JPH0449491B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はガラスの溶融技術に関し、特に溶融
ガラス体内での溶融に必要なエネルギーを発生さ
せるために溶融ガラスの伝導性が利用されるガラ
スの溶融技術に関するものである。

より正確にいえば、この発明は溶融フアーネス
の炉床上に垂直に配列されている電極によつて電
流が溶融ガラスの浴内に導入されるようにした電
気的溶融技術に関するものである。

電気的エネルギは、ガラスの溶融または精製に
関係する技術において極めて多様な目的のために
用いられている。多くの場合、この利用は相当に
限定されたものである。このことは、例えば、あ
る種の対流的な流れを有利にするため、または気
泡を除去するため、若しくは極めて大きい浴内の
温度の均質性を改善するための溶融ガラスの浴の
局部的な加熱に関係している。

これらの極めて特殊な場合を越えて、適切な溶
融のための電気的エネルギの利用は、溶融がバー
ナによつて行われる、より古い技術に対してしば
しば有用なものにされていた。このことは、生産
能力が増大されているときに、より重大なことで
ある。

かくして、制御することの困難な多くのフアク
タにも拘らず、バーナによるフアーネスについて
の経験から、生産量に関する限り、満足すべき作
業条件が達成されることが許容された。

電気的溶融技術の達成で、このフアーネス加熱
の新しい方法の特性がえられる利点が許容されな
いとしても、本質的には、これらの条件を再生さ
せようという試みがなされた。

バーナによつて加熱される大容量のフアーネス
は、一般的には、長くて浅いものである。出発材
料の充填物はフアーネスの一方端から導入され、
溶融ガラスは他方端から取出される。浴の上の充
填物の厚みは、溶融の過程において変動するが、
平均すれば比較的小さいものである。その温度
は、ゾーン間で極めてばらつきがある。即ち、炉
床の近傍および充填物が導入される端部に向かつ
ては低温であり、また、その表面および他方端に
おいて高温である。

電気的溶融の選択で、これらの条件は相当に修
正される。これらの条件は、諸種の態様で、バー
ナの使用およびこれらが課する熱交換モードに密
接に関係している。

垂直な電極を備えた電気的溶融フアーネスのあ
る種の態様においては、出発材料の充填物はその
表面における水平変位なしに溶融ガラスの浴中に
入れられて、その全表面は充填物によつてカバー
することができる。この場合、全表面が浴と浮遊
充填物との間の交換に有効に関与されているもの
とすれば、電気的フアーネスの面積は、バーナに
よつて加熱される同容量のフアーネスに比べて、
相当に減少される。

この発明は、表面が出発材料の充填物によつて
カバーされている形式のフアーネスに関するもの
である。この形式のフアーネスは、また、“冷ア
ーチ・フアーネス”としても知られている。

この形式のフアーネスから最高の可能性をある
産出を達成させるためには、特に重要なフアクタ
は溶融浴の全体にわたつて一様に分布されたエネ
ルギの入力を得ることであるこが、発明者に対し
て明らかにされた。この発明の目的のひとつは、
この分布を改良することにあり、同じ生産率のた
めに、特にフアーネスの寸法の減少を許容し、耐
火性材料の節減を達成し、また、熱損失の減少お
よび生産コストの低減を許容することにある。

浴を一様に加熱する必要性が先行技術の文献に
表わされているとしても、それは加熱が行われる
極めて特別な条件の下位に留められている。

オーブンの炉床上の電極の配列は、ある場合に
は反対であるような諸種の条件を考えに入れるべ
きである。かくして、溶融ガラスの伝導性で、電
極の表面において実際に受入れられる電流密度が
えられるのに必要な電力のための電極間の最小距
離が規定される。電極をより近接させることは、
抵抗の減少および所与の電圧のための電流密度の
増大と等価である。この理由のため、炉床の所与
の面積上で配設することのできる電極（または電
極グループ）の数は、熱源の態様で動作する浴の
ゾーンに対する良好な分散の損失になるとしても
制限される。

