DE602005004019T2 - Verfahren und vorrichtungen zur herstellung von mineralfasern - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft das Ziehen von Mineralfasern, das aus der Wirkung von Gasströmen resultiert.
  • Als Zerfaserungsverfahren ist das Verfahren mittels so genannter externer Zentrifugation bekannt. Das zu zerfasernde Material wird in geschmolzenem Zustand auf die Umfangswange von Zentrifugierrädern gegossen, die sich in Drehung befinden, wird durch diese Räder beschleunigt, löst sich von ihnen ab, und wird zum Teil unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft in Fasern umgeformt, wobei ein tangential zur Umfangswange der Räder abgegebener Gasstrom die derart gebildeten Fasern auf eine Ablage hin fortträgt und sie von dem unzerfaserten Material trennt.
  • Dieses bereits sehr alte Zerfaserungsverfahren führt zu Ausbeuten und einer Qualität der hergestellten Fasern, die allgemeinen viel schlechter als diejenigen sind, die gemäß einer anderen Verfahrensweise erhalten werden können, welche Zentrifugieren und Gasziehen kombinert, und das auch als Verfahren der Zerfaserung mittels so genannter interner Zentrifugierung bezeichnet wird.
  • Das Verfahren der Zerfaserung mittels interner Zentrifugierung besteht darin, einen Glasschmelzestrang in ein Schleuderorgan einzuführen, das auch als Zerfaserungsteller bezeichnet wird, mit hoher Geschwindigkeit dreht, und an seinem Umfang von einer sehr großen Anzahl von Öffnungen durchbohrt ist, aus denen das Glas unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft in Form von Filamenten ausgeschleudert wird. Mithilfe eines Ringbrenners werden diese Filamente dann der Einwirkung eines ringförmigen Ziehgasstroms mit erhöhter Temperatur und Geschwindigkeit ausgesetzt, der an der Wand des Schleuderorgans entlangstreicht und sie in Fasern umformt.
  • Darüber hinaus wird der Ziehgasstrom im Allgemeinen mithilfe eines umhüllenden kalten Gasschleiers eingeschlossen, der ihn auf angemessene Weise leitet. Dieser Gasschleier wird von einem den Ringbrenner umgebenden Blaskranz erzeugt. Dadurch, dass er kalt ist, kann ferner das Kühlen Fasern unterstützt werden, deren mechanische Festigkeit somit durch einen thermischen Abschreckeffekt verbessert wird.
  • Bei diesem letzteren Verfahrenstyp erzeugt der von oberhalb des Tellers kommende Gasstrom jedoch auf Höhe des Oberteils des Tellers ein stärkeres Ziehen als auf Höhe seines unteren Teils, was zu einer Ungleichförmigkeit der Fasern insgesamt führt. Um eine bessere Gleichförmigkeit der Fasern zu erhalten, ist es bekannt, den Durchmesser der Löcher des Tellers entsprechend anzupassen, wobei die Löcher des Unterteils des Tellers kleiner als diejenigen in seinem Oberteil sind. Jedoch führt dieser Aufbau zu einer Komplexität bei der Herstellung des Tellers.
  • Darüber hinaus nutzt dieses Verfahren den Teller ab, der im Allgemeinen eine begrenzte Lebensdauer von ca. 300 Stunden besitzt und dessen Austausch umständlich ist.
  • Darüber hinaus ist es erforderlich, Kühlsysteme vorzusehen, die den Brennern zuzuordnen sind, was ebenfalls die Komplexität der endgültigen Ziehvorrichtung erhöht.
  • Die Erfindung hat daher die Aufgabe, ein anderes Zerfaserungsverfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem die Vorrichtung weniger komplex als diejenigen des Standes der Technik ist, und dessen Ausbeute ebenso im Hochleistungsbereich liegt, begleitet von einer zufriedenstellenden Gleichförmigkeit der erhaltenen Fasern.
