DE2538970C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen von Glas - Google Patents

Description

a) feste Gemengematerialien zugeführt wenden, welche die Oberfläche des geschmolzenen Glaskörpers in der Ofenwanne bedecken,

b) der Glaskörper durch Zuführung von Wechselstrom zu den Elektroden erwärmt wird, und

c) Glas entlang des Abzugs-Strömungsweges durch den Auslaß abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas an einer oberhalb des Abzugs-Strömungsweges in der Nachbarschaft des Auslasses gelegenen Stelle zur Erzeugung eines nach oben gerichteten, konvektiven Druckes erwärmt wird, welcher den auf C~j> Glas durch den Mitnahmeeffekt der Strömung entlang des Abzugs-Strömungsweges erzeugten, nach unten gerichteten Zug kompensiert.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die örtliche Erwärmung durch Hindurchleiten eines elektrischen Wechselstromes durch das in den Zwischenbereichen in der Nachbarschaft des Auslasses vorhandene Glas bewirkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Wechselstrom, welcher die lokale Erwärmung bewirkt, mit dem auf die ersten Elektroden aufgebrachten Wechselstrom außer Phase ist.

4. Glasschmelzofen, mit einer Wanne zur Aufnahme eines geschmolzenen Glaskörpers, welche eine Bodenwandung, aufrechte Seitenwandungen sowie einen Auslaß aufweist, der zum Abziehen von Glas vom Boden der Wanne angeordnet ist, wobei primäre Elektroden separate, in horizontal mit Abstand angeordneten Bereichen der Wanne liegende Heizzonen bilden und die Wanne im Boden einen offenen Kanal aufweist, der einen Abzugs-Strömungswcg für das Glas bildet und einen Auslaßzweig umfaßt, weicher sich von den Heizzonen zum Auslaß erstreckt, und ein Versorgungskreis für die Primärelektroden vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfsversorgungskreis (34,35,34A, 35A 21B, 22A, 21 ß, 7, 22A. 73) vorgesehen ist und derart an- bo geordnet ist, daß zusätzlich elektrischer Strom örtlich durch das Glas oberhalb des Abzugs-Strömungsweges (15) in der Nachbarschaft (33) des Auslasses (14) hindurchgclcilul wird.

5.Ofen nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, ηί daß der Hilfsversorgungskreis zwei Elektroden (21/J, 22A) der primären Elcktrodcncinrichtungen (21A— D. 22A — D) zum lokalen Hindurchleitcn von Strom durch das Glas oberhalb des Auslaßweges (15) in der Nachbarschaft (33) des Auslasses (14) aufweist

6. Ofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsversorgungskreis eine zwischen den beiden Elektroden (21B, 22AJder primären Elektrodeneinrichtungen angeordnete Hilfselektrode (37) aufweist; und daß ein Transformator (T4) über die beiden Elektroden (21B, 22A) und die Hilfselektrode (37) geschaltet ist

7. Ofen nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch Einrichtungen (73, T4, Γ5) zum Regeln des dem Hilfsversorgungskreis (21B, 22A, 34Λ, 35Λ, 34, 35,37) zugeführten Stromes relativ zu dem den primären Elektrodeneinnchtungen (21Λ—D, 22A—D) zugeführten Strom.

8. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die primären Elektrodeneinnchtungen [21A — D, 22A — D) derart angeordnet sind, daß zwischen den Heizzonen (18, 19) eine Zwischenzone (20) gebildet ist, welche teilweise durch Heizzonen (18, 19) und

abschnitt (13) der Ofenwanne begrenzt ist.

Die Erfindung bett.-fft ein Verfahren zum Schmelzen von Glas nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, sowie einen Glasschmelzofen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 4.

Allgemein bezieht sich die Erfindung also auf die Erzeugung von geschmolzenem Glas, wobei es sich speziell um das Erzeugen geschmolzenen Glases in kontinuierlich über lange Zeiträume hinweg arbeitende Glasschmelzofen handelt, wobei dem Glas die zum Schmelzen erforderliche Wärme durch Hindurchleiten von Wechselstrom zugeführt wird.

Bei dem bekannten Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Glas sowie bei den irtrfür geeigneten Glasschmelzofen besieht ein Problem darin, daß Glas in der Ofenwanne einer vorgegebenen Glaszusammensetzung und bei einem Durchsatz idealerweise auf einer spezifischen Temperatur oder jedenfalls in einem relativ kleinen Temperaturbereich gehalten werden sollte, wobei auch die Zeitdauer des Erwärmens in der Wanne zumindest annähernd auf einem vorgegebenen Wert gehalten werden sollte.

