DE10253222B4

DE10253222B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Läutern von schmelzflüssigem Glas

Info

Publication number: DE10253222B4
Application number: DE10253222A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr.rer.nat. Reeßing; Eberhard Dipl.-Ing. Schötz; Michael BÖTTGER
Original assignee: EPT EGLASS PLATINUM TECHNOLOGY; EPT EGLASS PLATINUM TECHNOLOGY GmbH
Current assignee: Eglass Asia Ltd Shatin Hk
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2022-11-16
Also published as: DE10253222A1

Abstract

Verfahren zum Läutern von Glasschmelzen in einer von der Schmelze durchströmten und nach der Schmelzwanne angeordneten Vorrichtung, in der den Blasen in der ausreichend niedrig viskos eingestellten Schmelze aufgrund der Dimensionierung der Vorrichtung eine bestimmte mittlere Zeit für den Aufstieg zur Oberfläche zur Verfügung gestellt wird, gekennzeichnet dadurch, dass
1.1 durch kombinierte mehrfache Einwirkung auf die Glasschmelze mittels verschiedener Methoden die Entstehung von Blasen provoziert,
wodurch die Triebkraft für deren Austreiben erhöht wird und in einem letzten Verfahrensschritt nicht nur größere sondern auch kleinere Blasen mit 0,1 bis 0,5 mm Durchmesser ausgetrieben werden
1.2 thermisches Reboil durch Abkühlen und anschließendes schnelles Aufheizen hervorgerufen wird
1.3 mechanisches Reboil vor der eigentlichen Entgasungszelle hervorgerufen wird
1.4 die Viskosität der Schmelze in der letzten Baugruppe der Vorrichtung auf 20 Pa·s oder darunter gesenkt wird
1.5 die Entgasung der Schmelze in der Vorrichtung durch Begünstigung der Koaleszenz...

Description

1. Ziel der Erfindung/Anwendungsgebiet
Zur Erreichung einer hohen Produktqualität bei der Herstellung von Glaserzeugnissen sind verschiedene Kriterien zu erfüllen. Eines dieser Kriterien ist bis auf Ausnahmen wie z.B. Schaumglas die weitgehende Freiheit des Produkts von sichtbaren Blasen. Die konkreten Anforderungen sind stark vom Produkt und seinem Anwendungszweck abhängig. Diese sind Gegenstand der Qualitätsvereinbarungen.
Oft ist es ausreichend, dafür zu sorgen, daß Blasen oberhalb einer bestimmten Größe (Durchmesser) im Produkt nicht vorkommen. Für viele Zwecke kann es ausreichend sein, wenn Blasen im Produkt nur bis zu einer bestimmten Größe je nach Anwendung des Produkts zugelassen werden.
Damit entsteht eine verfahrenstechnische Anforderung an die komplette Produktionsanlage von der Schmelze bis zum letzten Verarbeitungsschritt.
Eine wichtige Aufgabe ist dabei die Bereitstellung einer relativ gasarmen und hinreichend reboilbeständigen Schmelze mit Blasen nur bis zu einer vorgegebenen, hinreichend klein gewählten Maximalgröße für die Formgebung.
Der oft gebrauchte Ausdruck "Blasenfreiheit" ist in der Regel in dem Sinne zu verstehen, daß Blasen nur bis unterhalb einer für den vorgesehenen Anwendungszweck störenden Größe im Produkt auftreten.
Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Produktionsanlage ab Ausgang der Schmelzwanne. Das Schmelzaggregat kann auf verschiedene Weise aufgebaut sein. Meist wird im Läuterteil der Schmelzwanne eine schon weitgehende Blasenfreiheit mindestens bezüglich mittlerer und größerer Blasen, meist besser, durch geeignete Bauweise und Betriebsbedingen erreicht.
Bei besonders hohen Anforderungen an die Blasenfreiheit bzw. Blasenarmut, wie sie z.B. bei Spezialgläsern zu erfüllen sind, wird oft der Schmelzwanne eine besondere Baugruppe nachgeschaltet, die die Entfernung auch der meisten der restlichen Blasen zum Ziel hat.
Dort erfolgt ein weiteres Austreiben auch von kleineren Blasen, ohne alle kleinen Bläschen unter z.B. 0,15 mm Durchmesser entfernen zu können. Diese Baugruppe wird hier als Läutervorrichtung oder Refiner im Sinne einer Entgasungsvorrichtung bezeichnet.
Je kleiner die Blasen sind, die noch entfernt werden sollen, um so höher steigt der dazu erforderliche Aufwand an und kann nur bei gut überlegter Wahl der Konstruktion und der Betriebsbedingungen auf ein wirtschaftlich akzeptables Maß begrenzt werden. Die vorliegende Erfindung verfolgt das Ziel, dafür eine hoch wirksame und wirtschaftlich effektive Lösung zu erarbeiten.
2. Stand der Technik
Die Läuterung der Glasschmelze erfolgt größtenteils in einer dem Schmelzteil nachgeschalteten Läuterzone, die auf unterschiedliche Weise aufgebaut sein kann. Dieser Läuterprozeß erlaubt bei niedrigen Viskositäten, also möglichst hohen Temperaturen, im Verlauf einer bestimmten (mittleren) Verweilzeit im Läuterbereich ein Aufsteigen der Blasen bis zur Oberfläche. Je kleiner der Blasendurchmesser, um so länger ist die Zeit, die erforderlich ist, damit die Blase bis zur Oberfläche der Schmelze aufsteigen kann.
Hier wird ein Kompromiß zwischen Durchsatz, Baugröße der Anlage/mittlere Aufenthaltszeit im Läuterbereich und noch zulässiger maximaler Blasengröße angestrebt. Dieser Kompromiß muß in Abhängigkeit von der Glasart und den Produktanforderungen gefunden werden.
Auch das Einblasen bestimmter Gase in die Schmelze durch Düsengruppen im Boden der Schmelzwanne ist eine bekannte Methode zur Unterstützung des Austreibens von Blasen.
Bei besonders hohen Anforderungen an die Blasenarmut, wie sie z.B. bei Spezialgläsern zu erfüllen sind, wird der Schmelzwanne eine besondere Baugruppe (Läuterzelle/Refiner) nachgeschaltet, die die Entfernung auch der restlichen Blasen, bis auf die wenig oder nicht störenden kleinen Blasen, zum Ziel hat.
Es werden verschiedene Methoden angewendet, um auch kleinere Blasen zu entfernen:
A) niedrige Viskositäten der Schmelze, also hohe Temperaturen
Die Anwendung hoher Temperaturen ist besonders bei hochschmelzenden Spezialgläsern begrenzt, da die Belastbarkeit (thermisch, Korrosion u.a.) des Feuerfestmaterials usw. begrenzt ist. Bei Temperaturen von z.B. 1600–1650°C sind nur wenige Materialarten mit ausreichender Lebensdauer einsetzbar und deren Kosten sind ein wichtiger Faktor.
B) ausreichend lange mittlere Verweilzeit in der Läutervorrichtung
Die Baugröße (Länge und Breite) des Läuterteils ist aus Gründen der Material. und Energiekosten nicht beliebig vergrößerbar, wenn man die mittlere Verweilzeit verlängern will. Sie steht in Beziehung zum Durchsatz.
C) niedriger Glasstand, damit die Weglänge bis zur Oberfläche der Schmelze möglichst gering ist.
Der Glasstand darf eine bestimmte Größe nicht unterschreiten bzw. ist das Verhältnis von Kanalbreite und Glasstand nicht beliebig wählbar, wenn Baugröße und Energiekosten in einem wirtschaftlich vernünftigen Rahmen bleiben sollen. Außerdem würde eine übermäßig große freie Oberfläche der Glasschmelze zu Verdampfungen und Qualitätsstörungen bezüglich der Homogenität des Glases durch Schlieren führen.
D) Anwendung von Vakuum über der Oberfläche der Schmelze.
Das bringt erhebliche Vorteile, wenn der Druck über der Schmelze auf 40% bis 10% des normalen Atmosphärendrucks gesenkt wird, ist aber mit hohem technischem und baulichem Aufwand verbunden.
Eine übermäßig große freie Oberfläche der Glasschmelze würde zu starken Verdampfungen leichtflüchtiger Bestandteile aus der Glasschmelze und Qualitätsstörungen infolge einer Verschlechterung der Homogenität des Glases (Knoten und Schlieren) führen. Daher muß die Größe der freien Glasoberfläche im Verhältnis zum Volumen in einer bestimmten Relation bleiben.
Die Beseitigung oder Minderung von Schlieren, die hier durch Verdampfung und auch im Kontakt mit dem Feuerfestmaterial entstehen können, ist durch nachfolgende Homogenisierungseinrichtungen wie z.B. Rührzellen grundsätzlich möglich, verursacht aber dann einen zusätzlichen Kostenaufwand.
E) Anwendung von Zentrifugalkräften und/oder Ultraschall in Sonderfällen.
Diese Methoden werden oft kombiniert angewendet, besonders a), b) und c).
Es gibt eine große Anzahl von Patentschriften, die sich hauptsächlich oder unter anderem mit der Verbesserung der Läuterung befassen. Von denen werden hier nur einige wenige angeführt.
In EP 0265689 und US 4693740 werden Verfahren zur Läuterung von Glas beschrieben, bei denen in einer Schmelzwanne mit Refiner aus feuerfestem Material mittels bestimmter Temperatur- und Strömungsführung die Läuterung gefördert wird.
In der Patentschrift JP 2000128548 wird eine Einrichtung beschrieben, bei der eine Läutereinrichtung enthalten ist, die mit Platin ausgekleidet ist.
In den Patentschriften EP 759524 , JP 10324526 A , EP 0297405 und EP 0939058 wird über die Anwendung von Vakuum in Zusammenwirken mit hohen Temperaturen zur Förderung der Läuterung berichtet
In der Patentschrift EP 0297405 wird über die Anwendung von Strömungshindernissen mit dem Ziel der Unterstützung der Läuterung bei paralleler Anwendung eines Unterdrucks über der Glasschmelze berichtet.
In der Patentschrift EP 393882 wird die Anwendung einer Beheizung und erhöhter Temperaturen der Glasschmelze in Zusammenhang mit einer bestimmten Beeinflussung der Strömung berichtet.
3. Aufgabe der Erfindung
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, eine nach der Schmelzwanne angeordnete Läutervorrichtung zu entwickeln, die

