KR100226124B1 - 유리 급송기 - Google Patents

Abstract

유리 제조 노의 전로용 수반(3)이, 상부의 수평 단면적이 하부의 수평 단면적 보다 훨씬 크도록 환상 쇼울더에 의하여 상부(10) 및 하부로 분할되는 내부 공간을 갖는다. 수반(3)의 기부는 내부에 유리 방출 출구(4)를 갖는다. 사용시에, 출구(4)는 유동 계량 밸브로 작동하는 이동 실린더(6)과 나란하게 된다. 실린더(6)은 일정한 또는 조정가능한 속도로 축을 중심으로 회전되거나 또는 비회전성이고 정체 영역의 생성을 방지하거나 또는 감소시키기 위하여 실린더를 중심으로 이동가능한 분리되어 구동되는 교반기를 갖는다.

Description

유리 급송기

본 발명은 유리 급송기(glass feeder),특히 전로로부터 용융 유리가 예를 들면 병 및 자아(jar)와 같은 유용한 물체로 전환되는 하나 또는 그 이상의 공정 단계로 용융 유리를 급송하기 위한 급송기 장치에 관한 것이다.

유리질 물체를 제조할 때, 특히 병과 자아를 연속적으로 대량 생산할 때, 노를 떠나 적절한 성형 유니트 예를 들면 공지된 형태의 독립 섹션의 용기 성형기를 향하여 이동할 때 유리의 특성을 제어할 수 있는 것이 중요하다.

동질의 그리고 효율적인 불변 상태 하에서의 작동을 위하여 세심한 주의를 기울이지 않는다면 연속 제조의 관점에서 중요한 문제가 발생할 수 있음을 이해하여야 한다. 그러나, 문제는 그러한 상태의 유지가 어렵다는 점이다.

종래에는, 유리는 원료를 기본적으로 긴 노의 일단부에 장입하고 원료를 가열하여 녹여서 유리질을 형성하도록 예를 들면 오일 버너로부터 열을 인가한다. 유리질은 노 아래의 원료 공급점으로부터 멀어지면서 점차로 균질해진다. 유리질은 매우 점성이 크기 때문에 전로로서 공지된 대규모의 노에서 예를 들면 6 또는 8개의 다수의 통로 내로 유동하고, 각 통로의 단부에는 용융 유리가 방출되는 개구가 통로의 바닥에 위치된다.

전로의 충분한 길이를 보장하고 적절한 절연 및/또는 가열을 함으로써, 유리가 전로의 단부에 도달하여 방출 준비가 될 때까지 기포가 거의 없고 온도와 점성이 상대적으로 안정한 내부 형상을 갖는 것을 보장할 수 있다. 그러나, 전로로부터 항상 균일하게 방출을 보장하는 것은 용이하지 않다.

유리는 방출될 때 높은 점성을 유지해야만 하고 따라서 최종 형상으로 성형되는 것과 같이 성형되고 동시에 냉각되며, 연속적인 냉각 및 어닐링 단계 동안 형상을 유지하도록 충분한 강성이 있는 온도까지 냉각되는 사실로 인하여 심각한 문제가 발생한다. 전로로 방출되는 유리가 점성이 크고 어떤 경우에도 완만하게 이동하기 때문에 생산되는 유리의 정확한 온도와 동질성을 제어하려는 시도는 어려움이 있게 된다.

전로로부터의 유리의 전체적인 유동을 제어할 수 있도록 하기 위해서, 유리의 유동을 방지하도록 전로 상으로 하강하고 유리가 계량 실린더 에지 아래에서 그리고 전로 상의 개구 또는 개구들을 통하여 유동하도록 상승되는 계량 실린더를 용융 유리가 통과하는 전로의 개구 개구들 또는 상부에 위치시키는 것이 공지된 방법이다. 작동에서, 그러한 실린더는 전로 바닥으로부터 약간 떨어져서 상승할 때 축을 중심으로 회전하고 그러한 회전은 어느 정도 유리를 동질화시키는 것을 도와준다.

다르게는, 실런더는 고정적이고 다른 교반 부재가 개구 상부 영역 내에서 동질의 유리 상태를 촉진시키도록 유리 내에서 이동할 수 있다. 개구를 통한 용융 유리의 실제적인 방출은, 슈우트 내로 낙하하여 성형 단계로 운송되도록 하기 위해 동기화된 전단기에 의하여 차단되는 개구 아래에서 연속적인 유리 고브(gob)가 형성되도록 작용하는 개구 상부의 하나 또는 그 이상의 수직 왕복 플런저를 사용함으로써 이루어진다.

