JPH08510438A - ガラスの熱処理 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ガラス熱処理装置に使用される急冷装置（１２）は、複数の空気流量増幅器（３２）を有する。空気流量増幅器（３２）は、マニホールド（２６，２８）上に担持されて整列され、処理されるガラス（１６）の両面へと冷却用空気を向ける。コンプレッサ（２０）によって充填されたエアーレシーバ（２２）からマニホールド（２６，２８）へと圧縮空気が供給される。圧縮空気の流れは、制御弁（２４）によって制御される。空気流量増幅器（３２）によってマニホールド（２６，２８）から受け取られた空気流は、増幅され、シート状のガラス（１６）へ向けられる冷却用空気の流れを供給する。空気流量増幅器（３２）は、空気エジェクタであってもよい。ガラス（１６）を加熱するために炉（１０）が設けられ、また、ガラス（１６）を炉（１０）から焼き入れ装置へと搬送するためにコンベヤが設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】 ガラスの熱処理 本発明は、ガラスの熱処理に関する。 周知のように、ガラスシートは、その遷移温度に達するまで加熱し、次に急速 に冷却することによって、強化（ｔｏｕｇｈｎｉｎｇ）することができる。最も 一般的に使用される冷却方法は、エアークエンチングすなわち空気による急冷で あり、エアークエンチングにおいては、乱流状態の大量の冷却空気が、シートの 両面に吹き付けられる。空気の量は、シートの表面と中央面との間に急激な温度 勾配が生じて、ガラスがその表面からその中央面に向かって冷却されるように、 十分に多くなければならない。これにより、シートが冷却される際に、そのよう なシートの中には応力が生じ、そのような応力は、ガラスの靭性に有益な効果を 与える。 通常のガラス強化装置は、急冷装置を備えており、そのような急冷装置におい ては、ガラスを急冷するために必要な空気は、大量の低圧の空気流を発生する大 型ファンによって供給される。一般に、上記空気流は、ダクトによって、強化す べきガラスシートの両側の面に隣接して設けられるプリナムチャンバへ搬送され る。これらのプリナムチャンバは、ジェットを有しており、これらジェットから 空気が放出されて、ガラスシートに衝突する。上記ファンは一般に、電動モータ によって駆動される。 上述の如き周知の急冷装置の主要な欠点は、ファンの動力消費量が一般に極め て大きいことである。例えば、建築用ガラスを強化するための代表的な装置にお いては、ファンを駆動するために必要な動力は、７００ｋＷ程度になる。そのよ うな大きな動力消費量は、プラントの使用コストを高くするばかりではなく、設 備費も高価にし、必要とされる電力を供給するために、特殊な設備を必要とする ことが多い。また、必要とされるファン、並びに、これに関連する配管も非常に 大きくなることが多い。 急冷装置は、ＧＢ−Ａ−２ １８５ ４７６からも周知であり、そのような装 置は、エアーレシーバーの中に収容される圧縮空気から急冷空気を供給する。コ ンプレッサが、空気を上記レシーバーに供給し、該レシーバーは、閉鎖可能な弁 を介して、上述のジェットを有するプリナムに接続されている。急冷すべきガラ スシートを上記ジェットに隣接して置き、上記弁を開放する。これにより、空気 が急激にプリナムに入り、上記ジェットから出てガラスを急冷する。このような タイプの装置の欠点は、ガラスを急冷するために必要とされる空気の全量をコン プレッサが供給しなければならず、結局、コンプレッサは、大型で、経費がかか り、動力を食うものになる。 本発明の目的は、周知の装置の欠点を解消するかあるいは少なくとも改善する 、ガラスを急冷するための装置を提供することである。 本発明の第１の特徴によれば、熱処理を受けているガラスシートを急冷するた めの装置が提供され、この装置は、圧縮空気源と、該圧縮空気源から圧縮空気の 流れを受け取ってその流れを増幅し、ガラスシートを急冷するための冷却空気の 流れを発生するようになされた、負の空気流増幅器とを備えている。 ガラスを急冷するために必要とされる大量の空気は、比較的少量の空気から、 そのような装置が発生することができる。従って、上記圧縮空気源の寸法は、急 冷空気の全量を供給する場合に比較して、小さくすることができる。