(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電加熱される用途に用いられる、白金または白金合金製の中空管を有する中空管体であって、
前記中空管の外周には、リング状の電極が接合されており、
前記リング状の電極の外縁には、１またはそれ以上の引き出し電極が接合されており、
前記リング状の電極は、白金または白金合金製の電極中心部と、該電極中心部の外側に設けられた白金または白金合金製の厚肉部と、からなり、
前記電極中心部には、前記引き出し電極との接合部およびその近傍に、該電極中心部の周方向に沿った他の部位よりも肉厚が小さい第１の薄肉部が設けられていることを特徴とする中空管体。
【請求項２】
通電加熱される用途に用いられる、白金または白金合金製の中空管を有する中空管体であって、
前記中空管の外周には、リング状の電極が接合されており、
前記リング状の電極の外縁には、１またはそれ以上の引き出し電極が接合されており、
前記リング状の電極は、白金または白金合金製の電極中心部と、該電極中心部の外側に設けられた白金および白金合金以外の金属材料製の厚肉部と、からなり、
前記電極中心部には、前記引き出し電極との接合部およびその近傍に、該電極中心部の周方向に沿った他の部位よりも肉厚が小さい第１の薄肉部が設けられていることを特徴とする中空管体。
【請求項３】
前記厚肉部は、前記リング状の電極の全周にわたって設けられている請求項１または２に記載の中空管体。
【請求項４】
前記厚肉部は、下記式（１）、（２）を満たすことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の中空管体。
ｔ1＝ｔ0〜２０ｔ0 ・・・（１）
ｗ＝０．０２ｒ〜０．３ｒ・・・（２）
ｔ1：厚肉部の肉厚（ｍｍ）
ｔ0：中空管の肉厚（ｍｍ）
ｗ：厚肉部の幅（ｍｍ）
ｒ：リング状の電極の半径（ｍｍ）
【請求項５】
前記第１の薄肉部は、前記リング状の電極の中心と前記引き出し電極との接合部の中点とを結ぶ直線を中心とした角度１０〜９０度の範囲に位置する請求項１ないし４のいずれかに記載の中空管体。
【請求項６】
前記第１の薄肉部および前記電極中心部の周方向に沿った他の部位は、下記式（３）〜（５）を満たすことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の中空管体。
ｔ2＝ｔ0〜５ｔ0 ・・・（３）
ｔ3＝２ｔ0〜２０ｔ0 ・・・（４）
ｔ3  ＞  ｔ2 ・・・（５）
ｔ0：中空管の肉厚（ｍｍ）
ｔ2：第１の薄肉部の肉厚（ｍｍ）
ｔ3：電極中心部の周方向に沿った他の部位の肉厚（ｍｍ）
【請求項７】
さらに、前記電極中心部の前記中空管との接合部およびその近傍には、該電極中心部の他の部位よりも肉厚が小さい第２の薄肉部が全周にわたって設けられている請求項１ないし６のいずれかに記載の中空管体。
【請求項８】
前記第２の薄肉部は、下記式（１１）〜（１３）を満たすことを特徴とする請求項７に記載の中空管体。
ｔ4＝０．７ｔ0〜２ｔ0 ・・・（１１）
ｗ1＝０．０５ｒ1〜０．５ｒ1 ・・・（１２）
ｔ4＜ｔ2＜ｔ3 ・・・（１３）
ｔ4：第２の薄肉部の肉厚（ｍｍ）
ｔ2：第１の薄肉部の肉厚（ｍｍ）
ｔ3：電極中心部の周方向に沿った他の部位の肉厚（ｍｍ）
ｔ0：中空管の肉厚（ｍｍ）
ｗ1：第２の薄肉部の幅（ｍｍ）
ｒ1：電極の中心に設けられた孔の半径（ｍｍ）
【請求項９】
前記リング状の電極と、前記引き出し電極と、が接合端部でなす角度が１１０度以上１８０度未満である請求項１ないし８のいずれかに記載の中空管体。
【請求項１０】
接合部における前記リング状の電極の肉厚と前記引き出し電極の肉厚との差は、前記リング状の電極の肉厚または前記引き出し電極の肉厚のうち、いずれか大きい方の５０％以下である請求項１ないし９のいずれかに記載の中空管体。
【請求項１１】
溶融ガラスの導管として、請求項１ないし１０のいずれかに記載の中空管体を用いたガラス製造装置。
【請求項１２】
溶融ガラスの導管として、請求項１ないし１０のいずれかに記載の中空管体を用いた減圧脱泡装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の中空管体を通電加熱する方法。
【請求項１４】
溶融ガラスをガラス製造装置の導管に流すことを含んだガラス製造方法であって、
