KR101542040B1 - 글라스 용융체를 균질화하기 위한 교반 시스템 및 방법 - Google Patents

글라스 용융체를 균질화하기 위한 교반 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용융된 글라스용 교반 시스템과, 교반 용기(1) 및 교반기(3)에 관한 것이다. 이 경우에, 상기 교반기(3)는 샤프트(30) 및 적어도 하나의 교반 부재(4)를 가진다. 상기 교반 부재(4)는, 상기 교반기(3)가 상기 교반 용기(1)에 대해 교반기(3)의 적어도 하나의 축방향 또는 병진성 상대 운동에 의해, 그리고 상기 교반 용기(1)에 대한 교반기(3)의 적어도 하나의 연속적이거나 또는 동시적인 운동 상대 회전 및, 그리고 상기 교반 용기(1)에 대한 상기 교반기(3)의 추가의 축방향 또는 병진성 상대 운동에 의해 상기 교반 용기(1) 내로 도입될 수 있는 방법으로 형성된다. 이 경우에, 작동 상태에서, 상기 교반기(3)를 교반 용기(1)에서 회전하도록 하는 것이 가능하다. 또한, 상기 교반 용기(1)는 내주면(10)으로부터 연장되는 적어도 2개의 버플들(2)과, 글라스 용융체를 균질화하기 위한 교반 시스템 및 방법을 포함한다.

Description

글라스 용융체를 균질화하기 위한 교반 시스템 및 방법{STIRRING SYSTEM AND METHOD FOR HOMOGENIZING GLASS MELTS}
본 발명은 용융된 글라스(molten glass)용 교반 시스템(stirring system)과, 그에 대응하는 교반 용기(vessel) 및 교반기(stirrer)와, 이러한 구성품을 조립하고 용융된 글라스를 교반하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 특히, 글라스 용융체(glass melts)용 교반 시스템들과, 상기 교반 요소들, 교반기들 및, 이들의 작동 모드에서, 즉, 상기 글라스 용융체의 균질화(homogenizing)에서 서로를 매치하도록 구성되는 교반 용기들(stirring vessels)에 관한 것이다.
양호하게는, PGM 물질(PGM=플라티늄족 금속들(Platinum Group Metals))과 같은, 귀금속 및 귀금속 합금들로 구성되는 구조적인 부품들은 글라스 산업, 특히 특정 글라스를 용융하고 열간 성형(hot forming)하기 위한 플랜트들(plants)에 사용된다. 또한, 용융 기술에 사용되는 이들 플랜트 구성품들은 PGM 제품들로 불리어지고, 액체 글라스를 용융, 정련(refining), 이송, 균질화 및 배분(apportioning)하기 위해 작용한다.
이러한 구조적인 부품들은 기본적으로 솔리드(solid) PGM 재료 또는, 얇은 벽의 보호성 PGM 클래딩(cladding), 예를 들면, 얇은 시트 재료 또는 PGM 표면 코팅(예를 들면 플라즈마 용사법 또는 화염 용사법 등에 의하여 적용되는) 형태인 고온에 저항하는(세라믹 내화 재료들, 특수 금속 재료들(metallic special materials)) 재료들로 구성되는 어느 하나의 구조물로 된다.
글라스 용융체를 운반하는 플랜트 부품들은 종종 얇은 벽 파이프 시스템들로 설계되는 귀금속들의 시트 구조물이다. 상기 용융된 글라스는 1000℃ 내지 1700℃의 온도에서 이들을 통해 흐른다.
이들의 높은 용융점을 고려할 때, PGM 재료들은 고온 저항에 의해, 또한 높은 기계적인 강도 및 연마에 대한 저항에 의해 두드러지게 되고, 따라서 상기 글라스 용융체와 접촉하게 되는 플랜트들 또는 플랜트 부품들에서 구조적인 부품들의 제조용으로 특히 적합하게 된다. 적절한 재료들은 플라티늄 및 플라티늄 합금들 및/또는 플라티늄 족의 다른 금속들이며, 또한 이들은 추가적인 합금 성분들로서 소량의(minor amounts) 비금속들(base metals) 또는 산화물 첨가제(oxidic additives)를 선택적으로 포함할 수 있다. 통상적인 재료들은 정련된 플라티늄, 플라티늄-로듐 합금들(platinum-rhodium alloys) 및 플라티늄-이리듐 합금들(platinum-iridum alloys)이며, 이들은 강도 및 고온 크리프 저항(high-temperature creep resistance)을 증가시키기 위하여, 특히 이산화 지르코늄(zirconium dioxide) 또는 산화 이트륨(yttrium oxide)과 같은 소량의 세밀하게 분포된 내화 산화 금속(finely distributed refractory metal oxide)을 포함한다.
상기 글라스 용융 프로세스는 다음과 같은 단계들(phases): 즉, 용융, 정련, 컨티셔닝(conditioning), 공급(feeding) 및 성형으로 분류된다. 상기 글라스들의 균질도(degree of homogenization)를 증가시키기 위하여, 교반기들이 사용된다. 교반은 컨티셔닝의 부분이고, 정련 이후와 공급 이전에 연속적으로 발생한다. 온도에 따른 글라스의 점도 변화는 모든 글라스 기술에 기본적인 중요점이다. 균질화된 용융을 성취하기 위하여, 역학 점도(dynamic viscosity)가 η~102dPa·s인 온도로 되어야만 한다. 비교를 위해: 20℃에서, 물은 0.01 dPa·s의 점도를 가지고, 올리브 오일은 약 102dPa·s의 점도이며, 꿀(honey)은 약 104dPa·s의 점도이다. 고온 프로세싱, 즉, 글라스의 공급 및 성형 프로세싱은 프로세스에 따라서 103 내지 108 dPa·s에서 실행된다. 결과적으로, 교반 중의 상기 글라스의 점도는 102 내지 104 dPa·s에 있게 된다. ~1450℃에서, 보로실리케이트 글라스(borosilicate glass)의 역학 점도는, 예를 들면, η103 dPa·s이다.
인용된 데이터로서, 온도와 역학 점도는 글라스의 효과적인 교반이 기술적인 도전에 직면해 있다는 것을 표시한다.
교반은 가장 중요하고 기본적인 프로세스의 엔지니어링 작동들 사이에 있다. 이것의 간단한 형태로서, 2개 이상의 구성품들은 가장 작은 가능한 부피 유닛들에서 균일한 합성이 얻어질 수 있는 방법으로 교반 공구의 도움으로 흐름 운동을 도입함으로써 서로 결합되고 또한 서로 분포된다.
다음, 4개의 교반 작업들이 한정될 수 있다: 즉, 균질화, 현탁(suspension), 분산(dispersion) 및 열 전달이다.
혼합되는 재료와, 혼합기의 벽을 통한 주변 매체 사이의 열 교환, 즉 열 전달이 발생하지만, 글라스용 교반 시스템들의 설계에서는 작은 역할을 한다.
글라스의 경우에, 메인 위상(main phase)과 추가 위상(additional phase)은 액체들이기 때문에, 교반 작업은 균질화 작업이 결정적이다. 균질화는 농도의 차이 및/또는 온도의 차이의 균질화는 물론 서로 용해가능한 고체들(solids) 또는 액체들의 혼합이다.
다시, 혼합은 원리적으로 혼합하는 재료의 성분들의 이송을 의미한다. 상기 경우에, 5개의 개별적인 기본 작동들 사이를 구별하는 것이 가능한데, 이것은 몇몇 환경하에서 서로로부터 유도될 수 있다.
분배적 혼합(distributive mixing): 오더링 매트릭스(ordering matrix) 및 랜덤 매트릭스(random matrix)를 기본으로 하는 분배, 혼합, 입자의 상호 교환. 물리적인 용어로, 중력과 쿨롱 마찰(Coulomb friction)이 극복되어야만 한다.
