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Procédé et appareil pour le traitement du verre.
La présente invention est relative à des perfectionne- ments apportés à l'étirage du verre en feuille et se rappor-" te plus particulièrement au chauffage par rayonnement de cer- taines zones du verre en fusion, d'où la feuille est étirée, dans le but d'améliorer l'uniformité de la température dans le verre en fusion et d'empêcher la formation de produits dévitrifiés dans celui-ci.
Lors de l'étirage continu du verre en feuille, les in- grédients vitrifiables du verre sont chargés dans la zone de fusion d'un four à bassin contenant une masse de verre en fusion, où ces ingrédients fondent et s'intègrent à la mas- se en fusion. Ensuite, les matières fondues traversent successivement les zones d'affinage et de refroidissement et parviennent dans la zone de travail, à partir de la sur- face de laquelle une feuille ou un ruban de verre est étiré
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d'une façon continue vers le haut, conformément à un des nombreux procèdes classiques* Suivant le procède Colburn, auquel la présente invention s'applique particulièrement, cane y être cependant limitée d'aucune façon, le verre en fusion parvient dans une cuve de travail ou un pot d'étira- ge, relativement peu profond,
à partir duquel a lieu l'éti- rage de la feuille ou du ruban. Après un déplacement verti- cal sur une courte distance, la feuille ou le ruban, tout en étant encore à l'état flexible, bien que figé en substan- ce sous sa forme finale de feuille, est dévié autour d'un rouleau plieur, jusqu'à un plan horizontal, et ensuite trans- porté sur une série de rouleaux vers une galerie de recuis- son et à travers celle-ci.
Pour maintenir le verre en fusion, contenu dans la cu- ve de travail ou le pot d'étirage, à une température propre pour l'étirage, il est de pratique courante de chauffer le por d'étirage par des flammes issues de brûleurs à combus- tion et dirigées vers l'intérieur d'une chambre à pot située au-dessous et autour du pot d'étirage. Les gaz de combus- tion chauds issus des brûleurs remontent généralement le long de la paroi postérieure du pot d'étirage et viennent frapper directement la surface du verre en fusion, de manière à chauffer le verre et à empêcher la formation de produits dé- vitrifiés dans cette zone, formation qui est susceptible d'influencer défavorablement la qualité de la feuille, ain- si que sa vitesse d'étirage.
On sait que ces gaz chauds introduisent des particules d'impuretés préjudiciables dans le pot d'étirage et la chambre située au-dessus de celui-ci et que les gaz, comme tels, créent une turbulence dans l'at- mosphère qui se trouve au-dessus du verre en fusion et qui entoure la feuille fraîchement formée, ce qui est suscepti- ble de produire des variations de température et des varia-
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tions, qui en résultent, dans l'épaisseur de la feuille, considérée dans le sens transversal.
Néanmoins, on esti- mait que les avantages obtenue par le fait que les gaz chauds viennent frapper la surface du verre en fusion, à l'arrière du pot d'étirage, compensaient les désavantages, de sorte que les imperfections dues à ce mode de chauffage étaient considérées jusqu'à, une époque relativement récente comme une particularité inhérente à un tel verre plat étiré en feuille. Toutefois, suivant la présente invention, la chambre d'étirage et la chambre à pot sont complètement iso- lées l'une de l'autre, tandis que le verre en fusion situé dans la zone arrière du pot d'étirage est chauffé par une chaleur rayonnante, appliquée sur sa surface.
Partant de ce qui précède, "a but important de la pré- sente invention est de réduire l'importance de la distorsion 'et des défauts dans le verre étiré plat en feuille.
L'invention a en outre pour but de régler exactement la température dans le verre en fusion présent à l'arrière du pot d'étirage d'un appareil à étirer le verre en feuille, de manière à empêcher la formation de produite dévitrifiés, dans cette zone.
La présente invention ae propose en outre d'isoler l'at- mosphère surplombant le verre en fusion présent dans le pot d'étirage d'un appareil à étirer le verre en feuille d'avec l'atmosphère présente dans la chambre à pot de cet appareil et d'appliquer de la chaleur au verre en fusion présent à l'arrière du pot d'étirage, de manière à maintenir la tempé- rature du verre en fusion, dans cette zone, au-dessus du point où se produit une dévitrification.
Dans les dessins annexés :
La fig. 1 est une vue partielle en coupe longitudinale et verticale de l'extrémité de travail d'un four' verre en
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feuille ou à vitres et d'une galerie de recuisson, où la présente invention eet appliquée,
La figé 2 est une vue partielle en coupe, à plus grande échelle, de la paroi limite arrière du pot et d'un élément de chauffage par rayonnement suivant l'invention, représenté dans la fig. 1.
La tige 3 est une vue perspective d'un segment de la pa- roi limite arrière du pot, suivant les figs. 1 et 2.
La fig. 4 est une vue partielle en coupe transversale d'une exécution de variante comprenant la paroi' limite arrié- re du pot et l'élément de chauffage par rayonnement.
La fig. 5 est une vue partielle en coupe d'un autre mode de réalisation de l'invention.
La fig. 6 est une vue partielle en coupe d'une autre variante de réalisation de l'invention.
La fig. 7 est une vue partielle en soupe transversale prise par la paroi limite arrière du pot, qui comporte un, élément de chauffage par rayonnement, d'un type différent.
La fig. 8 est une vue en coupe transversale d'un autre mode d'exécution de l'invention, qui emploie un élément de chauffage par rayonnement, séparé de la paroi limite arriére.
La fig. 9 est une vue partielle en élévation, certaines parties étant arrachées, d'un élément de chauffage par rayonnement de la fig. 8.
La fig. 10 est une vue en coupe transversale d'un mode de réalisation de l'invention, analogue à la fig. 8, mais comportant un élément modifié de chauffage par rayonne ment.
La fig. 11 est une vue en coupe transversale d'un au- tre mode de construction de la paroi limite arrière du pot et de l'élément de chauffage.
La fig. 12 est une vue partielle, en élévation, de la variante suivant la fig. 11, cette vue montrant l'élément
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de chauffage par rayonnement suivant l'invention; et
La fig. 13 est une vue en coupe transversale d'une va- riante de l'invention utilisant un tube de chauffage par rayonnement fonctionnant au gaz.
Suivant la présente invention, il est prévu un procédé pour produire du verre à vitres sous forme de feuille, pro- cédé où un ruban de verre est étiré d'une façon continue, vers le haut, à travers une chambre d'étirage essentielle- ment clese, à partir d'une masse de verre en fusion contenue dans un pot d'étirage, ce procédé étant caractérisé par les dispositions qui consistent : à calfeutrer la chambre d'é- tirage,de manière à empêcher l'entrée de gaz depuis l'exté- rieur, en vue de créer une atmosphère calme, exempte d'im- puretés, dans la chambre d'étirage;
et à appliquer une cha- leur rayonnante à la surface du verre en fusion dans la sone arrière du pot d'étirage, de manière à maintenir une tempé- rature uniforme dans ledit verre en fusion et à empêcher la formation de produits dévitrifiés dans la zone arrière précitée.
