KR20010110437A - 히터 지지구조 및 유리판 벤딩 성형을 위한 가열로 - Google Patents

히터 지지구조 및 유리판 벤딩 성형을 위한 가열로 Download PDF

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Abstract

판형의 전기저항 발열체와 전기저항 발열체에 통전하는 통전수단을 구비한 히터와, 전기저항 발열체가 장착되는 피장착물과, 피장착물의 표면에 소정 거리를 두고 배치되어 전기저항 발열체의 가장자리부를 지지하는 절연성의 제 1 및 제 2 지지체를 구비한 히터 지지구조로서, 전기저항 발열체는 피장착물 측으로 볼록한 형상을 가지고, 또 피장착물로부터 이격하여 배치되어 있다.

Description

히터 지지구조 및 유리판 벤딩 성형을 위한 가열로 {HEATER SUPPORT STRUCTURE AND FURNACE FOR FORMING SHEET GLASS}
자동차의 방풍 유리는, 소정의 치수 형상으로 절단된 유리판을 벤딩다이 상에 올려놓고, 가열로 안에서 연화점 부근 (550 ∼ 650 ℃) 의 온도까지 가열함으로써 자체무게에 의해 소정 형상으로 벤딩 성형하고 있다.
여기서, 유리판을 가열하는 가열로의 내부는 복수의 구역으로 나뉘어져 있으며, 각 구역에는 복수의 블록으로 세분화된 히터가 각각 설치되어 있다. 그리고, 각 히터는 블록마다 개별적으로 온도제어가 이루어지고 있으며, 소정의 온도분포가 형성되도록 제어되고 있다. 유리판은 이 세분화된 히터에 의해 가열됨으로써 유리면 안에 온도분포가 형성되어, 소정 형상으로 벤딩 성형된다.
그런데, 종래의 가열로의 각 구역의 천정면에 배치되어 있는 천정 히터는 원통형으로 형성된 발열체를 지지프레임에 복수로 병렬 배치함으로써 구성되어 있다.
그러나, 종래와 같이 원통형의 발열체를 병렬 배치한 구성의 천정 히터는 열이 안에 차서 각 발열체 사이에서 전열되기 쉬워, 명확한 온도분포의 형성이 곤란하다는 문제가 있었다.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하고, 온도제어가 우수한 히터 지지구조 및 노 안의 온도분포 생성능력을 향상시킬 수 있는 유리판 벤딩 성형을 위한 가열로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 히터 지지구조 및 유리판 벤딩 성형을 위한 가열로에 관한 것으로, 특히 자동차의 방풍 유리에 사용되는 합판유리용 소판(素板) 유리의 벤딩 성형에 적합한 히터 지지구조 및 유리판 벤딩 성형을 위한 가열로에 관한 것이다.
도 1 은 합판유리용 소판 유리의 벤딩 성형 장치의 전체 구성도이다.
도 2 는 천정 히터의 일부를 밑에서부터 본 도면이다.
도 3 은 도 2 의 3-3 선 단면도이다.
도 4 는 도 3 의 4-4 선 단면도이다.
본 발명은, 판형의 전기저항 발열체 및 상기 전기저항 발열체에 통전하는 통전수단을 구비한 히터와, 상기 전기저항 발열체가 장착되는 피장착물과, 그리고 상기 피장착물의 표면에 소정 거리를 두고 배치되어 상기 전기저항 발열체의 가장자리부를 지지하는 절연성의 제 1 및 제 2 지지체를 구비한 히터 지지구조에 있어서, 상기 전기저항 발열체는 상기 피장착물 측으로 볼록한 형상을 가지고, 또 상기 피장착물로부터 이격하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 히터 지지구조를 제공한다.