  • Gemäß der Erfindung ist das Verfahren zum Bilden von Mineralfasern, bei dem wenigstens ein Strang aus einem Glasmaterial in geschmolzenem Zustand der Wirkung eines Gasstromes zum Ziehen in einer Ziehzone unterworfen wird, wobei der Gasstrom in der Ziehzone die Form eines Wirbels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Wirbel wenigstens teilweise in einer Brennkammer befindet, in der eine Verbrennungszone zwischen wenigstens einem Verbrennungsmittel und einem Brennmaterial hergestellt wird und wobei der Strang in die Verbrennungszone der Brennkammer eingeführt wird.
  • Die Erfindung zieht Nutzen aus der Tatsache, dass eine Wirbelströmung auf charakteristische Weise eine Zone mit geringerer Geschwindigkeit und geringerem Druck, welche das Auge des Wirbelwindes darstellt, und daraufhin bei radialer Entfernung von dieser zentralen Zone eine progressive Erhöhung der Geschwindigkeit aufweist.
  • Die zentrale Zone verhält sich gegenüber dem eintretenden Strang von Glasmaterial wie eine Ansaugzone, aus der das Material der Schmelze mitgerissen und zunehmend in dem Maße ausgezogen wird, in dem sich die Geschwindigkeit des umgebenden Fluids erhöht.
  • Daraus ergeben sich sehr gemäßigte Zerfaserungsbedingungen im Vergleich mit den bekannten Verfahren, bei denen das Filament aus Glasmaterial ziemlich abrupt auf einen Gasstrom mit einer konstanten erhöhten Geschwindigkeit trifft.
  • Bevorzugt befindet sich die Verbrennungszone wenigstens teilweise in der Ziehzone, und die Strömung in der Verbrennungszone folgt den Linien der Strömung des Wirbels.
  • Bei diesem Aufbau ist die zentrale Zone des Wirbels eine Ansaugzone für das Brennmaterial und das frische Verbrennungsmittel, in der die entzündliche Mischung entsteht. Die Verbrennung erzeugt eine heisse Zone im Herzen des Wirbels, und die Temperaturen nehmen zur Aussenseite der Strömung hin ab.
  • Diese Bedingungen ermöglichen es, auf vorteilhafte Weise die thermischen und mechanischen Beanspruchungen der metallischen Organe zu verringern, welche die Verbrennungszone umgeben, indem die heisse Zone des Wirbels in einem Abstand von diesen Organen eingeschlossen ist. Es besteht daher keine Notwendigkeit mehr, Kühlsysteme wie im Stand der Technik anzuwenden.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal wird die Verbrennung in dem Wirbel durch Anpassen der Verbrennungsgeschwindigkeit am Eingang der Verbrennungszone stabil aufrechterhalten.
  • Vorteilhaft wird das um die Verbrennungszone herum verfügbare Verbrennungsmittel auf eine solche Weise gemischt, dass das Volumen des zugeführten und erneuerten Verbrennungsmittels minimiert wird.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal besitzt das Material der Schmelze eine Viskosität in einem Bereich von 50 bis 300 Poiseuilles.
  • Es ist möglich, den Strang aus Glasmaterial in eine Zone mit einer geringeren Geschwindigkeit und einem geringeren Druck des Wirbels einzuführen, die durch Steuern der Eintrittsrichtung des Verbrennungsmittels in die Ziehzone und/oder der Verbrennung reguliert werden kann.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Ziehen von Mineralfasern. Diese weist eine Zuleitungseinrichtung für ein geschmolzenes Glasmaterial auf, welche das Material einer mit Mitteln zum Zuführen für das Ziehgas ausgestatteten Ziehzone zuführt, wobei der Aufbau der Ziehzone angepasst ist, um eine Gasströmung in Form eines Wirbels herzustellen, und dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Brennkammer aufweist, in die Zuführungsleitungen für das Verbrennungsmittel und das Brennmaterial einmünden, und das Verbrennungsgas einen Teil des Ziehgases in der Ziehzone bildet.