Es ist manchmal erforderlich. Geschmolzenes aus einem derartig kontinuierlich arbeitenden Ofen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten abzuziehen, je nach Art des Glasverarbeitungsprozesses, für den das Glas benötigt wird. Da es unpraktikabel ist, das Volumen der Ofenkammer zu ändern, ist es zwangsläufig erforderlich, infolge der variablen Nachfrage nach geschmolzenem Glas dieses nach unterschiedlichen Verweildauern in der Ofenwanne abzuziehen.

Im allgemeinen wird die Größe der Ofenwanne auf den maximalen Durchsatz, den der Ofen bewältigen soll, abgestimmt, um sicher zu stellen, daß sich das abgezogene Glas in hinreichend geläutertem Zustand befindet. |cde Änderung der Durchsatzratc besteht also demzufolge in einer Verringerung des Durchsatzes, mit dem Resultat, daß das Glas in der Ofenwanne langer verwcill, als es iclealerwcise der l-all sein soll. Hei verlängerter Verweil/eil treten unerwünschte Nebeneffekte auf.

Zunächst einmal verdünnt sich die Dicke der noch nicht geschmolzenen Gemcngcschicht auf dem geschmolzenen Glaskörper. Wenn die Gemcngcschicht

rascher als sonst in dem geschmolzenen Zustand Ober-

■,=; führt wird, geht der durch diese nicht geschmolzene K Schicht auf dem geschmolzenen Glaskörper bewirkte Isoliereffekt Ober einen Teil oder aber über die gesamte Oberfläche der Wanne verloren. Wird aber die Tempe-

: ratur des Glases in der Ofenkammer reduziert, um die-

';':_ sen Effekt auszugleichen, so besteht das Risiko, daß ;':- beim Abziehen des Glases im viskoseren Glaskörper Turbulenzen auftreten, wodurch wiederum festes Gemengernaterial in den Schmelzkörper eingezogen wird,

; anstatt daß die Gemengeschicht langsam schichtweise £ von der Unterseite her aufschmilzt ν Zusätzlich tritt noch der Effekt auf daß dann, wenn ·■".- ein Teil oder aber die gesamte Gemengeschicht ver-,;: schwunden ist, die Umgebungstemperatur im Raum U oberhalb des geschmolzenen Glaskörpers auf einen i: Wert ansteigen kann, bei dem die Lebensdauer oder β aber auch zumindest die befriedigende Wirkungsweise * ■ des Gemengeförderers, welcher das Gemenge auf die Glasoberfläche ausbreitet, beeinträchtig werden.

Es ist slso dennoch erforderlich, be-i verringerten Durchsätzen die Temperatur des geschmolzenem Glaskörpers in der Ofenkammer oder Ofenwanne zu reduzieren, trotz der obengenannten Turbulenz-Nachteile. '^; Das Abziehen des geschmolzenen Glases aus dem Glaskörper erfolgt vorteilhafterweise in der Weise, daß Glas vom unteren Teil des Glaskörpers über einen so breiten Bereich wie möglich abgezogen wird. Dementsprechend sind vorzugsweise Abzugseinrichtungen vorgesehen, die dies bewirken. Beispielsweise kann die Abzugseinrichtung einen Auslaß im unteren Teil einer der Umfangswandungen, welche die seitlichen Begrenzungen des geschmolzenen Glaskörpers aufweisen. Die Bodenwandung der Wanne, welche den geschmolzenen Glaskörper enthält, kann ein System von Kanälen aufweisen, die zum Auslaß führen und einen Abzugsströmungsweg bilden, der sicher stellt, daß Glas vom unteren Teil des Glaskörpers über einen breiten Bereich abgezogen wird.

Wenn die Glasviskosität bei Temperaturabsenkung herabgesetzt wird, wird das Strömungsmuster gestört. Insbesondere wird Glas, das im geschmolzenen Glaskörper in der Nähe und oberhalb des Abzugsströmungsweges liegt, in die Abzugsströmung hineingezogen. Ein Effekt, der bei der idealen Betriebstemperatur nicht auftritt. Es besteht also das Risiko, daß in unzureichendem Maße geläutertes Glas oder Glas, welches feste Gemengeteile enthält, vcn einem oberflächennahen Bereich des Glaskörpers in der Nähe des Auslasses in den Abzugsströmungsweg Siineingezogen wird.

