WO2020187518A1 - Verdunstungskühler mit steuerbarer kühlwirkung - Google Patents

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WO2020187518A1
WO2020187518A1 PCT/EP2020/054193 EP2020054193W WO2020187518A1 WO 2020187518 A1 WO2020187518 A1 WO 2020187518A1 EP 2020054193 W EP2020054193 W EP 2020054193W WO 2020187518 A1 WO2020187518 A1 WO 2020187518A1
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WO
WIPO (PCT)
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cooling
carrier material
gas flow
glass pane
gas
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2020/054193
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English (en)
French (fr)
Inventor
Achim ZEICHNER
Jack PENNERS
Samir SALAMEH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D7/00—Devices using evaporation effects without recovery of the vapour
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B27/00—Tempering or quenching glass products
    • C03B27/04—Tempering or quenching glass products using gas
    • C03B27/0404—Nozzles, blow heads, blowing units or their arrangements, specially adapted for flat or bent glass sheets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/007—Ventilation with forced flow

Definitions

  • the invention relates to an evaporative cooler with controllable cooling effect and its use, in particular for a device and a method for the thermal toughening of glass panes.
  • Evaporative coolers are heat exchangers with direct heat transfer, i.e. a combined heat and mass transfer.
  • Evaporative coolers have a cooling space through which the gas flow to be cooled is passed and which is equipped with a carrier material which is impregnated with a cooling liquid. The cooling effect is based on the evaporation cold of the cooling liquid. The evaporation also increases the humidity of the gas to be cooled.
  • Evaporative coolers are used, for example, in power plant construction to adiabatically cool the intake air ducts of gas turbines.
  • thermally pre-stressed glass panes are used as so-called single-pane safety glass in the vehicle sector, in particular as rear windows and side windows. In the vehicle sector, high demands are placed on the degree of preload, which are also regulated in standards. But thermally toughened glass panes are also common in construction, architecture and living, for example as glass facades, shower cubicles or table tops.
  • An improved pretensioning effect can be achieved through active cooling of the air flow. Too high humidity, as can occur when using evaporative coolers with too high a cooling effect, can be expressed in the form of droplets, which damage the surface of the heated glass pane.
  • US 2270810 A discloses a capacitor for a cooling unit with a replaceable carrier material.
  • WO 88/10240 A1 discloses a method for manufacturing glass bottles which are treated with a cooled fluid for faster cooling.
  • GB 472022 A discloses a process for the thermal toughening of glass, the gas flow required for this being passed over a water surface in order to saturate it with water vapor.
  • the present invention is based on the object of providing a device for the thermal toughening of glass panes with such an improved evaporative cooler.
  • the evaporative cooler according to the invention with controllable cooling effect comprises (or has) a cooling space with a gas inlet and a gas outlet, so that a gas flow for cooling can be conducted (or can be guided) through the cooling space.
  • the cooling space is typically surrounded by a housing in which the gas inlet and outlet are provided as openings to which pipelines can be connected (or can be connected) that carry the gas flow.
  • the gas inlet and gas outlet are typically arranged opposite one another, so that the gas flow can flow through the cooling space without disturbance or deflection.
  • the cooling space is equipped or can be equipped with a carrier material which is impregnated with a cooling liquid or is provided for this purpose. During operation, the gas stream flows through the carrier material.
  • the carrier material has a contact surface through which it comes into contact with the gas flow, whereby cooling, in particular adiabatic cooling, of the gas flow is achieved.
  • the cooling space is equipped with a carrier material that is permanently installed.
  • the user has no way of changing the carrier material without extensive conversion work.
  • the evaporative cooler according to the invention is equipped with means for changing the contact surface, more precisely with means for changing the extent of the contact surface. This allows the user to control the cooling effect, with a larger contact surface leading to a higher cooling effect and a smaller contact surface leading to a lower cooling effect.
  • the required cooling effect can thus be actively controlled, for example in order to set a desired temperature or humidity of the gas flow. That is the great advantage of the present invention.
  • the means for changing the contact area allow the user to adjust the contact area of the carrier material from the outside, that is to say in particular without dismantling the housing of the cooling space.
  • the carrier material is soaked in a cooling liquid during operation in the cold room.
  • the evaporative cooler is a heat exchanger with direct heat transfer, whereby the evaporative cooling of the cooling liquid is used to cool the gas flow (Heat transfer). In the process, the cooling liquid passes into the gas flow (mass transfer). In addition to cooling, the evaporative cooler also increases the humidity of the gas flow. When the cooling liquid evaporates, the energy required for this is withdrawn from the environment, i.e. ultimately from the gas flow, which leads to its cooling. The evaporated cooling liquid is absorbed by the gas flow and increases its relative humidity. The cooling effect depends on the surrounding air condition, temperature and relative humidity. The lower the relative humidity, the higher the potential for further moisture absorption and the more coolant can evaporate.
  • the carrier material is preferably fibrous or porous.
  • the carrier material can thus advantageously be impregnated with cooling liquid and a large contact surface with the gas flow is provided.
  • the carrier material preferably has flow channels through which the gas stream can flow.
  • paper can be used as the carrier material, in particular in the form of corrugated paper layers.
  • suitable ceramics or synthetic structures are also conceivable as carrier material.
  • the evaporative cooler is preferably designed as a so-called trickle cooler.
  • the carrier material is sprinkled with cooling liquid, in particular continuously sprinkled, in order to ensure permanent impregnation.
  • a drop separator can be arranged above the carrier material, for example, which sprinkles the carrier material with the cooling liquid.
  • a droplet collector can be arranged below the carrier material in order to collect cooling liquid that has flown through the carrier material. The coolant collected in the drop collector can be fed back to the drop separator by means of a coolant line provided with a pump.
  • the cooling liquid is preferably water or consists essentially of water, which can optionally contain additives, for example heat-conducting additives, antifreeze agents or chemical or biological stabilizers.
  • the contact surface is changed in that the amount of carrier material in the cooling space through which the gas stream flows is changed.
  • the means for changing the contact surface are therefore means for changing the amount of carrier material in the cooling space. This allows the user to control the cooling effect, with a larger amount of water flowing through Carrier material leads to a higher cooling effect and a smaller amount of carrier material through which the flow passes leads to a lower cooling effect.
  • the evaporative cooler is equipped with at least one insert in an advantageous embodiment.
  • the carrier material can be moved into the cooling space or into the intended gas flow and out of the cooling space or out of the intended gas flow.
  • the carrier material can be pushed into the slot in the cooling space in order to increase the amount of carrier material in the cooling space.
  • the carrier material can be pulled out of the slot in order to reduce the amount of carrier material in the cooling space.
  • the carrier material is preferably enclosed in a frame (in particular a metal frame) in order to be able to handle it easily. Frames with carrier material are referred to as a cassette (cooling cassette) in the context of the invention. This configuration advantageously allows simple maintenance of the evaporative cooler because the carrier material is easily accessible to the operator.
  • the cassette and the associated slide-in unit can be designed in various ways which are known per se and which the person skilled in the art can suitably choose according to the requirements of the application.
  • the cassette and insert can be designed as a drawer system, rail system or roller system.
  • the cassette (in particular the frame of the cassette) and the insert are suitable for this purpose in terms of their dimensions and other design and are compatible with one another.
  • Cartridges are then provided which are equipped with a different amount of carrier material and which are compatible with the slot.
  • the cassette with the appropriate amount of carrier material In order to adjust the cooling effect of the evaporative cooler, only the cassette with the appropriate amount of carrier material has to be inserted. Since the lateral dimensions (width and length perpendicular to the direction of flow of the gas flow) of the carrier material are essentially determined by the insert, the different amounts of carrier material of the different cassettes are suitably implemented by a different thickness of the carrier material (measured along the direction of flow of the gas flow). In a preferred embodiment, however, the cooling space is equipped with a plurality of inserts.
  • the carrier material can be moved into the cooling space or into the intended gas flow and out of the cooling space or out of the intended gas flow.
  • Carrier material can therefore be pushed into the cold room or pulled out of the cold room through each insert.
  • at least one cassette is provided for each slot.
  • the cold room can therefore be equipped with a variable number of cassettes in order to set the desired cooling effect.
  • the number of slots is preferably from two to 20, particularly preferably from 2 to 5. This provides sufficient flexibility with regard to the control of the cooling effect without the structure of the evaporative cooler becoming too complex.
  • the carrier material of each insert or each cassette preferably has a thickness of 0.2 cm to 30 cm, particularly preferably 0.5 cm to 20 cm.
  • the different cassettes can have the same amount or different amounts of carrier material, that is to say in particular carrier material with the same or different thickness.
  • carrier material can also be permanently installed in the cold room. This then provides a basic cooling effect, and the cooling effect can be increased by inserting further cassettes.
  • each insert is equipped with its own droplet separator.
  • the drop separator is arranged above the assigned slot in order to sprinkle the carrier material with cooling liquid when a cassette is inserted into the slot.
  • the drop separators are equipped with stopcocks or the like so that they can only be put into operation when a cassette is in the relevant slot is inserted. Since the amount of cooling liquid also has an influence on the cooling effect, the droplet separators are equipped in an advantageous embodiment with means for controlling the amount of cooling liquid separated. The amount of cooling liquid can then be increased in order to achieve an increased cooling effect, and vice versa.
  • Each slide-in unit can also be equipped with its own drop collector.
  • the drop collector is arranged below the insert and is suitable for collecting cooling liquid that has flowed through the carrier material.
  • all drawers can also be equipped with a common drop collector.
  • the common drop collector is arranged below the entirety of the inserts and is suitable for collecting the cooling liquid which has flowed through the entirety of the carrier materials. In principle, of course, combinations of these are also possible, with some plug-in units being equipped with their own drop collectors and others with a common drop collector.
  • All the drop separators and all the drop collectors are preferably connected to the same coolant division.
  • the coolant line is equipped with a pump so that the collected coolant can be fed back to the drop separators. This results in a coolant circuit, which is useful for economic reasons.
  • variable contact surface of the carrier material can, however, also be realized in a different way than with the cartridge system described above.
  • one or more cooling medium cassettes can be rotatably mounted in the cooling space so that they can be pivoted into the gas flow or so that the angle of incidence of the flow channels in relation to the gas flow can be changed in order to control the cooling effect.
  • the device according to the invention for the thermal toughening of glass panes uses the above-described evaporative cooler according to the invention. Since the efficiency of the prestressing is essentially determined by the temperature of the gas flow, which in turn depends on the ambient temperature, the use of a controllable cooler is particularly advantageous for this use. In addition, excessively high moisture in the gas flow must be avoided in order to prevent droplets from being condensed out To avoid moisture. Should drops of liquid hit the heated glass pane, this can lead to glass breakage due to excessive local cooling.
  • the device comprises a first blow box and a second blow box. The two blow boxes are arranged opposite one another so that their gas outlet openings (nozzles) point towards one another.
  • the entirety of the gas outlet openings of the first blow box and the entirety of the gas outlet openings of the second blow box point to one another - it is not necessary for each individual gas outlet opening to have a counterpart in the opposite blow box that is exactly opposite. Instead, the individual gas outlet openings of the blow boxes can be offset from one another. With the blow boxes with gas outlet openings pointing towards one another, the surfaces of a glass pane arranged between the blow boxes can be exposed to a gas flow. A gas feed is connected to each blow box, via which the gas flow is fed to the blow boxes.
  • the gas supply lines are equipped with an evaporative cooler according to the invention with a controllable cooling effect.
  • the gas flow is actively cooled by means of the evaporative cooler. Since the gas flow has a lower temperature when it hits the glass pane, it has to be less strong in order to achieve the same cooling or tempering effect. As a result, energy for generating the gas flow can advantageously be saved.
  • prestressing efficiency By cooling the gas stream, the prestressing efficiency is increased.
  • prestressing efficiency can be expressed quantitatively by the so-called heat transfer coefficient a. It is a common physical quantity and is, as it were, a proportionality factor that describes the intensity of the heat transfer at an interface. It is usually given in the unit W / (m 2 K).
  • the heat transfer coefficient during the thermal toughening of glass panes is particularly dependent on the strength (pressure), temperature, density and humidity of the gas flow.
  • the gas supply to each blow box is preferably equipped with at least one fan in order to supply the respective blow box with the gas flow.
