JPH0147409B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一つのセルから次のセルへ所定の速
度で鉛直に配置したガラス板を導く複数の連続的
セルを形成した炉においてガラス板の温度を調節
する方法であつて、各セルの壁の温度を感受する
手段でコントロールされたパワーレギユレータに
よつて各セルの加熱手段のパワーを所定のプログ
ラムに従う一定のレベルに調節する方法に係る。

一般的かつ公知の方法でガラス板をテンパリン
グするには、移送式炉として知られる炉の上に敷
いたレール上の可動キヤリツジから自動クランプ
でガラス板を吊り下げ、その炉において連続的に
段階的な移送を行つて、必要な温度に加熱する。
テンパリングの前に曲げを行なうことができる。
この方法は自動車用の窓ガラスの製造に一般的に
用いられている。

一定の特性を有する製品を得ることを望む場合
には、曲げ及びテンパリングの間にガラス板の温
度を予め調節すべきである。

それを達成するために、炉を出るガラス板の温
度の最大限可能な一定性を得る目的でいくつかの
調節システムが開発されている。

例えば、熱電対を持つ電気的加熱手段を設けた
ものが公知であり、この熱電対は、加熱手段の温
度を一定に保持しそしてそれによつて炉の温度を
一定に保持するために（仏国特許第794398号、西
独出願公告第1106039号）、又は各セル、即ち異な
るプログラムに従つてセルの各帯域を加熱するた
めに（独国出願公告第2837985号）パワー・レギ
ユレータに働きかける。

同様に、移送キヤリツジから吊り下げたガラス
板を不連続的に前進させる複数のセルを有する炉
の調節のために、加熱要素の温度を所定の値に調
節し、そして炉から出るガラス板の温度の測定を
前記調節量の修正に利用することが提案されてい
る（米国特許第3744985号）。

また別の方法では、各セルには一定の電力を供
給し、炉の温度が基準から外れた場合には結果と
して炉を通るガラス板の通過の周期数を調節する
（独国出願公告第1596382号）。

同様に、ガラス板を水平な位置で連続的に移送
する炉においてさえ、炉の出口で光高温計を用い
てガラス板の温度を測定し、そして出口で検出し
た所期値との差の関数として炉内でのガラス板の
移送速度を調節することも、同様に公知である
（西独特許第2746301号）。この方法では、調節量
のコントロールをマイクロプロセサで実施する。

他方では、パワーの調節にサイリスタ装置を使
用することも公知であり、例えば東独特許第
78780号に記載されている。

これら公知の方法の多くは、炉を一定のリズム
で通過する一連の同一寸法及び同一質量のガラス
板の製造では、満足できる仕方で作動する。その
場合、炉のエネルギーパランスはほぼ平衡に達す
る。

この種の炉の頑丈な構造は良好な絶縁、高い熱
慣性、及び従つて外部変化に非常に敏感ではない
加熱の高い安定性を与える；しかしながら、これ
らの炉は作業条件の急な混乱が生じた場合、バラ
ンスを満足な仕方で回復することが可能ではな
い。

調節方法の影響の下で、その平均温度は、ガラ
ス板の通過の周期数よりかなり低い周期数ではあ
るが、僅かに振動する。それは、温度測定を炉の
内側で実施する場合でも、温度の修正が処理され
ているガラス板にその測定の瞬間に作用するので
はなく、実質的に遅れて伝えるようにする。

調節における特別の困難は、例えばキヤリジの
運行のリズム即ちガラス板の移動の一定性におけ
る事故と結びついてエネルギーの平衡が混乱した
場合に存在する。同様に、１又は２以上のガラス
板が吊手からはずれそして落下し、そのサイクル
の移送キヤリツジが炉を空で通過し、即ち、予定
より少ない数のガラス板が通過する。

移送系にこうした中断が生ずると、直ぐ後に続
くガラス板を所望の温度に加熱するように炉内セ
ルの加熱パワーを調節する可能性がない。

逆に、小さい熱慣性を有する炉は迅速な応答を
可能ならしめるけれども、応部変化の影響を受け
る。

本発明は、迅速な熱応答を有する移送形炉の操
作を、移送系の周期数の変化及び（又は）移送キ
ヤリツジが運ぶガラス板の枚数の不所望な中断の
場合に、不良品が製造されるのを可能な限り少な
くするようにガラス板を処理することに向けて改
良するという目的を有する。特に、移送系にガラ
ス板が不存在の場合に、その空隙の直ぐ後に続く
ガラス板が炉から出るとき所望の温度になるよう
にパワーの調節を行なう。

