(57)【要約】【課題】電力を伝達する電力伝達部材により加熱される発熱体を有する加熱装置において、電力伝達部材自身に対する温度情報を取得し、管理することにより、電力部材に対する過負荷を事前に検知し、電力伝達部材の溶断を防止することを目的とする。特に、ガラスを熔融する場合におけるガラス熔融部材への直接通電加熱を行う電極自身の負荷は、ガラス熔融部材よりも大きな負荷がかかってしまうため、電極自身が溶断することを防止することを目的とする。【解決手段】発熱体、発熱体に電力を伝達する電力伝達部材及び伝達部材の温度情報取得機構を有することを特徴とする加熱装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体、
発熱体に電力を伝達する電力伝達部材及び
伝達部材の温度情報取得機構を有することを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記発熱体及び前記電力伝導部材が同一金属から構成されることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項３】
前記発熱体がガラス原料を熔解するためのガラス加熱用部材であり、
前記電力伝導部材がガラス加熱用部材に電力を供給するための電極であり及び
前記温度情報取得機構が前記電極に接続された熱電対であることを特徴とする請求項１または２記載の加熱装置。
【請求項４】
前記熱電対により測定された温度を表示する表示部、
前記表示部の測定温度が設定範囲外となった際に信号を発する警報装置を有することを特徴とする請求項３いずれか記載の加熱装置。
【請求項５】
ガラス加熱用部材によりガラスを熔融する工程、
電力伝達部材により、前記ガラス加熱用部材に電力が伝達される工程及び
前記伝達部材の温度情報を取得する温度情報取得工程を有することを特徴とするガラス製造方法。
【請求項６】
同一金属から構成されたガラス加熱用部材及び前記電力伝達部材を有することを特徴とする請求項５のガラス製造方法。
【請求項７】
前記電力伝達部材が前記ガラス加熱用部材に電力を供給するための電極であり、
前記温度情報取得工程が熱電対によりされることを特徴とする請求項５または６記載のガラス製造方法。
【請求項８】
さらに前記温度情報取得工程により取得された温度情報の値が設定範囲外となった際に信号を発する機構を有することを特徴とする請求項５から７いずれか記載のガラス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種加熱装置における電力を供給する電力伝導部材の通電時の溶断防止に関し、特にガラスを加熱熔融成形する装置において、ガラス加熱部材における温度制御機構、またその温度制御機構における事故防止機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００３−０７３１３０号では、ガラス素子成形装置において、熔融ガラスの温度制御は成形される光学ガラス素子の成形量、品質等を管理する上で非常に重要な工程であり、その中でもガラス熔融部材を直接通電により加熱する方式は加熱対象部分を高効率、高精度で制御することが可能である手法であると記述している。
【０００３】
特開平１０−１５２３２９号では、直接通電加熱方式では通電に電極を用いるためその電極をガラス熔融部材の支持材として用いることもできると記述している。
【０００４】
ガラス熔解装置おいて、熔融ガラスの温度制御を行うことは、特に光学ガラスとしての性能の発現、品質の保持においてきわめて重要なものとなる。
【０００５】
ガラス熔解装置において熔融ガラスの接触するガラス熔融部材の温度は様々な制御方法により管理されるが、その中でもガラス熔融部材に直接通電を行い加熱する方式は、ガラス熔融部材の任意の範囲を均一に加熱することができ、特に光学ガラスの品質維持において大きな役割を担う。
【０００６】
しかし直接通電加熱方式をとる場合、間接加熱方式と異なりガラス熔融部材に直接負荷がかかるため、温度制御機構に安全性が求められる。
【０００７】
何らかの要因により直接通電加熱方式においてガラス熔融部材に高負荷がかかってしまった場合、熔融部材部分は高温状態となり、ガラス成形条件から大きく逸脱する可能性がある。
【０００８】
前述の先行技術を含め、多くのガラス熔解装置では熔融ガラスと接触しているガラス熔融部材についてのみ温度計測を行っており、直接通電を行う電極となる部位の温度測定は行っていない。
【０００９】
上記の場合、前述したような高負荷が発生した場合、ガラス熔融部材よりも先に、ガラス熔融部材に接続された電極が高温となることがある。
【００１０】
この場合、電極自身に生じる過負荷により、電極自身の損耗または溶断、ガラス熔融部材の劣化、溶断などが発生する。
【００１１】
