KR20230043175A - 부싱 및 부싱용의 팁 플레이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온 용융물을 수용하기 위한 부싱용의 팁 플레이트 및 상응하는 부싱에 관한 것이고, 상기 팁 플레이트는 높은 패킹 밀도의 팁들의 배열을 제공한다.

Description

부싱 및 부싱용의 팁 플레이트

본 발명은 고온 용융물을 수용하기 위한 부싱용의 팁 플레이트 및 상응하는 부싱에 관한 것이다. 용어 "수용" 은 모든 종류의 용융물의 준비, 저장 및 처리를 포함한다. 특히, 부싱 및 그의 팁 플레이트는 유리 섬유, 광물 섬유, 현무암 섬유 등과 같은 섬유의 제조에 사용하기 위한 것이다.

이하에서, 텍스타일 유리 섬유를 포함하는 유리 섬유의 제조 및 제조 장치를 참조하여 선행 기술 및 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 이러한 사용으로 제한되는 것은 아니다.

유리 섬유는 100 년 넘게 부싱에 의해 유리 용융물로부터 제조되어 왔다. 일반적인 개요는 Duesseldorf 에서의 glasstec 2006 exhibition 과 관련하여 HVG Huettentechnische Vereinigung der Deutschen Glasindustrie, Offenbach 에 의해 출판된 "Design and Manufacture of Bushings for Glass Fibre Production" 로부터 유도될 수 있다.

일반적인 부싱은, 직육면체 공간을 종종 제공하며 바닥, 소위 팁 플레이트 및 원주방향 벽을 포함하는 용융 용기 (도가니) 와 같은 박스로서 특징지어질 수 있다.

일반적인 팁 플레이트는, 상부 표면과 상부 표면에 대해 소정 거리에 있는 하부 표면 사이의 본체, 및 상부 표면과 하부 표면 사이에 그리고 상기 본체를 통해 연장되는 다수의 소위 팁 (tip) (또한 노즐들 및/또는 오리피스들이라고도 함) 을 포함하며, 상기 팁들/노즐들/오리피스들을 통해 대부분의 경우 중력의 영향 하에서, 용융물이 부싱을 떠날 수 있다.

팁 플레이트는 고온 내성을 필요로 하고, 따라서 고온 용융물 (예를 들어, 최대 1700℃) 을 견디기 위해 귀금속과 같은 고가의 재료를 필요로 한다. 일반적인 팁 플레이트에서 노즐의 배열 및 설계는 목표 생성물 및 유리 섬유 플랜트에서 국부적인 조건에 종속되고 변한다. 팁들이 종종 l-4 mm 의 내경 및 2-8mm 의 길이를 갖지만, 하나의 팁 플레이트의 팁의 수는 수천 개까지일 수 있다. 다양한 실시예에서, 팁은 팁 플레이트의 하부 표면 - 사용 동안 z-방향인 용융물의 유동 방향으로 - 돌출한다.

종래에는 소정 수의 팁들을 갖는 팁 플레이트를 제조하기 위해 필요한 귀금속의 수량 및 따라서 비용을 감소시키도록 단위 면적당 가능한 많은 팁을 배치할려는 여러 시도가 있었다. (상응하는 유동-관통 개구들을 갖는) 단위 면적당 팁들의 수는 종래 기술에서 팁 플레이트의 "패킹 밀도"로 지칭되었다.

높은 패킹 밀도를 실현하기 위해, US 5062876 A 는 팁의 하부 단부가 실질적으로 형상이 정다각형인 팁 플레이트를 개시한다. 팁 플레이트에 용접된 팁과 관련하여 정다각형의 형상의 구현은 종래의 제조 기술로는 어렵고, 그러한 오리피스를 통한 유리 용융물의 불규칙한 유동을 초래하며, 방열에 어려움을 초래한다.

예들: 하향으로 그러한 오리피스로부터 드로잉되는 섬유의 속도는 분당 약 1000 미터일 수 있고, 심지어 50 ㎛ 미만, 종종 4 내지 35 ㎛ 의 직경을 갖는 매우 얇은 연속 유리 섬유 필라멘트의 형성을 허용한다.

