KR101797858B1 - 유리 관을 제조하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

유리 관을 제조하는 공지된 방법은 이동 가능한 가열 구역에 의해서 회전 축선을 중심으로 회전하는 중공 실린더를 구역별로 가열 및 연화시키는 것을 포함하고, 유리 관은 원심력 및/또는 중공 실린더 보어 내에 인가된 내부 과압의 작용 하에서 연화된 영역의 반경방향 팽창에 의해서 연속적으로 형성된다. 그로부터 시작하여, 가능하다면 단일 성형 단계 또는 적은 수의 성형 단계로 중공 실린더를 큰 직경 및 높은 치수 정밀도를 갖는 유리 관으로 성형할 수 있게 하는 방법을 제공 위해, 본 발명에 따르면, 중공 실린더를 제공하는 것은 벽 두께가 비교적 얇은 둘레방향 위치의 결정을 포함하고, 그리고, 회전하는 중공 실린더의 가열 및 연화 중에, 비교적 얇은 벽 두께를 갖는 둘레방향 위치가 냉각제 공급원을 통과하는 경우에만 그 경우에 지배적으로 냉각제를 냉각제 공급원으로부터 변형 구역 상으로 분배하는 것이 제시된다.

Description

유리 관을 제조하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING A TUBE OF GLASS}
본 발명은 유리 관, 특히 석영 유리 관을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 그 방법은 이하의 방법 단계를 포함한다:
(a) 벽 두께 및 외경(D1)을 갖는 유리의 중공 실린더를 제공하는 단계,
(b) 회전 축선을 중심으로 회전하는 중공 실린더를 그 회전 축선에 대해 이동되는 가열 구역에서 구역별로(zonewise) 가열 및 연화(softening)시키는 단계,
(c) 원심력 및/또는 중공 실린더 보어 내에 인가된 내부 과압의 작용 하에서 연화된 영역의 반경방향 팽창에 의해서 변형 구역을 성형하는 단계, 및
(d) D1보다 큰 외경(D2)을 갖는 관을 연속적으로 형성하는 단계.
또한, 본 발명은 그러한 방법을 실시하기 위한 장치에 관한 것으로서, 그러한 장치는
o 내경, 외경(D1), 및 벽에 의해서 형성된 내부 보어를 갖는 유리의 중공 실린더를 이 유리의 중공 실린더의 길이방향 축선을 중심으로 회전시키는 회전 디바이스, 및
o 중공 실린더를 구역별로 가열 및 연화시키고 그리고 D1보다 큰 외경(D2)을 갖는 관을 형성하도록, 중공 실린더에 대해서 이동 가능한 히터를 포함한다.
그러한 방법 및 장치의 도움으로, 유리, 특히 석영 유리의 중공 실린더가 하나의 또는 다수의 열간 성형 단계으로 증가된 외경을 갖는 관으로 성형된다. 여기에서, 길이방향 축선을 중심으로 회전하는 초기 중공 실린더는 중공 실린더에 대해 상대 이송 속도로 이동하는 가열 구역에서 구역별로 연화되고, 이 프로세스에서 반경방향 외향 힘의 작용 하에서 관의 길이방향 축선으로부터 주어진 반경방향 거리에 배치된 몰딩 도구에 대고 팽창되거나 도구 없이 성형된다. 반경방향 외향 힘은 원심력 및/또는 중공 실린더의 내부 보어 내의 내부 과압(또한, "블로우 압력(blow pressure)"으로 지칭된다)을 기초로 한다.
인발 관 스트랜드(drawn-off tube strand)의 치수 정밀도를 준수하기 위해서, 그 치수, 예를 들어 외경, 내경, 또는 벽 두께 중 적어도 하나가 제어된다. 블로우 압력, 중공 실린더와 가열 구역 간의 상대 이송 속도, 및 가열 구역에서의 온도가 제어를 위한 일반적인 조작 변수이다.
관의 최종 직경이 클수록, 정확한 치수의 대형 관을 제조하는 것은 더 어렵고 비용이 많이 든다. 이러한 문제를 완화하기 위해서, JP 2004-149325 A는, 직경을 순차적으로 증가시키는 복수의 성형 단계로 성형 프로세스를 분할하는 것을 제시한다. 이를 위해, 직경 250mm의 성형될 석영 유리 중공 실린더가 선반에 클램핑되고, 가열 버너들의 환형 배열체에 의해 가열되면서 수평으로 배향된 그 길이방향 축선을 중심으로 회전되며, 이에 의해 가열 버너가 실린더 자켓을 따라 주어진 이송 속도로 이동됨에 따라 구역별로 연화된다. 직경의 증가는 연화된 영역 상에 작용하는 원심력에 기인한다. 실린더가 완전히 팽창될 때까지, 변형 구역이 전체 초기 실린더를 따라 한차례 이동할 것이다. 여기에서, 관의 외경은, 레이저 비임에 의해서 도구 없이 연속적으로 감지된다. 440mm의 공칭 관 직경에 도달할 때까지, 이러한 성형 단계가 반복될 것이다. 각각의 성형 단계에서, 관 직경이 15mm만큼 증가된다.
이러한 성형 프로세스에서, 각각의 개별 성형 단계에서 비교적 작은 성형 정도를 달성하고, 이는 반경방향 관 치수의 목표 값에 대한 편차의 감소를 가져온다. 또한, 각각의 성형 단계에서, 각각의 초기 실린더에 존재하는 치수 편차를 고려하고 이를 교정할 수 있다.
한편, 이러한 과정은 특히 연속하는 성형 단계들 사이에서 관이 냉각된다는 점에서 매우 시간 소모이고 및 에너지 소모적이라는 것이 분명하다.
EP 0 037 648 A1는 광섬유를 제조하는 방법을 설명하는 데, 여기에서는 관을 구역별로 가열하고 내부 과압을 인가함으로써 증가된 내경을 갖는 관으로 성형된다.
US 5,167,420 A는 유리 관에 둘레 홈을 생성하는 장치를 설명하는 데, 여기에서는 능동적 냉각에 의해서 홈의 영역에서의 유리의 점도를 감소시킨다.
JP 10101353 A는 석영 유리 관을 제조하는 방법을 설명하는 데, 여기에서는 석영 유리 실린더는 내부 과압을 인가함으로써 구역별로 연화되고, 그 길이방향 축선을 중심으로 회전하는 중에 외측 몰딩 도구에 대고 관으로 성형된다. 여기에서, 석영 유리 실린더는 한쪽에서 폐쇄되어 있다. 외경 이외에, 균일한 벽 두께를 달성하는 것이 목적이다. 이러한 목적을 위해서, 평행한 몰드 판들이 몰딩 도구에서 이용된다.
