JP2584766B2 - 薄板ガラスの加熱方法およびその加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱処理および／または凸曲形成のために水
平炉内で加熱される薄板ガラスを加熱制御する方法およ
び装置に関するものである。

〔従来技術と問題点〕

薄板ガラスを加熱する際に、ローラ・ベッドで搬送さ
れる薄板ガラスを通過せしめる水平炉、いわゆるトンネ
ル、を利用することは周知の通りである。これらの炉の
中では、薄板ガラスは徐々に加熱され、炉の出口でのそ
の温度が例えばガラスの軟化点を越えるので、薄板ガラ
スは凸曲形成および／あるいは焼入に充分な可塑性を呈
することになる。

かかる水平炉は、耐火物で作られたベッドプレートと
アーチとからなっており、温度上昇はローラ・コンベヤ
の一側及び他側に対称的に取り付けられた電気抵抗体に
よって得られる。これらの電気抵抗体は長手方向の様々
な領域に分割配設されており、その領域の個数は炉の長
さによって変わり、また各長手方向領域自体も更に同じ
幅と長さの横断方向領域に分割されている。例えば、長
さ12m、幅1.2mの水平炉であれば、長さ2.4mの長手方向
５領域に分割し、これらの各領域を更に幅0.4mの３領域
に分割することができる。かかる寸法は例えば、側面窓
ガラス等の自動車窓ガラスを加熱するのに便利である。

説明のために示す例において15種類の加熱出力を出す
ことのできる15の抵抗領域を配設するとしても薄板ガラ
スを均一に加熱できることにはならない。このため当然
のことながら、薄板ガラスの領域を、それに最も大きな
変形を加える前に例えばより強く加熱するように、局部
的に差を以って加熱制御することは極めて困難である。

ガラス加熱のこの不均一あるいはむしろその加熱の調
整不能には様々な理由がある。まず、炉のベッドプレー
トとアーチを構成するのに用いられている耐火物の輻射
熱である。すなわち、耐火物はその受けた熱を再放出す
るので、第１熱源である電気抵抗体から来る熱がガラス
の受ける熱のわずか45％しかならない設備もある。耐火
物のこの熱輻射は空間のすべての方向に行われ、その結
果、平均化した熱放出は加熱領域の局部変化付けに期待
される効果を損なうことになってしまう。更に、ガラス
の領域によっては他の領域と比べ全体的には加熱が少な
くなってしまうところがある。実際、電気抵抗体の領域
間では、電気抵抗を含まず、即ちガラスを直接加熱しな
い横断方向領域と長手方向領域とにより決まる領域が生
じる。横断領域がすべて幅が同じであるので、ガラスの
移動方向と平行な連続帯域が生じ、この帯域はガラスの
加熱に直接関係しない。こうしてこれらの影の領域によ
って、制御できない局部変動のある加熱が行われ、この
加熱は、例えば焼入の少ない領域を伴う一連の操作の中
で行われる。

要するに、すでに指摘したように、相反する効果を持
つ様々な現象を、極めて精密な調節によって首尾よく平
衡させても、炉はある種のガラスに対してはやはり不満
足な状態にとどまる。前記に例示した炉において、１辺
50cmの方形ガラスの処理について考察する。炉の下手に
設けられた処理装置によって正確に受容されるように、
ガラスは当然中心合わせがなされる。つまり、こうする
ことによって、ガラスの縁部が全体として影の領域内を
循環して過度に加熱されることがない。要するに、加熱
維持困難による特定の逆効果を弱めるためには、薄板ガ
ラスの姿勢を変えることによって達成されるが、その場
合炉の出口での薄板ガラスの取り出しに問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、薄板ガラスの加熱を精密制御できる、薄板
ガラス加熱用の水平炉を提供するものである。

