NO139214B

NO139214B - ELECTRICAL MELTING APPLIANCE.

Info

Publication number: NO139214B
Application number: NO753133A
Authority: NO
Inventors: William Charles Brady; William Findlay Giles
Original assignee: Owens Corning Fiberglass Corp
Priority date: 1974-10-15
Filing date: 1975-09-15
Publication date: 1978-10-16
Also published as: FI58769B; NL178160B; JPS5164023A; FR2288063A1; DE2538576C2; NL7510900A; FR2288063B1; NO139214C; NL178160C; NO753133L; IL47816A0; DE2538576A1; IT1044581B; EG12180A; SE417598B; FI58769C; FI752566A; CA1049078A; BE832547A; SE7510254L

Description

Oppfinnelsen gjelder et elektrisk smelteapparat med en smelte-beholder av tilstrekkelig varmebestandig material til å kunne romme smeltet material, idet beholderen er utstyrt med en bunnåpning for uttagning av smeltematerialet fra beholderen, The invention relates to an electric melting device with a melting container of sufficient heat-resistant material to be able to accommodate melted material, the container being equipped with a bottom opening for removing the melting material from the container,

samt elektrisk varmeelement innvendig i beholderen. as well as an electric heating element inside the container.

Det er tidligere kjent smelteovner forsynt med et plateliknende, vanligvis krumt elektrisk ledende varmeelement med utstrekning på tvers av et smeltekammer. Ved ledning av elektriske strømmer med høy strømstyrke gjennom varmeelementet vil den intense varme som avgis fra elementet kontinuerlig forvandle det innførte material til en smeltet masse i smeltekammeret. Previously known melting furnaces were provided with a plate-like, usually curved electrically conducting heating element extending across a melting chamber. By conducting electric currents of high amperage through the heating element, the intense heat emitted from the element will continuously transform the introduced material into a molten mass in the melting chamber.

I det tilfelle vedkommende ovn eller smelteapparat anvendes In the event that the relevant furnace or melting device is used

for tilførsel av smeltet material til annen apparatur, har det vært vanlig at varmeelementet har ligget på tvers av det smeltede materials strømningsretning mot et utløp til nevnte apparatur. Varmeelementet har da vært utstyrt med perforeringer eller slisse, hvorigjennom det smeltede material kan strømme mot utløpet. for the supply of molten material to other apparatus, it has been common for the heating element to lie across the direction of flow of the molten material towards an outlet to said apparatus. The heating element has then been equipped with perforations or slits, through which the molten material can flow towards the outlet.

Ved fremstilling av kontinuerlige glassfibre ble det funnet In the manufacture of continuous glass fibers it was found

at øket produksjon fordret raskere transport av smeltet glass gjennom åpningene i det plateliknende varmeelement. Ved økning av transporthastigheten for det smeltede glass kan imidlertid varmeelementet ikke på tilfredsstillende måte omforme det tilførte material til smeltet glass, således at oppvarmingsevnen derved har .blitt en begrensende faktor for den mulige gjennom- that increased production required faster transport of molten glass through the openings in the plate-like heating element. When the transport speed for the molten glass is increased, however, the heating element cannot satisfactorily transform the supplied material into molten glass, so that the heating capacity has thereby become a limiting factor for the possible through-

strømningshastighet i apparatet. Den eneste løsning på flow rate in the device. The only solution to

dette problem synes å være større smelteénheter, hvorunder imidlertid omkostningene og de besværlige.driftsegenskaper som utmerker større smelteénheter basert på kjent teknikk, på ingen måte frembød gode utsikter for å oppnå effektiv økning av gjennomstrømningen. this problem appears to be larger melting units, however, the cost and cumbersome operating characteristics that characterize larger melting units based on the prior art, by no means offered good prospects for achieving an effective increase in throughput.

I det amerikanske patentskrift nr. 2.181.030 er det beskrevet It is described in US Patent No. 2,181,030

en elektrisk glassovn med varmelement i form av en spiralspole som med vertikal akse er forlagt over et utløp i bunnen av en srneltebeholder, idet varmeelementet utgjøres av et ytre hylster av elektrisk ledende, material og fyllt méd knust, an electric glass furnace with a heating element in the form of a spiral coil which, with its vertical axis, is placed over an outlet at the bottom of a srnelte container, the heating element consisting of an outer casing of electrically conductive material and filled with crushed stone,

ildfast material. Dette kjente apparat har imidlertid den ulempe at det i apparatet bare kan smeltes forholdsvis små glassmengder ettersom det glassvolum som det-er mulig å varme opp, er "begrenset av spolens form, og idet det smeltede material i smeltekammeret ikke oppvarmes langs kammerets breddeutstfekning,.samtidig som bare en forholdsvis liten utløpsåpning kan oppnås for uttagning av det smeltede glass fra smeltekammeret.- refractory material. However, this known apparatus has the disadvantage that only relatively small quantities of glass can be melted in the apparatus, as the volume of glass which it is possible to heat is limited by the shape of the coil, and as the molten material in the melting chamber is not heated along the width of the chamber. at the same time that only a relatively small outlet opening can be achieved for removing the molten glass from the melting chamber.-

Det er således et formål for oppfinnelsen å kunne øke en smelte-beholders gjennomstrømning uten at dens dimensjoner øker i nevne-verdig grad. It is thus an object of the invention to be able to increase the throughput of a melt container without its dimensions increasing to a significant degree.