Toujours suivant l'invention, il est prévu un appareil pour la production continue du verre à vitres, cet appareil comprenant : un pot d'étirage destiné à recevoir continuel- lement une masse alimentaire de verre en fusion ; unechambre d'étirage essentiellement close, située au-dessus du pot d'é- tirage et en communication avec celui-ci ; des moyens pour calfeutrer en substance la chambre d'étirage, de façon à em- pêcher l'entrée de gaz extérieurs et afin d'établir dans cette chambre une atmosphère calme, exempte d'impuretés;
et des moyens pour étirer une feuille d'une façon continue, vers le haut, à partir du verre en fusion, contenu dans le pot d'étirage ci-dessus, à travers la chambre d'étirage précitée, cet appareil étant caractérisé par un système de chauffage
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par rayonnement, destiné à appliquer de la chaleur à la sur- face du verre en fusion susdit, d'un coté à l'autre de la zone arrière du pot d'étirage susnommé.
Dans la fig. l, à laquelle on se reportera ici, on a représenté 1%xtrémité de travail d'un four à verre en feuil- le désigné d'une manière générale par le chiffre 20 et com- prenant un pot d'étirage ou cuve de travail 21, appelée à recevoir continuellement une masse alimentaire de verre en fusion 22. Le verre fondu passe successivement à travers les chambres de fusion et d'affinage (non représentées), ainsi qu'à travers une chambre de refroidissement, dont la dernière partie est représentée en 23, où le verre est con- venablement conditionné et d'où il parvient dans le pot d'é- tirage ou la cuve de travail.
Un ruban ou une feuille de verre 24 est étirée continuellement vers le haut, à partir du bain de verre en fusion contenue dans le pot d'étirage, par l'intermédiaire du bulbe 25 et, conformément au procédé Colburn, cette feuille, après avoir parcouru une courte die- tance dans le sens vertical, est déviée autour d'un rouleau plieur 26 et rabattue dans un plan essentiellement horizon- tal. Ensuite, la feuille parcourt une galerie de recuisson close 27 sur une série de rouleaux entraînés 28, alignés ho- rizontalement, où la feuille est soumise à un refroidisse- ment contrôlé avant d'être découpée en plaques de dimensions désirées.
Le pot d'étirage 21, qui comprend une sole 29, une paroi arrière 30 et des parois latérales opposées (non représentées), est supporté sur une série de piédroits de pot 31. Une cham- bre à pot 32 est disposée au-dessous et autour du pot d'éti- i rage, les flammes des brûleurs (non représentés) étant in- troduites dans la chambre à pot à travers une paroi postérieu- re 33, ainsi qu'à travers des parois latérales (non représen-
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fées), de façon à contribuer à maintenir le verre en fusion, contenu dans le pot d'étirage, à la température de travail appropriée.
Une chambre de travail essentiellement close 34, séparée de l'atmosphère située au-dessus du verre en fusion contenu dans la chambre de refroidissement, au moyen d'une arche ou paroi 35, est disposée au-dessus du pot d'é - tirage 21, de manière à assurer une atmosphère calme au-des- sus du verre fondu contenu dans ce pot, et autour de la feuille fraîchement formée. Il est extrêmement important qu'une atmosphère calme soit entretenue dans cette zone, afin de maintenir l'uniformité de la température au sein du verre en fusion, en particulier d'un côté à l'autre du pot d'étirage, au niveau du bulbe 25, par l'intermédiaire duquel la feuille est étirée.
On sait eu l'absence d'uniformité de la température entraîne des variations d'épaisseur indé- sirables dans le sens de la largeur de la feuille, ce qui entraîne des caractéristiques de distorsion optique.
Un auvent déflecteur avant 36, disposé au-dessus du verre en fusion, à proximité de l'arche 35 et un auvent dé- arrière flecteur/37, situé au-dessus de la paroi arrière 30 du pot d'étirage et s'étendant au-dessus du verre en fusion présent à l'arrière du pot d'étirage, servent à diminuer les courants d'air turbulents au-dessus de la surface 38 du verre en fu- sion et à réduire les pertes de chaleur à partir de cette surface, de façon à maintenir une température plue uniforme dans ce verre. L'auvent déflecteur arrière comprend une aile 39, qui repose sur le faîte de la paroi arrière 33 de la chambre A pot et isole la galerie de recuisson 27,.de fa- çon à empêcher l'entrée directe de gaz de combustion depuis la chambre à pot.
Des refroidisseurs de feuille 40 sont disposés, de la manière habituelle, en regard de chaque sur- face de la feuille, dans le but d'évacuer de la chaleur à
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partir de la feuille fraîchement formée, dana le but de dé- terminer un figeage initial de celle-ci, tandis que des paires de molettes de calibrage maintiennent la feuille à chaque bord de celle-ci, au-dessus du bulbe 25, de la manié- re courante, dans le but de vaincre la tendance naturelle de la feuille à se rétrécir jusqu'au point où elle ne forme qu'un filament.
Ainsi qu'il a été dit plus haut, le chauffage du verre, dans la zone arrière du pot d'étirage, s'opérait jusqu'à présent par l'action de gaz de combustion chauds, dans la chambre à pot 32, gaz qui s'écoulent par-dessus le faite de la paroi arrière 30 du pot d'étirage et qui sont déviés vers le bas, jusqu'à la surface du erre en fusion, par la face inférieure 42 de l'auvent déflecteur arrière.
Ainsi, et bien que le verre en fusion soit chauffé dans cette zone dans une certaine mesure afin de vaincre sa tendance natu- 'relle à se refroidir avec la plus grande rapidité au voisina- ge de la paroi arrière du pot d'étirage, il n'en est pas moins vrai que les gaz chauds créent un état d'atmosphère turbulent dans la chambre d'étirage, lequel influence défa- vorablement la qualité de la feuille, tout en y introduisant des impuretés.
Suivant la présente invention, l'intervalle entre le faite de la paroi postérieure 30 du pot d'étirage et la face, inférieure 43 de l'auvent déflecteur arrière est fermé par un bloc obturateur 43, qui s'étend sur toute la largeur du pot d'étirage, de manière à isoler complètement la chambre d'étirage et d'empêcher ainsi l'entrée d'impuretés et de gaz depuis la chambre à pot. Le bloc obturateur, ainsi qu'on le voit d'une manière détaillée dans la fig. 2, repose sur la paroi arrière 30 et présente une face oblique 44, située en regard de la surface 38 du verre en fusion, dans un but
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qui aéra exposé dans la suite.
Une couche de matière iso- lante appropriée 45 est disposée entre la face supérieure du bloc obturateur et la face inférieure de l'auvent déflec- teur, afin d'assurer un joint hermétique, tout en permettant la contraction et la dilatation des éléments intéressés.
On peut prévoir un bloc obturateur monolithe régnant sur toute la largeur de la partie arrière du pot d'étirage; ce- pendant, on a constaté qu'il était avantageux de former ce bloc en ane série de segments 46, étant donné les températu- res relativement élevées qui se présentent et qui peuvent causer le gauchissement ou la fissuration d'un bloc d'une longueur excessive, ce qui réduirait la durée utile de ce bloc. Les segments individuels 46 du bloc sont pourvus de languettes 47 et de rainures 48, appelées à s'emboîter les @ unes dans les autres et qui assurent un joint hermétique entre segments voisins, lorsque le bloc occupe la position voulue.