Die Erfindung bezieht sich also insbesondere auf die Lösung de/ vorgenannten Aufgabe, die bei Glasschmelzofen auftritt, wie sie in der US-PS 37 57 020 beschrieben sind. Bei diesen Glasschmelzofen sind in der Ofenkammer oder Ofenwanne Elektrodcneinrichtungen vorgesehen, welche jeweils heiße Zonen bilden, die sich in horizontal mit Abstand angeordneten Bereichen der Wanne befinden. Zwischen den Heiz-Zonen existiert eine Zwischenzone, welche teilweise durch die Heiz-Zonen und teilweise durch die Abschnilte der aufrechten Umfangswandungen der Wanne begrenzt ist. Kanäle bilden einen Abzugsströmungsweg in der Bodenwandung der Kammer. Die Kanäle gewährleisten eine Abzugsströmung vom unteren Teil jeder der Heizzonen zur Zwischen/.rnc, wo sich die beiden einander entgegengerichteten Abzugsströmungen treffen. Von dort führt eine weitere Aüzugsströmung entlang des unteren Teils des Zwischenbereiches oder der Zwischenzone zu einem Auslaß, der im unteren Teil einer der Umfangswandabschnitte gelegen ist, weiche eine Begrenzung in der Zwischenzone bilden.

Bei Betriebsweise des Ofens bei idealer Temperatur erfolgt das Abziehen des Glases in der beschriebenen Form von Stellen aus, die über einen weiten Bereich des unteren Abschnitts des geschmolzenen Glaskörpers verteilt sind. Das abgezogene Glas wird durch in der Ofenwanne selbst von oben nach unten strömendes ίο Glas ersetzt, welches durch Aufschmelzen der Gemengedecke von ihrer Unterseite aus erzeugt wird; diese Anordnung besitzt besondere Vorteile. Zunächst einmal wird dadurch, daß die Abzugsströmung aus den horizontal mit Abstand angeordneten Heiz-Zonen in einander entgegengesetzten Richtungen stattfindet, im Zwischenbereich ein stationäres Glasvolurnen gebildet, wodurch die die Umfangswandungen der Ofenwanne in der Nachbarschaft des Auslasses zenrtörends Erosion auf ein Minimum verringert wird. Weil das Glas in der Zwischenzone außerdem nicht selbst direkt durch den Heizstrom erhitzt wird, sondern durch Wärmeübertragung aus den horizontal mit gegenseitigem nbstand angeordneten Heiz-Zonen erwärmt wird läßt sich weiterhin die Temperatur der Zwischenzone auf einer hinriichenden Höhe halten, um das gewünschte Aufschmelzen der Gemengedecke von der Unterseite aus zu gewährleisten, wobei die Temperatur aber nicht so hoch ist, daß eine zerstörende Errosion der Umfangswandung in der Nachbarschaft des Auslasses infolge einer leichten Einziehströmung, die noch existieren könnte, verstärkt würde.

Wenn jedoch die Glastemperatur als Ganzes abgesenkt wird, wird nicht nur das sorgfältig geregelte Abzugsströmungsmuster unterbrochen, sondern auch durch den Einzieheffekt in der Zwischenzone Glas von der Oberfläche nach unten gezogen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren sowie einen Glasschmelzofen zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, welche die Möglichkeit geben, die vorstehend beschriebenen Nachteile bekannter G'asölen zu vermeiden, oder zumindest deren Auswirkung zu reduzieren.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß dem Kennzeichen des Patemanspruches 1 gelöst.

Weiterhin betrifft die Erfindung einen Glasschmelzofen, wie durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 4 aufgeführten Merkmale gekennzeichnet ist.

Obwohl die Erfindung allgemein anwendbar ist, unabhängig davon, welche Stromwege für den elektrischen Primärstrom ausgewählt werden, läßt sich die Erfindung mit besonderem Vorteil dann anwenden, wenn die Gesamten> 'ärmung des Glaskörpers dadurch erfolgt, daß ein Primärstrom durch horizontal mit Abstand angeordnete Bereiche geleit-n wird, welche durch einen Zwischenbereich voneinander getrennt sind, der teilweise durch die horizontal mit Abstand angeordneten Bereiche und teilweise durch Umfangswandabschnitte der Ofenwanne begrenzt ist. Das Glas wird dabei aus dem bo Zwischenbertich durch einen Auslaß in der Bodenwandung nahe den Umfangswandabschnitten oder aber durch einen Auslaß in der Umfangswandujig abgezogen. Die örtliche oder lokale Erwärmung eKolgt dadurch, daß ein elektrischer Hilfsstrom durch das Glas in b5 dem Zwischenbereich in der Nachbarschaft des Auslasses vorzugsweise an einer unmittelbar oberhalb des Auslasses gelegenen Stellung durchgeleitet wird.
Weiterhin wird erfindungseeniäß ein Glasschmelz-

