FI120036B

FI120036B - Menetelmä lasilevyn lämmittämiseksi ja menetelmää soveltava laite

Info

Publication number: FI120036B
Application number: FI20075790A
Authority: FI
Inventors: Jukka Vehmas
Original assignee: Uniglass Engineering Oy
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2007-11-08
Publication date: 2009-06-15
Also published as: CN101848875A; EP2217538A1; WO2009060120A1; US20100251773A1; EP2217538A4; FI20075790A0; EP2217538B1

Description

Menetelmä lasilevyn lämmittämiseksi ja menetelmää soveltava laite

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä lasilevyn lämmittämiseksi, jossa menetelmässä lasilevy viedään karkaisu-uunin läpi, jossa karkaisu-5 uunissa lasilevyä lämmitetään säteilylämmittimillä ja karkaisu-uunin poikittaissuuntaisilla yläpuolisilla konvektiopuhallusvälineillä, joilla kuumaa ilmaa imetään uunin sisäpuolelta, paineistetaan ilma ja johdetaan se takaisin lasilevyn yläpintaan 10 Tämän lisäksi esillä olevan keksinnön kohteena on laite lasilevyn lämmittämiseksi, johon laitteeseen kuuluu telat, joilla lasilevy on vietävissä karkaisu-uunin läpi, lasilevyn lämmittämiseksi säteilylämmittimet sekä karkaisu-uunin poikittaissuuntaisesti järjestetyt lasilevyn yläpuoliset konvektiopuhallusväli-neet, joilla karkaisu-uunista imetty ilma on paineistettavissa ja johdettavissa 15 takaisin karkaisu-uuniin ja lasilevyn pintaan.

Ennestään tunnetaan edellä esitetynlaisia karkaisu-uuneja esimerkiksi hakijan omasta hakemuksesta 20030936, jossa lasilevyn yläpintaa lämmitetään sätei-lylämmittimien lisäksi kiertoilmaperiaatteella toimivan pakotetun konvektion 20 periaatteella. Hakemuksessa konvektioilman syöttö lasilevyn pintaan on toteutettu karkaisu-uunin poikittaissuuntaisten puhallusputkien välityksellä. Toisin sanoen lasilevyä lämmitetään uunin pituussuuntaisesti jaetuilla peräkkäisillä vyöhykkeillä. Tällä järjestelyllä saadaan toki huomattava määrä lämpöenergiasta käytettyä uudelleen ja laitteistoa, jossa on omat erilliset ilman 25 paineistus ja lämmityslaitteistot, yksinkertaistettua (halvemmaksi). Jossain määrin saadaan myös lämpötehon siirtymistä lasiinkin säädettyä, mutta säädön tarkkuus ja tehokkuus määräytyy lähinnä säteilylämmityselementeistä, mikä ei aina ole kuitenkaan riittävä. Hakemuksen 2003 0936 parannukset on tehty huomioon ottaen nykyisin yleistymässä olevat selektiivilasit.

30

Edelleen esimerkiksi hakijan patenttijulkaisusta FI/EP 0897896, jossa yläpuoliset syöttöputket on järjestetty pituussuuntaisesti sekä sähkövastukset, jotka 2 lämmittävät kammiota. Tällä järjestelyllä saadaan verrattain hyvä lämmön-säätö lasilevyn alueelle, mutta järjestely vie paljon energiaa, koska lasilevyn pinnalle tuodaan jatkuvasti uutta ulkoa tuotua ilmaa, jota joudutaan jatkuvasti myös lämmittämään.

5

On siis muodostunut tarve saada aikaan menetelmä ja laite, jossa erityisesti selektiivilasin lämmityksessä, lämmityksellä on aiempaa tarkempi ja tehokkaampi kohdennus lasilevyn yläpintaan (jossa selektiivilasin pinnoitus on lämmityksen aikana). Erityisesti lasin reuna-alueilla (, mutta myös muillakin 10 lasilevyn pinnan alueilla,) tarvitaan hetkittäin erilaista lämmitystä verrattuna muuhun lasin alueeseen, koska reunoista loppukäyttöön liittyvistä syistä voi olla poistettu pinnoite. Lisäksi edellä mainitut edut on tarve saada aikaan siten, että lämmitysenergiasta saadaan huomattava osa kierrätettyä.

15 Tämän edellä mainitun tarkoituksen saavuttamiseksi esillä olevan keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että lämmitetään lasilevyä karkaisu-uunin pituussuuntaisilla yläpuolisilla konvektiopuhallusvälineillä, joilla karkaisu-uunin ulkopuolinen ilma paineistetaan, lämmitetään ilma johtamalla se karkaisu-uuniin, ja että johdetaan lämmitetty ilma lasilevyn yläpin-20 nalle.

