KR20230111320A - A device of glass bead and a method of preparing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유리 비드 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 내부공간이 형성되고, 하부에는 배출구가 배치된 하우징; 상기 하우징의 상단에 배치되는 챔버; 상기 챔버의 내부에 배치되는 퍼니스; 상기 챔버의 내부에서 상기 퍼니스의 주변부에 배치되는 가열 수단; 상기 챔버의 상부에 배치되고, 상기 퍼니스로 유리 원료 물질을 주입하는 주입부; 용융된 유리 원료 물질이 상기 퍼니스로부터 배출되는 배출부; 상기 하우징의 내부에서 상기 퍼니스의 하부에 배치되어, 상기 배출부에서 낙하되는 유리 원료 물질을 비산시켜 유리 비드를 성형하는 비산 수단(400); 및 상기 하우징의 배출구를 통해 배출된 유리 비드를 포집하는 저장조를 포함하며, 상기 비산 수단은 상기 하우징의 내부에서 상기 퍼니스의 하부에 배치되고, 회전 로터; 상기 회전 로터 외측 둘레의 일부를 덮도록 회전 로터의 원주 방향을 따라 이격되어 배치되는 가이드 부재; 및 상기 회전 로터의 회전을 제어하는 회전 제어부를 포함하는 유리 비드 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a glass bead manufacturing apparatus and manufacturing method, and specifically, to a housing having an inner space and a discharge port disposed at the lower part; a chamber disposed on top of the housing; a furnace disposed inside the chamber; heating means disposed inside the chamber and at the periphery of the furnace; an injection unit disposed above the chamber and injecting a glass raw material into the furnace; a discharge portion through which molten glass raw material is discharged from the furnace; a scattering means (400) disposed in the lower portion of the furnace inside the housing to form glass beads by scattering glass raw materials falling from the discharge unit; and a storage tank for collecting the glass beads discharged through the outlet of the housing, wherein the scattering means is disposed in the lower part of the furnace inside the housing, and includes a rotating rotor; guide members spaced apart along the circumferential direction of the rotating rotor to cover a portion of the outer circumference of the rotating rotor; and a glass bead manufacturing apparatus and manufacturing method comprising a rotation controller controlling rotation of the rotary rotor.
Description
본 발명은 유리 비드 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제조 유리 비드의 입자 크기를 용이하게 조절하며, 균일한 입자 크기 및 입자 형태를 갖는 유리 비드를 높은 수율로 생성하는 유리 비드 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a glass bead manufacturing apparatus and manufacturing method, and more particularly, to a glass bead manufacturing apparatus and manufacturing method for easily adjusting the particle size of the glass beads to be produced and producing glass beads having a uniform particle size and particle shape in high yield.
일반적으로, 도로 특히 차도의 노면에는 주행방향이나 차로와 차도의 구분을 위하여 차선이 표시되는데, 이러한 차선은 차선 표시용 도료에 의하여 그려진다. 그 성분을 살펴보면 통상 안료, 수지, 유리알, 충진용 재료 등이 사용된다.In general, lanes are displayed on roads, particularly road surfaces, for driving directions or for distinguishing lanes and roads, and these lanes are drawn with paint for lane marking. Looking at the components, pigments, resins, glass beads, filling materials, etc. are usually used.
현재 도로포장 및 표지판으로 이용되고 있는 유리알은 굴절률이 일반유리(nd=1.5)와 거의 유사하며, 악천후나 야간주행에 있어서 차로 구별 및 방향표시가 제대로 이루어지지 않음으로써 위험한 상황을 유발시킬 수 있다.Glass beads currently used for road pavement and signs have a refractive index almost similar to that of general glass (nd = 1.5), and may cause dangerous situations by not properly distinguishing lanes and indicating directions in bad weather or night driving.
한국 표준규격 KS L 2521에 기재된 유리알 분류에 의하면 유리알 1종은 그 굴절률에 따라 1호, 2호 및 3호로 구분되며, 이 중 2호는 중굴절률 1.64 내지 1.8인 것으로 개시되어 있다.According to the glass bead classification described in Korean standard KS L 2521, one type of glass bead is classified into No. 1, No. 2, and No. 3 according to its refractive index, and among them, No. 2 is disclosed to have a medium refractive index of 1.64 to 1.8.
한편, 비드 또는 구슬을 제조하기 위한 방법으로는 용융된 재료를 일정높이에서 자유낙하시켜 다양한 크기의 입자를 생성하는데 예를 들어, 미국등록특허 제7323047호(이하 '특허문헌 1'이라 지칭)에서 일정 크기의 비드를 제조할 수 있는 비드 제조장치를 제시하고 있다. 하지만, 특허문헌 1에 개시되어 있는 제조장치를 이용하여 유리 비드를 제조하는 경우, 용융된 재료가 토출된 후 자유낙하 하면서 냉각되기 위해서 필요한 길이가 약 4~50m가 되어야 하므로, 제조장치가 대형화되어야 하는 문제점이 있다. On the other hand, as a method for producing beads or beads, molten material is free-falling from a certain height to create particles of various sizes. For example, in US Patent No. 7323047 (hereinafter referred to as 'Patent Document 1'), beads of a certain size are proposed. However, when glass beads are manufactured using the manufacturing apparatus disclosed in Patent Document 1, since the length required for cooling while free-falling after the molten material is discharged must be about 4 to 50 m, the manufacturing apparatus has a problem in that it must be large.
또한, 한국등록특허 제0495266호(이하 '특허문헌 2'이라 지칭)에서 용융 유리를 분사노즐로 비산시켜 유리알을 형성하는 방법을 제시하고 있으나, 특허문헌 2에 개시된 제조방법도 특허문헌 1과 마찬가지로 흡입 덕트의 길이가 매우 길어야 하며, 용융 유리의 높은 점도로 인해 분사노즐로 분사시 유리가 길게 잡아 늘려지면서 실 형태의 유리 섬유가 생성된다는 문제점이 있다. 이러한 유리 섬유는 유리알 제조시에 있어서 분류 및 제거 대상인 불순물로서, 유리알의 생성 수율이 낮아질 뿐 아니라 공정의 복잡화 비용의 증가를 초래하는 한계를 가진다. In addition, Korean Patent Registration No. 0495266 (hereinafter referred to as 'Patent Document 2') proposes a method of forming glass beads by scattering molten glass through a spray nozzle, but the manufacturing method disclosed in Patent Document 2 also has a problem that, like Patent Document 1, the length of the suction duct must be very long, and due to the high viscosity of the molten glass, the glass is stretched and stretched when spraying with the spray nozzle to produce thread-like glass fibers. Such glass fiber is an impurity to be classified and removed in the manufacture of glass beads, and has limitations in that the production yield of glass beads is lowered and the complexity of the process and the cost increase.