  • Gemäß einem Merkmal weist die Vorrichtung Mittel zum Steuern der Geschwindigkeit der Zuführung des Ziehgases auf, um den Wirbel zu unterhalten und stabil zu halten.
  • Mittel zum Verändern der Geschwindigkeit und der Richtung des Eintritts des Verbrennungsmittels, welche die Mittel zum Steuern der Geschwindigkeit der Zuführung des Ziehgases darstellen können, sind in der Brennkammer so vorgesehen, dass die Verbrennung stabil gehalten wird, und dass es möglich ist, die heissen Zonen des Wirbels bezogen auf die Wände der Kammer zu verschieben.
  • Vorteilhaft weist die Brennkammer eine axiale, insbesondere zylindrische Symmetrie auf. Ferner stellt die die Anordnung wenigstens einer der Zuführungsleitungen für das Brennmaterial und das Verbrennungsmittel einen tangentiellen Eintritt des Gases in die Brennkammer her.
  • Gemäß einem anderen Merkmal weist die Brennkammer eine Außenwand und eine Innenwand auf, so dass ein peripherer Hohlraum zwischen beiden Wänden angeordnet wird, der das Verbrennungsmittel aufnimmt, wobei die Innenwand einen offenen peripheren Teil aufweist, welcher die Verbindung zwischen dem Hohlraum und dem Inneren der Kammer sicherstellt, wo sich die Verbrennungszone befinden soll.
  • Vorteilhaft sind die Mittel zum Verändern der Geschwindigkeit und der Richtung des Eintritts des Verbrennungsmittels aus Flügeln gebildet, die zum Schwenken geeignet sind und geeignet sind, in einem veränderlichen Neigungswinkel eingeschwenkt fest gehalten zu werden, um die Innenwand, durch deren Mitte das Verbrennungsmittel in das Innere der Kammer eintritt, in einer veränderbaren Weise teilweise abzudichten.
  • Ferner sind die Flügel einerseits an der Innenwand in Höhe des offenen Teils befestigt und andererseits mit einem peripheren Bauteil, das in dem Hohlraum angeordnet ist und dessen Betätigung das Schwenken der Flügel sicherstellt, verbunden.
  • Bevorzugt weist sie ein im Inneren der Kammer angebrachtes mechanisches Rührwerk auf, das geeignet ist, das Verbrennungsmittel zu mischen, wobei der Aufbau und die Anordnung des Rührwerks konzipiert sind, um die Verbrennungszone nicht zu beeinträchtigen. Dieses Rührwerk stellt zusätzliche Mittel zum Steuern der Geschwindigkeit der Zuführung des Verbrennungsmittels oder des Ziehgases dar, um den Wirbel zu steuern.
  • Die Zuleitungseinrichtung für das Material der zu zerfaserndene Schmelze ist so mit einer in der Brennkammer angebrachten Bohrung verbunden, dass sie dieses ins Innere der Kammer zuführt, insbesondere in deren oberen Teil.
  • Mittel zur Verteilung sind vorteilhaft mit der Zuleitungseinrichtung verbunden und bestehen beispielsweise aus einem Netz, dessen Boden mit Öffnungen durchbohrt ist, durch deren Mitte das Material fließt. Als Variante bestehen die Verteilungsmittel aus einem Korb, der mit Öffnungen durchbohrt ist, durch deren Mitte das Material fließt, wobei der Korb drehbar ist.
  • Schließlich weist die Vorrichtung bevorzugt einen in der Verlängerung der Ziehzone angebrachten Diffusor auf, wobei dieser Diffusor die Kontinuität des Faserziehens sicherstellt.
  • Somit weist die Vorrichtung die oben genannten Merkmale einer erleichterten Zündung, Stabilität der Verbrennung, Steuerung der Parameter auf, und stellt ein schnelles Ansprechen auf die vorgenommenen Steuereinstellungen für die Anpassung der gewünschten Zerfaserung sicher.