本装置は、 上述の列すなわちラインを２つ備えており、各々のラインは、ガラスシートの対 応する表面に空気を導くように配列されている。 各々の空気流増幅器は、空気エジェクタを備えることができる。そのような装 置は、空気流を特に効果的に増幅することが判明している。空気増幅器は、個々 調節することができ、従って、そのような空気増幅器によって発生される冷却空 気の量を制御することができる。この構成によって、ガラスシートを急冷するた めに与えられる空気の体積は、シートのある領域から他の領域まで変化させるこ とができ、これにより、ガラスの強化の度合い（従って、破断特性）をシートを 横断する方向において、変えることが可能となる。 一般に、本装置は更に、圧縮空気源から空気増幅器へ空気を搬送するための、 空気分配手段を備える。この分配手段は、マニホールドを備え、このマニホール ドに空気増幅手段を取り付けるのが好ましい。増幅手段が列として配列される実 施例においては、隔置された複数のマニホールドを設けることができ、各々のマ ニホールドは、増幅手段の列を担持する。 一般に、分配手段は更に、流量調整弁を備え、この流量調整弁は、圧縮空気源 からの空気の流れ、及び、空気増幅器へ供給される空気の圧力を制御するように 作用する。圧力トランスジューサをマニホールドの中に設けて、圧力フィードバ ック情報を制御ユニットに与えることができる。 圧縮空気源は、コンプレッサ及びエアーレシーバーを備えることができ、更に 、空気乾燥手段及び空気濾過手段を備えることができる。 本発明は、その第２の特徴においては、ガラスシートを熱強化するための装置 を提供し、この装置は、ガラスシートをその遷移点まで加熱するための加熱手段 と、本発明の上記第１の特徴による急冷装置と、ガラスシートを上記加熱手段か ら上記急冷装置へ搬送するための搬送手段とを備える。 本装置は更に、二次冷却ユニットを備えることができ、この二次冷却ユニット は、強化操作の後に、取り扱うことができる温度までガラスシートを冷却する。 上記二次冷却ユニットは、冷却空気の流れを供給するためのファンを備えること ができる。上記二次冷却ユニットは、上記急冷装置の中に組み込むことができ、 また、その空気を空気流増幅器に排出することができる。そうではなく、上記二 次冷却ユニットを別個のユニットとして、急冷された後に、ガラスが通過するよ うにすることができる。 本発明は、その第３の特徴において、本発明の上記第２の特徴による装置を運 転する方法を提供し、この方法においては、ガラスシートが加熱手段によって加 熱されている間に、コンプレッサが、圧縮空気をエアーレシーバーの中に蓄積し 、次に、ガラスシートは、急冷手段へ搬送され、該急冷手段には、上記エアーレ シーバーの中に蓄積された圧縮空気が供給され、ガラスシートを急冷する。 本発明の実施例を、添付の図面を参照して以下に詳細に説明するが、図面にお いては、 図１は、本発明を具体化した熱処理装置の概略的な断面図であり、 図２は、図１の装置の中に含まれるマニホールドに取り付けられた、複数の空 気エジェクタの断面図であり、 図３は、図２に示す空気エジェクタの詳細な断面図である。 熱処理装置は、加熱炉１０と、急冷装置１２と、ガラスシート１６を炉１０の 中へ搬送し、また、上記炉から急冷装置１２へ搬送するための、コンベア１４と を備えている。 ガラスシートをその遷移温度まで均一に加熱することを目的とする炉１０は、 通常の設計とすることができ、当業者には多くの可能な構造が周知であるので、 本明細書ではこれ以上説明しない。 コンベア１４も通常の形態とすることができ、一般的には、平行な同一平面上 の軸線を有する、多数の隔置されたローラ１８を備えており、これらローラ１８ の上に、ガラスシート１６が支持されている。コンベア１４はまた、ローラ１８ を作動させるようにこれらローラに接続された駆動手段（図示せず）も備えてお り、該駆動手段は、上記ローラを回転させて、これらローラの上に支持されたガ ラスシート１６を直線運動させる。駆動手段、並びに、熱処理装置の他の要素の 作動は、制御ユニットすなわち制御装置（図示せず）によって制御される。 急冷装置１２は、コンプレッサ２０及び複数のエアーレシーバー２２を含む、 圧縮空気源を備えている。圧縮空気は、コンプレッサ２０からエアーレシーバー ２２に供給され、必要とされるまでそこに蓄積される。空気がエアーレシーバー ２２の中に蓄積される前に、そのような空気を濾過し且つ乾燥させるために、濾 過及び乾燥手段（図示せず）が更に設けられている。 