DE1909687C3 - Drehstrom betriebener Glasschmelzofen - Google Patents
Drehstrom betriebener GlasschmelzofenInfo
- Publication number
- DE1909687C3 DE1909687C3 DE19691909687 DE1909687A DE1909687C3 DE 1909687 C3 DE1909687 C3 DE 1909687C3 DE 19691909687 DE19691909687 DE 19691909687 DE 1909687 A DE1909687 A DE 1909687A DE 1909687 C3 DE1909687 C3 DE 1909687C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrodes
- furnace
- glass
- electrode
- glass melting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims description 40
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims description 29
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 13
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 11
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 230000001965 increased Effects 0.000 description 5
- 210000001138 Tears Anatomy 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N Tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000000414 obstructive Effects 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Description
25
Die Erfindung betrifft einen Drehstrom betriebenen Glasschmelzofen mit sechseckigem Querschnitt und mit
mehreren in das zu schmelzende Glasmaterial eingetauchten und im Abstand zueinander angeordneten
Elektroden, deren freie Enden die Enden eines Sechsecks definieren.
Glasschmelzofen werden seit Jahren elektrisch
betrieben, und zwar sowohl ausschließlich als auch in Verbindung mit Brennstoff gespeisten Wärmequellen.
Bei den elektrischen Heizanlagen sind mehrere Elektroden in die Glasschmelze eingetaucht und es wird
ein elektrischer Strom zwischen den Elektroden durch das im Ofen befindliche Material hindurchgeleitet,
wodurch das Glas erwärmt und geschmolzen wird. Es ist bereits eine große Vielfalt von Elektroden-Konfigurationen
vorgeschlagen worden, wobei die Elektroden am häufigsten die Seitenwände oder den Boden des Ofens
durchsetzen, so daß ein Stromfluß durch die Glasschmelze hindurch erzeugt wird.
Eine der bei elektrisch beheizten Glasschmelzofen «uftretenden Hauptschwierigkeiten liegt in der Erzeugung
und Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Verteilung des Heizstroms durch das Glas während
seiner Behandlung im Ofen. Diese Schwierigkeit beruht zumindest zum Teil auf dem negativen Widerstandskoeffizienten
von Glas. Dies bedeutet, daß bei wärmer werdendem Glas sein spezifischer Widerstand abnimmt.
Der Stromfluß durch die im Ofen befindliche Glasschmelze hat einen kumulativen Effekt, und zwar der
Gestalt, daß bei der Temperaturerhöhung der vom Strom durchflossenen Bereiche der Glasschmelze
infolge der !mischen Erwärmung durch den Strom der
Widerstand dieses Materials abnimmt und mithin bestrebt ist, den Stromfluß durch die wärmeren
Bereiche der Glasschmelze zu erhöhen. Als Folge hiervon ergeben sich sogenannte »heißere Stellen« im
Glasschmelzofen, welche bestrebt sind, einen Teil des Stromflußes zu kühleren Ofenabschnitten kurzzuschließen.
Dadurch entsteht eine ungleichmäßige Erwärmung und ein ungleichmäßiges Schmelzen des im 6S
Ofen befindlichen Glases und eine Verminderung des Wirkungsgrades des Ofenbetriebs.
Diese Schwierigkeit tritt bei größeren öfen, bei denen die Elektroden die Ofenseitenwände durchsetzen,
aus dem Grund noch stärker zu Tage, weil sich die Kurzschlußströme am Rand der im Ofen befindlichen
Glasschmelze auszubilden trachten, während das in der Ofenmitte enthaltene Glas durch die Tauchelektroden
nicht ausreichend erwärmt wird.
Aus der DT-AS 12 18 123 ist es bereits bekannt. Elektroden durch jede zweite Wand eines Glasschmelzofens
hindurchzuführen, wobei jedoch die Elektroden den gesamten Füllraum des Ofens durchsetzen. Die den
jeweiligen Wandabschnitten zugeordneten Elektroden sind in unterschiedlichen Ebenen relativ zueinander
angeordnet und reichen von einer Seitenwand bis knapp vor die gegenüberliegende Seitenwand des Ofens.
