JP4992712B2 - 白金製の複合管構造体を通電加熱する方法 - Google Patents

Description

本発明は、白金または白金合金製の複合管構造体を通電加熱する方法（以下、「本発明の通電加熱方法」という。）に関する。本発明において、白金または白金合金製の複合管構造体とは、２つの本管と、該本管の間を連結する分岐管と、からなる構造を含んだ複合管構造体である。該複合管構造体において、２つの本管および分岐管はいずれも白金または白金合金製の中空管である。該複合管構造体は、減圧脱泡装置のようなガラス製造装置で溶融ガラスの導管として使用される。本発明は、該複合管構造体を通電加熱する方法であり、より具体的には、複合管構造体の分岐管を通電加熱する方法である。
また、本発明は、本発明の通電加熱方法を用いたガラス製造方法に関する。

ガラス製造装置において、その内部を高温の溶融ガラスが通過する導管には、白金、または白金−金合金、白金−ロジウム合金のような白金合金製の中空管が使用されている。溶融ガラスが通過する導管の例としては、ガラス製造装置から不純物を除去するために設けられた流出管、レンズ、プリズム等の光学部品を成形する場合にガラス製造装置から成形用の型に溶融ガラスを流出させるための流出管、溶解槽から成型槽への導管等が挙げられる。

ガラス製造装置では、内部を通過する溶融ガラスと温度差を生じさせないため、溶融ガラスが通過する導管は加熱される。導管の加熱は、ヒータ等の熱源により、導管を外部から加熱する場合もあるが、白金または白金合金製の中空管の場合、該中空管に通電用の電極を設けて、通電加熱することが広く行われている。特許文献１には、溶融ガラスの導管として使用可能な白金製の加熱装置が開示されている。

ガラス製造装置では、溶融ガラスが通過する導管として、図３に示すような複合管構造体１００が使用される場合もある。図３に示す複合管構造体１００は、２つの本管１０１，１０２と、本管１０１と本管１０２とを連結する分岐管１０３と、からなる。図３に示す複合管構造体１００の本管１０１を通電加熱する場合、本管１０１の上端部および下端部（図示していない）に通電用の電極２００（下端部の電極は図示していない）を設けて、該電極２００を外部電源（図示していない）と接続して通電加熱すればよい。これと同様に、本管１０２を通電加熱する場合は、本管の１０２の上端部および下端部（図示していない）に通電加熱用の電極２０１（下端部の電極は図示していない）を設けて、該電極２０１を外部電源と接続して通電加熱すればよい。

一方、分岐管１０３は、両端部が本管１０１，１０１と接合しているため、本管１０１，１０２を介して通電加熱を行うことになる。具体的には、本管１０１および１０２に通電加熱用の電極２００および２０１を設け、該電極２００および２０１を外部電源（図示していない）と接続して、通電経路３００に沿って通電することによって、分岐管１０３を通電加熱する。

特開平１１−３４９３３４号公報

図３に示す複合管構造１００で分岐管１０３を通電加熱する際、分岐管１０３で局部加熱が発生しないように通電制御を行う必要がある。図３に示す複合管構造体１００で通電経路３００に沿って通電した場合、電流はその特性上最短経路を流れようとする。そのため、本管１０１と分岐管１０３との接合部１０４では、電流の最短経路に位置する角部１０４ａに電流が集中する。同様に、分岐管１０３と本管１０２との接合部１０５では、電流の最短経路に位置する角部１０５ａに電流が集中する。電流が集中する角部１０４ａ，１０５ａでは、局部加熱が発生するおそれがある。角部１０４ａ，１０５ａで局部加熱が発生した場合、角部１０４ａ、１０５ａが熱応力によって破損するおそれがある。また、中空管構造体１００内を流通する溶融ガラスが変質するおそれがある。したがって、分岐管１０３を通電加熱する際、角部１０４ａ，１０５ａで局部加熱が発生しないように、通電制御を行う必要がある。

このため、分岐管１０３を通電加熱する際、角部１０４ａ，１０５ａの温度と、分岐管１０３の角部以外の部位（以下、「他の部位」と言う場合もある。）の温度、例えば分岐管１０３の長手方向中央部付近の温度、とをモニタし、角部１０４ａ，１０５ａの温度と、他の部位の温度と、の温度差に基づいて通電制御を行う場合もある。例えば、角部１０４ａ，１０５ａの温度と、他の部位の温度と、の間に温度差が存在している場合、角部１０４ａ，１０５ａで局部加熱が発生していることを示している。この場合、角部１０４ａ，１０５ａで発生している局部加熱が解消される、または局部加熱が軽減されるような通電制御を行う。角部１０４ａ，１０５ａで発生している局部加熱を解消する、または局部加熱を軽減するには分岐管１０３への通電加熱を弱めればよい。このため、通電電流を低くする、もしくは通電電圧を低くする、またはその両方を低くするような通電制御を実施する。

