DE1233983B - Einrichtung zum Schmelzen von Glas oder aehnlichem Material in einer Schmelzwanne - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

UTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C03b

Z O ο

Deutsche Kl.: 32 a-5/16

S 90639 VI b/32 a
20. April 1964
9. Februar 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Schmelzen von Glas oder ähnlichem Material in einer Schmelzwanne mit von unten erfolgender Zuführung von Heizgasen durch unter dem Spiegel der Schmelze angeordnete Brenner.

Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art werden ein Brenngas und Luft durch Düsen von unten derart eingeblasen, daß das Brenngas und die Luft gemischt und anschließend verbrannt werden, wenn die Gasmischung durch das Glas nach oben aufsteigt. Hierbei kann die Verbrennung der Gasmischung erst vollendet werden, wenn die Gase durch die Glasoberfläche hindurchgehen. Die Verbrennung endet daher bei den bekannten Einrichtungen über dem Spiegel der Glasschmelze und kann dabei zwar zum Vorerhitzen des neu zugegebenen Rohglases ausgenutzt werden, wenn dieses in die Schmelzwanne von oben eingebracht wird. Innerhalb der Glasschmelze brennende Gase sind jedoch insofern nachteilig, als sie das Glas leicht verfärben können. Außerdem wird infolge der unvollkommenen Verbrennung der Wirkungsgrad des Schmelzvorganges dadurch herabgesetzt, daß auf das Glas dort, wo die stärkste Hitze benötigt wird, weniger Hitze übertragen wird.

Durch die Erfindung sollen diese Schwierigkeiten vermieden werden. Demgemäß besteht die Erfindung bei einer Einrichtung zum Schmelzen von Glas oder ähnlichem Material in einer Schmelzwanne mit von unten erfolgender Zuführung von Heizgasen durch unter dem Spiegel der Schmelze angeordnete Brenner darin, daß die im Wannenboden oder den Seitenwandjingen angeordneten~B"fenher jeweils eine unter dem Spiegel der Schmelze ängööTdnete Verbrennungskammer aufweisen, die mit Anschlüssen für die Zuführung der in der Verbrennungskammer zu verbrennenden Gase und Luft sowie mit einem Auslaßende für die Verbrennungsgase versehen sind, das ebenfalls unter dem Spiegel der Schmelze liegt.

Vorzugsweise ist hierbei die Ausbildung derart, daß der Boden der Schmelzwanne mit mehreren im Abstand voneinander angeordneten Öffnungen zur Aufnahme je eines Brenners versehen ist, dessen Verbrennungskammer unter der Oberkante des Wannenbodens liegt.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung ergibt sich, wenn das Auslaßende der Brenner jeweils etwas über die Oberkante des Wannenbodens bzw. die Innenfläche der Seitenwandung vorsteht und jeder Brenner an seinem Außenumfang und um das Auslaßende herum mit einem Kanal für den Umlauf eines Kühlmittels versehen ist, das zum Kühlen des den Brenner umgeben-Einrichtung zum Schmelzen von Glas oder
ähnlichem Material in einer Schmelzwanne

Anmelder:

Selas Corporation of America,

Dresher, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Paap, Dipl.-Ing. H. Mitscheriich
und Dipl.-Ing. K. Gunschmann, Patentanwälte,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:

Hans Richard DoIf, Mercer Island, Wash.;

William Earl Marceau, Havertown, Pa. (V. St. A.)

den Teiles des Wannenbodens bzw. der Seitenwandung und des in Berührung mit dem Auslaßende befindlichen Glasmaterials dient.

Bei der gemäß der Erfindung ausgebildeten Einrichtung werden die mH Jjift_£erpkrhten Brenngas^ bereits in der Verbrennungskammer verbrannt, so daß lediglich die heißen V^rbrennungsgase durch_die Glasschmelze hindurchströmen. Hierdurch wird gewarlrleMet, daß "VeffarBungen des Glases vermieden werden, und außerdem erreicht, daß die gesamte durch die vollständige Verbrennung erzeugte Hitze voll zum Erhitzen des Glases ausgenutzt wird, wodurch der thermische Wirkungsgrad der Einrichtung verbessert wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen.

Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Schmelzen und Raffinieren von Glas;

F i g. 2 ist ein Teilschnitt längs der Linie 2-2 in Fig.l;

F i g. 3 zeigt im Längsschnitt einen in den Boden eines Ofens eingebauten Brenner;

F i g. 4 veranschaulicht eine weitere Anordnung eines in einem Ofen eingebauten Brenners;

F i g. 5 zeigt im Schnitt einen Behälter zum Raffinieren von Glas und mehrere in Verbindung damit zu benutzende Schmelzbehälter;

F i g. 6 ist ein vergrößerter Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 5;

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Fig. 7 ähnelt Fig. 6, zeigt jedoch eine andere Ausbildungsform eines Schmelzbehälters.

In F i g. 1 erkennt man den Verfeinerungsteil eines Glasofens 1, durch den hindurch sich die Glasmasse zu einem Vorherd und weiter zur Verwendungsstelle bewegt. Flüssiges Glas wird diesem Teil über ein W_ebx.2 von einer Schmelzzone oder Schmelzkammer 3 aus zugeführt, in welcher das in Form einer Matenalcharge oder in Form von Glasbiuck zugerurlrTe Material geschmolzen wird. Das Schmelzen erfolgt mit Hilfe von Brennern 6, die vollständig in dem flüssigen Glas untergetaucht und so in den Ofen eingebaut sind, daß sie durch Öffnungen ragen, welche für diesen Zweck im Boden 4 des Ofens vorgesehen sind. Die Rohmaterialien für die Herstellung von Glas werden über eine Rutsche 7 zugeführt, deren unteres Ende zwischen zwei der Brenner liegt, und zwar auf eine noch näher zu erläuternde Weise derart, daß die Zufuhr des Materials unterhalb der Oberfläche des Materials in dem Ofen und auf einer Höhe erfolgt, die unmittelbar oberhalb oder etwas unterhalb der normalen Oberfläche des flüssigen Glases in dem Ofen liegt. Das Rohmaterial wird der Rutsche 7 über einen Aufgabebehälter 8 zugeführt, wobei die Materialzufuhr in der üblichen Weise geregelt wird; die Verbrennungsprodukte der Brenner, die durch die Glasschmelze nach oben steigen, werden aus der Schmelzkammer 3 über einen Kamin 9 abgeführt.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht in der Konstruktion der Brenner 6, die es ermöglicht, die Brenner in den Boden der Schmelzzone und unterhalb der Oberfläche der Glasmasse einzubauen. F i g. 3 zeigt einen der erfindungsgemäßen Brenner im Längsschnitt. Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß sich der Brenner durch eine Öffnung 11 im Boden des Ofens erstreckt, wobei das obere Ende des Brenners ein kurzes Stück in die Schmelzkammer 3 hineinragt. Der Brenner nach F i g. 3 umfaßt ein als Gußstück ausgebildetes Basisteil 12, das auf einer geeigneten Unterstützung so angeordnet ist, daß der Brenner in der Öffnung 11 die richtige Lage einnimmt. An dem Basisteil 12 ist ein doppelwandiges Gehäuse befestigt, das eine äußere Wand 13 umfaßt, welche von der Öffnung 11 mit enger Passung aufgenommen wird, sowie eine innere Wand 14. Man erkennt, daß das obere Ende des Gehäuses aus seiner normalen zylindrischen Form in einen sich verjüngenden oberen Abschnitt übergeht, so daß ein kleiner Raum zwischen dem oberen Ende der Öffnung 11 und der Außenfläche der äußeren Wand 13 verbleibt. Der Raum zwischen den Wänden 13 und 14 ist in zwei Ringkanäle unterteilt, und zwar durch eine Trennwand 15, die durch eine Scheibe 16 unterstützt wird, welche einen Bestandteil des Basisteils 12 bildet und mit dem unteren Abschnitt des Basisteils durch einen hohlen Säulenabschnitt 17 verbunden ist, der einen Teil des Gaszuführungskanals bildet. Die Trennwand 15 umschließt den KancTTIer Scheibe 16 mit enger Passung und ist gegenüber der Scheibe mittels einer Dichtung 18 abgedichtet. Das obere Ende der Trennwand wird zwischen den Gehäusewänden 13 und 14 genau in der richtigen Lage gehalten, und zwar durch mehrere radiale Rippen 19, die sich von der Wand 13 aus nach innen und längs des Randes dieser Wand erstrecken. Die innere Wand 14 ist mit einem hitzebeständigen Material 21 so ausgekleidet, daß dieses Material eine Verbrennungskammer bildet, die am oberen Ende des Gehäuses eine eingeschnürte Austrittsöffnung 23 aufweist. Brennstoff und Luft werden der Verbrennungskammer über ein Bauteil 24 zugeführt, das an der Scheibe 16 des Basisteils befestigt ist. Dieses Bauteil umschließt eine ringförmige Gaskammer 25 mit Austrittskanälen 26, die nach innen auf einen Punkt gerichtet sind, welcher im wesentlichen auf der Mittelachse der Verbrennungskammer liegt. Ferner weist dieses Bauteil 24 einen zentralen