同様にして、３相電流を利用することが産業上
で経済的であるときは、実際には、位相を平衡さ
せるための探究で、３角形または６角形の電極配
列になるように思われるが、これは方形フアーネ
スにおける一様な配列とは殆ど両立しない。

この発明は下記の電気的溶融技術に関するもの
である。即ち、炉床上で電極が該炉床の全表面に
わたつて規則正しく配列され、該電極は３個の等
距離にある電極の２個の列を含む少なくとも１個
の順序づけられた組立体内にあり、これら３個の
電極の各々はＲ，Ｓ，Ｔで指示される３位相で給
電され、２個の列における電極の位相順序は
（Ｒ，Ｓ，ＴおよびＴ，Ｓ，Ｒ）と反転されて、
２個の中心電極は同位相にあり、外側の電極は別
異の位相にあるようにされて、同一列内の２個の
電極間の距離は２個の列間の距離に等しいように
されているフアーネスを使用する３相電流による
電気的溶融技術。

好適な実施例においては、電極は３個の電極の
偶数列にされて順序づけられた組立体（Ｒ，Ｓ，
Ｔ；Ｔ，Ｓ，Ｒ）を形成し、該組立体の配列は２
個の隣接する組立体の２個の列の中の電極は同じ
順序（Ｒ，Ｓ，Ｔ；Ｒ，Ｓ，Ｔ）であるようにさ
れている。

この発明によるフアーネスに３列の電極が含ま
れているときには、隣接する列の電極の位相の順
序は、Ｒ，Ｓ，Ｔ；Ｔ，Ｓ，Ｒ；Ｒ，Ｓ，Ｔであ
る。

３より多い奇数列のためには、好適な配列は付
加的な１個の中心列を有する偶数の組立体であつ
て、その位相の順序は２個の隣接する列に関して
反転されている。

好ましくは、この発明によるフアーネスにおい
ては、２個の隣接して順序づけられた列の間の距
離は同一組立体の列の間の距離に等しい。

前述された配列は、電極列が期待される生産能
力で必要とされる数であるようなフアーネスの構
成に対応している。先に示された理由のために、
使用されるフアーネスはその幅に比べてその長さ
をはるかに大きくはさせないことが好ましい。そ
の生産を極めて高くするためには、並べて配設さ
れる列の数を余り増加させないことと、３個の電
極の新らしい組によつて列を伸長させることが好
ましく思われる。

この場合、位相の平衡を維持するためには、電
極の位相の順序が３個の電極の各組について
（Ｒ，Ｓ，Ｔ；Ｔ，Ｓ，Ｒ；Ｒ，Ｓ，Ｔ；……）
と反転されるように操作することにより、同一列
内での３個の電極の各組間での交換を制限するこ
とが好ましい。

特に有利な実施例においては、順序づけられた
組立体の数は１，２，４，６，８または９であ
る。より大きい数も期待されるけれども、考えら
れている処理条件の下では、それらは実際に使用
されたものをはるかに越えた生産能力に対応して
いる。

電極を前述された態様で配列することにより、
位相の平衡が極めて満足すべき態様で維持できる
ことが実現された。この平衡は95％またはそれ以
上にまで確実にすることが可能である。

先の説明とは別に、この発明は、また、フアー
ネスの面積を考えに入れて、電極が互いに比較的
近傍されているという事実によつて特徴づけられ
るものである。

こゝで考えられている距離ｄは、その間で電流
が通される電極を離す距離である。複雑な電極組
立体においては、最も近傍している電極の交換を
考えることだけが必要である。

