JPH0215487B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、板ガラスやその他の板状物質を強化
したり、曲げたり、曲げ及び強化したり或いは被
膜形成したりするような処理操作の準備段階とし
てコンベヤを含む炉において板ガラスやその他の
板状物質例えば溶融シリカを加熱する際にこの加
熱を制御する方法に係る。

米国特許第3806312号、第3934970号、第
3947242号、第3994711号には、ローラコンベヤを
備えていて板ガラスを一般的に水平方向にその関
連加熱室を通して運搬しつつ加熱する炉が開示さ
れている。運搬される板ガラスの上面及び下面に
対する加熱室内のガスの対流によつて或る程度の
加熱が得られる。コンベヤの加熱されたロールと
各々の運搬される板ガラスの下面との間の熱伝導
によつても或る程度の加熱が与えられる。更に、
これら炉の好ましい構造体はコンベヤロールの上
下に電気抵抗素子を用いていて、板ガラスの上面
及び下面の両方が放射熱によつて加熱されるよう
になつている。当然のことではあるが、コンベヤ
のロールはコンベヤの下に配置された抵抗素子か
ら各板ガラスの下面を或る程度さえ切り、これに
より、ガラスへ送られる放射エネルギを減少させ
る。

最終ガラス製品が建築用の平らなガラスである
か乗物に使用される曲つたガラスであるかに拘り
なく加熱中にはローラコンベヤに対して板ガラス
を一般的に平らに維持することが重要である。平
らなガラスは通常のやり方で強化されるか、或い
は先ず金属膜を形成し次いで加熱した板ガラスを
急冷することによつて強化され、このようにすれ
ば、最終製品を平らなものにすべき場合に板ガラ
スが平らな状態から著しくそれることはない。加
熱した板ガラスが平らな状態から相当にそれる場
合には、使用される曲げ装置の形式にもよるが、
板ガラスの曲がり形状を正確に制御することが困
難である。ローラコンベヤにおいて起こり得るこ
とであるが、板ガラスの上面と下面との加熱程度
が同じでないと、片面の加熱が強くなつて他面よ
り大きく膨張するために平らな状態からそれるこ
とになる。

板ガラスを処理のために所望の温度に加熱する
場合には、最小限のエネルギ入力で加熱するよう
にできるだけ迅速に且つ正確に加熱を行なうのが
最も好ましい。

ガラスを強化するように加熱する際の別の問題
は、ガラス縁を越えたところに位置された部分的
にしか負荷のかゝらない発熱素子によつてガラス
縁が過熱されることである。全ての発熱素子の全
ての領域に同じ電力入力が与えられる場合には、
部分的にしか負荷のかゝらない素子が過熱し、ひ
いてはガラス縁を過熱することになる。これに対
し、発熱素子の全ての領域が負荷に拘りなく便利
な温度に維持される場合には、ガラスが均一に加
熱される。

加熱ゾーン即ち加熱室の温度を測定する１つの
方法は、炉壁を貫通して延びる熱電対制御器を用
いることである。このような熱電対制御器は、連
続コンベヤとガラスとのスペース及びガラスに対
して共振する傾向がある。このような熱伝対に伴
なう１つの問題は、このような温度センサが基本
的に１つのポイントソースより成り、これでもつ
て10フイート（３ｍ）以上の長さの加熱ゾーン即
ち制御ゾーン内の熱を検出することにある。又、
このような熱電対は汚れやすく、然も炉壁を貫通
するこの熱電対に沿つて熱損失を招くことにな
る。又、このような熱電対は比較的高価である上
に、こわれないように慎重に取り扱うことが必要
である。

炉内の温度を測定しその後発熱素子への電力量
を制御する別の方法は放射高温計を使用すること
である。典型的に、放射高温計は炉の側壁を貫通
して延びる透明窓に保持される。然し乍ら、この
ような高温計を使用する場合には多くの問題が生
じる。即ち、この場合には操作者の介入が必要で
あるが、これは測定を行なうことのできる頻度及
びその信頼性を低下させる。又、典型的に、高温
計で感知を行なうところの経路が炉内の煙や曇つ
た観察窓によつて妨げられることになる。

これに対する１つの解決策は、電気抵抗発熱素
子自体を温度センサとして用いることである。こ
のような発熱素子の抵抗値は発熱素子の温度に比
例し、従つて発熱素子の温度を発熱素子の抵抗値
に相関させることができる。各々の発熱素子の温
度に伴なう抵抗値の変化は長時間にわたつて適当
な関係にあり、従つて、しばしば校正を必要とす
る熱電対制御器のようなアナログセンサを使用せ
ずに温度制御のための信頼性のあるパラメータが
与えられる。

