DE897744C

DE897744C - Wannenofen zum Schmelzen von Glas mittels elektrischen Stromes

Info

Publication number: DE897744C
Application number: DEM8251A
Authority: DE
Inventors: Walther Dipl-Ing Dr Tec Koenig
Original assignee: MITTERBERGER GLASHUETTEN GES M
Current assignee: MITTERBERGER GLASHUETTEN GES M
Priority date: 1950-01-28
Filing date: 1951-01-18
Publication date: 1953-11-23

Description

Wannenofen zum Schmelzen von Glas mittels elektrischen Stromes Die Erfindung betrifft einen Wannenofen zum ,Schmelzen von Glas mittels elektrischen Stromes,. wobei die Joulesche Wärme des Stromes, die zwischen ins Glas eintauchenden Elektroden entwickelt wird, als Heizenergie verwendet wird. Es handelt sich also um eine reine Widerstandsheizung, bei der das heiße flüssige Glas als Widerstand dient.
Bei solchen Öfen besteht der Wärmebedarf der Schmelze im wesentlichen aus drei Komponenten: Die erste Komponente setzt sich aus dem Wärmebedarf für dass Erhitzen des kalten Gemenges auf Schmelzhitze und aus dem Zersetzungswärmen der Karbonate zusammen. Die zweite Komponente besteht aus dem über die Wannenfläche gleichmäßig verteilten Wärmebedarf, der den Abkühlungsverlusten von Wannenboden und Gewölbe entspricht. Diese beiden Komponenten des Wärmebed-arfs ergeben kombiniert einen W"ärmabedarf der Wanne, .der in der Mitte der Wanne wesentlich höher ist als in den Seitenteilen. .
Als dritte Komponente des Wärmebedarfs kommt jener Wärmebedarf hinzu, der den Wärmeverlusten durch die Seitenwände der Wanne entspricht. Da seit einigen Jahren für diese Seitenwände ausschließlich elektrisch geschmolzene und gegossene Wannensteine verwendet werden, die einen sehr hohen Wärmeleitungskoeffizienten haben, der viel höher ist als bei Schamotte-Wannensteinen, so ist dieser dritte Wärmebedarf von wesentlicher- Bedeutung. Der erwähnte Wärmeverlust durch die Seitenwände bewirkt nämlich, daß in der Wanne eine schmale Randpartie von viel kälterem Glas entsteht, .die häufig Anlaß zu Fehlern im Fertigprodukt bietet.
Die Erfindung setzt sich nun zum Ziel, auch dieser dritten Komponente des Wärmebedarfs Genüge zu leisten.
Bei bisher bekannten Bauarten von Wannenöfen (s. beispielsweise die schweizerischen Patentschriften Nr. 247 ci.2o und 259 596) wird der ,Strom mittels Elektroden eingeführt, die in b:ezug auf :die Richtung der Längsachse des Ofens abwechselnd durch die eine und die andere Längswand hindurchgeführt und an verschiedene Pole der Stromquelle angeschlossen sind. Durch .diese Anordnung werden nur die erste und zweite Komponente des Wärmebedarfs berücksichtigt, nicht aber die dritte Komponente.
Die Berücksichtigung der dritten Komponente des (Wärmebedarfs wird erfindungsgemäß dadurch bewirkt, daß jeder dieser als Hauptelektroden dienenden Elektroden an der anderen Wand eine an den gleichen Pol der Stromquelle angeschlossene kurze Nebenelektrode gegenüberliegt.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Ofens schematisch dargestellt.
Mit i ist die rechteckige Wanne bezeichnet und mit .2 der Einlegevorbau, in den das Gemenge eingelegt wird, um von hier aus-langsam in der Pfeilrichtung die Wanne zu :durchwandern und dabei in gut geläutertes und gefeintes, verarbeitungsbereites Glas verwandelt zu werden. Das Einlegen kann kontinuierlich erfolgen oder in kurzen Intervallen; die Art des Einlegens ist jedoch für die Erfindung belanglos, denn stets wandert :das Gemenge aus den Rohmaterialien langsam in der Wanne gegen das Arbeitsende, wobei es. zunächst einmal von der Raumtemperatur, mit der es eingelegt wurde, auf Schmelzhitze gebracht werden muß. Das Gemenge bewegt sich dabei ungefähr zwischen den strichlierten Linien 3, 3' vom Einlegevorbau gegen das Arbeitsende der Wanne. Dabei tritt gleichzeitig die Zersetzung von Soda, Kalkstein und Dolo:mit ein, die ebenfalls viel Wärmeenergie verbraucht. Anschließend erfolgt die Glasbildung und dann die Läuterung und Feinung des Glases.
