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Rekuperativ im Gegenstromverfahren beheizte, einhäusige Glasschmelzwanne
DieErfindung betrifft eine rekuperativ im Gegenstromverfahren beheizte, einhäusige Glasschmelzwanne vorzugsweise für hochwertiges mundgeblasenes Hohl- und Spezialglas mit einer Schmelzfläche insbesondere unter 5 mz, bestehend aus mit durchgehendem Zwischengewölbe bedeckter Schmelz- und Arbeitswanne sowie Teilstromabgasabsaugung.
Als rekuperativ beheizte, einhäusige Glasschmelzwanne mit günstigem ökonomischem Wirkungsgrad ist eine Glasschmelzwanne bekannt, bei der ein durchgehendes Zwischengewölbe ein aus Schmelz- und Arbeitswanne bestehendes Wannenbassin so überdeckt, dass an den Stirnseiten der Schmelz-und Arbeitswanneöffnungen zum Absaugen der Abgase vorhanden sind. Der von Aussen- und Zwischengewölbe umschlossene Raum ist durch eine Querwand unterteilt und mit separaten Abgaskanälen versehen. Im letzten Drittel der Schmelzwanne sind sich in bekannter Weise gegenüberstehende Kreuzstrombrenner mit zugehörigenRekuperatoren angeordnet. Die Anordnung der genannten Bauelemente ermöglicht es, Teilabgasströme gleichzeitig überschmelz-undarbeitswanne abzuziehen.
Die wesentlichsten Vorteile dieser Glasschmelzwanne bestehen darin, dass ohne zusätzliche Beheizung der Arbeitswanne die Temperaturen in derSchmelz-und Arbeitswanne unabhängig voneinander im grossen Bereich leicht regelbar sind und ein hoher feuerungstechnischer Wirkungsgrad erzielt wird. Bei der Glasschmelzwanne ist es möglich, in der Arbeitswanne Temperaturen zu erreichen, die der maximalen Schmelztemperatur entsprechen, ohne ein Absinken der Temperatur in der Schmelzwanne zu bewirken.
Die Glasschmelzwanne hat sich in der Praxis sehr gut bewährt.
DasErzielen der oben genannten Vorteile ist jedoch vor allem für Glasschmelzwannen zu erwarten, deren Schmelzfläche im Minimum etwa 5 m beträgt. Bei Glasschmelzwannen geringerer Schmelzfläche wird sich für den Konstruktion neben einer ökonomisch ungünstigeren Baukostensumme, bedingt durch das relativ kostenaufwendige Beheizungssystem (Kreuzstrombrenner/Rekuperatoren), ein geringerer wärmetechnischer Wirkungsgrad ergeben. Der glastechnisch günstigen Errichtung einer langgestreckten schmalenSchmelzwanneRechnung tragend, tritt bei solchen kleinen Wannen in der Konstruktion ein relativ kurzer Flammen- und Abgasweg auf. Die hiebei durch eine Beheizung entstehende kurze wirbelnde Flamme führt neben erhöhtem mechanischem Verschleiss der Bauelemente zu örtlicher Überhitzung.
Der relativ kurze Abgasweg ergibt eine geringere Ausnutzung der zugeführten Wärme.
Als kontinuierliche Glasschmelzwannen mit einer Schmelzfläche insbesondere unter 5 m1 sind grundsätzlich U-flammenbeheizte Wannen bekannt. Grundprinzip dieser Wannenist die Regenerativbeheizung, welche die bekanntenMängel aufweist, die insbesondere ein unbeständiges Temperaturfeld im Ofenraum bewirken. Der Einsatz dieser U-Flammenwannen ist daher aufGlasarten und -sortimente beschränkt, die geringerenQualitätsanforderungen zu genügen haben. Hochwertige mundgeblasene Hohl-undSpezialgläser
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werden nach wie vor im Hafenofen oder in diskontinuierlichen Wannen (Tageswannen) geschmolzen.
Das Einwirken eines der kontinuierlichen U-Flammenwanne eigenen unbeständigenTemperaturfeldes und der konstruktiv bedingte relativ kurze Weg vom Einlegen bis zum Ausarbeiten lässt bei diesen Gläsern
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schmelze produziert.
Es ist Zweck der Erfindung, vorzugsweise für bisher in Hafenöfen oder Tageswannen geschmolzene hochwertige mundgeblasene Hohl- und Spezialgläser eine einen relativ geringen Kostenaufwand erfor- dernde, kontinuierlich arbeitende Hochleistungsglasschmelzwanne grossen wärmetechnischen Wirkungs- grades mit einer Schmelzfläche insbesondere unter 5 m ? zu schaffen, deren Schmelz- und Arbeitswan- nentemperatur im grossen Bereich unabhängig voneinander konstant einstellbar und leicht regelbar ist.