前記導管として請求項１ないし１０のいずれかに記載の中空管体を用いたガラス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス製造装置の溶融ガラスの導管として好適な、白金または白金合金製の中空管を有しかつ該中空管の外周に通電加熱用の電極が接合されている中空管体に関する。
また、本発明は、本発明の中空管体を通電加熱する方法に関する。
また、本発明は、溶融ガラスの導管として該中空管体を用いたガラス製造装置およびガラス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス製造装置において、その内部を高温の溶融ガラスが通過する導管には、白金、または白金−金合金、白金−ロジウム合金のような白金合金製の中空管が使用されている。
特許文献１に記載のガラス素地流出装置を例にとると、ガラス溶融槽下部の溶融ガラス出口に白金または白金合金製のパイプが接続されている。また、溶融ガラスが通過する導管の他の例としては、ガラス製造装置から不純物を除去するために設けられた流出管、レンズ、プリズム等の光学部品を成形する場合にガラス製造装置から成形用の型に溶融ガラスを流出させるための流出管等が挙げられる。【０００３】
ガラス製造装置では、内部を通過する溶融ガラスの温度を調節するため、溶融ガラスが通過する導管は加熱される。導管の加熱は、ヒータ等の熱源により、導管を外部から加熱する場合もあるが、白金または白金合金製の中空管の場合、該中空管に通電用の電極を設けて、通電加熱することが広く行われている。図４は、通電加熱用の電極が設けられた従来の白金または白金合金製の中空管の斜視図である。図４において、円筒形状をした中空管１００の外周にはリング状の電極２００が接合されている。リング状の電極２００の外縁には互いに向かい合う位置に、２つの引き出し電極３００，３０１が接合されている。
中空管１００、リング状の電極２００および引き出し電極３００，３０１は白金または白金合金製である。図４に示す中空管１００は、引き出し電極３００，３０１を外部電源（図示していない）と接続して、外部電源から通電することによって加熱される。【０００４】
【特許文献１】特開平６−２２７８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、図４に示す中空管１００を通電加熱した際、電極２００の特定の部位に電流が集中し、当該部位が局部過加熱されることを見出した。この点について、以下により具体的に説明する。
図４において、引き出し電極３００，３０１を外部電源と接続して通電すると、電流は引き出し電極３００，３０１から電極２００を介して中空管１００へと流れる。リング状の電極２００は、中空管１００全体に均一に電流を流すことを意図したものである。しかしながら、引き出し電極３００，３０１からの電流は、電極２００の特定の部位に集中する。【０００６】
電流はその特性上最短経路を流れようとする。図４に示す中空管１００の場合、引き出し電極３００，３０１からの電流は、矢印で示す最短経路を通過する。この結果、電極２００を流れる電流は、電極２００の特定の部位（点線で示した部位）に集中する。電極２００の点線で示した部位は、電流の集中によって局部過加熱される。このような局部過加熱が発生した場合、電極２００が熱応力によって破損するおそれがある。電極２００が破損すると、中空管１００を通電加熱できなくなるので、溶融ガラスと中空管との間に温度差が生じてガラスを製造することが困難になる。
また、電極２００の特定の部位に電流が集中すると、電極２００から中空管１００に流れる電流も中空管１００の特定の部位に集中する。具体的には、電極２００との接合部のうち、電極２００の点線で示した部位との接合部に電流が集中する。中空管１００の特定の部位に電流が集中した場合、当該部位が局部過加熱される。これにより、中空管１００が熱応力によって破損したり、該中空管１００内を流通する溶融ガラスが変質するおそれがある。【０００７】
本発明は、この知見に基づくものであり、通電加熱用の電極の局部過加熱が防止された白金または白金合金製の中空管を有する中空管体を提供することを目的とする。本発明の中空管体は、ガラス製造装置の溶融ガラスの導管として好適である。
