(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ガラスの貯留槽又は導管を構成する構造体であって、前記構造体は、
緻密質耐火物基材を用いて溶融ガラスの貯留槽又は導管が構成された構造体本体部と、
この構造体本体部の前記貯留槽又は導管の内壁面を前記貯留槽又は導管の端部まで被覆し、さらに、前記貯留槽又は導管の端部において、前記貯留槽又は導管の内壁面から端面の少なくとも一部を延長被覆した導電性被膜と、
前記導電性被膜と電気的に接続されたつば状の電極板と、を有し、
前記電極板の一部の前記導電性被膜との接続位置には、溶融ガラスにより加熱されて生じる熱応力を緩和する熱応力緩和領域が、設けられていることを特徴とする電極付き耐火物構造体。
【請求項２】
前記電極板は、前記端面から前記構造体本体部の仮想延長方向に離間した位置に、前記端面に対して段差を成すように設けられたリング形状の平面状導体部と、このリング形状の内周部と前記端面上の前記導電性被膜とを傾斜面を成して接続する傾斜部とを有し、この傾斜部が前記熱応力緩和領域となっている請求項１に記載の電極付き耐火物構造体。
【請求項３】
前記電極板は、板状のリング形状を成し、このリング形状の内周に沿って前記導電性被膜と接続されており、さらに、この接続位置を囲むように前記電極板に穴が間欠的にあいた部分を有し、この部分が前記熱応力緩和領域となっている請求項１に記載の電極付き耐火物構造体。
【請求項４】
前記導電性被膜は、前記端面の途中又は外壁面まで延びて前記緻密質耐火物基材を被覆しており、
前記電極板は板状のリング形状を成し、このリング形状の内周に沿って前記導電性被膜と接続されており、
前記電極板には、板厚さが前記電極板の他の部分より薄くなった部分が、前記導電性被膜との接続位置を囲むように設けられ、この部分が前記熱応力緩和領域となっている請求項１に記載の電極付き耐火物構造体。
【請求項５】
前記導電性被膜及び前記電極板は、白金又は白金合金により構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の電極付き耐火物構造体。
【請求項６】
さらに、前記内壁面の導電性被膜を通電するために前記電極板に電力を供給する給電手段を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の電極付き耐火物構造体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電極付き耐火物構造体を、溶融ガラスの導管構造体として用いたガラス製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融ガラスの導管や貯留槽等の、溶融ガラスと内壁面が接触する構造体であって、溶融ガラスの高温維持のために設けられる加熱用電極及び加熱用導電性被膜が設けられた電極付き耐火物構造体及びガラス製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融ガラスを用いてガラスを製造するガラス製造装置において、酸化物若しくは非酸化物の工業用耐火性セラミックからなる耐火物基材により導管や貯留槽を構成することが行われており、導管や貯留槽の内壁面に白金又は白金合金を被覆して導管や貯留槽の耐熱性及び耐腐蝕性を向上することができる。
下記特許文献１では、耐火性セラミック基材の上に貴金属又は金属合金の被覆膜を沈着し、この被覆膜を５０〜３５０ミクロンの厚さとしたセラミック製品が開示されている。このセラミック製品は、高温及び腐蝕雰囲気で好適に使用できることから、上記導管や貯留槽に好適に用いることができる。
【０００３】
一方、上記ガラス製造装置内の溶融ガラスの温度を調整するためには、導管や貯留槽に加熱装置を設けることが必要である。この加熱を効率よく行うために、下記特許文献２では、白金又は白金合金製の中空管を用い、この中空管に通電用の電極を設け、白金又は白金合金製の中空管を通電加熱する溶融ガラスの加熱装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３３９０８２号公報
