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Verfahren zum Kühlen von Glastafeln in Kanalöfen Es ist schon vorgeschlagen
worden, Tafelglas in Kanalöfen zu kühlen, durch die die Glastafeln mit im wesentlicherL
freiliegender Ober- oder Unterfläche hindurchbewegt werden, um während dieser Zeit
von den durch den Kanal strömenden Gasen allmählich abgekühlt zu werden. Diese Gase
sollten die Abgase eines Streckofens sein, in dem die Tafelglaszylinder (oder -walzen)
zur Tafel gestreckt wurden und an den der Kühlkanal unmittelbar angebaut war.
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Hierbei hat sich ein befriedigendes Ergebnis nicht erzielen lassen,
denn es hat sich gezeigt, daß die Glastafeln fast immer während des Durchgangs durch
den Tunnel Verwerfungen und Verziehungen erfuhren, die ihre Qualität herabsetzten.
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Der Erfinder ist dieser Erscheinung nachgegangen und hat festgestellt,
daß die erwähnten Nachteile dadurch hervorgerufen werden, daß die Kühlwirkung der
im Kanal über und unter den Glastafeln fließenden Gasströme verschieden ist, und
die Erfindung besteht in erster Linie darin, die Temperatur der Gasströme so zu
regeln, daß die Abkühlung an beiden Flächen der Glastafeln annähernd gleich ist.
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Um dieses Ergebnis zu erreichen, kann in verschiedener Weise vorgegangen
werden. Es muß einmal dem Umstand Rechnung getragen werden, daß die heißen Gase
das natürliche Bestreben haben, nach aufwärts zu steigen und deshalb der über den
Tafeln fließende Gasstrom an und für sich schon heißer ist als der unter den Tafeln
fließende. Deshalb muß man die Wärmewirkung, die der obere Gasstrom auf die Tafeln
hervorbringt, verkleinern und die Wärmewirkung des unteren Gasstroms auf die Tafeln
vergrößern, was erfindungsgemäß dadurch geschieht, daß man den Querschnitt des Raumes
über den Glastafeln im Kühlkanal nach Bedarf drosselt, also die Gasgeschwindigkeit
verringert, daß man einen Teil des oberen Gasstromes ableitet, oder daß man Kühlvorrichtungen
in dem oberen Teil anbringt, die den Gasstrom abkühlen, und daß man in dem Raum
unter den Tafeln Vorrichtungen anbringt, die hier die Wärme stauen oder Wärme zuführen,
oder daß man die Geschwindigkeit des Gasstroms unter den Tafeln vergrößert. Weiter
muß dem von dem Erfinder festgestellten Umstand Rechnung getragen werden, daß bei
den bisher vorgeschlagenen Ofen von der Ausgangsöffnung her in den Raum unter den
Tafeln kalte Frischluft einströmt, die hier in unbestimmbarer Weise Wirbelungen
hervorruft und die Kühlwirkung gänzlich ungleichmäßig macht. Diesem Übelstand wird
erfindungsgemäß dadurch abgeholfen, daß der Querschnitt des Kühlkanals in Richtung
des Gasstroms stetig abnimmt oder daß bei wagerechtem Verlauf der Kanaldecke die
Kanalsohle in der Richtung des Gasstroms stetig ansteigt. Hierdurch wird der Eintritt
von Kaltluft am Ausgangsende unter die Glastafeln wirksam verhindert, ebenso das
Entstehen von Wirbelungen.
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In der beiliegenden Zeichnung ist die Erfindung an verschiedenen Ausführungsbeispielen
erläutert, und zwar, wie schon erwähnt, in Anwendung auf einen Streckofen mit anschließendem
Kühlkanal für die Glastafeln.
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Abb. i ist ein senkrechter Längsschnitt durch einenStreckofenmit anschließendem
Kühltunnel, Abb.2 ein senkrechter Querschnitt nach der Linie II-II der Abb. x, Abb.