Deux évidements oblonga 49, qui présentent des entrées rétrécies 50 et sont prévus' dans la face oblique du bloc obturateur, portent des éléments chauffants 51, qui règnent SUR toute la largeur du pot d'étirage et sont reliés à une source d'énergie électrique, de la manière courante (non re- présenté) de manière à rayonner de la chaleur sur la surfa- ce du verre contenu dans la zone voisine de la paroi posté- rieure 30. La section transversale des éléments chauffants et, par conséquent, leur résistance électrique, est normale- ment maintenue constante sur toute la largeur du pot d'éti- rage, ce qui permet de réaliser une source de chaleur extra- mement uniforme.
Cette source de chaleur uniforme, située au-dessus du verre en fusion, a une tendance à réduire tou- tes les différences de température existant d'un côté à l'autre du pot d'étirage, en rayonnant une plus grande quan- tité de chaleur en direction du verre plus froid et plus
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visqueux qu'en direction du verre qui est à une températu- re plus élevée.
Toutefois, Là où il existe des différence! relativement importantes, on peut augmenter ou réduire à cet endroit la section transversale d'un ou de plusieura éléments chauffants, ce qui a pour effet de réduire ou d'a- lever, respectivement, la résistance électrique, entraînant ainsi une diminution ou une augmentation correspondantes de la quantité de chaleur appliquée au verre en fusion dans la région considérée. Cette caractéristique est particu- lièrement favorable, en ce qu'elle permet d'apporter de la chaleur supplémentaire à proximité des bords du pot d'éti- rage, de façon à combattre la tendance du verre à se refroi- dir plus rapidement au voisinage des parois latérales.
Les éléments chauffants peuvent être constitués en n'importe quelle matière appropriée formant résistance élec- trique et doivent présenter une section transversale relati- vem importante, afin de posséder une grande longévité.
La quantité d'énergie électrique requise pour maintenir le verre à la température de travail appropriée dans un cas particulier quelconque sera déterminée par les conditions de fonctionnement; on a cependant constaté d'une manière générale que cette énergie est voisine de 40 kw environ.
Pour des raisons de sécurité, la tension appliquée aux élé- ments chauffants est généralement maintenue à une faible va- leur, cette tension étant de l'ordre de 100 volts, ou moins.
Etant donné l'angle formé par la surface 38 du verre en fusion et la face oblique 44 du bloc obturateur, la cha- leur émanant des éléments chauffants est dirigée sur la sur- face du verre à une faible distance de la paroi arrière 30.
Une saillie descendante 52 de l'auvent déflecteur arrière sert à retenir la chaleur dans la zone arrière du pot, la face inférieure 42 agissant de manière à réfléchir la cha-
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leur vers le verre en fusion. Ainsi, la chaleur émanant des éléments chauffants 51 est dissipée à travers le verre en fusion situé à proximité de la paroi arrière 30, de ma- nière à produire un échauffement uniforme de ce verre sur toute la largeur du pot d'étirage.
Le bloc obturateur 53 représenté dans la fig. 4 est essentiellement identique au bloc obturateur 43, sauf en ce qui concerne l'élément chauffant qui y est monté. Ainsi, le bloc 53 est constitué généralement par une série de seg- ments à emboîtement mutuel, pourvus de joints 54 à languette et à rainure, et repose sur la face supérieure de la paroi arrière 30. Une couche d'isolation 55 est disposée entre l'auvent déflecteur arrière et le bloc obturateur, de manié- re à constituer un joint hermét ne entre ces deux éléments.
Le bord avant du bloc obturateur est coupé obliquement, ainsi qu'on le voit en 56, de façon à regarder la surface 38 du verre en fusion. Un seul évidement oblong 57,àentrée rétré- cie 58, règne d'un bout à l'autre du bloc obturateur et accueille un élément chauffant 59, analogue à l'élément chauffant 51 du mode de réalisation décrit précédemment.
L'unique élément chauffant 59 est généralement quelque peu plus large que chacun des éléments individuels 51, de manié- re à fournir une zone de rayonnement plus étendue; il est cependant bien entendu que tant la largeur que le nombre des éléments chauffants seront déterminés par la quantité de chaleur qui doit être suppléée et varieront d'un four à L'AU- tre. Il va de soi que, bien que l'on ait représenté des solutions comportant un ou deux éléments chauffants de cette espèce, le nombre de ceux-ci peut être augmenté lorsque lea conditions de travail le justifient.
Les éléments chauffants du type à ruban offrent un avan- tage en ce qu'ils présentent une surface relativement large
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pour le rayonnement de la chaleur en direction du verre.
Ce ruban doit cependant présenter une épaisseur suffisan- te, afin d'empêcher sa destruction et de lui assurer une durée utile relativement longue. Par exemple, on a consta- té que les éléments chauffants de cette espèce ayant une épaisseur comprise entre un huitième et un quart de pouce conviennent particulièrement à cet effet.
On a représenté dans la fig. 5 une forme de réalisation de l'invention où l'élément chauffant est situé directement au-dessus du verre en fusion et est espacé légèrement vers l'intérieur par rapport à la paroi arrière du pot d'étirage.
On a constaté qu'il était avantageux d'appliquer la chaleur à une faible distance à l'écart de la paroi arrière, au lieu de la concentrer à proximité immédiate de cette paroi, de sorte que la chaleur peut mieux se dissiper à travers la verre, déterminant ainsi un chauffage plus uniforme de ce- lui-ci. Ce résultat cet obtenu, dans les formes de réalisa- tion des figs. 2 et 4, en disposant l'élément ou les élé- ments chauffants dans la face oblique du bloc obturateur.
Dans le mode de réalisation suivant la fig. 5, un élément obturateur 60 et une couche 61 de matière isolante ferment l'espace situé entre le sommet de la paroi arrière 30 et la face inférieure 42 de l'auvent déflecteur. L'élément ob- turateur comprend une rangée de briques réfractaires 62, qui repose sur la paroi 30, et une série de blocs 63, à em- boitement mutuel, pourvus de joints 64 à languette et à rai- nure. Il va de soi que les briques 62 et les blocs 63 peu- vent, au besoin, être coulés, pour former une pièce unique; toutefois, pour des raisons de simplicité et d'économie, on les établit d'une manière générale séparément.
Les blocs 63 font saillie vero l'avant, au-dessus du verre en fusion, en 05, tandis qu'un évidement oblong 66, pourvu d'une entrée
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rétrécie 67, formée par des rebords inférieure 68, règne d'un bout à l'autre de chaque bloc, pour recevoir un élé- ment chauffant à résistance 69. L'élément chauffant est glissé dans l'évidement et repose sur les rebords inférieurs, qui déterminent l'entrée rétrécie. Les blocs 63 font éga- lement saillie vers l'arrière en 70, au-dessus des briques 62, de manière à équilibrer la partie saillante antérieure 65. L'élément chauffant est relié à une source appropriée (non représentée) de courant électrique.
