JP5062857B2 - ガラスびんのコーティング方法及び装置 - Google Patents
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Description
各セクションは1回に1個又は2個のガラスびんを成形し、成形したガラスびんはコンベアの上に送り出され、一列になって徐冷炉へと搬送される。コンベヤ上のびんはセクション1、2,3・・と順番に並ぶわけではなく、たとえば1−2−5−3−6−7−8−4の順に並んでいる。
ホットエンドコーティングを行うときのガラスびんの表面温度は、所定の範囲になければならない。
ガラスびんの表面温度が450℃未満であると、耐久性が低く、アルカリ洗浄により被膜が剥離し、また虹彩現象を生じて好ましくなく、700℃を超えるとガラスびんが変形しやすくなり、また、ガラスびん母体とコーティング被膜との間の熱膨張係数の差により被膜にクラックが発生しやすくなるため好ましくなく、500℃〜550℃が好適である。
したがって、セクションによっては、コーティングを行うときの表面温度が好適な温度範囲に入らないことになる。
これにより、どのセクションで成形されたガラスびんであっても、コーティングチャンバに入るときの表面温度はほぼ一定になる。
しかし、第一、第二のコンベア、及び第一から第二のコンベアに乗り移らせるプッシャーなどの設備が必要で、製びん機から徐冷炉までの搬送設備を大幅に変更しなければならない。
また、ガラスびんが各セクションから送り出されてからコーティングチャンバに至るまでの時間は、最も遠いセクションからの時間に合わせることになるので、コーティングチャンバに入るときのガラスびんの表面温度が低くなりすぎるおそれがある。これを防ぐには、ガラスびんの成形温度を高くしなければならないが、成形温度を高くすることによって、ガラスびんの変形、びりなどの欠点が発生しやすくなるなどの悪影響が生じるおそれがある。
本発明は、複数のセクションを有する製びん機で成形されたガラスびんに徐冷炉の上流側でコーティングを行うコーティング方法において、成形後からコーティングを行う間に、各ガラスびんを、それが成形された製びん機のセクションに応じた加熱時間で加熱し、コーティング時のガラスびんの表面温度をコーティングに最適な温度に近づけ、火口が2重管となっており、2重管の外側の管から種火としての低圧の燃焼ガス/助燃ガスの混合ガスを、内側の管から加熱用としての高圧の燃焼ガス/助燃ガスの混合ガスを噴出させ、前記内側の管の混合ガス噴出をON/OFFするバーナによって前記加熱時間の加熱を行うことを特徴とするガラスびんのコーティング方法である。
加熱時間は、各セクションで成形されたガラスびんがコーティングチャンバに至るまでの時間差、ガラスびんの大きさや肉厚、加熱手段の性能などを総合的に考慮して定めればよい。
また本発明は、複数のセクションを有する製びん機で成形されたガラスびんに徐冷炉の上流側でコーティングを行うコーティング方法において、コーティングを行う前に、各ガラスびんの表面温度を測定し、その測定温度に応じた加熱時間でガラスびんを加熱し、コーティング時のガラスびんの表面温度をコーティングに最適な温度に近づけ、火口が2重管となっており、2重管の外側の管から種火としての低圧の燃焼ガス/助燃ガスの混合ガスを、内側の管から加熱用としての高圧の燃焼ガス/助燃ガスの混合ガスを噴出させ、前記内側の管の混合ガス噴出をON/OFFするバーナによって前記加熱時間の加熱を行うことを特徴とするガラスびんのコーティング方法である。
このようにすることで、例えば、金型に離型剤を塗布した後のびん温度の低下や、金型交換後に定常状態になるまでのびん温度の変化にも影響されず、常にコーティングに最適なびん温度でコーティングを行うことができる。
測定温度に対する加熱時間は、ガラスびんの大きさや肉厚、加熱手段の性能などを総合的に考慮して定めればよい。
このバーナは、着火応答性が非常に良く、例えば0.5秒間隔でON/OFFを繰り返しても失火しないようにできるので、きわめて細密に加熱時間を調整できる。
燃焼ガスは、LNG、水素など、助燃ガスは酸素、空気などである。取り扱い易さ、コストなどを考慮すると、燃焼ガスはLNG、助燃ガスは空気が好適である。
