DE1496039B2

DE1496039B2 - Elektrisch beheizter Glasschmelzofen

Info

Publication number: DE1496039B2
Application number: DE1496039A
Authority: DE
Inventors: Vaclav Suesser; Josef Vach
Original assignee: STATNI AYZKUMNY USTAV SKLARSKY HRADEC KRALOVE (TSCHECHOSLOWAKEI)
Current assignee: STATNI AYZKUMNY USTAV SKLARSKY HRADEC KRALOVE (TSCHECHOSLOWAKEI)
Priority date: 1964-12-15
Filing date: 1965-12-14
Publication date: 1974-04-18
Also published as: US3378618A; DE1496039C3; BE673716A; DE1496039A1; FR1459642A; GB1099510A; AT272552B

Description

45

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrisch beheizten Glasschmelzofen mit wenigstens einer Schmelzkammer und einer Arbeitskammer, bei dem in der Schmelzkammer Elektroden paarweise so angeordnet und an eine Stromquelle angeschlossen sind, daß sie von der Einzelöffnung für das Glasgemenge aus gesehen zum Durchflußkanal zwischen Schmelz- und Arbeitskammer mit anwachsender Stromenergie beaufschlagt, entlang der Oberfläche der Glasschmelze einen in umgekehrte Richtung erfolgenden Schmelzfluß ausbilden.

Derartige Glasschmelzofen sind bereits bekannt (deutsche Patentschrift 806 999). Der bekannte elekirische Schmelzofen weist eine längliche Vorschmelzkammer auf, die mit einer kombinierten Schmelz- und Läuterungskammer von länglicher Form über einen unter dem Glasspiegel liegenden Durchlaß in einer ihrer Seitenwandungen verbunden ist. Die Läuterungskammer ist über einen unter dem Glasspiegel liegenden Durchflußkanal mit einer verhältnismäßig kleinen Arbeitskammer verbunden, aus der das Glas entnommen und weiter verarbeitet werden kann. Die entlang der Seitenwandungen der Schmelz- und Läuterungskammer angeordneten Elektroden, die gruppenweise in Stellung gebracht sind, befinden sich im dichten Abstand an den Innenseiten der Kammer und ragen dort stabförmig aus der Bodenfläche nach oben, um die Glasschmelze weitgehend zu durchgreifen. Die Dichte des Strömungsflusses kann bei der bekannten Anordnung so geändert werden, daß Konvektionsströmungen des Oberflächengläses längs der Oberfläche des verflüssigten Glases von der Entnahmestelle bis zur Einführungsstelle der Glassatzrohstoffe sich ausbilden. Hierfür sind die an die Elektroden angelegten Spannungen vorzugsweise so bemessen, daß die Stromdichte am Läuterungsende der Kammer genügend hoch ist, um eine Glastemperatur aufrechtzuerhalten, die über der Temperatur am Eingangsende der Kammer liegt. Der bekannte Glasschmelzofen arbeitet mit einer Zweiphasenschaltung.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei dieser Ausführungsform nicht nur sogenannte tote Ecken zwischen einzelnen Elektroden und den Einlaß- bzw. Durchflußöffnungen entstehen, in denen zufolge der ungünstigen Strömungsverhältnisse mit einer Minderung der Glasqualität gerechnet werden muß, sondern daß darüber hinaus zufolge der Verwendung einer Zweiphasenschaltung auch die zwischen den einzelnen Elektrodengruppen nicht vorhandene oder sich nicht ausreichend ausbildende Strömung keine Qualitätsverbesserung der Homogenität der Glasschmelze erbringen kann.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine möglichst optimale Strömung des Konvektionsflusses der Glasschmelze über die gesamte Länge und Breite der Schmelzkammer zu erzielen, so daß die Homogenität und Blasenfreiheit der Glasmasse und damit ihre ausreichende Klärung weiter verbessert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Abstand der Elektroden untereinander zwischen den dem Durchflußkanal am nächsten und am entferntesten liegenden Elektrodenpaaren größer als der Abstand zwischen den übrigen Elektroden entlang jeder Seitenwand der Schmelzkammer ist, wobei ein Dreiphasenstrom über unabhängig voneinander regulierbare Stromquellen an die Elektrodenpaare angelegt ist, und daß der Durchflußkanal zwischen Schmelzkammer und Arbeitskammer größer als die Hälfte der Breite der Schmelzkammer ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht auch darin, daß die Einfüllöfffung für das Glasgemenge im oberen Teil der dem Durchflußkanal zwischen Schmelzkammer und Arbeitskammer gegenüberliegenden Ofenwandung und damit diametral dem im Bodenbereich befindlichen Durchflußkanal gegenüberliegt.

