特許 7469743 ガラス溶融炉及びガラス物品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-09

(45)【発行日】2024-04-17

(54)【発明の名称】ガラス溶融炉及びガラス物品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 5/027 20060101AFI20240410BHJP

【ＦＩ】

C03B5/027

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020207473

(22)【出願日】2020-12-15

(65)【公開番号】P2022094531

(43)【公開日】2022-06-27

【審査請求日】2023-09-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168550

【弁理士】

【氏名又は名称】友廣 真一

(72)【発明者】

【氏名】愛内 孝介

【審査官】有田 恭子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－００２８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１６２４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－０５３７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０２８５９２６１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０３Ｂ ５／０２，５／０２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

炉内に延出する２本又は３本の電極で組をなす複数の電極組と、前記複数の電極組のそれぞれに電力を供給する複数の電気回路とを備え、前記電気回路により電力が供給された前記電極組で通電することにより、炉内で溶融ガラスを加熱するガラス溶融炉において、
前記電極の対地電圧を測定する測定部と、前記測定部で測定された前記電極の対地電圧の変動に基づいて前記電極の損耗を判定する判定部とを備えることを特徴とするガラス溶融炉。

【請求項2】

前記判定部は、前記測定部で測定された前記電極の対地電圧の上昇に基づいて前記電極の損耗を判定する請求項１に記載のガラス溶融炉。

【請求項3】

前記判定部は、炉内に延出する部分の長さが損耗のない標準電極長であるときの前記電極の対地電圧と、前記測定部で測定された前記電極の対地電圧との差が閾値を超えた場合に、前記電極が損耗していると判定する請求項１又は２に記載のガラス溶融炉。

【請求項4】

ガラス溶融炉内に延出する２本又は３本の電極で組をなす複数の電極組、及び、前記複数の電極組のそれぞれに電力を供給する複数の電気回路が設けられ、前記電気回路により電力が供給された前記電極組で通電することにより、前記ガラス溶融炉内で溶融ガラスを加熱する溶融工程と、前記溶融工程で加熱された前記溶融ガラスからガラス物品を成形する成形工程とを備えるガラス物品の製造方法であって、
前記溶融工程は、前記電極の対地電圧を測定する測定工程と、前記測定工程で測定された前記電極の対地電圧の変動に基づいて前記電極の損耗を判定する判定工程を含むことを特徴とするガラス物品の製造方法。

【請求項5】

前記溶融工程は、前記判定工程で前記電極の損耗があると判定された場合に、損耗があると判定された前記電極を、炉内に延出する部分の長さが増加するように延出方向に移動させる調整工程を含む請求項４に記載のガラス物品の製造方法。

【請求項6】

前記調整工程では、損耗があると判定された前記電極の移動量を対地電圧に基づいて調整する請求項５に記載のガラス物品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラス溶融炉及びこれを用いたガラス物品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ガラス繊維や板ガラス等のガラス物品の製造方法には、ガラス原料を溶解して、溶融ガラスを得る溶融工程が含まれる。溶融工程では、炉内の底部から延出する２本又は３本の電極で組をなす複数の電極組と、複数の電極組のそれぞれに電力を供給する複数の電気回路とを備えたガラス溶融炉が利用される場合がある。この種のガラス溶融炉では、電気回路により電力が供給された電極組で通電加熱することにより、炉内でガラス原料を溶解し、溶融ガラスを得る。このような通電加熱は、ＬＰＧや重油等を燃料として用いるバーナー加熱と比較し、燃料起源の排ガスが発生せず、ガラス原料の飛散も抑えることができる。また、通電加熱は、環境保護の観点で優れ、高温化が容易で、均熱加熱が行い易い等の利点もある。なお、通電加熱を用いるガラス溶融炉は、バーナー加熱が併用されることもある。

【0003】

一方、通電加熱を用いるガラス溶融炉の場合、電極が溶融ガラスと直接接触した状態となるため、電極が損耗し易いという欠点がある。特に、電極が炉内で折損して極端に短くなると、電極の根元付近を加熱し過ぎ、炉内の底部を構成する耐火物や電極を含む加熱設備が破損するという重大なトラブルを招くおそれがある。

