NO860253L - Forbedringer ved fremstilling av mineralfibre. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår perfeksjoneringer av de teknikker som brukes ved fremstilling av mineralfibre. Mere spesielt angår oppfinnelsen teknikker der materialet som skal utgjøre fibrene føres i smeltet tilstand til en hul sentrifuge i hvis periferi det befinner seg et stort antall munninger. Ved slike teknikker blir materialet under påvirkning av sentrifugalkraften slynget ut i form av filamenter som trer inn i en gasstrøm med høy temperatur og hastighet, en gasstrøm som beveger seg langs den ytre perifere sentrifugevegg.

Disse fremstillingsteknikker for fibre har vært gjenstand for tallrike publikasjoner. Blant disse skal det henvises til EP-PS 0 091 866 og 0 091 381.

Slik det fremgår av .den tidligere litteratur og spesielt de to anførte dokumenter, dekker de oppnådde kvaliteter for fibrene som produseres et vidt spektrum alt i h.h.t. den anvendelse som tilsiktes. Selv om man ikke ser mer enn på de produkter som er ment for akustisk og termisk isolasjon opptrer det store forskjeller.

De produkter av denne type som produseres hyppigst er filt av såkalt "lett" type p.g.a. den lave volummasse. Slik filt består fortrinnsvis av meget fine fibre (diameter under 5 pm) for å gi de beste termiske egenskaper.

Slike lette filttyper oppviser en kompresjonsmotstand som er begrenset. For andre anvendelser foretrekker man som en konsekvens et isolasjons-materiale som består av mindre fine men mere motstandsdyktige fibre.

Dette er ikke mer enn ett eksempel på kvalitetsforskjeller for produkter slik brukeren kan ønske det. Det sier seg selv at fremstillingsbetingels-ene ikke er de samme men varierer med det tilsiktede produkt.

Fremstilling av fibre som oppfyller disse krav må tilfredsstille mengde-og produksjonskostandskriterer. I alle tilfelle og uansett hvilke produk-

Viktig informasjon

Av arkivmessige grunner har Patentstyret for denne allment tilgjengelige patentsøknad kun tilgjengelig dokumenter som inneholder håndskrevne anmerkninger, kommentarer eller overstrykninger, eller som kan være stemplet "Utgår" eller lignende. Vi har derfor måtte benytte disse dokumentene til skanning for å. lage en elektronisk utgave.

Håndskrevne anmerkninger eller kommentarer har vært en del av saksbehandlingen, og skal ikke benyttes til å tolke innholdet i dokumentet.

Overstrykninger og stemplinger med "Utgår" e.l. indikerer at det under saksbehandlingen er kommet inn nyere dokumenter til erstatning for det tidligere dokumentet. Slik overstrykning eller stempling må ikke forstås slik at den aktuelle delen av dokumentet ikke gjelder.

Vennligst se bort fra håndskrevne anmerkninger, kommentarer eller overstrykninger, samt eventuelle stemplinger med "Utgår" e.l. som har samme betydning.

ter som fremstilles, er det nødvendig å oppnå en produksjon så høy som mulig for en gitt installasjon og til lavest mulig omkostninger.

Disse forskjellige betraktninger gjør at det er ønskelig å kunne disponere over produksjonsinstrumenter som er istand til å funksjonere i h.h.t. hele spekteret av meget forskjellige betingelser.

Den teknikk som beskrives i Europeisk Puublikasjon nr. 0 091 381 tilbyr midler for produksjon av filt som oppviser et knippe av isolerende og mekaniske egenskaper som tilfredsstiller de vanligste krav. Disse fibre fremstilles i stor mengde og er fine. Lengden av fibrene er slik at på den ene pide er deres arrangement i filten godt isotrop i mottagerplanet, og på deri "annen side gir de filten de nødvendige mekaniske egenskaper.

Man kan imidlertid anse, alle andre faktorer holdt like, at filtens motstandsevne er om så bedre jo lengre fibrene er. For å oppnå en homogen fordeling av fibre i filten synes det imidlertid foretrukket at lengden er relativt begrenset. Disse betraktninger er imidlertid ikke helt generaliserbare. Strukturen til fibren og spesielt det faktum at deres enkeltkarakteristika ligger meget nær hverandre innvirker også på kompleks måte på opprettelsen av de isolerende egenskaper. Enkelte betraktninger hva dette angår følger nedenfra.

Som en funskjon av etterspørselen kan man produsere meget fine og lange fibre ifølge teknikker som er beskrevet ovenfor i de angitte dokumenter. Imidlertid oppnås dette vanligvis ikke på annen måte enn i vesentlig grad å redusere den fremstilte mengde i hver fiberfremstillings-installasjon.

