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Dokumentenidentifikation DE102005013468B4 28.04.2011
Titel Vorrichtung und Verfahren zum Läutern von Glas
Anmelder Böttger, Diether, 65375 Oestrich-Winkel, DE
Erfinder Nowak-Böttger, Sonja, 65375 Oestrich-Winkel, DE;
Böttger, Diether, 65375 Oestrich-Winkel, DE
DE-Anmeldedatum 21.03.2005
DE-Aktenzeichen 102005013468
Offenlegungstag 28.09.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.04.2011
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.04.2011
IPC-Hauptklasse C03B 5/225  (2006.01)  A,  F,  I,  20051017,  B,  H,  DE

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Läutern von Glas, insbesondere für die Flachglasherstellung, wobei die Vorrichtung aus mindestens einem beheizten Platinrohr mit einer Glaseintrittsöffnung und einer Glasaustrittsöffnung besteht und wobei Entlüftungskanäle vorgesehen sind, die sich von dem Rohr aufwärts erstrecken.

Eine entsprechende Vorrichtung ist aus der Zeitschrift ”international Glass Review”, Ausgabe 2, 2000, Seiten 20–22 bekannt.

Die Läuterung von Glas ist ein Prozess, in dem das geschmolzene Glas von eingeschlossenen Gasbestandteilen weitgehend befreit wird. Die Gaseinschlüsse bestehen dabei häufig aus sehr kleinen Blasen, die entweder inhärent im Glasrohstoff vorhanden sind oder teilweise auch durch das Erhitzen freigesetzt werden und aus einem in dem Glas gelösten Zustand freigesetzt werden. Für optisch hochwertiges Glas, wie es insbesondere als Flachglas für die Herstellung von LCD-Flachbildschirmen benötigt wird, müssen derartige Blasen möglichst vollständig aus dem Glas entfernt werden. Da solche Gasblasen im allgemeinen sehr kleine Gaseinschlüsse im Glas sind, haben sie nur eine geringe Mobilität in der Glasschmelze und es ist erforderlich, dass die Viskosität der Glasschmelze soweit wie möglich herabgesetzt wird, um den Gasblasen das Aufsteigen nach oben an die Oberfläche der Glasschmelze bzw. in entsprechende Entlüftungskanäle zu ermöglichen. Neben dem eingangs erwähnten Dokument, welches als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, sind auch weitere Vorrichtungen und Verfahren zum Läutern von Glas bekannt, z. B. aus der JP 2000 128548 A, der DE 10 17 340 B und der DE 1 019 443 B.

Die aus den vorgenannten Druckschriften bekannten Vorrichtungen und Verfahren verwenden keine Platinrohre, sondern Tiegel oder Kammern für die Läuterung des Glases.

Die Verwendung von Platinrohren hat den Vorteil, dass das Rohr insgesamt unter das Niveau der Glasschmelze im Zufuhr- und Austrittsbereich abgesenkt werden kann, so dass der gesamte Rohrquerschnitt von der Glasschmelze durchströmt wird, wodurch Wärmeverluste minimiert werden können und ein Kontakt mit der Umgebungsluft auf den Bereich der Entlüftungskanäle beschränkt wird.

Weiterhin hat Platin als Material den Vorteil, dass es auch bei den hohen Temperaturen einer Glasschmelze nicht mit dem Glas reagiert, so dass Verunreinigungen des Glases durch das Material eines entsprechenden Rohres oder Aufnahmebehälters vermieden werden.

Andererseits hat Platin jedoch auch den Nachteil, dass es im Dauerbetrieb bei hohen Temperaturen erheblich an Festigkeit verliert.

Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass zumindest mit den herkömmlichen bekannten Anlagen die erforderlichen Durchsatzmengen, die angesichts des steigenden Bedarfs an Flachbildschirmen in den letzten Jahren stark angestiegen sind, nicht wirtschaftlich zu erreichen sind.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, welche ein Läutern von Glasschmelzen mit hoher Qualität bei gleichzeitig großen Durchsatzmengen und zu wirtschaftlich vertretbaren Kosten ermöglichen.

