KR20030016276A - 유리 제품 등의 열처리용 오븐 - Google Patents

Abstract

유리 제품 등, 특히 음극선관의 열처리용 오븐은 엔클로우저(38), 상기 엔클로우저 내에 공기가 통과하도록 구동하는 팬(48) 및 상기 엔클로우저 내에 위치된 복사 히터(64)를 포함한다. 또한, 본 발명은 기존 오븐의 개장용 키트 및 상기 오븐에 사용하기 위한 복사 히터를 둘러싼다.

Description

유리 제품 등의 열처리용 오븐 {AN OVEN FOR THE HEAT TREATMENT OF GLASS ARTICLES OR THE LIKE}

상기 용도의 배기 오븐의 예는 동일 출원인의 영국 특허출원 제2300906호 및 미국 특허 제4752268호에 개시되어 있다.

유리 제품의 응력을 제거하기 위하여 가열 및 냉각시키는 것을 어닐링이라고 한다. 유리 제품, 특히 유리 음극선관 컴포넌트는 "유리 융해로"라고 하는 킬른(kiln)에서 어닐링되는 것도 또한 일반적이다. 유리 제품 중 일부분은 두께가 상이하고, 유리 융해로 또는 배기 오븐에서의 열처리 중에, 보다 두꺼운 부분이 보다 얇은 부분보다 더 느리게 설정 온도에 도달하도록 유리를 통해 열을 불균일하게 흡수하는 것으로 공지되어 있다. 불균일하게 가열되거나 열이 제품 내에 불균일하게 분산되면 유리가 손상되고 파손될 수도 있다.

음극선관을 형성하는 성형 가스 엔빌로우프(shaped gas envelope)를 배기 오븐 내에서 가열 및 냉각시키게 되면 튜브의 벽이 상당한 외부 압력을 받게 되어 작업이 위험하다. 보다 대형이며 편평한 음극선관, 특히 고선명도 "평판 화면" 텔레비전 수상기에 대한 요구로 인하여 가공 문제 및 생산비가 경제적이고 이들 고가의 구성품의 손상이나 낭비가 최소로 될 수 있도록 설계된 오븐에 대한 필요성이 증가하였다.

영국특허 GB2300906에 기재된 바의 기존의 배기 오븐은 가공 작업은 잘 되지만 열을 유리 내에 전달하기 위하여는 주로 강제 대류에 의존한다. 유리 가열에 영향을 미칠 수 있는 복사열이 오븐의 내면으로부터 복사되지는 않는다. 복사열은 유리 및 다른 소재를 비교적 느리게 통과하므로 두께가 상이한 유리 또는 다른 소재의 상이한 영역이 상이한 속도로 가열된다.

단면적의 두께가 실질적으로 상이한 유리 제품, 예를 들면, 음극선관의 모서리가 튜브의 측벽 및 전면 즉 화면보다 일반적으로 더 두꺼운 음극선관은 동일한 제품 상의 두께가 상이한 지점 간에 온도가 광범위하게 변할 수 있다. 상기 온도차로 인하여 생산율이 저조하게 되고, 이 때 제조업자는 터널을 통한 음극선관 처리량을 감소시켜 제품이 작업 내내 균일한 온도를 유지할 수 있도록 하거나, 또는 유리에 손상을 입히거나, 음극선관이 배기 오븐 내에 있는 경우, 음극선관이 파열될 수 있는 응력을 유리 내에 유지할 수 있도록 한다.

최근의 "편평한 화면" 음극선관 설계에 있어서, 유리의 특정 부분의 두께가나머지 부분보다 실질적으로 더 크므로 온도차, 응력 유지 및 제품 손실이 이들 컴포넌트에서 훨씬 보편화되어 있다.

본 발명은 유리 제품 등의 열처리용 오븐에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 한정적인 것은 아니지만 음극선관 컴포넌트를 처리하는 오븐에 관한 것이다. 상기 구성품은 "유리 융해로(lehr)"에서 개별적으로 또는 터널형 오븐에서 어셈블리로 처리되는 동시에 음극선관 어셈블리 내의 가스가 배기된다. 열처리 도중에 튜브가 배기되는 터널형 오븐을 일반적으로 "배기 오븐(exhaust oven)"이라고 한다.

도 1은 본 발명에 따른 오븐의 단면도이다.

도 2는 도 1의 화살표 II 방향으로 바라 본 오븐의 복사 히터 부분의 평면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복사열 소스의 다른 배열의 평면도이다.

본 발명의 목적은 유리 제품 등의 열처리를 위한 개선된 오븐을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 오븐 내에 위치되며 유리 제품 등을 수용하는 엔클로우저, 상기 엔클로우저 내에 가열 공기 흐름을 제공하는 수단, 및 상기 엔클로우저 내에 위치된 복사열 소스를 포함하는 유리 제품 등의 열처리용 오븐이 제공된다.

