DE2820137A1

DE2820137A1 - Elektrischer glasschmelzofen

Info

Publication number: DE2820137A1
Application number: DE19782820137
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Pieper
Original assignee: Beteiligungen Sorg GmbH and Co KG
Current assignee: Beteiligungen Sorg GmbH and Co KG
Priority date: 1977-06-07
Filing date: 1978-05-09
Publication date: 1978-12-21
Also published as: JPS543823A; US4107447A

Description

Elektrischer Glasschmelzofen Zusammenfassung

Me Erfindung betrifft einen elektrischen Glasschmelzofen mit einer Wandung aus feuerfestem Material, in welchem oben ein Gemenge auf die Glasschmelze aufgegeben und unten das geläuterte Glas abgezogen wird, in welchem der Strom über am Umfang verteilte Elektroden in Form von Dreiphasen-Wechselstrom zugegeben wird und bei dem von den Sekundärspulen der zur Verwendung kommenden Transformatoren jeweils eine Elektrode bzw. eine Doppel-Elektrode gespeist wird und der Ausgang jeder Sekundärspule zusätzlich mit dem Eingang einer der anderen Sekundärspulen eines Transformatorenteils verbunden ist, wobei alle Elektroden bzw. Doppel-Elektroden in jeder Ebene in nahezu gleichmäßigen Abständen nebeneinanderliegen.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft im einzelnen einen elektrischen Glasschmelzofen mit einer Wandung aus feuerfestem Material, in dem oben ein Gemenge auf die Glasschmelze aufgegeben und aus dem unten das geläuterte Glas abgezogen wird,

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mit mindestens zwei übereinander angeordneten Ebenen, in denen am Umfang verteilte Elektroden zur Zuführung von elektrischer Energie in Form von Dreiphasen-Wechselstrom in das Glasbad hineinragen und mit Dreiphasen-Wechselstrom-Transformatoren, deren Primärspulen mit den drei Phasen des Stromnetzes und deren Sekundärspulen mit jeweils drei Elektroden verbunden sind.

Es ist bereits bekannt, bei größeren elektrisch beheizten Glasschmelzöfen die Elektroden der obersten Ebene so zu schalten, daß sich ihre Strompfade im Mittelpunkt des Ofens treffen (US-PS 5 852 509). Nachteilig hat sich bei dieser bekannten Schaltungsmöglichkeit aber herausgestellt, daß in der obersten Ebene die Energiekonzentration im Mittelpunkt des Ofens zu hoch wird und daß am Ofenumfang zu wenig Energie eingegeben wird. Es können in den Zwischenräumen zwischen den Elektroden und insbesondere bei Verwendung von sechseckigen Ofenwandungen in den Ecken Kaltstellen auftreten, in denen das noch nicht aufgeschmolzene Gemenge bzw. ungeläutertes Glas bis zum Ofenboden absinken kann. Bei dieser bekannten Schaltung ist weiterhin die Regelung schwierig, da in der Regel die verschiedenen Ebenen in ihrer Energieaufnahme streng aufeinander abgestimmt und nur gleichzeitig und gleichsinnig regelbar sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Glasschmelzofen bzw. eine Schaltung für einen solchen zu schaffen, bei welchem

eine gleichmäßige Energieverteilung in allen Ofenebenen 809851/0834

erreicht wird, "bei dem kalte Stellen und Ecken vermieden werden und "bei welchem die Regelung der verschiedenen Ebenen voneinander unabhängig erfolgen kann, da zwischen den Ebenen der trotz galvanischer Trennung der für die Ebenen verwendeten Transformatoren unausbleibliche Stromaustausch auf ein Minimum verringert wird.

Es ist eine weitere Aufgabe des erfindungsgemäßen Ofens, nicht nur für eine bestimmte Glassorte, sondern für alle bekannten Glassorten verwendbar zu sein und dabei bei höherer leistung eine verbesserte Glasqualität zu liefern· Der Aufbau und insbesondere die Regelung des erfindungsgemäßen Ofens soll weiterhin besonders einfach und zuverlässig sein, wozu eine Vergleichmäßigung des Stromflusses innerhalb der Elektrodenscharen gehört.

Biese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei dem eingangs beschriebenen elektrischen Glasschmelzofen in der obersten Ebene I neun Elektroden und der darunterliegenden Ebene IX ebenfalls neun Elektroden vorhanden sind, zwischen deren ofeninneren Enden innerhalb jeder Ebene praktisch gleiche Abstände herrschen, und der Ausgang jeder Sekundärspule (R, S, T) zusätzlich Bit dem Eingang einer der anderen Sekundärspulen des gleichen Transformators verbunden 1st.

