用于加热熔体的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体上设及烙融设备。本发明特别是设及对导电烙体进行感应式加热的烙 融设备。
【背景技术】
[0002] 由DE199 39 778C2已知用于烙化和/或提纯无机化合物的装置，运种装置通过 将高频能量输入到相蜗中来进行加热。在此，高频装置包括高频振荡回路W及振荡器，高频 振荡回路具有缠绕相蜗的感应线圈。此外设置有第二振荡器，该第二振荡器能够与感应线 圈一起接通。由此实现了即使在振荡器发生故障的情况下也确保设备的连续运转。振荡器 为自激励式设计。
[0003] 为了生成大功率的高频电流，目前通常仍然使用电子管。但是电子管发生器具有 由原理导致的缺陷。在高频电子管中产生大量的热量损耗。该损耗造成通常小于65%的总 效率。在期望的例如1000 KW的HF功率情况下，因此需要从电网获取1550KW。另外，对于电 子管来说需要晶闽管控制的功率控制装置。运种功率控制装置具有与负荷相关联的无功功 率需求。运导致成本提高的、高要求的无功功率补偿。对于将来的另一个缺陷在于新电子 管和替换电子管的可供使用性不明确。
【发明内容】
[0004] 因此本发明的目的在于，提出一种在效率和无功功率方面改进的、用于借助高频 电磁场加热烙体的装置。该目的通过独立权利要求的主题来实现。本发明的有利设计和扩 展方案在相应的从属权利要求中给出。 阳〇化]根据本发明，为此设置一种用于加热烙体的装置，其中，该用于加热烙体的装置包 括：
[0006] -用于容纳烙体的相蜗，W及
[0007] -用于生成高频电磁场的装置。
[0008] 该用于生成高频电磁场的装置具有：
[0009] -用于生成高频电流的装置，W及
[0010] -连接在用于生成高频电流的装置上的感应线圈，该线圈设置成使得由被高频电 流流经的感应线圈生成的高频场穿过相蜗。
[0011] 用于生成高频电流的装置包括：
[0012] -用于将电网交流电压转换成直流电压的整流器装置，W及 阳〇1引-高频变换器，化及
[0014] -电容器装置，化及
[0015] -用于连接感应线圈的两个端口。
[0016] 在此，高频变换器具有至少一个带有能够控制的半导体开关元件的开关装置，从 而通过半导体开关元件的开关能够生成交流电流。电容器装置与其中一个端口连接，从而 通过连接感应线圈形成具有感应线圈和电容器装置的串联振荡回路。
[0017]不同于本发明地，对于W前的HF加热的相蜗来说，形成具有电容器和感应线圈的 并联振荡回路。如DE 199 39 778 Al中所述，运例如实现了在一个感应线圈上有多个发生 器在并行地工作，并且在可能情况下能够单独地接通和断开运些发生器。然而设备的阻抗 在谐振激励情况下（=谐振阻抗）最大。但是，负荷的高阻抗不利于借助半导体开关元件 变频。相比之下，在如根据本发明设置的串联振荡回路中，在谐振情况下，在理想的、即无阻 抗的电流回路中存在短路连接。但是在实际情况下，该短路因电流回路的阻抗而受限。在 此，不仅导线本身的欧姆电阻，还主要有烙体的欧姆电阻，对于通过感应线圈在烙体中生成 的感应电流来说都起决定作用。将感应线圈设置在串联振荡回路中，由于仅通过欧姆电阻 限制的短路，运导致了避免在半导体开关元件上的高电压，W及使半导体开关元件有利地 作为电流控制元件来工作。
[0018]根据本发明的装置因此特别可W运样工作，即，串联振荡回路W谐振的方式受到 激励。
[0019]因此，本发明也规定了一种用于加热烙体的方法，其中，
[0020] -在相蜗中形成或填充烙体，并且其中，
[0021] -利用一个装置来生成高频电磁场，其中，用于生成高频电磁场的该装置
[0022] -包括用来生成高频电流的装置，并且
[0023]-借助连接在用于生成高频电流的装置上并且被高频电流流经的感应线圈，产生 高频场，该高频场穿过相蜗，从而在存在于相蜗中的导电烙体内产生感应电流，该感应电流 通过烙体的欧姆电阻转变成热量，并且由此加热烙体。如所述的，用于生成高频电流的装置 包括用于将电网交流电压转换成直流电压的整流器装置、W及高频变换器和电容器装置。 感应线圈连接在用于生成高频电流的装置的两个端口上，其中，该电容器装置与其中一个 端口连接，从而通过连接感应线圈形成了具有感应线圈和电容器装置的串联振荡回路。为 了加热烙体，现在W-定频率产生高频电流，在该频率情况下，串联振荡回路W谐振的方式 振荡。
[0024]谐振方式的振荡并非仅仅指精确地W谐振频率进行振荡。确切地说，也可WW在 振荡回路的谐振曲线的半值宽度内的频率进行谐振激励。
【附图说明】
[0025]接下来根据附图W及通过实施例详细描述本发明。在附图中：