a) sogar bei Spezialgläsern, die typischerweise bei 1600...1650°C geschmolzen werden, noch gute Ergebnisse liefert
b) das weitere Entstehen von Produkten der Reaktion der Glasschmelze mit dem Feuerfestmaterial in dieser Vorrichtung, die zu Schlieren führt, verhindert
c) bei begrenzter Baugröße in Relation zum Durchsatz eine erhebliche Reduzierung des Blasengehaltes in der Schmelze ermöglicht
d) Verfahrenstechnisch an unterschiedliche Anforderungen bezüglich Durchsatz, Glasart, Temperaturbereich, maximal noch zulässige Blasengröße im Produkt

Weiterhin ist es eine Aufgabe, ein Verfahren zum Läutern von Glasschmelzen anzugeben.
4. Lösung der Aufgabe/Beschreibung der Erfindung
Die Läutereinrichtung im Sinne der Erfindung ist mehrteilig aufgebaut.
Sie setzt voraus, daß die Wahl der Läutermittelkombination und ihrer Dosierung für die vorgesehenen Einsatzbedingungen einschließlich der Redoxsituation optimiert wird.
Die Teile der Vorrichtung sind:
A) Kühlstrecke 1
Der erste Teil dient einer vorübergehenden Abkühlung mindestens des Randglases im Kanal. Das von der Schmelzwanne eintretende Glas hat eine hohe Temperatur und wird mindestens teilweise abgekühlt, um es anschließend schnell auf gewünschte Temperaturen aufheizen zu können.
Diese Kühlung kann durch Luftkühlung oder Wasserkühlung an den Wänden des Kanals gewährleistet werden. Sie ist in der Regel bereits hinreichend wirksam, wenn ein einziger wassergekühlter Kühlring oder eine kurze Luftkühlzone von einigen cm Länge vorhanden ist. Die konkrete Festlegung muß auf der Basis von wärmetechnischen Berechnungen erfolgen.
Wenn die Läutereinrichtung einem Vorherd und nicht einer Schmelzwanne nachgeschaltet werden soll, dann kann diese Kühlstrecke entfallen.
B) Aufheizstrecke 2
Die Aufheizstrecke hat die Aufgabe eines schnellen Aufheizens des Glases, um damit thermisches Reboil zu verursachen. Das gelingt um so besser, je stärker der Temperaturanstieg pro Zeiteinheit ist und erfordert ein Aufheizen um Beträge von mehr als 50 K, bevorzugt mehr auf kurzer Weglänge und in kurzer Zeit. Der Temperaturanstieg soll z.B. mindestens 10 K/min, bevorzugt 20 K/min betragen. Um dies tun zu können darf die Eintrittstemperatur am Anfang der Aufheizstrecke nicht zu hoch sein. Andernfalls würde die Gefahr bestehen können, daß die Glastemperatur am Ende der Aufheizstrecke unerwünscht hohe Belastungen der Feuerfestmaterialien usw. hervorruft. Daher ist in der Regel eine vorgeschaltete kurze Kühlstrecke erforderlich.
Die Aufheizstrecke bedarf einer wärmetechnischen Dimensionierung, die unter Berücksichtigung von
Durchsatz und Glaseigenschaften
Temperaturbereich und angestrebtem Temperaturanstieg
Wärmeverlusten nach außen
Belastung der Heizung einschließlich der Temperaturabhängigkeit des spezifischen elektrischen Widerstands
den gewünschten Temperaturanstieg gewährleistet, ohne die Beheizung zu überfordern. Dazu hat sich als Berechnungsmethode die Methode der finiten Differenzen oder der finiten Elemente besonders bewährt.
Eine vorteilhafte Gestaltung der Aufheizstrecke ist mit einem direkt elektrisch beheizten Rohr aus Edelmetall aber auch mit anderen Konfigurationen möglich.
Unter dem Oberbegriff Edelmetall wird hier wie in dieser gesamten Schrift verstanden:

a) Platin einschließlich seiner dispersionsstabilisierten bzw. feinkornstabilisierten Ausführungen wie FKS, ODS, ZGS, DPH-Platin
b) Materialien wie bei a), wobei noch Rhodium mit 5–30% zulegiert ist.

In speziellen Fällen kann es zweckdienlich sein, durch eine weitere indirekte Beheizung Spitzen der örtlichen Temperaturbelastung zu senken.
C) Rührzelle 3
Die Rührzelle dient in erster Linie dem Hervorrufen von mechanischem Reboil. Daneben kann sie auch zur Durchmischung und Homogenisierung der Schmelze beitragen. Die Scherspannungen in der Schmelze müssen durch ausreichend niedrige Spaltbreiten in der Regel unter 20 mm zwischen Rührer und Kanalwand bzw. Behälterwand und entsprechend hohe Rührerdrehzahlen (in der Regel > 10...20 U/min) hinreichend groß sein.
D) Entgasungsbereich 4
Nachdem durch Hervorrufen von thermischem und mechanischem Reboil weitere Blasen in der Schmelze erzeugt wurden, ist auch die Triebkraft zu deren Austreiben verbessert worden. Wie viele zusätzliche Blasen pro Volumeneinheit dabei erzeugt wurden hängt stark von den konkreten Betriebsbedingungen in der Schmelzwanne und dieser Vorrichtung, der Glasart, u.a. ab.
Bei dem Aufheizen der Glasschmelze nach der Kühlstrecke bis in den Entgasungsbereich hinein steigt auch das Volumen der einzelnen Blasen infolge der thermischen Ausdehnung, was das Aufsteigen beschleunigt.
Der Entgasungsbereich besitzt mindestens eine beheizte Entlüftungsöffnung an seiner Oberseite. Diese ist als Pt-Rohr mit ca. 25...50 mm Durchmesser und mit einer elektrischen Beheizung ausgebildet.
Der Entgasungsbereich besitzt eine leichte Neigung gegenüber der Horizontalen, die verhindern soll, daß Blasen nahe der Oberfläche durch die Strömung in den nachfolgenden Speiser bzw. Abkühlbereich hinter der hier beschriebenen Vorrichtung gelangen. Die Entlüftungsöffnung sitzt nahe der höchstgelegenen Stelle des Entgasungsbereichs.
Falls viele hinreichend große Blasen entstanden sind, dann ist auch die Triebkraft zu deren Austreiben im Entgasungsbereich hoch. Das Aufwärtsströmen jeder einzelnen (größeren) Blase kann auch kleinere Blasen bei deren Aufwärtsbewegung unterstützen. Der langsamen Aufwärtsbewegung der Blasen ist die Bewegung der Glasschmelze in Flußrichtung überlagert.
Falls relativ wenig Blasen pro Volumeneinheit entstanden sind, dann ist der Läuterzustand der Schmelze bereits relativ gut.
Der Entgasungsbereich ist durch eine Glashöhe unter 0,3 m, bevorzugt unter 0,2 m, gekennzeichnet, damit ein Teil der Blasen den Weg bis zur Oberfläche in der mittleren Verweilzeit im Entgasungsbereich zurücklegen kann.
Man muß oft aus Kostengründen, besonders des Edelmetalleinsatzes, die mittlere Verweilzeit im Entgasungsbereich in der Regel auf eine bis wenige Stunden begrenzen. Dann ergibt sich aus der Berechnung der Aufstiegsgeschwindigkeit der Blasen, daß es nur Blasen ab einer bestimmten Mindestgröße gelingt, vom Boden bis zur Oberfläche der Schmelze zu gelangen.
Je größer die Tiefe des Glasbades in der Entgasungseinrichtung, um so größer müssen die Blasen sein, um in vorgegebener Zeit noch bis zum Verlassen der Vorrichtung bis zur Oberfläche der Schmelze gelangen zu können.
Die Aufstiegsgeschwindigkeit einer Blase in einer viskosen Flüssigkeit/Schmelze ergibt sich aus v = g*R*R*(rho2 – rho1)/(3*eta)mit

v: Austiegsgeschwindigkeit in m/s
g: Erdbeschleunigung
R: Radius der Blase
(rho2 – rho1): Dichtedifferenz zwischen Flüssigkeit und Gas
eta: dynamische Viskosität der Flüssigkeit