本発明の第一の特徴によれば、ガラス板の存在
を段階的な進行に同期させて炉の少なくとも１個
のセル上流で確認し、後続するセルの電力調節量
をこうして得た信号の関数として修正する。

そこでは、セルにガラス板が存在する前にその
セルに供給するエネルギーを決定する先取的な調
節が得られる。これは、ガラス板が事故によつて
不存在の場合に、不均衡な温度をつくり出す空の
移送キヤリツジが到達する前にセルへ供給する電
力を低下させるという注目すべき成果を有する。

本発明による方法は、プログラムの所定の箇所
において、ガラス板がセルを通過する点にあるか
どうかを、接触部材又は光学的反射バリヤーで検
出することによつて使用することができる。

本発明の第二の特徴によれば、チエツクする２
個のセルの間のガラス板の存在のみならずその温
度をも輻射線高温計で測定し、そして正規の操作
では後続するセルの加熱パワーをその測定温度の
関数として調節する。

有利には、高温計で実施する測定における炉壁
の影響を除去するために、ガラス板の温度の測定
に炉の反対側の壁にある開口に向けた比較的狭い
測定面積を有する光高温計を使用する。

各セルの上下に並んだ帯域に面して配置した複
数の光高温計を同時に使用し、その高温計の位置
に対応する区分で電力を調節して本方法の精度を
良くすることも可能である。

本発明に係る方法における改良は、ガラス板が
炉を出た後光高温計を用いてその温度を測定し、
そしてその測定を炉のセルにおける加熱パワーの
調節と組み合わせることからなつている。

異なる測定部材から得たすべての信号又は測定
値をマイクロプロセツサに導入し、導入するデー
タを考慮に入れた所定のプログラムの関数として
炉の異なる区分又はセルを調節することが、特に
好ましい。

本発明による方法は、炉を構成するのに、迅速
な応答を有する加熱部材及び低熱慣性を有する絶
縁材料を使用すると、非常に良好な結果を与え
る。FIBROTHAL（登録商標）の名で市販され
ている加熱モジユールを用いると特に成果があ
り、このモジユールは活性表面を有するセラミツ
ク繊維から本質的に形成されており、その中に加
熱部材を全部又は一部組み入れておりかつその絶
縁部分は通常の絶縁体の重量の何分の一かの重量
にすぎないものである。それを用いると、非常に
低い熱慣性のものが得られ、非常に短い加熱時間
及び冷却時間を可能ならしめる。小密度かつ高絶
縁力の絶縁体を持つそうした加熱部材は、本発明
による方法で調節するテンパリング用炉の構成に
特に適合している。加熱部材は絶縁体に組み込む
必要がなく、他方、絶縁体の前方に適当な支持体
から吊り下げることができる。

本発明による調節の方法を好ましい態様と関連
付けて以下に説明する。

説明する例は３個のセルを有する炉に関するけ
れども、本方法は３個より多く又は少ないセルを
有する炉にも同様に適用することができる。大規
模製造装置で使用する炉は一般的に５個、６個又
はさらに多くのセルを有する。当然、本方法はこ
れらの炉にも同一の有利さをもつて適用可能であ
る。

第１図は、３個のセルを有する炉の主要部分
を、鉛直な中央の面に沿つた長手方向の断面にお
いて示したものである。炉は、絶縁材料からなる
底部１、炉の入口及び出口にありその間に鉛直な
スロツトを形成した壁部材２及び３、ガラス板の
移送及び通過を許容するスロツトをやはり残した
天井部材４、及び後壁５からなる。ガラス板８は
クランプ９から吊り下げられており、クランプは
キヤリジ１１の下方部分に配置した鉛直なフレー
ムワーク１０に固定され、そしてそのキヤリジ１
１はローラ１２に載置されている。炉の上方にあ
る移送用レール１３上を炉の長手方向に移動可能
な前記キヤリジは、図示されていない機構によつ
て、所定の速度（周期数）でガラス板８とともに
中断せず連続的に駆動される。

