DE1237725B - Device for generating a turbulent, hot gas flow at high speed in the manufacture of fibers from materials which can be softened in the heat - Google Patents

Device for generating a turbulent, hot gas flow at high speed in the manufacture of fibers from materials which can be softened in the heat

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DE1237725B
DE1237725B DE1961P0026560 DEP0026560A DE1237725B DE 1237725 B DE1237725 B DE 1237725B DE 1961P0026560 DE1961P0026560 DE 1961P0026560 DE P0026560 A DEP0026560 A DE P0026560A DE 1237725 B DE1237725 B DE 1237725B
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Donald William Denniston
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PPG Industries Inc
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Pittsburgh Plate Glass Co
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Description

O UINJJtOKJIl' U BLIK DJi U TSCJiLAIN D O UINJJtOKJIl 'U BLIK DJi U TSCJiLAIN D

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

DOIdDOId

Deutsche KL: 29 a-6/30German KL: 29 a-6/30

Nummer: 1237725Number: 1237725

Aktenzeichen: P 26560 VI b/29 aFile number: P 26560 VI b / 29 a

Anmeldetag: 11. Febraur 1961 Filing date: February 11, 1961

Auslegetag: 30. März 1967Open date: March 30, 1967

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines verwirbelten heißen Gasstromes von hoher Geschwindigkeit, der beim Zusammenbringen mit in der Wärme erweichbaren Werkstoffen die Herstellung von Fasern ermöglicht, im wesentlichen bestehend aus einer Kammer, in welche Brennstoffe eingeführt, dort verbrannt und aus welcher die Verbrennungsgase mit hoher Geschwindigkeit ausgeblasen werden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strömungsweg der Brenngase innerhalb der Kammer ein langgestreckter Prallkörper, z.B. ein Stab, angeordnet ist und außerdem eine Zündvorrichtung vorgesehen ist, die die Brenngase vor oder an dem Prallkörper entzünden. Mit dieser Vorrichtung lassen sich z. B. Glasfasern erzeugen, darunter sehr feine Fasern.The invention relates to a device for generating a swirled hot gas stream from high speed that occurs when brought into contact with materials which can be softened in the heat Production of fibers is made possible, essentially consisting of a chamber in which fuels introduced, burned there and from which the combustion gases are blown out at high speed are, characterized in that in the flow path of the fuel gases within the Chamber an elongated baffle, for example a rod, is arranged and also an ignition device is provided that ignite the combustion gases in front of or on the impact body. With this device can be z. B. produce glass fibers, including very fine fibers.

Die USA.-Patentschriften 2 489 242 und 2 489 243 beschreiben ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung sehr feiner einzelner (diskontinuierlicher) Glasfasern. Bei diesem Verfahren läßt »ο man einen sehr schnellen und heißen Gasstrom unter einem bestimmten Winkel, vorzugsweise im rechten Winkel, auf einen festen Glasfaden (Vorfaden) oder einen Glasstrom treffen, wobei der Faden oder Strom sich wieder so weit erwärmt, daß er weich wird und durch die Geschwindigkeit des Gasstroms zerteilt werden kann. Der Gasstrom entsteht in dem Brenner eines Verbrennungsraums, in den man ein brennbares Gasgemisch mit verhältnismäßig geringer Strömungsgeschwindigkeit und unter verhältnismäßig niedrigem Druck, d. h. von 0,14 bis 0,7 atü einführt und diese Gase in der Kammer vollständig verbrennen läßt. Die verbrannten Gase ziehen durch eine Austrittsöffnung von begrenztem Querschnitt an einem Ende der Kammer in Form eines heißen (1650° C) Gasstromes mit hoher Geschwindigkeit (150 bis 215 m/Sek.) ab. Die Einengung des Gasstromes auf seinem Weg durch die Öffnung beschleunigt ihn stark. Im allgemeinen liegt das Verhältnis des Querschnitts der Kammer zu dem der Austrittsöffnung zwischen 4 :1 und 8 :1.U.S. Patents 2,489,242 and 2,489,243 describe a method and apparatus for the production of very fine individual (discontinuous) glass fibers. In this process, »ο a very fast and hot gas stream at a certain angle, preferably in right angle, meet a solid glass thread (pre-thread) or a stream of glass, whereby the The thread or stream warms up again to such an extent that it becomes soft and by the speed of the Gas stream can be divided. The gas flow arises in the burner of a combustion chamber, in the one a combustible gas mixture with a relatively low flow rate and below relatively low pressure, d. H. from 0.14 to 0.7 atmospheres and these gases in the chamber burns completely. The burned gases pass through an outlet opening of limited Cross-section at one end of the chamber in the form of a hot (1650 ° C) gas flow at high speed (150 to 215 m / sec.). The narrowing of the gas flow on its way through the opening accelerates it strongly. Generally lies the ratio of the cross section of the chamber to that of the outlet opening between 4: 1 and 8: 1.

