JP4770720B2 - ハースベッドの支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、熱風ガスにより浮上させて支持される板ガラスを、加熱炉内で並設したハースベッド上を移送することにより曲げ成形するガス炉のハースベッドの支持構造に関する。

従来、自動車用の窓ガラスなどに使用される湾曲ガラス板は、型枠上に載置された板ガラスを加熱軟化し、自重により垂下させて曲げる自重曲げ方式や、曲げ型を使用して加熱された板ガラスを両面からプレス曲げするプレス曲げ方式、ハースベッドから噴出される高温ガスにより、ガラス板を浮揚移動させながら曲げるガスハース曲げ方式、板ガラスを搬送ロールによって搬送しながら搬送ロールの形状に倣って曲げるローラハース曲げ方式など、湾曲ガラス板の大きさ、形状によって適宜効率の良い方法がとられ、使い分けられている。

これらのガラス板の曲げ加熱方式のうち、ガスハース曲げ炉と呼ばれる方式は、耐火製のハースベッドの上面に無数の小孔を設け、該小孔より圧縮エアまたはガスを噴出させることによってガラス板を浮上させながら搬送させるものであるが、安定した姿勢で搬送させる為に、ガラス板の搬送方向に直交するハースベッドの片側方向に僅かに傾斜させて、浮上するガラス板を傾斜面の下方側に移動させ、ガラス板の下端辺の複数箇所及び搬送方向の上流側辺にガラス板の形状に合わせて支承具を当接させることによって浮上するガラス板の姿勢を一定に維持して搬送しながら、加熱炉内で曲げ加工する方式である。

前記従来の支持構造はハースベッドの長さ方向にわたりその底部両側に横設した耐火物からなる支持ブロック、および該支持ブロックの下面を被嵌する耐熱性の金属たとえばステンレス鋼よりなる支持枠と、ハースベッドの四隅部において該支持枠を担持し保持台より立設した金属の支柱よりなり、保持台には昇降調整手段を設けたものが知られている。

例えば、本出願人による出願による実公平２−１３４５３号公報には、ガス炉のハースベッドの長さ方向にわたりその底部両側に横設した支持ブロックおよび該支持ブロックの支持枠と、ハースベッドの四隅部において前記支持ブロックおよび支持枠に貫挿しかつ下方に位置した係止具の上部嵌合孔に挿入したサポートロッドと、前記係止具下部嵌合孔に上端部を挿入し保持台より立設した支柱よりなり、前記支持ブロック、サポートロッド、支柱は低膨張性耐火物よりなることを特徴とするハースベッドの支持構造が開示されている（特許文献１）。
実公平２−１３４５３号公報

ガスハース炉においては、ハースベッドの上面に設けた小穴より熱風ガスを噴出させて、板ガラスを浮上させて被接触で、該板ガラスの上面形状に倣うようにガラス板を正確に湾曲させるので、板ガラス面にキズを付けないようにして湾曲成形させることができる反面、該ガラス板の下面とハースベッドの上面との間隔、すなわちガラス板の浮上量がガラス板の形状によっても異なるが、概ね０．５〜１ｍｍ程度となり、特に複数個並設したハースベッドの後半においてはガラス板の湾曲形状をハースベッドの湾曲形状に合わせるために前記浮上量を少なく設定している。このため、並設したハースベッドの上面相互の段差を前記間隔より小さくし、好ましくは０．２〜０．５ｍｍ以下としないと、該段差部分でガラス面に接触してキズが発生してしまうことになる。

従来の耐熱金属製の支柱を用いたものは、線膨張係数が大のため、ガス炉の稼動前に
冷間で支柱に設けた高さ調整手段により並設する各ハースベッドの上面同士の高さを揃えても、ガス炉の加熱後に炉内温度分布に起因して場所毎に上記部材の膨張代に差が生じてハースベッドの上面に段差をもたらすだけでなく、熱間で再度綿密に昇降調整しなければならないため、非常に手間と時間を要するという問題があった。

