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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR FUSION ACCELERATION AND IMPROVED PROCESS CONTROL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/079107
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method and a device for producing and/or preparing molten glass. The invention is characterised by the following: the molten glass flows in a container (1) in a principal flow direction (A), the level of the molten glass being at a specific height above the base surface (1.6) of the container (1); streams of a free-flowing medium are introduced into the molten glass in such way that said glass flows in spiral paths and that the axes of the spirals run parallel or approximately parallel to the principal flow direction (A); neighbouring inlet points of the streams are separated by a mutual distance, (viewed from the principal flow direction (A)), of at least 0.5 times the height of the molten glass level.

Inventors:
LOCH HORST (DE)
MUSCHICK WOLFGANG (DE)
ILLING PETRA (DE)
SCHMITT STEFAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/003532
Publication Date:
October 10, 2002
Filing Date:
March 28, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SCHOTT GLAS (DE)
ZEISS STIFTUNG (DE)
LOCH HORST (DE)
MUSCHICK WOLFGANG (DE)
ILLING PETRA (DE)
SCHMITT STEFAN (DE)
International Classes:
C03B1/00; C03B5/18; C03B5/193; F27B3/02; F27B3/22; (IPC1-7): C03B/
Foreign References:
DE4313217C11994-09-01
US3268320A1966-08-23
Other References:
ORLOV D L: "GLASS MELTING PROBLEMS" , SURVEY OF CONTEMPORARY GLASS SCIENCE AND TECHNOLOGY. LENINGRAD, JULY 2 - 7, 1989, PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL CONGRESS ON GLASS, LENINGRAD, NAUKA, RU, VOL. SURVEY PAPERS. CONGRESS 15, PAGE(S) 442-468 XP000075339 Seite 457 -Seite 458
SOVIET INVENTIONS ILLUSTRATED Section Ch, Week 9032 Derwent Publications Ltd., London, GB; Class L01, AN 90-245158 XP002209963 & SU 1 539 170 A (VLADIMIR POLY), 30. Januar 1990 (1990-01-30)
Attorney, Agent or Firm:
WEITZEL & PARTNER (Heidenheim, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen und/oder Aufbereiten einer Glasschmelze, mit den folgenden Merkmalen : 1.1 die Schmelze strömt in einem Gefäß (1) in einer HauptStrömungsrichtung (A), wobei sich der Spiegel der Schmelze in einer gewissen Glasstandshö he H über der Bodenfläche (1.6) des Gefäßes (1) befindet ; 1.2 es werden in die Schmelze Strahlen eines fließfähigen Mediums derart ein geleitet, dass die Schmelze entlang spiraliger Bahnen strömt, und dass die Achsen der Spiralen parallel oder annähernd parallel zur Haupt Strömungsrichtung (A) verlaufen ; 1.3 einander benachbarte Einleitungsstellen der Strahlen habenin der Haupt Strömungsrichtung (A) geseheneinen gegenseitigen Abstand, der min destens das 0,5fache der Glasstandshöhe H beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenseiti ge Abstand einander benachbarter Einleitungsstellen der Strahlen mindes tens das 0, 8fache der Glasstandshöhe H beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ge genseitige Abstand einander benachbarter Einleitungsstellen der Strahlen in Strömungsrichtung höchstens das 1,5fache der Glasstandshöhe H be trägt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Medium ein Gas wie Luft oder Sauerstoff oder Stickstoff oder Heli um verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Medium eine Flüssigkeit verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit eine Glasschmeize ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Strahlen verwendete Schmelze aus dem Schmelzbad abgezogen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Mediumstrahlen parallel zur HauptStrömungsrichtung (A) in die Schmelze eingeleitet werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mediumstrahlen gepulst aufgebracht werden.
10. Vorrichtung zum Herstellen und/oder Behandeln einer Gfasschmelze ; 10.1 mit einem Gefäß (1), das einen Auslauf aufweist, zu dem die Glasschmelze entlang einer HauptStrömungsrichtung (A) strömt ; 10.2 mit einer Anzahl von Düsen (1.7), die derart gestaltet und angeordnet sind, dass die Strömung der Glasschmelze einen spiraligen Verlauf hat, wobei die Achsen der Spirale parallel oder annähernd parallel zur Haupt Strömungsrichtung (A) verlaufen ; 10.3 mit unter Druck stehenden Mediumquellen, die an die Düsen (1.7) ange schlossen sind ; 10.4 die einander benachbarten Düsen (1.7) habenin Haupt Strömungsrichtung (A) geseheneinen gegenseitigen Abstand, der min destens das 0,5fache der Glasstandshöhe H beträgt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass einander benachbarte Düsen (1.7)in HauptStrömungsrichtung (A) gesehenei nen gegenseitigen Abstand aufweisen, der mindestens das 0,8fache der Glasstandshöhe H beträgt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein ander benachbarte Düsen (1.7)in HauptStrömungsrichtung (A) gesehen einen gegenseitigen Abstand aufweisen, der höchstens das 1,5fache der Glasstandshöhe. H beträgt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß (1) eine Schmelzwanne ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß (1) eine offene oder eine geschlossene Rinne ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Reihen von Blasdüsen (1. 7) vorgesehen sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand c zwischen einer Längsseitenwand (1.9) und einer Düse (1. 7) der benachbarten Düsenreihe in der Größenordnung der halben Glasstandshöhe (H) liegt.
Description:
Beschleunigung des Einschmelzens und bessere Prozesssteuerbarkeit Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Herstellen und/oder Aufbereiten einer Glasschmelze.

