JPS5957919A - 電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ガラス黒用の電極、特にセラミックデディ
を有した電極、さらに詳しくは酸化錫からなりかつ効果
的な電気的接続が得られる電極に関する。

酸化錫からなる？ディを備えた電極は、電気溶解中、ガ
ラス特にリードガラスに電力を導くために使用される。

上記電極はタンク窯の主侠部分あるいは窯の他の部分、
例えば炉口（ｔｈｒｏａｔ　）、立ち管（ｒｉｓｅｒ　
）あるいは前炉に用いられている。電極はＴｉｔ力の供
給が単一の電力源でなされるか力・るいは他のエネルギ
源によシ点火される炉内のブースターによりなされると
ころで使用さｔしている。例えば、モリブデンやグラフ
ァイトの好ましくはない材質のように、酸化鉛を鉛に還
元することがないので、酸化錫はリードガラスを溶融す
るための電極？ディの材質として最も好適すると思われ
る。さらに、酸化錫は伺らがラスを変色させるものでは
ない。

通常、商業的に生産される酸化錫は、電気的伝導性及び
焼結能を助長するわずかな量の添加物を含んでいる。し
かしながら、その電気的伝導性は、ガラスの溶融温度に
おいては高いものの、一般に低温時には非常に低いもの
である。

実験においては、酸化錫が約７００℃以上の場合にのみ
、大１１ｉ流を効果的に伝導できることがわかっている
。それ故、一端が溶融したガラス中に浸漬されて比較的
高温であっても、他端が比較的低温であるので、炉壁を
介しての電極に対する電気的接続をなす場合には、困難
が生じる。酸化錫の低温領域において、高電流の流れは
ある状況のもとてのクラックを生起する電極自身の加熱
を引き起こす。さらに、自己加熱による電力の消費は非
能率かつ電極と炉壁との間の壌を介してガラスの逆漏れ
などの他の問題ケ生じさせることにもなる。

上記不具合を解消する釦おいては、酸化錫の電イザに対
する電気的接続を効果的になす手段が数多く試みられて
いる。例えば、銀の懸濁液を塗布した後、コヒーレント
層を形成するために焼いてその長さ方向に沿って外面上
に銀メッキを施した電極が知られており、この外部フラ
ンジは上記電極の低温側端部と供給電源との接続を確実
なものとする。それ故、ｍ１７流は電極の低温、低伝導
領域を回避して銀のメッキ層を経て伝導される。銀が溶
融（約９６０℃）する電極の長さ方向に沿うある所では
、酸化錫はそれ自身が充分に電気伝導性を有する。しか
しながら、このような銀の層は０．０２５間程度に非常
に／ｌＩＩく１腐食性の雰囲気や溶融ガラス、また機械
的なダメージに対して傷つき易いものであり、これらは
銀の層の永続性を損ってしまう。この銀の層の問題を避
けるため、米国特許第３，３２９，１３７号においては
、電極の低温端部から、使用中に電極の温度が銀の溶融
点を越えるあたりまで延びる孔を形成し、この孔内に銀
の棒を挿入することが提案され、これによシ溶融銀によ
って、電極との必要とされる電気的接触、が得られる。

しかしながら、これには、銀の棒の高温端部が溶融した
とき、この溶融銀が鋏の棒と電極の上記孔との間隙を介
して電極の温度が銀の溶融を維持できないあたりにまで
逆流するため、電極は水平に対して充分に（実質的に）
傾斜させる必要がある。この点において、溶融銀は銀の
棒と電極との間の電気的接触をなすために凍結する。こ
のような構成の不具合は、銀と電極との間の接触領域が
その点での望ましくない電流の大きな集中を生起するほ
どに必然的に小さく、捷だ溶融銀が酸化錫内に侵透する
ことである。

また、膨張可能なコネクタを用いるものが知られており
（例えば英国特許第１．．３８１，１９４号参照）、こ
のコネクタは電極の孔内に挿入後、コネクタと電極とが
密接するように膨張される。

このものは、比較的大きな領域に亘って電気的接触を得
るための効果的手段を備えたものであるが、例えば銀な
どの貴金属から膨張可能なコネクタをつくることはその
費用が禁止的なものとなり、その使用は不可能である。

さらにその上、コネクタが銅などの比較的変形し易い゛
材質から作られ、かつ熱膨張を許容するｊｌＮが切られ
ていても、その使用中、熱膨張の相違から、明らかに電
極の破損を招き易いものである。