これらの問題点を改善した前記特許文献１に記載の発明は、図６にも示したように、支柱を低膨張の溶融シリカ製の支柱とし、その周囲を支柱の長さより長さの短いステンレス鋼の保護管で囲って補強して膨張を抑えたものであるが、支柱が脆性の溶融シリカであるため大変脆く、また保護管の内部と支柱間に隙間が小さいので、熱歪等により保護管が曲がり、溶融シリカの支柱がこの変形に追従できず、割れてしまうというという問題点があり、また、保護管の熱膨張に引っ張られて高さ方向に変動してしまうという問題点があった。

さらに、特許文献１のハースベッドと当接する支持ロッドは耐熱金属製であるために炉内の加熱による熱膨張によってハースベッドの上面の高さ間に段差が発生し易いという問題点があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、加熱炉内のハースベッドを支持する支柱及び支持ロッドが脆性材料であっても、破損することなく、冷間で高さ調整手段により調節した各ハースベッドの上面同士の高さが、加熱後でも再調整不要で段差を発生させることなく一定とし、ガラス板を複数のハースベッド上でスムーズに搬送できることを目的とする。

すなわち、本発明は、ガラス板を浮上させながら搬送する加熱炉内に並設したハースベッドの支持構造において、
ガス炉のハースベッドの底面部の対向する２辺で、かつガラス板の搬送方向に平行に横設した支持ブロックおよび該支持ブロックの下面を被嵌する支持枠と、
ハースベッドの四隅部において前記支持ブロックおよび支持枠に貫挿しかつ下方に位置した係止具の上部嵌合孔に挿入した支持ロッドと、
前記係止具の下部嵌合孔に上端部を挿入し保持台より立設した支柱からなり、
前記支柱は少なくとも３つに分割されており、前記支持ロッド、支持ブロック、支柱を低膨張性のセラミック耐火物として、前記支持ロッドおよび支柱の周囲に、それぞれ剛性で耐熱材料の筒状保護管、および支柱保護管を被着させ、前記分割した支柱の外径と、支柱保護管の内径間に隙間を設けるようにし、かつ、操業時の熱間において、支持ロッド、および支柱のそれぞれの上端が筒状保護管、および支柱保護管の上端より上方に突出するようにしたことを特徴とするハースベッドの支持構造である。

本発明のハースベッドの支持構造によれば、加熱炉内の熱による支持構造の膨張は低膨張性耐火物である支持ロッドおよび支柱の膨張により支配されるが、それらは膨張係数１０^−７／℃程度またはそれ以下ときわめて小さく、６００℃以上に加熱しても無視しうる程度の膨張代であるので冷間で高さ調整手段により調節した各ハースベッドの上面の各高さが熱間においても再調整不要で段差を発生させることなく一定となり、浮上するガラス板を複数のハースベッド間に跨ってスムーズに搬送できる。

本発明のハースベッドの支持構造は、ガス炉のハースベッド１の底面部の対向する２辺、かつガラス板の搬送方向に平行に横設した支持ブロック４および該支持ブロック４の下面を被嵌する支持枠５と、ハースベッド１の四隅部において前記支持ブロック４および支持枠５に貫挿しかつ下方に位置した係止具６の上部嵌合孔に挿入した支持ロッド２と、前記係止具６の下部嵌合孔に上端部を挿入し保持台より立設した支柱７からなり、
前記支持ロッド２、支持ブロック４、支柱７の材質を低膨張性のセラミック耐火物製として、前記支持ロッド２および支柱７の周囲に、それぞれ剛性の筒状保護管３、および支柱保護管８を被着させ、熱間において、支持ロッド２、および支柱７のそれぞれの上端が筒状保護管３、および支柱保護管８の上端より上方に突出させるようにしたものであり、その突出する長さを、１〜３ｍｍとするのが好ましい。