Die Grundzüge eines Glasherstellungsprozesses sind aus einer Vielzahl von Druckschriften bekannt. Zunächst wird in einer Wanne oder einem Tiegel aus ei- nem Gemenge oder aus Glasscherben eine Glasschmeize hergestellt. Die Glas- schmelze wird sodann geläutert. Der Schritt des Läuterns findet häufig zu einem wesentlichen Teil bereits in der Schmelzwanne selbst statt. Im Allgemeinen ist aber noch ein Läutergefäß-Wanne oder Tiegel-nachgeschaltet. Es schließen sich Leitungen an, die entweder offene Gerinne oder geschlossene Rohrleitungen sein können. Dabei können Beruhigungsgefäße und Rührbehälter zwischen-oder nachgeschaltet sein. Nur beispielsweise wird verwiesen auf DE 199 39 785 A1.

Das Einschmelzen von Glasgemenge lässt sich in zwei Hauptphasen unterteilen.

In der sogenannten Silikatbildungsphase reagieren bestimmte Komponenten des Glasgemenges ab einer bestimmten Temperatur, wobei leicht flüssige Primär- schmelzen entstehen. Schwerer schmelzende Bestandteile wie Sand bilden mit diesen Primärschmefzen Silikate.

In einer zweiten Phase findet die sogenannte Rauhschmeize statt. Dabei dienen die Silikate als Aufschlussmittel der übrigen Bestandteile.

Die Zeitdauer dieser chemischen Reaktionen ist vor allem durch die Kinetik des Wärmetransportes bestimmt. In das Gemenge und in die Schmelze wird Wärme eingebracht, beispielsweise durch Beheizung aus dem Oberofenraum oder durch direkte elektrische Beheizung mittels Elektroden. In einer achssenkrechten Ebene gesehen, bildet sich in der entstehenden Schmelze eine umlaufende Strömung aus, und zwar nach Art einer Walze mit horizontaler Achse. Diese Strömung wird im Folgenden"Walze"genannt. Die Walze hat an sich eine günstige Wirkung. Sie fördert bereits stark erhitzte Volumenelemente der Glasschmelze unter das Ge- menge zurück und erleichtert damit dessen kontinuierliches Abschmeizen von un-

