具有放大的空气喷嘴用于加热低“E” 涂层玻璃的半对流强制通风系统 【发明领域】
本发明涉及一种用于加热玻璃板供随后加工的半对流式强制通风系统和方法。更具体地说，本发明的系统和方法用于在回火之前加热低发射率涂层玻璃(低“e”玻璃)。发明背景
用于加热玻璃板为随后的加工，如回火，作准备的强制通风炉在该技术中是已知的。例如，McMaster的美国专利No.4,529,380和No.4,505,671公开了一种玻璃板加工系统，该系统包括一个加热炉和一个用于加工热玻璃板的加工站，以便提供弯曲、回火、弯曲和回火、成膜等等。美国专利No.4,592,380和No.4,505,671的加热炉，包括一列在加热室内输送机上方间隔开的气体喷嘴。各气体喷嘴供给初始气流射向输送机，以便当玻璃板被输送穿过加热室时，提供玻璃板的强制对流加热。McMaster的气体喷嘴安排成垂直于输送机长度和玻璃板前进方向的线性系列。每个喷嘴系列都连接到共用的线性供给歧管或导管上。每个供给导管还在加热炉的横向方向上，垂直于输送机的长度延伸。McMaster指出，各气体喷射泵阵列横过运输方向相互间隔开，以便在玻璃板的整个宽度上加热每块输送的玻璃板。
如Mc Master所述地这种加热系统，用于在回火之前加热透明玻璃，似乎提供满意的结果。另一些已知的系统用于加热在回火之前具有发射率额定值大于约0.2的涂层玻璃，提供了满意的结果。然而，制造厂家现在开始生产涂层玻璃制品，这些制品具有发射率额定值在0.15-0.04范围内。现有技术的加热系统，其中包括在美国专利No.4,592,380和No.4,505,671所公开的系统，用于回火具有这种低发射率额定值的玻璃，不能提供满意的结果。
Tamglass的美国专利No.5,951,734公开了一种用于加热低“e”玻璃薄板，尤其是具有发射率额定值低于0.2的低“e”玻璃板的系统。由Tamglass的美国No.5,951,734中所公开的加热系统，提供的优点之一在于：它使因没有均匀地加热玻璃板所引起的玻璃板中“板材凹陷”和“起泡”问题减至最小。
尽管在Tamglass的美国专利No.5,951,734中所公开的加热系统提供了极好的结果，但它需要比加热非涂层玻璃所需的时间更长的加热时间，以便将低“e”玻璃加热到所需的温度。因此，理想的情况是提供一种用于加热低“e”玻璃的系统，该系统要求加热时间比在Tamglass的美国专利No.5,951,734的加热系统中用于把低“e”玻璃加热到所需温度所需的加热时间更短。
尽管利用喷嘴混合热的炉内空气和压缩空气的若干加热系统是已知的，但这些结构用于加热低“e”玻璃是不成功的。这些现有系统的喷嘴产生一个很小区域的集中空气流，这种集中空气流损坏玻璃上的涂层。发明概述
本发明的目的是提供一种半对流式强制通风系统，用于在热循环期间加热玻璃板供随后的加工如回火。
本发明的另一个目的是提供一种半对流式强制通风系统，该系统可用于加热低发射率涂层玻璃板，其中包括具有发射率额定值低于0.2的低发射率涂层玻璃板。
本发明的另一个目的是提供一种用于加热低发射率涂层玻璃板的半对流式强制通风系统，该系统要求加热时间比在Tamglass的美国专利No.5,951,734中所公开的加热系统中用于加热低发射率涂层玻璃板所需的加热时间更短。
利用我们的发明得到这些和另一些优点，在下面说明。我们的发明包括：(1)一种半对流式强制通风系统，该系统用于在热循环供随后的加工如回火期间，加热玻璃板，其中一般包括低发射率涂层玻璃板，及具有发射率额定值低于0.2的低发射率涂层玻璃板，(2)和一种在热循环供随后的加工如回火期间，利用半对流式强制通风系统加热玻璃板，其中一般包括低发射率涂层玻璃板，及具有发射率额定值低于0.2的低发射率涂层玻璃板的方法和(3)一种在本发明的半对流式强制通风系统中使用的喷嘴或空气喷射器，用于使压缩空气和炉内空气的组合物混合并射向玻璃板，以便对流式加热玻璃板。对附图的简要说明
图1是按照本发明的优选实施例建造的半对流式强制通风系统的横截面图；