また、支柱保護管８内に配設した前記支柱７は、上下方向に少なくとも３分割し、上下方向に直列に配設するのが好ましく、円柱状の低膨張性のセラミック耐火物製とし、その周囲に支柱保護管８を被着させた。該支柱保護管８の最下端部は閉状態で密閉されているので支柱７が下方に落下することはない。

さらに、前記支柱７を分割した場合には、支柱７の外径と、剛性の支柱保護管８の内径間には２ｍｍ前後の隙間を設けるのが好ましい。

前記支持ブロック４は、ハースベッド１の底部両側でトンネル状の炉壁と平行な方向に伸ばした断面が矩形状のフレーム状部材であり、その長さはハースベッド１の底部の側辺の長さに略一致させるのが良く、その材質は、溶融シリカ製等の低膨張のセラミック耐火物とし、その線膨張率係数は０．５４ｘ１０^−６である。

また、前記支持ブロック４の下部には、支持ブロック４を保持する断面略コ字状の剛性の耐熱性金属からなる支持枠５を被嵌し、前記支持ブロック４、および支持枠５の両部材に設けられた穿孔部内を筒状保護管で被嵌された支持ロッド２を挿通させ、支持枠５の下面に当接するように配設した係止具６によって支持される。

尚、支持枠５は、金属製であり低膨張性耐火物からなる支持ブロックより熱間においては膨張するため、冷間においては支持枠５の長手方向の長さを、支持ブロック４の長手方向の長さより熱膨張分だけ短くした。

前記係止具６は、剛性の耐熱性金属からなるブロック形状であり、上面側に前記筒状保護管３の外径と一致する内径の上部嵌合孔、下面側には前記支柱保護管８の外径と一致する下部嵌合孔を有しており、上部嵌合孔と下部嵌合孔の中心軸を一致するように設けた。

前記ハースベッド１は周知の低膨張性耐火物が用いられているが、支持ブロック４も低膨張性耐火物を用いることにより熱によるハースベッド１と支持ブロック４との長さ方向、すなわち加熱炉の壁面に平行な方向の膨張差が生じず、したがつて直列に並設したハースベッド１、１、・・間に隙間が生ずることがなく、勿論ハースベッドの長さと同一に設定した支持ブロック４、４間にも隙間が生じない。

後述するように、係止具６の上部嵌合孔の下端面と下部嵌合孔の上端面間を仕切る隔壁の厚みを薄くすれば、金属製である係止具６の熱による膨張を考慮しても２０ｍｍ以下とするのが好ましいが、実用上５〜１０ｍｍ程度であれば充分である。このように、その影響は微小であるので、全体としての膨張代は僅少となり、並設するハースベッド１、１、・・に操業上支障となるような段差が生じることはない。

支持ブロック４、支持ロッド２、支柱７は、線膨張係数０．５４Ｘ１０^−６／℃程度、もしくはそれ以下の低膨張性耐火物が用いられ、適応する耐火物としては工業的に大量生産かつ入手が容易な高純度の溶融シリカブロックが推挙できる。

支持ブロック４を支持する支持枠５、および係止具６は剛性の金属材料より任意に選択しうるが、強度や耐熱性に優れており、かつ入手容易な材料であるステンレス鋼を用いるのが通例である。

低膨張性耐火物からなる前記支柱７を保護する金属製の支柱保護管８は支持金具１２によって架台２３に支持され、該支柱保護管８の下端部は、加熱炉の炉床より下方位置にあり、また、支柱保護管８の下端には高さ調整部材１１を設け、該高さ調整部材１１によって支柱保護管８及び支柱７の高さを調整自在である。

図４は、図３のハースベッド１を支持ロッド２により支持する部分の拡大図であり、通常ハースベッド１の上面は図１に示したように、ガラス板の支承具２４側が下辺となるように傾斜させるため、支持ロッド２はハースベッド１の下面に対して法線方向に設置し、係止具６の下部嵌合孔と嵌合する支柱７は、床面に対して垂直方向に設置した。

