KR19990063969A - 플로트 유리 제조 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

용용 부재(2)와, 정련 부재(3)와, 작업 단부(4)를 구비하는 플로트 유리 제조 장치에 관한 것으로, 상기 작업 단부(4)는 둘 이상의 출구(6,10)를 가지며, 이들 출구 각각은 분리된 도관(8,13)과 플로트 유리 형성 챔버(9,14)를 공급하고, 작업 단부(4)는 둘이상의 출구(6,10)를 통한 유리 유동이 다른 출구(6,10)를 통한 유리의 유동과 독립적이도록 작동될수 있다.

Description

플로트 유리 제조 장치 및 방법

본 발명은 플로트(float) 유리의 제조에 관한 것이다.

종래의 플로트 유리 제조 라인은, 그 내부에서 배치(batch) 재료가 용융되고 이렇게 얻어진 용융 유리가 정련 및 상태조절되는 유리 용융노(달리 탱크로도 알려져 있음)와, 그 내부에서 노로부터 수용된 용융 유리가 플로트 유리 리본으로 형성되는 플로트 유리 형성 챔버(달리 배쓰로도 알려져 있음) 및, 리본이 배쓰에서 워터룸 (이곳에서 유리가 판으로 절단되어 적층됨)으로 이동하는 도중에 냉각되는 어닐링 레흐(lehr)를 포함한다. 이러한 제조 라인의 용량, 즉 최대 생산량은 라인의 최저 용량부의 최대 생산량에 의해 결정되며, 이 라인은 생산량이 상이하게 작동되어 상이한 제품, 즉 유리 두께와 시간이 상이한 제품을 제조하도록 요망될수 있다. 이는 때로는 저용량으로 작동해야 하는 노 및, 다양한 제품을 제조하기 위한 장치를 구비해야 하는 플로트 형성 챔버의 효과적인 사용을 제한할 수 있다.

단일의 유리 용융노로부터 다수의 플로트 유리 형성 챔버를 이송시키기 위한 종래의 제안이 있었으며, 그 예로 미국 특허 제 3,932,165 호가 있다. 그러나, 이러한 장치는 스톤이나 버블과 같은 별개의 결점에 관하여 그리고 전체 광학 품질에 관하여 유리 품질이 손상될 위험을 무릅쓰게 되며, 이러한 플로트 유리의 유리 품질은 다른 편편 유리 형태를 포함하는 다른 형태의 유리보다 상당히 높은 기준을 가져야 한다.

본 발명에 따르면, 용융 유리를 형성하도록 배치 재료가 용융되는 용융 영역과, 용융 유리가 플로트 유리 제조에 적합한 표준으로 정련(refine)되는 정련 영역과, 정련된 유리가 리본 플로트 유리 제조를 위해 그로부터 이송되는 작업 단부(working end) 및, 정련된 유리가 리본 형성을 위해 그로부터 이송되는 작업 단부를 구비하는 용융 노를 포함하는 플로트 유리 제조 장치가 제공되며, 상기 작업 단부로부터 제 1 플로트 유리 형성 챔버로의 제 1 출구와 연결되는 제 1 도관과 상기 작업 단부로부터 제 2 플로트 유리 형성 챔버로의 제 2 출구와 연결되는 제 2 도관이 제공되고, 상기 작업 단부는 상기 출구중 한 출구를 통한 유리의 유동이 다른 출구를 통한 유리의 유동과 독립적이도록 작동될수 있으며, 제 2 도관은 이 도관을 따른 유리의 유동이 출구로부터 멀어지는 방향으로 이루어지고 출구를 통한 작업단부로의 역류가 배제되도록 제 2 출구 부근에서 높이를 갖고, 그 길이는 제 2 도관을 따라 유동하는 유리의 열적 상태조절 및 균질화(thermal conditioning and homogenisation)가 가능하도록 하기에 충분히 폭보다 크며, 열적 상태조절을 위한 제 2 도관 수단과 이를 따라 흐르는 유리를 균질화하는 수단 및, 작업 단부에 있는 제 2 단부로부터 제 2 도관을 따른 유리의 유동을 차단하는 차단 장치는 상호 연관되어 있다. 이러한 장치는 사실상 단일 용융노로부터 이송된 두 개의 플로트 유리 제조 라인을 제공할수 있는바, 이는 노와 플로트 형성 챔버의 보다 효과적인 사용을 가능하게 하며 동시에 각각의 다른 라인에서 다른 제품들이 제조될수 있게 한다.

통상적으로, 제 2 도관은 그 내부에서 역류가 없도록 그 길이를 통해서 유리 유동을 일방향성 유동으로 제한한다. 이는 제 2 도관의 적절한 깊이에 의해 달성될수 있지만 단면, 즉 깊이 및/또는 폭이 점진적으로 변화할수도 있다. 제 2 도관은 제 2 라인이 제 1 라인과 평행하게 될 수 있도록 만곡부를 가질수도 있다.

제 2 도관과 연관된 균질화 수단은 통상 교반기(stirrers)를 포함하며, 이 교반기는 특히 제 2 도관에서 그 하류 단부 부근에 제공될수 있다.

상기 작업 단부에 있는 제 1 및 제 2 출구는 통상 이들을 통과 유동하는 각각의 유리 스트림의 독립성을 달성하도록 충분히 이격되어 있다. 그러나 교반기는 제 1 출구를 향해 유동하는 용융 유리를 균질화하기 위해 제 1 출구에 근접하여 작업단부에 제공될수 있다. 상기 제 1 출구는 단부 벽에 있을 수 있고 제 2 출구는 작업 단부의 측벽에 있을 수 있으며, 제 2 출구는 단부벽으로부터 측벽의 길이의 적어도 2/3에 위치되는 것이 통상적이다. 통상 제 2 도관은 제 2 출구를 이 제 2 출구를 포함하는 작업 단부벽에 대해 직각으로 결합한다.

