DE9319113U1 - Device for conditioning and homogenizing a glass stream - Google Patents

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"Vorrichtung zum Konditionieren und Homogenisieren eines Glasstromes""Device for conditioning and homogenizing a glass stream"

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Konditionieren und Homogenisieren eines kontinuierlich fließenden Glasstromes mit einer Behandlungsstrecke zum Führen eines Glasstromes, die sich von einer Eintrittsseite bis zu mindestens einer Entnahmestelle erstreckt und in der sich am Anfang eine Kühlzone befindet, an die sich eine Homogenisierungszone für die Glastemperatur anschließt.The innovation relates to a device for conditioning and homogenizing a continuously flowing glass stream with a treatment section for guiding a glass stream, which extends from an inlet side to at least one removal point and in which there is a cooling zone at the beginning, which is followed by a homogenization zone for the glass temperature.

Während die Prozeßtemperaturen beim Erschmelzen von Glas von dessen Zusammensetzung, vom Produktionsverfahren und von anderen Faktoren abhängen, liegen die zur Verarbeitung des Glases erforderlichen Temperaturen in der Regel niedriger als dieWhile the process temperatures for melting glass depend on its composition, the production process and other factors, the temperatures required for processing the glass are generally lower than the

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Schmelztemperaturen bei der Herstellung des Glases. Demzufolge muß das Glas zwischen seiner Herstellung und Verarbeitung abgekühlt werden. Die Abkühlung des Glases ist ein Teil der sogenannten "Konditionierung", bei der das Glas für die Verarbeitung aufbereitet wird. Ebenfalls zur Konditionierung des Glases gehört das Erreichen eines für den in Frage kommenden Verarbeitungsprozeß erforderlichen Grades an thermischer Homogenität.Melting temperatures during the manufacture of the glass. Consequently, the glass must be cooled between its manufacture and processing. Cooling the glass is part of the so-called "conditioning" in which the glass is prepared for processing. Also part of the conditioning of the glass is achieving a degree of thermal homogeneity required for the processing in question.

Die Konditionierung des Glases kann erst dann vorgenommen werden, wenn das Glas das eigentliche Schmelzaggregat bereits verlassen hat. Früher wurde die Konditionierung zumindest überwiegend in den sogenannten Vorherden oder Speisern durchgeführt. Seit einiger Zeit wird auch die sogenannte Arbeitswanne oder der Verteilerkanal für die Konditionierung herangezogen. Einige Entwicklungen der allerletzten Zeit haben die Situation in bezug auf das Abkühlen des Glases entscheidend verändert.The conditioning of the glass can only be carried out once the glass has already left the actual melting unit. In the past, conditioning was at least predominantly carried out in the so-called forehearths or feeders. For some time now, the so-called working tank or distribution channel has also been used for conditioning. Some recent developments have changed the situation significantly with regard to cooling the glass.

Im Bereich der Schmelzwannen wurde durch verschiedene Maßnahmen die spezifische Schmelzleistung, d.h. die auf die Fläche des Schmelzbereichs bezogene Leistung, wesentlich erhöht. Entsprechend gestiegen ist damit auch die Temperatur des aus der Schmelzwanne abgezogenen Glases. Auch andere Hilfsmittel, durch die die Glastemperatur am Boden der Schmelzwanne erhöht wird, wie z. B. Bubbier oder Bodenheizungen führen meist zu einer Steigerung der Austrittstemperatur des Glases aus der Schmelzwanne.In the area of the melting tanks, various measures have been taken to significantly increase the specific melting performance, i.e. the performance related to the area of the melting area. The temperature of the glass drawn from the melting tank has also increased accordingly. Other aids that increase the glass temperature at the bottom of the melting tank, such as bubblers or floor heating, also usually lead to an increase in the temperature of the glass leaving the melting tank.

Auch die Glas-Verarbeitungsmaschinen wurden ständig weiterentwickelt, um u. a. den Durchsatz zu steigern. Während noch in den Sechziger und Siebziger Jahren Maschinen zur Massenherstellung von Hohlgläsern mit 6, 8 oder 10 Stationen für jeweils zwei Tropfen versehen waren, haben größere MaschinenThe glass processing machines were also constantly being developed further in order to increase throughput, among other things. While in the 1960s and 1970s machines for the mass production of hollow glass were equipped with 6, 8 or 10 stations for two drops each, larger machines have

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heutzutage 12 bis 16 Stationen für jeweils zwei Tropfen oder zehn Stationen für jeweils drei oder vier Tropfen. Dadurch hat sich die Durchsatzleistung einer einzelnen Maschine ganz erheblich erhöht. Die vorstehend beschriebenen Einflüsse haben dazu geführt, daß die gesamte Wärmemenge, die dem Glas nach dem Verlassen der Schmelzwanne und vor der Verarbeitung entnommen werden muß, erheblich gestiegen ist. Die Steigerung des Durchsatzes der einzelnen Maschinen hat die Verweilzeit des Glases in den der Schmelzwanne nachgeschalteten Teilen der Anlage verringert. Dies führt zu dem konträren Sachverhalt, daß eine größere Wärmemenge innerhalb einer geringeren Zeit abgeführt werden muß. Daraus ergibt sich, daß die Produktivität der gesamten Linie ganz erheblich von der Kühlleistung innerhalb der Behandlungsstrecke abhängt. Hierbei müssen allerdings erneut zahlreiche technische Probleme beachtet werden.Today there are 12 to 16 stations for two drops each or ten stations for three or four drops each. This has increased the throughput of a single machine considerably. The influences described above have led to a significant increase in the total amount of heat that must be removed from the glass after it leaves the melting tank and before processing. The increase in the throughput of the individual machines has reduced the time the glass spends in the parts of the system downstream of the melting tank. This leads to the contrary fact that a larger amount of heat must be removed within a shorter time. This means that the productivity of the entire line depends considerably on the cooling capacity within the treatment section. However, numerous technical problems must again be taken into account here.

Das Fließen des Glases in Arbeitswannen und Vorherden, die im allgemeinen die Grundform eines Kanals aufweisen, erfolgt aufgrund der relativ hohen Viskosität des Glases in Form einer laminaren Strömung. Typischerweise bildet sich dabei im Glasbad ein Geschwindigkeitsprofil aus, bei dem das Maximum etwa in der Mitte des Strömungskanals bzw. an der Glasoberfläche liegt. Aufgrund der Abhängigkeit der Viskosität von der Temperatur der Glasschmelze existiert eine Wechselwirkung zwischen der Glastemperatur, den Wärmeveriusten und der Fließgeschwindigkeit des Glases. Bei örtlich herabgesetzter Geschwindigkeit werden die Wärmeverluste durch Erhöhung der Verweilzeit vergrößert. Dadurch sinkt die Temperatur weiter ab, und durch die dadurch bedingte Erhöhung der Viskosität verringert sich die örtliche Fließgeschwindigkeit noch weiter.The flow of glass in working tanks and forehearths, which generally have the basic shape of a channel, occurs in the form of a laminar flow due to the relatively high viscosity of the glass. Typically, a velocity profile forms in the glass bath, with the maximum being approximately in the middle of the flow channel or on the glass surface. Due to the dependence of the viscosity on the temperature of the glass melt, there is an interaction between the glass temperature, the heat losses and the flow velocity of the glass. If the velocity is locally reduced, the heat losses are increased by increasing the residence time. This causes the temperature to drop further, and the resulting increase in viscosity reduces the local flow velocity even further.

Die Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit in einem Bereich führt bei gleichbleibender Durchsatzmenge zwangsläufig zurThe reduction of the flow velocity in one area, while the flow rate remains the same, inevitably leads to

Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeiten in anderen Bereichen mit höheren Glastemperaturen. Damit wiederum wird die Verweilzeit in den Bereichen mit höherer Temperatur und dadurch die effektive Kühlleistung reduziert. Aus diesem Grunde muß die Wirkung eines Kühlsystems möglichst genau definierbar sein, und innerhalb der Kühlzone sollen möglichst Bereiche vermieden werden, in denen geringe Strömungsgeschwindigkeiten auftreten. Durch Bereiche mit niedrigen Temperaturen und höheren Viskositäten tritt wirkungsmäßig eine Verengung des Strömungsquerschnitts ein, was wiederum zu einem erhöhten Gefälle des Glasstandes zwischen der Schmelzwanne und der Entnahmestelle führt. Dies kann wiederum Produktionsstörungen zur Folge haben.Increasing the flow speeds in other areas with higher glass temperatures. This in turn reduces the dwell time in the areas with higher temperatures and thus the effective cooling performance. For this reason, the effect of a cooling system must be defined as precisely as possible, and areas within the cooling zone where low flow speeds occur should be avoided as far as possible. Areas with low temperatures and higher viscosities effectively narrow the flow cross-section, which in turn leads to an increased gradient of the glass level between the melting tank and the removal point. This in turn can result in production disruptions.