また、ハースベッドが支持ロッドからズレて落下しないように、図示しないストッパーを落下防止用に設けている。

尚、図１の符号２７はガスバーナーであり、符号２２は炉内雰囲気ガスを循環させる循環ファンである。

次いで、本発明のハースベッドの支持構造の作用を説明する。

前記支持ロッド２、支柱７を低膨張性耐火物としたのは、加熱炉内に並設するハースベッド１、１、・・を支持する支持ロッド２や支柱７を冷間で高さ調整しても、加熱後の支持ロッド２や支柱７の熱膨張により、並設したハースベッド１、１、・・間の高さに段差が生じないようにし、ハースベッド１上で浮上するガラス板がハースベッド１に衝突したり接触したりしないように熱間において再調整を不要とするものである。

すなわち、支持ロッド２、支柱７を低膨張性耐火物とすれば、冷間で高さ調整したあとに、熱間での再調整作業は不要となる。

また、支持ロッド２、支柱７を低膨張性耐火物としたのは、炉内の調整作業のために図１の加熱炉のドア２６や、図示しない覗き窓等の開閉により、炉内温度分布が一時的に変動して、ハースベッドの表面に段差が発生する要因ともなっている。

また、低膨張性耐火物の支持ロッド２、および支柱７の外周部に、それぞれ剛性の金属製の筒状保護管８、および支柱保護管８を被着させたのは、低膨張性耐火物が脆性であり、破損しやすいため、その補強を目的として設けられたものである。

さらに、筒状保護管３、および支柱保護管８の上端より、それぞれ支持ロッド２、および支柱７を熱間で１〜３ｍｍだけ上方に突出させるようにしたのは、ハースベッドの高さを支持ロッド２、および支柱７によって支配し、筒状保護管３、および支柱保護管８によって支配させないようにするためである。

支柱７を上下方向に少なくとも３分割し、上下方向に直列に配設したのは、熱膨張等によって支柱７をカバーする支柱保護管８の変形時に、支柱７の材料が脆性材料であることにより折損するため、支柱７を分割し、支柱保護管８の変形に追従できるようにしたものである。

前記支柱を分割し、さらに支柱の外径と支柱保護管８の内径間に２ｍｍ程度の隙間を設けるようにしたのは、図５に示すように、支柱保護管８が熱膨張によりくの字状に変形した場合でも、分割した支柱のそれぞれの位置がずれて、支柱保護管８の変形に追従させて、折損しないようにするものである。

尚、ハースベッド１に高さは、支持ロッド２、係止具６、支柱７、高さ調整部材１１の冷間から熱間への熱膨張を考慮して、冷間にて調整するが、材質のばらつきや誤差、炉内温度分布の変動等により、計算値とずれるが、線膨張率を低く抑えることにより、これらの膨張の絶対量を低く抑えることができる。

以下に本発明の実施例を図面にもとづき詳述する。

［実施例１］
第１図、第２図において、１、１、・・はハースベッドであり、通例きわめて線膨張係数の小さい耐火物からなり、その上面の多数の小孔から高温のガス体を噴出しその噴出圧力を利用してガラス板２を浮上かつ移動させるようになっている。

尚、図１に示すように、ガラス板Ｇは、ハースベッド１の側方にハースベッドに沿って張架した搬送チェーン２５に付設しハースベッド１の上面側域上を浮動しながら支承具２４により支承されて搬送移動される。

ハースベッド１の底部両側にはその長さ方向にわたり支持ブロック４、４、および該支持ブロック４、４の支持枠５、５を横設した。

前記支持ブロック４、４は、線膨張係数０．５４×１０^−６／℃の低膨張性耐火物である純度９９．９％以上の溶融シリカブロックを用いた。

これによりガラス板の搬送方向におけるハースベッド１の膨張は微小である。

なお支持ブロック３は、断面コ字形の金属製支持枠５に担持されるため亀裂の発生を防ぎ、また破断しても落下することはないが、むしろ予め２〜３分割しておくと取り扱いに便利である。

