KR101528948B1 - 유리판 성형용 가열 장치 및 유리판의 휨 성형 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리판 성형용 가열 장치에 관한 것으로서, 유리판의 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위에 히터 변형이 발생하는 것을 방지하는 것에 있다. 유리판을 가열하는 가열 소자와, 가열 소자에 의해 가열되는 유리판의 표면에 소정의 온도 분포가 형성되도록 가열 영역 (Y) 을 복수의 영역 (X) 으로 구분하고, 가열 소자로부터 유리판을 향해 발하여진 복사열선의 일부를 차폐하는 열 차폐판을 구비하는 유리판 성형용 가열 장치에 있어서, 가열 소자에 의해 가열되는 유리판의 표면 중 열 차폐판에 대한 바로 근처 부위에 도달하는 가열 소자로부터의 복사열선을 감소시키는 열선 조정 수단으로서, 가열 소자로부터 유리판의 표면 중 열 차폐판에 대한 바로 근처 부위를 향해 발하여진 복사열선의 일부를 차폐하는 보조 열 차폐판을 형성한다.

Description

유리판 성형용 가열 장치 및 유리판의 휨 성형 방법{GLASS-PANE SHAPING-HEATING APPARATUS,AND GLASS-PANE BENDING-SHAPING METHOD}

본 발명은 유리판 성형용 가열 장치 및 유리판의 휨 성형 방법에 관한 것으로서, 특히 가열원으로부터의 복사열선에 의해 유리판을 소정의 온도 분포가 형성되도록 가열하는 데 있어서 바람직한 유리판 성형용 가열 장치, 및 그 가열 후에 유리판을 휨 성형하는 유리판의 휨 성형 방법에 관한 것이다.

종래, 가열원으로부터의 복사열선에 의해 유리판을 소정의 온도 분포가 형성되도록 가열하는 장치가 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 장치는 가열원과 가열원에 의해 가열되는 유리판 사이에서 그 유리판의 표면에 대해 대략 수직으로 배치 형성된 열 차폐판을 구비하고 있다. 이 열 차폐판은 가열원으로부터의 복사열선 중 유리판의 표면에 대해 경사 방향으로 입사되는 것을 차폐한다. 따라서, 상기한 장치에 의하면, 유리판 내에 급준한 온도 구배를 갖게 할 수 있어 원하는 온도 분포를 형성할 수 있게 된다.

일본 공개특허공보 2005-343747호

그러나, 상기한 특허문헌 1 에 기재된 장치에 있어서, 열 차폐판은 상기와 같이 가열원으로부터의 복사열선 중 유리판의 표면에 대해 경사 방향으로 입사되는 것을 차폐하는 기능을 갖는데, 유리판의 표면에 대해 수직 방향으로 입사되는 것을 차단하는 기능을 거의 갖지 않는다. 이 점에서, 이러한 열 차폐판만이 설치되는 가열 장치에서는, 열 차폐판의 바로 아래·바로 근처에 위치하지 않는 유리판의 부위에는 바로 위로부터의 복사열선이 입사되는 한편 경사 방향에서의 복사열선의 입사가 제한적이 된다. 그러나, 열 차폐판의 바로 아래·바로 근처에 위치하는 유리판의 부위에서는, 바로 위 및 비스듬히 상방으로부터의 가열원에 의한 복사열선의 입사가 그다지 제한적이 되지 않기 때문에, 그 열 차폐판의 존재에서 기인하여 그 바로 아래·바로 근처의 유리판의 온도가 주위에 비해 고온이 되어, 그 경계 부위에 히터 변형이 발생하게 된다. 특히, 유리판의 온도 분포를 고정밀도로 하기 위해 가열원과 유리판 사이의 거리를 짧게 하면 할수록, 발생하는 히터 변형은 현저해진다. 따라서, 상기한 특허문헌 1 에 기재된 장치에서는, 온도 분포를 형성하기 위한 열 차폐판의 존재가 유리판에서의 원하는 온도 분포 형성을 저해하는 하나의 요인이 되어 있다.

본 발명은 상기 서술한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 온도 분포를 형성하기 위한 열 차폐판이 존재해도 유리판에 원하는 온도 분포를 형성할 수 있는 유리판 성형용 가열 장치 및 유리판의 휨 성형 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은, 유리판을 가열하는 가열원과, 상기 가열원에 의해 가열되는 유리판의 표면에 소정의 온도 분포가 형성되도록 가열 영역을 복수의 영역으로 구분하여, 상기 가열원으로부터 유리판을 향해 발하여진 복사열선의 일부를 차폐하는 온도 분포용 열 차폐체를 구비하는 유리판 성형용 가열 장치로서, 상기 가열원에 의해 가열되는 유리판의 표면 중 상기 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위에 도달하는 상기 가열원으로부터의 복사열선을 감소시키는 열선 조정 수단을 구비하는 유리판 성형용 가열 장치에 의해 달성된다.

또, 상기 목적은 유리판을 프레임 형상의 휨형판 상에 탑재하고, 가열원으로부터 유리판을 향해 발하여지는 복사열선의 일부를, 가열 영역을 복수의 영역으로 구분하는 온도 분포용 열 차폐체에 의해 차폐하여 유리판에 소정의 온도 분포가 형성되도록 그 유리판을 가열하고, 유리판의 자중에 의해 유리판을 휨 성형하는 유리판의 휨 성형 방법으로서, 상기 가열원에 의해 유리판을 가열하면서, 그 유리판의 표면 중 상기 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위에 도달하는 상기 가열원으로부터의 복사열선을 감소시키는 열선 조정 공정을 구비하는 유리판의 휨 성형 방법에 의해 달성된다.

