DE1300211B

DE1300211B - Centrifugal device for the production of fibers from fusible glass materials

Info

Publication number: DE1300211B
Application number: DEO7036A
Authority: DE
Inventors: Kleist Dale; Snow Henry J
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1958-10-27
Filing date: 1959-10-26
Publication date: 1969-07-31
Also published as: GB938481A; NL121457C; ES252443A1; FR1244530A; NL244677A; GB938482A; CH382928A

Description

1 2 ■ -1 2 ■ -

Die Erfindung betrifft eine Schleudervorrichtung der Strömung der induzierten Gase durch eine Menzur Herstellung von Fasern aus schmelzbaren Glas- gensteuerung, oder das Strömungsvolumen dadurch werkstoffen mit einem an einer Welle, die von einem beeinflußt, daß man die induzierten Gase vor dem Ringraum umgeben ist, angeordneten, umlaufenden Einführen in den Ringraum erwärmt, wodurch die und als Hohlkörper ausgebildeten Rotor, aus dem 5 Dichte verringert wird. Hierdurch kann man ereine ringförmig umlaufende Schmelze aus Glaswerk- reichen, daß das Ansaugen von Umgebungsluft durch stoff durch Öffnungen im Rotormantel zur Bildung den Blasstrahl nicht zu Wirbelströmungen führt, von Fasern austritt, wobei mindestens eine Heizvor- In einer erfindungsgemäßen Vorrichtung strömt richtung und ein Druckgasgebläse in der Umgebung die eingesaugte Luft nicht nach unten über den Rodes Rotors angeordnet sind. io tor und dessen Mantel, so daß auch die Nachteile der Es ist bereits eine derartige Vorrichtung bekannt, eingangs erwähnten bekannten Vorrichtung verbei der der die Welle des Rotors umgebende Ring- mieden sind. Die Luft kann zunächst erwärmt werraum mit der Außenluft in Verbindung steht. Da- den, damit sie hinsichtlich ihrer Volumens und der durch ergibt sich der Nachteil, daß die Flammen Schockwirkung besser steuerbar wird, die sie auf die oder heißen Gase vom Umfang des Rotors weg- 15 Temperatur im Raum zwischen dem Rotor und der geblasen werden. Ferner muß zusätzlich von unten Wand des Gebläses ausübt.The invention relates to a centrifugal device for the flow of the induced gases through a Menzur Manufacture of fibers from fusible glass gene control, or the flow volume through it materials with one on a shaft, which is influenced by one, that one of the induced gases before the Annular space is surrounded, arranged, heated circumferential insertion into the annular space, whereby the and designed as a hollow body rotor from which 5 density is reduced. Through this you can be Ring-shaped, circumferential melt from glassworks that the suction of ambient air through material through openings in the rotor shell to form the blow jet does not lead to eddy currents, of fibers emerges, at least one heating element flowing in a device according to the invention direction and a pressurized gas blower in the vicinity does not allow the sucked-in air down over the Rodes Rotors are arranged. io tor and its coat, so that the disadvantages of the Such a device is already known, verbei mentioned above known device are the ring forges surrounding the shaft of the rotor. The air can first be warmed up is in contact with the outside air. There, so that they are in terms of their volume and the by there is the disadvantage that the flames shock effect is better controllable, which they on the or hot gases away from the circumference of the rotor - 15 temperature in the space between the rotor and the be blown. Furthermore, the fan must also exert from the bottom wall.

in eine die Vorrichtung umgebende Glocke ange- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesaugte Luft gegen die Bewegungsrichtung der an den sehen, daß zwei unabhängig voneinander arbeitende Seiten nach unten abgeleiteten Fasern aufsteigen, um Heizvorrichtungen vorgesehen sind, deren erste unin das Unterdruckgebiet in der Nähe des aus dem 20 mittelbar im Bereich des Rotorumfangs angeordnet Druckgasgebläse ausgestoßenen Glasstrahles zu strÖ- ist, wogegen die zweite zur Erwärmung des den Romen. Infolge der Eduktorwirkung des Leitblasstrahles tor umgebenden Ringraumes gegenüber der ersten entsteht nämlich ein Vakuum in der Nähe der Öff- radial nach außen versetzt ist. Durch die zweite Heiznungen, aus denen der Blasstrahl austritt. Dieses vorrichtung, die außen angeordnet ist, kann ein ErVakuum erzeugt nun eine beträchtliche Turbulenz, 25 warmen der eingesaugten Außenluft erfolgen, noch in deren Gebiet heftige, nach oben gerichtete Strö- bevor diese mit den abgeschleuderten Fasern in Bemungen auftreten. Hierdurch werden die im Ent- rührung kommt.in a bell surrounding the device. In a further embodiment of the invention is pre-suction Air against the direction of movement of the see that two working independently Sides downwardly derived fibers ascend to heating devices, the first of which is unin the negative pressure area in the vicinity of the 20 arranged indirectly in the area of the rotor circumference Pressurized gas blower ejected glass beam is to flow, while the second to heat the Romen. As a result of the eductor effect of the Leitblasstrahles tor surrounding annular space compared to the first a vacuum is created in the vicinity of the opening which is offset radially outwards. Through the second heaters, from which the blower jet emerges. This device, which is arranged outside, can be an ErVacuum now creates a considerable turbulence, 25 warm outside air still takes place violent upwardly directed currents in their area before these with the thrown-off fibers in an effort appear. This is how they are emasculated.

stehen begriffenen Fasern gebrochen und miteinander Um die Steuerung des eingesaugten Luftvolumensare grasped fibers broken and connected to each other To control the volume of air sucked in

vermischt. Außerdem leistet die auf diese Weise ein- durchzuführen, ist erfindungsgemäß weiter vorgegesaugte Luft den Flammen Widerstand, die gegen 30 sehen, daß über dem offenen Ringraum ein Luft-mixed. In addition, it performs in this way, is further pre-suctioned according to the invention Air resistance to the flames, who see against 30 that an air-

den Umfang des Rotors gerichtet sind. Infolgedessen begrenzungsring angeordnet ist, der die Strömung derthe circumference of the rotor are directed. As a result, the restriction ring is arranged to reduce the flow of the

wird die Heizleistung vermindert und ein sauberes Außenluft durch den Ringraum begrenzt.the heating output is reduced and clean outside air is limited by the annulus.

