KR101647710B1 - 유리제품 제조장치 - Google Patents

Abstract

용융유리가 유입되는 유입구와 생성된 유리제품이 토출되는 토출구를 구비하고, 상기 용융유리가 상기 유리제품으로 성형되는 내부 공간을 제공하며 케이스; 상기 케이스의 토출구 측에 배치되고, 상기 케이스의 적어도 일부를 감싸는 형태로 형성되는 냉각 자켓; 및 상기 케이스의 외면과 상기 냉각 자켓의 내면 사이의 공간으로 냉각수를 선택적으로 공급하는 냉각수 밸브를 포함하는 유리제품 제조장치를 포함할 수 있다.

Description

유리제품 제조장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING GLASSWARE}

본 발명은 유리제품 제조장치에 관한 것이다.

본 발명은 유리제품 제조장치에 관한 것으로써, 유리제품은 유리섬유(glass fiber) 및 유리구(glass ball) 등 용융 유리를 이용하여 1차적으로 생산될 수 있는 제품을 의미할 수 있다.

유리섬유란, 규산염을 주성분으로 하는 유리를 용융, 가공하여 섬유로 만든 것을 말한다. 이러한 유리섬유는 제품의 길이에 따라 장 섬유, 단 섬유, 글라스 울(glass wool) 등으로 구별될 수 있으며, 이 때의 글라스 울은 짧은 섬유가 뭉쳐진 솜모양과 같은 형태의 제품을 의미하며, 이러한 글라스 울은 단열재, 절연재, 기판소재, 피복재, 수지 충전재 등 다양한 용도로 사용될 수 있다.

또한, 유리구는 냉각된 용용 유리의 덩어리를 뜻하며, 글라스 비드(glass bead)라고도 불린다. 이러한 유리구는 직경에 따라 도로표지용, 분산용 메디아 등 다양한 용도로 사용될 수 있다. 상기와 같은 유리제품은 증기 분무법, 화염 분무법, 원심 분무법 등의 방법으로 제조될 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 장치의 구성이 복잡하고, 균일한 품질의 유리제품을 얻기 어렵다는 문제가 있다.

또한, 유리섬유와 유리구는 형태가 상이한 바, 유리섬유와 유리구를 모두 얻기 위해서는 서로 다른 두 제조장치를 사용해야 한다는 문제가 있다.

특허문헌 1: 한국공개특허 제2004-0054236호 (2004.06.25. 공개) 특허문헌 2: 한국공개특허 제2006-0015255호 (2006.02.16. 공개)

본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 간단한 구조를 가지면서 균일한 품질의 유리제품을 생산할 수 있는 유리제품 제조장치를 제공하고자 한다.

또한, 하나의 제조장치에서 유리섬유 또는 유리구를 필요에 따라 선택하여 제조할 수 있는 유리제품 제조장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 용융유리가 유입되는 유입구와 생성된 유리제품이 토출되는 토출구를 구비하고, 상기 용융유리가 상기 유리제품으로 성형되는 내부 공간을 제공하며 케이스; 상기 케이스의 토출구 측에 배치되고, 상기 케이스의 적어도 일부를 감싸는 형태로 형성되는 냉각 자켓; 및 상기 케이스의 외면과 상기 냉각 자켓의 내면 사이의 공간으로 냉각수를 선택적으로 공급하는 냉각수 밸브를 포함하는 유리제품 제조장치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 냉각 자켓은 하부에 제공된 냉각수 유입부와, 상부에 제공된 냉각수 토출구를 포함하는 유리제품 제조장치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 케이스에 설치되고 상기 유입구를 통해 제공되는 상기 용융유리에 소정의 압력으로 유체를 분사하여 상기 용융유리를 여러 조각으로 분산시키는 하나 이상의 노즐을 포함하는 제1 노즐부; 및 상기 케이스에 설치되고, 상기 용융유리가 상기 케이스 내부에서 나선형 유동을 따라 이동되도록 유체를 분사하는 하나 이상의 노즐을 포함하는 제2 노즐부를 포함하는 유리제품 제조장치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 케이스는, 상기 유입구가 형성된 용융유리 투입부와, 상부 케이스와, 중부 케이스와, 상기 토출구가 형성된 하부 케이스를 포함하고, 상기 냉각 자켓은 상기 하부 케이스의 적어도 일부를 감싸는 유리제품 제조장치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 하부 케이스는 하방으로 갈수록 직경이 좁아지는 콘 형상으로 형성되고, 상기 냉각 자켓은 상기 하부 케이스에 대응되는 구조로 형성되는 유리제품 제조장치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 냉각 자켓의 상단부에는 상기 중간 케이스와 결합되기 위한 플랜지가 형성되고, 상기 하부 케이스는 상기 플랜지와 함께 상기 중간 케이스에 결합되는 유리제품 제조장치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 유리제품은 유리구인 유리제품 제조장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 유리제품 제조장치에 의하면, 간단한 구조를 가지면서 균일한 품질의 유리제품을 생산할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 하나의 제조장치에서 유리섬유 또는 유리구를 필요에 따라 선택하여 제조할 수 있는 장점이 있다.

