(57)【要約】【課題】本発明の目的は、電極を備える熔解槽の寿命を長期化することができるガラス熔解装置、ガラスシート製造装置、ガラス熔解装置用の電極およびガラスシート製造方法を提供することである。【解決手段】ガラス熔解装置１０１は、熔解槽１１と、少なくとも一対の電極１２とを備える。電極１２は、熔解槽１１の電極保持側壁２２に形成された貫通孔２３に設置される。熔解槽１１は、第１耐火物３３を含む複数の耐火物が積層されて構成される。第１耐火物３３は、水平方向に電極１２と隣り合う。電極１２は、互いに隣り合う複数の導電性要素１５から構成される。熔解槽１１に熔融ガラス９０が貯留されている時において、第１隙間５１の寸法は電極隙間の寸法よりも大きい。第１隙間５１は、電極１２と第１耐火物３３との間の隙間である。電極隙間は、導電性要素１５の間の隙間である。【選択図】図６
2015051896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熔融ガラスを貯留する熔解槽と、前記熔解槽の側壁に形成された貫通孔に設置される少なくとも一対の電極とを備えるガラス熔解装置であって、
前記熔解槽は、水平方向に前記電極と隣り合う第１耐火物を含む複数の耐火物が積層されて構成され、
前記電極は、互いに隣り合う複数の導電性要素から構成され、かつ、前記熔解槽に貯留される前記熔融ガラスを通電加熱し、
前記熔解槽に前記熔融ガラスが貯留されている時において、前記電極と前記第１耐火物との間の隙間である第１隙間の寸法は、前記導電性要素の間の隙間である電極隙間の寸法よりも大きい、
ガラス熔解装置。
【請求項２】
前記熔解槽に前記熔融ガラスが貯留されている時において、前記第１隙間の寸法は、少なくとも１．０ｍｍである、
請求項１に記載のガラス熔解装置。
【請求項３】
前記複数の耐火物は、前記電極の上方において前記電極と隣り合う第２耐火物をさらに含み、
前記熔解槽に前記熔融ガラスが貯留されている時において、前記電極と前記第２耐火物との間の隙間である第２隙間の寸法は、少なくとも１．０ｍｍである、
請求項１または２に記載のガラス熔解装置。
【請求項４】
前記熔解槽に前記熔融ガラスが貯留されている時において、前記熔解槽の最も外側における前記第１隙間の寸法は、少なくとも２．０ｍｍである、
請求項１から３のいずれか１項に記載のガラス熔解装置。
【請求項５】
前記熔解槽の外側から内側に向かって前記電極を押圧して前記電極を移動させる電極移動機構をさらに備える、
請求項１から４のいずれか１項に記載のガラス熔解装置。
【請求項６】
前記電極は、前記熔解槽の外側において、予備電極と接続され、
前記予備電極は、直方体の形状を有し、前記電極と接している面の外周に位置する角部が面取りされ、
前記電極移動機構は、前記熔解槽の外側から内側に向かって前記予備電極を押圧して前記電極および前記予備電極を移動させる、
請求項５に記載のガラス熔解装置。
【請求項７】
前記複数の耐火物のうち、前記電極と隣り合う前記耐火物は、前記熔解槽の外側に向かう面の外周に位置する、少なくとも一部の角部が面取りされている、
請求項５または６に記載のガラス熔解装置。
【請求項８】
ガラス原料を加熱して熔融ガラスを生成する、請求項１から７のいずれか１項に記載のガラス熔解装置と、
前記ガラス熔解装置で生成された前記熔融ガラスを清澄する清澄装置と、
前記清澄装置で清澄された前記熔融ガラスから、オーバーフローダウンドロー法によってガラスシートを成形する成形装置と、
を備える、ガラスシート製造装置。
【請求項９】
複数の耐火物が積層されて構成される熔解槽を備えるガラス熔解装置に用いられ、かつ、前記熔解槽の側壁に形成された貫通孔に設置される電極であって、
直方体の形状を有し、少なくとも一部の角部が面取りされている、
ガラス熔解装置用の電極。
【請求項１０】
前記電極は、互いに隣り合う複数の導電性要素から構成され、かつ、前記熔解槽の内側に向かう面の外周に位置する角部が面取りされている、
請求項９に記載のガラス溶解装置用の電極。
【請求項１１】
熔解方法と成形方法とを備えるガラスシート製造方法であって、
前記熔解方法では、熔融ガラスを貯留する熔解槽にガラス原料が投入され、前記熔解槽の側壁に形成された貫通孔に設置される少なくとも一対の電極を用いて前記ガラス原料が加熱されて前記熔融ガラスが生成され、
前記成形方法では、オーバーフローダウンドロー法によって前記熔融ガラスからガラスシートが成形され、
前記熔解槽は、水平方向に前記電極と隣り合う第１耐火物を含む複数の耐火物が積層されて構成され、
前記電極は、互いに隣り合う複数の導電性要素から構成され、かつ、前記熔解槽に貯留される前記熔融ガラスを通電加熱し、
前記熔解槽に前記熔融ガラスが貯留されている時において、前記電極と前記第１耐火物との間の隙間である第１隙間の寸法は、前記導電性要素の間の隙間である電極隙間の寸法よりも大きい、
ガラスシート製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス熔解装置、ガラスシート製造装置、ガラス熔解装置用の電極およびガラスシート製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板を製造する工程では、一般的に、熔解槽に投入されたガラス原料を加熱して熔融ガラスを生成し、清澄槽において熔融ガラスを脱泡し、成形装置を用いて熔融ガラスからシート状ガラスを成形する。そして、成形されたシート状ガラスを所定の寸法に切断することにより、ガラス基板が得られる。
【０００３】
ガラス原料を加熱して熔融ガラスを生成する際に、熔融ガラスの液面上に投入されたガラス原料は、液面より上方に設置されるバーナー等の火炎により熔解する。具体的には、ガラス原料は、バーナー等により加熱された熔解槽の壁からの熱輻射や、液面より上方の高温の気相によって加熱され、下方の熔融ガラスに徐々に熔けて行く。熔解槽中の熔融ガラスは、熔融ガラスと接触する一対の電極を用いて通電される。熔融ガラスの通電によって、熔融ガラス自身が発するジュール熱によって、熔融ガラスが加熱される。一対の電極は、熔解槽の壁に形成された貫通孔に設置され、熔解槽中の熔融ガラスを挟んで対向している。熔解槽の壁は、複数の耐熱レンガが積層されて構成され、貫通孔に設置されている電極は、周囲の耐熱レンガによって保持されている。
【０００４】
