JPS616132A

JPS616132A - 電極装置

Info

Publication number: JPS616132A
Application number: JP60101712A
Authority: JP
Inventors: フランツ・ギユントナー
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1984-05-17
Filing date: 1985-05-15
Publication date: 1986-01-11
Also published as: EP0163170B1; EP0163170A2; DE3418292A1; US4630280A; JPH0446901B2; EP0163170A3; DE3418292C2

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】技術分野本発明は、ガラスを溶融する過程に用いられる電気坩堝
を加熱するための電極装置に関し、複数の平板状電極が
支禎部材に取イＪりられている電捗装フイに関Ｊる、背朔技術ガラスを溶解する坩堝炉を加熱りるためのｌｊ法として
、Ｗｉ接加熱試と間接加熱２人が公知に／ｒっている。

間接加熱法は、小型の坩堝とポット炉を備えている。

直接加熱法は、溶融ガラス中に延びて浸される電極手段
によりガラスを加熱りる。この直接加熱法は溶融ガラス
のイオン伝導竹に基づい（ガラスを加熱するもの（・あ
り、一般にイオン伝導性はガラスの化学組成、特にアル
カリと７フルカリー１類の含イＪ：１１に依存しでいる
。

Ｗ、］・ライヤーによると、１９８４４ｒスブリンガ一
礼発行「ガラス融解炉（ゲラスジ」メルツオーノＪン）
ＪＤ、２０８〜２３９に記載されるように、［］ツラド
乃至平板状の′電極を各種の設、；１あるいは配列によ
り使用覆ることが公知になっている。通常２木の平板状
電極は、坩堝の２枚の壁に対して垂直に取イりけられて
いる。

直接加熱法による炉を設計するにあたっては、熱伝導抵
抗について理′ＩＲ１Ｊることが重要なことである。こ
の場合、−ノ′ノの電極から他ノ）のｒｔｉ極に電流が
流れるのであるが、このとびの電流密度（Ｊ電極間の領
域角に署しく異なるため、溶剤の通り道が広がることを
唱Ｉる必要がある。この結果、局部電離密度関数と電流
抵抗を決定することが重要な課題になる。

出力電圧をｔｉ算りる際には、耐火物の抵抗と溶融ガラ
スの抵抗とが考慮される。外部抵抗が存在りる場合、耐
火物の電気抵抗が減少することにより、用堝内Ｃ過度の
局部電力が澗費され、これにより温度上昇し、耐火物を
分＠するに至る。このような熱不安定どしてよく知られ
た現象【ま、例えば次の条件のもとで発生しやすい。即
ら、電極の冷却不足、電流密度の増大、耐火物の比電気
抵抗の変化率、電極範囲の幾何学的拡張等の条イ′１の
もとて上記熱不安定現象が外じやづい。熱不安定（よ電
極間にあるガラスの交換量を増大することにより回避η
ることが′ｃ′きるため、耐火物の熱不安定ｊ良は溶融
ガラスの熱不安定庶よりも危険が少ない。

しかしながら、既に存イ」りる先ｔ１技術としくの′４
′１捗菰直を用いる限り耐火物の熱不安定現象にＪ、す
、中位体槓当りの溶解効率の増大を免れるわ（］にＣま
いかない。

さらに、電極１本当り２〜６ｋＷの電力早ぐあるから、
電極を冷ＩＪＩ−４るために必要とされる冷Ｎｊ用電力
吊に基ヴい−（電ＶＩ装置の横３青は限られた範囲の６
のになる。さらにまた、各電４ルのマ１ン人は特定の比
に選定され４丁（〕ればなら４ｆいという問題がある。

発明の構成概要」−記観魚より本発明の目的は、従来の電極あるいは電
極４４１［￥ｊよりも大きな熱出力を光４１する゛電極
装置を提供りることにある。

発明の詳細な説明及び特許請求の範囲の記載を参照すれ
ば、本発明の目的及び利点についＣは当業者にとって明
らかとなるであろう。

本発明のＩ］的及び他の目的をｊ３成りるために、本発
明は、しバレ〜）−ｍ神を形成するように配シ９される
複数の平面状電極板から構成されるガラス用坩堝炉に用
いる電極装置を提供する。各’ｉｌ極は、一定の間隔を
もって互いに平りな複数の電極板が取イ」（プられる接
続部材を右しくいる。複数の接続部材は、ＴＩいに平行
に延設されている。各接続部材に取付ｔ）られる電極板
【Ｊ、近隣する接続部材の電極板と交互に配列されると
共に、近隣する接続部Ｈの電極と電極の間に形成される
空間内に延びている。

本発明にＪ３いては、さらに各種の実施例に承りように
、ｉ１１堝かの底部に存在りるかある（川、１１＋１堝
炉を形成するカラスタンクのリムに当接りる支持部材に
より複数の°電極を支持することを１に案している。

