FI58769B - Elektrisk smaeltapparat - Google Patents

Description

R3SSP1 [B] (11)KuUtUTUl,ulka.su q JMTä lJ ' } utlAoon INOSSKRIFT 00/69 C (45) Patentti «yönr.otty 10 04 1021 Patent rrtejd?lat ^ ^ (51) Kv.lk?/lnt.CI.3 0 05 B 5/02 SUOMI—FINLAND (zi) ρκμκμιπνι-ρκιμμϊμιιι 752566 (22) HakwnlipUvt_Antttknlngad·· 15-09-75 ' ' (23) Alku pilvi—GUtlghattdag 15.09-75 (41) Tullut |wlktMksl — Blivit off«Kll| l6.0h.j6

Patentti- ja rakistari hall itua .... , , . ,. ,. .

_ ^ ^ , . (44) Nlhtftvlkalptiwn |t kuul.|ulk*l*un pvm. — .

Patanb· och raglsterttyrelsen AfitBksn utitgd ech uti.skrift*n puMicurad 31 · 12.80 (32)(33)(31) pyydetty *tuo4k*«»—Begird priori»·* 15-10. 7*+ USA(US) 51^5^5 (Tl) Owens-Corning Fiberglas Corporation, Fiberglas Tower, Toledo,

Ohio ^3659, USA(US) (72) William Charles Brady, Granville, Ohio, William Findlay Giles,

Maumee, Ohio, USA(US) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Sähköinen sulatuslaite - Elektrisk smältapparat

Keksintö koskee sähköllä toimivaa sulatuslaitetta, jonka sulatussäiliö on korkean lämpötilan kestävää ainetta ja jonka pohjassa on aukko sulan aineen ulos-ottamista varten sekä vähintään yksi sähkökuumennuselementti, joka on eristetty säiliöstä ja joka pituussuunnassa ulottuu säiliön pohjan yli ja jonka korkeus on oleellisesti suurempi kuin paksuus.

Aikaisemmin on kuumennuselementeillä varustetuissa uuneissa käytetty hyväksi metallilevyn tapaista, tavallisesti käyristettyä, sähkövirtaa johtavaa kuumen-nuselementtiä, jolla on ulottuvuus poikittain suhteessa sulatuskammioon. Kun hyvin voimakkaita virtoja johdetaan kuumennuselementin läpi, muuttaa elementistä tuleva, voimakas lämpö jatkuvasti sisälle syötetyn aineen sulaksi massaksi sulatuskammiossa. Kun hyvin voimakkaita virtoja johdetaan kumennuselementin läpi, muuttaa elementistä tuleva, voimakas lämpö jatkuvasti sisälle syötetyn aineen sulaksi massaksi sulatus-kammiossa. Kun uunia tai sulatuslaitosta käytetään sulan aineen syöttämiseksi toiseen laitteistoon, on kuumennuselementti sijainnut poikittain syhteessa sulan aineen virtaussuuntaan kohti mainittuun laitteistoon johtavaa ulosmenoliitäntää. Kuu-mennuselementissä on rei'ityksia tai rakoja, joiden kautta sula aine siirtyy kohti ulosmenoliitäntää.

Jatkuvien lasikuitujen valmistuksen yhteydessä huomattiin, että suurempi tuotanto vaati sulan lasin nopeamman siirron levymäisen kuumennuselementin aukkojen kautta. Kun sulan lasin siirtonopeus kasvaa, ei kuumennuselementti kykene tyydyttä- 2 58769 västi muuttamaan seosainetta sulaksi lasiksi, minkä vuoksi lammityskapasiteetista on muodostunut rajoittava tekijä mitä tulee laitteen mahdolliseen läpivirtausnopeu-teen. Suuremmat sulatusyksiköt näyttivät olevan ainoa ratkaisu tähän ongelmaan, mutta tunnettuun tekniikkaan perustuville, suuremmille sulatusyksiköille tunnusomaiset kustannukset ja hankalat käyttöominaisuudet eivät kuitenkaan tarjonneet lupaavia mahdollisuuksia mitä tulee läpivirtauksen tehokkaan suurentamisen aikaansaamiseen.

Amerikkalaisessa patenttiselityksessä 2 l8l 030 kuvataan sähkölaskuunia, jossa on kuumennuselementti kierukkapuolan muodossa, jonka akseli on pystysuorasti suunnattuna ja joka sijaitsee sulatussäiliön pohjassa olevan ulosmenokohdan yllä, minkä lisäksi kuumennuselementti koostuu ulkokuoresta, joka on sähköä johtavaa ainetta ja joka on täytetty murskatulla, tulenkestävällä aineella. Tässä tunnetussa laitteessa on kuitenkin se huono puoli, että siinä voidaan ainoastaan sulattaa verraten pieniä määriä lasia, koska puolan muoto rajoittaa kuumentimen kuumentamaa lasivolyymiä ja koska sula aine sulatuskammiossa ei tule kuumennetuksi kammion koko leveydellä sekä lisäksi siksi, että vain verraten pieni ulosmenoaukko on saatavissa sulan lasin syöttämiseksi ulos sulatuskammiosta.