熔解槽の電極は、特許文献１（特開２００３−２９２３２３号公報）に開示されるように、白金、白金ロジウム合金、モリブデンおよび酸化錫等の耐熱性材料から成形される。酸化錫およびモリブデンの電極は、熔融ガラスと接触する電極の先端が浸食されることで、徐々に短くなる。浸食により電極の先端の位置が後退すると、熔解槽の壁を流れる電流が増加して熔解槽の壁が浸食されやすくなる。そのため、電極の先端の位置がある程度後退したら、熔解槽の外側から内側へ向かって電極を押し込んで、電極の先端を前進させる方法が知られている。また、浸食された電極に別の電極を接続して、電極を継ぎ足す方法が検討されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、熔解槽の外側から内側へ向かって電極を押し込む際に、電極と耐熱レンガとの間に働く摩擦力に起因して、電極の周囲の耐熱レンガが、熔解槽中の熔融ガラスに向かって電極と共に移動してしまうことがある。特に、継ぎ足し用の電極を押し込んでいる時に、継ぎ足し用の電極の先端部の角部が、耐熱レンガの表面に引っかかり、電極を押し込むことが困難になることがある。そして、電極を無理に押し込むと、熔解槽からの熔融ガラスの漏洩、および、熔解槽の崩壊が誘発され、熔解槽が使用不能になるおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、電極を備える熔解槽の寿命を長期化することができるガラス熔解装置、ガラスシート製造装置、ガラス熔解装置用の電極およびガラスシート製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るガラス熔解装置は、熔解槽と、少なくとも一対の電極とを備える。熔解槽は、熔融ガラスを貯留する。熔解槽は、第１耐火物を含む複数の耐火物が積層されて構成される。電極は、熔解槽の側壁に形成された貫通孔に設置される。第１耐火物は、水平方向に電極と隣り合う耐火物である。電極は、互いに隣り合う複数の導電性要素から構成される。電極は、熔解槽に貯留される熔融ガラスを通電加熱する。熔解槽に熔融ガラスが貯留されている時において、第１隙間の寸法は電極隙間の寸法よりも大きい。第１隙間は、電極と第１耐火物との間の隙間である。電極隙間は、導電性要素の間の隙間である。
【０００８】
このガラス熔解装置は、熔解槽に投入されたガラス原料を熔解して、熔融ガラスを生成するための装置である。電極は、熔解槽中の熔融ガラスを通電により加熱するために用いられる。熔融ガラスの通電時において、電極の一方の端部は、熔解槽中において高温の熔融ガラスと接触している。熔融ガラスと接触している電極の端部は、徐々に浸食されて短くなる。そのため、定期的に、熔解槽の外側から内側に向かって電極を押し込んで、電極を移動させる必要がある。しかし、電極が熔解槽と接触している場合、電極と熔解槽との間に働く摩擦力に起因して、電極を押し込むことが困難になる。そして、電極を無理に押し込むと、熔解槽からの熔融ガラスの漏洩、および、熔解槽の崩壊が誘発され、熔解槽が使用不能になるおそれがある。
【０００９】
このガラス熔解装置では、熔解槽に熔融ガラスが貯留されている時において、電極および第１耐火物は、高温の熔融ガラスと接触していることにより熱膨張している。熱膨張している第１耐火物と、熱膨張している電極との間には、少なくとも１．０ｍｍの第１隙間が設けられている。すなわち、このガラス熔解装置の運転時において、電極は第１耐火物と接触していないため、電極を押し込むことが困難になることが抑制される。なお、第１隙間に流入した熔融ガラスは、冷却されて粘度が高くなるので、第１隙間から熔融ガラスが熔解槽の外部に漏れ出すことはない。
【００１０】
また、このガラス熔解装置では、電極は、複数の導電性要素の複合体である。第１隙間は、熱膨張している導電性要素の間の電極隙間よりも大きい。電極隙間を小さくすることによって、電極内の導電性要素の間で電流が効率的に流れる。電極隙間は、ゼロであることが好ましい。これにより、熔融ガラスと接触している電極に、熔解槽の外部から他の予備電極を継ぎ足す際において、電極と予備電極との間において通電状態が良好でない導電性要素が存在しても、電極と予備電極との間において通電状態が良好である導電性要素を介して、電極と予備電極との間を電流が流れることができる。そのため、電極隙間を小さくすることによって、電極間の通電不良が抑制され、熔融ガラスを安定的に通電加熱することができる。
【００１１】
また、熔解槽に熔融ガラスが貯留されている時において、第１隙間の寸法は、少なくとも１．０ｍｍであることが好ましい。
【００１２】
また、複数の耐火物は、第２耐火物をさらに含むことが好ましい。第２耐火物は、電極の上方において電極と隣り合う耐火物である。熔解槽に熔融ガラスが貯留されている時において、第２隙間の寸法は少なくとも１．０ｍｍであることが好ましい。第２隙間は、電極と第２耐火物との間の隙間である。
【００１３】
また、熔解槽に熔融ガラスが貯留されている時において、熔解槽の最も外側における第１隙間の寸法は、少なくとも２．０ｍｍであることが好ましい。
【００１４】
このガラス熔解装置では、電極および第１耐火物は、高温の熔融ガラスと接触している熔解槽の内側において最も熱膨張しており、かつ、熔解槽の外側において最も熱膨張していない。すなわち、第１隙間は、熔解槽の外側から内側に向かって徐々に狭くなっている。そのため、熔解槽の最も外側における第１隙間、すなわち、熔解槽の外側の表面における第１隙間の寸法を大きくすることができる。
【００１５】
また、ガラス熔解装置は、電極移動機構をさらに備えることが好ましい。電極移動機構は、熔解槽の外側から内側に向かって電極を押圧して電極を移動させる。
【００１６】
また、電極は、熔解槽の外側において、予備電極と接続されることが好ましい。予備電極は、直方体の形状を有し、電極と接している面の外周に位置する角部が面取りされている。電極移動機構は、熔解槽の外側から内側に向かって予備電極を押圧して電極および予備電極を移動させる。
【００１７】
このガラス熔解装置では、予備電極の先端面の角部が面取りされている。予備電極の先端面は、電極の後端面と隣接する面である。先端面の角部が面取りされた予備電極は、先端面の位置で第１隙間が局所的に大きくなっている。予備電極の先端面の面取りされていない角部は、予備電極を押し込む際において、予備電極と隣り合う耐火物の表面に引っかかりやすい。そのため、予備電極の先端面の角部を面取りすることで、予備電極を電極と共に押し込むことが困難になることが抑制される。
【００１８】
また、複数の耐火物のうち、電極と隣り合う耐火物は、熔解槽の外側に向かう面の外周に位置する、少なくとも一部の角部が面取りされていることが好ましい。
【００１９】
このガラス熔解装置では、電極と隣り合う耐火物の角部であって、熔解槽の外側の表面に存在する角部が面取りされている。これにより、熔解槽の外側の表面の位置で第１隙間が局所的に大きくなっている。熔解槽の外側の表面に存在する面取りされていない角部は、電極を押し込む際において、電極の角部に引っかかりやすい。そのため、熔解槽の外側の表面に存在する角部を面取りすることで、電極を押し込むことが困難になることが抑制される。
