KR100227925B1 - 원통형 석영 유리 실린더 제조방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

연화될 유리조성물을 가열구역으로 공급하고, 변형구역에서 연속적으로 원통형 실린더로 형성되며, 그 실린더의 단면 기하학을 측정한다.

공급기구, 가열기구 및 회수기구가 제공되며, 공급기구에 의해 유리조성물이 계속적으로 연화되어 지는 가열기구로 공급되며, 변형구역의 형성 하에 회수기구에 의해 상기 연화된 유리조성물로부터 원통형 실린더가 형성된다.

요구되는 단면 기하학으로부터 오직 약간의 편차를 갖는 실린더를 제조하고 이 목적을 위해 적합한 유연성 장치를 제조하기 위하여 유리조성물은 명목상 기하학으로부터 단면기하학의 측정된 편차의 함수로서 상기 변형 구역의 원주의 오직 일부분에 걸쳐 신장하는 최소 하나의 변형영역에서 국부적으로 가열되거나 냉각된다.

가열 또는 냉각수단이 제공되며, 이는 최소하나의 변형 영역에 국부적으로 작용하고, 변형구역의 원주의 오직 일부에만 걸쳐 신장한다.

Description

원통형 석영 유리 실린더 제조방법 및 장치

본 발명은 석영유리의 원통형 실린더를 제조하는 방법에 관한 것이며, 보다 상세히는 석영유리 조성물을 가열구역으로 공급하고, 그 가열구역 내에서 석영유리 조성물을 연화시키고, 연화된 석영유리 조성물을 그 연화된 석영유리 조성물이 가소적으로 변형될 수 있는 변형 구역설정 하에 상기 원통형 실린더로 연속 변형시킨 다음, 그 실린더의 단면 기하학을 측정함으로써 원통형 석영유리 실린더를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 공급기구, 가열기구 및 회수(take-off) 기구를 포함하는, 상기 방법을 구현하는 장치를 포함하며, 상기 공급기구는 유리조성물이 연화되고 변형구역의 생성 하에 회수기구에 의해 상기 연화된 유리조성물로부터 원통형 실린더가 형성되는 가열기구로 상기 유리조성물을 연속적으로 공급한다.

문제가 되는 일반적인 형태의 방법 및 장치가 DE-A₁195 16960에 기술되어 있다. 석영유리로 된 수직 배열된 튜브형 출발 실린더가 공급기구에 의해 연속적으로 로(furnace)내로 공급되며, 로내에서 상기 출발 실린더는 하단에서 부터 구역별로 가열 및 연화된다.

회수기구를 사용함으로써, 연화구역으로부터 튜브를 인출하며, 이 튜브의 직경은 출발실린더의 직경보다 적다.

석영유리관이 신장될 때에는 출발실린더와 튜브사이에는 소위 "신장벌브"가 형성되며, 이 신장벌브 지역에서는 석영유리가 가소적으로 변형 가능하다.

신장벌브의 하단은 석영유리의 열팽창에 의해 야기된 약간의 차이를 제외하고는 상기 튜브와 같은 단면 칫수를 갖는다.

튜브의 외부직경은 상기 신장벌브 아래에서 측정된다.

이 측정값은 로온도와 신장속도와 같은 신장 파라메터를 제어하는데 이용된다.

튜브의 기하학적 편차를 막고 회수튜브의 칫수 정밀도를 확보하기 위하여 종래의 장치에서는 이상적으로 신장벌브 영역에서 튜브의 세로축 주위에 방사상으로 대칭인 가능한 균질한 온도장을 유지하는 것이 필요한 것이다.

예를들어, 상기 온도장(temperature field)의 대칭축에 관하여 튜브의 세로축을 잘못 조절하거나 로 부위 내의 측정기구에 의해 야기될 수 있는 것과 같이 온도장의 균질성 문제가 있을 때는 이상적인 튜브 기하학과의 편차가 불가피하게 발생한다.

