加热元件、用于使用所述加热元件熔化材料的系统和方法与流程

加热元件、用于使用所述加热元件熔化材料的系统和方法
1.本发明总体上涉及在玻璃或陶瓷材料生产期间熔化材料的系统和方法。
2.玻璃(或类似的一些陶瓷材料)的常规电熔化使用直接电阻的方法，其中电极(通常是钼)被放入熔融的玻璃中，并且电流在它们之间通过。玻璃的电阻率高于电路中的电阻率，导致玻璃在电极之间加热。由各种矿物(但主要是硅砂)组成的玻璃配合料被馈送到熔融的玻璃的顶部，并被加热直至其熔融，形成新的玻璃。
3.与例如气体熔化相比，以这种方式熔化玻璃是清洁且相对高效的。然而，由于热量损失，这种方法仍然是低效的。也就是说，电极之间被加热的区域相对薄/浅，并且依靠传导(以及程度小得多的对流)来加热其上方的玻璃配合料。玻璃是热量的不良导体，因此以这种方式熔化玻璃需要具有大表面积的浅熔化罐，以获得生产过程所需的玻璃量。因此，热量损失很大。
4.加热玻璃的替代方法包括使用加热元件。加热元件具有的优点是，被熔化的材料(例如玻璃)的电导率通常是无关紧要的，并且允许具有不同电导率的多种材料从冷开始熔化。这种加热元件包括导体材料。当电流通过加热元件时，导体材料的电阻导致加热元件变热(heat up)并随后加热周围的材料。已知的加热元件存在几个问题。此类问题中的一个问题是，加热元件内或加热元件的单独部件之间的差异电阻(differential resistance)可能导致加热元件“烧坏”或氧化。例如，包括夹紧/耦合在一起的单独加热构件集合的加热元件可能容易受到这种烧坏的影响，其中它们之间的夹紧/耦合导致了差异电阻。类似地，具有不均匀尺寸(例如，厚度在其长度上相差>3％)的加热元件可能导致差异电阻和烧坏。
5.另一个问题是，在已知的布置中，加热元件阵列或加热元件内的单独部件在它们变热时可能产生大的磁场。这种磁场可能导致加热元件和/或加热元件阵列作为整体发生变形。
6.期望提供一种用于熔化材料的改进系统，以减轻上述问题。
7.根据本发明的第一方面，提供了一种用于在系统中使用的加热元件，该系统用于在玻璃或陶瓷材料的生产期间熔化材料，该加热元件包括：
8.第一耦合构件，其被配置为耦合到熔化罐的内部的第一侧面；
9.第二耦合构件，其被配置为耦合到熔化罐的内部的第二侧面；和
10.在第一耦合构件和第二耦合构件之间延伸的至少一个长形条状件，其中，至少一个长形条状件与第一耦合构件和第二耦合构件是一体的，
11.其中，加热元件被配置为使得在加热操作期间，电流在加热元件的第一耦合构件和第二耦合构件之间沿着至少一个长形条状件流动，从而将热量辐射到位于熔化罐的内部的材料。
12.适当地，至少一个长形条状件在第一耦合构件和第二耦合构件之间遵循非线性路径。
13.适当地，至少一个长形条状件是波纹状的。
14.适当地，加热元件包括在第一耦合构件和第二耦合构件之间延伸的至少两个长形条状件，其中至少两个长形条状件与第一耦合构件和第二耦合构件是一体的。
15.适当地，加热元件内相邻长形条状件的长形轴线基本上平行，其中相邻长形条状件的波纹沿着它们的长形轴线发生偏离。
16.适当地，加热元件至少部分地涂覆有非氧化涂层。
17.根据本发明的第二方面，提供了一种用于在玻璃或陶瓷材料的生产期间熔化材料的系统，该系统包括：
18.具有内部的熔化罐；和
19.加热元件，其具有：
20.第一耦合构件，其耦合到熔化罐的内部的第一侧面；
21.第二耦合构件，其耦合到熔化罐的内部的第二侧面；和
22.在第一耦合构件和第二耦合构件之间延伸的至少一个长形条状件，其中，至少一个长形条状件与第一耦合构件和第二耦合构件是一体的；
23.其中，加热元件被配置为使得电流在加热元件的第一耦合构件和第二耦合构件之间沿着至少一个长形条状件流动，从而将热量辐射到位于熔化罐的内部的材料。
24.适当地，本发明第二方面的加热元件是本发明的第一方面的加热元件。
