DE20320416U1

DE20320416U1 - Device for handling highly viscous liquids, e.g. glass melts, comprises vessel liquid streaming vessel and device for introduction of fluid into the streaming liquid

Info

Publication number: DE20320416U1
Application number: DE20320416U
Authority: DE
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2013-02-07

Abstract

A device for handling of highly viscous liquids comprises a vessel (1) in which the liquid can stream along a main streaming direction (A), where the liquid surface is a total height (H) above the bottom surface (1.6) of the vessel, and a device for introduction of a fluid into the streaming liquid, where the introduced fluid aids streaming of the liquid along a spiral path, e.g. in a glass melt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln einer hochviskosen Flüssigkeit, insbesondere einer Glasschmelze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for treating a highly viscous liquid, especially one Glass melt according to the preamble of Claim 1.

Die Grundzüge des Glasherstellungsprozesses sind aus einer Vielzahl von Druckschriften bekannt. Zunächst wird in einer Wanne oder einem Tiegel aus einem Gemenge oder aus Glasscherben eine Glasschmelze hergestellt. Die Glasschmelze wird sodann geläutert. Der Schritt des Läuterns findet häufig zu einem wesentlichen Teil bereits in der Schmelzwanne selbst statt. Im allgemeinen ist aber noch ein Läutergefäß der Schmelzwanne nachgeschaltet. Nur beispielsweise wird verwiesen auf DE 199 39 785 A .The basics of the glass manufacturing process are known from a large number of publications. First, a glass melt is produced in a tub or a crucible from a batch or from broken glass. The glass melt is then refined. The refining step often already takes place to a large extent in the melting tank itself. In general, however, a refining vessel is connected downstream of the melting tank. For example, reference is made to DE 199 39 785 A ,

Das Einschmelzen von Glasgemenge lässt sich in zwei Hauptphasen unterteilen. In der sogenannten Silikatbildungsphase reagieren bestimmte Komponenten des Glasgemenges ab einer bestimmten Temperatur, wobei leicht flüssige Primärschmelzen entstehen. Schwerer schmelzende Bestandteile wie Sand bilden mit diesen Primärschmelzen Silikate. In einer zweiten Phase findet die sogenannte Rauhschmelze statt. Dabei dienen die Silikate als Aufschlussmittel der übrigen Bestandteile. Die Zeitdauer dieser chemischen Reaktionen ist vor allem durch die Kinetik des Wärmetransports bestimmt.The melting of batch of glass let yourself divide into two main phases. In the so-called silicate formation phase certain components of the glass batch react from a certain one Temperature, being slightly liquid primary smelting arise. Heavy melting components such as sand also form this primary melt Silicates. In a second phase, the so-called rough melt takes place instead of. The silicates serve as a disintegrant for the other components. The duration of these chemical reactions is mainly due to the Kinetics of heat transfer certainly.

Dieser Einschmelzprozess ist für eine fehlerfreie energieoptimierte Darstellung von Gläsern und für die Glasqualität von großer Bedeutung. Mit einer ungünstigen Einstellung von Prozessparametern (Temperatur, Durchsatz, Durchmischung der Rauhschmelze, Verweilzeit der Schmelze im Schmelzaggregat, Glasbadtiefe etc.) lässt sich nur eine unbefriedigende Glasqualität erreichen: das geschmolzene Glas hat eine Vielzahl von Fehlern, wie Blasen, Knoten, Kristalle und Steinchen, die von einem unzureichenden Einschmelzprozess herrühren. Dies gilt um so mehr für die Darstellung hochschmelzender Spezialgläser, wie Borosilikatgläser (Duran), alkalifreier Gläser oder Glaskeramiken (Ceran, Robax) sowie für schwer einzuschmelzende Gläser, wie bestimmte optische Glassysteme.This melting process is for a flawless one Energy-optimized display of glasses and of great importance for the glass quality. With an unfavorable Setting of process parameters (temperature, throughput, mixing the rough melt, residence time of the melt in the melting unit, glass bath depth etc.) leaves only an unsatisfactory glass quality can be achieved: the molten glass has a variety of errors, such as bubbles, knots, and crystals Stones that result from an inadequate melting process. This applies all the more to the representation of high-melting special glasses, such as borosilicate glasses (Duran), alkali-free glasses or glass ceramics (Ceran, Robax) as well as for glasses that are difficult to melt, such as certain optical glass systems.

Eine weitere Einschränkung des Einschmelzverhaltens ist durch die ungünstige Überlagerung der Verfahrensschritte beim Glasschmelzen gegeben. Durch die wechselseitige Beeinflussung der Verfahrensschritte (Aufschmelzen des aufgegebenen Gemenges, Homogenisieren der Rauhschmelze und Bilden der Feinschmelze, Läutern, Abstehen) ist die Einstellung definierter und reproduzierbarer Zustände nur schwer oder sogar überhaupt nicht möglich. Auch dies hat negative Auswirkungen auf die Glasqualität und die Wirtschaftlichkeit der Schmelzaggregate.Another limitation of the Melting behavior is due to the unfavorable overlay of the process steps given when melting glass. Due to the mutual influence of Process steps (melting of the batch, homogenization the rough melt and formation of the fine melt, refining, standing) is the setting Defined and reproducible states are difficult or even not at all possible. This also has negative effects on the glass quality and the Economy of the melting units.

Beim Aufschmelzen wird in das Gemenge und in die Schmelze Wärme eingebracht, beispielsweise durch Beheizung aus dem Oberofenraum. In einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Schmelzaggregats gesehen, bildet sich in der entstehenden Schmelze eine umlaufende Strömung aus, und zwar nach Art einer Walze mit horizontaler Achse. Diese Walze hat an sich eine günstige Wirkung: sie fördert bereits stark erhitzte Volumenelemente der Glasschmelze von oben unter das Gemenge zurück und erleichtert damit dessen kontinuierliches Abschmelzen von unten her. Die ungelösten Bestandteile werden in der Rauhschmelze gelöst. Erst nach dem vollständigen Abschluss dieser Phase kann das Läutern erfolgreich beendet werden. Wichtig dabei ist, dass alle Blasen aus der Schmelze entfernt werden. Vor allem bei Spezialgläsern ist der Gehalt an Blasen äußerst unerwünscht. Je rascher die Rauhschmelze abläuft, desto höher ist die Qualität und desto größer ist die Ausbeute pro Schmelzaggregat. Trotzdem darf der Energieeintrag beim Einschmelzen von Gemenge oder von Glasscherben ein bestimmtes Maß nicht überschreiten. Andernfalls würde es zu einem vorzeitigen Aktivieren von Läutermitteln kommen, so dass diese während der eigentlichen Läuterphase nicht mehr zur Verfügung stehen.When melting into the batch and into the melt heat introduced, for example by heating from the upper furnace room. In a plane perpendicular to the longitudinal axis seen the melting unit, forms in the resulting melt a circulating current off, in the manner of a roller with a horizontal axis. This roller has a cheap in itself Effect: it already promotes strongly heated volume elements of the glass melt from above under the Batch back and thus facilitates its continuous melting from below forth. The unsolved Ingredients are dissolved in the rough melt. Only after complete completion In this phase, the refining can be successful be ended. It is important that all bubbles from the melt be removed. The content of bubbles is extremely undesirable, especially with special glasses. ever the rough melt runs off more quickly, the higher is the quality and the bigger the yield per melting unit. Nevertheless, the energy input when melting batch or broken glass a certain one Do not exceed dimension. Otherwise it would There is an early activation of refining agents, so that these while the actual refining phase no longer available stand.