图2是图1所示系统的侧视图；
图3是图1和2所示加热炉11顶部平面图，该图未示出加热室14的顶壁，示出了空气歧管20，安装于空气歧管上的喷嘴61，及输送机18。
图4是示出用于空气歧管20的支承件正视图；
图5是示出安装在空气歧管上的喷嘴61的局部横截面图；
图6是喷嘴61的横截面图；
图7是按照本发明所述的控制系统示意图；
图8a-d是示出在按照本发明另一个实施例中空气歧管在两区段炉中相对于玻璃板的示意图；
图9是插件85的底部平面图；
图10是重点示出图6的圆B中部分的放大图；
图11示出本发明的可供选择实施例中分段的空气歧管正视图；
图12示出图11中分段的空气歧管顶部平面图；和
图13示出本发明的一个可供选择的实施例，其中设置若干加热装置用于加热压缩空气；详细说明
参见各附图，附图示出了我们发明的半对流式强制通风系统10，该系统10在许多方面与Tamglass的美国专利No.5,951,734中所示的半对流强制通风系统相似，该专利所示系统此处作为参考文献一并参考。系统10包括一个加热炉或烘炉11，炉11具有一个炉套12，炉子11的构造在该技术中是已知的，就象，例如，Tamglass的美国专利No.4,390,359所说的那样，该专利此处作为参考文献一并参考。炉套12优选的是用一种耐热陶瓷制造。和Tamglass的美国专利No.5,951,734一样，炉子11包括一个加热室14，在热循环为随后的加工如回火期间，在该加热室14中将玻璃板S加热、弯曲、成膜等等作准备。加热炉11包括在加热室14的顶部和底部上的加热元件16，如气体加热元件和电加热元件，加热室14向位于其中的工件提供辐射热。
输送机18纵向贯穿加热室14。输送机18优选地包括一系列旋转式固定的水平延伸辊19，这些辊19一致地传动，以便输送工件，如玻璃板S，穿过室14。这种类型的输送机18在该技术中是众所周知的，如：例如，Tamglass的美国专利No.4,390,359所述。象Tamglass的美国专利No.5,951,734的系统一样，我们的新系统在一个优选实施例中具有数个空气歧管20，这些空气歧管20安装在加热室14内输送机18的上方，并以流体连通形式与压缩空气源22连接，该压缩空气源优选的是设置在加热室14的外部。各空气歧管平行于输送机18的长度排列。
压缩空气源22优选的是包括一个压缩机23，该压缩机23在约为50psi的压力下能供给约17CFM的空气，该压力相当于约10马力(H.P.)。空气源也优选地包括一个120加仑的固定气罐25。固定气罐25可以具有一个自动的底部排出口27，该排出口27排泄罐25中聚集的油和水。
在本发明的一个优选实施例中，每个空气歧管20都包括一对细长管26，这些细长管26在一端处用一空心“T”形连接器28连接。细长管26的另一端用帽、塞、或其它装置密封。
在每个空气歧管20上都这样安装多个喷嘴或空气喷射器61，以使它们与空气歧管20成流体连通。喷嘴61将压缩空气和炉内空气的组合物混合并射向输送机18，以便对流式加热输送机18上的玻璃板S。这样补充了由加热元件16所提供的辐射热。
在每个空气歧管20上的多个喷嘴61沿着空气歧管20的长度间隔开，并且如附图所示，在每个空气歧管20上的各喷嘴61优选的是交替设置在空气歧管20的对边上。
在附图所示的优选实施例中，喷嘴61具有一个喷嘴壳体63，该壳体63包括一个嘴座部分65，该嘴座部分65串联连接到两个延伸部分67和69上。压缩空气室71在壳体63中形成，并且压缩空气室具有一个出口73。压缩空气入口装置75在壳体中形成，用于将压缩空气引入压缩空气室71中。喷嘴61还包括炉内空气导管装置或管道77，在附图所示的本发明优选实施例中，管道77穿过壳体63和压缩空气室71延伸到一个地方79，该地方79紧接着靠近压缩空气室71的出口73并在出口73的下游。
