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Elektrisch beheizter Wannenofen Die Erfindung bezieht sich auf ununterbrochen
arbeitende Wannenöfen zur Herstellung von Glas, bei denen der Rohstoff am einen
Ende des Ofens eingebracht und das erschmolzene Glas am anderen Ende des Ofens entnommen
wird und die Erhitzung des Glases durch elektrischen Strom erfolgt, der durch das
Bad in Richtung des Glasflusses hindurchgeht.
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Man hat bereits vorgeschlagen, den elektrischen Strom dem Schmelzbade
in der Weise zuzuführen, daß er im Sinne des Glasflusses, d. h. in der Längsrichtung
des Ofens, fließt. Die hierfür vorgeschlagenen Elektroden waren aber soweit wie
möglich von Heizzone entfernt angebracht und. lagen infolgedessen außerhalb des
von der Einbringzone zur Entnahmezone verlaufenden Schmelzflusses.
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Bei einer anderen Bauart von Schmelzöfen sind die Elektroden zwar
zwischen Einbring-und Entnahmezone angeordnet, erstrecken sich aber nur über einen
Teil der Breite des Ofens.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt die Beheizung des Ofens durch
mindestens zwei unterhalb des Badspiegels angeordnete Elektroden, die im Glasfluß
zwischen der Einbring- und der Entnahmezone im wesentlichen quer zur Richtung des
Glasflusses und waagerecht über die ganze Breite des Ofens verlaufen, so daß die
von je zwei Elektroden ausgehenden Stromlinien eine Heizzone bilden, die von zwei
quer zur Fließrichtung des Glases liegenden Linien begrenzt wird und sich von einer
Längswand zur anderen erstreckt.
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Diese Heizzone übt auf alle in der Längsrichtung von der Einbring-
zur Entnahmezone verlaufenden Strömungen eine Wirkung aus, die in jeder Längsebene
des Bades praktisch die gleiche ist, die andererseits in der Längsrichtung des Ofens
auf eine beliebige Länge der Glasschmelze begrenzt werden kann. Man kann so bei
gleichmäßiger Beheizung des Glases in der Querrichtung des Ofens eine Beheizung
erzielen, die in der Längsrichtung entsprechend den einzelnen Zonen regelbar ist.
Dem Glasbade kann also auf dem in der Längsrichtung des Ofens durchlaufenden Wege
genau jeweils die für die einzelnen Behandlungsstufen der Umwandlung, Schmelzung,
Läuterung, Abkühlung geeignete Temperatur gegeben-werden.. Weiterhin kann auch die
Dauer der Temperatureinwirkung in geeigneter Weise durch Verstellung der Elektroden
in der- Längsrichtung beeinflußt werden.
Diese Vorteile erhält man
erfindungsgemäß bereits dadurch, daß man mittels zweier Elektroden eine Schmelzzone
in dem Wege des., Glasflusses schafft. Denn dann erreicht man für den Durchfluß
drei aufeinanderfolgende Beheizungszonen verschiedener Temperaturen Die vor der
ersten Elektrode liegende Einbringzone, die durch die Konvektionsbewegungen des
Glasflusses erhitzt wird, in der eine mäßige zum Einbringen der zu behandelnden
Stoffe geeignete Temperatur herrscht.
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Die zwischen den beiden Elektroden liegende eigentliche Schmelzzone,
in der die Erschmelzung und Läuterung des Glases vor sich geht.
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Die auf die zweite Elektrode folgende Entnahmezone, in der die Temperatur
mehr und mehr absinkt und in der das Glas sich auf Arbeitstemperatur abkühlen kann.
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Man erhält eine erweiterte Regelbarkeit der Temperaturen in der Längsrichtung
des Ofens durch Verwendung von mehr als zwei Elektroden, da man dadurch die Anzahl
der Heizzonen auf dem Wege des Glasflusses vervielfältigt und jeder dieser Zonen
die gewünschte Temperatur geben kann.
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Außer dieser Möglichkeit, jedem Teil der Schmelze in der Längsrichtung
des Ofens die g 7 e Wünschte Temperatur zu geben, besteht auch die Möglichkeit
einer Temperaturregelung des Bades in der Höhenrichtung, d. h. in jeder beliebigen
waagerechten oder zurLängsebene des Ofens senkrechten Ebene.
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Man erreicht dies, indem man die Elektroden in der beabsichtigten
Höhenlage anordnet und einander nähert. Man begünstigt so den Durchgang des elektrischen
Stromes in dem Teil des Glases, welcher in der Ebene der Elektroden liegt, gegenüber
dem Teil des Glases oberhalb oder unterhalb dieser Ebene. In gewissen Fällen können
die Elektroden gemäß der Erfindung in der Nähe der Radoberfläche angeordnet werden,
um in der oberen Badschicht die höchste Temperatur zu erreichen, wo bekanntlich
das nicht ausgearbeitete Glas infolge seiner größeren Leichtigkeit gegenüber dem
schon ausgearbeiteten Glase sich zu halten sucht. Diese Anordnung hat auch den Vorteil,
daß auf dem Boden der Wanne eine zu hohe Temperatur verhütet wird.
