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Glasschmelzofen Die vorliegende Erfindung betrifft einen Glasschmelzofen,
dessen Einrichtung und Bauart eine leichte, einfache Regelung der Schmelz- und Arbeitstemperaturen
ermöglicht und bei einfachster Beschickung ein selbstätiges Nachrücken des Gemenges
in den Schmelzraum erreicht.
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Die bekannten Glasschmelzöfen stellen einen wannenähnlichen Behälter
dar, an dessen einem Ende durch eine Öffnung der Rohstoff, das sog. Gemenge, eingeworfen
wird. Durch geeignet angeordnete Kanäle werden Heizgase in den Ofen eingeführt und
zur Entzündung gebracht: Die Heizflammen bestrahlen nun das Gemenge, das allmählich
schmilzt und nach dem anderen Wannenende hin zu fließen beginnt. Die Schmelztemperatur
und die Verarbeitungstemperatur müssen bekanntlich in einem bestimmten Verhältnis
zueinander stehen. Dieses Verhältnis ist einerseits abhängig von der stündlichen
Schmelzleistung und der erforderlichen Schmelzwärme der jeweiligen Gemengeart und
andererseits von der Verarbeitungsgeschwindigkeit, der Glassorte und .der Klarheit,
der sog. Läuterung des Glases. Es ist üblich, durch mehr oder -weniger höhere Schmelztemperatur
und gefühlsmäßiges Beschicken des Ofens mit dem Gemenge dieses Verhältnis annähernd
gleich zu halten. Da nun das Feuer hauptsächlich über dem eingeworfenen Gemenge
wirkt, erreicht das geschmolzene und nach dem anderen Wannenende zu abfließende
Glas allmählich kühleren Ofenraum, um sich am Ende geläutert und in der richtigen
Temperatur vor der Arbeitsöffnung anzustauen. Das in den Ofen eingeworfene Gemenge
nimmt einen großen Teil des Scbmelzraumes ein, und außerdem ist das Temperaturgefälle
zwischen Schmelzpunkt und erforderlicher Verarbeitungstemperatur ziemlich groß,
so daß die bekannten Glasschmelzöfen schon aus diesen Gründen eine beträchtliche
Größe besitzen, die noch durch die Heizungskanäle, . sog. Feuerungszüge, und den
Unterbau bedeutend vergrößert wird. Ferner ist es schwierig, bei der bekannten Beschickungsart
eine gleichmäßige Glasgüte zu erzielen, -da durch das übliche Einwerfen des Gemenges
in den Schmelzraum ein Teil der spezifisch leichteren und die Glasgüte bestimmenden
Bestandteile des Schmelzgutes hochgewirbelt und durch die Abzugsöffnungen für die
Heizgase abgesaugt werden. Bei vorliegender Erfindung handelt es sich um solche
Glasschmelzöfen, die durch feste, vom Boden bis zum Gewölbe durchgehende Wände in
mehrere Räume unterteilt sind, wobei nur indem einen Raum mit rückkehrender Flamme
geschmolzen wird und die Flamme durch Durchbrüche in den festen Zwischenwänden in
die anderen Räume treten können.
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Im Gegensatz zu bekannten Ausführungsformen, bei denen die Regelung
der Flammenführung durch die Öffnungen der Trennwände regelnde Schieber o. dgl.
erfolgt oder bei denen durch Schwimmer Schieber getragen
werden,
wird nach der Erfindung der Lauf der Verbrennungsgase unter Vermeidung derartiger
mechanischer Hilfsmittel ausschließlich durch das Zusammenwirken von öffnungen geregelt,
die in dem Heizraum sowie in dein oder den Arbeitsräumen angebracht sind. Es wird
zu diesem Zweck einer oder mehreren im Schmelzraum angebrachten Abzugsöffnungen
in den Arbeitsräumen eine Öffnung in der Weise angeordnet, daß die aus der Öffnung
im Schmelzraum entweichenden Heizgase eine Saugwirkung auf die Atmösphäre im Arbeitsraum
ausüben und demzufolge Frischluft durch die Öffnungen im Arbeitsraum angesaugt wird.
Bei Drosselung der Öffnung oder Öffnungen-im Schmelzraum treten dagegen die Verbrennungsgase
,ganz oder teilweise durch die Durchbrüche der festen Trennwände, durchsetzen den
Arbeitsraum und entweichen durch die in dem Arbeitsraum befindliche Öffnung.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Längsschnitt und Abb. 2 eine Draufsicht
des Ofens bei abgehobenem Deckel (Gewölbe).