DE 41 21 611 C1은 석영 유리 관을 제조하기 위한 방법을 설명하는 데, 여기에서는 인발된 석영 유리 관 스트랜드의 벽 두께를 조절하고 있다. 여기에서, 석영 유리의 중공 실린더가 가열로를 통과해 회전되면서 연속적으로 밀어 넣어지며, 그 가열로 내에는 수냉형 그라파이트 판이 관의 길이방향 축선으로부터 반경방향 거리에 배치된다. 중공 실린더 내의 과압으로 인해서, 연화된 중공 실린더가 그라파이트 판에 대고 블로잉되며, 이에 따라 관의 길이방향 축선으로부터의 그라파이트 판의 반경방향 거리가 관의 얻어지는 외경을 대략적으로 미리 결정한다. 노에 대한 블랭크(blank)의 이송 방향에서 볼 때, 연화된 석영 유리가 그라파이트 판의 전방에 축적되어 블랭크의 외측 벽 주위로 둘레방향 비드(bead)를 형성한다. 둘레방향 비드의 높이는, 카메라에 의해 비드의 높이를 광학적으로 감지하고 프로세스 제어를 위해 미리 결정된 목표 비드 높이로부터의 편차를 이용함으로써 프로세스를 제어하는 데에 이용되는 것으로 제시되었다. 중공 실린더의 내부 보어 내의 과압이 제어의 조작 변수로서 선택된다. 그에 따라, 관의 내경의 변동 및 그에 따른 관의 벽 두께의 변동이 최소화될 수 있다.
각각의 변형 정도, 즉 직경의 변화가 가능한 한 크게 설정되게, 가능한 한 적은 수의 성형 단계를 유지하고자 할 수 있을 것이다. 그러나, 원래의 중공 실린더에 이미 존재하는 치수 편차는 성형 프로세스에서 인발된 유리 관에 계속되는 경향이 있고 심지어 증대된다는 것을 발견하였다. 반경방향 횡단면 프로파일에서의 변화나, 전문가들 사이에서 "사이딩(siding)"으로도 지칭되는 벽의 한쪽으로의 치우침(wall one-sideness), 즉 관 벽 두께의 반경방향에 있어서의 불규칙한 변화가 특히 불리한 것으로 주목될 수 있다. 몰딩 도구의 이용 시에, 외경은 상대적으로 일정한 미리 결정된 값이기 때문에, 이 경우에, 관 벽 사이딩은 관의 내경의 변동(fluctuation)을 수반한다.
관의 최종 직경이 증가할 때, 이러한 문제가 증대된다. 그 이유는, 성형 프로세스에서, 초기 실린더 내에서 발견되는 벽 두께 변동은 직경에 따라서 기하급수적으로 상승되기 때문이다. 그에 따라, 사양에 따라서 여전히 용인될 수 있는 사이딩에 대한 최대 값(예를 들어, 1mm)은 최종 분석에서, 실제로 실현될 수 있는 관의 최종 직경을 제한할 수 있을 것이다. 중공 실린더의 비교적 얇은 벽 영역은 더 두꺼운 벽의 영역보다 용이하게 변형된다. 블로우 압력이 클수록, 두께 차이가 더 현저해질 것이고, 그에 따라 블로우 압력을 임의적으로 높일 수 없다. 그 대신에, 상업적으로 용인될 수 있는 성형 속도를 달성하기 위해서, 유리는 더 높은 온도로 가열되어야 하고 보다 더 심하게 연화되어야 한다. 그러나, 이는 유리 벽 내의 인발 줄무늬(drawing streak) 및 기타 결함이 현저하게 하고, 특히 큰 크기로 인해 특히 급속도로 냉각되는 대용적의 관(이하에서 또한 "대형 관"으로 지칭된다)에서는 에너지 수요를 증가시킨다.
그에 따라, 본 발명의 목적은, 가능하면 단일 성형 단계로 또는 적은 수의 성형 단계로 중공 실린더를 큰 외경 및 높은 치수 정밀도를 갖는 유리 관으로 성형할 수 있게 하는 방법을 제시하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 그러한 방법을 실시하기에 적합한 장치를 제공하는 것이다.
그러한 방법과 관련하여, 이러한 목적은 전술한 유형의 방법으로부터 시작하여 이하의 본 발명의 방법에 따라 달성된다.
(i) 단계(a)에 따라 중공 실린더를 제공하는 것은 비교적 얇은 벽 두께를 갖는 둘레방향 위치를 결정하는 것을 포함하고,
(ii) 회전하는 중공 실린더의 가열 및 연화 중에, 비교적 얇은 벽 두께를 갖는 둘레방향 위치가 냉각제 공급원을 통과하는 경우에만 또는 그 경우에 지배적으로 냉각제를 냉각제 공급원으로부터 변형 구역 상으로 분배한다.
본 발명에 따른 방법에서, 비교적 얇은 벽 두께를 갖는 적어도 하나의 둘레방향 위치가 중공 실린더의 길이방향 축선을 따라서 결정된다. 얇은 벽 두께는 예를 들어 중공 실린더의 둘레에 걸쳐 반경방향 횡단면에서의 최소 벽 두께이다. 이하에서, 얇은 벽 두께의 둘레방향 위치는 "얇은 벽 지점"으로도 간략히 지칭될 것이다.
전술한 단계(i)의 견지에서, 얇은 벽 지점의 결정을 위해 그 둘레를 따라 벽 두께 프로파일이 직접적으로 또는 간접적으로 결정되고; 예를 들어, 간접적인 결정에서, 중공 실린더의 외경이 일정한 것으로 가정될 수 있을 때, 내경의 측정만으로 충분하다. 이러한 결정은 성형 프로세스와 관련하여 미리 별개의 측정 프로세스에서 실시될 수 있거나, 그러한 결정이 성형 프로세스 중에, 그러나 바람직하게 해당 중공 실린더의 길이 섹션이 가열 및 변형 구역 내로 보내지기 전에 연속적으로 실시된다. 성형되는 중공 실린더의 길이에 걸쳐서 볼 때, 얇은 벽 지점의 둘레방향 위치는 변경될 수 있을 것이고; 그러나, 일반적으로 그리고 가장 단순한 경우에, 중공 실린더의 전체 길이에 걸쳐서 동일하다. 이러한 전제조건 하에서, 중공 실린더 링의 측정이 중공 실린더의 전체 길이에 걸친 전술한 방법 단계(i)의 견지에서 당해 둘레방향 위치를 충분히 결정할 수 있다.
방법 단계(ii)에 따라서, 가열 구역의 영역 내로 나아가서는 변형 구역 내로 보내짐에 따라 냉각제가 얇은 벽 지점 상에서 작용한다. 냉각제의 작용은 주기적인 데, 다시 말해 중공 실린더의 회전으로 인해서 얇은 벽 지점이, 둘레방향에서 정지된 냉각제 방출용 공급원(source)을 통과하는 경우에만 발생된다. 그러한 작용은 얇은 벽 지점의 통과 후에 매번 또는 미리 정해진 수의 통과 이후에 발생될 수 있을 것이다. 제어된 작용으로, 관찰되고 미리 결정된 냉각 정도에 응답하여 냉각제가 얇은 벽 지점의 통과에 따라 분배된다. 냉각제의 방출은 중공 실린더 회전의 클록 주파수(clock frequency )에 응답하여 박자에 맞추어 임의 속도(rate)가 다소 규칙적으로 변화되는 데, 이는 이하에서 "주기적 냉각제 방출"로도 지칭할 것이다.