本発明によれば、まず、炉内に設けられた電気抵抗体
を特別に分割配設することによって薄板ガラス加熱の上
記精密制御が得られる。これらの抵抗体は薄板ガラス通
路の下方の下部抵抗層と、上部抵抗層とに分割して配設
される。本発明の加熱方法は下記の通りである。すなわ
ち、各抵抗層としての加熱抵抗体は、長手方向領域と、
これらの長手方向領域に対応する幅の異ったサブ横断方
向領域とに分割配設され、各長手方向領域及びより詳し
くは各サブ横断方向領域の温度が他の領域の温度と無関
係に調節される。

加熱抵抗体のかかる分割配設によって薄板ガラスに与
えられる熱量を精密制御し、最終的にはその熱量を急速
に変化させることができる。

実際、サブ横断方向領域は寸法が互いに他と異るの
で、薄板ガラスの前進方向と平行な連続した影の領域が
もはや存在しない。更に、各長手方向領域の各サブ横断
方向領域の温度を変化させることによって、ほんの少数
のサブ横断方向領域、例えば長手方向領域毎に３つのか
かるサブ領域で、加熱の調整に関して、同じ寸法の５つ
あるいは７つのサブ横断方向領域からなる炉より優れた
質の炉を得ることができる。

更に本発明の炉では、非対称的に加熱パラメータを、
より容易に変更することができる。こうして、焼入およ
び／あるいは凸曲形成の際に、ガラスの１辺が最適加熱
されない場合には、単一のサブ横断領域の温度だけを最
も頻繁に変えることによってその辺の加熱を矯正でき
る。

本発明はまた、本発明の方法を実施するためガラスを
水平姿勢が加熱する炉にも関している。この炉は、その
中をローラ・ベッド型のコンベヤが貫通しており、アー
チとベッドプレートとを有しており、それらは夫々、長
手方向領域とサブ横断方向領域に分割配設された電気抵
抗体の上部層と下部層とをそれぞれに支持しており、各
電気抵抗体層は幅が異っておりまたそれらの温度を調節
する手段を備えている。

ベッドプレートとアーチとは特に好ましくは、各領域
および各サブ領域の加熱の極めて精密な制御を可能にす
る、密度の低い繊維性耐火物で断熱することである。密
度の低い繊維性耐火物で作った炉は実際、その熱的慣性
が低く、そのため、ガラスの加熱条件を急速に変更する
ことができる。

また好ましくは、水平加熱炉内を通る薄板ガラスの搬
送は、シリコンガラスから成ると共に織ったシリコン繊
維製の鞘で覆われた中空管状部材によって行われる。か
かる部材は薄板ガラス加熱のより良い制御に貢献する点
で有用である。

〔実施例〕

以下、添付図面に従って本発明をより詳細に説明す
る。

本発明の炉の特徴は説明のためにのみここに述べるの
であって、本発明を限定するものではない。

本発明の適用となる炉は薄板ガラスを予熱する炉であ
って、トンネル型のものであり、この炉に薄板ガラスが
水平姿勢で装入され、一般にはローラ・ベッドで構成さ
れた水平コンベヤによって炉内を搬送される。

かかる炉は薄板ガラスをまず周囲温度に加熱し、また
その薄板ガラスを凸曲形成また／あるいは焼入するため
に軟化点まで加熱するのに特に用いられるものである。
この熱処理は一般には、明確な欠陥、および特に光学的
な欠陥があった場合に主として行なわれるものである。
こうした欠陥を最小限にするべく、薄板ガラスが極めて
精密な温度勾配を持つように炉の出口での薄板ガラス温
度を制御することが不可欠である。

多くの場合、例えば均一な焼入処理が所望であれば、
薄板ガラスの表面温度を完全に均一にすることが必要で
ある。これ以外の場合では、ガラスの領域が特に大きな
変形（例えば折れ）を受けざるを得ない時、あるいは他
のガラス部分とは違ったレベルの焼入を受けなければな
らない時は、上記とは反対に変形が首尾よく局部化され
るように領域の加熱を領域毎に違えて行わねばならな
い。

