のシャフト上に凝結し得かつ落下してガラス溶融物内に戻り得る揮発した貴金属酸化物による、ガラス溶融物の汚染を、シャフトを加熱することによって減少させる方法に関する。一実施の形態において、撹拌機のシャフトは、内部キャビティと、このキャビティ内に配置された加熱素子とを含む。加熱素子は、揮発した材料がシャフトの表面上に凝結しないようにするのに十分な温度にシャフトを加熱する。
2012504096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス溶融物を攪拌する方法において、
カバー（３６）を貫通している通路（３８）を有する該カバーを備えた攪拌チャンバ（１０）に、溶融ガラス（１６）を通して流すステップであって、該攪拌チャンバが撹拌機（２６）をさらに含み、該撹拌機が、前記通路を通って延在しているシャフト（２８）を備えかつ該シャフトと前記カバーとの間に環状間隙（４０）を形成している、該ステップ、および、
前記撹拌機のシャフトの少なくとも一部を、該撹拌機のシャフトの内部キャビティ（４４）内に配置された加熱素子（４６）で加熱するステップ、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記加熱するステップが複数の加熱素子（４６）を含み、さらに該複数の加熱素子のうちの少なくとも１つの熱出力が、前記撹拌機のシャフトの長さに沿って既定の温度勾配を生成するように選択されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記環状間隙（４０）を貫通している前記シャフト（２８）の温度が、約４００℃以上で維持されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記キャビティ（４４）が不活性ガスをその中に配置して含んでいることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記加熱素子（４６）が抵抗コイルまたは誘導コイルであることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
ガラス溶融物を攪拌する装置において、
溶融ガラス（１６）を保持するよう構成された攪拌チャンバ（１０）であって、カバー（３６）を貫通する通路（３８）を画成している該カバーを含んでいる攪拌チャンバ、
前記通路を通って前記攪拌チャンバの中へと延在するシャフト（２８）を備えた撹拌機（２６）であって、前記カバーおよび前記撹拌機のシャフトがそれらの間に環状間隙（４０）を画成し、かつ前記撹拌機のシャフトが該シャフトの内部にキャビティ（４４）を画成している撹拌機、および、
前記環状間隙を貫通している前記シャフトの少なくとも一部を加熱するための、前記撹拌機のシャフトの前記キャビティ内に配置された加熱素子（４６）、
を備えていることを特徴とする装置。
【請求項７】
前記加熱素子（４６）が複数の加熱素子を含み、該複数の加熱素子が、前記シャフトの長さに沿って既定の温度分布を与えるよう構成されていることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記加熱素子（４６）が、誘導コイルまたは抵抗コイルであることを特徴とする請求項６または７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ガラス溶融物内の汚染物質を減少させる方法に関し、より具体的には、ガラス攪拌処理中に凝結形成される汚染物質を減少させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
化学的および熱的均質性は、優れたガラスの成形工程において極めて重要な部分である。ガラス溶融工程の役目は一般に、ガラスを許容できるレベルのガス状または固体の含有物を含んだ状態で生成することであるが、このガラスは通常、化学的に異なった相による、すじ（脈理または透しむら）を有している。ガラスのこのような不均質成分は、難溶性物質の溶解、溶融物の成層化、ガラス表面の揮発、および温度の相違を含む、溶融処理中の種々の通常の事象から生じる。この脈理は、色および／または屈折率の差により、目で見える状態でガラスの中に生成される。