このような発熱素子の抵抗値ひいては温度は、
発熱素子の付勢電圧及びこれに対応する付勢電流
を測定することによつて決定できる。このような
手順即ち方法は、Cahill氏等の米国特許第
3752956号、Orosy氏等の米国特許第3789190号、
Sebens氏等の米国特許第4162379号、Obersby氏
の米国特許第3585267号、及びVarrasso氏の米国
特許第3984611号のような多数の公知特許に開示
されている。Varrasso氏の特許には、ジユール
効果発熱装置の電極対間の抵抗値、電圧及び電流
を監視することによつて電極の故障を予想する方
法が開示されている。

本発明の目的は、コンベヤ上の物質を正確に制
御しつつ加熱して加熱中にこの板状物質を一般的
に平らな状態に保つことである。

本発明の別の目的は、コンベヤ炉内で板ガラス
を運搬する間にはコンベヤ炉内の色々に負荷の
かゝつた電気抵抗発熱素子の全ての領域を一定の
温度に維持し、或いは板ガラスが炉内に固定され
る場合には負荷がかゝつた領域以外のところでの
加熱を制御して板ガラスを所望温度に均一加熱す
ることである。

本発明の更に別の目的は、センサとしても働く
抵抗発熱素子によつて板状物質を正確に制御しつ
つ加熱することであり、上記のセンサは板状物質
が加熱される制御ゾーンと同程度の長さであり、
温度増減率、温度再設定、感度減衰の修正等の必
要性を少なくするものである。

以上の目的及びその他の目的を達成するため
に、加熱室を形成するハウジングと、このハウジ
ングにより加熱室内に支持された少なくとも２つ
の電気抵抗発熱素子とを備えた板ガラス加熱炉内
での板ガラスの加熱を制御する方法についてここ
に説明する。この方法は、発熱素子を所望の加熱
温度にした時の各々の発熱素子に対する基準抵抗
値を決定し、発熱素子を付勢し、付勢された各発
熱素子にまたがる電圧降下の瞬時値を順次に得、
そして付勢された各発熱素子に流れる電流の瞬時
値を順次に得るという段階を備えている。更に、
同じ発熱素子に対する電圧及び電流の瞬時値を相
関させて各発熱素子の瞬時抵抗値を求め、各々の
瞬時抵抗値をそれに対応する基準抵抗値と比較
し、そしてこの比較結果に応じてそれに対応する
各発熱素子への電力を自動的に調整して各発熱素
子の抵抗値をその基準抵抗値に維持するという段
階も備えている。

各発熱素子の瞬時抵抗値は、同じ発熱素子に対
する電圧及び電流の瞬時値からデジタルで計算さ
れるのが好ましい。又、付勢された各々の発熱素
子に対する電圧及び電流の瞬時値を得る上記段階
は、付勢された発熱素子に対する電圧及び電流の
値を順次追跡しそしてこの追跡された電圧及び電
流の値を追跡後に保持するという段階を含むのが
好ましい。

又、本発明は、米国特許第4117252号に開示さ
れたような高温炉において黒鉛の発熱素子が受け
る電力を制御するのに利用することもできる。

本発明の目的、特徴及び効果は、添付図面を参
照した以下の詳細な説明より容易に明らかとなろ
う。

第１図には、参照番号１０で一般的に示された
板ガラス処理システムが概略的に図示されてお
り、この処理システムは本発明によつて構成され
た加熱炉１２と、加熱された板ガラスを曲げた
り、曲げ及び強化したり、或いは被膜付けしたり
するようにして処理を施す処理ステーシヨン１４
とを備えている。又、本発明は、溶融シリカのよ
うなその他の板状物質の加熱にも利用できる。

第１図に示された炉１２は、板ガラスを加熱す
る加熱室１８を形成するハウジング１６を備えて
いる。炉のローラコンベヤ２０は加熱室１８を通
して板ガラスを運搬するように水平方向に延びた
ロール２２を備えており、加熱室１８内で板ガラ
スは室温から所望温度まで加熱されそして処理ス
テーシヨン１４において処理される。本発明は固
定炉にも利用できる。