Der Effindung liegt die Aufgabe zugrunde, Brenner und Arbeitswanne so anzuordnen, dass bei Er- zielen des erforderlichen Flammenweges und im wesentlichen Benutzung des Gegenstromprinzips das
Prinzip der Teilstromabgasabsaugung anwendbar ist.
Erfindungsgemäss ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein oder mehrere Brenner mit einem dazuge- hörigenRekuperator in an sich bekannterWeise an der Stirnseite der Schmelzwanne angeordnet und dass an der Längsseite der Schmelzwanne, rechtwinkelig zu ihr, im vom Schmelzwannentemperaturmaxi- mum zum Brenner sich erstreckenden Bereich die Arbeitswanne angeordnet ist.
Vorteilhafterweise ist an beiden Längsseiten der Schmelzwanne je eine Arbeitswanne angeordnet.
Bei einem Glasschmelzofen mit Regenerativgasfeuerung ist es bereits bekannt, rechtwinkelig und bei- derseits der Schmelzwannen Arbeitswannen vorzusehen. In den Längsseiten desoberofens derarbeits- wanne sind unter dem Zwischengewölbe vorteilhafterweise Kühlluftansaugöffnungen angeordnet.
Bei Verwendung mehrerer Brenner sind diese vorteilhafterweise als ein Brennerblock angeordnet.
Durch die erfindungsgemässe Wannenkonstruktion wird erstmalig eine kontinuierlich arbeitende Glasschmelzwanne mit einerschmelzflächeinsbesondere unter 5 m als Hochleistungsglasschmelzwanne mit grossem feuerungstechnischem Wirkungsgrad bei relativ geringem Baukostenaufwand geschaffen. Mit der erfindungsgemässen Konstruktion wird der zur Vermeidung erhöhten mechanischen und thermischen Verschleisses sowie Erzielung möglichst hoher Wärmeausnutzung erforderliche Flammen- und Abgasweg erreicht. Überraschenderweise ergibt sich dabei trotz direkt dem Schmelzwannenglasstrom entgegenwirkender Flamme und dadurch bedingter Brenneranordnung am stirnseitigen Ende der Schmelzwanne die erforderliche Schmelztemperatur.
Diese Schmelztemperatur wie auch die Arbeitswannentemperatur sind in gleicher Weise unabhängig voneinander in grossem Bereich leicht regelbar und konstant haltbar. Ebenso werden bei der erfindungsgemässen Glasschmelzwanne die Vorteile des Gegenstromprinzips in der Schmelzwanne ausgenutzt und erfolgt die Beheizung derSchmelz-undArbeitswanne von einer Brennstelle aus, wobei in weitestgehendem Masse die Schmelzwannenoberfläche durch die Flamme beaufschlagt wird.
ImOberofen der erfindungsgemässen Glasschmelzwanne bildet sich ein beständiges Temperaturfeld, das es ermöglicht, vorzugsweise bisher inHafenöfenoderTageswannen geschmolzene hochwertige mund- geblaseneHohl-und Spezialgläser in kontinuierlich arbeitenden Wannenöfen zu schmelzen. Neben wesentlicher Steigerung der Arbeitsproduktivität führen günstige wärmetechnisch Bedingungen zu einer bedeutenden Erhöhung der Qualität. Versuche ergaben, dass beispielsweise der sich für hochwertiges Wirtschaftsbleikristallglas bei der Hafenofenschmelze ergebende Glasfehleranteil durch Anwendung der erfindungsgemässen Glasschmelzwanne wesentlich gesenkt werden konnte.
Die gunstige Anordnung derArbeitswanne mactit die Verwendung dieser wannenkonstruKotion vor allem für Glas geeignet, welches hohe Verarbeitungstemperaturen benötigt. Anderseits ermöglicht das Anordnen von Kühlluftansaugöffnungen die Einstellung niedrigster Verarbeitungstemperaturen.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung des Längsschnittes der Glasschmelzwanne gemäss Schnitt--A bis B-- der Fig. 2, Fig. 2 eine schemtaische Darstellung des Querschnittes der Glasschmelzwanne bei Anordnung zweier Arbeitswannen gemäss Schnitt-C bis D-der Fig. l, Fig. 3 eine schematischeDarstellung des Grundrisses derGlasschmelzwanne über dem Glasspiegel gemäss Schnitt --E
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Die erfindungsgemässe Glasschmelzwanne besteht, wie in Fig. 3 dargestellt, aus einer mit einem Einlegevorbau --6-- versehenen Schmelzwanne --1-- und ArbeitSwanne --2-- sowei einem aus Fig.
1 ersichtlichen, Schmelzwanne --1-- und Arbeitswanne --2-- überdeckenden durchgehenden Zwischen-
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--3-- undbau --6-- ist an der Stirnseite der Schmelzwanne --1-- angeordnet und als Sinterraum ausgebildet.