본 발명은 상기와 같이 관련 기술분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 니즈에 따라 제조 유리 비드의 입자 크기를 용이하게 조절할 수 있을 뿐 아니라, 유리 섬유 등의 불순물의 생성을 억제하여 유리 비드의 생성 수율을 높이는 데에 있다. The present invention has been made to solve the problems in the related art as described above, and an object of the present invention is to increase the yield of glass beads by suppressing the generation of impurities such as glass fibers as well as easily adjusting the particle size of glass beads to be manufactured according to needs.
또한, 본 발명은 제조 유리 비드의 입자 크기 및 입자 형태의 균일도를 향상시키고자 한다. In addition, the present invention is to improve the uniformity of the particle size and particle shape of the manufactured glass beads.
본 발명은 상기 언급한 문제를 해결하기 위한 유리 비드 제조장치 및 유리 비드 제조방법을 제공한다. The present invention provides a glass bead manufacturing apparatus and a glass bead manufacturing method for solving the above-mentioned problems.
본 발명의 일 구현예는, 내부공간이 형성되고, 하부에는 배출구가 배치된 하우징; 상기 하우징의 상단에 배치되는 챔버; 상기 챔버의 내부에 배치되는 퍼니스; 상기 챔버의 내부에서 상기 퍼니스의 주변부에 배치되는 가열수단; 상기 챔버의 상부에 배치되고, 상기 퍼니스로 유리 원료 물질을 주입하는 주입부; 용융된 유리 원료 물질이 상기 퍼니스로부터 배출되는 배출부; 상기 하우징의 내부에서 상기 퍼니스의 하부에 배치되어, 상기 배출부에서 낙하되는 유리 원료 물질을 비산시켜 유리 비드를 성형하는 비산수단; 및 상기 하우징의 배출구를 통해 배출된 유리 비드를 포집하는 저장조를 포함하며, 상기 비산수단은 상기 하우징의 내부에서 상기 퍼니스의 하부에 배치되고, 회전 로터; 상기 회전 로터 외측 둘레의 일부를 덮도록 회전 로터의 원주 방향을 따라 이격되어 배치되는 가이드 부재; 및 상기 회전 로터의 회전을 제어하는 회전 제어부를 포함하는 유리 비드 제조장치를 제공한다. One embodiment of the present invention, the inner space is formed, the lower portion of the housing in which the outlet is disposed; a chamber disposed on top of the housing; a furnace disposed inside the chamber; a heating means disposed inside the chamber and at the periphery of the furnace; an injection unit disposed above the chamber and injecting a glass raw material into the furnace; a discharge portion through which molten glass raw material is discharged from the furnace; a scattering means disposed in the lower portion of the furnace inside the housing to form glass beads by scattering glass raw materials falling from the discharge unit; and a storage tank for collecting the glass beads discharged through the outlet of the housing, wherein the scattering means is disposed in the lower portion of the furnace inside the housing, and includes a rotating rotor; guide members spaced apart along the circumferential direction of the rotating rotor to cover a portion of the outer circumference of the rotating rotor; and a rotation control unit controlling rotation of the rotation rotor.
또한, 본 발명의 일 구현예는 상기 유리 비드 제조장치를 이용하여 유리 비드 를 제조하는 방법을 제공한다. In addition, one embodiment of the present invention provides a method for manufacturing a glass bead using the glass bead manufacturing apparatus.
본 발명에 따르면, 사용자의 니즈에 따라 제조 유리 비드의 입자 크기를 용이하게 조절 가능할 뿐 아니라, 유리 섬유 등의 불순물의 생성을 억제하여 유리 비드의 생성 수율을 높이고, 제조된 유리 비드가 균일한 입자 크기 및 입자 형태를 갖도록 한다. According to the present invention, the particle size of the manufactured glass beads can be easily adjusted according to the user's needs, and the production yield of the glass beads is increased by suppressing the generation of impurities such as glass fibers, and the manufactured glass beads have a uniform particle size and particle shape.
도 1은 본 발명인 유리 비드 제조장치(100)의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4는 도 1의 비산수단(400)에 관한 제 1 내지 제3 실시예를 나타낸다.
도 5는 분류 수단(700)의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6은 유리 비드 제조공정 순서를 도시한 도면이다. 1 is a view showing a first embodiment of a glass
2 to 4 show first to third embodiments of the scattering means 400 of FIG. 1 .
5 is a diagram showing a first embodiment of a classification means 700 .