Die genannten Strömungswalzen werden primär durch thermische Differenzen ausgelöst. Die Intensität dieser Walzen kann durch Einblasen von Gas beeinflusst werden. Dies ist ein Weg zur Verbesserung und Beschleunigung des Einschmelzverhaltens durch Erzeugen einer möglichst intensiven Durchmischung der aufschmelzenden Glasbestandteile bzw. der Rauhschmelze im Einschmelzbecken. Eine intensive Durchmischung und damit auch eine Verbesserung der Temperaturhomogenität der Glasschmelze kann beispielsweise durch das Einblasen von Gasen in die Glasschmelze (Bubbling) zur Erzeugung starker Zwangskonvektionsströmungen geschehen.The flow rollers mentioned are primarily by thermal differences triggered. The intensity this rolling can be influenced by blowing in gas. This is a way to improve and accelerate the melting behavior by generating one if possible intensive mixing of the melting glass components or the rough melt in the melting basin. An intensive mix and thus also an improvement in the temperature homogeneity of the glass melt can, for example, by blowing gases into the glass melt (Bubbling) to generate strong forced convection currents.

In US 2,909,005 wird die Verwendung von Boden-Blasdüsen im Bereich der Schmelzwanne zum Erzeugen von Konvektionsströmungen beschrieben. Es werden unterschiedliche Anordnungen der Blasdüsen über den Boden der Schmelzwanne vorgestellt. Allerdings wird nicht beschrieben, welche Anordnungen zu besonders vorteilhaften Ergebnissen führen. Die in den Abbildungen beschriebenen Anordnungen führen zu extrem turbulenten Strömungen, bei denen sich Strömungen aus den einzelnen Blasdüsen aufgrund der geringen Abstände zueinander beeinflussen. Ausführungen zur Geometrie der Schmelzanlagen und der davon abhängigen Einbauweise der Blasdüsen sowie ein minimal notwendiger Abstand zu den Wänden der Glasschmelzwanne werden nicht erwähnt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass durch die stark turbulente Strömung die Schmelzwanne an ihrer Innenseite, insbesondere die feuerfeste Auskleidung der Schmelzwanne, einer deutlich erhöhten Korrosion ausgesetzt ist. Dadurch wird außerdem die Qualität des Glases negativ beeinflusst.In US 2,909,005 describes the use of floor blowing nozzles in the area of the melting tank for generating convection currents. Different arrangements of the blowing nozzles over the bottom of the melting tank are presented. However, it is not described which arrangements lead to particularly advantageous results. The arrangements described in the figures lead to extremely turbulent flows, in which flows from the individual blowing nozzles influence one another due to the small distances between them. There is no mention of the geometry of the melting plant and the dependent installation method of the blowing nozzles, as well as the minimum necessary distance to the walls of the glass melting tank. Another disadvantage is that the highly turbulent flow exposes the inside of the melting tank, in particular the refractory lining of the melting tank, to significantly increased corrosion. This also negatively affects the quality of the glass.

Auch in US 3,268,320 werden Möglichkeiten zum Erzeugen von Strömungen in Glasschmelzwannen beschrieben. Unter anderem wird die Verwendung von Blasdüsen, die entlang der Mittelachse der Wanne in Längsrichtung angeordnet sind, zum Erzeugen einer schraubenförmigen Strömung beschrieben. Allerdings fehlt auch hier die zielgerichtete Ausführung im Hinblick auf die Geometrie der Schmelzanlage und die Einbauweise der Blasdüsen. Ein minimal notwendiger Abstand zu den Wänden der Glasschmelzwanne wird ebenfalls nicht erwähnt. Ein Erkennen des Problems der Korrosion bzw. das Vermindern eines Angriffs auf die feuerfeste Auskleidung der Glasschmelzwanne fehlt ebenfalls.Also in US 3,268,320 become ways of generating flows in glass melting tanks NEN described. Among other things, the use of blowing nozzles, which are arranged in the longitudinal direction along the central axis of the trough, for generating a helical flow is described. However, here too there is no targeted design with regard to the geometry of the melting system and the installation of the blow nozzles. A minimum necessary distance from the walls of the glass melting tank is also not mentioned. There is also no recognition of the problem of corrosion or the reduction of an attack on the refractory lining of the glass melting tank.

In FR 2 787 784 werden ebenfalls Verfahren zum Erzeugen schraubenförmiger Strömungen in Glasschmelzwannen beschrieben. Unter anderem wird hierbei die Verwendung von Blasdüsen in der Mitte der Wannenbreite zum Ausbilden von schraubenförmigen Strömungen beschrieben. Das Problem eines korrosiven Angriffs auf die Glasschmelzwanne an ihrer Innenseite wird jedoch auch in diesem Dokument nicht behandelt. Ebenso fehlen Angaben zur Anordnung der Blasdüsen und zu den Abständen der Blasdüsen voneinander bzw. von den Wänden der Glasschmelzwanne.In FR 2 787 784 are also Process for generating helical flows in glass melting tanks described. Among other things, the use of blow nozzles in the middle described the tub width for the formation of helical flows. The problem of one corrosive attack on the inside of the glass melting pan however, it is not covered in this document either. Also missing Information on the arrangement of the blow nozzles and to the gaps the blow nozzles from each other or from the walls the glass melting pan.

Die Ausführungsformen der genannten Dokumente zum Erzeugen von Zwangskonvektionsströmungen in der Glasschmelze haben damit zum einen eine deutlich erhöhte Korrosion des feuerfesten Wand- und Bodenmaterials der Glasschmelzwanne durch die gesteigerten Strömungsgeschwindigkeiten und Temperaturen der Glasschmelze zur Folge. Die Auflösung der Innenauskleidungen der Glasschmelzwanne kann ihrerseits des weiteren zu Glasfehlern wie Schlieren, Knoten, Steinchen oder sogar Blasen führen. Außerdem ist durch die Korrosion die Standzeit des Schmelzaggregates stark limitiert.The embodiments of the above Documents for generating forced convection currents in the glass melt have on the one hand a significantly increased corrosion of the refractory wall and bottom material of the glass melting tank due to the increased flow velocities and Temperatures of the glass melt result. The dissolution of the Inner linings of the glass melting tank can in turn further lead to glass defects such as streaks, knots, stones or even bubbles. Besides, is due to corrosion, the service life of the melting unit is severely limited.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das Einschmelzverhalten hochviskoser Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Glasschmelzen, durch das Einblasen von Gasen in die Schmelze deutlich zu verbessern. Dadurch soll die Glasqualität in Bezug auf einschmelztypische Fehler erhöht und gleichzeitig der Angriff der Schmelze auf das Auskleidungsmaterial des Schmelzaggregates minimiert bzw. vollständig unterbunden werden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist somit die Verbesserung der Prozesseffizienz und der Prozessführung.Object of the present invention it is therefore the melting behavior of highly viscous liquids, such as melting glass, by blowing gases in to significantly improve the melt. This is supposed to relate to the glass quality typical meltdown errors increased and at the same time the melt attacking the lining material of the melting unit are minimized or completely prevented. A Another object of the invention is thus to improve process efficiency and litigation.