특히, 단면이 원형인 튜브나 봉의 경우 타원형으로의 변형이 관찰된다. 이같은 편차는 다음 단계에 나쁜 영향을 미쳐 이같이 제조된 실린더는 폐기되거나 원하는 칫수로 만들기 위하여 값비싼 재처리공정을 거쳐야 하는 것이다.

따라서, 통상은 복잡하고 값비싼 로 설계에 의해 신장벌브 부위에서 가능한 방사상으로 대칭인 균질의 온도장을 확보하고자 하는 시도가 계속되고 있는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 요구되는 단면기하학으로부터 약간의 편차만을 갖는 실린더를 얻을 수 있는 간단하고 값싼 방법 및 이 방법을 실시하는데 적합한 장치를 제공하는 것이다.

제1도는 신장 벌크 영역에서의 국부냉각을 위해 가스 퍼어즈 랜스를 사용하여 실린더로부터 봉을 신장시키는 장치의 개략도.

제2도는 제1도장치의 I-I선 단면도.

제3도는 신장 벌브영역에서의 국부 냉각을 위해 노즐의 링을 사용하는 실린더로부터 봉을 신장시키는 장치의 개략도.

제4도는 제3도장치의 II-II선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 로(furnace) 2 : 로 공간(furnace space)

4 : 가스 퍼어즈 랜스(gas purge lance) 5 : 가스 노즐(gas nozzle)

6 : 가스 공급관(gas feed line) 8 : 위치설정기구(positioning device)

11 : 중심축(center axis) 12 : 석영유리 실린더

13 : 봉(rod) 14 : 신장벌브(drawing blub)

18 : 변형영역(deformation areas) 19 : 노즐 링(nozzle ring)

본 발명에 의한 방법에 의하면, 연화된 유리조성물을 변형구역주위의 오직 일부에만 걸쳐있는 최소하나의 변형영역에서, 실린더의 명목상 기하학으로부터 측정된 단면기하학의 편차의 함수로써, 국부적으로 가열 또는 냉각시킨다.

변형구역에서 가열 또는 냉각시킴으로써, 유리의 점도가 변화되며 이에 따라 변형 구역에서 유리조성물의 가소성 변형에 제어된 영향이 미치게 된다.

본 발명에 의한 방법에서는, 점도 변화 및 이에 따른 유리조성물의 변화는 변형구역의 주위에 따라 각 부위별로 다르다.

이는 변형구역 주위의 오직 일부에 걸쳐 있는 변형영역을 가열 또는 냉각시킴으로써 성취된다.

여기서 "변형구역(deformation zone)"이란 유리조성물이 가소적으로 변형가능하며, 또한 냉각이나 가열을 통해 그 실린더의 기하학이 영향을 받는 구역을 의미한다.

유리조성물로부터 실린더를 인발(引拔)하는 공정에서 변형구역은 신장벌브(drawing bulb)형태를 띄게 된다.

변형구역에서 유리조성물을 조밀화하여 실린더를 형성시키는 공정에서 상기 변형구역은 몇몇 다른 형상을 띨 수 있다.

원통형 실린더의 축에 수직인 단면에서, 그 최소하나가 존재하는 변형영역은 변형구역의 주위(원주)의 오직 일부에만 걸쳐있다.

원형단면을 갖는 변형구역의 경우, 예를 들어 상기 변형영역은 원호에 해당한다. 변형영역에서 점도에 국부적인 영향을 끼침에 의해 본 발명에 의한 방법은 별도의 도구의 필요없이 상기 실린더의 단면기하학을 정정하는 것이 가능하다.

여러개의 변형영역을 변형구역 주위에 분포시키는 것도 가능하나, 어떤 경우에도 변형영역전체에서 냉각 또는 가열한 결과, 유리조성물의 점도는 변형구역에서 단면주위를 통과함에 따라 다른 방법으로 영향을 받는다.

변형영역에서의 어느 한 지점에서의 점도변화발생은 다소 약할 수는 있으나 그 변형구역의 인접한 부위에도 영향을 준다는 것을 주목할 필요가 있다.

따라서, 변형영역(혹은 영역들) 주위 영역을 시각적으로 정밀하게 혹은 쉽게 검출하는 것은 불가능한 것이다.

