FI59578B - Foerfarande foer konditionerande av smaelt glasmassa och en glassmaeltningsugn - Google Patents

Description

I~'ii.1--I ,., ,,,. KUULUTUSJULKAISU r Q C n 0 jNffV M '"»utlAggninosskrift 3^5/8 C (4$) Patentti ayönnrfcty 10 Cl 17.:1 Patent medJoint V ^ (51) Kv.nc.Wa.3 C 03 B 5/225 SUOMI —FINLAND (21) Ptt«nttlh«k*mui —P«t«nt*n*eknln| 760231» (22) HakamitpUvi — AiwAlutlngadaf 30.01.76 *^ (23) Alkupllvt—GiMghttadag 30.01.76 (41) Tulkit lulklaukal — Nlvtt offantllg 01.08. j6

Patantti- ]» rekisterihallitus (44) NlhttvUulpsnon |a kuuLjullulttn pvm. —

Patent· och registerstyrelsen ' ' aiwMuhi uthgd och utUkrtft·*» pubiicand 29.05-81 (32)(33)(31) Pyydetty *tuo)k*u* —feftrd prtorit* 31.01.75

Englanti-England(GB) 1+359/75 (71) Pilkington Brothers Limited, Prescot Road, St. Helens, Merseyside WA10 3TT, Engl anti-England(GB) (72) William Jackson Rhodes, Prescot, Merseyside, Englanti-England(GB) . (7M Oy Kolster Ah (5*0 Sulan lasimassan lämpötilan vakiointimenetelmä ja lasinsulatusuuni -Förfarande för konditionerande av smält glasmassa och en glassmält-ningsugn

Nyt käsiteltävä keksintö koskee lasin valmistusta ja nimenomaan menetelmää sulan lasimassan lämpötilan vakioimiseksi sekä lasimassan sulatusuunia po. vakiointiprosessin suorittamiseksi.

Eräässä tunnetussa, jatkuvana prosessina tapahtuvassa lasin-vaImistusmenetelmässä raaka-aineet syötetään lasinsulatustankin toiseen päähän, niin että syntyy kerros, joka kelluu tankissa jo olevan sulan lasimassan pinnalla. Materiaalin syöttönopeus on tällöin niin suuri, että tankissa on jatkuvasti tietty määrä lasimassaa, sulan lasimassan virratessa jatkuvasti tankin toiseen päähän. Se tunnetaan ns. käsittelypäänä 1.-osastona, josta sula lasimassa siirtyy sitten edelleen varsinaiseen lasinmuodostusprosessiin. Raaka-ainekerros muuttuu sulaksi lasiksi mennessään tankin toisessa päässä olevan sulatusvyö-hykkeen läpi. Lasin sulattaminen tapahtuu lämmön avulla. Se kehitetään esimerkiksi öljypolttimilla, jotka on sijoitettu määrätyille e-täisyyksille tankin sivuseinämiin lasimassapinnan yläpuolelle. Myös sähkölämmitystä voidaan käyttää. Sula lasi siirtyy sulatusvyönykkeestä ns. selvitysvyöhyk- 2 59578 keeseen. Sielläkin sulaan lasiin kohdistuu lämpöä. Selvitysvyöhykkeessä lasissa vielä olevat kuplat poistuvat lasissa olevaan liuokseen. Lasi siirtyy selvitysvyöhykkeestä sitten lämpötilan vakiointivyöhykkeeseen, joka on lähellä tankin käsittelypäätä. Vakiointivyöhykkeessä lasi homogenoidaan ja saatetaan lasinmuodostusprosessin edellyttämään, sopivaan lämpötilaan. Tankin käsittelypäästä johtaa yleensä kanava lasinmuodostusprosessiin.

Edellä esitetystä voidaan todeta, että tankki on jaettu eri vyöhykkeisiin, ts. sulatus-, selvitys- ja vakiointivyöhykkeisiin. Sulan lasin siirtyessä vyöhykkeestä toiseen koko tällöin käsiteltävä lasimäärä ei ehkä aina vielä ole ao. käsittelyn edellyttämässä muodossa. Lasi ei ole esimerkiksi aina täysin selvitettyä, kun se siirtyy seuraavaan eli vakiointivyöhykkeeseen, vaan tähän vaiheeseen voi vielä liittyä lasin selvitystä. Toisaalta lasin vakioin-tiprosessi voi alkaa jossain määrin jo eelvitysvyöhykkeeseä. Tämän vuoksi nämä vyöhykkeet on rajattu alueina, joissa koko po. toiminto tai siitä suurin osa, tapahtuu tankissa siten, että ammattimies pystyy toteamaan po. vyöhykkeiden edellyttämät lämpötilat.

Litteät laeinsulatustankit on yleensä suunniteltu siten, että niissä on suuri määrä sulaa lasimassaa. Sulatus-, selvitys- ja väkiontivyöhykkeet ovat lisäksi pääasiassa yhtä syviä. Sulassa lasissa olevat konvektiovirrat edistävät lasin sekoittumista, niin että sen lämpötila ja koostumus saadaan homogeenisiksi. Samalla lasissa esiintyvät kylmemmät paluuvirtaukset, jotka syntyvät tankin alemmissa osissa ja suuntautuvat vakiointivyöhykkeestä sula-tusvyöhykkeeseen, suojaavat tankin pohjan tulenkestävää materiaalia kulumiselta, mitä saattaa esiintyä, jos lämpötila on tässä vyöhykkeessä yhtä korkea kuin sulatus- ja selvitysvyöhykkeissä.