【００２０】
このガラス熔解装置では、特に、予備電極を電極と共に押し込む際に、予備電極の先端面の角部が、熔解槽の外側の表面に存在する角部に引っかかることが効果的に抑制される。
【００２１】
このガラス熔解装置では、電極を構成する全ての導電性要素は、互いに密着しており、かつ、電気的に互いに接続されている。
【００２２】
本発明に係るガラスシート製造装置は、本発明に係るガラス熔解装置と、清澄装置と、成形装置とを備える。ガラス熔解装置は、ガラス原料を加熱して熔融ガラスを生成する。清澄装置は、ガラス熔解装置で生成された熔融ガラスを清澄する。成形装置は、清澄装置で清澄された熔融ガラスから、オーバーフローダウンドロー法によってガラスシートを成形する。
【００２３】
本発明に係るガラス熔解装置用の電極は、熔解槽を備えるガラス熔解装置に用いられる電極である。熔解槽は、複数の耐火物が積層されて構成される。電極は、熔解槽の側壁に形成された貫通孔に設置される。電極は、直方体の形状を有し、少なくとも一部の角部が面取りされている。
【００２４】
また、電極は、互いに隣り合う複数の導電性要素から構成され、かつ、熔解槽の内側に向かう面の外周に位置する角部が面取りされていることが好ましい。
【００２５】
本発明に係るガラスシート製造方法は、熔解方法と成形方法とを備える。熔解方法では、熔融ガラスを貯留する熔解槽にガラス原料が投入され、少なくとも一対の電極を用いてガラス原料が加熱されて熔融ガラスが生成される。電極は、熔解槽の側壁に形成された貫通孔に設置される。成形方法では、オーバーフローダウンドロー法によって熔融ガラスからガラスシートが成形される。熔解槽は、第１耐火物を含む複数の耐火物が積層されて構成される。第１耐火物は、水平方向に電極と隣り合う耐火物である。熔解槽は、熔融ガラスを貯留する。電極は、互いに隣り合う複数の導電性要素から構成される。電極は、熔解槽に貯留される熔融ガラスを通電加熱する。熔解槽に熔融ガラスが貯留されている時において、第１隙間の寸法は電極隙間の寸法よりも大きい。第１隙間は、電極と第１耐火物との間の隙間である。電極隙間は、導電性要素の間の隙間である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係るガラス熔解装置、ガラスシート製造装置、ガラス熔解装置用の電極およびガラスシート製造方法は、電極を備える熔解槽の寿命を長期化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態に係るガラス基板の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図１の熔解工程から切断工程までを行う装置の模式図である。
【図３】熔解装置の模式図である。
【図４】熔解槽の電極保持側壁と電極との配置を示す図である。
【図５】電極保持側壁および電極の側面図である。
【図６】電極保持側壁の一部および電極の正面図である。
【図７】図６の線分ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面図である。
【図８】図６の線分ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面図である。
【図９】図５に示される電極に継ぎ足し電極を接続した状態を示す図である。
【図１０】電極移動機構の模式図である。
【図１１】継ぎ足し電極の外観図である。
【図１２】電極保持側壁および電極の側面図である。
【図１３】電極保持側壁および電極の上面図である。
【図１４】変形例Ｂに係る電極保持側壁および電極の側面図である。
【図１５】変形例Ｂに係る電極保持側壁および電極の上面図である。
【図１６】変形例Ｃに係る電極保持側壁の外観図である。
【図１７】変形例Ｃに係る電極保持側壁の側面図である。
【図１８】変形例Ｃに係る電極保持側壁の上面図である。
【図１９】変形例Ｅに係る電極および継ぎ足し電極の断面図である。
【図２０】変形例Ｇに係る、電極に継ぎ足し電極を接続した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（１）ガラス基板の製造方法の概要
本発明の実施形態であるガラス熔解装置について、図面を参照しながら説明する。最初に、ガラス基板の製造方法の概要を説明する。この製造方法によって製造されるガラス基板は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイおよび有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造に用いられる。ガラス基板は、太陽電池パネルの製造にも用いられる。ガラス基板は、例えば、０.２ｍｍ〜０.８ｍｍの厚みを有し、かつ、縦６８０ｍｍ〜２２００ｍｍおよび横８８０ｍｍ〜２５００ｍｍの寸法を有する。ガラス基板は、例えば、次の組成（ａ）〜（ｊ）を有する。
【００２９】
（ａ）ＳｉＯ2：５０質量％〜７０質量％、
（ｂ）Ａｌ2Ｏ3：１０質量％〜２５質量％、
（ｃ）Ｂ2Ｏ3：５質量％〜１８質量％、
（ｄ）ＭｇＯ：０質量％〜１０質量％、
（ｅ）ＣａＯ：０質量％〜２０質量％、
（ｆ）ＳｒＯ：０質量％〜２０質量％、
（ｇ）ＢａＯ：０質量％〜１０質量％、
（ｈ）ＲＯ:５質量％〜２０質量％（Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選択される少なくとも１種である。）、
（ｉ）Ｒ’2Ｏ:０質量％〜２．０質量％（Ｒ’は、Ｌｉ、ＮａおよびＫから選択される少なくとも１種である。）、
（ｊ）ＳｎＯ2、Ｆｅ2Ｏ3およびＣｅＯ2から選ばれる少なくとも１種の金属酸化物。
【００３０】
なお、上記の組成を有するガラスは、０．１質量％未満の範囲で、その他の微量成分の存在が許容される。
【００３１】
ガラス基板は、フロート法およびダウンドロー法等により成形される。オーバーフローダウンドロー法を用いるＦＰＤ用のガラス基板の製造工程について説明する。図１は、ガラス基板の製造工程を表すフローチャートの一例である。ガラス基板の製造工程は、主として、熔解工程（ステップＳ１０）と、清澄工程（ステップＳ２０）と、攪拌工程（ステップＳ３０）と、成形工程（ステップＳ４０）と、徐冷工程（ステップＳ５０）と、切断工程（ステップＳ６０）と、端面加工工程（ステップＳ７０）とからなる。図２は、熔解工程Ｓ１０から切断工程Ｓ６０までを行うガラス基板製造装置１００の模式図である。ガラス基板製造装置１００は、熔解装置１０１と、清澄装置１０２と、攪拌装置１０３と、成形装置１０４と、切断装置１０５とから構成される。熔解装置１０１は、本実施形態のガラス熔解装置である。次に、熔解工程Ｓ１０から端面加工工程Ｓ７０までの各工程について説明する。
