JPH01167237A

JPH01167237A - ガラス溶融炉

Info

Publication number: JPH01167237A
Application number: JP62327892A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Manabe; 真鍋　征一郎; Yasuhito Nagashima; 廉仁長嶋
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1987-12-24
Filing date: 1987-12-24
Publication date: 1989-06-30
Anticipated expiration: 2012-01-08
Also published as: EP0325055A3; US4927446A; JP2570350B2; EP0325055A2; DE3874314D1; DE3874314T2; EP0325055B1

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】［産業上の利用分野コ本発明はガラス溶融炉に係り、特に高品質のガラスを効
率的に安定生産することがてきる竪型電気溶融炉に関す
る。

［従来の技術］従来、ガラスの竪型電気溶融炉としては、第４図〜第６
図に示すように炉の最上部に原料投入口１を有し、炉内
の溶融ガラス４に浸漬した電極５よりガラスに直接通電
し、発生するジュール熱によってガラスを加熱して、ガ
ラス素地表面に供給したガラス原料（バッチ）３を溶融
、清澄した後、炉の底部に設けたガラス出口２よりガラ
スを作業部に搬送する構造のものが一般的である。電極
５の配置としては、第４図に示すように棒状電極５を炉
の側壁から水平に挿入するもの、第５図に示すよ゛うに
炉の底部から垂直に挿入するもの、あるいは第６図に示
すようにガラス原料３の層を貫通して炉の上部から挿入
するもの等が知られている。

このような電気溶融炉では、熱エネルギーの有効利用の
ために、溶融ガラス４の表面をガラス原料（ハツチ）３
の層で覆う。（いわゆる「コールドトップ」を形成する
。）しかして、ガラスの溶融、清澄は炉の深さ方向に進
行する。

このような７気溶融炉により高品質のガラスを得るには
、炉の底部の出口２を通って作業部に供給されるガラス
が十分な熱履歴をもった、泡や未溶融物のない素地とな
るようにする必要がある。

出口２に到達するガラスの熱履歴は、炉内のガラスの温
度とガラス素地の流れによりて決まるが、炉内のガラス
素地の流れは主として炉内のガラス　−の温度分布に起
因する熱対流に支配されるので、品質の優れたガラスを
製造するためには炉内を常に安定した熱平衡下に置くこ
とが操炉の最大のボンイトとなる。

［発明が解決しようとする問題点］しかしなから、棒状電極を用い、ガラスのジュール熱に
よる加熱を利用する従来の竪型電気溶融炉においては、
炉の平面内の電力分布を均一にすることは困難であり、
特に電極の先端部近傍における電流密度が高くなり、電
極先端間のガラスの温度が高くなり易い。ガラスの電気
抵抗は、温度が高いほど小さくなるので、高温部にはま
すます電流が流れるようになり、局所加熱は更に助長さ
れることとなる。このような温度分布の不均一は炉内の
ガラス素地に熱対流を起こさせ、その結果、熱履歴の短
いガラス素地、つまり加熱が不十分て泡や未溶解物を含
んだガラス素地が出口から流出することとなり、これが
作業部に供給され製品に欠点を生じさせる原因となる。

更に、不均一な温度分布及びそれによって生じるガラス
素地の熱対流は、ガラス素地表面のバッチの不均一な溶
解をひぎ起こし、素地に局所的にハツチ層で覆われない
部分が生じて、熱損失が大きくなるとともに、ガラス温
度の低下を招く。ガラスのジュール熱を利用した加熱の
溶融炉では、前述の理由によって、ガラス素地の温度の
制御が極めて困難であることから、このようにして起こ
るガラス素地の不均一な温度分布は、これを改善するこ
とは殆ど不可能である。

このような問題は、アルカリ成分を含まない電気抵抗の
大きいガラスを溶融する場合において顕著になる。即ち
、かかる無アルカリガラスは電気抵抗が大きいので、溶
融に必要な電力をガラスに与えるためには、電極間の距
離を小さくする必要があることから、上記の不均一な温
度分布が顕著となるのである。

