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Ofen zur fortlaufenden Herstellung von Glas Die-Erfindung bezieht
sich auf Wannenöfen zur fortlaufenden Herstellung von Glas, bei welchen das an einem
Ende eingebrachte zu behandelnde Material seinen Weg bis zum anderen Ende, wo es
entnommen wird, nimmt, nachdem es auf seinem Weg durch den Ofen nacheinander geschmolzen,
geläutert und auf Verarbeitungstemperatur abge-
kühlt worden ist.
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Es ist bekannt, daß in diesen Ofen infolge der Temperaturunterschiede,
die einerseits zwischen den verschiedenen für diese Behandlungen vorgesehenen Zonen
und andererseits innerhalb jeder Zone zwischen dem Innenteil und den Wänden bestehen,
sich Konvektionsströme bilden, die sich mit deni Längsstrom ergänzen, der sich durch
das Einbringen des -Materials an einem Ende und durch die Entnahme des fertig bearbeiteten
Glases am anderen Ende ergibt. Diese Konvektionsströme führen das abgekühlte Glas
zu den heißen Zonen hin zurück, wo es unnützerweise einer Wiedererhitzung unte£-«-orfen
wird, um dann wieder von neuem nach einem Kreislauf gekühlt zu werden, der sich
für ein und dieselbe Glasmasse vor ihrer Entnahme mehrere Male wiederholen kann.
Diese Ströme bedeuten einen nutzlosen Verbrauch von Kalorien und sind eine der Hauptursachen
für den bei Glasöfen ziemlich niedrigen thermischen Wirkungsgrad.
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Zum Teil ist man diesen Schwierigkeiten durch verschiedene Vorkehrungen
entgegengetreten, insbesondere dadurch, daß man den Ofen in gesonderte Abteile trennte,
von denen jedes für eine oder mehrere der angeführten Behandlungen bestimmt ist
und daß man den Durchgang der Masse von einem Abteil zum anderen durch eine Öffnung
verringerten Querschnitts kontrollierte.
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Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf
diejenige
weitverbreitete Art von Öfen, bei welcher das Schmelzen und Läutern in einem Abteil
und das Abkühlen und Entnehmen in einem anderen Abteil erfolgen, wobei die beiden
Abteile durch eine in der Nähe der Sohle gelegene Öffnung kleinen Durchmessers,
gemeinhin Spout genannt, verbunden sind. Durch diese Anordnung ergibt sich eine
Wirkung, die sich den Konvektionsströmen zwischen den beiden Abteilen widersetzt,
diese jedoch nicht völlig unterbindet. So läßt sich in der Tat feststellen, daß,
während das heiße Glas vom Schmelz- und Läuterabteil zum Abkühlungs- und Entnahmeabteil
durch den oberen Teil des Spouts geht, kaltes Glas aus dem Abkühlungs- und Entnahmeabteil
wieder in das Schmelz- und Läuterabteil durch den unteren Teil des Spouts zurückkehrt.
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Durch die Erfindung soll nun erreicht werden, daß d#.e Rückkehr von
geläutertem und schon auf die Verarbeitungstemperatur oder nahezu auf diese ; Temperatur
abgekühltem Glas aus dem Abküh- , lungs- und Entnahmeabteil in das Schmelz- und
Läuterabteil völlig unmöglich gemacht wird.
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Dieser Zweck wird erfindungsgemäß dadurch er- I reicht, daß das Glas
vom unteren Teil des Schmelz-und Läuterabteils durch einen Kanal zu dem oberen Teil
des Abkühlungs- und Entnahmeabteils geführt wird.
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Es konnte festgestellt werden, daß bei einer derartigen Anordnung
der Wirkungsgrad des Ofens beträchtlich gesteigert wird. So ergaben Versuche, daß
bei gleicher Güte des erzeugten Glases die Leistung eines bestehenden und erfindungsgemäß
umgebauten Ofens um mehr als 2o% erhöht wurde.
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Die Anwendung der Erfindung hat sich als vorteilhaft bei denjenigen
Öfen erwiesen, bei denen man in Verbindung mit der üblichen Beheizung durch Flammen
eine elektrische Heizung des Glasbades in seiner Masse durch Joulesche Wärme an-
I wendet. Infolge der Kombination dieser beiden Heizmittel wird das Glas in dem
Schmelz- und Läuterabteil auf eine höhere Temperatur gebracht als bei reinen Flammöfen,
wodurch jedoch die Konvektionsströme zwischen dem Schmelz- und Läuterabteil und
dem Abkühlungs- und Entnahmeabteil i sich vermehren, wenn bei diesen Öfen nicht
Vor-Sicherungen gemäß der Erfindung getroffen werden. Natürlich ist die Erfindung
gleichfalls bei Öfen mit !. rein elektrischer Beheizung anwendbar.