Dans la forme d'exécution suivant la tige 6, un bloc obturateur 71, qui repose sur la paroi arrière 30 du pot, ainsi qu'une couche 72 de matière isolante, interposée en- tre le bloc obturateur et l'auvent déflecteur 37,isolent la chambre d'étirage d'avec la chambre à pot. Le bloc ob- turateur est constitué par une série de segments à emboîte- ment mutuel, pourvus de joints 73 à languette et à rainure, et présente une aile 74 qui s'avance en saillie au-dessus du verre en fusion. Un rebord 75 se dirige vers le bas de- puis l'aile, dans un but qui sera décrit dans la suite, tandis qu'un évidement oblong 76, à entrée étroite 77,ac- cueille un élément chauffant 78.
Cet élément chauffant qui est relié à une source appropriée d'électricité (non représenté) - émet de la chaleur dans une direction généra- lement paralléle à la surface 38 du verre en fusion. Le rebord 75 et la face inférieure de 'l'aile 74 dirigent cette chaleur vers le bas, en direction du verre, et retiennent une partie importante de cette chaleur au voisinage de la paroi arrière du pot d'étirage, où cette chaleur agit le plus efficacement dans le sens du maintien d'une température uniforme dans le verre en fusion et pourempêcher une dévitri- fication.
Les formes d'exécution des fige. 2, 4, 5 et 6 présentent un avantage supplémentaire consistant en ce qu'une
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partie du bloc obturateur réfractaire est disposée entre l'élément chauffant et l'auvent déflecteur arrière, de ma- nière à réduire les pertes de chaleur à partir des éléments chauffants, à travers l'auvent déflecteur situé au-dessus.
Une autre variante est représentée dans la fig. 7, où un bloc obturateur 79 présente des entailles oblongues in- clinées 80 dans sa face 81 qui regarde la surface du verre en fusion. Le bloc obturateur est composé d'une série de segments pourvus de joints à emboîtement mutuel 82, à lan- guette et à rainure, une couche de matière isolante 83 étant interposée entre le bloc obturateur et l'auvent déflecteur, de manière à isoler la chambre d'étirage d'avec la chambre à pot. La chaleur est fournie par des éléments de résistan- ce 84 logés dans les entailles 80 et régnant sur toute la largeur du pot d'étirage, ces éléments étant reliés à des sources appropriées d'énergie électrique, non représentées.
A t re indicatif, on a représenté trois éléments chauffants, ceux-ci présentant une section circulaire. Il est toutefois bien entendu que le nombre d'éléments chauffants peut varier en fonction du chauffage requis et que ces éléments peuvent présenter une section autre que circulaire. Dans tous les cas, la chaleur des éléments est rabattue vers le bas, en direction du verre en fusion, par la face inférieure 42 de l'auvent déflecteur.
La variante des fige. 8 et 9 diffère de celles décrites jusqu'ici, par le fait que le bloc obturateur 85 et le sys- tème de chauffage 86 de celui-ci constituent des systèmes distincts, le système de chauffage régnant transversalement d'un côté à l'autre du pot d'étirage, à une faible distance vers l'intérieur à partir de la paroi arrière 30 de ce pot, et étant supporté d'une manière classique quelconque (non représenté) parses extrémités. Le système de chauffage peut
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ainsi se rapprocher ou s'éloigner de la paroi d'extrémité 30 et être relevé et abaissé indépendamment du bloc obtura- ; teur, en fonction de conditions de marche variables, afin @ d'assurer une utilisation maximale de la chaleur.
L'inter- valle entre la paroi arrière du pot d'étirage et l'auvent déflecteur arrière 37 est ainsi obturé de toute manière ap- propriée, par exemple à l'aide de briques ou blocs réfrac- taires 85, afin d'empêcher l'entrée de gaz de combustion dans la chambre d'étirage à partir de la chambre à pot 32, Le système de chauffage 86 comprend une poutre tubulaire centrale 87, qui agit en tant que support mécanique pour le système, ainsi qu'un cylindre 88 concentrique à cette poutre, d'un diamètre quelque peu supérieur à celui de cette dernié- re, ce cylindre étant pourvu d'u nervure extérieure héli- coidale 89.
Un élément chauffant à résistance électrique 90 est enroulé sur le cylindre 88 dans les creux 91 entre spi- res voisines de la nervure hélicoïdale 89, les extrémités de cet élément étant connectées à une source appropriée d'é- nergie électrique (non représentée), sur les cotés opposés du four.
L'espace entre le cylindre 88 et la poutre 87 est rempli d'une matière isolante 92, en vue de réduire la quan- tité de chaleur transmise à la poutre 87 Un conduit 93 est maintenu à l'intérieur de la poutre 87, concentriquement à celle-ci, à l'aide de pièces d'espacement 94, ce conduit étant relié à une source externe, de façon à établir une circula- tion continue d'un fluide de refroidissement à travers ce conduit, de la manière habituelle, en vue de maintenir la température de la poutre tubulaire 87 au-dessous de celle qui pourrait compromettre sa rigidité mécanique. Ainsi, le flui- de de refroidissement entre généralement par une extrémité de la poutre et parcourt cette dernière dans le conduit 93.
A l'autre extrémité de la poutre, le fluide de refroidisse-
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ment pénètre dans l'espace compris entre le conduit et la surface intérieure de la poutre 87, espace à travers lequel le fluide retourne vers 1'extrémité de départ, où il est évacué.
L'élément chauffant 90 peut être constitué en n'importe quelle matière appropriée de chauffage par résistance, tout comme les éléments chauffants décrits précédemment. Etant donné que le cylindre 88 est soumis à des températures rela- tivement élevées, il est généralement établi en une matière céramique non conductrice d'électricité. Une partie de la chaleur produite par l'élément chauffant est rayonnée direc- tement en direction du verre fondu, cependant que l'auvent déflecteur 37 et le bloc obturateur 85 servent à retenir, . au voisinage de la paroi arrière du pot d'étirage, le reste de la chaleur rayonnée.
La forme d'exécution suivant la fig. 10 ressemble beau- coup à celle de la fig. 8, sauf que le système de chauffage 95 est d'une construction quelque peu différente. Ainsi, l'élément chauffant est lui-même constitué par une pièce tu- bulaire 96, qui règne transversalement d'un coté à l'autre du pot d'étirage et dont les extrémités sont reliées à une source d'énergie électrique (non représenté). L'élément chauffant est généralement établi en une matière telle qu'un alliage de nickel, de sorte que, lorsque l'énergie électri- que est appliquée à cet élément, il atteint une température suffisante pour rayonner la quantité de chaleur désirée en direction du verre en fusion, sans subir une corrosion exces- sive et tout en conservant une rigidité mécanique considéra- ble.