ofen mit einer Wanne zur Aufnahme eines geschmolzenen Glaskörpers, welche eine Bodenwandung, aufrechte Seitenwandungen sowie einen Auslaß aufweist, der zum Abziehen von Glas vom Boden der Wanne angeordnet ist, wobei primäre Elektroden separate, in horizontal mit Abstand angeordneten Bereichen der Wanne liegende Heiz-Zonen bilden und die Wanne im Boden einen offenen Kanal aufweist, der einen Abzugs-Strömungsweg für das Glas bildet und einen Auslaßzweig umfaßt, welcher sich von den Heiz-Zonen zum Auslaß erstreckt, vorgeschlagen, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Hilfselektrodeneinrichtung vorgesehen und derart angeordnet ist, daß elektrischer Strom örtlich durch das Glas oberhalb des Abzugs-Strömungsweges in der Nachbarschaft des Auslasses hindurchgeleitet wird.

Vorzugsweise weist der Ofen eine Versorgungsschal· tung auf. welche Einrichtungen zum Regeln des den Hilfselektrodeneinrichtungen zugeführten Stromes relativ zu dem den primären Elektrodeneinrichtungen zugeführten Strom umfaßt.

Die primären Elektrodeneinrichtungen können so angeordnet sein, daß ein primärer elektrischer Strom jeder von zwei horizontal mit Abstand angeordneten Heiz-Zonen zugeleitet wird, zwischen denen ein Zwischenbereich existiert. Der Auslaß liegt vorzugsweise im unteren Teil einer der Umfangswandungen, welche eine seitliche Begrenzung des Zwischenbereiches bilden, oder in der Bodenwandung nahe der Seitenwandung. Vorzugsweise weisen die Hh.Selektrodeneinrichtungen Elektroden auf, die nahe dem Auslaß liegen und zum Hindurchleiten von elektrischem Strom durch den Zwischenbereich an einer unmittelbar oberhalb des Auslasses liegenden Stelle dienen.

Die offenen Kanäle, welche in der Bodenwandung vorgesehen sind, können einen Zweig aufweisen, der sich in Längsrichtung des Zwischenbereiches erstreckt und den Auslaßzweig bildet, sowie weitere Zweige, die von den horizontal mit Abstand angeordneten Bereichen zum ersten Zweig führen und mit diesem in Verbindung stehen.

Bei jeder beliebigen der vorstehend beschriebenen Anordnungen können die primären Elektrodeneinrichtungen sowie die Hilfselektrodeneinrichtungen eine oder mehrere Elektroden aufweisen, die beiden Elektrodensystemen gemeinsam ist bzw. sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispielc anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ofens, der sich zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung eignet, in der Draufsicht;

F i g. 2 eine seitliche Schnittansicht entlang der Linie A-A von Fig. 1;

F i g. 3 in diagrammartiger Darstellung den Ofen von F i g. 1, wobei der Versorgungskreis dargestellt ist; und

Fig.4—8 abgewandelte Ausführungsbeispiele eines Versorgungskreises, die sich ebenfalls anwenden lassen.

In F i g. 1 und 2, auf welche zunächst bezug genommen wird, ist ein Glasschmelzofen zur Herstellung von geschmolzenem Glas aus festen, glasbildenden Materialien, dem Gemenge, dargestellt.

Der Ofen weist eine Wanne von im wesentlichen rechteckiger Form auf. wie sie in der Draufsicht dargestellt ist. Die Wanne ist durch eine Bodenwandung 11 sowie durch Umfangswandungen begrenzt, welche zwei parallele Stirnwandungen 12 sowie zwei parallele Seitenwandungen 13 umfassen.

Zum Herausführen von Glas aus der Wanne ist eine Abzugseinrichtung vorgesehen, welche einen Auslaß 14, gegebenenfalls in Form einer rechteckigen öffnung, aufweist, welcher im unteren Teil einer der Seitenwandungen 13 etwa in deren Längsmitte vorgesehen ist und andererseits das Ende eines Zweiges 15 eines Systems von Kanälen in der Bodenwandung bildet. Es ist jedoch klar, daß der Auslaß 14 auch ganz in der Seitenwanclung

ίο 13 oder ganz als öffnung in der Bodenwandung 11 vorgesehen sein könnte.

Der Auslaß 14 steht mit dem Inneren einer Leitung 16 in Verbindung, welche zu einer weiteren Kammer 17 führt.

