KR200285895Y1 - 유리용융로용 멜터 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 상부벽 및 저부벽을 가지며, 고상의 유리원료를 가열하여 액상의 용융유리로 형성하는 유리용융로용 멜터에 관한 것으로서, 상기 저부벽의 적어도 일부구간에는 상기 저부벽의 온도를 하강시키는 냉각장치가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 원활한 컨벡션순환을 통해 용융유리의 저부층 및 상부층간을 적절하게 교반시킬 수 있도록 한 유리용융로용 멜터가 제공된다.

Description

유리용융로용 멜터{MELTER FOR GLASS FURNACE}

본 고안은, 유리용융로용 멜터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 저부벽에 냉각장치가 마련된 유리용융로용 멜터에 관한 것이다.

유리용융로는 고상의 유리원료를 용융하는 멜터와, 멜터 내의 용융유리를 청징하는 리파이너와, 용융유리를 성형장치로 공급시키기 위한 유리공급부를 갖는다.

멜터의 일측에는 고상의 유리원료를 투입하는 원료공급부가 마련되어 있으며, 멜터의 상부영역에는 투입된 유리원료를 가열하여 액상의 용융유리로 형성하는 버너가 마련되어 있다. 버너는 복수개로 마련되어 멜터의 길이방향을 따라 양측 일렬로 배치되어 있다. 여기서, 원료공급부와 인접한 영역에 배치된 버너들은 고상의 유리원료를 액화시키기 위해 타측에 배치된 버너들에 비해 더 많은 양의 화염을 분사한다.

이에 의해, 원료공급부로부터 멜터 내로 고상의 유리원료가 투입되면 멜터의 상부에 배치된 버너들에 의해 고상의 유리원료는 약 1500??정도의 온도를 갖는 용융유리로 형성된다. 그리고, 리파이너와 유리공급부를 거쳐 성형장치로 제공된다.

그런데, 이러한 종래의 유리용융로용 멜터에 있어서는, 멜터의 상부영역에 배치된 버너들은 용융유리의 상부층만을 향해 화염을 분사하고 있기 때문에 멜터 내에서 형성된 용융유리에는 상호 뒤섞이는 컨벡션순환이 일어날 수 없다.

따라서, 멜터 내에서 형성된 용융유리의 상부층과 저부층은 상호 적절하게 교반될 수 없어 양질의 용융유리를 제공할 수 없다.

따라서, 본 고안의 목적은, 원활한 컨벡션순환을 통해 용융유리의 저부층 및 상부층간을 적절하게 교반시킬 수 있도록 한 유리용융로용 멜터를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 유리용융로의 개략적인 평면도,

도 2는 용융유리의 컨벡션순환 과정을 도시한 멜터의 일부영역을 절취한 측면도,

도 3은 도2에 따른 탈포구간(A) 전방영역의 저부벽 배면도,

도 4은 본 고안의 냉각장치의 제어블럭도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 원료공급부 14 : 리파이너

18 : 유리공급부 30 : 멜터

30a : 저부벽 32 : 버블링장치

41 : 냉각수공급부 42 : 냉각수관

상기 목적은, 본 고안에 따라, 상부벽 및 저부벽을 가지며, 고상의 유리원료를 가열하여 액상의 용융유리로 형성하는 유리용융로용 멜터에 있어서, 상기 저부벽의 적어도 일부구간에는 상기 저부벽의 온도를 하강시키는 냉각장치가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유리용융로용 멜터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 냉각장치는, 냉각수를 공급하는 냉각수공급부와 상기 저부벽에 지그재그식으로 매입되어 상기 냉각수공급부로부터의 냉각수가 유동하는 냉각수관을 포함할 수 있다.

이 때, 상기 저부벽의 온도를 측정하는 온도측정부와 상기 냉각수관에 마련되어 상기 냉각수의 흐름을 개폐하는 개폐밸브와 상기 개폐밸브를 구동시키는 밸브구동부와 상기 온도측정부에 의해 측정된 상기 저부벽의 온도값에 기초하여 상기 개폐밸브가 상기 냉각수관의 개폐하도록 상기 밸브구동부를 작동 및 작동해제시키는 제어부를 더 마련한다면 보다 효과적으로 용융유리의 컨벡션순환을 유도할 수 있을 것이다.