Ausziehen und Umleiten der abgeschleuderten Fa- Weitere Vorteile und Einzelheiten der ErfindungPulling out and redirecting the thrown-off fa- Further advantages and details of the invention

sern verhindert. ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung von Es ist weiter bekannt, ein Paar konzentrischer 35 Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeich-sern prevented. result from the description of FIG It is also known to use a pair of concentric 35 exemplary embodiments with reference to the drawing

Glasblasstrahlen zu verwenden, von denen der innere nungen. In diesen zeigtUse glass blasting, one of which is the inner one. In these shows

warm ist und der äußere lediglich dazu dient, die- Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Hälfteis warm and the outer only serves to show the- Fig. 1 a schematic side view of one half

jenigen Fasern nach unten zu richten, die in den der Schleudervorrichtung im Bereich des Rotors imto direct those fibers downwards, which are in the centrifugal device in the area of the rotor

inneren Blasstrahl eingedrungen sind. Hier bleibt je- Vertikalschnitt,inner jet have penetrated. Here each remains - vertical section,

doch die Frage unberücksichtigt, ob zwischen den 40 F i g. 2 eine der F i g. 1 ähnliche Ansicht einer ab-but the question of whether between the 40 F i g. 2 one of the F i g. 1 similar view of a

Wänden eines inneren Brenners und eines äußeren geänderten Ausführungsform der Schleudervorrich-Walls of an inner burner and an outer modified embodiment of the centrifugal device

Gebläses ein Durchlaß für die umgebende Außenluft tung,Fan a passage for the surrounding outside air,

vorgesehen ist oder nicht. F i g. 3 eine Seitenansicht eines Teiles einer prak-provided or not. F i g. 3 is a side view of part of a practical

Es ist eine weitere Vorrichtung bekannt, bei der tisch ausgeführten Schleudervorrichtung im Vertikal-Another device is known in which the table-mounted centrifugal device in the vertical

jedoch das Problem der Regelung der einströmenden 45 schnitt.however the problem of regulating the inflowing 45 cut.

Außenluft nicht gelöst ist. Die Vorrichtung ist ihrer Der Beschreibung der in den Figuren dargestellten Struktur nach sehr offen und nicht kompakt angelegt. Vorrichtungen sei vorausgeschickt, daß die in den Die Erfahrung hat gelehrt, daß eine Konstruktion Vorrichtungen zur Verwendung kommenden schmelzdieser Art nicht beherrschbare Wirbelströme der ein- baren Glaswerkstoffe anfänglich eine so hohe Temgesaugten Außenluft hervorruft, die eine äußerst 50 peratur aufweisen, daß das Glas ohne weitere Ernachteilige Wirkung auf die Gleichmäßigkeit und die wärmung zu Fäden ausgezogen werden kann. Erfin-Länge der Fasern haben. dungsgemäß wird die Bildung der Glasfäden, die Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch Zentrifugalkraft ausgeschleudert werden, so geeignete Gasströmungen und Temperaturbedingun- gesteuert, daß während des Durchganges durch das gen für ein störungsfreies Ausziehen und Umleiten 55 System zwar eine Wärmeabgabe der Glasfäden erder Glasfäden zu schaffen. folgt, jedoch mit geringerer Geschwindigkeit als es Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung der Fall ist, wenn die Umgebung der die Fäden ausbesteht darin, daß der Ringraum um die den Rotor schleudernden Vorrichtungteile nicht beeinflußt haltende Welle gegen das Einströmen von Außenluft würde durch eine Steuerung der zum Einsatz komabgedeckt ist und ein zur Außenluft offener Ring- 60 menden Gasvolumina und deren Temperatur. Diese raum zwischen der Heizvorrichtung und dem Ge- Steuerung kann man als eine Verzögerung der Gebläse angeordnet ist. schwindigkeit der Wärmeabgabe der Glasströme und Dadurch können das Volumen und die Tempera- Glasfäden oder eine Verzögerung des Wärmeverlustes tür der durch den hierfür vorgesehenen Ringraum mit gesteuerter Geschwindigkeit durch Erwärmung eingesaugten Außenluft derart gesteuert werden, daß 65 der gasförmigen Umgebung ansehen. Dies geschieht in der Umgebung des ausgestoßenen Blasstrahles in der Weise, daß die Temperatur der Umgebung kein Vakuum entsteht. Man kann diese Steuerung des Rotors auf solcher Höhe bleibt, daß dem Glas entweder dadurch erreichen, daß man das Volumen während seines Durchganges durch die UmgebungOutside air is not released. The device is its description of that shown in the figures Structure very open and not compact. It is said that the devices in the Experience has taught that a construction of devices utilizing these melts Kind of uncontrollable eddy currents of the single glass materials initially such a high temptation Outside air causes that have an extremely 50 temperature that the glass without further disadvantages Effect on the evenness and the warming can be pulled out to threads. Invention length of fibers. according to the formation of the glass threads that The invention is therefore based on the object of being ejected by centrifugal force, see above suitable gas flows and temperature conditions controlled that during passage through the conditions for a trouble-free pulling out and redirecting 55 system, although the glass threads give off heat Creating glass threads. follows, but at a slower rate than it does The solution to this problem by the invention is the case when the surroundings of the threads persist in that the annulus around the rotor hurling device parts does not affect holding shaft against the inflow of outside air would be covered by a control system for use and a ring of gas volumes open to the outside air and their temperature. These Space between the heater and the controller can be seen as a delay in the fan is arranged. speed of the heat dissipation of the glass streams and thereby the volume and the tempera glass threads or a delay in the loss of heat door through the annulus provided for this purpose at a controlled speed through heating sucked outside air can be controlled in such a way that 65 view of the gaseous environment. this happens in the vicinity of the blown jet in such a way that the temperature of the environment no vacuum is created. You can control the rotor at such a height that the glass either achieve by keeping the volume during its passage through the environment

3 43 4

keine Wärme zugeführt wird, und andererseits das Heizvorrichtung 28 angeordnet ist. Wie die Heizvor-no heat is supplied, and on the other hand the heater 28 is arranged. Like the heating