Tämän lisäksi keksinnön mukaista menetelmää soveltavalle laitteelle on tunnusomaista se, että karkaisu-uuniin on järjestetty karkaisu-uunin pituussuuntaiset konvektiopuhallusvälineet, joilla karkaisu-uunin ulkopuolinen ilma on 25 paineistettavissa, johdettavissa karkaisu-uuniin lämmitystä varten, ja joilla lämmitetty ilma on johdettavissa lasilevyn yläpinnalle.

Esillä olevan keksinnön edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

30 3

Seuraavaksi keksintöä selostetaan lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa Kuvio 1 esittää kaaviokuvaa esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää soveltavasta laitteesta edestä.

5 Kuviossa on esitetty menetelmää soveltava karkaisu-uuni, jota on merkitty viitenumerolla 1. Uuniin 1 kuuluu seinämät 2, joiden sisäpuolelle jäävään tilaan lasilevy 4 voidaan lämmittää. Tätä varten uunin 1 yhteyteen on järjestetty yläpuoliset säteilylämmittimet 5 ja alapuoliset säteilylämmittimet 6. Kukin lämmitin 5 ja 6 muodostaa edullisesti oman erikseen säädettävän lohkon-10 sa.

Tämän lisäksi uunin 1 yhteyteen on järjestetty lämmitysvälineet, joilla telojen 3 päällä liikutettava lasilevy 4 lämmitetään yläpuolelta ja alapuolelta puhaltamalla lämmitetty 1 ilma hallitusti lasilevyn 4 pintaan. Näihin lämmitysväli-15 neisiin kuuluu yläpuoliset konvektiolämmitysvälineet, joilla konvektioilma puhalletaan lasilevyn 4 yläpintaan poikittaissuuntaan (poikittaissuuntaan lasilevyn 4 kulkusuuntaan nähden) järjestettyjen puhallusputkien 7 kautta. Puhal-lusputkien 7 asema ja esimerkinomainen rakenne on esitetty hakijan omassa hakemuksessa FI 20030936. Ilma puhalletaan siis puhallusputkien 7 välityk-20 sellä lasilevyn 4 pintaan. Edullisesti kukin putki 7 muodostaa uunin 1 pituussuunnassa oman erikseen säädettävän vyöhykkeensä. Puhallusputkiin 7 ilma syötetään yläpuolisten jakoputkien 8 kautta, jotka on sovitettu uunin 1 mo-lempaan reunaan. Jakoputkiin 8 ilma syötetään puolestaan yläpuolisten syöt-töputken 9 avulla. Syöttöputki on yhteydessä uunin 1 seinämien 2 ulkopuolel-25 le sijoitettuun paineistusyksikköön 10. Paineistusyksikkö 10 imee kuumaa ilmaa uunin 1 sisäpuolelta ainakin yhtä paluuputkea 11 pitkin ja kompressoi ilman ennen kuin ilma johdetaan syöttöputkeen 9. Paineistusyksikön 10 yhteydessä on käyttö 15, esimerkiksi invertterin 16 avulla ohjattu moottori 15.

30 Alapuolen poikittaisiin puhallusputkiin 12 syötetään ilmaa alapuolen jakoputkista 13, jotka sijaitsevat vastaavalla tavalla kuin yläpuoliset jakoputket 8 uunin 1 reuna-alueella. Mainittakoon tässä, että putket voidaan sijoittaa 4 myös pituussuuntaisesti (lasilevyn 4 etenemissuunnan suuntaisesti). Jako-putkiin 13 ilma syötetään alapuolisten syöttöputkien 14 avulla. Syöttöputket 14 on sovitettu kiertämään matkan verran uunin 1 alaosassa, jolloin uunin 1 sisään syöttöputkiin 14 syötetty ilma ehtii lämmetä. Alapuoliseen syöttöput-5 keen 14 puhalletaan ilmaa paineistusyksikön, kuten kompressorin 17 avulla painesäiliön 22 kautta. Myös alapuolisen paineistusyksikön 17 yhteydessä on käyttö 18, esimerkiksi invertterin 19 avulla ohjattu moottori 18.