그러한 시스템은 예를 들면 미합중국 특허 제3,133,803호에 공지되었고, 한편 그 경우에, 얇은 영역을 횡단하여 지나서 유리가 유동하는 웰(well)의 한 사이드에 위치되고 계량 실린더와 고브 플런저를 감싸는 경사진 벽 아래를 지나기 전에 용융유리가 그 아래로 유동하고 용융 유리의 얇은 층이 형성되는 게이트로서 작용하는 수직으로 조정 가능한 스키머 블록(skimmer block)의 사용에 의하여 유동은 조절된다. 유리는 보다 용이하게 가열되어 냉각시킬 수 있도록 분산되나, 그러한 분산은 불균질한 유동 및 기포 생성의 문제점이 될 수 있다.

얇은 유리층을 사용하는 그러한 접근은 일반적이지 않고 실제상 많이 사용되지는 않는다. 반면에, 일반적으로 전로에서의 유리의 깊이는 100 내지 160mm이고, 이 깊이는 전로를 충분히 얇게 하여 전로를 통과하는 유리의 온도가 열 손실없이 신속하게 제어되고 전로의 깊이가 충분히 깊어서 전로를 따라 충분한 유리의 유동이 되도록 하는 해결책이다. 전로의 방출 단부는 예를 들면 200 내지 350mm깊이이고 고브가 연속적으로 인발되는 유리 용기를 이룬다.

유리-유동 계량 실린더의 설비에 전로의 방출 단부의 형상을 특별히 설계함으로써 유리 상태를 조절할 수 있음과 동시에 동질성을 개선할 수 있게 되었다.

따라서, 본 발명의 제1 특성에 따르면, 용융 유리로 충전되는데 사용되고 유리 제조로의 전로용으로서, 그 기부에 방출 개구를 갖고 내부면에, 하부의 수평 단면적이 상부의 단면적 보다 작게 되고 수반 유리의 자유면으로부터의 쇼울더의 깊이가 사용시 수반에 있는 유리 깊이의 반이 되도록 수반의 공간이 수직으로 상부 및 하부로 분할되는 분배기 수반과, 수반 상부에 위치한 슬리브가 구비되고, 슬리브는 수반의 하부에서 하방으로 돌출하는 계량 실린더를 구성하고 수직으로 이동 가능하여 슬리브 하부와 수반의 기부 사이의 조정 가능한 폭의 갭이 계량 오리피스로 작용하는 것을 특징으로 한다.

계량 실린더는 수직으로 이동가능할 뿐 아니라 회전할 수도 있다.

그러한 수반의 사용 시에, 생산물이 연속적인 유동 또는 연속적인 고브 형태이든 간에 수반 바닥의 오리피스로부터의 용융 유리의 생산물의 연속성이 종래의 공지된 배열에 대해 실질적으로 개선된 것으로 판명되고 있다. 이것의 정확한 이유는 명확하지 않으나, 유리의 상태를 결정하고, 전로에서 동질의 유동이 이루어지도록 도와주는 구성의 방법이 용융 유리의 큰 상부 영역면에서 연속적으로 작동하고 반면에 작은 단면적의 하부 영역에서는 유리의 급속한 동질화된 하방으로의 나선형 유동이 용이하게 이루어지기 때문이다. 튜브가 회전한다면 유동은 나선형이 된다.

상대적으로 작은 하부 영역(따라서 용융 유리의 짧은 통과 시간)으로 인하여 비균질한 유동은 생기지 않고 결과적인 생산물 유동은 특히 아무런 방출 산물 없이 용이한 작동을 이루는 고도의 동질성을 보여준다.

본 발명은 용융 유리의 연속적인 급송 및 단속적인 급송용의 급송 유니트에 적용될 수 있다. 유리 용기에서 기계 등을 형성하는 연속적인 단계로 통하는 용융 유리의 연속적인 고브의 트레인을 발생시키도록 전로의 기부에 위치한 하나 또는 그 이상의 대응 개구와 합체되는 하나 또는 그 이상의 축 방향 왕복 고브 플런저가 회전 실린더 내에 위치되는 유리 급송기 배열이 특히 중요하다.

본 발명에 따르는 방사 수반의 상세한 구성은 광범위하게 변화하고 특수한 설비 유리 형태 및 원하는 급송률에 따라 변화한다. 그러나, 구성과 관련되는 일반적인 관찰이 가능하다.

먼저, 수반은 일체의 구성 또는 다수의 내화 형상의 조립으로써 제조될 수 있다, 일체로 된 구성이 양호하고 본 발명의 특성에 따르면, 개방 상부와 천공된 기부를 갖는 유리-방사 수반이 구비되는데, 상부는 전로에의 연결을 위한 측방향 입구를 갖고, 수반의 내부 공간은, 전로 통로의 깊이와 동일한 깊이이고 수반의 내부벽 영역에 의하여 분할되며 수직 단면이 볼록형인 상부의 큰 수평 단면 영역과, 상부 영역의 깊이와 동일한 깊이의 하부의 작은 수평 단면 영역으로 분할된다. 수반벽의 단면적 형상은 3개의 뚜렷한 선, 2개의 수직선과 1개의 수평선으로부터 변화하는데, 수반의 하부 영역으로부터 상부 영역을 분할하는 네모진 쇼울더 또는 굴곡부(knee)를 구비한 상태로 두 개의 수직선과 하나의 수직선으로부터 수반의 상부 근처에서 시작하는 상부 오목부와 수반의 바닥에서 종료하는 하부 볼록부 사이의 만곡부를 포함하는 완만한 곡선부로 변화될 수 있다.

