CN100528779C - 加热玻璃的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种加热玻璃的方法。当玻璃置于一回火炉(1)内的辊子(3)上时从上面和下面对玻璃加热。玻璃(4)的上表面通过热空气喷射流来加热，该热空气喷射流通过从炉(1)内吸取空气并对该热空气加压并使其再循环返回到玻璃的上表面而形成。将取自炉(1)的外部并被一压缩机(17)加压并被加热的空气吹到该玻璃的下表面上。
Description
技术领域
本发明涉及一种加热玻璃的方法，该方法包括传送玻璃通过一回火炉以便从上面和下面对玻璃进行加热，玻璃的上表面通过热空气喷射流来加热，该热空气喷射流是通过吸取炉内的空气和对该热空气加压并使其再循环返回到玻璃的上表面而形成的。
本发明还涉及一种用于加热玻璃的装置，该装置包括一包含用于运送/支承玻璃并形成玻璃的传送器的水平辊子的回火炉、一用于从该回火炉内吸取空气的上侧回流管、一用于对从该回火炉内吸取的空气加压的加压单元、以及用于将该加压空气吹回到玻璃上表面上的装置。
背景技术
使用一种摆动辊式炉(oscillating roll furnace)对玻璃加热存在的一个问题是，在开始加热时玻璃的边缘会向上弯曲。这是由于在一个加热周期开始时，在炉内使用陶瓷辊子导致玻璃的下表面接收到的热流比玻璃上表面接收到的热流大。结果，玻璃的边缘向上弯曲而玻璃的中部区域易于产生光学误差；此外，玻璃加热不均匀。当加热选择性玻璃(selectivity glass)时，由于选择性玻璃非常强烈地反射热辐射，加热尤其困难。加热具有选择性表面的玻璃时通常使该选择性表面向上，因此与加热其下表面相比，加热玻璃的上表面会特别困难。在这种情况下，选择性玻璃的加热时间当然会远远长于普通透明玻璃的加热时间；因此，加热选择性玻璃时，炉的(加热)能力通常很低。
公开文件WO97/44283公开了一种技术方案，其中，在一个加热周期开始时冷却玻璃的下表面。此外，在加热周期接近结束时通过将热空气直接吹向玻璃的下表面而提高在下侧的热传递。这个技术方案非常有效并且运转良好，但是，尤其是在加热选择性玻璃时，如果可以缩短加热时间将会是有利的。
公开文件WO01/32570公开了一种技术方案，其中，将空气吹向玻璃的上表面以便加热玻璃。被吹送的空气是从回火炉内吸取的，因此它已经是热的。对吸取的热空气加压，并通过一管道系统吹送该空气而使其再循环返回到玻璃上表面附近，且基本垂直于玻璃的上表面。玻璃的下表面也以一种类似的方式通过热空气喷射流来加热，该热空气喷射流是通过从炉内获取空气并在加压后使该热空气再循环返回而形成的。当加热选择性玻璃时该方案运转得非常好。该方案使加热选择性玻璃的时间变得相当短。但是，热空气加压装置的结构非常复杂并因而非常昂贵。此外，吹送热空气而产生的热膨胀对吹风管系统的结构提出了严格的要求，这使得这种吹风管系统非常复杂和昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的用于加热玻璃的方法和装置。
本发明的方法的特征在于，将已从炉的外部取得的和已被一压缩机加压并被加热的空气吹送到玻璃的一下表面。
此外，本发明的装置的特征在于，该装置包括一用于对取自炉的外部的空气加压的压缩机，一用于将被压缩机加压的空气传送到玻璃的一下表面的管道系统，以及用于加热该被压缩机加压的空气的装置。
本发明所基于的思想是，当玻璃位于回火炉内的辊子上时从上面和下面对玻璃进行加热。玻璃的上表面由热空气喷射流来加热，该热空气喷射流是通过从炉内吸取空气和对该热空气加压并使其再循环返回到玻璃的上表面而形成的。此外，将从炉的外部取得的和被一压缩机加压并被加热的空气吹送到玻璃的下表面。