さらに、電極内の一様な電流及び電圧分布を得るために
、′ｌｔ極の背面全面とｉｌ、１接に密着する接続手段
が知られている。（米国特許第３．６８１，５０６号参
照）しかしながら、このものには、電力の浪費となる酸
化錫電極の低伝導領域を介して電流が流れると、熱を発
生し、寸た７ＦＬ惨と炉壁内の入口孔（ａｃｃｅｓｓ　
ｈｏｌｅ　）との間にが２スの逆漏れなどの問題を引き
起こす。

また、英国特許第１，５１４，５９０号から、少なくと
も１つの縦孔と、この縦孔の断面形状に一致した断面形
状を有しかつ上記縦孔に密嵌されるａ長い中空のごネク
タ手段と、このコネクタ手段と同じ断面形状を有してコ
ネクタ手段内に密嵌され、ポイ１にディの材質と同じ熱
膨張特性を有する材質からなるプラグ手段とを備えた電
極が知られている。この構造は従来のものに優る意味の
ある利点を有しているが、電極ボディに対する電力供給
の分布にまだ改善する余地がある。

この発明の目的は、電気的接続を改良した電極を提供す
ることにある。

この発明によれば、セラミックからなる細長いボディと
、このボディの一方の端部に向かいがディを通して延び
た横孔と、との横孔から延びかつぎディの上記一端に現
われる溝と、上記横孔の形状と一致する断面形状を有し
てこの横孔内に嵌合され、がディと同じ材質もしくはボ
ディの材質と膨張特性が比較的近似して化学的適合する
材質からなるプラグと、とのプラグを囲み、その一端が
供給電源との接続のために前記溝を介してボディ一端の
クランプ手段に延びる貴金属からなる包みシートを備え
た電極が提供される。上記ボディ及びプラグの材質には
酸化錫が好ましく、また上記貴金属としては銀が好まし
い。

上記ボディの幅全長に亘って電気的接続が得られること
によシ、その接触面の温度は、接触領域の全体が実質的
にボディを流れる電流の通路として利用されるという結
果から均一なものとなる。これによシ、その電気的接続
は、コネクタかボディの縦方向に配置されてその先端に
電流の集中を招き易いものに比べて効果的なものとなる
。付は加れば、この発明は内部的な接続を具体化するた
め、この発明は高い温度で作動し、その結果、電極の比
較的低温部分（抵抗性のある部分）に流れる電流により
発生されるジーール熱効果は低減される。それ故、この
発明は、先に言及した従来の背面コネクタ（ｂａｃｋｆ
ａｃｅ　ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ　）以上の利点がある。

貴金属からなるシートが溝から延出され、このシートが
例えば供給電源に接続されたアルミニウムの編物の端部
に簡単に直接固定されるのは効果的である。しかしなが
ら、もし望むならば、クランプ手段を備えたボディを形
成することも可能である。例えば、ボディの一端に、上
記溝が現われる四部を形成し、この四部にその一面に鋏
のシートを取り付けるための第１伝導金属グレートを備
えるとともに、この第１伝導金属プレートに対して電気
部材を取シ付けるだめの第２伝導金属プレートを備え、
さらに適当な位置に上ｎｕ各ジグレート結びつけて、第
２伝導金属プレートを供給電源に接続する手段を備える
ことで達成される。

また、変形として、第１伝導金属グレートを四部の底に
配置し、銀のシートと電気伝導部材を第１及び第２金属
プレートとの間に挟んで取り付けるようにしてもよい。

２つの金属グレートが鋼からなり、これらプレート間の
電気伝導部材がアルミニウムの編物からなることが好ま
しい０上記両金属グレートを結合する簡単な手段はボデ
ィに適当に配置した孔に挿通されるボルトであ蝋このが
ルトと協働するナツトの締め付けＶＣより、コネクタ部
側は第２伝導金Ｍプレートに密着される。ボディＫｎポ
ルトの頭部をボディの表面と同一面とする四部を形成す
るのが好ましい。

