CN1185174C - 用于玻璃板热处理的加热炉 - Google Patents

Abstract

一种尤其用于玻璃板(12)热处理的加热炉，包括一纵向细长的腔室，其中容纳用于玻璃板(12)的滚柱式输送器元件(11)。加热炉包括与通过空气的强制对流进行加热的第一(18)和第二(24)元件相结合的辐射加热元件(13，14)，在对流中空气的温度是通过调节其循环速度来进行控制的，这些元件分别设置在输送器元件(11)的上方和下方，并因此位于正在处理的玻璃板(12)的上方和下方。

Description

用于玻璃板热处理的加热炉

技术领域

本发明涉及一种尤其用于玻璃板热处理的加热炉(furnace)。

背景技术

已知目前在市场上可买到各种各样的玻璃板，其机械特征通常主要取决于在生产该玻璃板之后所进行的热处理。

尤其，施加至玻璃板的最重要的热处理之一是热回火。

目前，热回火的设备包括一加热炉，它由一纵向细长的腔室构成，在该腔室中滚柱式输送器输送玻璃板，经显示，该玻璃板被加热至620与700℃之间。

目前用于加热该玻璃板的两种方法是：辐射传热或者对流传热。

目前从市场上可买到使用一种或者另一种该加热方法的加热炉。

然而，还存在着同时使用这两种方法、但必须交替使用的更先进且复杂的加热炉。

用于辐射传热的装置目前大致由具有一陶瓷芯的棒型电阻器、悬挂或者容纳在形成于加热炉的耐火材料中的通道内的螺旋式电阻器、板型或者由燃气式燃烧器所提供的辐射板的电阻器所构成。

在使用强制对流传热的加热炉内，利用风扇朝着喷嘴取代地引导该腔室内的空气并使其循环，该喷嘴将空气喷到玻璃板表面上。

空气可通过设置在风扇前方的电阻器或者通过在管道内加热空气的燃气式燃烧器来进行加热。

虽然它们被广泛采用，但是上述***都具有一个共同的缺点，即，它们不能均匀加热正在处理的玻璃板的两个相对表面，从而无法避免确实由于不同的加热条件所造成的温度差异所引起的玻璃板的变形。

更具体地说，两个表面的不同的加热条件是由于所述表面与加热炉的环境之间不同数值的总的传热系数的缘故。

这些不同的边界条件事实上在瞬时的热量条件中引起沿着玻璃板横截面的不对称的温度分布。

此外，当处于室温下(经显示，处于20℃)的玻璃板在加热炉的内部与温度大约为700℃的陶瓷滚柱接触时会形成更加明显的不平整。

由滚柱接触热阻所造成的传热系数要比玻璃板的上侧面上的辐射所造成的传热系数要大得多。

这样引起下表面比上表面有较大的温度上升。

仅仅通过显示，当玻璃的温度值低于限值、即发生松弛(relaxation)效应的温度(550℃)时，两表面上的温度差异会使下表面有较大的膨胀，从而必然使玻璃板翘曲，于是玻璃板变成下凹形，并仅仅在中央部分接触到输送器的滚柱。

该强烈负作用在玻璃板的表面上形成不同深度并且明显的磨损，这会使成品无法为人所接受。

当玻璃板的一侧表面上涂有一种低辐射性涂层的情况下，该作用甚至会更加明显。

低辐射性涂层事实上具有降低通过玻璃板的传热的作用。

该玻璃板被涂覆是为了反射红外线热辐射(波长在2至20微米之间)、导致减小被称作为板面辐射的辐射。

照此，可获得具有与不透光部分相类似(comparable)的热透射率的隔热的玻璃板。

当必须回火这些玻璃板时，由于不便向下设置被涂覆的表面，加热被处理的表面所存在的上述问题变得更为突出，这是由于该表面与滚柱接触将由于磨损而降低品质的缘故；然而，倘若向上设置被涂覆的表面，则会反射来自炉拱的辐射，并因此在加热中产生所不希望有的不平整，这又进一步增加了滚柱接触的问题。

美国专利4,336,442号揭示了一种用于加热玻璃板的滚柱式炉床(hearth)加热炉，它包括许多设置在炉腔内部的、用于将玻璃板从一该入口输送至腔室的一出口的输送器滚柱。设置在位于炉腔内部的输送器滚柱的上方及下方的是许多辐射与对流组合式加热器，这些加热器是由电加热的盘管结构形成的，在该盘管结构中的空气是从加热炉的外部输入的，接着，该空气由盘管结构加热，并流过位于盘管结构上的喷嘴，用于将热的对流气流喷射至玻璃板。