이들 양태의 발명에 있어서, 열선 조정 수단 또는 열선 조정 공정은, 가열원에 의해 가열되는 유리판의 표면 중 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위에 도달하는 가열원으로부터의 복사열선을 감소시킨다. 이러한 열선 조정 수단이나 열선 조정 공정에 의한 처리가 없으면, 유리판의 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위로의 가열원에 의한 복사열선의 입사가 바로 위나 바로 아래 및 경사 방향의 쌍방으로부터 허용되기 때문에, 그 바로 근처 부위에 입사되는 복사열선은, 유리판의 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위 이외의 주변 부위에 입사되는 복사열선에 비해 그다지 제한적이 되지 않는다. 이에 반해, 상기한 열선 조정 수단이나 열선 조정 공정에 의한 처리가 있으면, 유리판의 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위에 입사되는 복사열선이 감소되기 때문에, 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위 이외의 주변 부위에 입사되는 복사열선과 동등하게 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 유리판의 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위에 히터 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 온도 분포를 형성하기 위한 열 차폐체가 존재해도 유리판에 원하는 온도 분포를 형성할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 유리판의 휨 성형 방법에 의하면, 프레임 형상의 휨형판에 탑재된 유리판이 국소적으로 고온이 되는 것을 방지하여, 히터 변형이 발생하지 않는 유리판 성형을 실현할 수 있다.

또한, 상기한 유리판 성형용 가열 장치에 있어서, 상기 열선 조정 수단은, 상기 가열원으로부터 유리판의 표면 중 상기 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위를 향해 발하여진 복사열선의 일부를 차폐하는 열선 조정용 열 차폐체인 것으로 해도 된다.

이 양태의 발명에 있어서, 가열원에 의해 가열되는 유리판의 표면 중 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위에 도달하는 가열원으로부터의 복사열선의 감소는, 그 가열원으로부터 유리판의 표면 중 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위를 향해 발하여진 복사열선의 일부를 차폐하는 열선 조정용 열 차폐체에 의해 실현된다. 따라서, 본 발명에 의하면, 유리판의 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위에 히터 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 온도 분포를 형성하기 위한 열 차폐체가 존재해도 유리판에 원하는 온도 분포를 형성할 수 있다.

또, 상기한 유리판 성형용 가열 장치에 있어서, 상기 열선 조정용 열 차폐체의 크기 및 배치 위치는, 상기 가열원에 의해 가열되는 유리판의 표면 중, 상기 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위에 도달하는 복사열선을 발하는 상기 가열원의 유효 면적이, 그 바로 근처 부위 이외의 주변 부위에 도달하는 복사열선을 발하는 상기 가열원의 유효 면적과 대략 일치하도록 결정되는 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로는, 상기 온도 분포용 열 차폐체에 의해 구분된 영역의 중앙 바로 아래의 부위에 도달하는 복사열선을 발하는 상기 가열원의 유효 면적과 대략 일치하도록 결정되는 것이 좋다.

또, 상기한 유리판의 휨 성형 방법에 있어서, 상기 열선 조정 공정은, 상기 유리판의 표면 중 상기 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위에 도달하는 상기 가열원으로부터의 복사열선이, 그 바로 근처 부위 이외의 주변 부위에 도달하는 복사열선과 대략 일치하도록 상기 유리판을 가열하는 것으로 해도 된다. 더욱 구체적으로는, 상기 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위에 도달하는 상기 가열원으로부터의 복사열선이, 상기 온도 분포용 열 차폐체에 의해 구분된 영역의 중앙 바로 아래의 부위에 도달하는 복사열선과 대략 일치하도록 상기 유리판을 가열하는 것으로 해도 된다.

이들 양태의 발명에서는, 유리판의 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위에 입사되는 복사열선이, 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위 이외의 주변 부위, 구체적으로는 상기 온도 분포용 열 차폐체에 의해 구분된 영역의 중앙 바로 근처 부위에 입사되는 복사열선과 동등해진다. 따라서, 본 발명에 의하면, 유리판의 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위에 히터 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 온도 분포를 형성하기 위한 열 차폐체가 존재해도 유리판에 원하는 온도 분포를 형성할 수 있다.

그런데, 상기한 유리판 성형용 가열 장치에 있어서, 상기 온도 분포용 열 차폐체는 상기 가열원에 의해 가열되는 유리판의 표면에 대해 대략 수직으로 배치 형성되어 있고, 상기 열선 조정용 열 차폐체는, 상기 온도 분포용 열 차폐체에 고정되고, 상기 가열원에 의해 가열되는 유리판의 표면에 대해 대략 평행하게 배치 형 되어 있는 것으로 해도 된다.

이 양태의 발명에서는 유리판의 표면에 대해 대략 수직으로 배치 형성된 온도 분포용 열 차폐체가 존재해도, 그 유리판의 표면에 대해 대략 평행하게 배치 형성된 열선 조정용 열 차폐체에 의해, 유리판의 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위에 히터 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 유리판에 원하는 온도 분포를 형성할 수 있다.

또, 상기 열선 조정용 열 차폐체의 길이 L 및 배치 위치 H (상기 온도 분포용 열 차폐체의 선단으로부터의 거리) 는, 상기 가열원으로부터 상기 상기 유리판의 표면까지의 거리를 a, 상기 가열원의 폭을 b, 상기 온도 분포용 열 차폐체의 길이를 c, 상기 온도 분포용 열 차폐체의 두께를 t₁, 상기 열선 조정용 열 차폐체의 두께를 t₂ 로 하여 이하의 식을 만족하는 것으로 해도 된다.