분산 혼합(dipersive mixing): 응집체(aggregates) 및 응고체(agglomerates)를 파쇄한다(breaking down). 이 경우에, 접합 응력들에 의해 발생하는 저항이 극복되어야만 한다.
층류 혼합(laminar mixing): 스트레칭, 압축, 폴딩 및 뉴턴 마찰(Newtonian friction)의 극복.
난류 혼합(turbulent mixing): 액체 및 가스에서의 난류(turbulent flow)(들)의 발생.
확산 혼합: 확산에 의한 농도의 균질화. 예: 정지 상태의 유체.
높은 점성 물질의 글라스를 혼합하는 경우에, 이것은 결과적으로 층류 혼합 및 분배적 혼합을 포함하고, 이 작동은 니딩(kneading)과 매우 유사하다.
니딩이란 높은 점성의 페이스티 물질(pasty substance)의 혼합을 의미한다. 포함되는 에너지 입력은 낮은 점성의 물질들을 혼합할 때보다 몇배 높게 된다. '니딩'의 작업 프로세스가 흐름 형태의 관점으로부터 고려된다면, 난류가 없다는 것은 혼합 작동의 세기의 특성으로 언급될 수 있다. 이 질량 전달은 전단(shearing), 기계적인 분할 및 압축에 의해 발생된다.
높은 점성의 액체들을 처리할 때에 어려운 점은 층류 거동(behavior)이다. 어떠한 혼합 프로세스에서, 상기 거동은 혼합되는 성분들과 그 대응하는 흐름 필라멘트들의 교환에서 문제점이 있다는 것을 의미한다. 층류의 경우에, 점성(전단 응력, 전단)에 의해 발생한 힘들이 지배하게 된다(dominant).
뚜렷한(defined) 혼합 결과를 성취하기 위하여, 상기 층류는 용기의 전체 용적에 영향을 미치는 것이 먼저 요구된다(prerequisite).
통상적으로 글라스에서와 같이, 높은 점성의 경우에, 단지 가압된 공급(forced feeding)만이 적절한 질의 균질화를 보장한다.
상기 글라스 산업의 종래 기술에서, 플랜트 구성품은 도가니(crucible) 또는 교반부 또는 교반셀(stirring cell)에서 글라스 용융체를 균질화하는 교반기이다. 교반 용기들은 "원활한(smooth)" 벽들을 갖는 원통형 또는 약간 원추형을 항상 가진다. 연속적인 용융 프로세스에서, 상기 글라스는 입구 파이프를 통해 상부 또는 저부로부터 측방향으로 상기 교반 용기로 공급된다. 그 다음, 상기 글라스는 출구 파이프에 의해 또는 상기 용기의 저부를 통해 상기 입구와 다른 높이에서 측방향으로 떠나게 된다. 상기 입구와 출구 사이의 높이 차이는, 글라스의 전체 부피가 상기 교반 용기를 통과해야만 하기 때문에, 연속적인 글라스 용융 프로세스에서 상기 교반 요소의 가압 공급 효과로 분배하는 것을 가능하게 한다. 결과적으로, 교반 작업은 용기의 전체 부피에 영향을 주는 층류 혼합 및 분배적 혼합의 작업이다.
DE 10 2004 034 798 A1은 글라스 용융체용 교반 시스템에 관한 것이다. 이 경우에, 종방향 축을 형성하는 샤프트를 갖는 교반기와, 적어도 2그룹의 패들(paddle)이 제공된다. 상기 패들은 상기 종방향 축에 평행하게 정렬되는 블레이드(blade)와, 적어도 하나의 개구를 포함한다. 적어도 2그룹의 패들은 서로로부터 소정의 거리에서 상기 샤프트 상에 위치된다. 또한, 적어도 한 그룹의 배플(baffle)이 제공되고, 이 배플은 2그룹의 패들 사이에 위치된다.
DE 10 2004 034 798 A1
본 발명의 목적은 용융된 글라스의 향상되거나 대안적인 교반 용기들과, 대응하는 교반 시스템들 및, 상기 구성품들을 조립하고 용융된 글라스를 교반하기 위한 방법들을 제공한다.
상기 목적은 청구범위들의 내용에 의해 성취된다.
본 발명은 특히 교반기와 교반 용기를 갖는 교반 시스템에 관한 것이다. 상기 교반기와 용기는, 적절한 교반 결과가 성취될 수 있도록, 이들의 형상에서, 결과적으로 이들의 작동 모드에서 서로 매치되도록 제조된다. 상기 원통형이거나 또는 약간 원추형의 교반 용기의 벽은 2차원이거나 또는 3차원 요소들로서 설계되는 부착되거나 일체로 되는 구조물 형태인 복수의 배플을 가지고, 상기 교반 용기의 벽 부분을 형성하기 위하여 상기 3차원 요소들이 설계될 수 있다. 이러한 점은 다음과 같은 장점들을 발생시킨다: 용기의 표면적은 증가되고, 이것은 글라스의 향상된 전단으로 이어진다. 또한, 액체는 상기 용기의 중간을 향해 상기 배플들에 의해 향해지거나, 또는 상기 교반기로 보다 양호하게 공급된다. 이와 같은 점은 상기 교반기가 글라스의 전체 용적 상에 작용하는 것을 보장한다.
용융된 글라스용의 본 발명에 따른 교반 용기는 종방향 축을 가진다. 이 경우에, 상기 교반 용기는 직선 및/또는 곡선 형태를 가질 수 있다. 다른 표면들과는 다르게, 상기 교반 용기는 다양한 형태들을 취할 수 있는 내주면(inner circumferential surface)을 가진다. 상기 내주면은 하나 이상의 금속 시트들에 의해 형성될 수 있다. 상기 내주면은 적어도 2개 이상의 배플들을 가지고, 상기 배플들은 상기 내주면 또는 그 벽으로부터 상기 교반 용기의 더 안쪽으로 떨어져 연장된다. 상기 배플들은 상기 종방향 축을 따라서 서로 다른 위치들에서 또는 상기 교반 용기의 서로 다른 높이들에서 배열되거나, 또는 상기 종방향 축은 상기 종방향 축 주위에 각이진 방법(angular manner)으로 오프셋된다.
상기 배플들은 상기 종방향 축 주위에서 상기 종방향 축의 한 위치 및/또는 인접되는 위치들에서 60°,90°, 120°또는 180°의 각도로 서로에 대해 오프셋될 수 있다. 마찬가지로 불규칙한 이격이 가능하다.
복수의 배플들은 상기 종방향 축을 따른 각각의 위치에서 적어도 2개의 배플들 각각의 적어도 2그룹들에 각각 부착되도록, 서로에 대해 오프셋되게 배열되는 인접한 그룹들의 배플들을 구비할 수 있다.
본 발명의 추가의 대안적이거나 추가적인 특징은 종방향 축과 내주면을 갖는 용융된 글라스용 교반 용기에 관한 것으로서, 상기 내주면은 이 내주면으로부터 상기 교반 용기의 내부 안으로 연장되는 적어도 하나의 배플을 가진다. 이 경우에, 상기 배플은, 상기 종방향 축에서 횡방향으로 고려할 때, 상기 교반 용기의 내주면으로부터 기본적으로 멀어지며 적어도 부분적으로 좁혀지거나(narrow) 또는 테이퍼(taper)지거나, 또는 원추형인 형상을 가진다.
상기 배플의 외형은 상기 내주면으로부터 상기 교반 용기의 내부 안으로 적어도 기본적으로 또는 완전하게 좁혀질 수 있다.
본 발명의 추가의 특징인 경우에, 적어도 2개, 양호하게는 3개인 배플들이 상기 종방향 축을 따르는 각 위치에 제공될 수 있다.
상기 원주면은 반드시 연속적이고, 단면이 라운드, 타원형(elliptical) 또는 계란형(oval)이다.