发明内容

本发明的目标在于解决可从市场上买到的传统的加热炉的上述缺点，尤其通过当无论是处理普通的玻璃板、还是处理其表面上涂有低辐射性涂层的玻璃板时，在正在处理的玻璃板的两个表面上实现高温均匀性来解决上述缺陷。

在此目标的范围之内，本发明的一个目的在于提高处理之后的产品质量，避免产生与热有关的应力以及表面磨损的形成。

本发明的另一个目的在于提供一种加热炉，它可控制并调节正在处理的玻璃板的加热条件。

本发明的又一个目的在于提供一种加热炉，从根据将要处理的玻璃板的类型的生产观点来看，它的适应性特别强(flexible)。

本发明的再一个目的在于提供一种加热炉，它具有对流加热炉的优点以及辐射加热炉的优点，但并不具有相应的缺点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种尤其用于玻璃板热处理的加热炉，包括：

一纵向细长的腔室，其中容纳着用于玻璃板的滚柱式输送器装置；以及

与通过空气的强制对流进行加热的第一和第二装置相结合的辐射加热装置，其中空气的温度是通过调节其循环速度来进行控制的，第一和第二装置分别设置在输送器装置的上方和下方，并因此分别设置在正在处理的玻璃板的上方和下方；

其中，辐射加热装置包括辐射板，各辐射板通过一上方覆盖的加热单元达到预定温度，并且具有用作为热空气通道的孔，当热空气流出孔时撞击到玻璃板的上表面，用于通过空气的强制对流进行加热的第一装置包括孔和用于将由加热单元加热的空气通过孔输送的风扇装置。

附图说明

通过参阅下文中对本发明的仅仅是以附图中的非限制性例子的方法示出的一实施例所进行的详细描述，本发明进一步的特征及优越性将变得一目了然，其中：

图1是本发明的一种加热炉的局部正投影视图；

图2是图1所示加热炉的一细节部分的正投影视图；

图3是图1所示加热炉的另一细节部分的正投影视图；

图4是用于在被处理的玻璃板的上方喷吹空气的诸孔中的一个孔的一细节部分的放大的剖视图，示出了相应的空气射流的速度分布。

具体实施方式

通过具体参阅图1至图3，本发明的一种用于玻璃板热处理的加热炉总地由标号10来表示。

加热炉10包括一纵向细长的腔室，图中未示出，该腔室容纳着总地由标号11表示的、用于玻璃板的滚柱式输送器装置；图中仅仅示出了所述玻璃板中的一块玻璃板，它由标号12表示。

加热炉10包括与通过空气的强制对流进行加热的第一和第二装置相结合的辐射加热装置，空气的温度是通过调节其循环速度来进行控制的；所述装置将在下文中进行描述。

更具体地说，加热炉10实质上包括位于滚柱式输送器装置11的上方、并因此位于玻璃板12的上方的辐射加热装置和第一对流加热装置的组合。

存在着许多、由耐热钢制成、并纵向地沿着玻璃板的前进方向并排设置的辐射板13；一总地由标号14表示的加热单元与各辐射板相关联，并设置在各辐射板的上方；各加热单元是由一辐射电阻器15构成的，该电阻器具有一设置在上部区域内的弧形反射板16。

这些附图中还示出用于各电阻器15的、总地由标号17表示的绝缘电连接件。

各辐射板13具有用作为热空气的通道的孔18，当从所述孔流出时，热空气撞击到正在处理的玻璃板12的上表面。

尤其，各孔18的形状被作成具有一对准相应的加热单元14的漏斗部分19。

更具有地说，借助于由标号20表示的风扇装置将从孔18流出的热空气从加热炉10的腔室的内侧抽出，然后，将该热空气推过管道21朝向电阻器15，一旦它碰到所述电阻器，它朝着辐射板13从孔18流出。

在图1中，标号22表示位于孔18的出口处的空气射流的分布。

孔18特殊的构造给了空气特殊的速度分布(由图4中的标号27、28和29表示)，通过数学模拟所进行的研究已表明，这些速度分布对于温度均匀性、尤其最关键的第一加热阶段的温度均匀性特别有效。

借助所述风扇装置20的转速的一电子控制器来调整空气的流速，可调节空气从孔18流出的速度，该风扇装置将空气送入与管道21相连的分配管道23内。

第二对流加热装置包括位于各滚柱式输送器装置11的下方、并因此位于玻璃板12的下方的、由标号24表示的许多电阻型加热元件，它们沿着所述玻璃板的前进方向纵向设置。

各加热元件24容纳在一相应的盒体25内，喷嘴26从该盒体上伸出；所述喷嘴用于在位于玻璃板12下方的区域内分配借助风扇装置(图中未示出)从加热炉10的腔室中所抽出的热空气。