距離についての考えは利用される電力のそれに
直結される。所与の利用可能な電圧のためには、
電力は、電極を離している距離に依存して、浴の
抵抗に反比例している。

各電極（または電極のグループ）によつて消散
される電力が浴全体にわたつて実質的に同じであ
る範囲で（これは前述された位相の平衡に関連し
ている）、各電極はこの浴の部分加熱を引起すと
考えることができる。ｓが浴の全表面の面積であ
るとき、この部分は面積ｓ／ｎをもつ浴の一部に
相当している。こゝに、ｎはフアーネス全体にお
ける電極（または電極のグループ）の数である。

一方で各電極によつて加熱されるフアーネス表
面の部分ができるだけ小さいものであり、他方で
交換電極間の距離ができるだけ大きいものである
ときには、エネルギ入力は、より均質のものにな
る。

これら２個の反対の傾向の結果を表わすため
に、nd²／ｓという表現を考えることが好都合で
ある。

この発明によれば（ｄはｍ単位、ｓはm²単位
で）、この値は0.4と1.4との間にあることが有利
であり、また、大容量のフアーネスのためには、
0.6と1.25との間であることが好ましい。

また、この発明の技法による電極配列の利点は
別異のパラメータを考えることによつても表わす
ことができるが、これらは全ての浴の均質性の改
良に至るものである。

かくして、実験的な検討により、ジエール効果
によつて消散されるエネルギは本質的に電極の近
傍に偏在することが示される。エネルギの4/5は、
簡略化した態様においては均質と考えられるよう
に、電極を包囲するゾーンで展開される。垂直は
円筒状の電極のためには、このゾーンは電極の直
径の３倍の直径をもつ円筒に近似的に対応してい
る。電極がより近傍にあるようにすると、全ての
割合は維持されて、これらの熱源はより大きい浴
の一部を占有すること、および、より小さい平均
的な熱的レベルで溶融が達成されることが考えら
れる。

これらの改良はその作業条件に反映されてい
る。

例えば、フアーネスの表面の単位面積当りの増
大した電力を使用するという事実により、先行技
術のフアーネスに比べて著るしく大きい表面の単
位面積当りの生産率が許容される。日産４×10³
Kg／m²の能力は容易に実現される。場合に応じ
て、その能力は更に増大されて、６×10³Kg／m²
を越えることができる。

このことに関して、表面の単位面積に対する生
産能力は、対比される作業条件、特に同じ作業温
度に対してのみ意味があることを強調することが
必要である。温度に関するこの発明の特色は、こ
れ以降、より詳細に示される。かくして、作業温
度の上昇で、一般的には、生産の増大が許容され
る。しかしながら、こらは多くの理由のために望
ましいことではない。これらの理由の中で、特に
重要なものは、フアーネスの耐火性要素および電
極の寿命である。より高温にされたフアーネス
は、その生産の総トン数で表わすとき、より低温
で動作されたものに比べて、その寿命が短いもの
になる。別異の理由は、作業温度の上昇と共に特
定のエネルギ消費が増大することである。

かくして、この発明によれば、小型で生産能力
の大きいフアーネスを構成することができる。

更に、この発明によるフアーネスにおいては、
大規模な作業が許容されることが注目される。か
くして、その大きい生産能力を利用することが有
利であるときには、これが必要な時に低出力でフ
アーネスを操作できることも有利である。この観
点から、この発明によるフアーネスは先行技術の
フアーネスから区別される。最大生産の1/6の減
産、またはそれ以上の減産は、なんの危険もなく
行うことができる。

この使用の柔軟性は少なくとも部分的には溶融
ガラス内部の熱源のより良い分布によるものであ
つて、この分布で、平均温度の如何に拘らず、全
局面での著るしい均質性がえられる。

浴内の温度差の減少で、実際には、最低の平均
温度を減少させることが許容され、かくして、充
填物の溶融速度を減少させ、フアーネスの生産率
を減少させる。

また、実際には、溶融浴から熱的な損失の減少
を許容するどのようなことでも、温度差の制限を
有利にし、その結果として低率の生産をさらに減
少させることができる。

かくして、溶融材料の体積を減少させることな
く充填物の厚みを増大させることは、この作業の
態様を有利なものにする。

より一般的な態様においては、全ての条件が別
異の点において等しいとき、特に、生産率が同じ
であり、ガラス化される材料の充填物が同じであ
るときには、浴の平均温度は、従来技術に比べて
数度ないし数十度も低下させることができる。

