FI97378B

FI97378B - Menetelmä lämpövaikutusten säätämiseksi ja kohdentamiseksi lasin karkaisu-uunissa ja karkaisu-uuni

Info

Publication number: FI97378B
Application number: FI950220A
Authority: FI
Inventors: Marko Lindroos
Original assignee: Glassrobots Oy
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1995-01-19
Publication date: 1996-08-30
Also published as: WO1998003439A1; FI97378C; FI950220A0

Description

97378

MENETELMÄ LÄMPÖVAIKUTUSTEN SÄÄTÄMISEKSI JA KOHDENTAMISEKSI LASIN KARKAISU-UUNISSA JA KARKAISU-UUNI

Keksintö kohdistuu menetelmään lasin lämmittämiseksi karkaisu-uunissa sekä karkaisu-uuniin, jossa lasia kuljetetaan vaakasuorien telojen kannattamana uunin läpi, uunissa lasi kuumennetaan lasin molemmin puolin sijaitsevien kuumennuslaitteiden avulla ja lasi siirretään karkaisulämpötilassa uunista pois.

Ennestään tunnetaan vaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen lasin karkaisumenetelmä ja -uuni kuulutusjulkaisusta FI-62043. Tässä menetelmässä lasin yläpuolisella ilmapuhalluksella pyritään kuumennusjakson alussa tehostamaan lämmön siirtymistä lasin yläpintaan ja täten saada yläpinnan lämmitys vastaamaan lasin alapintaan kuumista kannatinteloista johtumalla siirtyvää lämpötehoa. Lämmönsiirtoteho pyritään pitämään samansuuruisena lasin kummallakin puolella, jotta lasin kaareutumis-ilmiöltä vältyttäisiin. Lasin yläpuolelle puhalletaan esiläm-mitettyä paineilmaa uunin ulkopuolelta.

Edellä kuvatulla menetelmällä ratkaistaan pelkästään lasin kaareutumisongelmaa lasin saapuessa uuniin ja kuumenemisen ensimmäisen minuutin ajan, jonka jälkeen uunin ulkopuolelta tuotu puhallus on lopetettava haitallisten vaikutusten vuoksi. Tällöin mm. lasin yläpinta alkaisi jäädä jälkeen lämpenemisessä lasin alapinnasta.

Suomalaisesta kuulutusjulkaisusta 80872 tunnetaan lasin lämmitys- ja taivutusuuni, jossa uunin ulkopuolelta johdetaan ilmaa uunin sisälle ja puhalletaan ulos reiällä varustetuista putkista. Puhallus voidaan tehdä lasin kummallekin puolelle. Lasin kaareutumista ei tällä haluta ehkäistä, koska lasin halutaan taipuvan. Puhallus voidaan kuitenkin säätää paikallisesti putkia siirtämällä.

FI-80872 ratkaisussa ei kuitenkaan kannatinteloja jäähdytetä kiertoilmalla eikä jäähdytys ajallisestikaan sijoitu kuumennus jakson loppuun ja alkuun tarkoituksena lasin kaareutumisen välttäminen. Lasin yläpuolelle ei puhalleta kiertoilmaa vaan uunin ulkopuolelta tuotua ilmaa.

97378 2

Keksinnön mukaiselle menetelmälle ja karkaisu-uunille on tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.

Esillä olevalla menetelmällä ja karkaisu-uunilla ratkaistaan lasin kaareutumisongelma lasin tullessa uuniin ja lämmetessä jakson alussa, kun kuumien kannatintelojen lämmitysvaikutusta uuniin siirrettyyn kylmään lasiin vähennetään. Lasin yläpuolella olevilla puhaltimilla kierrätetään uunin yläosassa olevaa kuumaa ilmaa vasta kuumennusjakson lopussa, jolloin kuuma, uunin katon lähistöllä oleva ilmakin saadaan liikkeeseen ja konvektiolämmönsiirtoon lasille. Kuumennusjakson lopussa tapahtuva pakotettu konvektiolämmönsiirto uunin yläosassa tasaa lämpötilaerot ja parantaa lämmönsiirtymistä kuumennusele-menteistä, jolloin niiden pintalämpötila laskee, rasitus pienenee ja käyttöikä pitenee. Järjestämällä useita kiertoilma-puhaltimia uunin yläosaan, voidaan uunissa lämmittää useita jopa erikokoisiakin lasilevyjä yhtäaikaa, kun säädettävien puhaltimien avulla kohdistetaan konvektiolämpö tarvittaviin paikkoihin.

Uunin alaosassa kiertoilmapuhallus voi olla yleinen uunin sisäinen konvektio tai kanavoinnin avulla erityisesti kannatin-teloihin kohdistettu. Kummassakin tapauksessa, kun puhallus aloitetaan kuumennusjakson lopussa noin 20 - 40 sekuntia ennen lasin siirtoa, puhalluksella jäähdytetään teloja. Telojen lämpötila on niiden alla sijaitsevien kuumennuselementtien sätei-lylämmön johdosta korkeampi kuin ilman lämpötila, jolloin pelkästään ilmankiertopuhalluksellakin telojen lämpötilaa saadaan lasketuksi.