第１図に示された炉１２のローラコンベヤ２０
は、米国特許第3806312号、第3907132号、第
3934970号及び第3994711号に開示されたように１
対の連続駆動ループ２８がコンベヤロール２２の
両端を各々支持すると共に摩擦駆動するような型
式のものであるのが好ましい。駆動ループ２８は
ピンで連結されたリンク型の歯付きチエーンとし
て実施されるのが好ましく、そして駆動ループ２
８は炉１２の両端ではその両側において関連歯付
きホイール３０に受け入れられる。歯付きホイー
ル３０を駆動すると、炉の隣接した側部において
炉の加熱室の外部に配置された関連支持面３２に
対して各駆動ループ２８の上部区分がスライド移
動される。好ましくは、Ｔ字型のセラミツク保持
体（図示せず）によつて固定された複数個の電気
抵抗素子３４に電力が供給されて、ローラコンベ
ヤ２０の上及び下（図示せず）から加熱室１８内
の板ガラスが加熱される。単１の素子３４が使用
されもよい。

各々の抵抗発熱素子３４は、黒鉛、ステンレス
スチール又は他の抵抗素子より成る一般的に平ら
な発熱グリツドを備えているのが好ましい。以下
で詳細に述べるように、各々の発熱素子即ち熱源
３４はセンサも構成し、これにより温度増減率、
温度再設定、感度減衰の修正等の必要性が低減さ
れる。

各々の電気抵抗素子３４は、例えば、互いに逆
極性に並列接続されたSCR（図示せず）によつ
て、互いに逆極性の電力パルスを交互に発生する
電源へ接続される。互いに逆極性に接続された
SCRの組は第２図に示されたように電力制御回
路３８によつて制御される。

板ガラスを運搬しながら電気抵抗素子３４によ
つて加熱する場合には、各素子３４に同じ電力入
力を与えて各発熱素子の抵抗値を所定値に維持す
ることによつて加熱が制御される。炉１２のよう
なローラコンベヤ炉においては、ガラス縁を越え
て延びる部分的にしか負荷のかゝらない発熱素子
は、完全に負荷のかゝる発熱素子（例えば、板ガ
ラスが位置されるところに対応する発熱素子）へ
の電力と同じ電力入力が与えられた場合には過熱
する。

先ず初めに各々の発熱素子を校正するために
各々の発熱素子３４の抵抗値（所望の平均加熱温
度）を表わす設定点即ち所定基準値が用意され
る。即ち、各個々の発熱素子３４は板ガラスを加
熱するための所望の温度に付勢される。それに対
応する電圧及び電流を測定し、次いで抵抗値を決
定する。

これらの設定点抵抗値を次いでテレタイプユニ
ツト４２によつてデジタル制御コンピユータ４０
へ入力する。各々の設定点抵抗値はコンピユータ
４０の内部メモリに記憶され、後でこのメモリか
ら読み出されて比較器（これもコンピユータ４０
の内部にある）への一方の入力値として送られ
る。この比較器への他方の入力は、各々の発熱素
子の瞬時電圧及び電流を読み取ることによつてコ
ンピユータで計算された抵抗値である。

一般に、第２図に示された制御回路は各発熱素
子の変流器に流れる種々の電流値をマルチプレク
サ４４によつて順次に監視すると共に、各発熱素
子間に現われる種々の電圧値をマルチプレクサ４
６によつて順次に監視する。コンピユータ４０は
監視さるべき特定の発熱グリツド素子に対応する
アドレスコードをアドレスライン４８に沿つて周
期的に発する。選択された発熱グリツド素子の電
圧及び電流に対応するアナログ値は各々ライン５
０及び５２に沿つて現われる。

一般のタイミング回路５４は追跡・保持回路５
６を制御するようにコンピユータ４０によつて制
御され、追跡・保持回路５６は電流追跡・保持回
路５８と、電圧追跡・保持回路６０とを備えてい
る。タイミング回路５４は切換過渡状態によるエ
ラーをなくすように色々なタイミング機能や遅延
機能を該回路自体の中に組み込んでいる。

追跡・保持回路５６は監視される発熱素子に関
連した電流及び電圧値を追跡し、タイミング回路
５４から適当な信号を受け取ると、電流及び電圧
値を保持する。このようにして、電圧降下（付勢
された各発熱素子間の）及び電流（付勢された各
発熱素子に流れる）の瞬時値が得られ、これらは
ライン６２及び６４を経てアナログ−デジタルコ
ンバータ回路６６へ各々送られる。

コンバータ回路６６はアナログ−デジタル電圧
コンバータ６８と、アナログ−デジタル電流コン
バータ７０とを備えており、これらは電圧及び電
流のアナログ信号を、コンピユータ４０が理解及
び処理できる形態に変換する。コンバータ回路６
６からのデジタル信号はコンピユータ４０によつ
て用いられ、コンピユータ４０がライン４８を介
してアドレスした特定の発熱素子の抵抗値ひいて
はその温度が計算される。この瞬時抵抗値は、コ
ンピユータ４０内の比較器により、その特定の発
熱素子に対して予め確立されている対応設定点抵
抗値と比較される。