멜터를 상기 유리원료가 투입되는 인접영역에 마련되어 상기 용융유리 속의 기포를 탈포시키는 탈포구간과, 탈포된 상기 용융유리가 후공정으로 유동하는 유동구간으로 구획할 때, 상기 냉각수관은 상기 탈포구간의 저부벽 배면에 배치되어 있는 것이 보다 효과적이다.

상기 냉각수관과 이격된 위치의 상기 탈포구간과 상기 유동구간 사이의 저부벽에 마련되어 상기 상부벽을 향해 기포를 발생시키는 버블링장치를 더 마련하여 용융유리 내의 미세한 기포를 제거할 수도 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 고안에 대해 상세히 설명한다.

예를 들어, 음극선관과 같은 유리제품을 성형하는 유리용융로는 도 1에 도시된 바와 같이, 고상의 유리원료를 공급받아 가열함으로써 액상의 용융유리로 형성시키는 멜터(30)와, 용융유리 속의 불순물을 청징하거나 제거시켜 양질의 용융유리를 만드는 리파이너(14)와, 멜터(30)와 리파이너(14) 사이에 개재되어 멜터(30) 내의 용융유리를 소정의 온도로 냉각시킴으로써 용융유리를 균질화시키는 병목연결부(12)와, 리파이너(14)와 상호 연통되게 배치되어 성형작업조건에 적합한 유리상태가 되도록 용융유리를 가열, 냉각 및 교반하여 유리제품 성형장치(22)로 제공하는 유리공급부(18)를 갖는다.

유리공급부(18)는 리파이너(14)와 결합되어 청징된 용융유리의 유로를 형성하는 피더(19)와, 피더(19)의 단부에 결합되어 일정량의 용융유리(유리 고브(Gob)라 함)를 성형장치(22)로 제공하는 보울(20)을 갖는다.

멜터(30)의 양측에는 멜터(30)의 길이방향을 따라 이격간격을 두고 복수의 가열포트(13)가 형성되어 있다. 각 가열포트(13)에는 원료공급부(10)를 통해 멜터(30) 내로 유입된 고상의 유리원료를 가열시키기 위한 버너(15)가 마련되어 있다.

멜터(30)의 양측에는 버너(15)가 점화되었을 경우, 버너(15)로 연소공기를 공급하거나 멜터(30) 내에서 발생된 폐가스를 외부로 배출시키기 위한 한 쌍의 축열실(16)이 마련되어 있다.

도 2는 용융유리의 컨벡션순환을 도시한 멜터(30)의 일부영역을 절취한 측면도이고, 도 3은 도2에 따른 탈포구간(A) 전방영역의 저부벽 배면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 멜터(30)는 그 상부영역에 마련된 복수의 버너(15)들의 세기에 따라 탈포구간(A)과 유동구간(B)으로 구획될 수 있다. 본 실시예에서는 멜터(30)의 상부영역 양측에 버너(15)들이 각각 7개씩 배치되어 있으며, 이 중 원료공급부(10)로부터 3번째 배치된 버너(15)까지의 구간을 탈포구간(A)이라 하고 4번째 배치된 버너(15)로부터 끝까지를 유동구간(B)이라 한다.

탈포구간(A)에서는 원료공급부(10)로부터 투입된 고상의 유리원료를 가열하여 용융유리를 형성함과 동시에 용융유리 속의 기포를 탈포시킨다. 그리고, 유동구간(B)에서는 탈포된 용융유리를 계속적으로 가열하여 병목연결부(12)로 전달한다. 이 때, 멜터(30)의 상부영역에 배치된 버너(15)들 중, 탈포구간(A)에 배치된 버너(15)들은 유동구간(B)에 배치된 버너(15)들에 비해 더 많은 양의 화염을 분사하게 된다.