냉각제를 방출하도록 제한되는 작용 영역은 변형 구역의 둘레에 원호 또는 둘레방향 섹션으로서 간주될 수 있다. 냉각제는 그 둘레방향 섹션 또는 원호가 냉각제 방출 영역 내에 위치되는 경우에만 또는 그 경우에 지배적으로 분배될 것이다. 얇은 벽 지점이 그러한 영역을 떠날 때, 냉각제의 방출이 종료되거나 감소될 것이다. 길이방향 축선을 중심으로 한 중공 실린더의 각각의 회전 시에 냉각제 방출이 정확히 한차례 활성화되고 이어서 다시 완전히 비활성화된다면, 나머지 벽 지점과 비교해 얇은 벽 지점의 최대의 집중적인 냉각이 달성될 것이다.
냉각제의 작용으로 인해서, 유리의 점도는 얇은 벽 지점 주위에서 국부적으로 증가되고, 그에 의해 변형 구역의 그 섹션 내에서 유리 매스(mass)의 변형 능력이 감소된다. 그에 따라, 얇은 벽 지점은 덜 강력하게 변형되고; 그에 따라 국부적으로 작용하는 냉각이 없는 경우에 보다 더 두껍게 유지된다. 또한, 여기에서, 얇은 벽 지점 상으로의 선택적인 냉각제 방출이 정확하게 가장 얇은 벽 두께의 둘레방향 위치에서뿐만 아니라 비록 그 정도는 적다하더라 이웃하는 영역 내에서 점도를 증가시킨다는 것을 주목하여야 한다. 유리의 점도는 기하급수적인 온도 의존성을 보이며, 그에 따라 수 도의 온도 변화는 즉시 점도에 현저한 영향을 미친다.
주기적 냉각제 방출로 인해서, 중공 실린더의 길이방향 축선을 중심으로 회전하는 유리 매스의 점도가 변형 구역의 둘레에 걸쳐서 영향을 받으며, 그에 따라 변형 구역 내에서의 보다 균일한 예비성형(preforming)이 중공 실린더의 벽 두께 프로파일과 독립적으로 달성된다. 주기적 냉각제 방출의 경우더라도, 각각의 해당 기간에서의 냉각제의 방출량 및 그에 따른 냉각 작용의 세기가 반경방향 관 또는 중공 실린더 치수에 따라 선택적으로 설정될 수 있고, 해당 관 또는 중공 실린더 치수에 대한 제어의 조작 변수로서 특별히 이용될 수 있다. 이러한 치수는 특히 벽 두께 또는 내경이다.
"변형 구역"은, 유리 매스가 소성적으로 변형 가능하고 인발된 관의 기하형태가 냉각에 의해서 영향을 받을 수 있는 그러한 영역으로서 이해해야 할 것이다. 변형 구역 내에서, 외경은 중공 실린더로부터 관으로 연속적으로 감소되고, 벽 두께는 일반적으로는 감소하지만 동일하게 유지될 수도 있을 것이다.
변형 구역의 "시작"은, Dv1=D1+1/10 x (D2-D1)가 변형 구역의 위치-의존적 외경(DV)에 적용되는 (중공 실린더의 길이방향 축선을 따른) 그러한 x-위치로서 규정된다. 유사하게, 변형 구역의 "종료"는 Dv2=D2-1/10 x (D2-D1)가 변형 구역의 위치-의존적 외경(Dv)에 적용되는 그러한 x-위치를 나타낸다.
본 발명에 따른 방법은 중공 실린더에 있어서의 존재하는 벽의 한쪽으로의 치우침의 일면성의 바람직하지 못한 영향을 감소시키고 그에 의해서 하나의 또는 각각의 성형 단계에서의 비교적 큰 직경 변동을 허용한다. 이는 적은 수의 성형 단계를 갖는 경제적인 성형 프로세스를 허용하고; 이상적으로는 단지 하나의 단일 성형 단계가 요구된다. 구체적으로, 그에 의해서, 용인 가능한 에너지 소비로 그리고 현저한 인발 줄무늬 및 허용 가능한 사이딩(siding)이 없이, 500mm 초과의 외경을 갖는 석영 유리의 대형 관을 제조할 수 있다.
액체, 특히 물이 냉각제로서 이용될 때 특히 유리한 것으로 확인되었다.
액체의 증발 중에 변형 구역으로부터 열 에너지가 제거된다. 바람직하게는, 특히 큰 증발 엔탈피를 특징으로 하고 변형 구역의 표면으로부터 잔류물을 남기지 않고 증발하는 물이 이용된다. 이와 관련하여, 탈이온수의 이용이 특히 유리한 것으로 확인되었다.
액체가 변형 구역 상으로 분무되거나 뿌려지는(splashed) 것이 유용한 것으로 확인되었다.
미세 액적(droplet)의 형태로 액체를 분무하는 것 그리고 액체 제트의 형태로 뿌리는 것은 액체, 특히 물의 직접적이고 국부적으로 제한된 적용을 가능하게 한다. 적은 액체량으로 충분하고; 얇은 벽 지점이 의도한 냉각제 방출 영역으로 진입하자마자 신속하게 액체가 공급될 수 있고, 얇은 벽 지점이 의도한 냉각제 방출의 영역을 다시 떠나자마자 신속하게 비활성화되거나 감소될 수 있다.
바람직하게는, 액체의 양은 중공 실린더의 회전 사이클로 변화된다.
냉각제 공급원에 의해서 분배되는 냉각 액체의 양은 중공 실린더의 회전 사이클로 변경되고; 이는 액체의 양이 중공 실린더의 각각의 회전 중에 적어도 2차례 변화된다는 것을 의미한다. 얇은 벽 지점이 냉각제 방출 영역으로 진입한 후에, 냉각제 방출이 활성화되거나 증가되며, 또는 얇은 벽 지점이 다시 의도한 냉각제 방출 영역을 떠나자마자 냉각제 방출이 비활성화되거나 감소된다.
둘레방향으로 분포된 복수의 얇은 벽 지점을 보상하기 위해, 냉각제 공급원은 중공 실린더의 회전 중에 몇 차례 활성화될 수 있다. 그러나, 길이방향 축선을 중심으로 한 중공 실린더의 각각의 회전 중에 냉각제 방출이 정확히 한차례 활성화된다고 정확히 한차례 완전히 비활성화된다면, 나머지 벽 둘레와 비교해 얇은 벽 지점의 특히 효율적인 냉각이 달성될 것이다.
냉각제가 작용하는 변형 구역 둘레의 원호가 짧을수록, 얇은 벽 지점의 영역 내에서 점도가 정확하게 더 효율적으로 증가될 수 있다. 이와 관련하여, 바람직한 방법 변형예에서는 냉각제가 작용하는 변형 구역 둘레의 원호가 30도 미만인 것이 제공된다.
