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Title:
SHAPING OF REPLACEABLE PARTS IN A MELTING FURNACE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/026595
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to methods and devices for extending the travel through a furnace and/or reducing the energy required for the melting process by shaping replaceable subassemblies which surround the melt, are located in the region of the surface of the melt, and are in contact with the transition zone below and above the surface of the melt. The same also applies to the distances traveled by the melt.

Inventors:
GEIB, Uwe (Froschholzstr. 7, Penzberg, 82377, DE)
Application Number:
EP2010/005314
Publication Date:
March 10, 2011
Filing Date:
August 30, 2010
Export Citation:
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Assignee:
GEIB, Uwe (Froschholzstr. 7, Penzberg, 82377, DE)
International Classes:
C03B5/42; F27D1/16
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren für Schmelzofen und/oder Förderstrecken der Schmelze (1),

insbesondere zum Glasschmelzen, indem die sich im Schmelzofen und/oder der Förderstrecke der Schmelze (1) befindlichen, während des Schmelzbetriebs und/oder des Schmelzflusses, auswechselbaren Bauteile (3), vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest eine Hauptführung (5) und/oder zumindest eine Hauptauflagefläche (7), oder mindestens eine gemeinsame Einheit, bestehend aus zumindest einer Hauptführung (5) und zumindest einer Hauptauflagefläche (7), sich oberhalb des Schmelzspiegel (2) befinden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

sich zumindest ein Hauptknickpunkt (9) oberhalb des Schmelzspiegel (2) befindet.

3. Vorrichtung für Schmelzofen und/oder Förderstrecken der Schmelze,

insbesondere zum Glasschmelzen, indem die sich im Schmelzofen und/oder der Förderstrecke der Schmelze (1) befindlichen, während des Schmelzbetriebs und/oder des Schmelzflusses, auswechselbaren Bauteile (3), die sich sowohl unterhalb als auch oberhalb des Schmelzspiegel (2) befinden, vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest eine Hauptführung (5) und/oder zumindest eine Hauptauflagefläche (7), oder mindestens eine gemeinsame Einheit, bestehend aus zumindest einer Hauptführung (5) und zumindest einer Hauptauflagefläche (7), oberhalb des Schmelzspiegel (2) vorhanden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest eine Hauptführung (5) vorhanden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest eine Hauptauflagefläche (7) vorhanden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest eine Hauptführung (5) und zumindest eine Hauptauflagefläche (7), eine Einheit bilden und vorhanden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest ein Hauptknickpunkt (9) eine Einheit als Hauptführung (5) und/oder Hauptauflagefläche (7) bildet und vorhanden ist.

8. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest eine Kombination aus Hauptführung (5) und/oder Hauptauflagefläche (7) und/oder Hauptknickpunkt (9) vorhanden ist.

Description:
Formgebung von auswechselbaren Bauteilen im Schmelzofen

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zur Verlängerung der Ofenreise und/oder Reduzierung des Energieeintrags beim Schmelzen, durch die Formgebung auswechselbarer, der die Schmelze umgebenden Baugruppen, die sich im Bereich des Schmelzspiegels befinden und den Übergangsbereich, sowohl unterhalb als auch oberhalb des Schmelzspiegels berühren. Gleiches gilt auch für die Förderstrecken der Schmelze.

Ein derartiger Schmelzofen ist unter anderem aus der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung Aktenzeichen 10 2008 050 855. 1 bekannt.

Bisherige Bauteile im Bereich des Schmelzspiegels, insbesondere bei Glas, werden als Palisaden ausgebildet um Horizontalfugen zu vermeiden. Insbesondere im Bereich der Spülkanten erfolgt eine starke Abnutzung (Erosion, Korrosion).