또한, 제조장치의 크기를 작게 하면서도 유리제품을 충분히 냉각 시킨 후 배출할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 양질의 유리제품을 생산할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리제품 제조장치를 보여주는 정면도이다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3은 도 1의 A-A로 절개된 단면을 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 1의 B-B로 절개된 단면을 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리제품 제조장치를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유리제품 제조장치를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리제품 제조방법을 보여주는 도면이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리제품 제조장치를 보여주는 정면도이고, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도3은 도 1의 A-A로 절개된 단면도이고, 도4는 도 1의 B-B로 절개된 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유리제품 제조장치(10)는, 용융 유리가 유입되는 유입구(141)와 생성된 유리제품이 토출되는 토출구(131)를 구비하고 나선형 유동이 형성될 수 있는 내측 공간을 갖는 케이스(100), 케이스(100)에 설치되고 유입구(141)를 통해 제공되는 용융 유리에 소정의 압력으로 유체를 분사하여 용융 유리를 여러 조각으로 분산시키는 제1 노즐부(200), 용융 유리가 케이스(100) 내부에서 나선형 유동을 따라 회전되도록 유체를 분사하는 제2 노즐부(300)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 유리제품은 글라스 울 등의 유리섬유 및 글라스 비드 등의 유리구일 수 있다. 이러한, 유리제품을 형성하기 위한 용융 유리는 소정의 원재료를 고온으로 녹여 유동성을 갖도록 만든 유리로서, 광석폐기물을 녹인 물질일 수 있다. 본 실시예에서는 용융 유리의 원료로서 광석폐기물을 사용하는 것을 예로 들어 설명하나, 용융 유리의 원료는 이에 한정되지는 않는다. 이와 같이 광석폐기물을 재활용하면, 광석폐기물로 인한 환경오염을 예방할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 유리제품 제조장치(10)에 공급되는 용융 유리는 광석폐기물을 용융하는 과정에서 이물질 제거 등 소정의 처리 공정을 거친 것일 수 있다. 이러한 광석폐기물로 용융 유리를 제조하는 방법은, 공지의 기술인 바 자세한 설명은 생략한다.

케이스(100)는 여러 조각으로 나뉜 용융 유리가 나선형으로 유동하면서 유리제품으로 형성되는 공간을 제공하는 것으로서, 유입구(141)가 형성된 용융 유리 투입부(140)와, 상부 케이스(110)와, 중앙 케이스(120)와, 하부 케이스(130)를 포함할 수 있다. 각각의 케이스는 용융 유리의 고온을 견딜 수 있도록 소정의 금속 재질로 형성될 수 있으며, 각각 플랜지 결합될 수 있다.

본 실시예에서는, 용융 유리 투입부(140), 상부 케이스(110), 중앙 케이스(120), 하부 케이스(130)는 각각 독립적으로 형성되어 서로 플랜지 결합되는 것을 예로 들어 도시하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 구체적으로, 케이스(100)를 이루는 구성들 중 하나 또는 그 이상은 서로 일체로 형성될 수도 있으며, 플랜지 결합이 아닌 용접 등 다른 방법으로 결합될 수도 있다. 예를 들어, 용융 유리 투입부(140) 및 상부 케이스(110)는 일체로 형성된 것일 수 있다.