Fra f.eks. britisk patentskrift nr. 1.029.197 er det kjent et elektrisk smelteapparat med en srneltebeholder av varmebestandig material og utstyrt med en bunnåpning for uttak av smeltematerial fra beholderen samt minst ét elektrisk varmeelement isolert fra beholderen og med lengdeutstrekning tvers over beholderens bunn samt med vesentlig større høye (w) enn tykkelse(t). From e.g. British patent document no. 1,029,197, an electric melting device is known with a srnelte container of heat-resistant material and equipped with a bottom opening for extracting melting material from the container as well as at least one electric heating element isolated from the container and with a longitudinal extension across the bottom of the container and with significantly larger high (w) than thickness(t).

På denne bakgrunn av kjent teknikk har apparatet i henhold On this background of known technology, the device has according

til oppfinnlsen som særtrekk at nevnte varmeelement omfatter to parallelle strømledende midtpartier anordnet.i innbyrdes avstand det ene over det annet og med utstrekning i varmeelementets lengderetning, idet de to midtpartier i hver ende er innbyrdes forbundet véd hjelp av et kortere endeparti som er utstyrt med koblingsorganer for forbindelse av varmeelementets ,ender med hver to the invention as a distinctive feature that said heating element comprises two parallel current-conducting middle sections arranged at a distance from each other, one above the other and extending in the longitudinal direction of the heating element, the two middle sections at each end being mutually connected by means of a shorter end section which is equipped with coupling means for connecting the ends of the heating element with each

:sin pol på en strømkilde og nevnte partier omfatter en rør-formet, elektrisk ledende yttermantel som omslutter varmebestandig material. :sin pole on a current source and said parts comprise a tube-shaped, electrically conductive outer jacket which encloses heat-resistant material.

Det vesentligste særtrekk i henhold til oppfinnelsen er at varmeelementet omfatter to parallelle strømbaner I og II The most important distinctive feature according to the invention is that the heating element comprises two parallel current paths I and II

mellom en strømkildes respektive poler, hvorved det oppnås en tilpasning av den utviklede varmeeffekt etter de foreliggende forhold i smeltekammeret. Hvis temperaturen av det smeltede glass i smeltekammeret i nærheten av den øvre bane I blir between a current source's respective poles, whereby an adaptation of the developed heat effect is achieved according to the present conditions in the melting chamber. If the temperature of the molten glass in the melting chamber near the upper lane I becomes

lavere enn temperaturén for glassmelten i nærheten av den lower than the temperature of the glass melt near it

nedre bane II, blir strøm-motstanden i bane I lavere enn motstanden i bane II, da den spesifikke motstand for det ledende material i varmeelementet er temperaturavhengig. Ytterligere strøm vil således flyte langs banen I for økning av lower path II, the current resistance in path I is lower than the resistance in path II, as the specific resistance of the conductive material in the heating element is temperature dependent. Additional current will thus flow along path I to increase a

temperaturen i denne del av varmeelementet. Hvis derimot for-holdene er sådanne at temperaturen omkring banen II synker, vil ytterligere strøm flyte gjennom denne bane for økning av dens. temperatur. I avhengighet av temperaturforholdene langs varmeelementets lengdeutstrekning o<q> høyde frembringes således en differensiert strømfordeling av sådan art at eventuelle temperatur-forskjeller i glassmelten utjevnes og den termiske behandling the temperature in this part of the heating element. If, on the other hand, the conditions are such that the temperature around path II drops, additional current will flow through this path to increase it. temperature. Depending on the temperature conditions along the length of the heating element o<q> height, a differentiated current distribution is thus produced such that any temperature differences in the glass melt are evened out and the thermal treatment

av det smeltede glass blir mer ensartet. of the molten glass becomes more uniform.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart ved hjelp av ut-førelseseksempler og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom en srneltebeholder utført i The invention will now be explained in more detail with the help of design examples and with reference to the attached drawings, on which: Fig. 1 shows a longitudinal section through a srnelte container made in

henhold til oppfinnelsen. according to the invention.

Fig. 2 viser et snitt langs linjen 4 - 4 i fig. 1. Fig. 2 shows a section along the line 4 - 4 in fig. 1.

Fig. 3 viser et av varmeelementene i fig. 1 forstørret • og sett Fig. 3 shows one of the heating elements in fig. 1 enlarged • and set

fra siden. from the side.

Fig. 4 viser varmeelementet i fig. 3 sett ovenfra, Fig. 4 shows the heating element in fig. 3 seen from above,

Fig. 5 viser en endeprojeksjon av varmeelementet i fig. 3 og 4. Fig. 5 shows an end projection of the heating element in fig. 3 and 4.

sett i pilens retning fra linjen 7 - 7 i fig.. 3. seen in the direction of the arrow from line 7 - 7 in fig. 3.

Fig. 6 viser et koblingsskjema for en elektrisk strømtilførsel og styrekrets for varmeelementene; Fig. 7 viser en annen retningsinnstilling av varmeelementene i Fig. 6 shows a connection diagram for an electrical power supply and control circuit for the heating elements; Fig. 7 shows another orientation of the heating elements i

en srneltebeholder, a srnelte container,

Fig. 8 viser et annet varmeelement i henhold til oppfinnelsen sett ovenfra, og Fig. 8 shows another heating element according to the invention seen from above, and

Fig. 9 viser varmeelementet i fig. 8 sett fra siden. Fig. 9 shows the heating element in fig. 8 seen from the side.