ίο Luftkanal 27 auf, durch den die Verbrennungsluft nach oben strömt, um sich mit dem aus den Kanälen 26 austretenden Gas zu mischen.

Zum Zünden des Gemisches in der Verbrennungskammer dient ein Funken der zwischen Elektroden einer Zündstange überschlägt. Diese Zündstange umfaßt eine Hülse 28, welche die äußere Elektrode bildet und eine drahtförmige Mittelelektrode 29 aufnimmt, die gegenüber der äußeren Elektrode elektrisch isoliert ist. Die Zündstange läßt sich gemäß F i g. 3 aus ihrer mit Vollinien wiedergegebenen Stellung nach oben in die mit gestrichelten Linien angedeutete Stellung schieben, und zwar durch Führungen, die eine in die Scheibe 16 eingebaute Dichtung 31 und eine Stopfbuchse 32 im unteren Ende des Gußteils 12 umfassen. Es sei bemerkt, daß sich die äußere Elektrode in der bei 33 angedeuteten Weise erweitert, um die durch den Kanal 27 strömende Luft so umzulenken, daß die Luft quer zu den aus den Kanälen 26 austretenden Gasströmen strömt.

Das Gußteil 12 weist einen Luftkanal 34 auf; die diesem Kanal zugeführte Luft strömt durch den Ringkanal zwischen der äußeren Gehäusewand 13 und der Trennwand 15, dann über das obere Ende der Trennwand hinweg und schließlich zwischen der inneren Gehäusewand 14 und der Trennwand zurück zu dem Raum oberhalb der Scheibe 16, an den sich der Luftkanal 27 direkt anschließt. Das Gußteil 12 ist mit einem Gaskanal 35 versehen, der sich durch den hohlen Säulenabschnitt 17 direkt zu dem Ringraum 25 erstreckt.

In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, mehrere Schmelzkammern in Verbindung mit einem einzigen Raffinationsofen oder Behälter zu benutzen, wie es in F i g. 5 und 6 dargestellt ist.

In F i g. 5 und 6 erkennt man einen großen Raffinationsofen oder Behälter 1, in welchem das geschmolzene Glas raffiniert wird, "während es von den ScKmelzkammern zu einem Auslaß strömt, von welchem aus das Glas beliebigen geeigneten Verarbeitungsmaschinen zugeführt wird. Der Behälter 1 kann auf bekannte Weise mit Hilfe von Rekuperatoren beheizt werden, die mit Brennern ausgerüstet sind; diese Rekuperatoren sind auf beiden Seiten des Ofens angeordnet, wie es in F i g. 5 bei 41 schematisch angedeutet wird. Das Glas wird dem Behälter 1 über Öffnungen 42 zugeführt, die dem Wehr 2 nach F i g. 1 entsprechen und im oberen Teil einer Seitenwand 43 vorgesehen sind, um die verschiedenen Schmelzkammern 3 mit dem Behälter 1 zu verbinden.