On a constaté que, par exemple, un potentiel de 13 volts environ, qui engendre un courant de 3.800 ampères envi- ron dans l'élément chauffant, convient à cet effet. Des con- duits 97, prévus dans l'intérieur de l'élément chauffant et
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reliée entre eux, sont montée, par leurs extrémités, d'une manière appropriée (non représenté), de manière à agir en qualité de poutres, pour supporter le système de chauffage et permettre un ajustement vertical et horizontal de celui-ci, un fluide réfrigérait étant maintenu continuellement en cir- culation à travers ces conduits, afin de maintenir ceux-ci à une température de fonctionnement exempte de risques.
L'intervalle entre les conduits et l'élément chauffant 96 est rempli d'isolation 98, afin de réduire la transmission de chaleur au fluide réfrigérant.
On a constaté que le système de chauffage 95 est extra- mement durable. Etant donné que l'élément tubulaire exté- rieur 96 est établi en alliage métallique de haute qualité, le système n'est pas susceptible de se crevasser ou se désin- tégrer, comme c'est le cas de matières réfractaires et, par conséquent, ne dépose pas de particules de matière étrangè- re sur le verre en fusion, comme les éléments réfractaires ont tendance à le faire. Ce système possède une rigidité mécanique élevée, grâce à la nature de sa construction, de sorte qu'il ne se déjette ni ne s'affaisse pendant l'usage.
Ainsi qu'on le voit dans la fig. 10, ce système présente une section rectangulaire, sa face inférieure étant parallè- le à la surface supérieure 38 du verre en fusion, de sorte que le verre est chauffé uniformément, sur toute la largeur de la partie arrière du pot d'étirage, dans une zone rela- tivement large.
Une autre forme d'exécution de l'invention est représen- tée dans les figs. 11 et 12, où un bloc obturateur 99 règne d'un côté à l'autre de la partie arrière du pot d'étirage et repose sur la paroi arrière 30 de celui-ci, ainsi que sur un épaulement 100 de la paroi arrière 33 de la chambre à pot, de manière à obturer l'intervalle entre la paroi arrière du
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pot d'étirage et l'auvent déflecteur 37.
Il est bien enten- du que, bien qu'on ne l'ait pas représenté, une couche d'i- solation peut être interposée entre le bloc obturateur et l'auvent déflecteur, ai nécessaire, le bloc obturateur pou. @ vant être établi en une série de segments à emboîtement mu- tuel, pourvus de joints à languette ET à rainure, comme dans le mode de réalisation décrit plus haut.
Le bloc obturateur ! présente un plan incliné 101 d'où s'avance en saillie un re- bord 102. Un élément chauffant 103 est maintenu sur le plan 101 par une série de chevilles 104 et est connecté à une source appropriée d'énergie électrique (non représenté)* L'élément chauffant affecte de préférence la forme d'une sinusoïdale, ainsi qu'on le voit clairement dans la fig. 12, afin d'augmenter sa zone de chauffage dans le sens de la lar- geur du pot d'étirage et de mieux répartir la chaleur, bien que l'on puisse envisager l'emploi d'autres types d'éléments cha fants.
Lorsque les conditions de fonctionnement le justifient, on peut prévoir un chauffage supplémentaire lo- calisé en rapprochant les convolutions de l'élément chauf- fant les unes des autres dans certaines zones, et inverse- ment, c'est-à-dire, l'intensité relative du chauffage dans certaines régions peut être diminuée en espaçant davantage les convolutions dans la zone intéressée.
L'élément chauffant 103 est disposé de telle manière que le rebord 102 empêche le rayonnement direct de la cha- leur.sur la surface du verre à proximité immédiate de la pa- roi arrière 30. Par contre, la chaleur est réfléchie par la face inférieure 42 de l'auvent déflecteur, par laquelle elle est diffusée de manière à chauffer uniformément le ver- re en fusion dans la zone arrière du pot d'étirage. Le re- bord 102 sert en outre à empêcher que des particules de crasse,-par exemple des écailles de l'élément chauffant et
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de la matière réfractaire formant le bloc obturateur, ne se détachent du plan incliné 101 et ne tombent dans le ver- re en fusion.
La fig. 13 représente une variante de l'invention où le gaz constitue la source de chaleur. Ainsi, un système de chauffage par rayonnement 105, fonctionnant au gaz, règne d'un côté à l'autre de la partie arrière du pot d'étirage, dans l'intervalle entre la paroi 30 et l'auvent déflecteur 37, ce système de chauffage isolant la chambre d'étirage d'avec la chambre à pot. Le système de chauffage comprend un tube de chauffage rayonnant 106, auquel sont fixées des plaques opposées 107, qui maintiennent le tube en place en- tre les blocs 108. Les extrémités ouvertes du tube rayon- nant se prolongent à l'extérieur ie la chambre d'étirage clo- se, où ils reçoivent des brûleurs classiques (non reprsen- té) fonctionnant au gaz.
Le tube 106 rayonne ainsi de la chaleur en direction du verre en fusion, tout en empêchant que les gaz de combustion - tant ceux provenant de la cham- bre à pot 32 que ceux émanant des brûleurs insérés dans lea extrémités du tube rayonnant 106 - ne parviennent dans la chambre de travail. A titre de variante, un élément isolant - tel que le bloc 85 de la forme d'exécution suivant la fig. 10 - peut être disposé derrière le tube de chauffage, afin d'augmenter au besoin la quantité de chaleur dirigée vers la cuve de travail.
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Method and apparatus for the treatment of glass.
The present invention relates to improvements in the drawing of sheet glass and more particularly relates to the radiant heating of certain areas of the molten glass, from which the sheet is drawn, in the purpose of improving temperature uniformity in molten glass and preventing the formation of devitrified products therein.
In the continuous drawing of sheet glass, the glass-forming ingredients are loaded into the melting zone of a basin oven containing a mass of molten glass, where these ingredients melt and become part of the mass. - molten. Then the molten materials pass successively through the refining and cooling zones and arrive in the working zone, from the surface of which a sheet or a glass ribbon is drawn.
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continuously upwards, in accordance with one of the many conventional methods. According to the Colburn method, to which the present invention is particularly applicable, however, it cannot be limited thereto in any way, the molten glass reaches a tank of work or a drawing pot, relatively shallow,
from which the stretching of the sheet or tape takes place. After vertically moving a short distance the sheet or tape, while still in a flexible state, although substantially frozen in its final sheet form, is deflected around a folding roll, to a horizontal plane, and then carried on a series of rollers to and through an annealing gallery.
In order to maintain the molten glass, contained in the working vessel or the drawing pot, at a temperature suitable for drawing, it is common practice to heat the drawing por- tion with flames from burners. combustion and directed into a pot chamber below and around the drawing pot. The hot combustion gases from the burners generally rise along the rear wall of the drawing pot and directly strike the surface of the molten glass, so as to heat the glass and prevent the formation of de-vitrified products. in this zone, a formation which is liable to adversely influence the quality of the sheet, as well as its stretching speed.
It is known that these hot gases introduce damaging impurity particles into the drawing pot and the chamber above it and that the gases, as such, create turbulence in the atmosphere which is located there. above the molten glass and which surrounds the freshly formed sheet, which is likely to produce variations in temperature and variations in temperature.
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tions, which result, in the thickness of the sheet, viewed in the transverse direction.
