DE879438C - Anschluss der Elektroden von elektrisch beheizten Glasschmelzoefen an die Phasen von Mehrphasensystemen - Google Patents

Description

• Anschluß der Elektroden von elektrisch beheizten Glasschmelzöfen an die Phasen von Mehrphasensystemen Die Verteilung der Wärme im Schmelzbad eines elektrisch beheizten Glasschmelzofens läßt sich bei gegebenen Abmessungen des Schmelzraumes sowohl durch die Eintauchtiefe der Elektroden als auch durch ihren Anschluß an die Klemmen des Speisetransformators beeinflussen. Als besonders zweckmäßig haben sich Glasschmelzöfen mit im Grundriß etwa rechteckigem Schmelzraum und mit in diesen durch die Längswände des Ofens von der Seite unterhalb des Badspiegels hineinragenden Elektroden erwiesen. Es ist bekannt, je zwei einander gegenüberliegende Elektroden an die gleiche Phase eines Mehrpliasensystems, insbesondere eines Sechs- oderZ-,völfphasensystems, anzuschließen, wobei der größte Spannungsunterschied zwischen den einander gegenüberliegenden Elektroden herrscht. Die Ströme der einzelnen Phasen fließen dann hauptsächlich quer durch das Bad und parallel zueinander und erwärmen es längs der Mittelachse des Ofens fast gleichmäßig. Das von den Mehrphasenströmen erzeugte Feld ist ein Wanderfeld und wandert in der Ofenlängsrichtung.
• Häufig ist aber nicht eine gleichmäßige, sondern eine unterschiedliche Stromverteilung über die Ofenlängsachse erwünscht. Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Phasenfolge der Elektroden auf der einen Ofenseite jener der Elektroden der anderen Ofenseite entgegengesetzt ist. Der größte Spannungsunterschied besteht dann jeweils zwischen einander diagonal gegenüberliegenden Elektroden; er ist, quer zum Ofen gemessen, von Elektrodenpaar zu Elektrodenpaar verschieden und ist etwa im Bereich der mittleren Elektrodenpaare am größten. Stromstärke und dementsprechend Wärmewirkung nehmen daher ebenfalls längs der Längsmittellinie des Ofens von den Enden nach der Ofenmitte hin zu; während an den Schmalseiten des Bades die Wärmeentwicklung am geringsten ist.
• In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele für die Erfindung schematisch in der Weise dargestellt, daß man die relative Größe der Spannengen zwischen - den Elektroden daraus ersehen kann. Fig. i bis 4 zeigen Schaltbilder, während Fig. i' bis 4' zugehörige Spannungskurven sind.
• Gemäß Fig. i sind zwölf Elektroden e mit den Nummern i bis 1a vorhanden, die durch die Längswände des rechteckigen Ofenbehälters a in das Schmelzbad eintauchen. Sie werden von den Sekundärwicklungen t eines Drehstromtransformators gespeist; die hier in zwei um 30° phasenverschobene regelmäßige Sechsphasensysteme aufgelöst sind. Die Wicklungsphasen sind ebenfalls mit i bis i2 bezeichnet, und zwar in der Weise, daß jeweils der Winkel zwischen Phasen mit aufeinanderfolgender Nummer 3o° beträgt.
• Die größte Spannung, nämlich die doppelte Phasenspannung, herrscht zwischen den um iSo° verschobenen Phasen. Die gleichzeitig den dieser Höchstspannung entsprechenden Strom führenden Elektroden sind durch gestrichelte Linien miteinander verbunden. Die quer, d. h. zwischen einander gegenüberliegenden Elektroden fließenden Ströme sind dagegen abgestuft und durch die sich aus der Vektorlage ergebenden Spannungen bestimmt, deren Höhe für jedes Elektrodenpaar in dem Diagramm Fig. i' dargestellt ist. Darin sind in senkrechter Richtung die Abstände der benachbarten Elektroden, in waagerechter Richtung die. Effektivwerte der den gegenüberliegenden Elektroden aufgedrückten Spannungen aufgetragen. Diesen entspricht, unter der Voraussetzung gleicher Abstände der gegenüberliegenden Elektroden und eines einigermaßen gleichmäßigen elektrischenBadwiderstandes, auch die Verteilung der das Bad in der Querrichtung durchsetzenden Stromkomponenten. Die Stromkomponenten, die daneben noch in der Längsrichtung des Bades fließen, werden dadurch auf einen Kleinstwert gebracht, daß man benachbarte Elektroden auch an im Diagramm benachbarte Spannungen, also solche, die beim Zwölfphasensystem um nur 30° gegeneinander verschoben sind, anschließt. Auf diese Weise gelingt es, die einseitigen Längsströme zugunsten der die Badmittelebene durchsetzenden Querströme auf einen Mindestwert zu beschränken und das größte Stromvolumen auf die Badmitte zu konzentrieren.
