DE2603612A1

DE2603612A1 - Verfahren und vorrichtung zum konditionieren von geschmolzenem glas

Info

Publication number: DE2603612A1
Application number: DE19762603612
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Pilkington Brothers Ltd
Current assignee: Pilkington Group Ltd
Priority date: 1975-01-31
Filing date: 1976-01-30
Publication date: 1976-08-05
Also published as: CA1071407A; FR2299278A1; FI760234A; DE2603612C2; NO142905B; AU498434B2; IE42253L; TR19319A; IE42253B1; NO760299L; NO142905C; LU74284A1; BE838129A; FR2299278B1; CS208179B2; AU1027476A; AR209470A1; ES444812A1; FI59578C; BR7600588A

Description

PATENTANWÄLTE

Dipi. ing. Klaus Westphal

7730 Vlü.iwGEN-SCHWENNINGEN Stadtbezirk Villingen Seb.-Kneipp-Straße 14 Telefon 07721-55343 Telegr.: Westbuch Villingen

Dr.rer.nat. OttO Buchner

8000 MÖNCHEN 60 (Pasing) Floßmannstraße 30 a Telefon 089-832446 Telegr.: Westbuch München

Unser Zeichen: 818.33

Pilkington Brothers Limited,

Prescot Road, St. Helens, Merseyside WAlO 3TT, Großbri tannien

Verfahren und Vorrichtung zum Konditionieren von geschmolzenem Glas

Die Erfindung bezieht sich auf die Glasherstellung und insbesondere auf ein Verfahren zum Konditionieren von geschmolzenem Glas sowie auf einen Glasschmelzbehälter zur Durch-' führung dieses Verfahrens.

Bei einem bekannten, kontinuierlich durchgeführten Glasherstellungsverfahren werden Rohstoffe in ein Ende eines Glasschmelzbehälters zur Bildung einer auf einem vorhandenen

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Postscheckkonto: Karlsruhe 76979-754 Bankkonto: Deutsche Bank AG Villingen (BLZ 69470039) 146332

geschmolzenen Glasbad schwimmenden Decke eingespeist. Die Zufuhrgeschwindigkeit reicht aus, um eine konstante Glastiefe im Behälter aufrechtzuerhalten, während geschmolzenes Glas fortschreitend zu dem als Arbeitsende bekannten entgegengesetzten Ende des Behälters strömt, aus dem geschmolzenes Glas für die Verwendung in einem Formgebungsprozess entnommen wird. Die Decke von Rohstoffen wird beim Durchgang durch eine Schmelzzone an einem Ende des Behälters in geschmolzenes Glas umgewandelt, und zwar durch Wärme, die beispielsweise durch das Verbrennen von Brennstoff mittels Brennern, die in Abständen in den Seitenwänden oberhalb des Glasspiegels angeordnet sind, oder durch elektrische Heizeinrichtungen erzeugt sein kann. Das geschmolzene Glas gelangt von der Schmelzzone in eine Läuterungszone, in der ebenfalls von oben Wärme auf das geschmolzene Glas angewendet wird. In der Läuterungszone werden noch im Glas verbliebene Gasblasen veranlaßt, zu entweichen oder im Glas in Lösung zu gehen. Das Glas gelangt von der Läuterungszone in eine Konditionierzone nahe dem Arbeitsende des Behälters. In der Konditionierzone wird das Glas homogenisiert und in einen geeigneten Wärmezustand für die Weiterverwendung im Formgebungsverfahren gebracht. Normalerweise führt ein Kanal vom Arbeitsende des Behälters zu einer Formgebungseinrichtung.

Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß bestimmte Bereiche des Behälters als Schmelz-, Läuterungs- und Konditionierzone bezeichnet sind. Was den Übergang des geschmolzenen Glases von einer Zone in die andere betrifft, so muß nicht notwendigerweise alles irgendeine Zone verlassende Glas einen Endzustand" für diesen Vorgang, beispielsweise einen vollständig .geläuterten Zustand beim Eintritt in die Konditionierzone, erreicht haben. Es kann auch noch eine gewisse Läuterung in der Konditionierzone stattfinden und die Konditionierung kann in gewissem Ausmaß im Läuterungsbereich beginnen. Die Zonen sind daher so genannt, um die Bereiche anzugeben,

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in welchen der größere Teil eines bestimmten Vorgangs oder auch der ganze Vorgang in einem Behälter durchgeführt wird, und dies ermöglicht dem Fachmann, die in diesen Zonen erforderlichen Temperaturbedingungen zu erkennen.

Üblicherweise sind Flachglas-Schmelzbehälter oder Schmelzwannen so ausgebildet, daß sie einen breiten geschmolzenen Glaskörper enthalten, und weisen normalerweise eine im wesentlichen gleichförmige Tiefe über die Schmelz-, Läuterungsund Konditionierzone auf. Innerhalb des geschmolzenen Glases erzeugte Konvektionsströmungen unterstützen die Vermischung des Glases zur Erzielung einer Homogenität in Temperatur und Zusammensetzung. Gleichzeitig schützen kühlere Rückströmungen des Glases, die in den unteren Bereichen des Behälters von der Konditionierzone zurück zur Schmelzzone auftreten, die hitzebeständigen Materialien im Boden des Behälters vor dem Verschleiß, der sonst eintreten könnte, wenn sie den in der Schmelz- und Läuterungszone angewendeten höheren Glastemperaturen ausgesetzt wären.