Aufgabe

Aufgabe der Erfindung ist es die Ofenreise zu verlängern und/oder den

Energieeintrag beim Schmelzen zu reduzieren, indem die hierfür benötigten Bauteile die sich im Übergangsbereich des Schmelzspiegels befinden und den

Übergangsbereich sowohl unterhalb als auch oberhalb des Schmelzspiegels berühren mittels Formgebung so zu gestaltet, dass die während des

Schmelzbetriebs austauschbaren Bauteile eine sichere Führung mit den nicht während des Schmelzbetriebs austauschbaren Trägerbauteilen besitzen, eine sichere Abdichtung der Schmelze gewährleistet ist und nach Möglichkeit eine kostengünstige Herstellung erfolgen kann. Gleiches gilt auch für die Förderstrecken der Schmelze.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Kennzeichen der Ansprüche, Verfahren 1 bis 2 und Vorrichtung 3 bis 7 gelöst.

Die jeweiligen Ausführungsbeispiele werden in den Unteransprüchen präzisiert. Oarstellung der Erfindung

Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen 1 bis 7 und in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, eine sichere Abdichtung des Schmelzofens, bzw. der Förderstrecken der Schmelze (1), eine sichere Führung und Halterung für die, während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3) zu gewährleisten, so dass die während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3) eine Verbesserung im Bezug auf die Ofenreise und/oder eine Reduzierung des

Energieeintrags beim Schmelzen ermöglichen. Gleiches gilt für die Förderstrecken der Schmelze. Dieses wird dadurch erreicht, indem die Hauptführung (5) und

Hauptauflagefläche (7) der während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3) sich oberhalb des Schmelzspiegel (2) befinden. Hierdurch ist gewährleistet, dass die während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3) langfristig einen sicheren Halt und langfristig eine sichere Führung mit dem Trägerbauteilen (4) haben.

Die Hauptführung (5) ist diejenige Führung, die einen sicheren Halt, wie z. B. ein Abrutschen der während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3) in die Schmelze (1) verhindert und die eine längere Standzeit gegenüber der

Nebenführung (6) besitzt.

Im Gegensatz hierzu ist die Nebenführung (6) diejenige Führung, die entweder eine eher vernachlässigbare Führung gegenüber der Hauptführung (5) besitzt und/oder eine geringere Standzeit gegenüber der Hauptführung (5) hat.

Wobei eine Nebenführung (6) nicht erforderlich ist, ebenso, wie mehrere

Nebenführungen (6) existieren können.

Auch die Hauptführung (5) kann sich aus mehreren Hauptführungen (5) zusammen setzen.

Die Hauptauflagefläche (7) ist diejenige Fläche, auf derer die während des

Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3) auf den Trägerbauteilen (4) maßgeblich aufliegen und/oder die längere Standzeit gegenüber der

Nebenauflagefläche (8) besitzen. Im Gegensatz hierzu ist die Nebenauflagefläche (8) diejenige Fläche die entweder nur eine geringere Last gegenüber der

Hauptauflagefläche (7), der während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3) auf die Trägerbauteile (4) ausüben und/oder eine geringere Standzeit gegenüber der Hauptauflagefläche (7) hat. Wobei eine Nebenauflagefläche (8) nicht erforderlich ist, ebenso wie mehrere Nebenauflageflächen (8) existieren können. Auch die Hauptauflagefläche (7) kann sich aus mehreren Hauptauflageflächen (7) zusammen setzen.

Ebenso kann die Führung und Auflagefläche des während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteils (3), mit dem Trägerbauteil (4), eine gemeinsame Einheit bilden, wie Fig. 1 zeigt.

Das Einfließen der Schmelze in die Führung und/oder Auflagefläche ist zu

unterbinden, so dass eine lange Standzeit der Trägerbauteile (4) erfolgt. Dieses kann z. B. durch einen Knickpunkt erfolgen.