Dadurch ergibt sich eine Art Gitterkonstruktion, durch die jedoch bewirkt wird, daß das Ableiten der Schmelze
durch die Elektroden behindert wird und darüberhinaus auch besonders stabil konstruierte Elektroden verwendet
werden müssen, um ein Abbrechen der Elektroden beim Nachfüllen von Glasmaterial in den Ofen zu
verhindern.
Aus der DT-AS 10 80 740 ist ein elektrischer Glasschmelzofen mit sechseckigen Seitenwänden der
eingangs definierten Art bekannt, wobei jeder Wandteil durch eine Elektrode durchsetzt wird. Die im Inneren
des Glasschmelzofens gelegenen freien Enden der Elektroden definieren ein Sechseck, welches gleich
lange Seiten aufweist.
Aus der CH-PS 2 33 378 ist schließlich ein Drehstrom
betriebener Schachtofen zum Schmelzen von Glas und anderer durch Schmelzen verglasbarer Gemische
entstehender Stoffe bekannt, bei dem das Schmelzgut als Widerstand dient und bei dem die Elektroden in
Ebenen angeordnet sind, die in verschiedenen Höhen des Ofens liegen. Gemäß diesem bekannten Vorschlag
sollen die Elektroden gleicher Phase von je zwei benachbarten Ebenen an gegenüberliegenden Seiten
des Ofens angeordnet sein. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, daß nicht nur innerhalb derselben Elektrodenebene,
sondern auch zwischen den Elektroden verschiedener Phase und gleichzeitig verschiedener
Ebenen Ströme verlaufen und somit die Stromdichte an jeder Stelle der Schmelze beeinflußt wird.
Durch die Anordnung der Elektroden in unterschiedlichen Ebenen wird jedoch die Stromdichteverteilung, in
einer Querschnittsebene gesehen, für eine über den gesamten Querschnitt gleichmäßige Wärmeverteilung
ungünstig. Demnach gibt es bei diesem bekannten Schachtofen zwar Ebenen, in denen eine günstige
Stromverteilung und günstige Beeinflussung der Stromdichte in der Schmelze erzielt wird, jedoch verläuft diese
Ebene nicht in horizontaler Richtung. Gerade eine günstige Wärmeverteilung in einer horizontalen Ebene
ist jedoch dann höchst wünschenswert, wenn die Schmelze durch den Ofen wandert, also bereits
ausreichend geschmolzenes Material am unteren Abschnitt des Ofens abgeführt wird und noch nicht
geschmolzenes Material nachgefüllt wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Elektrodenanordnung innerhalb des Glasschmelzofens
der eingangs definierten Art anzugeben, durch die bei geringer Elektrodenanzahl eine gleichmäßigere
Wärmeverteilung innerhalb der Schmelze erzielt werden kann und die Schmelze auch ohne sonderliche
Behinderung durch die Elektroden aus dem Ofen abgeführt werden kann.
Ausgehend von dem Glasschmelzofen der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die Elektroden in Zweiergruppen zusammengefaßt und die Zweiergruppen derart relativ
zueinander angeordnet sind, daß die freien Enden der Elektroden die Ecken eines Sechsecks definieren, dessen
längere Seiten den Abstand benachbarter Elektroden s zweier Zweiergruppen darstellen, und daß die Elektroden
derart an eine Dreiphasen-Stromversorgungsquelle angeschlossen sind, daß jeweils die volle Phasenspannung
zwischen einer ersten Elektrode und der dritter nachfolgenden Elektrode anliegt.
Bei ä.eser Anordnung der Elektroden ist im Inneren des Glasschmelzofens nicht nur ein sehr großer
mittlerer Raum vorhanden, der frei von Elektroden ist, sondern es sind auch vergleichsweise große seitliche
Räume vorhanden, so daß hier die Schmelze beim Abführen aus dem Glasschmelzofen sehr viel weniger
behindert wird als bei den bekannten Konstruktionen.
Durch die besondere Anordnung der Elektroden wird auch eine vergleichsweise sehr gleichiräßige Zufuhr von
eiektrisch erzeugter Wärme erzieh, wobei dies jedoch nur mit Hilfe von sechs Elektroden erreicht werden
kann.
Dadurch, daß die jeweiligen Zweiergruppen der Elektroden einen größeren Abstand zueinander aufweisen,
als der Abstand zwischen den Elektroden einer Zweiergruppe beträgt, wird ein Wärmestau an bevorzugten
Stellen innerhalb der Schmelze wirkungsvoll vermieden.
