DE1471868B2 - Wärmeaustauscher zur Kühlung der Um lenkwalze einer nach dem Colburn Ver fahren arbeitenden Tafelglasziehanlage - Google Patents

Description

Kühlmittel in diese Kammer derart eingeleitet wird, daß es gleichmäßig auf der gesamten Kammerlänge zugeführt wird, so daß eine gleichmäßige Vorwärmung gewährleistet ist. Damit das Kühlmittel erst nach vollständiger Füllung der inneren Kammer austreten kann, besitzen die Kammerseitenwände unterschiedliche Höhe, wobei der schlitzförmige Überlauf der inneren Kammer an der höchsten Stelle dieser Kammer angeordnet ist. Auf diese Weise wird er-

Glasbandes sehr nachteilig, da sie in dem Glasband zu Fehlern führen, die sich beispielsweise in linienartigen Schlieren zeigen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des bekannten Wärmeaustauschers auszuschalten und den Wärmeaustauscher so auszubilden, daß er über seine gesamte Länge eine gleichmäßige und gleichbleibende Oberflächentemperatur besitzt, so daß ein gleichmäßiger Wärmeaustausch mit der

Umlenkwalze durch Strahlung erfolgt, ohne daß io reicht, daß das aus der inneren Kammer in den Zwischädlich wirkende Querkomponenten der Konvek- schenraum zwischen den beiden Kammern übertretionsströme auftreten können, so daß die Temperatur tende Kühlmittel eine gleichmäßige Temperatur beder Umlenkwalze und damit des Glasbandes auf sei- sitzt und somit eine gleichmäßige Kühlung auf der ner gesamten Breite gleichmäßig in den Grenzen des gesamten Länge der Biegewalze bewirkt. Da auf optimalen Wertes liegt, ohne daß in dem Glasband 15 diese Weise die Temperatur des Wärmeaustauschers Schlierenbildungen auftreten können. auf seiner gesamten Länge gleichmäßig gehalten

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- wird, ist bei den auftretenden Konvektionsströmen löst, daß der Wärmeaustauscher aus einem äußeren das Entstehen einer nachteilig wirkenden Querkom-Gehäuse und einem von diesem umschlossenen inne- ponente ausgeschlossen. Der erfindungsgemäße Wärren Gehäuse besteht, daß ein in das innere Gehäuse 20 meaustauscher besitzt darüber hinaus noch einen sich erstreckendes, an seinem Ende geschlossenes, weiteren Vorteil insofern, als durch das in der kürzemit Durchtrittsöffnungen für die Kühlflüssigkeit versehenes Rohr vorgesehen ist und daß das innere Gehäuse eine einen schlitzförmigen Überlauf bildende
Öffnung besitzt.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß die der Walze zugekehrte Oberfläche des äußeren Gehäuses aus einem flachen Abschnitt und einem anschließenden, bogenförmig ausgebildeten, dem Umfang der Walze angepaßten Abschnitt besteht, der unterhalb des umgelenkten Glasbandes endet.

Weiter ist kennzeichnend, daß das äußere Gehäuse und das innere Gehäuse einander parallel verlaufende, im Abstand angeordnete Wände besitzen und daß die den Überlauf bildende Öffnung an der hochsten Stelle des inneren Gehäuses angeordnet ist.

Die Erfindung besteht weiter darin, daß die Bodenwände des inneren und des äußeren Gehäuses horizontal gerichtet sind.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß das Rohr einen rechteckigen Querschnitt besitzt und daß die Durchtrittsöffnungen in der dem äußeren Gehäuse benachbarten Seitenwand angeordnet sind.

Weiter ist von Bedeutung, daß an der einen Stirnwand des äußeren Gehäuses eine der Zufuhr des 45 deren Teiles des Wärmeaustauschers. Kühlmittels dienende, mit dem Rohr verbundene Die F i g. 1 zeigt das Austrittsende eines CoI-

Leitung und eine der Abführung des Kühlmittels die- burn-Ofens 12, aus dessen Kühlkammer 14 die Glasnende Leitung angeordnet sind. schmelze 13 unter dem Ende 15 der Ofenwand 16 in

Schließlich ist noch wesentlich, daß in der dem einen Ziehherd 17 fließt, in dem es einen Teich 18 senkrechten Teil des Glasbandes benachbarten kür- 5° bildet, aus dem ein Glasband 19 kontinuierlich abgezeren Seitenwand des äußeren Gehäuses ein Rohr zogen wird. Das in plastischem Zustand abgezogene angeordnet ist, das mit nach außen gerichteten Öff- Glasband 19 wird um eine Umlenkwalze 20 in die nungen versehen ist und mit einem der Auftragung waagerechte Ebene umgelenkt und bewegt sich über einer Schutzschicht auf die Walze dienenden gasför- eine Zwischenwalze und Förderwalzen 20, in eine migen Medium, beispielsweise Schwefeltrioxid, ge- 55 Kammer 23, die in einen nicht dargestellten Kühlspeist ist. ofen führt. Die Umlenkwalze 20 ist in der Ziehkam-

