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Mit Drehstrom betriebener Schachtofen zum Schmelzen von Glas Es sind
bereits mit Drehstrom betriebene Öfen zum Schmelzen von Glas bekannt, bei denen
das geschmolzene Glas als Widerstand dient. Die bekannten Öfen sind im allgemeinen
als Wannenöfen ausgebildet. Es sind bei ihnen an verschiedenen Stellen der Wann
Elektroden eingesetzt, die zur Beeinflussung der. Erhitzung und der Strömungsvorgänge
im Glas gesondert gerqgelt werden können. Diese Öfen haben den Nachteil, daß eine
einwandfreie Schmelze mit ihnen nicht erzielt wird, da der elektrische Stromfluß
nur in einer Ebene stattfindet.
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Es wurden deshalb für,den gleichen Zweck Schachtöfen verwendet. Bei
diesen Öfen sind die voneinander unabhängigen Elektroden gleicher Phase in verschiedenen
Höhen untereinander angeordnet. Bei einer solchen Anordnung kann jedoch eine gleichmäßige
Stromverteilung und eine beliebige Beeinflussung der Stromdichte in der Schmelze
nicht erzielt werden.
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Das Gleiche gilt bei denen Hilfselektroden, die nur bei der Inbetriebnahme
des Ofens oder zur Beseitigung von Störungen gebraucht werden, vorgesehen sind.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile wird zum Schmelzen von Glas ein mit
Drehstrom betriebener Schachtofen verwendet, bei dem die Glasschmelze als Widerstand
dient und bei dem die Elektroden in Ebenen angeordnet sind, die in verschiedenen
Höhen des Ofens
liegen. Gemäß der Erfindung sind jedoch die Elektroden
gleicher Phase von je zwei benachbarten Elektrodenebenen an gegenüber: liegenden
Seiten des Ofens angeordnet. D r durch ergibt sich die Möglichkeit, die Strom' dichte
an jeder Stelle der Schmelze beliebig' durch entsprechende Einregulierung der Spannung
der einzelnen Elektroden zu beeinflussen. Auf diese Weise wird :ein sehr gleichmäßiger
elektrischer Stromfluß in der Schmelze hervorgerufen, so daß in der geschmolzenen
Glasmasse eine homogene Zusammensetzung erzielt werden kann.
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Besonders vorteilhaft wird der Ofenschacht, wie bei elektrischen Glasscbmelzöfen
an sich bekannt, mit einer Einschnürung versehen, in der erfindungsgemäß eine Elektrodengruppe,
angeordnet ist. An dieser Stelle entsteht dann eine besonders hohe Stromdichte,
aus der sich eine entsprechend starke Wärmeentwicklung ergibt. Es ist zwar zum Schmelzen
von Zink bereits ein elektrischer, mit Drehstrom betriebener Ofen vorgeschlagen
worden, bei dem der Durchmesser des Ofenraumes von oben nach unten zunimmt und eine
Elektrodengruppe in der Nähe der engsten Stelle angeordnet ist. Damit kann jedoch
der mit einer Einschnürung des Ofenschachtes verfolgte Zweck nicht erreicht -werden,
nämlich in mittlerer Höhe des Ofenschachtes eine Steigerung der Glastemperatur herbeizuführen.
Gerade das ist jedoch bei elektrischem Schmelzen von Glas in einem Schachtofen von
besonderer Bedeutung, da hier die Läuterung durchgeführt -wird.
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Zur gleichzeitigen Verteilung des aufgegebenen Gutes im Ofen dient,
wie bei Glasschmelzöfen an sich bekannt, ein in der oberen Schachtöffnung konzentrisch
zu dieser angeordneter Verteilerkegel, der jedoch e rfindungsgemäß mit der Basis
dicht über der ersten Elektrodengruppe liegt.
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Selbstverständlich kann der Ofen auch für das Schmelzen anderer Stoffe,
-wie z. B. Wasserglas, Zement o. dgl., dienen.
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In den Figuren ist der Ofen gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt.
Es zeigen: Fig. i einen Querschnitt durch den Ofen, Fig. 2 einen Schnitt nach der
Linie II-II der Fig. i, Fig.3 die Ausbildung einer Elektrode Fig.4 einen Längsschnitt
durch einen Ofen mit einer bei Glasschmelzöfen bekannten E.i.nschnürung, Fig. 5
einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie
VI-VI der Fig.4. Fig.7 das Schaltungsschema.
