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PERFECTIONNEMENT DANS LA FABRICATION ET LE TRAITEMENT AU FOUR
ELECTRIQUE DE PRODUITS TELS QUE LE VERRE.
Comme on le sait, la fabrication du verre ou produits analogues comporte généralement une succession d'opérations thermi- ques telles que la fusion, l'affinage et la mise à température de travail, qui se distinguent, notamment, les unes des autres par les températures qu'elles nécessitent.
Dans les procédés dits continus on réalise ces différentes opérations dans les zones successives d'un même bassin, l'introduc- tion des matières brutes et le prélèvement du verre ayant lieu d'une manière pratiquement continue respectivement à chacune des deux extrémités du four. Dans un tel four le niveau du verre est constant et en chaque point le régime de température ne subit en principe aucune variation.
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Dans le cas des procédés discontinus, on soumet au contraire la totalité du contenu du récipient à la môme opération thermique et l'on attend, avant d'utiliser le verre, d'avoir amené tout le contenu du récipient à l'état final désiré. Les différentes opé- rations s'échelonnent donc, dans ce cas, dans le temps, la matière à traiter étant chargée, fondue et affinée, par exemple pendant la nuit, tandis que le verre est extrait pendant la journée. Dans un tel mode de fabrication le niveau du verre est essentiellement variable et la température de la masse de verre dans son ensemble subit dans le temps des variations systématiques correspondant aux opérations à réaliser.
La présente invention se rapporte à ce mode de fabrication en discontinu et à la réalisation du chauffage au moyen d'un courant électrique amené par des électrodes en contact avec le verre et traversant ce dernier, qui est ainsi utilisé comme résis- tance. au moyen
L'invention consiste à chauffer le verre essentiellement/de deux ou plus de deux électrodes dont l'étendue qui est destinée à être en contact avec le verre est sensiblement invariable quelle que soit la hauteur du bain dans le récipient ou four.
L'invention consiste également dans un foyer ou récipient comportant deux ou plus de deux électrodes dont la partie qui est destinée à venir en contact avec le bain de verre se trouve localisée dans la partie inférieure du four ou récipient.
Il en résulte qu'au début de l'opération de fusion, lorsqu' une nouvelle quantité de matières premières est introduite dans le four ou récipient, la masse de verre fondu restant de l'opéra- tion précédente agit comme un élément chauffant de résistance sensiblement uniforme d'une extrémité à l'autre du four ou réci- pient, sans que la zone qui avoisine les électrodes joue un rôle spécialement prédominant.
De ce fait au début du cycle de fusion, la fusion se produit de façon sensiblement uniforme sur toute la surface du bain de verre, circonstance particulièrement favora- ble pour obtenir une fusion rapide des matières à fondre dans le
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cas où la couche de verre sur.laquelle reposent les matières à fondre à une faible épaisseur, et où par suite il est difficile d'avoir dans cette couche des courants de convexion capables d'uniformiser horizontalement la température du bain.
En outre, lorsque le niveau du verre s'élève dans le four ou récipient par suite du chargement et de la fusion, la surface de contact des électrodes avec le verre ne subit aucune varia- tion alors que, dans la partie du bain située entre les électro- des, la section offerte par le bain au passage du courant va elle- même en croissant. Cette augmentation de section a pour résultat, si la tension d'alimentation reste constante, une augmentation correspondante d'intensité.
Comme la surface de contact entre les électrodes et le bain ne varie pas, alors qu'au contraire dans la partie du bain située entre les électrodes l'augmentation d'intensité est accompagnée par une augmentation de section offer- te au passage du courant, il en résulte également que le rapport entre la puissance dissipée au voisinage des électrodes et la puissance dissipée entre les électrodes augmente; autrement dit le rapport entre la puissance dissipée au voisinage des électro- des et la puissance totale dissipée dans le four augmente.