【０００３】
ガラスの均質性を改善するひとつの手法として、溶解装置の下流に位置付けた攪拌チャンバに溶融ガラスを通すものが挙げられる。この攪拌チャンバは、適切なモータで回転する中心シャフトを有する撹拌機を備えている。複数の羽根がシャフトから延び、溶融ガラスが攪拌チャンバの上から下へと通るときに、この羽根が溶融ガラスを混合する働きをする。本発明は、得られるガラスにさらなる欠陥を、具体的には凝結した酸化物により生じる欠陥をさらに招くことのない、このような攪拌チャンバの操作に関するものである。
【０００４】
ガラス攪拌チャンバ内には、ガラスや、攪拌チャンバ内に存在している任意の成分から、揮発性酸化物が生成され得る。最も揮発性が高くかつ不利な酸化物のいくつかは、Ｐｔ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂ、およびＳｎから形成されるものである。ガラス溶融物内で凝結し得る酸化物の主な発生源として、ＰｔＯ2については高温の白金表面、そしてＢ2Ｏ3、Ａｓ4Ｏ6、Ｓｂ4Ｏ6、およびＳｎＯ2についてはガラスの自由表面が挙げられる。ガラスの自由表面とは、攪拌チャンバ内の雰囲気に露出しているガラス表面を意味する。ガラスの自由表面上の雰囲気は、前述のまたは他の揮発性材料のいずれかまたは全てを含んでいる可能性があるが、この雰囲気は攪拌チャンバ外部の雰囲気よりも高温であるため、ガラスの自由表面上の雰囲気には、例えば撹拌機のシャフトと攪拌チャンバのカバーとの間の環状の空間など、任意の開口を通って上方に流れていく自然な傾向がある。攪拌チャンバのシャフトは、ガラスの自由表面との距離が離れるにつれ概して冷たくなるため、シャフトおよび／またはカバーの温度がその酸化物の露点よりも低い場合、攪拌チャンバの雰囲気に含まれる揮発性酸化物がシャフトの表面上に凝結することがある。凝結は、撹拌機カバー、および特に撹拌機カバーの環状領域を含む、他の比較的低温の表面上にも同様に生じる可能性がある。生じた凝結物が十分な大きさに達すると、この凝結物が壊れてガラス内に落下し、ガラス製品内に含有物またはブリスタ欠陥を生じさせることがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による一実施の形態において、ガラス溶融物を攪拌する方法が開示され、この方法は、カバーを貫通している通路を有するこのカバーを備えた攪拌チャンバに、溶融ガラスを通して流すステップであって、攪拌チャンバが撹拌機をさらに含み、この撹拌機が、通路を通って延在しているシャフトを備えかつシャフトとカバーとの間に環状間隙を形成している、このステップ、および、撹拌機のシャフトの一部を、撹拌機のシャフトの内部キャビティ内に配置された加熱素子で加熱するステップ、を含む。
【０００６】
別の実施形態において、ガラス溶融物を攪拌する装置が記載され、この装置は、溶融ガラスを保持するよう構成された攪拌チャンバであって、カバーを貫通する通路を画成しているこのカバーを含んでいる、攪拌チャンバと、通路を通って攪拌チャンバの中へと延在するシャフトを備えた撹拌機であって、カバーおよび撹拌機のシャフトがそれらの間に環状間隙を画成し、かつ撹拌機のシャフトがシャフトの内部にキャビティを画成している、この撹拌機と、さらに、環状間隙を貫通しているシャフトの少なくとも一部を加熱するための、撹拌機のシャフトのキャビティ内に配置された加熱素子と、を備えている。
【０００７】
さらに別の実施形態において、ガラス溶融物を攪拌する装置が開示され、この装置は、溶融ガラスを保持するよう構成された攪拌チャンバであって、カバーを貫通する通路を画成しているこのカバーを含んでいる、攪拌チャンバと、通路を通って攪拌チャンバの中へと延在するシャフトを備えた撹拌機であって、カバーおよびシャフトの間の空間が環状間隙を画成している、この撹拌機と、さらに、環状間隙に近接しているシャフトの一部を加熱するための、シャフトの外部に設置された少なくとも１つの赤外線加熱素子と、を備えている。
【０００８】
