(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
輻射によって熱交換を行うプレ徐冷ゾーン(Ａ)、徐冷ゾーン(Ｂ)及びポスト徐冷ゾーン(Ｃ)からなる、制御された加熱及び冷却手段を備えた平面ガラス徐冷炉であって、前記各ゾーンはそれぞれガラスリボンの上方及び／又は下方に位置する一群の空冷熱交換器を備え、下記を有することを特徴とする平面ガラス徐冷炉：
−プレ徐冷ゾーン(Ａ)と徐冷ゾーン(Ｂ)の接合部分に位置する、両ゾーンの一群の交換器に対するシングル冷却空気取入れマニフォールド(２３)、
−徐冷ゾーン(Ｂ)とポスト徐冷ゾーン(Ｃ)の接合部分に位置する、両ゾーンの一群の交換器に対するシングル冷却空気取入れマニフォールド(２５)。
【請求項２】
徐冷ゾーン(Ｂ)とポスト徐冷ゾーン(Ｃ)の接合部分に位置するシングルマニフォールド(２５)は、ダクト形式に造られ、徐冷ゾーン(Ｂ)の一群の交換器(８)とポスト徐冷ゾーン(Ｃ)の交換器(１６)とが接続されている２つのセクションに垂直に分割されていることを特徴とする、請求項１に記載の徐冷炉。
【請求項３】
ゾーン(Ｂ)に取り付けられたシングルファン(２４)を有し、該シングルファン(２４)がゾーン(Ａ)の一群の交換器(５)を通って流れ、かつゾーン(Ｂ)の一群の交換器(８)を通って流れる空気を吸込むことを特徴とする、請求項１又は２のいずれかに記載の徐冷炉。
【請求項４】
ゾーン(Ｂ)の取入れ口及びゾーン(Ｃ)の排出口に、冷却空気の温度を制御するためのシステムを備えていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の徐冷炉。
【請求項５】
前記温度制御システムが、下記からなることを特徴とする、請求項４に記載の徐冷炉：
−プレ徐冷ゾーン(Ａ)の終端に位置する一乃至それ以上の温度センサー(TCA)、
−温度センサー(TCA)が接続され、かつその設定値として、ゾーン(Ａ)の終端に対する所望の温度を有する温度レギュレーター(RA1)、
−前記レギュレーターによって駆動され、かつゾーン(Ａ)の各グループの交換器(５)を通る空気流量を調節する幾つかの電動バルブ(２２)、
−徐冷ゾーン(Ｂ)の終端に位置する一乃至それ以上の温度センサー(TCB1)、
−前記温度センサー(TCB1)が接続され、かつその設定値として、ゾーン(Ｂ)の終端に対する所望の温度を有する温度レギュレーター(RB1)、
−前記レギュレーター(RB1)によって駆動され、かつ前記ゾーン(Ｂ)の交換器(８) の各グループを通って再循環された空気流量を調節する幾つかの電動バルブ(１２)；
−前記徐冷ゾーン(Ｂ)の交換器(８)を通る再循環空気の温度を制御するシステム、及び該システムは、前記交換器の取入れダクトに取り付けられた一乃至それ以上の温度センサー(TCB2)を有し、温度レギュレーター(RB2)は、前記交換器(８)の取入れダクトに取り付けられた温度センサー(TCC1)からその設定温度値を受け取り、調整バルブ(１０，１１)により前記交換器に通じる取入れ口の空気温度を調整する。
−ポスト徐冷ゾーン(Ｃ)の終端に取り付けられた一乃至それ以上の温度センサー(TCC2)；
−前記温度センサー(TCC2)が接続され、ゾーン(Ｃ)の終端に対する所望の温度をその設定値として有する温度レギュレーター(RC1)、及び
−前記ゾーン(Ｃ)の交換器(１６)を通って再循環された空気の流量を調節する幾つかの電動バルブ(２６)。
【請求項６】
前記温度制御システムが、前記ゾーン(Ａ、Ｂ及びＣ)の各々の前記センサーの全てから得られた温度測定に基づき、理論的徐冷曲線に近似したガラスリボン温度曲線が得られるように、前記ゾーンの交換器の空気の温度と流量を採用することを特徴とする、請求項５に記載の徐冷炉。
【請求項７】
前記レギュレーターが、ファジー論理型のアルゴリズムを採用した集中調節システムに組み付けられていることを特徴とする、請求項５又は６のいずれかに記載の徐冷炉。
【請求項８】