Damit existiert für eine gegebene Glasviskosität, Blasengröße und Durchsatz eine Grenze für die Möglichkeiten der Entgasung durch Blasenaufstieg, die nur bei Verlängerung der Aufenthaltszeit oder Senkung des Glasstandes verschoben werden kann. Dies würde die Gefahr einer vergrößerten Verdampfung leichtflüchtiger Bestandteile aus der Schmelze und die Entstehung von Schlieren usw. hervorrufen.
Zur Lösung dieses Problems wird ein weiterer Effekt ausgenutzt.
Das Austreiben der größeren Blasen aus der Schmelze ist leichter lösbar als das der kleinen Blasen und bedarf hier keiner besonderen Erwähnung.
Solange noch große und kleine Blasen in der Schmelze enthalten sind ist die Läuterung leichter möglich. Sobald fast nur noch kleinere Blasen vorhanden sind, ist ein Läuterfortschritt schwieriger erreichbar.
Das Aufsteigen auch kleinerer Blasen wird begünstigt, wenn es gelingt, diese mindestens teilweise mit anderen größeren oder ebenfalls kleinen Blasen zu vereinigen (Koaleszenz). Der dann vergrößerte Blasendurchmesser erlaubt ein schnelleres Aufsteigen.
Es soll im Sinne der Aufgabe der Erfindung also aus einer großen Zahl kleiner Blasen mindestens ein bestimmter Prozentsatz zu größeren Blasen vereinigt werden. Um diesen Effekt nutzen zu können, wurde geprüft, wie das Entstehen größerer Blasen aus kleineren Blasen, der Effekt der Koaleszenz, unterstützt werden kann. Dieser Effekt tritt bei höherer Blasenzahl pro Volumeneinheit mit größerer Wahrscheinlichkeit auf.
Wichtige Kennzahlen für die Blasen in diesem Zusammenhang sind die Reynoldszahl Re, die Eötvös-Zahl Eo und die Morton-Zahl M mit Re = rho*v*L/eta Eo = L*L*g*rho/sigma M = g*eta**4/(rho*sigma**3)

rho: Dichte der Schmelze
v: Geschwindigkeit der Strömung
L: charakteristische Länge
eta: Viskosität der Schmelze
g: Erdbeschleunigung
sigma: Oberflächenspannung der Schmelze

Der Vorgang der Koaleszenz von Blasen in einer Flüssigkeit wurde u.a. untersucht in: S.O. Unverdi, G. Tryggvason: A front-tracking method for viscous, incompressible multi-fluid flows J. Corp. Physics 100 (1992) S. 25–37
Dort wurde der Vorgang der Blasen-Koaleszenz untersucht und u.a. festgestellt:

A) Bei kleiner Oberflächenspannung wird die Koaleszenz schneller und leichter ablaufen.
B) Bei einem konkreten Beispiel mit Morton-Zahl M = 0,001 wurde keine Koaleszenz beobachtet, die Blasen bewegen sich trotz Annäherung aneinander vorbei. Ab M = 0,0041 aufwärts wurde Koaleszenz beobachtet.
C) Koaleszenz ist mit dem Reißen des die Blasen trennenden dünnen Flüssigkeitsfilms verbunden.

Wenn man diese Feststellungen, die im Grundsatz auch durch zahlreiche Messungen und Berechnungen von anderen Autoren gestützt werden, anwendet, dann ergeben sich Möglichkeiten, selbst auf die Begünstigung der Koaleszenz hinzuwirken:

1. Erhöhung der Anzahl der Blasen pro Volumeneinheit durch thermisches und mechanisches Reboil in der Aufheizstrecke, der Rührzelle und der Entgasungszone.
2. Kurzzeitige örtliche Senkung der Abstände der Blasen bei schnellen Änderungen von Strömungsquerschnitt und -richtung mit Hilfe von Einbauten in der Aufheizstrecke und in der Entgasungszone.
3. Anwendung von Einbauten zur Strömungsumlenkung schon im Bereich vor der eigentlichen Entgasungszone, wo die Viskosität noch höher ist.
4. Senkung der Oberflächenspannung der Glasschmelze durch ausreichende Dosierung für das jeweilige Glas geeigneter Läutermittel wie z.B. As₂O₃
5. Senkung der Oberflächenspannung der Glasschmelz durch Zugabe weiterer oberflächenaktiver Zusätze wie z.B. V₂O₅, MoO₃ und WO₃ in einer Dosierung, die keine unakzeptablen Änderungen in der Färbung u.a. physikalischen und chemischen Eigenschaften hervorruft