Em. lasinvalmistusprosesei aiheuttaa kuitenkin lämmönhukkaa, koska tankin alemmissa kerroksissa oleva kylmempi paluulasimassa on lämmitettävä uudelleen joka kerta, kun se palaa takaisin tankin läpi. On nimittäin todettu, että vakiointi- ja sulatusvyöhykkeen välillä kiertävä lasimäärä riippuu sulan lasikerroksen paksuudesta sekä lämpötilan gradientista tankin molempien päiden välillä ja myös tankissa käsiteltävästä määrästä. On mahdollista, että em. käsittelyolosuhteet valitaan niin, että koko lasimassa liikkuu myötävirtaan poistopäähän, jolloin paluuvirtausta ei ole lainkaan. On kuitenkin vaikea saada lasimassan lämpötila ja koostumus riittävän homogeenisiksi, jos virtaus tapahtuu tankissa vain yhteen suuntaan, ts. ilman paluuvirtausta. Lisäksi vakiointivyöhykkeessä lasin lämpötilaa joudutaan alentamaan. Liiallinen vakiointivyöhykkeessä tapahtuva pintajäähdytys aiheuttaa sulassa lasissa kuitenkin epähomogeenisuutta. Lisäksi on pyrittävä välttämään liian pitkää vakioin-tivyöhykettä.

3 59578

Vakiointiprosessi voi vaihdella ts. kun on kysymys lasin saami-sesxa sekä lämpö- että fysikaalisilta ominaisuuksiltaan homogeeniseksi siinä vaiheessa, kun se siirtyy pois vakiointivyöhykkeestä, tai määrätyn lämpötilagradientin kehittämisestä. Tavanomaiset menetelmät, joilla lasille saadaan sopiva vakiointiaste, perustuvat jäähdytysilman syöttämiseen lasin pintaan siinä vaiheessa, kun lasimassa virtaa varsinaiseen lasinmuodostusprosessiin. Tällä menetelmällä yksikön valmistusteho on saatu tosin suuremmaksi, mutta tavanomaisia ilmajäähdytysmenetelmiä käyttäen on kuitenkin jouduttu suurentamaan vakiointivyöhykettä ja järjestämään tarkempi kontrolli, niin ettei lasiin tule jyrkkiä lämpötila-gradientteja jouduttaessa kohdistamaan lasin pintaan suuret määrät jäähdytysilmaa. On tehty myös muita ehdotuksia lämmön poistamiseksi jäähdytysvyöhykkeen pohjalta, ts. käyttämällä jäähdytysilmaa. Joissakin tapauksissa on sijoitettu jäähdytysputkia lasimassaan liiallisen lämmön poistamiseksi. Näillä menetelmillä ei ole kuitenkaan voitu säätä lämmönpoistoastetta vakiointivyöhykkeen tulopään kohdalla, niin että lasiin olisi saatu kauttaaltaan valvottu lämpötilaprofiili.

Nyt esiteltävän keksinnön tarkoituksena onkin saada aikaan parannettu menetelmä ja laite sulan lasimassan lämpötilan vakioimiseksi siten, että lasiin tulee kauttaaltaan haluttu lämpötilaprofiili lasimassan virtauksen tapahtuessa tällöin kokonaan yhteen suuntaan.

Keksintö edellyttää menetelmää sulan lasin lämpötilan vakioimiseksi halutun lämpötilajakautuman aikaansaamiseksi lasimassassa, joka on valmista syötettäväksi edelleen lasinmuodostusprosessiin, po. menetelmän käsittäessä sulan lasimassan syöttämisen lämpötilan vakiointi-vyöhykkeeseen säiliössä, joka on tarkoitettu sulalle lasimassalle, ja po. vyöhykkeen läpi virtaavan koko lasimassan ohjaamisen yhteen suuntaan vyöhykkeen syöttöpäästä sen poistopäähän. Menetelmän olelli-set tunnusmerkit ilmenevät patenttivaatimuksesta 1.

Laite, jonka läpi jäähdytysneste ohjataan, sijaitsee sulan lasimassan eteenpäin virtausosassa sellaisessa kohdassa, joka on valittu lasissa aikaansaatavan lämpötilajakautumisen ja halutun lämpötilapro-fiilin perusteella.

Jäähdytysneste voidaan syöttää useiden nestejäähdytteisten se-koittimien kautta. Jäähdytysneste on mieluimmin vettä.

Jäähdytysneste voidaan vaihtoehtoisesti tai lisäjäähdytyksenä syöttää yhden tai useamman lasiin sijoitetun putken kautta.

Jäähdytys vakiointivyöhykkeen sisääntulokohdassa tai sen lähellä voidaan suorittaa joko vasta- tai myötävirtaan vakiointivyöhykkeen sisääntulokohtaan nähden.

“ 59578 Jäähdyttämisen tapahtuessa putkilla se voi käsittää sulan lasi-massakerroksen alaosan jäähdyttämisen yhdellä tai useammalla neste-jäähdytteisellä putkella, jotka on sijoitettu sulaan lasimassaan ja jotka ulottuvat vakiointivyöhykkeen sisääntulokohdan pohjan läpi. Lisäksi se voi käsittää sulan lasimassan jäähdyttämisen vakiointivyöhykkeen sisääntulokohdassa tai sen lähellä käyttämällä ainakin yhtä neste jäähdytteistä putkea, joka on sijoitettu sulan lasimassan eteenpäin-virtauskohtaan lasimassakerroksen ylä- ja alarajapinnan väliin.

Menetelmään kuuluu mieluimmin lämpötilan jakautumisen ilmaiseminen sulassa lasissa vakiointivyöhykkeen sisääntuloaukossa tai sen lähellä ja ainakin yhden nestejäähdytteisen putken sijoittaminen todetun lämpötilajakautuman perusteella.

Lämpötilan jakautumista myötävirtaan jäähdytyslaitteesta voidaan myös tarkkailla, niin että saadaan selville, onko jäähdytyslaitteen sijainti oikea.

Jäähdytysneste kierrätetään mieluimmin nestejäähdytteisissä putkissa.