6 is a view showing a glass bead manufacturing process sequence.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 유리 비드 제조장치 및 제조방법의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, preferred embodiments of a glass bead manufacturing apparatus and manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 내부공간이 형성되고, 하부에는 배출구가 배치된 하우징; 상기 하우징의 상단에 배치되는 챔버; 상기 챔버의 내부에 배치되는 퍼니스; 상기 챔버의 내부에서 상기 퍼니스의 주변부에 배치되는 가열 수단; 상기 챔버의 상부에 배치되고, 상기 퍼니스로 유리 원료 물질을 주입하는 주입부; 용융된 유리 원료 물질이 상기 퍼니스로부터 배출되는 배출부; 상기 하우징의 내부에서 상기 퍼니스의 하부에 배치되어, 상기 배출부에서 낙하되는 유리 원료 물질을 비산시켜 유리 비드를 성형하는 비산 수단; 및 상기 하우징의 배출구를 통해 배출된 유리 비드를 포집하는 저장조를 포함하며, 상기 비산 수단은 상기 하우징의 내부에서 상기 퍼니스의 하부에 배치되고, 회전 로터; 상기 회전 로터 외측 둘레의 일부를 덮도록 회전 로터의 원주 방향을 따라 이격되어 배치되는 가이드 부재; 및 상기 회전 로터의 회전을 제어하는 회전 제어부를 포함하는 유리 비드 제조장치를 제공한다. The present invention includes a housing having an inner space formed therein and a discharge port disposed thereon; a chamber disposed on top of the housing; a furnace disposed inside the chamber; heating means disposed inside the chamber and at the periphery of the furnace; an injection unit disposed above the chamber and injecting a glass raw material into the furnace; a discharge portion through which molten glass raw material is discharged from the furnace; a scattering means disposed below the furnace inside the housing to form glass beads by scattering glass raw materials falling from the discharge unit; and a storage tank for collecting the glass beads discharged through the outlet of the housing, wherein the scattering means is disposed in the lower part of the furnace inside the housing, and includes a rotating rotor; guide members spaced apart along the circumferential direction of the rotating rotor to cover a portion of the outer circumference of the rotating rotor; and a rotation control unit controlling rotation of the rotation rotor.
본 발명에서 "유리"는 규사, 소다회, 탄산석회 등의 혼합물을 고온에서 녹인 후 냉각하는 과정에서 결정화가 일어나지 않은 체, 무한한 점도를 가지면서 고체화된 투명도가 높은 물질로서, 이하 본 발명에서 "유리 원료 물질"은 주성분으로서 이산화규소(SiO2)을 포함하며, 유리의 제조가 가능한 재료 물질을 의미한다. In the present invention, "glass" is a material having infinite viscosity and solidified with high transparency in which a mixture of silica sand, soda ash, lime carbonate, etc. is melted at a high temperature and then cooled.
도 1는 본 발명인 유리 비드 제조장치(100)의 제1 실시예를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a first embodiment of a glass
상기 유리 비드 제조장치(100)는 하우징(200), 챔버(300), 퍼니스(310), 가열 수단(320), 비산 수단(400), 냉각 수단(500), 저장조(600) 및 분류 수단(700)을 포함할 수 있으며, 이때 비산 수단(400)은 상기 하우징(200)의 내부에서 상기 퍼니스(310)의 하부에 배치되어, 회전 로터; 상기 회전 로터 외측 둘레 일부를 덮도록 회전 로터의 원주 방향을 따라 이격되어 배치되는 가이드 부재; 및 상기 회전 로터의 회전을 제어하는 회전 제어부를 포함한다. The glass
상기 하우징(200)은 일정한 크기의 내부공간을 갖도록 형성되어 있으며, 내부공간은 유리 비드를 생성하기에 충분한 크기로 이뤄질 수 있어, 목적하는 유리 비드의 크기 및 형태를 제조하기 위해 요구되는 유리 비드의 비산 거리를 충분히 만족시킬 수 있다. The
상기 하우징(200)의 둘레에는 복수의 관찰창이 배치될 수 있으며, 작업자는 관찰창을 통해 내부공간에서 이뤄지는 유리 비드 생성 상태를 육안으로 확인할 수 있다. 관찰창의 크기는 사용자의 니즈에 따라 조절할 수 있다. A plurality of observation windows may be disposed around the
상기 하우징(200)의 바닥부에는 생성된 유리 비드를 냉각시키는 냉각 수단(500)이 배치될 수 있다. A cooling means 500 for cooling the generated glass beads may be disposed at the bottom of the
상기 하우징(300)의 하부에 위치한 저장조(600)는 유리 비드를 포집하고, 포집된 유리비드는 저장조(600)의 하부에 배치된 배출구를 통해 분류 수단(700)으로 이동한다. 상기 배출구는 상기 저장조(600)의 하방향으로 돌출된 호퍼 형상으로 저장조(600)의 하부에 위치할 수 있다. The
상기 챔버(300)는 상기 하우징(200)의 상단 일측에 배치될 수 있다. 상기 챔버(300)의 내부는 복수의 구획으로 이뤄질 수 있다. 이때, 챔버(300)의 내부는 열원부 및 가열코일을 포함하는 가열수단(320)에 의해 가열될 수 있다. The
상기 가열 코일은 챔버(300) 내부의 일 구획에 포함될 수 있으며, 바람직하게는 챔버(300) 내벽을 감싸도록 위치할 수 있다. 상기 열원부는 상기 가열코일에 전기 또는 열을 전달하여 상기 가열코일을 가열시키고, 궁극적으로 상기 챔버(300)의 내부를 가열시킨다. The heating coil may be included in one compartment inside the
상기 챔버(300) 내부의 다른 일 구획에 상기 퍼니스(310)가 배치된다. 상기 가열수단(320)에 의해 챔버(300) 내부가 가열되면, 상기 퍼니스(310)가 가열되게 된다. The
이때 상기 퍼니스(310)의 상부는 유리 원료 물질이 용융 상태로 저장될 수 있도록 용기 형상으로 이뤄지며, 상기 퍼니스(310)의 하부는 상기 하우징(200)의 내부로 유리 원료 물질을 낙하시킬 수 있도록 노즐 형상으로 이뤄질 수 있다. At this time, the upper part of the
상기 챔버(300)의 상부에 위치하는 주입부를 통해, 유리 원료 물질이 퍼니스(310)로 제공된다. 유리 원료 물질은 상기 퍼니스(310)의 내부에서 상기 가열되어 용융된 상태로 존재할 수 있다. Glass raw material is supplied to the
상기 비산 수단(400)으로 낙하되는 유리 원료 물질은 용융 상태의 고온이므로, 상기 하우징(200)의 내벽 보호를 위해 내화벽돌이 사용될 수 있다. Since the glass raw material falling into the scattering means 400 is high temperature in a molten state, fire bricks may be used to protect the inner wall of the
본 발명에서는 상기 하우징(200)의 내부는 대기 분위기 또는 산화성 가스 분위기이며, 대기압 또는 약간 부압 상태인 압력 환경을 형성할 수 있다. 산화성 가스 분위기란 산소, 오존, 또는 질화산소 등의 산화성 가스를 10ppm 이상 함유한 분위기를 가리킨다. In the present invention, the inside of the
상기 비산 수단(400)은, 상기 하우징(200)의 내부에서 상기 퍼니스(310)의 하부에 배치되어, 상기 퍼니스(310)에서 배출되는 유리 원료 물질이 비산 수단(400)의 회전 로터에 낙하되어 유리 원료 물질이 비산되고, 냉각가 동시에 유리 비드가 성형된다. The scattering means 400 is disposed in the lower part of the
기본적으로 상기 비산 수단(400)에는 상기 퍼니스(310)로부터 고온의 용융상태의 유리 원료 물질이 낙하되므로, 열손상을 방지하기 위해 칠러와 연결되어 공정간에 지속적으로 냉각될 수 있다.Basically, since glass raw materials in a high-temperature molten state fall from the
도 2 내지 도 4는 도 1의 비산 수단(400)의 구체적인 실시예들을 기재한다.2 to 4 describe specific embodiments of the scattering means 400 of FIG. 1 .