Jede der Schmelzkammern 3 ist im vorliegenden Fall auf Unterstützungen 44 erhöht angeordnet. Jede Schmelzkammer weist eine Entnahmetülle 45 auf, die an ihrer Bodenfläche mit einer Verschleißplatte 46 versehen ist, um sie gegen den Angriff der Glasmasse zu schützen. Die Tüllen oder Abgaberinnen der verschiedenen Schmelzkammern sind so bemessen, daß sie mit enger Passung in eine Öffnung 42 der Decke der Schmelzkammer eingreifen, welche mit der Decke

des Raffinationsbehälters fluchtet. Die Schmelzkammern sind so ausgebildet, daß sich ihre Bodenflächen auf einer gewissen Höhe oberhalb des Bodens des Raffinationsbehälters befinden, damit die Standhöhe des Glases in der Schmelzkammer nicht so hoch ist wie diejenige des Glases im Raffinationsbehälter. Zwar zeigen F i g. 6 und 7, daß die Schmelzkammern auf ortsfesten Unterstützungen 44 angeordnet sind, doch ist es auch möglich, die Schmelzkammern auf Rollen zu lagern, die auf Schienen laufen, so daß man die Schmelzkammern erforderlichenfalls aus ihrer hier gezeigten Betriebsstellung gegenüber dem Raffinationsbehälter entfernen kann. Wenn eine Schmelzkammer gegenüber dem Raffinationsbehälter zurückgezogen wird, verschließt man die zugehörige Öffnung 42 mit einer Tür aus feuerfestem Material.

Die Anordnung nach Fig. 7 ähnelt derjenigen nach F i g. 6, abgesehen davon, daß die Decke der Schmelzkammer in diesem Fall mit einem Abzugsschacht 47 versehen ist. Das Material zur Herstellung von Glas wird über den Abzugsschacht in den Schmelzofen eingeführt, um darin geschmolzen zu werden, und zwar in der gleichen Weise wie die gemäß F i g. 6 über die Rutsche 7 zugeführte Materialcharge.

Die Schmelzbehälter sind so bemessen, daß die Standhöhe des geschmolzenen Glases etwa .45£Uhjs 650 mm beträgt. Es hat sich gezeigt, daß man bei einer solchen Standhöhe sich in vernünftigen Grenzen haltende Drücke benötigt, um den Brennern Luft und Gas zuzuführen und zu erreichen, daß der Schmelzvorgang mit hohem Wirkungsgrad abläuft. Das flüssige Glas fließt k^nT^injrjjsrJligh über die Abgaberinnen

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45 zu dem Verfeinerungsbehälter 1, wo die Standhöhe der Glasmasse mehrere Fuß (1 Fuß gleich rund 300 mm) betragen kann. Der Behälter 1 wird, wie schon erwähnt, auf die übliche Weise beheizt, und zwar mit Hilfe von Brennern und Rekuperatoren, wobei sich die Flammen der Brenner oberhalb der Glasschmelze quer durch den Behälter erstrecken. Auf diese Weise wird das Glas auf der richtigen Temperatur und Viskosität gehalten, um die gewünschte Raffination beim Durchströmen des Behälters zu ermöglichen.