また本発明は、前記バーナが、縦横に複数個の前記火口がマトリックス状に並んだものである請求項1又は2に記載のコーティング方法である。
バーナの火口が縦方向に複数個並んでいると、ガラスびんの縦方向の広い範囲を加熱できる。また、ガラスびんの上部と下部で温度が異なる場合、例えば上部の温度が下部よりも低い場合、加熱時間を上部を長く、下部を短くしてガラスびん全体を所定の温度範囲にすることも可能となる。
また本発明は、複数のセクションを有する製びん機で成形されたガラスびんにコーティングを行うコーティング装置であって、成形されたガラスびんを製びん機から徐冷炉に送る搬送手段と、徐冷炉手前の搬送手段上に設けられたコーティング手段と、コーティング手段の上流側に、搬送手段に沿って設けられた複数の加熱手段と、加熱手段のON/OFFを制御する制御手段を有し、制御手段が、各ガラスびんに対して、それが成形された製びん機のセクションに応じた数の加熱手段で加熱を行うようにして加熱時間を制御し、コーティング時のガラスびんの表面温度をコーティングに最適な温度に近づけるコーティング装置において、前記加熱手段が、火口が2重管となっており、2重管の外側の管から種火としての低圧の燃焼ガス/助燃ガスの混合ガスを、内側の管から加熱用としての高圧の燃焼ガス/助燃ガスの混合ガスを噴出させ、前記内側の管の混合ガス噴出をON/OFFすることで加熱のON/OFFを切り替えるバーナであることを特徴とするガラスびんのコーティング装置である。
複数の加熱手段を搬送手段に沿って設け、ガラスびんが成形された製びん機のセクションに応じた加熱時間を、加熱する加熱手段の数で調整するので、加熱時間の制御を短時間から長時間まで容易に制御することができる。
搬送手段は、製びん機から徐冷炉に至る従来のコンベアを使用できる。
コーティング手段は、従来のコーティングチャンバを使用できる。
加熱手段は、ガスバーナなど任意のものを使用できる。
制御手段は、マイクロコンピュータ、プログラマブルシーケンサなどである。
また本発明は、複数のセクションを有する製びん機で成形されたガラスびんにコーティングを行うコーティング装置であって、成形されたガラスびんを製びん機から徐冷炉に送る搬送手段と、
徐冷炉手前の搬送手段上に設けられたコーティング手段と、コーティング手段の上流側に、搬送手段に沿って設けられた複数の加熱手段と、加熱手段の上流側に設けた温度センサAと、加熱手段のON/OFFを制御する制御手段を有し、制御手段が、各ガラスびんに対して、温度センサAで測定された測定温度に応じた数の加熱手段で加熱を行うようにして加熱時間を制御し、コーティング時のガラスびんの表面温度をコーティングに最適な温度に近づけるコーティング装置において、前記加熱手段が、火口が2重管となっており、2重管の外側の管から種火としての低圧の燃焼ガス/助燃ガスの混合ガスを、内側の管から加熱用としての高圧の燃焼ガス/助燃ガスの混合ガスを噴出させ、前記内側の管の混合ガス噴出をON/OFFすることで加熱のON/OFFを切り替えるバーナであることを特徴とするガラスびんのコーティング装置である。
搬送手段、コーティング手段、加熱手段、制御手段は前記請求項5の場合と同じである。
温度センサは、例えば赤外線カメラを使用できる。
コーティングを行う前に、各ガラスびんの表面温度を温度センサAで測定し、その測定温度に応じた加熱時間、すなわち表面温度が低いものほど長い加熱時間で加熱することで、コーティングチャンバに入るときの表面温度を実質的に一定にできる。金型に離型剤を塗布した後のびん温度の低下や、金型交換後に定常状態になるまでのびん温度の変化にも影響されない。
また、複数の加熱手段を搬送手段に沿って設け、加熱を行う加熱手段の数で加熱時間を調整するので、加熱時間の制御を短時間から長時間まで容易に制御することができる。
また本発明は、加熱手段の上流側に温度センサAを設け、前記制御手段が、温度センサAで測定された測定温度に応じて、各セクションごとに設定されている、加熱を行う加熱手段の数、及び/又は各加熱手段の正面をガラスびんが通過するときのON時間のパラメータを変更する請求項4に記載のコーティング装置である。