치수 정밀도 및 프로세스 안정성이 크게 요구되는 경우에, 내부 압력이 20mbar 미만으로, 바람직하게 10mbar 미만으로 설정되는 공정이 바람직하다.
큰 내부 압력(블로우 압력)이 프로세스 안정성을 손상시킬 수 있다는 것이 발견되었다. 블로우 압력으로 인해서 관 벽에 작용하는 접선방향 장력이 벽 두께에 의존한다. 벽이 얇을수록, 접선 방향을 따른 변형 구역 내의 변형에 미치는 내부 압력이 보다 현저해진다. 이러한 것은, 블로우 압력의 작용 하에서 중공 실린더 내에 존재하는 벽 두께 편차가 변형 구역에서 집중되게 하는 효과를 갖는데, 이는 더 얇은 벽이 더 두꺼운 벽보다 큰 접선방향 장력을 받기 때문이다.
이전에 공지된 성형 방법에서, 석영 유리의 중공 실린더의 성형에서 40mm 초과의 직경 변화(D2-D1)는 성형 오류를 묵인하지 않고는 거의 불가능하였다. 그러한 직경 변화는 본 발명에 따른 방법으로 어떠한 문제도 없이 이루어질 수 있으며; 심지어 단일 성형 단계로 120mm의 직경을 변화시키더라도, 불균일부가 인발된 관 스트랜드에서 관찰되지 않았고 또는 프로세스 시퀀스에서의 불안정성이 관찰되지 않았다.
그에 따라, 본 발명에 따른 방법에서, D1보다 적어도 40mm만큼, 바람직하게 적어도 70 mm만큼 그리고 특히 바람직하게 적어도 100mm만큼 더 큰 외경(D2)을 갖는 관이 제조될 수 있도록 하는, 큰 직경 변화가 바람직하다.
그에 의해서, 단일 성형 단계로 40mm 이상, 바람직하게 70mm 초과 그리고 특히 바람직하게 100mm 초과의 직경 변화를 설정할 수 있고, 그에 따라 적은 수의 성형 단계를 갖는 특히 경제적인 성형 방법이 또한 큰 직경 변화의 경우에 가능하며; 이상적으로, 단지 하나의 단일 성형 단계가 요구된다. 그에 의해서, 특히, 용인 가능한 에너지 소비로 그리고 현저한 인발 줄무늬 및 허용 가능한 사이딩이 없이, 500mm 초과의 외경을 갖는 석영 유리의 대형 관을 제조할 수 있다.
특히 바람직한 방법 변형예에서, 변형 구역의 둘레를 따른 온도 프로파일이 결정된다.
얇은 벽 지점 상으로 주기적으로 작용하는 냉각제가 변형 구역의 영역 내의 표면을 국부적으로 냉각시킨다. 변형 구역의 둘레를 따른 표면 온도를 측정함으로써, 온도의 레벨 및 그 국부적 분포와 관련한 냉각의 정도에 관한 정보를 획득한다. 이러한 온도 측정을 기초로, 예를 들어 한계 온도에 도달하지 않은 경우에 냉각을 중단하거나 감소시키는 냉각 조치(measure)가 구성되거나 제어될 수 있다. 시뮬레이션에 의해서 또는 경험적으로 결정된 비교 데이터가 그러한 구성/제어에서 부가적으로 고려될 수 있을 것이다. 냉각된 지점의 영역 내에서, 최대 냉각 및 온도 차이를 달성한다. 그로부터 시작하여, 각각의 회전 중에 온도 분포의 특정 평탄화(flattening)가 관찰된다. 둘레방향 온도 프로파일의 검출을 위해서, 하나 이상의 온도 측정 지점이 냉각제 작용의 길이방향 축선 위치의 영역 내에서 변형 구역의 둘레를 따라 분포된다. 가장 단순한 경우에 단일 측정 지점으로 충분한데, 이는 변형 구역의 회전 때문이다. 온도 측정 지점을 위한 적합한 둘레방향 위치가, 예를 들어, (약 180 도만큼의 냉각된 지점의 회전 후에) 냉각제 작용 위치에 대향하여 위치되거나 (300 도 내지 360 도 사이의 회전 후에) 그러한 위치의 바로 전방에 위치된다. 적합한 측정 디바이스로서 예를 들어 적외선 카메라 또는 고온계가 있다.
상기한 바와 같은 장치와 관련하여, 상기한 목적은 전술한 유형의 장치로부터 시작하여 본 발명에 따라 달성되고, 본 발명에서, 중공 실린더 회전으로 인해 비교적 얇은 벽 두께를 갖는 둘레방향 위치가 냉각제 공급원을 통과하자마자 변형 구역으로 주기적으로 냉각제를 분배하도록, 냉각제 공급원이 변형 구역 주위로 배치된다.
본 발명에 따른 장치는, 중공 실린더의 길이방향 축선을 따라 간략히 "얇은 벽 지점"으로도 지칭되는 비교적 얇은 벽 두께를 갖는 적어도 하나의 둘레방향 위치를, 이웃하는 벽 부분보다 작은 정도로 관으로 팽창시키도록(부풀리도록) 의도된다. 이를 위해, 하나의 또는 다수의 사전에 결정된 얇은 벽 지점이 변형 구역을 통과할 때, 그러한 하나의 또는 다수의 사전에 결정된 얇은 벽 지점으로 냉각제가 작용하도록 의도되고, 그 추가적인 변형이 냉각제의 작용에 의해서 영향을 받을 수 있도록 의도된다.
이를 위해, 본 발명에 따른 장치는, 중공 실린더의 회전으로 인해서 얇은 벽 지점이 주기적으로 통과하는, 바람직하게는 둘레방향에서 정지된 냉각제의 방출용 공급원을 구비한다. 냉각제 공급원이 제어 디바이스에 연결되고, 바람직하게, 작용 기간 중에 얇은 벽 지점의 각각의 통과 동안 변형 구역으로 정확하게 한차례 냉각제를 분배하도록 구성된다. 작용 기간 중에 인가되는 냉각제의 양은 교정하고자 하는 벽 두께 편차의 정도에 의존하고, 가장 단순한 경우에, 경험적으로 결정되고 반복적으로 조정된다. 전형적으로, 작용 기간은 수 초의 범위 이내이다. 얇은 벽 지점의 특정 통과에 대해 냉각제가 변형 구역으로 분배되지 않거나 적은 양의 냉각제가 분배되도록 제어 디바이스에 의해서 미리 결정될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에서, 냉각제 공급원이 액체 냉각제를 분배하도록 구성된다.