상기 비산 수단(400)을 구성하는 회전 로터는 상기 하우징의 내부에서 상기 퍼니스(310)의 하부에 배치되고 회전력/원심력을 통해 퍼니스(310)으로부터 낙하되는 유리 원료 물질을 비산시키다. The rotating rotor constituting the
구체적인 실시예로, 도 2에서 비산 수단(401)은 회전 로터로서 평판 롤러(430)을 사용하며, 도 3 및 도 4에서 비산 수단(402, 403)은 회전 로터로서 원주방향을 따라 복수의 치형부가 형성된 원통형 요철 롤러(431) 및 원주방향을 따라 복수의 치형부가 형성된 원판형 요철판(432)를 각각 사용한다.As a specific embodiment, in FIG. 2, the scattering means 401 uses a flat roller 430 as a rotating rotor, and in FIGS. 3 and 4, the scattering means 402, 403 use a cylindrical concave-
도 2 내지 도 4에서 상기 비산 수단(401, 402, 403)은 평판 롤러(430), 원주방향을 따라 복수의 치형부가 형성된 원통형 요철 롤러(431) 및 원주방향을 따라 복수의 치형부가 형성된 원판형 요철판(432)의 외측 둘레 일부를 덮도록 원주 방향을 따라 이격되어 배치되는 가이드 부재(420); 및 상기 회전 로터의 회전을 제어하는 회전제어부(미도시)를 포함한다. 2 to 4, the scattering means 401, 402, 403 includes a flat roller 430, a cylindrical concave-
상기 요철 롤러(431) 또는 상기 요철판(432)의 치형부의 경사도를 조절하여 유리 비드의 크기, 비산영역 또는 생성수율을 조절할 수 있다. 상기 치형부는 삼각 단면 형상으로 구성될 수 있으나, 용융된 유리 원료 물질을 비산시키는 기능을 할 수 있으면 형태적 제한은 없다.The size, scattering area, or production yield of glass beads may be adjusted by adjusting the inclination of the teeth of the
일 예로 치형부의 높이 및 경사도가 상대적으로 크게 가공된 요철 롤러(431) 또는 요철판(432)를 선택 장착하여 운용하는 경우, 낙하되는 유리 원료 물질이 보다 강하게 밀리는 힘을 받게 되므로, 유리 비드의 비산영역이 증가하며, 비산되는 과정에서 발생되는 유리 비드의 크기는 더 작아지게 된다. For example, when a concave-
이때 회전속도 증가와 연계되면 생성수율도 함께 증가하게 된다. 일 예로 작업자가 상기 회전 로터의 회전속도를 증가시키면, 상기 퍼니스(310)에서 낙하된 전도성 물질은 보다 강한 원심력을 받아 상기 하우징(200)의 내부공간으로 비산되는데, 이때 낙하 충격과 원심력으로 비산되는 유리 비드의 크기는 더 작아지게 된다. 또한 강한 원심력을 받으므로 비산영역은 증가하게 된다. At this time, when linked with the increase in rotation speed, the production yield also increases. For example, when a worker increases the rotational speed of the rotating rotor, the conductive material dropped from the
그리고 회전속도가 증가하면 상기 회전 로터의 단위시간당 회전수가 증가하게 되므로, 단위시간당 낙하 충격과 원심력에 의해 비산되는 유리 비드의 생성량도 증가하게 된다. 즉 단위시간당 생성량이 증가하여 생성 수율은 좋아지게 되고, 전반적인 제품 생산성은 향상된다.Also, as the rotational speed increases, the number of revolutions per unit time of the rotating rotor increases, so the amount of glass beads scattered by the drop impact and centrifugal force per unit time also increases. That is, the production yield per unit time is increased, the production yield is improved, and the overall product productivity is improved.
반대로 작업자가 상기 회전 로터의 회전속도를 감소시키면, 원심력은 상대적으로 약화되어 유리 비드의 비산영역은 감소하고, 크기는 커지게 된다. 또한 상기 회전 로터의 단위시간당 회전수가 감소하므로 단위시간당 생성량도 감소하여 생성 수율은 낮아지게 될 것이다. Conversely, when the operator reduces the rotational speed of the rotating rotor, the centrifugal force is relatively weakened, so that the scattering area of the glass beads decreases and the size increases. In addition, since the number of revolutions per unit time of the rotating rotor decreases, the amount of production per unit time also decreases, resulting in a lower production yield.
이러한 유리 비드의 크기, 비산영역, 생성 수율 등의 조절을 본 발명에서는 작업자가 상기 회전 로터의 회전속도 조절을 통해 간단하고 용이하게 수행할 수 있는 특징이 있다.In the present invention, the adjustment of the size, scattering area, production yield, etc. of the glass beads can be easily and simply performed by the operator by adjusting the rotational speed of the rotating rotor.
