CZ291652B6 - Sklářská vanová tavicí pec - Google Patents

Abstract

Skl °sk vanov tavic pec pro kontinu ln p° pravu skloviny s dielektrick²m oh°evem skl °sk ho kmene, vs dky i st°ep pomoc vysokofrekven n ho mikrovlnn ho z °en se skl d ze skeletu pece /8/, ve kter m je ulo ena tavic vana /1/, jej dno je na spodn vn jÜ stran opat°eno kompaktn absorp n deskou /2/ z materi lu, absorbuj c ho mikrovlnn z °en , odol vaj c ho teplot m do 1600 .degree.C, jeho ztr tov² ·hel tg.delta. je v rozmez teplot 20 .degree.C a 1600 .degree.C minim ln prom nn² a m ·tlum elektromagnetick ho z °en v p° n m sm ru menÜ ne 3 dB, p°i em Ü °ka tavic vany /1/ je menÜ nebo nejv²Üe rovna dvojn sobku vniku elektromagnetick vlny na dan m kmito tu a zdroje /4/ elektromagnetick ho z °en jsou um st ny uvnit° skeletu pece /8/ t sn u pod ln²ch bo n ch st n vn tavic vany /1/.\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká konstrukce sklářské vanové tavící pece pro kontinuální přípravu skloviny s dielektrickým ohřevem sklářského kmene, vsádky nebo střepů pomocí vysokofrekvenčního záření.

Dosavadní stav techniky

V současné době se k přípravě skloviny tavením sklářského kmene, vsádky nebo střepů používá spalování plynného nebo kapalného paliva, nepřímo elektrického ohřevu pomocí kanthalových topných elementů, přímého elektrického ohřevu elektrodami, ponořenými do skloviny, případně elektrického indukčního ohřevu.

Všechny dosavadní v průmyslové praxi používané způsoby mají především nevýhodu vtom, že jsou energeticky velice náročné. U ohřevu spalování plynného nebo kapalného paliva se přidržuje ještě i ekologická nevýhodnost.

V posledních letech jsou ve snaze snížit energetickou náročnost činěny pokusy aplikovat do oblasti sklářské výroby mikrovlnnou techniku. Poněvadž však je drtivá většina skel pro vysokofrekvenční mikrovlnné záření při normální teplotě 20 °C transparentní a nedochází kjejich absorpci za vývinu tepla, využívá se aktivace sklářského kmene, vsádky, přídavky látek, které se do sklářského kmene, vsádky, vmíchávají, např. práškové železo, křemelina, azbest, dále nověji např. karbidy nebo boridy wolframu, vanadu titanu, niobu apod., které mají schopnost absorbovat mikrovlny za vývinu tepla a předehřejí při startování procesu tavení vsádku zhruba na 500 °C, při které se mikrovlny začnou absorbovat přímo a další proces tavení probíhá již s využitím mikrovlnného ohřevu.

Společnou nevýhodou všech příměsí aktivátorů je, kromě toho, že řada z nich výrazně ovlivňuje negativně kvalitu skloviny, že vyžadují náročné technické úpravy a technologické změny, které doposud omezují jejich průmyslové rozšíření.

Podstata vynálezu

Podstata vynálezu, který do značné míry odstraňuje uvedené nevýhody, spočívá vtom, že konstrukční řešení sklářské vanové taviči pece pro kontinuální přípravu skloviny umožňuje bez přídavku jakýchkoliv aktivátorů do sklářského kmene, vsádky či střepů, nastartovat proces tavení pouze s použitím mikrovlnného vysokofrekvenčního záření.

Sklářská vanová taviči pec podle tohoto vynálezu se skládá ze skeletu pece, ve kterém je uložena taviči vana, jejíž dno je na spodní vnější straně opatřeno kompaktní absorpční deskou z materiálu, absorbujícího mikrovlnné záření, odolávajícího teplotám do 1600 °C, jehož ztrátový úhel tg δ je v rozmezí teplot od 20 °C do 1600 °C minimálně proměnný a má útlum elektromagnetického záření v příčném směru menší než 3 dB, přičemž šířka taviči vany je menší nebo rovna dvojnásobku vniku elektromagnetické vlny na daném kmitočtu.

Délka ani hloubka taviči vany nejsou omezeny. Je však nutno respektovat obecné požadavky na mechanické provedení a na tepelné dilatace materiálů, ze kterých je taviči vana vyrobena.

Kompaktní absorpční deska může být vytvořena vcelku jako jeden kus nebo složena z několika dílů.