(1)加熱を行う加熱手段の数
(2)各加熱手段の正面をガラスびんが通過するときのON時間
により加熱時間の制御を行っているが、金型に離型剤を塗布した後や、金型交換の後のような場合は、ガラスびんの表面温度が通常と異なる状況になる。このような場合でも、温度センサAで測定された測定温度に応じて、最適な加熱時間となるように上記のパラメータを変更して加熱するので、金型に離型剤を塗布した後のびん温度の低下や、金型交換後に定常状態になるまでのびん温度の変化にも影響されず、常に最適なびん表面温度でのコーティングが可能となる。
また本発明は、前記加熱手段と前記コーティング手段の間に温度センサBを設け、前記制御手段が、前記温度センサBの測定温度に基づいて、前記加熱手段の数、及び/又は各加熱手段の正面をガラスびんが通過するときの加熱手段のON時間を調整する請求項4〜6のいずれかに記載のコーティング装置である。
加熱時間の調整のためのパラメータは次の2つであり、これらのどちらか一方、又は双方を変更する。
(1)加熱を行う加熱手段の数
(2)各加熱手段の正面をガラスびんが通過するときのON時間
例えば、何らかの原因で第6セクションのガラスびんのコーティングチャンバに入る直前の表面温度が低すぎるようになった場合、それまでは8個の加熱手段で0.5秒ずつ加熱していたものを、8個の加熱手段で0.6秒ずつ加熱する、又は、9個の加熱手段で0.5秒ずつ加熱する、のようにパラメータを変更する自動制御を行う。
また本発明は、前記バーナが、縦横に複数個の前記火口がマトリックス状に並んだものである請求項4〜7のいずれかに記載のコーティング装置である。
また、ガラスびんを加熱する加熱手段は、既存の搬送手段(コンベア)に沿って設けることができるので、搬送設備を大幅に変更する必要がなく、コスト的に有利である。
また、ガラスびんの成形温度を高くするなど、ガラスびんの成形条件の変更も必要ない。
このコーティング装置は、成形されたガラスびんGを徐冷炉に送る搬送手段であるコンベア2、徐冷炉手前の搬送手段上に設けられたコーティング手段であるコーティングチャンバ4、コーティングチャンバ4上流側にコンベア2に沿って設けられた加熱手段である複数のバーナ31、加熱手段(複数のバーナ31)の上流側に設けた温度センサA、加熱手段(複数のバーナ31)とコーティングチャンバ4の間に設けた温度センサB、及び加熱手段のON/OFFを制御する制御手段を有する。
加熱手段であるバーナ31は、コンベアの右側(上流側から見て)に11個(バーナa〜バーナk)並べられて右バーナユニット3aを、コンベアの左側(上流側から見て)に11個(バーナa〜バーナk)並べられて左バーナユニット3bを構成している。左右のバーナは、原則として、左右対応するものが同時に火炎を噴き出し、左右両側からびんを加熱する。
製びん機1の各セクションで成形されたガラスびんGは、図1の矢印のようにコンベア2の上に送り出され、下流側に向かって一列で搬送されていく。
したがって、製びん機の第1セクションで成形されたびんの搬送距離が最も短く、第6セクションで成形されたびんの搬送距離が最も長くなる。通常の場合、温度センサAで測定されるびん表面温度は、第1セクションのびんが最も高く、第6セクションのびんが最も低くなる。
外管噴出口35からの種火は常時着火しており、内管吹出口から混合ガスが噴出すると種火によって自動的に着火し、バーナがON状態となってガラスびんを加熱する。内管吹出口からの混合ガスの噴出を停止するとバーナがOFF状態となる。
種火が内管の周囲にあるので、内管から混合ガスが噴出するときの着火応答性がきわめて良く、0.5秒間隔でON/OFFを繰り返しても着火もれがない。
助燃ガスである空気は、高圧空気タンクからフィルタを通ってチリなどが除去され、レギュレータにより所定の圧力に圧力調整され、ベンチェリーミキサにいたる。
燃焼ガスであるLNGは、LNGボンベからゼロガバナで大気圧に圧力調整され、ベンチェリーミキサにいたる。
ベンチェリーミキサにおいて、空気とLNGが所定の割合で混合され、混合ガスは外管吹出口35から吹き出して燃焼し、種火となる。
