KR100628016B1 - 필라멘트 성형 장치의 부싱용의 부싱 팁 플레이트 지지어셈블리 - Google Patents

Abstract

필라멘트 성형 장치에 있어서, 부싱(100)에 대한 부싱 팁 플레이트 지지 어셈블리를 개시한다. 상기 지지 어셈블리는, 외부 지지체 및 중간 지지체 사이의 스팬내에서 팁 영역의 편평도를 향상시킨다. 필라멘트 성형 장치는, 노즐 또는 팁이 매달리는 바닥판(110)을 갖는 부싱을 포함한다. 개시된 지지 어셈블리는, 다수의 기능을 갖고 있으므로, 종래의 부싱에 있어서의 내부 지지 어셈블리를 향상시킨 것이다. 상기 지지 어셈블리는, 부싱에 취부되는 2개의 수직 분할체(210, 212)를 포함한다. 상기 분할체의 하단부는, 부싱내에 있는 팁 플레이트 거셋의 상단면에 용접된다. 또한, 상기 분할체는 부싱의 측판(106, 108)에도 결합된다. 각 분할체의 상부(214)는, 부싱에 대한 상부 측벽으로서 기능하며 또한 부싱에 있어 용융 유리가 흐르는 통구(118)의 역할을 수행한다. 또한, 상기 분할체는, 관통구(220)가 있는 중간부(216) 및 하부(218)를 구비하는데, 그 관통구를 통하여 부싱내의 유리가 흐를 수 있다. 개구부는, 분할체가 부싱내의 유리를 열적으로 혼합하고 균일화시키는 것을 가능하게 해준다. 상기 분할체는, 팁 플레이트가 종래의 팁 플레이트 거셋에 추가로 지지되게 해주며, 바닥판, 특히 팁 플레이트의 최대 변형 지점에서의 장기 크리프와 처짐에 대하여 내성을 제공한다.

Description

필라멘트 성형 장치의 부싱용의 부싱 팁 플레이트 지지 어셈블리{A BUSHING TIP PLATE SUPPORT ASSEMBLY FOR A BUSHING IN A FILAMENT FORMING APPARATUS}

본 발명은, 전체적으로는 연속 유리 필라멘트의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이며, 구체적으로는 필라멘트 성형 장치의 부싱용의 부싱 팁 플레이트(tip plate) 지지 어셈블리에 관한 것으로서, 연속 유리 필라멘트의 제조에 유용하다.

연속 유리 필라멘트의 제조시에, 유리는, 유리 로에서 용융된 다음, 전로를 통하여, 필라멘트 성형 장치에 있는 하나 이상의 부싱으로 흘러 간다. 각각의 부싱은, 용융 유리의 흐름이 통과하는 다수의 노즐 또는 팁을 가지고 있다. 급냉된 유리의 흐름은, 권취 장치에 의해서 노즐로부터 기계적으로 인출되어서 연속 유리 필라멘트로 만들어진다.

종래의 부싱으로는, 재용융 부싱 또는 직접-용융 부싱이 있다. 재용융 부싱은, 그 상단부에서 대리석 또는 기타 다른 형태의 차가운 유리를 용융시킨 다음, 그 유리를 조절하여 부싱 노즐을 통과시킴으로써, 용융 유리를 가늘게 만들어 준다. 직접-용융 부싱은, 부싱 위로 흐르는 연속 공급 흐름으로부터, 원하는 온도의 액상 유리를 전로라 불리는 채널(channel)에 공급받는다. 그러한 직접-용융 부싱은, 용융 유리가 가늘어지기 전에, 그 용융 유리를 균일한 온도로 조절해 주기만 하면 된다.

도 1 은 하나의 부싱을 구비하는 종래의 필라멘트 성형 장치(5)를 도시하고 있는 바, 이 장치는 캐리(Carey)에 허여된 미국 특허 3,920,430호에 개시된 것으로서, 본 원에서는 이 장치를 참조로 인용한다. 상기 장치에 있어서는, 부싱(10)의 바닥판(14)에 매달린 복수의 노즐(12)로부터 필라멘트(20)가 인출되어, 롤러(42)에 의해 집속됨으로써 하나의 스트랜드(22)로 된다. 사이즈 도포기(40)에 의해, 상기 필라멘트에 사이즈가 도포된다. 왕복운동 장치(32)가 스트랜드(22)를 안내하며, 이 스트랜드는, 권취 장치(30)내의 회전하는 콜레트(34) 주위로 감겨서 원통형의 패키지(24)를 형성한다.

상기 전기적으로 가열되는 부싱(10)은, 열에 의해 연화된 상태 또는 용융된 상태의 청정 처리된 유리를 용융로(52)로부터 공급 받는 전로(50)의 하방에, 그 전로와 소통하도록 배치된다.