Ein Hauptknickpunkt (9) ist derjenige Knickpunkt, in Fig. 1 bis Fig. 3 in Richtung der Y-Achse, der sich oberhalb des Schmelzspiegel (2) befindet und zumindest durch einen parallelen Verlauf zum Schmelzspiegel (2), wie Fig. 3 das zeigt, eine

Hauptauflagefläche (7) bilden kann, während ein in Richtung der Y-Achse zum Schmelzspiegel (2) hin abfallender Verlauf, wie Fig. 2 das zeigt, eine Hauptführung (5) und/oder eine Hauptauflagefläche (7), bzw. eine Einheit hieraus, darstellen kann, wodurch gegenüber einem Nebenknickpunkt (10), der sich unterhalb des

Schmelzspiegel (2) befindet, eine längere Standzeit des Hauptknickpunkt (9) gegenüber einem Nebenknickpunkt (10) des während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteils (3) gewährleistet.

Der abfallende Verlauf, wie Fig. 2 das zeigt, der von der Schmelze (1) wegführenden Fläche am während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteils (3), der

Hauptknickpunkt (9), der in Richtung der Y-Achse zum Schmelzspiegel (2) hin abfällt, kann hierbei wieder unterhalb des Schmelzspiegel (2) liegen, da der

Hauptknickpunkt (9) oberhalb des Schmelzspiegel (2) das Einfließen der Schmelze (1) in die Führung und/oder Halterung verhindert.

Wobei ein Nebenknickpunkt (10) nicht erforderlich ist, ebenso wie mehrere

Nebenknickpunkt (10) existieren können.

Auch der Hauptknickpunkt (9) kann sich aus mehreren Hauptknickpunkten (9) zusammen setzen.

Ebenso kann die Führung und Auflagefläche des während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteils (3), durch zumindest einen Hauptknickpunkt (9), eine gemeinsame Einheit bilden, wie Fig. 2 zeigt.

Ein sicherer Abstand der Führung und/oder Auflagefläche zum Schmelzspiegel (2) bietet für die Trägerbauteile (4) eine langfristige Führung und/oder Auflage. s zeigen

Fig. 1 Schnitt, eines Ausschnitts, einer möglichen Bauform, durch den Schmelzofen oder durch die Förderstrecke der Schmelze (1), mit Schmelzspiegel (2), dem während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteil (3) und dem

Trägerbauteil (4). Mit Darstellung der gemeinsamen Hauptführung (5) und Hauptauflagefläche (7), des während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteil (3), in einer gemeinsamen Einheit.

. 2 Schnitt, eines Ausschnitts, einer möglichen Bauform, durch den Schmelzofen oder durch die Förderstrecke der Schmelze (1), mit Schmelzspiegel (2), dem während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteil (3) und dem

Trägerbauteil (4). Mit Formgebung des Trägerbauteil (4) durch aussägen der Form für das während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteils (3).

. 3 Schnitt, eines Ausschnitts, einer möglichen Bauform, durch den Schmelzofen oder durch die Förderstrecke der Schmelze (1), mit Schmelzspiegel (2), dem während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteil (3) und dem

Trägerbauteil (4). Mit Darstellung der gemeinsamen Hauptführung (5) und Hauptauflagefläche (7), des während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteil (3), in einer gemeinsamen Einheit, einer zweiten Hauptauflagefläche (7) und einer Nebenauflagefläche (8) unterhalb des Schmelzspiegel (2).

Fig. 1 zeigt ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 und eine Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, einer bevorzugten Ausführungsform, als Schnitt, eines Ausschnitts, mit Koordinatensystem in der Y-Achse und Z-Achse, eines

Schmelzofens oder einer Förderstrecke, so ausgebildet, dass die Hauptführung (5) und die Hauptauflagefläche (7) in einer Einheit zusammen gefasst sind. Diese Einheit, ausgebildet, im Schnitt, als elliptische Form, aufgesetzt auf einem, im

Schnitt, elliptischen Teilelement, bilden gemeinsam das während des

Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteil (3). Der Hauptknickpunkt (9) des während des Schmelzbetriebs auswechselbare Bauteils (3), liegt oberhalb des

Schmelzspiegel (2), wodurch die Hauptführung (5) und die Hauptauflagefläche (7) sich ebenfalls oberhalb des Schmelzspiegel (2) befinden. Hierdurch ist sicher gestellt, dass die Führung und/oder Halterung, des während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteils (3), mit dem Trägerbauteil (4), über einen langen Zeitraum funktionstüchtig bleibt.

