137621. lajstromszámú szabadalom • Üzemeljárás villamos üvegolvasztó kemencékhez és hozzávaló kemence
137.621 3 üvegfürdőben fejlődik, az tehát kívülről hőt nem vesz fel, hanem csak lead. Ha az 1 cm2 üvegmasszafelületre számított időegységenkénti hőveszteség villamos energiára átszámított átlagos számértéke w Watt/em2 , az óránként megolvasztandó üveg súlya kg-ban q, az óránként 1 kg üveg megolvasztásához szükséges hasznos villamos teljesítmény a Watt, a kemence szélessége L cm, olvasztóterének hossza B cm, az üvegfürdő mélysége pedig M cm, akkor fentiek alapján a kemence hatásfoka (rj) a következő képletből adódik: a- q n a-q + 2 (L + M) B w E képletben nem vettük figyelembe a kemence nyílásain át való sugárzási veszteségeket, melyek számérteke elsősorban a szóbanforgó nyílásoknak az egyéb méretezésétől messzemenően független méreteitől függ és így vizsgálataink szempontjából nem lényeges, valamint a kemence homlokfalain előálló veszteségeket, mert ezek felülete a szóbanforgó hosszú kemencéknél az oldalfalak felületéhez képest igen csekély. Ha az üveg áramlási sebessége a kemence hosszirányában v cm/óra és az olvadt üveg kg/cms ben kifejezett fajsúlya y, akkor az üvegfürdő keresztmetszetének értéke fentiek szerint L. M =-*— V y kell, hogy legyen. Minthogy pedig az üvegnek a kemencében T óráig kell időznie, érvényes a B = v • T összefüggés is, B és q fenti egyenletekből kifejezett értékeit behelyettesítve és az egyenletet átalakítva, az '_ 1 v _ _ _ _ • _ _ _ _ _ ay /LM egyenletet kapjuk, és a bevezetésben említettek M szerint T =— + C lévén, ebből u _ 1 ay { u I LM Megszabott óránkénti mennyiségű üveg feldolgozásának esetére ezen egyenlet alapján a hatásfok optimális 'értékét keresve, azt kapjuk, hogy 2 M2 az akkor áll fenn. ha L = u-C Ezen elméleti megfontolások alapján kapott képletünk a gyakorlatban a találmány szerint ama meglepő és számos kísérlettel igazolt felismerésünk alapján hasznosítható, mely szerint az u-C sorozat értéke a kemence méreteitől, hőfokától és a készített üveg összetételétől teljesen független és csakis a készítendő üveg finomságától függ, éspedig annál nagyobb, minél finomabb az üveg. Azt találtuk, hogy e szorzat értéke a gyakorlatilag még éppen használható legsilányabb üvegfajtáknál kb. 20, míg a legfinomabb minőségű üvegeknél már kb. 100. Az u tényező ugyanis az üveg viszkozitásának csökkenésével növekszik és gyakorlatilag csak az üveg viszkozitásának függvénye, a C tényező viszont a kemence hőfokától függ és a hőfok növekedésékor, ami tudvalevőleg az üveg viszkozitásának csökkenésével jár, a C tényező értéke is csökken. Ennek folytán a kemence hőmérsékletét az üvegolvasztás egyéb feltételeinek megfelelően szabadon választhatjuk, anélkül, hogy ez az u-C szorzat értékét befolyásolná. Így tehát a kemencehatásfok akkor lesz opti-M2 malis, ha a Z = — érték 10 és 50, célszerűen 20 I, és 40 közé esik. Adott kemencénél az olvasztótér L szélessége adva lévén, a találmány szerint úgy járunk el, hogy az u-C szorzat számszerű értékét a készítendő üveg minőségének megfelelően veszszük fel, 20 és 100 között, és ennek alapján a fenti képletekből kiszámítjuk azt az M üvegfürdőmélységet, mellyel azután a kemencét üzemben tartjuk. A kemence hossza szintén adott lévén, a fenti képletekből viszont kiszámítható az az óránkénti üvegolvasztási teljesítmény, mellyel a kemencét üzemben tartva, az üveg a megtisztulásához szükséges ideig, és nem tovább, fog a kemencében időzni, ez tehát megadja az időegységenként betáplálandó anyagmennyiséget és kivételezendő üvegmennyiséget. Ha viszont bizonyos megszabott minőségű üvegnek bizonyos szükségelt óránkénti mennyiségben való gyártására alkalmas, optimális hatásfokú kemencét akarunk tervezni, akkor fentieken kívül figyelembe vesszük azt is, hogy a kemence oldalfalainak nem kell sokkal magasabbaknak lenniük, mint amekkora magasságot a fenti képletből adódó üvegfürdőmélység megkíván, mert túlzott kemencemagasságméret a hőveszteségeket szintén növeli. Ilyen esetben tehát a kemencét úgy méretezzük, hogy csatorna alakú olvasztóterének az üvegfürdővel érintkező falrészei a fenéktől mért olyan M magasságúak legyenek, mint amekkorá-M2 ra ez a magasság a Z = — képletből kiadódik, L a kemencében gyártott üveg minőségének megfelelő értékű Z tényező alapulvétele mellett. A kemence hosszát a fenti összefüggésekből, gyakorlati szempontok megszabta üvegáramlási sebesség felvételével, és az olvasztáshoz szükséges idő ismeretében, már könnyen megállapíthatjuk. A kemence ilyen méretezése azért is előnyös, mert az olvadt üveggel érintkező kemencefalrészek drága anyagában való megtakarítást tesz lehetővé azzal, hogy ebből csak a gyakorlati biztonsági szempontok alapulvételével is megállapított tényleg szükséges mennyiséget alkalmazzuk, mely célból e számításhoz a Z tényezőt a szóbanforgó kemencében készített legfinomabb üveg minőségének megfelelő értékűre vesszük fel. A találmány tehát lehetővé teszi azt, hogy a szóbanforgó típusú meglevő üvegolvasztókemencéket igen jó hatásfokkal tartsuk üzemben, és új kemencék létesítésénél azokat úgy méretezzük; hogy az elérhető 'optimálist jól megközelítő hatásfokkal dolgozhassanak, anélkül, hogy ehhez rendkívül költséges, időtrabló és nehezen kiérté-