: Toisessa suoritusmuodossa alaosan kuumennuselementtien lämmmi- tystehoakin vähennetään alaosaan järjestetun kiertoilmapuhal-luksen aikana, jolloin telojen jäähdytys vielä tehostuu.

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa

Kuvio 1 esittää lasin karkaisu-uunia leikattuna.

Kuvio 2 esittää erästä toista uunin suoritusmuotoa leikattuna.

Il 3 97378

Kuviossa 1 on yksikammiöinen lasin karkaisu-uuni, jossa lasi 1 lämmitetään karkaisulämpötilaan. Lasia kuljetetaan uuniin ja sieltä pois karkaisujäähdytykseen teloista 4 muodostettua rataa pitkin. Telojen 4 avulla suoritetaan myös oskillointi eli lasin jatkuva lineaariliike edestakaisin. Uunin yläosassa on kuumennuselementit 2 useana kenttänä ja alaosassa vastaavasti elementit 3. Alaosassa on puhallin 5, kanavointi 6 ja kannatin-telojen 4 kohdalle sijoitetut suuttimet 7. Lasin kuumennusjakson lopussa noin 20 - 40 sekuntia ennen lasin 1 siirtämistä jäähdytykseen, käynnistetään puhallin 5 jäähdyttämään teloja, jotka paremman säteilyabsorbtionsa johdosta ovat kuumempia kuin lasi 1 ja myös siitä syystä, että telat ovat lähempänä alapinnan säteilylähteitä 3 kuin lasi.

Puhallus ei kuitenkaan jäähdytä lasia 1 vaan saattaa jopa lämmittää lisää, telojen luovuttaessa johtumisen lisäksi lämpöä myös ilmankin välityksellä lasiin. Puhallusta jatketaan koko ajan lasin poissiirtämisen ajan sekä uuden kylmän lasin siirtyessä tilalle ja alkaessa kuumentua.

Lasin yläpuolella on useita kiertoilmapuhaltimia 8, jotka ovat erikseen säädettävissä käyntiin ja joiden pyörimisnope-peuttakin voidaan säätää joko ryhmänä tai erikseen. Puhaltimien käynnistys ajoitetaan kuumennusjakson lopulle lasin ollessa lämmennyt vähintään 400°C lämpötilaan. On edullista ottaa pakotettu konvektio avuksi jakson lopussa, kierrättämällä uunin yläosan kuumaa ilmaa alas yhdelle tai useammalle telojen varassa olevalle lasilevylle. Yläosassa kuumennuselementit 2 ovat välimatkan päässä toisistaan sallien ilmankierron niiden välistä. Puhaltimien 8 sijoittelulla ja säädöllä voidaan olosuhteita säätää uunin osissa erilaisiksi, jolloin uunissa voidaan lämmittää samaan karkaisulämpötilaan useammanlaisia lasilevyjä rinnan tai peräkkäin aseteltuna samanaikaisesti. Puhaltimien säätö suoritetaan ohjausyksikön avulla, johon esim. talletetaan erillisesti kunkin puhaltimen käyntiajat ja pyörimisnopeudet .

Kuviossa 2 on alaosan puhaltimet 9 aksiaalipuhaltimia sijaiten uunin kummallakin kyljellä lasin 1 kulkusuunnasta katsoen.

97378 4

Mitään erityistä kanavointia ei ole järjestetty. Ilmankierto teloille 4 tapahtuu vapaasti ja lämpötila telojen ja ilman välillä tasoittuu. Puhallusta jatketaan kuumenneen lasin poistuttua ja kylmän lasin saapuessa tilalle kuten kuvion 1 tapauksessa. Puhalluksesta johtuen telojen 4 lämpötila laskee lasin vaihdon aikana 2050"C enemmän kuin ilman puhallusta.

Tällä on jo huomattava merkitys lasin kaareutumisen ehkäisemisessä.

Kun puhallus suunnataan suuttimien avulla teloihin (kuvio 1) telojen jäähdytys tehostuu vielä. Kun lämmityselementeillä 3 on massaa, voidaan niiden tehoa pienentää tai kytkeä kokonaan pois myös 20 - 40 sekuntia ennen kuumennusjakson päättymistä. Alaosan ilmankierto alentaa elementtien pintalämpötilaa, niiden säteilyvaikutus teloihin lakkaa, mutta kiertoilman lämpötila ei kuitenkaan juuri muutu, koska elementit massansa johdosta luovuttavat lämpöä ilmaan, sillä ne ovat tehon katkaisuhetkellä useita satoja asteita ilmaa kuumempia. Kuuma ilma lämmittää täten lasia alapuolelta enemmän kuin tunnetuissa ratkaisuissa ja kompensoi sitä, että teloista lasiin johtuva lämpövirta esillä olevassa ratkaisussa pienenee.