Ein Merkmal des auf diese Weise erzeugten Gasstroms besteht darin, daß die Wirbelung, die sich während der Verbrennung der Gase in der Kammer bildet, durch die Einengung des Gasstromes, wenn er durch die enge Öffnung fließt, bedeutend zurückgeht. Diese Verringerung der Wirbelung verringert die Wirksamkeit des Gasstromes für die Erwärmung des festen Glasfadens bis auf die Erweichungstemperatur und für die Zerteilung des erweichten Fadens bedeutend. Ein stark wirbelnder heißer Gasstrom überträgt seine Wärme viel schneller auf den Vorrichtung zur Erzeugung eines verwirbelten
heißen Gasstroms von hoher Geschwindigkeit bei der Herstellung von Fasern aus in der Wärme
erweichbaren Werkstoffen
A feature of the gas flow produced in this way is that the vortex which forms during the combustion of the gases in the chamber is significantly reduced by the narrowing of the gas flow as it flows through the narrow opening. This reduction in turbulence significantly reduces the effectiveness of the gas flow for heating the solid glass thread up to the softening temperature and for breaking up the softened thread. A strongly swirling hot gas stream transfers its heat much more quickly to the device for generating a swirled one
hot gas flow of high speed in the manufacture of fibers from in the heat
softenable materials

Anmelder:Applicant:

Pittsburgh Plate Glass Company, Pittsburgh, Pa.Pittsburgh Plate Glass Company, Pittsburgh, Pa.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr. W. Beil, A. HoeppenerDr. W. Beil, A. Hoeppener

und Dr. H. J. Wolff, Rechtsanwälte,and Dr. H. J. Wolff, lawyers,

Frankfurt/M.-Höchst, Adelonstr. 58Frankfurt / M.-Höchst, Adelonstr. 58

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Donald William Denniston, Pittsburgh, Pa.Donald William Denniston, Pittsburgh, Pa.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 15. Februar 1960 (8651)V. St. v. America February 15, 1960 (8651)

Glasfaden und zerteilt auch die erweichten Fäden oder Ströme viel besser.Glass thread and also breaks up the softened threads or streams much better.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung des verwirbelten heißen Gasstromes von hoher Geschwindigkeit. Das Besondere besteht dabei darin, daß der in den Strom dieser Gase eingeschaltete langgestreckte Prallkörper bewirkt, daß nach Entzündung der Brenngase die Flamme dadurch in ihrer Lage in der Kammer festgeheftet wird und sich von da an in der Strömungsrichtung der Gase weitererstreckt. The present invention relates to a device for generating the swirled hot gas flow of high speed. The special thing about it is that the in the stream of this Gases switched on elongated baffle causes that after ignition of the combustion gases Flame is thereby fixed in its position in the chamber and from then on extends further in the direction of flow of the gases.

Außer durch die obengenannten USA.-Patentschriften sind bereits Zieh- und Brennereinrichtungen zur Herstellung von Glasfasern durch die USA.-Patentschrift 2 841213 bekanntgeworden, mit denen man sehr hohe Blasgeschwindigkeiten erreicht. Durch diese letztere Patentschrift ist jedoch noch nicht der stabförmige Prallkörper von der hier gezeigten Art in der Verbrennungskammer bekanntgeworden.In addition to the United States patents mentioned above, there are already pulling and burner devices for the production of glass fibers by the USA.-Patent 2 841213 became known with which very high blowing speeds are achieved. However, this latter patent is not yet the Rod-shaped impact body of the type shown here in the combustion chamber became known.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend für einige besondere Ausführungsformen näher beschrieben. In der Zeichnung istWith reference to the drawing, the invention is described below for some particular embodiments described in more detail. In the drawing is

F i g. 1 ein Querschnitt durch die Kammer, in der die Brennstoffe verbrannt werden,F i g. 1 a cross-section through the chamber in which the fuels are burned,

F i g. 2 der Schnitt entlang der Linie III-III in Fig.l;F i g. 2 the section along the line III-III in Fig.l;

709 547/330709 547/330

3 43 4

F i g. 3 bis 6 sind isometrische Ansichten verschie- schnitt des in F i g. 6 abgebildeten Stabes 74 istF i g. 3 to 6 are isometric views of various sections of the in FIG. 6 shown rod 74 is

dener Stabformen als Prallkörper, die in die in U-förmig, wobei der Mittelteil.des U im allgemeinenDener rod forms as impact body, which in the U-shaped, with the Mittelteil.des U in general

F i g. 1 und 2 abgebildete Kammer eingesetzt wer- quer zur Strömungsrichtung der Gase liegt. In die-F i g. 1 and 2 are inserted transversely to the direction of flow of the gases. In the-

den können; sem Querteil können ebenfalls kleine Löcher vor-the can; Small holes can also be made in this cross-section.

