NO117934B - - Google Patents

Description

Mag. scient. Knud-Henry Lund.

Foreliggende oppfinnelse vedrører fremstilling av glass og glass-smelteovner.

I glass-smelteovner av bassengtypen vil temperaturen langs

med bassenget nå et maksimum i en viss avstand fra den ende hvor materialene satses. Dette punkt er kjent som "varmepunktet", og her vil smeltet glass strømme opp mot overflaten av glassbadet hvor den glass-strøm beveger seg som har retning mot uttrekningssonen. Varmepunktet er gunstig ved at det virker som en varme-barriere som hindrer usmeltet råmateriale fra å komme inn i raffinerings- og uttreknings-sonene. Imidlertid må varmetilførselen ved varmepunktet være ganske stor for at glasset i tilbakestrømmen fra uttrekningssonen skal oppvarmes tilstrekkelig til å få glasset til»å stige på dette punkt.

Man har foreslått å nedsette den glassmengde som: strømmer tilbake til varmepunktet fra uttrekningssonen ved å tilveiebringe en tverrgående vegg i bunnpartiet av bassenget mellom varmepunktet og uttrekningssonen. Dette forslag bygger på erkjennelse av det faktum at den glassmengde som normalt strømmer tilbake til varmepunktet i tilbakestrømmen er større enn det som er nødvendig for å danne en tilstrekkelig barriere. Hensikten med den tverrgående vegg, som kan kalles "terskel", er å nedsette den mengde glass som strømmer tilbake til varmepunktet fra uttrekningssonen og således gjøre det mulig å nedsette varmetilførselen over badet ved varmepunktet. Selv om denne tanke er brukbar i prinsippet, har man funnet at det er mulig å

spare ytterligere varme, og de midler hvormed denne ytterligere for-bedring kan avstedkommes danner foreliggende oppfinnelses(hensikt.

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes en terskel for samme formål som ovenfor nevnt, men terskelen er forsynt med eller forbundet med innretninger for tilførsel av varme inne i den smeltede glassmasse slik at glass-strømmen tilføres varme idet den flyter over terskelen mot varmepunktet. Terskelen og den varmemengde' som mates inn i glassmassen direkte i glassbadet samvirker ved å redusere den varmemengde som må konsentreres over badet ved varmepunktet. Terskelen nedsetter den glassmengde som strømmer tilbake til varmepunktet pr. tidsenhet, og temperaturen på det glass som flyter tilbake til varmepunktet heves ved hjelp av oppvarmningsinnretninger hvormed terskelen er forsynt eller forbundet. Til forskjell fra den varme som tilføres over glassbadets overflate, vil den varme som innføres ved terskelen ikke være skjermet fra tilbakestrømmen av mellomliggende glasslag,