Im Gegensatz zu dem Bekannten lassen sich auch die Elektroden erfindungsgemäß vergleichswere kurz
ausfuhren, und es wird dennoch eine sehr gleichmäßige Wärmeverteilung innerhalb der Schmelze erzielt und
darüberhinaus auch die Strömung der Schmelze beim Ablassen derselben nicht durch ein Netzwerk von
Elektroden behindert.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf
die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen elektrischen, kontinuierlich arbeitenden
Glasschmelzofen-Konstruktion, deren Elektroden zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Erwärmung durch
die ganze Glasschmelze hindurch mit Abstand voneinander angeordnet und entsprechend ausgebildet sind,
Fig. 2 eine Fig. 1 ähnelnde Darstellung einer neuen
Ofenkonstruktion mit einer größeren Anzahl von Elektroden, die wiederum auf solche Abstände voneinander
verteilt sind, daß sie eine gleichmäßigere Verteilung der Jouleschen Heizströme durch das im
Ofen befindliche Material hervorbringen sollen,
F i g. 3 einen den F i g. 1 und 2 ähnelnden waagerechten Schnitt durch einen sechseckigen Glasschmelzofen,
welcher die neuartige Elektroden-Abstandverteilung mit den Merkmalen der Erfindung veranschaulicht, bei
welcher die Innenenden der Elektroden paarweise angeordnet sind und jeweils jede zweite Seitenwand des
Ofens durchsetzen, und
Fig.4 ein elektrisches Schaltbild des erfindungsgemäßen
Dreiphasen-Transformatoranschlusses von einer Dreiphasen-Stromquelle zu den im Ofen gemäß Fi g. 3 f>o
angeordneten Elektroden.
Fig. 1 veranschaulicht einen elektrischen Glasschmelzofen 10 mit sechseckigen Seitenwänden 12,
wobei jeweils jeder zweite Wandteil von Elektroden 14, 16 und 18 durchsetzt wird. Fig. 1 stellt einen
waagerechten Querschnitt durch eine herkömmliche Konstruktion dar, wobei der elektrische Glasschmelzofen
kontinuierlich arbeitet und die drei Elektroden 14, 16 und 18 seine Seitenwände durchsetzen und unterhalb
der Oberfläche der Glasschmelze in diese hineinreichen. Glasschmelzöfen dieser Art ergeben sich beispielsweise
aus der USA-Patentschrift 19 05 534. Dieser kontinuierlich arbeitende Ofen weist auf herkömmliche Weise
einen Durchlaß auf, durch welchen hindurch die Glasschmelze in der in F i g. 1 durch den Pfeil 20
angedeuteten Richtung fließt
Die versetzte Anordnung und die langgestreckte Ausbildung der Elektroden 14-18 gemäß Fi g. 1 sollen
den Heizstromfluß durch den Mittelbereich 22 des Ofens begünstigen. Wenn die Elektroden an eine
herkömmliche dreiphasige Stromquelle angeschlossen sind, hat es sich jedoch herausgestellt, daß bei der
Anordnung gemäß Fig. 1 eine starke Tendenz zur Entwicklung von Hitzestreifen in der Glasschmelze
zwischen der Spitze der Elektrode 14 und der Basis der Elektrode 16, d. h. zwischen den Punkten 24 und 26 in
Fig. 1, besteht. Auf ähnliche Weise bilden sich Hitzestreifen zwischen der Spitze 28 der Elektrode 16
und der Basis 30 der Elektrode 18 und auch zwischen der Spitze 32 der Elektrode 18 und der Basis 34 der
Elektrode 14 aus. Infolge dieser umfangsmäßig verlaufenden Hitzestreifen wird die Glasmasse im Mittelbereich
22 des Ofens nicht einwandfrei geschmolzen. Aus diesem Grund werden die um den Ofen-Umfang herum
befindlichen Schmelzenteile heißer als die Glasschmelze im Mittelbereich 22, so daß infolge des Abrückens des
Widerstands der Glasschmelze mit steigender Temperatur im Ofen ein mit diesem wärmeren und somit
niedrigeren Widerstand besitzenden Glasbereichen zusammenfallender bevorzugter Strompfad gebildet
wird. Diese zusätzliche Wännefreigabe zwischen den heißen Stellen der Elektroden hält sich selbst aufrecht,
da die Glasschmelze bei zunehmender Temperatur einen immer besseren Stromleiter darstellt, durch
welchen weitere Wärme freigesetzt wird. Wenn diese Hitzestreifen-Bildung um den Umfang herum auftritt,
führt dies zu einem weniger wirksamen Schmelzen im Mittelbereich und zu einem zusätzlichen Verschleiß der
feuerfesten Ausmauerung der Ofen-Seitenwände, so daß die Betriebslebensdauer des Ofens herabgesetzt
wird. Die langen Elektroden sind außerdem übermäßig bruchanfällig.
