FI116463B

FI116463B - Lämpökäsiteltävän lasilevyn konvektiolämmitysuuni

Info

Publication number: FI116463B
Application number: FI20030482A
Authority: FI
Inventors: Kari Vaehae-Antila; Petri Lammi; Jouko Jaervinen
Original assignee: Glassrobots Oy
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2005-11-30
Also published as: FI20030482A; FI20030482A0

Description

116463

LÄMPÖKÄSITELTÄVÄN LASILEVYN KONVEKTIOLÄMMITYSUUNI

Keksintö kohdistuu lämpökäsiteltävän lasilevyn konvektiolämmitysuuniin, johon uuniin 5 lasilevy tulee kuljetusrataa pitkin, kuten pyöritettävien telojen varassa ja uuniin kuuluu edelleen lämmitysvastukset lasilevyä vasten puhallettavan ilman lämmittämiseksi, puhallin sekä ilmanpuhalluskanavointi mainitun ilman puhaltamiseksi lasilevyä vasten ja ilman-puhalluskanavointi käsittää pitkänomaiset lasilevyn liikkeen suuntaiset kanavat, joiden sisällä ainakin osa kustakin puhallusilmaa lämmittävästä lämmitysvastuksesta sijaitsee 10 vapaassa kontaktissa ilmavirtaukseen ja edelleen kukin kanava käsittää vastuslinjan alapuolella laajennuksen sekä laajennuksessa pohjaosan, jolloin pohjaosa on varustettu ilmanpuhallusaukoilla.

Ennestään tunnetaan patenttijulkaisusta EPO 0 910 553 B1 edellä olevan johdanto-osan 15 mukainen lasilevyjen lämpökäsittelyuuni, jossa on pitkänomaisia ilmanpuhalluskanavia. Näihin kanaviin on asennettu kanavan suuntaisesti lämmitysvastuksia, jotka on erityisten heijastinpintojen avulla säädetty säteilemään pääasiassa alaspäin lasia kohti. Puhallusilma tulee kanavien yläosasta kohti lämmitysvastuksia osittain ympäröiviä heijastinkouruja ja ohittavat kourut ja jatkavat edelleen alas kohti erityisiä aukoilla varustettuja säteilylevyjä. 20 Säteilylevyt vastaanottavat heijastinkourujen johdosta voimakasta lämpösäteilyä lämmi-:.’*i tysvastuksista ja säteilylevyt ovat sen lisäksi tarkoituksella valmistettu paksuhkoiksi *, *.· levypaneeleiksi, jotta ilma ehtisi lämmetä kulkiessaan niiden aukkojen läpi. Ilmavirta ei ·. : huuhtele lämmitysvastuksia, joten niiden pintalämpötila on korkea ja ne lähettävät * I * ' · ·' voimakasta lämpösäteilyä.

LV 25 • ·

Edellä kuvatun uunin haittana on, että lasin lämmitys tapahtuu suurelta osin säteilynä vaikka ilmaakin puhalletaan, sillä ratkaisuun kuuluvat säteilylevyt ovat lasin yläpuolella ja • · · ;;. * lasin lämpötilaa huomattavasti korkeammassa lämpötilassa. Varsinkin tietyllä tavalla • » T pinnoitetut lasit heijastavat säteilyä pois eivätkä lämpene säteilylämmityksen avulla.

30 Uuniin joudutaan tekemään lämmitysvastusten yhteyteen ylimääräisiä heijastinkouruja sekä * ·· ' vastusten alapuolelle massiiviset aukotetut säteilylevyt, jotka vielä reagoivat hitaasti • · '/·/· lämmityksen säätöön. Lämmitysvastusten käytöstä säteilylämmittiminä, jolloin niillä on :hyvin korkea pintalämpötila, seuraa väistämättä niiden käyttöiän selvä lyheneminen.