  • the gas supply to each blow box is particularly preferably equipped with a first fan and a second fan, which are connected to one another in series, so that the gas flow generated by the first fan enters and passes through the second fan this is further compressed and thereby strengthened. By connecting two fans in series, a stronger gas flow can be generated overall.
  • the use of two fans per gas supply is common, but in principle more than two fans can also be used, in particular connected in series.
  • the evaporative cooler can be arranged in front of or behind the at least one fan in the direction of flow.
  • the evaporative cooler is preferably arranged behind the at least one fan. This has the advantage that after cooling down, the gas flow does not have to pass through the fan, where it would be heated up again.
  • the gas supply is equipped with two or more fans connected in series, the evaporative cooler can be arranged in front of or behind all fans in the direction of flow or between two fans.
  • the evaporative cooler is arranged behind all fans of the gas supply in the direction of flow. It is also conceivable to equip a gas feed with more than one evaporative cooler, for example in the configuration fan - evaporative cooler - fan - evaporative cooler (in the direction of flow).
  • Each gas supply is preferably designed with an evaporative cooler. In principle, however, it is also possible to pass both gas streams through a common evaporative cooler, in that the gas feeds are brought together and connected to the common evaporative cooler.
  • the gas supply lines typically include pipes which connect the evaporative coolers and fans to one another and to the blow box, and through which gas is drawn in to generate the gas flow.
  • the pipes are connected to the gas inlet and the gas outlet of the evaporative cooler in order to direct the gas flow through the evaporative cooler.
  • the device according to the invention can optionally be equipped with a drying device which is suitable and intended to reduce the moisture in the gas flow before it hits the glass pane. In this way, too, disturbing droplet formation can be avoided, or droplets formed can be collected.
  • the drying device can be designed as a drop trap, for example. she is preferably arranged in the direction of flow behind the evaporative cooler and all fans of a gas supply.
  • the use of the evaporative cooler according to the invention enables an increase in the efficiency of pretensioning devices or processes.
  • High pretensioning efficiencies are particularly advantageous when pretensioning vehicle windows because high, sometimes legally regulated requirements are placed on the pretensioning.
  • relatively thin panes of glass are generally used here, which require higher cooling rates than thicker panes of glass in order to achieve a desired prestress.
  • the glass pane to be prestressed according to the invention is therefore provided in a particularly advantageous embodiment as a vehicle pane, that is to say as a window pane of a vehicle, preferably a motor vehicle and in particular a passenger car.
  • the invention can also be used when toughening other glass panes, for example in construction, architecture and living areas, for example when toughening facade glazing, glass floors, table tops or shower cubicles.
  • the device according to the invention also comprises means for generating a relative movement between the glass pane to be prestressed and the blow boxes.
  • the glass pane can be exposed to the active area of the blow box (glass pane is positioned in the space between the blow boxes) and removed again (glass pane is positioned outside the space between the blow boxes).
  • These means for generating the relative movement are preferably means for moving a glass pane which are suitable for moving the glass pane to be prestressed into the space between the two blow boxes and out of said space again.
  • a rail, roller or treadmill system can be used for this purpose.
  • the pane of glass can be transported lying vertically or horizontally.
  • the means for moving the glass sheet preferably comprise retaining clips which are attached to the glass sheet so that the glass sheet hangs vertically thereon and are in turn moved by the rail, roller or treadmill system or equivalent means.
  • the pane of glass can be placed directly on the rail, roller or conveyor belt system.
  • the means for moving the glass pane preferably also comprise a transport frame on which the glass pane is placed.
  • the transport frame usually has a prestressing frame (frame shape) for storing the glass pane.
  • the glass pane is stored on the transport frame, which in turn is moved by the rail, roller or treadmill system or equivalent means.
  • the toughening of glass panes which are arranged lying horizontally on a pretensioning frame is common in particular in connection with vehicle windows, which is why this variant is particularly preferred.
  • the means for generating the relative movement between the blow box and the glass pane can in principle also be designed differently.
  • they can be means for moving the blow boxes, which move the blow boxes to a pane that remains stationary and, after pretensioning, away from it again. It is also conceivable that the pane is moved and the blow boxes are moved along with the glass pane over a certain distance.
  • a prestressing frame or a frame shape is understood to mean a frame-like or ring-like device on which the circumferential side edge of the glass pane is placed while the majority of the pane surface, in particular the central area, has no direct contact with the prestressing frame.
  • the prestressing frame is typically exchangeably attached to the transport frame and adapted to the respective shape of the type of glass pane to be prestressed.
  • the shape of the support frame is therefore roughly polygonal in plan view, for example rectangular, trapezoidal or triangular, corresponding to the shape of conventional window panes, especially vehicle panes, with the side edges often being slightly curved compared to the polygon in the strict sense.
  • the prestressing frame is typically made up of several sections, each assigned to one side of the polygon.
  • the support surface is made up, for example, of four straight or slightly curved sections which are assembled to form a rectangle or trapezoid.
  • the prestressing frame can have openings, which can also be referred to as holes or passages and are arranged in such a way that the edge of the glass pane to be prestressed comes to rest on the openings when used as intended.
  • the glass pane is supported by the areas of the support frame between the openings, which are chosen to be as small as possible. The openings allow air to circulate which is beneficial for prestressing efficiency.
  • the side edge of the glass pane can be acted upon directly with air as a result of the openings, whereby the pane is cooled more homogeneously and disturbing so-called edge stresses of the prestressed glass pane are avoided and its stability is thus improved.
  • the blow boxes of the device according to the invention are spaced from one another so that a glass pane can be arranged between them. If the glass pane is to be prestressed lying horizontally, the nozzles of the first blow box (upper blow box) point downwards and the nozzles of the second blow box (lower blow box) point upwards.
  • blow boxes are arranged to the side of the prestressing position so that the gas flow leaves them essentially horizontally.
  • the blow boxes can then be called the left and right blow boxes, for example.
  • a blow box is understood to mean a device for generating a directed gas flow which is suitable for cooling the surface of a glass pane, for example by striking the glass pane over its entire surface or at points distributed over the surface.
  • the blow boxes preferably have an inner cavity into which a gas flow can be introduced by means of the gas supply.
  • the cavity is typically delimited in the direction of the disk by at least one closure element which is equipped with a plurality of nozzles.
  • the nozzles are connected to the cavity or connected to the cavity so that gas can flow from the cavity through the nozzles in order to apply a stream of air to the surface of a glass pane.
  • the blow box thus divides the gas flow from the gas supply line with a comparatively small cross section over the nozzles over a large effective area.
  • the nozzle openings represent discrete gas outlet points, which, however, are present in large numbers and are evenly distributed, so that all areas of the surface are cooled essentially simultaneously and uniformly, so that the pane is provided with a homogeneous pretension.
  • the nozzles are bores or passages that extend through the entire closure element.
  • Each nozzle has an inlet opening (nozzle inlet) through which the gas stream enters the nozzle, and an opposite outlet opening (nozzle opening) through which the gas stream exits from the nozzle (and the entire blow box).
  • the surface of the closure element with the inlet openings faces the cavity of the blow box and that surface with the nozzle openings faces away from it and, when used as intended, faces the glass pane.
  • the surface of a glass pane is subjected to an air stream as intended through the nozzle openings.
  • the nozzles can advantageously adjoin the inlet opening and extend in the direction have tapering section towards the outlet opening in order to guide the air efficiently and in terms of flow into the respective nozzle.
  • a single nozzle plate which delimits the cavity and which has the entirety of the nozzles in a two-dimensional distribution, for example in rows and columns, can be used as the closure element.
  • each blow box has a plurality of so-called nozzle strips as closure elements.
  • the gas flow starting from the cavity, is divided into a plurality of channels, each of which is closed by a nozzle bar.
  • Each nozzle bar typically has a number of nozzles through which the gas flow can exit the blow box.
  • the blow box thus divides the gas flow from the gas supply line with a comparatively small cross section via the channels and nozzles over a large effective area.
  • This type of blow box and nozzle strips is common especially in connection with vehicle windows, which is why this variant is particularly preferred.
  • a plurality of channels, into which the gas flow is divided during operation, are connected to the cavity, typically opposite the gas supply line.
  • the channels can also be referred to as nozzle webs, fins or ribs.
  • the channels typically have an elongated, essentially rectangular cross section, the longer dimension essentially corresponding to the width of the cavity and the shorter dimension being in the range from 4 mm to 15 mm.
  • the channels are arranged parallel to one another.
  • the number of channels is typically from 10 to 50.
  • the channels are typically formed by metal sheets.
  • the cavity is preferably designed like a wedge.
  • the boundary of the cavity adjoining the channels can be described as two side surfaces which converge at an acute angle.
  • the channels typically run perpendicular to the connecting line of said side surfaces.
  • the length of a channel is not constant, but increases from the center to the sides, so that the inlet opening of the channel connected to the cavity is wedge-shaped and spans the outlet opening into a smooth, typically curved surface.
  • the outlet openings of all channels typically form a common smooth, curved surface.
  • the device can be designed for a continuous process in which the glass panes are moved continuously without being positioned in a stationary manner between the blow boxes.
  • the glass pane is moved at a substantially constant speed on a transport path, being moved between the blow boxes as long as it moves between the blow boxes is acted upon by the gas flow and is moved out of the space between the blow boxes again without significantly increasing its speed in the meantime to change or even to stop entirely.
  • Such continuous processes are particularly common for toughening glass panes in construction, architecture and living.
  • the device can also be designed for a method in which the glass panes are positioned in a stationary manner between the blow boxes for toughening.
  • Such devices are customary in particular for toughening glass panes in the vehicle sector, because here particularly high demands are placed on the degree of pretensioning, which sometimes cannot be achieved with continuous processes. This configuration is therefore particularly preferred.
  • the closure elements can be flat or also curved.
  • Plane closure elements are particularly suitable for toughening flat glass panes, but curved glass panes can also be pre-stressed with planar closure elements if lower requirements are placed on the degree and homogeneity of the pretensioning.
  • Higher tempering efficiencies can be achieved if the shape of the closure element or the closure elements is adapted to the shape of the curved glass pane to be tempered, so that all nozzle openings are essentially at the same distance from the glass surface.
  • the nozzle openings of a blow box span a convexly curved surface and the nozzle openings of the opposite blow box have a concave curved surface complementary thereto, the curvature essentially corresponding to that of the glass pane.
  • the convex blow box faces the concave surface of the disc and the concave blow box faces the convex surface.
  • This configuration is suitable for continuous processes when the glass pane to be toughened is bent only in one spatial direction (bent cylindrically), and for toughened processes with the glass pane positioned stationary between the blow boxes (bent cylindrically or spherically).
  • spherically curved glass panes typically occur (curved in both spatial directions) and high demands are made on the degree and homogeneity of the prestressing, which is why continuous processes are less suitable for prestressing.
  • These glass panes are therefore generally prestressed in a stationary manner between the blow boxes, the shape of the closure elements being adapted to the spherical bend of the glass panes.
  • the glass panes are preferably transported lying horizontally on a prestressing frame between the blow boxes. Since the panes are usually transported to the prestressing station with the concave surface pointing upwards, the upper blow box is preferably convex and the lower one is concave.
  • the device is designed to prestress the glass panes in a stationary manner between the blow boxes, it preferably also comprises means for changing the distance between the first and second blow boxes.
  • the blow boxes can be moved relative to and away from one another. After the glass pane has been moved between the blow boxes in the further spaced-apart state, the spacing of the blow boxes from one another and thus from the glass pane is reduced, whereby a stronger gas flow can be generated on the glass surface. After toughening, the distance is increased again in order to move the glass pane out of the space between the blow box again. In this way, glass panes that are strongly and / or spherically bent can also be toughened with high efficiency.
  • blow boxes The movement of the blow boxes is necessary in order to achieve a sufficiently small distance between the glass surface and the nozzles. If the glass pane were to be prestressed between two stationary blow boxes, the distance between them would have to be selected too large for the curved glass pane to be inserted, which would critically reduce the prestressing efficiency.
  • the transport frame is typically moved periodically so that the nozzles of the blow box are not directed at the same points on the glass pane over the entire period.
  • the use of movable blow boxes is common in particular in connection with vehicle windows, which is why this variant is particularly preferred.
  • blow boxes can also be implemented in other ways.
