DE3436976C2

DE3436976C2 - Vorherd für geschmolzenes Glas

Info

Publication number: DE3436976C2
Application number: DE3436976A
Authority: DE
Inventors: Marvin Lee Elmore Ohio Barkhau; Joseph John Toledo Ohio Kujawa
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1983-10-17
Filing date: 1984-10-09
Publication date: 1986-11-13
Also published as: CA1211941A; NL192105C; NL8402808A; FR2553401B1; FR2553401A1; GB8423077D0; GB2148275A; NL192105B; IT1178033B; JPS6242862B2; AU3237184A; JPS60103042A; ZA846922B; MX162197A; ES536798A0; IT8448963A1; IT8448963A0; GB2148275B; ES8601073A1; US4511385A

Abstract

Es wird ein mittig gekühlter Vorherd zur Konditionierung von geschmolzenem Glas beschrieben, bei dem die Seiten des Strömungskanales mit äußeren Lagen von Isolationsmaterial versehen sind. Der Kanal ist mit einer Decke versehen, durch die sich vertikale Entlüftungen entlang der Mittellinie erstrecken, wobei die üblichen Brennerblöcke und Brenner im Abstand entlang der Seiten des oberen Randes des Kanales angeordnet sind. Unmittelbar über den Brennerblöcken befinden sich Feuerblöcke, deren untere Flächen sich weiter in Richtung auf die Mittellinie des Kanales erstrecken als die Brenner, so daß sie als Reflektoren für die von den Brennern abgegebene Wärmemenge entlang den Seitenwänden des Kanales dienen.

Description

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Die Erfindung betrifft einen Vorherd zum Fördern von geschmolzenem Glas durch einen länglichen Kanal mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmalen.

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 Giases durch den äußeren Abschnitt oder Homogenisierungsabschnitt des Vorherdes versucht man. Temperaturgradienten zwischen unterschiedlichen Teilen des Glases zu eliminieren, und versucht, weitere Wärmeverluste des Giases zu verhindern ao 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 Vorherdkanals langsamer zu fließen, ist es üblich, Heizeinrichtungen 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 Giases durch die durch 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 Vcrherdes.

Ein Beispiel eines Vorherdes des Standes der Technik, das die heutzutage in Gebrauch befindlichen Vorherde repräsentiert, ist in der WO 83/01 439 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 Einführ «igsort 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 Glasschmelze 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 gleichmäßige Glastemperatur über die Breite des Vorherdkanals zu erreichen. Diese Ausführung entspricht auch dem aus der US-PS 21 44 973 bekannten Vorherdkanal, bei dem außerdem über den Vertikalöffnungen Dämpfungsblöcke 54 und 55 vorgesehen sind, 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 Vorherdkanals.

Es ist auch bekannt (DE-OS 24 10 763). die Decke einer Speiserinne für Glasschmelze mit zwei symmetrisch zur mittleren Längsebene der Rinne in Längsrichtung verlaufenden Vorsprüngen zu versehen, die die Decke in einen mittleren Ventilationskanal und je einen seitlichen Bereich über den Brennern unterteilen, die der Gaskonvektion dienen und die Randbereiche der Schmelze aufheizen. Maßnahmen zur Luftzirkulation sind dabei nicht vorgesehen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Temperatur im Vorherd mit einfachen Mitteln zu vergleichmäßigen.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I angeführten Merkmale gelöst. Erfindungsgemäß wird die Kühlluft an den Seiten eingeführt und auf die Mittellinie des Vorherdes gerichtet, wobei ein Ableitungskanal das Kühlmittel sowie Verbrennungsprodukte von Brennern, die entlang der Seitenwand des Vorherdes angeordnet sind, abführt. Die Feuerblöcke, durch die die Kühlluft einee-

führt wird, erstrecken sich von der Seite des Oberteiles des Vorherdes und überlagern die Vorherdkanalseitenwand in einem Ausmaß, das mindestens 7,62 cm 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 Verfugung gestellt, so daß auf diese Weise die Kühlluft ausschließlich auf die Mittellinie des Vorherdes begrenzt und eine größere Wärmekonzentratiei. 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 zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Vorherdes, der mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Kühlabschnitt oder entsprechenden Küfelzonen versehen ist;

