DK168209B1 - Fremgangsmåde og apparat til vakuumraffinering af glas eller lignende materiale med forøget skumning - Google Patents

Description

DK 168209 B1

Den foreliggende opfindelse angår forøgelse af skum-frembringelsen ved raffinering af flydende glas under vakuum.

I rettighedshavernes sideløbende DK patentansøgning nr.

6335/86 er omhandlet en fremgangsmåde og et apparat, hvor 5 dannelsen af skum i et vakuumraffinerings trin fremmes ved at indføre flydende glas i et øvre rum i vakuumkammeret.

Det flydende glas skummer øjeblikkelig op, når det møder det formindskede tryk, og det har vist sig, at opskumningen af glasset ikke er et problem, som det har været antaget 10 tidligere, men er yderst gunstigt til fjernelse af opløste og medførte gasser fra smelten. Ydermere har det vist sig fordelagtigt at frembringe skummet oven over væskeniveauet i raffineringsbeholderen og fortrinsvis over skumlaget for at udsætte skummet for det laveste tryk i beholderen. Fjer-15 nelsen af gasser fra væskefasen forøges i høj grad af det store overfladeareal, som frembydes af væsken i boblemembranerne i skummet. Meget tynde væskelag udsættes således for lavt tryk i skummet inden i vakuumkammeret.

Under visse omstændigheder skummer imidlertid ikke 20 hele den indkommende, flydende glasstrøm øjeblikkeligt op efter at være kommet ind i vakuumskumrummet. I disse tilfælde opskummer overfladedele af strømmen hurtigt, men en central del af strømmen kan trænge uopskummet ind i skumlaget og endog til den underliggende flydende masse. Hvis det flydende 25 glas ikke skummer op over skumlaget, vil det ikke blive udsat for det laveste tryk i anlægget og vil således blive udsat for mindre end de optimale raffineringsbetingelser, fordi trykkene selv i det forholdsvis lette skumlag forøge's væsentligt ved lavere højder. Enhver indkommende glasmængde, 30 som trænger igennem til den underliggende væske, løber en betragtelig risiko for, at den ikke vil blive udsat for tilstrækkeligt vakuum til at blive raffineret, og kan føres med i den udgående strøm, hvor den ville forringe kvaliteten af et ellers godt produkt. Opskumning af den indkommende 35 glasstrøm kan forbedres ved at tilvejebringe lavere tryk i vakuumkammeret og/eller ved at reducere glasstrømningsha- 2 DK 168209 B1 stigheden, men det ville være ønskeligt at kunne forbedre det omfang, i hvilket strømmen skummer op, uden at ændre sådanne forud fastlagte parametre som gennemstrømning og tryk.

5 Tidligere forslag om at raffinere glas ved vakuum har generelt undgået opskumning af glasset snarere end at forøge den. Forud for den førnævnte, sideløbende ansøgning blev flydende glas ikke indført i et øvre rum i et vakuumkammer. Der er derfor intet i den kendte teknik, som leder 10 frem til forøgelse af skumdannelsen ved raffinering.

Den foreliggende opfindelse har som sit formål forøgelsen af den grad, i hvilken flydende glas opskummes, når det kommer ind i et vakuumraffineringskammer.

Dette opnås ved en fremgangsmåde til smeltning og 15 raffinering af glas eller lignende materiale ved smeltning af materialet, indføring af det flydende materiale i et rum oven over et rumfang af det flydende materiale, i hvilket rum der opretholdes et underatmosfærisk tryk tilstrækkeligt til at få i hver fald dele af det flydende materiale til at 20 skumme op, idet det dannede skum derpå falder sammen i rumfanget af flydende materiale, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at strømmen af flydende materiale føres gennem rummet med en anden facon end en enkelt cylindrisk facon langs i hvert fald en del af dens passage gennem rummet for 25 at forøge den overflade, som udsættes for det underatmosfæriske tryk, og/eller at strømmen hindres i at falde direkte gennem vakuumrummet og midlertidigt tilbageholdes i området med lavest tryk for at forlænge det tidsrum, i hvilket den er udsat for det underatmosfæriske tryk.

30 Opfindelsen indbefatter også et apparat til raffine ring af flydende glas omfattende en beholder indretet til at indeholde et rumfang af flydende materiale, som raffineres, med et øvre rum inden i beholderen oven over rumfanget af flydende materiale, en tilgangsåbning til indføring af 35 en strøm af yderligere flydende materiale i det øvre rum inden i beholderen og organer til at bibringe et underatmos- 3 DK 168209 B1 færisk tryk inden i det øvre rum, hvilket apparat er ejendommeligt ved organer knyttet til eller anbragt i det øvre rum i indstrømningsretningen efter tilgangsåbningen og indrettet til at kunne meddele i hvert fald en del af strømmen 5 i det øvre rum en anden facon end en enkelt cylindrisk facon og/eller til midlertidigt at kunne tilbageholde strømmen inden i det øvre rum.

Ifølge opfindelsen opnås den forøgede grad af opskum-ning af det flydende glas enten ved at opdele eller sprede 10 strømmen af glas for at forøge overfladeri af glasset og dermed kontakten af glasset med det underatmosfæriske tryk i det øvre rum i beholderen eller ved at hindre strømmen i at falde direkte gennem vakuumrummet for derved at forøge det tidsrum, hvori strømmen opholder sig i dette rum, eller 15 ved at gøre begge dele.

Ved at opdele eller sprede strømmen af flydende glas formindskes tykkelsen af flydende glas i den strøm, der kommer ind i det øvre vakuumrum. Eftersom opskumning af den flydende strøm skrider frem fra den udvendige overflade i 20 retning mod det indre, tillader formindskelse af tykkelsen hele tykkelsen at opskumme på mindre tid. Optimalt reduceres tiden for fuldstændig opskumning til mindre end den tid, der kræves for at strømmen skal falde til niveauet for det tilbageholdte flydende materiale i vakuumkammeret, fortrins-25 vis mindre end den tid, der kræves for at falde ind i det skumlag, der hviler på det flydende materiale. Den specielle ønskede tykkelse vil være en funktion af glastemperatur, vakuumtryk og massestrømningshastighed. Antallet af opdelinger af strømmen vil igen afhænge af tykkelseskravet. For-30 mindskelse af tykkelsen af strømmen er ligeledes fordelagtig, selv om den opskummes fuldstændig, fordi gasser fra bristende skumbobler lettere kan uddrives fra skummet, når boblerne befinder sig nær overfladen i stedet for inden i den indre del af en forholdsvis tyk strøm.

35 Ved at hindre den indkommende flydende glasstrøm midlertidigt i at falde direkte gennem det øvre vakuumrum 4 DK 168209 B1 tilbageholdes den flydende glasstrøm i et længere tidsrum i området med lavest tryk, hvorved der tilvejebringes længere tid til, at opskumningen kan skride frem gennem strømmen, før den falder ned i massen af flydende materiale eller 5 skumlaget. Tilbageholdelsen bevirkes ved at tilvejebringe en hindring i banen for strømmen inden i det øvre vakuumrum. Denne hindring kan opnå sit formål ved at skabe en længere strømningsbane for det flydende glas, ved at skabe en tilbageholdelse af glasstrømmen for at decelerere den eller 10 ved at tilvejebringe et reservoir i det øvre rum til midlertidigt at indeholde et rumfang af den indkommende strøm. I foretrukne udførelsesformer for opfindelsen opnås både opdeling og tilbageholdelse af strømmen.