Selv om oppfinnelsen er særlig egnet for anvendelse i for.- .. bindelse med fremstilling av glassfibre, kan den imidlertid bringes til utførelse ved et hvilket som helst apparat for behandling av material som kan myknes ved varmetilførsel og bringes til å flyte. Et formningsapparat for glassfiber utgjør bare et anskuelig utførelseseksempel for forklaring av oppfinnelsens prinsipper. Although the invention is particularly suitable for use in connection with the production of glass fibres, it can however be carried out by any apparatus for treating material which can be softened by the application of heat and made to flow. A forming apparatus for glass fiber constitutes only an illustrative embodiment for explaining the principles of the invention.

I fig. 1 og 2 er det vist en srneltebeholder 52 i et apparat In fig. 1 and 2, a special container 52 is shown in an apparatus

for fremstilling av glassfibre. Smeltebeholderen er utstyrt med et uttaksorgan eller en gjennomføring 16, innrettet for å avgi smeltet glass fra beholderen i form av glass-strømmer 14. Smeltebeholderen 52 tilføres mineralsk råmaterial for glassfrem-stilling fra en tilførselsanordning på oversiden av beholderen, idet denne anordning er innrettet for regulert og dosert tilførsel for the production of glass fibres. The melting container is equipped with an outlet or a passage 16, designed to emit molten glass from the container in the form of glass streams 14. The melting container 52 is supplied with mineral raw material for glass production from a supply device on the upper side of the container, this device being designed for regulated and metered supply

av nevnte mineralske råmaterial i finfordelt form og jevnt fordelt over overflaten av det smeltede glass som befinner seg i beholderen. På undersiden av beholderen er det anordnet utstyr for uttrekning av de avgitte strømmer 14 av smeltet glass til kontinuerlige glassfibre samt sammenføring av fibrene,til en glass-streng, som vikles opp på en oppspolingsanordning (ikke vist). of said mineral raw material in finely divided form and evenly distributed over the surface of the molten glass located in the container. On the underside of the container, there is equipment for extracting the discharged streams 14 of molten glass into continuous glass fibers as well as bringing the fibers together into a glass strand, which is wound up on a winding device (not shown).

Smeltebeholderen 52 omvandler mineralmasse-materialet til smeltet glass ved hjelp av varme som tilføres fra hovedsakelig parallelle, elektrisk ledende varmeelementer 120 i innbyrdes avstand og med utstrekning tvers over det indre av smeltekammeret 122 i smeltebeholderen 52. Smeltet glass i smeltebeholderen 52 strømmer inn i gjennomføringen 16 gjennom smeltebeholderens utløp eller utgangspassasje 124. • Smeltebeholderen 52 omfatter et ildfast hylster 128, en foring 13 0 samt et oppvarmingsarrangement som omfatter varmeelementer 120. The melting vessel 52 converts the mineral mass material into molten glass by means of heat supplied from substantially parallel, electrically conductive heating elements 120 spaced apart and extending across the interior of the melting chamber 122 in the melting vessel 52. Molten glass in the melting vessel 52 flows into the passage 16 through the melt container's outlet or exit passage 124. • The melt container 52 comprises a refractory sleeve 128, a liner 13 0 and a heating arrangement comprising heating elements 120.

Det ildfaste hylster 128 består av meget varmebestandig ildfast material. Det ildfaste hylster 128 omfatter langsgående partier 134 samt tversgående partier 136. Disse partier danner tilsammen et innløpsområde for mottakning av råmaterial fra til-førselsanordningen (ikke vist). The refractory sleeve 128 consists of highly heat-resistant refractory material. The refractory sleeve 128 comprises longitudinal parts 134 and transverse parts 136. These parts together form an inlet area for receiving raw material from the supply device (not shown).

Foringen 130 har en form som tilsvarer det indre av smeltebeholderens ildfaste konstruksjon, for derved å danne smeltekammeret 122 innvendig i beholderen. For at foringen 130 ikke skal kunne skades i vesentlig grad ved høye smeltetemperaturer på det temperaturnivå som vanligvis forekommer under drift av smeltebeholderen 52,, utgjøres foringen 130 vanligvis av platina eller en platinalegering, f.eks. en legering med en vesentlig prosentandel rodium. Det er også mulig å anvende andre meget temperaturbestandige materialer i foringen 130. The liner 130 has a shape that corresponds to the interior of the melting container's refractory construction, thereby forming the melting chamber 122 inside the container. In order that the lining 130 cannot be damaged to a significant extent at high melting temperatures at the temperature level that usually occurs during operation of the melting vessel 52, the lining 130 is usually made of platinum or a platinum alloy, e.g. an alloy with a significant percentage of rhodium. It is also possible to use other highly temperature-resistant materials in the lining 130.

Foringen 130 tilføres ikke elektrisk energi, idet den er elektrisk isolert fra de elektriske kretser. Slik det tydelig vil fremgå av fig. 1 og 2, danner det nedre parti av foringen 130 utløpspassasjen 124 og går ved sin nedre ende over i flenser 140. The liner 130 is not supplied with electrical energy, as it is electrically isolated from the electrical circuits. As will clearly appear from fig. 1 and 2, the lower part of the liner 130 forms the outlet passage 124 and passes at its lower end into flanges 140.

yy

Et elektrisk anlegg tilfører elektrisk effekt med lav spenning og høy strømstyrke til varmeelementene 120. Det elektriske anlegg som tilfører strøm til elementene 120 er elektrisk isolert fra foringen 130. Den intense varme som frembringes ved til-førsel av elektrisk energi til varmeelementene 120 smelter det tilførte massematerial til smeltet glass. An electrical system supplies electrical power with low voltage and high current to the heating elements 120. The electrical system that supplies power to the elements 120 is electrically isolated from the lining 130. The intense heat produced by the supply of electrical energy to the heating elements 120 melts the supplied pulp material for fused glass.