多少なりとも限定する意味を含まずに添付の図面を参照して与えられる以下の説明のための記述の中で、本発明はより容易に理解されるであろうし、これの他の目的、特徴、詳細および利点がより明確に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】１２００℃（最も下の線）から１５５０℃（最も上の線）に至る４つの温度に関し、酸素分圧（水平軸）に対する白金の質量損失（鉛直軸）を示す図
【図２】２つの酸素レベル（下方曲線１０％；上方曲線２０％）に関し、温度（水平軸）に対する白金の質量損失（鉛直軸）を示す図
【図３】２つの温度（下方曲線１５５０℃；上方曲線１６４５℃）に関し、ガス流（水平軸）に対する白金の質量損失（鉛直軸）を示す図
【図４】３つの異なる酸素濃度に関し、温度（水平軸）に対する、白金族金属の白金およびロジウム夫々の全圧（鉛直軸）を示す図
【図５】撹拌機のシャフトにより画成される内部キャビティ内に加熱素子を配置して備えている、本発明の一実施の形態によるガラスを攪拌するための例示的なチャンバを示す断面図
【図６】本発明の一実施の形態による例示的な抵抗加熱素子を示している、図５の内部キャビティの一部を示す断面図
【図７】本発明の一実施の形態による撹拌機のシャフトの内部に配置された例示的な誘導加熱素子を示し、この誘導加熱素子が、その中を通って移動する冷却剤を供給するための冷却供給ラインを備えていることを示している、図５の内部キャビティの一部の断面図
【図８】本発明の一実施の形態による撹拌機のシャフトの外側に配置された誘導加熱素子を示している、例示的な攪拌用シャフトを示す断面図（冷却剤供給ラインは図示せず）
【図９】撹拌機のシャフトを包囲している環状間隙の外部に近接して配置された例示的な放射加熱素子を含む、本発明の別の実施形態の断面図
【図１０】本発明の一実施の形態による撹拌機のシャフトを加熱するためのレーザ放射加熱素子を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
上述したように、本発明はガラスシートに生じる白金族の欠陥の問題に関する。より具体的には、流動する溶融ガラスが自由表面を有し、かつこの自由表面の位置またはその上方に１以上の露出表面が位置付けられている、製造プロセス中の位置での、白金族金属の凝結物の形成に関する。（本書において、白金族金属を含む構造物または表面と、流動する溶融ガラスの自由表面との間の空間的関係に「その位置またはその上方」という表現が適用されるとき、この表現は、その自由表面の位置にある構造物または表面と、その自由表面の上方にある構造物または表面とを含む。同様に、同じ目的で使用される「その位置またはその下方」という表現は、流動する溶融ガラスの自由表面が、白金族金属を含む構造物または表面の位置にある場合と、その構造物または表面の下方にある場合とを含む。）
高温のため、自由表面の位置またはその上方の特定の位置で、白金族金属が酸化されて金属蒸気（例えば、ＰｔＯ2蒸気）が生成されることがあり、この金属蒸気は自由表面の位置またはその上方の他の位置で、金属に戻って金属粒子に凝結する可能性がある。この白金族金属粒子は、その後自由表面上に「降る」ようにして戻る、またはガラス流内に取り込まれ得、その結果、完成したガラスシート内に欠陥（典型的には、含有物）が形成される可能性がある。
【００１１】
こういったメカニズムで形成された白金族金属を含む欠陥（本書では「白金族の凝結欠陥」または単に「凝結欠陥」と称する）は、他のメカニズムにより形成された白金族金属を含む欠陥とは異なる特性を有する。すなわち、凝結欠陥は結晶の形を成し、その最大寸法は５０μｍ以上となる。
【００１２】
いかなる特定の理論にも縛られることを望むものではないが、白金族の凝結欠陥は以下の化学効果および熱力学効果から生じたものであると考えられている。問題の主原因は、白金族金属が酸素とともに寄与し得る両方向の反応は、さまざまであるということである。例えば、白金およびロジウムに関し、両方向の反応の１つを以下のように記すことができる。
【００１３】
Ｐｔ（ｓ）＋Ｏ2（ｇ）←→ＰｔＯ2                （１）
４Ｒｈ（ｓ）＋３Ｏ2（ｇ）←→２Ｒｈ2Ｏ3                （２）
白金に関連する他の反応は、ＰｔＯおよび他の酸化物を生成し得、そしてロジウムに関連する他の反応はＲｈＯ、ＲｈＯ2、および他の酸化物を生成し得る。