Edelleen laitteistoon kuuluu termoelementtejä 20, joilla mitataan ilman läm-10 pötilaa uunin sisällä. Termoelementit 20 ovat yhtyeydessä ohjausyksikköön 21, johon mittaustiedot voidaan kerätä. Mittaustietojen perusteella ohjataan säteilylämmittimiä 5 ja 6 halutun lämmitysprofiilin aikaansaamiseksi. Tätä varten ohjausyksikkö 21 on yhteydessä myös säteilylämmittimiin 5 ja 6 siten, että ohjausyksikkö 21 ohjaa niitä. Edelleen ohjausyksikkö 21 on järjestetty 15 ohjaamaan inverttereitä 16 ja 19.

Näiden lisäksi menetelmää soveltavaan laitteeseen uuniin 1 on järjestetty uunin 1 pituussuuntaiset konvektiopuhallusvälineet, joihin kuuluu uunin 1 pituussuuntaan järjestetyt pitkänomaiset vierekkäiset puhallusputket 23.

20 Edullisesti pitkittäisputkien välimatka (poikittaissuuntainen välimatka) toistensa suhteen on sama kuin yläpuolisilla vastuksilla 7 ja pitkittäiputket 23 ovat sijoitetut edullisimmin ylävastusten 5 yläpuolelle, vastusten 5 väleihin. Tällöin ylävastukset 5 pystytään sijoittamaan oikeaan etäisyyteen lasiin 4 nähden. Putkiin 23 on järjestetty puhallusaukot kahteen riviin (ei esitetty), joilla edul-25 lisesti saadaan aikaan ilmasuihku, joka on noin 15 asteen kulmassa lasilevyn 4 pintaan nähden. Näin ollen kahden ilmasuihkun välinen kulma on noin 30 astetta. Jokainen pitkittäinen putki 23 on erikseen ohjattavissa.

Erään edullisen sovellusmuodon mukaan pitkittäisputket 23 on jaettu myös 30 pituussuunnassa erikseen säädettäviin lohkoihin, joka parantaa lopullisen lämmitysprofiilin säädettävyyttä. Lohkot (samoin pitkittäiset putket 23) ovat 5 tyypillisesti noin 1000 - 2000 millimetriä pitkiä ja lohkoja voi olla kaksi tai useampia, esimerkiksi neljä kappaletta peräkkäin.

Pitkittäisputkiin 23 ilma syötetään yläpuolen toisista jakoputkista 29, joihin 5 ilma syötetään puolestaan toisten yläpuolisten syöttöputkien 28 välityksellä. Syöttöputket 28 on sovitettu kiertämään matkan verran uunin 1 yläosassa, jolloin uunin 1 sisään syöttöputkiin 28 syötetty ilma ehtii lämmetä. Syöttö-putken pituus on esimerkiksi 10 metriä, joka tyypillisesti riittää ilman lämpenemiseen putkessa 28. Lasilevyn pintaan syötettävä ilma on tyypillisesti noin 10 600 asteista tai jonkin verran sen yli, esimerkiksi 615-630 asteista.

Yläpuoliseen syöttöputkeen 28 puhalletaan ilmaa paineistusyksikön, kuten kompressorin 24 avulla painesäiliön 27 kautta. Myös yläpuolisen paineistusyksikön 24 yhteydessä on käyttö 25, esimerkiksi invertterin 26 avulla oh-15 jattu moottori 25. Myös tätä invertteriä 26 ohjataan ohjausyksikön 21 avulla. Ilman syötön laitteisto on tässä samankaltainen kuin alapuolisten poikittaisten konvektiopuhallusvälineiden yhteydessä on selvitetty, pitkittäisiä putkia 23 lukuun ottamatta. Tässä laitteisto ilman syöttöä varten paineistetusti voivat luonnollisesti poiketa esitetystä.

20

Esillä oleva keksintö mahdollistaa energiaa säästävällä tavalla kohdennetun lämmityksen, jota voidaan samalla säätää riittävällä tarkkuudella selektiivi-lasien lämmitystä varten.

25 Seuraavassa selostetaan ainoastaan esimerkinomaisesti uunin 1 toimintaa. Aluksi lasilevy 4 viedään uuniin 1 lastausluukun kautta ja samalla kapasitiivi-set anturit (ei esitetty) lukevat lasin koon ja muodon. Myös lasilevyn 4 paikka määritetään. Lasilevy 1 viedään uunin 1 sisään kuljetintelojen 3 päällä, jotka kuljettavat lasilevyn 4 uunin 1 toiseen päähän. Tämän jälkeen lasia ryömite-30 tään hitaasti kohti lastausluukkua. Tässä vaiheessa lasia lämmitetään ylä- ja alapuolisilla säteilylämmittimillä 5 ja 6, jotka lähettävät lämpösäteilyä niihin ohjelmoidun lämmitysprofiilin mukaisesti. Poikittaisista putkista 7 ja 12 syöte- 6 tään edullisesti vakiopaineella ilmaa. Tämän tarkoituksena on aikaan saada uunin 1 sisätilaan peruslämmitys.

