KR100822285B1 - Glass melting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유리 용융 장치를 나타낸 도면.1 shows a glass melting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 유리 용융 장치의 적용례를 나타낸 도면.2 is a view showing an application example of the glass melting apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유리 용융 장치를 나타낸 도면.3 shows a glass melting apparatus according to a second embodiment of the present invention.
** 주요 도면부호에 대한 간단한 설명 **** Brief description of the major reference symbols **
100: 용융로 102: 외벽100: melting furnace 102: outer wall
104: 내벽 108: 댐월104: inner wall 108: dam wall
110: 배출구 120: 냉각 쟈켓110: outlet 120: cooling jacket
200: 가열 커버 202: 가열 수단200: heating cover 202: heating means
300: 원료 투입부 302: 냉각 수단300: raw material input unit 302: cooling means
304: 슬리브304: sleeve
본 발명은 원료를 가열하여 용융하는 용융로에 관한 것으로써, 더 구체적으로는 유리 용융체 원료를 가열하여 용융하는 유리 용융 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a melting furnace for heating and melting raw materials, and more particularly, to a glass melting apparatus for heating and melting a glass melt raw material.
원료공급장치, 용융로, 가열 수단 및 성형 장치로 구성된 유리 용융 장치는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽재, 유전체, 전극재, 봉착재 또는 진공형광디스플레이, 음극선관, 백라이트유닛, 전계방출디스플레이 모듈 제작시 봉착재로 사용되는 프릿 페이스트 제조시 사용되며, 유리 섬유, 음극선관의 후면 유리 및 커버 글라스 등에 사용되는 유리 용융체 원료를 가열하는데 사용되고 있다.Glass melting apparatus consisting of raw material supply device, melting furnace, heating means and molding apparatus is used for manufacturing barrier materials, dielectric materials, electrode materials, sealing materials or vacuum fluorescent displays, cathode ray tubes, backlight units, and field emission display modules in plasma display panels. It is used to prepare frit paste, which is used to heat glass melt raw materials used for glass fiber, rear glass of cathode ray tube and cover glass.
종래의 유리 용융 장치는 유리 용융체 원료가 용융되는 수용부를 갖는 용융로와 용융로 상에 결합되어 수용부 내의 유리 용융체 원료를 가열하는 가열 수단이 구비된 가열 커버를 포함한다.The conventional glass melting apparatus includes a melting furnace having a receiving portion in which the glass melt raw material is melted, and a heating cover provided with heating means coupled to the melting furnace to heat the glass melt raw material in the receiving portion.
종래의 유리 용융 장치에서, 가열 커버는 용융로와 결합된 구조를 가지기 때문에 조성이 다른 유리 제품을 생산하기 위하여 용융로의 가동을 중단하고 조성이 다른 유리 용융체 원료를 용융로에 투입한 후 가열하는 방식을 채택하거나, 또는 생산 설비에 서로 다른 조성의 유리 용융체 원료가 용융되는 용융로를 설치하고 각각의 용융로에서 유리 제품을 생산하는 방식이 채택된다.In the conventional glass melting apparatus, since the heating cover has a structure combined with the melting furnace, in order to produce glass products having different compositions, the method of heating the melting furnace and discharging the glass melt raw materials of different compositions into the melting furnace is adopted. Alternatively, a method of installing a melting furnace in which glass melt raw materials of different compositions are melted in a production facility and producing glass products in each melting furnace is adopted.
전자의 경우 설비가 단순하고 제작 비용이 적은 장점이 있으나, 다른 조성의 유리 제품을 생산하기 위하여 용융로의 가동을 중단하고 용융로 내벽을 교환하는 등 조성물 변경을 위한 준비과정이 필요한 단점이 있다. 반면, 후자의 경우 조성물 변경을 위한 준비과정이 최소화된 장점이 있지만, 설비가 복잡하고 제작 비용이 증가하는 단점이 있다.In the former case, the installation is simple and the manufacturing cost is low, but in order to produce a glass product having a different composition, there is a disadvantage that a preparation process for changing the composition is required, such as stopping the operation of the melting furnace and exchanging the inner wall of the melting furnace. On the other hand, in the latter case, there is an advantage that the preparation process for changing the composition is minimized, but the disadvantage is that the equipment is complicated and the manufacturing cost increases.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 원하는 조성물의 유리 제품을 교환하면서 용융할 수 있는 유리 용융 장치를 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a glass melting apparatus that can be melted while exchanging the glass product of the desired composition.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 설비가 복잡하지 않고 조성이 다른 유리 제품을 생산하기 위하여 용융로 가동을 중단하지 않고, 다른 용융로를 이용하여 유리 제품을 생산할 수 있는 유리 용융 장치를 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a glass melting apparatus capable of producing glass products using other melting furnaces without interrupting the operation of the melting furnace in order to produce a glass product having a different composition and a different composition.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명은 용융로 및 상기 용융로에 착탈가능한 가열 커버를 구비한 유리 용융 장치를 제공한다. 이 장치는 유리 용융체의 원료가 용융되는 수용부를 가지며, 외벽 및 내화물 재질의 내벽으로 구성된 용융로를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a glass melting apparatus having a melting furnace and a heating cover detachable from the melting furnace. The apparatus has a receiving portion in which the raw material of the glass melt is melted, and includes a melting furnace composed of an outer wall and an inner wall of a refractory material.