Ein Glaskörper aus geschmolzenem Glas, welcher sich in der Wanne 10 befindet, wird beheizt und mit frischem Gemenge in pulverisierter oder feinverteilter Form beaufschlagt, welches über die gesamte Oberfläche des geschmolzenen Glaskörpers mittels eines Ge-.

mengeförderers (nicht gezeigt) aufgegeben wird. Die Wanne 10 kann eine Schmelzkammer sein. d. h. also eine Kammer, deren primäre Funktion darin besteht, das Gemengematerial aus dem festen Zustand in den geschmolzenen Zustand umzuwandeln und das geschmolzene Glas aus dem Auslaß 14 herauszuführen, wobei nur in geringfügigem Maße eine mehr oder weniger zufällige Läuterung stattfindet, also eine Befreiung des Glaskörpers von dessen Gasgehalt und die Umwandlung des Glaskörpers in eine homogene Form. Andererseits kann die Wanne 10 auch eine Schmelz- und Läuterkammer sein, in welcher der gesamte erforderliche Läuterprozeß stattfindet. Im erstgenannten Fall kann die Kammer 17 eine Läuterkammer sein. Im letztgenannten Fall hingegen kann die Kammer 17 eine Arbeitskammer oder eine Vorkammer sein, aus der Glas nachfolgend zur Verwendung als Arbeitsmaterial in einer zugeordneten Maschine oder einer zugeordneten Vorrichtung abgezogen wird. Das Glas wird in der Kammer durch Primärelektroden in zwei horizontale mit Abstand angeordneten Bereichen «8 und 19 erwärmt, wobei gegenüber dem Auslaß 14 ein Zwischenbereich 20 vorgesehen ist. In den Bereichen 18 und 19 wird das Glas durch Hindurchleiten von elektrischem Wechselstrom durch den Glaskörper zwischen Elektroden, die an den Ecken eines Quadrates oder eines Rechteckes sitzen, erwärmt. Diese Elektroden können einzelne Elektrodenelemente oder Gruppen von Elektrodenelementen sein, wobei also jede Gruppe zwei oder mehr Elektrodenelemente aufweisen kann. Ein Elektrodensatz, welcher im Bereich 18 arbeitet. weist Elektroden 214 bis 21D auf. während ein veiterer Elektrodensatz 22A bis 22D im Bereich wirksam ist.

Jedes der Elektrodenelemente weist vertikal aufrechtstehende Molybdänstäbe oder Stäbe aus anderem geeignetem, elektrisch leitendem Material auf. Die Stäbe erstrecken sich, wie bei der Elektrode 21Λ erkennbar ist, durch Blöcke 23/4, welche sich wiederum nach oben durch eine Plattform 24/4 erstrecken. Für alle anderen Elektrodenelemente, die zum Aufheizen bzw. Erwärmen in den Bereichen 18 und 19 dienen, sind analoge Blöcke bzw. Plattformen vorgesehen, wobei die Blöcke sowie Plattformen die Bezugszeichen 23 und 24 mit einem entsprechenden Buchstabenzusatz (A — D) für den Bereich 18 sowie die Bezugszeichen 25 und 26 mit dem entsprechenden Buchstabenzusatz für den Bereich 19 tragen. Die Elektrodenelemente selbst sind durch das Bezugszeichen 27 mit entsprechendem Buchstabenzusatz für den Bereich 18 und durch das Bezugszeichen 28

mit dem entsprechenden Buchstabcnzusat/ für den Bereich 19 gekennzeichnet.

Durch das Glas in der Leitung 16 IaLSt sich ebenfalls zwischen Elektroden 16.4 und 16ß elektrischer Strom leiten, welche jeweils an einander gegenüberliegenden Enden der Leitung angeordnet sind.

Die sich auf diese Weise ergebende Bodenwandung der Ofeii'ivBmmer weist also eine Vielzahl von Kanälen auf, welche den Zweig 15, auf den bereits Bezug genommen wurde, sowie weitere Zweige aufweisen, die durch die Plattformen, beispielsweise 24,4, begrenzt sind. Diese Zweige 29 und 30 erstrecken sich durch die Bereiche 18 bzw. 19 parallel zu den Seitenwandungen 13. Zweige 31 und 32 in den Bereichen 18 bzw. 19 erstrecken sich parallel zu den Endwandungen 12 und schneiden sich mit den entsprechenden Zweigen 29 und 30, wodurch sich ein System einander kreuzender Kanäle ergibt, welches über die beiden inneren Endabschnitte der Zweige 29 und 30 zu dem Kanalzweig 15 in einer Position führt, die in der Kammer- oder Wannenmitte liegt.