【特許文献２】特開平１１−３４９３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献２の中空管を、特許文献１に記載のような耐火性セラミック基材の表面を被覆膜で覆ったセラミック製品で構成し、通電用の電極を設け、被覆膜と電気的に接続することで、特許文献２のような通電加熱可能な加熱装置を構成することができる。
【０００６】
しかし、耐火性セラミック基材を用いて、通電加熱可能な加熱装置を構成した場合、溶融ガラスの熱により通電加熱用の電極が高温となって熱膨張する可能性がある。この熱膨張によって、通電用の電極と接続される被覆膜の接続部分が変形し、耐火性セラミック基材から捲れ上がって剥離し、異常加熱を生じたり、最悪の場合、接続部分で断線し、非導通となるといった問題がある。
この熱膨張による接続部分の変形等を抑制するには、接続部分における温度を極力低下させることが好ましいが、この場合、溶融ガラスと接触する内壁面の被覆膜と接続部分における被覆膜との間で大きな温度差（温度勾配）を設けることになる。しかし、この大きな温度勾配は、セラミック基材の熱耐久性にとって好ましくなく、加熱装置自体の耐久性劣化が問題となる。さらに、白金等の溶射による被覆膜の厚さは薄く、電極の厚さは厚くなるため、これらの接続部分についてもより厳しい耐久性が要求される。このため、電極と被覆膜の接続部分における温度を低下させることは難しい。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題点を解決するために、電極と被覆膜の接続部分が溶融ガラスの熱により高温となる場合であっても、電極と導電性被膜（被覆膜）との接続部分で異常過熱が生じず、特にセラミック基材の耐久性を確保できる電極付き耐火物構造体及びこの構造体を用いたガラス製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、溶融ガラスの貯留槽又は導管を構成する構造体であって、前記構造体は、緻密質耐火物基材を用いて溶融ガラスの貯留槽又は導管が構成された構造体本体部と、この構造体本体部の前記貯留槽又は導管の内壁面を前記貯留槽又は導管の端部まで被覆し、さらに、前記貯留槽又は導管の端部において、前記貯留槽又は導管の内壁面から端面の少なくとも一部を延長被覆した導電性被膜と、前記導電性被膜と電気的に接続されたつば状の電極板と、を有し、前記電極板の一部の前記導電性被膜との接続位置には、溶融ガラスにより加熱されて生じる熱応力を緩和する熱応力緩和領域が、設けられていることを特徴とする電極付き耐火物構造体を提供する。
【０００９】
前記貯留槽又は導管における端面とは、前記貯留槽又は導管の内壁面から外側向けて延びる端部を形成する面をいう。
前記電極板は、例えば前記構造体本体部に、又は前記構造体本体部を前記貯留槽又は導管の長手方向に仮想延長した部分に設けられる。
その際、前記電極板は、前記端面から前記構造体本体部の仮想延長方向に離間した位置に、前記端面に対して段差を成すように設けられたリング形状の平面状導体部と、このリング形状の内周部と前記端面上の前記導電性被膜とを傾斜面を成して接続する傾斜部とを有し、この傾斜部が前記熱応力緩和領域となっていることが好ましい。
あるいは、前記電極板は、板状のリング形状を成し、このリング形状の内周に沿って前記導電性被膜と接続されており、さらに、この接続位置を囲むように前記電極板に穴が間欠的にあいた部分を有し、この部分が前記熱応力緩和領域となっていることも好ましい。
また、前記導電性被膜は、前記端面の途中又は外壁面まで延びて前記緻密質耐火物基材を被覆しており、前記電極板は板状のリング形状を成し、このリング形状の内周に沿って前記導電性被膜と接続されており、前記電極板には、板厚が前記電極板の他の部分より薄くなった部分が、前記導電性被膜との接続位置を囲むように設けられ、この部分が前記熱応力緩和領域となっていることも好ましい。