Die Farbwirkung dieser genannten Oxide auf eine oxidierend eingestellte silikatische Glasschmelze ist relativ gering. Nur höhere Gehalte verschieben die UV-Absorptionskante erheblich zu größeren Wellenlängen. Die Oberflächenspannung der Schmelze wird stark verringert. Weitere Angaben dazu gibt es u.a. bei Amberg, C.R., J. Am. Ceram. Soc. 29 (1946) 87f
Damit wirkt sich bereits die Zugabe von nur 0,1% V₂O₅, MoO₃, WO₃ positiv auf das Läuterverhalten und die Begünstigung der Koaleszenz aus. Nemec (Nemec, L. Glass Technol. 15 (1974) S. 153f und J. Am. Ceram. Soc. 60 (1977) S. 436f) fand, daß nach Verlassen der Läutereinrichtung der Anlage im Bereich Speiser bei sinkenden Temperaturen die Auflösung der Blasen in der Schmelze schneller geht, wenn Läutermittel eingesetzt wurden. Dies wird wesentlich auf die Senkung der Oberflächenspannung zurückgeführt. Auch dieser Effekt wird hier bewußt genutzt.
Die Kollision von Blasen als Vorbedingung für die Koaleszenz wird begünstigt, wenn man in der erfindungsgemäßen Vorrichtung häufige Richtungswechsel der Glasschmelze durch kurze Querschnittseinengungen veranlaßt.
Bei Querschnittseinengungen wird der seitliche Abstand eines Prozentsatzes der Blasen quer zur Strömungsrichtung durch Querkräfte verringert. Das wird bei jeder Querschnittseinengung für einen bestimmten Prozentsatz der Blasen, die sich gerade nahe genug kommen, die Wahrscheinlichkeit einer Kollision vergrößern.
Diese Richtungswechsel sind stets mit dem Auftreten von Querkräften und einem erhöhten Schergefälle verbunden. Wenn die seitlich wirkenden Kräfte stark genug sind bzw. lange genug wirken, dann können zwei Blasen, die sich nahe genug gekommen sind, sich bis zur Koaleszenz annähern. Dieser Vorgang ist sehr komplex.
Man kann die Koaleszenz zweier Blasen, die sich auf einen kritischen Abstand genähert haben, als das Abfließen und Zerreißen der sie trennenden Flüssigkeitshaut auffassen. Dazu müssen von der Schmelze ausreichend große Kräfte übertragen werden können. Wenn aufgrund der zu geringen Viskosität oder des noch nicht hinreichend kleinen Abstands die übertragbaren Kräfte nicht ausreichen, dann kann keine Koaleszenz stattfinden.
Wenn die Viskosität der Schmelze größer ist, dann sind die übertragbaren Kräfte größer, und das Reißen des trennenden Flüssigkeitsfilms als Bedingung für die Koaleszenz wird erleichtert.
Die Koaleszenz wird auch erleichtert, wenn bei gleicher Viskosität die Oberflächenspannung der Schmelze gesenkt werden kann.
Wenn durch Koaleszenz z.B. aus zwei kleinen Blasen gleichen Durchmessers eine größere Blase entstanden ist, dann ist deren Aufstiegsgeschwindigkeit gegenüber der der beiden kleinen Blasen um mehr als 50% erhöht. Das ist vorteilhaft für die Entgasung der Schmelze wie auch die Folgewirkung. Durch die höhere Aufstiegsgeschwindigkeit wird auch das Aufsteigen anderer kleiner Blasen begünstigt, denen sich die gerade entstandene Blase im Verlaufe des Aufstiegs und der Strömung durch die Entgasungszelle nähert.
Durch die Verwendung von besonderen Strömungshindernissen bzw. Prallblechen schon in der Aufheizzone der Vorrichtung wird die dort gegebene größere Viskosität der Schmelze, die mit einer vergrößerten Morton-Zahl verbunden ist, zur Erhöhung der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Koaleszenz führen.
Wenn man z.B. 20 oder mehr Strömungshindernisse im Sinne der Erfindung in die Aufheizstrecke und den Entgasungsbereich einbaut, dann kann man die Entgasung wirksam unterstützen.
Diese Strömungshindernisse müssen nach strömungstechnischen Gesichtspunkten gestaltet sein. Ein solches Strömungshindernis besteht typischerweise aus einer Prallplatte entsprechend dem Kanalquerschnitt, in die Öffnungen bestimmter Anzahl, Größe, Form und Lage eingearbeitet sind, oder aus anderen Bauformen.
In den Bildern 3 bis 6 werden einige Ausführungsbeispiele angegeben. Diese Beispiele stellen keine Beschränkung der Möglichkeiten der Gestaltung der Strömungshindernisse dar. Die Prallbleche einschließlich daraus abgewandelter Bauformen werden bevorzugt in der ersten Hälfte der Entgasungszelle eingebaut. Der effektive Durchmesser der Öffnungen liegt bevorzugt im Bereich von 15...30 mm. Zur bloßen Umlenkung der Strömung kann die Prallplatte auch nur eine größere Öffnung oder mehrere Öffnungen mit einem hydraulischen Durchmesser von 20 bis 60 mm mit Querschnitten wie Kreis, Ellipse, Rechteck mit abgerundeten Ecken u.a. besitzen.
Eine größere Zahl von kleineren Öffnungen in einer Prallplatte, wenn diese wie ein Lochblech ausgebildet ist, erhöht deren Wirksamkeit für die Begünstigung der Kollision von Blasen, wobei der Druckabfall höher ist.
Bei einer kleineren Anzahl größerer Öffnungen in der Prallplatte sinkt die Wirksamkeit im Sinne der Erfindung, und auch der Druckverlust.
Eine weitere Unterstützung der Koaleszenz ergibt sich, wenn die Prallplatten so ausgebildet werden, daß sie nicht nur eine senkrechte Wand mit Öffnungen darstellen, sondern auch eine Längsausdehnung in Strömungsrichtung wie im Bild 4 haben, ohne in jedem Falle eine völlig horizontale Wand zu besitzen.
Der trichterförmige Teil des Einbauteils wird durch eine Stütze gehalten. Der trichterähnliche Teil ist mit zahlreichen Öffnungen versehen und verursacht so eine Richtungsänderung und Querschnittseinengung für den Glasstrom.