Durch die erfindungsgemäße Anordnung von zwei mer 24 angeordnet, die durch die Ofenwandungen ineinanderliegenden Kühlkammern, die zwischen 16, 25, 26 begrenzt ist. Die Ziehkammer 24 ist durch sich einen umlaufenden Zwischenraum einschließen, Lippenziegel 27, 28 von dem Ziehherd 17 getrennt, ist eine weitgehende Vergleichmäßigung der Tempe- 60 Zwischen den Lippenziegeln 27, 28 sind tafelförratur des dem Wärmeaustauscher zugeführten Kühl- mige, von Kühlwasser durchflossene Kühler angeordmittels gewährleistet. Das Kühlmittel wird der Innen- net, um die Temperatur der sich nach oben bewegenkammer zugeführt, füllt dies aus und tritt nach voll- den heißen Luftströme zu verringern und eine Kühständiger Füllung der Kammer in den zwischen den lung der Oberfläche des Glasbandes 19 zu bewirken beiden Kammern befindlichen Raum über. In der in- 65 beim Abziehen aus dem Teich 18 und beim Durch

ren Seitenwand des äußeren Gehäuses angeordnete Rohr eine Schutzschicht auf die Walze aufgetragen wird, durch die mechanische Beschädigungen des Glasbandes durch die Oberfläche der Umlenkwalze vermieden sind.

Die Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausführungsform des Wärmeaustauschers, und es bedeutet

F i g. 1 eine Schnittdarstellung der Ziehkammer eines Colburn-Ofens,

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung des Wärmeaustauschers in aufgeschnittenem Zustand, F i g. 3 eine Vorderansicht gemäß F i g. 2, F i g. 4 eine Auf sieht gemäß F i g. 2, Fig. 5 eine Aufsicht auf das eine Ende des Wärmeaustauschers,

Fig. 6 einen Schnitt gemäß Linie 6-6 der Fig. 3, Fig.7 einen Schnitt gemäß Linie 7-7 der Fig.3, Fig. 8 einen Schnitt gemäß Linie 8-8 der Fig.4, F i g. 9 einen Schnitt gemäß Linie 9-9 der F i g. 4, Fig. 10 eine perspektivische Darstellung eines Teiles des Wärmeaustauschers,
F i g. 11 eine perspektivische Darstellung eines an-

neren Kammer erfolgt eine erste Vorwärmung des Kühlmittels, wobei durch das in der inneren Kammer angeordnete, mit öffnungen versehene Rohr das

lauf durch die geriffelten Walzen 30.

Unterhalb der Umlenkwalze 20 ist ein Wärmeaustauscher 32 im Abstand angeordnet. Die Oberfläche

des Wärmeaustauschers ist so ausgebildet, daß sie Das innere Gehäuse 42 ist an seinen beiden Stirnteilweise der zylindrischen Umfangsflache der Um- Seiten durch Wände 64, 65 verschlossen; es ist jelenkwalze 20 entspricht mit Hilfe eines an der Rück- doch kein geschlossenes Element, da es dem Eintritt seite angeordneten, sich nach oben biegenden Ab- und dem Austritt des Kühlmittels zugänglich sein schnittes, der die Walzenoberfläche gegenüber den 5 muß. Zu diesem Zweck nimmt die Wand 64 das aufsteigenden heißen Luftströmen isoliert. Diese Ende 66 eines rechteckigen Rohres 67 auf, das an Fläche ermöglicht auf einem größeren Oberflächen- seinem Ende durch eine Wand 68 geschlossen ist. bereich der Walze eine Kühlwirkung auszuüben. Das Rohrende 66 erstreckt sich nach außen durch Der Wärmeaustauscher 32 besteht aus einem höh- die Wand 64 und ist so bemessen, daß es mit Gleitlen äußeren Gehäuse 35 mit einer waagerechten Bo- io passung in den aufgeweiteten Abschnitt 51 der Hülse denwand 36, einer kurzen vorderen Seitenwand 37 50 paßt, die von der Wand 43 nach innen vorsteht, und einer höheren rückwärtigen Seitenwand 38. Der Das Rohr 67 wird im gleichmäßigen Abstand von Höhenunterschied zwischen den Seitenwänden 37 der Bodenwand 56 und der oberen Wand 59 des in- und 38 ermöglicht die Bildung einer oberen Wand neren Gehäuses 42 durch Schrauben 63 und Halte-39, die aus einem flachen, mit der Seitenwand 37 zu- 15 blocke 69 gehalten, die an der Seitenwand 70 befesammenhängenden Abschnitt 40 und einem bogen- stigt und zu der Wand 57 gerichtet und an ihr durch förmigen Abschnitt 41 besteht, der mit der Seiten- Schrauben 71 befestigt sind. In der Seitenwand 70 wand 38 zusammenhängt und in den flachen Ab- des Rohres 67 sind im gleichmäßigen Abstand anschnitt 40 übergeht, geordnete Öffnungen 72 vorgesehen, wie die Fig.4