ten her. Die ungelösten Bestandteile werden in der Rauhschmeize gelöst. Erst nach dem vollständigen Abschluss dieser Phase kann die Läuterung erfolgreich beendet werden. Wichtig ist, dass alle Blasen entfernt werden. Gerade bei Spezi- algläsern ist der Gehalt an Blasen äußerst unerwünscht. Je rascher die Rauh- schmelze abläuft, desto höher ist die Qualität und die Wannenausbeute. Trotzdem darf der Energieeintrag beim Einschmelzen von Gemenge oder von Glasscherben ein bestimmtes Maß nicht überschreiten. Andernfalls würde dies zu einem vorzei- tigen Aktivieren von Läutermitteln führen, so dass diese während der eigentlichen Läuterphase nicht mehr zur Verfügung stünden.

Die genannten Strömungswälzen werden primär durch thermische Differenzen ausgelöst. Es ist bekannt, dass die Intensität dieser Walzen durch Einblasen von Gas beeinflusst werden kann. Dabei werden beispielsweise am Boden einer Ein- schmelzwanne Gasdüsen in einer Reihe angeordnet. Die Reihe verläuft dabei quer zur Hauptströmungsrichtung der Glasschmelze. Es wird gewissermaßen ein Vorhand aus Gasstrahlen erzeugt. Als Gase werden zum Beispiel Luft oder Sau- erstoff verwendet. Die Düsen sind derart beschaffen, dass verhältnismäßig große Blasen entstehen, die rasch zur Oberfläche hochsteigen und somit nicht in der Schmelze verbleiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Verfahren des Er- schmelzens von Glasschmeizen zu verbessern. Insbesondere sollen die Prozess- effizienz und die Prozessführung verbessert werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Die Erfinder haben Folgendes erkannt : Beim Erzeugen einer thermisch induzierten Konfektion in Gestalt von Walzen ge- langen solche Volumenelemente der Glasschmelze, die bereits genügend Wär- mebehandlung erfahren haben, an die Oberfläche des Schmelzbades, wo sie er- neut einer Wärmebehandlung ausgesetzt werden. Sie werden somit nutzlos um- gewälzt. Andere Volumenelemente hingegen gelangen während längerer Zeit- spannen nicht zur Oberfläche und unterliegen daher nicht der Wärmeeinwirkung,

obwohl dies nötig wäre. Die Verweildauer in der betreffenden Wanne muss daher derart bemessen werden, dass die Wärmeeinwirkung auch die zuletzt genannten Volumenelernente erfasst.

Ein weiterer Nachteil des Prinzips"thermisch induzierte Walze"besteht in Folgen- dem : Ändert sich ein bestimmter Parameter, zum Beispiel die Temperatur, an ei- ner bestimmten Stelle ein wenig, so kann sich dies aufgrund der Konfektion in der Wanne an einer anderen Stelle erheblich auswirken. Eine Änderung an einer Stel- le macht es daher schwierig, Veränderungen an einer anderen Stelle vorherzuse- hen. Ein bestimmtes Volumenelement erlebt auf seinem Strömungsweg große Temperaturunterschiede, die nicht beliebig einstellbar sind ; Das System ist daher hochgradig"nicht-linear".

Ein weiterer Nachteil des konventionellen Systems liegt in der schlechten Ener- giebilanz. Die genannte, systembedingte große Zeitdauer der Behandlung bedeu- tet, dass auch viel Wärme durch Wandverluste verloren geht.

Die Erfinder haben einen völlig neuen Weg beschritten. Sie erzeugen die notwen- dige Konfektion weitgehend dadurch, dass sie Mediumstrahlen in die Schmelze einleiten, und dass sie dabei die Strahlen derart anordnen, dass sich in der Glas- schmelze eine spiralige Strömung mit Achse in Prozessrichtung ausbildet, die langsam zum Auslauf hinwandert. Diese Spiralströmung wird primär erzeugt durch den mechanischen Impuls der Blasdüsen, während es beim Stande der Technik vor allem die Temperaturgradienten sind, die die genannten Walzen erzeugen.