また、本発明は、該中空管体を通電加熱する方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、溶融ガラスの導管として該中空管体を用いたガラス製造装置およびガラス製造方法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】
上記の目的を達成するため、本発明は、
通電加熱される用途に用いられる、白金または白金合金製の中空管を有する中空管体であって、
前記中空管の外周には、リング状の電極が接合されており、
前記リング状の電極の外縁には、１またはそれ以上の引き出し電極が接合されており、
前記リング状の電極は、白金または白金合金製の電極中心部と、該電極中心部の外側に設けられた白金または白金合金製の厚肉部と、からなることを特徴とする中空管体を提供する。【０００９】
また、本発明は、
通電加熱される用途に用いられる、白金または白金合金製の中空管を有する中空管体であって、
前記中空管の外周には、リング状の電極が接合されており、
前記リング状の電極の外縁には、１またはそれ以上の引き出し電極が接合されており、
前記リング状の電極は、白金または白金合金製の電極中心部と、該電極中心部の外側に設けられた白金および白金合金以外の金属材料製の厚肉部と、からなることを特徴とする中空管体を提供する。【００１０】
本発明の中空管体において、前記厚肉部は、前記リング状の電極の全周にわたって設けられていることが好ましい。
本発明の中空管体において、前記厚肉部は、下記式（１）、（２）を満たすことが好ましい。
ｔ1＝ｔ0〜２０ｔ0 ・・・（１）
ｗ＝０．０２ｒ〜０．３ｒ・・・（２）
ｔ1：厚肉部の肉厚（ｍｍ）
ｔ0：中空管の肉厚（ｍｍ）
ｗ：厚肉部の幅（ｍｍ）
ｒ：リング状の電極の半径（ｍｍ）【００１１】
本発明の中空管体において、前記電極中心部には、前記引き出し電極との接合部およびその近傍に、該電極中心部の周方向に沿った他の部位よりも肉厚が小さい第１の薄肉部が設けられていることが好ましい。【００１２】
本発明の中空管体において、前記第１の薄肉部は、前記リング状の電極の中心と前記引き出し電極との接合部の中点とを結ぶ直線を中心とした角度１０〜９０度の範囲に位置することが好ましい。【００１３】
本発明の中空管体において、前記第１の薄肉部および前記電極中心部の周方向に沿った他の部位は、下記式（３）〜（５）を満たすことが好ましい。
ｔ2＝ｔ0〜５ｔ0 ・・・（３）
ｔ3＝２ｔ0〜２０ｔ0 ・・・（４）
ｔ3  ＞  ｔ2 ・・・（５）
ｔ0：中空管の肉厚（ｍｍ）
ｔ2：第１の薄肉部の肉厚（ｍｍ）
ｔ3：電極中心部の周方向に沿った他の部位の肉厚（ｍｍ）【００１４】
本発明の中空管体において、前記電極中心部の前記中空管との接合部およびその近傍には、さらに、前記電極中心部の他の部位よりも肉厚が小さい第２の薄肉部が全周にわたって設けられていることが好ましい。【００１５】
本発明の中空管体において、前記リング状の電極と、前記引き出し電極と、が接合端部でなす角度は１１０度以上〜１８０度未満であることが好ましい。【００１６】
本発明の中空管体は、接合部における前記リング状の電極の肉厚と前記引き出し電極の肉厚との差が、前記リング状の電極の肉厚または前記引き出し電極の肉厚のうち、いずれか大きい方の５０％以下であることが好ましい。【００１７】
また、本発明は、溶融ガラスの導管として、上記した中空管体を用いたガラス製造装置を提供する。
また、本発明は、溶融ガラスの導管として、上記した中空管体を用いた減圧脱泡装置を提供する。【００１８】
また、本発明は、上記した中空管体を通電加熱する方法を提供する。【００１９】
また、本発明は、溶融ガラスをガラス製造装置の導管に流すことを含んだガラス製造方法であって、前記導管として上記した中空管体を用いたガラス製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の白金または白金合金製の中空管を有する中空管体は、通電加熱用の電極における局部過加熱が防止される。このため、通電加熱用の電極が熱応力によって破損することが防止されている。