-1 CZ 291652 B6 i

Zdroje elektromagnetického záření, magnetrony s vlnovodem, jsou umístěny na bočních podélných stěnách vně taviči vany, přičemž jejich počet a výkon je dán požadavkem na kapacitu sklářské taviči pece a délku taviči vany. U pecí s malou kapacitou je možné použít jenom jeden 5 zdroj elektromagnetického záření.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude dále objasněn na příkladném provedení podle přiložených obrázků, na nichž obr. 1 znázorňuje sklářskou vanovou taviči pec v podélném bočním řezu a obr. 2 pohledem shora demonstruje uložení a umístění čtyř dvojic magnetronů s vlnovodem.

Příklady provedení vynálezu

Sklářská vanová taviči pec podle tohoto vynálezu sestává ze skeletu pece 8 a má tavící vanu 1 20 uloženou ve vysoké teplotě odolávající tepelné izolaci 3, a je na spodní vnější straně dna opatřena kompaktní absorpční deskou 2, která je vytvořena z materiálu, absorbujícího mikrovlnné záření, odolávajícího teplotám do 1600 °C, jehož ztrátový úhel tg δ je v rozmezí teplot 20 °C až 1600 °C minimálně průměrný a má útlum elektromagnetického záření v příčném směru menší než 3 dB.

Deska 2 je z jednoho kusu a je se dnem tavící vany 1 nerozebíratelně spojena. Šířka taviči vany 1 je menší nebo nejvýše rovna dvojnásobku vniku elektromagnetické vlny na daném kmitočtu.

Skelet pece 8 má v horní stěně vytvořen zakládací otvor 6 pro vkládání sklářského kmene, 30 vsádky nebo střepů do tavícího prostoru tavící vany 1 a v přední části má odběrový otvor 7, pro odebírání roztavené a vyčeřené skloviny ke zpracování.

Na obr. 1 je označena předpokládaná hladina 5 skloviny při ustáleném kontinuálním provozu taviči pece.

Na bor. 2 jsou zakresleny čtyři dvojice magnetronů s vlnovody, které jsou zdrojem 4 elektromagnetického záření a jsou umístěny uvnitř skeletu pece 8 těsně u podélných bočních stěn vně taviči vany L

Proces přípravy skloviny začíná vložením sklářského kmene, vsádky nebo střepů zakládacím otvorem 6 do taviči vany 1. Po zapnutí zdrojů 4 elektromagnetického záření začnou mikrovlny z magnetronů probíhat do prostoru taviči vany 1, opatřené na stupni vnější straně dna kompaktní absorpční deskou 2, a jsou touto absorpční deskou 2 za vývinu tepla absorbovány. Postupně se zespodu v tavící vaně 1 ohřívá vsádka a po dosažení tavící teploty se začne vytvářet na dně taviči 45 vany 1 tekutá sklovina, která je již schopna absorbovat mikrovlny přímo bez zprostředkovatele, absorpční desky 2. Funkci této absorpční desky 2 postupně přebírá tekutá sklovina a při dostatečně vysoké hladině skloviny se mikrovlny absorbují v této sklovině přímo.

Sklovina se směrem k přední části taviči vany L která je od ostatního prostoru taviči vany 1 50 oddělena přepážkou s otvorem ve spodní části, postupně čeří a shromažďuje se v přední části odkud se odběrovým otvorem 7 vyčeřená a s upravenou teplotou odebírá ke zpracování.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Sklářská vanová tavící pec, pro kontinuální přípravu skloviny s dielektrickým ohřevem sklářského kmene, vsádky či střepů pomocí vysokofrekvenčního mikrovlnného záření, vyznačující se t í m , že se skládá ze skeletu pece (8), ve kterém je uložena taviči vana (1), jejíž dno je na spodní vnější straně opatřeno kompaktní absorpční deskou (2) z materiálu, absorbujícího mikrovlnné záření, odolávajícího teplotám do 1600 °C, jehož ztrátový úhel tg δ je v rozmezí teplot 20 °C až 1600 °C minimálně proměnný a má útlum elektromagnetického záření v příčném směru menší než 3 dB, přičemž šířka taviči vany (1) je menší nebo nejvýše rovna dvojnásobku vniku elektromagnetické vlny na daném kmitočtu a zdroje (4) elektromagnetického záření jsou umístěny uvnitř skeletu pece (8) těsně u podélných bočních stěn vně taviči vany (1).
2. 2. Sklářská vanová taviči pec podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že kompaktní absorpční deska (2) je nerozebíratelně spojena se dnem taviči vany (1).