상기 비산 수단은 회전 로터; 가이드 부재; 및 상기 회전 로터의 회전을 제어하는 회전 제어부를 포함하며, 상기 회전제어부는 상기 회전 로터의 회전축과 연결되어 상기 회전 로터의 회전을 제어한다. 상기 회전제어부는 상기 회전 로터의 회전축에 연동되는 모터(미도시)를 제어할 수 있다. 작업자는 유리 비드의 크기, 비산영역, 생성 수율 등을 조절하기 위해 상기 회전 로터의 회전속도를 조절할 수 있다. The scattering means includes a rotating rotor; lack of guidance; and a rotation control unit controlling rotation of the rotation rotor, wherein the rotation control unit is connected to a rotation shaft of the rotation rotor to control rotation of the rotation rotor. The rotation control unit may control a motor (not shown) interlocked with the rotation shaft of the rotation rotor. An operator may adjust the rotational speed of the rotating rotor in order to adjust the glass bead size, scattering area, production yield, and the like.
상기 퍼니스(310)에 저장된 용융된 유리의 점도는 매우 높기 때문에, 비산성형단계에서 용융 유리의 비산시 유리 섬유(glass fiber)가 생산될 수 있는데, 특히, 상기 회전 로터의 회전으로 인한 바람 때문에 용융된 유리가 흩날리면서 구형이 아닌 얇은 실 형태 등의 유리 섬유를 다량 발생시킨다. 이로 인해 유리 비드의 생성 수율이 낮아지게 되는데, 상기 가이드 부재(420)는 회전 로터의 바람막이 역할을 하여 용융된 유리로부터 유리 섬유가 발생되는 것을 방지한다. Since the viscosity of the molten glass stored in the
상기 가이드 부재(420)는 상기 회전 로터의 외측 둘레 일부를 덮도록 회전 로터의 원주 방향을 따라 이격되어 배치된다. The
이때, 상기 가이드 부재(420)는 상기 회전 로터와 1cm 이하의 간격을 두고 이격될 수 있으며, 바람직하게는 0.5cm 이하의 간격으로 이격되며, 더욱 바람직하게는 0.3cm 이하의 간격으로 이격될 수 있다. 상기 회전 로터의 회전을 방해하지 않는 한 가이드 부재(420)와 회전 로터의 간격은 작을수록 좋다. At this time, the
상기 가이드 부재(420)는 회전 로터에 이격된 채 회전 로터의 외측 둘레 일부 감싸도록 구성되며, 바람직하게 상기 가이드 부재(420)는 상기 회전 로터의 원주 둘레 10% 내지 99% 를 감싸도록 배치될 수 있으며, 가장 바람직하게 상기 가이드 부재(420)가 회전 로터 상에서 용융된 유리 원료 물질이 낙하되고 비산되는 영역을 제외하고, 회전 로터의 외측 둘레 전부를 감싸도록 배치되는 것이 바람직하다. The
또한 작업자는 상기 요철 롤러(431) 및 요철판(432)의 치형부의 높이(H1) 또는 경사도(D1)를 조절하여 유리 비드의 크기, 비산영역, 생성 수율 등을 조절할 수 있다. In addition, the operator can adjust the size of the glass beads, the scattering area, and the production yield by adjusting the height H1 or the inclination D1 of the teeth of the concave-
일 예로 치형부의 높이(H1) 및 경사도(D1)가 상대적으로 크게 가공된 요철 롤러(431) 및 요철판(432)을 선택 장착하여 운용하는 경우, 낙하되는 전도성 물질은 보다 강하게 밀리는 힘을 받게 되므로, 유리 비드의 비산영역이 증가하며, 비산되는 과정에서 발생되는 유리 비드의 크기는 더 작아지게 된다. 이때 회전속도 증가와 연계되면 생성 수율도 함께 증가하게 된다. For example, when the concave-
반대로 치형부의 높이(H1) 및 경사도(D1)가 상대적으로 작게 가공된 요철 롤러(431) 및 요철판(432)을 선택 장착하여 운용하는 경우, 상대적으로 약한 밀리는 힘을 받으므로, 유리 비드의 비산영역은 감소하고, 크기는 상대적으로 커지게 된다. Conversely, when the concave-
이러한 유리 비드의 크기, 비산영역, 생성 수율 등의 조절을, 본 발명에서는 작업자가 서로 다른 치형부를 가지는 요철 롤러(431)의 교체 운용을 통해 용이하게 달성하는 특징이 있다. In the present invention, the adjustment of the size, scattering area, production yield, and the like of the glass beads is characterized in that the operator easily achieves the replacement operation of the concave-
상기 냉각 수단(500)은 하우징(200) 바닥부에 위치하며, 비산된 유리 비드가 상기 냉각 수단(500)의 냉각 플레이트로 자유낙하 하도록 한다. 상기 냉각 수단(500)의 냉각 플레이트와 비산된 유리 비드가 접촉하는 시간 및 면적을 증가시켜 효율적으로 냉각시키기 위해 상기 냉각 플레이트는 수평면에 경사를 가진다. The cooling means 500 is located at the bottom of the
상기 냉각 수단(500)은 하우징 바닥부에 고정되거나, 또는 냉각과 동시에 비산된 유리 비드를 저장조(600)로 이동시키기 위해 진동 시스템을 포함할 수 있다. The cooling means 500 may be fixed to the bottom of the housing, or may include a vibration system to move glass beads dispersed to the
상기 진동 시스템은 냉각 플레이트 및 상기 냉각 플레이트에 결합되어 진동기를 포함하는 제1 진동 피더를 포함함으로써, 냉각 플레이트를 진동시켜 생성된 유리 비드를 냉각시키면서 저장조(600)로 이동시킨다. The vibrating system includes a cooling plate and a first vibrating feeder coupled to the cooling plate and including a vibrator, so that glass beads generated by vibrating the cooling plate are cooled and moved to the
상기 진동 시스템은 비산된 유리 비드가 냉각 플레이트 상에서 응집되거나 얽혀 뭉치는 것을 방지한다. The vibrating system prevents scattered glass beads from aggregating or entangling on the cooling plate.
본 발명의 유리 비드 제조장치는 상기 저장조에 포집된 유리 비드를 형태 및/또는 사이즈에 따라 분류하기 위한 분류 수단(700)을 추가적으로 포함할 수 있다. The glass bead manufacturing apparatus of the present invention may additionally include a sorting means 700 for classifying the glass beads collected in the storage tank according to shape and/or size.
