KR102231921B1

KR102231921B1 - 용융 유리 스트림의 혼합을 이용한 유리 제조 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102231921B1
Application number: KR1020157025319A
Authority: KR
Inventors: 장-마르크 플레세이유; 엠마누엘레 구이라르; 마리 제프로이; 프랭크 피존노
Original assignee: 쌩-고벵 글래스 프랑스
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2021-03-25
Also published as: EP2958862A1; JP2016511213A; US20150376046A1; BR112015019759B1; FR3002222B1; FR3002222A1; CN105008291A; KR20150121067A; WO2014128402A1; CN105008291B; BR112015019759A2

Abstract

본 발명은 용융 유리 스트림의 혼합이 n 개 (n은 2 이상의 정수임)의 샤프트(10, 20)를 회전시킴으로써 수행되고, 각 샤프트가 축을 가지며, 두 인접 샤프트(10, 20)가 거리(D) 만큼 분리되고, 상기 두 인접 샤프트의 축이 평행하고, 이들 두 인접 샤프트(10, 20) 각각이 상기 스트림(F) 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 1 개의 봉(11, 12; 21, 22)에 연결되고, 이들 각 봉(11, 12; 21, 22)이 그것이 연결된 샤프트의 축에 평행한 축을 가지고, 적어도 상기 두 인접 샤프트에 관해서, 1 개의 봉의 축과 그것이 연결된 샤프트의 축 사이의 거리가 이들 두 샤프트의 축 사이의 거리(D)의 9/20 이상이고, 상기 두 인접 샤프트가 서로에 대해 반대 방향으로 회전하고, 스트림의 방향을 따라 위에서 볼 때 하나의 샤프트가 왼쪽에 있고 다른 하나의 샤프트가 오른쪽에 있다고 생각할 때 왼쪽 샤프트가 시계 반대 방향으로 회전하고 오른쪽 샤프트가 시계 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는, 용융 유리의 수평 스트림(F)의 생성 및 이 스트림의 혼합을 포함하는 유리 제조 방법에 관한 것이다.

Description

용융 유리 스트림의 혼합을 이용한 유리 제조 방법 및 장치 {PROCESS FOR MANUFACTURING A GLASS WITH MIXING OF A MOLTEN GLASS STREAM AND DEVICE}

본 발명은 유리 제조 방법 및 더 특히, 용융 유리 스트림의 구성성분을 혼합하는 단계를 갖는 유리 제조 방법에 관한 것이다.

이러한 혼합 단계는 일반적으로 용융 유리를 형상화하기 전에 용융 유리 스트림의 전체 단면에 걸쳐서 용융 유리 스트림의 조성을 균질화하기 위해 수행된다.

이러한 혼합은 예를 들어 편평 유리의 제조를 위해 액체 조 ("플로트" 방법)로 용융 유리 스트림이 배출되기 직전에 퍼니스(furnace)로부터 나갈 때 실현될 수 있다.

또한, 이러한 혼합은 예를 들어 용융 유리 스트림이 플라스크 또는 병 제조를 위해 조금씩 나뉘기 직전에 실현될 수 있다.

혼합 웰(well) 또는 셀(cell)을 이용함으로써 혼합 절차를 실현하는 것이 알려져 있다.

국제 특허 출원 WO 2004/078664는 효율적인 균질화를 제공하기에 충분하게 고성능인 교반기가 제공되고 (위에서 볼 때) 거의 정사각형 또는 직사각형인 형상화 구획일 수 있는 혼합 셀을 이용하는 것을 제안한다. 상기 셀의 치수 및 교반기의 수는 인발(draw)에 의존한다. 그의 작동 온도는 일반적으로 1100 ℃ 내지 1350 ℃, 특히 약 1200 ℃이다.

US3236618은 유리를 수평으로 및 수직으로 둘 모두에서 변위시키는 수평 패들을 갖는 교반 장치를 알려준다.

GB1229433은 물질 스트림의 방향과 정렬되는 축을 갖는 2 개의 교반기에 의해서 용융 유리를 모래와 혼합하는 장치를 알려준다. 상기 구성의 결과로서, 교반기의 양쪽에 교반되지 않는 큰 대역이 있지만, 그것들이 벽에 더 가까이에서 매우 강하게 움직여서 혼합물을 교반되는 대역으로 강제로 이동시킨다.

회전 구동되는 교반 패들이 배열된 웰을 가로질러서 유리를 순환하게 하고, 상류 퍼니스의 유출 채널과 하류 용융 유리 스트림을 배출하는 유출(run-off) 립(lip) 사이에 놓이는 혼합기를 이용하는 것이 알려져 있다. 상기 해결책은 매우 좋은 결과를 주지만, 제조 및 유지하는 데 매우 많은 비용이 들고, 실시하고 이용하기에 매우 복잡하다.

공급기 시스템 및 채널에서, 교반기는 특히 수직일 수 있고, 여러 수준의 경사진 패들을 포함하고, 수직 혼합 및 수평 혼합 둘 모두를 실현하기 위해 한 교반기는 한 방향으로 및 다른 한 교반기는 반대 방향으로 구동된다. 상기 교반기는 함께 회전 구동되고, 예를 들어 로듐 백금으로, 내화성 금속 합금으로 또는 구조 세라믹 (알루미나, 지르코늄 물라이트, 물라이트 등)으로 실현될 수 있다.

유리 제조를 위한 채널 또는 공급기에서 현재 산업적으로 이용되는 교반기는 부분 혼합을 수행할 뿐이고, 이는 종종 교반의 하류에서 스트림의 유리에서 어떤 화학적 결점을 근절하기에 충분하지 않다. 전자 산업에 이용되는 이른바 "전자" 유리의 경우, 특히, 디스플레이 스크린의 경우, 또는 심지어, 광기전 패널의 경우, 상기 문제는 매우 크다.

본 발명은 특히 공급기 시스템 및 채널에서 실시를 위해 간단하고 매우 효율적이고 실시하는 데 비용이 많이 들지 않는 방식으로 용융 유리 스트림을 혼합하는 것을 허용하는 방법 및 장치를 제안함으로써 종래 기술의 불리한 점을 해소하는 것을 의도한다.

이렇게 해서, 본 발명의 가장 넓은 의미에서, 본 발명의 목적은 중심축을 따라서 흐르는 용융 유리 스트림의 실현 및 상기 스트림의 혼합을 포함하고, 상기 혼합이 n 개 (n은 2 이상의 정수임)의 샤프트를 회전 구동시킴으로써 실현되고, 각 샤프트가 상기 스트림의 중심축 방향에서 수직선에 대해서 0°내지 30°의 각도로 위치하는 축을 가지며, 두 인접 샤프트가 거리(D) 만큼 분리되고, 상기 두 인접 샤프트의 축이 평행하고, 상기 두 인접 샤프트 각각이 상기 스트림 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 1 개의 봉에 연결되고, 상기 각 봉이 그것이 연결된 샤프트의 축에 평행한 축을 가지는, 유리 제조 방법이다.

