JP2666159B2 - 板ガラスの温度分布を均等化する方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水平に配された焼戻しプラント内のローラー
を装備した炉内で板ガラスの温度分布を均等化する方法
に関するものであり、この方法に於いて、板ガラスは炉
を介して水平に配されたローラーからなるコンベヤーに
よって水平レベルに支持され、板ガラスの対向面は抵抗
エレメント及び板ガラスの上部及び下部に取り付けられ
たローラー等の炉を構成する部材による熱の伝導、対流
及び放射に晒され、これら効果によって板ガラスの上下
面に加えられる熱量を均等化するために板ガラスの上面
は少なくとも加熱サイクルの初期に細流ジェット噴射の
ように空気を炉内の板ガラスの上面に噴射することによ
って強力熱対流に晒され、このジェット噴射はインゼク
ター作用により板ガラスの上面に沿って炉内の熱風の乱
流を発生させる。

本発明はまた水平に配された焼戻しプラント内のロー
ラーを装備した炉内で板ガラスの温度分布を均等化する
装置に関するものであり、前記装置は炉、その内側にあ
る板ガラスの軟化温度に炉の温度を維持するための熱抵
抗、板ガラスを水平に支持するための水平ローラーとそ
のためのコンベヤーからなりローラーからなる支持面上
に炉内の熱を均等化する空気を噴射する噴射マニフォル
ドが設けられている。

本願出願人の米国特許第4390359号にこの種の方法及
び装置が開示されている。この公知の装置では、対流噴
射マニフォルドは板ガラスの反りを防ぐために用いられ
ている。ガラスが700℃以上の高温のローラーを装備し
た炉内に搬送された時、最初にガラスの縁部が反り上が
ってしまう。これは板ガラスが炉の頂部からの加熱より
速くローラーが熱を伝えてしまうことによるものであ
る。これはローラーからガラスへの熱の高伝導によるつ
まり、ガラスの下面での熱の対流及び放射によってガラ
スの下面へ伝達される熱の量は対流及び放射によるガラ
スの上面へ伝達される熱の量を越えてしまうからであ
る。以上のことから下方から板ガラスへ伝導される高温
の熱を補うためにガラスの上面に強制対流を起こすため
の対流噴射マニフォルドが用いられた。

その後、対流噴射は噴射空気が板ガラスの下方を通る
噴射空気供給パイプによって板ガラスの下に位置するロ
ーラー付近で予熱が加えられるようになった。この方法
は本願出願人のフィンランド特許出願第894191号に詳細
に記載されている。この公知の方法によると予熱はロー
ラー及びガラスの下部の空気から得られる。この方法に
よれば噴射空気の量は減少するのに対して対流噴射力は
増加させることが可能である。

対流噴射法は水平焼戻しプラントで製せられるガラス
の質を実質的に向上させることが可能であるが、まだこ
の方法にも次のような特有の欠陥が在る。

−ガラスが炉内を端部から端部へ搬送される際、負荷物
の端部領域は他の部分より高温になる。これはガラスが
ローラー上に位置していない時、常にローラー自体が対
流噴射によって加熱されるからである。このことはガラ
スが搬送される間、炉の両端部で生じる。この結果、炉
の最終部分でのガラスの端部の温度は炉の他の部分での
温度より高くなる。最初に搬送されるガラスの先行端部
と最後に搬送されるガラスの後続端部の温度はその他の
ガラスの部分より15乃至20℃程高くなる。このことによ
り第２図に示すように、ガラスの進行方向の各端部がア
ーチ状に曲がってしまうプリーティング効果が生じる。
不等一または不規則な加熱はガラスに不均一な結晶分布
を発生させる原因となる。

−ガラスが炉の長さ方向の特定の部分上で搬送される際
（ガラスは搬送部が序々に炉の入り口から出口へと移動
するように段階的に前方へ移行する。）、炉内に小型の
ガラス１枚（例えば車のサイドウィンドー）だけが炉内
に在るというような事が有り得る。このような場合、対
流噴射は殆ど全ての炉内のローラーを加熱してしまう。
このことはアーチ効果が生じるローラーの温度の上昇を
招き、さらなる対流噴射が必要となる。この問題は長さ
のあるガラスの搬送によって解消されるが（ローラーは
ガラスの搬送によって冷却される）、長尺ガラスが搬送
される迄多くのガラスに欠陥が生じる。このような場合
一連の小型のガラスを加工する際ある程度の不良品が製
せられることを考慮しなければならない。