Damit ist eine Entkoppelung vorgenommen zwischen dem an sich notwendigen Energieeintrag in Form von Wärme einerseits, und dem Erzeugen von Geschwin- digkeitsgradienten andererseits.

DE 43 13 217 C1 betrifft das Läutern einer Glasschmelze. Auch hierbei werden Gasblasen mittels Bubblingdüsen in die flüssige Schmelze eingebracht. Doch geht es dabei allein um das Läutern der Glasschmelze, während es im vorliegen- den Falle um das Optimieren des Erschmeizens des Glases geht.

In US 2 261 034 wird die Konstruktion einer speziellen Blasdüse zur Einbringung von Gasen in die Glasschmeize beschrieben. Die Verwendung der Blasdüse dient der Läuterung der Glasschmelze, nicht dem eigentlichen Schmeizprozess.

In US 2 909 005 wird die Verwendung von Boden-Blasdüsen im Bereich der Schmelzwanne zur Erzeugung von Konvektionsströmungen beschrieben. Die Blasdüsen sind dabei in unterschiedlichsten Anordnungen über den Boden der Schmelzwanne verteilt, unter anderem auch in Richtung parallel zur Wannen- längsachse. Allerdings wird nicht beschrieben, welche Anordnungen zu besonders vorteilhaften Ergebnissen führen. Des weiteren wird nicht beschrieben, welche Abstände die Blasdüsen voneinander und in Relation zur Gtasständshöhe haben müssen/dürfen, um besonders vorteilhafte Ergebnisse zu erzielen. Die in den Ab- bildungen beschriebenen Anordnungen führen zu extrem turbulenten Strömungen, bei denen sich die einzelnen Blasdüsenströmungen aufgrund der geringen Ab- stände zueinander deutlich beeinflussen und somit zu negativen Ergebnissen füh- ren müssen.

Auch werden keine Ausführungen hinsichtlich der Geometrie der Schmeizanlagen und der davon abhängigen Einbauweise der Blasdüsen beschrieben. Ein minimal notwendiger Abstand zu den Wänden der Glasschmelzwanne wird ebenfalls nicht erwähnt.

In FR 1 303 854 wird die Erzeugung spezieller Konvektionsströmungen in Glas- schmeizwannen mittels Elektroden beschrieben, und zwar von zwei Elektroden- reihen.

Es werden keine Ausführungen hinsichtlich der Geometrie der Schmeizanlagen und der davon abhängigen Einbauweise der Elektroden beschrieben. Ein minimal notwendiger Abstand zu den Wänden der Glasschmelzwanne wird ebenfalls nicht erwähnt.

In US 3 305 340 wird die Verwendung kombinierter Elektroden-Blasdüsen in einer Glasschmelzwanne beschrieben. Die Elektroden-Blasdüsen sind entlang der Sei-

tenwände der Glasschmelzwanne in Längsrichtung angeordnet und werden gleichzeitig zum Beheizen der Schmeize und zum Einbringen von Inertgas ver- wendet.

Durch die Anordnung im Wandbereich soll eine Strömung von der Wand zur Mitte der Glasschmelzwanne erzeugt werden.

Wie allgemein bekannt ist, führt die Anordnung von Blasdüsen in direkter Nähe zu den Wänden von Glasschmelzwannen zu deutlich höherer Korrosion des Wand- materials und dadurch zur Verkürzung der Lebensdauer der Schmelzwanne.

Durch die Anordnung der Blasdüsen im Randbereich kann des weiteren keine op- timale schraubenförmige Strömung erzeugt werden.

In US 3 268 320 werden verschiedene Möglichkeiten zur Erzeugung von Strö- mungen in Glasschmelzwannen beschrieben. Unter anderem wird die Verwen- dung von Blasdüsen, angeordnet entlang der Mittelachse der Wanne in Längsrich- tung, zur Erzeugung einer schraubenförmigen Strömung beschrieben.