Man kan videre samtidig opprettholde fiberfinheten og produksjonen ved f. eks. å øke trekkeeffekten som oppnås ved hjelp av den varme gasstrøm. Vanligvis er imidlertid da de oppnådde fibre meget kortere og mindre regulære. Man produserer på denne måte isolasjonsmidler med relativt høy volummasse. Det dreier seg f. eks. om plater som er anbragt på terassetak, ment for takplateanvendelse, og som bærer tetthetsbelegg. Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å tilveiebringe midler som tillater å diversifisere kombinasjonene av de oppnådde kvaliteter som oppnås ved disse teknikker. Spesielt foreslår oppfinnelsen fremstilling av fine og lange fibre der mengden av fibre som fremstilles i hver installasjon holdes på et høyt nivå og dette uten å endre de prinsippielle karakteristika for sentrifugen, d.v.s. antall munninger, sentrifugedimen-sjon o.s.v.

Målet for oppfinnelsen oppnås ved å modifisere funksjonene til varmgass-generatoren som benyttes for trekking av fibrene slik at strømmen slippes langs sentrifugen og danner en omhylling hvis form, i det minste i nærheten av emisjonspunktet, er den til en omdreiningshyperbel. M.a.o. er bevegelsen for gasstrømmens fremskriden gitt en viss vinkel med parallell til ssentrifugeaksen.

Sentrifugens perifere vegg er enten sylindrisk eller, slik det hyppig er tilfelle, lett konisk. Gasstrømretningen er således i en viss vinkel med den tilsvarende sylinder- eller kongeneratrise.

Tangentplanet på sentrifugens perifere vegg som alt ettersom er parallelt eller i det vesentlige parallelt med sentrifugeaksen kan falle sammen med utslippsretningen men det er likeledes mulig at den utgjør en begrenset vinkel med dette plan.

I det førstnevnte tilfellet og i det man antar at sentrifugens koniske form er neglisjerbar, gjennomføres emisjonen ved hyperboloidens topp, i det andre tilfellet befinner emisjonen seg oppstrøms eller nedstrøms denne topp og ligger relativt kort fra denne.

Hvis man som en første tilnærming antar at emisjonen skjer ut fra toppen av en hyperboloid kan bevegelsesretningen for strømmen i tangentplanet på den perifere vegg deles opp i en komponent langs kontaktgeneratrisen kalt "aksial" og en komponent loddrett på den første og kalt "tangensial".

På tradisjonell måte er emisjonsretningen forholdsvis redusert i forbindelse med den første komponent. Ifølge oppfinnelsen er den tangensielle komponent i motsetning til dette relativt stor selv om den forblir forholdsvis meget mindre enn den aksiale komponent.

Således finner strømmen sin opprinnelige retning modifisert etterhvert som strømmen skrider frem. Denne modifisering skyldes spesielt en induksjon av omgivelsesluft og fenomener som denne induksjon fremtvin-ger slik som undertrykk under sentrifugen.

I sonen nær sentrifugen, d.v.s. den i hvilken de virkninger utøves som fører til trekking av fibrene, kan man ikke desto mindre si at den opprinnelige retning praktisk talt er uendret.

I den kjente teknikk er generatoren for gasstrømmen fordelaktig av den type som er beskrevet i FR-PS 2 524 610. Det dreier seg om en generator bestående av en brenner hvis spesielle konstruksjon gir diverse fordeler. Denne type brenner er således lett å betjene. Virkningen er stabil for et vidt betingelsesområde. Det tillates også å oppnå en meget høy emisjonsregularitet rundt hele sentrifugen. Videre tillates fremstilling av en gasstrøm med meget høy temperatur og hastighet mens man holder seg på et begrenset område. Brenneren kan således være plassert rundt sentrifugen i relativt lavt romkrav.

I denne type brenner skjer forbrenningen i et ringkammer som ikke er lukket. Forbrenningsgassen slipper ut gjennom en kontinuerlig munning som utgjør en spalt hvis bredde er relativt snever (i størrelsesorden et titalls millimeter) for å oppnå en strøm med forhøyet hastighet.

Sirkulasjons- og forbrenningsmåten for gassbrenneren er spesielt viktig for funksjoneringen. I praksis arbeider man slik at forbrenningsgass-blandingen slippes inn slik at den sirkulerer mot forbrenningsgassen. Denne sirkulering skjer uten å separere de to gasstrømmer som således er i kontakt med hverandre. Dette medfører at den forbrennbare gassblanding innføres langs en vegg som holdes ved forhøyet temperatur slik at tennhastigheten økes. Den forhøyede temperatur i denne vegg oppstår for en stor del av den stråling fra den ovenforliggende vegg som befinner seg i direkte kontakt med forbrenningsgassen.

Det er, spesielt fra US-PS 3 215 514, kjent å benytte en generator som gir en gasstrøm rettet tangensielt til sentrifugen langs en skrådd retning i forhold til sentrifugeaksen. I dette patent avgir gassgeneratoren en serie stråler fra adskilte munninger hvis akse er orientert i h.h.t. den akse man vil gi disse stråler.