Der geschmolzene Glaskörper wird durch den hindurchgeleiteten elektrischen Strom, wie nachfolgend noch beschrieben wird, in den Bereichen 18 und 19 erwärmt, wobei der Strom zwischen den darin jeweils vorgesehenen Elektroden fließt. Im Zwischenbereich 20 hingegen wird das Glas durch Wärmeübertragung von den Bereichen 18 und 19 her aufgeheizt, wobei diese Wärmeübertragung teilweise durch Wärmeleitung und teilweise durch eine Glasströmung aus den Bereichen 18 und 19 i" den Bereich 20 erfolgt.

Das Abziehen des Glases erfolgt vom unteren Teil des Glaskörpers, d. h. also aus dem Bereiche, der sich von der Bodenwandung der Wanne über eine Distanz nach oben erstreckt, die zwischen einem Viertel und einer Hälfte der Tiefe des Glaskörpers liegen kann, wobei diese Distanz aber je nach der Abzugsrate variieren kann. Das Abziehen erfolgt durch ein Abströmen entlang der verschiedenen Zweige 15,29,30,31 und 32 des Kanalsystems.

Für eine gegebene Glaszusammensetzung und einen vorgegebenen Durchsatz, also Abzugsrate durch den Auslaß 14, existiert eine Optimaltemperatur (repräsentiert durch die mittlere Temperatur in den drei Bereichen 18, 19 und 20), bei welcher der Ofen betrieben werden soll, um sicherzustellen, daß der gewünschte Läuterungsgrad, welcher erzielt werden kann, in der Wanne 10 tatsächlich erreicht wird. Außerdem soll diese Optimaltemperatur sicherstellen, daß die Gemengeschicht über die gesamte Glasoberfläche aufrechterhalten wird, ohne daß das Gemenge an irgendeinem Punkt in untunlicher Weise zu dünn würde, wobei gleichzeitig das Strömungsmuster im unteren Teil des Glaskörpers, der durch die Kanäle gebildet ist, aufrechterhalten werden soll.

Während eine gewisse Toleranz bezüglich einer Änderung dieser Optimaitemperatur unter dem genannten optimalen Wert existiert, hingegen nur zu einem geringeren Ausmaß oberhalb der Optimaitemperatur, je nach einer Änderung des Durchsatzes unterhalb und oberhalb des vorgegebenen Wertes, für den der Ofen ausgelegt ist, führt ein Abweichen von diesem Bereich, insbesondere durch eine Reduktion der Temperatur, zu einer Störung des Strömungsmusters entlang dem Abzugsweg, welcher durch die Zweige des Kanalsystems gebildet ist Als Resultat hat das Glas eine Tendenz, vom oberen Teil des Glaskörpers in der Nachbarschaft des Auslasses, also in dem mit 33 bezeichneten Bereich, von oben in den Auslaß 14 heruntergezogen zu werden.

Um diesem F.ffckt entgegenzuwirken, ist eine Einrichtung vorgesehen, welche in dem oberhalb des Zweiges 15 im Bereich 33 gelegenen Teil des Glaskörpers einen Auftrieb bewirkt. Dieser Auftrieb wird konvektiv erzeugt, indem ein Hilfsstrom durch den Bereich 33 des Glases gerichtet wird. Dieser Hilfsstrom wird vorzugsweise relativ zu und getrennt von der Steuerung für die Größe des primären Wechselstromes, welcher durch den Glaskörper in den Bereichen 18 und 19 zwischen ίο den dort vorgesehenen Elektroden hindurchgeht, gesteuert.

Die Größe des e'ektrischen Hilfsstromes läßt sich also auf einen Optimalwcrt einstellen, welcher im Bereich 33 gerade die ausreichende Wärme und damit auch den ausreichenden konvektiven Auftrieb oder nach oben gerichteten Druck erzeugt, welcher notwendig ist, um dem nach unten gerichteten Zieheffekt entgegenzuwirken, der andernfalls dazu führen würde, das Glas nach unten in den Zweig 15 von oberhalb der normalen Ebene in welcher das Glas entlang des Abzugsnetzwerkes von den Kanälen strömt, gelegenen Schichten abzuziehen.

Aus diesem Grund sind Hilfselektroden vorzugsweise in Form vertikal nach oben vorstehender Stabelektroden 34 und 35 vorgesehen, und zwar eine auf jeder Seite des Zweiges 15 des Kanalsystems. Der elektrische Strom strömt zwischen diesen Elektroden unmittelbar oberhalb des oberen Endes des Kanalzweiges 15 in einer Zone, die sich kontinuierlich nach oben bis an eine Stelle in der Nähe des normalen Glasniveaus, welches mit 36 bezeichnet ist, erstreckt. Ein Teil des Stromes, welcher zwischen den Hilfselektroden 34,35 fließt, kann durch das Glas im Kanal 15 quer hindurchströmen. Da aber das Glas in Richtung auf den Auslaß 14 bewegt wird, wird es nur für eine kurze Zeitdauer aufgeheizt, so daß der darin bewirkte Temperaturanstieg klein ist im Vergleich zu demjenigen Temperaturanstieg, weicher in dem relativ stillstehenden Glas im Bereich 33 erzeugt wird.