前記レギュレーターが、ニューロ予測アルゴリズム（neuro-predictive algorithms）を採用した集中調節システムに組み付けられていることを特徴とする、請求項５又は６のいずれかに記載の徐冷炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面ガラス徐冷炉になされた改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
平面ガラス徐冷炉はトンネル炉で、制御された加熱及び冷却手段を備え、ガラスリボン(glass ribbon)が連続冷却熱サイクルを受けることを可能にしていることは知られている。
【０００３】
現在技術による炉は、添付図面の図１及び図２に模式的に描かれている。即ち、図１は、この炉を構成する様々なゾーン及びそれにもとづくガラス徐冷熱サイクル曲線を示し、図２は、この炉の長さ方向に沿った縦断面図を示している。
【０００４】
図１及び図２から、炉を構成している各ゾーンが一般的に以下の様に定義されていることが認められる：
ゾーンＡ０：処理のための取入れゾーン、
ゾーンＡ  ：プレ徐冷ゾーン、
ゾーンＢ  ：徐冷ゾーン、
ゾーンＣ  ：ポスト徐冷ゾーン、
ゾーンＤ  ：穏やかな直接冷却ゾーン、
ゾーンＦ  ：最終直接冷却ゾーン。
【０００５】
ゾーンＡ，Ｂ及びＣは熱交換が輻射によって行なわれるゾーンであり、ゾーンＤ及びＦは、熱交換が対流によって行なわれる冷却ゾーンである。
【０００６】
ガラスリボンの徐冷サイクルにおいての最大臨界相は、ガラスがその成形操作を通じてガラスリボン中に発生した応力を緩和させることのできる粘弾性状態にあるゾーンＡとＢに存在する。これらのゾーンでのガラスリボンの冷却制御が不充分であると、ガラス中に温度勾配を生じ、残留応力の形で留まる応力を発生する。
【０００７】
図２に示す徐冷炉は、従来技術に基づくものであり、単にガラスリボン１の上に位置する熱交換器のみを示し（このガラスリボンの下に位置する加熱手段及び交換器は図示を省略されている）、符号２は、徐冷炉を通過するガラスリボン１を支持し移動させる機械的ローラーシステムを示している。
【０００８】
ゾーンＡにおいて、ファン４は、ガラスリボン１の表面を覆っている数グループの交換器５に供給するマニフォールド３を通って、周囲の温度にある空気を吸込む。交換器５は、断面が円形、矩形あるいはその他の形状の管からなる幾つかのグループからなり、このガラスリボンの幅を横切って冷却度が変化するようにガラスリボンの幅を横切って配置されている。交換器チューブ５の各グループに吸引される空気流量は、交換器チューブ５の各グループの上昇流又は下降流に取り付けられた６のような一組のバルブによって調節され、バルブの開放度によって、ゾーンＡの終端にセットされた目標温度となるように冷却空気の流量が調節される。
【０００９】
ゾーンＢにおいて、ファン７は、ガラスリボン１の幅を横切って配置された交換器チューブ８の幾つかのグループを通って空気を再循環させている。交換器８の各グループにおいて再循環された空気の温度は、マニフォールド９を通して高温排気することによって、及び再循環された空気に対する周囲の空気による希釈を制御する１０，１１のような幾つかのバルブを調整することによって、調節される。交換器８の各グループを通過する空気流量は、交換器チューブ８の各グループの上昇流又は下降流に取り付けられている１２のようなバルブによって調節され、バルブの開放度によって、このゾーンＢの終端に設定された目標温度となるように、冷却空気の流量が調節される。
【００１０】
ゾーンＣにおいて、ファン１４は、ガラスリボン１の表面を覆っている交換器チューブ１６の幾つかのグループに供給するマニフォールド１７を通って、その周囲の雰囲気温度にある空気を吸込む。交換器１６の各グループに吸込まれる空気流量は、交換器チューブ１６の各グループの上昇流又は下降流に取り付けられた１３のような1組のバルブによって、このゾーンＣの終端の目標温度となるように、調節される。
【００１１】
全てのゾーンＡ，Ｂ及びＣにおける交換器のグループを通過する空気の温度及び流量は、各ゾーンの終端にガラスリボンの幅を横切って取り付けられている温度センサーによって発信された情報に基づいて、６，１０，１１，１２及び１３のような各バルブを操作する調節システムによって制御される。
【００１２】
