<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zum Erhitzen und Homogenisieren des geschmolzenen
Glases in einer Arbeitskammer eines Glasschmelzofens
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erhitzen und Homogenisieren des geschmolzenen Glases, das in einer Konditionierungs- oder Arbeitskammer enthalten ist, insbesondere in einer Kammer zum Ziehen des Glases in Tafelform nach dem Verfahren von Libbey-Owens.
Das Erhitzen des in einer Ziehkammer zur Ausführung des Libbey-Owens-Verfahrens enthaltenen Glases erfolgt gewöhnlich durch Brenner, die in einem umschlossenen Raum angeordnet sind, der sich waagrecht unterhalb des Bodens der das geschmolzene Glas enthaltenden Wanne und senkrecht längs der Endwand der Ziehkammer erstreckt.
Dieses Heizsystem weist jedoch ernste Nachteile auf. Die das geschmolzene Glas enthaltende Wanne muss aus einem einzigen Stück bestehen, um zu vermeiden, dass in ihrem Boden Fugen vorhanden sind, durch welche das Glas austreten kann. Infolge der Erhitzung durch den Boden ist das Glas sehr flüssig und würde in den Fugen nicht erstarren. Die verhältnismässig grosse Ausdehnung der Wanne macht es unmög- lich, sie aus einem besonderen feuerfesten Material herzustellen, z. B. aus auf elektrischem Wege geschmolzenen Materialien.
Die Wanne kann vielmehr nur aus gewöhnlichem feuerfestem Material hergestellt werden, was zur Folge hat, das die Wanne brüchig und gegen den Angriff des geschmolzenen Glases wenig widerstandfähig ist. Ausserdem können diese Materialien Gasblasen erzeugen. Aus diesem Grunde muss dafür Sorge getragen werden, dass erforderlichenfalls die Wanne während der Betriebsdauer des Ofens ausgewechselt werden kann, was aber nur möglich ist, wenn die Wanne abnehmbar ausgebildet wird. Die Wanne ist daher mit den andern Teilen der Ziehkammer nicht fest verbunden, sondern nur an die Wände derselben angesetzt, wodurch zwischen der Heizkammer und der Atmosphäre der Ziehkammer keine vollkommene Abdichtung besteht.
Infolge des Fehlens einer vollkommenen Abdichtung können die Verbrennungsgase in die Ziehkammer eindringen, in welcher sie auf die Oberfläche der gezogenen Tafel ungünstig einwirken. Überdies entsteht an der Anschlussstelle der Wanne an dem Zuführungskanal des Glases eine Fuge, welche besondere Vorsichtsmassnahmen erfordert, um zu verhindern, dass Glas in diese Fuge eindringt und sich in die.
Heizkammer ergiesst. Ausserdem wird der Boden der Wanne durch die Wirkung der unterhalb desselben angeordneten Brenner beträchtlichen thermischen Beanspruchungen unterworfen, die mit der Art seiner Zusammensetzung unvereinbar sind, da heisse Zonen gebildet werden, die im Material des Bodens grosse Spannungen erzeugen und im GlasKonvektionsströmungen sowie ein unerwünschtes Temperaturgefälle hervorrufen.
Um das Entstehen schädlicher Beanspruchungen der Wanne und unerwünschter Temperaturgefälle in der geschmolzenen Glasmasse zu vermeiden oder wenigstens herabzusetzen, wird bei einem bekannten Glasschmelzofen ein grosser Teil des geschmolzenen Glases aus der Schmelzwanne durch eine Läuterkammer, in der die Schmelze durch Brenner von oben her erhitzt gehalten wird, geführt und aus dieser Kammer über einen seitlichen Überlauf abgezogen.
Ein weiterer kleinerer Teil des geschmolzenen Glases wird aus der Schmelzwanne durch ein waagrechtes Rohr zu einem Auslasskopf geführt. Das Rohr liegt mit einem vom Schmelzwannenabzug kommendenAnfangsteil in der Läuterkammer zum Überlauf strömenden undhiebei von oben her durch Bren-
<Desc/Clms Page number 2>
ner erhitzten, geschmolzenen Glasmasse und mit einem an den Auslasskopf anschliessenden Endteil zum Teil in einem zwischen der Läuterkammer und dem Auslasskopf liegenden Ofenkammerabschnitt und zum Teil in einer den Auslasskopf umschliessenden Kammer.