Varmeelementene 120 ligger under overflaten av det smeltede glass 141 i smeltekammeret 122, slik som.vist i fig. 1 og 2. Overflaten av glassmelten er dekket av et skikt 142 av usmeltet mineralmaterial i finfordelt form og som tilføres kontinuerlig frå tilførselsanordningen. Både det utstyr som sørger for tilførsel av elektrisk strøm til varmeelementene 120 og varmeelementene i seg selv er elektrisk isolert fra foringen I 30- The heating elements 120 lie below the surface of the molten glass 141 in the melting chamber 122, as shown in fig. 1 and 2. The surface of the glass melt is covered by a layer 142 of unmelted mineral material in finely divided form and which is supplied continuously from the supply device. Both the equipment which ensures the supply of electric current to the heating elements 120 and the heating elements themselves are electrically isolated from the lining I 30-

De elektrisk ledende varmeelementer 12 0 har en høyde som er større enn elementets tykkelse. Véd en spesiell utforming, som er vist i fig. 3-5, har de strømledende varmeelementer fått en vesentlig større høyde enn elementenes tykkelse. Varmeelementet 120 er på vist måte tilvirket av elektrisk ledende rørformet material, som er utformet til langstrakte enhetTer med noe tilplattet eliptisk eller "løpebaneformet" midtparti 144.. Det langstrakte midtparti 144 omfatter to innbyrdes parallelle, rette midtelementer 148 samt kortere endeelementer 150 som er tilsluttet de tilstøtende ender av de rette elementer 148. I den viste utførelsesform er elementene 150 halvsirkelformede. The electrically conductive heating elements 120 have a height that is greater than the thickness of the element. Véd a special design, which is shown in fig. 3-5, the current-conducting heating elements have been given a significantly greater height than the thickness of the elements. The heating element 120 is, as shown, made of electrically conductive tubular material, which is designed into elongated units with a somewhat flattened elliptical or "runway-shaped" middle part 144. The elongated middle part 144 comprises two mutually parallel, straight middle elements 148 and shorter end elements 150 which are connected the adjacent ends of the straight elements 148. In the embodiment shown, the elements 150 are semicircular.

I fig. 3 angir "w" høyden av varmeelementet 120, og i fig. 4 angir "t" tykkelsen av elementene 120. I denne spesielle ut-førelsesform tilsvarer varmeelementenes tykkelse diameteren av det rørformede material som anvendes for å danne elementene 120. In fig. 3 "w" denotes the height of the heating element 120, and in fig. 4, "t" denotes the thickness of the elements 120. In this particular embodiment, the thickness of the heating elements corresponds to the diameter of the tubular material used to form the elements 120.

Den tilførte elektriske strøm til elementenes tilslutnings-stykker 146 fordeler seg på de langstrakte midtpartier 144. The supplied electrical current to the element's connection pieces 146 is distributed over the elongated middle parts 144.

Som vist i fig. 3, danner midtpartiet 144 to innbyrdes adskilte strømbaner, nemlig bane I og bane II. As shown in fig. 3, the middle portion 144 forms two mutually separate current paths, namely path I and path II.

På samme måte som i foringen 130, er materialet i de rørformede enheter som danner varmeelementene 120, platina eller en platinalegering. In the same way as in the liner 130, the material of the tubular units forming the heating elements 120 is platinum or a platinum alloy.

Tilslutningsstykkene 146 utgjøres av krumme, rørformede deler. The connecting pieces 146 consist of curved, tubular parts.

Et parti 14 6a strekker seg en kort avstand aksialt ut fra ende-elementene 150, og et parti 146b fortsetter så på skrå i forhold til varmeelementets. lengdeakse, hvoretter et ytterligere parti 146a strekker seg aksialt bort fra midtpartiet 144. Tilslutnings- A part 14 6a extends a short distance axially from the end elements 150, and a part 146b then continues obliquely in relation to that of the heating element. longitudinal axis, after which a further part 146a extends axially away from the central part 144.

stykkene 146 er dessuten utstyrt med metallstrimler 152 bg 154 the pieces 146 are also equipped with metal strips 152 bg 154

som rager ut fra og strekker seg hovedsakelig i lengderetningen av partiene 146a og 146b. Disse metallstrimler gir ytterligere metalltverrsnitt for føring av den elektriske strøm, og strimlene bidrar til jevn fordeling av den tilførte strøm til de adskilte strømbaner i det langstrakte midtparti 144. which protrudes from and extends mainly in the longitudinal direction of the portions 146a and 146b. These metal strips provide additional metal cross-sections for conducting the electrical current, and the strips contribute to even distribution of the supplied current to the separate current paths in the elongated central portion 144.