종래의 부싱은, 측벽, 선단벽, 및 바닥판을 포함하는데, 그 것들의 사이에 부싱 바디가 형성되게 된다. 바닥판은 4000 개 이상의 노즐을 포함할 수 있으며, 이 들이 모두 균일한 온도 또는 거의 균일한 온도를 유지함이 바람직하다. 상기 바닥판은, 노즐 플레이트 또는 팁 플레이트란 명칭으로 호칭되기도 한다.

부싱은, 용융 유리를 균일한 온도가 되도록 조절하여, 필라멘트가 균일한 직경으로 가늘어지게 한다. 용융 유리는, 액체 상태를 유지하도록 충분히 고온에 유지되어야 하며, 따라서, 부싱은 사용되는 동안에 고온 상태로 유지된다.

필라멘트가 주위로 열을 방출하면, 그 필라멘트는, 하나 이상의 패키지를 동 시에 권취하는 권취 장치에 의해, 부싱 노즐에서부터 가늘어진다. 상기 권취 장치에 충분한 양의 필라멘트를 공급하기 위해서는, 부싱의 크기가 커야 한다.

부싱의 크기가 크면, 그 크기로 인하여 여러 가지 문제점이 발생되는데, 예컨대, 크기가 큰 부싱의 노즐 플레이트를 균일한 온도에 유지시키기 어렵고 또한 균일한 직경의 필라멘트를 얻기도 여려운 문제가 있다. 또한, 고온의 작동 온도 및 노즐 플레이트 상부에서 부싱에 있는 용융 유리의 중량 때문에, 노즐 플레이트의 변형을 최소화 및 제어하기가 어렵다. 바닥판의 크기가 클 수록 전체적인 하중을 더 받게 되며, 바닥판이 작을 때에 비해 처짐 또는 크리프가 조기에 발생되기 쉽다. 현재의 기술 수준에서는, 작동 온도가 높으면 팁 플레이트를 이루는 합금의 고온 크리프도 그 만큼 촉진된다.

상기의 문제점들은 바닥판의 변형과 크리프를 유발시키며, 이로 인하여 부싱의 사용 수명이 제약을 받게 된다. 크리프는, 하중을 받고 있는 노즐 플레이트의 변형이며, 그 노즐 플레이트에 가해지는 응력과 온도의 함수이다. 부싱내의 온도가 상승할 때, 상기 플레이트의 열팽창에 대한 허용치가 충분하지 못하면, 변형이 유발된다.

상기의 문제점들을 해결하려는 여러 가지 시도가 있어왔다. 공지된 해결 방법중에는, 부싱에 대해서 특별한 소재를 사용하는 방법이 있다. 백금 소재는, 유리에 의한 부식에 대한 내식성과 내산화성을 지니므로, 결과적으로는 유리를 오염시키지 않으며, 따라서 상기의 용도에 사용될 수 있다. 또한, 백금 합금은, 고온에서 내(耐)크리프성을 지닌다. 그러나, 순수 백금은, 고온에서 조기에 변형되며 연하다. 백금에 로듐 같은 합금재를 첨가하면 유익한 결과가 나오지만, 특정한 소재 한 가지로만 부싱을 만들면 그 부싱의 바닥판에서의 변형과 크리프를 충분히 방지할 수 없다.

또 다른 해결 방법은, 부싱의 바닥판을 지지하기 위한 여러 가지 구조물을 사용하는 것이다. 종래의 귀금속 유리섬유 부싱에 사용되는 지지체는, 중간 지지체, 외부 지지 시스템, 내부 거셋(gusset) 시스템의 3개 주요 구성품을 포함한다. 상기 구성품 각각은, 부싱의 각기 상이한 부위를 이루는 귀금속 합금에 있어서의, 처짐 또는 고온 크리프 문제점을 해결하기 위한 것이다. 상기 각각의 구성품은, 부싱의 각기 상이한 부위를 개별적으로 지지하며, 부싱의 수명을 최대로 만들기 위해서는, 상기 3개의 구성품 모두를 구비하는 것이 바람직하다.

도 3 은, 상기 지지 구성품을 모두 구비하는 종래의 부싱을 도시하는데, 이 부싱(10)은, 중간 지지체(70), 외부 지지 스트랩(60)과 외부 지지 브라켓(62)을 포함하는 외부 지지 시스템, 및 팁 플레이트 거셋(44)을 포함하는 내부 지지 시스템을 갖고 있다. 도 3 의 부싱은, 프레임(11), 측벽(16, 18), 플랜지(17, 19) 및 용융 유리가 흘러 통과하는 V자형 스크린(screen)(15)을 포함한다. 융용 유리의 필라멘트는 바닥판(14)에 있는 노즐(12)에서부터 가늘어진다.