전술한 교반기는 통상적으로 모두 패들(paddle) 교반기이다.

제 2 도관과 연관된 열적 상태조절 수단은 오버헤드 가열기를 포함하거나 주울 가열(Joule heating) 효과를 내기 위한 전극을 포함하거나 이들을 조합하여 포함할수 있다.

상기 작업 단부는 상기 제 1 및 제 2 출구에 더하여, 용융 유리를 하나 이상의 추가적인 플로트 유리 형성 챔버로 이송시키기 위한 하나 이상의 추가적인 출구를 가지며, 이러한 각각의 추가 출구와 각각의 플로트 유리 형성 챔버 사이에는 제 2 도관과 유사한 형상의 추가 도관이 있게 된다.

본 발명은 또한 단일 용융 노의 용융 영역에 용융 유리를 형성하기 위한 배치 재료를 용융하는 단계와, 상기 용융 유리를 단일의 용융 노에서 플로트 유리 제조에 적합한 표준으로 정련하는 단계와, 단일 용융노의 작업단부로부터 정련된 용융 유리의 제 1 스트림을 이송하여 제 1 플로트 유리 리본을 형성하는 단계와, 단일의 용융노의 작업 단부로부터 정련된 용융 유리의 제 2 스트림을 제 1 스트림과 독립적으로 이송하는 단계와, 제 2 스트림내의 용융 유리를 열적으로 상태조절 및 균질화하여 제 2 플로트 유리 리본으로 형성하는 단계를 포함하는, 플로트 유리 제조 방법을 제공한다.

상기 방법은 단일 용융노의 작업 단부에서 용융 유리를 이것이 제 1 스트림내로 통과할 때 교반하는 단계를 포함할수 있으며, 챔버로 송급되어 제 2 플로트 유리 리본으로 형성되기 직전에 제 2 스트림에서 용융 유리를 교반하는 단계를 포함할수 있다.

놀랍게도 본 발명에 따른 장치 또는 방법에 의하면, 각각의 스트림의 생산성이 다르고 비대칭적인 배치인 경우에도, 각각의 스트림에서 단일 용융 노의 작업 단부로부터 이송되는 용융 유리로부터, 그 각각이 양호한 품질의 플로트 유리로 되는 다수의 리본이 형성될수 있는 것으로 밝혀졌다.

본 발명이 보다 양호하게 이해될수 있도록 그 실시예들을 아래의 도면을 참조하여 설명할 것이다.

도 1은 플로트 유리 제조 장치의 개략적인 평면도이고,

도 2는 도관내 만곡부의 개략 도시도이며,

도 3은 도관내 가열 수단을 도시하는 개략 단면도이고,

도 4는 도관내 교반기를 도시하는 개략 평면도이며,

도 5는 도관내 교반기를 도시하는 개략 종단면도이고,

도 6은 다른 플로트 유리 제조 장치의 일부분의 개략 평면도이다.

도 1은 용융 영역(2)과, 정련 영역(3) 및, 작업 단부(4)를 포함하는 유리 용융 노(1)를 도시한다. 잘 알려진 방식으로 배치 재료가 용융 영역(2)내로 이송되고 그곳에서 용융되어 용융 유리를 형성하며, 이 용융 유리는 이후 정련 영역(3)에서 정련, 즉 버블이 제거된다. 이후 용융 유리는 유리의 상태조절이 이루어지는 작업 단부(4)로 통과한다. 도 1에 도시된 노는 정련 영역(3)과 작업 단부(4) 사이에 요부(腰部;waist)를 갖는 형태의 것이다. 이 요부의 부근에는, 통과하는 유리를 영국 특허 명세서 제 1503145 호에 기술된 방식으로 균질화하기 위한 교반기 및 수냉식 파이프가 사용된다. 당업자라면 잘 이해하겠듯이, 유리 용융노의 용융, 정련, 상태조절 영역 사이에는 정확히 정해진 경계가 없다. 또한 도 1에 도시된 노의 특정한 형태는 단지 예시적으로 주어진 것이며 플로트 유리 제조에 적합하도록 정련된 양질의 용융 유리를 생산할수 있는 형태라면 어떤 유리 용융노라도 사용될수 있다.

장방형으로 도시된 작업 단부(4)는 그 단부벽(7)에 제 1 출구(6)를 가지며, 이 출구를 통해서 제 1 용융 유리 스트림은, 테이퍼진 것으로 도시된 제 1 도관(8)내로 유동되고, 이로 인해 제 1 플로트 유리 형성 챔버(9)내로 송급된다. 도관(8)으로부터 송급되는 유리의 유동을 제어 및 (필요하다면) 정지시키기 위한 트윌(tweel)(비도시)이 제공된다. 이렇게 송급된 유리는 제 1 플로트 유리 리본으로 형성되며 이후 형성 챔버의 출구로부터 레흐(lehr)(비도시)로부터 절단 룸으로 공지의 방식으로 인발(drawing)된다.

도 1을 참고로 하여 이제까지 기술된 설치는 종래의 플로트 유리 제조 라인이다.

