FI97378B

FI97378B - Method for controlling and directing heat effects in a glass and curing oven

Info

Publication number: FI97378B
Application number: FI950220A
Authority: FI
Inventors: Marko Lindroos
Original assignee: Glassrobots Oy
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1995-01-19
Publication date: 1996-08-30
Also published as: WO1998003439A1; FI950220A0; FI97378C

Description

9737897378

MENETELMÄ LÄMPÖVAIKUTUSTEN SÄÄTÄMISEKSI JA KOHDENTAMISEKSI LASIN KARKAISU-UUNISSA JA KARKAISU-UUNIMETHOD FOR ADJUSTING AND ALLOCATING THERMAL EFFECTS IN A GLASS-TEMPERING OVEN AND A TEMPERING OVEN

Keksintö kohdistuu menetelmään lasin lämmittämiseksi karkaisu-uunissa sekä karkaisu-uuniin, jossa lasia kuljetetaan vaakasuorien telojen kannattamana uunin läpi, uunissa lasi kuumennetaan lasin molemmin puolin sijaitsevien kuumennuslaitteiden avulla ja lasi siirretään karkaisulämpötilassa uunista pois.The invention relates to a method for heating glass in a tempering furnace and to a tempering furnace in which glass is conveyed by horizontal rollers through a furnace, the furnace is heated by heating devices on both sides of the glass and the glass is moved out of the furnace.

Ennestään tunnetaan vaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen lasin karkaisumenetelmä ja -uuni kuulutusjulkaisusta FI-62043. Tässä menetelmässä lasin yläpuolisella ilmapuhalluksella pyritään kuumennusjakson alussa tehostamaan lämmön siirtymistä lasin yläpintaan ja täten saada yläpinnan lämmitys vastaamaan lasin alapintaan kuumista kannatinteloista johtumalla siirtyvää lämpötehoa. Lämmönsiirtoteho pyritään pitämään samansuuruisena lasin kummallakin puolella, jotta lasin kaareutumis-ilmiöltä vältyttäisiin. Lasin yläpuolelle puhalletaan esiläm-mitettyä paineilmaa uunin ulkopuolelta.A glass tempering method and furnace according to the preamble of claim 1 are already known from FI-62043. In this method, the aim of the air blowing above the glass at the beginning of the heating cycle is to increase the heat transfer to the upper surface of the glass and thus to make the heating of the upper surface correspond to the lower surface of the glass due to hot support rollers. The aim is to keep the heat transfer power equal on both sides of the glass in order to avoid the curvature of the glass. Preheated compressed air is blown above the glass from outside the furnace.

Edellä kuvatulla menetelmällä ratkaistaan pelkästään lasin kaareutumisongelmaa lasin saapuessa uuniin ja kuumenemisen ensimmäisen minuutin ajan, jonka jälkeen uunin ulkopuolelta tuotu puhallus on lopetettava haitallisten vaikutusten vuoksi. Tällöin mm. lasin yläpinta alkaisi jäädä jälkeen lämpenemisessä lasin alapinnasta.The method described above solves only the problem of curvature of the glass as the glass enters the furnace and during the first minute of heating, after which the blowing introduced from outside the furnace must be stopped due to adverse effects. In this case, e.g. the upper surface of the glass would begin to lag behind in the heating of the lower surface of the glass.

Suomalaisesta kuulutusjulkaisusta 80872 tunnetaan lasin lämmitys- ja taivutusuuni, jossa uunin ulkopuolelta johdetaan ilmaa uunin sisälle ja puhalletaan ulos reiällä varustetuista putkista. Puhallus voidaan tehdä lasin kummallekin puolelle. Lasin kaareutumista ei tällä haluta ehkäistä, koska lasin halutaan taipuvan. Puhallus voidaan kuitenkin säätää paikallisesti putkia siirtämällä.Finnish publication 80872 discloses a glass heating and bending furnace in which air is led from outside the furnace into the furnace and blown out of the pipes provided with a hole. Blowing can be done on both sides of the glass. This is not to prevent the glass from curving, because it is desired to bend the glass. However, the blowing can be adjusted locally by moving the pipes.