Nevertheless, it was felt that the advantages obtained by the fact that the hot gases hit the surface of the molten glass, behind the drawing cup, outweighed the disadvantages, so that the imperfections due to this method of heating were considered until relatively recent times as an inherent feature of such flat sheet drawn glass. However, according to the present invention, the drawing chamber and the pot chamber are completely isolated from each other, while the molten glass in the rear area of the drawing pot is heated by a heat sink. radiant heat, applied to its surface.
Based on the foregoing, "an important object of the present invention is to reduce the magnitude of distortion and defects in flat sheet drawn glass.
Another object of the invention is to regulate exactly the temperature in the molten glass present at the rear of the drawing pot of an apparatus for drawing sheet glass, so as to prevent the formation of devitrified products, in this zone.
The present invention further proposes to isolate the atmosphere overhanging the molten glass present in the drawing pot of a sheet glass drawing apparatus from the atmosphere present in the pot chamber. this apparatus and to apply heat to the molten glass present at the rear of the drawing cup, so as to maintain the temperature of the molten glass, in this zone, above the point where a devitrification.
In the accompanying drawings:
Fig. 1 is a partial view in longitudinal and vertical section of the working end of a glass furnace in
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sheet or panes and an annealing gallery, where the present invention is applied,
Fig. 2 is a partial sectional view, on a larger scale, of the rear boundary wall of the pot and of a radiant heating element according to the invention, shown in FIG. 1.
The rod 3 is a perspective view of a segment of the rear limit wall of the pot, according to figs. 1 and 2.
Fig. 4 is a partial cross-sectional view of an alternative embodiment comprising the rear boundary wall of the pot and the radiant heating element.
Fig. 5 is a partial sectional view of another embodiment of the invention.
Fig. 6 is a partial sectional view of another variant embodiment of the invention.
Fig. 7 is a partial cross-sectional view taken through the rear boundary wall of the pot, which comprises a radiant heating element of a different type.
Fig. 8 is a cross-sectional view of another embodiment of the invention, which employs a radiant heating element, separate from the rear boundary wall.
Fig. 9 is a partial elevational view, some parts broken away, of a radiant heating element of FIG. 8.
Fig. 10 is a cross-sectional view of one embodiment of the invention, similar to FIG. 8, but having a modified radiant heating element.
Fig. 11 is a cross-sectional view of an alternate construction of the rear boundary wall of the pot and the heating element.
Fig. 12 is a partial view, in elevation, of the variant according to FIG. 11, this view showing the element
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radiant heating according to the invention; and
Fig. 13 is a cross-sectional view of a variant of the invention using a gas operated radiant heating tube.
In accordance with the present invention there is provided a process for producing window glass in sheet form, wherein a ribbon of glass is continuously drawn upwardly through an essential drawing chamber. ment clese, from a mass of molten glass contained in a drawing cup, this process being characterized by the arrangements which consist in: sealing the drawing chamber, so as to prevent the entry of gas from the outside, in order to create a calm atmosphere, free of impurities, in the drawing chamber;
and applying radiant heat to the surface of the molten glass in the rear area of the drawing pot, so as to maintain a uniform temperature in said molten glass and to prevent the formation of devitrified products in the area. aforementioned rear.
Still according to the invention, there is provided an apparatus for the continuous production of window glass, this apparatus comprising: a drawing pot intended to continuously receive a food mass of molten glass; a substantially enclosed drawing chamber located above and in communication with the drawing pot; means for substantially sealing the drawing chamber, so as to prevent the entry of external gases and in order to establish in this chamber a calm atmosphere, free from impurities;
and means for continuously stretching a sheet upward from the molten glass contained in the above drawing pot through the above drawing chamber, this apparatus being characterized by a heating system
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by radiation, intended to apply heat to the surface of the aforesaid molten glass, from one side to the other of the rear zone of the aforementioned drawing cup.
In fig. 1, to which reference will be made here, there is shown 1% x working end of a sheet glass furnace generally designated by the numeral 20 and comprising a drawing pot or working tank 21, called to continuously receive a food mass of molten glass 22. The molten glass passes successively through the melting and refining chambers (not shown), as well as through a cooling chamber, the last part of which is shown at 23, where the glass is suitably conditioned and from where it enters the draft pot or the working vessel.
A ribbon or sheet of glass 24 is continuously drawn upward from the bath of molten glass contained in the drawing pot, through the bulb 25 and, in accordance with the Colburn process, this sheet, after having traversed a short die in the vertical direction, is deflected around a folding roller 26 and folded down into a substantially horizontal plane. The sheet then travels through a closed annealing gallery 27 on a series of driven rollers 28, aligned horizontally, where the sheet is subjected to controlled cooling before being cut into plates of desired size.
The draft pot 21, which includes a hearth 29, a rear wall 30, and opposing side walls (not shown), is supported on a series of pot sills 31. A pot chamber 32 is disposed below. and around the stretching pot, the flames of the burners (not shown) being introduced into the pot chamber through a rear wall 33, as well as through side walls (not shown).
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fairies), so as to help maintain the molten glass contained in the drawing pot at the appropriate working temperature.
A substantially closed working chamber 34, separated from the atmosphere above the molten glass contained in the cooling chamber, by means of an arch or wall 35, is disposed above the draft pot. 21, so as to ensure a calm atmosphere above the molten glass contained in this pot, and around the freshly formed sheet. It is extremely important that a calm atmosphere is maintained in this area, in order to maintain temperature uniformity within the molten glass, especially across the drawing pot, at the level of the glass. bulb 25, through which the sheet is stretched.
It is known that the lack of temperature uniformity results in unwanted variations in thickness across the width of the sheet, resulting in optical distortion characteristics.
A front deflector canopy 36, disposed above the molten glass, near the arch 35, and a rear deflector canopy / 37, located above the rear wall 30 of the draw pot and extending above the molten glass present at the rear of the drawing pot, serve to decrease turbulent air currents above the surface 38 of the molten glass and to reduce heat loss from this surface, so as to maintain a higher uniform temperature in this glass. The rear deflector canopy comprises a wing 39, which rests on the ridge of the rear wall 33 of the pot chamber and isolates the annealing gallery 27, so as to prevent the direct entry of combustion gases from the chamber. potty chamber.
Sheet coolers 40 are arranged in the usual manner opposite each surface of the sheet for the purpose of removing heat from the sheet.
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from the freshly formed leaf, in order to determine an initial freezing thereof, while pairs of sizing rollers hold the leaf at each edge thereof, above the bulb 25, of the in a common way, in order to overcome the natural tendency of the sheet to shrink to the point where it forms a filament.
As stated above, the heating of the glass, in the rear zone of the drawing pot, has hitherto taken place by the action of hot combustion gases, in the pot chamber 32, gas which flow over the top of the rear wall 30 of the drawing pot and which are deflected downwards to the surface of the molten iron by the underside 42 of the rear deflector canopy.
Thus, and although the molten glass is heated in this zone to some extent in order to overcome its natural tendency to cool with the greatest rapidity in the vicinity of the back wall of the drawing pot, it It is nonetheless true that the hot gases create a turbulent state of atmosphere in the drawing chamber which adversely influences the quality of the sheet, while introducing impurities therein.