또, 본 발명의 양태로서 이하에 나타내는 것을 제공한다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 지지체와 상기 전기저항 발열체로 하나의 유닛을 구성하고, 복수의 상기 유닛을 각 유닛이 서로 병렬하도록 배치되어 형성되는 상기 히터 지지구조를 제공한다. 또, 인접한 두 개의 상기 전기저항 발열체는 하나의 상기 지지체에 의해 공통으로 지지되며, 상기 각 유닛은 상기 지지체에 의해 나뉘어져 있는 상기 히터 지지구조를 제공한다. 또, 상기 전기저항 발열체는 탄성을 가지며, 만곡에 의해 발생한 반발력에 의해 가장자리부가 상기 제 1 및 제 2 지지체에 지지되어 있는 상기 중 어느 하나에 기재된 히터 지지구조를 제공한다. 또, 상기 전기저항 발열체는 일정한 간격으로 형성된 복수의 슬릿을 갖는 금속시트로 이루어지며, 사행(蛇行)형의 저항선을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 상기 중 어느 하나에 기재된 히터 지지구조를 제공한다.
또한, 유리판을 올려놓기 위한 벤딩다이가 배치되며 상기 유리판을 가열 수단에 의해 가열하여 소정 형상으로 벤딩 성형하는 가열로에 있어서, 상기 가열수단은 상기 히터 지지구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리판 벤딩 성형을 위한 가열로를 제공한다.
이하에서 첨부 도면에 따라 본 발명에 관한 히터 지지구조 및 유리판 벤딩 성형을 위한 가열로의 바람직한 실시형태에 대해서 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 관한 히터가 적용된 합판유리용 소판 유리의 벤딩 성형 장치의 일례를 나타내는 전체 구성도이다. 본 예에 있어서, 합판유리용 소판 유리의 벤딩 성형 장치 (10) 는 2 층 구조로 구축되어 있으며, 그 양단부에서 1 층 부분과 2 층 부분이 엘리베이터 (22, 24) 에 의해 연결되어 있다. 이 합판유리용 소판 유리의 벤딩 성형 장치 (10) 의 1 층 부분은 벤딩다이 (20) 의 복귀로 (10A) 를 구성하고 있으며, 2 층 부분이 가열로 (10B) 를 구성하고 있다.
가열로 (10B) 는 유리판의 반송 방향을 따라 5 개의 구역으로 분할되어 있다. 즉, 유리판을 상온에서 연화온도 부근까지 가열하는 가열구역 (No.1 ∼ No.2) 과, 실제로 유리판을 벤딩 성형하는 성형구역 (No.3 ∼ No.4) 과, 벤딩 성형된 유리판을 서서히 냉각하는 서냉구역 (No.5) 으로 분할되어 있다. 그리고, 이 가열로 (10B) 의 각 구역에는 각각 천정면, 바닥면 및 양측면에 히터가 설치되어 있고, 각각 개별적으로 컴퓨터 (12) 에 의해 온도가 관리된다.
벤딩 성형 전의 유리판 (도시 생략) 은 엘리베이터 (22) 상에서 벤딩다이 (20) 위에 올려지고, 그 후 벤딩다이 (20) 와 함께 엘리베이터 (22) 의 상승 이동에 의해 대기실 (28) 까지 반송된다. 그리고, 유리판은 벤딩다이 (20) 와 함께 반송 컨베이어 (30) 에 의해 가열구역 (No.1 ∼ No.2) 과 성형구역 (No.3 ∼ No.4) 을 택트(tact) 반송되고, 그 반송 과정에서 가열됨으로써 연화된다.
여기서 유리판이 올려놓아져 있는 벤딩다이 (20) 는 벤딩 성형하는 유리판의 윤곽형상에 따른 링형으로 형성되어 있다. 이 때문에, 유리판은 가열에 의해 연화됨으로써 그 중력작용에 의해 벤딩다이 (20) 에 따른 형상으로 벤딩 성형된다.
벤딩 성형된 유리판은 반송 컨베이어 (32) 에 의해 서냉구역 (No.5) 으로 반송되고, 여기서 소정의 온도까지 냉각된 후, 출구실 (34) 로 반송된다. 출구실 (34) 로 반송된 유리판은 엘리베이터 (24) 에 의해 하강되며, 꺼내기용의 아암 (36) 상에 올려진 후 아암 (36) 의 반송 동작에 의해 도시를 생략한 후공정으로 반송된다.