Außerdem muß hierbei berücksichtigt werden, daß die Abkühlung von Gläsern bestimmter Zusammensetzung unterhalb bestimmter Grenztemperaturen, die von der Glaszusammensetzung abhängig sind, zur Bildung von Kristallen führen kann, ein Vorgang, der als "Entglasung" bezeichnet wird. Auch dieser Vorgang kann die Produktion empfindlich stören. Infolgedessen ist beim Einsatz einer Kühlstrecke die Abkühlung des Glasbades auf Temperaturen unterhalb der Entglasungstemperatur möglichst zu vermeiden. Da wiederum die Kristallbildung sowohl von der Temperatur als auch von der Zeit abhängig ist, spielt die Verweilzeit des Glases in dem kritischen Temperaturbereich zusätzlich eine wesentliche Rolle.It must also be taken into account that cooling glasses of a certain composition below certain limit temperatures, which depend on the glass composition, can lead to the formation of crystals, a process known as "devitrification". This process can also seriously disrupt production. Consequently, when using a cooling section, cooling the glass bath to temperatures below the devitrification temperature should be avoided as far as possible. Since the formation of crystals is dependent on both temperature and time, the time the glass spends in the critical temperature range also plays an important role.

Der Wärmetransport im Glasbad selbst findet fast ausschließlich durch Strahlung statt, wobei die Transportgeschwindigkeit von der Zusammensetzung des Glases abhängig ist. Beispielsweise bewirkt die Anwesenheit von zweiwertigem Eisen oder Chrom, die zur Färbung von grünem Glas eingesetzt werden, eine Herabsetzung des Wärmetransports im Glasbad im Vergleich beispielsweise zu einem Kalk-Natron-Weißglas. Dies hat zur Folge, daß der WärmetransportThe heat transport in the glass bath itself takes place almost exclusively by radiation, whereby the transport speed depends on the composition of the glass. For example, the presence of bivalent iron or chromium, which are used to colour green glass, reduces the heat transport in the glass bath compared to, for example, a soda-lime white glass. This means that the heat transport

aus den unteren Bereichen des Glasbades verzögert wird. Eine Kühlung der unteren Bereiche des Glasbades ist aber unerläßlich. Erfolgt die Kühlung zu einem zu späten Zeitpunkt, so wird kein effektiver Kühleffekt mehr in den unteren Bereichen des Glasbades beobachtet.from the lower areas of the glass bath is delayed. Cooling of the lower areas of the glass bath is essential. If cooling takes place too late, no effective cooling effect will be observed in the lower areas of the glass bath.

Es sind zahlreiche Kühlsysteme bekannt geworden, bei denen der Wärmetransport durch Strahlung überwiegt. Diese Art des Wärmeentzugs ist deswegen vorteilhaft, weil dadurch die Wärme nicht unmittelbar von der Glasoberfläche entnommen wird, sondern von einer Schicht, deren Stärke von der Strahlungsdurchlässigkeit des Glases abhängt. Das Stefan-Boltzmann-Gesetz bietet eine Berechnungsgrundlage für die durch Strahlung transportierten Wärmemengen. Ein wesentlicher Faktor ist dabei der Temperaturunterschied zwischen Strahler und Empfänger. In der für die Glasindustrie typischen Anwendung ist die Temperatur des Glases als Strahler vorgegeben. Aus diesem Grunde ist die Temperatur des Empfängers für die abgezogene Wärmemenge ausschlaggebend.Numerous cooling systems have become known in which heat transport by radiation predominates. This type of heat extraction is advantageous because the heat is not extracted directly from the glass surface, but from a layer whose thickness depends on the radiation permeability of the glass. The Stefan-Boltzmann law provides a basis for calculating the amount of heat transported by radiation. A key factor here is the temperature difference between the emitter and the receiver. In the application typical for the glass industry, the temperature of the glass as the emitter is specified. For this reason, the temperature of the receiver is decisive for the amount of heat extracted.

Durch die DE-PS 24 10 763 ist es bekannt, die Decke eines Speiserkanals so zu profilieren, daß in der Mitte ein nach unten offener Kanal gebildet wird, in dem ein Kühlluftstrom in Längsrichtung des Speiserkanals zwischen der Speiserdecke und dem Glasstrom geführt wird. Dadurch entsteht eine Temperaturdifferenz zwischen dem im Kanal befindlichen Glas und der Unterseite der Decke, so daß das Glas Wärme zum gekühlten Teil der Decke abstrahlt. Einerseits ist es hierbei vorteilhaft, daß die Decke als Strahlungsempfänger unmittelbar durch die Kühlluft gekühlt wird. Andererseits wird die abgestrahlte Energiemenge durch die erreichbare Temperatur der Decke bestimmt, so daß die Energiemenge pro Zeiteinheit begrenzt ist. In der Praxis können an der Unterseite der Decke nur Temperaturen von mehreren 100 ⁰C erreicht werden. Durch dieFrom DE-PS 24 10 763 it is known to profile the ceiling of a feeder channel in such a way that a channel is formed in the middle that is open at the bottom and in which a cooling air flow is guided in the longitudinal direction of the feeder channel between the feeder ceiling and the glass flow. This creates a temperature difference between the glass in the channel and the underside of the ceiling, so that the glass radiates heat to the cooled part of the ceiling. On the one hand, it is advantageous that the ceiling, as a radiation receiver, is cooled directly by the cooling air. On the other hand, the amount of energy radiated is determined by the achievable temperature of the ceiling, so that the amount of energy per unit of time is limited. In practice, only temperatures of several 100 ^° C can be reached on the underside of the ceiling.

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Änderung der Luftmenge pro Zeiteinheit wird die effektive Temperatur des Empfängers und damit die entnehmbare Wärmemenge variiert. Die zugeführte Kühlluft ist beim Eintritt wesentlich kalter als das innere des Strömungskanals, so daß eine schnelle Aufheizung der Luft erfolgt. Bei starker Luftzufuhr können jedoch Dichteunterschiede zwischen der kälteren Luft und der Umgebung auftreten, so daß konvektive Luftbewegungen stattfinden. Dadurch ist die Gefahr der direkten Abkühlung der Glasoberfläche durch Kühlluft gegeben. Dies führt wiederum zu einer Beschleunigung des darunterliegenden heißeren Glasstroms und dadurch zu einer Verringerung der effektiven Kühlleistung des Systems.By changing the amount of air per unit of time, the effective temperature of the receiver and thus the amount of heat that can be extracted is varied. The cooling air supplied is significantly colder on entry than the inside of the flow channel, so that the air heats up quickly. However, with a strong air supply, density differences can occur between the colder air and the environment, so that convective air movements take place. This creates the risk of the glass surface being directly cooled by the cooling air. This in turn leads to an acceleration of the hotter glass flow underneath and thus to a reduction in the effective cooling capacity of the system.

In der US-PS 35 82 310 wurde auch bereits der Weg beschritten, den Kühlluftkanal gegenüber der Glasschmelze durch eine Zwischendecke zu schließen, so daß eine direkte Abkühlung der Glasoberfläche verhindert wird. Durch diese Zwischendecke wird allerdings die Leistungsfähigkeit der Kühlung verringert, da sich in der Zwischendecke ein Temperaturgradient einstellt, durch den die Unterseite der Zwischendecke eine höhere Temperatur annimmt. Dies wiederum beeinflußt den Wärmeentzug aus der Glasströmung negativ.In US-PS 35 82 310, the approach of closing the cooling air channel from the glass melt with an intermediate ceiling was already taken, so that direct cooling of the glass surface was prevented. However, this intermediate ceiling reduced the efficiency of the cooling, since a temperature gradient was created in the intermediate ceiling, which caused the underside of the intermediate ceiling to assume a higher temperature. This in turn had a negative effect on the heat extraction from the glass flow.

Ein wesentlich effektiveres Kühlsystem ist in der EP-PS 0 212 539 beschrieben. Hierbei sind in der Decke einer Behandlungsstrecke Öffnungen vorgesehen, deren wirksamer Querschnitt durch verschiebbare Platten veränderbar ist. Dadurch wird die Umgebung nach Maßgabe des Öffnungsquerschnitts als Strahlungsempfänger benutzt. Da die Temperatur der Umgebung auch im ungünstigsten Fall unter 100 ⁰C liegt und damit wesentlich niedriger liegt als die erreichbaren Empfängertemperaturen bei anderen Systemen, ist die Leistungsfähigkeit pro Flächeneinheit wesentlich höher. Andererseits erzeugen aber die Abstrahlungsöffnungen eine Kaminwirkung undA much more effective cooling system is described in EP-PS 0 212 539. In this system, openings are provided in the ceiling of a treatment section, the effective cross-section of which can be changed by means of movable plates. This means that the environment is used as a radiation receiver in accordance with the opening cross-section. Since the temperature of the environment is below 100 ⁰ C even in the worst case scenario and is therefore much lower than the achievable receiver temperatures in other systems, the performance per unit area is much higher. On the other hand, however, the radiation openings create a chimney effect and

verursachen damit wiederum konvektive Luftbewegungen. Solche Bewegungen sind schwer kontrollierbar und können zu regelungstechnischen Problemen führen.This in turn causes convective air movements. Such movements are difficult to control and can lead to control problems.