본 발명에 따르면 용융노의 작업 단부(4)는 제 2 의 용융 유리 스트림이 통과하여 유동할수 있는 제 2 출구(10)를 갖는다. 이 제 2 출구(10)는 작업 단부의 측벽(11)에 배치되는데, 그 위치는 단부벽(7)으로부터 측벽(11) 길이의 적어도 2/3 의 거리이다. 즉, 제 2 출구(10)는 작업 단부의 요부 단부(waist end)로부터 측벽(11)의 길이의 1/3 의 위치에 위치되지만 통상적으로는 코너에 바로 인접하지 않는다. 그러므로 제 2 출구(10)는 제 1 출구(6) 로부터 양호하게 이격되어 있고 특히 제 1 및 제 2 출구는 이들 출구를 각각 통과 유동하는 제 1 및 제 2 유리 스트림 사이의 상호작용(interaction)이 방지되고 이들 스트림의 독립이 달성될수 있도록 충분히 이격되어 있다. 필요하다면 영국 특허출원 제 95/22123.0호 ( 그 내용은 본원에 참조로 포함되었음)에 기술된 방식 즉 제 1 및 제 2 출구(6,10)의 보다 밀접한 간격이 가능하게 하는 방식으로 제 1 출구(6)에 인접하여 작업 단부(4)에 교반기(12)를 사용하므로써 상기 상호작용의 회피가 보조될수 있고 독립이 추가적으로 보장될수 있다. 어느 경우나, 작업 단부는 한 출구를 통한 유리의 유동이 영향을 받지 않도록 그리고 다른 출구를 통한 유리의 유동이 독립적이도록 작동될수 있다.

제 2 도관(13)은 제 2 출구(10)를 제 2 플로트 유리 형성 챔버(14)에 연결한다. 이 제 2 도관(13)은 제 1 도관(8)에 비해 긴 도관이다. 즉 제 2 도관은 후술되듯이 열적 상태조절 및 이를 따라 유동하는 유리의 균질화를 가능케 하기에 충분히 그 길이가 폭보다 길다. 제 2 도관(13)은 제 2 출구(10)를 측벽(11)에 대해 거의 직각으로 연결하며, 출구 부근에서의 깊이는 도관을 따른 유리의 유동이 출구로부터 멀어지는 방향으로 이루어지고 출구로부터 작업 단부내로의 역류가 배제되도록 설정되어 있다. 이는 작업 단부에서의 용융 유리가 오염되지 않고 제 2 도관(13)으로부터의 역류에 의해 오염되거나 역효과를 갖지 않도록 보장한다.

통상 제 2 도관(13)은 효과적으로 균일하다. 즉, 제 2 도관은 그 길이를 통한 유리 유동을 단일 방향 하류 유동으로 제한한다. 그러나 필요하다면 제 2 도관은 깊이가 변화될수도 있지만 원활한 유동을 보장하고 유리의 결함 위험을 증대시킬수 있는 저속 이동 유리의 포켓 생성을 방지하기 위하여 단계적 변화(step changes)보다는 점진적 변화(gradual changes)를 할수 있다. 마찬가지로 제 2 도관은 필요하다면 폭이 변화될수도 있는데 이 변화는 통상 동일한 이유로 단계적 변화가 아닌 점진적 변화이다. 따라서 제 2 도관의 단면적 변화는 테이퍼진 천이 섹션(transition sections)에 의해 가장 양호하게 달성된다. 도 1은 이러한 테이퍼진 섹션(15)을 도시하는바, 이는 제 2 도관(13)의 하류 단부 부근에서 폭과 깊이가 감소되며, 이곳에서 용융 유리는 제 2 플로트 유리 형성 챔버(14)로 송급된다. 형성 챔버내로의 유리 유동을 제어하고 필요하다면 정지시키기 위하여 트윌(비도시)가 제공된다. 제 2 도관(13)은 긴 도관이므로 현저한 ' 드로우다운(drawdown;수위저하) ' 을 겪게 될 수 있다. 즉 자유 유리면의 레벨이 마찰압력 손실로 인하여 도관을 따라서 강하된다. 이는 제어 트윌 뒤에서 효과적인 유리의 헤드에 영향을 끼칠수 있으며 도관의 깊이는 트윌 제어가 유지될수 있도록 보장하기에 충분할 필요가 있다. 송급된 유리는 챔버(14)내에서 제 2 플로트 유리 리본으로 형성되며 이는 공지의 방식으로 챔버 출구로부터 레흐(lehr)(비도시)를 통해 절단 섹션으로 인발된다.

제 2 도관(13)은, 제 2 플로트 유리 형성 챔버(14)가 제 1 플로트 유리 형성 챔버(9)와 평행하게 배치될수 있게 하는 직각의 만곡부(16)를 갖는다. 작업 단부(4)와 만곡부(16) 사이에서의 도관(13)의 제 1 레그의 길이는 형성 챔버(9,14)사이에 그 만족할만한 작업 (여기에는 예를 들어 상부 롤, 쿨러, 코팅 장치 등과 같은 장치의 시동(start-up)작업, 삽입, 철회등이 포함됨)을 위한 충분한 공간을 남기기에 충분하다. 만곡부(16)와 형성 챔버(14)사이의 도관(13)의 제 2 레그의 길이는 예를 들면 제 1 형성 챔버(9)로의 진입부의 레벨 또는 그 약간 하류와 같은 편리한 형성 챔버 진입 위치용으로 충분하다. 이는 평행한 제 1 및 제 2 라인 (각각의 형성 챔버, 레흐, 절단 섹션으로 이루어짐)을 구비한 편리한 공장 레이-아웃(lay-out)을 제공한다. 사실상, 적절한 컨베이어 장치에 의하면 절단 및 스택킹(stacking) 장치의 공유가 있을 수 있다.