【００１０】
なお、前記導電性被膜及び前記電極板は、白金又は白金合金により構成されていることが好ましい。さらに、前記電極付き耐火物構造体には、前記内壁面の導電性被膜を通電するために前記電極板に電力を供給する給電手段を有することが好ましい。
また、本発明は、前記電極付き耐火物構造体を、溶融ガラスの導管構造体として用いたガラス製造装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、電極板の導電性被膜との接続部分に、溶融ガラスにより加熱されて生じる熱応力を緩和する熱応力緩和領域を有するので、電極と導電性被膜の接続部分が溶融ガラスの熱により高温となる場合であっても、接続部分近傍の導電性被膜が剥離したり、熱応力により接続部分が変形して、異常過熱を生じたりすることはない。又、特に、溶融ガラスを貯留し、又通過させる処理を繰り返し行うことで温度の上下を繰り返した場合であっても、同様に接続部分近傍の導電性被膜が剥離したり、熱応力により接続部分が変形して、異常過熱を生じたりすることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付の図面に示す実施形態に基づいて、本発明の電極付き耐火物構造体及びガラス製造装置を詳細に説明する。
【００１３】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の電極付き耐火物構造体の一実施形態の概略構成図である。
図１（ａ）は、本発明の電極付き耐火物構造体の斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のａ−ａ’線に沿って切断したときの断面図である。また、図２は、図１（ａ），（ｂ）に示す電極付き耐火物構造体を用いたガラス製造装置である加熱装置の構成図である。
図２に示すように、電極付き耐火物構造体は、加熱装置の両端部付近（図２中の上側及び下側）に設けられ、電極付き耐火物構造体の電極板間に電圧を与えて溶融ガラスを加熱する装置である。
【００１４】
耐火物構造体１０は、溶融ガラスの貯留槽又は導管として機能する構造体である。耐火物構造体１０は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、緻密質耐火物基材で構成された構造体本体部１２と、構造体本体部１２の貯留槽又は導管の内壁面を被覆した導電性被膜１４と、つば状の電極板１６と、導電性被膜１４を通電するために電極板１６に給電する電源２８（図２参照）と、を有して構成される。
【００１５】
構造体本体部１２は、緻密質耐火物基材を用いて溶融ガラスの貯留槽又は導管を構成している。貯留槽又は導管の内壁面は円形状を成している。
この貯留槽又は導管の端部は、構造体本体部１２の端部であり、貯留槽又は導管の内壁面から外側に延びる端面を備えた構成となっている。緻密質耐火物基材とは、例えば所定の形状を有する一体物、あるいはその形状をいくつかに分割した形状を成した耐火性緻密質レンガであり、この耐火性緻密質レンガが単数で又は複数個組み合わされて構造体本体部１２が構成されている。耐火性緻密質レンガは、具体的には気孔率が２０％以下であり、電鋳耐火物レンガが好適に用いられる。電鋳耐火物レンガは、例えば、アルミナ系電鋳耐火物レンガ、ジルコニア系電鋳耐火物レンガ、アルミナ−ジルコニア−シリカ系電鋳耐火物レンガ（ＡＺＳ；Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2−ＳｉＯ2）が例示され、より具体的には、マースナイト（ＭＢ）、ＺＢ−Ｘ９５０、ジルコナイト（ＺＢ）（いずれも旭硝子セラミックス（株）製）等が例示される。
構造体本体部１２は耐火性緻密質レンガにより構成されているが、この構造体本体部１２の外側には、耐火性レンガによる断熱構造体２０が設けられている。耐火性レンガは、気孔率が２０％超の耐火物レンガであることが断熱の点から好ましい。
【００１６】