【0004】

そこで、特許文献１には、通電加熱を用いるガラス溶融炉において、電極の損耗を早期に検知する技術が開示されている。詳細には、同文献に開示の方法では、炉内に複数の電極対（２本で一組の電極組）として配置された複数の電極のそれぞれに主回路から分岐された分岐回路を介して電力を供給する。そして、分岐回路の電力情報と主回路の電力情報とをそれぞれ検出し、これら２つの電力情報に基づいて電極の損耗を判定するようにしている。この方法は、実際に電極の損耗が生じると、分岐回路と主回路の双方の電力情報が変動（例えば、電流値の低下）するという現象を利用したものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－２８９５号公報

【非特許文献】

【0006】

【文献】P. Simons, K. Jochem, and K. Aiuchi, A power consistent mathematical formulation for Joulean heat release, Glass Technol.: Eur. J. Glass Sci. Technol. A, 49 (3), 109-118 (2008).

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に開示の方法では、電極に電力を供給するための電気回路の構成が、主回路と、主回路から分岐された分岐回路とを備えたものに限定される。つまり、複数の電極対にそれぞれ独立した電源から電力が供給される場合のように、分岐回路を用いない構成とした場合には、特許文献１に開示の方法は適用できない。例えば複数の電極対にそれぞれ独立した電源から電力が供給される場合、ある特定の電極対のいずれか一方が損耗すると、この電極対の電流値の変化は確認できるが、この電極対を構成する２本の電極の電流値は等しいため、いずれの電極が損耗しているかを判定できないという問題が生じ得る。

【0008】

本発明は、ガラス溶融炉内の電極の損耗を確実に判定することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１） 上記の課題を解決するために創案された本発明は、炉内に延出する２本又は３本の電極で組をなす複数の電極組と、複数の電極組のそれぞれに電力を供給する複数の電気回路とを備え、電気回路により電力が供給された電極組で通電することにより、炉内で溶融ガラスを加熱するガラス溶融炉において、電極の対地電圧を測定する測定部と、測定部で測定された電極の対地電圧の変動に基づいて電極の損耗を判定する判定部とを備えることを特徴とする。

【0010】

電極に損耗が生じた場合、損耗が生じた電極の対地電圧は大きく上昇する。また、損耗が生じた電極が属する電極組の他の電極の対地電圧は下降する場合がある。加えて、損耗が生じた電極が属する電極組以外の電極の対地電圧はほとんど変動しない場合がある。したがって、電極に損耗が生じた場合には、電極の対地電圧に特徴的な変動が生じるため、判定部において、測定部で測定された電極の対地電圧の変動に基づいて電極の損耗を確実に判定できる。

【0011】

（２） 上記の（１）の構成において、判定部は、測定部で測定された電極の対地電圧の上昇に基づいて電極の損耗を判定することが好ましい。

【0012】

上述のように、電極が損耗した場合、損耗が生じた電極の対地電圧は大きく上昇する。そのため、対地電圧の上昇に基づいて電極の損耗を判定すれば、電極の損耗をより確実に判定できる。

【0013】

（３） 上記の（１）又は（２）の構成において、判定部は、炉内に延出する部分の長さが損耗のない標準電極長であるときの電極の対地電圧と、測定部で測定された電極の対地電圧との差が閾値を超えた場合に、電極が損耗していると判定することが好ましい。

【0014】

このようにすれば、電極が損耗した場合の電極の対地電圧の変動をより正確に把握できるため、電極の損耗をより確実に判定できる。

【0015】

（４） 上記の課題を解決するために創案された本発明は、ガラス溶融炉内に延出する２本又は３本の電極で組をなす複数の電極組、及び、複数の電極組のそれぞれに電力を供給する複数の電気回路が設けられ、電気回路により電力が供給された電極組で通電することにより、ガラス溶融炉内で溶融ガラスを加熱する溶融工程と、溶融工程で加熱された溶融ガラスからガラス物品を成形する成形工程とを備えるガラス物品の製造方法であって、溶融工程は、電極の対地電圧を測定する測定工程と、測定工程で測定された電極の対地電圧の変動に基づいて電極の損耗を判定する判定工程を含むことを特徴とする。

【0016】

このようによれば、上述した対応する構成と同様の効果を享受できる。

【0017】

（５） 上記の（４）の構成において、溶融工程は、判定工程で電極の損耗があると判定された場合に、損耗があると判定された電極を、炉内に延出する部分の長さが増加するように延出方向に移動させる調整工程を含むことが好ましい。