しかしながら、本発明者らは、［０００７］〜［０００８］に示した通電制御（上記段落における通電制御。つまり、図３のような本管と分岐管とを有する中空管構造体において、本管の上端部同士、または本管の下端部同士で通電を行い、角部１０４ａ，１０５ａの温度と、他の部位の温度と、の温度差に基づいて行う通電制御。以下、従来の通電制御という。）では、分岐管１０３の通電加熱を適切に行うことができない場合があることを見出した。
角部１０４ａ，１０５ａの温度と、他の部位の温度と、の温度差に基づいて通電制御を行う場合、実際には、角部１０４ａの温度と他の部位の温度との温度差ΔＴ₁と、角部１０５ａの温度と他の部位の温度との温度差ΔＴ₂のうち、いずれか一方に基づいて通電制御を行うことになる。通電制御の目的は角部１０４ａ，１０５ａで局部加熱を発生させないことであるため、通常は、ΔＴ₁およびΔＴ₂のうち、より温度差が大きい方に基づいて通電制御を行うことになる。

しかしながら、ΔＴ₁およびΔＴ₂が同一の傾向を示すとは限らない。例えば、ΔＴ₁のみが存在している場合もあるし、その反対にΔＴ₂のみが存在している場合もある。また、ΔＴ₁およびΔＴ₂がどちらも存在している場合であっても、両者の値が大きく異なっている場合もある。
ΔＴ₁とΔＴ₂とが異なる傾向を示すのは、角部１０４ａと角部１０５ａとで、温度の上がり方が異なるためである。例えば、本管１０１と、本管１０２とで、径、肉厚、または構成材料が異なる場合、同一の通電経路で通電している場合であっても、角部１０４ａと１０５ａとで温度の上がり方が異なる。また、角部１０４ａおよび角部１０５ａのうち、いずれか一方の付近に、ヒータ等の発熱源が存在する場合、角部１０４ａと角部１０５ａとで、温度の上がり方が異なる。これらの理由により、ΔＴ₁とΔＴ₂とが異なる傾向を示す場合がある。

ΔＴ₁とΔＴ₂とが異なる傾向を示す場合、従来の通電制御では分岐管１０３の通電加熱を適切に行うことができないおそれがある。また、従来の通電制御では、前記したようにΔＴ₁およびΔＴ₂のうち、より温度差が大きい方に基づいて通電制御が行われる。したがって、ΔＴ₁のみが存在している場合、ΔＴ₁に基づいて通電制御が行われる。ΔＴ₁の存在は角部１０４ａで局部加熱が発生していることを示している。そのため、ΔＴ₁に基づく通電制御では、角部１０４ａで発生している局部加熱を解消するために、分岐管１０３の通電加熱を弱めるような通電制御が行われる。この時、ΔＴ₂は存在しないので、角部１０５ａでは局部加熱は発生していない。この状況でΔＴ₁に基づく通電制御を実施すると、角部１０５ａでは通電加熱が弱くなり過ぎることになる。この結果、角部１０５ａを所望の温度まで通電加熱するのに要する時間が増加する。また、角部１０５ａを所望の温度まで通電加熱できなくなるおそれもある。角部１０５ａが所望の温度まで通電加熱できない場合、複合管構造体１００の内部を通過する溶融ガラス中で発泡が生じたり、偏流が生じたりして、溶融ガラスの品質に悪影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、上記した問題点を解決するため、２つの本管と、該本管の間を連結する分岐管と、からなる構造を含んだ複合管構造体を通電加熱する方法であって、分岐管で部位によって通電加熱の過不足が発生することが防止された方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記した複合管構造体を通電加熱する方法であって、複合管構造体内を通過する溶融ガラス中でのリボイル（泡が再び発生する現象）の発生を解消、または防止できる方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記した複合管構造体を通電加熱する方法であって、複合管構造体のデッドスペースに滞留している溶融ガラスがメインフローの溶融ガラスに混入することを解消、または防止できる方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、本発明の通電加熱方法を用いたガラス製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、第１および第２の本管と、前記第１の本管と前記第２の本管とを連結する分岐管と、からなる構造を含んだ白金または白金合金製の複合管構造体を通電加熱する方法であって、前記分岐管を通電加熱する際に、前記分岐管に通電する経路を第１の本管と前記分岐管とを結ぶ第１の通電経路と、前記分岐管と前記第２の本管とを結ぶ第２の通電経路と、に分割し、前記第１および第２の通電経路における通電制御をそれぞれ独立に実施することを特徴とする白金または白金合金製の複合管構造体を通電加熱する方法を提供する。

