KR800001515B1 - Forehearth homogenization apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명의 장치의 평면도.1 is a plan view of the apparatus of the present invention.
제2도는 제1도의 2―2선 횡단면도.2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG.
본 발명에서 3개의 수직 장방형판은 한 셋트의 배합기와 한 셋트의 균질기 사이에 있으며, 이 균질기와 배합기는 용융유리를 유동 이송로에 공급해 주는 전로와 함께 전로의 길이를 따라 일정 간격으로 설치되어 있다. 본 발명에 의하면 이러한 배치를 특수하게 하여 이송로에서 코드(cord)를 대부분 제거하는 시스템을 만들 수 있다.In the present invention, three vertical rectangular plates are located between one set of mixers and one set of homogenizers, and the homogenizers and mixers are installed at regular intervals along the length of the converters with the converters supplying molten glass to the flow transfer path. have. According to the invention it is possible to make this arrangement special and to make a system that removes most of the cords from the conveying path.
교반은 유리가 특히 주형(注型)되기 직전에 비교적 점성이 있을때 행하면 유리의 질을 상당히 개선시킬 수 있다는 것이 오래 전부터 알려져 왔다.It has long been known that agitation can significantly improve the quality of glass if the glass is relatively viscous immediately before casting.
근자에 들어서 다량 생산되는 유리제품들, 예컨데 델레비죤 덮개, 비회수성 음료수병과 같은 것들의 중량 및 두께를 감소시키는 것이 강조됨에 따라 유리의 질의 개선은 점점 중요시되고 있다. 맥리(脈理), 코드(cord) 및 기타 결함은 유리 제품에서 국부적인 취약성을 조성하게 되고 따라서 상품화될 수 없게 된다. 맥리 및 기타 결함을 감소시킴으로써 코드와 맥리의 존재에 기인된 국부적 취약점을 고려해야 하는 유사 제품에 비해 강도의 손실없이 두께를 감소시킬수 있으며, 좀더 가벼운 중량의 유리제품을 얻을 수 있다.In recent years, the emphasis has been placed on reducing the weight and thickness of glass products that are produced in large quantities, such as a lidless cover, a non-recoverable beverage bottle, and the improvement of glass quality is becoming increasingly important. Streaks, cords and other defects create local vulnerabilities in glass products and therefore cannot be commercialized. By reducing striae and other defects, thickness can be reduced without loss of strength, compared to similar products where local vulnerabilities due to the presence of cords and striae have to be considered, resulting in lighter weight glass.
종래에는 비교적 저질의 유리로 만들었던 제품들에서 조차도 광학 제품의 제조시 통상 사용되는 정도의 질에 가까운 비교적 높은 질의 유리를 요구하는 경우가 늘어나고 있다.Background Art [0002] There is an increasing demand for relatively high quality glass that is close to the quality normally used in the manufacture of optical products, even in products made of relatively low quality glass.
본 발명은 광범위하게 적용할 수 있으나, 실제 공업규모에서의 즉각적인 이용면에서 볼때 미합중국에서 다량 생산되는 유리 용기의 거의 대부분이 제조되는 표준형 공업 장치에서 커다란 이용 가능성이 있는 것으로 생각된다. 표준 장치는, 유리의 초기성분이 용융되고, 비교적 고온까지 가열되어 저점도의 유리를 생성시키는 용융로(爐), 용융로로 부터 배출된 유리를 냉각시켜 점성을 더 크게하는 전로, 전로로부터 유리를 받아 들이고 이것을 덩어리 형태로 관구(orifice)를 통해 배출시키는 배출보울(bowl) 또는 분출구(spout)를 포함한다. 본 발명의 장치는 유리를 분출구로 전달하기 직전에 이것을 교반해 주기 위한 표준 전로의 종반부에 대치하는데 특히 적합하다.The present invention can be applied to a wide range of applications, but in view of its immediate use on an actual industrial scale, it is considered that there is great applicability in a standard industrial apparatus in which almost all of the glass containers produced in large quantities in the United States are manufactured. Standard equipment accepts glass from a melting furnace where the initial components of the glass are melted and heated to a relatively high temperature to produce low viscosity glass, and a converter that cools the glass discharged from the melting furnace to increase viscosity. And a discharge bowl or spout which discharges it through the orifice in the form of agglomerates. The apparatus of the present invention is particularly suitable for replacing the end of a standard converter for agitating the glass just before delivering it to the spout.