本発明のガラス製造装置および減圧脱泡装置は、溶融ガラスの導管として本発明の中空管体を用いているため、通電加熱用の電極が熱応力によって破損することが防止されている。通電加熱用の電極が破損すると、溶融ガラスの導管を通電加熱できなくなるので、溶融ガラスと溶融ガラスの導管との間に温度差が生じてガラスを製造することが困難になる。しかしながら、本発明のガラス製造装置および減圧脱泡装置では、このような問題は解消されている。また、加熱のため、非常に大量の電流を流す可能性のあるガラス製造装置および減圧脱泡装置に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の白金または白金合金製の中空管を有する中空管体の１実施形態を示した斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す中空管体を真上方向から見た模式図である。
【図３】図３は、図２と同様の図であり、電極２の中心と接合部の中点２５とを結ぶ直線と、部位２２の位置関係を示している。
【図４】図４は、通電加熱用の電極が設けられた従来の白金製の中空管の斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１：中空管
２：リング状の電極
２０：電極中心部
２１：厚肉部
２２：部位（第１の薄肉部）
２３：部位（周方向に沿った他の部位）
２４：薄肉部（第２の薄肉部）
２５：接合部の中点
１００：中空管
２００：リング状の電極
３００，４００：引き出し電極
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は、本発明の白金または白金合金製の中空管を有する中空管体の１実施形態を示した斜視図である。
図１において、中空管１は白金または白金合金製の中空円筒管である。中空管１の外周には、電極２が接合されている。電極２は、その中心に中空管１を挿入するための孔を有するリング状の電極であり、その外形は円形である。電極２は白金または白金合金製である。電極２は中空管１の上端に接合されている。図１において、電極２の肉厚が異なる部分を異なるハッチングで示している。
電極２の外縁には、外部電源（図示していない）と接続するための引き出し電極３，４が接合されている。引き出し電極３，４は、電極２の外縁において、互いに向かい合う位置に接合されている。引き出し電極３，４は、電極２との接合部付近の幅が広がった扇形形状となっている。中空管１を通電加熱する場合、引き出し電極３，４を外部電源（図示していない）と接続して矢印方向に電流を印加する。【００２４】
図２は、図１の中空管体を真上方向から見た模式図である。図２において、中空管１の外周に接合されたリング状の電極２は、電極中心部２０と、該電極中心部２０の外側に設けられた厚肉部２１と、からなる。図２において、電極中心部２０および厚肉部２１はいずれも白金または白金合金製である。厚肉部２１は、リング状の電極２の全周にわたって設けられており、その肉厚は電極中心部２０の肉厚よりも大きくなっている。白金または白金合金のような金属材料の電気抵抗は、該材料の単位断面積に反比例する。したがって、厚肉部２１は、電極中心部２０よりも電気抵抗が小さい。そのため、引き出し電極３，４からの電流は、矢印ａで示す最短経路を通って電極中心部２０へと流れるのではなく、矢印ｂで示すように、分散して電極２の周方向に沿って厚肉部２１を流れる。この結果、引き出し電極３，４からの電流が矢印ａで示す最短経路へ集中することが防止される。以下、本明細書において、矢印ａで示す引き出し電極３，４からの電流の最短経路を「矢印ａで示す最短経路」と言い、電極２において、矢印ａで示す最短経路へ電流が集中することを「矢印ａで示す最短経路への電流集中」と言う。【００２５】
本発明の中空管体において、矢印ａで示す最短経路への電流集中を防止することができる限り、厚肉部２１の幅および肉厚は特に限定されず、電極２の寸法や、電極２における他の部位の肉厚等に応じて適宜選択することができる。但し、厚肉部２１は下記式（１）および式（２）を満たすことが好ましい。
ｔ1＝ｔ0〜２０ｔ0 ・・・（１）
ｗ＝０．０２ｒ〜０．３ｒ・・・（２）
式（１）中、ｔ1は厚肉部２１の肉厚（ｍｍ）であり、ｔ0は中空管１の肉厚（ｍｍ）である。式（２）中、ｗは厚肉部２１の幅（ｍｍ）であり、ｒは電極２の半径（ｍｍ）である。厚肉部２１が上記式（１）および（２）を満たしていれば、矢印ａで示す最短経路への電流集中を効果的に防止することができる。なお、本発明において、ｔ1＝ｔ0〜２０ｔ0 はｔ0≦ｔ１≦２０ｔ0 を表わし、またｗ＝０．０２ｒ〜０．３ｒは０．０２ｒ≦ｗ≦０．３ｒを表わし、同様な表示はこれと同じことを表している。