本発明では、さらに電極板と、溶融ガラスの外部で電極
支持部材の冷ｉＪＩ部を冷却りるノズルとの間にスベー
リーを設けることを提案している。

望ましい実施態様本発明の電極装置によれば、次に示ＴＪＪ：うな原理が
成り立つものど考えられる。

熱反応におけるパワー総量は次式であられされる。

Ｎ（総量）　＝−Ｎ　（ガラス）十Ｎ（耐火物）−Ｒ（
ガラス）［ｌ（ガラス）１２＋Ｒ（耐火物）［Ｉ〈耐大物）１２ここに・Ｒ、Ｄ↓ ρ；比抵抗、［−ニガシスと耐火物の各長さ、「ニガラ
スと耐火物の各面積、て゛ある。

上記の通り考察したので幾つかの現象が明らかとなろう
。ガラスの電気抵抗１〈（カラス）ＩＪ、長さ１−（ガ
ラス）が短くなるにしたがい減少し、ぞの面ｆ１１＋［
（ガラス）が増大するにしたがい減少ηる。耐火物の電
気抵抗Ｒ（ｉ４大物）は、その長さ［（耐大物）が長く
なるにしたがい増大し、その面積Ｆ（ｋ４大物）が減少
覆るにしたがい増大覆る。

したがって、ガラスに供給される電力かの割合が人さく
なればなる【よと耐火物に供給される電力小の逃げが大
きくなる。一定の条イ！１のもとでは、ガラスと耐火物
の長さの比１−（耐大物）／１　（ガラス）及び面積比
［（ガラス）／Ｆ（耐大物）の（「１をできるだ【プ人
さくするのが最良の結果を生み出すことになる。熱不安
定な状態を起こづことＩｔ　＜単位体槓当りの電力を最
大にりる際、ガラスと耐火物の長さの比は、最も広い範
囲に設定１ｉＪ能になる。ガラスの溶解現象について（
よ、アカデミツクブレス社発（ｊ［カラスとリイ土ンス
とｊクツ【］ジーＪ　１９８３（１１１版ｐ、１〜４４
の記載から一般的な理解が１ｑられよう。

添附図面を参照りると、第１図は、耐火物４に取付けら
れる支持部材１ａ、２ａ、３ａをもつ電極１．２．３の
配列をあられＪ正面図である。耐火物４はガラスタンク
の底部に配列されている（第３図、第５図参照）。電極
１．２．３は支持部材１８．２ａ、３ａに対して重直で
万いに平行に延設される電極板１ｂ、２ｂ、３ｂを有し
ている。

第２図は、電極装置の平面図をあられづ。第２図から理
解されるように、電極１．２．３は、１し続部０１ｃ、
２Ｃ１３Ｇにより支持部Ｕ１ａ、２ａ、３ａに接続され
かつｈいに連結される電極板１１’）、２ｂ、３【）を
それぞれ４個右している。接続部材１０．２０．３１，
１．７７いに平行になるように延設されてＪｊす、支持
部ＩＪ１ａ、２　ａ、３ａ及び電極板１ｂ、２し）、３
ｂに対しく重直になっている。接続部材１Ｃ１２Ｃ１３
０に取（４りられている電極板１ｂ、２ｂ、３ｂは、η
いに一定の間隔をｉいて配ｒ°１′されると共に、支持
部材１　ａ、２　ａ、３　ａ　Ｌよ、イれぞれが列を成
し【配設され、接わ゛Ｃ部材１Ｃ１２Ｃ１３Ｃにより連
結されている。

電極板１．２．３に近隣する接続部（Ａは、互いに平行
に配設されると共に所定の等しい間隔を７ぜいて配置さ
れている。電極１．２．３のうちの一つの電極板１ｂ、
２ｂ、３ｂｌま、接続部材ＩＣ１２Ｃ５３Ｃのうらの一
つについての電極（反の間【゛空間的に１′分だけ近隣
する電極の電極板に対しＡフレットされている。したが
って、ある一つの接続部材に取イ」けられている電極板
は、近隣する接続部材に取付けられている電極板の間に
形成される空間内に延設されている。

第３図〜第６図はガラス溶解炉を示しでおり、図中、“
電極板１．２と１’　、２’　は、溶解ガラスタンクの
リムＥの土のタンク１負部からタンクＤの内部に延びて
いる。このような構成によれば、電極と電極の間で電力
が交換され、これにＪ、リタンクが加熱されると共にタ
ンク内部が溶融ガラスで充満されるという利＋Ａｊがあ
る。このＪ、うな［］的を達成するために、第３図に承
づレンカ６と６０は移動され、第５図を参照Ｊると、ノ
」バー１４かリーノトしその結果レンガ１３か移動され
る。

電極板の支持部材１８．２　ａ　ｌ；ｌ、第３図及び第
４図に承りようにタンク１つと及対側に配置されるかあ
るいは第５図及（ｆ第６図に承霞ようにタンクＤと同じ
側に配置することがでさる。電極１．２はタンクＤの内
部にある溶融ガラス中に浮遊さゼるかあるいはタンクの
底部５から延びる［リブデンから成る支柱１０により支
持することが（さる。