게다가, 적어도 상기 두 인접 축에 관해서, 적어도 1 개의 봉과 그것이 연결된 샤프트 사이의 거리가 상기 두 샤프트 사이의 거리의 9/20 이상이고, 상기 두 인접 샤프트가 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되고, 스트림의 방향을 따라 위에서 볼 때 상기 두 인접 샤프트 중 하나가 왼쪽에 있고 나머지 하나가 오른쪽에 있다고 생각할 때 왼쪽 샤프트가 시계 반대 방향으로 구동되고 오른쪽 샤프트가 시계 방향으로 구동된다.

이렇게 해서, 반대 회전 방향을 선택한 결과로, 봉 회전의 효과는 상기 두 샤프트 사이에 위치하는 겹침 대역에서 스트림의 속도를 증가시키는 것이다.

적어도 두 인접 샤프트에 관해서, 적어도 하나의 봉과 그것이 연결된 샤프트 사이의 거리는 바람직한 방식에서는 상기 두 샤프트의 축 사이의 거리의 ½ 이상이거나, 또는 심지어, 혼합의 효율을 개선하기 위해서 상기 두 샤프트의 축 사이의 거리의 ½ 초과이다.

이렇게 해서, 본 발명의 원리는 잔류 불균질성이 분자 확산에 의해 감소하도록 충분히 유체를 인발하는 여러 개의 봉의 이용에 기초한다. 이른바 "카오스" 혼합기가 상기 방법을 효율적으로 및 심지어, 어떤 경우에는, 최적으로 실현한다. 카오스 이론과의 관련성은 시간 면에서 지수적 인발을 야기하는 유체 입자의 궤적 사이의 교차에 있다. 상기 이론은 혼합의 효율 및 질을 정량화하는 요소를 제공한다.

용융 유리 안에 잠긴 봉이 카오스 혼합을 실현하도록 하기 위해, 특히, 유체 필라멘트가 상이한 봉들에 의해 연속으로 인발될 수 있지만 동등하게 되접힐 수 있도록 봉의 궤적들이 교차하는 것이 필요하다. 배가적 효과를 얻고 이렇게 해서 혼합을 더 효율적이게 하기 위해서는 이것이 필수적이다.

봉이 모든 유체 요소를 포집하고 인발하고 따라서 유체를 정확하게 미세하게 균질화하기 위해, 회전 속도를 흐름에 맞춰야 하고; 용융 유리 스트림의 흐름이 증가할수록, 봉의 회전 속도가 증가해야 한다.

본 발명에 따르는 방법의 제1 실시양태 변형에서는, 상기 두 인접 샤프트에 관해서, 상기 샤프트 중 하나는 상기 스트림 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 1 개의 봉에 연결되고, 나머지 하나의 샤프트는 각각이 상기 스트림 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 2 개의 봉에 연결된다.

상기 제1 변형의 아변형에서는, 상기 두 인접 샤프트에 관해서, 상기 샤프트 중 하나는 상기 스트림 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 2 개의 봉에 연결되고, 나머지 하나의 샤프트는 각각이 상기 스트림 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 2 개의 봉에 연결된다.

제1 실시양태 변형과 독립적인 본 발명에 따르는 방법의 제2 실시양태 변형에서는, 4 개의 인접 샤프트가 회전 구동되고, 상기 각 샤프트가 단일의 봉에 연결되고, 두 인접 샤프트가 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되고, 스트림의 방향을 따라 위에서 볼 때 상기 두 인접 샤프트 중 하나가 왼쪽에 있고 나머지 하나가 오른쪽에 있다고 생각할 때 왼쪽 샤프트가 시계 반대 방향으로 구동되고 오른쪽 샤프트가 시계 방향으로 구동된다.

특히, 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되는 상기 두 인접 샤프트가 혼합 동안에 동일 속도로 회전 구동되고, 초기 탈위상은

- 각각 1개의 단일 봉을 포함하는 2 개의 샤프트의 경우, 0°이거나, 또는

- 인접 샤프트에 대해 180°/x이고, 여기서 x는 고려되는 두 인접 샤프트 중에서 가장 많은 봉이 연결된 샤프트의 봉의 수 (정수)이고, x ≥ 2임

이 바람직하다.

명백히, 봉의 회전 (궤적 및 방향)은 본 발명이 실시될 때 두 봉 사이에 어떠한 충돌도 결코 일어나지 않도록 하는 것이고, 그 이유는 반복되는 이러한 충돌은 관련된 봉의 조기 마멸을 발생할 것이기 때문이다.

바람직한 방식에서는, 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되는 상기 두 인접 샤프트의 축들이 스트림의 중심축 방향에 직각을 이루는 평면에 위치한다.

추가의 바람직한 방식에서는, 혼합 및 특히, 상기 스트림에 대해서 횡단하여 균질성을 더 개선하기 위해, 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되는 상기 두 인접 샤프트가 스트림의 중심 종축으로부터 동일한 거리에 배열된다.

추가의 바람직한 방식에서는, 혼합의 효율을 최적화하기 위해, 0.1 내지 5.0 ㎜/s (명시된 값 포함)의 혼합의 상류에서의 스트림 속도를 위해 샤프트의 회전 속도가 1 내지 20 회전/분 (명시된 값 포함)이다.

스트림은 20 이상, 특히 35 이상 (및 특히, 1000 이하)인 인발 수(draw number) nb를 가지고, 상기 인발 수 nb는 L / (UT)이고, 여기서

- L은 혼합이 수행되는 스트림의 축을 따라서 측정되는 길이 (㎜)이고,

- U는 상기 길이를 따라서 측정되는 유체의 평균 속도 (㎜/s)이고,

- T는 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되는 상기 샤프트들의 회전 기간이고, 60 / V (여기서, V는 상기 샤프트의 회전 속도 (회전/분)임)이다.

한 변형에서는, 작업의 단순성을 보존하기 위해 혼합 동안에 봉과 상기 봉이 연결된 샤프트 사이의 거리가 동일하다.

또 다른 변형에서는, 적어도 하나의 샤프트 및 바람직한 방식에서는 모든 샤프트가 상기 스트림 내에 침지되고, 바람직한 방식에서는 상기 스트림 내에 침지되는 상기 샤프트 또는 상기 샤프트들이 상기 스트림 내에 침지되는 그의 부분에 샤프트 축에 대해 비대칭인 형태, 및 추가의 바람직한 방식에서는 샤프트에 직각으로 약한 혼합이 일어나는 "데드존"(dead zone) 효과를 감소시키기 위해 상기 스트림 내에서 도는 적어도 1 개의 스크류 또는 적어도 1 개의 패들을 갖는다.

