DE3436976A1 - Vorherd fuer geschmolzenes glas - Google Patents

Description

Beschreibung:

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen von Vorherden eines Typs, der einen hinteren Kühlabschnitt und einen äußeren oder vorderen Temperaturkonditionierungs- oder - Homogenisierungsabschnitt aufweist, dessen äußerer Endabschnitt die Abgabe, häufig als Abflußteil des Vorherdes bezeichnet, bildet. Im Betrieb eines derartigen Vorherdes wird die Temperatur des Glases im Kühlabschnitt in erster Linie durch auf den oberen Abschnitt gerichtete Kühlluft abgesenkt, wobei die vom Glas abgestrahlte Wärmeenergie entfernt wird, während die zugeführte Wärmemenge reguliert wird, um für das gesamte,den Kühlabschnitt verlassende Glas eine Durchschnittstemperatur zu erhalten, die der Temperatur entspricht, die am Auslaß oder am Entfernungspunkt des Glases aus der Abgabekammer oder dem Abflußteil gewünscht wird. Während der Wanderung des Glases durch den äußeren Abschnitt oder Homogenisierungsabschnitt des Vorherdes versucht man, Temperaturgradienten zwischen unterschiedlichen Teilen des Glases zu eliminieren, und versucht, weitere Wärmeverluste des Glases zu verhindern oder zu kompensieren. Dies wird durchgeführt, indem man im Homogenisierungsabschnitt dem Glas eine geregelte Wärmemenge zuführt, um dadurch in bezug auf die Temperatur des Glases einen Ausgleich herbeizuführen oder die gewünschte Temperatur gleichmäßig zu erzielen.

Da das sich von einem Schmelztank oder einer ähnlichen Zuführquelle durch den Vorherd zur Abgabekammer bewegende Glas dazu neigt, kühler zu werden und an den Wänden des Vorherdkanales langsamer zu fließen, ist es üblich, Heiz-

einrichtungen vorzusehen und dadurch die Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit der Seiten- oder Randabschnitte des Glasstromes und des Hauptabschnittes desselben auszugleichen. Hierzu kann beispielsweise der mittlere Abschnitt des Glases durcndurch die Deckwand des Kühlabschnittes des Vorherdes erfolgende Strahlung gekühlt werden, während Wärmeverluste des Glases an den Seiten- oder Randabschnitten des Hauptstromes im wesentlichen durch direkte Wärmezuführung reduziert werden.

Die meisten heutzutage in Gebrauch befindlichen Vorherde, die geschmolzenes Glas einer Glaspostenspeiseeinrichtung zuführen, besitzen einen Kühlabschnitt mit darin angeordneten Heizeinrichtungen. Die vorliegende Erfindung befasst sich speziell mit einem verbesserten Kühlabschnitt eines derartigen Vorherdes.

Ein Beispiel eines Vorherdes des Standes der Technik, das die heutzutage in Gebrauch befindlichen Vorherde repräsentiert, ist in der US-PS 2 144 973 beschrieben.

Der in dieser Veröffentlichung beschriebene Kühlabschnitt läßt erkennen, daß die zur Kühlung des oberen Teiles des Vorherdes verwendete Luft in Verteiler eingeführt wird, die in das obere Mauerwerk des Vorherdes eingebaut sind, wobei die Luft diese Verteiler in der Mitte verläßt. Der Einführungsort der Luft in den Vorherd befindet sich oberhalb der Brenner, besitzt jedoch die gleiche Position, was die Entfernung von den Seiten des Vorherdes anbetrifft, wie die Brenneröffnungen. Somit befinden sich die Lufteinlässe vertikal über den Brenneröffnungen. Wie in der vorstehend erwähnten Veröffentlichung beschrieben ist, überstreicht die Luft die Decke des Vorherdes entlang dessen Mitte und kühlt dabei die Decke, ohne daß sie auf die Galsschmelze auftrifft. Die Brenner entlang jeder Seite stellen Wärmeenergie entlang den Rändern des Vorherdes zur Verfügung, um die Temperaturverteilung von Seite zu Seite zu verbessern und dadurch eine gleich-