Das geschilderte Glasherstellungsverfahren hat jedoch einen unnötigen Wärmeenergieverbrauch, da das zurückgeleitete kühlere Glas in den unteren Schichten des Behälters jedesmal wieder aufgeheizt werden muß, wenn es durch den Glasbehälter zurückströmt. Es hat sich'gezeigt, daß die zirkulierende und von der Konditionierzone zur Schmelzzone zurückkehrende Glasmenge von der Tiefe des geschmolzenen Glases sowie von dem Temperaturgradienten zwischen den beiden Enden des Behälters und dem Ausstoß aus dem Behälter abhängt. Es ist · möglich, die Bedingungen so zu wählen, daß alles Glas in Richtung stromabwärts zum Auslaßende ohne Rückströmung fließt. Es treten jedoch Schwierigkeiten bei der Erzielung einer zufriedenstellenden Homogenität in Temperatur und Zusammensetzung auf, wenn die Strömung innerhalb des Behälters

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ohne Rückströmung nur in einer Richtung erfolgt. Ferner ist es in der Konditionierzone erforderlich, die Glastemperatur abzusenken, aber jede übermäßige Oberflächenkühlung in der Konditionierzone führt leicht zu einer unannehmbaren Inhomogenität im geschmolzenen Glas. Ferner ist es erwünscht, eine übermaßig lange Konditionierzone zu vermeiden.

Konditionieren ist ein Vorgang, der sich zwischen der Erzielung einer im wesentlichen thermischen und physikalischen Homogenität im Glas beim Verlassen der Konditionierzone und der Erzielung eines bestimmten Temperaturgradienten im Glas bewegt. Übliche Verfahren zur Erzielung eines geeignet konditionierten Glases'beruhen normalerweise auf der Zuführung von Kühlluft auf die Oberfläche des Glases bei dessen Strömung zu einer Formgebungseinrichtung. Wenn .jedoch der Ausstoß der Anlage und infolgedessen der Glasdurchsatz bei Verwendung von bekannten Luftkühlanlagen erhöht wird, war es bisher nötig, die Größe des Konditionierbereiches zu erhöhen und eine genauere Regelung vorzusehen, um steile Temperaturgradienten im Glas infolge der Anwendung großer Kühlluftvolumina auf die Glasoberfläche zu vermeiden. Andere Vorschläge zur Abführung von Wärme vom Boden der Konditionierzone bestehen in der Verwendung von Kühlluft und in einigen Fällen wurden'Kühlrohre im Glas für die Abführung unerwünschter Wärme aus dem Glas angeordnet. Diese früheren Vorschläge sahen jedoch keine selektive Abführung von Wärme aus dem Bereich innerhalb des Glaskörpers nahe dem Einlaß in die Konditionierzone zur Erzielung eines geregelten Temperaturprofils im Glas vor.

Durch die Erfindung soll ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Konditionieren von geschmolzenem Glas und zur Erzielung eines gewünschten Temperaturprofils im Glas bei ausschließlicher Strömung des Glases in einer Richtung erzielt werden.

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Dementsprechend schafft die Erfindung ein Verfahren zum Konditionieren von geschmolzenem Glas zur Erzielung einer gewünschten, für die Einspeisung in ein Formgebungsverfahren geeigneten Wärmeverteilung in dem Glas, wobei geschmolzenes Glas in eine Konditionierzone in einen zur Aufnahme von geschmolzenem Glas geeigneten Behälter eingespeist und alles durch die Zone strömende Glas veranlaßt wird, in einer Richtung von einem Einlaß in die Zone zu einem Auslaß aus der Zone zu strömen, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Glas an oder nahe dem Einlaß in die Konditionierzone zur Erzielung eines gewünschten Temperaturprofils über einen in Querrichtung verlaufenden Querschnitt des Glases nahe dem Einlaßende derart selektiv gekühlt wird, daß beim Durchströmen des Restes der Konditionierzone die weitere Konditionierung die Umformung des Glases in einen für die Einspeisung in ein Formgebungsverfahren geeigneten Zustand vervollständigt, wobei die Kühlung mittels Durchleiten von Kühlmittel durch eine in dem vorwärtsströmenden Glaskörper angeordnete Einrichtung bewirkt wird.

Vorzugsweise ist die Einrichtung, durch die Kühlmittel geleitet wird, in dem vorwärtsströmenden Körper des geschmolzenen Glases an einer Stelle angeordnet, welche in Abhängigkeit von der Temperaturverteilung innerhalb des Glases und von dem erforderlichen Temperaturprofil gewählt ist.

Das Kühlmittel kann durch eine Mehrzahl von fluidgekühlten Rührern geleitet werden und vorzugsweise ist das Kühlmittel Wasser.

Kühlmittel kann stattdessen oder zusätzlich durch eines oder mehrere im Glas angeordnete Rohre geleitet werden.

Die Kühlung an oder nahe dem Einlaß in die Konditionierzone kann stromaufwärts oder stromabwärts des Einlasses in die

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Konditionierzone durchgeführt werden.

Beim Kühlen durch Verwendung von Rohren kann die Kühlung darin bestehen, daß der untere Teil des geschmolzenen Glases durch eines oder mehrere innerhalb des geschmolzenen Glases angeordnete fluidgekühlte Rohre gekühlt wird, die sich quer zum Boden des Einlasses der Konditionierzone erstrecken, und daß zusätzlich das geschmolzene Glas an oder nahe dem Einlaß in die Konditionierzone durch wenigstens ein fluidgekühltes Rohr gekühlt wird, welches in dem vorwärtsströmenden geschmolzenen Glaskörper zwischen der oberen und unteren Grenze des geschmolzenen Glases angeordnet ist.

Vorzugsweise wird das Verfahren so ausgeführt, daß die Temperaturverteilung innerhalb des geschmolzenen Glases an oder nahe dem Eintritt in die Konditionierzone bestimmt wird und daß wenigstens eines der fluidgekühlten Rohre in Abhängigkeit von der bestimmten Temperaturverteilung angeordnet wird.

Die Temperaturverteilung stromabwärts von der Kühleinrichtung kann ebenfalls überwacht werden, um die richtige Anordnung der Kühleinrichtung zu prüfen.