このことから、特定のエネルギの消費につれて
熱的な損失が減少することになる。この減少は８
％にも達するものであり、通常は４ないし５％で
ある。

この発明によるフアーネスの能力を更に改良す
るためには、別異の配列をとることも有利であ
る。

電極上の電流密度を制限するためには、これら
がガラスに対して相当に大きい接触面積を有する
ことが望ましい。後から認められるように、実際
的な理由によるそれらの直径と同様にそれらの長
さが制限されると、大きい強度のものが印加され
るべきであるときには、単一の電極をいくつかの
電極グループ（しばしば２または３）で置換する
ことが有利である。

単一の電極がこのようなグループで置換される
ときには、これらの電極間の距離は、好ましく
は、このグループを交換がなされる最も近傍のグ
ループから離す距離に比べて大きくないようにさ
れる。好ましくは、同一グループの電極のための
軸間隔はこれらの電極の直径の２倍以下でなく、
この直径の８倍以上ではなく、より好ましくは、
６倍以上ではない。

電極の表面における電流密度の減少は電極の表
面の温度の低下をもたらし、その結果としてガラ
スとの接触による浸食が減少される。同様にし
て、溶融ガラスに供給される同量のエネルギのた
めに、その温度は局部的に低下する。

炉床の耐火性材料に対する浸食の問題をさける
ために、各電極または電極グループは、好ましく
は、フアーネスの炉床から伸長する基台上で配列
される。かくして、電極の基部における局部的な
在来の動きを強調して炉床の耐火性材料上での衝
撃を生じさせることはさけられる。基台の耐火性
材料は、好ましくは、オーブンの炉床を形成する
ものに比べて浸食に対する抵抗力が大きいもので
ある。

電極の上端部が溶融ガラスの充填物の接触表面
から離れるにつれて、電極の垂直部における制限
的に増大される溶融はさけられる。この溶融は局
部的に上昇した温度によつて有利にされる。実
際、その対流的な動きは、隣接の浴と共に存在す
る温度傾度により、電極の長手に沿つて強くなつ
ている。電極の端部が充分に深く浸漬されている
とき、電極に沿つて形成されるガラスの上昇する
電流は、電極端部と溶融ガラスの境界との間の経
路部分にわたつて流れ、隣接するガラスの量は温
度差を減少させるのに充分であり、同時にこの電
流によつて直接的に隣り合う充填物の表面の面積
を増大させる。そして、電極の垂直部に配される
有利な溶融ゾーンは比較的大きいものである。反
対の場合には、即ち電極の端部が浴の境界および
充填物の層に近接しているときには、溶融は狭い
表面で迅速に生ずる。そして、クレータが充填物
の層において形成され、この層が厚くないときに
は、この層を貫通することになる。このようなメ
カニズムは有利なものではない。溶融における不
規則性と同様に、表面層を生成する絶縁は破壊さ
れ、その結果としてのエネルギー損失は著るし
い。

かくして、電極の端部は、全表面にわたる平均
的な温度に比べて高すぎない表面レベルでの対流
的な電流の温度のために、充分な距離をもつて好
都合に配設されている。

実際には、ガラスの境界表面および変成の過程
にあるガラス化される材料層から離れる電極端部
の距離は、少なくともガラスの高さの1/10である
ことが好都合である。勿論、溶融ガラスのレベル
は作業条件に依存して変動することができる。
（例えば、生産を増加させるためには、温度は上
昇され、オーブン内のガラスのレベルは低下され
る）。かくして、電極の長さを規定するための基
礎として最小のレベルを設けることが必要であ
る。