一个实施例所基于的思路是，对(玻璃)下侧/下表面的吹风在该加热周期结束之前结束，并且最多持续整个加热时间的60％。第二个实施例的思路是，在对(玻璃)下侧吹风期间，对加热下侧的电阻器进行控制以便当吹风开始时增加该电阻器的加热效果，并且在该加热周期的剩余期间内，通过热电偶来控制该电阻器以使玻璃的温度符合一预定的加热曲线。
本发明的一个优点是实现了一种能很快地加热选择性玻璃的方案；另外，该装置的结构相当简单。(玻璃)上侧/上表面的对流吹风使反射热辐射的涂层玻璃能以一种受控的方式被加热。在下侧的加热吹风能够实现一个很高的加热速率。此外，如果在来自于炉的辊子的热流正在减少而玻璃下侧需要较多热量的加热周期中期使用在下侧的吹风，则可以使炉的底部的温度保持非常低。在连续装载的情况下，(本发明可以)在正好合适的时刻提供热量，并且不必升高炉的底部的通常温度。
附图说明
附图中较详细地描述了本发明，其中
图1是示出用于加热玻璃的装置的示意性的剖面前视图；
图2是示出一个加热周期中玻璃的温度变化的曲线图。
具体实施方式
图1是示出玻璃回火炉1的示意性剖面端视图。该回火炉1包括一体部2和辊子3。在该炉1内部进行加热期间，玻璃4放置在辊子3上。通常，这种辊子3是例如陶瓷辊子。该回火炉具有用于从上面对玻璃加热的上部电阻器5，和用于从下面对玻璃加热的下部电阻器6。在该炉中，根据玻璃的厚度，通常将玻璃4的温度升高到例如610到625℃。
在玻璃回火炉1中，在加热期间利用辊子以一种已知方式使玻璃4来回移动即摆动，以使辊子的支承点在整个加热阶段平均分配，并在整个玻璃4上均匀分布。这样可以使由不均匀支承玻璃所导致的玻璃的光学变形误差最小。
玻璃回火炉1还包括将温度优选地超过600℃的空气吹送到玻璃上表面的上侧吹风管7。被吹送的空气的温度是例如约650℃。该上侧吹风管7在炉1中横向设置，即它们基本垂直于玻璃的行进方向而定位。空气经过该管道系统被传送到玻璃4的表面附近，即上侧吹风管7和辊子3的表面之间的距离小于300mm，例如约80mm。此外，管7彼此之间的间距是例如约100到300mm。管7的材料是例如耐酸钢，且其内径是例如20mm。吹孔的直径小于2.5mm，通常是例如约1.5mm，孔彼此之间的间距是例如25mm。该吹孔交替设置以便每隔一个孔以与该玻璃4的表面的垂直方向约成30°的角度向前吹风，并且每隔一个孔以与该玻璃4的表面的垂直方向约成30°的角度向后吹风。因此，空气基本上相对于玻璃4的表面垂直地、即相对于玻璃的表面的垂直方向以小于45°的角度吹送。空气从上侧输送管8供应给该上侧吹风管。该上侧输送管8在玻璃4的行进方向上沿纵向设置在炉1的两边缘。该上侧输送管8设置在距离辊子3的表面约50mm处。上侧吹风管交替地固定在上侧输送管8上，空气由设置在炉的不同边缘的输送管交替地供应给上侧吹风管。上侧输送管的直径是例如约40mm。
空气通过一上侧供给管9而供应给上侧输送管8。该上侧供给管可以连接在例如该上侧输送管8的中部。另一方面，例如在较长的炉中，对每个上侧输送管8可以使用多于一个的上侧供给管。
通过一加压单元10向所述管供应空气。该加压单元10通过一上侧回流管11从炉中吸取热空气。该加压单元10从炉内的至少一个位置吸取空气。优选地，在位于炉的顶部的炉1的一中线处并从炉的两端吸取空气。该加压单元10主要通过压缩，即应用压缩原理对空气加压。加压单元10的旋转速度大于15,000转/分钟，优选地大于20,000转/分钟，且该加压单元可以是例如一耐热压缩机或一涡轮增压器的涡轮。该加压单元10用于提供相对于炉1的压力的超压力。通常，该超压力小于0.25bar。加压单元的旋转速度应该足够高以使空气能以足够高的速度经过相当小的管和喷嘴孔而吹送。
该回火炉1的底部具有横向设置在炉中例如在每一个或每隔一个辊子间隙中的下侧吹风管12。该下侧吹风管12的尺寸与上侧吹风管7相似并位于辊子的下表面下方例如约20mm处。吹风孔的间距为例如25mm且孔的尺寸等于上侧吹风管的孔的尺寸。另外，该孔可以设有喷嘴以确保使空气吹向玻璃而气流基本不会撞击辊子3。在这种情况下，辊子3上不会有气流引起的不受控制的热传递。
