KR950000620B1 - 유리판 가열 장치 및 가열 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유리판 가열 장치 및 가열 방법

제 1 도는 본 발명에 따른 노의 가열 저항의 배분을 도시한 다이아그램.

[산업상 이용분야]

본 발명은 열처리 및 볼록하게 구부리는 작업을 위하여 수평로내에서 가열되는 유리판의 가열을 조절할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.

[종래 기술의 배경]

유리판의 가열용으로 롤러의 베드위에서 운반되는 유리판의 가로지르는 이른바, 터널식 수평로를 이용하는 것은 이미 공지된 사실이다. 이러한 수평로에 있어서는 유리판이 점진적으로 가열되어 수평로의 출구에서는 예를들면 유리의 연화점 이상의 온도로 되기 때문에 볼록하게 구부리거나 담금질을 할 수 있을 정도로 유리판이 가소성을 가지게 된다.

이와 같은 수평로에는 내화재로 된 바닥판과 상부판이 포함되어 있고, 롤러 콘베이어의 양측에 대칭적으로 장착된 저항기 수단에 의하여 열이 공급된다. 이러한 저항기들은 세로방향에 따라 여러 구역에 배분되어 있으며, 그 수는 수평로의 길이에 따라달라지고, 세로구역 자체도 가로 및 세로의 길이가 동일한 가로구역으로 세분된다. 예를 들어, 세로 12미터, 가로 1.20미터의 수평로는 길이 2.40미터의 5개의 세로구역으로 분할할 수 있고, 각 구역은 폭 0.40미터의 3개의 구역으로 세분할 수 있다. 이와 같은 크기의 예를 들면, 자동차의 측면 유리와 같은 판유리를 가열하는 가열로용으로 적당하다.

전술한 예에서는 15종류의 가열 출력을 발생할 수 있는 15개의 저항 구역을 이용할 수 있으나, 이러한 경우에는 유리판의 가열이 균일하지 못하다는 것이 확인되었다. 이에 의하면, 필연적으로 유리판중에서 가장 변형되기 쉬운 구역들이 더 세게 가열되는 차등가열을 조정하기가 매우 어렵다.

이와 같이 유리가 불균일하게 가열되거나, 불균일한 가열을 조절할 수 없는 것은 여러 가지 이유로 설명할 수 있다. 첫째로, 그 이유는 가열로의 바닥판과 상부판을 구성하는데 이용되는 내화재, 즉 어떤 시설에서는 유리가 받은 열의 45% 정도만 1차열원인 전기 저항에서 직접 생겨나도록 받은 열을 재방출하는 내화재의 방사작용 때문이라고 설명할 수 있다. 이러한 내화재의 방사는 공간내에서 사방으로 발생되기 때문에 열의 방출이 평균화되고, 이는 가열 구역들의 차이로부터 기대되는 효과에 반하는 것이다. 더구나, 판유리의 일부구역은 체계상 다른 구역에 비하여 적게 가열되게 되어 있으며, 저항구역 사이에도 저항이 포함되어 있지 아니하고, 유리의 직접 가열에 협력하지 아니하는 가로구역과 세로구역을 결정하는 구역이 존재한다. 가로구역들은 모두 동일한 폭으로 되어 있기 때문에, 유리가 전진하는 방향으로 연속되는 평행대역이 있는데, 이는 유리의 가열에는 직접적으로 기여하는 바가 없다. 이와 같은 암영대는 제어할 수 없는 차등가열을 생기게 하며, 이것은 예를 들면, 담금질이 적게된 구역을 작업한 후에 발견하게 된다.

매우 정밀한 조절에 의하여 전술한 바와 같이 서로 반대되는 효과를 가진 여러 현상들을 균형되게 하더라도, 가열로는 특정 종류의 판유리에 대하여는 마찬가지로 불만족스럽다. 위에서 예로 들은 가열로에 의하여 한변의 길이가 50cm인 정사각형의 판유리를 처리한다고 하자. 가열로의 하류쪽에 배치된 처리장치가 판유리를 올바르게 받아들이기 위하여는 반드시 판유리의 중심을 잡아야 하는데, 이는 체계상 그 가장자리들이 암영대내로 들어가서 과열될 수 없음을 의미한다. 요약하여 말하면, 가열을 유지하기가 어렵기 때문에, 발생하는 일부 역효과를 경감시키기 위하여 유리판의 위치를 바꿀 수 있으나, 그렇게 되면 가열로의 출구에서 유리판을 받을 때 문제가 생긴다.