Die Abweichung des trichterförmigen Teils von der horizontalen Richtung sollte in der Regel 30° nicht überschreiten.
An dieser nicht vertikalen Edelmetallwand kann sich auch ein Prozentsatz der vorbeiströmenden Blasen und Bläschen absetzen. Sie können an der Platinwand eine bestimmte Zeit haften, teilweise mit vorbeiströmenden anderen Blasen koaleszieren und dann von der Strömung mitgenommen werden.
Eine besonders wirksame Bauform eines Strömumgshindernisses in Bild 6 besteht aus einer Gruppe von parallelen in Strömungsrichtung leicht ansteigenden Edelmetallplatten 20 (Anstiegswinkel 2 bis 25 Winkelgrad) mit definierten Abständen, die mindestens am Eintrittsquerschnitt und Austrittsquerschnitt dieses Einbauteils an vertikalen Platten gehalten werden.
Zwischen diesen Platten sind damit flache Strömungskanäle über die Länge dieses Einbauteils geschaffen worden. Die Abstände dieser Platten sind so bemessen, daß es für einen bestimmten Prozentsatz auch kleiner Blasen möglich ist, die Unterseite der darüber liegenden Edelmetallplatte zu erreichen. Dort können Blasen zeitweilig anhaften, die lokale Blasenkonzentration vergrößern und bei Annäherung weiterer Blasen die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Koaleszenz vergrößern.
Wenn aus zwei kleinen eine etwas größere Blase entsteht, dann steigt die Wahrscheinlichkeit, daß diese dann von der Strömung mitgezogen wird.
Dieses Warten auf weitere Blasen kann verlängert und damit die Wahrscheinlichkeit der Koaleszenz vergrößert werden, wenn das letzte kurze Stück jeder dieser Platinplatten horizontal ausgebildet ist, wie in Bild 6 dargestellt. Damit wird die Wahrscheinlichkeit, daß kleine Blasen diesen Bereich ohne Koaleszenz als solche passieren können, im Bereich der Unterseite der parallelen Platten 20 verringert.
Es gibt also eine größere Zahl von möglichen Ausführungsformen der Strömungshindernisse, die in ihrer Bauart und Anzahl jeweils für die konkreten Betriebsbedingungen ausgewählt werden müssen.
Besonders günstig ist unter vielen Bedingungen ein Kreisquerschnitt der Entgasungszone und der Aufheizzone. Auch deren mechanische Stabilität und elektrische Belastung bei direkter elektrischer Beheizung muß konstruktiv geplant und gesichert werden.
Bei Betriebstemperaturen bis zu 1600...1700°C ist selbst bei Legierungen wie PtRh20 oder feinkornstabilisiertem bzw. dispersionsstabilisiertem Platin einschließlich seiner Legierungen die Kriechgeschwindigkeit des Edelmetalls bei den auftretenden mechanischen Spannungen bereits durch das Eigengewicht relativ hoch.
Die Unterseite des Kanals kann abgestützt werden. Schwieriger ist das an der Oberseite des Kanals. Um die Formstabilität eines Kanals, z.B. als Rohr oder anders ausgebildet, ausreichend zu gewährleisten muß in bestimmten Abständen von z.B. 6...30 cm je nach Edelmetalllegierung, Konstruktion und Betriebstemperatur eine Stütze oder Versteifung eingebaut sein, die ein langsames Einsinken der oberen Platinwand des Kanals nach unten verhindert.
Dazu dient ein einfacher Stützring im Kanal mit großer Öffnung, wie im Bild 2 zu sehen, oder ein Prallblech bzw. Strömungshindernis, welches entsprechend dimensioniert ist.
Die Form der Strömungshindernisse wird jeweils dem gewählten Kanalquerschnitt, z.B. Kreis, Ellipse, Rechteck oder Rechteck mit abgerundeten Ecken, angepaßt.
Jedes Strömungshindernis oder Stützring muß an seiner Oberseite eine Öffnung oberhalb des Glasstandes 21 haben, die weit genug ist, um im Bereich der oberen 20...30 mm des Querschnitts einen zusammenhängenden Gasraum über der Glasschmelze zu gewährleisten, der zur Entlüftung erforderlich ist.
Jedes Strömungshindernis hat an seiner Unterseite eine Öffnung, die bei Inspektionen ein nahezu vollständiges Ablassen der Glasschmelze über den Bodenablaß zuläßt.
Die Beheizung der Vorrichtung geschieht vorzugsweise direkt elektrisch über die Platinwand der Kanäle. Zur Stromzuführung werden gekühlte Stromflansche mit Dimensionierung gemäß DE 19948634 eingesetzt.
Die Stromflansche an der Kühlstrecke 1, Aufheizstrecke 2, Rührzelle 3 und dem Entgasungsbereich 4 sind mit 11 bis 19 numeriert.
Der Aufbau der Vorrichtung erfolgt modular, wobei die Schnittstelle der einzelnen Baugruppen in der Regel zwischen zwei benachbarten Stromflanschen liegt.
Jeweils zwei zusammengehörige Stromflansche sind an einen Heizkreis geschaltet. Jeder Heizkreis ist separat einstellbar und elektronisch geregelt bezüglich der Zieltemperatur einer ausgewählte Meßstelle (Thermoelement) an der Platinwand oder in ihrer Nähe und der angestrebten Stromstärke.
Die Regelungen werden typischerweise so eingestellt, daß das angestrebte Temperaturprofil über die ganze Vorrichtung erreicht wird. Insbesondere ist in der Aufheizstrecke 2 ein schneller Temperaturanstieg erwünscht. Dazu muß die elektrische und thermische Belastbarkeit der Platinwand ausreichend hoch sein.
Bevorzugt wird zur Dimensionierung nach wärmetechnischen, strömungstechnischen und elektrischen Gesichtspunkten die Methode der finiten Differenzen oder der finiten Elemente usw. angewendet, um den vorgesehenen Zweck möglichst gut und mit sparsamem Aufwand an Energie und Edelmetall zu erreichen.
Der Entgasungsbereich kann mit einem elektrisch beheizbaren Bodenablaß am Anfang und/oder am Ende versehen sein.
