DE3249070C2 - Vorherd zur Verwendung bei der Glasherstellung - Google Patents
Vorherd zur Verwendung bei der GlasherstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Vorherd zur Verwendung bei
der Glasherstellung, mit einer feuerfesten Mulde für geschmolzenes
Glas, mit einem Kühlabschnitt und einem
Konditionierabschnitt, die in Längsrichtung der Mulde
angeordnet sind und über sich eine isolierende Decke
aufweisen, mit einer Einrichtung zum Erhitzen des
Glases in der Mulde und einer in dem Kühlabschnitt vorgesehenen
Kühleinrichtung, die Kühlluft über die Deckeninnenfläche
bläst, um die Glasoberfläche durch Wärmetausch
abzukühlen.
Die US-PS 21 44 973 zeigt einen solchen Vorherd. Bei
diesem Vorherd ist der Kühlabschnitt in Längsrichtung
praktisch an allen Stellen mit gleichem Querschnitt
ausgestattet. Die Kühleinrichtung besteht aus Kühlungsluft-
Gebläsen, die quer zur Strömungsrichtung des Glases,
also quer zur Längsrichtung der Mulde, einzelne Kühlströme
erzeugen.
Durch die quergerichteten Kühlungsluftströme kann dem
Umstand Rechnung getragen werden, daß sich das geschmolzene
Glas beim Durchlaufen des Kühlabschnitts
nach und nach abkühlt. Um eine gewisse Homogenität
des sich abkühlenden Glases, zu erreichen, kann man
die in Querrichtung gerichteten Kühlungsluftströme
abschnittsweise variieren. Damit wird allerdings nur
eine unterschiedliche Kühlung der Oberfläche des
Glases erreicht.
Aus der US-PS 31 98 619 ist ein Vorherd mit Kühlabschnitt
und Konditionierabschnitt bekannt, wobei der
Kühlabschnitt mit Hilfe eines Kühlmantels gekühlt
wird, welcher einen rohrförmigen Kanal des Vorherds
umgibt und im wesentlichen über die gesamte Länge
gleiche Isoliereigenschaften besitzt. Aus der DE-AS
19 56 495 ist ein Vorherd für die Glasverarbeitung
bekannt, bei dem eine Bodenkühlung des Kanals vorgesehen
ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vorherd
der obengenannten Art anzugeben, bei dem an
praktisch sämtlichen Stellen des durch die Mulde
strömenden Glasvolumens die gewünschte Temperatur
des Glases einstellbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Vorherd der obengenannten
Art dadurch gelöst, daß der Kühlabschnitt mindestens
zwei in Längsrichtung angeordnete Zonen aufweist, die
voneinander verschiedene Isoliereigenschaften aufweisen,
und daß die Kühleinrichtung Kühlluft in Längsrichtung
der Glasströmungsrichtung bläst.
Durch die Kombination dieser Merkmale wird die genannte
Aufgabe gelöst; denn der Kühlabschnitt ist in Längsrichtung
mit unterschiedlichen Isoliereigenschaften
aufweisenden Zonen versehen, die den Glasstrom Zone
für Zone unterschiedlich stark in der Temperatur beeinflussen.
Dazu kommt der Strom der Kühlungsluft, der in
Längsrichtung zwischen der Decke des Vorherds und der
Oberfläche des Glasstroms geführt ist. Dementsprechend
kann man von allen Seiten des Glasstroms auf diesen
temperatursteuernd einwirken.
Die optimalen Arbeitsbedingungen können sich abhängig
von speziellen Betriebsarten ändern. Die Verwendung
von Abschnitten mit unterschiedlichen Isoliereigenschaften
längs des Vorherds ermöglicht eine sehr
gute Steuerung der einzuhaltenden Temperatur innerhalb
des Vorherds.
