JPH01279589A

JPH01279589A - 加熱装置

Info

Publication number: JPH01279589A
Application number: JP10842688A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Ogino; 荻野　一夫
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1988-04-30
Filing date: 1988-04-30
Publication date: 1989-11-09

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、耐火物に通電して耐火物を発熱させるための
加熱装置に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

一般に耐火物は常温では電気の不良導体であるが、高温
において電気抵抗値が小さくなることが知られている。

このような耐火物に直接通電し、耐火物を発熱させてガ
ラスを加熱する方法と装置が特開昭５１−９２８０６号
公報に開示されている。

この方法と装置は、外側から耐火物に金属性電極を直接
接触させ、金属性電極をスプリングで耐火物に押し当て
、電極に電流を流して耐火物を発熱させるものである。

この場合、耐火物から金属性電極に熱が伝わるが、金属
性電極自体の耐熱性があまり大きくないため、耐火物の
温度はせいぜい９００°Ｃまでしか上げることができな
い。従って、この従来の方法と装置は、溶融したガラス
の保温には適しているが、ガラス原料を溶融するために
１０００°Ｃ以上の温度まで耐火物を発熱させなければ
ならないガラス溶融装置としては不適である。すなわち
、通電によって耐火物を１０００℃以上の温度まで発熱
させガラスを溶融することのできる溶融装置はまだ見出
されていない。

更に、溶融槽内に投入されたガラス原料を溶融する方法
として、酸化錫（ＳｎＯ）あるいはモリブデン（Ｍｏ）
等からなる電極をガラス中に直接浸漬させ、電極間のガ
ラスに直接通電し、加熱する方法が知られている。この
加熱溶融方法は、ガラスを直接加熱し溶融する方法であ
るため、熱効率が良いという長所を持つ。

しかし、ガラス中に電極を浸漬するため、電極の一部が
溶融ガラス中に溶は込むことが避けられない。従って、
ガラス中に電極が溶は込むことを嫌う、特に高品質が要
求されるガラスの溶融には不向きである。

〔発明の目的〕

本発明はこのような問題点を除去するためになされたも
のであり、その目的は、ガラス原料等を溶融するのに充
分な温度まで耐火物を発熱させることができる加熱装置
を提供することである。

〔目的を達成するための手段〕

上記目的を達成するため、抵抗発熱体としての耐火物と
、この耐火物に通電するための電極を備えている本発明
の加熱装置においては、耐火物と電極の間に、導電性セ
ラミックスを介在させたことを特徴とするものである。

〔作用〕

発熱する耐火物と電極の間に導電性セラミックスを配置
したので、耐火物の熱が電極に伝わりにくい、従って、
耐火物をより高温に発熱させることができるので、ガラ
ス等の溶融を行うことができる。

〔実施例〕

第１図乃至第５図に示した本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図は、本発明の第１実施例による加熱装置の構造を
示している。１は、常温では電気不良導体であるが、例
えば約７００°Ｃ以上の温度で導電性があり、通電によ
って発熱する耐火物（例えば東芝セラミックス株式会社
製の商品名モノフラックスＭ）である。２は約７００°
Ｃ程度の温度で導電性を有し、高温時に高粘性の液体状
態となる接着ガラス（例えばホーヤ（株）製の硝種基Ｎ
５）である。この接着ガラス２は前記耐火物１と後述の
導電性セラミックスを互いに密着させ、電気を伝えやす
くする働きがある。なお、この接着ガラスにはアルカリ
酸化物を少なくとも数％含んでいることが望ましい、３
は酸化錫（ＳｎＯ）等の導電性セラミックス、４は耐熱
鋼（例えばインコネル）等からなる金属性電極、５は金
属性電極４に取りつけられた導線、６は絶縁のための１
！ｉ緑碍子、７はスプリングである。該スプリング７は
絶縁碍子６、金属性電極４および導電性セラミックス３
を耐火物１に押し当てて保持するものである。

上記の接着ガラス２、導電性セラミックス３、金属性電
極４、導線５、絶縁碍子６およびスプリング７からなる
給電機構はそれぞれ、耐火物１の両側に設けられている
。

耐火物１の寸法は例えば長さが５００ＩＩＩ１１、幅と
厚さがそれぞれ１１００ａである。接着ガラス２の厚さ
は１ｍｌＩｍ、導電性セラミックス３の長さは１５０ｍ
ｍ　。