F i g. 7 ist ein Schnitt, der eine andere Aus- 5 handen sein. Auch die Stäbe 70 und 74 erfüllenF i g. 7 is a section showing another negotiation. The rods 70 and 74 also meet

führungsform der in F i g. 1 abgebildeten Kammer ihren Zweck besser, wenn die Stege oder Mittelteilemanagement form of the in F i g. 1 chamber shown serves its purpose better if the webs or middle parts

zeigt. einen bestimmten Winkel, nämlich von 45 bis 89°,shows. a certain angle, namely from 45 to 89 °,

Der Brenner enthält eine lange enge Kammer 45, zur allgemeinen Strömungsrichtung der Gase durch die teilweise aus Siliziumcarbid oder anderen feuer- die Kammer bilden, Man kann natürlich auch anfesten Baustoffen 48 besteht. Das feuerfeste Futter io dere Stabformen und auch mehr als einen Stab vor-48 ist von feuerbeständigen Isoliersteinen 49 um- sehen. Beispielsweise nimmt man Heber eine Reihe geben, und das Ganze wird von einem Metallmantel senkrechter, quer über die Breite der Kammer, in 52 zusammengehalten. Die Isoliersteine können aus bestimmten Abständen voneinander verteilter Stäbe Aluminiumsilikat oder anderen Isoliermassen be- als nur einen einzigen durchgehenden waagerechten stehen, der Metallmantel aus Stahl. Der Metall- 15 Stab. Der Zweck der Stäbe wird weiter unten noch mantel ist an einer End- oder Dehnungsplatte 56 im Zusammenhang mit dem Ablauf des Verfahrens mit Schrauben 58 befestigt, die aus dem Mantel 52 näher beschrieben.The burner contains a long narrow chamber 45, for the general direction of flow of gases through which are partly made of silicon carbide or other fire- forming chambers. Of course, you can also attach them Building materials 48 consists. The refractory lining has more rod shapes and more than one rod in front of it is surrounded by fire-resistant insulating bricks 49. For example, you take a number of jacks enter, and the whole thing is vertical, across the width of the chamber, in by a metal jacket 52 held together. The insulating blocks can be spaced apart from bars Aluminum silicate or other insulating compounds as just a single continuous horizontal stand, the metal jacket made of steel. The metal 15 rod. The purpose of the rods is explained below jacket is on an end or expansion plate 56 in connection with the course of the process fastened with screws 58, which are described in more detail from the jacket 52.

herausragen und durch Bohrungen in den Platten 56 Zum Betrieb der in Fig, I bis 6 beschriebenen Vorgehen und mit. dieser durch Muttern 60 verschraubt richtung leitet man in die Kammer ein brennbares sind. 20 Gasgemisch unter 0,035 atü und höheren Druckprotrude and through holes in the plates 56 to operate the procedure described in FIGS and with. This screwed by nuts 60 direction one leads into the chamber a combustible are. 20 Gas mixture below 0.035 atm and higher pressure

Ein brennbares Gasgemisch, z. B. von Erdgas und und mit einer Fließgeschwindigkeit ein, die kurzA combustible gas mixture, e.g. B. of natural gas and and with a flow rate that is short

Luft, wird durch die Leitung 62 dem Brenner 38 vor dem Stab in der Kammer etwa 6 bis 60 m/Sek.Air, is passed through line 62 to burner 38 in front of the rod in the chamber about 6 to 60 m / sec.