Sula lasimassa voidaan myös käsitellä homogenointilaitteella vakiointivyöhykkeen sisääntulokohdassa tai sen lähellä. Menetelmä voi käsittää lämmön tai jäähdytyksen ohjaamisen tarkkailtuna toimintona sulaan lasimassaan vakiointivyöhykkeessä.

Sulan lasimassan yläpinta voidaan jäähdyttää vakiointivyöhykkeessä jäähdytysilmapuhaltimilla.

Sovellettaessa em. menetelmää sulan lasin valmistamiseksi la-sinsulatustankissa, sulan lasimassan paksuus selvitysvyöhykkeessä voi olla suurempi kuin lasimassan paksuus vakiointivyöhykkeessä, jolloin selvitysvyönykkeessä tapahtuu jonkin verran lasin uudelleenkierrätystä.

Keksintö kohdistuu myös lasinsulatusuunia, joka käsittää pitkänomaisen, sulalle lasimassalle tarkoitetun säiliön, jossa on sulatus-osasto, johon lasinmuodostusmateriaali syötetään ja laite, joka kuumentaa ja samalla sulattaa säiliön sisällön sulatusosastossa, säiliön ollessa varustettu myös sulatusosastoon nähden myötävirtaan sijaitsevalla selvitysosastolla, jossa sulatettu lasi selvitetään, ja edelleen lämpötilan vakioinitosastolla, jossa on tuloaukko sfclvitysosaston lähellä ja poistoaukko sulan lasimassan poistamiseksi tankin käsittelypäässä, vakiointiosaston ollessa matalampi kuin selvitysosasto, niin että kaikki vakiointiosaston läpi suuntautuva lasimassavirta pääsee siirtymään myötävirtaan käsittelypäätä kohti. Uunin oleelliset tunnusmerkit ilmenevät patenttivaatimuksesta 11.

5 59578

Nestejäähdytteinen lisäputki tai nestejäähdytteiset lisäputket on sijoitettu mieluimmin eteenpäin suuntautuvaan lasimassavirtaukseen sulan lasimassan alarajapinnan yläpuolelle ja lasimassan ylärajapinnan alapuolelle.

Mieluimmin yksi tai useampia vastus lämpömittareita on järjestetty ilmoittamaan lämpötilan jakautuminen sulassa lasimassassa vaki-ointivyönykkeen sisääntuloaukossa tai sen lähellä, niin että ainakin yhden nestejäähdytteisen putken asento voidaan valita todetun lämpötilajakautuman perusteella. Lämpötilan ilmaisimina voidaan käyttää lämpö-parisarjaa tai muita lämpötilanilmaisukojeita.

Nestejäähdytteinen putki vakiointivyöhykkeen sisääntuloaukon pohjassa on sijoitettu mieluummin säiliön pohjaan tehdyn portaan yläpäähän selvitys- ja vakiointivyöhykkeiden yhtymäkohtaan. Putki varustetaan mieluimmin pystysuorilla sivuvarsilla, jotka suuntautuvat säiliön vastakkaisia sivuseinämiä ylöspäin vakiointivyöhykkeen sisääntuloaukon kohdalla. Putki tehdään mieluimmin- U-muotoisena. Putken korkeus on säädettävissä.

Nestejäähdytteinen lisäputki voidaan sijoittaa väkiöintivyöhykkeeseen sisääntuloaukkoon nähden myötävirtaan. Vaihtoehtoisesti po. lisäjäähdytyslaite voidaan järjestää selvitysvyöhykkeeseen vakiointi-vyöhykkeen sisääntuloaukkoon nähden vastavirtaan. Joissakin tapauksissa voi olla edullista järjestää lisäjäähdytyslaitteita sekä vasta-että myötävirtaan vakiointivyöykkeen sisääntulokohtaan nähden.

Nestejäähdytteinen putki tai nestejäähdytteiset putket järjestetään mieluimmin siten, että niiden korkeus voidaan säätää ja että ne käsittävät U-muotoisen vesijäähdytteisen putken.

Lasinsulatusuunissa voi olla myös yksi tai useampia sekoitti-mia, mieluimmin vesijäähdytteisiä. Tällaiset sekoittimet voidaan sijoittaa joko vastavirtaan vakiointivyöhykkeen sisääntuloaukkoon tai myötävirtaan siihen nähden.

Nestejäähdytteinen putki, joka ulottuu vakiointiosaston sisääntuloaukon pohjan yli sijaitsee poikittain säiliön pituussuuntaan nähden ja on tankin levyinen. Nestejäähdytteinen lisäputki tai nestejäähdytteiset lisä- 6 59578 putket voivat toisaalta ulottua vain osittain säiliön leveydelle ja sijaita keskellä tankkia.

Keksintöön kuuluu myös lasinsulatusuuni joka on sulalle lasimassalle tarkoitettu tankki, jossa on sulatusosasto, johon lasinmuodostusmateriaali syötetään, ja kuumennuslaite, joka sulattaa tankin sisällön sulatusosastossa. Tankkiin liittyy edelleen selvitysosasto. Se sijaitsee myötävirtaan sulatus-osastosta ja siinä tapahtuu sulan lasimassan selvittäminen. Lisäksi tankkiin liittyy lämpötilan vakiointiosasto, jossa on syöttäaukko slevitysosaston kohdalla ja poistoaukko tankin varsinaisessa käsittelypäässä sulan lasimassan poistamiseksi säiliöstä. Vakiointiosasto on matalampi kuin selvitysosasto, niin että kaikki sula lasimassa, joka virtaa vakiointiosaston läpi, pääsee siirtymään myötävirtaan varsinaista käsittelypäätä kohti. Tankkiin liittyy myös jäähdytyslaite lasimassan jäähdyttämiseksi sen siirtyessä selvitysosas-tosta varsinaiseen käsittelypäähän. Jäähdytyslaite käsittää useita neste-jäähdytteisiä sekoittimia, jotka on sijoitettu eteenpäin virtaavaan lasimassaan, ja ainakin yhden nestejäähdytteisen putken, joka on sijoitettu sulaan lasimassaan vakiointiosastoon, jossa sulalle lasimassalle pyritään saamaan haluttu lämpötilaprofiili.