Die Zahl der in jede Schmelzkammer eingebauten Brenner richtet sich nach dem Fassungsvermögen des Behälters, und die Zahl der jedem Raffinationsbehälter zugeordneten Schmelzkammern wird ebenfalls durch das Fassungsvermögen des Raffinationsbehälters bestimmt. Das Fassungsvermögen des Raffinationsbehälters soll im wesentlichen gleich dem gesamten Fassungsvermögen aller Schmelzkammern sein. Gewöhnlich ist jedoch das Fassungsvermögen der einem einzelnen Raffinationsbehälter zugeordneten Schmelzkammern etwas größer, als es im Hinblick auf das Fassungsvermögen des Raffinationsbehälters erforderlich sein würde. Bei einer solchen Anordnung können die Schmelzkammern normalerweise etwas unter ihrer vollen Leistung beheizt werden, ohne daß sich der Wirkungsgrad wesentlich verschlechtert, doch kann jede Schmelzkammer auch entsprechend ihrer Leistung oder darüber hinaus beheizt werden, wenn eine Schmelzkammer zu Wartungsoder Reparaturzwecken außer Betrieb gesetzt werden muß. Auf diese Weise ist es möglich, den großen Raffinationsbehälter, der einer wesentlich geringeren Abnutzung ausgesetzt ist, kontinuierlich zu betreiben. Dadurch, daß man den Raffinationsbehälter nicht zur Durchführung des eigentlichen Schmelzvorgangs benutzt, läßt sich die Lebensdauer der Anlage erheblich verlängern.

Bei der Konstruktion nach F i g. 7 wird ein Teil der durch das Glas nach oben steigenden Verbrennungsprodukte oder die gesamte Menge der Verbrennungsprodukte über den Abzugsschacht 47 abgeführt, so daß eine Vorwärmung des der Schmelzkammer zugeführten Materials erfolgt. Durch diese Anordnung erhöht sich der Wirkungsgrad des Schmelzvorgangs,

ίο doch sollte diese Anordnung nur dann benutzt werden, wenn es sich bei dem zugeführten Rohmaterial um Glasbruch oder eine Materialcharge in Form kleiner Kügelchen handelt. Loses Rohmaterial soll in der in F i g. 1 gezeigten Art an einem Punkt zugeführt werden, der in unmittelbarer Nähe der Oberfläche der Glasmasse oder unter der Oberfläche liegt.

Beim Betrieb des Systems führt man den Brennern Gas und Luft in vorbestimmten anteiligen Mengen zu, die mit Hilfe eines Verhältnisreglers bekannter Art so

eingeregelt werden, daß ein geringer Luftüberschuß vorhanden ist. Während sich die Zündstange in ihrer in F i g. 3 mit gestrichelten Linien angedeuteten Stellung befindet, läßt man einen Funken zwischen den Elektroden der Zündstange überspringen, um das Gemisch zu zünden, woraufhin die Stange wieder in ihre normale Stellung zurückgezogen wird. Bei dieser normalen Betriebsstellung lenkt das divergierende obere Ende 33 der Zündstange die zugeführte Luft so um, daß sie quer zu den aus den Kanälenjt6 austretende^ Brennstoffströmen strömt, damit eine gute Durchmischung erfolgt. Die Verbrennung des Brennstoffs wird innerhalb der Verbrennungskammern 22 zu Ende geführt, so daß die Wand 21 aus feuerfestem Material zur Weißglut gebracht wird, um so die Verbrennung aufrechtzuerhalten und die Leistung des Brenners zu steigern. Während sich der Brenner erhitzt, wird dieLuft^vorgewärmt, wobei die zugeführte Luft gleichzeitig eine Abkühlung der Metallteile in einem solchen Ausmaß bewirkt, daß eine lange Lebensdauer des Brenners gewährleistet ist. Durch die Rippen 19 wird vom Ende des Brenners eine ausreichende Wärmemenge abgeführt, so daß das obere Ende des Brenners unter einer Temperatur gehalten wird, bei welcher das Metall von dem geschmolzenen Glas angegriffen werden kann.

Die über die Austrittsöffnung 23 mit hoher Geschwindigkeit entweichenden heißen Verbrennungsprodukte gelangen in die Schmelzkammer 3, um die Kammer und die ihr benachbarten Teile zu erhitzen.