이는, 예를 들어, 노즐, 관 또는 분무기를 포함하고, 제트의 형태로, 또는 1mm 미만의 직경을 갖는 미세 액적의 형태로 냉각 액체를 변형 구역의 의도한 작용 영역으로 보내도록 구성된다. 예를 들어 물이 냉각 액체로서 이용되는 경우, 비교적 낮은 비등점과 변형 영역 내에서의 높은 온도로 인해서, 액체가 표면 자체 상으로 전혀 전달되지 않거나 거의 전달되지 않고, 기껏해야 증기가 보내지나, (이론적으로) 충돌 지점 주위로부터의 증발로 인해서 열이 제거되고 그에 의해서 그 충돌 지점이 냉각된다는 것을 생각하여야 한다.
바람직하게는, 냉각제 공급원은 가열기 또는 몰딩 도구와 함께 중공 실린더의 길이방향 축선의 방향으로는 이동할 수 있으나, 둘레방향으로는 정지되어 있다. 냉각제의 작용은 변형 구역 둘레의 둘레방향 섹션으로 또는 원호로 제한된다. 이러한 원호가 짧을수록, 냉각제 공급원에 의해서 분배되는 냉각제가 얇은 벽 지점 상으로만 보다 정확하게 작용한다. 이와 관련하여, 냉각제가 작용하는 변형 구역 둘레의 원호는 바람직하게 30 도 미만이다.
냉각제 공급원이 관의 벽의 내경, 외경 또는 벽 두께에 대해서 제어 디바이스에 연결되고 제어 디바이스의 제어 신호에 응답하여 주어진 냉각제의 양을 분배하도록 구성될 때 유리한 것으로 또한 확인되었다.
이러한 실시예는 또한, 냉각제 공급원이 냉각제의 방출을 위해서 중공 실린더 회전 중에 반복적으로 제어 디바이스에 의해서 활성화될 수 있다는 점에서, 그 둘레를 따라 분포된 다수의 얇은 벽 지점의 보상에 특히 적합하다.
변형 구역의 둘레를 따른 온도 프로파일을 결정할 수 있게 하기 위해서, 장치의 특히 바람직한 실시예에서는 하나의 또는 다수의 온도 측정 디바이스가 냉각제가 작용하는 길이방향 축선 위치의 영역에서 변형 구역의 둘레를 따라 분포된다. 적합한 측정 디바이스로서 예를 들어 적외선 카메라 또는 고온계가 있다.
이제, 실시예 및 특허 도면을 참조하여 발명을 보다 구체적으로 설명할 것이다.
도 1은 석영 유리의 중공 실린더를 석영 유리 관으로 성형하는 장치의 실시예를 개략적 측면도로 도시한 것이다.
도 2는 부가적 세부 구조과 함께 도 1의 장치의 일부를 나타내는 개략도를 도시한 것이다.
도 3은, 냉각제 공급이 스위치 온되었을 때 변형 구역의 영역에서의 중공 실린더의 벽 두께 프로파일의 개략적 확대도를 도시한 것이다.
도 4는 냉각제 공급이 스위치 오프되었을 때 변형 구역의 영역에서의 벽 두께 프로파일을 도시한 것이다.
도 5는 성형 프로세스 중의 벽 두께 프로파일 상에 미치는 냉각제 공급의 영향을 설명하는 도면이다.
도 1은 석영 유리의 중공 실린더(2)를 대형 관(22)으로 성형하는 장치를 개략적으로 도시한다. 성형 프로세스는 다수의 성형 단계를 포함하고, 그러한 성형 단계에서 해당 초기 중공 실린더는 300mm 외경으로부터 시작하여, 순차적으로 960mm의 외경 및 7.5mm의 벽 두께를 갖는 희망하는 대형 관(22)으로 성형된다.
유지 관(holding tubes)(3)이, 성형되는 석영 유리의 중공 실린더(2)의 전방측에 용접된다. 유지 관(3)은, 회전 축선(6)을 중심으로 동기식으로 회전하는 수평 유리 선반(5)의 척(chuck)(4) 내에 클램핑된다. 중공 실린더(2)의 외측 둘레 주위로 링 형태로 분포되는 복수의 버너를 갖는 버너 캐리지(21)(도 2 참조)가 한쪽 중공 실린더 단부로부터 다른쪽 단부까지 이동되고, 그에 의해서 석영 유리 구역의 중공 실린더(2)를 구역별로 그리고 그 전체 원주에 걸쳐서 가열한다. 버너 캐리지(21)는 가열 구역에 상응하는, 도 1의 일점 쇄선 둘레 선(20)에 의해서 표시되어 있으며; 이러한 것이 도 2에서 구체적으로 개략화되어 도시되어 있다. 가스 유입구(9)를 통해서, 중공 실린더(2)의 내부 보어(7) 및 대형 관(22)이 가스로 플러싱될(flushed) 수 있고, 규정된 내부 압력이 설정될 수 있다. 원심력 및 내부 압력에 의해서 구동되어, 외측 관 벽이 그라파이트 몰딩(8) 상에 기대어지게 되고, 그러한 그라파이트 몰딩은 버너 캐리지(21)와 함께 이동된다.
그라파이트 몰딩(8)은 길이방향 축선(6)을 따라서 이동 가능한 슬라이드(19) 상에 장착된다. 또한, 중공 실린더(2)와 관(22) 사이의 변형 구역(14) 상으로 보내지는 워터 제트 관(18)이 슬라이드(19) 상에 장착된다. 워터 제트 관(18)은 5mm 미만의 직경을 갖는 미세 워터 제트를 주기적으로 생성한다. 워터 제트가 액체 형태로 또는 증기 형태로 변형 구역(14) 상으로 충돌할 수 있다.
도 2의 상세도는, 워터 제트 관(18)이 장착된 슬라이드(19) 및 중공 실린더(2)와 관(22) 사이의 변형 구역(14)을 도시한다. 워터 제트 관(18)은 데이터 및 제어 라인(23)을 통해서 제어 디바이스(17)에 연결된다.
버너 캐리지(21)는, 방향 화살표(13)에 의해서 도시된 바와 같이, 좌측으로부터 우측으로 초기 중공 실린더(2)를 따라서 이동한다. 버너 캐리지(21) 상에는, 회전 축선(6) 주위에 병렬로 연장하고 초기 실린더(2)를 가열 및 연화시키는 역할을 하는 2개의 버너 링(15a, 15b)이 연달아 장착된다. 2개의 버너 링(15a, 15b)은 50mm만큼 축 방향(6)으로 이격되고 서로 독립적으로 그들의 가열 용량을 조정할 수 있다. 버너 링(15a, 15b) 각각은, 실린더의 길이방향 축선(6) 주위에 균일하게 분배된 5개의 가스 버너로 형성되고, 둘레방향으로 볼 때, 버너 링(15a, 15b)의 개별적인 버너가 서로 오프셋되어 배열된다.
4 cm/분의 속도로의 버너 캐리지(21)의 전진 이동으로 인해서, 중공 실린더(2)는, 그 길이방향 축선(6)(회전 축선에 상응한다)을 중심으로 회전하면서, 버너 링(15a, 15b)의 작용 하에서 약 2,100 ℃의 높은 온도로 연속적으로 가열된다. 여기에서, 전방 버너 링(15a)에 비해서 더 작은 가열 용량이 후방 버너 링(15b)에서 설정된다.