Gelöst werden diese Aufgaben auf überraschende Weise bereits durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den jeweils zugeordneten Unteransprüchen.These tasks are solved in surprising ways Way already through a device with the features of the claim 1. Advantageous further developments can be found in the associated subclaims.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein völlig neuer Weg beschritten. Die zur Verbesserung des Durchmischungsverhaltens notwendige Konvektion wird weitgehend dadurch erzeugt, dass ein Fluid in eine strömende hochviskose Flüssigkeit, insbesondere in eine Glasschmelze, derart eingeleitet wird, dass sich in der Glasschmelze eine spiralförmige Strömung ausbildet. Diese spiralförmige Strömung wird primär durch den mechanischen Impuls des eingeleiteten Fluids erzeugt.With the present invention a completely new one Tread the path. The to improve the mixing behavior necessary convection is largely generated by a Fluid into a flowing highly viscous liquid, in particular in a glass melt, is initiated such that a spiral flow forms in the glass melt. This spiral flow will primary generated by the mechanical impulse of the introduced fluid.

Gemäß der Erfindung ist damit eine Entkopplung zwischen dem an sich notwendigen Energieeintrag in Form von Wärme einerseits und dem Erzeugen von Geschwindigkeitsgradienten zum Ausbilden einer Konvektionsströmung andererseits vorgenommen .According to the invention is therefore a Decoupling between the necessary energy input in the form of warmth on the one hand and the generation of speed gradients to form a convection on the other hand.

Bei dem genannten Verfahren sieht die Erfindung vorteilhafterweise vor, dass die Längsachsen der spiralförmigen Bahnen zumindest annähernd parallel zur Haupt-Strömungsrichtung der hochviskosen Flüssigkeit verlaufen. Die Transportrichtung der spiralförmigen Strömung entspricht damit der Strömungsrichtung. Dadurch kann eine enge Verweilzeitverteilung erreicht werden, die eine definierte Behandlung der hochviskosen Flüssigkeit mit dem genannten Verfahren ermöglicht. Gleichzeitig wird ein Überlagern von Strömungen unterschiedlicher Richtungen nahezu ausgeschlossen, so dass keine Turbulenz und keine lokalen Tot-Räume erzielt werden.Looks at the procedure mentioned the invention advantageously provides that the longitudinal axes of the spiral tracks at least approximately parallel to the main flow direction the highly viscous liquid run. The direction of transport of the spiral flow thus corresponds to the direction of flow. This allows a narrow residence time distribution to be achieved a defined treatment of the highly viscous liquid with said Procedure allows. At the same time there is an overlay of currents different directions almost impossible, so none Turbulence and no local dead spaces can be achieved.

Die strömende Flüssigkeit und/oder das eingeleitete Fluid werden beheizt. Damit wird die Anwendung für verschiedenartige hochviskose Flüssigkeiten, insbesondere für Schmelzen von Kunststoffen aber auch von Glas, ermöglicht. Aufgrund der zum Auslauf der Schmelzwanne fortschreitenden spiralförmigen Strömung gelangen einzelne Schmelzpartikel häufig an die wärmebeaufschlagte Oberfläche. Dabei besteht eine hohe statistische Wahrscheinlichkeit dafür, dass alle Schmelzpartikel annähernd gleich behandelt werden. Bei der gegebenen engen Verweilzeitverteilung ist daher vorteilhafterweise nicht nur das mechanische Durchmischen, sondern auch das thermische Durchmischen der strömenden Flüssigkeit optimiert.The flowing liquid and / or the introduced Fluid are heated. This makes the application for various types of highly viscous Liquids, especially for Melting plastics but also glass. Due to the spiral flow proceeding to the outlet of the melting tank individual enamel particles often to the heat-treated surface. there there is a high statistical probability that all melting particles approximately be treated equally. Given the narrow residence time distribution is therefore advantageously not only mechanical mixing, but thermal mixing of the flowing liquid is also optimized.

Weil die Temperatur in jeder Schnittebene quer zur Haupt-Strömungsrichtung gesehen relativ homogen ist, kann die Temperatur lokal definiert beeinflusst werden.Because the temperature is transverse in every cutting plane to the main flow direction seen relatively homogeneous, the temperature can be defined locally to be influenced.

Insgesamt gesehen bietet die erfindungsgemäße Lösung die Möglichkeit, entweder den Durchsatz zu steigern und dabei die gleiche Qualität bei denselben Abmessungen des Gefäßes zu erzielen. Außerdem kann die Qualität bei konstantem Durchsatz und gleichen Abmessungen gesteigert; oder die Abmessungen verkleinert und dabei der gleichen Durchsatz bei konstanter Qualität erzielt werden. Aufgrund der günstigen Energiebilanz ist das Verfahren zudem äußerst wirtschaftlich.Overall, the solution according to the invention offers the Possibility, either increase throughput while maintaining the same quality at the same To achieve dimensions of the vessel. Besides, can the quality increased at constant throughput and same dimensions; or reduced the dimensions and the same throughput constant quality be achieved. Because of the cheap The energy balance is also extremely economical.

Da die thermische und mechanische Durchmischung entkoppelt wurden, bietet die Erfindung den Vorteil, zum Beheizen verschiedenste Methoden anwenden zu können: das Beheizen kann durch Gasbefeuerung, insbesondere regenerativ und/oder rekuperativ und/oder unter Einsatz eines air-fuels und/oder unter Einsatz eines oxy-fuels erfolgen. Des weiteren kann das Beheizen elektrisch, insbesondere über eine direkte Widerstandsbeheizung durchgeführt werden. Eine weitere Möglichkeit bietet das induktive Beheizen oder das Beheizen mit Hilfe von Hochfrequenz, insbesondere über eine direkte Hochfrequenz-Beheizung. Zudem kann das Beheizen durch eine Kombination zumindest zweier der genannten Verfahren erfolgen.Since the thermal and mechanical mixing have been decoupled, the invention offers the advantage of being able to use a wide variety of methods for heating: the heating can be done by gas firing, in particular regenerative and / or recuperative and / or using an air-fuel and / or using one oxy-fuels. Furthermore, the heating can be carried out electrically, in particular via direct resistance heating. This is another possibility in ductile heating or heating with the aid of high frequency, in particular via direct high-frequency heating. In addition, the heating can be carried out by a combination of at least two of the methods mentioned.

