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Glasschmelzofen
Die Erfindung betrifft einen Glasschmelzofen mit einer Kammer zum Läutern des geschmolzenen Glases, die mit einer Kammer zum thermischen Konditionieren des Glases verbunden ist, deren Boden wesentlich tiefer liegt als der Boden der Läuterkammer.
Die Öfen zum kontinuierlichen Schmelzen von Glas weisen im allgemeinen eine Läuterkammer auf, die zwischen der Schmelzkammer und einer Kammer zum thermischen Konditionieren des Glases liegt und in welcher sich das Glas von den in ihm enthaltenen Gasblasen befreit. In der Läuterkammer ist die Dicke des Glasschmelzbades beträchtlich und im allgemeinen gleich oder wenig verschieden von jener der Schmelzkammer. Die Läuterkammer wird von Konvektionsströmungen durchflossen. Insbesondere das Glas der oberen Schichten senkt sich auf den Boden des Ofens und kehrt nach der Schmelzkammer zurück, um dort neuerlich erhitzt zu werden.
Diese Konvektionsströmungen bringen nicht nur einen Wärmeverlust mit sich, sondern behindern auch das Aufsteigen der Gasblasen, da sie die Blasen, die beinahe die Oberfläche des Glasschmelzbades erreicht hatten, wieder zu den unteren Schichten zurückführen. Ausserdem erfolgt das Aufsteigen von Blasen aus den unteren Schichten sehr langsam, weil die Blasen eine erhebliche Strecke in einem Glas zurücklegen müssen, das umso stärker viskos ist, je näher es sich dem Boden befindet, wodurch die Aufstiegsgeschwindigkeit der Blasen derart gebremst wird, dass ein Teil des Glases in die thermischeKonditionierkammer eintreten kann, bevor er von allen Blasen befreit ist. Überdies sind die Konvektionsströmungen in der Affinierzone die Ursache von thermischen Ungleichmässigkeiten, die bei der Formgebung zu den bekannten Nachteilen führen.
Es wurde bereits versucht, das Läutern des Glases durchzuführen, indem die Glasmasse in dünner Schicht ausgebreitet wurde. Die hiefür vorgeschlagenen Öfen haben jedoch keine zufriedenstellenden Ergebnisse geliefert. Gemäss einem andern Vorschlag wurde das Glas, nachdem es eine bestimmte Strecke in dünner Schicht durchlaufen hat, unmittelbar in eine tiefe Zone geleitet. Beim Übergang in die tiefe Zone werden in dem Glas Gegenströmungen und Wirbelbildungen erzeugt, die bewirken, dass in die Masse des aus der dünnen Schicht kommenden geschmolzenen Glases kälteres Glas eingeführt wird, das sich eine- mehr oder weniger lange Zeit in ruhigen Zonen aufgehalten hat.
Ausserdem mischen sich die in der tiefen Zone entstehenden Konvektionsströmungen mit dem Glas der dünnen Schicht, das sie örtlich abkühlen, so dass auf diese Weise thermische Ungleichmässigkeiten entstehen. Überdies ist die Atmosphäre der Schmelzkammer im allgemeinen von jener der Läuterkammer isoliert, und es ist häufig erforderlich, das Glas in dieser Kammer wieder zu erhitzen. Diese neuerliche Erhitzung begünstigt ebenfalls die Bildung von Konvektionsströmungen.
In demGlasschmelzofen gemäss der Erfindung weist die Läuterkammer geringe Tiefe auf und ermög- licht, die thermische Konditionierkammer und indirekt die Entnahmekammer des Glases mit einer regelmässigen und thermisch homogenen Gasströmung zu speisen, die keinerlei Gegenströmung oder Wirbelbildung bewirkt. Überdies wird der Läuterkammer Hitze aus der Schmelzkammer zugeführt, und es ist normalerweise keine zusätzliche Erhitzung erforderlich, um in der Läuterkammer eine entsprechende Temperatur aufrecht zu erhalten.
Gemäss der Erfindung ist in der Konditionierkammer eine Scheidewand angeordnet, die sich von der Decke der Konditionierkammer lotrecht nach unten bis nahe zum Boden der Konditionierkammer erstreckt und mit der im rechten Winkel an den Boden der Läuterkammer anschliessenden Vorderwand der Konditionierkammer einen lotrechten, geraden Durchlasskanal bildet, der nahe dem Boden in die Konditionier-
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kammer mündet. Diese Scheidewand taucht tief in das Glas in der thermischen Konditionierkammer ein. Der Abstand derScheidewand von der den lotrechten geraden Durchlasskanal begrenzenden Vorderwand der Konditionierkammer ist vorzugsweise kleiner als die Hälfte der Höhe des Durchlasskanals.
Im Rahmen der Erfindung ist die Läuterkammer, in der sich das Glas in einer breiten Strömung von geringer Tiefe ausbreitet, vorteilhaft auf einem Teil ihrer Länge mit einer gesenkten Decke versehen, welche die Atmosphäre dieser Kammer von jener oberhalb des engen lotrechten Durchlasskanals trennt und die Strahlung des geschmolzenen Glases aufnimmt, um die Abkühlung desselben einzuleiten. In dem engen lotrechten Durchlasskanal kann eine Vorrichtung zum Umrühren des Glases angeordnet werden, wie z. B. eine senkrechte Schaufel, die sich von einer Seitenwand des Ofens zur andern verschiebt und umgekehrt.
Die Läuterkammer ist von der Schmelzkammer vorzugsweise durch eine Schwelle getrennt, deren Oberseite nur wenig unterhalb der Oberfläche des geschmolzenen Glases liegt. Stromaufwärts von dieser Schwelle ist in geringem Abstand von derselben ein Schwimmer oder ein üblicher Damm angeordnet.
