DE2727925A1

DE2727925A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von fasern aus anorganischem material

Info

Publication number: DE2727925A1
Application number: DE19772727925
Authority: DE
Inventors: Shuichi Iseki; Michiharu Mishima; Kunihiko Mukai; Kiyoshi Ogino
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 1976-06-21
Filing date: 1977-06-21
Publication date: 1977-12-22
Also published as: JPS52155224A; FR2355784B1; BE855875A; GB1542587A; DE2727925B2; CA1092357A; JPS5911540B2; FR2355784A1; US4116656A; DE2727925C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Faserstücken aus anorganischen Materialien, die eine Herstellung von Fasern aus dem geschmolzenen Zustand gestatten, beispielsweise aus Glasmischungen.

Einige anorganische Materialien können aus dem geschmolzenen Zustand in Faserform gebracht werden. Die vorliegende Erfindung ist auf jedes anorganische Material dieser Art anwendbar, wenn auch Glas als typisches Beispiel eines in Faserform überführbaren anorganischen Materials in der folgenden Beschreibung verwendet wird, da Glasfasern eine große Bedeutung in der Industrie besitzen.

Der Stand der Technik auf dem Gebiet der Herstellung von Glasfasern mit bestimmter, relativ kurzer Länge wird zunächst anhand der Fig. 1 und 2 der Zeichnung beschrieben, wobei beide Figuren schematische Darstellungen gebräuchlicher Vorrichtungen für die Herstellung von Glasfasern nach dem Flammenblasverfahren (Fig. 1) und einem Zentrifugalverfahren (Fig. 2) zeigen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten üblichen Flammenblasverfahren wird ein geschmolzenes Glasgeraisch 10 in einem Gefäß 11 gehalten, das eine Auslaßöffnung 12 an seiner Unterseite aufweist. Ein sich in Vertikalrichtung ergießender Strom des geschmolzenen Glases 10 wird abgekühlt,/daß er sich in einen nach unten erstreckenden Glasstab 13 verwandelt. Ein Brenner 14 richtet eine Flamme von hoher Temperatur in Querrichtung zu dem Glasstab 13, um das Glas aufzuschmelzen und in kurze Fasern 15 zu unterteilen.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Zentrifugalmethode ist das Gefäß 11 für das geschmolzene Glas 10 so angeordnet, daß das geschmolzene Gbs 10 von der Auslaßöffnung 12 auf einen schüsseiförmigen Rotor 16 fällt. Der Rotor 16 ist mit einer Vielzahl von Mundstücköffnungen 17 in den Seitenwänden ausgestattet und dreht sich um eine vertikal liegende Welle mit einer hohen Umfangsgeschwindigkeit, so daß das geschmolzene Glas

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10 von dem Rotor 16 durch die Zentrifugalkraft durch die Mundstücköffnungen 17 ausgeschleudert wird. Eine Vielzahl von Brennern 14-, die um den Rotor 16 angeordnet sind, blasen jeweils Flammen von hoher Temperatur auf das in Querrichtung ausgeschleuderte geschmolzene Glas 10, um es in Fasern 15 zu unterteilen.

Ein großer Nachteil dieser bisher üblichen Verfahren besteht darin, daß ein sehr hoher Energieverbrauch stattfindet. Insbesondere die Flammenblasmethode verbraucht große Mengen von Wärmeenergie, da die für das Aufschmelzen des festen Glasstabes 13 durch den Brenner benötigte Energie bis zum 10-fachen des Betrages anwachsen kann, der für die Bereitstellung des aufgeschmolzenen Glases 10 verbraucht wird. Auch bei dem Zentrifugalverfahren wird eine beträchtliche Menge von Wärmeenergie durch die Brenner 14 verbraucht und außerdem entstehen hohe Betriebskosten wegen der fortwährenden Drehbewegung des Ro-