【００３２】
熔解工程Ｓ１０では、熔解装置１０１によって、バーナー等の加熱手段によりガラス原料が熔解され、１５００℃〜１６００℃の高温の熔融ガラス９０が生成される。ガラス原料は、所望の組成のガラスを実質的に得ることができるように調製される。ここで、「実質的に」とは、０．１質量％未満の範囲で、その他の微量成分の存在が許容されることを意味する。
【００３３】
清澄工程Ｓ２０では、清澄装置１０２によって、熔解工程Ｓ１０で生成された熔融ガラス９０をさらに昇温させることで、熔融ガラス９０の清澄が行われる。清澄装置１０２において、熔融ガラス９０の温度は、１６００℃〜１７５０℃、好ましくは１６５０℃〜１７００℃に上昇させられる。清澄装置１０２では、熔融ガラス９０に含まれるＯ2、ＣＯ2およびＳＯ2の微小な泡が、ガラス原料に含まれるＳｎＯ2等の清澄剤の還元により生じたＯ2を吸収して成長し、熔融ガラス９０の液面に浮上する。
【００３４】
攪拌工程Ｓ３０では、攪拌装置１０３によって、清澄工程Ｓ２０で清澄された熔融ガラス９０が攪拌され、化学的および熱的に均質化される。攪拌装置１０３では、熔融ガラス９０は鉛直方向に流れながら、軸回転するスターラーによって攪拌され、攪拌装置１０３の底部に設けられた流出口から下流工程に送られる。また、攪拌工程Ｓ３０では、ジルコニアリッチの熔融ガラス９０等、熔融ガラス９０の平均的な比重と異なる比重を有するガラス成分が攪拌装置１０３から除去される。
【００３５】
成形工程Ｓ４０では、成形装置１０４によって、オーバーフローダウンドロー法によって、攪拌工程Ｓ３０で攪拌された熔融ガラス９０からガラスリボン９１が成形される。具体的には、成形セルの上部から溢れて分流した熔融ガラス９０が、成形セルの側壁に沿って下方へ流れ、成形セルの下端で合流することでガラスリボン９１が連続的に成形される。熔融ガラス９０は、成形工程Ｓ４０に流入する前に、オーバーフローダウンドロー法による成形に適した温度、例えば、１２００℃まで冷却される。
【００３６】
徐冷工程Ｓ５０では、成形装置１０４によって、成形工程Ｓ４０で連続的に生成されたガラスリボン９１が、歪みおよび反りが発生しないように温度制御されながら、徐冷点以下まで徐冷される。
【００３７】
切断工程Ｓ６０では、切断装置１０５によって、徐冷工程Ｓ５０で徐冷されたガラスリボン９１が所定の長さごとに切断される。切断工程Ｓ６０では、さらに、所定の長さごとに切断されたガラスリボン９１が、所定の寸法に切断されて、ガラス基板が得られる。
【００３８】
端面加工工程Ｓ７０では、切断工程Ｓ６０で得られたガラス基板の端部が研磨および研削される。
【００３９】
なお、端面加工工程Ｓ７０の後に、ガラス基板の洗浄工程および検査工程が行われる。最終的に、ガラス基板は梱包されて、ＦＰＤの製造業者に出荷される。ＦＰＤ製造業者は、ガラス基板の表面にＴＦＴ等の半導体素子を形成して、ＦＰＤを製造する。
【００４０】
（２）熔解装置の構成
熔解工程Ｓ１０で用いられる熔解装置１０１の構成について説明する。図３は、熔解装置１０１の模式図である。熔解装置１０１は、熔解槽１１と、複数対の電極１２と、複数のバーナー１３と、流出管１４とを備える。図３において、熔解装置１０１は、３対の電極１２と、３つのバーナー１３とを備えるが、電極１２の対の数、および、バーナー１３の数は、熔解槽１１の寸法に応じて、任意の数であってもよい。
【００４１】
熔解槽１１は、複数の耐火物が積層されて構成されている。耐火物は、例えば、耐熱レンガである。熔解槽１１は、耐火物により構成された側壁２１で囲まれた内部空間を有する。熔解槽１１の内部空間は、下部空間１１ａと上部空間１１ｂとから構成される。下部空間１１ａは、加熱により熔融されたガラス原料である熔融ガラス９０が貯留される空間である。上部空間１１ｂは、下部空間１１ａの上方にある気相空間であり、ガラス原料が投入されて加熱される空間である。熔解槽１１は、ある一対の電極１２の一方を保持する側壁２１と、他方を保持する側壁２１とからなる、互いに対向する一対の電極保持側壁２２を有する。熔解槽１１は、側壁２１の上端面に鉛直方向下方の力を加えることで、床面に固定されている。図３において、上部空間１１ｂの側壁２１は省略されている。
【００４２】
電極１２は、電極保持側壁２２を構成する耐火物によって保持されている。下部空間１１ａにおいて、ある一対の電極１２同士は、熔融ガラス９０を介して対向している。図３には、それぞれの対の一方の電極１２が示され、他方の電極１２が省略されている。それぞれの対の一方の電極１２は正電極となり、他方の電極１２は負電極となって、熔融ガラス９０に電流が流される。熔融ガラス９０の通電によって、熔融ガラス９０は、ジュール熱を発して、熔融ガラス９０自身を加熱する。熔解槽１１では、熔融ガラス９０は、通電加熱によって、例えば、１５００℃以上に加熱される。
【００４３】
バーナー１３は、上部空間１１ｂにおいて、一対の電極保持側壁２２の一方に取り付けられている。バーナー１３は、燃料と酸素等とが混合された燃焼ガスを燃焼させて、上部空間１１ｂにおいて火炎を生成する。バーナー１３によって生成された火炎は、上部空間１１ｂの側壁２１を加熱する。熔融ガラス９０の液面に存在するガラス原料は、高温の側壁２１からの輻射熱、および、上部空間１１ｂの高温の気体によって加熱されて熔解する。熔解したガラス原料は、その下方の熔融ガラス９０に熔けて行く。
【００４４】
流出管１４は、熔解槽１１の側壁２１の底部に取り付けられる管である。流出管１４は、下部空間１１ａに貯留されている熔融ガラス９０を、熔解槽１１から流出させるための管である。流出管１４は、熔融ガラス９０を熔解装置１０１から清澄装置１０２に送る。
【００４５】
（３）電極保持側壁および電極の詳細な構成
図４は、熔解槽１１の電極保持側壁２２と、電極保持側壁２２によって保持されている電極１２との配置を示す図である。図４において、電極１２の右側の電極保持側壁２２は省略されている。図５は、図４に示される電極保持側壁２２および電極１２の側面図である。図４および図５において、電極１２に取り付けられるコネクタ等は省略されている。図５は、電極１２の磨耗、および、電極１２の押し込みを示す図である。図５において、点線は、押し込む前の電極１２の位置を示す。
【００４６】
電極１２は、複数の棒状の電極要素１５が積層された複合体である。電極要素１５は、互いに近接している。電極要素１５は、酸化スズまたはモリブデン等の耐熱性を有する導電性材料で成形されている。電極要素１５のそれぞれは、熔融ガラス９０を通電させる電極として機能する。図４では、鉛直方向に４行、水平方向に３列、合計１２本の電極要素１５から構成される電極１２が示されている。しかし、電極１２を構成する電極要素１５の数、鉛直方向の行数および水平方向の列数には制限はない。