중간 지지체(70)는, 수냉된 니켈관 또는 스테인레스강관을 납작하게 만든 것으로서, 팁 영역의 하방에서 부싱 팁 플레이트의 외부에 설치된다. 슬로내이커(Slonaker) 등에게 허여된 미국 특허 4,055,406 호에는, 중간 지지체의 일 예가 상세하게 개시되어 있으며, 본 원은 이를 참조 인용한다. 상기 중간 지지체의 기능은, 2개의 팁 플레이트 사이를 지지하여, 부싱의 바닥판을 이중의 형태로 만드는 것이다. 단일 바닥판 형태의 부싱에 있어서, 중간 지지체는 전술한 3개의 구성품중의 하나에 불과하며 부싱의 바닥판을 지지할 필요는 없다.

중간 지지체는, 팁 플레이트의 전체 길이에 걸쳐서 연장되며, 중간의 세라믹 절연체에 의해서 부싱으로부터 절연된다. 도 3 에는, 이중의 바닥 팁 플레이트와 중간 지지체의 관계가 도시되어 있다.

슬로내이커는, 부싱 바닥부의 하방에 그 바닥부의 길이 방향으로 배치되는 관형 물체를 포함하는 중간 지지체를 개시한다. 상기 관형 부재를 통하여 냉각용 유체가 흐름으로써, 부싱의 바닥판과 중간 지지체의 양자(兩者) 모두에 대한 변형이나 처짐이 최소화 또는 감소된다.

외부 지지 시스템은, 부싱의 외주(外周)에 대한 기계적인 지지를, 그 부싱을 둘러싸서 절연시키는 주조 가능한 내화물로부터, 그 보다 치수 안정성이 큰 구성 부품인 부싱 프레임에 전달한다. 도 3 에는, 외부 지지 시스템의 일 예가 도시되어 있다.

외부 지지 시스템은, 각각의 하부 부싱 측벽에 부착되는 등자(stirrup), 세라믹 절연 웨이퍼, 및 상기 등자로부터 부싱 프레임(11)의 하부 표면으로 연장되는 스테인레스강으로 된 지지 스트랩(60)으로 이루어진다. 이 외부 지지 시스템은, 부싱의 원주를 따라 팁 영역의 치수 안정성을 유지시키기 위한 것이다.

중간 지지체와 외부 지지 시스템은, 각 바닥판의 원주를 따라 부싱을 지지하는 외부 시스템이며, 바닥판의 내부도 또한 지지되어야 한다.

바닥판의 내부에는 유리의 흐름을 계량하기 위한 팁 오리피스가 구비되어 있다. 종래의 부싱에는, 섬유의 형성에 필요한 열적인 환경을 확보하기 위하여 노즐 사이에 배치되는 외부 냉각 핀 블레이드(fin blade)와 함께 사용되는 것도 있는데, 팁과 핀 블레이드에 대한 공간상의 요건으로 인하여, 부싱 내부의 지지 시스템으로, 원주 사이의 팁 플레이트 스팬(span)과, 두개의 팁 플레이트 사이의 영역을 지지해야 한다.

내부 지지 구성품은, 팁 플레이트 지지 시스템에 대한 제 3 의 구성 요소이며, 팁 플레이트 거셋으로 알려져 있다. 이 거셋은, 귀금속 합금으로된 수직 보강재로서, 팁 플레이트상에 위치한 팁의 열(row) 사이에서, 팁 플레이트의 내부 표면에 용접된다. 상기 거셋은, 팁 플레이트로 하여금, 외부 지지되는 팁 플레이트의 원주 사이에서의 처짐 또는 하향 변형에 대하여 내성(耐性)을 최대로 갖게 한다. 도 3 에는, 팁 플레이트 거셋(44)의 위치 및 중간 지지체와 외부 지지 시스템의 관계가 도시되어 있다.

캐리(Carey)는, 부싱의 크기가 커질수록 부싱 바닥판의 처짐과 휨이 더 심해지는 문제가 있음을 인정하고 있다. 캐리는, 부싱에 있는 거셋을 강화함에 의해서, 제 3 의 지지체(내부 지지체)에 대한 변형 실시예를 개시한다. 이 거셋은, 팁 플레이트에 부착되고 부싱의 내부에 위치하므로, 귀금속 합금으로 만들어진다. 상기 거셋이 팁 플레이트를 평평하게 유지시키는 능력은, 온도 및 시간의 작동 조건에서 거셋의 형상이 치수적으로 얼마나 견고하게 유지되는가에 직접 연관된다.