According to the present invention, the gap between the made of the rear wall 30 of the drawing pot and the lower face 43 of the rear deflector canopy is closed by a shutter block 43, which extends over the entire width of the drawing pot, so as to completely isolate the drawing chamber and thus prevent the entry of impurities and gas from the pot chamber. The shutter block, as can be seen in detail in FIG. 2, rests on the rear wall 30 and has an oblique face 44, located opposite the surface 38 of the molten glass, for the purpose of
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which will be exhibited in the following.
A layer of suitable insulating material 45 is disposed between the upper face of the shutter block and the underside of the deflector canopy, in order to provide a hermetic seal, while allowing contraction and expansion of the elements concerned.
One can provide a monolith shutter block reigning over the entire width of the rear part of the drawing pot; however, it has been found to be advantageous to form this block into a series of segments 46, given the relatively high temperatures which occur and which can cause warping or cracking of a block of a. excessive length, which would reduce the useful life of this block. The individual segments 46 of the block are provided with tongues 47 and grooves 48, called to fit into each other and which provide a hermetic seal between neighboring segments, when the block occupies the desired position.
Two oblong recesses 49, which have narrowed inlets 50 and are provided in the oblique face of the shutter block, carry heating elements 51, which reign OVER the entire width of the drawing pot and are connected to a source of electrical energy. , in the usual manner (not shown) so as to radiate heat onto the surface of the glass contained in the region adjacent to the rear wall 30. The cross section of the heating elements and, therefore, their electrical resistance, is normally kept constant over the entire width of the stretching pot, resulting in an extremely uniform heat source.
This uniform heat source, located above the molten glass, has a tendency to reduce any temperature differences existing across the drawing pot, radiating a greater amount. of heat towards the colder glass and more
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viscous than towards glass which is at a higher temperature.
However, where there are differences! relatively large, the cross-section of one or more heating elements can be increased or reduced at this point, which has the effect of reducing or increasing, respectively, the electrical resistance, thereby causing a decrease or an increase. corresponding values of the amount of heat applied to molten glass in the region under consideration. This characteristic is particularly favorable, in that it makes it possible to bring additional heat near the edges of the drawing pot, so as to combat the tendency of the glass to cool more rapidly in the vicinity. side walls.
The heating elements can be made of any suitable electrical resistance material and should have a relatively large cross section in order to have long life.
The amount of electrical energy required to maintain the glass at the appropriate working temperature in any particular case will be determined by the operating conditions; however, it has generally been observed that this energy is around 40 kw.
For safety reasons, the voltage applied to the heating elements is generally maintained at a low value, this voltage being of the order of 100 volts, or less.
Due to the angle formed by the surface 38 of the molten glass and the oblique face 44 of the shutter block, the heat from the heating elements is directed onto the surface of the glass at a short distance from the rear wall 30.
A downward protrusion 52 of the rear deflector canopy serves to retain heat in the rear area of the pot, the underside 42 acting to reflect heat.
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their towards molten glass. Thus, the heat emanating from the heating elements 51 is dissipated through the molten glass located near the rear wall 30, so as to produce a uniform heating of this glass over the entire width of the drawing pot.
The shutter block 53 shown in FIG. 4 is essentially identical to the shutter block 43, except as regards the heating element mounted therein. Thus, the block 53 is generally constituted by a series of interlocking segments, provided with tongue and groove joints 54, and rests on the upper face of the rear wall 30. An insulation layer 55 is placed between the rear deflector awning and the shutter block, so as to form a hermetic seal between these two elements.
The leading edge of the shutter block is cut obliquely, as seen at 56, so as to view the surface 38 of the molten glass. A single oblong recess 57, with a narrowed entry 58, runs from one end of the shutter unit to the other and receives a heating element 59, similar to the heating element 51 of the embodiment described above.
The single heating element 59 is generally somewhat larger than each of the individual elements 51, so as to provide a larger radiation area; however, it is understood that both the width and the number of the heating elements will be determined by the amount of heat which must be supplemented and will vary from oven to oven. It goes without saying that, although solutions have been shown comprising one or two heating elements of this kind, the number of these can be increased when the working conditions justify it.
Ribbon type heating elements offer an advantage in that they have a relatively large surface area.
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for the heat radiation in the direction of the glass.
This tape must, however, be of sufficient thickness in order to prevent it from being destroyed and to ensure a relatively long useful life. For example, heaters of this kind having a thickness of between one eighth and one quarter of an inch have been found to be particularly suitable for this purpose.
There is shown in FIG. One embodiment of the invention where the heating element is located directly above the molten glass and is spaced slightly inward from the rear wall of the draw pot.
It has been found to be advantageous to apply heat a short distance away from the rear wall, instead of concentrating it in close proximity to this wall, so that the heat can better dissipate through the rear wall. glass, thereby determining a more uniform heating thereof. This result is obtained, in the embodiments of FIGS. 2 and 4, by arranging the heating element or elements in the oblique face of the shutter block.
In the embodiment according to FIG. 5, a shutter element 60 and a layer 61 of insulating material close the space situated between the top of the rear wall 30 and the underside 42 of the deflector canopy. The obturator element comprises a row of refractory bricks 62, which rests on the wall 30, and a series of blocks 63, interlocking, provided with tongue and groove joints 64. It goes without saying that the bricks 62 and the blocks 63 can, if necessary, be cast, to form a single piece; however, for reasons of simplicity and economy, they are generally established separately.
The blocks 63 project vero the front, above the molten glass, at 05, while an oblong recess 66, provided with an entrance
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narrowed 67, formed by lower flanges 68, runs through each block to the other, to receive a resistance heating element 69. The heating element is slid into the recess and rests on the lower flanges , which determine the narrowed entry. Blocks 63 also protrude rearwardly at 70, above bricks 62, so as to balance front protrusion 65. The heating element is connected to a suitable source (not shown) of electric current.
In the embodiment according to the rod 6, a shutter block 71, which rests on the rear wall 30 of the pot, as well as a layer 72 of insulating material, interposed between the shutter block and the deflector canopy 37, isolate the drawing chamber from the jar chamber. The shutter block is made up of a series of interlocking segments with tongue and groove joints 73 and has a wing 74 which projects above the molten glass. A ledge 75 runs downward from the wing, for a purpose which will be described later, while an elongated recess 76, with a narrow entry 77, accommodates a heater 78.
This heating element which is connected to a suitable source of electricity (not shown) - emits heat in a direction generally parallel to the surface 38 of the molten glass. The rim 75 and the underside of the flange 74 direct this heat downwards towards the glass and retain a significant portion of this heat in the vicinity of the rear wall of the drawing pot, where this heat acts on the glass. more effectively in the sense of maintaining a uniform temperature in the molten glass and preventing devitrification.
The forms of execution of freezes. 2, 4, 5 and 6 have an additional advantage that a
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part of the refractory shutter block is disposed between the heating element and the rear deflector canopy, so as to reduce heat loss from the heating elements, through the deflector canopy located above.