  • Die Erfindung ist auf das Herstellen von Fasermaterialien wie insbesondere von Produkten zur Wärmedämmung und/oder Schalldämmung auf Basis von Mineralwolle anwendbar, bei der die Mineralfasern gegebenenfalls durch ein geeignetes Bindemittel untereinander gebunden sind.
  • Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Fasern weisen auf sehr vorteilhafte Weise eine Länge und einen Durchmesser auf, die homogen sind und durch Anpassen der Parameter festgelegt werden, bei denen es sich insbesondere um die Geschwindigkeit und die Menge von Ansaugluft in der Brennkammer handelt. Die Fasern, die ebenso gut kurz als auch lang (weniger als 2,5 cm bis ca. 1 m) sein können, haben einen Durchmesser, der über einen breiten Abmessungsbereich von 0,5 bis 25 μm festgelegt wird.
  • Die Ausdrücke "untere" und "obere" in der nachfolgenden Beschreibung sollten als der tiefer bzw. höher gelegene Teil eines Bauteils im Hinblick auf die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgefasst werden, die bei Anordnung für ihren Betrieb den Strom des zu zerfasernden Materials von oben nach unten aufnimmt.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben, in denen:
  • 1 eine schematische Schnittansicht der Vorrichtung für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt;
  • 2 eine Schnittansicht und Draufsicht der Vorrichtung zeigt;
  • 3 eine Teilansicht einer Ausführungsvariante des Stroms des auszuziehenden Materials in der Vorrichtung darstellt;
  • 4 eine Teilansicht einer anderen Ausführungsvariante des Stroms des auszuziehenden Materials in der Vorrichtung darstellt.
  • Diese Figuren sind schematisch und nicht strikt maßstabsgetreu, um ihre Lesung zu erleichtern.
  • 1 stellt im Querschnitt und entlang einer vertikalen Ebene eine Vorrichtung 1 zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ausziehen von Mineralfasern dar.
  • Die Vorrichtung weist eine Brennkammer 10, wenigstens eine Zuführungsleitung 20 eines Brennmaterials wie etwa eines Gases, wenigstens eine Zuführungsleitung 21 eines Verbrennungsmittels wie etwa Luft, und Mittel zum Verändern der Geschwindigkeit und der Richtung 30 des in der Kammer zu verteilenden Verbrennungsmittels auf.
  • Die Brennkammer 10 weist eine äussere Seitenwand 11, eine innere Seitenwand 12, die bei 12a über ihren gesamten Umfang offen ist, eine in der Obeseite 10a der Kammer angebrachte Bohrung 13, sowie eine der Bohrung gegenüberliegende Öffnung 14 auf, die in der Unterseite der Kammer angebracht und durch die Innenwand 12 begrenzt ist.
  • Die Aussenwand 11 und die Innenwand 12 definieren einen peripherer Hohlraum 15. Da die Wände 11 und 12 Abschnitte mit einer zylindrischen Form besitzen, liegt der Hohlraum 15 in Form eines hohlen Kranzes vor.
  • Die Zuführungsleitung 20 für Gas mündet bevorzugt unmittelbar in den oberen Teil der Brennkammer durch die Außenwand 11 ein, während die Zuführungsleitungen für Luft 21, vorliegend drei an der Zahl, im unteren Teil der Kammer in den Hohlkranz 15 ein münden. Die drei Zuführungsleitungen für Luft, die vorteilhaft in einem gleichförmigen Abstand um den Umfang des Hohlraums angeordnet sind, sowie das Vorhandenseins dieses Hohlraums ermöglichen eine Vergleichmäßigung des Luftvolumens, das in die Kammer insgesamt einmündet.