【0018】

このようにすれば、電極に損耗が生じた場合でも、その電極の炉内に延出する部分の長さを適切に維持できる。

【0019】

（６） 上記の（５）の構成において、調整工程では、損耗があると判定された電極の移動量を対地電圧に基づいて調整することが好ましい。

【0020】

このようにすれば、電極の炉内に延出する部分の長さを正確に調整できる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、電極の損耗を確実に判定できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第一実施形態に係るガラス物品の製造装置を示す縦断面図である。

【図2】図１のＳ－Ｓ断面図である。

【図3】図１の電極周辺を拡大して示す縦断面図である。

【図4】本発明の第二実施形態に係るガラス物品の製造装置を示す横断面図である。

【図5】本発明の実施例１における電極Ａ～Ｈの対地電圧の数値シミュレーション結果を示すグラフである。

【図6】本発明の実施例２における電極Ａ～Ｈの対地電圧の数値シミュレーション結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明に係るガラス物品の製造方法の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組合せることができる。

【0024】

（第一実施形態）
図１及び図２に示すように、第一実施形態に係るガラス物品の製造方法は、ガラス物品の製造装置１を用いて、ガラス物品としてのガラス繊維Ｇｆを製造するものである。ガラス物品の製造装置１は、ガラス原料Ｇｒを溶融して溶融ガラスＧｍを形成するガラス溶融炉２と、ガラス溶融炉２の下流側の端部に接続され、ガラス溶融炉２から供給される溶融ガラスＧｍを流通させるフォアハース３とを備えている。ガラス溶融炉２の溶融空間やフォアハース３の流通空間を区画形成する壁部は、煉瓦等の耐火物で形成されている。

【0025】

ガラス溶融炉２の上流側の端部には、珪砂、石灰石、ソーダ灰、カレット等を混合したガラス原料Ｇｒを炉内に投入するための投入口２ａが設けられている。投入口２ａには、スクリューフィーダ等の原料供給手段４が配置されている。なお、ガラス原料Ｇｒには、カレットが含まれていてもよい。

【0026】

ガラス溶融炉２の底部２ｂには、加熱手段として、溶融ガラスＧｍ中に浸漬された複数本の電極Ａ～Ｈが配置されている。各電極Ａ～Ｈは、例えば、棒状のモリブデン（Ｍｏ）から形成される。そして、複数の電極Ａ～Ｈを用いて溶融ガラスＧｍを通電加熱することによって、投入口２ａから投入されたガラス原料Ｇｒを溶解する。これにより、ガラス原料Ｇｒから溶融ガラスＧｍが連続的に形成される。溶融ガラスＧｍは、ガラス溶融炉２の下流側の端部からフォアハース３内へと流入する。なお、ガラス溶融炉２は、通電加熱のみを用いる全電気溶融に限らず、バーナー加熱（ガス燃焼）と通電加熱を併用するものであってもよい。

【0027】

この実施形態では、図３に示すように、各電極Ａ～Ｈは、鉄材（例えばステンレス鋼）等の金属で形成された筒状の電極ホルダ５により保持された状態で、ガラス溶融炉２の底部２ｂに配置されている。詳細には、電極Ａ～Ｈの外周面は、筒状の電極ホルダ５の内周面５ａによって保持されており、電極ホルダ５の外周面５ｂは、ガラス溶融炉２の底部２ｂに形成された貫通孔２ｃによって保持されている。電極ホルダ５は、各電極Ａ～Ｈの熱による損耗を抑制するために、電極Ａ～Ｈを冷却するための冷却手段（図示省略）を備えている。冷却手段は、例えば、電極ホルダ５の内部に水や空気等の冷媒を流通させる流路で構成される。各電極Ａ～Ｈは、電極ホルダ５に保持された状態で、ガラス溶融炉２の底部２ｂを貫通すると共に、上下方向に移動可能とされている。つまり、電極Ａ～Ｈは、上下方向に移動させることにより、炉内に延出する部分の長さを調整可能となっている。なお、図中の一点鎖線で図示する電極Ａ～Ｈの炉内に延出する部分の長さＬ０が、電極Ａ～Ｈに損耗のない標準電極長を示している。