25.适当地，熔化罐的内部的第一侧面与熔化罐的内部的第二侧面相对。
26.适当地，加热元件位于靠近熔化罐的内部的底座的位置。
27.适当地，在使用该系统内的加热元件期间，至少两个长形条状件在加热元件内沿基本上水平的方向间隔开。
28.适当地，该系统包括至少两个加热元件，每个加热元件包括：
29.第一耦合构件，其耦合到熔化罐的内部的第一侧面；
30.第二耦合构件，其耦合到熔化罐的内部的第二侧面；和
31.在第一耦合构件和第二耦合构件之间延伸的至少一个长形条状件，其中至少一个长形条状件与第一耦合构件和第二耦合构件是一体的。
32.适当地，至少两个加热元件是共面的。更适当地，至少两个加热元件在基本上水平或平行于熔化罐的内部的底座的平面内是共面的。
33.适当地，至少两个加热元件中的至少一个加热元件定位在与该至少两个加热元件中的另一个加热元件偏离的平面中。更适当地，至少一个加热元件在垂直方向(vertical direction)上与该至少两个加热元件中的另一个加热元件发生偏离。
34.适当地，该系统包括控制系统，该控制系统被配置为控制加热元件的第一耦合构件和第二耦合构件之间的电流流动。
35.适当地，控制系统被配置成独立地控制至少两个加热元件。
36.适当地，至少两个加热元件是电耦合的。
37.适当地，加热元件包括钼或铱，或者由钼或铱形成。
38.根据本发明的第三方面，第二方面的系统用于在玻璃或陶瓷材料的生产期间熔化材料。
39.根据本发明的第四方面，提供了一种用于在玻璃或陶瓷材料的生产期间熔化材料的方法，该方法包括：
40.提供系统，所述系统包括：
41.具有内部的熔化罐；和
42.加热元件，其具有：
43.第一耦合构件，其耦合到熔化罐的内部的第一侧面；
44.第二耦合构件，其耦合到熔化罐的内部的第二侧面；和
45.在第一耦合构件和第二耦合构件之间延伸的至少一个长形条状件，其中，至少一个长形条状件与第一耦合构件和第二耦合构件是一体的；
46.执行加热操作，该加热操作包括使电流在加热元件的第一耦合构件和第二耦合构件之间沿着至少一个长形条状件流动，从而将热量辐射到位于熔化罐的内部的材料。
47.适当地，在本发明的第二方面中提供的系统是根据本发明的第二方面的系统。
48.根据本发明的第五方面，提供了一种生产本发明的第一方面的加热元件的方法，其中使用水刀(waterjet)切割将加热元件作为整体部分(integral part)进行切割。
49.本发明的某些实施例提供的优点是，提供了一种用于在系统中使用的改进的加热元件，该系统用于在玻璃或陶瓷材料的生产期间熔化材料。
50.本发明的某些实施例提供的优点是，加热元件更可靠(即，更不容易烧坏和氧化)。
51.本发明的某些实施例提供的优点是，与已知系统相比，加热元件的配置已经被优化以增加热量输出。特别是，红外/近红外辐射的输出得到了优化。
52.本发明的某些实施例提供的优点是，提供了一种用于在玻璃或陶瓷材料的生产期间熔化材料的改进系统。
53.本发明的某些实施例提供的优点是，该系统可以在玻璃或陶瓷材料的生产期间比利用直接电阻的系统更高效地熔化材料。特别是，与已知系统相比，该系统减少了热量损失。
54.本发明的某些实施例提供的优点是，与利用直接电阻的系统相比，该系统较少依赖于热量的传导和/或对流。
55.本发明的某些实施例提供的优点是，与已知的系统相比，该系统可以利用更小的熔化罐来获得连续生产过程所需的熔融的玻璃或陶瓷量。
56.本发明的某些实施例提供的优点是，提供了一种用于在玻璃或陶瓷材料的生产期间熔化材料的改进方法。
57.本发明的某些实施例提供的优点是，该方法比已知方法更节能。
58.为了避免疑问，本文所描述的任何特征同等地适用于本发明的任何方面。在本技术的范围内，明显地可设想，在前述段落、权利要求和/或下面的描述或附图，且特别是在其各个特征中阐述的各方面、实施例、示例以及替代方案可以独立地或以任何组合采用。结合本发明的一个方面或实施例描述的特征适用于所有方面或实施例，除非这样的特征不兼容。