また、ガラス熔融に限らず、発熱体を通電により発熱させる場合にも、電力を供給する電極などが、それ自体の過熱により溶断されてしまうことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−０７３１３０号公報
【特許文献２】特開平１０−１５２３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、電力を伝達する電力伝達部材により加熱される発熱体を有する加熱装置において、電力伝達部材自身に対する温度情報を取得し、管理することにより、電力部材に対する過負荷を事前に検知し、電力伝達部材の溶断を防止することを目的とする。
【００１４】
特に、ガラスを熔融する場合では、ガラス熔融部材への直接通電加熱を行う電極自身の負荷は、ガラス熔融部材よりも大きな負荷がかかってしまうことがあり、電極自身が溶断してしまう危険を回避することが必要となる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、電力伝達部材により電力が供給される発熱体に対し、温度情報取得機構を設けると同時に、電力伝達部材に対しても温度情報取得機構を設けることにより、電力伝達部材自身に対する過負荷が早期に発見されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【００１７】
（１）発熱体、
発熱体に電力を伝達する電力伝達部材及び
伝達部材の温度情報取得機構を有することを特徴とする加熱装置。
【００１８】
（２）前記発熱体及び前記電力伝導部材が同一金属から構成されることを特徴とする（１）の加熱装置。
【００１９】
（３）前記発熱体がガラス原料を熔解するためのガラス加熱用部材であり、
前記電力伝導部材がガラス加熱用部材に電力を供給するための電極であり及び
前記温度情報取得機構が前記電極に接続された熱電対であることを特徴とする（１）または（２）記載の加熱装置。
【００２０】
（４）前記熱電対により測定された温度を表示する表示部、
前記表示部の測定温度が設定範囲外となった際に信号を発する警報装置を有することを特徴とする（３）いずれか記載の加熱装置。
【００２１】
（５）ガラス加熱用部材によりガラスを熔融する工程、
電力伝達部材により、前記ガラス加熱用部材に電力が伝達される工程及び
前記伝達部材の温度情報を取得する温度情報取得工程を有することを特徴とするガラス製造方法。
【００２２】
（６）同一金属から構成されたガラス加熱用部材及び前記電力伝達部材を有することを特徴とする（５）のガラス製造方法。
【００２３】
（７）前記電力伝達部材が前記ガラス加熱用部材に電力を供給するための電極であり、
前記温度情報取得工程が熱電対によりされることを特徴とする（５）または（６）のガラス製造方法。
【００２４】
（８）さらに前記温度情報取得工程により取得された温度情報の値が設定範囲外となった際に信号を発する機構を有することを特徴とする（５）から（７）いずれか記載のガラス製造方法。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、操作ミスや機械トラブルによる不測の事態から電力伝達部材自身に高負荷がかかり高温となった場合に、電力伝達部材自身の温度の測定、測定値の設定範囲外となった際の信号の発信により、電力伝達部材自身への過負荷が早期に発見できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の流路及び熱電対の位置関係図
【図２】本発明の熔融漕及び熱電対の位置関係図
【図３】熱電対により測定された温度を表示する制御盤
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。尚、説明が重複する個所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。
【００２８】
光学ガラス成形においては、通常、原料を調合・撹拌し、一次熔解を行うことによりカレットを作製する。その後、二次熔解において、ガラス熔融漕にカレットを投入し、熔融ガラス化、撹拌され、流路を通し成形される。ガラス熔融漕及び流路は、間接加熱、直接加熱により加熱され、熱電対により測定された値を用いて温度制御される。
【００２９】
また、本明細書中において、「発熱体」とは、電気や磁気などを加えることにより発熱するものの総称を指す。例えば、ガラス製造においては、通電により発熱するガラス加熱用部材を指すが、それ以外にもヒーターなどの公知の発熱体を指す。  
【００３０】
特に、本明細書中において、「ガラス加熱用部材」とは、熔融ガラスに接触する部位を指す概念である。すなわち、図１においては、特にガラス熔融漕１、流路２を指すものである。
【００３１】
また、本明細書中において、「電力伝達部材」とは、発熱体に対して電力を伝達する手段の総称を指す。例えば、電極、コードなどの導電体を指す。すなわち、図１においては、特に電極３を指すものである。
