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Verfahren und Vorrichtung zum Läutern von Glasschmelzen Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren,, um Glasschmelzen wirksam zu läutern.
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Die bekannten Glasschmelzwannen sind im allgemeinen in eine Schmelz-,
Läuter- und eine Arbeitszone eingeteilt. Diese Zonen können unmittelbar ineinander
übergehen oder werden durch Schwimmer, Brücken oder Kanäle voneinander getrennt.
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Bisher war es üblich, der Läuterzone unverhältnis-mäßig große
Abmessungen zu geben, da bei der üblichen Gasbeheizung von oben durch die Oberfläche
der Glasschmelze nur bei großen Dimensionen die Schmelze von Gasen befreit werden
konnte. Bei derartigen Ofen muß man stets mit einen beachtlichen Temperaturgefälle
zwischen der beheizten. Oberfläche und dem Wannenboden rechnen, so daß nur durch
die für diesen Fall erwünschten. Konvektionsströme auch das am Boden der Wanne befindliche
Glas in die heißere Zone an der Oberfläche gelangt. Um diesen Austausch bewerkstelligen
zu können, war es erforderlich, zur Durchführung des Läutervorganges für die L äuterzone
einen, großen Raum vorzusehen und die Schmelze über eine längere Zeitspanne in diesem
Raum zu belassen.
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Es hat sich aber nun gezeigt, daß die Konvektionsströme den Nachteil
besitzen., da sie zum großen Teil eine entgegengesetzte- Richtung aufweisen. als
die an die Oberfläche aufsteigenden Gasblasen.. Infolgedessen wirken die, Konvektionsströme
bremsend und behindern die Läuterung. Auch ist es nicht zu vermeiden, daß bereits
an. der Oberfläche befindliches ausgeläutertes Glas mit dem noch Gase enthaltenden
Bodenglas durcheinandergemischt wird.
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Um den Läutervorgan,g zu beschleunigen, hat man schon vorgeschlagen,
zusätzlich elektrische Beheizungen anzuwenden und den Schmelz- und Läutervorgang
völlig voneinander zu trennen, so daß die Glasschmelze nur noch durch einen Kanal
von. einer zur anderen Zone gelangen kann. Die bisher bekannten Vorschläge zur zusätzlichen
Beh.eizung führten aber nicht dazu, daß in der Läuterkamm.er durch Temperaturunterschiede
innerhalb des Schmelzbades starke Konvektionsströme auftraten, welche dem gleichmäßigen
Ansteigen der Gasblasen entgegenwirkten.
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Durch die Erfindung wird nun ein. Verfahren, geschaffen, welches die
geschilderten Nachteile vermeidet und zudem erhebliche; Vorteile mit sich. bringt.
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Das Verfahren zum Läutern von Glasschmelzen gemäß der Erfindung besteht
im wesentlichen darin, daß die Beheizung und Wärmeabführung der Läuterzone derart
gesteuert werden, da,ß die Glasschmelze in vertikaler Richtung jeweils die gleiche
Temperatur aufweist.
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Dadurch wird erreicht, daß Konvektionsströme weitgehend oder vollständig
unterbunden werden und die Gasblasen ungehindert vom Boden durch die. ganze Schmeilze,
bis zur Oberfläche aufsteigen und entweichen. könnten.
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Es ist nicht erforderlich, da.ß die Glasschmelze auch in Längsrichtung
der Läuterzone gleiche Temperaturen besitzt. Jedoch kann dies in manchen Fällen
zweckmäßig sein.
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Es ist verständlich, daß dadurch, der Läutervorgang erheblich beschleunigt
wird und der gesamte Glasschmelzprozeß erheblich an Wirtschaftlichkeit gewinnt.
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Zweckmäßig ist es, die Beheizung in an sich bekannter Weise durch
joulsche Wärme vorzunehmen, aber gegenüber den bekannten Methoden die Elektroden,
in besonderer Weise auszubilden und anzuordnen.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Einrichtungen zur Durchführung
des Verfahrens gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 ein
Schaubild über die Anordnung einer Läuterkammer sowie- die Anordnung der Elektroden,
im Längsschnitt, Fig. 2 eine Läuterkammer perspektivisch, teilweise aufgeschnitten,
Fig. 3 die besondere Ausbildung einer Elektrode, Fig. 4 ein Schaubild über eine
Läuterkammer mit besonders ausgebildeten Elektroden, Fig. 5 eine Läuterkammer perspektivisch,
im Schnitt, in weilche die Elektroden gemäß Fig. 4 eingebaut sind.