이 장치는 상기 용융로의 수용부에 유리 용융체의 원료를 투입하는 원료 투입부와, 상기 용융로에 탈부착 가능하도록 설치되는 가열 커버를 포함한다. 상기 가열 커버 내부에는 가열 수단이 설치되어 상기 용융로 수용부 내의 유리 용융체 원료를 가열할 수 있다.The apparatus includes a raw material inlet for injecting the raw material of the glass melt into the accommodating part of the melting furnace, and a heating cover provided to be detachably attached to the melting furnace. A heating means may be provided inside the heating cover to heat the glass melt raw material in the melting furnace accommodating portion.
본 발명의 일 실시예에서, 이 장치는 복수개의 용융로를 구비할 수 있다. 그러나, 각각의 용융로에 가열커버가 결합되지 않고, 하나의 가열 커버가 복수개의 용융로에 탈부착되어 상기 용융로들 내의 유리 용융체 원료를 선택적으로 가열할 수 있다.In one embodiment of the invention, the apparatus may comprise a plurality of melting furnaces. However, a heating cover is not coupled to each of the melting furnaces, and one heating cover may be detachably attached to the plurality of melting furnaces to selectively heat the glass melt raw materials in the melting furnaces.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 용융로에 열교환이 가능한 냉각 쟈켓이 구비되어 있다. 상기 냉각 쟈켓은 상기 금속재질의 외벽에 설치되어 상기 내화물 재질의 내벽과 열교환이 가능한 구성을 가질 수 있다. 또는 상기 냉각 쟈켓은 외벽과 내벽 사이에 설치할 수도 있다. 상기 냉각 쟈켓에 의해 상기 내화물의 온도가 일정 수준 이상 상승하는 것이 억제되어 고온으로 인한 내화물의 크랙 발생을 막을 수 있고, 내화물에 크랙이 발생하더라도 크랙을 통해 침투된 용융체가 냉각되어 더이상의 용융체 침투를 막을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the melting furnace is provided with a cooling jacket capable of heat exchange. The cooling jacket may be installed on the outer wall of the metal material and may have a configuration capable of heat exchange with the inner wall of the refractory material. Alternatively, the cooling jacket may be installed between the outer wall and the inner wall. The refrigeration jacket can suppress the temperature of the refractory to rise above a certain level to prevent cracking of the refractory due to high temperature, and even if a crack occurs in the refractory, the melt penetrated through the crack is cooled to prevent further melt penetration. You can stop it.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구조물의 크기는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 또한, 구조물이 다른 구조물 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 구조물에 직접 접촉하거나 그들 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. In the drawings, the size of structures is exaggerated for clarity. In addition, where a structure is said to be "on" another structure, it may be in direct contact with another structure or intervened by a third component therebetween. Portions denoted by like reference numerals denote like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리 용융 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a glass melting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 유리 용융 장치는 용융로(100), 가열 커버(200) 및 원료 투입부(300)을 포함한다. 상기 용융로(100)는 외벽(102) 및 내벽(104)으로 구성될 수 있다. 그 외에도, 유리 용융 장치는 온도 센서, 유량계와 콘트롤 시스템 등 일반적인 용융 장치에 설치될 수 있는 운용 장치들을 구비할 수 있다.Referring to FIG. 1, the glass melting apparatus includes a