図２の検討から次のことが明らかとなる。すなわち、ゾーンＡとＢ、及びＢとＣが徐冷炉の屋根を貫通して接合している交換器チューブを接続するダクトとしての役割(obligation)、及び６，１２，１３のようなバルブの容積、さらに交換器チューブの膨張を保証する手段（図に示されていない）を備える必要性が、図２において符号ＸとＹで示され地域間領域として知られた距離によって、ゾーンＡ，Ｂ及びＣの交換器のグループを本質的に分離している。この地域間領域の長さは一般に１．５ｍ程度である。
【００１３】
地域間領域ＸとＹの距離にわたって、ガラスストリップは交換器による制御された輻射を受けないことが認められる。従って、ガラスリボンがこれらの地域間領域を通過する間、その冷却が制御されないことは明白である。その結果、ガラスリボンがこれらの地域間領域ＸとＹを通過する間、その温度曲線は平坦とはならない。そのガラスは、これらの地域間領域において、臨界粘弾性状態に相当する温度レベルにある。ガラスリボン冷却曲線のこの非一様性は、ガラス中に冷却が終了するまで残る応力を発生し、残留応力の形で留まる。
【００１４】
添付された図３は、ガラスリボンの温度、ゾーンＡ，Ｂ及びＣの交換器チューブを流れる空気の温度、及び地域間領域ＸとＹの長さにわたっての温度を示している。曲線１８はガラスリボンの表面温度の変化を示し、曲線１９，２０及び２１は各ゾーンにおいて交換器チューブを通過する空気の温度変化を示している。
【００１５】
ガラスリボンの表面温度(曲線１８)は、ゾーンＡ，Ｂ及びＣの入口と出口との間で減少している：
ゾーンＡのケースにおいて：点ＡとＢとの間；
ゾーンＢのケースにおいて：点ＣとＤとの間；
ゾーンＣのケースにおいて：点ＥとＦとの間；
【００１６】
曲線１９，２０及び２１を調べると、交換器チューブを通過する空気の温度は次の通りである：
ゾーンＡのケースにおいて：点ＪとＫとの間で増加している；
ゾーンＢのケースにおいて：点ＭとＬとの間で増加している；
ゾーンＣのケースにおいて：点ＯとＮとの間で増加している；
【００１７】
地域間領域ＸとＹは制御されないので、ここではガラスリボンの表面温度が増す。このような温度の増大は曲線１８によって示されている：
ゾーンＡとゾーンＢの地域間領域は、点ＢとＣとの間にあり、
ゾーンＢとゾーンＣの地域間領域は、点ＤとＥとの間にある。
【００１８】
地域間領域ＸとＹでの熱交換に対する制御上のこの欠陥は、その粘弾性領域に対応する温度領域においてガラスリボンの冷却曲線を乱し、そしてこれは応力の上昇となって現れ、その幾分かは冷却終了後にも残り、生産されたガラスの品質を左右する。
【００１９】
徐冷炉の与えられたセッティングにおいて、地域間領域ＸとＹにおけるガラスの温度差は、ガラスリボンの厚さに依存して、あるいはその移動速度に依存して変化し、移動速度はそのラインの生産量を左右することが認められる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ガラスリボンの徐冷曲線における不連続性を除去することによって、上記した技術的問題に対する解決策を与えようとするものであり、その不連続性は、現在の技術レベルにもとづく徐冷炉の地域間領域ＸとＹの存在によって発生しており、これを解決することにより最終製品の品質を顕著に改善しようとするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
その結果、本発明は、特に、輻射によって熱交換を行うプレ徐冷ゾーン、徐冷ゾーン及びポスト徐冷ゾーン、及び対流によって熱交換を行う穏やかな直接徐冷ゾーン及び最終直接徐冷ゾーンからなる、制御された加熱及び冷却手段を備えた平面ガラス徐冷炉であって、前記各ゾーンはそれぞれガラスリボンの上方及び／又は下方に位置する一群の空冷熱交換器を備え、下記を有することを特徴としている：
−プレ徐冷ゾーンと徐冷ゾーンの接合部分に位置する、両ゾーンの一群の交換器に対するシングル冷却空気取入れマニフォールド、
−徐冷ゾーンとポスト徐冷ゾーンの接合部分に位置する、両ゾーンの一群の交換器に対するシングル冷却空気取入れマニフォールド。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、徐冷ゾーンとポスト徐冷ゾーンの接合部分に位置するシングルマニフォールドは、ダクト形式に造られ、徐冷ゾーンの一群の交換器とポスト徐冷ゾーンのものとが接続されている２つのセクションに垂直に分割されている。