mäßige Glasternperatur über die Breite des Vorherdkanales zu erreichen. Gemäß der vorstehend erwühnten Veröffentlichung sind über den Vertikalöffnungen Dämpfungsblöcke 54 und 55 vorgesehen, die sich nach oben durch die Mitte des oberen Teiles des Vorherdes erstrecken. Diese Öffnungen sind relativ groß und betragen im Vergleich zur Querschnittsbreite des Vorherdes nahezu ein Drittel der Breite der Innenseite des Vorherdkanales.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen verbesserten Vorherdkühlabschnitt, bei dem die Kühlluft an den Seiten eingeführt und auf die Mittellinie ⁱ des Vorherdes gerichtet wird, wobei ein Ableitungskanal das Kühlmittel sowie Verbrennungsprodukte von Brennern, die entlang der Seitenwand des Vorherdes angeordnet sind, abführt Die Feuerblöcke, durch die die Kühlluft eingeführt wird, erstrecken sich von der Seite des Oberteiles des Vorherdes und überlagern die Vorherdkanalseitenwand in einem Ausmaß, das mindestens 7,62cm pro Seite und maximal 33% der Vorherdkanalbreite pro Seite beträgt, über die Innenwand des Vorherdkanales hinaus. Die den Feuerblöcken zugeführte Luft wird über einen äußeren Verteiler zur Verfügung gestellt, so daß auf diese Weise die Kühlluft ausschließlich auf die Mittellinie des Vorherdes begrenzt und eine größere Wärmekonzentration erhalten und durch Strahlung entlang den Seiten des Kanales gerichtet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Vorherdes, der mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Kühlabschnitt oder entsprechenden Kühlzonen versehen ist;

Figur 2 eine Seitenansicht von einer Hälfte oder

einer Zone des Kühlabschnittes des Vorherdes der Figur 1 in vergrößertem Maßstab;

Figur 3 einen in Längsrichtung geführten Vertikalschnitt durch die Mittellinie des Vorherdes der Figur 2; und

Figur 4 einen Schnitt durch den Kühlabschnitt des Vorherdes im wesentlichen entlang Linie

4-4 von Figur 1, der die Anordnung der äußeren Verteiler und der erweiterten Feuerblöcke zeigt.

In Figur 1 ist die Gesamtlänge eines typischen Kühlabschnittes gezeigt, der zwei oder mehr getrennte Kühlzonen eines erfindungsgemäß ausgebildeten Vorherdes umfasst. Figur 2 zeigt eine Seitenansicht des Abschnittes der Figur 1. Es versteht sich, daß der rechte abgeschnittene Teil der Figur 2 mit dem in Figur 1 gezeigten Abschnitt identisch ausgebildet ist. Figur 2 zeigt daher nur den vorderen Abschnitt oder die typische Zone des Kühlabschnitts des Vorherdes. Bei dem linken Ende der Figur 2 handelt es sich um denjenigen Abschnitt des Vorherdes, der zu dem nicht gezeigten Konditionierabschnitt führt, während das rechte Ende des in Figur !.gezeigten Vorherdes derjenige Abschnitt ist, der mit der Läuter- oder Schmelzeinrichtung in Verbindung steht. Der Boden des Vorherdes besteht aus geeignetem feuerfesten Isolationsmaterial, beispielsweise Mullit-Blöcken10. Diese Blöcke 10 sind zwar als eine einzige Einheit dargestellt, bestehen jedoch aus einer Vielzahl von Mauersteinen. Die Unterseite dieser Blöcke befindet sich auf einer metallischen Baueinheit 11, die wiederum durch diverse I-Träger 12 gelagert wird. Es versteht sich, daß der Boden des Vor-

herdes auf einer erhöhten Position relativ zum Boden der Glasfabrik angeordnet ist. Diese Lagerung des gesamten Vorherdes ist jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt. Über der Oberseite des Mauerwerks 10 befinden sich Kanalblöcke 13, wie in Figur 4 gezeigt.

Bei einem typischen Vorherd sind diese Blöcke 13 etwa 61cm lang, wie in Figur 3 gezeigt, wobei die tatsächliche Breite des im Block 13 ausgebildeten Glaskanales üblicherweise 66 - 122 cm beträgt. Auf der Oberseite 14 des Kanalblocks 13 ist eine Vielzahl von Brennerblöcken 15 gelagert. Wie in Figur 3 gezeigt, bildet jeder Brennerblock 15 die Lagerung für drei einzelne Brenner 16, die wiederum an der Rückseite des Brennerblocks an Gaszuführdüsen 17 angeschlossen sind. Jede Brenneröffnung besteht aus einem Tunnel 18, der einen Einlaß 19 mit reduziertem Querschnitt aufweist, wie in Figur 4 bei 19 gezeigt, in dem sich die Spitze des Brenners 16 befindet. Der Einlaß 19, der die Brennerspitzen der verschiedenen Tunnels 18 an jeder Seite des Kühlabschnittes enthält, ist über die Düsen 17 mit einem Verteiler 20 verbunden. Der Verteiler 20 ist an ein geeignetes Gaszuführrohr angeschlossen, das die Brenner mit Brennstoff versorgt. Die Verteiler 20 verteilen den Brennstoff auf Ventile 21, die eingestellt und vorjustiert sein können,um den Grad der Brennstoffverbrennung in den Tunnels zu steuern.