  • the blow boxes it is conceivable for the blow boxes to have large-area openings without closure elements in the manner of an air duct and for the large-area gas flow emerging from these openings to hit the entire surface of the pane or part of it without to be divided more finely by nozzles. It is also conceivable that separate nozzles are connected to the gas supply through individual lines.
  • the gas supply lines configured in this way can in turn be combined with any desired design blow boxes and means for moving the glass pane, for example horizontally arranged blow boxes for lying panes or vertically arranged blow boxes for hanging panes, stationary or movable blow boxes, blow boxes for flow systems or for toughening stationary arranged glass panes, blow boxes with curved or flat locking means, means of transport with or without transport frame, etc.
  • any desired design blow boxes and means for moving the glass pane for example horizontally arranged blow boxes for lying panes or vertically arranged blow boxes for hanging panes, stationary or movable blow boxes, blow boxes for flow systems or for toughening stationary arranged glass panes, blow boxes with curved or flat locking means, means of transport with or without transport frame, etc.
  • the invention also comprises an arrangement for the thermal toughening of glass panes, comprising the device according to the invention and a glass pane arranged between the two blow boxes.
  • the invention also includes a method for thermally toughening glass panes.
  • a heated glass pane is arranged between a first blow box and a second blow box, in particular moved between the first blow box and the second blow box, which are arranged opposite one another and to each of which a gas supply is connected.
  • Each gas supply is equipped with an evaporative cooler according to the invention. If the glass pane is arranged in the space, it is subjected to a gas flow by means of the two blow boxes, see above that the glass pane is cooled down and thereby toughened. The gas flow is passed through the heat exchanger and thereby actively cooled.
  • the gas used to cool the glass pane is preferably air.
  • the disk surfaces are usually exposed to the gas flow over a period of 1 s to 10 s. Periods of 3 or 4 seconds are common, especially when pre-tensioning vehicle windows. Since the prestressing efficiency is increased with the method according to the invention, these times can be reduced. In a particularly advantageous embodiment, the time period is therefore less than 3 s, in particular from 1 s to 2 s.
  • the gas stream when it hits the glass pane, is cooled by the evaporative cooler and preferably has a temperature of at most 70 ° C, particularly preferably at most 50 ° C, for example from 20 ° C to 50 ° C. This enables particularly good prestressing efficiencies to be achieved.
  • the evaporative cooler also increases the humidity of the gas stream.
  • its relative humidity is preferably at least 50%, particularly preferably at least 70%, very particularly preferably from 80% to 90%. This enables particularly good prestressing efficiencies to be achieved.
  • the glass pane to be toughened consists of soda-lime glass, as is customary for window panes.
  • the glass pane can also contain or consist of other types of glass such as borosilicate glass or quartz glass.
  • the thickness of the glass pane is typically from 1 mm to 20 mm, depending on the application. In the vehicle sector, pane thicknesses of 1 mm to 5 mm are common, in particular from 2 mm to 4 mm.
  • the invention develops its advantages in a particular way when toughening relatively thin glass panes, because these require higher cooling rates than thicker glass panes.
  • the glass pane has a thickness of at most 3.5 mm, preferably from 1 mm to 3 mm.
  • the method according to the invention immediately follows a bending process in which the glass pane, which is planar in the initial state, is bent. This means that the glass pane does not have to be specially heated again for toughening. During the bending process, the glass pane is heated above the softening temperature. The tempering process follows the bending process before the glass pane has cooled significantly.
  • the glass pane is transferred from the bending tools to the prestressing mold after the bending process or in the last step of the bending process.
  • Tempering methods can be used particularly advantageously because the increased tempering efficiency leads to sufficient stresses in the glass pane despite the lower temperature.
  • the temperature of the glass pane lies between the so-called transition point, at which the viscosity of the glass pane allows plastic deformation, and the so-called softening point, at which the glass deforms under its own weight.
  • the invention makes it possible to reduce the distance to the transition point.
  • the usual bending temperatures for curved vehicle windows made of soda-lime glass have been 650 ° C.
  • the temperature of such a pane of glass, immediately before it is acted upon by the gas stream and cooled is at most 640 ° C., preferably less than 640 ° C.
  • FIG. 1 shows a horizontal cross-section of an embodiment of an evaporative cooler as used in the device according to the invention
  • FIG. 2 shows a vertical cross section of the evaporative cooler from FIG. 1,
  • FIGS. 1 and 2 show a schematic illustration of an embodiment of the device according to the invention for the thermal toughening of glass panes using the evaporative cooler from FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 and FIG. 2 each show a cross section through an embodiment of the evaporative cooler 10 according to the invention with a controllable cooling effect.
  • the cross-section is selected horizontally in FIG. 1 (view from above) and vertical in FIG. 2 (view from the side).
  • the evaporative cooler 10 comprises a cooling space 11 which is enclosed in a housing and which has a gas inlet 12 and a gas outlet 13 opposite one another.
  • a gas flow (indicated by a block arrow) can enter the cooling space 11 through the gas inlet 12 and exit the cooling space 11 again through the gas outlet 13 so that the gas flow flows through the cooling space 11.
  • the cooling space 11 is provided with three inserts 15.1, 15.2, 15.3.
  • a cooling cassette can be inserted from the outside into each insert 15.1, 15.2, 15.3, comprising a frame and carrier material 14.1, 14.2, 14.3 enclosed therein.
  • a drop separator 16.1, 16.2, 16.3 is arranged above each insert 15.1, 15.2, 15.3.
  • the carrier material 14.1, 14.2, 14.3 is sprinkled with cooling liquid, for example water, through the respective drop separator 16.1, 16.2, 16.3 and thus soaked.
  • the cooling effect is based on the evaporative cooling of the cooling water when the gas flow passes through the carrier material 14.1, 14.2, 14.3.
  • Figure 3 shows schematically an embodiment of a device for thermal
  • the device comprises a first blow box 1.1 and a second blow box 1.2 which are arranged opposite one another.
  • the nozzles of the blow boxes 1.1, 1.2 through which the gas flow (air flow) required for pre-tensioning exits, is directed towards the space between the blow boxes 1.1, 1.2.
  • a gas feed 2.1 is connected to the first blower box 1.1, through which it is supplied with the gas flow.
  • the gas supply includes supply pipes and a first fan 3.1 and a second fan 4.1, which are connected one behind the other in this order in the direction of flow.
  • the serial arrangement of the fans 3.1, 4.1 makes it possible to generate a strong gas flow in the direction of the blow box 1.1.
  • a gas supply 2.2 is connected to the second blow box 1.2, which has, in addition to supply pipes, a first fan 3.2, a second fan 4.2 and an evaporative cooler 10.2, which are connected one behind the other in this order in the direction of flow.
  • Both gas inlets 2.1, 2.2 can each be completely or partially closed by means of a closure flap 7.1, 7.2 in order to stop the gas flow or to regulate its strength.
  • the air sucked in by the fans 3.1, 4.1, 3.2, 4.2 is cooled on the one hand and humidified on the other hand by the evaporative cooler 10.1, 10.2. Both of these increase the pretensioning efficiency of the device compared to conventional pretensioning devices without cooling.
  • the device also comprises means for moving the glass pane G to be prestressed, comprising a transport system 8, for example designed as a roller system, and a transport frame 9 moved therewith.
  • the transport frame 9 is provided with a Equipped biasing frame on which the circumferential side edge of the glass pane G is placed.
  • the blow boxes 1.1, 1.2 are then brought closer to the glass pane G in order to efficiently apply the gas flow to them.
  • the blow boxes 1.1, 1.2 are moved away from the glass pane G again and the glass pane G is moved out of the space.
  • the pretensioner is then ready for the next pretensioning cycle.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum thermischen Vorspannen von Glasscheiben unter Einsatz eines Verdunstungskühlers mit steuerbarer Kühlwirkung. Der Verdunstungskühler (10) umfasst einen Kühlraum (11) mit einem Gaseinlass (12) und einem Gasaustritt (13), so dass ein Gasstrom zum Kühlen durch den Kühlraum (11) geleitet werden kann, wobei der Kühlraum (11) mit einem mit einer Kühlflüssigkeit getränkten Trägermaterial (14) ausgestattet oder ausstattbar ist, welches vom Gasstrom durchströmt wird, wobei das Trägermaterial (14) über eine Kontaktoberfläche mit dem der Gasstrom in Kontakt kommt, wodurch eine Kühlung des Gasstroms erreicht wird, wobei der Verdunstungskühler mit Mitteln zum Verändern der Kontaktoberfläche ausgestattet ist.

Description

Verdunstungskühler mit steuerbarer Kühlwirkung
Die Erfindung betrifft einen Verdunstungskühler mit steuerbarer Kühlwirkung und seine Verwendung, insbesondere für eine Vorrichtung und ein Verfahren zum thermischen Vorspannen von Glasscheiben.
Verdunstungskühler sind Wärmetauscher mit direkter Wärmeübertragung, also einer kombinierten Wärme- und Stoffübertragung. Verdunstungskühler weisen einen Kühlraum auf, durch den der zu kühlende Gasstrom geleitet wird und der mit einem Trägermaterial ausgestattet ist, welches mit einer Kühlflüssigkeit getränkt ist. Die Kühlwirkung beruht dabei auf der Verdunstungskälte der Kühlflüssigkeit. Durch die Verdunstung wird auch die Feuchtigkeit des zu kühlenden Gases erhöht. Beispielhaft sei auf US5655373A, DE1299665A und W003058141A1 verwiesen. Verdunstungskühler werden beispielsweise im Kraftwerksbau eingesetzt, um Ansaugluftkanäle von Gasturbinen adiabatisch zu kühlen.
Gebräuchliche Verdunstungskühler bieten dem Benutzer keine Möglichkeit, die Kühlwirkung zu steuern. Dieser Umstand ist bei vielen Anwendungen unproblematisch, jedoch sind auch Anwendungen denkbar, bei denen Bedarf an einer solchen Steuerung besteht. Soll beispielsweise der Gasstrom auf eine bestimmte Temperatur gekühlt werden, so hängt die erforderliche Kühlwirkung auch von der Ausgangstemperatur des Gases ab, welche wiederum durch die aktuelle Umgebungstemperatur bestimmt ist. Eine zu starke Kühlwirkung kann auch zu einer ungewollt hohen Feuchtigkeit des Gasstroms führen, was sich bei einigen Anwendungen störend in Form von Tropfenbildung aufgrund kondensierender Feuchtigkeit äußern kann.
In der internationalen Patentanmeldung PCT/EP2019/067275 wird vorgeschlagen, Verdunstungskühler in Vorrichtungen zum thermischen Vorspannen von Glasscheiben zu verwenden. Beim thermischen Vorspannen wird eine auf knapp unter Erweichungstemperatur erhitzte Glasscheibe mit einem Luftstrom beaufschlagt, die zu einem raschen Abkühlen (Abschrecken) der Glasscheibe führt. Dadurch bildet sich in der Glasscheibe ein charakteristisches Spannungsprofil aus, wobei Druckspannungen an den Oberflächen und Zugspannungen im Kern der Glasscheibe vorherrschen. Dies hat auf zweierlei Weise Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften der Glasscheibe. Erstens wird die Bruchstabilität der Scheibe gesteigert und sie kann höheren Belastungen widerstehen als eine ungehärtete Scheibe. Zweitens erfolgt ein Glasbruch nach Penetration der zentralen Zugspannungszone (etwa durch Beschädigung durch einen spitzen Stein oder durch absichtliches Zerstören mit einem spitzen Notfallhammer) nicht in Form großer scharfkantiger Scherben, sondern in Form kleiner, stumpfer Fragmente, wodurch die Verletzungsgefahr erheblich herabgesetzt wird. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Eigenschaften werden thermisch vorgespannte Glasscheiben als sogenanntes Einscheibensicherheitsglas im Fahrzeugbereich eingesetzt, insbesondere als Heckscheiben und Seitenscheiben. Im Fahrzeugbereich werden hohe Anforderungen an den Grad der Vorspannung gestellt, die auch in Normen geregelt sind. Aber auch im Bau-, Architektur- und Wohnbereich sind thermisch vorgespannte Glasscheiben üblich, beispielsweise als Glasfassaden, Duschkabinen oder Tischplatten. Lediglich beispielhaft sei auf die Patentdokumente DE 710690 A, DE 808880 B, DE 1056333 A aus den 1940er und 1950er Jahren verwiesen, außerdem auf WO 2019015835 A1.