本発明の通電加熱方法において、前記白金または白金合金製の複合管構造体は、ガラス製造装置における溶融ガラスの導管の一部をなすことが好ましい。
本発明の通電加熱方法において、前記白金または白金合金製の複合管構造体は、減圧脱泡装置における溶融ガラスの導管の一部をなすことが好ましい。
本発明の通電加熱方法において、前記白金または白金合金製の複合管構造体は、減圧脱泡装置の上流側または下流側に位置する導管のうち、少なくとも一方であることが好ましい。
また、本発明は、本発明の通電加熱方法を用いたガラス製造方法を提供する。
さらに、本発明は、第１および第２の本管と、前記第１の本管と前記第２の本管とを連結する分岐管と、からなる構造を含んだ白金または白金合金製の複合管構造体を通電加熱する装置であって、前記分岐管に、前記第１の本管に設けた電極と結んで第１の通電経路を形成するための電極と、前記第２の本管に設けた電極と結んで第２の通電経路を形成するための電極と、が設けられており、前記第１および第２の通電経路をそれぞれ独立に通電制御することを特徴とする白金または白金合金製の複合管構造体の通電加熱装置を提供する。

本発明の通電加熱方法によれば、複合管構造体に含まれる分岐管を通電加熱する際に、分岐管で部位によって通電加熱の過不足が発生することが防止されている。この結果、分岐管全体を過不足なく所望の温度まで通電加熱することができる。また、分岐管を所望の温度まで通電加熱するのに要する時間が短縮される。
本発明の通電加熱方法は、減圧脱泡装置のようなガラス製造装置における溶融ガラスの導管の一部をなす複合管構造体を通電加熱するのに好適である。

複合管構造体が溶融ガラスの導管の一部をなしている場合、本発明の通電加熱方法を用いることで以下の効果が更に発揮される。
複合管構造体における溶融ガラスの経路によっては、複合管構造体のデッドスペースに溶融ガラスが滞留している場合がある。デッドスペースに滞留している溶融ガラスは品質が劣化している場合が多く、滞留している溶融ガラスがメインフローの溶融ガラスに混入すると、溶融ガラスの品質が劣化する可能性がある。本発明の通電加熱方法によれば、複合管構造体の出口側における溶融ガラスの温度を下げることなしに、複合管構造体のデッドスペースに滞留している溶融ガラスがメインフローに混入することを解消、または、防止することができる。この結果、複合管構造体内部を通過する溶融ガラスの品質に悪影響が及ぶおそれがない。

複合管構造体が減圧脱泡装置中、減圧脱泡槽の下流側の導管である場合、過加熱や減圧下の状況では、複合管構造体内を通過する溶融ガラスでリボイル（泡が再び発生する現象）が発生する場合がある。複合管構造体が減圧脱泡装置の下流側に位置する導管である場合も、同じく複合管構造体内を通過する溶融ガラスでリボイルが発生する場合がある。本発明の通電加熱方法によれば、複合管構造体の出口側における溶融ガラスの温度を下げることなしに、複合管構造体内を通過する溶融ガラス中でのリボイルの発生を解消、または、防止することができる。この結果、溶融ガラスの品質に悪影響を及ぼすことなしに、溶融ガラス中の気泡量を低減することができる。

複合管構造体が減圧脱泡装置中、減圧脱泡槽の上流側の導管である場合、または減圧脱泡装置の上流側に位置する導管である場合においても、本発明の通電加熱方法を用いることで好ましい効果が発揮される。すなわち、複合管構造体内部を通過する溶融ガラス中で発泡が生じたり、偏流が生じたりすることがないため、減圧脱泡槽での減圧脱泡効果に悪影響が及ぶおそれがない。

本発明のガラス製造方法によれば、上記した本発明の通電加熱方法による効果を享受し、また、溶融ガラスの導管をなす複合管構造体全体が所望の温度まで過不足なく通電加熱されているため、複合管構造体内部を通過する溶融ガラスの品質に悪影響が及ぶおそれがない。

図１は、本発明の通電加熱方法を説明するための模式図であり、通電加熱される複合管構造体の１実施形態が示されている。 図２は、図１に示す複合管構造体１を溶融ガラスの導管として使用する場合を示した図であり、溶融ガラスの流動経路を図中矢印で示している。 図３は、分岐管を含む複合管構造体において、分岐管を通電加熱する際の従来の通電制御を説明するための模式図である。