[발명의 요약]

본 발명은 유리판의 가열을 정밀하게 조절할 수 있는 유리판 가열용의 수평로를 제공하는 것이다.

본 발명에 있어서, 유리판은 먼저 가열로내에 배치된 전기 저항의 독특한 배분에 의하여 가열된다. 이러한 저항들은 유리판의 통로 아래에 있는 하부 시트와 상부 시트에 분할되어 있다. 본 발명에 의한 가열 방법은 가열 저항을 각 시트별로 세로구역과 세로구역에 따라 서로 다른 폭의 가로세부구역으로 배분하고, 각 세로구역과 가로세부구역의 온도를 다른 구역의 온도와는 독립적으로 조절하는 것이다.

가열 저항의 이와 같은 배분에 의하여 유리판에 제공되는 열의 양을 정밀하게 조절 할 수 있고, 경우에 따라서는 이를 신속히 변경시킬 수 있다.

사실상, 가로세부구역들은 크기가 서로 다르기 때문에, 유리판의 진행방향에 따라 평행으로 연속되는 암영대가 더 이상 존재하지 아니한다. 더구나, 각 세로구역의 각 가로세부구역의 온도를 변조시킴으로써 예를 들면 1개의 세로구역에 대하여 3개의 가로세부구역이라는 적은 수의 가로세부구역만으로서 가열의 조정 문제에 관한 한, 동일한 크기의 5개 또는 7개의 가로세부구역이 제공되어 있는 가열로 보다 더 우수한 가열로를 얻게 된다.

그 외에도, 본 발명에 의한 가열로에 있어서는 가열의 매개변수들을 비대칭적으로 쉽게 변경시킬 수 있다. 담금질이나 볼록하게 구부리는 작업을 할 때 판유리의 한 측면이 최적 상태로 가열되지 아니한다는 것을 확인한 경우에는 단일의 가로세부구역의 온도만을 빈번히 변경시킴으로써 이러한 결함을 교정시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 수평 위치에 있는 유리판의 가열로에도 관한 것이다. 롤로 베드형 콘베이어가 가로지르는 가열로에는 세로구역과 가로세부구역으로 배분되어 있고, 각각 폭이 다르고, 온도 조절 수단이 제공되어 있는 전기 저항들의 상부 시트와 하부 시트를 각각 지지하는 상부와 바닥부가 포함되어 있다.

바닥판과 상부판은 특히 적당한 방법으로 각 구역과 각 세부구역의 가열을 정밀하게 제어할 수 있는 저밀도의 내화섬유에 의하여 격리되어 있다.

저밀도 내화섬유로 구성된 가열로는 실제로 약한 열저항을 가지고 있기 때문에, 유리의 가열 조건들을 신속히 변경시킬 수 있다.

유리판은 석영 유리로 만들어져 있고, 규소직물실로 피복된 중공관형 요소들을 거쳐 수평 가열로를 가로질러 운송하는 것이 바람직하다. 이와 같은 요소들은 유리판의 가열을 조정하는데 도움이 된다.

[실시예]

본 발명의 또 다른 특징 및 장점들은 본 발명에 의한 가열로내의 가열 저항들이 배분되어 있는 상태를 도시한 제 1 도를 참조하여 더 상세히 설명하면 다음과 같다. 이러한 가열로의 특징들은 예시에 지나지 아니하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 유리판들이 수평 위치로 장전되고, 일반적으로 롤러 베드로 구성된 수평 콘베이어에 실려서 가열로를 가로질러 이송되는 터널식 유리판 재가열로에 이를 응용한다.

이러한 가열로는 유리판을 처음에는 대기 온도에서 연화 온도에 이르기까지 가열하여 볼록하게 구부리거나 담금질을 할 수 있게 하는데 이용된다. 이 열처리가 일반적으로 결정적 결함, 특히 광학적 결함의 주된 원인이 된다. 이와 같은 결함을 최소화시키기 위하여는 가열로의 출구에서의 온도를 유리판의 온도 분배를 매우 정밀하게 되도록 조절하는 것이 필수적이다.

