DE102008025798A1

DE102008025798A1 - Rollenofen zum Erhitzen von Glasbahnen

Info

Publication number: DE102008025798A1
Application number: DE102008025798A
Authority: DE
Inventors: Li Kai Zhongshan Li; Guido Becker
Original assignee: Zhongshan Fushan Glass Machinery Co Ltd Zhongshan; Zhongshan Fushan Glass Machinery Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG FUSHAN GLASS MACHINERY CO., LTD., ZH, CN
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2008-05-29
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2028-05-30
Also published as: DE102008025798C5; DE102008025798B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rollenofen zum Erwärmen einer Glasbahn auf ihre Erweichungs-Temperatur, mit den folgenden Merkmalen: - mit einer Rollenbahn, umfassend eine Vielzahl von Rollen, die quer zur Bewegungsrichtung der Glasbahn parallel zueinander angeordnet und drehbar gelagert sind; - mit einer Vielzahl von Düsen zum Aufblasen von heißem Gas auf die Oberseite der Glasbahn; - mit unterhalb der Rollenbahn angeordneten Heizwiderständen zum Erwärmen der Unterseite der Glasbahn; - mit Düsen, die unterhalb der Glasbahn zum Aufblasen von heißem Gas auf deren Unterseite dienen; - den Rollen der Rollenbahn sind Heizeinrichtungen zugeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen sogenannten Rollenofen zum Erhitzen von Glasgegenständen, insbesondere von Glasbahn, auf eine Temperatur, die oberhalb ihres Erweichungspunktes liegt. Statt einer fortlaufenden Glasbahn kann es sich auch um eine Folge von Glasscheiben handeln.
Es sind zahlreiche Ausführungsformen von Rollenöfen bekannt geworden. Dabei gibt es beispielsweise Öfen, die für gewölbte Scheiben angewandt werden. Im Allgemeinen werden die Scheiben durch Strahlung erwärmt, insbesondere durch elektrische Widerstandsstrahler. Dabei können die Rollenöfen kontinuierlich oder intermittierend arbeiten.
Die Qualität der Scheiben spielt eine große Rolle. Diese hängt unter anderem von einer auf beiden Seiten gleichförmigen Erwärmung ab. Man strebt ferner danach, konkave oder konvexe Verformungen der einzelnen Scheibe während der Erwärmung zu vermeiden. Dies gelingt jedoch nicht immer. Ist die Wärmeeinwirkung auf einer Seitenfläche der Scheibe größer, als auf der anderen, so tritt eine Wölbung der Scheibe ein. Die Scheibe wird dann auf der Seitenfläche, welche stärker mit Wärme beaufschlagt wird, konvex. Solche unerwünschten Verformungen treten besonders dann auf, wenn eine Beschichtung auf die Scheiben aufgebracht wurde, da diese den Wärmeeintrag stark beeinflussen können. Im Allgemeinen ist die beschichtete Fläche der Scheibe von den Rollen abgewandt, damit die Beschichtung beim Transport auf den Rollen nicht beschädigt wird. Besondere Probleme treten auch dann auf, wenn die Beschichtung bestimmte thermische Eigenschaften hat, beispielsweise als Wärmeschutz oder Schutz gegen Sonnenstrahlen dient. Dies führt bei Strahlungsbeheizung zu unterschiedlichen Erwärmungen der beiden Seitenflächen einer Scheibe, und damit zu den genannten unerwünschten Verformungen.
Das Aufbringen von Strahlungswärme auf die Glasbahn hat somit Nachteile. Deswegen hat man Konvektionsheizung eingesetzt. Siehe beispielsweise DE 40 10 280 A1 . Diese Druckschrift empfiehlt das Erwärmen von Glasplatten oder Glasbahn auf beiden Seiten mittels Konvektion. GB 2082456 A empfiehlt das Erhitzen von Scheiben, die auf Rollen gefördert werden, dadurch, dass die nach oben gewandte Fläche der Scheiben durch Leitung, Konvektion oder Strahlung erhitzt wird. Die Luft über der Scheibe befindet sich dabei in Turbulenz.
WO 98/03439 A sieht das Aufheizen von Glasplatten mittels Widerstands-Heizaggregaten vor, die sich beidseits der Platten befinden, somit oberhalb und unterhalb. Außerdem sind unterhalb der Platten Blasdüsen vorgesehen.