Vorzugsweise wird Kühlflüssigkeit innerhalb der fluidgekühlten Rohre umgewälzt.

Das geschmolzene Glas kann ebenfalls durch Homogenisierungseinrichtungen an oder nahe dem Einlaß in die Konditionierzone behandelt werden. Das Verfahren kann die geregelte Anwendung von Wärme oder Kühlung auf das geschmolzene Glas in der Konditionierzone umfassen.

Die obere Oberfläche des geschmolzenen Glases in der Konditionierzone kann durch Verwendung von Kühlluftgebläsen

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gekühlt werden.

Bei dem geschilderten Herstellungsverfahren von geschmolzenem Glas innerhalb eines Glasschtnelzbehalters oder einer Glasschmelzwanne kann die Tiefe des geschmolzenen Glases in der Läuterungszone größer sein, als die Glastiefe innerhalb der Konditionierzone, wodurch eine gewisse Rezirkulation oder Umwälzung des geschmolzenen Glases in der Läuterungszone eintritt.

Die Erfindung schafft ferner einen Glasschmelzbehälter, bestehend aus einem langgestreckten Behälter zur Aufnahme von geschmolzenem Glas, der einen Schmelzbereich, in den glasbildendes Material eingespeist wird, Einrichtungen zum Heizen und dadurch Schmelzen des Behälterinhalts im Schmelzbereich, einen Läuterungsbereich stromabwärts vom Schmelzbereich, in dem das geschmolzene Glas geläutert wird, und einen Konditionierbereich mit einem Einlaß nahe dem Läuterungsbereich und einem Auslaß an einem Arbeitsende des Behälters, aus dem das geschmolzene Glas entnommen wird, aufweist, wobei der Konditionierberexch flacher ist als der Läuterungsbereich, so daß alles durch den Konditionierbereich strömende geschmolzene Glas stromabwärts gerichtet zum Arbeitsende hin strömen kann, gekennzeichnet durch Kühleinrichtungen zum Kühlen des Glases im Konditionierbereich, welche mindestens ein fluidgekühltes Rohr, das sich quer zum Boden des Einlasses in den Konditionierbereich erstreckt, und mindestens ein weiteres fluidgekühltes Rohr an oder nahe dem Einlaß in den Konditionierbereich aufweisen, welches in dem vorwärtsströmenden Glaskörper in einer verstellbaren Lage derart angeordnet ist, daß ein gewünschtes Temperaturprofil an oder nahe dem Einlaß in den Konditionierbereich erzielt wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß das bzw.

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jedes zusätzliche fluidgekühlte Rohr in dem vorwärtsströmenden Glaskörper oberhalb der unteren Grenze des geschmolzenen Glases und unterhalb der oberen Grenze des geschmolzenen Glases angeordnet ist.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß einer oder mehrere Temperaturdetektoren zur Feststellung der Temperaturverteilung innerhalb des geschmolzenen Glases an oder nahe dem Einlaß in die Konditionierzone vorgesehen sind,so daß die Lage wenigstens eines der fluidgekühlten Rohre in Abhängigkeit von der festgestellten Temperaturverteilung gewählt werden kannl Die Temperaturdetektoren können aus einer Reihe von Thermoelementen oder anderen Temperaturdetektoren bestehen.

Ferner wird bevorzugt, daß das fluidgekühlte Rohr am Boden des Einlasses in die Konditionierzone "am oberen Ende einer Stufe im Boden des Behälters angeordnet ist, wobei die Stufe am Übergang von der Läuterungszone zur Konditionierzone vorgesehen ist. Eine bevorzugte Ausführung besteht darin, daß das Rohr nach oben stehende seitliche Arme aufweist, die an entgegengesetzten Seitenwänden des Behälters nahe dem Einlaß in den Konditionierbereich nach oben verlaufen. Vorzugsweise ist das Rohr im wesentlichen U-förmig ausgebildet. Die Höhe des Rohres kann einstellbar sein.

Das zusätzliche fluidgekühlte Rohr kann in der Konditionierzone stromabwärts des Einlasses angeordnet sein. Stattdessen können zusätzliche Kühleinrichtungen innerhalb der Läuterungszone unmittelbar stromaufwärts vom Einlaß in die Konditionierzone angeordnet sein. In einigen Fällen kann es zweckmäßig sein, weitere Kühleinrichtungen sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Einlasses in die Konditionierzone vorzusehen.

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Vorzugsweise ist das oder jedes zusätzliche fluidgekühlte Rohr ebenfalls der Höhe nach einstellbar und besteht vorzugsweise aus einem U-förmigen wassergekühlten Rohr.

Der Glasschmelzbehälter kam ferner einen oder mehrere Rührer aufweisen, die vorzugsweise wassergekühlt sind. Diese Rührer können stromaufwärts des, an dem oder stromabwärts des Einlasses in die Konditionierzone angeordnet sein.

Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß das sich quer zum Boden des Einlasses in den Konditionierbereich erstreckende fluidgekühlte Rohr quer zur Längserstreckung des Behälters und über die ganze Breite des Behälters verläuft. Das zusätzliche fluidgekühlte Rohr oder die Rohre können sich andererseits nur teilweise über die Breite des Behälters erstrecken und mittig bezüglich der Breite angeordnet sein.