이 양태의 발명에 있어서는, 적절한 크기 및 위치에서 열선 조정용 열 차폐체를 설치할 수 있게 되어, 상기 온도 분포용 열 차폐체에 의해 구분된 영역의 중앙 바로 아래의 부위에 입사되는 복사열선을 감소시키지 않고, 유리판의 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위에 히터 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 열량을 필요 이상으로 낭비하지 않고 유리판에 원하는 온도 분포를 형성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 유리판의 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 근처 부위에 히터 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 온도 분포를 형성하기 위한 열 차폐체가 존재해도 유리판에 원하는 온도 분포를 형성할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예인 유리판 성형용 가열 장치를 구비하는 가열로의 전체 구성도이다.
도 2 는 본 실시예의 유리판 성형용 가열 장치에 의해 가열되는 성형 구역이 갖는 1 섹션에서의 가열 영역을 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 실시예의 유리판 성형용 가열 장치의 주요부의 사시도이다.
도 4 는 도 3 에 나타내는 유리판 성형용 가열 장치를 Ⅲ-Ⅲ 으로 절단했을 때의 단면도이다.
도 5 는 본 실시예의 유리판 성형용 가열 장치의 주요부 구성도이다.
도 6 은 본 실시예의 유리판 성형용 가열 장치에 있어서 가열원이 발하는 복사열선의 모습을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 실시예의 유리판 성형용 가열 장치에 의한 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 은 본 발명의 변형예인 유리판 성형용 가열 장치의 주요부의 단면도가다.
도 9 는 본 실시예의 보조 열 차폐판의 크기 및 설치 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은 본 발명의 변형예인 유리판 성형용 가열 장치를 설명하기 위한 도면이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 도면을 이용하여, 본 발명에 관련된 유리판 성형용 가열 장치 및 유리판의 휨 성형 방법의 구체적인 실시형태에 대해 설명한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예인 유리판 성형용 가열 장치 (이하, 간단히 가열 장치라고 한다) (10) 를 구비하는 가열로 (12) 의 전체 구성도를 나타낸다. 본 실시예의 가열로 (12) 는 가열 장치 (10) 를 이용하여, 자동차나 철도 등의 수송 기기나 건물 등에 사용되는 유리판 (G) 을, 소정 방향 (예를 들어, 반송 방향 및 그 반송 방향과 직교하는 직교 방향의 두 방향) 으로 휨 성형한 후에 가열한다.

본 실시예에서 가열로 (12) 는 터널 형상으로 형성되어 있고, 도 1 에 나타내는 바와 같이 예열 구역 (Z1) 과, 성형 구역 (Z2) 과, 서냉 구역 (Z3) 에 의해 구성되어 있다. 유리판 (G) 은 예열 구역 (Z1), 성형 구역 (Z2), 및 서냉 구역 (Z3) 의 순서로 반송 컨베이어에 의해 반송된다. 또한, 유리판 (G) 의 반송은, 유리판 (G) 을 탑재하는, 그 유리판 (G) 이 원하는 휨 형상과 대략 합치한 만곡 형상을 갖는 휨형판 (도 5 에 나타낸다) (16) 의 반송에 의해 실현된다. 또한, 도 5 에서는, 유리판 (G) 이 휨형판 (16) 을 따르고 있는데, 이것은 모식적으로 나타낸 것으로서, 성형해 가는 과정에서 서서히 융합되어 간다.

각 구역 (Z1, Z2, Z3) 은 각각, 반송 방향으로 나열된 복수의 섹션 (도 1 에서는, 예열 구역 (Z1) 이 4 섹션, 성형 구역 (Z2) 이 8 섹션, 서냉 구역 (Z3) 이 4 섹션) 을 갖고 있다. 각 섹션은 각각, 하나의 유리판 (G) 이 반입되는 크기 (면적) 를 갖고 있다.

각 구역 (Z1, Z2, Z3) 의 각 섹션에는 각각, 유리판 (G) 을 가열하는 가열 장치 (10) 가 형성되어 있다. 예열 구역 (Z1) 은 유리판 (G) 에 부여하는 가열 온도가 유리판 (G) 의 반송 방향으로 진행됨에 따라 높아지는 구역이고, 성형 구역 (Z2) 은 유리판 (G) 에 부여하는 가열 온도가 일정하게 유지되는 구역이며, 또 서냉 구역 (Z3) 은 유리판 (G) 에 부여하는 가열 온도가 유리판 (G) 의 반송 방향으로 진행됨에 따라 낮아지는 구역이다. 각 섹션의 가열 장치 (10) 는 각각 독립적으로 가열량의 크기를 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

가열 장치 (10) 는 천정에 형성된 천정 히터 (10a), 노 (爐) 바닥에 형성된 노 바닥 히터 (10b), 측벽에 형성된 측벽 히터 (10c) 등을 갖고 있다. 이들 히터 (10a, 10b, 10c) 는 각각, 가열로 (12) 의 내벽면에 유지 부재를 개재하여 유지된 가열 소자에 의해 구성되어 있고, 그 가열 소자를 이용하여 노 내를 가열하는 기능을 갖고 있다. 또 특히, 성형 구역 (Z2) 의 가열 장치 (10) 에서, 천정 히터 (10a) 또는 노 바닥 히터 (10b) 는 수평으로 반송되는 유리판 (G) 의 상면 및 하면에 대해 대략 수직 상방 또는 하방에 설치된 복수의 가열 소자 (14) 를 갖고 있다. 이들 가열 소자 (14) 는 반송되는 유리판 (G) 의 주로 바로 근처 (바로 아래 또는 바로 위) 의 표면 부위를 가열한다.