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tors 16 mit Umdrehungszahlen von 3OOO min oder mehr. Als zusätzlicher Nachteil sowohl des Flammenblas- als auch des Zentrifugalverfahrens ist der hohe Lärmpegel der Brenner 14 zu nennen, da Gebläse mit hoher Kapazität verwendet werden müssen, damit die Flammen eine genügend hohe Temperatur und eine genügend hohe Flammengeschwindigkeit zum Aufschmelzen und zum Zerteilen des Glases erhalten.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die beschriebenen Nachteile der üblichen Verfahren zur Herstellung von Fasern aus anorganischen Materialien zu überwinden.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von Fasern aus anorganischen Materialien von bestimmter Länge zu schaffen, typischerweise von Fasern aus Glasgemischen, bei dem eine große Einsparung von Wärmeenergie gegenüber den üblichen Herstellungsverfahren und eine Verringerung der Lärmbelästigung erreicht werden kann.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine neuartige Vorrichtung zur Herstellung von Fasern der beschriebenen Art aus anorganischen Materialien nach dem erfindungsgeniäßen Verfahren zu schaffen. Ferner ist es ein Ziel der Erfindung» eine Vorrichtung für das beschriebene Verfahren zu schaffen, bei der die Hauptelemente zur Faserbildung leicht einstellbar sind, so daß sie dem jeweiligen Temperaturgang der Viskosität des verwendeten Materials angepaßt werden können.

Durch die Erfindung wird ein anorganisches Material mit den beschriebenen Eigenschaften in Faserform durch ein Verfahren gebracht, bei dem eine Schmelze aus anorganischen Material dazu gebracht wird, als hohler zylindrischer Strom durch die Schwerkraft in Vertikalrichtung herabzufallen, bei dem ein unter Druck stehendes Gas in den Hohlraum des zylindrischen Stromes nach unten eingedrückt wird, und bei/Kontinuierlich ein unter Druck stehendes Gas von der Außenseite des Stromes in einer nach unten und nach innen geneigten Richtung auf den Strom geblasen wird.

Das Eindrücken des unter Druck stehenden Gases in den Hohlraum des zylindrischen Stromes der Schmelze kann entweder im wesentlichen vertikal nach unten oder zumindestens teilweise in nach unten und außen geneigten Richtungen geschehen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Fasern umfaßt ein Gefäß zur Aufnahme einer Schmelze des anorganischen Materials mit einer Auslaßöffnung an der Bodenfläche, die ein Mundstück mit ebener kreisförmiger Gestalt aufweist, es umfaßt eine Zentraldüse, um ein unter Druck stehendes Gas nach unten auszupressen, die in dem Gefäß angebracht ist und einen sich in Vertikalrichtung erstreckenden hohlen zylindrischen Absdmitt besitzt, der koaxial zur Auslaßöffnung des Gefäßes so angeordnet ist, daß um den zylindrischen Abschnitt der Düse in der Auslaßöffnung ein ringförmiger Raum gebildet ist und es um faßt eine Ringdüse, die unterhalb des Gefäßes um die in axialer

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Richtung fortgesetzt gedachte Auslaßöffnung angebracht ist und die mindestens eine Ausblasöffnung an einem horizontal gelegenen Umfang besitzt, um ein unter Druck stehendes Gas in nach unten und nach innen geneigten Richtungen auszublasen.

Die Auslaßöffnung besitzt vorzugsweise die Form eines Hohlzylinders, der sich vertikal von dem Boden des Gefäßes nach unten erstreckt und die Ausdrücköffnung der zentralen Düse ist entweder in der zylindrischen Auslaßöffnung oder unterhalb des unteren Endes der Auslaßöffnung angeordnet.

Der zylindrische Abschnitt der zentralen Düse kann der unterste Abschnitt derselben sein, was bedeutet, daß das Gas von dem unteren Ende dieses Abschnittes austritt. Alternativ kann der zylindrische Abschnitt ein Zwischenabschnitt sein, der sich nach unten in einen sich nach außen erweiternden untersten Abschnitt fortsetzt. In diesem Falle tritt das Gas aus dem unteren Ende des sich nach außen erweiternden Abschnittes aus, das unterhalb des unteren Abschnittes der zylindrischen Auslaßöffnung des Gefäßes angeordnet ist und eine größere Fläche als die Querschnittsfläche der Auslaßöffnung aufweist.

Wenn ein unterster Abschnitt der zentralen Düse sich nach außen erweitert, kann die Vorrichtung wahlweise einen im wesentlichen konischen Gasflußdeflektor aufweisen, der mit der Spitze nach oben koaxial mit der Zentraldüse so angeordnet ist, daß er sich in den nach außen erweiternden Abschnitt der Zentraldüse erstreckt.