3 eine Endansicht
des Kühltunnels; Abb. q. ist ein in vergrößertem
Maßstab dargestellter Schnitt nach der Linie IV-IV der Abb. i ; Abb.5 stellt einen
senkrechten Schnitt durch einen ähnlichen Kühlofen wie Abb. i dar, der aber mit
Einrichtungen zur Drosselung oder Ablenkung des oberen Gasstroms versehen ist; Abb.
6 zeigt wiederum einen Ofen ähnlich demjenigen in Abb. i, stellt aber Einrichtungen
dar, durch die ein Teil der heißen Gase aus dem oberen Strom abgezweigt werden kann;
Abb.7 ist eine schaubildliche Schnittdarstellung durch einen Teil des Ofens nach
Abb. 6, .Abb. 8 zeigt wiederum einen ähnlichen Ofen wie Abb. 5, der aber mit Mitteln
versehen ist, durch welche Wärme aus dem oberen Gasstrom abgeleitet werden kann;
Abb. 9 ist eine Oberansicht eines Kühlers, wie er in einem Ofen nach Abb. 8 Verwendung
findet; Abb. io 'stellt einen senkrechten Längsschnitt durch das eine Ende eines
Kühltunnels dar, der Vorrichtungen zur Regelung der Geschwindigkeiten der oberen
und unteren Gasströme hat; Abb. ii ist ein senkrechter Längsschnitt durch einen
Ofen mit Vorrichtungen zur Einführung von Zusatzwärme in den unteren Gasstrom, und
Abb. 12 endlich ist ein senkrechter Schnitt durch einen Teil eines Kühltunnels,
bei dem vergleichsweise kalte Gase in das Ausgangsende des Tunnels eingeführt werden
und Wärme aus dem Glas selbst entnehmen.
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Der Ofen nach Abb. i bis q. enthält einen Streckofen 2, an den der
horizontale Kühl tunne13 sich anschließt. Der Streckofen 2 wird in beliebiger zweckmäßiger
Weise beheizt, z. B. durch Brenner q., Abb. q., und die heißen Gase strömen durch
den Kühltunnel hindurch der Ausgangsöffnung 5 zu. In dem Tunnel sind Führungsschienen
6 beliebiger Art für Aufnahme und Weiterleitung der Glastafeln bei ihrem Weg durch
den Tunnel angeordnet. Ist der Ofen in Gang, so liegen auf diesen Führungsschienen
die Glastafeln so dicht, daß eine im wesentlichen ununterbrochene wagerechte Scheidewand
im Ofen entsteht, die den oberen Teil des Ofens vom unteren abschließt und die aus
dem Streckofen 2 kommenden heißen Gase in zwei Ströme teilt, deren einer oberhalb
und deren anderer unterhalb der Glastafeln dahinzieht.
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Natürlich können anstatt der Führungsschienen 6 auch andere Transportvorrichtungen
Verwendung finden, wie Rollen u. dgl., die von irgendwelcher beliebigen bekannten
Art sind, wenn sie nur die untere Tafelfläche im wesentlichen frei lassen.
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Der Kühltunnel 3 besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
aus einem horizontal sich erstreckenden Tunnel aus Ziegelsteinen, dessen Ausgangsöffnung
5 einen wesentlich geringeren Querschnitt hat als die Einlaßöffnung 7. Wie aus Abb.
i ersichtlich, liegt der aus Ziegelsteinen hergestellte Boden 8 des Tunnels geneigt,
indem er sich nach der Ausgangsöffnung zu so weit hebt, daß er an dieser nur noch
in einem kurzen Abstand von den Führungsschienen liegt.