Das Verfahren kann also auf einfache Weise auf die hohen Anforderungen beim Behandeln einer Glasschmelze abgestimmt und daher vorteilhafterweise zum Behandeln einer strömenden Glasschmelze eingesetzt werden.So the process can be simple Point out the high requirements when treating a glass melt coordinated and therefore advantageously for treating a flowing glass melt be used.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht zum einen vor, als Fluid ein Gas zu verwenden. Dieses ist aus der Gruppe ausgewählt, die Luft, Sauerstoff, Stickstoff und/oder Helium und/oder Neon und/oder Argon umfasst. Durch die Wahl des Gases kann auf erstaunlich einfache Weise die Blasigkeit der Schmelze beeinflusst werden. Des weiteren bestehen erhebliche Unterschiede in der Wirkungsweise der eingebrachten Gase in die Glasschmelze sowie des Verhaltens der Gase im weiteren Verlauf des Schmelz- und Läuterungsprozesses. So ist beispielsweise für oxydierende Schmelzen der Einsatz von Sauerstoff und für reduzierende Schmelzen der Einsatz von Helium besonders empfehlenswert.On the one hand, the method according to the invention provides propose to use a gas as the fluid. This is selected from the group that Air, oxygen, nitrogen and / or helium and / or neon and / or argon includes. The choice of gas can be amazingly simple Way the bubbleiness of the melt can be influenced. Furthermore there are considerable differences in the mode of action of the contributions Gases in the glass melt and the behavior of the gases in the rest Course of the melting and refining process. For example, for oxidizing melts the use of oxygen and for reducing Melting the use of helium is particularly recommended.

Es kann jedoch als Fluid auch eine Flüssigkeit verwendet werden. Dadurch bietet sich der Vorteil, die Aufstiegsgeschwindigkeit des Fluids in der strömenden Flüssigkeit im Vergleich zu einem Gas als Fluid variieren zu können. Damit kann der Impuls des Fluids und somit die Geschwindigkeit der Zwangskonvektionsströmung eingestellt werden.However, it can also be a fluid liquid be used. This has the advantage of the ascent rate of the fluid flowing in the liquid to be able to vary compared to a gas as a fluid. In order to can set the momentum of the fluid and thus the speed of the forced convection flow become.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass als Fluid ein Teil der strömenden Flüssigkeit verwendet wird. Damit wird der Einsatz eines zur strömenden Flüssigkeit zusätzlichen Mediums überflüssig, und es kann auf die Entfernung eines solchen zusätzlichen Mediums verzichtet werden.Another advantageous training provides that part of the flowing liquid is used as the fluid. In order to becomes the use of a flowing liquid additional Medium unnecessary, and there is no need to remove such an additional medium become.

Insbesondere kann es sich bei dem Fluid um eine weitere Glasschmelze handeln. Damit wird in vorteilhafter Weise die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Behandeln von Glasschmelzen noch weiter vereinfacht und optimiert.In particular, it can Act fluid around another glass melt. This will be more advantageous Way the application of the inventive method for treatment of glass melts further simplified and optimized.

Das Einleiten des Fluids erfolgt erfindungsgemäß in einer vorbestimmten Richtung, insbesondere parallel oder orthogonal zur Haupt-Strömungsrichtung der strömenden Flüssigkeit. Damit wird das exakte Einstellen der Strömungsrichtung der spiralförmigen Strömung ermöglicht.The fluid is introduced according to the invention in a predetermined direction, in particular parallel or orthogonal to Main flow direction the pouring Liquid. This enables the exact direction of flow of the spiral flow to be set.

Eine weitere Ausbildungsform des Verfahrens sieht vor, dass das Fluid gepulst eingeleitet wird. Durch das gepulste Einleiten kann die Verweilzeitverteilung gesteuert werden. Gleichzeitig bietet sich die Möglichkeit, Fluid einzusparen, wobei der hohe Impuls des gepulst eingeleiteten Fluids aufgrund der Schleppwirkung gegenüber der benachbarten strömenden Flüssigkeit für eine andauernde Zwangskonvektionsströmung sorgt.Another form of training The method provides that the fluid is introduced in a pulsed manner. By pulsed initiation can control residence time distribution become. At the same time, there is the possibility of saving fluid, the high pulse of the pulsed fluid due to the drag effect compared to the neighboring flowing liquid for one ongoing forced convection flow provides.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die strömende Flüssigkeit und/oder das Fluid gekühlt werden. Auf diese Weise können gezielt Temperaturgradienten eingestellt werden, so dass sich der große Vorteil bietet, die Zwangskonvektion unabhängig vom Einleiten des Fluids unterstützen zu können.According to the method of the invention the pouring liquid and / or the fluid is cooled become. That way you can targeted temperature gradients are set so that the size The advantage of forced convection regardless of the introduction of the fluid support to be able to.

Das Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich und/oder in Kreisfahrweise und/oder in Pendelfahrweise durchgeführt werden. Je nach zu verarbeitenden Mengen, Verweilzeitverteilung, Abmessungen der Aggregate und möglichen Volumenströmen bietet das erfindungsgemäße Verfahren damit alle Freiheiten zur optimalen Gestaltung im Hinblick auf die Qualität des Produktes und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.The process can be continuous or discontinuously and / or in a circular mode and / or in a pendulum mode carried out become. Depending on the quantities to be processed, residence time distribution, Dimensions of the aggregates and possible volume flows offers the inventive method thus all freedom for the optimal design with regard to the quality of the product and the economics of the process.

Des weiteren sieht die Erfindung vor, durch die Einstellung des Gasvolumenstromes und/oder der Gasart und/oder der Temperatur und/oder des externen Partialdrucks und/oder der Verweilzeit des Gases in der Schmelze, die Farbe und/oder den Redoxzustand des Glases, insbesondere das Fe²⁺:Fe³⁺-Verhältnis und/oder die Trocknung des Glases, insbesondere den Gehalt an OH-Gruppen einzustellen.Furthermore, the invention provides, by adjusting the gas volume flow and / or the type of gas and / or the temperature and / or the external partial pressure and / or the residence time of the gas in the melt, the color and / or the redox state of the glass, in particular adjust the Fe ²⁺ : Fe ³⁺ ratio and / or the drying of the glass, in particular the content of OH groups.

Neben dem oben erläuterten Verfahren betrifft die Erfindung außerdem eine Vorrichtung zum Behandeln einer hochviskosen Flüssigkeit, insbesondere nach dem genannten Verfahren.In addition to the above The method also relates to a device for treatment a highly viscous liquid, in particular according to the method mentioned.

Die Vorrichtung umfasst ein Gefäß, in dem eine Flüssigkeit entlang einer Haupt-Strömungsrichtung strömen kann, und eine Einrichtung zum Einleiten eines Fluids in die strömende Flüssigkeit.The device comprises a vessel in which a liquid along a main flow direction stream can, and a device for introducing a fluid into the flowing liquid.

Die Einrichtung zum Einleiten des Fluids in die strömende Flüssigkeit unterstützt dabei durch das Einleiten des Fluids eine Strömung entlang spiralförmiger Bahnen. Zudem ist vorgesehen, dass die Einrichtung zum Einleiten des Fluids in die strömende Flüssigkeit derart gestaltet und angeordnet sein kann, dass der Strömung der Flüssigkeit durch das Einleiten des Fluids eine Strömung entlang spiralförmiger Bahnen aufgeprägt wird. Die Vorrichtung besteht damit aus wenigen einfachen Bauteilen.The facility to initiate the Fluids flowing into the liquid supports a flow along spiral paths by the introduction of the fluid. It is also provided that the device for introducing the fluid into the pouring liquid can be designed and arranged such that the flow of the liquid by introducing the fluid, a flow along spiral paths imprinted becomes. The device thus consists of a few simple components.

