CN1215003C - 轴套温度控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种轴套温度控制装置，具备：用于将主电流(I1)供给收容熔化玻璃的轴套(2)的变压器(3)；与主电流(I1)同相位和逆相位地将调整电流(I2、I3)供给该变压器(3)的电流通电区域的一部分区域的调整电流供给器(7、8)。因此，在宽温度范围能进行电流通电区域的一部分区域(2a、2c)的温度控制。
Description
技术领域
本发明涉及对在玻璃纤维的纺丝中使用的轴套进行温度控制的轴套温度控制装置。
背景技术
通常，玻璃纤维的纺丝是通过在收容熔化玻璃的轴套的底部形成多个孔并从这些孔使玻璃纤维流出并把多根打捆并卷取的方式进行。这时，为了得到均匀的玻璃纤维，必须将轴套加热成均匀的温度。这种加热是通过使电流流过轴套来进行。
现有的轴套的温度控制是这样进行的，即，将配设在轴套的中央部分的热电偶的热电动势变换成温度，为使温度控制恒定，在轴套中流过规定的电流而使温度保持恒定。
但是，在轴套的两端有电流密度高、温度变得比中央部分高的倾向。在这种场合，由于轴套的温度分布不均匀，必然使从轴套流出的玻璃纤维的Tex变得不均匀，并招致质量不良。
为防止这样的轴套温度分布的不均匀，以下那样的轴套温度控制技术被提出。
在特开昭61-228512号公报中，记载着具有给整个轴套供给电流的电源变压器，通过将该电流供给区域分割成两个且使用可控硅的电流旁路电路，能够调整给被分割的各区域的电流的轴套用三端子控制器。该轴套用三端子控制器是通过调整被分割的区域的电流通电量来防止轴套的温度不均匀。
另外，在特表平2-500835号公报中，记载着具有给整个轴套供给电流的第1电源变压器，并具备将其电源供给区域分割成三个，分别给两端的区域供给电流的第2电源变压器和第3电源变压器的轴套温度控制装置。该该轴套温度控制装置将会通过调整两端区域的电流通电量防止轴套的温度不均匀。
而且，在特开平11-327661号公报中，记载着具有给整个轴套供给电流的变压器，并具备将该电流供给区域分割成四个，使流经该各区域的电流分流的分流电路的温度控制装置。该温度控制装置通过由配线和开关构成分流电路，从而用低成本将分割区域的细分化是容易的。
但是，在上述的各轴套温度控制装置中存在如下那样的问题。在特开昭61-228512号公报中记载的轴套用的三端子控制器，由于在电流旁路电路中使用的可控硅是半导体元件，因此接近成为高温的轴套而配置是困难的，并且配置场所受限制。另外，在该轴套用的三端子控制器中，由于不能增加轴套的电流通电量，因此温度的可变范围变得狭窄。
在特公平8-22758号公报中记载的轴套温度控制装置，由于是个别地向轴套的端部等供给电流并进行温度调整的装置，因此，在使其端部的温度降低的场合，有必要减少电流供给量。这时，在即使使该电流供给量成为零，并有必要使温度降低时，必须调整主要的第1电源变压器的电流供给量或调整在轴套的下方的用于冷却从多个孔引出的融化玻璃的冷却散热片，因此温度调整作业变得非常烦杂。
在特开平11-327661号公报中记载的温度控制装置，由于不能调整由分流电路被分流的电流量，因此即使要进行细微的温度控制也将变成不稳定(hunting)的原因，并有可能产生Tex的变动。
发明内容
因此，本发明就是为解决这样的技术问题而形成的，其目的在于提供在宽温度范围能容易进行轴套的温度控制的轴套温度控制装置。
即，涉及本发明的轴套温度控制装置，具备：给收容融化玻璃的轴套供给电流的主电流供给设备；与主电流同相位和逆相位地将调整电流供给根据主电流供给设备的电流通电区域的一部分区域的调整电流供给设备。
另外，涉及本发明的轴套温度控制装置，其特征在于，所述的调整电流供给设备至少被设置两个，分别将调整电流供给主电流供给设备的电流通电区域的两端的区域。
另外，涉及本发明的轴套温度控制装置，其特征在于，所述调整电流供给装置具备使应供给的电流的相位逆转的相位逆转功能。
另外，涉及本发明的轴套温度控制装置，其特征在于，所述的调整电流供给设备具备使调整电流的供给量可变的电流可变功能。