厚肉部２１は下記式（６）および（７）を満たすことがより好ましい。
ｔ1＝２ｔ0〜１５ｔ0 ・・・（６）
ｗ＝０．０５ｒ〜０．２ｒ・・・（７）【００２６】
本発明の中空管体は、中空管１の外周に接合されたリング状の電極２が、電極中心部２０と、該電極中心部２０の外側に設けられる厚肉部２１と、からなることを特徴とし、以下に述べる構成は任意の構成要素である。但し、本発明の中空管体は、以下に述べる構成を有することが好ましい。【００２７】
図２において、電極中心部２０には、その周方向に沿って肉厚の異なる部位２２，２３が設けられている。具体的には、引き出し電極３，４との接合部およびその近傍にあたる部位２２は、電極中心部２０の周方向に沿った他の部位２３よりも肉厚が小さい薄肉部（第１の薄肉部）となっている。矢印ａで示す最短経路を含んだ部位２２を電極２の周方向に沿った他の部位２３よりも肉厚を小さくすることにより、矢印ａで示す最短経路への電流集中をさらに防止することができる。
上記したように、白金または白金合金のような金属材料の電気抵抗は、該材料の単位断面積に反比例する。したがって、部位２２は部位２３よりも電気抵抗が大きい。そのため、引き出し電極３，４からの電流は、厚肉部２１を経て、部位２２から部位２３へと分散される。この結果、矢印ａで示す最短経路への電流集中が防止される。【００２８】
部位２２は、電極中心部２０において、引き出し電極３，４との接合部およびその近傍にあたる位置である限り、その具体的な位置および範囲は特に限定されず、電極２の寸法や、引き出し電極３，４との接合部の範囲等に応じて適宜選択することができる。但し、図３に示すように、部位２２は、電極２（電極中心部２０）の中心０と引き出し電極３との接合部の中点２５（接合部の真ん中の点）とを結ぶ直線を中心とした角度αの範囲に位置することが好ましい。角度αは、１０〜９０度であり、より好ましくは２０〜６０度である。部位２２が角度αの範囲に位置していれば、引き出し電極３，４からの電流を、厚肉部２１を経て、部位２２から部位２３へと十分分散させることができる。その結果、矢印ａで示す最短経路への電流集中を効果的に防止することができる。【００２９】
部位２２および部位２３は、下記式（３）〜（５）を満たすことが好ましい。
ｔ2＝ｔ0〜５ｔ0 ・・・（３）
ｔ3＝２ｔ0〜２０ｔ0 ・・・（４）
ｔ3  ＞  ｔ2 ・・・（５）
ｔ0：中空管１の肉厚（ｍｍ）
ｔ2：部位２２の肉厚（ｍｍ）
ｔ3：部位２３の肉厚（ｍｍ）
部位２２および部位２３が上記式（３）〜（５）を満たしていれば、引き出し電極３，４からの電流を、厚肉部２１を経て、部位２２から部位２３へと十分分散させることができる。その結果、矢印ａで示す最短経路への電流集中を効果的に防止することができる。なお、前述した厚肉部２１の肉厚ｔ１は、ｔ３よりも大きいことが電流分散の点で好ましい。
部位２２および部位２３は、下記式（８）〜（１０）を満たしていることがより好ましい。
ｔ2＝２ｔ0〜５ｔ0 ・・・（８）
ｔ3＝３ｔ0〜１０ｔ0 ・・・（９）
ｔ3＝１．２ｔ2〜３ｔ2 ・・・（１０）【００３０】
図２において、電極中心部２０のさらに内周側、中空管１との接合部およびその近傍には、電極中心部２０の他の部位（部位２２，２３）よりも肉厚が小さい薄肉部（第２の薄肉部）２４が全周にわたって設けられている。中空管１との接合部およびその近傍に、薄肉部２４を全周にわたって設けることで、矢印ａで示す最短経路への電流集中をさらに防止することができる。
上記したように、白金または白金合金のような金属材料の電気抵抗は、該材料の単位断面積に反比例する。したがって、薄肉部２４は外周側に位置する部位２２，２３よりも電気抵抗が大きい。そのため、引き出し電極３，４から厚肉部２１を経た電流は、薄肉部２４を通過する前に部位２２，２３で分散される。この結果、矢印ａで示す最短経路への電流集中が防止される。【００３１】
上記した所望の効果が得られる限り薄肉部２４の幅および肉厚は特に限定されず、電極２の寸法、特に電極２の中心に設けられた孔の大きさや、電極中心部２０における他の部位の肉厚に応じて適宜選択することができる。但し、薄肉部２４は、下記式（１１）ないし（１３）を満たしていることが好ましい。