또한, 본 발명은 회전 구동되는 n 개 (n은 2 이상의 정수임)의 샤프트를 포함하고, 각 샤프트가 용융 유리 스트림의 중심축 방향에서 수직선에 대해 0°내지 30°의 각도로 위치하는 축을 가지며, 두 인접 샤프트가 거리(D) 만큼 분리되고, 상기 두 인접 샤프트의 축이 평행하고, 상기 두 인접 샤프트 각각이 상기 스트림 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 1 개의 봉에 연결되고, 상기 각 봉이 그것이 연결된 샤프트의 축에 평행한 축을 가지고, 적어도 상기 두 인접 축에 관해서 1 개의 봉의 축과 그것이 연결된 샤프트 사이의 거리가 상기 두 축 사이의 거리의 9/20 이상이고, 상기 두 인접 샤프트가 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되고, 스트림의 방향을 따라 위에서 볼 때 상기 두 인접 샤프트 중 하나가 왼쪽에 있고 나머지 하나가 오른쪽에 있다고 생각할 때 왼쪽 샤프트가 시계 반대 방향으로 구동되고 오른쪽 샤프트가 시계 방향으로 구동되는, 용융 유리 스트림을 생성하는 퍼니스 및 상기 스트림을 혼합하는 교반기를 포함하는 특히 본 발명에 따르는 방법을 실시하기 위한 유리 제조 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르는 장치의 제1 실시양태 변형에서는, 상기 두 인접 샤프트에 관해서, 상기 샤프트 중 하나가 상기 스트림 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 1 개의 봉에 연결되고, 나머지 하나의 샤프트가 각각이 상기 스트림 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 2 개의 봉에 연결된다.

상기 제1 변형의 아변형에서는, 상기 두 인접 샤프트에 관해서, 상기 샤프트 중 하나가 상기 스트림 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 2 개의 봉에 연결되고, 나머지 하나의 샤프트가 각각이 상기 스트림 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 2 개의 봉에 연결된다.

또한, 상기 장치의 바람직한 방식에서는, 적어도 상기 두 인접 샤프트의 경우, 하나의 봉의 축과 그것이 연결된 샤프트 사이의 거리가 상기 두 샤프트의 축 사이의 거리의 ½ 이상이거나, 또는 심지어 상기 두 샤프트의 축 사이의 거리의 ½ 초과이다.

추가의 바람직한 방식에서는, 혼합을 더 개선하기 위해, 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되는 두 인접 샤프트들이 스트림의 중심 종축으로부터 동일한 거리에 배열된다.

한 특이한 변형에서, 적어도 1 개의 봉 및 바람직한 방식에서는, 각 봉은 평활한 표면을 가지고, 혼합을 위한 어떠한 추가의 기계적 수단도 가지지 않는다. 이것은 봉이 특별한 스크류형 프로파일을 가지지 않거나 또는 수평 패들을 가지지 않는다는 것을 의미한다. 따라서, 봉은 횡단면이 일정한 실린더 형태이고, 바람직한 방식에서는, 상기 단면이 원형이지만, 반드시 원형일 필요는 없다. 놀랍게도, 스트림 내에 침지되는 봉의 표면 상에 추가의 기계적 혼합 수단을 제공하는 것이 가능하였지만, 이것이 평활한 표면 봉으로 이미 얻은 매우 좋은 혼합을 거의 개선하지 않는다는 것을 알았고; 그래서, 이러한 평활한 봉은 제조하기가 더 쉽고 덜 비싸고; 게다가, 그것은 덜 취약성이고, 그의 마멸이 더 균일하고, 따라서 조절하기가 더 쉽다.

상당히 특이한 변형에서, 적어도 하나의 봉, 및 바람직한 방식에서는 각 봉은 원형 단면을 가지고, 이 원형 단면은 바람직한 방식에서는 봉을 따라서 모두 동일하고, 바람직한 직경은 20 내지 150 ㎜, 또는 심지어, 40 내지 100 ㎜였다.

봉은 예를 들어 로듐 백금, 내화성 금속 합금 또는 구조 세라믹 (알루미나, 물라이트 지르코늄, 물라이트 등)으로 실현될 수 있다.

본 발명에 따르는 혼합기의 성능은 종래 기술의 교반기의 성능보다 훨씬 더 좋고, 상기 성능은 사용 조건에 거의 민감하지 않다. 사실, 본 발명에 따라서 변위되는 봉은 더 큰 부피의 유체가 "구동"되는 것을 허용하고, 작용 범위가 훨씬 더 약한 스크류 또는 패들보다 더 인발할 수 있고, 따라서, 그것은 더 많은 양의 제대로 혼합되지 않은 유체가 통과하는 것을 허용한다. 이렇게 해서, 본 발명에 따르는 혼합은 유체 전체에 훨씬 더 균질하다.

적용가능한 경우, 본 발명에 따르는 장치는 함께 혼합되지 않는 수평 평면들 내에서만 혼합하는 것을 허용한다 (예를 들어, 유리를 내화성 물질이 더 풍부한 밑바닥에 가까운 유리로 오염시키는 것을 피하기를 원하는 경우). 이것은 특히 그다지 에너지 집약적이지 않은 2차원 혼합이다. 이렇게 해서, 유리는 본 발명에 따르는 교반의 결과로 어떠한 수직 성분 없이 본질적으로 수평으로 움직인다. 상기 유형의 교반은 교반기에서 모든 수직 양력을 없앤다. 따라서, 교반기는 기계적 평면과 거의 관련이 없고, 이 이유 때문에 다른 것들보다 상대적으로 더 적은 내성을 가지지만 더 내화성인 물질, 예를 들어 세라믹 물질로 실현될 수 있다. 유리의 상기 2차원 교반은 수직 봉, 특히 실린더형 수직 봉에 의해 야기된다. 동일 샤프트에 의해 작동되는 상이한 봉들을 연결하는 적어도 하나의 수평 막대의 존재를 배제하지 않는다. 상기 막대는 본질적으로 교반기의 견고함을 보강하는 역할을 하고, 바람직한 방식에서는 어떠한 수직 양력도 가하지 않고, 따라서, 또한 본질적으로 실린더형일 수 있다. 따라서, 이것은 고성능이고 그다지 비싸지 않고 튼튼하고 융통성 있는 장치이다. 유리가 편평 유리로 형성되기 전에 유리를 균질화하는 것에 관한 문제일 때 이러한 장치는 극히 고성능이다. 사실, 가능한 상이한 조성의 층(stratum)이 형성된 글레이징에 평행한 것으로 발견되고 어떠한 광학적 왜곡에 의해서도 야기되지 않기 때문에, 대개는 편평 유리에는 수평 층을 형성하는 2차원 혼합이면 충분하다.

흐름에 3차원 성분의 부과는 예를 들어 경사진 패들을 봉의 표면 상에 배열함으로써 얻어질 것이고, 따라서, 이것은 공간에서 3차원 혼합을 실현할 것이다. 그러나, 이러한 실시양태는 훨씬 더 에너지 집약적이고, 물질을 훨씬 더 많이 요구하고, 일반적으로 필요하다고 생각되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 본 발명에 따라서 어떤 수직 혼합 성분이 인정된다. 수평 혼합 및 수직 혼합의 비율은 본 발명에 따르는 장치의 출구와 입구의 평균 인발률(draw rate)을 비교함으로써 결정할 수 있다. 상기 평균 인발률을 측정하기 위해, 전문가에게 알려진 방식으로 수치 시뮬레이션을 달성한다. 인발률은 장치의 입구에서의 두 유체 입자 사이의 초기의 극히 가까운 거리에 대한 장치를 나갈 때의 두 유체 입자 사이의 거리에 상응한다. 상기한 수직의 소수 혼합 성분은 점성 유체를 혼합하기 위해 전통적으로 실시되는 요소, 예를 들어 패들 또는 나선형 주름 등에 의해 제공될 수 있다.