도 2 는 본 실시예의 가열 장치 (10) 에 의해 가열되는 성형 구역 (Z2) 이 갖는 1 섹션에서의 가열 영역 (Y) 을 나타낸 도면을 나타낸다. 또한, 도 2 에는, 1 섹션을 유리판 (G) 의 반송 방향과 직교하는 상 방향에서 보았을 때의 도면을 나타낸다. 도 3 은 본 실시예의 가열 장치 (10) 의 주요부의 사시도를 나타낸다. 또, 도 4 는 도 3 에 나타내는 가열 장치 (10) 를 Ⅲ-Ⅲ 으로 절단했을 때의 단면도를 나타낸다. 또한, 도 3 및 도 4 에는, 각 섹션이 갖는 가열 영역 (Y) 을 구성하는 구분된 영역 (X) 이 4 개 나열된 상황을 나타낸다. 또한, 도 5 는 본 실시예의 가열 장치 (10) 의 주요부 구성도를 나타낸다. 또한, 도 5 에는 휨 성형되는 유리판 (G) 이 반송되는 경우에 있어서의 가열 장치 (10) 를 반송 방향측에서 보았을 때의 도면을 나타낸다.

성형 구역 (Z2) 의 각 섹션은 각각, 도 2 에 나타내는 바와 같이 하나의 유리판 (G) 이 반입 가능한 크기 (면적) 의 가열 영역 (Y) 을 갖고 있다. 각 섹션의 가열 영역 (Y) 은 각각, 복수 (예를 들어 200 개 정도) 의 영역 (X) 으로 구분되어 있다. 이 가열 영역 (Y) 에서 영역 (X) 은 상하 방향에서 보아 미리 정해진 패턴으로 井 자 형상으로 나열되도록 형성되어 있다. 1 개의 영역 (X) 은 예를 들어 한 변이 50 ∼ 200 ㎜ 정도인 정사각형 또는 직사각형의 형상을 갖고 있다. 가열 영역 (Y) 에서의 영역 (X) 의 패턴은, 1 장의 유리판 (G) 에 원하는 온도 분포를 발생시킬 수 있게 되도록 정해진다. 또, 이 성형 구역 (Z2) 의 각 섹션의 가열 장치 (10) 는, 가열 영역 (Y) 의 영역 (X) 마다 가열 소자 (14) 를 갖고 있어, 각각 독립적으로 가열량의 크기를 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

성형 구역 (Z2) 의 각 섹션의 가열 장치 (10) 는 각각, 1 개의 가열 영역 (Y) 을 복수의 영역 (X) 으로 구분하기 위한 열 차폐판 (20) 을 구비하고 있다. 열 차폐판 (20) 은, 예를 들어 유리 섬유나 스테인리스, 카본 크로스 등을 소재로 하여 형성되어 있고, 가열로 (12) 의 내벽면 (천정 또는 노 바닥) 에 유지 부재를 개재하여 장착되어 있다. 열 차폐판 (20) 은 천정 또는 노 바닥에 대해 즉 가열 소자 (14) 에 의해 가열되는 유리판 (G) 이 탑재되는 수평면에 대해 대략 수직 하방 또는 상방으로 연장되어 있고, 가열 영역 (Y) 이 井 자 형상으로 나열되는 복수의 영역 (X) 으로 구분되도록 상하 방향에서 보아 井 자 형상으로 배치 형성되어 있다.

가열로 (12) 의 내벽면에 장착되는 열 차폐판 (20) 은, 그 내벽면으로부터 유리판 (G) 의 반송면을 향해 연장되어 있고, 소정의 상하 방향 길이 (예를 들어 100 ㎜) 를 갖고 있다. 또, 열 차폐판 (20) 의 장착된 내벽면측과는 반대측의 단부 (端部) (하단 (下端) 또는 상단 (上端)) 와 유리판 (G) 의 표면은, 그 거리가 유리판 (G) 의 전체 표면에 걸쳐 상하 방향으로 소정의 거리 (예를 들어 100 ㎜) 가 되도록 설정되어 있다. 열 차폐판 (20) 은 천정 또는 노 바닥의 가열 소자 (14) 로부터 발하여지는 복사열선의 일부 (주로 경사 방향으로 조사되는 복사열선) 를 차폐하는 기능을 갖고 있다.

이러한 열 차폐판 (20) 을 구비한 가열 장치 (10) 에 있어서, 천정이나 노 바닥의 가열 소자 (14) 로부터 발하여지는 복사열선 중 유리판 (G) 의 표면에 대해 경사 방향으로 입사되는 복사열선이 그 열 차폐판 (20) 에 의해 차폐된다. 이 때문에, 소정 영역 (X) 에 대한 가열 소자 (14) 로부터 발하여진 복사열선이, 인접하는 영역 (X) 에 잘 입사되지 않게 되어, 그 입사가 억제된다. 또, 가열 영역 (Y) 은 영역 (X) 마다 각각 독립적으로 가열량의 크기를 제어할 수 있게 된다. 따라서, 본 실시예에서는 성형 구역 (Z2) 에서 가열 영역 (Y) 의 온도 분포를 영역 (X) 마다 세밀하게 제어할 수 있기 때문에, 유리판 (G) 에 원하는 온도 분포를 부여할 수 있고, 또 그 온도 분포의 경계를 샤프하게 형성할 수 있다.