符号の説明

１：複合管構造体
１１，１２：本管
１３：分岐管
１４，１５：接合部
１４ａ，１５ａ：角部
２０，２１，２２，２２ａ，２２ｂ：電極
３０，３１：通電経路
１００：複合管構造体
１０１，１０２：本管
１０３：分岐管
１０４，１０５：接合部
１０４ａ，１０５ａ：角部
２００，２０１：電極
３００，３０１：通電経路

以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は、本発明の通電加熱方法を説明するための模式図であり、通電加熱される複合管構造体の１実施形態が示されている。図１に示す複合管構造体１は、２つの本管１１，１２と、本管１１と本管１２とを連結する分岐管１３と、からなる。本管１１，１２および分岐管１３は、白金製または白金合金製の中空管である。白金合金の具体例としては、白金−金合金、白金−ロジウム合金が挙げられる。また、白金製または白金合金製と言った場合、白金または白金合金に金属酸化物を分散させてなる強化白金製をも含む。この場合、分散される金属酸化物としては、Ａｌ₂Ｏ₃、またはＺｒＯ₂若しくはＹ₂Ｏ₃に代表される周期表における３族、４族若しくは１３族の金属酸化物が挙げられる。

本発明の通電加熱方法では、図１に示す複合管構造体１の分岐管１３を通電加熱する際に、分岐管１３に通電する経路を本管１１と分岐管１３とを結ぶ第１の通電経路と、分岐管１３と本管１２とを結ぶ第２の通電経路に分割する。
図１に示す複合管構造体１において、本管１１および１２の上端部にはリング状の電極２０および２１が設けられている。また、分岐管１３の長手方向中央付近にも、リング状の電極２２が設けられている。電極２２は、リング状の電極２２ａおよび２２ｂからなる２層構造の電極である。電極２０，２１および２２は、白金製または白金合金製であり、本管１１，１２および分岐管１３の外周に設けられている。図１に示す複合管構造体１において、本管１１に設けられた電極２０と、分岐管１３に設けられた電極２２ａと、を結ぶ通電経路が第１の通電経路３０であり、分岐管１３に設けられた電極２２ｂと本管１２に設けられた電極２１と、を結ぶ通電経路が第２の通電経路３１である。

本発明の通電加熱方法では、第１の通電経路３０における通電制御と、第２の通電経路３１における通電制御と、を独立に実施する。
図１に示す複合管構造体１において、本管１１と分岐管１３との接合部１４の角部１４ａ、および分岐管１３と本管１２との接合部１５の角部１５ａは、電流の最短経路に位置するため、分岐管１３に通電した際に電流が集中する部位である。角部１４ａ，１５ａでは、電流が集中することによって局部加熱が発生するおそれがある。このため、分岐管１３を通電加熱する際には、角部１４ａ，１５ａで局部加熱が発生しないように、通電制御を行う必要がある。

本発明の通電加熱方法では、分岐管１３に通電する経路を第１の通電経路３０と第２の通電経路３１とに分割し、第１の通電経路３０および第２の通電経路３１における通電制御をそれぞれ独立に実施するため、上記した通電制御、すなわち、角部１４ａ，１５ａで局部加熱を発生させないための通電制御を容易かつ適切に行うことができる。

角部１４ａ，１５ａで局部加熱を発生させないための通電制御は、角部１４ａ，１５ａの温度と、分岐管１３の角部以外の部位（以下、「他の部位」と言う場合もある。）の温度をモニタし、角部１４ａの温度、と他の部位の温度と、の温度差ΔＴ₁、および角部１５ａの温度と、他の部位の温度と、の温度差ΔＴ₂に基づいて実施する。
本発明の通電加熱方法において、第１の通電経路３０における通電制御をΔＴ₁に基づく通電制御として実施し、第２の通電経路３１における通電制御をΔＴ₂に基づく通電制御として実施すれば、ΔＴ₁に基づく通電制御と、ΔＴ₂に基づく通電制御と、を独立に実施することができる。

第１の通電経路３０における通電制御をΔＴ₁に基づく通電制御として実施するには、温度をモニタする他の部位を分岐管１３の角部１４ａ以外の部位であって、かつ第１の通電経路３０の電極２０から電極２２ａまでの間の部位にすればよい。
一方、第２の通電経路３１における通電制御をΔＴ₂に基づく通電制御として実施するには、温度をモニタする他の部位を分岐管１３の角部１５ａ以外の部位であって、かつ第２の通電経路３１の電極２２ｂから電極２１までの間の部位にすればよい。したがって、ΔＴ₁における他の部位と、ΔＴ₂における他の部位と、は、異なる部位であってもよい。但し、ΔＴ₁とΔＴ₂とで、他の部位の温度は同一であることが、温度制御を容易に実施できる理由で好ましい。したがって、他の部位は１個所であることが好ましい。他の部位は、その部位の位置を１箇所とすることでこれらの条件を満たすことができることから、分岐管１３の電極２２が設けられた部位であることが好ましい。但し、熱上げ時の温度を考慮すると、他の部位は電極２２からある程度離れた位置であることが好ましい。この場合、他の部位は、電極２２から分岐管１３の長手方向に１００ｍｍ以上、１０００ｍｍ以下離れた位置であることが好ましい。