FI-80872 ratkaisussa ei kuitenkaan kannatinteloja jäähdytetä kiertoilmalla eikä jäähdytys ajallisestikaan sijoitu kuumennus jakson loppuun ja alkuun tarkoituksena lasin kaareutumisen välttäminen. Lasin yläpuolelle ei puhalleta kiertoilmaa vaan uunin ulkopuolelta tuotua ilmaa.However, in the FI-80872 solution, the support rollers are not cooled by circulating air and the cooling is not located in time at the end and beginning of the heating cycle in order to avoid curving of the glass. The circulating air is not blown above the glass, but the air brought in from outside the oven.

97378 297378 2

Keksinnön mukaiselle menetelmälle ja karkaisu-uunille on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.The method and the tempering furnace according to the invention are characterized by what is stated in the appended claims.

Esillä olevalla menetelmällä ja karkaisu-uunilla ratkaistaan lasin kaareutumisongelma lasin tullessa uuniin ja lämmetessä jakson alussa, kun kuumien kannatintelojen lämmitysvaikutusta uuniin siirrettyyn kylmään lasiin vähennetään. Lasin yläpuolella olevilla puhaltimilla kierrätetään uunin yläosassa olevaa kuumaa ilmaa vasta kuumennusjakson lopussa, jolloin kuuma, uunin katon lähistöllä oleva ilmakin saadaan liikkeeseen ja konvektiolämmönsiirtoon lasille. Kuumennusjakson lopussa tapahtuva pakotettu konvektiolämmönsiirto uunin yläosassa tasaa lämpötilaerot ja parantaa lämmönsiirtymistä kuumennusele-menteistä, jolloin niiden pintalämpötila laskee, rasitus pienenee ja käyttöikä pitenee. Järjestämällä useita kiertoilma-puhaltimia uunin yläosaan, voidaan uunissa lämmittää useita jopa erikokoisiakin lasilevyjä yhtäaikaa, kun säädettävien puhaltimien avulla kohdistetaan konvektiolämpö tarvittaviin paikkoihin.The present method and tempering furnace solves the problem of glass curvature as the glass enters the furnace and heats up at the beginning of the cycle when the heating effect of the hot support rolls on the cold glass transferred to the furnace is reduced. The fans above the glass circulate the hot air at the top of the oven only at the end of the heating cycle, so that the hot air near the roof of the oven is also circulated and transferred to the glass by convection heat. Forced convection heat transfer at the end of the heating cycle at the top of the furnace compensates for temperature differences and improves heat transfer from the heating elements, thereby lowering their surface temperature, reducing stress and extending their service life. By arranging several recirculating air fans at the top of the oven, several glass plates, even of different sizes, can be heated in the oven at the same time, while the convection heat is applied to the required places by means of adjustable fans.

Uunin alaosassa kiertoilmapuhallus voi olla yleinen uunin sisäinen konvektio tai kanavoinnin avulla erityisesti kannatin-teloihin kohdistettu. Kummassakin tapauksessa, kun puhallus aloitetaan kuumennusjakson lopussa noin 20 - 40 sekuntia ennen lasin siirtoa, puhalluksella jäähdytetään teloja. Telojen lämpötila on niiden alla sijaitsevien kuumennuselementtien sätei-lylämmön johdosta korkeampi kuin ilman lämpötila, jolloin pelkästään ilmankiertopuhalluksellakin telojen lämpötilaa saadaan lasketuksi.At the bottom of the furnace, the recirculated air blowing can be general convection inside the furnace or, by means of ducting, specifically directed at the support rollers. In either case, when the blowing is started at the end of the heating cycle about 20 to 40 seconds before the glass is transferred, the blowing cools the rollers. Due to the radiant heat of the heating elements below them, the temperature of the rolls is higher than the temperature of the air, whereby the temperature of the rolls can be lowered even by air circulation blowing alone.

