JP4809633B2 - ガラスパネルを加熱するための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、加熱オーブン内でガラスパネルを加熱する方法に関し、この方法ではそのガラスパネルはローラーの上に支持され、対流空気または対流空気と放射熱の両方で上方及び下方から加熱され、その対流空気は電気抵抗及び／または可燃性ガスによって加熱されたものである。

さらに本発明は、加熱オーブン内でガラスパネルを加熱するための装置に関し、この装置はガラスパネルを支持するためのローラーと、ガラスパネルを加熱することができる空気を噴射して対流させる手段（対流噴射手段）または対流噴射手段と熱放射器（thermal radiator）とを組み合わせたものと、対流空気を加熱するための電気抵抗またはガスバーナーとを含む。

ガラスパネルまたはガラスシートを加熱するためのこの種の方法及び装置が、例えば本願出願人による下記特許文献１から知られている。その文献に開示されている方法及び装置では、加熱コンパートメント内に存在するガラスパネルの上下に放射ヒーター及び対流空気パイプが配され、この対流空気パイプによって対流空気がオーブンの外部から加熱コンパートメント内に供給され対流空気パイプ内に取り付けられたノズルを通してガラスシート表面に噴射される。
フィンランド特許出願 ＦＩ２００１１９２３

本願出願人による下記特許文献２には、対流噴射を用いたガラスシートを加熱する別の方法が開示されている。対流空気はノズルボックス内に組み込まれたファンと抵抗を介した対流空気がガラスシートの表面に亘って循環する。同様の原理を応用しているオーブンが下記特許文献３に開示されている。このオーブンは、抵抗によって加熱される放射パネルを含み、このようにパネルによってガラスシートに熱を伝えることによって、このオーブンはガラスシートに発生した種々の温度分布に対応しうる。そのパネルの主要な役割は、ガラスシート表面に空気を噴射することによって生ずる温度差を均等化することである。
欧州特許出願 ＥＰ７２１９２２ 欧州特許公報 ＥＰ９１０５５３

室温から約600-640℃の強化温度にガラスを加熱する工程において、温度は図１のグラフ１００に示すように上昇する。ガラスの温度は時間の関数に従い最初は急激に上昇し、その後温度はゆっくりと上昇し続け、徐々に最終的な強化温度に到達する。図２は時間に対するガラスパネルに向けられる熱の流れの割合を表わすグラフ１０１を示す。図３は先行技術の加熱源、すなわち対流空気を加熱する抵抗の出力（グラフ１０２）を時間の関数として表しており、その出力はガラスパネルに伝えられた熱の流れと相関する。上記特許文献に記載された対流噴射システムにおいて、抵抗の出力は、ガラスパネルに伝えられた熱の流れ（図２）の最大値に基づいて定格（rate）されなければならない。

本発明の目的は、従来の解決法よりも更に効率よくガラスパネルを加熱でき及び／または対流空気加熱用の熱源の出力を従来のものよりも低く抑える方法及び装置を提供することである。

上述の目標を達成するために、本発明の方法は対流空気の加熱が蓄熱器を用いて行われることを特徴とする。

さらに、本発明を利用している装置は、対流空気を加熱できる蓄熱器が加熱用オーブンに備えられていることを特徴とする。

この解決法によって、加熱サイクルの初期において、ガラスに伝えられる加熱効果の一部を蓄熱器から得ることができる。このことの顕著な利点は、加熱源が蓄熱器を有していないものよりもより少ない出力で定格できることである。更なる利点は、加熱源と連通する蓄熱器を設置することにより達成される。

本発明の好ましい態様は従属の請求項に記載されている。

本発明の方法を利用した装置の代表的な態様の一つを図５に示す。その装置は加熱オーブン１であり、そのオーブンの壁２の内側は加熱手段によって加熱されるコンパートメント２ａが形成されている。ガラスパネル４がコンパートメント２ａ内に運び込まれ、実質的に水平な搬送経路を構成しているロールコンベア３上で加熱される。コンパートメント２ａには、対流空気を供する上方噴射手段５ａ，５ｂ，１１及び下方噴射手段６ａ，６ｂ，１２が設けられている。これら噴射手段にはダクト５ａ，５ｂ及び６ａ，６ｂを含んでいることが好ましく、水平のダクト部またはボックス５ｂ及び６ｂにはガラスパネル４の上面と下面に空気Ａを噴射するためのノズルが設けられている。空気Ａの噴射力は例えばダクト部５ｂ及び６ｂと連通して配されているファン１１及び１２を用いて調節できる。加熱オーブン１にはさらにガラスパネルを直接加熱できる放射ヒーター（図示せず）を設けることができる。放射ヒーターはガラスパネル４の上下、例えば噴射手段のそばに取り付けることが好ましい。

ダクト部５ａ及び６ａと連通するファン１１及び１２の吸い込み側に、本発明の蓄熱器９及び１０が配されている。その蓄熱器は熱を蓄える材料、例えば金属，セラミックス，炭化珪素、石などから製せられる中実の胴体を含むことが好ましい。蓄熱器９及び１０は内部に通路または流路が設けられており、それによって対流空気Ａが蓄熱器９及び１０を通して流れるようになっている。ガラスパネル４の表面に噴射される熱風Ａはコンパートメント２ａ内を循環する。したがって、ガラスパネル４上に噴射される空気Ａは主にガラスパネル４から蓄熱器９及び１０に戻るように導かれる（吸い込まれる）。蓄熱器９及び１０は熱を伝え、したがって蓄熱器を通過した空気Ａを加熱する。