構造体本体部１２の溶融ガラスの貯留槽又は導管の内壁面には、導電性被膜１４が被覆されている。この導電性被膜１４は、図１（ｂ）に示すように、端部において、内壁面から外側に向けて、耐火性緻密質レンガの端面に沿って延長して延びており、この延長した導電性被膜は、貯留槽又は導管の開口部の周りを囲むように設けられている。
導電性被膜１４は、白金又は白金合金の被膜であり、その厚さは０．２〜０．８ｍｍであり、好ましくは０．２〜０．６ｍｍである。本発明における導電性被膜は、白金又は白金合金の他に、イリジウムあるいはロジウム合金の被膜であってもよい。白金合金における白金以外の金属は、ロジウムやイリジウムが例示される。
【００１７】
導電性被膜１４は、例えば、原材料を溶かし液滴状とし、その液滴を連続して内壁面及び端面に堆積させて被膜を作る溶射法によって作製される。溶射法により作製された被膜には冷却の際高い残留応力が生じるが、高温の溶融ガラスと接触することで残留応力は徐々に開放され、さらに残留応力が開放され軟化した導電性被膜１４は容易に変形して耐火性緻密質レンガに密着し続ける。
このように、導電性被膜１４は、溶射法により作製されかつ構造体本体部１２に密着するためには、気孔率が２０％以下で表面が滑らかな耐火性緻密質レンガを構造体本体部１２に用いることが好ましい。該気孔率は５％以下であることがより好ましい。
【００１８】
電極板１６は導電性被膜１４を通電するための電極であり、平面状導体部１８と傾斜部１９とを有して構成される。
平面状導体部１８は、リング形状を成し、図１（ｂ）に示すように、構造体本体部１２を前記端面から仮想延長した位置（図１（ｂ）では構造体本体部１２の上側）に設けられ、すなわち構造体本体部１２の端部の平面状の端面に対して離間した位置に平行に設けられており、導電性被膜１４の設けられる端面に対して段差を成している。
又、傾斜部１９は、平面状導体部１８のリング形状の内周部から、平面状導体部１８との間で段差を成している端面に向けて傾斜を成して延びるように構成されている。電極板１６は全体として円形形状を成しており、この円形形状の外周縁には、外周縁を囲むように水冷管２２が設けられ、溶融ガラスの熱により高温となった平面状導体部１８を冷却する。
電極板１６は、例えば白金又は白金合金によって円形のつば状に構成されており、導電性被膜１４と同じ金属を用いることが好ましい。電極板１６の形状は、円形状の他、４角形、５角形等の多角形形状や楕円形状であってもよい。電極板１６の板厚は、通電による発熱の防止とコスト抑制の点から、１．５〜５．０ｍｍであることが好ましい。
平面状導体部１８の外周縁近傍の対向する２箇所には電力を供給する給電点Ａが設けられ、図２に示されるように電力供給線２４が接続されて電極板１６の円形形状の半径方向に電流が流れるように供給される。
【００１９】
傾斜部１９は、構造体本体部１２の端面から離間した平面状導体部１８を支持するとともに、傾斜部１９の傾斜面の内周側先端部で導電性被膜１４と接続されている。平面状導体部１８にて供給された電力を導電性被膜１４に供給する接続機能を有する。傾斜部１９は、後述する電力の給電点Ａと導電性被膜１４の接続位置との間に設けられている。傾斜部１９と導電性被膜１４とは、溶接や貴金属ろう材を用いたろう付けといった方法で接続されている。
耐火物構造体１０に溶融ガラスを流した場合又は貯留させた場合、導電性被膜１４は溶融ガラスにより高温に加熱されて膨張しようとする一方、電極板１６は、ある程度温度が低いため、膨張の程度に差が生じる。これらの膨張に伴って生じる力が互いに反発しあうことにより熱応力が発生する。つまり、本発明における熱応力とは、部材（導電性被膜）と部材（電極板）との温度差によって生じる温度差応力である。
傾斜部１９は、この熱応力を吸収することで熱応力発生に伴う導電性被膜１４の剥がれ等を防止するためのものである。
すなわち、傾斜部１９は、平面状導体部１８と端面に設けられた導電性被膜１４との間の段差を埋めるように傾斜面を成しており、熱応力によって生じる変形を傾斜面の面外方向に変えることで、熱応力を緩和することができる。これにより、導電性被膜１４と電極板１６との間の熱応力、熱ひずみを低下することができる。すなわち、上記傾斜部１９は、本発明における熱応力緩和領域として機能する。