men varmen virker direkte på glasset i tilbakestrømmen. Reduksjonen av den varmemengde som må innføres over glassbadet ved varmepunktet er gunstig ikke bare ved å nedsette brenselforbruket, men også ved at man unngår å utsette tanken selv for en så intens lokalisert varme som vanligvis har væ* nødvendig. ;Oppfinnelsen vedrører altså en fremgangsmåte til smelting ;av glass i en bassengovn, hvor en returstrøm sirkulerer i motsatt retning under en fremoverstrømmende overflatestrøm, hvilken retur-strøm inneholder renset glass som er avkjølt i uttagningsområdet og strømmer i retning mot ovnens varmepunkt og hvor en oppvarmet, neddykket terskel er plasert på tvers som delvis hinder for denne under returstrøm,karakterisert vedat terskelens oppvarmning reguleres slik at returstrømnen stiger opp langs terskelen og slik at en valgt ;andel av denne strøm forener seg med den fremadgående overflatestrøm over terskelen, mens rester skrider forbi terskelen og mot det varmepunkt. ;Oppfinnelsen omfatter videre en bassengovn til smelting ;av glass, hvori en dyp tilbakegående strøm som sirkulerer i motsatt retning av en fremadgående overflatestrøm kommer fra områdene hvor det rensede glass er avkjølt under dens heving og forming og går mot smelte- og rensekarets varmeste område som virker som stengsel i forhold til ovenpåstrømmende innførte masser, idet den nevnte type tilbakegående strøm er bremset ved overstigning av en neddykket terskel, forsynt med oppvarmningsmidler i kontakt, med hvilke dens temperatur heves, idet den neddykkede terskel som er forsynt med oppvarmningsmidler, er plasert i smelte- og rensekaret i en liten avstand nedstrøms fra det nevnte varmeste området, idet ovnen erkarakterisert vedat varmetilførselen til terskelen reguleres individuelt i forskjellige soner i ovnens tverretning. ;Øvre del av terskelen kan utgjøres av en eller flere oppvarmningsinnretninger. Alternativt kan terskelen eller øvre del av denne være hul, og en eller flere varme-elementer kan plaseres i denne øvre del. ;Man kan benytte en eller flere elektriske motetandsovner i terskelen. Man kan f.eks. benytte en eller flere elektriske mot-standsovner som er laget av elektrisk ledende ildfast materiale som er resistent overfor angrep av smeltet glass, og disse varme-eleménter kan være en del av eller dekke øvre del av terskelen og gi beskyttelse til de nedenforliggende deler av terskelen. Egnede materialer for fremstilling av slike varmeelementer er wolfram, molybden og platina. Slike materialer kan med fordel være utformet som elektriske motstandselementer i form av plater. Andre materialer som kan benyttes til dannelse av elektriske motstandselementer er tinnoksyd og karbon. Disse materialer kan f.eks. benyttes i form av stener, blokker eller lignende. ;Det er en fordel at øvre del av terskelen er laget av et materiale som har gode varmeref lekt er ende egenskaper og således reflekterer den varme som stråles mot terskelen fra varmekilder over glassbadet, f.eks. varmeelementer eller varmeovner, og fra det smeltede glassbadet selv. Varme som reflekterer på denne måte hjelper til å øke temperaturen i den tilbakegående strøm idet den passerer øvre del av terskelen, og følgelig sørger for en bedret varmeøkonomi i oppvarmningssystemet. Siden materialer med gode varmereflékterende egenskaper ikke nødvendigvis er de beste for fremstilling av<elektriske motstandselementer, kan man med fordel belegge motstandselementene med et materiale med større varmereflékterende egenskap, idet de to materialer begge er varmeledende. Egnede materialkombinasjoner for dette formål kan tilveiebringes fra ovennevnte materialgruppé. ;F.eks. kan wolfram, tinnoksyd eller karbon benyttes til motstandselementene, og kan belegges med molybden eller mer fordelaktig, platina. Det varmereflékterende materiale kan være i form av et enkelt eller flere elementer, eksempelvis som en eller flere flater lagt inntil de elektriske motstandselementer eller kan påføres som et belegg ved påsprøyting eller på annen måte. Selv i de tilfeller hvor det varmereflékterende belegg er laget av et eget element eller flere elementer, behøver sistnevnte ikke ha stor mekanisk styrke og kan f.eks. være i form av en eller flere tynne ark eller folier. ;Istedenfor å dekke eller fremstille øvre del av térskelen ;i ;som varmeelementer, kan terskelen eller den øvre del av denne være hul, og varme kan tilføres inne i denne øvre del av terskelen. F.eks. kan en eller flere elektriske motstandselementer installeres inne i terskelens øvre parti. Alternativt kan en eller flere oljebrennere monteres i terskelen. Man kan benytte brennere av vanlig type innen glass-smelteovner. Som et ytterligere alternativ kan oppvarmningen av terskelen skje ved å strømme varme gasser gjennom øvre del av terskelen fra den ene eller begge ender av denne. I alle tilfelle, behøver den brenner eller det varmeelement som installeres i terskelen ikke nødvendigvis å være av et materiale som motstår angrep fra smeltet glass, siden brenneren eller varmeelementet beskyttes av terskelens ildfaste materiale. Den del av terskelen som1 omgir oppvarmningsinnretningen bør ha en god varmeledningsevne samt en sterk motstandsevne mot angrep fra det smeltede glass, og denne del kan med fordel være av elektrisk ledende støpt ildfast materiale eller tinnoksyd. Toppen av terskelen kan om ønsket være belagt med foliemateriale eller et belegg med god termisk ledningsevne og varmereflékterende egenskaper. ;Terskelens oppvarmningsinnretninger gjør det fortrinnsvis mulig å regulere varmetilførselen langs terskelen. Siden temperaturen i det smeltede glassbad vanligvis vil være lavere i nærheten av tankens sidevegger enn ved midtpartiet, er oppvarmningsinnretningene fortrinnsvis arrangert slik at de kan tilføre en større varmemengde • ;ved endepartiene av terskelen enn i dens midtparti, i den hensikt å øke temperaturen i glasset som strømmer over terskelen til en temperatur som er så jevn som mulig på tvers av tanken. Når man benytter elektrisk motstandsoppvarmning, kan den ønskede variasjon i temperaturen tvers over terskelen oppnås ved å montere minst to varmeelementer i rekkefølge langs terskelen og forbinde forskjellige varmeelementer med forskjellige strømkilder som kan styres uavhengig av hverandre, for å oppnå et temperaturdifferensial, eller forbinde forskjellige oppvarmningsinnretninger med en felles strømkilde via en