DE941383C

DE941383C - Hohle Elektrode fuer elektrische Glasschmelzoefen, insbesondere Glasspinnoefen

Info

Publication number: DE941383C
Application number: DES658A
Authority: DE
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1942-02-04
Filing date: 1949-11-08
Publication date: 1956-04-12

Description

Hohle Elektrode für elektrische Glasschmelzöfen, insbesondere Glasspinnöfen Die Erfindung bezieht sich auf hohle Elektroden zur Verwendung in elektrischen Glasschmelzöfen, insbesondere in mit Spinndüsen versehenen Öfen zur Erzeugung von Glasfasern.
Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, die rohrförmigen Elektroden, die beispielsweise aus Spezialstahl hergestellt sind, derart auszubilden, daß ihre Temperatur so geregelt werden kann, daß sie sich in den Grenzen hält, die für die Erhaltung des Materials, aus dem die Elektroden gebildet sind, notwendig sind. Hierzu ist die Elektrode zur Durchleitung eines gasförmigen oder flüssigen Kühlmittels eingerichtet.
Hohle, zur Durchleitung eines Kühlmittels eingerichtete Metallelektroden für Glasschmelzöfen sind bereits bekannt. Die Ausbildung dieser Elektroden ist derart, daß das Kühlmittel unmittelbar in Berührung mit der Elektrodenwandung kommt.
Hiervon unterscheidet sich die Elektrode gemäß der Erfindung wesentlich dadurch, daß die Kühlkanäle im Innern der Elektrode von zylindrischer oder anderer Form mit Abstand von der Wandung derart angeordnet sind, daß das durchfließende Kühlmittel mit der Elektrode nicht in Berührung kommt.
Bei dieser Ausbildung ist das Kühlsystem ein von der Elektrode unabhängiges, ein- und ausbaufähiges Teil, was sehr vorteilhaft ist. Außerdem kann der Raum zwischen Elektrodenkörper und dem Kühlsystem mit einem Isoliermaterial gefüllt sein,. welches den Betriebstemperaturen standhält.
Die Elektrode kann außen mit einem Mantel aus gut stromleitendem Spezialmaterial bekleidet sein, dessen Beschaffenheit sich nach der Art des zu erschmelzenden Glases richtet. Für ein gewöhnliches grünes Glas kann die Elektrode ohne Bekleidung benutzt werden. Für ein Qualitätsglas kann man eine Graphitbekleidung wählen. Für hochwertige Gläser gelangt zweckmäßig für die Bekleidung eine Speziallegierung oder ein Edelmetall zur Verwendung, wie beispielsweise Platin, nicht oxydierende Stahl- und andere Legierungen.
Zur ordnungsgemäßen Anbringung der Bekleidung auf dem Rohrkörper wird letzterer mit Längsrippen versehen oder beide Teile erhalten ineinandergreifende Gewinde, -wobei dafür Sorge zu tragen ist, daß ein der Wärmeäusdehnung der verschiedenen Werkstoffe der Teile Rechnung tragendes Spiel verbleibt, aber gleichzeitig eine möglichst große Berührungsfläche vorhanden ist, die einen guten Wärme- und Stromübergang gewährleistet.
In der Zeichnung sind verschiedene 'beispielsweise Ausführungsformen von gemäß der Erfindung ausgebildeten Elektroden dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine Längsansicht einer solchen Elektrode, zum Teil im Schnitt, Abb. 2 einen Querschnitt nach Linie A-A der Äbb. i, Abb. 3 eine der Abb. i und 2 entsprechende Ansicht einer ähnlichen Elektrode, bei der der Elektrodenkörper von einem Mantel umkleidet ist, der auf die Rippen des Stahlrohrkörpers aufgezogen ist, Abb. q. einen Querschnitt nach Linie B-B der Abb. 3, Abb. 5 eine Ansicht einer Elektrode mit einem äußeren Mantel aus Graphit oder einem anderen Stoff, der mit dem Rohrkörper zusammengeschraubt ist, und Abb. 6 einen Querschnitt der in Abb. 5 gezeigten Elektrode.