一些喷嘴被设置成强制空气直接撞击到玻璃板12的下表面，而其它喷嘴强制空气直接撞击到输送器装置11的一相应的滚柱。

从喷嘴26流出的空气的温度是这样的，通过撞击到玻璃板12与输送器装置11的滚柱，它加热玻璃板并冷却滚柱，显著地有助于均匀温度及总的热交换系数，还涉及到玻璃板12的上表面的温度及总的热交换系数。

在实践中已发现，本发明已实现预定的目标及目的。

尤其要注意的是，本发明的加热炉通过将辐射加热和强制对流加热与通过调节空气的循环速度所进行的温度调节相适当结合来控制正在处理的玻璃板的表面上的加热条件的平衡。

另外，使用本发明的加热炉可实现一种令人满意的玻璃板上的温度分布，从根本上完全消除了玻璃板的翘曲以及该玻璃板的表面磨损。

还要注意到，本发明的加热炉提供了呈一种基本简单且灵活的方式的均匀性。

通过调节空气的流速来调节温度的可能性使得本发明的加热炉可适用于甚至显著不同的玻璃类型的处理。

尤其，本发明的加热炉从根本上完全解决了处理带有低辐射性涂层的玻璃板所带来的几个缺陷。

本发明可以有许多的变化形式及修改，它们都落在本发明原理的范围之内；同样，细节部分可由技术上等效的其它部分替换。

材料和尺寸可为任何所需的材料及尺寸。

Claims (9)

1.一种尤其用于玻璃板热处理的加热炉，包括：

一纵向细长的腔室，其中容纳着用于所述玻璃板(12)的滚柱式输送器装置(11)；以及

与通过空气的强制对流进行加热的第一(14，18，20，21)和第二(24，26)装置相结合的辐射加热装置(13)，其中空气的温度是通过调节其循环速度来进行控制的，所述第一和第二装置分别设置在所述输送器装置(11)的上方和下方，并因此分别设置在正在处理的玻璃板(12)的上方和下方；

其中，所述辐射加热装置包括辐射板(13)，所述各辐射板通过一上方覆盖的加热单元(14)达到预定温度，并且具有用作为热空气通道的所述孔(18)，当所述热空气流出所述孔时撞击到玻璃板(12)的上表面，用于通过空气的强制对流进行加热的所述第一装置包括所述孔(18)和用于将由所述加热单元(14)加热的空气通过所述孔(18)输送的风扇装置(20)。

2.如权利要求1所述的加热炉，其特征在于，通过控制产生气流的所述风扇装置(20)的转速来调节流过所述孔(18)、用于朝着所述正在处理的玻璃板(12)喷射的空气流速来调整空气的速度。

3.如权利要求1或2所述的加热炉，其特征在于，所述各辐射板(13)平行于正在处理的所述玻璃板(12)的前进的纵向方向设置。

4.如权利要求1所述的加热炉，其特征在于，与所述辐射板(13)相关的所述各加热单元(14)由一电阻器(15)构成。

5.如权利要求4所述的加热炉，其特征在于，所述各加热单元(14)具有一设置在各电阻器(15)的上方的弧形反射板(16)。

6.如权利要求1所述的加热炉，其特征在于，所述加热炉包括管道(21)，并具有用于将空气从所述腔室抽出、并用于将其朝着所述加热单元(14)、朝着所述辐射板(13)以及朝着所述流出孔(18)输送的所述风扇装置(20)。

7.如权利要求1所述的加热炉，其特征在于，所述形成在所述辐射板(13)中的各个孔(18)的形状被做成具有一漏斗部分(19)，所述漏斗部分对准相应的加热单元(14)，并确定流出去的空气的预定的流速分布(28)。

8.如权利要求1所述的加热炉，其特征在于，所述第二对流加热装置包括位于所述输送器装置(11)的下方、并因此位于所述将要处理的玻璃板(12)的下方的许多电阻器加热元件(24)，所述加热元件平行于玻璃板(12)的前进的纵向方向设置，各加热元件(24)容纳在一盒体(25)内，喷嘴(26)从所述盒体伸出以分配热空气，所述热空气以预定的速度撞击到正在处理的玻璃板及输送器装置(11)的滚柱。

9.如权利要求8所述的加热炉，其特征在于，所述诸喷嘴(26)的其中至少一组对准所述正在处理的玻璃板(12)，并且其中至少一组对准一相应的滚柱(11)。

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