【0028】

フォアハース３の天井部３ａには、溶融ガラスＧｍを加熱して保温するヒータ６が設けられている。フォアハース３の底部３ｂには、溶融ガラスＧｍの流れ方向Ｘに間隔をおいて、白金又は白金合金で形成された複数のブッシング７が設けられている。各ブッシング７には、複数のノズル（図示省略）が設けられている。各ノズルは、溶融ガラスＧｍを流下してガラス繊維Ｇｆを成形する。なお、各ノズルから流下した溶融ガラスＧｍは下方に延伸されつつ所定径のガラス繊維Ｇｆに成形される。その後、ガラス繊維Ｇｆは集束剤を塗布されることで複数本が集束されてガラス繊維束となる。なお、この実施形態では、フォアハース３の下流側端部は、電気的に接地された状態となっている。フォアハース３の下流側端部の接地は省略してもよい。

【0029】

図２に示すように、ガラス溶融炉２は、炉内の底部２ｂから延出する複数の電極Ａ～Ｈのうちの２本又は３本で一組をなす複数の電極組８～１１のそれぞれに電力を供給する複数の電気回路１２～１５を備えている。

【0030】

この実施形態では、計８本の電極Ａ～Ｈが、炉内の幅方向Ｙに等間隔に４本、炉内の流れ方向Ｘに等間隔に２本並んだ状態で配置されている。そして、流れ方向Ｘに対向する２本の電極Ａ，Ｅが、第１電極組８とされる。同様に、流れ方向Ｘに対向する２本の電極Ｂ，Ｆが第２電極組９とされる。流れ方向Ｘに対向する２本の電極Ｃ，Ｇが第３電極組１０とされる。流れ方向Ｘに対向する２本の電極Ｄ，Ｈが第４電極組１１とされる。なお、電極の本数、配置位置等の配列態様及び／又は各電極組における電極の組合せは、特に限定されるものではなく、ガラス溶融炉２の大きさ等に応じて適宜変更できる。

【0031】

第１電極組８の電極Ａ，Ｅに連結する端子ａ１，ｂ１には、第１単相交流電源１６を含む第１電気回路１２が接続されている。同様に、第２電極組９の電極Ｂ，Ｆに連結する端子ａ２，ｂ２には、第２単相交流電源１７を含む第２電気回路１３が接続されている。第３電極組１０の電極Ｃ，Ｇに連結する端子ａ３，ｂ３には、第３単相交流電源１８を含む第３電気回路１４が接続されている。第４電極組１１の電極Ｄ，Ｈに連結する端子ａ４，ｂ４には、第４単相交流電源１９を含む第４電気回路１５が接続されている。つまり、各電極組８～１１に電力を供給する電気回路１２～１５は、互いに独立している。

【0032】

ガラス溶融炉２は、各電極Ａ～Ｈの対地電圧を測定する複数の測定部２０～２７と、各測定部２０～２７で測定された各電極Ａ～Ｈの対地電圧の変動に基づいて各電極Ａ～Ｈの損耗を判定する判定部２８とを備えている。この実施形態では、８本の電極Ａ～Ｈが設けられているため、それぞれの電極Ａ～Ｈに対応した計８つの測定部２０～２７が設けられている。なお、図２では、１つの測定部２５が判定部２８に接続された状態を例示しているが、実際には、全ての測定部２０～２７が判定部２８に接続され、各測定部２０～２７で測定された対地電圧が判定部２８に入力されるようになっている。判定部２８と各測定部２０～２７の接続方法は、有線と無線のいずれであってもよい。判定部２８としては、パーソナルコンピュータ等が利用できる。

【0033】

ここで、ある特定の１本の電極（例えば、電極Ａ）に損耗が生じた場合、その損耗が生じた電極の対地電圧は上昇する。また、その損耗が生じた電極が属する電極組の他の電極（例えば、電極Ａと対をなす電極Ｅ）の対地電圧は下降する。上記の対地電圧の上昇は、上記の対地電圧の下降に比べて変動量が大きくなり易い。さらに、その損耗が生じた電極が属する電極組以外の電極（例えば、電極Ａとは異なる電極組に属する電極Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｆ，Ｇ，Ｈ）の対地電圧はほとんど変動しない。したがって、各測定部２０～２７により各電極Ａ～Ｈの対地電圧を測定すれば、判定部２８において、測定された各電極Ａ～Ｈの対地電圧の変動に基づいて各電極Ａ～Ｈの損耗を確実に判定できる。