Organerne til opdeling af glasstrømmen kan omfatte 15 et antal tilgange til vakuumraffineringskammeret, men fordi tilgangene generelt indebærer kostbar ildfast metalkonstruktion, ventilorganer og tætningsarrangementer, foretrækkes det at anvende en enkelt tilgang og at opdele strømmen inden i vakuumkammeret. Derfor kan apparaturet til opdeling eller 20 tilbageholdelse af strømmen af flydende glas være ophængt inden i en øvre del af vakuumkammeret i banen for det flydende glas, der udledes fra tilgangsåbningen. Det foretrækkes at montere den skumforøgende indretning så højt som muligt for at maksimere den tid, som det faldende skum er udsat 25 for det lave tryk i det øvre vakuumrum. Indretningen er fortrinsvis fremstillet af et ikke-forurenende ildfast materiale såsom platin og kan foreligge i form af en plade, en skål, en sigte eller en kurv som eksempler. Perf orationer til opdeling af strømmen er fortrinsvis til stede i indret-30 ningen. Der kan være tilvejebragt to eller flere skumforøgende indretninger den ene under den anden for at påvirke glasstrømmen i rækkefølge.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere ud fra foretrukne udførelses former, idet der henvises til teg-35 ningen, på hvilken fig. 1 viser et lodret tværsnit gennem et glassmelte- 5 DK 168209 B1 og -raffineringsanlæg indbefattende en vakuumraffineringsbeholder, af hvilken den foreliggende opfindelse er en forbedring, fig. 2 i større målestok et tværsnit af et rør til 5 afgivelse af flydende glas til et vakuumraffineringskammer og forsynet med opslidsede åbninger ifølge én udførelsesform for opfindelsen, fig. 3 en tværsnitsgengivelse af en anden udførelsesform for et tilgangsrør med et net i strømningsbanen, 10 fig. 4 en sidegengivelse af en alternativ udførelses form for et tilgangsrør med en hulforsynet beholder i strømningsbanen, fig. 5 en sidegengivelse af et tilgangsrør udstyret med en burformet konstruktion under dets afgang, 15 fig. 6 set ovenfra og tildels med dele fjernet et perforeret bæger indrettet til at indgribe med en strøm af flydende glas, som kommer ind i et vakuumraffineringskammer, fig. 7 en længdesnitsgengivelse af den i fig. 6 viste indretning, 20 fig. 8 en tværtsnitsgengivelse af en totrinsskum- forøgelsesindretning ifølge en foretrukken udførelsesform for opfindelsen fastgjort til et tilgangsrør, fig. 9 en sidegengivelse af en bakkeudformning af en skumforøgelsesindretning knyttet til et tilgangsrør ifølge 25 en anden udførelsesform for den foreliggende opfindelse, fig. 10 en sidegengivelse af en konisk variation af en indretning lignende den i fig. 9 viste, fig. 11 en sidegengivelse af en skumforøgelsesindretning udformet som et trug ifølge en udførelsesform for 30 opfindelsen, og fig. 12 en tværsnitsgengivelse af den i fig. 11 viste trugudførelsesform langs linien 12-12 i fig. 11.

Den foreliggende opfindelse er her beskrevet som angående fremstilling af glas. Det bør forstås, at udtrykkel: 35 glas er anvendt i sin bredeste betydning og indbefatter materialer, som er "glasser" eller "giaslignende", eftersom 6 DK 168209 B1 det endelige glasdannelsesstadium ikke er en kritisk faktor for den foreliggende opfindelse. På den anden side er den mest sandsynlige anvendelse af den foreliggende opfindelse fremstilling af transparente glasprodukter af høj kvalitet, 5 for hvilken eliminationen af bobler og kim fra glasset er vigtig. Ydermere er fordelene ved den foreliggende opfindelse særlig relevante for den kontinuerlige, kommercielle glasproduktion i stor målestok (f.eks. mere end 9 tons pr. dag), specielt glas til ruder.

10 Ved den foretrukne udførelsesform tilvejebringes en fremgangsmåde og et apparat, med hvilke vakuumraffinering kan anvendes i en kontinuerlig glassmeltningsproces i en kommerciel målestok. Smeltet glas tilføres til vakuumraffineringskammeret, efter at den overvejende del af den varme-15 energi, der kræves til smeltning, er blevet meddelt smelten, så at der skal tilføres ringe eller ingen varmeenergi til det smeltede materiale, som er indeholdt inden i vakuumkammeret. Fortrinsvis tilføres der ikke mere varme i vakuumtrinnet end nødvendigt for at kompensere for varmetab gennem 20 beholdervæggene. Ved tilstrækkelig store gennemstrømningshastigheder kan vakuumkammeret være fuldstændig uopvarmet. Ved foretrukne udførelsesformer for den foreliggende opfindelse gøres chargematerialerne først flydende ved et stadium, der er specielt indrettet til dette trin af processen. Og 25 det flydendegj orte materiale overføres til et andet stadium*, hvor opløsning af faste partikler i det væsentlige fuldføres, og temperaturen af materialet kan hæves til en temperatur, der er egnet til raffinering. Derefter føres det smeltede materiale til vakuumkammeret. Som en følge heraf afdrives 30 den store del af de gasformige biprodukter fra smeltningen, før materialet underkastes vakuum, og området for størst gasudvikling er adskilt fra raffineringszonen, hvorved materialer, som undergår de tidlige stadier af smeltning, ikke kan blive blandet med dele med smelten, som undergår raf-35 finering. Fordi det meste af eller hele varmebehovet til smeltning er blevet tilfredsstillet, før materialet kommer 7 DK 168209 B1 ind i vakuumraffineringsstadiet, og opvarmning af raffineringsstadiet derfor i det væsentlige undgås, kan kraftig konvention i smelten i raffineringszonen undgås. Som en følge heraf formindskes beholdererosion, og sandsynligheden 5 for, at ufuldstændigt raffinerede dele af smelten bliver blandet med mere raffinerede dele, formindskes.

Den medvirken, som vakuum frembyder ved raffineringsprocessen, tillader anvendelse af lavere temperaturer til raffinering. Lavere temperaturer er fordelagtige ikke blot 10 på grund af mindre energiforbrug men også på grund af formindsket korrosiv virkning på beholderen. Glas, som normalt raffineres ved spidstemperaturer af størrelsen 1520°C, kan raffineres i samme omfang ved temperaturer, der ikke er større end ca. 1425°C eller endog 1370°C eller lavere afhæn-15 gigt af det anvendte vakuumniveau.

Ifølge teorien fremmer dannelsen af skum i vakuumraf1 fineringskammeret i betydelig grad fjernelsen af gasser fra smelten. Den tynde film og det store overfladeareal, som skummet frembyder, forøger udsættelse for de lave trykbetin-20 gelser og fremskynder transport af gasserne ud af væskefasen. Dette står i modsætning til sædvanlig raffinering, hvor der må være tilvejebragt opholdstid for at tillade bobler at stige til overfladen og undslippe fra den viskøse smelte, hvilket medfører tilbageholdelse af en stor masse af smelten.

25 Ved vakuumraffinering kan der således opnås en given raffineringsgrad på en betydelig mindre plads. De gunstige virkninger af at udsætte opskummet smelte for vakuum forøges ved at opskumme materialet, når det kommer ind i vakuumbeholderen, og før det kommer ind i massen af flydende mate-30 riale, der er tilbageholdt deri, og fortrinsvis før den indkommende strøm trænger ind i skumlaget.