幅と厚さはそれぞれ１００ｍｍである。金属性電極４に
接触する導電性セラミックス３例の面は、金属性電極４
のすわりを良くするために丸いくぼみが付けられている
。

耐火物１を発熱させるためには、先ず耐火物１を、電気
抵抗値が比較的に小さくなるまでガスバーナ等で昇温さ
廿る。その温度は例えば約７００℃である。

次に、導線５から金属性電極４に電流を流し、導電性セ
ラミックス３と接着ガラス２を介して耐火物１を発熱さ
せる。耐火物１に流す電流の密度は、耐火物ｌを１４０
０°Ｃの温度まで昇温させたときに、０．３５Ａ／ｃ４
であった。耐火物１が１４００℃になった状態において
も、耐火物ｌに接着ガラスを介して接する導電性セラミ
・ンクス３は電気の良導体であるため発熱せず、セラミ
ックス３と金属性電極４との接触面の温度は３００°Ｃ
までしか上昇しなかった。従って、金属性電極４が熱に
対して充分に耐える状態で、耐火物１を高温まで発熱さ
せることができた。

第２図は本発明による加熱装置の第２実施例を示してい
る。この実施例の場合には、耐火物１と導電性セラミッ
クス３の間に、他の耐火物８が設けられ、かつ耐火物８
と耐火物１の間および耐火物８と導電性セラミックス３
の間に、接着ガラス２が挟み込まれている。耐火物８は
耐火物ｌより電気抵抗値の小さな耐火物（例えば東芝セ
ラミックス株式会社製、商品名モノフラックスＥ）であ
る。

耐火物８の長さ、幅、厚さはそれぞれ１００ｍｍであり
、その他の部品の寸法は前記第１実施例と同じである。

加熱装置の前記第２実施例の場合には、給電機構５，４
．３，２．８から耐火物１に通電すると、耐火物８の電
気抵抗値が耐火物１の電気抵抗値より小さいため、耐火
物８の発熱温度を耐火物ｌの発熱温度に比べ低く抑える
ことができる。従って、耐火物１の温度を第１実施例の
場合よりも高温の１６００℃まで上げても金属電極４に
接触する導電性セラミックス３の接触面の温度を３００
℃に抑えることができた。なお、このときの耐火物に流
された電流密度は０．４５Ａ／Ｃ４であった。

第３図は、前記第１実施例の加熱装置を用いたガラス溶
融槽（加熱処理槽の一種）を示している。

この溶融槽では炉床部と天井部に、加熱装置の耐火物ｌ
、ビが配置されている。耐火物１，１′と槽本体１１の
周囲は断熱レンガ１３で覆われ、溶融槽の保温を行って
いる。更に、耐火物１．１′にはそれぞれ熱電対１２．
１２’が取りつけられている。この熱電対１２．１２’
は図示していない温度の表示および制御装置に接続され
ている。

このガラス熔融槽の場合、加熱装置の耐火物１゜１′の
電気抵抗値が比較的に小さくなるまで、予めガスバーナ
等によって耐火物１．１′を加熱する。その温度は約７
００　’Ｃである。

次に、炉床部と天井部に設けた加熱装置の給電機構Ａ、
Ａ’　、Ｂ、Ｂ’から耐火物１，１′に通電し、耐火物
１．１′を発熱させ、ガラス原料を溶融可能な温度まで
昇温する。昇温後、図において後方の槽本体１１の壁に
設けられたガラス原料の投入口１４からガラス原料を投
入し、溶融する。

ここで、１５は溶融ガラス、１６は投入されたガラス原
料である。

この溶融槽では、ＳｎＯやＮｏ等の電極をガラスに浸漬
しないので、電極によってガラスが汚染されることがな
く、高品質のガラスの溶融が可能になる。

なお、槽本体１１の内面を白金または白金合金によって
内張すすれば、侵食性の高いガラスを高品質で熔融する
ことができる。ただし、この場合には、白金または白金
合金の内張りを通して電流が耐火物ｌと１′との間に流
れるのを防ぐため、槽本体１１の壁の上端とそれに接す
る天井部の耐火物１′の間に、電気抵抗値の大きな耐火
絶縁物を介在させ、耐火物１と１′との間を絶縁する必
要がある。

更に、発熱させる耐火物を槽本体工１の側壁部に配置し
てもよい。

第４図と第５図は、前記第１実施例の加熱装置を用いた
ガラス原料供給槽（加熱処理槽の一種）を示している。

この場合、ガラス原料供給槽の槽本体が耐火物１によっ
て形成されている。この耐火物は外形が円筒形で、内側
の内径が下方に行くに従って狭まる漏斗状の形をしてお
り、その外側に、給１ｉ機構Ｃ８とＣＩ’　、ＣｚとＣ
オ′、Ｃ１とＣ３’　＋　Ｃ４とＣ４’が縦方向に一定
間隔をおいてかつ互いに向き合わせて配置されている。