한편, 탈포구간(A)의 저부벽(30a)의 배면에는 냉각수관(42)이 마련되어 있다.즉, 냉각장치는 냉각수를 공급하는 냉각수공급부(41)와, 냉각수공급부(41)로부터의 냉각수가 유동하는 냉각수관(42)을 포함하는데, 냉각수관(42)은 탈포구간(A) 전방영역의 저부벽(30a) 배면에 마련된다. 이 때, 냉각수관(42)은 탈포구간(A) 전방영역의 저부벽(30a) 배면에 지그재그식으로 매입되어 탈포구간(A)의 저부벽(30a)의 온도를 균일하게 낮추게 된다. 냉각장치는 상기의 구성 외에도 다양하게 실시될 수 있는 바, 그 참조부호는 생략한다.

냉각장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 저부벽(30a)의 온도를 측정하는 온도측정부(45)와, 냉각수관(42)에 마련되어 냉각수관(42) 내로 흐르는 냉각수의 흐름을 개폐하는 개폐밸브(43)와, 개폐밸브(43)를 구동시키는 밸브구동부(44)와, 제어부(46)를 더 포함할 수 있다. 온도측정부(45)는 온도감지센서나 일반적인 온도계 등으로 채용할 수 있다.

이 때, 제어부(46)는 온도측정부(45)에 의해 측정된 탈포구간(A)의 저부벽(30a)의 온도값에 기초하여 개폐밸브(43)가 냉각수관(42)의 개폐하도록 밸브구동부(44)를 작동 및 작동해제시키게 된다.

즉, 온도측정부(45)에 의해 검출된 탈포구간(A)의 저부벽(30a) 온도가 소정의 기준온도보다 높으면 제어부(46)가 밸브구동부(44)를 작동시켜 개폐밸브(43)가 냉각수관(42) 내부를 개방하도록 한다. 그러면, 냉각수공급부(41)로부터 냉각수가 제공되어 냉각수관(42)을 따라 흐르게 됨으로써 탈포구간(A)의 저부벽(30a)은 온도는 소정의 기준온도로 하강된다.

그러면, 탈포구간(A)의 저부벽(30a)의 온도와 탈포구간(A)의 상부영역에 배치된 버너(15)들에 의한 가열온도와의 차에 의해 탈포구간(A) 내에 위치한 용융유리에는 도 2에 화살표로 도시된 바와 같은 컨벡션순환이 일어나게 된다. 따라서, 용융유리는 그 상부층과 하부층이 적절하게 교반될 수 있다.

탈포구간(A)에 위치한 용융유리가 컨벡션순환되는 과정에서 탈포구간(A)의 저부벽(30a) 온도가 소정의 기준온도로 도달하면, 제어부(46)는 다시 밸브구동부(44)를 작동시켜 개폐밸브(43)가 냉각수관(42) 내부를 폐쇄하도록 하고 이때, 탈포구간(A) 전방영역의 저부벽(30a) 배면에 지그재그식으로 설치된 냉각수관(42)을 따라 흐르면서 탈포구간(A)의 저부벽(30a) 온도를 하강시켰던 냉각수는 냉각수공급부(41)로 복귀하게 된다. 그러나, 이 때 역시, 탈포구간(A)의 저부벽(30a)의 온도와 탈포구간(A)의 상부영역에 배치된 버너(15)들에 의한 가열온도와의 차에 의해 탈포구간(A) 내에 위치한 용융유리에는 컨벡션순환이 일어나게 되어 용융유리는 적절하게 교반될 수 있다.

탈포구간(A) 후방영역의 저부벽(30a)의 상부에는 버블링장치(32)가 마련되어 있다. 즉, 버블링장치(32)는 냉각수관(42)과 이격된 위치의 탈포구간(A)과 유동구간(B) 사이의 저부벽(30a)에 마련되어 상부벽(미도시)을 향해 비교적 크기가 큰 기포를 연속적으로 발생시켜 용융유리 내의 기포를 탈포시킨다. 이에, 전술한 컨벡션순환과 더불어 양질의 용융유리를 제공할 수 있도록 한다.