특히, 본 발명에 따르면, 스트림의 혼합은 우선적으로 수평 평면에서 실현되고, 수평 평면에서 평균 인발률은 평균 수직 인발률보다 적어도 10 배, 바람직한 방식에서는 적어도 30 배, 훨씬 더 바람직한 방식에서는 적어도 50 배를 초과한다.

수직 혼합 성분의 부재 하에서, 스트림의 혼합은 함께 혼합되지 않는 수평 평면들 내에서만 실현된다.

마지막으로, 유리의 색을 "공급기에서의 착색"에 의해 얻을 때 (예를 들어, 병 제조 산업), 본 발명에 따르는 혼합기는 현재 사용되는 스크류 교반기보다 훨씬 더 좋은 색 균질성을 얻는 것을 허용한다.

비제한적인 예시 실시양태 및 첨부 도면에 대한 다음 상세한 설명을 읽음으로써 본 발명을 더 잘 이해할 것이다.

도 1은 2 개의 샤프트 및 4 개의 봉을 갖는 본 발명의 제1 변형에 따르는 교반기의 예시 실시양태의 위에서 볼 때의 수평 단면 뿐만 아니라 봉의 궤적을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 따르는 교반기의 예시 실시양태의 투시도이다.
도 3은 교반이 없는 스트리오스코픽(strioscopic) 이미지이다.
도 4는 도 1에 따르는 교반기를 이용하여 실현되는 교반의 스트리오스코픽 이미지이다.
도 5는 도 1에 따르는 교반기를 이용하여 실현되는 교반의 효과의 시뮬레이션을 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 각각 수직으로 정렬된 4 개의 스크류를 갖는 교반기의 경우 및 도 1 및 2에 따르는 교반기의 경우에서 동일 조건 하에서 두 교반기의 위에서 볼 때의 시뮬레이션을 비교한 도면이다.
도 8은 4 개의 샤프트 및 4 개의 봉을 갖는 본 발명의 제2 변형에 따르는 교반기의 예시 실시양태의 위에서 볼 때의 수평 단면 뿐만 아니라 봉의 궤적을 나타낸 도면이다.
상기 모든 도면에서, 더 쉽게 읽게 하기 위해 상이한 요소들 사이의 비율이 참작된다.

본 발명은 유리 제조 방법 및 장치, 및 더 정확하게 말하면, 용융 상태의 유리의 상이한 구성성분의 혼합에 관한 것이다.

이러한 방법 및 이러한 장치는 도 1의 맨 아래에 두꺼운 화살표(F)로 나타낸, 실제로 거의 수평인 용융 유리 스트림을 생성하는 퍼니스를 이용한다.

혼합되기 위해서, 상기 스트림이 도 1에서 아래에서 위로 교반기(1)를 가로지르고; 실제로, 스트림이 수평이기 때문에, 스트림은 교반기를 왼쪽에서 오른쪽으로 또는 오른쪽에서 왼쪽으로 가로지른다. 도 2에 상기 교반기를 투시도로 나타낸다.

본 발명에 따르면, 스트림을 혼합하기 위해 봉(11, 12, 21, 22)(이 경우에, 수는 4임)이 스트림 내에 수직으로 침지되는 것이 제공된다.

봉(11, 12; 21, 22)은 각각 하나의 샤프트(10, 20)(도 1에는 나타내지 않음)에 2개씩 연결되고, 이 경우에 수는 2이다. 상기 두 샤프트는 스트림에 직각으로 측정되는 거리(D) 만큼 분리된다. 각 샤프트는 회전 구동되고; 도 1에서는 상기 두 샤프트의 수직축 (A10) 및 (A20)만 볼 수 있다. 인접하는 상기 샤프트(10, 20)는 스트림(F)의 중심 종축으로부터 동일한 거리 D/2에 배열된다.

봉(11, 12, 21, 22) 각각의 수직축 (A11, A12, A21, A22)은 축 (A10, A20)에 대해서 변위되고: 축(A11, A12)이 각각 축(A10)으로부터 거리(d₁₁, d₁₂)에 위치하고, 축(A21, A22)이 각각 축(A20)으로부터 거리(d₂₁, d₂₂)에 위치한다.

상기 거리는 동일하고; 아암(13, 14; 23, 24)이 봉(11, 12; 21, 22)을 각각 샤프트(10, 20)에 연결한다.

이 경우에, 샤프트 및 아암은 스트림(F) 내에 있지 않고; 봉만 스트림(F) 내에 있다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 두 샤프트에 관해서, 적어도 1 개의 봉과 그것이 연결된 샤프트 사이의 거리(d₁₁, d₁₂; d₂₁, d₂₂)가 상기 두 샤프트 사이의 거리(D)의 9/20 이상이다. 상기 거리는 상기 두 샤프트의 축 사이의 거리(D)의 ½ 이상일 수 있거나, 또는 심지어, 상기 두 샤프트의 축 사이의 거리(D)의 ½ 초과일 수 있다.

T1 및 T2는 각각 샤프트(10) 및 (20)의 봉의 축의 궤적을 나타낸다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 두 인접 샤프트(10, 20)는 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동된다. 위에서 볼 때, 스트림의 방향을 따르고 상기 두 인접 샤프트 중 하나는 왼쪽에 있고 다른 하나는 오른쪽에 있다고 여길 때, 왼쪽 샤프트는 시계 반대 방향으로 구동되고, 오른쪽 샤프트는 시계 방향으로 구동된다. 상기 두 샤프트 사이에 위치하는 궤적 겹침 대역 Z에서 스트림의 속도를 증가시키기 위해, 상기 두 샤프트는 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동된다. 상기 두 인접 샤프트(10, 20)는 이 경우에 상기 스트림(F)의 중심축(A)으로부터 동일한 거리에서 상기 축에 대해 대칭 배열된다.

도 1은 스트림의 방향 (이 경우에는 페이지의 아래에서 위로)을 따르고 상기 스트림을 위에서 볼 때 하나의 샤프트, 즉, 샤프트(10)가 왼쪽에 위치하고 다른 하나의 샤프트, 즉, 샤프트(20)가 오른쪽에 위치한다고 생각할 때, 따라서, 왼쪽 샤프트(10)가 그의 축(A10)에 대해 시계 반대 방향으로 회전 구동되고, 오른쪽 샤프트(20)가 그의 축(A20)에 대해 시계 방향 (시계 바늘 방향)으로 구동된다는 것을 나타낸다.

도 1 및 2에 나타낸 구성에서, 두 샤프트 둘 모두가 혼합될 스트림(F)의 방향에 직각을 이루는 직선(P) 상에 위치하고, 둘 모두가 혼합 동안에 동일 속도로 회전 구동되고, 초기 탈위상이 서로에 대해 180°/2 (다시 말해서, 90°)이다.

n 개의 샤프트 모두가 혼합 동안에 동일 속도로 회전 구동되고, 혼합 동안에 초기 탈위상은

- 인접 샤프트에 대해 180°/x이고, 여기서 x는 가장 많은 봉이 연결된 샤프트의 봉의 수임

을 제공함으로써 상기 배열을 일반화하는 것이 가능하다.