Nachdem der Ofen auf die richtige Temperatur gebracht worden ist, kann man Rohmaterial, anfänglich vorzugsweise in Form von Glasbruch, über die RutscheJZjzufuhren; wenn das Rohmaterial beginnt, ie Brenner zu bedecken, wird es durch die aus den Brennern austretenden Gase geschmolzen. Die Standhöhe der Glasschmelze kann in weiten urenzen variieren, und sie kann etwa 600 bis 900 mm über den Austrittsöffnungen der Brenner Tiegen. Bei jeder Standhöhe muß jedoch der Druck, mit welchem der Brennstoff und die Luft zugeführt werden, ausreichen, um den statischen Druck der Glasmasse zu überwinden.

Wenn die Verbrennungsprodukte durch die Glasmasse nach oben strömen, verteilen sie sich längs unregelmäßiger Strömungsbahnen, statt senkrechte öffnungen zu erzeugen, die sich direkt zur Oberfläche der Schmelze erstrecken. Hierdurch entstehen in der Schmelze Strömungen derart, daß sich die heißesten

Teile der Schmelze in der Nähe der Brenner nach oben bewegen, während die kühleren Teile nahe den Wänden und zwischen den Brennern nach unten fließen, und wobei sich eine allgemeine Strömung in Richtung auf das Wehr.2 ausbildet. Das Glasmaterial wird somit nicht nur geschmolzen, sondern gründlich gemischt, so daß eine einheitliche Masse entsteh^ Die ZuTiSti"ung des Chargenmaterials und~des Glasbruchs erfolgt an einer vergleichsweise kühleren Stelle zwischen den Brennern, so daß das zugeführte Material zuerst nach unten gezogen und mit dem flüssigen Glas gemischt wird, während es zu schmelzen beginnt. Das Zuführen des Rohmaterials an einer Stelle, an welcher in der Schmelze eine nach unten verlaufende Strömung vorhanden ist, gewährleistet eine sofortige Durchmischung. Wenn das Rohmaterial kornförmig ist, kann man es an einem der Oberfläche der Schmelze nahe benachbarten Punkt auf die Oberfläche der geschmolzenen Masse fallen lassen. Wenn es sich jedoch um ein pulverförmiges Rohmaterial handelt oder wenn das Material ein Pulver enthält, soll das Rohmaterial der geschmolzenen Masse unter deren Oberfläche in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise zugeführt werden, so daß die Verbrennungsprodukte das Pulver nicht in der Kammer aufwirbeln und es gegen die Ofenwände schleudern. Da die Brenner in Abständen von den Wänden 5 angeordnet sind, ist die den Wänden benachbarte Glasmasse kühler und stärker zähflüssig als in der Mitte der Schmelzkammer. Daher strömt die Schmelze längs der Wände mit einer niedrigeren Geschwindigkeit.

Das mit dem Brennermantel in Berührung kommende geschmolzene Glas wird infolge des Wärmedurchgangs durch die Wand des Brennergehäuses zu der Verbrennungsluft genügend abgekühlt, so daß es erstarrt. Somit ist eine dünne Schicht aus erstarrtem Glas vorhanden, wie es in F i g. 3 bei 36 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist; dieses erstarrte Glas steht am Umfang der Öffnung 11 in Berührung mit dem Brenner und dient dazu, das obere Ende des Brenners zu isolieren und zu schützen, wobei das erstarrte Glas gleichzeitig den Raum zwischen der Wand der Öffnung 11 und dem Brenner ausfüllt und eine Abdichtung bewirkt.

Bei der Bewegung der Gase durch die Glasschmelze nach oben entstehen natürlich Blasen. Da die Glasmasse in dem betreffenden Bereich heiß ist und eine geringe Viskosität hat, können die Blasen leicht zur Oberfläche steigen und zerplatzen. Diejenigen Blasen, weiche nicht in der Schmelzkammer 3 nach oben steigen, werden von der Glasmasse in Form einer dünnen Schicht über das Wehr 2 bzw. durch die Rinne 46 geführt, wo sie nach oben steigen können. Alle dann noch in der Schmelze verbliebenen Blasen gelangen in den Raffinationsbehälter bzw. die Kammer 1, wo eine ausreichende Zeit zur Verfugung steht, um das Glas zu raffinieren, bevor es zur weiteren Verwendung abgezogen wird.

