DD227426A1 - Widerstandsbeheizter auslass oder verteiler fuer silikatische schmelzen, insbesondere fuer glas - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen widerstandsbeheizten Auslass oder Verteiler fuer silikatische Schmelzen, insbesondere fuer Glas, bei dem das aus einem elektrisch leitfaehigen Material bestehende Widerstandsheizelement in Kontakt mit der Schmelze steht. Es ist das Ziel der Erfindung, die Errichtungs- und Betriebskosten zu senken und den Gebrauchswert zu erhoehen. Die Aufgabe besteht darin, ein kostenguenstiges, nach technologischen Erfordernissen angeordnetes Widerstandsheizelement ausschliesslich durch die Schmelze vor Oxydation zu schuetzen und den Waermeuebergang zu verbessern. Die Aufgabe wird geloest, indem ein Heizelement, z. B. aus Wolfram, das hohlzylindrisch ist und Leiterbahnen besitzt, in der Schmelze angeordnet ist. Sein Durchmesser betraegt das 0,5- bis 0,9fache der geringsten Schmelzenerstreckung zwischen den Waenden oder der Schmelzenoberflaeche und dem Boden. Das Heizelement liegt mit der Achse in Stroemungsrichtung symmetrisch zwischen den Waenden, dem Boden und der Decke bzw. der Schmelzenoberflaeche. Die Erfindung ist in der Glasindustrie anwendbar. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen widerstandsbeheizten Auslaß oder Verteiler für silikatische Schmelzen/insbesondere für Glas, bei dem das aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehende Widerstandsheizeiement in Kontakt mit der Schmelze steht.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Silikatische Schmelzen werden zu ihrer Verarbeitung in vielfältiger Weise durch Auslässe und Verteiler, wie Durchlässe oder rinnenr, kanal- und rohrförmige Speiser geleitet. Diese Einrichtungen müssen zum Einstellen bestimmter Entnahmetemperaturen häufig beheizt werden.

Es ist bekannt, die vorteilhafte elektrische Beheizung.hierfür einzusetzen, indem Elektroden Strom in die Schmelze eingeleitet und in Joulesche Wärme umgewandelt wird. Derart beheizte Speiser sind in „Glass 55 (1978) 9, S. 31,33" beschrieben, während DE-AS 1137177 die Beheizung der Schmelze am Auslaß eines Speisers zwischen von oben in den Speiserkopf eingeführten Elektroden und einem den Auslaß umgebenden Elektrodenring zeigt.

Der prinzipielle Nachteil dieser Beheizungsart besteht darin, daß der Stromfluß und damit die eingespeiste Heizleistung stark von der temperaturabhängigen elektrischen Leitfähigkeit der Schmelze beeinflußt wird. Beim Schmelzen mit sehr geringer Leitfähigkeit und bei erkalteten Auslässen und Verteilern ist diese Beheizungsart nicht anwendbar.

Es ist daher auch bekannt, mit der Schmelze in Kontakt stehende Widerstandsheizelemente zur Beheizung einzusetzen. So wird nach DE-AS 1056794 die Platinrohrleitung zwischen einem Wannenofen und einem Homogenisierungsbehälter mittels Stromdurchgang beheizt. Auch die Zwischenkammer des Auslasses nach DE-OS 3316795 ist mit Platin ausgekleidet, das als Heizelement dient.

Derartige Lösungen, unter Verwendung von Edelmetallen, sind ökonomisch äußerst aufwendig und daher in vielen Fällen nicht anwendbar.

Der Einsatz eines anderen hitze- und korrosionsbeständigen Werkstoffs als Widerstandsheizelement ist aus DE-AS 1133513 bekannt. Das stromdurchflossene Ablaßrohr besteht aus Graphit. Ein das Ablaßrohr umschließendes Schutzrohr verhindert den Zutritt der Luft zum erhitzten Ablaßrohr, um so dessen Oxydation zu vermeiden.

Ein Schutzrohr vermag jedoch ohne aufwendige gasdichte Konstruktionen nicht den Luftzutritt zu den oxydationsempfindlichen Heizelementen sicher zu verhindern.

In anderen Anwendungen macht sich daher eine Schutzgasatmosphäre oder Schutzgasspülung um das Widerstandsheizelement notwendig, die die Einrichtung verteuert und störanfällig macht.

Die Einbeziehung des gesamten Auslaß- oder Speiserrohres als Widerstandsheizelement in den Heizstromkreis gestattet es regelmäßig nicht, die Wärmezufuhr nach technologischen Erfordernissen ausschließlich oder besonders in einem Teil des Rohres vorzunehmen.