Hinsichtlich der eingangs genannten Vorrichtung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Platinrohr gegenüber einer Horizontalen leicht abwärts geneigt ist mit einem Neigungswinkel von mehr als 1° und höchstens 45°.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass aufgrund der leichten Neigung des Platinrohrs und möglicherweise aufgrund des damit verbundenen Druckgefälles in der durch die Läuterzone hindurchströmenden Glasschmelze die Gasbläschen schneller und effektiver ausgetrieben werden als man dies bei einer horizontal strömenden Glasschmelze feststellen kann.

Dabei verfolgt die vorliegende Erfindung im Prinzip zwei verschiedene Varianten. Gemäß einer Variante werden mehrere entsprechende Platinrohre parallel geschaltet, d. h. sie sind mit einem gemeinsamen Zufuhrverteiler und einem gemeinsamen Auslaufverteiler verbunden und die Glasschmelze strömt parallel durch die betreffenden Rohre, die alle in gleicher Weise vom Zulauf in Richtung des Auslaufs abwärts geneigt sind, und zwar um den bereits erwähnten Neigungswinkel zwischen 1° und 20°, vorzugsweise um einen Neigungswinkel zwischen 4 und 10°, wobei sich in der Praxis Neigungswinkel im Bereich von 6 bis 7° besonders bewährt haben.

Die parallel geschalteten Platinrohre erlauben zum einen einen relativ hohen Durchsatz bei gleichzeitig reduziertem Durchmesser der einzelnen Rohre, so dass diese eine hinreichende Stabilität behalten.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Rohr mit größerem Querschnitt vorgesehen, welches durch Trennwände in mehrere Kammern unterteilt ist, wobei beispielsweise zwei Zwischenböden das Rohr in drei vertikal übereinander angeordnete Kammern aufteilen. Selbstverständlich könnte die Zahl der Zwischenböden auch z. B. auf vier verdoppelt werden, so dass man dann fünf übereinander angeordnete Kammern erhalten würde. Auch ein solches, aus mehreren Kammern bestehendes Rohr verläuft geneigt, und zwar in der Weise, dass das Rohr über mindestens einen Teil des Strömungsweges der Glasschmelze in dem Rohr abwärts geneigt, ist, was andererseits bei mehreren hintereinander geschalteten Kammern oder Sektoren in dem Rohr notwendigerweise bedingt, dass ein Teil des Strömungsweges auch (in Strömungsrichtung) aufwärts geneigt ist.

Bei einer derartigen Anordnung ist es beispielsweise zweckmäßig, wenn die untere Rohrkammer mit einer Zufuhreinrichtung für Glasschmelze bzw. einem Überleitungsrohr von einem Schmelzaggregat verbunden ist, während die obere Kammer mit einem Auslass der Glasschmelze aus der Läutereinrichtung verbunden ist. Die dazwischen angeordnete mittlere Kammer verbindet dann zweckmäßigerweise das in Strömungsrichtung hintere Ende der unteren Kammer mit dem in Strömungsrichtung vorderen Ende der oberen Kammer, so dass sich in dem Bereich der mittleren Kammer die Strömungsrichtung der Glasschmelze umkehrt. In dieser mittleren Kammer verläuft der Strömungsweg der Glasschmelze im Wesentlichen aufwärts geneigt. In der bevorzugten Ausführungsform hat ein solches Rohr insgesamt einen elliptischen bzw. eiförmigen Querschnitt, wobei die große Achse dieser Ellipse im Wesentlichen vertikal verläuft, was der Stabilität eines solchen Rohres zugutekommt.

Zusätzlich könnten auch sich im Wesentlichen vertikal durch das Rohr erstreckende Stabilisatoren vorgesehen sein oder aber es könnten Trennwände zwischen den Kammern in vertikaler Richtung in dem Rohr angeordnet sein, welche ebenfalls zu seiner Stabilität beitragen würden.