• Will man nun eine andere Stromverteilung herbeiführen, so läßt sich dies durch Regelung der Eintauchtiefe der Elektroden herbeiführen. Hierbei ist man jedoch auf durch äußere Umstände und Zufälligkeiten beeinflußbare Messungen sowie mehr oder weniger auf das Gefühl des mit der Einstellung betrauten Personals angewiesen und muß, wenn Abbrand eintritt, immer wieder von neuem messen, rechnen und nachstellen. Sicherer ist die Beeinflussung der Stromverteilung durch geeignete Schaltungsweise. So wünscht man häufig einen höheren Strom für die Schmelzzone am Beschickungsende des Ofens, während man im Läuterungsabschnitt am Austragsende des Ofens eine geringe 'Strombelastung vorzieht oder gar überhaupt keinen Querstrom mehr haben will. Letzteres kann durch eine Schaltung nach Fig. z verwirklicht werden, bei der die Wicklungsphase 7 des hier als zwölfphasiger Stern gezeichneten Transformators leerläuft und die beiden Elektroden nächst dem Austragsende des Ofens an die gleiche Wicklungsphase r angeschlossen sind, so daß zwischen diesen kein Spannungsunterschied besteht. Das Querspannungsdiagramm zu dieser Schaltung ist in Fig. a' veranschaulicht.
• Eine gleichmäßige Querspannungsverteilung ergibt sich wieder nach Fig. 3. Wenn sich die Spannung zwischen benachbarten Wicklungsphasen des Zwölfphasensystems für Anfang und Ende des Bades als zu klein erweisen, so läßt man an diesen Stellen je eine Wicklungsphase fort und verwendet nur fünf Elektrodenpaare statt sechs. Gemäß Fig.3 sind an die Wicklungsphasen i und 7 keine Elektroden angeschlossen, so daß sich am ersten und letzten Elektrodenpaar eine Spannung zwischen um 6o° verschobenen Phasen, also gleich der Phasenspannung, ergibt, wie aus dem Diagramm Fig. 3' ersichtlich.
• Läßt man gemäß Fig. q. zwei benachbarte Wicklungsphasen 6, 7 leer, so ergibt sich beim Zehnelektrodenofen wieder eine bezüglich der beiden Ofenenden ungleichmäßige Spannungsverteilung, wie sie in Fig. 4' zum Ausdruck kommt.
• Selbstverständlich sind weitere Varianten möglich. Man kann den Ofen nach der Erfindung vierphasig, also mit zwei 3Elektrodenpaaren, oder sechsphasig, d. h. mit mindestens drei Elektrodenpaaren, oder auch für eine größere Phasenzahl als 1a, z. B. für 18 oder 24 Phasen bauen. Wesentlich ist, daß die Stromlinien im Schmelzbad sich kreuzen und so das Stromvolumen und damit die Badtemperatur sowohl in der Längs- als auch in der Querrichtung ein Maximum erreicht.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anschluß der Elektroden von elektrisch beheizten Glasschmelzöfen, welche die beiden einander gegenüberliegenden Längswände des Ofens unterhalb des Badspiegels durchsetzen, an die Phasen eines mindestens vierphasigen Mehrphasensystems, dadurch gekennzeichnet, däß die Phasenfolge der Elektroden auf der einen Längsseite des Ofens jener der Elektroden auf der anderen Ofenlängsseite entgegengesetzt ist.
2. 2. Anschluß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß einander benachbarte Elektroden der gleichen Ofenlängsseite ausschließlich von Spannungen gespeist werden, die um den geringstmöglichen Phasenwinkel gegeneinander verschoben sind.
3. 3. Anschluß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Elektroden der beiden Ofenlängswände paarweise gegenüberliegen. .
4. 4. Anschluß nach Anspruch 2 und 3 an geradzahlige \Zehrphasensysteme, dadurch gekennzeichnet, daß ebensoc fiele Elektroden als Phasen vorhanden sind und daß die Elektroden der Reihe nach in der Reihenfolge der Phasen an diese derart angeschlossen sind, daß die Elektroden jeder Ofenlängsseite an der halben Phasenzahl liegen.
5. 5. Anschluß nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Übergang von einer Ofenlängsseite zur anderen wenigstens ein Phasenanschluß in der Reihenfolge der Phasen übersprungen ist.
6. 6. Anschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Übergang von einer Ofenlängsseite zur anderen die beiden gegenüberliegenden Elektroden eines Paares an ein und dieselbe Phase angeschlossen sind.
7. 7. Anschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen wenigstens zwei Elektroden weniger aufweist, als Phasen vorhanden sind, und daß die nicht angeschlossenen Phasen zwischen an die Elektroden der Ofenenden angeschlossenen Phasen liegen. B. Anschluß nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Ofen mit fünf Elektrodenpaaren zum Anschluß an ein Zwölfphasensystem.