Keksintö perustuu siihen ongelmaan miten voitaisiin suurentaa sulatussäiliön läpivirtausta ilman että sen mitat mainittavasti suurenevat.

Keksinnön mukaisesti tämä ongelma katkaistaan kuumennuselementillä, joka käsittää kaksi yhdensuuntaista sähköä johtavaa keskiosaa, jotka on sovitettu tietylle etäisyydelle toisistaan toinen toisen yläpuolelle ja ulottuen lämpöelementin pituussuunnassa, jolloin molemmat keskiosat kummastakin päästään on yhdistetty toisiinsa lyhyemmän päätyosan avulla, joka on varustettu kytkentäelimin lämpöelementin päiden yhdistämiseksi kumpikin omaan virtalähteen napaan, ja että mainitut osat käsittävät putkimaisen, sähköä johtavan ulkovaipan, jonka sisäosat on täytetty lämmön-kestävällä aineella.

Keksinnön olennaisin tunnusmerkki on se, että lämpöelementti käsittää kaksi yhdensuuntaista virtapiiriä I ja II virranlähteen molempien napojen välissä, jolloin saavutetaan mahdollisuus kehitetyn lämpötehon sovittamiseksi sulatuskammiossa kulloinkin vallitsevien olosuhteiden mukaisiksi. Mikäli sulatetun lasin lämpötila ylemmän piirin I lähellä laskee alemmaksi kuin alemman piirin II lähellä olevan lasisulan lämpötila, laskee virran vastus piirissä I alemmaksi kuin piirissä II, koska lämpöelementin johtavalle aineelle ominainen vastus on riippuvainen lämpötilasta. Lisää virtaa virtaa näin ollen pitkin piiriä I lämpötilan nostamiseksi tässä lämpöelementin osassa. Mikäli olosuhteet sitä vastoin ovat sellaiset, että lämpötila piirin II ympärillä laskee, virtaa tämän piirin kautta lisää virtaa sen lämpötilan kohottamiseksi. Riippuen lämpötilaolosuhteista pitkin lämpöelementin pituussuuntaa ja korkeutta aikaansaadaan näin ollen sellainen eriytynyt virran jakautuminen, että mahdolliset lämpötilaerot lasisulassa tasoittuvat ja sulan lasin termisestä käsittelystä tulee yhdenmukaisempi.

Keksinnön eräässä, parhaiten pidetyssä toteutusmuodossa jokainen kuumennus-elementti käsittää mieluiten kummassakin päässä ei-lineaarisen liitäntävälineen, joka 3 58769 kuumennuslementin pituussuunnassa ulkonee elementin ko. päästä. Liitäntävälineissä on mieluiten metallinauhoja, jotka ulottuvat ulkopuolella ja pituussuunnassa suhteessa liitäntäväliaineisiin vaikuttaa osaltaan siihen, että aikaansaadaan sähkövirran yhdenmukainen jakelu keskielementteihin.

Seosaineen syöttölaite on mieluiten suunnitelty syöttämään mineraaliseosaineen hienonnetussa muodossa sulatussäiliöön aukon kautta, joka on sulatussäiliön yläpäässä.

Jotta sula aine voitaisiin muodostaa jatkuviksi tangoiksi, on sinänsä tunnettu syötin järjestetty sulatussäiliön yhteyteen pohja-aukon kautta vastaanottamaan sulan aineen säiliöstä, jolloin syöttimen pohjassa on reikiä sulan aineen syöttämiseksi sen kautta sulien virtojen muodossa.

Seuraavassa kuvataan keksinnön toteutusesimerkkejä viitaten piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää otsaprojektiokuvantoa laitteesta, jolla valmistetaan jatkuvia lasikuitusäikeitä keksinnön periaatteiden mukaisesti, kuvio 2 esittääsivuprojektiokuvantoa kuvion 1 laitteesta, kuvio 3 esittää pituusleikkauskuvantoa sulatusaggregaatista ja syötinjärjes-telystä kuvioiden 1 ja 2 näyttämän laitteen periaatteiden mukaisesti, kuvio 1+ esittää poikkileikkauskuvantoa oleellisesti pitkin kuvion 3 viivaa 1*-U, kuvio 5 esittää suurennettua sivuprojektiokuvantoa kuvioiden 3 ja h yhdestä kuumennuselementistä, kuvio 6 esittää pohjakuvantoa kuvion 5 kuumennuselementistä, kuvio 7 esittää otsaprojektiokuvantoa kuvioiden 5 ja 6 kuumennuselementistä oleellisesti pitkin kuvion 5 viivaa 7_7, kuvio 8 esittää kuvantoa sähkösyöttöpiirin sähkövirtapiirikaaviosta ja kuumennuselementtien ohjauspiiristä, kuvio 9 esittää kuvantoa kuumennuselementtien toisesta suuntauksesta sula-tussäiliössä, kuvio 10 esittää sivuprojektiokuvantoa toisesta, keksinnön periaatteiden mukaisesta kuumennuselementistä, kuvio 11 esittää pohjakuvantoa kuvion 10 kuumennuselementistä, kuvio 12 esittää pohjakuvantoa toisesta, keksinnön periaatteiden mukaisesta kuumennuselementistä, ja kuvio 13 esittää sivuprojektiokuvantoa kuvion 12 kuumennuselementistä,

Joskin keksintö on erityisen käyttökelpoinen lasikuitujen valmistuksessa, sitä voidaan käyttää myös yleensä virtauskelpoisen ja lämmöllä pehmennettävän aineen käsittelyssä. Lasikuitujen muovauslaite on vain esimerkki, jonka avulla selitetään keksinnön periaatteet.