For å fremme en varmefordeling som letter jevnt fordelt varme-avgivelse langs de strømledende varmeelementer 120, er det anordet varmebestandig eller ildfast material innvendig i de hule rør-formede enheter som danner de strømførende elementer 120. Av fig. 5 vil det fremgå at det ildfaste material 156 utfyller det indre av tilslutningsstykkene 146. Ildfast material utfyller også det indre av de krumme endeelementer 150. Det har vist seg hensiktsmessig å anvende et ildfast material med innhold av aluminiumoksyd. Et ildfast rør 158 er tett innpasset mot inner-flaten av det rette midtelement 148 og forsterker midtelementet 148. Et aluminiumoksydrør som kan laveres fra McDaniel Company under betegningen "AP-35" gir gode resultater. In order to promote a heat distribution that facilitates evenly distributed heat release along the current-conducting heating elements 120, heat-resistant or refractory material is arranged inside the hollow tubular units that form the current-carrying elements 120. From fig. 5, it will be seen that the refractory material 156 fills the interior of the connecting pieces 146. The refractory material also fills the interior of the curved end elements 150. It has proven appropriate to use a refractory material containing aluminum oxide. A refractory tube 158 is closely fitted against the inner surface of the straight center member 148 and reinforces the center member 148. An aluminum oxide tube available from the McDaniel Company under the designation "AP-35" gives good results.

Som vist i fig. 1 og 2 strekker de elektrisk ledende varmeelementer 120 seg på tvers av smeltekammeret 122 i innbyrdes avstand og hovedsakelig parallelt i forhold til hverandre. Avstanden mellom elementene 120 ligger vanligvis mellom 2,5 og 7,5 mm, således at en avstand på omtrent 5 cm er mest vanlig. Varmeelementenes høyde "w" er dessuten hovedsakelig rettet i strømningsretningen for det smeltede glass som forflytter seg mot utløpspassasjen eller åpningen 124 og derfra til uttaksorganet 16. I den utførelse som er vist i fig. 1 og 2 er varmeelementene oppstilt med sin høydeutstrekning vinkelrett på overflaten av glass-smelten 141. As shown in fig. 1 and 2, the electrically conductive heating elements 120 extend across the melting chamber 122 at a distance from each other and essentially parallel to each other. The distance between the elements 120 is usually between 2.5 and 7.5 mm, so that a distance of approximately 5 cm is most common. The height of the heating elements "w" is also mainly directed in the direction of flow of the molten glass which moves towards the outlet passage or opening 124 and from there to the outlet member 16. In the embodiment shown in fig. 1 and 2, the heating elements are arranged with their height extension perpendicular to the surface of the glass melt 141.

Elektrisk ledende samlerskinner bærer og sørger for elektrisk strømtilførsel til elementene 120 ved deres ytterender. På Electrically conductive busbars carry and provide electrical current to the elements 120 at their outer ends. On

hver side av smeltebeholderen strekker det seg to samordnede samleskinner, nemlig skinnene 160 og 162, som begge er anordnet i lengderetningen langs oversiden av det ildfaste hylster 128. Kjølerør 164 strekker seg gjennom hver av de øvre og større samleskinner 160 for føring av kjølevann med det formål å on either side of the melting vessel two coordinated busbars extend, namely rails 160 and 162, both of which are arranged longitudinally along the upper side of the refractory sleeve 128. Cooling pipe 164 extends through each of the upper and larger busbars 160 for conducting cooling water with the purpose to

regulere samlerskinnenes temperatur. Hver av samleskinnene 160 og 162 er forsynt med hovedsakelig halvsirkelformede uttagninger. regulate the busbar temperature. Each of the busbars 160 and 162 is provided with substantially semi-circular recesses.

Uttagningene i hver skinne 160 er retningsinnstilt i forhold til uttagningene i skinnen 162 for derved å danne gripeområder hvori endepartiene av tilslutningsstykkene 146 kan innpasses. The recesses in each rail 160 are oriented in relation to the recesses in the rail 162 to thereby form gripping areas in which the end parts of the connecting pieces 146 can be fitted.

Ved sammenpresning av skinnene, f.eks. ved hjelp av bolter 166, fastholder samlerskinnenes gripeområder de strømledende opp-hetningselementer 120 i fast grep. When compressing the rails, e.g. by means of bolts 166, the grip areas of the collector rails hold the current-conducting heating elements 120 in a firm grip.

Et elektrisk anlegg sørger for tilførsel av elektrisk strøm til hvert sett samleskinner 160 og 162 og således også til elementene 120, idet strømtilførselen finner.sted fra trans-formatorer 168inog 170 over ledere 172, henhv. 174, slik som v/.tSt i i fig. 6. An electrical installation provides for the supply of electric current to each set of busbars 160 and 162 and thus also to the elements 120, as the current supply takes place from transformers 168 and 170 over conductors 172, respectively. 174, such as v/.tSt i in fig. 6.

Under drift flyter elektrisk strøm fra samleskinnene til midtpartiet 144 av de strømledende varmeelementer 120 gjennom til-, slutningsstykkene 146. Ved strømgjennomgangen gjennom stykkene 146b og 146a, vil strømmen flyte lettele gjennom metallstrimlene 152 og 154. Ved igangsetning av smeltebeholderen 52 bidrar disse strimler til å føre strømmen med hovedsakelig jevn fordeling mellom de to adskilte strømbaner, nemlig banene I During operation, electric current flows from the busbars to the middle part 144 of the current-conducting heating elements 120 through the connecting pieces 146. When the current passes through the pieces 146b and 146a, the current will flow easily through the metal strips 152 and 154. When starting the melting vessel 52, these strips contribute to carry the current with essentially even distribution between the two separate current paths, namely the paths I

og II, langs varmeelementene 120. and II, along the heating elements 120.