Den foretrukne udformning af vakuumraffineringskammeret er en lodret, langstrakt beholder mest bekvemt i form af en opretstående cylinder. Flydendegjort materiale indføres 35 i det øvre rum over det flydende materiale, som er indeholdt i beholderen. Efter at være kommet ud for det reducerede DK 168209 B1 δ tryk i det øvre rum, opskummer i hvert fald en væsentlig del af materialet på grund af afgivelse af gasser, som er opløst i materialet, og på grund af forstørrelse af bobler og kim, der er tilstede i materialet. Frembringelse af et 5 skum forøger i høj grad det overfladeareal, der er udsat for det reducerede tryk, og medvirker således til fjernelse af gasarter fra væskefasen. Frembringelse af skummet oven over den smeltede masse, som er indeholdt i beholderen, i stedet for fra den smeltede masse er fordelagtig med henblik 10 på sammenfald af skummet og på medvirken til undslipning af gasser. En anden fordel ved den lodret langstrakte geometri er, at der forekommer en lagdeling på grund af det mindre tætte skum- eller bobleindeholdende materiale, der forbliver ved den øvre ende, så at den samlede massetransport sker 15 bort fra skumområdet og derved gør det usandsynligt, at noget af det uraffinerede materiale skulle indgå i produktstrømmen. Fjernelse af gasser fra smelten ved reduceret tryk formindsker koncentrationen af gasser, der er opløst i smelten, til under deres mætningspunkt ved atmosfæretryk.

20 Efterhånden som det smeltede materiale bevæger sig nedad mod et udløb ved bunden, foranlediger det forøgede tryk på grund af dybden af smelten i beholderen eventuelle resterende gasser til at forblive i opløsning og formindsker rumfanget af eventuelle små kim, som måtte være tilbage. Opløsningen 25 af gasser kan ligeledes fremmes ved at tillade temperaturen at falde, efterhånden som materialet bevæger sig imod udløbet. Endvidere reducerer den lave koncentration af gasser, der er tilbage efter vakuumraffinering, sandsynligheden for dannelse af bobler i påfølgende trin i glasfremstillings-30 processen, som hyppigt er et problem ved sædvanlig raffinering.

Ved kommerciel smeltning af glas, navnlig soda-kalk--silikatglas, indgår natriumsulfat eller kalciumsulfat eller andre kilder for svovl sædvanligvis i chargeringsmateria-35 lerne for at medvirke i smelte- og raffineringsprocessen. Tilstedeværelsen af raffineringshjælpemidler såsom svovl i 9 DK 168209 B1 smelten har vist sig at være et problem, når man raffinerer med vakuum, på grund af de store rumfang af skum, de foranlediger, og på grund af angreb af de keramiske ildfaste vægge i en vakuumraffineringsbeholder. Men hidtil har effek-5 tiv smeltning og raffinering af glas været vanskelig at opnå uden raffineringshjælpemidlerne. Ifølge foretrukne udførelsesformer for den foreliggende opfindelse smeltes og raffineres glas til en høj kvalitetsstandard med anvendelse af ringe eller ingen kemiske raffineringshjælpemidler. Dette 10 er muligt ved den foreliggende opfindelse, fordi smeltnings-og raffineringstrinnene udføres i adskilte stadier, hvor hvert stadium kan udføres med en proces, der er indrettet til at minimere eller undgå brugen af kemiske raffineringshjælpemidler. Det er generelt antaget, at kemiske raffine-15 ringshjælpemidler tjener til at fremskynde samlingen og stigningen af bobler fra det indre af en smeltet masse, men denne mekanisme antages kun at spille en mindre rolle ved raffineringsprocessen ifølge den foreliggende opfindelse. Derfor fremkommer der ikke nogen betydende virkning på kvali-20 tetsresultaterne ved at eliminere eller væsentligt reducere mængden af raffineringshjælpemidler, som anvendes. Eliminering eller reduktion af raffineringshjælpemidlerne er ligeledes ønskeligt med henblik på at reducere uønskede udledninger til omgivelserne. Ved flydeprocessen til fremstilling 25 af planglas er reduktion eller eliminering af svovl i glasset yderligere fordelagtig med henblik på at undgå defekter forårsaget af dannelsen og forflygtigelsen af tinsulfid i planformningskammeret, som fører til kondensation og ned-drypning på den øvre overflade af glasset. Svovl i kombina-30 tion med jern har en farvningseffekt på glasset, så undgåelsen af svovl til raffinering tillader en mere nøjagtig styring af farven af visse glas.

Med henvisning til fig. 1 består den samlede smelteproces ifølge den foreliggende opfindelse fortrinsvis af 35 tre stadier: et flydendegørelsesstadium 10, et opløsningsstadium ll og et vakuumraffineringsstadium 12. Forskellige 10 DK 168209 B1 arrangementer vil kunne anvendes til at kunne påbegynde smeltningen i flydendegørelsesstadiet 10, men et yderst effektivt arrangement til isolering af dette stadium af processen og til at udføre det økonomisk er det i US patent-5 skrift nr. 4 381 934 og Reissue nr. 32 317 omhandlede, hvortil der her henvises angående detaljer af den foretrukne udførelsesform for flydendegørelsesstadiet. Den grundlæggende struktur i flydendegørelsesbeholderen er en tromle 15, som kan være fremstillet af stål og har en hovedsagelig cylin-10 drisk sidevægsdel, en hovedsagelig åben top og en bunddel, der er lukket bortset fra et tapudløb. Tromlen 15 er monteret til drejning om en i det væsentlige lodret akse, f.eks. ved hjælp af en omsluttende understøtningsring 16, der er drejeligt båret på et antal understøtningshjul 17 og holdt på 15 plads af et antal opretningshjul 18. Et i det væsentlige omsluttet hulrum er dannet inden i tromlen 15 ved hjælp af en lågkonstruktion 20, som er forsynet med en stadionær understøtning, f.eks. ved hjælp af en omkredsramme 21. Låget 20 kan antage et antal forskellige former, som det vil være 20 kendt af fagmanden på området konstruktion af ildfaste ovne.

Det foretrukne arrangement, der er afbildet på figuren, er en opadtil kuplet, fagdelt buekonstruktion fremstillet af et antal ildfaste blokke. Det vil forstås, at monolitiske eller plane ophængte udformninger vil kunne anvendes til 25 låget.

Varme til at gøre chargeringsmaterialet flydende kan være tilvejebragt med én eller flere brændere 22, som strækker sig gennem låget 20. Fortrinsvis er et antal brændere anbragt langs omkredsen af låget, så de retter deres flammer 30 mod et bredt område af materialet inden i tromlen. Brænderne er fortrinsvis vandkølede for at beskytte dem mod de barske omgivelser inden i beholderen. Forbrændingsgasser kan undslippe fra det indre af smeltebeholderen gennem en åbning 23 i låget. Spildvarmen i forbrændingsgasserne kan med fordel 35 anvendes til at forvarme chargeringsmaterialet i et ikke vist forvarmningsstadium såsom det i US patentskrift nr.

11 DK 168209 B1 4 519 814 omhandlede.

Chargeringsmaterialer, fortrinsvis i en pulverformig tilstand, kan tilføres til hulrummet i smeltebeholderen ved hjælp af slisk 24, som i det afbildede udførelsesform stræk-5 ker sig gennem afgangsåbningen 23. Enkeltheder af tilførings-sliskarrangementet vil fremgå af US patentskrift nr.