レシーバー２２の中の空気の最大圧力は、急冷装置１２を構成する際に使用さ れる特定の要素に依存する。一般にそのような圧力は、７乃至１５バールの範囲 にある。 エアーレシーバー２２は、流量調整弁２４の入口に空圧的に接続されている。 流量調整弁２４は、制御手段によって自動制御されるようになされている。流量 調整弁２４の出口は、後に説明する上方及び下方のマニホールド列２６、２８に 空圧的に接続されている。流量調整弁２４は、その空圧接続部と共に、装置の空 気分配手段を構成している。幾つかの実施例においては、少なくとも１つのマニ ホールドに圧力トランスジューサを設け、該マニホールドの中の空気圧を表す信 号を制御ユニットに与えることができる。 各々のマニホールド２６、２８は、細長い矩形状の金属のボックス部分を備え ており、各々のボックス部分は、閉止端及び中空の内部３０を有しており、該中 空の内部の中に、制御弁２４からの空気が収容される。マニホールド２６、２８ は、対として配列されており、各々の部材は、短いボックス部分２７によって互 いに接続されている。各々の列のマニホールド２６、２８は、平行に且つ隔置さ れて配列されている。マニホールド２６、２８は、コンベア１４によって生じら れるガラスシートの直線運動に対して交差する方向に、且つ、シート１６の平面 に対して平行に配列されている。マニホールド２６、２８の長さ、及び、各々の 列におけるその数は、急冷すべきガラスシート１６が、急冷装置１２の中にある 時に、マニホールド２６、２８によって実質的に覆われるように、選択される。 マニホールド２６、２８の上方及び下方の列はそれぞれ、コンベア１４の上に 支持されたガラスシート１６の平面の上方及び下方に設けられており、ガラスシ ート１６からのそれぞれの距離を変えることができるように取り付けることがで きる。 各々のマニホールド２６、２８は、複数の空気エジェクタ３２を担持しており 、これら空気エジェクタは、その長さに沿って、一般的には４０−６０ｍｍのピ ッチで均等に隔置されている。一対を構成する２つのマニホールドに設けられた 空気エジェクタ３２は、互い違いに配列されている。各々の空気エジェクタ３２ は、空気増幅手段を構成していて、そのような空気エジェクタが設けられている マニホールド２６、２８からの空気を受け取り、マニホールド２６、２８から受 け取った量よりも多い量の冷却空気の流れを発生するように作用することができ る。少なくとも下方のマニホールド２８に設けられた空気エジェクタ３２は、そ れぞれの冷却空気の流れが、コンベア１４のローラ１８の間に導かれるように配 列されている。 各々の空気エジェクタは、中空円筒形のノズル３４と、空気出口３６を構成す る開放端と、空気通路３７を構成する中空体とを備えている。ノズル３４は、該 ノズルが取り付けられているマニホールド２６、２８を貫通しており、マニホー ルド２６、２８の対向する壁部２９、２９’には開口が設けられており、これら 開口をノズル３４が貫通している。ノズル３４は、その長さの約半分、及び、そ の空気出口３６が、マニホールド２６、２８からコンベア１４に向かって突出す るように取り付けられている。ノズル３４の短いヘッド部分３８が、コンベアか ら離れる方向に、マニホールド２６、２８から突出している。 空気エジェクタ３２のキャップアセンブリ４０が、ヘッド部分３８を包囲し、 マニホールド２６、２８から、コンベアから離れる方向に、ノズル３４の端部を 越えて伸長している。 キャップアセンブリ４０は、円筒形の断面を有する外側部分４２を備えている 。外側部分８２の内方の端面５３が、マニホールド２６の壁部２７に接近して設 けられ、外側部分４２は、そこからノズル３４の軸方向に伸長している。 外側部分４２は、軸方向の貫通孔を有している。この貫通孔は、円筒形の第１ の領域４４を有しており、該第１の領域は、内ネジを有する壁部によって境界を 定められている。第１の領域４４は、外側部分４２の概ね半分の位置から、外側 部分４２の内方の端面５３まで伸長している。上記貫通孔は、第２の領域４５を 有しており、この第２の領域は、ノズル３４の軸方向に、外方の端面４３から外 側部分４２へ伸長している。第２の領域４５は、マニホールド２６に向かって均 一なテーパ形状を有していて、冷却空気通路６０を構成している。空気通路６０ は、その外方端面４３において、大気に開放されている。