Auch wenn die vorhandene Kühlkapazität ausreichend ist, kann es immer noch zu Problemen bei der Kühlung der unteren Schichten der Glasströmung kommen, die vor allem bei Farbgläsern eine zu hohe Temperatur behalten.Even if the existing cooling capacity is sufficient, there may still be problems with cooling the lower layers of the glass flow, which retain too high a temperature, especially in the case of colored glass.

Durch die EP-OS 2 195 598 ist es bekannt, die Glasoberfläche in einem Speiser durch Lochplatten gezielt mit Kühlluft anzublasen. Hierdurch kann bei starker Kühlung, die bei erhöhtem Durchsatz erforderlich ist, auf der Glasoberfläche eine Art "Lederhaut" entstehen, unterhalb welcher das Glas mit hoher Temperatur und niedriger Viskosität mit erhöhter Geschwindigkeit weiterströmt.EP-OS 2 195 598 discloses the targeted blowing of cooling air onto the glass surface in a feeder through perforated plates. This can result in a type of "leather skin" being formed on the glass surface when the cooling is strong, which is necessary for increased throughput, beneath which the glass continues to flow at a high temperature and low viscosity at an increased speed.

Durch die US-PS 3 645 712 ist es weiterhin bekannt, auf der gesamten Länge eines Speisers oder Vorherdes eine Reihenanordnung von plattenförmigen Wärmetauschern vorzusehen, die von einem Kühlmedium durchströmt werden, aber nicht in die Glasschmelze eintauchen. Diese Kühlung kann durch ein entsprechendes Kühlmedium sehr effektiv gestaltet werden, jedoch findet die Temperaturabsenkung nur allmählich über die gesamte Länge des Vorherdes statt, so daß der restliche Strömungsweg nicht mehr ausreicht, um eine außerdem notwendige Homogenisierung der Temperatur über die gesamte Tiefe der Glasschmelze herbeizuführen. Obwohl kurz hinter dem Eintritt der Glasschmelze in den Vorherd eine Bodenerhöhung vorgesehen ist, empfiehlt diese Druckschrift immer noch die Einhaltung einer erheblichen Tiefe des Glasstroms.It is also known from US-PS 3,645,712 to provide a series of plate-shaped heat exchangers along the entire length of a feeder or forehearth, through which a cooling medium flows but which do not dip into the glass melt. This cooling can be made very effective by using an appropriate cooling medium, but the temperature reduction only takes place gradually over the entire length of the forehearth, so that the remaining flow path is no longer sufficient to bring about the necessary homogenization of the temperature over the entire depth of the glass melt. Although a raised floor is provided shortly after the glass melt enters the forehearth, this publication still recommends maintaining a considerable depth of the glass flow.

Durch die US-PS 4 029 488 ist es weiterhin bekannt, am Eintrittsende der Glasschmelze in einen Vorherd in dessen Boden KühlkörperIt is also known from US-PS 4 029 488 that cooling elements are installed at the bottom of a forehearth at the inlet end of the glass melt.

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vorzusehen, die vom Glas überströmt werden und dadurch eine intensive Kühlung bewirken sollen. Am Anfang des Vorherdes sind in dessen Bodenmitte in Reihe zwei Kühlkörper angeordnet, und erst danach folgen zwei weitere Kühlkörper, die nebeneinander angeordnet sind. Dadurch findet der stärkere Kühleffekt erst mit einiger Entfernung vom Einlauf in den Vorherd statt. Durch derartige Kühlkörper wird Wärme nur aus der unmittelbar angrenzenden Schicht entzogen, die sich gezwungenermaßen am Boden des Kanals befindet. In der Praxis ist eine Bewegung dieser Schicht schwierig durchzuführen, und zwar auch dann, wenn Rührwerke verwendet werden. Außerdem hat der Füllstand eine beträchtliche Höhe, so daß es schwierig ist, eine auch nur einigermaßen gleichmäßige Temperaturverteilung zu erreichen. Die Rührer können nämlich wegen des dann auftretenden Verschleißes nicht so tief angeordnet werden, daß die kalte Bodenschicht aufgenommen werden könnte.to be provided, over which the glass flows and thus causes intensive cooling. At the beginning of the forehearth, two cooling elements are arranged in a row in the middle of the bottom, and only then follow two further cooling elements, which are arranged next to each other. As a result, the stronger cooling effect only takes place some distance from the inlet to the forehearth. Such cooling elements only extract heat from the immediately adjacent layer, which is necessarily located at the bottom of the channel. In practice, it is difficult to move this layer, even if agitators are used. In addition, the filling level is quite high, so that it is difficult to achieve even a somewhat even temperature distribution. The agitators cannot be arranged deep enough to absorb the cold bottom layer because of the wear that would then occur.

Durch die US-PS 2 394 893 ist es bekannt, den recht tiefen Inhalt einer Arbeitswanne mittels eines rechenähnlichen, gekühlten Rührers regelrecht abzurastern und dadurch den Inhalt der Arbeitswanne systematisch umzurühren. Diese Maßnahme ist jedoch konstruktiv sehr aufwendig und führt dennoch nicht zu einer Homogenisierung der Temperaturverteilung, da an den verschiedenen Ausgängen der Arbeitswanne kein hinreichender Strömungsweg für einen Temperaturausgleich mehr vorhanden ist.From US-PS 2 394 893 it is known to scan the very deep contents of a working tank using a rake-like, cooled stirrer and thereby systematically stir the contents of the working tank. However, this measure is very complex in terms of construction and still does not lead to a homogenization of the temperature distribution, since there is no longer a sufficient flow path for temperature equalization at the various outlets of the working tank.

Durch die DE-PS 25 07 015 ist es weiterhin bekannt, in der Schmeizwanne selbst, zwischen einem Schmelzabschnitt und einem Läuterungsabschnitt hoher Temperatur einerseits und einer Läuterungszone niedrigerer Temperatur andererseits wassergekühlte Rührvorrichtungen vorzusehen, um die Homogenisierung zu steigern und die Qualität des Glases zu verbessern. Dadurch wird aber eine größere Länge der Schmelzwanne erforderlich, und die ProblemeIt is also known from DE-PS 25 07 015 to provide water-cooled stirring devices in the melting tank itself, between a melting section and a refining section at high temperatures on the one hand and a refining zone at lower temperatures on the other, in order to increase homogenization and improve the quality of the glass. However, this requires a greater length of the melting tank and the problems

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hinsichtlich einer weiteren Kühlung und Homogenisierung der Temperatur in den sich an die Schmeizwanne anschließenden Aggregaten zur Weiterverarbeitung des Glases werden nicht gelöst.regarding further cooling and homogenisation of the temperature in the units connected to the melting tank for further processing of the glass are not resolved.

Schließlich ist es durch die DE-OS 31 19 816 bekannt, einen Speiser in fünf Zonen zu unterteilen, von denen die beiden ersten eine Schnellkühlzone und eine Feinkühlzone sind. Die dritte Zone ist eine Rührzone, in der die Glasschmelze mechanisch umgerührt wird, und die vierte Zone ist eine Ausgleichszone zur Homogenisierung der Temperatur vor dem Eintritt des Glases in die fünfte Zone, in der der übliche Tropfen gebildet wird. Sowohl in der Schnellkühlzone als auch in der Feinkühlzone sind geschlossene Deckenkanäle und Bodenkanäle für die wahlweise oder gleichzeitige Führung eines Kühlmedium vorgesehen. Der Wärmeentzug pro Längeneinheit der beiden Kühlzonen ist jedoch nach wie vor begrenzt, so daß der Glasstrom in einem mäanderförmigen Kanal geführt wird, in dem sich zusätzliche Elektroden zur Aufheizung des Glases in den sogenannten "tote Ecken" befinden. Kühlung und zusätzliche Beheizung der Glasschmelze müssen also gleichzeitig durchgeführt werden, so daß erhebliche Wärmemengen unmittelbar von den zusätzlichen Heizzonen zu den Kühlzonen abgeführt werden.Finally, it is known from DE-OS 31 19 816 to divide a feeder into five zones, the first two of which are a rapid cooling zone and a fine cooling zone. The third zone is a stirring zone in which the glass melt is mechanically stirred, and the fourth zone is a compensation zone for homogenizing the temperature before the glass enters the fifth zone, in which the usual drop is formed. In both the rapid cooling zone and the fine cooling zone, closed ceiling channels and floor channels are provided for the optional or simultaneous guidance of a cooling medium. However, the heat extraction per unit length of the two cooling zones is still limited, so that the glass flow is guided in a meandering channel in which additional electrodes for heating the glass are located in the so-called "dead corners". Cooling and additional heating of the glass melt must therefore be carried out simultaneously so that considerable amounts of heat are dissipated directly from the additional heating zones to the cooling zones.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, durch die bei hohem Durchsatz der Behandlungsstrecke sowohl ein starker Kühleffekt als auch ein guter Homogenisierungseffekt erzeugt werden. Wie eingangs aufgezeigt wurde, stehen sich diese Forderungen gewissermaßen diametral entgegen.The innovation is therefore based on the task of specifying a device of the type described above, which produces both a strong cooling effect and a good homogenization effect with a high throughput of the treatment section. As was shown at the beginning, these requirements are diametrically opposed to one another.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei der eingangs angegebenen Vorrichtung neuerungsgemäß dadurch, daß in der Kühlzone für den Glasstrom ein Strömungsquerschnitt mit einemThe solution to the problem is achieved in the device specified at the beginning by creating a flow cross-section with a

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Tiefen/Breitenverhältnis T/B von maximal 0,6 eingestellt wird, wobei die maximale Tiefe T_max Depth/width ratio T/B of maximum 0.6 is set, whereby the maximum depth T _max

a) bei Anordnung der Kühlzone in einer Arbeitswanne oder in einem Verteilerkanal 300 mm,a) if the cooling zone is arranged in a working tank or in a distribution channel 300 mm,

b) bei Anordnung der Kühlzone in einem Speiser und/oder in einem Vorherd 150 mmb) if the cooling zone is arranged in a feeder and/or in a forehearth 150 mm

beträgt.amounts.