4 529 428. Chargeringssiisken 24 ender tæt grænsende til sidevæggene i tromlen 15, hvorved chargeringsmateriale af lejres på de indre sidevægsdele af tromlen. Et lag 25 af char-10 geringsmaterialet tilbageholdes på de indvendige vægge af tromlen 15 under medvirkning af tromlens rotation og tjener som en isolerende foring. Efterhånden som chargeringsmaterialet på overfladen af foringen 25 udsættes for varme inden i hulrummet, danner det et flydendegjort lag 26, som strømmer 15 ned ad den skrå foring til en central tapåbning ved bunden af beholderen. Afløbet kan være udstyret med en keramisk ildfast bøsning 27. En strøm af flydendegjort materiale 28 falder frit fra smeltebeholderen gennem en åbning 29, der fører til det andet stadium 11. Det andet stadium kan kaldes 20 opløsningsbeholderen, fordi én af dets funktioner er at fuldføre opløsningen af eventuelle usmeltede korn af chargeringsmateriale, som er tilbage i den flydendegjorte strøm 28, som forlader smeltebeholderen 10. Det flydendegjorte materiale er på dette tidspunkt typisk kun delvis smeltet, 25 idet det omfatter usmeltede sandkorn og en væsentlig gasfor-mig fase. Ved en typisk soda-kalk-silikatsmelteproces, hvor der anvendes carbonatchargeringsmaterialer og sulfater som et raffineringshjælpemiddel, består den gasformige fase hovedsagelig af carbonoxider og svovloxider. Nitrogen kan 30 ligeledes være tilstede fra indesluttet luft. Ved den foreliggende opfindelse er behovet for at anvende sulfater i høj grad reduceret, så at svovloxider ikke behøver at være til stede i betydeligt omfang som del af smeltens gasindhold.

Opløsningsbeholderen 11 tjener den funktion at fuld-35 føre opløsningen af usmeltede partikler i det flydendegj orte materiale, som kommer fra det første stadium, ved at til- DK 168209 Bl 12 vejebringe opholdstid ved et sted, der er isoleret fra det nedenstrøms raffineringsstadium. En soda-kalk-silikatglas-charge bliver typisk flydende ved en temperatur på ca.

12008 C og kommer ind i opløsningsbeholderen 11 ved en tempe-5 ratur på fra ca. 1200°C til ca. 1320°C, ved hvilken temperatur resterende usmeltede partikler sædvanligvis bliver opløst, når de får en tilstrækkelig opholdstid. Opløsningsbeholderen 11 er vist i form af et vandret, langstrakt, ildfast bassin 30 med et ildfast loft 31 og med indløbet og 10 udløbet ved dets modstående ender for at sikre tilstrækkelig opholdstid. Dybden af smeltet materiale i opløsningsbeholderen kan være forholdsvis ringe med henblik på at modvirke recirkulation af materiale.

Selv om tilførsel af væsentlig varmeenergi ikke er 15 nødvendig til udøvelse af opløsningstrinnet, kan opvarmning fremskynde processen og således reducere størrelsen af opløsningsbeholderen 11. Mere væsentligt foretrækkes det imidlertid at opvarme materialet i opløsningsstadiet for at hæve dets temperatur som forberedelse til det følgende raffine-20 ringsstadium. Maksimering af temperaturen til raffinering er fordelagtig med henblik på at formindske glasviskositeten og forøge damptrykket af indesluttede gasser. Typisk anses en temperatur på ca. 1520“C for ønskelig til raffinering af soda-kalk-silikatglas, men når der anvendes vakuum for at 25 medvirke ved raffineringen, kan der anvendes lavere spidsraffineringstemperaturer, uden at det går ud over produktets kvalitet. Det omfang, i hvilket temperaturerne kan formindskes, afhænger af vakuumgraden. Når raffinering skal udføres under vakuum ifølge den foreliggende opfindelse, behøver 30 glastemperaturen derfor ikke at blive hævet til mere end f.eks. 1480°C og valgfrit til ikke mere end 1430°C forud for raffinering. Når det nedre trykområde, der her er anført, anvendes, behøver temperaturen i raffineringsbeholderen ikke at være større end 13708 C. Spidstemper atur formindskelser 35 af denne størrelse medfører betydelig længere levetid af de ildfaste beholdere såvel som energibesparelser. Det flydende- 13 DK 168209 B1 gjorte materiale, der kommer ind i opløsningsbeholderen, behøver kun at blive opvarmet moderat for at forberede det smeltede metal til raffinering. Forbrændingsvarmekilder ville kunne anvendes i opløsningsstadiet 11, men det har 5 vist sig, at dette stadium er velegnet til elektrisk opvarmning, hvorved der kan være tilvejebragt et antal elektroder 32, der som vist i figuren strækker sig vandret gennem sidevæggene. Varme frembringes ved modstanden i selve smelten mod elektrisk strøm, der passerer mellem elektroderne, ved 10 den metode, der sædvanligvis anvendes til elektrisk smeltet glas. Elektroderne 32 kan være af karbon eller molybdæn af en art, der er velkendt af fagmanden på området. Der kan være tilvejebragt et afskumningselement 33 i opløsningsbeholderen for at forhindre eventuelt materiale, der svømmer 15 oven på, i at nærme sig afløbsenden.

En ventil, som styrer strømmen af materialet fra opløsningsstadiet 11 til raffineringsstadiet 12, består af en prop 35, der ligger aksialt ud for et taprør 36. En stang 37 på proppen strækker sig gennem loftet 31 i opløsningsbe-20 holderen for at tillade styring af mellemrummet mellem proppen 35 og røret 36 for derved at styre hastigheden af materialestrømmen til raffineringsstadiet. Selv om ventilarrangementet foretrækkes, kunne der være tilvejebragt andre midler til styring af strømningshastigheden af smeltet mate-25 riale til raffineringsstadiet, som det er kendt på området.

Et eksempel ville være anvendelsen af opvarmnings- og/eller afkølingsorganer knyttet til taprøret for at styre viskositeten og dermed strømningshastigheden af det smeltede metal, som passerer derigennem.

30 Raffineringsstadiet 12 består fortrinsvis af en lod ret, opretstående beholder, som kan være af hovedsagelig cylindrisk udformning med en indvendig keramisk ildfast foring 40 omsvøbt med en gastæt, vandkølet omslutning. Det ildfaste materiale kan være en aluminiumoxid-zirkoniumoxid-35 -siliciumoxidtype, der er velkendt på området. Svøbet kan indbefatte et dobbeltvægget, cylindrisk sidevægselement 41 14 DK 168209 B1 indeholdende en ringformet vandkanal og cirkulære endekølere 42 og 43. Der kan være tilvejebragt et ikke vist isolationslag mellem det ildfaste materiale 40 og sidevæggen 41. Taprøret 36 kan være fremstillet af et ildfast metal såsom 5 platin og er tætnende monteret i en åbning 44 ved den øvre ende af raffineringsbeholderen. Røret 36 er vist forløbende lodret gennem toppen af raffineringsbeholderen 12, hvilket foretrækkes med henblik på at indføre den indkommende glasstrøm så højt som muligt inden i vakuumrummet. Men det bør 10 forstås, at den foreliggende opfindelse også vil kunne udøves med tilgangsarrangementer, som ikke maksimerer højdefaktoren. Tilgangen kunne således være vandret og kunne strække sig gennem siden af beholderen, men ovenfor niveauet for flydende materiale og fortrinsvis over det normale niveau for skum i 15 beholderen 12.