  • Die Zuführung von Luft mit einer angepassten Geschwindigkeit in die Kammer 10 führt zur Erzeugung eines Gasstroms, der in Form eines Wirbels vorliegt. Der Wirbel erstreckt sich in eine Zone 16, die dazu bestimmt ist, die Ziehzone zu bilden.
  • Bei der Zuführung an Brennmaterial wiederum vermischt sich dieses mit der Luft, und durch Zünden einer gewöhnlichen Zündkerze, die in der Brennkammer angebracht und in den Figuren nicht dargestellt ist, entflammt sich die Mischung, so dass sie eine begrenzte Verbrennungszone 17 in der Zone erzeugt, die in der Figur gestrichelt angedeutet ist.
  • Das richtige Mischen von Verbrennungsmittel und Brennmaterial in der Kammer 10, die angepasste Geschwindigkeit des Eintritts des Verbrennungsmittels in die Kammer, und der Aufbau der Kammer führen zu einer Positionierung der Verbrennungszone 17 in der Ziehzone 16. Indem die Ziehzone die Form eines Wirbels besitzt, stellt sie sicher, dass die Verbrennung den Strömungslinien des Wirbels folgt.
  • Die Mittel zum Verändern der Geschwindigkeit und der Richtung 30 der in der Kammer 10 eintreffenden Luft sind mit der Innenwand 12 verbunden und dazu bestimmt, auf veränderliche Weise den offenen Teil 12a dieser Wand abzudichten.
  • Die Mittel zum Verändern der Geschwindigkeit und der Richtung 30 bestehen aus Flügeln, die an ihrem oberen und unteren Ende auf beiden Seiten des offenen Teils 12a befestigt sind. Diese Flügel sind zum Schwenken um eine Achse geeignet, die durch ihre Befestigungspunkte an der Wand 12a verläuft. Sie sind geeignet, in einer festen Position in einem gewählten Neigungswinkel α bezogen auf die Ebene P gehalten zu werden, die zu den Befestigungspunkten eines Flügels tangential ist (2).
  • Die Flügel 30 sind ferner auf der Höhe ihrer Drehachse mit einem peripheren Bauteil 31 wie etwa einer Scheibe verbunden, das in dem Hohlkranz 15 der Kammer angeordnet ist und dessen Drehung das Verschwenken der Flügel bewirkt. Diese Scheibe ist mit einem Greiforgan 32 gekoppelt, dessen Betätigung das Drehen der Scheibe ermöglicht und mit Mitteln zum Verriegeln der Drehung der Scheibe verbunden ist (nicht dargestellt).
  • Die Flügeln ermöglichen die Durchführung einer Änderung der Abdichtfläche des offenen Teils 12a, mit der Folge, dass die Geschwindigkeit und die Richtung des Eintreffens der Luft in der Brennkammer geändert werden. Je größer der Neigungswinkel α ist, d. h. je weniger der offene Teil 12a der Wand geschlossen ist, desto weniger wird die Luft beim Ausmünden in die Kammer beschleunigt. Je kleiner hingegen der Neigungswinkel α ist, wobei somit die Flügel möglichst tangential zur Innenwand 12 ausgerichtet sind und den offenen Teil 12a möglichst weitgehend abdichten, desto mehr wird die Luft beim Eintreffen in der Kammer beschleunigt.
  • Die Änderung der Geschwindigkeit und der Richtung des Eintreffens der Luft in der Kammer bewirkt eine Verschiebung der heissen Verbrennungszone 17 und modifiziert infolgedessen die Ausziehbedingungen, insbesondere die Ausziehgeschwindigkeit und die Ausziehtemperatur, was die Feinheit der Fasern, ihre Länge und ihre Zugfestigkeit beeinflusst.
  • Um also die Positionierung der heissen Zone in der Mitte der Kammer zu begünstigen, wobei die Geschwindigkeit der Luft am niedrigsten ist, muss der Neigungswinkel der Flügel so groß wie möglich sein, wobei der offene Teil 12a am wenigsten abgedichtet ist. Je mehr hingegen der offene Teil 12a abgedichtet wird, umso mehr wird die Geschwindigkeit der in der Kammer eintreffenden Luft erhöht, wodurch die heisse Zone auf die Innenwand der Kammer hin verschoben wird.