이와 같이, 본 발명은 유리 제품의 상이한 부분에 걸친 온도차를 감소시키기 위한 작업에 특히 효과적이고 확실한 수단을 제공한다. 보다 구체적으로는, 상기 수단은 음극선관의 모서리에 공급되는 열량을 증가시키고, 튜브의 두꺼운 부분의 유리가 튜브의 보다 얇은 부분의 나머지 유리와 거의 유사한 속도로 신속하고 균일하게 가열되도록 보장한다.

복수의 복사열 소스가 엔클로우저 내에 제공될 수 있다. 이 경우, 각각의 복사열 소스는 사용 중인 유리 제품에 근접하여 배열될 수 있다. 상기 복사열 소스 또는 각각의 복사열 소스는 유리 제품의 두꺼운 부분에 인접하여 위치되는 것이 바람직하다.

복사열 소스는 인접하여 위치된 유리 제품의 표면 중 일부분과 일치되도록 배열되는 형상을 가질 수 있다.

복사열 소스는 제어 수단이 제품을 국부적으로 가열하도록 확실하게 제어되는 것이 바람직하다. 복사열 소스는 유리 제품이 상기 복사열 소스에 인접하여 도착하는 것과 일치되도록 복사열 소스를 온오프 조작하여 제어하는 것이 바람직하다.

복사열 소스는 적외선 복사열 소스가 바람직하다.

엔클로우저는 터널형이 바람직하고, 오븐은 전술한 유형, 즉 배기 오븐이 바람직하다.

유리 제품은 음극선관이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 전술한 오븐에 사용하기 위한 복사열 소스가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 오븐의 엔클로우저 내에 위치되도록 배열되고, 사용 중인 유리 제품에 근접하여 위치될 수 있는 치수를 가진 복사열 소스를 포함하는 기존 오븐의 개장용 키트(kit)가 제공된다.

복사열은 대류보다 훨씬 신속하게 유리를 통과하고, 이로써 본 발명은 유리관 또는 제품의 두께 변화를 보상할 수 있으므로 보다 신속하게 생산할 수 있고 또한 유리 제품의 파손 및 손상을 줄일 수 있다.

다음에, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하고 예를 들어 상세하게 설명한다.

도 1에 있어서, 일반적으로 대형 "평판 화면" 및 다른 음극선관을 가공하는 배기 오븐은 음극선관이 통과하는 관통로(16)를 형성하도록 절연재(14)로 라이닝된 외부 구조벽(12)을 가진 터널 구조체(10)를 갖는다.

수직으로 이격된 상단 및 하단 가이드 레일(20, 22)을 갖는 트랙(18)이 터널 구조체(10)의 하측에 배치되어 터널 출구로부터 터널 입구(도시되지 않음)까지 연속 루프식으로 연장된다.

연결된 진공 카트(24)가 트랙(18) 위를 이동하고, 각각의 카트에는 터널 구조체(10) 바닥에 있는 길이방향 슬롯(28)을 관통하여 통로(16)의 저부 내로 돌출하는 상측방향으로 돌출하는 서포트(26)가 형성된다. 각각의 서포트(26)는 배기관과 결합되고, 음극선관(32)의 유리 엔빌로우프의 목(30)에 동작가능하게 연결된다. 음극선관(32)은 카트(24)의 움직임에 의하여 통로(16)를 따라 반송된다. 튜브(32)는 자신의 넓은 영역 화면 패널(34)이 상측으로 향하고 자신의 하단부를 향하여 통로의 실질적으로 중앙에 유지된다. 각각의 음극선관(32)은 케이지(cage)(36)에 의하여 추가로 지지된다.

오븐 내에서 반송되는 동안, 진공 카트(24)는 각각의 음극선관(32) 내부를배기하도록 공지된 방식으로 자동적으로 동작된다. 음극선관은 가공을 위하여 장착 스테이션(도시되지 않음)에서 각각의 카트(24) 상에 장착되고, 가공 후 장착해제 스테이션(도시되지 않음)에서 장착해제된다.

음극선관(32) 내부가 배기되는 동시에 그 외부는 오븐 내에서 열처리된다.

각각의 음극선관(32)은 자신의 외부와의 기류의 유입 유출에 대하여 임의의 실질적인 제한없이 보호 및 안전한 지지를 위해서 각 케이지(36) 내에서 반송된다.