本発明によれば、薄板ガラスの温度勾配の上記精密度
は以下に述べる特徴を組み合わせることによって得るこ
とができる。

かかる炉では、加熱領域の比較的細かな調節が可能で
ある。このためには、炉は例えば５つの、長さの同じ長
手方向領域1,2,3,4,5に分割され、それらの領域には互
いに他から独立して給電される。ガラスが中で領域１か
ら５に向って進む12m長の炉では、こうして順次、領域
１には130kwの加熱電力を、領域2,3には115kwを、また
領域4,5には70kwをそれぞれ与えることができる。

長手方向領域は各々、幅が相異った３つのサブ横断方
向領域に分割され、これらのサブ領域は例えば、中央領
域1.2,5.2の200mmから領域3.2の540mmまで致る。これら
のサブ領域の各々の温度を調節するため、各長手方向領
域に与えられる電力はサブ横断方向領域において分配さ
れ、またPID（比例積分、微分）型の調節器で調節され
る。この調節器は電力パーセント配電電位差計によって
電力を各対応のサブ領域に分配する。

この調整を命令するため、好ましくは、炉のベッドプ
レート、アーチおよび各長手方向領域の中央に設けた熱
電対によって検出された温度の一部をループするマイク
ロプロセッサを利用することである。図示したような、
すなわち、様々なサブ横断方向領域を分離する不連続路
がほぼ菱形を成すように抵抗を分割配設し、また対角線
上に十字マークを施した横断方向領域おいては図中ブラ
ンクにされている領域よりも大きい電力を与えることに
よって、ガラス加熱をより良く制御することができる。
ガラスの寸法が破線で示すガラス寸法に対応していれ
ば、あるいは長さが約0.4mであれば、抵抗領域1.1,1.3,
5.1,5.2を比較的低い温度に保持するのが好ましく、中
央の抵抗領域（1.2,2.2,3.2,4.2,5.2）によって得られ
る加熱で充分となる。従って本発明の炉の運転は特に経
済的であり、また様々な抵抗領域の温度組み合せが可能
であるので、ガラスが部分的に加熱不十分となる、ある
いは逆に加熱過度になることを回避できることになる。

かかる炉は同一設備によって様々なカットの製品を順
次処理する場合に特に有用である。その他の抵抗領域分
割配設も、特に炉に多数の前進する製品を１列に並べて
装入する場合に用いることができる。

加熱パラメータの連続的変更は、炉を密度の大きな耐
火煉瓦で作らずその炉が内壁を繊維性耐火物で断熱され
ている金属性構造を有するのが好ましい場合にはもっと
小さくなる。かかる炉はその熱的慣性が極めて小さく、
従ってその加熱、またその冷却も極めて急速である。従
って、例えば12m長、1.2m幅で、薄板状ガラスを約600〜
700℃の温度まで加熱したトンネル型炉は２時間以内で
冷却され、これによって修繕のための迅速な干渉が可能
であり、炉は約1/30時間で温度上昇させられるが、密度
の高い耐火物ではかかる操作で必然的に少なくとも１日
の生産中止となる。

加熱は例えば、好ましくはシリコン・アルミの耐火管
に巻き付けた抵抗体によって行われる。かかる装置には
軽量であり、従って炉の金属トラスで容易に支持できる
という利点がある。更に欠陥部材は、かかる耐火管が熱
衝撃に強いため、炉を冷却しなくても極めて急速かつ容
易に交換され得る。

トンネル型炉内における薄板ガラスの搬送はローラ・
コンベヤによって行われる。このローラ・コンベヤは、
ガラスの前進方向と平行また直交して設けられており、
かつ、チェーンで駆動されるピニオンが端部に密着させ
られている管の列によって構成されている。これらの管
はシリコンガラスの中空管であるのが好ましく、これに
よってガラスとローラ・ベッドとの熱交換が最少にさ
れ、またむくのローラを備えた炉と比べ熱制御が更に改
善される。