Kuvioissa 1 ja 2 näytetään laite, joka toimii kolmella tasolla jatkuvan lasikuitusäikeen valmistamiseksi, joka kootaan kiedotun paketin muodossa.

Näytetyllä tavalla ylemmällä tasolla oleva lattia 10 kantaa käsittelyaggre-gaatin 12 ylemmän tason ja välitason välissä, jolloin aggregaatti 12 antaa edelleen sulat lasivirrat syöttimestä tai läpivientiaukosta 16. Alatasolla 4 58769 oleva kelauslaite 18 vetää ulos sulat lasivirrat 14 jatkuviksi lasikuiduiksi 20. Kokoojakenkä 22 vie välitason kohdalla eteenpäin siirtyvät, jatkuvat lasikuidut 20 yhteen lasisäikeeksi 24· Kelauslaite 18 siirtää säikeen 24 alaspäin välilattian 28 aukon 26 kautta säikeen 24 kelaamiseksi paketin 30 muodossa sopivalle kokoojalle, esim. putkimaiselle kokoojalle 32, jota kannattaa hylsy 34 teleskooppimaisesti. Kelauslaite 18 pyörittää hylsyä 34. Edestakaisin liikkuva ja pyöritettävä säikeenlevityslaite 36 vie eteenpäin siirtyvän säikeen 24 edestakaisin pituussuunnassa kokoojaputken 32 ylle säikeen jakamiseksi paketilla 30.

Välitason kohdalla on kotelossa 42 tuettu pinnoitin 40, joka syöttää viimeistelynestettä tai muuta pinnoitusainetta eteenpäin siirtyvien kuitujen 20 päälle. Pinnoitin 40 voi olla mikä tahansa tunnettu, tavanomainen laite, esim. päätön hihna, joka liikkuu viimeistelynesteen tai muun pinnoitusaineen läpi kotelossa 42. Kun kuidut 20 siirretään liikkuvan pinnoittimen 40 pinnan ylitse, siirtyy kuituihin tietty määrä viimeistelynestettä tai pinnoitusainet-ta, jota käytetään pinnoittimella.

Käsittelyaggregaatti 12 käsittää kehyksen 40, joka kantaa seoksen-syöttöosan 50, sulatussäiliön 52, joka kuumentaa syöttöosasta 50 syötetyn mineraaliseosaineen sulaksi lasiksi ja se sisältää syöttimen tai läpivirta-usaukon 16, joka ottaa vastaan sulaa lasia sulatussäiliöstä 52. Kehyksessä 48 on pystysuorat osat 54 ja vaakasuorat pohjaosat 56.

Näytetyssä toteutusmuodossa syöttöosa 50 käsittää seoksensyöttöosan 60 ja seokeenjakeluosan 62, Jotka toimivat yhdessä antaakseen jatkuvasti seosainekerroksen hienonnetussa muodossa sulatussäiliössä 52 olevan, sulan lasin yläpinnan päälle. Seoksensyöttöosa 60 kantaa suhteellisen kiinteän makasiinin 64, joka sisältää mineraaliseosainevaraston hienonnetussa muodossa isäainemakasiinin 66 yllä, joka on osa seoksenjakeluosasta 62. Kehykseen 48 sisältyvät poikittaiselementit 68 pitävät suhteellisesti katsoen kiinteän makasiinin 64 lisäainemakasiinin 66 yläpuolella.

Seokeenjakeluosa 62 sekä annostaa että säätää näytetyllä tavalla mineraaliseosaineen syötön sulatussäiliöön 52 ja jakaa mineraaliseosaineen sulatussäiliön 52 avoimen yläpään koko avoimelle pinnalle. Laite säätää näin ollen lisäainemakasiinista 66 poistuvan seosaineen ja siirtää makasiinia 66 seoksen jakamiseksi. %ytetyssä järjestelyssä lisäainemakasiini 66 on saennettuna akselille 70, joka on tuettuna kiertolaakereissa 72, jotka ovat kehyksen 48 poikittaiselementeissä 74· Sähkömoottori 76 käyttää pyörivää seoksensäätölai-tetta nopeudenalennusmekanismin 78 ja käyttöjärjestelmän kautta. Nopeudenalen-nusmekaniemista 78 lähtevä akseli 80 käyttää akselia 70 ketjun 84 välityksellä, joka on asetettu ketjupyörän 82 ympärille akselilla JO ja ketjupyörän 86 ympärille ulosmenoakselilla 80. Akselin 70 pyöriminen siirtyy seoksensäätö-laitteeseen. Kun akseli 70 pyörii, käyttää akselille 70 kiinnitetty ketjupyörä 5 58769 ΘΘ akselilla 92 olevaa ketjupyörää 90 toisen ketjun 94 välityksellä. Akseli 92 sijaitsee lisäainemakasiinin 66 ulosmeno-osan kohdalla ja se on asennettu pyörimään laakereissa, joita lisäainemakasiini 66 kannattaa. Akseli 92 ulottuu makasiinin 66 ulosmenoaukon yli ja siinä on säteittäisesti ulottuvia siipiä tai suonia 96. Kun sähkömoottori 76 pyörittää akselia 92 ketjujen ja ketjupyörien muodostaman käyttöjärjestelmän välityksellä, tulevat siivet 96 siirretyiksi säätääkseen seosaineen syötön lisäainemakasiinista 66 sulatus-säiliöön 52. Lisäainemakasiinista 66 sulatussäiliöön 52 syötetyn seosaineen määrää voidaan muuttaa muuttamalla akselin 92 ja siten siipien 96 pyörimisnopeutta.