[0026] 图1示意性地示出了用于加热烙体的装置的组件，
[0027] 图2示出了用于生成高频电磁场的装置的方块图，该高频电磁场用于加热烙体， 阳02引图3示出了根据图2的装置的示意性线路图，
[0029] 图4示出了作为时间函数的电流脉冲图，
[0030] 图5示出了感应电流和开关装置电流脉冲随时间变化的曲线图，W及
[0031]图6和图7示出了用于加热烙体的、具有多个开关装置的装置配置。
【具体实施方式】 阳03引图1示出了用于加热烙体10的装置1 (Vorrich化ng)，该装置例如也可W根据本发 明进行扩展。装置I包括相蜗2,烙融物容纳在该相蜗内。为了加热烙体10,设有感应线圈 3,对该感应线圈输送高频电流。如果烙体导电，那么由感应线圈3发出的高频电磁场在烙 体10中导致感应电流。随后由于烙体10的欧姆电阻使得感应电流转化为热量。
[0033] 优选装置1为了本发明的目的用于玻璃烙体的加热。在此，装置1不仅能够用于 玻璃烙体的烙融，也能够用于玻璃烙体的提纯。此外，根据本发明的一个实施方式，相蜗2 设计成所谓的凝壳相蜗（Skulltiegel)。在凝壳相蜗的情况下，当加热烙体10期间，同时冷 却相蜗2的壁，从而在该壁上形成由凝固的烙体材料构成的层。由此，烙体不接触异物，如 特别是壁材料。运允许烙融和/或提纯特别纯净的玻璃。
[0034] 如图1中所示，感应线圈3优选围绕相蜗2。但是也可W考虑其他的构造，例如具 有本身集成在相蜗中的感应线圈。
[0035] 为了对感应线圈3提供高频电流，设有用于生成高频电流的装置 5巧inrich化ng)，感应线圈3连接在该装置上。感应线圈3与该装置5 -起形成用于生成 高频电磁场的装置6。
[0036] 为了烙融玻璃和其他无机材料，通常需要非常高的加热功率。在此，为了排出损耗 功率，优选设置流体冷却装置，优选水冷却装置，通过该冷却装置来冷却装置5和/或感应 线圈3。流体冷却装置也优选用于冷却相蜗2。在此，在图1所示的实施例中设置冷却水管 道7,该冷却水管道既为相蜗2又为感应线圈3和用于生成高频电流的装置5供应冷却水。
[0037] 图2示出了用于生成高频电磁场的装置6的一个实施例的方块图。
[0038] 总体上并且不局限于图1和2所示的具体实施例，本发明设有用于加热烙体10的 装置1，该装置包括：
[0039] -例如如图1中所示的用于容纳烙体10的相蜗2,W及 W40]-用于生成高频电磁场的装置6,其中用于生成高频电磁场的该装置6包括：
[0041] -用于生成高频电流的装置5,和
[0042]-连接在用于生成高频电流的装置5上的感应线圈3,该感应线圈设置成从而由被 高频电流流过的感应线圈3生成的高频场穿过相蜗2。
[0043] 用于生成高频电流的装置5例如如图2所示包括：
[0044] -用于将电网交流电压转换成直流电压的整流器装置12,W及
[0045] -高频变换器14、
[0046] -电容器装置16、和
[0047]-两个用于连接感应线圈3的端口 18、19。
[0048] 高频变换器14具有包含可控半导体电路元件的开关装置，从而通过开关半导体 电路元件能够生成交流电流，并且其中，电容器装置16与端口 18、19之一相连，从而通过连 接感应线圈3形成具有感应线圈3和电容器装置16的串联振荡回路20。 W例为此，图3对图2补充地示出了具有开关装置140的装置6的线路图实施例，该线 路图例如能够用于根据本发明扩展的、用来加热烙体的、根据图1的装置1。
[0050] 根据本发明的一个优选的实施方式，对于具有开关装置140的高频变换器的输入 直流电压在300V至1OOOV的范围内，优选在400V和600V之间。通常，在S相电流整流中， 整流器装置的输出电压达到约550V，该输出电压于是也形成高频变换器14的开关装置140 的输入电压。
[0051] 另外，在图2和图3所示的实施例中，根据本发明的一个优选的扩展方案，高频 变换器14还包括连接在开关装置140上的隔离变压器灯renntransformator，安全变压 器）142,从而在初级侧对隔离变压器142供给开关装置140的交流电，并且输出端18、19设 置在隔离变压器142的次级电流回路中。由于输出端18、19设置在次级电流回路中，也使 得通过电容器装置16和感应线圈3形成的串联振荡回路20设置在次级电流回路中，和/ 或，隔离变压器142形成串联振荡回路20的电源。
[0052] 根据本发明的另外一个扩展方案，隔离变压器142可W设有固定的变比。W运种 方式实现简单且可靠的构造。变化的变比也是可行的。运特别是允许在第一次起动之前或 者第一次起动时选择特定的变比，W该变比测试所述装置W及在可