Fig. 2 zeigt ein Verfahren nach Anspruch 2 und eine Vorrichtung nach Anspruch 7, einer bevorzugten Ausführungsform, als Schnitt, eines Ausschnitts, mit

Koordinatensystem in der Y-Achse und Z-Achse, eines Schmelzofens oder einer Förderstrecke, so ausgebildet, dass z. B. bestehende DIN-Formen für die

Herstellung der nicht auswechselbaren Trägerbauteil (4) verwendet werden können und der Ausschnitt, im Trägerbauteil (4), der Formgebung des während des

Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteils (3), in einfacher Weise durch sägen gewonnen werden kann. Ebenfalls kann das während des Schmelzbetriebs auswechselbare Bauteil (3) durch sägen aus einem DIN-Bauteil gewonnen werden. Der Hauptknickpunkt (9), des während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteils (3), liegt oberhalb vom Schmelzspiegel (2) und stellt die Hauptführung (5) und die Hauptauflagefläche (7) dar und verhindert somit das Einfließen der Schmelze (1) in die Hauptführung (5) wodurch langfristig die Funktionstüchtigkeit des während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteils (3) gewährleistet bleibt.

Fig. 3 zeigt ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 und eine Vorrichtung nach

Anspruch 5 oder Anspruch 6, einer bevorzugten Ausführungsform, als Schnitt, eines Ausschnitts, mit Koordinatensystem in der Y-Achse und Z-Achse, eines

Schmelzofens oder einer Förderstrecke, so ausgebildet, dass die Hauptführung (5) und die Hauptauflagefläche (7) in einer Einheit zusammen gefasst sind, in der Form eines Schwalbenschwanzes. Die zweite Hauptauflagefläche (7) befindet sich ebenfalls oberhalb des Schmelzspiegel (2). Im Gegensatz hierzu befindet sich die Nebenauflagefläche (8) unterhalb von Schmelzspiegel (2). Die Schmelze (1) kann in die Nebenauflagefläche (8) eindringen und verkürzt dadurch die Standzeit der Nebenauflagefläche (8) gegenüber der Hauptauflagefläche (7). Somit ist die

Nebenauflagefläche (8) um Gegensatz zur Hauptauflagefläche (7) nicht in der Lage über einen langen Zeitraum die Funktionstüchtigkeit aufrecht zu erhalten.

Es ist natürlich auch denkbar, dass z. B. durch eine entsprechende

Schwerpunktgestaltung des während des Schmelzbetriebs auswechselbaren

Bauteils (3) auf eine Haltefunktion oder Führungsfunktion verzichtet werden kann, da die Schmelze (1) durch den Partialdruck der Schmelze (1), das während des

Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteils (3) nach außen, hin zum Trägerbauteil

(4) , drückt.

Des weiteren liegen in der Erfindung, z. B. eine rotatorische oder ansteigende bzw. abfallende Bewegung, der während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3), wodurch lediglich zeitweise die während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3) sich im Bereich des Schmelzspiegel (2), sowohl unterhalb als auch oberhalb des Schmelzspiegel (2) befinden. Hierdurch kann sich die Hauptführung

(5) und/oder die Hauptauflagefläche (7) auch, zumindest zeitweise, unterhalb des Schmelzspiegel (2) befinden.

Es ist dem Fachmann klar, dass jegliche technisch sinnvolle Form der Führung oder Führungen und Auflage oder Auflagen, ebenso wie eine Kombination von Führung und Auflage in einer Einheit oder mehreren Einheiten erfolgen kann.