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Im nachstehenden sind zwei beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung
mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
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In den Zeichnungen zeigt Abb. i einen senkrechten Teilschnitt durch
einen erfindungsgemäß ausgeführten Wannenofen nach Linie 1-I der Abb. 2, Abb.2 einen
waagerechten Schnitt nach Linie JI-II der Abb. i, Abb.3 einen senkrechten Teilschnitt
durch eine zweite Ausführungsform eines Wannenofens gemäß der Erfindung nach Linie
III-III der Abb. 4 und Abb.4 einen waagerechten Schnitt nach Linie IV-IV der Abb.
3. In den verschiedeiwii Abbildungen ist das Schmelz- und Läuterabteil nur zu einem
Teil, das Abkühlungs- und Entnahmeabteil jedoch ganz dargestellt. Gleiche Teile
des Ofens sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In den Abb. i und 2 ist i das Schmelz- und Läuterabteil, 2 das Abkühlungs-
und Entnahmeäbteil, 3 der den Spout bildende Durchgang, der sich im unteren Teil
des Allteils i an dein dem Beschickungsende für die zu behandelnden Rohstoffe entgegengesetzten
Ende befindet. Dieser Durchgang setzt sich im Abteil 2 , in einem waagerechten Kanal
4 fort, der in einen von den Wänden 6, 7, 8, 9 gebildeten senkrechten Kanal 5 mündet.
Diese Kanäle können den gleichen Querschnitt haben wie der Spout. Der Kanal 5 mündet
im Abteil 2 auf der Höhe io, die nur wenig unter dem Spiegel i i des Glasbades in
diesem Abteil liegt. Da der Kanal 5 ganz im Glas eingetaucht ist und einen kleinen
Querschnitt haben kann, ergeben sich günstige Bedingungen für eine rasche Zuführung
des heißen Glases zum oberen Teil des Abkühlungs- und Entnahmeabteils; gleichzeitig
wird vermieden, daß im Innern des Kanals selbst eine Abkühlung erfolgt, die zu Konvektionsströmen
Anlaß geben könnte, welche das kalte Glas zum Abteil i hin zurückführen. Vielmehr
ergibt sich, daß das kalte Glas. welches sich zufolge der kühlenden Wirkung der
Wände und der Sohle des Abteils 2 in dessen unteren Regionen hält und zufolge seiner
größeren Dichte dort verbleibt, in das Abteil i nicht zurückkehren kann, weil es
daran durch die Wände der Kanäle -1 und 5 gehindert ist.
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Würde das kalte Glas indessen versuchen, infolge von Konvektionsströmen
hochzusteigen, was übrigens wegen der nur verhältnismäßig schwachen Temperaturunterschiede
im Abteil 2 wenig zu befürchten ist, und würde es bis zur Mündungsöffnung des Kanals
5 gelangen, so würde es von den aus diesem Kanal austretenden Strömen heißen Glases
zurückgedrängt werden. Diese Ströme haben in der Tat eine verhältnismäßig große
Geschwindigkeit, da der Querschnitt des Kanals 5 wie auch die Höhe des Glases über
dem Niveau io der Kanalmündung klein sind.
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Die in den Abb.3 und 4 dargestellte Ausführungsform ist besonders
einfach und gestattet Einsparungen an feuerfesten Stoffen. Sie unterscheidet sich
von der soeben beschriebenen Form dadurch, daß der waagerechte Kanal 4 weggelassen
und die Wand 9 des senkrechten Kanals 5 von der Wandung 12 des Abteils 2 selbst
gebildet wird, in welches der Spout mündet. Die kühlende Wirkung dieser Wandung
auf das durch den Kanal 5 gehende Glas ist wegen der kleinen Berührungsfläche wenig
zu befürchten. Außerdem könnte die Wandung gegebenenfalls mit einer gewissen Wärmeisolierung
versehen werden.
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Im Rahmen der Erfindung könnte bei beiden beschriebenen Ausführungsformen
das Glas in dem Abkühlungs- und Entnahmeabteil 2 auf einer solchen Höhe i i gehalten
werden, daß das Niveau io der Austrittsöffnung des Kanals 5 darüberliegt. In
diesem
Falle wirken die die Austrittsöffnung des Kanals 5 umgebenden Steine als Überlauf,
so daß jedes Zurückfließen kalten Glases völlig ausgeschlossen ist.
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Bei Ofen, die zur-Speisung selbsttätiger Maschinen dienen, ist es
wichtig, daß der Glasspiegel in dem Entnahmeabteil so konstant wie möglich bleibt.
Deshalb ist es z#,veckniäßig, daß die Austrittsöffnung des Kanals 5 unter dem Spiegel
liegt, denn die Spiegelschwankungen, die sich aus Unregelmäßigkeiten in der Beschickung
oder der Entnahme ergeben, machen sich dann weniger bemerkbar. In der Tat verteilen
sich Änderungen des Wanneninhalts auf die ganze Oberfläche des Ofens und wirken
sich nur in sehr schwachen Spiegelschwankungen aus.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die beschriebenen Ausführungsformen
einer Anzahl von Änderungen unterliegen. So können vor allen Dingen die `Fände,
die den das Glas in das Abkühlungs- und Entnahmeabteil führenden Kanal bilden, ganz
oder teilweise durch ein umlaufendes Kühlmittel gekühlt werden.