용융 유리 투입부(140)는 소정의 용융 유리 제공 수단과 연통되도록 제공되어 유입구(141)를 통해 점성과 유동성을 갖는 용융 유리를 제공받는다. 유입구(141)는 상방을 향해 개구되어, 용융 유리가 유입된 후 중력에 의해 자유 낙하할 수 있도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서 용융 유리 투입부(140)는 원통 형상으로 형성되며, 원통 형상의 하단부에는 상부 케이스(110)와 결합하기 위한 플랜지가 형성된 것을 예로 들어 설명하였으나, 용융 유리 투입부(140)의 형상 및 결합 방법은 변경될 수 있다. 아울러, 용융 유리 투입부(140)에는 제1 노즐부(200)가 설치될 수 있으며, 제1 노즐부(200)와 관련된 자세한 내용은 후술하겠다.

상부 케이스(110)는 하방으로 갈수록 직경이 커지는 콘(cone) 형상으로 형성될 수 있으며, 상부 케이스(110)의 내측 공간부터 용융 유리가 분산되어 나선형의 유동을 시작할 수 있다. 이를 위해, 상부 케이스(110)에는 제2 노즐부(300)가 설치될 수 있으며, 제2 노즐부(200)와 관련된 자세한 내용은 후술하겠다. 상부 케이스(110)의 상단부와 하단부에는 각각 용융 유리 투입부(140) 및 중앙 케이스(120)와 결합하기 위한 플랜지가 형성될 수 있으나, 상부 케이스(110)의 형상 및 결합 방법은 변경될 수 있다.

중앙 케이스(120)는 상하 방향으로 연장되는 원통형으로 형성되며, 중앙 케이스(120)의 내측 공간에서 용융 유리가 나선형으로 유동하며 유리제품화될 수 있다. 또한, 중앙케이스(120)의 상단부와 하단부에는 각각 상부 케이스(110) 및 하부 케이스(130)와 결합하기 위한 플랜지가 형성될 수 있으나, 중앙 케이스(120)의 형상 및 결합 방법은 변경될 수 있다.

한편, 중앙 케이스(120)의 일측에는 케이스(100) 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 배기구(121)가 제공될 수 있다. 케이스(100) 내부의 공기는 용융 유리가 나선형으로 유동하면서 냉각됨에 따라 서서히 온도가 상승하는데, 배기구(121)를 통해 케이스(100) 내부의 공기가 외부로 배출됨에 따라 나선형 유동을 통한 냉각 효율이 유지될 수 있다. 본 실시예에서 배기구(121)는 나선형 유동을 방해하지 않도록 중앙 케이스(120)의 하측 부분에 형성될 수 있다.

또한, 중앙 케이스(120)의 일측에는 작업자가 케이스(100)의 내부를 관찰하며, 공정 상태를 모니터링할 수 있는 관찰부(123)가 제공될 수 있다. 관찰부(123)는 내부 관찰을 위한 투명한 유리를 구비할 수 있으며, 향후 유지 보수 등을 위해 케이스(100)의 내측 공간으로 접근하기 위한 착탈 가능한 커버를 포함할 수도 있다.

하부 케이스(130)는 하방으로 갈수록 직경이 좁아지는 콘 형상으로 형성될 수 있으며, 하부 케이스(130)의 하측에는 케이스(100) 내부에서 형성된 유리제품이 토출될 수 있는 토출구(131)가 형성될 수 있다. 하부 케이스(130)는 콘 형상으로 형성되어, 나선형으로 유동하던 유리제품이 토출구(131)로 원활하게 토출될 수 있도록 유동을 집중시키는 역할을 할 수 있다. 또한, 하부 케이스(130)의 상단부에는 중앙 케이스(120)와 연결되기 위한 플랜지가 형성될 수 있으나, 하부 케이스(130)의 형상 및 결합 방법은 변경될 수 있다.