Vereinfacht ausgedrückt besteht die Neuerung darin, zumindest am Anfang der Behandlungsstrecke einen möglichst niedrigen Füllstand der Glasschmelze zu erzeugen, in diesem Bereich des niedrigen Füllstandes möglichst viel Wärme zu entziehen, so daß bei gegebener Länge der Behandlungsstrecke eine möglichst lange Homogenisierungszone zur Verfügung steht, in der ein Ausgleich der restlichen Temperaturdifferenzen herbeigeführt werden kann.Put simply, the innovation consists in creating the lowest possible filling level of the glass melt, at least at the beginning of the treatment section, and in extracting as much heat as possible in this area of the low filling level, so that for a given length of the treatment section, the longest possible homogenization zone is available in which the remaining temperature differences can be equalized.

Daraus ergibt sich, daß die Verhältnisse um so besser werden, je stärker das Tiefen-/Breitenverhältnis T/B verringert wird, beispielsweise auf 0,5; 0,4; 0,3; 0,2 und darunter. Es versteht sich, daß selbstverständlich sämtliche Zwischenwerte gleichermaßen zu Vorteilen führen.This means that the conditions become better the more the depth/width ratio T/B is reduced, for example to 0.5; 0.4; 0.3; 0.2 and below. It goes without saying that all intermediate values lead to equal advantages.

Auch hierbei wachsen die Vorteile zunächst mit abnehmender Tiefe, dann z. B., wenn die maximale Tiefe T_max bei Anordnung der Kühlzone in einer Arbeitswanne oder in einem Verteilerkanai auch kleiner als 300 mm gewählt werden kann, beispielsweise zu 250 mm, 200 mm oder darunter.Here too, the advantages initially increase with decreasing depth, for example when the maximum depth T _max can be selected to be less than 300 mm when the cooling zone is arranged in a work tank or in a distribution channel, for example to 250 mm, 200 mm or less.

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Die üblichen Füllstände in Speisern oder Vorherden sind naturgemäß geringer, so daß es auch in diesem Falle anzustreben ist, die maximale Tiefe von 150 mm beispielhaft auf 120 mm, 100 mm oder darunter zu verringern. Auch in diesem Fall sind Zwischenwerte ohne weiteres möglich.The usual filling levels in feeders or forehearths are naturally lower, so that in this case too the aim should be to reduce the maximum depth from 150 mm to, for example, 120 mm, 100 mm or less. In this case too, intermediate values are easily possible.

Die angegebenen geringen Badtiefen sind bei den heute geforderten hohen Durchsätzen keineswegs selbstverständlich. Ihnen steht nämlich der Effekt entgegen, daß sich über die Länge der Kühlzone und des übrigen Strömungsweges ein von der Strömungsgeschwindigkeit abhängiges Gefälle einstellt, und die Strömungsgeschwindigkeit und damit das Gefalle nehmen mit geringerer Badtiefe stark zu.The low bath depths specified are by no means a given given the high throughputs required today. They are counteracted by the effect that a gradient dependent on the flow velocity is established over the length of the cooling zone and the rest of the flow path, and the flow velocity and thus the gradient increase significantly with lower bath depths.

Es versteht sich, daß in allen Fällen Mindesttiefen nicht unterschritten werden können. Diese lassen sich jedoch experimentell bestimmen.It goes without saying that in all cases minimum depths cannot be undercut. However, these can be determined experimentally.

Der neuerungsgemäße Gedanke zielt mithin in Richtung einer "Dünnschichtkühlung", so daß es möglich ist, mit den an sich bekannten Kühlsystemen auf' relativ kurzem Wege außerordentlich große Wärmemengen abzuziehen, die in Relation zu der Temperaturdifferenz zwischen T-j und T2 zu setzen sind.The innovative idea is therefore aimed at "thin-film cooling", so that it is possible to extract extraordinarily large amounts of heat in a relatively short way using the cooling systems known per se, which must be put in relation to the temperature difference between T-j and T2.

Die Temperatur T-i ist diejenige am Ausgang der Schmeizwanne bzw. am Eintritt in die Behandiungsstrecke und die Temperatur T2 ist diejenige Temperatur an der ersten oder einzigen Entnahmestelle. Die Temperatur T^ ist eine Folge der notwendigen Betriebsbedingungen in der Schmeizwanne und liegt üblicherweise, aber beispielhaft, zwischen 1350 und 1400 ⁰C. Die Temperatur T-j liegt in der Regel um so höher, je höher der Durchsatz bzw. die Leistung der Schmelzwanne ist. Die Temperatur T2 wird sowohl durch die Glasart als auch durch die Verarbeitungsbedingungen derThe temperature Ti is the temperature at the exit of the melting tank or at the entry into the treatment section and the temperature T2 is the temperature at the first or only removal point. The temperature T^ is a consequence of the necessary operating conditions in the melting tank and is usually, but for example, between 1350 and 1400 ⁰ C. The temperature Tj is generally higher the higher the throughput or the performance of the melting tank. The temperature T2 is determined by both the type of glass and the processing conditions of the

üblicherweise erzeugten Glastropfen vorgegeben und liegt in der Regel beispielhaft zwischen 1120 und 1180 ⁰C. Die neuerungsgemäße Ausbreitung des Kanalquerschnitts über eine große Breite bei geringer Tiefe (bei gegebenen Durchsatz bzw. bei gegebener Strömungsgeschwindigkeit) ermöglicht eineThe temperature of the glass droplets usually produced is usually between 1120 and 1180 ⁰ C. The new expansion of the channel cross-section over a large width at a small depth (at a given throughput or at a given flow velocity) enables a

außerordentlich starke Kühlung auf kürzestem Wege bei gleichzeitiger Verringerung von Unterschieden in der Strömungsgeschwindigkeit und in der Temperatur und damit in der Viskosität. Es treten bereits dann erhebliche Vorteile ein, wenn dem Glasstrom am Anfang der Kühlzone je Meter Strömungsweg mindestens 30 % derjenigen Energiemenge entzogen werden, die der Temperaturdifferenz zwischen T-) und T2 entspricht. Es ist jedoch besonders vorteilhaft, wenn durch die Intensivierung der Kühlwirkung dem Glasstrom in der Kühlzone je Meter Strömungsweg mindestens 40 oder nach Möglichkeit mindestens 50 % derjenigen Energiemenge entzogen werden, die der besagten Temperaturdifferenz entsprechen.Extraordinarily strong cooling over the shortest possible distance while simultaneously reducing differences in flow speed and temperature and thus in viscosity. Considerable advantages are achieved if at least 30% of the amount of energy corresponding to the temperature difference between T-) and T2 is removed from the glass flow at the beginning of the cooling zone per meter of flow path. However, it is particularly advantageous if, by intensifying the cooling effect, at least 40% or, if possible, at least 50% of the amount of energy corresponding to the temperature difference is removed from the glass flow in the cooling zone per meter of flow path.

Wie bereits gesagt, können für den Wärmeentzug an sich bekannte Mittel verwendet werden, wie beispielsweise eine Bodenkühlung durch in den Boden der Behandlungsstrecke eingebaute Kühlkanäle und/oder durch eine bewußt im Bodenbereich verminderte Isolierung. Weiterhin kann alternativ oder zusätzlich eine Oberflächenkühlung vorgesehen werden, wie durch regelbare Deckenöffnungen, und/oder durch Anblasen mit Gasen, beispielsweise mit Luft und/oder durch Kühlkörper, die ohne Berührung mit dem Glasstrom oberhalb des Glasspiegels angeordnet sind. Schließlich ist es möglich, eine Kühlung in der Masse selbst durchzuführen, beispielsweise durch Kühlkörper, die in das Glas eingetaucht sind und die zusätzlich noch die Wirkung von Rührelementen haben können.As already mentioned, known means can be used for heat extraction, such as floor cooling through cooling channels built into the floor of the treatment section and/or through deliberately reduced insulation in the floor area. Furthermore, surface cooling can be provided alternatively or additionally, such as through adjustable ceiling openings, and/or by blowing gases, for example air and/or through cooling elements that are arranged above the glass surface without contact with the glass flow. Finally, it is possible to carry out cooling in the mass itself, for example through cooling elements that are immersed in the glass and that can also have the effect of stirring elements.