각 영역 (X) 의 가열 소자 (14) 는 각각, 반송되어 오는 유리판 (G) 의 휨 형상에 따른 상하 위치에 배치되어 있다. 즉, 유리판 (G) 의 표면과 각 영역 (X) 의 가열 소자 (14) 의 거리는, 그 휨 성형되는 유리판 (G) 의 전체 표면에 걸쳐 대략 일정하게 유지되어 있다. 반송되어 오는 유리판 (G) 이 평평한 유리판인 경우에는, 각 영역 (X) 의 가열 소자 (14) 는, 모두 동일한 상하 위치에서 수평 방향으로 나열되도록 배치된다. 한편, 도 5 에 나타내는 바와 같이 반송되어 오는 유리판 (G) 이 만곡된 유리판인 경우에는, 각 영역 (X) 의 가열 소자 (14) 는, 그 유리판 (G) 의 휨 형상에 따라 서로 상이한 상하 위치에서 머물도록 배치된다.

또한, 만곡된 유리판 (G) 이 반송되는 경우에는, 가열로 (12) 의 각 섹션의 가열 영역 (Y) 에는 각각, 영역 (X) 마다 또는 소정 복수의 영역 (X) 마다 승강 장치 (도시하지 않음) 가 배치 형성되고, 각 영역 (X) 의 가열 소자 (14) 는 각각, 컨트롤러의 지령에 의한 각 승강 장치의 동작에 따라 가열로 (12) 의 내벽면에 유지되면서 상하 이동되는 것으로 하는 것이 좋다. 이 경우, 컨트롤러는 유리판 (G) 이 휨 성형되는 형상에 따라 각 승강 장치 각각에 대응된 가열 소자 (14) 를 적당히 상하 이동시키는 지령을 발한다. 이러한 구성과 처리 제어에 의하면, 반송되어 오는 유리판 (G) 의 휨 형상에 따라 각 영역 (X) 의 가열 소자 (14) 를 상하 이동시킴으로써, 그 휨 형상이 변화해도 그 변화에 추종하여 각 영역 (X) 의 가열 소자 (14) 와 유리판 (G) 표면의 거리를 일정하게 유지시킬 수 있게 되기 때문에, 유리판 (G) 에 원하는 온도 분포를 부여하기 쉬워진다. 또한, 이 경우에는, 가열 소자 (14) 의 상하 이동에 추종하여, 열 차폐판 (20) 도 가열로 (12) 의 내벽면 (천정 또는 노 바닥) 에 유지되면서 그 내벽면에 대해 상하 이동되는 것이 좋다.

또한, 가열 소자 (14) 는 반드시 휨 형상의 변화에 추종하여 상하 이동할 필요는 없고, 유리판의 성형 중에는 고정되어 있어도 되고, 오프 라인시에 각 섹션마다 가열 소자 (14) 의 위치를 자유롭게 설정할 수 있도록만 구성되어 있어도 된다. 그와 같이 함으로써 형상이 상이한 유리판을 성형하는 경우라도, 용이하게 가열 소자 (14) 를 재배치할 수 있다.

또, 연속적으로 유리판이 반송되어 오는 경우에는, 상방 및 하방, 또는 어느 일방의 가열 소자 (14) 전체를, 예를 들어 가열 영역 (Y) 전체가 하나의 래크에 접속되고, 이 래크를 승강시킴으로써 한 번에 승강 가능하게 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함에 따라, 유리판이 각 섹션에 반입될 때에, 상하의 열 차폐판의 간격을 빠르게 넓힐 수 있어, 유리판의 반입을 용이하게 할 수 있다.

상기한 본 실시예의 구성에 있어서는 유리판 (G) 은 소정의 형상으로 잘라진 후, 휨형판 (16) 상에 1 장 또는 복수 장 중첩시켜 탑재되고, 가열로 (12) 에 반입된다. 가열로 (12) 에 반입된 유리판 (G) 은, 반입 후, 섹션마다 정지하도록 단속적으로 반송된다. 그리고, 예열 구역 (Z1) 에서 먼저 약 500 ℃ 정도까지 가열되고, 그 후 성형 구역 (Z2) 에서 미리 정해진 섹션에 정지하는 동안에 원하는 온도 분포가 형성되도록 가열된다. 이러한 온도 분포가 유리판 (G) 에 형성되면, 그 유리판 (G) 은 자중 (중력) 에 의해 휨형판 (16) 을 따른 형상으로 휘어져, 원하는 형상으로 성형된다. 그리고, 원하는 형상으로 성형된 유리판 (G) 은, 그 후, 서냉 구역 (Z3) 에서 서서히 냉각된다.

도 6 은 본 실시예의 가열 장치 (10) 에서 가열 소자 (14) 가 발하는 복사열선의 모습을 모식적으로 나타낸 도면을 나타낸다. 또, 도 7 은 본 실시예의 가열 장치 (10) 에 의한 효과를 설명하기 위한 도면을 나타낸다. 또한, 도 7(A) 에는 가열 영역 (Y) 의 일부를 평면 방향에서 보았을 때의 도면을, 또 도 7(B) 에는 도 7(A) 에 나타내는 가열 영역 (Y) 의 Ⅳ-Ⅳ 선에서의 온도 분포를 후술하는 보조 열 차폐판 (22) 이 있는 경우 (실선) 와 없는 경우 (파선) 로 비교한 도면을, 각각 나타낸다.