Denne innretning fører til en diskontinuerlig gasstrøm ved periferien av sentrifugen. Munningene er fortrinnsvis nær hverandre slik at de angitte stråler hurtig smelter sammen. Ikke desto mindre og tatt i betraktning den meget lille avstand som skiller avgivelsen fra fibrenes trekkesone, tillater denne diskontinuitet ikke å oppnå den ønskede behandlingsenhet-lighet. Her skal det også bemerkes at avgivelse av munninger av denne type vesentlig begrenser den disponible gassmengde i et avgrenset rom i forhold til den man kan disponere med brennere som er beskrevet i FR-PS 2 524 610. Behandlingen kan ikke komme opp i den ønskede intens-itet.

I US-PS 3 785 791 er videre foreslått å benytte en brenner hvis forbren-ningsgass avgis langs sentrifugen med en tangensiell komponent. For dette formål blir det ved en brenner med ringform produsert en flamme i det indre av forbrenningskammeret i tangensiell retning.

I den teknikk som er beskrevet i dette patent skjer gasstrekkingen ved hjelp av to adskilte midler. Ved periferien umiddelbart nær sentrifugen tillater en flamme med lav hastighet å kontrollere temperaturen uten i nevneverdig grad å innvirke på trekkeprosessen. Dette resulterer i en virkning av gasstråler anordnet i en konsentrisk krone til sentrifugen men utenfor gasstrømmen som utgjør den "myke" flamme.

I dette tidligere patent forklarer brennerens spesielle rolle at det ikke er nødvendig med en meget intens flamme i motsetning til det man oppnår med brennere av den type som er beskrevet i FR-PS 2 524 610.

Dette forklarer likeledes hvorfor flammen kan dannes på et enkelt punkt på periferien til brenneren uten at den resulterende manglende enhetlig-het synes skadelig. Således er temperaturen til sentrifugen mindre følsom overfor lokaliserte variasjoner i den omgivende atmosfære. Temperatur- enhetligheten over hele omkretsen av sentrifugen forblir relativt god p.g.a. den hurtige rotasjon. Trekkingen av filamentene med gasstrømmer krever i motsetning til dette en perfekt homogenitet over hele periferien. Det er dette som i patentet vises ved den meget regulære anordning av blåsemunninger for trekkestråler. Hvis således en hvis form for enhetliggjøring av blåsebetingelsene for den varme gasstrøm også søkes i dette dokument, er dette ved hjelp av en vesentlig økning av forbrenn-ingsgassveien i brenneren før denne når utløpsmunningen. Denne forlengelse av veien er kun mulig hvis gasstrømmen som slippes ut ikke må være meget intens. Det skal videre påpekes at en forlengelse av veien med henblikk på å enhetliggjør forbrenningsgassutslippet ved periferien av sentrifugen synes å føre til en vesentlig reduksjon av det "tangensielle" karakteristikum for initialstrømningen slik at for å gjen-opprette dette karakteristikum tar patentet sikte på å benytte styrevinger anordnet i utløpsmunningen. I sin tur er en slik anordning kun mulig (hele tiden i fravær av kjølemidler for vingene) p.g.a. utslippsgassens lave hstighet.

Analysen av de tidligere dokumenter viser at de ikke tilbyr tilfredsstillende midler for oppfinnelsens teknikker som omfatter å benytte gasstrøm-mer som sikrer en trekkenergi som er enhetlig i en retning som omfatter en tangensialkomponent.

Dokumentene ifølge den kjente teknikk tillater heller ikke å ta sikte på en brennermodifikasjon av den type som er beskrevet i FR-PS 2 524 610 der nærværet av en serie adskilte munninger som slipper ut strålene ved brennerutløpet, eller nærværet av retningsvinger i en kontinuerlig munning, utelukkes for tilfredsstillende funksjon av denne type brenner.

Den forskning som endte opp med foreliggende oppfinnelse har vist at det er mulig å realisere brennere av invers flux typen som virker under hastighets- og temperaturbetingelser av kjent type og som i tillegg tillater å slippe ut gasstrømmen i en retning som oppviser en tangensial komponent.

I FR-PS 2 524 610 beskriver brenneren et antall tilløpsledninger for brennbare gasser anordnet langs hele periferien av forbrenningsringkam-meret. Disse ledninger er orientert ifølge brennerens hovedakse.

Ifølge oppfinnelsen er for å tilveiebringe en strøm med en tangensialkomponent, innløpsledningene skrådd i forhold til denne samme retning.

Man fastslår ved en slik disposisjon at gassen som trer ut via den kontinuerlige munning oppviser en tangensiell komponent uten at det er nødvendig å ty til styrevinger eller analoge midler ved brennerutløpet, ment til å legge en retning på gassene.

Tangensigdkomponenten som man legger på ifølge denne disposisjon ifølge oppfinnelsen er regulerbar i det vesentlige ved å velge skråstillingen på innløpsledningene i forhold til brenneraksen. Generelt er tangensialkomponenten om så større jo sterkere skråstillingen er.