図３に示したように、支持ロッド２は、前記支持ブロック３と同様低膨張性耐火物よりなり、該支持ロッド２を筒状保護管３内に挿入したものを、ハースベッド１の四隅部において支持ブロック４および支持枠５に貫挿し、上端部がハースベッド１に当接し、下端部は金属製の係止具６の上部嵌合孔に挿入される。

係止具６には支柱７を挿入する下部嵌合孔をも有し、この下部嵌合孔および上部嵌合孔を仕切る隔壁の厚みは熱による膨張を考慮して、１０ｍｍとした。

支柱７は支持ブロック４と同様低膨張性耐火物よりなるもので支柱に立設しているが、その上部を残し金属製の支柱保護管８内に挿入することにより、支柱の亀裂が防止され、万が一破断しても崩壊する恐れはない。

さらに支柱保護管８の下端には、高さ調整手段２０を固設して、手操作により図示しないハンドル等を回転させることにより、任意に高さを調整できるので、ガス炉の基盤が水平でなかつたり、ハースベッド１、１の厚み、すなわち高さに若干の誤差があるような場合等にもハースベッド１、１の上面を揃えるべく対処できる。

前記支持ロッド２および支柱７の周囲には、それぞれステンレス製の筒状保護管３、および支柱保護管８を被着させ、冷間において、支持ロッド２、および支柱７のそれぞれの上端が筒状保護管３、および支柱保護管８の上端より２ｍｍだけ上方に突出させるように調整した。

すなわち、図３に示した一例において、冷間における支持ロッド２（低膨張性耐火物）の長さａ＝８７ｍｍ、筒状保護管３の長さ＝８５ｍｍとすると、７００℃まで加熱した時の支持ロッド２の上端と、筒状保護管の上端との差は、
２ｍｍ＋（８７×０．５４×１０^−６／℃−８５ｍｍ×１２×１０^−６／℃）×７００℃
＝２ｍｍ−０．６８ｍｍ＝１．３２ｍｍ
すなわち、支持ロッド２は、７００℃に加熱したときには、筒状保護管の上端より１．３２ｍｍ突出した状態でハースベッドを支持することになり、ハースベッドの上面レベルに対し支持ロッドや筒状保護管の熱膨張による影響を受けることはない。

また、支柱７（低膨張性耐火物）の長さ６２０ｍｍのうち７００℃まで昇温する温度領域内にある部分の長さｃ＝１８０ｍｍ、３００℃まで昇温する温度領域内にある炉床部以下の長さｄ＝４４０ｍｍ、係止具６（ステンレス製）の支持ロッド２と支柱７の先端部間の肉厚ｂ＝１０ｍｍ、高さ調整部材１１（ＳＳ鉄鋼材）の長さｅ＝６４０ｍｍとすれば、これらを７００℃に加熱した時の支持ロッド２から高さ調整部材１１までの全体の膨張後の長さは、
（（ａ＋ｃ）×０．５４×１０^−６／℃＋ｂ×１８Ｘ１０^−６／℃）×７００℃＋ｄ×０．５４×１０^−６／℃×３００℃＋ｅ×１１×１０^−６／℃×１００℃
＝（（８７ｍｍ＋１８０ｍｍ）×０．５４×１０^−６／℃＋１０ｍｍ×１８×１０^−６／℃）×７００℃＋４４０ｍｍ×０．５４×１０^−６／℃×３００℃＋６４０ｍｍ×１１×１０^−６／℃×１００℃
＝０．１０９＋０．１２６＋０．０７１＋０．７０４≒１．０６ｍｍ
ただし、シリカの膨張係数は、０．５４×１０^−６／℃であり、ステンレスの膨張係数は、１８×１０^−６／℃、ＳＳ鉄鋼材の線膨張係数は、１１×１０^−６／℃である。