以下この発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図において、電極は酸化錫からなるボディｌによっ
て形成されている。ボディ１にはその一端に向う横孔２
が設けられ、この横孔２はボディ１の幅全長忙亘って延
びている。横孔２は横溝３と交差しており、この横溝３
もまたがディ１０幅全長に亘って延びている。横溝３は
一般的に横孔２の０１＋　ａと１１！列関係にあり、ま
たがディ１の一端面に開口されている。横孔２の内面に
は例えば銀もしくはプラチナなどの貝金属のシート４が
添設されており、このシート４は上記様Ｙｐｔ３を介し
て列ボディ１の一喘面から突出する端部４　Ａ　、　４
　Ｂを有している。これにょシ、シート４の４１Ｍ部４
Ａ及び４Ｂはこのシート４と供給電源とを結ぶためのコ
ネクタ（図示しない）に取り付は可能上なっている。゛
また、横孔２内にはプラグ５が密嵌されており、このプ
ラグ５は酸化鉛で形成されるが、あるいは適当な温度の
範囲、すなわち少なくとも９ｏｏ℃以上の範囲において
、酸化錫に対して化学的に適合しかつその＃張特性が近
似した材質で形成されている。上記プラグ５（ｌ−１：
横孔２の内面とシート４との間の全表面領域に亘ってし
っが９とその接触が確保されている。シート４と横孔２
の内面との間のさらに良好な接触を図るため、シート４
の配置１つ°の前に銀もしくはプラチナの懸濁液を塗布
してこの後プラグ５の挿入をなし、そしてこの組立体は
峰のｌｉｄとシート４との間の結合部を形成するために
約６００℃の温度に加熱される。

第２Ｍにおいて、横溝３は横孔２に対し接して位置付け
られており、銀もしくけプラチナから々るシート４はそ
の一方の端部４Ａのみが供給電源との接続のために横孔
３から突出されている。（第２図において、第１図の部
位に相当する部位には同一符号が付されている。）第３
図に示された実施例においては、シート４の端部４Ａを
供給電源に接続する具体例が示されており、ここではボ
ディ１自身がコネクタに形成されている。例えば、横溝
３は同様に横孔２ＶＣ対し接して位置付けられており、
ボディＩＫは上記横溝３が開口される四部６が形成され
ている。伝導性を有する金属プレート（例えば鋼板）７
が凹部６の底部に配置されており、この金属プレート７
はシート４の突出した端部４Ａによって被われている。

そして、シート４の端部４Ａは、電気的伝導部材例えば
上記端部４Ａの幅に等しい幅を有するアルミニウム製の
編物８によって被われており、この編物８自身は伝導性
を有する第２の金属グレート（例えば鋼板）９により被
われている。２つの金属グレート７．９、その間に介在
する上記端部４Ａ及び編物８には？ル）Ｊ（７の挿通孔
のための協働孔がそれぞれ備えられており、テルト１ｏ
はボデイノ内の協働孔１）を介してナツト１２に延びて
いる。このナツト１２側のボディＪにはこのナツト１２
がボディ１の側面からはみ出るのを妨げるために四部１
３を設けるのが好ましい。

これによシ、ナツト１２の締め付けによる金属プレー）
７，９、編物８及びシート４の談持は編物８とシート４
との間に最も効果的な電気的接続を形成する。一方、上
記編物８は供給電源との接続のためにシート４の端部４
Ａを越えて延びている。（第３図において、第１図の部
位に相当する部位には同一符号が付されている。）

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す電極の縦断面図、第
２図及び第３図はそれぞれ変形例を示す電極の縦断面図
である。 １・・・がディ、２・・・横孔、３・・・横溝、４・・
・シート、５・・・プラグ、６・・・凹部、７，９・・
・金属プレート、８・・・アルミニウムの編物〇 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦１、事件の表示 特願昭５８−１０５９８０号 ２、発明の名称 電極 ３、補正をする者 事件との関係特許出願人 ダイソン・リフラクトリーズ・リミテッド４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和５８年９月２７日　　　　　　　、〜−明細書の浄
書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　セラミック製の細長い？ディと、この？ディの一
   方の端部に向かいがディを通して延びた横孔と、この横
   孔から延びがっ？ディの一端に現われる溝と、上記横孔
   の形状と一致する断面形状を有してこの横孔内に妖合さ
   れ、ゲディと同材質もしくは？ディの材質と膨張特性が
   比較的近似して化学的に適合する材質からなるプラグと
   、このガラスを囲み、その一端が供給電源との接続のだ
   めに前記溝を介して？ディの一端のクランプ手段に延び
   る貴金属からなる包みシートとを具（＃＃してなること
   を特徴とする電極。 ２、　前記デディ及びプラグは酸化錫からなることを特
   徴とする特許請求の範囲菖１項にＣ載の電極。 ３、　前記貴金餌は銀であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の電極。 ４、　前記包みシートは前記溝の外側に延出してアルミ
   ニウム製の編物からなる電気伝導部材に直接に接続され
   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
   極。 ５、　前記デディの一端にはクランプ手段が設けられる
   ととも妃、前記溝が現出される凹部が設けられ、この凹
   部内には包みシートの突出端と前記電気伝導部材を互込
   にデルト手段により締め付ける２つの金属プレートが設
   けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の電極。