Par conséquent, au fur et à mesure que le niveau du verre s'élève, la température du verre dans les zones du bain qui entourent les électrodes augmente rapidement, alors que dans les parties du bain comprises entre ces zones elle augmente moins vite ou même diminue dans certains cas. Cette augmentation de température dans des zones bien déterminées et la localisation de cet accroissement de température dans ces zones atteindront leur maximum au moment où le verre atteindra son niveau le plus élevé, c'est-à-dire au moment où la, fusion étant terminée, il y a lieu de passer à l'affinage.
L'affinage du verre, qui est l'opération essentielle dans la formation du verre, s'effectue donc dans des conditions particulièrement favorables tant au point de vue de la qualité du verre qu'au point de vue économique; cette économie résulte du fait que le verre n'est élevé à la haute température nécessaire pour son affinage que dans des zones
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de volume faible par rapport à la masse totale du verre. En outre comme ces zones sont placées dans le fond du four, elles favori- sent la formation de courants de oonvection qui sont aptes à amener l'ensemble de la masse de verre dans les zones chaudes et à les faire passer par la température très élevée qui y règne.
De plus le verre peut être chauffé dans les zones entourant les élec- trodes à une température plus élevée que celle employée usuelle- ment pour l'affinage et ainsi le temps nécessaire à l'affinage peut être réduit.
Ces avantages, ainsi que d'autres, apparaitront plus claire- ment dans la description qui suit qui est relative à des exemples de réalisation de fours suivant l'invention.
La fig.1 est une vue en coupe d'un four conforme à l'invention représenté après que le verre fabriqué a été prélevé et que l'on a déposé dans le four la première charge de la nouvelle fusion;
La fig.2 représente le même four à un autre moment du cycle des opérations par exemple à la fin de la fusion;
Les figs. 3 et 4 sont des vues en coupe verticale et horizon- tale relatives à une autre forme d'exécution;
Les figs.6 et 6 représentent des vues en coupe horizontale et transversale d'une autre forme d'exécution.
Dans les figs. 1 et 2, 1 représente le récipient, 2 les élec- trodes qui, conformément à l'invention, ont leur surface 3, des- tinée à venir en contact avec le verre, localisée à la partie inférieure du récipient, notamment disposée au-dessous d'un plan horizontal 4 situé à une distance relativement faible au-dessus du fond du récipient.
La fig.l représente le récipient avant le début d'une nouvel- le opération de fusion. On laisse intentionnellement dans le récipient, a.près la coulée précédente, une quantité de verre suf- fisante pour constituer entre les électrodes une masse conductri- ce 6 apte à s'échauffer par le passage du courant. C'est sur cette masse conductrice que l'on dépose la première motte 6 des matériaux à fondre dans la nouvelle opération de fusion. Cette couche de verre initialement laissée dans le fond du récipient
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peut être de hauteur relativement faible puisque les électrodes ne dépassent pas le niveau 4 qui est proche du fond du récipient.
Dans la fig.l on a représenté en 5 une couche de verre initiale qui remplit cette dernière condition. Dans le cas où il s'agit de matières non encore vitrifiées, ces matières premières 6 flot- tent à la surface de la couche de verre 5 comme le représente le dessin. Le chauffage de ces matières est obtenu par leur contact avec la couche de verre fondu 5 chauffé par le passage du courant électrique.
On doit noter que la surface d'amenée de courant dans la cou- che 5 a déjà,dès le début de la fusion, la valeur totale prévue pour l'alimentation en courant du récipient dans toutes les phases du travail. Cette surface est donc de toute façon suffisante, voire importante, et permet l'introduction d'un courant d'intensité élevée. D'autre part en raison de la faible hauteur du bain de verre, la section de passage du courant électrique entre les élec- trodes a une valeur minimum qui est du même ordre de grandeur que la surface de contact des électrodes avec le verre. Il en résulte que, dans ces conditions, le système résistant constitué par les électrodes et leur surface de contact avec le bain, ainsi que par 1'ensemble du bain de verre,se comporte comme un élément chauf- fant sensiblement homogène.