この熱応力緩和領域である傾斜部１９は、電極板１６の一部に設けられていればよく、位置は特に限定されない。しかし、より効率的に応力を緩和できる点、及び導電性被膜１４と電極板１６との板厚の差が大きいことで圧力がより大きく変形に結びつきやすい点を考慮すれば、高温となる位置に熱応力緩和領域を設けることが好ましい。具体的には、導電性被膜１４と傾斜部１９とを接合することが好ましい。
【００２０】
電極板１６の互いに対向する反対の位置には給電点Ａが設けられており、給電点Ａにおいて図２に示すように電力供給線２４と接続されている。電力給電線２４は、電源２８と接続されており、電極板１６を通じて導電性被膜１４を通電するようになっている。電源２８は、交流電源のほか、直流電源であってもよい。導電性被膜１４を通電することによって、導電性被膜１４を発熱させて溶融ガラスを加温させる限りにおいて、直流、交流のいずれであってもよい。また、電力供給線２４は、線状の導線のみならず、長尺状の導体板であってもよい。
【００２１】
このような電極付き耐火物構造体は、図２に示すように、加熱導管構造体の両端部付近に設けられ、電極板１６が設けられている導管端部は、緻密質耐火物基材からなる閉塞部材２６によって閉じられている。溶融ガラスは、分岐管３０から導入され、加熱導管にて温度調整されたのち、分岐管３２から後工程に導出される。
【００２２】
上記本実施形態では、傾斜部１９を熱応力緩和領域として機能させたが、本発明においては、この他に、図３（ａ），（ｂ）や図４（ａ），（ｂ）に示すように、熱応力緩和領域を設けてもよい。
図３（ａ）は、本発明の他の実施形態である耐火物構造体を、図１（ｂ）と同様の方向に沿って切断したときの断面図であり、図３（ｂ）は、この耐火性構造体に用いられる電極板の平面図である。
【００２３】
図３（ａ），（ｂ）に示す形態の耐火物構造体５０は、図１（ａ），（ｂ）に示す耐火物構造体１０と同様に、溶融ガラスの貯留槽又は導管として機能する構造体であり、緻密質耐火物基材で構成された構造体本体部５２と、構造体本体部５２の内壁面を被覆した導電性被膜５４と、リング形状を成したつば状の電極板５６と、導電性被膜５４を通電するために電極板５６に電力を供給する図示されない電源と、を有して構成される。電極板５６の外周には、水冷管６２が設けられ、電極板５６の冷却に用いられている。
【００２４】
構造体本体部５２、導電性被膜５４及び電極板５６に給電する電源は、構造体本体部１２、導電性被膜１４及び電源２８と同じ構成であるため、その説明は省略する。
構造体本体部５２の端面は平面を成しており、電極板５６は、構造体本体部５２の端面上に設けられている。
構造体本体部５２の端面には、構造体本体部５２の円形状の開口部の周を囲むようにこの周に沿って導電性被膜５４が設けられている。もちろん導電性被膜５４は、導管を成す内壁面に設けられており、内壁面の導電性被膜５４が構造体本体部５２の端面まで延長して設けられている。
電極板５６は、導電性被膜５４と接続する内周側に中心穴５９を有し、板状のリング形状を成している。さらに、電極板５６には、部分的に貫通穴６０があけられた部分５８が設けられている。電極板５６と導電性被膜５４との接続は、中心穴５９の周に沿って行われ、この導電性被膜５４との接続位置を囲むようにこの周に沿って間欠的に貫通穴６０が設けられた部分５８を有する。この部分５８は、導電性被膜５４からの熱伝導により高温となった電極板５６の熱膨張に起因する熱応力による変形を緩和する。すなわち、部分５８は、熱応力を緩和する熱応力緩和領域となっている。
なお、貫通穴６０の形状は特に限定されず、円形、楕円形、矩形、多角形等であってもよい。熱膨張を効率よく吸収できるという点で、貫通穴６０の形状は、外に向かって広がった扇形形状であることが好ましい。また、この貫通穴６０は、熱膨張を効率よく吸収できる点から４〜８箇所、等間隔で設けることが好ましい。