Nach dem Verlassen des Entgasungsbereichs 4 wird die Glasschmelze dem üblichen Speiserkanal 23 übergeben, der für eine Abkühlung bis zur für die Formgebung erforderlichen Temperatur sorgt. In diesem Bereich erfolgt eine Schrumpfung und eine Auflösung mindestens eines Teils der verbliebenen Blasen, da sich die Redoxgleichgewichte der Oxide bei sinkender Temperatur verschieben. Die Zeit der Abkühlung trägt also auch zu einer Verringerung der Blasengröße und zur Reduzierung der Blasenzahl, hauptsächlich kleiner Blasen, bei. Dieser Vorgang ist bei Temperaturen, die sich ca. 150 K an den oberen Kühlpunkt annähern, wegen der steigenden Viskosität nahezu beendet.
5. Detaillierte Beschreibung der Vorrichtung
In 1 ist das Gesamtschema der Vorrichtung zu sehen. Die Glasschmelze wird nach Verlassen der Schmelzwanne in der kurzen Kühlstrecke (1), die zwischen den Stromflanschen 11 und 12 liegt, abgekühlt, mindestens das Glas nahe der Kanalwandung. In der nachfolgenden Aufheizstrecke 2 erfolgt ein schnelles Aufheizen zur Begünstigung thermischen Reboils. Die Stromversorgung erfolgt über Stromflansche 12 und 14.
In der Rührzelle 3, die über die Stromflansche 13 und 14 mit beheizt wird, wird durch schnelles Drehen des Rührers mechanisches Reboil begünstigt. Über einen Verbindungskanal 22 im Bereich der Flansche 14, 15 und 16 strömt das Glas in den Entgasungsbereich 4 der Vorrichtung. Dieser wird im Beispiel durch zwei elektrische Heizkreise zwischen den Stromflansche 17 und 18 bzw. 18 und 19 mit Energie versorgt.
Alle diese elektrischen Heizkreise werden mit Hilfe von 2 bis 6 Thermoelementen je Heizkreis sowie elektronischer Regler auf die gewünschte Temperaturverteilung eingestellt.
Nach Verlassen der Vorrichtung wird die Glasschmelze dem Speiser 23 übergeben. Dieser wird so betrieben, daß im Temperaturbereich mit der stärksten Resorption von Blasen die Abkühlung langsamer als im übrigen Bereich des Speiserkanals erfolgt.
2 zeigt den Entgasungsbereich in der Grobübersicht mit nur einigen Einbauteilen 5, die mindestens zur mechanischen Abstützung des Edelmetalls, aber in der Regel zusätzlich der Strömungsumlenkung dienen. Zur Erhöhung der Übersichtlichkeit sind stellvertretend auch für andere Strömungshindernisse wie sie in Bild 3 bis 6 gezeigt sind, nur einige einfache stützende Einbauteteile 5 in Form von Edelmetallringen eingezeichnet. Die keramische Wärmeisolation 10 ist nur angedeutet.
3 zeigt beispielhaft ein Prallblech 6 im Sinne eines Ausführungsbeispiels mit einer bestimmten größeren Anzahl von Öffnungen 9, ohne damit die Möglichkeiten der Wahl der Anzahl und Größe der Öffnungen einschränken zu wollen.
4 zeigt ein Strömungshindernis, welches nicht als Lochplatte ausgebildet ist und eine Ausdehnung in Strömungsrichtung besitzt. Der trichterähnliche Teil besitzt eine Anzahl von Öffnungen 9, die in der Regel Durchmesser von mehr als 10 mm aufweisen. Der trichterförmige Teil wird durch eine Stütze 8 stabilisiert und so ein starkes Absinken infolge von Kriechvorgängen im Edelmetall bei den hohen Betriebstemperaturen verhindert.
5 zeigt weitere Ausführungen von Strömungshindernissen für den Entgasungsbereich mit Öffnungen 9 in der Mitte und am Rand in verschiedener Anordnung, Größe und Form, ohne die Zahl und Gestaltung möglicher Bauformen damit beschränken zu wollen.
Gemeinsam ist allen Strömungshindernissen, daß sie im oberen Bereich einen durchgehenden Gasraum über die gesamte Länge der Baugruppe gewährleisten müssen. Alle Ausführungen der Strömungshindernisse nach Bild 2 bis 6 erfüllen mindestens die Stützfunktion des Einbauteils für den Kanal, die Ausführungen in Bild 3 bis 6 mehr als nur das und die Ausführung wie in den Beispielen Bild 4 und 6 wirken in besonders starkem Maße als Strömungshindernis zur Erhöhung der Wahrscheinlichkeit der Koaleszenz.
Diese Beispiele für Strömungshindernisse sind hier für kreisförmigen Kanalquerschnitt beschrieben. Sie sind natürlich sinngemäß auf andere Querschnitte wie Ellipse oder einen rechteckähnlichen Querschnitt übertragbar.
6 zeigt beispielhaft ein Strömungshindernis, bestehend aus einer Gruppe von parallelen, in Strömungsrichtung leicht ansteigenden Edelmetallplatten 20 mit definierten Abständen, die mindestens am Eintrittsquerschnitt und Austrittsquerschnitt dieses Einbauteils an vertikalen Platten gehalten werden. Das linke Bild zeigt die Frontansicht, das mittlere Bild die Seitenansicht und das rechte Bild den Austrittsquerschnitt.
Zwischen diesen Platten 20 sind damit flache Strömungskanäle über die Länge dieses Einbauteils geschaffen worden. Die Abstände dieser Platten sind so bemessen, daß es für einen bestimmten Prozentsatz auch kleiner Blasen möglich ist, die Unterseite der darüber liegenden Platte zu erreichen. Dort kann eine solche Blase nahe der Unterseite der Edelmetallplatte von der Strömung mitgezogen werden und sogar zeitweilig anhaften und bei Annäherung einer weiteren Blase die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Koaleszenz vergrößern.
Mit diesem Beispiel ist keine Einschränkung bezüglich der Zahl der parallelen Platten 20, ihrer Abstände und der Länge dieses Einbauteils in Strömungsrichtung beabsichtigt. Die genaue Dimensionierung erfolgt für den konkreten Einsatzfall und seine Anforderungen.
Dieser Einbauteil wird wie die anderen Einbauteile auch in der Regel mehrfach in der Entgasungszone eingebaut.
Verzeichnis der Abbildungen
Bild 1