F i g. 2 eine Seitenansicht von einer Hälfte oder einer Zone des Kühlabschnittes des Vorherdes der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig.3 einen in Längsrichtung geführten Vertikalschniit durch die Mittellinie des Vcrherdes der F i g. 2; und

Fig.4 einen Schnitt durch den Kühlabschnitt des Vorherdes im wesentlichen entlang Linie 4-4 von F i g. 1, der die Anordnung der äußeren Verteiler und der erweiterten Feuerblöcke zeigt

In F i g. 1 ist die Gesamtlänge eines typischen Kühlabschnittes gezeigt der zwei oder mehr getrennte Kühlzonen eines erfindungsgemäß ausgebildeten Vorherdes umfaßt Fi g. 2 zeigt eine Seitenansicht des Abschnittes der F i g. 1. Es versteht sich, daß der rechte abgeschnittene Teil der F i g. 2 mit dem in F i g. 1 gezeigten Abschnitt identisch ausgebildet ist F i g. 2 zeigt daher nur den vorderen Abschnitt oder die typische Zone des Kühlabschnitts des Vorherdes. Bei dem linken Ende der F i g. 2 handelt es sich um denjenigen Abschnitt des Vorherdes, der zu dem nicht gezeigten Kondhiomerabschnitt führt, während das rechte Ende des in Fig. 1 gezeigten Vorherdes derjenige Abschnitt ist der mit der Läuter- oder Schmelzeini ichtung in Verbindung steht Der Boden des Vorherdes besteht aus geeignetem feuerfesten Isolationsmaterial, beispielsweise Mullit-Blöcken 10. 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 Vorherdes 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 Fig.4 gezeigt Bei einem typischen Vorherd sind diese Blöcke 13 etwa 61 cm lang, wie in Fig.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 F i g. 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 F i g. 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 Gaszuführnohr angeschlossen, das die Brenner mit Brennstoff versorgt Die Verteiler 20 verteilen dsn Brennstoft 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,

ίο 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 vollständige Verbrennung des jedem Tunnel zugeführten Gemisches im Tunnel stattfindet Dadurch werden die Wände des inneren Endabschnittes eines jeden Brennertunnels und das diesen be- nachbarte Glas erhitzt. Ferner treffen die vom Brenner 16 austretenden Flammen auf die Lk-.-jrseite 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 F i g. 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 F i g. 4 gezeigt ist der Kanalblock 13 entlang seiner Seiten mit feuerfestem Mauerwerk 27 versehen, das aus einem wärmeisolierenden Material, beispielsweise MuI-lit hergestellt ist Feimer ist das Mauerwerk 27 mit drei Schichten eines wärmeisolierenden Materials in der Form von Lagen 28 abgedeckt. Das gleich? lage lan ige Material ist entlang der Außenwand der Deckblöcke 26 vorgesehen, um ein Abströmen von Wärmeenergie von de- 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 F i g. 1 zu erkennen ist Diese I-Träger 29 und die !-Querträger 12

so 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 F i g. 1 und 3 gezeigt Dies= Endplatte 30 diient als Element, das an den Konditionierabschnitt des Glasabgabesystems stößt und auch den Deckenabsch; M des Vorherdes, in dem die Heizeinrichtungen und das Kühlsystem angeordnet sind, ge ■ genüber dem Eindringen von Luft in das Ende dieses Konditionierabschnittes des Vorherdes abschließt

eo Wie in den F i %. 3 und 4 gezeigt ist jeder Deckblock 26 mit einer vertikalen öffnung 31 versehen, die sich durch den Deckblock erstreckt. Die Öffnungen 31 bilden Abgasöffnungem, die sich über die Mittellinie des gesamten Vorherdes, nach unten erstrecken. Jede öffnung 31 ist mit einem beweglichen Verschluß oder einem Schieber 32 verstehen. Die Verschlüsse 32 sind über einen Hebel 33 gelagert und bewegbar, der bei 34 an einen festen Lagerami 35 angelenkt ist Das dem Ver-