［問題点を解決するための手段］本発明のガラス溶融炉は、最上部に原料投入部を有し、
最下部にガラス素地出口を備えた竪型のガラス溶融炉に
おいて、ガラス素地に浸漬する少くとも１つのレベルに
、当該レベルにおける炉の水平断面のほぼ全領域にわた
フて抵抗発熱体を設けたことを特徴とするものである。

［作　用コ本発明のガラス溶融炉では、抵抗発熱体によってガラス
素地を加熱するので、発熱量の制御が容易である。

この発熱体はガラス素地内の炉の水平断面のほぼ全領域
にわたって設置されるため、ガラス素地の平面内の温度
分布は著しく均一になる。また、この発熱体は、対流の
流れの障害物として機能するので、対流か抑制されると
ともに、発熱体の表面部が最高温度となるので、発熱体
よりも下側の領域では下方はど温度が低い温度分布とな
り、熱対流が防止される。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例を示すガラス溶融炉の縦断面
図、第２図は第１図のＩＩ　−ＩＩ線に沿う断面図、第
３図は、別の実施例を示す縦断面図である。

第１図及び第２図に示すガラス溶融炉においては、種瓦
よりなる炉本体１０は平面視で四角形をなし、上部に原
料投入部１、底部にガラス出口（本例では側方へ突出す
るスロート）２が設けられ、内部には溶融したガラス素
地４が保持されている。このガラス素地４の表面にはガ
ラス原料（バッチ）３が均等に供給されている。しかし
て、炉内のガラス素地４に浸漬されるレベルに、当該レ
ベルにおける炉の水平断面のほぼ全領域にわたって板状
の抵抗発熱体６が設置されている。

この抵抗発熱体６は、多数の開ロアを有する板状の発熱
部６ａと、その両端から上方に立ち上るターミナル部６
ｂを備えてなり、抵抗発熱体６の炉外の端部は電源■に
接続されている。

かかる構成のガラス溶融炉において、抵抗発熱体６に通
電することによりガラスの加熱がなされる。この際、抵
抗発熱体６の抵抗値は温度に応じて一義的に定まるもの
であり、所定の電力を供給することにより正確に所定量
の熱を発生させることができる。また、この抵抗発熱体
６は、その発熱部６ａが炉の水平断面の全量域にわたっ
て均等に設けられているからガラス素地が該水平断面の
全領域で均等に加熱されるようになり、当該水平断面に
おけるガラス素地の温度分布は著しく均一になる。

このようなことから、水平面内の温度ムラに起因するガ
ラス素地の対流が防止される。また、このガラス溶融炉
内のガラス素地４は、発熱部６ａの表面と接触する部分
が最高温度になり、該発熱部６ａより深くなるに従って
温度が低くなる。

従って、この発熱部６ａよりも下側ではガラス素地４に
熱対流が殆ど生しない。

発熱部６ａよりも上側では、上方はど低温になることに
起因してガラス素地４に熱対流が生じる。しかしながら
、この発熱部６ａは、それよりも上側と下側とを離隔す
るように設けられているから、発熱部６ａよりも上側に
おけるガラス素地の熱対流は発熱部６ａよりも下側へは
殆ど伝達されない。

なお、発熱部６ａよりも上側における熱対流も、該上側
の部分が発熱部６ａによって浅く区切られていること、
及び水平方向の温度分布が均一であることから、極めて
微弱なものであり、ガラスバッチ３の不均一な溶解やガ
ラス素地の露出等の事態はひぎ起こすことはない。

このようなことから、このガラス溶融炉によればガラス
バッチを均質に溶解し、泡や′未溶解物を含まない清澄
なガラス素地を確実に製造することが可能となるのであ
る。

第１図及び第２図に示す実施例では、板状の発熱部６ａ
の開ロアが円形の例を示したが、開ロアの形状等は特に
制限されず、発熱体の発熱部６ａの全面にわたって、発
熱量が均一となり、かつガラス素地７の流下が妨げられ
ないものであれば、開口の形状９個数、配置等において
、他の様々な態様を採ることができる。