【００２３】
本発明は、また、徐冷ゾーンへの取入れ及びポスト徐冷ゾーンからの排出による冷却空気の温度制御システムを目的とし、徐冷炉を調節するというこの可能性は、一群の交換器を通過する冷却空気の温度の最適化を可能とし、かくして徐冷炉を通過するガラスリボンに対して理想的冷却曲線を得ることを可能とする。この結果は、ガラスリボンの厚さやラインの生産量に関係なく、本発明によって得られるものである。
【００２４】
本発明の他の特徴と利点は、添付した図４及び５を参照しての以後の説明から明らかとなるであろう。
【００２５】
図４は、図２と同様の概略説明図であり、本発明の主題である改善策の施された平面ガラス徐冷炉についてのものである。
図５は、図４によって説明された徐冷炉に付与された制御システムを説明している。
【００２６】
先ず、本発明の好ましくはあるが何等これに限定されない例を示している図４について説明する。この図は、上述した、輻射による熱交換システムを構成している様々な要素と共に、図２のゾーンＡ，Ｂ及びＣを再度示しており、これらの要素には、図２で使用したのと同じ符号が与えられている。
【００２７】
【実施例】
本発明によれば、ゾーンＡのファンは取り除かれており、交換器５の各グループのチューブはシングルマニフォールド２３に接続されている。同様に、ゾーンＢの交換器チューブ８もまたこの同じマニフォールド２３に接続され、マニフォールド２３は、ゾーンＡとＢの接合部分に位置している。マニフォールド２３は、例えば、ゾーンＢに取り付けられたファン２４の取入れ口に接続され、ゾーンＡの交換器チューブ５を通る空気とゾーンＢの交換器チューブ８を通る空気を吸い出す。
【００２８】
この配列によれば、従来技術にもとづく徐冷炉において、ゾーンＡとＢの接合部分に位置し、ガラスリボン１が正しく冷却されない地域間領域Ｘは、除去されている。かくして、本発明により、ガラスリボン冷却曲線の制御は連続的なものとなり、ガラス中に出現する付随的応力により、最終製品において応力が残るという、如何なる危険性も取り除かれている。
【００２９】
従来技術によれば設置されるゾーンＢとＣとの間の地域間領域Ｙにおける徐冷の不連続性を除去するために、本発明は、ゾーンＢとＣの交換器のグループに対してシングル冷却空気取入れマニフォルド２５を構想しており、このシングルマニフォルド２５は、ゾーンＢとＣの接合部分に位置している。本発明によれば、このマニフォルドは、仕切りによって断面が垂直に分割されたダクト形式で造られ、そこではゾーンＢ側に交換器８のグループが接続され、ゾーンＣ側には交換器１６のグループが接続される。
【００３０】
この配列によれば、ゾーンＡ，Ｂ及びＣにおいて、このガラスリボンは臨界粘弾性状態にあり、かつ輻射により熱交換がなされる温度域にわたって、完全に滑らかなガラスリボン徐冷曲線を得ることができる。ゾーンＡ，Ｂ及びＣは下記の特徴を有する：
【００３１】
ゾーンＡのケースにおいて：無秩序的交換：冷却空気平行流−冷却空気が、ガラスリボンの移動方向に平行に一群の交換器を通って流れる；
ゾーンＢのケースにおいて：秩序的交換：再循環高温空気の逆流−冷却空気が、ガラスリボンの移動方向に反対の方向に一群の交換器を通って流れる；
ゾーンＣのケースにおいて：秩序的交換：冷却空気の逆流−冷却空気が、ガラスリボンの移動方向に反対の方向に一群の交換器を通って流れる。
【００３２】
本発明は、また、図５に示されている制御及び調節システムを目的としている。このシステムは次の特徴を有している。
【００３３】
ゾーンＡ：
一乃至それ以上の温度センサーを備え、これらの温度センサーは、例えば、TCAのような熱電対からなり、ゾーンＡの終端に位置し、このゾーンを通るガラスリボンの温度を測定する。これらの温度センサーは、その設定値として、ゾーンＡの終端に対する所望の温度を有する温度レギュレーターRA1に接続され、RA1は一連の電動バルブ２２に作用し、このゾーンの交換器チューブ５のグループの各々を通過する冷却空気の流量を調節する。
【００３４】
ゾーンＢ：
