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Verfahren und Einrichtung zum Erschmelzen von Glas. Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von Glas. Das neue Verfahren
kennzeichnet sich dadurch, daß die zur Herstellung der Glasmasse notwendigen Bestandteile
in einem ersten Vorgang in der Schmelzkammer durch unter Druck eingeführte, zur
Verbrennung gelangende Heizgase gleichzeitig geschmolzen und durch Wirbelung gegen
die Wand der Schmelikammer geschleudert werden, von welcher das Schmelzgut in flüssigem
Zustand aufgefangen wird, um längs derselben in einen Sammelbehälter herabzulaufen,
in dem es in einem zweiten Vorgang einer erneuten Wirkung von Henze sen zum Garschmelzen
und Läutern unterworfen wird. Durch die Wirbelbewpgung in der Schmelzkammer werden
die Glasbestandteile in weitgehendstem Maße verteilt und durchmischt, so daß deren
Schmelzung und Verbindung erleichtert wird, während das geschmolzene Glas an der
Wandung der Schmelzkammer durch Anprall verdichtet wird und in lkompaktem Zustand
in den Garschmelzbehälter herablaufen kann.
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Die Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens kennzeichnet sich dadurch,
daß die niederzuschmelzenden Bestandteile durch einen beweglichen Verteiler in dem
oberen Teil der Schmelzkammer verteilt und die heißen Schmelzgase durch annähernd
tangential zum Umfang der Kammer gerichtete Düsen zu kreisender Bewebung in die
Schmelzkammer eingeführt werden, um in ihrer kreisenden Bewegnng die verteilten.
Bestandteile zu erfassen und sie im Wirbelstrom gegen die Wand der Schmelzkammer
zu schleudern, wobei gleichzeitig infolge der Hitze der Gase das Schmelzen der Bestandteileerfolgt.
Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung der Erfindung.
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Abb. I zeigt in Seitenansicht und Abb. 2 in Draufsicht eine Ausführungsform
der Einrichtung in Verbindung mit einer Anlage zur Gewinnung von zum Schmelzen benutztem
Heizgas aus bituminösem Brennstoff, indem dieser abdestilliert wird, die leichteren
Bestandteile abgeführt und die schweren in einen Gaserzeuger geleitet werden. Diese
Anlage ist mit an sich bekannten Regeneratoren versehen.
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Abb. 3 wund 4 zeigen eine abgeänderte Anordnung des Regeneratorsystems,
Abbb.5, 6, 7 und 8 veranschaulichen als weitere Ausführungsform eine Einrichtung
mit Vonvärmern (Rekuperatoren) und mit einer Vorrichtung zum Vorwärmen der zur Herstellung
ides Glases erforderlichen Bestandteile vor ihren Schmelzen, wobei Abb. 5 eine Seitenansicht,
Abc. 6 eine Draufsicht, Abb. 7 ein senkrechter Schnitt nach Linie I-2 (Abb.6) und
Abb.8 ein Querschnitt nach Linie 3-4. (Abc. 5) ist.
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Bei der-A.usführung nach Abb. i ist A die
Schmelzkammer,
in welcher der erste Vorgang der Glaserzeugung sich abspielt. Diese Schmelzkammer
A hat trichterförmige Gestalt, ist oben erweitert und trägt einen domförmigen Aufsatz
a. Ihre Seitenwand a2 läuft nach unten konisch zu, und am unteren, verjüngten Ende
steht die Schmelzkammer mit einem Behälter A2 in Verbindung, in welchem die in jener
erzeugte Glasmasse gesammelt und durch die Wirkung von Gasen, welche mit der Glasmasse
aus der Schmelzkammer in den Behälter AZ übertreten, gar geschmolzen und geläutert
wird, worauf das gare Glas aus dem Behälter Az der Verarbeitung zugeführt wird.
Öffnungen x gestatten einem Teil der Gase und der für deren Verbrennung erforderlichen
Luft den unmittelbaren Zutritt zum Behälter A2 zur Unterstützung der Läuterung des
Glases in demselben.