zugeführt. Man kann auch ein Gemisch von Propan erreicht. Die Querschnitt-Abmessungen der Kammerfed. A mixture of propane can also be achieved. The cross-sectional dimensions of the chamber

und Luft oder von feinstversprühten flüssigen Brenn- 45 in deren ersten Abschnitt 65 sowie des von demand air or from very finely sprayed liquid fuel 45 in the first section 65 and that of the

stoffen und Luft verwenden. An ihrem Ende trägt 25 feuerfesten Futter 48 umgebenen Abschnitts betra-use substances and air. At its end carries 25 refractory linings 48 surrounding the section

die Leitung 62 ein Übergangsstück 63, das die Form ., gen beispielsweise 19 X 127 bis 19 X 380 mm. Diesethe line 62 is a transition piece 63 that has the shape., for example 19 X 127 to 19 X 380 mm. These

einer Mache-Hebra-Düse haben kann, um den Strö- Abmessungen sind so gewählt, daß sie einen Gas-a Mache Hebra nozzle can have, the flow dimensions are chosen so that they have a gas

mungsquerschnitt demjenigen in der Kammer 45 strom von etwa gleichen Ausmaßen in einer Ent'flow cross-section to that in the chamber 45 flow of approximately the same dimensions in one Ent '

anzupassen. Siebe 64 · mit lichten Maschenweiten fernung von etwa 25 bis 50 mm von der Brenner-adapt. Sieves 64 with clear mesh widths at a distance of about 25 to 50 mm from the burner

von 0,25 bis 0,42 mm sind quer durch die Strö- 30 mündung ergeben können. Die Breite des Brennersfrom 0.25 to 0.42 mm can result across the flow mouth. The width of the burner

mungsbahn liegend an den Ein- und Auslaßstellen und des Gasstroms ist unterschiedlich und richtetmungsbahn lying at the inlet and outlet points and the gas flow is different and directed

des Übergangsstückes 63 angebracht, um alle star- sich nach der Zahl der Vorfäden und der Ge-of the transition piece 63 attached to all rigidly according to the number of pre-threads and the

keren Wirbel abzubauen und alle Geschwindigkeits- schwindigkeit, mit der diese zerfasert werden. Dieto break down no eddies and all the speed with which these are frayed. the

unterschiede in den Gasströmen auszugleichen, die Länge der Kammer 45 von ihrem Einlaß bis zu demTo compensate for differences in gas flows, the length of chamber 45 from its inlet to the

etwa durch die Krümmung der Zuleitung 62 ent- 35 oder den Stäben beträgt 10 cm oder mehr und vonas a result of the curvature of the feed line 62, for example, or the rods is 10 cm or more and from

stehen können. Es empfiehlt sich, das Geschwindig- . dem oder den Stäben bis zum Kammerauslaß 25 cmcan stand. It is recommended that the speed. the rod or rods to the chamber outlet 25 cm

keitsprofil der Gase im ersten Abschnitt 65 des Ver- oder mehr.speed profile of the gases in the first section 65 of the supply or more.

brennungsraums 45 vor dem Prallstab praktisch recht- Die Gesamtabmessungen dieser Stäbe, beispielswinklig und die Wirbelung der Gase gleichmäßig zu weise des Stabes 66, betragen 0,75 bis 13 mm im halten. Das Übergangsstück 63 und das Sieb 64 kön- 40 Durchmesser für eine Kammer von 19 mm Höhe, nen übrigens auch andere Formen haben, nur muß es Der Stab verläuft waagerecht durch die ganze Kammöglich sein, damit die Geschwindigkeit und die mer 45 hindurch. Seine Form ist so gewählt, daß er Verwirbelung der Gase, die in den Abschnitt 65 etwa 4 bis 67 % der Querschnittsfläche der Kammer eintreten, gerade vor dem Stab praktisch gleich- 45 einnimmt und eine zusätzliche Wirbelung in den mäßig zu halten. 45 schnell strömenden Gasen erzeugt.Combustion chamber 45 in front of the impact rod practically right. The overall dimensions of these rods, for example angled and the swirling of the gases evenly in relation to the rod 66, are 0.75 to 13 mm in hold. The transition piece 63 and the sieve 64 can have a diameter of 19 mm for a chamber of 19 mm height, by the way, but it must be possible. Its shape is chosen so that it assumes the swirling of the gases, which enter the section 65 about 4 to 67% of the cross-sectional area of the chamber, practically evenly in front of the rod and to keep an additional swirling in the moderate. 45 fast flowing gases are generated.