これはまた、一乃至それ以上の温度センサーを備え、例えば、ゾーンＢの終端に位置するTCB1のような熱電対からなり、このゾーンを通るガラスリボンの温度を測定する。これらの温度センサーは、その設定値として、ゾーンＢの終端に対する所望の温度を有する温度レギュレーターRB1に接続され、RB1は一連の電動バルブ１２に作用し、このゾーンの交換器の各グループを通過する再循環空気の流量を調節する。
【００３５】
このゾーンはまた、交換器８のグループを通る再循環空気の温度を制御し調節する手段を有している。これらの手段は、交換器８のグループの取入れダクトに取り付けられた熱電対TCB2のような温度センサー、及び該温度センサーが接続されている温度レギュレーターRB2からなり、該温度レギュレーターは、調節バルブ１０及び１１により、交換器８の取入れ口での空気の温度を調節するために、ゾーンＣのファン１４の取入れダクトに取り付けられた熱電対TCC1からその設定温度値を受け取っている。
【００３６】
図３に示した徐冷炉のように、図４に示した徐冷炉のケースにおいて、交換器８のグループを通って再循環された空気の温度は、マニフォールド９からの排気によって、及び再循環空気の周囲の空気による希釈を制御するバルブ１０と１１によって調節される。
【００３７】
ゾーンＣ：
これはまた、このゾーンを通過するガラスリボンの温度を測定するために、ゾーンＣの終端に位置する、例えば、熱電対TCC2のような一乃至それ以上の温度センサーを備えている。これらの温度センサーは、その設定値として、ゾーンＣの終端に対する所望の温度を有する温度レギュレーターRC1に接続されており、このゾーンＣの交換器１６の各グループを通って再循環された空気の流量を調節する一連の電動バルブ２６に作用する。
【００３８】
関与するゾーンの各々において、全ての温度センサーによって得られた温度測定値は、徐冷炉制御システムにその温度を採用することができ、及び理論的徐冷曲線に近似したガラスリボン温度曲線が得られるように、各ゾーンの交換器に対する空気の流量を与える。
【００３９】
ゾーンＡ，Ｂ及びＣの各々において、ガラスリボン上を横切るように配列された交換器の各グループは、その幅を横切ってこのリボンの冷却制御を可能とし、例えば、その縁部に比べてその中心部のより一層の冷却を促進する。
【００４０】
本発明によれば、この制御システムに採用されるレギュレーターは、通常タイプのものでよく、あるいはこれに代えて、ファジー論理あるいはニューロ予測タイプのアルゴリズムを採用している調節システムに組み込まれているものでもよい。
【００４１】
勿論、本発明は、先に述べた例に限定されるものではなく、むしろそれらの全変形を包含する。このように、本発明の主題である装置、及びガラスリボンの上方に位置する交換器のケースにおいて、上述したものの応用は、これらへの適用に留まらず、同時に、ガラスリボンの上方に及び下方に位置する交換器に対しても適用可能であることは、当業者には明白である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、ガラスリボンの徐冷曲線における不連続性は除去され、理想的な冷却曲線となり、最終製品に応力が残るという危険性は取り除かれ、製品の品質が顕著に改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来のガラス徐冷熱サイクル曲線を示している。
【図２】  従来のガラス徐冷炉の長さ方向に沿った縦断面図である。
【図３】  従来のガラス徐冷炉のゾーンＡ，Ｂ及びＣにおける、ガラスリボンの表面温度及び交換器を流れる空気の温度を示している。
【図４】  本発明のガラス徐冷炉の長さ方向に沿った縦断面図である。
【図５】  本発明の制御システムを説明する概略説明図である。
【符号の説明】
１…ガラスリボン
２…ローラー
３，９，１７，２３，２５…マニフォールド
４，７，１４，２４…ファン
５，８…交換器
６，１０，１１，１２，１３，２２，２６…バルブ
１６…交換器チューブ
１８，１９，２０，２１…曲線
Ｘ，Ｙ…地域間領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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