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Als Damm im geschmolzenen Glasbad eines Glasofens dienender gekühlter Schwimmkörper
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die sowohl gegen die geschmolzene Glasmasse als auch gegen die heisse Ofenatmosphäre thermisch und chemisch beständig sind. Der hohe Preis solcher Metalle erhöht natürlich die Kosten eines solchen
Schwimmkörpers erheblich. Wegen dieser hohen Kosten, insbesondere aber auch aus konstruktiven Grün- den können solche Rohrschwimmkörper nur bis zu beschränkter Grösse ausgebildet werden.
Zur Herstellung von Schwimmkörpern für im allgemeinen grosse Schmelzwannen ist daher normaler- weise keramisches Material am besten geeignet.
Die Widerstandsfähigkeit von Schwimmkörpern aus keramischem Material gegenüber Erosions- und vor allem Korrosionseinflüssen ist nun umso geringer, je höher ihre Temperatur ist. Die Auswirkungen dieser Erscheinungen sind so stark, dass auch Schwimmkörper aus hoch feuerfestem Material guter Quali- tät im allgemeinen schon nach einer Einsatzdauer von einigen Wochen ersetzt werden müssen. Wenn die
Schwimmer nach dieser Einsatzdauer aus dem Ofen herausgenommen werden, hat sich ihre Höhe im all- gemeinen um 25 - 50 % verringert, die Kanten ihres nicht eingetauchten Oberteiles haben sich stark ab- gerundet und die Eintauchgrenze ist durch tiefe Kerben an allen Vertikalflächen erkennbar (s. Fig. 3).
Die auf diese weise von den Schwimmkörpern abgelösten Stoffe werden vom Glas aufgenommen, wobei ein Teil davon in die Schmelze eingeht, der Rest aber die Form von Körnern behält, welche im
Fertigprodukt noch feststellbar sind.
Diese von den Schwimmkörpern abgelösten Stoffe sind bei der Glasfabrikation, unabhängig daron, ob sie in die Schmelze eingehen oder nicht, schädlich, weil sie in keinem Fall im Glas genügend fein verteilt werden, um mit diesem eine homogene Masse zu bilden. Sie finden sich daher im Endprodukt immer als heterogene Bestandteile vor, nämlich in Form von Körnern oder Bändern, Wellen, Streifen usw., welche die Qualität des Glases beeinträchtigen.
Gemäss der Erfindung werden alle diese Nachteile im wesentlichen dadurch vermieden, dass der Schwimmkörper durchgehend aus einem keramischen Material mit kleinerer Dichte als das geschmolzene Glas und mit einer mindestens gegen die reine Glasschmelze des Bades noch ausreichenden Erosions- und Korrosionsbeständigkeit besteht und in Form eines länglichen Blockes ausgebildet ist, der mit seinem Oberteil über das Niveau des Glasbades heraus in die heisse Ofenatmosphäre hineinragt und im Bereich dieses herausragenden Oberteiles mit mindestens einer in Längsrichtung des Schwimmkörpers im wesentlichen über dessen ganze Länge verlaufenden, ausser Berührung mit der geschmolzenen Glasmasse stehenden Kühlmittelleitung für ein gasförmiges oder bzw. und ein flüssiges Kühlmedium ausgestattet ist.
Da beim erfindungsgemässen Schwimmkörper das keramische Material in allen Zonen nur gegen die geschmolzene Glasmasse thermisch und chemisch beständig zu sein braucht, kann bei gleichbleibender Einsatzdauer ein relativ geringerwertiges und daher billigeres Material als bisher verwendet werden oder bei Verwendung des gleichen Materials wie bisher die Einsatzdauer wesentlich verlängert werden, wodurch auch Instandsetzungen oder ein Ersatz weniger häufig als bisher erforderlich sind. Ein weiterer, betriebstechnisch wichtiger Vorteil des erfindungsgemässen Schwimmkörpers besteht darin, dass die Glasschmelze durch die Wirkung des Kühlmittels nicht verändert oder schädlich beeinflusst wird und dass infolge der über die ganze Länge des Schwimmkörpers gleichmässigen Kühlung desselben in der Schmelze keine unerwünschten Querströmungen hervorgerufen werden können.