【００１４】
これらの反応の正方向の反応は、白金族の凝結欠陥の「発生源」（開始点）と考えられる。図１〜３に示されているが、これらの反応の正方向の反応速度に影響を与える主な要因は、酸素の分圧ｐＯ2、温度、および流速である。
【００１５】
具体的には、図１はｐＯ2の、白金の正反応への影響を４つの異なる温度に対して示したものであり、星形データ点は１２００℃、三角データ点は１４５０℃、四角データ点は１５００℃、および菱形データ点は１５５０℃に対するものである。グラフの水平軸は酸素分圧を示し単位は％であり、鉛直軸は白金の質量損失を示し単位はｇ／ｃｍ2／秒である。直線は実験データの線形フィットである。図１から分かるように、白金の酸化および蒸発は、酸素分圧とともに略直線的に増加し、温度が増加するとその影響を表す傾斜はいっそう大きくなる。
【００１６】
図２は温度の影響をより詳細に示したものである。グラフの水平軸は温度を示し単位は℃であり、鉛直軸はここでも白金の質量損失を示し単位はｇ／ｃｍ2／秒である。菱形データ点は酸素分圧が１０％の雰囲気に対するものであり、四角データ点は酸素分圧が２０％の雰囲気に対するものである。データ点を通るカーブは指数フィットである。温度の増加に伴い白金の酸化および蒸発が急速に（指数関数的に）増加することはこのデータから明らかである。図２には図示されていないが、Ｐｔの揮発開始は〜６００℃であることが他の実験から分かっている。
【００１７】
図３は、白金族金属の酸化および蒸発に関与する第３の主要パラメータの影響、すなわち金属の表面を覆う酸素含有雰囲気の流速の影響を示したものである。グラフの水平軸は、実験用の白金サンプルを収容した槽を通過する流速であり、単位は一分間当たりの標準リットル（ＳＬＰＭ）である。一方図１および図２と同様、鉛直軸は白金の質量損失を示し単位はｇ／ｃｍ2／秒である。三角データ点は温度１５５０℃に対するものであり、一方菱形データ点は１６４５℃で得られたものである。両方の事例の酸素分圧は２０％であった。
【００１８】
図３から分かるように、静止した状態から動き始めると、白金の質量損失は両方の温度で急速に増加し、その後流速が増加するにつれ、特に低い方の温度ではいくらか横ばい傾向になる。いかなる特定の動作理論にも縛られることを望むものではないが、露出している金属表面で流れが増加すると、金属とガスの界面で酸化物層が剥がれ、より急速な酸化を促進すると考えられている。流れはさらに、揮発性種生成の速度を動力学的に減少させることになる、金属表面上の酸化物の平衡蒸気圧の確立を、抑制すると考えられている。
【００１９】
図１〜３を一纏まりとして考えると、白金族の凝結欠陥の発生源、すなわち白金族金属の酸化および蒸発は、ｐＯ2、温度、および流速の夫々とともに増加し、その影響の組合せは実質的に加法的であることが分かるであろう。すなわち、流動する溶融ガラスの自由表面付近において、白金族金属を含む材料のうち、他の部分よりも高い酸素濃度、高い温度、および／または速い流速に露出しているような構造物の部分が、凝結欠陥の発生源であり、これらの条件の２つまたは３つ全てが組み合わさると、最も面倒な（最も厄介な）発生源になると見なすことができる。
【００２０】
白金族金属の酸化／蒸発は、それ自体としては凝結欠陥に繋がらない。むしろ、自由表面上に「降り」落下してあるいは流動ガラス内に取り込まれてガラスシート内の凝結欠陥になり得る粒子を生成するためには、流動溶融ガラスの自由表面上の蒸気雰囲気／ガス状雰囲気からの固体凝結が必要である。上記支配方程式（１）および（２）の逆反応は、白金族金属の凝結を促進し、すなわち固体粒子形成の「シンク」と考えることができる。
【００２１】
逆反応の速度の加速に関与する要因としては、温度および／またはｐＯ2の低下が挙げられる。図４は、凝結プロセスに関連する熱力学を説明したものである。グラフの水平軸は温度を示し単位は℃であり、鉛直軸は、白金族金属を含有しているガス種の雰囲気内の全圧である。この図に示されている熱力学的計算は、８０重量％の白金と２０重量％のロジウムの合金に対するものである。（ｉ）実線対、（ｉｉ）破線対、および（ｉｉｉ）点線対は、夫々ｐＯ2値が０．２ａｔｍ、０．０１ａｔｍ、および０．００１ａｔｍである雰囲気を示している。夫々の線対において、対の上方の線は白金を表し、下方の線はロジウムを表している。