상기 저장조에 포집된 유리 비드는 구형을 가지는 것이 바람직하나 비산성형단계에서 비구형의 유리 비드도 생성되어 저장조에 혼합되어 있으므로, 추후 비구형의 유리 비드를 분리해낼 필요가 있다. 또는 니즈에 따라 유리 비드의 제품화를 위하여 사이즈 및/또는 형태 별로 유리 비드를 분류할 필요가 있다. The glass beads collected in the storage tank preferably have a spherical shape, but since non-spherical glass beads are also generated and mixed in the storage tank in the scattering molding step, it is necessary to separate the non-spherical glass beads later. Alternatively, it is necessary to classify glass beads according to size and/or shape in order to commercialize glass beads according to needs.
도 5는 도 1의 저장조로부터 이동된 유리 비드를 분류하기 위한 분류 수단(700)의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.FIG. 5 shows a first embodiment of a sorting means 700 for sorting the glass beads moved from the reservoir of FIG. 1 .
상기 분류 수단(700)은 상기 저장조에 포집되어 있는 유리 비드를 진동판(720)으로 공급하는 유입부(710), 진동판(720) 및 제2 진동 피더(730)를 포함하며, 상기 진동판(720)은 수평면 및/또는 수직면에 대해 경사를 가진다. The
상기 저장조에 포집되어 있던 유리 비드가 유입부(710)를 통해 진동판(720)으로 제공되면, 기울어진 진동판(720)의 진동에 의하여 진동판(720) 상의 유리 비드가 진동판 상으로 이동하되, 유리 비드를 형태 및/또는 사이즈에 따라 유리 비드의 이동 거리 및 이동 경로를 달리하기 때문에 유리 비드의 분류가 가능해진다. When the glass beads collected in the storage tank are supplied to the
더욱 구체적으로, 상기 진동판(720) 상에 유리 비드는 진동판(720)의 너비, 길이, 기울기, 진동 세기, 진동판(720) 표면의 마찰력과 중력의 조합에 의하여 유리 비드를 형태 및/또는 사이즈 등의 목적에 따라 유리 비드를 분류할 수 있다. More specifically, the glass beads on the
일 예로, 상기 진동판(720)은 수평면에 대해 0.1° 내지 10 °로 경사지고, 수직면에 대해 0.1° 내지 10 °로로 경사지도록 구성될 수 있다. 이 경우, 비구형의 유리 비드는 이동방향에 대해 낮은 커브를 그리면서 진동판의 고점으로 이동하지만, 구형의 유리 비드는 이동방향에 대해 높은 커브를 그리면서 진동판의 저점으로 이동한다. For example, the
도 4에 게시된 상기 진동판(720)은 삼각형의 매트한 표면을 가지는 데크(deck)로서, 수평면 및 수직면에 대해서는 약 10 °의 경사도를 가진다. The
상기 유입부(710)로터 유입되는 유리 비드는 진동판(720)의 한 모서리로 제공되어, 중력 및 데크의 진동에 의해 진동판(720)을 가로질러 이동한다. 구형의 유리 비드는 진동판(720) 상에서 비교적 짧은 거리를 이동한 뒤에 오른쪽 하단의 모서리로 떨어지지만, 비구형의 유리 비드는 더욱 높은 지점까지 멀리 이동하여 왼쪽 상단의 모서리로 떨어진다. 낙하된 유리 비드의 지점이 어디냐에 따라 다양한 유리 비드 형태가 수집될 수 있다. The glass beads introduced from the
이와 같이, 상기 진동판(720)의 너비, 길이, 기울기, 진동 세기, 진동판(720) 표면의 마찰력을 조절하여, 분류하고자 하는 유리 비드의 형태 및 사이즈 등급을 규정할 수 있다. In this way, the shape and size grade of the glass beads to be classified may be defined by adjusting the width, length, inclination, intensity of vibration, and frictional force of the surface of the
이상 본 발명인 유리 비드 제조장치(100)의 기본 구조에 대해 살펴보았으며, 이하에서는 상기된 비드 제조장치(100)를 사용한 유리 비드 제조방법을 살펴보도록 한다. The basic structure of the glass
도 6은 유리 비드 제조공정 순서를 도시한 도면이다. 이하에서 기술된 유리 비드의 생성영역은 상기 하우징(200)의 내부공간을 의미할 수 있다. 6 is a view showing a glass bead manufacturing process sequence. The generation area of glass beads described below may refer to an inner space of the
도 5를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에서 유리 비드 제조방법은 원료주입단계(S1), 가열단계(S2), 비산성형단계(S3), 냉각단계(S4) 및 포집단계(S5)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 5 , the glass bead manufacturing method in the first embodiment of the present invention may include a raw material injection step (S1), a heating step (S2), a scattering molding step (S3), a cooling step (S4), and a collecting step (S5).
우선 원료주입단계(S1)에서는, 작업자는 상기 챔버(300)의 주입부를 통해 상기 퍼니스(310)의 내부로 유리 원료 물질을 낙하시켜 주입하게 된다. First, in the raw material injection step (S1), the operator drops and injects the glass raw material into the
다음 가열단계(S2)에서는, 작업자는 가열 수단(320)을 작동시켜 상기 퍼니스(310)를 가열하여 퍼니스(310) 내의 유리 원료 물질을 용융시킨다. In the next heating step (S2), the worker operates the heating means 320 to heat the
다음 비산성형단계(S3)에서는,비산 수단의 회전제어부를 작동시켜 회전 로터를 회전시킴으로써, 상기 퍼니스(310)에서 낙하되는 용융상태의 유리 원료 물질이 회전 로터에 낙하되어 회전 로터의 원심력에 의해 상기 하우징(200)의 내부공간으로 비산되며 비드 형태로 성형되도록 한다. In the next scattering molding step (S3), by operating the rotation control unit of the scattering unit to rotate the rotating rotor, the molten glass raw material falling from the
이때 작업자는 상기 검토한 바와 같이, 상기 회전제어부를 통해 상기 회전 로터의 회전속도를 조절하여 유리 비드의 크기, 비산영역, 생성 수율 등을 조절한다.At this time, as discussed above, the operator adjusts the rotational speed of the rotational rotor through the rotation control unit to adjust the size, scattering area, production yield, and the like of the glass beads.