유리판을 떼어낸 벤딩다이 (20) 는 1 층에 설치된 반송 컨베이어 (38) 에 의해 상술한 경로와는 반대 방향으로 반송되어, 엘리베이터 (22) 의 위치까지 반송된다. 그리고, 엘리베이터 (22) 상에서 벤딩 성형 전의 유리판이 올려놓아질 때까지 대기한다.
또, 엘리베이터 (22) 는, 유리판이 가열구역 (No.1) 으로 반송되면 1 층까지 하강하여, 반송 컨베이어 (38) 에서 반송되어 온 벤딩다이 (20) 가 올려놓아질 때까지 그 위치에서 대기한다.
도 2 는 가열로 (10B) 의 각 구역 (No.1 ∼ No.5) 의 천정 부분에 배치되는 천정 히터 (40) 의 일부를 아래측에서 본 도면이다. 이 도면에서 나타낸 바와 같이, 천정 히터 (40) 는, 복수의 전기저항 발열체 (42, 42, …) 를 피장착물인 지지프레임 (44) 에 병렬배치함으로써 구성되어 있다. 지지프레임 (44) 은, 가열로 (10B) 의 천정 부분에 배치 고정되어 있다.
도 3 은 도 2 의 3-3 선 단면도이다. 천정 히터 (40) 를 구성하는 전기저항 발열체 (42) 는 Fe-Cr-Al 계 합금 및 니켈크롬 합금 등의 전기저항 및 탄성을 갖는 재료로 형성되며, 그 형상은 판형이고, 최소한 천정 히터로서 지지된 상태에서는 지지프레임 (44) 측으로 볼록한 원호형 (또는 포물선형상 등의 만곡형상) 을 이루고 있다. 또, 이 전기저항 발열체 (42) 는 그 양가장자리부에 일정 간격을 두고 복수의 슬릿 (42a, 42a, …) 이 번갈아 형성되어 있으며, 사행형의 회로를 구성하고 있다.
또, 각 전기저항 발열체 (42) 는 세라믹 등으로 형성된 전기적 절연성을 갖는 지지애자(碍子) (46) 를 통하여 지지프레임 (44) 에 장착되어 있다. 지지애자 (46) 는 각 전기저항 발열체 (42, 42, …) 의 사이에 배치되어 있고, 각 전기저항 발열체 (42, 42, …) 의 양측부를 전장에 걸쳐 지지한다. 이 지지애자 (46) 는 판형으로 형성되어 있으며, 이 선단 양측면부에 길이방향을 따라 지지홈 (48, 48) 이 형성되어 있다 (지지프레임 (44) 의 양단에 위치하는 지지애자 (46) 는 한쪽 측면에만 지지홈 (48) 이 형성되어 있다). 각 전기저항 발열체 (42, 42, …) 는 이 지지애자 (46, 46, …) 의 지지홈 (48, 48, …) 에 그 양측부를 끼워맞춤으로써 이웃하는 전기저항 발열체 (42, 42, …) 끼리가 분리된 상태로 지지된다.
이렇게 하나의 전기저항 발열체 (42) 와 이를 지지하는 두 개의 지지애자 (46) 로 하나의 유닛이 구성되고, 각 가열구역에는 복수 유닛이 배치되어 있다. 각 전기저항 발열체 (42) 는 만곡에 의해 발생한 반발력을 이용하여 지지홈 (48) 에 지지되고, 이 만곡에 의해 발생한 볼록형상 (전기저항 발열체 (42) 의 단면형상) 이 지지프레임 (44) 측에 위치하도록 배치되어 있다. 전기저항 발열체 (42) 는, 그 면적에 비해 두께가 얇고 또 복수의 슬릿 (42a) 을 갖는 금속시트로 형성되어 있기 때문에, 본 실시예와 같이 슬릿 (42a) 의 길이방향을 따라 원호형으로 만곡시킬 수 있다. 이렇게 하여, 형상을 유지한 채로 확실히 지지할 수 있다. 또, 각 전기저항 발열체 (42) 와 천정면 (44a) 의 사이에는 일정 공간이 유지되어 있기 때문에, 각 전기저항 발열체 (42) 에 의한 발열이 지지프레임 (44) 의 천정면 (44a) 에 직접 전달되지 않는다. 이 때문에 전기저항 발열체 (42) 의 주변 구조(지지프레임 (44) 이나 그 천정면 (44a) 등) 로의 축열을 억제할 수 있어, 각 히터의 방사열량을 양호한 응답성으로 변경할 수 있다.
