JP2020170733A - ヒータ - Google Patents
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Abstract
Description
給電により熱線を放射する、導電性の発熱部材と、
前記発熱部材を収容する金属製の筒状部材と、
前記発熱部材と前記筒状部材との間に設置され、電気絶縁材料で構成された中間部材と、
を有し、
前記中間部材は、前記発熱部材から放射される前記熱線のうち、少なくとも1μm〜2μmの波長の光が、前記筒状部材に到達することを妨げないように配置され、および/または構成される、ヒータが提供される。
ガラス原料を溶融させ、溶融ガラスを形成する溶融部と、
前記溶融ガラスから、成形されたガラスを形成する成形部と、
を有し、
さらに、任意で、前記溶融部と前記成形部を接続する搬送部を有し、
前記溶融部から前記成形部までの間(ただし成形部は除く)の少なくともいずれかには、ヒータが設置され、
前記ヒータは、
給電により熱線を放射する、導電性の発熱部材と、
前記発熱部材を収容する金属製の筒状部材と、
前記発熱部材と前記筒状部材との間に設置され、電気絶縁材料で構成された中間部材と、
を有し、
前記中間部材は、前記発熱部材から放射される前記熱線のうち、少なくとも1μm〜2μmの波長の光が、前記筒状部材に到達することを妨げないように配置され、および/または構成される、製造装置が提供される。
ガラス原料を溶解し、溶融ガラスを形成する溶融工程と、
前記溶融ガラスを成形してガラス物品を形成する成形工程と、
を有し、
前記溶融工程から前記成形工程までの間の過程(ただし、前記成形工程は除く)において、前記溶融ガラスはヒータと接触し、
前記ヒータは、
給電により熱線を放射する、導電性の発熱部材と、
前記発熱部材を収容する金属製の筒状部材と、
前記発熱部材と前記筒状部材との間に設置され、電気絶縁材料で構成された中間部材と、
を有し、
前記中間部材は、前記発熱部材から放射される前記熱線のうち、少なくとも1μm〜2μmの波長の光が、前記筒状部材に到達することを妨げないように配置され、および/または構成される、製造方法が提供される。
給電により熱線を放射する、導電性の発熱部材と、
前記発熱部材を収容する金属製の筒状部材と、
前記発熱部材と前記筒状部材との間に設置され、電気絶縁材料で構成された中間部材と、
を有し、
前記中間部材は、当該ヒータの使用の際に、前記発熱部材と前記筒状部材との間の接触を防止し、
前記中間部材は、前記発熱部材から放射される前記熱線のうち、少なくとも1μm〜2μmの波長の光が、前記筒状部材に到達することを妨げないように配置され、および/または構成される、ヒータが提供される。
次に、図面を参照して、本発明の一実施形態によるヒータの一構成例について説明する。
次に、本発明の一実施形態によるヒータに含まれる各構成部材について、より詳しく説明する。なお、ここでは、明確化のため、第1のヒータ100を例に、各構成部材について説明する。従って、各部材を参照する際には、図1に示した参照符号を使用する。
第1のヒータ100の形状は、特に限られない。第1のヒータ100は、例えば、略円柱状または略角柱状の形態を有しても良い。また、第1のヒータ100の長手方向(中心軸の方向)に垂直な断面は、略円形、略楕円形、略三角形、略四角形(台形を含む)、またはその他の多角形であっても良い。
次に、第1のヒータ100を構成する各部材について、詳しく説明する。
各種部材が収容される内部空間110は、低い酸素分圧を有することが好ましい。
発熱部材120は、耐熱性を有する導電性材料で構成される。発熱部材120は、例えば、モリブデン、タングステン、タンタル、ニオブ、イリジウム、白金、およびロジウムから選ばれる1種以上を含む材料、具体的にはモリブデン、タングステン、タンタル、ニオブ、イリジウム、白金、またはロジウムのような金属、またはこれらの少なくとも一つを含む合金(以降、金属と合金をまとめて「金属」と称する)で構成されても良い。特に、発熱部材120は、1800℃の高温に耐えられる金属で構成されることが好ましい。あるいは,二ケイ化モリブデン(MoSi2)、シリコンカーバイド(SiC)、ランタンクロマイト(LaCrO3)またはカーボン(C)といった金属間化合物や非金属からなる抵抗発熱部材を用いても良い。
筒状部材130は、前述のように、金属で構成される。筒状部材130は、例えば、白金、タングステン、イリジウム、およびモリブデンから選ばれる1種以上を含む材料、具体的には、白金、タングステン、イリジウム、モリブデン、またはこれらの合金などで構成されても良い。筒状部材130として白金合金を使用する場合、該合金は、ルテニウム、イリジウム、金、およびロジウムの少なくとも一つと、白金を含んでも良い。