Es wird jedoch nicht beschrieben, welche Abstände die Blasdüsen voneinander und in Relation zur Glasstandshöhe haben müssen/dürfen, um besonders vorteil- hafte Ergebnisse zu erzielen.

Auch werden keine Ausführungen hinsichtlich der Geometrie der Schmeizanlägen und der davon abhängigen Einbauweise der Blasdüsen beschrieben. Ein minimal notwendiger Abstand zu den Wänden der Glasschmelzwanne wird ebenfalls nicht erwähnt.

Die Anordnung von zwei oder mehr Reihen Blasdüsen parallel zur Wannenlängs- achse wird ebenfalls nicht beschrieben.

In FR 2 787 784 werden unterschiedliche Verfahren zur Erzeugung schrauben- förmiger Strömungen in Glasschmelzwannen beschrieben. Unter anderem wird

hierbei die Verwendung von Blasdüsen in der Mitte der Wannenbreite zur Ausbil- dung von einer oder mehreren schraubenförmigen Strömungen beschrieben.

Eine Anordnung von mehreren Blasdüsen entlang der Wannenlängsachse. bzw. mehrere solcher Längsreihen wird nicht beschrieben.

Es wird auch nicht beschrieben, welche Abstände die Blasdüsen voneinander und in Relation zur Glasstandshöhe haben müssen/dürfen, um besonders vorteilhafte Ergebnisse zu erzielen.

In US 2 909 005 wird die Verwendung von Boden-Blasdüsen im Bereich der Schmelzwanne zur Erzeugung von Konvektionsströmungen beschrieben. Die Blasdüsen sind dabei in unterschiedlichsten Anordnungen über den Boden der Schmelzwanne verteilt, unter anderem auch in Richtung parallel zur Wannen- längsachse. Allerdings wird nicht beschrieben, welche Anordnungen zu besonders vorteilhaften Ergebnissen führen. Des weiteren wird nicht beschrieben, welche Abstände die Blasdüsen voneinander und in Relation zur Glasstandshöhe haben müssen/dürfen, um besonders vorteilhafte Ergebnisse zu erzielen. Die in den Ab- bildungen beschriebenen Anordnungen führen zu extrem turbulenten Strömungen, bei denen sich die einzelnen Blasdüsenströmungen aufgrund der geringen Ab- stände zueinander deutlich beeinflussen und somit zu negativen Ergebnissen füh- ren müssen.

Auch werden keine Ausführungen hinsichtlich der Geometrie der Schmeizarilågen und der davon abhängigen Einbauweise der Blasdüsen beschrieben. Ein minimal notwendiger Abstand zu den Wänden der Glasschmelzwanne wird ebenfalls nicht erwähnt.

In FR 2 773 555 wird der Einsatz von Unterglasbrennern in einer Glasschmelz- wanne beschrieben. Die Unterglasbrenner sind hierbei entlang der Wannenlängs- achse angeordnet. Die Unterglasbrenner dienen zur Beheizung bzw. Unterstüt- zung der Beheizung der Glasschmelze, nicht aber zur Erzeugung von schrauben- förmigen Strömungen entlang der Wannenlängsachse. Zu ihrem Betrieb sind er-

hebliche Gasmengen notwendig. Diese liegen über den normalerweise zum Be- trieb von Blasdüsen verwendeten. Gasmengen. Durch den Einsatz von Unterglas- brennern wird in der Glasschmelze eine Verbrennungszone erzeugt. Diese führt zu Konvektionsströmungen, die jedoch deutlich größer sind, als zur Erzeugung von schraubenförmigen Strömungen in Wannenlängsrichtung von Vorteil wären.

Durch den Einsatz von Unterglasbrennern entsteht eine extrem turbulente Strö- mung, die keinesfalls mit der, in der Erfindung beschriebenen, schraubenförmigen Strömung identisch ist.

Auch werden keine Ausführungen hinsichtlich der Geometrie der Schmeizanlagen und der davon abhängigen Einbauweise der Unterglasbrenner beschrieben. Ein minimal notwendiger Abstand zu den Wänden der Glasschmelzwanne wird eben- falls nicht erwähnt.