Die Erfindung sieht vor, dass das Gefäß eine Schmelzwanne, insbesondere zum Schmelzen von Glas ist. Außerdem kann das Gefäß eine Rinne sein, die zumindest teilweise offen und/oder geschlossen ist. In dieser Hinsicht bietet die Vorrichtung erfindungsgemäß den großen Vorteil, je nach vorhandener Anlage, das Auftrennen der Verfahrensschritte des Schmelzens und des Läuterns durch den Umbau von zum Beispiel einer Transporteinrichtung zu ermöglichen und damit das verbesserte Verfahren einsetzen zu können.The invention provides that Vessel a melting tank, especially for melting glass. The vessel can also have a gutter be at least partially open and / or closed. In In this respect, the device according to the invention offers the great advantage depending on the existing system, the separation of the process steps of Melting and refining by converting, for example, a transport facility and thus to be able to use the improved method.

Um zudem die Anlage vorteilhafterweise noch flexibler einsetzbar zu gestalten, ist das Gefäß modular aufgebaut. Die modulare Bauweise des Schmelzaggregates ermöglicht eine exakte Trennung der beim Glasschmelzen ablaufenden Verfahrensschritte. Die modulare Bauweise trägt ebenfalls zu einer Verbesserung der Glasqualität und einer besseren technologischen Beherrschbarkeit der Anlage bei. Außerdem wird das Schmelzaggregat mobil und der Inhalt ist einfach zu wechseln.In order to make the system more flexible, the vessel has a modular structure. The modular design of the melting unit enables exact separation of the process steps involved in melting glass. The modular design also contributes to an improvement in the glass quality and better technological manageability of the system. In addition, the melting unit becomes mobile and the content is easy to switch.

Das Gefäß besteht aus einem äußeren Boden und einem äußeren Mantel. Durch die Trennung der Bauteile wird das Fertigen des Bodens und des Mantels als einzelne Komponenten erleichtert.The vessel consists of an outer bottom and an outer coat. By separating the components, the manufacturing of the floor and of the jacket as individual components.

Der äußere Boden und der äußere Mantel sind in Segmente, insbesondere in Stirn- und Rückseite sowie Seitenwände unterteilbar. Die Fertigung und der Transport der Teile wird dadurch weiter erleichtert. Des weiteren wird eine Montage erst vor Ort des Einsatzes möglich und einzelne Teile können separat demontiert werden, so dass ein schnelles Auswechseln insbesondere von Verschleißmaterial ermöglicht wird.The outer bottom and the outer coat are can be subdivided into segments, in particular the front and back as well as side walls. This further facilitates the manufacture and transport of the parts. Furthermore, assembly is only possible on site and individual parts can can be dismantled separately, so that a quick replacement in particular of wear material allows becomes.

Erfindungsgemäß ist das Gefäß mit einem feuerfesten Material ausgekleidet. Auf diese Weise wird die Anwendbarkeit in Hochtemperaturprozessen ermöglicht. Dafür werden vorteilhafterweise Materialien mit hoher Einsatztemperatur; insbesondere oberhalb der Schmelztemperatur des Glases, eingesetzt. Beispiel sind Materialien mit hohem SiO₂- oder Al₂O₃-Gehalt und/oder schmelzgegossenen Aluminiumoxyd-Zirconoxyd-Steinen und/oder schmelzgegossene Materialien mit hohem Zirconoxyd-Gehalt. Die Auskleidung weist eine Dicke von maximal 200 mm auf. Aufgrund des optimierten Verfahrens bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, nur derart geringe Materialstärken vorsehen zu müssen.According to the invention, the vessel is lined with a refractory material. This enables usability in high-temperature processes. Materials with a high operating temperature are advantageously used for this; used above the melting temperature of the glass in particular. Examples are materials with a high SiO ₂ or Al ₂ O ₃ content and / or melt-cast aluminum oxide-zirconium oxide stones and / or melt-cast materials with a high zirconium oxide content. The lining has a maximum thickness of 200 mm. Because of the optimized method, the device according to the invention offers the advantage of only having to provide such low material thicknesses.

Die Vorrichtung umfasst des weiteren eine Einrichtung zum Beheizen. Diese weist insbesondere zumindest einen Gasbrenner und/oder zumindest eine elektrisch heizbare Einrichtung und/oder zumindest eine induktiv beheizbare Einrichtung und/oder eine Einrichtung zum Beheizen mittels Hochfrequenz auf. Für die Anwendung des Verfahrens im Bereich von Schmelzen, insbesondere von Glasschmelzen, wird durch diese Ausführungsform der Vorrichtung zum einen sichergestellt, dass eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der strömenden Flüssigkeit eingestellt werden kann. Zum anderen kann ein Temperaturgradient erzeugt werden, so dass die Konvektionsströmung thermisch unterstützt werden kann.The device further comprises a device for heating. In particular, this points at least a gas burner and / or at least one electrically heatable device and / or at least one inductively heatable device and / or one High-frequency heating device. For the application of the process in the field of melts, in particular glass melts through this embodiment the device firstly ensures that a temperature above the melting temperature of the flowing liquid can be adjusted. On the other hand, a temperature gradient are generated so that the convection flow can be thermally supported.

Um auf einfache Weise die Temperaturgradienten entlang des Gefäßes steuern und damit die Konvektion gezielt einstellen zu können, sieht die Erfindung vor, dass die Vorrichtung eine Einrichtung zum Kühlen umfasst. Diese ist derart ausgestaltet, dass das Gefäß durch den äußeren Boden und/oder den äußeren Mantel gekühlt wird. Durch die Kühlsegmente, die eine Kühlung des im Schmelzkontakt stehenden feuerfesten Materials bewirken, wird der korrosive Angriff der Schmelze auf das feuerfeste Material deutlich verringert bzw. ganz vermieden.To easily measure the temperature gradients steer along the vessel and to be able to set the convection in a targeted manner, the invention provides that the device comprises a device for cooling. This is the way it is designed that the vessel through the outer bottom and / or the outer jacket chilled becomes. Through the cooling segments, which is a cooling of the refractory material in melt contact, the corrosive attack of the melt on the refractory material significantly reduced or completely avoided.

Die Temperaturen auf der im Schmelzkontakt stehenden Seite des feuerfesten Materials können durch die Kühlung um 200 bis 400 K abgesenkt werden. Diese Temperaturabsenkung ist ausreichend, um die Korrosion deutlich zu vermindern. Stärkere Absenkungen sind zwar durch entsprechende Dimensionierung der Kühlung möglich, aber energetisch nicht sinnvoll, da dann nicht nur das feuerfeste Material, sondern auch die Schmelze stark abgekühlt wird und so das Aufschmelzen wieder erschwert werden kann.The temperatures on the in melt contact Standing side of the refractory can cool through Can be reduced by 200 to 400 K. This drop in temperature is sufficient to significantly reduce the corrosion. There are stronger reductions possible by dimensioning the cooling, but not energetically sensible, because then not only the refractory material, but also the melt cooled down considerably becomes and so the melting can be difficult again.

