DE4005746C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bodenauslaufvorrich­ tung für einen Glasschmelzofen, vorzugsweise für eine Glas­ schmelze mit hochradioaktiven Beimengungen, wobei die Behei­ zung im Temperaturbereich der elektrischen Leitfähigkeit der Schmelze erfolgt.

Eine Bodenauslaufvorrichtung gem. dem Oberbegriff der vorlie­ genden Patentanmeldung ist aus der DE-PS 28 42 505 bekannt.

Eine weitere Vorrichtung ist aus der DE-OS 38 28 280 bekannt. Bei diesem Ofen ist der Bodenkanal keine Elektrode, ebenso ist auch kein den Kanal schützender Auslaufstein vorhan­ den. Die Hilfs- und Zusatzelektroden sitzen vielmehr seitlich über dem Auslaufsystem. Dadurch ist das Betriebssystem für den Ofen eingeschränkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, einen Glas­ schmelzofen der eingang genannten Art so weiter zu bilden, daß die Temperatur im Auslaufkanal und am Boden der Schmelzwanne so erhöht werden kann, daß es immer zum Auf­ schmelzen des erstarrten Glases und damit zum Ausfließen der Schmelze kommt. Weiterhin sollen beim Auslauf Blockagen oder Verstopfungen des oder der Auslaufkanäle weitgehend vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt nun die vorliegende Erfin­ dung die Merkmale vor, die im Kennzeichen des Patentanspruches von d) bis e) angegeben sind.

Die Erfindung ermöglicht es nun, daß die Temperatur im Aus­ laufkanal und am Boden der Schmelzwanne durch die eine oder mehrere Bodenelektroden so erhöht werden kann, daß es immer zum Aufschmelzen des erstarrten Glases und damit zum Aus­ fließen der Schmelze kommt. Die Trennung von Bodenelektrode und Auslaufstutzen stellt dabei ein wesentliches Merkmal der Erfindung dar, stellt eine entscheidende Verbesserung zur Ver­ meidung von Leckagen und Erhöhungen der Lebensdauer des Aus­ laufes dar und ermöglicht die Anwendung moderner Betriebs­ systeme wie das "Multipuxing-Verfahren".

Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden im fol­ genden anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert:

Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den unteren Teil des Schmelzofens bzw. die Auslaufvorrichtung, die Fig. 2 die Bodenelektrode von oben gesehen und die Fig. 3 einen Schnitt entlang AB der Fig. 2 bzw. durch die Bodenelektrode.

Die neue Bodenauslaufvorrichtung ist gem. der Fig. 1 rotati­ onssymmetrisch unterhalb bzw. im unteren Teil des Bodens 2 ei­ nes keramischen Glasschmelzofens 1 angeordnet, in welchem bzw. in dessen Schmelzwanne 23 sich eine Glasschmelze 3 mit einge­ schmolzenen hochradioaktiven Abfällen befindet. Die Beheizung des Ofens erfolgt mittels der oberhalb der Fig. 1 schematisch dargestellten Elektroden 15. Hauptelement der Auslaufvorrich­ tung ist der rotationssymmetrische und in seinem Hauptteil aus massivem, elektrisch leitfähigem Material, vorzugsweise Inco­ nel 690, bestehende Auslaufstutzen 4 mit T-förmigem Quer­ schnitt, der an seinem oberen Ende einen Andrückflansch 5 auf­ weist und dessen unterer Teil das Auslaufrohr 6 bildet. Der Auslaufstutzen 4 sitzt unter dem Auslaufstein 7, beide werden von dem Auslaufkanal 8, 9 durchsetzt. Der untere Teil 9 des Kanales im Auslaufrohr 6 wird induktiv durch eine innen ge­ kühlte Spule 10 beheizt, die das Auslaufrohr 6 umwindet.

Das Auslaufrohr 4 ragt durch die Öffnung 11 der Trageplatte 12, von welcher der Ofen getragen wird. Über der Öffnung 11 sitzt der Ringflansch 13 als tragendes Verbindungselement auf der Trageplatte 12. Er weist ebenfalls eine Öffnung 14 auf, durch die das Auslaufrohr 6 nach unten herausragt.

Die Glasschmelze 3 wird nun im Temperaturbereich ihrer elektrischen Leitfähigkeit durch im oberen Bereich des Ofens angeordnete Elektroden 15 beheizt, die in der Fig. 1 strich­ punktiert angedeutet sind. Zusätzlich ist jedoch eine Boden­ elektrode 16 vorgesehen, die den unteren Teil bzw. den Boden der Ofenauskleidung 17 aus Steinkeramik bildet. Die Bodenelek­ trode 16 bildet damit praktisch den gesamten Boden bzw. einen Großteil desselben bzw. des Schmelzofeninnenraumes und nimmt neben ihrer Funktion als zusätzliche Schmelzelektrode den obe­ ren Teil des Bodenauslaufkanales 8, 9 mit Einlauföffnung auf. Sie ist in den Fig. 2 und 3 vergrößert im Detail darge­ stellt.