Durch eine aktive Kühlung des Luftstroms kann eine verbesserte Vorspannwirkung erzielt werden. Eine zu hohe Luftfeuchtigkeit, wie sie bei Verwendung von Verdunstungskühlern mit zu hoher Kühlwirkung auftreten kann, kann sich aber in einer Tropfenbildung äußern, was die Oberfläche der erhitzten Glasscheibe schädigt.
Es besteht daher Bedarf an Verdunstungskühlern mit steuerbarer Kühlwirkung, insbesondere im Hinblick auf die Verwendung beim thermischen Vorspannen.
US 2270810 A offenbart einen Kondensator für eine Kühleinheit mit austauschbarem Trägermaterial. WO 88/10240 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von Glasflaschen, welche zur schnelleren Auskühlung mit einem gekühlten Fluid behandelt werden. GB 472022 A offenbart ein Verfahren zum thermischen Vorspannen von Glas, wobei der hierzu erforderliche Gasstrom über eine Wasseroberfläche geleitet wird, um ihn mit Wasserdampf zu sättigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum thermischen Vorspannen von Glasscheiben mit einem solchen verbesserten Verdunstungskühler bereitzustellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1. Bevorzugte Ausgestaltungen gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zur aktiven Kühlung des Gasstroms ein verbesserter Verdunstungskühler mit steuerbarer Kühlwirkung eingesetzt.
Der erfindungsgemäße Verdunstungskühler mit steuerbarer Kühlwirkung umfasst (beziehungsweise weist auf) einen Kühlraum mit einem Gaseinlass und einem Gasaustritt, so dass ein Gasstrom zum Kühlen durch den Kühlraum geleitet werden kann (beziehungsweise leitbar ist). Der Kühlraum ist typischerweise von einem Gehäuse umgeben, in welchem Gaseinlass und -austritt als Öffnungen vorgesehen sind, an welche Rohrleitungen angeschlossen werden können (beziehungsweise anschließbar sind), die den Gasstrom tragen. Gaseinlass und Gasaustritt sind typischerweise einander gegenüberliegend angeordnet, so dass der Gasstrom störungs- und umlenkungsfrei durch den Kühlraum strömen kann. Es sind aber auch andere Konfigurationen denkbar. Der Kühlraum ist mit einem Trägermaterial ausgestattet oder ausstattbar, das mit einer Kühlflüssigkeit getränkt ist oder dazu vorgesehen ist. Im Betrieb wird das Trägermaterial vom Gasstrom durchströmt. Das Trägermaterial weist eine Kontaktoberfläche auf, über die es mit dem Gasstrom in Kontakt kommt, wodurch eine Kühlung, insbesondere adiabatische Kühlung, des Gasstroms erreicht wird.
Bei herkömmlichen Verdunstungskühlern ist der Kühlraum mit einem Trägermaterial ausgestattet, welches fest installiert ist. Der Benutzer hat ohne aufwändige Umbauarbeiten keine Möglichkeit, das Trägermaterial zu verändern. Im Gegensatz dazu ist der erfindungsgemäße Verdunstungskühler mit Mitteln zum Verändern der Kontaktoberfläche ausgestattet, genauer gesagt mit Mitteln zum Verändern der Ausdehnung der Kontaktoberfläche. Dadurch kann der Benutzer die Kühlwirkung steuern, wobei eine größere Kontaktoberfläche zu einer höheren Kühlwirkung führt und eine kleinere Kontaktoberfläche zu einer geringeren Kühlwirkung. So kann die erforderliche Kühlwirkung aktiv gesteuert werden, um beispielsweise eine gewünschte Temperatur oder Feuchtigkeit des Gasstroms einzustellen. Das ist der große Vorteil der vorliegenden Erfindung.
Die Mittel zum Verändern der Kontaktfläche erlauben es dem Benutzer, die Kontaktfläche des Trägermaterials von außen einzustellen, also insbesondere ohne Zerlegung des Gehäuses des Kühlraums.
Das Trägermaterial ist im Betrieb im Kühlraum mit einer Kühlflüssigkeit getränkt. Der Verdunstungskühler ist ein Wärmetauscher mit direkter Wärmeübertragung, wobei die Verdunstungskühle der Kühlflüssigkeit genutzt wird, um den Gasstrom zu kühlen (Wärmeübertragung). Dabei geht Kühlflüssigkeit in den Gasstrom über (Stoffübertragung). Neben der Kühlung bewirkt der Verdunstungskühler dadurch auch eine Steigerung der Feuchtigkeit des Gasstroms. Bei der Verdunstung der Kühlflüssigkeit wird die dazu nötige Energie der Umgebung, also letztendlich dem Gasstrom entzogen, was zu seiner Abkühlung führt. Die verdunstete Kühlflüssigkeit wird vom Gasstrom aufgenommen und steigert seine relative Feuchtigkeit. Der Effekt der Kühlung ist vom umgebenden Luftzustand, Temperatur und relativer Feuchte, abhängig. Je niedriger die relative Feuchte ist, desto höher ist das Potential weiterer Feuchtigkeitsaufnahme, desto mehr Kühlmittel kann also verdunsten.
Das Trägermaterial ist bevorzugt faserig oder porös ausgebildet. So kann das Trägermaterial vorteilhaft mit Kühlflüssigkeit getränkt werden und es wird eine große Kontaktoberfläche zum Gasstrom bereitgestellt. Das Trägermaterial weist bevorzugt Fließkanäle auf, durch welche der Gasstrom hindurchströmen kann. Als Trägermaterial kann beispielsweise Papier zum Einsatz kommen, insbesondere in Form gewellter Papierlagen. Alternativ sind auch geeignete Keramiken oder synthetische Strukturen als Trägermaterial denkbar.
Der Verdunstungskühler ist bevorzugt als sogenannter Rieselkühler ausgeführt. Dabei wird das Trägermaterial mit Kühlflüssigkeit berieselt, insbesondere kontinuierlich berieselt, um eine dauerhafte Tränkung sicherzustellen. Dazu kann beispielsweise oberhalb des Trägermaterials ein Tropfenseparator angeordnet sein, welcher das Trägermaterial mit der Kühlflüssigkeit berieselt. Unterhalb des Trägermaterials kann ein Tropfensammler angeordnet sein, um durch das Trägermaterial hindurchgeflossene Kühlflüssigkeit aufzufangen. Die im Tropfensammler aufgefangene Kühlflüssigkeit kann mittels einer mit einer Pumpe versehenen Kühlmittelleitung wieder dem Tropfenseparator zugeleitet werden.
Die Kühlflüssigkeit ist bevorzugt Wasser oder besteht im Wesentlichen aus Wasser, welches optional Zusätze enthalten kann, beispielsweise wärmeleitende Additive, Frostschutzmittel oder chemische oder biologische Stabilisatoren.
Die Kontaktoberfläche wird in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung dadurch geändert, dass die Menge an Trägermaterial im Kühlraum, welche vom Gasstrom durchströmt wird, verändert wird. Die Mittel zum Verändern der Kontaktoberfläche sind also Mittel zum Verändern der Menge an Trägermaterial im Kühlraum. Dadurch kann der Benutzer die Kühlwirkung steuern, wobei eine größere Menge an durchströmtem Trägermaterial zu einer höheren Kühlwirkung führt und eine geringere Menge an durchströmtem Trägermaterial zu einer geringeren Kühlwirkung.
Um die Menge an Trägermaterial im Kühlraum verändern zu können, ist der Verdunstungskühler in einer vorteilhaften Ausgestaltung mit mindestens einem Einschub ausgestattet. Durch den mindestens einen Einschub ist Trägermaterial in den Kühlraum beziehungsweise in den vorgesehenen Gasstrom hinein und aus dem Kühlraum beziehungsweise aus dem vorgesehenen Gasstrom heraus bewegbar. In den Einschub kann das Trägermaterial in den Kühlraum hineingeschoben werden, um die Menge an Trägermaterial im Kühlraum zu erhöhen. Umgekehrt kann das Trägermaterial aus dem Einschub herausgezogen werden, um die Menge an Trägermaterial im Kühlraum zu reduzieren. Das Trägermaterial ist bevorzugt in einen Rahmen (insbesondere Metallrahmen) eingefasst, um es gut handhaben zu können. Rahmen mit Trägermaterial werden im Sinne der Erfindung als Kassette (Kühlkassette) bezeichnet. Diese Ausgestaltung erlaubt vorteilhaft eine einfache Wartung des Verdunstungskühlers, weil das Trägermaterial für den Bediener einfach zugänglich ist.
Kassette und zugeordneter Einschub können auf verschiedene Weisen ausgestaltet sein, die an sich bekannt sind und die der Fachmann gemäß den Erfordernissen des Anwendungsfalls geeignet wählen kann. Beispielsweise können Kassette und Einschub als Schubladensystem, Schienensystem oder Rollensystem ausgebildet sein. Kassette (insbesondere Rahmen der Kassette) und Einschub sind dazu geeignet hinsichtlich ihrer Abmessungen und sonstigen Ausgestaltung aufeinander abgestimmt und miteinander kompatibel.
Grundsätzlich ist ein einziger Einschub ausreichend. Es werden dann Kassetten bereitgestellt, die mit einer unterschiedlichen Menge an Trägermaterial ausgestattet sind und die mit dem Einschub kompatibel sind. Um die Kühlwirkung des Verdunstungskühlers einzustellen, muss dann nur die Kassette mit der passenden Menge an Trägermaterial eingeschoben werden. Da die lateralen Abmessungen (Breite und Länge senkrecht zur Strömungsrichtung des Gasstroms) des Trägermaterial im Wesentlichen durch den Einschub festgelegt sind, wird die unterschiedliche Menge an Trägermaterial der verschiedenen Kassetten geeigneterweise durch eine unterschiedliche Dicke des Trägermaterials realisiert (gemessen entlang der Strömungsrichtung des Gasstroms). In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Kühlraum aber mit einer Mehrzahl von Einschüben ausgestattet. Durch jeden Einschub ist Trägermaterial in den Kühlraum beziehungsweise in den vorgesehenen Gasstrom hinein und aus dem Kühlraum beziehungsweise aus dem vorgesehenen Gasstrom heraus bewegbar. Durch jeden Einschub kann also Trägermaterial in den Kühlraum hineingeschoben oder aus dem Kühlraum herausgezogen werden. Für jeden Einschub wird dazu mindestens eine Kassette bereitgestellt. Der Kühlraum kann also mit einer variablen Anzahl an Kassetten bestückt werden, um die gewünschte Kühlwirkung einzustellen. Die Anzahl der Einschübe beträgt bevorzugt von zwei bis 20, besonders bevorzugt von 2 bis 5. Damit ist eine ausreichende Flexibilität hinsichtlich der Steuerung der Kühlwirkung gegeben, ohne dass der Aufbau des Verdunstungskühlers zu komplex wird. Das Trägermaterial jedes Einschubs beziehungsweise jeder Kassette weist bevorzugt eine Dicke von 0,2 cm bis 30 cm auf, besonders bevorzugt von 0,5 cm bis 20 cm. Damit werden gute Ergebnisse erzielt - je dünner die einzelnen Kassetten sind, desto feiner kann die Kühlwirkung eingestellt werden, jedoch ist eine zu geringe Dicke der Kassetten nachteilhaft für die Stabilität des Trägermaterials. Die unterschiedlichen Kassetten können die gleiche Menge oder unterschiedliche Mengen an Trägermaterial aufweisen, also insbesondere Trägermaterial mit gleicher oder mit unterschiedlicher Dicke.
Grundsätzlich ist es auch möglich, eine oder mehrere Kassetten nur teilweise in den zugeordneten Einschub einzuschieben, so dass nur ein Teil des Trägermaterials vom Gasstrom durchflossen wird und zur Kühlwirkung beiträgt. So kann gleichsam eine stufenlose Steuerung der Kühlwirkung erreicht werden, wobei der teilweise Einschub allerdings strömungstechnische Nachteile mit sich bringen kann.
Zusätzlich zu den Einschüben kann auch Trägermaterial fest im Kühlraum installiert sein. Dieses stellt dann eine Basiskühlwirkung bereit, und die Kühlwirkung kann durch den Einschub weiterer Kassetten gesteigert werden.