  • Darüber hinaus bewirkt dieser tangentiale Eintritt der Luft bezogen auf die Oberfläche der Wand der Brennkammer deren kontinuierliche Kühlung, ohne dass die Verwendung von zusätzlichen Kühlsystemen erforderlich wäre.
  • Um den Wirbel und die Verbrennung stabil zu halten, ist es nötig, eine permanente Drehung der Luft in der Kammer sicherzustellen. Es wird daher eine ausreichende Menge von komprimierter Luft herbeigeführt, oder als Variante werden mechanische Mittel zum Mischen der Luft verwendet. Bei dieser letzteren Variante ist also das Vorhandensein eines mechanischen Rührwerks 22 im Inneren der Kammer 10 vorgesehen, welche das Mischen der Verbrennungsmischung bewirkt und somit den Wirbel aufrecht erhält, ohne auf kontinuierliche Weise eine neue Luftmenge einblasen zu müssen.
  • Dieses Rührwerk 22 besteht beispielsweise aus Drehschaufeln, die im oberen Teil der Kammer befestigt sind und sich bis zur Unterseite der Öffnung 14 erstrecken. Sie besit zen eine Form, die so angepasst ist, dass sie ausreichenden Platz für die Erzeugung des Wirbels und für dessen Aufrechterhaltung schafft.
  • Das Ausziehen der Fasern geschieht durch das Strömen des Schmelzematerials in dem Wirbel. Das Material strömt aus einer Zuleitungseinrichtung 40, an welche die Vorrichtung angeschlossen ist, und tritt durch die Bohrung 13 hindurch.
  • Für den Strom des Materials von der Zuleitungseinrichtung auf die Brennkammer hin können mehrere Ausführungsvarianten ins Auge gefasst werden.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsweise fließt das Material direkt durch die Bohrung 13.
  • Gemäß einer zweiten Ausführungsweise fließt das Material über Verteilungsmittel durch die Bohrung 13.
  • Die Verteilungsmittel können gemäß der Darstellung in 3 aus einem Zwischennetz 50 bestehen, das zwischen der Zuführpassage 40 und der Oberseite der Brennkammer angebracht ist. Das Netz weist einen Boden 51 auf, dessen Breite derjenigen der Bohrung 13 gleich ist und auf Höhe der letzteren angeordnet. Der Boden 51 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen 52 versehen, aus denen die Primärfilamente des Schmelzematerials austreten, wobei diese Filamente dazu bestimmt sind, in der Kammer ausgezogen zu werden.
  • In einer Variante von 4 bestehen die Verteilungsmittel aus einer Hohlwelle 60, an deren Ende ein Korb 61 befestigt ist. Die Welle, welche die Bohrung 13 durchsetzt, verbindet die Zuführungspassage 40 mit dem Korb, der im Inneren der Brennkammer angeordnet ist. Die Seitenwand des Korbes 61 ist von Öffnungen 62 durchbohrt, aus denen das auszuziehende geschmolzene Material in Form von Primärfilamenten ausgeschleudert wird. Vorteilhaft kann der Korb 61 in Drehung versetzt werden.
  • Um das Ausziehen zu begünstigen, kann schließlich ein Diffusor 70 wie etwa ein Kegelstumpf in der Verlängerung der Öffnung 14 mit der Brennkammer verbunden sein.
  • Er ermöglicht eine Kanalisierung der Gasströme, die aus der Verbrennung in der Kammer hervorgehen, wobei diese Ströme mit einer hohen Temperatur die Kontinuität und das Ende des Ziehens bewirken, um noch längere und feinere Fasern erhalten zu können.
  • Das Ziehverfahren der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die auf vorstehend beschriebene Vorrichtung für seine Anwendung beschrieben.