現在監視されている発熱素子に対し瞬時値が設
定抵抗値より大きい時には、コンピユータ４０は
バス７２に沿つて電力制御回路３８へ信号を送つ
て、この監視されている特定の発熱素子への電力
入力を制御する。熱源とセンサとの間には熱的な
遅れがないので、各々の電力制御回路３８は単に
オン−オフ型の制御回路である。或いは又、回路
３８はコンピユータ４０により発生されたエラー
信号（これは設定点抵抗値と瞬時抵抗値との間の
差に相当する）を用いて、適当な制御信号を発生
し、監視されている特定の発熱グリツドが受ける
電力量を変えるようにしてもよい。このような制
御回路によつてその他の制御機能を果たしてもよ
いが、これらは当業者によつて明らかであろう。

このようにして、発熱素子へ与えられる電力
は、瞬時抵抗値に応じて各発熱素子の抵抗値をそ
の基準抵抗値に維持するようにすばやく且つ自動
的に調整される。前記したように、各発熱素子の
平均温度も制御される。移動する板ガラスによつ
て発熱素子に課せられる電流負荷に基いて種々の
発熱素子に色々な量の電力が与えられる。

コンピユータ４０は、ガラス縁を越えたところ
で発熱する部分的にしか負荷のかゝらない発熱素
子によるガラス縁の過熱を防止するように、各々
の特定の発熱素子が受ける電力量を順次に制御す
る。このようにして、各々の発熱素子への電力入
力は、板ガラスによつて発熱素子に課せられる特
定の所要負荷に基いて変えられる。従つて発熱素
子の全領域は負荷に拘りなく一定温度に維持さ
れ、ガラスの加熱が均一に維持されると共に、負
荷がかゝつた領域以外のところでの加熱が制御さ
れる。