상기 교반 용기의 내주면은 적어도 하나의 둘러싸는(surrounding) 금속 시트로 형성될 수 있고, 상기 배플/배플들은 둘러싸는 금속 시트 상에 고정되게 배열된다. 이들은 둘러싸는 금속 시트로부터 적어도 부분적으로 가공된다. 상기 배플들은 양호하게는 용접 또는 납땜(soldering)에 의해 상기 둘러싸는 금속 시트 상에 고정되도록 배열되는 적어도 하나의 추가의 금속 시트로 형성될 수 있다.
상기 배플들은, 중심부에서 가장 멀리, 그리고 적어도 하나, 양호하게는 2개의 측방향부들(lateral portions)에서 보다 가깝게(less far) 상기 교반 용기의 내부 안으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 배플들은 하나 이상의 금속 시트들로 형성될 수 있고, 그 외부 모서리(들)은 상기 교반 용기의 내주면에 적어도 부분적으로 채택되고, 또한 그것에 적어도 부분적으로 연결되며, 양호하게는 적어도 하나의 전이(transitional) 또는 결합 라인(joining line)을 가진다.
상기 배플들은 제 1 배향을 갖는 적어도 하나의 제 1 면과, 상기 제 1 배향과는 다른 제 2 배향을 갖는 제 2 면을 가진다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 면들은 약 30°내지 120°, 양호하게는 약 45°내지 105°, 가장 양호하게는 약 60°의 각도로 서로에 대해 경사질 수 있다.
본 발명에 따는 교반 용기는 특히 적절한 목적들을 위한 용융된 글라스용으로 적합한 산화물 분산 경화(oxide-dispersion-hardened) PGM 재료로 적어도 부분적으로, 양호하게는 완전하게 구성될 수 있다. 특히, 상기 교반 용기가 용융된 글라스와 접촉하는 영역에서, 상기 재료는 부식 저항이 매우 크게 된다.
상기 배플들은 중량을 감소시키거나 또는 상기 용융된 글라스를 위해 추가의 압축부(constriction)를 제공하기 위하여 간극들(clearances)을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 추가적이거나 대안적인 특징은 상술된 교반 용기에 대응할 수 있는 용융된 글라스용 교반기에 관한 것이다. 상기 교반기는 유사하게 종방향 축을 가지고, 상기 종방향 축은 조립된 상태에서 상기 교반 용기의 종방향 축과 동심일 수 있다. 또한, 적어도 하나의 교반 요소를 갖는 샤프트가 제공되는데, 상기 교반 요소들은 상기 샤프트로부터 반경방향으로 떨어져 연장한다. 또한, 상기 교반 요소는 외형, 또는, 특히 이것이 회전할 때, 상기 종방향 축에 대해 기본적으로 횡방향으로 상기 샤프트로부터 적어도 부분적으로 또는 기본적으로 완전하게 또는 궁극적으로 완전하게 떨어져 좁혀지는 엔벨로프(envelope)를 가진다.
상기 교반기는 복수의 교반 요소들을 가지며, 상기 교반 요소들은 상기 종방향 축을 따르는 각각의 위치에서 적어도 2개의 교반 요소들 각각의 적어도 2그룹들 각각에 배열될 수 있으며, 교반 요소들의 인접된 그룹은 서로에 대해 오프셋되게 배열된다.
또한, 추가이거나 또는 대안적인 특징에서, 본 발명은 위에서 또는 아래에서 설명되거나 청구되는 바와 같은 교반 용기 또는 교반기를 가진 용융된 글라스용 교반 시스템에 관한 것이다. 이 경우에, 적어도 하나의 교반기는 샤프트와 적어도 하나의 교반 요소를 가진다. 이 경우에, 상기 교반 요소는, 상기 교반기가, 교반 용기에 대한 교반기의 적어도 하나의 축방향 또는 병진성(translatory) 상대 운동으로, 그리고 상기 교반 용기에 대한 교반기의 연속적이거나 또는 동시적인 상대 회전으로, 그리고 상기 교반 용기에 대한 상기 교반기의 추가의 축방향 또는 병진성 상대 운동에 의해 상기 교반 용기 내로 도입될 수 있는 방법으로 형성된다.
교반 요소(요소들)은 이것(이것들)이 그 작동 상태에서 회전 동안에 상기 배플(들)의 외형에 대응할 수 있는 방법으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 교반 요소(요소들)는 샤프트로부터 멀어지며 좁혀지는 외형 또는 엔벨로프를 가질 수 있다.
상기 교반 시스템은 적어도 부분적으로, 양호하게 완전하게 산화물 분산 경화 PGM 재료로 구성될 수 있다.
상기 교반기 또는 교반 요소는 중량을 감소시키거나 또는 상기 용융된 글라스를 위해 추가의 압축을 제공하기 위하여 간극들을 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 종방향 축을 갖는 용융된 글라스용의 교반 용기를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 이것은 특히 다음의 단계를 포함한다: 즉, 내주면을 형성하는 단계와, 배플들이 상기 내주면으로부터 교반 용기의 내부로 연장하는 방법으로 적어도 2개의 배플들을 갖는 상기 내주면을 형성하는 단계 및, 상기 종방향 축에 대해 서로 다른 위치들 상기 배플들을 배열시키고 또한 상기 종방향축 주위에서 각이진 방법으로 오프셋되게 배열시키는 단계를 포함한다.
추가적으로 또는 대안적으로, 본 발명은 종방향 축을 갖는 용융된 글라스용 교반 용기의 제조 방법에 관한 것이며, 다음과 같은 단계를 포함한다: 즉, 내주면을 형성하는 단계와, 상기 내주면으로부터 상기 교반 용기의 내부 안으로 연장하는 적어도 하나의 배플을 가지고 상기 내주면을 형성하는 단계 및, 상기 내주면으로부터 상기 종방향 축에 대해 기본적으로 횡방향으로 상기 교반 용기의 내부 안으로 적어도 부분적으로 테이퍼지는 외형을 갖는 배플을 형성하거나 배열하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 상술한 대응 실시예들 또는 특징들 중의 적어도 하나에 따라서 용융된 글라스용 교반 시스템을 조립하기 위한 방법에 관한 것으로서, 다음의 단계를 포함한다: 즉, 상기 교반 용기에 대한 교반기의 적어도 하나의 축방향 또는 병진성 상대 운동으로, 그리고 상기 교반 용기에 대한 교반기의 추가의 연속적이거나 또는 동시적인 운동으로, 그리고 상기 교반 용기에 대한 상기 교반기의 추가의 축방향 또는 병진성 상대 운동에 의해, 상기 교반기를 상기 교반 용기 내로 도입하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 상술한 대응 실시예들 또는 특징들 중의 적어도 하나에 따른 교반 시스템을 갖는 용융된 글라스를 교반하기 위한 방법에 관한 것으로서, 다음과 같은 단계를 포함한다: 즉, 상기 교반 용기의 입구를 통해 용융된 글라스를 공급하는 단계와, 상기 교반 용기에서 교반기를 회전시켜서 상기 용융된 글라스를 상기 교반 용기의 내부를 통해 통과시키는 단계를 포함하고, 상기 용융된 글라스는 상기 교반기를 회전시키고 또한 상기 용융된 글라스를 상기 교반 용기의 내부를 통과시키는 동안에 이들 사이의 압축을 통해 상기 교반 요소들과 배플들에 의해 방향지워지고, 파괴되며(break down), 니딩되거나 및/또는 압축되며, 상기 용융된 글라스를 상기 교반 용기의 출구를 통해 배출하는 단계를 또한 포함한다.
상술한 바와 같이,본 발명에 의해서, 용융된 글라스의 향상되거나 대안적인 교반 용기들과, 대응하는 교반 시스템들 및, 상기 구성품들을 조립하고 용융된 글라스를 교반하기 위한 방법이 제공된다.
도면들은 본 발명에 따른 양호한 실시예들을 예시적으로 설명하도록 의도되었다.