In der Kammer 45 in ihrem ersten Abschnitt 65 Um den Verbrennungsvorgang einzuleiten, führt ist einige Zentimeter vom Beginn der Kammer ent- man das brennbare Gasgemisch in den ersten Abfernt, ein Prallkörper, z. B. der Stab 66, befestigt, der schnitt 65 der Kammer bis an den Stab 66 unter durch die ganze Kammer hindurch von einer Seiten- verhältnismäßig niedrigem Druck von . 22 bis wand zur andern geht. Dieser Stab kann, wie Fig. 3 50 88 g/cm2, vorzugsweise 35 g/cm2 und mit einer Gezeigt, einen kreisförmigen Querschnitt haben oder schwindigkeit von etwa 6 bis 28 m/Sek., vorzugsauch, wie Fig. 4 bis 6 zeigen, andere Querschnitts- weise etwa 12 m/Sek. Man kann hierfür etwa ein formen. Der Querschnitt des Stabes 67 in F i g. 4 stöchiometrisches Gemisch aus 10 Teilen Luft auf zeigt die Form eines V, wobei die Spitze des V auf 1 Teil Erdgas nehmen. Ein Funkenzünder 80, z. B. die unverbrannten Gase gerichtet ist. Es wurde ge- 55 eine Teslaspule führt man durch eine Öffnung 81 in funden, daß der Stab 67 seinen Zweck besser erfüllt, die Kammer 45 ein oder baut sie ein und erzeugt wenn die Spitze des V unter einem bestimmten Win- einen Zündfunken auf der Rückseite des Stabes (in kel, nämlich von 1 bis 45°, gegenüber der all- Strömungsrichtung gesehen). Der Funke springt von gemeinen Fließrichtung der Gase durch die Kam- dem Zünder auf den Stab und entzündet so das mer 45 schräg gerichtet ist. Der Stab 67 kann auch 60 Gasgemisch, wobei die Flamme an dem Stab haftet, kleine Löcher haben, damit ein kleiner Teil des Natürlich kann man die Gasgemische auch in anGemisches der brennbaren Gase sowohl durch den derer Weise zünden.In the first section 65 of the chamber 45. B. the rod 66, attached, the cut 65 of the chamber up to the rod 66 under through the entire chamber through from a side relatively low pressure of. 22 until the wall goes to the other. This rod can, as shown in FIG. 3 50 88 g / cm 2 , preferably 35 g / cm 2 and with one shown, have a circular cross-section or a speed of about 6 to 28 m / sec., Preferably, as in FIGS. 4 to 6 show another cross-section about 12 m / sec. You can form a for this, for example. The cross section of the rod 67 in FIG. Figure 4 shows the stoichiometric mixture of 10 parts of air in the shape of a V, with the tip of the V taking 1 part of natural gas. A spark igniter 80, e.g. B. the unburned gases is directed. A Tesla coil, inserted through an opening 81, has been found in that the rod 67 fulfills its purpose better, the chamber 45 incorporates or builds it in and, if the tip of the V under a certain angle, generates an ignition spark on the rear side of the rod (in kel, namely from 1 to 45 °, viewed from the all-direction of flow). The spark jumps from the normal flow direction of the gases through the chamber igniter onto the rod and ignites so that the mer 45 is directed at an angle. The rod 67 can also have small holes in the gas mixture, the flame adhering to the rod, so that a small part of the gas mixture can of course also be ignited in a mixture of the combustible gases and in this way.

Stab als auch um ihn herumstreichen kann. · Die Flamme schreitet entlang der Seite des StabesStick as well as around it. · The flame strides along the side of the stick

Der Querschnitt des in F i g. 5 abgebildeten Sta- fort; so verläuft eine stabilisierte Flamme durch dieThe cross section of the in F i g. 5 Sta- fort shown; so a stabilized flame runs through the

bes 70 zeigt die Form eines Doppel-T-Trägers, 65 ganze Kammer 45 von dem Stab ausgehend. Sindbes 70 shows the shape of a double T-beam, 65 entire chamber 45 starting from the rod. Are

dessen Steg im allgemeinen quer zur Strömungs- . wie bei einer bevorzugten Ausführungsform mehrerewhose web is generally transverse to the flow. as in a preferred embodiment, several

richtung der Gase liegt. Der Stab 70 kann ebenfalls Stäbe vorhanden, so müssen die Gase an jedem dieserdirection of the gases. The rod 70 can also have rods, so the gases must be present on each of these

kleine Löcher in diesem Steg haben. Der Quer- Stäbe gezündet werden. Beim Betrieb des in F i g. 2have small holes in this bridge. The cross bars are ignited. When operating the in F i g. 2