本発明を実施する最良の態様を詳細に述べた
が、別の色々な構成及び形態で本発明を実施でき
ることも当業者に明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によつて加熱室の温度が制御さ
れるコンベヤ炉を備えた板ガラス処理システムの
部分破断側面概略図、そして、第２図は本発明を
実施するのに利用できるコンピユータ化制御装置
の回路図である。 １０……板ガラス処理システム、１２……加熱
炉、１４……処理ステーシヨン、１６……ハウジ
ング、１８……加熱室、２０……ローラコンベ
ヤ、２２……ロール、２８……駆動ループ、３０
……歯付きホイール、３４……電気抵抗素子、３
８……電力制御回路、４０……デジタル制御コン
ピユータ、４２……テレタイプユニツト、４４，
４６……マルチプレクサ、５４……タイミング回
路、５６……追跡・保持回路、６６……アナログ
−デジタルコンバータ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱室を形成するハウジングと、このハウジ
   ングによつて加熱室内に支持されていて板状物質
   を加熱する少なくとも１つの電気抵抗発熱素子と
   を備えた炉において板状物質の加熱を制御する方
   法であつて、 発熱素子を所望の加熱温度にした時の発熱素子
   の基準抵抗値を決定し、 発熱素子を付勢し、 付勢された発熱素子にまたがる電圧降下の瞬時
   値を得、 付勢された発熱素子に流れる電流の瞬時値を
   得、 発熱素子の電圧及び電流の瞬時値を相関させて
   発熱素子の瞬時抵抗値を得、 この瞬時抵抗値をこれに対応する基準抵抗値と
   比較し、 この比較の結果に応じて、発熱素子の抵抗値を
   その基準抵抗値に維持するように発熱素子への電
   力を自動的に調整することを特徴とする方法。 ２ 加熱室を形成するハウジングと、このハウジ
   ングによつて加熱室内に支持された少なくとも２
   個の一般的に平らな電気抵抗発熱素子とを備えて
   いて、各発熱素子の少なくとも一方の平らな面か
   ら加熱室内の板状物質へ熱が供給されるような板
   状物質用の炉において板ガラスの加熱を制御する
   方法であつて、 発熱素子を所望の平均加熱温度にした時の各発
   熱素子の基準抵抗値を決定し、 発熱素子の平らな領域の実質的全体から加熱室
   へ熱が送られるように発熱素子を付勢し、 付勢された各発熱素子にまたがる電圧降下の瞬
   時値を得、 付勢された各発熱素子に流れる電流の瞬時値を
   得、 同じ発熱素子に対する電圧及び電流の瞬時値を
   相関させて各発熱素子の瞬時抵抗値を得、 各々の瞬時抵抗値をこれに対応する基準抵抗値
   と比較し、 各比較の結果に応じて、各発熱素子の抵抗値を
   その基準抵抗値に維持するように各発熱素子への
   電力を自動的に調整することを特徴とする方法。 ３ 上記調整段階は、各発熱素子への電力を交互
   にオン及びオフにすることを含む特許請求の範囲
   第２項に記載の方法。 ４ 各発熱素子が同じ板状物質の別々の領域へ熱
   エネルギを送るように発熱素子を付勢する特許請
   求の範囲第２項に記載の方法。 ５ 加熱室を形成するハウジングと、板ガラスを
   加熱するように上記加熱室を通して水平方向に板
   ガラスを運搬するための水平方向に延びたロール
   を含むローラコンベヤと、上記ハウジングにより
   加熱室内でローラコンベヤの両側に支持されてい
   て加熱室を通じて送られる板ガラスを加熱する少
   なくとも２個の電気抵抗発熱素子とを備えている
   板ガラスコンベヤ炉を経て板ガラスを移動しなが
   ら板ガラスを加熱する時にこの板ガラスコンベヤ
   炉内の温度を実質的に均一に維持する方法におい
   て、 板ガラスの上面及び下面へ送られる放射エネル
   ギの量を実質的に等しくするようにして発熱素子
   を個々の所望の加熱温度にした時の各発熱素子の
   基準抵抗値を決定し、 発熱素子を付勢し、 付勢された各発熱素子にまたがる電圧降下の瞬
   時値を得、 付勢された各発熱素子に流れる電流の瞬時値を
   得、 同じ発熱素子に対する電圧及び電流の瞬時値を
   相関させて、各発熱素子の瞬時抵抗値を得、 各々の瞬時抵抗値をこれに対応する基準抵抗値
   と比較し、 各々の比較の結果に応じて、各々の発熱素子の
   抵抗値をその基準抵抗値に維持するように各各の
   発熱素子への電力を自動的に調整することを特徴
   とする方法。 ６ 加熱室を形成するハウジングと、このハウジ
   ングによつて加熱室内に支持されていてこの加熱
   室を通じて送られる板ガラスを加熱する少なくと
   も２つの電気抵抗発熱素子とを備えた板ガラス用
   ローラコンベヤ炉において板ガラスの加熱を制御
   する方法であつて、 発熱素子を所望の加熱温度にした時の各発熱素
   子の基準抵抗値を決定し、 この基準抵抗値を記憶し、 付勢された各発熱素子にまたがる電圧降下の瞬
   時アナログ値を順次に得、 このアナログ電圧値をデジタル値に変換し、 付勢された各発熱素子に流れる電流の瞬時値を
   順次に得、 このアナログ電流値をデジタル値に変換し、 同じ発熱素子に対する電圧及び電流の瞬時値か
   ら各発熱素子の瞬時抵抗値をデジタルで計算し、 各々の瞬時抵抗値をこれに対応する上記記憶さ
   れた基準抵抗値と比較し、 各々の比較の結果に応じて、各発熱素子の抵抗
   値をその基準抵抗値に維持するように各発熱素子
   への電力を自動的に調整することを特徴とする方
   法。 ７ 加熱室を形成するハウジングと、このハウジ
   ングによつて加熱室内に支持されていてこの加熱
   室を通して送られる板ガラスを加熱する少なくと
   も２個の電気抵抗発熱素子とを備えた板ガラス用
   ローラコンベヤ炉において板ガラスの加熱を制御
   する方法であつて、 発熱素子を所望の加熱温度にした時の各発熱素
   子の基準抵抗値を決定し、 発熱素子を付勢し、 付勢された各発熱素子にまたがる電圧降下の値
   を順次追跡し、 所定時間の追跡後に各々の追跡された電圧の値
   を保持し、 付勢された各発熱素子に流れる電流の値を順次
   追跡し、 第２の所定時間の追跡後に各々の追跡された電
   流の値を保持し、 同じ発熱素子に対する電圧及び電流の保持値を
   相関させて、各発熱素子の瞬時抵抗値を得、 各々の瞬時抵抗値をこれに対応する基準抵抗値
   と比較し、 各々の比較の結果に応じて、各々の発熱素子の
   抵抗値をその基準抵抗値に維持するように各各の
   発熱素子への電力を自動的に調整することを特徴
   とする方法。