여기에서, 내부 보어(7)가 가스로 플러싱될 수 있을 것이고, 약 100mbar에 이르는 규정되고 제어된 내부 압력이 내부 보어(7) 내에서 설정될 수 있다. 실시예에서 15mbar의 블로우 압력이 인가된다.
석영 유리는 버너 링(15a, 15b) 내에서의 가열에 의해서 낮은 점도를 가지며, 그에 따라 석영 유리는 몰딩 도구를 이용하지 않고 원심력 및 내부 압력의 작용하에서만 관(22)으로 변형된다. 그에 따라, 성형 프로세스는 도구를 없이 이루어진다. 지지부로서, 외측 관 벽은 그라파이트 몰딩(8) 상에 기대어진다.
벽 두께를 측정하기 위해서, 벽 두께 제어를 포함하는 제어 디바이스(17)에 연결된 광학적 센서(16)가 초기 실린더(2)의 영역과 인발된 석영 유리 관(22)의 영역에 배치된다. 관 스트랜드가 회전하는 동안 센서(16)가 벽 두께 프로파일을 연속적으로 생성할 수 있고, 그러한 프로파일은 제어 디바이스(17)에서 평가되며, 그에 따라 벽의 한쪽으로의 치우침의 양(벽 두께의 최대 값 빼기 최소 값)과 외측 둘에 걸쳐 최소 벽 두께(얇은 벽 지점) 및 최대 벽 두께의 둘레방향 위치가 검출된다.
변형 구역(21)의 영역 내의 표면 온도를 측정하기 위해서, 고온계(11)가 측정 지점(12) 상으로 지향된다. 온도 측정 지점(12)의 위치가, 워터 제트 관(18)에서부터 변형 구역(14) 상으로의 워터 제트의 가상 충돌 지점과는 반대측에(회전 방향으로 약 180도 오프셋되어) 배치된다. 그에 의해서, 변형 구역(14)의 둘레에 걸쳐 온도 프로파일이 검출된다. 이러한 정보가 데이터 및 제어 라인(미도시)을 통해서 제어 디바이스(17)로 공급되고 온도 또는 벽 두께 제어에 또한 이용된다.
도 3은 변형 구역(14)의 영역 내의 중공 실린더(2)의 벽 두께 프로파일을 반경방향 횡단면으로 개략적으로 도시한다. 길이방향 축선(6)을 중심으로 한 회전 방향이 참조 번호 40으로 표시되어 있고, 이전에 결정된 가장 얇은 중공 실린더 벽의 둘레방향 위치가 참조 번호 41로 표시되어 있다. 워터 제트(44)가 사전에 결정된 얇은 벽 지점(41)의 통과 중에 짧게 뿌려지도록, 제어 디바이스(17)가 워터 제트 관(18)을 통한 물 공급을 제어한다. 냉각수 공급은 얇은 벽 지점(41)이 워터 제트 관(18)의 둘레방향 위치에 도달하기 직전에 이미 시작되며, 그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 얇은 벽 지점(41)이 워터 제트 관(18)의 둘레방향 위치를 통과한 직후에 종료된다. 실시예에서, 최초 워터 제트(44)의 둘레방향 위치(42)와 가장 얇은 벽 지점(41) 사이의 각도(α)는 약 10도이고, 워터 제트(44)가 다시 스위치 오프되기 시작하는 원주방항 위치(43)와 가장 얇은 벽 지점(41) 사이의 각도(β)가 약 5도이다. 그에 의해서, 중공 실린더 회전에 응답하여, 가장 얇은 벽 지점(41)을 둘러싸는 약 15도의 원호에 걸쳐 변형 구역(14) 상으로의 "맥동하는(pulsating)" 냉각수 방출을 달성할 수 있다. 냉각수의 방출은, 가장 얇은 벽 지점(41)이 전술한 원호 내에 배치될 때에만 실시된다. 가장 얇은 벽 지점(41)이 원호를 떠날 때, 냉각수의 방출이 종료된다.
그에 의해서, 가장 얇은 벽 지점(41) 주위의 석영 유리의 점도가 국부적으로 증가되고, 그에 의해서 유리 매스의 변형 능력은 변형 구역의 그러한 섹션 내에서 감소된다. 가장 얇은 벽 지점(41)은 국부적으로 작용하는 냉각이 없는 경우와 비교해 보다 두껍게 유지된다. 석영 유리의 점도은 기하급수적 온도 의존성을 나타내기 때문에, 수 도의 온도 변화는 즉시 점도에 현저한 영향을 미친다.
중공 실린더(2)가 300mm의 초기 외경을 갖고 30 rpm의 회전 속도로 길이방향 축선(6)을 중심으로 회전되는 경우, 이는 (국부적인 원주에 의존하여) 변형 영 구역(14)의 영역에 0.5m/s 초과의 접선 속도를 초래한다. 그에 따라, 폭이 1 cm이고 벽 두께가 1 cm인 석영 유리 스트라이프(stripe)가 약 0.11 kg/s의 매스 속도를 나타낸다. 이러한 스트라이프를 1 K만큼 냉각시키기 위해서, (약 1.4 J/gK의 석영 유리의 비열용량(specific thermal capacity)의 경우에) 약 150 J/s의 에너지 전환이 방출되어야 하고, 이는 (전체 물의 양이 증발한다는 가정하에서) 0.06 g/s의 물의 양에 상응한다.
맥동하는 주기적 냉각수 방출로 인해서, 중공 실린더의 길이방향 축선(6)을 중심으로 회전하는 유리 매스의 점도가 변형 구역(14)의 둘레에 걸쳐서 영향을 받으며, 그에 따라, 중공 실린더의 벽 두께 프로파일과 독립적으로, 변형 구역에서의 보다 균일한 예비 성형이 달성된다.
최종 관 직경을 생성하기 위해 다수의 성형 단계가 요구되는 경우에, 이는, 마지막 성형 단계에서의 주기적 냉각수 방출에 의해 벽 두께 교정을 수행하는 것으로 충분하다. 이는 또한 도 5의 도면에 의해서 도시되며, 그러한 도 5는 마지막 성형 단계 이후에 석영 유리 관의 이웃하는 길이 섹션들의 벽 두께 프로파일을 도시한다(초기 실린더(2)의 외경=320mm, 최종 관(22)의 외경=440mm, 공칭(nominal) 벽 두께 4.7mm). 도면에서, 벽 두께(W)는 둘레방향 각도 델타(delta)(도(degree))에 대해서 mm 단위로 도시되어 있다. 초기 실린더(2)는, 균일한 패턴으로 동일한 둘레방향 위치(도 5에서 약 160도)에서 그 전체 길이에 걸쳐서 연장하는 얇은 벽 지점을 보이고 있다. 관의 하나의 길이 섹션을 성형하는 동안(곡선 A), 얇은 벽 지점은 본 발명에 따른 주기적 냉각수 방출을 기초로 처리되었다. 미처리 길이 섹션(곡선 B)과 비교하면, 최대 벽 두께 빼기 최소 벽 두께로서 계산되는 벽의 한쪽으로의 치우침(사이딩)의 정도가 마지막 성형 단계에서만 그러한 조치를 취함으로써 0.76mm으로부터 0.59mm로 감소될 수 있다.