Die maßgebenden Faktoren zur Festlegung der Arbeitsbedingungen
sind die Temperatur des geschmolzenen Glases
in dem Kühlabschnitt und die benötigte Temperatur des Glases,
wenn es den Vorherd verläßt, was wiederum von der
Art des verwendeten Glases und davon abhängt, wie es
weiter verarbeitet wird. Es findet üblicherweise eine
reine Kühlung statt, wenn das geschmolzene Glas den Vorherd
entlangläuft, aber manchmal kann es erforderlich
sein, dem System Wärme während des Durchlaufs durch den
Vorherd zuzuführen. Der Aufbau irgendeines besonderen
Vorherdes wird u. a. von dem Platz abhängen, an dem er
aufgebaut wird. Somit kann eine Begrenzung hinsichtlich
der Länge aufgrund des verfügbaren Raums vorliegen, und
falls sich der Vorherd an einer zugigen Stelle befindet,
kann die Wärmeverlustrate zunehmen. Ein weiterer wichtiger
Faktor ist selbstverständlich der Preis, und es
kann sein, daß ein Kompromiß geschlossen werden muß
zwischen der gewünschten Arbeitsendtemperatur des geschmolzenen
Glases, dem verfügbaren Raum am Platz des
Vorherdes und den Kostenfaktoren. Beispielsweise sind
häufig stark isolierte Vorherdzonen teurer als weniger
stark isolierte Zonen, aber natürlich kann wiederum
mit den stärker isolierten Zonen sicher ein
Vorteil hinsichtlich Energiekosteneinsparungen erzielt
werden.
Demgemäß kann dort, wo bei dem erfindungsgemäßen Vorherd
eine Wärmeverlustminimierung (oder eine Wärmezunahme)
gewünscht wird, die Kühlabschnittzone über den
Boden und die Seitenwände mit einer Außenschicht aus
sehr stark isolierendem Material verkleidet sein. Auf
diese Weise wird der Wärmeverlust zur Atmosphäre auf
ein Minimum gebracht und die zur Wärmezunahme erforderliche
Energiemenge und -kosten werden so niedrig wie
möglich gehalten.
Andererseits kann es angebracht sein, eine Zone
mit stark isolierendem Material nur längs der
Seitenwände der feuerfesten Mulde vorzusehen, um den
Wärmeverlust aus dem geschmolzenen Glas längs dessen
Seiten zu verringern, um die Homogenität zu verbessern
und die Wärmemenge zu verringern, die der Zone
zuzuführen ist.
Es gibt einige Gläser, besonders Farbgläser, bei denen
hohe Grundtemperaturen ein Problem darstellen. In solchen
Fällen ist es besonders wünschenswert, daß die
Wärme von dem Bodenteil des geschmolzenen Glasstroms
entfernt wird, um diesen gegenüber dem Strom homogener
in der Temperatur zu machen. Dies ist nach der Erfindung
möglich, indem eine Zone des Kühlabschnitts mit einem wärmeableitenden
Kühlblock aus feuerfesten Ziegeln unterhalb
der feuerfesten Mulde vorgesehen ist. Zusätzlich
kann es von Vorteil sein, unterhalb der Mulde einen
Kanal vorzusehen, durch den bei heißen Bodentemperaturen
nach unten Kühlluft blasbar ist.
Zur Erleichterung des Aufbaus der Zonen des
Vorherds sind die Vorherddecken vorzugsweise
aus vorgefertigten Blockteilen hergestellt, die nebeneinanderliegen
und sich jeweils über die Mulde erstrecken.
Decken der Vorherde, die
derartige vorgefertigte Blockteile verwenden, können
sehr einfach aufgebaut sein. Tatsächlich ist für jeden
besonderen Aufbau nur eine minimale Zahl von vorgefertigten
Blockteilarten erforderlich. Eine unterschiedliche
Isolation kann über diesen vorgefertigten
Blockteilen angeordnet sein, um bei Bedarf unterschiedliche
Isoliereigenschaften innerhalb der Zonen
vorzusehen.
Die vorgefertigten
Teile können aus irgendeinem geeigneten feuerfesten Material
bestehen.
Vorzugsweise bestehen die
Teile aus Aluminiumoxidschaum, einem sowohl feuerfesten
wie isolierenden Schaumerzeugnis.
Bei dem Vorherd werden
insbesondere Gaserhitzer,
strahlende elektrische Erhitzer und Tauchelektrodenerhitzung
eingesetzt.
Die Einrichtung, die Kühlluft in Längsrichtung über die Deckeninnenfläche
zur Kühlung der Glasoberfläche durch Strahlungswärmeaustausch
bläst, kann
mit einem Lufteinlaß
versehen sein, der mit einem Kanal verbunden ist, der
sich in Längsrichtung entlang der Decke erstreckt, um
eine Luftlängsströmung zu schaffen.
Im folgenden werden Konditionierabschnitte und Kühlabschnittzonen mit unterschiedlichen
Isoliereigenschaften beschrieben.