【００４７】
図４に示されるように、電極１２は、直方体の形状を有している。電極１２は、電極保持側壁２２に形成される貫通孔２３の内部に設置されている。貫通孔２３は、熔解槽１１の外部空間と、熔解槽１１の内部空間の下部空間１１ａとを連通する。貫通孔２３の内部において、電極１２は、その下方に配置されている耐火物の上に載せられて支持されている。電極１２は、貫通孔２３の中心軸に沿って、熔解槽１１の外部空間から、熔解槽１１の下部空間１１ａに向かって延びている。貫通孔２３の中心軸の方向は、図５に示される矢印の方向である。また、電極１２は、図５に示されるように、貫通孔２３の中心軸に沿って、下部空間１１ａの側にある端面である先端面１２ａと、熔解槽１１の外部空間の側にある端面である後端面１２ｂとを有する。電極１２の先端面１２ａおよび後端面１２ｂは、長方形の形状を有している。貫通孔２３の断面も、長方形の形状を有している。電極１２の上面、下面、および、先端面１２ａおよび後端面１２ｂを除く一対の側面は、電極保持側壁２２を構成する耐火物と隣り合っている。電極１２は、これらの耐火物によって囲まれて保持されている。貫通孔２３の中心軸に直交する方向における、電極１２の断面形状は、長方形である。この長方形の水平方向の寸法は、５００ｍｍ以上である。
【００４８】
以下、図４に示されるように、電極１２の上面と隣り合う耐火物を上耐火物３１、電極１２の下面と隣り合う耐火物を下耐火物３２、先端面１２ａおよび後端面１２ｂを除く電極１２の側面と隣り合う耐火物を側耐火物３３と呼ぶ。一番上方に位置している一対の側耐火物３３の上端面の高さ位置は、電極１２の上端面の高さ位置と等しい。電極１２の下面は、下耐火物３２の上面と接し、電極１２は、下耐火物３２によって支持されている。下耐火物３２は、さらに、他の耐火物の上に載せられている。
【００４９】
上耐火物３１は、図４および図６に示されるように、一番上方に設置されている一対の側耐火物３３によって支持されている。すなわち、上耐火物３１は、電極１２によって支持されることなく、設置することができる。図５に示されるように、熔解槽１１に貯留される熔融ガラス９０の液面は、上耐火物３１の下端より上方に位置している。すなわち、上耐火物３１の側面の一部は、熔融ガラス９０と接触している。
【００５０】
図６は、図４に示される電極保持側壁２２の一部および電極１２を、熔解槽１１の外側から内側に向かって見た正面図である。図６は、電極１２と、電極１２の周囲の耐火物との間の位置関係を示す。電極１２の側面と、側耐火物３３の側面との間には、第１隙間５１が形成されている。電極１２の上面と、上耐火物３１の下面との間には、第２隙間５２が形成されている。図６に示されるように、電極１２と側耐火物３３との間には、電極１２の両側において一対の第１隙間５１が形成されている。
【００５１】
第１隙間５１の寸法、すなわち、電極１２の側面と側耐火物３３の側面との間の間隔は、少なくとも１．０ｍｍである。なお、一対の第１隙間５１の少なくとも一方の寸法が、少なくとも１．０ｍｍであればよい。しかし、一対の第１隙間５１の両方の寸法が、少なくとも１．０ｍｍであることが好ましく、少なくとも２．０ｍｍであることがより好ましい。
【００５２】
第２隙間５２の寸法、すなわち、電極１２の上面と上耐火物３１の下面との間の間隔は、少なくとも１．０ｍｍである。第２隙間５２の寸法は、少なくとも２．０ｍｍであることが好ましい。図６において、第１隙間５１および第２隙間５２の寸法は、実際の寸法より大きく示されている。
【００５３】
また、電極１２を構成する電極要素１５の間には、隙間が形成されることがある。以下、電極要素１５の間の隙間を電極隙間と呼ぶ。第１隙間５１は、電極隙間よりも大きい。好ましくは、電極隙間の寸法は、ゼロである。電極隙間の寸法がゼロである場合、電極１２を構成する電極要素１５は、互いに密着している。
【００５４】
図７は、図６の線分ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面図である。図８は、図６の線分ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面図である。図７に示されるように、第１隙間５１は、熔解槽１１の外側から内側に向かって徐々に狭くなっている。側耐火物３３および電極１２の温度は、熔融ガラス９０と接触している熔解槽１１の内側において最も高く、かつ、外気と接触している熔解槽１１の外側において最も低い。これにより、側耐火物３３および電極１２の熱膨張の量は、熔解槽１１の内側において最も大きくなり、かつ、熔解槽１１の外側において最も小さくなる。そのため、第１隙間５１は、熔解槽１１の外側から内側に向かって徐々に狭くなっている。熔解槽１１の最も外側における第１隙間５１の寸法、すなわち、第１隙間５１の寸法の最大値は、少なくとも２．０ｍｍである。また、図８に示されるように、第２隙間５２は、第１隙間５１と同様に、熔解槽１１の外側から内側に向かって徐々に狭くなっている。熔解槽１１の最も外側における第２隙間５２の寸法、すなわち、第２隙間５２の寸法の最大値は、少なくとも２．０ｍｍである。なお、電極１２は、下耐火物３２によって支持されているので、電極１２の下面は、下耐火物３２の上面に密着している。図７および図８では、第１隙間５１および第２隙間５２の寸法、および、熔解槽１１の外側から内側に向かう寸法の変化が強調して描かれている。
【００５５】
本実施形態の一例として、側耐火物３３および上耐火物３１等の、電極保持側壁２２を構成する耐火物の熱膨張係数は約３．０×１０−３／Ｋであり、電極１２の熱膨張係数は約９．４×１０−３／Ｋである。また、電極１２および耐火物の温度は、熔解槽１１の内側において約８００℃であり、熔解槽１１の外側において約１６００℃である。
【００５６】
電極１２の先端面１２ａは、熔解槽１１の下部空間１１ａにおいて、熔融ガラス９０と接触している。一対の電極１２は、この状態で、外部電源（図示せず）から電流が供給される。電極１２の先端面１２ａは、高温の熔融ガラス９０と接触しているので、熔融ガラス９０によって徐々に浸食されて摩耗する。電極１２は、周囲の耐火物によって保持されているので、貫通孔２３の中心軸に沿って、磨耗した電極１２を熔融ガラス９０に向かって押し込んで電極１２を移動させることで、下部空間１１ａにおける電極１２の先端面１２ａの水平方向の位置を一定にすることができる。すなわち、電極１２が摩耗した場合、図５に示されるように、摩耗した分だけ、熔融ガラス９０に向かって電極１２を下耐火物３２の上面に沿って移動させる。電極１２の先端面１２ａの位置を一定にすることにより、電極１２は、熔融ガラス９０を安定的に通電加熱することができる。
【００５７】