压缩空气室71的出口73由一间隙81形成，该间隙81环绕管道77的出口端部分83延伸，并位于管道77的出口端部分83和插件85之间，该插件85安装在喷嘴壳体63下端部分内所形成的开口87中。插件85具有一个穿孔89，该穿孔89穿过插件85向下延伸，用于接收压缩空气室71出口73中的压缩空气和管道77中的炉内空气。穿孔89具有一个第一端部分91，压缩空气从压缩空气室71通过压缩空气室71的出口73进入该第一端部分91，由炉内空气从管道77通过管道77的出口端部分83进入该第一端部分91，并且穿孔89具有一个第二端部分93，进入穿孔89的压缩空气和炉内空气从该第二端部分93喷出喷嘴61。在把插件85适当地定位在喷嘴壳体63内所形成的开口87中，以便得到所希望的间隙81的宽度后，用螺钉94将插件85固定就位，螺钉94贯穿喷嘴壳体63内的螺孔95中。
如图10中最佳示出的，管道77在其出口端部分83处向里倾斜，以便形成一个向里倾斜的外表面部分96，该外表面部分96对准穿孔89的向外成喇叭形的第一端部分91，以便限定间隙81。优选的是，间隙81的宽度是在约0.006英寸和约0.009英寸之间。
优选的是，用于每个喷嘴61的管道77都具有足够长的长度，以使管道77的入口端部分97紧密地设置到靠近一个加热元件的炉内空气中，以便当喷嘴61在炉中使用时，能使这种炉内空气流入喷嘴61中。
在本发明的优选实施例中，每个喷嘴61的管道77入口端部分97距离靠近加热元件16约1-2英寸设置，而插件85的第二端部分98设置在玻璃板上方约6-10英寸处，同时10英寸是最优选的。
每个空气歧管20都包括一个供气管道32，该管道32在一端处连接到“T”形连接器28的第三个口上，而在另一端处连接到分配歧管34上。分配歧管34配置成与压缩空气源22流体连通，并将压缩空气分配到每个空气歧管20上。
系统10包括一个控制器24，该控制器24控制空气流过多个空气歧管20中的每一个。控制器24选择性地限制或允许压缩空气在热循环期间按预定的时间流到每个空气歧管20，或若干排歧管中，以便控制加热过程，并使玻璃板中的板材凹陷和起泡减至最少。
一个电磁阀36和一个流量计38，配置在分配歧管34和每个空气歧管20之间成流体连通。每个电磁阀36都连接到控制器24上，该控制器24在热循环期间的不同时间内选择性地打开和关闭每个电磁阀36。每个流量计38都监测进入各个空气歧管20的空气体积，并设置一个压力调节器，以便设定空气流的上限。优选的是，每个流量计都包括一个型号为No.RMC-104-BV的Dwyer Rate Master Flowmeter，它具有1/2美国标准锥管螺纹(NPT)，并调整在每小时200标准立方英尺的流速下。优选的是，电磁阀包括型号为No.8210C94的Asco双通电磁阀，该电磁阀具有1/2 NPT连接和5/8"的孔，具有最大工作压差为100psi。控制器24优选的是一种在该技术中众所周知的可编程序逻辑计算机。
过滤器/干燥器40、空气调节器42、和电磁阀44以流体连通形式配置在压缩空气源22和分配歧管34的中间。优选的是，过滤器/干燥器40包括一个由ARO制造、部件编号为F25242-111的40微米过滤器和一个由ARO制造、部件编号为F25242-311的聚结过滤器；空气调节器优选的是由ARO制造、部件编号为R27241-100和压力表由ARO制造，部件编号为100067；及，电磁阀44由Burkert制造，部件编号为453058。
优选的是，各空气歧管20都具有多个喷嘴61，这些喷嘴61安装在空气歧管20上，这些空气歧管20成排地配置，每排都包括至少一个空气歧管20。图2示出本发明的优选实施例，它包括一排空气歧管20，并且图2所示的排包括5列空气歧管20。
图8A、8B、8C、和8D示意示出许多可供选择的实施例的其中几个。在图8A中，空气歧管20成两排配置，以便形成一个具有第一区段Z1和第二区段Z2的两区段加热炉。位于图8A加热炉第一区段Z1中的第一排空气歧管20，具有3列空气歧管20，而第二区段Z2具有一排一个空气歧管列。图8B示出位于区段Z1内的歧管排中的6列空气歧管20和位于加热炉Z2中的一排两列空气歧管20。图8c示出位于区段Z1中的一排7列空气歧管20和Z2中的一排三个空气歧管20。图8D示出区段Z1中的一排5列空气歧管20和区段Z2中匹配的一排5列空气歧管20。在一些具有一个以上加热区段的加热炉中，最优选的是对每个区段都提供一排歧管20，这些排歧管20具有相同列数的歧管20。