EP 1 481 949 betrifft einen Rollenofen mit einer Rollenbahn, umfassend eine Vielzahl von Rollen, ferner elektrische Heizwiderstände oberhalb und unterhalb der Glasbahn sowie mit einem Heißluft-Umwälzsystem zum Aufblasen von Heißluft auf die obere Glasfläche.
EP 0 564 489 B1 beschreibt einen Rollenofen, bei welchem beidseits der Glasbahn Heizwiderstände vorgesehen sind. Außerdem ist ein Strömungsleitungssystem vorgesehen, mit welchem Luft zum Zwecke des Wärmeausgleichs in den Behandlungsraum eingeblasen wird.
EP 0 937 687 B1 beschreibt einen Rollenofen, bei welchem die Glasbahn mittels Konvektion erwärmt wird. Zum Erwärmen wird Wärmestrahlung angewandt.
Die Erfindung geht aus von einem Rollenofen gemäß EP 1 481 950 A1 .
Ein wesentliches Erfordernis solcher Rollenöfen besteht darin, die Glasbahn möglichst gleichmäßig zu erwärmen, und zwar sowohl über die Bahnbreite hinweg, als auch in Bahnlaufrichtung gesehen. Dabei kommt es in besonderem Maße auch auf den Wirkungsgrad und somit auf die Wirtschaftlichkeit des Aufwärmungsprozesses an. Auch soll die Energiezufuhr kurzfristig verändert werden können, um rasch auf sich ändernde Betriebsparameter anzusprechen. Diese Erfordernisse werden in ihrer Gesamtheit von den bisher bekannten Rollenöfen nicht oder nur ungenügend erfüllt.
Während des Aufheizens bleibt die Temperatur der Keramikrollen nicht konstant. Die Rollen haben zu Beginn des Prozesses eine hohe Temperatur. Durch den Kontakt mit dem noch kalten Glas wird die Temperatur der Keramikrollen zunächst reduziert. Im Verlauf des weiteren Aufheizens heizen sich die Keramikrollen dann aber wieder auf, und zwar durch die unteren Heizstrahler, das heißt jene Heizstrahler, die unterhalb des Glases angeordnet sind und auf die Glas-Unterfläche wirken. Dabei kann das Glas aber nicht heißer werden, als die Keramikrollen.
Die Folge sind Unterschiede der Temperaturen zwischen der oberen und der unteren Seite der Glasbahn. Die Oberseite würde deutlich wärmer werden. Solche Unterschiede sind ungünstig. Aus diesem Grunde reduziert man die Konvektivheizung auf der Oberseite der Glasbahn. Dies verringert wiederum die Aufheizung der Glasbahn insgesamt, und damit die Behandlungsintensität.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rollenofen zum Aufheizen von Glasplatten anzugeben. Dabei sollen die beiden Seitenflächen der einzelnen Glasplatte möglichst rasch und gleichmäßig beheizt werden, ohne dass sie eine nennenswerte Verformung erleidet, auch nicht unter ihrem Eigengewicht. Der Rollenofen soll dabei möglichst effizient betreibbar sein, das heißt bei minimalem Energieaufwand. Die Wärmezufuhr soll auf wechselnde Anforderungen rasch verfügbar sein.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Demgemäß werden auch die Rollen der Rollenbahn aufgeheizt. Das Aufheizen lässt sich auf jegliche bekannte Weise durchführen. In Betracht kommt ein konvektives Beheizen, das heißt ein Aufblasen von heißer Luft auf die Rollen. Es kommt aber auch eine Widerstandsheizung in Betracht, oder sonstige Arten von Heizung.
Damit wird Folgendes erreicht:
Der Erfindung liegen die folgenden Überlegungen zugrunde: Durch die zusätzliche Erwärmung der Rollen, insbesondere der Keramikrollen, lässt sich die Unterseite der Glasbahn schneller aufheizen, als bisher. Nunmehr kann auch die Oberseite der Glasbahn rasch aufgeheizt werden. Dies führt zu einer deutlich schnelleren Erwärmung der Glasbahn insgesamt, damit zu einer kürzeren Aufheizzeit, und zu einer besseren Glasqualität.