  • In die Brennkammer wird ein Verbrennungsmittel gemäß einer Geschwindigkeit zugeführt, die dazu angepasst ist, einen Gasstrom in Form eines Wirbels zu erzeugen.
  • Daraufhin wird der Brennkammer 10 ein Brennmaterial zugeführt. Wenn die Mischung von Verbrennungsmittel und Brennmaterial richtig ist, wird durch Zünden der Zündkerze ein Funken erzeugt, der augenblicklich die Mischung entflammt und dadurch eine Verbrennungszone 17 erzeugt.
  • Die Zuführgeschwindigkeit des Verbrennungsmittels ist so angepasst, dass die Verbrennung den Strömungslinien des Wirbels folgt.
  • Das aus der Bohrung 13 der Kammer ausfließende Schmelzematerial wird unmittelbar in die Verbrennungszone 17 zugeführt. Das Ziehen beginnt und setzt sich mit dem Fließen des Materials fort, das den Strömungslinien des Wirbels folgt. Die auf der Höhe des Diffusors 70 begrenzten Gase ermöglichen es, die Ausziehbedingungen zu verlängern.
  • Die Fasern werden anschließend beim Austritt aus der Vorrichtung abgelegt.
  • Der Durchmesser und die Länge der hergestellten Fasern sind gemäß den festgelegten Ziehbedingungen, insbesondere in Abhängigkeit von der Positionierung des Wirbels und somit der Geschwindigkeit des Eintritts der Luft im Innern der Kammer, des Vorhandenseins des Diffusors, von der Art des Strömens des Materials (mit oder ohne Verteiler) veränderbar.
  • Bei einer anderen Ausführungsform kann die Ziehzone von der Verbrennungszone abgesetzt sein. Mittel zum Zuführen von Ziehgas, die aus den Zuführungsleitungen 21, dem Blaskranz 15 und seinen Flügeln 30 sowie gegebenenfalls dem Rührwerk 22 bestehen können, sind vorgesehen, um die Ziehzone in der Form des Wirbels zu erzeugen.

Claims (21)

  1. Verfahren zum Bilden von Mineralfasern, in dem wenigstens ein Strang (41) aus einem Glasmaterial in geschmolzenem Zustand der Wirkung eines Gasstromes zum Ziehen in einer Ziehzone (17) unterworfen wird, wobei der Gasstrom in der Ziehzone die Form eines Wirbels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Wirbel wenigstens teilweise ein einer Brennkammer (10) befindet, in der eine Verbrennungszone (17) zwischen wenigstens einem Verbrennungsmittel und einem Brennmaterial hergestellt wird und wobei der Strang (41) in die Verbrennungszone (17) der Brennkammer eingeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verbrennungszone (17) wenigstens teilweise in der Ziehzone (16) befindet und die Strömung in dem Verbrennungszone den Linien der Strömung des Wirbels folgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung in dem Wirbel durch Anpassen der Verbrennungsgeschwindigkeit am Eingang der Verbrennungszone stabil aufrechterhalten wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das um die Verbrennungszone herum verfügbare Verbrennungsmittel auf eine Weise gemischt wird, dass das Volumen des zugeführten und erneuerten Verbrennungsmittels minimiert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität des Materials der Schmelze am Eingang der Verbrennungszone einen Bereich von 50 bis 300 Poiseuilles umfasst.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang aus Glasmaterial (41) in eine Zone mit geringerer Geschwindigkeit und Druck des Wirbels eingeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Zone mit geringerer Geschwindigkeit und Druck durch Steuern der Eintrittsrichtung des Verbrennungsmittels in die Ziehzone (16) und/oder die Verbrennungszone (17) gesteuert wird.