59.现在将仅通过示例的方式参考附图描述本发明的实施例，在附图中：
60.图1a和图1b分别示出了加热元件的透视图和平面图；
61.图1c示出了图1a和图1b的加热元件的长形条状件；
62.图2a和图2b示出了包括图1a和图1b的加热元件的系统的分别沿着熔化罐的宽度和长度截取的截面图；
63.图2c示出了图2a和图2b的系统的平面图；以及
64.图3示出了包括加热元件的另一个系统的截面图。
65.现在参考图1a和图1b，示出了用于在系统中使用的加热元件100，该系统用于在玻璃或陶瓷材料的生产期间熔化材料。加热元件100包括被配置为耦合到熔化罐的内部的第一侧面的第一耦合构件102和被配置为耦合到熔化罐的内部的第二侧面的第二耦合构件104。
66.加热元件100还包括在第一耦合构件102和第二耦合构件104之间延伸的至少一个长形条状件。在所示的示例中，加热元件100包括四个长形条状件1061‑
1064。
67.如本文所使用的，术语“长形条状件”中的术语“条状件”指的是具有两个表面的构件，这些表面基本上是平行的并且通过条状件的厚度而分开。每个表面具有的尺寸(例如，表面具有长度和宽度)与条状件的厚度(即，条状件的厚度尺寸基本上正交于条状件的加热表面的尺寸)相比相对较大。关于本文描述的条状件，“表面”是被配置为从其辐射热量的加热表面。
68.如本文所使用的，术语“长形条状件”中的术语“长形”表示条状件的尺寸(例如，条状件的长度)相对于条状件的另一尺寸(例如，条状件的宽度/条状件的加热表面的宽度)是伸长的。如下所述，伸长尺寸是在第一耦合构件和第二耦合构件102之间延伸的长形条状件的长度，其可以对应于或可以不对应于长形条状件的加热表面的长度。
69.在所示的示例中，每个长形条状件1061‑
1064在其在第一耦合构件102和第二耦合构件104之间延伸通过的方向上是伸长的。也就是说，每个长形条状件1061‑
1064具有在第一耦合构件102和第二耦合构件104之间延伸的长形轴线(如图1c中的轴线a所示)。每个长形条状件1061‑
1064沿长形轴线的长度相对于长形条状件的其他尺寸是伸长的。
70.在一些示例中，每个长形条状件1061‑
1064可以是直的，使得每个长形条状件1061‑
1064(以及因此其加热表面)遵循长形轴线。换句话说，加热表面的长度和长形条状件的长度可以相等。然而，在其他示例(例如所示的那些示例)中，每个长形条状件的加热表面可能不直接对应于长形条状件的伸长尺寸(例如，加热表面是波纹状的)。在这些示例中，长形条状件从第一耦合构件102延伸到第二耦合构件104所采用的路径是非线性的，因此不直接遵循长形条状件的长形轴线(如下面关于长形条状件的波纹形状所进一步描述的)。以这种方式，每个条状件的伸长长度不同于其加热表面的长度。
71.在所示的示例中，加热元件100内的长形条状件1061‑
1064的长形轴线基本上是平行的。这些长形轴线(和这些条状件)是分开的，其中每个加热元件中的长形条状件的长形轴线是共面的。
72.长形条状件1061‑
1064与第一耦合构件102和第二耦合构件104是一体的。也就是说，长形条状件1061‑
1064与第一耦合构件102和第二耦合构件104形成单个整体部件，这与例如通过夹具耦合在一起的部件集合形成对比。
73.在使用中，加热元件100在相应的系统内执行加热操作，该相应的系统用于在玻璃或陶瓷材料的生产期间熔化材料。为了执行加热操作，横跨加热元件100(即在第一耦合构件102和第二耦合构件104之间)施加电势差，以在其间引起电流的流动。在第一耦合构件102和第二耦合构件104之间流动时，电流沿着长形条状件1061‑
1064流动。
74.加热元件由导电材料(例如钼或铱)制成。当电流流过加热元件时，加热元件(特别是长形条状件)的电阻导致产生热量(即焦耳加热)，从而将热量辐射到位于熔化罐的内部的材料。辐射的热量使材料熔化。