Schließlich schafft die Erfindung einen Glasschmelzbehälter, bestehend aus einem langgestreckten Behälter zur Aufnahme von geschmolzenem Glas, der einen Schmelzbereich, in den glasbildendes Material eingespeist wird, Einrichtungen zum Heizen und dadurch Schmelzen des Behälterinhalts im Schmelzbereich, einen Läuterungsbereich stromabwärts vom Schmelzbereich, in dem das geschmolzene Glas geläutert wird, und einen Konditionierbereich mit einem Einlaß nahe dem Läuterungsbereich und einem Auslaß an einem Arbeitsende des Behälters, aus dem das geschmolzene Glas entnommen wird, aufweist, wobei der Konditionierbereich flacher ist als der Läuterungsbereich, so daß alles durch den Konditionierbereich strömende geschmolzene Glas stromabwärts gerichtet zum Arbeitsende hin strömt, gekennzeichnet durch Kühleinrichtungen zum Kühlen des Glases beim Strömen von dem Läuterungsbereich zum Arbeitsende, wobei die Kühleinrichtungen eine Mehrz'ahl von fluidgekühlten Rührern, die im

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vorwärtsströmenden Glaskörper angeordnet sind, und mindestens ein fluidgekühltes Rohr aufweisen, das in dem geschmolzenen Glaskörper im Konditionierbereich derart angeordnet ist, daß ein gewünschtes Temperaturprofil im geschmolzenen Glas erzielt wird.

Durch selektive Verwendung des fluidgekühlten Rohrs oder der Rohre und/oder von Rührern ist es möglich, eine zufriedenstellende Kühlung des geschmolzenen Glases in der Konditionierzone und ein gewünschtes Temperaturprofil zu erzielen, während das ganze Glas in einer Richtung strömt, ohne daß eine übermäßig lange Konditionierzone benötigt wird. Durch Einstellung der genauen Höhe und Lage von mindestens einem fluidgekühlten Rohr ist es möglich, optimale Temperaturprofilbedingungen innerhalb der Konditionierzone zu erreichen.

Bekanntlich neigt jede Inhomogenität in der Konditionierzone zur Bildung dünner horizontaler Schichten im geschmolzenen Glas, deren jede eine etwas andere Zusammensetzung bezüglich der unmittelbar-benachbarten Schicht aufweist. Im allgemeinen sind die Schichten so dünn, und die Unter-· schiede der Zusammensetzung so gering, daß unter der Voraussetzung, daß die Schichten im wesentlichen parallel zu den Hauptoberflächen des endgültigen Glasprodukts verbleiben, keine nachteilige Wirkung beobachtet wird. Wenn jedoch diese Schichten veranlaßt werden, von dem parallelen Zustand abzuweichen, können sich optische Fehler im Glas ergeben. Durch Anwendung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit des Auftretens solcher Fehler zu verringern.

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Anhand der Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung naher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen seitlichen Aufriß eines erfindungsgemäßen Glasschmelzbehälters;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils des in Fig. 1 gezeigten Behälters;

Fig. 3 eine Aufsicht auf den in Fig. 2 gezeigten Teil des Behälters;

Fig. .4 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht einer anderen Ausführungsform;

Fig. 5 noch eine weitere der Fig. 4 ähnliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform; und

Fig. 6 eine Aufsicht einer anderen Ausführungsform der in Fig. 3 gezeigten'Anordnung.

Fig. 1 zeigt eine Glasschmelzwanne oder einen Glasschmelzbehälter 11 mit einem Einfüllende 12, in das Rohmaterial für die Glasherstellung eingespeist wird. Das Rohmaterial schwimmt auf dem vorher geschmolzenen Glas in Form einer Decke 17. Die Decke schmilzt fortschreitend in einer Schmelzzone 13 nahe dem Einfüllende des Behälters. Das geschmolzene Glas gelangt fortschreitend in einer stromabwärts gerichteten Strömung durch eine Läuterungszone 14 zu einer Konditionierzone 15 nahe dem Arbeitsende des Behälters. Ein Auslaß 16 ist am Arbeitsende vorgesehen, aus dem das Glas für die Verwendung in einem nachfolgenden Formgebungsprozess entnommen wird. Gas- oder Olheizeinrichtungen sind längs den Seiten.des Behälterhauptteils stromabwärts des Einfüllendes 12 zum Heizen des geschmolzenen Glases über Heizöffnungen

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angeordnet. Abgase strömen durch Regeneratoröffnungen in den Seiten des Ofens, v/obei die Regeneratoröffnungen in einen Ofenkamin münden.

In der Läuterungszone 14 zirkuliert das geschmolzene Glas, v/obei das Glas in den oberen Schichten stromabwärts fließt, v/ährend das näher dem Boden des Behälters befindliche Glas eine durch die Pfeile 19 markierte Rückströmung bildet, die zum Einfüllende des Behälters zurückführt. In der Läuterungszone werden ungelöste Gase an die Atmosphäre freigegeben. In der Konditionierzone 15 wird das Glas so konditioniert, daß es den gewünschten Wärmezustand und die gewünschte Homogenität der Zusammensetzung für den nachfolgenden Formgebungsprozess des Glases erreicht.

In jeder Zone des Behälters ist es möglich, eine gewisse Zirkulation des Glases mit einer Rückströmung zum Einfüllende des Behälters hin zu erzielen. Das Ausmaß der Rückströmung hängt, falls überhaupt eine solche vorhanden ist, von der Tiefe des geschmolzenen Glases in 'der Zone, vom Ausstoß aus dem Behälter und auch von dem Temperaturgradienten zwischen dem Beginn und Ende der Zone ab. Bei den gezeigten Beispielen sind die Schmelzzone 13 und die Läuterungszone 14 die tiefsten Zonen im Behälter und der Boden des Behälters weist eine nach aufwärts gerichtete Stufe 21 am Übergang von der Läuterungs- in die Konditionierzone auf, so daß die Konditionierzone wesentlich flacher ist als die Schmelz- und Läuterungszone. Die Bedingungen in der Läuterungszone sind so gewählt, daß ein gewisses Ausmaß an Rückströmung auftritt. Im wesentlichen die ganze Glasströmung in der Konditionierzone ist vom Einfüllende des Behälters weg gerichtet, wobei die Glastiefe so gewählt ist, daß dieser Zustand erreicht wird.