본 발명의 목적은 알려진 단점을 가능한 한 많이 극복하는 것이고, 특히 높은 패킹 밀도 (및 따라서 바람직한 관계: 팁들의 수/필요한 귀금속 질량), 우수한 수명을 갖는 팁 플레이트를 제공하고 및/또는 높은 균일성 및 품질의 유리 섬유 제조를 가능하게 하는 것이다.

본 발명은 다음의 발견에 기초한다:

종래 기술의 팁 플레이트와 비교하여 (팁의) 더 높은 패킹 밀도를 달성하기 위한 하나의 제한 인자는 노즐 (팁) 의 배열 및 따라서 팁 플레이트의 상부 표면에서 유동-관통 개구의 배열이다. 이는 특히 팁들이 용접 또는 펀칭에 의해 팁 플레이트에 고정되는 경우에 적용된다. 그 사용 포지션에서, 이 상부 표면은 유리 용융물에 의해 완전히 커버되고, 부싱이 상기 유리 용융물의 소정 부피를 포함하기 때문에 정수압 (hydrostatic pressure) 이 높다.

전형적으로 팁들은 일렬로 잇달아, 즉 공통의 가상의 직선을 교차하는 그들의 중심 종축들을 갖고 나란히 배열된다. 적어도 추가의 다수의 팁이 추가의 로우 (row) 에서의 적어도 하나의 추가의 (공통) 가상 직선을 따라 배열되고, 선 (로우들) 은 서로 평행하게 연장되어 함께 팁의 그룹을 형성한다. 제 3, 제 4 등의 유사한 배열이 추가될 수 있다. 여러 그룹은 인접하는 그룹들 사이에 그리고 팁 플레이트의 하부 표면에서 소위 냉각 핀을 배열할 수 있도록, 서로 이격된다. 팁들은 또한 중간 냉각 핀들을 갖는 2중, 3중, 4중 등의 로우들로서 배열될 수 있다.

팁 플레이트의 팁들을 통한 높은 용융물 유량을 허용하기 위해, 팁 플레이트의 상부 표면에서 비교적 큰 유동 관통 오리피스가 사용될 수 있다. 그 대향하는 (하부, 출구) 단부에서 인접한 팁으로부터 유도되는 용융물 입자 (드롭) 사이의 접촉을 피하기 위해, (작동 위치에서) 그 하부 단부에서 인접한 팁 사이의 각각의 거리는 가능한 커야 한다. 팁들의 용융물 출구 단부에서의 더 큰 거리는 팁들 주위에서 개선된 냉각을 추가로 허용한다. 팁의 양쪽 단부에서의 이들 설계 특징의 조합은 제조 속도 및 제조 신뢰성, 용융물 유동 특성 및 섬유 품질에 대해 시너지 거동을 초래한다. 상응하는 설계는 또한 팁을 통한 용융물의 높은 패킹 밀도 및 높은 유량을 야기한다.

팁 플레이트의 상부 표면에서 인접한 가상 직선들 사이의 최소 거리는 인접한 오리피스들이 그 외부 주변부에서의 상응하는 지점들에서 서로 접촉하는 배열에 의해 규정되지만, 최대 거리는 상부 표면에서 각각의 오리피스들의 직경보다 작아야 한다. 상이한 가상 선들을 따라 배열되지만 서로 인접한 상응하는 오리피스들은 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 "중첩"을 초래한다.

제조 근거 (제조 공차 또는 제한에도 불구하고) 및 유리 섬유의 요구되는 품질로 인해, 팁의 대부분 (>50%, 종종 >70%, >80%, >90%) 은 실질적으로 동일한 치수이고, 특히 개구를 통한 그 유동은 동일한 설계 및 단면을 갖는 것으로 추정된다. 이는 특히 팁 플레이트의 중심 섹션을 따라 배열된 팁들에 대해 적용된다.

팁 (오리피스) 의 인접한 선의 거리, 특히 팁 플레이트의 상부 표면에서의 팁 (오리피스) 의 직경, 및 인접 팁의 거리 사이에는 기하학적 관계가 있다. 예를 들어, 언급된 가상 직선들 사이의 거리가 상부 표면에서 팁들의 직경보다 크면 패킹 밀도가 전형적으로 악화된다. 동일한 것은 인접한 선의 팁에 대해 동일한 거리가 팁 플레이트 표면에서 팁들의 직경보다 더 큰 2개의 선들 사이의 거리를 필요로 할 정도로 하나의 선의 인접한 팁들 사이의 거리가 확대되는 경우에 적용된다.