5 6

Schluß 32 gegenüberliegende Ende des Hebels 33 steht auf drei Punkte schädlich: (1) das Mauerwerk wird in mit einem Betätigungsarm 36 in Verbindung. Der Arm ungesteuerter Weise abgekühlt; (2) die Kühlluft wird v_:..., 36 ist an einen Mechanismus (nicht gezeigt) angeschlos- erhitzt, so daß ein Teil ihrer Wirkung verloren geht; und |§; sen, der zur Betätigung aller Hebel 33 dient, die im (3) es kann ungesteuerte Luft durch Nähte oder andere ifci Abstand über die Gesamtlänge des Vorherdes angeord- 5 mögliche öffnungen, die während des Betriebes auftre- p? net sind, so daß jeder Schieber 32 in der gewünschten ten können, in den Vorherd eindringen und dadurch eine ^ϊ Weise angehoben oder abgesenkt werden kann. Unter zusätzliche ungesteuerte Kühlung bewirken. Hinzu Normalbedingungen sind diese Schieber 32 durch Ein- kommt die Tatsache, daß die Unterseite der Feuerblökstellung einer Gewindestange 37, die in ein Verstellele- ke, da sich diese über den Rand des Glaskanales und tiient 38 eingeschraubt ist, das mit dem verlängerten to über die Brennerblöcke hinaus erstrecken, in wirksamer Ende des Hebels 33 verbunden ist, auf eine spezielle Weise eine beträchtliche Strahlungsmenge nach unten Höhe eingestellt Unter Normalbedingungen werden auf den Glaskanal entlang dessen Rändern, welche demder Hebe! 33 und der Schieber 32 in eine feste Position jenigen Abschnitt des Glaskanales entsprechen, die üblieingestellt, und der Arm oder der Hebel 36 wird nur in cherweise kälter werden als die Mitte, reflektiert. Auf solchen Perioden betätigt, wenn der Vorherd außer Be- is diese Weise wird ein Vorherdkühlabschnitt zur Verfütrieb gesetzt oder anfangs aufgeheizt und konditioniert gung gestellt, der besser geeignet ist, ein homogenes wird. Glas zu liefern, und zwar sowohl vom Standpunkt einer

Ein eiserner Oberbau ist über der Decke des Vorher- gesteuerten Temperatur als auch vom Standpunkt der V. des vorgesehen und besitzt die Form von zwei horizon- Temperaturverteilung her gesehen, da weniger Wärme- ' ta) verlaufenden kanalförmigen Eisenträgern 39 und 40. 20 energie entlang den Rändern verloren geht als "bei den Ferner sind Querträger 41 vorgesehen, die sich zwi- Vorherden des Standes der Technik. Die Kühlluftzufuhr sehen den beiden Seitenträgern 39 und 40 erstrecken. wird auf den Mittelabschnitt der Unterfläche der Vor- '; Diese Träger 41 dienen zur Lagerung von Luftkanälen herddecke begrenzt, um eine übermäßige Kühlung und 4Z Wie man am besten aus den F i g. 1 und 2 ersehen ein Wiedererhitzen zu verhindern, das in der Vergankann. ist jedem Querträger 41 ein Luftkanal 42 zugeord- 25 genheit bei Vorherden des Standes der Technik aufgenet Die unteren Enden der Luftkanäle stehen mit Ver- treten ist.

teilern 43 in Verbindung. Jeder Verteiler 43 ist mit zwei _ :'

oder mehr einwärts verlaufenden Abschnitten 44 verse- Hierzu 4 Blatt Zeichnungen ■

hen, die einen allgemein rechteckigen Querschnitt besit- ~~~

zen und in den Enden der komplementär ausgebildeten 30 '