도 2a 및 도 2b 에 도시된, 캐리의 방법에 있어서의 내부 지지 시스템(80)은, 부싱의 측벽 사이 및 바닥판 위에 연장되는 기다란 내부의 중공형 부재(82)를 포함한다. 플레이트(90)는 용접점(92)에서 상기 기다란 부재(82)와 그 기다란 부재(82)의 하방에 있는 부싱 바닥판(14)에 용접된다. 또한, 상기 플레이트(90)는, 부싱 팁(12)의 열(row) 사이에서 부싱의 바닥판(14)에 용접된다. 상기 기다란 부재(82)내에 있는 통로부(84)를 통하여, 고온 내화물 세라믹 소재로 된 봉(86)이 이 연장됨으로써, 그 기다란 부재가 단단하게 강화된다. 거셋의 각 선단에 있는 하부 부싱의 측벽에 구멍을 내고, 그 부싱의 측벽에 있는 구멍을 통하여 상기 봉(86)을 연장시킴으로써, 거셋이 추가로 지지된다.

캐리의 지지 어셈블리의 단점은, 부싱의 팁 플레이트가, 종래의 부싱에 비해서 더 큰 길이와 폭을 갖고 있다는 점이다. 길이와 폭이 크면, 하나의 부싱안에 다수의 거셋을 배치하여야 하고, 결국에는, 다수의 거셋으로 인하여, 각 세라믹 봉을 위한 구멍을 내는 데에 시간과 비용이 추가로 소요되게 된다. 또한, 그러한 구멍은 부싱의 강성 및 열(熱) 패턴(pattern)에 악영향을 끼친다. 하나의 부싱에 여러 개의 구멍이 있으면, 그 구멍과 용접점 주위로 유리의 누출이 발생되기 쉬우며, 이는 부싱의 사용 수명을 제한하게 된다.

캐리의 시스템의 또다른 단점은, 거셋의 높이가 너무 높아서, 부싱 바디내에 있는 여하한 내부 스크린의 디자인을 제약할 수 있다는 점이다. 거셋의 상단에 있는 관의 폭도, 거셋에서 팁 플레이트까지의의 용접 순서를 제약할 수 있다.

종래의 부싱중에는, 부싱의 크기를 줄이기 위하여, 부싱의 바닥판에 매달리는 핀쉴드(finshield)와 노즐을 갖지 않는 것도 있다. 노즐과 핀쉴드를 제거하고 오리피스만을 사용하면, 바닥판의 크기는 감소하는 반면에, 필라멘트의 절손(breakage)이 일어날 때마다 유리가 바닥판 밖으로 유출되는 문제가 야기된다.

부싱의 작동(作動)성을 저하시키지 않으면서 또한 부싱내에서의 용융 유리의 유동을 손상시키지 않도록, 부싱의 바닥판을 내부 지지할 필요가 있다. 또한, 용융 유리에 대한 천공형 가열기 또는 균일화 수단으로서의 기능까지도 수행할 수 있는 향상된 부싱 바닥판 지지체가 필요하다.

종래 기술의 단점은, 필라멘트 성형 장치의 부싱에 대하여 개시된 부싱 팁 플레이트 지지 어셈블리를 통하여 극복된다. 상기 필라멘트 성형 장치는 노즐 또는 팁이 매달리는 바닥판을 갖는 부싱을 포함한다. 개시된 지지 어셈블리는, 여러 가지의 기능을 수행하므로, 종래의 부싱에 있어서의 내부 지지 어셈블리를 향상시킨 것이며, 부싱내에 설치되는 2개의 수직 분할체를 포함한다. 상기 분할체의 하단부는 부싱내에서 팁 플레이트 거셋의 상단면에 용접되며, 상기 분할체는 부싱의 측판에 결합된다. 각 분할체의 상부는, 부싱의 상부 측벽으로서 기능하며, 또한 용융 유리가 흘러가는 부싱의 통구(通口)로서 기능한다. 또한, 상기 분할체는, 부싱내의 유리가 흘러 통과할 관통구를 갖는 중간부 및 하부를 포함한다. 상기 분할체에 개구(開口)가 있음으로 하여, 부싱내에서 유리가 열적으로 혼합 및 균일화될 수 있다.