【0034】

上述のように、損耗が生じた電極の対地電圧は大きく上昇するため、判定部２８は、各測定部２０～２７で測定された各電極Ａ～Ｈの対地電圧の上昇に基づいて各電極Ａ～Ｈの損耗を判定することが好ましい。つまり、判定部２８は、例えば、ある特定の１本の電極（例えば電極Ａ）につき、炉内に延出する部分の長さが損耗のない標準電極長Ｌ０であるときの対地電圧Ｖ１０（以下、標準対地電圧ともいう）と、測定部（例えば測定部２０）で測定された対地電圧Ｖ１１との差が閾値ＶＴ１を超えた場合（つまり、Ｖ１１－Ｖ１０＞ＶＴ１）に、その特定の電極に損耗が生じたと判定することが好ましい。閾値ＶＴ１は、例えば、標準対地電圧の５％～１００％の大きさの電圧であることが好ましく、標準対地電圧の１０％～８０％の大きさの電圧であることがさらに好ましく、標準対地電圧の２０％～５０％の大きさの電圧であることが最も好ましい。この場合、判定部２８は、各電極Ａ～Ｈの標準対地電圧及び閾値をメモリ等の記憶手段に予め記憶している。なお、標準対地電圧が電極ごとに異なることを考慮し、閾値ＶＴ１として電極ごとに異なる値を設定してもよい。

【0035】

なお、判定部２８は、各測定部２０～２７で測定された各電極Ａ～Ｈの対地電圧の上昇及び下降に基づいて各電極Ａ～Ｈの損耗を判定するようにしてもよい。つまり、ある特定の１本の電極の対地電圧が上昇し、且つ、その対地電圧が上昇した電極が属する電極組の残りの電極の対地電圧が下降した場合に、対地電圧が上昇した電極に損耗が生じたと判定してもよい。この場合も、上昇した対地電圧Ｖ２１とその標準対地電圧Ｖ２０との差が第一閾値ＶＴ２を超え、且つ、下降した対地電圧Ｖ３１とその標準対地電圧Ｖ３０との差が第二閾値ＶＴ３を超えた場合（つまり、Ｖ２１－Ｖ２０＞ＶＴ２、且つ、Ｖ３０－Ｖ３１＞ＶＴ３）に、対地電圧が上昇した電極に損耗が生じたと判定することが好ましい。なお、第一閾値ＶＴ２は、第二閾値ＶＴ３よりも大きいことが好ましい。

【0036】

また、単相交流電源を用いる場合、判定部２８は、各測定部２０～２７で測定された各電極Ａ～Ｈの対地電圧の下降に基づいて各電極Ａ～Ｈの損耗を判定するようにしてもよい。つまり、ある特定の電極組において、ある特定の１本の電極を除く残りの電極の対地電圧が下降した場合に、その特定の電極に損耗が生じたと判定してもよい。この場合も、下降した対地電圧Ｖ４１とその標準対地電圧Ｖ４０との差が閾値ＶＴ４を超えた場合（つまり、Ｖ４０－Ｖ４１＞ＶＴ４）に、上記の特定の電極（対地電圧が下降した電極を除く残りの電極）に損耗が生じたと判定することが好ましい。

【0037】

次に、以上のように構成されたガラス物品の製造装置１を用いたガラス物品の製法方法を説明する。

【0038】

図１に示すように、本実施形態に係るガラス物品の製造方法は、ガラス溶融炉２でガラス原料Ｇｒを溶融して溶融ガラスＧｍを形成する溶融工程と、溶融ガラスＧｍをフォアハース３の内部に流通させて、フォアハース３の底部３ｂに設けられたブッシング７に供給する供給工程と、ブッシング７に設けられたノズル（図示省略）から溶融ガラスＧｍを流下してガラス繊維Ｇｆを成形する成形工程とを備えている。

【0039】

溶融工程は、複数の測定部２０～２７によって、各電極Ａ～Ｈの対地電圧を測定する測定工程と、判定部２８によって、各測定部２０～２７で測定された各電極Ａ～Ｈの対地電圧の変動に基づいて各電極Ａ～Ｈの損耗を判定する判定工程と、判定工程で電極の損耗が生じたと判定された場合に、損耗が生じたと判定された電極（例えば電極Ａ）を、炉内に延出する部分の長さが増加するように上方に移動させる調整工程とを含む。

