KR20020061567A - 강화유리 제조시스템의 냉각장치 - Google Patents

강화유리 제조시스템의 냉각장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강화유리 제조시스템의 냉각장치에 관한 것으로, 그 목적은 반제품 유리를 보다 빠른 속도로 냉각시켜 강화를 완전하게 시킬 수 있도록 하는 것이다.
이를 위해, 본 발명에서는 공기를 흡입하여 반제품 유리(A)측으로 송풍하도록 송풍수단(40)을 갖춘 에어덕트(30)와, 이 에어덕트(30)의 단부에 배치되어 반제품 유리(A)에 공기를 분사시키는 분사노즐(21)(22)과, 이 분사노즐(21)(22)의 본체(23)(24)내로 수분을 공급하는 수분공급수단(50)을 구비하여 반제품 유리(A)에 공기와 함께 수분을 분사시키는 것을 특징으로 한다. 따라서 노에서 가열된 반제품 유리(A)의 표면이 공기와 함께 수분에 의해 빠른 속도로 냉각되어 강화가 보다 완전하게 이루어지며 아울러 제품 불량률이 현저하게 줄어드는 작용효과가 있다.

Description

강화유리 제조시스템의 냉각장치{A COOLING DEVICE OF STRENGTHENED GLASS MANUFACTURE SYSTEM}
본 발명은 강화유리 제조시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반제품 유리를 급하게 냉각시켜 강화가 보다 완전하게 이루어지도록 하는 강화유리 제조시스템의 냉각장치에 관한 것이다.
일반적으로 강화유리(强化琉璃)는 통상의 판유리에 비하여 압력 및 온도변화에 대한 강도가 월등하게 높고 작은 알갱이 형태로 깨져 파편에 대한 위험성이 적음으로써, 자동차나 빌딩 또는 상점의 도어 및 조리용기 등에 널리 사용되고 있다.
이러한 강화유리는 판유리를 노에서 650 ~ 900℃ 내외로 가열한 후 공냉장치를 통해 급속히 냉각하는 시스템으로 제조되고 있다. 즉, 소정의 형태로 절단된 유리를 회전식 노에서 가열한 후 이송수단을 통해 공냉장치측으로 이동시킨다. 그리고 가열된 판유리의 상하부에서 공냉장치의 에어노즐을 통해 공기를 분사시킴으로써, 반제품 유리의 표면온도를 200 ~ 420℃ 정도까지 급하게 냉각시킨다. 이에 따라 반제품 유리의 표면층에 압축 응력을 잔류시킴으로써 강도가 판유리에 비해 월등하게 강화된 강화유리가 제조된다.
그러나 이러한 종래 강화유리 제조시스템에서는 대기의 공기를 직접 흡입하여 반제품 유리측으로 분사시키는 공냉장치를 통해 냉각시키기 때문에, 강화유리의 강도를 높이는 데 그 한계가 있다.
즉, 강화유리의 강도는 가열된 반제품 유리를 빠른 속도로 냉각시킬수록 높아지는데, 종래에는 상온의 공기를 통해 냉각이 진행되기 때문에 반제품 유리가 서냉된다. 이에 따라 강화가 불완전하게 이루어지며 아울러 제품 불량률이 높아지는데, 이런 현상은 대기 온도가 높아지는 여름철에 더욱 심하게 발생된다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로; 본 발명의 목적은 반제품인 가열된 유리를 보다 효율적으로 급냉시켜 강화유리의 강도를 높이며 제품 불량률을 낮출 수 있는 강화유리 제조시스템의 냉각장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 강화유리 제조시스템의 냉각장치를 보인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수분공급수단의 구조를 발췌하여 보인 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 수분공급수단의 다른 실시 예를 보인 것이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예를 보인 것이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
21,22..분사노즐 30..에어덕트
40..송풍수단(브로워 팬) 50..수분공급수단
51..탱크 52..펌프
53..공급관 54..분무노즐
55..물통 56..증기발생기
57..팬 58..증기덕트
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
공기를 흡입하여 반제품 유리측으로 송풍하도록 송풍수단을 갖춘 에어덕트와, 이 에어덕트의 단부에 배치되어 반제품 유리에 공기를 분사시키는 분사노즐을 구비한 강화유리 제조시스템의 냉각장치에 있어서,
냉각장치는 분사노즐측으로 수분을 공급하는 수분공급수단을 더 구비하여 반제품 유리에 공기와 함께 수분을 분사시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 수분공급수단은 물이 저장되는 탱크와, 이 탱크의 물을 흡입하여 펌핑하는 펌프와, 일단은 펌프의 출구측과 연결되고 타단은 분사노즐측과 연결되어 분사노즐측으로 물을 공급하는 공급관을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 분사노즐은 에어덕트와 연결되는 본체와, 이 본체의 일면에 마련된 다수개의 노즐구멍으로 이루어지며,
분사노즐의 본체에는 공급관의 타단이 연결되어 공급되는 물을 본체 내부에 분무하는 분무노즐이 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 분사노즐은 에어덕트와 연결되는 본체와, 본체의 일면에 마련된 다수개의 노즐구멍으로 이루어지며,
분사노즐의 노즐구멍들에는 공급관의 타단이 연결되어 공급되는 물을 공기와함께 분무하는 것을 특징으로 한다.