: Toisessa suoritusmuodossa alaosan kuumennuselementtien lämmmi- tystehoakin vähennetään alaosaan järjestetun kiertoilmapuhal-luksen aikana, jolloin telojen jäähdytys vielä tehostuu.: In another embodiment, the heating power of the heating elements of the lower part is also reduced during the circulating air blowing arranged in the lower part, whereby the cooling of the rollers is further intensified.

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossaIn the following, the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing, in which

Kuvio 1 esittää lasin karkaisu-uunia leikattuna.Figure 1 shows a section of a glass tempering furnace.

Kuvio 2 esittää erästä toista uunin suoritusmuotoa leikattuna.Figure 2 shows a section of another embodiment of the oven.

Il 3 97378Il 3 97378

Kuviossa 1 on yksikammiöinen lasin karkaisu-uuni, jossa lasi 1 lämmitetään karkaisulämpötilaan. Lasia kuljetetaan uuniin ja sieltä pois karkaisujäähdytykseen teloista 4 muodostettua rataa pitkin. Telojen 4 avulla suoritetaan myös oskillointi eli lasin jatkuva lineaariliike edestakaisin. Uunin yläosassa on kuumennuselementit 2 useana kenttänä ja alaosassa vastaavasti elementit 3. Alaosassa on puhallin 5, kanavointi 6 ja kannatin-telojen 4 kohdalle sijoitetut suuttimet 7. Lasin kuumennusjakson lopussa noin 20 - 40 sekuntia ennen lasin 1 siirtämistä jäähdytykseen, käynnistetään puhallin 5 jäähdyttämään teloja, jotka paremman säteilyabsorbtionsa johdosta ovat kuumempia kuin lasi 1 ja myös siitä syystä, että telat ovat lähempänä alapinnan säteilylähteitä 3 kuin lasi.Figure 1 shows a single-chamber glass tempering furnace in which the glass 1 is heated to a tempering temperature. The glass is transported to and from the furnace for tempering cooling along a path formed by rollers 4. The rollers 4 also perform oscillation, i.e. a continuous linear movement of the glass back and forth. At the top of the furnace there are heating elements 2 in several fields and at the bottom there are elements 3 respectively. which are hotter than glass 1 due to their better radiation absorption and also because the rollers are closer to the lower surface radiation sources 3 than glass.

Puhallus ei kuitenkaan jäähdytä lasia 1 vaan saattaa jopa lämmittää lisää, telojen luovuttaessa johtumisen lisäksi lämpöä myös ilmankin välityksellä lasiin. Puhallusta jatketaan koko ajan lasin poissiirtämisen ajan sekä uuden kylmän lasin siirtyessä tilalle ja alkaessa kuumentua.However, the blowing does not cool the glass 1 but may even heat up more, as the rollers transfer not only conduction but also heat to the glass. Blowing is continued at all times during the removal of the glass and when new cold glass is replaced and begins to heat up.

Lasin yläpuolella on useita kiertoilmapuhaltimia 8, jotka ovat erikseen säädettävissä käyntiin ja joiden pyörimisnope-peuttakin voidaan säätää joko ryhmänä tai erikseen. Puhaltimien käynnistys ajoitetaan kuumennusjakson lopulle lasin ollessa lämmennyt vähintään 400°C lämpötilaan. On edullista ottaa pakotettu konvektio avuksi jakson lopussa, kierrättämällä uunin yläosan kuumaa ilmaa alas yhdelle tai useammalle telojen varassa olevalle lasilevylle. Yläosassa kuumennuselementit 2 ovat välimatkan päässä toisistaan sallien ilmankierron niiden välistä. Puhaltimien 8 sijoittelulla ja säädöllä voidaan olosuhteita säätää uunin osissa erilaisiksi, jolloin uunissa voidaan lämmittää samaan karkaisulämpötilaan useammanlaisia lasilevyjä rinnan tai peräkkäin aseteltuna samanaikaisesti. Puhaltimien säätö suoritetaan ohjausyksikön avulla, johon esim. talletetaan erillisesti kunkin puhaltimen käyntiajat ja pyörimisnopeudet .Above the glass there are several recirculating air fans 8, which are individually adjustable for running and whose rotational speed can also be adjusted either as a group or separately. The start of the fans is timed to the end of the heating cycle when the glass has warmed to a temperature of at least 400 ° C. It is advantageous to use forced convection at the end of the cycle by circulating the hot air from the top of the oven down to one or more glass plates resting on the rollers. At the top, the heating elements 2 are spaced apart, allowing air circulation between them. By positioning and adjusting the fans 8, the conditions can be adjusted differently in the parts of the furnace, whereby several types of glass sheets can be heated to the same tempering temperature in the furnace, arranged in parallel or in succession at the same time. The fans are adjusted by means of a control unit, in which, for example, the running times and speeds of each fan are stored separately.