−重量のあるものが炉内に搬送されるとローラーは冷却
される。対流噴射を全く用いなくともガラスが下方から
より上方から多くの熱を受ける程度にローラーは冷やさ
れる。この結果、ガラスは下方に湾曲するかあるいはア
ーチ状になりさらにローラーが冷やされると、焼戻し時
の冷却装置内でガラスが破砕してしまう。ローラーが等
しく均一に冷やされるのであれば、この問題はさほど重
要ではないが、炉の非負荷時に、対流噴射を続けること
によって熱をローラーに集中させなければならない。
（炉の端部から端部へガラスを搬送する際、作業単位間
にガラスを搬送しない時間が設けられていることにより
ガラスによって奪われた熱を補う時間が設けられる。）
しかしながら、特定の場所のローラーが他のローラーよ
り速く冷やされてしまうという問題が生じる場合があ
る。原因の一つとして炉内での搬送方法が挙げられる。
このような問題は炉の中央に位置するローラー（大型の
ガラスの場合）及び積載ゲート付近に位置するローラー
（薄く重量のあるガラスの場合）に生じやすい。これの
場合、特定の部分のローラーに熱を集中させることが重
要である。

上述の問題の共通点は正確な場所に正確な時間、対流
噴射を集中することを可能にしなければならないという
ことである。多量の噴射空気を用いるとさらなる問題が
生じるので、可能な限り少量の空気で可能な限り効果的
に対流を作用させなければならない。その問題とは空気
を排出することにより不必要な場所に余分な熱を与え、
密閉及び支持機構に問題が生じる。さらに、噴射される
空気は炉の空気の温度に熱せられなければならないつま
り熱効果を必要とする。炉の空気より低い温度の空気を
使用することにより炉内に制御困難な空気の流れが生じ
てしまう。

以上の問題は本発明による噴射マニフォルドを用いる
ことにより解決される。このマニフォルドによって必要
な時に限りパイプからのみ空気を噴射させることが可能
になった。このことは炉の外側でプログラムまたは手動
で開閉されるオン／オフバルブに噴射パイプを取り付け
たことにより達成される。通常の作業では、ガラスが特
定のパイプの作用範囲内に位置する時バルブが開くよう
にガラスの移動によってバルブは開閉する。従って、ガ
ラスがパイプの作用範囲内に位置していないときはバル
ブは閉じている。よって、特定のローラーの不必要な加
熱を最小限にすることが可能になった。

本発明の特徴は添付の請求項に明らかにされている。

本発明の方法及び装置は炉の端部のローラーを他のロ
ーラーより冷えた場合、この部分の噴射パイプが特定の
時間ローラーに予熱空気を噴射させるような場合にも利
用される。これにより長期の連続的な負荷状態に於いて
炉の積載端部のローラーが他のローラーより速く冷えて
しまう場合に生じるガラスの破損の増加を防ぐことがで
きる。非負荷時に噴射される空気には予熱が加えられて
いなければならない何故なら、先行の空気噴射と較べて
非負荷時の空気噴射は実質的には炉内に余分な空気を入
れることになり、つまり多量の空気による上述の欠陥が
生じるからである。

本発明の２、３の実施例を添付図面を参照し詳述す
る。

第１図は本発明の略式平面図。

第２図はプリート効果によって端部が湾曲した板ガラ
スの側面図。第３図は本発明の方法を適応した炉の断面
図。

第４図は第３図のIV−IV線に沿った炉の長手方向部分
の断面図。

炉（１）の内側にローラー（２）からなるガラス支持
レベル上に熱抵抗スチールからなる圧縮空気供給パイプ
（３）が取り付けられている。パイプ（３）はガラスの
進行方向に対して横手方向に配されている即ち、ローラ
ー（２）と同じ方向に配されている。パイプ（３）はそ
れぞれ直径約1mmの穴が水平にまたは僅かに下方に両方
向に向かって配されており穴と穴の間は約100mmの間隔
が設けられている。パイプ（３）内の噴射圧は約３乃至
５バールである。パイプ（３）からの細流ジェット噴射
は炉内の熱空気の乱流を板ガラスの上面に沿って生じさ
せる。言い換えれば、このことはガラスの上面に対流熱
効果による熱移動を増長させる。

しかしながら、矢印（４）で示す圧縮空気はパイプ
（３）に直接供給されない。第１図の場合、空気は最初
に電気的に加熱するプリーヒーター（10）を介して移送
される。第３及び４図では、空気は分配パイプ（５）内
へ移送され、このパイプは炉の長手方向に延び且つ複数
の管体（６）が設けられており、この管内は炉の横手方
向に延びローラー（２）からなる支持面の下方に位置し
ローラー間の間隙を一つおきに抵抗（９）上に配されて
いる。管体（６）によって空気は噴射パイプ（３）が設
けられているマニフォルド（７）内に進行する。管体
（６）を通過する際、空気に予熱が加えられ同時にロー
ラー（２）と板ガラスの下方の間隙を冷やす。第３図に
示す通り、何本かのパイプ（５、６、７）だけの構成と
なっている。殆どの場合、空気は抵抗（８）上を通るパ
イプによって予熱が加えられる。