また、電極１２は、図９に示されるように、継ぎ足し用の予備の電極である継ぎ足し電極１６と接続させることができる。図９は、図５に示される電極１２に継ぎ足し電極１６を接続した状態を示す図である。継ぎ足し電極１６は、電極１２と同じ形状および構成を有している。すなわち、継ぎ足し電極１６は、複数の継ぎ足し電極要素１７を束ねた複合体である。なお、継ぎ足し電極１６を構成する継ぎ足し電極要素１７の数、鉛直方向の行数および水平方向の列数に制限はないが、電極１２を構成する電極要素１５と同じであることが好ましい。継ぎ足し電極１６は、図９に示されるように、先端面１６ａおよび後端面１６ｂを有し、電極１２の後端面１２ｂは、継ぎ足し電極１６の先端面１６ａと密着している。そのため、電極１２は、継ぎ足し電極１６と電気的に接続される。すなわち、電極１２および継ぎ足し電極１６は、それぞれ、電極１２と継ぎ足し電極１６とが一体となった電極を構成する。継ぎ足し電極１６は、電極１２と同様に、電極保持側壁２２を構成する耐火物と隣り合っており、これらの耐火物によって保持されている。
【００５８】
電極１２および継ぎ足し電極１６は、電極移動機構４１によって移動可能となっている。電極移動機構４１は、電極１２の後端面１２ｂ、または、継ぎ足し電極１６の後端面１６ｂを、熔融ガラス９０に向かって押し込むための機構である。図１０は、電極移動機構４１の模式図である。電極移動機構４１は、押さえ板４１ａと、押さえ軸４１ｂと、バネ４１ｃとを有する。押さえ板４１ａは、電極１２の後端面１２ｂ、または、継ぎ足し電極１６の後端面１６ｂに取り付けられる。図１０では、押さえ板４１ａは、継ぎ足し電極１６の後端面１６ｂに取り付けられている。押さえ板４１ａの背面には、押さえ軸４１ｂがバネ４１ｃを介して取り付けられている。押さえ軸４１ｂは、床面に固定された圧力ジャッキ（図示せず）に連結されている。圧力ジャッキが、押さえ軸４１ｂに荷重を負荷することによって、押さえ軸４１ｂが、バネ４１ｃを介して押さえ板４１ａを熔融ガラス９０に向かって押す。継ぎ足し電極１６は、バネ４１ｃの弾性力による図１０に示される力Ｆを受けて、電極１２と共に、熔融ガラス９０に向かって移動する。なお、バネ４１ｃは、ゴム等の弾性体であってもよい。
【００５９】
図１１は、継ぎ足し電極１６の外観図である。継ぎ足し電極１６は、その先端面１６ａの角部１６ｃが面取りされた、テーパ形状を有している。図１２は、図１１に示される継ぎ足し電極１６を支持する電極保持側壁２２の側面図である。図１３は、図１１に示される継ぎ足し電極１６を支持する電極保持側壁２２の上面図である。図１２では、図１３に示される右側の側耐火物３３は省略されている。図１３では、図１２に示される上耐火物３１は省略されている。図１１〜１３では、継ぎ足し電極１６のテーパ形状が明確になるように、先端面１６ａの面取りされた角部１６ｃが、実際よりも強調して描かれている。図１２および図１３に示されるように、角部１６ｃの面取りによって除去された部分の、水平方向の寸法Ｗ１，Ｗ２および鉛直方向の寸法Ｈ１は、それぞれ、１．０ｍｍである。
【００６０】
図１２および図１３に示されるように、継ぎ足し電極１６の先端面１６ａの角部１６ｃが面取りされることによって、第１隙間５１は、面取りされた角部１６ｃにおいて局所的に大きくなっている。すなわち、面取りされた角部１６ｃの位置における第１隙間５１の寸法は、面取りされていない状態の寸法と比較して、最大で、水平方向の寸法Ｗ１，Ｗ２および鉛直方向の寸法Ｈ１だけ大きい。このように、継ぎ足し電極１６の先端面１６ａの角部１６ｃは、第１隙間５１の寸法を局所的に大きくする。なお、図１１〜１３では、面取りされた角部１６ｃの表面は平面であるが、曲面であってもよい。
【００６１】
（４）特徴
本実施形態の熔解装置１０１は、熔解槽１１に貯留されている熔融ガラス９０を通電加熱するために、電極１２を用いる。熔融ガラス９０を通電加熱している際に、電極１２の先端面１２ａは、熔解槽１１の下部空間１１ａにおいて熔融ガラス９０と接触している。高温の熔融ガラス９０と接触している電極１２の先端面１２ａは、徐々に浸食されて短くなる。そのため、定期的に、電極移動機構４１を用いて、熔解槽１１の外側から内側に向かって電極１２または継ぎ足し電極１６を押し込んで、電極１２の先端面１２ａの位置を移動させる必要がある。これにより、電極１２の先端面１２ａの位置が一定となり、熔融ガラス９０を安定的に通電加熱することができる。
【００６２】
しかし、電極１２の表面が、電極保持側壁２２を構成する耐火物の表面と接触している場合、電極１２と耐火物との間に働く摩擦力に起因して、電極１２を押し込むことが困難になる。この状態において電極１２を無理に押し込むと、熔解槽１１からの熔融ガラス９０の漏洩、および、熔解槽１１の崩壊が誘発され、熔解槽１１が使用不能になるおそれがある。また、熔解槽１１に熔融ガラス９０が貯留されている時において、電極１２および耐火物は、高温の熔融ガラス９０と接触していることにより熱膨張している。そのため、電極１２と耐火物との間に隙間が存在している場合でも、電極１２および耐火物の熱膨張によって隙間が小さくなり、電極１２の表面が耐火物の表面と接触するおそれがある。
【００６３】
本実施形態の熔解装置１０１では、熱膨張している側耐火物３３と、熱膨張している電極１２との間には、少なくとも１．０ｍｍの第１隙間５１が設けられている。すなわち、熔解装置１０１の運転時において、熔解槽１１に熔融ガラス９０が貯留され側耐火物３３および電極１２が熱膨張していても、電極１２は側耐火物３３と接触しない。そのため、電極１２の表面と側耐火物３３の表面との間の摩擦力に起因して電極１２を押し込むことが困難になることが抑制される。なお、第１隙間５１に流入した熔融ガラス９０は、冷却されて粘度が高くなるので、熔融ガラス９０が第１隙間５１を通過して熔解槽１１の外部に漏れ出すことはない。
【００６４】
また、熱膨張している上耐火物３１と、熱膨張している電極１２との間には、少なくとも１．０ｍｍの第２隙間５２が設けられている。すなわち、熔解装置１０１の運転時において、熔解槽１１に熔融ガラス９０が貯留され上耐火物３１および電極１２が熱膨張していても、電極１２は上耐火物３１と接触しない。そのため、電極１２の表面と上耐火物３１の表面との間の摩擦力に起因して電極１２を押し込むことが困難になることが抑制される。なお、第２隙間５２に流入した熔融ガラス９０は、冷却されて粘度が高くなるので、熔融ガラス９０が第２隙間５２を通過して熔解槽１１の外部に漏れ出すことはない。
【００６５】
また、電極１２は、複数の電極要素１５の複合体である。本実施形態では、第１隙間５１は、電極要素１５の間の隙間である電極隙間よりも大きく、かつ、電極隙間の寸法は、ゼロである。電極隙間を可能な限り小さくすることによって、電極１２を構成する電極要素１５の間で電流が効率的に流れることができる。電極隙間がゼロである場合、電極１２を構成する全ての電極要素１５は、互いに密着しており、電気的に互いに接続されている。なお、継ぎ足し電極１６を構成する電極要素１７の間の電極隙間の寸法も、ゼロである。