Glas Wärme nur mit solcher Geschwindigkeit an die richtung 28 besitzt auch die zweite HeizvorrichtungGlass heats only at such a rate to the direction 28 also possesses the second heating device

Umgebung abgibt, daß die Temperatur der Glas- 34 eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 35, die vonEnvironment emits that the temperature of the glass 34 a plurality of outlet openings 35, which from

ströme, der Glasfäden und schließlich der Glasfasern einem gemeinsamen Verteiler 36 gespeist werden,streams, the glass filaments and finally the glass fibers are fed to a common distributor 36,

nicht unter die Ausziehtemperaturen des verwendeten 5 welcher von einem gesonderten Ventil 37 gesteuertnot below the extraction temperatures of the used 5 which is controlled by a separate valve 37

Glases absinkt. wird, so daß sich die beiden Heizvorrichtungen 28Glass sinks. so that the two heating devices 28

In F i g. 1 ist mit 20 ein Rotor bezeichnet, der eine und 34 unabhängig voneinander regeln lassen. Diese obere konische Wandung 21 aufweist, die zu einer unabhängige Regelung der beiden konzentrischen hier nicht gezeichneten, senkrechten Welle führt, die und in radialem Abstand angeordneten ringförmigen den Rotor 20 aufnimmt und beispielsweise durch io Heizvorrichtungen 28 und 34 bildet einen wichtigen einen Elektromotor mit hoher Umlaufgeschwindig- Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung und keit angetrieben ist. Der Rotor 20 besitzt außerdem ermöglicht es, die Umgebung, durch die die Glaseine oder mehrere Glasverteilungsvorrichtungen, so fäden 27 ausgeschleudert werden, sowohl in der daß ein durch die Welle nach unten und in den Ro- ersten Zone in unmittelbarer Nachbarschaft des Rotor eingeführter Glasschmelzstrom über die Innen- 15 tors 20, als auch in einer zweiten, gegenüber der fläche einer Randwandung 22 verteilt wird. In F i g. 1 ersten radial außerhalb liegenden Zone, die die Aussind mit 23 dicke Glasadern bezeichnet. Sie werden ziehzone umfaßt, in der die Glasfäden 27 zu Fasern von einem in F i g. 1 nicht dargestellten Glasverteiler ausgezogen werden, zu regeln. Die Flammenbildung nach außen geschleudert und sammeln sich als ring- der Heizvorrichtung 34 ist gleichfalls lediglich scheförmiger Körper 24, der sowohl an der Innenfläche 20 matisch angedeutet.In Fig. 1, 20 denotes a rotor that can be controlled independently of one another. These has upper conical wall 21, the independent regulation of the two concentric The vertical shaft, not shown here, leads to the annular and radially spaced apart the rotor 20 receives and for example by io heating devices 28 and 34 forms an important one an electric motor with high Umlaufgeschwindig- part of the device according to the invention and speed is driven. The rotor 20 also allows the environment through which the glass lines or more glass distribution devices, so threads 27 are flung out, both in the that one through the shaft down and into the rotor first zone in the immediate vicinity of the rotor introduced molten glass flow via the inner 15 gate 20, as well as in a second, opposite the area of an edge wall 22 is distributed. In Fig. 1 first radially outwardly lying zone, which are the outside marked with 23 thick glass veins. You are drawn zone includes in which the glass threads 27 to fibers of one shown in FIG. 1 glass distributor, not shown, are pulled out to regulate. The flame formation thrown outwards and collect as a ring - the heating device 34 is likewise only more ske-shaped Body 24, which is indicated both on the inner surface 20.

der Randwandung 22 als auch an einem unteren Während sich die Wärme der beiden Heizvorrich-Ringflansch 25 des Rotors 20 anliegt. Der Ring 24 tungen 28 und 34 im Mittelteil des ringförmigen aus Glasschmelze läuft mit dem Rotor 20 um. Dabei Raumes, durch den die Glasfäden 27 ausgeschleudert wird die Glasschmelze unter dem Einfluß der Zentri- werden, mischen kann, ist trotzdem jede der beiden fugalkräfte durch eine Vielzahl von zur Ausbildung as konzentrischen Heizvorrichtungen 28 und 34 unabvon Glasströmen dienenden Öffnungen 26 nach hängig regelbar, und die Temperaturbedingungen in außen getrieben, die in der im allgemeinen zylindri- den beiden Zonen lassen sich somit getrennt einschen Wandung 22 des Rotors 20 vorgesehen sind. stellen und aufrechterhalten.the edge wall 22 as well as on a lower while the heat of the two heating device ring flange 25 of the rotor 20 is applied. The ring 24 lines 28 and 34 in the central part of the annular made of molten glass rotates with the rotor 20. Thereby space through which the glass threads 27 are ejected If the molten glass becomes under the influence of the centrifugal, can mix, is anyway either of the two fugal forces by a plurality of concentric heating devices 28 and 34 to form the formation Glass streams serving openings 26 according to pending controllable, and the temperature conditions in driven externally, the two zones in the generally cylindrical shape can thus be cut in separately Wall 22 of the rotor 20 are provided. provide and maintain.

Selbstverständlich handelt es sich bei der zeichne- Ein mit dem Bezugszeichen 38 in F i g. 1 angege-Of course, it is the drawing with the reference numeral 38 in FIG. 1 indicated

risch wiedergegebenen Form der Glasadern 23, des 30 bener ringförmiger Blasstrahl tritt aus einer ringför-risch reproduced shape of the glass veins 23, the 30 bener annular blow jet emerges from an annular

Ringes 24 aus Glasschmelze und der durch die Öff- migen Öffnung 39 eines Gebläses 40 nach unten aus.Ring 24 made of molten glass and through the open opening 39 of a fan 40 downwards.

nungen 26 ausgeschleuderten Glasströme lediglich Das dargestellte Gebläse wird beispielsweise mitopenings 26 ejected glass streams only The fan shown is, for example, with

um schematische Darstellungen zur Verdeutlichung unter Druck stehendem Gas versorgt. Die ringförmigePressurized gas is supplied by schematic representations for clarity. The ring-shaped

der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Schleuder- Öffnung 39 kann sich ununterbrochen um das Ge-the operation of the centrifugal opening 39 according to the invention can continuously revolve around the

vorrichtung. 35 blase 40 fortsetzen oder aus einer Vielzahl getrenntercontraption. 35 bladder 40 continue or from a multitude of separate ones

Die durch die Öffnungen 26 ausgeschleuderten kleiner Öffnungen bestehen, die als kurze SchlitzeThe small openings ejected through the openings 26 exist as short slits

Glasfäden 27 werden ausgezogen, während sie flüssig betrachtet werden können. In jedem Falle setzt sichGlass threads 27 are drawn out while they can be viewed in liquid form. In any case, sits down

sind. der Blasstrom in Umf angsrichtung kontinuierlich fort.are. the blowing flow continues continuously in the circumferential direction.