만곡부(16) 주위로의 유리 유동에 기인하는 역효과를 최소화하기 위해서는 유리 산업에서 사용되는 스완-네크(swan-neck) 형태(백조의 목 형태)가 바람직하다. 이러한 형태는 도 2에 도시된 바와 같이 실제 만곡부로 진입하면서 절반폭의 테이퍼를 제공하고 이어서 만곡부를 나오면서 전체폭으로 스무스한 확장부를 제공하는 돌출부(17,18)를 구비한다. 이는 당해 기술분야에서 잘알려져 있는 도관의 중심 라인에 대하여 보다 대칭적인 유리 유동을 달성한다.

열적 상태조절 수단(19)은 제 2 도관(13)과 연관되어서 이를 따라 유동하는 용융 유리를 상태조절한다. 도 1은 도관의 각 레그에 있는 하나의 이러한 열적 상태조절 수단을 도시하지만 이들은 도관 길이를 따라 필요한 곳이면 어디나 위치됨을 이해해야 할 것이다. 도 3은 오버헤드 방사 히터(20)를 포함하는 열적 상태조절 수단의 특별한 형태를 도시하며, 이 열적 상태조절 수단은 가스 버너 또는 오일 버너이거나, 전기적인 것, 또는 유동 유리에 침지되어 주울 효과를 일으키는 전극(21)일수 있다. 실제로 열적 상태조절 수단은 이러한 형태의 히터중 하나 또는 다른 것 또는 그 조합을 포함할수 있다.

균질화 수단(22)은 또한 제 2 도관(13)과 연관되어 이를 따라 유동하는 용융유리를 균질화한다. 도 1은 도 4와 도5에 도시된 교반기 형태의 테이퍼진 섹션(15) 직전의 하류 단부 부근에 있는 이러한 균질화 수단(22)을 도시한다. 교반기(23,24)는 90。의 위상 차로 반대 방향으로 회전하도록 배치되는 한쌍의 패들 교반기로 구성된다. 각각의 교반기 사이의 간격과 교반기와 도관 측벽 사이의 간격은 생산량을 방해하지 않으면서 효과적인 균질화를 달성하도록 되어 있다. 교반기와 도관 플로어 사이의 간격은 상당한 누설을 방지하기에 충분히 작아야 하지만 도관 바닥의 기계적 접촉이나 심각하게 가속되는 부식을 방지하기에 충분히 커야 한다. 교반기의 패들 또는 블레이드는 샤프트만이 자유 유리면을 파손시키도록 유리에 전체적으로 침지되어야 하며, 블레이드 상부는 버블의 비말동반(entrainment) 이나 과도한 웨이브 발생을 방지하기 위해 유리면에 대해 충분히 아래에 있지만, 블레이드 위로 비교반된 유리의 누설을 배제하기 위해 충분히 가까이 있다. 교반기는 통상적으로 유리를 불투명하게 하는 헤비 칠링 효과(heavy chilling effects)때문에 수냉(water-cooling)되지 않지만, 내화 세라믹, 귀금속으로 코팅된 내화물, 또는 내화금속 합금으로 제조될수도 있다.

도 1은 제 2 도관(13)의 하류 단부 부근에서만 교반기를 도시하고 있으나 이들 교반기는 필요에 따라 도관을 따라 다른 위치에 배치될수도 있다.

트윌과 유사한 차단 장치(25)가 도1에 도시하듯이 제 2 도관(13)에 대한 입구에 제공되어 작업 단부(4)에 있는 제 2 출구(10)로부터 제 2 도관을 따른 유리의 유동을 차단한다. 이 차단 장치(25)는 통상 출구(10)와 장치(25) 사이에서의 유리의 양을 최소화하도록 출구(10)를 제한하는 측벽(11)에 가능한한 가깝게 배치되고, 이 장치(25)는 차단 위치에 있을 때 인접하는 유리를 냉각하도록 수냉 된다. 이 차단 장치(25)는 어떤 이유든 간에 제 2 플로트 형성 챔버가 작동하지 않을 때 제 2 도관(13)으로의 유리 유동을 멈추게 하는데 사용될수 있다.

장치의 작동 방식은 대개 전술한 바로부터 명백하다. 단일 용융노(1)의 용융 영역(2)에서 용융 유리를 형성하기 위하여 유리 배치가 용융되고, 용융 유리는 정련 영역(3)에서 정련된다. 양(both) 라인이 작동중에 있을 때, 제 1 의 정련된 용융 유리 스트림은 단일 용융노의 작업 단부의 제 1 출구(6)로부터 이송되어 제 1 형성 챔버(9)에서 제 1 플로트 유리 리본으로 형성되며, 제 2 의 독립적인 정련된 용융 유리 스트림은 단일 용융노의 작업 단부의 제 2 출구(10)로부터 이송된다. 제 2 스트림내의 용융 유리는 제 2 도관(13)을 따라 이동함에 따라 열적으로 상태조절되고 균질화되며 이후 제 2 형성 챔버(14)내에서 제 2 플로트 유리 리본으로 형성된다. 필요하다면 제 1 스트림내로 통과하는 용융 유리는 제 1 형성 챔버(9)로 송급되기 직전에 작업 단부내의 교반기(12)에 의해 교반될수 있다. 제 2 스트림내의 용융 유리는 제 2 형성 챔버(14)로 송급되기 직전에 긴 도관(13)의 하류 단부에서 교반될수 있다.