상기 실린더의 명목상 기하학으로부터 단면기하학의 편차는 상기 연화된 유리조성물로부터 실린더가 형성되어지는 동안 측정될 수 있다.

이 경우, 발견되어진 편차를 다음의 제조과정동안에 직접 고려하는 것은 가능한 것이다. 상기 실린더가 제조되고 단면기하학에서의 편차가 측정된 후에 본 발명의 방법을 이용하여 바라는 단면 기하학을 얻는 것 역시 가능하나, 이 경우에는 실린더의 유리조성물을 다시 연화시켜야 한다.

그러나 어느 경우에도 실린더를 기계적으로 재처리할 필요는 없는 것이다.

실린더의 명목상 기하학으로부터의 단면 기하학편차는 변형구역외부에서 그 실린더의 기하학을 직접 측정하여 결정할 수 있으나, 칫수가 그 실린더의 최종기하학과 상관관계에 있다면 변형구역내에서 적절한 칫수를 측정하여 결정할 수도 있다.

본 발명의 방법에 있어서의 주안점은 가열구역에서의 온도구배의 균일성에 대한 요구가 비교적 낮아는 것이다.

이 구역에서 온도구배의 변동으로 야기된 원하지 않는 점도변화는 쉽게 보상될 수 있다. 이 같은 변동이 불가피하게 일어난다는 가정하에 실린더의 칫수정밀도 손실을 수용해야됨이 없이 유리조성물을 연화시키기 위하여 비교적 간단하고 저가의 가열시스템을 사용하는 것이 가능한 것이다.

본 발명에 의한 방법은 실린더의 단면의 실제 형상과 독립적이다.

예를 들어 튜브, 봉 또는 섬유제조에 적합하다.

바람직한 방법은 변형 영역내에 가스흐름을 유리조성물에 대향하여 흐르게 하는 것이다. 이와 같이 하여 유리조성물은 변형영역에서 냉각되고 이에 따라 점도는 국부적으로 증대되게 된다. 그 결과, 변형구역내에서 유리조성물의 단면형상이 바뀌게 된다. 상기 변형구역에 대향된 가스흐름은 측정값제어에 아주 신속하게 응답하며 비교적 쉽게 설정될 수 있다.

냉각을 위한 대체방안으로서, 상기 유리조성물을 변형부위 내에서 국부적으로 가여하여 적절한 형상 효과를 얻을 수 있다.

전기적 가열요소, 화염 혹은 레이저빔과 같은 가열수단으로 유리 조성물을 가열하는 절차는 모두 신뢰성이 있는 것으로 밝혀졌다.

부가적이며 이익적인 공정변수에서, 변형부위내의 유리조성물은 열막이(heat shield)에 의해 차단된다. 쉽게 설치할 수 있는 열막이는 고온의 로 벽으로부터 나오는 방사열이 변형부위에 도달함을 차단함으로써 변형부위에 냉각 효과를 부여한다.

2개의 대향하는 변형영역에서 변형구역이 국부적으로 가열 또는 냉각되는 절차는 특히 신뢰성이 있는 것으로 밝혀졌다. 이 절차는 원형 또는 링 형상의 단면을 갖는 실린더에서 타원형으로 되는 것을 제거하거나 감소시키는데 특히 적합하다. 이 변형영역이 냉각되는 경우에 있어서 이들 영역은 타원의 종축의 연장선에 위치하며, 가열되는 경우에 있어서는 이들 영역은 타원에 수직인 축상에 위치한다.

상기 변형영역은 그 실린더의 단면기하학에서 검출된 시간에 따른 변화의 함수로써 상기 변형구역의 원주주위에 이동되는 것이 이익적이다.

이 절차는 상기 실린더기하학이 제조공정동안 모니터되고 교정될 때 및 그 도중에 실린더의 기하학에 있어서 변화가 예측될 때 특히 바람직하다.

상기 실린더의 명목상 기하학으로부터 가하학적 편차의 크기 및 형태를 측정하고 그 정보를 변형 영역에서의 국부가열이나 국부냉각을 자동 제어하는 기초로 이용하는 것이 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다.