그런데, 본 실시예에 있어서 성형 구역 (Z2) 의 각 섹션의 가열 장치 (10) 는 각각, 추가로 보조 열 차폐판 (22) 도 구비하고 있다. 보조 열 차폐판 (22) 은 열 차폐판 (20) 과 마찬가지로, 예를 들어 유리 섬유나 스테인리스, 카본 크로스 등을 소재로 하여 만들어져 있다. 보조 열 차폐판 (22) 은 4 개의 열 차폐판 (20) 에 의해 둘러싸인, 가열 영역 (Y) 이 갖는 단면 사각 형상의 각 영역 (X) 마다, 그 영역 (X) 의 내부 공간의 일부분, 예를 들어 그 상하 방향에서의 소정 위치의 수평 단면적을 좁히도록 열 차폐판 (20) 의 내벽 전체 둘레에 그 열 차폐판 (20) 에 일체적으로 장착 고정되고 있다. 보조 열 차폐판 (22) 은 열 차폐판 (20) 의 내벽면으로부터 그 열 차폐판 (20) 에 대해 수직 방향으로 연장되어 형성되어 있고, 가열로의 천정 또는 노 바닥에 대해 즉 가열 소자 (14) 에 의해 가열되는 유리판 (G) 이 탑재되는 수평면에 대해 대략 평행해지도록 배치 형성되어 있다.

또한, 보조 차폐판 (22) 의 열 차폐판 (20) 에 대한 장착은, 그 보조 차폐판 (22) 의 존재에 의해, 가열 소자 (14) 로부터 유리판 (G) 의 열 차폐판 (20) 바로 근처 부위에 달하는 총 복사열선을 감소시켜, 그 주변 부위에 달하는 총 복사열선과 대략 일치시킬 수 있으면, 그 열 차폐판 (20) 의 내벽 전체 둘레에 형성하지 않아도 된다. 즉, 영역 (X) 의 한 변, 또는 그 일부여도 된다.

영역 (X) 마다의 보조 열 차폐판 (22) 의 크기 및 열 차폐판 (20) 에 대한 배치 위치는, 가열 소자 (14) 에 의해 가열되는 유리판 (G) 의 표면 중, 열 차폐판 (20) 의 바로 근처 (바로 아래 또는 바로 위) 에 위치하는 부위 (열 차폐판 (20) 을 상하 방향으로 연장시켜 교차하는 부위 ; 이하, 열 차폐판 (20) 에 대한 바로 근처 부위라고 한다) 에 도달하는 복사열선을 발하는 가열 소자 (14) 의 유효 면적이, 그 바로 근처 부위 이외의 주변 부위 (중앙 부위) 에 도달하는 복사열선을 발하는 가열 소자 (14) 의 유효 면적과 대략 일치하도록 설정되어 있다. 그리고, 이 영역 (X) 마다의 보조 열 차폐판 (22) 의 크기 및 열 차폐판 (20) 에 대한 배치 위치는, 열 차폐판 (20) 이 마주 보는 내벽 간의 거리나 유리판 (G) 까지의 거리에 따라 상이한 것이 된다.

예를 들어, 유리판의 열 차폐판 (20) 간의 중앙 바로 근처인 중앙 부위 (G1) 와 유리판의 열 차폐판 (20) 바로 근처인 부위 (G2) 에 도달하는 복사열선에 있어서, 이들 복사열선을 발하는 가열 소자 (14) 의 유효 면적을 동일하게 하는 경우, 가열 소자 (14) 와 유리판 (G) 표면의 거리를 a, 가열 소자 (14) 의 폭을 b, 열 차폐판 (20) 의 길이를 c 로 하여, 보조 열 차폐판 (22) 의 수평 방향의 길이 L 과, 열 차폐판 (20) 의 선단으로부터의 거리 H 는, 이하의 식에 따라 구해진다.

이 경우, 가열 소자 (14) 와 유리판 (G) 표면의 상하 방향의 간격 a 가 250 ㎜, 과열 소자의 폭 b 가 100 ㎜, 열 차폐판 (20) 의 상하 방향 길이 c 가 100 ㎜ 인 것으로 하면, 보조 열 차폐판 (22) 은 하나의 열 차폐판 (20) 에 장착되는 수평 방향의 길이 L 이 12.5 ㎜ 정도가 되어, 그 배치 위치가 열 차폐판 (20) 의 하단 또는 상단으로부터 37.5 ㎜ 정도의 위치가 되도록 구성되어 있다. 또한, 구한 L 및 H 는 본원의 효과를 저해하지 않을 정도 근방의 값이면 된다.

또, 열 차폐판 (20) 의 두께 t₁ 및 보조 열 차폐판 (22) 의 두께 t₂ 를 고려할 필요가 있는 경우에는, 이하의 식에 따라 구해진다. 또한, 부호의 관계는 도 9 에 나타내는 바와 같다.

보조 열 차폐판 (22) 은 가열 소자 (14) 로부터 가열되어야 하는 유리판 (G) 의 표면 중 열 차폐판 (20) 에 대한 바로 근처 부위를 향해 발하여진 복사열선의 일부를 차폐함으로써, 그 바로 근처 부위에 도달하는 가열 소자 (14) 로부터의 복사열선을 감소시키는 기능을 갖고 있다. 구체적으로는, 보조 열 차폐판 (22) 은 유리판 (G) 의 표면 중 열 차폐판 (20) 에 대한 바로 근처 부위에 대한 바로 위나 바로 아래에 위치하는 가열 소자 (14) 에 의한 복사열선의 입사를 제한하고, 소정의 경사 방향에 위치하는 가열 소자 (14) 에 의한 복사열선의 입사를 허용하는 기능을 갖고 있다.