Die erfindungsgemässe Ausbildung des Schwimmkörpers ermöglicht es überdies, fallweise durch entsprechende Dimensionierung der Strömungswege für das oder die Kühlmittel und durch Anwendung bestimmter Kühlmittel und Strömungsverhältnisse den Betrieb in Anpassung an verschiedene Erfordernisse zu regeln.
Der erfindungsgemässe Schwimmkörper kann durch besondere Ausgestaltungen verschiedenartigsten Betriebsbedingungen in optimaler Weise angepasst werden.
Bei einer sehr einfachen, für mässige bis mittelgrosse thermische Beanspruchung geeigneten Ausführungsform des erfindungsgemässen Schwimmkörpers ist unmittelbar in seinem Oberteil ein in Längsrichtung desselben verlaufender Kühlmittelkanal ausgebildet, wodurch die Herstellung des Schwimmkörpers sehr erleichtert wird, weil der Kühlmittelkanal beim Pressen des Schwimmkörpers gleich mitgeformt werden kann. Die direkte Berührung des Kühlmittels mit dem keramischen Material kann schon bei relativ kleinem Kühlmittelverbrauch eine über einen ziemlich grossen Bereich des Schwimmkörpers wirksame Kühlung desselben bewirken, ohne dass hiebei jedoch der Glasmasse selbst Wärme entzogen wird.
Bei einer andern Ausführungsform des Schwimmkörpers ist auf der oberen Fläche desselben mindestens eine in Längsrichtung derselben verlaufende Kühlmittelleitung angeordnet, wodurch die Möglichkeit geboten wird, den Schwimmkörper an der besonders exponierten oberen Fläche zusätzlich zur Wirkung des Kühlmittels gegen die heisse Ofenatmosphäre wenigstens teilweise abzuschirmen. Das Kühlmittel wirkt hiebei natürlich nicht nur auf die Kühlleitung selbst kühlend, vielmehr wird durch deren Be-
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rührung mit dem kermaischen Material des Schwimmkörpers auch diesem Material, das stets eine ge- wisse Wärmeleitfähigkeit aufweist, ebenfalls Wärme entzogen.
Hiebei kann zur Erzielung einer beson- ders guten Abschirmwirkung auf der oberen Fläche des Schwimmkörpers ein Aufsatzkörper angeordnet sein, in dem eine in Längsrichtung verlaufende Kühlmittelleitung ausgebildet ist, wobei zwecks Ermöglichung einer abgestimmten Regelung der Kühl- und Abschirmwirkung auf der oberen Fläche des Schwimmkörpers entweder ein hohler, an seiner Unterseite offener Aufsatzkörper, dessen Innenfläche zusammen mit der oberen Fläche des Schwimmkörpers eine Kühlmittelleitung bildet, oder ein aus mindestens einem Lei- tungsrohr bestehendes Rohrsystem angeordnet sein kann.
Bei einem mit einem Rohrsystem ausgestatteten Schwimmkörper kann die Kühl- und Abschirmwir- kung dadurch besonders beeinflusst werden, dass das Rohrsystem aus einem U-förmig umgebogenen Lei- tungsrohr besteht, dessen Schenkelenden gegen die Seitenwände des Ofens weisen, wodurch auch ein kon- struktiv einfacher Leitungsanschluss ermöglicht wird, oder dass das Rohrsystem aus zwei koaxial ineinander angeordneten Leitungsrohren besteht, wobei gegebenenfalls das äussere Leitungsrohr an seinem der Ofen- mitte zugekehrten Ende verschlossen ist, wodurch ausserdem das innere Rohr gegen die heisse Ofenatmo- sphäre vollkommen abgeschirmt ist.
Durch Anordnung des Rohrsystem in der durch den hohlen Aufsatzkörper gebildeten Kühlmittelleitung kann das ganze Rohrsystem vollständig gegen die heisse Ofenatomosphäre abgeschirmt werden und infol- gedessen aus einem gegen die Ofengase weniger beständigen Material bestehen.