Efterhånden som det smeltede materiale passerer gennem røret 36 og møder det reducerede tryk inden i raffineringsbeholderen, ekspanderer gasser, som er opløst og indesluttet i smelten, i rumfang og skaber et skumlag 50, som hviler på 20 en væskemasse 51. Efterhånden som skummet falder sammen, indgår det i væskemassen 51. Underatmosfærisk tryk kan etableres inden i raffineringsbeholderen gennem en vakuumledning 52, der strækker sig gennem den øvre del af beholderen. Som anvendt her kan "opskumning" anses for at være karakteriseret 25 ved i det mindste en fordobling af rumfanget af det smeltede materiale. Hvis materialet er helt opskummet, forøges rumfanget sædvanligvis til mere end det dobbelte. Skum er også blevet defineret som værende karakteriseret ved en gasfase på mindst 90% af det samlede rumfang eller som den tilstand, 30 i hvilken boblemembraner berører hinanden.

Fordeling af det smeltede materiale som tynde membraner i et skum forøger i høj grad det overfladeareal, der er udsat for det reducerede tryk. Derfor foretrækkes det at maksimere opskumningseffekten. Det foretrækkes ligeledes, 35 at skummet udsættes for det laveste tryk i anlægget, som man træffer foroven i beholderen i det øvre rum over væsken, 15 DK 168209 B1 og derfor forbedres denne udsættelse ved at tillade det nylig indførte, opskummede materiale at falde gennem det øvre rum ned på oversiden af skumlaget. Det er ligeledes mere i overensstemmelse med masseoverføringen i beholderen at aflejre 5 frisk opskummet materiale ovenpå skumlaget i stedet for at frembringe skum fra overfladen af væskemassen neden under skumlaget.

Varmeindholdet i det flydende gennemgangsmateriale, som kommer ind i raffineringsbeholderen 12, kan være til-10 strækkeligt til at opretholde passende temperaturer inden i beholderen, men ved lavere gennemstrømningshastigheder kan energitabene gennem væggene overstige den hastighed, med hvilken der transporteres energi til beholderen med det smeltede materiale. I et sådant tilfælde kan det være ønske-15 ligt at tilvejebringe opvarmning inden i raffineringsbeholderen med henblik på at undgå for stor temperaturformindskelse. Omfanget af opvarmning vil kunne være forholdsvis lille, eftersom dens formål blot vil være at opveje varmetab gennem væggene, og den kan gennemføres ved sædvanlige elek-20 triske opvarmningsarrangementer, ved hvilke elektroder strækker sig radialt gennem sidevæggen, og elektrisk strøm føres mellem elektroderne gennem glasset.

Uanset gennemstrømningshastigheden kan rummet over 25 den smeltede masse 51 i beholderen 12 være tilbøjeligt til at blive koldere end ønsket på grund af fraværet af den smeltede masse og på grund af, at udstråling fra den smeltede masse er isoleret med skumlaget 50. Som en følge heraf kan den øvre del af skumlaget blive koldere, hvilket igen forøger 30 viskositeten af skummet og nedsætter den hastighed, hvormed gasserne uddrives. I dette tilfælde har det vist sig fordelagtigt at tilvejebringe organer til opvarmning af det øvre rum over væsken og skummet. Til dette formål har det vist sig muligt at tilvejebringe en brænder 53 og at opret-35 holde forbrænding inden i vakuumruramet. Der kan være tilvejebragt en ledning 54 ved den øvre ende af vakuumbehol- 16 DK 168209 B1 deren, hvormed en lille mængde vand periodisk kan sprøjtes på skummet. Vandpåsprøjtningen har vist sig at medvirke til, at skummet falder sammen.

I den afbildede udførelsesform tappes raffineret 5 flydende materiale fra bunden af raffineringsbeholderen 12 ved hjælp af et taprør 55 af et ildfast metal såsom platin.

Det ville også være muligt at placere tapåbningen i en sidevæg af beholderen i området for bunden. Taprøret 55 strækker sig fortrinsvis over overfladen af det ildfaste bundafsnit 10 56, inden i hvilket det er monteret, for at forhindre even tuelt nedbrudt, løst materiale i at komme ind i afgangsstrømmen. Lækage omkring røret forhindres med en vandkøler 57 under bundafsnittet 56. Strømningshastigheden af smeltet metal fra taprøret 55 styres af et konisk drøvleelement 58, 15 idet indstilling af mellemrummet mellem drøvleelementet og røret 55 styrer strømningshastigheden derfra. En flydende strøm 60 af raffineret materiale falder frit fra bunden af raffineringsbeholderen og kan føres til en ikke vist formningsstation, hvor det kan formgives til det ønskede produkt.

20 Raffineret glas kan f.eks. føres til et flydeglasformnings-kammer, hvor det smeltede glas flyder på en masse af smeltet metal til dannelse af en planglasplade.

Smelte- og raffineringshjælpemidler såsom svovlfor-25 bindeiser (f.eks. natriumsulfat, kalciumsulfat) indgår sædvanligvis i glascharger men frembringer en væsentlig del af de uønskelige udledninger i afgangsgas fra glassmeltepro-cesser. Svovlforbindelser er ansvarlige for en betydelig del af den gasfase, som findes i glasprodukter, og deres 30 fjernelse er derfor en vigtig del af en raffineringsproces.

I en vakuumraffineringsproces er tilstedeværelsen af svovlmængder, som sædvanligvis ville blive anset for meget små, mere end uønskede på grund af det store bidrag svovlforbindelser giver til atmosfæren i vakuumkammeret og på grund af 35 den accelererede erosion af vakuumkammervæggene, som forårsages af tilstedeværelsen af svovl. Typisk omfatter plan- DK 168209 B1 17 glascharger natriumsulfat i mængder på omkring 5 til 15 vægtdele pr. 1000 vægtdele af silicatkildematerialet (sand), idet ca. 10 vægtdele anses for ønskeligt for at sikre tilstrækkelig raffinering. Når man arbejder ifølge den forelig-5 gende opfindelse, har det imidlertid vist sig, at man må foretrække at begrænse natriumsulfat til 2 vægtdele, mest fortrinsvis til ikke mere end 1 vægtdel pr. 1000 dele sand, idet 1/2 vægtdel er et særligt fordelagtigt eksempel. Disse vægtforhold er angivet for natriumsulfat, men det turde 10 være klart, at de kan omsættes til andre svovlkilder ved molekylevægt forhold. Fuldstændig eliminering af raffineringshjælpemidler er mulig med den foreliggende opfindelse, selv om spormængder af svovl typisk er til stede i andre chargeringsmaterialer, så at der kan være små mængder svovl til 15 stede, selv om der ikke er foretaget nogen forsætlig tilsætning af svovl til chargen.

Opnåelsen af fuldstændig opskumning er lettere ved lavere tryk, og derfor foretrækkes lavere tryk i raffineringsbeholderen. Skumforøgelsesindretningerne ifølge den 20 foreliggende opfindele tillader anvendelsen af højere tryk, end det ellers ville være muligt, og sparer derved vakuum-pumpeomkostninger. Mens selv ved anvendelse af disse indretninger kan overskridelse af visse trykniveauer gøre det meget vanskeligt at opnå fuldstændig opskumning. Disse mak-25 simaltrykniveauer afhænger af viskositeten af glasstrømmen, der kommer ind i vakuumkammeret, hvilken igen afhænger af temperaturen og sammensætningen af glasset. For en sædvanlig soda-kalk-silikatplanglassammensætning ved 1370°C til 1480“C har det vist sig ønskeligt at tilvejebringe tryk 30 under 100 torr absolut, fortrinsvis under 70 torr, i det øvre rum af raffineringsbeholderen 12 for at opnå fuldstændig opskumning. Hvor meget lavere end disse maksimaltryk trykket i vakuumrummet bør holdes, afhænger af massestrømningshastigheden af glas og den specielle skumforøgelsesindretning, 35 der anvendes. Ved forholdsvis store glasstrømningshastigheder må tryk under 40 torr foretrækkes selv med omfattende skum- • 18 DK 168209 B1 forøgelsesindretninger. Men ved ca. 20 torr vil der kun kræves beskedne skumforøgelsesindretninger selv ved store strømningshastigheder.