【００６６】
電極１２を構成する電極要素１５の間で電流が流れることによって、図９に示されるように、熔融ガラス９０と接触している電極１２に継ぎ足し電極１６が接続されている場合において、電極１２と継ぎ足し電極１６との間を電流が効率的に流れることができる。すなわち、電極１２と継ぎ足し電極１６との間において通電状態が良好でない電極要素１５，１７の対が存在しても、通電状態が良好である電極要素１５，１７の対を介して、電極１２と継ぎ足し電極１６との間を電流が流れることができる。そのため、電極隙間を可能な限り小さくすることによって、電極１２と継ぎ足し電極１６との間の通電不良が抑制され、熔融ガラス９０を安定的に通電加熱することができる。
【００６７】
また、電極１２は、熔解槽１１の外側において、継ぎ足し電極１６と接続される。継ぎ足し電極１６は、その先端面１６ａの角部１６ｃが面取りされている。継ぎ足し電極１６の先端面１６ａは、電極１２の後端面１２ｂと接する面である。先端面１６ａの角部１６ｃが面取りされた継ぎ足し電極１６は、その先端面１６ａの位置で第１隙間５１が局所的に大きくなっている。継ぎ足し電極１６の先端面１６ａの角部が面取りされていない場合、電極移動機構４１を用いて継ぎ足し電極１６を押し込む際において、先端面１６ａの角部が、継ぎ足し電極１６と隣り合う耐火物の表面に引っかかるおそれがある。そのため、図１１に示されるように、継ぎ足し電極１６の先端面１６ａの角部１６ｃを面取りすることで、継ぎ足し電極１６を電極１２と共に押し込むことが困難になることが抑制される。
【００６８】
（５）変形例
以上、本発明に係るガラス熔解装置について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良および変更が施されてもよい。
【００６９】
（５−１）変形例Ａ
第１隙間５１および第２隙間５２の寸法は、本実施形態では少なくとも１．０ｍｍであるが、第１隙間５１および第２隙間５２の寸法は、２．０ｍｍ〜２．５ｍｍであることが好ましい。また、熔解槽１１の外側の表面における第１隙間５１および第２隙間５２の寸法、すなわち、第１隙間５１および第２隙間５２の寸法の最大値は、本実施形態では少なくとも２．０ｍｍであるが、４．０ｍｍ〜４．５ｍｍであることが好ましい。
【００７０】
（５−２）変形例Ｂ
本実施形態では、継ぎ足し電極１６の角部が面取りされているが、電極１２の角部が面取りされていてもよい。例えば、電極１２の後端面１２ｂの角部１２ｃが面取りされていてもよい。図１４および図１５は、本変形例における電極１２を保持する電極保持側壁２２を示す図であり、それぞれ、図１２および図１３に対応する。
【００７１】
本変形例では、電極１２の後端面１２ｂの角部１２ｃが面取りされている。電極１２の後端面１２ｂは、熔解槽１１の外側から内側に向かって電極を押し込む際に、電極移動機構４１または継ぎ足し電極１６から力が加えられる面である。後端面１２ｂの角部１２ｃが面取りされた電極１２は、後端面１２ｂの位置において第１隙間５１が局所的に大きくなっている。電極１２の後端面１２ｂの角部が面取りされていない場合、電極１２を押し込む際において、後端面１２ｂの角部が、電極１２と隣り合う耐火物の表面に引っかかるおそれがある。そのため、電極１２の後端面１２ｂの角部１２ｃを面取りすることで、電極１２を押し込むことが困難になることが抑制される。なお、電極１２の他の角部が面取りされてもよい。例えば、電極１２の先端面１２ａの角部、および、先端面１２ａと後端面１２ｂとの間の角部が面取りされてもよい。
【００７２】
また、本実施形態では、継ぎ足し電極１６の先端面１６ａの角部１６ｃが面取りされている。しかし、継ぎ足し電極１６の他の角部も面取りされていてもよい。例えば、継ぎ足し電極１６の後端面１６ｂの角部、および、先端面１６ａと後端面１６ｂとの間の角部が面取りされてもよい。
【００７３】
（５−３）変形例Ｃ
本実施形態では、継ぎ足し電極１６の角部が面取りされているが、電極１２および継ぎ足し電極１６と隣り合う耐火物の角部が面取りされてもよい。例えば、熔解槽１１の外側の表面に存在する、上耐火物３１、下耐火物３２および側耐火物３３の角部が面取りされていてもよい。
【００７４】
図１６は、熔解槽１１の外側の表面に存在する角部が面取りされた耐火物を有する電極保持側壁１２２の外観図である。図１７および図１８は、本変形例における電極保持側壁１２２を示す図であり、それぞれ、図１２および図１３に対応する。図１６において、電極保持側壁１２２の貫通孔１２３に設置される電極１２は省略されている。電極保持側壁１２２は、上耐火物１３１、下耐火物１３２および側耐火物１３３を有する。図１６に示されるように、上耐火物１３１は、電極保持側壁１２２の外側の表面に位置している面取りされた角部１３１ｃを有し、側耐火物１３３は、電極保持側壁１２２の外側の表面に位置している面取りされた角部１３３ｃを有している。
【００７５】
本変形例では、電極１２を保持する耐火物１３１，１３３の角部であって、熔解槽１１の電極保持側壁１２２の外側の表面に存在する角部１３１ｃ，１３３ｃが面取りされている。これにより、熔解槽１１の外側の表面の位置において第１隙間５１が局所的に大きくなる。そのため、例えば、電極１２を貫通孔１２３に押し込んで設置する際に、電極１２の先端面１２ａの角部が、上耐火物１３１の角部１３１ｃおよび側耐火物１３３の角部１３３ｃと接触して、電極１２の移動が困難になることが抑制される。
【００７６】
本変形例では、特に、継ぎ足し電極１６を電極１２と共に押し込む際に、継ぎ足し電極１６の先端面１６ａの角部１６ｃが、熔解槽１１の外側の表面に存在する、耐火物の角部に引っかかることが効果的に抑制される。
【００７７】
また、本変形例では、上耐火物１３１および側耐火物１３３が、それぞれ、面取りされた角部１３１ｃ，１３３ｃを有する代わりに、電極１２および継ぎ足し電極１６の角部が面取りされていなくてもよい。
【００７８】
（５−４）変形例Ｄ
本実施形態では、熔解装置１０１は、電極１２または継ぎ足し電極１６を熔融ガラス９０に向かって押し込むための電極移動機構４１を備えている。しかし、熔解装置１０１は、上耐火物３１等の耐火物を熔融ガラス９０に向かって押し込むための耐火物移動機構をさらに備えてもよい。
【００７９】