Lisäainemakasiini 66 voi heilua tai pyöriä akselin 70 ympäri makasiinista 66 tulevan seosaineen jakamiseksi sulatussäiliön 52 avoimelle pinnalle, jolloin tämä heilahdusliike antaa pääasiallisesti homogeenisen seosainekerrok-sen eulatussäiliössä 52 olevan, sulan lasin pinnalle. Makasiinin 66 toisen seinämän kohdalle, sen pohjan tai ulosmenoalueen läheisyyteen, on kiinnitetty konsoli 102. Ylälattialla 10 oleva koroke 104 kantaa sähkömoottorin 106, joka käyttää nopeudenalennusmekanismia 108. Nopeudenalennusmekaniemistä lähtevälle akselille 110 on kiinnitetty varsi 112, joka on liitetty heiluvasti tankoon tai niveleen 114. Nivelen 114 toinen pää on kytketty heiluvasti konsoliin 102. Kun sähkömoottori 106 pyörittää noyendenalennusmekanismista 108 lähtevää akselia 110, siirtää varsi 112 niveltä 114 heiluttaakseen näin lisäainemakasiinin 66 ulosmenokohtaa edestakaisin sulatussäiliön 52 avoimen tuloaukon yllä.

Kuviot 5 ja 4 näyttävät sulatussäiliön 52 rakenteen ja kuvioiden 1 ja 2 näyttämään käsittelylaitteeseen 12 osana kuuluvan syöttimen tai läpivienti-aukon l6 rakenteen. Sulatussäiliö 52 muuttaa mineraaliseoeaineen sulaksi lasiksi lämmön avulla, jota syöttävät keskinäisellä välimatkalla sijaitsevat, pääasiallisesti yhdensuuntaiset, sähkövirtaa johtavat kuumennuselementit 120, jotka ulottuvat sulatussäiliön 52 sulatuskammion 122 sisätilan ylitse. Sulatussäiliön 52 sula lasi virtaa sisälle läpivientiaukkoon 16 sulatussäiliön purkaus- tai ulosmenokanavan 124 kautta.

Sulatussäiliö 52 käsittää tulenkestävän kuoren 128, vuorauksen 130 ja kuumennusjärjestelyn, joka käsittää lämpöelementlt tai kuumennuselementit 120.

Tulenkestävä kuori 128 koostuu korkeat lämpötilat kestävästä, tulenkestävästä aineesta. Tulenestävä kuori 128 sisältää pituussuunnassa ulottuvat osat 134 ja poikittaiset osat 156. Nämä osat muodostavat tuloalueen seosaineen vastaanottamiseksi lisäainemakasiinista 16.

Vuorauksen 130 muoto vastaa sulatussäiliön 52 tulenkestävän rakenteen sisätilaa sulatuskammion 122 muodostamiseksi säiliössä. Koska vuoraus 130 el 6 58769 saa mainittavasti pilaantua niissä korkeissa sulatuelämpötiloiesa, joita tavallisesti esiintyy sulatussäiliön 52 käytön aikana, vuoraus 1J0 koostuu tavallisesti platinasta tai platinaseoksesta, esim. seoksesta, joka sisältää prosentuaalisesti huomattavan määrän rodiumia. On mahdollista käyttää muita, korkeat lämpötilat kestäviä aineita vuorauksessa 130.

Vuoraukseen 1J0 ei syötetä sähköenergiaa, sillä on sähköeristys suhteessa sähkövirtapiireihin ja syöttölähteisiin. Kuten kuvioista 5 ja 4 käy selvemmin ilmi, muodostaa vuorauksen 130 alaosa ulosmenokanavan 124 ja se loppuu alaosansa kohdalla laippojen 14Ο muodossa.

Sähköjärjestely syöttää kuumennuselementteiMn 120 sähköenergiaa, jolla on alhainen jännite ja suuri virran voimakkuus. Kuumennuselementteihin 120 virtaa syöttävällä sähköjärjestelmällä on sähköeristys suhteessa vuoraukseen I50. Voimakas lämpö, joka syntyy kuumennuselementtien 120 sähkön syötön yhteydessä, sulattaa seosaineen sulaksi lasiksi.