Wenn beim erfindungsgemässen Schwimmkörper wenigstens eine Kühlmittelleitung nur an einem En- de mit einer Kühlmittelzuleitung verbunden und am andern Ende zur Ofenatmosphäre hin offen ist, so kann durch das Kühlmedium auch die Beschaffenheit der heissen Ofenatmosphäre in der unmittelbaren Nähe des Schwimmkörpers geregelt oder verändert werden. Es kann aber auch jede direkte Berührung des Kühlmittels mit den Ofengase oder der Schwimmkörperaussenfläche verhindert werden, wenn die Kühl- mittelleitung an beiden Enden durch nach der Aussenseite des Ofens sich erstreckende Verlängerungen dicht mit einer Zufuhr- bzw. Abfuhrleitung für ein Kühlmedium verbunden ist.
Bei einer besonderen Ausführungsform des Schwimmkörpers können auch bei sehr hohen thermischen Anforderungen die Kantenbereiche und die im Niveau des Glasbades liegenden Flächenteile des Schwimm- körpers noch ausreichend dadurch geschützt werden, dass von der im Oberteil des Schwimmkörpers oder im Aufsatzteil verlaufenden Kühlmittelleitung quer zu deren Längsachse angeordnete Austrittskanäle nach aussen geführt sind, die leicht gegen die Badoberfläche geneigt sind und oberhalb derselben in die Ofenatmosphäre münden,
Bei einem mit einem Aufsatzkörper und bzw. oder einem Rohrsystem ausgestatteten Schwimmkörper kann der Aufsatzkörper und bzw. oder das Rohrsystem aus einem feuerfesten keramischen Material oder bzw.
und aus metallischem Material bestehen, wobei als keramisches Material z. B. das gleiche Material wie für den Schwimmkörper selbst gewählt werden kann. Dies bietet eine Möglichkeit der Wahl des Materials aus einem weiten Bereich, wobei für die relativ kleinen aufgesetzten Bauteile im Hinblick auf die beträchtlich verlängerte Gesamtlebensdauer des Schwimmkörpers ohne weiters auch die Verwendung eines etwas teueren Materials für diese Teile wirtschaftlich gerechtfertigt ist.
Wenn die auf der oberen Fläche des Schwimmkörpers angeordneten Teile durch ein hitzebeständiges Haftmittel, z. B. feuerfesten Kitt, an dieser Fläche befestigt sind, so ergibt sich eine besonders gute Wärmeableitung aus dem Material des Schwimmkörpers. Diese Ausbildung eignet sich besonders bei Verwendung von sehr hitzebeständigem Material für die Kühlleitung. Bei Ausstattung des Schwimmkörpers mit einem Aufsatzkörper ist dieser zweckmässig mit seinen unteren Längsrändern zwischen zwei Randleisten oder in Rillen lösbar eingesetzt, die an der oberen Fläche oder an den oberen Längsrändern des Schwimmkörpers ausgebildet sind.
Diese besondere Ausbildung des Schwimmkörpers bietet den Vorteil, dass abgenützte Aufsatzkörper ohne Unterbrechung des Ofenbetriebes von den im Bad eingetauchten Schwimmkörpern abgehoben und durch neue ersetzt werden können, so dass für den Aufsatzkörper nicht höchstfeuerfestes Material verwendet werden muss.
Bei Aufsatzteilen oder Leitungsrohren aus einem beschränkt hitzebeständigen Material kann die Haltbarkeit verlängert oder die Verwendung dieser Teile bei höheren Einsatzanforderungen ermöglicht werden, wenn die auf der oberen Fläche des Schwimmkörpers angeordneten Aufsatzteile oder Leitungsrohre an ihren mit der heissen Ofenatmosphäre in Berührung stehenden Flächen mit einem hochfeuerfesten oder im Infrarotbereich stark reflektierenden Schutzüberzug versehen sind.
Das Wesen der Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden.