Wie die F i g. 1 zeigt, ist der Wärmeaustauscher 32 20 und 10 zeigen.

in der Kammer 24 so angeordnet, daß der flache Ab- Die benachbarten Ecken der hinteren Wand 58 schnitt 40 unmittelbar unter der Biegewalze 20 liegt, und des bogenförmigen Abschnittes 61 der Vorderwährend der bogenförmige Abschnitt 41 nach oben wand 59 des inneren Gehäuses 42 besitzen einen Abin unmittelbarer Nähe der Rückseite der Walze an- stand voneinander und bilden eine schlitzartige' geordnet ist, die sich außer Eingriff mit dem umge- 25 Überlauföffnung 75, wie F i g. 6,7 und 11 zeigen, die lenkten Glasband 19 befindet. Die Krümmung des zwischen den Stirnwänden 64 und 65 liegt. Die KaH-bogenförmigen Abschnitts 41 der oberen Wand 39 ten der Wände 58 und 59 werden durch Platten 76, stimmt, wenigstens annähernd, mit der Krümmung die an der inneren Randfläche der Wand 58 befestigt der Oberfläche der Umlenkwalze 20 überein. Hierbei sind, sicher im Abstand voneinander gehalten, wobei ist es vorteilhaft, den bogenförmigen Abschnitt 41 3° die angrenzende Kante der oberen Wand 59 durch nicht konzentrisch zur Umlenkwalze 20 auszubilden, Klammem 77 an die Platten 76 angepreßt wird,
sondern ihm einen etwas größeren Krümmungsradius Wenn das innere Gehäuse 42 in dem äußeren Gezu verleihen, um den Austausch von Umlenkwalzen häuse 35 angebracht ist, wird die Verschlußplatte 4S 20 mit unterschiedlichem Durchmesser auf einfache an dem Flansch 44 befestigt. Die Platte 48 besitzt ein Weise zu ermöglichen. : 35 gabelartiges Befestigungselement 80, das aus den

Das äußere Gehäuse 35 besitzt eine Stirnwand 43 Teilen 81, 82 und 83 besteht. Der Teil 83 dient der

und am anderen Ende einen Flansch 44 mit einer Befestigung des Wärmeaustauschers 32 in einer

Verschlußplatte 48. Die Stirnwand 43 ist mit Gewin- Ofenseitenwand.

debohrungen 45, 46 versehen und durch Schweißung An dem anderen Ende ist der Wärmeaustauscher

mit den Seitenwänden des äußeren Gehäuses 35 ver- 40 32 durch Leitungen für das Kühlmittel abgestützt,

bunden. Die Verschlußplatte 48 ist durch Schrauben An der Außenseite der Gehäusewand 43 ist eine

47 an dem Flansch 44 befestigt. Eine Dichtung 49 ist Stirnwand 85 befestigt, die mit Rohranschlüssen 86 zwischen dem Flansch 44 und der Verschlußplatte und 87 versehen ist. Die Rohranschlüsse 86 und 87

48 eingelegt zur Erzielung eines wasserdichten Ver- sind so angeordnet, daß sie mit den Gewindeöffnunschlusses. 45 gen 45 und 46 der Wand 43 übereinstimmen, so daß

An der Innenfläche der Wand 43 ist eine recht- Leitungen 89 und 90 in die Wand eingeschraubt wer-

eckige Hülse 50 befestigt, die mit der Gewindeöff- den können. Die Leitungen 89 und 90 sind von Iso-

nung 55 in Verbindung steht. Zur Erleichterung des lierhülsen 91 und 92 umgeben und so gebogen, daß