La température atteinte par la coucha 6 peut ainsi avoir une valeur élevée sensiblement uniforme dans tout l'ensemble de la couche. Cette circonstance est particulière- ment favorable à la fusion régulière de la motte car du fait de la faible hauteur de la couche, on peut difficilement compter sur l'établissement de courants de verre horizontaux pour uniformiser l'action du chauffage de la couche 5 sur la motte, d'autant plus que, au commencement du cycle, c'eat-à-dire au début de l'opéra- tion de fusion, le verre qui a été conservé de l'opération précé- dente et qui est encore à la température d'utilisation,ou inférieu. re, n'est pas très chaud et par suite n'a pas la fluidité favora- ble à l'établissement des dits courants.
La fig.2 représente le four à la fin de la fusion de l'en- semble des mottes qui ont été successivement déposées à la surface
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du bain. Comme on le voit le niveau du verre est venu en 7. La section offerte par le verre au passage du courant étant devenue beaucoup plus grande qu'au début de l'opération de fusion (fig.l), la résistance de l'ensemble du four a diminué et, si la tension d'alimentation est restée constante, l'intensité absorbée par le four est devenue plus grande. Mais la surface de contact 3 des électrodes et du verre n'ayant pas varié, cette augmentation de niveau se traduit par une augmentation relative de la résistance électrique des zones de verre qui entourent les électrodes par rap- port à la résistance de l'ensemble de la masse.
La puissance dis- sipée au voisinage des électrodes se trouve donc augmentée en valeur absolue par suite de l'augmentation de l'intensité et en plus en valeur relative par suite de la variation relative de la résistance du bain indiquée plus haut.
Il résulte de ceci qu'il se crée dans la masse de verre des zones de température très élevée, et limitées à certaines par- ties du bain qui sont les parties avoisinant les électrodes et figurées en 8 sur la fig.2. Ces zones à température très élevée sont très favorables à l'obtention d'un bon affinage.
De plus les courants de convection qui, dans ce cas, sont nécessaires pour faire bénéficier l'ensemble de la masse du verre du degré de température très élevé procuré par les zones voisines des électrodes, sont facilités par le fait qu'il existe une notable hauteur de verre au-dessus de ces zones chaudes 8.
On peut agir sur la direction des courants de convection, provenant des zones chaudes créées à la partie inférieure du bain, en disposant dans d'autres parties du bain, aux emplacements con- venables, des électrodes qui créent des zones chaudes dans leur voisinage.
On peut noter que la température engendrée dans les zones avoisinant les électrodes peut être réglée à l'avance, pour une tension d'alimentation donnée, par la valeur de la surface de contact des électrodes avec le bain.
Pour faciliter encore l'affinage, des électrodes auxiliaires,
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à faible surface de contact avec le verre, donc engendrant des zones chaudes, peuvent être placées près de la surface du bain.
Les figs. 3 et 4 sont relatives à un mode de réalisation de l'invention suivant lequel, en vue de favoriser les mouvements du verre, et en particulier son passage dans les zones voisines des électrodes, ces dernières'sont écartées à la fois du fond du four 1 et des parois latérales. De cette façon on évite que le verre qui est au voisinage des parois du four ne se trouve au-dessus des zones chaudes 8 engendrées par les électrodes, de sorte que ce verre qui naturellement tend à se refroidir par suite du voisinage des parois n'est pas sollicité par le mouvement ascendant du verre chaud et correspondante peut descendre jusqu'au dessous de l'électrode/et se réchauffer au -ci .
'contact de celle#. Les courants ascendants de verre chaud et descen- dants de verre froid ne se contrarient donc pas et l'on obtient une circulation particulièrement active qui est favorable non seulement aux échanges de chaleur mais également au brassage mécanique de la masse du verre et par suite à son homogénéisation.
On obtient également ce résultat que le courant de verre chaud provenant des zones entourant les électrodes n'étant pas refroidi par-le voisinage des parois peut parvenir à la surface du bain avec pratiquement toute la chaleur acquise lors de son passage au travers de ces zones, ce qui est favorable â l'affinage car le départ des bulles à la surface du bain est alors particulièrement facilité.