I fig. 2 til 12 er der vist forskellige udførelses-5 former for skumforøgelsesindretninger ifølge den foreliggende opfindelse. Hver af disse indretninger er beregnet til at blive monteret inden i den i fig. 1 viste vakuumraffineringsbeholder 12 i tilknytning til den nedre ende af røret 36, så den rammes af strømmen af flydende materiale, som kommer 10 fra røret 36. Skumforøgelsesindretningen kan være fastgjort til eller være en sammenhængende del af selve røret 36, eller den kan være uafhængigt monteret til den tilgrænsende lågkonstruktion på beholderen 12 eller på en understøtningsarm, som strækker sig ind i vakuumbeholderen gennem en ad-15 gangsåbning i en vægdel. Det sidstnævnte foretrækkes med henblik på at justere positionen og orienteringen af indretningen såvel som for at tillade forholdsvis let udskiftning. Højden af indretningen ligger over den flydende masse 51 og fortrinsvis over skumlaget 50.

20 Undtagen hvor det er bemærket, er indretningen ifølge hver udførelsesform fortrinsvis fremstillet af platin og navnlig af de platin-rhodiumlegeringer, der sædvanligvis anvendes til berøring med flydende glas. Teoretisk kunne et hvilket som helst ildfast materiale tjene den foreliggende 25 opfindelses formål, men problemer med varigheden gør de fleste andre materialer upraktiske. Keramiske ildfaste materialer ville blive udsat for betydelig erosion på grund af berøring med den flydende strøm. Atmosfæren i det øvre rum i beholderen 12 har vist sig at være tilstrækkelig oxiderende 30 til ugunstigt at påvirke holdbarheden af molybdæn. Vandkølet rustfrit stål eller lignende materiale kan anvendes, men det foretrækkes at minimere uddragningen af varme fra glasset med afkølede elementer. Nogle vandkølede elementer kan anvendes i nogle af udførelsesformerne uden for store varmetab, 35 forudsat at de har begrænset udsættelsesområde.

I sin simpleste form kan skumforøgelsesindretningen 19 DK 168209 B1 ifølge den foreliggende opfindelse indbefatte modifikationer af afgangsenden af røret 36. Ved den i fig. 2 viste udførelsesform er røret 36 således forsynet med en lukket nedre ende 62 og et antal sideåbninger 63, hvorved strømmen af 5 flydende materiale, som passerer gennem røret, opdeles i et antal mindre strømme, som hver lettere påvirkes af lavtryksomgivelsen. Åbningerne 63 er vist som rektangulære spalter, men kunne have enhver facon. Dimensionerne af åbningerne er valgt i overensstemmelse med antallet af ønskede strømop-10 delinger og den mængde strømningsmodstand, som kan tolereres. Endeelementet 62 kan ligeledes være forsynet med én eller flere åbninger og kan, hvis det er forsynet med et antal åbninger, tjene som strømopdelingsorgan i stedet for sideåbningerne .

15 Langs disse retningslinier afbilder fig. 3 en udførel sesform, som indbefatter en indsats i enden af røret 36 til opdeling af den flydende glasstrøm. Indsatsen kan som vist have form af et gitter af stænger eller tråde 65 eller et trådnet, en perforeret plade eller et andet hulforsynet 20 element. Tætte mellemrum mellem de opdelte strømdele kan påfølgende få strømdelene til at genforenes, men dette er ikke ugunstigt, hvis strømdelene er blevet påvirket med vakuummet, før de genforenes. Afhængigt af massestrømningshastigheden og vakuumniveauet kan opskumningen af strømdelene 25 forekomme næsten umiddelbart efter, at de møder det reducerede tryk, og før de genforenes. Ved større gennemstrømningshastigheder må det imidlertid foretrækkes at anvende nogle af de andre heri omhandlede udførelsesformer, som tilvejebringer en opdelt eller udtyndet strøm i mere udstrakte 30 tidsrum.

De i fig. 2 og 3 viste udførelsesformer er ikke foretrukne udførelsesformer navnlig ved store strømningshastigheder på grund af den forøgede strømningsmodstand gennem røret 36. Denne modstand reducerer ikke blot strømningen 35 gennem røret, men komplicerer ligeledes regulering af strømningshastigheden med ventilorganet 35 eller lignende foran’- 20 DK 168209 B1 staltninger. Det foretrækkes derfor at tillade det flydende materiale at blive udledt fra røret 36 og derpå komme i indgreb med en skumforøgende indretning ifølge den foreliggende opfindelse et tilstrækkeligt stykke fra røret for at 5 undgå at meddele et betydeligt modtryk inden i røret. Følgelig anvendes et trådnet eller et lignende materiale i den i fig. 4 viste udførelsesform i form af en kurvlignende beholder 67. I stedet for af et net kunne beholderen 67 være fremstillet af perforeret plademateriale eller andet hulfor-10 synet materiale. Åbningerne i beholderen opdeler den indkommende flydende strøm i det mindste momentant, og beholderen frembyder modstand til at forhindre strømmen i at falde umiddelbart ind i skumlaget eller under dette. Beholderen 67 er vist hovedsagelig cylindrisk i udformning, men det 15 turde være klart, at den kunne være forsynet med praktisk taget enhver facon, som vil hæmme hastigheden af strømmen. Nogen fordel tilvejebringes ved at omslutte afgangsenden af røret 36 med beholderen 67 derved, at ingen del af strømmen kan undgå at blive påvirket af beholderen. Den øvre ende af 20 beholderen 67 kan være fastgjort omkring røret 36 ved hjælp af et sammentrykningsbånd 68 som vist i fig. 4. Beholderen 67 kan være noget aflang for at tilvejebringe tilstrækkelig indvendigt rumfang til at optage eventuel opbygning af skum 25 eller flydende materiale deri, så at det ikke påvirker strømmen fra røret 36.

En variation af skumforøgeren af kurvetypen ifølge den foreliggende opfindelse er vist i fig. 5. Her er en omslutning lignende et bur fremstillet af et antal stænger 30 70. Buret kan være forsynet med en lang række faconer, men der kan ses nogen fordel ved den i fig. 5 viste koniske udformning derved, at den frembyder åbninger af varierende bredde med brede åbninger foroven til at lede skummende materiale og snævre åbninger ved bunden til at begrænse 35 størrelsen af opdelte væskestrømme, som passerer gennem. Yderligere frembyder den koniske facon lille hindring mod 21 DK 168209 B1 passagen af strømmen og er således ikke tilbøjelig til at skabe et modtryk i røret 36. Som vist kan stængerne 70 være forbundet ved deres nedre ender på en skive 71, og deres øvre ender kan være fastgjort til røret 36 såsom ved svejs-5 ning. Valgfrit kan stængerne være forstærket af én eller flere omkredsringe 72 ved en mellemliggende højde eller højder.