これらの給電機構は前記実施例と同様に、接着ガラス２
、導電性セラミックス３、金属性電極４、導Ｌ％５、絶
縁碍子６およびスプリング７からなっている。

更に、熱電対１２が、給電機構ＣＩと０１′。

Ｃ！とｃ、’　、ｃ、とｃ、’　、ｃ、とＣ４’のそれ
ぞれの中間の位置において耐火物１に埋設されている。

更に、耐火物１の外周面は、断熱レンガ１３で覆われ、
供給槽を保温している。

ガラス原料の供給は、ガラス原料２１が溶融可、能な温
度まで耐火物Ｉの温度が上昇してから開始される。供給
槽の温度は、溶融に都合の良いように、上部より下部を
高くする。そのために、給電機構から給電する電気量を
下方はど多くする。

供給されたガラス原料２１は、下端の開口部２２から供
給槽の下方に設けられたガラス溶融槽２３内に流下する
。ここで、２４は溶融槽２３内に溜まった溶融ガラスで
ある。

上記ガラス原料供給槽を用いると、従来行われティた、
原料供給パケットによるガラス溶融槽への原料の直接供
給が不必要になる。このパケットによる、溶融槽への原
料供給の場合には、原料成分自体に比重、粒形、融点等
の差異があるので、原料成分を混合状態でパケットによ
り溶融槽に投入しても、溶融時に再びそれぞれの原料成
分に分離してしまうことがある。このような現象は、光
学ガラスを溶融する場合、溶融されたガラスの光学的品
質が不安定になり、特に連続的に溶融を行う装置におい
ては、光学的品質が時間とともに変化し、品質上大きな
問題であった。しかし、このような問題点は上記ガラス
原料供給槽を用いることにより生じなくなる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は前
記実施例に限定されるものではない。例えば耐火物１は
７００°Ｃ程度の温度でｉ４を性があるものであればよ
く、例えば旭ガラス株式会社製耐火物（商品名マースナ
イｌ−ＭＢ−Ｇ）でも他の物でもよい。

更に、給電機構の一部である接着ガラス２も、高温時に
おいて粘性が高くかつ導電性の良いものであればよく、
Ｎ５に限定されるものではない。

更に、導電性セラミックス３は酸化錫だけでなく、導電
性の良い他のセラミックスを用いることができる。金属
性電極４も耐熱性のある金属であればよく、他の耐熱鋼
、ステンレス鋼等を使用することができる。

更に、熔融槽で使用する耐火物発熱体の形状、寸法は溶
融するガラスに合わせて決めればよい。

また、原料供給槽の形状については、下が狭まる四角錐
状であってもよい。何蜆も上記実施例の形状、寸法に限
定されるものではない。

更に、耐火物の電流密度は溶融温度によって決めればよ
い。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の加熱装置は、発熱する耐火物と
電極の間に導電性セラミックスを配置したので、耐火物
の熱が電極に伝わりにくい。よって、高い温度まで耐火
物を発熱させることができるので、従来不可能であった
ガラス等の溶融が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による加熱装置の部分断
面図、第２図は第２の実施例による加熱装置の部分断面
図、第３図は第１の実施例による加熱装置を用いたガラ
ス溶融槽の縦断面図、第４図は第１の実施例による加熱
装置を用いた原料供給槽の平面図、第５図は第４図の原
料供給槽と、該供給槽の下に配置された溶融槽の縦断面
図である。１．１′　・・・耐火物、　２・・・接着ガラス、３・
・・導電性セラミックス、　４・・・金属性電極、　５
・・・導線、　６・・・絶縁碍子、７・・・スプリング
、　８・・・耐火物、　　１１・・・槽本体、　　１２
．１２’　　・・・熱電対、１３・・・断熱レンガ、　
　１４・・・投入口、１５・・・溶融ガラス、　　１６
．２１・・・ガラス原料、　２２・・・開口部、　２３
・・・ガラス溶融槽、　２４・・・・溶融ガラス、　Ａ
、Ａ’　。Ｂ＊　　Ｂ’　ＣＩ＋　　ＣＩ　’＋　　Ｃ２ｒ　　Ｃ
％＋　　Ｃ３＋Ｃ３’ＨＣ４＋Ｃ４′　・・・給電機構
出願人　　ホ　−　ヤ　株式会社代理人　弁理士　中　村　静　男第３図

Claims

【特許請求の範囲】

１、抵抗発熱体としての耐火物と、この耐火物に通電す
るための電極を備えている加熱装置において、耐火物と
電極の間に、導電性セラミックスを介在させたことを特
徴とする加熱装置。