Für den Konditionierbereich eines Vorherds gemäß der
Erfindung oder sonstwo in dem Vorherd, wo eine reine
Wärmezunahme (oder nur ein geringer Wärmeverlust) des
geschmolzenen Glases stattfinden soll, muß der Vorherdbereich
gut isoliert sein. Dies wird in passender Weise
erreicht, indem die Seitenwände und der Grundteil der
feuerfesten Mulde mit einer oder mehreren Außenschichten
aus sehr stark isolierendem Material, z. B. Mikrotherm,
einem stark isolierenden Titanoxydabfallmaterial,
zusätzlich zu den üblichen isolierenden Ziegelschichten
verkleidet sind. Auf diese Weise werden Wärmeverluste
durch die Muldenwände auf einem absoluten Minimum gehalten.
Zusätzlich sollte auch die Vorherddecke mit einer
Außenschicht aus stark isolierendem Material, z. B.
keramischem Fasermaterial aus Aluminiumsilikat, versehen
sein. Dieses isolierende Material ist nicht so
stark isolierend wie das Mikrothermmaterial der Außenschichten
der Mulde, ist jedoch billiger und im allgemeinen
für den Zweck geeignet. Selbstverständlich können
bei Bedarf auch Werkstoffe mit unterschiedlichen Isoliereigenschaften
vorgesehen werden. Zusätzliche Wärme
kann mittels der Erhitzer, z. B. Gasbrenner, die in üblicher
Weise unterhalb der Decke montiert sind, zugeführt
werden. Dieser Abschnitt des Vorherdes braucht nicht mit
einer Einrichtung versehen zu sein, die Kühlluft quer
über die Deckeninnenfläche bläst, da das geschmolzene
Glas in der Mulde nicht zwangsgekühlt wird. Jedoch ist
wie bei üblichen Vorherddecken wenigstens ein Kanal zum
Entlüften der Brennerabgase vorgesehen. Die Gasströmung
wird mittels eines Luftschiebers über dem Kanalausgang
in üblicher Weise gesteuert. Wegen der sehr großen Isolation
dieses Abschnitts wird der Wärmeverlust aus dem
geschmolzenen Glas zur Atmosphäre minimiert und dementsprechend
die Wärmemenge, die zugeführt werden muß,
(und die Kosten) auf ein Minimum gehalten.
Einer der Hauptgründe für Inhomogenität in dem geschmolzenen
Glas liegt in dem Wärmeverlust durch die Seitenwände
der Mulde, der zu einem Temperaturgradienten quer
zu dem geschmolzenen Glas führt. In der Vergangenheit
wurde dies durch Zufuhr zusätzlicher Wärme zu dem System
mittels längs der Seiten der Vorherdmulde angeordneten
Erhitzern kompensiert. Bei der Erfindung kann der
Vorherd, wenn diese Seitenwandverluste auf einem Minimum
gehalten werden sollen, einen Abschnitt aufweisen,
in dem gerade bei den Seitenwänden der Vorherdmulde die
üblichen Isolierziegel mit einer Außenschicht aus
hochisolierendem Material, z. B. Mikrotherm, versehen
sind. Dies bedeutet, daß Wärmeverluste im Vergleich mit
üblichen Aufbauten verringert werden, und daß dementsprechend
die Wärme, die dem System zuzuführen ist,
verringert wird. Diese Art des Abschnitts ist für das
Konditionieren des geschmolzenen Glases geeignet, wenn
Wärmeverluste, jedoch geringe Wärmeverluste in Kauf genommen
werden können und liefert demzufolge, indem sie
billiger als der oben diskutierte stark isolierte Abschnitt
ist, eine preiswerte Alternative für den Konditionierbereich
des Vorherds. In diesem Fall findet
wiederum keine Zwangskühlung des geschmolzenen Glases
statt, obgleich es wiederum notwendig sein wird, einen
oder mehrere Kanäle in dem Abschnitt zum Entlüften der
Abgase vorzusehen. Alternativ kann ein Abschnitt, der
diesen Aufbau besitzt, in dem Kühlbereich des Vorherdes
verwendet werden, wobei er in diesem Fall mit einer
Einrichtung für den Durchtritt von Luft versehen sein
wird.