Der Elektrodenrohrkörper r besteht aus einem geeigneten metallischen Material. Gleichachsig mit dem Rohrkörper i ist in diesem ein Rohr 2 angeordnet. Sein Durchmesser ist kleiner als derjenige des Rohrkörpers i, so daß ein Ringraum 3 entsteht, der mit einer Isoliermasse gefüllt ist, die bei den Betriebstemperaturen beständig ist.
In das Rohr 2 erstreckt sich axial -ein kleineres Rohr q. hinein, welches dicht durch das geschlossene Ende 5 des Rohres :2 hindurchgeht und kurz vor dem geschlossenen anderen Ende 6 des Rohres 2 frei mündet. Das Kühlmittel tritt bei 7 in das Rohr 4 ein und bei 8 am entgegengesetzten Ende aus, um dann in Berührung mit der Innenseite des Rohrkörpers i in Richtung der Pfeile 9 und io zurückzuströmen und durch den gemeinsamen Stutzen ii auszutreten. 1.2 und 13 sind zwei Stromzuführüngsklernmen, die an der metallischen. Tragstütze 1q. des Rohrkörpers i sitzen. Letzterer besitzt eine mit einem Verschluß versehene kleine Entlüftungsöffnung 15.
Im Quer- und Längsschnitt kann der Rohrkörper i verschiedene Formen besitzen. So kann man beispielsweise dem Körper i eine gewellte Außenfläche geben, um die thermoelektrische übertragungsfiäche und die Wärmestreuung zu vergrößern und dadurch eine Überhitzung der Elektrode zu vermeiden.
Bei der Ausführung nach Abb. 3 und q. ist um den Rohrkörper i ein Graphitmantel 16 vorgesehen. Zur Erzielung eines guten elektrischen Kontaktes zwischen dem Mantel und dem Rohrkörper ist letzterer auf seiner Außenseite mit Längsrippen 17 versehen. Der Mantel 16 wird über die Rippen 17 auf den Rohrkörper i gegebenenfalls unter leichtem Drehen aufgezogen, so daß die Innenfläche leicht geritzt wird. Um ein möglichst festes Aufsitzen des Mantels auf dem Rohrkörper und damit eine innige Berührung zwischen ihren Flächen zu. erzielen, können beide Teile eine gewisse Konizität besitzen, die für beide Teile gleich oder auch leicht verschieden ist.
Die Zwischenräume zwischen den beiden Teilen i und 16 können mit einem gut strom- und wärmeleitenden formbaren Material gefüllt werden.
Bei der Ausführung nach Abb. 5 und 6 sind die Außenseite des Rohrkörpers i und die Innenseite des Mantels 16 durch übereinstimmende trapezförmige Gewinde 18 ineinander geschraubt.
Der Mantel 16 kann auch aus einer geeigneten Speziallegierung oder aus einem geeigneten: -Edelmetall hergestellt sein. Beim Aufziehen des Mantels 16 auf den Rohrkörper i muß den mehr oder weniger verschieden großen Ausdehnungskoeffizienten der für den Mantel und den Rohrkörper verwendeten Stoffen Rechnung getragen werden, damit nicht nur ein guter elektrischer Kontakt, sondern auch eine gute Wärmeübertragung gesichert bleiben.
Ein Mantel aus Graphit beispielsweise schützt das geschmolzene Glas gegen Färbungen, die gegebenenfalls von dem metallischen Rohrkörper i hervorgerufen werden könnten, wenn er sich in unmittelbarer Berührung mit der geschmolzenen Glasmasse befände.
Nach den verschiedenen Ausführungsformen ist der Mantel 16 auswechselbar, jedoch könnte auch ein bleibend auf der Elektrode angebrachter Mantel vorgesehen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Hohle, mit Kanälen zur Durchleitung eines Kühlmittels versehene Metallelektrode für Glassehmelzöfen, insbesondere Glasspinnöfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle (2, q.) im Innern der Elektrode (i) von zylindrischer oder anderer Form mit Abstand von der Wandung derart angeordnet sind, daß das durchfließende Kühlmittel mit der Elektrode nicht in Berührung kommt.