若依据本发明，则通过与主电流同相位和逆相位地将调整电流供给，与主电流同相位地供给调整电流，在轴套的一部分区域使通电量增加到主电流以上，并通过加热能进行温度调整，另外，与主电流逆相位地供给调整电流，在轴套的一部分区域使通电量减小到主电流以下，并通过冷却能进行温度调整。为此，通过与主电流同相位和逆相位地适当供给调整电流，从而能在宽温度范围进行温度控制。因此，不需要频繁地变更主电流的通电量，就能进行稳定的玻璃纤维的纺丝，并能使纺丝作业高效率地进行。
附图说明
图1是涉及本发明的实施形态的轴套温度控制装置的构成图。
图2是图1的轴套温度控制装置的调整电流供给器的说明图。
图3是表示在涉及本实施形态的轴套温度控制装置中实际的温度控制结果的曲线图。
具体实施方式
以下，根据附图，说明关于本发明的实施形态。此外，在各图中对相同要素附加相同符号，并省略重复的说明。另外，附图的尺寸比率不一定与说明的一致。
图1表示涉及本实施形态的轴套温度控制装置构成的概略图。
如本图所示那样，涉及本实施形态的轴套温度控制装置1是进行轴套2的温度控制的装置，是通过在轴套2中通电预定的电流，并调整该电流通电量，从而控制轴套2的温度的装置。轴套2是收容熔化玻璃的容器，从在底部所形成的多个孔(未图示)使熔化玻璃流出，进行纺丝。另外，轴套2由能通电的构件，例如白金及其合金等构成。
轴套温度控制装置1具备将电流供给轴套2的变压器3。变压器3是具备作为主电流供给设备将主电流I1供给整个轴套2的功能的变压器，例如，使用电源变压器。变压器3的初级线圈3a被连接到电源控制器4。电源控制器4用于控制变压器3的输出，被连接到作为交流电源的电源线5，并从电源线5接受电力供给。
在轴套2的两端设置了输入端子21、22。输入端子21、22与变压器3的次级线圈3b连接，并从变压器3接受主电流I1的供给。另外，在轴套2中设置了中间端子23、24。中间端子23、24被配设在输入端子21、22的中间位置。若将轴套2的输入端子21、22之间三等分后作为三个区域，并从输入端子21一侧起依次设定为第一区域2a、第二区域2b、第三区域2c，那么中间端子23被设置在第一区域2a和第二区域2b的边界位置。另外，中间端子24被设置在第二区域2b和第三区域2c的边界位置。
在轴套2的第二区域2b设置了温度传感器32。温度传感器32是检测作为轴套2的中间区域的第二区域2b的温度的温度检测设备，例如使用热电偶。温度传感器32被连接到温度控制器62，并将温度检测信号输出到温度控制器62。温度控制器62根据温度传感器32的温度检测信号将控制信号输出到电源控制器4。
轴套温度控制装置1具备调整电流供给器7、8。调整电流供给器7、8是与主电流I1同相位和逆相位地将调整电流供给到变压器3的电流通电区域的一部分区域的调整电流供给设备。调整电流供给器7被连接到输入端子21和中间端子23，并与主电流同相位和逆相位地将调整电流I2供给作为变压器3的电流通电区域的一部分区域的第一区域2a。关于调整电流供给器7的详细情况将在后面叙述。
另外，调整电流供给器8被连接到输入端子22和中间端子24，并与主电流同相位和逆相位地将调整电流I3供给作为变压器3的电流通电区域的一部分区域的第三区域2c。
在轴套2的第一区域2a设置了温度传感器31。温度传感器31是检测作为轴套2的端部区域的第一区域2a的温度的温度检测设备，例如使用热电偶。温度传感器31被连接到温度控制器61，并将温度检测信号输出到温度控制器61。
在轴套2的第三区域2c设置了温度传感器33。温度传感器33是检测作为轴套2的端部区域的第三区域2c的温度的温度检测设备，例如使用热电偶。温度传感器33被连接到温度控制器63，并将温度检测信号输出到温度控制器63。
图2表示调整电流供给器7的构成图。
如本图所示那样，调整电流供给器7具备将电流供给输入端子21、中间端子23之间的变压器71。变压器71的次级线圈71a与轴套2的输入端子21和中间端子23连接。变压器71的初级一侧串联初级线圈71b和初级线圈71c。
初级线圈71b的一端被连接到电力调整器72，其另一端被连接到中间抽头71d。电力调整器72就是调整初级线圈71b的电力量，例如使用可控硅等开关元件构成。在电力调整器72的输入一侧连接着电源线5的电线5a。电源线5由二根电线5a、5b构成。
