(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されるガラス板の表面に加熱気体を噴射してガラス板を加熱する際に、前記搬送されるガラス板の搬送位置及び寸法を検出し、この検出値に基づいて、輻射加熱器を制御してガラス板の中央部に輻射熱を集中して補足加熱処理を行うことを特徴とするガラス板の加熱方法。
【請求項２】
前記補足加熱処理が、前記検出値と予め記憶しておいた複数のガラス板毎のサンプル値とを比較して最も近似したサンプル値を決定し、このサンプル値の元になったガラス板の中央部に輻射熱を集中させるための予め記憶しておいた輻射加熱器の制御パターンに基づいて行われる請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記予め記憶しておいた複数のガラス板毎に、当該ガラス板が通過するときのみ輻射加熱が行われるように加熱開始時点及びその加熱時間を予め設定し、この設定に基づいて加熱時間を制御する請求項２記載の方法。
【請求項４】
搬送されるガラス板の表面にノズルから加熱気体を噴射してガラス板を加熱する装置において、前記搬送されるガラス板の搬送位置及び寸法を検出する検出器と、前記ガラス板の搬送方向に対して直角な方向に延在する輻射加熱器と、前記検出器からの検出値に基づいて、ガラス板の中央部に輻射熱が集中して補足加熱が行われるべく前記輻射加熱器を制御する制御器とを備えたことを特徴とするガラス板の加熱装置。
【請求項５】
前記ノズルが、前記ガラス板の搬送方向に対して直角な方向に延在し、かつ、ガラス板の搬送路と平行に配置されるスリット状に形成され、このスリット状のノズルがガラス板の搬送方向に沿って所定の間隔をおいて複数設けられ、これらノズルの間に前記輻射加熱器が配設された請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記輻射加熱器が、前記ガラス板の搬送路と平行に配置されると共に、その搬送路の両側部に相当する位置より内側に両端部が位置されるように延在する請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記ノズルが、前記ガラス板の搬送方向に対して直角な方向に延在するノズル箱にそれぞれ接続され、前記輻射加熱器が、前記ノズルの外面との距離が前記ノズル箱間の最短距離の半分又はこの値より若干大きい位置に配設されている請求項５又は６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記検出器が、前記加熱気体を噴射してガラス板を加熱処理する加熱炉よりガラス板の搬送方向前方の搬送路に配置された請求項４乃至７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記ノズルが、ガラス板の搬送路の両側部に相当する位置と同じ位置に両端部が位置されるように延在し、前記輻射加熱器が、前記ノズルの両端部より内側に相当する位置に両端部が位置されるように延在する請求項６記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、焼戻し炉内でガラス板の焼戻しまたは加熱強化を行う際のガラス板の加熱方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
焼戻し炉内では、ガラス板を所定の温度に加熱して、焼戻しまたは加熱強化を行っており、ガラス板を加熱する手段としては、加熱気体を用いてガラス板の加熱を行うものが知られている（ヨーロッパ特許公告番号第６４９，８２１号等）。このガラス板の加熱手段は、ガラス板の搬送方向に沿って複数の熱風噴射ノズルを配置して、搬送されるガラス板の表面に向けて熱風（例えば加熱した空気）を噴射するものである。熱風噴射ノズルは、例えばガラスの搬送方向に対して直角な方向に延在するスリット状に形成されて、熱風がガラス板の幅方向（ガラスの搬送方向に対して直角方向）全体に噴射される。これにより、搬送されるガラス板の全体に熱風が噴射されるので、ガラス板全体が熱風により加熱される。
しかしながら、噴射された熱風（空気）は、ガラス表面に衝突した後、ガラス表面に沿って流れることにより、ガラス表面を流れる空気は、板の中心部より端部の方が流れの速度が速いので、ガラス板の端部及びその近傍が中心部より加熱されてしまう。すなわち、ガラス表面において加熱ムラが起こり、端部が中央部より高温になる。