많은 경우에 있어서, 예를 들면 균일한 담금질 처리를 하고자 하는 때에는 유리 표면의 온도를 균일하게 하여야 한다. 기타의 경우에는 유리판의 한 구역만을 특별히 크게 변형시켜야 하거나, 담금질의 수준을 유리판의 다른 구역과 다르게 하여야 하는 때에는 반대로 변형을 국소화시킬 수 있도록 가열 구역들을 서로 다르게 할 필요가 있다.

이와 같이 정밀한 유리판 온도의 분배는 본 발명에 있어서 이하에서 설명하는 여러 특징들의 조합으로 얻게 된다.

이러한 가열로에 의하면 가열 구역들을 비교적 세밀하게 조절할 수 있다. 이를 위하여 가열로는 예를 들면, 길이가 동일한 5개의 세로구역(1,2,3,4,5)으로 분할되고, 각 구역은 서로 독립하여 열을 공급받는다. 유리판이 구역(1)으로부터 구역(5)쪽으로 진행하는 12미터 길이의 가열로에 있어서는 연속하여 구역(1)의 가열력은 130KW, 구역(2,3)의 가열력은 115KW, 구역(4,5)의 가열력은 70KW로 할 수 있다.

각 세로구역은 예를 들면, 중앙구역(1-2 및 5-2)에 있어서는 200mm부터, 구역(3-2)에 대하여는 540mm까지의 가변폭을 가지는 3개의 가로세부구역으로 분할되어 있다. 각 세부구역의 온도를 조절하기 위하여 각 세로구역에 공급되는 동력이 가로세부구역들로 배분되고, PID형 조절기에 의하여 조절되며, 이 조절기는 동력을 백분율로 분배하는 전위차계에 의하여 대응하는 각 세부구역으로 동력을 분배한다.

이러한 조절을 위하여는 각 세로구역의 중앙에서 가열로의 바닥부와 상부에 위치한 열전대에 의하여 검출된 온도로 작동되는 마이크로 처리장치를 이용하는 것이 바람직하다.

저항들을 도면에 도시한 바와 같이 배분하고, 즉 가로세부구역들을 분리하는 불연속선이 거의 마름모꼴을 구성하도록 저항들을 배치하고, 대각선에 따라 십자표시가 된 가로구역내에는 도면에서 공백으로 남아 있는 구역보다 비교적 더 강한 동력을 공급함으로써 유리의 가열을 원활하게 조절할 수 있다. 판유리의 치수가 점선으로 도시한 판유리의 치수와 같을 때, 예를들면, 길이가 약 0.4미터인 때에는 저항구역(1.1,1.3,5.1,5.3)은 비교적 낮은 온도로 유지하는 한편, 중앙 저항구역(1.2,2.2,3.2,4.2,5.2)에 의하여 얻는 열이 충분하도록 선택하는 것이 바람직하다. 그러므로, 본 발명에 의한 가열로의 관리는 매우 경제적이며, 여러 저항구역들의 온도를 조합시킬 수 있기 때문에, 판유리의 여러 부분들이 불충분하게 가열되거나, 반대로 너무 과도하게 가열되는 것을 피할 수 있다.

이와 같은 가열로는 다양한 크기의 부분들을 동일한 장치에 의하여 연속적으로 처리하여야 하는 경우에 특히 유용하다. 가열로가 다수의 유리판들을 전면으로부터 진행하도록 장전하게 되어 있는 때에는 저항구역들을 달리 배분할 수도 있다.

가열 매개변수들의 연속적 변경은 가열로를 밀도가 큰 내화벽돌로 구성하지 아니하고, 내화섬유에 의하여 단절된 내부격벽이 있는 금속 구조체로 되어 있는 때에는 더욱 간단하게 할 수 있다.

이와 같은 가열로는 열적 관성(thermal inertia)이 매우 약하기 때문에, 가열뿐 아니라 냉각도 매우 빠르다. 예를 들면, 유리판을 600 내지 700℃의 온도까지 가열할 수 있는 길이 12미터, 폭 1.2미터의 터널식 가열로는 2시간 이내에 냉각되며, 이에 의하여 수리를 신속히 할 수 있고, 1시간반 정도에서 다시 이전의 온도로 높일 수 있는데, 밀도가 큰 내화재로된 가열로에 의하면 이러한 작업을 하는데 적어도 하루가 걸린다.