또한, 상기 분할체는, 종래의 팁 플레이트 거셋에 추가로 강성을 제공하고, 팁 플레이트를 추가로 지지하며, 바닥판, 특히 팁 플레이트의 최대 변형 지점에서의장기(長期) 크리프와 처짐에 대한 내성(耐性)을 제공한다. 상기 지지 어셈블리는, 외부 지지체와 중간 지지체 사이의 스팬(span)내에서 팁 영역의 편평도를 향상시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 선단판, 측판, 및 천공 바닥판을 포함하는 부싱과, 그 바닥판에 결합되는 바닥판 거셋과, 상기 선단판의 사이에 연장되며 또한 그 선단판에 결합되는 제 1 분할체와, 상기 선단판의 사이에 연장되며 또한 그 선단판에 결합되는 제 2 분할체를 포함하는 필라멘트 성형 장치로서, 상기 제 1 및 제 2 분할체의 각각이, 상기 바닥판 거셋에 결합되고 또한 상기 측판중의 하나에 결합되며 또한 제 1 구성부 및 제 2 구성부를 가지고, 상기 제 1 및 제 2 분할체의 제 2 구성부가, 상기 부싱내의 용융 유리가 흘러서 통과할 수 있는 관통구를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 분할체의 제 1 구성부는, 전로로부터 부싱으로 유리가 흘러 통과할 수 있는 통구 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 선단판에 결합가능하고 또한 측판중의 하나에 결합가능하며 또한 부싱의 통구 영역을 형성하는 제 1 분할체 구성부와, 상기 선단판 및 바닥판 거셋에 결합가능하고 또한 상기 제 1 분할체 구성부에 결합되는 제 2 분할체 구성부를 포함하여, 측판, 선단판, 및 거셋을 바닥판에 결합시키면서, 부싱의 바닥판을 지지하는 지지 분할체로서, 상기 제 2 분할체 구성부만이, 부싱내의 용융 유리가 흘러 통과할 수 있는 관통구를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 분할체가 제공된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 부싱의 바닥판 지지 거셋에 결합시키는 단계와, 전로로부터 상기 부싱으로 유리가 흘러 통과할 수 있는 통구의 일부를 형성하는 제 1 구성부 및 그 부싱을 통하여 흐르는 용융 유리가 흘러 통과할 수 있는 관통구를 갖는 제 2 구성부의 양(兩者) 구성부를 모두 구비하는 제 1 분할체 및 제 2 분할체를 각각 그 부싱내에 배치하는 단계와, 바닥판이 상기 제 1 및 제 2 분할체 및 선단판에 구조적으로 결합되고, 그 바닥판과 거셋이, 상기 제 1 및 제 2 분할체와 선단판으로부터 지지되도록, 상기 제 1 및 제 2 분할체를 상기 선단판 및 거셋에 결합시키는 단계를 포함하며, 상기 선단판 및 상기 바닥판에 결합된 측판을 갖는 부싱의 바닥판을 지지하는 방법으로서, 상기 제 1 및 제 2 분할체 각각이 상기 측판중의 하나에 결합되는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.

도 1 은, 종래의 유리 필라멘트 성형 장치를 나타내는 개략도이다.

도 2a 는, 도 1 의 장치에 있는 부싱에 대한 내부 지지 시스템의 개략 측면도이다.

도 2b 는, 도 2a 의 내부 지지 시스템의 개략 측면도이다.

도 3 은, 부싱에 대한 3 가지의 지지 구조물을 부여주는 종래의 부싱에 대한 개략 측면도이다.

도 4 는, 본 발명의 원리를 따르는 부싱에 있어서, 도 5 의 "4-4" 선을 따라 절취한 단면도이다.

도 5 는, 도 4 의 부싱의 평면도이다.

도 6 은, 수직 분할체와 팁 플레이트 거셋 사이의 관계를 보여주는 부싱 지지 어셈블리의 측면도이다.

도 7a 및 7b 는, 상기 수직 분할체의 중간부 및 하부에 대한 개략 측면도이다.

도 4∼7b 에는, 본 발명의 원리를 따르는 부싱의 바닥판을 지지하는 장치가 도시되어 있는데, 이 지지 장치 또는 지지 시스템은, (1) 팁 플레이트 거셋 시스템 을 강화하고, (2) 팁 플레이트의 외주로 흐르는 유리를 스크리닝(screening) 및 가열하며, (3) 부싱에 있어 플랜지가 말려들어가고 상부가 파손되어, 플랜지위로 유리가 누출되는 것을 방지하기 위하여, 부싱의 통구에 대한 강성을 높이는 등의 여러 기능을 수행한다.

도 1 은, 부싱을 갖고 있는 종래의 유리 필라멘트 성형 장치를 도시한다. 유리 필라멘트 성형 장치(5)는, 캐리에 의해 개시된 것과 같이, 종래의 구성으로 이루어진 여하한 형태의 것도 될 수 있다.