Dans la fig.3 on a représenté en 9 le niveau de verre, corres- pondant par exemple à la fin de la fusion ou aux opérations d'affina, ge, en 2 les électrodes, en 10 la sole du four, en 11 les parois latérales. Comme représenté, chaque électrode, tout en étant dispo- sée dans la partie inférieure du four est, conformément à l'inven- tion, située à une certaine distance de la sole 10 et de la paroi latérale 11. La voûte du four est représentée en 12 et on a représenté par 13 une ouverture par laquelle on peut introduire les matières à traiter ou extraire le verre terminé. Dans la forme d'exécution représentée, les électrodes 2 sont dans le même plan horizontal et s'étendent sur toute la largeur du four.
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En outre les électrodes sont placées aux deux extrémités du four de manière à obtenir une action de chauffage direct qui s'étende à la plus grande partie de ce four.
Bien entendu d'autres électrodes peuvent être prévues entre les deux électrodes 2. Le cas de plusieurs électrodes peut être envisagé pour l'alimentation en courants polyphasés et pour l'alimentation en courants triphasés*
Il a été reconnu qu'une valeur convenable pour l'intervalle entre l'électrode et la paroi de la cuve tant latéralement qu'au- dessous de l'électrode pouvait être de 15 centimètres environ.
Les figs. 5 et 6 concernent une forme d'exécution de l'inven- tion pour le cas des courants triphasés. Le four présente en plan une forme hexagonale. Il comporte trois électrodes 2 disposées suivant trois des côtés non consécutifs de cet hexagone. Les parois 14 qui sont parallèles aux électrodes se trouvent à une certaine distance des électrodes. De même le fond 15 du four est à une cer- taine distance en dessous des électrodes 2. On obtient en ce qui concerne les courants de convection les mêmes résultats que ceux qui ont été indiqués au sujet de la disposition représentée figu- res 3 et 4.
Un des avantages de la disposition représentée dans les figu- res 5 et 6 est que les parois 16 du four entre les électrodes sont des surfaces planes. L'absence de toute saillie ou partie rentrante est favorable à la conservation des parois qui,comme c' est le cas,sont en contact avec les parties du bain parcourues par le courant électrique.
Il doit être entendu que la présente invention est applicable aussi bien à des récipients en forme de cuve et qui peuvent avoir de grandes dimensions tels que ceux appelés communément "bassin journalier" ou "day-tank", qu'à des récipients plus petits en forme de pots.
L'invention peut être également appliquée au chauffage du verre dans des pots contenus dans un four à pots. Par exemple le four peut être maintenu à une température nécessaire pour la fusion
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des matières premières, mais trop basse pour l'affinage du verre, cette haute température nécessaire pour l'affinage étant seulement engendrée à l'intérieur des pots eux-mêmes par des électrodes disposées conformément à l'invention.
Dans tous les cas on peut être amené, pour l'utilisation du verre terminé, à déplacer le récipient et à l'incliner en vue de déverser le verre dans les appareils d'utilisation ou façonna- ge du verre. Pour ce genre d'utilisation il est prévu que les électrodes peuvent être séparées des conducteurs d'amenée de courant au four.
L'alimentation des électrodes peut être faite au moyen d'amenées de courant métalliques qui pénètrent dans le bain par sa surface supérieure et sont bien entendu isolées du bain dans leur trajet entre la surface et les électrodes. Ces amenées de courant sont @ de préférence refroidies par circulation d'eau de façon à éviter,une corrosion trop rapide-de l'isolant.
Ces électrodes peuvent être en graphite puisque, au cours des diverses opérations elles peuvent être maintenues constamment recouvertes par la matière fondue, c'est-à-dire être mises à l'abri de l'air. Ces électrodes, introduites dans des ouvertures pratiquées dans les parois latérales du four, peuvent être en une seule pièce et s'étendre pratiquement d'un bord à l'autre du four.
Au lieu de cette disposition,chaque électrode peut être constituée par deux éléments situés dans le prolongement l'un de l'autre et introduits par des ouvertures se faisant vis à vis de façon à se rencontrer ou presque se rencontrer à l'intérieur du four. Dans un cas comme dans l'autre ces dispositions permettent d'obtenir un chauffage uniforme sur toute la largeur du four.