【００２２】
この図から分かるように、高温エリアで生成された白金および／またはロジウムの蒸気がより低温の領域へと移動すると、蒸気は不安定になり、母材の固体粒子の凝結を生じる。グラフ上方の３つの丸い点は、ｐＯ2値が０．２ａｔｍの雰囲気内の白金に対する、この影響を示したものである。これらの点から分かるように、温度が１４５０℃から１３５０℃に降下すると、その雰囲気内の白金含有種の全圧は約１．５×１０-6ａｔｍから約８．０×１０-7ａｔｍに低下するはずである。白金含有種のガス圧のこの低下のメカニズムは、凝結、すなわちガスの状態から固体の状態への変化である。
【００２３】
図４は、高度に酸化されたエリアにおいて生成された白金および／またはロジウムの蒸気が、より酸素レベルの低いエリアへと移動すると、この場合も固体種の形成が生じることをさらに示している。Ｔ＝１４５０℃ラインに沿った３つの丸い点は、この影響を示している。ｐＯ2が０．２ａｔｍ（３点の最高点）から０．００１ａｔｍ（最低点）まで低下すると、雰囲気内の白金含有種の全圧は、約１．５×１０-6ａｔｍから約８．０×１０-9ａｔｍに低下するはずである。この場合も、この降下は、白金の固体形態が形成されているはずであることを意味している。この固体形態が金属凝結粒子を成し、これが溶融ガラス流内へと落下して戻り、または溶融ガラス流内に取り込まれて、固化したガラスシート内に金属の点を生じさせることがある。
【００２４】
図５は、本発明の実施形態によるガラス溶融物を均質化する方法を実施する、例示的な装置を示したものである。図５の攪拌チャンバ１０は、入口パイプ１２および出口パイプ１４を含む。図示の実施形態においては、溶融ガラス１６が矢印１８で示すように入口パイプ１２から攪拌チャンバへと流れ入り、そして矢印２０で示すように出口パイプ１４を通ってチャンバから流れ出る。攪拌チャンバ１０は、好適には円筒形でありかつ典型的には実質的に鉛直に配向された、少なくとも１つの壁２４を含むが、攪拌チャンバ１０の形状および配向は他のものでもよい。攪拌チャンバの壁は、白金または白金合金を含むことが好ましい。
【００２５】
攪拌チャンバ１０は、シャフト２８と、シャフトから攪拌チャンバの壁２４に向かって外側に伸びている複数の羽根３０とを備えた、撹拌機２６をさらに含む。シャフト２８は、シャフトの下方部分から延びている羽根３０が攪拌チャンバ内で少なくとも部分的に溶融ガラス１６の自由表面３２より下に沈んだ状態で回転するように、典型的には実質的に鉛直に配向され、かつ回転可能に取り付けられる。撹拌機２６は、例えば、電気モータ３４を用いて、適切なギヤ装置、またはベルトやチェーン駆動によって回転させてもよい。溶融ガラスの表面温度は典型的には約１４００℃から１６００℃の間の範囲内であるが、ガラスの組成に応じてより高いまたは低い可能性がある。撹拌機２６は白金から成るものであることが好ましいが、白金合金でもよく、例えば分散強化白金（例えば、ジルコニア強化または酸化ロジウム白金合金）や、あるいは溶融ガラスの攪拌に適した任意の他の耐熱性材料でもよい。
【００２６】
本実施形態によれば、攪拌チャンバ１０は攪拌チャンバカバー３６をさらに含む。攪拌チャンバカバー３６は、壁２４上に直接載せてもよいし、あるいは壁とカバーとの間に高温封止材料を配置してもよく、いずれにしても壁とカバーとの間のシールはカバーと壁との間に大量のガスが流れないようにするのに十分なものである。チャンバカバー３６は、撹拌機のシャフト２８が貫通する通路３８をさらに画成する。チャンバカバーの通路を貫通するシャフト２８は、シャフト２８とカバー３６との間に環状間隙４０を形成する。チャンバカバー３６は、シャフト２８の少なくとも一部の回りにさらに設置され得る耐熱絶縁層４２に典型的には被覆される。
【００２７】