Aussenluft wird von den äußeren Enden der Verbrennungstunnels ferngehalten, da ein Vermischen von Luft mit dem Brennstoff normalerweise durchgeführt wird, bevor der Brennstoff durch den Verteiler 20 geführt wird. Auf diese Weise kann ein gleichmäßiger Druck sowie eine gleichmäßige Zusammensetzung des den diversen Tunnels zugeführten Brennstoffgemisches erreicht werden. Ein solcher Druck und eine solche Zusammensetzung kann vorgegeben und derart ausgewählt werden, daß eine voll-

ständige Verbrennung des jedem Tunnel zugeführten Gemisches im Tunnel stattfindet. Dadurch werden die Wände des inneren Endabschnittes eines jeden Brennertunnels und das diesen benachbarte Glas erhitzt. Ferner treffen die vom Brenner 16 austretenden Flammen auf die Unterseite 22 der verlängerten Feuerblöcke 23, so daß Strahlungswärme auf die darunter befindliche Glasoberfläche einwirkt. Die verlängerten Feuerblöcke 23 besitzen eine solche Länge, daß sie etwa ein Drittel der Breite des Glaskanales überlagern. Dieser Wert von einem Drittel wird als Maximalwert angesehen, da bei einem größeren Wert der Mittellinienkühlbereich nicht angemessen sein würde. Wie am besten in den Figuren 3 und 4 dargestellt, ist jeder verlängerte Feuerblock 23 mit zwei im Querschnitt keilförmigen Ausschnitten 24 in seiner Deckfläche versehen. Diese Ausschnitte 24 bilden zusammen mit der Unterseite 25 des Deckblocks 26 Lufteinlässe. Wie in Figur 4 gezeigt, ist der Kanalblock 13 entlang seiner Seiten mit feuerfestem Mauerwerk 27 versehen, das aus einem wärmeisolierenden Material, beispielsweise Mullit, hergestellt ist. Ferner ist das Mauerwerk 27 mit drei Schichten eines wärmeisolierenden Materiales in der Form von Lagen 28 abgedeckt. Das gleiche lagenartige Material ist entlang der Aussenwand der Deckblöcke 26 vorgesehen, um ein Abströmen von Wärmeenergie von der Seitenwand zu verhindern.

Entlang den Seiten des Vorherdes sind große I-Träger 29 angeordnet, die sich über die Gesamtlänge des Vorherdes erstrecken. Diese I-Träger stellen die primären Lastaufnahmeelemente für das gesamte feuerfeste Mauerwerk dar, das zur Ausbildung des länglichen Vorherdes verwendet wird, wie am besten aus Figur 1 zu erkennen ist. Diese I-Träger 29 und die I-Querträger 12 lagern den gesamten Vorherd in einer erhöhten Position von

mindestens 3 - 3,65 m über dem Boden der Glasfabrik. Das linke Ende des Vorherdes ist mit einer einzigen Endplatte 30 versehen, wie in den Figuren 1 und 3 gezeigt. Diese Endplatte 30 dient als Element, das an den Konditionierabschnitt des Glasabgabesystems stößt und auch den Deckenabschnitt des Vorherdes, in dem die Heizeinrichtungen und das Kühlsystem angeordnet sind, gegenüber dem Eindringen von Luft in das Ende dieses Konditionierabschnittes des Vorherdes abschließt.

Wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt, ist jeder Deckblock 26 mit einer vertikalen Öffnung 31 versehen, die sich durch den Deckblock erstreckt. Die Öffnungen 31 bilden Abgasöffnungen, die sich über die Mittellinie des gesamten Vorherdes nach unten erstrecken. Jede Öffnung 31 ist mit einem beweglichen Verschluß oder einem Schieber 32 versehen. Die Verschlüsse 32 sind über einen Hebel 33 gelagert und bewegbar, der bei 3A an einen festen Lagerarm angelenkt ist. Das dem Verschluß 32 gegenüberliegende Ende des Hebels 33 steht mit einem Betätigungsarm 36 in Verbindung. Der Arm 36 ist an einen Mechanismus (nicht gezeigt) angeschlossen, der zur Betätigung aller Hebel 33 dient, die im Abstand über die Gesamtlänge des Vorherdes angeordnet sind, so daß jeder Schieber 32 in der gewünschten Weise angehoben oder abgesenkt werden kann. Unter Normalbedingungen sind diese Schieber 32 durch Einstellung einer Gewindestange 37, die in ein Verstellelement 38 eingeschraubt ist, das mit dem verlängerten Ende des Hebels 33 verbunden ist, auf eine spezielle Höhe eingestellt. Unter Normalbedingungen werden der Hebel 33 und der Schieber 32 in eine feste Position eingestellt, und der Arm oder der Hebel 36 wird nur in solchen Perioden betätigt, wenn der Vorherd ausser Betrieb gesetzt oder anfangs aufgeheizt und konditioniert wird.

Ein eiserner Überbau ist über der Decke des Vorherdes vorgesehen und besitzt die Form von zwei horizontal verlaufenden kanalförmigen Eisenträgern 39 und 40. Ferner sind Querträger 41 vorgesehen, die sich zwischen den beiden Seitenträgern 39 und 40 erstrecken. Diese Träger 41 dienen zur Lagerung von Luftkanälen 42. Wie man am besten aus den Figuren 1 und 2 ersehen kann, ist jedem Querträger 41 ein Luftkanal 42 zugeordnet. Die unteren Enden der Luftkanäle stehen mit Verteilern 43 in Verbindung. Jeder Verteiler 43 ist mit zwei oder mehr einwärts verlaufenden Abschnitten 44 versehen, die einen allgemein rechteckigen Querschnitt besitzen und in den Enden der komplementär ausgebildeten Öffnungen 25 sitzen, welche in den Feuerblöcken 23 vorgesehen sind. Über den Luftkanal 42 zugeführte Luft wird somit in zwei Ströme aufgeteilt und strömt an beiden Seiten des oberen Vorherdteiles nach unten in die Verteiler 43 und durch die Feuerblöcke 23. Sie überstreicht dann den unteren mittleren Abschnitt der Unterfläche des Deckblocks bis zu den Abgasöffnungen 31. Auf diese Weise wird die Mittellinie des Vorherdes auf einer beliebigen vorgegebenen oder optimalen Temperatur kühl gehalten. Das Volumen der Kühlluft kann eingestellt werden, und deren Durchsatz wird zu einem gewissen Ausmaß durch die Anordnung des Schiebers 32 relativ zur Öffnung 31 bestimmt. Die Luft zum Kanal 42 wird von einem Luftverteiler 45 zugeführt, der sich über die gesamte Länge des Vorherdes erstrecken kann, wie in Figur 1 gezeigt. Eine Vielzahl von Abzweigrohren 46 verbindet den Hauptluftverteiler 45 mit den einzelnen Luftkanälen 42. Eine Absperrklappe 47 ist in jedem Abzweigrohr 46 vorgesehen, deren Betätigungsarm über einen Arm 48 mit dem Hebel 33 verbunden ist, welcher mit dem Verschluß 32 verbunden ist und diesen lagert. Wenn der Verschluß 32 in seine Schließstellung relativ zur Öffnung 31 abgesenkt ist, wird das Absperrventil 47 geschlossen,

um einen Luftstrom in das Innere des Vorherdes zu verhindern. Durch Einstellung des Hebels 33 über das Element 37, um den Verschluß 32 anzuheben oder abzusenken, wird auch die Absperrklappe in entsprechender Weise geöffnet und geschlossen, so daß auf diese Weise ein System zur Verfugung gestellt wird, bei dem die Luftzufuhr und die Verschlußöffnung miteinander koordiniert sind. Durch die vorstehend beschriebene Ausführungsform kann somit der Vorherd derart betrieben werden, daß die erforderliche Menge an geregelter Kühlluft an den Seiten in den Vorherd eindringt, ohne dabei irgendeinen Teil des Oberbaus des feuerfesten Teiles des Vorherdes durchlaufen zu haben. Wenn die Kühlluft vor Eindringen in den Vorherd das feuerfeste Mauerwerk passiert, so ist dies im Hinblick auf drei Punkte schädlich: (1) das Mauerwerk wird in ungesteuerter Weise abgekühlt; (2) die Kühlluft wird erhitzt, so daß ein Teil ihrer Wirkung verloren geht; und (3) es kann ungesteuerte Luft durch Nähte oder andere mögliche Öffnungen, die während des Betriebes auftreten können, in den Vorherd eindringen und dadurch eine zusätzliche ungesteuerte Kühlung bewirken. Hinzu kommt die Tatsache, daß die Unterseite der Feuerblöcke, da sich diese über den Rand des Glaskanales und über die Brennerblöcke hinaus erstrecken, in wirksamer Weise eine beträchtliche Strahlungsmenge nach unten auf den Glaskanal entlang dessen Rändern, welche demjenigen Abschnitt des Glaskanales entsprechen, die üblicherweise kalter werden als die Mitte, reflektiert. Auf diese Weise wird ein Vorherdkühlabschnitt zur Verfügung gestellt, der besser geeignet ist, ein homogenes Glas zu liefern und zwar sowohl vom Standpunkt einer gesteuerten Temperatur als auch vom Standpunkt der Temperaturverteilung her gesehen, da weniger Wärmeenergie entlang den Rändern verloren geht als bei den Vorherden des Standes der Technik. Die Kühlluftzufuhr