Auch für die nachfolgende Homogenisierung der Temperatur in der Glasschmelze können an sich bekannte Mittel vorgesehen werden,Known means can also be used for the subsequent homogenisation of the temperature in the glass melt,

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wie eine entsprechend lange Homogenisierungszone mit der Voraussetzung einer möglichst vollkommenen Wärmeisolierung gegenüber der Umgebung, durch ungekühlte Rührelemente oder Leitflächen, desgleichen auch durch eine leichte Beheizung der Schmelze von oben durch Strahlung oder innerhalb des Glases durch den elektrischen Glaswiderstand und entsprechende Heizelektroden.such as a suitably long homogenization zone with the prerequisite of as complete a thermal insulation as possible from the environment, by means of uncooled stirring elements or conducting surfaces, as well as by slight heating of the melt from above by radiation or within the glass by the electrical glass resistance and corresponding heating electrodes.

Durch die neuerungsgemäße Dünnschichtkühlung wird erreicht, daß praktisch die gesamte Glasmenge vorübergehend im Einflußbereich des Kühlsystems liegt, so daß z. B. auch der Bodenbereich der Glasströmung einer Kühlung z. B. durch merkliche Abstrahlung nach oben hin ausgesetzt wird. Die ansonsten zu beobachtende, sich negativ auswirkende wechselseitige Verstärkung von Temperatur-, Viskositäts-, Verweilzeit- und Strömungsdifferenzen wird damit außerordentlich wirksam unterdrückt.The innovative thin-film cooling ensures that practically the entire amount of glass is temporarily in the area of influence of the cooling system, so that, for example, the bottom area of the glass flow is also exposed to cooling, e.g. by noticeable radiation upwards. The otherwise observed, negatively impacting mutual amplification of temperature, viscosity, residence time and flow differences is thus extremely effectively suppressed.

Von besonderer Bedeutung ist dabei die Anordnung der Kühlzelle ganz am Anfang der Behandlungsstrecke, da dort die Temperatur zunächst noch sehr hoch und die Viskosität des Glases sehr niedrig ist.Of particular importance is the arrangement of the cooling cell at the very beginning of the treatment line, since the temperature there is initially very high and the viscosity of the glass is very low.

Durch die neuerungsgemäßen Konstruktionsvorschriften zur Dünnschichtkühlung läßt sich erreichen, daß der Strömungsweg der Glasmasse in der Kühlzone im wesentlichen geradlinig verläuft, so daß sogenannte "tote Ecken" und eine Zusatzbeheizung des Glases in diesen toten Ecken vermieden werden können. Außerdem wird dadurch der Aufbau der Kühlzone ganz wesentlich vereinfacht und die Temperaturverteilung bereits in der Kühlzone zu einem großen Teil homogenisiert.The new design regulations for thin-film cooling ensure that the flow path of the glass mass in the cooling zone is essentially straight, so that so-called "dead corners" and additional heating of the glass in these dead corners can be avoided. In addition, the structure of the cooling zone is significantly simplified and the temperature distribution is largely homogenized in the cooling zone.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Neuerung werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 12 näher erläutert.Embodiments of the subject matter of the innovation are explained in more detail below with reference to Figures 1 to 12.

187/15G187/15G

Es zeigen:Show it:

Figur 1 eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellteFigure 1 is a plan view of a schematically illustrated

Anordnung von Schmelzwanne, Verteilerkanal und drei Vorherden mit je einer Entnahmestelle,Arrangement of melting tank, distribution channel and three forehearths, each with one removal point,

Figur 2 einen vertikalen Längsschnitt durch eine Kühlzone mitFigure 2 shows a vertical longitudinal section through a cooling zone with

einer Abstrahlungsöffnung in der Decke,a radiation opening in the ceiling,

Figur 3 in der linken Hälfte eine Draufsicht von oben auf denFigure 3 in the left half a top view of the

Gegenstand nach Figur 2, und der rechten Hälfte einen Schnitt entlang der Linie Ill-Ill in Figur 2.Object according to Figure 2, and the right half a section along the line III-III in Figure 2.

Figur 4 einen vertikalen Querschnitt durch den GegenstandFigure 4 shows a vertical cross section through the object

von Figur 3 entlang der Linie IV-IV,of Figure 3 along the line IV-IV,

Figur 5 einen vertikalen Längsschnitt durch eine KühlzoneFigure 5 shows a vertical longitudinal section through a cooling zone

analog Figur 2, jedoch mit einem geschlossenen Kühlkanal in der Decke,analogous to Figure 2, but with a closed cooling channel in the ceiling,

Figur 6 in der linken Hälfte eine Draufsicht auf den GegenstandFigure 6 in the left half a top view of the object

nach Figur 5, und in der rechten Hälfte einen Schnitt entlang der Linie Vl-Vl in Figur 5,according to Figure 5, and in the right half a section along the line Vl-Vl in Figure 5,

Figur 7 einen vertikalen Querschnitt durch den GegenstandFigure 7 shows a vertical cross section through the object

nach Figur 6 entlang der Linie VII-VII,according to Figure 6 along the line VII-VII,

Figur 8 einen vertikalen Längsschnitt durch eine Kühlzone, inFigure 8 shows a vertical longitudinal section through a cooling zone, in

deren Verlängerung sich ein eingetauchter Kühlkörper in Form einer Barriere befindet,whose extension is a submerged heat sink in the form of a barrier,

Figur 9 in der linken Hälfte eine Draufsicht auf den GegenstandFigure 9 in the left half a top view of the object

nach Figur 8, und in der rechten Hälfte einen Schnitt entlang der Linie IX-IX durch den Gegenstand von Figur 8,according to Figure 8, and in the right half a section along the line IX-IX through the object of Figure 8,

Figur 10 einen vertikalen Querschnitt entlang der Linie X-XFigure 10 is a vertical cross-section along the line X-X

durch den Gegenstand von Figur 9,by the object of Figure 9,

Figur 11 ein Diagramm von Temperaturverläufen an mehrerenFigure 11 shows a diagram of temperature profiles at several

Meßstellen über die gesamte Länge der Behandlungsstrecke undMeasuring points along the entire length of the treatment line and

Figur 12 ein Diagramm mit den Viskositätsverläufen anFigure 12 shows a diagram with the viscosity curves at

mehreren Meßstellen über die gesamte Länge der Behandlungsstrecke.several measuring points over the entire length of the treatment route.

Die im Schnitt dargestellten Teile bestehen, soweit nichts anderes angegeben ist, aus den üblichen keramischen bzw. mineralischen Ofenbau- und Isolierstoffen.The parts shown in the section consist, unless otherwise stated, of the usual ceramic or mineral stove construction and insulation materials.

In Figur 1 ist eine Schmelzwanne 1 dargestellt, zu der eine Einlegeöffnung 2 gehört, die in herkömmlicher Weise als "Dog-House" ausgebildet ist, sowie ein Durchlaß 3, durch den die Glasschmelze aus der Schmelzwanne abgezogen wird. Die Glasbildner, die aus dem üblichen Gemenge und aus Scherben bestehen können, sowie das daraus gebildete Glas durchwandern die Schmelzwanne in Richtung des Pfeils 4. Es ist natürlich auch möglich, mehrere Einlegeöffnungen an den beiden Langseiten der Schmelzwanne anzuordnen, wodurch sich ein anderes Strömungsmuster ergibt. Zum Durchlaß 3 kann auch ein sogenannter "Riser" gehören. Derartige Einzelheiten sind Stand der Technik, so daß hierauf nicht näher eingegangen wird.Figure 1 shows a melting tank 1, which has an insertion opening 2, which is designed in the conventional way as a "dog house", and a passage 3 through which the glass melt is drawn from the melting tank. The glass formers, which can consist of the usual mixture and shards, as well as the glass formed from them, pass through the melting tank in the direction of arrow 4. It is of course also possible to arrange several insertion openings on the two long sides of the melting tank, which results in a different flow pattern. The passage 3 can also include a so-called "riser". Such details are state of the art, so they will not be discussed in more detail here.

An den Durchlaß 3 schließt sich ein Verteilerkanal 5 an, der auch als Arbeitswanne ausgebildet sein kann. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel befinden sich im Verteilerkanal beiderseits einer Mittenebene M-M zwei Kühlzonen 6 und 7, die einfach schraffiert und durch gestrichelte Linien umrandet sind. Es ist jedoch möglich, diese beiden Kühlzonen zu einer einzigen Kühlzone zu vereinigen, wodurch zusätzlich der kreuzschraffierte Bereich 8 hinzugewonnen wird.The passage 3 is followed by a distribution channel 5, which can also be designed as a working tank. In a first embodiment, there are two cooling zones 6 and 7 in the distribution channel on either side of a central plane M-M, which are simply hatched and surrounded by dashed lines. However, it is possible to combine these two cooling zones into a single cooling zone, which also creates the cross-hatched area 8.