Die Ringdüse ist entweder mit einer Vielzahl von Mundstücken versehen, die in Umfangsrichtung mit Abständen angeordnet sind, oder sie kann ein einzelnes Mundstück in Form eines Urafangsschlitzes aufweisen.

Ein Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, daß die Faserbildung ohne Benutzung irgendeines Brenners und damit ohne Ver-

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brauch von zusätzlicher Wärmeenergie ausgeführt wird (wenn die zur Herstellung der Schmelze benötigte Wärmeenergie außer Betracht gelassen wird). Außerdem enthält die Faserherstellungsvorrichtung grundsätzlich keinen bewegten Mechanismus. Demgemäß ist die Herstellung der Fasern durch das erfindungsgemäße Verfahren durch merklich herabgesetzte Betriebskosten und durch eine wesentlich geringere Geräuschentwicklung gegenüber den bekannten Herstellungsverfahren ausgezeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 3 bis 15 der Zeichnung näher erläutert; dabei zeigen:

Fig. 3 eine teilweise aufgeschnittene Seitendarstellung von wesentlichen Teilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 4- einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstab durch die gleiche Vorrichtung,

Fig. 5 eine gleichartige Darstellung wie Fig. 4- einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 6, 7 weitere alternative Ausführungen von erfindungsgemäßen Vorrichtungen,

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendbaren. Elementes,

Fig. 9» 10 perspektivische Darstellungen von Düsenanordnungen der Vorrichtung nach Fig. 6, mit wahlweiseri Änderungen in zwei verschiedenen Ausbildungen,

Fig. 11 eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Darstellung einer Einstelleinrichtung für die Lage der Düse ,

Fig. 12,13 Ansichten von unten von erfindungsgemäßen Vorrichtungen, bei denen eine Vielzahl von Faserbildungseinheiten in zwei verschiedenen Anordnungen an einer Gefäßunterseite angebracht sind,

Fig. 14 eine 3chematische Darstellung eines Vorratstankes zur Gaszuführung,

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Fig. 15 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Faserherstellungsvorrichtung mit einer nachgeschalteten Vorrichtung zur Herstellung von Fasermatten.

Der in Fig. J gezeigte grundsätzliche Aufbau einer Faserherstellvorrichtung umfaßt ein allgemein schüsseiförmiges, stationäres Gefäß 20, in dem geschmolzenes anorganisches Material enthalten ist, beispielsweise ein geschmolzenes Glasgemisch, mit einer Auslaßöffnung 22 an der Bodenseite. Die Auslaßöffnung 22 ist an ihrem Ende mit einer ebenen kreisförmigen Austrittsöffnung versehen und ist, wie dargestellt, vorzugsweise in Form eines nach unten vorgestreckten Zylinders ausgeführt. Ein Gaszufuhrungsrohr 24 ist in das Gefäß 20 so eingeführt, daß es sich von der oberen öffnung bis zur Auslaßöffnung 22 nach unten erstreckt und eine Gasau blasdüse 26 ist an dem Ende des Rohres 24- so angebracht, daß das untere Ende oder das Mundstück 26a der Düse 26 sich in der Auslaßöffnung 22 befindet. Diese Düse 26 (von jetzt an Zentraldüse genannt) besitzt einen kleineren Querschnitt als die Auslaßöffnung 22, so daß das Ausfließen des geschmolzenen Glases 10 durch die öffnung 22 ermöglicht ist und ist im wesentlichen koaxial mit der zylindrisch ausgeführten öffnung 22 angebracht, um ein Gas vertikal nach unten ausströmen zu lassen. Eine Ringdüse 28 mit einer Vielzahl von AustcLttsöffnungen 30 ist ein wenig unterhalb des unteren Endes der Auslaßöffnung 22 angeordnet und mit einem Gas-Zuführrohr 32 verbunden, das sich außerhalb des Gefäßes 20 erstreckt. Die Austrittsöffnungen 30 sind in einer etwas unterhalb der Auslaßöffnung 22 angeordneten horizontalen Ebene in Umfangsrichtung angeordnet, so daß sie eine gedachte axiale Fortsetzung der zylindrischen Auslaßöffnung 22 in Radialrichtung so umgeben, daß ein Abstand zwischen dieser gedachten Fortsetzung und den Auslaßöffnungen besteht, so daß ein Gas nach unten und nach innen (gegen die Achse der zylindrischen Auslaßöffnung 22) geneigt austreten kann. Sie Vorrichtung wird durch einen (nicht gezeigten) Druckgasbehälter ergänzt, der mit den Rohren 24· und 32 über Durchflußsteuerventile 34 in Verbindung steht.