또한, 수분공급수단은 초음파를 통해 물통으로부터 공급되는 물을 진동 분리하여 증기를 발생시키는 증기발생기와, 이 증기발생기에서 발생된 증기를 분사노즐측으로 공급하는 증기덕트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 수분공급수단은 증기덕트의 중도에 설치되어 증기를 분사노즐측으로 강제 송풍하는 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 증기덕트의 단부는 증기가 기압차에 의해 분사노즐내로 공급되도록 에어덕트에 직결되는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 가열된 반제품 유리가 공기와 함께 분사되는 수분에 의해 보다 효율적으로 급냉됨으로써, 강화유리의 강도가 높아지며 제품 불량률을 낮출 수 있게 된다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명이 적용되는 강화유리 제조시스템은 판유리가 컨베이어를 통해 지나면서 가열되는 노와, 가열된 판유리를 상,하부 금형을 통해 소정의 형태로 성형하는 성형장치와, 소정의 형태로 성형된 반제품 유리를 냉각시키기 위한 냉각장치를 갖추고 있다.
강화유리 제조시스템의 냉각장치는 컨베이어를 따라 이송되는 반제품 유리에 공기를 분사하여 냉각시키며, 이로 인해 반제품 유리가 급하게 냉각되어 강화(强化)가 이루어지는데, 이의 구성을 도 1과 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명하면다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 강화유리 제조시스템의 냉각장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 반제품 유리(A)가 연속적으로 지나가는 컨베이어(10)와, 이 컨베이어(10)의 상하부에 각각 배치되어 공기를 분사시키기 위한 제1분사노즐(21) 및 제2분사노즐(22)과, 이 제1 및 제2분사노즐(21)(22)에 일단부가 연결되며 타단부에는 제1 및 제2분사노즐(21)(22)측으로 공기를 강제송풍하기 위해 송풍수단(40)이 마련된 에어덕트(30)와, 제1 및 제2분사노즐(21)(22) 내부로 수분을 분사 공급하는 수분공급수단(50)을 구비하고 있다.
제1,제2분사노즐(21)(22)은 컨베이어(10) 상하측에 대응하게 배치되며 내부에 소정의 공간이 형성된 제1본체(23) 및 제2본체(24)와, 이 제1,제2본체(23)(24)의 하면과 상면에 서로 대응하게 형성된 다수개의 노즐구멍(25)을 갖추고 있다. 이에 따라 제1분사노즐(21)과 제2분사노즐(22)은 이들 사이로 컨베이어(10)를 타고 지나가는 650 ~ 900℃ 정도의 반제품 유리(A)에 공기를 분사하게 된다.
에어덕트(30)는 송풍수단(40)의 작동 시 공기를 제1,제2분사노즐(21)(22)측으로 안내하는 것으로, 일단은 송풍수단(40)과 연결되며 타단은 분기되어 제1분사노즐(21) 및 제2분사노즐(22)의 각 본체(23)(24)와 연통되어 있다. 그리고 송풍수단(40)은 공기를 제1,제2분사노즐(21)(22)측으로 강제 송풍하게 되는데, 본 발명에서는 브로워 팬으로 이루어져 있다. 이에 따라 송풍수단인 브로워 팬(40)이 작동하면, 외부공기는 에어덕트(30)를 통해 제1분사노즐(21)과 제2분사노즐(22)로 분배 공급되게 된다(도 1의 화살표 F1 방향 참조).
그리고 수분공급수단(50)은 도 2에 도시한 바와 같이, 소정량의 물이 저장되는 탱크(51)와, 이 탱크(51)내의 물을 흡입 펌핑하는 펌프(52)와, 일단은 펌프(52)의 출구단과 연결되며 타단은 제1,제2분사노즐(21)(22)의 본체(23)(24) 내부와 연통되게 배치된 공급관(53)과, 이 공급관(53)의 타단과 연결되도록 제1,제2분사노즐(21)(22)의 본체(23)(24)에 마련된 분무노즐(54)을 포함한다. 따라서 제1,제2분사노즐(21)(22)의 본체(23)(24) 내부에는 브로워 팬(40)의 구동에 의한 공기와 함께 수분공급수단(50)의 작동으로 수분이 분사 공급되게 된다(화살표 F2 방향 참조).