Kun nestejäähdytteisen putken tai nestejäähdytteisten putkien ja/tai sekoittimien sijainti valitaan kulloinkin tarkoitukseen parhaaksi katsotulla tavalla, sula lasimassa pystytään jäähdyttämään tyydyttävästi vakiointivyö-hykkeessä ja kehittämään lasiin haluttu lämpötilaprofiili koko lasimassan virratessa samaan suuntaan. Tällöin ei jouduta käyttämään tarpeettoman pitkää vakiointivyöhykettä. Säätämällä ainakin yhden nestejäähdytteisen putken korkeus ja sijainti tarkasti saadaan parhaat mahdolliset lämpötilaedellytykset väki oint ivyöhykkees een.

Kuten tiedetään, vakiointivyöhykkeessä esiintyvä epähomogeenisuus synnyttää ohuita vaakasuoria kerroksia sulaan lasiin. Tällaisten kerrosten koostumus on aina hieman erilainen. Yleensä kerrokset ovat niin ohuita ja niiden koostumuksen väliset erot niin pieniä, että edellytettäessä kerrosten olevan pääasiassa yhdensuuntaisia lopullisen lasituotteen pääpintoihin nähden, eroilla ei ole haitallista vaikutusta tuotteeseen. Mutta, jos kerrokset eivät pysy yhdensuuntaisina, lasiin voi tulla optisia virheitä, joiden todennäköistä syntymistä pystytään vähentämään tällä keksinnöllä.

Keksinnön joitakin rakenne- 1. suoritusmuotoja selostetaan esimerkkinä seuraavassa viittaamalla tällöin oheisiin piirustuksiin, joissa kuv. 1 on sivuleikkaus keksinnön mukaisesta laeinsulatustankista, kuv. 2 on osasuurennus kuviossa 1 näkyvästä tankista, 7 59578 kuv. 3 on tasokuva kuviossa 2 esitetystä tankin osasta, kuv. 4 vastaa kuvaa 2, mutta havainnollistaa erästä vaihtoehtoista rakennetta, kuv. 5 vastaa kuvaa 4 ja esittää vielä erästä muuta vaihtoehtoa, ja kuv. 6 on tasokuva kuviossa 3 näkyvän järjestelyn eräästä vaihtoehdosta»

Kuviossa 1 nähdään lasinsulatussäiliö 11 eli tankki, jonka täyttöpätthän 12 syötetään laainvalmistuksessa tarvittava raaka-aine. Baaka-aine kelluu tällöin kerroksena 17 tankissa jo aikaisemmin sulatetun lasin päällä. Kerros 17 sulaa sitten jatkuvana toimintona tankin täyttöpään viereisessä sulatusvyö- hykkeessä 13. Sula lasimassa siirtyy sitten samoin jatkuvana toimintona myötävirtaan selvitysvyöhykkeen 14 läpi lämpötilanvakiointivyöhykkeeseen 15, joka sijaitsee tankin varsinaisen käsittelypään lähellä. Käsittelypäähän on järjestetty poistoaukko 16, josta lasimassa siirtyy lasinmuodostusproses-siin. Tankin sivuille on järjestetty kaasu- tai öljylämmitteisiä laitteita täyttöpäähän nähden myötävirtaan sulan lasimassan kuumentamiseksi kuumennus-aukoista 18. Jätekaasut poistuvat uunin sivuilla olevista regeneräättoriau-koista, jotka johtavat uunin savutorveen.

Selvitysvyöhykkeessä 14 sula lasimassa kiertää yhdessä yläkerroksissa olevan lasimassan kanssa ja liikkuu myötävirtaan, kun taas lähempänä tankin pohjaa oleva lasikerros muodostaa ,paluuvirtauksen. Se on merkitty nuolilla 19 ja liikkuu tankin täyttöpäähan päin. Selvitysvyöhykkeestä liukenemattomat kaasut johdetaan ulos. Vakiointivyöhykkeessä 15 lasin lämpötila vakioidaan siten, että lasimassa on lämpötilaltaan ja koostumukseltaan homogeenista ja valmista seuraavaan lasinkäsittelyyn eli muodostusvaiheeseen.

Lasimassa saadaan kiertämään jonkin verran tankin jokaisessa eri vyöhykkeessä paluuvirtaukeen suuntautuessa tällöin tankin täyttöpäähän. Mikäli paluuvirtausta esiintyy, sen määrä riippuu ao. vyöhykkeessä olevan sulan la-simassakerroksen paksuudesta, tankin kapasiteetista ja lisäksi ao. vyöhykkeen alku- ja loppupään välisestä lämpötilagradientista. Kuvissa näkyvissä esimerkeissä sulatusvyöhyke 13 ja selvitysvyöhyke 14 ovat tankin syvimmät vyöhykkeet. Tankin pohjassa on selvitys- ja vakiointivyöhykkeiden yhtymäkohdassa ylöspäin suuntautuva porras 21, joten vakiointivyöhyke on tuntuvasti matalampi kuin sulatus- ja selvitysvyöhykkeet. Selvitysvyöhyke on järjestetty toimintaolosuhteiltaan sellaiseksi, että saadaan tietty paluuvir-taus 19. Pääasiassa kaikki vakiointivyöhykkeessä tapahtuva lasimassavirtaus suuntautuu tankin täyttöpäästä poispäin. Tämä on saatu aikaan säätämällä lasimassakerroksen paksuus.