中間部材140は、前述のように、電気絶縁性のセラミックスで構成される。また、中間部材140は、少なくとも波長が1μm〜2μmの範囲の光を有効に透過する材料で構成される。
第1の絶縁部材175Aは、絶縁材料で構成される。また、第1の絶縁部材175Aには、第1の蓋部材170Aの開口172Aと、第1のリード線180Aとの間の隙間を適正に封止する、シール機能も必要である。
次に、図4を参照して、本発明の一実施形態による別のヒータの一構成例について説明する。
第2のヒータ200に含まれる大部分の構成部材の仕様等については、前述の説明が参照できる。そこで、ここでは、第2のヒータ200の中間部材240の特徴について、詳しく説明する。
中間部材240を構成する各リング240a〜240dは、セラミックスのような絶縁材料で構成される。
次に、図5を参照して、本発明の一実施形態によるさらに別のヒータの一構成例について説明する。
次に、図6を参照して、本発明の一実施形態によるガラス物品の製造装置の構成について説明する。
次に、図7を参照して、本発明の一実施形態によるガラス物品を製造する方法について説明する。
ガラス原料を溶融し、溶融ガラスを形成する溶融工程(工程S110)と、
前記溶融ガラスを成形する成形工程(工程S120)と、
成形されたガラスを徐冷する徐冷工程(工程S130)と、
を有する。
まず、ガラス原料が溶解炉に供給され、ここでガラス原料が溶融される。
次に、成形炉に搬送された溶融ガラスが成形される。
その後、必要な場合、成形されたガラスが室温まで徐冷される。また、必要な場合、成形されたガラスが、所定の形状に切断される。
ヒータの筒状部材には、白金ロジウム合金を使用した。筒状部材の外径Wは、30.4mmであり、内径D1は、28.2mmである。中間部材には、サファイア管を使用した。サファイア管の外径D2は、27.4mmであり、内径D3は、24.4mmである。発熱部材には、直径1.0mmφのモリブデン線をコイル状にしたものを使用した。発熱部材の外径(コイルの直径D4)は、22.2mmである。室温における両端子間の抵抗値は、約1.2Ωであった。
前述のヒータを複数本ガラス溶解炉に装着し、ガラス溶解試験を実施した。
表1から、実施例で使用したヒータは、発熱部材温度1650℃以上で安定に機能すること、およびヒータの加熱により、連続的に供給されるガラス原料を溶解できること、溶融ガラスを1500℃以上の温度まで昇温できることがわかる。また、その際に各ヒータに印加された電圧と電流は、約135V、約14Aであり、これは一般的な電源設備でまかなうことができた。
102A 第1のヒータ端部
102B 第2のヒータ端部
104 第1の部位
105 第2の部位
106 第3の部位
110 内部空間
120 発熱部材
130 筒状部材
134 コーティング層
139A、139B ツバ部
140 中間部材
170A 第1の蓋部材
170B 第2の蓋部材
172A 第1の開口
172B 第2の開口
175A 第1の絶縁部材
175B 第2の絶縁部材
180A 第1のリード線
180B 第2のリード線
200 第2のヒータ
202A 第1のヒータ端部
202B 第2のヒータ端部
204 第1の部位
205 第2の部位
206 第3の部位
210 内部空間
220 発熱部材
230 筒状部材
234 コーティング層
239A、239B ツバ部
240 中間部材
240a〜240d リング
270A 第1の蓋部材
270B 第2の蓋部材
272A 第1の開口
272B 第2の開口
275A 第1の絶縁部材
275B 第2の絶縁部材
280A 第1のリード線
280B 第2のリード線
300 第3のヒータ
302A 第1のヒータ端部
302B 第2のヒータ端部
304 第1の部位
305 第2の部位
306 第3の部位
310 内部空間
320 発熱部材
330 筒状部材
334 コーティング層
339A、339B ツバ部
340 中間部材
370 蓋部材
372A 第1の開口
372B 第2の開口
375A 第1の絶縁部材
375B 第2の絶縁部材
380A 第1のリード線
380B 第2のリード線
500 第1の製造装置
510 溶融部
511 溶解炉
511a 溶解室
520 搬送部
530 成形部
531 成形炉
531a 成形室
535 フロートバス
537 天井
539 天井ヒータ
540 接続部
541 接続炉
541a 接続室
542 中間ヒータ