Kuumennuselementit 120 ovat sulatuskammioesa 122 olevan, sulan lasin muodostaman kappaleen pinnan alla. Kuten kuviot 3 ja 4 näyttävät, sijaitsevat kuumennuselementit 120 sulan lasin 141 muodostaman kappaleen pinnan alla, jolloin sulan lasin yläpinnan peittää kerros 142 sulamatonta mineraali-seosainetta, joka on hienonnetussa muodossa ja jota syötetään jatkuvasti lisä-ainemakasiinista 66. Sekä kuumennuselementeille 120 virtaa syöttävällä sähkö-järjestelyllä että itse kuumennuselementeillä 120 on sähköeristys suhteessa vuoraukseen 130.

Sähkövirtaa johtavilla kuumennuselementeillä 120 on leveys tai syvyys, joka on ainakin yhtä suuri kuin niiden paksuus, jolloin kuumennuselementtien 120 syvyyssuunta on suunnattuna oleellisen suorassa kulmassa suhteessa sulan lasikappaleen pintaan. Eräässä kuvioiden 5-7 näyttämässä, erikoisessa muodossa virtaa johtavilla kuumennuselementeillä on huomattava syvyys verrattuna niiden paksuuteen. Kuumennuselementit 120 on näytetyllä tavalla valmistettu sähkövirtaa johtavasta, putkimaisesta aineesta, joka on muodostettu pitkittäis-yksiköiksi,joissa on hieman litistetty, elliptinen tai "juoksuradan muotoinen" keskiosa 144» ja liitäntävälineet 146 ulottuvat keskiosan 144 päistä. Pitkänomainen keskiosa 144 käsittää kaksi keskinäisellä välimatkalla sijaitsevaa, yhdensuuntaista, suoraa keskielementtiä 148 ja lyhyemmät pääelementit 150, jotka liittyvät suorien elementtien 148 vierekkäisiin päihin. Näytetyssä to-teotusmuodosea elementit 150 ovat puoliympyrän muotoiset. Kuviossa 5 "w" osoittaa kuumennuselementtien 120 leveyden tai syvyyden, kuviossa 6 "t" osoittaa elementtien 120 paksuuden. Erikoisessa toteutusmuodossa kuumennuselementtien 120 paksuus vastaa elementeissä 120 käytetyn, putkimaisen aineen läpimittaa.

Keskiosien 144 pitkänomaisen muodon vuoksi sähkövirta jakaantuu, kun se lähtee liitäntävälineistä 146 virratakseen pitkänomaisiin keskiosiin 144. Kuten kuvio 5 näyttää, antavat keskiosat 144 kaksi erillistä virta- 7 58769 rataa, so. radan I Ja radan II.

Samoin kuin vuorauksessa 130 on kuumennuselementit 120 muodostavien, putkimaisten yksiköiden aine platinaa tai platinaseosta.

Liitäntävälineet 146 ovat käyristettyjä, putkimaisia elementtejä. Osa 146a ulottuu lyhyen matkan aksiaalisesti pois keskiosasta 144» minkä jälkeen iiitäntävälineiden 146 suunta on muutettu din, että osa 146b ulottuu vinosti suhteessa elementin pituusakseliin, ennen kuin Iiitäntävälineiden suunta on jälleen muutettu niin, että osa 146c ulottuu aksiaalisesti pois keskiosasta 144. Liitäntävälineet 146 käsittävät lisäksi metallinauhaosat 152 ja 154, jotka ulottuvat ulospäin ja pääasiallisesti osien 146a ja 146b pituussuunnissa. Nämä metallinauhat antavat lisää metallia sähkövirralle ja nauhat auttavat sähkövirran jakamisessa yhdenmukaisesti erillisiin virtaratoihin pitkänomaisessa keskiosassa 144· Lämmön jakaantumisen edistämiseksi, joka helpottaa lämmön yhdenmukaista luovutusta pitkin virtaa johtavia kuumennuselementeejä 120, on lämmön kestävää ainetta tulenkestävän aineen muodossa niiden onttojen, putkimaisten yksiköiden sisällä, jotka muodostavat virtaa johtavat elementit 120. Kuviosta 5 käy ilmi, että tulenkestävä aine 156 täyttää Iiitäntävälineiden 146 sisätilan. Tulenkestävä aine täyttää myöskin käyristettyjen pääeleaenttien 150 sisätilan On osoittautunut sopivaksi Mfcrttää alumiinioksidia sisältävää, tulenkestävää ainetta. Tulenkestävä putki 158 on sovitettu tiiviisti suorien keskielementtien 148 sisäpintaa vasten. Putki 158 vahvistaa keskielementtejä 148. Hyviä tuloksia saadaan alumiinioksidiputkella, jota myy McDaniel Company kauppamerkillä ,,AP-35"·

Kuten kuviot 3 ja 4 näyttävät, ulottuvat sähkövirtaa johtavat kuumennus-elementit 120 poikittain sulatuskammion 122 läpi keskinäisellä välimatkalla ja pääasiallisesti keskenään yhdensuuntaisesti. Vierekkäisten elementtien 120 välimatka on tavallisesti alueella 2,5 - 7»5 cm, jolloin tavallisin välimatka on noin 5 cm. Kuumennuselementtien syvyys tai leveys "w" on lisäksi suunnattuna pääasiallisesti sulan lasin virtaussuunnassa, Joka siirtyy kohti syöt-timeen 16 johtavaa ulosmenokannnatai -aukkoa 124. Kuvioiden 1-4 näyttämässä, pystysuorassa järjestelyssä kuumennuselementit ovat pystysuoria ja kohtisuo-rasti suhteessa sulan lasikappaleen 141 pintaan.