형성 챔버(9,14)는 상이한 제품들을 동시에 제조하도록 작동될수 있다. 예를 들어 하나는 코팅된 제품을 제조하기 위한 코팅 장치를 구비하고 다른 하나는 코팅되지 않은 유리를 제조할수 있다. 이들 형성 챔버는 상이한 각각의 리본 두께(물체)및/또는 폭을 제조할수 있다. 베이스 유리에 대한 첨가물이 제 2 도관내로 주입될수 있다. 또한 적합한 제품 혼합 조절에 의하여 단일의 용융노는 고효율, 저비용, 최적화된 노 설계, 개량된 기초 유리 품질을 가능케 하는 일정 생산성(로드)으로 작동할수 있다. 제 1 라인을 차단할 필요가 있으면 이는 제 1 형성 챔버(9)로의 송급시에 트윌에 의해 이루어질수 있다. 제 2 라인을 차단할 필요가 있을 경우, 이는 (제 2 형성 챔버(14)로의 송급시에 트윌에 의해 차단하는 것이 바람직한 작업 단부(4)로부터 제 2 도관(13)내 유리 전체를 가상 절연시키는) 차단 장치(25)의 작동에 의해 이루어질수 있다.

본 발명에 따른 장치는 신규 플랜트로서 세워지거나 기존의 플랜트에 추가되어 형성될수 있다. 따라서 도 1 에 도시된 실시예는 용융노(1), 제 1 도관(8), 제 1 플로트 형성 챔버(9)를 포함하는 기존의 플랜트에 제 2 도관(13)과 제 2 플로트 형성 챔버(14)를 추가하므로써 달성될수 있다. 이 경우 제 1 출구(6)에 인접한 작업 단부에 있는 교반기(12)는 상당히 바람직하며 필요하다면 기존 용융노(1)의 용량은 양 라인에 대한 그 생산성을 높이기 위하여 부스트 가열(boost heating)을 적용하므로써 증대될수 있다.

또한 제 2 도관의 치수 및 작동 파라미터들은 플랜트의 특정 요건을 충족시키도록 선택될 것임을 이해해야 할 것이다. 이러한 선택은 대개는 일부 시도 및 실험을 통하여 당업자의 능력에 포함되는 것이며, 주로 모델 작업(model work)에 기초하는 이하의 정보는 단지 안내를 위한 예시적으로 주어지는 것이다.

제 2 도관은 일반적으로 대략 4미터 이상의 길이를 가져야 하며, 통상은 예로서 대략 40미터 이상으로 길다. 도 1의 실시예에서는 예를 들어 제 2 도관(13)은 만곡부(16)로의 대략 22미터의 제 1 레그와 만곡부(16)로부터 그 하류 단부로의 대략 22미터 짜리 제 2 레그를 가지며 도합 44 미터의 길이를 갖는다. 제 2 도관(13)의 유리 이송 폭은 대략 2 미터이며, 그 하류 단부에서 대략 1미터로 좁아지고 이곳에서 유리를 제 2 형성 챔버(14)로 이송시키고, 테이퍼 섹션(15)은 대략 1미터이다. 스완 네크형 만곡부(16)에서 유리 이송 폭 역시 대략 1미터로 감소된다. 내부 및 외부 돌출부(17,18)의 곡률반경은 동일 중심(C) 주위로 각각 대략 300 mm 와 3000 mm 이며, 도 2 에 도시된 A 와 B 로 도시된 내부 돌출부(17)의 다른 치수는 각각 대략 1 미터와 600 mm 이다.

테이퍼 섹션(15)제 2 도관(13)에 있는 유리의 깊이는 대략 500 mm 이고 테이퍼 섹션(15)의 하류에서는 대략 300 mm 로 감소된다. 전술했듯이, 드로우다운 현상은 유리 폭이 도관(13)의 상류 단부에서 보다 크지만 헤드 손실은 제어 트윌에서 유리 깊이의 10% 를 초과하지 않아야 하며, 따라서 본 예에 의하면 도관(13)의 상류 단부에서의 유리 깊이는 대략 530 mm 이다. 앞서도 설명했듯이, 이 깊이는 유동이 단일 방향이고 제 2 출구(10)를 통한 작업 단부(4)로의 역류가 방지되도록 설정되며, 이러한 단일 유동(uniflow)은 공정의 안정성을 향상시킨다.

제 2 도관(13)의 하류 단부 부근에 있는 패들 교반기(23,24)는 통상, 순수 저항(net resistance to flow)이 과도하여 유리가 이들 사이보다 교반기의 위 또는 아래로 유동하는 경향이 있을 때 버블의 도입을 방지하고 '블로킹'을 방지하기 위하여 비교적 느리게 예를 들면 6 rpm 내지 20 rpm 사이에서 회전되지만 전체 균질화를 보장하도록 충분히 빨리 회전한다. 도 4에 도시되어 있는 한쌍의 교반기 각각의 블레이드 폭은 통상 도관 폭의 20 내지 25 % , 즉 대략 450 mm 이고, 교반기는 도관 중심선에 대해 대칭적으로 교반기 샤프트 중심 사이의 간격이 도관폭의 대략 35 내지 40 % 사이, 즉 대략 760 mm 의 간격으로 배치된다. 작동중인 도관 측벽에 대해 블레이드 에지가 가장 근접하는 거리는 도관폭의 대략 16 내지 23 %, 즉 대략 395 mm 이다. 교반기 블레이드의 바닥과 도관 플로어 사이의 간격은 유리깊이의 대략 5 내지 20 % 일수 있다. 도관 플로어는 내식성 내화물로 구조될수 있으며, 또는 양호한 품질을 손상시킬수 있는 내화성 내식 결함을 초래하지 않고 작은 간격이 가능하도록 훌륭한 금속 보호부를 구비할수 있다. 교반기 샤프트는 테이퍼진 섹션(15)의 상류 단부의 대략 1200 mm 상류에 위치될수 있으며, 이는 사실상 형성 챔버(14)로 용융 유리가 송급되기 직전이다.