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In Abb. i und 2 werden auf die Bodensteine i mittels Falz 2 die Seitenwände
3, 3a und die Stirnwände 4., 5 gesetzt und durch einen oder mehrere Deckelsteine
6 abgedeckt. Der Deckel erhält zweckmäßig eine oder mehrere verschließbare Öffnungen
7, durch die das Innere des Ofens zugänglich wird. Die Stirnwand 4 hat eine Durchlaßöffnung
8, an die sich der Füllbehälter 9 anschließt. In den Füllbehälter 9 mündet ein Einschütttrichter
10, und zwar zweckmäßig derart, daß zwischen der unteren Mündung des Trichters
io und der oberen des Füllbehälters 9 eine tUffnung i i entsteht, durch die der
jeweilige Füllungszustand und das Vorrücken des Gemenges 24 in das Ofeninnere beobachtet
werden kann. Das eigentliche Ofeninnere selbst ist durch eine Wand 17 unterteilt,
welche vom Boden i bis zu dem Deckel 6 reicht. Diese Zwischenwand 17 besitzt
mehrere unterhalb des normalen Flüssigkeitsspiegels 22 angeordnete Öffnungen 18
und eine oder mehrere Öffnungen 2i, die oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 22 angebracht
sind. Die Öffnungen ig sind so angeordnet, daß deren Abstand von der Ofenwand etwa
ein Viertel bis ein Drittel der Ofenbreite beträgt; die Öffnung 21 ist dagegen dicht
an der Ofenwandung 3a angebracht. Die Stirnwand 5 hat eine Arbeitsöffnung 12, die
durch eine Kappe 13 abgeschirmt wird. Die Seitenwand 3a besitzt in dem an die Stirnwand
4 anschließenden Teil eine Öffnung 16 zur Aufnahme des Feuerungsrohres oder
Brenners für beliebigen Betriebsstoff und außerdem in der Nähe der Zwischenwand
17 eine Abzugsöffnung 14. Die Seitenwand 3 hat ebenfalls in der -Nähe der Zwischenwand
17 eine Öffnung 15. Die Anordnung dieser Öffnung ist so getroffen, daß die Öffnung
14 in der Nähe der Öffnung 21, und zwar vor der Zwischenwand 17 angeordnet, dagegen
die Öffnung 15 auf der entgegengesetzten Seite, und zwar hinter der Zwischenwand
17 angebracht ist. Die Abb. i zeigt .den Aufbau des Ofens. Danach ist dieser grundsätzlich
in drei Kammern a, b, c
unterteilt, die durch Durchlässe 8 und 18 miteinander
in Verbindung stehen. Die Wirkungsweise des Ofens ist folgende: Abb. i zeigt den
Ofen im Betriebszustand, d. h. angeheizt und mit flüssigem Glas 23 bis zu 22 gefüllt.
Die Heizgase werden durch die Brenneröffnung 16 eingedrückt und entzünden sich.
Das Feuer wird abgelenkt durch die bogenförmige Stirnwand 4, dadurch zu einer wirbelförmigen
Bewegung gezwungen, und bestreicht den ganzen Feuerungsraum b, bis es von der ebenfalls
bogenförmigen Zwischenwand 17 abermals abgelenkt und durch die Abzugsöffnungen 14
aus dem Feuerungsraum abgezogen wird.
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Das von 16 ausgehende Feuer bestreicht die Einlaßöffnung 8 und verwandelt
das hier in den Raum b eintretende Gemenge 24 in eine teigartige Masse, welche einerseits
die Einlaßötinung 8 und damit das Gemenge 24 absperrt, andererseits aber fortlaufend
erweicht und abschmilzt, so daß aus dem Füllbehälter 9 immer neues Gemenge 24 selbsttätig
und in Abhängigkeit von dem Grade der Abschmelzung in den Feuerungsraum b eindringen
kann. Würde z. B. das Feuer eingestellt, dann könnte die Masse 25 nicht weiter abschmelzen
und das Gemenge 24 nicht nachrücken, die Beschickung wäre also unterbrochen. Wird
dagegen die Feuerung verstärkt, so wird die Abschmelzung von 25 beschleunigt und
dadurch die Beschickung selbsttätig der Schmelzgeschwindigkeit angepaßt, ohne daß
Verluste durch aufgewirbelte Bestandteile des Gemenges auftreten können. Die von
25 abgeschmolzene breiige Masse wandert entsprechend dem zunehmenden Verflüssigungsgrad
nach der Zwischenwand 17 zu. Etwa noch vorhandene ungeschmolzene Bestandteile werden
auf dieser Wanderung von der über den ganzen Feuerungsraum b fast gleichmäßig verteilten
Hitze geschmolzen und die geschmolzene Glasmasse 23 geklärt (geläutert). Durch die
unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 22 angeordneten Öffnungen i8 gelangt die Glasmasse
23 in den Arbeitsraum c. Von dort wird sie durch die l)ffnung 12 dem Ofen entnommen
und verarbeitet.