Sähkövirtaa johtavat kokoojakiskot kannattavat virtaa Johtavia kuumen-nueeleoenttejä 120 niiden päiden kohdalla $1 muodostavat niiden välillä sähkö-kytkennän. Näytetyllä tavalla ulottuu kaksi kokoojakiskosarJaa, so. kiskot 160 ja 162, kumpikin pituussuunnassa pitkin tulenkestävän kuoren 128 yläpintaa. Jäähdytysputket I64 ulottuvat kunkin ylemmän ja suuremman kokoojakis-kon 160 läpi jäähdytysveden siirtämiseksi, jolla säädetään kokoojakiskojen lämpötila. Kussakin kokoojakiskossa 160 ja 162 on pääasiallisesti puoliympyrän muotosia kover*uksia. Kunkin kiskon l60 koverrukset on suunnattu suhteessa e 58769 kiskon 162 koverruksiin niin, että muodostuu tartunta-alueita, joihin kytken-tävälineiden 146 päät sopivat. Kun kiskot puristetaan yhteen, esim. pulttien 166 avulla, pitävät kokoojakiskojen tartunta-alueet jäykästi kiinni virtaa johtavat kuumennuselementit 120.

Sähköjärjestely syöttää sähkövirtaa jokaiselle kokoojakiskoryhmälle 160 ja 162 ja siten elementeille 120, jolloin syöttö tapahtuu muuntajista 168 ja 170 johtimien 172 ja vast. 174 kautta.

Käytön aikana sähkövirtaa kulkee kokoojakiskojärjestelystä virtaa johtavien kuumennuselementtien 120 keskiosaan 144 kytkentävälineiden 146 kautta. Kun virta saavuttaa kytkentävälineosat 146b ja 146a , kulkee virta helpommin metallinauhojen 152 ja 154 läpi. Kun sulatussäiliö 52 käynnistetään, nämä nauhat vaikuttavat tavallaan virran suuntaamiseksi niin, että saadaan aikaan virran oleellisesti yhdenmukainen jakaantuminen kahden erillisen virta-radan, so. ratojen I ja II, välillä kuumennuselementeissä 120.

Kun lisäainemakasiini 66 syöttää seosainekerroksen sulatuskammiossa 122 olevan, sulan lasin pinnalle, antavat toimintaan pannut elementit 120 voimakasta lämpöä säädetyissä olosuhteissa sulatussälliön sulatustehon ohjaamiseksi syöttimestä 16 annetun sulan lasin määrän osalta. Koska kuumennusele-mentlt 120 on upotettu sulaan lasiin 141, ei seosaine tavallisesti vaikuta suoraan kuumennuselementteihin 120. Kuumennuselementit ovat tavallisesti noin 2,5 - 7#5 cm sulatuskammiossa 122 olevan, sulan lasin 141 pinnan alapuolella.

Mikäli sulatuskammiossa 122 olevan, sulan lasin lämpötila muodostuu kuumennuselementtien 120 ylähaaran (radan I) kohdalla alhaisemmaksi kuin sulan lasin lämpötila alahaaran(radan II) lähellä, muodostuu metallin vastus putkimaisessa aineessa pitkin rataa II alhaisemmaksi käin metallin vastus pitkin rataa II. Näin kulkee lisää virtaa pitkin rataa II lämpötilan kohottamiseksi kuumennuselementtien tässä osassa. Jos olosuhteet ovat sellaiset, että metallin lämpötila elementtien 120 alahaarassa (radassa I) laskee, niin lisävirtaa kulkee pitkin rataa II lämpötilan nostamiseksi tässä haarassa. Näin ollen lämpötilaolosuhteet pitkin elementtien 120 pituutta ja leveyttä antavat virran kulun, jolla tietyssä määrin kompensoidaan jatehdään tasaisemmaksi sulan lasin käsittely kuumennuselementtien 120 avulla.

Kuumennuselementtien 120 sisällä oleva, tulenkestävä aine antaa yhdenmukaisemman lämmön annon pitkin kuumennuselementtejä 120. Sula lasi saa täten yhdennäkäisemmän lämpökäsittelyn. Tulenkestävä aine pyrkii varastoimaan lämpö-energiaa. Mikäli kylmä vyöhyke jostain syystä muodostuu kuumennuselementillä 120, niin lämpöä virtaa tulenkestävästä aineesta tähän kylmään vyöhykkeeseen lämpötilan nostamiseksi siinä arvoon, joka oleellisesti vastaa ympäristön lämpötilaa.