図示した炉は３個のセル，，を有してい
る。各セルは、正規の作動では、ガラス板が占有
している。

セルの後壁は、凝集セラミツク繊維による絶縁
材料の板で形成した壁部材１６の集合体からな
る。電気抵抗器１７から成る加熱部材は、炉の内
側に向けて絶縁材料の内側表面に組み込まれてお
り；それは輻射線でエネルギーを放出する。各セ
ルの壁は、セルの長軸方向全体にのびておりかつ
鉛直に並んだ３つの帯域Ａ，Ｂ及びＣに分けられ
ており、これらは各セルにおける異なる帯域での
調節を可能ならしめる。

炉の入口の前に光バリヤー２０を配置し、出口
に光高温計２１を配置する。セル及びの間に
加熱されない中間帯域２２があり、その炉壁を貫
通して開口２３を設ける。この開口２３に面しか
つ炉の反対側に、測定領域を開口２３に向けて置
いた光高温計２４（第２図）に配置し、そうして
温度測定が炉壁からの輻射で影響を受けないよう
にする。

同じようにして、セル及びの間の加熱され
ない中間帯域２５に開口２６を炉壁を通して設け
る。この開口に面して、炉の反対側から測定領域
が開口２６へ向いている高温計２７がある。

輻射線高温計２４は、移送手段の段階的な進行
の間に、ガラス板が実際にセルからセルへ移
送されたかどうかを検出し、かつ同時にセルへ
通過する瞬間の温度を測定する。同様にして、輻
射線高温計２７はセルからセルへ通るキヤリ
ジがガラス板を運搬しているかどうかを検出し、
その瞬間にセルへ導入されるガラス板の温度を
測定する。

第３図に概略的に示されているように、各セル
の各帯域Ａ，Ｂ及びＣには、各熱電対の接点が加
熱部材の輻射表面の前にかつこの加熱部材の近く
に位置するように配置した熱電対３０〜３８を付
設する。熱電対３０〜３８は炉のセルの各帯域に
おける加熱用抵抗器の温度の瞬間的測定を可能に
する。

測定手段で測定したすべての値、即ち光バリヤ
ー２０から得た信号、高温計２４，２７，２１が
与える温度の値、及び熱電対３０〜３８が与える
温度の値をマイクロプロセサに導入し、それはそ
の情報から所定のプログラムの関数としてセルの
異なる帯域の加熱の調節を保証する；電力は各帯
域においてサイリスタコントロール４０（第３
図）が調節する。調節に用いるマイクロプロセサ
は公知のタイプ、例えばAEG社のタイプCP80、
ジーメンス社のタイプS5及び150、又はテレメカ
ニーク社のタイプTSX80であることができ、従
つてマイクロプロセサの構成の詳細な説明は必要
ないが、第２及び３図に依るいろいろな作用の記
載の形での調節装置の操作を満足に与える。

第２図に依れば、まず第一に、測定及び調節の
いろいろな量の相互作用の原理が規定されてい
る。接続４１は移送キヤリジの前進について決定
された周期数をデータ保存レジスタ４２へ伝え
る。平行して、移送キヤリジの段階的進行の間に
ガラス板が光反射バリヤー２０検出帯域に入る
と、バリヤーが放出する変化する信号が供給され
る。

データ保存レジスタ４２はプログラムが定めた
瞬間にガラス板が炉の入口に位置しているかどう
かを確認する。レジスタ内で前進があると対応す
る信号が接続４３，４４，４５を介して比例積分
レギユレータ４６，４７，４８へ送られ、そこで
次の仕方で使用される。

プログラムされた瞬間に光バリヤがガラス板の
存在を検出しなかつた場合には、レギユレータ４
６，４７，４８を通してセル，及びへ供給
される電力のレベルがプログラムで決められた値
に低下する。しかしながら、各セルにおけるパワ
ーの減少は即座に起きるのではなく、キヤリジが
光バリヤーを横断してこのセルへ到達する時間に
相当する遅延をもつて起きる。

他方、光バリヤー２０が炉の入口の前でガラス
板を検出した場合には、レギユレータ４６，４
７，４８は接続４３，４４，４５によつて作動せ
られ、通常は、所望の瞬間に各セルに正規の加熱
プログラムを実施するのに必要なエネルギーを供
給する。

セルの熱電対３０，３１，３２は接続５０を
通して直接にレギユレータ４６をコントロール
し、それがセルの加熱要素に作用する。同様な
仕方で、熱電対３３，３４，３５が接続５１で直
接にレギユレータ４７に作用してセルの加熱要
素に供給するパワーを調節し、熱電対３６，３
７，３８が接続５２でレギユレータ４８に作用し
てそれがセルの加熱要素のパワーを供給する。

