DE1213577B - Vorrichtung zum Schmelzen und Laeutern von Glas oder glasartigen Materialien - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C03b

Deutsche Kl.: 32 a - 5/22

Nummer: 1213 577

Aktenzeichen: C 28793 VI b/32 a

Anmeldetag: 29. Dezember 1962

Auslegetag: 31. März 1966

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzen und Läutern von Glas oder glasartigen Materialien.

Das Schmelzen und Läutern von Spezialgläsern, insbesondere solchen, die leicht kristallisier- oder entglasbar sind, führt zu einer Reihe von Problemen, die die Verwendung bekannter Schmelzvorrichtungen völlig unmöglich machen. Obwohl es sich bei vielen Spezialgläsern um verhältnismäßig harte Gläser handelt, die bei vergleichsweise hohen, das Läutern erleichternden Temperaturen verarbeitet werden können, bleibt doch das Problem einer unerwünschten Kristallisation erhalten. Es hat sich nun herausgestellt, daß bei der unmittelbaren Einführung des Rohgemenges in eine Schmelze aus solchen leicht entglasbaren Spezialgläsern der thermische Schock durch das vergleichsweise kalte Gemenge eine ungeordnete Kristallisation und Abscheidung innerhalb der Schmelze hervorruft, was zur Entstehung heterogener Zusammensetzungen führt.

Zur Lösung des Problems der Kristallisation erscheint es zweckmäßig, das Gemenge vorzuschmelzen und dieses Gemenge in geschmolzenem Zustand kontinuierlich in eine Läuterungskammer einzuführen. Infolge des vergleichsweise hohen Erweichungspunktes und der besonderen Oberflächenspannung einiger solcher Sondergläser mußte eine Vorschmelzvorrichtung entwickelt werden, die nicht nur diese Spezialgläser ohne unerwünschte Entglasung oder Kristallisation wirksam und kontinuierlich zu schmelzen gestattet, sondern die auch den kontinuierlichen Fluß solcher hohe Oberflächenspannung aufweisender Gläser zur Erzielung einer praktisch brauchbaren Strömungsgeschwindigkeit zu der Läuterungsvorrichtung erleichtern.

Gemäß der Erfindung verwendet man nun eine Schmelzkammer und eine darunter angeordnete Läuterungskammer sowie einen in der Schmelzkammer untergebrachten, beheizten Einsatz mit nach oben divergierender Wandung zur Aufnahme des Gemenges an seinem weiteren Ende und zur Abgabe des schmelzflüssigen Gemenges an seinem engeren Ende. Außerdem ist ein beheizter Behälter mit einer hohlen Ablenkvorrichtung und nach unten divergierender Wandung innerhalb der Läuterungskammer zur Aufnahme und Läuterung des aus dem Einsatz zugeführten schmelzflüssigen Gemenges vorgesehen.

Vorteilhaft steht die hohle Ablenkvorrichtung mit der Atmosphäre in Verbindung, wobei in der Nähe ihres Bodens Öffnungen vorgesehen sind, die den Austritt des geläuterten Schmelzgutes aus der AbVorrichtung zum Schmelzen und Läutern von
Glas oder glasartigen Materialien

Anmelder:

Corning Glass Works,

Corning, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr und Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte, Herne, Freiligrathstr. 19

Als Erfinder benannt:

Theodore Novack, New York, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 4. Januar 1962 (164 338)

lenkvorrichtung in den übrigen Läuterungsbehälter ermöglichen.

Zweckmäßig wird hierbei die Ablenkvorrichtung vom Läuterungsbehälter umschlossen und mündet über am Boden angeordnete Öffnungen in den Läuterungsbehälter aus.

Besonders gute Ergebnisse erhält man, wenn der in die Schmelzkammer eingesetzte, umgekehrt konische Einsatz von außen von den Flammen von in der Schmelzkammer untergebrachten Brennern bestrichen wird. Der halbe Kegelwinkel des Schmelzkammereinsatzes sollte maximal 15° betragen.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme erhält man eine Vorschmelzvorrichtung, die einen verhältnismäßig großen Oberflächenbereich pro Volumeinheit liefert, um das Schmelzen des zugeführten Gemenges ohne Entglasung zu erleichtern.