在本发明一个可供选择的实施例中，如图13所示，压缩空气可以用加热装置99加热，用于在压缩空气进入空气歧管20之前将其加热。
另外，在本发明可供选择的实施例中，如图11和12所示，空气歧管20可以分割成若干分段101，同时每一分段101都通过一个供给管道32连接到压缩空气源22上，该供给管道32连接到分配歧管34上。上述分割开的各歧管101提供使每个分段101都与其它分段无关的点火的选择方案，该选择方案通过只有当玻璃板S在一个分段101之下时才给空气点火，可供更均匀的加热玻璃板S用。在正常运行下，玻璃板S的前沿和后沿比玻璃板S的中央更热，因为当玻璃板S在辊19上方移动时，在玻璃板S的前沿和后沿处重新加热，当玻璃板S在输送机18上摆动时，辊19未被玻璃板S覆盖。因为当玻璃板S在输送机18上前后摆动时，玻璃板S总是接触这些辊19，所以在玻璃板S的中央附近，辊19冷却下来。当玻璃板S不是位于这些分段101下面时，通过关闭通向各分段101下面位置的空气，本发明用常规加热使辊19过热的危险减至最小，并且本发明使压缩空气消耗减至最少。
在本发明的另一个可供选择的实施例中，一排或多于一排的歧管20，这些歧管20具有多个安装于其上的喷嘴61，也可以将这些排歧管20设置在输送机18下方面加热室14中，其方式与将具有多个安装于其上的喷嘴61的一排或多于一排的歧管设置在输送机18上方的设置方式相同，只是设置在输送机18下方的喷嘴61设置成使炉内空气和压缩空气的组合体由其朝上射向输送机18。
该系统在加热期间可以在间歇式加热炉或连续加热炉中使用。在连续加热炉中，空气歧管20不会遍布连续系统的整个长度。
在应用时，玻璃板S选定的横向部分整个长度，通过控制空气流到选定的空气歧管20，可以按照特定的顺序对流式加热。
在应用时，将一块玻璃板S装到输送机18上，该玻璃板S可以是一种低发射率涂层玻璃，玻璃板S待加热为随后的处理，如回火，作准备，并且玻璃板S如此定向，以便玻璃板S的纵向边沿平行于输送机18的长度。然后通过输送机18将玻璃板S输送到加热炉11的加热室14中，在加热室14中，利用安装在炉子11的加热室14中的多个喷嘴61，通过形成一股热空气流流到玻璃板S选定的横向部分上，在玻璃板S选定的横向部分的整个长度上，将玻璃板S对流式加热。各喷嘴61将压缩空气和炉内空气的组合体混合，并射向玻璃板S。炉内空气流入并通过管道77，然后随着压缩空气通过间隙81而流入插件85内的穿孔89中，间隙81在管道71的出口端部分83和安装在开口87中的插件85之间形成，开口87在喷嘴壳体63的下端部分中形成，并进入穿孔89，与穿孔89中的压缩空气混合，并从穿孔89的第二端部分93出来由喷嘴61排出。
优选的是，炉内空气通过喷嘴61从靠近加热室14中加热元件16的一个地方流出。优点
按照本发明所述的系统和方法，热量均匀地加到玻璃板选定的横向部分整个长度上，以便减少或消除板材凹陷和起泡。
我们发明的喷嘴61，减少了对用于加热压缩空气的外部加热器的需要，因为和使用喷嘴的现有技术加热炉相比，我们发明的喷嘴允许用约6倍的更多炉内空气供在对流加热中使用。因此，我们的新发明能用较少吸入的压缩空气循环更多的空气，因为喷嘴61起一个比现有技术加热炉吸入约6倍更多炉内空气的放大器作用。这样在老式喷嘴产生1cfm的地方，我们按照本发明制造的新喷嘴产生5倍，但只有1cfm进入该喷嘴。因此，与现有技术喷嘴所产生的只有1cfm热空气的价值相比，我们获得5cfm热空气落到玻璃板S表面上的价值。
一旦本发明的喷嘴加热到工作温度，+/-50℃的温度改变实际上不影响喷嘴工作的方式，这是优于现有技术喷嘴之处，现有技术的喷嘴似乎更受温度变化的影响。