Kuviossa 2 on alaosan puhaltimet 9 aksiaalipuhaltimia sijaiten uunin kummallakin kyljellä lasin 1 kulkusuunnasta katsoen.Figure 2 shows the bottom fans 9 axial fans located on each side of the furnace as seen from the direction of travel of the glass 1.

97378 497378 4

Mitään erityistä kanavointia ei ole järjestetty. Ilmankierto teloille 4 tapahtuu vapaasti ja lämpötila telojen ja ilman välillä tasoittuu. Puhallusta jatketaan kuumenneen lasin poistuttua ja kylmän lasin saapuessa tilalle kuten kuvion 1 tapauksessa. Puhalluksesta johtuen telojen 4 lämpötila laskee lasin vaihdon aikana 2050"C enemmän kuin ilman puhallusta.No special channeling has been arranged. The air circulation to the rollers 4 takes place freely and the temperature between the rollers and the air is equalized. Blowing is continued when the heated glass is removed and the cold glass arrives in place as in the case of Figure 1. Due to the blowing, the temperature of the rollers 4 drops by 2050 ° C more during glass replacement than without blowing.

Tällä on jo huomattava merkitys lasin kaareutumisen ehkäisemisessä.This already plays a significant role in preventing glass curvature.

Kun puhallus suunnataan suuttimien avulla teloihin (kuvio 1) telojen jäähdytys tehostuu vielä. Kun lämmityselementeillä 3 on massaa, voidaan niiden tehoa pienentää tai kytkeä kokonaan pois myös 20 - 40 sekuntia ennen kuumennusjakson päättymistä. Alaosan ilmankierto alentaa elementtien pintalämpötilaa, niiden säteilyvaikutus teloihin lakkaa, mutta kiertoilman lämpötila ei kuitenkaan juuri muutu, koska elementit massansa johdosta luovuttavat lämpöä ilmaan, sillä ne ovat tehon katkaisuhetkellä useita satoja asteita ilmaa kuumempia. Kuuma ilma lämmittää täten lasia alapuolelta enemmän kuin tunnetuissa ratkaisuissa ja kompensoi sitä, että teloista lasiin johtuva lämpövirta esillä olevassa ratkaisussa pienenee.When the blowing is directed to the rollers by means of nozzles (Fig. 1), the cooling of the rollers is further enhanced. When the heating elements 3 have mass, their power can also be reduced or switched off completely 20 to 40 seconds before the end of the heating cycle. The air circulation in the lower part lowers the surface temperature of the elements, their radiant effect on the rollers ceases, but the temperature of the circulating air does not change much, because the elements give off heat to the air due to their mass, as they are several hundred degrees hotter. The hot air thus heats the glass from below more than in the known solutions and compensates for the fact that the heat flux from the rollers to the glass is reduced in the present solution.