In dem Ofenkammerabschnitt und in der den Auslasskopf umschliessenden Kammer liegt das Rohr frei und wird von aussen her durch Brenner erhitzt. Das im Inneren des Rohres strömende geschmolzene Glas, das ebenso wie das aus der gleichen Schmelzwanne durch die Läuterkammer zum Überlauf strömende Glas zur Verarbeitung kommt, wirkt im Sinne eines Wärmeaustauschers oder Wärmespeichers, um die Temperaturunterschiede in der in der Läuterkammer befindlichen Glasmasse etwas auszugleichen, wobei aber dieser Ausgleich auf eine bestimmte, dem Rohr benachbarte Längszone örtlich beschränkt ist.
Es ist ferner bereits bekannt, das geschmolzene Glas, das sich in der Arbeitskammer eines Glasschmelzofens befindet, aus der das Glas in Form einer Glasbahn gezogen wird, durch geschmolzenes Metall erhitzt zu halten, auf dem das geschmolzene Glas schwimmt, wobei gegebenenfalls das geschmolzene Metall gleichzeitig auch zum Erhitzen der Aussenseite der Wand der Arbeitskammer und einer zum Abziehen der Glasbahn aus der Schmelze dienenden Walze verwendet wird. Da bei diesem bekannten Ofen das geschmolzene Glas mit dem geschmolzenen Metall in direkter Berührung steht, besteht die Gefahr unerwünschter Reaktionen zwischen dem geschmolzenen Glas und dem Metall.
Gemäss der Erfindung können alle Nachteile und Mängel der bekannten Öfen dadurch vermieden werden, dass bei einer Einrichtung zum Erhitzen und Homogenisieren des geschmolzenen Glases in einer Ar- beitskammer eines Glasschmelzofens zumindest eine Heizkammer vorgesehen ist, deren Innenraum ge- gen den Innenraun : des Glasschmelzofens vollkommen abgeschlossen ist und die wenigstens an einem Teil der Umwandung der Arbeitskammer aussen anschliesst und ein geschmolzenes Material enthält, das mit wenigstens einem Abschnitt der Aussenfläche der Umwandung der Arbeitskammer in Berührung steht, und dass in der Heizkammer eine regelbare Heizeinrichtung zum Erhitzen des geschmolzenen Materials vorgesehen ist.
Die erfindungs gemässe Ausbildung der Einrichtung zum Erhitzen und Homogenisieren von Glas ermöglicht die Verwendung einer Wanne, die aus Blöcken aus besonderem feuerfestem Material gebildet ist, ohne das Austreten von Glas durch die Fugen zwischen diesen Blöcken befürchten zu müssen. Diese Einrichtung ermöglicht ferner eine Erhitzung, die zeitlich und räumlich gleichmässig ist oder deren Temperatur nach einem festgelegten Gesetz geregelt ist.
Bei der erfindungsgemässen Einrichtung wird der Boden der Wanne nicht mehr gefährlichen örtlichen thermischen Beanspruchungen unterworfen und mit dieser Einrichtung kann die Konditionierung und Regelung der Temperatur des geschmolzenen Glases den jeweils vorliegenden Betriebsverhältnissen in vorteilhafter und einfacher Weise vollkommen angepasst werden und ausserdem wird jeder Durchgang von Verbrennungsgasen aus der Heizkammer in die Arbeitskammer vollständig verhindert.
Das mit der Aussenseite der Arbeitskammer in Berührungstehende geschmolzene Material befindet sich in einem umschlossenen Raum, dessen Wände selbstverständlich aus feuerfestem Material bestehen.