각 지지애자 (46) 는 홀더 (50, 50) 를 통하여 지지프레임 (44) 에 탈착이 자유롭게 장착되어 있다. 지지애자 (46) 의 상부에는 홀더 (50, 50) 에 장착하기 위한 장착부 (52, 52) 가 형성되어 있다. 이 장착부 (52, 52) 는 지지애자 (46) 의 상부 양측면부로부터 밖으로 뻗어나와 형성되어 있다. 지지애자 (46) 는, 이 장착부 (52, 52) 를 동일 단면형상을 갖는 홀더 (50, 50) 의 개구부 (50a) 에 끼워맞춤으로써 홀더 (50, 50) 에 장착된다. 홀더 (50) 의 상면부에는 볼트 (54) 가 일체적으로 고착되어 있으며, 이 볼트 (54) 를 지지프레임 (44) 의 천정면 (44a) 에 형성된 볼트구멍 (56) 에 삽입통과하여 너트 (60) 로 고정함으로써 홀더 (50) 가 지지프레임 (44) 에 장착된다.
또, 도 4 는 도 3 의 4-4 선 단면도를 나타낸다. 리드선 (62) 은 지지프레임 (64) 상에 일체로 성형된 리드선 지지프레임 (64) 에 리드선 지지애자 (66, 66) 를 통하여 지지되어 있다. 각 전기저항 발열체 (42) 의 양단부에는, 이 리드선 (62) 이 연결되어 있으며, 이 리드선 (62) 으로부터 공급되는 전압량을 제어함으로써 각 전기저항 발열체 (42) 의 발열량이 제어된다.
또, 도 3 및 도 4 에 있어서, 각 전기저항 발열체 (42) 에는 온도센서 (68) 가 설치되어 있다. 각 전기저항 발열체 (42) 는 이 온도 센서 (68) 의 검출치에 기초하여 공급전압량이 제어된다.
상기와 같이 구성된 본 실시예의 합판유리용 소판 유리판의 벤딩 성형 장치의 천정 히터의 작용은 다음과 같다.
가열로 (10B) 의 각 구역 (No.1 ∼ No.5) 에 배치되어 있는 천정 히터 (40) 는, 벤딩 성형하고자 하는 유리판의 형상에 따른 소정의 온도분포를 제공한다. 즉, 각 천정 히터 (40) 는 각 전기저항 발열체 (42, 42, …) 의 온도를 개별적으로 제어함으로써, 벤딩 성형하는 유리판의 형상에 합치하는 온도분포를 제공한다. 유리판은 이 소정의 온도분포가 형성된 가열로 (10B) 의 각 구역 (No.1 ∼ No.5) 을 통해 반송되는 과정에서 가열되고 연화되어, 벤딩다이 (20) 에 따른 형상으로 벤딩 성형된다.
이 때, 천정 히터 (40) 는, 각 전기저항 발열체 (42, 42, …) 가 판형으로 형성되어 있기 때문에 방열성이 높고 열이 안에 차기 어려운 구조로 되어 있다. 또, 각 천정 히터 (40) 는 이웃하는 전기저항 발열체 (42, 42, …) 끼리가 지지애자 (46, 46, …) 에 의해 분리되어 있기 때문에, 이웃하는 전기저항 발열체 (42, 42, …) 사이에서 전열되기 어려운 구조로 되어 있다. 또, 각 전기저항 발열체 (42) 는, 지지프레임 (44) 측으로 볼록한 원호형을 이루고 있기 때문에, 열복사를 유리판에 국부적으로 집중시킬 수 있다. 이 때문에, 경계부에서 명확한 온도분포를 형성할 수 있어, 유리판을 소정 형상으로 정확하게 벤딩 성형할 수 있다.