Zusammenbaues ist das innere Ende der Hülse 50 sich nach außen gerichtete Abschnitte 93 und 94 er-

bei 51 aufgeweitet; außerdem ist eine nach oben of- 50 geben, die waagerecht gerichtet sind,

fene, U-förmige Zwischenwand 52 an der Innen- Im Betrieb wird ein Kühlmittel, beispielsweise

fläche der Wand 43 und der Bqdenwand 36 in der Wasser, durch die Leitung 89 und die Hülse 50 in

Nähe der Gewindeöffnung 46 befestigt. . . das Rohr 67 geleitet, das das Kühlmittel über die

Vor dem Verschließen des äußeren Gehäuses 35 Öffnung 72 in das innere Gehäuse 42 führt, wie

durch die Stirnwand 38 wird das innere Gehäuse 42 55 durch Pfeile α in Fig. 10 angegeben ist. Wenn das

eingesetzt und in praktisch gleichem Abstand von Rohr 67 und das innere Gehäuse 42 mit dem Kühl-

den Wänden des äußeren Gehäuses 35 gehalten. Das mittel gefüllt sind, dringt dieses, wie durch die Pfei-

innere Gehäuse 42 entspricht daher in seiner Quer- le & in F i g. 11 gezeigt ist, durch die schlitzartige

schnittsform ungefähr dem Gehäuse 35 und besitzt Überlauföffnung 75 nach außen in den Raum zwi-

eine Bodenwand 56, eine halbkreisförmige vordere 60 sehen dem äußeren Gehäuse 35 und dem inneren

Seitenwand 57, eine hinten liegende Seitenwand 58 Gehäuse 42. Da der Eintritt des Kühlmittels in das

und eine obere Wand 59 mit einem flachen Abschnitt innere Gehäuse 42 aus dem Rohr 67 und der an-

60 und einem bogenförmigen Abschnitt 61. Die Bo- schließende Überlauf in das äußere Gehäuse 35

denwand 56 und die obere Wand 59 werden im Ab- durch die Zahl der Durchtrittsöffnungen 72 und

stand von der entsprechenden Bodenwand 36 und 65 durch die Querschnittsfläche der schlitzartigen Uber-

oberen Wand 39 des äußeren Gehäuses 35 durch lauf Öffnung 75 bestimmt ist, wird die Temperatur des

Schrauben ■ oder Niete 63 gehalten, die in den Sei- Kühlmittels im inneren Gehäuse 42 allmählich ange-

tenwänden 56 und 59 befestigt sind. hoben, bis sie in dem Bereich liegt, der für die Rege-

Claims (3)

1 2 dem mit ihr in unmittelbarem Kontakt stehenden Patentansprüche: Glasband eine Temperatur zu erteilen und zu halten, die einen einwandfreien und störungsfreien Überlauf

1. Wärmeaustauscher zur Kühlung der Um- des in halbflüssigem Zustand befindlichen Glasbanlenkwalze einer nach dem Colburn-Verfahren ar- 5 des gewährleistet. Wenn die Temperatur der Walze beitenden Tafelglasziehanlage mit einer dem Um- zu hoch ist, bleibt das Blasband an der Walze klefang der Walze angepaßten gekrümmten Ober- ben, was zu erheblichen Betriebsstörungen führt; fläche, dadurch gekennzeichnet, daß wenn die Temperatur der Walze zu niedrig ist, beer aus einem äußeren Gehäuse (35) und einem steht eine Bruchgefahr für das Glasband. Aus diesem von diesem umschlossenen inneren Gehäuse (42) io Grunde ist es erforderlich, die Temperatur der Umbesteht, daß ein in das innere Gehäuse (42) sich lenkwalze auf ihrer gesamten Länge gleichmäßig auf erstreckendes, an seinem Ende geschlossenes, mit einem bestimmten optimalen, sehr geringe Grenzen Durchtrittsöffnungen (72) für die Kühlflüssigkeit einschließenden Wert zu halten, um dem Glasband versehenes Rohr (67) vorgesehen ist und daß das auf seiner gesamten Breite beim Überlauf über die innere Gehäuse (42) eine einen schlitzförmigen 15 Walze die erforderliche optimale Temperatur zu erÜberlauf bildende Öffnung (75) besitzt, teilen.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, da- Es ist bereits ein Wärmeaustauscher bekannt, der durch gekennzeichnet, daß die der Walze (20) zu- mit einer dem Umfang der Walze angepaßten gegekehrte Oberfläche des äußeren Gehäuses (35) krümmten Oberfläche ausgestattet ist. Dieser beaus einem flachen Abschnitt (40) und einem an- 20 kannte Wärmeaustauscher besteht aus einem in geschließenden, bogenförmig ausgebildeten, dem ringem Abstand unterhalb der Umlenkwalze an-Umfang der Walze (20) angepaßten Abschnitt geordneten Kanal, der in Achsrichtung der Walze (41) besteht, der unterhalb des umgelenkten von Kühlwasser durchflossen ist. Die durch diesen Glasbandes (19) endet. bekannten Wärmeaustauscher im Wege der Strah-¹