Dadurch, dass aber die horizontalen Zwischenböden aufgrund ihrer sinnvollerweise festen Verbindung mit der Rohrwandung ebenfalls die elliptische bzw. eiförmige Querschnittform aufrechterhalten, sorgen auch diese für eine gegenüber einem einfachen zylindrischen Rohr verbesserte Stabilität. Dabei ist zu berücksichtigen, dass ein solches Rohr mit einem typischen Durchmesser (entlang der Längsachse von mindestens 30 cm und bis zu 80 cm oder mehr und einer Länge von mehreren Meter) jeweils mehrere Tonnen einer Glasschmelze enthält.

Aus diesem Grunde ist es weiterhin bevorzugt, wenn ein derartiges Rohr, bzw. die Rohre, in einem Steinbett bzw. einem entsprechenden Formstein angeordnet sind, dessen Querschnitt mindestens im unteren Drittel des Rohres, vorzugsweise bis zur die Hälfte des Rohrquerschnitts oder noch etwas darüber, diesem Rohrquerschnitt angepasst ist, d. h. den unteren Querschnittsbereich formschlüssig umfasst.

Zweckmäßigerweise verwendet man hierzu ein gut isolierendes, formstabiles und hitzebeständiges Steinmaterial, welches vorzugsweise porös ist, um gute Isolationseigenschaften zu bieten.

Bei beiden oben genannten Varianten der vorliegenden Erfindung ist es außerdem zweckmäßig, wenn an den Rohrwänden, bzw. gegebenenfalls an und auf den Zwischenböden Strömungshindernisse angeordnet sind, die jeweils eine Umlenkung mindestens eines Teils des Glasstroms bewirken, und zwar vorzugsweise in vertikaler Richtung nach oben. Auch dies führt dazu, dass Gasblasen bevorzugt nach oben transportiert werden, sich auch in dem entsprechend verjüngten Querschnitt im oberen Bereich konzentrieren, wobei im nachfolgend wieder erweiterten Querschnittsbereich die Gasblasen im Durchschnitt weiter oben konzentriert bleiben als vor einem entsprechenden Strömungshindernis. Insbesondere führt eine solche Querschnittsverjüngung auch dazu, dass sich kleinere Gasblasen zusammenstoßen und gemeinsam größere Gasblasen bilden, die bei gegebener Viskosität eine höhere Aufstiegsgeschwindigkeit haben. Im Allgemeinen nimmt die Aufstiegsgeschwindigkeit der Gasblasen aufgrund des Auftriebs proportional zum Quadrat des Durchmessers der Gasblasen zu, so dass eine Vergrößerung der einzelnen Gasblasen erheblich zur Beschleunigung des Läuterungsprozesses beiträgt.

In beiden Varianten der Erfindung ist es außerdem bevorzugt, wenn das Rohr bzw. die Rohre, in welchen die Läuterung abläuft, durch direkten Stromdurchfluss beheizbar sind. Hierzu ist vorzugsweise vorgesehen, dass Elektrodenanschlüsse an den entgegengesetzt liegenden Enden eines derartigen Rohres, bzw. Rohre, angeordnet sind, z. B. besteht ein solcher elektrischer Anschluss aus einem Flansch, der mit einem der Enden des Rohrs fest und möglicherweise auch einstückig verbunden ist.

Das entsprechende, erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze in einem Läuterungsrohr mit leichter Abwärtsneigung transportiert wird, wobei der Neigungswinkel zwischen 1° und 45° liegt, vorzugsweise zwischen 4° und 10° und besonders bevorzugt zwischen 6° und 8°.

Die Vorteile dieser Maßnahmen wurden oben bereits ausführlich erläutert.