상기 용융로의 외벽(102)은 일반금속 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 용융로의 외벽은 스테인레스 스틸, 철, 동 등의 산업용 금속 재질 또는 백금, 금, 은 등의 고가의 귀금속일 수도 있다.The
상기 용융로의 내벽(104)은 저렴하고 내열성도 강하며, 내침식성이 우수한 자기질 또는 세라믹 계열의 내화물 재질로 형성될 수 있다. 상기 용융로의 내벽(104)은 내화물 블록으로 구성되어 일정량 이상의 용융공정이 진행된 후에 철거 및 재설치가 가능한 구성인 것이 바람직하다.The
상기 용융로(100)는 상부가 개방된 형태로 유리 용융체 원료(106)가 투입되어 용융되는 수용부를 가진다. 도시된 것과 같이, 상기 용융로(100)는 수용부를 갖는 외벽(102)과 상기 외벽(102)의 수용부 표면에 형성된 내벽(104)으로 구성된 이중벽 구조를 가진다. 상기 용융로의 수용부에 투입된 유리 용융체 원료는 일반적으로 분말 형태로 공급되기 때문에 미용융 상태로 상기 용융로의 배출구(110)를 통해 배출되는 것을 막기 위하여, 상기 수용부를 가로지르는 댐월(108)을 구비할 수 있다. 유리 용융체의 미용융 원료의 흐름을 차단하도록 상기 용융로(100)에는 복수개의 댐월(108)이 설치되는 것이 바람직하다.The
상기 가열 커버(200)는 상기 용융로(100) 상에 위치하여 상기 수용부 내의 유리 용융체 원료를 가열한다. 본 발명에서, 상기 가열 커버(200)는 상기 용융로(100)에 결합되지 않고, 착탈이 가능한 구조로 상기 용융로(100)의 유리 용융체 원료를 가열할 수 있다. 상기 가열 커버(200)는 상기 유리 용융체 원료를 가열하기 위한 가열 수단(202)을 구비하고 있다. 상기 가열 수단(202)은 저항발열 또는 유도가열 등의 유리 용융체로부터 이격된 전기가열 수단인 것이 바람직하다. 상기 가열 수단(202)은 가스버너, 플라즈마 토치와 같은 가열 수단일 수도 있다.The
상기 원료 투입부(300)은 분말 상태의 유리 용융체 원료가 상기 용융로(200) 에 공급되는 슬리브(304)를 포함할 수 있고, 상기 유리 용융체 원료가 상기 용융로의 고온으로 인해 상기 슬리브(304) 내에서 용융되는 것을 막기 위하여 냉각 수단(302)이 상기 슬리브(304) 주변을 감싸도록 형성될 수 있다.The raw
상기 냉각 수단(302)에 사용되는 냉매는 특별히 제한되지는 않지만, 경제성 및 열용량을 고려할 때 물인 것이 바람직하다. 상기 냉각 수단(302)은 상기 슬리브(304)의 주위를 감싸는 쟈켓 구조일 수도 있고, 상기 슬리브(304)를 감는 냉각 코일 형태일 수도 있다.The refrigerant used in the cooling means 302 is not particularly limited, but is preferably water in consideration of economy and heat capacity. The cooling means 302 may have a jacket structure surrounding the
본 발명에서, 상기 가열 커버(200)는 상기 용융로(100)에 결합 고정되지 않고, 착탈이 가능하도록 설치된 것이 특징이다. 따라서, 상기 가열 커버(200)는 복수개의 용융로 상에 이동하여 선택적으로 용융로를 가열할 수 있다.In the present invention, the
도 2는 본 발명에 따른 유리 용융 장치의 적용예를 설명하기 위한 도면이다.It is a figure for demonstrating the application example of the glass melting apparatus which concerns on this invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 유리 용융 장치는 복수개의 용융로(100)와, 이동 가능하여 복수개의 용융로(100) 내의 유리 용융체 원료를 선택적으로 가열할 수 있는 가열 커버(200)를 구비한다.Referring to FIG. 2, the glass melting apparatus of the present invention includes a plurality of
상기 가열 커버(200)는 임의의 용융로(100)에 결합되어 유리 용융체 원료를 가열하여 용융하고, 다른 조성의 유리 용융체 원료를 가열하기 위하여 제2의 위치(200')로 이동하여 다른 용융로(100')에 공급된 유리 용융체 원료를 가열하여 용융할 수 있다. 조성이 다른 유리 제품을 생산하기 위하여 복수개의 용융로에서 원료의 가열 및 용융이 필요한 경우, 복수의 용융로를 설치하고 상기 가열 커버 또는 용융로들을 이동가능하게 설치함으로써 가열 수단의 수를 줄일 수 있고, 조성이 다 른 용융체 원료를 선택적으로 용융할 수 있다. The