Etter at tilførselsanordningen har tilført et skikt 142 av massematerial til overflaten av det smeltede glass 141 i smeltekammeret 122, avgir dé eksiterte elementer 120 intens varme under regulerte forhold for derved å styre smeltebeholderens smeltekapasitet med hensyn på mengden av smeltet glass som kan avgis fra uttaksorganet 16. Da varmeelementene 120 er ned-senket i massen av smeltet glass 141 vil det tilførte massematerial vanligvis ikke kunne påvirke varmeelementene 120 direkte. Elementene ligger vanligvis 2,5 - 7,5 cm under overflaten åv glass-smelten 141 i smeltekammeret 122. Hvis temperaturen av det smeltede glass i smeltekammeret 122 ved den øvre bane av opphetningslementene 22 blir lavere enn temperaturen for smeltet glass i nærheten av den nedre bane, blir motstanden i metallmaterialet i den rørformede bane I lavere enn motstanden i metallmaterialet langs bane II. Derved vil det komme til å flyte mere strøm langs bane I, således at temperaturen forhøyes i denne del av opphetningselementene. Hvis forholdet derimot er slik at temperatur i metallmaterialet i den nedre bane (bane II) i elementene 120 senkes, kommer det til å flyte mere strøm i bane II, således at temperaturen i denne bane forhøyes. Temperaturforholdene langs lengde- og høyde-utstrekningen av elementene 120 bidrar således til automatisk temperaturutjevning, hvorved den termiske behandling av smeltet glass ved hjelp av elementene 120 blir mer ensartet. After the supply device has supplied a layer 142 of pulp material to the surface of the molten glass 141 in the melting chamber 122, the excited elements 120 emit intense heat under regulated conditions in order to thereby control the melting capacity of the melting container with regard to the amount of molten glass that can be emitted from the outlet member 16 As the heating elements 120 are immersed in the mass of molten glass 141, the supplied mass material will not usually be able to affect the heating elements 120 directly. The elements are usually 2.5 - 7.5 cm below the surface of the glass melt 141 in the melting chamber 122. If the temperature of the molten glass in the melting chamber 122 at the upper path of the heating elements 22 becomes lower than the temperature of the molten glass near the lower path, the resistance in the metal material in the tubular path I becomes lower than the resistance in the metal material along path II. Thereby, more current will flow along path I, so that the temperature is increased in this part of the heating elements. If, on the other hand, the relationship is such that the temperature of the metal material in the lower path (path II) in the elements 120 is lowered, more current will flow in path II, so that the temperature in this path is increased. The temperature conditions along the length and height of the elements 120 thus contribute to automatic temperature equalization, whereby the thermal treatment of molten glass by means of the elements 120 becomes more uniform.

Det ildfaste material inne i varmeelementene 120 bidrar til The refractory material inside the heating elements 120 contributes to

mer homogen varmeavgi<y>else langs elementene. Det smeltede glass vil derved få en mer ensartet termisk behandling, idet det ildfaste material vil ha en tendens til å lagre termisk energi. Hvis således av en eller annen grunn det. fremkommer en kold more homogeneous heat release along the elements. The molten glass will thereby receive a more uniform thermal treatment, as the refractory material will tend to store thermal energy. If thus for some reason it. a cold appears

sone på et av elementene 120, vil varme fra det ildfaste material strømme til denne kolde sone, således at temperaturén i denne sone forhøyes i sådan grad at den hovedsakelig vil tilsvare omgivelsetemperaturen. zone on one of the elements 120, heat from the refractory material will flow to this cold zone, so that the temperature in this zone is increased to such an extent that it will mainly correspond to the ambient temperature.

I fig. 6 er det vist en krets for styring av den elektriske energitilførsel til varmeelementene 120 fra transformatorene In fig. 6 shows a circuit for controlling the electrical energy supply to the heating elements 120 from the transformers

168 og 170, hvorved denne krets også vil regulere den termiske energi som avgis fra varmeelementene 120. 168 and 170, whereby this circuit will also regulate the thermal energy emitted from the heating elements 120.

^feekundærviklingen 178 i krafttransformatoren 168 samt sekundærviklingen 18.0 i transformatoren 170 er på vist måte tilkoblet The secondary winding 178 in the power transformer 168 and the secondary winding 18.0 in the transformer 170 are connected as shown

de tilstøtende ender av samlingsskinnene over klemmene 182, henhv. 184. En passende elektrisk anordning sørger for elektrisk effekttilførsel til krafttransformatorenas primære viklinger 186, henhv. 188, over ledninger L, og L.>. Den elektriske effekt som tilføres ledningene L. og L2 kan f.eks. drives av en vekselspenning på 440 V ved en frekvens på 60 Hz. I sekundær-viklingene 178 og 180 er denne spenning på primærviklingene the adjacent ends of the busbars above the clamps 182, respectively. 184. A suitable electrical device ensures electrical power supply to the power transformer's primary windings 186, respectively. 188, over wires L, and L.>. The electrical power supplied to the lines L. and L2 can e.g. is powered by an alternating voltage of 440 V at a frequency of 60 Hz. In the secondary windings 178 and 180, this voltage is on the primary windings

J? 186 og 188 transformert ned til ca. 5 - 6 V på samlerskinnene, f hvorved det kan oppnås tilstrekkelig høy strømstyrke, f.eks.-..,^ i 5000 A for oppheting av elementene 12.0 ved vanlig mo ts tands-v. iljij Y? 186 and 188 transformed down to approx. 5 - 6 V on the busbars, f whereby a sufficiently high current can be achieved, e.g.-..,^ in 5000 A for heating the elements 12.0 with ordinary mo ts tand-v. Iljij

. r oppvarming til de høye temperaturer som kreves i smeltebe- . r heating to the high temperatures required in smelting be-

e e

holderen 52 for omforming av mineralmassemateriale til smeltet the holder 52 for converting mineral mass material into melt

glass for uttak fra organet 16. glass for withdrawal from the organ 16.