가열은 예를 들면, 내화튜브, 바람직하기로는 실리콘 알루미늄으로 된 튜브 둘레에 감겨 있는 저항들에 의하여 보장된다. 이러한 조립체는 가볍고, 그에 따라 가열로의 금속 프레임에 의하여 지지되기가 쉽다는 장점이 있다. 그외에도, 내화튜브의 열충격에 대한 저항성이 강하기 때문에, 가열로가 냉각되기를 기다릴 필요없이 결함 요소들은 신속히 용이하게 교체할 수 있다.

유리판은 그 진행방향에 대하여 수평 및 수직으로 배치된 한줄의 튜브로 구성되어 있는 롤러식 콘베이어에 의하여 터널식 가열로를 가로질러 이송되며, 이러한 튜브들의 끝에는 체인에 의하여 안내되는 피니언이 부착되어 있다. 이 튜브들은 유리와 롤러의 베드 사이의 열교환을 최소화시키고, 완전 롤러식 가열로에 비하여 열조절을 원활히 하는데 도움이 되는 석영 유리로 된 중공 튜브로 하는 것이 바람직하다.

콘베이어 튜브는 한편으로는 충격을 완화하고, 유리와 롤러 사이의 접촉을 부드럽게 하며, 다른 한편으로는 가열로 속에 우연히 존재하는 분진들과 같은 불순물을 흡수하는 실리카실로된 직물로 피복하는 것이 바람직하다. 더구나, 이러한 내화직물은 유리와 롤러 사이의 열교환도 최소화시킨다.

유리판은 가로방향으로 단일판이 되게 장전하는 것, 즉 유리판의 긴쪽이 그 진행방향에 대하여 수직이 되게 배치하는 것이 무엇보다도 바람직하다. 이와 같은 배치는 판유리를 자동차에 끼웠을 때 운전자의 시계내에서 발견되는 광학적 결함을 최소화시키고, 가열로의 길이를 유리판의 세로방향 장전의 경우에 필요한 길이보다 더 짧게할 수 있다는 이중 장점이 있다.

본 발명에 의한 가열로는 다루기가 매우 용이하고, 그 안에 들어있는 모든 요소들이 유리의 가열 온도를 원활하게 조정하는데 도움이 되는 소형 가열로이다.

Claims (9)

1. 유리판의 진행 통로 양측으로 배분되고, 각각 독립된 세로구역들로 분할되어 있는 2개의 전기 저항층에 의하여 유리판을 볼록하게 구부리거나 담금질을 하기 위하여 유리판을 수평 위치에서 가열하는 방법에 있어서, 각 세로구역에 따라 폭이 서로 다른 가로세부구역들이 포함되어 있고, 각 가로세부구역의 온도를 다른 가로세부구역의 온도에 상관없이 독립적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 유리판 가열 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가로세부구역을 세부구역들 사이의 분리선이 마름모꼴을 구성하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 유리판 가열 방법.
3. 가열로를 가로지르는 유리판용 콘베이어의 상하로 각각 배치되어 있고, 온도 조절 수단이 제공되어 있는 세로구역들로 배분된 상부 전기 저항층과 하부 저항층이 포함되어 있는 가열로로 구성되고, 유리판을 수평 위치에서 가열하는 장치에 있어서, 각 세로구역이 가열로 내에 배치되어 있는 위치에 따라 적절한 폭을 가지고, 온도 조절 수단이 제공되어 있는 가로세부구역들로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유리판 가열장치.
4. 제 3 항에 있어서, 가로세부구역의 온도를 조절하는 수단은 각 세로구역에 공급되는 전체 동력을 조절하는 수단인 것을 특징으로 하는 유리판 가열 장치.
5. 제 3항 또는 제 4 항에 있어서, 내화섬유로 격리된 금속 프레임, 하부판 및 상부판이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 유리판 가열 장치.
6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 전기 저항은 실리콘 알루미늄으로 된 내화 튜브 둘레에 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 유리판 가열 장치.
7. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 유리판용 콘베이어는 중공관형 요소들로 형성된 롤러 베드로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유리판 가열 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 중공관형 요소는 석영 유리로 되어 있는 것을 특징으로 하는 유리판 가열 장치.
9. 제 7 항에 있어서, 콘베이어 요소는 실리카실로 된 직물로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 유리판 가열 장치.

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