以下、添付図面を参照して、この発明がより詳
細に説明される。

第１ａ図および第１ｂ図には、バーナによつて
加熱される先行技術のフアーネスに適合される大
容量フアーネスの配列が示されている。

これらのフアーネスは、非常に伸長された形式
によつて特別に識別される。その溶融ベイスンの
長さは、通常、その幅の３倍よりも大きくされて
いる。

この構成は、全体としてその品質に対応する浴
の進行の促進のために選択されて、浸漬されてい
る出口１において抽出されたガラスが良好な同質
性のものであるようにされる。

この種のフアーネスにおいては、ガラス化され
る材料充填物の導入はフアーネスの一端に配設さ
れた開口部２によつてなされる。この充填物は溶
融浴３上に堆積されて層４が形成される。この層
の厚みは、それを形成する材料の進行的溶融の結
果として、入口の開口部から減少する。この層
は、狭い通路１が隣接して配されているフアーネ
スの端部にまで伸長される。これが浸漬されてい
るということにより、この端部に達した材料は、
溶融されることなく放出されることはない。

この形式のフアーネスのためには、電気的加熱
によつて、バーナを備えたフアーネスでえられた
ものと同様な状態が達成される。第１ａ図および
第１ｂ図で示されているデザインにおいては、電
極５，６はフアーネスの炉床７上で規則正しく配
列されている。フアーネスの各々の側に２対２で
配列されているこれらの電極は、例えば、単相の
電流が供給される。電極５，６の各対に対する供
給の制御は、考えているフアーネスの領域に依存
して温度状態を変化させるように、分離してなさ
れる。

一般的には、これらのフアーネスは大形のもの
であつて、エネルギ消費が著るしい。

第２図に示されているものは正方形の電気的溶
融フアーネスであり、これによると壁部を通す熱
的な損失が減少される。この形式のフアーネスで
あつて、通常は、第１ａ図および第１ｂ図のフア
ーネスより小形のものにおいては、出発材料の充
填物は、一般的には、溶融浴の表面上で一様に分
布され、また、特に出発材料の層と接触している
浴の温度は、この層の溶融が対象の表面の全体に
わたつて一様であるようにされる。この理由のた
めに、電極８，９，１０，１１は対称に配列さ
れ、給電（単相または２相電流による）は各電極
によつて電力を等しく消費するようにされてい
る。

しかしながら、先に提案された方法において
は、電極は互いに比較的離散しており、浴の加熱
の一様性は全く満足すべきものではなく、その特
別な消費は最適のものではない。

第３ａ図ないし第３ｅ図には、この発明による
電気的溶融フアーネスの電極の代表的な配列が示
されている。

これらの図においては、簡単のために、溶融浴
の境界およびフアーネス炉床上の電極の位置だけ
が示されている。３相電源との接続は、同相の電
極の全てについて、同一記号Ｒ，Ｓ，Ｔで示され
ている。

第３ａ図には、この発明による最小の組立体が
示されている。この配列においては、６個の電極
が２個の列１２および１３にグループ化されてい
る。列の中の３個の電極の各々は、相の中の１個
で給電されている。２個の中心電極１４および１
５は同相にされている。２個の列の隣接端電極１
６，１７および１８，１９は異なつた位相にされ
ている。

示されている好適実施例においては、同一列の
２個の電極間の距離は全て等しく、また、この距
離は２個の列間の距離に等しい。

この構成のフアーネスにおいては、主要な中間
電極の交換は最も近い電極間で生じる。電極１６
は電極１４，１７と、また、角度を下げて電極１
５と交換する。電極１４は電極１６，１８と、ま
た、わずかに範囲を小さくして電極１７，１９等
と交換する。

電極は３角形状には配列されておらず、また正
６角形の頂点に配列されていなくても、各位相の
強度および各電極の周囲のエネルギ消散が平衡さ
れていることは注意されるべきであり、また、実
験的に示されている。そのずれは５％を越すもの
ではなく、３％以下にするとができる。換言すれ
ば、電極が炉床上で一様に分散されていることか
ら、浴の加熱も一様であることになる。このよう
な配列は、その表面全体に堆積されている充填物
を溶融させることが良好になされる助けになる。