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Bei dem in den Fig. i und 2 dargestellten Ofen ist i die Ofenummantelung.
die mit dem feuerfesten Material 2 ausgekleidet ist. Diese Auskleidung ist bei dem
Beispiel nach der . i derart vorgenommen, daß, wie bei elektf-i4hen Schmelzöfen
bekannt, ein polygonaler Ofefquerschnitt entsteht. Der Ofen wird mit zwei Elektrodengru-ppen
betrieben, von denen die obere aus den Elektroden 3, 4, 5 und die untere aus den
Elektroden 6, 7, 8 besteht. Ain unteren Ende-des Ofens ist ein zur Läuter-oder Ziehtvanne
9 führender Kanal io vorgesehen. Mit i i ist das, eingebrachte Geinenäe und mit
12 die Glasschmelze bezeichnet.
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Die Elektroden sind, wie Fig.3 beispielsweise zeigt und wie bei Elektroden
bekannt, mit einer Bobrung 13 versehen, zu der durch die Rohre 14, 15 zur Kühlung
Gas oder Flüssigkeit hindurchgeleitet werden kann.
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Gemäß der Erfindung sind die Elektroden derart geschaltet, daß den
Elektroden 3, .l, 5 je .eine der Elektroden 6, 7, 8 mit gleicher Phase an der gegenüberliegenden
Ofen«-and zugeordnet ist. Es erfolgt also beispielsweise der Anschluß der Elektroden
3, 4, 5 in der Reihenfolge RS T und der Anschluß der Elektroden 6, 7, 8 ebenfalls
in der gleichen Reihenfolge. Auf diese Weise steht der Elektrode 3 der oberen E.lektrod:enebene
in der unteren Elektrodene'aene die Elektrode 6. der Elektrodeo in der oberen Elektrodenebene
in der unteren Elektrodeneberne die Elektrode 7 und der Elektrode 5 in der oberen
Elektrodenebene in der unteren Elektrocl@nebene die Elektrode 8 mit gleicher Phase
gegenüber.
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Bei dem in den Fig.4 bis 6 dargestellten, beispielsweise einen runden
Querschnitt aufweisenden Ofen sind die Elektroden in drei verschiedenen Ebenen angeordnet.
Die oberen Elektroden sind mit 16, 17, 18, die mittleren mit i9,
2o, 2i und
die unteren mit 22, 23, 2.1 bezeichnet. Die Schaltung erfolgt erfindungsgemäß nach
dem folgenden, aus Fig.7 ersichtlichen Schema:
| R S T |
| 16 17 i8 |
| i9 20 21 |
| 22 23 2-1. |
Auf diese Weise wird eine völlig gleichmäßige Stromverteilung erzielt.
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Sollte durch irgendwelche Umstände der Ofen an einer Stelle kältzr
gehen, was sich in einer geringeren Stromabgabe der nächstliegenden Elektrode auswirkt,
so kann dem durch Erhöhung der Spannung an dieser Elektrode entgegengewirkt werden.
Die erhöhte Spannung bewirkt bei den an diesen Stellen vorliegenden Ohmwerten in
den betreffenden Glasstrecken auch eine erhöhte Stromstärke und diese wiederum eine
erhöhte Leistung, die zu allen benachbarten Elektroden,
die an anderen
Phasen liegen, ausstrahlt. Kältere Teilzonen, die . naturgemäß einen größeren Spannungsabfall
verursachen, nehmen zwangsläufig eine größere Leistungsmenge auf, und es erfolgt
dadurch eine rasche Wiederherstellung des ursprünglichen Zustandes und der gleichmäßigen
Temperatur im Ofen.
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Wie die Fig. 4 deutlich zeigt, ist die mittlere Elektrodenebjene,
die aus den Elektroden i9, 20,21 besteht, in der Ebene der bei elektrischen Glasschmelzöfen
bekannten Ein:schnürung 2 5 des. Ofeninnern angebracht. An dieser Stelle
herrscht die größte Stromdichte, und es findet somit in ihr die größte Wärmeentwicklung
statt. Die Fig.4 zes,gt außerdem die Anordnung eines bei Glasschmelzöfen an sich
bekannten Kegels 26 in der Mittelachse des Ofens, der die Beschickung entsprechend
verteilt und gemäß der Erfindung mit der Basis bis dicht über die erste Elektrode
ngruppe reicht.