116463 2

Edellä esitetyn uuniratkaisun haittojen eliminoimiseksi ja lasin lämmitysmuodon saamiseksi entistä lähemmäksi täydellistä konvektiolämmitystä, on kehitetty uusi konvektioläm-mitysuuni, jolle on tunnusomaista, että lämmitysvastuksen pintalämpötilan alentamiseksi ja säteilylämmönsiirron osuuden pienentämiseksi on ilman nopeus kanavaosan sisällä jär-5 jestetty olemaan suurimmillaan lämmitysvastuksen kohdalla muodostamalla mainittuun kohtaan ilmavirtaukselle kanavassa ahtain kohta.

Keksinnön etuna on, että lasin lämmitys tapahtuu lähes yksinomaan konvektion avulla, jolloin ratkaisu sopii kaikentyyppisille pinnoitetuillekin laseille. Lämmitysvastukset ovat 10 suoraan voimakkaassa ilmavirtauksessa, jolloin niiden pintalämpötila ei kohoa kovin paljoa ohi puhallettavan ilman lämpötilaa korkeammaksi. Vastusten elinikä tämän johdosta pitenee ja niiden säteilyvaikutus ympäristöön jää myös pieneksi. Ilman purkaussuuttimet ovat keveään levyrakenteeseen tehtyjä aukkoja. Levyrakenne on olennaisesti samassa lämpötilassa kuin sen läpi johdettu voimakas ilmavirtaus, koska lämmitysvastusten säteily 15 ei sanottavasti lämmitä levyrakennetta. Myös levyrakenteen materiaalin ja sen pinnan laadun avulla on vaikutettavissa, että levyrakenne ei juurikaan lähetä lämpösäteilyä lasiin. Erikseen säädettävät lämmitysvastukset on asennettavissa puhalluskanavien suuntaisesti tai poikittain niihin nähden. Lämmitysvastuksia voi olla myös molemmilla asennustavoilla samanaikaisesti uunissa asennettuna.

20

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa

k I

Kuvio 1 esittää osaa keksinnön mukaisesta lämmitysuunista, jossa lasilevyn päällä olevat • * · : eräät lämmityskomponentit on kuvattu vinosti sivulta.

Kuvio 2 esittää puhalluskanavaa päästä katsottuna, f 25 Kuvio 3 esittää poikittain kanavaan nähden asennetun lämmitysvastuksen asennusta.

, . Kuviossa 1 esitetään osuus lasin lämpökäsittelyuunista, joka uuni käsittää seinämät (ei ’näytetty) sekä kuljetusradan muodostettuna pyörivistä teloista 3, joiden päällä lasilevy 1 on * » * · ’! ’ halutulla tavalla siirrettävissä prosessin aikana ja sen jälkeen. Puhallusilman johtamiseksi • 30 lasin 1 pintaan, kuuluu uuniin pitkänomaiset kanavat 2, jotka on tässä esimerkissä ’ *; · ’ asennettu lasin 1 kulkusuuntaisiksi. Kanaviin 2 tuodaan puhallusilma yhdeltä tai useam- » » :,· i malta puhaltimelta jakokanavistoja 4 pitkin. Kanavien 2 sisään on sijoitettu lämmitys- ‘ ·" · elementit 5, jotka ovat kanavien 2 suuntaisina. Kanavat 2 laajentuvat alaspäin lämmitys- elementtien 5 alapuolella ja päättyvät reiällisiin pohjaosiin 9. Ainakin pohjaosa 9 on 5 3 116463 ohutlevyä ja siihen on lävistetty aukkoja 7, 8 sopivimmin niin, että lävistystyökalulla on tehty reikien ympärille myös kaulukset alaspäin (kuviot 1 - 3). Ohutlevyllä tarkoitetaan levyä, jonka paksuus on alle 3 mm.