상술한 바와 같이, 케이스(100)는 여러 개의 파트로 나누어 조립될 수 있으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않으며, 용융 유리가 분산된 후 나선형으로 유동할 수 있는 공간을 제공하는 임의의 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 노즐부(200)와 제2 노즐부(300), 배기구(121) 및 관찰부(123)의 설치 위치도 필요에 따라서는 변경될 수 있다.

제1 노즐부(200)는 공급되는 용융 유리를 여러 개의 조각으로 분산시키는 것으로서, 기 설정된 압력으로 용융 유리를 향해 유체를 분사할 수 있다. 여기서, 여러 개의 조각은 하나의 스트림(stream)을 형성하며 낙하하는 용융 유리가 여러 개의 얇은 스트림(stream)으로 나뉘거나, 알갱이(piece) 형태로 쪼개진 것을 의미하며, 그 구체적인 형상을 한정하지 않는다. 구체적으로, 제1 노즐부(200)는 유입구(141)를 통해 유입되는 용융 유리를 여러 개의 갈래 또는 여러 개의 덩어리로 분산시킬 수 있으며, 어떠한 형태로 용융 유리를 분산시키느냐는 제1 노즐부(200)의 압력에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 노즐부(200)의 압력이 약 13~15bar로 설정될 경우에는 유리섬유 중 글라스 울이 제조될 수 있으며, 압력이 약 1bar로 설정될 경우에는 유리구가 제조될 수 있다.

제1 노즐부(200)는 하나 이상의 노즐을 포함할 수 있으며, 각각의 노즐의 분사구는 유입구(141)를 통해 유입되어 낙하하는 용융 유리를 향할 수 있다. 본 실시예에서는 제1 노즐부(200)로서 다수 개의 노즐이 제공되고, 이들은 도 3에 도시된 것과 같이 제1 노즐부(200)가 설치된 용융 유리 투입부(140)의 중심을 향하도록 배치되는 것을 예로 들어 도시하였다. 여기서, 보다 효과적으로 용융 유리를 분산시키기 위해 각각의 노즐부가 향하는 곳은 하나의 중심(예를 들어, 도 3에서 C)이 아니라, 중심으로부터 벗어난 지점일 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는, 제1 노즐부(200)를 구성하는 다수 개의 노즐이 용융 유리 투입부(140)의 둘레를 따라 기 설정된 간격으로 배치되는 것을 예로 들어 도시하였다. 이 경우, 용융 유리 투입부(140)에 제1 노즐부(200)를 먼저 조립한 후, 제1 노즐부(200)가 조립된 용융 유리 투입부(140)를 상부 케이스(110)에 연결하면 되므로, 전체적인 제조장치(10)의 조립 편의성이 향상될 수 있다. 또한, 케이스(100)에서 가장 상측에 위치하는 용융 유리 투입부(140)에서 용융 유리를 분산시킴으로써 분산된 유리 조각들이 케이스(100) 내에서 체류하는 시간을 최대화할 수 있다. 그러나, 제1 노즐부(200)는 용융 유리에 고압으로 유체를 분사해 용융 유리를 분산시키는 기능을 할 수 있는 임의의 위치에 설치될 수 있으며, 예를 들어, 제1 노즐부(200)를 구성하는 다수 개의 노즐은 용융 유리 투입부(140) 뿐만 아니라 상부 케이스(110)에 설치될 수도 있고, 일부는 용융 유리 투입부(140)에 설치되고 다른 일부는 상부 케이스(110)에 설치될 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는 제1 노즐부(200)를 구성하는 다수 개의 노즐이 동일한 높이로 배치되는 것을 예로 들었으나, 서로 다른 높이로 형성될 수도 있다.