I praksis er innløpsledningenes skråstilling begrenset av innretningens geometri og nødvendigheten av å fordele innløpet over et stort antall munninger for å oppnå den tilsiktede enhetlige funksjonering over hele brenneren. Denne skråstilling overskrider vanligvis ikke 75°og fortrinnsvis ikke 60°. Hvis imidlertid skråstillingen blir for liten er den oppnådde virkning lite merkbar slik at i praksis er skråstillingen ikke under 30°.

Slik man ser i forbindelse med tegningene avhenger utløps retningen også av geometrien til spalten ut fra hvilken gassemisjonen skjer. Denne spalt har form av en sylindrisk ringmunning men det er også mulig å gi den en viss konisk form.

Alt etter som skjer gassemisjonen fra hyperbelens topp eller nær denne.

I tillegg til systemets geometri kan også driften av brenneren selv innvirke på utslippsretningen. Man viser således at en temperaturøkningen for gassutslippet via brenneren medfører en relativ reduksjon av tangensialkomponenten og omvendt. I praksis er imidlertid de betingelser under hvilke trekkingen skjer, relativt snevre hva angår temperatur en. Som en følge av dette er de modifikasjoner som tilsvarer driftsvaria-sjoner meget begrenset.

Det skal nok en gang understrekes at i praksis er den hyppigste skråstilling for retningen av gasstrømmene i sentrifugens rotasjons retning. Man oppnår med dette at tangensialkomponenten i denne retning er i samme retning som sentrifugebevegelsen. Man skal nedenfor se at denne disposisjon favoriserer lengden av den fremstilte fibre.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til de ledsagende tegninger, i hvilke: Fig. 1 isnitt viser et partialriss av en anordning for fremstilling av fibre ifølge oppfinnelsen; Fig. 2 er et perspektivriss av en del av brenneren i fig. 1; Fig. 3 skjematisk viser den foretrukne retning for hastighetskomponen ten til gassen i forhold til sentrifugerotasjonen; Fig. 4 er et trykkdiagram for forskjellige typer brennere som en funksjon av finheten i de fremstilte fibre; Fig. 5 er et diagram som viser forbedringen av isolasjonsegenskapene for

produkter fremstilt ifølge oppfinnelsen;

Fig. 6 er et diagram som viser den mekaniske motstandsevne for produktene ifølge oppfinnelsen og de til produkter fremstilt ifølge

tradisjonelle betingelser; og

Fig. 7a, b, c og d viser de geometriske betingelser i forhold til utlipps-retningen for gasstrømmen ved gjennomføring av oppfinnelsen.

Anordningen som vises i fig. 1 omfatter de forskjellige elementer som benyttes i teknikker for fremstilling av fibre ved sentrifugering og trekking ved hjelp av en varmgasstrøm, slik som de som er gjenstand for EP-PS 0 091 866 og 0 091 389. Anordningen består av en sentrifuge 1, festet til en aksel 2. Akselen og sentrifugen settes i hurtig rotasjon ved hjelp av en ikke vist motor. På tradisjonell måte er akselen 2 hul og materialet som skal utgjøre fibrene strømmer ved hjelp av mateanordnin-ger (ovn, matedyser o.s.v.) gjennom akselen 2 til et resevoir 3. Det trekkbare materialet samles på bunnen av reservoiret. Dette er likeledes gitt en rotasjonsbevegelse slik at materialet slynges mot den perifere vegg 4 som er gjennomhullet av munninger 5 og derfra, i form av voluminøse tråder 6, mot den perifere vegg 7 til sentrifugen 1. Denne perifere vegg 7 er gjennomhullet av et høyt antall munninger gjennom hvilke materialet passerer under dannelse av filamenter, såkalte "primær-filamenter", av relativt fin dimensjon. Dette er filamenter som slynges ut fra sentrifugen inn i gasstrømmen fra brenneren 8. Under påvirkning av denne strøm fører trekkingen av primærfilamentene til dannelsen av fibre.

Anordningen ifølge fig. 1 omfatter videre en blåsekrone 9 som tilveiebringer et gassforheng som omhyller gasstrømmen fra brenneren 8. Dette forheng .tillater en bedre kontroll av progresjonen av strømmen fra brenneren som den begrenser, og der man unngår kontakt med statiske elementer nær spesielt induksjonskronen 10. Dette gassforheng beskytter også gasstrømmen fra brenneren mot omgivelsesluft, spesielt tilfeldig forsinkelse p.g.a. induksjon av denne omgivelsesluft.

Blåsekronen 10 benyttes i dette eksempel for å gjenoppvarme den del av sentrifugen som befinner seg mest utsatt for avkjøling i kontakt med omgivelsesluft. Det er meget ønskelig at den perifere vegg har en enhetlig temperatur over hele høyden for å opprettholde identiske betingelser under hvilke man danner fibrene uansett hvor munningen befinner seg på veggen 7.