Alle Rohre und alle Einbauten der Rohre, welche mit der Glasschmelze in Berührung kommen können, ebenso wie auch die Stromzufuhrflansche, die Entlüftungskanäle und dergleichen bestehen vorzugsweise aus Platin.

Zweckmäßigerweise ist mindestens ein rohrförmiger Entlüftungskanal an der Oberseite eines entsprechenden Läuterungsrohrs angeordnet, wobei ein solcher Entlüftungskanal nach oben im wesentlichen offen ist bzw. mit der Umgebung in Verbindung steht, gleichzeitig aber genügend hoch ausgeführt ist, dass sein oberer Rand deutlich über das Niveau der Glasschmelze in dem übrigen System reicht, so dass sich in den Entlüftungskanälen ein entsprechendes Niveau einpendelt. Wie bereits erwähnt, sollte mindestens je ein Entlüftungskanal an je einem der beiden Enden eines Läuterungsrohres vorgesehen sein, wobei im Falle der oben beschriebenen Variante mit zwei Zwischenböden der untere Zwischenboden ohnehin im Abstand von der hinteren Stirnseite des Rohres endet und der obere Zwischenboden in diesem Bereich von dem Entlüftungskanal durchbrochen wird, der mit dem Ende der ersten und dem Anfang der dritten Kammer in Verbindung steht.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren.

Es zeigen:

1 eine Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Läuterungsvorrichtung einschließlich der vor- und nachgeschalteten Aggregate,

2 eine Ansicht auf die Vorrichtung nach 1 von oben,

3 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Läuterungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und

4 eine Längsschnittansicht der Vorrichtung nach 3.

Man erkennt in 1 ein Schmelzaggregat 1 aus isostatisch gepressten Zirkon-Glasbeckensteinen, wobei in diesem Aggregat Glasrohstoffe geschmolzen und vorgeläutert werden, so dass letztlich die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zu läuternde Glasschmelze 2 entsteht. Gemäß dem hier diskutierten Beispiel soll die Glasschmelze anschließend zu so genanntem Floatglas verarbeitet werden, was hohe Anforderungen an den Läuterungsprozess stellt.

Dabei weist die Glasschmelze 2 in dem Aggregat 1 einen Pegelstand auf, welcher als Glasniveau 3 bezeichnet wird. Während des Schmelzprozesses bei Temperaturen bis zu 1700°C werden nicht alle Gase aus dem Glas ausgetrieben, es verbleiben sogenannte Mikro-Blasen oder ”Gispen” (engl. Seeds) im Glas und müssen entfernt werden, da das LCD Float Glas mit kleinsten Blasen nicht verwendet werden kann, weil die Blasen als kleine runde Punkte auf dem LCD-Bildschirm sichtbar wären.

Gemäß der Ausführungsform nach den 1 und 2 wird die Glasschmelze 2 über einen Verteiler 4 zugeführt. Die Glasschmelze strömt durch die Platinrohre 5 in im Wesentlichen horizontaler Richtung hindurch, wobei allerdings die Rohre 5 in Strömungsrichtung leicht abwärts geneigt sind, und zwar vorzugsweise um einen Winkel von etwa 3 bis 8°.

In der Draufsicht gemäß 2 erkennt man, dass in dieser Anlage zwei Rohre parallel geschaltet sind, die über einen gemeinsamen Einlaufverteiler 4 und einen gemeinsamen Auslaufverteiler 7 sowohl auf der Eingangsseite als auch auf ihrer Ausgangsseite miteinander verbunden sind. Vom Auslass 7 wird die Glasschmelze über eine oder mehrere Rührzellen 13, die mit einer Verbindungsleitung 14 verbunden sind, zur Homogenisierung geführt. Vor der letzten Verbindungsleitung 14 der LCD-Float-Anlage 15 befindet sich eine Dosiernadel 16 zum Dosieren der in die LCD-Float-Anlage einströmenden Glasmasse 2. Die Glasmasse fließt durch den Auslauf 17 auf das Zinnbad 18.