krets som gjør det mulig å regulere strømtilførselen til de forskjellige oppvarmningsinnretninger uavhengig. Varmeelementene kan forbindes i serie eller parallelt. Som et alternativ til eller som et tillegg til uavhengig regulering av strømtilførselen til de forskjellige varmeelementer, kan varmeelementene ha forskjellig elektrisk motstand. Når oljebrennere installeres i terskelen, som ovenfor nevnt, kan den nødvendige temperaturgradient langs med terskelen oppnås ved hensiktsmessig uavhengig regulering av forbrenningen ved de forskjellige brennere og/eller ved regulering av de varmepunkter hvor forbrenningen finner sted i terskelen, f.eks. ved å regulere brennernes innsetningsdybde i terskelen. ;I det følgende skal en rekke utførelser av oppfinnelsen illustreres, ved hjelp av de medfølgende tegninger, hvor: fig. 1 viser et lengdesnitt langs planet I-l på fig. 2, gjennom en glass-smélteovn av nevnte type, ;fig. 2 viser et plansnitt gjennom planet II-II på fig. 1, fig. 3 viser et planriss av terskelens øvre del, i en annen ovn i henhold til oppfinnelsen, ;fig. 4 viser et vertikalsnitt gjennom planet IV-IV på ;fig- 3, ;fig. 5 viser et planriss av øvre del av en annen terskel ;i henhold til oppfinnelsen, ;fig. 6 viser et vertikalsnitt analogt med snittet på ;fig- 4, ;fig. 7 viser et planriss av enda en utførelse av oppfinnel-sens terskel, og ;fig. 8 er et vertikalsnitt gjennom planet VIII-VIII på ;fig- 7- ;Under henvisning til figurene 1 og 2, ser man et bad 1 av smeltet glass i en bassengovn 2 bestående av en bunn 3>©n hvelving eller et tak 4, to sidevegger 5, 6, en endevegg 7 ved innmatningsenden og en endevegg 9 ved glassuttrekningsenden, hvor man i dette tilfelle trekker ut en glassbane 10. Smeltingen av glass-satsen skjer ved hjelp av to grupper av fire brennere som virker alterner-ende og som stikker inn gjennom sideveggene 5°g 6 gjennom hull som befinner seg mellom bassengtoppen 4 og den smeltede glassbadets overflate, idet brennerne er markert med henvisningstallene 11 til 14 i sideveggen 5-Bassengovnen 2 har en tverrgående terskel 16 som befinner seg nede i den smeltede glassmassen mellom brennérne 11 og 12. Bassenget oppvarmes slik at varmepunktet 17 befinner seg mellom brennerne 12 og 13-Ved varmepunktet 17 er det en sirkulasjon i badet som får glasset til å bevege seg bort fra varmepunktet 17 mot tverrveggen 7 ved innmatningsenden, som vist med piler A, og en tilbakegående strom fra innmatningsenden 7 mot varmepunktet 17 vist ved piler B. På den side av varmepunktet som vender mot uttreknings-enden går det en strom av glass vist med piler C, passerer over terskelen 16 og mot tverrveggen 9 ved uttr.ekningsenden av tanken, og en tilbakestrom er vist med piler D, som beveger seg fra endeveggen 9 tilbake mot varmepunktet. Noe av glasset i denne tilbakestrom går over terskelen 16, men under overflatestrommen markert med pilene C, og beveger seg igjen mot varmepunktet 17. Ovre del 18 i terskelen l6 er belagt med en wolframfolie 19 forbundet til to ledninger 21 og 22 til en stromkilde 20. Kablene 21 stikker gjennom sideveggen 5 ved punktet 23 og er loddrett til wolframfolien 19 ved punktet 24, mens kablen 22 stikker gjennom sideveggen 6 ved 25 og loddes til wolframfolien ved punktet 26. Den ytre stromkilde 20 gir en faset strom som går gjennom hele arket 19 som derved oppvarmes ved Jpule-effek-ten. Temperaturen avhenger av tykkelsen på arket eller folien 19 og strømstyrken gjennom folien. Wolf ramf olien 19 overf orer1, varmen til glasset i tilbakestrommen D som passerer umiddelbart over terskelen. En del av det glass som således oppvarmes stiger som vist ved pilene E mot overflatestrommen (pilene C) og fores direkte ned mot endeveggen 9 i bassengets uttrekningsende. Som vist ved pilene D, vil resten av glasset folge den normale tilbakestrom mot varmepunktet 17, men dette glasset har en hoyere temperatur enn glasset i;nevnte oppad-gående småstrommer ved 16. Kombinasjonen av disse to varmevirkninger gjor det mulig å nedsette varmetilforselen fra brennerne 112 og 13 ;som besorger oppvarmningen av varmepunktet, med folgende brennstoff-besparelse. ;Under henvisning til figurene 3°g 4>ser man toppen l8 av terskelen 16 neddykket i en smeltet glassmasse 1, belagt med tre på-følgende wolframfolier 27, 28 og 29. Folienes eller arkenes ytter-kant boyes 90° slik at man får flenser 30, 31- Foliene får således en renneform eller U-form tilpasset over toppen 18 på terskelen. ;Det er derfor ingen direkte kontakt mellom det smeltede glasset og overdelen.av terskelen. Terskelen 16 er hul, dannet av tverrvegger 32, 33 forbundet overst ved den overliggende vegg 18. Bassengbunnen 3 får derfor et avbrudd på punktet 34 hvor terskelen 16 er plasert. Wolframfoliene 27 og 29 forbindes med forskjellige regulerbare strøm-kilder 35, 36, 37, ved hjelp av ledninger 38, 39, 40, 41, og 42, 43 respektivt. Det benyttes likestrom eller enkeltfaset vekselstrom. Ledningsendene loddes til punktene 44, 45>4&, 47 og 48, 49 til undersiden av foliene, som er i direkte kontakt med toppen 18 på terskelen 16. Terskelens toppvegg 18 er forsynt med åpninger, som f.eks. 50 og 51>°g ledningen stikker gjennom disse åpninger ned mellom veggene 32 og 33 i terskelen og forbindes med strømkildene 35 til 37* Disse strømkilder gir strom med varierende strømstyrke. Strømstyrken er hoyere for endeplatene 27 og 29 enn for midtplaten 28, slik at endeplatene oppvarmes sterkere. Bunnveggen 3 i tanken behøver ikke å avbrytes på punktet 34 hvor terskelen 16 er plasert hvis man sorger for åpninger i bunnen for gjennomføring av kablene 38 til 43- Man kan selvfølgelig anordne flere enn tre wolframplater eller -ark på toppen av terskelen 16, idet man benytter et tilsvar-ende antall strømkilder for å kunne regulere strømtilførselen til platene individuelt. Alternativt kan man, hvis det er to endeplater og en rekke mellomliggende plater i et antall av tre eller et multi-plum av tre, forbinde platene med uavhengige likestroms eller enkeltfaset vekselstrSms-kilder og de mellomliggende plater kan få tilfør-sel av tre-fasestrom fra et felles nett ved en enkeltkontroll eller regulering. Et slikt arrangement gjor det også mulig å oppvarme endedelene av terskelen langs sideveggene 5°g 6 i tanken sterkere enn terskelens midtparti, slik at glasset som strdmmer umiddelbart over terskelen får en temperatur som er i det vesentlige jevn tvers over tankovnen.