도 1a는 교반 용기에 대응하는 교반기를 갖는 상기 교반 용기의 본 발명에 따른 실시예로서, 종방향 축의 방향에서 위로부터 본 발명에 따른 교반 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 1b는 도 1a의 A-A선을 따라서 취한 개략적인 단면도이다.
도 1c는 교반 용기가 없이 본 발명에 따른 배플들만 있는 상기 배플의 개략적인 도면이다.
도 1d는 본 발명에 따른 교반기의 사시도이다.
도 1e는 도 1c에 도시된 배플과 도 1d에 도시된 교반기의 상호 작용을 도시하는 도면이다.
도 2a는 교반 용기에 대응하는 교반기를 갖는 상기 교반 용기의 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 종방향 축의 방향에서 본 발명에 따른 다른 교반 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2b는 도 2a의 B-B선을 따라서 취한 개략적인 단면도이다.
도 2c는 교반 용기가 없이 본 발명에 따른 다른 배플들만 있는 상기 배플의 개략적인 도면이다.
도 2d는 본 발명에 따른 다른 교반기의 사시도이다.
도 2e는 도 2c에 도시된 배플과 도 2d에 도시된 교반기의 상호 작용을 도시하는 도면이다.
도 3a는 교반 용기에 대응하는 교반기를 갖는 상기 교반 용기의 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 종방향 축의 방향에서 본 발명에 따른 또 다른 교반 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3b는 도 3a의 C-C선을 따라서 취한 개략적인 단면도이다.
도 3c는 교반 용기가 없이 본 발명에 따른 또 다른 배플들만 있는 상기 배플의 개략적인 도면이다.
도 3d는 본 발명에 따른 또 다른 교반기의 사시도이다.
도 3e는 도 3c에 도시된 배플과 도 3d에 도시된 교반기의 상호 작용을 도시하는 도면이다.
도 4a는 교반 용기에 대응하는 교반기를 갖는 상기 교반 용기의 본 발명에 따른 또 따른 실시예로서, 종방향 축의 방향에서 본 발명에 따른 또 다른 교반 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4b는 도 4a의 D-D선을 따라서 취한 개략적인 단면도이다.
도 4c는 교반 용기가 없이 본 발명에 따른 또 다른 배플들만 있는 상기 배플의 개략적인 도면이다.
도 4d는 본 발명에 따른 또 다른 교반기의 사시도이다.
도 4e는 도 4c에 도시된 배플과 도 4d에 도시된 교반기의 상호 작용을 도시하는 도면이다.
도 5a는 교반 용기에 대응하는 교반기를 갖는 상기 교반 용기의 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 종방향 축의 방향에서 본 발명에 따른 또 다른 교반 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5b는 도 5a의 E-E선을 따라서 취한 개략적인 단면도이다.
도 5c는 교반 용기가 없이 본 발명에 따른 또 다른 배플들만 있는 상기 배플의 개략적인 도면이다.
도 5d는 본 발명에 따른 또 다른 교반기의 사시도이다.
도 5e는 도 5c에 도시된 배플과 도 5d에 도시된 교반기의 상호 작용을 도시하는 도면이다.
도 6a는 교반 용기에 대응하는 교반기를 갖는 상기 교반 용기의 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 종방향 축의 방향에서 본 발명에 따른 또 다른 교반 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6b는 도 5a의 F-F선을 따라서 취한 개략적인 단면도이다.
도 6c는 교반 용기가 없이 본 발명에 따른 또 다른 배플들만 있는 상기 배플의 개략적인 도면이다.
도 6d는 본 발명에 따른 또 다른 교반기의 사시도이다.
도 6e는 도 5c에 도시된 배플과 도 5d에 도시된 교반기의 상호 작용을 도시하는 도면이다.
도 1a는 정련 챔버(refining chamber)의 교반 용기(1)에 회전가능하게 배열된 샤프트(30)를 갖는 교반기(3)를 도시한다. 상기 도면에서, 특별히 종방향 축을 따라서 서로에 대해 오프셋된 교반 요소(4)가 도시될 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 교반 요소(4)는 서로에 대해 90°로 오프셋된다. 상기 교반 용기의 내부벽(10)으로부터 내향으로 연장하는 배플들(2) 또한 상기 평면도에 도시될 수 있다. 이러한 배플들은 상기 교반 요소들(4)에 의해 형성된 사이 공간(interspace) 내로 완전히 또는 부분적으로 돌출할 수 있다.
이와 같은 기능성은 도 1b에 보다 명료하게 도시된다. 상기 도면에 도시될 수 있는 상기 교반 용기(1)의 내부를 향해 상기 배플들(2)의 원추형 또는 좁아지는 형상이 도시된다. 상기 배플들(2)은 이들이 상기 교반기의 각각의 교반 요소들(4)사이의 클리어 공간(clear space)를 점유하고 또한 이것을 보다 작게 만들 수 있는 방법으로 상기 교반 용기(1)의 내주면(10)에 부착된다.
그러나, 이 경우에, 도 1b에서 도면의 평면에 실질적으로 수직으로 연장하는 배플들(2)만이 보여질 수 있다. 다른 것 중에서, 후방에 놓여 있는 배플들만이 도시된다. 상기 교반 요소들(4)은 작동 중에 자유롭게 회전할 수 있고, 따라서 상기 배플들(2)에 의해 형성된 더 많은 공간을 사용한다. 도 1a 및 도 1b에서, 상기 글라스 용융체가 입구(11)로부터 출구(12)로 통과할수 있을지라도, 교반기(3)의 회전 동안에, 이 글라스 용융체가 교반기의 교반 요소(4)에 의해 어떻게 니딩되고, 전단되는지, 그렇지 않을 경우 어떻게 작업되는지를 알 수 있다.
배플들은 평탄하고 경사진 금속 시트들을 포함하고, 이 시트들은 절두형 원추(truncated cones)의 측방향 표면들(상기 교반 용기의 내부벽)로부터 소정 거리를 두고 접선방향으로 부착된다. 각각의 교반 요소들간의 공간에서, 2개의 배플들이 서로에 대해 대향하며 거꾸로 경면 형상(mirror-invertedly opposite one another)으로 놓인다. 중심축(30)을 따라서, 상기 배플들은 각이진 방법으로 반경방향으로 오프셋된다.
교반 용기(1)에 대한 교반기(3)의 도시된 동심 배열과는 다르게, 상기 교반 요소들(4)과 배플들(2)의 적절한 형성으로 비동심 배열이 유사하게 성취될 수 있다.
도 1c는 어떻게 배플들(2)이 형성될 수 있는지를 도시하는 사시도이다. 제 1 벽(20)과 제 2 벽(21)이 제공될 수 있고, 선형 전이부(linear transition)(22)를 가질 수 있다. 교반 용기의 내부벽(10)(도시하지 않음)을 향해, 대응되는 외부 측부들(23)이 제공되고, 상기 내부벽(10)에 대해 완전히 상승하여 놓이거나 그것에 연결된다. 내부벽과 외부 측부들 사이에 갭(도시하지 않음)이 또한 있을 수 있다.