Die besondere Konstruktion einer Ablenkvorrichtung verleiht der zylindrischen Kammer nicht nur eine beträchtliche Festigkeit, sondern stellt auch sicher, daß das schmelzflüssige Material über eine zur ausreichenden Läuterung erforderliche Zeit in der Läuterungskammer gehalten wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Schmelz- und Läutervorrichtung wird das zugeführte schmelzflüssige Gemenge für einen Zeitraum zurückgehalten, der ausreicht, um eine vollständige Läute-

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rung des Schmelzgutes vor dem Austritt aus dem Be- Rhodium-Legierung besteht und durch eine hitzehälter sicherzustellen. beständige Verkleidung 27 hinterlegt ist, angeordnet.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung Obwohl das untere engere zylindrische Ende 18 a

werden nun an Hand der folgenden Beschreibung mit des umgekehrten konusförmigen Einsatzes 18 sich Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert, wobei 5: nach den Zeichnungen nach unten bis in die Nähe die weiteren Vorteile der Erfindung offenbar werden. eines Auslaßkanals 19 α erstreckt und oberhalb eines Die Zeichnungen zeigen in zylindrischen Oberteiles 28 α einer kegelstumpfförmi-

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine verbesserte gen Ablenkvorrichtung 28 innerhalb des Läuterungs-Schmelz- und Läuterungsanlage gemäß der Erfindung, behälters 26 endet, kann sich dieser Teil auch durch

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorschmelzvorrich- io den Durchlaß erstrecken und gegebenenfalls erst in rung nach F i g. 1 und in der Nähe des Teiles 28 α enden. Wie aus der Zeich-

Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine abgeänderte nung hervorgeht, erstreckt sich der zylindrische Teil Ablenkvorrichtung, die sich in dem Läuterungsbehäl- 28 α der Ablenkvorrichtung 28 nach oben durch eine ter nach F i g. 1 verwenden läßt. Öffnung in der Deckplatte 21 und nimmt zuerst das

Nach den F i g. 1 und 2 ist die Schmelzvorrichtung 15 durch den konischen Einsatz 18 der Schmelzkammer 10 aus zwei Hauptteilen, nämlich einer Schmelz- 11 zugeführte geschmolzene Gemenge auf. Ein kammer 11, in der das Vorschmelzen stattfindet, und Flanschteil 28 b erstreckt sich radial vom unteren einer Läuterungskammer 12, zusammengesetzt. Die Ende der Ablenkeinrichtung 28 nach außen und er-Schmelzkammer 11 sitzt oberhalb der Läuterungs- · leichtert die Einstellung und Zentrierung der Ablenkkammer 12 und wird mit Hilfe von Blöcken 13 im 20 vorrichtung innerhalb des Läuterungsbehälters 26. Abstand von dieser Läuterungskammer gehalten. Die Durch den unteren Teil der Ablenkvorrichtung 28 Blöcke 13 belassen eine Öffnung oder einen Auslaß verläuft eine Vielzahl von öffnungen oder Ringzwischen der Schmelzkammer und der Läuterungs- schlitzen 29. Innerhalb der Ablenkvorrichtung 28 kammer, durch die die von der Läuterungskammer können zur Erleichterung der Läuterung des zukommenden Gase austreten können. 25 geführten Materials Blasrohre 30 angeordnet sein.

Die Schmelzkammer 11 besteht aus einem äußeren, Ein entlüftetes Uberströmrohr 31 steht mit dem

zylindrischen, hitzebeständigen Mantel 14, einer Läuterungsbehälter 26 in Verbindung, so daß ein im inneren, konzentrischen, hitzebeständigen Ausklei- wesentlichen konstanter Glasspiegel innerhalb desdung 15, beispielsweise aus hochtemperaturbeständi- selben aufrechterhalten wird. Ein Auslaß- oder Abgem, vergießbarem Zement, einer hitzebeständigen 30 zugsrohr 32 steht mit einem Seitenwandungsteil des Bodenplatte 16 und einer Deckplatte 17. Eine um- Läuterungsbehälters 26 unterhalb des durch das gekehrt konische Kammer 18 ist in eine in der Deck- Rückfluß- oder Überströmrohr 31 aufrechterhalteplatte 17 belassene Öffnung eingepaßt und erstreckt nen Spiegels in Verbindung. Ein normalerweise gesich nach unten durch eine Öffnung in der Boden- schlossenes Schnellabzugsrohr 33 ist mit dem Bodenplatte 16. Zwischen dem konusförmigen Einsatz 18 35 teil des Läuterungsbehälters 26 verbunden. Ein und der inneren Auskleidung 15 bleibt ein Ver- Brenner 34 sitzt in der Nähe des Auslaßendes des brennungsraum 19, dem durch einen Brenner 20 Abzugsrohres 33 und dient zum Abschmelzen des Wärme zugeführt wird. Der Brenner 20 brennt sich innerhalb des Rohres 33 befindlichen, erstarrten tangential zur Innenoberfläche der Auskleidung 15. Stopfens und damit zur Erleichterung der Änderung