g 59578

Vaikkakin paluu- tai uudelleenkierrätysvirtaus, joka tapahtuu tankin sulatus- ja selvitysvyöhykkeissä, parantaa lasin homogeenisuutta, lasin laatu ei kuitenkaan parane aina riittävästi varsinkaan silloin, kun tankki toimii suurella teholla. Tämän epäkohdan poistamiseksi keksinnön tässä rakenne- 1. suoritusmuodossa uunin katon 23 läpi on järjestetty sekoittimet 22 vakioin-tivyöhykkeen syöttöaukkoon nähden vastavirtaan, sekoittimet on sijoitettu siten, että ne vaikuttavat ainoastaan eteenpäin tapahtuvaan virtaukseen ja saavat aikaan lasikerrosten ohentumisen niiden pysyessä kuitenkin käytännöllisesti katsoen normaalissa vaaka-asennossaan. Kuten kuviosta 3 voidaan todeta, selvitysvyöhyke 14 on leveämpi kuin vakiointivyöhyke 15 ja siihen on järjestetty rinnakkain riviin neljä sekoitinta sekoitinrivin sijaitessa tällöin poikittain tankin selvitysvyöhykkeen leveyteen nähden. Vierekkäiset sekoittimet pyörivät aina vastakkaisiin suuntiin. Sekoittimet on tehty mieluimmin ontoista putkista, joiden läpi kiertävä jäähdytysvesi poistaa lämpöä nopeammin lasimassasta, joka virtaa eteenpäin selvitysvyöhykkeen myötävirtapäässä ja tasaa samalla lämpötilan jakautumisen tankin leveyssuunnassa vakiointi-vyöhykkeen 15 alkupäässä.

Jotta vakiointivyöhykkeessä 15 saadaan aikaan jäähdytys, pintajäähdy-tys tapahtuu ohjaamalla jäähdytys!lmaa sulan lasin pintaan. Säädettävän lisä-jäähdytyksen aikaansaamiseksi on järjestetty vesijäähdytteisiä putkia 24 ja 25 vakiointivyöhykkeen 15 tuloaukon kohdalle. Putkessa 24 on suora vaakaosa 26, joka ulottuu vakiointivyöhykkeen koko leveydelle poikittaissuunnassa. Vaakaosa 26 on sijoitettu portaan 21 yläpäähän tehtyyn suorakulmaiseen syvennykseen 27. Putkessa 24 on kaksi pystyvartta 2Θ ja 29 tankin sivuseinämien vastakkaisilla puolilla, niin että putkesta on saatu U-muotoinen. Putkessa on varren 28 yläpäässä tuloaukko ja varren 29 yläpäässä taas poistoaukko. Molemmat aukot on yhdistetty tankin katon läpi jäähdytysveden kierrätysjärjestelmään. Koska putki 24 on sijoitettu heti vakiointivyöhykkeen tuloaukon kohdalle, se poistaa jonkin verran lämpöä vakiointivyöhykkeeseen tulevan lasimassan alemmista kerroksista ja suojaa lisäksi portaan 21 tulenkestäviä kulmia eroosiolta lasimassan siirtyessä selvitysvyöhykkeestä vakiointivyöhykkeeseen. Lisälämmön poistamiseksi lasimassasta vakiointivyöhykkeessä ja halutun lämpötilaprofiilin aikaansaamiseksi on järjestetty toinen vesijäähdytteinen putki 25 vakiointivyöhykkeen sisääntulokohtaan myötävirtaan putkesta 24. Putki 25 on myös U-muotoinen. Siinä on pohja 30 ja kaksi pysty-vartta 31 ja 52, jotka muodostavat jäähdytysveden tulo- ja poistokanavat.

Putki 25 on järjestetty siten, että sen vaakaosa 30 on sulan lasimassan sieällä vakiointivyöhykkeessä olevan lasimassan ylä- ja alarajapinnan välissä.

9 59578

Putken 25 leveys on suunnilleen puolet vakiointivyöhykkeen leveydestä. Putken 25 asentoa voidaan säätää sekä pysty- että poikittaissuunnassa, ja kuten kuvioista voidaan nähdä, se sijaitsee suunnilleen vyöhykkeen keskellä leveyssuunnassa osan 30 ollessa taas suunnilleen puolivälissä sulan lasimassan ylä- ja alarajaa. Putken 25 säätämiseksi se on kiinnitetty varteen 33» joka suuntautuu tankin toiselle sivulle ja liittyy säädettävänä tukiosaan 34. Vartta 33 voidaan siirtää tukiosassa 34 sekä pysty- että vaakasuunnassa tankin pitkittäissuuntaan nähden. Tankissa on myös lämpöparisarja vakiointivyöhykkeen sisääntuloaukon lähellä. Lämpöparit 35 on järjestetty poikittaiseen riviin tiettyjen välimatkojen päähän tankin pohjaan. Lämpöparit on asennettu tulenkestäviin koteloihin, jotka on suljettu yläpäästä. Jokaisessa kotelossa on tietty määrä lämpöpareja eri korkeuksilla, niin että koko lasimas-sakerrofcaeei saadaan riittävä lämmöntarkkailu. Lämpöparit työntyvät sulaan lasimassaan ja mittaavat sen lämpötilajakautuman. Putken 25 asento säädetään lasimassassa todetun lämpötilajakautuman perusteella, niin että vesiputkien vakiointivyöhykkeessä suorittama jäähdytys saa puolestaan aikaan sen, että lasimassalle tulee haluttu lämpötilaprofiili vakiointivyöhykkeen tuloaukos-sa tai sen lähellä. Tämä lämpötilaprofiili valitaan siten, että lämpötilan lisävakiointi, jota tapahtuu lasin virratessa vakiointivyöhykkeessä, muuttaa lasimassan lämpötilaltaan sellaiseksi, että se voidaan syöttää edelleen la-sinmuodostusprosessiin heti, kun se on poistunut vakiointivyöhykkeestä pois-toaukon 16 kautta.