Alternativ hierzu, oder auch zusätzlich, können Hilfselektroden in horizontalen (oder möglicherweise geneigten) Ebenen angeordnet sein und sich durch die angrenzende Seitenwandung 13 erstrecken, wie bei 34a, 35a dargestellt.

Diese Elektroden können an einer im mittleren Bereich zwischen der Bodenwandung und dem normalen Glasniveau 36 gelegenen Stelle oder aber, wie gezeigt, etwas näher zum Glasniveau 36 angeordnet sein.

Eine geeignete Versorgungsschaltung ist in Fig.3 so dargestellt. Dabei handelt es sich um eine zweiphasige Versorgung, wobei eine X-Phase und V-Phase, mit einer Phasenverschiebung von 90°, den Primärwicklungen von Transformatoren 7*1, 7"2 zugeführt werden, von denen jeder zwei Sekundärwicklungen aufweist Eine Sekundärwicklung eines Transformators Ti und eine Sekundärwicklung des anderen Transformators 72 sind in der gezeigten Weise über diagonal einander gegenüberliegende Elektroden 21D. 215 sowie 21C 2t A geschaltet, wodurch vektoriell bei VX, VY im Bereich μ dargestellte X-phasige und y-phasige Spannungen erzeugt werden. In ähnlicher Weise werden V%-phasige und Vy-phasige Spannungen in der gezeigten Weise zwischen den Elektroden im Bereich 19 erzeugt Hieraus ergibt sich, daß zwischen den Elektroden 21 B und 22A sowie zwischen den Elektroden 21C und 22D keine Spannungsdifferenz erzeugt wird, so daß der einzige Strom, welcher durch das Glas im Bereich 33 hindurchgeht derjenige zwischen den Elektroden 34, 35 und/

ίο

oder 34a, 35a ist.

Dieser Strom kann aus der Sekundärwicklung eines dritten Transformators 73 herangeführt werden, dessen Primärwicklung aus einer separaten Spannungsquelle in Z-Phase beaufschlagt wird, welche vorzugsweise bezüglich "X sowie bezüglich VV einen Vorlaufbzw. Nachlauf Phasenwinkel von 45° aufweist. Der Transformator 73 kann ein Transformator mit variablem Abgriff oder ein Transformator mit auf andere Weise variabler Spannung sein, wodurch es möglich wird, die Spannung VZ, welche über die Elektroden 34, 35 und/oder 34a, 35a liegt, je nach den Erfordernissen relativ zu den Phasenspannungen VX und Wzu variieren.

Bei dem in Fig.4 gezeigten modifizierten Ausführungsbeispiel sind die separaten Hüfselektroden 34, 35 und 34a, 35a weggelassen. Die Z-Phascn-Spannung ist über die Elektroden 210,22/4 durch den Transformator ^r3 gelegt. Die Zufuhr von Priiuärstrcm zu den Elcktro- 25 5,

20

ίο Ie angeordnet ist, die in der Mitte des Kanalzweiges 15 und nahe dem Auslaß 14 und dementsprechend im Bereich 33 liegt. Der Versorgungskreis weist einen Transformator Γ4 auf, dessen entsprechende Sekundärwicklungen zwischen der Elektrode 37 und den Elektroden 2!ß und 22/4 liegen. Hierdurch wird bewirkt, daß elektrischer Strom von diesen Elektroden zur Elektrode 37 durch den Bereich 33 hindurchgeht. Der Transformator 74 weist eine Einstelleinrichtung auf, die es ermöglicht, die in den Sekundärwicklungen erzeugten Spannungen relativ zu den primären Wechselstromspannungen, die auf die Elektroden in den Bereichen 18 und 19 aufgegeben werden, zu variieren.

In Fig. 8 ist ein wiederum anderes Ausführungsbeispiel gezeigt, welches dem in Fig. 7 gezeigten ähnelt, wobei jedoch ein Transformator 75 mit einer einzigen Sekundärwicklung Verwendung findet, welche zwischen der Hilfselektrode 37 und den beiden Elektroden

sind. Der Transformator Γ5 sowie der Transformator 74 liegen in ihren Primärwicklungen an einer separaten Spannungsquellc, beispielsweise der bereits erwähnten Z-Phasc.

Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen der Erfin-

den, welcher zur generellen Aufheizung in den Bereichen 18 und 19 dient, ist von der in F i g. 3 dargestellten Art. Es zeigt sich, daß die Verwendung der Elektrode 21B und der Elektrode 22/4 zum Zwecke des Hindurchleitens des elektrischen Hilfsstromes durch den Bereich

23 des Glaskörpers dadurch erfolgen kann, daß die ge- 25 dung lassen sich anstelle von Hüfselektroden in Form samten Elektrodenelemente 21/4 sowie die gesamten einzelner Elektrodenelemente auch Gruppen von Elek-Elektrodenelemente 220 oder eine kleinere Anzahl von trodenelementen, beispielsweise Stabelektroden, ver-Elektrodenelementen, beispielsweise eines oder zwei wenden.

von drei Elektrodenelementen, verwendet werden. In allen Fällen läßt sich die Größe des Hilfsstromes,

Ein wiederum abgewandeltes Ausführungsbeispiel ist 30 welcher zwischen den Hüfselektroden fließt, einstellen,

in Fig.5 dargestellt. Dabei bestehen die Elektroden, um das bereits erörterte Gleichgewicht zwischen dem

welche zum Zuführen des Primärstromes zu den Bereichen 18 und 19 dienen, jeweils aus einer Gruppe, welche normalerweise drei Elektrodenelemente aufweist. Soweit es die Elektroden 21B und 22/4 betrifft, werden nur zwei der Elektrodenelemente als Primärelektroden vernach oben gerichteten konvektiven Druck und dem nach unten gerichteten Zug zu erzielen, welcher durch den Abzugsvorgang entsteht. Hierdurch läßt sich das Muster des Abzugs aus dem im ganzen beheizten Glaskörper über einen wesentlich weiteren Temperaturbe-

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

wendet und sind elektrisch miteinander verschaltet. Das reich aufrechterhalten, als dies bisher rnöglich war. Dies dritte Elektrodenelement, welches mit den übrigen bei- wiederum gibt die Möglichkeit, einen Ofen vorgegebeden Elektrodenelementen nicht verdrahtet ist, ist mit ner Größe über einen weiteren Durchsatzbereich beder Sekundärwicklung des Transformators 72 verbun- 40 friedigend verwenden zu können,
den. Im übrigen gleicht der Versorgungskreis dem in
F ig. 3 dargestellten.

Bei einem wiederum abgewandelten Ausführungsbeispiel, wie es in Fig.6 gezeigt ist, ist die Verbindung diagonal einander gegenüberliegend angeordneter Elektrodenpaare mit den entsprechenden Sekundärwicklungen der Transformatoren 71 und 72 bezüglich derjenigen Elektroden, welche den Bereich 19 erwärmen, im Vergleich zu der in F i g. 3 dargestellten Anordnung umgekehrt, so daß vektoriell die Phasenspannung VX zwischen den Elektroden 22ß und 22£> anliegt, während die Phasenspannung VY zwischen den Elektroden 22A22CliegL

Dementsprechend wird über den Bereich 33 des Glases oberhalb des Kanalzweiges 15 zwischen den Elektroden 21 δ und 22Λ eine Spannung erzeugt Außerdem liegt eine Spannung zwischen den Elektroden 21C und 22D, so daß elektrischer Strom durch den Glasbereich auf einem Niveau oberhalb des Kanalzweiges 15, jedoch nahe der vom Auslaß 14 entfernt gelegenen Seitenwan- ω dung 13 hindurchgeht Bei der Anordnung, wie sie hier gezeigt ist. ist der elektrische Strom, welcher den Bereich 33 passiert, zusätzlich auch den mit 33a bezeichneten Glasbereich, nicht separat relativ zum Hauptstrom, welcher durch die Bereiche J8 und 19 hindurchgeht, t.} einstellbar.

Bei dem in F i g. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine HiiFselektrode 37 vorgesehen, welche an einer Stel-

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schmelzen von Glas unter Verwendung eines Ofens mit einer einen geschmolzenen Glaskörper enthaltenden Wanne, welche eine Bodenwandung sowie aufrechte Seitenwandungen und einen Auslaß aufweist, der so angeordnet ist, daß aus ihm Glas vom Boden der Wanne abgezogen werden kann, wobei die Wanne weiterhin voneinander getrennte in horizontal mit Abstand angeordneten Bereichen der Wanne gelegene Heizzonen definierende Elektroden sowie in ihrer Bodenwandung offene Kanäle aufweist, welch letztere einen Abzugsströmungsweg für das Glas bilden und einen Auslaßzweig aufweisen, welcher sich zwischen den Heizzonen und dem Auslaß erstreckt, wobei