Der vom Auslaufstutzen 4 durch den Auslaufstein 7 in den Ofen 1 führende Auslaufkanal 9, 8 mündet in bzw. schließt sich an den Auslaufkanal 18 in der Bodenelektrode 16 an, der an seinem oberen Ende eine konische Einlauföffnung 19 aufweist. Diese Einlauföffnung 19 liegt an der Spitze eines kegelförmigen Wul­ stes 20, der sich aus dem Grund der trichterförmigen Einlauf­ fläche 21 des Bodenelektrodenkörpers 16 empor wölbt.

Der kegelförmige Wulst 20 wird von einem oder mehreren, radial nach innen und/oder unten verlaufenden Kanälen 22 durchschnit­ ten bzw. weggeschnitten, die die Einlauffläche 21 am Grunde des Wulstes 20 nach unten oder horizontal mit dem Auslaufkanal 18 verbinden und deren Querschnittsfläche vorzugsweise kleiner als der Querschnitt des Kanales 18 ist. Damit werden direkte Verbindungen in Form von Rillen kleineren Querschnittes zu dem Kanal 18 erzeugt, durch die einerseits gröbere Verunreinigun­ gen von dem Kanal 18 zurückgehalten werden und andererseits ein Edelmetallsumpf, der sich evtl. am Grunde der Schmelze bilden kann, sauber abgeführt wird.

Auf die Öffnung des Bodenauslaufkanales 8, 9 in der Mitte des Schmelzofenbodens 2 werden somit ein oder mehrere sich über den ganzen Wannenboden erstreckende Teile aus Sonderstahl, z. B. Inconel 690, eingesetzt. Dieses als Bodenelektrode 16 be­ zeichnete Teil ist in seiner Form und Materialstärke so ausge­ bildet, daß es einmal die Wirkung eines Einlauftrichters 21 für die Glasschmelze erfüllt, zum anderen gleichzeitig als Elektrode verwendet werden kann, wenn z. B. die Schmelzbadtem­ peratur der Schmelzofenwanne im unteren Bereich erhöht werden muß. Für den Fall, daß sich Ablagerungen z. B. aus einem Edel­ metallsumpf am Schmelzofenboden angesammelt haben, können diese einfach und vollständig durch die besondere Form der Bo­ denelektrode vom Wannenboden entfernt werden. Um die mittlere Öffnung 19 mit größerem Durchmesser sind deswegen die weite­ ren, z. B. vier nach oben offenen Kanäle 22 mit geringerem Durchmesser radial angeordnet. Beim Betrieb des Auslaufes wer­ den somit wie bereits erwähnt, evtl. vorhandene edelmetallhal­ tige Ablagerungen fast vollständig und verstärkt durch Sogwir­ kung auf dem direkten und kürzesten Weg durch den Bodenaus­ laufkanal 18 und die weiteren Kanäle 8 und 9 aus der Schmelzwanne abgezogen.

Die Bodenelektrode 16 aus hochfestem elektrisch leitfähigem Material am Einlauf des Bodenauslaufkanales 8 und 9 und der Auslaufstutzen 4 aus demselben Material am Ausgang des Boden­ auslaufkanales 8, 9 sind durch Keramiksteine, z. B. dem Aus­ laufstein 7 schlechterer elektrischer Leitfähigkeit getrennt und können auch gegenseitig als Elektrode geschaltet werden.

Bezugszeichenliste:

 1 Glasschmelzofen
 2 Boden
 3 Glasschmelze
 4 Auslaufstutzen
 5 Andrückflansch
 6 Auslaufrohr
 7 Auslaufstein
 8 Auslaufkanal in 7
 9 Auslaufkanal in 6
10 Spule
11 Öffnung
12 Trageplatte
13 Ringflansch
14 Öffnung
15 Elektroden
16 Bodenelektrode
17 Ofenauskleidung
18 Auslaufkanal in 16
19 Einlauföffnung
20 Wulst
21 Einlauffläche
22 Kanal
23 Schmelzwanne

Claims (2)

1. Bodenauslaufvorrichtung für einen Glasschmelzofen, insbeson­ dere für eine Glasschmelze mit hochradioaktiven Beimengun­ gen, wobei die Beheizung im Temperaturbereich der elektri­ schen Leitfähigkeit der Schmelze erfolgt, mit den folgenden Merkmalen:

   • a) mindestens einem, aus dem Boden (2) herausragenden, in­ duktiv beheizbaren und metallischen Auslaufstutzen (4) mit innerem Auslaufkanal (9) und Auslauföffnung,
   • b) mindestens einem oberhalb des Stutzens (4) gelegenen Auslaufstein (7) aus Steinkeramik, dessen zum Ofeninnen­ raum geöffneter und durchgehender Kanal (8) mit dem Ka­ nal (9) des Stutzens (4) fluchtet,
   • c) mindestens zwei im Ofeninnenraum gelegenen und in die Schmelze (3) ragenden Elektroden (15),
2. gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

   • d) Der unterste Teil des Schmelzofeninnenraumes ist als zu­ sätzliche Bodenelektrode (16) aus Metall ausgebildet, die von mindestens einem weiteren Auslaufkanal (18) durchsetzt ist, der seinerseits mit den Kanälen (8, 9) im Auslaufstein (7) und -stutzen fluchtet,
   • e) Auslaufstutzen (4) und Bodenelektrode (16) sind durch Keramiksteine wie dem Auslaufstein (7) elektrisch von­ einander getrennt, wobei die Bodenelektrode (16) über dem Auslaufstein (7) sitzt.