空气由下侧输送管13供应给下侧吹风管12。该下侧输送管13在玻璃行进方向上沿纵向设置在炉1的两边缘。下侧输送管13和辊子3的下表面之间的距离是例如约50mm。下侧吹风管12以与上侧管连接时所使用的方式类似的方式交替地固定在位于炉的不同边缘的下侧输送管13上。也就是说，空气由一个或另一个下侧输送管供应给下侧吹风管12。下侧输送管13的直径是例如约40mm。此外，该炉具有将空气供应给下侧输送管13的下侧供给管14。一下侧供给管设置成在炉的下部内弯折以使流过其中的气流得到加热。吹送到下侧的空气的温度也优选地高于600℃，例如约650℃。
该上侧加压单元10与一驱动电机15相连接，该电机通过一齿轮箱连接到该加压单元10上或者也可由该电机直接驱动该加压单元。该驱动电机15可以是例如其旋转速度由一逆变器16控制的笼型感应电机。
空气由一压缩机17吹送到下侧供给管14。该压缩机17从厂房大厅获得空气。空气可以从压缩机17传送到一压力容器22，在这种情况下，压缩机可以比没有压力容器时小。该压力容器的压力可以是例如7bar，且可以由该压力容器22供应给该炉压力是例如1.5bar的空气。出于简洁的目的，附图中没有示出用于调节压力值的阀门或调节器。除了或代替在该炉下部内弯折以加热其中的空气的供给管14外，可以使用一单独的加热器对空气加热。
通过一驱动电机18使压缩机17旋转，该驱动电机18可以是其旋转速度由一逆变器19控制的笼型感应电机。
该装置还包括测量炉内空气温度的热电偶/热电元件(thermoelement)20。根据由该热电偶20进行的测量可以控制电阻器5和6。该装置还进一步包括一控制单元21，在该控制单元中收集必要的测量信息并确定需要的加热分布(heating profile)。控制单元21还可用于控制加压单元10和压缩机17以及电阻器5和6的操作。
在加热玻璃4的过程中，首先通过一装载传送器将玻璃4运送到炉1。在炉1内，使玻璃4在辊子3上正常摆动。炉的温度设置在约670℃。当玻璃进入炉时，根据一预定的加热分布接通上部电阻器5。根据热电偶20对下电阻器进行控制。在一个加热分布中，控制通常位于玻璃板中部的加热电阻器使之以一个100％的功率水平工作，同时控制位于玻璃板边缘的电阻器使之以一个比所述水平低的功率水平工作。在一个加热周期开始时，将上侧对流吹风设为最大值。随着加热持续进行，上侧对流逐渐减少。
图2示意性地示出在一个加热周期内玻璃的加热情况。横轴表示加热时间而纵轴表示玻璃的温度。用参考标号23表示玻璃的加热曲线。在图2的情况下，在50秒时控制打开下侧对流吹风，并同时使用强制控制接通下部电阻器6，以使它们根据加热分布输出功率并且不受热电偶的控制。这种包括对下侧吹风和对下部电阻器的强制控制的加热一直持续到距一个加热周期的开始为120秒的时刻。在这个时刻之后，停止吹风并且下部电阻器受热电偶控制。对下侧的吹风并且对下部电阻器的强制控制在图2中由一交叉线划出的矩形表示。对下侧吹风使玻璃易于实现有效的加热效果。通过吹风实现的加热效果比通过控制电阻器实现的加热效果作用更快。但是，由于相当冷的压缩机空气被传送到炉的下部，吹风不会持续直到加热周期结束以避免对炉过度冷却。另一方面，吹风使炉的下部内的温度保持相当低。除了强制控制下部电阻器6外，也可以用另一种方式控制运行。但是，优选地，当对下侧吹风开始时可增加下部电阻器6的加热效果。
上部电阻器5和下部电阻器6优选都具有一可见的电阻螺线，即加热器不是其中电阻器被封装或环绕在金属中的一种“大加热器”。在本说明中，一个加热周期是指单个玻璃装载在炉内花费的时间；因此一个加热周期可以看做是100％。下侧加热吹风可以正好在加热周期开始时就开始，但是下侧加热吹风通常在加热开始后25％到45％的时刻才开始，并且通常持续整个加热时间的25％到60％。但是，该下侧加热吹风的停止时间不晚于该加热周期的80％的时刻。