Eine erste ringförmige Heizvorrichtung 28 befindet Der Blasstrom wird im folgenden als »Ausziehblassich oberhalb des äußeren Randes des Rotors 20. 40 strom« oder »Ausdehnblasstrom« bezeichnet, wobei Mit »Rand« soll sowohl die Wandung 22 als auch sich der erste Ausdruck auf seine Funktion und der eine Schulter 29 auf der konisch nach innen anstei- zweite auf seine physikalischen Eigenschaften bezieht, genden Wandung 21 des Rotors 20 bezeichnet wer- Der Blasstrom muß so große kinetische Enerden. Die ringförmige Heizvorrichtung 28 ist beispiels- gie besitzen, daß er imstande ist, die Glasfäden zu weise ein Gasbrenner und besitzt eine Vielzahl kon- 45 Fasern auszuziehen. Hierfür sind natürlich der durch zentrischer Reihen von Austrittsöffnungen 30, durch den im Gebläse 40 vorhandene Druck und der Bedie eine brennbare Mischung aus Brennstoff, Gas reich der Öffnungen 39 maßgeblich, durch die der und Luft aus einem Verteiler 31 strömt, der von Blasstrom austritt. Der Ausziehblasstrom muß ferner einer von einem Ventil 33 gesteuerten Zuführungs- eine Temperatur aufweisen, die auf einem im allgeleitung 32 versorgt wird. Wie man aus F i g. 1 er- 50 meinen oberhalb der Umgebungstemperatur liegenkennt, ist die von der ersten ringförmigen Heizvor- den Wert, jedoch im wesentlichen niedriger als die richtung 28 kommende Wärme, die durch eine ent- Temperatur liegt, die im Raum zwischen dem Rotor sprechende Flammenlinie angedeutet ist, nach unten 20 und dem Gebläse 40 aufrechterhalten wird. Die auf die Schulter 29 und die Außenfläche der Wan- Temperatur des Blasstromes darf also das System als dung 22 des Rotors 20 und auf eine erste, den Rotor 55 solches abkühlen. Sie muß so niedrig sein, daß das 20 umgebende Zone gerichtet, durch die die Glas- Glas nach dem Ausziehen in Fasern rasch abkühlt,
fäden 27 unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft hin- Beim Arbeiten mit einem solchen Blasstrahl, beidurchgeschleudert werden. Obwohl die Begrenzungs- spielsweise in Form eines Dampfstrahles oder eines linie der von dem ersten Brenner 28 kommenden Strahles aus einem anderen, aus der verengten Öff-Flamme nach F i g. 1 mit genauen Umrißlinien ver- 60 nung 39 austretenden gasförmigen Medium, ergibt sehen ist, verläuft die Begrenzung selbstverständlich sich zwangläufig ein Ausdehnungseffekt, durch den nicht exakt nach dieser Linie. Die Linie soll vielmehr große Gasvolumina in das System eingeführt werden, lediglich die Zone anzeigen, in die die Wärme aus Bei der in F i g. 1 dargestellten Konstruktion induder ersten Heizvorrichtung 28 geleitet wird. ziert der Ausdehnungs- oder Eduktionseffekt desA first annular heating device 28 is located. The blowing stream is referred to below as "Ausziehblassich above the outer edge of the rotor 20. 40 flow" or "Expanding blowing flow", where "Edge" is intended to refer to both the wall 22 and the first expression of its function and the one shoulder 29 on the conically inwardly sloping second relates to its physical properties, the lowering wall 21 of the rotor 20. The blowing flow must have such large kinetic energies. The annular heating device 28 is, for example, capable of pulling out the glass filaments like a gas burner and has a plurality of conical fibers. For this, of course, the central rows of outlet openings 30, the pressure present in the fan 40 and the operation of a combustible mixture of fuel, gas rich in the openings 39, through which the and air flows from a distributor 31, which exits the blown stream. The exhaust blowout flow must also have a supply temperature controlled by a valve 33, which is supplied via a universal line 32. As one can see from FIG. 1 think 50 is above the ambient temperature, the heat coming from the first ring-shaped heating front is, however, essentially lower than the direction 28, which is due to a temperature that is indicated in the space between the rotor speaking flame line , down 20 and the fan 40 is maintained. The temperature of the blow stream on the shoulder 29 and the outer surface of the wall is therefore allowed to cool the system as manure 22 of the rotor 20 and on a first, the rotor 55 such. It must be so low that the surrounding zone is directed through which the glass-glass cools rapidly after being drawn into fibers,
threads 27 under the influence of centrifugal force when working with such a blow jet, are thrown through. Although the limitation, for example, in the form of a steam jet or a line of the jet coming from the first burner 28 from another, from the narrowed OP flame according to FIG. 1 with precise outlines, the gaseous medium exiting 39 can be seen, the delimitation of course inevitably results in an expansion effect that does not follow this line exactly. Rather, the line is intended to introduce large volumes of gas into the system, merely indicating the zone into which the heat from the case shown in FIG. 1 is directed into the first heater 28. adorns the expansion or eduction effect of the