한편, 제2 노즐부(300)는 케이스(100)의 내부에서 용융 유리가 나선형의 유동을 따라 유동할 수 있도록 케이스(100)의 종단면의 법선 방향으로 유체를 분사할 수 있는 노즐을 포함한다. 여기서, 법선 방향은 반드시 수직일 필요는 없으며, 나선형 유동을 유도하기 위한 벡터 성분을 포함하는 방향이면 충분하다. 제2 노즐부(300)는 제1 노즐부(200)에 의해 여러 개의 조각으로 나뉜 용융 유리를 향해 유체를 분사할 수 있으나, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서는 제2 노즐부(300)가 제1 노즐부(200)보다 하측에 배치되어, 제1 노즐부(200)에 의해 분산된 용융 유리를 향해 유체를 분사하는 것을 예로 들어 설명하겠다.

제2 노즐부(300)는 하나 이상의 노즐을 포함할 수 있으며, 본 실시예에서는 상부 케이스(110)에 3개의 서로 다른 높이(310, 320, 330)로 제공되고, 각각의 높이에 배치된 다수 개의 노즐이 유체를 분사하여 나선형 유동을 발생시키는 것을 예로 들어 도시하였다. 그러나, 제2 노즐부(300)가 제공되는 위치, 높이, 개수 등은 필요에 따라 다양하게 변형 실시될 수 있다. 예를 들어, 제2 노즐부(300)를 구성하는 노즐들의 일부 또는 전부는 용융 유리 투입부(140)에 제공되거나, 중앙 케이스(120)에 제공될 수도 있다.

상기와 같은 제1 노즐부(200)와 제2 노즐부(300)를 구성하는 각각의 노즐은, 구체적으로 케이스(100)에 구멍을 뚫은 후 해당 구멍에 노즐을 고정할 수 있는 소켓을 설치한 후, 소켓에 노즐을 끼우는 방법으로 설치될 수 있다. 이에 의해, 노즐 또는 소켓의 일부는 케이스(100)의 내부로 인입되고, 일부는 케이스(100)의 외부로 노출되는 형상이 될 수 있다. 노즐을 케이스(100)에 설치하는 방법은 이에 한정되지 않으며, 당업자가 본 발명의 사상이 유지되는 범위에서 다양하게 변경 실시될 수 있다.

또한, 제1 노즐부(200)와 제2 노즐부(300)를 구성하는 각각의 노즐은 별도로 제공된 압력발생수단에 의해 발생된 고압의 유체를 분사하며, 유체는 공기, 스팀 등 다양한 것일 수 있다. 또한, 각각의 노즐은 분사하는 유체의 압력을 조절할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 제조장치(10)는 이를 위한 제어밸브, 제어장치 등의 구성을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 제1 노즐부(200) 및 제2 노즐부(300)를 구성하는 다수 개의 노즐이 소정 각도로 기울어져 하방으로 유체를 분사하는 것을 예로 도시하였으나, 노즐의 분사 상하 방향 각도는 필요에 따라 조절될 수 있다.

한편, 하부 케이스(130)의 외측에는 케이스(100)의 적어도 일부를 둘러싸는 냉각 자켓(jacket, 500)이 제공될 수 있다. 냉각 자켓(500)은 케이스(100)의 일부를 둘러싸 유리제품이 토출구(131)를 통해 배출되기 전에 보다 확실하게 냉각될 수 있도록 하는 것으로서, 하부 케이스(130)의 일부를 포함하여 케이스(100)의 적어도 일부를 둘러싸 하부 케이스(130) 및 케이스(100) 내부의 공기를 냉각시킬 수 있다. 이를 위해, 냉각 자켓(500)은 하부 케이스(130)에 대응되는 형상으로 형성되되, 하부 케이스(130)의 직경보다 소정 길이 더 큰 직경을 갖는 콘 형상으로 형성될 수 있으며, 하부 케이스(130)의 플랜지와 함께 중앙 케이스(120)의 플랜지에 결합될 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 하부 케이스(130)의 외면과 냉각 자켓(500)의 내면 사이에는 냉각수가 흐를 수 있는 공간이 형성될 수 있다.

