KR100718085B1 - 직접용융분사방식에 의한 유리알 제조방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직접용융 분사방식에 의한 유리알 제조방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명의 제조방법은 유리의 원료를 용융시켜 용융유리로 형성하는 단계와, 상기 용융유리를 구형의 입자형으로 형성되도록 하는 단계와, 상기 입자형 용융유리를 자연 냉각으로 고형화 시켜 유리알을 형성하는 단계로 구성되는 종래의 직접용융 방식에 의한 제조방법에 있어서,

용융유리를 입자형으로 형성하는 방법이 작업조(20) 하부에 형성된 용융유리 유출부싱(23)을 통하여 용융유리를 자연낙하 시키고, 자연낙하 되는 용융유리를 측면에서 압축공기로 송풍하여 입자화 하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하여 고온(약 1500℃)이 유지되는 작업조(20)가 외부의 공기와 차단되므로 에너지의 손실을 현저하게 방지할 수 있게 되었다. 또한 유지 및 보수가 어렵고 쉽게 노후화 되는 분사노즐의 사용을 생략할 수 있으며, 입자화 된 유리알이 다시 공정에 재투입되는 것을 원천적으로 방지함으로써 생산효율을 크게 높일 수 있게 되었다. 특히 본 발명에 의하여 내부에 공기를 전혀 포함하고 있지 한 고품질의 유리알을 얻을 수 있게 되었다.

유리알, 자연낙하, 직접용융, 고품질

Description

직접용융분사방식에 의한 유리알 제조방법 및 장치{Manufacture system and method of glass bead}

도1은 종래의 유리알 제조장치의 측단면도이고,

도2는 본 발명의 유리알 제조장치의 측단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 제조장치, 10 : 용해로

11 : 가열히터, 12 : 가열전극

13 : 투입구, 14 : 배출구

20 : 작업조, 21 : 가열히터

22 : 가열전극, 23 : 용융유리 유출 부싱

30 : 분사화구, 31 : 공기분사노즐

40 : 유리알 회수탱크, 41 : 배출문

50 : 압축공기 공급수단, 51 : 공기압축기

52 : 압축공기탱크, 53 : 압력조절기

54 : 연결튜브, 55 : 압축공기 가열히터

60 : 배풍기, 61 : 흡기구

62 : 연결덕트

본 발명은 직접용융 분사방식에 의한 유리알 제조방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게로는 용해로에서 직접 용융된 유리를 공기 중에 비산시켜 입자화 시킨 후 표면장력에 의하여 구상화 되도록 하고, 이를 공기 중에서 냉각시켜 유리알이 되도록 구성된 직접용융 분사방식에 의한 유리알 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

구상의 유리알은 직경 수㎛ 내지 수mm로 형성되며, 직경이 약 1mm 이하의 것은 도로표지용으로 사용되고, 직경이 1-5mm의 것은 페인트, 잉크, 자기테이프, 약품, 식품 등을 만드는 공정에서 분체를 고점도의 액체에 균질하게 분산시키기 위한 분산용 메디아 등으로 사용된다.

이와 같은 용도의 유리알의 종래의 제조방법은 1mm 이하의 유리알을 제조하는 Vertical shaft klin 방식(유동소성방식)과 1mm 이상의 유리알을 생산하는 Carbon rotary kiln 방식으로 크게 분류된다.

그러나 이와 같은 종래의 유리알 제조방법은 모두 기존의 판유리가 분쇄설비에 의하여 분쇄 및 일정크기의 선별과정을 거친 후 유리알 입자 원료로서 사용되기 때문에 상기 분쇄과정에서 분진 및 분쇄에 의한 손실이 발생할 뿐만 아니라 각 유리알 사용용도에 맞는 유리 파쇄물을 얻기가 용이하지 않고 또한 최종 제품의 품질도 기포 함유 등의 이유로 부족하다는 문제점이 있었다.