Das aus der Schmelzkammer kommende Glas, das durch den Schwimmer oder den Damm von den auf seiner Oberfläche schwimmenden Verunreinigungen befreit worden ist, tritt in die Läuterkammer über die Schwelle ein, welche alle Konvektionsströmungen unterbricht und auf diese Weise die Rückkehr des Glases in die Schmelzkammer verhindert. In der Läuterkammer wird das Glas in einer breiten und dünnen Schicht ausgebreitet, welche die Entwicklung eines erheblichen Temperaturgefälles verhindert. Das Glas bleibt der sehr heissen Atmosphäre derSchmelzkammer ausgesetzt und bewahrt daher seinen flüssigen Zustand. Dieser begünstigt das Aufsteigen und leichte Entweichen von Gaseinschlüssen. Auch die Reaktionen zwischen den Bestandteilen des Glases können unter günstigen Bedingungen beendet werden.
Der enge lotrechte Durchlasskanal leitet das geläuterte Glas zum Boden der thermischen Konditionierkammer, nachdem das Glas durch das in diesem Durchlasskanal erfolgende Umrühren homogenisiert worden ist. Hiedurch werden Gegenströmungen mit schlecht beherrschbaren Wirbelbildungen vermieden, die beim einfachen Umgiessen des Glases aus einer Kammer in die andere unvermeidlich entstehen würden. Überdies ist die Geschwindigkeit des geschmolzenen Glases in dem engen Durchlasskanal, die jene der Konvektionsströmungen übersteigt, gross genug, um eine Rückkehr von Glas in die Läuterkammer zu verhindern. Auf diese Weise wird eine Rückkehr von Glas in eine weiter hinten liegende Kammer verhindert, wodurch auch die damit verbundenen Wärmeverluste vermieden werden.
In der Zeichnung ist im Längsschnitt eine bevorzugte beispielsweise Ausführungsform des Ofens gemäss der Erfindung dargestellt.
Die Schmelzkammer 1 ist durch einen Boden 2, Seitenwände 3, eine Decke 4 und eine Querwand 5 begrenzt, die sich derart bis in die Nähe der Oberfläche des Glasschmelzbades 6 erstreckt, dass am Einlass in die Läuterkammer 7 eine Schwelle 8 gebildet wird, welche eine solche Höhe aufweist, dass das die Schwelle überschreitende Glas nur eine Dicke voneinigen Zentimeternhat. Stromaufwärts von der Schwelle 8 ist in geringem Abstand von dieser ein Damm 9 angeordnet. Die Läuterkammer 7 wird durch die Verlängerung der Seitenwände 3 und der Decke 4, der Schmelzkammer 1 sowie durch einen Boden 10 gebildet, der erhöht angeordnet ist, um der Glasschicht 6 in der Läuterkammer eine verringerte Dicke zu geben.
In den Wänden 3 der Kammer 7 können Brenner 11 angeordnet werden. Diese werden jedoch nur ausnahmsweise verwendet, z. B. bei der Ingangsetzung des Ofens, da die Hitze der Atmosphäre der Schmelzkammer, die zur Läuterkammer freien Zutritt hat, normalerweise ausreicht, um das Glas in der Läuterkammer auf einer günstigen Temperatur zu halten.
Die thermische Konditionierkammer 12 ist von Seitenwänden 13, einer Vorderwand 14 und einem Boden 15 begrenzt, dessen Lage unterhalb des Bodens 10, der Läuterkammer 7, der Kondi- tionierkammer 12 eine für die Konditionierung und die Entnahme des Glases zweckmässige Tiefe verleiht. Bei der in der Zeichnung dargestelltenAusführungsform liegt der Boden 15 der Konditionierkammer 12 ungefähr auf gleicher Höhe mit dem Boden 2 der Schmelzkammer l. Eine von der Dekke 4'abgehende Scheidewand 16 taucht tief in das Glas 6 der Konditionierkammer ein und bildet dadurch mit der Vorderwand 14 einen engen lotrechten Durchlasskanal 17, durch den das Glas dem Boden der Kammer 12 zugeführt wird.
Im Bereich des Durchlasskanals 17 kann sich eine Rührvorrichtung, die beispielsweise aus einer auf einem waagrechten Arm 19 befestigten Schaufel 18 besteht, mit einer waagrechten, hin-und hergehenden Bewegung in der Glasmasse verschieben.
Um schliesslich die Strahlung der Atmosphäre der Läuterkammer 7 von dem Durchlasskanal 17 und der Scheidewand 16 abzuhalten, ist die Decke 4 am Ende der Kammer 7 durch Querwände 20 und eine gesenkte Decke 21 unterbrochen, welche in der Nähe der Oberfläche des Glas-
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schmelzbades 6 angeordnet ist und dadurch die thermische Konditionierkammer von den andern Teilen des Ofens trennt.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellte und beschriebene beispielsweise Ausführungsform beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Glasschmelzofen mit einer Kammer zum Läutern des geschmolzenen Glases, die mit einer Kammer zum thermischen Konditionieren des Glases verbunden ist, deren Boden wesentlich tiefer liegt als der
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ten bis nahe zum Boden (15) derKonditionierkammer erstreckt und mit der im rechten Winkel an den Boden (10) der Läuterkammer (7) anschliessenden Vorderwand (14) der Konditionierkammer einen lotrechten, geraden Durchlasskanal (17) bildet, der nahe dem Boden in die Konditionierkammer mündet.
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