상기 편차의 측정크기는 변형영역의 가열이나 냉각 강도를 자동 제어하는 기초로 이용되며, 반면 그 편차의 측정된 형태는 상기 변형영역을 적절히 위치시키는 기초로 이용된다.

원형이나 링-형상단면을 갖는 실린더를 제조하기 위하여는, 그 실린더의 직경을 그 원주둘레를 측정하고 그 원 또는 링-형상, 편차의 크기 및 위치를 최대 및 최소측정값으로부터 결정하는 절차가 바람직하며, 상기 크기는 변형영역에서 가열 또는 냉각을 정량 제어하는데 이용되며 상기 위치는 변형영역의 위치결정을 제어하는데 이용된다.

상기 최대 및 최소직경은 실린더의 전체 원주주위의 직경을 측정하여 결정되며, 이들 값으로부터 둥글지 않는 편차 특히 타원의 크기 및 위치를 유도하는 것이 가능하다.

타원(ovality)의 크기는 변형 영역에서 유리조성물의 냉각이나 가열의 강도에 영향을 미치며, 반면 그 위치는 변형영역(또는 영역들)의 위치를 결정한다.

원형단면을 갖는 스트랜드를 연화된 유리조성물로부터 인발하고, 그 동안 인발 방향으로 하부로 경사진 신장벌브 형태의 변형구역이 형성되는, 순서는 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다.

본 발명에 의한 장치에는 가열수단 또는 냉각수단이 제공되며, 가열수단 및 냉각수단이 제공되어 질 수 있으며, 이들은 변형구역의 주위일부에만 걸쳐 있는 최소 하나의 변형영역에 국부적으로 작용한다.

앞서 기술한 바와 같이, 변형영역에서 유리조성물의 점도는 상기 가열수단 또는 냉각수단, 가열수단 및 냉각수단에 의해 국부적으로 영향을 받는다.

이 가열수단 또는 냉각수단, 그리고 가열수단 및 냉각수단은 변형영역에 작용하며, 이를 위하여 이들은 그 변형 영역으로부터 특정거리만큼 떨어져 있을 수도 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 냉각수단은 가스노즐로 구성되어 있다. 이 가스노즐로부터 방출되는 가스흐름은 변형영역에 작용하며, 이 같은 가스노즐은 아주 용이하게 취급 및 설치될 수 있다.

본 발명에 의한 장치의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 가열수단은 전기적 가열요소, 버너 혹은 레이저중의 어느 것일 수 있다.

냉각수단이 열막이로 구성된 장치가 특히 설계하기에 용이하다.

상기 가열수단 또는 냉각수단은 한 쌍의 대향하는 요소로서 설계하는 것이 이익적이다. 이 같은 기구는 원형이나 링-형상의 단면을 갖는 실린더의 타원성을 제거하기에 특히 적합하다.

상기 냉각수단은 한 쌍의 대향하는 가스노즐로 설계하는 것이 특히 신뢰성이 있는 것으로 밝혀졌다.

대체방안으로서, 상기 냉각수단은 상기 변형구역의 원주주위에 배열된 노즐의 링으로 구성되고, 각각의 노즐은 상이한 가스 배출을 위해 설계될 수 있다. 각각의 노즐을 통해 배출되는 가스는 명목상 기하학으로부터 실린더의 측정편차의 크기 및 위치의 함수로서 조절될 수 있다.

상기 가열기구내에 가열 또는 냉각수단이 설치되는 장치는 아주 간단히 설계될 수 있다.

특히, 고도의 유연성을 갖는 장치를 얻기 위하여, 상기 가열수단 또는 냉각수단을 실린더의 세로축방향으로 이동 가능하게 하고 변형구역주위의 원주방향으로 조절가능하게 하는 것이 이익적인 것으로 밝혀졌다.

이같은 이동성의 결과, 변형영역의 위치를 축방향으로 변경시킬 수 있다. 따라서 변형 구역내의 냉각이나 가열의 강도를 쉽게 변화시킬 수 있는 것이다.