Durch das gekühlte feuerfeste Material ist die Verunreinigung der Schmelze mit Auflösungsprodukten aus dem feuerfesten Material trotz der intensiven Strömung sehr gering bzw. nicht vorhanden. Deshalb sind deutlich kleinere Volumina als bei konventionellen Schmelzaggregaten möglich, und dadurch kann feuerfestes Material eingespart werden.Due to the chilled refractory material the contamination of the melt with dissolution products from the refractory Material very little or not despite the intense flow available. Therefore, volumes are significantly smaller than with conventional ones Melting units possible, and this means that fireproof material can be saved.

Durch die Kühlung lassen sich besonders bei aggressiven Gläsern, also starker Korrosion des feuerfesten Materials im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen zum Einschmelzen von Glas, deutlich längere Standzeiten erzielen.The cooling can be particularly with aggressive glasses, So strong corrosion of the refractory material compared to conventional devices for melting glass, achieve a significantly longer service life.

Durch die Kühlung sind Glastemperaturen im Inneren des Schmelzaggregates von bis zu 2000 °C möglich, da die Temperatur direkt an der Innenseite des Glaskontaktmaterials nur etwa 1600 °C bis 1700 °C beträgt. Dadurch sind beispielsweise auch hoch-SiO₂-haltige Gläser problemlos auf schmelzbar.Due to the cooling, glass temperatures in the interior of the melting unit of up to 2000 ° C are possible, since the temperature directly on the inside of the glass contact material is only about 1600 ° C to 1700 ° C. This means, for example, that high-SiO ₂ glasses can also be melted without any problems.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung bietet den großen Vorteil, gänzlich auf die feuerfeste Auskleidung der Schmelzwanne verzichten zu können: die Auskleidung des Gefäßes mit einem feuerfesten Material wird dabei durch eine an der äußeren Kühlung erstarrten Schicht der zu behandelnden hochviskosen Flüssigkeit, insbesondere der Glasschmelze, ersetzt.Another embodiment of the invention the device offers the big one Advantage, entirely to be able to do without the refractory lining of the melting tank: the Lining the vessel with a refractory material is created by a layer solidified on the external cooling the highly viscous liquid to be treated, in particular the Glass melt, replaced.

Die zumindest eine Einrichtung zum Einleiten des Fluids in die strömende Flüssigkeit leitet erfindungsgemäß das Fluid so ein, dass die Achsen der spiralförmigen Bahnen zumindest annähernd parallel zur Hauptströmungsrichtung der strömenden Flüssigkeit verlaufen. Es ist vorgesehen, zumindest zwei Reihen von Einrichtungen zum Einleiten des Fluids im Gefäß anzubringen. Einander benachbarte Einrichtungen zum Einleiten des Fluids haben in Hauptströmungsrichtung einen gegenseitigen Abstand a von mindestens dem 0,5fachen oder mindestens dem 0,8fachen und maximal dem 1,5fachen der Füllstandshöhe der strömenden Flüssigkeit im Gefäß. Der Abstand zwischen einer Seitenwand und einer Einrichtung zum Einleiten des Fluids der benachbarten Reihe liegt mindestens in der Größenordnung des 0,5fachen der Füllstandshöhe und maximal bei dem 1,3fachen der Füllstandshöhe.The at least one facility for Introduce the fluid into the flowing liquid conducts the fluid according to the invention such that the axes of the spiral tracks are at least approximately parallel to the Main flow direction the pouring liquid run. It is intended to have at least two rows of facilities to introduce the fluid into the vessel. Have adjacent devices for introducing the fluid in the main flow direction a mutual distance a of at least 0.5 times or at least 0.8 times and a maximum of 1.5 times the level of the flowing liquid in the vessel. The distance between a side wall and a device for introducing the Fluids in the adjacent row are at least of the order of magnitude 0.5 times the level and maximum at 1.3 times the level.

Entgegen der Berechnungen mittels mathematischer Simulationen, wonach besonders enge Abstände der Blasdüsen zu vorteilhaften Ergebnissen führen sollen, zeigt sich in realen Versuchen die Notwendigkeit eines definierten Abstandes zwischen den einzelnen Blasdüsen. Bei zu engen Abständen der Blasdüsen voneinander kommt es zu einer starken Beeinflussung der Strömungen durch das über die Blasdüsen eingebrachte Fluid. Dadurch entstehen undefinierte Strömungen, die letztlich zu Kurzschluflströmungen und somit zu einem negativen Effekt, insbesondere zu einer deutlich ungleichmäßigen Verweilzeitverteilung führen.Contrary to the calculations using mathematical simulations, according to which particularly close spacing of the blowing nozzles should lead to advantageous results, real tests show the need for a defined spacing between the individual blowing nozzles. If the spacing of the blowing nozzles from one another is too great, the flows are strongly influenced by the fluid introduced via the blowing nozzles. This creates undefined flows that ultimately lead to short-circuit flows and thus to a negative Ef effect, in particular lead to a clearly uneven residence time distribution.

Wichtig für eine gute und homogene Glasqualität sind jedoch gewisse Mindestverweilzeiten, um sicherzustellen, dass auch das Glas, das durch die schnellste Strömung ausgetragen wird und die kürzestes Verweilzeit im Schmelzaggregat besitzt, über eine gute Qualität verfügt. Bei zu weiten Abständen der Blasdüsen voneinander reichen die lokal durch die Blasdüsen erzeugten Strömungen nicht aus, um eine schraubenförmige Gesamtströmung entlang der Wannenlängsachse zu erzeugen. Es kommt zur Ausbildung voneinander isolierter Blasdüsenwalzen, die auf die Gesamtströmung keinen oder wenig Einfluss mehr nehmen können. Die Mindestverweilzeit verringert sich wieder und die Fehler beim Aufschmelzen nehmen zu.However, it is important for good and homogeneous glass quality certain minimum dwell times to ensure that that too Glass that is carried by the fastest current and the shortest Dwell time in the melting unit has good quality. at at great distances the blow nozzles the currents generated locally by the blowing nozzles are not sufficient, around a helical Total flow along the longitudinal axis of the tub to create. The result is the formation of insulated blow nozzle rollers, on the overall flow can have little or no influence. The minimum dwell time decreases again and the melting errors increase.

Je nach Geometrie der Schmelzwanne sind unterschiedliche Anzahlen von Blasdüsen bzw. Blasdüsenreihen von besonderem Vorteil. Unter Beachtung der genannten Bedingungen hinsichtlich Abstand der Blasdüsen untereinander sowie zu den Außenwänden ergibt sich je nach Füllstandshöhe und Breite der Schmelzwanne eine optimale Anzahl von Blasdüsenreihen parallel zur Wannenlängsachse. So ist beispielsweise bei einer Wannenbreite von 8 m und einer Füllstandshöhe von 1,4 m die Anordnung von fünf bis sieben Blasdüsenreihen zum Erzielen des erfindungsgemäßen Effektes optimal.Depending on the geometry of the melting tank are different numbers of blow nozzles or blow nozzle rows of particular advantage. Taking into account the conditions mentioned regarding the distance of the blowing nozzles to each other and to the outer walls depending on the level and width the melting tank has an optimal number of blow nozzle rows parallel to the longitudinal axis of the tank. For example, with a tub width of 8 m and a fill level of 1.4 m the arrangement of five up to seven rows of blow nozzles to achieve the effect of the invention optimal.