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리 용융 장치를 나타낸 도면이다.3 is a view showing a glass melting apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 유리 용융 장치의 용융로(100)은 외벽(102) 및 내벽(104)으로 구성되고, 상기 내벽(104)은 내화물 재질로 형성된다. 내화물 재질의 내벽(104)은 고온에서 크랙이 발생되어 크랙을 통한 용융물의 침투 및 폭발 등의 문제를 가질 수도 있다. 본 발명의 제2 실시예는 이러한 문제점을 해결하기 위한 수단으로, 상기 용융로(100)에 냉각 쟈켓(120)을 설치하여 상기 용융로 내벽(104)에 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
상기 냉각 탸켓(120)은 냉매의 순환구조일 수 있으며, 사용되는 냉매는 특별히 제한되지 않는다. 전술한 슬리브 냉각 수단의 냉매와 마찬가지로 열용량 및 경제성을 고려할 때 냉각 쟈켓(120)의 냉매는 물인 것이 바람직하다.The cooling
상기 냉각 쟈켓(120)이 상기 용융로의 수용부에 너무 근접하여 수용부 내의 용융물 까지 냉각하는 경우, 용융물의 열량 소모가 극심하여 1400℃ 정도의 원하는 온도까지 용융물의 온도를 상승하는 것이 어려워질 수 있다. 따라서, 상기 냉각 쟈켓(120)은 내화물 재질의 상기 용융로 내벽(104)와 열교환하여 상기 용융로 내벽(104)의 온도 상승을 억제하는 보조적 수단으로 사용되는 것이 바람직하다. 본 발명에서, 상기 냉각 쟈켓(120)은 상기 용융로 외벽(102)에 설치되어 상기 용융로 내벽(104)의 온도 상승을 억제한다. 또는, 상기 냉각 쟈켓은 도면과는 달리 외벽과 내벽 사이에 설치할 수 있다.If the cooling
상기 냉각 쟈켓(120)에 의해 내화물 재질의 내벽(104) 온도가 상승하는 것이 억제되더라도, 여러가지 요인으로 인해 상기 내벽(104)에 크랙이 발생될 수도 있다. 그러나, 유리 용융체가 상기 크랙으로 침투하더라도 상기 냉각 쟈켓(120)에 의해 냉각되어 고형화됨으로써 더이상의 유리 용융체 침투가 억제될 수 있고, 고형화된 유리질에 의해 크랙이 보수될 수 있는 이점도 가질 수 있다.Although it is suppressed that the temperature of the
또한, 내벽(104)과 열교환을 통해 내벽 표면에서 용융체의 온도는 용융점보다 낮게 제어될 수도 있다. 이 경우 내화물 재질의 내벽(104) 표면에 유리 고형물이 형성되어 내화물의 침식도 억제될 수 있다.In addition, the temperature of the melt on the inner wall surface through heat exchange with the
제1 실시예와 마찬가지로 제2 실시예에 따른 유리 용융 장치도 착탈 가능한 가열 커버(200)를 구비하고, 도 2에 도시된 것과 같이 용융로를 교환하면서 다른 조성의 유리 용융체 원료를 가열하는데 적용될 수 있다.Like the first embodiment, the glass melting apparatus according to the second embodiment also has a
상술한 것과 같이 본 발명에 따르면, 설비가 복잡하지 않고 용융로 가동을 중지하지 않고 다른 용융로를 이용함으로써, 원하는 조성물의 유리 제품을 교환하면서 용융할 수 있다.According to the present invention as described above, by using a different furnace without complicated equipment and without stopping the operation of the furnace, it can be melted while replacing the glass product of the desired composition.
또한, 용융로에 내화물 재질의 내벽 및 냉각 쟈켓이 구비되어 유리 용융체를 직접 냉각하는 것에 의해 용융체의 열량을 과도하게 소모하지는 않으면서, 내화물 내벽의 온도 상승을 억제하여 크랙을 막을 수 있고, 비정상적으로 크랙이 발생한 경우에도 크랙을 통해 침투한 유리 용융체가 냉각 쟈켓에 의해 냉각되어 더이상의 용융체 침투를 억제하고 크랙을 보수할 수도 있다.In addition, the melting furnace is equipped with a refractory inner wall and a cooling jacket to directly cool the glass melt, thereby suppressing the temperature rise of the inner wall of the refractory and preventing cracks, without excessively consuming heat of the melt. Even in this case, the glass melt penetrated through the crack may be cooled by the cooling jacket to suppress further melt penetration and to repair the crack.
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