内管吹出口36に供給するガスの経路は、基本的には前記の外管吹出口35に供給するガスの経路と同じであるが、空気経路、LNG経路共に、ベンチェリーミキサにいたる手前に電磁弁が設けられている点で異なる。
電磁弁によって経路の開閉がなされ、「開」にすることで、混合ガスが内管吹出口36から噴出して種火によって着火し、びんの加熱が行われ(ON状態)、「閉」にすることで混合ガスの内管吹出口36からの噴出が停止し(OFF状態)、びんの加熱は実質的に行われない。
電磁弁の開閉制御は、制御手段であるマイクロコンピュータからのON/OFF信号により行われる。
この例は、制御手段が、各ガラスびんに対して、それが成形された製びん機のセクションに応じた数の加熱手段及で加熱を行うようにして加熱時間を制御し、コーティング時のガラスびんの表面温度をコーティングに最適な温度に近づけるものである。
したがって、制御手段が製びん機の制御システムからセクション信号を受けとった後、バーナをONに(着火)するタイミングとなる、びんが各バーナの正面に来るまでの時間(パルス数)は定まっているから、各バーナについてONタイミングのパルス数を設定しておくことで、ONタイミングを制御できる。
各バーナをOFFするタイミングは、バーナをONしてからの秒数(例えば0.6秒)で設定できる。これは、各加熱手段の正面をガラスびんが通過するときのバーナON時間で、各セクションごと、さらに各加熱部分(肩部、胴部、裾部)ごとに設定しておく。
例えば、第1セクションの肩部は片側につき(以下同じ)0個、胴部は1個、裾部は0個、第6セクションの肩部は8個、胴部は9個、裾部は8個といった具合である。
また、加熱を行うバーナの数によって、どのバーナをONにするかも設定しておく。たとえば、1個の場合はバーナa、5個の場合はバーナa,c,e,g,iといった具合である。
これは、制御手段が、各ガラスびんに対して、温度センサAで測定された測定温度に応じた数の加熱手段で加熱を行うようにして加熱時間を制御し、コーティング時のガラスびんの表面温度を最適な温度に近づけるものである。
加熱時間は、
(1)実際に加熱を行う加熱手段の数
及び/又は
(2)各加熱手段の正面をガラスびんが通過するときのON時間
を調整することで行う。
制御手段は、その測定温度に応じて、バーナユニット3a,3bの加熱時間を制御する。
例えば、肩部の測定温度が550℃以上の場合は0個、545℃〜550℃の場合は1個、540〜545℃の場合は2個、・・・・500℃以下の場合は8個、胴部の測定温度が540℃以上の場合は0個、535〜540℃の場合は1個、530〜535℃の場合は2個、・・・・490℃以下の場合は7個、といった具合である。
制御手段は、その測定温度が所定の範囲から外れていると、加熱するバーナの数、及び/又はバーナのON時間のパラメータを変更する。
例えば、肩部の測定温度が0〜10℃低いときは、肩部を加熱するバーナの数を1個増やす、又はバーナのON時間を0.1秒増やす、といった具合である。
さらに、加熱後のびん表面温度を温度センサBで監視し、万一、びん表面温度が所定の範囲から外れた場合は、自動的にパラメータを修正するので、常に最適な温度範囲でのコーティングが可能となる。
これは、前記図7と図8の制御方法を組み合わせたものである。
これは、通常は前記図7の制御方法で加熱時間が制御されており、離型材の塗布や型替えで、1又はそれ以上のセクションで成形されたびん表面温度に異常が発生した場合、その温度変化を温度センサAで検出し、制御手段が自動的にそのセクションの前記パラメータ(1)及び/又は(2)を修正する。温度変化の程度に応じてどのようにパラメータを変更するかは事前に設定しておけばよい。
2 コンベア
3a 右バーナユニット
3b 左バーナユニット
31 バーナ
32 火口
33 外管
34 内管
35 外管吹出口
36 内管吹出口
4 コーティングチャンバ
5 徐冷炉
6 プッシャー
G ガラスびん
Claims (8)
- 複数のセクションを有する製びん機で成形されたガラスびんに徐冷炉の上流側でコーティングを行うコーティング方法において、
成形後からコーティングを行う間に、各ガラスびんを、それが成形された製びん機のセクションに応じた加熱時間で加熱し、コーティング時のガラスびんの表面温度をコーティングに最適な温度に近づけ、