Another variant is shown in fig. 7, where a shutter block 79 has inclined oblong notches 80 in its face 81 which faces the surface of the molten glass. The shutter block is composed of a series of segments provided with interlocking 82, tongue and groove joints, a layer of insulating material 83 being interposed between the shutter block and the deflector canopy, so as to isolate the shutter. drawing chamber with the pot chamber. The heat is supplied by resistance elements 84 housed in the notches 80 and prevailing over the entire width of the drawing cup, these elements being connected to suitable sources of electrical energy, not shown.
As an indication, three heating elements have been shown, these having a circular section. However, it is understood that the number of heating elements can vary depending on the heating required and that these elements can have a section other than circular. In all cases, the heat from the elements is drawn down, towards the molten glass, by the lower face 42 of the deflector canopy.
The variant of freezes. 8 and 9 differs from those described so far, in that the shutter block 85 and the heating system 86 thereof constitute separate systems, the heating system reigning transversely from side to side. of the draw pot, a short inward distance from the rear wall 30 of that pot, and being supported in any conventional manner (not shown) by its ends. The heating system can
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thus approach or move away from the end wall 30 and be raised and lowered independently of the obtura- block; tor, depending on variable operating conditions, in order to @ ensure maximum use of heat.
The gap between the rear wall of the drawing cup and the rear deflector canopy 37 is thus closed in any suitable manner, for example with the aid of refractory bricks or blocks 85, in order to prevent the inlet of combustion gas into the drawing chamber from the pot chamber 32, The heating system 86 comprises a central tubular beam 87, which acts as a mechanical support for the system, as well as a cylinder 88 concentric with this beam, with a diameter somewhat greater than that of the latter, this cylinder being provided with a helical outer rib 89.
An electrical resistance heating element 90 is wound on the cylinder 88 in the recesses 91 between adjacent turns of the helical rib 89, the ends of this element being connected to a suitable source of electrical energy (not shown), on opposite sides of the oven.
The space between the cylinder 88 and the beam 87 is filled with an insulating material 92, in order to reduce the amount of heat transmitted to the beam 87 A duct 93 is maintained inside the beam 87, concentrically thereto, by means of spacers 94, this duct being connected to an external source, so as to establish a continuous circulation of a cooling fluid through this duct, in the usual manner, in order to maintain the temperature of the tubular beam 87 below that which could compromise its mechanical rigidity. Thus, the cooling fluid generally enters through one end of the beam and passes through the latter in the duct 93.
At the other end of the beam, the coolant
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ment enters the space between the duct and the interior surface of the beam 87, the space through which the fluid returns to the starting end, where it is discharged.
The heater 90 can be made of any suitable resistance heating material, just like the heaters described above. Since cylinder 88 is subjected to relatively high temperatures, it is generally made of an electrically non-conductive ceramic material. Some of the heat produced by the heating element is radiated directly to the molten glass, while the deflector canopy 37 and shutter block 85 serve to retain. in the vicinity of the rear wall of the drawing pot, the remainder of the heat radiated.
The embodiment according to FIG. 10 closely resembles that of FIG. 8, except that the heating system 95 is of a somewhat different construction. Thus, the heating element itself is constituted by a tubular part 96, which reigns transversely from one side to the other of the drawing pot and whose ends are connected to a source of electrical energy (not represented). The heating element is generally made of a material such as a nickel alloy, so that when electrical energy is applied to that element it reaches a temperature sufficient to radiate the desired amount of heat towards the heat. molten glass, without undergoing excessive corrosion and while retaining considerable mechanical rigidity.
It has been found that, for example, a potential of about 13 volts, which generates a current of about 3,800 amps in the heating element, is suitable for this purpose. Ducts 97, provided in the interior of the heating element and
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interconnected, are mounted, by their ends, in a suitable manner (not shown), so as to act as beams, to support the heating system and allow vertical and horizontal adjustment thereof, a fluid refrigerant being kept circulating continuously through these conduits, in order to maintain them at a risk-free operating temperature.
The gap between the conduits and the heating element 96 is filled with insulation 98, to reduce the transmission of heat to the coolant.
The heating system 95 has been found to be extremely durable. Since the outer tubular member 96 is made of a high quality metal alloy, the system is not prone to cracking or disintegrating, as is the case with refractories and, therefore, does not deposit foreign matter particles on molten glass, as refractory elements tend to do. This system has a high mechanical rigidity, thanks to the nature of its construction, so that it does not buckle or sag during use.
As can be seen in fig. 10, this system has a rectangular cross section, its underside being parallel to the upper surface 38 of the molten glass, so that the glass is heated uniformly, over the entire width of the rear part of the drawing pot, in a relatively large area.
Another embodiment of the invention is shown in figs. 11 and 12, where a shutter block 99 reigns from one side to the other of the rear part of the drawing pot and rests on the rear wall 30 thereof, as well as on a shoulder 100 of the rear wall 33 of the pot chamber, so as to close the gap between the rear wall of the
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stretching pot and deflector awning 37.
It is understood that, although it has not been shown, an isolation layer may be interposed between the shutter block and the deflector canopy, if necessary, the shutter block for. @ being established as a series of interlocking segments, provided with tongue AND groove joints, as in the embodiment described above.
The shutter block! has an inclined plane 101 from which protrudes a rim 102. A heating element 103 is held on the plane 101 by a series of pins 104 and is connected to a suitable source of electrical power (not shown). * The heating element preferably takes the shape of a sinusoidal, as can be clearly seen in fig. 12, in order to increase its heating zone in the direction of the width of the drawing cup and to distribute the heat better, although it is possible to envisage the use of other types of heating elements.
When the operating conditions justify it, additional localized heating can be provided by bringing the convolutions of the heating element closer to each other in certain zones, and vice versa, that is to say, l The relative intensity of heating in some regions can be decreased by further spacing the convolutions in the area of interest.
The heating element 103 is so arranged that the rim 102 prevents the direct radiation of heat onto the surface of the glass in the immediate vicinity of the rear wall 30. On the other hand, the heat is reflected by the face. lower 42 of the deflector canopy, through which it is diffused so as to uniformly heat the molten glass in the rear area of the drawing cup. The rim 102 further serves to prevent dirt particles, for example scales from the heating element and
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of the refractory material forming the shutter block, does not detach from the inclined plane 101 and does not fall into the molten glass.
Fig. 13 shows a variant of the invention where the gas constitutes the heat source. Thus, a radiant heating system 105, operating on gas, prevails from one side to the other of the rear part of the drawing pot, in the gap between the wall 30 and the deflector canopy 37, this system heating isolating the drawing chamber from the pot chamber. The heating system includes a radiant heater tube 106, to which are attached opposing plates 107, which hold the tube in place between blocks 108. The open ends of the radiator tube extend outward ie the chamber. closed drawing, where they receive conventional burners (not shown) operating with gas.
The tube 106 thus radiates heat towards the molten glass, while preventing combustion gases - both those coming from the pot chamber 32 and those emanating from the burners inserted in the ends of the radiant tube 106 - from arrive in the working chamber. As a variant, an insulating element - such as the block 85 of the embodiment according to FIG. 10 - can be placed behind the heating tube, in order to increase if necessary the quantity of heat directed towards the work tank.
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