この配列を有するフアーネスにおいては、溶融
ガラスの出口はその表面のどこにでも等しく良好
に設けられる。好ましくは、出口の狭い通路はベ
イスンの対称軸上に配設される。

第３ｂ図には先行のものと類似の配列が示され
ており、これには３個の電極列２０，２１および
２２が含まれている。その初めの２列は、第３ａ
図のそれと同様な態様で給電される。第３図の列
２２には、列２０と同じやり方で給電される。

この配列は、コンパクトな形式に近接している
けれども、先行のものに比べて平衡がよくとれな
いことが示されている。それでも、各位相の強度
差は、通常、５％を越えることはない。

第３ｃ図には４列による配列が示されている
が、これは第３ａ図に示されているものの２倍に
等しく、２列を２個だけ対照的に配列させて、並
んでいる２３および２４の各電極が同相にあるよ
うにされている。この配列においては各半部分は
他方に対して実際上は独立しており、特に、図示
されているように、フアーネスの各半部分が独自
の変成器によつて給電されている時にはこのよう
になる。これらの半部分間での交換は極めて限定
されている。その全体としての組立体は極めて良
好に平衡がとれている。

第３ｂ図および第３ｅ図には、より多数の電極
を含む組立体が示されている。これらの図面にお
いては、その列は先行のものに比べて倍増されて
おり、各列には６個の電極がふくまれている。同
一列における位相の配設は先のものと対称的にさ
れており、実際的には、その各半部分ａおよびｂ
は独立した態様で作用するようにされている。

第５図において示されている配列は、第３ｅ図
のそれに類似している。この場合には、個々の電
極は２個の電極のグループによつて置換される。
同一グループ内の電極は相互に充分に近接されて
おり、実際的には、別の電極グループに関しては
単一の電極として動作するようにされる。

第３図および第５図においては、３相変成器に
よる電源は小さい３角形によつて概略的に示され
ている。これらの３角形は対向する電極グループ
に配設されている。これらの給電組織は好ましい
ものであるけれども、特に使用される変成器の電
力に依存して、別異の組織が等しく可能にされ
る。

第４図には、垂直な電極によつて加熱される溶
融浴の態様が示されている。フアーネスは２個の
電極２５，２６における区分で示されている。こ
の図面においては、溶融ガラスの浴はガラス化さ
れる材料の層２８でカバーされている。この層
は、追従する複雑なくり返される経路のよつてそ
の全表面に供給する可動分散装置により、通常の
態様で、永久的に完全に維持される。この装置
は、図示されていない。

材料の層２８とフアーネスのアーチ２９との間
の空間は比較的制限されることができる。それで
も、供給装置の通過を許容するために、充分に高
くすべきである。

浴２７においては、先に認められたように、電
極２５および２６は熱源として作用して、対流の
流れを生じさせる。これらの流れは連続した矢印
の線で示されている。これらの流れの一般的な方
向だけが示されている。

その動きは電極に沿つて上昇するものである。
加熱されたガラスは、次いで、溶融浴と浮遊層２
８との界面に沿つて流れ、そして、壁部に沿つ
て、または、フアーネスの中心部分において再び
下降する。

より大きい強度またはより小さい強度の誘起さ
れた２次的な動きは、この主要な動きに伴つて生
起する。指示によれば、矢印Ｉは上昇する流れに
隣接するこれらの誘起された流れを示している。

電極の基部は、特に抵抗力のある屈曲性の材料
の基台３０によつて浸食から保護されている。

以下の動作例は、絶縁フアイバを形成するため
のガラス溶融の電気的フアーネスに関係するもの
である。この目的のために用意されるガラスは、
極めて高度の純度を必要とするものではない。こ
の形式の適用においては、フアーネスから出され
たガラスはフアイバ形成機に対して直接的に導か
れる。