Under henvisning til figur 5>ser man toppen l8 av terskelen l6, belagt med fem inntil hverandre liggende tinnoksydblokker 52 til 56. I denne utførelse er blokkene 52 og 56 forbundet med ytre spenningskilder 35°g 36 for likestrom eller enkeltfaset vekselstrom, og de tre midtblokker 53 til 55 «r forbundet med en vanlig spennings-kilde 57 med tre-fasestrom.

I utforelsen på figur 6 er terskeltoppen 18 som i figur 4 belagt med tre inntil hverandre plaserte wolframfolier 27. Imidlertid er hver av disse wolframfolier belagt med en utformet platinafolie 58. Hver platinafolie passer noyaktig over den underliggende wol-framf olie 27. Således er flensene 30 og 31 på wolframplatene dekket av flensene 59, 60 til platina-arkene 58, og det er ingen direkte kontakt mellom det smeltede glasset og terskeltoppen l8. Platina-arket 58 har en sterk lysrefleksjon og reflekterer derfor oppover meget av den varme som stråles ned mot platene fra brennerne og ovnens ovre sidevegger. Platinafoliene vil derfor i vesentlig grad medvirke til oppvarmningen av glasset i den tilbakegående strom over terskelen. På den annen side har wolframfoliene storre mekanisk styrke enn platinafoliene ved driftstemperaturen, og wolframplatene er i det vesentlige ansvarlig for terskelbeleggets mekaniske styrke. Istedenfor å bruke platina-ark eller -folier for varmerefleksjonen, kan platinaen påfores som et belegg på wolframplatene.