本実施形態によれば、図６に最もよく図示されているが、環状間隙４０と隣接している、シャフト２８の少なくとも一部は、キャビティ４４を画成し、このキャビティ４４はその内部の、好適には環状間隙４０に隣接する位置に、加熱素子４６を配置して備えている。撹拌機のシャフトは、高価な白金または白金合金の使用を節約するため中空としてもよい。図６に示した実施形態において、導電性リング４８ａおよび４８ｂは、加熱素子４６に電流を送出するよう機能する。加熱素子４６は、例えば、図５に示すような抵抗加熱素子でもよい。したがって、第１導電性リング４８ａはシャフト２８の他、抵抗素子の一端と（すなわち、点５０で）電気的に繋がっている。抵抗素子は、例えば、高温セラミックで構成された耐熱性の型５４（ＡＮ４８５など）の回りに配置される、高温ワイヤ５２のコイル（例えば、白金、タングステン、モリブデン、またはこれらの合金）でもよい。あるいは、抵抗素子は、１以上の金属ストリップ、バー、または他の形の抵抗素子でもよい。抵抗素子は、例えば耐熱性の型５４の表面に形成された溝の中に配置してもよい。図６の例示的な抵抗素子は、コイルとして図示されている。
【００２８】
いくつかの実施形態において、キャビティ４４は、加熱素子の酸化を防ぐため、窒素またはヘリウムを含む雰囲気などの不活性雰囲気を含んでもよい。通電能力が高いが特に酸化されやすいタングステンのような抵抗素子には特に、不活性雰囲気は実用的であるかもしれない。希ガス族など、他の不活性ガスを利用してもよい。
【００２９】
第２導電性リング４８ｂは、シャフト２８の回りに配置されるが、絶縁層５６によってシャフト２８から電気的に絶縁される。例えば、シャフト２８の外側の一部を被覆する、電気的に絶縁するセラミック製の耐熱絶縁層４２（例えば、Ａｌｕｎｄｕｍ  ＡＮ４８５、または同等物）を、第２導電性リング４８ｂとシャフト２８との間に配置してもよい。抵抗素子の他端５８は、シャフト２８を（例えば、絶縁ブッシング６０を通って）貫通して第２導電性リング４８ｂに接続される。ブラシ６２が、加熱素子に流す電流を、電流供給（図示なし）から電力供給線６３（図５）を経て導電性リング４８ａ、４８ｂへと供給する。ブラシ６２はカーボンブラシでもよいし、あるいは、銅や、電気ブラシに適している任意の他の材料を含んだものでもよい。電流は交流電流であることが好ましい。間隙４０から出てくる可能性のある揮発性材料が導電性リング上に凝結するのを最小限に抑えると同時に、導電性リングを加熱してしまうことを最小限に抑えるため、導電性リング４８ａ、４８ｂは環状間隙４０から鉛直方向に十分に離して位置づけることが好ましい。
【００３０】
別の実施形態においては、図７の断面図に示したように、加熱素子４６をシャフト２８の直接誘導加熱を促進する誘導コイルとしてもよい。このコイルを流れる電流は高電流である可能性があるため、冷却流体をコイルの中に流すことができるようコイルは典型的には中空である。すなわち、コイルの内部へおよび内部から冷却剤送出ライン４５、４７を夫々通って移動する冷却流体（水など）を供給するために、回転接続部または結合部（図示なし）が必要となり得る。
【００３１】
図８に示すさらに別の実施形態においては、誘導加熱コイルをシャフトの外部に設置し、誘導加熱を使用してシャフトを加熱することができる。コイル上に揮発性物質を凝結させないため、シャフトから十分離してコイルを置くように、コイルに印加する電力は調節することができる。前述したものと同様に、誘導コイルは間隙４０近傍の、シャフト２８の少なくとも一部を、少なくとも約４００℃に、好適には少なくとも約６００℃に、より好適には少なくとも約１２００℃に、そしてさらに好適には少なくとも約１４００℃に加熱することが可能であるように選択されるべきである。前述したものと同様に、誘導コイルは冷却通路（図示なし）を通る冷却流体とともに典型的には供給される。
【００３２】
環状間隙４０に近接しているシャフト２８の長さに沿って既定の温度勾配を生成するため、複数の加熱素子４６をキャビティ４４内に配置してもよい。同時に、複数の導電性リング対をさらに使用してもよい。
【００３３】
加熱素子４６はシャフト２８の少なくとも一部を、少なくとも約４００℃に、好適には少なくとも約６００℃に、より好適には少なくとも約１２００℃に、そしてさらに好適には少なくとも約１４００℃に加熱することが可能なものであるべきである。
【００３４】
一実施の形態においては、遮蔽体６４（図５）を使用して、環状間隙４０を通って上方に流れてくる揮発性ガスの流れを導電性リング４８ａ、４８ｂ上で凝結しないように逸らしたり、また、ブラシ６２からの腐食または侵食した粒子（例えば、カーボン塵）などの破片屑が環状間隙４０を通って攪拌チャンバ１０の内部に落下しないようにしたりしてもよい。