比例積分レギユレータ４６，４７，４８は、熱
電対３０〜３８からの温度測定信号を受けて比例
積分動作によりセル，，の加熱要素を制御
する。

説明を簡単にするために、各セルについて単一
のレギユレータ４６，４７，４８を示したが、し
かしながら、帯域Ａ，Ｂ，Ｃを別々に調節する場
合には各セルの各帯域に別々のレギユレータが必
要であることが理解されるべきである。

高温計２４からの信号は一方では接続５５でカ
ウンタ５４へそして他方では接続５７で比例レギ
ユレータ５８へ供給する。カウンタ５４では、ガ
ラス板の存在で指示された信号をカウントする。
各レギユレータ４６，４７，４８へ出される値は
カウンタの状態の関数として決定され、介在する
レジスタ４２は、炉におけるガラス板の通過の周
期数に従つて、ガラス板の不存在の検出を可能な
らしめかつ、信号の伝達を進めさせる。比例レギ
ユレータ５８を通して伝達される高温計２４から
の信号はレギユレータ４７，４８を介してセル
，を比例動作により制御する。

テンパリング・ステーシヨンの直ぐ前に（即ち
曲げステーシヨンの後に必要な場合に）配置した
輻射線高温計２１は、全体調節のための要素であ
る。それはこの臨界的位置の温度を測定し、比例
レギユレータ６２を介して３個のセルの各レギユ
レータ４６，４７，４８に働きかける。

測定及び調節用の異なる要素の相互接続を第３
図に概略的に示した。カウンタ５４、レジスタ４
２、比例レギユレータ５８，６０，６２及び比例
積分レギユレータ４６，４７，４８は、接続６４
によつて手動式に、又は光バリヤ２０、熱電対３
０〜３８及び輻射線高温計２４，２７，２１によ
つて自動的にコントロールすることができるよう
なマイクロプロセサの要素である。

測定値はアナログ値でありかつ他方マイクロプ
ロセサはデジタル値だけを処理可能なので、アナ
ログ・デジタル変換器６６，６８を加える。すべ
ての値を同時に使用することはできないので、輻
射線高温計からの測定値を順にかつ所望の順序で
入手する回転形接続器７０をコンバータ６６に加
える。コンバータ６８と平行に各熱電対からの測
定値を周期的にかつ所望の順序で入手する回転形
接続器７２を加える。