In Bereichen des Vorherdes, in denen eine größere Kühlungsgeschwindigkeit
gewünscht wird, kann dann die äußere
stark isolierende Schicht weggelassen sein. Ein
derartiger Abschnittsaufbau ist im allgemeinen nur zur
Verwendung im Kühlbereich des Vorherdes geeignet. Demgemäß
wird die Vorherddecke im allgemeinen ebenfalls
mit einer Einrichtung für die Einleitung eines Kühlluftstroms
versehen sein.
Eine andere Form von Kühlabschnittzonen, die für die
Einbeziehung in den Vorherd bei Ausbildungen
geeignet sind, bei denen hohe Grundtemperaturen
ein Problem darstellen, weist in dem Grundteil des
Vorherds eine Einrichtung zur Erhöhung der Wärmeverlustrate
aus dem Boden des Glasstroms auf. So kann der
Boden der Vorherdmulde feuerfeste Ziegel aufweisen, die
einen Kühlblock zum Abführen von Wärme aus dem Glasstrom
bilden, und kann zusätzlich mit einem Kanal für
Kühlluft versehen sein, die unter dem Kühlblock zur
Wärmeabfuhr strömt. Wiederum ist dieser Aufbau im allgemeinen
nur zur Verwendung im Kühlbereich des Vorherdes
geeignet, und demgemäß wird die Decke dieses Vorherdabschnitts
im allgemeinen mit einer Einrichtung
zur Einleitung eines Kühlluftstroms versehen sein.
Welche Zonen bei jedem speziellen Vorherd zu verwenden
sind, wird nach der Arbeit, für die der Vorherd
verwendet werden soll und seiner vorgesehenen Lage ausgewählt.
Durch geeignete Wahl ist es möglich, eine sehr
genaue Kontrolle der Temperatur und der Viskosität des
geschmolzenen Glases innerhalb des Vorherdes zu erzielen,
während die Anforderungen hinsichtlich Wärmezufuhr
in die Vorrichtung auf einem Minimum gehalten werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 im Querschnitt einen Teil eines Vorherdabschnitts
üblichen Aufbaus und einen Teil mit
einem vorgefertigten Blockteil gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Konditionierabschnitt
des Vorherdes gemäß der Erfindung,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Kühlabschnittzone
eines Vorherdes gemäß der Erfindung,
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine andere Ausbildungsform
einer Kühlabschnittszone gemäß
der Erfindung,
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausbildungsform
einer Kühlabschnittzone gemäß der
Erfindung und
Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Vorherd mit einem Konditionierabschnitt und einem Kühlabschnitt mit zwei unterschiedliche
Isoliereigenschaften aufweisenden Zonen.
In Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen ist auf der linken
Seite ein Vorherdabschnitt dargestellt, der einen
üblichen Aufbau besitzt. Demgemäß weist der Vorherd eine
feuerfeste Mulde 1 für das geschmolzene Glas 2 auf.
Die feuerfeste Mulde 1 ist von einer Schicht aus isolierenden
Ziegeln 3 umgeben. Entlang der Seite der Mulde
sind Brennerblöcke 4 für die Wärmezufuhr angeordnet.
Die Decke 5 des Vorherdes weist einzeln bearbeitete feuerfeste
Ziegel 6 auf, die jeweils eine spezielle Form
besitzen und mit isolierenden Ziegeln 7 bedeckt sind.
Die feuerfesten Ziegel sind zugerichtet, und die feuerfesten
Ziegel und die isolierenden Ziegel sind derart
angeordnet, daß sie einen Luftdurchlaß 8 durch die
Vorherddecke über einem Kanal 9 bilden, der mit einem
Kanal 10 in dem Brennerblock 4 zum Ausstoß eines Querluftstroms
quer über die Unterseite der Decke zusammenwirkt.
Die Anordnung der Ziegel ist überdies derart
getroffen, daß ein zentraler Leitungskanal 11 für
das Entlüften von Abgasen der Brenner und für Kühlgase
geschaffen ist. Die Luftströmung wird mittels eines üblichen
quer über diesem Leitungskanal 11 arbeitenden
Luftschiebers 12 gesteuert.
Auf der rechten Seite der Fig. 1 ist eine Kühlabschnittzone
gezeigt, bei dem der Muldenabschnitt der gleiche
wie beim linken Abschnitt ist. Somit ist die feuerfeste
Mulde 1, die das geschmolzene Glas 2 enthält,
von isolierenden Ziegeln 3 umgeben. Entlang der Kante
dieser Mulde sind Brennerblöcke 13 vorgesehen. Ein vorgefertigtes
Aluminiumoxidschaumblockteil 14 erstreckt sich
quer über die Mulde und trägt zur Schaffung der Vorherddecke
16 isolierende Ziegel 15 in einer Doppelschicht.