  8. Vorrichtung zum Herstellen von Mineralfasern, die eine Zuleitungseinrichtung (40) für ein geschmolzenes Glasmaterial (41) aufweist, wobei die Einrichtung das Material einer mit Mitteln zum Zuführen für das Ziehgas ausgestatteten Ziehzone (16) zuführt, wobei der Aufbau der Ziehzone angepasst ist, um eine Gasströmung in Form eines Wirbels herzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Brennkammer (10) aufweist, in die Zuführungsleitungen für das Verbrennungsmittel und das Brennmaterial (20, 21) einmünden, und das Verbrennungsgas einen Teil des Ziehgases in der Ziehzone (16) bildet.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (30, 22) zum Steuern der Geschwindigkeit der Zuführung des Ziehgases aufweist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Verändern der Geschwindigkeit und der Richtung (30) des Eintritts des Verbrennungsmittels in die Kammer aufweist, so dass die Verbrennung stabil gehalten wird.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (10) eine axiale, insbesondere zylindrische Symmetrie aufweist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung wenigstens einer der Zuführungsleitungen für das Brennmaterial und das Verbrennungsmittel einen tangentiale Eintritt des Gases in die Brennkammer herstellt.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (10) eine Außenwand (11) und eine Innenwand (12) aufweist, so dass ein peripherer Hohlraum (15) zwischen beiden Wänden angeordnet wird, der das Verbrennungsmittel aufnimmt, wobei die Innenwand (12) einen offenen peripheren Teil aufweist (12a), welcher die Verbindung des Holraums (15) mit dem Inneren der Kammer (10) sicherstellt, wo sich die Verbrennungszone (17) befinden soll.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Verändern der Geschwindigkeit und der Richtung (30) des Eintritts des Verbrennungsmittels aus Flügeln gebildet sind, die zum Schwenken geeignet sind und die geeignet sind in einem veränderlichen Neigungswinkel (α) eingeschwenkt fest gehalten zu werden, um die Innenwand (12), durch deren Mitte das Verbrennungsmittel in das Innere der Kammer eintritt, in einer veränderbaren Weise teilweise abzudichten.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (30) einerseits an der Innenwand (12) in Höhe des offenen Teils (12a) befestigt sind und andererseits mit einem peripheren Bauteil (31), das in dem Hohlraum (15) angeordnet ist und dessen Betätigung das Schwenken der Flügel sicherstellt, verbunden sind.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein im Innern der Kammer (10) angebrachtes mechanisches Rührwerk (22) aufweist, das geeignet ist das Verbrennungsmittel zu mischen, wobei der Aufbau und die Anordnung des Rührwerks konzipiert sind, um die Verbrennungszone (16) nicht zu beeinträchtigen.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitungseinrichtung (40) mit einer in der Brennkammer (10) angebrachten Bohrung (13) verbunden ist.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit der Zuleitungseinrichtung verbundene Mittel zur Verteilung (50) aufweist, die aus einem Netz (51) bestehen, das mit Öffnungen (52) durchbohrt ist, durch deren Mitte das Material fließt.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das sie mit der Zuleitungseinrichtung verbundene Mittel zur Verteilung (60) aufweist, die aus einem rotierenden Korb (61) bestehen, der mit Öffnungen (62) durchbohrt ist, durch deren Mitte das Material fließt.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen in der Verlängerung der Ziehzone angebrachten Diffusor (70) aufweist.
  21. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 20 zum Herstellen von Fasermaterialien, wie insbesondere Produkte zur Wärmedämmung und/oder zur Schalldämmung auf Basis von Mineralwolle.
DE602005004019T 2004-05-04 2005-04-07 Verfahren und vorrichtungen zur herstellung von mineralfasern Active DE602005004019T2 (de)

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FR0404749A FR2869896B1 (fr) 2004-05-04 2004-05-04 Procede et dispositif de formation de fibres minerales
FR0404749 2004-05-04
PCT/FR2005/050216 WO2005113461A1 (fr) 2004-05-04 2005-04-07 Procede et dispositif de formation de fibres minerales

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