Lämmityselementit 5 ovat kanavassa 2 suhteellisen kovassa ilmavirtauksessa ja ilmavirtaus kulkee läheltä elementtien 5 ohi. Tämän johdosta elementit luovuttavat tehokkaasti lämpöä ilmaan eikä elementtien lämpötila kohoa korkeaksi. Niiden pintalämpötila jää olennaisesti alemmaksi kuin säteilylämmitystapauksessa, jolloin niiden pitää lähettää huomattavaa 10 säteilytehoa ympäristöön. Puhallusilma kulkee vastuksen ohi, lämpenee sen johdosta ja jatkaa lämmenneenä pohjaosan 9 aukoista kohti lasia 1. Pohjaosan 9 laajentuneen muodon ansiosta puhallusreikien 7,8 peitto lasin pintaan tulee suureksi. Kanavien 2 väliin jää kuitenkin riittävä tila ilman palauttamiseksi takaisin ylös puhaltimen imupuolelle.

15 Kuviossa 2 esitetään suoraan kanavan 2 päästä katsottuna kanavien asennustilanne.

Pohjaosan 9 ja lasin 1 välimatka s säädetään olevaksi noin 50 - 70 mm. Pohjaosa 9 on etäällä lämmityselementistä 5, välimatka on noin 70-120 mm. Tämän johdosta elementti 5 ei säteilyn kautta juurikaan lämmitä pohjaosaa 9. Pohjaosan 9 lämpötila tulee hyvin lähelle puhallusilman lämpötilaa. Lämmityselementin 5 pintalämpötila puolestaan muo- 20 dostuu noin 50 - 200°C korkeammaksi kuin mihin lämpötilaan ohi virtaava ilma läm- •. ‘ · · piää. Em. lämpötilaero riippuu suuresti siitä, millä nopeudella ilma ohittaa elementit 5.

• 1 · ...: Kuviossa 3 esitetään suoritusesimerkki, jossa kanavan 2 poikittaissuuntaan on muodos- « · · * # ’ · 1 tettu aukot lämmityselementeille 5 ja että kanavien 2 välisessä tilassa on suojaholkit 6, : ·' 25 jotka sekä säätävät kanavien 2 välimatkaa että estävät elementtejä 5 merkittävästi *···' säteilemästä ulos kanavien välisistä tiloista. Kanavat 2 sallivat muodoltaan ja kor keudeltaan myös, että elementtejä 5 voisi olla yhtäaikaa lasin kulkusuunnassa sekä pitkittäin että poikittainkin asennettuna. Elementtien 5 lämpöteho voi olla hoikkien 6 kohdalla säädetty pienemmäksi esim. käyttäen harvempia vastuslangan kierroksia pituus-30 yksikköä kohti.

• · · : Lasilevyn 1 alapuolelle voidaan tehdä kuvion 1 kaltainen lämmitysjärjestely ylösalaisin :: käännettynä ja sopivimmin käännettynä vielä niin, että kanavat 2 ovat telojen 3 suuntaisina ja niiden välitiloissa. Pohjaosien 9 nurkissa olevat puhallusaukot 7 ovat silloin kohti teloja 4 116463 3 ja lämmittävät niitä. Myös muunlaiset ratkaisut lasin alapuoliseen lämmitykseen ovat mahdollisia esim. lämmitystavat, joissa säteilyn osuus on suurempi.

5 Keksinnölle on olennaista, että lämmitysvoimakkuutta lasin eri osille kyetään säätämään erillisten lämmityselementtien 5 avulla, jotka ovat erikseen säädettävissä. Elementtejä 5 on sopivimmin vierekkäin elementtien suunnassa ts. lasin kulkusuunnassa, jolloin niille on kullekin oma syöttö ja täten oma säätökin mahdollinen. Tarvittaessa lasin 1 pinnalle voidaan pelkästään lämmityselementtien säädön avulla saada tarkka haluttu lämpö-10 tilajakautuma.

Lisäksi puhaltimien ja ilmanjakokanavien 4 avulla voidaan edelleen säätää ilman nopeuksia ja ilmamäärien jakoa eri kanavistoihin 4 ja päästä tämän avulla myös vaikuttamaan lasin lämpötilajakautumaan. Myös puhaltimien yleissäädöllä voidaan vaikuttaa lämmityksen 15 luonteeseen eli konvektion osuuteen säteilyyn nähden. Suuri puhallettava ilmamäärä ja sen nopeus siirtävät lämmitystavan kohti lähes täydellistä konvektiolämmitystä.