De disposisjoner som er presentert ovenfor er de som er de hyppigste. Det skal være klart at alle disse disposisjoner ikke er imperative og at tallrike variasjoner kan gjennomføres innenfor oppfinnelsens ramme. I alle varianter finner man imidlertid sentrifugen 1 med sin perifere vegg gjennomhullet av munninger samt en ringbrenner 8 som avgir en varm gasstrøm med stor hastighet langs den perifere vegg 7.

I den skjematiserte form i fig. 1 består ringbrenneren 8 av et brennkam-mer 11 begrenset av vegger av ildfast materiale. Dette forbrenningskammer står i forbindelse med det ytre via en åpning 12 som strekker seg rundt hele brennerens periferi. Åpningen til denne spalt 12 er forlenget av elementer 13, 14 av varmebestandig stål, ment å kanalisere og dirigere forbrenningsgassen mot sentrifugeperiferien. Disse elementer 13 og 14 utgjør også en kontinuerlig spalte med konstant bredde. For å unngå deformering avkjøles elementene 13 og 14 ved hjelp av vannsirkulasjon i kanaler 15 og 16. Tilmatning og fjerning av vann er ikke vist.

Brenneren mates av en brennbar gass via tilførselsledninger 17. Disse ledninger befinner seg i regelmessige intervaller rundt kammeret. For å uniformere matebetingelsene står alle ledninger 17 i forbindelse med et eneste ringformet materom 18.

Mateledningen 17 munner hver via en åpning 19 i forbrenningskammeret 11 langs en ildfast vegg 20. Konfigurasjonen til forbrenningskammeret 11 er slik at forbrenningsgassen før utslipp strømmer langs en vegg 21 som vender mot veggen 20. Tilførsel av brennbar blanding i kammeret 11 skjer mbtstrøms evakueringsretningen for brenngassene for å lette termisk utbytting og derved brennbarheten til blandingen. Tenningen lettes også ved det faktum av veggen 21 i kontakt med den varmeste gass intenst stråler i retning av veggen 20 og så gir denne en temperaturøkning.

Mateledningene 17 er skrådd i forhold til anordningens generelle akse på en slik måte som det er forklart ovenfor. Som en indikasjon har man vist aksialretninger for disse ledninger i stiplede linjer.

Fig. 2 viser skjematisk ved hjelp av piler bevegelsesveien for gassen i forbrenningskammeret. Den opprinnelige skråstilling av tilløpet i forhold til brenneraksen påvirker enhver bevegelsesvei og gjenfinnes i retningen til den avgitte gass. Forbrenningen i kammeret medfører videre en betydelig temperatur- og hastighetsøkning.

Beregninger viser og forsøk bekrefter at den tangensielle komponent for gasshastigheten praktisk talt bibeholdes selv om den totale hastighet øker. Ved fastleggelse av skråstillingen for mateledningene 17 er det nødvendig å ha en meget større vinkel enn vinkelen som utgjør gassret-ningen ved utløpet av brenneren i forhold til anordningens akse. Dette skal illustreres i de følgende eksempler. I praksis resulterer dette i at ledningene 17 generelt er meget skrådd.

For denne type brenner er det nødvendig å holde forbrenningen i det indre av kammeret 11. Hvis flammen brer seg, selv i liten grad, til det ytre, mister brenneren en del av sin effektivitet.

Som et spesielt trekk medfører skråstillingen av initialretningen for gassen i forbrenningskammeret en forlengelse av gassbevegelsesveien i dette kammer. Dette resulterer i en tendens til mere fullstendig forbrenning. Som følge derav tillater bruken av skrådd innsprøyting å øke den termiske belastning på brenneren.

Prøver har vært gjennomført under oppfinnelsens betingelser og under tradisjonelle betingelser. Sammenligningsresultater viser de nye mulighe-ter man hår ved å arbeide ifølge oppfinnelsen.

I disse prøver er sentrifugeanordningen av den type som er vist i fig. 1. Sentrifugen er av størrelsesorden 600 mm og periferihastigheten er ca. 60 m/sek. Brenneren mates med en blanding av luft og Groningen natur-gass. Blandingen luft/gass reguleres slik at utgangstemperaturen fra brenneren er 1550 °C.

Innblåsningen skjer ved hjelp av en serie på 48 munninger anordnet på regulær måte. Disse har en diameter på 16 mm. For den tradisjonelle anordning er retningen på munningene 17 parallell med brenneraksen. I utførelsesformen ifølge oppfinnelsen er munningene 17 skrådd. Prøver oppsummert nedenfor tilsvarer h.h.v. de valgte skråstillinger slik at for de anførte driftsbetingelser er utstrømningen av gass ved utløpet av brenneren h.h.v. i størrelsesorden 16°og 22°i forhold til brenneraksen.

