DE1046271B

DE1046271B - Glasschmelzofen mit im wesentlichen zylindrischer Gefaesswandung

Info

Publication number: DE1046271B
Application number: DEL18624A
Authority: DE
Inventors: Hans-Wolfgang Knauer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1954-04-22
Filing date: 1954-04-22
Publication date: 1958-12-11

Description

Glasschmelzofen mit im wesentlichen zylindrischer Gefäßwandung Um gegossene Glasteile herzustellen, muß Glas in feuerfesten Behältern geschmolzen werden. Wenn man insbesondere kleinere- Glasmengen benötigt, wird für die Erhitzung des Glases häufig ein elektrisches Verfahren angewendet, welches die Eigenleitfähigkeit des heißen Glases ausnutzt und in der Aufheizung durch direkten Stromdurchgang besteht. Dadurch wird die Wärmeentwicklung unmittelbar an die Stellen gelegt, wo sie benötigt wird. Um das Verfahren praktisch durchführen zu können, sind gewisse Voraussetzungen zu beachten: Zunächst muß das Glas so weit vorgewärmt werden, daß es eine genügende Eigenleitfähigkeit hat. Dann muß die elektrische Energie mit so hoher Spannung zur Verfügung stehen. daß die zusätzliche Anfangsheizung bei möglichst niedrigen Temperaturen abgeschaltet werden kann. Schließlich aber soll die Stromverteilung im Glas so geregelt sein, daß die Temperatur möglichst gleichmäßig ist und daß - jedenfalls in der Nähe des Ausflusses - ein gleichmäßig blasenfrei geschmolzenes Material zur Verfügung steht. Außerdem dürfen die Metallelektroden keinem zu schnellen Abbrande ausgesetzt sein.
Für Metallschmelzen ist es bekannt, die Wanne als eine Elektrode und einen oberen Kohlenklotz als zweite Elektrode zu benutzen. Diese beiden Elektroden sind durch einen Erhitzungswiderstand verbunden, der die Reaktion einleitet und im Verlauf des Prozesses aufgezehrt wird. Die weitere Stromleitung erfolgt dann durch das Schmelzmetall selbst.
Es ist ferner ein Glasschmelzofen bekannt, bei dem das Glas durch einen Elektrolysevorgang geschmolzen wird. Bei diesem Ofen wird die Wandung selbst als eine der Elektroden für den Stromdurchgang durch das Bad benutzt.
Weiterhin ist ein Glasschmelzofen bekannt, bei dem der Schmelzraum einen Ringraum bildet, an dessen Innenseiten die Elektroden als Zylindersegmente angeordnet sind. Im Zentrum des Ringraumes befindet sich eine Abflußöffnung, so daß die Schmelze durch Öffnungen in den Innenelektroden und seitliche Durchbrüche in der Innenwandung in eine Läuterkammer fließen kann. Die bekannte Anordnung der Elektroden sorgt für eine günstige Ausbildung der Temperaturverteilung in der Schmelzzone.
Durch die Erfindung soll ein Glasschmelzofen geschaffen werden, bei dem die Wärmezufuhr an der Ausflußöffnung jedoch in einfacher Weise ohne Änderung der gesamt zugeführten Wärme gesteuert werden kann.
Um dies zu erreichen, ist bei einem Ofen mit im wesentlichen zylindrischer Gefäßwandung zum Schmelzen von Glas unter Ausnutzung der Eigenleitfähigkeit des vorgewärmten Glases, wobei die Wandung selbst die eine Elektrode bildet, während die andere Elektrode stabförmig in der Achse des Gefäßes angebracht ist, erfindungsgemäß der Boden des Gefäßes, der mit einer zentralen Ausflußöffnung versehen ist, mit der Wandung elektrisch verbunden, und ferner ist die mittlere Elektrode, deren Abstand von dem Boden kleiner ist als der Abstand von der Gefäßwandung, axial verschiebbar angeordnet.