Übersichtsschema der Läutervorrichtung (Wärmeisolierung nicht dargestellt)

Bild 2

Beispiel Entgasungszelle als Rohr mit Einbauten zur Verstärkung (schematisch)

Bild 3

Beispiel für ein Prallblech, ausgebildet als Lochplatte

Bild 4

Beispiel für ein Strömungshindernis mit Trichteraufsatz (Seitenansicht)

Bild 5

Beispiele für Prallbleche mit Öffnungen in der Mitte und am Rand

Bild 6

Beispiel für ein Strömungshindernis mit parallelen Platten in Längsrichtung

1: Kühlstrecke
2: Aufheizstrecke
3: Rührzelle
4: Entgasungsbereich
5: Einbauteile
6: Prallblech
8: Stütze
9: Öffnung
10: Wärmeisolation
11 bis 19: Stromflansche
20: Edelmetallplatten
21: Glasstand
22: Verbindungskanal
23: Speiser
24: Wandung

Claims

Verfahren zum Läutern von Glasschmelzen in einer von der Schmelze durchströmten und nach der Schmelzwanne angeordneten Vorrichtung, in der den Blasen in der ausreichend niedrig viskos eingestellten Schmelze aufgrund der Dimensionierung der Vorrichtung eine bestimmte mittlere Zeit für den Aufstieg zur Oberfläche zur Verfügung gestellt wird, gekennzeichnet dadurch, dass 1.1 durch kombinierte mehrfache Einwirkung auf die Glasschmelze mittels verschiedener Methoden die Entstehung von Blasen provoziert, wodurch die Triebkraft für deren Austreiben erhöht wird und in einem letzten Verfahrensschritt nicht nur größere sondern auch kleinere Blasen mit 0,1 bis 0,5 mm Durchmesser ausgetrieben werden 1.2 thermisches Reboil durch Abkühlen und anschließendes schnelles Aufheizen hervorgerufen wird 1.3 mechanisches Reboil vor der eigentlichen Entgasungszelle hervorgerufen wird 1.4 die Viskosität der Schmelze in der letzten Baugruppe der Vorrichtung auf 20 Pa·s oder darunter gesenkt wird 1.5 die Entgasung der Schmelze in der Vorrichtung durch Begünstigung der Koaleszenz durch Änderung der Abstände der Blasen infolge Erzwingens häufiger Richtungsänderungen des Glasstroms und häufiger Querschnitts-einengungen durch Verwendung von die Strömung beeinflussenden Einbauteilen im Kanal und durch Senkung der Oberflächenspannung der Schmelze durch geeignete Zusatzstoffe gefördert wird 1.6 eine für den Einsatzzweck besonders geeignete Kombination von Läutermitteln in einer für den Einsatzfall optimierten Dosierung angewendet wird 1.7 eine mittlere Aufenthaltszeit in der Vorrichtung von mindestens einer Stunde erreicht wird, die bei höheren Anforderungen an die Läuterung bei entsprechender Baugröße erhöht wird 1.8 die Vorrichtung an ihrer Innenseite im Kontakt zur Glasschmelze eine metallische Wand besitzt oder aus feuerfestem keramischem Material besteht. 1.9 der Temperaturverlauf in der Vorrichtung und im anschließenden Speiserkanal in der Weise gestaltet wird, dass im Temperaturbereich, in dem die Resorption von Gasen besonders schnell und wirksam erfolgt, die Abkühlung verlangsamt wird.
Verfahren zum Läutern von schmelzflüssigem Glas gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass es die Entgasung und das Auftreten von Koaleszenz bewußt fördert und ausnutzt, indem 2.1 die Anzahl der Blasen pro Volumeneinheit durch Verursachen thermischen und mechanischen Reboils anfangs vergrößert wird 2.2 die Strömung beeinflussende Einbauten im Kanal, die als Strömungshindernisse gestaltet sind, die Abstände der mitgeführten Blasen häufig verändern und teilweise verringern 2.3 die Koaleszenz durch optimierte Dosierung des Läutermittels und durch Zusatzstoffe, die die Oberflächenspannung der Glasschmelze senken, erleichtert wird. 2.4 durch die geeignete Wahl der Läutermittelkombination die Resorption der nach der Läutervorrichtung noch verbliebenen kleinen Blasen unterstützt wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Läutern von schmelzflüssigem Glas gemäß Anspruch 1 und 2 in einer von diesem durchströmten Vorrichtung, in der den Blasen eine bestimmte mittlere Zeit zum Aufsteigen zur Oberfläche gegeben wird, gekennzeichnet dadurch, dass 3.1 sie direkt elektrisch beheizt wird, mehrteilig aufgebaut und hinter der Schmelzwanne angeordnet ist 3.2 der erste Teil der Vorrichtung als Behälter, bevorzugt als Rohr, noch bevorzugter als Pt-Rohr ausgebildet ist, der zur Kühlung der Glasschmelze dient 3.3 der zweite Teil als Behälter, bevorzugt mit innerer Edelmetallwandung, ausgebildet ist, in dem ein schnelles Aufheizen erfolgt, um thermisches Reboil zu verursachen. 3.4 im dritten Teil der Vorrichtung durch Rühren in diesem Behälter ein mechanisches Reboil begünstigt wird durch eine Rührvorrichtung, die bei ausreichend hoher Drehzahl betrieben wird, oder durch andere mechanische Mittel 3.5 der vierte Teil der Vorrichtung zum schnellen Aufheizen genutzt wird, um den Druck in den Blasen zu erhöhen und das Aufsteigen der Blasen zu erleichtern, wobei gleichzeitig die Viskosität auf Werte von unter 30 Pa·s, bevorzugt unter 15 Pa·s, gesenkt wird 3.6 der vierte Teil aus einer oder mehreren Baugruppen zusammengesetzt ist 3.7 dieser vierte Teil, die eigentliche Entgasungszone, die mit Edelmetallwandung oder Wandung aus dispersionsstabilisiertem Platin oder seinen Legierungen oder anderen feuerfesten Materialien versehen ist, die für die hohen Betriebstemperaturen im Bereich zwischen 1300°C und 1700°C geeignet sind 3.8 dieser vierte Teil mit vielen Einbauten versehen ist, die mit kurzen Einengungen des verfügbaren Strömungsquerschnitts vielfach eine Änderung der Strömungsrichtung des Glasflusses und der relativen Abstände der Gasblasen darin erzwingen und außerdem zur mechanischen Stabilisierung des Edelmetalls der Kanalwandung beitragen 3.9 dieser vierte Teil, der bevorzugt als Rohr oder mit elliptischem oder rechteckigem Querschnitt ausgebildet ist, an seiner Oberseite mit einem freien Gasraum und mindestens einer Entlüftungsöffnung versehen ist. Der Glasstand wird so eingestellt, dass über der gesamten Länge des vierten Teils ein freier Gasraum von mindestens 15 mm Höhe erhalten bleibt und dass die freie Oberfläche der Glasschmelze eine Breite aufweist, die weniger als 30% des hydraulischen Durchmessers des Kanalquerschnitts beträgt 3.10 die Innenwände des Kanals der Vorrichtung aus Edelmetallblech oder aus edelmetallbeschichtetem Material oder anderen feuerfesten Materialien bestehen 3.11 alle Teile der Vorrichtung nach wärmetechnischen und strömungstechnischen Gesichtspunkten mit Hilfe der Methode der finiten Differenzen oder der finiten Elemente bezüglich des Edelmetall- und Energieverbrauchs sowie verfahrenstechnischer Wirksamkeit optimiert werden.
Vorrichtung zum Läutern von schmelzflüssigem Glas gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, dass sie wahlweise anstelle von inneren Wandungen aus Blechen aus Platin, Platinlegierungen, dispersionsstabilisiertem Platin oder seinen Legierungen, innere Wandungen an der Grenzfläche zur Glasschmelze aus beschichteter Spezialkeramik besitzt, wobei die gleichen Edelmetalle durch Plasmaspritzen oder eine andere Methode auf die Keramik haltbar aufgebracht werden. Dazu muss die Keramik so ausgewählt werden, dass thermisch bedingte Spannungen zwischen den benachbarten Schichten dadurch begrenzt werden, dass die Differenz ihrer Ausdehnungskoeffizienten 2,0*10^–6/K nicht übersteigt und bevorzugt geringer ist.
Vorrichtung zum Läutern von schmelzflüssigem Glas gemäß Anspruch3, gekennzeichnet dadurch, das sie die Entgasung und das Auftreten von Koaleszenz bewusst fördert und ausnutzt, indem jeweils eines der zahlreichen im Kanal eingebauten Strömungshindernisse gestaltet ist als entweder 5.1 Prallplatte mit mehreren (< 10) größeren oder vielen (> 20) kleineren Öffnungen darin, (Bild 5, Bild 3) oder als 5.2 Prallplatte mit angesetztem kegelstumpfähnlichen Anbau in Strömungs-richtung und einer Anzahl von Öffnungen darin zum Erzwingen von Strömungsumlenkungen, (Bild 4) oder als 5.3 Gruppe von parallelen, in Strömungsrichtung leicht ansteigenden Edel-metallplatten mit definierten Abständen, die mindestens am Eintrittsquerschnitt und Austrittsquerschnitt dieses Einbauteils an vertikalen Platten gehalten werden (Bild 6)