게다가, 나타낸 상기 구성에서, 각 봉은 봉을 따라서 모두 동일한 원형 단면을 가지고, 바람직한 직경이 20 내지 150 ㎜, 또는 심지어, 40 내지 100 ㎜이다.

예로서, 교반기(1)는 다음과 같이 실현된다:

- 각 봉(11, 12, 21, 22) 각각의 축 (A11, A12, A21, A22)과 그것이 연결된 샤프트(10, 20)의 축 (A10, A20) 사이의 거리(d₁₁, d₁₂; d₂₁, d₂₂)

가 310 ㎜이고,

- 두 샤프트(10, 20)의 축 사이의 거리(D)가 350 ㎜이고,

- 각 봉(11, 12, 21, 22)의 직경이 스트림(F)에 위치하는 봉의 전체 높이에서 40 ㎜이고,

- 스트림(F)의 높이가 300 ㎜이고,

- 교반기의 왼쪽 벽(2)과 오른쪽 벽(2') 사이의 스트림(F)의 폭 w이 1100 ㎜이다.

이렇게 해서, 두 인접 샤프트에 관해서, 각 봉과 그것이 연결된 샤프트 사이의 거리(d₁₁, d₁₂; d₂₁, d₂₂)가 상기 두 샤프트 사이의 거리(D)를 초과하는 것이 관찰된다. 상기 거리(d₁₁, d₁₂; d₂₁, d₂₂)와 거리(D) 사이의 비 d/D = 310 / 350 = 0.88 (d = d₁₁, d₁₂, d₂₁ 또는 d₂₂)이다.

요망되는 효율을 얻기에 충분한 두 궤적 T1, T2의 겹침 대역(Z)을 얻기 위해서는 비 d/D가 ¾ 초과인 것이 권장된다.

봉은 밑바닥과 접촉하지 않아야 하고; 각 봉의 맨 아래 부분과 밑바닥 사이에 20 내지 60 ㎜의 최소 거리가 제공되어야 한다.

상기 예에서, 식 nb = L / (UT)

(여기서,

- L은 혼합이 수행되는 스트림의 축을 따라서 측정되는 길이이고, 두 봉의 직경의 ½의 합 (40/2 + 40/2) 만큼 증가된 두 봉 사이의 거리(d₁₁ + d₁₂= 620 ㎜)이고, L = 660 ㎜이고,

- U는 상기 길이를 따라서 측정되는 유체의 평균 속도이고, 2 ㎜/s이고,

- T는 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되는 상기 샤프트(10, 20)의 회전 기간이고, 60 / V (여기서, 상기 샤프트의 회전 속도 V는 8 회전/분임)임)

을 적용함으로써, 따라서, 스트림은 인발 수 nb = 660 / (2 x (60 / 8)) = 44를 갖는다.

상기 인발 수는 20을 훨씬 초과하고, 심지어, 35 초과이다.

도 3 및 4는 각각 수치 스트리오스코픽 이미지를 보여준다.

스트리오스코픽 이미지의 원리는 유리 시편을 가로질러서 통과하는 동안에 조준된 빛 빔 (평행한 빛 빔)의 편향을 투과로 관찰하는 것에 기초하고: 이것은 "섀도우"(shadow) 방법이다. 사실, 굴절률의 국소 변화가 빛 빔이 수렴하게 하거나 또는 발산하게 하는 (빛 빔이 굴절률 구배 방향으로 구부러지는) 기본적인 렌즈로서 작용하고, 이것이 시편으로부터 나가는 조명 불균질성을 야기한다. 투과로 얻은 이미지는 CCD 카메라에 표시된다. 얻은 이미지를 스트리오스코픽 이미지 (스트리오그램)라고 부른다. 주위 환경보다 국소적으로 더 약한 굴절률을 갖는 대역이 발산 렌즈 (스트리오스코픽 이미지에서 층 형성의 어두운 대역)로서 작용할 것이고, 더 강한 국소적 굴절률을 갖는 대역이 수렴 렌즈 (스트리오스코픽 이미지에서 층 형성의 밝은 대역)로서 작용할 것이다.

용융 유리의 흐름 방향은 원으로 둘러싸인 점으로 나타낸다. 수직선에 대해서 스트림의 상면이 각 도면에서 맨 위에 위치하는 면이다.

도 3은 유리 스트림 혼합 단계 및 스트림을 가로지르며 혼합하는 장치가 없을 때 전혀 어떠한 교반도 없이 얻은 스트리오스코픽 이미지를 나타낸다. 줄무늬가 넓고, 많고, 매우 다양한 방향으로 배향된다.

도 4는 앞에서 나타낸 매개변수로 도 1 및 2의 해결책을 실시하는 동안에 얻은 스트리오스코픽 이미지를 나타낸다. 줄무늬가 가늘고, 그다지 많지 않고, 스트림의 상면에 본질적으로 평행하게 배향되고, 이는 그의 유해한 효과를 제한한다. 상기 도 4에서는, 유리의 균질성이 매우 좋고, 거의 완벽하다.

48000 개의 무질량 유체 입자의 궤적을 추적 알고리즘을 이용해서 계산하였다.

도 5는 8 회전/분의 샤프트(10, 20) (도 5에서는 보이지 않음)의 회전 속도의 경우에 스트림(F)에 대한 교반기의 위에서 제공된 효과의 수치 시뮬레이션을 나타낸다. 더 정확하게 말하면, 도 5는 교반기 회전 기간 시작에서의 위치와 교반기 회전 기간 종료에서의 위치 사이에서 유체 입자의 위치를 겹쳐 놓는다(다시 말해서, 두 샤프트의 완전 회전 회전이고; 모든 기간을 나타내지는 않는다).

교반기(1)의 상류의 검정색 줄무늬는 교반기의 상류에 불균질한 스트림의 도달을 나타낸다.

교반기(1)의 하류에는 줄무늬가 없고; 봉 궤적 겹침 대역(Z) 때문에 유리 스트림이 완전히 혼합된다는 것을 관찰하는 것이 가능하다.

1 내지 20 회전/분의 범위 내에서 회전 속도를 현저하게 증가시키는 것이 때때로 혼합의 질을 증가시키는 것을 허용할 수 있다는 것을 관찰하였다.

20 내지 150 ㎜의 봉의 직경 범위 내에서 직경을 증가시키는 것이 때때로 혼합의 질을 증가시키는 것을 허용할 수 있다는 것을 관찰하였다. 모두 4 내지 100 ㎜의 직경을 가지는 봉으로 더 좋은 결과를 얻었다.

적어도 1 개의 봉(11, 12; 21, 22), 바람직한 방식에서는 각 봉이 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 그의 표면 상에 어떠한 추가의 기계적 혼합 수단 없이 평활한 표면을 가질 때 스트림의 모든 수평 평면에서 혼합이 균질하다는 것을 관찰하였다.