デジタル・アナログ変換器７４及び回転形接続
器７６を通して比例積分レギユレータ４６，４
７，４８で、グループ化したサイリスタレギユレ
ータ４０をコントロールし、これが調節している
３個のセル，，の各加熱帯域Ａ，Ｂ，Ｃに
別々に加熱のパワーを供給する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、３個のセルを有する炉の中央の面を
通した長手方向の概略的断面図を、拡大した詳細
とともに示したものである。第２図は、本発明の
対象である調節方法に従う検出及び測定の地点並
びにその測定値の処理を示す流れ図である。第３
図は、本発明による方法における全体の調節回路
の概略的表現である。 １……炉の底部、２……炉の入口の壁、３……
炉の出口の壁、４……天井、５……炉の後壁、８
……ガラス板、９……クランプ、１０……鉛直フ
レームワーク、１１……キヤリジ、１２……ロー
ラ、１３……移送レール、１６……壁部材、１７
……抵抗器、２０……光バリヤー、２２，２５…
…中間帯域、２３，２６……開口、２４，２７…
…輻射線高温計、３０〜３８……熱電対、４０…
…サイリスタ・コントロール、４２……データ保
存レジスタ、４６，４７，４８……比例積分レギ
ユレータ、５４……カウンタ、５８，６０，６２
……比例レギユレータ、６６，６８，７４……ア
ナログ・デジタル変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炉内で鉛直に置いたガラス板を所定の周期数
   でセルからセルへ移送して曲げ及び（又は）テン
   パリング温度に加熱し、その際各セルにおける加
   熱パワーを所定のプログラムに従つてセルの壁温
   度の関数として一定のレベルに調節することから
   なる、複数の連続セルで構成されかつ迅速な熱的
   応答を有する炉におけるガラス板の温度調節方法
   において、ガラス板の段階的な運行と同期して炉
   の少なくとも一個のセル上流でその存在をチエツ
   クし、こうして得た信号を後続するセルに供給す
   るパワー調節量の修正に使用することを特徴とす
   る方法。 ２ ガラス板の存在を前記炉の最初のセルへ入る
   前でチエツクする、特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３ ガラス板の存在を前記炉の二つのセルを分離
   する帯域でチエツクする、特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の方法。 ４ 前記のチエツクを輻射線高温計を用いて実施
   するガラス板の温度測定によつて行い、かつその
   測定を後続するセルの加熱パワーの調節に利用す
   る、特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５ 前記炉の反対側の壁にある開口に面した比較
   的狭い測定面積を有する輻射線高温計を使用す
   る、特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６ ガラス板の存在を少なくとも最初とその次の
   セルの中間の部分で測定する、特許請求の範囲第
   ３項ないし第５項のいずれかに記載の方法。 ７ ガラス板の存在をその温度とともに少なくと
   も最初とその次のセルの中間の部分で測定する、
   特許請求の範囲第３項ないし第５項のいずれかに
   記載の方法。 ８ ガラス板の温度を複数の鉛直に並んだ帯域で
   上下に配置した複数の輻射線高温計を用いて測定
   し、かつ後続するセルにおける加熱パワーを前記
   高温計の位置に対応する帯域で前記測定温度の関
   数として別々に調節する、特許請求の範囲第４項
   ないし第６項のいずれかに記載の方法。 ９ 温度測定手段の次にあるセルの下流に位置す
   るセルにおける加熱パワーの調節をデータ・レジ
   スタを用いて実施して、ガラス板がそのセルへ到
   達するまでにかかる時間に相当する遅延をさせて
   調節を行なう、特許請求の範囲第１項ないし第８
   項のいずれかに記載の方法。 １０ 前記測定手段が与えるインパルスを、ガラ
   ス板が炉を通過する周期数の関数である理論上の
   信号と比較し、移送手段の故障が起きた場合など
   実際の周期数がその正常値から逸脱した場合に各
   セルの加熱プログラムを修正する、特許請求の範
   囲第１項ないし第９項のいずれかに記載の方法。 １１ 前記炉の出口においてガラス板の温度を輻
   射線高温計で再び測定し、その測定を炉の加熱パ
   ワーの全体の調節のパラメータとして働かせる、
   特許請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれか
   に記載の方法。 １２ 前記ガラス板を炉の出口において曲げの後
   にテンパリングし、その温度をテンパリング・ス
   テーシヨンに入る前、即ち曲げ工程の後に測定す
   る、特許請求の範囲第１１項記載の方法。 １３ 異なる測定手段が与える信号を、前記炉の
   加熱をコントロールするようプログラムしたマイ
   クロ・プロセサに導入する、特許請求の範囲第１
   項ないし第１２項のいずれかに記載の方法。 １４ 前記温度調節プログラムがガラス板の相次
   ぐ通過を考慮したものであり、冷たい部材との接
   触により熱損失を補償するために炉の始動の際に
   供給するパワーは正規の操作時よりも高くしてあ
   る、特許請求の範囲第１３項記載の方法。 １５ 迅速な応答を有する電気的加熱手段並びに
   高絶縁性及び低熱慣性を有する絶縁材料を用いた
   炉を使用する、特許請求の範囲第１項ないし第１
   ４項のいずれかに記載の方法。 １６ 約200Kg／m³の密度を有するセラミツク繊
   維から本質的になる絶縁板の表面に全体的又は部
   分的に組み込んだ加熱要素を使用する、特許請求
   の範囲第１５項記載の方法。 １７ 炉内で鉛直に置いたガラス板を所定の周期
   数でセルからセルへ移送して曲げ及び（又は）テ
   ンパリング温度に加熱し、その際各セルにおける
   加熱パワーを所定のプログラムに従つてセルの壁
   温度の関数として一定のレベルに調節し、また、
   ガラス板の段階的な運行と同期して炉の少なくと
   も一個のセル上流でその存在をチエツクし、こう
   して得た信号を後続するセルに供給するパワー調
   節量の修正に使用することからなる、複数の連続
   セルで構成されかつ迅速な熱的応答を有する炉に
   おけるガラス板の温度調節方法を、加熱要素１６
   に面する異なるセルに配置した熱電対３０〜３８
   が放出する温度測定信号に応答する加熱レギユレ
   ータを付設した、低熱慣性及び複数のセル（，
   ，など）を有する鉛直形移送炉で実施するた
   めの装置において、少なくとも１個の光高温計２
   ４を二個のセルを分離している中間部分に配置
   し、その光高温計を調節量修正用レギユレータに
   接続することを特徴とする装置。