도 4∼7b 는, 본 발명의 원리를 따르는 부싱(100)을 보여주는데, 이 부싱(100)은, 숙련된 사람이라면 알 수 있듯이, 팁 또는 노즐(도시 생략)이 매달리는 바닥판(110)을 포함한다. 부싱(100)은, 도 4 및 도 5 에 보이는 바와 같이, 서로 떨어져 있는 선단판(102, 104) 및 측판(106, 108)을 포함한다. 상기 측판(106, 108)은, 상기 선단판(102, 104)의 사이에 연장되며 또한 그 선단판에 결합된다.

부싱(100)은, 선단판(102, 104)의 사이에 연장되는 분할체(210, 212)를 갖는 부싱 지지 어셈블리(200)를 포함한다. 상기 분할체(210, 212)의 선단부는 선단판(102, 104)에 용접되며, 상기 분할체의 바닥면은, 도 6 에 도시된 바와 같이, 부싱내에서 팁 플레이트 거셋(130)의 상단면에 용접된다. 각 측판(106, 108)은, 도 4 에 보이는 바와 같이, 부싱(100)의 바닥판(110)의 외주로부터, 그와 인접하는 분할체(210, 212)까지 연장된다.

상기 부싱(100)은, 분할체(210, 212)의 사이에 역(逆) V자형 스크린(120)을 포함하는데, 이 스크린(120)은, 바닥판(110)에 있는 관통구가 파편에 의해 막히지 않게 해주고, 용융 유리에 대한 열적인 조절과 분배를 도와준다. 상기 스크린(120)은, 여러 개의 스크린 지지 거셋(122)에 의해 지지되는데, 각 스크린 지지 거셋(122)은 관통구(124)를 포함하며, 그 관통구로 인하여, 용융 유리가 부싱(100)을 통하여 섞이고 유동할 수 있게 된다.

상기 부싱(100)은, 그 부싱(100)의 상단부에, 플랜지(142)가 있는 경사 오목 스크린(140)을 포함하는데, 이 스크린(140)은, 전로(forehearth)에 있는 파편이 부싱(100)에 침투되는 것을 방지해준다. 도 5 에는 스크린(120, 140)이 도시되어 있지 않다.

부싱 지지 어셈블리(200)의 각 분할체(210, 212)는, 도 4 및 도 6 에 도시된 바와 같이, 3개의 상이한 구성부(214, 216, 218)를 각각 포함한다. 상기 2개의 분할체(210, 212)는 서로 동일하므로, 편의상 분할체(210)에 대해서만 설명하고자 한다.

수직 분할체(210)의 상부(214)는, 분할체(210)의 상단과, 측판(106)이 그 분할체(210)에 접촉하는 위치(도 4 에서 "A" 로 표시)의 사이에 연장되는데, 관통구를 전혀 포함하지 않으며, 전술한 바 있는 부싱의 통구(118)로서의 역할을 수행한다.

상기 분할체(210)의 중간부(216)는, 상기 상부(214)와, 역 V자형 스크린(120)이 상기 분할체(210)에 접촉하는 위치(도 4 에서 "B" 로 표시)의 사이에 위치하는데, 용융 유리가 통과할 수 있는 관통구를 포함한다. 그 관통구를 지나는 유리는, 측판(106)에 인접한 부싱(100)의 가장자리부로 흐른다. 도 7a 에는, 상기 중간부(216)에 있어서의 관통구(220)의 패턴과 간격이 도시되어 있다. 도 7a 에서 "a", "b", 및 "c" 로 표시된 치수에 대해서는, 실시예로서 하기에 설명된다.

상기 분할체(210)의 하부(218)는, 그 분할체(210)의 하단과 "B" 지점의 사이에 위치하는데, 스크린 지지 거셋(122)상의 관통구와 유사한 패턴 및 간격(도 7b 참조)을 갖는 관통구를 포함한다.

여기서, 도 4 를 참조하면서, 부싱 지지 어셈블리(200)의 작동에 대해 설명하고자 한다. 분할체(210, 212)는 부싱의 선단판(102, 104)에 용접된다. 용융 유리는, 전로(도시 생략)를 통하여, 그리고 내화물 조각과 같은 파편이 부싱(100)에 유입되는 것을 방지해주는 스크린(140)을 통하여 흐르며, 그 스크린(140)을 통과한 후에는, 선단판(102, 104) 및 상기 분할체(210, 212)의 상부(214)에 의해 형성되는 부싱(100)내의 통구(118)를 통하여 흐른다.

역 V자형 스크린(120)에 접촉하기 전에, 유리의 일부가, 각 분할체(210, 212)의 중간부(216)에 있는 관통구(220)를 통하여, 바닥판(110) 측으로 흘러 내려간다. 측판(106, 108)에는 관통구가 전혀 없으므로, 유리는 바닥판(110)에 있는 개구부 측으로 흐른다. 상기 관통구(220)를 통과하지 않는 유리는, 상기 역 V자형 스크린(120)을 통하여 흐른다.