Die Rückströmung oder Rezirkulierung in der Schmelz- und Läuterungzone des Behälters verbessert zwar die Homogenität,

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jedoch wird die Glasqualität nicht notwendigerweise ausreichend verbessert, insbesondere bei hohen Ausstößen aus dem Behälter oder der Wanne. Um dies zu verbessern, werden bei dieser Ausführungsform der Erfindung Rührer 22 durch das Dach 23 des Ofens unmittelbar stromaufwärts vom Einlaß in die Konditionierzone eingesetzt. Die Rührer sind so ausgebildet, daß sie nur auf die vorwärtsgerichtete Glasströmung einwirken und eine Schwächung der Glasschichten ohne wesentliche Störung ihres normalen horizontalen Zustande bewirken. Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Läuterungszone 14 breiter als die Konditionierzone 15 und vier Rührer sind seitlich nebeneinander in einer Reihe angeordnet, die sich quer über die Breite der Läuterungszone des Behälters erstreckt. Benachbarte Rührer drehen sich in entgegengesetzten Richtungen. Die Rührer, sind vorzugsweise aus hohlen Rohren geformt, durch die Kühlwasser umcewälzt wird, um Wärme schneller aus dem vorwärtsströmenden Glaskörper am stromabwärts gelegenen Ende der Läuterungszone abzuführen und gleichzeitig die Temperaturverteilung über die Breite des Behälters am Eintritt in die Konditionierzone 15 auszugleichen.

Um eine Abkühlung in der Konditionierzone 15 zu erreichen, tritt eine Oberflächenabkühlung ein, indem Kühlluft auf die Oberfläche des geschmolzenen Glases geleitet wird. Zusätzlich sind Einrichtungen zur Erzielung einer weiteren selektiven Kühlung in Form von wassergekühlten Rohren 24 und 25 vorgesehen, die nahe dem Einlaß in die Konditionierzone 15 angeordnet sind. Das Rohr 24 weist einen geraden horizontalen Abschnitt 26 auf, der sich über die volle Breite der Konditionierzone quer zu ihrer Länge erstreckt, und der ⁿbschnitt 26 ist in einer rechteckigen Ausnehmung 27 im oberen Ende der Stufe 21 angeordnet. Das Rohr 24 weist zwei nach oben stehende seitliche Arme 28 und 29 auf, die sich an gegenüberliegenden Seitenwänden des Behälters vertikal nach oben erstrecken. Auf diese Weise weist das Rohr 24 rechteckige U-Form auf. Das Rohr weist einen Einlaß am oberen Ende des

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Arms 28 und einen Auslaß am oberen Ende des Arms 29 auf, wobei Einlaß und Auslaß über das Dach des Behälters mit einem Kreislauf verbunden sind_s in welchem Kühlwasser umgewälzt wird« Durch Anordnung des Rohrs 24 unmittelbar am Einlaß in die Konditionierzone führt das Rohr eine gewisse Wärmemenge aus den unteren Bereichen des in die Konditionierzone eintretenden Glases ab und schützt ferner die hitzebeständigen Ecken der Stufe 21 gegen Erosion durch das aus der Läuterungs- in die Konditionierzone übergehende, sich beschleunigende Glas. Um weitere Wärme aus dem Glaskörper in der Konditionierzone abzuführen und ein gewünschtes Temperaturprofil zu erreichen, ist ein zweites wassergekühltes Rohr 25 nahe dem Einlaß in die Konditionierzone unmittelbar stromabwärts vom Rohr 24 angeordnet. Das Rohr 25 weist ebenfalls rechteckige U-Form mit einem Basisabschnitt 30 und zv/ei nach oben stehenden Seitenarmen 31 und 32 auf, welche Einlaß- und Auslaßkanal für Kühlwasser bilden. Das Rohr ist so ausgebildet und angeordnet, daß der horizontale Abschnitt 30 im Glaskörper zwischen der oberen und unteren Grenze des geschmolzenen Glases in der Konditionierzone angeordnet ist. Die Breite des Rohrs 25 beträgt etwa die halbe Breite der Konditionierzone. Das Rohr 25 ist in seiner Lage sowohl vertikal als auch in Querrichtung einstellbar und ist, wie in der Zeichnung gezeigt, im wesentlichen zentral quer zur Breite der Zone angeordnet, wobei der Abschnitt 30 im wesentlichen in der Mitte zwischen der oberen und unteren Grenze des geschmolzenen Glases liegt. Zur Ermöglichung der Lageverstellung ist das Rohr 25 in einem Halterungsarm befestigt, der auf einer Seite des Behälters verläuft und einstellbar an einem Stützorgan 34 eingreift. Der Arm 33 kann sowohl vertikal als auch quer zur Länge des Behälters am Stützorgan 34 eingestellt werden. Der Behälter weist ferner eine Reihe von Thermoelementen 35 nahe dem Einlaß in die Konditionierzone auf. Die Thermoelemente 35 sind alle in Querrichtung ausgerichtet und im Abstand quer zum

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Behälterboden angeordnet. Die Thermoelemente sind in hitzebeständigen, an der Oberseite geschlossenen Hülsen angeordnet, wobei jede Hülse eine Anzahl von Thermoelementen in unterschiedlichen Höhen enthält, um eine angemessene Überwachung über die ganze Glastiefe zu gewährleisten. Indem sie in das geschmolzene Glas eintauchen, messen die Thermoelemente die Temperaturverteilung innerhalb des geschmolzenen Glases. Die Lage des Rohrs 25 wird in Abhängigkeit von der gemessenen Temperaturverteilung innerhalb des Glases derart eingestellt, daß die von den Wasserrohren in der Konditionierzone bewirkte Kühlung ein gewünschtes Temperaturprofil des Glases an oder nahe dem Eintritt in die Konditionierzone hervorruft. Dieses Temperaturprofil ist so gewählt, daß die weitere, an den Glasströmungen längs der Konditionierzone eintretende Konditionierung in dem geschmolzenen Glas die gewünschten Temperaturbedingungen für den nachfolgenden Formgebungsprozess beim Verlassen der Konditionierzone durch den Auslaß 16 ergibt.