Kylmän lasin tullessa uuniin, on yläpuolen puhaltimet pysäytetty, alapuolen ilmankierto on päällä sekä yläpuolen kuumen-nuselementit 2. Kun lasi on lämmennyt noin 100°C, kytketään alaosan kuumennuselementit päälle ja suunnilleen silloin lopetetaan myös alaosan ilmankiertopuhallus. Alaosan kuumennus-elementeistä lämpö siirtyy jonkin verran paremmin lasiin kuin yläosan elementeistä, joten alaosan elementit voivat olla prosessissa kytkettynä pois jonkin aikaa, samoin yläpuolen lämmönsiirron tehostaminen puhaltimilla aiheutetulla konvektiolla on eduksi juuri kuumennusjakson lopussa, jotta lasi lämpiäisi molemmilta puolin suunnilleen samalla teholla. Lasin alapinta lämpiää yläpintaa paremmin koska luonnollinen konvektio ala-elementeistä lasiin on suurempi kuin yläelementeistä lasiin jos sitä suoraan niistä on lainkaan. Säteilylämmönsiirto on puolestaan samaa luokkaa lasin kummallekin puolelle sekä elementeistä 2 että 3 pinta-alayksikköä kohti.

Il

Claims

1. Menetelmä lämpövaikutusten säätämiseksi ja kohdentamiseksi lasin karkaisu-uunin sisällä eri rakenne-elementteihin ja ilmatilaan tai ilmatilan osiin, jossa menetelmässä karkaistava lasi (1) kulkee vaakasuorien telojen (4) muodostamalla kul-jettimella uunin läpi ja lasi kuumennetaan lasilevyn ylä- ja alapuolelle sijoitettujen kuumennuslaitteiden (2),(3) avulla, tunnettu siitä, että - kuumennusjakson lopussa aloitetulla uunin alaosassa tapahtuvalla sisäisellä ilmankierrolla poistetaan alaosan lämmitys-laitteiden (3) lasin kannatinteloihin (4) aiheuttamaa lämmitysvaikutusta , - ilmankierrätys alaosassa lopetetaan uuden tilalle siirretyn lasilevyn lämmittyä noin 100° C, - uunin yläosassa olevien säädettävien kiertoilmapuhaltimien (8) avulla säädetään ja tehostetaan kuuman ilman liikettä ja lämpövaikutusta lasiin (1) kuumennusjakson lopussa lasin ollessa yli 400°C lämpötilassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että kuumennusjakson loppuvaiheessa lasin (1) alapuolella olevien kuumennuslaitteiden (3) tehoa pienennetään tai ne kytketään kokonaan pois.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että alaosan ilmankierrolla kompensoidaan kannatinte-loista lasiin aiheutuvan lämpövaikutuksen pienentymistä kuumennus jakson lopussa ja lasin poistovaiheessa.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukainen me- t netelmä tunnettu siitä, että alaosan kuumennuslait-teet (3) kytketään päälle viimeistään uuniin siirretyn lasin (1) saavuttaessa 100°C lämpötilan.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että uunin alaosan kiertoil-mapuhallus suunnataan kanavoinnin (6) ja suuttimien (7) avulla teloihin (4). 6 97378

5 97378 PATENTTIVAATIMUKS ET

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että yläosan kiertoilmapuhal-timilla (8) kierrätetään uunin ylimmän tilan ilmaa lasinlevyn (1) pintaan uunin yhdellä tai useammalla jaetulla osalla tai koko uuniosuudella.

7. Lasin karkaisu-uuni patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, johon kuuluu teloista (4) muodostettu kuljetusrata ja lämmityselementit (2),(3) uunissa lasin ylä-ja alapuolella tunnettu siitä, että uunin yläosassa on säädettäviä kiertoilmapuhaltimia (8) ilman kierrättämiseksi uunin yläosassa kuumennuksen loppuvaiheessa ja alaosassa ainakin yksi kiertoilmapuhallin (5),(9) uunin alaosan ilman kierrättämiseksi ja että uuniin kuuluu ohjauslaitteet puhaltimien (8) ja (5),(9) käytön ohjaamiseksi.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen lasin karkaisu-uuni tunnettu siitä, että ainakin yläosan lämmityselementit (2) on sijoitettu välimatkan päähän toisistaan ilmankierron järjestämiseksi myös kuumennuselementtikentän läpi.

9. Patenttivaatimuksen 7 ja 8 mukainen lasin karkaisu-uuni tunnettu siitä, että alaosassa on teloihin (4) kier-toilmaa puhaltava yksi tai useampi puhallin.

* 10. Patenttivaatimuksen 7,8 ja 9 mukainen lasin karkaisu-uuni tunnettu siitä, että uunin alaosassa on kiertoilman kanavointi (6) ja teloihin (4) suunnatut suuttimet (7) kiertoilman puhalluksen kohdistamiseksi teloihin. 97378 7