【0040】

判定工程では、例えば、ある特定の１本の電極（例えば、電極Ａ）につき、標準対地電圧と、測定部（例えば、測定部２０）で測定された対地電圧との差が閾値を超えた場合に、その特定の電極に損耗が生じたと判定する。なお、電極の損耗の判定方法は、これに限定されず、上記の判定部２８の説明で例示した他の方法も適用できる。

【0041】

調整工程では、損耗が生じたと判定された電極（例えば、電極Ａ）の移動量を、測定部（例えば、測定部２０）で測定される対地電圧に基づいて調整する。詳細には、例えば、測定部（例えば、測定部２０）で測定される対地電圧が、損耗のない標準電極長Ｌ０であるときの標準対地電圧と略一致するまで、損耗が生じたと判定された電極（例えば、電極Ａ）を炉内側に押し上げる（図３の矢印Ｐを参照）。

【0042】

（第二実施形態）
図４に示すように、第二実施形態に係るガラス物品の製造装置及び製造方法が、第一実施形態と相違するところは、ガラス溶融炉２の電極組３１～３４の構成（電極の組合せ）と、各電極組３１～３４に電力を供給する電気回路３５～３８の構成である。

【0043】

この実施形態では、第一実施形態と同様に、計８本の電極Ａ～Ｈが、炉内の幅方向Ｙに等間隔に４本、炉内の流れ方向Ｘに等間隔に２本並んだ状態で配置されている。そして、第一実施形態とは異なり、幅方向Ｙに対向する２本の電極Ａ，Ｃが第１電極組３１とされる。幅方向Ｙに対向する２本の電極Ｄ，Ｂが第２電極組３２とされる。幅方向Ｙに対向する２本の電極Ｅ，Ｇが第３電極組３３とされる。幅方向Ｙに対向する２本の電極Ｈ，Ｆが第４電極組３４とされる。なお、電極の本数、配置位置等の配列態様及び／又は各電極組における電極の組合せは、特に限定されるものではなく、ガラス溶融炉２の大きさ等に応じて適宜変更できる。

【0044】

第１電極組３１の電極Ａ，Ｃに連結する端子ｏ１，ｕ１には、第１三相交流電源３９を含む第１電気回路３５が第１スコット結線変圧器４０を介して接続されている。同様に、第２電極組３２の電極Ｄ，Ｂに連結する端子ｏ１’，ｖ１には、第１三相交流電源３９を含む第２電気回路３６が第１スコット結線変圧器４０を介して接続されている。また、第３電極組３３の電極Ｅ，Ｇに連結する端子ｏ２，ｕ２には、第２三相交流電源４１を含む第３電気回路３７が第２スコット結線変圧器４２を介して接続されている。同様に、第４電極組３４の電極Ｈ，Ｆに連結する端子ｏ２’，ｖ２には、第２三相交流電源４１を含む第４電気回路３８が第２スコット結線変圧器４２を介して接続されている。そして、各スコット結線変圧器４０，４２では、三相交流を２組の単相交流に変換している。つまり、２つのスコット結線変圧器４０，４２によって計４組の単相交流に変換し、各電極組３１～３４に単相交流で電力を供給している。なお、各電極組３１～３４に電力を供給する電気回路３５～３８は、互いに独立している。

【0045】

このようにスコット結線変圧器４０，４２を用いて三相交流を単相交流に変換する場合も、ある特定の１本の電極（例えば、電極Ａ）に損耗が生じたときに、その損耗が生じた電極の対地電圧は大きく上昇する。また、その損耗が生じた電極が属する電極組の他の電極（例えば、電極Ａと対をなす電極Ｃ）の対地電圧は下降する。上記の対地電圧の上昇は、上記の対地電圧の下降に比べて変動量が大きくなり易い。さらに、その損耗が生じた電極が属する電極組以外の電極（例えば、電極Ａとは異なる電極組に属する電極Ｂ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ）の対地電圧はほとんど変動しない。したがって、第一実施形態と同様に、各測定部２０～２７により各電極Ａ～Ｈの対地電圧を測定すれば、判定部２８において、測定された各電極Ａ～Ｈの対地電圧の変動に基づいて各電極Ａ～Ｈの損耗を確実に判定できる。

【0046】

なお、三相交流を単相交流に変換する方法としては、スコット結線変圧器に代えて、ウッドブリッジ結線変圧器、変形ウッドブリッジ結線変圧器、ルーフデルタ結線変圧器等も利用できる。