さらに、前記炉（１）（第３及び４図）には従来上部
熱抵抗（８）と下部熱抵抗（９）が設けられている。パ
イプ（３、６）は抵抗（８、９）とローラー（２）の間
に位置している。パイプ（３、６）は可能な限り前記ロ
ーラーに接近して位置し炉自体の熱平衡に影響を与えな
いような小型のものであるが、噴射作業中、これらのパ
イプは効果的且つ瞬時に下面への熱の移行を減少させ上
面への熱の移行を増大させるために用いられる。

ガラスがローラー上に位置するとき必ず実質的に特定
の部分にだけ対流噴射を集中させるために、各パイプ
（３）はオン／オフバルブ（11）に取り付けられてお
り、このバルブ（11）は炉の外側に位置しておりまたこ
のバルブは磁気バルブからなる。一方、前記バルブ（1
1）は制御ブロック内のリレーまたは電気スイッチによ
って制御されこの制御ブロックはマイクロプロセッサー
（15）によって制御される。マイクロプロセッサー（1
5）には１枚または複数の板ガラスからなる炉内の積載
物の位置に関する情報が連続的に送られる。またエレク
トリックアイ（16）が積載テーブル（21）から炉（１）
内へ移動する板ガラスの後続縁部が前記エレクトリック
アイを通過したことを探知し前記マイクロプロセッサー
に知らせる。その後、このマイクロプロセッサーはベル
トまたはチェインを介して前後にローラーを回転させる
モーター（17）を制御する。よって、マイクロプロセッ
サー（15）には常時、炉（１）内の板ガラスの位置が知
らされる。このことは複数の板ガラスからなる積載物に
も応用することができるこの場合１枚の大型のガラスと
して扱われる。板ガラスの位置に関する情報に基づい
て、前記マイクロプロセッサー（15）は前記マグネチッ
クバルブの開閉を制御し、通常の作業ではこのバルブ
（11）はガラスの移動によって開閉することになってい
る。バルブ（11）は板ガラスが対応するパイプ（３）と
重なった時のみ開きそれ以外は閉じている。これにより
特定のローラーに不必要に加えられる熱を最小限にす
る。比較的厚みのあるガラスを炉の端部から端部へ搬送
する際炉の端部に位置するローラーの過度の加熱を避け
ることが重要な問題である。また一方では厚さ4mmのガ
ラスを長期に渡る連続的な積載では積載端部のローラー
は他のローラーより速く冷やされそれにより板ガラスの
破損が増加する。本発明は積載作業の間の非積載時に前
記パイプ（３）によって全てのローラーまたは炉の入り
口端部のローラーに予熱を噴射しローラーの温度を均一
にすることによってこの問題を改善する。非積載時の、
ローラーへの噴射時間は手動でローラーを過熱しないよ
うに自動噴射切断手段によって制限される。

少なくとも炉の特定の長手方向部分に亘って、２乃至
３本の噴射パイプを併合させこれらパイプはバルブ（1
1）を共有し共通の制御を受けるようにすることが可能
である。何本かのパイプが炉内に予熱を生じさせずにロ
ーラーの上を直接通過するのに対し第３及び４図に示す
ように何本かのパイプだけが炉内を循環するようにする
ことも可能である。プリヒーター（10）を使用する際、
通常のバルブは耐熱製ではないので前記プリヒーターの
上流部に位置していなければならない。

先に引用した米国特許第4390359号に開示されている
ようにバルブ（11）を加熱サイクルの最中に対流噴射を
遮断するのに用いることも可能である。必要であれば最
終段階の加熱時より初期の段階でより多くの空気が噴射
されるように制御されたスロットルバルブを設けること
も可能である。さらに、スロットルバルブを予め設定す
ることにより各種の板ガラス及び搬送法に最も適した噴
射状態に予め調節することも可能である。

本発明の方法及び装置を用いて可能な限り均一に加熱
されたガラスは炉（１）から次の焼戻しステーション
（21）へ搬送され、ここで板ガラスの両面が従来通りに
冷却空気噴射によって急冷される。当然、本発明は冷却
速度を遅くすることによって得られる熱強化ガラスの製
造にも適用できる。