가열 장치 (10) 가 이러한 보조 열 차폐판 (22) 을 구비하지 않고 차폐판 (20) 만을 구비하는 것으로 하면, 그 열 차폐판 (20) 바로 근처의 유리판 (G) 으로 복사열선이 입사되는 가열 소자 (14) 의 유효 면적이 과대해지기 때문에, 그 열 차폐판 (20) 의 존재에서 기인하여 그 바로 근처의 유리판 (G) 에 히터 변형이 발생할 우려가 있다 (도 7(B) 에 파선으로 나타내는 온도 분포 ; 특히 점선으로 둘러싸이는 영역을 참조).

이에 반해, 상기한 보조 열 차폐판 (22) 을 구비한 가열 장치 (10) 에서는, 유리판 (G) 의 표면 중 열 차폐판 (20) 에 대한 바로 근처 부위 (G2) 이외의 부위 (중앙 부위 (G1)) 에 입사되는 가열 소자 (14) 로부터의 복사열선은, 그 보조 열 차폐판 (22) 의 유무에 따라 영향을 잘 받지 않는 한편, 유리판 (G) 의 표면 중 열 차폐판 (20) 에 대한 바로 근처 부위 (G2) 에 입사되는 가열 소자 (14) 로부터의 복사열선은, 이러한 보조 열 차폐판 (22) 을 구비하지 않는 것에 비해 감소되기 때문에, 그 바로 근처 부위 (G2) 이외의 중앙 부위 (G1) 에 입사되는 복사열선과 거의 거의 동등하게 할 수 있다. 요컨대, 유리판 (G) 의 열 차폐판 (20) 에 대한 바로 근처 부위 (G2) 에 입사되는 복사열선을 발하는 가열 소자 (14) 의 유효 면적을, 그 바로 근처 부위 (G2) 이외의 중앙 부위 (G1) 에 입사되는 복사열선을 발하는 가열 소자 (14) 의 유효 면적과 대략 일치시킬 수 있다.

따라서, 본 실시예의 가열 장치 (10) 에 의하면, 유리판 (G) 에 온도 분포를 형성하기 위한 열 차폐판 (20) 의 존재에서 기인하여 그 열 차폐판 (20) 의 바로 근처에 위치하는 유리판 (G) 의 바로 근처 부위 (G2) 의 근방에 히터 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다. 이 때문에, 본 실시예의 가열 장치 (10) 에 의하면, 유리판 (G) 에 온도 분포를 형성하기 위한 열 차폐판 (20) 이 존재해도, 그 열 차폐판 (20) 에 장착되는 보조 열 차폐판 (22) 의 존재에 의해 유리판 (G) 에 원하는 온도 분포를 형성할 수 있고, 그 결과로서 유리판 (G) 을 원하는 형상으로 성형할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는 가열 소자 (14) 가 청구의 범위에 기재된 「가열원」에, 열 차폐판 (20) 이 청구의 범위에 기재된 「온도 분포용 열 차폐체」에, 보조 열 차폐판 (22) 이 청구의 범위에 기재된 「열선 조정 수단」및 「열선 조정용 열 차폐체」에, 각각 상당한다.

그런데, 상기 실시예에서는 가열 소자 (14) 로부터 가열되어야 할 유리판 (G) 의 표면 중 열 차폐판 (20) 에 대한 바로 근처 부위를 향해 발하여진 복사열선의 일부를 차폐하는 보조 열 차폐판 (22) 을, 열 차폐판 (20) 에 그 내벽면으로부터 열 차폐판 (20) 에 대해 수직 방향으로 연장시키고 또한 가열 소자 (14) 에 의해 가열되는 유리판 (G) 의 표면에 대해 대략 수평 방향으로 연장되도록 장착되어 있다. 그러나, 이러한 보조 열 차폐판 (22) 은 이 형상에 한정되는 것이 아니라, 가열 소자 (14) 에 의해 가열되는 유리판 (G) 의 표면 중, 열 차폐판 (20) 의 바로 근처 (열 차폐판 (20) 의 바로 아래 또는 바로 위) 에 위치하는 바로 근처 부위에 도달하는 복사열선을 발하는 가열 소자 (14) 의 유효 면적이, 그 바로 근처 부위 이외의 주변 부위에 도달하는 복사열선을 발하는 가열 소자 (14) 의 유효 면적과 대략 일치하는 것이면, 열 차폐판 (20) 에 그 밑동 부위로부터 경사 방향으로 연장되도록 장착되는 것으로 해도 된다. 도 8 은 이러한 보조 열 차폐판 (22) 을 구비하는 가열 장치 (10) 의 주요부의 단면 형상을 나타낸다. 이러한 변형예에서도, 유리판 (G) 의 표면 중 열 차폐판 (20) 에 대한 바로 근처 부위 (G2) 에 입사되는 가열 소자 (14) 로부터의 복사열선이 감소되기 때문에, 열 차폐판 (20) 의 바로 근처에 위치하는 유리판 (G) 의 바로 근처 부위 (G2) 의 근방에 히터 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

또, 상기 실시예에서는 가열되어야 할 유리판 (G) 의 표면 중 열 차폐판 (20) 에 대한 바로 근처 부위에 도달하는 가열 소자 (14) 로부터의 복사열선을 감소시키는 데에 가열 소자 (14) 로부터 그 바로 근처 부위를 향해 발하여진 복사열선의 일부를 차폐하는 보조 열 차폐판 (22) 을 형성하는 것으로 되어 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 유리판 (G) 의 표면 중 열 차폐판 (20) 에 대한 바로 근처 부위 이외의 부위에 도달하는 가열 소자 (14) 로부터의 복사열선을 감소시키지 않고, 그 바로 근처 부위에 도달하는 가열 소자 (14) 로부터의 복사열선을 감소시킬 수 있는 열선 조정 수단을 형성하는 것으로 하면 된다.