3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 und 2, 25 lung auf die Umlenkwalze ausgeübte Kühlwirkung ist dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Gehäuse aber nicht gleichmäßig, da diese Kühlwirkung am (35) und das innere Gehäuse (42) einander paral- Eintrittsende des Kühlwassers in den Wärmeaustau-IeI verlaufende, im Abstand angeordnete Wände scher am größten und am Austrittsende am kleinsten besitzen und daß die den Überlauf bildende ist wegen der beim Durchlauf durch den Wänneaus-Öffnung (75) an der höchsten Stelle des inneren 30 tauscher auftretenden Erwärmung des Kühlwassers. Gehäuses (42) angeordnet ist. Der durch Strahlung erfolgenden Wärmeaustausch

4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 bis 3, zwischen dem Kühler und der Umlenkwalze ist daher dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenwände keineswegs gleichmäßig über die gesamte Länge der (36, 56) des inneren und des äußeren Gehäuses Walze, da die Oberflächentemperatur des Wärmeaus-(35, 42) horizontal gerichtet sind. 35 tauschers auf seiner Länge unterschiedlich ist. Die-

5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 bis 4, ser Temperaturunterschied kann natürlich durch eine dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (67) einen Erhöhung des Kühlwasserdurchflusses verringert rechteckigen Querschnitt besitzt und daß die werden. Bei einer solchen Erhöhung des Kühlwasser-Durchtrittsöffnungen (72) in der dem äußeren durchflusses würde aber die Temperatur der UmGehäuse (35) benachbarten Seitenwand (70) an- 40 lenkwalze so weit abgesenkt werden, daß eine Bruchgeordnet sind, gefahr für das Glasband gegeben ist. Aus diesem

6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 bis 5, Grunde verbietet sich eine erhöhte Durchflußgedadurch gekennzeichnet, daß an der einen Stirn- schwindigkeit des Kühlwassers, und die zwangläufig wand (85) des äußeren Gehäuses (35) eine der im Wärmeaustauscher gegebene Temperaturdifferenz Zufuhr des Kühlmittels dienende, mit dem Rohr 45 kann sich störend auf das Glasband auswirken. Der (67) verbundene Leitung (89, 93) und eine der bekannte Wärmeaustauscher weist aber noch einen Abführung des Kühlmittels dienende Leitung (90, weitergehenden wesentlichen Nachteil auf. Der Wär-94) angeordnet sind. meaustausch mit der Umlenkwalze erfolgt nicht aus-

7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 bis 6, schließlich im Wege der Strahlung, sondern auch im dadurch gekennzeichnet, daß in der dem senk- 50 Wege der Konvektion. Bereits ein Temperatürunterrechten Teil des Glasbandes (19) benachbarten schied von etwa 10° C auf der Oberfläche des Wärkürzeren Seitenwand (37) des äußeren Gehäuses meaustauschers führt zu beträchtlichen Konvektions-(35) ein Rohr (101) angeordnet ist, das mit nach strömen zwischen diesem und dem Glasband. Diese außen gerichteten Öffnungen (102) versehen ist Konvektionsströme entstehen durch die aus dem und mit einem der Auftragung einer Schutz- 55 Glasband aufsteigenden Luftströme und Gase, die schicht auf die Walze (20) dienenden gasförmi- nach Kontakt mit der heißeren Oberfläche des Glasgen Medium, beispielsweise Schwefeltrioxid, ge- bandes und der Walze dem Bereich niedrigerer Temspeist ist. peratur, nämlich der Oberfläche des Wärmeaustauschers zuströmen. Die >auf diese Weise gekühlten Gase

60 fließen wieder zu den heißeren Flächen zurück, so

daß sich ein Kreislauf der Gase ergibt. Der hauptsächliche Fluß dieser Gase erstreckt sich in senkrech-

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaus- ter Richtung; hinzu kommt jedoch eine waagerechte tauscher zur Kühlung der Umlenkwalze einer nach Querkomponente, die bedingt ist durch den Tempedem Colburn-Verfahren arbeitenden Tafelglaszieh- 65 raturunterschied zwischen den Enden des Wärmeausanlage, tauschers. Bereits geringe derartige störende Quer-Der der Umlenkwalze zugeordnete Wärmeaustau- komponenten der Konvektionsströme beeinflussen scher hat den Zweck, der Umlenkwalze und damit die Gleichmäßigkeit der Oberflächentemperatur des