75.已经发现，以红外(ir)或近红外(near
‑
ir)辐射的形式辐射到位于熔化罐的内部的材料的热量在加热材料方面特别有效。红外或近红外辐射容易穿过熔融的产品(例如熔融的玻璃)。这允许将热能传递到位于熔融的玻璃上方的材料(例如玻璃配合料)，从而减少了对传导和对流的依赖。这转而减少了在生产过程中熔化足够量的玻璃时对具有大表面积的浅熔化罐的需要。由于可以使用更浅的罐，所以该罐具有更小的表面积，热量损失减少，导致更高效的生产过程。
76.如本文所使用的红外辐射(包括近红外辐射)，其被定义为具有基本上从700nm到1mm的波长和基本上从300ghz到430thz的频率的电磁辐射。特别是近红外，其大致被认为具有700nm到2500nm(或者更适当的是780nm到2500nm)的波长。从这里开始，“红外”指的是红外频率和近红外频率。
77.与其他形状(例如，圆柱形杆状电极/加热元件，由于所提供的强度，其典型地用于已知的系统中)相比，在加热元件中使用长形条状件提供了增加的表面积。这种增加的表面积允许增加红外辐射的输出。换句话说，每个长形条状件的加热表面提供增加的加热/辐射表面，从该表面发射红外辐射。
78.使用整体加热元件100(即，可以电耦合到系统的其他部分的单个整体部件)有助于减小加热元件100内不同区域之间的差异电阻。以这种方式，加热元件100比已知系统更不容易烧坏。
79.在实施例中，加热元件100通过由单块/单片材料生产而是一体的。例如，可以通过水刀切割或机械切割来生产加热元件100。也就是说，水刀或切割工具用于从单块材料中切割加热元件。在这种示例中，条状件是从该块中切割的，使得每个条状件的宽度基本上等于从中切割条状件的该块的厚度
80.这种精确的制造技术确保加热元件100的几何形状适当地均匀(即在适当的公差内)，以有助于减小整个加热元件100的差异电阻。例如，当以这种方式生产时，每个长形条状件1061‑
1064的厚度可以在其长度上保持相对恒定(例如在 /
‑
0.5mm的公差内)。例如，水刀切割可允许实现 /
‑
0.1mm的公差。
81.水刀切割的使用是特别有利的，因为加热元件可以被相对快速地生产(例如，与用机器制造这种整体加热元件所花费的时间相比)。
82.在所示的示例中，长形条状件1061‑
1064每个都遵循第一耦合构件102和第二耦合构件104之间的非线性路径。具体地，在该示例中，长形条状件1061‑
1064是波纹状的。
83.换句话说，长形条状件1061‑
1064包括一系列波峰和波谷。应当理解，波峰和波谷是以相对术语定义的。也就是说，对于加热元件内的长形条状件1061‑
1064，波峰面向第一方向(例如，熔化罐的内部的一个壁)，而波谷面向相对的方向(例如，熔化罐的内部的另一个相对的壁)。在所示的示例中，第一方向和第二方向基本上垂直于长形条状件的长形轴线。
84.在所示的示例中，波纹的轮廓是弯曲的。也就是说，波纹遵循弯曲的路径。在该示例中，每个长形条状件1061‑
1064遵循的非线性路径基本上是正弦曲线(以相应长形条状件1061‑
1064的长形轴线为中心)。在其他实施例中，波纹可以由多个直的部分(其被布置成使得相邻的直的部分相对于彼此成角度)形成。换句话说，每个长形条状件遵循的非线性路径可以是以长形轴线为中心的之字形(zigzag)。
85.长形条状件1061‑
1064的波纹形形状提供了的优点是，每个长形条状件的加热表面
的长度增加(也就是说，每个长形条状件的加热表面的长度增加到超过第一耦合构件102和第二耦合构件104之间的距离)。这增加了长形条状件1061‑
1064的加热表面的表面积，从而导致增加的红外输出。此外，长度的增加也增加了每个长形条状件的电阻。因此，也增加了将加热元件加热到期望的温度所施加的电压。将加热元件配置为在更高的施加电压下操作允许加热元件的更大程度的可控性(也就是说，加热元件的热量输出对施加电压的轻微偏差不太敏感)。