Darüber hinaus sind die Aufheizzeiten für Auslässe oder Verteiler, deren die Schmelze aufnehmendes Rohr als Heizelement dient, relativ hoch. Erforderliche schnelle Änderungen des Durchsatzes oder rasches Erwärmen eines kalten Auslasses sind nur unzureichend möglich.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, die Errichtungs- und Betriebskosten für widerstandsbeheizte Auslässe und Verteiler für silikatische Schmelzen zu senken und deren Gebrauchswert durch eine homogenere Schmelztemperatur und das rasche Herstellen der Betriebsbereitschaft zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen widerstandsbeheizten Auslaß oder Verteiler für silikatische Schmelzen zu schaffen, bei dem das kostengünstige, nach technologischen Erfordernissen angeordnete Widerstandsheizelement ausschließlich durch die Schmelze vor Oxydation geschützt wird und die Wärmeübergangsflächen vom Widerstandsheizelement zur Schmelze vergrößert sind.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Widerstandsheizelement aus einem hitze- und korrosionsbeständigen Material, z. B. Wolfram, in der Schmelze angeordnet ist, die Form eines Hohlzylinders mit geringer Wanddicke besitzt und mit an sich bekannten mäander- oder schraubenförmigen Leiterbahnen versehen ist. Der Durchmesser des Widerstandsheizelementes beträgt das 0,5 bis 0,9fache der geringsten Schmelzenerstreckung zwischen den Innenbegrenzungen des Auslasses oder Verteilers oder zwischen der Schmelzoberfläche und dem Boden. Das Widerstandsheizelement ist mit seiner Achse in Richtung der Haurjtströmuna der Schmelze aerichtet und vorzuasweise symmetrisch im Innenraum des Auslasses oder Verteilers bzw.

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In bekannter Weise sind Stromzuführungen durch die Wände und/oder den Boden bzw. die Decke am Widerstandsheizelement angeschlossen.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung werden Widerstandsheizelemente hintereinander und/oder nebeneinander angeordnet, wobei sich nebeneinander angeordnete vorzugsweise in gleichmäßigem Abstand untereinander und zur Innenbegrenzung des Auslasses oder Verteilers befinden. Derart angeordnete Widerstandsheizelemente werden zu Heizzonen zusammengeschlossen, die an einer gemeinsamen Spannungsversorgung liegen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an Hand der schematischen Darstellung eines Durchlasses und eines Auslasses beispielsweise erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1: den Vertikalschnitt eines Durchlasses;

Fig. 2: den Vertikalschnitt durch einen Bodenauslaß.

Die Schmelze 1 wird am Boden eines Schmelzofens durch den Durchlaß 2 zur weiteren Verarbeitung geleitet (Fig. 1). Bei nur geringem Durchsatz und auf Grund ihres relativ langen Weges zur weiteren Verarbeitung sinkt die Temperatur der Schmelze 1 unzulässig ab und es besteht bei bestimmten Betriebszuständen sogar die Gefahr des Einfrierens des Durchlasses 2.

Vorzugsweise symmetrisch zwischen den Innenwänden des Durchlasses 2 ist das Widerstandsheizelement 3 mit der Achse in Durchlaßlängsrichtung und damit in der Hauptströmungsrichtung angeordnet. Es besteht beispielsweise aus Wolfram, hat die Form eines Hohlzylinders mit einer Wanddicke bis etwa 5mm und ist in geeignet dimensionierte, mäander- oder schraubenförmige Leiterbahnen unterteilt. Waagerecht angeordnete Widerstandsheizelemente 3 sind aus Stabilitätsgründen insbesondere schraubenförmig geschlitzt. Hoh*e Wirksamkeit des Widerstandsheizelementes 3 wird erzielt, indem der Außendurchmesser das 0,5 bis 0,9fache der geringsten Schmelzenerstreckung beträgt. Da im Ausführungsbeispiel die Höhe des rechteckigen Durchlasses 2 geringer ist als dessen Breite, beträgt der Durchmesser des Widerstandsheizelementes 3 beispielsweise 75% der Höhe. In offenen Speisern wird die Schmelzenhöhe gegenüber der Speiserbreite zumeist die geringste Schmelzenerstreckung darstellen. Auch dann ist das Widerstandsheizelement 3 in der Höhe vorzugsweise symmetrisch zwischen Schmelzenoberfläche und Boden angeordnet.

Die Stromzuführungen 4 werden in bekannter Weise durch die Decke des Durchlasses geführt und beispielsweise mit dem Widerstandsheizelement 3 verschraubt. Es kann aus konstruktiven Gründen vorteilhaft sein, die Stromzuführungen 4 durch die Wände und/oder den Boden an das Widerstandsheizelement 3 zu führen. Die Durchführungen 5 verhindern den Schmelzenaustritt aus dem Durchlaß 2 und die Oxydation der Stromzuführungen 4, wozu sie beispielsweise wassergekühlt werden.

Die Stromzuführungen 4 sind gleichzeitig die Halterung des Widerstandsheizelementes 3.