Claims (17)

  1. 유리의 관(22)을 제조하는 방법으로서:
    (a) 벽 두께 및 외경(D1)을 갖는 유리의 중공 실린더(2)를 제공하는 단계;
    (b) 회전 축선(6)을 중심으로 회전하는 중공 실린더(2)를 상기 회전 축선(6)에 대해 이동되는 가열 구역(20)에서 구역별로(zonewise) 가열 및 연화시키는 단계;
    (c) 원심력 및 중공 실린더 보어(7) 내에 인가된 내부 과압 중 어느 하나 또는 둘 모두의 작용 하에서 연화된 영역의 반경방향 팽창에 의해서 변형 구역(14)을 성형하는 단계; 및
    (d) D1보다 큰 외경(D2)을 갖는 관(22)을 연속적으로 형성하는 단계
    를 포함하는 유리 관의 제조 방법에 있어서,
    (i) 상기 단계(a)에 따라 상기 중공 실린더(2)를 제공하는 것은 비교적 얇은 벽 두께를 갖는 둘레방향 위치를 결정하는 것을 포함하고,
    (ii) 회전하는 중공 실린더(2)의 가열 및 연화 중에, 상기 비교적 얇은 벽 두께를 갖는 둘레방향 위치가 냉각제 공급원(18)을 통과하는 경우에만, 냉각제(44)를 냉각제 공급원(18)으로부터 상기 변형 구역(14) 상으로 분배하거나, 또는 상기 비교적 얇은 벽 두께를 갖는 둘레방향 위치가 냉각제 공급원(18)을 통과하는 경우에, 상기 비교적 얇은 벽 두께를 갖는 둘레방향 위치를 제외한 변형 구역(14)의 나머지 부분에 분배되는 냉각제보다 더 많은 냉각제를 상기 냉각제 공급원(18)으로부터 상기 변형 구역(14) 상으로 분배하는 것을 특징으로 하는 유리 관의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각제(44)로서 액체가 이용되는 것을 특징으로 하는 유리 관의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 액체는 상기 변형 구역(14) 상으로 분무되거나 뿌려지는 것을 특징으로 하는 유리 관의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 액체로서 물이 이용되는 것을 특징으로 하는 유리 관의 제조 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 액체의 양은 상기 중공 실린더의 회전 사이클로 변화되는 것을 특징으로 하는 유리 관의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 중공 실린더(2)의 그 길이방향 축선(6)을 중심으로 한 각각의 회전 중에, 상기 액체의 양은 정확하게 한차례 증가되고 정확하게 한차례 감소되는 것을 특징으로 하는 유리 관의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각제(44)가 작용하게 되는 상기 변형 구역(14) 둘레의 원호는 30 도 미만인 것을 특징으로 하는 유리 관의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 과압은 20mbar 미만으로 설정되는 것을 특징으로 하는 유리 관의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관(22)은, D1보다 적어도 40mm만큼 더 큰 외경(D2)으로 제조되는 것을 특징으로 하는 유리 관의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관(22)은, D1보다 적어도 70mm만큼 더 큰 외경(D2)으로 제조되는 것을 특징으로 하는 유리 관의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관(22)은, D1보다 적어도 100mm만큼 더 큰 외경(D2)으로 제조되는 것을 특징으로 하는 유리 관의 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변형 구역(14)의 둘레에 걸친 온도 프로파일이 결정되는 것을 특징으로 하는 유리 관의 제조 방법.
  13. 제1항에 따른 유리 관의 제조 방법을 실시하기 위한 장치로서:
    o 내경, 외경(D1), 및 벽에 의해서 형성된 내부 보어(7)를 갖는 유리의 중공 실린더(2)를 그 길이방향 축선(6)을 중심으로 회전시키는 회전 디바이스(5); 및
    o 상기 중공 실린더(2)를 구역별로 가열 및 연화시키고 D1보다 큰 외경(D2)을 갖는 관(22)을 형성하도록, 상기 중공 실린더(2)에 대해 이동 가능한 히터(20)
    를 포함하는 장치에 있어서,
    중공 실린더 회전으로 인해 비교적 얇은 벽 두께를 갖는 둘레방향 위치가 냉각제 공급원(18)을 통과하자마자 변형 구역(14)으로 주기적으로 냉각제를 분배하도록, 냉각제 공급원(18)이 변형 구역(14) 주위로 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 냉각제 공급원(18)은 액체 냉각제(44)를 분배하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 냉각제 공급원(18)은, 상기 중공 실린더(2)가 그 길이방향 축선(6)을 중심으로 회전하는 동안 상기 중공 실린더의 각각의 회전 사이클에서 정확히 한차례의 노출 기간 동안 냉각제(44)를 분배하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 냉각제 공급원(18)은 상기 히터(20) 또는 몰딩 도구(8)와 함께 상기 중공 실린더의 길이방향 축선(6)의 방향으로 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 냉각제 공급원(18)은 상기 관(22)의 벽의 내경, 외경 또는 벽 두께에 대해서 제어 디바이스(17)에 연결되고 상기 제어 디바이스(17)의 제어 신호에 응답하여 주어진 냉각제의 양을 분배하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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EP3088370B1 (de) * 2015-04-28 2018-09-26 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines rohres aus glas
DE102018101832A1 (de) * 2018-01-26 2019-09-26 Schott Schweiz Ag Verfahren und Vorrichtung zur Heißformgebung von Glasbehältnissen
WO2020250909A1 (ja) * 2019-06-14 2020-12-17 日本電気硝子株式会社 ガラス体の製造方法及びガラス体の製造装置
CN111439922A (zh) * 2020-04-03 2020-07-24 南通三晶玻璃仪器有限公司 一种玻璃管整形机床
RU2745785C1 (ru) * 2020-09-22 2021-03-31 Общество с ограниченной ответственностью "Технология и Оборудование для Стеклянных Структур" (ООО "ТОСС") Способ формирования раструба стеклянной трубы и устройство для его реализации
EP4067315A1 (de) * 2021-03-29 2022-10-05 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Rohr aus quarzglas und verfahren zur herstellung desselben

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008266060A (ja) * 2007-04-18 2008-11-06 Ferrotec Ceramics Corp 石英ガラス管の製造方法
JP2011088797A (ja) * 2009-10-26 2011-05-06 Asahi Glass Co Ltd ガラス管の冷却方法及び冷却システム

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2615285A (en) * 1951-11-01 1952-10-28 Gen Electric Glass tube reshaping apparatus
NL90570C (ko) * 1955-07-06
US3047982A (en) * 1958-08-07 1962-08-07 Owens Illinois Glass Co Method of controlling the wall thickness of blown glass articles
US4067709A (en) * 1976-05-03 1978-01-10 Stanton Austin N Optical transmission line
FR2440923A1 (fr) * 1978-11-10 1980-06-06 Barre Rene Procede et machine pour la fabrication d'objets en verre
DE2907833A1 (de) * 1979-02-28 1980-09-11 Siemens Ag Verfahren zur herstellung von beschichteten glaskoerpern
US4278459A (en) * 1980-03-03 1981-07-14 Western Electric Company, Inc. Method and apparatus for exhausting optical fiber preform tubes
US4298364A (en) * 1980-03-17 1981-11-03 Corning Glass Works Method of making optical fibers having improved core roundness
EP0094133B1 (en) * 1982-05-12 1987-03-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of manufacturing a low-pressure mercury vapour discharge lamp and low-pressure mercury vapour discharge lamp manufactured by means of this method
NL8303686A (nl) * 1983-10-26 1985-05-17 Philips Nv Werkwijze voor het vervaardigen van holle glazen voorwerpen, voorwerp vervaardigd volgens de werkwijze en inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze.