öffnungen 24 sitzen, welche in den Feuerblöcken 23
vorgesehen sind. Ober 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 über- 35
streicht dann den unteren mittleren Abschnitt der Unterfläche des Deckblocks bis zu den Abgasöftnungen 3i. r. Auf diese Weise wird die Mittellinie des Vorherdes auf
einer beliebigen vorgegebenen oder optimalen Temperatur kühl gehalten. Das Volumen der Kühlluft kann 40 :·, eingestellt werden, und deren Durchsatz wird zu einem % gewissen Ausmaß durch die Anordnung des Schiebers f] 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, 45 >' wie in F i g. 1 gezeigt Eine Vielzahl von Abzweigrohren

46 verbindet den Hauptluftverteiler 45 mit den einzel- _;.

nen Luftkanälen 42 Eine Absperrklappe 47 ist in jedem _r

Abzweigrohr 46 vorgesehea deren Betätigungsarm ₅~-

über einen Arm 48 mit dem Hebel 33 verbunden ist 50 fr

welcher mit dem Verschluß 32 verbunden ist und diesen ,;■;

lagert Wenn der Verschluß 32 in seine Schließstellung ;;

relativ zur öffnung 3t abgesenkt ist wird das Absperr- .=$,

ventil 47 geschlossen, um einen Luftstrom in das Innere %

des Vorherdes zu verhindern. Durch Einstellung des He- 55

beb 33 über das Element 37, um den Verschluß 32 anzu- 1-

heben oder abzusenken, wird auch die Absperrklappe in ';

entsprechender Weise geöffnet und geschlossen, so daß ?f

auf diese Weise ein System zur Verfügung gestellt wird, ί

bei dem die Luftzufuhr und die Verschlußöffnung mit- 60 '■·

einander koordiniert sind. Durch die vorstehend be- f;

schriebene Ausführungsform kann somit der Vorherd i\

derart betrieben werden, daß die erforderliche Menge S

an geregelter Kühlluft an den Seiten in den Vorherd g

eindringt, ohne dabei irgendeinen Teil des Oberbaus des 65 ft

feuerfesten Teiles des Vorherdes durchlaufen zu haben. %

Wenn die Kühlluft vor Eindringen in den Vorherd das $

feuerfeste Mauerwerk passiert so ist dies im Hinblick M

Claims

Patentansprüche:

1. Vorherd zum Fördern von geschmolzenem Glas durch einen länglichen Kanal, mit einer Vielzahl von horizontal angeordneten Kanalblöcken, einer Vielzahl von Brennerblöcken, die entlang den oberen Seiten der Kanalblöcke montiert sind, einer Vielzahl von Deckblöcken, die die Feuerblöcke und den Vorherdkanal überlagern und vertikale öffnungen aufweisen, die sich durch die Deckblöcke an der Mittellinie des Vorherdes an voneinander beabstandeten Stellen erstrecken, mit einem Schieberblock für jede öffnung in den Deckblöcken, mit jedem Schieberblock verbundenen Einrichtungen zur Lagerung des Blockes in einem vorgegebenen Abstand von den Deckblöcken, Brennereinrichtungen, die mit den Brennerblöcken verbunden sind, mit einer Vielzahl von Luftverteilern, die an öffnungen zwischen den Brennerblöcken und Deckblöcken angeschlossen sind und mU einem Luftkanal, der an jeden Luftverteiler angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Feuerblöcken (23) oberhalb der Brennerblöcke (15) montiert ist und die Feuerblöcke sich weiter in Richtung auf die Mittellinie des Vorherdes erstrecken als die Brennerblöcke und daß horizontale öffnungen (24) sich durch die Feuerblöcke (23) erstrecken.

2. Vorherd nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er Lagen (28) aus Isolationsmaterial umfaßt, die sich über die Länge des Vorherdes auf jeder Seite desselben erstrecken und eine größere Breite als die Tiefe des Vorherc-\anales besitzen.

3. Vorherd nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er desweiteren ein· Lage (28) aus Isolationsmaterial besitzt, die die äußere vertikale Seite der Deckbiöcke (26) abdeckt.