Beispielhaft ist in 1 noch ein elektrischer Hochstromtransformator 12 mit Verbindungen zu den Beheizungsflanschen 11 zur Beheizung der Platinelemente der Anlage eingezeichnet.

Die außerhalb des Läuterungsbereiches (Bezugszahlen 412) dargestellten Bestandteile wie das Schmelzaggregat 1, der nachfolgende Homogenisierungsbereich 13, 14 und die eigentliche Float-Glas-Anlage 1518 spielen für die vorliegende Erfindung nur eine untergeordnete Rolle und werden deshalb hier nicht ausführlicher beschrieben.

Die 3 und 4 zeigen eine weitere Variante der vorliegenden Erfindung, bei welcher das Platinrohr 5 durch Zwischenböden 8a, 8b in drei übereinanderliegende Kammern aufgeteilt ist. Wie man in 3 erkennt, hat das Platinrohr 5 insgesamt einen ei- bzw. ellipsenförmigen Querschnitt ähnlich wie der Rumpf eines modernen Verkehrsflugzeugs, weshalb dieses Rohr zur besseren Unterscheidung gegenüber der vorstehend beschriebenen Version im folgendem als ”Rumpfrohr” bezeichnet wird. Das Rumpfrohr 5 ist durch die Zwischenböden 8a, 8b in drei übereinander angeordnete Kammern 21, 22, 23 aufgeteilt. In der Draufsicht auf die zulaufseitige Stirnseite erkennt man den kreisförmigen Querschnitt eines Zulaufrohrs bzw. einer Zufuhröffnung 24 und auf der gegenüberliegenden Seite gestrichelt angedeutet den ebenfalls kreisförmigen Auslaufquerschnitt 25. Die Blickrichtung in 3 entspricht dabei der geneigt verlaufenden Achse des Rohrs, deren Neigung in 4 sichtbar ist. Die hier nicht wiedergegebene Achse des Rumpfrohrs 5 entspricht dem Mittelpunkt des Querschnitts in 3 und verläuft parallel zu den in 4 sichtbaren oberen und unteren Rändern des Rumpfrohrs 5. Der Querschnitt der einzelnen Sektoren oder Kammern 21, 22, 23 entspricht dem in 3 erkennbaren, jeweiligen Teilquerschnitt, der durch den Umfang des Rumpfrohrs 5 und die Zwischenwände 8a, 8b definiert wird, und der allerdings über seine Länge hinweg variiert, wie man sich anhand des in 4 sichtbaren Verlaufs der Zwischenböden leicht überlegen kann.

Wie man in 4 erkennt, verläuft der untere Zwischenboden 8a ebenfalls in etwa achsparallel, so dass sich insgesamt eine in Strömungsrichtung leicht abwärts geneigte untere Kammer 21 mit annähernd konstantem Querschnitt ergibt, die am Ende in die darüber liegende mittlere Kammer 22 mündet, in der einfach das in 3 hintere bzw. in 4 rechte Ende des Zwischenbodens 8a fortgelassen bzw. ausgespart ist.

Der darüber liegende Zwischenboden 8b verläuft zwar ebenfalls im wesentlichen in Längsrichtung des Rumpfrohrs 5, jedoch horizontal, so dass der Querschnitt des mittleren Kanals 22 sich in Strömungsrichtung von rechts nach links verjüngt und auch der Strömungsquerschnitt des oberen Kanals 23 sich in Strömungsrichtung, in diesem Fall von links nach rechts, verjüngt. Dies hat den besonderen Effekt, dass die Strömungsgeschwindigkeit beim Übergang von dem ersten Kanal in den zweiten Kanal durch die deutliche Querschnittserweiterung an dieser Stelle abgesenkt wird, was wiederum den Gasblasen in diesem Bereich Zeit gibt, aus dem darüber angeordneten Entlüftungskanal 10 auszutreten.