냉각 자켓(500)은 냉각수 유입부(510)를 통해 외부로부터 냉각수를 공급받을 수 있으며, 냉각수는 냉각 자켓(500)의 내면과 케이스(100)의 외면 사이에 형성된 공간에 채워져 케이스(100), 특히 하부 케이스(130) 및 그 내측 공간의 공기를 냉각한 후, 냉각수 배출부(520)를 통해 외부로 배출 될 수 있다. 이때, 상술한 공간 내에 냉각수가 충분히 채워질 수 있도록 냉각수 유입부(510)는 냉각 자켓(500)의 하측에 형성되고, 냉각수 배출부(520)는 냉각 자켓(500)의 상측에 형성될 수 있다.

여기서, 냉각수 유입부(510)에는 냉각수의 공급을 선택적으로 제어할 수 있는 냉각수 밸브(600)가 제공된다. 냉각수 밸브(600)는 생산하고자 하는 제품 또는 공정 상황에 에 따라 냉각수의 공급 여부를 조절할 수 있다. 예를 들어, 생산하고자 하는 유리제품이 유리구인 경우, 글라스 울을 생산할 때보다 나선형 유동을 따라 유동하는 알갱이의 크기가 상대적으로 더 크다. 이 경우, 케이스(100) 내부에서의 나선형 유동만으로는 충분한 냉각이 이뤄지지 않을 수 있다. 이때, 냉각수 밸브(600)는 냉각수를 냉각 자켓(500) 내부로 유입시켜, 하부 케이스(130) 및 그 내측 공기를 냉각시킬 수 있으며, 이에 의해 유리구를 완전하게 냉각시킨 후 토출구(131)를 통해 배출시킬 수 있다.

이하에서는 도 7을 참조하여, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유리제품 제조장치(10)의 작용 및 효과, 유리제품 제조장치의 제조 방법에 대해 설명하겠다.

도 7을 참조하면, 외부로부터 공급되는 용융 유리는 유입구(141)를 통해 케이스(100)의 내측 공간으로 낙하한다(S100).

유입구(141)를 통해 낙하한 용융 유리는 제1 노즐부(200)로부터 분사되는 고압의 유체에 의해 여러 갈래의 조각으로 분산되게 된다(S200). 이때, 제1 노즐부(200)로부터 분사되는 압력에 따라 용융 유리가 분산되는 정도는 달라지게 되며, 상대적으로 고압의 유체가 분사되는 경우, 보다 가늘게 나뉘게 되며, 상대적으로 저압의 유체가 분사되는 경우, 보다 덩어리지게 나뉘게 된다. 즉, 제1 노즐부(200)로부터 상대적으로 고압의 유체를 분사하여 용융 유리를 가늘게 나눌 수 있고, 이 경우, 제조장치(10)는 유리섬유를 제조할 수 있다. 또한, 제1 노즐부(200)로부터 상대적으로 저압의 유체를 분사하여 용융 유리를 덩어리지게 나눌 수 있고, 이 경우, 제조장치(10)는 유리구를 제조할 수 있다. 이처럼, 본 실시예에 따른 제조장치(10)는 하나의 장치로 유리섬유와 유리구 모두 제조할 수 있다는 장점이 있다.

그리고, 제2 노즐부(300)는 용융 유리를 향해 고압의 유체를 분사하여 케이스(100) 내부에서 나선형 유동을 발생시킨다(S300). 제1 노즐부(200)에 의해 나뉜 용융 유리는 작은 크기의 스트림 또는 알갱이로 분산된 상태이므로, 제2 노즐부(300)로부터 발생되는 유체의 흐름에 실려 함께 유동된다. 본 실시예에서처럼, 다수 개의 노즐로 구성된 제2 노즐부(300)에 의해 형성된 나선형 유동은 케이스(100), 특히 원통형으로 형성된 중앙 케이스(120)의 내부에서 연속적으로 회오리치며 진행된다.

제2 노즐부(300)에 의해 형성된 나선형 유동에 실린 용융 유리들은 서로 부딪히며 마찰이 될 수 있다. 이에 의해 용융 유리들은 그 모양이 서로 다듬어질 수 있으며, 결국 전체적으로 균일한 품질의 유리제품이 될 수 있다.