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Die heißen Gase aus dem Streckofen treten also, wie oben dargelegt,
über und unter den Glastafeln in den Tunnel ein und werden durch letzteren in einen
oberen und einen unteren Strom geteilt. In dem Maße, wie diese Gasströme den Tunnel
durchstreichen, kühlen sie sich ab und verringert sich ihr Volumen. Infolge des
nach der Ausgangsöffnung zu sich stetig vermindernden Ofenquerschnittes aber werden
die Gasströme trotz ihrer Volumenabnahme auf geeigneter Geschwindigkeit gehalten,
so daß an allen Punkten des Ofens das Gas nach der Ausgangsöffnung zu sich in Bewegung
befindet. Dadurch wird in wirksamer Weise der Eintritt von nennenswerten Mengen
von Außenluft durch die Ausgangsöffnung 5 hindurch, die andernfalls eine erhebliche
Strecke weit in den Tunnel eintreten könnte, verhindert. Die Strömung ist dabei
sanft und gleichmäßig, während bei den Öfen von der üblichen Ausführungsform das
Gas im unteren Teil des Kühltunnels, namentlich unterhalb der Glastafeln, sehr unregelmäßig
und wirbelig sich fortbewegt, wodurch die vorauslaufende Kante der Glastafeln häufig
sehr plötzlich der in verschiedenen Teilen des Tunnels sich ansammelnden Kaltluft
ausgesetzt wird und Brüche eintreten können.
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Untersuchungen haben ergeben, daß, obwohl gewisse Geschwindigkeitsänderungen
des Gasflusses vom obersten bis zum untersten Teil des Tunnels festgestellt werden
können, dennoch an allen Stellen das Gas stäxidig gegen die Ausgangsöffnung des
Tunnels hin sich bewegt und jedenfalls unmittelbar über und unmittelbar unter den
Glastafeln dieselbe Geschwindigkeit herrscht.
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Über und unter den Führungsschienen für die Glastafeln sind an der
Ausgangsöffnung des Tunnels Regelungsplatten 9 vorgesehen, Abb. i und 3, die man
nach aufwärts und abwärts verstellen kann, um so den Querschnitt der Ausgangsöffnung
sowohl über wie unter den Glastafeln zu ändern. Durch richtige Einstellung dieser
Drosselplatten kann man die relative Geschwindigkeit des Gases über und unter den
Glastafeln ändern, womit eine genau entsprechende Änderung des Kühlungseffektes
verbunden ist. Auch ganz kleine Veränderungen in der Stellung dieser Platten können
von großem Einfluß auf die Erreichung der gewünschten Ebenheit der Glasfläche sein.
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Der in Abb. i dargestellte Kühlofen hat im Streckofen ein Streckrad,
das etwa 5 m Durchmesser hat. Der Tunnel ist etwa 15 m lang. An der Eingangsöffnung
des Tunnels besteht, wie am besten aus Abb. 2 zu erkennen ist, ein Abstand von 0,15
m zwischen der oberen Oberfläche der Glastafeln und dem Tunnelgewölbe, von der unteren
Oberfläche der Glastafeln bis
zum Boden des Tunnels beträgt der
Abstand -in der Öffnung 0,46 m. Der Abstand zwischen Glastafel und Unterkante der
Tunnelwölbung bleibt derselbe in der ganzen Länge des Ofens, der Abstand bis zur
Tunnelsohle aber verringert sich bis zur Ausgangsöffnung auf etwa 0,23 m.
Die Breite des Tunnels beträgt der ganzen Länge nach etwa 2 m.
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Bei dem Kühlofen nach Abb. 5, der im übrigen demjenigen nach Abb.
i bis 4 entspricht, sind in geeigneter Anzahl senkrecht verstellbare Zugschieber
io vorgesehen, die so breit sind wie der ganze Ofen und in Schlitzen ii der Seitenwände
geführt sind. Für jeden Schieber ist ein Gehäuse 12 vorgesehen, durch das Wärmeverluste
nach Möglichkeit verhindert werden, sowie ein Gegengewicht 13. Durch diese Schieber
kann der Fluß des oberen Luftstromes und damit die Kühlwirkung geändert werden,
die er auf die Glastafeln ausübt. Diese Schieber haben sich zur Regelung der Wirkung
des Kühlofens als sehr vorteilhaft erwiesen und können, wie schon bemerkt, in beliebiger
geeigneter Anzahl angebracht werden. Im allgemeinen haben bisher zwei derartige
Schieber genügt. *Da die heißen Gase des Streckofens vorzugsweise in den oberen
Kanalteil eintreten, wird durch das eben erwähnte Mittel die Temperatur im oberen
Teil herabgesetzt.
