ステーデルマン製の電気溶解炉について

ステーデルマン・グラスワークスは、米国オレゴン州フォーレストグローブ市の電気溶解炉専門メーカーです。詳しくは、www.stadelmanglass.com をご参照ください。

最新式の二珪化モリブデン発熱体を使用して、耐久性、操作性、ランニングコスト、全てに優れた製品を生産し、全米のガラス工房に納入しています。納入実績は、現在のところ、世界中で
約160基が稼動中です。

米国以外、海外での実績は、カナダ、オーストラリア、ニュージーランド、アイスランド、デンマーク、フランス、および、日本の7カ国です。

今後は、世界のガラス工房が、順次、ガス溶解炉を脱し、電気溶解炉に転換すると思われますが、中でも、発熱体の種類による差異は歴然としています。電気溶解炉の発熱体には、主に、従来のカンタル線、または炭化珪素 (SiC) などがありますが、耐久性において、二珪化モリブデン (MoSi2) に勝る発熱体はありません。

従来のカンタル線や炭化珪素の発熱体は、炉内の雰囲気(ガス)や、飛び散る溶けたガラスの影響を受けやすく、特に温度が高い場合は、ガラスの揮発成分が発熱体に付着して、発熱体を痛めてしまいます。これが、今までの電気炉の弱点でした。

しかし、この二珪化モリブデン発熱体は、1300℃付近に達すると、発熱体自身が、強い酸化珪素 (SiO2) の皮膜をつくり、上記のような影響を受けにくくなります。この点が、半永久的な耐久性を保持する鍵となります。

また、本体は構造上、特に断熱性にすぐれており、内部に熱を良く閉じ込めるため、本体の上も下も全く熱くなりません。側面の鉄板にも触れることができるほどです。

さらに優れている点は、出来上がる溶融ガラスの質がとても良く、泡切れも大変良いということです。ルツボの底まで、良質で均一なガラスが出来上がります。対流の良いオープンポットの特徴です。

この二珪化モリブデンを使用した発熱体には、過去に、未解決の問題や誤解があったのは事実です。この昔の話が記憶に残っている方もおられるようです。

まず第一には、温度調節が非常に難しい点でした。

これは、二珪化モリブデンの電気抵抗が、温度変化に伴って著しく変わるためです。 現在では、比較的安価なS.C.R. パワーコントロール装置が出現し、この問題を完全に解決しました。一度、プログラムを設定して始動すれば、窯に付き添う必要が無くなりました。

第二には、急激に作業温度まで上げないと、発熱体が劣化するという話です。 

本当は急激な温度変化は好ましくありません。温度設定は1時間当り50℃の変化範囲に抑えるよう努力してください。発熱体が新しい時、例えば700℃付近で長期間維持すると劣化する可能性があります。これは問題ではありません。バッチを投入する前に、窯の温度を、1300℃まであげて1〜2日間維持すれば、発熱体に二酸化珪素の皮膜ができて劣化を防止します。その後は、皮膜が無くならない限り700℃〜800℃の低温で維持しても劣化しません。これまでの実働経験でも、室温とバッチ投入温度(約1300℃)の間を、何度もゆっくりと温度の上下を繰り返していますが問題は起こっていません。窯の所有者の大半は、購入時のまま使用中で、予備の発熱体は未使用です。

第三には、二珪化モリブデン発熱体が垂れて、延びてしまうという話です。 

作業温度の上限は1800℃です。通常のバッチを溶かす温度は1300℃付近で、これは上限温度の約7割の状態です。そのため、発熱体はほとんど変化しません。
市販のバッチやカレットを使用している限り(フッ素系は腐蝕する)、発熱体に付着したカレット片やバッチの粉は、発熱体を損傷することなく、溶けて流れ落ちます。また、窯の上部からルツボを交換する方式を採用し、高い断熱性の維持、窯本体の劣化の防止を、実現しています。

第四には、二珪化モリブデン発熱体は高価であるという話です。 

これも、過去の話です。現在では、比較的安価に安定供給されています。

夜、就寝前にバッチを投入して、朝には、泡のない均一な素晴らしいガラスが出来上がっているという、夢のような溶解炉をご体験ください。

アメリカ西海岸の納入先一覧


ワシントン州(中心都市シアトル) 