또, 각 천정 히터 (40) 는, 상기와 같이 방열성이 높고 열이 안에 차기 어려운 구조이기 때문에, 설정 온도의 변화에 대하여 응답성이 높아 신속하게 원하는 온도분포를 형성할 수 있다. 따라서, 벤딩 형상이 상이한 유리판이 순차 반송되어 오는 경우라도 이에 대응하는 온도분포를 신속하게 형성할 수 있어, 생산성이향상된다.
상기 실시형태에서는, 히터를 유리판 벤딩 성형을 위한 가열로용 히터로서 사용하는 예를 나타내었다. 그러나, 본 발명의 적용분야는 이에 한정되는 것이 아니라 히터군의 각 히터에 온도분포를 형성하는 각종 용도에 사용할 수 있다. 또, 상기 실시예에서는 사행형의 형상을 가진 전기저항 발열체를 사용했지만 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니고, 애자에 의해 지지가능한 형상이라면 그밖의 것이라도 상관없음은 물론이다. 즉, 슬릿을 넣는 방법은 상기에 한정되지 않고 전기저항 발열체가 부분적으로 꺾여지는 것 등으로 할 수도 있다. 또, 가열로 내에서의 히터의 배치위치 및 가열구역의 위치는 사용자의 용도에 따라 적절히 결정할 수 있다. 또, 상기 각 실시형태에서는 전기저항 발열체는 지지프레임을 통하여 가열로의 천정부분에 장착되어 있지만, 가열로의 천정면에 직접 장착되어 있어도 된다. 이 경우는 가열로의 천정이 피장착물에 상당한다. 또, 지지프레임을 통하여 전기저항 발열체를 지지프레임에 장착하면 유리판과 히터의 거리를 조정할 수 있기 때문에 바람직하다.
본 발명에 의하면, 천정 히터를 구성하는 발열체를 판형으로 형성하고, 피장착물로부터 이격하여 설치함으로써, 발열체의 방열성이 향상되고 열이 쉽게 안에 차지 않음과 동시에 응답성이 향상된다. 또, 각 발열체 사이를 지지체에 의해 분리함으로써 각 발열체 사이에서 전열되기 어려워진다. 그리고, 각 전기저항 발열체 (42) 는 지지프레임 (44) 측으로 볼록한 원호형을 이루고 있기 때문에, 열복사를 유리판에 국부적으로 집중시킬 수 있다. 이것에 의해 각 발열체 사이의 경계부에서 명확한 온도차를 형성할 수 있어, 정확한 온도분포를 생성할 수 있다.

Claims (6)

  1. 판형의 전기저항 발열체 및 상기 전기저항 발열체에 통전하는 통전수단을 구비한 히터와,
    상기 전기저항 발열체가 장착되는 피장착물과, 그리고
    상기 피장착물의 표면에 소정 거리를 두고 배치되어 상기 전기저항 발열체의 가장자리부를 지지하는 절연성의 제 1 및 제 2 지지체를 구비한 히터 지지구조에 있어서,
    상기 전기저항 발열체는 상기 피장착물 측으로 볼록한 형상을 가지고, 또 상기 피장착물로부터 이격하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 히터 지지구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 지지체와 상기 전기저항 발열체로 하나의 유닛을 구성하고, 복수의 상기 유닛을 각 유닛이 서로 병렬하도록 배치하여 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 지지구조.
  3. 제 2 항에 있어서, 인접한 두 개의 상기 전기저항 발열체는 하나의 상기 지지체에 의해 공통으로 지지되며,
    상기 각 유닛은 상기 지지체에 의해 나뉘어져 있는 것을 특징으로 하는 히터 지지구조.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기저항 발열체는 탄성을 가지며, 또 만곡에 의해 발생한 반발력에 의해 가장자리부가 상기 제 1 및 제 2 지지체에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 히터 지지구조.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기저항 발열체는 일정한 간격으로 형성된 복수의 슬릿을 갖는 금속시트로 형성되며, 사행형의 저항선을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 히터 지지구조.
  6. 유리판을 올려놓기 위한 벤딩다이가 배치되고, 상기 유리판을 가열 수단에 의해 가열하여 소정 형상으로 벤딩 성형하는 가열로에 있어서,
    상기 가열수단은 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 히터 지지구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리판 벤딩 성형을 위한 가열로.
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