Durch den in Strömungsrichtung sich verjüngenden Kanal 22 erhöht sich an dessen Ende die Strömungsgeschwindigkeit erneut und verlangsamt sich wiederum am Ende und Übergang zu dem oberen Kanal 23, wo ein zweiter Entlüftungskanal 10 vorgesehen ist. Auch hier können wegen der plötzlich verringerten Strömungsgeschwindigkeit die Gasblasen aus der Schmelze in den Entlüftungskanal 10 austreten. Der Begriff ”Entlüftungskanal” bedeutet selbstverständlich nicht, dass das austretende Gas Luft sein muss, sondern es kann sich vielmehr um beliebige, in der Schmelze enthaltende Gaseinschlüsse handeln.

Die Stirnseiten des Rumpfrohrs 5 werden durch zwei ebene Abschlussflansche gebildet, die lediglich im Bereich der Zuführöffnung 24 und im Bereich der Austrittsöffnung 25 entsprechende kreisförmige Durchtrittsöffnungen haben bzw. diese Zufuhr- und Austrittsöffnungen 24, 25 bilden.

Im Inneren der Strömungskanäle 21, 22 und 23 erkennt man verschiedene Einbauten, die als Strömungshindernisse wirken und die in erster Linie dazu dienen, aufwärts gerichtete Strömungskomponenten zu erzeugen, welche dazu führen, dass sich Gasblasen vorzugsweise im oberen Bereich des Glasstroms ansammeln.

Es versteht sich, dass neben den beiden Entlüftungskanälen bzw. -rohren 10 über die Länge des Rumpfrohrs 5 verteilt auch weitere Entlüftungskanäle 10 vorgesehen werden könnten.

Die Neigung des Rumpfrohrs 5 beträgt in der dargestellten Ausführungsform etwa 7° und liegt bevorzugt im Bereich zwischen 4° und 8° gegenüber einer Horizontalen.

Der Querschnitt des Rumpfrohres 5 ist abhängig vom Durchsatz der geschmolzenen LCD-Glasschmelze. Querschnitte des Rumpfrohres von 600 mm und größer sind erforderlich. Um dem Rumpfrohr 5, auch wenn es schon von Haus aus sehr stabil ist, weitere seitliche mechanische Stabilität zu geben, ist das Rumpfrohr in einen feuerfesten Keramikblock 20 eingepasst. Dies ist insbesondere zweckmäßig im Hinblick auf Dauerfestigkeit des Rumpfrohres bei hohen Temperaturen in der Größenordnung von 1600 bis 1680°C.

Die mit 6 bezeichnete Oberseite der Rohre 5 bzw. 5', die sich bei konstantem Rohrquerschnitt auch parallel zur Rohrachse erstreckt, verläuft erkennbar geneigt gegenüber dem horizontal einzeichneten Niveau 3 der Glasschmelze 2 und liegt vollständig unterhalb dieses Niveaus 3.

Das Rumpfrohr 5 ist daher vollständig mit der Glasschmelze 2 ausgefüllt. Dadurch, dass das Rumpfrohr vollständig mit Glas 2 gefüllt ist, bildet die darin befindliche Glasschmelze 2 einen natürlichen Stabilisierungsfaktor für das Rumpfrohr.

Platinlegierungen verlieren ihre Festigkeit bei hohen Temperaturen und langen Einsatzzeiten erheblich. So wurden Festigkeiten bei Platin/Rhodium 20 bei einem Test von 1.000 Stunden und einer Temperatur von 1.400°C mit nur noch 2 MPa festgestellt, wobei dasselbe Material zu Beginn des Tests eine Festigkeit von 30 MPa aufgewiesen hatte.

Durch die Neigung des Rumpfrohres werden vor allem im ersten und dritten Kanal 21 bzw. 23 feinste Blasen so auf natürlichem Wege zur Oberfläche transportiert und über Entlüftungsrohre 10 wird das Gas, das aus den Blasen entweicht, abtransportiert.