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Das zu verbrennende Gas und die Verbrennungsluft werden in der am
besten in Abb.7 und 8 ersichtlichen Weise durch Ventile ne und Verbrennungskanäle
rm7 in den erweiterten Aufsatz a, der Schmelzkammer getrieben, wo sie durch annähernd
tangential gerichtete Düsen a5 in annähernd tangentialer Richtung zu kreisender
Bewegung in den Innenratum der Schmelzkammer austreten und die zur Herstellung des
Glases erforderlichen Bestandteile, die bei a1l durch das zentrale Deckenventil
b (Abb. I) einlaufen, in wirbelnde Bewegurng versetzen. Die erwähnten Bestandteile,
die durch eine Fördervorrichtung b2 der oberen Speiseöffnung B zugeführt werden,
fallen durch das Ventil b auf einen umlaufenden Verteilkegel j3, welcher das Beschickungsgut
in dem kreisenden Gaswirbelstrom verteilt, durch den es sofort erfaßt und unter
Schmelzen infolge der Verbrennungshitze gegen die Seitenwand a2 der Schmelzkammer
4 geschleudert wird. Vermöge dieser Verteilung und Wirbelurig des Inhalts der Schmelzkammer
erfolgt eine gute Dturchmischung der Bestandteile; die zu verbindenden Elemente
vermägensich leicht und rasch zu treffen, während anderseits eine Trennung von den
freiwerdenden und entweichenden ebenfalls leicht vonstatten geht, so daß man eine
rasch sieh bildende homogene Glasmasse erhält. Während das Schmelzgut durch die
kreisenden Schmelzgase gegen die Seitenwand a2 der Schmelzkammer geschleudert wird,
können sich die Gase nach Maßgabe ihrer Verbrennung im oberen, erweiterten Teile
der Schmelzkammer ausdehnen, und in dem Maße, wie sie ihre Hitze an das im Schmelzen
begriffene Beschickungsgut abgeben, ziehen sie abwärts nach dem unteren, verengten
Teil der Schmelzkammer zur Mündung a3. Die geschmolzene Glasmasse, die am der Kammerwand
a2 gefangen wird, läuft derselben entlang abwärts und tropft in den Barunterliegenden
Behälter Az ab in welchem der Gar- oder Läuterungsvorgang vollzogen wird. In diesem
Behälter wird die Glasmasse teils durch Wärmestrahlung, teils durch die Hitze der
mitziehenden Verbrennungsgase einem Garschmelzen unterworfen, während sie demn für
das selbsttätige Ablassen des Glases vorgesehenen Auslaß au oder den für das Entnehmen
von Hand angebrachten seitlichen Schöpföffnungen a7 zufließt.
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Das Gas, das durch Verbrennung zum Schmelzen der Masse in der Schmelzkammer
benutzt wird, kann gemäß Abb. I und 2 beispielsweise wie folgt gewonnen werden.
Durch eine Hebevorrichtung C wird Kohle einer Retorte D zugeführt, in der die flüchtigen
Bestandteile abdestilliert werden, während die Rückstände in einen Gaserzeuger A
geleitet werden, aus dem das erzeugte Gas durch die Rohrleitung e dem Gasometer
F zuströmt, von wo es durch die Leitung e1 und einen Ventilator f zu dem ein Regeneratorenpaar
e2, e2 durch die Rohre m wechselweise speisenden Steuerventil G geführt wird, während
die durch den Ventilator f1 eingesaugte Verbrennungsluft mittels des Steuerventils
G1 undl der Rohre rm1 einem anderen Regeneratorenpaar e2, e2 zugeführt wird. Die
Gase und die Veribrenungsluft strömen aus den jeweils eingeschalteten Regeneratoren
durch die Rohrleitungen, m2, m3 zwei um den Kopfteil der Schmelzkammer A berumgelegtem
Ringrohren rmll, m5z zu, welche die tangential gerichteten Düsen! a' speisen und
auch einen Teil der Gase und der Verbrennungsluft den Öffnungen oder Düsen x .des
Garschmelzbehälters A- zuführen.
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Bei der Ausführung gemäß Abb.3 und .I sind die Re.generatorenpaare
e2, e2 räumlich zwischen den Gas- und Luftsteuerventilen G, G1 einerseits und dem
Garschrnelzbehälter AZ anderseits angeordnet, so daß die verschiedenen Vorrichtungen
eine leicht übersichtliche Batterie darstellen. Im übrigen ist die Einrichtung dieselbe
wie vorhin, und clie gleichen Buchstaben bezeichnen die gleichen Teile.