Beiderseits der Mittellinie M-M werden zwei Behandlungsstrecken 9 und 10 gebildet, zu denen die beiden Kühlzonen 6 und 7 und ggf. auch der Bereich 8 gehören. Der restliche Strömungsweg der Glasschmelze bildet alsdann jeweils eine Homogenisierungszone 11 und 12. In den Homogenisierungszonen wird soweit wie irgend möglich eine Homogenisierung der Temperaturverteilung herbeigeführt.Two treatment sections 9 and 10 are formed on either side of the center line M-M, which include the two cooling zones 6 and 7 and, if applicable, also the area 8. The remaining flow path of the glass melt then forms a homogenization zone 11 and 12. In the homogenization zones, the temperature distribution is homogenized as far as possible.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind an den Verteilerkanal 5 drei Vorherde bzw. Speiser 13, 14 und 15 angeschlossen, die jeweils in einer Entnahmestelle E enden. Die Gesamtlänge der Vorherde 13, 14 und 15 bildet bei diesem Ausführungsbeispiei jeweils eine Behandlungsstrecke 16. In jeder dieser Behandlungsstrecken 16 liegt jeweils eine Kühlzone 17, 18 und 19, die schraffiert dargestellt und von gestrichelten Linien umgeben ist. Es wird betont, daß die Darstellung außerordentlich schematisch gehalten ist, um das Verständnis zu erleichtern. Auch im Bereich der Behandlungsstrecken 16 schließt sich an die jeweilige Kühlzone eine Homogenisierungszone 20, 21 und 22 an. Bei der dargestellten Ausführungsform der Vorherde kann auf die Kühlzonen 6, 7 und 8 im Verteilerkanal 5 verzichtet werden, so daß die Glasschmelze mit einer sehr hohen Temperatur in die Vorherde eintritt.In the second embodiment, three forehearths or feeders 13, 14 and 15 are connected to the distribution channel 5, each of which ends in a removal point E. In this embodiment, the total length of the forehearths 13, 14 and 15 forms a treatment section 16. In each of these treatment sections 16 there is a cooling zone 17, 18 and 19, which is shown hatched and surrounded by dashed lines. It is emphasized that the illustration is extremely schematic in order to facilitate understanding. In the area of the treatment sections 16, a homogenization zone 20, 21 and 22 is also connected to the respective cooling zone. In the embodiment of the forehearths shown, the cooling zones 6, 7 and 8 in the distribution channel 5 can be dispensed with, so that the glass melt enters the forehearths at a very high temperature.

Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen in verschiedenen Ansichten und Schnitten eine Kühlzone K, die an die Stelle der Kühlzonen 6 und 7 im Verteilerkanal 5 oder an die Stelle der Kühlzonen 17, 18 und 19 in den Vorherden 13, 14 und 15 gesetzt werden kann. Die betreffenden Kühlzonen stellen gewissermaßen einen Abschnitt eines Kanals mit einem Boden 23, Seitenwänden 24 und einer Decke 25 dar. Die Glasschmelze tritt auf der Eintrittsseite 26 ein und aus der Austrittsseite 27 wieder aus. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2 und 3 befindet sich in der Decke 25 eine schachtförmige Öffnung 28 mit rechteckigem Querschnitt, die eine Abstrahlung der im Glas gespeicherten Energie zuläßt. Um den Energiestrom an die Umgebung zu regeln, sind über der Öffnung Verschlußelemente 29 angeordnet, durch die der freie Querschnitt der Öffnung 28 bestimmbar ist. Die Öffnungs- und Schließbewegung ist durch Pfeile angedeutet. In den beiden Seitenwänden 24 befinden sich zwei Reihen von Brennern 30 (Figur 4), deren Mündungen in sogenannten Düsensteinen 31 untergebracht sind. Für den Austritt der Brenngase besitzen die Düsensteine Öffnungen 31a, die in Figur 2 als Halbkreise erkennbar sind, weil in etwa die obere Hälfte durch Rippen verdeckt ist, die sich von der Decke 25 abwärts erstrecken, wie dies etwa in Figur 4 dargestellt ist.Figures 2, 3 and 4 show, in various views and sections, a cooling zone K which can be placed in place of the cooling zones 6 and 7 in the distribution channel 5 or in place of the cooling zones 17, 18 and 19 in the forehearths 13, 14 and 15. The cooling zones in question represent, as it were, a section of a channel with a base 23, side walls 24 and a ceiling 25. The glass melt enters on the inlet side 26 and exits again on the outlet side 27. In the embodiment according to Figures 2 and 3, there is a shaft-shaped opening 28 with a rectangular cross-section in the ceiling 25, which allows the energy stored in the glass to be radiated. In order to regulate the energy flow to the environment, closure elements 29 are arranged above the opening, through which the free cross-section of the opening 28 can be determined. The opening and closing movement is indicated by arrows. In the two side walls 24 there are two rows of burners 30 (Figure 4), the outlets of which are housed in so-called nozzle blocks 31. For the exit of the combustion gases, the nozzle blocks have openings 31a, which can be seen as semicircles in Figure 2, because approximately the upper half is covered by ribs that extend downwards from the ceiling 25, as is shown in Figure 4.

Die Figuren 2 und 3 zeigen, daß der Boden 23 auf einer Länge, die in etwa der Länge der Öffnung 28 entspricht, mit einer Erhebung 23a versehen ist, die sich über die gesamte Breite B des Kanalquerschnitts erstreckt. Die Erhebung 23a bildet gewissermaßen eine Schwelle, die an beiden Enden (in Strömungsrichtung gesehen) über Schrägflächen 23b in das untere Bodenniveau 23c übergeht. Es ist deutlich zu erkennen, daß der Glasstrom 32 im Bereich der Erhebung 23a auf den sehr flachen Strömungsquerschnitt reduziert wird, der die hohe Abkühlgeschwindigkeit ermöglicht. An dieFigures 2 and 3 show that the base 23 is provided with a protrusion 23a over a length that corresponds approximately to the length of the opening 28, which extends over the entire width B of the channel cross-section. The protrusion 23a forms a kind of threshold that merges at both ends (seen in the flow direction) via inclined surfaces 23b into the lower base level 23c. It can be clearly seen that the glass flow 32 in the area of the protrusion 23a is reduced to the very flat flow cross-section that enables the high cooling rate.

Austrittsseite 27 schließt sich alsdann die jeweilige Homogenisierungszone an.The respective homogenization zone is then connected to the outlet side 27.

Die Figuren 5, 6 und 7 zeigen eine Variante der Kühlzone K, bei der eine Ausnehmung 33 in der Decke 25 durch eine Platte 34 verschlossen ist, die in diesem Falle den Strahlungsempfänger für die Wärmestrahlung des Glasstromes 32 darstellt. Oberhalb der Platte 34 befindet sich ein Aufbau 35 mit einem U-förmigen Strömungskanal 36 für die Durchleitung von Kühlluft. Eintrittsende 36a und Austrittsende 36b des Strömungskanals 36 sind nach oben gerichtet; die Strömungsrichtung ist durch Pfeile angedeutet. Durch eine entsprechende Menge an Kühlluft wird die Temperatur der Platte 34 beeinflußt und damit der auf den Glasstrom 32 einwirkende Kühleffekt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 5, 6 und 7 ist der Boden 23 eben ausgebildet. Dabei hat die ebene Innenfläche 23d eine entsprechende Höhenlage, so daß der Strömungsquerschnitt entsprechend breit und dabei dennoch flach ist.Figures 5, 6 and 7 show a variant of the cooling zone K in which a recess 33 in the ceiling 25 is closed by a plate 34, which in this case represents the radiation receiver for the heat radiation of the glass flow 32. Above the plate 34 there is a structure 35 with a U-shaped flow channel 36 for the passage of cooling air. The inlet end 36a and outlet end 36b of the flow channel 36 are directed upwards; the flow direction is indicated by arrows. The temperature of the plate 34 is influenced by an appropriate amount of cooling air and thus the cooling effect acting on the glass flow 32. In the embodiment according to Figures 5, 6 and 7, the base 23 is flat. The flat inner surface 23d has a corresponding height so that the flow cross-section is correspondingly wide and yet flat.