Um eine Schädigung der in einer solchen Anlage 40 der Schmelzzusammensetzung innerhalb des Behälzu erschmelzenden Sondergläser zu verhindern, die ters durch Schnellabzug der im Behälter befindlichen teilweise außerordentlich unverträglich mit gewöhn- Schmelze.

liehen hitzebeständigen Materialien sind, besteht der · In Fig. 3 ist ein Teilschnitt durch eine abgeänkonische Einsatz 18 vorzugsweise aus Platin oder derte, kugelstumpfförmige Ablenkvorrichtung 128 einer. Plarin-Rhodium-Legierung. Um einen maxima- 45 wiedergegeben, die in dem Läuterungsbehälter 26 der len Schmelzeffekt zu erreichen, muß der konische F i g. 1 verwendet werden kann. Der der Ablenkvor-Einsatz derart konstruiert werden, daß ein großer richtung 28 entsprechende, abgeänderte Teil 128 be-Oberflächenbereich pro Volumeinheit entsteht. Ob- sitzt radial verlaufende Flanschteile 128 b, die zur wohl man Kegel mit größerem Kegelwinkel verwen- Einstellung und Zentrierung der Ablenkvorrichtung den kann, wählt man zweckmäßig den Winkel zwi- 50 innerhalb des Läuterungsbehälters 26 Verwendung sehen Seitenwandung und Achse des Kegels unter- finden. Jedoch besitzt die Ablenkvorrichtung 128 an halb 15°. Bei größeren Winkern nimmt nicht nur das Stelle der Öffnungen 29 eine Vielzahl von rechtecki-Verhältnis zwischen Oberflächenbereich und Volum- gen Sägezahnöffnungen 129 in der Nähe des Bodens, einheit ab, sondern es wird auch der Wirkungsgrad welche den Austritt des geschmolzenen Glases des Abzuges des geschmolzenen Gemenges aus der 55 od. dgl. ermöglichen, das der Ablenkvorrichtung von Schmelzkammer wesentlich herabgesetzt. der Schmelzkammer zugeführt wird.

Die Schmelzkammer 11 ruht auf den Blöcken 13, Im Betrieb wird das feste Gemenge dem umgekehrt

die auf einer aus hitzebeständigem Material bestehen- konischen Einsatz 18 zugeführt. Der tangential zur den Abdeckplatte 21 der Läuterungskammer 12 an- Innenoberfläche der Auskleidung 15 gerichtete geordnet sind. Die hitzebeständige Verkleidung 22 60 Brenner 20 führt gleichmäßig Wärme zu den geneig- und die Grundplatten 23 bilden mit der Abdeckplatte ten Wandungsteilen des konusförmigen Einsatzes 18 21 einen Feuerraum oder eine Verbrennungskammer zu, so daß das mit diesen Wandungsteilen in Be-

24 innerhalb der Läuterungskammer 12. Die Wärme rührung stehende Gemenge schmilzt. Das geschmolwird dieser Kammer durch eine Anzahl von Brennern zene Gemenge fließt längs der Innenoberfläche des

25 zugeführt, die in ihrem Aufbau denjenigen bei der 65 konusförmigen Einsatzes 18 nach unten und durch Schmelzkammer verwendeten Brennern entsprechen. den unteren zylindrischen Teil 18 α nach außen, wo Innerhalb der Kammer 24 ist ein Läuterungsbehälter es im geschmolzenen Zustand in das Innere der kegel-26, der vorzugsweise aus Platin oder einer Platin- stumpfförmigen Ablenkvorrichtung übertritt.