Kuviossa 8 näytetään piiri, jolla ohjataan sähköenergiaa, joka syötetään 9 58769 kuumennuselementeille 120 muuntajista 168 ja 170, ja näin ollen piiri, joka ohjaa kuumennueelementeistä 120 annettua lämpöenergiaa.

Voimavirranmuuntajan 168 toisiokäämi 178 ja voimavirranmuuntajan 170 toisiokäämi 180 on näytetyllä tavalla kytketty kokoojakiskojen vierekkäisiin päihin liitäntöjen 182, vast. 184 kohdalla. Sopiva sähkölaite syöttää sähköenergiaa voimavirranmuuntajien 168 ja 170 ensiökäämeihin 186, vast. 188, johtojen L·-^ ja L2 kautta. Johtoihih syötetty sähköenergia voi esim. olla 440 Vtn ja 60 Hzsn vaihtojännite. Toisiokäämit 178 ja 180 alentavat jännitteen ensiökäämeistä 186 ja 188 noin 5-6 V:ksi kokoojakiskojen kohdalla, jolloin saadaan tarpeeksi suuri virta, esim. 5000 A, elementtien 120 kuumentamiseksi tavanomaisella vastuskuumennukselia niihin korkeisiin lämpötiloihin, joita tarvitaan sulatussäiliössä 52 mineraaliseosaineen muuttamiseksi sulaksi lasiksi sen syöttämiseksi ulos syöttimeen 16.

Ohjauspiiri, joka sisältää ohjatun piitasasuuntaajan 190, havaitsee jännitteen vaihtelut, joita aiheuttavat kuumennuselementeissä 120 esiintyvät vastuksen muutokset, jotka voivat esiintyä esim. lasin normaalin virtauksen katketessa syöttimestä 16, kun kelauslaite 18 on antanut valmiin paketin 50 ja kun käyttäjä asettaa uuden kokoojan hylsylle 34· Tuntopiiri muuntaa syöttö-lähteestä tulevan virran kuumennuselementtien 120 saattamiseksi jälleen ennalta määrättyyn lämpötilaan,niin että sulan lasin virtaus syöttösäiliön 52 kautta syöttimeen 16 tulee paremmin ohjatuksi. Koska ohjatun piitasasuuntaajan 190 aikavakio on pieni, ovat mahdolliset poikkeamat ennalta määrätystä virta-uskarakteristiikasta mahdollisimman pieniä.

Ohjauspiirissä käytetään näytetyllä tavalla säätömuuntajaa 192, jonka eneiökäämi 194 on kytketty liitäntöjen 182 ja 184 kautta. Muuntaja 192 antaa mieluiten jännitteen alennuksen suhteessa 4:1* jolloin piiri käyttää hyväkseen keskiulosotolla varustettua toieiokäämiä 196. Diodit 198 tasasuun-+aavat virran toisiokäämisää 196. ‘ff-suodatuspiiri 200 vastaanottaa tasasuunna-tun virran.'Tj^-suoda tus piiri 200 sisältää parin rinnan kytkettyjä kondensaattoreita 202 ja 204, joiden välille on kytketty sarjaan vastus 206 ja kela 208.

Tällä tavalla if -suodatuspiiristä 200 saatu tasajännite painetaan jännit-teenjakajan 210 kautta, joka antaa pienen lähtösignaalin, esim. 10 mV:n tasa-jännitteen, ohjausyksikköön 212, jolla on tavallinen rakenne. Ohjattu piitasa-suuntaaja 190 vastaanottaa lähtösignaalin ohjausyksiköstä 212. Ohjattu piita-saeuuntaaja 190 pitää syöttöpiirin aikavakiokertolmen neljännesjaksoa vastaavaa kerrointa pienempänä.

Jännitteentuntopiiri on nopeampi tuntojärjestelmä kuin termoelementti-järjestelmä. Kuvion 8 näyttämän sähkösyöttö- ja ohjauspiirin avulla sulatus-säiliö 52 antaa vakaamman lämpötilan seosaineen sulattamiseksi sulaksi lasiksi kun kelauslaite 18 vettä ulos lasikuituja sulista virtauksista, jotka ovat 58769 ίο syöttöimen 16 ulosmenokohdissa. Tuloksena saadaan koko "paketissa" lasikuituja, joilla on yhdenmukaisempi koko, minkä lisäksi keksinnön laitteen avulla valmistettujen eri pakettien koot ovat myös yhdenmukaiaempia.