この形式の適用のためには、重量による組成が
典型的には以下の形式であるようなガラスが使用
される。

SiO₂ 60−67 CaO ６−９ Al₂O₃ ３−５ MgO ０−４ Na₂Ｏ＋K₂Ｏ 16−20 B₂O₃ ０−５ また、その組成には、可変的な量のMnO，
BaO，および、小さい比率での諸種の別異の要
素を含ませることもできる。それらには、通常で
は４％を越えない比率のフツ素も含まれる。

このフツ素の役割は、よく知られているよう
に、ガラス化される材料の溶融を容易ならしめる
ことにある。従来の火災による溶融で観測される
ことに対して、電気的フアーネスにおけるフツ素
の存在は、これらのフアーネスによつて出される
廃ガスの量が著るしく減少されていることから、
大気汚染の問題が生じることはない。

これらのガラスの組成を得るためには、砂、長
石、ほう砂、重曹、ドロマイト、石灰石、ほたる
石を含む出発材料の充填物が用いられる。

その充填物は緊密な混合物の形式で導入され
る。場合によつては、その充填物は予備〓焼され
て、それに含まれている水分を除去するようにさ
れる。

その溶融は第５図に示されている形式のフアー
ネス内でなされる。

フアーネスの炉床の面積は48m²（６×８）であ
る。浴の深さは、その動作状態に依存して変化さ
れる。それは、電極の長さを考えに入れて、最大
で1.6ｍであり、また、低くても1.10ｍである。

モリブデンによる電極の直径は70mmである。そ
れらの電極は800mm程度の長さにわたつて浴と接
触している。この長さは、必要に応じて、約200
mmだけ長くまたは短く修正される。

回路網で使用される接続電力は11000kVAの程
度である。変成器および接続部における損失で、
使用可能な電力は約10500kVAに減少される。各
相において伝送される電圧は制御可能であり、
200Vまで上げることができる。

この利用可能な電力に基づいて、フアーネスの
生産能力は、最大で日産約220メトリツク・トン
または約4.5メトリツク・トン／m²が達成された。

最大の可能性がある生産率のためには、フアー
ネスの出口における溶融ガラス塊の温度は約1450
℃にされ、また、その特定の消費電力は生産され
たガラスの１トン当りで850kWhの程度である。

該フアーネスは、また、日産１トン／m²または
それ以下の程度の減少した比率で、困難なことな
しに動作されることができる。

日量で50トンの生産のためには、フアーネスの
出口におけるガラスの温度は1250℃より高くはな
い。そして、そのエネルギ消費はトン当り
950kWhの程度である。

問題にされる消費は、10％のキエレツトが付加
されている先に指示された組成のものについてな
されたものである。

これらの結果は、溶融されたものの品質を考え
に入れるときに、その低い特別な消費電力および
低い動作温度から、第１に注目に値する。比較す
ることのできる先行技術のフアーネスに関してこ
のフアーネスで達成されたエネルギー節約は（同
率の生産のためには）、選択された動作組織の如
何によらず、６％よりも大である。