교반기(3)는 도 1d에 사시적으로 도시된다. 샤프트(30) 상에는 상기 교반기(3)의 종방향 축(도시하지 않음)을 따라서 이격된 교반 요소들(4)이 있다. 상기 교반 샤프트 또는 샤프트(30)에 부착된 상기 각각의 교반 요소들(4)은 서로 거꾸로 되게 배열되고 2개의 서로 평행한 평면의 제 1 및 제 2 면들 또는 금속 시트들(40,41)을 갖는 2개의 절두형 원추(42, 43) 형태를 가진다. 상기 평탄한 면들은 축방향으로 평행한 원추 섹션들에 의해 발생되는 쌍곡선 모서리들(hyperbolic edges)에 의해 경계지워진다. 상기 평탄한 면들의 위치는 교반 요소로부터 교반 요소로 각이진 방법으로 반경방향으로 오프셋된다. 또한, 상기 형태는 대안적으로 다음과 같이 설명될 수 있다: 도시된 실시예에서, 상기 교반 요소들(4)은 기본적으로 평탄한 제1면(40)과 대응하는 제2면(41)을 가지며, 상기 제1 및 제2면들은 모두 평면각이 둥글게 된(rounded off) 마름모꼴 형상을 가진다. 상기 제1 및 제2면들(40,41)은 교반기(3)의 종방향 축에 기본적으로 평행하게 되어 있으며, 상기 제1면들(40)과 대응하는 제2면들(41)은 상기 종방향 축으로부터 각 경우에 동일 거리로 서로 대향되게 놓인다. 상기 교반 요소들(4)은 제 3 및 제 4 면(42,43)에 의해 각각 폐쇄된다. 이것은 어떻게 상기 교반 요소들이 전체 길이에 걸쳐서 도시된 실시예에서 외향으로 좁혀지는지를 분명하게 밝히고, 상기 제 3 및 제 4 면들(42,43)은 하나의 라인에서 하나를 지나 다음으로 넘어간다. 상기 라인은 직선 또는 곡선이 될 수 있다. 도시된 실시예에서, 이것은 약간 곡선으로 되어 있으며, 따라서 상기 라인은 교반기의 회전 동안에 직선보다는 원 또는 대략적으로 원을 나타내게 된다. 도 1d에서의 최하부 교반 요소(4)는 하향 방향으로 작은 점(slight point)(44)을 가지고, 이것은 제 4 면(43)의 대응 형상에 의해 기본적으로 성취된다.
상기 교반 요소들(4)과 상기 배플들(2)의 상호 작용은 도 1e에 도시되고, 상기 내부벽은 간략함을 위해 도시되지 않는다. 상기 교반기의 회전 동안에 상기 교반 요소들(4)이 어떻게 밀접하게 상기 배플들에 의해 형성된 외형들 내로 끼워들어가는지를 알 수 있다.
상기 교반 요소들(4) 및 배플들(2)의 큰 부피들의 결과로서, 상기 용융된 글라스는 이것이 상기 교반 용기를 통과하여 흐를 때 압축부를 통해 빈빈하게 방향이 정해진다. 상기 교반 요소들과 배플들 사이의 상대 운동은 상기 글라스 용융체를 니딩시킨다. 상기 교반 요소들과 배플들의 반경방향으로 각이지게 오프셋된 배열은 상기 글라스의 스트림이 각 레벨에서 교반 요소들에 의해 크게 파괴되는 효과를 가진다.
상기 교반 요소들의 반경방향으로 각이진 오프셋은 첫째로 교반기를 교반 용기 내로 하강할 수 있게 하며, 이것에 의해 교대로 상기 교반 요소의 높이만큼 하강되고 그 다음 각이진 오프셋만큼 회전된다.
도 2a는 수정된 교반 요소들(104)를 도시하고, 이것은 기본적으로 수평으로 배열된 금속 시트들과, 기본적으로 수직으로 배열된 면들에 의해 형성된다. 즉, 이것은 특히 재료가 절감되는 변경예이며, 사용되는 재료에서 보다 큰 절감을 가져올 수 있다. 이것은, 특히 도 2a에서 어떻게 수평방향 금속 시트들이 각이지게 벌어질 수 있는지를 분명하게 나타난다. 기본적으로 수평방향의 금속 시트와 함께 교반 요소를 형성하는 기본적으로 수직방향으로 배열된 제2 금속 시트는, 교반기가 교반 용기 내로 삽입될 때, 병진 운동 방법으로 이동하면서 배플들의 수평방향 면들 사이에 끼워지도록 형성된다.
도 2b는 설치된 상태에서 대응 배플들(102)과 교반 요소들(104)의 상호 작용을 나타낸다. 이것은 유사하게, 상기 배플들과 상기 교반 요소들의 오프셋 배열로써, 조립 동안에 어떻게 최하부 교반 요소가 병진 운동 방법으로 최상부 배플들사이에서 이동해야만 하고, 그 다음, 여기에는 90°로 회전하기 위하여, 상기 2개의 배플들 사이에 병진 운동 방법으로 이동되는지 등을 명백하게 나타낸다. 보다 양호하게 배열된 교반 요소들은 그에 상응하여 배플들을 통해 이동된다.
도 2c는 본 실시에 따른 배플들(102)과 구성 부품들의 형태를 나타내고, 이들은 함께 부분적으로 끼워맞추어지거나 및/또는 각각의 부품들로부터 함께 결합되며, 라인(122)을 따라서 하나를 지나 다음로 넘어간다. 여기에서, 배플들에 의해 외부에서 내향으로 형성된 원추 외형을 볼 수 있다. 배플들(102)은 이들이 교반기의 각각의 교반 블레이드들(blades) 사이에서 클리어 공간을 점유하고 이것을 보다 작게 만들 수 있는 방법으로 교반 용기의 내주면(도시하지 않음)에 부착된다. 상기 배플들(102)은 수평의 중심으로 크로싱하는 평평한 수직 금속 시트들(120,121)로부터 교반기와 유사한 방법으로 구성될 수 있다. 수평방향 금속 시트들은 교반 블레이드들의 클리어 공간을 채우는 외형을 가진다. 각각의 교반 블레이드의 사이 공간에서, 2개의 배플들은 서로에 대향하며 거꾸로된 경면 형상으로 놓인다. 중심축을 따라서, 배플들은 각이진 방법으로 반경방향으로 오프셋된다.
도 2d는 금속 시트들(140,141)에 의해 형성된 대응 교반 요소들(104)을 갖는 샤프트(30)를 도시한다. 상기 교반 샤프트 상에 부착되는 각각의 교반 요소들(104)은 아령 형상(dumbbell-shaped)의 평탄한 수평방향 금속 시트(14)와 수직방향의 삼각형 금속 시트들(140)을 포함한다. 상기 수직방향의 삼각형 금속 시트들(140)은 상기 아령 형상의 수평방향 금속 시트들(141)을 중심을 가로지르며, 이들의 베이스 측이 샤프트(30)에 놓임으로써, 이들의 포인트가 교반기의 최외부 원주에 놓이게 된다. 교반 요소들(104)의 위치는 서로에 대해 각이진 방법으로 반경방향으로 오프셋된다.
도 2e는 상기 교반 요소들(104)과 배플들(102)의 상호 작용을 나타낸다. 상기 교반 요소들(104)에서 삼각형의 수직방향 금속 시트들(104)은 상기 글라스 용융체를 반경방향으로 이동시킨다. 이들이 서로를 통과할 때마다, 상기 교반기의 수직방향 금속 시트들(140)과, 상기 교반 용기의 배플들(102) 사이에 압축부가 회전 동안에 규칙적으로 일정하게 발생된다. 이러한 압축부는 글라스 용융체를 압축한다. 교반기 블레이드들 및 배플들에서 끼워맞추어지는 상기 수평방향 금속 시트들은 지속적으로 글라스의 스트림을 분할시킨다.
도 3a에 따라서, 3개의 교반 요소들(204)은 각각 서로에 대해 120°로 각각 오프셋된다. 이미 상술한 바와 같이 교반기 및 교반 용기를 조립하기 위하여 배플들(202)이 그에 상응하여 형성된다
도 3b에서, 상기 교반 요소들(204)과 배플들(202)의 원추 형상이 도시될 수 있다.
배플들(202)과 교반 요소들(204)의 대응하는 구조는 도 3c 및 도 3d에 도시된다. 이들은 각각 금속 시트들(220,221 및 240,241)로 구성되며, 상기 금속 시트들은 서로에 대해 기본적으로 횡방향으로 정렬된다. 상기 교반 용기의 내주면(도시하지 않음) 상에서, 배플들(202)은 이들이 교반기의 각각의 교반기 블레이드들 사이의 클리어 공간을 점유하고, 이것을 보다 작게 만들 수 있는 방법으로 부착된다. 상기 배플들(202)은 수평이고 기본적으로 크로싱하는 평탄한 수직 금속 시트들(220,221)로부터 상기 교반 요소들과 유사한 방법으로 구성된다. 상기 수평방향 금속 시트들(220)은 교반 블레이드들의 클리어 공간들을 충전하는 외형을 가진다. 중심축을 따라서, 상기 배플들은 각이진 방법으로 반경방향으로 오프셋된다.