Die im Bereich der Blasdüsen erzeugte Aufwärtsströmung wird im Bereich der Wand mit nahezu gleicher Stärke als Abwärtsströmung aufgeprägt. Durch die von den Blasdüsen erzeugten Strömungswalzen kommt es deswegen zu einer verstärkten Korrosion der Wand, wenn der Abstand zwischen Blasdüsen und Wand zu gering gewählt wird. Beim erfindungsgemäßen genügend großen Abstand zwischen den Blasdüsen und den Wänden wird dieser Effekt vorteilhafterweise vermieden, da der Radius der ausgebildeten Strömungswalzen dann kleiner ist als der Abstand zwischen Blasdüsen und Wand. Die durch die Blasdüsen aufgeprägten Abwärtsströmungen erfolgen dann erfindungsgemäß in einem ausreichend großen Abstand zur Wand. Der maximale Abstand der Blasdüsen von der Wand sollte jedoch nicht über dem 1,3fachen der Füllstandshöhe liegen, da sonst die positive Wirkung des Einleitens des Fluids durch die Blasdüsen auf die Strömungswalzen aufgrund von am Rand durchschießenden Strömungen beeinträchtigt wird. Die definierte spiralförmige Bewegung der Flüssigkeitsströmung wird durch zu weite Wandabstände ebenfalls geschwächt.The one created in the area of the blow nozzles Upward flow will imprinted in the area of the wall with almost the same thickness as a downward flow. By that of the blow nozzles generated flow rollers this leads to increased corrosion the wall if the distance between the blowing nozzles and the wall is chosen too small. With the distance according to the invention sufficiently large between the blow nozzles and the walls this effect is advantageously avoided since the radius of the trained flow rollers is then smaller than the distance between the blowing nozzle and the wall. The through the nozzles impressed Downward flows occur then according to the invention in one big enough Distance to the wall. However, the maximum distance of the blow nozzles from the wall should be no over 1.3 times the level, otherwise the positive effect of introducing the fluid through the nozzles on the flow rollers due to shooting through the edge Currents is affected. The defined spiral Movement of the liquid flow will due to too large wall clearances also weakened.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die zumindest eine Einrichtung zum Einleiten des Fluids lösbar befestigt. Dies bietet den Vorteil eines einfachen Auswechselns der Einrichtung.In the device according to the invention the at least one device for introducing the fluid is detachably attached. This offers the advantage of simply changing the device.

Die zumindest eine Einrichtung zum Einleiten des Fluids weist zumindest eine Düse auf. Damit ermöglicht es die Erfindung vorteilhafterweise, über den definierten Querschnitt der zumindest einen Düse den Volumenstrom des eingeleiteten Fluids auch dann variabel steuern zu können, wenn der Vordruck des Fluids konstant ist. Durch den Austausch von Düsen oder durch Variation des Düsenquerschnittes, der insbesondere kreisförmig, rechteckig, dreieckförmig oder polygonal sein kann, wird damit eine variable Fahrweise ermöglicht, die auf das jeweilige Ziel der Größe und/oder Frequenz der Fluidelemente, im Fall eines gasförmigen Fluids der Gasblasen, abgestimmt werden kann.The at least one facility for Introducing the fluid has at least one nozzle. So it enables the invention advantageously over the defined cross section of the at least one nozzle then also variably control the volume flow of the introduced fluid to be able if the form of the fluid is constant. By exchanging Nozzles or by varying the nozzle cross-section, which is particularly circular, rectangular, triangular or can be polygonal, this enables a variable driving style, that relate to the respective goal of the size and / or frequency of the fluid elements, in the case of a gaseous one Fluids of the gas bubbles can be adjusted.

Die Temperatur im Innern des Gefäßes beträgt bis zu 2000 °C. Damit können durch die erfindungsgemäße Vorrichtung Stoffe, insbesondere Gläser, mit extrem hohen Schmelzpunkten zuverlässig behandelt werden.The temperature inside the vessel is up to 2000 ° C. So that can by the device according to the invention Fabrics, especially glasses, can be reliably treated with extremely high melting points.

Zur Regelung und/oder Steuerung der Temperatur sind auswechselbare Thermoelemente angeordnet. Diese Ausführungsform bietet außerdem den Vorteil, dass die Temperatur lokal geregelt werden kann, indem über die einzelnen Thermoelemente Einrichtungen zum Beheizen angesteuert werden.To regulate and / or control the Exchangeable thermocouples are arranged in temperature. This embodiment also offers the advantage that the temperature can be controlled locally by using the individual thermocouple devices controlled for heating become.

Die Vorrichtung weist des weiteren eine Einrichtung zur Führung der Thermoelemente auf. Die Einrichtung zur Führung der Thermoelemente weist eine Hülse aus Platin auf, die durch das feuerfeste Material und/oder die Kühlung geführt wird. Dadurch können die Thermoelemente vorteilhafterweise auch während des Betriebes einfach ausgewechselt werden.The device also has a facility for leadership of the thermocouples. The device for guiding the thermocouples has one Sleeve out Platinum, which is passed through the refractory and / or cooling. This allows the thermocouples advantageously simple even during operation to be replaced.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, dass die Einrichtung zur Führung der Thermoelemente eine innere Hülse zur Führung des Thermoelementes und eine von der inneren radial beabstandete äußere Hülse umfasst. Dabei kann das Fluid durch den Zwischenraum zwischen der inneren und der äußeren Hülse in die strömende Flüssigkeit eingeleitet werden. Die Erfindung sieht damit eine besonders einfache Möglichkeit vor, die Einrichtung zum Einleiten des Fluids in die strömende Flüssigkeit und die Thermoelemente zu kombinieren und damit vorteilhafterweise Bauteile einzusparen.Another embodiment of the invention provides that the device for guiding the thermocouples a inner sleeve to lead the Thermocouple and an outer sleeve spaced radially from the inner. The fluid can pass through the space between the inner and the outer sleeve in the flowing liquid be initiated. The invention thus sees a particularly simple one possibility before, the device for introducing the fluid into the flowing liquid and to combine the thermocouples and thus advantageously Saving components.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dieselben Bauteile werden auf allen Zeichnungen mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.The invention is described below of an embodiment with reference to the attached Described drawings. The same components appear on all drawings marked with the same reference numerals.

Es zeigen:Show it:

1 eine Schmelzwanne mit Düsen in schematisierter Darstellung im Querschnitt, 1 a melting tank with nozzles in a schematic representation in cross section,

2 den Gegenstand von 1 in Aufsicht, 2 the subject of 1 under supervision,

3 eine Schmelzwanne im Längsschnitt mit schematischer Darstellung der Strömung in Aufsicht, 3 a melting tank in longitudinal section with a schematic representation of the flow in supervision,

4 den Gegenstand von 3 im Querschnitt, 4 the subject of 3 in cross section,

5 eine perspektivische Darstellung der Strömungsform in einer Schmelzwanne, hervorgegangen aus einer mathematischen Simulation. 5 a perspective view of the flow shape in a melting tank, resulting from a mathematical simulation.

Der in den 1 und 2 dargestellten Schmelzwanne 1 werden Gemenge oder Scherben im Bereich des Einlasses 1.1 zugeführt. Die Schmelze wird durch einen Auslass 1.2 zu den nachfolgenden Prozessschritten weitergeleitet.The one in the 1 and 2 shown melting furnace 1 become batches or fragments in the area of the inlet 1.1 fed. The melt is through an outlet 1.2 forwarded to the subsequent process steps.