원주방향의 조절가능성은 변형영역의 위치를 명목상 기하학으로부터 실린더단면의 편차의 위치 또는 형태의 변화에 맞도록 하는 것을 가능하게 한다.

바람직한 장치의 실시예로서 가열수단 또는 냉각수단이 자동제어기구에 연결되어 있으며, 또한 그 수단에 제어기구에 의해 전달된 자동제어 신호의 함수로써 이동되거나 조절되는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

제1도를 참조하면, 전기적으로 가열된, 튜브상의 수직으로 배열된 로 1가 내경이 약 25㎝인 로 공간 2를 둘러싸고 있다.

가스퍼어즈랜스 4는 로의 저면으로 부터 로 공간 2로 신장하고 있다. 상기 랜스 4는 로 공간 2내부에서 서로 대향하는 2개의 가스노즐 5를 가지고 있으며, 이들 노즐은 가스공급관 6을 경유하여 제어가능한 유량계 7에 로 공간 2외부에서 연결된다. 가스노즐 5와 가스공급관 6과 같이 로 공간 2 내부로 돌출하는 실린더들은 내열성 재질로 되어 있다.

가스퍼어즈 랜스 4는 위치설정기구 8에 의해 지지된다.

상기 위치 설정기구 8에 의해 상기 랜스 4는 수직방향 및 중심축 11 주위 원의 약 180°주위로 이동될 수 있다.

위치설정기구 8은 자동 제어기구 9에 연결되어 있다.

로공간 2 하부영역에는 직경 측정장치 10이 제공되며 이 장치 10은 중심축 11주위원의 약 180°주위로 선회될 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 방법을 제1도를 참조하여 자세히 기술한다.

도시되지 않은 이송기구에 의해, 수직방향으로 지지된 석영유리 실린더 12가 상부로부터 로 1에 연속 공급된다.

석영유리 실린더 12는 그 외경이 약 15㎝이며, 로 공간 2내에서 약 2200℃온도까지 하단으로부터 연속적으로 가열된다.

도시되지 않은 회수수단에 의해, 봉 13이 석영유리 실린더 12의 연화된 영역에서부터 계속하여 인발되며, 이 봉은 약 3㎝의 외경을 갖는다. 봉 13이 인발됨에 따라 신장벌브 14형태로 된 연화된 석영유리의 변형구역이 실린더 12와 봉 13사이에 생긴다. 이 신장벌브 14영역에서는 상기 연화된 석영유리 조성물이 가소적으로 변형 가능하다.

수직방향으로의 가스노즐 5의 위치는 이들 가스노즐이 신장벌브 14영역에서 서로 대향되도록 위치설정기구 8에 의해 조절된다.

상기 가스노즐 5와 신장벌브 14사이의 거리는 약 10㎜로 설정된다.

봉 13의 단면기하학은 원호주위에서 봉 13의 외경을 측정하는 직경 측정장치 10에 의해 측정된다. 봉 13의 원이 아닌 오류나 타원형의 위치 및 값은 외경에 대한 최대 및 최소값으로부터 결정된다.

원형 편차의 크기 함수로써, 가스노즐 5를 통하여 나오는 냉각가스 17의 흐름이 유량계 7에 의해 조절된다. 유량계 7과 가스노즐 5는 냉각가스유속 0~20L/min에 대하여 설계된다.

냉각가스로서는 질소가 사용된다.

동시에, 신장벌브 14의 원주 주위에 가스 노즐 5의 위치설정은 봉의 가장 작은 외경의 측정위치를 기초로 제어기구 9에 의해 자동적으로 제어된다. 상기 자동제어는 신장벌브 14의 기하학이 스스로 봉 13내부로 전파된다는 사실에 기초한다.

예를들어, 봉 단면이 타원인 경우, 가스노즐 5는 그 봉의 가장 작은 외경의 지점에 위치하게 될 것이다. 이와 같이 이들 노즐은 신장벌브 14구역에 돌출된 타원의 종축의 연장선에 있는 벌브의 반대편에 위치한다.

이 같은 가스노즐의 위치는 제2도에 따른 단면예에서도 보여진다.