이러한 구성을 갖는 유리용융로에 의해 용융유리가 형성되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

원료공급부(10)를 통해 고상의 유리원료가 멜터(30) 내로 공급되면 탈포구간(A)의 상부영역에 배치된 복수의 버너(15)들에 의해 고상의 유리원료는 약 1500??정도의 온도를 갖는 용융유리로 액화된다.

이 때, 제어부(46)에서는 탈포구간(A)의 저부벽(30a)의 온도를 측정한 온도측정부(45)의 온도값에 기초하여 밸브구동부(44)를 작동 및 작동해제시킨다. 그러면, 전술한 바와 같이, 밸브가 냉각수관(42)을 개방 및 폐쇄하면서 탈포구간(A)의 저부벽(30a)의 온도를 소정의 기준온도로 맞추게 된다. 이러한 과정에서 탈포구간(A) 내에 위치한 용융유리는 탈포구간(A)의 저부벽(30a)의 온도와 탈포구간(A)의 상부영역에 배치된 버너(15)들에 의한 가열온도와의 차에 의해 컨벡션순환이 일어나게 되면서 그 상부층과 하부층이 적절하게 교반될 수 있다. 따라서, 양질의 용융유리가 형성된다.

이어 용융유리는 버블링장치(32)에 의해 내부에 잔존하는 기포가 소멸된다. 즉, 버블링장치(32)는 비교적 크기가 큰 기포를 상측으로 연속적으로 발생시키면서 용융유리 내의 미세한 기포를 소멸시킨다.

기포가 소멸된 용융유리는 유동구간(B)을 거쳐 병목연결부(12)를 통해 적절한 상태로 냉각된 후, 리파이너(14)로 향한다. 리파이너(14)에서는 용융유리의 균질화 및 청징작업이 수행된다. 그런 연후에, 용융유리는 유리공급부(18)를 통해 성형장치(22)로 제공되어 음극선관 유리제품과 같은 반제품으로 성형된다.

이와 같이, 본 고안에서는 멜터(30)의 탈포구간(A) 저부벽(30a)에 냉각장치를 마련함으로써 원활한 컨벡션순환을 통해 용융유리가 적절하게 교반될 수 있도록 하고 있다. 따라서, 보다 양질의 용융유리를 제공할 수 있어 성형되는 유리제품의 품질을 보다 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면, 원활한 컨벡션순환을 통해 용융유리의 저부층 및 상부층간을 적절하게 교반시킬 수 있도록 한 유리용융로용 멜터가 제공된다.

Claims (5)

1. 상부벽 및 저부벽을 가지며, 고상의 유리원료를 가열하여 액상의 용융유리로 형성하는 유리용융로용 멜터에 있어서,

   상기 저부벽의 적어도 일부구간에는 상기 저부벽의 온도를 하강시키는 냉각장치가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유리용융로용 멜터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 냉각장치는,

   냉각수를 공급하는 냉각수공급부와

   상기 저부벽에 지그재그식으로 매입되어 상기 냉각수공급부로부터의 냉각수가 유동하는 냉각수관을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리용융로용 멜터.
3. 제2항에 있어서,

   상기 저부벽의 온도를 측정하는 온도측정부와

   상기 냉각수관에 마련되어 상기 냉각수의 흐름을 개폐하는 개폐밸브와

   상기 개폐밸브를 구동시키는 밸브구동부와

   상기 온도측정부에 의해 측정된 상기 저부벽의 온도값에 기초하여 상기 개폐밸브가 상기 냉각수관의 개폐하도록 상기 밸브구동부를 작동 및 작동해제시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리용융로용 멜터.
4. 제2항에 있어서,

   상기 유리원료가 투입되는 인접영역에 마련되어 상기 용융유리 속의 기포를 탈포시키는 탈포구간과, 탈포된 상기 용융유리가 후공정으로 유동하는 유동구간을 더 포함하며,

   상기 냉각수관은 상기 탈포구간의 저부벽 배면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유리용융로용 멜터.
5. 제4항에 있어서,

   상기 냉각수관과 이격된 위치의 상기 탈포구간과 상기 유동구간 사이의 저부벽에 마련되어 상기 상부벽을 향해 기포를 발생시키는 버블링장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리용융로용 멜터.