I fig. 6 og 7 er der vist en anden udførelsesform for den foreliggende opfindelse, hvor den skumforøgende 10 beholder foreligger i form af et perforeret bæger 75. Bægeret 75 kan være dannet af en sidevægsdel 76, en bund 77 og valgfrit en udadbøjet kantdel 78, som alle fortrinsvis er fremstillet af platinlegering. Sidevæggen og bunden af bægeret er forsynet med et antal huller, gennem hvilke det smeltede 15 materiale kan passere. Antallet og størrelsen af hullerne kan variere betragteligt afhængigt af den virkning, der ønskes i det særlige tilfælde. Huller i området fra 0,5 til 3 centimeter i diameter har vist sig at være tilfredsstillende i typiske tilfælde, idet antallet af huller maksimeres 20 uden for stor reduktion af den konstruktive styrke af bægeret. Selvom der kan anvendes huller af ensartet størrelse, foretrækkes det at tilvejebringe større huller nær toppen, så at ved store strømningshastigheder eventuel overskydende strømning vil passere gennem de store huller i stedet for 25 over overkanten af bægeret. Den i fig. 6 og 7 viste bægerudførelsesform vil kunne være ophængt fra røret 36 som i de tidligere beskrevne udførelsesformer, men der er vist et forskelligt understøttelsesarrangement, hvor skumforøgelsesindretningen er monteret på en understøtningsarm 80 uafhængigt 30 af røret 36, og som fortrinsvis strækker sig til det udvendige af vakuumraffineringsbeholderen 12 for at tillade justering og udskiftning af indretningen. Med henblik på at tilvejebringe konstruktiv stivhed over en væsentlig vandret afstand i højtemperaturomgivelsen i raffineringsbeholderen 35 foretrækkes det, at understøtningsarmen 80 afkøles ved cirkulation af et kølefluidum såsom vand der igennem. Til dette 22 DK 168209 B1 formål omfatter armen 80, der er vist i fig. 6 og 7, koncentriske kølemiddelledninger 81 og 82. Med henblik på at tilvejebringe stiv understøtning af selve bægeret 75 indbefatter den viste udførelsesform en ledningssløjfe 83, 5 gennem hvilken kølemidlet cirkuleres, og inden i hvilken bægeret 75 hviler. Som vist omfatter sløjfen 83 en forlængelse af den indre armkølemiddelledning 81 og afsluttes med en forbindelse til den ydre armkølemiddelledning 82. Følgelig kan kølemidlet cirkulere fra ledningen 81, gennem sløjfen 10 83 og ud gennem ledningen 82. Strømningsretningen kan natur ligvis være omvendt. På grund af afkølingen behøver ledningerne 81 og 82 og sløjfen 83 ikke at være fremstillet af platin men kan være fremstillet af rustfrit stål eller lignende materiale. Med henblik på at formindske den afkølende 15 virkning af den kølede understøtningsarm 80 på det indvendige af raffineringsbeholderen kan armen være forsynet med et isolerende dække såsom et ildfast rør 84 vist i fig. 6 og 7. Yderligere konstruktiv styrke kan tilvejebringes til bægeret 75 med forstærkningselementer 85, som kan omfatte 20 platinlegeringsrør svejst til sløjfen 83 og strækkende sig ned langs siden af og under bægeret. Det bør forstås, at faconen af bægeret kan variere betydeligt fra den i fig. 6 og 7 viste keglestubformede udførelsesform. Navnlig kan vandret aflange bægere være fordelagtige med henblik på at 25 forøge rumfanget af bægeret og samtidig tillade passage til beholderen gennem en tilgangsåbning af begrænset størrelse. Armen 80 kan strække sig i det væsentlige vandret gennem en åbning i siden af beholderen, eller den kan indbefatte en bøjning, så den strækker sig lodret gennem toppen af be-30 holderen. Der kan være tilvejebragt en drejelig forbindelse på det sted, hvor armen passerer gennem beholdervæggen, for at tilvejebringe en gastæt tætning, samtidig med at det tillader justering af positionen af den skumforøgende indretning.

35 Ved enhver af udførelsesformerne for opfindelsen kan kraftige strømningshastigheder bevirke, at kapaciteten af 23 DK 168209 B1 den skumforøgende indretning overskrides. I sådanne tilfælde kan det være ønskeligt at tilvejebringe en skumforøgende indretning i to trin. Med andre ord, hvis strømmen ikke er opskummet i det ønskede omfang efter at have passeret en 5 første skumforøgende indretning, kan den ledes til én eller flere yderligere skumforøgende indretninger anbragt til at optage den delvis opskummede strøm fra den første indretning.

De sekundære indretninger kan være af i det væsentlige samme udformning som den første indretning, eller der kan anvendes 10 kombinationer af forskellige udformninger. Generelt vil hvert sekundært eller påfølgende trin fortrinsvis være større end det forudgående trin. Et eksempel på en totrinsindretning er vist i fig. 8, hvor en første åbningsforsynet skål 90 er understøttet over en anden åbningsforsynet skål 91, idet 15 begge er monteret liggende lodret ud for afgangen for røret 36 for at modtage den indkommende strøm af flydende materiale. Materialet, som måtte strømme over skålen 90 eller på anden måde blive utilstrækkeligt behandlet af skålen 90, optages af skålen 91, hvor strømmen igen tilbageholdes, 20 opdeles og reduceres i tykkelse. To trin synes at være tilstrækkelig til de fleste formål, men man kan gribe til tre eller flere trin, hvis det er nødvendigt for at opnå en ønsket grad af opskumning under specielle betingelser. Den i fig. 8 viste konstruktion til understøtning af skålene 90 25 og 91 er blot et foretrukkent eksempel. Det turde være klart, at mange variationer af en sådan konstruktion er mulige. Et antal rør 92 understøtter den øvre skål 90, og en anden gruppe rør 93 understøtter den nedre skål 91. Begge sæt rør kan strække sig opad til en befæstelse til en ring 94, der 30 igen som vist kan være understøttet fra røret 36 eller fra en i sideretningen forløbende arm som i fig. 6 og 7. Ved det i fig. 8 viste specielle arrangement er rørene 92 vinkelbøjet indad neden under skålen 90 med henblik på at tilvejebringe yderligere understøtning af skålen 90 og strækker 35 sig gennem den nedre skål 91 til forening med rørene 93 i befæstelse til en bundunderstøtningsring 95, hvorved der 24 DK 168209 B1 tilvejebringes yderligere stivhed hos konstruktionen. Kanten af skålen 91 er forstærket med et rør 96 som et valgfrit træk.

Opdeling af strømmen med henblik på at reducere dens 5 tykkelse og således udsætte alle dele af strømmen for virkningerne af vakuummet er et træk hos hver af de foran beskrevne udførelsesformer. I stedet for opdeling er det ligeledes muligt at reducere strømtykkelsen ved spredning. Denne løsning er vist i de i fig. 9 til 12 viste udførelsesformer.

10 En faldende strøm af væske antager en cylindrisk facon under påvirkning af overfladespænding, fordi denne facon har det mindste overfladeareal. Uheldigvis er denne facon den mindst ønskelige med henblik på vakuumopskumning af strømmen. Enhver modifikation af faconen af strømmen vil på fordelagtig måde 15 forøge overfladearealet pr. rumfangsenhed af strømmen. Derfor er en løsning til reduktion af strømtykkelsen for at forøge opskumning at tilvejebringe en ikke-cylindrisk strømfacon såsom ved anvendelse af en ikke-cirkulær tilgangsåbning (f .eks. en spalte) . Et fast legeme anbragt i banen for strøm-20 men, som ændrer dens facon, er ligeledes en gunstig løsning og har den yderligere fordel, at reducere hastigheden af strømmen, hvorved dens opholdstid i det øvre rum bliver større. Derfor er de foretrukne strømmodificerende faconer de, der ligeledes tilvejebringer væsentlig tilbageholdelse.