Dieses Aluminiumoxidschaumblockteil weist einen
zentralen Kanal 17 zur Leitung eines längsverlaufenden
Kühlluftstroms quer über die Innenfläche des Blocks
14 auf. Auf die Isoliereigenschaften dieser rechten Kühlabschnittzone
wird nachfolgend als "Isoliergrad C" Bezug genommen.
In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen
Bezugszahlen versehen.
In Fig. 2 der Zeichnungen ist ein stark isolierender
Vorherd gezeigt, der zur Verwendung in dem Konditionierabschnitt
eines Vorherds geeignet ist. Der Vorherd
weist hier eine feuerfeste Mulde 1 für geschmolzenes
Glas auf, die mit einer Schicht aus isolierenden Ziegeln
3 versehen ist. Bei diesem Aufbau wird jedoch der
Wärmeverlust durch die feuerfesten Muldenseiten und
den Boden mittels zweier Außenschichten 20 aus sehr
stark isolierendem Material, z. B. Mikrotherm, verringert.
Längs der Kante der feuerfesten Mulde sind eine
Reihe von Brennerblöcken 13 angeordnet.
Die Vorherddecke besteht aus einem Aluminiumoxidschaumblock
21, der sich über die Mulde erstreckt und mit Außenschichten
22 aus stark isolierendem keramischem Fasermaterial
versehen ist. Bei dem dargestellten Abschnitt
ist der Aluminiumoxidschaumblock so ausgebildet, daß ein
zentraler Leitungskanal 23 für das Entlüften von Abgasen
von den Brennern der Blöcke 13 vorgesehen ist. Selbstverständlich
braucht jedoch nicht jeder Aluminiumoxidschaumblock
dieses Konditionierabschnitts wie der Block 21 ausgebildet
zu sein, da die Zahl der Entlüftungsleitungskanäle,
die in jedem den Aufbau gemäß Fig. 2 aufweisenden
Abschnitt erforderlich sind, einfach hinsichtlich der
erforderlichen Entlüfungsmenge gewählt wird. Der Entlüftungsleitungskanal
23 ist mit einem Luftschieberblock
12 versehen, um die Luftströmung in üblicher Weise zu
steuern. Auf den stark isolierenden Aufbau gemäß Fig. 2
wird nachfolgend als "Isolationsgrad A" Bezug genommen.
Fig. 3 zeigt eine Zone eines Vorherdkühlabschnitts mit gegenüber dem
von Fig. 2 geringeren Isoliereigenschaften, die gleichwohl
besser liegen als bei der rechten Seite von Fig. 1.
So weist die in Fig. 3 gezeigte Kühlabschnittzone
eine feuerfeste Mulde 1 für geschmolzenes Glas auf, die
mit einer Schicht aus isolierenden Ziegeln 3 versehen
ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist jedoch
zur Verringerung seitlicher Wärmeverluste längs der Seitenwandungen
der Mulde eine Außenschicht 20 aus stark
isolierendem Mikrothermmaterial vorgesehen. Wie zuvor
sind längs der Kante der Mulde eine Reihe von Brennerblöcken
13 angeordnet. Die Vorherddecke weist einen
Block aus Aluminiumoxidschaum 14 auf, der einen zentralen
Kanal 17 besitzt und eine Doppelschicht feuerfester Ziegel
15 trägt. Auf die Isoliereigenschaften der Fig. 3
wird nachfolgend als "Isoliergrad B" Bezug genommen.
Fig. 4 zeigt eine Zone eines Kühlabschnitts, die verwendet
wird, wenn hohe Grundtemperaturen ein Problem bilden.
Dieser Vorherdabschnitt besitzt einen ähnlichen
Aufbau wie der auf der rechten Seite in Fig. 1 gezeigte,
der die feuerfeste Mulde 1 für geschmolzenes Glas 2
und eine Schicht von isolierenden Ziegeln 3 aufweist.