Under henvisning til figurene 7 og 8, som viser en ytterligere utforelse av oppfinnelsen, er terskeltoppen 18 utformet med en hul toppdel 6l av elektrisk ledende stopt ildfast materiale. Denne ovre del av terskelen går gjennom åpninger 62, 63 i bassengveggene 5, 6. En åpning 64 er anordnet i bunnen av nevnte overdel 6l, hvor åpningen forbinder den langsgående kanal i terskelens ovre del med en kanal 66 som går vertikalt gjennom terskelen 16 og ut gjennom tankens bunn. Et utlopsror 65 er montert i utlopskanalen 66. Oljebrennere 67, 68 stikker inn i ovre del av terskelen gjennom dens ender. Lengden og temperaturen for flammene 69, 70 fra brennerne kan reguleres ved å regulere brennstofftilforselen og oksygentilførselen, og man kan regulere inntrengningsdybden i terskelen. F.eks. kan flammene 69, 70 reguleres slik at de går inn i hele eller bare en del av terskelens ovre del, og det er mulig å oppvarme ytterdelene av terskelens overdel sterkere enn dens midtparti. Som et resultat av den gode varme-overforingsevne i elektrisk ledende stopt ildfast materiale "ål veggen i ovre del av terskelen avgi mer varme til de soner av den tilbakegående glass-strom som er kaldere enn til de soner hvor glass-strommen er varmere. Således vil temperaturen i den tilbakegående glass-strom til varmepunktet være vesentlig jevn tvers over ovnens bredde. Forbrenningsgassene slipper ut gjennom åpningen 64, kanalen 66 og rorledningen 65. Disse gassene kan ledes direkte ut, men inn- fores fortrinnsvis i et varmegjenviirningssystem.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte til smelting av glass i en bassengovn hvori en returstrom sirkulerer i motsatt retning under en fremoverstrommende overflatestrom, hvilken returstrom inneholder renset glass som er avkjølt i uttagningsområdet og strømmer i retning mot ovnens varmepunkt og hvor en oppvarmet neddykket terskel er plasert på tvers som delvis hindrer for denne under returstrømmen,karakterisert vedat terskelens oppvarmning reguleres slik at retur-strømmen stiger opp langs terskelen og slik- at en valgt andel av denne strom forener seg med den fremmadgående overflatestrom over terskelen mens resten skrider forbi terskelen og mot det varme punkt.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1,karakterisertved at man oppvarmer den neddykkede terskel forskjellig etter flere soner fordelt i den nevnte terskel<r>s lengderetning.