Ist der Verdunstungskühler als Rieselkühler ausgebildet und weist eine Mehrzahl von Einschüben auf, so ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung jeder Einschub mit einem eigenen Tropfenseparator ausgestattet. Der Tropfenseparator ist dazu oberhalb des zugeordneten Einschubs angeordnet, um das Trägermaterial mit Kühlflüssigkeit zu berieseln, wenn eine Kassette in den Einschub eingeschoben ist. Idealerweise sind die Tropfenseparatoren mit Absperrhähnen oder ähnlichem ausgestattet, so dass sie nur dann in Betrieb genommen werden können, wenn eine Kassette in den betreffenden Einschub eingeschoben ist. Da auch die Menge an Kühlflüssigkeit einen Einfluss auf die Kühlwirkung hat, sind die Tropfenseparatoren in einer vorteilhaften Ausgestaltung mit Mitteln zur Steuerung der abgeschiedenen Menge an Kühlflüssigkeit ausgestattet. Die Menge an Kühlflüssigkeit kann dann erhöht werden, um eine gesteigerte Kühlwirkung zu erreichen, und umgekehrt.
Ebenso kann jeder Einschub mit einem eigenen Tropfensammler ausgestattet sein. Der Tropfensammler ist unterhalb des Einschubs angeordnet und geeignet, durch das Trägermaterial hindurchgeflossene Kühlflüssigkeit zu sammeln. Alternativ können aber auch alle Einschübe mit einem gemeinsamen Tropfensammler ausgestattet sein. Der gemeinsame Tropfensammler ist unterhalb der Gesamtheit der Einschübe angeordnet und geeignet, die durch die Gesamtheit der Trägermaterialien hindurchgeflossene Kühlflüssigkeit zu sammeln. Prinzipiell sind natürlich auch Kombinationen davon möglich, wobei einige Einschübe mit eigenen Tropfensammlern und andere mit einem gemeinsamen Tropfensammler ausgestattet sind.
Alle Tropfenseparatoren und alle Tropfensammler (oder der gemeinsame Tropfensammler) sind bevorzugt an dieselbe Kühlmittelteilung angeschlossen. Die Kühlmittelleitung ist mit einer Pumpe ausgestattet, so dass die gesammelte Kühlflüssigkeit wieder den Tropfenseparatoren zugeleitet werden kann. Es ergibt sich dadurch ein Kühlmittelkreislauf, was aus wirtschaftlichen Gründen sinnvoll ist.
Die veränderliche Kontaktoberfläche des Trägermaterials ist aber auch auf andere Weise realisierbar als durch das vorstehend beschriebene Kassetteneinschubsystem. So können beispielsweise eine oder mehrere Kühlmedium-Kassetten drehbar im Kühlraum gelagert sein, so dass sie in den Gasstrom hineingeschwenkt werden können oder so dass der Anstellwinkel der Fließkanäle zum Gasstrom geändert werden kann, um die Kühlwirkung zu steuern.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum thermischen Vorspannen von Glasscheiben verwendet den vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verdunstungskühler. Da die Effizienz des Vorspannens wesentlich durch die Temperatur des Gasstroms bestimmt wird, welche wiederum von der Umgebungstemperatur abhängt, ist für diese Verwendung der Einsatz eines steuerbaren Kühlers besonders vorteilhaft. Zudem muss eine zu hohe Feuchtigkeit des Gasstroms vermieden werden, um Tropfenbildung durch auskondensierte Feuchtigkeit zu vermeiden. Sollten Flüssigkeitstropfen nämlich auf die erwärmte Glasscheibe treffen, so kann dies aufgrund einer zu starken lokalen Abkühlung zum Glasbruch führen. Die Vorrichtung umfasst einen ersten Blaskasten und einen zweiten Blaskasten. Die beiden Blaskästen sind einander gegenüberliegend angeordnet, so dass ihre Gasaustrittsöffnungen (Düsen) aufeinander weisen. Damit ist gemeint, dass die Gesamtheit der Gasaustrittsöffnungen des ersten Blaskastens und die Gesamtheit der Gasaustrittsöffnungen des zweiten Blaskastens aufeinander weisen - es ist nicht erforderlich, dass jede einzelne Gasaustrittsöffnung ein ihr genau gegenüberliegendes Gegenstück im gegenüberliegenden Blaskasten aufweist. Stattdessen können die einzelnen Gasaustrittsöffnungen der Blaskästen gegeneinander versetzt sein. Mit den Blaskästen mit aufeinander weisenden Gasaustrittsöffnungen können die Oberflächen einer zwischen den Blaskästen angeordneten Glasscheibe mit einem Gasstrom beaufschlagt werden. An jeden Blaskasten ist eine Gaszuführung angeschlossen, über die den Blaskästen der Gasstrom zugeleitet wird.
Erfindungsgemäß sind die Gaszuführungen mit einem erfindungsgemäßen Verdunstungskühler mit steuerbarer Kühlwirkung ausgestattet. Mittels der Verdunstungskühler wird der Gasstrom aktiv gekühlt. Da der Gasstrom eine geringere Temperatur aufweist, wenn er auf die Glasscheibe trifft, muss er weniger stark sein, um dieselbe Abkühl- beziehungsweise Vorspannwirkung zu erreichen. Dadurch kann vorteilhaft Energie zur Erzeugung des Gasstroms eingespart werden.
Durch die Kühlung des Gasstroms wird die Vorspanneffizienz erhöht. Der Begriff Vorspanneffizienz, wie er im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann quantitativ ausgedrückt werden durch den sogenannten Wärmeübergangskoeffizienten a. Er ist eine gebräuchliche physikalische Größe und ist gleichsam ein Proportionalitätsfaktor, der die Intensität des Wärmeübergangs an einer Grenzfläche beschreibt. Er wird üblicherweise in der Einheit W/(m2 K) angegeben. Der Wärmeübergangskoeffizient beim thermischen Vorspannen von Glasscheiben ist insbesondere abhängig von der Stärke (Druck), der Temperatur, der Dichte und der Feuchtigkeit des Gasstroms.
Die Gaszuführung jedes Blaskastens ist bevorzugt mit mindestens einem Ventilator ausgestattet, um den jeweiligen Blaskasten mit dem Gasstrom zu versorgen. Besonders bevorzugt ist die Gaszuführung jedes Blaskastens mit einem ersten Ventilator und einem zweiten Ventilator ausgestattet, welche seriell miteinander verbunden sind, so dass der durch den ersten Ventilator erzeugte Gasstrom in den zweiten Ventilator eintritt und durch diesen weiter verdichtet und dadurch verstärkt wird. Durch die serielle Hintereinanderschaltung zweier Ventilatoren kann insgesamt ein stärkerer Gasstrom erzeugt werden. Die Verwendung zweier Ventilatoren pro Gaszuführung ist üblich, grundsätzlich können aber auch mehr als zwei Ventilatoren verwendet werden, insbesondere seriell hintereinandergeschaltet.
Der Verdunstungskühler kann in Strömungsrichtung vor oder hinter dem mindestens einen Ventilator angeordnet sein. Bevorzugt ist der Verdunstungskühler hinter dem mindestens einen Ventilator angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der Gasstrom nach dem Herunterkühlen nicht den Ventilator durchlaufen muss, wo er wieder aufgeheizt werden würde. Ist die Gaszuführung mit zwei oder mehr seriell verschalteten Ventilatoren ausgestattet, so kann der Verdunstungskühler in Strömungsrichtung vor oder hinter sämtlichen Ventilatoren angeordnet sein oder auch zwischen zwei Ventilatoren. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Verdunstungskühler in Strömungsrichtung hinter sämtlichen Ventilatoren der Gaszuführung angeordnet. Es ist auch denkbar, eine Gaszuführen mit mehr als einem Verdunstungskühler auszustatten, beispielsweise in der Konfiguration Ventilator - Verdunstungskühler - Ventilator - Verdunstungskühler (in Strömungsrichtung).
Bevorzugt ist jede Gaszuführung mit jeweils einem Verdunstungskühler ausgestaltet. Prinzipiell ist es aber auch möglich, beide Gasströme durch einen gemeinsamen Verdunstungskühler zu leiten, indem die Gaszuführungen zusammengeführt und mit dem gemeinsamen Verdunstungskühler verbunden werden.
Die Gaszuführungen umfassen typischerweise Rohre, welche die Verdunstungskühler und Ventilatoren miteinander und mit dem Blaskasten verbinden, und durch welche Gas angesaugt wird zur Erzeugung des Gasstroms. Die Rohre sind an den Gaseinlass und den Gasaustritt des Verdunstungskühlers angeschlossen, um den Gasstrom durch den Verdunstungskühler zu leiten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann optional mit einer Trocknungseinrichtung ausgestattet sein, die dazu geeignet und vorgesehen ist, die Feuchtigkeit des Gasstroms zu verringern, bevor dieser auf die Glasscheibe trifft. Auch so kann eine störende Tropfenbildung vermieden werden, oder gebildete Tropfen werden aufgefangen. Die Trocknungseinrichtung kann beispielsweise als Tropfenfalle ausgebildet sein. Sie ist bevorzugt in Strömungsrichtung hinter dem Verdunstungskühler und sämtlichen Ventilatoren einer Gaszuführung angeordnet.
Die Verwendung des erfindungsgemäßen Verdunstungskühlers ermöglicht eine Erhöhung der Effizienz von Vorspannvorrichtungen beziehungsweise -verfahren. Hohe Vorspanneffizienzen sind insbesondere beim Vorspannen von Fahrzeugscheiben vorteilhaft, weil hier hohe, teils gesetzlich geregelte Anforderungen an die Vorspannung gestellt werden. Zudem werden hier in der Regel relativ dünne Glasscheiben verwendet, welche zum Erreichen einer gewünschten Vorspannung höhere Abkühlraten erfordern als dickere Glasscheiben. Die erfindungsgemäß vorzuspannende Glasscheibe ist daher in einer besonders vorteilhaften Ausführung eine Fahrzeugscheibe, also als Fensterscheibe eines Fahrzeugs, bevorzugt eines Kraftfahrzeugs und insbesondere eines Personenkraftwagens vorgesehen. Die Erfindung ist aber ebenso beim Vorspannen anderer Glasscheiben anwendbar, etwa im Bau-, Architektur-, und Wohnbereich, beispielsweise beim Vorspannen von Fassadenverglasungen, Glasböden, Tischplatten oder Duschkabinen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst außerdem Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der vorzuspannenden Glasscheibe und den Blaskästen. Dadurch kann die Glasscheibe dem Wirkbereich der Blaskasten ausgesetzt (Glasscheibe ist im Zwischenraum zwischen den Blaskästen positioniert) und wieder entzogen werden (Glasscheibe ist außerhalb des Zwischenraums zwischen den Blaskästen positioniert). Diese Mittel zur Erzeugung der Relativbewegung sind bevorzugt Mittel zur Bewegung einer Glasscheibe, die dazu geeignet sind, die vorzuspannende Glasscheibe in den Zwischenraum zwischen den beiden Blaskästen zu bewegen und wieder aus besagtem Zwischenraum heraus. Hierzu kann beispielsweise ein Schienen-, Rollen- oder Laufbandsystem verwendet werden. Die Glasscheibe kann vertikal oder horizontal liegend transportiert werden. Im ersteren Fall umfassen die Mittel zur Bewegung der Glasscheibe bevorzugt Halteklammern, die an der Glasscheibe befestigt werden, so dass die Glasscheibe vertikal an ihnen hängt, und wiederum durch das Schienen-, Rollen- oder Laufbandsystem oder äquivalente Mittel bewegt werden. Im letzteren Fall kann die Glasscheibe direkt auf dem Schienen-, Rollen- oder Laufbandsystem abgelegt sein. Die Mittel zur Bewegung der Glasscheibe umfassen bevorzugt aber auch ein Transportgestell, auf dem die Glasscheibe abgelegt wird. Das Transportgestell weist üblicherweise einen Vorspannrahmen (Rahmenform) auf zur Ablage der Glasscheibe. Die Glasscheibe ist beim Transport und beim Vorspannen auf dem Transportgestell gelagert, welches wiederum durch das Schienen-, Rollen- oder Laufbandsystem oder äquivalente Mittel bewegt wird. Das Vorspannen von Glasscheiben, die horizontal liegend auf einem Vorspannrahmen angeordnet sind, ist insbesondere im Zusammenhang mit Fahrzeugscheiben üblich, weshalb diese Variante besonders bevorzugt ist.