Eine zweite ringförmige Heizvorrichtung ist mit 34 65 Blasstrahles 38 Umgebungsluft über den Oberteil desA second annular heater is with 34 65 jet 38 ambient air over the top of the

bezeichnet und besteht ebenfalls aus einem Flammen- Gebläses 40 durch eine Öffnung 41 in den ringför-denotes and also consists of a flame blower 40 through an opening 41 in the ringför-

brenner, der jedoch einen größeren Radius aufweist migen Raum, durch den die Glasfäden 27 unter demburner, which, however, has a larger radius migen space through which the glass threads 27 under the

und im Abstand außerhalb der ersten ringförmigen Einfluß der Zentrifugalkraft geschleudert werden. Dieand be thrown at a distance outside the first annular influence of centrifugal force. the

5 65 6

vorliegende Erfindung vervollständigt die Steuerung Die inneren ringförmigen Heizvorrichtungen 28 des Arbeitsablaufes durch die Regelung der indu- und 28 α ersetzen die im Rotor und in den angezierten Gase. Die äußere oder zweite ringförmige schlossenen Vorrichtungen entstandenen Wärmever-Heizvorrichtung 34 ist gegenüber dem Gebläse 40 so kiste der Glasschmelze. Die Heizvorrichtungen regeln angeordnet, daß sie mit dem Gebläse 40 zusammen 5 somit die Geschwindigkeit der Wärmeabgabe des die Einsaugöffnung 41 bildet. Die von der Heizvor- Glases, wobei die Wärmeverluste der ringförmigen richtung 34 zugeführte Wärme wird auf die Bahn der Glasschmelzkörper 24 und 24a auf einen Wert redueingeführten Gase geleitet, deren Temperatur vor ziert werden, der wesentlich kleiner ist als derjenige, dem Eintritt in das System hierdurch zunimmt. Die der vorhanden sein würde, wenn die ersten ringför-Steuerung der Menge als auch der Temperatur der _J0 migen Heizvorrichtungen 28 und 28 a nicht vorgeinduzierten Gase, die wesentlich zum Erfolg beiträgt, sehen wären.The present invention completes the control. The inner annular heaters 28 of the work flow by regulating the induction and 28 α replace those in the rotor and in the gasified gases. The outer or second ring-shaped closed device created Wärmever-Heizeinrichtung 34 is opposite the fan 40 so crate the molten glass. The heating devices regulate arranged so that they together with the fan 40 thus form the speed of the heat dissipation of the intake opening 41. The heat supplied by the Heizvor- glass, with the heat losses of the annular direction 34, is directed to the path of the glass fusible bodies 24 and 24a to a value reduced gases, the temperature of which is adorned before that is substantially lower than the one entering the system thereby increases. Which would be present if the first ringför control of the amount as well as the temperature of the _J0- shaped heating devices 28 and 28 a would not see pre-induced gases, which contribute significantly to the success.

wird im Zusammenhang mit einer praktisch ausge- Femer verringern die Heizvorrichtungen 28 undis in connection with a practically out- farther reduce the heating devices 28 and

führten Schleudervorrichtung nach der Erfindung 28 a die Wärmeabgabe der Glasfaden 27 und 27 a incarried out centrifugal device according to the invention 28 a, the heat emission of the glass thread 27 and 27 a in

näher beschrieben. Eine solche Anlage ist zum Teil der ersten Zone neben den Rotoren 20 und 20 a.described in more detail. Such a system is part of the first zone next to the rotors 20 and 20 a.

in F i g. 3 dargestellt. 15 Die zweiten ringförmigen Heizvorrichtungen 34in Fig. 3 shown. 15 The second annular heaters 34

Die Einstellung der zweiten, ringförmigen Heiz- bzw. 34 a, die in radialem Abstand außerhalb derThe setting of the second, annular heating or 34 a, the radial distance outside the

vorrichtung 34 ermöglicht eine quantitative Regelung ersten Heizvorrichtungen liegen, wirken erfindungs-device 34 enables quantitative regulation of the first heating devices, act fictional

der eingeführten Gase. gemäß derart, daß sie die Geschwindigkeit derof imported gases. in accordance with such that it the speed of the

Die Regelung der Temperatur und/oder Menge der Wärmeverluste an den äußeren Teilen des StromesThe regulation of the temperature and / or amount of heat losses on the outer parts of the stream

eingeführten Gase führt zu einer Regelung der Dichte ao durch Steuerung der Umgebungstemperatur der zwei-imported gases leads to a regulation of the density ao by controlling the ambient temperature of the two

der eingeführten Gase. Da die kinetische Energie der ten oben beschriebenen Zone regeln und außerdemof imported gases. As the kinetic energy of the th zone described above regulate and moreover

„ VJT^ , mv, . j , , die Temperatur und das Volumen der induzierten"VJT ^, mv,. j,, the temperature and the volume of the induced

Gase mit der Formel -^ wiedergegeben werden _Qase ^^ ^^ ^ _Gage ^ _Raum_Gases with the formula - ^ are reproduced _Qase ^^ ^^ ^ _Gage ^ _Space _

kann, erkennt man, daß die Masse der eingeführten temperatur induziert würden, wurden sie Wärme Gase eine wesentliche Rolle in diesem Verfahren 25 vom System und von den Glasfäden aufnehmen, wospielt. Da die Masse und damit die Menge der ein- durch die Temperatur der Fäden möglicherweise so führten Gase von ihrer Temperatur und ihrem Vo- weit herabgesetzt wird, daß das Ausziehen der Fäden lumen abhängt, folgt daraus, daß die Regelung der in sehr feine und lange Fasern, wie es durch die ErTemperatur und/oder Menge zu einer Regelung der findung ermöglicht wird, verhindert wird. Zusätzlich kinetischen Energie und der dem System durch die 30 dehnt das äußere ringförmige Heizelement die indueingeführten Gase gemäß der Erfindung zugeführten zierten Gase aus und reduziert so die Masse pro Wärme führt. Volumeinheit und damit die kinetische Energie dieserit can be seen that the masses would be induced to the introduced temperature if they were heat Gases play an essential role in this process 25 from the system and from the glass filaments. Since the mass and therefore the amount of one by the temperature of the filaments may be so led gases are lowered by their temperature and volume to such an extent that the threads are pulled out lumen, it follows that the regulation of the fibers in very fine and long, as determined by the temperature and / or amount is allowed to regulate the finding is prevented. Additionally kinetic energy and that of the system through the 30 expands the outer annular heating element introduced by the indu Gases according to the invention supplied from adorned gases and thus reduced the mass per Heat leads. Unit of volume and thus the kinetic energy of this