표준 전로는 용융로로부터 분출구로의 유리의 흐르는 순서에 따라 냉각부와 조정부 또는 균질부로 구성된다. 냉각부에는 가열불꽃과 냉각풍이 모두 공급되며 조정부에서는 가열불꽃이 공급되나 근본적으로는 냉각부에서 거의 모두가 냉각되어 조정부에서는 유리흐름 전체의 온도가 그 두께 및 폭 전체를 통해 균일하게 되도록 한다. 종래에는 회전패들 또는 터빈을 유리의 용융류내에 설치함으로써 조정부의 입구에서 약간의 교반을 이룰 수 있었다. 이런 교반은 유리의 용융류의 온도를 균일하게 해주며 온도변화를 감소시켜주는데 효과적이나 유리의 맥리와 코드의 양을 상당량 감소시키거나 물리적으로 균질화 시키는데는 효과가 없다.The standard converter consists of a cooling part and an adjusting part or a homogeneous part depending on the flow order of the glass from the melting furnace to the spout. Both the cooling flame and the cooling wind are supplied to the cooling part, and the heating flame is supplied to the adjusting part, but essentially all of the cooling part is cooled so that the temperature of the entire glass flow is uniform throughout the thickness and width of the adjusting part. In the past, some stirring could be achieved at the inlet of the adjusting section by installing a rotary paddle or turbine in the melt flow of the glass. This agitation is effective to uniformize the temperature of the molten glass and reduce the temperature change, but not to significantly reduce or physically homogenize the amount of stria and cord in the glass.
본 발명은 전로의 이송로 단부의 상류에 설치된 한쌍의 나선상 배합기를 회전시켜 유리를 작용 범위내로 올려줌으로써 전로내의 용융유리를 혼합하고 배합하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 전로의 이송로 단부의 하류에 있으며 횡으로 일정한 간격을 가진 다수의 나선상 균질기가 회전하여 유리를 그들의 작용범위 아래쪽으로 효과적으로 밀어주며 배합기와 균질기 사이에는 다수의 장방형 수직판이 설치되어 있으며 이것의 아래 모서리는 전로의 바닥에 닿아 있으며, 용융유리의 전깊이까지 뻗쳐 있어서 배합기로 부터 균질기로의 유리의 이동시에 코드나 기타 맥리가 감소하게 된다.The present invention relates to a method and apparatus for mixing and blending molten glass in a converter by rotating a pair of spiral blenders provided upstream of the end of the converter's transfer path to raise the glass within the working range. Downstream of the end of the converter's transfer path, a number of helical homogenizers with horizontally spaced intervals rotate to effectively push the glass below their range of operation, and a plurality of rectangular vertical plates are installed between the blender and the homogenizer, the lower edge of which Is at the bottom of the converter and extends to the full depth of the molten glass, reducing cord and other striae as the glass moves from the blender to the homogenizer.
제1도와 제2도를 참조해 보면, 전형적인 유동형 전로의 이송로 바울 11과 조정부 10이 나타나 있다. 조정부 10에는 2개의 배합기 12와 13이 위치하고 있다. 도면에 나타난 바와 같이 조정부 10은 폭이 약 26인치이며, 그 내부에는 약 12인치 깊이의 유리가 있다. 배합기 12와 13은 그 직경이 약 7인치이다.Referring to Figs. 1 and 2, a typical flow path of the converter 11 is shown in Paul 11 and
배합기 12와 13의 수직축은 조정부 측벽으로 부터 약 6.5인치 안쪽에 위치해 있다. 도면에서 전로의 바닥에 형성된 개구부 아래 위치한 공구(孔口)로 부터 덩어리 형태의 유리를 유출시키면서 유리가 도면의 왼쪽으로 부터 오른쪽으로 유동하고 있다는 것을 알 수 있다. 공구 14의 바로 위에는 덩어리의 형성을 조절하는 역할을 하는 플런저(plunger)15가 있다. 관 16이 플런저 15 주위를 둘러싸고 있으며, 이것이 회전되어 공구 근처의 유리를 비교적 균일한 온도로 유지시켜 준다.The vertical axes of
관 16의 상류에는 4개의 균질기 17, 18, 19, 및 20이 있다. 일예로 균질기는 직경이 4인치이다. 균질기 17―20은 도면 1에 표시된 화살표 방향으로 회전한다. 배합기 12와 13 또한 도면 1에 표시된 화살표 방향으로 회전한다. 배합기와 균질기 사이에는 각 8인치 길이의 판 21, 22 및 23이 위치해 있다. 이판은 전로의 폭을 가로질러 뻗어 있는 바(bar)24에 의해 지지되며 도면 1에 자세히 표시되어 있다. 판들은 대가 장방형으로 서로 일정간격씩 떨어져 있으며, 혼합기와 균질기로 부터도 동일한 거리만큼 떨어져 있다. 관의 저단부는 전로 25의 바닥과 접해 있으며 인접한 전로의 측벽과 함께 이동 유리의 전단면을 제공한다. 이들 판은 고정되어 있으며, 이들 판은 유리온도 및 이동 유리의 침식성을 견뎌낼 수 있는 물질로 구성된다. 혼합기와 균질기는 도면에 나타난 바와같이 나선상 혼합기로서 전로의 바닥으로 부터 과도한 유리전단을 막기에 충분할 정도인 2″―3.5″만큼 떨어져 있다.Upstream of
출원인은 전로에 교정된 수직판의 사용 또는 위치결정은 전단응력을 증가시키며 코드를 감소시킨다는 것을 알았다.Applicants have found that the use or positioning of vertical plates calibrated to converters increases shear stress and reduces cords.