Wichtige oder zweckmäßige Merkmale der Erfindung sollen im Folgenden wieder- gegeben werden : * Anordnung von mehreren Blasdüsen in zwei oder mehr Reihen parallel zur Wannenlängsachse zur Ausbildung von schraubenförmigen Strömungen.

* Minimaler Abstand der Blasdüsen zur Außenwand von 0,4 m bzw. halber Glasstandshöhe zur Vermeidung von erhöhter Korrosion der feuerfesten Wän- de der Glasschmelzwanne. Wird der Abstand zwischen Blasdüsen und Wand geringer gewählt, so kommt es durch die, von den Blasdüsen, erzeugten Strö- mungswalzen zu einer verstärkten Korrosion der Wand, da die im Bereich der Blasdüsen erzeugten Aufwärtsströmungen nahezu mit gleicher Stärke im Be- reich der Wand als Abwärtsströmungen aufgeprägt werden. Bei genügend großem Abstand zwischen Blasdüsen und Wand wird dieser Effekt vermieden, da der Radius der ausgebildeten Strömungswalzen dann kleiner ist, als der Abstand zwischen Blasdüsen und Wand. Die durch die Blasdüsen aufgepräg- ten Abwärtsströmungen erfolgen dann in einem ausreichend großen Abstand zur Wand. Der maximale Abstand der Blasdüsen von der Wand sollte nicht ü- ber dem 1. 3fachen des Glasstandes liegen, da sonst die positive Wirkung der

Blasdüsen auf die Strömungswalzen durch am Rand durchschießende Strö- mungen beeinträchtigt wird. Die definierte spiralförmige Bewegung der Glas- strömung wird durch zu weite Wandabstände ebenfalls geschwächt.

Abstand der Blasdüsen untereinander von mindestens 0, 8facher Glasstands- höhe, aber maximal 1,5facher Glasstandshöhe. Entgegen der Berechnungen mittels mathematischer Simulationen, wonach besonders enge Abstände der Blasdüsen zu vorteilhaften Ergebnissen führen sollen, zeigt sich in den realen Versuchen überraschenderweise die Notwendigkeit eines definierten Abstan- des zwischen den einzelnen Blasdüsen. Bei zu engen Abständen der Blasdü- sen voneinander kommt es zu starken Beeinflussungen der Strömungen durch das über die Blasdüsen eingebrachte Gas und dadurch zu undefinierten Strö- mungen, die letztlich zu Kurzschlussströmungen und somit zu einem negativen Effekt (deutlich verkürzte minimale Verweilzeit) führen. Wichtig für eine gute und homogene Glasqualität sind aber größere Totzeiten, um sicherzustellen, dass auch das Glas, das durch die schnellste Strömung ausgetragen wird und die kürzeste Aufenthaltszeit im Schmelzaggregat besitzt, über eine gute Quali- tät (keine Blasen, Steinchen, Kristalle, Schlieren, Relikte etc.) verfügt. Bei zu weiten Abständen der Blasdüsen voneinander reichen die lokal durch die Blas- düsen erzeugten Strömungen nicht aus, um eine schraubenförmige Gesamt- strömung entlang der Wannenlängsachse zu erzeugen ; es kommt zur Ausbil- dung voneinander isolierter Blasdüsenwalzen, die auf die Gesamtströmung keinen oder wenig Einfluss mehr nehmen können. Die Totzeit verringert sich wieder, und die Schmelzrelikte mehren sich.

Je nach Geometrie der Glasschmelzwanne sind unterschiedliche Anzahlen von Blasdüsen bzw. Blasdüsenreihen von besonderem Vorteil. Unter Beachtung der genannten Bedingungen hinsichtlich Abstand der Blasdüsen untereinander sowie zu den Außenwänden ergeben sich je nach Glasstandshöhe und Breite der Glasschmelzwanne optimale Anzahlen von Blasdüsenreihen parallel zur Wannenlängsachse. So ist bei einer Wannenbreite von 8 m und einer Glasstandshöhe von 1,4 m die Anordnung von 5 bis 7 Blasdüsenreihen eine optimale Anordnung zur Erzielung des erfindungsgemäßen Effektes.