원통형 파이프 (여기서: 팁의 유동 관통 개구) 를 통한 부피 유동은 층류 (laminar flow) 에 대한 하겐-푸아제유 방정식 (Hagen-Poiseuilles equation) 에 따라 계산될 수 있다:

여기서

V = 부피 유량 (m ³/s)

D = 팁 직경 (m)

Δp = 압력 차이 (Pa)

η = 동적 점도 (Pa s)

L = 팁 길이 (m)

상응하여, 용융물의 질량 유량 P_s 는 다음과 같이 계산된다:

여기서,

g = 지구 중력, ρ = 용융물의 밀도 (kg/m3), H = 압력 헤드 (m)

파이프의 비원형 단면 (유동 관통 개구) 의 경우 다음의 기하학적 계수 Q 는 D ⁴/L 을 대체한다:

여기서,

절두체에 대해, d1 은 더 큰 직경을 정의하고, d2 는 더 작은 직경을 정의하고, L 은 다시 팁의 길이이며, 모두 m (미터) 이다.

온도, 환경 난류 (environmental turbulence) 등과 같은 외부 효과가 이 방정식에서 고려되지 않더라도, 이는 본 발명에 따른 팁의 계산을 위해 사용될 수 있다.

본 발명에 대해 중요한 발견은 질량 유량과 관련하여 팁들의 중심 종축들의 거리를 설정하는 것, 즉 질량 (용융물) 유량을 일정하게 유지하면서 거리를 가능한 작게 하는 것이다.

가장 일반적인 실시예에서, 본 발명은 고온 용융물을 수용하기 위한 부싱용 팁 플레이트로서 - 작동 위치에서 - 좌표계의 2개의 방향들 (x, y) 로 연장되는 상부 표면, 상기 상부 표면에 대해 거리에 있는 하부 표면 및 그 사이의 본체, 뿐만 아니라 다수의 팁들을 포함하고, 상기 다수의 팁들은 x-y 방향으로의 실질적으로 원형 단면의 유동 관통 개구들 및 상기 팁 플레이트의 상기 상부 표면의 인접한 최대 직경을 갖고, 상기 팁들은 상기 상부 표면으로부터 상기 본체를 통해 연장되고 상기 하부 표면을 돌출하고, 이를 통해 상기 고온 용융물이 좌표계의 제 3 방향 (z) 으로 팁 플레이트를 떠날 수 있고,

- 제 1 다수의 팁들은 각각의 상응하는 유동 관통 개구의 중심 종축이 (공통) 가상의 제 1 직선과 교차하고 인접한 중심 종축들이 ≥1.0dmax 내지 ≤1.3 dmax 의 거리 (dT1) 를 갖도록 나란히 배열되고,

- 제 2 다수의 팁들은 각각의 상응하는 유동-관통 개구의 중심 종축이 (공통) 가상의 제 2 직선과 교차하고 인접한 중심 종축들이 ≥1.0dmax 내지 ≤1.3 dmax의 거리 (dT2) 를 갖도록 나란히 배열되고,

- 상기 가상의 제 1 직선 및 상기 가상의 제 2 직선은 거리 dL = ≥ 0.866 dmax 및 <1.0 dmax 에서 서로 평행하게 연장된다.

거리 dL = 0.866 dmax 및 거리 dT1 및 거리 dT2 = 1 dmax 는 인접한 팁들이 그들의 외부 주변부 상의 하나의 지점에서 서로 접촉하는 배열을 정의한다.

거리 dL = dmax 는 2개의 선의 인접한 팁들 사이에서 적어도 점 접촉을 허용하는 2개의 인접한 가상 선들 사이의 가장 먼 거리를 정의한다.

dL 의 상한은 또한 <1.0, <0.97 또는 <0.95로 설정될 수 있다.