상기 교반 샤프트 또는 샤프트(30)에 부착된 각각의 교반 요소들(204)은 별 형상의 평탄한 수평방향 금속 시트(241)와, 수직방향의 삼각형 금속 시트들(240)을 포함한다. 상기 수직방향의 삼각형 금속 시트들(240)은 상기 수평방향 금속 시트들(241)의 별의 각 포인트와 그것을 중심으로 가로지르는 포인트에 있게 된다. 상기 수직방향의 금속 시트들(240)은 이들의 베이스측이 교반기 샤프트(30)에 놓이게 됨으로써, 이들 포인트는 교반기의 최외부 원주에 놓이게 된다. 교반기 블레이드들의 위치는 서로에 대해 각이진 방법으로 반경방향으로 오프셋된다. 여기에서, 상기 금속 시트들(241)이 기본적으로 직사각형 형상을 가질 수 있는 것을 상기 교반 요소들로부터 명백히 알 수 있다.
이와 같은 기능성은 도 3e로부터 알 수 있고, 기본적으로 상술한 것과 동일하다.
강성면에서 장점을 가질 수 있는 보다 복잡한 구성은 도 4a 내지 도 4e에 도시된다. 도 4a에 따르면, 조립 동안에, 상기 교반 요소들(304)은 이미 설명한 방법에서 상기 배플들(302) 사이를 통해 도입될 수 있다.
도 4c 및 도 4d에는 이들 요소들의 구성이 도시된다. 결합 라인(322)에서 만나는 2개의 금속 시트들(320 및 321)로부터의 상기 배플들(302)의 매우 간단한 구성은 도 4c에 도시되지만, 도 4d는 상기 교반 요소들(304)이 비교적 복수의 금속 시트들(340 내지 343)로부터 조립된다는 것을 도시한다. 상기 교반 요소들은 교반 샤프트 또는 샤프트(30) 상에 부착되고, 다른 것에 대해 거꾸로 되게 배열되는 2개의 피라미드 형상을 가진다. 상기 교반 요소들은 서로에 대해 각이진 방법으로 반경방향으로 오프셋된다. 상기 배플들(302)은 평면의 경사진 금속 시트들을 포함하고, 상기 시트들은 상기 교반 요소들의 피라미드들의 모서리들로부터 소정 거리를 두고 접선방향으로 부착된다. 중심축을 따라서, 배플들은 각이진 방법으로 반경방향으로 오프셋된다.
본 발명에 따라서, 개별 요소들의 복수의 서로 다른 형태들과, 이들의 서로 결합되는 복수의 방법들이 가능하다는 것은 명백하다. 도 4e는 상기 요소들의 상호 작용을 나타낸다. 상기 교반 용기의 내주면(도시하지 않음) 상에서, 상기 배플들(302)은 교반기의 개별적인 교반 요소들(304) 사이의 클리어 공간을 점유하고 이것을 보다 작게 만드는 방법으로 부착된다. 상기 교반 요소들과 배플들의 큰 부피들의 결과로서, 상기 용융된 글라스는 이것이 교반 용기를 통해 흐를 때 압축부들을 통해 빈번하게 방향이 정하여진다. 이들 압축부들에서 2개의 교반 요소들 사이의 상대 운동은 글라스 용융체를 니딩한다. 교반 요소들과 배플들의 반경방향으로 각이진 오프셋 배열은 상기 글라스의 스트림이 각 레벨에서 상기 교반 요소들에 의해 크게 파괴되는 효과를 가진다.
교반 요소들의 반경방향으로 각이진 오프셋은 첫째로 교반기를 교반 용기 내로 하강할 수 있게 하며, 이것에 의해 상기 교반 요소의 높이만큼 하강되고 그 다음 각이진 오프셋만큼 회전된다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 것으로서, 특히, 오프셋 배열로 있는 배플들(402)과 그것과 함께 상호작용하는 교반 요소들(404)의 구성을 도시한다. 배플들(402)이 도시된 실시예의 경우에, 이들은 쌍으로 연결되거나 또는 이들 모두가 서로 연결될 수 있다는 것이 명백하다. 이러한 점은 교반 용기(도시하지 않음)의 안정성을 증가시킨다. 교반 용기의 내주면 상에서, 배플들(402)은 이들이 교반기의 개별적인 교반 요소들 사이의 클리어 공간을 점유하고 이것을 보다 작게 만들 수 있는 방법으로 부착된다. 도 5c에 따르면, 상기 배플들은 평탄한 수직 및 수평방향 금속 시트들(420,421)을 포함하고, 상기 시트들은 이들이 단지 직사각형 프리즘(422)의 형태로 개구만을 남기는 방법으로 상기 교반 용기의 내주면에 부착된다.
교반 요소들(404)(또는 교반 블레이드들)은 보다 작은 수평방향 단면적을 갖지만, 배플들에 의해 개방되도록 남겨진 삼각형 공간(422)과 형상이 유사하다. 각각의 교반 요소는 2개의 대향하는 수평방향 삼각형 금속 시트들(441)에 의해 형성되고, 3개의 수직방향 자켓 시트들(440)에 의해 이들의 원주에서 폐쇄된다.
교반 용기의 중심축을 따라서, 상기 배플들은 각이진 방법으로 반경방향으로 오프셋된다. 교반 요소들과 상기 배플들의 큰 부피의 결과로서, 상기 용융된 글라스는 이것이 교반 용기를 통해 흐를 때 압축부들을 통해 빈번하게 방향이 정하여진다. 이들 압축부들에서 2개의 교반 요소들 사이의 상대 운동은 글라스 용융체를 니딩한다. 교반 요소들과 배플들의 반경방향으로 각이진 오프셋 배열은 상기 글라스의 스트림이 각각의 레벨에서 상기 교반 요소들에 의해 크게 파괴되는 효과를 가진다.
교반 요소들의 반경 방향으로 각이진 오프셋은 첫째로 교반기를 교반 용기 내로 하강할 수 있게 하며, 이것에 의해 상기 교반 요소의 높이만큼 하강되고 그 다음 각이진 오프셋만큼 회전된다.
도 6a 내지 도 6e는 배플들(502)과 교반 요소들(504)을 갖는 실시예를 도시하고, 이것은 복수의 금속 시트들(540 및 541은 물론 520 내지 523)로부터 유사하게 조립되고 도 6e에서와 같이 상호작용한다.
교반 샤프트(30) 상에 부착된 각각의 프리즘형(prismatic) 교반 요소들(504)은 별형 베이스 영역(도 6d 참조)을 갖는다. 상기 베이스 영역은 교반 용기의 축에 대해 수직이다. 교반 요소들은 서로에 대해 각이진 방법으로 반경방향으로 오프셋된다.
도 6c 및 도 6e에 따르면, 상기 배플들(502)은 이들이 교반기의 개별적인 교반 요소들 사이의 클리어 공간을 점유하고 이것을 보다 작게 만들 수 있는 방법으로 상기 교반 용기의 내주면(도시하지 않음)에 부착된다. 상기 배플들은 평탄한 수직 및 수평방향 금속 시트들(522, 523 및 520, 521)을 포함하고, 상기 시트들은 이들이 단지 별 형태인 개구만을 남길 수 있는 방법으로 상기 교반 용기의 내주면에 부착된다. 상기 중심축을 따라서, 상기 배플들은 각이진 방법으로 반경방향으로 오프셋된다.