Dans ce qui précède on a considéré que les électrodes étaient alimentées sous potentiel constant; dans ce cas le réglage, en fonctionnement, du chauffage du verre compris entre les électrodes peut être obtenu, pour une hauteur déterminée du niveau de verre dans le four, par variation de distance entre électrodes. Dans le cas où on dispose d'une source à potentiel variable, ce réglage
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peut être obtenu par simple variation de la tension d'alimentation des électrodes.
Il a été reconnu que la résistance entre électrodes dépendait dans une large mesure de la surface de contact des électrodes avec le verre. En conséquence, lorsqu'il est fait usage de courants polyphasés l'équilibrage des phases peut être obtenu en donnant des valeurs convenables aux surfaces des différentes électrodes.
REVENDICATIONS
EMI10.1
( 1.- Procédé pour la fabrication et le traitement du verre et (matières analogues dans lequel on effectue successivement dans le (temps les différentes opérations thermiques nécessaires à cette (fabrication ou traitement de telle sorte qu'à un même instant tout (le contenu du récipient dans lequel sont placées ces matières soit (soumis à la même opération thermique, et dans lequel le chauffage (des matières est effectué au moyen d'un courant électrique traver- (sant cette matière à la manière d'une résistance, ce procédé oon- (sistant à réaliser ce chauffage essentiellement au moyen d'électro- (des dont la surface de contact avec le bain est sensiblement inva- ( (riable, quelle que soit la hauteur du bain dans le récipient ou ( (four.
(( ( 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le ( fait que l'on dispose les électrodes en des emplacements surmontés ( par des zones du bain non directement soumises à l'influence re- rlc;:;UÎ>'l ( ( froidissante des parois du four ou récipient.
( 3.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par une ( disposition isolée des électrodes dans le bain de verre, de manière que ce dernier entoure les dites électrodes sur tout leur pourtour.
4.- Four ou récipient pour la fabrication et le traitement du (verre et matières analogues, dans lequel on effectue successive- ment dans le temps les différentes opérations thermiques nécessai- (res à cette fabrication ou traitement de telle sorte qu'à un môme (instant tout le contenu du récipient dans lequel sont placées ces (matières soit soumis à la même opération thermique, et dans lequel (le chauffage des matières est effectué au moyen d'un courant
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IMPROVEMENT IN MANUFACTURING AND OVEN PROCESSING
ELECTRICAL PRODUCTS SUCH AS GLASS.
As is known, the manufacture of glass or similar products generally comprises a succession of thermal operations such as melting, refining and setting to working temperature, which are distinguished, in particular, from each other by the temperatures they require.
In the so-called continuous processes, these different operations are carried out in successive zones of the same basin, the introduction of the raw materials and the removal of the glass taking place in a practically continuous manner respectively at each of the two ends of the furnace. In such a furnace, the level of the glass is constant and at each point the temperature regime in principle does not undergo any variation.
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In the case of batch processes, on the contrary, the entire contents of the container are subjected to the same thermal operation and one waits, before using the glass, to have brought all the contents of the container to the desired final state. . The different operations are therefore staggered, in this case, over time, the material to be treated being loaded, melted and refined, for example during the night, while the glass is extracted during the day. In such a manufacturing method, the level of the glass is essentially variable and the temperature of the mass of glass as a whole undergoes systematic variations over time corresponding to the operations to be carried out.
The present invention relates to this batch mode of manufacture and to the heating by means of an electric current brought by electrodes in contact with the glass and passing through the latter, which is thus used as a resistor. thanks to
The invention consists in heating the glass essentially of two or more than two electrodes, the extent of which which is intended to be in contact with the glass is substantially invariable regardless of the height of the bath in the vessel or oven.
The invention also consists in a hearth or container comprising two or more than two electrodes, the part of which is intended to come into contact with the glass bath is located in the lower part of the oven or container.
As a result, at the start of the melting operation, when a new quantity of raw materials is introduced into the furnace or vessel, the mass of molten glass remaining from the previous operation acts as a resistance heating element. substantially uniform from end to end of the furnace or vessel, without the area adjacent to the electrodes playing a particularly predominant role.