도 1 및 2에 나타낸 혼합기의 비용은 종래 기술에서 이용되는 교반기의 비용보다 적고, 상기 혼합기는 설치하기가 상대적으로 쉽고, 2 개의 회전축 (및 따라서, 돔에 정확히 2 개의 구멍)을 요구할 뿐이다.

상기 구성으로, 간단하고 매우 효율적이고 실시하는 데에 그다지 비용이 들지 않는 방식으로 용융 유리 스트림을 혼합하는 것이 가능하다.

봉의 회전/역회전 운동은 평면(P)의 상류 부분에서는 스트림의 요소를 스트림의 중심 쪽으로 움직이게 하는 효과를 가지고 평면(P)의 하류 부분에서는 스트림의 요소를 옆벽 쪽으로 밀어내는 효과를 가지고: 상기 이중 효과는 유체의 폭을 따라서 균질화를 허용하는 데 필수적이다.

그러나, 혼합기의 상류에서 스트림에 첨가되는 요소들의 양의 면에서, 혼합기의 하류에서 균질한 혼합을 얻기 위해서는, 추가의 기계적 수단, 예컨대, 예를 들어 패들을 제공하는 것이 필요할 수 있다.

도 6 및 7 각각은 각각

- 수평 스트림(F)에 직각을 이루는 평면에 정렬되고, 동일 방향으로, 도 6에서는 위에서 볼 때 시계 반대 방향으로 회전 구동되는 4 개의 수직 스크류(61, 62, 63, 64) 왼쪽 쓰레드를 포함하는 교반기 (1'),

- 수평 스트림(F)에 관해서 앞에서 지시된 매개변수를 갖는 도 1 및 2의 교반기

의 상류에서 스트림(F)의 중심에 도입되는 물질(5)의 스트림에 대한 효과의 시뮬레이션을 나타낸다.

도 7은 도 6의 교반기(1')의 하류에서보다 도 5의 교반기(1)의 하류에서 물질 스트림의 더 좋은 분포를 나타낸다.

이렇게 해서, 도 1 및 2에 도시된 구성에서, 교반기는 각각이 수직으로 위치하는 축을 가지는 n = 2 개의 샤프트를 포함하고, 각각이 수직으로 위치하는 축을 가지는 x = 2 개의 봉이 각 샤프트에 연결되고, 각 봉이 중심 수평축(A)을 따라서 흐르는 스트림(F) 내에 침지된다. 따라서, 샤프트의 축은 중심축(A) 방향에 대해 90°각도로 위치한다.

모든 샤프트는 그들의 축이 서로 평행하게 위치한다.

그러나, 특히, 스트림의 흐름을 촉진하기 위해서, 중심축(A)의 방향이 수평하지 않고 수평 방향에 대해 경사진 것이 가능하다. 상기 경우에서, 샤프트의 축은 중심축에 직각을 이룰 수 있거나, 또는 수직일 수 있거나, 또는 중심축(A) 방향에 대해 60°내지 90°의 각도로 경사질 수 있다.

중심축(A)의 방향이 수평이든 수평이 아니든, 혼합에 추가의 성분을 첨가하기 위해서 및 균질화의 가능성을 더 증가시키기 위해서 각 샤프트가 상기 스트림(F)의 중심축(A)의 방향에 대해 60°내지 90°의 각도로 위치하는 축을 가지도록, 즉, 각 샤프트가 상기 스트림(F)의 중심축(A)의 방향에서 수직선에 대해 0°내지 30°의 각도로 위치하는 축을 가지도록 샤프트가 위치하는 것이 가능하다. 여기서 고려되는 "수직선"은 상대적 수직선이고; 그것은 상기 스트림(F)의 중심축(A)의 방향에 대해서 고려된다. 다시 말해서, 그것은 스트림(F)의 중심축(A)의 방향에 직각을 이루고; 스트림(F)의 중심축(A)의 방향을 포함하는 수직 평면에 포함된다.

스트림(F)의 폭의 면에서, n = 3 개의 샤프트, 또는 심지어 n = 4 개의 샤프트, 또는 심지어 더 많은 샤프트를 제공하는 것이 가능하고, 항상

- 1 개의 샤프트는 스트림(F) 내에 침지되는 적어도 1 개의 봉에 연결되고,

- 1 개의 샤프트는 스트림(F) 내에 침지되는 적어도 2 개의 봉에 연결되고, 및

- 각 봉이 그것이 연결된 샤프트의 축에 평행한 축을 갖는다.

짝수 개의 샤프트가 바람직하지만; 특히, 혼합기의 상류에서 스트림이 중심축(A)에 대해 비대칭일 때, 홀수 개의 샤프트가 옹호될 수 있다.

3 개의 샤프트 (n = 3) 또는 심지어, 더 많은 샤프트가 이용되는 경우, 혼합이 가능한 한 균질하도록 하기 위해 두 인접 샤프트, 적어도 심지어 모든 인접 샤프트에 관해서 1 개의 봉의 축과 그것이 연결된 샤프트의 축 사이의 거리가 상기 두 인접 샤프트의 축 사이의 거리의 9/20 이상인 것이 바람직하다. 상기 거리는 상기 두 샤프트의 축 사이의 거리(D)의 ½ 이상일 수 있거나, 또는 심지어, 상기 두 샤프트의 축 사이의 거리(D)의 ½ 초과일 수 있다.

3 개의 샤프트 (n = 3) 또는 심지어 더 많은 샤프트가 이용되는 경우, 혼합이 가능한 한 균질하도록 하기 위해

- 한편으로, 두 인접 샤프트가 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되어, 두 스트림의 방향을 따라 위에서 볼 때 상기 두 인접 샤프트 중 하나가 왼쪽에 있고 나머지 하나가 오른쪽에 있다고 생각할 때 왼쪽 샤프트가 시계 반대 방향 방식으로 구동되고 오른쪽 샤프트가 시계 방향 방식으로 구동되고,

- 다른 한편으로, 상기 두 인접 샤프트 중 하나 옆의 각각의 다른 샤프트(두 인접 샤프트 중 하나의 봉의 궤적과 교차하는 봉 또는 봉들의 궤적을 가지는 다른 샤프트)에 관해서, 상기 다른 샤프트가 인접 샤프트와 동일한 회전 방향으로 구동되어, 그의 적어도 1 개의 봉이 그 자신의 봉 또는 봉들의 궤적과 교차하는 것

이 바람직하다.

3 개의 샤프트 (n = 3) 또는 심지어, 더 많은 샤프트가 이용되는 경우, 혼합이 스트림의 방향에 따라서 가능한 한 균질하도록 하기 위해서 모든 샤프트가 혼합될 스트림(F)의 중심축(A)에 직각을 이루는 직선(P) 상에 위치하고, 그 샤프트 모두가 혼합 동안에 동일 속도로 회전 구동되고, 초기 탈위상이 오직 1 개의 인접 샤프트가 있는 경우에는 그 인접 샤프트에 대해 또는 2 개의 인접 샤프트가 있는 경우에는 그 두 인접 샤프트에 대해 180°/x (다시 말해서 180°)인 것이 바람직하다.

두 인접 샤프트 각각이 1개의 단일 봉을 포함하는 경우, 그러면, 상기 두 샤프트가 혼합 동안에 동일 속도로 회전 구동되고, 초기 탈위상이 서로에 대해 0이다.