Das der kegelstumpfförmigen Ablenkvorrichtung zugeführte geschmolzene Gemenge muß die öffnungen in der Nähe des Bodens dieser Ablenkvorrichtung passieren, bevor es aus dem Läuterungsbehälter 26 durch das Abzugsrohr 32 austreten kann. Obwohl 5 das der Ablenkvorrichtung zugeführte geschmolzene Gemenge dazu neigt, durch die Öffnungen im Boden auszutreten, bildet es seinen eigenen Spiegel innerhalb des Läuterungsbehälters 26 aus und wird derart so lange innerhalb der Ablenkvorrichtung gehalten, daß eine vollständige Läuterung gewährleistet ist. Die Verwendung von Blasrohren 30 erleichtert und begünstigt die erstrebte Läuterung. Die von der Schmelze austretenden Gase können frei vom zylindrischen oberen Teil der Ablenkvorrichtung durch den zwischen der Schmelzkammer und der Deckplatte mit Hilfe des Blockes 13 gebildeten Raum in die Atmosphäre austreten.

Das in die Atmosphäre entlüftete Überströmrohr 31 hält den Glasspiegel innerhalb des Behälters auf einer im wesentlichen gleichen Höhe oberhalb des Auslaßrohres 32.

Die Schmelzvorrichtung 10 ist außerordentlich vielseitig und läßt sich den verschiedensten Spezialgläsern anpassen. Will man das zu schmelzende und zu läuternde Glas ändern, dann wird der Behälter 26 durch Zünden des Brenners 34 entleert, durch den der normalerweise verhärtete Stopfen im Ende des Abzugsrohres 33 geschmolzen wird. Darauf läßt sich das gesamte, innerhalb des Behälters 26 befindliche, geschmolzene Material leicht abziehen. Die Schmelzkammer wird nach der Entleerung mit neuem zu schmelzendem Material beschickt, oder man setzt eine andere, ein neues Gemenge enthaltende Schmelzkammer auf und beginnt den Betrieb mit dem neuen Material.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schmelzen und Läutern von Glas oder glasartigen Materialien, gekennzeichnet durch eine Schmelzkammer(11) und eine darunter angeordnete Läuterungskammer (12), durch einen in der Schmelzkammer (11) untergebrachten, beheizten Einsatz (18) mit nach oben divergierender Wandung zur Aufnähme des Gemenges an seinem weiteren Ende und zur Abgabe des schmelzflüssigen Gemenges an seinem engeren Ende (18 a) und durch einen beheizten Behälter (26) mit einer hohlen Ablenkvorrichtung (28) und nach unten divergierender Wandung innerhalb der Läuterungskammer (12) zur Aufnahme und Läuterung des aus dem Einsatz (18) zugeführten schmelzflüssigen Gemenges.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Ablenkvorrichtung (28) mit der Atmosphäre in Verbindung steht und in der Nähe ihres Bodens Öffnungen (29) vorgesehen sind, die den Austritt des geläuterten Schmelzgutes aus der Ablenkvorrichtung (28) in den übrigen Läuterangsbehälter (26) ermöglichen.

3. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkvorrichtung (28) vom Läuterangsbehälter (26) umschlossen wird und über am Boden angeordnete Öffnungen (29) in den Läuterungsbehälter (26) ausmündet.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Schmelzkammer (11) eingesetzte, umgekehrt konische Einsatz (18) von außen von den Flammen von in der Schmelzkammer (11) untergebrachten Brennern (20) bestrichen wird.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der halbe Kegelwinkel des Schmelzkammereinsatzes (18) maximal 15° beträgt.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Rührvorrichtungen (30) innerhalb der in der Läuterungskammer (26) sitzenden Ablenkvorrichtung (28).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührvorrichtungen aus in die Ablenkvorrichtung (28) eingeführten Blasrohren (30) bestehen.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein in die Läuterungskammer (26) einmündendes Überströmrohr (31) zur Konstanthaltung des Spiegels im Läuterangsbehälter (26).

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Schnellabzugsrohr (33) für die Läuterungskammer (26) im Bereich der Ablenkvorrichtung (28).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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