Bei dem abgeänderten Ausführungsbeispiel nach Gase auf einen bestimmten Wert, so daß sie den Fig. 2 beziehen sich die Bezugszeichen, denen zur sauberen Eintritt der Glasfäden 27 und 27a in die Unterscheidung ein »a« angehängt ist, auf ent- 35 sich ausdehnenden Ausziehblasstrahlen 38 und 38 α sprechende Teile der Vorrichtung von Fig. 1. Bei nicht nachteilig beeinflussen.In the modified embodiment of gases to a certain value, so that they Fig. 2 relate to the reference numerals, which for clean entry of the glass threads 27 and 27a in the Distinction an "a" is appended to 35 expanding Ausziehblasstrahl 38 and 38 α speaking parts of the device of Fig. 1. Do not affect adversely.

der in F i g. 2 dargestellten Schleudervorrichtung han- Die Anwesenheit der induzierten Gase ist wesent-the in F i g. The presence of the induced gases is essential.

delt es sich bei der ersten ringförmigen Heizvorrich- lieh, um den Eduktoreffekt der Blasstrahlen 38 und üing28a um ein gasgefeuerters Strahlungsheizgerät 38 a mindestens teilweise aufzufangen. Anderenfalls mit einem gewölbten Keramikstrahler 42, der durch 40 würden die Gase der Blasstrahlen 38 und 38 α nach eine Vielzahl von Gasstrahldüsen 30 a erhitzt wird, innen und oben schlagen, wodurch Turbulenz und die im Abstand längs der Heizvorrichtung 28 α ange- Wirbelströme entstehen. Außerdem würde durch die ordnet sind und mit einem brennbaren Gemisch aus übermäßige Ausdehnung der Blasstrahlen ihre kineder Zuführungsleitung 32 α über ein Ventil 33 α ver- tische Energie reduziert, die für das Ausziehen ersorgt werden. 45 forderlich ist. Der Verlust an kinetischer EnergieIn the case of the first ring-shaped heating device, it is necessary to at least partially absorb the eductor effect of the blow jets 38 and a gas-fired radiant heater 38 a. Otherwise with a curved ceramic radiator 42, which would be heated by 40 the gases of the blow jets 38 and 38 α after a plurality of gas jet nozzles 30 a, hit inside and above, causing turbulence and the eddy currents at a distance along the heater 28 α. In addition, the orderly and with a combustible mixture of excessive expansion of the blow jets would reduce their kineder supply line 32 α via a valve 33 α vertical energy that is provided for pulling out. 45 is required. The loss of kinetic energy

Obwohl sich die Höhe des Rotors 20 gegenüber würde außerdem in einer turbulenten Streuung viel dem Gebläse 40 der F i g. 1 von der Höhe des Rotors höher sein und entsprechend früh eintreten. Ferner 20a gegenüber dem Gebläse 40α der Fig. 2 unter- muß die Temperatur der Gasströme beim Eindringen scheidet, bedeutet dieser Unterschied keine notwen- unbedingt derart sein, daß die Blasstrahlen die Glasdige Beschränkung der Erfindung. Der Höhenunter- 50 fäden wirksam in feine Fasern ausziehen können,
schied zwischen den beiden Vorrichtungsteilen ist in- Eine Vorrichtung, die im Prinzip mit den Vorrich-In addition, although the height of the rotor 20 is opposite to one another, the fan 40 of FIG. 1 must be higher from the height of the rotor and enter accordingly early. Furthermore, 20a compared to the blower 40α of FIG. 2, the temperature of the gas streams must differ when it penetrates, this difference does not necessarily mean that the blow jets are the glassy limitation of the invention. The vertical lower threads can effectively pull out 50 threads into fine fibers,
The difference between the two parts of the device is one device, which in principle works with the device

soweit bedeutungsvoll, als die Gebläse 40 bzw. 40a tungen nach den Fig. 1 und 2 übereinstimmt, jedoch auf einem derartigen Niveau gegenüber dem Rotor keine Vorrichtungen für die Steuerung der umgeben-20 bzw. 20 α eingesetzt werden müssen, daß die Glas- den induzierten Gase enthält, ist lediglich in der Lage, fäden 27 oder 27 a auf ihrem Weg nach außen in die 55 Fasern mit einem Durchschnittsdurchmesser in der entsprechenden Gasströme 38 bzw. 38 a auf einer Größenordnung von etwa 6,25 · 10 ~³ mm aus Fäden Höhe unterhalb der entsprechenden Öffnung 39 oder eines bestimmten Durchmessers bei einer vorge-39 a eingeleitet werden müssen. Sind die entsprechen- gebenen Temperatur zu erzeugen, die mit einer beden Höhenunterschiede von Rotor und Gebläse der- stimmten Geschwindigkeit ausgeschleudert werden, art, daß die Glasfäden entweder auf das Gebläse- 60 Bei verminderter Menge der induzierten Gase und gehäuse oder in den Blasstrom an einer Stelle gerich- der kinetischen Energie fallen die Faserdurchmesser tet werden, die zu weit von der den Blasstrom bilden- auf 6,0 · ΙΟ"³ mm. Wenn die äußere ringförmige den Öffnung entfernt ist, sammelt sich das Glas in Heizvorrichtung die Temperatur der induzierten Gase den Fäden im ersten Fall auf dem Gehäuse oder annähernd auf die Temperatur der Ausziehblaswird im zweiten Fall nicht wirksam ausgezogen, da 65 ströme steigert, fällt der Durchmesser der erzeugten die Ausdehnung des Blasstromes dessen kinetische Fasern auf beispielsweise 4,0 · 10~³ bis 4,5 · ΙΟ"³ mm. Energie auf einen Wert reduziert hat, der unterhalb Da die Isolierfähigkeit von Glasfasermatten mit abdes für die Ausziehungen notwendigen Wertes liegt. nehmendem Durchmesser ihrer Fasern zunimmt, istas far as meaningful as the blowers 40 and 40a obligations of FIGS. 1 and 2 match, but at such a level relative to the rotor no devices for controlling the surround-20 or 20 must be used α, that the glass to contains induced gases is only able to filaments 27 or 27 a on their way out into the 55 fibers with an average diameter in the corresponding gas streams 38 or 38 a on the order of about 6.25 · 10 ^-3 mm Threads height below the corresponding opening 39 or a certain diameter at a pre-39 a must be introduced. If the appropriate temperature is to be generated, which is ejected with a certain difference in height from the rotor and fan of a certain speed, the glass filaments are either directed to the fan housing or in the blower flow at a In place of the kinetic energy, the fiber diameter falls too far from that of the blowing flow to 6.0 · ΙΟ " ³ mm. When the outer annular opening is removed, the glass collects the temperature of the induced heating device Gases the threads in the first case on the housing or almost to the temperature of the exhaust blow is not effectively drawn out in the second case, since the flow increases, the diameter of the generated the expansion of the blow flow of its kinetic fibers falls to, for example, 4.0 x 10 ^-3 to 4.5 · ΙΟ " ³ mm. Energy has reduced to a value that is below the value necessary for the insulation of fiberglass mats. as the diameter of their fibers increases