본 발명은 x-y 방향으로 실질적으로 원형 단면을 특징으로 하는 유동-관통 개구를 갖는 팁을 언급하지만, 이는 정확하게 원형 단면을 포함하고, 실시예에서 또한 작용할 약간 상이한 단면 프로파일을 특징으로 하지만 실질적으로 전체적인 원형 프로파일, 예를 들어 다각형 프로파일을 갖는 유동 관통 개구를 포함한다. 이와 관련하여 전형적인 팁 플레이트의 치수는 다음과 같다:

- 길이: 200-1500mm

- 폭: 50-400mm

- 두께 (팁의 돌출 파트 제외) : 1-3mm

- 팁: 길이 (팁 플레이트의 본체를 돌출하는 파트) : 2-5mm

- 팁: 팁 플레이트의 상부 표면에서의 외부/내부 직경: 1.5-4.5mm/1.0-4.0mm

- 팁: 반대쪽 단부의 외부/내부 직경: 1.5-4.5mm/1.0-4.0mm

본 발명이 "실질적으로 원형 단면"을 지칭하는 한, 이는 정확한 기하학적 의미로 이해되는 것이 아니라 기술적으로 이해해야 한다. 약간 비원형 단면의 경우, (하나의) "직경"은 소위 직경 등가물 (diameter equivalent) 로 대체될 것이다.

가상의 직선을 따르는 팁들의 배열과 관련하여, 비록 이것이 팁 플레이트의 상부 표면에서 인접한 팁들의 인접한 원형 개구들의 소정 교차를 초래하고 따라서 그러한 팁들 (노즐들) 의 각각의 단면들을 따라 용융물의 유동 거동에서 소정 불규칙성을 초래할지라도, 1.0dmax 약간 미만 (특히, 최소 0.9dmax까지) 의 인접한 팁들의 중심 종축들의 거리가 또한 가능하다는 것이 이해될 수 있다.

본 발명은 또한 높은 정밀도의 설계 및 팁 기하학적 형상에 대한 추가의 유연성 및 자유도를 허용하는 제조 기술, 즉 적층 가공을 제공한다. 특히, 팁 플레이트는 하나의 모놀리식 파트 (monolithic part), 즉 팁 플레이트 본체와 함께 형상화되는 팁 (노즐) 으로 제조될 수 있다. 이는 팁을 형상화하기 위한 용접 또는 펀칭 기술보다 상당한 장점을 갖는다.

본 발명의 선택적인 특징은 기술적으로 실현 가능한 한 개별적으로 또는 다른 특징과 관련하여 다음을 포함한다:

- 팁의 가장 큰 직경 (오리피스) 은 팁 플레이트의 상부 표면에 정확히 존재할 수 있지만 약간 리세스형 설계도 허용될 수 있다.

- 각각의 가상 직선을 따라 상응하는 유동 관통 개구의 중심 종축의 50% 초과는 서로 동일한 거리 (dT1, dT2) 를 가질 수 있고; 즉 상응하는 팁은 서로 동일한 거리를 가질 수 있다. 이 설계는 선의 길이의 ≥70, ≥80, 최대 100%까지 따르는 팁들로 실현될 수 있다.

- 가상의 제 1 및 제 2 직선을 따르는 모든 팁의 인접한 유동 관통 개구의 중심 종축의 50% 초과는 서로 동일한 거리를 가질 수 있다. 이러한 배열은 (2개의 인접한 선 상의) 3개의 인접한 팁의 중심 종축의 가상 연결이 정삼각형 (equilateral triangle) 을 유도하는 설계를 야기할 수 있으며, 이는 본 발명에 따른 유리한 설계이다. 다시, 이러한 배열은 선의 길이의 ≥70%, ≥80% 내지 최대 100% 까지 따르는 팁으로 실현될 수 있다.

- (하나의 선을 따라 인접한 팁들 사이의) 거리 dT1 및/또는 (인접한 선을 따라 인접한 팁들 사이의) dT2 는 <1.2 dmax, <1.15 dmax 또는 심지어 < 1.1 dmax 로 제한될 수 있다. dT1 및/또는 dT2 는 작을수록 패킹 밀도는 더 높다.