유리가 상기 스크린(120)을 통과하면, 그 유리는 다음의 3 가지 방식중의 하나에 의해서 흐른다. 즉 (1) 스크린 지지 거셋(122)내의 관통구(124)를 통하여 흐르거나, (2) 분할체의 하부(218)를 통하여 흐르거나, 또는 (3) 직접 바닥판(110)에 있는 개구부를 통하여 흐른다. 최종적으로는, 부싱내에 있는 모든 용융 유리가, 부싱 팁으로부터 가늘어진다. 분할체(210, 212)에 있는 관통구 및 스크린 지지 거셋(122)에 있는 관통구는, 부싱(100)내에 있는 유리가 섞일 수 있게 해준다. 섬유화를 위한 유리의 최적의 혼합은, 유리 전체에 걸쳐 균일한 온도로 섞이는 것이다. 상기 분할체의 가열은, 그 분할체에 전류를 통과시켜서 달성할 수 있으며, 분할체가 가열되면, 용융 유리의 균일성이 향상되게 된다.

본 발명의 내부 부싱 지지 어셈블리의 구성품은 백금 합금으로 된 것이 바람직하다.

본 발명의 원리에 따른 부싱 지지 어셈블리의 일 실시예에 있어서, 각각의 치수는 하기와 같다.

수직 분할체의 높이 = 2.9 인치 (7.36 cm)

수직 분할체의 폭 = 23.25 인치 (59.1 cm)

수직 분할체의 두께 = 0.5 인치 (1.27 cm)

수직 분할체의 상부의 높이 = 1.0 인치 (2.54 cm)

수직 분할체의 중간부의 높이 = 1.15 인치 (2.92 cm)

수직 분할체의 하부의 높이 = 0.75 인치 (1.91 cm)

팁 플레이트 거셋의 높이 = 0.6 인치 (1.52 cm)

관통구/개구의 직경 = 0.375 인치 (0.95 cm)

수직 분할체의 중간부에 있는 관통구의 치수 :

a = 0.5 인치 (1.27 cm)

b = 0.25 인치 (0.64 cm)

c = 0.325 인치 (0.83 cm)

수직 분할체의 하부에 있는 관통구의 치수 :

d = 0.5 인치 (1.27 cm)

e = 0.325 인치 (0.83 cm)

당해 분야에 숙련된 사람이라면 누구나 알 수 있듯이, 상기 치수는, 부싱의 크기와 부싱내에 있는 용융 유리의 양에 따라 조절될 수 있다.

또한, 당해 분야에 숙련된 사람이라면 누구나 알 수 있듯이, 상기 실시예를 변형하여, 본 발명의 원리에 부합하는 여러 실시예를 달성할 수 있다.

예컨대, 부싱내에서 흐르는 유리의 양에 따라, 상기 분할체 또는 스크린 지지 거셋에 있는 관통구의 수량과 간격을 변경시킬 수 있다.

또한, 부싱내에 있는 구성품의 크기에 따라, 상기 분할체의 중간부와 하부의 높이를 변경시킬 수도 있다. 즉, 이들 부분의 높이는, 역 V자형 스크린 및 측판이 분할체 부재와 접촉하는 지점과 관계가 있다.

Claims (12)

1. 선단판(102, 104), 측판(106, 108), 및 천공 바닥판(110)을 포함하는 부싱(100)과,

   상기 바닥판에 결합되는 바닥판 거셋(130)과,

   상기 선단판의 사이에 연장되며, 그 선단판에 결합되는 제 1 분할체(210)와,

   상기 선단판의 사이에 연장되며, 그 선단판에 결합되는 제 2 분할체(212)를 포함하는 필라멘트 성형 장치로서,

   상기 제 1 및 제 2 분할체의 각각이, 상기 바닥판 거셋에 결합되고, 또한 상기 측판중의 하나에 결합되며, 또한 제 1 구성부와 제 2 구성부를 가지며,

   상기 제 1 및 제 2 분할체의 제 2 구성부가, 상기 부싱내의 용융 유리가 흘러서 통과할 수 있는 관통구(220)를 포함하고,

   상기 제 1 및 제 2 분할체의 제 1 구성부가, 전로로부터 부싱으로 유리가 흘러 통과할 수 있는 통구(118) 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 구성부(216)의 관통구가 하나의 패턴으로 배치되고,

