DE19728425C1 - Verfahren und Anlage zum Kühlen der Formen in einer Produktionsmaschine zur Herstellung von Glasartikeln - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kühlen der Formen in einer Produktionsmaschine zur Herstellung von Glasar­ tikeln, bei dem die Formen von außen und/oder durch Kühlbohrun­ gen in der Form mit Kühlluft angeblasen werden, die angesaugt und ausgeblasen wird.

In einer Glashütte werden im allgemeinen mehrere Stationen mit Produktionsmaschinen aus einer Schmelzwanne mit zähflüssigen Glastropfen versorgt, die in die im allgemeinen aus Grauguß be­ stehenden Formen eingebracht und zu Hohlkörpern ausgeformt wer­ den. Dabei heizen sich die Formen von innen her auf. Dem wird durch eine Luftkühlung der Formen begegnet, denn im Interesse einer gleichbleibend guten Qualität der Glasartikel sollte die Temperatur der Forminnenflächen konstant gehalten werden.

Bei der bekannten Luftkühlung, die sich als einer Wasserkühlung der Formen überlegen erwiesen hat, werden die Formen entweder ringsum waagerecht angeblasen (Radialkühlung) oder aber es wird Kühlluft durch die Formen im wesentlichen senkrecht durchset­ zende Kühlbohrungen geblasen (Axialkühlung). Dazu ist die Pro­ duktionsmaschine mit einem Luftkasten versehen, in den die mit­ tels eines Ventilators angesaugte Kühlluft mit Überdruck einge­ bracht wird und aus dem sie durch Blasdüsen oder Anschlüsse in die Kühlbohrungen der Formen austritt. Gegebenenfalls können die Radialkühlung und die aufwendigere Axialkühlung kombiniert zum Einsatz kommen.

Beim Kühlen der Formen zur Konstanthaltung ihrer Temperatur er­ geben sich Probleme aus schwankenden Einflußgrößen, zu denen Gestalt und Wanddicke der Formen, Menge und Temperatur des ein­ gebrachten Glases (Tropfen in der Vorform, Külbel in der Fer­ tigform) und die Art der Herstellung (Blas-Blas-Verfahren, Preß-Blas-Verfahren) zählen, bei denen in unterschiedlicher Weise mit der aus der Form entweichenden Luft auch Wärme abge­ führt wird.

Weitere kühlseitige Einflußgrößen sind der Durchsatz und die Temperatur der Kühlluft. Letztere ist sowohl jahreszeitlichen Schwankungen (Sommer - Winter) wie Tagesschwankungen (Tag - Nacht) unterworfen. Um derartige Schwankungen einzuengen, wird bisher die Kühlluft für die Formenkühlung im Keller unterhalb der Produktionsmaschinen angesaugt. Angesichts der hohen Kühl­ luftdurchsätze in der Größenordnung von 80 m³/min je Station und des gleichzeitigen Betriebs mehrerer Stationen ist die An­ saugung von Kellerluft aber nur als graduelle Verbesserung zu werten.

Bisher werden Änderungen der zahlreichen Einflußgrößen, welche die Formentemperatur bestimmen, dadurch ausgeglichen, daß der Maschinenführer den Drallregler des Ventilators für die Kühl­ luft oder aber Stellklappen für den Kühlluftdurchsatz ver­ stellt, um auf diese Weise unerwünschten Änderungen der Formen­ temperatur als Folge veränderter Einflußgrößen entgegenzuwir­ ken. Hierbei handelt es sich um eine gefühlsmäßige und allen­ falls auf Erfahrungen beruhende Maßnahme, die naturgemäß im allgemeinen nicht das richtige Ausmaß trifft. Außerdem muß da­ mit gerechnet werden, daß im Einzelfall diese Maßnahme aus Un­ achtsamkeit unterbleibt.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Konstanthaltung der Formentemperatur einfacher und sicherer zu machen, ohne daß dafür ein hoher Aufwand in Kauf genommen wer­ den muß.

Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe die angesaugte Luft mittels einer Absorptions-Kältemaschine gekühlt, die mit Wärmeenergie aus dem Abgasstrom des Ofens für die Schmelzwanne betrieben wird.

Die bewußte Kühlung der angesaugten Kühlluft ermöglicht ein vorteilhaftes Arbeiten mit vergleichsweise kalter Luft auch während warmer Jahres- und Tageszeiten und insbesondere die Einhaltung im wesentlichen gleichbleibender Kühllufttemperatu­ ren. Der Einsatz einer Absorptions-Kältemaschine zur Kühlung führt im Vergleich zu einer Kompressionkältemaschine nicht nur zu weitgehender Wartungsfreiheit sondern insbesondere auch zu ausgesprochen niedrigen Betriebskosten, da die benötigte Wärme­ energie in der Glashütte praktisch kostenlos zur Verfügung steht. Im Hinblick auf den bereits angesprochenen hohen Kühl­ luftdurchsatz sind die niedrigen Betriebskosten ein ganz ent­ scheidender Vorzug, neben dem die einmaligen Anlagekosten nicht sonderlich ins Gewicht fallen. Dementsprechend rechnet sich die erfindungsgemäß verbesserte Formenkühlung.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens werden der Kühlluftdurchsatz und/oder die Kühllufttem­ peratur in Abhängigkeit von der Formentemperatur geregelt. Auf diese Weise läßt sich gefühlsunabhängig eine weitgehend kon­ stante Formentemperatur erreichen, wobei die Verfügbarkeit von gekühlter Kühlluft mit im wesentlichen gleichbleibender Tempe­ ratur den Regelvorgang begünstigt.

Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem einer Glasschmelzwanne zugeordneten Ofen mit einer Abgasleitung, in die ein Wärmetau­ scher eingebaut ist, und mit wenigstens einer Produktionsma­ schine mit Formen, denen ein Luftkasten mit auf die Formen ge­ richteten Blasdüsen und/oder Anschlüssen zu Kühlbohrungen in den Formen sowie mit einer Zuführleitung mit einem Ventilator für Kühlluft zugeordnet ist.

Diese bekannte Anlage, bei der der Wärmetauscher in der Abgas­ leitung des Ofens der Verbrennungsluftvorwärmung oder der Scherben- bzw. Gemengevorwärmung oder der Heißwasserbereitung dient, ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Absorp­ tions-Kältemaschine mit einem Wärmekreislauf für die Energiezu­ fuhr, der durch den Wärmetauscher in der Abgasleitung führt, und mit einem Kältekreislauf für die Nutzung der erzeugten Kälte, der durch einen Wärmetauscher führt, der in die Zuführ­ leitung für die Kühlluft eingebaut ist.

Ersichtlich läßt sich mit dieser erfindungsgemäßen Anlage die angesaugte Kühlluft herunterkühlen, wobei die Kältemaschine mit dem Abgasstrom entnommener Wärme betrieben wird, so daß auch für die erfindungsgemäße Anlage die im Zusammenhang mit dem er­ findungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile gelten.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieser Anlage ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zur Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend ein Ausführungs­ beispiel einer erfindungsgemäßen Anlage anhand eines schemati­ schen Diagramms beschrieben.

Im Diagramm ist ein Ofen 1 dargestellt, der einer nicht gezeig­ ten Glasschmelzwanne zugeordnet ist. Eine Verbrennungsluftlei­ tung 2 führt zum Ofen 1, von dem eine Abgasleitung 3 ausgeht. Ein Wärmetauscher 4 für die Verbrennungsluftvorwärmung ist in die Abgasleitung 3 eingebaut. Nachfolgend können in die Abgas­ leitung 3 ein Wärmetauscher 5 für eine Scherben- und/oder Ge­ mengevorwärmung sowie ein Wärmetauscher 6 zur Heißwassergewin­ nung eingebaut sein. Ein weiterer vom Abgas durchströmter Wär­ metauscher 7 dient einem nachfolgend erläuterten Zweck. Schließlich ist ein Saugzug 8 zur Förderung des Abgases über einen Kamin ins Freie vorgesehen.

Ferner ist eine Produktionsmaschine 10 mit einer Reihe von For­ men 11 zur Herstellung von flaschenförmigen Artikeln aus Glas dargestellt. Jede Form 11 ist mit strichpunktiert angedeuteten axialen Kühlbohrungen 12 versehen.

Zur Produktionsmaschine 10 gehört ein Luftkasten 13, der mit Anschlüssen 14 versehen ist, um aus dem Luftkasten 13 unter Überdruck stehende Luft durch die axialen Kühlbohrungen 12 aus­ zublasen. Des weiteren ist der Luftkasten 13 mit Aufsätzen 15 versehen, die auf die Formen 11 gerichtete Blasdüsen 16 aufwei­ sen, aus denen Blasstrahlen 17 radial auf die Form 11 gerichtet austreten.

An den Luftkasten 13 ist eine Zuführleitung 18 für Kühlluft an­ geschlossen. Ein Kühlluftventilator 19 ist in die Zuführleitung 18 eingebaut. Die Zuführleitung 18 ist dafür vorgesehen, meh­ rere Produktionsmaschinen 10, von denen nur eine dargestellt ist, parallel mit Kühlluft zu versorgen.

Eine Absorptions-Kältemaschine 20 arbeitet mit einem Wärme­ kreislauf A für die Zufuhr von Wärmeenergie zum Betreiben der Kältemaschine 20. Dazu führt die mit einer Pumpe 21 versehene Kreislaufleitung 22 des Kreislaufs A durch den vom Abgas durch­ strömten Wärmetauscher 7 sowie durch die Kältemaschine 20.

Wie angedeutet ist an den Wärmekreislauf A eine durch den Wär­ metauscher 6 führende Zweigleitung 23 angeschlossen, so daß ggf. auch im Wärmetauscher 6 gewonnene Abgaswärme zum Betrieb der Kältemaschine 20 herangezogen werden kann.