Fig. 2 veranschaulicht in ähnlicher waagerechter Schnittansicht eine neuere Konstruktion, die als
Versuch zur Erzielung eines gleichmäßigeren Stromflusses durch das im Glasschmelzofen befindliche Material
vorgeschlagen wurde. Der Glasschmelzofen 40 gemäß F i g. 2 besitzt ähnlich sechseckigen Querschnitt wie der
Ofen 10 gemäß Fig. 1. Der Ofen 40 gemäß F i g. 2 weist Seitenwände 42 auf. Durch jede dier.er Ofen-Seitenwände
erstreckt sich jeweils eine von sechs waagerechten Elektroden 44, 46, 48, 50, 52 und 54. Ein Ofen dieser
allgemeinen Art ist beispielsweise in der USA-Patentschrift 29 93 079 beschrieben und rnterscheidet sich
vom Ofen gemäß Fig. 1 nicht nur in seiner Konstruktion, sondern auch dadurch, daß das Glas durch einen
Auslaß längs einer Linie 56 (F 1 g. 2) ausströmt. Der Mittelbereich des Ofens gemäß F i g. 2 ist bei 58
angedeutet. Bei dieser Konstruktion sind die Elektroden unter Bildung von sechs Phasen über einen Phasenteiler-Transformator
an eine dreiphasige Stromquelle angeschlossen, wobei jede Phase mit einer der Elektroden 44 — 54 gemäß Fi g. 2 verbunden ist.
Die Anordnung gemäß Fi g. 2 vermeidet die Schwierigkeit
des Elektrodenbruches und soll Gleichförmigkeit des Stromflusses, insbesondere durch den Mittelbereich
des Ofens, gewährleisten. Dieses letztgenannte Ziel wird jedoch nicht erreicht, da um jede Elektrode herum eine
lokale Erhitzung der Glasschmelze auftritt, wodurch wiederum ein bevorzugter Strompfad entlang der
Seitenwände 42 um den Ofen 40 herum eingeleitet wird.
Als Beispiel kann angeführt werden, daß eine herkömmliche Elektrode mit einem Durchmesser von
etwa 31,8 mm und einer Tauchlänge von etwa 508 mm eine Glas-Oberflächenschicht mit einer Fläche von etwa
516,1 cm2 aufweist, über welche der gesamte Strom entweder in die Elektrode oder aus dieser fließen muß.
Im Gegensatz hierzu liegt in der Mitte des Ofens die Querschnittsfläche, durch welche der elektrische Strom
frei zu fließen vermag, in der Größenordnung mehrerer Quadratmeter. Ersichtlicherweise ist mithin bei der
Konstruktion gemäß F i g. 2 der Spannungsabfall über die begrenzte Fläche und somit der höhere Widerstand
nahe der Elektroden je Längeneinheit des Strompfads größer als in der Ofenmitte.