US4820322A (en) * 1986-04-28 1989-04-11 American Telephone And Telegraph Company At&T Bell Laboratories Method of and apparatus for overcladding a glass rod
US5167420A (en) * 1989-09-11 1992-12-01 Gte Products Corporation Apparatus for forming a groove in a glass tube
US5133682A (en) * 1990-11-02 1992-07-28 Gte Products Corporation Method and mold for fabricating an arc tube for an arc discharge lamp
DE4121611C1 (ko) 1991-06-29 1992-12-03 Heraeus Quarzglas Gmbh, 6450 Hanau, De
US5364427A (en) * 1993-07-16 1994-11-15 At&T Bell Laboratories Manufacture of optical fiber using sol-gel
DE19629169C1 (de) * 1996-07-19 1997-12-11 Heraeus Quarzglas Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines zylinderförmigen Bauteils aus Glas
TW328607B (en) * 1996-08-19 1998-03-21 Philips Eloctronics N V Method of manufacturing a device, a heater for carrying out the method and a display device treated in accordance with said method
JPH10101353A (ja) * 1996-09-27 1998-04-21 Shinetsu Quartz Prod Co Ltd 石英ガラス管の製造方法
JP3159116B2 (ja) * 1997-04-11 2001-04-23 住友電気工業株式会社 ガラス母材の延伸機および延伸方法
US5961680A (en) * 1998-01-20 1999-10-05 Owens-Brockway Glass Container Inc. Internally cooled glass gob deflector
CN1163944C (zh) * 1998-03-16 2004-08-25 松下电器产业株式会社 放电灯及其制造方法
US6016669A (en) * 1998-11-30 2000-01-25 General Electric Company Pulsed fuel-oxygen burner and method for rotatable workpieces
US20030182968A1 (en) * 2000-05-01 2003-10-02 Cai Zong Yuen Apparatus for pulling multibarrel pipettes
US6857926B1 (en) * 2000-06-19 2005-02-22 Advanced Lighting Technologies, Inc. Method of making arc tubes
US6935137B2 (en) * 2001-10-09 2005-08-30 General Electric Company Method of and apparatus for forming discharge tubes of low-pressure discharge lamps
DE10152328B4 (de) * 2001-10-26 2004-09-30 Heraeus Tenevo Ag Verfahren zur Herstellung eines Rohres aus Quarzglas, rohrförmiges Halbzeug aus porösem Quarzglas u. Verwendung desselben
EP1394124A4 (en) * 2002-01-17 2007-03-07 Sumitomo Electric Industries METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING A GLASS TUBE
KR100429507B1 (ko) * 2002-03-29 2004-05-03 삼성전자주식회사 버너의 화염 가이드 장치
JP2004149325A (ja) 2002-10-28 2004-05-27 Inatsuki Science:Kk 石英ガラスリングの製造方法
DE10393680B4 (de) * 2003-03-21 2009-03-26 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Rohr aus synthetischem Quarzglas für die Herstellung einer Vorform, Verfahren für seine Herstellung in einem Vertikalziehverfahren und Verwendung des Rohres
DE10325538A1 (de) * 2003-06-04 2004-01-22 Heraeus Tenevo Ag Verfahren für die Herstellung eines optischen Bauteils aus Quarzglas durch Elongieren einer koaxialen Anordnung sowie nach dem Verfahren hergestelltes optisches Bauteil
DE10348098B4 (de) * 2003-10-11 2006-04-20 Schott Ag Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Rohren oder Stäben sowie Verwendung
DE102004037491B4 (de) * 2004-07-26 2008-02-28 Schott Ag Vorrichtung und Verfahren zum Vorspannen von länglichen, hohlen Gegenständen aus Glas und Verwendung der Vorrichtung
US7901264B2 (en) * 2005-04-01 2011-03-08 Panasonic Corporation Process for producing double helical glass tube, light-emitting tube for fluorescent lamp, and fluorescent lamp
US8776548B2 (en) * 2007-01-30 2014-07-15 Corning Incorporated Ultra thin glass drawing and blowing
DE102008029759B3 (de) * 2008-06-25 2009-11-05 Schott Ag Verfahren zum Festlegen der Lage einer Glasrohr- oder Glasstabspirale in einem Glasrohr, Glasrohranordnung sowie Verwendung derselben
EP2251310B1 (en) * 2009-05-13 2012-03-28 Corning Incorporated Methods and systems for forming continuous glass sheets
EP2364956A1 (en) * 2010-02-25 2011-09-14 Corning Incorporated Method for stabilizing a column of molten material
DE102011009755B4 (de) * 2011-01-28 2017-01-12 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines Quarzglasstrangs
JP5486573B2 (ja) * 2011-09-30 2014-05-07 株式会社フジクラ 光ファイバ用母材の製造方法、及び、光ファイバの製造方法
WO2014036236A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-06 Corning Incorporated Method and apparatus for making a profiled tubing and a sleeve
CN104870384A (zh) * 2012-10-17 2015-08-26 康宁股份有限公司 玻璃管和制备基本上成矩形的玻璃盖板元件的方法
US9914657B2 (en) * 2013-04-30 2018-03-13 Corning Incorporated Apparatus and method for thermal profile control in an isopipe
DE102013107435B4 (de) * 2013-07-12 2015-01-29 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung eines Quarzglas-Großrohres
JP5634630B1 (ja) * 2014-04-14 2014-12-03 株式会社湘南貿易 偏肉調整型エアーリング
EP3088370B1 (de) * 2015-04-28 2018-09-26 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines rohres aus glas
CN109311723A (zh) * 2016-06-07 2019-02-05 康宁股份有限公司 从玻璃预制件形成玻璃管的方法和设备

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008266060A (ja) * 2007-04-18 2008-11-06 Ferrotec Ceramics Corp 石英ガラス管の製造方法
JP2011088797A (ja) * 2009-10-26 2011-05-06 Asahi Glass Co Ltd ガラス管の冷却方法及び冷却システム

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