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In des Ausführungsform der Abb. 6 wird ein Teil der heißen Gase durch
mit Regelungsschiebern 15 versehene Zugkanäle 14 abgespaltet. Diese Zugkanäle führen
einen Teil der Gase des oberen Gasstroms ab und ändern damit die Kühlwirkung auf
das Glas. Die Wärmeverluste von der oberen und der unteren Oberfläche der Glastafeln
aus können dadurch gleich gemacht werden. Die Kanäle stehen mit dem Tunnelinneren
durch Öffnungen 16 in Verbindung; diese Öffnungen können gegebenenfalls in einem
in senkrechter Richtung verstellbaren Schild 17 vorgesehen werden, wie in Abb. 7
dargestellt. Durch Änderung der Einstellung des Schildes 17 kann man die Wirkung
der Kanäle sehr genau regeln.
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Eine andere Art der Wärmeabspaltung aus dem oberen Gasstrom ist in
Abb. 8 dargestellt. Hier sind Kühler i8 vorgesehen mit Zuführungsrohren i9 und Ventilen
2o und Auslaßrohre 21 und Ventile 22. Diese Kühler, die in Abb. 9 im Schnitt dargestellt
sind, bilden Gefäße mit einer Mittelwand 23, die nicht ganz bis an das eine Ende
reicht. Die Kühlflüssigkeit wird an einem Ende eingeführt und strömt um die Kante
der Scheidewand herum, in der anderen Abteilung zurück und in das Abführungsrohr
21. Durch entsprechende Einstellung der Ventile kann man hierdurch die Temperatur
im Kühlkanal an den einzelnen Stellen des Ofens genau regeln, z. B. derart, daß
durch Einstellung der verschiedenen, hintereinander im Ofen angebrachten Kühler
aus dem oberen Luftstrom Wärmebeträge abgenommen werden, die ausreichend sind, um
die Wärmeverluste an der oberen und an der unteren Oberfläche der Glastafeln vollkommen
gleichzumachen.
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In der Ausführungs form der Abb. 6 hat der Kühltunnel einen parallel
mit den Glastafeln laufenden Boden, anstatt daß dieser, wie bei Abb. i, 5 und 8,
sich hach der Ausgangsöffnung hin den Tafeln nähert, also einen nach der Ausgangsöffnung
zu schmaler werdenden Kühlkanal schafft. Selbstverständlich können aber die Abzugsrohre
14 der Abb. 6 auch bei einem Tunnel Verwendung finden, der die Form der Abb. i,
5 und 8 hat, und ebenso können auch Kühler 18 in einem Ofen verwendet werden, bei
dem der Abstand des Bodens von der Decke oder von den Glastafeln von einem bis zum
anderen Ende gleich ist, wie in Abb. 6. Es ist Sache des Ofenbauers, in jedem Fall
nach der Länge des Kühltunnels und nach sonstigen Verhältnissen zu ermitteln, ob
die verschiedenen, hier angegebenen Mittel zur Erzielung der gewünschten Wirkung
miteinander vereint oder in .größerer oder geringerer Zahl einzeln angewendet werden.
In jedem Fall läßt sich durch entsprechende Anwendung der angegebenen Hilfsmittel
das angestrebte Ergebnis erzielen.
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In Abb. io ist ein Kühltunnel dargestellt, der am Ausgangsende Querkanäle
25 und 26 hat, und diese sind an einen saugenden Lüfter 27 angeschlossen und mit
Drosselschiebern 28 und 29 versehen. Durch entsprechende Einstellung dieser können
die Geschwindigkeiten der verschieden warmen oberen und unteren Gasströme so verschieden
eingestellt werden, daß der angestrebte Ausgleich der Wärmeverluste an der oberen
und an der unteren Oberfläche der Glastafeln herbeigeführt wird. Der Lüfter 27 erzeugt
einen Zusatzzug neben dem natürlichen Zug durch den Kühltunnel. In diesem Falle
genügt schon eine Vergrößerung der Geschwindigkeit des unteren Gasstroms für das
Ebenbleiben der Glastafeln. Der Ouerkana125 für den oberen Teil des Tunnels ist
aber auch vorteilhaft, damit die gegenseitigen Geschwindigkeiten der beiden Gasströme
eingeregelt werden können.