전술한 바와 같이 낮은 전단응력치는 미세한 기포를 생성시키지 않는다. 도면에 나타난 바와같이 판들사이에 동일폭의 유로(流路)를 이용하며 이것은 측면사이의 비대칭에서 오는 혼합효과의 편차를 최소로 하기 위한 것이다. 모델 전로에서 길이 4인치, 8인치, 12인치의 판을 사용하여 배치를 다르게 해보았다.As mentioned above, low shear stress values do not produce fine bubbles. As shown in the figure, an equal flow path is used between the plates to minimize the variation of the mixing effect resulting from the asymmetry between the sides. In model converters, we used 4 inch, 8 inch, and 12 inch length plates for different layouts.
판을 배합기와 균질기 사이에 놓았을 때 모든 배치에서 코드를 혼합하는데 약간의 효과를 나타냈다. 그러나 4―인치 판은 8―인치나 12―인치판보다 전로 유동로의 상부나 중간중심부에서 나타나는 코드에 대한 덜 효과적이다. 판이 배합기와 균질기 사이에 위치할 경우 상부 및 중간중심부의 모든 코드에 대한 혼합효과가 향상된다. 그러나 중간측면부와 저부코드에서는 큰 변화가 없으며 이것들은 혼합방법에 영향을 받게 된다. 코드를 혼합하는 데는 12―인치판보다 8―인치판이 더 효과적이라는 것이 밝혀졌는데 그 이유는 주로 8―인치판이 12―인치판보다 교반기 주위의 흐름에 대한 저항이 적기 때문이다. 전로내에 고정판의 도입은 유리 흐름의 저항을 증가시키며 이런 이유 때문에 전로의 이송로 말단에서 유리레벨을 12―인치로 유지시키기 위해서는 경제기내에 유리레벨을 약 1―1/2인치까지 증가시키는 것이 필요하며 이것은 전로를 통과하는 실지 유속에 따라 달라진다는 사실에 유의해야 한다.When the plate was placed between the blender and the homogenizer, it had some effect on mixing the cords in all batches. However, 4-inch plates are less effective than cords appearing at the top or middle of the converter flow path than 8-inch or 12-inch plates. If the plate is positioned between the blender and the homogenizer, the mixing effect on all cords of the upper and middle centers is improved. However, there is no significant change in the midside and bottom cords and these are affected by the mixing method. It has been found that 8-inch plates are more effective than 12-inch plates for mixing cords, mainly because 8-inch plates have less resistance to flow around the stirrer than 12-inch plates. The introduction of the holding plate in the converter increases the resistance of the glass flow, and for this reason it is necessary to increase the glass level to about 1-1 / 2 inch in the economy to maintain the glass level at 12-inch at the end of the converter. It should be noted that this depends on the actual flow rate through the converter.
배합기가 유리를 위쪽으로, 균질기가 유리를 아래쪽으로 이동시키게 되어있는 특수한 배치에서 많은 유리가 판이 위치해 있는 그의 상부 범위에서 배합기로 부터 균질기로 이동하게 된다. 이러한 방법으로 판은 유리에 존재하는 코드를 효과적으로 감소시켜 준다.In a special arrangement in which the blender is to move the glass upwards and the homogenizer is to move the glass downwards, a lot of glass is moved from the blender to the homogenizer in its upper range where the plates are located. In this way the plate effectively reduces the cord present on the glass.