ｔ4＝０．７ｔ0〜２ｔ0 ・・・（１１）
ｗ1＝０．０５ｒ1〜０．５ｒ1 ・・・（１２）
ｔ4＜ｔ2＜ｔ3 ・・・（１３）
式（１１）中、ｔ4は薄肉部２４の肉厚（ｍｍ）であり、ｔ0は中空管１の肉厚（ｍｍ）である。式（１２）中、ｗ1は薄肉部２４の幅（ｍｍ）であり、ｒ1は電極２の中心に設けられた孔の半径（ｍｍ）である。薄肉部２４が上記式（１１）ないし（１３）を満たしていれば、上記した薄肉部２４による効果が好ましく発揮される。【００３２】
図２において、引き出し電極３，４の形状が、電極２との接合部付近の幅が広がった扇形形状であることにより、電極２と、引き出し電極３，４と、が接合端部でなす角度βが１１０度以上１８０度未満となっている。角度βを１１０度以上１８０度未満とすることは、電極２と引き出し電極３，４との接合部における局部過加熱を軽減できることから好ましい。
白金または白金合金のような金属材料に通電した際、該材料の断面積が急激に変化する部位では、電流が集中するため局部過加熱が発生する。
電極２と引き出し電極３，４との接合部、特に電極２と引き出し電極３，４との接合端部は断面積が変化する部位である。角度βが１１０度未満である場合、接合端部で断面積が急激に変化するため、局部過加熱が顕著に発生する。角度βを１１０度以上にした場合、接合端部における断面積の変化が穏やかであるため、接合端部における局部過加熱の発生が軽減される。接合端部における局部過加熱が十分軽減されることから、角度βは１２０度以上１８０度未満であることが好ましく、１３０度以上１８０度未満であることがより好ましい。【００３３】
上記した理由により、電極２と引き出し電極３，４との接合部は、断面積が急激な変化しないような構造にすることが好ましい。そのため、接合部において、電極２の肉厚と、引き出し電極３，４の肉厚と、の差はできるだけ小さくすることが好ましい。接合部における電極２の肉厚と、引き出し電極３，４の肉厚との差は、電極２の肉厚、または引き出し電極３，４の肉厚のうち、いずれか大きい方の５０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましい。なお、接合部における電極２の肉厚と引き出し電極３，４の肉厚は実質的に同一であることが好ましい。
また、厚肉部２１、部位２２、部位２３および薄肉部２４の各境界部においても、同様に断面積が急激に変化しないような構造とすることが好ましい。【００３４】
図１において、中空管１として円筒管が示されているが、中空管の形状はこれに限定されない。例えば、断面形状が楕円形状のものや、四角形、六角形、八角形等、多角形形状のものであってもよい。
また、図１において、リング状の電極２として外形が円形のものが示されているが、リング状の電極の外形はこれに限定されない。例えば、外形が楕円形状のものや、四角形、六角形、八角形等、多角形形状のものであってもよい。
また、図１において、リング状の電極２は中空管１の上端に接合されているが、中空管にリング状の電極を接合する位置はこれに限定されない。例えば、中空管の長手方向の中間付近にリング状の電極を接合してもよい。
また、中空管に接合するリング状電極の数も限定されず、２つ、またそれ以上のリング状電極を中空管に接合してもよい。
また、図１において、リング状の電極２には、２つの引き出し電極３，４が互いに向かい合う位置に接合されているが、リング状の電極に接合する引き出し電極の数、および引き出し電極をリング状の電極に接合する位置はこれに限定されない。例えば、引き出し電極の数は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。【００３５】
また、本発明において、リング状の電極２の厚肉部２１は、白金および白金合金以外の金属材料（以下、「他の金属材料」という。）製であってもよい。この場合、白金または白金合金製の電極中心部２０の外側に他の金属材料製の厚肉部２１が設けられている。
厚肉部２１を構成する他の金属材料には、耐熱性および導電性に優れる金属材料から広く選択することができる。他の金属材料の具体例としては、銅、ロジウム、モリブデン、タングステン、ニッケル、パラジウム、鉄、クロムおよびこれら金属を含む合金材料が挙げられる。