2. Elektrode nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (3) zwischen dem Elektrodenkörper (i) und dem Kühlkanal (2) mit einem bei den Betriebstemperaturen beständigen Isoliermaterial ausgefüllt ist.
3. Elektrode nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle von zwei gleichachsig mit dem Elektrodenrohrkörper (i) in diesen eingesetzten, einander umgebenden Rohren (2,4) gebildet sind, von denen das innere Rohr (4) einen kleineren Durchmesser als das äußere (2) und dieses einen kleineren Durchmesser als der Elektrodenrohrkörper (i) hat, wobei der Raum (3) zwischen letzterem und dem äußeren der beiden eingesetzten Rohre mit Isoliermaterial gefüllt ist und das innere Rohr (4), welches an die Kühlmittelzuleitung angeschlossen ist, dicht durch das rückwärtige verschlossene Ende des äußeren Rohres geht und kurz vor dessen vorderem Ende frei mündet, so daß das Kühlmittel durch das innere Rohr ein-und zwischen diesem und dem äußeren Rohr zurückfließt und aus diesem durch einen Auslaßstutzen (i i) wieder austritt.
4. Elektrode nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenrohrkörper eine kleine mit Verschluß versehene Entlüftungsöffnung (15) besitzt.
5. Elektrode nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Stahl oder einem sonstigen Metall oder Metallegierung bestehende Elektrodenrohrkörper (i) außen von einem gut stromleitenden, zweckmäßig auswechselbaren Mantel (16) umkleidet ist, dessen Material sich nach der Art des zu schmelzenden Glases richtet und beispielsweise für farbloses Glas aus Graphit und für hochwertige Gläser aus einer Speziallegierung oder einem Edelmetall, wie z. B. nichtoxydierenden Stahllegierungen, Platin od. dgl., besteht.
6. Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einander berührenden Flächen des Elektrodenrohrkörpers (i) und des Mantels (16) leicht konisch gestaltet sind.
7. Elektrode nach Anspruch 5 oder 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Elektrodenrohrkörpers (i) mit Längsrippen (17) versehen ist, auf welche der Mantel (16) gegebenenfalls unter leichtem Zwang aufgezogen wird (Abb. 3, 4), so daß die Rippen leicht in die Mantelinnenfläche eindringen. B.
Elektrode nach Anspruch 5 oder 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Elektrodenrohrkörpers (i) und die Innenseite des Mantels (16) mit beim Aufbringen des letzteren sich ineinanderschraubendenGewinden (18) versehen sind (Abb. 5, 6).
9. Elektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen zwischen den Längsrippen mit einem gut wärme- und stromleitenden Material ausgefüllt sind. io. Elektrode nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Elektrodenrohrkörper (i) und dem Mantel (16) ein dem Unterschied der Ausdehnungskoeffizienten des verschiedenen Materials Rechnung tragendes Spiel besteht. ii. Elektrode nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenrohrkörper (i) eine gewellte oder gerippte Außenfläche hat, die bei Verwendung der Elektrode ohne Bekleidungsmantel die Wärmestreuung und die den Strom und die Wärme auf die Glasmasse übertragende Fläche vergrößert, während die Wellen oder Rippen bei Verwendung eines Mantels die Mittel bilden können, um eine für die Wärme- und Stromübertragung günstige gegenseitige Anlage zwischen den Berührungsflächen von Elektrodenrohrkörper und Mantel zu schaffen. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 164 024; britische Patentschrift Nr. 405 361.