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Wie in Fig. 4 gezeigt, tritt geschmolzenes Glas 10 aus dem Gefäß 20 durch einen in der zylindrischen Auslaßöffnung 22 um die Zentraldüse 26 gebildeten ringförmigen Raum hindurch und fließt durch die Schwerkraftwirkung aus der Auslaßöffnung 22 so heraus, daß es als ein Strom 1OA in Gestalt eines Hohlz.ylinders vertikal nach unten fällt. Die Zentraldüse schickt fortlaufend Druckgas vertikal nach unten in den mittleren Hohlraum des zylindrischen Glasstromes 1OA, so daß dieser Glasstrom nach unten hin auseinandergedrückt wird. Gleichzeitig tritt auch Druckgas aus der Ringdüse 28 aus und bläst in Richtung der Außenseite des zylindrischen Glasstromes 10A. Infolge der Anordnung in Umfangsrichtung und der nach unten und innen geneigten Ausrichtung der Mundstücke 30 trifft das aus der Ringdüse 28 austretende Druckgas auf den Glasstrom 10a auf, wenn dieser sich gerade nach außen erweitern will. Im Endergebnis wirken die Gasströme 25 und 33 aus der Zentraldüse 26 bzw. der Ringdüse 28 so zusammen, daß sie den hohlzylindrischen Strom 10A aus geschmolzenem Glas auflösen und das Glas auseinanderblasen. Dadurch wird das geschmolzene Glas in relativ kurze Fasern 15 zerteilt.

Es ist möglich, das geschmolzene Glas 10 ohne eine zentrale Düse 26 nur unter der Wirkung des aus den Austrittsöffnungen 30 der Ringdüse 28 austretenden Gases in Fasern zu verwandeln, jedoch erbringt die gemeinsame Verwendung der zentralen Düse 26 und der Ringdüse 28 bemerkenswerte Vorteile bei der Faserherstellung, da diese einfacher und wirksamer erfolgt.

In Abwandlung der dargestellten Ringdüse 28 kann die Vielzahl von Austrittsöffnungen 30 durch eine einzelne Austrittsöffnung in Gestalt eines Umfangsschlitzes ersetzt werden.

Wie in Fig. 5 gezeigt, kann die Zentraldüse 26 so weit verlängert werden, daß ihre Austrittsöffnung 26a sich außerhalb und unterhalb der Austrittsöffnung 22 des Gefäßes befindet. In die sem Fall wird vorzugsweise der untere Endabschnitt der Zentral-

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düse 26 nach außen erweitert, wie e3 in Fig. 6 durch den Abschnitt 26b dargestellt ist, so daß sich die Form eines Hohlkegels mit der Austrittsöffnung 26a als Grundfläche ergibt. Die Austrittsöffnung 26a der Zentraldüse 26 weist dann eine vergrößerte Fläche auf, die vergleichbar der Querschnitts fläche der Auslaßöffnung 22 oder sogar größer als diese sein kann. Wenn die Zentraldüse 26 bis unterhalb der Austrittsöffnung 22 verlängert und wie in Fig. 6 nach außen erweitert wird, bleibt der Strom 1OA aus geschmolzenem Glas in Form eines Hohlzylinders fast nur innerhalb des zylindrischen Abschnittes der Auslaßöffnung 22 erhalten. Wenn das geschmolzene Glas aus der Auslaßöffnung 22 ausgetreten ist, fließt es an der Außenseite des sich nach außen erweiternden Abschnittes 26b der Zentraldüse 26 als relativ dünne Schicht 1OB herab und beginnt den freien Fall, wenn es am unteren Ende des sich nach außen erweiternden Düsenabschnittes 26b angekommen ist. Dieser Abwärtsfluß des geschmolzenen Gases ist günstig für die Herstellung von Fasern durch das Aufblasen von Gas. Die Faserherstellung wird dadurch weiter erleichtert, da das geschmolzene Gas während des Herabfließens in dünner Schicht 1OB an der Außenseite der sich nach außen erweiternden Düse in einem gewissen Maße abkühlt. Der Vorteil des sich erweiternden Endabschnittes der Zentraldüse 26 kann noch weiter erhöht werden, wenn ein Gasdeflektor 36, gleichfalls in der Form eines Kegels, unterhalb und koaxial mit der Zentraldüse 26 so angebracht wird, daß die Spitze des Deflektors 36 sich in den nach außen erweiternden Düsenabschnitt 26b erstreckt. Das in der Zentraldüse 26 strömende Ga¹J wird durch diesen Deflektor 36 abgelenkt, bevor es an der Düsenaustrittsöffnung 26a ankommt, so daß das Gas am unteren Ende der Düse 26 nach unten und außen von dem Umfangsbereich des Düsenmundstückes 26a austritt.