Das Ausmass der mit dem geschmolzenen Material in Berührung stehenden Oberfläche der Arbeitkammer kann je nach Bedarf wahlweise verändert werden. DieseOberfläche kann beispielsweise den ganzen oder einen Teil des Bodens und/oder die ganzen oder einen Teil einer oder mehrerer Seitenwände umfassen. Wenn das Glas z. B. in Tafelform gezogen wird, befindet sich das geschmolzene Material vorteilhaft mit einem Teil des Bodens und der Vorderwand der als Ziehkammer ausgebildeten Arbeitskammer in Berührung.
Bei der erfindungsgemässen Einrichtung kann das in der Heizkammer verwendete geschmolzene Material aus irgendeinem Material bestehen, das einen entsprechenden Schmelzpunkt aufweist, es ist jedoch in vielen Fällen vorteilhaft, gemäss einem besonderen Merkmal der Erfindung Glas zu verwenden, weil dasselbe wirtschaftlich und an der Luft nicht veränderlich ist. Glas weist ferner nicht die Feinheit bestimmte Materialien auf, die deren Durchsickern durch die Wand der Wanne begünstigt, die sie umschliesst.
Durch die bei der erfindungsgemässen Einrichtung vorgesehene regelbare Heizeinrichtung wird das Material auf der gewünschten Temperatur gehalten. Zu diesem Zweck werden nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in das Bad vorteilhaft Elektroden eingetaucht, die in besonderer Verteilung entsprechend angeordnet und an regelbare Stromquellen angeschlossen sind. Die Anzahl und die Verteilung der Epiek- troden werden durch diebesonderen Eigenschaften der zu erhitzenden oder zu konditionierenden Kammer bestimmt.
Ausserdem ist es vorteilhaft, die Eintauchtiefe der Elektroden in das Glas veränderlich zu machen, um die Wirkung der Elektroden einerseits durch die angelegte Spannung und anderseits durch den Grad
<Desc/Clms Page number 3>
ihres Eindringens in das Glas regeln zu können. Hiebei können statt der Elektroden'oder zusätzlich zu diesen auch Brenner für flüssigen Brennstoff verwendet werden. Vorzugsweise soll jedoch deren Verwendung auf das erste Schmelzen des in die Heizkammer eingeführten Materials beschränkt werden und der geschmolzene Zustand später durch elektrische Heizung aufrechterhalten werden, um die Bildung von Verbrennungsgasen zu vermeiden, von denen ein Teil in die Arbeitskammer eindringen könnte.
Es ist jedoch zweckmässig, auf jeden Fall Brenner vorzusehen, weil diese im Falle eines Versagens der elektrischen Heizung oder einer beispielsweise durch Instandsetzungsarbeiten verursachten Betriebsunterbrechung zum Erhitzen des die Arbeitskammer umschliessenden Materials verwendet werden können.
In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine zur Ausführung des Libbey-Owens-Verfahrens bestimmte Ziehkammer, die mit der Einrichtung gemäss der Erfindung versehen ist. Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1. Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Entnahmekammer zur Herstellung von H ohlglas.
DieZiehkammer 1 ist durch eine Decke 2, einen Boden 3, Seitenwände 4 und eine Vorderwand 5 begrenzt. Das Glasband 6, das aus dem Glasschmelzbad 7 gezogen wird, geht zwischen Kühlelementen 8 hindurch und wird im noch plastischen Zustand um eine Walze 9 gebogen und in einen Kühlschacht 10 geleitet. Feuerfeste Teile 11 isolieren die Oberfläche des Glasschmelzbades 7 von der Atmosphäre der Ziehkammer 1.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich eine L-förmige Kammer 12 waagrecht unterhalb des Bodens 3 der Ziehkammer und senkrecht längs der Vorderwand 5. Die Kammer 12 wird durch den Boden 3 und die Wand 5 der Kammer 1 sowie durch einen Boden 13 und Wände 14,15, 16 begrenzt. Die Kammer 12 ist mit geschmolzenem Glas 17 gefüllt und befindet sich daher in unmittelbarer Berührung mit der Aussenseite des Bodens 3 und der Wand 5 der Ziehkammer 1. Durch die Wände 15 und 16 gehen Elektroden 18 hindurch, die in der Glasmasse 17 entsprechend verteilt angeordnet sind und diese in geschmolzenem Zustand halten. Die Elektroden 18 sind an regelbare Stromquellen angeschlossen, z.