火口が2重管となっており、2重管の外側の管から種火としての低圧の燃焼ガス/助燃ガスの混合ガスを、内側の管から加熱用としての高圧の燃焼ガス/助燃ガスの混合ガスを噴出させ、前記内側の管の混合ガス噴出をON/OFFするバーナによって前記加熱時間の加熱を行うことを特徴とするガラスびんのコーティング方法。 - 複数のセクションを有する製びん機で成形されたガラスびんに徐冷炉の上流側でコーティングを行うコーティング方法において、
コーティングを行う前に、各ガラスびんの表面温度を測定し、その測定温度に応じた加熱時間でガラスびんを加熱し、コーティング時のガラスびんの表面温度をコーティングに最適な温度に近づけ、
火口が2重管となっており、2重管の外側の管から種火としての低圧の燃焼ガス/助燃ガスの混合ガスを、内側の管から加熱用としての高圧の燃焼ガス/助燃ガスの混合ガスを噴出させ、前記内側の管の混合ガス噴出をON/OFFするバーナによって前記加熱時間の加熱を行うことを特徴とするガラスびんのコーティング方法。 - 前記バーナが、縦横に複数個の前記火口がマトリックス状に並んだものである請求項1又は2に記載のコーティング方法。
- 複数のセクションを有する製びん機で成形されたガラスびんにコーティングを行うコーティング装置であって、
成形されたガラスびんを製びん機から徐冷炉に送る搬送手段と、
徐冷炉手前の搬送手段上に設けられたコーティング手段と、
コーティング手段の上流側に、搬送手段に沿って設けられた複数の加熱手段と、
加熱手段のON/OFFを制御する制御手段を有し、
制御手段が、各ガラスびんに対して、それが成形された製びん機のセクションに応じた数の加熱手段で加熱を行うようにして加熱時間を制御し、コーティング時のガラスびんの表面温度をコーティングに最適な温度に近づけるコーティング装置において、
前記加熱手段が、火口が2重管となっており、2重管の外側の管から種火としての低圧の燃焼ガス/助燃ガスの混合ガスを、内側の管から加熱用としての高圧の燃焼ガス/助燃ガスの混合ガスを噴出させ、前記内側の管の混合ガス噴出をON/OFFすることで加熱のON/OFFを切り替えるバーナであることを特徴とするガラスびんのコーティング装置。 - 複数のセクションを有する製びん機で成形されたガラスびんにコーティングを行うコーティング装置であって、
成形されたガラスびんを製びん機から徐冷炉に送る搬送手段と、
徐冷炉手前の搬送手段上に設けられたコーティング手段と、
コーティング手段の上流側に、搬送手段に沿って設けられた複数の加熱手段と、
加熱手段の上流側に設けた温度センサAと、
加熱手段のON/OFFを制御する制御手段を有し、
制御手段が、各ガラスびんに対して、温度センサAで測定された測定温度に応じた数の加熱手段で加熱を行うようにして加熱時間を制御し、コーティング時のガラスびんの表面温度をコーティングに最適な温度に近づけるコーティング装置において、
前記加熱手段が、火口が2重管となっており、2重管の外側の管から種火としての低圧の燃焼ガス/助燃ガスの混合ガスを、内側の管から加熱用としての高圧の燃焼ガス/助燃ガスの混合ガスを噴出させ、前記内側の管の混合ガス噴出をON/OFFすることで加熱のON/OFFを切り替えるバーナであることを特徴とするガラスびんのコーティング装置。 - 加熱手段の上流側に温度センサAを設け、前記制御手段が、温度センサAで測定された測定温度に応じて、各セクションごとに設定されている、加熱を行う加熱手段の数、及び/又は各加熱手段の正面をガラスびんが通過するときのON時間のパラメータを変更する請求項4に記載のコーティング装置。
- 前記加熱手段と前記コーティング手段の間に温度センサBを設け、
前記制御手段が、前記温度センサBの測定温度に基づいて、前記加熱手段の数、及び/又は各加熱手段の正面をガラスびんが通過するときの加熱手段のON時間を調整する請求項4〜6のいずれかに記載のコーティング装置。 - 前記バーナが、縦横に複数個の前記火口がマトリックス状に並んだものである請求項4〜7のいずれかに記載のコーティング装置。
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