【0047】

本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0048】

上記の実施形態では、２本の電極により１つの電極組を構成する場合を説明したが、３本の電極により１つの電極組を構成し、各電極に三相交流電源を用いて電力を供給してもよい。この場合も、損耗した電極の対地電圧が上昇する傾向があるので、本発明が適用できる。

【0049】

上記の実施形態では、ガラス溶融炉２は、ガラス原料Ｇｒの溶融空間が一つだけのシングルメルターであるが、複数の溶融空間を連ねたマルチメルターであってもよい。

【0050】

上記の実施形態では、ガラス物品がガラス繊維Ｇｆである場合を説明したが、ガラス物品は、例えば、板ガラス（ガラスロールを含む）、光学ガラス部品、ガラス管、ガラスブロック等であってもよい。

【実施例1】

【0051】

以下、本発明に係る実施例について説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

【0052】

本発明の実施例１は、第一実施形態と同様に、図２に示す構成を備えたガラス物品の製造装置１である。ガラス溶融炉２の溶融ガラスＧｍが貯留されているガラス領域の寸法は、幅方向５ｍ、流れ方向５ｍ、上下方向（高さ）１ｍである。フォアハース３の寸法は、幅方向１ｍ、流れ方向５ｍ、上下方向（高さ）１ｍである。本実施例ではフォアハース３の下流側の端部がアース電極により電気的に接地されている。

【0053】

溶融ガラスＧｍは１３００℃のソーダ石灰ガラスであり、その導電率は１６Ｓ／ｍである。ガラス溶融炉２の炉内には８本の電極Ａ～Ｈが１ｍ間隔にて流れ方向Ｘに２本、幅方向Ｙに４本並んだ状態で配置されている。電極Ａ～Ｈは直径１００ｍｍの円柱形状の導体であり、その導電率は３×１０^６Ｓ／ｍである。各電極Ａ～Ｈは、標準電極長の状態では、ガラス領域の底面から５００ｍｍの高さまで存在している。

【0054】

ここで、第１電極組８の電極Ａ及び電極Ｅに連結する端子ａ１とｂ１の間に単相交流電源１６を接続し、５０ｋＷの電力を供給する。同様に、第２電極組９の電極Ｂ及び電極Ｆに連結する端子ａ２とｂ２、第３電極組１０の電極Ｃ及び電極Ｇに連結する端子ａ３とｂ３、第４電極組１１の電極Ｄ及び電極Ｈに連結する端子ａ４とｂ４のそれぞれの間にも単相交流電源１７～１９を接続し、５０ｋＷの電力を供給する。ここで、ａ１－ｂ１間、ａ２－ｂ２間、ａ３－ｂ３間、ａ４－ｂ４間の電圧は同位相となるよう制御されているが、これらに電力を供給する４つの電気回路１２～１５はそれぞれ独立している。

【0055】

このとき、ある特定の電極が損耗した場合の対地電圧の変化を確認するため、以下の５条件を対象として数値シミュレーションにより各電極の対地電圧を求めた。
ケース１：全電極が標準電極長
ケース２：電極Ａのみ長さが標準電極長の１／５
ケース３：電極Ｂのみ長さが標準電極長の１／５
ケース４：電極Ｅのみ長さが標準電極長の１／５
ケース５：電極Ｆのみ長さが標準電極長の１／５

【0056】

数値シミュレーションにより対地電圧を求めるためには、ある時刻における電極の電位ψ_Ｒｅと、その時刻から交流の１／４周期ずれた時刻における電位ψ_Ｉｍを用いて、［（ψ_Ｒｅ ^２＋ψ_Ｉｍ ^２）／２］^０．５により対地電圧を計算することができる。各時刻の電位の計算方法は、例えば非特許文献１に記載されている。

【0057】

ケース１～５の各条件において得られた電極Ａ～Ｈの対地電圧を図５に示す。電極Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆのいずれの電極の長さが短くなった場合でも、標準電極長の条件に比べて、短くなった電極そのものの対地電圧が上昇していることが分かる。これに対して、短くなった電極と対をなす対向側の電極（例えば電極Ａと対をなす電極Ｅ）の対地電圧はやや低下し、またその他の電極の対地電圧の変化は非常に小さい。ここで本発明を適用し、例えば８本の電極のうちいずれか特定の電極が所定の閾値以上に上昇した場合に、該特定の電極が損耗したと判定する。本実施例の場合は、例えば対地電圧の１０Ｖ以上の上昇により損耗を判定できる。ただし、判定値（閾値）は、溶融するガラスの種類、ガラス溶融炉の寸法、電極間の距離等に応じて適切な値を選択するのが好ましい。判定値は、例えば、標準電極長における対地電圧の５％の大きさの電圧またはそれより大きい値に設定することが好ましい。