本実施形態の熔解装置１０１では、図９および図１０に示されるように、熔融ガラス９０の液面が電極１２の上端より上方にある場合、電極１２の上方に配置される上耐火物３１は、熔解槽１１の下部空間１１ａにおいて高温の熔融ガラス９０と接触するので、徐々に浸食される。上耐火物３１が侵食されると、電極１２の上面が熔融ガラス９０に接触するようになるので、熔融ガラス９０による電極１２の侵食が促進される。そのため、耐火物移動機構を用いて、熔融ガラス９０に向かって上耐火物３１を移動させて、下部空間１１ａにおける上耐火物３１の端面の位置を一定にすることで、電極１２の侵食を抑制することができる。なお、耐火物移動機構は、上耐火物３１以外の耐火物を熔融ガラス９０に向かって押し込む機構であってもよい。
【００８０】
また、耐火物移動機構は、上耐火物３１を交換するために使用することができる。この場合、上耐火物３１の外側にさらに耐火物が設置される。上耐火物３１の外側に設置された耐火物は、上耐火物３１と接続される継ぎ足し耐火物である。耐火物移動機構によって継ぎ足し耐火物を熔融ガラス９０に向かって押し込むと、上耐火物３１および継ぎ足し耐火物が熔融ガラス９０に向かって移動する。最終的に、上耐火物３１が侵食によって消滅すると、継ぎ足し耐火物が上耐火物３１となる。
【００８１】
（５−５）変形例Ｅ
本実施形態では、電極１２の後端面１２ｂおよび継ぎ足し電極１６の先端面１６ａは、平面であるが、互いに対向する凹部が設けられもよい。図１９は、貫通孔２３の中心軸に沿った方向における、電極１２および継ぎ足し電極１６の断面図である。図１９に示されるように、電極１２の後端面１２ｂには、凹部１２ｃが形成され、継ぎ足し電極１６の先端面１６ａには、凹部１６ｃが形成されている。電極１２の凹部１２ｃと、継ぎ足し電極１６の凹部１６ｃとによって囲まれる空間には、酸化スズで成形された棒状の連結部材１８が設置されている。連結部材１８は、電極１２の後端面１２ｂと継ぎ足し電極１６の先端面１６ａとの間の位置ずれを防止する。
【００８２】
本変形例では、電極１２と継ぎ足し電極１６との間の位置ずれによる接続抵抗の上昇を抑制して、熔融ガラス９０を安定的に通電することができるので、熔解装置１０１を用いて安定的に熔融ガラス９０を製造することができる。
【００８３】
また、本変形例では、電極１２の後端面１２ｂに凹部が形成され、かつ、継ぎ足し電極１６の先端面１６ａに凸部が形成されてもよい。この場合、後端面１２ｂの凹部と、先端面１６ａの凸部とが嵌合することで、電極１２と継ぎ足し電極１６との間の位置ずれが防止される。なお、電極１２の後端面１２ｂに凸部が形成され、かつ、継ぎ足し電極１６の先端面１６ａに凹部が形成されてもよい。
【００８４】
（５−６）変形例Ｆ
本実施形態では、継ぎ足し電極１６の先端面１６ａの角部１６ｃが面取りされているが、継ぎ足し電極１６を構成する電極要素１７のそれぞれの先端面の角部が面取りされていてもよい。また、電極要素１７の他の角部が面取りされていてもよい。
【００８５】
変形例Ｂは、後端面１２ｂの角部１２ｃが面取りされている電極１２に関するが、電極１２を構成する電極要素１５のそれぞれの後端面の角部が面取りされていてもよい。また、電極要素１５の他の角部が面取りされていてもよい。
【００８６】
（５−７）変形例Ｇ
本実施形態では、図９に示されるように、電極１２の後端面１２ｂ、および、継ぎ足し電極１６の先端面１６ａは平面である。すなわち、貫通孔２３の中心軸に沿って、電極１２を構成する全ての電極要素１５は、後端面の位置が同じであり、かつ、継ぎ足し電極１６を構成する全ての電極要素１７は、先端面の位置が同じである。そのため、棒状の電極要素１５が積層された電極１２、および、棒状の電極要素１７が積層された継ぎ足し電極１６は、図１１に示されるように、実質的に直方体の形状を有している。
【００８７】
しかし、電極１２の後端面１２ｂ、および、継ぎ足し電極１６の先端面１６ａは平面でなくてもよい。すなわち、貫通孔２３の中心軸に沿って、電極１２を構成する全ての電極要素１５は、後端面の位置が同じでなくてもよく、継ぎ足し電極１６を構成する全ての電極要素１７は、先端面の位置が同じでなくてもよい。
【００８８】
図２０は、本変形例における、電極１１２に継ぎ足し電極１１６を接続した状態を示す図である。図２０は、実施形態の図９に対応する。図２０において、図９と共通する構成要素には、同じ参照符号が与えられている。電極１１２は、熔解槽１１中の熔融ガラス９０を接触する電極であり、継ぎ足し電極１１６は、電極１１２に接続される継ぎ足し用の電極である。電極１１２は、複数の電極要素１１５が積層されて構成され、継ぎ足し電極１１６は、複数の電極要素１１７が積層されて構成される。実施形態と同様に、電極１１２の後端面は、継ぎ足し電極１１６の先端面と接している。
【００８９】
しかし、本変形例では、継ぎ足し電極１１６を構成する電極要素１１７の先端面１１７ａの位置は、全て同じではない。図２０に示されるように、継ぎ足し電極１１６を構成する電極要素１１７の先端面１１７ａの位置は、上方から下方に向かうに従って、熔融ガラス９０に近付く。また、電極１１２を構成する電極要素１１５の後端面１１５ｂの位置も、継ぎ足し電極１１６を構成する電極要素１１７の先端面１１７ａの位置に対応して、上方から下方に向かうに従って、熔融ガラス９０に近付く。すなわち、電極１１２の後端面、および、継ぎ足し電極１１６の先端面は、階段状になっている。
【符号の説明】
【００９０】
１１      熔解槽
１２      電極
１５      電極要素（導電性要素）
１６      継ぎ足し電極（予備電極）
１７      電極要素（導電性要素）
２１      側壁
２２      電極保持側壁（側壁）
２３      貫通孔
３１      上耐火物
３２      下耐火物
３３      側耐火物（第１耐火物）
４１      電極移動機構
５１      第１隙間
５２      第２隙間
９０      熔融ガラス
１０１      熔解装置（ガラス熔解装置）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９１】
【特許文献１】特開２００３−２９２３２３号公報
【図１】
2015051896.tif 000003
【図２】
2015051896.tif 000004
【図３】
2015051896.tif 000005
【図４】
2015051896.tif 000006
【図５】
2015051896.tif 000007
【図６】
2015051896.tif 000008
【図７】
2015051896.tif 000009
【図８】
2015051896.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2015051896.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2015051896.tif 000022