Claims (1)

abgebildeten Brenners läßt man die Strömungs- heit eine größere Menge davon in der Stunde liefert geschwindigkeit der unverbrannten Gase innerhalb als die in der Industrie hierfür bisher verwendeten von 3 bis 15 Minuten allmählich ansteigen, bis sie Gasströme. Die Stärke der Sekundärfasern kann kurz vor dem Stabe je nach der gewünschten Größe zwischen weniger als 1 und 25 μ oder mehr liegen, und Menge der Sekundärfasern, etwa 6 bis 60 m 5 Wahrscheinlich beruht die erhöhte Zerteilungskraft beträgt. Je höher die Strömungsgeschwindigkeit, bei dem vorliegenden Verfahren teilweise auf der um so feiner ist der Durchmesser der am Ende stärkeren Verwirbelung des Gasstromes im Vererhaltenen Sekundärfaser und/oder um so größer die gleich zu solchen Gasströmen, die man bisher in Menge der hergestellten Fasern. Der Druck der Verbrennungseinrichtungen, ähnlicher .Art erzeugt unverbrannten Gasgemische beträgt etwa .0,035 bis ^o hat, deren Verbrennungskammern verengte Mün-0,35 atü. Um diese Zeit brennen die Gase über einen düngen. hatten. Die erzielten Sekundärfasern sind beträchtlichen Teil der Brennerlänge. im Durchschnitt langer als die mit bisherigen Gas-the burner shown, the flow rate of the unburned gases is allowed to increase gradually from 3 to 15 minutes until the gas flows. The strength of the secondary fibers can be between less than 1 and 25 μ or more shortly before the rod, depending on the desired size, and the amount of secondary fibers, about 6 to 60 m 5, is probably due to the increased cutting force. The higher the flow rate, in the present process partly on the, the finer the diameter of the ultimately stronger turbulence of the gas flow in the secondary fiber and / or the greater the same as the gas flows that were previously used in the amount of fibers produced. The pressure of the combustion equipment, of a similar type, which produces unburned gas mixtures, is about .0.035 to ^ o, the combustion chambers of which are narrowed to 0.35 atmospheres. At this time the gases burn over a manure. had. The secondary fibers obtained are a considerable part of the burner length. longer on average than those with previous gas Der Stab, der keine Stromlinienform hat, dient strömen hergestellten. Die Faservließe sind fernerThe rod, which has no streamlined shape, is used to create a stream. The nonwovens are also dazu, die Gase stark zu verwirbeln, wenn sie daran elastischer und zugfester, sowohl in der Längs- alsto swirl the gases strongly if they are more elastic and tensile strength, both in the longitudinal as vorbeiströmen, und Wirbelströme unmittelbar da- 15 auch in der Querrichtung der Faserschicht,flow past, and eddy currents immediately 15 also in the transverse direction of the fiber layer, hinter herzustellen, um auf diese Weise die Ver- Eine weitere Ausführungsform der Erfindung istbehind manufacture, in order in this way the process. Another embodiment of the invention is brennung der schnell strömenden Gase hinter dem in F i g. 7 dargestellt. Der Brenner 84 ist hier incombustion of the fast-flowing gases behind the in F i g. 7 shown. The burner 84 is in here Stab festzuhalten oder zu stabilisieren. Der Ver- derselben Weise gebaut wie derjenige nach F i g. 1Hold or stabilize the rod. The comparison is built in the same way as the one according to FIG. 1 brennungsvorgang setzt gleich hinter dem Stab ein, und 2, mit dem Unterschied, daß der freie Quer-The combustion process starts immediately behind the rod, and 2, with the difference that the free transverse d. h. höchstens 3 mm dahinter, und setzt sich noch 20 schnitt des feuerfesten Abschnitts der Kammer 85d. H. at most 3 mm behind it, and there is still 20 sections of the refractory section of the chamber 85 15 bis 25 cm oder mehr in der Strömungsrichtung gerade hinter dem Stab ein wenig, nämlich um die15 to 25 cm or more in the direction of flow just behind the rod a little, namely around the fort. Bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten schnürt Breite der beiden vorspringenden Teile 86 größer istaway. At high flow velocities, the width of the two projecting parts 86 constricts is greater sich die Flamme einige Zentimeter hinter dem Stab als derjenige des ersten Kammerabschnitts 65. Beithe flame a few centimeters behind the rod than that of the first chamber section 65. At etwas ein und nimmt dann allmählich an Höhe zu, dieser Ausführungsform bilden die vorspringendensomething and then gradually increases in height, this embodiment form the protruding so daß sie in der Nähe der Auslaßöffnung mit der 25 Teile 86 eine Wirbelungsfläche und vermindernso that they have a vortex surface in the vicinity of the outlet opening with the 25 parts 86 and diminish Kammerwand in Berührung kommt. Praktisch alle Strömungsgeschwindigkeit. Dadurch wird aber derChamber wall