Es hat sich gezeigt, daß die Kühlung des Glases nahe dem Boden der Konditionierzone die Glasstabilität in den oberen Schichten in der Konditionierzone verbessert und die Neigung des Glases, aus den oberen Oberflächenschichten nach unten zum Boden der Konditionierzone zu strömen, verringert. Durch Anordnung des zusätzlichen Rohrs 25 im heißeren Bereich des Glases innerhalb der Konditionierzone ist es möglich, das gewünschte Temperaturprofil mit einer gleichförmigeren Temperaturverteilung über das Glas innerhalb der Konditionierzone zu erreichen. Es ermöglicht ferner eine schnellere Kühlung in der gesamten Konditionierzone ohne den Nachteil einer instabilen Strömung in der Konditionierzone. Durch Abführung der Wärme in größerem Ausmaß ist es möglich, eine viel kürzere Konditionierzone zu verwenden.

Bei diesem Beispiel sind beide Rohre 24 und 25 der Höhe nach einstellbar, obwohl das Rohr 24 normalerweise so angeordnet

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ist, daß der horizontale Abschnitt 26 vollständig innerhalb der Ausnehmung 27 aufgenommen ist. Es kann mehr als ein Rohr 25 vorgesehen werden und, wenn erforderlich, können einige Rohre 25 stromaufwärts vom Rohr 24 (das ist am Ende der Läuterungszone) angeordnet werden. In diesem Falle muß gewährleistet werden, daß jedes in der Läuterungszone stromaufwärts vom Rohr 24 angeordnete Rohr 25 derart angeordnet ist, daß es im wesentlichen nicht in die Rückströmung eindringt und diese Rückströmung beeinflußt. Die Lage der Rohre 25 ist einstellbar, um einerseits die Erzielung optimaler Betriebsbedingungen zu ermöglichen und andererseits Änderungen der Bedingungen während des Betriebes auszugleichen. Die Einstellung der Lage der Rohre kann, wie oben beschrieben, aufgrund von Signalen erfolgen, die von in das Glas in festen Stellungen eingetauchten Thermoelementen erhalten werden. Stattdessen können Temperaturmessungen über die Tiefe des Glases ausgeführt werden, indem Thermaelernente vertikal durch das Dach des Behälters eingeführt und die Temperaturwerte in festen Schritten über die ganze Glastiefe beobachtet werden. Diese Ergebnisse können sodann zur Bestimmung der gewünschten Lagen der Rohre verwendet werden.

Fig. 4 zeigt eine andere Anordnung am Übergang von der Läuterungs- zur Konditionxerzone. Für gleiche Teile werden gleiche Bezugsziffern verwendet. In diesem Fall ist der Rührer 22 aus der Läuterungszone herausgenommen und nahe dem Einlaß in die Konditionxerzone zwischen dem Rohr 24 und dem Rohr 25 angeordnet. Fig. 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Anordnung am Übergang von der Läuterungs- zur Konditionxerzone. In diesem Fall weist die Stufe zwischen den zwei Zonen eine schräge Oberfläche 36 auf, welche die Stufe 21 mit dem Boden der Konditionxerzone verbindet.

Das Dach der Läuterungszone ist mit einer nach unten vorspringenden Wand 37 versehen, die eine Stauwand bildet, welche

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sich nach unten in das geschmolzene Glas nahe dem Übergang von der Läuterungs- in die Konditionierzone erstreckt. Der untere horizontale Rand der Wand 37 ist mH einem horizontalen Kühlrohr 38 versehen, durch welches Kühlwasser über vertikale · Einlaß- und Auslaßrohre 39 umgewälzt wird, die mit entgegengesetzten Enden des Rohrs 38 verbunden sind. Bei diesem Beispiel ist das Rohr 25 in der oben beschriebenen Weise vorgesehen und der Rührer 22 ist stromaufwärts des Rohrs 25 angeordnet, wie bereits mit Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 können die Rührer 22 wassergekühlt sein, obwohl die Wasserrohre 24 und 25 in Abhängigkeit von der Temperaturverteilung innerhalb des Glases und von dem erforderlichen Temperaturprofil angeordnet sind. Bei einer gegenüber Fig. 2 abgewandelten Ausführungsform können jedoch eines der wassergekühlten Rohre 24 und 25 oder beide weggelassen v/erden. Bei dieser Anordnung sind wassergekühlte Rührer 22 so angeordnet und ausgebildet, daß sie das gewünschte Temperaturprofil über einen quer verlaufenden Querschnitt des Glases nahe dem Einlaßende der Konditionierzone hervorrufen. Bei dieser anderen Ausführungsform, bei der wassergekühlte Rührer zur Erzeugung des gewünschten Temperaturprofils am Einlaßende der Konditionierzone verwendet werden, kann eine weitere Kühlung in der Konditionierzone durch eines oder mehrere Wasserrohre erzielt werden, die sich durch das geschmolzene Glas erstrecken, wobei das bzw. jedes Wasserrohr an irgendeiner gewünschten Stelle entlang der Längserstreckung der Konditionierzone und in irgendeiner gewünschten Lage zwischen der oberen und unteren Grenze'des geschmolzenen Glases angeordnet ist.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 ist die Läuterungszone 14 so ausgebildet, daß sie eine einzige Konditionierzone speist, wobei die Konditionierzone schmaler ist als die Läuterungszone. Es ist jedoch möglich, zwei oder mehrere Konditionierzonen parallel zu speisen, und eine solche Anordnung ist in Fig. 6 gezeigt.