제 2 도관(13)은 예를 들어 불투명화나, 비유동성 또는 반유동성(semi- stagnant)유리, 내화물의 내식성 오염, 또는 내화성 유리 접촉 블록 사이 조인트부에서 발생하는 경우들로 인해 초래될수 있는 불연속적인(discrete) 결함이 제 2 용융 유리 스트림내로 도입되는 것을 방지하도록 설계 및 작동된다. 그럼에도 불구하고, 도관내 유리의 깊이는 단일유동 작업을 달성하도록 그리고 상기 결함들이 유리가 용융노(이로부터 상기 결함들이 제 1 스트림으로 전달될수도 있다)의 작업단부내로 역류되는 것을 방지하도록 되어 있다.

열적 상태조절 수단(19)은 제 2 도관(13)을 따라 유동하는 유리에서, 원하는 표면 온도와 허용가능한 측부-대-측부, 측부-대-중심, 상부-대-바닥 온도 차이를 포함하는 소요 온도 조건이 유지되도록 보장하는 작용을 한다. 온도 제어는 또한 도관 바닥의 하부 유리 레벨 구조물 주위에 장치를 신중하게 사용하므로써 보조될수도 있다. 제 2 출구(10)를 통해 제 2 도관(13)으로 진입하는 유리는 종래의 플로트 유리 조성 예에서 대략 1160。C 내지 1190。C 의 온도에 있을수 있다. 이는 도관의 제 1 부분에서 대략 1180。C 의 표면 온도로 유지될수 있으며 이는 만곡부(16)에서 1170。C 의 표면 온도로 감소될수도 있다. 만곡부(16)와 도관의 하류 단부 사이에서 유리는 형성 챔버(14)로의 송급 제어 트윌에서 대략 1100。C 의 표면 유리 온도로 점차 냉각 제어된다. 도관(13)으로의 입구에서 대략 13。C 인 측부-대-측부 온도 차이는 대략 8。C 이하의 측부-대-중심 차이로 감소될수 있으며 상부-대-하부 온도 차이는 대략 15。C 일수 있다.

유리 용융노(1)의 생산량(로드)은 예를 들어 주당 7000 톤 (tpw;tonnes per week)일수 있으며, 여기서 제 1 형성 챔버(9)를 구비하는 제 1 플로트 라인은 대략 4000 tpw 로 작동하고 제 2 형성 챔버(14)를 구비하는 제 2 플로트 라인은 대략 3000 tpw 로 작동된다.

또한 단일의 유리 용융노에서 둘 이상의 라인이 떨어져 나갈수 있으며, 이 노의 작업 단부에는 소요 개수의 출구가 제공되고 상기 작업 단부는 어느 하나의 출구를 통한 유리의 유동이 다른 출구를 통한 유리의 유동에 영향을 끼치지 않도록 작동될수 있으며, 그로 인해 독립적인 유리 스트림이 달성될수 있고, 각각의 도관은 추가적인 출구를 각각의 플로트 유리 형성 챔버에 연결시키는 전술한 제 2 도관과 유사한 형상을 갖는다.

도 6은 세 개의 라인을 갖는 장치를 도시한다. 제 1 및 제 2 라인의 배치는 도 1과 동일하며 동일한 도면부호가 사용되어 동일 부분을 나타낸다. 제 3 라인은 기본적으로 제 2 라인과 유사하며 첨자 A 를 갖는 제 2 라인과 동일한 도면부호로 표시된다. 따라서 제 3 라인은 측벽(11)과 대향하여 작업 단부(4)의 측벽(11A)에서 제 3 출구(10A)로부터 이송된다. 스완-네크 만곡부(16A)를 갖고 관련된 열적 상태조절 수단(19A)(만곡부 뒤에만 도시)과 균질화 수단(22A)을 (테이퍼 섹션(15A)을 갖는) 그 하류 단부 부근에 구비하는 긴 제 3 도관(13A)이 제 3 출구(10A)를 제 3 플로트 유리 형성 챔버(14A)에 연결한다. 제 3 도관(13A)에서 제 3 출구(10A) 부근에 위치하는 차단 장치(25A)는 상기 도관으로의 유리의 유동을 차단하도록 작동될수 있다. 차단 장치가 개방되면 정련된 용융 유리는 단일 유동 도관(13A)을 따라 제 3 스트림으로서 형성 챔버(14A)로 유동되며 이 챔버내에서 제 3 플로트 유리 리본으로 형성된다. 작업 단부에서의 각 출구(6,10,10A)의 분리 및 제 1 출구(6) 부근에서의 교반기(12) 사용은 각 출구를 통해 유동하는 유리 스트림 사이의 상호작용을 방지하고 그 독립성을 보장한다.