【００２５】
図４（ａ），（ｂ）は、本発明の他の実施形態である耐火物構造体を、図１（ｂ）と同様の方向に沿って切断したときの断面図である。
図４（ａ）に示す形態の耐火物構造体７０は、図１（ａ），（ｂ）に示す耐火物構造体１０と同様に、溶融ガラスの貯留槽又は導管として機能する構造体であり、緻密質耐火物基材で構成された構造体本体部７２と、構造体本体部７２の内壁面を被覆した導電性被膜７４と、つば状の電極板７６と、導電性被膜７４を通電するために電極板７６に電力を供給する図示されない電源と、を有して構成される。また、構造体本体部７２の周りには、図１（ａ），（ｂ）に示す断熱構造体２０と同様の断熱構造体８０が設けられている。
【００２６】
構造体本体部７２、導電性被膜７４及び電極板７６に電力を供給する電源は、構造体本体部１２、導電性被膜１４及び電源２８と同じ構成であるため、その説明は省略する。
導電性被膜７４は、導管を成す内壁面を被覆するとともに、構造体本体部７２の端面からさらに構造体本体部７２の、断熱構造体８０と接する外壁面に延びて緻密質耐火物基材を被覆している。断熱構造体８０の端部は、構造体本体部７２の端部に対して段差を成しており、導電性被膜７４は、この段差を成している構造体本体部７２の外壁面の位置まで延びている。
電極板７６は、板状のリング形状を成し、このリング形状の内周部と外壁面に位置する導電性被膜７４とが接続されている。電極板７６の内周部側には、板厚が外周部側に比べて薄い部分７８を有し、この部分７８が導電性被膜７４の接続位置を囲むように設けられ、熱応力緩和領域となっている。すなわち、厚さの薄い部分７８を設けることにより、導電性被膜７４からの熱伝導により高温となって生じる熱膨張に起因する熱応力を、面外方向に変形させて緩和することができる。
【００２７】
また、図４（ｂ）に示す形態の耐火物構造体９０は、図１（ａ），（ｂ）に示す耐火物構造体１０と同様に、溶融ガラスの貯留槽又は導管として機能する構造体であり、緻密質耐火物基材で構成された構造体本体部９２と、構造体本体部９２の溶融ガラスと接触する内壁面を被覆した導電性被膜９４と、つば状の電極板９６と、導電性被膜９４を通電するために電極板９６に電力を供給する図示されない電源と、を有して構成される。また、構造体本体部９２の周りには、図１（ａ），（ｂ）に示す断熱構造体２０と同様の断熱構造体１００が設けられている。
【００２８】
構造体本体部９２、導電性被膜９４及び電極板９６に電力を供給する電源は、構造体本体部１２、導電性被膜１４及び電源２８と同じ構成であるため、その説明は省略する。
導電性被膜９４は、構造体本体部９２の内壁面を被覆するとともに、構造体本体部９２の端面に延びて緻密質耐火物基材を被覆している。断熱構造体１００の端部は、構造体本体部９２の端部の端面に対して段差を成している。また、構造体本体部９２の端面は段差を成しており、導電性被膜９４は内壁面から、構造体本体部９２の端面の段差の部分まで（端面の途中まで）延びている。
電極板９６は板状のリング形状を成し、このリング形状の内周と外壁面に位置する導電性被膜９４とが接続している。電極板９６には板厚が薄くなった部分を有し、この薄くなった部分９８は、導電性被膜９４の接続位置を囲むように設けられ、この段差が構造体本体部９２の端面と断熱構造体１００の端面との間の段差に対応するようになっている。また、この板厚の薄い部分９８が熱応力緩和領域となっている。すなわち、板厚の薄い部分９８を設けることにより、導電性被膜９４からの熱伝導により高温となって生じる熱膨張に起因する熱応力を、面外方向に変形させて緩和することができる。
【００２９】
このように、本発明における電極付き耐火物構造体は、熱膨張によって生じる熱応力を、導電性被膜との接続位置の電極側で緩和することができるので、電極板と導電性被膜との接続部分に余分な応力が作用して歪みが生じることはなく、導電性被膜が剥離しにくい。