상기 교반 요소들(504)과 상기 배플들(502)의 큰 부피의 결과로서, 상기 용융된 글라스는 이것이 교반 용기를 통해 흐를 때 압축부들을 통해 빈번하게 방향이 정하여진다. 이들 압축부들에서 2개의 교반 요소들 사이의 상대 운동은 상기 글라스 용융체를 니딩한다. 교반 요소들과 배플들의 반경방향으로 각이진 오프셋 배열은 상기 글라스의 스트림이 각 레벨에서 상기 교반 요소들에 의해 크게 파괴되는 효과를 가진다. 상기 교반 요소들의 반경 방향으로 각이진 오프셋은 첫째로 교반기를 교반 용기 내로 하강할 수 있게 하며, 이것에 의해 교반 요소의 높이만큼 하강되고 그 다음 각이진 오프셋만큼 회전된다.
본 발명은 개별적인 특징들이 다른 특징들과 관련하여서 도시되지 않거나 및/또는 위에서 또는 아래에서 언급되지 않을지라도, 상기 도면들에 도시된 개별적인 특징을 유사하게 포함한다.
본 발명은, 다양한 실시예들에 대해 위에서 또는 아래에서 설명하거나 또는 도시되는 특징들의 어떠한 조합으로 된 실시예들을 유사하게 포함한다.
본 발명은 명료하거나 또는 정확한 표현들, 특징들, 수치값 들 또는 범위들이, 예를 들면, "대략, 약, 대충, 기본적으로, 일반적으로, 적어도" 등(즉, "대략 3"은 "3"을 포함하도록 의도되며, "기본적으로 반경방향"으로 또한 "반경방향"을 포함하도록 의도됨)과 같은 표현들과 관련하여서 설명될 경우, 상기 명료하거나 또는 정확한 표현들, 특징들, 수치값들 또는 범위들 등을 유사하게 포함한다. 또한, "각각"이라는 표현은 "및/또는"을 의미한다.
1: 교반 용기
2, 202, 402, 502: 배플
3:교반기
4, 204,304, 404: 교반 요소
10: 내주면, 11: 입구
12: 출구 20: 제 1 벽
21: 제 2 벽 40, 41: 금속 시트

Claims (18)

  1. 교반 용기(1) 및 교반기(3)를 갖는 용융된 글라스용 교반 시스템으로서,
    상기 교반 시스템은:
    종방향 축(49)을 갖는 샤프트(30) 및 적어도 하나의 교반 요소(4)를 갖는 적어도 하나의 교반기(3)를 포함하고,
    상기 교반 요소(4)는, 상기 교반 용기(1)에 대한 상기 교반기(3)의 적어도 하나의 축방향 및/또는 병진성(translatory) 상대 운동, 그리고 상기 교반 용기(1)에 대한 상기 교반기(3)의 적어도 하나의 연속적이거나 또는 동시적인 상대 회전, 및 상기 교반 용기(1)에 대한 상기 교반기(3)의 추가의 축방향 및/또는 병진성 상대 운동에 의해, 상기 교반기(3)가 상기 교반 용기(1) 내로 도입되어야만 하도록 형성되며,
    작동 상태에서 상기 교반기(3)는 상기 교반 용기(1) 내에서 회전될 수 있으며,
    상기 교반 용기(1)는:
    종방향 축(49), 및
    내주면(10)을 포함하고,
    상기 내주면(10)은 적어도 2개의 배플들(2)을 가지며, 상기 배플들(2)은 상기 내주면(10) 또는 그의 벽으로부터 상기 교반 용기(1)의 내부 안으로 연장하며,
    또한, 상기 배플들(2)은, 상기 교반 용기(1)의 내주면(10)으로부터 멀어지면서 상기 종방향 축(49)에 대해 반드시 횡방향으로 적어도 부분적으로 좁아지는 외형(contour)을 갖고,
    상기 교반 요소는 상기 작동 상태에서 회전 중에 상기 교반 요소가 엔벨로프(envelope)를 형성하도록 형성되며, 상기 엔벨로프는 상기 샤프트로부터 멀어지면서 상기 샤프트의 종방향 축에 대해 반드시 횡방향으로 적어도 부분적으로 좁아지고 상기 배플들의 외향에 대응하는 교반 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배플들(2)은 상기 종방향 축(49) 주위에서 서로에 대해 60°, 90°, 120°또는 180°의 각도로 오프셋되는 교반 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    복수의 배플들(2)이, 상기 종방향 축을 따른 각각의 위치에서, 적어도 2개의 배플들(2) 각각의 적어도 2개의 그룹들로서 각각 부착되고, 배플들(2)의 인접하는 그룹들이 서로에 대해 오프셋 배열되도록 구비되는 교반 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    적어도 2개의 배플들(2)이 상기 종방향 축(49)을 따른 각각의 위치에 제공되는 교반 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 내주면(10)은 반드시 단면이 연속적이고 라운드되는 교반 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 교반 용기(1)의 내주면(10)은 적어도 하나의 둘러싸는(surrounding) 금속 시트에 의해 형성되고, 상기 배플들(2)은 상기 둘러싸는 금속 시트 상에 고정적으로 배열되는 교반 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 배플들(2)은 상기 둘러싸는 금속 시트 상에 고정적으로 배열되는 적어도 하나의 추가의 금속 시트에 의해 형성되는 교반 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 배플들(2)은, 중심부에서 가장 멀리, 그리고 적어도 하나의 측방향부에서 덜 멀리 상기 교반 용기(1)의 내부 안으로 연장하는 교반 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 배플들(2)은 하나 이상의 금속 시트들(20, 21)로부터 형성되고, 그 외부 모서리(들)(23)은 상기 교반 용기의 내주면(10)에 적어도 부분적으로 맞추어지고, 또한 상기 내주면에 적어도 부분적으로 연결되는 교반 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 배플들(2)은 제 1 배향을 갖는 적어도 하나의 제 1 면(20)과, 상기 제 1 배향과는 다른 제 2 배향을 갖는 제 2 면(21)을 포함하는 교반 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 면(20, 21)들은 30° 내지 120°의 각도로 서로에 대해 경사지는 교반 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 교반기(3)는 복수의 교반 요소들(4)을 가지며, 상기 교반 요소들은 상기 종방향 축을 따르는 각각의 위치에서 적어도 2개의 교반 요소들(4) 각각의 적어도 2개의 그룹들 각각에 배열되고, 교반 요소들(4)의 인접하는 그룹들이 서로에 대해 오프셋 배열되는 교반 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 교반 시스템은 적어도 부분적으로 산화물 분산 경화 PGM 재료로 구성되는 교반 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 배플들(2) 및/또는 교반기(3)는 중량을 감소시키거나 또는 상기 용융된 글라스에 대한 추가의 압축부들을 제공하기 위한 간극들을 갖는 교반 시스템.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 청구된 용융된 글라스용 교반 시스템을 조립하기 위한 방법으로서,
    교반 용기(1)에 대한 교반기(3)의 적어도 하나의 축방향 또는 병진성(translatory) 상대 운동,
    상기 교반 용기(1)에 대한 상기 교반기(3)의 상대적인 회전에 의한, 추가의 연속적이거나 또는 동시적인 운동, 및
    상기 교반 용기(1)에 대한 상기 교반기(3)의 추가의 축방향 또는 병진성 상대 운동에 의해,
    상기 교반기(3)를 상기 교반 용기(1) 내로 도입하는 단계를 포함하는 글라스용 교반 시스템 조립 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 청구된 교반 시스템으로 용융된 글라스를 교반하기 위한 방법으로서,
    교반 용기(1)의 입구(11)를 통해 용융된 글라스를 공급하는 단계,
    상기 교반 용기(1) 내에서 교반기(3)를 회전시키고, 상기 교반 용기(1)의 내부를 통해 상기 용융된 글라스를 통과시키는 단계,
    상기 교반기(3)를 회전시키고 상기 교반 용기(1)의 내부를 통해 상기 용융된 글라스를 통과시키는 동안, 상기 용융된 글라스가 교반 요소들(4)과 배플들(2)에 의해 그들 사이의 압축부들을 통해 방향이 정해지고, 파괴, 니딩(kneaded) 및/또는 압축되는 단계, 및
    상기 교반 용기(1)의 출구(12)를 통해 상기 용융된 글라스를 배출하는 단계를 포함하는 용융된 글라스 교반 방법.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 면(20, 21)들은 45° 내지 105°의 각도로 서로에 대해 경사지는 교반 시스템.