다음에는 이와 같이 구성된 강화유리 제조시스템 냉각장치의 작동 및 이에 따른 효과를 설명한다.
먼저, 수분공급수단(50)의 펌프(52)가 구동하면, 탱크(51)내의 물은 펌핑되면서 공급관(53)과 분무노즐(54)을 통해 제1분사노즐(21)과 제2분사노즐(22)의 본체(23)(24) 내부로 각각 분무된다.
그리고 브로워 팬(40)이 작동하면, 외부 공기는 에어덕트(30)를 타고 제1, 제2분사노즐(21)(22)의 본체(23)(24)내로 공급되며 계속하여 다수개의 노즐구멍(25)을 통해 분사된다. 이에 따라 컨베이어(10)를 타고 제1분사노즐(21)과 제2분사노즐(22) 사이로 들어온 가열된 반제품 유리는 상,하부에서 분사되는 공기에 의해 냉각된다.
이 때, 브로워 팬(40)의 강제 송풍력에 의해 노즐구멍(25)으로는 공기와 함께 수분이 분사되며, 이로 인해 가열된 반제품 유리(A)의 표면은제1,제2분사노즐(21)(22)을 통해 분사되는 수분을 함유한 공기에 의해 종래보다 더 빠른 속도로 냉각되고, 이것에 의해 강화가 보다 완전하게 이루어진다.
한편, 이러한 기술적 사상은 펌프(52)를 통해 제1,제2분사노즐(21)(22)의 본체(23)(24)내로 물을 분무하는 것으로 설명하였지만, 이에 국한하지 않고 물을 노즐구멍(25)에 직접 공급하여도 본 발명의 소기 목적을 달성할 수 있다.
즉, 도 3을 참조하면, 분사노즐(21)(22)의 노즐구멍(25)들에 각각 연결구(25a)를 구성한다. 그리고 공급관(53)의 단부를 분기시키면서 노즐구멍(25)들의 연결구(25a)에 직접 연결한다. 이에 따라 노즐구멍(25)으로는 브로워 팬(40)의 송풍력과 펌프(52)의 펌핑력에 의해 공기와 함께 물이 분사됨으로써, 반제품 유리(A)의 표면이 보다 빨리 냉각되게 된다.
다음에는 본 발명에 따른 다른 실시 예를 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다. (본 발명의 다른 실시 예에서는 송풍수단을 갖춘 에어덕트 및 분사노즐의 구성은 전술한 실시 예와 실질적으로 동일하기 때문에, 이하에서는 본 발명에 따른 수분공급수단의 구성만을 상세히 설명한다.)
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수분공급수단(50)은 소정량의 물이 저장되는 물통(55)과, 초음파를 통해 물통(55)으로부터 공급되는 물을 진동 분리하여 증기를 발생시키는 증기발생기(56)와, 이 증기발생기(56)에서 발생된 증기를 제1,제2분사노즐(21)(22)의 본체(23)(24)내로 안내하는 증기덕트(58)와, 이 증기덕트(58)의 중도에 배치된 팬(57)을 포함한다. 이 때, 증기발생기(56)는 물통(55)으로부터 물을 공급받아 물분자를 분리시키는 진동자부(미도시)를 갖추고있다. 즉, 진동자부에서는 대략 1.69MHz의 초음파를 발진하여 물통(55)으로부터 공급되는 물을 진동 분리하여 증기를 발생시키는데, 이 때 발생된 증기는 차가운 상태이다. 또한, 팬(57)은 제1,제2분사노즐(21)(22)의 본체(23)(24) 내부와 증기발생기(56)을 연결하는 증기덕트(58)를 통해 증기발생기(56)에서 발생된 증기를 강제로 보내게 된다(화살표 F2 방향 참조).
이에 따라 증기발생기(56)와 팬(57)의 구동으로 제1,제2분사노즐(21)(22)의 본체(23)(24) 내부에는 차가운 증기가 분무되며, 아울러 에어덕트(30)를 통해 제1,제2분사노즐(21)(22)의 본체(23)(24)내로 외부공기가 송풍된다. 계속하여 증기를 함유한 공기는 다수의 노즐구멍(25)을 통해 가열된 반제품 유리(A)의 표면에 분사됨으로써, 반제품 유리(A)가 보다 빠른 속도로 냉각된다.