Die Heizwiderstände haben ansich einen günstigen Energiewirkungsgrad. Sie haben jedoch den Nachteil, dass sie relativ träge sind und somit auf Änderungen des Wärmebedarfes nur langsam ansprechen. Luftdüsen zum direkten Aufblasen von heißer Luft oder einem anderen Gas sind hingegen dazu geeignet, durch Änderung des Blasdruckes einen aktuell plötzlich auftretenden Wärmebedarf rasch zu decken. Durch diese kombinierte Anwendung von Heizwiderständen und Heißluftdüsen kann man flexibel auf sich ändernde Betriebsbedingungen reagieren. So wird beispielsweise beim Anfahren wenig Heizleistung verlangt, da die Rollen – die im Allgemeinen aus Keramik bestehen – vergleichsweise hohe Temperaturen aufweisen und somit eine hohe Wärmeübertragung durch Leitung von den Rollen in die Glasbahn-Unterseite erfolgt. Nach einer Anfahrphase hingegen wird auf der Unterseite wieder mehr Heizleistung benötigt. Dem kann dadurch Rechnung getragen werden, dass sowohl die Wärmelieferung der Heizwiderstände als auch der Düsen entsprechend angepasst wird.
Die Blasdüsen sind dabei im Allgemeinen unmittelbar gegen die zu behandelnde Glasbahn gerichtet, so dass die heißen Gasstrahlen unmittelbar auf die Glasbahn auftreffen, am besten senkrecht zu dieser.
Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung wird vorgesehen, dass das Blassystem einen wesentlichen Teil der gesamten Wärmeübertragung aufbringen kann, beispielsweise 50% hiervon, oder gar 100%, und dass andererseits auch das System der Heizwiderstände zumindest im unteren Teil des Ofens in gleicher Weise für sich alleine einen wesentlichen Teil der Wärmeübertragung aufbringen kann, wiederum 50% oder gar 100%. Dies bedeutet, dass das eine oder das andere System für sich alleine einen wesentlichen Teil oder den Gesamtbedarf an Wärmeübertragung erbringen kann, währen das andere System zurückgefahren wird. Auf diese Weise lässt sich die gesamte Anlage äußerst flexibel und damit effizient und auch energiewirtschaftlich günstig betreiben.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin ist ein Rollenofen zum Behandeln einer Glasbahn dargestellt, und zwar in einem Vertikalschnitt mit Blickrichtung in Laufrichtung der Glasbahn. Die Glasbahn selbst ist hier nicht gezeigt.
Der Rollenofen ist im einzelnen wie folgt aufgebaut:
Er umfasst ein Gehäuse 1 von rechteckigem Querschnitt. Das Gehäuse 1 weist einen Boden 1.1, eine Oberwand 1.2, und zwei Seitenwände 1.3 und 1.4 auf. Es bildet somit eine Art Tunnel.
Es ist eine Mehrzahl von Rollen vorgesehen, von denen eine Rolle 2 erkennbar ist. Die Rollen sind angetrieben, so dass die nicht gezeigte Glasbahn in einer Richtung durch den „Tunnel” hindurchbewegt wird. Bei den Rollen handelt es sich beispielsweise um Keramikrollen.
Die Glasbahn wird sowohl auf ihrer Oberseite als auch auf ihrer Unterseite beheizt.
Entscheidend ist, dass gemäß der Erfindung die Rollen 2 mit einer zusätzlichen Heizung ausgerüstet sind, beispielsweise einer Konvektionsheizung. So lassen sich unter den Rollen 2 Düsen 8 anordnen, die Strahlen heißer Luft gegen die Rollen richten. Stattdessen können aber auch elektrische Widerstands-Heizelemente innerhalb der Rollen vorgesehen werden.
Zum Beheizen der Oberseite sind zahlreiche Düsenkörper 3 vorgesehen. Dabei handelt es sich um Hohlkörper, die – in Laufrichtung der Glasbahn gesehen – nur eine geringe Erstreckung haben und somit Platten ähneln, die parallel zueinander und in Laufrichtung der Glasbahn hintereinander angeordnet sind. Jedem der hohlen Düsenkörper 3 ist ein Motor 4 zugeordnet sowie ein Gebläse 5. Zwischen Motor 4 und Gebläse 5 befindet sich ein Isolierungsstopfen 6, der in der Oberwand 1.2 eingelassen ist.