Wiederum sind längs der Seite der Mulde eine Reihe von
Brennerblöcken 13 angeordnet, und die Vorherddecke
weist einen vorgefertigten Aluminiumoxidschaumblock 14 mit
einem zentralen Kanal 17 auf. Bei dieser Ausführungsform
besitzt die Decke eine einzelne Schicht aus isolierenden
Ziegeln 41. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4
sind einige der isolierenden Ziegel 13 unter dem
Boden des geschmolzenen Glasstroms durch feuerfeste Ziegel
40 ersetzt, die als Kühlblock zur Ableitung von
Wärme aus dem Boden des Glasstroms fungieren. Auf die
Isoliereigenschaften dieser Zone wird nachfolgend
als "Isoliergrad D" Bezug genommen.
Fig. 5 zeigt einen Zonenaufbau, der, ähnlich
wie der von Fig. 4, zu verwenden ist, wenn hohe
Grundtemperaturen ein Problem bilden. So weist die Kühlabschnittzone
eine feuerfeste Mulde 1 für geschmolzenes
Glas und eine Schicht aus isolierenden Ziegeln 3, eine
Anordnung von Brennerblöcken 13 und eine Decke auf, die
einen vorgefertigten Aluminiumoxidschaumblock 14 mit einem
zentralen Kanal 17 und eine einzelne Schicht aus isolierenden
Ziegeln 41 besitzt. Bei dieser Ausführungsform
ist zusätzlich zu dem Ersatz einiger isolierender Ziegel
3 durch feuerfeste Ziegel 4 zwecks Wirkung als
Kühlblock zur Ableitung von Wärme von dem Boden des
Glasstroms zur weiteren Wärmeableitung von dem Boden
des Glasstroms ein Längskanal 43 für Luft vorgesehen.
Auf die Isoliereigenschaften dieses Abschnitts wird
nachfolgend als "Isoliergrad E" Bezug genommen.
Die Wärmeverluste der unterschiedlichen Isoliergrade,
bezogen auf den üblichen, wie links in Fig. 1 dargestellten
Aufbau, betragen wie folgt:
Isoliergrad | |
Wärmeverlust | |
üblicher Aufbau | |
1,0 | |
A | 0,5 |
B | 0,8 |
C | 0,9 |
D | 1,1 |
E | 1,5 |
Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch einen
typischen Vorherd gemäß der Erfindung, der einen Konditionierabschnitt
mit Isoliergrad A und einen Kühlabschnitt mit Zonen des Isoliergrads B und C besitzt.
Selbstverständlich wird jedoch bei jeder besonderen
Anordnung die Zahl und Reihenfolge der Zonen
gemäß den speziellen Bedürfnissen gewählt. So kann beispielsweise
bei Glas mit einer hohen Grundtemperatur
eine Zone mit Isoliergrad D oder E
zusätzlich zu den in Fig. 6 gezeigten einbezogen oder
anstelle eines der darin angedeuteten Zonen vorgesehen
sein.
Das ofenseitige Ende des Vorherdes der Fig. 6 ist an
der rechten Seite der Zeichnung bei 50 angedeutet, wobei
somit die Glasströmung entlang des Vorherdes von
rechts nach links in Richtung des Pfeils zu einem feuerfesten
Abfluß 51 am längsseitigen Ende verläuft. Der
Vorherd besitzt einen Kühlabschnitt mit zwei Zonen
des Isoliergrads C und einer Isoliergrad-B-Zone
und unmittelbar vor dem Ausstoß in den Abfluß 51 einen
Konditionierbereich mit einem Isoliergrad A.
Die Grundteile der Zonen des Vorherds weisen die
in den vorherigen Zeichnungen angedeuteten Aufbauten
mit der Mulde und der Isolierziegelschicht auf, die
allgemein mit 52 bezeichnet ist. Zusätzlich zu dem Konditionierabschnitt
mit dem Isoliergrad A ist eine Bodenschicht
aus stark isolierendem Mikrothermmaterial 54
dargestellt. Weiterhin sind in dem Abschnitt des Isoliergrads
A selbstverständlich die Seitenwände der feuerfesten
Mulde mit zwei Schichten aus isolierendem Material
versehen, wie in Fig. 2 gezeigt. In der angrenzenden
Zone des Isoliergrads B befindet sich eine
Seitenwandisolierung wie in Fig. 3 der beigefügten
Zeichnungen gezeigt.
Längs der Oberseite der gesamten Mulde, die durch die
Abschnitte gebildet wird, befindet sich eine Anordnung
von Brennerblöcken 13.