3. Fremgangsmåte ifolge krav 1,karakterisertved at man oppvarmer den neddykkede terskel<f>s yttersone kraftigere enn midtsonen.

4- Bassengovn for utforelse av fremgangsmåten ifolge krav 1-2, til smelting av glass, hvori en dyp tilbakegående strom som sirkulerer i motsatt retning av en fremadgående overflatestrom, kommer fra områdene hvor det rensede glass er avkjolt under dens hevning og forming, og går mot smelte- og rensekarets varmeste område som virker som stengsel i forhold til ovenpåstrommene innforte masser, idet den nevnte dype tilbakegående strom er bremset ved overstigning av en neddykket terskel forsynt med oppvarmningsmidler, i kontakt med hvilke dens temperatur heves, idet den neddykkede terskel, som er forsynt med oppvarmningsmidler, er plasert i smelte- og rensekaret i en liten avstand nedstroms fra det nevnte varmeste område,karakterisert vedat varmetilforselen til terskelen er individuelt regulerbar i forskjellige soner i ovnens tverr-retning.

5. Ovn ifolge krav 4,karakterisert vedat oppvarmningsmidlene er dannet av i det minste et elektrisk ledende massivt, ildfast element av tinnoksyd.

6. Ovn ifolge krav 4,karakterisert vedat oppvarmningsmidlene er dannet i det minste av et metallisk, ildfast sjikt, plasert på den ovre del av terskelen.

7. Ovn ifolge krav 4>karakterisert vedat oppvarmningsmidlene er dannet av i det minste to ovenpå hverandre plaserte ildfaste materialer, idet materialet i kontakt med det smeltede glass har den storste reflekterende evne for den varmefrem-bringende stråling.

8. Ovn ifolge krav 5,karakterisert vedat oppvarmningsmidlene er dannet av elektrisk ledende ildfaste elementer sammenbundet i serie idet de elementer med storst motstand er plasert i yttersonen av den neddykkede terskel£l6).

9- Ovn ifolge krav 5,karakterisert vedat oppvarmningsmidlene er elektrisk ledende ildfaste elementer sammenbundet parallelt, idet elementer med minst motstand er plasert i yttersonene til den neddykkede terskel.

10. Ovn ifolge krav 5>karakterisert vedat oppvarmningsmidlene er dannet ved hjelp av en hul omleiring laget i den ovre delen av den neddykkede terskel, forsynt med i det minste en brenner som munner ut i i det minste en av dens ytterpunkter og sammenbundet med en ledning til gassutforing.