wird auf den Mittelabschnitt der Unterfläche der Vorherddecke begrenzt, um eine übermäßige Kühlung und ein Wiedererhitzen zu verhindern, das in der Vergangenheit bei Vorherden des Standes der Technik aufgetreten ist.

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Claims (5)

1. Patentansprüche:

   Vorherd zum Fördern von geschmolzenem Glas, gekennzeichnet durch einen länglichen Kanal, der aus einer Vielzahl von horizontal angeordneten Kanalblöcken (13), einer Vielzahl von Brennerblöcken (15), die entlang den oberen Seiten der Kanalblöcke montiert sind, einer Vielzahl von Feuerblöcken (23), die oberhalb der Brennerblöcke (15) montiert sind und sich weiter in Richtung auf die Mittellinie des Vorherdes erstrecken als die Brennerblöcke, einer Vielzahl von Deckblöcken (26), die die Feuerblöcke und den Vorherdkanal überlagern und vertikale Öffnungen (31) aufweisen, die sich durch die Deckblöcke an der Mittellinie des Vorherdes an voneinander beabstandeten Stellen erstrecken, einem Schieberblock (32) für jede Öffnung in den Deckblöcken, mit jedem Schieberblock (32) verbundenen Einrichtungen zur Lagerung des Blockes in einem vorgegebenen Abstand von den Deckblöcken, Brennereinrichtungen (16), die mit den Brennerblöcken verbunden sind, wobei die Feuerblöcke (23) horizontale Öffnungen (24) aufweisen, die sich durch die Feuerblöcke erstrecken, einer Vielzahl von Luftverteilern (43), die an die Öffnungen (24) in den Feuerblöcken angeschlossen sind, wobei jeder Luftverteiler einige der Feuerblocköffnungen überstreicht und sich entlang diesen erstreckt, und einem Luftkanal (42), der an jeden Luftverteiler angeschlossen ist, besteht.
2. 2. Vorherd nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er Lagen (28) aus Isolationsmaterial umfasst, die. sich über die Lange des Vorherdes auf jeder Seite desselben erstrecken und eine größere Breite als die Tiefe des Vorherdkanales besitzen.
3. 3. Vorherd nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er desweiteren eine Lage (28) aus Isolationsmaterial besitzt, die die äußere vertikale Seite der Deckblöcke (26) abdeckt.
4. 4. Vorherd nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkanäle (42) horizontale Abschnitte umfassen, die an jeder Seite des Vorherdes ausserhalb von diesem an abwärts verlaufende Abschnitte angeschlossen sind, welche mit den Verteilern (43) in Verbindung stehen, und daß an die horizontalen Abschnitte eine gemeinsame Luftzufuhreinrichtung (46) angeschlossen ist.
5. 5. Verfahren zum Steuern der Temperatur von geschmolzenem Glas in einem länglichen Vorherdkanal, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Einführen von Kühlluft durch eine Vielzahl von Feuerblöcke ', deren Enden sich einwärts in Richtung auf die Mittellinie des Vorherdes erstrecken, Verbrennen eines verbrennbaren Gemisches an einer Vielzahl von Punkten unterhalb der Feuerblöcke, wobei die durch die Verbrennung entstehenden Flammen hauptsächlich auf die Glasoberfläche im Vorherd benachbart zu dessen Wänden begrenzt werden, und Abführen der Verbrennungsprodukte und der Kühlluft durch die Decke des Vorherdes über dessen Mittellinie.