本発明の目的は、ガラス板表面の加熱ムラを抑制するガラス板の加熱方法及びその装置を提供することにある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のガラス板の加熱方法は、搬送されるガラス板の表面に加熱気体を噴射してガラス板を加熱する際に、前記搬送されるガラス板の搬送位置及び寸法を検出し、この検出値に基づいて、輻射加熱器を制御してガラス板の中央部に輻射熱を集中させて補足加熱処理を行うものである。
【０００４】
前記補足加熱処理が、前記検出値と予め記憶しておいた複数のガラス板毎のサンプル値とを比較して最も近似したサンプル値を決定し、このサンプル値の元になったガラス板の中央部に輻射熱を集中させるための予め記憶しておいた輻射加熱器の制御パターンに基づいて行われることが好ましい。
また、前記予め記憶しておいた複数のガラス板毎に、当該ガラス板が通過するときのみ輻射加熱が行われるように加熱開始時点及びその加熱時間を予め設定し、この設定に基づいて加熱時間を制御することが好ましい。
【０００５】
また、本発明のガラス板の加熱装置は、搬送されるガラス板の表面にノズルから加熱気体を噴射してガラス板を加熱する装置において、前記搬送されるガラス板の搬送位置及び寸法を検出する検出器と、前記ガラス板の搬送方向に対して直角な方向に延在する輻射加熱器と、前記検出器７からの検出値に基づいて、ガラス板の中央部に輻射熱が集中して補足加熱が行われるべく前記輻射加熱器を制御する制御器とを備えたものである。
【０００６】
前記ノズルが、前記ガラス板の搬送方向に対して直角な方向に延在し、かつ、ガラス板の搬送路と平行に配置されるスリット状に形成され、このスリット状のノズルがガラス板の搬送方向に沿って所定の間隔をおいて複数設けられ、これらノズルの間に前記輻射加熱器が配設されることが好ましい。
また、前記輻射加熱器が、前記ガラス板の搬送路と平行に配置されると共に、その搬送路の両側部に相当する位置より内側に両端部が位置されるように延在することが好ましい。
また、前記ノズルが、前記ガラス板の搬送方向に対して直角な方向に延在するノズル箱にそれぞれ接続され、前記輻射加熱器が、前記ノズルの外面との距離が前記ノズル箱間の最短距離の半分又はこの値より若干大きい位置に配設されていることが好ましい。
また、前記検出器が、前記加熱気体を噴射してガラス板を加熱処理する加熱炉よりガラス板の搬送方向前方の搬送路に配置されることが好ましい。
また、前記ノズルが、ガラス板の搬送路の両側部に相当する位置と同じ位置に両端部が位置されるように延在し、前記輻射加熱器が、前記ノズルの両端部より内側に相当する位置に両端部が位置されるように延在することが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明のガラス板焼戻し炉２における加熱装置の一例を示す図であり、加熱装置は、載置台１と加熱炉２と冷却部３とから主になり、載置台１に載置されたガラス板は加熱炉２に搬送されてそこで加熱処理された後、冷却部３に搬送される。
加熱炉２には、搬送方向に沿って所定の間隔をおいて複数のローラ（ローラコンベア）１１が設けられ、これらローラ１１は水平面に対して平行に配置されており、これらローラ１１上をガラス板が冷却部３に向って搬送されて、ガラス板の搬送路が形成される。
【０００８】
各ローラ１１の間であって搬送路の上方及び下方には、搬送路を中心にして対向するようにそれぞれノズル箱４、１４が設けられている。これらノズル箱４、１４の搬送路側には、ガラス板の両表面（搬送路）に向けて加熱流体（加熱空気）をガラス板の表面に直角に噴射するノズル５、１５が設けられ、これらノズル５、１５から噴射された加熱空気がローラ１１間に集中する。ノズル５、１５は搬送されるガラス板の表面全体に加熱流体を噴射するものであればどのような形状のものでも良く、例えば、搬送方向に対して直角な方向に延在するスリット状のノズルや噴射オリフィスや噴射パイプ等が用いられる。図示例では、スリット状のノズルで、このノズル５、１５は、ガラス板の搬送路と平行に形成され、かつ、ガラス板の搬送路の両側部に相当する位置と同じ位置（搬送路の両側部の上方及び下方）に両端部が位置されるように延在する。すなわち、スリット状のノズルの長手方向の長さと搬送路の幅とはほぼ同じ長さに形成され、図１に示すように、加熱炉２を上方から見た場合に、ノズル５、１５の両端部と搬送路の両側部が同じ位置に位置される。