Die Decke des in Fig. 6 gezeigten Vorherds ist aus vorgefertigten
Aluminiumoxidschaumblöcken hergestellt, die
sich über die Mulde erstrecken und aneinanderstoßend
angeordnet sind. In den Bereichen der Isolationsgrade
B und C sind diese Blöcke 14 derart ausgebildet, daß
sie einen Längsleitungskanal 17 oberhalb der Oberfläche
des geschmolzenen Glases vorsehen, und die Blöcke
14 tragen darüber Schichten 15 aus isolierenden Ziegeln.
Zusätzlich sind speziell geformte Blöcke vorgesehen, um
in Richtung des Ofenendes des Vorherds einen Einlaß 55
zum Einleiten der Kühlluft in den zentralen Kanal 17
und einen Auslaß 56 zum Entlüften dieser Kühlluft und
der Abgase aus dem Abflußende des Kühlbereichs vorzusehen.
Ein Luftschieber 12 ist oberhalb des Auslaßleitungskanals
56 zur Steuerung der Luftströmung vorgesehen.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist an dem
ofenseitigen Ende des Kühlabschnitts ein einzelner Lufteinlaß
und an dem Abflußende des Kühlabschnitts ein einzelner
Auslaß vorgesehen. Bei Bedarf können jedoch weitere
Einlässe und Auslässe zwischen diesen beiden angeordnet
sein.
In dem Konditionierabschnitt bestehen die vorgefertigten
Blöcke im wesentlichen aus zwei Arten: einfache rechteckige
Blöcke 58, die sich über die Vorherdmulde erstrecken,
und Blöcke 21, wie in Fig. 2 dargestellt,
welche nebeneinander angeordnet sind, um zwischen sich
einen Auslaßkanal 23 zur Entlüftung von Abgasen der
Brenner in diesem Konditionierbereich des Aufbaus vorzusehen,
wobei die Entlüftungsrate mittels eines Luftschiebers
12 auf dem Auslaß der Leitung 23 gesteuert
wird. Ebenso sind, wie in Fig. 2 gezeigt, in diesem
Konditionierbereich über den vorgeformten Aluminiumoxidschaumblöcken
zwei Schichten aus stark isolierendem
keramischem Fasermaterial vorgesehen.
Bei der Herstellung von Glasgegenständen wird geschmolzenes
Glas aus einem (nicht dargestellten) Brennofen in
einen Vorherd ausgestoßen, der beispielsweise den in Fig. 6
gezeigten Aufbau besitzt. Von dem ofenseitigen Ende,
das allgemein bei 50 gezeigt ist, strömt das geschmolzene
Glas zunächst durch die beiden Zonen des
Isoliergrads C, wo ein gewünschter Wärmeverlust des Glases
stattfindet. Hier tritt Wärmeverlust durch die Muldenwände
auf. Zusätzlich tritt Luft, die in die nach unten
verlaufende Vorherdleitung 55 eingeführt wird, in
Längsrichtung über die Vorherddecke entlang des Kanals
17, und auf diese Weise verliert der mittlere Abschnitt
des geschmolzenen Glasstroms Wärme durch Strahlung. Zusätzlich
kann zu dem System Wärme nach Bedarf mittels
der Brenner in den Seitenbrennerblöcken 13 zugeführt
werden, um quer über den Glasstrom eine homogene Temperatur
sicherzustellen.
Aus der zweiten Zone mit dem Isolationsgrad C tritt
der geschmolzene Glasstrom in die Zone des Isoliergrads
B ein, der sich noch in dem Kühlbereich des Vorherds
befindet. Hier wird der Temperatur- bzw. Wärmeverlust
von den Seiten der glashaltigen Mulde mittels der
Seitenwandisolation 20 (siehe Fig. 3) verringert. Somit
ist die hier dem System entzogene Wärme geringer als in
den beiden vorherigen Zonen. Die Oberfläche des
Glasstroms wird durch Strahlung zu der Vorherddecke gekühlt,
die durch den Längsluftstrom eine Kühlung erfährt,
der entlang eines mittleren Kanals verläuft, welcher in
dieser Zone fortlaufend mit dem in der vorhergehenden
Zone gebildet ist. Wiederum kann dem System
Wärme bei Bedarf mittels der Brenner der Brennerblöcke
13 zugeführt werden, die entlang der Seiten des Vorherdes
angeordnet sind. Die Kühlgase und die Abgase der
Brenner werden aus dem System durch den Kanal 56 entlüftet.