上記孔の横方向の段部 ４６が、その第１及び第２の領域４４、４５に交差している。 キャップアセンブリ４０は更に、内側部分４８を有している。内側部分４８は 、円筒形の部分５０を有しており、該円筒形の部分は、外側部分４２の第１の領 域４４のネジ切りされた壁部に係合するネジ付きの外側面５７と、横方向の段部 ４６に向かう外方の端面５７と、マニホールド２６に接近して位置する内方の端 面４９とを有している。組み立てる時には、ネジシール媒体を互いにかみ合うネ ジ部に導入し、内側及び外側の部分４８、４２の間に、気密シールを形成する。 円形の中央貫通路が、本体部分５０を通って軸方向に伸長し、その中に締まり嵌 めされているノズル３４のヘッド部分３８を収容している。ノズル３４は、接着 剤によって、適所に保持されている。 ジェット形成部分６６が、本体部分５０の内方の端面から外側部分４２の横方 向段部４６に向かって、概ね軸方向に伸長している。ジェット形成部分６６は、 本体部分５０の上に同心円状に配列された、円形の突出リブを有している。ジェ ット形成部分６６は、円筒形の外側面及び内側面を有している。上記内側面は、 上 記貫通路を包囲する本体部分に近接する、第１の部分５２を有すると共に、ノズ ル３４の内径に実質的に等しい直径を有している。従って、内側面の第１の部分 は、ノズルの空気通路３７の延長部を形成している。 内側面は、ノズル３４から離れた位置に、平坦で環状の横断部分５４を有して おり、該横断部分は、ノズル３４の軸線を横断する方向に配列されており、上記 ２つの部分５２、５４は、弧状の、あるいは、より好ましくは、多角形の断面を 有する、接合部分５６によって、互いに接続されている。 ジェット形成部分６６の内側面の横断部分５４は、外側部分４２の孔の横断段 部４６に近接し（一般には、０．０５乃至０．１２５ｍｍ以内）、均一な断面を 有する環状のジェット６４が、その間に形成されている。ジェット６４を形成す る２つの表面４６、４２の間の距離は、組み立て時に、内側及び外側の部分４８ 、４２の相対的な回転によって調節され、上記相対的な回転は、そのような２つ の部分がネジ式に係合しているので、相対的な軸方向の運動を生ずる。必要とさ れる距離に達すると、ネジシール媒体が、内側及び外側の部分４８、４２のそれ 以上の相対的な回転に抵抗する役割を果たす。ジェット６４の半径方向外方で、 段部４６によって形成される環状の空間と、外側部分４２の孔の第１の領域４４ の壁部と、内側部分４８の外方の端面５７とが、膨張チャンバ６８を形成してい る。 ネジ付きのカラー７０が、例えばハンダ付けによって、ノズル３４の周囲で固 定されており、上記カラー７０の一部は、キャップ４０から離れたマニホールド ２６の壁部２９’の開口を貫通している。ナット７２が、カラー７０に対して締 め付けられ、マニホールド２６の壁部２７’に圧接している。これは、マニホー ルド２６の中のノズル３４に張力を与え、キャップ４０をマニホールド２６の壁 部２７に接触させる。シールワッシャ７４、７６が、壁部２７、２７’の間、及 び、ナット７２とキャップ４０の外側部分４２との間にそれぞれ設けられ、マニ ホールド２６の壁部２７、２７’の開口の周囲に気密シールを形成している。 円周方向に隔置された複数の孔５５が、本体部分５０を貫通して形成され、そ の外方及び内方の端面４８、５７の間で概ね軸方向に伸長している。貫通孔３１ が、マニホールド２６の壁部２７に形成され、マニホールドの内部３０と孔５５ との間を空気が通過するのを許容している。孔５５及び貫通孔３１は一緒になっ て、高圧の空気通路を構成している。 使用の際には、マニホールド２６、２８の中空の内部３０からの空気が、高圧 の空気通路に入り、そこから、膨張チャンバ６８に入る。空気は、膨張チャンバ ６８から、音速以下の大きな速度で、ジェット６４を通って半径方向内方に流れ る。コアンダ効果の作用により、上記空気の流れは、接合部５６を通過する際に 湾曲し、ノズル３４の空気通路３７の中に導かれる。ジェット６４からの流れは 、大量の空気流に入り、空気通路６０を通って、ノズルの空気通路３７の中に入 る。従って、マニホールド２６、２８から空気エジェクタ３２の中に入る高圧空 気の流れは、増幅され、空気出口３６から大量の空気流を発生させる。 ガラス強化装置の作用を以下に説明する。 ガラスシート１６が、コンベア１４の上に置かれ、該コンベアは、制御手段に 制御されて、ガラスシートを炉１０の中に搬送する。