Kylmän lasin tullessa uuniin, on yläpuolen puhaltimet pysäytetty, alapuolen ilmankierto on päällä sekä yläpuolen kuumen-nuselementit 2. Kun lasi on lämmennyt noin 100°C, kytketään alaosan kuumennuselementit päälle ja suunnilleen silloin lopetetaan myös alaosan ilmankiertopuhallus. Alaosan kuumennus-elementeistä lämpö siirtyy jonkin verran paremmin lasiin kuin yläosan elementeistä, joten alaosan elementit voivat olla prosessissa kytkettynä pois jonkin aikaa, samoin yläpuolen lämmönsiirron tehostaminen puhaltimilla aiheutetulla konvektiolla on eduksi juuri kuumennusjakson lopussa, jotta lasi lämpiäisi molemmilta puolin suunnilleen samalla teholla. Lasin alapinta lämpiää yläpintaa paremmin koska luonnollinen konvektio ala-elementeistä lasiin on suurempi kuin yläelementeistä lasiin jos sitä suoraan niistä on lainkaan. Säteilylämmönsiirto on puolestaan samaa luokkaa lasin kummallekin puolelle sekä elementeistä 2 että 3 pinta-alayksikköä kohti.A cold glass enters the furnace, the upper side of the fans is stopped, the underside of the air circulation is switched on and the upper side of the heating elements 2. When the glass is heated to about 100 ° C, is connected to the lower part of the heating elements on or about the time the lower part of the closed air circulation blower. The lower part of the heating elements heat is transferred slightly better than the top of the glass elements, so that the bottom of the processing elements may be turned off for a while, and the upper side of the heat transfer more efficient blowers-induced convection is of advantage precisely at the end of the heating cycle, in order to warm up the glass on both sides to approximately the same power. The lower surface of the glass heats the upper surface better because the natural convection from the lower elements to the glass is greater than from the upper elements to the glass if it is directly from them at all. The radiant heat transfer, in turn, is of the same order on both sides of the glass for both elements 2 and 3 per unit area.

IlIl

Claims

A method for regulating and directing the heat effect inside a curing furnace for glass rooting various structural elements and air spaces or its parts, in which method curing glass (1) likes to geriom the furnace of a conveyor system consisting of horizontal straight rollers (4) and the glass is heated by means of heaters (2), (3) located above and below the glass plate, characterized in that - by means of the internal air circulation started in the lower part of the furnace started in the lower part of the furnace ( 3) heating effect on glass support rollers (4), - air circulation in the lower part of the oven is switched off when the new, instead of the old, glass plate has been heated to a temperature of about 100 ° C, - using the upper part of the oven placed adjustable circulation air fans (8) are regulated and streamlined circulation of hot air and heat effect on the glass (1) at the final stage of heating when glass temperature is above 400 ° C.

Method according to claim 1, characterized in that the efficiency of the heating devices (3) placed under the glass (1) is reduced or they are completely switched off at the final stage of the heating.

3. A method according to claim 2, characterized in that, by means of air circulation in the lower part of the furnace, the reduction of the heating effect that support rollers have on the glass at the final stage of the heating and when the glass is removed is compensated.

Method according to any of the preceding claims 1-3, characterized in that the heaters (3) in the lower part of the oven are fitted at the latest when the glass (1) is brought into the oven when the temperature of 100 ° C.

Method according to any of the preceding claims 1-4, characterized in that the exhaust of circulation air in the lower part of the chick is directed to rollers (4) by means of ducting (6) and nozzles (7).

Method according to any of the preceding claims 1-5 characterized in that, by means of circulating air fans (8) located in the upper part of the furnace, the air is circulated from the upper part of the furnace on the surface of the glass plate (1) in one or more parts of the furnace. or throughout the oven.

Curing oven for glass for carrying out the method according to claim 1, which consists of a conveying web formed of rollers (4) and heating elements (2), (3) located above and below the glass, characterized in that in the upper part of the oven there are adjustable circulating air fans (8) for circulating air in the upper part of the furnace at the final stage of heating and in the lower part there is at least one circulating air fan (5), (9) for circulating air in the lower part of the furnace and comprises control devices for controlling the operation of the fans (8) and (5), (9).

8. A glass curing oven according to claim 7, characterized in that at least the heating elements (2) located in the upper part of the furnace have a distance between them in order for the air to circulate also through the field of heating elements.

9. Glass curing oven according to claims 7 and 8, characterized in that in the lower part there is one or more fans for circulating air on rollers (4).

Glass tempering furnace according to claims 7, 8 and 9, characterized in that in the lower part of the furnace there is ducting (6) for circulating air and directed nozzles (7) for directing blow-out of circulating air. air against rollers. li