第６図に示１実施例から明らかなように、電極板１　ｂ
、２［）はスペーサ一部材１７　ａ　〜１７　ｈ　Ｉ、
−にり横方向に支持されているのぐ、電極板１ｂど２ｂ
の間Ｃｇ　Ｆ７が作用するように保持される。スベーリ
一部材１７１．Ｌ、焼結石英ガラスなどの材料から成り
、温度変化の抵抗にはなるが、ガラス溶解炉の加熱過程
を妨げるもの（−ｔａない１．スペーリ一部４４１７の
構成（Δ１８０Ｊ電極板１ｂと２ｂと〕Ｉ接触の状態Ｃ
−Ｌ方に浮遊し【いるため、ガラスを溶解８μることが
ぐいるの（ある。

第３図へ・第６図に示す実施例にＡ３　＋する支持部材
１ａど２ａぐは、取付ネジ８ａと連結ボルト８ｂか、し
リゾデンから形成され、ガラス）８剤により完全に浸さ
れるように△−Δ線で−承り溶融ガラスの下方に位置し
くいる。売持部（オＬＪ、熱＋１（抗月ＩＩ（゛かつ表
面に酸化層をもたない８利からなるフランジ８Ｃを外部
に右している。

第５図に承り実施例から明らか’Ｊ　Ｊ、うに、符月１
１で示づ微小領域どしてのタンクＤの内部と外部の間ぐ
刀シスを溶かしかつ熱交＆するために、図では１個だ（
ノ小づノズル１２により冷７Ｊ］風を供給するようにし
−（いる。

以上訂述した点より、当業省ならば、本発明の特徴部分
を容易に確定することがでさ゛ると共に、本発明の目的
及び範囲を逸１１ｉ２−！ＩＩることなく、各種の用途
及び条イＣ［に赫づい（適合する本発明の各種の変形例
あるいＩＪ改良例を案出りることか（・さるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本封明の電極ＲＩＭをあられり一側面図、第２
図は第１図の電極装置コセをあられ１平面図、第３図は
第１図の電極装置の他の実施例にＪ月］るガラス溶解炉
をあられりｊ〔置所面図、第４図は第３図（Ｄ　ＩＶ　
−ＩＶ　ｈ　Ｉｇｉ面図、　　。第５図は電極装’ｈのさらに伯の実施例にＪ３１〕るガ
ラス溶融炉の垂直断面図、第６図は第５図のＶｌ　−ＶＩ　Ｉ！Ｉ！断面図ぐある
。１．２．３・・・電極、１＜１．２ａ、３ａ・・・支持部材、１ｂ、２ｂ、３ｂ・・・電極板、１Ｃ１２Ｇ、３Ｃ・・・接続部材、４・・・耐火物、５・・・底部、６・・・レンガ、８ａ・・・取イ（ｊネジ、８ｂ・・・連結ポル１〜．１２・・・ノズル。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の板を有するセパレート電極を形成するよう
に配列される複数の電極板と、接続部材とこれに取付け
られる電極板とで電極を形成するように電極板を取付け
るための少なくとも２個の接続部材と、ガラス用坩堝炉
の中で前記接続部材を支持する支持手段とから構成され
、前記接続部材は、一定の間隔をおいて互いに平行に延
びておりかつ該接続部材から突出する電極板を配設して
いると共に、互いに一定の間隔をもって取付けられかつ
接続部材上に取付けられる電極板を有しており、該接続
部材の電極板は、近隣する接続部材上の電極板と交互に
配列されかつ近隣する接続部材上の電極板の間に突出し
ていることを特徴とするガラス用坩堝炉に用いる電極装
置。
（２）電極の電極板は、近接する電極の電極板と一定の
間隔をもって電極板の半分をオフセットして設けられる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電極装置
。
（３）支持手段は、一定の間隔をもって連続的に配列さ
れる複数の独立部材から成ることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の電極装置。
（４）接続部材は、平坦な平板状部材であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の電極装置。
（５）支持手段は、ガラス用坩堝炉の底部上に配置され
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電極装
置。
（６）ガラスタンクはリムを有しており、支持手段はガ
ラス用坩堝炉のリムに位置しかつ該ガラス用坩堝炉内の
溶融ガラス中に延設されることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の電極装置。
（７）支持手段は、ガラスタンクのリムと反対側に位置
することを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の電極
装置。
（８）支持手段は、ガラスタンクのリムと同側に位置す
ることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の電極装
置。
（９）電極板の間に配列するスペーサ部材を含むことを
特徴とする特許請求の範囲第８項記載の電極装置。
（１０）電極板の間に配列するスペーサ部材を含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電極装置。
（１１）ガラスタンクの底部から電極に延設され電極を
付加的に支持するモリブデン部材を含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第６項記載の電極装置。
（１２）ガラスタンク内の溶融ガラスの外部にある電極
支持部を冷却するためにガラスタンクのリムに配列され
るエアノズル手段を含むことを特徴とする特許請求の範
囲第６項記載の電極装置。