86.在一些示例中，相邻长形条状件的波纹沿着它们的长形轴线发生偏离。也就是说，第一长形条状件的波峰不与相邻长形条状件的波峰对齐(与其偏离)(并且以相同的方式，第一长形条状件的波谷不与相邻长形条状件的波谷对齐，即发生偏离)。换句话说，尽管相邻长形条状件的长形轴线基本上是平行的，但是第一长形条状件遵循的路径与相邻长形条状件的长形轴线遵循的路径是不平行的。
87.通过提供不遵循平行路径的长形条状件(即，通过使相邻长形条状件的波纹发生偏离)，加热元件在其变热时生成的磁场不如具有平行部件的加热元件生成的磁场强，因此消除了加热元件的变形。这还可以使得能够在单个加热元件中使用更多数量的长形条状件(即，可以将条状件设置得更靠近在一起，而不会在条状件之间产生过大的磁场)。
88.在所示的示例中，相邻长形条状件的波纹具有相同的频率(即，每单位长度的波峰和波谷的数量相同)。波纹沿着它们的长形轴线发生偏离，使得第一长形条状件的波峰与相邻长形条状件的波谷对齐(并且反之亦然)。然而，在其他示例中，波纹可以偏离与所示的量不同的量。
89.现在参考图2a、图2b和图2c，示出了用于在玻璃或陶瓷材料的生产期间熔化材料的系统。
90.该系统包括熔化罐200。熔化罐200可以是任何已知的熔化罐。例如，熔化罐可以包括衬有如本领域已知的硅镁石隔热块的锆石耐火砖结构。
91.熔化罐具有内部202。内部202被配置为接收待熔化的材料。例如，内部可以接收玻璃“配合料”(玻璃组成成分的混合物)或玻璃颗粒。待熔化的材料可以被以任何合适的方式接收在熔化罐的内部。例如，材料可以从料斗或类似装置从熔化罐上方馈送到熔化罐的内部。根据熔化罐的生产用料，可以连续或以一个或更多个离散量的方式馈送材料。
92.内部202具有底座204(即内部底座)。尽管图中未示出，但是底座朝向出口(未示出)向下倾斜，以帮助熔融的产品朝向出口流动。然而，在其他示例中，底座可以水平延伸(即没有斜坡)。内部由多个侧面封闭。在这种情况下，熔化罐的轮廓是矩形的，因此具有两个长的侧面206和两个短的侧面208，长的侧面206限定罐的长度，短的侧面208限定罐的宽度(罐的宽度比罐的长度短)。出口典型地位于侧面208(其限定了罐的宽度)中，即，底座沿着罐的长度倾斜。在其他示例中，出口可以位于其他地方(例如，在限定罐的长度的侧面206中)。
93.该系统还包括至少一个加热元件100(根据任何先前描述的示例以及其任何描述的变型)。在图2a、图2b和图2c所示的示例中，该系统包括加热元件阵列(包括三个加热元件1001‑
1003)。应当理解，根据许多因素(例如，罐的内部的尺寸和/或所需的热量输出，其本身可能取决于待熔化的材料，例如所需输出的熔化产品)，该系统可以具有任何数量的加热元件。
94.如图2c所示，每个加热元件1001‑
1003的第一耦合构件102耦合到熔化罐的内部的第一侧面，而每个加热元件1001‑
1003的第二耦合构件104耦合到熔化罐的内部的相对的第二侧面。在这个示例中，第一侧面和第二侧面横跨熔化罐的内部的宽度(即较短的尺寸)是相对的。以这种方式，加热元件在自重下比在加热元件横跨熔化罐的较长尺寸延伸的情况下更不容易变形。
95.在这个示例中，加热元件基本上水平地布置在熔化罐的内部。换句话说，每个加热元件被布置成使得每个加热元件的平面(包括其中的长形条状件的长形轴线)基本上水平地布置在熔化罐的内部。
96.换句话说，加热元件被布置在熔化罐的内部，使得每个加热元件内的长形条状件的宽度基本上垂直地布置，并且波纹的波峰/波谷面向限定罐的宽度的侧面206、208。
97.在替代实施例中，元件可以平行于熔化罐的内部的底座布置。换句话说，每个加热元件的包括所述平面的长形轴线的平面被布置成基本上平行于熔化罐的内部的底座。在这种情况下，每个元件内的长形条状件仍然基本上水平地横跨熔化罐的内部的宽度延伸。