更に、この発明によるフアーネスは、比較する
ことのできる従来技術のフアーネスについて許容
されているよりもはるかに容易に、減少された比
率での動作が許容される。

これらの改善は、これまでに認められているよ
うに、このフアーネスの特定の構成のためであ
る。特に、電極間の距離は1.9ｍであり、これは
次式に対応している。

nd²／ｓ＝12（1.9）²×48＝0.9 この発明によるフアーネスの別異の利点は、等
しい生産のためには、動作温度が低く、耐火性材
料および電極の浸食は著るしく減少されていると
いう事実である。また、重要な経済的パラメータ
であるフアーネスの寿命は、この発明の場合の特
別な利点である。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図および第１ｂ図は、従来形式の電気的
フアーネスを概略的に示すものであつて、夫々に
平面図および長手方向の断面図であり、電極の配
列と、一端に導入された出発材料の動きを示すも
のであり、第２図は、これも従来の電気的フアー
ネスの概略的な平面図であつて、充填物がその全
領域にわたつて一様に導入されることを示すもの
であり、第３ａ図ないし第３ｅ図は、この発明に
よる電気フアーネス内の典型的な電極の配列を示
す平面図であり、第４図は、この発明によるフア
ーネス内の浴を維持する垂直方向の対流的な動き
の形式を概略的に示す断面図であり、第５図は、
この発明によるフアーネス内の２線電極の配列を
示す概略的な平面図である。 ２５，２６……電極、２７……浴、２８……材
料層、２９……フアーネスのアーチ、３０……基
台。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融エネルギは溶融塊内でジユール効果によ
   つて消散され、フアーネスの炉床上で垂直方向に
   配列されてる相電流が供給される電極を含んでい
   る、ガラス化される材料のための電気的溶融フア
   ーネスであつて、電極は炉床の全表面にわたつて
   規則正しく配列されて、３個の等距離にある電極
   の２列を含む少なくとも１個の順序づけられた配
   列にされており、各電極にはＰ，ＳおよびＴで指
   示される３個の位相の中の１個が与えられ、２列
   内の電極の位相は反転（Ｒ，Ｓ，ＴおよびＴ，
   Ｓ，Ｒ）されて、２個の中心電極は同位相にあ
   り、端部の電極は異なる位相にされ、同一列内の
   ２個の電極間の距離は少なくとも２個の列間の距
   離に等しくされていることを特徴とする電気的溶
   融フアーネス。 ２ 電極は３個の電極の列が偶数個あつて順序づ
   けられた組立体（Ｒ，Ｓ，Ｔ；Ｔ，Ｓ，Ｒ）が形
   成され、この組立体の配列は、２個の隣接する組
   立体の２個の隣接する列が同一順序（Ｒ，Ｓ，
   Ｔ；Ｒ，Ｓ，Ｔ）にされていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の電気的溶融フアーネ
   ス。 ３ ２個の隣接して順序づけられている２列間の
   距離は、同一組立体の列間の距離に等しいことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電気的溶
   融フアーネス。 ４ ３列の電極が含まれ、隣接している列の電極
   の位相の順序は（Ｒ，Ｓ，Ｔ；Ｔ，Ｓ，Ｒ；Ｒ，
   Ｓ，Ｔ）であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の電気的溶融フアーネス。 ５ ３個の電極を多重に備えた列が含まれ、電極
   の位相の順序は３個の電極の各組毎に（Ｒ，Ｓ，
   Ｔ；Ｔ，Ｓ，Ｒ；Ｒ，Ｓ，Ｔ；……）と反転され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第４項のいずれか１項記載の電気的溶融フア
   ーネス。 ６ 溶融エネルギは溶融塊内でジユール効果によ
   つて消散され、フアーネスの炉床上に垂直に配列
   された電極を含み、該電極には３相電流が供給さ
   れている、ガラス化される充填物のための溶融フ
   アーネスであつて、電極は炉床ｓの全表面にわた
   つて規則正しく分散され、交換の電極を分離する
   最小の距離ｄは、ｎが電極または電極グループの
   数であるときに、nd²／ｓが0.4と1.4との間にあ
   ることを特徴とする溶融フアーネス。 ７ nd²／ｓの値が0.6と1.25との間であることを
   特徴とする特許請求の範囲第６項記載の溶融フア
   ーネス。 ８ 減少された比率の作業条件下での最小生産は
   最大生産の1/6以下であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか１項記
   載の溶融フアーネス。 ９ 電極は凹凸の円筒状電極で置換され、同一グ
   ループの２個の隣接する電極の軸の間隔は少なく
   とも２個の電極の直径に等しく、多くともこの直
   径の８倍に等しいことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第８項のいずれか１項記載の溶融
   フアーネス。