Um diesen Vorgang zu beschleunigen, sind Treppen und/oder Stufen 19 in das Rumpfrohr 5, z. B. auf bzw. an den Zwischenböden 8a, 8b eingebaut; die bewirken, dass die Glasschmelze 2 in Richtung der oberen Begrenzung des jeweiligen Kanals 21, 22, 23 zugeführt wird.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind alle mit der Glasschmelze in Berührung kommenden (sowie auch die unmittelbar angrenzenden) Elemente 3, 4, 5, 7, 8, 10, 11, 13, 14, 17, 19 aus Platinblech gefertigt. Das Platinblech hat den Vorteil, dass es hitzebeständig ist und mit der Glasschmelze nicht reagiert. Darüber hinaus sind die einzelnen Elemente direkt elektrisch beheizt, wodurch es möglich ist, die Glasschmelze entlang des Weges vom Aggregat 1 hin zu der LCD-Float-Anlage 15 auf Temperaturen zu halten, die für die Läuterung bzw. Homogenisierung der Glasschmelze 2 nötig sind.

Durch das Dreikammersystem ist es möglich, die Verweildauer der Glasschmelze in dem Rumpfrohr zu verlängern. Je nach Größe des Rumpfrohres beträgt diese Verweildauer 0,5 bis 1,5 Stunden. Bei einem Rumpfrohr gemäß 3 und 4 mit einer großen Querschnittsachse von ca. 60 cm und einer kleinen Achse von 45 cm sowie einer Länge des Rohres von etwa 5 m beträgt die Verweildauer der Glasschmelze in dem Rumpfrohr bei einem Stundendurchsatz von 2,8 t etwa 80 Minuten. Dies ist für die Läuterung der Glasschmelze zur Erzielung eines qualitativ hochwertigen und blasenfreien Glases, wie es beispielsweise für LCD-Bildschirme erforderlich ist, ausreichend. Durch die Möglichkeit der Neigung 6 und aufgrund des vollkommen gefüllten Rumpfrohres mit der Glasschmelze und wegen der vorgesehenen Treppen und/oder Stufen ist demnach ein Durchsatz der Glasschmelze in der Anlage von bis zu 50 Tonnen pro Tag möglich.

Die Rohre 5, 5' und die Durchsatzmengen sollte generell so bemessen sein, dass die maximalen Strömungsgeschwindigkeiten der Glasschmelze in den Rohren 5, 5' nicht mehr als 50 cm/min vorzugsweise nicht mehr als 30 cm/min beträgt. Bevorzugt sind maximale Strömungsgeschwindigkeiten von 20 cm/min oder darunter.

Zweckmäßigerweise ist das Material für die Rumpfrohre bzw. Wandungen der Rumpfrohre Platin oder eine Platinlegierung, z. B. eine Rhodium/Platin-Legierung mit typischerweise 20–30% Rhodiumanteil und entsprechend 70–80% Platinanteil, wobei selbstverständlich auch andere relative Anteile, insbesondere kleinere Rhodiumanteile, verwendet werden können. Platin und entsprechende Platinlegierungen weisen zum einen die erforderliche Temperaturbeständigkeit auf und zeigen auch keine oder zumindest keine nennenswerte chemische Reaktion mit den üblicherweise verwendeten Glasmaterialien, so dass weder das Glas durch das Material der Rumpfrohre verunreinigt wird, noch chemisch Zellen durch die Glasschmelze angegriffen werden.

Grundsätzlich könnten jedoch auch elektrisch leitfähige Keramikmaterialien anstelle von Platin oder Platinlegierungen verwendet werden.

Dabei werden unter den Elementen der Rumpfrohre all ihre mit der Schmelze in Berührung kommenden Bestandteile, beispielsweise die Wände, die Treppen, Stufen und auch weitere Elemente verstanden.