As a result, at the start of the melting cycle, the melting takes place substantially uniformly over the entire surface of the glass bath, a circumstance particularly favorable for obtaining rapid melting of the materials to be melted in the glass.
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case where the glass layer on.laquelle rest the materials to be melted at a small thickness, and where consequently it is difficult to have in this layer convection currents capable of horizontally uniformizing the temperature of the bath.
Further, when the level of the glass rises in the furnace or vessel as a result of charging and melting, the contact surface of the electrodes with the glass does not undergo any change, whereas in the part of the bath situated between the electrodes, the section offered by the bath to the passage of the current itself increases. This increase in section results, if the supply voltage remains constant, a corresponding increase in intensity.
As the contact surface between the electrodes and the bath does not vary, whereas, on the contrary, in the part of the bath located between the electrodes, the increase in intensity is accompanied by an increase in the section offered to the passage of the current, it also results from this that the ratio between the power dissipated in the vicinity of the electrodes and the power dissipated between the electrodes increases; in other words the ratio between the power dissipated in the vicinity of the electrodes and the total power dissipated in the furnace increases.
Consequently, as the level of the glass rises, the temperature of the glass in the areas of the bath which surround the electrodes increases rapidly, while in the parts of the bath between these areas it increases less quickly or even decreases in some cases. This increase in temperature in well-defined zones and the localization of this increase in temperature in these zones will reach their maximum when the glass reaches its highest level, that is to say when the melting is complete. , it is necessary to pass to the refining.
The refining of the glass, which is the essential operation in the formation of the glass, is therefore carried out under particularly favorable conditions both from the point of view of the quality of the glass and from the economic point of view; this saving results from the fact that the glass is only raised to the high temperature necessary for its refining in areas
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of small volume compared to the total mass of the glass. In addition, as these zones are placed in the bottom of the furnace, they favor the formation of convection currents which are able to bring the whole of the glass mass into the hot zones and to make them pass through the very high temperature. who reigns there.
In addition, the glass can be heated in the areas surrounding the electrodes to a temperature higher than that usually employed for refining and thus the time required for refining can be reduced.
These advantages, as well as others, will appear more clearly in the description which follows which relates to exemplary embodiments of ovens according to the invention.
Fig.1 is a sectional view of a furnace according to the invention shown after the manufactured glass has been removed and the first charge of the new melting has been deposited in the furnace;
FIG. 2 represents the same furnace at another moment in the cycle of operations, for example at the end of the melting;
Figs. 3 and 4 are vertical and horizontal sectional views relating to another embodiment;
Figs.6 and 6 show horizontal and cross sectional views of another embodiment.
In figs. 1 and 2, 1 represents the container, 2 the electrodes which, according to the invention, have their surface 3, intended to come into contact with the glass, located at the lower part of the container, in particular placed at the bottom. below a horizontal plane 4 located at a relatively small distance above the bottom of the container.
Fig.l shows the container before the start of a new melting operation. A sufficient quantity of glass is intentionally left in the receptacle, after the preceding casting, to constitute between the electrodes a conductive mass 6 capable of being heated by the passage of the current. It is on this conductive mass that the first clod 6 of the materials to be melted in the new melting operation is deposited. This layer of glass initially left in the bottom of the container
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can be of relatively low height since the electrodes do not exceed level 4 which is close to the bottom of the container.
In fig.l there is shown at 5 an initial glass layer which fulfills the latter condition. In the case of materials not yet vitrified, these raw materials 6 float on the surface of the glass layer 5 as shown in the drawing. The heating of these materials is obtained by their contact with the molten glass layer 5 heated by the passage of electric current.
It should be noted that the current supply surface in layer 5 already has, from the start of melting, the total value intended for the current supply to the vessel in all stages of the work. This surface area is therefore sufficient, or even large, in any event, and allows the introduction of a high intensity current. On the other hand, due to the low height of the glass bath, the cross-section of passage of the electric current between the electrodes has a minimum value which is of the same order of magnitude as the contact surface of the electrodes with the glass. As a result, under these conditions, the resistive system constituted by the electrodes and their contact surface with the bath, as well as by the whole of the glass bath, behaves like a substantially homogeneous heating element.