図１に示す複合管構造体１の分岐管１３を通電加熱する際、ΔＴ₁とΔＴ₂とが同一の傾向を示すとは限らない。角部１４ａと角部１５ａとで、温度の上がり方が異なることによりΔＴ₁とΔＴ₂とが異なる傾向を示す場合もある。例えば、本管１１と、本管１２とで、径、肉厚、または構成材料が異なる場合、同一の通電経路で通電している場合であっても、角部１４ａと１５ａとで温度の上がり方が異なる。また、角部１４ａおよび１５ａのうち、いずれか一方の付近に、ヒータ等の発熱源が存在する場合、角部１４ａと角部１５ａとで、温度の上がり方が異なる。これらの理由により、ΔＴ₁とΔＴ₂とが異なる傾向を示す場合がある。
したがって、例えば、ΔＴ₁のみが存在している場合もあるし、その反対にΔＴ₂のみが存在している場合もある。また、ΔＴ₁およびΔＴ₂がどちらも存在している場合であっても、両者の値が大きく異なっている場合もある。本発明の通電加熱方法では、ΔＴ₁に基づく通電制御とΔＴ₂に基づく通電制御とを、それぞれ独立に実施することにより、ΔＴ₁とΔＴ₂とが異なる傾向を示す場合であっても、角部１４ａおよび角部１５ａにおける通電加熱が適切になるように通電制御を行うことができる。

本発明の通電加熱方法において、ΔＴ₁に基づく通電制御とΔＴ₂に基づく通電制御とを独立に実施する場合、具体的には以下の手順で実施する。
分岐管１３の通電加熱時、ΔＴ₁が存在する場合、角部１４ａで局部加熱が発生していることを示している。この場合、角部１４ａで発生している局部加熱が解消される、または局部加熱が軽減されるように、第１の通電経路３０で通電制御を行う。具体的には、角部１４ａの通電加熱を弱めるために、第１の通電経路３０の通電電流を低くする、もしくは通電電圧を低くする、またはその両方を低くするような通電制御を行う。この時、ΔＴ₂が存在しない場合、角部１５ａでは局部加熱が発生していないので、第２の通電経路３１ではそのままの通電状態を維持する。

一方、ΔＴ₂が存在している場合、角部１５ａで局部加熱が発生していることを示しているので、角部１５ａで発生している局部加熱が解消される、または局部加熱が軽減されるように、第２の通電経路３１で通電制御を行う。具体的には、角部１５ａの通電加熱を弱めるために、第２の通電経路３１の通電電流を低くする、もしくは通電電圧を低くする、またはその両方を低くするような通電制御を行う。この時、ΔＴ₁が存在しない場合、角部１４ａでは局部加熱が発生していないので、第１の通電経路３０ではそのままの通電状態を維持する。

また、ΔＴ₁およびΔＴ₂がどちらも存在している場合、ΔＴ₁およびΔＴ₂の数値に応じて、角部１４ａおよび角部１５ａで発生している局部加熱が解消される、または局部加熱が軽減されるように、第１の通電経路３０および第２の通電経路３１でそれぞれ独立に通電制御を行う。

本発明の通電加熱方法では、上記したΔＴ₁およびΔＴ₂に基づく通電制御以外の通電制御も可能である。
図１に示す複合管構造体１を溶融ガラスの導管として使用する場合、図２で矢印に示す経路に沿って溶融ガラスを流す場合がある。図１の複合管構造体１は２つの本管１１，１２と、本管１１と本管１２とを連結する分岐管１３と、からなり、本管１１，１２の上端部には、溶融ガラスが滞留するような枝管を有している。
この場合、本管１１の上端付近（枝管部分）には溶融ガラスのヘッド部（ガラスヘッド）として溶融ガラスが滞留している（Ｇ_residence）。滞留している溶融ガラスＧ_residenceは、矢印に示す経路に沿って流れるメインフローの溶融ガラスＧ_mainに比べて品質が劣化していることが多く、滞留している溶融ガラスＧ_residenceがメインフローの溶融ガラスＧ_mainに混入すると、製造されるガラスの品質の劣化につながるので好ましくない。本発明の通電加熱方法によれば、滞留している溶融ガラスＧ_residenceがメインフローの溶融ガラスＧ_mainに混入することを解消、または、防止することができる。