  18. 삭제
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8256951B2 (en) * 2006-12-21 2012-09-04 Corning Incorporated Stirrers for minimizing erosion of refractory metal vessels in a glass making system
DE102008017045B9 (de) * 2008-04-03 2012-07-05 Umicore Ag & Co. Kg Rührsystem und Verfahren zum Homogenisieren von Glasschmelzen
DE102010000546B4 (de) * 2010-02-25 2013-04-25 Schott Ag Vorrichtung zum Homogenisieren einer Glasschmelze, Rührvorrichtung und Verwendung
DE102010023793A1 (de) * 2010-06-15 2011-12-15 J. F. Knauer Industrie-Elektronik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Einmischen von Konditioniermittel, insbesondere Flockmittel, in Schlämme
TWI480249B (zh) 2010-11-01 2015-04-11 Avanstrate Inc Glass substrate manufacturing method and stirring device
KR101040927B1 (ko) 2011-03-30 2011-06-16 (주)플록마스터 슬러지 파쇄용 믹스장치
JP5246568B1 (ja) 2011-11-18 2013-07-24 ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 ガラスの製造方法、および、攪拌装置
JP5768084B2 (ja) * 2012-04-27 2015-08-26 ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 ガラス板の製造方法、及びガラス板製造装置
CN103382078B (zh) * 2012-05-01 2016-12-28 安瀚视特控股株式会社 玻璃基板的制造方法、玻璃基板的制造装置及搅拌装置
GB201222641D0 (en) * 2012-12-14 2013-01-30 Biomax Holdings Pte Ltd Apparatus and system for treating organic mass
DE102013018094A1 (de) * 2013-12-03 2015-06-03 Merck Patent Gmbh Mischvorrichtung und deren Verwendung
DE102014211346A1 (de) * 2014-06-13 2015-12-17 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Glasartikels aus einer Glasschmelze
WO2016054356A1 (en) * 2014-10-01 2016-04-07 Corning Incorporated Apparatus for processing glass melt including tube segments joined together at an integral solid-state joint and methods
JP6458691B2 (ja) * 2014-10-14 2019-01-30 Ａｇｃ株式会社 溶融ガラス攪拌装置、板ガラス製造装置、溶融ガラス攪拌方法、および板ガラス製造方法
EP3059007A1 (en) 2015-02-23 2016-08-24 Umicore AG & Co. KG Stirrer for stirring molten glass, apparatus for stirring molten glass comprising such a stirrer and use of such a stirrer
EP3753908A1 (en) * 2016-08-24 2020-12-23 Corning Incorporated Method of controlling a flowrate of molten material in a glass manufacturing process
WO2018116530A1 (ja) * 2016-12-22 2018-06-28 日本電気硝子株式会社 撹拌スターラー及びガラス板の製造方法
CN108057360A (zh) * 2017-12-27 2018-05-22 杨丽君 一种真空自动化的熔融金属液搅拌装置
CN109126617B (zh) * 2018-10-23 2024-02-06 苏州联冠机械有限公司 一种混料折流导向装置
CN114853316B (zh) * 2022-05-23 2023-12-22 四川高晟医药包材科技有限公司 一种中硼硅玻璃药瓶生产加工用的熔融机构及装置、方法

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US38915A (en) * 1863-06-16 Improvement in rice-cleaners
US282131A (en) * 1883-07-31 Amalgamator
US493603A (en) * 1893-03-14 sibley
US1870980A (en) * 1926-05-10 1932-08-09 Du Pont Method of manufacturing cellulose acetate
US2061367A (en) * 1931-09-04 1936-11-17 Amco Inc Forehearth structure
US2283008A (en) * 1940-08-01 1942-05-12 Pennsylvania Salt Mfg Co Chemical processing apparatus
US2515478A (en) * 1944-11-15 1950-07-18 Owens Corning Fiberglass Corp Apparatus for increasing the homogeneity of molten glass
US2569459A (en) * 1945-08-09 1951-10-02 Corning Glass Works Method and apparatus for stirring glass
US2569469A (en) * 1947-02-24 1951-10-02 Practical Patent Co Inc Soap molding frame
US2570078A (en) * 1950-02-09 1951-10-02 Corning Glass Works Stirrer and feeder
US2750161A (en) * 1952-08-05 1956-06-12 Pittsburgh Plate Glass Co Method for stirring glass
US2746729A (en) * 1952-08-05 1956-05-22 Pittsburgh Plate Glass Co Method for homogenizing glass
US2831664A (en) * 1953-10-30 1958-04-22 Corning Glass Works Glass stirring
US2891777A (en) * 1955-03-08 1959-06-23 Pittsburgh Plate Glass Co Glass stirring mechanism
US2871000A (en) * 1956-03-12 1959-01-27 American Optical Corp Apparatus for stirring glass
US2965362A (en) * 1957-11-13 1960-12-20 Ingbuero Dipl Ing Friedrich He Device for mixing and homogenizing
US3352659A (en) * 1964-06-15 1967-11-14 Corning Glass Works Apparatus for blending glass
US3563710A (en) * 1968-02-16 1971-02-16 Monsanto Co Polymerization apparatus
US3638673A (en) * 1969-12-23 1972-02-01 Lampcraft Tool & Mold Inc Wax-conditioning apparatus
US3709664A (en) * 1970-08-14 1973-01-09 Nat Petro Chem High shear mixing apparatus for making silica gels
US4295925A (en) * 1979-06-15 1981-10-20 Weyerhaeuser Company Treating pulp with oxygen
US4838704A (en) * 1987-12-15 1989-06-13 Carver David L Mixer apparatus
US5450368A (en) * 1993-12-28 1995-09-12 Three Bond Co., Ltd. Two liquid type mixer
DE4440704C2 (de) * 1994-11-15 1997-02-13 Ilmenau Tech Glas Rührer für schmelzflüssiges Glas
FR2737487B1 (fr) * 1995-08-03 1998-01-09 Saint Gobain Vitrage Dispositif pour la fusion de matieres vitrifiables
DE19809878A1 (de) * 1998-03-07 1999-09-09 Ept Eglass Platinium Technolog Edelmetallplunger für direkt elektrisch beheizte Plungerzelle
JP4433382B2 (ja) * 2001-11-30 2010-03-17 コーニング インコーポレイテッド 撹拌により溶融ガラスを均一にする方法および装置
DE102004034798B4 (de) * 2004-07-19 2007-08-09 Schott Ag Rührsystem für Glasschmelzen
US20060042318A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-02 Burdette Steven R Method and apparatus for homogenizing a glass melt
US8256951B2 (en) * 2006-12-21 2012-09-04 Corning Incorporated Stirrers for minimizing erosion of refractory metal vessels in a glass making system
DE102008017045B9 (de) * 2008-04-03 2012-07-05 Umicore Ag & Co. Kg Rührsystem und Verfahren zum Homogenisieren von Glasschmelzen
WO2010098328A1 (ja) * 2009-02-27 2010-09-02 旭硝子株式会社 溶融ガラス攪拌装置
WO2011020625A1 (en) * 2009-08-21 2011-02-24 Umicore Ag & Co. Kg Mixing apparatus
US8613806B2 (en) * 2010-08-30 2013-12-24 Corning Incorporated Method for eliminating carbon contamination of platinum-containing components for a glass making apparatus
TWI480249B (zh) * 2010-11-01 2015-04-11 Avanstrate Inc Glass substrate manufacturing method and stirring device
JP5246568B1 (ja) * 2011-11-18 2013-07-24 ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 ガラスの製造方法、および、攪拌装置

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