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Fig. 5 a ein Schaubild der Stromquelle, welche zur Beheizung der Läuterkammer
gemäß Fig. 5 bestimmt ist, Fig. 6 die besondere Ausbildung einer Elektrode. Die
Fig. 1 zeigt die: Schmelzkammer 1 sowie die durch den Kanal 2 mit ihr, in Verbindung
stehende
Läuterkammer 3, aus welcher die geläuterte, Glasschmelze
in Pfeilrichtung in, die, nicht dargestellte Arbeitszone gelangt. Die! Läuterkammer
ist erfindungsgemäß mindestens doppelt so lang wie breit bemessen, so daß verhindert
wird, daß durch die Entnahmeströmung in Pfeilrichtung noch nicht ausgeläutertes
Glas zur Arbeitskammer gelangen kann.
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Die Elektroden 4 und 5 sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich, rahmenartig
ausgebildet und an den Innen-Wandungen der Läuterkammer 3 angeordnet. Durch diese
Anordnung erreicht man, daß die- elektrische Energie gerade in dem Bereich, nämlich
in der Nähe der Wandungen, zugeführt wird, in welchem die größte: Abkühlung durch
Abstrahlung und Wärmeleitung erfolgt. Diese Anordnung und. Ausbildung der Elektroden
tragen in entscheidendem Maße dazu bei, da,ß die Glasschmelze in der Läuterkammer,
sobald. sie ihre Solltemperatur erreicht hat, diese Temperatur in allen ihren Teilen
behält und der Läuterung entgegenwirkende Isonvektionsströme vermieden werden. Es
ist lediglich erforderlich, die elektrische Stromstärke zu regeln, daß gerade so
viel Energie zugeführt wird, wie durch die Außenwände des Behälters verlorengeht.
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Es ist selbstverständlich auch möglich, eine Beheizung von außen.
vorzunehmen. Auch ist es zweckmäßig, die rahmenförmigen Elektroden teilweise in
die Ofenwandung einzulassen.
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Wird die Beheizung durch joulsche Wärme mit einer Beheizung von. oben,
beispielsweise durch Gas, kombiniert, so brauchen die Elektroden nicht rahmenförmig
zu sein. Es genügt eine U-förmige Ausbildung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist.
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Entsprechend den Fig. 4, 5 und 5 a sind die Elektroden 6 und 7 stabförmig
ausgebildet und sind über die Anschlüsse ABCD bzw. EFGH mit der Stromquelle verbunden.
Durch Zwischenschalten von bekannten elektrischen Regelaggregaten zwischen die Stromquelle
und die Anschlüsse der Stäbe wird die Stromzufuhr für die Stäbe einzeln oder gruppenweise
geregelt.
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Ferner ist, wie die Fig. 4 und 5 zeigen, zwischen den Elektroden.
6 und 7 an. der Innenwandung ein Rahmen. 8 aus leitendem Material angeordnet. Dieser
Rahmen 8 steht mit keiner der Elektroden in leitender Verbindung und hat die Aufgabe,
die elektrischen Strombahnen an den Wandungen zu konzentrieren.
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Gegebenenfalls kann der Rahmen 8 auch aus halbleitendem Material bestehen.
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Wird die elektrische Beheizung mit einer Beheizung von oben kombiniert,
so können die an der Oberfläche des Schmelzbades angeordneten Elektroden 6 und 7
in Fortfall kommen, so daß die verbleibenden Elektroden der Fig. 6 entsprechen.
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Es wurde gefunden, daß es nach dem Verfahren gemäß der Erfindung gelingt,
nach Erreichen der Solltemperatur in allen Teilen der Läuterzone mindestens in vertikaler
Richtung Temperaturen zu erhalten, die keine größeren Differenzen. als 10 bis 20°
aufweisen. Dies genügt, um die schädliche Wirkung von honvektionsströmen zu verhindern.
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Es hat sich weiterhin gezeigt, daß es unter diesen Umständen nicht
erforderlich ist, die Glasbadoberfläche größer als ein 1-m2/4-t-Glasdurchsatz täglich
bei einer Glasstandhöhe von etwa 80 cm zu bemessen.