滞留している溶融ガラスＧ_residenceがメインフローの溶融ガラスＧ_mainに混入することを解消、または、防止するためには、以下の通電制御を実施すればよい。
図２に示す複合管構造体１において、上流側、すなわち、本管１１および分岐管１３の左側部分の温度が高いと、滞留している溶融ガラスＧ_residenceの粘性が低下するため、滞留している溶融ガラスＧ_residenceがメインフローの溶融ガラスＧ_mainに混入するおそれが増加する。したがって、滞留している溶融ガラスＧ_residenceがメインフローの溶融ガラスＧ_mainに混入することを解消、または、防止するためには、複合管構造体１の上流側の温度をできるだけ低く保つことが好ましい。このためには、分岐管１３の通電加熱を弱めることが好ましい。しかしながら、分岐管１３全体に対する通電加熱を弱めると、複合管構造体１の出口側での溶融ガラスの温度が低くなり、溶融ガラスの品質に悪影響を及ぼすので好ましくない。

本発明の通電加熱方法では、図１に示す第１の通電経路３０における通電制御と、第２の通電経路３１における通電制御と、を独立に実施するため、複合管構造体１の出口側での溶融ガラスの温度を下げることなしに、滞留している溶融ガラスＧ_residenceがメインフローの溶融ガラスＧ_mainに混入することを解消、または、防止することができる。
具体的には、第１の通電経路３０では通電加熱を弱めるように通電制御を行うことで、複合管構造体１の上流側を流通する溶融ガラスの温度をできるだけ低く保ち、滞留している溶融ガラスＧ_residenceがメインフローの溶融ガラスＧ_mainに混入することを解消、または、防止する。一方、第２の通電経路３１では通電加熱を強めるように通電制御を行うことで、複合管構造体１の下流側を流通する溶融ガラスの温度を高くして、複合管構造体１の出口側での溶融ガラスの温度を所望な温度に保つことができる。
但し、複合管構造体１内を流通する溶融ガラスの温度を低くし過ぎると、溶融ガラスの粘性が高くなり、流動性が悪化する。また、複合管構造体１内の溶融ガラスが固化してしまう場合もある。さらにまた、複合管構造体１の上流側と下流側とで、溶融ガラスの温度差が大きすぎると、溶融ガラス中で温度ムラが生じ、この温度ムラによって溶融ガラス中で発泡が起こるおそれもある。
そのため、複合管構造体１内を流通する溶融ガラスの温度は適切に管理する必要がある。本発明の通電加熱方法では、第１の通電経路３０における通電制御と、第２の通電経路３１における通電制御と、を独立に実施するため、複合管構造体１内を流通する溶融ガラスの温度を適切に管理することができる。

メインフローの溶融ガラスＧ_mainへの滞留している溶融ガラスＧ_residenceの混入の有無は、製造されるガラスの組成から推定することができる。すなわち、滞留している溶融ガラスＧ_residenceがメインフローの溶融ガラスＧ_mainへ混入した場合、製造されるガラスの組成に不均質が生じる可能性が高い。したがって、製造されるガラスの組成での不均質の有無によって、滞留している溶融ガラスＧ_residenceの混入の有無を推定することができる。
製造されるガラスの組成から、滞留している溶融ガラスＧ_residenceが混入していると推定される場合、上記した通電制御を行うことによって、滞留している溶融ガラスＧ_residenceの混入を解消することができる。

また、複合管構造体が減圧脱泡装置における溶融ガラスの導管の一部をなす場合、複合管構造体内を通過する溶融ガラスでリボイルが発生するおそれがある。減圧脱泡装置中、減圧脱泡槽の下流側の導管は、減圧脱泡槽での減圧の影響により、導管内の圧力が常圧よりも低くなっている。このため、該導管の温度条件や形状によっては、導管内を通過する溶融ガラスでリボイルが発生するおそれがある。本発明の通電加熱方法によれば、複合管構造体内を通過する溶融ガラスでリボイルが発生することを解消、または、防止することができる。