Das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 8, 9 und 10 unterscheidet sich dadurch von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, daß sich an die Erhebung 23a des Bodens 23 bei ansonsten gleichen geometrischen Verhältnissen wie in den Figuren 2, 3 und 4 ein weiterer Bereich anschließt, in dem sich oberhalb des unteren Bodenniveaus 23c ein Tauchkühler 37 befindet, der über zwei senkrechte Strömungskanäle 38 mit einem Kühlmedium beaufschlagbar ist. Die Strömungskanäle 38 können auch als konzentrische Rohrleitungen ausgeführt sein, was jedoch nicht näher dargestellt ist. Durch Anheben oder Absenken des Tauchkühlers 37 in Richtung des Doppelpfeils 39 läßt sich die Kühlwirkung im oberen und/oder unteren Bereich des Glasstromes 32 variieren. Durch eine periodische Querbewegung (quer zur Glasströmung) läßt sich die Intensität der Kühlung gleichfalls erhöhen. Auch kombinierteThe embodiment according to Figures 8, 9 and 10 differs from the previously described embodiments in that the elevation 23a of the base 23, with otherwise identical geometric conditions as in Figures 2, 3 and 4, is adjoined by a further area in which an immersion cooler 37 is located above the lower base level 23c, which can be supplied with a cooling medium via two vertical flow channels 38. The flow channels 38 can also be designed as concentric pipes, although this is not shown in more detail. By raising or lowering the immersion cooler 37 in the direction of the double arrow 39, the cooling effect in the upper and/or lower area of the glass flow 32 can be varied. The intensity of the cooling can also be increased by a periodic transverse movement (transverse to the glass flow). Combined

Bewegungen des Tauchkühlers sind möglich. Es ist ohne weiteres auch möglich, den Tauchkühler 37 als ausgesprochenes Rührelement auszubilden, um dadurch eine zusätzliche Homogenisierung der Temperatur im Glasstrom herbeizuführen. Die Strömungskanäle 38 sind durch eine Öffnung 40 in der Decke 25 nach außen geführt.Movements of the immersion cooler are possible. It is also possible to design the immersion cooler 37 as a dedicated stirring element in order to bring about additional homogenization of the temperature in the glass flow. The flow channels 38 are led out through an opening 40 in the cover 25.

Figur 11 zeigt anhand der Kurve 41 den Temperaturverlauf über die Länge "I" einer Behandlungsstrecke nach dem Stande der Technik. In diesem Fall findet eine Kühlung nach oben hin auf der gesamten Länge der Behandlungsstrecke statt. Dadurch wird dem Glasstrom in ™ ^ der gesamten Behandlungsstrecke Wärmeenergie entzogen, so daßFigure 11 shows, using curve 41, the temperature profile over the length "I" of a treatment section according to the state of the art. In this case, cooling takes place upwards over the entire length of the treatment section. As a result, heat energy is removed from the glass flow in the entire treatment section, so that

sich an der Entnahmestelle E keine ausreichende Homogenisierung der Temperaturverteilung erreichen läßt. Jede der in Figur 11 dargestellten Kurven sowie die Werte T^ und T2 stehen für eine mittlere Glastemperatur.sufficient homogenization of the temperature distribution cannot be achieved at the sampling point E. Each of the curves shown in Figure 11 as well as the values T^ and T2 represent an average glass transition temperature.

Die Kurve 42 zeigt die Verhältnisse bei einer Vorrichtung nach der DE-OS 31 19 816. Der Kurvenabschnitt 42a zeigt eine verhältnismäßig rasche Abkühlung in der sogenannten Schnellkühlzone, der Kurvenabschnitt 42b die deutlich langsamere Abkühlung in der sogenannten Feinkühlzone und der Kurvenabschnitt 42c die Verhältnisse in der Ausgleichs- oder Homogenisierungszone. ■& Die Länge des Strömungsweges innerhalb der Schnellkühlzone undCurve 42 shows the conditions in a device according to DE-OS 31 19 816. Curve section 42a shows a relatively rapid cooling in the so-called rapid cooling zone, curve section 42b the significantly slower cooling in the so-called fine cooling zone and curve section 42c the conditions in the equalization or homogenization zone. ■& The length of the flow path within the rapid cooling zone and

der Feinkühlzone wird durch den Punkt P zwischen den Kurvenabschnitten 42b und 42c angedeutet. Wegen der relativ großen Tiefe des Glasbades war nicht nur ein verhältnismäßig langer Weg des Glasstromes erforderlich, sondern auch die an sich wünschenswerte tiefere mittlere Temperatur ließ sich auf dem zur Verfügung stehenden Weg nicht erreichen. Dadurch war bei gegebener Gesamtlänge der Behandlungsstrecke der restliche Weg für den Temperaturausgleich bzw. die Homogenisierung zu kurz, undthe fine cooling zone is indicated by the point P between the curve sections 42b and 42c. Due to the relatively large depth of the glass bath, not only was a relatively long path for the glass flow required, but also the lower average temperature that was actually desirable could not be achieved on the available path. As a result, for a given total length of the treatment section, the remaining path for temperature equalization or homogenization was too short, and

•• * *·* *·
*» · ·*» · · ··· «··· « 187/15G187/15G • ·· -20--20- *·*·

es mußte außerdem auch in diesem Bereich noch weitere Energie abgeführt werden.In addition, further energy had to be dissipated in this area as well.

Die Wirkung der neuerungsgemäßen Vorrichtung läßt sich durch die ausgezogene Kurve 43 charakterisieren. Durch die entsprechend geringe Tiefe des Glasstromes bei großer Breite erfolgt innerhalb einer relativ kurzen Kühlzone K ein intensiver Abbau der mittleren Temperatur, was sich durch den steilen Temperaturverlauf äußert. Dadurch steht bei gegebener Gesamtlänge der Behandlungsstrecke eine relativ große Länge für die Homogenisierungszone H zur Verfügung, in der die mittlere Temperatur weitgehend unverändert bleibt. Sowohl der steile Temperaturabfall in der Kühlzone K als auch die gleichförmige mittlere Temperatur in der Homogenisierungszone H schließen nicht aus, daß die beiderseitigen Randzonen des breiten Glasstromes zusätzlich beheizt werden, wie dies für die Kühlzone anhand der Figuren 2 bis 10 (Brenneranordnung) dargestellt ist. Es ist lediglich dafür zu sorgen, daß durch den kombinierten Effekt von Dünnschichtkühlung, Rand- und ggf. auch Oberflächenbeheizung in Richtung auf eine möglichst homogene Temperaturverteilung eingewirkt wird. Hierfür steht aber ein verhältnismäßig sehr langer Strömungsweg in der Homogenisierungszone zur Verfügung, während in der Kühlzone die Voraussetzungen dafür geschaffen werden, daß der Glasstrom auch bereits mit nicht allzu großen Temperaturdifferenzen an den einzelnen Stellen des Strömungsquerschnitts in die Homogenisierungszone eintritt. Durch den niedrigen Füllstand bei größerer Breite B des Strömungsquerschnitts wird zusätzlich erreicht, daß die Wärmeverluste über die Seitenwände 24 verringert werden. Auch hierdurch wird die Homogenisierung verbessert und außerdem eine Energieersparnis erzielt.The effect of the new device can be characterized by the solid curve 43. Due to the correspondingly low depth of the glass stream with a large width, an intensive reduction in the average temperature occurs within a relatively short cooling zone K, which is expressed by the steep temperature curve. As a result, for a given total length of the treatment section, a relatively large length is available for the homogenization zone H, in which the average temperature remains largely unchanged. Neither the steep temperature drop in the cooling zone K nor the uniform average temperature in the homogenization zone H exclude the possibility that the edge zones on both sides of the wide glass stream are additionally heated, as is shown for the cooling zone in Figures 2 to 10 (burner arrangement). It is only necessary to ensure that the combined effect of thin-layer cooling, edge and, if necessary, surface heating works towards the most homogeneous temperature distribution possible. However, a relatively long flow path is available in the homogenization zone for this, while in the cooling zone the conditions are created for the glass flow to enter the homogenization zone with not too great temperature differences at the individual points of the flow cross-section. The low filling level with a larger width B of the flow cross-section also reduces the heat losses via the side walls 24. This also improves homogenization and also saves energy.

·*:. : 187/15G·*:. : 187/15G

In Figur 12 sind durch die Kurven 44 und 45 die Verläufe der mittleren Viskosität beim Stande der Technik (Kurve 44) und beim Gegenstand der Neuerung (Kurve 45) dargestellt. Es zeigt sich, daß durch die Wirkung der Dünnschichtkühlung die mittlere Viskosität sehr viel früher angehoben wird, wodurch in Verbindung mit einer besseren Temperatur-Homogenität auch eine gleichförmigereIn Figure 12, curves 44 and 45 show the course of the average viscosity in the state of the art (curve 44) and in the subject of the innovation (curve 45). It can be seen that the effect of the thin-film cooling increases the average viscosity much earlier, which, in conjunction with better temperature homogeneity, also results in a more uniform

Fließgeschwindigkeit über den gesamten Strömungsquerschnitt erreicht wird. Mit anderen Worten: Hohen Strömungsgeschwindigkeiten an Stellen hoher Temperaturen und niedrigen Viskositäten wird durch die intensive Dünnschichtkühlung systematisch entgegengewirkt, da diese sehr weitgehend sämtliche Bereiche des Strömungsquerschnitts erreicht.Flow velocity is achieved across the entire flow cross-section. In other words: high flow velocities at points of high temperatures and low viscosities are systematically counteracted by the intensive thin-film cooling, since this largely reaches all areas of the flow cross-section.