特に、電極付き耐火物構造体に用いられる緻密質耐火物基材において、温度勾配によって耐久性を低下させないために、緻密質耐火物基材の内壁面と外壁面との間の温度勾配を大きくすることはできない。このため、緻密質耐火物基材を用いる本発明の電極付き耐火物構造体では、内壁面の導電性被膜と接続部分との間の温度勾配を小さく抑え、接続部分から外側で大きな温度勾配を与えることが望まれる。例えば、溶融ガラスによって内壁面の導電性被膜が１２００〜１４００℃程度の高温となる場合、電極板と導電性被膜との接続部分は１０００℃程度とし、その外側において３００度程度まで温度を低下させることが好ましい。
一方、導電性被膜に替えて、板厚が厚く強度の高い板部材で構成された板状導体管の周りに耐熱性レンガを配し、かつ耐熱性レンガ上で電極となる電極板と板状導体管とを熱応力緩和領域を介することなく直接接続する場合、この接続部分で温度が低下し、１０００℃程度の温度低下が実現する。しかし、この大きな温度低下により、温度勾配の生じた部分では大きな応力が生じ、板状導管と電極板との接続部分では、大きな変形が生じ、異常過熱を生じやすい。膜厚の薄い導電性被膜と板厚が厚い電極板との間では、その厚さの差から、特に板剥がれといった問題が発生しやすい。本発明では、この変形を抑制して、電極板と導電性被膜の接続部分における一体性を確保することができる。
【００３０】
本発明の電極付き耐火物構造体の大きさは、溶融ガラスを効果的に加熱できる点から外径１２０〜６００ｍｍ×内径６０〜４００ｍｍ×高さ２００〜１２００ｍｍであることが好ましい。
本発明の電極付き耐火物構造体は、溶融ガラスの貯留槽又は導管を構成する。よって、貯留槽又は導管を有するガラス製造装置に好適に用いることができる。特に、溶融ガラスを長期間流す必要性が生じる可能性がある溶融ガラスの減圧脱泡装置に好適に用いることができる。
本発明の電極付き耐火物構造体に使用される溶融ガラスの種類は特に限定されない。しかし、溶融ガラスは、高温での安定性に優れ、かつ粘性が高い無アルカリガラスであることが、貴金属溶射被膜の微細な気孔が溶融ガラスの特質に影響を及ぼしにくい点から好ましい。
【００３１】
〔実施例〕
本発明の、熱応力緩和領域を電極板に設けた電極付き耐火物構造体の効果を確認するため、管路を成す構造体Ｉ,II，IIIを作製して以下の試験を行う。
構造体Ｉ,II，IIIは、いずれも、同一形状（外径１８０ｍｍ×内径８０ｍｍ×高さ３２０ｍｍ）の緻密質レンガ（旭硝子セラミックス社製高ジルコニア質レンガ、商品名Ｘ−９５０）を用いて円筒状の管路を作り、この管路の内壁面及び管路の内壁面から続く両端面のΦ１１０ｍｍまでの周上の部分に、厚み０．５ｍｍの白金−１０重量％ロジウム質の溶射被膜（導電性被膜）を連続的に形成する。
【００３２】
作製した３つの構造体の上下面に施した溶射被膜の端部に、３種の異なる形状を有する白金−１０重量％ロジウム質の金属製円板（電極板）を同材質の溶接材を用いて溶接する。
図５（ａ）は、構造体Ｉに設ける電極板の断面斜視図であり、図５（ｂ），（ｃ）は、構造体II，IIIに設ける電極板の斜視図である。
構造体Ｉには図５（ａ）に示す電極板を設け、図１（ａ）,（ｂ）に示すような構成とする。構造体Ｉは本発明の電極付き耐火物構造体に相当し、電極板は、図５（ａ）に示すように、溶射被膜との接合部（Φ１１０ｍｍの位置）からΦ１４０ｍｍの部分までの板厚を０．８ｍｍとし、高さ方向に２５ｍｍ立ち上げて傾斜部１９を設け、この傾斜部１９の外周に、厚み２．０ｍｍのドーナツ型の板材により平面状導体部１８を構成したものである。
又、構造体IIには、図５（ｂ）に示す電極板を設け、図３（ａ）に示すような構成とする。構造体IIは、本発明の電極付き耐火物構造体に相当し、溶射被膜は、構造体本体部の端部において、断続的に同心円状の長穴である貫通穴６０を配した厚み２．０ｍｍのドーナツ型の平面的な板材（電極板）に接合されている。すなわち、溶射被膜と電極板との接合位置は、ドーナツ型をした電極板の、Φ＝１１０ｍｍの内周形状を成した円弧部分である。図５（ｂ）に示すように、電極板の貫通穴６０は、構造体の中心から角度３０度の広がり幅を持つ２本の直線と、内側半径６０ｍｍの円弧及び外側半径７５ｍｍの円弧とで形状が規定される扇形形状を成している。この扇形形状の貫通穴６０は、角度３０度の一定間隔で同心円状に電極板上に６つ設けられる。