더욱이 카본방식에 의한 유리알 제조방법인 경우에는 본래 유리파쇄물이 연화온도 부근까지 가열되면 표면장력에 의해 예각이 없어지고 구형이 되려는 경향이 있지만 자중이나 연화된 유리입자끼리의 부착에 의하여 구형화기 방해되기 때문에 유리와의 젖음성(wettability)이 가장 나쁜 탄소분이 혼합된 유리파쇄물을 넣어 연화점 부근까지 가열하므로써 상기 탄소분에 의해 별도로 분리된 구형의 유리알을 얻기 때문에 상기 탄소분으로 인한 환경공해가 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같이 제조된 유리알은 냉각되면서 그 표면에 탄소분이 부착되어 있음으로 이후 불산세척에 의한 탄소막의 제거작업이 병행되어야 하므로 작업이 번거로움은 물론 탄소분의 세척과정에서 폐수가 발생되는 등 여러 가지 환경문제를 유발시키는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결한 것으로, 본 발명자에 의한 한국특허 제10-0495266호를 들 수 있다.

이 특허발명은 유리의 원료를 용융시키는 용해로(10)와; 상기 용해로에서 용융되어 유입된 용융유리를 분사노즐(70)로 비산시켜 분출구(23)를 통해 용융유리가 표면장력에 의해 입자형으로 배출되도록 하는 작업조(20)와; 상기 작업조(20)의 분출구(23)를 통해 입자형으로 배출되는 용융유리를 흡입하여 냉각 고형화 시키는 흡입덕트(30)와; 상기 입자형 용융유리가 흡입덕트(30)를 지나면서 냉각 고형화 되어 얻어지는 유리알을 모아 저장하는 유리알 회수탱크(40)와; 상기 분사노즐(70)로 일정압력의 압축공기를 발생시켜 공급하는 압축공기 공급수단(50)과; 상기 흡입덕트(30) 및 유리알 회수탱크(40) 내의 공기를 흡입하여 외부로 배출하는 배풍기(60)가 포함되어 구성된 직접용융 분사방식에 의한 유리알 제조장치이다.

그 구체적인 구성은 도1과 같다.

그러나 이 발명은 용융된 유리가 압축공기의 배풍에 의하여 하부에서 상부로 분사되는 과정에서 입자화 되기 때문에, (1) 분사각이 커야 하므로 이에 따라 분출구(23)의 직경이 커져서 작업조(20)의 온도가 대기에 의해 냉각되어 결과적으로 에너지의 손실이 커다는 문제점과, (2) 상부로 분사된 유리알의 일부는 다시 하강하여 작업조(20) 속으로 들어오기 때문에 작업효율이 낮다는 점, (3) 고온의 용융유리에 잠겨지는 분사노즐(70)이 쉽게 노후화 되고 노즐(70)의 재질도 백금과 같이 내구성이 극히 우수한 것을 사용하여야 하는 문제점 및 (4) 얻어진 유리알 내부에는 압축공기의 배풍시 흡입된 공기가 존재하여 제품의 품질에 악영향을 미치는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 작업조(20)의 온도가 대기에 의하여 냉각되는 것을 최소화 하여 에너지의 손실을 방지하는 유리알 제조장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적은 생산효율이 향상된 유리알 제조장치 및 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목 적은 특수한 금속이 사용되어야 하며 유지 및 보수가 까다로운 분사노즐(70)의 사용을 생략하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 얻어진 유리알의 내부에 공기가 존재하지 않도록 하는 유리알 제조장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제조방법은, 유리의 원료를 용융시켜 용융유리로 형성하는 단계와, 상기 용융유리를 구형의 입자형으로 형성되도록 하는 단계와, 상기 비산되는 입자형 용융유리를 자연 냉각으로 고형화 시켜 유리알을 형성하는 단계로 구성되는 종래의 직접용융 방식에 의한 제조방법에 있어서,

용융유리를 입자형으로 형성하는 방법이 작업조(20) 하부에 형성된 용융유리 유출부싱(23)으로 용융유리를 자연낙하시키고, 자연낙하되는 용융유리를 측면에서 압축공기로 송풍하여 입자화 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제조장치는, 유리의 원료를 용융시키는 용해로(10)와; 상기 용해로에서 용융되어 유입된 용융유리를 적당한 온도로 조절하는 작업조(20)와; 일정압력의 압축공기를 발생시켜 공급하는 압축공기 공급수단(50) 등으로 구성되는 종래의 제조장치에 있어서,

작업조(20) 하부에 용융유리 유출부싱(23)을 형성시키고, 용융유리 유출부싱(23) 하부에 압축공기를 측면으로 분사할 수 있는 압축공기 공급수단(50)이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부 도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명의 유리알 제조장치(1)는 도2에 도시한 바와 같다.