En styrekrets som omfatter en styrt kisellikeretter 190 A control circuit comprising a controlled silicon rectifier 190

avføler de spenningsvariasjoner som forårsakes av motstands-forandringer i varmeelementene 120, idet disse motstands-forandringer f.eks. kan fremkomme ved avbrudd av normal strømning av smeltet glass fra uttaksorganet. senses the voltage variations caused by resistance changes in the heating elements 120, these resistance changes e.g. can occur when the normal flow of molten glass from the outlet is interrupted.

Åvfølingskretsen regulerer den tilførte strøm for å tilbakestille varmeelementene 120 til en forut bestent temperatur, således at strømmen av smeltet glass gjennom smeltebeholderen 52 The sensing circuit regulates the supplied current to reset the heating elements 120 to a predetermined temperature, so that the flow of molten glass through the melting vessel 52

til uttaksorganet 16 letteje kan styres. Da tidskonstanten for den styrte kisellikeretter 190 er liten, vil eventuelle avvik fra en forut bestemt stemningskarakteristikk være små. until the withdrawal body 16 can be easily controlled. As the time constant for the controlled silicon rectifier 190 is small, any deviations from a predetermined tuning characteristic will be small.

I styrekretsen anvendes på vist måte en reguleringstransformator 192 hvis primærvikling 194 tilføres effekt over klemmene 182 In the control circuit, a regulating transformer 192 is used as shown, whose primary winding 194 is supplied with power via the terminals 182

og 184. Transformatoren 192 gir hensiktsmessig en spennings-nedsetning i forholdet 4:1, og er utstyrt med en sekundærvikling 196 med midtuttak. Dioder 198 sørger for å likerette veksel-strømmen i sekundærviklingen 196. En li -filterkrets 200 mattar den likerettede strøm, ff -filterkretsen 200 omfatter et par avkoblingskondensatorer 202 og 204, og mellom disse er det i serie innkoblet en motstand 206 og en spole 208. and 184. The transformer 192 suitably provides a voltage reduction in the ratio 4:1, and is equipped with a secondary winding 196 with a center tap. Diodes 198 ensure that the alternating current in the secondary winding 196 is rectified. A li filter circuit 200 dampens the rectified current, the ff filter circuit 200 comprises a pair of decoupling capacitors 202 and 204, and between these a resistor 206 and a coil 208 are connected in series .

Den derved oppnådde likespenning fra II -filterkretsen 200 over-føres over en spenningsdeler 210, som gir et svakt utgangs-signal f.eks. en likespenning på 10 mV, til en styreenhet 212 The thereby obtained DC voltage from the II filter circuit 200 is transferred over a voltage divider 210, which gives a weak output signal, e.g. a direct voltage of 10 mV, to a control unit 212

av kondensjonell utførelse. Den styrte kisellikeretter 190 mottar utgangssignalet fra styreenheten 212. Kisellikeretteren 190 holder tilførselskretsens tidskonstant under en verdi som tilsvarer en kvart vekselstrømperiode. of condensation design. The controlled silicon rectifier 190 receives the output signal from the control unit 212. The silicon rectifier 190 keeps the time constant of the supply circuit below a value corresponding to a quarter of an alternating current period.

Spenningsavfølingskretsen .utgjør et raskere avfølingssystem The voltage sensing circuit .provides a faster sensing system

enn et termoelementsystem. Ved hjelp av den elektriske til-førsels- og styrekrets i fig. 6 får smeltebeholderen 52 mer stabil temperatur ved smelting av massematerial til smeltet glass, mens glassfibre trekkes ut fra de smeltestrømmer som opprettes ved uttaksorganet 16. Resultatet av dette blir at than a thermocouple system. By means of the electrical supply and control circuit in fig. 6, the melting container 52 gets a more stable temperature when melting pulp material into molten glass, while glass fibers are extracted from the melt flows created by the withdrawal member 16. The result of this is that

det oppnås glassfibre med homogen dimensjon i den oppviklede glassfilterpakke, hvorved også de forskjellige pakker som til-virkes ved hjelp av det beskrevede apparat får mer likeartet størrelse. glass fibers with homogenous dimensions are obtained in the wound glass filter pack, whereby also the different packs produced with the help of the described apparatus have a more uniform size.

I fig. 7 er det vist et annet arrangement av varmeelementene 120 In fig. 7 another arrangement of the heating elements 120 is shown

i smeltebeholderen 52. Her foreligger et like antall elementer 12 0, og avstanden D mellom de øvre ben av de to midtelementer 120 er omtrent dobbelt så stor som avstanden mellom de øvrige elmenter 120. På grunn av at avstanden mellom inntilliggende elementer 120 normalt ligger i området 2,5 - 7,5 cm, fastlegges avstanden D til 5-15 cm, vanligvis ca. 10 cm. For å oppnå in the melting container 52. Here there is an equal number of elements 12 0, and the distance D between the upper legs of the two middle elements 120 is approximately twice as large as the distance between the other elements 120. Due to the fact that the distance between adjacent elements 120 normally lies in the range 2.5 - 7.5 cm, the distance D is set to 5-15 cm, usually approx. 10 cm. To achieve

mere homogene varmebaner for ået smeltede glass i smeltebeholderen 52, er i dette tilfelle elementene 120 orientert på en sådan måte at de befinner seg i skråstilling i forhold til midtområdet av smeltekammeret 122. more homogeneous heat paths for the molten glass in the melting container 52, in this case the elements 120 are oriented in such a way that they are in an inclined position in relation to the central area of the melting chamber 122.