신장 벌브 14는 주축 15와 종축 16을 갖는 타원 단면을 갖는다.

가스노즐 5는 냉각가스흐름 17이 일차적으로 종축 16을 따라 향하도록 위치 설정된다. 냉각가스흐름 17에 의해 신장벌브 14는 2개의 대향하는 변형 영역내에서 냉각되면, 그 위치가 타원의 가장자리 영역에서 다른 형태의 음영으로 제2도에 도시되어 있다.

이와 같이 석영유리의 점도가 변형 영역 18에서 증대되고 그 결과 신장벌브 14의 타원형 및 봉의 타원형은 감소 또는 제거된다.

냉각가스흐름 17의 강도는 유량계 7에 의해 조절된다.

냉각가스흐름 17의 유속을 증대시킴으로서, 신장벌브 14영역에서의 바라는 변형이 보다 신속하게 강하게 성취될 수 있다.

신장공정에서의 일시적인 장해가 교정된 후, 냉각가스흐름 17은 다시 차단될 수 있다. 로 공간 2 내에서의 불균일한 온도구배에 의해 야기된 것과 같은 영구적인 장해를 보상하기 위하여, 냉각가스흐름 17은 계속 유지될 것이다.

제3도 및 제4도에서의 부호가 제1도 및 제2도에 사용되는 부호와 동일한 것인 한, 이 같이 지정된 본 발명에 의한 장치의 실린더 또는 부품은 제1도 및 제2도에 따른 실시예에서 이미 설명한 부호와 같은 것들이다.

제3도에 도시된 본 발명에 의한 장치의 실시예에 있어서는 가스퍼어즈 랜스대신 노즐 링 19가 제공된다.

노즐 링 19는 벌브와 링 사이에 약 15㎜의 간격을 두고 신장 벌브 14를 둘러싸고 있다.

노즐링 19의 내주연상에는 링주위에 균일하게 배치된 8개의 노즐 20이다.

이들은 가스배출에 관하여 단면도에서 보여지는 바와 같이 신장벌브 14를 향한다.

이를 위하여 각각의 노즐 20에는 그 자신의 가스라인 21이 제공되며, 각각의 라인은 로 공간 2의 상부에 통하게 되어 있다.

각 가스라인 21은 자동 제어되는 가스 유량계 7에 연결되어 있다.

물론, 가스라인 21을 로 공간 2의 저부를 통하도록 할 수도 있다.

이하, 제3도 및 제4도에 따라 본 발명의 방법을 상세히 설명한다.

도시되지 않은 이송기구에 의해 수직방향으로 지지된 석영 유리실린더가 12가 상부로 부터 로 1로 연속적으로 공급된다.

석영유리 실린더 12는 약 15㎝의 외경을 가진다.

상기 실린더는 로공간 2내에서 그 하단에서부터 시작하여 약 2200℃의 온도까지 계속적으로 가열된다.

회수기구(제3도에 도시되지 않음)에 의해 석영유리 실린더 12의 연화된 영역으로부터 봉 13이 연속적으로 인발된다.

이 봉은 약 3㎝의 외경을 갖는다.

봉 13이 인발됨에 따라, 신장벌브 14 형태로 된 연화된 석영유리의 변형구역이 실린더 12와 봉 13사이에서 발달한다.

상기 신장 벌브 14영역에서는 상기 연화된 석영유리는 가소적으로 변형가능하다. 상기 노즐링 19영역에서 상기 신장벌브 14가 형성되거나 혹은 상기 노즐링 19가 상기 신장벌브 14의 거의 중간에 위치되도록 공급속도, 신장속도 및 신장온도가 서로 조절된다.

봉 13의 단면 기하학이 직경측정 장치 10에 의해 측정되며, 장치 10은 그 원주주위에서 봉 13의 외경을 측정한다.

봉 13의 원형이 아닌 오류 또는 타원형의 크기 및 위치는 상기 외경의 최대 및 최소값으로부터 결정되어진다.

노즐 20 각각을 통해 나오는 가스는 유량계 7에 의해 원형도 편차값의 함수로써 자동 제어된다. 유량계 7과 노즐 20 각각은 냉각가스흐름 17a, 17b 0~20L/min에 대하여 설계되어 있다.