I brenneren og førende til en gasstrøm som avgis i en vinkel på 16°, er skråstillingen til mateledningen 17 noe over 50°, for den der gassen avgis i en vinkel på 22°er skråvinkelen ca. 68°.

Fremstillingen av brenneren gjennomføres fordelaktig ved forming av ildfast sement på en matrise som så ødelegges. Som antydet i FR-PS 2 524 610 er matrisen f. eks. av ekspandert polystyren. Destruksjonen kan i dette tilfelle oppnås ved oppløsning ved hjelp av et oppløsningsmiddel.

For tildannelse av ledningene kan matrisen kompletteres ved stivere rør, f. eks. av polyvinylklorid. Det er også selvfølgelig mulig å bore ut ledningene etter at veggen er dannet.

Som antydet i forbindelse med fig. 1 er det for hensiktsmessig fabrika-sjon foretrukket å tildanne forbrenningskammere av flere enkelte ildfaste stykker. I den viste form omfatter kammeret tre deler til svarende h.h.v. veggene 20, 21 og 22.

Disse ildfaste vegger i forbrenningskammeret holdes fordelaktig i possisjon. ved hjelp av en metallisk omhylling bestående av flere elementer 23, 24, 25 satt sammen på tradisjonell måte. ved hjelp av ikke viste hjelpemidler.

Metalliske vegger 26, 27 utgjør fordelaktig en dobbelt innelukning i hvilken den brennbare blanding sirkulerer og oppvarmes før den trenger inn i forbrenningskammeret.

Reguleringen av tilmatningen av brennbar blanding gjennomføres opp-strøms brenneren ved å modifisere trykket ved hjelp av ikke viste tradisjonelle hjelpemidler. Den gassformige blanding føres til dobbelt-rommet ved hjelp av en eller flere kanaler 28.

Fordelaktig er endene av mateledningene 17 som befinner seg i veggen til .xormTieJtJjjLjsr^ .29. Det indre tverrsnitt av ringen 29 kari velges for å diafragmere åpningen av ledningene 17.

I alle de gjennomførte sammenligningseksempler ble produktene med samme titer fremstilt ifølge den tradisjonelle måte med den brenner der blåsingen skjer parallelt med aksen, og i h.h.t. oppfinnelsens metode med en brenner som la på en tangensial komponent.

Istedet for fullstendig å studere strukturen til fibrene sett isolert, ble det valgt å sammenligne filten med samme titer da denne tilsvarer egenskapene, spesielt til isoleringsmidler, som å være analoge hvis fibrene er identiske fra en prøve til en annen. De variasjoner man kunne fastslå manifesterer de modifikasjoner som er skjedd ved fiberstrukturen. Målingen av titeren gjennomføres i h.h.t. normen ASTM D-1148-78. Ifølge denne norm blir en gitt fibermasse (2; 2,5; o.s.v. opp til 6g) av sammen-filtret type anbragt i et rom gjennomstrømmet av en gasstrøm under gitt trykk. Motstandsevnen for gjennomløp av gasstrømmen som man måler via gassmengden som sirkulerer, beskriver titeren. Denne er således om så lavere jo finere fibrene er og jo lengre de er og således motsetter seg gjennomstrømning av gass.

Den enkleste metode for å modifisere titeren i en bestemt retning består i å modifisere brennertrykket. Riktognok avhenger dette trykk av trykket i;; brenngassblandingen som blåses inn i brenneren, og dette trykk gir seg direkte utslag på hastigheten for avgitt gass, idet hastighet og trykk sammen øker.

Fig. 4 er et diagram som viser variasjonene i det dynamiske trykk ved utløpet av brenneren, uttrykt i mm vannsøyle, for tre brennere som antydet ovenfor i funksjon av titeren til de fremstilte fibre. Man fastslår for alle forhold for en og samme titer at trykket er om så høyere som tangensialkomponenten for utløpshastigheten av brenngassen er høy.

I de to tilfeller ifølge oppfinnelsen (skråstilling 16°og 22°), er tangensialkomponenten i sentrifugens bevegelsesretning.

Man kan anta at hvis trykket må være meget høyt for å ha den samme titer skyldes dette at gassbevegelsen skjer partielt i sentrifugens bevegelsesretning, for å opprettholde trekkvirkningen av gassen, og da er det nødvendig å ha en totalhastighet for gassen og således et høyere trykk. Det følger av dette at energiforbruket likeledes er noe høyere i tilfellet ifølge oppfinnelsen.

Fordelene ved å gjennomføre oppfinnelsen ligger prinsippielt i kvaliteten på fibrene som oppnås. Disse mekaniske og isolerende egenskaper er spesielt fordelaktige når fibrene er meget fine. Slik det er antyder resulterer oppnåelsen av meget fine fibre (titre under 3/5 gram) hoved-sakelig i økningen av trykket i brenneren.