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Ein anderer Vorteil der Erhitzung gemäß der Erfindung besteht darin,
daß die Gleichförmigkeit der Erhitzung in der Querrichtung des Bades durch die Verschiedenheit
der Temperaturen in seiner Längsrichtung nicht beeinträchtigt wird. Hierdurch wird
erreicht, daß diese Verschiedenheit der Temperaturen keine Wärmeströmungen in der
Querrichtung des Bades hervorruft, welche den Nachteil haben, Glas in die Mitte
des Ofens zu führen, welches mit den Wänden in Berührung gewesen ist und infolgedessen
die Güte des Glases im ittleren Teil des Bades verändert.
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. .@ I,Es ist noch hervorzuheben, daß die Elekt@iden gemäß der Erfindung
Quersperren in ==:&r Längsbewegung des Glases bilden, gegen :welche die in der
Behandlung befindlichen Stoffe stoßen. Die aufeinanderfolgenden Quersperren sind
nicht nur für die Schmelzung, sondern auch für die Regelung der Längsbewegung des
Glases von Bedeutung.
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Die Mittel zum Erhitzen des Glases gemäß der Erfindung ermöglichen
es, in allen senkrechten Längsebenen des Bades übereinstimmend eine Aufeinanderfolge
von Temperaturen zu erreichen, welche in der Länge des Ofens und in der waagerechten
Fläche, in der sie wirksam sind, ihrer Höhe nach den verschiedenen Umwandlungen
des Bades genau angepaßt sind.
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Diese Mittel sind also geeignet, ein homogenes Fertigglas von guter
Eigenschaft zu erzeugen.
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Die beiliegenden Zeichnungen zeigen an einem Ausführungsbeispiel einen
Wannenofen zum Glasschmelzen gemäß der Erfindung. Die Zeichnung zeigt in Fig. t
den Ofen im senkrechten Längsschnitt, Fig. a den Ofen im waagerechten Schnitt. Auf
der Zeichnung sieht man die feuerfesten Seitenwände A und einen Einlegevorbau B
für die Rohstoffe. Die Elektroden C, C , D, D', E, F und F'
sind rechtwinklig zur Längsrichtung angeordnet, d. h. rechtwinklig zur Bewegungsrichtung
der zu schmelzenden Rohstoffe, und zwar derart, daß, wenn C, C
an ein
und dieselbe Phase und D, D' an eine andere Phase angeschlossen werden, sich
der Widerstand innerhalb dieser beiden Elektrodengruppen aus dem der Länge nach
vollkommen bestimmten Glasabschnitt und dem Kontaktwiderstand ergibt, dessen Größe
nach Wunsch geregelt werden «kann.
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Je nach der verwendeten Stromart (ein-oder mehrphasiger Strom) wird
man zwei, drei, vier usw. Elektrodenb uppen oder zwei, drei, vier usw. Elektroden,
wie sie in F und F gezeigt sind, oder eine einzige Elektrode vorsehen, die quer
durch den ganzen Ofen geht.
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Die Querschnittsform der Elektrode kann kreisförmig wie C,
C oder, falls man den Kontaktwiderstand besser nutzbar machen will,
rechteckig sein wie D, D', die, an der Oberfläche angeordnet, .die Rolle
eines Hindernisses spielt und die gebräuchliche Schwimmerbrücke ersetzt, wie man
sie bei IL sieht mit den Stoßstücken M, M'.
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Das Schmelzgut stößt gegen die Oberfläche der Elektroden, und da diese
Oberfläche infolge des Kontaktwiderstandes sehr heiß ist,
beginnt
das Schmelzgut zu schmelzen bzw. wird vollends geschmolzen, während das geschmolzene
Glas, das schwerer ist als die Rohstoffe, nach unten sinkt und unter. den Elektroden
wegfließt.
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Die Elektroden sind auch so nahe wie möglich an der Oberfläche des
Glases angeordnet, und zwar derart, daß vorzugsweise der obere Teil der Wanne geheizt
wird, während am Boden eine allzu hohe Temperatur vermieden wird.
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F ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Elektrodenanordnung. Diese
Elektrode wird auf eine bestimmte Länge durch einen Vorsprung G der feuerfesten
Wand oder einen Mantel derart umgeben, daß der Strom vorzugsweise durch die Mitte
des Bades fließt und so eine allzu hohe Temperatur an den Seitenwänden der Wanne
vermieden wird.
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Über der Elektrode E ist eine keramische Haube H angeordnet, die ein
Hindernis bildet. Diese Einrichtung gestattet, beliebig die eigentliche Elektrode
oder das Hindernis auszuwechseln; man vermeidet die Anordnung der Stoßstücke, wie
sie bei M und 31' angeordnet sind.