CS234088B1 - Sklářská taviči dvouprostorová pec vytápěná elektrickým proudem - Google Patents

Abstract

Vynález se týká elektrického tavení skla a řeší problém ovládnutí teplotního proudění skloviny v taviči části pece. U sklářské dvouprostorové, elektrickým proudem vytápěné peci s hlubokou taviči částí se střechovitě vyspádovaným dnem je pracovní část položena výše a oddělena průtokem. Podstata vynálezu spočívá v účelném rozmístění elektrod v tavící části, která je rozdělena do tří oblastí; centrální oblasti s nejvyšší hustotou elektrod, jejichž účinkem vzniká silné prostorové proudění, jednoznačně cirkulující, přední oblasti, kde je hustota elektrod menší, a zadní oblasti s nejmenší hustotou elektrod. Pec je vhodná pro kombinovanou ruční i strojní výrobu skla i při kolísavém odběru.

Description

Vynález se týká sklářské tavící dvouprostorové pece vytápěné elektrickým proudem pomocí Jouleova tepla. Pec se skládá z taviči části o hloubce minimálně 0,8 m se střechovítým dnem a z pracovní části, jejíž dno je položeno výše než dno taviči části. Taviči část je od pracovní části oddělena mostem, případně plovákem. Elektrody v taviči části jsou rozmístěny nepravidelně a jejich počet směrem k průtoku stoupá.

Různých provedení horizontálních pecí k elektrickému tavení skla je známá celá, řada a jsou publikovány např. v Elektrickém tavení skla J.Staňka /Praha 1976, str. 278-304/. Jejich taviči a homogenizačni účinek závisí na samovolné konvekci skloviny, vyvolané rozdílem teplot. Pro charakter této konvekce jsou rozhodující rozměry tavícího prostoru, především jeho hloubka a také jeho tvar.

Dalším důležitým činitelem, ovlivňujícím charakter a intenzitu samovolné konvekce skloviny, je zapojení a rozmístění elektrod v tavícím prostoru a elektrický příkon, který je jim přiváděn. Jsou známa řešení sklářských tavičích pecí, u nichž jsou vertikální elektrody uspořádané po celé ploše dna. Od těchto řešení se očekává vytvoření mnoha cirkulačních buněk pod vsázkou, které způsobí její rovnoměrnější odtavování. Některá řešení, hlavně u elektrických příhřevů, užívají rozmístění elektrod v jedné nebo několika řadách ve dně tavícího prostoru; zde se očekává vytvoření tepelné přehrady a vratného proudění skloviny pod vsázku, o němž se předpokládá, že je dvojrozměrné^ve svislé rovině procházející podélnou osou tavicího prostoru. Dosažení trojrozměrného cirkulačního proudění rozměrovým uspořádáním tavicího prostoru nebylo dosud navrženo.

234 088

Je např. známa pec se střechovitým dnem, jak je uvedeno v patentu USA 3.326.65 tavení olovnaté skloviny, kdy olovo klesající ke dnu, stéká do stran, kde jsou vytvořeny jímky na jeho občasné vypouštění. Střechovité zvýšení dna v tomto případě neovlivňuje proudění skloviny. Ve stávajících řešeních sklářských tavičích pecí se ve většině případů výšková úroveň dna taviči a pracovní části podstatně neliší. V ojedinělých případech je pracovní část podstatně hlubší než taviči.

Jsou známa i řešení, kde je využito výše položeného pracovního prostoru, odděleného mostem nebo plovákem od taviči části, např. popsané ve švýcarských patentech č.118 .109 a č.273 340. Sklovina se zde snadněji ochlazuje na zpracovávací teplotu, avšak tavící prostory jsou relativně mělké a případně mají členité boční stěny, což nepříznivě ovlivňuje proudění v tavící části. Vedle pravidelného rozmístění elektrod v taviči části, které je nejobvyklejší, je známo i jejich nepravidelné rozmístění, kdy počet elektrod směrem k pracovní části stoupá, uvedené např. v A.0.SSSR 477 114. Jedná se však o elektrický příhřev v oblasti tepelného maxima, jehož účinek je zvýšen použitím bublingu.

Společnou vlastností těchto provedení je, že proudění je zde silně závislé na tavícím výkonu. Za těchto okolností je potom velmi obtížné řídit převod tepelné energie do skloviny tak, aby charakter teplotní konvekce a kvalita utavené skloviny zůstaly stálé.Juvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u pece v provedení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že taviči část sestává ze tří oblastí, centrální oblasti, přední oblasti před průtokem a protilehlé zadní oblasti, přičemž hustota elektrod v centrální oblasti je vyšší než hustota elektrod v přední oblasti, ve které je hustota elektrod vyšší než v zadní oblastí. Poměr plochy dna taviči části k druhé mocnině hloubky taviči části je v rozmezí 1 až 20. Střechovité dno taviči části má s výhodou spád k zadní stěně tavící části.