On todettu, että lasin jäähdyttäminen vakiointivyöhykkeen pohjan lähellä parantaa lasin stabiliteettia vakiointivyöhykkeen ylemmissä lasiker-roksissa ja pienentää lasimassan virtaamista ylemmistä pinnoista alaspäin vakiointivyöhykkeen pohjaa kohti. Koska lisäputki 25 on sijoitettu lasimassan kuumempaan osaan vakiointivyöhykkeessä, pystytään saamaan haluttu lämpötilaprofiili, jossa lämpötila jakautuu tasaisemmin koko lasimassaan vakiointivyöhykkeessä. Vakiointivyöhykkeessä pystytään näin saamaan aikaan kauttaaltaan myös nopeampi jäädytys, koska tässä vyöhykkeessä ei esiinny epätasaista virtausta. Kun lämpö vapautetaan suuremmalla nopeudella, voidaan käyttää tuntuvasti lyhyempää vakiointivyöhykettä.

Tässä esimerkissä putkien 24 ja 25 korkeus voidaan^ säätää, vaikkakin putki 24 sijaitsee tavallisesti siten, että sen vaakaosa 26 on kokonaan syvennyksessä 27. Po. tarkoitukseen voidaan käyttää useampiakin putkia 25. Jotkut niistä 25 voidaan sijoittaa putkeen 24 nähden vastavirtaan (ts. sel-vitysvyöhykkeen päähän), mikäli tätä pidetään tarpeellisena. Tällöin on kuitenkin varmistauduttava siitä, että kaikki selvitysvyöhykkeeseen järjes- 10 59578 tetyt, pdtkeen 26, nähden vastavirtaan sijoitetut putket 25 on asennettu siten, etteivät ne joudu paluuvirtaukseen eivätkä myöskään pääse vaikuttamaan siihen. Putkien 25 asento voidaan säätää, niin että saadaan parhaat mahdolliset käyttöedellytykset ja pystytään ottamaan huomioon käyttöolosuhteissa valmistuksen aikana mahdollisesti esiintyvät muutokset. Putkien asennon säätäminen voidaan - kuten edellä jo selostettiin - tehdä lasimassaan kiinteisiin asentoihin upotetuista lämpöpareista tulevista signaaleista riippuvaksi. Vaihtoehtoisesti lasimassan lämpötilaa voidaan valvoa työntämällä lämpöparit pystysuoraan tankin katon läpi ja tarkkailemalla arvoja määrätyin välein koko lasimassakerroksessa. Näitä tuloksia voidaan sitten käyttää putkien asentojen määräämiseen halutulla tavalla.

Kuviossa 4 nähdään eräs vaihtoehtoinen järjestely selvitys- ja vakioin-tivyöhykkeiden liittymäkohdassa. Vastaavista osista on käytetty samoja osa-numeroita kuin edellä. Tässä tapauksessa sekoitin 22 on poistettu selvitys-vyöhykkeestä ja sijoitettu vakiointivyöhykkeen tuloaukkoon putken 24 ja 25 väliin. Kuviossa 5 nähdään vielä eräs rakennevaihtoehto selvitys- ja vakioin-tivyöhykkeiden yhtymäkohdassa. Tällä kertaa po. vyöhykkeiden välisessä portaassa on kalteva pinta 56, joka yhdistää portaan 21 vakiointivyöhykkeen lattiaan.

Selvitysvyöhykkeen katossa on alaspäin suuntautuva seinämä 37» joka muodostaa sulaan lasimassaan ulottuvan sulun selvitys- ja vakiointivyöhykkei-den yhtymäkohdassa. Seinämän 37 alemmassa vaakasuorassa reunassa on vaakasuora jäähdytysputki 3Θ» jonka läpi jäähdytysvesi kiertää pystysuorien tuloja poistoputkien 39 kautta, jotka on yhdistetty putken 3Θ vastakkaisiin päihin. Tässä esimerkissä putki 25 on varustettu edellä selostetulla tavalla ja sekoitin 22 on sijoitettu vastavirtaan putkeen 25 nähden, kuten jo kuvion 4 yhteydessä mainittiin.

Kuvion 2 havainnollistamassa rakenteessa sekoittimet 22 voivat olla vesijäähdytteieiä, vaikkakin vesiputket 24 ja 25 on järjestetty lasimassassa tapahtuvasta lämpötilan jakautumisesta ja tarvittavasta lämpötilaprofiilista riippuviksi. Kuitenkin eräässä kuvan 2 esittämän rakenteen sovellutuksessa toinen tai molemmat vesijäähdytteiset putket 24 ja 25 voidaan jättää pois. Tällöin vesijäähdytteiset sekoittimet 22 sijoitetaan ja järjestetään siten, että ne synnyttävät halutun lämpötilaprofiilin lasimassan koko poikkileikkaus-osalla vakiointivyöhykkeen tulopäässä. Tällaisessa järjestelyssä, jossa vesijäähdytteisiä sekoittimia käytetään synnyttämään haluttu lämpötilaprofiili vakiointivyöhykkeen tulopäässä, vakiointivyöhykkeen lisäjäähdytys voidaan saada aikaan yhdellä tai useammalla vesiputkella, jotka ulottuvat sulan lasi- 11 59578 massan läpi. Vesiputki tai -putket voidaan sijoittaa tällöin mihin kohtaan tahansa vakiointivyöhykkeen pituussuunnassa, ja myös mihin asentoon tahansa sulan lasimassan ylä- ja alarajapinnan väliin.