Dieser größere Spannungsabfall nahe den Elektroden führt zu einer zusätzlichen Wärmefreigabe an den
Elektroden und damit zu einer weiteren Erschwernis. Wenn nämlich die Elektroden 44 — 55 gemäß F i g. 2 an
Spannung gelegt werden, wird der unmittelbar an den Elektroden befindliche Anteil der Glasschmelze um
etwa 380C stärker erwärmt. Diese zusätzliche Wärmefreigabe
strahlt in alle Richtungen nach außen ab. Die Wirkung auf die Glasschmelze ist jedoch nicht
symmetrisch, da die von der Elektrode 48 in Richtung auf die Elektrode 46 abgestrahlte Wärme auf die von
der Elektrode 46 zur Elektrode 48 hin abgestrahlte Wärme trifft. Aus diesem Grund wird der Zwischenraum
zwischen den Elektroden 46 und 48 bevorzugt erwärmt. Das gleiche gilt zwar auch für den Raum
zwischen den Elektroden 48 und 54, jedoch infolge des größeren Abstands zwischen diesen beiden Elektroden
in geringerem Maß. Folglich wird der Glasbereich zwischen den schattierten Bereichen 64, 66, 68, 70, 72
und 74 gemäß F i g. 2 um die betreffenden Elektroden herum stärket erwärmt als die Glasschmelze im
Ofen-Mittelbereich 58, so daß infolge des geringeren Widerstands ein bevorzugter Strompfad eingeleitet
wird. Auch in diesem Fall hält sich diese zusätzliche Wärmeentwicklung im Ofen-Randbereich zwischen den
heißen Stellen der Elektroden selbst aufrecht, da dieser Randbereich bei zunehmender Erwärmung ein immer
besserer Stromleiter wird und eine weitere Wärmeentwicklung bewirkt. Dieser Effekt ist bekannt und beruht
auf dem negativen thermischen Widerstandskoeffizienten von Glas. Wenn diese Hitzestreifenbildung um den
Ofen-Randbereich herum auftritt, hat dies auch einen verstärkten Verschleiß der feuerfesten Ausmauerung
der Seitenwände des Glasschmelzofens und somit dessen verkürzte Betriebslebensdauer zur Folge.
Die neuartige Konstruktion mit den Merkmalen der Erfindung ist in den F i g. 3 und 4 veranschaulicht F i g. 3
zeigt wiederum einen waagerechten Querschnitt durch einen Glasschmelzofen 80, bei dem das Material über
einen Auslaß längs der Linie 82 aus dem Ofen austritt Der Ofen 80 ist sechseckig und weist eine aus
Seitenwand-Abschnitten 86, 88, 90, 92, 94 und %
aufgebaute Seitenwand 84 auf. Seine Elektroden 98,100, 102, 104, 106 und 108 besitzen ähnlich wie diejenigen
gemäß Fig.2 kreisförmigen Querschnitt, durchsetzen
jedoch jeweils jede zweite Seitenwand des Ofens gemäß Fig.3, wobei sie unter die Oberfläche der im Ofen
befindlichen Glasschmelze hineinreichen. Auch in diesem Fall sind die einzelnen Elektroden von einem
Glasschmelzenbereich erhöhter Temperatur 118, 120, 122, 124, 126 und 128 umgeben. Die Mitte der
Glasschmelze bildet der Mittelbereich 110.
Die Elektrodenanordnung gemäß F i g. 3 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig.2 hauptsächlich darin, daß die Elektroden paarweise dichter nebeneinander angeordnet sind, so daß sich ihre Enden im wesentlichen an den Spitzen eines gestrichelt angedeuteten Sechsecks 112 befinden, welches das Aussehen eines dreifach kegelstumpfförmigen Dreiecks besitzt. Die die Elektroden umschließenden heißen Glasschmelzenbereiche 118, 120, 122, 124, 126 und 128 können auf diese Weise nicht mehr bevorzugt mit den ihnen jeweils benachbarten heißen Glasschmelzenbereichen zusammenwirken, und zwar insbesondere wegen des zwischen ihnen festgelegten zusätzlichen Abkühlungsraumes, welcher durch die Zwischen-Wandabschnitte, wie z. B. den Seiten wandabschnitt 86 zwischen den Elektroden 108 und 98, den Seitenwandabschnitt 90 zwischen den Elektroden 100 und 102 sowie den Wandabschnitt 94 zwischen den benachbarten Elektroden 104 und 106, gebildet wird. Unter den in F i g. 3 dargestellten Bedingungen, bei welchen der heiße leitfähige Randbereich vermieden wird, vermag die volle Phasenspannung zwischen den Elektroden, wie den Elektroden 100 und 106. über den Mittelbereich UO der Glasschmelze hinweg wirksam Wärme zu erzeugen. Auf ähnliche Weise trägt die volle Phasenspannung zwischen den Elektroden 102 und 108 sowie den Elektroden 98 und 104 wiederum zur vollen Phasenerwärmung entsprechend der dreiphasigen Stromquelle über den Mittelbereich 110 des Ofens bei.