두 부분에서의 유리의 수직 깊이와 관련한 동일성은 그것이 넓은 범위에 걸쳐 변화하므로 수학적인 동질성이라기 보다는 일반적으로 개략적인 동질성이다. 한편, 특히, 벽이 예를 들면 경사 쇼울더가 아닌 환상 쇼울더로 명확하게 형성되지 않는다면 하부 영역이 상부 영역으로 모여지는 곳이 특히 정확하지 않다. 일반적으로 말해서, 상부로부터 하부 영역으로의 전이부는 사용되는 수반에서 전체 유리 깊이의 40 내지 60%에서 이루어진다.

원한다면, 수반의 상부와 관련하여(비록 그들이 하부의 작은 수평 단면적을 갖는다 해도), 유리 상태 감지기, 예를 들면, 온도 또는 점도 감지기, 및/또는 예를 들면 가열 수단 또는 특히 절연 수단과 같은 유리의 상태를 조절하기 위한 수단이 구비된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예시적으로 도시되고 있다.

제1도는 공지된 급송기 구조에 따르는 전로의 단부를 관통하는 일반적인 개략단부도이다.

제2도는 본 발명에 따라 수반이 제공된 전로의 단부를 도시하는 도1에 대응되는 도면이다.

제3도 및 제4도는 각각, 제1도 및 제2도에 각각 도시된 것들보다 높은 용융 유리의 생산액을 갖는 급송기 구조의 개략적으로 도시된 공지된 그리고 신규한 구조이다.

도면에 따르면, 동일한 부품을 표시하기 위하여 동일한 참조 번호가 사용되었다. 따라서 용융 유리가 급송기를 향하여 화살표(2) 방향으로 유동하는 내화 라이닝 전로(1)는 모든 4개의 구조물에 공통적이다. 이 단부에서, 유리가 유동하거나 또는 유리의 고브가 도면에 도시되지 않은 수단에 의하여 작동되는 수직으로 왕복하는 고브 플런저(5)의 쌍에 의하여 가압되는 하나 또는 그 이상의 개구(4)를 갖는 덮개 부재(8)에 의하여 차례로 밀폐되는 유리 방출 출구(7)를 그 기부(9)에서 갖는 내화 라이닝 또는 일체로 된 수반(3)으로서 급송기가 구성된다. 단순화시킬 목적으로, 급송기 상부에 위치되고 예를 들면 합체된 가열 수단일 수 있는 상부 구조물은 생략되었다.

플런저를 감싸는 것은, 완만하게 회전하고 출구 개구를 통하여 유리의 유동을 시키거나 또는 조정하고자 할 때 하부 단부와 수반(3)의 바닥 사이에 갭을 남기도록 상승되고 하강하는 내화 중공 계량 실린더(6)이다.

제1도의 공지된 구조물은 개구로부터 특히 동질의 생산물을 유도하지는 않는다. 그러나 본 발명에 따르면, 수반은 상부(10)와 하부의 소형 단면적부(11)로 분할되고 이것은 놀랍게도 개선된 효과를 얻을 수 있었다. 본 발명에 따르는 구조의 예비 시험 결과는 용융 유리가 양호한 동질성을 유지하면서 전로의 통로를 통하여 수반의 상부로 조용하게 흐르고 이어서 용융 유리가 개구를 통하여 유입될 때 실린더(6)와 수반의 하부 외측벽 사이의 환상 공간으로 급속하게 대칭적으로 이동한다.

도시된 고브 급송기 배열을 통하여, 유리는 수반 벽과 회전 실린더 사이의 하부 공간 사이에서 비교적 짧은 지체 시간을 갖게 되어 고브 내로 성형되고 개구(4)를 통하여 사출될 때 동질성을 유지한다.

본 발명에 따르는 수반 구조의 특성은 용융 유리의 크고 기본적으로 정체된 부피의 형성을 방지하면서 간단한 방법으로 작동된다는데 있다. 이것들은 공지된 방사 수반의 상부 영역에 형성되는 경향이 있고 보다 점성있는 유리 덩어리가 정체 영역으로부터 차단되고 그곳에 탑재되고 유리가 수반으로부터 유동할 때 균일하게 혼합되지 않고 따라서 유리로부터 제조된 제품에 동질성을 유지할 수 없다. 본 발명에 따라 수반을 작동시킬 때 내화 실린더의 회전 속도를 규칙적으로 변화시키고 정체 영역의 위치를 이동시킴으로써 그러한 문제점들을 줄이거나 또는 감소시킬 수 있음을 발견하였다. 수반의 상부 영역에 위치된 내화 실린더의 상부가 수반의 하부에 위치된 하부 영역보다 큰 직경이라면 효과는 강화될 수 있다.