20 • · · * « · * » » · 25 • » » · · • · • · :..0 30 • · »

Claims

116463

1. Lämpökäsiteltävän lasilevyn (1) konvektiolämmitysuuni, johon uuniin lasilevy tulee 5 kuljetusrataa pitkin, kuten pyöritettävien telojen (3) varassa ja uuniin kuuluu edelleen lämmitysvastukset (5) lasilevyä (1) vasten puhallettavan ilman lämmittämiseksi, puhallin sekä ilmanpuhalluskanavointi (4);(2) mainitun ilman puhaltamiseksi lasilevyä vasten ja il-manpuhalluskanavointi käsittää pitkänomaiset lasilevyn (1) liikkeen suuntaiset kanavat (2), joiden sisällä ainakin osa kustakin puhallusilmaa lämmittävästä lämmitysvastuksesta (5) 10 sijaitsee vapaassa kontaktissa ilmavirtaukseen ja edelleen kukin kanava (2) käsittää vastuslinjan alapuolella laajennuksen sekä laajennuksessa pohjaosan (9), jolloin pohjaosa (9) on varustettu ilmanpuhallusaukoilla (7, 8), tunnettu siitä, että lämmitysvastuksen (5) pintalämpötilan alentamiseksi ja säteilylämmönsiirron osuuden pienentämiseksi on ilman nopeus kanavaosan (2) sisällä jäljestetty olemaan suurimmillaan lämmitysvastuksen 15 (S) kohdalla muodostamalla mainittuun kohtaan ilmavirtaukselle kanavassa (2) ahtain kohta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen konvektiolämmitysuuni, tunnettu siitä, että laajennuksen pohjaosa (9) on ohutlevyä ja että se on voimakkaan konvektiopuhalluksen 20 ja/tai levylle valitun pinnanlaadun ansiosta järjestetty olennaisen vähän lasiin lämpösäteilyä • · ; ’* lähettäväksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen konvektiolämmitysuuni, tunnettu siitä, että Γ! pohjaosan (9) ilmanpuhallusaukot (7, 8) ovat ohutlevyyn tehtyjä kauluksellisia reikiä. 25 • ·

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen konvektiolämmitysuuni, tunnettu siitä, että : , ·, lämmitysvastukset (5) on sijoitettu voimakkaaseen ilmavirtaukseen niiden pintalämpötilan t > « rajoittamiseksi korkeintaan 300°C korkeammaksi kuin sen ilman lämpötila, joka on * I « ..' ohittanut mainitun vastuksen. » « t · · 30 » I

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen konvektiolämmitysuuni, tunnettu siitä, että I t * • · ; lämmitysvastukset (5) on sijoitettu voimakkaaseen ilmavirtaukseen niiden pintalämpötilan rajoittamiseksi korkeintaan 200°C korkeammaksi kuin sen ilman lämpötila, joka on ohittanut mainitun vastuksen. 116463

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen konvektiolämmitysuuni, tunnettu siitä, että pohjaosan (9) lämpötila on olennaisesti sama kuin lasilevyyn (1) puhallettavan ilman lämpötila.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen konvektiolämmitysuuni, tunnettu siitä, että lämmitysvastus (5) sijaitsee kanavassa (2) kanavan (2) suuntaisesti.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen konvektiolämmitysuuni, tunnettu siitä, että lämmitysvastus (5) sijaitsee poikittain kanavaan (2) nähden ja on johdettu kulkemaan sen 10 läpi.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen konvektiolämmitysuuni, tunnettu siitä, että lasin (1) lämpötilajakautuman ja lämpötilan nousunopeuden säätämiseksi, lämmitysvastus-ten (5) tehot ovat uunin ohjausjärjestelmän avulla erikseen säädettävissä ja puhallusilman 15 virtausta ylläpitävän puhaltimen pyörimisnopeus on säädettävissä.