Som vist danner samtlige elementer 12 0 med unntak av de ytre sidelementer en viss vinkel -0-med vertikalplanet. Mens ytter-elementene således er vertikalt anordnet danner de øvrige elementer en tiltagende vinkel •& med midtområdet av smeltebeholderen 52. Normalt vil vinkelen variere fra 5 til 25°, idet denne vinkel vil være størst for de midterste varmeelementer 120. I den utførelse som er vist i fig. 7, er elementenes nedre ben (bane II) anordnet i hovedsakelig samme innbyrdes avstand. Da varmelementene i fig. 7 har som formål å omvandle mineralmaterial til smeltet glass, vil glass-smelten hovedsakelig få likeartet termisk behandling under sin strømning mot smeltebeholderens utløp. As shown, all elements 12 0 with the exception of the outer side elements form a certain angle -0- with the vertical plane. While the outer elements are thus arranged vertically, the other elements form an increasing angle •& with the central area of the melting container 52. Normally the angle will vary from 5 to 25°, as this angle will be greatest for the central heating elements 120. In the embodiment which is shown in fig. 7, the lower legs of the elements (track II) are arranged at essentially the same distance from each other. Since the heating elements in fig. 7 has the purpose of converting mineral material into molten glass, the glass melt will mainly receive a similar thermal treatment during its flow towards the outlet of the melting vessel.

I fig. 8 og 9 er det vist et ytterligere utførelsesform av et strømledende varmeelement 320 i henhold til oppfinnelsen. På samme måte som for de tidligere omtalte varmeelementer har elementene 320 en betydelig høyde sammenlignet med elementets tykkelse. Elementet er tilvirket av samme elektrisk ledende, rørformede material som elementet 120, og samme type varmebestandig material som i elementet 120 er anordnet i form av en ildfast innsats (aluminiumoksyd) innvendig i det rørformede material. In fig. 8 and 9, a further embodiment of a current-conducting heating element 320 according to the invention is shown. In the same way as for the previously mentioned heating elements, the elements 320 have a considerable height compared to the thickness of the element. The element is made of the same electrically conductive, tubular material as the element 120, and the same type of heat-resistant material that is arranged in the element 120 in the form of a refractory insert (aluminium oxide) inside the tubular material.

Det langstrakte varmeelement 320 omfatter et midtparti 324 sammen-satt av to parallelle deler 326 og 228 i innbyrdes avstand samt av kortere, rette partier 330 som sammenføyer de to deler 326 The elongated heating element 320 comprises a central part 324 composed of two parallel parts 326 and 228 at a distance from each other and of shorter, straight parts 330 which join the two parts 326

og 328. Koblingsstykker 334 danner på vist måte forlengelser av den rette elementdel 326. and 328. Connecting pieces 334 form extensions of the straight element part 326 in the manner shown.

På samme måte som elementene 120 omfatter således hvert varmeelement 320 et langstakt midtparti bestående av to parallelle rette sylinderdeler i innbyrdes avstand, korte endepartier som forbinder de rette deler, samt koblingsstykker som strekker seg ut fra hver ytterende og forløper langs elementets lengde- In the same way as the elements 120, each heating element 320 thus comprises a long-stroke central part consisting of two parallel straight cylindrical parts at a distance from each other, short end parts that connect the straight parts, as well as connecting pieces that extend from each outer end and run along the length of the element

akse. Koblingsstykkene 334 er rette. axis. The coupling pieces 334 are straight.

Elementene 32 0 er i drift koblet for å frembringe smelting på samme måte som elementene 120 i fig. 1 og 2. The elements 320 are operatively connected to produce melting in the same way as the elements 120 in fig. 1 and 2.

Claims

1. Electric melting device with a srntelte container (52) of heat-resistant material and equipped with a bottom opening (124) for extracting melting material from the container and at least one electric heating element (120, 320) isolated from the container and with a longitudinal extension across the bottom of the container and with substantial greater height (w) than thickness (t), characterized in that said heating element (120, 320) comprises two parallel current-conducting middle parts (148, 326, 328) arranged at a distance from each other, one above the other and extending in the longitudinal direction of the heating element, the two middle parts at each end being interconnected by of a shorter end<p>arti (150, 330) which is equipped with connecting means (146, 334) for connecting the ends of the heating element with each pole of a current source and said parts (148, 150, 326, 328, 330) comprise a tubular, electrically conductive outer sheath enclosing heat-resistant material.

2. Electric melting device as stated in claim 1, characterized in that heat-resistant material in the form of pipes (158) is inserted into at least parts of the outer material.

3. Electric melting device as specified in claim 1 or 2, characterized in that heat-resistant material (156) in the form of powder complements the tubular ..conductive outer.. mantle bg the pipes of heat-resistant material which are possibly inserted into the mantle.

4. Electric melting apparatus as stated in claims 1 - 3, characterized in that said connecting means (146) are equipped with metal strips (152, 154) which extend on, outside and in the longitudinal direction of the connecting means to promote even distribution of electric current to the middle parts of the heating element (148) .