Samalla yläpuolisista pitkittäisistä puhallusputkista 23 puhalletaan ilmaa lasi-5 levyn 4 pintaan. Mikäli lasilevy 4 on selektiivilasia, josta reuna-alueilta on poistettu pinnoite, puhalletaan putkilla 23 lasilevyn keskiosiin suuremmalla paineella kuin reunoihin. Koska pitkittäisillä puhallusputkilla 23 saadaan aikaan nopea ja kohdistettu lämpövaikutus, vältetään reuna-alueiden ylikuumeneminen pinnoitettuun osaan nähden. Samalla peruslämpöä pitävät poikit-10 täiset konvektiopuhallusvälineet kierrättävät lämmitettyä ilmaa säästäen lämmitysenergiaa. Näillä ominaisuuksilla (nopea ja kohdistettu lämpövaikutus yhdistettynä energiaa säästävään lämmitykseen) on siis suuri etu tekniikan-tasoon nähden.

15 Lasilevyn 4 ryömiessä telojen 4 päällä, niiden lämmitysvyöhykkeiden (poikittaisten puhallusputkien) kohdalla, joissa ei ole lasia, puhalluspaine on ajettu, esimerkiksi inverttereillä 19, 26 minimiin. Sama pätee niiden lohkojen säteily-lämmittimiin, joiden kohdalla lasia ei ole. Lasilevyn 4 siirtyessä kunkin lohkon vaikutusalueeseen, puhallus aloitetaan kyseisellä vyöhykkeellä. Vastaavasti 20 niissä vyöhykkeissä, joissa lasi ajetaan pois, lopetetaan sekä konvektiopuhal-lus, että säteilylämmittimillä lämmittäminen.

Ryömitysvaiheen jälkeen lasilevyä 4 oskilloidaan normaalilla nopeudella uunin 1 päästä päähän. Lasilevyn 4 lämmitys toimii kuten edellä on kuvattu, mutta 25 säteilylämmityksen ja konvektion suhteellinen teho voi vaihdella lämmityksen edetessä lasi levy kohtaisen lämmitystavan mukaisesti. Edelleen yläpuolisten poikittainen puhallinkäyttöinen kiertoilmakonvektio on enemmän tai vähemmän jatkuvaa. Pitkittäistä kompressoripaineistettua ilmaa käytetään enemmän hetkittäin, nopeasti ja suuremmalla teholla. Toisin sanoen pituussuun-30 täisillä yläpuolisilla konvektiopuhallusvälineillä 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 lasilevyn 4 yläpintaa lämmitetään tyypillisesti vähemmän aikaa ja/tai lyhyempinä lämmitysjaksoina kuin poikittaissuuntaisilla konvektiopuhallusvälineillä 7, 8, 9, 7 10, 11, 15, 16. Pituussuuntaisten yläpuolisten konvektiopuhallusvälineiden 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 puhallusaika on edullisesti enintään 80% yläpuolisten poikittaissuuntaisten konvektiopuhallusvälineiden 7, 8, 9, 10, 11, 15, 16 puhallusajasta. Luonnollisesti lämmitysajat voivat poiketa tästä.

5

Esillä oleva keksintö ei rajoitu esitettyyn suoritusmuotoon vaan sitä voidaan muunnella monin eri tavoin patenttivaatimusten määrittämän suoja-alan piirissä.