The temperature reached by the layer 6 can thus have a high value which is substantially uniform throughout the entire layer. This circumstance is particularly favorable to the regular melting of the root ball because, owing to the low height of the layer, it is difficult to count on the establishment of horizontal glass currents to make the heating action of layer 5 uniform over the clod, all the more so since, at the beginning of the cycle, that is to say at the start of the melting operation, the glass which has been kept from the previous operation and which is still the temperature of use, or lower. re, is not very hot and therefore does not have the fluidity favorable to the establishment of said currents.
Fig. 2 represents the furnace at the end of the melting of all the lumps which have been successively deposited on the surface.
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of the bath. As can be seen the level of the glass came in 7. The section offered by the glass to the passage of the current having become much larger than at the start of the melting operation (fig.l), the resistance of the assembly of the furnace decreased and, if the supply voltage remained constant, the current absorbed by the furnace became greater. However, since the contact surface 3 of the electrodes and of the glass has not changed, this increase in level results in a relative increase in the electrical resistance of the glass zones which surround the electrodes with respect to the resistance of the assembly. of the mass.
The power dissipated in the vicinity of the electrodes is therefore increased in absolute value as a result of the increase in intensity and in addition in relative value as a result of the relative variation in the resistance of the bath indicated above.
As a result, areas of very high temperature are created in the mass of glass, and limited to certain parts of the bath which are the parts adjacent to the electrodes and shown at 8 in fig.2. These very high temperature zones are very favorable for obtaining good ripening.
In addition, the convection currents which, in this case, are necessary to allow the whole of the mass of the glass to benefit from the very high degree of temperature provided by the zones adjacent to the electrodes, are facilitated by the fact that there is a significant height of glass above these hot zones 8.
It is possible to act on the direction of the convection currents, coming from the hot zones created at the lower part of the bath, by placing in other parts of the bath, at suitable locations, electrodes which create hot zones in their vicinity.
It can be noted that the temperature generated in the zones neighboring the electrodes can be adjusted in advance, for a given supply voltage, by the value of the contact surface of the electrodes with the bath.
To further facilitate refining, auxiliary electrodes,
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low contact surface with the glass, thus generating hot zones, can be placed near the surface of the bath.
Figs. 3 and 4 relate to an embodiment of the invention according to which, in order to promote the movements of the glass, and in particular its passage through the areas adjacent to the electrodes, the latter are spaced both from the bottom of the furnace 1 and side walls. In this way it is avoided that the glass which is in the vicinity of the walls of the furnace is located above the hot zones 8 generated by the electrodes, so that this glass which naturally tends to cool as a result of the vicinity of the walls n ' is not solicited by the upward movement of the hot glass and corresponding can descend to the underside of the electrode / and heat up there.
'contact of that #. The ascending currents of hot glass and descending currents of cold glass therefore do not contradict each other and a particularly active circulation is obtained which is favorable not only to heat exchanges but also to the mechanical stirring of the mass of the glass and consequently to its homogenization.
This result is also obtained that the current of hot glass coming from the zones surrounding the electrodes not being cooled by the vicinity of the walls can reach the surface of the bath with practically all the heat acquired during its passage through these zones. , which is favorable to the refining because the departure of bubbles from the surface of the bath is then particularly facilitated.
In fig. 3 the glass level is shown at 9, corresponding for example to the end of the melting or to the refining operations, at 2 the electrodes, at 10 the bottom of the furnace, at 11 the side walls. As shown, each electrode, while being disposed in the lower part of the furnace is, in accordance with the invention, located at a distance from the floor 10 and the side wall 11. The top of the furnace is shown. at 12 and there is represented by 13 an opening through which one can introduce the materials to be treated or extract the finished glass. In the embodiment shown, the electrodes 2 are in the same horizontal plane and extend over the entire width of the oven.
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In addition the electrodes are placed at both ends of the furnace so as to obtain a direct heating action which extends to the greater part of this furnace.