Das Gas und die Luft werden dem Brenner mit einem Druck zugeführt, der etwa 0>235aW je Meter der Standhöhe der Glasmasse in der"5chmelzkamrner 3 zuzüglich des Druckabfalls in dem System beträgt. Bei dieser Betriebsweise erfolgt in der Verbrennungskammer 22 eine vollständige Verbrennung des Brennstoffs, so daß nur heiße Verbrennungsprodukte mit einer Temperatur von etwa 1640° C an das Schmelzgut abgegeben werden, um uas GläS" zu schmelzen und es auf einer geeigneten Temperatur und Viskosität zu halten. Bei Sodkalkglas beträgt diese Temperatur z. B. etwa 1200° C. Die bei der vollständigen Verbrennung des Brennstoffs entstehenden Gase bewirken keinerlei Verfärbung des Glases. Vorzugsweise wählt man die Standhöhe des Glases nur so hoch, wie es erforderlich ist, um es den Gasen zu ermöglichen, aus dem Glas etwa mit der Temperatur des Glases zu entweichen; hierdurch wird eine Erhitzung mit sehr hohem Wirkungsgrad erzielt, und man kommt mit ίο einem niedrigeren Druck des Brennstoffs und der Luft aus.

Das Hindurchströmen der Verbrennungsluft durch das Brennergehäuse genügt, um das Gehäuse auf einer Temperatur zwischen etwa 515 und etwa 535° C zu halten, und dieser Temperaturbereich liegt genügend tief, um eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer des Brenners zu gewährleisten. Die Temperatur des äußeren Gehäuseteils, welcher über den Boden 4 der Schmelzkammer hinausragt und mit der Glaszo schmelze in Berührung kommt, liegt unter der Erstarrungstemperatur des Glases, so daß die in F i g. 3 bei 36 angedeutete dünne Schicht aus erstarrtem Glas den Brenner isoliert und ihn schützt. Es sei bemerkt, daß die zur Kühlung des oberen Endes des Brenners dienende Verbrennungsluft auf etwa 205° C vorgewärmt wird und daß sich hierdurch die Wirtschaftlichkeit der Anlage erhöht. Zahl und Größe der Brenner richten sich natürlich nach den Abmessungen und dem Fassungsvermögen der Schmelzkammer. Für den Fachmann ist es ohne weiteres möglich, die richtige Zahl und Größe der Brenner zu ermitteln. Es hat sich gezeigt, daß Brenner mit einem Heizleistungsbereich von etwa 63 000 bis etwa^l^OOOO^cal/h für eine Schmelzanlage geeignet sind, deren Tagesleistung etwa 30 Tonnen beträgt.

Wenn der Schmelzvorgang unterbrochen werden soll, wird die Zufuhr des gasförmigen Brennstoffs zu den Brennern unterbrochen, während jedoch weiterhin Luft zugeführt wird. Hierdurch wird gewährleistet, daß innerhalb der gesamten Glasmasse Kanäle verbleiben, so daß die Verbrennungsprodukte abgeführt werden können, wenn die Brenner erneut gezündet werden. Außerdem wird hierdurch verhindert, daß flüssiges Glas in die Brenner eindringt.