中间抽头71d是被设置在初级线圈71b和初级线圈71c中间的中间端子。在中间抽头71d连接着电源线5的电线5b。
初级线圈71c的一端被连接到电力调整器73，另一端被连接到中间抽头71d。电力调整器73就是调整初级线圈71c的电力量，具有与电力调整器72相同的构成，例如使用可控硅等开关元件而构成。在电力调整器73的输入一侧被连接着电源线5的电线5a。
调整电流供给器7具备控制器74。控制器74根据温度控制器61的输出信号将控制信号输出到电力调整器72、73，控制电力调整器72、73的动作。例如，控制器74根据温度控制器61的输出信号使电力调整器72或电力调整器73的一方动作，而使另一方变成非动作状态，并将作为调整电流供给器7的输出电流的调整电流I2变为与主电流同相位的电流。
另外，控制器74将电力调整器72或电力调整器73的一方变为非动作状态，而使另一方动作，并将调整电流I2变为与主电流逆相位的电流。而且，控制器74将电力调整器72以及电力调整器73的双方变为非动作状态，并使调整电流I2变为零。
另外，根据控制器74的控制信号调整电力调整器72、73的通电量、以及初级线圈71b、71c和次级线圈71a的通电量，并控制调整电流供给器7的调整电流I2。
此外，调整电流供给器8也具有与上述的调整电流供给器7同样的构成，并同样地动作。即，调整电流供给器8具备将电流供给输入端子22、中间端子24之间的变压器(未图示)，根据温度控制器62的输出信号适当地使变压器的初级一侧的通电方向变化，输出与主电流I1同相位或逆相位的调整电流I3。
接着，说明关于涉及本实施形态的轴套温度控制装置的动作。
在图1中，首先，按照用轴套2纺丝的玻璃纤维的直径等设定轴套2的温度。温度设定是通过在温度控制器61、62以及63中设定加热温度而进行。
在温度控制器62中，根据设定温度以及温度传感器32的输出信号使电力控制器4和变压器3动作。通过电力控制器4和变压器3的动作，主电流I1分别流到在轴套2的输入端子21、22之间的第一区域2a、第二区域2 b以及第三区域2c中，并使轴套2加热。
这时，在轴套2的第二区域2b的温度比设定温度低时，将增加变压器3的输出。由此，主电流I1增加，轴套2的温度上升。另一方面，在轴套2的第二区域2b的温度比设定温度高时，将减小变压器3的输出。由此，将减小主电流I1，使轴套2的温度下降。
另一方面，在温度控制器61中，根据设定温度和温度传感器31的输出信号使调整电流供给器7动作。通过调整电流供给器7的动作，使调整电流I2流到在轴套2的输入端子21和中间端子23之间的第一区域2a中。由此，第一区域2a的全部通电量变成主电流I1及调整电流I2的和。
这时，在轴套2的第一区域2a的温度比设定温度低时，从调整电流供给器7输出的调整电流I2成为与主电流I1同相位。由此，第一区域2a的通电量增加，并且第一区域2a的温度将上升。另一方面，在轴套2的第一区域2a的温度比设定温度高时，从调整电流供给器7输出的调整电流I2成为与主电流I1逆相位。由此，第一区域2a的通电量减小，并且第一区域2a的温度将下降。
这样，通过与主电流I1同相位或逆相位地适当地供给流经轴套2的第一区域2a的调整电流I2，就能在宽温度范围进行作为轴套的端部区域的第三区域2c的温度控制。
因此，没有必要按照所制造的玻璃纤维的直径等频繁地变更主电流I1的通电量，能进行稳定的玻璃纤维的纺丝，并能高效率地进行纺丝作业。另外，作为调整电流供给器7的变压器71，能够使用额定值低的变压器，并使轴套温度控制装置1的低成本成为可能。
此外，在轴套2的第一区域2a的温度成为设定温度时，从调整电流供给器7输出的调整电流I2成为零。在这种场合，第一区域2a的通电量没有变化，并维持第一区域2a的温度。
在温度控制器63中，根据设定温度以及温度传感器33的输出信号，使调整电流供给器8动作。通过调整电流供给器8的动作，使调整电流I3流到在轴套2的输入端子22和中间端子23之间的第三区域2c中。由此，第三区域2c的全部通电量变成主电流I1以及调整电流I3的和。