용해로(10)와 작업조(20)는 종래의 장치와 동일하다. 그러나 작업조(20)의 하단에는 작은 크기의 용융유리 유출부싱(23)이 형성된다. 용융상태이며, 온도가 조절된 용융유리는 용융유리 유출부싱(23)을 통하여 자연낙하 된다. 용융유리 유출부싱(23)의 크기는 원하는 크기의 유리알에 맞추어서 결정된다. 용융유리 유출부싱(23)의 숫자는 제한되지 않는다. 용융유리 유출부싱(23)을 통하여 용융유리가 배출되는 경우에도 배출되는 용융유리가 마개 역할을 함으로써 작업조(20) 내부는 외부의 공기와 차단된다.

용융유리 유출부싱(23) 하부에는 압축공기를 송풍할 수 있는 압축공기 공급수단(50)이 설치된다. 자연낙하 되는 용융유리는 압축공기 공급수단(50)에 형성된 공기분사노즐(31)로부터 송풍되는 고압공기에 의하여 유리알로 입자화 되며, 입자화 된 유리알은 측면으로 비산하면서 공기에 의하여 냉각되어 유리알 회수탱크(40)로 회수된다.

미설명 부호 11과 21은 가열히터, 12 및 22는 가열전극, 13은 투입구, 14는 배출구, 30은 분사화구, 51은 공기압축기, 52는 압축공기 탱크, 53은 압력조절기, 54는 연결 튜브, 55는 압축공기 가열히터, 60은 배풍기, 61은 흡기구, 62는 연결덕트이다.

본 발명에 의하여 고온(약 1500℃)이 유지되는 작업조(20)가 외부의 공기와 차단되므로 에너지의 손실을 현저하게 방지할 수 있게 되었다. 또한 유지 및 보수가 어렵고 쉽게 노후화 되는 분사노즐의 사용을 생략할 수 있으며, 입자화 된 유리알이 다시 공정에 재투입되는 것을 원천적으로 방지함으로써 생산효율을 크게 높일 수 있게 되었다. 특히 본 발명에 의하여 내부에 공기를 전혀 포함하고 있지 한 고품질의 유리알을 얻을 수 있게 되었다.

Claims (4)

1. 유리의 원료를 용융시켜 용융유리로 형성하는 단계와, 상기 용융유리를 구형의 입자형으로 형성되도록 하는 단계와, 상기 입자형 용융유리를 자연 냉각으로 고형화 시켜 유리알을 형성하는 단계로 구성되는 종래의 직접용융 방식에 의한 제조방법에 있어서,

   용융유리를 입자형으로 형성하는 방법이 작업조(20) 하부에 형성된 용융유리 유출부싱(23)을 통하여 용융유리를 자연낙하 시키고, 자연낙하 되는 용융유리를 측면에서 압축공기로 송풍하여 입자화 하는 단계를 포함하는 유리알의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 입자화된 용융유리는 공기에 의하여 냉각되어 유리알 회수탱크(40)로 회수되는 단계를 더욱 더 포함하는 유리알의 제조방법.
3. 유리의 원료를 용융시키는 용해로(10)와; 상기 용해로에서 용융된 용융유리를 적절한 온도가 유지되도록 하는 작업조(20)와; 일정압력의 압축공기를 발생시켜 공급하는 압축공기 공급수단(50)으로 구성되는 공지의 유리알의 제조장치에 있어서,

   작업조(20) 하부에 용융유리 유출부싱(23)을 형성시키고, 용융유리 유출부싱(23) 하부에 압축공기를 측면으로 분사할 수 있는 압축공기 공급수단(50)이 설치된 것을 특징으로 하는 유리알 제조장치.
4. 제3항에 있어서, 공기에 의하여 냉각된 유리알을 회수할 수 있는 유리알 회수탱크(40)를 더 포함하는 유리알 제조장치.

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