本発明の通電加熱方法を用いて、溶融ガラスでのリボイルの発生を解消、または、防止する手順について、図２に示す複合管構造体１を用いて説明する。ここで、図２に示す複合管構造体１は、減圧脱泡槽の導管であり、矢印に示す経路に沿って溶融ガラスが流れている。図２に示す複合管構造体１の上流側は、減圧脱泡槽の影響で、内部の圧力が常圧よりも低くなっている。そのため、複合管構造体１の上流側を通過する溶融ガラスではリボイルが発生するおそれがある。溶融ガラスにおけるリボイルの発生には、溶融ガラスの温度が影響し、溶融ガラスの温度が高いほどリボイルが発生しやすい。したがって、溶融ガラスでのリボイルの発生を解消、または、防止するためには、複合管構造体１の上流側の温度をできるだけ低く保つことが好ましい。したがって、分岐管１３の通電加熱を弱めることが好ましい。しかしながら、分岐管１３全体に対する通電加熱を弱めると、複合管構造体１の出口側での溶融ガラスの温度が低くなり、溶融ガラスの品質に悪影響を及ぼすので好ましくない。

本発明の通電加熱方法では、図１に示す第１の通電経路３０における通電制御と、第２の通電経路３１における通電制御と、を独立に実施するため、複合管構造体１の出口側での溶融ガラスの温度を下げることなしに、複合管構造体１の上流側を通過する溶融ガラスでリボイルが発生することを解消、または、防止することができる。
具体的には、第１の通電経路３０では通電加熱を弱めるように通電制御を行うことで、複合管構造体１の上流側の温度をできるだけ低く保ち、溶融ガラスでのリボイルの発生を解消、または、防止する。一方、第２の通電経路３１では通電加熱を強めるように通電制御を行うことで、複合管構造体１の下流側の温度を高くして、複合管構造体１の出口側での溶融ガラスの温度を所望な温度に保つ。なお、複合管構造体１の下流側は、上流側に比べて内部の圧力が高くなっているため、溶融ガラスの温度を高くしてもリボイルが発生するおそれがほとんどない。

本発明の通電加熱方法が対象とする複合管構造体は、２つの本管と、該本管の間を連結する分岐管と、からなる構造を含んだものを指す。したがって、複合管構造体は、図１に示すような本管１１，１２と分岐管１３とからなる構造に加えて、他の構造を含んでいてもよい。例えば、本管１１，１２には、分岐管１３とは別の分岐管が接合されていてもよい。具体的には、本管１１の左側に分岐管１３とは反対方向に延びる分岐管が接合されていてもよい。また、本管１２の右側には分岐管１３とは反対方向に延びる分岐管が接合されていてもよい。
また、分岐管１３の本管１１，１２への接続の位置についても特に限定されない。本管１１，１２の最上部であってもよいし、最下部であってもよいし、中間部分であってもよい。ただし、本発明の効果がより大きく発揮されるのは、上記したようなＧ_residenceの混入の有無が存在する場合であるため、Ｇ_residenceが存在する場合、具体的には、本管１１または１２の上部から１０ｍｍ以下、特に２０ｍｍ以下、さらには５０ｍｍ以下の部分に分岐管が接続されていることが好ましい。なお、上記のようにＧ_residenceが存在する場合には、図１の本管１２にスターラー等の撹拌部材（不図示）が設置されることが推奨される。
また、分岐管１３上に設ける電極も図１に示すような二層構造の電極に限定されない。分岐管全体に通電できるように、分岐管上において互いに近接して設けるのであれば、第１の通電経路の一部をなす電極と、第２の通電経路の一部をなす電極と、は互いに独立した電極であってもよい。また、一つの電極を設けて、電極２２ａ、電極２２ｂの両方の役割をさせることも可能である。
また、本発明は、本管１１，１２と分岐管１３との通電加熱方法について記載しているが、鉛直方向に伸びる本管１本に対して分岐管が２本左右に設けられているような複合管構造体であっても同様に考えることができる。
また、本管１１，１２および分岐管１３の長さは、１００〜３０００ｍｍであることが好ましい。また、本管１１，１２および分岐管１３の内径は、５０〜１５００ｍｍであることが好ましい。また、本管１１，１２および分岐管１３の厚さは、０．１〜３ｍｍであることが好ましい。

ガラス製造装置において、溶融ガラスの導管には、溶融ガラスを攪拌するためのスターラーが設けられる場合もある。本発明の通電加熱方法は、このようなスターラーが設けられた導管を通電加熱するのに好適である。例えば、図１に示す複合管構造体１において、本管１１，１２のうちいずれか一方、またはその両方にスターラーが設けられていた場合、複合管構造体１の上流側と下流側とでは、溶融ガラスの状態（温度や均質性等）が異なっている場合がある。例えば、本管１２で設けられたスターラーで溶融ガラスを攪拌した場合、複合管構造体１の下流側を流通する溶融ガラスは、攪拌されて均質な状態になっていると考えられる。
一方、複合管構造体１の上流側を流通する溶融ガラスは不均質になっている場合もある。このような状況が発生している場合、複合管構造体１の上流側と下流側とで、溶融ガラスの温度が顕著に異なってくる場合もある。また、複合管構造体１の上流側を流通する溶融ガラスは、不均質になっているため、温度ムラが生じている場合もある。
本発明の通電加熱方法は、第１の通電経路３０における通電制御と、第２の通電経路３１における通電制御と、を独立に実施するため、複合管構造体１の上流側と下流側とで、流通する溶融ガラスの状態が異なっている場合であっても、それぞれの状態に応じて溶融ガラスの温度が適切になるように、複合管構造体１の通電加熱を制御することができる。