또한, 제2 노즐부(300)에 의해 나선형 유동이 형성됨으로써, 쪼개진 용융 유리들이 케이스(100) 내부에서 체류할 수 있는 시간이 길어진다. 구체적으로, 유입구(141)를 통해 유입된 용융 유리가 자중에 의해 낙하하는 경우와 비교할 때 나선형 유동을 따라 낙하하는 경우 거리가 더 길어지므로, 용융 유리들은 더 오래 케이스(100) 내부에 체류할 수 있다. 더욱이, 제2 노즐부(300)로부터는 고압으로 유체가 분사되므로, 케이스(100) 내부의 유동은 단순히 중력방향으로 낙하하는 유동뿐만 아니라, 여러 유동이 섞이면서 복잡한 형태를 나타내게 되고, 나선형 유동에 실린 용융 유리들은 결국 케이스(100)의 중심부에 가까워져 원심력을 충분히 받지 못하는 상태가 될 때까지 케이스(100) 내부에 체류하게 된다. 따라서, 쪼개진 용융 유리들은 충분한 시간 동안 케이스(100) 내부에서 체류하면서 서로 부딪히며 마찰되어 다듬어지게 되고, 유리제품으로 형성될 수 있다.

또한, 이와 같이 체류시간이 길어짐에 따라, 유리제품은 공기에 의해 충분히 냉각된 후에 토출구(131)를 통해 배출될 수 있다는 효과도 있다. 만약, 케이스(100) 내부에서의 나선형 유동에 따른 냉각으로 충분치 않은 경우에는, 보조적으로 냉각수 밸브(600)가 냉각 자켓(500) 내부로 냉각수를 공급함으로써, 유리제품을 충분히 냉각시킬 수 있다. 특히 냉각 자켓(500)에 따른 효과는 유리구를 생산할 때 효과적일 수 있다.

상술한 것과 같이 제1 노즐부(200)에 의해 여러 조각으로 나뉜 용융 유리는 제2 노즐부(300)에 의해 케이스(100) 내부에서 나선형으로 유동되며, 유리제품으로 형성되며, 이렇게 형성된 유리제품은 토출구(131)를 통해 외부로 배출된다(S400).

케이스(100)로부터 배출된 유리제품은 컨베이어 등 소정의 배출 수단을 따라 최종 포장단계로 이송될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 유리제품 제조장치(10)에 의하면, 간단한 구조를 가지면서 균일한 품질의 유리제품을 생산할 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 케이스(100)와 노즐부(200, 300) 만으로 구성된 구조로 유리제품을 생산할 수 있으며, 충분한 시간 용융 유리들끼리 서로 마찰되고 연마되면서 제품화되므로 균일한 품질의 유리제품을 생산할 수 있다.

또한, 용융 유리를 분산시키는 제1 노즐부(200)의 압력을 조절하는 것으로서, 동일한 장치에서 유리섬유와 유리구를 선택적으로 제조할 수 있다.

또한, 케이스(100) 내부에서 나선형 유동을 발생시킴으로써 체류시간을 늘릴 수 있으므로, 특정 체류시간이 필요한 장치의 크기를 소형화 할 수 있으며, 유리제품을 충분히 냉각시킨 후 배출할 수 있고, 양질의 유리제품을 생산할 수 있다는 장점이 있다.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리제품 제조장치에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다. 다만, 제2 실시예는 제1 실시예와 비교하여 제1 노즐부가 제2 노즐부와 함께 상부 케이스에 형성된다는 점에서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리제품 제조장치를 보여주는 도면이다

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 제조장치(10')는, 용융 유리를 여러 개의 갈래 또는 여러 개의 덩어리로 분산시키는 제1 노즐부(210, 220)와 용융 유리를 케이스(100) 내부에서 나선형 유동을 따라 회전되도록 유체를 분사하는 제2 노즐부(310, 320)가 상부케이스(110)에 번갈아가며 구성될 수 있다.