98.在所示的示例中，加热元件是共面的。也就是说，每个加热元件的平面是一致的。然而，在替代实施例中，可以以其他方式布置加热元件。例如，至少一个加热元件可以定位在偏离其他加热元件的平面内(例如，可以有两个加热元件，一个加热元件平行于另一个加热元件，并且从该另一个加热元件垂直地偏离)。
99.加热元件1001‑
1003位于靠近(即，接近或邻近)熔化罐的内部的底座的位置。例如，加热元件可以位于离罐的底座从基本上10mm至100mm的位置。熔融的玻璃预计向下流过加热元件，其中排放口(drain)低于罐内的该元件。为了避免罐的底座处过热，大致存在放置加热元件的最佳位置。例如，最佳位置可以在离罐的底座50mm到70mm之间(更适当的是离罐的底座60mm)的位置。
100.加热元件可以以任何合适的方式耦合到罐。例如，加热元件可以通过罐的砖/块的作用保持就位。也就是说，加热元件可以内置在罐中，使得它们不能被移除或单独插入。
101.在图2c所示的示例中，加热元件1001‑
1003以这样的方式(即，每个加热元件的第一耦合构件102和第二耦合构件104暴露在熔化罐的内部)耦合到熔化罐200。已经发现，罐的内部的靠近壁的区域是加热元件/电极最可能氧化或腐蚀的区域。通过以这种方式定位加热元件，降低了长形条状件的氧化/腐蚀风险。然而，在替代示例中，加热元件1001‑
1003可以耦合到熔化罐200，使得只有长形条状件暴露在熔化罐的内部或者涂覆有抗腐蚀/抗氧化材料(诸如例如铂或铱)。
102.在一些示例中，该系统包括用于控制加热元件1001‑
1003的第一耦合构件和第二耦合构件之间的电流流动的控制系统。控制系统通过控制第一耦合构件和第二耦合构件之间的电势差来控制第一耦合构件和第二耦合构件之间的电流流动。
103.加热元件可以以任何合适的方式耦合到控制系统。例如，电缆可以将加热元件连接到控制系统。电缆可以被栓接到加热元件。电缆可以是水冷的。
104.控制系统耦合到电源(例如415伏电源)。电源还包括变压器，该变压器被配置为将从电源供应的电压转换为如由控制系统确定的所需电平。
105.控制系统可以包括用户界面，该用户界面允许用户在操作之前/期间向控制系统提供指令。在其他实施例中(或另外地)，控制系统可以根据预编程指令进行操作。
106.例如，系统最初可以手动控制。手动控制可以继续，直到被监控的参数变得相对恒定，此时控制系统的控制可以移交给计算机，该计算机根据预编程指令进行操作。
107.在一些示例中，加热元件被独立控制。也就是说，可以独立地控制和改变流过每个加热元件的电流。独立控制可以通过单个控制系统来实现，该单个控制系统可以独立地操作每个加热元件，或者独立控制可以通过每个加热元件的独立控制系统来实现。加热元件的独立控制允许在罐内的不同位置的热量输出(即发射的红外辐射)发生改变。例如，流过每个加热元件的电流以及由此从每个加热元件输出的热量可以对应于其离熔化罐的出口的相对距离。例如，根据需要，离出口较远的加热元件相对于更靠近出口的那些加热元件可以具有更高的热量输出。这允许对熔化罐内熔融的产品的温度梯度进行更好的控制。
108.如前所述，上述构造允许具有减小的表面积(与已知系统相比)的罐用于在连续生产过程中提供熔融的产品。例如，熔化罐的内部可以具有从400mm到600mm的宽度。熔化罐的内部可以具有700mm或更长的长度。也就是说，可以通过将熔化罐的长度增加到任何所需的值来按比例扩大上述概念。
109.加热元件可以具有从200mm到400mm的宽度，其中该宽度取决于加热元件中存在的长形条状件的数量和长形条状件之间的间距。
110.例如，每个加热元件的长形条状件具有的厚度可以在2mm到4mm之间。每个加热元件的长形条状件具有的宽度(对应于加热元件的高度)可以在10mm到30mm之间(适当的是16mm)。