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Der sich nach außen erweiternde Abschnitt 26b der Zentraldüse 26 kann in seiner gesamten Lange eine gleichförmige Steigung aufweisen, wie in Fig. 6 dargestellt,oder er kann alternativ in seinem oberen Bereich einen kleinen Kegelwinkel und in seinem unteren Bereich einen größeren Kegelwinkel aufweisen, wie es in Fig· 7 dargestellt ist. Unabhängig von der Ausführung des Kegelabschnittes der Zentraldüse kann dieser Kegelabschnitt 26b sich bis in den weiter oben gelegenen Teil der zylindrischen Auslaßöffnung 22 erstrecken, wie gleichfalls in Fig. 7 dargestellt. Auf jeden Fall werden der Abstand L zwischen dem unteren Ende der Auslaßöffnung 22 und der Düsenaustrittsöffnung 26a, der Kegelwinkel * des sich konisch erweiternden Düsenabschnittes 26b und der Kegelwinkel ß des kegelförmigen Deflektors ?6 aufgrund des Temperaturganges der Viskosität des geschmolzenen Materials 10 bestimmt.

Es ist erforderlich, daß die durch den ringförmigen Raum in der Austrittsöffnung 22 um die Zentraldüse 26 austretende Schmelze 10 frei, kontinuierlich, gleichförmig und glatt austritt. Dieee Anforderung wird jedoch nicht erfüllt, wenn sich eine Ungleichheit in der Temperatur- oder Viskositätsverteilung der Schmelze 10 in dem Gefäß 20 einstellt, oder wenn die Zentraldüse 26 in bezug auf die Achse der Auslaßöffnung 22 etwas verschoben ist. Um solche Unregelmäßigkeiten auszugleichen, wird vorzugsweise eine Scheibe 38 mit einer Vielzahl von Durchbrüchen 40 (Fig.8) in dem Gefäß 20 an dem sich nach unten erstreckenden Gauzuführrohr 24 so angebracht, daß sie horizontal an einer ein wenig oberhalb des oberen Endes der zylindrischen Auslaßöffnung 22 befindlichen Stelle liegt. Diese perforierte Platte 38 unterstützt einen gleichmäßigen Einfluß der Schmelze 10 in die öffnung 22. Wenn die Zentraldüse 26 mit der kegelförmigen Erweiterung 26b ausgestattet ist, wird vorzugsweise eine Vielzahl von Nuten 42 mit abgerundetem Profil (Fig. 9) radial an der Außenseite des kegelförmigen Abschnittes 26b angebracht, um die gleichförmige Verteilung de3 Flußes der Schmelze längs der Düse 26zu unterstützen. Diese Nuten 42 können, wie in

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Fig. 10 dargestellt, so nach oben verlängert werden, daß der gerade Abschnitt der Zentraldüse 26 und ein unterer Abschnitt der Gas zuführröhre 24 mit vertikal gerichteten, zueinander parallelen Ruten 44 an ihrer Außenseite versehen sind. Als zusätzliche Wirkung der Nuten 42 und 44 ergibt sich bei der Berührung der Schmelze 10 mit der genuteten Düse 26 und dem Rohr24- eine beschleunigte Abkühlung der Schmelze, da die Nuten eine Oberflächenvergrößerung und damit eine bessere Wärmeüberleitung zur Schmelze ergeben. Auch das wirkt sich günstig für die Zerfaserung des geschmolzenen anorganischen Materials aus.