   상기 제 1 분할체(210)는 관통구를 포함하는 제 3 구성부(218)를 더 포함하며,

   상기 제 3 구성부의 관통구는 상기 제 2 구성부의 관통구와 상이한 패턴으로 배치되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 성형 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 부싱(100)은 상기 선단판(102, 104)과 측판(106, 108) 사이에 설치되는 스크린(120)을 더 포함하고, 그 스크린의 제 1 선단부가 상기 제 2 구성부와 제 3 구성부 사이에서 상기 분할체에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 성형 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 선단판(102, 104)과 상기 제 1 및 제 2 분할체(210, 212)의 제 1 구성부(214) 사이에 상기 통구(218)가 형성되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 성형 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 측판(106, 108)중의 제 1 측판이, 상기 분할체로부터 상기 바닥판을 향하여 외측 하방으로 경사지도록, 그 측판의 제 1 선단부인 상단부에서 상기 제 1 분할체(210)에 결합되고, 또한 그 측판의 제 2 선단부인 하단부에서 상기 바닥판(110)의 선단부에 결합되며, 상기 측판중의 제 2 측판이, 그 측판의 제 1 선단부인 상단부에서 상기 제 2 분할체(212)에 결합되고, 또한 그 측판의 제 2 선단부인 하단부에서 상기 바닥판의 선단부에 결합되어, 이에 의해, 부싱을 통하여 흐르는 용융 유리의 일부가, 상기 바닥판을 통하여 상기 부싱(100)을 빠져나가기 전에, 상기 측판 근처에서 상기 제 2 및 제 3 구성부(216, 218)에 있는 관통구를 통하여 흐르게 되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 성형 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 측판(106)의 상단부는 상기 제 1 구성부(214)와 제 2 구성부(216) 사이에서 상기 제 1 분할체(210)에 결합되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 성형 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 부싱(100)은 상기 스크린(120)을 지지하기 위한 지지체(122)를 포함하고, 그 스크린 지지체가 상기 제 3 구성부(218)의 관통구의 패턴과 실질적으로 유사한 패턴의 관통구(124)를 갖는 것을 특징으로 하는 필라멘트 성형 장치.
8. 선단판(102, 104)에 결합가능하고 또한 측판(106, 108)중의 하나에 결합가능하며, 또한 부싱(100)의 통구(118) 영역을 형성하게 되는 제 1 분할체 구성부(214)와, 상기 선단판 및 바닥판 거셋(130)에 결합가능하고 또한 상기 제 1 분할체 구성부에 결합되는 제 2 분할체 구성부(216)를 포함하며, 상기 측판, 선단판, 및 바닥판 거셋을 바닥판(110)에 결합시키면서 상기 부싱의 바닥판을 지지하는 지지 분할체(210, 212)로서,

   상기 제 2 분할체 구성부만이, 부싱내에 있는 용융 유리가 흘러 통과할 수 있는 관통구(220)를 갖는 것을 특징으로 하는 지지 분할체.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 분할체 구성부의 관통구(220)가 하나의 패턴으로 배열되고,

   상기 제 1 및 제 2 분할체 구성부(214, 216)에 결합되며 또한 그 제 1 및 제 2 분할체 구성부를 결합시키는 제 3 분할체 구성부(218)를 더 포함하며, 그 제 3 분할체 구성부는, 상기 제 2 분할체 구성부의 관통구와 상이한 패턴으로 된 관통구를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지 분할체.
10. 부싱(100)의 바닥판 지지 거셋(130)에 결합시키는 단계와,

    전로로부터 상기 부싱으로 유리가 흘러 통과할 수 있는 통구(118)의 일부를 형성하는 제 1 구성부(214) 및 그 부싱을 통하여 흐르는 용융 유리가 흘러 통과할 수 있는 관통구(220)를 갖는 제 2 구성부(216)의 양(兩者) 구성부를 모두 구비하는 제 1 분할체(210) 및 제 2 분할체(212)를 각각 그 부싱내에 배치하는 단계와,

    바닥판(110)이 상기 제 1 및 제 2 분할체 및 선단판(102, 104)에 구조적으로 결합되고, 그 바닥판과 거셋이, 상기 제 1 및 제 2 분할체와 선단판으로부터 지지되도록, 상기 제 1 및 제 2 분할체를 상기 선단판 및 거셋에 결합시키는 단계를 포함하며, 상기 선단판 및 상기 바닥판에 결합된 측판(106, 108)을 갖는 부싱의 바닥판을 지지하는 방법으로서,

    상기 제 1 및 제 2 분할체 각각이 상기 측판중의 하나에 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 분할체가, 제 1 구성부(214) 및 부싱내에 있는 용융 유리가 흘러 통과할 수 있는 관통구(220)를 갖는 제 2 구성부(216)를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 10 항에 있어서, 스크린의 일측 선단이 상기 제 1 분할체의 제 2 구성부에 인접하게 배치되도록, 상기 선단판 사이에 스크린을 설치하는 단계를 더 포함하는것을 특징으로 하는 방법.

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