이하와 같은 예를 들 수 있다. 도 10 에 나타내는 바와 같이 가열 소자 (14) 와 유리판 (G) 표면의 거리 a 가, 열 차폐판 (20) 의 길이 c 의 정 (正) 의 정수배인 경우, 중앙 부위 (G1) 와 바로 근처 부위 (G2) 에 입사되는 각각의 복사열선은, 보조 열 차폐판 (22) 을 구비하지 않아도 대략 동등하다. 그러나, 이것은 일 방향만을 고려한 경우이며, 도 7(A) 에 나타내는 바와 같이 영역 (X) 을 형성하는 열 차폐판 (20) 의 직교하는 방향의 길이가 상이하면, 그 밖의 방향에서 중앙 부위 (G1) 와 바로 근처 부위 (G2) 에 각각 입사되는 복사열선은 상이하기 때문에 본원의 보조 열 차폐판 (22) 이 필요하다.

즉 열선 조정의 하나의 수단으로서, 열선 차폐판 (20) 에 의해 구분된 영역 (X) 을 평면에서 보았을 때 정사각형으로 하고, 가열 소자 (14) 와 유리판 (G) 표면의 거리 a 를, 열 차폐판 (20) 의 길이 c 의 정의 정수배로 하면, 중앙 부위 (G1) 와 바로 근처 부위 (G2) 에 입사되는 각각의 복사열선을 대략 동등하게 할 수 있어, 본원의 과제를 해결할 수 있다.

산업상 이용가능성

본 발명은 유리판을 엄밀한 온도 분포로 가열하여 휨 성형하는 데에 적합하여, 자동차나 철도 등의 수송 기기나 건물 등에 사용되는 유리판의 사장에 이용할 수 있다.

또한, 2007년 12월 28일에 출원된 일본 특허출원 2007-340826호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하여, 본 발명의 명세서의 개시로서 도입한다.

10 유리판 성형용 가열 장치 (가열 장치)
12 가열로
14 가열 소자
20 열 차폐판
22 열 차폐체
G 유리판
X 영역
Y 가열 영역
Z2 성형 구역

Claims (11)

1. 가열로 내에 반송되어 오는 유리판을 가열하는 가열원과, 상기 가열원과 상기 가열원에 의해 가열되는 유리판 사이에 배치되며, 또한 상기 가열원으로부터 상기 유리판의 반송면을 향하여 연장 형성됨으로써 상기 가열원으로부터 상기 유리판을 향하여 경사 방향으로 조사되는 복사열선의 일부를 차폐하여, 상기 유리판의 표면에 소정의 온도 분포가 형성되도록 가열 영역을 복수의 영역으로 구분하는 온도 분포용 열 차폐체를 구비하는 유리판 성형용 가열 장치로서,
   상기 온도 분포용 열 차폐체에 형성된, 상기 가열원에 의해 가열되는 유리판의 표면 중 상기 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 아래 또는 바로 위에 위치하는 부위를 향해 발하여진 복사열선의 일부를 차폐하는 열선 조정용 열 차폐체를 구비하는 것을 특징으로 하는 유리판 성형용 가열 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 열선 조정용 열 차폐체의 크기 및 배치 위치는, 상기 가열원에 의해 가열되는 유리판의 표면 중 상기 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 아래 또는 바로 위에 위치하는 부위에 도달하는 복사열선을 발하는 상기 가열원의 유효 면적이, 그 바로 아래 또는 바로 위에 위치하는 부위 이외의 주변 부위에 도달하는 복사열선을 발하는 상기 가열원의 유효 면적과 일치하도록 결정되는 유리판 성형용 가열 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 열선 조정용 열 차폐체의 크기 및 배치 위치는, 상기 가열원에 의해 가열되는 유리판의 표면 중, 상기 온도 분포용 열 차폐체에 대한 바로 아래 또는 바로 위에 위치하는 부위에 도달하는 복사열선을 발하는 상기 가열원의 유효 면적이, 상기 온도 분포용 열 차폐체에 의해 구분된 영역의 중앙 부위에 도달하는 복사열선을 발하는 상기 가열원의 유효 면적과 일치하도록 결정되는 유리판 성형용 가열 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 온도 분포용 열 차폐체는 상기 가열원에 의해 가열되는 유리판의 반송면에 대해 수직으로 배치 형성되어 있고,
   상기 열선 조정용 열 차폐체는 상기 온도 분포용 열 차폐체에 고정되고, 상기 가열원에 의해 가열되는 유리판의 반송면에 대해 평행하게 배치 형성되어 있는 유리판 성형용 가열 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 열선 조정용 열 차폐체의 길이 L 및 배치 위치 H (상기 온도 분포용 열 차폐체의 선단으로부터의 거리) 는, 상기 가열원으로부터 상기 유리판의 표면까지의 거리를 a, 상기 가열원의 폭을 b, 상기 온도 분포용 열 차폐체의 길이를 c, 상기 온도 분포용 열 차폐체의 두께를 t₁, 상기 열선 조정용 열 차폐체의 두께를 t₂로 하여, 이하의 식을 만족하는 유리판 성형용 가열 장치.
   [수학식 1]
   

   
6. 유리판을 프레임 형상의 휨형 상에 탑재하고, 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 유리판 성형 가열 장치를 이용하여, 상기 유리판에 소정의 온도 분포가 형성되도록 그 유리판을 가열하여, 유리판의 자중에 의해 유리판을 휨 성형하는 유리판의 휨 성형 방법.
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