comes into contact. Virtually any flow rate. But this becomes the Gase werden in der Kammer verbrannt. Die Höhe Verbrennungsvorgang stabilisiert, wobei die FlammenGases are burned in the chamber. The altitude combustion process stabilizes, with the flames des Gasstroms, der die Vorfäden ergreift, sollte an den vorspringenden Teilen haften. Die vor-of the gas stream engaging the pre-filaments should adhere to the protruding parts. The previous etwa 12 mm oder mehr betragen, damit die Vor- springenden Teile 86 befinden sich kurz hinter dembe about 12 mm or more so that the protruding parts 86 are just behind the fäden lange genug in ihm verweilen können, um bei 30 Stab 66, z. B. etwa 12 bis 25 mm dahinter. Zuthreads can linger in it long enough to be at 30 rod 66, z. B. about 12 to 25 mm behind. to den hohen Durchtrittsgeschwindigkeiten weich zu Beginn des Verbrennungsvorgangs zündet man dasThe high passage velocities at the beginning of the combustion process are ignited werden. Das Einschließen des Gasstromes in die Gasgemisch am Ende 88 des ersten Abschnitts 65 inwill. The inclusion of the gas flow in the gas mixture at the end 88 of the first section 65 in Kammer soll den Strom gegen die Außenatmosphäre derselben Weise mit einem Funken, wie es oben fürChamber is supposed to spark the current against the outside atmosphere the same way as it was for above abschirmen, bis die Gase vollständig verbrannt sind, den Stab 66 beschrieben wurde. Die Flamme pflanztshield until the gases are completely burned, the rod 66 has been written. The flame plants und führt dazu, daß der Strom nach dem Austritt 35 sich nun von dem Stab und von dem Ende des erstenand leads to the fact that the current after the exit 35 is now from the rod and from the end of the first so stark in seinen Ausmaßen zunimmt, daß eine Abschnitts 65 und den vorspringenden Teilen 86increases so much in its dimensions that a section 65 and the protruding parts 86 sehr starke Zerfaserung der Vorfäden möglich wird. aus fort. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegtvery strong fraying of the pre-threads is possible. off away. The advantage of this embodiment is Das Abschirmen des Gasstroms verhindert ferner darin, daß auf die Länge der Kammer mehr GaseThe shielding of the gas flow also prevents more gases in it along the length of the chamber Wärmeverluste an die umgebende Atmosphäre, die verbrannt werden können, weshalb die KammerHeat losses to the surrounding atmosphere, which can be burned, which is why the chamber durch Vermischung mit ihr entstehen, und verhin- 40 kürzer sein kann.can arise through mixing with it, and can be prevented for a shorter period of time. dert außerdem Verluste an kinetischer Energie, Die Kühlung — Kühlflüssigkeit, z. B. im Gegen-also changes losses of kinetic energy, the cooling - cooling liquid, z. B. in the opposite deren Folge eine Beschleunigung der umgebenden strom zu dem strömenden Gemisch der brennendenthe consequence of which is an acceleration of the surrounding electricity to the flowing mixture of the burning Atmosphäre und eine Verlangsamung des Gasstroms Gase, macht es möglich, die Strömungsgeschwindig-Atmosphere and a slowing down of the gas flow gases, makes it possible to reduce the flow velocity. wäre. Das feuerfeste Futter 48 ist nicht notwendig, keit der Gase bei Inbetriebnahme des Brenners so-were. The refractory lining 48 is not necessary if the gases are not activated when the burner is started up. um die Verbrennung der Gase aufrechtzuerhalten. 45 fort und nicht erst allmählich zu steigern. Sie ver-to keep the gases burning. 45 and not to increase gradually. You Der aus der Mündung 82 des Brenners austretende längert außerdem die Lebensdauer des Brenners.That which emerges from the mouth 82 of the burner also extends the life of the burner. Gasstrom ist etwa 1650° C oder mehr warm und Ein weiterer Vorteil der Kühlung liegt darin, daßGas stream is about 1650 ° C or more warm and another advantage of cooling is that hat eine Geschwindigkeit von 150 bis 305 m/Sek. sich die Führung 56 nicht mehr so leicht verbiegthas a speed of 150 to 305 m / sec. the guide 56 no longer bends so easily oder mehr. Die während des Verbrennungsvorgangs und .deshalb nicht so häufig ausgewechselt zu wer-or more. Which are not replaced as often during the combustion process and therefore in der Kammer 45 erzeugte Wirbelung bleibt beim 50 den braucht. Die Strömungsgeschwindigkeit ist dabeiThe vortex generated in the chamber 45 remains at 50 den. The flow velocity is there Austritt großenteils erhalten; die Stärke der Ver- so gewählt, daß die Temperatur der MetallwändeExit largely preserved; the strength of the ver chosen so that the temperature of the metal walls wirbelung in dem aus dem Brenner austretenden der Kammer unter der Entzündungstemperatur