ガラスシートは、上記炉の 中でその遷移温度まで均一に加熱されるまで、その炉の中に留まる。加熱の間に 、コンプレッサ２０が運転され、エアーレシーバー２２に空気を圧送する。制御 弁すなわち調節弁は閉じている。 ガラスシート１６が必要とされる温度に達すると、制御手段がコンベア１４を 再起動させ、ガラスシート１６を急冷装置１２の中に搬送する。ガラスシート１ ６が急冷装置の中にある間に、コンベア１４は休止してはおらず、制御手段によ って制御されて、ガラスシート１６を周期的に駆動し、最初は一方の方向に、次 に、反対方向に動かして、均一に急冷されることを確実にする。 ガラスシート１６が急冷装置１２の中に入る直前に、制御弁２４が開放され、 高圧の空気がエアーレシーバー２２からマニホールド２６、２８の中へ、次いで 、空気エジェクタ３２の中へ入るのを許容する。次に、各々の空気エジェクタ３ ２が作動して、その空気流を上述のように増幅させ、これにより、大量の冷却空 気をガラスシート１６に導き、その急冷を行う。 急冷の間に、エアーレシーバー２２の中の空気の圧力は、エアーレシーバーか ら空気が排出されるので、低下する。従って、ガラス１６が急冷される間には、 流量調整弁２４が調節されて、可能な限り、マニホールド２６、２８の中の圧力 を一定に維持する。これは、所定のプログラムに従って行うことができ、あるい は、空気圧トランスジューサから制御ユニットが受信した信号に応じて行うこと ができる。 一般に、炉１０に隣接する１又はそれ以上の列の空気エジェクタ３２は、残り のエジェクタよりも多い空気流を発生するように設定される。これにより、ガラ ス１６が急冷装置に入る際に、そのようなガラスの初期の迅速な処理を確実に行 うことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，Ｊ Ｐ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．熱処理を受けているガラスシートを急冷するための装置であって、圧縮空 気源と、複数の空気流増幅器とを備え、これら空気流量増幅器が、前記圧縮空気 源からある流量の圧縮空気を受け取り、その流量を増大させて、前記ガラスシー トを急冷するための冷却空気の流れを生ずるようになされていることを特徴とす る装置。 ２．請求項１の装置において、前記空気流量増幅器が、列をなして配列され、 前記ガラスシートの表面に分配される空気流を発生するようになされていること を特徴とする装置。 ３．請求項２の装置において、２列の空気流量増幅器を備え、各々の列が、前 記ガラスシートのそれぞれの表面に空気を導くように配列されていることを特徴 とする装置。 ４．請求項１乃至３のいずれかの装置において、前記空気流量増幅器が、空気 エジェクタであることを特徴とする装置。 ５．請求項１乃至４のいずれかの装置において、前記空気流量増幅器が、個々 調節可能であることを特徴とする装置。 ６．請求項１乃至５のいずれかの装置において、前記圧縮空気源から前記空気 流量増幅器へ空気を導くための分配手段を更に備えることを特徴とする装置。 ７．請求項６の装置において、前記分配手段が、複数のマニホールドを有して おり、これら各々のマニホールドに複数の空気増幅手段が担持されていることを 特徴とする装置。 ８．請求項７又は請求項２の装置において、互いに隔置された前記マニホール ドを複数備え、空気増幅器の列を形成していることを特徴とする装置。 ９．請求項１乃至８のいずれかの装置において、前記圧縮空気源が、コンプレ ッサとエアーレシーバーとを含むことを特徴とする装置。 １０．ガラスシートを熱処理するための装置であって、ガラスシートをその遷移 点まで加熱するための加熱手段と、請求項１乃至９のいずれかの急冷装置と、ガ ラスシートを前記加熱手段から前記急冷装置へ搬送するための搬送手段とを備え ることを特徴とする装置。 １１．請求項１０の装置において、前記加熱手段、前記急冷装置、及び、前記搬 送手段の作用を制御することのできる制御手段を更に備えることを特徴とする装 置。 １２．請求項１０又は請求項１１の装置において、ガラスシートが前記加熱手段 によって加熱されている間に、コンプレッサが、エアーレシーバーの中に圧縮空 気を蓄積し、前記ガラスシートが次に、前記急冷手段へ搬送され、該急冷手段に は、前記エアーレシーバーの中に蓄積された圧縮空気が供給され、前記ガラスシ ートを急冷することを特徴とする装置。