Jim Mongrain 600 lb 
Barb Sanderson 300 lb 
Glassybaby Studios 600 lb x 2 
Boyd Sugiki 300 lb 
David Schwarze 400 lb 
その他

オレゴン州(中心都市ポートランド) 

Esque Studios 600 lb 
Elements Studios 600 lb x 2 Fields and Fields 300 lb 
Jon Myers 300 lb & 600 lb 
Tim Chilina 300 lb 
Nancy Becker 300 lb 
その他

カリフォルニア州(中心都市サンフランシスコ、ロサンゼルス) 

San Francisco Public Glass 600 lb 
Jeff Benroth 300 lb 
Jaime Guerrero 300 lb 
Paul Counts 300 lb 
Rick Satava 600 lb 
Byron Sutherland 300 lb 
その他

その他、全米各地およびカナダなど、約160基

 

日本の納入先一覧


キナリガラス研究所(篠山) 100 lb & 600 lb

 

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本体形状:   円筒形 
本体サイズ:  高さ183センチ 直径127センチ 
本体重量:   1360キログラム 
最高使用温度: 1400℃ 
電源:     200ボルト単相と、200ボルト三相の2種 
最大電流量:  100アンペア 
最大電気量:  30キロワット 
巻取口サイズ: 幅30センチ 
扉形式:    前扉型、斜め横スライド開閉式(手動) 
発熱体:    二珪化モリブデン発熱体 
ヒーター数:  6本 (予備3本) 

その他付属機材等:

コントローラーボックス(USA ワットロー社製) 

トランスボックス 

熱伝対

ヒーター冷却ファン

感電防止システム

本体には4個の車輪がついており、自由に移動できます。 固定する場合は、望みの位置に移動後、車輪を外せば簡単に設置できます。

本体以外の大きな機材としては、コントローラーボックス、および、トランスボックスがあります。あらかじめ、本体、コントローラー、トランスの位置を決定していただく必要があります。(配線の長さを決める必要があるため)

巻取口の扉は、斜め横へのスライド方式で、片手や肘で、簡単に開閉できます。また、扉の開放時には、自動的に電源が切断され、感電する怖れはありません。

巻取口や本体内部は良質な耐火セメントで形成されており、ガラスの侵食に対して非常に強く、ガラスが付きにくくなっています。稼動時には耐火セメントの炉自体が高熱となっているため、こぼれたガラスは巻き口に溜まらず、下に落ちます。

また、突発事故など、万一、ガラスで満杯のルツボが割れた場合でも、従来のガス炉と同様に、正面のかき出し口から、溶けたガラスをかき出せば、本体は全く影響を受けません。ルツボはハイアルミナタイプで、耐久性に優れています。平均的な寿命はバッチ数で約80回から100回です。

炉内の温度を変更する際は、温度を上げる場合も下げる場合も、1時間あたり50℃の範囲内で設定します。(50℃を超える値で、上下すると、本体炉材、発熱体、ルツボなどの劣化につながります)

本体稼動には発熱体が6本必要です。 購入時には、予備の発熱体が3本、合計9本を同梱します。

温度管理のプログラムの設定操作は、簡単に覚えることが出来ます。プログラムは一度に4種類登録することができ、各々6セグメントの設定が可能です。

平均的な電気使用量は、1週間に2度チャージして、一ヶ月間、連続運転した場合、4,500kwhから5,000kwhです。このkwhという単位を使えば、一ヶ月間の使用電気料金を算出することができます。

(例)電力量単価を11.29円/kwh(関西電力)とすると、一ヶ月に5千kwh使用した場合、電気料金は、基本料金3万円プラス使用料56,450円の合計、86,450円となります。 (価格は窯の使用状況、地域の電力会社によって異なります。この例で使用した電力量単価は夏季以外の価格で、燃料調整費も含んでいます。契約の種類は『高圧電力BS』です)

設置には、当社から設置要員を派遣し、設置工事、コントローラーのプログラミング、始動運転のお手伝いをいたします。

設置の前に、一次電源までの電気工事を、施主側にてお済ませ下さい。 配電盤から、本体までの電気工事は、当社係員が担当します。

本体組み立ての際には、施主側も作業に参加いただき、ルツボの交換、発熱体の組立工程および交換など、保守やメンテナンスに必要な作業を指導させていただきます。 

 

有限会社 喜南鈴硝子 2008年9月作成

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