Claims

8

1. Menetelmä lasilevyn (4) lämmittämiseksi, jossa menetelmässä lasilevy (4) viedään karkaisu-uunin (1) läpi, jossa karkaisu-uunissa (1) lasilevyä (4) läm- 5 mitetään säteilylämmittimillä (5, 6) ja karkaisu-uunin (1) poikittaissuuntaisilla yläpuolisilla konvektiopuhallusvälineillä (7, 8, 9,10,11, 15,16), joilla kuumaa ilmaa imetään uunin sisäpuolelta, paineistetaan ilma ja johdetaan se takaisin lasilevyn (4) yläpintaan, tunnettu siitä, että lämmitetään lasilevyä (4) karkaisu-uunin (1) pituussuuntaisilla yläpuolisilla konvektiopuhallusvälineillä (23, 10 24, 25, 26, 27, 28, 29), joilla karkaisu-uunin (1) ulkopuolinen ilma paineiste taan, lämmitetään ilma johtamalla se karkaisu-uuniin (1) ja johdetaan lämmitetty ilma lasilevyn (4) yläpinnalle, ja että pituussuuntaisilla yläpuolisilla konvektiopuhallusvälineillä (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29) lasilevyn (4) yläpintaa lämmitetään vähemmän aikaa ja/tai lyhyempinä lämmitysjaksoina kuin poikit-15 taissuuntaisilla konvektiopuhallusvälineillä (7, 8, 9, 10, 11, 15, 16).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jaetaan pituussuuntaiset konvektiopuhallusvälineet (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29) karkaisu-uunin (1) leveyssuunnassa useaksi vierekkäiseksi lohkoksi kohdista- 20 maan kullakin lohkolla lasilevyn (4) yläpintaan haluttu lämpöteho.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että järjestetään ilma kulkemaan pituussuuntaisissa konvektiopuhallusvälineissä (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29) matkan verran karkaisu-uunissa (4) ilman lämmi- 25 tystä varten vähintään 600 °C ennen ilman puhaltamista konvektiopuhallus-välineistä (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29) karkaisu-uunin (1) ilmatilaan.

4. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pituussuuntaisilla yläpuolisilla konvektiopuhallusvälineillä 30 (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29) lasilevyn (4) yläpintaa lämmitetään hetkittäin suuremmalla teholla kuin poikittaissuuntaisilla konvektiopuhallusvälineillä (7, 8, 9, 10, 11, 15, 16). 9

5. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pituussuuntaisten yläpuolisten konvektiopuhallusvälinei-den (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29) puhallusaika on enintään 80% yläpuolisten poikittaissuuntaisten konvektiopuhallusvälineiden (7, 8, 9, 10, 11, 15, 16) 5 puhallusajasta.

6. Laite lasilevyn (4) lämmittämiseksi, johon laitteeseen kuuluu telat (3), joilla lasilevy (3) on vietävissä karkaisu-uunin (1) läpi, lasilevyn (4) lämmittämiseksi säteilylämmittimet (5) sekä karkaisu-uunin (1) poikittaissuuntaisesti 10 järjestetyt lasilevyn (4) yläpuoliset konvektiopuhallusvälineet (7, 8, 9, 10, 11, 15, 16), joilla karkaisu-uunista (1) imetty ilma on paineistettavissa ja johdettavissa takaisin karkaisu-uuniin (1) ja lasilevyn (4) pintaan, tunnettu siitä, että karkaisu-uuniin (1) on järjestetty karkaisu-uunin (1) pituussuuntaiset konvektiopuhallusvälineet (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29), joilla karkaisu-uunin 15 (1) ulkopuolinen ilma on paineistettavissa ja johdettavissa karkaisu-uuniin (1) lämmitystä varten, ja joilla lämmitetty ilma on johdettavissa lasilevyn (4) yläpinnalle, ja että pituussuuntaiset yläpuoliset konvektiopuhallusvälineet (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29) on ohjattavissa lämmittämään lasilevyn (4) yläpintaa vähemmän aikaa ja/tai lyhyempinä lämmitysjaksoina kuin poikittaissuuntaiset 20 konvektiopuhallusvälineet (7, 8, 9, 10, 11, 15, 16).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että pituussuuntaisiin konvektiopuhallusvälineisiin (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29) kuuluu karkaisu-uunin (1) leveyssuunnassa useat vierekkäiset putket (23), jotka muodostavat 25 lohkot, joilla kullakin on kohdistettavissa lasilevyn (4) yläpintaan haluttu läm-pöteho hetkittäkin suuremmalla teholla pinta-alayksikköä kohti kuin poikittaissuuntaisilla konvektiopuhallusvälineillä (7, 8, 9, 10, 11, 15, 16).

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että pituus-30 suuntaisiin konvektiopuhallusvälineisiin (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29) on järjestetty välineet (28), joilla ilma kulkee karkaisu-uunissa matkan verran ilman lämmitystä varten. 10

9. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 6-8 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu alapuoliset konvektiopuhallusvälineet (12, 13, 14, 17, 18, 19, 22).

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että alapuolisilla konvektiopuhallusvälineillä (12, 13, 14, 17,18,19, 22) karkaisu-uunin (1) ulkopuolinen ilma on paineistettavissa, johdettavissa karkaisu-uuniin (1) lämmitystä varten, ja joilla lämmitetty ilma on johdettavissa lasilevyn (4) alapinnalle. 11