蓄熱器９及び１０をそれぞれ加熱するために用いられる抵抗７及び８が蓄熱器９及び１０と連通して配されている。その蓄熱器は、例えば熱が可燃性のガスにより発生するガスバーナーと置き換えることがまたはガスバーナーを追加することができる。従来技術とは異なり、抵抗７及び８の主要な機能は蓄熱器９及び１０を加熱することであり、この畜熱器に蓄えられた熱によって、その抵抗の最大出力は、ガラスパネル４の加熱の初期段階において従来必要とされる加熱効果を供する出力より小さくすることができる。さらにその抵抗の出力は、加熱サイクル中実質上変わらないよう最適化できる。このような一定の出力、すなわち均等化された加熱効果を図４のグラフ１０３に示す。実際には、抵抗７及び８の出力はグラフ１０２のようにある程度の曲線で表わされてもよいが、グラフ１０３に近い方が好ましい。抵抗の出力をグラフ１０３のように表わせるかどうかは、蓄熱器９及び１０の中実度（solidity）及び蓄熱器９及び１０と対流空気Ａとの間の熱伝達の効率に左右される。本発明の装置のそのような操作に関して、その一例を以下に説明する。

加熱の初期段階において、冷たいガラスパネル４が蓄熱器９及び１０を用いてまたは蓄熱器９及び１０と抵抗７及び８の組み合わせによる作用によって加熱される。これらによって熱が、循環する対流空気Ａに図２のグラフ１０１に実質的に相当する出力によって伝えられる。抵抗７及び８は、所定の実質的に一定な出力によって、畜熱器９及び１０を同時に加熱する。加熱の初期段階では、抵抗７及び８は蓄熱器９及び１０の初期温度を維持するために十分な高い出力を供する必要がない。図２に示すように、ガラスパネル４に伝わる熱流量が加熱の最終段階において減少し始める時、それまでに抵抗７及び８により伝えられた出力によって、畜熱器９及び１０が十分加熱され、さらに加熱の最終段階においてガラスパネル４が必要とする十分な熱流量を発生させる（言い換えれば、蓄熱器を通過する対流空気を十分加熱する）。このことには、特に最終段階において加熱に要する抵抗によって発生される出力が少量で済む対流空気の循環が貢献している。このように、蓄熱器はガラスパネルの加熱を完了させる間にそれら蓄熱器の初期温度に加熱できる。さらに、抵抗７及び８は加熱サイクルの間、抵抗の出力の調節を必要とせず、また従来の方法よりも調節する必要性が本質的に少ない。さらに、その抵抗にはガラスパネル４の加熱の初期段階に高出力の熱流を発生させるのに必要なピークの出力に合わせて定格する必要がない。

本発明の更なる詳細を、添付図を参照して示す。
ガラスパネルの温度を時間の関数として示す。 ガラスパネルに向かう熱の流れの割合を時間の関数として示す。 従来のヒーターによって伝えられる出力を時間の関数として示す。 均等化された加熱効果を時間の関数として示す。 本発明の方法を利用した装置の態様の一つを示す。

符号の説明

１……………加熱オーブン
３……………ローラー
４……………ガラスパネル
７，８………電気抵抗
９，１０……蓄熱器

Claims (6)

1. ガラスパネル（４）がローラー（３）上に支持され、対流空気（Ａ）または対流空気（Ａ）と放射熱の両方で上方及び下方から加熱され、前記対流空気が電気抵抗（７，８）及び／または可燃性ガスによって少なくとも６００℃まで加熱され、さらに前記対流空気（Ａ）が水平のダクト部またはボックスに設けられたノズルからガラスパネル（４）の上面及び下面に向けて噴射される、加熱された加熱オーブン（１）内でガラスパネル（４）を加熱するための方法において、
   前記対流空気（Ａ）の加熱が加熱オーブン内に設けられた蓄熱器（９，１０）を用いて行われ、前記対流空気（Ａ）が前記蓄熱器（９，１０）から前記水平のダクト部またはボックスに送られ、さらに、加熱サイクルの間、前記蓄熱器（９，１０）が前記ガラスパネル（４）の初期段階の加熱に要求される加熱出力よりも実質的に低い加熱出力で加熱されることを特徴とする方法。
2. 蓄熱器（９，１０）が電気抵抗（７，８）及び／または可燃性ガスを用いて加熱されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 蓄熱器（９，１０）が実質的に一定の出力で加熱されることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
4. ガラスパネル（４）を支持するためのローラー（３）と、ガラスパネル（４）を加熱することができる対流噴射手段（５ａ，５ｂ，１１；６ａ，６ｂ，１２）または対流噴射手段（５ａ，５ｂ，１１；６ａ，６ｂ，１２）と熱放射器とを組み合わせたものと、対流空気（Ａ）を少なくとも６００℃まで加熱するための電気抵抗（７，８）またはガスバーナーと、ガラスパネル（４）に対流空気を噴射するためのノズルが設けられた水平のダクト部またはボックスとを含む加熱オーブン（１）内でガラスパネル（４）を加熱するための装置において、
   加熱オーブン（１）が対流空気（Ａ）を加熱できる蓄熱器（９，１０）を備え、前記蓄熱器（９，１０）は、対流空気（Ａ）の流れる方向において前記水平のダクト部またはボックスより前の位置に設けられ、さらに前記電気抵抗（７，８）及び／または可燃性ガスによって伝えられる出力がガラスパネル（４）の初期段階の加熱に求められる加熱出力よりも実質的に小さいことを特徴とする装置。
5. 蓄熱器（９，１０）が電気抵抗（７，８）及び／またはガスバーナーと連通して備え付けられていることを特徴とする、請求項４記載の装置。
6. 電気抵抗（７，８）及び／または可燃性ガスによって伝えられる出力が実質的に一定であることを特徴とする、請求項４または５記載の装置。

Images