또는 상기한 바와 같이, 작업자는 상기 회전 로터의 치형부의 높이 또는 경사도를 조절, 자세하게는 교체, 변경하여 유리 비드의 크기, 비산영역, 생성 수율 등을 조절할 수 있다. Alternatively, as described above, the operator can adjust the size, scattering area, production yield, etc. of the glass beads by adjusting, in detail replacing or changing the height or inclination of the teeth of the rotating rotor.
다음 냉각단계(S4)에서는, 비산되어 성형 생성된 유리 비드를 냉각시키고, 이후 포집단계(S5)에서는, 작업자는 상기 배출구를 통해 생성된 유리 비드를 수확한다. In the next cooling step (S4), the scattered and formed glass beads are cooled, and then in the collecting step (S5), the operator harvests the glass beads produced through the outlet.
이상의 사항은 유리 비드 제조방법 및 그 제조장치의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.The above details merely show specific examples of the glass bead manufacturing method and the manufacturing apparatus.
따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.Therefore, it should be noted that those skilled in the art can easily understand that the present invention can be substituted or modified in various forms without departing from the spirit of the present invention described in the claims below.
100: 유리 비드 제조장치
200: 하우징
300: 챔버
310: 퍼니스
320: 가열 수단
400: 비산 수단
500: 냉각 수단
600: 저장조
700: 분류 수단
401, 402, 403: 비산 수단
410: 회전축
420: 가이드 부재
430: 회전 로터(평판 롤러)
431: 회전 로터(요철 롤러)
432: 회전 로터(요철판)
710: 유입부
720: 진동판
730: 제2 진동 피더100: glass bead manufacturing device 200: housing
300: chamber 310: furnace
320: heating means 400: scattering means
500: cooling means 600: reservoir
700: sorting means
401, 402, 403: scattering means 410: rotating shaft
420: guide member
430: rotating rotor (flat roller)
431: rotating rotor (convex-convex roller)
432: rotating rotor (convex plate)
710: inlet 720: diaphragm
730: second vibration feeder
Claims (24)
상기 하우징의 상단에 배치되는 챔버;
상기 챔버의 내부에 배치되는 퍼니스;
상기 챔버의 내부에서 상기 퍼니스의 주변부에 배치되는 가열 수단;
상기 챔버의 상부에 배치되고, 상기 퍼니스로 유리 원료 물질을 주입하는 주입부;
용융된 유리 원료 물질이 상기 퍼니스로부터 배출되는 배출부;
상기 하우징의 내부에서 상기 퍼니스의 하부에 배치되어, 상기 배출부에서 낙하되는 유리 원료 물질을 비산시켜 유리 비드를 성형하는 비산 수단; 및
상기 하우징의 배출구를 통해 배출된 유리 비드를 포집하는 저장조를 포함하며,
상기 비산 수단은 상기 하우징의 내부에서 상기 퍼니스의 하부에 배치되고, 회전 로터; 상기 회전 로터 외측 둘레의 일부를 덮도록 회전 로터의 원주 방향을 따라 이격되어 배치되는 가이드 부재; 및 상기 회전 로터의 회전을 제어하는 회전 제어부를 포함하는 유리 비드 제조장치.a housing in which an inner space is formed and a discharge port is disposed at a lower portion;
a chamber disposed on top of the housing;
a furnace disposed inside the chamber;
heating means disposed inside the chamber and at the periphery of the furnace;
an injection unit disposed above the chamber and injecting a glass raw material into the furnace;
a discharge portion through which molten glass raw material is discharged from the furnace;
a scattering means disposed in the lower portion of the furnace inside the housing to form glass beads by scattering glass raw materials falling from the discharge unit; and
And a storage tank for collecting the glass beads discharged through the outlet of the housing,
The scattering means is disposed in the lower part of the furnace inside the housing, and includes a rotating rotor; guide members spaced apart along the circumferential direction of the rotating rotor to cover a portion of the outer circumference of the rotating rotor; and a rotation control unit controlling rotation of the rotation rotor.
상기 가이드 부재는 상기 회전 로터와 1 cm 이하 의 간격으로 이격되는 유리 비드 제조장치.According to claim 1,
The guide member is a glass bead manufacturing apparatus spaced apart from the rotating rotor at intervals of 1 cm or less.
상기 가이드 부재는 상기 회전 로터의 원주 둘레 10% 내지 99%를 감싸도록 배치되는 유리 비드 제조장치.According to claim 1,
The guide member is arranged to surround 10% to 99% of the circumference of the rotating rotor.
상기 가이드 부재는, 회전 로터 상에서 용융된 유리 원료 물질이 낙하되고 비산되는 영역을 제외한 회전 로터의 외측 둘레 전부를 감싸도록 배치되는 유리 비드 제조장치.According to claim 1,
The guide member is arranged to surround the entire outer circumference of the rotating rotor except for the area where the molten glass raw material is dropped and scattered on the rotating rotor.
상기 회전 로터는 평판 롤러, 원주방향을 따라 복수의 치형부가 형성된 요철 롤러, 또는 요철판인 유리 비드 제조장치.According to claim 1,
The rotating rotor is a flat roller, a concave-convex roller having a plurality of teeth along the circumferential direction, or a concave-convex plate.
상기 요철 롤러 및 요철판의 치형부의 높이 또는 경사도를 조절하여 유리 비드의 크기, 비산영역 또는 생성 수율을 조절하는 유리 비드 제조장치.According to claim 5,
Glass bead manufacturing apparatus for controlling the size, scattering area or production yield of glass beads by adjusting the height or inclination of the teeth of the concave-convex roller and the concave-convex plate.
상기 하우징 내부에, 비산된 유리 비드를 냉각시키는 냉각 수단을 추가로 포함하는 유리 비드 제조장치.According to claim 1,
Glass bead manufacturing apparatus further comprising a cooling means for cooling the scattered glass beads inside the housing.