극히 고성능 교반이 필요한 경우에는, 스트림에서 요소들의 배가적 인발 효과를 얻기 위해 2 줄 (직선 P) 또는 심지어 더 많은 줄의 샤프트를 배열하는 것이 가능하다.

도 8은 4 개의 인접 샤프트(10, 20, 30, 40) (상기 도면에서는 보이지 않고, 상기 샤프트 각각의 축(A10, A20, A30, A40)만 나타냄)가 회전 구동되고, 상기 각 샤프트가 1개의 단일 봉(11, 21, 31, 41)에 연결되고, 두 인접 샤프트(10, 20)가 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되는 본 발명의 제2 실시양태 변형을 나타낸다.

상기 변형에서는, 이전의 변형과 공통인 요소에 동일한 방식으로 참조 부호가 부여된다.

T1, T2, T3 및 T4는 점선으로 그린, 샤프트(10, 20, 30 및 40) 각각의 봉의 축의 궤적을 나타낸다.

이 경우에서는, 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되는 두 인접 샤프트(10, 20)가 상기 스트림(F)의 중심축(A)으로부터 동일한 거리에서 상기 중심축에 대해 대칭으로 배열된다.

또한, 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 두 샤프트 사이에 위치하는 궤적(T1) 및 (T2)의 겹침 대역(Z)에서 스트림의 속도를 증가시키기 위해 상기 두 중심 샤프트(10, 20)가 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동된다.

도 8은 스트림의 방향 (이 경우, 페이지의 아래에서 위로)을 따르고 상기 스트림을 위에서 볼 때 하나의 샤프트, 즉, 샤프트(10)가 왼쪽에 위치하고 다른 하나의 샤프트, 즉, 샤프트(20)가 오른쪽에 위치한다고 생각할 때, 따라서, 왼쪽 샤프트(10)가 그의 축(A10)에 대해 시계 반대 방향으로 회전 구동되고, 오른쪽 샤프트(20)가 그의 축(A20)에 대해 시계 방향으로 구동된다는 것을 나타낸다.

샤프트(10)와 장치의 동일한 외측(lateral side)에 위치하는 샤프트(30)는 샤프트(10)와 동일한 방향으로 회전 구동되고, 샤프트(20)와 장치의 동일한 외측에 위치하는 샤프트(40)는 샤프트(20)와 동일한 방향으로 회전 구동된다.

4 개의 샤프트가 동일한 속도로 회전 구동될 때, 교반기(1)의 하류에서 균질한 스트림이 얻어진다는 것을 시험하였다.

상기 도면에서는 외측 궤적(T3) 및 (T4)이 중심 궤적(10, 20)과 동일한 직경을 가지지만, 그것들은 더 작을 수 있거나 또는 더 클 수 있다.

나타낸 상기 구성에서는, 한편으로는 궤적(T3)과 궤적(T1)의 교차점에 및 다른 한편으로는 궤적(T2)과 궤적(T4)의 교차점에 반대쪽으로 교반하는 추가로 2 개의 궤적 겹침 대역(Z')이 있다. 상기 두 대역 각각에서는, 두 인접 샤프트 (각각 30/120 및 20/40)가 둘 모두 동일한 회전 방향으로 구동되기 때문에, 그 효과는 반대쪽으로 교반하는 상기 궤적 겹침 대역(Z')에서 스트림의 속도를 증가시키는 것이 아니다.

도 9는 교반기의 회전축이 흐름에 직각을 이루는 방향으로 정렬되고, 착색제 불균질성의 연속 원천이 지점(90)에서 도입되는 본 발명에 따르는 배열을 나타낸다. 착색제가 상기 장치 통과 후 흐름의 전체 폭에 균일하게 분포된다는 것이 관찰된다. 따라서, 결과는 매우 균질한 혼합이다. 교반기의 상류에서 착색제 원천의 위치가 어디이든 동일한 효율에 주목할 수 있다.

도 10은 2 개의 교반 봉이 흐름 방향에 평행하게 정렬되는 축을 가지는 종래 기술에 따르는 배열을 나타낸다. 위치(100)에 놓인 착색제 원천이 혼합 대역 통과 후 균질한 방식으로 분포되지 않는다는 것에 주목한다. 얻은 혼합은 도 9의 경우보다 훨씬 덜 균질하다.

하기 표 1은 상이한 구성의 교반에 따라서 수직 및 수평 평균 인발률을 제공한다. 사례 1 (기준)은 도 5에 관한 설명을 포함해서 도 5의 사례이고, 봉이 전체 높이에 걸쳐서 40 ㎜의 직경을 갖는다. 사례 4는 주목할만한 수직 성분을 가하는 도 6에 나타낸 장치에 상응한다. 본 발명에 따르는 실시예의 경우 예를 들어 71 내지 156의 비를 가짐에 비해 수평 인발과 수직 인발 사이의 비가 8이기 때문에, 혼합 효과는 확실히 3 차원적이다. 무엇보다도, 본 발명에 따르는 실시예는 사례 4에서의 인발률보다 적어도 8 배 초과의 수평 평면에서의 인발률을 제공한다. 게다가, 사례 4에서 3 차원적 인발률은 26² + 3.3²의 제곱근, 즉, 26.2이다. 이것은 여전히 본 발명에 따르는 실시예의 인발률보다 적어도 8 배 작다.

위에서 본 발명을 예로서 기술한다. 전문가가 특허청구범위에 의해 한정되는 특허의 틀로부터 반드시 벗어나지 않는 본 발명의 상이한 변형을 실현하는 위치에 있음을 이해한다.