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Bei dieser Anordnung erstrecken sich zwei schmale Behälterteile 40 und 41 zum Auslaßende des Behälters, von dem die Läuterungszone 14 bildenden Hauptteil„ Jeder der schmalen Kanäle 40 und 41 bildet eine getrennte Konditionierzone 15 in der Weise, wie sie oben mit Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde. Die Tiefe des geschmolzenen Glases in jedem der schmalen Kanäle 40 und 41 ist so gewählt, daß die Glasströmung durch jeden der Kanäle nur in Richtung des Auslasses erfolgt. Jeder Kanal weist ein Wasserrohr 24 auf, das am oberen Ende einer Stufe 41 am Eintritt in die Konditionierzone angeordnet ist, wie oben beschrieben. Ein weiteres wassergekühltes Rohr 25 ist etwas stromabwärts von dem Rohr 24 angeordnet und eine Reihe von Thermoelemten 35 ist stromaufwärts und stromabwärts des Kühlrohrs 25 angeordnet. Der Betrieb der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist allgemein der gleiche wie der oben mit Bezugnahme auf die Fig. 1, 2 und 3 beschriebene.

Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der erläuterten Beispiele eingeschränkt. Beispielsweise kann der Behälter eine Einschnürung nahe dem Übergang von der Läuterungs- in die Konditionierzone aufweisen, so daß das geschmolzene Glas an diesem Übergang durch einen schmalen Bereich strömt.

Ferner läßt sich mittels Durchführung einer Kühlung in der Konditionierzone, wie oben erläutert, eine Oberflächenkühlung erreichen, indem Kühlluft auf die Oberfläche des geschmolzenen Glases geleitet wird, und in gewissen Fällen können zusätzliche oder wahlweise Kühl- oder Heizeinrichtungen erforderlich sein, um ein gewünschtes Temperaturprofil innerhalb durch die Bauweise gesetzter Grenzen der Anlage zu erreichen. Ein solcher Fall tritt auf, wenn die Erfindung so verwirklicht wird, daß Homogenisierungs- und Kühleinrichtungen vor dem Einlaß in die Konditionierzone vorgesehen sind. In diesem Fall ist es zweckmäßig, weitere Kühleinrichtungen an jeder

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Stelle entlang der Längserstreckung der Konditionierzone in dem nach vorwärtsströmenden geschmolzenen Glas beim Durchgang durch die Konditionierzone vorzusehen. Eine solche Anordnung kann weiterhin die Verwendung einer verhältnismäßig kurzen Konditionierzone trotz einer Erhöhung der Belastung des Behälters ermöglichen. Zusätzlich oder wahlweise können Brenner in den Seitenwänden der Konditionierzone vorgesehen werden, wenn zusätzliche Wärme erforderlich ist.

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Claims

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Patentansprüche

I.j Verfahren zum Konditionieren von geschmolzenem Glas zur Erzielung einer gewünschten, für die Einspeisung in ein Formgebungsverfahren geeigneten Wärmeverteilung in dem Glas, wobei geschmolzenes Glas in eine Konditionierzone in einen zur Aufnahme von geschmolzenem Glas geeigneten Behälter eingespeist und alles durch die Zone strömende Glas veranlaßt wird, in einer Richtung von einem Einlaß in die Zone zu einem Auslaß aus der Zone zu strömen, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Glas an oder nahe dem Einlaß in die Konditionierzone zur Erzielung eines gewünschten Temperaturprofils über einen in Querrichtung verlaufenden Querschnitt des Glases nahe dem Einlaßende derart selektiv gekühlt wird, daß beim Durchströmen des Restes der Konditionierzone die weitere Konditionierung die Umformung des Glases in einen für die Einspeisung in ein Formgebungsverfahren geeigneten Zustand vervollständigt, wobei die Kühlung mittels Durchleiten von Kühlmittel durch eine in dem vorwärtsströmenden Glaskörper angeordnete Einrichtung bewirkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung an einer Stelle bewirkt wird, die in Abhängigkeit von der Temperaturverteilung innerhalb des Glases und von dem erforderlichen Temperaturprofil gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung durch Verwendung wenigstens eines in das geschmolzene Glas eingetauchten fluidgekühlten Rohrs bewirkt wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung darin besteht, daß der untere Teil des geschmolzenen Glases durch eines oder mehrere innerhalb des geschmolzenen Glases angeordnete fluidgekühlte Rohre gekühlt wird, die sich quer zum Boden des Einlasses der Konditionierzone erstrecken, und daß zusätzlich das geschmolzene Glas an oder nahe dem Einlaß in die Konditionierzone durch wenigstens ein fluidgekühltes Rohr gekühlt wird, welches in dem vorwärtsströmenden geschmolzenen Glaskörper zwischen der oberen und unteren Grenze des geschmolzenen Glases angeordnet ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturverteilung innerhalb des geschmolzenen Glases an oder nahe dem Eintritt in die Konditionierzone bestimmt wird und daß wenigstens eines der fluidgekühlten Rohre in Abhängigkeit von der bestimmten Temperaturverteilung angeordnet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturverteilung innerhalb des geschmolzenen Glases an einer Stelle stromabwärts der Kühleinrichtung festgestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung durch Umwälzen von Kühlwasser innerhalb eines oder mehrerer Wasserrohre erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Glas an oder nahe dem Einlaß in die Konditionierzone homogenisiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung durch Verwendung einer Mehrzahl von in das geschmolzene Glas eingetauchten fluidgekühlten Rührern erfolgt.