본 실시예에서, 제2 노즐부(310, 320)가 상부 케이스(110)에 하나 이상 포함되는 점은 제1 실시예와 동일하나, 제1 노즐부(210, 220)가 제2 노즐부(310, 320)의 사이에 하나 이상 포함되는 점에서 차이가 있다. 예를 들어, 제1 노즐부(210, 220)와 제2 노즐부(310, 320)가 높이가 다르게 형성되어, 제1 노즐부(210)가 가장 상부에 형성되고, 그 다음 제2 노즐부(310)가 형성되며, 그 밑으로 제1 노즐부(220)와 제2 노즐부(320)가 차례로 형성될 수 있다. 이에 따라, 용융 유리의 분산과 나선형 유동이 교대로 형성될 수 있다.

이에 따라, 용융 유리의 분산과 나선형 유동에 따른 용융 유리의 이동이 더 효과적으로 이루어질 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유리제품 제조장치에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다. 다만, 제3 실시예는 제1 실시예와 비교하여 제2 노즐부가 중앙 케이스에 더 추가되는 점에서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유리제품 제조장치를 보여주는 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 제조장치(10")는 중앙 케이스(120)의 하측에 나선형 유동을 형성하는 제2 노즐부(340)를 더 형성될 수 있다. 이 때, 본 실시예에서는 제2 노즐부(340)가 소정 각도로 기울어져 상방으로 유체를 분사하는 것을 예로 도시하였으나, 노즐의 분사 각도는 필요에 따라 조절될 수 있다.

이와 같이 제2 노즐부(340)가 중앙 케이스(120)의 하측에 형성되면, 용융 유리가 중앙 케이스(120) 내부에 체류하는 시간을 더 증가시킬 수 있으므로, 유리 제품이 더 균일한 제품으로 형성될 수 있다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 유리제품 제조장치를 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

10, 10',10": 유리제품 제조장치 100: 케이스
110: 상부케이스 120: 중앙케이스
121: 배기구 123: 관찰부
130: 하부케이스 131: 토출구
140: 용융 유리 투입부 141: 유입구
200, 210, 220: 제1 노즐부
300, 310, 320, 330 : 제2 노즐부
500: 하부케이스 510: 냉각수 유입부
520 : 냉각수 배출부 600: 냉각수 밸브

Claims (7)

1. 용융유리가 유입되는 유입구와 생성된 유리제품이 토출되는 토출구를 구비하고, 상기 용융유리가 상기 유리제품으로 성형되는 내부 공간을 제공하며 케이스;
   상기 케이스의 토출구 측에 배치되고, 상기 케이스의 적어도 일부를 감싸는 형태로 형성되는 냉각 자켓; 및
   상기 케이스의 외면과 상기 냉각 자켓의 내면 사이의 공간으로 냉각수를 선택적으로 공급하는 냉각수 밸브;
   상기 케이스에 설치되고 상기 유입구를 통해 제공되는 상기 용융유리에 소정의 압력으로 유체를 분사하여 상기 용융유리를 여러 조각으로 분산시키는 하나 이상의 노즐을 포함하는 제1 노즐부; 및
   상기 케이스에 설치되고, 상기 용융유리가 상기 케이스 내부에서 나선형 유동을 따라 이동되도록 유체를 분사하는 하나 이상의 노즐을 포함하는 제2 노즐부를 포함하는
   유리제품 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 냉각 자켓은 하부에 제공된 냉각수 유입부와, 상부에 제공된 냉각수 토출구를 포함하는
   유리제품 제조장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 케이스는,
   상기 유입구가 형성된 용융유리 투입부와, 상부 케이스와, 중앙 케이스와, 상기 토출구가 형성된 하부 케이스를 포함하고,
   상기 냉각 자켓은 상기 하부 케이스의 적어도 일부를 감싸는
   유리제품 제조장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 하부 케이스는 하방으로 갈수록 직경이 좁아지는 콘 형상으로 형성되고,
   상기 냉각 자켓은 상기 하부 케이스에 대응되는 구조로 형성되는
   유리제품 제조장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 냉각 자켓의 상단부에는 상기 중앙 케이스와 결합되기 위한 플랜지가 형성되고,
   상기 하부 케이스는 상기 플랜지와 함께 상기 중앙 케이스에 결합되는
   유리제품 제조장치.
7. 제1항, 제2항, 또는 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유리제품은 유리구인
   유리제품 제조장치.
   

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