【００３５】
図９に示したさらに別の実施形態においては、１以上の放射源６６（例えば、赤外線石英ヒータ）をシャフト２８の回りに設置して、環状間隙４０に近接するシャフト２８を加熱してもよい。このような加熱素子は、市販されているものの中から様々な形、サイズ、および出力のものを容易に入手することができる。赤外線石英ヒータは、シャフト２８の回りに（角度的に）互いに等距離に配置してもよい。放射ヒータ６６を使用すると、環状間隙４０から十分に離れた位置にヒータを置くことができ、環状間隙４０から流れてくる揮発性材料の凝結と、さらにヒータ上の凝結に起因して生じるヒータの腐食とを予防することができるため有利である。放射ヒータ６６は、環状間隙４０に近接するシャフト２８の温度を、少なくとも約４００℃で、好適には少なくとも約６００℃で、より好適には少なくとも約１２００℃で、そしてさらに好適には少なくとも約１４００℃で維持するように構成されたものであることが好ましい。目標温度と攪拌チャンバ内の温度が近づけば近づくほど、チャンバからの揮発性ガスの凝結を防ぐという点でその加熱はより効果的になる。しかしながら、シャフトを付加的に加熱しなくても、シャフトの温度がいくらかでも上昇すれば利益が得られる。
【００３６】
あるいは、図１０に示すように１以上のレーザを用いてシャフトを放射加熱してもよく、このとき放射源６６（レーザ６６）は、環状間隙４０近傍のシャフト２８に向けてレーザビーム６８を生成する。必要であれば、レーザビーム６８を環状間隙４０のより近くへと動かすのを助けるため、絶縁層４２の一部を取り除いてもよい。レーザは赤外光エネルギーを生成する赤外線レーザであることが好ましい。放射加熱素子６６は、環状間隙４０近傍の、シャフト２８の少なくとも一部を、少なくとも約４００℃に、好適には少なくとも約６００℃に、より好適には少なくとも約１２００℃に、そしてさらに好適には少なくとも約１４００℃に加熱するのに十分な出力で、シャフト２８を照射する能力のあるものであるべきである。さらに別の実施形態において、放射線源６６としてマイクロ波発振器（例えば、ジャイロトロン）を用いてもよい。
【実施例】
【００３７】
放射加熱素子を実証する実験を、一対の１０００ワットのヒータと白金の撹拌機のシャフトとを用いて実施した。ヒータを標準の１２０ボルトの電気で駆動し、このとき少量の水冷却（１ガロン／分（３．７８５Ｌ／分）未満）を必要とした。このヒータは、ヒータ近傍に設置された部分を約１６００℃に加熱する能力を有するタングステンフィラメントを含むものであった。シャフトを、８０％の出力に設定したヒータで、〜７７５℃から〜８７５℃に数分間加熱した。これらのヒータは、この用途用に最適化されていないものであった。実際にシャフトに吸収されるエネルギーの量は、とりわけ、放射率と、シャフトによる照射エネルギーの吸収度とに依存する。シミュレーションでは、シャフトが回転している状態で、シャフトの外周回りの温度は均一であった。
【００３８】
本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明の種々の他の改変および変形が作製可能であることは当業者には明らかであろう。すなわち、本発明の改変および変形が添付の請求項およびその同等物の範囲内であるならば、本発明はこのような改変および変形を含むと意図されている。
【符号の説明】
【００３９】
１０    攪拌チャンバ
１６    溶融ガラス
２６    撹拌機
２８    シャフト
３０    羽根
３２    自由表面
３６    カバー
４０    環状間隙
４４    キャビティ
４６    加熱素子
【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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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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