Die Mittel zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen Blaskästen und Glasscheibe können prinzipiell aber auch anders ausgestaltet sein. So können sie beispielsweise Mittel zur Bewegung der Blaskästen sein, welche die Blaskästen zu einer stationär verbleibenden Scheibe bewegen und nach dem Vorspannen wieder von dieser weg. Ebenso ist es denkbar, dass die Scheibe bewegt wird und die Blaskästen über eine gewisse Strecke mit der Glasscheibe mitgefahren werden.
Unter einem Vorspannrahmen oder einer Rahmenform wird im Sinne der Erfindung eine rahmen- oder ringartige Vorrichtung verstanden, auf welche die umlaufende Seitenkante der Glasscheibe abgelegt wird, während der Großteil der Scheibenfläche, insbesondere der Zentral bereich, keinen direkten Kontakt zum Vorspannrahmen hat. Der Vorspannrahmen ist typischerweise austauschbar am Transportgestell befestigt und an die jeweilige Form des vorzuspannenden Glasscheibentyps angepasst. Die Form des Auflagerahmens ist daher, entsprechend der Form üblicher Fensterscheiben, insbesondere Fahrzeugscheiben, in Draufsicht etwa polygonal, beispielsweise rechteckig, trapezartig oder dreieckig, wobei die Seitenkanten im Vergleich zum Polygon im strengen Sinne häufig leicht gebogen ausgestaltet sind. Der Vorspannrahmen ist typischerweise aus mehreren Teilstücken aufgebaut, die jeweils einer Seite des Polygons zugeordnet sind. Im Falle einer rechteckigen oder trapezartigen Scheibe ist die Auflagefläche beispielsweise aus vier geraden oder leicht gebogenen Abschnitten aufgebaut, die zur Form des Rechtecks oder Trapezes zusammengesetzt sind. Der Vorspannrahmen kann Öffnungen aufweisen, die auch als Löcher oder Durchführungen bezeichnet werden können und so angeordnet sind, dass die Kante der vorzuspannenden Glasscheibe im bestimmungsgemäßen Einsatz auf den Öffnungen zum Liegen kommt. Gestützt wird die Glasscheibe durch die Bereiche des Auflagerahmens zwischen den Öffnungen, die möglichst klein gewählt werden. Die Öffnungen ermöglichen eine Luftzirkulation, die für die Vorspanneffizienz vorteilhaft ist. Außerdem kann die Seitenkante der Glasscheibe infolge der Öffnungen direkt mit Luft beaufschlagt werden, wodurch die Scheibe homogener abgekühlt wird und störende sogenannte Randspannungen der vorgespannten Glasscheibe vermieden werden und damit deren Stabilität verbessert wird. Die Blaskästen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind voneinander beabstandet, so dass eine Glasscheibe zwischen ihnen angeordnet werden kann. Soll die Glasscheibe horizontal liegend vorgespannt werden, so weisen die Düsen des ersten Blaskastens (oberer Blaskasten) nach unten und die Düsen des zweiten Blaskastens (unterer Blaskasten) nach oben. Soll die Glasscheibe dagegen vertikal vorgespannt werden, so sind die Blaskästen seitlich der Vorspannposition angeordnet, so dass der Gasstrom sie im Wesentlichen horizontal verlässt. Man kann die Blaskästen dann beispielsweise als linker und rechter Blaskasten bezeichnen.
Mittels der Blaskästen wird die Oberfläche der Glasscheibe mit einem Gasstrom beaufschlagt und dadurch abgekühlt. Unter einem Blaskasten wird im allgemeinsten Sinne der Erfindung eine Vorrichtung zur Erzeugung eines gerichteten Gasstroms verstanden, der geeignet ist, die Oberfläche einer Glasscheibe abzukühlen, indem er beispielsweise ganzflächig oder punktuell über die Oberfläche verteilt auf die Glasscheibe trifft. Die Blaskästen weisen bevorzugt einen inneren Hohlraum auf, in den mittels der Gaszuführung ein Gasstrom eingeleitet werden kann. Der Hohlraum ist in Richtung der Scheibe typischerweise durch mindestens ein Verschlusselement begrenzt, das mit einer Mehrzahl von Düsen ausgestattet ist. Die Düsen sind mit dem Hohlraum verbunden oder an den Hohlraum angeschlossen, so dass Gas aus dem Hohlraum durch die Düsen strömen kann, um die Oberfläche einer Glasscheibe mit einem Luftstrom zu beaufschlagen. Der Blaskasten teilt also den Gasstrom aus der Gaszuleitung mit vergleichsweise geringem Querschnitt über die Düsen auf eine große Wirkfläche auf. Die Düsenöffnungen stellen diskrete Gasaustrittsstellen dar, die jedoch in großer Anzahl vorliegen und gleichmäßig verteilt sind, so dass alle Bereiche der Oberfläche im Wesentlichen zeitgleich und gleichmäßig abgekühlt werden, so dass die Scheibe mit einer homogenen Vorspannung versehen wird.
Die Düsen sind Bohrungen oder Durchführungen, die sich durch das gesamte Verschlusselement erstrecken. Jede Düse weist eine Eingangsöffnung (Düseneintritt) auf, durch welche der Gasstrom in die Düse eintritt, und eine gegenüberliegende Ausgangsöffnung (Düsenöffnung), durch welche der Gasstrom aus der Düse (und dem gesamten Blaskasten) austritt. Die Oberfläche des Verschlusselements mit den Eingangsöffnungen ist dem Hohlraum des Blaskastens zugewandt und diejenige Oberfläche mit den Düsenöffnungen davon abgewandt und bei der bestimmungsgemäßen Verwendung der Glasscheibe zugewandt. Durch die Düsenöffnungen wird die Oberfläche einer Glasscheibe bestimmungsgemäß mit einem Luftstrom beaufschlagt. Die Düsen können vorteilhafterweise einen sich an die Eingangsöffnung anschließenden und sich in Richtung zur Ausgangsöffnung verjüngenden Abschnitt aufweisen, um die Luft effizient und strömungstechnisch günstig in die jeweilige Düse zu leiten.
Als Verschlusselement kann beispielsweise eine einzelne Düsenplatte verwendet werden, welche den Hohlraum begrenzt und welche die Gesamtheit der Düsen in einer zweidimensionalen Verteilung aufweist, beispielsweise in Reihen und Spalten.
In einer bevorzugten Ausgestaltung, mit der eine höhere Vorspanneffizienz erreicht werden kann, weist jeder Blaskasten eine Mehrzahl von sogenannten Düsenleisten als Verschlusselemente auf. Bei dieser Art des Blaskastens wird der Gasstrom ausgehend vom Hohlraum in eine Mehrzahl von Kanälen aufgeteilt, die jeweils von einer Düsenleiste abgeschlossen sind. Jede Düsenleiste weist typischerweise eine Reihe von Düsen auf, über welche der Gasstrom aus dem Blaskasten austreten kann. Der Blaskasten teilt also den Gasstrom aus der Gaszuleitung mit vergleichsweise geringem Querschnitt über die Kanäle und Düsen auf eine große Wirkfläche auf. Die Verwendung dieser Art von Blaskästen und Düsenleisten ist insbesondere im Zusammenhang mit Fahrzeugscheiben üblich, weshalb diese Variante besonders bevorzugt ist.
An den Hohlraum sind dabei, der Gaszuleitung typischerweise gegenüberliegend, eine Mehrzahl von Kanälen angeschlossen, in die der Gasstrom im Betrieb aufgeteilt wird. Die Kanäle können auch als Düsenstege, -finnen oder -rippen bezeichnet werden. Die Kanäle weisen typischerweise einen länglichen, im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, wobei die längere Dimension im Wesentlichen der Breite des Hohlraums entspricht und die kürzere Dimension im Bereich von 4 mm bis 15 mm liegt. Typischerweise sind die Kanäle parallel zueinander angeordnet. Die Anzahl der Kanäle beträgt typischerweise von 10 bis 50. Die Kanäle sind typischerweise durch Bleche ausgebildet. Der Hohlraum ist bevorzugt keilartig ausgebildet. Die an die Kanäle grenzende Begrenzung des Hohlraums kann dabei beschrieben werden als zwei Seitenflächen, die in einem spitzen Winkel zusammenlaufen. Die Kanäle verlaufen typischerweise senkrecht zur Verbindungslinie besagter Seitenflächen. Folglich ist die Länge eines Kanals nicht konstant, sondern nimmt von der Mitte zu den Seiten hin zu, so dass die an den Hohlraum angeschlossene Eintrittsöffnung des Kanals keilförmig ist und die Austrittsöffnung in eine glatte, typischerweise gekrümmte Fläche aufspannt. Die Austrittsöffnungen sämtlicher Kanäle bildet typischerweise in gemeinsame glatte, gekrümmte Fläche aus. Durch die beschriebene keilförmige Ausgestaltung des Hohlraums und die beschriebene Anordnung der Kanäle wird der Gasstrom besonders effizient in die Kanäle aufgeteilt und es resultiert eine über die gesamte Wirkfläche sehr homogener Gasstrom. Jeder Kanal ist an seinem dem Hohlraum gegenüberliegenden Ende mit einer Düsenleiste abgeschlossen.
Die Vorrichtung kann für ein Durchlaufverfahren ausgelegt sein, bei dem die Glasscheiben kontinuierlich bewegt werden, ohne stationär zwischen den Blaskästen positioniert zu werden. Die Glasscheibe wird dabei mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit auf einer Transportstrecke bewegt, wobei sie zwischen die Blaskästen eingefahren wird, solange sie sich zwischen den Blaskästen bewegt mit dem Gasstrom beaufschlagt wird und wieder aus dem Zwischenraum zwischen den Blaskästen herausgefahren wird, ohne zwischenzeitlich ihre Geschwindigkeit wesentlich zu ändern oder gar gänzlich abzustoppen. Solche Durchlaufverfahren sind insbesondere zum Vorspannen von Glasscheiben im Bau-, Architektur- und Wohnbereich üblich.
Die Vorrichtung kann aber auch für ein Verfahren ausgelegt sein, bei dem die Glasscheiben zum Vorspannen stationär zwischen den Blaskästen positioniert werden. Solche Vorrichtungen sind insbesondere zum Vorspannen von Glasscheiben im Fahrzeugbereich üblich, weil hier besonders hohe Anforderungen an den Grad der Vorspannung gestellt werden, die mit Durchlaufverfahren mitunter nicht erreichbar sind. Diese Konfiguration ist daher besonders bevorzugt.
Die Verschlusselemente können plan oder auch gebogen ausgeformt sein. Plane Verschlusselemente eignen sich insbesondere zum Vorspannen planer Glasscheiben, aber auch gekrümmte Glasscheiben können mit planen Verschlusselementen vorgespannt werden, wenn geringere Anforderungen an Grad und Homogenität der Vorspannung angelegt werden. Höhere Vorspanneffizienzen können erreicht werden, wenn die Form des Verschlusselements oder der Verschlusselemente an die Form der gebogenen, vorzuspannenden Glasscheibe angepasst ist, so dass alle Düsenöffnungen im Wesentlichen den gleichen Abstand zur Glasoberfläche haben. Die Düsenöffnungen eines Blaskastens spannen dabei eine konvex gekrümmte Fläche auf und die Düsenöffnungen des gegenüberliegenden Blaskastens eine dazu komplementäre konkav gekrümmte Fläche, wobei die Krümmung im Wesentlichen derjenigen der Glasscheibe entspricht. Beim Vorspannen wird der konvexe Blaskasten der konkaven Oberfläche der Scheibe zugewandt und der konkave Blaskasten der konvexen Oberfläche. Diese Ausgestaltung eignet sich für Durchlaufverfahren, wenn die vorzuspannende Glasscheibe nur entlang einer Raumrichtung gebogen ist (zylindrisch gebogen), und für Vorspannverfahren mit stationär zwischen den Blaskästen positionierter Glasscheibe (zylindrisch oder sphärisch gebogen). Im Fahrzeugbereich treten typischerweise sphärisch gebogene Glasscheiben auf (in beiden Raumrichtungen gebogen) und es werden hohe Anforderungen an Grad und Homogenität der Vorspannung gestellt, weshalb Durchlaufverfahren weniger zur Vorspannung geeignet sind. Diese Glasscheiben werden daher in der Regel stationär zwischen den Blaskästen vorgespannt, wobei die Form der Verschlusselemente der sphärischen Biegung der Glasscheiben angepasst ist. Die Glasscheiben werden bevorzugt horizontal liegend auf einem Vorspannrahmen zwischen die Blaskästen transportiert. Da die Scheiben üblicherweise mit nach oben weisender konkaver Oberfläche zur Vorspannstation transportiert werden, ist der obere Blaskasten bevorzugt konvex und der untere konkav ausgestaltet.