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10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlwasser durch die Rührer umgewälzt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlluft auf die Oberfläche des geschmolzenen Glases in der Konditionierzone geleitet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Wärme wahlweise auf das geschmolzene Glas in der Konditionierzone angewendet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß von

in den Seitenwänden der Konditionierzone angeordneten Brennern erzeugte Heizgase auf die geschmolzene Glasoberfläche geleitet werden.
14. Glasschmelzbehalter, bestehend aus einem langgestreckten Behälter zur Aufnahme von geschmolzenem Glas, der einen Schmelzbereich, in den gla.sbildendes Material eingespeist wird, Einrichtungen zum Heizen und dadurch Schmelzen des Behälterinhalts im Schmelzbereich, einen Läuterungsbereich stromabwärts vom Schmelzbereich, in dem das geschmolzene Glas geläutert wird, und einen Konditionierberexch mit einem Einlaß nahe dem Läuterungsbereich und einem Auslaß an einem Arbeitsende des Behälters, aus dem das geschmolzene Glas entnommen wird, aufweist, wobei der Konditionierberexch flacher ist als der Läuterungsbereich, so daß alles durch den Konditionierberexch strömende geschmolzene Glas stromabwärts gerichtet zum Arbeitsende hin strömen kann, gekennzeichnet durch Kühleinrichtungen (24, 25) zum Kühlen des Glases im Konditionierberexch, welche mindestens ein fluidgekühltes Rohr (24), das sich quer zum Boden des Einlasses in den Konditionierberexch (15) erstreckt, und mindestens ein weiteres fluidgekühltes Rohr (25) an oder nahe dem Einlaß in den Kon-ditionierbereich (15) aufweiseo, welches in dem vorwärtsströmenden

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Glaskörper in einer verstellbaren Lage derart angeordnet ist, daß ein gewünschtes Temperaturprofil an oder nahe dem Einlaß in den Konditionierbereich erzielt wird.
15. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. jedes zusätzliche fluidgekühlte Rohr (25) in dem vorwärtsströmenden Glaskörper oberhalb der unteren Grenze des geschmolzenen Glases und unterhalb der oberen Grenze des geschmolzenen Glases angeordnet ist.
16. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere Temperaturdetektoren (35) zur Feststellung der Temperaturverteilung innerhalb des geschmolzenen Glases an oder nahe dem Einlaß in die Konditionierzone (15) vorgesehen ist»
17. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdetektoren aus einer Reihe von Thermoelementen bestehen.
18. Glasschmelzbehälter nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das fluidgekühlte Rohr (24) am Boden des Einlasses in die Konditionierzone am oberen Ende einer Stufe (21) im Boden des Behälters angeordnet ist, wobei die Stufe (21) am Übergang von der Läuterungszone (14) zur Konditionierzone (15) vorgesehen ist.
19. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (24) nach oben stehende seitliche Arme (28, 29) aufweist, die an entgegengesetzten Seitenwänden des Behälters nahe dem Einlaß in den Konditionierbereich nach oben verlaufen.
20. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (24) im wesentlichen U-förmig ist.

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21. Glasschmelzbehälter nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des fluidgekühlten Rohrs (24) einstellbar ist.
22. Glasschmelzbehälter nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. jedes zusätzliche fluidgekühlte Rohr (25) in der Konditionierzone stromabwärts vom Einlaß angeordnet ist.
23. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. jedes zusätzliche fluidgekühlte Rohr (25) mit Einrichtungen (34) zum Einstellen der Eintauchtiefe des Rohrs innerhalb des geschmolzenen Glases versehen ist.
24. Glasschmelzbehälter nach einem der Ansprüche 14 bis 23, gekennzeichnet durch einen öder mehrere Rührer (22).
25. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührer (22) wassergekühlt sind.
26. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührer (22) stromaufwärts vom Einlaß in die Konditionierzone angeordnet sind.
27. Glasschmelzbehälter nach einem der Ansprüche 14 bis 26j dadurch gekennzeichnet, daß das sich quer zum Boden des Einlasses in den Konditionierbereich erstreckende fluidgekühlte

. Rohr (24) quer zur Längserstreckung des Behälters und über die ganze Breite des Behälters verläuft.
28. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. jedes zusätzliche fluidgekühlte Rohr (25) sich nur teilweise über die Breite des Behälters erstreckt und mittig bezüglich der Breite angeordnet ist.

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29. Glasschmelzbehälter, bestehend aus einem langgestreckten Behälter zur Aufnahme von geschmolzenem Glas, der einen Schmelzbereich, in den glasbildendes Material eingespeist wird, Einrichtungen zum Heizen und dadurch Schmelzen des Behälterinhalts im Schmelzbereich, einen Läuterungsbereich stromabwärts vom Schmelzbereich, in dem das geschmolzene Glas geläutert wird, und einen Konditionierbereich mit einem Einlaß nahe dem Läuterungsbereich und einem Auslaß an einem Arbeitsende des Behälters, aus dem das geschmolzene Glas entnommen wird, aufweist, wobei der Konditionierbereich flacher ist als der Läuterungsbereich, so daß alles durch den Konditionierbereich strömende geschmolzene Glas stromabwärts gerichtet zum Arbeitsende hin strömt, gekennzeichnet durch Kühleinrichtungen zum Kühlen des Glases beim Strömen von dem Läuterungsbereich (14) zum Arbeitsende (16), wobei die Kühleinrichtungen eine Mehrzahl von fluidgekühlten Rührern (22), die im vorwärtsströmenden Glaskörper angeordnet sind, und mindestens ein fluidgekühltes Rohr (24, 25) aufweisen, das in dem geschmolzenen Glaskörper im Konditionierbereich derart angeordnet ist, daß ein gewünschtes Temperaturprofil im geschmolzenen Glas erzielt wird.

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