【実施例2】

【0058】

本発明の実施例２は、第二実施形態と同様に、図４に示す構成を備えたガラス物品の製造装置１である。本実施例では、ガラス溶融炉２の寸法、溶融ガラスＧｍの物性及び各電極Ａ～Ｈの配置は、実施例１と同一であるが、各電極Ａ～Ｈに接続される電源（電気回路）の構成が異なる。

【0059】

ここで、第１電極組３１の電極Ａ及び電極Ｃに連結する端子ｏ１とｕ１の間には、第１スコット結線変圧器４０を介して第１三相交流電源３９を接続し、５０ｋＷの電力（単相交流）を供給する。第２電極組３２の電極Ｄ及び電極Ｂに連結する端子ｏ’１とｖ１の間には、第１スコット結線変圧器４０を介して第１三相交流電源３９を接続し、ｏ１－ｕ１間とは交流の位相が１／４周期ずれた５０ｋＷの電力（単相交流）を供給する。第３電極組３３の電極Ｅ及び電極Ｇに連結する端子ｏ２とｕ２の間には、第２スコット結線変圧器４２を介して第２三相交流電源４１を接続し、ｏ１－ｕ１間と交流の位相が同位相の５０ｋＷの電力（単相交流）を供給する。第４電極組３４の電極Ｈ及び電極Ｆに連結する端子ｏ’２とｖ２の間には、第２スコット結線変圧器４２を介して第２三相交流電源４１を接続し、ｏ’１－ｖ１間と交流の位相が同位相の５０ｋＷの電力（単相交流）を供給する。ｏ１－ｕ１間、ｏ’１－ｖ１間、ｏ２－ｕ２間、ｏ’２－ｖ２間に電力を供給する電気回路３５～３８はそれぞれ独立している。

【0060】

このとき、ある特定の電極が損耗した場合の対地電圧の変化を確認するため、以下の５条件を対象として数値シミュレーションにより各電極の対地電圧を求めた。
ケース６：全電極が標準電極長
ケース７：電極Ａのみ長さが標準電極長の１／５
ケース８：電極Ｂのみ長さが標準電極長の１／５
ケース９：電極Ｃのみ長さが標準電極長の１／５
ケース１０：電極Ｄのみ長さが標準電極長の１／５

【0061】

ケース６～１０の各条件において得られた電極Ａ～Ｈの対地電圧を図６に示す。電極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれの電極の長さが短くなった場合でも、標準電極長の条件に比べて、短くなった電極そのものの対地電圧が上昇していることが分かる。これに対して、短くなった電極と対をなす対向側の電極（例えば電極Ａと対をなす電極Ｃ）の対地電圧はやや低下し、またその他の電極の対地電圧の変化は非常に小さい。ここで本発明を適用し、例えば８本の電極のうちいずれか特定の電極が所定の閾値以上に上昇した場合に、該特定の電極が損耗したと判定する。本実施例の場合は、例えば対地電圧の１０Ｖ以上の上昇により損耗を判定することができる。ただし、判定値（閾値）は溶融するガラスの種類、溶融炉の寸法、電極間の距離等に応じて適切な値を選択するのが好ましい。判定値は、例えば、標準電極長における対地電圧の５％の大きさの電圧またはそれより大きい値に設定することが好ましい。

【符号の説明】

【0062】

１ ガラス物品の製造装置
２ ガラス溶融炉
３ フォアハース
４ 原料供給手段
５ 電極ホルダ
６ ヒータ
７ ブッシング
８～１２ 電極組
１２～１５ 電気回路
１６～１９ 単相交流電源
２０～２７ 測定部
２８ 判定部
３１～３４ 電極組
３５～３８ 電気回路
３９，４１ 三相交流電源
４０，４２ スコット結線変圧器
Ａ～Ｈ 電極
Ｇｆ ガラス繊維
Ｇｍ 溶融ガラス
Ｇｒ ガラス原料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】