Kuvion 3 esittämässä järjestelyssä selvitysvyöhyke 14 on suunniteltu syöttämään yhtä vakiointivyöhykettä, joka on kapeampi kuin selvitysvyöhyke. Samanaikaisesti selvitysvyöhyke voi syöttää kahta tai useampaa vakiointivyöhykettä, jotka ovat yhdensuuntaisia keskenään. Tällainen rakenne on esitetty kuviossa 6. Tässä järjestelyssä kapeat tankkiyksiköt 40 ja 41 ulottuvat tankin poistopäähän selvitysvyöhykkeen 14 päärungosta alkaen. Kumpikin kapea kanava 40 ja 41 liittyy erilliseen vakiointivyöhykkeeseen 15» joka vastaa jo edellä kuvassa 1 selostettua. Sulan lasimassakerrokeen paksuus on järjestetty kummassakin kanavassa 40 ja 41 siten, että lasimassa virtaa kummankin kanavan läpi vain poistoaukon suuntaan. Kummassakin kanavassa on vesiputki 24 portaan 21 yläpäässä vakiointivyöhykkeen alkuosassa, kuten jo edellä mainittiin. Vesijäähdytteinen lisäputki 25 on sijoitettu jonkin matkan päähän myötävirtaan putkesta 24, ja lämpöparisarja 35 on järjestetty jäähdy-tysputkeen 25 nähden vasta- ja myötävirtaan. Kuvion 6 esittämän rakennerauun-nelman toimintaperiaate vastaa edellä kuvioihin 1, 2 ja 3 viittaamalla selostettua rakennetta.

Keksintö ei ole kuitenkaan rajoitettu edellä esitettyjen esimerkkien havainnollistamiin yksityiskohtiin. Tankissa voi olla esimerkiksi kavennus selvitys- ja vakiointivyöhykkeiden yhtymäkohdassa, niin että sula lasimassa menee tässä kohdassa kapean osan lävitse.

Lisäksi - kuten jo edellä osoitettiin - pyrittäessä järjestämään vakioin-tialueen jäähdytys, pintajäähdytys saadaan aikaan suuntaamalla jäähdytysilmaa sulan lasimassan pintaan. Joissakin tapauksissa voidaan tarvita lisää jäähdytys- tai kuumennuslaitteita halutun lämpötilan synnyttämiseksi tarkoitukseen suunnitellun laitteiston puitteissa. Eräänä tällaisena tapauksena voidaan mainita se keksinnön rakennemuoto, jossa homogenointi- ja jäähdytyslaite on sijoitettu vakiointivyöhykkeen sisääntuloaukon eteen. Tällöin lisäjääh-dytyslaite on syytä järjestää johonkin kohtaan vakiointivyöhykkeeseen, te. eteenpäin virtaavaan sulaan lasimassaan, joka menee vakiointivyöhykkeen läpi. Tällaisen järjestelyn avulla voidaan mahdollisesti käyttää suhteellisen lyhyttä vakiointivyöhykettä tankin kuormituksen lisääntymisestä riippumatta. Lisäksi tai vaihtoehtoisena rakenteena järjestää joitakin polttimia vakiointi-vyöhykkeen sivueeinämiin, mikäli lisälämpöä tarvitaan.

Claims (21)

12 59578

1. Sulan lasimassan lämpötilan vakiointimenetelmä halutun lämpötilajakautuman aikaansaamiseksi lasimassassa, joka on valmista syötettäväksi edelleen lasin-muodostusprosessiin, po. menetelmän käsittäessä sulan lasimassan syöttämisen lämpötilan vakiointivyöhykkeeseen säiliössä, joka on tarkoitettu sulalle lasimassalle, ja po. vyöhykkeen läpi virtaavan koko lasimassan ohjaamisen yhteen suuntaan vyöhykkeen syöttöpäästä sen poistopäähän, tunnettu siitä, että sula lasimassa jäähdytetään halutulla tavalla vakiointivyöhykkeen sisääntulokohdassa tai lähellä sitä, niin että saadaan aikaan haluttu lämpötilaprofiili lasimassan poikkileikkaussuunnassa syöttöpäässä, joten lasimassan virratessa vakiointivyöhykkeen loppuosan läpi lisävakiointi saattaa lasimassan lopullisesti sellaiseen tilaan, että se voidaan syöttää lasinmuodostusprosessiin, jolloin jäähdytys suoritetaan siten, että lämpötilan jakautuminen sulassa lasimassassa vakiointivyöhykkeen sisääntulokohdassa tai sen lähellä todetaan, että ainakin yksi nestejäähdyt-teinen putki sijoitetaan eteenpäin virtaavaan lasimassaan valitussa kohdassa todetusta lämpötilan jakautumisesta riippuvaisesti ja että jäähdytysnestettä syötetään putken läpi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että em. jäähdytystoiminto käsittää sulan lasimassan alemman osan jäähdyttämisen yhdellä tai useammalla nestejäähdytteisellä putkella, joka tai jotka on sijoitettu sulaan lasimassaan ja jotka ulottuvat tällöin vakiointivyöhykkeen tuloaukon pohjan yli, po. jäähdytystoiminnon käsittäessä lisäksi sulan lasimassan jäähdyttämisen vakiointivyöhykkeen sisääntulokohdassa tai sen lähellä ainakin yhdellä nestejäähdytteisellä putkella, joka on sijoitettu sulan lasimassan eteenpäinvirtausosaan lasimassan ylä- ja alarajapinnan väliin.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä,että lämpötilan jakautumista sulassa lasimassassa tarkkaillaan määrätyssä kohdassa, joka sijaitsee myötävirtaan jäähdytyslaitteesta. h. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytys saadaan aikaan kierrättämällä jäähdytysvettä yhdessä tai useammassa vesiputkessa.

5. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimusten 1-k mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sula lasimassa homogenoidaan vakiointivyöhykkeen sisääntulokohdassa tai sen lähellä.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että em. jäähdytys saadaan aikaan useilla nestejäähdytteisillä, sulaan lasimassaan upotetuilla sekoittimilla.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytysvesi kierrätetään em. sekoittimien läpi. i3 59578

8. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimusten 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytysilmaa suunnataan sulan lasimassan yläpintaan vakiointivyöhykkeessä.

9. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimusten 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpöä kohdistetaan halutulla tavalla sulaan lasimassaan vakiointivyöhykkeessä.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumennettuja kaasuja kehitetään vakiointivyöhykkeen sivuseinämissä sijaitsevilla polttimilla ja että ne suunnataan sulan lasimassan pintaan.

11. Lasinsulatusuuni patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän suorittamiseksi, joka käsittää pitkänomaisen, sulalle lasimassalle tarkoitetun säiliön (li), jossa on sulatusosasto (13), johon lasinmuodostusmateriaali syötetään, ja laite, joka kuumentaa ja samalla sulattaa säiliön sisällön sulatusosastossa (13)» säiliön ollessa varustettu myös sulatusosastoon nähden myötävirtaan sijaitsevalla selvitysosastolla (lit), jossa sulatettu lasi selvitetään, ja edelleen lämpötilan vakiointiosastolla (15), jossa on tuloaukko selvitysosaston lähellä ja poisto-aukko (16) sulan lasimassan poistamiseksi säiliön käsittelypäässä, vakiointi-osaston (15) ollessa matalampi kuin selvitysosasto (lit), niin että kaikki vakioin-tiosaston läpi suuntautuva lasimassavirta pääsee siirtymään myötävirtaan käsittely-päätä kohti, tunnettu siitä, että siinä on yksi tai useampia lämpötilan tuntoelimiä (35) lämpötilan jakautumisen toteamiseksi sulassa lasimassassa vakioin-vyöhykkeen (15) tuloaukossa tai sen lähellä ja jäähdytyslaite (2lt, 25) lasimassan jäähdyttämiseksi vakiointivyöhykkeessä, jäähdytyslaitteen käsittäessä tällöin ainakin yhden nestejäähdytteisen putken (2lt), joka ulottuu vakiointivyöhykkeen (15) tuloaukon pohjan yli, ja ainakin yhden nestejäähdytteisen lisäputken (25) vakiointivyöhykkeen (15) tuloaukossa tai sen lähellä ja jäähdytyslaitteen ollessa sijoitettu eteenpäin virtaavaan lasimassaan säädettävään asentoon sulan lasimassan alarajapinnan yläpuolelle ja sulan lasimassan ylärajapinnan alapuolelle, niin että vakiointivyöhykkeen tuloaukkoon tai sen lähelle saadaan haluttu lämpötilaprofiili.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen lasinsulatusuuni, tunnettu siitä, että lämpötilan tuntoelimet käsittävät lämpöparisarjan (35)·

13. Jonkin patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen lasinsulatusuuni, tunnettu siitä, että nestejäähdytteinen putki [2k) vakiointivyöhykkeen tulo-aukon pohjassa on sijoitettu uunin pohjassa olevan portaan (21) päälle, po. portaan (21) sijaitessa selvitys- (lit) ja vakiointivyöhykkeiden (15) liittymäkohdassa. lit. Patenttivaatimuksen 13 mukainen lasinsulatusuuni, tunnettu siitä, että putkessa (2U) on pystysuorat sivuvarret (28, 29)> jotka ulottuvat uunin vastakkaisiin sivuseinämiin vakiointiosaston tuloaukon kohdalla.

15. Patenttivaatimuksen lit mukainen lasinsulatusuuni, tunnettu 1U 59578 siitä, että putki (2^+) on pääasiassa U-muotoinen.

16. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimusten 13-15 mukainen lasinsulatus-uuni, tunnettu siitä, että nestejäähdytteisen putken {2b) korkeus voidaan säätää. 17* Jonkin tai joidenkin patenttivaatimusten 11-16 mukainen lasinsulatus-uuni, tunnettu siitä, että nestejäähdytteinen lisäputki (25) tai neste-jäähdytteiset lisäputket on sijoitettu vakiointivyöhykkeen tuloaukkoon nähden myötävirtaan.

18. Patenttivaatimuksen 16 mukainen lasinsulatusuuni, tunnettu siitä, että nestejäähdytteinen lisäputki (25) tai nestejäähdytteiset lisäputket on varustettu laitteella (3M, jolla säädetään putken upotussyvyys sulaan lasimassaan .

19· Jonkin tai joidenkin patenttivaatimusten 11-18 mukainen lasinsulatusuuni, tunnettu siitä, että siinä on yksi tai useampia sekoittimia (22).

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen lasinsulatusuuni, tunnettu siitä, että em. sekoittimet (22) ovat vesijäähdytteisiä.

21. Patenttivaatimuksen 19 tai 20 mukainen lasinsulatusuuni, tunnet-t u siitä, että sekoittimet (22) sijaitsevat vastavirtaan vakiointivyöhykkeen sisääntuloaukosta.

22. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimusten 11-21 mukainen lasinsulatusuuni, tunnettu siitä, että nestejäähdytteinen putki (2U) ulottuu vakiointi-vyöhykkeen sisääntuloaukon pohjan yli uunin pituussuuntaan nähden poikittain ja ulottuu uunin koko leveydelle.

23. Patenttivaatimuksen 17 mukainen lasinsulatusuuni, tunnettu siitä, että nestejäähdytteinen putki (25) tai kaikki nestejäähdytteiset putket ulottuu/ulottuvat vain osalle uunin leveyttä ja sijaitsee/sijaitsevat leveys-suunnassa keskellä uunia. 59578