Ist die Vorrichtung dazu ausgelegt, die Glasscheiben stationär zwischen den Blaskästen vorzuspannen, so umfasst sie bevorzugt außerdem Mittel zur Änderung des Abstands zwischen erstem und zweitem Blaskasten. Dadurch können die Blaskästen relativ aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden. Nachdem die Glasscheibe im weiter beabstandeten Zustand der Blaskästen zwischen diese eingefahren worden ist, wird der Abstand der Blaskästen zueinander und damit zur Glasscheibe verringert, wodurch ein stärkerer Gasstrom auf der Glasoberfläche erzeugt werden kann. Nach dem Vorspannen wird der Abstand wieder vergrößert, um die Glasscheibe wieder aus dem Zwischenraum zwischen den Blaskasten heraus zu bewegen. So können auch stark und/oder sphärisch gebogene Glasscheiben mit hoher Effizienz vorgespannt werden. Die Bewegung der Blaskästen ist dabei nötig, um einen ausreichend geringen Abstand der Glasoberfläche von den Düsen zu erreichen. Sollte die Glasscheibe zwischen zwei stationären Blaskästen vorgespannt werden, so müsste deren Abstand zum Einfahren der gebogenen Glasscheibe zu groß gewählt werden, was die Vorspanneffizienz kritisch herabsetzen würde. Beim Vorspannen wird das Transportgestell typischerweise periodisch bewegt, damit die Düsen des Blaskastens nicht über den gesamten Zeitraum auf dieselben Stellen der Glasscheibe gerichtet sind. Die Verwendung beweglicher Blaskästen ist insbesondere im Zusammenhang mit Fahrzeugscheiben üblich, weshalb diese Variante besonders bevorzugt ist.
Die Blaskästen können aber prinzipiell auch auf andere Art realisiert werden. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Blaskästen nach Art eines Luftschachts über großflächige Öffnungen ohne Verschlusselemente verfügen und der aus diesem Öffnungen austretenden großflächige Gasstrom die gesamte Scheibenoberfläche oder einen Teil davon trifft, ohne durch Düsen feiner aufgeteilt zu werden. Ebenso ist es denkbar, dass separate Düsen durch jeweils einzelne Leitungen mit der Gaszuführung verbunden sind.
Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen sind beliebig miteinander kombinierbar und die Vorrichtung kann vom Fachmann entsprechend den Anforderungen im Anwendungsfall ausgelegt werden. Bevorzugte Anordnungen im Rahmen der Gaszuführung und im Falle der Verwendung zweier Ventilatoren sind beispielsweise (in der Reihenfolge entlang der Strömungsrichtung:
Verdunstungskühler - Ventilator 1 - Ventilator 2
Ventilator 1 - Verdunstungskühler - Ventilator 2
Ventilator 1- Ventilator 2- Verdunstungskühler
Verdunstungskühler - Ventilator 1 - Ventilator 2 - T rocknungseinrichtung
Ventilator 1 - Verdunstungskühler - Ventilator 2 - T rocknungseinrichtung
Ventilator 1- Ventilator 2- Verdunstungskühler - T rocknungseinrichtung
Die derart ausgestalteten Gaszuführungen können wiederum mit beliebig ausgebildeten Blaskästen und Mitteln zur Bewegung der Glasscheibe kombiniert werden, beispielsweise horizontal angeordneten Blaskästen für liegende Scheiben oder vertikal angeordneten Blaskästen für hängende Scheiben, stationären oder beweglichen Blaskästen, Blaskästen für Durchlaufsysteme oder zum Vorspannen stationäre angeordneter Glasscheiben, Blaskästen mit gebogenen oder planen Verschlussmitteln, Transportmittel mit oder ohne Transportgestell etc.
Die Erfindung umfasst auch eine Anordnung zum thermischen Vorspannen von Glasscheiben, umfassend die erfindungsgemäße Vorrichtung und eine zwischen den beiden Blaskästen angeordnete Glasscheibe.
Die Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zum thermischen Vorspannen von Glasscheiben. Dabei wird eine erhitzte Glasscheibe zwischen einem ersten Blaskasten und einem zweiten Blaskasten angeordnet, insbesondere zwischen den ersten Blaskasten und den zweiten Blaskasten bewegt, welche einander gegenüberliegend angeordnet sind und an welche jeweils eine Gaszuführung angeschlossen ist. Jede Gaszuführung ist mit einem erfindungsgemäßen Verdunstungskühler ausgestattet. Ist die Glasscheibe im Zwischenraum angeordnet, so wird sie mittels der beiden Blaskästen mit einem Gasstrom beaufschlagt, so dass die Glasscheibe abgekühlt und dadurch vorgespannt wird. Der Gasstrom wird dabei durch den Wärmetauscher geleitet und dadurch aktiv gekühlt.
Die vorstehend mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung beschriebenen vorteilhaften Ausführungen gelten für das Verfahren entsprechend.
Das zur Kühlung der Glasscheibe verwendete Gas ist bevorzugt Luft. Die Scheibenoberflächen werden üblicherweise über einen Zeitraum von 1 s bis 10 s mit dem Gasstrom beaufschlagt. Besonders beim Vorspannen von Fahrzeugscheiben sind Zeiträume von 3 oder 4 Sekunden üblich. Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Vorspanneffizienz erhöht wird, können diese Zeiten reduziert werden. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung beträgt der Zeitraum daher weniger als 3 s, insbesondere von 1 s bis 2 s.
Der Gasstrom ist, wenn er auf die Glasscheibe trifft, durch den Verdunstungskühler gekühlt und weist bevorzugt eine Temperatur von höchstens 70 °C auf, besonders bevorzugt von höchstens 50 °C, beispielsweise von 20 °C bis 50 °C. Damit werden besonders gute Vorspanneffizienzen erreicht.
Der Verdunstungskühler erhöht auch die Feuchtigkeit des Gasstroms. Wenn der Gasstrom auf die Glasscheibe trifft, beträgt seine relative Feuchtigkeit bevorzugt mindestens 50 %, besonders bevorzugt mindestens 70 %, ganz besonders bevorzugt von 80 % bis 90 %. Damit werden besonders gute Vorspanneffizienzen erreicht.
Die vorzuspannende Glasscheibe besteht in einer bevorzugten Ausführung aus Kalk- Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Die Glasscheibe kann aber auch andere Glassorten wie Borsilikatglas oder Quarzglas enthalten oder daraus bestehen. Die Dicke der Glasscheibe beträgt je nach Anwendung typischerweise von 1 mm bis 20 mm. Im Fahrzeugbereich sind Scheibendicken von 1 mm bis 5 mm üblich, insbesondere von 2 mm bis 4 mm.
Die Erfindung entfaltet ihre Vorteile in besonderer Weise beim Vorspannen relativ dünner Glasscheiben, weil diese höhere Abkühlraten erfordern als dickere Glasscheiben. In einer besonders vorteilhaften Ausführung weist die Glasscheibe eine Dicke von höchstens 3,5 mm aufweist, bevorzugt von 1 mm bis 3 mm. Das erfindungsgemäße Verfahren schließt sich in einer vorteilhaften Ausführung unmittelbar an einen Biegeprozess an, in dem die im Ausgangszustand planen Glasscheibe gebogen wird. So muss die Glasscheibe zum Vorspannen nicht noch einmal eigens erhitzt werden. Während des Biegeprozesses wird die Glasscheibe über Erweichungstemperatur erhitzt. Der Vorspannprozess schließt sich an den Biegeprozess an, bevor die Glasscheibe signifikant abgekühlt ist. Dazu wird die Glasscheibe nach dem Biegeprozess oder im letzten Schritt des Biegeprozesses von den Biegewerkzeugen auf die Vorspannform übergeben. Daneben existieren auch Biegeverfahren, bei denen die Glasscheibe über eine Rollenförderung durch eine Biegezone befördert werden und in dieser Biegezone, auf den Rollen aufliegend, vorgespannt werden.
Es besteht derzeit eine Neigung der Glashersteller, die Temperaturen zum Glasbiegen immer weiter zu reduzieren, weil dadurch eine bessere optische Qualität und Oberflächenbeschaffenheit der Glasscheiben erreicht werden kann. Bei solchen Biegeverfahren mit relativ geringen Temperaturen ist das erfindungsgemäße
Vorspannverfahren besonders vorteilhaft anwendbar, weil die erhöhte Vorspanneffizienz trotz der geringeren Temperatur zu hinreichenden Spannungen in der Glasscheibe führt. Beim Vorspannen liegt die Temperatur der Glasscheibe zwischen dem sogenannten Übergangspunkt ( transition point), an dem die Viskosität der Glasscheibe eine plastische Verformung zulässt, und dem sogenannten Erweichungspunkt ( softening point), an dem sich das Glass unter seinem eigenen Gewicht verformt. Die Erfindung ermöglicht es, den Abstand zum Übergangspunkt zu reduzieren. Bislang liegen übliche Biegetemperaturen für gebogene Fahrzeugscheiben aus Kalk-Natron-Glas bei 650 °C. In einer besonders vorteilhaften Ausführung beträgt die Temperatur einer solchen Glasscheibe, unmittelbar bevor sie mit dem Gasstrom beaufschlagt und abgekühlt wird, höchstens 640°C, bevorzugt kleiner als 640°C.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein.
Es zeigen:
Fig. 1 einen horizontalen Querschnitt einer Ausgestaltung eines Verdunstungskühlers, wie er in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt wird,
Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt des Verdunstungskühlers aus Figur 1 ,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum thermischen Vorspannen von Glasscheiben unter Verwendung des Verdunstungskühlers aus den Figuren 1 und 2.
Figur 1 und Figur 2 zeigen je einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verdunstungskühlers 10 mit steuerbarer Kühlwirkung. Der Querschnitt ist in Figur 1 horizontal gewählt (Blick von oben) und in Figur 2 vertikal (Blick von der Seite). Der Verdunstungskühler 10 umfasst einen in ein Gehäuse gefassten Kühlraum 11 , welcher einander gegenüberliegend einen Gaseinlass 12 und einen Gasaustritt 13 aufweist. Ein Gasstrom (angedeutet durch einen Blockpfeil) kann durch den Gaseinlass 12 in den Kühlraum 11 eintreten und durch den Gasaustritt 13 wieder aus dem Kühlraum 11 austreten, so dass der Kühlraum 11 vom Gasstrom durchströmt wird.
Der Kühlraum 11 ist mit drei Einschüben 15.1 , 15.2, 15.3 versehen. In jeden Einschub 15.1 , 15.2, 15.3 kann von außen eine Kühlkassette eingesteckt werden, umfassend einen Rahmen und darin eingefasstes Trägermaterial 14.1 , 14.2, 14.3. Oberhalb jedes Einschubs 15.1 , 15.2, 15.3 ist ein Tropfenseparator 16.1 , 16.2, 16.3 angeordnet. Wenn die Kühlkassette in den Einschub eingesteckt und damit im Kühlraum 11 angeordnet ist, wird das Trägermaterial 14.1 , 14.2, 14.3 durch den jeweiligen Tropfenseparator 16.1 , 16.2, 16.3 mit Kühlflüssigkeit, beispielsweise Wasser, berieselt und dadurch getränkt. Die Kühlwirkung beruht auf der Verdunstungskühle des Kühlwassers beim Durchtritt des Gasstroms durch das Trägermaterial 14.1 , 14.2, 14.3. Überschüssige Kühlflüssigkeit tritt unten wieder aus dem Trägermaterial 14.1 , 14.2, 14.3 heraus und wird durch einen gemeinsamen Tropfensammler 17 gesammelt. Tropfensammler 17 und Tropfenseparatoren 16.1 , 16.2, 16.3 sind durch eine Kühlmittelleitung 18 miteinander verbunden, so dass die aufgesammelte Kühlflüssigkeit mittels einer Kühlmittelpumpe 19 vom Tropfensammler 17 wieder den Tropfenseparatoren 16.1 , 16.2, 16.3 zugeleitet werden kann. In der gezeigten Darstellung ist eine Kühlkassette samt Trägermaterial 14.1 im ersten Einschub 15.1 befindlich, während die übrigen Einschübe 15.2, 15.3 nicht mit den zugeordneten Kühlkassetten und ihrem Trägermaterial 14.2, 14.3 ausgestattet sind. Es trägt daher nur das Trägermaterial 14.1 zur Kühlung des Gasstroms bei, wodurch eine vergleichsweise geringe Kühlwirkung vorliegt. Die Kühlwirkung kann gesteigert werden, in dem auch die übrigen Kühlkassetten mit den Trägermaterialien 14.2, 14.3 in die zugeordneten Einschübe 15.2, 15.3 eingesteckt werden.