加熱炉２内の上方には、図４に示すように、対流加熱を行うためのブロワー６が設けられ、このブロワー６により炉２内の空気は、吸込口１６から吸い込まれ、発熱体１７により加熱された後、ノズル箱４、１４内に戻されて（循環されて）、ガラス板の対流加熱に寄与される。
【０００９】
搬送路の上方のノズル５の間には、図１〜図３に示すように、輻射加熱器１０が設けられている。輻射加熱器１０は、搬送方向に対して直角な方向（及びローラ１１と平行）であって、ローラ１１の上方に配設されている。輻射加熱器１０は、ガラス板に副射線を照射してガラス板の表面を加熱して補足加熱を行うものであり、ガラス板の表面を加熱できるならばどのようなものでも良いが、加熱作用時間が速い方が好ましいことから例えば抵抗加熱式のもの等がよい。抵抗加熱式としては、巻単線電気抵抗、二重塗装直接抵抗（フィリップス社製、商品名；サーモシアックス）等がある。図示例では、抵抗加熱式で円柱状に形成されている。この輻射加熱器１０の外径は、対流空気圧のロスが最低限になるように適宜選択することが好ましい。また、その対流空気圧のロスを考慮すると、輻射加熱器１０は、ノズル５の外面との距離がノズル箱４間の最短距離の半分又はこの値より若干大きくすることが好ましい。
【００１０】
また、輻射加熱器１０の長手方向（軸方向）の長さは、補足加熱を十分に行えれば特に限定されず、具体的には炉２の中央から炉の幅約３分の２までの長さあれば、最大の大きさのガラス板が搬送されても十分に補足加熱を行えるので、少なくとも炉２の中央から炉２の幅約３分の２までの長さが必要である。このため、輻射加熱器１０は、炉２の幅方向全体に亙って延在するように設けても良いが、搬送路の両側部に相当する位置より内側に両端部が位置されるような長さのものが好ましく、図示例では、炉２の幅約３分の２までの長さのもので、輻射加熱器１０の両端部が前記ノズル５の両端部より内側に相当する位置に位置されている。さらに、輻射加熱器１０は、搬送方向に複数設けられるが、全てのノズル５間に設けてもよいし、特定のノズル５の間にのみ設けるようにしても良い。
【００１１】
また、輻射加熱器１０は、その長手方向に直列に配置された複数のそれぞれ個々にオン・オフ切換え可能な輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃ（図４参照）により構成され、１又は２以上の任意の輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを独自に作動することが可能となっている。例えば、中間の輻射加熱器１０ｂにより、あるいは側部輻射加熱器１０ａ、１０ｃのいずれか１つにより、もしくは中間輻射加熱器１０ｂと側部輻射加熱器１０ａ、１０ｃのいずれか１つとの組み合せにより、加熱を実施することが可能となる。輻射加熱器１０を構成する輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの数は特に限定されず任意に決められ、図示例では３つである。各輻射加熱器１０の長手方向の長さは特に限定されず、同一でも異なってもどちらでも良く、図示例では中間部の加熱器１０ｂが長く、両側の加熱器１０ａ、１０ｃが同じ長さに形成されている。
【００１２】
輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃにはそれぞれ電力ケーブル１２ａ、１２ｂ、１２ｃが接続され、これら電力ケーブル１２ａ、１２ｂ、１２ｃは断熱性の炉２の天井１３を介してハウジング１８内部に配置されている各電流分配レール（図示せず）に接続されて、ケーブルシステム１２が構成されている。また、輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃはそれぞれ操作ユニット９に接続されている。操作ユニット９は、計算機管理制御システム（制御器）８と接続され、計算機管理制御システム８からの出力により各輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを制御する機能を有すると共に、輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを手動でそれぞれ別々に作動するための電流スイッチ等の操作スイッチが備えられている。
【００１３】