- 가상의 제 1 및 제 2 직선을 따라 모든 팁의 유동 개구의 중심 종축의 50% 초과는, 하나의 직선을 따라 2개의 인접한 관통 개구 및 인접한 직선의 하나의 유동 개구의 중심 종축이 이등변 삼각형 또는 심지어 정삼각형을 형성하도록 배열될 수 있다. 50% 값은 ≥70%, ≥80%, ≥90%, 최대 100% 까지 증가될 수 있다.

- 또 다른 실시예에서, 유동 관통 개구는 팁 플레이트의 상부 표면을 향해 그 더 큰 직경을 갖는 절두체에 대해 그 총 길이의 적어도 70% 걸쳐 상응하는 내부 형상을 갖는다. 70% 의 값은 ≥80%, ≥90% 또는 심지어 100% 로 증가될 수 있다. 추가의 실시예는 팁 플레이트의 상부 표면에 인접한 그 더 크거나 가장 큰 직경 (dmax) 을 갖는 절두체에 상응하는 내부 형상을 갖는 유동 관통 개구에 관한 것이다. 상응하게, 팁들은 유동 관통 개구들의 절두체와 동일한 배향을 따르는 원뿔대의 외부 형상을 가질 수 있다. 이러한 원뿔대 설계 옵션은 하향으로 (작동 포지션에서) 팁 플레이트 본체를 돌출시키는 팁의 일부 주위로 인접한 팁 사이에 추가 공간의 이점을 초래한다. 즉: (작동 포지션에서) 그 상부 단부에서, 팁들은 가능한 한 가장 높은 패킹 밀도를 허용하도록 가능한 가깝게 배열되는 반면, 그 하부 단부를 향한 팁 설계는 인접한 팁들 사이에 가능한 가장 큰 거리 (클리어런스) 를 제공하도록 선택된다. 이러한 설계는 유동 특성, 재료 감소 및 냉각 효과들의 상승적 조합을 허용한다.

- 인접한 팁의 적어도 50% (또는 ≥70% 또는 ≥90%) 는 적어도 0.23dmax 및 최대 0.45dmax 의 그 하부, 자유, 돌출 단부에서 최소 거리를 가져야 한다. 상기 인용된 하나 이상의 전형적인 치수로부터 시작하여 최소 거리는 0.8mm 이어야 한다. 다른 실시예에 따르면, 이 제한은 0.85, 0.90, 0.95, 1.0, 1.05, 1.1, 1.15 또는 1.2 로 설정될 수 있다.

- 팁의 원뿔대 형상은 추가로 최적화를 허용한다: 일 실시예에 따르면 팁의 최하단 단부, 즉 팁 플레이트의 상부 표면에 대향하는 단부는 귀금속, 유리 및 주변환경 사이에 상이한 접촉각을 제공하기 위해 상부 파트와 상이한 합금으로 제조된다. Pt/Rh 90/10 과 같은 Pt/Rh 합금이 일반적으로 팁 플레이트 및 그의 팁에 적합한 것으로 입증되었지만, 팁의 최하단 단부의 합금은 이때 금과 같은 하나 이상의 추가 합금 재료를 포함할 수 있다. 또 다른 옵선은 Rh 및/또는 Pt 를 적어도 부분적으로 Au 로 대체하는 것이며, 모든 경우에 Pt/Rh 합금과 비교하여 접촉각을 증가시키도록 허용한다. Pt/Au 95/5 및 Pt/Rh/Au 90/5/5 합금은 Pt/Rh 90/10 보다 큰 접촉각 A 를 갖는다. 더 큰 접촉각은 하나의 팁의 출구 단부에서 우연히 형성된 용융물 드롭이 인접한 팁의 출구 단부에서의 용융물 거동 및 섬유 제조에 영향을 미칠 위험을 감소시킨다. 즉: 본 발명의 설계는 섬유 제조 동안 방해 (disruption : 이는 팁 플레이트의 플러딩을 초래할 수 있음) 의 위험을 감소시키고 그리고/또는 제조 조건들을 변경하지 않고 유지하면서 그 하부 단부에서 인접한 팁들 사이의 거리를 감소시키는 것을 허용한다.