Im Boden 1.6 der Schmelzwanne 1 sind hier nicht dargestellte erfindungsgemäße Düsen 1.7 angeordnet, die in Bezug auf den Hauptschmelzraum 1.5ausgerichtet sind. Durch die Düsen wird ein Fluid in die Schmelze eingebracht. Die Düsen sind in zwei Reihen angeordnet. Jede Reihe verläuft in Prozessrichtung, das heißt in einer Richtung, in der sich die Schmelze in Gestalt einer spiralförmigen Strömung bewegt und zwar von Einlass 1.1 zum Auslass 1.2 hin.In the ground 1.6 the melting tank 1 are nozzles according to the invention, not shown here 1.7 arranged in relation to the main melting room 1.5 are aligned. A fluid is introduced into the melt through the nozzles. The nozzles are arranged in two rows. Each row runs in the process direction, i.e. in a direction in which the melt moves in the form of a spiral flow, namely from the inlet 1.1 to the outlet 1.2 out.

Die spiralförmige Strömung ist aus den 3 und 4 erkennbar. In diesen Figuren sind wieder die Düsen 1.7 im Boden 1.6 der Einschmelzwanne 1 dargestellt.The spiral flow is from the 3 and 4 recognizable. In these figures there are the nozzles again 1.7 in the ground 1.6 the melting pan 1 shown.

In 3 ist die Haupt-Strömungsrichtung durch den Pfeil A veranschaulicht. Man erkennt hieraus die Füllstandshöhe H. Die Füllstandshöhe ist das Maß zwischen dem Boden 1.6 der Schmelzwanne (Schmelze-berührte Bodenfläche) bis zum Spiegel 1.8 der Schmelze. Der Abstand a kennzeichnet die Entfernung zweier einander benachbarter Blasdüsen in Haupt-Strömungsrichtung.In 3 the main flow direction is illustrated by the arrow A. The level H can be seen from this. The level is the measure between the floor 1.6 the melting tank (melt-touched floor surface) to the mirror 1.8 the melt. The distance a denotes the distance between two adjacent blowing nozzles in the main flow direction.

4 lässt die Verhältnisse im Querschnitt erkennen: Der Abstand b ist die gegenseitige Entfernung zwischen den beiden Reihen von Düsen 1.7. Der Abstand c kennzeichnet die Entfernung zwischen einer Düse 1.7 der einen Reihe und der nächstgelegenen Längsseitenwand 1.9. 4 shows the situation in cross-section: the distance b is the mutual distance between the two rows of nozzles 1.7 , The distance c denotes the distance between a nozzle 1.7 one row and the nearest side wall 1.9 ,

Die in 5 dargestellt Schmelzwanne 1 weist wiederum einen Einlass 1.1 sowie einen Auslass 1.2 auf. Die Wanne 1 weist einen zusätzlichen Brückenwall 1.3 mit zwei Durchlässen am Boden auf, der die sogenannte Rauhschmelze vom Hauptschmelzraum 1.5 abtrennt. Dem Hauptschmelzraum 1.5 sind wieder zwei Reihen von Düsen zugeordnet, die hier nicht dargestellt sind. Jede Düsenreihe umfasst beispielsweise sechs Düsen, die entsprechend dargestellte Spiralwirbel erzeugen.In the 5 shown melting furnace 1 again has an inlet 1.1 as well as an outlet 1.2 on. The tub 1 has an additional bridge wall 1.3 with two passages on the bottom, the so-called rough melt from the main melting room 1.5 separates. The main melting room 1.5 are again assigned two rows of nozzles, which are not shown here. Each row of nozzles includes, for example, six nozzles that generate the corresponding spiral vortices.

Claims

Device for treating a highly viscous liquid with a vessel ( 1 ) in which the liquid can flow along a main flow direction (A), the level of the liquid being at a level (H) above the bottom surface ( 1.6 ) of the vessel ( 1 ), and a device for introducing a fluid into the flowing liquid, which is characterized in that the device for introducing the fluid into the flowing liquid supports a flow along spiral paths by introducing the fluid.

Device according to claim 1, characterized in that the device for introducing the fluid into the flowing liquid is designed and arranged such that the flow of the liquid by introducing the fluid, a flow along spiral paths imprinted becomes.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the vessel ( 1 ) is a melting tank, in particular for melting glass, and / or a refining tank.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the vessel ( 1 ) is a gutter that can be at least partially open and / or closed.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the vessel ( 1 ) has a modular structure.

Device according to claim 5, characterized in that; that the vessel ( 1 ) consists of an outer bottom and an outer jacket.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the outer bottom and the outer coat Can be divided into segments, especially in the front and back as well as side walls are.

Device after one. of claims 1 to 7, characterized in that the vessel ( 1 ) is lined with a refractory material.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the lining has a maximum thickness of 200 mm and made of materials with a high SiO ₂ - or Al ₂ O ₃ content and / or melt-cast aluminum oxide-zirconium oxide stones and / or melt-cast materials with high zirconium oxide Content exists.

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the device comprises a heating device which in particular at least one gas burner and / or at least one electric heatable device and / or at least one inductively heatable Device and / or a device for heating by means of high frequency having.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that that the device comprises a device for cooling.

Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the vessel ( 1 ) is cooled by the outer bottom and / or the outer jacket.

Apparatus according to claim 12, characterized ge indicates that the lining of the vessel ( 1 ) is replaced with refractory material by a layer of the highly viscous liquid to be treated, in particular a glass melt, solidified on the external cooling.

Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that that the at least one device for introducing the fluid into the pouring liquid the fluid initiates so that the axes of the spiral tracks at least approximately parallel to the main flow direction (A) run.

Device according to claim 14, characterized in that at least two rows of devices for introducing the fluid into the vessel ( 1 ) are attached.

Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that that adjacent devices for introducing the fluid in the main flow direction (A) a mutual distance a of at least 0.5 times or have at least 0.8 times and a maximum of 1.5 times the level (H).

Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the distance c between a side wall ( 1.9 ) and a device for introducing the fluid of the adjacent row is at least in the order of 0.5 times the level and a maximum of 1.3 times the level.

Device according to one of claims 1 to 17, characterized in that that at least one device for introducing the fluid is detachably attached.

Device according to one of claims 1 to 18, characterized in that the at least one device for introducing the fluid at least one nozzle ( 1.7 ) having.

Device according to one of claims 1 to 19, characterized in that the temperature inside the vessel ( 1 ) is up to 2000 ° C.

Device according to one of claims 1 to 20, characterized in that that interchangeable thermocouples for regulating and / or controlling the temperature are arranged.

Device according to one of claims 1 to 21, characterized in that that the device has a device for guiding thermocouples.

Device according to claim 22, characterized in that the facility for leadership of thermocouples a sleeve made of Pt, which by the refractory material and / or the Cooling is performed.

Device according to claim 22, characterized in that the facility for leadership of thermocouples an inner sleeve for guiding the thermocouple and an outer sleeve radially spaced from the inner, the fluid through the Gap introduced between the inner and outer sleeves in the flowing liquid can be.