I de tradisjonelle konfigurasjoner fastslår man at trykkøkningen fører til fibre som er kortere hvis det blir for sterkt. Med en strøm med tangensialkomponent i sentrifugens rotasjons retning slik som vist i fig. 3, blir de fine fibre som oppnås mindre "skadd" på dannelsesøyeblikket og som følge derav, vesentlig lengere.

Eksprimentelt oppnås de beste resultater hva angår fiberlengden for gjennomføringsmåten av oppfinnelsen, når brenneren virker slik at hastighetens tangensialkomponent for utløpsgassen i det vesentlige er lik sentrifugens periferihastighet.

Oppnåelsen av lange fibre er ikke systematisk undersøkt. For de anvendelser der de kortere fibre er foretrukket benytter man enten en brenner av tradisjonell type eller eventuelt en brenner ifølge oppfinnelsen men der tangensialhastigheten for utløpsgassen er motsatt sentrifugens rotasjonshastighet. Man fastslår i dette tilfelle dannelse av ennu kortere fibre enn det som oppnås ifølge den tradisjonelle metode.

Videre i det tilfelle der gasstrømmen har en tangensialkomponent motsatt rotasjonshastigheten til sentrifugen, tillater dette hvis andre faktorer holdes like, å redusere brennertrykket og således energiforbruket.

I anvendelseseksemplene ifølge oppfinnelsen og under de hastighetsbeting-elser som tidligere er antydet for sentrifugen, må man for å få lange fibre regulere tangensialhastigheten til ca. 60 m/sekund. For de to betraktede tilfeller oppnås dette ved en total utløpshastighet i størrelses-orden 210 m/sek.

Forbedringen av produktet ifølge oppfinnelsen kommer til syne i isola-sjonsevnene for produkter med liten volummasse. Fig. 5 viser målings-resultatene for den termiske konduktivitet som en funksjon av volum-massen i filten. I de to prøveserier hvis resultater tilsvarer de viste kurver, har fibrene den samme titer: F 2,5/5 g. Materialmengden er identisk: 14 tonn/dag for hver sentrifuge. Brenneren ifølge oppfinnelsen, kurve II, tilveiebringer en gasstrøm hvis tangensialkomponent er skrådd 16°. Kurven I tilsvarer en tradisjonell brenner.

Man merker med alle andre betingelser holdt like, at filten som oppnås ifølge oppfinnelsen oppviser forbedret ytelsesevne, noe som gir seg utslag i en mindre termisk konduktivitet for en filt med samme volummasse, eller der denne er ekvivalent, en samme termisk konduktivitet for en lavere volummasse.

Man kan tilskrive denne forbedring en forlengelse og en bedre homogenitet i fibermassen. Statistiske studier av fiberdiameteren fremstilt ifølge oppfinnelsen viser spesielt en meget liten spredning. Histogrammet for fiberdiameteren er memget snevert og oppviser ikke et eneste maksimum.

Erkjennelsen av fiberlengden resulterer likeledes i den mekaniske motstandsevne for strekk for isolasjonsfilten. Dette betyr at filten er om så mere motstandsdyktig jo lengere fibrene er. Således er den mekaniske kohesjon en funksjon av fibrenes sammenfiltring. Jo lengre de er, jo flere sammenfiltringspunkter foreligger det.

Fig. 6 antyder resultatene av motstandsmålingen mot strekk av filter-prøver som er fremstilt under tradisjonelle betingelser og ifølge oppfinnelsen. I de reproduserte prøver er sentrifugemengden holdt på 20 tonn/dag, noe som utgjør en vesentlig produksjon og noe som vanligvis ikke er gunstig med henblikk på å oppnå høyytelsesfibre. Titeren for disse fibre ble regulert til F 4/5 g. Brenneren ifølge oppfinnelsen førte til en tangensialkomponent på ca. 16°. Målingene ble gjennomført ifølge ASTM C-681-76. For denne norm ble ringer skåret ut i filten under-kastet strekkbelastning til brudd.

Diagrammet i fig. 6 er opprettet for variable volummasser for filten.

Man fastslår i dette diagram en øket motstandsevne for filten fremstilt ifølge oppfinnelsen, kurve I, i forhold til den fremstilt ifølge tradisjonelle betingelser, kurve II.

Andre fordeler oppstår også ved bruk av oppfinnelsens betingelser. Spesielt blir fordelingen av fibrene på transportøren på hvilke de samles umiddelbart etter fremstilling, i vesentlig grad forbedret. Dette skyldes en virkning av den type som tidligere er beskrevet i EP-PS 0 072 300.

Man fastslår at fiberbanen som dannes nedstrøms sentrifugen er om så mer utbredt når brenneren gir en gasstrøm med tangensialkomponent.

Økningen av florbredden av fibre er slik at det er mulig å redusere og sogar utelate ytterligere tradisjonelle midler for å fordele fibren over hele transportørens bredde. Utbredningen av viften av fibre resulterer i den modifisering som er innført i gasstrømmens strømningsvei. Figurene 7a - 7d illustrerer skjematisk det som er strømningen ifølge oppfinnelsen.