25 Maksimal tilbageholdelse kan opnås med vandrette overflader, og en simpel udførelsesform af denne art er vist i fig. 9.

Fig. 9 viser en fast bakke 100, der f.eks. kan være hovedsagelig cirkulær i facon, understøttet vandret nedenunder røret 36 med et antal konsoller 101. Alternativt kunne 30 bakken være båret af en i sideretningen forløbende understøtningsarm. Flydende materiale, der strømmer fra røret 36, spredes på bakken 100, formindskes i tykkelse og tilbageholdes momentant på bakken og strømmer over kanterne af bakken i en hovedsagelig ringformet facon med betydeligt 35 større overfladeareal end den oprindelige strøm. Bakken kan være forsynet med opadragende kantdele, hvis det ønskes at 25 DK 168209 B1 tilbageholde en større mængde materiale på bakken. Kantdelene kan ligeledes være notforsynede for at frembringe opdelte strømme, der strømmer fra bakken.

En variation af den i fig. 9 viste udførelsesform er 5 vist i fig. 10, hvor strømsprednings indretn ingen ikke er vandret, men har væsentlige vandrette dimensioner. I stedet for en bakke er der tilvejebragt et opad tilspidset konisk element 105 understøttet af konsoller 106 fra røret 36. Det turde være klart, at forskellige andre faconer vil kunne 10 anvendes til at sprede strømmen såsom en halvkugle, en kile eller et tetraeder.

I den i fig. 11 og 12 afbildede udførelsesform kan nogen spredning af strømmen forekomme, men den primære virkning er at forlænge strømningsbanen for at forøge det tids-15 rum, som smelten er udsat for det lave tryk i det øvre rum. Denne udførelsesform omfatter organer til at omlede den faldende strøm fra dens lodrette bane til en mere bugtet bane. Et eksempel på et forholdsvis simpelt strømomlednings-organ er et trug 110 som vist i fig. 11 og 12. Truget kan 20 være understøttet inden i det øvre rum i raffineringsbeholderen 12 under en lille vinkel med vandret, og den indkommende strøm kan træffe på den høje ende af truget og strømme af ved den lave ende. Med henblik på at tilvejebringe stivhed til det vandret aflange trug foretrækkes anvendelsen af 25 køleorganer. Derfor kan der være tilvejebragt en ledning • 111 til cirkulation af kølemiddel (fortrinsvis vand) i truget med f.eks. en hårdnåleudformning. Kølemiddelledningen kan ligeledes tjene som understøtningsarm for truget. Ledningen 111 kan være fremstillet af rustfrit stål eller lignende 30 materiale. For at formindske varmetab fra raffineringsbeholderen til kølemiddelledningen 111 kan ledningen være indesluttet i ildfast materiale 112. Det ildfaste materiale 112 er fortrinsvis skærmet i et platinlegeringdække 113 for at tilvejebringe holdbarhed over for strømmende flydende glas.

35 Som vist i fig. 12 kan den øvre overflade af truget være konkavt kontureret for at hjælpe til at lede strømmen langs 26 DK 168209 B1 dens længde. Selv om den primært tilstræbte strømningsbane er langs længden af truget, kan ved store strømningshastigheder noget materiale strømme over siderne af truget. Truget 110 er afbildet som værende lineært, men det bør 5 forstås, at strømomledningsorganet vil kunne indbefatte bøjninger og kurver. Det kan ligeledes være ønskeligt, at den flydende strøm strømmer fra én strømomleder til en anden og derved yderligere forøger sin opholdstid i det øvre rum.

Claims (18)

27 DK 168209 B1

1. Fremgangsmåde til smeltning og raffinering af glas eller lignende materiale ved smeltning af materialet, indføring af det flydende materiale i et rum ovenover et 5 rumfang (51) af det flydende materiale, i hvilket rum der opretholdes et underatmosfærisk tryk tilstrækkeligt til at få i hvert fald dele af det flydende materiale til at skumme op, idet det dannede skum (50) derpå falder sammen i rumfanget (51) af flydende materiale (51), kendete g-10 net ved, at strømmen af flydende materiale føres gennem rummet med en anden facon end en enkelt cylindrisk facon langs i hvert fald en del af dens passage gennem rummet for at forøge den overflade, som udsættes for det underatmosfæriske tryk, og/eller at strømmen hindres i at falde direkte 15 gennem vakuumrummet og midlertidigt tilbageholdes i området med lavest tryk for at forlænge det tidsrum, i hvilket den er udsat for det underatmosfæriske tryk.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at et antal strømme passerer gennem i hvert 20 fald en del af rummet.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendeteg net ved, at en enkelt strøm kommer ind i rummet og opdeles i et antal strømme.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendete g- 25 net ved, at strømmen, idet den kommer ind i rummet, meddeles en ikke-cylindrisk facon af en indstrømningsdyseudformning (62,63,65).

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at strømmen efter at være kommet ind i rummet 30 omformes ved at komme i berøring med et fast element (67,70, 75,90,91,100,105,110) inden i rummet.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendeteg net ved, at det faste element (67,70,75,90,91,100,105) opdeler strømmen.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendeteg net ved, at det faste element (90,91,100,110) midlertidigt 28 DK 168209 B1 tilbageholder strømmen inden i rummet.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at det faste element (100,110) strækker sig langs strømmens strømningsbane gennem rummet.

9. Apparat til raffinering af flydende glas omfattende en beholder (12) indrettet til at indeholde et rumfang (51) af flydende materiale, som raffineres, med et øvre rum inden i beholderen (12) ovenover rumfanget (51) af flydende materiale, en tilgangsåbning (36) til indføring af en strøm af 10 yderligere flydende materiale i det øvre rum inden i beholderen (12) og organer (52) til at bibringe et underatmosfærisk tryk inden i det øvre rum, kendetegnet ved organer (62,63,65,67,70,75,90,91,100,105,110) knyttet til eller anbragt i det øvre rum i indstrømningsretningen 15 efter tilgangsåbningen (36) og indrettet til at kunne meddele i hvert fald en del af strømmen i det øvre rum en anden facon end en enkelt cylindrisk facon og/eller til midlertidigt at kunne tilbageholde strømmen inden i det øvre rum.

10. Apparat ifølge krav 9, kendetegnet 20 ved, at det strømformende organ (62,63,65) omfatter en del af tilgangsåbningen (36).

11. Apparat ifølge krav 9, kendetegnet ved, at det strømformende organ (67,70,75,90,91,100,105) er understøttet inden i det øvre rum nedenunder tilgangsåbningen 25 (36).

12. Apparat ifølge krav 10, kendetegnet ved, at det strømformende organ omfatter et hulforsynet element (62,63).

13. Apparat ifølge krav 10, kendetegnet 30 ved, at det strømformende organ indbefatter et gitter eller et trådvæv (65).

14. Apparat ifølge krav 11, kendetegnet ved, at det strømformende organ er en beholder (75,90,91) med et antal huller.

15. Apparat ifølge krav 9, kendetegnet ved, at det strømformende eller -tilbageholdende organ (100, 29 DK 168209 B1 110. er understøttet således, at det frembyder en overflade med en væsentlig vandret komposant i strømbanen.

16. Apparat ifølge krav 15, kendetegnet ved, at det strømtilbageholdende organ (110) består af et 5 trug.

17. Apparat ifølge krav 11, kendetegnet ved, at det strømf ormende organ er understøttet på en vandret forløbende arm (80).

18. Apparat ifølge ethvert af de foregående krav, 10 kendetegnet ved, at det strømformende eller -tilbageholdende organ er fremstillet hovedsagelig af platin eller en platinlegering.