Auch eine sichere Abdichtung der Schmelze, nach der Durchführung, der während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3) durch den Schmelzofen und/oder der Förderstrecken ist zu gewährleisten. Dieses kann z. B. dadurch erfolgen, indem das während des Schmelzbetriebs auswechselbare Bauteil (3) nach der

Durchführung durch den Schmelzofen bzw. nach unten in Richtung Schwerkraft fällt oder gedrückt wird, also eine vertikale Verschiebung, so dass die Abnutzung des während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteils (3) und die Abnutzung der benachbarten Bauteile durch die Verschiebung eine Abdichtung des Schmelzofen bzw. der Förderstrecken der Schmelze (1) mit der Schmelze (1) gewährleistet ist. Auch eine horizontale Verschiebung oder eine Verdrehung des während des

Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteils (3) zum gleichen Zweck ist denkbar. Eine dementsprechende Gestaltung des während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteils (3) ist beachtenswert.

Ebenso kann das Trägerbauteil (4) eine unterschiedliche Breite zum während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteils (3) besitzen, wodurch die Anzahl der Trägerbauteile (4) und der während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3), im Bezug auf eine bestimmte Länge, unterschiedlich werden.

Ein modularer Aufbau der während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3), durch Verbinder wie Verzahnungen, Verbinder, jeglicher technischer Art, in loser oder fester Form, Einzahl und Vielzahl, als Auch in Kombinationen, der einzelnen während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3) gegeneinander oder/und miteinander, ist denkbar, ebenso wie die Herstellung eines endlosen, während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteils (3), durch z. B. permanente Herstellung vor Ort an einem Stück und z. B. Abbruch nach der Laufzeit.

Dichtungen und/oder Beschichtungen/Verblendungen der während des

Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3), sowie Zwischenelemente, gleicher oder unterschiedlicher Baustoffe oder Bauarten in jeglicher Varianz und Anordnung sind denkbar.

Bei einer Ausführungsart, bei der sich die während des Schmelzbetriebs

auswechselbaren Bauteile (3) von oben dem Schmelzspiegel (2) nähern, durch den Schmelzspiegel (2) hindurch laufen und z. B. am Boden der Schmelze (1), den Ofen verlassen, erscheint die Anordnung der Führung und/oder Halterung auf der der Schmelze (1) abgewandten Seite am sinnvollsten. Gleiches gilt auch für

Bodengruppen, durch den Boden hindurch geschoben werden.

Auch die Aufbringung der Kraft zum Verschieben der während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3) gegeneinander, ob in einer oder mehrerer

Bewegungsrichtungen, ist beachtenswert, eventuell werden Führungshilfen jeglicher technisch vorstellbaren Art benötigt; z. B. in Fig. 1 bis Fig. 3 in Richtung X-Achse. Jede der angegebenen Achsen (X-Achse, Y-Achse, Z-Achse) ist hierbei

exemplarisch zu betrachten und kann hierbei gedreht, verdreht, verschoben, umbenannt oder sonstiges werden.

Die einzelnen während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3) können hierbei als Einzelbauteil, zusammen gesetztes oder zusammen gefügt aus mehreren Einzelbauteilen, mehrschichtig, in unterschiedlichen Materialien, Form und jede dem Fachmann erdenkliche Art und Weise bestehen. Die jeweiligen Ausführungsbeispiele werden in den Unteransprüchen präzisiert.

Aufgeführtes wie für die während des Schmelzbetriebs auswechselbaren Bauteile (3) gilt auch für die Trägerbauteil (4).

Die Ansprüche beschränken sich hierbei nicht nur auf das Glasschmelzen und die Förderstrecken der Glasschmelze, sondern beziehen sich auf jegliches Schmelzgut, wie z. B. das Metallschmelzen, Mineralschmelzen und Schmelzgemische, sowie jegliche Förderstrecken der Schmelze.

Bezugszeichenliste

1. Schmelze

2. Schmelzspiegel

3. Während des Schmelzbetriebs auswechselbares Bauteil

4. Trägerbauteil

5. Hauptführung

6. Nebenführung

7. Hauptauflagefläche

8. Nebenauflagefläche

9. Hauptknickpunkt

10. Nebenknickpunkt

X-Achse; Achse des Koordinatensystems

Y-Achse; Achse des Koordinatensystems

Z-Achse; Achse des Koordinatensystems