냉각가스로서는 헬륨이 사용된다.

동시에, 서로 서로에 대하여 각 노즐 20을 통한 가스유속의 비는 봉의 최소 외경이 검출된 위치를 근거로 결정된다.

만일 봉의 단면이 타원이라면, 제4도에 예시된 바와 같이, 주 냉각가스흐름 17a는 최소외경이 발견되는 봉의 측면에 생성된다.

신장벌브 14영역에서는 이는 신장벌브 타원의 종축 16의 연장선에 해당한다. 만일 2개의 인접한 노즐 20사이에 종축 16이 위치한다면, 상기 냉각가스흐름은 종축 16으로부터의 거리비에 상응하여 이들 노즐 20사이에서 분할된다.

예를들어 신장 벌브 14는 제4도에 단면으로 도시된 바와 같이 타원 단면을 갖는다.

주 냉각가스흐름 17a는 이와 같이 종축 16을 따라 향한다.

실시예에서, 주냉각 가스흐름 17a를 생성하는 노즐 20은 하나가 타원의 각 측면에 있도록 종축 16의 연장선상에 서로 대향하여 위치된다.

보다 약한 제2냉각가스흐름 17b는 인접한 노즐 20을 통해 신장벌브에 대향하며, 주축 15의 연장선상에 위치한 노즐 20을 통하여 신장벌브로 보내지는 냉각가스는 없게 된다.

이와 같이 하여 냉각가스흐름 17a, 17b는 신장벌브 14의 2개의 대향하는 변형 영역 18a를 냉각시키고, 이들 위치는 제2도에서 타원의 가장자리 영역에서 다른 음영으로 나타내었다.

이 같은 냉각효과에 따라 제1도 및 제2도에서 자세히 설명한 형태변경이 이루어지며, 이는 봉 13의 타원형이 아무런 도구의 사용 없이 수정 제거됨을 의미하는 것이다.

본 발명의 방법 및 장치에 따라 바람직한 단면 기하학을 갖는 실린더를 간단하고 값싸게 제조할 수 있다.

Claims (24)