これらの金属材料の中でも、ロジウム、銅、およびこれらの金属を含む合金材料が好ましい。厚肉部２１が銅または銅を含む合金材料で構成される場合、厚肉部２１は中空構造であってもよい。中空構造の厚肉部２１を使用した場合、厚肉部２１の内部に空気または水を流通させて、電極２を空冷または水冷することができる。電極２を空冷または水冷することは、電極２の局部過加熱を防止する観点から好ましい。厚肉部２１が中空構造の場合、電極２と引き出し電極３，４との接合部には、中空構造をした厚肉部２１は設けられていなくてもよい。接合部を断面積が急激に変化しないような構造とするためには、電極２と引き出し電極３，４との接合部には、中空構造をした厚肉部２１が設けられていないほうがむしろ好ましい。
なお、厚肉部２１が他の金属材料製の場合、電極中心部２０と厚肉部２１とは、それぞれ別々に作成して、溶接により接合すればよい。【００３６】
本発明において、中空管、リング状の電極および引き出し電極の寸法も特に限定されない。例えば、図１および図２に示す中空管１を例にとると、中空管１、電極２、および引き出し電極３，４の寸法は以下の範囲であることが好ましい。
（中空管１）
半径ｄ：２５〜４００ｍｍ、より好ましくは４０〜３００ｍｍ
長さ：２００〜８０００ｍｍ、より好ましくは４００〜３０００ｍｍ
肉厚ｔ0：０．２〜５ｍｍ、より好ましくは０．４〜４ｍｍ
（電極２）
半径ｒ：４０〜８００ｍｍ、より好ましくは５０〜５００ｍｍ
厚肉部２１の幅ｗ：３〜３００ｍｍ、より好ましくは５〜１００ｍｍ
部位２２，２３の幅：１０〜５００ｍｍ、より好ましくは２０〜２００ｍｍ
薄肉部２４の幅ｗ1：５〜１００ｍｍ、より好ましくは５〜４０ｍｍ
厚肉部２１の肉厚ｔ1：２〜２０ｍｍ、より好ましくは４〜１５ｍｍ
部位２２の肉厚ｔ2：０．８〜２０ｍｍ、より好ましくは１〜５ｍｍ
部位２３の肉厚ｔ3：１．２〜２５ｍｍ、より好ましくは２〜２０ｍｍ
薄肉部２４の肉厚ｔ4：０．２〜１０ｍｍ、より好ましくは０．４〜５ｍｍ
（引き出し電極３，４）
幅（扇形の拡大部分を除く）：１０〜３００ｍｍ、より好ましくは４〜１５ｍｍ
肉厚ｔ：１〜２０ｍｍ、より好ましくは４〜１５ｍｍ【００３７】
本発明において、中空管１およびリング状の電極２は白金を主たる構成材料とする。したがって、白金のみを構成材料とするものに限定されず、白金合金を構成材料とするものであってもよい。白金合金の具体例としては、白金−金合金、白金−ロジウム合金が挙げられる。また、白金または白金合金に金属酸化物を分散させてなる強化白金であってもよい。本明細書で白金または白金合金製と言った場合、白金または白金合金に金属酸化物を分散してなる強化白金製のものも含む。強化白金において、分散される金属酸化物としては、Ａｌ2Ｏ3、またはＺｒＯ2若しくはＹ2Ｏ3に代表される周期表における３族、４族若しくは１３族の金属酸化物が挙げられる。【００３８】
本発明の中空管体を溶融ガラスの導管として使用した場合、溶融ガラスが通過する中空管、および中空管と接合する電極中心部の内周側（図２に示す電極中心部２０の薄肉部２４）は特に高温になる。そのため、中空管および電極中心部の内周側には、白金−金合金若しくは白金−ロジウム合金のような白金合金、または白金合金に金属酸化物を分散させてなる強化白金を使用することが耐熱性に優れるので好ましい。但し、白金−金合金、白金−ロジウム合金のような白金合金は、高価な材料である。しかも、これらの白金合金は、白金に比べて電気抵抗が大きいため通電時の発熱が大きい。そのため、電極中心部の内周側、図２に示す電極中心部２０の場合、薄肉部２４、のみに白金合金、または白金合金に金属酸化物を分散させてなる強化白金を使用し、電極中心部の他の部位には白金、または白金に金属酸化物を分散させてなる強化白金を使用することが好ましい。電極中心部の内周側に白金合金を使用し、他の部位に白金を使用する場合、両者はそれぞれ別々に作成して、溶接により接合すればよい。【００３９】
引き出し電極３，４を構成する材料は、リング状の電極２の厚肉部２１を構成する材料と同一であることが好ましい。厚肉部２１が白金または白金合金製である場合、引き出し電極３，４も白金または白金合金製であることが好ましい。一方、厚肉部２１が他の金属材料製である場合、引き出し電極３，４も他の金属材料として例示したものであることが好ましい。但し、これに限定されず、厚肉部２１が白金または白金合金製である場合に、引き出し電極３，４が他の金属材料製であってもよく、厚肉部２１が金属材料製である場合に、引き出し電極３，４が白金または白金合金製であってもよい。