計算機管理制御システム８（制御器）には、搬送されるガラス板の搬送位置及び寸法を検出するガラス板検出器７が接続されている。ガラス板検出器７は、載置台１と加熱炉２との間に配置され、搬送されるガラス板の搬送位置及び寸法を検出するものであればどのようなものでも良く、例えばセンサ、カメラ等が用いられる。具体的には、ガラスからの電磁輻射線（電磁波）や音波に反応し得るＣＣＤカメラやビデオカメラ等が用いられる。また、それらカメラではガラス板の検出を行えない場合には、降伏ローラーなどの接触センサや非接触センサを使用することも可能である。このガラス板検出器７によりガラス板の搬送位置及び寸法が検出され、この検出値が計算機管理制御システム８に出力される。
【００１４】
計算機管理制御システム８は、複数のガラス板の搬送位置及び寸法のデータをサンプルとして記憶保存すると共にデータの追加又は削除を行える記憶機能を有する。この記憶機能には、各サンプルデータの元になったガラス板の中央部に輻射加熱が集中するように輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを制御する輻射加熱パターンを予め設定する機能も有する。つまり、ガラス板の搬送位置及び寸法に応じて、当該ガラス板の中央部に輻射加熱が集中するのに最適な輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを作動させるためのパターンデータ（電気信号）を設定することができ、例えば、ガラス板の搬送位置が中央部で板の大きさが加熱炉２の幅の半分ぐらいの場合には、中間の輻射加熱器１０ｂのみが作動するパターンデータを設定することができる。また、記憶機能には、パターンデータに付加して、つまり、予め記憶しておいた複数のガラス板毎に、ガラス板が通過するときのみ輻射加熱が行われるように加熱開始時点及びその加熱時間（加熱時間パターン）を予め設定する加熱調整機能が備えられている。
【００１５】
また、計算機管理制御システム８は、ガラス板検出器７からの検出値と予め記憶しておいた複数のガラス板毎のサンプル値とを比較して最も近似したサンプル値を決定し、このサンプル値に基づいて予め設定された副射加熱パターン等により輻射加熱を行うべく加熱器作動信号を操作ユニット９に出力するようにプログラムを設定するプログラム機能を有し、このプログラム機能はプログラムの設定・変更・削除を任意に行えるようになっており、例えば、操作ユニット９には副射加熱パターンと加熱時間パターンとにより加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを制御する信号が出力されるようにプログラムを設定することが可能である。
【００１６】
また、計算機管理制御システム８は、ガラス板検出器７からの検出値に基づいて搬送されるガラス板を表示する載置画像モニター（図示せず）を備え、このモニターを目視しながら輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御を手動で行えるように手動設定機能を有し、この手動設定機能とプログラム機能とを切り換えて輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御を行えるようになっている。また、特定のガラス板の載置パターンや寸法を表示する表示ボタンを設けるようにしても良く、このボタンを作動することによりモニターにガラス板の大きさ等の形状を表示できるようにしてもよい。一例として、一定幅の大きいガラス板が載置されると、所定範囲内の幅を有する大きいガラス板が使用されていると表示した押しボタンである。これにより、オペレータ等は、ガラス板の載置パターンや寸法を肉眼で認識した後に、前記押しボタンを押すと共に、手動で異なるプログラムや独自の輻射加熱方法を選択することができる。
【００１７】
次にこの装置を用いてガラス板を焼戻し炉２内で加熱処理する場合について説明する。
ガラス板を載置台１に載置した後、載置台１から加熱炉２に搬送し、炉２内で加熱処理した後、冷却部３に送る。加熱炉２内ではガラス板はローラ１１上を進むみながら、両表面全体にノズル５，１５から加熱空気が噴射されて、ガラス板全体が加熱空気により加熱される。また、搬送されるガラス板の搬送位置及び寸法が検出器７により検出され、この検出値に基づいて計算機管理制御システム８が、そのガラス板の中央部に輻射熱が集中するように輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを制御して、輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃによりガラス板の中央部を補足加熱する。