本発明の通電加熱方法は、複合管構造体に含まれる分岐管全体を過不足なく所望の温度まで通電加熱することができるので、減圧脱泡装置のようなガラス製造装置における溶融ガラスの導管の通電加熱に適用できる。

なお、２００５年５月１８日に出願された日本特許出願２００５−１４５４３９号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (17)

1. 第１および第２の本管と、前記第１の本管と前記第２の本管とを連結する分岐管と、からなる構造を含んだ白金または白金合金製の複合管構造体を通電加熱する方法であって、 前記分岐管に通電する経路を、第１の本管と前記分岐管とを結ぶ第１の通電経路と、前記分岐管と前記第２の本管とを結ぶ第２の通電経路と、に分割し、前記第１および第２の通電経路における通電制御をそれぞれ独立に実施することを特徴とする白金または白金合金製の複合管構造体を通電加熱する方法。
2. 前記白金または白金合金製の複合管構造体は、ガラス製造装置における溶融ガラスの導管の一部である請求項１に記載の通電加熱する方法。
3. 前記白金または白金合金製の複合管構造体は、減圧脱泡装置における溶融ガラスの導管の一部である請求項１に記載の通電加熱する方法。
4. 前記白金または白金合金製の複合管構造体は、減圧脱泡装置の上流側または下流側に位置する導管のうち、少なくとも一方である請求項１に記載の通電加熱する方法。
5. 前記第１および第２の本管の上端に電極を有し、かつ前記分岐管に電極を有し、前記第１の本管における電極と分岐管の電極との間の経路を第１の通電経路とし、前記第２の本管における電極と分岐管の電極との間の経路を第２の通電経路とする請求項１〜４のいずれかに記載の通電加熱する方法。
6. 前記通電制御を、分岐管の角部以外の部位の温度をモニタして行う請求項１〜５のいずれかに記載の通電加熱する方法。
7. 第１の通電経路と第２の通電経路とにおいて、前記分岐管の角部以外の部位が同じ位置である請求項６に記載の通電加熱する方法。
8. 前記分岐管の角部以外の部位が、分岐管の電極から１００ｍｍ以上離れた位置にある請求項６に記載の通電加熱する方法。
9. 前記通電制御を、第１の通電経路における分岐管の角部の温度と他の部位の温度との温度差、および第２の通電経路における分岐管の角部の温度と他の部位の温度との温度差に基づいて実施する請求項６〜８のいずれかに記載の通電加熱する方法。
10. 前記第１の本管および／または前記第２の本管の上部に枝管を有する請求項１〜９のいずれかに記載の通電加熱する方法。
11. 前記通電制御を、前記第１の本管および／または前記第２の本管の上部に滞留した溶融ガラスがメインフローの溶融ガラスに混入しないような制御とする請求項１０に記載の通電加熱する方法。
12. 前記第１の本管および／または第２の本管にスターラーが設けられる請求項１１に記載の通電加熱する方法。
13. 請求項１または２に記載の白金または白金合金製の複合管構造体を通電加熱する方法を用いたガラス製造方法。
14. 第１および第２の本管と、前記第１の本管と前記第２の本管とを連結する分岐管と、からなる構造を含んだ白金または白金合金製の複合管構造体を通電加熱する装置であって、 前記分岐管に、前記第１の本管に設けた電極と結んで第１の通電経路を形成するための電極と、前記第２の本管に設けた電極と結んで第２の通電経路を形成するための電極と、が設けられており、前記第１および第２の通電経路をそれぞれ独立に通電制御することを特徴とする白金または白金合金製の複合管構造体の通電加熱装置。
15. 前記白金または白金合金製の複合管構造体が、ガラス製造装置における溶融ガラスの導管の一部である請求項１４に記載の通電加熱装置。
16. 前記白金または白金合金製の複合管構造体が、減圧脱泡装置における溶融ガラスの導管の一部である請求項１４に記載の通電加熱装置。
17. 前記第１の通電経路を形成するための電極と第２の通電経路を形成するための電極とが、分岐管の長手方向中央付近にリング状に設けられた２層構造の電極である請求項１４、１５または１６に記載の通電加熱装置。

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