es wesentlich, daß die Fasern so fein wie möglich und so gleichmäßig wie möglich hergestellt werden.it is essential that the fibers be made as fine as possible and as uniform as possible.

Es sei ferner darauf hingewiesen, daß mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung außerordentlich lange Fasern hergestellt werden können. Isolationsmatten aus langen Fasern weisen bekanntlich eine höhere Zugfestigkeit auf als Isolationsmatten aus kurzen Fasern.It should also be noted that an extremely long time with a device according to the invention Fibers can be made. Insulation mats made of long fibers are known to have a higher Tensile strength as insulation mats made of short fibers.

In einer praktisch ausgeführten Schleudervorrichtung nach der Erfindung, von der der erfindungswesentliche Teil in F ig. 3 dargestellt ist, ist eine ringförmige Heizvorrichtung vorgesehen, die allgemein mit 65 bezeichnet ist und zwei konzentrische, ringförmige Verteilerkammern, eine innere Kammer 66 für eine innere Heizvorrichtung 67 und eine äußere Kammer 68 für eine äußere Heizvorrichtung 69 aufweist, die in radialem Abstand außerhalb der ersten ringförmigen Heizvorrichtung 67 angeordnet ist.In a practically executed centrifugal device according to the invention, of which the essential to the invention Part in fig. 3, an annular heater is provided, which is generally denoted at 65 and two concentric, annular distribution chambers, an inner chamber 66 for an inner heater 67 and an outer chamber 68 for an outer heater 69, which is arranged at a radial distance outside of the first annular heating device 67.

Ein mit 75 bezeichneter Rotor sitzt abnehmbar auf dem Unterteil einer angetriebenen Welle 59. Ein ringförmiges Gasgebläse, das mit 76 bezeichnet ist, ist unterhalb der Heizvorrichtung 65 angeordnet. Der Rotor 75 und das Gebläse 76 begrenzen einen ringförmigen Raum, der mit 77 bezeichnet ist und über den Glasfaden 78 aus dem Rotor 75 herausgeschleudert werden. Das Gebläse 76 besitzt eine Vielzahl von öffnungen 80, die sich über den Umfang längs der Innenwand erstrecken und durch die ein erhitztes gasförmiges Medium unter Druck, beispielsweise Dampf, aus einer inneren Verteilerleitung 79 zugeführt wird. Das gasförmige Medium bildet einen sich nach unten bewegenden ringförmigen Ausdehnoder Ausziehblasstrahl mit hoher kinetischer Energie. Die Glasfäden 78 werden durch den Rotor mit ausreichender Kraft ausgeschleudert, so daß sie in den inneren Bereich des Blasstrahles eintreten, wo die aus Glasschmelze bestehenden Glasfaden 78 den Kräften des Blasstrahles ausgesetzt und in eine Vielzahl von sehr feinen Fasern großer Länge ausgezogen werden. Das aus den Fasern gebildete Vlies ist mit 81 bezeichnet.A rotor designated 75 is removably seated on the lower part of a driven shaft 59. An annular one Gas blower, which is designated by 76, is arranged below the heating device 65. Of the The rotor 75 and the fan 76 define an annular space, which is indicated at 77 and about the glass thread 78 is thrown out of the rotor 75 will. The fan 76 has a multiplicity of openings 80 which extend longitudinally over the circumference the inner wall and through which a heated gaseous medium under pressure, for example Steam, is supplied from an inner manifold 79. The gaseous medium forms one downwardly moving, annular expanding or drawing jet with high kinetic energy. The glass threads 78 are flung out by the rotor with sufficient force so that they are in the enter the inner region of the blower jet, where the glass thread 78 consists of molten glass Exposed to the forces of the blower jet and drawn out into a multitude of very fine fibers of great length will. The fleece formed from the fibers is denoted by 81.

Der Rotor 75 besitzt eine Wandung 110, die konisch ist, jedoch auch als Zylinder oder mit entgegengesetzter Konizität ausgebildet sein kann. Die Wandung 110 besteht aus einem Stück mit einem im Querschnitt konischen, nach innen und unten gerichteten Flanschring 112. Der Rotor 75 ist auf der Welle 59 durch eine Vielzahl von Bolzen 115 befestigt, die sich durch einen Befestigungsring 116, den Flansch 113 des Rotors 75 und den Flansch 114 der Welle 59 erstrecken. Die Schrauben 115 erstrecken sich ferner durch einen nach außen gerichteten Flansch 117, der einen schalenförmigen Verteiler trägt, der mit 118 bezeichnet ist.The rotor 75 has a wall 110 which is conical, but also as a cylinder or with the opposite Conicity can be formed. The wall 110 consists of one piece with an im Cross-section of conical, inwardly and downwardly directed flange ring 112. The rotor 75 is on the shaft 59 fastened by a plurality of bolts 115 extending through a fastening ring 116 to the flange 113 of the rotor 75 and the flange 114 of the shaft 59 extend. The screws 115 also extend by an outwardly directed flange 117 which carries a cup-shaped manifold which is connected to 118 is designated.