【００４０】
本発明において、中空管とリング状の電極との接合、およびリング状の電極と引き出し電極との接合には、公知の方法を用いることができる。中空管とリング状の電極とは、例えば溶接により接合することができる。リング状の電極と引き出し電極との接合にも、溶接を用いることが好ましいが、ボルト、ビス等の固定治具による機械的な接合方法を用いることもできる。【００４１】
本発明のガラス製造装置では、高温の溶融ガラスが通過する溶融ガラスの導管として、本発明の中空管体が用いられている。本発明のガラス製造装置において、本発明の中空管体を使用する箇所の具体例としては、減圧脱泡装置の減圧脱泡槽、上昇管および下降管が挙げられる。また、ガラス製造装置から不純物を除去するために設けられた流出管、レンズ、プリズム等の光学部品を成形する場合にガラス製造装置から成形用の型に溶融ガラスを流出させるための流出管等としても使用可能である。
本発明のガラス製造装置は、溶融ガラスの導管として本発明の中空管体を用いているため、通電加熱用の電極が熱応力によって破損することが防止されている。通電加熱用の電極が破損すると、溶融ガラスの導管を通電加熱できなくなるので、溶融ガラスと溶融ガラスの導管との間に温度差が生じてガラスを製造することが困難になる。しかしながら、本発明のガラス製造装置および減圧脱泡装置では、このような問題は解消されている。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例により本発明をさらに説明する。
（実施例１）
本実施例では、図１〜図３に示す中空管体を作製した。但し、中空管１の下端にも図２と同様の形状をした電極２を接合し、電極２には引き出し３，４を接合した。なお、各構成要素同士は溶接により接合した。各構成要素の寸法および構成材料は以下の通りである。
（中空管１）
半径ｄ：６１ｍｍ
長さ：６５０ｍｍ
肉厚ｔ0：０．５ｍｍ
構成材料：白金−ロジウム合金（白金９０質量％、ロジウム１０質量％）
（リング状の電極２）
半径ｒ：１５０ｍｍ
厚肉部２１の幅ｗ：１０ｍｍ
部位２２，２３の幅：６０ｍｍ
薄肉部２４の幅ｗ1：２０ｍｍ
厚肉部２１の肉厚ｔ1：８ｍｍ
部位２２の肉厚ｔ2：２ｍｍ
部位２３の肉厚ｔ3：４ｍｍ
薄肉部２４の肉厚ｔ4：０．５ｍｍ
角度α：１１０度
構成材料：薄肉部２４は白金−ロジウム合金（白金９０質量％、ロジウム１０質量％）製であり、他の部位は白金製である。薄肉部２４と他の部位とは溶接により接合した。
（引き出し電極３，４）
幅（扇形の拡大部分を除く）：４０ｍｍ
肉厚：８ｍｍ
角度β：１２０度
構成材料：白金−ロジウム合金（白金９０質量％、ロジウム１０質量％）【００４３】
中空管１の上端側の電極２が正極側、中空管１の下端側の電極２が負極側になるように、引き出し電極３，４を外部電源と接続して以下の条件で通電加熱した。
電圧：１０Ｖ
電流：８００Ａ
加熱時間：１０時間
通電加熱時の電極２の温度を熱電対を用いて観察したところ、顕著な局部過加熱は認められなかった。【００４４】
（比較例１）
実施例１と同様に、上端と下端に電極および引き出し電極が接合された中空管体を作製した。但し、電極２は肉厚一定（１ｍｍ）とした。実施例１と同様に通電加熱したところ、電極２の矢印ａに示す最短経路で顕著な局部過加熱が認められた。また、通電加熱開始から２時間後、電極２の矢印ａに示す最短経路付近が溶けて通電不能となった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の白金または白金合金製の中空管を有する中空管体は、減圧脱泡装置の減圧脱泡槽、上昇管または下降管として使用することができる。また、本発明の中空管体は、ガラス製造装置から不純物を除去するために設けられた流出管、レンズ、プリズム等の光学部品を成形する場合にガラス製造装置から成形用の型に溶融ガラスを流出させるための流出管等としても使用可能である。
なお、２００５年６月９日に出願された日本特許出願２００５−１６９１６９号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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