543 リフトアウトロール
550 徐冷部
551 徐冷炉
551a 徐冷室
552 徐冷ヒータ
553 複数の徐冷ロール
580 ヒータ
G1 ガラス原料
G2 溶融ガラス
G3 ガラスリボン
M 溶融金属
Claims (17)
- ヒータであって、
給電により熱線を放射する、導電性の発熱部材と、
前記発熱部材を収容する金属製の筒状部材と、
前記発熱部材と前記筒状部材との間に設置され、電気絶縁材料で構成された中間部材と、
を有し、
前記中間部材は、前記発熱部材から放射される前記熱線のうち、少なくとも1μm〜2μmの波長の光が、前記筒状部材に到達することを妨げないように配置され、および/または構成される、ヒータ。 - 前記中間部材は、1μm〜2μmの波長の光に対して50%以上の透過率を有するセラミックス管で構成される、請求項1に記載のヒータ。
- 前記中間部材は、1または2以上のリング状のセラミックスで構成される、請求項1に記載のヒータ。
- 前記中間部材は、発熱部材から放射される1μm〜2μmの波長の光のうちの50%以上が筒状部材に到達する材料および形状である、請求項3に記載のヒータ。
- 前記中間部材は、サファイアで構成される、請求項2乃至4のいずれか一つに記載のヒータ。
- 前記中間部材は、室温での体積固有抵抗が1010Ωm以上である、請求項1乃至5のいずれか一つに記載のヒータ。
- 当該ヒータの断面視、前記発熱部材と前記筒状部材の間の最大距離は、前記中間部材の厚さの3倍以下である、請求項1乃至6のいずれか一つに記載のヒータ。
- 当該ヒータの断面視、前記中間部材と前記筒状部材の間の最大距離は、前記中間部材の厚さの2倍未満である、請求項1乃至7のいずれか一つに記載のヒータ。
- 当該ヒータの断面視、前記発熱部材と前記中間部材の間の最大距離は、前記中間部材の厚さの2倍未満である、請求項1乃至8のいずれか一つに記載のヒータ。
- 前記発熱部材は、コイル状である、請求項1乃至9のいずれか一つに記載のヒータ。
- 前記発熱部材は、モリブデン、タングステン、タンタル、ニオブ、イリジウム、白金、およびロジウムから選ばれる1種以上を含む材料で構成される、請求項1乃至10のいずれか一つに記載のヒータ。
- 前記筒状部材は、白金、タングステン、イリジウム、およびモリブデンから選ばれる1種以上を含む材料で構成される、請求項1乃至11のいずれか一つに記載のヒータ。
- 当該ヒータは、2つのヒータ端部を有する略棒状であり、
各ヒータ端部には、前記発熱部材のそれぞれの端部と電気的に接続されたリード線が導出されている、請求項1乃至12のいずれか一つに記載のヒータ。 - 当該ヒータは、2つのヒータ端部を有する略棒状であり、
一方のヒータ端部には、前記発熱部材のそれぞれの端部と電気的に接続されたリード線が導出されている、請求項1乃至12のいずれか一つに記載のヒータ。 - ガラス物品の製造装置であって、
ガラス原料を溶融させ、溶融ガラスを形成する溶融部と、
前記溶融ガラスから、成形されたガラスを形成する成形部と、
を有し、
さらに、任意で、前記溶融部と前記成形部を接続する搬送部を有し、
前記溶融部から前記成形部までの間(ただし成形部は除く)の少なくともいずれかには、ヒータが設置され、
前記ヒータは、
給電により熱線を放射する、導電性の発熱部材と、
前記発熱部材を収容する金属製の筒状部材と、
前記発熱部材と前記筒状部材との間に設置され、電気絶縁材料で構成された中間部材と、
を有し、
前記中間部材は、前記発熱部材から放射される前記熱線のうち、少なくとも1μm〜2μmの波長の光が、前記筒状部材に到達することを妨げないように配置され、および/または構成される、製造装置。 - 前記ヒータは、前記溶融部に設置される、請求項15に記載の製造装置。
- ガラス物品の製造方法であって、
ガラス原料を溶解し、溶融ガラスを形成する溶融工程と、
前記溶融ガラスを成形してガラス物品を形成する成形工程と、
を有し、
前記溶融工程から前記成形工程までの間の過程(ただし、前記成形工程は除く)において、前記溶融ガラスはヒータと接触し、
前記ヒータは、
給電により熱線を放射する、導電性の発熱部材と、
前記発熱部材を収容する金属製の筒状部材と、
前記発熱部材と前記筒状部材との間に設置され、電気絶縁材料で構成された中間部材と、
を有し、
前記中間部材は、前記発熱部材から放射される前記熱線のうち、少なくとも1μm〜2μmの波長の光が、前記筒状部材に到達することを妨げないように配置され、および/または構成される、製造方法。
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