B. an Transformatoren mit einer umschaltbaren Sekun - därwicklung, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Überdies sind Brenner 19, z. B. Gasbrenner, oberhalb der Glasmasse 17 im senkrechten Teil der Kammer 12 angeordnet. Eine an einen (nicht dargestellten) Schornstein angeschlossene Öffnung 20 ermöglicht die Abführung der Verbrennungsgase.
DieFüllung der Kammer 12 kann durch eine Öffnung 21 erfolgen, die im oberen Teil der Wand 5 ausgespart ist, um dem in der Ziehkammer 1 befindlichen Glas 7 den Durchgang zu ermöglichen. Nach der Füllung der Kammer 12 wird die Öffnung 21 durch einen Pfropfen 24 verschlossen, so dass jede Bewegung von Glas aus der einen in die andere Kammer verhindert wird. Das Glas 17 wird dann durch die Elektroden 18 in geschmolzenem Zustand gehalten.
Während des Ziehens sollen die Brenner 19 möglichst nicht verwendet werden, um zu verhindern, dass infolge der fehlenden Abdichtung zwischen den beiden Kammern Verbrennungsgase in die Ziehkammer 1 eindringen. Die Brenner 19 werden nur im Falle des Versagens der elektrischen Heizung verwendet. Sie werden ferner bei der Ingangsetzung der Anlage benützt, um das erste Schmelzen des Glases 17 zu bewirken, wenn beispielsweise in der Heizkammer 12 ein Glas vorhanden sein soll, das Eigenschaften aufweist, die von jenen des gezogenen Glases verschieden sind.
Die beschriebene Heizvorrichtung bildet ein wirksames Mittel zur Korrektur und Regelung der Temperatur des Glases der Ziehkammer. Das Glas der Heizkammer stellt ein thermisches Steuermittel dar, das sowohl auf die Bodenfläche als auch auf die Wände der Ziehkammer einwirkt, deren Temperatur regelt und gleichmässig macht. Es kann auch, gegebenenfalls durch eine entsprechende Regelung der Eintauchtiefe und der Speisung der Elektroden, in dem geschmolzenen Glas absichtlich ein Temperaturgefälle erzeugt werden, das für eine gute Herstellung günstig ist.
Die erfindungsgemässe Einrichtung kann selbstverständlich nicht nur beim Ziehen von Glas nach dem Verfahren von Libbey-Owens, sondern auch in Verbindung mit jeder andern Kammer, die geschmolzenes Glas enthält, angewendet werden.
Fig. 3 zeigt beispielsweise die Anwendung der Erfindung in Verbindung mit einer Entnahmekammer von Glas zur Herstellung von Hohlglas. Die Entnahmekammer 22 wird durch die Decke 2, den Boden'3, und die Wände 4 und 5 begrenzt. Eine Öffnung 23 in der Wand 5 ermöglicht die Auf- nahme des aus dem Schmelzofen kommenden Glases 7. Wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die Heizkammer 12 unterhalb des Bodens 3 und längs der Wand 5 der Kammer 22 angeordnet. Das Glas 17 wird durch die Elektroden 18 erhitzt.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen beispielsweisen Ausführungsformen beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren können, ohne den Rahmen der Er-
<Desc/Clms Page number 4>
findung zu verlassen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Erhitzen und Homogenisieren des geschmolzenen Glases in einer Arbeitskammer eines Glasschmelzofens, gekennzeichnet durch zumindest eine Heizkammer (12), deren Innenraum gegen den Innenraum des Glaschmelzofens vollkommen abgeschlossen ist und die wenigstens an einem Teil der Umwandung (3,4, 5) der Arbeitskammer (l ; 22) aussen anschliesst und ein geschmolzenes Material (17) enthält, das mit wenigstens einem Abschnitt der Aussenfläche der Umwandung (3,4, 5) der Arbeitskammer (l ; 22) in Berührung steht und durch eine in der Heizkammer (12) vorgesehene regelbare Heinzeinrichtung (18, 19) zum Erhitzen des geschmolzenen Materials (17).