한편, 이러한 기술적 사상은 증기덕트(58)의 단부를 분사노즐(21)(22)의 본체(23)(24)에 연결하고 팬(57)을 통해 증기를 강제 송풍하는 것으로 설명하였지만, 이에 국한하지 않고, 증기덕트(58)의 단부를 공기가 공급되는 에어덕트(30)에 직접 연결하여도 본 발명의 소기 목적을 달성할 수 있다.
즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 수분공급수단(50)의 증기덕트(58) 단부를 에어덕트(30)의 중도에 직접 연결하면, 증기발생기(56)에서 발생된 증기는 에어덕트(30)를 통해 공급되는 공기에 의해 자연적으로 흡입되면서 분사노즐(21)(22)의 본체(23)(24)내로 공급되고, 계속하여 노즐구멍(25)을 통해 반제품 유리(A) 표면에 분사된다.
따라서 증기덕트(58)의 단부를 에어덕트(30)의 중도에 연결하면, 별도의팬(57,도 4참조)을 설치하지 않고서도 기압 차에 의해 증기 공급이 원활하게 이루어진다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이; 본 발명에서는 공기를 흡입하여 반제품 유리측으로 송풍하도록 송풍수단을 갖춘 에어덕트와, 이 에어덕트의 단부에 배치되어 반제품 유리에 공기를 분사시키는 분사노즐과, 이 분사노즐의 본체내로 수분을 분사하는 수분공급수단을 구비하여 반제품 유리에 공기와 함께 수분을 분사시키는 것을 특징으로 한다. 따라서 노에서 가열된 반제품 유리의 표면이 공기와 함께 수분에 의해 빠른 속도로 냉각되어 강화가 보다 완전하게 이루어지며 아울러 제품 불량률이 현저하게 줄어드는 작용효과가 있다.

Claims (7)

  1. 공기를 흡입하여 반제품 유리(A)측으로 송풍하도록 송풍수단(40)을 갖춘 에어덕트(30)와, 상기 에어덕트(30)의 단부에 배치되어 반제품 유리(A)에 공기를 분사시키는 분사노즐(21)(22)을 구비한 강화유리 제조시스템의 냉각장치에 있어서,
    상기 냉각장치는 상기 분사노즐(21)(22)측으로 수분을 공급하는 수분공급수단(50)을 더 구비하여 반제품 유리(A)에 공기와 함께 수분을 분사시키는 것을 특징으로 하는 강화유리 제조시스템의 냉각장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수분공급수단(50)은,
    물이 저장되는 탱크(51)와, 상기 탱크(51)의 물을 흡입하여 펌핑하는 펌프(52)와, 일단은 상기 펌프(52)의 출구측과 연결되고 타단은 상기 분사노즐(21)(22)측과 연결되어 상기 분사노즐(21)(22)측으로 물을 공급하는 공급관(53)을 구비하는 것을 특징으로 하는 강화유리 제조시스템의 냉각장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 분사노즐(21)(22)은 상기 에어덕트(30)와 연결되는 본체(23)(24)와, 상기 본체(23)(24)의 일면에 마련된 다수개의 노즐구멍(25)으로 이루어지며,
    상기 분사노즐(21)(22)의 본체(23)(24)에는 상기 공급관(53)의 타단이 연결되어 공급되는 물을 상기 본체(23)(24) 내부에 분무하는 분무노즐(54)이 설치된 것을 특징으로 하는 강화유리 제조시스템의 냉각장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 분사노즐(21)(22)은 상기 에어덕트(30)와 연결되는 본체(23)(24)와, 상기 본체(23)(24)의 일면에 마련된 다수개의 노즐구멍(25)으로 이루어지며,
    상기 분사노즐(21)(22)의 노즐구멍(25)들에는 상기 공급관(53)의 타단이 연결되어 공급되는 물을 공기와 함께 분무하는 것을 특징으로 하는 강화유리 제조시스템의 냉각장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 수분공급수단(50)은,
    초음파를 통해 물통(55)으로부터 공급되는 물을 진동 분리하여 증기를 발생시키는 증기발생기(56)와, 상기 증기발생기(56)에서 발생된 증기를 상기 분사노즐(21)(22)측으로 공급하는 증기덕트(58)를 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 제조시스템의 냉각장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 수분공급수단(50)은 상기 증기덕트(58)의 중도에 설치되어 증기를 상기 분사노즐(21)(22)측으로 강제 송풍하는 팬(57)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는강화유리 제조시스템의 냉각장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 증기덕트(58)의 단부는 증기가 기압차에 의해 상기 분사노즐(21)(22) 내부로 공급되도록 상기 에어덕트(30)에 직결되는 것을 특징으로 하는 강화유리 제조시스템의 냉각장치.
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