- 위에서 이미 언급된 바와 같이, 제 1 및 제 2 가상 선 (L1, L2) 을 따르는, 선택적으로 (대부분의 경우에서와 같이) 적어도 제 3, 제 4 선 등을 따르는 팁들의 배열은 또한 통상적으로 여러 번 복제되어 더 많은 팁들을 갖는 더 큰 팁 플레이트 (면적) 를 제공할 것이다. 즉: 팁 플레이트는 그후 전술한 바와 같은 팁들, 전형적으로 그 사이에 냉각 핀들을 갖는 2개 이상의 (가상) 선의 >10 또는 >20 배열을 포함할 수 있다. 이러한 냉각 핀은 팁들의 인접한 배열들 사이에서 그리고 팁 플레이트의 하부 표면에서 연장될 것이다.

- 위에서 언급된 바와 같은 팁의 특정 배열은 치수와 정확성을 고려하여 상응하는 제조 기술을 필요한다. 이는 적어도 50%, 더 양호하게는 ≥70%, ≥80% ≥90% 또는 100% 의 팁 플레이트 부피가 3D 프린팅 기술 또는 3D 레이저 프린팅으로도 지칭되는, 적층 가공에 의해 제조되는 경우에 실현될 수 있다. 적층 가공은 팁 플레이트의 상부 표면에서 개시된 방식으로 팁들/오리피스들의 배열을 허용하는 동시에, 그들의 대향 단부를 향한 맞춤형 팁 기하학적 형상들 (절두체들, 절두형 원뿔, 원뿔대 형상들) 및 그 용융물 출구 단부에서 인접한 팁들 사이의 요구되는 거리들을 설계할 수 있게 한다. 최종 형상은 다수의 개별적인 "인쇄 단계"에서 후속적으로 (단계별로) 구축되어, 설명된 방식으로 레이아웃을 수정하고 심지어 예를 들어 상이한 레이저 강도들에 의해 후속 제조 시퀀스들 사이에서 레이아웃 (물리적 구조) 을 수정할 수 있게 한다. 펀칭된 오리피스 또는 용접된 팁이 회피될 수 있다.

마지막으로, 본 발명은 또한 고온 용융물을 수용하기 위한 부싱에 관한 것이며, 그 가장 넓은 실시예에서 팁 플레이트를 포함하고, 선택적으로 전술된 바와 같은 하나 이상의 특징부를 포함한다. 부싱은 또한 적층 가공에 의해 부분적으로 또는 완전히 제조될 수 있다.

본 발명의 추가적인 특징들은 하위-청구항들 및 다른 적용 문서들로부터 유도될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1a 은 몇 개의 예시적인 팁을 갖는 팁 플레이트의 상부 측면의 일부의 제 1 실시예의 평면도이고,
도 1b 는 도 1a 에 따른 팁들의 사시도이고,
도 2 는 예시적인 팁들의 2개의 그룹들을 갖는 팁 플레이트의 상부 측면의 일부의 제 2 실시예의 평면도이다.

도 1a 및 도 2 는 좌표계의 x-y 평면을 도시한다. 도면들에서, 동일한 부분 또는 실질적으로 동일한 기능이나 거동의 부분은 동일한 숫자로 표시된다.

도 1a 는 팁 플레이트 (TP) 의 상부 표면 (US) 의 일부의 평면도이며, 거리 (dL) 에서 서로 평행하게 연장되는 2개의 가상 직선 (L1, L2) 을 도시한다. 양쪽 선 (L1, L2) 을 따라, 팁 (TI) 의 유동 관통 개구 (TO) 의 다수의 상부 단부가 나란히 배치되어 가시화되어 있다. 단순화를 위해, 단지 2개의 팁 (TI) 만이 각각의 선 (L1, L2) 을 따라 도시된다. 각각의 팁 (TI) 은 상부 표면 (US) 에서 직경 (dmax) 의 실질적으로 원형 단면의 유동 관통 개구 (TO) 를 제공하고, 하나의 로우 (L1 을 따라) 의 팁 (TI) 은 인접한 로우 (L2 를 따라) 의 팁 (TI) 과 "중첩"한다. 본 실시예에서, dL 은 0,866 dmax 에 상응하고, 이는 인접한 팁 (TI) (또는 이들의 유동 관통 개구 (TO) 각각) 이 그 각각의 주변부를 따라 하나의 공통 지점 (P) 에서 서로 접촉하는 설계를 유도한다. 따라서, 가상 직선 (L1) 의 인접한 팁들 (TI) 사이의 거리 (dT1) 및 가상 직선 (L2) 의 인접한 팁들 (TI) 사이의 거리 (dT2) 는 dmax 에 상응하고 3개의 인접한 관통 유동 개구 (TO) 의 중심 종축 (A) 이 바람직한 높은 패킹 밀도를 나타내는 정삼각형을 형성한다.