본 발명의 수반 구조물의 다른 특성은, 공지된 수반 구조와는 대조적으로 수반 자체의 부피와 비교하여 수반의 유리 몸체의 온도 제어를 위한 큰 상부 표면 영역의 이용성에 있다. 그러나, 좁은 하부 영역은 예를 들면 과도한 절연 또는 과도한 가열 설비에 의하여 이룰 수 있는 미세한 온도 제어에 알맞고 따라서 전로의 출구 단부에서의 유리 분배 공정의 전체적인 제어성을 향상시킨다.

본 발명에 따르는 수반의 구조는 도시된 회전 실린더 배열뿐 아니라 고정된 실린더/분리 교반기 배열과 연결되어 사용될 때 전술된 특성을 제공하게 된다.

세부적인 기하학적 형상 및 기하학적 형상비는 본 발명의 범위를 이탈하지 않는 범위에서 광범위하게 변화한다. 서로 각각 분리되는 상부 및 하부 영역으로 분리되지 않는 종래 기술의 수반과 비교하여, 분리부를 제공하는 본 발명의 수반은 강화된 제어 가능성과 함께 유리 출구의 상당히 개선된 동질성을 제공한다.

수반이 분리된 제품으로서 제조되고 판매되는 것은 본 발명의 범위에 속한다.

이것은 현존하는 전로 상에 반동-고정된다. 수반이 전로 상에 고정되는 방법은 본 발명의 목적에 속하지 않고 더 이상 상세히 설명하지 않는다.

Claims (6)

1. 기부 및 측벽과, 상부의 수평 단면적보다 더 작은 수평 단면적으로 이루어진 하부와, 상기 기부 내의 하나 이상의 방출 출구와, 상기 하나 이상의 방출 출구의 각각에서 연속적인 용융 유리 고브를 형성하도록 분배 수반의 상부 및 하부로 연장되고 하나 이상의 방출 출구와 각각 상호 작용하는 하나 이상의 왕복 플런저와, 수반의 상부 및 하부에 제공되고 상기 하나 이상의 왕복 플런저의 각각을 둘러싸고 있는 회전 가능한 슬리브 부재와, 상기 하나 이상의 방출 출구를 둘러싸고 있는 제1 수평 환상 쇼율더를 포함하고, 상기 슬리브 부재와 상기 제1 수평 환상 쇼울더 사이의 공간이 용융 유리의 유동을 계량하는 데 적합하도록 구성된, 유리 제조로의 전로의 방출 단부에서의 용융 유리를 위한 분배 수반에 있어서, 상기 수반 내의 상기 제1 환상 쇼울더 상에 제2 환상 쇼울더가 마련되고, 상기 제2 환상쇼울더는 용융 유리를 분배하기 위하여 수반을 사용하는 중에 수반 내에 제공된 용융 유리의 절반 깊이에 있도록 위치되고, 슬리브 부재의 하부를 둘러싸는 환상 공간을 마련하여 이를 통해 수반의 상부로부터 상기 슬리브 부재와 상기 제1 수평 환상 쇼울더 사이의 공간으로 용융 유리가 유동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 분배 수반.
2. 제1항에 있어서, 상기 수반의 하부를 형성하는 측벽들이 하나 이상의 방출 출구와 동심적으로 위치된 것을 특징으로 하는 분배 수반.
3. 제2항에 있어서, 상기 수반의 하부의 단면적이 일정한 것을 특징으로 하는 분배 수반.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 방출 출구는 용융된 유리가 유입되는 제1 단부와 용융된 유리가 방출되는 제2 단부를 구비하고, 상기 방출 출구는 내부에 하나 이상의 개구를 갖는 밀폐 부재에 의해 제2 단부에서 밀폐되며, 상기 개구는 상기 하나 이상의 방출 출구의 단면적보다 더 작은 것을 특징으로 하는 분배 수반.
5. 제1항에 있어서, 상기 회전 가능한 슬리브 부재를 조정 가능한 속도로 회전시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분배 수반.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 회전 가능한 슬리브 부재는 제1 직경의 상부와 제1 직경보다 작은 제2 직경의 하부를 포함하고, 상기 회전 가능한 슬리브 부재의 하부는 상기 회전 가능한 슬리브 부재가 작동될 때 상기 수반의 하부에 의해 감싸여지는 것을 특징으로 하는 분배 수반.