An jeder der beiden Seitenwände sind Hauptelektroden angeordnet, die sich von dieser Seitenwand nur wenig mehr als über die Hälfte der Breite der Wanne gegen die andere Wand erstrecken. Die Hauptelektroden der in der Zeichnung oberen Wand sind mit 6, 6' und 6" bezeichnet, die Hauptelektroden der in der Zeichnung unteren Wand mit 7, 7', 7" und 7"'. Die beiden kammartigen Sätze der Hauptelektroden sind also gegeneinander um den halben Abstand (Zinkenabstand des Kammes) versetzt. ,Sie werden an die Stromquelle derart angeschlossen, däß immer je zwei benachbarte Elektroden an zwei verschiedenen Polen bzw. Phasen der Stromquelle liegen. Bei Verwendung von Einphasenstrom zur Wärmeerzeugung wird man demnach alle Hauptelektroden einer Seitenwand an den einen Pol anschließen und jene der anderen Seitenwand an den anderen Pol. Verwendet man hingegen Drehstrom, .dann schließt man, wie in der Zeichnung angedeutet, die aufeinanderfolgenden Hauptelektroden zyklisch an die verschiedenen Phasen an, also beispielsweise Elektrode 7 an u, Elektrode 6 an v, Elektrode 7' an w, Elektrode 6' wieder an u, Elektrode 7" wieder an v, Elektrode 6" wieder an w usf.
Der Stromverlauf zwischen den Elektroden, wie er sich bei Einphasen- oder Drehstrom ergibt, ist durch die Stromlinien 8 bis 12, angedeutet. Man ersieht hieraus, :daß diese Stromlinien von den Hauptelektroden in an sich bekannter Weise zickzackförmig über die Wannenbreite verlaufen, woraus sich eine stärkere Wärmeentwicklung in der Wannenmitte gegenüber den Seitenteilen ergibt, was den beiden ersten Komponenten des Wärmebedarfs entspricht.
Zur Berücksichtigung der .dritten Komponente des Wärmebedarfs ist noch gegenüber jeder Hauptelektrode eine Nebenelektrode 13, 13" ... bzw. 1q., 1q.' ... vorgesehen, die andenselben Pol bzw. dieselbe Phase angeschlossen ist, wie die hier unmittelbar gegenüberliegende Hauptelektrode. Diese Nebenelektrode ragt nur so weit in das Glas hinein, als der Kühlwirkung der Seitenwandsteine entspricht, also je nach Umständen 2o bis 5o cm. Durch geringfügiges Hineinschieben oder Herausziehen läßt sich diese Zusatzheizung der Randpartie des Glases entsprechend regeln. Zusätzlich zu den ,Stromlinien 8 bis 12 bilden sich noch Stromlinien 15 zwischen jeder Hauptelektrade und den beiden angrenzenden Nebenelektroden aus, wodurch erfindungsgemäß die Abkühlung durch die Seitenwände kompensiert wird.
Bei großen Wannen mit starkem Wärmebedarf kann es vorkommen, daß die Elektroden bei der aus Sicherheitsgründen für das Bedienungspersonal verwendeten niedrigen Spannung infolge der dann auftretenden großen Stromstärken sehr dick ausfallen, so daß sie zufolge ihres großen Durchmessers den Glasfluß schon stark behindern. In solchen Fällen kann es vorteilhaft sein, die zu dicken Elektroden -durch je zwei dünnere, eng nebeneinanderliegende zu ersetzen, die natürlich an dieselbe Phase angeschlossen sind, so daß sie, elektrisch gesehen, eigentlich bloß eine einzige Elektrode bilden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Wannenofen zum Schmelzen von Glas mittels elektrischen Stromes, bei welchem die Glasmasse selbst als Widerstand benutzt wird und der ,Strom mittels Elektroden eingeführt wird, die in Richtung der Längsachse des Ofens nacheinander abwechselnd durch .die eine und die andere der .gegenüberliegenden Längswände hindurchgeführt sind, sich von diesen Wänden gegen die andere Wand erstrecken und an verschiedene Pole der Stromquelle angeschlossen sind, .dadurch gekennzeichnet, .daß jeder dieser als Hauptelektroden .dienenden Elektroden (7, 6, 7', 6' . . .) an der anderen Wand eine an den gleichen Pol der Stromquelle, angeschlossene kürze Nebenelektrode, (i3, 14, i3', i. . . .) gegenüberliegt.
2. Wannenofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Nebenelektroden (i3, 14, i3', 14' . . .) etwa 2o bis 5o cm beträgt. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 805 419, 688 015; österreichische Patentschrift Nr. 158 510; schweizerische Patentschrift Nr.-259 596; französische Patentschrift Nr. 942 784.