도 6은 또한 긴 제 2 및 제 3 도관(13,13A)의 상류 레그에 배치된 수정 또는 추가 셀(26,26A)을 도시한다. 이들 셀은 도관을 통해 흐르는 용융 유리를 예를 들어 추가 물질을 주입하여 그 색깔 이나 조성을 변화시키므로써 수정하도록 작동될수 있다. 이러한 셀에 의하면 제 2 및 제 3 라인에서 제조된 플로트 유리는, 작업 단부(4)로부터 수정되지 않은 표준 베이스 유리를 사용하는 제 1 라인에서 제조된 것과는 다르고 상호 상이한 상태(properties)를 가질수 있다. 그러므로 이 장치는 폭과 두께가 상이하고 조성이나 상태 또한 상이한 세 개의 플로트 리본을 동시에 제조할수 있다. 필요하다면 하나 이상의 플로트 형성 챔버는 통과하는 플로트 리본을 코팅하기 위한 코팅 장치를 구비할수 있다. 유리 용융노는 예를 들어 대략 12000 tpw 로 작동될수 있고, 제 1 플로트 라인이 대략 8000 tpw 로, 제 2 플로트 라인이 대략 1000 tpw 로 그리고 제 3 플로트 라인이 대략 3000 tpw 로 작동된다.

도 1 및 도 6에 도시된 실시예에서 유리 용융노의 작업 단부(4)는 종래의 장방형 형태이며 단부벽과 측벽에는 출구가 제공되고 이 측벽은 예를 들어 15 미터 정도의 길이이다. 단일 용융노에서 셋 이상의 라인이 분리되면 작업 단부는 각각의 도관이 결합되어 그 내부로 흐르는 유리 스트림의 독립성을 유지할수 있도록 예를 들어 다각형이나 반원형과 같은 상이한 형태일 필요가 있다.

도 1 및 도 6 의 실시예들은 평행선을 갖는데 이는 보통 장치 레이아웃에 있어 유리하다. 그러나 특정 환경을 요하거나 예로서 서로에 대해 직교하는 것과 같은 다른 각도 관계로 라인을 수용할수 있다면 이는 관련 도관에서 만곡부를 생략하거나 다른 각도로 된 만곡부를 구비하므로써 이루어질수 있다.

본 발명의 요지를 벗어나지 않고서 이루어지는 다양한 변형예들이 당업자에게는 쉽게 이해될 것이다.

예를 들어, 제 2 도관(13)을 가로질러 한쌍의 교반기(23)가 도시되어 있으나 두쌍 이상의 교반기, 또는 도관 폭을 가로질러 짝수가 아닌 개수의 교반기가 있을수 있고, 위에서 주어진 가이드라인 치수는 적절하게 분산된다. 교반은 제 2 도관(13)을 따라 여러 위치에서 발생될수 있으며, 이들 위치는 역 상호작용을 방지하기에 충분히 분리된다. 각 위치에 있어서 간단한 교반기 쌍이 선호되지만 전술한 것보다 많은 것이 있을수 있다. 긴 도관에서는, 제품의 광학 품질을 손상시키는 타원형 림 형상(ream features)을 제거하고 제품 두께의 균일성을 손상시키는 측부-대-측부 온도 변화를 제거하기 위해 적어도 하류 단부 부근에서 효과적인 균질화가 필요하며, 놀랍게도 이는 제 2 리본에 양호한 품질의 플로트 유리를 부여하기 위해 도관에서의 교반에 의해 달성될수 있다.

마찬가지로, 작업 단부(4)에서 제 1 출구(6) 부근에는 한쌍의 교반기가 일반적이지만 둘 이상의 교반기가 제공될수 있다. 일부 양호한 설계와, 유리 조성 및, 용융 조건하에서는 이들 교반기가 불필요하지만 이들은 그렇지 않을 경우 제 2 라인에 기인하는 변화된 컨디셔너 유동 패턴으로 인해 초래될수 있는 품질 손상으로부터 제 1 라인을 보호하는데 도움이 될 수 있다. 즉, 하나의 출구를 통한 유리의 유동이 다른 출구를 통한 유리의 유동에 영향을 끼치지 않게 독립적인 유리 스트림을 달성하도록 작업 단부가 작동할수 있게 하는데 도움이 될 수 있다.

단일 용융노로부터 나가며(running off) 그 각각은 양호한 품질의 플로트 유리를 제조할수 있는 복수의 라인을 갖는 플로트 유리 제조 장치는 원하는 플로트 유리 제품 혼합체를 제조하는 동안에 용융노의 효과적인 작동을 가능케 하는데 있어서 상당한 장점을 갖는다. 표준 클리어 플로트 유리 제품을 일반적인 폭과 두께로 제조하는데 하나의 (메인) 라인이 사용될수 있고, 상기 용융노는 이러한 클리어한 플로트 유리를 제조하며, 덜 널리 사용되는 제품을 제조하기 위해 다른 하나 또는 복수의 라인이 사용된다. 예를 들어 각각의 도관에 착색 재료를 추가하므로써 색상 플로트 유리를 제조할수 있으며 그로 인해 색 조정이 신속히 이루어지게 할수 있다. 특정 라인, 특히 플로트 형성 챔버는 얇은 유리 또는 코팅된 유리와 같은 특정 제품 생산을 위해 설계될수 있고, 특정 라인에서 시간이 다르게(at different times) 만들어진 제품을 쇼트-런(short-run) 특수 시장으로 어드레스하기 위해 선별적으로 수정하기 위한 장치가 제공된다.