dervortex in the chamber emerging from the burner below the ignition temperature of the Gasstrom beträgt zwischen 10 und 50 %. brennbaren Gase bleibt. Vorzugsweise verwendetGas flow is between 10 and 50%. flammable gases remains. Used preferably Die von dem in dieser Weise hergestellten Gas- man Wasser von Zimmertemperatur deshalb als strom ausgeübte Ziehgeschwindigkeit ist größer als 55 Kühlmittel, damit seine Strömungsgeschwindigkeit die Ziehgeschwindigkeiten aller bisher hierfür tech- ausreicht, um die Temperatur dieses Wassers um nisch verwendeten Gasströme. Diese bestimmte nur 12 bis 22° C ansteigen zu lassen. Die auf diese Ziehgeschwindigkeit ist die Länge der hergestellten Weise erreichte Kühlung der Kammer verbessert die Faser aus einem Einzelfaden in der Sekunde. Man Stabilität und Gleichmäßigkeit des Verbrennungshat beobachtet, daß der Gasstrom insofern wirk- 60 Vorgangs in der Kammer, indem zusätzliche Entsamer als die bisher hierfür benutzten gasförmigen zündungsstellen, die erwünschte Zündungen und Gasströme ist, als er einen größeren Teil der Vor- eine ungleichmäßige Verbrennung verursachen, ausfäden je Einheit des verwendeten Gases zu zerfasern geschaltet werden,
vermag. Man hat bei Vergleichsversuchen beobachtet, daß seine Zerteilungskraft oder Zerfaserungs- 65 Patentansprüche:
wirkung insofern größer war, als sie bei gleicher
The drawing speed exerted by the gas produced in this way, water at room temperature, is therefore greater than the coolant, so that its flow speed is sufficient for the drawing speeds of all gas flows previously used for this purpose to reduce the temperature of this water. This certain to only allow 12 to 22 ° C to rise. The cooling of the chamber achieved at this drawing speed is the length of the produced way improves the fiber from a single thread per second. It has been observed that the stability and uniformity of the combustion is that the gas flow acts in that the process in the chamber, in that additional deaerators than the gaseous ignition points previously used for this purpose, are the desired ignitions and gas flows, as it causes a greater part of the pre-uneven combustion to unravel each unit of the gas used to be switched to shredded,
able. It has been observed in comparative tests that its splitting power or fiberization 65 patent claims:
effect was greater than it was with the same
Stundenleistung eine feinere Sekundärfaser oder bei 1. Vorrichtung zur Erzeugung eines verwirbel-Hourly output a finer secondary fiber or with the 1st device for generating a vortex Erzeugung einer Sekundärfaser von gleicher Fein- ten heißen Gasstromes von hoher Geschwindig-Generation of a secondary fiber of the same fineness, hot gas flow at high speed keit, der beim Zusammenbringen mit in der Wärme erweichbaren Werkstoffen die Herstellung von Fasern ermöglicht, im wesentlichen bestehend aus einer Kammer, in welche Brennstoffe eingeführt, dort verbrannt und aus welcher die Verbrennungsgase mit hoher Geschwindigkeit ausgeblasen werden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strömungsweg der Brenngase innerhalb der Kammer ein langgestreckter Prallkörper, z. B. ein Stab, angeordnet ist und außerdem eine Zündvorrichtung vorge-The speed of production when it is brought into contact with materials that can be softened under heat of fibers made possible, essentially consisting of a chamber in which fuels introduced, burned there and from which the combustion gases at high speed are blown out, characterized in that in the flow path of the Fuel gases within the chamber an elongated baffle, e.g. B. a rod arranged and an ignition device sehen ist, die die Brenngase vor oder an dem Prallkörper entzünden.can be seen that ignite the combustion gases in front of or on the impact body. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer mehrere Stäbe (66, 67, 70 oder 74) als Prallkörper enthält.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the chamber has a plurality of rods (66, 67, 70 or 74) as an impact body. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kammer kurz hinter dem Stab oder den Stäben erweitert.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the chamber is just behind the rod or rods expanded. In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 681696, 2 841213.
Considered publications:
U.S. Patent Nos. 2,681,696, 2,841,213.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 709 547/330 3.67 © Bundesdruckerei Berlin709 547/330 3.67 © Bundesdruckerei Berlin
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US2681696A (en) * 1951-05-03 1954-06-22 Owens Corning Fiberglass Corp Internal-combustion burner
US2841213A (en) * 1952-04-10 1958-07-01 Owens Corning Fiberglass Corp Gas burner apparatus for forming glass fibers

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