Der Kältemaschine 20 ist ferner ein Wärmeabfuhrkreislauf B mit einer Kreislaufleitung 24 und einer Pumpe 25 zugeordnet. Die in Wärmekontakt durch die Absorptions-Kältemaschine 20 geführte Kreislaufleitung 24 betreibt eine Einrichtung 26 zur Raumhei­ zung oder Warmwasserbereitung. Des weiteren ist ein Kühlturm 27 angeschlossen, durch den überschüssige Wärmeenergie abgeführt werden kann. Daher eignet sich der Wärmeabfuhrkreislauf B dazu, die im übrigen verfügbare Kälte dem jeweiligen Kältebedarf an­ zupassen.

Diese Kälte wird in einem Kältekreislauf C genutzt, der eine Kreislaufleitung 28 mit einer Pumpe 29 aufweist. Die durch die Kältemaschine 20 geführte Kreislaufleitung 28 führt durch einen Wärmetauscher 30 zur Kühlung der angesaugten Kühlluft, der dementsprechend in die Zuführleitung 18 für die Kühlluft einge­ baut ist. An den Kältekreislauf C ist eine Zweigleitung 31 an­ geschlossen, mit deren Hilfe die von der Kältemaschine 20 er­ zeugte Kälte auch einer anderen Nutzung zugeführt werden kann. Dementsprechend läßt sich auch auf diese Weise die dem Wärme­ tauscher 30 zugeführte Kälte und damit das Ausmaß der Kühlung der Kühlluft über die Zuschaltung der Zweigleitung 31 steuern.

Wie dargestellt ist der Wärmetauscher 30 mit einem Luftfilter 32 und einer Drosseleinrichtung 33 für die Kühlluft zu einer Einheit 34 zusammengebaut. Mit dieser läßt sich die Durchsatz­ menge an Kühlluft sowie deren Temperatur beeinflussen, was ei­ ner optimalen Konditionierung der Kühlluft und einer Konstant­ haltung der Temperatur der Formen 11 dient.

Claims (14)

1. Verfahren zum Kühlen der Formen (11) in einer Produktions­ maschine (10) zur Herstellung von Glasartikeln, bei dem die Formen (11) von außen und/oder durch Kühlbohrungen in der Form mit Kühlluft angeblasen werden, die angesaugt und aus­ geblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die angesaugte Kühlluft mittels einer Absorptions-Kältemaschine (20) ge­ kühlt wird, die mit Wärmeenergie aus dem Abgasstrom des Ofens (1) für die Schmelzwanne betrieben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlluftdurchsatz in Abhängigkeit von der Formentemperatur geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühllufttemperatur in Abhängigkeit von der Formentemperatur geregelt wird.

4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem einer Glasschmelzwanne zugeordneten Ofen (1) mit ei­ ner Abgasleitung (3), in die ein Wärmetauscher (7) einge­ baut ist, und mit wenigstens einer Produktionsmaschine (10) mit Formen (11), denen ein Luftkasten (13) mit auf die For­ men (11) gerichteten Blasdüsen (16) und/oder Anschlüssen (14) zu Kühlbohrungen (12) in den Formen (11) sowie mit ei­ ner Zuführleitung (18) mit einem Ventilator für Kühlluft zugeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Absorptions-Käl­ temaschine (20) mit einem Wärmekreislauf (A) für die Ener­ giezufuhr, der durch den Wärmetauscher (7) in der Abgaslei­ tung (3) führt, und mit einem Kältekreislauf (C) für die Nutzung der erzeugten Kälte, der durch einen Wärmetauscher (30) führt, der in die Zuführleitung (18) für die Kühlluft eingebaut ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmekreislauf (A) ein Heißwasserkreislauf ist.

6. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmekreislauf (A) ein Thermoölkreislauf ist.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Wärmekreislauf (A) eine Zweigleitung (23) zur anderweitigen Energiezufuhr zur Kältemaschine zu­ steuerbar angeschlossen ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Absorptions-Kältemaschine (20) mit einem zusätzlichen Wärmeabfuhrkreislauf (B) versehen ist.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kältekreislauf (C) ein Kaltwasserkreis­ lauf ist.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Kältekreislauf (C) eine Zweigleitung (31) zur anderweitigen Nutzung der von der Absorptions-Käl­ temaschine (20) erzeugten Kälte zusteuerbar angeschlossen ist.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die Zuführleitung (18) für die Kühlluft eine Drosseleinrichtung (33) eingebaut ist.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die Zuführleitung (18) für die Kühlluft ein Luftfilter (32) eingebaut ist.

13. Anlage nach Anspruch 11 und Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drosseleinrichtung (33) und der Luftfil­ ter (32) mit dem von der Kühlluft durchströmten Wärmetau­ scher (30) des Kältekreislaufs (C) zu einer Einheit (34) zusammengebaut sind.

14. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei oder mehr Produktionsmaschinen (10) mit jeweils eigenen Luftkästen (13) parallel an die Zuführlei­ tung (18) für die Kühlluft angeschlossen sind.