このように、ガラス板は、全体が加熱空気により加熱処理されることで、中央部より端部及びその近傍の方が高温になるが、中央部が輻射加熱器により補足加熱処理されるので、ガラス板の中央部も高温になるから中央部と端部及びその近傍とでは温度差が小さく又はなくなり、ガラス板の加熱ムラが抑制される。
【００１８】
したがって、加熱炉２に搬送されるガラス板の搬送位置及び寸法を検出し、この検出値に基づいて計算機管理制御システム８によって輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを制御して、ガラス板の中央部に輻射熱を集中させることにより、搬送されるガラス板の搬送位置や寸法が変わっても、ガラス板の搬送位置や寸法に応じて輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃが制御されて、ガラス板の中央部に輻射熱が集中するので、ガラス板の加熱ムラを抑制することができ、効果的に加熱温度の分配を調節できる。
【００１９】
また、計算機管理制御システム８において、検出器７からの検出値と予め記憶しておいた複数のガラス板毎のサンプル値とを比較して最も近似したサンプル値を決定し、このサンプル値に基づいて予め設定された副射加熱パターンにより輻射加熱を行うべく加熱器作動信号を操作ユニット９に出力するようにすれば、搬送されるガラス板の搬送位置や寸法が変わっても、自動的にガラス板の搬送位置や寸法に応じて輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃが制御されてガラス板の中央部に輻射熱が集中するので、搬送されるガラス板毎にオペレータ等が手動で輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御を行う必要がなく、自動化を図れる。
さらに、計算機管理制御システム８において、最も近似したサンプル値を決定した後、このサンプル値に基づいて予め設定された副射加熱パターンと共に加熱時間パターンとにより加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを制御するようにすれば、輻射加熱器はガラス板が搬送されてきたときのみ作動するので、消費電力を少なくすることができる。
【００２０】
また、搬送路の上方のノズル５の間に輻射加熱器１０を配設することにより、輻射加熱器１０と搬送路との間には障害物がないので、ガラス板の補足加熱を確実に行える。
また、輻射加熱器１０は、ガラス板の中央部を補足加熱するものであるから、搬送路上の搬送路の両側部に相当する位置より内側に延在するような長さ（炉の幅約３分の２までの長さ）を有する輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを設けることにより、設置された全ての輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃが補足加熱処理に寄与するので、より経済的である。
なお、輻射加熱器１０ａ、１０ｂ、１０ｃを搬送路の上方にのみ配設したが、搬送路の下方にも輻射加熱器を配設するようにしてもよく、このようにすればガラス板の補足加熱処理をより速く確実に行えることになる。
【００２１】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、加熱炉に搬送されるガラス板の搬送位置及び寸法を検出し、この検出値に基づいて輻射加熱器を制御してガラス板の中央部に輻射熱を集中させるので、搬送されるガラス板の搬送位置や寸法が変わっても、ガラス板の加熱ムラを抑制でき、効果的に加熱温度の分配を調節できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加熱装置の一例を示す概略上面図である。
【図２】図１に示す加熱装置の部分側縦断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】図２に示す加熱装置の横断面図である。
【符号の説明】
１  ：載置台
２  ：対流加熱炉
４  ：ノズル箱
５  ：ノズルヘッド
７  ：検出手段
８  ：管理システム
９  ：ケーブルユニット
１０：抵抗
１１：ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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