팁 (TI) 은 상부 표면 (US) 으로부터 하향으로 연장되여, 도 1b 에 도시된 바와 같이 팁 플레이트 (TP) 의 본체 (BO) (두께 d) 를 관통하고 팁 플레이트 (TP) 의 하부 표면 (LS) 으로부터 하향으로 돌출하며, 이로부터 팁 (TI) 의 돌출 파트의 벽 두께 및 팁 (TI) 의 원뿔대의 외부 형상이 도시될 수 있고, 팁 (TI) 의 관통 유동 개구 (TO) 내의 내부 폐쇄선 및 점선에 의해 도 1a 에서 심볼화될 수 있다. 이러한 설계는 냉각 공기가 통과할 수 있는 인접한 팁 (TI) 사이의 공간의 바람직한 효과로 이어진다. 상기 팁 (TI) 을 통한 각각 유리 용융물의 유동 방향 (z) 또는 유리 섬유의 드로잉 방향은 화살표 Z (= 팁 플레이트 (TP) 의 사용 포지션에서 좌표계의 z 방향) 에 의해 특징지어진다.

도 2 의 실시예는 팁 (TI) 들의 서로 떨어진 거리 및 배열에 의해 도 1 의 실시예와 상이하다.

도 2 의 상부 파트에서, 가상 직선 (L1) 의 인접한 팁 (TI) 들의 중심 종축 (A) 들 사이의 거리 (dT1) 및 동일한 방식으로 가상 직선 (L2) 의 팁 (TI) 들 사이의 거리 (dT2) 는 각각 약 1.2 dmax 로 확대되었지만, 선 (L1, L2) 들 사이의 거리 (dL) 는 도 1 에서와 동일하다. 이는 상이한 선 (L1, L2) 의 인접한 팁 (TI) 과 비교하여 동일한 가상 직선 (L1 또는 L2) 을 따라 팁 (TI) 의 주변부 사이의 더 큰 거리를 초래하고, 최종적으로 2개의 선 (L1, L2) 으로부터 3개의 인접한 팁 (TI) 의 3개의 중심 종축 (A) 의 연결이 인접한 팁 (TI) (오리피스) 사이에 공간 (S1.1, S1.2, S1.3) 과 이등변 삼각형 (굵은 선으로 표시됨) 을 규정하는 설계에 이른다. 상응하는 패킹 밀도가 도 1 에서보다 작지만, 이 실시예는 여전히 높은 패킹 밀도를 규정한다.

도 2 의 하부 파트에서, 선 (L1 및 L2) 을 따르는 인접한 팁 (TI) 사이의 거리는 따라서 인접한 팁 (TI) 사이의 공간 (S) 이 증가함에 따라 더 확대되었다 (dT1 = 1.5dmax; dT2 = 1.5dmax).

도 2 의 상부 파트와 하부 파트 사이에는, 팁 플레이트 (TP) 의 일부가 아니고 팁 (TP) 의 설명된 인접한 배열들 사이에 배열된 냉각 핀 (CF) 이 도시될 수 있다.

모든 팁 플레이트 (TP) 및 연관된 부품은 모놀리식 팁 플레이트 (TP) 를 제공하기 위해 PtRh 90/10 합금을 사용하여 적층 가공에 의해 제조되었다.