배플 장치(36)가 터널 구조체(10)의 내벽 내에 이 내벽과 이격되도록 배열되어, 케이지와 음극선관이 통과할 때, 케이지(36)를 둘러싸지만 이 케이지와 이격되는 내부의 길이방향 엔클로우저를 형성한다. 배플 장치(36)는 서포트(26)가 통과하기에 충분한 폭의 연속된 중앙 슬롯(42)을 가지는 바닥(40)을 갖는다. 배플 장치(38)는 복수의 원형 입구(46)(하나만 도시되어 있음)를 형성하는 지붕(44)을 갖는다. 각각의 원형 입구(46)는 공기를 하측방향으로 엔클로우저 내로 흐르게 하는 모터 구동식 팬 임펠러(48)를 수용한다.

확산 화면 또는 다른 분배 장치(50)가 지붕(44)과 케이지(36)의 상단부 사이의 배플 장치(38) 상단 영역에 제공된다. 출구(52, 54)가 배플 장치(38)의 각 측벽(56, 58)에 그 길이를 따라 형성되고, 이 출구에는 댐퍼 또는 각 측벽의 효과적인 애퍼춰 및/또는 효과적인 수직 혹은 다른 위치를 조정하는 다른 수단이 고정된다.

출구(52, 54)는 음극선관(32)의 화면 패널(34)의 측면 에지와 실질적으로 동일 레벨이 되도록 세팅된다. 가스로 채워진 복사 튜브 히터(60)가 배플 장치(38)의 외부와 터널 구조체(10)의 벽(12)과 라이닝된 절연재(14)의 내면 사이의 공간에 배치된다. 배기관(62)은 터널형 구조체(10)의 측벽에 제공된다. 사용 시, 더운 공기는 팬 임펠러(48)에 의하여 하측으로 흐르도록 구동되어 음극선관(32)의 패널(34) 상에 직접 충돌하여 도 1에 화살표로 나타낸 바와 같이 그 위에 분산되어 실질적으로 균일하게 가열되도록 음극선관의 에지 둘레로 흐른다. 공기 중 대부분은 영역으로부터 패널의 측면 에지로 흡입되어 출구(52, 54)를 통해 배기된다. 공기 중 일부 소량은 튜브의 목을 향하여 하측으로 흘러 특히 파손되기 쉬운 음극선관 엔빌로우프의 일부분이 보다 서서히 가열된다. 하측으로 흐르는 추가의 가열 공기는 슬롯(42)을 통해 흡입되어 팬 임펠러(48)의 작용으로 배플 장치(38)의 외측 둘레로 재순환된다. 나머지 가열 공기는 배기관(62)을 거쳐 배기된다.

복사 가열 부재(64)는 확산 화면 하측 및 케이지(36)의 상단부 바로 상측에서 배플 장치(38) 내에 배열된다. 복사 히터(64)는 적외선 열에너지가 음극선관(32) 표면을 향하여 복사되도록 배향된다. 음극선관(32)의 유리 두께는 화면(34)의 에지부에서 아주 광범위하게 변하기 때문에, 복사 히터(64)는 음극선관(32), 특히 음극선관(32)의 보다 두꺼운 부분을 부수적으로 가열하고, 이 부수적인 가열은 오븐의 정상적인 동작 하에서는 음극선관(32)의 보다 얇은 부분과 동일한 온도를 얻을 수 없다. 복사 히터(64)를 음극선관으로 향하는 엔클로우저 내에 제공함으로써, 음극선관(32)의 온도차, 즉 음극선관(32)의 응력 유지 가능성이 실질적으로 줄어든다.

도 2는 도 1에 도시된 복사 히터(64)의 평면도이다. 도 2에 있어서, 복사히터(64)는 음극선관(32)의 편평한 부분(34)보다 면적이 더 큰 대체적으로 직사각형인 복사 히터를 포함한다는 점을 알 수 있다. 이와 같이, 음극선관(32)의 전체 화면(34)은 적외선 열 복사로 직접 어닐링 가공된다.

전술한 바와 같이, 복사 열에너지는 어셈블리를 순환하는 더운 공기로부터의 열보다 훨씬 빠르게 음극선관 유리를 통과한다. 이와 같이, 음극선관 유리의 보다 두꺼운 영역은 응력 집중을 야기하지 않고 생산 가공을 임의의 방식으로 저감시키지 않고 어닐링된다.