Schließlich ist es bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel auch wesentlich, daß der Durchflußkanal aus zwei bzw. mehreren voreinander getrennten Kanalabschnitten besteht, deren Summenbreite die halbe Breite der Schmelzkammer überschreitet.

Die an sich bekannte polygonartige Anordnung der Elektroden untereinander (französische Patentschrift 1 203 753) stellt sicher, daß keinerlei tote Ekken in der Schmelzkammer mehr auftreten, der Dreiphasenstrom zwischen den mit steigenden Stromener-

3 4

sien beaufschlagten Elektrodenpaaren bedingt eine des Durchfhißkanals 9 parallel liegen, und die länger günstige Strömung auch zwischen den Elektroden sind als die übrigen Seiten 12, 14; 14,16; 13, 15 und und die Breite des Durchflußkanals, die wenigstens 15, 17 des Sechsecks, die ihrerseits untereinander der Hälfte der Breite der Schmelzkammer entspricht, gleich lang sind, so daß sich die Form dieses unvorzugsweise jedoch noch breiter ist, sorgt für einen 5 gleichseitigen Polygons in dem quadratischen Grundgleichmäßigen Fluß der Glasschmelze und damit für riß der Schmelzkammer 1 ergibt,
eine Verbesserung ihrer Homogenität. Die Elektrodenpaare 12, 13; 14, 15; 16, 17 geben

Eine sich ausbildende aufsteigende Strömung an drei Abschnitte der Schmelzkammer 1 vor, die durch

der Zwischenwandung oberhalb des Durchflußkanals vertikale, senkrecht zur Richtung des Abzugstromes

zwischen Schmelz- und Arbeitskammer und eine ab- io der Glasschmelze verlaufende Ebenen kennzeichnet,

steigende Strömung der Glasschmelze an der die Ein- und sie werden mit elektrischem Strom derart ge-

füllöffnung aufweisenden Wandung des Schmelz- speist, daß die dem Durchflußkanal 9 am nächsten

ofens verlängert die Flußbahn der Glasmasse und da- liegenden Elektroden 12 und 13 zugeführte Energie

mit die Verweildauer derselben innerhalb der größer ist als die den mittleren Elektroden 14 und 15

Schmelzkammer, so daß das Glas auf eine höchst- 15 zugeführte Energie, wobei diese wiederum größer ist

mögliche Klärungstemperatur gebracht werden kann. als die der Elektroden 16, 17 zugeführte. Letztere

Auch werden schädliche Turbulenzen, mit denen ge- wird mittels einer in F i g. 2 dargestellten elektrischen

gebenenfalls Luft, in die Glasschmelze eingebracht Schaltung erreicht.

werden könnte, verhindert. Die Vergrößerung des ef- Die Elektroden sind paarweise an ein Dreiphasenfektiven Querschnittes der Schmelzkammer durch die 20 netz 19 angeschlossen. An einen ersten Transformarelativ große Breite des Durchflußkanals führt zu- tor 20 ist das in der Nähe des Durchflußkanals 9 liesätzllich zu einer Herabsetzung der Flußgeschwindig- gende Elektrodenpaar 12,13 angeschlossen, an einen keit der Glasmenge, so daß auch hierbei die Gefahr zweiten Transformator 21 das in der Mitte der des Mitreißens nicht geschmolzener und ungeklärter Schmelzkammer 1 angeordnete Elektrodenpaar 14, Glasmasse in die Arbeitskammer vermieden wird 25 15 und an einen dritten Transformator 22 das der und die bisher auftretenden toten Ecken ausgeschal- dem Durchflußkanal 9 gegenüberliegenden Wand betet sind. nachbarte Elektrodenpaar 16, 17. Die Mitten der

Ein Ausführungsbeispiel des elektrisch beheizten Transformator-Sekundärwindungen 20, 21 und 22

Glasschmelzofens wird nachfolgend an Hand der sind galvanisch miteinander verbunden. Die Primär-

Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt 30 windungen der Transformatoren 20, 21 und 22 sind

F i g. 1 einen Schnitt durch den Glasschmelzofen in Dreieckschaltung und an das Dreiphasennetz 19

entlang der Linie I-I in F i g. 2 und über drei unabhängig regulierbare Spannungsquellen

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in 23, 24, 25 angeschlossen. Die Spannungsregelung in

Fig. 1 sowie die elektrische Schaltung für die Elek- jeder Phase ermöglicht die Einstellung der gewünsch-

trodenpaare. 35 ten Spannung in den drei Elektrodenpaaren, und

Der Glasschmelzofen besteht aus einer Schmelz- zwar unmittelbar vor dem Durchflußkanal 9 an dem

kammer 1 mit quadratischem Grundriß und einer Ar- Elektrodenpaar 12, 13 in der Mitte der Schmelzkam-

beitskammer 5. Die Schmelzkammer 1 hat eine Ein- merl, an dem Elektrodenpaar 14, 15 und an der

füllöffnung zum Einführen des Glasgemenges 3, und dem Durchflußkanal 9 gegenüberliegenden Wand, an

sie ist mit einem abnehmbaren Deckel 4 abgedeckt. 40 dem Elektrodenpaar 16,17.