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Vorteilhaft sind in der obersten Ebene I jeweils Doppel-Elektroden angeordnet, um dort die Stromdichte zu verringern und die Breite der im Glas entstehenden Quellpunkte zu vergrößern·

Um einen einfachen Aufbau des Ofens zu gewährleisten und gleichzeitig in den Ecken Kaltstellen zu vermeiden, weist die Ofenwandung vorteilhaft Sechseckform mit abgerundeten Ecken auf und neben den Ecken ist eine Elektrode bzw. Doppel-Elektrode schräg eingesetzt, so daß ihre Spitze in die Ecke ragt·

TJm eine möglichst günstige Leistungsverteilung zu erhalten, sind vorteilhaft sich gegenüberliegend praktisch in Wand-Mitte Elektroden angeordnet, die nit den Sekundärseiten des gleichen Transforaatorsatzes verbunden sind und zwischen denen ein primärer Stroafluß erfolgt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus dem Wortlaut der Uhteransprtiche.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: ?ig. 1a eine Aufeicht auf die Ebene I eines erfindungsgemäßen Ofens als Scheaazeichnung und I¹Ig. 1b eine entsprechende Aufsicht auf die Ebene II, Pig. 2 einen Tertikalschnitt durch einen Ofen gemäß Fig. und

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Pig. 3 die Schaltung eines erfindungsgemäßen Ofens ebenfalls im Schema.

Der erfindungsgemäße Glasschmelzofen besteht aus einer Wandung aus feuerfestem Material mit einem darum angebrachten, nicht gezeigten Stahlgerüst. Oberhalb der Gemengeeingabeeinrichtung ist wie üblich ein Gewölbe (nicht gezeigt) und an seinem Boden ein Auslaß für das geschmolzene Glas vorhanden. Der Aufbau des Ofens entspricht herkömmlichen, vollelektrisch beheizten Glasschmelzofen und braucht daher nicht näher beschrieben zu werden.

Innerhalb des Ofens sind zwei Ebenen von Elektroden E vorhanden, die von oben nach unten mit I und II bezeichnet sind. Die oberste Ebene enthält neun Doppel-Elektroden, wobei die Elektroden eines Doppels zusammengeschaltet sind. Elektrisch sind also neun Einspeisungspunkte vorhanden, welche in drei Dreiphasen-Wechseleltrom Stromkreisen geschaltet sind.

Die zweite Ebene II enthält neun Elektroden, so daß sich in der zweiten Ebene ebenfalls neun Einspeisungspunkte befinden, welche ebenfalls als drei Dreiphasen-Wechselstrom Stromkreise geschaltet sind.

Jeweils drei Doppel-Elektroden-Sätze der Ebene I und drei Elektroden der Ebene II sind jeweils nahe den Ecken des Ofensechsecks schräg in die Ecken hineinragend angeordnet

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und vermögen dort durch ihre Energieabgabe zu gewährleisten, daß ein Absinken von kalten Strömungen dort verhindert wird. Die Elektroden der "beiden Ebenen sind dabei so gegeneinander versetzt, daß jeweils die Elektroden benachbarter Ecken in verschiedenen Ebenen angeordnet sind. Weiterhin sind jeweils die Elektroden der unteren Ebene mit ihren Spitzen in der Mitte der Lücken zwischen den Spitzen der oberen Elektroden angeordnet.

Der erfindungsgemäße Ofen weist weiterhin zwei Transformatoren auf, bei denen jeweils drei Primärspulen mit den Phasen R, S, T, eines öffentlichen Dreiphasen-Wechselstromnetzes verbunden sind.

Sekundäreeitig sind die Transformatoren in je drei Sätze zu drei Sekundärspulen aufgeteilt, wobei jeder Spulensatz einen Dreiphasen-Wechselstromkreis bildet. Gemäß !Fig. 3 ist der Ausgang jeder der Sekundärspulen mit einer Elektrode verbunden und die Sekundärspulen sind so geschaltet, daß der Eingang jeder Spule mit einem Ausgang einer anderen Spule desselben Satzes verbunden ist, also zwischen den mit den Spulen verbundenen Elektroden eine Dreiecksschaltung vorliegt.

Wie durch den die Sekundärspulen durchdringenden Pfeil in Pig. 3 angedeutet, sind die drei Spulensätze jeweils gemeinsam regelbar. Wie sich herausgestellt hat, ist auch eine

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Rgelung jedes Satzes der Spulen einzeln möglich, aufgrund der bei dem erfindungsgemäßen Ofen vorliegenden vollkommen symmetrischen Lastrerteilung hat sich aber eine gemeinsame Regelung als ausreichend erwiesen. Sie Gleichmäßigkeit der Lastverteilung besieht sich dabei nicht nur auf die einzelnen Transformatoren, sondern auch vider Erwarten auf die einzelnen Phasen der Einzeltransformatoren· Aufgrund dieser Lastverteilung ist die Beeinflussung zwischen den einzelnen Ebenen sehr gering.

Sie Schaltung erfolgt so, daß der ein· Sransfermator die drei Stromkreise der obersten Ehen· mit elektrischer Energie versorgt und der andere ?ransformat*r die drei Stromkreise der aweiten Ebene.

den Pig. sind die Elektroden i» «iemlich gleichmäßigen Abständen innerhalb eimes geradem Vant*Ägsteile angeordnet, innerhalb einer Ebern« kSs&en gleich.· ikMten n«b«*«i]utnderliegen (nicht gezeigt). Im einzelnen ergibt sieh di· Reihenfolge R, S, T der Phasen der in den Ehernen I und II angeordneten Elektroden emtgeg«m dem Uhrz«ig«rsi*n betrachtet, bei welcher elektrisch gesehen Elektrode* beider Ebenen miteinander abwechseln.