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Die zur Glaserzeugung erforderlichen Bestandteile, vorzugsweise ;alle,
werden vorgewärmt, bevor sie in die Schmelzkammer A gelangen, wo sie der Schleuder-
und Sch.melzwirku.ng unterworfen werden. Dieses Vorwärmen kann mittels -der sonst
verlorenen Wärme :der zum Schmelzen und Läutern benutzten Gase erzielt werden, nachdem
dieselben ihren eigentlichen Zweck in der Schmelzkammer A und im Behälter Az erfüllt
haben; indessen ließen sich für .dieses Vorwärmen auch von einer anderen Quelle
herstammende Abgase verwenden.
Abb. 5, 6, 7 und 8 veranschaulichen.
eine Ausführungsform, welche für ein solches Vorwärmen mittels der sonst verlorenen
Wärme der Abgase eingerichtet ist, und zwar indem Sinne, daß sowohl die niederzuschmelzenden
Bestandteile als auch das für die Verbrennung in der Schmelzkammer benutzte Gas
und die Verbrennungsluft vorgewärmt wenden, obschon unter gewissen Umständen ein
Vorwärmen entweder der niederzuschmelzenden Bestandteile oder der zuzuführenden
Gase genügen würde.
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Der Behälter A2 besitzt an seinem hinteren Ende einen Kamin h, durch
welchen die Abgase zum Teil mittels der Rohrzüge g, g2 den Vorwärmern (Rekuperatoren)
H zugeführt werden, in denen sie ein Rohrsystem durchströmen, um durch das Abzugrohr
g3 nach dem Abzugkamin zu entweichen. Ein anderer Teil der Abgase begibt sich von
dem Rohrzug g durch Rohr i mach einer Kammer I über der domförmigen Decke der Schmelzkammer
A und von dadurch Rohr i2 nach dem Abzugrohr g3, erhitzt auf diesem Wege einen Vonwärmraum
J über der Kammer I, in den dieniederzuschmelzenden Stoffe entweder bei j von Hand
oder besser durch die selbsttätige Hebevorrichtung (Elevator) b2 aus einem Beschickungsbehälter
b3 eingeführt werden. Selbstverständlich ist die Eammer I mit einer geeigneten Scheide-
oder Führungswand versehen, um die Vorwärmgase den ganzen Innenraum der Kammer bestreichen
zu lassen, ,bevor sie durch Rohr i2 austreten. Aus dem Beschickungsraum. J fallen
die niederzuschmelzenden Stoffe durch eine zentrale Öffnung auf den durch ein Schneckengetriebe
L angetriebenen drehbaren Verteilkegel j3, der sie in den Schmelzraum schleudert,
währenddessen die durch die Rohre m, m1 geförderten Gas- und Luftmengen, die in
den Vorwärmern H vorgewärmt worden sind, aus diesen durch die Rohre m3 (Luft) und
m2 (Gas) den Ringrohren m4, m5 zugeführt werden, um in edlen mit den Ventilen nmg
versehenon Kanälen oder Rohrstutzen mn7 zu verbrennen und als heiße Gasmasse durch
die Düsen a5 in tangentialer Richtung in den Oberteil der Sohmelzkammer A getrieben
zu werden. Selbstverständlich darf die Temperatur der V orvärmeabgase nicht so hoch
sein, daß die niederzuschmelzenden Stoffe schon in dem Vorwärmraum J angeschmalzen
werden.
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Erfordern die Wärmeverhältnisse keine Regeneratoren oder Vorwärmer,
so können die Regeneratoren e2, e2 der Abb. I, z und 3, 4 weggelassen und die Rohre
m, ml unmittelbar mit den bezüglichen Rohren m2, m3 verbunden werden, so daß das
Gas und die Verbrennungsluft nicht vorgewärmt der Schmelzkammer zugeführt wird.
Ferner kann auf Wunsch nur das Regeneratorpaar für Luft vorgesehen und dasjenige
für die Gase weggelassen werden, in welchem Fall die Rohre m1 mit den Regeneratoren
für Luft und die Rohre mn unmittelbar mit den Rohren in2 verbunden werden, so daß
die heißen Gase aus dem Gaserzeuger ohne besondere Vorwärmung oder Überhitzung unmittelbar
nach der Schmelzkammer geleitet werden, während die kalte Luft vor ihrer Verbrennung
durch den betreffenden Regenerator vorgewärmt wird.