本発明の特徴を要約すると次の通りである。ガラスを
均一に加熱することができるのでプリート効果を抑える
ことができる。加えて、板ガラスを均一に加熱するので
冷却装置内のガラスの破損を減少させ結晶サイズが均一
になるのでガラスの焼戻し作業を促進させる。また本発
明の方法は炉の温度が一定であるので大型の方形のガラ
スの加熱作業を促進する。ローラーを不必要に加熱しな
くなりそれにより噴射力が衰えないので対流噴射自体も
より効果になった。

非負荷時の噴射によって加熱回数及び非負荷時間の減
少と空の搬送及び機械を停止しなくなり炉の生産能力が
上昇した。

本発明は上述の実施例に限定されるものではなく添付
の請求項の範囲内で複数の変更及び応用が可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ビカラ、ヨーマ・カルロ・ヨハネス フィンランド、エスエフ−33820 タン ペレ、レピチェンカトー 27 (56)参考文献 米国特許3986856（ＵＳ，Ａ) 米国特許4390359（ＵＳ，Ａ)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平に配された焼戻しプラント内のローラ
   ーを装備した炉内で板ガラスは水平に配されたローラー
   （２）からなるコンベヤによって水平レベルに搬送さ
   れ、板ガラスの対向面は抵抗エレメント（８、９）、ロ
   ーラー（２）または板ガラスの上下に取り付けられた炉
   を構成する部材による対流、伝導、放射熱効果に晒さ
   れ、板ガラスの上下面に加えられる総熱量に均一にする
   ために板ガラスの上面は少なくとも加熱サイクルの初期
   に細流ジェットとして空気を炉内へ板ガラスの上面付近
   に噴射することによって生じる強制対流に晒され、この
   細流ジェットはインゼクター作用により板ガラスの上面
   に沿って炉内の熱空気の乱流を生じさせる板ガラスの温
   度分布を均等にする方法に於いて、炉の長手方向に連続
   したパイプ（３）または２、３のパイプからなる連続し
   たパイプ列（３′）からの空気の噴射は各パイプ（３）
   またはパイプ列（３′）に連結されたバルブ（11）によ
   って制御され、前記バルブは板ガラスの振動制御手段
   （15,16）からの板ガラスの位置に関する情報に基づい
   て制御され、これによりいかなるときでも所定の時間に
   移動可能な板ガラスが位置する炉の長手部分にのみ噴射
   されることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】炉（１）の非負荷時では同じバルブ（11）
   により炉の入り口端部及びまたは中央部で局部的な噴射
   が行われることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】炉内に噴射される空気には予熱が加えられ
   約670乃至720℃の炉内の空気に近い温度に熱せられるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 【請求項４】水平に配された焼戻しプラントのローラー
   を装備し、炉（１）、この炉の内側に設けられ炉内の温
   度を板ガラスの軟化温度に近い温度にする熱抵抗（８、
   ９）、炉の内側に設けられ水平に配された板ガラスを支
   持する水平ローラー（２）、このローラーのコンベヤ及
   びローラーからなる支持面上に設けられ炉内に熱を均一
   にする空気を噴射するための噴射マニフォルド（３）か
   らなる板ガラスの温度分布を均等にする装置に於いて、
   炉の長手方向に連続的に配された複数の噴射パイプ
   （３）またはパイプ列（３′）のそれぞれには制御エレ
   メント（15、16）からの指令を受けるために連結された
   バルブ（11）が設けられており、前記エレメントは炉内
   の板ガラス移動をも制御し、いかなる時でも所定の時間
   に移動可能な板ガラスが位置する炉の長手方向部分にの
   み噴射するようにバルブ（11）を制御することを特徴と
   する装置。
5. 【請求項５】炉（１）の積載作業間の非負荷時に炉の入
   り口端部及びまたは中央に位置する噴射パイプ（３）の
   前記バルブ（11）は入り口端部及びまたは中央のローラ
   ーに少なくとも一時的に対流熱効果を与えるために開く
   ように制御されることを特徴とする請求項４記載の装
   置。
6. 【請求項６】噴射空気プリヒーターは炉の入り口（４）
   と噴射ポイント間の噴射パイプ（３）の長尺の延長部
   （６、７）からなることを特徴とする請求項４または５
   記載の装置。
7. 【請求項７】噴射空気プリヒーター（10）は炉の外側に
   位置しこのプリヒーターを介して延びる全ての噴射パイ
   プは前記ヒーターの上流に位置するバルブ（11）に取り
   付けられていることを特徴とする請求項４乃至６いずれ
   か１項に記載の装置。
8. 【請求項８】噴射パイプ（３）または上限３本からなる
   パイプ列は開閉バルブ（11）及びスロットルバルブ（1
   2）に取り付けられていることを特徴とする請求項４乃
   至７いずれか１項に記載の装置。