Gemäss Fig. 3 befinden sich mehrere zu einem Brennerblock zusammengefasste Brenner--4-- mit zugehörigem Rekuperator --5-- so an der Stirnwand der Schmelzwanne --1--, dass der Flammenweg dem Schmelzwannenglasstrom direkt entgegen gerichtet ist. Die Arbeitswanne --2-- ist rechtwinkelig zur Schmelzwanne --1-- an deren Längsseite in sich vom Schmelzwannentemperaturmaximum zu den zu einem Brennerblock zusammengefassten Brennern-4-- erstreckenden Bereich angebracht. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann an beiden Längsseiten der Schmelzwanne --1-- je eine Arbeitswanne --2-- angeordnet werden.
Das aus Fig. l, 2 und 4 ersichtliche durchgehende Zwischengewölbe --3-- weist an den dem Einlegeende der Schmelzwanne --1-- bzw. dem Entnahmeteil der Arbeitswanne --2-- zugekehrten Enden
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Raum ist durch aus Fig. 1, 2 und 4 ersichtliche Zwischenwände --18-- in einen Abgaskanal-16-- und Abzugskanäle --17-- unterteilt. Wie in Fig. 4 dargestellt, befinden sich im Abgaskanal--16-- ein Stellglied --9-- und in den Abzugskanälen --17-- Stellorgane --10--. In den Längsseiten des Oberofens --7-- der Arbeitswannen --2-- sind gemäss Fig.2 unter dem Zwischengewölbe-3-- Kühlluftan- saugöffnungen-8-angebracht.
Die Schmelzwanne --1-- und die Arbeitswanne --2-- können durch ein aus Fig. 2 und 3 ersichtliches Sperrorgan-11-beispielsweise in Form eines Durchlasses oder einen Brücke mit oder ohne Schattenwand und/oder ein Absperrorgan-19-- beispielsweise in Form eines Schiebers getrennt werden.
Dem Rekuperator --5- können ein oder mehrere Luftvorwärmer --13-- nachgeschaltet werden.
Erfolgt die Zuführung von Brennstoff und Verbrennungsluft zu den als Brennerblock ausgeführten Brennern --4--, entwickelt sich in den Brennern ein dem Schmelzwannenglasstrom entgegen gerichteter Flammenstrom. Der durch die Verbrennung entstehende Abgasstrom wird sowohl über die Schmelzwanne --1-- als auch über die Arbeitswanne --2-- durch die Gewölbeöffnungen --15-- abgeföhrt, wobei das im Abgaskanal --16-- der Schmelzwanne --1-- befindliche Stellglied --9-- und die in denAbzugs-
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angeordneten Stellorgane-10-- imZwischenwänden-18-für die Schmelzwanne --1-- und Arbeitswannen --2-- einen separat regelbaren Abzug der Abgase gewährleisten. Die Abgase werden nach Durchströmen des Rekuperators-5- über Luftvorwärmer --13-- oder unmittelbar dem Schornstein zugeführt.
Das aus dem über den als Sinterraum ausgebildeten Einlegevorbau --6-- zugeführten Gemenge erschmolzene Glas gelangt nach dem Läutern und Passieren des Schmelzwannentemperaturmaximums frei
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nommen. Durch die aus Fig. 2 und 3 ersichtliche Anordnung je einer Arbeitswanne --2-- an den Längsseiten der Schmelzwanne --1-- ist es nunmehr möglich, mehrere in grossem Masse voneinander abweichende Sortimente ohne zusätzliche Beheizung der Arbeitswannen --2-- zu fertigen, da durch separate Gestaltung des Abgasstromes in den Arbeitswannen --2-- die gewünschten Verarbeitungstemperaturen erzielt werden können.
Begünstigt wird die Möglichkeit der separaten Temperaturregelung in den Arbeitswannen --2-- durch Anordnung der Absperrorgane --19-- sowie Kühlluftansaugöffnungen --8--, die je nach gewünschter Verarbeitungstemperatur in offener oder schliessender Stellung gehalten werden können.
Die erfindungsgemässe Glasschmelzwanne ist mit einer Temperatur-und Druckregelung versehen.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Rekuperativ im Gegenstromverfahren beheizte, einhäusige Glasschmelzwanne vorzugsweise für
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bestehend aus mit durchgehendem Zwischengewölbe überdeckterSchmelz- und Arbeitswannesowie Teilstromabgasabsaugung, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Brenner (4) mit einem dazugehörigen Rekuperator (5) in an sich bekannter Weise an der Stirnseite der Schmelzwanne (1) angeordnet sind und dass an der Längsseite der Schmelzwanne, annähernd rechtwinkelig zu ihr, im vom Schmelzwannentemperaturmaximum zum Brenner (4) sich erstreckenden Bereich die Arbeitswanne (2) angeordnet ist.