附图和相关说明都只是为了说明本发明的思想。本发明的细节可以在权利要求书的范围内改变。
Claims (12)
1.一种加热玻璃的方法，该方法包括传送玻璃(4)通过一回火炉(1)以便从上面和下面对该玻璃(4)进行加热，该玻璃(4)的上表面通过热空气喷射流来加热，该热空气喷射流通过从炉内吸取空气并对该热空气加压并使其再返回到该玻璃(4)的上表面而形成，该方法的特征在于，将从该炉的外部取得和被一压缩机(17)加压并被加热的空气吹送到该玻璃(4)的下表面。
2.一种根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过电阻器(6)从下面对该玻璃(4)的下表面进行加热，并且当开始对下侧表面吹风时提高该电阻器(6)的加热效果。
3.一种根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在对该下侧吹风期间，由通过强制方式控制的该电阻器(6)加热该下侧以便以根据加热分布的功率水平进行加热，并且在一个加热周期的没有下侧吹风时的剩余期间内，通过热电偶(20)控制该电阻器(6)以使该玻璃的温度符合一预定的加热曲线。
4.一种根据前面任何一项权利要求所述的方法，其特征在于，对该下侧的吹风在该加热周期结束之前结束，并且最多持续该整个加热周期的60％。
5.一种根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对该下侧的吹风在不晚于该加热周期的80％的时刻结束。
6.一种根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对该下侧的吹风在从加热开始时刻后的25％到40％的一个时刻开始。
7.一种用于加热玻璃的装置，该装置包括一包含用于运送玻璃并形成该玻璃的传送器的水平辊子(3)的回火炉(1)、一用于从该回火炉内吸取空气的上侧回流管(11)、一用于对从该回火炉内吸取的空气加压的加压单元(10)、以及用于将该加压空气吹回该玻璃(4)的上表面上的机构，该装置的特征在于，该装置包括一用于对取自该炉的外部的空气加压的压缩机(17)、一用于将被该压缩机(17)加压的空气传送到该玻璃的下表面的管道系统、以及用于加热被该压缩机(17)加压的空气的机构，所述管道系统和用于加热被该压缩机(17)加压的空气的机构位于回火炉(1)中水平辊子(3)的下方。
8.一种根据权利要求7所述的装置，其特征在于，该装置包括一用于控制由该压缩机(17)提供的对该下侧的吹风以在一个加热周期结束前结束并使该吹风最多持续该整个加热周期的60％的控制单元(21)。
9.一种根据权利要求7所述的装置，其特征在于，该装置包括用于从下面加热玻璃的电阻器(6)，并且一控制单元(21)被设置成当对下侧吹风开始时提高所述下部电阻器(6)的加热效果。
10.一种根据权利要求8所述的装置，其特征在于，该装置包括用于从下面加热玻璃的电阻器(6)，并且该控制单元(21)被设置成当对下侧吹风开始时提高所述下部电阻器(6)的加热效果。
11.一种根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，该控制单元(21)被设置成在对下侧吹风的同时利用强制控制来控制该电阻器(6)以根据加热分布的功率水平进行加热。
12.一种根据权利要求7到10中任何一项所述的装置，其特征在于，该装置包括一压力容器(22)，加压空气从该压缩机(17)传送到该压力容器(22)并进而从该压力容器传送到该玻璃的下表面。
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