Gemäß der Beschreibung erstrecken sich die Brenner durch den Boden der Schmelzkammer nach oben, jedoch ist es auch möglich, die Brenner in die Seitenwände der Schmelzkammer einzüT)au*en7~wenitr" man denTStrom der Verbrennungsgase eine geeignete Richtung gibt. Eine solche Anordnung ist in F i g. 4 gezeigt, wo man erkennt, daß die Wand 5 der Schmelzkammer einen nach innen geneigten Abschnitt 37 aufweist. Der Brenner 6 erstreckt sich rechtwinklig zu dem Wandabschnitt 37 und ist unter etwa 45° gegen die Waagerechte geneigt. Bei dieser Stellung des Brenners strömen die Verbrennungsprodukte nach unten von der Wand 37 weg und durchsetzen dann die Gasschmelze nach oben. Bei dieser Anordnung spielt sich der Schmelzvorgang ebenfalls in der beschriebenen Weise ab.

Man erkennt somit, daß die Erfindung ein zweckmäßiges Verfahren zum Schmelzen von Glas vorsieht, bei dem die Wärme direkt an das Glasmaterial abgegeben wird, während die Wärmeabgabe bei den bis jetzt bekannten Konstruktionen auf indirekte Weise erfolgt. Der bei der erfindungsgemäßen Anordnung benutzte Brenner eignet sich besonders gut

für den vorgesehenen Zweck und trägt zu einer wirtschaftlichen Anwendung des beschriebenen Verfahrens bei. Es sei bemerkt, daß sich die Verwendung des erfindungsgemäßen Brenners und die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung nicht auf das Erhitzen und Schmelzen von Glas beschränken, und daß sich die Erfindung somit auch bei anderen Materialien anwenden läßt.

Ferner sei bemerkt, daß die Erfindung eine neuartige Anordnung zum Schmelzen großer Glasmengen vorsieht. Diese Anordnung gewährleistet, daß alle Bestandteile geschmolzen werden, bevor sie zu dem Verfeinerungsbehälter gelangen; hierdurch wird eine längere Lebensdauer des Verfeinerungsbehälters gewährleistet. Außerdem kann der Verfeinerungsbehälter mit Glas aus mehreren verschiedenen Quellen gespeist werden, von denen jede für sich instandgesetzt oder ausgewechselt werden kann, so daß ein kontinuierlicher Betrieb des Verfeinerungsbehälters während seiner gesamten Lebensdauer sichergestellt ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Schmelzen von Glas oder ähnlichem Material in einer Schmelzwanne mit von unten erfolgender Zuführung von Heizgasen, durch unter dem Spiegel der Schmelze angeordnete Brenner, dadurch gekennzeichnet, daß die~~im Wannenboden (4) oder den Seitenwandungen (37) angeordneten Brenner (6) jeweils eine unter dem Spiegel der Schmelze angeordnete Verbrennungskammer (22) aufweisen, die mit Anschlüssen (34, 35) für die Zuführung der in der Verbrennungskammer zu verbrennenden Gase und Luft sowie mit einem Auslaßende (23) für die Verbrennungsgase versehen sind, das ebenfalls unter dem Spiegel der Schmelze liegt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (4) der Schmelzwanne mit mehreren im Abstand voneinander angeordneten Öffnungen (11) zur Aufnahme je eines Brenners (6) versehen ist, dessen Verbrennungskammer (23) unter der Oberkante des Wannenbodens liegt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßende (23) der Brenner (6) jeweils etwas über die Oberkante des Wannenbodens (4) bzw. die Innenfläche der Seitenwandung (37) vorsteht und jeder Brenner (6) an seinem Außenumfang und um das Auslaßende herum mit einem Kanal (19) für den Umlauf eines Kühlmittels versehen ist, das zum Kühlen des den Brenner umgebenden Teiles des Wannenbodens bzw. der Seitenwandung und des in Berührung mit dem Auslaßende befindlichen Glasmaterials dient.

4. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (6) paarweise angeordnet sind und im Grundriß gesehen zwischen den beiden Brennern eines der Brennerpaare eine Zuführungsvorrichtung (7) für Rohglas in die Schmelzwanne mündet, deren Auslaßende in Höhe des Spiegels der Schmelze oder darunter liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 729 098;
französische Patentschrift Nr. 1 315 057.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 508/75 1. 67

Bundesdruckerei Berlin