도 3은 복사 히터(64)의 다른 형태의 도면이다. 도 3에 있어서, 복사 히터(64)는 오븐에 대하여 안팎으로 이동가능한 4개의 측면부(66a, 66b, 66c, 66d) 및 오븐에 대하여 또한 안팎으로 이동가능한 모서리부(68a, 68b, 68c, 68d)를 포함한다. 도 3에 도시된 위치에서, 4개의 측면부(66a, 66b, 66c, 66d)는 모서리부 내측에 위치되고 복사 히터 측면부(66a, 66b, 66c, 66d)의 대향하는 에지는 직사각형을 형성하도록 서로 밀착된다. 복사 히터(66a, 66b, 66c, 66d)는 각 부분으로부터의 복사 열에너지가 음극선관(32)의 화면(34)의 외측 에지를 향하도록 배열된다. 이들 에지는 일반적으로 음극선관 유리의 임의의 다른 부분보다 더 두껍고, 특히 이들 에지로 에너지가 향하게 함으로써 가열될 제품에 맞는 특정의 히터로 된다.

선택적으로, 측면부(66a, 66b, 66c, 66d)는 각 모서리부(66a, 66b, 66c, 66d)가 도 3에 도시된 바와 같이 모서리부(66a, 66b, 66c) 사이에 배열되도록 제거될 수 있다. 이와 같이, 보다 큰 음극선관을 선택적으로 취급하도록 커다란 직사각형이 형성될 수 있다. 이로써 하나의 장치가 다양한 치수의 음극선관을 열처리하도록 배열될 수 있다.

동작 시, 복사열 소스는 계속해서 온 상태로 남거나, 또는 음극선관이 배기 카트를 따라 반송될 때 그 복사열 소스 바로 하측에 새로운 음극선관의 도착에 맞추어 온오프될 수도 있다.

예를 들어 터널 내에 상이한 온도 영역을 제공하기 위하여 다수의 가열 영역이 터널 길이를 따라 제공되는 경우, 복사열 소스는 임의의 한 영역에만 사용되거나, 또는 오븐의 길이를 따라 에지/모서리 가열 소스의 연속체를 형성하도록 다수의 상기 복사열 소스가 배기 오븐의 각 가열 영역에 제공될 수도 있다. 각각의 히터는 제품의 에지/모서리 내에 선택적으로 그리고 제어가능하게 열이 확실하게 입력되도록 온도 제어 수단에 의하여 제어되는 것이 바람직하다.

본 발명은 음극선 등과 같은 유리 제품의 모서리 내에 흡입되는 열량을 증가시키고, 튜브 유리의 두꺼운 부분이 대류 가열로 인하여 튜브 유리의 보다 얇은 부분 중 나머지와 더욱 유사한 속도로 신속하고 균일하게 가열되는 것을 확실하게 한다.

Claims (14)

1. 유리 제품 등의 열처리용 오븐에 있어서,

   상기 오븐 내에 위치되며 유리 제품 등을 수용하는 엔클로우저,

   상기 엔클로우저 내에 가열된 공기 흐름을 제공하는 수단, 및

   상기 엔클로우저 내에 위치된 복사열 소스

   를 포함하는 열처리용 오븐.
2. 제1항에 있어서,

   상기 엔클로우저 내에 복수의 복사열 소스가 제공되는 열처리용 오븐.
3. 제2항에 있어서,

   각각의 복사열 소스가 사용 중인 상기 유리 제품에 근접하여 배열되는 열처리용 오븐.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 복사열 소스 또는 각각의 복사열 소스가 사용 중인 상기 유리 제품의 두꺼운 부분에 인접하여 위치되는 열처리용 오븐.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 복사열 소스 또는 각각의 복사열 소스는 자신과 인접하여 위치된 유리 표면 중 일부분과 일치되도록 배열된 형상을 갖는 열처리용 오븐.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 복사열 소스 또는 각각의 복사열 소스가 국부 가열이 보장되도록 제어되는 열처리용 오븐.
7. 제6항에 있어서,

   상기 복사열 소스는 자신과 인접한 유리 제품의 도착과 일치되도록 상기 복사열 소스를 온오프시킴으로써 제어가 이루어지는 열처리용 오븐.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 복사열 소스가 적외선 복사열 소스인 열처리용 오븐.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 엔클로우저가 터널형인 열처리용 오븐.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 유리 제품이 음극선관인 열처리용 오븐.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 복사열 소스는 한 가지 치수의 제품을 처리하기 위한 제1 구성부 및 치수가 상이한 다른 제품을 처리하기 위한 제2 구성부를 갖는 열처리용 오븐.
12. 제11항에 있어서,

    상기 복사열 소스는 상기 제1 구성부에 사용하는 제1 복사 히터 및 상기 제1 구성부를 상기 제2 구성부와 조합하여 사용하는 제2 복사 히터를 포함하는 열처리용 오븐.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 오븐에 사용하는 복사열 소스.
14. 상기 오븐의 엔클로우저 내에 위치되도록 배열되고, 사용 중인 유리 제품에 근접하여 위치될 수 있는 치수를 갖는 복사열 소스를 포함하는, 기존 오븐의 개장(改裝)용 키트(kit).