* Wie allgemein bekannt, kann durch Einbringen von Gas in die Glasschmelze der Redoxzustand der Schmelze manipuliert werden. So führt beispielsweise die Einbringung von Sauerstoff oder Luft zur Oxidation, die Einbringung von Stickstoff oder Helium zur Reduktion der Glasschmelze. Dies ist insbesondere bei der Einstellung der gewünschten Farbe des Glases von großer Wichtigkeit.

Es konnte beobachtet werden, dass durch 02-Bubbling die Blasigkeit der Schmelze am günstigsten beeinflusst werden kann. Man hat zwar nach der Bubblingzone eine größere Blasenzahl-insbesondere da durch die großen aufplatzenden Blasen Sattelitenblasen eingeschlagen werden. Die kleinen Bla- sen enthalten aber vorwiegend Sauerstoff und werden innerhalb kurzer Zeit wieder resorbiert. Ein ähnliches Verhalten kann bei Heliumbubbling beobachtet werden. Im Gegensatz zu Sauerstoff wird Helium wahrscheinlich nicht che- misch im Glas gelöst, sondern diffundiert physikalisch in die Glasmatrix. Je nach Glastyp kann Wasser noch als Bubblinggas eingesetzt werden, da es e- benfalls sehr gut in der Glasmatrix wieder gelöst werden kann Alle anderen Bubblinggase-wie Luft, N2, C02, Ar, etc.-sind nachteilig für die Blasenqua- lität, da die Beseitigung der Restblasen nur über physikalischen Aufstieg der Blasen erfolgen kann und keine Resorption der Gase erfolgt.

* Des weiteren bestehen erhebliche Unterschiede in der Wirkungsweise der ein- gebrachten Gase in die Glasschmeize sowie des Verhaltens der Gase im wei- teren Verlauf des Schmelz-und Läuterprozesses. So sind für oxidierende Schmelzen der Einsatz von Sauerstoff und für reduzierende Schmelzen der Einsatz von Helium besonders empfehlenswert.

Die Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt zusammenfassen : * Das einzelne Schmelzepartikel gelangt aufgrund der Natur der Strömung in Gestalt einer zum Auslauf fortschreitenden Spirale häufig an die wärmebe- aufschlagte Oberfläche. Dabei besteht eine hohe statische Wahrscheinlich-

keit, das alle Schmeizepartikel wenigstens annähernd gleich behandelt werden.

* Die thermische Durchmischung ist optimal.

Die mechanische Durchmischung ist optimal.

* Die Temperatur ist in jeder Schnittebene-quer zur Haupt- Strömungsrichtung gesehen-relativ homogen. Dies bedeutet, dass man die Temperatur örtlich begrenzt beeinflussen kann, ohne dass dies globale Auswirkungen hätte an jenen Stellen, an denen dies unerwünscht ist.

* Praktisch ergeben sich die folgenden Möglichkeiten : entweder lässt sich der Durchsatz steigern-bei gleicher Qualität und bei denselben Abmessungen des Gefäßes- oder die Qualität lässt sich steigern, bei gleichen Abmessungen des Ge- fäßes und bei gleichem Durchsatz oder die Abmessungen lassen sich verkleinern, bei gleicher Qualität und gleichem Durchsatz.

Die Energiebilanz ist günstig.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen erläutert. Darin ist im Einzelnen folgen- des dargestellt :

Figur 1 zeigt in stark schematisierter Darstellung im Aufriss eine Ein- schmelzwanne mit Düsen.

Figur 2 zeigt den Gegenstand von Figur 1 in Draufsicht.

Figur 3 veranschaulicht wiederum in schematischer Aufrissansicht eine Ein- schmelzwanne in einem Längsschnitt mit Darstellung der Strömung.