Figurene 7a og 7c viser det tilfelle der gassemisjonen skjer i den possisjon som er kalt "toppen av hyperbelen". Retningen V for gasstrøm-men ligger i planet P som tangerer den perifere vegg til sentrifugen C.

Den retning V har komponenter i en "aksial" retning Va_ og en "tangensial" retning Vt. Hyppigst er den tangensial komponent i samme retning som sentrifugens rotasjonsretning.

Gassirkulasjonen, under antagelse av en første tilnærming at denne ikke forstyrres av induksjonsfenomener, tilsvarer en hyperboloid slik som vist i fig. 7c. Denne progresjon ledsages effektivt av en utbredelse av gassforhenget, en utbredelse som er om så større enn det man oppnår i de tradisjonelle metoder ved gassutslipp uten tangensialkomponent.

Sentrifugens lette koniske form som er vist i figurene er så og si uten innflytelse på utslippsbetingelsene. Av denne grunn kan som i fig. 7a og 7c utslippet skje ut fra en ringformet "sylindrisk" spalt som vist i fig. 1.

Figurene 7b og 7d viser det tilfellet der utslippet befinner seg nedstrøms hyperbeltoppen som utgjøres av gasstrømmen. Det skal bemerkes at selv i dette tilfellet er utslippet lokalisert i umiddelbar nærhet av sentrifugen C for å bevare dennes effektivitet på gasstrømmen.

I det tilsiktede tilfellet befinner utslippsretningen V_ seg ikke lenger i planet P. Den er delt opp som tidligere i en aksialkomponent Vj^en tangensialkomponent Vt_ hvortil det føyes en radialkomponent Vr. I den viste form er denne radialkomponent "sentrifugert". Til denne konfigur-asjon svarer en vesentlig utbredelse av fiberviften i trekkesonen. I et hvert tilfelle er radialkomponenten for gassavgivelsen relativt liten i forhold til de andre komponenter.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av mineralfibre omfattende sentrifugering av et materiale for fibrene i smeltet tilstand gjennom munninger anordnet i peiferien av en sentrifuge, avgivelse av en gasstrøm med høy temperatur og hastighet langs sentrifugen for å trekke med og å trekke ut materialfilamenter fra munningene i sentrifugen, idet trekkgasstrømmen danner et kontinuerlig enhetlig forheng rundt sentrifugen langs dennes perifere vegg,karakterisert vedat utslipps retningen for trekkgasstrømmen har en tangensialkomponent til sentrifugen slik at gassforhenget beveger seg i en bevegelsesretning som gir en hyperbel.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat tangensialkomponenten til utløpsretningen for trekkgasstrømmen oppnås ved å injisere blandingen av brennbart materiale til forbrenningskammeret i gassgeneratoren langs en retning som er skrådd i forhold til sentrifugens akse.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat tangensialkomponenten mot sentrifugen for utslippsretningen for trekkgass er orientert i retning sentrifugens rotasjonsretning.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisert vedat tangensialkomponenten for utslippshastigheten til trekkegassen i det vesentlige er lik periferihastigheten for sentrifugen.

5. Brenner for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1 omfattende et ringformet forbrenningskammer (11) som munner . i en munning (12) og elementer (13, 14) som begrenser en kontinuerlig sinfeulær utslippsmunning idet retningen av denne munning i det vesentlige er parallell med brenneraksen, hvorved tilmatning av brennbar gassblanding skjer til forbrenningskammeret (11) via mateledninger (17) som munner i kammeret (11), idet disse er rettet på en slik måte at tilmatning av gass skjer langs en vegg (20) i forbrenningskammeret (11) og i motstrøm til bevegelsen av forbrenningsgassen, som beveger seg langs en vegg (21) som ligger overfor veggen (20) langs hvilken den brennbare gass beveger seg,karakterisert vedat mateledningene (17) er rettet slik at de utgjør en vinkel mot brenneraksen.

6. Brenner ifølge krav 5,karakterisert vedat vinkelen for mateledningene (17) med brenneraksen er under 75°og fortrinnsvis under 60°.

7. Brenner ifølge krav 5,karakterisert vedat vinkelen for mateledningene (7) med akseparallellen til brenneren er over 30°.

8. Brenner ifølge et hvilket som helst av kravene 5-7,karakterisert vedat mateledningene (17) tildannes av en ildfast vegg (20) som utgjør forbrenningskammeret (11).

9. Brenner ifølge krav 8,karakterisert vedat mateledningene (17) alle står i forbindelse med et ringformet rom (18) som fordeler den brennbare blanding på enhetlig måte til alle ledninger (17) i det enden av mateledningene (17) som munner i rommet (18) er utstyrt med en ring (19) som beskytter enden og diafragmerer ledningen (17).