Diese stellen einerseits schematisch Schwimmkörper bekannter Art und anderseits mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Von den schon erwähnten Fig. 1 - 3 zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch
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- 12medium angeschlossen, z. B. an ein Gebläse 25, das Luft unter Druck liefert, der etwas höher ist als der im Glasschmelzofen, etwa in der Läuterungszone herrschende Druck.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 14 und 15 sind die beiden Äste 13a, 13b bzw. 13c, 13d der haarnadelförmigen Rohre und beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 16 die entsprechenden Enden der ko- axialen Rohre 14a, 14b gemäss Fig. 17 an Zwischenleitungen 26, 27 angeschlossen, welche zur Zu- und
Ableitung des Kühlmediums, z. B. von Wasser, dienen.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung bieten nicht nur die Möglichkeit, den Kopf des
Schwimmers und zu einem geringeren Ausmass auch dessen übrigen Körper abzukühlen, sondern ermögli- chen es auch, die Sch wimmeroberf1äche gegen die Wärmestrahlung des Heizraumes und der Ofenwandungen zu schützen, was die Erhitzung des Schwimmkorpers weiterhin herab. elzl.
Die beiden Ausführungsbeispielen nach den Fig. 4-6, 8,9, 11 und 12 verwendeten Halbrohre sowie das Halbrohr nach Fig. 15 können z. B. aus der gleichen feuerfesten Masse hergestellt sein ie der
Schwimmkörper selbst, oder aus irgendeinem andern gebräuchlichen feuerfesten Material bestehen In diesen Fällen stellen sie Abnützungsteile dar, welche sich an Stelle der Schwimm- oder Dämmkörper- und daher viel rascher als letztere-abnützen und von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden müssen.
Erfindungsgemäss kann das Rohr aber auch aus einem andern, besonders widerstandsfähigen Material hergestellt werden, z. B. aus elektrisch geschmolzenem, Kieselsäure-Tonerde-Material, Tonerde-Ma- terial od. dgl., welches in Anbetracht des geringen erforderlichen Materialaufwandes auch etwas teurer sein kann, ohne die Wirtschaftlichkeit in Frage zu stellen, weil ja die Lebensdauer der Schwimmkörper bedeutend verlängert wird.
Die Rohre 13a, 13b, 13c, 13d, 14a und 14b (Fig. 14-17) können aus Stahl oder irgendeinem andern gebräuchlichen feuerfesten Material bestehen. Anstatt sie gemäss Fig. 15 durch Unterbringung in einem Halbrohr aus feuerfestem Material zu schützen, können sie auch mit einem (nicht dargestellten) feuerfesten Schutzüberzug oder mit einem Überzug versehen werden, der im Infrarotbereich ein hohes Reflexionsvermögen aufweist und z. B. aus einem geeigneten keramischen Material bestehen kann.
Auf diese Weise bleibt der grösste Teil der Kühlwirkung für den Schutz des Schwimmkörpers gewahrt.
Die Rohre und/oder Halbrohre für die Kühlung werden im allgemeinen erst angebracht, wenn die Schwimmkörper selbst schon ihren definitiven Platz einnehmen. Auf diese Weise vereinfacht sich die Anbringung der Halbrohre.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Als Damm im geschmolzenen Glasbad eines Glasofens dienender gekühlter Schwimmkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkörper (la, Ib) durchgehend aus einem keramischen Material mit kleinerer Dichte als das geschmolzene Glas und mit einer mindestens gegen die reine Glasschmelze des Bades (2) noch ausreichenden Erosions- und Korrosionsbeständigkeit besteht und in Form eines länglichen Blockes (4) ausgebildet ist, der mit seinem Oberteil über das Niveau des Glasbades (2) heraus in die heisse Ofenatmosphäre hineinragt und im Bereich dieses herausragenden Oberteiles mit mindestens einer in Längsrichtung des Schwimmkörpers (4) im wesentlichen über dessen ganze Länge verlaufenden, ausser Berührung mit der geschmolzenen Glasmasse (2) stehenden Kühlmittelleitung für ein gasförmiges oder bzw.
und ein flüssiges Kühlmedium ausgestattet ist.