1. 유리조성물을 가열구역으로 공급하는 단계; 상기 가열구역 내에서 유리조성물을 연화시키는 단계; 상기 연화된 유리조성물을 원주를 갖는 변형구역 내에서 가소적으로 연속 변형시켜 실린더(부품)를 형성하는 단계; 상기 실린더의 명목상 기하학으로부터 측정된 단면 기하학의 편차를 구하는 단계; 및 상기 명목상 기하학으로부터 상기 단면 기하학의 편차의 함수로써, 상기 변형구역의 원주의 일부에만 걸쳐 신장하는 최소 하나의 변형 영역에서 상기 조성물을 국부적으로 가열 또는 냉가시키는 단계;를 포함하는 원통형 유리실린더 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 변형 영역은 가스흐름을 상기 조성물에 직접 향하게 함으로써 국부적으로 냉각됨을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 변형영역은 전기가열요소, 화염 및 레이저빔중의 하나에 의해 국부적으로 가열됨을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 변형 영역은 열막이(heat shields)에 의해서 국부적으로 냉각됨을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 2개의 대향된 변형영역 내에서 국부적으로 가열 또는 냉각됨을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 시간에 따른 상기 실린더의 단면 기하학의 변화를 측정하는 단계; 및 상기 실린더의 단면 기하학에 있어서 시간에 따른 상기 측정된 변화의 함수로서 상기 변형구역의 원주 주위의 최소 하나의 변형구역을 이동시키는 단계;를 추가 포함함을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 편차를 구하는 단계는 상기 실린더의 명목상 기하학으로부터 단면 기하학의 편차의 크기 및 위치를 정하고, 그 편차의 크기 및 위치의 함수로서 상기 국부적 가열 또는 냉각을 자동적으로 수행하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 실린더는 외경을 갖는 원형 또는 환상의 단면을 가지며, 상기 단면 기하학은 최대 및 최소값을 측정하기 위하여 상기 외경을 측정하여 결정되며, 상기 편차의 크기값과 위치값은 상기 최대 및 최소 측정값으로 부터 결정되며, 정량적 가열 또는 냉각은 상기 크기값의 함수로써 수행되며, 상기 변형 영역은 상기 위치값의 함수로서 위치됨을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 연화된 유리 조성물은 상기 조성물이 상기 실린더로 신장하는 방향으로 경사지도록 상기 신장방향으로 상기 조성물을 신장시킴으로서 변형됨을 특징으로 하는 방법.
10. 공급기구, 가열기구 및 회수(take-off) 기구를 포함하여 구성되며, 유리조성물을 상기 공급기구에 의해 조성물이 연화되는 가열기구로 이송되며, 실린더는 변형구역에서 회수기구에 의해 연화된 유리조성물로부터 형성되며, 변형구역(14)의 원주의 일부에만 걸쳐 신장하는 최소 하나의 변형영역(18; 18a)에 국부적으로 작용하는 가열수단 또는 냉각수단(4;19)을 포함함을 특징으로 하는 원통형 유리실린더 제조장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 냉각수단(4;19)은 가스노즐(5;20)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 가열수단은 전기적 가열요소, 버너 또는 레이저를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장치.
13. 제10항에 있어서, 상기 냉각수단은 열막이(heat shield)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장치.
14. 제10항에 있어서, 상기 가열수단 또는 냉각수단은 한 쌍의 대향하는 요소를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 냉각수단(4;19)은 서로 대향하여 배열된 2개의 노즐을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장치.
16. 제10항에 있어서, 상기 냉각수단은 상기 변형구역(14)의 원주 주위에 배열된 노즐링(19)을 가지며, 상기 링은 독립적으로 가스가 공급되는 각각의 노즐(20)을 포함함을 특징으로 하는 장치.
17. 제10항에 있어서, 상기 가열수단 또는 냉각수단(4, 19)은 가열기구(1) 내부에 배치됨을 특징으로 하는 장치.
18. 제10항에 있어서, 상기 가열수단 또는 냉각수단(4;19)은 실린더(12)의 세로축 방향으로 이동될 수 있으며, 상기 변형구역(14) 주위의 원주방향으로 이동될 수 있음을 특징으로 하는 장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 가열수단 또는 냉각 수단(4;19)은 자동제어기구(9)에 연결되어 있으며, 상기 제어기구(9)로부터의 제어신호의 함수로서 이들 수단은 실린더(12)의 세로축 방향으로 이동되어 변형구역(4) 주위의 원주방향으로 조절됨을 특징으로 하는 장치.
20. 공급기구, 가열기구 및 회수(take-off)기구를 포함하여 구성되며, 유리조성물을 상기 공급기구에 의해 조성물이 연화되는 가열기구로 이송되며, 실린더는 변형구역에서 회수기구에 의해 연화된 유리조성물로부터 형성되며, 변형구역(14)의 원주의 일부에만 걸쳐 신장하는 최소 하나의 변형영역(18;18a)에 국부적으로 작용하는 가열수단 및 냉각수단(4;19)을 포함함을 특징으로 하는 원통형 유리실린더 제조장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 가열수단 및 냉각수단은 한 쌍의 대향하는 요소를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장치.
22. 제20항에 있어서, 상기 가열수단 및 냉각수단(4,19)은 가열기구(1)내부에 배치됨을 특징으로 하는 장치.
23. 제20항에 있어서, 상기 가열수단 및 냉각수단(4;19)은 실린더(12)의 세로축 방향으로 이동될 수 있으며, 상기 변형구역(14) 주위의 원주방향으로 이동될 수 있음을 특징으로 하는 장치.
24. 제23항에 있어서, 상기 가열수단 및 냉각 수단(4;19)은 자동제어기구(9)에 연결되어 있으며, 상기 제어기구(9)로부터의 제어신호의 함수로서 이들 수단은 실린더(12)의 세로축 방향으로 이동되어 변형구역(4) 주위의 원주방향으로 조절됨을 특징으로 하는 장치.

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