第３図に示すガラス溶融炉は、抵抗発熱体として、複数
の棒状の発熱部材８を水平方向に並設し、各発熱部材８
同志の間にスリット状の開口９を設けたものである。な
お、本実施例では発熱部材８を上下２段に、かつ互いに
直交するように設けである。その他の構成は第１．２図
と同様である。この第３図のガラス溶融炉によっても、
第１．２図のガラス溶融炉と同様に清澄なガラス素地を
確実に製造することができる。

第１図及び第２図に示すガラス溶融炉の発熱体６の板状
発熱部６ａの面積に対する開ロアの面積の好適な割合や
、第３図に示すガラス溶融炉の棒状発熱部材８の直径、
並設本数と、隣接する棒状発熱部材８，８間に形成され
るスリット状の開口９の１１１１８は、ガラスの溶融量
、ガラスの溶融に必要な熱量即ち必要発熱量、発熱体の
電気抵抗等により、ガラス素地の流動性等を考慮して決
定されるが、開口面積が過度に大きくなると、ガラス素
地の熱対流が生じる。このような場合には、発熱体６．
８を複数段に設けることにより、それぞれの発熱体の実
質的な開口面積を小さくでき、ガラス素地の熱対流を抑
制することが可能となる。

発熱体を設置する位置は、ガラス素地４内のできるだけ
上方でバッチ層３に近いことが好ましいが、あまりにバ
ッチ層３に近い場合には、未溶融ガラス及び／又は未清
澄のガラスが発熱体の開口を通り抜けて炉の底部に流下
する。従って、発熱体の位置（発熱体を複数段設ける場
合には最下段の発熱体の位置）は、その位置においてガ
ラスは完全に溶解され、未溶融物及び泡を含まないガラ
スとなるような位置にするのが好ましい。

通常の場合、発熱体は、バッチ層の下方３〜４０ｃｍ程
度の位置に設置するのか好ましい。

なお、本発明において、用いる抵抗発熱体の材料として
は、白金、白金−ロジウム合金、モリブデン、酸化錫あ
るいはモリブデンの表面に白金を被覆したもの等が用い
られるが、特に白金又は白金−ロジウム合金が望ましい
。これらの材料の電気抵抗値の温度係数はガラスのそれ
に比べるとはるかに小さいことから、温度制御が非常に
容易となるという利点がある。

［発明の効果］以上の通り、本発明のガラス溶融炉によれば、高品質の
ガラスを効率的に製造することができる。

また、本発明のガラス溶融炉は、どのような種類のガラ
スに対してもほぼ同じ条件で適用することが可能である
。即ち、前述のように、ガラスのジュール熱を用いる従
来の電気溶融炉では、ガラスの電気抵抗値に応じて、つ
まり溶融するガラスの種類によって、電極間の距離や、
電極の配置又は印加する電圧等を変えることが必要であ
るが、本発明のガラス溶融炉は、どのような種類ガラス
に対しても汎用的に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すガラス溶融炉の縦断面
図、第２図は第１図のＩＩ　−ＩＩ線に沿う断面図、第
３図は本発明の他の実施例を示すガラス溶融炉の縦断面
図、第４図〜第６図は各々従来の竪型ガラス溶融炉の縦
断面図である。１・・・原料投入口、２・・・ガラス素地出口（スロート）、３・・・バッチ
層、　　４・・・ガラス素地、５・・・電極棒、　　　
６・・・発熱体、８・・・棒状発熱部材。代理人　　弁理士　　重　野　　剛第４図棺銅５図６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）最上部に原料投入部を有し、最下部にガラス素地
出口を備えた竪型のガラス溶融炉において、ガラス素地
に浸漬する少くとも１つのレベルに、当該レベルにおけ
る炉の水平断面のほぼ全領域にわたって抵抗発熱体を設
けたことを特徴とするガラス溶融炉。
（２）前記発熱体は、少くとも１つの開口を有する板状
の発熱部を有する発熱体である特許請求の範囲第１項に
記載のガラス溶融炉。
（３）前記発熱体は、間隔を設けて水平に並設された複
数の棒状の発熱部材よりなる特許請求の範囲第１項に記
載のガラス溶融炉。