Der eine der beiden hier dargestellten Hohlkörper ist mit ausgezogenen Linien widergegeben, der anderen ist teilweise verdeckt. Wie man erkennt, erstrecken sich beide hier erkennbaren Hohlkörper nach oben hin bis zur Oberwand 1.2 und nach unten hin bis kurz vor die Rollen 2, so dass noch ein Spaltraum zwischen den Rollen 2 und der Unterkante des betreffenden hohlen Düsenkörpers 3 verbleibt. Jeder dieser Hohlkörper ist in seinem unteren Bereich, das heißt unmittelbar oberhalb der Glasbahn, schnabelförmig, wobei es sich von der einen Seitenwand 1.4 zur anderen Seitenwand 1.3 beziehungsweise umgekehrt verjüngt. Im Bereich der Unterkante weist jeder hohle Düsenkörper 3 Bohrungen auf, die gegen die Glasbahn hin offen sind und somit Austrittsdüsen bilden.
Weiterhin erkennt man Heizelemente 7. Dies sind im vorliegenden Falle Widerstands-Heizelemente. Diese befinden sich innerhalb eines jeden hohlen Düsenkörpers 3.
Das Gebläse 5 erzeugt einen Luftstrom. Dessen Verlauf ist in dem ausgezogen dargestellten hohlen Düsenkörper 3 durch Pfeile veranschaulicht. Der Luftstrom gelangt durch den Bereich der Widerstandsheizelemente 7 und heizt sich hierbei auf. Schließlich tritt er durch die genannten Düsen an der Unterkante des betreffenden hohlen Düsenkörpers 3 aus und beaufschlagt die Glasbahn.
Wie man ferner sieht, sind die Motoren 4 von aufeinanderfolgenden Düsenkörpern 3 in dieser Darstellung versetzt angeordnet. Die Motoren sind somit außerhalb der vertikalen Mittelachse des Rollenofens angeordnet. Der Motor eines bestimmten hohlen Düsenkörpers 3 befindet sich somit über dem Endbereich des „Schnabels” betreffenden Düsenkörpers 3.
Auf der Unterseite der Glasbahn – im vorliegenden Falle unter den Rollen 2 – befindet sich ebenfalls ein Düsenrohr 8. Dieses ist mit Bohrungen verstehen, die gegen die Rollen von unten her münden und somit deren Unterseite beaufschlagen.
Ferner befinden sich unterhalb des Düsenrohres 8 Strahlungselemente 9, die die Unterseite der Glasbahn und die Rollen beaufschlagen.

1: Rollenofen
1.1: Boden
1.2: Oberwand
1.3: Seitenwand
1.4: Seitenwand
2: Rollen
3: Hohler Düsenkörper
4: Motor
5: Gebläse
6: Isolierungsstopfen
7: Widerstandsheizelement
8: Düsenrohr
9: Strahlungselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4010280 A1 [0004]
- GB 2082456 A [0004]
- WO 98/03439 A [0005]
- EP 1481949 [0006]
- EP 0564489 B1 [0007]
- EP 0937687 B1 [0008]
- EP 1481950 A1 [0009]

Claims

Rollenofen zum Behandeln einer Glasbahn mit den folgenden Merkmalen: 1.1 mit einer Rollenbahn, umfassend eine Vielzahl von Rollen, die quer zur Bewegungsrichtung der Glasbahn parallel zueinander angeordnet und drehbar gelagert sind; 1.2 mit einer Vielzahl von Düsen zum Aufblasen eines Gases auf die Oberseite der Glasbahn; 1.3 mit unterhalb der Rollenbahn angeordneten Heizwiderständen zum Erwärmen der Unterseite der einzelnen Glasbahn; 1.4 mit Düsen, die unterhalb der Glasbahn zum Aufblasen von heißem Gas auf deren Unterseite dienen; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 1.5 den Rollen (2) ist eine Heizeinrichtung zum Aufheizen zugeordnet.
Rollenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung für die Rollen (2) eine Konvektions-Heizeinrichtung ist, welche Heißgas-Düsen aufweist.
Rollenofen nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 3.1 die Düsen zum Aufblasen von heißem Gas sind derart gerichtet, dass die austretenden Gasstrahlen unter einem rechten Winkel mit einer Abweichung von +–10° auf die Glasbahn auftreffen.
Rollenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 4.1 das auf die Unterseite der Glasbahn einwirkende System der Heizwiderstände ist derart ausgelegt, dass es zwischen 50 und 100% des gesamten Wärmeübertragung der Unterseite aufbringen kann; 4.2 das auf die Unterseite einwirkende System von Heißgas-Düsen ist derart ausgelegt, dass es zwischen 50 und 100% des gesamten Wärmeübertragung der Unterseite aufbringen kann.