Grundsätzlich ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine koaxiale Anordnung der zentralen Düse 26 und der AuslaßÖffnung 22 vorgesehen* es kann jedoch eine gewisse Versetzung der zentralen Düse 26 infolge der thermischen Ausdehnung erfolgen, die durch die hohe Temperatur der Schmelze 10 hervorgerufen wird. Eine Ablenkung der Zentraldüse 26 von der Mittelachse der Auslaßöffnung fuhrt dazu, daß der Faserdurchmesser der erzeugten Fasern sehr unterschiedlich wird, was eine Herabsetzung der Qualität der Fasern bedeutet. Die Vorrichtung wird deshalb vorzugsweise mit einer Einstellvorrichtung versehen, um die Lage der Zentraldüse 26 zumindestens in Querrichtung, jedoch vorzugsweise auch in Vertikalrichtung genau einzustellen. Fig. 11 zeigt beispielsweise eine solche Vorrichtung. In diesem Beispiel ist das Gaszuführrohr 24, an dem die Zentraldüse 26 angebracht ist, in Vertikalrichtung durch eine Montagevorrichtung 46 gehalten, die aus drei Platten 46a, 46b und 46c besteht, die gegeneinander durch Schwalbenschwanzführungen in zueinander senkrecht stehenden Richtungen verschiebbar sind. Eine Schraube 48 hält die Vorrichtung 46 so, daß sie nach unten oder nach oben verschoben werden kann· In diesem Fall ist die Gaszuführung oberhalb der Montagevorrichtung als flexible Leitung ausgeführt. Gleichzeitig ist die Ringdüse/vorzugsweise ebenfalls horizontal und vertikal beweglich ausgeführt. In Fig. 11 iet dies

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durch eine Haltevorrichtung 50 erreicht, die prinzipiell in gleicher Weise wie die oben beschriebene Vorrichtung 4-6 ausgeführt ist und die einen sich vertikal erstreckenden Teil des Gaszuführrohres 32 trägt, an dem die Ringdüse 28 befestigt ist, und die an einer Schraube 52 zur vertikalen Beweglichkeit gehalten ist.

Eine Faserherstellvorrichtung kann so aufgebaut sein, daß zwei oder mehr Auslaßöffnungen 22 sich an einem Gefäß befindet, und daß jeweils eine Kombination aus Zentraldüse 26 und Ringdüse 28 an jeder öffnung 22 vorgesehen ist. Fig. 12 zeigt eine Anordnung, bei der längs eines Kreisumfanges sechs öffnungs-Düsenanordnungen 100 an einem Gefäß 2OA angebracht sind. Alternativ können die Anordnungen 100 in einer Reihe oder einer Doppelreihe wie in Fig. 13 angeordnet sein.

Als Druckgase können Luft aus den Düsen 26 und 28 ausgeblasen werden, es können jedoch auch andere Gase erforderlichenfalls verwendet werden. Die Faserherstellvorrichtung muß mit einer Druckquelle für das Gas und einer Zuführvorrichtung von unter Druck stehendem Gas zu den Düsen 26 und 28 durch die Röhren 30 und 32 ergänzt werden, und es kann ein Wärmeaustauscher zum Aufheizen des unter Druck stehenden Gases vorgesehen sein, bevor es zu den Düsen 26 und 28 hinzutritt.

Es ist wünschenswert, daß das unter Druck stehende Gas den Düsen 26 und 28 zugeführt wird, ohne daß Druckschwankungen auftreten, um Fasern 15 mit gleichförmiger Qualität zu erhalten. Es erweist sich als vorteilhaft für die Vermeidung von Druckschwankungen, wenn ein Gasbehälter in den Gasver-sorgungskreis eingeschaltet wird. Da die Beeinflussung durch Druckschwankungen an der Zentraldüse 26 größer als an der Ringdüse 28 ist, ist es vorteilhaft, einen einzigen Gasbehälter 54 (Fig. 14) an einem Zwischenabschnitt des Gaszuführrohres 24 in der Nähe der Zentraldüse (oder Zentraldüsen) 26 vorzusehen. Dieser Behälter 54 kann in dem Gefäß 20A

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(oder 20) angebracht werden. In diesem Fall kann der Behälter 54 im allgemeinen symmetrisch zum Gefäß 2OA ausgeführt werden (Fig. 14), da dann die Austrittsrate der Schmelze 10 durch die Austrittsöffnungen 22 durch Veränderung des vertikalen Abstandes H zwischen der Unterseite des Behälters 54 und der Grundfläche des Gefäßes 2OA verändert werden kann.