Figur 4 zeigt den Gegenstand von Figur 3 in einem Querschnitt.

Figur 5 veranschaulicht eine typische Konstellation einer Einschmelzwanne in perspektivischer Darstellung mit Stromfäden, hervorgegangen aus einer mathematischen Simulation.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Einschmelzwanne 1 werden Gemenge oder Scherben im Bereich eines Einlasses 1.1 zugeführt. Die Schmelze wird durch einen Auslass 1.2 zu den folgenden Prozessschritten weitergeleitet.

Im Boden 1.6 der Einschmelzwanne 1 sind hier nicht dargestellte erfindungsge- mäße Düsen 1.7 angeordnet, die gegen den Hauptschmelzraum 1.5 gerichtet sind, und durch die ein Medium, beispielsweise Luft, in die Schmelze eingeblasen wird. Die Düsen sind in zwei Reihen angeordnet. Jede Reihe verläuft in Prozess- richtung, das heißt in jener Richtung, in der sich die Schmelze in Gestalt einer spi- raligen Strömung bewegt, und zwar vom Einlass 1.1 zum Auslass 1.2.

Die spiralige Strömung ist aus den Figuren 3 und 4 erkennbar. Man erkennt auch hierbei wieder die Düsen 1.7 im Boden 1.6 der Einschmelzwanne 1.

In Figur 3 ist die Hauptströmungsrichtung durch den Pfeil A veranschaulicht.

Man erkennt hieraus die Glasstandshöhe H. Dies ist das Maß zwischen dem Bo- den 1.6 der Wanne 1 (schmeizeberührte Bodenfläche) vom Spiegel 1.8 der Schmelze. Gemäß der Erfindung soll der gegenseitige Abstand a der zwei einan-

der benachbarter Blasdüsen-in Hauptströmungsrichtung gesehen-gemäß der Erfindung wenigstens das 0,5fache der Glasstandshöhe betragen, besser noch wenigstens das 0, 8fache. Der Abstand sollte aber kleiner sein, als das 1,2fache der Glasstandshöhe. Er sollte auf jeden Fall kleiner sein als das 1,5fache der Glasstandshöhe.

Figur 4 lässt die Verhältnisse im Querschnitt erkennen, und auch die hierbei rele- vanten Maße. Dabei erkennt man den gegenseitigen Abstand b zwischen den bei- den Reihen von Düsen 1.7, ferner den Abstand c zwischen einer Düse 1.7 der einen Reihe und der nächstgelegenen Längsseitenwand 1.9.

Für das Maß b gelten annähernd die Angaben wie für das Maß a.

Für das Maß c gilt, dass dieses etwa gleich der halben Glasstandshöhe H sein soll.

Die in Figur 5 dargestellte Einschmeizwanne 1 weist wiederum einen Einlass 1.1 sowie einen Auslass 1.2 auf. Die Wanne 1 weist einen zusätzlichen Brückenwall 1.3 mit zwei Durchlässen am Boden auf, der die sogenannte Rauhschmeize vom Hauptschmelzraum 1.5 abtrennt. Dem Hauptschmelzraum 1.5 sind wieder zwei Reihen von Düsen zugeordnet, die hier nicht erkennbar sind. Jede Düsenreihe umfasst sechs Düsen, die entsprechende, hier erkennbare Spiralwirbel erzeugen.

Bezugszeichenliste 1 Einschmelzwanne 1.1 Einlass der Einschmelzwanne 1 (Doghouse-Bereich) 1.2 Auslass der Einschmelzwanne 1 1.3 Brückenwall 1.4 Rauhschmeize t----i imelzraum --i. Boden der Einschmelzwanne 1.7 Düsen 1.8 Schmeizespiegel 1.9 Längsseitenwand A Haupt-Strömungsrichtung H Glasstandshöhe a gegenseitiger Düsenabstand in Haupt-Strömungsrichtung b gegenseitiger Düsenabstand in Quer-Richtung c Abstand Düse-Wand