Claims

중심축(A)을 따라 흐르는 용융 유리 스트림(F)의 실현 및 상기 스트림의 혼합을 포함하는 유리 제조 방법이며,
상기 혼합은 n 개의 샤프트(10, 20)를 회전 구동시킴으로써 실현되고, n은 2 이상의 정수이고, 각 샤프트는 상기 스트림(F)의 중심축(A) 방향에서 수직선에 대해서 0°내지 30°의 각도로 위치하는 축을 가지며, 두 인접 샤프트(10, 20)는 거리(D) 만큼 분리되어 있고, 상기 두 인접 샤프트의 축은 평행하고, 상기 두 인접 샤프트(10, 20) 각각은 상기 스트림(F) 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 1 개의 봉(11, 12; 21, 22)에 연결되고, 상기 각 봉(11, 12; 21, 22)은 그것이 연결된 샤프트의 축에 평행한 축을 가지며,
적어도 상기 두 인접 축에 관해서, 상기 두 샤프트 사이에 위치하는 겹침 대역(Z)을 형성하기 위해 1 개의 봉의 축과 그것이 연결된 샤프트의 축 사이의 거리(d₁₁, d₁₂; d₂₁, d₂₂)가 상기 두 샤프트의 축 사이의 거리(D)의 9/20 이상 또는 ½ 이상이고,
상기 두 인접 샤프트가 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되고, 스트림의 방향을 따라 위에서 볼 때 상기 두 인접 샤프트 중 하나가 왼쪽에 있고 나머지 하나가 오른쪽에 있다고 생각할 때 왼쪽 샤프트가 시계 반대 방향으로 구동되고 오른쪽 샤프트가 시계 방향으로 구동되며,
스트림의 혼합이 우선적으로 수평 평면에서 실현되고, 수평 평면에서 평균 인발률이 평균 수직 인발률보다 적어도 10 배를 초과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 수평 평면에서 평균 인발률이 평균 수직 인발률보다 적어도 30 배 또는 적어도 50 배를 초과하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 스트림의 혼합이 함께 혼합되지 않는 수평 평면들 내에서만 실현되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두 인접 샤프트(10, 20)에 관해서, 상기 샤프트 중 하나(10)가 상기 스트림(F) 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 1 개의 봉(11, 12)에 연결되고, 나머지 하나의 샤프트(20)가 각각이 상기 스트림(F) 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 2 개의 봉(21, 22)에 연결된 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 4 개의 인접 샤프트(10, 20, 30, 40)가 회전 구동되고, 상기 샤프트(10, 20, 30, 40) 각각이 단일의 봉(11, 21, 31, 41)에 연결되고, 두 인접 샤프트(10, 20)가 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되고, 스트림의 방향을 따라 위에서 볼 때 상기 두 인접 샤프트 중 하나가 왼쪽에 있고 나머지 하나가 오른쪽에 있다고 생각할 때 왼쪽 샤프트가 시계 반대 방향으로 구동되고 오른쪽 샤프트가 시계 방향으로 구동되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두 인접 샤프트(10, 20)의 축이 스트림(F)의 중심축(A) 방향에 직각을 이루는 평면(P)에 위치하거나, 또는 상기 스트림의 중심축에 대해 대칭 배열되는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 두 인접 샤프트(10, 20)가 혼합 동안에 동일 속도로 회전 구동되고, 이때 탈위상은
- 각각 1개의 단일 봉을 포함하는 2 개의 샤프트의 경우, 0°이거나, 또는
- 인접 샤프트에 대해 180°/x이고, 여기서 x는 가장 많은 봉이 연결된 샤프트의 봉의 수이고, x ≥ 2임
을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 0.1 내지 5.0 ㎜/s(명시된 값 포함)의 혼합의 상류에서의 스트림(F)의 속도를 위해 샤프트(10, 20)의 회전 속도가 1 내지 20 회전/분(명시된 값 포함)인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되는 상기 두 인접 샤프트(10, 20)가 스트림(F)의 중심 종축(A)으로부터 동일한 거리 D/2에 배열된 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트림(F)이 20 이상인 인발 수 nb를 가지며, 상기 인발 수 nb는 L / (UT)이고, 여기서
- L은 혼합이 수행되는 축(A)을 따르는 길이 (㎜)이고,
- U는 상기 길이에서의 유체의 평균 속도 (㎜/s)이고,
- T는 상기 샤프트(10, 20)의 회전 기간이고, 60 / V이고, 여기서 V는 상기 샤프트의 회전 속도 (회전/분)임
을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 봉(11, 12; 21, 22)과 상기 봉이 연결된 샤프트(10, 20) 사이의 거리가 혼합 동안에 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 샤프트(10, 20) 또는 모든 샤프트가 상기 스트림(F) 내에 침지되고, 상기 스트림 내에 침지되는 상기 샤프트는 상기 샤프트의 축에 대해 비대칭인 형태를 상기 스트림 내에 침지되는 상기 샤프트의 부분에서 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따르는 유리 제조 방법을 실시하기 위한 유리 제조 장치이며,
용융 유리 스트림(F)을 생성하는 퍼니스 및 상기 스트림을 혼합하는 교반기(1)를 포함하고,
회전 구동되는 n 개의 샤프트(10, 20)를 포함하고, n은 2 이상의 정수이고, 각 샤프트는 상기 스트림(F)의 중심축(A) 방향에서 수직선에 대해 0°내지 30°의 각도로 위치하는 축을 가지며, 두 인접 샤프트(10, 20)는 거리(D) 만큼 분리되어 있고, 상기 두 인접 샤프트의 축은 평행하고, 상기 두 인접 샤프트(10, 20) 각각은 상기 스트림(F) 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 1 개의 봉(11, 12; 21, 22)에 연결되고, 상기 각 봉(11, 12; 21, 22)은 그것이 연결된 샤프트의 축에 평행한 축을 가지며,
적어도 상기 두 인접 축에 관해서 1 개의 봉의 축과 그것이 연결된 샤프트의 축 사이의 거리(d₁₁, d₁₂; d₂₁, d₂₂)가 상기 두 샤프트의 축 사이의 거리(D)의 9/20 이상 또는 ½ 이상이고,
상기 두 인접 샤프트가 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되고, 스트림의 방향을 따라 위에서 볼 때 상기 두 인접 샤프트 중 하나가 왼쪽에 있고 나머지 하나가 오른쪽에 있다고 생각할 때 왼쪽 샤프트가 시계 반대 방향으로 구동되고 오른쪽 샤프트가 시계 방향으로 구동되고,
스트림의 혼합이 우선적으로 수평 평면에서 실현되고, 수평 평면에서 평균 인발률이 평균 수직 인발률보다 적어도 10 배를 초과하는 것을 특징으로 하는 장치.
제13항에 있어서, 수평 평면에서 평균 인발률이 평균 수직 인발률보다 적어도 30 배 또는 적어도 50 배를 초과하는 것을 특징으로 하는 장치.
제14항에 있어서, 스트림의 혼합이 함께 혼합되지 않는 수평 평면들 내에서 실현되는 것을 특징으로 하는 장치.
제13항에 있어서, 상기 두 인접 샤프트(10, 20)에 관해서, 상기 샤프트 중 하나(10)가 상기 스트림(F) 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 1 개의 봉(11, 12)에 연결되고, 나머지 하나의 샤프트(20)가 각각이 상기 스트림(F) 내에 적어도 부분적으로 위치하는 적어도 2 개의 봉(21, 22)에 연결된 것을 특징으로 하는 장치.
제13항에 있어서, 4 개의 인접 샤프트(10, 20, 30, 40)가 회전 구동되고, 상기 샤프트(10, 20, 30, 40) 각각이 단일의 봉(11, 21, 31, 41)에 연결되고, 두 인접 샤프트(10, 20)가 서로에 대해 반대 방향으로 회전 구동되고, 스트림의 방향을 따라 위에서 볼 때 상기 두 인접 샤프트 중 하나가 왼쪽에 있고 나머지 하나가 오른쪽에 있다고 생각할 때 왼쪽 샤프트가 시계 반대 방향으로 구동되고 오른쪽 샤프트가 시계 방향으로 구동되는 것을 특징으로 하는 장치.
제13항에 있어서, 적어도 1 개의 봉(11, 12; 21, 22) 또는 각 봉이 평활한 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
제13항에 있어서, 적어도 1 개의 봉(11, 12; 21, 22) 또는 각 봉이 원형 단면 또는 봉을 따라서 모두 동일한 원형 단면을 가지고, 직경이 20 내지 150 ㎜, 또는 40 내지 100 ㎜인 것을 특징으로 하는 장치.