Claims (10)

1. 고온 용융물을 수용하기 위한 부싱용 팁 플레이트 (TP) 로서,
   - 작동 위치에서 - 좌표계의 2개의 방향들 (x, y) 로 연장되는 상부 표면 (US), 상기 상부 표면 (US) 에 대해 거리 (d) 에 있는 하부 표면 (LS) 및 그 사이의 본체 (BO), 뿐만 아니라 다수의 팁들 (TI) 을 포함하고, 상기 다수의 팁들 (TI) 은 x-y 방향으로의 실질적으로 원형 단면의 유동 관통 개구들 (TO) 및 상기 팁 플레이트 (TP) 의 상기 상부 표면 (US) 의 인접한 최대 직경 (dmax) 을 갖고, 상기 팁들 (TI) 은 상기 상부 표면 (US) 으로부터 상기 본체 (BO) 를 통해 연장되고 상기 하부 표면 (LS) 을 돌출하고, 상기 팁들을 통해 상기 고온 용융물이 상기 좌표계의 제 3 방향 (z) 으로 상기 팁 플레이트 (TP) 를 떠날 수 있고,
   a) 제 1 다수의 팁 (TI) 들은 각각의 상응하는 유동 관통 개구 (TO) 의 중심 종축 (A) 이 가상의 제 1 직선 (L1) 과 교차하고 인접한 중심 종축들이 ≥1.0dmax 내지 ≤1.3 dmax 의 거리 (dT1) 를 갖도록 나란히 배열되고,
   b) 제 2 다수의 팁 (TI) 들은 각각의 상응하는 유동-관통 개구 (TO) 의 중심 종축 (A) 이 가상의 제 2 직선 (L2) 과 교차하고 인접한 중심 종축들이 ≥1.0dmax 내지 ≤1.3 dmax의 거리 (dT2) 를 갖도록 나란히 배열되고,
   c) 상기 가상의 제 1 직선 (L1) 및 상기 가상의 제 2 직선 (L2) 은 거리 dL = ≥ 0.866 dmax 및 <1.0 dmax 에서 서로 평행하게 연장되는, 팁 플레이트 (TP).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가상의 제 1 직선 (L1) 및 상기 가상의 제 2 직선 (L2) 을 따라 모든 팁들 (TI) 의 인접한 유동 관통 개구 (TO) 의 중심 종축 (A) 의 50% 초과는 서로 동일한 거리 (dT1, dT2) 를 갖는, 부싱용 팁 플레이트.
3. 제 1 항에 있어서,
   dT1, dT2 또는 둘 모두가 ≤1,2 dmax 인, 부싱용 팁 플레이트.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 가상의 제 1 직선 (L1) 및 상기 가상의 제 2 직선 (L2) 을 따라 모든 팁들 (TI) 의 유동 관통 개구 (TO) 의 중심 종축 (A) 의 50% 초과는, 하나의 가상의 직선 (L1, L2) 을 따르는 2개의 인접한 관통 개구 (TO) 의 상기 중심 종축 (A) 및 인접한 가상의 직선 (L2, L1) 의 하나의 유동 관통 개구 (TO) 가 이등변 또는 정삼각형을 형성하도록 배열되는, 부싱용 팁 플레이트.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 관통 개구들 (TO) 은, 상기 팁 플레이트 (TP) 의 상부 표면 (US) 을 향해 더 큰 직경을 갖는 절두체에 대해 - z 방향으로 - 총 길이의 적어도 70% 에 걸 상응하는 내부 형상을 갖는, 부싱용 팁 플레이트.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 팁들 (TI) 은 돌출 파트를 따라, 상기 팁 플레이트 (TP) 의 하부 표면을 향해 더 큰 단면적을 갖는 원뿔대의 외부 형상을 갖는, 부싱용 팁 플레이트.
7. 제 1 항에 있어서,
   가상의 제 1 직선 (L1) 및 가상의 제 2 직선 (L2) 을 따르는 팁들 (TI) 의 배열은 추가 팁들 (TI) 이 유사한 방식으로 배열되는 하나 이상의 가상 직선에 의해 연장되는, 부싱용 팁 플레이트 (TP).
8. 제 1 항에 있어서,
   인접한 팁들 (TI) 의 적어도 50% 는 0.8mm 내지 1.1mm 의 자유 돌출 단부들에서의 거리를 갖는, 부싱용 팁 플레이트 (TP).
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 팁 플에이트의 부피의 적어도 50% 가 적층 가공에 의해 제조되는, 부싱용 팁 플레이트 (TP).
10. 제 1 항에 따른 팁 플레이트 (TP) 를 포함하는 고온 용융물을 수용하기 위한 부싱.

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