Si· Elektroden in du *rfindvagsgwmli·* Of em kiaaen rer-Tollstündigt werdcm daroh Hilfs- bsw. Aufahrtl«ktrod«n (nicht gezeigt) s«wi· τοη weiteren IiIf eeltktroden in dem

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Auslaß xuid dem Steiger, um ein zu großes Absinken der Temperatur des austretenden, geläuterten Glases zu vermeiden.

Der Ofen weißt zur Vermeidung von Kaltstellen in den Ecken abgerundete Wandungen in diesem Bereich auf und um eine Möglichst günstige Leietungsverteilung zu erhalten, sind in den sich gegenüberliegenden Wandungen praktisch in Wandmitte Elektroden des gleichen Stromkreises angeordnet, die also mit den Sekundärseiten des gleichen Transformatorsatzes verbunden sind und zwischen denen daher ein hoher primärer Stroiifluß erfolgt.

Da die jeweils dritte Elektrode eines Iranaformatorsatzes in der Ecke zwischen den beiden erstgenannten Elektroden angeordnet ist, entstehen in beiden Ebenen Stronflußdreiecke, von denen ^jeweils eine Ecke in der räumlichen Ofen— ecke angeordnet ist und eine Kante nahezu durch die Ofen-Kitte verläuft. Da die beiden anderen Kanten nahezu parallel der Wandung verlaufen, wird alao eine besonders hohe Energiedichte an den Wandungen und mittig erzeugt, wodurch eine praktisch gleichförmige Energieverteilung über den gesamten Ofenquerschnitt erreicht wird· Dabei ist zu berücksichtigen, daß die gezeichneten Strompfade als räumliche Stromlinienbündel von Spindelform angesehen werden müssen, deren Bereiche sieh gegenseitig überlappen.

Ersichtlicherweise bietet die Erfindung mit dem Einsatz 809851 /0634

einfachster elektrischer Mittel eine wesentliche Verbesserung der Energieverteilung und Regelfähigkeit bei elektrisch beheizten Glasschmelzofen und es kann daher von einer idealen lösung der anstehenden Probleme gesprochen werden.

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Claims

Patentansprüche

, 1.. Elektrischer Glasschmelzofen mit einer Wandung aus feuerfestem Material, in dem oben ein Gemenge auf die Glasschmelze aufgegeben und aus dem unten das geläuterte Glas abgezogen wird, mit mindestens zwei übereinander angeordneten Ebenen, in denen am Umfang verteilte Elektroden zur Zuführung von elektrischer Energie in Form von Dreiphasen-Wechselstrom in das Glasbad hineinragen und mit Dreiphasen-Wechselstrom Transformatoren, deren Primärspulen mit den drei Phasen des Stromnetzes und deren Sekundärspulen mit jeweils drei Elektroden verbunden sind, wobei in der obersten Ebene (I) und der darunterliegenden Ebene (II) neun oder ein Vielfaches davon Elektroden vorhanden sind und der Ausgang jeder Sekundärspule (R, S, T,) zusätzlich mit dem Eingang einer der anderen Sekundärspulen verbunden ist.
2. Elektrischer Glasschmelzofen nach Anspruch 1, bei welchem zwischen den ofeninneren Enden der Elektroden innerhalb jeder Ebene praktisch gleiche Abstände herrschen und die Elektrodenspitzen der jeweils unteren Ebene in den Lücken zwischen den Elektrodenspitzen der jeweils oberen Ebene liegen.
3. Elektrischer Glasschmelzofen nach Anspruch 2, bei welchem in der obersten Ebene die Elektroden als spannungsmäßig

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gleichgeschaltete Doppel-Elektroden vorliegen.
4- Elektrischer Glasschmelzofen nach Anspruch 2, bei welchem die Ecken abgerundet sind und neben den Ecken die Elektroden derart schräg angeordnet sind, daß sie in den Eckbereich hineinragen und dort Quellpunkte innerhalb der Glasschmelze bilden und weiterhin die Elektroden benachbarter Ecken in verschiedenen Ebenen angeordnet sind.
5. Elektrischer Glasschmelzofen nach Anspruch 1, bei

dem sich gegenüberliegend praktisch in Wandmitte Elektroden angeordnet sind, die mit den Sekundärseiten des gleichen Transformatorsatzes verbunden sind und zwischen denen ein primärer Stromfluß erfolgt.
6. Elektrischer Glasschmelzofen nach Anspruch 1, bei welchem in der senkrechten Projektion gesehen Elektroden der beiden Ebenen miteinander abwechseln und innerhalb einer Ebene die Phasen R, S, T der einzelnen Stromkreise nebeneinander angeordnet sind.
7. Elektrischer Glasschmelzofen nach Anspruch 1, bei welchem jeweils die Primärwicklungen der Dreiphasen-Wechselstrom Transformatoren auf neun. Sekundärwicklungen in drei Transformatorensätzen einwirken.

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