Der geschmolzene Gasstrom 53 gelangt durch sein Gewicht nach unten durch die hohle Welle 59 auf den Boden 119 des Verteilers 118. Da der Verteiler 118 auf der Welle 59 des Rotors 75 montiert ist, wird die Glasschmelze aus dem Strom 53 durch die Zentrifugalkraft radial nach außen über den Boden 119 und gegen die Innenwandung 120 geschleudert. Eine vergleichsweise dicke Schicht aus Glas, wie sie bei 121 angedeutet ist, liegt nunmehr auf der Innenfläche der Wandung 120. Durch öffnungen 122 in der Wandung 120 wird das Glas unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte in Form von Verteilerströmen 123 ausgeschleudert.
Das in den Verteilerströmen 123 befindliche Glas trifft gegen die Innenoberfläche der Wandung 110 des Rotors 75 und bildet dort einen ringförmigen Körper aus Glasschmelze, der allgemein mit 124 bezeichnet ist. Durch öffnungen 125 in der Ringwandung 110 des Rotors 25 treten die Ströme 123 als Glasfäden 78 in den mit 77 bezeichneten ringförmigen Raum aus. Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung entspricht im übrigen der im Zusammenhang mit der Beschreibung der Vorrichtungen nach den F i g. 1 und 2 angegebenen Arbeitsweise.The molten gas stream 53 passes by its weight down through the hollow shaft 59 to the bottom 119 of the distributor 118. Since the distributor 118 is mounted on the shaft 59 of the rotor 75, the molten glass from the stream 53 is radially outwardly by centrifugal force thrown over the floor 119 and against the inner wall 120. A comparatively thick layer of glass, as indicated at 121, now lies on the inner surface of the wall 120. The glass is thrown out in the form of distributor currents 123 through openings 122 in the wall 120 under the effect of centrifugal forces.
The glass in the distribution streams 123 hits the inner surface of the wall 110 of the rotor 75 and there forms an annular body made of molten glass, which is generally designated 124. Through openings 125 in the annular wall 110 of the rotor 25, the currents 123 emerge as glass threads 78 into the annular space denoted by 77. The mode of operation of this device otherwise corresponds to that in connection with the description of the devices according to FIGS. 1 and 2 specified working method.

Der innere Brenner 67 besitzt eine abgestufte Öffnungsplatte 129 mit verschiedenen konzentrisch kreisförmigen Reihen von öffnungen 132 im Abstand oberhalb des Schulterteiles 133 des Rotors 75, so daß sich die heißesten Teile der aus den öffnungen 132 gelangenden Flammen an oder in unmittelbarer Nähe der Oberfläche des Schulterteiles 133 befinden.The inner burner 67 has a stepped orifice plate 129 of various concentric circular shapes Rows of openings 132 spaced above the shoulder portion 133 of the rotor 75 so that the hottest parts of the flames coming out of the openings 132 are at or in the immediate vicinity Are near the surface of the shoulder portion 133.

In dem Raum oberhalb des Gebläses 76 und unterhalb des Brenners 65 ist ein Raum gebildet, durch den die Umgebungsluft eintreten kann, wie in der Zeichnung durch gestrichelte Pfeile angedeutet ist. Ein Luftbegrenzungsring 144 erstreckt sich teilweise über diesen Raum, um die Strömung der Gase durch den Raum hindurch zu begrenzen. Die zweite oder äußere ringförmige Heizvorrichtung 69 besitzt eine Öffnungsplatte 146, in der verschiedene Reihen von Öffnungen 147 ausgebildet sind. Ein brennbares Gemisch aus Gasen, das aus einer Verteilerleitung der Heizvorrichtung 69 zuströmt, verläßt die öffnungen 147 mit hoher Geschwindigkeit. Dadurch wird die in den Raum oberhalb des Gebläses 76 induzierte Luft auf eine Temperatur erhitzt, die annähernd der Temperatur der aus den Öffnungen 80 des Gebläses 76 austretenden Blasstrahlen ist. Die Verbrennungsgase aus der äußeren Heizvorrichtung 69 strömen mit der aus der Umgebung mitgerissenen Luft durch die Lufteintrittsöffnungen 145, und von dort nach unten in den ringförmigen Raum 77, wo ihre Wärme und kinetische Energie auf die Ausziehblasstrahlen einwirkt, um Temperatur und Ausziehvorgang der Fasern aus den Strömen 78 zu regeln.In the space above the fan 76 and below the burner 65, a space is formed by the ambient air can enter, as indicated in the drawing by dashed arrows. An air restriction ring 144 extends partially across this space to restrict the flow of gases through to limit the space through it. The second or outer annular heater 69 has a Orifice plate 146 in which various rows of openings 147 are formed. A flammable mixture from gases flowing from a distribution line of the heating device 69 leaves the openings 147 at high speed. This causes the induced in the space above the fan 76 Air is heated to a temperature which is approximately the temperature of that from the openings 80 of the fan 76 exiting blow jets. The combustion gases from the external heater 69 flow with the air entrained from the environment through the air inlet openings 145, and from there to down into the annular space 77, where their heat and kinetic energy are applied to the exhaust rays acts to control the temperature and process of drawing the fibers from the streams 78.

Claims

Patent claims:

1. Centrifugal device for the production of fibers from fusible glass materials with a rotating and hollow body arranged on a shaft, which is surrounded by an annular space, from which a ring-shaped rotating melt of glass material emerges through openings in the rotor shell for the formation of fibers, wherein at least one heating device and a compressed gas fan are arranged in the vicinity of the rotor, characterized in that the annular space around the shaft (59) holding the rotor (20) is covered against the inflow of outside air and an annular space (41, 41) open to the outside air a, 145) is arranged between the heating device (35) and and the fan (40).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that two are independent of one another working heating devices (28,34) are provided, the first (28) directly in the area of the Rotorumf is arranged, whereas the second (34) for heating the rotor (20) surrounding it Annular space is offset radially outward relative to the first.

909531/289

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that over the open Annular space (145) an air restriction ring (144) is arranged to prevent the flow of outside air to be limited by the annular space (145).

1 sheet of drawings