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Durch die Unterteilung des Ofens werden drei Kammern gebildet, von
denen jede eine
bestimmte und wichtige Aufgabe im Arbeitsvorgang
übernimmt, und zwar dient Kammer a als Vorrats- und Füllbehälter, b als Schmelz-
und Läuterungsraum, c als Klär-Absteh- und Arbeitsraum. Der gesamte Raum b dient
für den Schmelz- und Läuterungsvorgang. Der erforderliche Unterschied zwischen Schmelz-
und Arbeitstemperatur wird erzielt einerseits durch die Schutzwirkung der Zwischenwand
17, andererseits noch dadurch, @daß .die heißen Glasmassen durch die Öffnung 18
und deren Leitfläche i8d nach unten in die kühleren Glasschichten gedrückt werden.
Um ein gleichmäßiges Fließen des Glases innerhalb des Schmelzraumes b und um eine
gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb des Arbeitsraumes c zu erreichen, sind
die Öffnungen i8 außerhalb der größten Hitzezone angebracht (i9,_2o).
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Die Schmelztemperatur im Schmelzraum b und -die Verarbeitungstemperatur
im Arbeitsraum c sind unabhängig voneinander regelbar. Wie bereits beschrieben,
bewegt sich das Feuer wirbelförmig über den ganzen Schmelzraum b, um bei 14 abgesaugt
zu werden. Wird nun eine leicht schmelzende Gemengesorte 24 verarbeitet und außerdem
das Glas nur in geringen Mengen oder größeren Pausen entnommen, so könnte es vorkommen,
daß das Temperaturgefälle zwischen b und c zu groß wird, das Glas also zu kalt für
die Bearbeitung wird. In diesem Falle wird die Abzugsöffnung 14 durch eine nicht
dargestellte Einrichtung mehr oder weniger geschlossen und gleichzeitig die Öffnung
15 entsprechend geöffnet. Infolge des nun verringerten Querschnittes von 14 schlägt
nun das Feuer durch die zwischen der Seiten- und Zwischenwand angeordneten Öffnung
21 in den Arbeitsraum c über, wird von der Stirnwand 5 wieder abgelenkt, um durch
die Öffnung 15 abzuziehen. Um die Entnahmeöffnung 12 vor dem Feuer zu schützen,
ist eine an sich bekannte Schutzwand 13 vorgebaut. Dadurch, daß ein einstellbarer
Teil der Heizgase jetzt auch den Raum c bestreicht, kann das Glas in c leicht auf
jede gewünschte Temperatur gebracht und darauf gehalten werden. Wenn eine schwer
schmelzbare Gemengesorte verwendet wird und folglich im Schmelzraum b mit höherer
Schmelztemperatur gearbeitet werden muß, dann könnte das Temperaturgefälle zwischen
b und c zu klein sein,-das Glas also zu warm werden. In diesem Falle kann die Verarbeitungstemperatur
wiederum auf den gewünschten Wert gebracht werden, und zwar dadurch, daß die Öffnung
15 mehr oder weniger geöffnet wird. Die bei 14 ausströmenden Heizgase erzeugen über
21 im Raum c einen Unterdruck, der zur Folge hat, daß durch die Öffnung 15 Frischluft
angesaugt und so das zu verarbeitende Glas gekühlt, d. h. !die richtige Verarbeitungstemperatur
hergestellt wird. Die bei den bekannten Glasschmelzöfen erforderliche Länge des
Schmelzraumes zwecks Erreichung der für die Verarbeitung erforderlichen Temperatursenkung
kann nach der Erfindung wesentlich unterschritten werden. Durch Einsetzen der Wände
in den Falz von Boden und Deckel wird die übliche Verankerung des Ofens erübrigt,
der gesamte Unterbau dadurch leichter, so daß die Größe des Ofens nach dieser Erfindung
bei gleicher Schmelzleistung weniger als ein Drittel der bisher üblichen beträgt.