상기 냉각 수단은 하우징 바닥에 고정되거나; 또는
비산된 유리 비드를 저장조로 이동시키기 위해 컨베이어 시스템 또는 진동 시스템을 포함하는 유리 비드 제조장치. According to claim 7,
The cooling means is fixed to the bottom of the housing; or
A glass bead manufacturing apparatus comprising a conveyor system or a vibration system to move scattered glass beads to a storage tank.
상기 냉각 수단의 진동 시스템은
냉각 플레이트; 및 상기 냉각 플레이트에 결합되어 상기 냉각 플레이트를 진동시키는 진동기를 포함하는 제1 진동 피더
를 포함하는 유리 비드 제조장치.According to claim 8,
The vibration system of the cooling means is
cooling plate; and a vibrator coupled to the cooling plate to vibrate the cooling plate.
Glass bead manufacturing apparatus comprising a.
상기 저장조에 포집된 유리 비드를 형태 또는 사이즈에 따라 분류하는 분류 수단을 추가로 포함하는 유리 비드 제조장치.According to claim 1,
Glass bead manufacturing apparatus further comprising a classification means for classifying the glass beads collected in the storage tank according to shape or size.
상기 분류 수단은,
상기 포집된 유리 비드를 진동판 상으로 공급하는 유입부, 진동판 및 제2 진동 피더를 포함하며,
상기 진동판은 수평면 및/또는 수직면에 대해 경사를 가지는 유리 비드 제조장치.According to claim 10,
The classification means,
Including an inlet for supplying the collected glass beads onto a vibrating plate, a vibrating plate and a second vibrating feeder,
The glass bead manufacturing apparatus wherein the diaphragm has an inclination with respect to a horizontal plane and / or a vertical plane.
상기 진동판의 너비, 길이, 기울기, 진동 세기, 진동판 표면의 마찰력 중 하나 이상을 조절하여 유리 비드의 크기 및/또는 유리 비드의 형태에 따라 유리 비드를 분류하는 유리 비드 제조장치.According to claim 11,
A glass bead manufacturing apparatus for classifying glass beads according to the size and/or shape of the glass beads by adjusting at least one of the width, length, inclination, intensity of vibration, and frictional force on the surface of the diaphragm.
상기 진동판이 수평면에 대해 0.1° 내지 10°로 경사진 유리 비드 제조장치.According to claim 11,
Glass bead manufacturing apparatus wherein the diaphragm is inclined at 0.1 ° to 10 ° relative to the horizontal plane.
상기 진동판이 수직면에 대해 0.1° 내지 10°로 경사진 유리 비드 제조장치.According to claim 11,
Glass bead manufacturing apparatus in which the diaphragm is inclined at 0.1 ° to 10 ° with respect to the vertical plane.
유리 원료 물질을 가열하여 녹이는 가열단계;
유리 원료 물질을 비산시켜 비드 형태로 성형하는 비산성형단계;
유리 비드를 포집하는 포집단계를 포함하는 유리 비드 제조방법으로,
상기 비산성형단계에서는 용융된 유리 원료 물질을 비산시키기 위해,
상기 비산성형단계에서 원주 방향을 따라 이격되어 배치되는 가이드 부재를 포함하는 회전 로터를 이용하여 유리 원료 물질을 비산시키는, 유리 비드 제조방법.A raw material injection step of injecting a glass raw material;
A heating step of heating and melting the glass raw material;
Scattering molding step of scattering the glass raw material and molding it into a bead form;
A glass bead manufacturing method comprising a collecting step of collecting glass beads,
In the scattering molding step, in order to scatter the molten glass raw material,
Glass bead manufacturing method of scattering the glass raw material by using a rotating rotor including a guide member disposed spaced apart along the circumferential direction in the scattering molding step.
상기 비산성형 단계 후 및 상기 포집단계 전에, 유리 비드를 냉각시키는 냉각단계를 추가로 포함하는 유리 비드 제조방법. According to claim 16,
The glass bead manufacturing method further comprising a cooling step of cooling the glass beads after the scattering molding step and before the collecting step.
상기 포집단계 후에, 포집된 유리 비드를 형태 및/또는 사이즈 별로 분류하는 분류 단계를 추가로 포함하는 유리 비드 제조방법. According to claim 16,
After the collecting step, the glass bead manufacturing method further comprising a classification step of classifying the collected glass beads by shape and / or size.
상기 비산성형단계는, 원심력을 이용하여 용융된 유리 원료 물질을 비산시키는 것을 특징으로 하는 유리 비드 제조방법.According to claim 16,
The glass bead manufacturing method, characterized in that in the scattering molding step, using a centrifugal force to scatter the molten glass raw material.
상기 가이드 부재는 상기 회전 로터와 1cm 이하의 간격으로 이격되는 유리 비드 제조방법.According to claim 16,
The guide member is a glass bead manufacturing method spaced apart from the rotating rotor at intervals of 1 cm or less.
상기 가이드 부재는 상기 회전 로터의 원주 둘레 10% 내지 99%를 감싸도록 배치되는 유리 비드 제조방법.According to claim 16,
The guide member is arranged to surround 10% to 99% of the circumference of the rotating rotor.
상기 가이드 부재는, 회전 로터 상에서 용융된 유리 원료 물질이 낙하되고 비산되는 영역을 제외한 회전 로터의 외측 둘레 전부를 감싸도록 배치되는 유리 비드 제조방법.According to claim 16,
The guide member is arranged to surround the entire outer circumference of the rotating rotor except for the area where the molten glass raw material is dropped and scattered on the rotating rotor.
상기 회전 로터는 평판 롤러, 원주방향을 따라 원주방향을 따라 복수의 치형부가 형성된 원통형 요철 롤러, 또는 요철판인 유리 비드 제조방법.According to claim 16,
The rotating rotor is a flat roller, a cylindrical concave-convex roller formed with a plurality of teeth along the circumferential direction, or a concave-convex plate.
상기 요철 롤러 및 요철판의 치형부의 높이 또는 경사도를 조절하여 유리 비드의 크기, 비산영역 또는 생성 수율을 조절하는 유리 비드 제조방법. According to claim 23,
The glass bead manufacturing method of controlling the size, scattering area or production yield of glass beads by adjusting the height or inclination of the teeth of the concave-convex roller and the concave-convex plate.
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