Aus dem Gesamtzusammenhang ergibt sich darüber hinaus, daß es außerordentlich wichtig ist, den intensivsten Teil der Kühlzone möglichst an den Anfang der Behandlungsstrecke zu legen, bei Verteilerkanälen oder Arbeitswannen aiso möglichst dicht hinter dem Durchlaß der Schmelzwanne, und bei Vorherden oder Speisern möglichst dicht hinter dem Eintritt der Glasschmelze in diese Aggregate.From the overall context, it also follows that it is extremely important to place the most intensive part of the cooling zone as close as possible to the beginning of the treatment section, in the case of distribution channels or working tanks as close as possible behind the passage of the melting tank, and in the case of forehearths or feeders as close as possible behind the entry of the glass melt into these units.

Bei der Würdigung der Neuerung sind die möglichen hohen Durchsätze bzw. mittleren Strömungsgeschwindigkeiten undWhen evaluating the innovation, the possible high throughputs or average flow velocities and

Temperaturdifferenzen besonders zu beachten. Zu hohen Belastungen führen bereits die in heutigen Arbeitswannen angewandten mittleren Sirömungs-geschwindigkeiten von 4,5 bis 5,5 m/h. Bei einer erfindungsgemäß dimensionierten und betriebenen Arbeitswanne mit einer Breite von 1500 mm und einer Badtiefe von 150 mm, also einem Verhältnis T/B=0,1 wurden mit sehr gutem Erfolg bei Durchsätzen von 100 und 150 Tonnen/Tag mittlere Strömungsgeschwindigkeiten von etwa 7 bzw. 11 m/h erreicht, ohneTemperature differences must be taken into account in particular. The average flow speeds of 4.5 to 5.5 m/h used in today's working tanks already lead to high loads. In a working tank dimensioned and operated according to the invention with a width of 1500 mm and a bath depth of 150 mm, i.e. a ratio T/B=0.1, average flow speeds of around 7 and 11 m/h were achieved with very good success at throughputs of 100 and 150 tons/day, without

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daß dadurch die Homogenität der Glasschmelze an der Entnahmestelle in Frage gestellt worden wäre.that this would have called into question the homogeneity of the glass melt at the extraction point.

Bei Vorherden mit den üblicherweise kleineren Strömungsquerschnitten treten höhere Strömungsgeschwindigkeiten auf. Aber auch hier sind die erfindungsgemäß erreichbaren mittleren Strömungsgeschwindigkeiten von mindestens 8 m/h beachtliche Werte, wenn gleichzeitig die geforderte Homogenität erreicht wird. Neuerungsgemäß lassen sich die mittleren Strömungsgeschwindigkeiten in Vorherden sogar bis auf 17 m/h und darüber steigern, ohne daß die geforderte mittlere Temperatur T2 und /oder die Homogenität der Glasschmelze in Frage gestellt worden wäre.Higher flow velocities occur in forehearths with the usually smaller flow cross-sections. But here too, the average flow velocities of at least 8 m/h that can be achieved according to the invention are considerable values if the required homogeneity is achieved at the same time. According to the innovation, the average flow velocities in forehearths can even be increased to 17 m/h and more without the required average temperature T2 and/or the homogeneity of the glass melt being called into question.

Claims (15)

Schutzansprüche:Protection claims: 1. Vorrichtung zum Konditionieren und Homogenisieren eines kontinuierlich fließenden Glasstromes mit einer Behandlungsstrecke (9, 10, 16) zum Führen eines Glasstromes (32), die sich von einer Eintrittsseite (26) bis zu mindestens einer Entnahmestelle (E) erstreckt und in der sich am Anfang eine Kühlzone (K; 6, 7, 8; 17, 18, 19) befindet, an die sich eine Homogenisierungszone (11, 12; 20, 21, 22) für die Glastemperatur anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kühlzone (K; 6, 7, 8; 17, 18, 19) für den Glasstrom (32) ein Strömungsquerschnitt mit einem Tiefen-/Breitenverhältnis T/B von maximal 0,6 vorhanden ist, wobei die maximale Tiefe T_max 1. Device for conditioning and homogenizing a continuously flowing glass stream with a treatment section (9, 10, 16) for guiding a glass stream (32), which extends from an inlet side (26) to at least one removal point (E) and in which there is a cooling zone (K; 6, 7, 8; 17, 18, 19) at the beginning, which is followed by a homogenization zone (11, 12; 20, 21, 22) for the glass temperature, characterized in that in the cooling zone (K; 6, 7, 8; 17, 18, 19) for the glass stream (32) there is a flow cross-section with a depth/width ratio T/B of maximum 0.6, the maximum depth T _max a) bei Anordnung der Kühlzone (K; 6, 7, 8) in einer Arbeitswanne oder in einem Verteilerkanal (5) 300 mm, a) if the cooling zone (K; 6, 7, 8) is arranged in a working tank or in a distribution channel (5) 300 mm, b) bei Anordnung der Kühlzone (K; 17, 18, 19) in einem
Speiser oder in einem Vorherd (13, 14, 15) 150 mm beträgt.b) when the cooling zone (K; 17, 18, 19) is arranged in a
feeder or in a forehearth (13, 14, 15) is 150 mm. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kühlzone ein Strömungsquerschnitt der Glasmasse mit einem Tiefen-/Breitenverhältnis T/B von maximal 0,5 vorhanden ist.2. Device according to claim 1, characterized in that in the cooling zone there is a flow cross-section of the glass mass with a depth/width ratio T/B of maximum 0.5. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kühlzone ein Strömungsquerschnitt der Glasmasse mit einem Tiefen-/Breitenverhältnis T/B von maximal 0,4 vorhanden ist.3. Device according to claim 1, characterized in that in the cooling zone there is a flow cross-section of the glass mass with a depth/width ratio T/B of maximum 0.4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kühlzone ein Strömungsquerschnitt der Glasmasse mit einem Tiefen-/Breitenverhältnis T/B von maximal 0,3 vorhanden ist.4. Device according to claim 1, characterized in that in the cooling zone there is a flow cross-section of the glass mass with a depth/width ratio T/B of maximum 0.3. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kühlzone ein Strömungsquerschnitt der Glasmasse mit einem Tiefen-/Breitenverhältnis T/B von maximal 0,2 vorhanden ist.5. Device according to claim 1, characterized in that in the cooling zone there is a flow cross-section of the glass mass with a depth/width ratio T/B of maximum 0.2. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Tiefe T_max bei Anordnung der Kühlzone (K; 6, 7, 8) in einer Arbeitswanne oder in einem Verteilerkanal (5) 250 mm beträgt.6. Device according to claim 1, characterized in that the maximum depth T _max when the cooling zone (K; 6, 7, 8) is arranged in a working tank or in a distribution channel (5) is 250 mm. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Tiefe T_max bei Anordnung der Kühlzone (K; 6, 7, 8) in einer Arbeitswanne oder in einem Verteilerkanal (5) 200 mm beträgt.7. Device according to claim 1, characterized in that the maximum depth T _max when the cooling zone (K; 6, 7, 8) is arranged in a working tank or in a distribution channel (5) is 200 mm. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Tiefe T_max bei Anordnung der Kühlzone (K; 17, 18, 19) in einem Speiser oder in einem Vorherd (13, 14, 15) 120 mm beträgt.8. Device according to claim 1, characterized in that the maximum depth T _max when the cooling zone (K; 17, 18, 19) is arranged in a feeder or in a forehearth (13, 14, 15) is 120 mm. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Tiefe T_max bei Anordnung der Kühlzone (K; 17, 18, 19) in einem Speiser oder in einem Vorherd (13, 14, 15) 100 mm beträgt.9. Device according to claim 1, characterized in that the maximum depth T _max when the cooling zone (K; 17, 18, 19) is arranged in a feeder or in a forehearth (13, 14, 15) is 100 mm. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg der Glasmasse (32) in der Kühlzone im wesentlichen geradlinig verläuft.10. Device according to claim 1, characterized in that the flow path of the glass mass (32) in the cooling zone is substantially rectilinear. : . : · : .· · -&iacgr; . i87/isg: . : · : .· · -&iacgr; . i87/isg 11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (23) des Strömungskanals im Bereich der Kühlzone (K; 6, 7, 8; 17, 18, 19) gegenüber den Nachbarbereichen zur Verringerung des Strömungsquerschnitts mit einer schweilenförmigen Erhebung (23a) versehen ist.11. Device according to claim 1, characterized in that the bottom (23) of the flow channel in the region of the cooling zone (K; 6, 7, 8; 17, 18, 19) is provided with a wave-shaped elevation (23a) compared to the adjacent regions in order to reduce the flow cross-section. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung hinter der Erhebung (23a) ein Tauchkühler (37) angeordnet ist.12. Device according to claim 11, characterized in that an immersion cooler (37) is arranged behind the elevation (23a) in the flow direction. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkühler (37) heb- und senkbar angeordnet ist.13. Device according to claim 12, characterized in that the immersion cooler (37) is arranged so as to be able to be raised and lowered. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkühler (37) waagrecht quer zur Strömungsrichtung periodisch verschiebbar angeordnet ist.14. Device according to claim 12, characterized in that the immersion cooler (37) is arranged to be periodically displaceable horizontally transversely to the flow direction. 15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkühler (37) als Rührwerk ausgebildet ist.15. Device according to claim 12, characterized in that the immersion cooler (37) is designed as an agitator.