Die Arbeitskammer 5 ist mit einer Entnahmeöff- Die Temperatur erreicht somit ihren Höhepunkt in

nungö und einer Auslaßöffnung 7, die mit einem dem dem Durchflußkanal 9 unmittelbar benachbar-

Pfropfen 8 abgeschlossen wird, versehen. Schmelz- ten Bereich und fällt in Richtung der dem Durchfluß-

und Arbeitskammer sind durch einen Durchflußka- kanal 9 gegenüberliegenden Wand ab. Zufolge dieses

nal 9 verbunden, der unter der Zwischenwand 10 im 45 Temperaturgradienten strömt die Glasmasse entlang

Bodenbereich liegt und dessen Breite der Breite der der Richtung, welche in Fig. 1 durch die Strömungs-

Schmelzkammer 1 im Ausführungsbeispiel gleicht. linie 26 dargestellt ist. Durch diese Richtungsbeein-

Der Durchflußkanal ist jedoch in jedem Fall größer flussung der Konvektionsströme wird jegliche Turbu-

als die Hälfte der Breite der Schmelzkammer. lenz ausgeschlossen und die Beharrungszeit der Glas-

Der Glasschmelzofen wird mittels vertikal an- 50 schmelze auf den höchsten Klärungstemperaturen

geordneten Elektroden 12 bis 17 in der Schmelzkam- verlängert.

mer 1 beheizt, wobei für das Anfahren des Ofens im Dadurch, daß die Breite des Durchflußkanals 9 der Kaltzustand im Deckel 4 Gasbrenner angeordnet Breite der Schmelzkammer 1 gleich ist oder wenigsind, die in der Abbildung nicht dargestellt sind. Die stens deren halbe Breite übersteigt, werden »tote« Arbeitskammer 5 wird zusätzlich mittels Wider- 55 Ecken beseitigt, wobei infolge der niedrigen Ströstandselementen 18 beheizt. mungsgeschwindigkeit der Glasmasse im Durchfluß-

Die Elektroden 12 bis 17 sind derart angeordnet, kanal das Mitreißen von Blasen und nicht vollständig daß eine gedachte Verbindungslinie zwischen ihnen durchgeschmolzener Teilchen des Glasgemenges 3 ein Sechseck bildet, dessen Seiten 12, 13 und 16, 17 infolge des geringen Abzugstromes in die Arbeits-

untereinander und zu der Zwischenwand 10 oberhalb 60 kammer 5 hinein verhindert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrisch beheizter Glasschmelzofen mit wenigstens einer Schmelzkammer und einer Arbeitskammer, bei dem in der Schmelzkammer Elektroden paarweise so angeordnet und an eine Stromquelle angeschlossen sind, daß sie, von der Einzelöffnung für das Glasgemenge aus gesehen, zum Durchflußkanal zwischen Schmelz- und Arbeitskammer mit anwachsender Stromenergie beaufschlagt, entlang der Oberfläche der Glasschmelze einen in umgekehrter Richtung erfolgenden Schmelzfluß ausbilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Elektroden (12 bis 17) untereinander zwischen den dem Durchflußkanal (9) am nächsten und am entferntesten liegenden Elektrodenpaaren (12, 13 bzw. 16, 17) größer als der Abstand zwischen den übrigen Elektroden entlang jeder Seitenwand der Schmelzkammer (1) ist, wobei ein Dreiphasenstrom über unabhängig voneinander regulierbare Stromquellen (23 bis 25) an die Elektrodenpaare angelegt ist, und daß der Durchflußkanal (9) zwischen Schmelzkammer (1) und Arbeitskammer (5) größer als die Hälfte der Breite der Schmelzkammer ist.

2. Glasschmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllöffnung (2) für das Glasgemenge (3) im oberen Teil der dem Durchflußkanal (9) zwischen Schmelzkammer (1) und Arbeitskammer (5) gegenüberliegende Ofenwandung und damit diametral dem im Bodenbereich befindlichen Durchflußkanal (9) gegenüberliegt.

3. Glasschmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußkanal (9) aus zwei bzw. mehreren voneinander getrennten Kanalabschnitten besteht, deren Summenbreite die halbe Breite der Schmelzkammer (1) überschreitet. ....,....·.