Die Herstellung aus Platin bzw. die Beschichtung mit Platinblech ermöglicht es, die Rumpfrohre direkt, d. h. durch einen Strom durch das Platinmetall des jeweiligen Elements, elektrisch zu beheizen. In einer alternativen Ausführungsform sind die Rumpfrohre induktiv elektrisch beheizbar, wobei die elektrische Leistung mit Hilfe von Induktionsspulen auf das Blech übertragen wird. In beiden Fällen handelt es sich um eine elektrische Widerstandsheizung.

Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.


Anspruch[de]
Vorrichtung zum Läutern von Glas, bestehend aus einem beheizten Platinrohr mit einer Glaseintrittsöffnung und einer Glasaustrittöffnung und mit Entlüftungskanälen, die sich von dem Rohr aufwärts erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere parallel geschaltete Platinrohre (5, 5') vorgesehen sind, die jeweils mit einem gemeinsamen Zulaufverteiler (4) und einem gemeinsamen Auslaufverteiler (7) verbunden sind, wobei jedes der parallelen Rohre gegenüber einer Horizontalen von seiner Zulaufseite zur Auslaufseite hin abwärts geneigt verläuft. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel zwischen 1° und 45° liegt, vorzugsweise zwischen 4° und 10° und besonders bevorzugt zwischen 6 und 8°. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Platinrohr (5) in etwa parallel zur gedachten Rohrachse Zwischenböden (8a, 8b) aufweist, die das Rohr (5) in mindestens drei, vorzugsweise vertikal übereinander angeordneten Kammern (21, 22, 23) aufteilen, wobei diese Kammern an ihren Enden so miteinander verbunden sind, dass sie nacheinander von der zu läuternden Glasschmelze durchströmt werden. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere Rohrkammer (21) mit einer Zufuhreinrichtung (4, 24) für die Glasschmelze und eine obere Kammer (23) mit einem Auslauf (25, 7) für die Glasschmelze verbunden ist, wobei eine dazwischen angeordnete mittlere Kammer das Ende der unteren Kammer mit dem Anfang der oberen Kammer verbindet. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre in einem elektrisch isolierenden, dem Rohrquerschnitt angepassten Formstein (20) gelagert sind. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steinbett (20) mindestens das untere Drittel, vorzugsweise mindestens die untere Hälfte des Rohrquerschnittes oder noch etwas darüber, formschlüssig umfasst. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (5, 5') durch direkten Stromfluss beheizbar sind. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den entgegengesetzten Enden der Rohre (5, 5') elektrische Anschlussflansche (11) vorgesehen sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass der volle Rohrquerschnitt über die gesamte Länge der Rohre (5, 5') unterhalb des Glasschmelzniveaus (3) des Zulaufbereichs (4, 24) vor den Rohren und optional auch unterhalb des Niveaus der Glasschmelze im Auslaufbereich (7, 25) hinter den Platinrohren angeordnet ist. Verfahren zum Läutern von Glas, insbesondere für die Flachglasherstellung, mit Hilfe eines beheizten Platinrohres, mit einer Glaseintrittsöffnung und einer Glasaustrittöffnung, und mit Entlüftungskanälen, dadurch gekennzeichnet, dass der Glasstrom, zumindest über einen Teil der parallel geschalteten Platinrohre (5, 5'), die jeweils mit einem gemeinsamen Zulaufverteiler (4) und einem gemeinsamen Auslaufverteiler (7) verbunden sind, wobei jedes der parallelen Rohre gegenüber einer Horizontalen von seiner Zulaufseite zur Auslaufseite hin abwärts geneigt verläuft, geleitet wird. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweilzeit der Glasschmelze in den parallel geschalteten Platinrohren (5, 5') mindestens 1 Stunde beträgt. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Glasschmelze in den parallel geschalteten Rohren maximal 50 cm/Min., vorzugsweise max. 30 cm/Min. und insbesondere maximal 25 cm/Min. beträgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel geschalteten Platinrohre (5, 5') in vollständig gefülltem Zustand durchströmt werden.






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