Die Elektrodenanordnung gemäß F i g. 3 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig.2 hauptsächlich darin, daß die Elektroden paarweise dichter nebeneinander angeordnet sind, so daß sich ihre Enden im wesentlichen an den Spitzen eines gestrichelt angedeuteten Sechsecks 112 befinden, welches das Aussehen eines dreifach kegelstumpfförmigen Dreiecks besitzt. Die die Elektroden umschließenden heißen Glasschmelzenbereiche 118, 120, 122, 124, 126 und 128 können auf diese Weise nicht mehr bevorzugt mit den ihnen jeweils benachbarten heißen Glasschmelzenbereichen zusammenwirken, und zwar insbesondere wegen des zwischen ihnen festgelegten zusätzlichen Abkühlungsraumes, welcher durch die Zwischen-Wandabschnitte, wie z. B. den Seiten wandabschnitt 86 zwischen den Elektroden 108 und 98, den Seitenwandabschnitt 90 zwischen den Elektroden 100 und 102 sowie den Wandabschnitt 94 zwischen den benachbarten Elektroden 104 und 106, gebildet wird. Unter den in F i g. 3 dargestellten Bedingungen, bei welchen der heiße leitfähige Randbereich vermieden wird, vermag die volle Phasenspannung zwischen den Elektroden, wie den Elektroden 100 und 106. über den Mittelbereich UO der Glasschmelze hinweg wirksam Wärme zu erzeugen. Auf ähnliche Weise trägt die volle Phasenspannung zwischen den Elektroden 102 und 108 sowie den Elektroden 98 und 104 wiederum zur vollen Phasenerwärmung entsprechend der dreiphasigen Stromquelle über den Mittelbereich 110 des Ofens bei.
Fig.4 ist ein Schaltbild zur Veranschaulichung der
Art und Weise der Zufuhr von elektrischer Energie zu den Elektroden gemäß F i g. 3. Zur Erleichterung der
Beschreibung sind die Elektroden in den F i g. 3 und 4 mit den Buchstaben A-F bezeichnet, wobei die
jeweiligen Elektroden in F i g. 3 und 4 jeweils mit den gleichen Buchstaben bezeichnet sind. Gemäß Fig.4
sind die Elektroden über einen Dreiphasen-Transformator 132 mit einer Dreiphasen-Stromquelle 130 verbunden.
Diese Stromquelle 130 kann von beliebiger herkömmlicher Bauart sein und beispielsweise aus einer
herkömmlichen dreiphasigen Netzleitung bestehen, die
über durch die gestrichelten Linien 142, 144 und 146
angedeutete Leitungen an die betreffenden Klemmen 134, 136 und 138 der Transformator-Primärwicklung
140 angeschlossen ist. Die Primärwicklung 140 weist drei in geschlossener Dreieckschaltung angeordnete
Wicklungen mit gemeinsamen Klemmen 134, 136 und 138 auf, welche an die drei Phasen der Stromquelle 130
angeschlossen sind. Die Transformator-Sekundärwicklung weist drei in offener bzw. isolierter Form
geschaltete, getrennte Wicklungen 152,154 und 156 auf.
Dadurch sind die beiden Enden der Wicklung 152 über Leitungen 160 und 162 mit den betreffenden Elektroden
100 bzw. 106 verbunden. Auf ähnliche Weise ist die
Wicklung 154 der Sekundärwicklung über Leitungen 164 und 166 an die Elektroden 98 bzw. 104
angeschlossea Schließlich sind die beiden Enden der Wicklung 156 über Leitungen 168 und 170 mit den
Elektroden 108 bzw. 102 verbunden. Bei auf die dargestellte Weise geschalteten Elektroden besitzt das
Phasendiagramm für den Transformator die Form eines sechsstrahligen Sterns, wobei sich die Vektoren an den
betreffenden Mittelpunkten schneiden. Es hat sich gezeigt, daß der Ofen nicht einwandfrei arbeitet, wenn
die Sekundärspulen nicht isoliert bzw. getrennt sind, d. h.
uy Ö87
wenn in der gleichen Seitenwand angeordnete Elektroden, wie z. B. die Elektroden A und B, außerhalb des
Ofens elektrisch miteinander verbunden sind.
Bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung weist der Ofen eine Seitenwand 84 aus Seitenwandab- s
schnitten 86,88,90,92,94 und % mit jeweils einer Länge
von 183 cm auf. Es hat sich gezeigt, daß bei einem sechseckigen Ofen dieser Größe ein Abstand von etwa
610-914 mm zwischen den einzelnen Elektrodenpaaren, d. h. beispielsweise zwischen den Elektroden A und
B, gute Ergebnisse liefert. Im allgemeinen sollte der Abstand zwischen den Elektroden etwa '/3 bis V2 der
Länge einer Seitenfläche der sechseckigen Wand betragen. Bei dem durch die Elektrodenspitzen festgelegten
dreifach kegelstumpfförmigen Dreieck bzw. unregelmäßigen Sechseck können die kurzen Seitenkanten
des unregelmäßigen Sechsecks eine Länge von etwa '/4 bis 2Ii der Länge der langen Seitenkanten
besitzen. Die Tauchlänge der Elektroden betrug bei dieser Ausführungsform etwa 457 — 660 mm, doch kann
diese Länge bei öfen unterschiedlicher Größe zwischen etwa 203 und 1170 mm schwanken. Die Elektroden
bestanden aus Molybdän und besaßen die allgemeine Konstruktion gemäß der USA-Patentschrift 26 93 498.
Wahlweise können aber auch Elektroden aus Zinnoxyd verwendet werden.
Es ist zu beachten, daß die zwischen den Elektroden A und Fliegende Spannung nicht eine volle Phasenspannung,
sondern die Phasenspannung minus der Spannung ist, welche zwischen den Elektroden C und D anliegt.
Die Netto-Spannung zwischen den Elektroden A und F beträgt typischerweise etwa 60% der Phasenspannung.
Obgleich der Dreiphasen-Transformator 132 mit in Dreieckschaltung angeordneter Primärwicklung dargestellt
ist, kann seine Primärwicklung gewünschtenfalls auch in Sternschaltung angeordnet sein.
Aus der vorangehenden Beschreibung ist mithin ersichtlich, daß die Erfindung eine verbesserte Konstruktion
gemäß den Fig. 3 und 4 schafft, welche die Gleichmäßigkeit des Stromflusses und mithin auch die
Gleichförmigkeit der elektrisch erzeugten Wärme über die ganze Fläche des Glasschmelzofens erhöht und
insbesondere den Mittelbereich des Ofens einem Heizstrom aussetzt. Dies wird durch eine vergleichsweise
einfache und kostensparende Konstruktion erreicht bei welcher insbesondere die bevorzugten Wärmepfade
bzw. Hitzestreifen um den Randbereich des Ofens herum, wie sie bei herkömmlichen Konstruktionen
anzutreffen sind, vermieden werden. Hierdurch wird nicht nur der Betriebswirkungsgrad unter Gewährleistung
eines gleichmäßigen Schmelzens des im Ofen befindlichen Glases verbessert, sondern auch die
Betriebslebensdauer des Ofens erhöht, indem der Verschleiß der feuerfesten Auskleidung der Ofenwände
reduziert wird.
In Fig. 3 ist die Mittellinie des Auslasses durch den Pfeil 82 angedeutet, während der Auslaß selbst aus
Gründen der Übersichtlichkeit und einfacheren Darstellung nicht eingezeichnet ist. Selbstverständlich kann der
Auslaß in herkömmlicher Form ausgebildet sein, wie es beispielsweise in Fig. 3 der USA-Patentschrifl
29 93 079 dargestellt ist. Wahlweise kann die erfindungsgemäße Anordnung gewünschtenfalls auch in
Verbindung mit einem in der Mitte des Ofenbodens angeordneten Glasschmelzenauslaß angewandt werden.