一方、構造体IIIには、貫通穴６０を施した電極板と異なり、図５（ｃ）に示すように、貫通穴６０を施していないドーナツ型の電極板を設け、図３（ａ）に示すような構成とする。すなわち、構造体IIIは、本発明の電極付き耐火物構造体に相当しない。電極板と溶射被膜の接合位置は、構造体IIと同様にドーナツ型をした電極板の、Φ＝１１０ｍｍの内周形状を成した円弧部分である。
【００３３】
これらの構造体Ｉ〜IIIの電極板に導線を繋ぎ、構造体の周囲を断熱材で被った後、断熱材に設けた観察用孔から溶射被膜と電極板との接続部分を観察しながら、直流電圧を印加することにより加熱・冷却試験を行う。加熱・冷却試験では、１３５０℃まで毎時１０℃で昇温し、５時間温度保持した後に１３５０℃と１１００℃の間で毎時２５℃の変化率で加熱・冷却を１０回繰り返す。
【００３４】
上記加熱・冷却試験において、本発明の構造体に相当しない構造体IIIでは、始めの１３５０℃保持中に電極板を接合した近傍で溶射被膜の剥離が生じ、加熱・冷却の繰返しによって該剥離が拡大する。さらに、３回目の冷却中に溶射被膜内に亀裂が生じ、その近傍で電流集中による局部的温度上昇（異常過熱）が発生したため試験を終了する。
一方、本発明の構造体に相当する構造体IIでは、７回目の加熱中までは溶射被膜に顕著な変化は認められず、その後の冷却中に電極板を接合した近傍で溶射被膜の剥離が観察される。しかし、１０回の加熱・冷却が終了するまで剥離の著しい進展や異常過熱は生じない。又、緻密質レンガの欠けや割れ等も見られない。
さらに、本発明の耐火物構造体に相当する構造体Ｉでは、全１０回の加熱・冷却試験が終了するまで溶射被膜の剥離や亀裂は認められない。又、異常過熱も生じない。緻密質レンガの欠けや割れ等も見られない。
このように、熱応力緩和領域を電極板に設けた電極付き構造体は、接続部分近傍の被膜の剥離がしにくいことが確認される。
【００３５】
以上、本発明の電極付き耐火物構造体及びガラス製造装置について詳細に説明したが、本発明は上記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、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の電極付き耐火物構造体の一実施形態の概略構成図である。
【図２】図１（ａ）及び（ｂ）に示す電極付き耐火物構造体を用いた加熱導管構造体の構成図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の電極付き耐火物構造体の他の実施形態の概略構成図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の電極付き耐火物構造体の他の実施形態の概略構成図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、実施例の構造体に設ける電極板の断面斜視図であり、（ｃ）は、他の構造体に設ける電極板の斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０，５０，７０，９０  耐火物構造体
１２，５２，７２，９２  構造体本体部
１４，５４，７４，９４  導電性被膜
１６，５６，７６，９６  電極板
１８  平面状導体部
１９  傾斜部
２０，８０，１００  断熱構造体
２２，６２  水冷管
２４  電力供給船
２６  閉塞部材
２８  電源
３０  分岐管
５８，７８，９８  部分
５９  中心貫通穴
６０  貫通穴
【図１】
0004613767.tif 000002
【図２】
0004613767.tif 000003
【図３】
0004613767.tif 000004
【図４】
0004613767.tif 000005
【図５】
0004613767.tif 000006