Dadurch wird allerdings in der Nähe der Innenelektrode eine höhere Temperatur erzeugt als am äußeren Mantel. Dies ist aber gerade erwünscht, weil dadurch die äußere, an die Luft grenzende Elektrode gegen Abbrand geschützt wird und weil sich in Achsennähe im allgemeinen die Ausflußöffnung des Glases befindet. Die Temperaturunterschiede sind nicht so hoch, wie sich aus Betrachtungen des elektrischen Feldes (etwa in einem elektrolytischen Trog) ergeben möchte, weil der Widerstand des Glases mit steigender Temperatur erheblich sinkt und dadurch die Wärmeentwicklung herabgedrückt wird. Da auch der Boden des Ofens zur Stromführung herangezogen wird, indem er aus Metall hergestellt wird, läßt sich der Stromfluß zwischen der Stirnfläche der axialen Stabelektrode und dem Boden zur Erwärmung des Glases in unmittelbarer Nähe des Ausflusses nutzbar machen. Man kann diese stabförmige Innenelektrode noch mit einer Verstärkung am unteren Ende versehen, um den Stromfluß günstiger zu gestalten. Um den Beginn des Stromdurchganges bei niedrigen Temperaturen zu erleichtern, kann die verschiebbare mittlere Elektrode zunächst in die Höhe der Abflußöffnung gebracht werden. Dadurch wird während des Aufheizens der Widerstand verringert und die Aufheizung in der Nähe des Ausflusses beschleunigt. Während des Schmelzvorganges kann durch Verschieben der Elektrode die Wärmezufuhr gesteuert werden. Es braucht nicht näher ausgeführt zu werden, daß die als Elektrode verwendeten Metalle möglichst korrosionsfest sein müssen, wobei insbesondere die dem Glas angrenzenden Flächen dem chemischen Angriff entsprechend gewählt werden. So kann die äußere Elektrode durch eine Schichtung zweier Metalle den verschiedenen Bedingungen der Festigkeit gegenüber Luft und Glas angepaßt sein. Es kann vorteilhaft sein, den Ofen mit Stickstoff zu füllen oder zu spülen, um die Innenflächen der Elektroden noch besser zu schützen.
Die zusätzliche Heizung zu Beginn des Schmelzprozesses läßt sich bei zylindrischem Ofen besonders leicht durchführen, indem zu Beginn ein weiterer, z. B. elektrischer Heizkörper übergeschoben wird.
Die Abbildung zeigt in z. T. schematischer Darstellung als Ausführungsbeispiel einen Ofen nach der Erfindung. Die zylindrische Ofenwand 1 selbst dient als äußere Elektrode, während die innere Elektrode 2 koaxial in den Zylinder eingeführt und verschiebbar ist. Der Boden 4 kann ebenfalls aus Metall hergestellt werden und elektrisch leitend mit dem Zylindermantel 1 verbunden sein, so daß gerade in der Nähe der Ausflußöffnung 3 das Glas besonders stark erhitzt wird und evtl. Luftblasen nach oben getrieben werden. Die Innenelektrode 2 ist an ihrem unteren Ende mit einer Verstärkung 5 versehen, so daß dort eine größere Elektrodenoberfläche vorhanden ist. Der Fülltrichter und das Rohr 6 dienen gleichzeitig zur Spülung des Ofens mit Stickstoff. Mit 7 ist eine zusätzliche Heizung bezeichnet, die das Glas bis zur elektrischen Leitfähigkeit erwärmt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Ofen mit im wesentlichen zylindrischer Gefäßwandung zum Schmelzen von Glas unter Ausnützung der Eigenleitfähigkeit des vorgewärmten Glases, wobei die Wandung selbst die eine Elektrode bildet, während die andere Elektrode stabförrnig in der Achse des Gefäßes angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Gefäßes, der mit einer zentralen Ausflußöffnung versehen ist, mit der Wandung elektrisch verbunden ist und daß die mittlere Elektrode, deren Abstand von dem Boden kleiner ist als der Abstand von der Gefäßwandung, axial verschiebbar ist.
2. Ofen nach Anspruch, 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der mittleren Elektrode verstärkt ist.
3. Ofen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von Glas freie Raum des zylindrischen Ofens mit einem chemisch inerten Gas gefüllt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 188 590, 822 289; österreichische Patentschrift Nr. 4 265; britische Patentschrift Nx. 630 735_