Wie in Fig. 15 dargestellt, können die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Fasern 15 unmittelbar zu einem Glasfaservlies oder -filz 55 weiterverarbeitet werden. In der dargestellten Anordnung fallen die Fasern 15 auf ein Förderband 56 und werden zur Herstellung eines Vlieses 55 Druckwalzen 53 zugeführt.

Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Glasfasern beschrieben, bei dem ein Gefäß mit einer kreisförmigen Auslaßöffnung an seiner Unterseite benutzt wird, wobei die Auslaßöffnung eine koaxial angebrachte Düse zum Ausblasen eines unter Druck stehenden Gases vertikal nach abwärts aufweist; ein geschmolzenes anorganisches Material, beispielsweise ein Glasgemisch,wird durch Schwerkraft als hohler zylindrischer Strom abgezogen. Das Zerfasern des geschmolzenen Materials wird durch nach unten in den Hohlraum des zylindrischen Strömen eingeblasenes,unter Druck stehendes Gas und gleichzeitig durch von außen auf den hohlen Strom auftreffendes,unter Druck stehendes Gas bewirkt, das aus einer Ringdüse austritt, die unterhalb des Gefäßes angebracht ist und mit nach unten und nach innen geneigten Austrittsöffnungen versehen ist, die Iäng3 eines Umfangs, den zylindrischen Strom umgebend angeordnet sind.

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Claims

PATENTANWÄLTE MANITZ. FINSTERWALD & GRAMKOW Central Glass Company, München, den 21. Juni 1977 N0Ü253, Oaza Okiube, Unser Z': S/3/Sv-C 5695 Übe City, Yamaguchi Prefecture und Kunihiko MUKAI of Mukai Consulting Engineers Office No. 34-9-4-5, Isshinden-cho, Tsu City, Japan Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Pasern aus anorganischem Material Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Fasern aus anorganischem Material, das die Herstellung von Fasern aus einer Schmelze erlaubt, dadurch gekennzeichnet , daß eine Schmelze des anorganischen Materials zum Herabfaüen durch Schwerkraft in vertikaler Richtung als hohler zylindrischer Strom gebracht wird, daß fortlaufend ein unter Druck stehendes Gas in die Höhlung des zylindrischen Abwärtsstromes eingeblasen wird und daß ein unter Druck stehendes Gas von außen in einer nach unten und nach innen gewandten Richtung in den Strom eingeblasen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als anorganisches Material eine Glasmischung verwendet wird.

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DR. C. ΜΛΝΙΤΖ ■ DIPL.-INC. M. FINSTERWALD DIPL. -INC. W. CRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

« MÖNCHEN 11. ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART SO IBAD CANNSTATTI MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7270

111.. I1H7I 1343H. TfLfX OS - 7ΟΛ7 1 P A FMF SFrLBE DCS Γ R. 1 Λ/3 S. Tf L. 107 III56 7 1 ΛΙ POSTSCHECK ι MÖNCHE N 77062-βΟϋ

ORIGINAL INSPECTED

3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Druck stehende Gas in die Höhlung des Stromes im wesentlichen vertikal nach abwärts eingedrückt wird.

4·. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Druck stehende Gas in die Höhlung des Stromes zumindestens teilweise in nach abwärts und nach außen gewandten Richtungen eingedrückt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Strom zum Aufprall auf eine allgemein konische Fläche gebracht wird, die im wesentlichen koaxial mit dem zylindrischen Strom ist und sich nach unten erstreckt, bevor der zylindrische Strom durch das unter Druck stehende Gas von außen angeblasen wird.