Claims (18)

1. 용융 유리를 형성하도록 배치 재료가 용융되는 용융 영역과, 용융 유리가 플로트 유리 제조에 적합한 표준으로 정련되는 정련 영역과, 용융 유리를 도관내로 송급하는 출구와 도관으로부터의 유리를 수용하는 플로트 유리 형성 챔버를 가지며 상기 정련된 유리를 상태조절하는 작업 단부를 구비하는 용융노를 포함하는 플로트 유리 제조 장치에 있어서,

   상기 작업 단부(4)는 제 2 도관(13)내로 이어지고 용융 유리를 제 2 플로트 유리 형성 챔버(14)내로 송급하는 추가 출구(10)를 구비하며, 상기 작업 단부(4)는 두 개의 출구(6,10)를 통한 유리의 유동이 상호 독립적이도록 작동될수 있고, 제 2 도관(13)은 제 2 도관(13)을 따른 유리의 유동이 제 2 출구(10)로부터 멀어지는 방향으로 이루어지고 제 2 출구(10)를 통한 작업 단부(4)로의 역류가 배제되도록 제 2 출구(10) 부근에 깊이를 가지며, 제 2 도관(13)의 길이는 제 2 도관(13)을 따라 유동하는 유리의 열적 상태조절 및 균질화가 발생하도록 그 폭보다 크고, 상기 플로트 유리 제조 장치는 또한 상기 제 2 도관(13)과 연관된 보조의 열적인 상태조절 및 균질화 수단(19,22)과, 작업 단부(4)에 있는 제 2 출구(10)로부터 제 2 도관(13)을 따른 유리의 유동을 차단하기 위한 차단 수단(25)을 추가로 구비하는, 플로트 유리 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 도관(13)은 그 길이에 걸친 유리의 유동을 일방향 유동으로 제한하는 플로트 유리 제조 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 도관(13)은 적어도 하나의 점진적인 단면(15,17,18)변화를 갖는 플로트 유리 제조 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 상기 제 2 도관(13)은 내부에 형성되는 만곡부(16)를 갖는 플로트 유리 제조 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한항에 있어서, 상기 제 2 도관과 연관된 균질화 수단(22)은 교반기(23,24)를 포함하는 플로트 유리 제조 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 도관(22)에는 그 하류 단부에 교반기(23,24)가 제공되는 플로트 유리 제조 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한항에 있어서, 상기 교반기(12)는 제 1 출구(6)에 인접하여 작업 단부(4)에 제공되는 플로트 유리 제조 장치.
8. 제 5 항, 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 교반기(12,23,24)는 패들 교반기인 플로트 유리 제조 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한항에 있어서, 상기 제 2 도관(13)과 연관된 열적 상태조절 수단(19)은 오버헤드 히터(20)를 포함하는 플로트 유리 제조 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한항에 있어서, 상기 제 2 도관(13)과 연관된 열적 상태조절 수단(19)은 유리를 주울 가열하기 위한 전극(21)을 포함하는 플로트 유리 제조 장치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한항에 있어서, 작업 단부(4)에 있는 상기 제 1 및 제 2 출구(6,10)는 이를 통과 유동하는 각각의 유리 스트림의 독립성을 달성하도록 충분히 이격되어 있는 플로트 유리 제조 장치.
12. 제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한항에 있어서, 제 1 출구(6)는 단부 벽(7)에 위치하고 제 2 출구(10)는 작업 단부(4)의 측벽(1)에 위치하는 플로트 유리 제조 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 제 2 출구(10)는 단부벽(7)으로부터 측벽(11) 길이의 적어도 2/3 에 위치하는 플로트 유리 제조 장치.
14. 제 1 항 내지 제 13 항중 어느 한항에 있어서, 상기 제 2 도관(13)은 제 2 출구(10)를 포함하는 작업 단부벽(11)에 대해 직각으로 연결되는 플로트 유리 제조 장치.
15. 제 1 항 내지 제 14 항중 어느 한항에 있어서, 상기 작업 단부(4)는 용융 유리를 추가 플로트 유리 형성 챔버로 이송하기 위해 제 1 및 제 2 출구(6,10)에 더하여 추가 출구(10A)를 포함하며, 각각의 추가 출구(10A)와 각각의 플로트 유리 형성 챔버(14A) 사이에는 제 2 도관(13)과 유사한 형상의 도관(13A)이 존재하는 플로트 유리 제조 장치.
16. 단일 용융노(1)의 용융 영역에 용융 유리를 형성하기 위하여 배치 재료를 용융하는 단계와,

    단일 용융노에서 용융 유리를 플로트 유리 제조에 적합한 표준으로 정련하는 단계와,

    단일 용융노의 작업 단부로부터 정련된 용융 유리를 이송하는 단계와,

    이 유리를 제 1 플로트 유리 리본으로 형성하는 단계를 포함하는 플로트 유리 제조 방법에 있어서,

    정련된 용융 유리의 제 2 스트림을 제 1 스트림과 독립적으로 단일 용융노의 작업 단부(4)로부터 이송하는 단계와,

    제 2 스트림내의 용융 유리를 열적으로 상태조절 및 균질화하는 단계와,

    이 유리를 제 2 플로트 유리 리본으로 형성하는 단계를 포함하는 플로트 유리 제조 방법.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 단일 용융노(1)의 작업 단부(4)에서의 유리를 이것이 제 1 스트림내로 통과할 때 교반하는 플로트 유리 제조 방법.
18. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 제 2 스트림내의 용융 유리를 이것이 제 2 플로트 유리 리본 형성을 위해 챔버(14)로 송급되기 직전에 교반하는 플로트 유리 제조 방법.