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Abb. ii zeigt einen Kühltunnel mit einem vergleichsweise sehr dünnen
Boden 30, unter dem sich ein Wärmekanal 31 befindet. Einlaß- und Auslaßkanäle 32
mit Drosselschiebern 33 gestatten eine Regelung des durch diese Kanäle zu führenden
Gasstroms, der aus irgendeiner nicht dargestellten Quelle entnommen wird und der
nun durch den Boden hindurch dem unteren Gasstrom im Kühltunnel Wärme zuführt. Vorteilhaft
ist es, wenn die Heizgase in dem Heizkanal in derselben Richtung strömen wie die
Gase im Kühlofen. Auch das ist ein zweckmäßiges Mittel, um das Eintreten von Wärmeverlusten
aus dem unteren Gasstrom zu verzögern
und dadurch die Wärmeverluste
an der oberen und unteren Oberfläche der Glastafeln gleichzumachen.
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Bei all den bisher beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ist
angenommen, daß die Gasströme im Kühltunnel diesen in derselben Richtung wie die
Glastafeln selbst durchstreichen. Abb. i2 aber zeigt eine Ausführungsform, bei der
durch Kanäle 34 an der Ausgangsöffnung des Tunnels vergleichsweise kalte Luft oder
kaltes Gas in den Tunnel eingeführt wird, um nahe an der Eingangsöffnung für die
Glastafeln durch Kanäle 35 abgesaugt zu werden. Auch hier gestatten wieder Drosselungsschieber
36 die genaue Einregelung, ebenso können bei einem derartigen Kühlofen die anderen
beschriebenen Hilfsmittel Verwendung finden, wie z. B. die Kühler nach Abb. 8 und
9, um dieWärmeverluste im unteren und oberen Gasstrom auszugleichen. Bei einem derartigen
Ofen ist, wie schon bemerkt, die Luft oder das Gas beim Eintritt in den Tunnel vergleichsweise
kalt und entnimmt nun dem Glas Wärme, während es durch den Ofen hindurch zu der
Eingangsöffnung für die Glastafeln streicht, so daß es schließlich beim Austreten
aus den Kanälen 35 sehr heiß ist. Ein solcher Ofen gewährt das Mittel, die Temperatur
in zweckmäßiger Weise einzustellen, ohne daß Gase von der üblichen Eintrittstemperatur
von ungefähr 500' C erforderlich wären.
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Die Erfindung schafft, wie nochmals festgestellt werden mag, einen
Kühlofen, bei dem die nachteiligen Ungleichförmigkeiten in der Abkühlung vollständig
oder doch bis zu einem solchen Grade beseitigt sind, daß ein Verwerfen der Glastafeln
nicht mehr eintritt. Dabei ist die ganze Apparatur außerordentlich einfach in Anordnung
und Handhabung, und Brenner, wie man sie am Ofen entlang schon vorgeschlagen hat,
sind nicht erforderlich. Die Wirbelungen im Gasstrom, die bei den gebräuchlichen
Kühlöfen fast immer beobachtet werden können, fallen weg und werden ersetzt durch
einen sanften und gleichmäßigen Fluß des Gases im ganzen Kanal, so daß man die Beschaffenheit
des Produktes weit besser in der Hand hat als bisher.
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In jedem Fall sind die Mittel an die Hand gegeben, um die im gewöhnlichen
Kühlofen eintretende Abkühlungswirkung der beiden Gasströme so sehr zu ändern, daß
die Wärmeverluste auf beiden Oberflächen der Glastafeln im wesentlichen gleich werden.