111.对于如上所述的熔化罐和加热元件布置，单独控制的加热元件的端部之间施加的电势差基本上为从1.5v到3v。在生产1kg/分钟
‑
4kg/分钟的连续熔融的玻璃流时，如上所述的罐(具有三个加热元件)的最终功耗典型地为从40kw到100kw。
112.在实施例中，两个或更多个加热元件可以电耦合。在电耦合加热元件时，加热元件可以串联操作。也就是说，第一加热元件的耦合构件电耦合到第二加热元件的耦合构件，并且在耦合的加热元件的未耦合的端部之间施加电势差。在串联操作加热元件时，电阻增加(即大约增加一倍)，使得需要增加施加的电压(即大约增加一倍)。需要增加电压以实现期望的加热效果为用户提供了更好的可控性(即，系统对电压波动不太敏感)。
113.耦合的加热元件可以是以共面布置进行布置的那些加热元件。例如，图2c的两个或更多个加热元件可以电耦合。在另一种变型中，可以将布置在单独平面中的加热元件进行耦合。
114.例如，图3示出了图2a至图2c的系统的变型。在该示例中，系统包括在第一平面中共面的加热元件1001‑
1003(以与图2a至图2c的系统相同的方式共面)。
115.此外，该系统包括偏离该公共平面的另外的至少一个加热元件(在该示例中为另外的三个加热元件1004‑
1006)。在该示例中，另外的加热元件1004‑
1006在第二平面中是共面的，其中第二平面平行于第一平面，但偏离第一平面。第二平面在垂直方向上偏离第一平面。
116.在该示例中，位于第一平面中的加热元件与位于第二平面中的相应的加热元件电耦合。也就是说，位于第一平面中的加热元件与第二平面中的相应的加热元件串联操作。
117.可以以上述方式独立控制每组电耦合的加热元件。
118.可以以任何合适的方式布置偏离平面。例如，加热元件1004‑
1006中的每个加热元
件可以位于相应的加热元件1001‑
1003的正上方。在替代实施例中(根据所示的示例，加热元件1004‑
1006可以在基本上水平的方向上偏离加热元件1001‑
1003。
119.对上面描述的详细的布置进行各种修改是可能的。例如，应当理解的是，尽管所描述的示例仅涉及材料的熔化以生产熔融的玻璃，但是上述装置还可以用于陶瓷材料生产中的材料熔化。
120.尽管上述加热元件示例(即，其中具有相同频率的相邻长形条状件的波纹被偏离)在减小相邻长形条状件之间的磁引力方面特别有利，但是应当理解，因使相邻长形条状件平行而得到的任何变型都将有助于帮助减小磁引力。例如，相邻条状件的波纹可以偏离任何量和/或相邻条状件的波纹频率可以不同。
121.在实施例中，加热元件至少部分地被涂覆。例如，加热元件可以至少部分地涂覆有防止氧化的材料。可以使用任何合适的涂层材料(例如铱涂层或铂涂层)。涂层对于钼加热元件特别有利，因为钼加热元件可能容易氧化，从而导致加热元件退化。
122.涂层可以覆盖加热元件的整体或加热元件的暴露在罐的内部的至少一部分。如前所述，靠近熔化罐的内壁的加热元件可能最容易发生氧化/腐蚀。因此，加热元件可以仅在靠近熔化罐的内壁的区域中进行涂覆。在这种情况下，可能只有第一耦合构件和第二耦合构件(或其一部分)被涂覆，或者长形条状件的一部分被涂覆。
123.例如，加热元件的每一端部处的涂覆区域可以从熔化罐的内壁延伸穿过熔化罐的内部的宽度的5％到30％(适当的是，熔化罐的内部的宽度的10％到20％)。
124.应当理解，每个加热元件内的长形条状件可以以任何合适的方式进行定向。类似地，加热元件可以以任何合适的方式进行定向。可以使用罐内加热元件的任何合适的布置。
125.本领域的技术人员还应理解的是，前述特征和/或附图中所示的那些特征的任何数量的组合提供了优于现有技术的明显优点，并且因此处于本文所描述的本发明的范围内。
126.示意图不一定是按比例绘制的，并且是出于说明而非限制的目的而呈现的。附图描绘了本公开中描述的一个或更多个方面。然而，应当理解，附图中未描绘的其他方面也落入本公开的范围内。