【００３２】
図１は、熔融漕に接続されたガラス熔解装置に、通電加熱される電極及び熱電対が接続されたガラス熔解装置の全体を表している。本発明にかかるガラス熔解装置は、ガラス熔融漕１及び前記ガラス熔融槽１に接続された流路２を有し、さらに流路２上には電極
３が溶接され、流路上及び電極には、熱電対４、５がそれぞれ溶接されている。
【００３３】
本発明において、ガラス加熱用部材は、ガラス熔解時の高温においても安定である部材が好ましく、特に白金属、石英、金、白金族合金、強化白金などの公知のガラス熔融に使用し得る材質を用いることができる。
【００３４】
ガラス加熱用部材の材質は、強度、電気伝導度、熱伝導率などの観点から同一の材質であることが望ましい。特に、熔融漕、流路などのガラス加熱用部材の材質は同一の材質であることが望ましい。
【００３５】
また、電力伝達部材も上記と同様の理由から、発熱体と同一の材質であることが望ましい。特に、ガラス加熱用部材と電力伝達部材（図１では電極３）が同一の材質であることが望ましい。
【００３６】
電極は、ガラス加熱部材に通電し加熱するために設けられ、ガラス加熱部材の任意の位置に溶接することが可能である。例えば、図１中の流路２上、また図２中の熔融漕７上のように複数の電極を溶接することにより、任意の位置を精密に温度制御することが可能である。
【００３７】
温度情報取得機構は、温度情報を表示する表示部を有する制御盤などを指す。
【００３８】
温度情報取得情報は、例えば、熱電対により測定される。
【００３９】
本発明における熱電対は、ガラス加熱部材に加え、前記電極自身の温度を測定するためにも設けられ、前記ガラス加熱部材と電極の溶接部近傍、ガラス加熱部材に接続された複数の電極の中間地点に設けることによりガラス加熱部材自身の温度を測定するほか、電極自身に溶接することにより、電極の温度情報も得ることができる。具体的には、ガラス熔融漕側面及び底面、流路と電極の溶接部分近傍、流路上の複数の電極の中間地点、及び電極自身に溶接することが望ましい。
【００４０】
前記電極自身に溶接される熱電対は、電極の任意の点に溶接することができるが、特に流路中の高温ガラスの影響を受けず、かつ電極自身の平均的な温度を測定することが求められる場合には、電極の重心部分に溶接されることが望ましい。
【００４１】
図２は、ガラス熔融漕７に熔融漕加熱用電極６を溶接した態様であり、図１の流路２と同様、直接通電加熱によりガラス熔融漕７を温度制御する。
この場合、熔融漕加熱用電極６にも熱電対８を溶接し、ガラス熔融漕７を温度制御することが望ましい。
【００４２】
図３はガラス熔解装置に接続された熱電対からの測定温度を表示する温度制御盤９である。例えば図１において、温度制御盤９は、熱電対４及び５から測定された温度の表示部と警報装置１０を有する。
【００４３】
制御盤の温度の表示部において、測定部位の温度、通電出力等により、測定される温度が設定温度範囲外となった場合、温度制御装置から信号が発信され、制御盤に組み込まれた警報装置が作動する。
【００４４】
警報装置とは、熱電対により測定される温度の値に対し、設定された測定値の範囲を超えた際に、信号を発信する機構を有する装置を指す。発生される信号は光、音等の手段を用いることができる。
【００４５】
上記温度測定範囲は、ガラス加熱部材の材質により、任意に設定することが可能である。
【００４６】
例えば、図１では、電極自身の測定温度がガラス加熱部材に用いる材質の融点より５００℃低い温度であることが望ましい。
【００４７】
例えば、図１において、ガラス加熱用部材である熔融漕１及び流路２、電力伝達部材である電極４に強化白金が使用されている場合、強化白金の融点より５００℃低い温度である１２００℃が電極で計測された場合警報装置１０が作動するよう設定される。
【００４８】
警報装置が作動した場合は、測定対象となる電力伝達部材に過負荷がかかっている状態であるため、適宜、負荷を減じる措置を行う。
例えば図１においては、電極温度が数十℃単位で低下するように電極にかかる電流値を少しずつ下げ、溶断が発生しないよう対策をとる。
【００４９】
警報装置が作動した場合は、手動で温度制御を行うことも可能であるが、自動制御機構を用いて温度制御をすることが望ましい。
【００５０】
上記溶断防止機構を導入した後は、同様の操作においても過昇温などは確認されておらず、溶断も発生していない。
【符号の説明】
【００５１】
１  ガラス熔融漕
２  ガラス流路
３  電極
４  流路温度測定用熱電対
５  電極温度測定用熱電対
６  熔融漕加熱用電極
７  ガラス熔融漕
８  電極温度測定用熱電対
９  温度制御盤
１０  警報装置
【図１】
2014088301.tif 000003
【図２】
2014088301.tif 000004
【図３】
2014088301.tif 000005