그의 다음과 같은 몇가지 요인들도 고려해야 한다. 직경 7―인치 배합기는 20rpm으로 작동시 그들의 크기가 크므로 유의해서 조정해야 효과적이다. 4―인치 균질기를 가진 직경 7―인치인 배합기의 혼합효과는 작용반경을 증대시켜주나 배합기 주위의 유체의 순환이 짧은 순환인 경우 배합기의 작용범위는 크게 감소된다. 7인치 직경의 배합기는 4―인치 직경의 배합기보다 더 낮은 각속도에서 공기를 취입(取)시킨다. 그러나 이러한 배합기의 결점이 있는 반면, 이 결점은 낮은 각속도에서 작용이 가능하며 혼합 효과를 개선시켜 준다는 점으로 보완된다. 일반적으로 작용 반경이란 교반기의 회전이 유체에 유의한 영향을 미치는 교반기로 부터 가장 먼 반경거리를 말한다. 혼합되는 모든 유체에서 교반기 작용은 작용반경과 정지된 전로 표면과의 사이의 상호 작용을 혼합시켜 주는 것이다. 작용 반경이 충분히 중첩되지 않는 경우 교반기 주위에 짧은 순환이 일어나게 되어 코드가 혼합되지 않고 교반기 넘어로 유동하게 된다. 본 발명에서 바람직하지 못한 혼합편차를 감소시키기 위해 교반은 전로의 종(從) 중심선에 대해 대칭으로 이루어져야 한다는 것을 알았다. 비대칭성 교반은 순환범위를 짧게 한다. 대칭교반 설비는 측면사이의 편차를 최소로 해주며 짧은 순환을 감소시켜 준다. 하나의 교반배치에서 혼합되지 않은 유체가 또 다른 교반배치의 취약지역으로 통과될 가능성을 감소시키기 위해 연속되는 교반장치는 상이한 것을 사용한다. 아마도 서로 다른 교반장치를 사용하여 대칭성을 계속 유지하는 가장 쉬운 방법은 잇달은 교반장소에 상이한 짝수의 교반기를 배치시키는 것이다. 이들 교반장치의 작동은 전로의 종중심선에 대해 대칭어야 한다.Several factors should also be considered. 7-inch diameter blenders are effective at 20 rpm because they are large in size. The mixing effect of a 7-inch diameter compounder with a 4-inch homogenizer increases the radius of action, but the range of action of the compounder is greatly reduced when the circulation of fluid around the compound is short. 7-inch diameter blenders blow air at lower angular velocities than 4-inch diameter blenders. ) However, while there is a drawback of such a blender, this drawback is complemented by being able to work at low angular velocities and improving the mixing effect. In general, the working radius refers to the radial distance farthest from the stirrer, where the rotation of the stirrer has a significant effect on the fluid. In all fluids mixed, the stirrer action mixes the interaction between the radius of action and the stationary converter surface. If the radius of action does not overlap sufficiently, a short circulation occurs around the stirrer and the cord flows over the stirrer without mixing. It has been found that agitation should be symmetrical about the longitudinal centerline of the converter in order to reduce undesirable mixing deviations in the present invention. Asymmetrical agitation shortens the circulation range. Symmetrical stirring equipment minimizes side to side deviations and reduces short cycles. In order to reduce the likelihood that unmixed fluid in one stirring batch will pass into the vulnerable area of another stirring batch, successive stirring devices use different ones. Perhaps the easiest way to maintain symmetry using different stirrers is to place different even numbers of stirrers in subsequent stirrers. The operation of these agitators should be symmetrical about the longitudinal center line of the converter.
또 다른 고려할 점은 교반기 작동에 의해 미세한 기포를 유발하는 전단이 생성될 가능성이 있다는 것이다. 미세한 기포의 생성은 전단응력이나 전단변형을 또는 기타 전단과 관련된 작용과 관계가 있다. 이점에서 볼때 유리의 혼합에 수반되는 전단에 대해 주의해야 한다. 본 발명의 나선상 혼합기에는 공기 취입(取)은 물론 미세한 기포를 유발하는 전단을 막기위해 교반기의 회전속도에는 한계가 있다.Another consideration is the possibility of generating a shear that causes microbubbles by stirrer operation. The formation of fine bubbles is related to shear stress or shear deformation or other shear-related action. In view of this, care must be taken with the shear that accompanies the mixing of the glass. Air blowing in the spiral mixer of the present invention (取 ), Of course, there is a limit to the rotational speed of the stirrer to prevent shear that causes fine bubbles.
균질화법을 성공적으로 행하는데 있어 또 다른 중요한 것은 이송로에서 유리레벨의 변동을 막고 상기 교반기상에서 적당한 유리레벨을 유지시켜야 한다는 것이다.Another important thing in successfully performing the homogenization method is to avoid fluctuations in the glass level in the conveying path and to maintain a suitable glass level on the stirrer.
첨부된 청구범위에 설명한 바와같이, 본 발명은 특히 배합기와 균질기 및 고정판의 조합에 의해 이송전로내의 이동유리로 부터 코드를 제거시키는 것에 관한 것이다.As described in the appended claims, the present invention relates, in particular, to the removal of cords from moving glass in a transfer converter by a combination of blender, homogenizer and stationary plate.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR7702081A KR800001515B1 (en) | 1977-09-05 | 1977-09-05 | Forehearth homogenization apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR7702081A KR800001515B1 (en) | 1977-09-05 | 1977-09-05 | Forehearth homogenization apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR800001515B1 true KR800001515B1 (en) | 1980-12-19 |
Family
ID=19204873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR7702081A KR800001515B1 (en) | 1977-09-05 | 1977-09-05 | Forehearth homogenization apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR800001515B1 (en) |
-
1977
- 1977-09-05 KR KR7702081A patent/KR800001515B1/en active
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