Tímto účelným uspořádáním hustoty elektrod v uvedených oblastech taviči části, která je dostatečně hluboká, se vytvoří cirkulující buňka samovolného proudění, kterému napomáhá i vyspádované dno taviči části. Hybnost tohoto proudění je tak mohutná, že odolá rušivým vlivům, pocházejícím z řídících zásahů a provozních poruch a zlepší se taviči a homogenisační účinek pece.

234 088

Příkladné provedení vynálezu je popsáno dále a je schematicky znázorněno na připojených výkresech, z nichž představuje obr.

osový nárysný řez pecí, obr.2 bokorysný řez taviči částí v rovině I-I z obr.l a obr.3 půdorysný pohled na taviči část.

Pec 1 /obr.l/ se skládá z taviči části £ a pracovní části 3^, které jsou od sebe v oblasti průtoku £ odděleny mostem 5.· Místo mostu je možno použít plováku. Taviči část 2^ má střechovité dno

6. /obr.2/ s hřebenem 7. ^v podélné ose, svažující se k bočním stěnám _8 taviči části 2, přičemž hřeben _7 má spád k zadní stěně 2 taviči části 2. V taviči části 2 jsou umístěny tyčové elektrody 10, které jsou uspořádány do tří oblastí: centrální oblasti A, přední oblasti B a protilehlé zadní oblasti C. Hustota elektrod 10* daná počtem elektrod 10 na jednotku objemu, je nejvyšší v centrální oblasti A, nižší v přední oblasti B a nejnižší v zadní oblasti C. Některé elektrody 10 mohou být horizontální. Taviči část 2 je relativně hluboká, např. pro pec JL o ploše dna £ 25 m a hloubce h taviči části 2_ l,8jm, potom poměr plochy dna £ ku druhé mocnině hlouby h je roven 7,716.

Tavení potom probíhá takovým způsbem, že v hluboké taviči části 2 vznikne silné prostorové proudění, které je graficky vyznačeno na obr.l, 2 a 3 proudhicemi. Smysl a jednoznačný směr konvekce je usměrňován topným účinkem elektrod 10 a rozdílným topným příkonem centrální oblasti A, přední oblasti B a zadní oblasti C taviči části 2. Toto proudění je dále podporováno nejen vyspádovaným dnem 6 taviči části 2, ale také chladicím účinkem bočních stěn 8 a zadní stěny 9 taviči části 2 a dále částicemi odtavované vsázky. Elektrody 10 nejhustěji rozmístěné v centrální oblasti A vyvolávají silný teplý proud ohřáté skloviný, která způsobí intenzivní odtavování vsázky zespodu. Rovněž elektrody 10 v přední části B napomáhají tavení vsázky, ale jejich nižší hustota rozmístnění a vybavovaný Jouleův výkon způsobují pouze místní proudění, které v blízkosti bočních stěn směřuje dolů /obr.2/. Podobný účinek mají i elektrody 10 u zadní oblasti C vůči vzestupnému proudění u zadní stěny 9 taviči části 2_ a u’ bočníchstěn .8 /obr.l a 2/. Dalším přínosem elektrod 10 v j^ední oblasti B a zadní oblasti C je homogenizace utavované skloviný. Přímému pronikání neprotavených částí vsázky do průtoku zabraňuje vysoká hustota rozmístění elektrod 10 v centrální oblasti A, zejména bezprostředně před průtokem 2· Jednoznačně cirkulující

234 088 proudění v tavící části 2 vyvolané účinkem elektrod 10 v centrální oblasti k, je tak mohutné, Se nezmění svůj charakter ani při značném odběrovém proudu skloviny.

Proto je taviči pec výkonově značně pružná a je vhodná zejména pro kombinovanou ruční a strojní výrobu i při značně kolísavém odběru.

Claims (2)

1. Sklářská tavící dvouprostorová pec, vytápěná elektrickým proudem pomocí Jouleova tepla, sestávající z taviči části o hloubce minimálně 0,8 m se střechovitým dnem, oddělené/ mostem, případně plovákem od pracovní části, jejíž dno je položeno výše než dno taviči části, přičemž tyčové elektrody taviči části jsou rozmístěny nepravidelně a jejich počet směrem k průtoku stoupá, vyznačená tím, že taviči část /2/ sestává z centrální oblasti /A/, přední oblasti /B/ před průtokem /4/ a protilehlé zadní oblasti /0/, přičemž hustota elektrod /10/ v centrální oblasti /A/ je vyšší než hustota elektrod /10/ v přední oblasti /B/, v níž je hustota elektrod /10/ vyšší než v zadní oblasti /0/, a poměr plochy dna /6/ taviči části /2/ k druhé mocnině hloubky taviči části /2/ je v rozmezí 1 až 20.

2. Pec podle bodu 1, vyznačená tím, že dno /6/ tavící části /2/ má spád k zadní stěně /9/tavicí části /2/.