好ましくは、コンベヤのローラはシリコン繊維組織の
鞘を有するのが好ましく、そのシリコン繊維組織によれ
ば、ショックが減衰され、又ガラスとローラとの接触が
緩らげられる一方、炉内にたまたま存在するほこり等の
不純物が吸収される。更には、この耐火性組織によって
ガラスとローラとの間の熱交換が最少限にされる。

より好ましくは、薄板ガラスは図示のように横断方
向、すなわち、その長い辺を進行方向と直交させて装入
される。かかる配置には光学的欠陥即ち、ガラス自動車
に、また同等の速度のものに取り付けられる場合に運転
手の視野に入るそうした光学的欠陥を最少限にするの
と、炉の長さを長手方向に薄板ガラスを装入する場合よ
り短くできるという二重の利点がある。

こうして、本発明の炉はコンパクトであり、保守が容
易、かつ、その中ですべての部材がガラスの加熱温度の
より良い制御に貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の炉の加熱抵抗の分割配置を示す概略
図。 1.1〜5.3…加熱領域。

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネル炉内を移動する板ガラスの通路の
   一側及び他側にかつこの通路の長手方向の一部に分割配
   置され、各層が長手方向の独立した領域に分割されてい
   る２層の電気抵抗体によって板ガラスを水平姿勢にて加
   熱する方法において、各長手方向領域を、それら長手方
   向領域に沿って異なる幅のサブ横断方向領域で構成し、
   各サブ領域の温度を互いに他の温度とは独立に調節し、
   上記サブ横断方向領域を、サブ横断方向領域間の分離線
   がほぼ菱形を構成するように配設することを特徴とする
   板ガラスの加熱方法。
2. 【請求項２】中を通過する板ガラスのためのコンベヤの
   上、下にそれぞれ設けられた上部電気抵抗体層と下部電
   気抵抗体層とからなる炉で構成されており、各層の電気
   抵抗体がそれらの温度を調節する手段を備え、長手方向
   領域に分割配置されている、板ガラスを水平姿勢で加熱
   する装置において、長手方向領域の各々が横断方向のサ
   ブ領域からなり、これらのサブ横断方向領域はその属し
   ている長手方向領域の炉内位置に応じた異なる幅を有し
   ておりまたその温度を調節する手段を備えていることを
   特徴とする板ガラス加熱装置。
3. 【請求項３】サブ横断方向領域の上記温度調節手段は各
   長手方向領域に供給される電力全体を調節する手段であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の板ガ
   ラス加熱装置。
4. 【請求項４】繊維性断熱物で断熱した金属トラス、ベッ
   トプレートおよびアーチを備えていることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項又は第３項のいずれか１つに記載
   の板ガラス加熱装置。
5. 【請求項５】上記電気抵抗体がシリコンアルミ製の耐火
   管に巻きつけられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項〜第４項のいずれか１つに記載の板ガラス加熱
   装置。
6. 【請求項６】板ガラス用コンベヤが中空管状部材で形成
   したローラ・ベッドで構成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項〜第５項のいずれか１つに記載の
   板ガラス加熱装置。
7. 【請求項７】上記中空管状部材がシリコンガラス製であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の板ガ
   ラス加熱装置。
8. 【請求項８】上記中空管状部材がシリコン繊維状組織で
   覆われていることを特徴とする特許請求の範囲第２項〜
   第７項のいずれか１つに記載の板ガラス加熱装置。
9. 【請求項９】板ガラスの焼入れおよび／または凸曲形成
   のための加熱に用いられ、上記板ガラスはそれらの最も
   長い辺を進行方向に対して直交するように保持されなが
   ら炉内へ導入されることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項〜第８項のいずれか１つに記載の板ガラス加熱装
   置。