Of course, other electrodes can be provided between the two electrodes 2. The case of several electrodes can be envisaged for the supply of polyphase currents and for the supply of three-phase currents *
It has been recognized that a suitable value for the gap between the electrode and the vessel wall both laterally and below the electrode can be about 15 centimeters.
Figs. 5 and 6 relate to an embodiment of the invention for the case of three-phase currents. The furnace has a hexagonal shape in plan. It has three electrodes 2 arranged along three of the non-consecutive sides of this hexagon. The walls 14 which are parallel to the electrodes are at a certain distance from the electrodes. Likewise, the bottom 15 of the furnace is at a certain distance below the electrodes 2. The same results are obtained with regard to the convection currents as those which have been indicated with regard to the arrangement shown in FIGS. 4.
One of the advantages of the arrangement shown in Figures 5 and 6 is that the walls 16 of the furnace between the electrodes are flat surfaces. The absence of any projection or re-entrant part is favorable to the conservation of the walls which, as is the case, are in contact with the parts of the bath traversed by the electric current.
It should be understood that the present invention is applicable both to containers in the form of a tank and which may have large dimensions, such as those commonly called "day-tank" or "day-tank", as to smaller containers in form of pots.
The invention can also be applied to the heating of glass in pots contained in a pot oven. For example the furnace can be maintained at a temperature necessary for melting
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raw materials, but too low for the refining of the glass, this high temperature necessary for the refining being only generated inside the pots themselves by electrodes arranged in accordance with the invention.
In all cases it may be necessary, for the use of the finished glass, to move the container and to incline it with a view to pouring the glass into the apparatus for using or shaping the glass. For this type of use, it is provided that the electrodes can be separated from the current supply conductors to the oven.
The electrodes can be powered by means of metallic current leads which enter the bath through its upper surface and are of course isolated from the bath in their path between the surface and the electrodes. These current leads are preferably cooled by circulating water so as to avoid too rapid corrosion of the insulation.
These electrodes can be made of graphite since, during the various operations, they can be kept constantly covered by the molten material, that is to say they can be protected from air. These electrodes, introduced into openings in the side walls of the oven, may be in one piece and extend practically from one edge of the oven to the other.
Instead of this arrangement, each electrode can be formed by two elements located in the extension of one another and introduced through openings facing each other so as to meet or almost meet inside the oven. . In either case, these arrangements make it possible to obtain uniform heating over the entire width of the oven.
In the foregoing, it has been considered that the electrodes were supplied at constant potential; in this case the adjustment, in operation, of the heating of the glass comprised between the electrodes can be obtained, for a determined height of the level of glass in the oven, by varying the distance between the electrodes. If a source with variable potential is available, this setting
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can be obtained by simply varying the supply voltage of the electrodes.
It has been recognized that the resistance between electrodes depends to a large extent on the contact area of the electrodes with the glass. Consequently, when polyphase currents are used, phase balancing can be obtained by giving suitable values to the surfaces of the different electrodes.
CLAIMS
EMI10.1
(1.- Process for the manufacture and treatment of glass and (analogous materials in which the various thermal operations necessary for this (manufacture or treatment) are carried out successively over time (manufacture or treatment so that at the same time all (the content of the receptacle in which these materials are placed either (subjected to the same thermal operation, and in which the heating (of the materials is carried out by means of an electric current passing through this material in the manner of a resistor, this process oon- (resisting to achieve this heating essentially by means of electro- (whose contact surface with the bath is substantially inva- ((riable, whatever the height of the bath in the receptacle or ((oven.
((((2.- A method according to claim 1, characterized by the fact that the electrodes are placed in locations surmounted (by areas of the bath not directly subjected to the influence relc;:; UÎ> ' l ((cooling the walls of the oven or container.
(3.- A method according to claim 2, characterized by an (isolated arrangement of the electrodes in the glass bath, so that the latter surrounds said electrodes over their entire periphery.
4.- Furnace or container for the manufacture and treatment of (glass and similar materials, in which the various thermal operations necessary for this manufacture or treatment are carried out successively over time (necessary for this manufacture or treatment so that at a same (instant all the contents of the receptacle in which these materials are placed are subjected to the same thermal operation, and in which (the heating of the materials is carried out by means of a current