Zusammenfassend schafft die Erfindung mithin eine Heizelektrodenanordnung nebst Stromversorgungsschaltung für Glasschmelzofen, wodurch ein gleichmä
ßigerer Stromfluß durch die Glasschmelze hervorge bracht und speziell bevorzugte Strompfade um der
Ofen-Randbereich herum vermieden werden. Die Elektroden sind paarweise in solcher Anordnung
nebeneinander angeordnet, daß ihre Spitzen die Ecker eines dreifach kegelstumpfförmigen Dreiecks bilden
Außerdem sind die Elektroden jeweils abwechselnc über die isolierten bzw. getrennten Sekundärwicklun
gen eines Dreiphasen-Transformators geschaltet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Drehstrom betriebener Glasschmelzofen mit sechseckigem Querschnitt und mit mehreren in das S zu schmelzende Glasmaterial eingetauchten und im Abstand zueinander angeordneten Elektroden, deren freie Enden die Enden eines Sechsecks definieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in Zweiergruppen (AB; FE; DC) zusammengefaßt und die Zweiergruppen (AB; FE; DC) derart relativ zueinander angeordnet sind, da3 die freien Enden der Elektroden die Ecken eines Sechsecks definieren, dessen längere Seiten den Abstand benachbarter Elektroden (BC, ED, AF) zweier Zweiergruppen darstellen, und daß die Elektroden (F. E, D, C, R, A) derart an eine Dreiphasen-Stromversorgungsquelle (F i g. 4) angeschlossen sind, daß jeweils die volle Phasenspannung zwischen einer ersten Elektrode (B. A. F) und der dritten nachfolgenden Elektrode (E, D, C7anliegt.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US70815068A | 1968-02-26 | 1968-02-26 | |
US70815068 | 1968-02-26 | ||
DE2100335A DE2100335B2 (de) | 1968-02-26 | 1971-01-05 | Verfahren und Ofen zur Herstellung von Glas durch Elektroschmelzen |
US00455853A US3852509A (en) | 1968-02-26 | 1974-03-28 | Electrical furnace for melting thermoplastic material |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1909687A1 DE1909687A1 (de) | 1969-09-18 |
DE1909687B2 DE1909687B2 (de) | 1976-08-05 |
DE1909687C3 true DE1909687C3 (de) | 1977-03-17 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE8013625U1 (de) | Gitter fuer bleibatterien | |
DE1596590B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Temperatur einer Schicht aus geschmolzenem Glas auf einem Bad aus geschmolzenem Metall | |
DE1696038B2 (de) | Duesenkoerper zum ausziehen von faeden | |
DE596124C (de) | Elektrischer Apparat, bei welchem die sich erhitzenden Teile in ein hauptsaechlich aus Quarz bestehendes Isoliermaterial eingebettet sind | |
DE2556375C2 (de) | Elektrischer Ofen zum Glasschmelzen | |
DE1909687C3 (de) | Drehstrom betriebener Glasschmelzofen | |
DE3022091A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von blaeschenfreiem erschmolzenen glas | |
DE1909687B2 (de) | Drehstrom betriebener glasschmelzofen | |
DE2504673C3 (de) | Schnellheizkathode für eine Elektronenröhre | |
DE2262803B2 (de) | Stromleitungspumpe für Flüssigmetall | |
DE2064961B2 (de) | Ofen mit elektrischen Heizelementen | |
DE2040854C3 (de) | Verfahren zum Ermitteln des Backzustandes einer vom Betriebsstrom durchflossenen selbstbackenden Elektrode eines elektrischen Ofens und Elektrode zur Durchführung des Verfahrens | |
DE2717553C2 (de) | Flüssigkeitsgekühlter Transformator | |
DE865943C (de) | Vorherd zum Ausheben eines endlosen Glasbandes aus der Schmelze | |
DE939692C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Warmbehandlung von Stahldraht oder -band | |
DE565599C (de) | Elektrischer Schalter mit leitender Schaltfluessigkeit | |
DE685687C (de) | Vorrichtung zum Ausheben eines endlosen Glasbandes | |
DE174993C (de) | ||
DE688015C (de) | Elektrisch beheizter Wannenofen | |
DE1124196B (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen und Zufuehren von Glas | |
DE729737C (de) | Elektrisch beheizter Ofen fuer die Glasherstellung | |
DE2333440A1 (de) | Verfahren zum elektroschlacke-schweissen oder aufschweissen | |
DE976089C (de) | Anordnung bei elektrischen Schmelzoefen | |
DE689595C (de) | Elektrodenanordnung an Mehrphasen-Schmelzoefen | |
DE723763C (de) | Unmittelbar geheizte Gluehkathode, insbesondere fuer Magnetfeldroehren |