6. Vorrichtung zur Herstellung von Fasern aus einem anorganischen Material, das eine Faserherstellung aus dem geschmolzenen Zustand erlaubt, dadurch gekennzeichnet , daß ein Gefäß zur Aufnahme einer Schmelze des anorganischen Materials eine Auslaßöffnung an der Unterseite aufweist, daß die Auslaßöffnung ein Mundstück mit kreisförmiger ebener Gestalt besitzt, daß eine zentrale Düse vorgesehen ist, um ein unter Druck stehendes Gas nach unten auszublasen, daß die zentrale Düse in dem Gefäß koaxial mit der Auslaßöffnung angeordnet ist und einen sich vertikal erstreckenden hohlen Zylinderabschnitt aufweist, so daß ein ringförmiger Raum in der Auslaßöffnung um den zylindrischen Abschnitt der zentralen Düse bestimmt ist und daß eine Ringdüse unterhalb des Gefäßes um eine axiale Fortsetzung der Auslaßöffnung angeordnet ist und mindestens ein Ausblasmundstück an einem horizontalen Umfang aufweist, um ein unter Druck stehendes Gas in einer nach unten und nach innen geneigten Richtung auszublasen.

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7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung die Form eines sich vertikal nach unten von dem Boden des Gefäßes weg erstreckenden Hohlzylindeis besitzt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Düse den hohlen zylindrischen Abschnitt als untersten Abschnitt besitzt, so daß das unter Druck stehende Gas aus dem unteren Ende dieses Abschnittes austritt und daß der unterste Abschnitt der zentralen Düse in einen oberen Abschnitt der Auslaßöffnung hineinreicht.

9· Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Düse den hohlen zylindrischen Abschnitt als untersten Abschnitt besitzt, so daß das unter Druck stehende Gas aus dem unteren Ende dieses Abschnittes austritt und daß der unterste Abschnitt der zentralen Düse sich nach unten von der Auslaßöffnung wegerstreckt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle zylindrische Abschnitt der zentralen Düse ein Zwischenabschnitt derselben ist und sich nach unten zu einem sich nach außen erweiternden untersten Abschnitt fortsetzt, so daß das untere Ende der zentralen Düse unter dem unteren Ende der Auslaßöffnung angeordnet ist und eine größere Fläche als die Querschnittsfläche der Auslaßöffnung aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein als im allgemeinen konisches Teil ausgebildeter Gasflußablenker vorgesehen ist, der,mit der Spitze nach oben koaxial mit der Zentraldüse angeordnet, in den nach außen vorspringenden Abschnitt eindringt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Nuten mit abgerundetem Profil an der Außenseite des untersten nach außen vorspringenden Abschnit-

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tes der zentralen Düse in Radialrichtung ausgebildet ist.

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Nuten mit abgerundetem Profil in Axialrichtung an der Außenseite des zylindrischen Abschnittes der zentralen Düse so ausgebildet ist, daß sie sich jeweils in den radialen Nuten des nach außen vorspringenden Abschnittes fortsetzen.

14·. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausblasmundstück der Ringdüse aus einer Vielzahl von Mundstücken besteht, die in Umfangsrichtung mit Zwischenabständen angeordnet sind.

15· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Ausblasmundstück der Ringdüse ein einzelnes Mundstück in Gestalt eines Umfangsschlitzes ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Lageänderung der Zentraldüse sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung vorgesehen ist, welche eine genaue Einstellung der Anordnung der Zentraldüse in Beziehung auf die Auslaßöffnung und die Ringdüse gestattet.

I?. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eineEinrichtung zur Änderung der Lage der Ringdüse in horizontaler und vertikaler Richtung vorgesehen ist_t um die Stellung des Ausblasmundstückes oder der Ausblasmundstücke in bezug auf die Auslaßöffnung und die Zentraldüse einzustellen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine perforierte Platte in Horizontalrichtung stationär in dem Gefäß über der Auslaßöffnung angeordnet ist.

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19. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß mit mehreren Auslaßöffnungen versehen ist, die jeweils eine Kombination aus Zentraldüse und Ringdüse aufweisen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasbehälter vorgesehen ist, der unter Druck stehendes Gas der Zentraldüse zuleiter, und daß der Gasbehälter mindestens teilweise in dem Gefäß mit Abstand von der Seitenwand und dem Boden des Gefäßes angeordnet ist.

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