Die Gasströmungsrate durch die drei Zonen
des Kühlabschnitts wird mittels des Luftschiebers 12 gesteuert,
der oberhalb des Auslasses dieses Kanals 56
vorgesehen ist.
Aus dem Kühlabschnitt tritt geschmolzenes Glas in den Konditionierabschnitt,
der aus einem Abschnitt aus Isoliergrad
A-Material besteht. In diesem Bereich findet eine
reine Wärmeeingabe in das System oder höchstens ein sehr
geringer Wärmeverlust statt. Somit wird in dem Muldenbereich
der Wärmeverlust mittels der Außenschichten aus
Mikrothermmaterial längs der Seiten und des Bodens der
feuerfesten Mulde minimiert. Zusätzlich ist die feuerfeste
Decke mit einer Beschichtung aus einem stark isolierenden
keramischen Fasermaterial 22 versehen. Bei Bedarf
kann dem System Wärme durch die Brenner der Brennerblöcke
13 zugeführt werden, wobei das Abgas dieser
Brenner aus dem System durch den Kanal 23 entlüftet
wird, wobei die Strömung mittels des Luftschiebers 12
gesteuert wird.
Durch geeignete Wahl des Aufbaus des Vorherdes mit den
richtigen Isoliereigenschaften und durch sorgsame Kontrolle
der in das System mittels der Brenner der Brennerblöcke
13 eingegebenen Wärme befindet sich das aus dem
Vorherd in den Auslaß 51 für die weitere Verarbeitung
auf der gewünschten Verarbeitungstemperatur und besitzt
eine homogene Temperatureigenschaft (und demgemäß auch
Viskosität) bei einer erheblich verringerten Wärmeeingabe
im Vergleich zu herkömmlichen Vorherden, die die
gleichen Isoliereigenschaften über ihre gesamte Länge
besitzen. Auf diese Weise können die Energiekosten bei
der Glasherstellung minimiert werden.
Claims (6)
1. Vorherd zur Verwendung bei der Glasherstellung,
mit einer feuerfesten Mulde (1) für das geschmolzene
Glas, mit einem Kühlabschnitt und einem Konditionierabschnitt,
die in Längsrichtung der Mulde (1) angeordnet
sind und über sich eine isolierende Decke (14, 15, 21)
aufweisen, mit einer Einrichtung (4, 13) zum Erhitzen
des Glases in der Mulde (1) und einer in dem Kühlabschnitt
vorgesehenen Kühleinrichtung (8, 9, 10, 17),
die Kühlluft über die Deckeninnenfläche bläst, um die
Glasoberfläche durch Wärmetausch abzukühlen,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlabschnitt
mindestens zwei in Längsrichtung angeordnete
Zonen (B, C) aufweist, die voneinander verschiedene
Isoliereigenschaften aufweisen, und daß die Kühleinrichtung
(8, 9, 17) Kühlluft in Längsrichtung der Glasströmungsrichtung
bläst.
2. Vorherd nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Zone des
Konditionierabschnitts in ihrem Grundteil und an den Seitenwänden
mit einer Außenschicht (20) aus sehr stark isolierendem
Material versehen ist.
3. Vorherd nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Zone des
Kühlabschnitts nur an ihren Seitenwänden mit einem
stark isolierenden Material versehen ist.
4. Vorherd nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Zone des
Kühlabschnitts mit einer Wärmesenke aus feuerfesten
Ziegeln (40) unterhalb der Mulde (1) versehen ist.
5. Vorherd nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Zone des
Kühlabschnitts unterhalb der Mulde (1) mit einem Kanal
(43) ausgestattet ist, durch den Kühlluft bei hohen
Bodentemperaturen geblasen werden kann.
6. Vorherd nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Decke aus
vorgefertigten Blockteilen (14) besteht, die nebeneinanderliegen
und von denen sich jeder quer über die Mulde (1)
erstreckt, wobei über diesen vorgefertigten Blockteilen
(14) unterschiedliche Isolierungen vorgesehen sind, um
unterschiedliche Isoliereigenschaften innerhalb der Zonen
des Kühlabschnitts des Vorherds zu bilden.
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Representative=s name: KLUNKER, H., DIPL.-ING. DR.RER.NAT. SCHMITT-NILSON |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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Owner name: BH-F (ENGINEERING) LTD., ABINGDON, OXFORDSHIRE, GB |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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