In langen und/oder breiten Durchlässen 2 kann es erforderlich sein, mehrere Widerstandsheizelemente 3 hinter- und/oder nebeneinander anzuordnen. Nebeneinander angeordnete Widerstandsheizelemente 3 haben vorzugsweise gleichmäßigen Abstand voneinander und zu den Wänden des Durchlasses 2. Vorteilhaft werden derart angeordnete Widerstandsheizelemente 3 zu Heizzonen zusammengeschlossen und von jeweils einer Spannungsversorgung gespeist.

Erfindungsgemäß widerstandsbeheizte Auslässe oder Verteiler bestehen zumeist aus Feuerfestmaterial. Sie besitzen somit nicht nur einen hohen Wirkungsgrad, da die Elektroenergie innerhalb der Schmelze 1 in Wärme umgewandelt und großflächig an diese übertragen wird, sondern sind auch wesentlich billiger als solche, die aus Edelmetall bestehen oder damit ausgekleidet sind bzw. eine kostenaufwendige Schutzgasatmosphäre zum Schutz des Widerstandsheizelementes 3 erfordern.

Die Anordnung des Widerstandsheizelementes 3 in der erfindungsgemäßen Weise führt zu einer temperatürhomogeneren Schmelze 1 im Durchlaß 2, mit den sich daraus ergebenden Qualitätsvorteilen.

Der Auslaß gemäß Fig. 2 ist im Ofenboden 6einestiegelförmigen Schmelzofens angebracht. Innerhalb der keramischen, zylindrischen Auslaßdüse 7 ist zentrisch das Widerstandsheizelement 3 in der nicht dargestellten Schmelze 1 angeordnet. Bei senkrechter Lage wird es vorteilhaft mit mäanderförmigen Leiterbahnen ausgestattet. Mittel der Stromzuführungen 4 wird das Widerstandsheizelement 3 gehaltert und an die Spannungsversorgung angeschlossen.

Mit dem in der Schmelze 1 angeordneten Widerstandsheizelement 3 ist es möglich, einen kalten Auslaß rasch zu erwärmen bzw. notwendige schnelle Temperaturänderungen zur Dosierung des Schmelzenausflusses vorzunehmen.

Das ist besonders vorteilhaft bei stark gefärbten Schmelzen 1, in denen die Wärmeübertragung durch Strahlung gering ist.

Zur Dosierung des Ausflusses bzw. zum Einfrieren des Auslasses ist ein solcher Auslaß mit einem um die Auslaßdüse 7 liegenden Kühlorgan 8 ausgerüstet.

Besonders vorteilhaft wirkt sich der nach technologischen Erfordernissen vornehmbare Einbau des Widerstandsheizelementes 3 auf die Temperaturhomogenität der auslaufenden Schmelze 1 aus.

Über die dargestellten Beispiele hinaus kann die Erfindung bei allen Arten von Verteilern für silikatische Schmelzen 1, so rinnen-, kanal- und rohrförmige Speiser oder Vorherde, die bis zu einer bestimmten Höhe oder vollständig mit Schmelze 1 gefüllt sind, vorteilhaft angewendet werden.

Claims (3)

1. Erfindungsansprüche:

   1. Widerstandsbeheizter Auslaß oder Verteiler für silikatische Schmelzen, insbesondere für Glas, bei dem das aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehende Widerstandsheizelement in Kontakt mit der Schmelze steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsheizelement (3) aus einem hitze- und korrosionsbeständigen Material, z. B. Wolfram, in der Schmelze (1) angeordnet ist, die Form eines Hohlzylinders mit geringer Wanddicke besitzt und mit an sich bekannten mäander- oder schraubenförmigen Leiterbahnen versehen ist, der Durchmesser des Widerstandsheizelementes (3) das 0,5 bis 0,9fache der geringsten Schmelzenerstreckung zwischen den Innenbegrenzungen des Auslasses oder Verteilers oder zwischen der Schmelzenoberfläche und dem Boden beträgt, das Widerstandsheizelement (3) mit seiner Achse in Richtung der Hauptströmung der Schmelze (1) gerichtet ist und vorzugsweise symmetrisch im Innenraum des Auslasses oder Verteilers bzw. symmetrisch zwischen Schmelzenoberfläche und Boden angeordnet ist und daß in bekannter Weise Stromzuführungen (4) durch die Wände und/oder den Boden bzw. die Decke am Widerstandsheizelement (3) angeschlossen sind.
2. 2. Widerstandsbeheizter Auslaß oder Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Widerstandsheizelemente (3) hintereinander und/oder vorzugsweise in gleichmäßigem Abstand untereinander und zur Innenbegrenzung des Auslasses oder Verteilers nebeneinander angeordnet sind.
3. 3. Widerstandsbeheizter Auslaß oder Verteiler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß hinter- und/oder nebeneinander angeordnete Widerstandsheizelemente (3) zu Heizzonen an einer gemeinsamen Spannungsversorgung zusammengeschlossen sind.

   Hierzu 2 Seiten Zeichnungen