这时，在轴套2的第三区域2c的温度比设定温度低时，从调整电流供给器8输出的调整电流I3成为与主电流I1同相位。由此，第三区域2c的通电量增加，第三区域2c的温度将上升。另一方面，在轴套2的第三区域2c的温度比设定温度高时，从调整电流供给器输出的调整电流I3成为与主电流I1同相位。由此，第三区域2c的通电量减小，第三区域2c的温度将上升。
这样，通过与主电流I1同相位或逆相位地适当地供给流经轴套2的第三区域2c的调整电流I3，就能在宽温度范围进行作为轴套2的端部区域的第三区域2c的温度控制。
因此，没有必要频繁地变更主电流I1的通电量，就能进行稳定的玻璃纤维的纺丝，并能高效率地进行纺丝作业。另外，作为调整电流供给器8的变压器能够使用额定值低的变压器，并使轴套温度控制装置1的低成本成为可能。
此外，在轴套2的第三区域2c的温度变为设定温度时，从调整电流供给器8输出的调整电流I3成为零。在这种场合，第三区域2c的通电量没有变化，并维持第三区域2c的温度。
图3表示在现实中使涉及本实施形态的轴套温度控制装置动作时的温度控制结果。
在图3中，横轴是沿着轴套2的电流通电方向的位置，纵轴是对于预定的基准温度的温度差。此外，作为成为温度控制对象的轴套2，是用白金90-铑10的合金制成的，并使用具有1200个用于在箱形底部引出融化玻璃的孔的轴套。
如本图所示那样，在只将第一区域2a的设定温度下降30℃的场合(连接圆圈的线：○-○)，对于第二区域2b和第三区域2c，第一区域2a的温度约降低30℃。在将第一区域2a和第三区域2c的设定温度降低30℃的场合(连接三角形的线：△-△)，对于第二区域2b，第一区域2a和第三区域2c的温度约降低30℃。
在将第一区域2a和第三区域2c的设定温度上升30℃的场合(连接四角形的线：□-□)，对于第二区域2b，第一区域2a和第三区域2c的温度约上升30℃。在只将第二区域2b的设定温度上升30℃的场合(连接菱形的线：◇-◇)，对于第一区域2a和第三区域2c，第二区域2b的温度约上升30℃。
从这样的结果可知，通过相对主电流同相位或逆相位地使调整电流流过，照理论那样，温度调整是可能的。
象以上那样，若依据涉及本实施形态的轴套温度控制装置，通过做成与主电流I1同相位和逆相位地将调整电流I2、I3供给，从而与主电流I1同相位地供给调整电流I2、I3，在轴套2的一部分区域使通电量增加到主电流I1以上，并能通过加热进行温度调整。另外，与主电流I1逆相位地供给调整电流I2、I3，在轴套2的一部分区域使通电量减小到主电流I1以下，并能通过冷却进行温度调整。为此，通过相对主电流I1同相位或逆相位地适当地供给调整电流I2、I3，就能在宽温度范围进行温度控制。因此，没有必要频繁地变更主电流I1的通电量，能进行稳定的玻璃纤维的纺丝。另外，使纺丝作业变成高效率的作业。
此外，在本实施形态中，说明了关于将轴套2的通电区域三分割的场合，但涉及本发明的轴套温度控制装置不受这样场合的限制，也可以将轴套2的通电区域进行二分割或分割成四个以上，并使对主电流I1同相位或逆相位的调整电流流经被分割的该区域的一部分。即使在这样的场合，也能得到与涉及本实施形态的轴套温度控制装置相同的作用效果。
本发明在玻璃纤维的纺丝中能被利用。
Claims (5)
1.一种轴套温度控制装置，其特征在于，具备：给收容熔融玻璃的轴套供给主电流的主电流供给设备；与所述主电流同相位和逆相位地将调整电流供给所述主电流供给设备的电流通电区域的一部分区域的调整电流供给设备。
2.如权利要求1所述的轴套温度控制装置，其特征在于，所述调整电流供给设备至少被设置两个，并将所述调整电流分别供给所述主电流供给设备的所述电流通电区域的两端的区域。
3.如权利要求1或2所述的轴套温度控制装置，其特征在于，所述调整电流供给设备具备使应供给的电流的相位逆转的相位逆转功能。
4.如权利要求1或2所述的轴套温度控制装置，其特征在于，所述调整电流供给设备具备使所述调整电流的供给量可变的电流可变功能。
5.如权利要求3所述的轴套温度控制装置，其特征在于，所述调整电流供给设备具备使所述调整电流的供给量可变的电流可变功x能。
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