したがつてこれらの寸法にバラツキがない限り並設するハースベッドの上面は揃っていてこれらが不均一に加熱されたとしてもその膨張差は実操業上支障ない程度のものである。

［実施例２］
第５図に示したように、支柱７を３分割し、さらに支柱７の外径と支柱保護管８の内径間に２ｍｍ程度の隙間を設けるようにした。その他については、実施例１と同じである。

この場合は、ハースベッドの段差については、実施例１と同一効果が得られる。しかし、支柱保護管８が熱膨張により図５の２点鎖線の符号８’で示したように、くの字状に変形した時に、図７に示したような分割していない支柱７’を設けた場合に較べると、分割した支柱７のそれぞれの位置がずれて、支柱保護管８の変形形状に追従するため、支柱７の折損を免れることができる。

［比較例１］
第６図に示したように、支持ロッド２の外周部に筒状保護管を設けず、支持ロッド２の材質をステンレス製とした以外の部材は実施例１と同一である。

常温における長さａ＝８７ｍｍのステンレス製の支持ロッド２を７００℃に加熱した時のそれぞれの膨張代は、
８７ｍｍ×１２×１０^−６／℃×７００℃≒０．７３１ｍｍ
となり、実施例１の低膨張性耐火物製の場合の、
８７ｍｍ×０．５４×１０^−６／℃×７００℃≒０．０３３ｍｍ
と比較すると、膨張代の差が約０．７ｍｍ程大きくなり、炉内温度分布の変動や、製作誤差、材質等のばらつきによって、ハースベッド１、１、・・間の上面に大きな段差が発生する恐れがある。

本発明に係るハース炉を示した縦断面図 本発明に係るハースベッドの支持構造の一例を示した斜視図 本発明の支持構造の要部縦断面図 本発明の支持構造の支柱と支持ロッドの縦断面の拡大図 本発明の分割した支柱を示す要部縦断面図。 従来の支持構造の要部縦断面図 従来の支柱を示す要部縦断面図。

符号の説明

Ｇ ガラス
１ ハースベッド
２ 支持ロッド
３ 筒状保護管
４ 支持ブロック
５ 支持枠
６ 係止具
７ 分割支柱
７’ 支柱
８ 支柱保護管
１０ 高さ調整手段
１１ 高さ調整部材
１２ 支持金具
１３ 高さ調整ねじ
２０ 高さ調整手段
２１ 炉壁
２３ 架台
２４ 支承具
２５ 搬送チェーン

Claims (1)

1. ガラス板を浮上させながら搬送する加熱炉内に並設したハースベッドの支持構造において、
   ガス炉のハースベッドの底面部の対向する２辺で、かつガラス板の搬送方向に平行に横設した支持ブロックおよび該支持ブロックの下面を被嵌する支持枠と、
   ハースベッドの四隅部において前記支持ブロックおよび支持枠に貫挿しかつ下方に位置した係止具の上部嵌合孔に挿入した支持ロッドと、
   前記係止具の下部嵌合孔に上端部を挿入し保持台より立設した支柱からなり、
   前記支柱は少なくとも３つに分割されており、
   前記支持ロッド、支持ブロック、支柱を低膨張性のセラミック耐火物として、
   前記支持ロッドおよび支柱の周囲に、それぞれ剛性で耐熱材料の筒状保護管、および支柱保護管を被着させ、
   前記分割した支柱の外径と、支柱保護管の内径間に隙間を設けるようにし、
   かつ、操業時の熱間において、支持ロッド、および支柱のそれぞれの上端が筒状保護管、および支柱保護管の上端より上方に突出するようにしたことを特徴とするハースベッドの支持構造。

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