Figur 3 zeigt schematisch eine Ausgestaltung einer Vorrichtung zum thermischen
Vorspannen von Glasscheiben unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verdunstungskühlers 10. Die Vorrichtung umfasst einen ersten Blaskasten 1.1 und einen zweiten Blaskasten 1.2, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die Düsen der Blaskästen 1.1 , 1.2, durch welche der zum Vorspannen benötigte Gasstrom (Luftstrom) austritt, ist auf den Zwischenraum zwischen den Blaskästen 1.1 , 1.2 gerichtet. An den ersten Blaskasten 1.1 ist eine Gaszuführung 2.1 angeschlossen, durch die er mit dem Gasstrom versorgt wird. Die Gaszuführung umfasst Zuleitungsrohre sowie einen ersten Ventilator 3.1 und einen zweiten Ventilator 4.1 , die in dieser Reihenfolge in Strömungsrichtung hintereinandergeschaltet sind. Die serielle Anordnung der Ventilatoren 3.1 , 4.1 ermöglicht es, einen starken Gasstrom in Richtung des Blaskastens 1.1 zu erzeugen. In
Strömungsrichtung hinter den Ventilatoren 3.1 , 4.1 ist außerdem ein Verdunstungskühler 10.1 angeordnet, an dessen Gaseinlass und Gasaustritt die Zuleitungsrohre angeschlossen sind. Ebenso ist an den zweiten Blaskasten 1.2 eine Gaszuführung 2.2 angeschlossen, die neben Zuleitungsrohren einen ersten Ventilator 3.2, einen zweiten Ventilator 4.2 und einen Verdunstungskühler 10.2 aufweist, die in dieser Reihenfolge in Strömungsrichtung hintereinandergeschaltet sind. Beide Gaszuführungen 2.1 , 2.2 sind mittels jeweils einer Verschlussklappe 7.1 , 7.2 ganz oder teilweise verschließbar, um den Gasstrom zu stoppen oder seine Stärke zu regulieren.
Durch die Verdunstungskühler 10.1 , 10.2 wird die durch die Ventilatoren 3.1 , 4.1 , 3.2, 4.2 angesaugte Luft einerseits gekühlt und andererseits angefeuchtet. Beides erhöht die Vorspanneffizienz der Vorrichtung gegenüber herkömmlichen Vorspannvorrichtungen ohne Kühlung.
Die Vorrichtung umfasst außerdem Mittel zum Bewegen der vorzuspannenden Glasscheibe G, umfassend ein Transportsystem 8, beispielsweise als Rollensystem ausgeführt, und einen damit bewegtes Transportgestell 9. Das Transportgestell 9 ist mit einem Vorspannrahmen ausgestattet, auf den die umlaufende Seitenkante der Glasscheibe G abgelegt ist. Mit dem Transportsystem wird die Glasscheibe G in den Zwischenraum zwischen den Blaskästen 1.1 , 1.2 bewegt. Anschließend werden die Blaskästen 1.1 , 1.2 der Glasscheibe G angenähert, um sie effizient mit dem Gasstrom zu beaufschlagen. Nach dem Vorspannen werden die Blaskästen 1.1 , 1.2 wieder von der Glasscheibe G wegbewegt und die Glasscheibe G aus dem Zwischenraum herausgefahren. Die Vorspannvorrichtung ist dann für den nächsten Vorspannzyklus bereit.
Die Richtung des Gasstroms und der Bewegung der Glasscheibe G sind in der Figur durch graue Blockpfeile angedeutet.
Bezugszeichenliste:
(1.1) erster / oberer Blaskasten
(1.2) zweiter / unterer Blaskasten
(2) Gaszuführung
(2.1) Gaszuführung des ersten Blaskastens 1.1
(2.2) Gaszuführung des zweiten Blaskastens 1.2
(3.1) erster Ventilator des ersten Blaskastens 1.1
(3.2) erster Ventilator des ersten Blaskastens 1.2
(4.1) zweiter Ventilator des ersten Blaskastens 1.1
(4.2) zweiter Ventilator des ersten Blaskastens 1.2
(7.1) Verschlussklappe der Gaszuführung des ersten Blaskastens 1.1
(7.2) Verschlussklappe der Gaszuführung des ersten Blaskastens 1.2
(8) Transportsystem für Glasscheiben
(9) Transportgestell für Glasscheiben
(10) Verdunstungskühler
(10.1) Verdunstungskühler des ersten Blaskastens 1.1
(10.2) Verdunstungskühler des ersten Blaskastens 1.2
(11) Kühlraum des Verdunstungskühlers 10
(12) Gaseinlass des Verdunstungskühlers 10
(13) Gasaustritt des Verdunstungskühlers 10
(14, 14.1 , 14.2, 14.3) Trägermaterial des Verdunstungskühlers 10 (15, 15.1 , 15.2, 15.3) Einschub des Kühlraums 11
(16.1 , 16.2, 16.3) Tropfenseparatoren des Verdunstungskühlers 10
(17) Tropfensammler des Verdunstungskühlers 10
(18) Kühlmittelleitung des Verdunstungskühlers 10
(19) Kühlmittelpumpe des Verdunstungskühlers 10
(G) Glasscheibe

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum thermischen Vorspannen von Glasscheiben, umfassend
- einen ersten Blaskasten (1.1) und einen zweiten Blaskasten (1.2), die einander gegenüberliegend angeordnet sind und geeignet sind, die Oberflächen einer zwischen ihnen angeordneten Glasscheibe (G) mit einem Gasstrom zu beaufschlagen,
- jeweils eine an den ersten Blaskasten (1.1) und den zweiten Blaskasten (1.2) angeschlossene Gaszuführung (2.1 , 2.2),
wobei die Gaszuführungen (2.1 , 2.2) mit einem Verdunstungskühler (10) ausgestattet sind,
wobei der Verdunstungskühler (10) einen Kühlraum (11) mit einem Gaseinlass (12) und einem Gasaustritt (13) umfasst, so dass ein Gasstrom zum Kühlen durch den Kühlraum (11) geleitet werden kann; und
wobei der Kühlraum (11) mit einem mit einer Kühlflüssigkeit getränkten Trägermaterial (14) ausgestattet oder ausstattbar ist, welches vom Gasstrom durchströmt wird, wobei das Trägermaterial (14) über eine Kontaktoberfläche mit dem Gasstrom in Kontakt kommt, wodurch eine Kühlung des Gasstroms erreicht wird; und
wobei der Verdunstungskühler mit Mitteln zum Verändern der Kontaktoberfläche ausgestattet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei die Mittel zum Verändern der Kontaktoberfläche als Mittel zum Verändern der Menge an Trägermaterial (14) im Kühlraum (11) ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Kühlraum (11) mit mindestens einem Einschub (15) ausgestattet ist, durch den das Trägermaterial (14) in den Kühlraum (11) hineingeschoben oder aus dem Kühlraum (11) herausgezogen werden kann.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Kühlraum (11) mit einer Mehrzahl von Einschüben (15.1 , 15.2, 15.3) ausgestattet ist, wobei durch jeden Einschub (15.1 , 15.2, 15.3) Trägermaterial (14.1 , 14.2, 14.3) in den Kühlraum (11) hineingeschoben oder aus dem Kühlraum (11) herausgezogen werden kann.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Trägermaterial (14) jedes Einschubs (15.1 , 15.2, 15.3) eine Dicke von 0,2 cm bis 30 cm aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei jeder Einschub (15.1 , 15.2, 15.3) mit einem Tropfenseparator (16.1 , 16.2, 16.3) ausgestattet ist, über welchen das Trägermaterial (14) mit der Kühlflüssigkeit berieselt werden kann.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei jeder Einschub (15.1 , 15.2, 15.3) mit einem Tropfensammler ausgestattet ist oder wobei alle Einschübe (15.1 , 15.2, 15.3) mit einem gemeinsamen Tropfensammler (17) ausgestattet sind, wobei der oder die Tropfensammler (17) geeignet sind, durch das Trägermaterial (14) hindurchgeflossene Kühlflüssigkeit zu sammeln.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Trägermaterial (14) als Kühlkassette bereitgestellt ist, welche einen Rahmen und das darin eingefasste Trägermaterial (14) umfasst.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jede Gaszuführung (2.1 , 2.2) mit mindestens einem Ventilator (3.1 , 3.2) ausgestattet ist, um die Blaskästen (1.1 , 1.2) mit dem Gasstrom zu versorgen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welche mit Mitteln zur Bewegung einer Glasscheibe (G) in einen Zwischenraum zwischen dem ersten Blaskasten (1.1) und dem zweiten Blaskasten (1.2) ausgestattet ist, die ein Transportgestell (9) mit einem Vorspannrahmen zur Auflage der Glasscheibe (G) umfassen, welches durch ein Schienen-, Rollen- oder Laufbandsystem bewegt wird.
11. Verfahren zum thermischen Vorspannen von Glasscheiben, wobei
(i) eine erhitzte Glasscheibe (G) zwischen einem ersten Blaskasten (1.1) und einem zweiten Blaskasten (1.2) angeordnet wird, welche einander gegenüberliegend angeordnet sind und an welche jeweils eine Gaszuführung (2.1 , 2.2) angeschlossen ist, welche mit einem Verdunstungskühler (10) ausgestattet ist;
(ii) die Glasscheibe (G) mittels der beiden Blaskästen (1.1 , 1.2) mit einem Gasstrom beaufschlagt wird, so dass die Glasscheibe (G) abgekühlt wird, wobei der Gasstrom mittels der Verdunstungskühler (10) aktiv gekühlt wird,
wobei der Verdunstungskühler (10) einen Kühlraum (11) mit einem Gaseinlass (12) und einem Gasaustritt (13) umfasst, so dass ein Gasstrom zum Kühlen durch den Kühlraum (11) geleitet werden kann; und wobei der Kühlraum (11) mit einem mit einer Kühlflüssigkeit getränkten Trägermaterial (14) ausgestattet oder ausstattbar ist, welches vom Gasstrom durchströmt wird, wobei das Trägermaterial (14) über eine Kontaktoberfläche mit dem Gasstrom in Kontakt kommt, wodurch eine Kühlung des Gasstroms erreicht wird; und
wobei der Verdunstungskühler mit Mitteln zum Verändern der Kontaktoberfläche ausgestattet ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei der auf die Glasscheibe (G) treffende Gasstrom eine Temperatur von höchstens 70 °C aufweist, bevorzugt von höchstens 50 °C.
13. Verfahren Anspruch 11 oder 12, wobei der auf die Glasscheibe (G) treffende Gasstrom eine relative Feuchtigkeit von mindestens 50 % aufweist, bevorzugt von mindestens 70 %, besonders bevorzugt von 80 % bis 90 %.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Glasscheibe (G) vor dem
Abkühlen mit dem Gasstrom eine Temperatur von höchstens 640 °C aufweist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Glasscheibe (G) über einen Zeitraum von 1 s bis 10 s mit dem Gasstrom beaufschlagt wird, bevorzugt von 1 s bis 2 s.
PCT/EP2020/054193 2019-03-15 2020-02-18 Verdunstungskühler mit steuerbarer kühlwirkung Ceased WO2020187518A1 (de)

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