Kuviossa 9 näytetään kuumennuselementtien 120 toinen järjestely eula-tussäiliössä 52. Kuviossa 9 on parillinen lukumäärä elementtejä 120, matka "D" kahden keskimmäisen elementin 120 ylähaarojen välillä on suunnilleen kaksi kertaa muiden elementtien 120 välinen matka. Koska vierekkäisten elementtien 120 välimatka on tavallisesti alueella 2,5 - 7*5 cm, on matka "D" 5-15 cm, jolloin 10 cm:n välimatka on tavallisin. Jotta saataisiin yhdenmukaisemmat lämpörada+ sulalle laeille sulatussäiliössä 52, on elementit 120 suunnattu järjestelyssä niin, että ne kallistuvat kohti sulatuskammion 122 keskialuetta. Kuten on näytetty, muodostavat kaikki elementit 120, lukuunottamatta ulompia pääelementtejä,kulman Θ pystytasonkanssa. Pääelementit ovat pystysuorasti suunnattuina, mutta muut elementit kallistuvat kohti sulatussäiliön 52 keskialuetta asteittain kasvavassa kulmassa Θ, kulman β koko on normaalisti 5-25° ja kulma Θ on suurin keskimmäisten kuumennuselementtien 120 kohdalla. Kuvion 9 järjestelyssä alahaarat (rata II) sijaitsevat pääasiallisesti samalla keskinäisellä välimatkalla.

Kun kuvion 9 kuumennuselementtijärjestely on käytössä mineraaliseos-aineen muuttamiseksi sulaksi lasiksi, saa sula lasi pääasiallisesti saman lämpökäsittelyn, kun ee virtaa pitkin virtausrataansa kohti sulatussäiliön ulo smenokohtaa.

Kuvioissa 10 ja 11 näytetään toisentyyppinen, sähkövirtaa johtava kuumennuselementti, so. keksinnön periaatteiden mukainen kuumennuselementti 220. Kummennuselementis8ä 220 on pitkänomainen, pääasiallisesti suorakulmainen keskiosa 244, jonka liitäntävälineet 246 ulottuvat keskiosan 244 päistä. Keskiosa 244 käsittää kaksi keskinäisellä välimatkalla sijaitsevaa sivuseinää 248 ja kaksi keskinäisellä välimatkalla sijaitsevaa seinäosaa 250 onton yksikön saamiseksi. Tulenkestävä aine 252 täyttää keskiyksikön 244 sisätilan. Keskiosalla on syvyys tai leveys "w" ja paksuus "t".

Keskiosa 244 sisältää vinot päätyseinäosat 254 Ja keskiosan 256, josta kytkentävälineet 246 ulottuvat.

Kytkentävälineet 246 ovat käyristettyjä, putkimaisia elementtejä ja niillä on oleellisesti sama rakenne kuin kytkentävälineillä 146. Osa 246a ulottuu aksiaalisesti pois osan 244 keskimmäisestä päästä 256 lyhyen matkan, minkä jälkeen kytkentävälineiden 246 suunta on muutettu osalla 246b, joka ulottuu vinosti suhteessa elementin pituusakseliin, ennen kuin elementin suunta on taas muutettu osalla 246c, joka ulottuu aksiaalisesti pois keskiosasta 244« u 58769

Samoin kuin kuumennuselementtien 120 kohdalla sisältävät kytkentäväli-neet 246 metallinauhaosat 258 ja 260,jotka ulottuvat pääasiallisesti osien 246a ja 246b pituussuunnassa. Samoin kuin osien 152 ja 154 kohdalla nämä metallinauhat antavat enemmän metallia, joka auttaa sähkövirran jakamisessa yhdenmukaisesti kahteen pääasiallisesti erilliseen virtarataan pitkin keskiosan 244 pituussuuntaa.

Kuten katkoviiva osoittaa kuviossa 10, kulkee virta kytkentävälineistä 246 keskiosaan 244 kahdessa oleellisesti erillisessä sähköradassa, so. ylä-radassa I ja alaradassa II.

Virtaa johtavat kuumennuselementi 220 on sovitettu sulatussäiliöön 5? samalla tavalla kuh kuumennuselementit 120.

Mikäli säiliössä, esim. sulatuskammiossa 122, sulan lasin lämpötila kuumennuselementtien 220 yläradaesa I muodostuu alhaisemmaksi kuin sulan lasin lämpötila sen alaradan II lähellä, niin metallin vastus elementeissä 220 pitkin rataa I muodostuu pienemmäksi kuin metallin vastus pitkin rataa II. Min kulkee enemmän virtaa pitkin rataa I lämpötilan nostamiseksi kuumennuselementtien yläosan kohdalla. Jos olosuhteet johtavat siihen, että metallin lämpötila laskee elementtien 120 alaradassa II, niin virtaa kulkee samalla tavalla enemmän pitkin tätä rataa lämpötilan nostamiseksi kuumennus-elementtien alaosassa. Lämpötilasuhteet pitkin elementtien pituutta ja leveyttä "w" vaikuttavat siksi sähkövirran kulkuun kompensoivasti ja kuumennusele-menttien 220 käsittelemän, sulan lasin lämpökäsittelyn saamiseksi tasaisemmaksi. Kuumennuselementtien 220 toiminta on siten samanlainen kuin elementtien 120 toiminta.

Kuvioista 3 ja 4 käy ilmi* että syötin tai läpivientitie 16, joka on sulatussäiliön ulosmenokanavan 124 alla ja sen kanssa samalla linjalla, käsittää pohjaseinämän 270, sivuseinämät 272 ja päätyseinämät 274· Sivu- ja pääty-seinämät loppuvat sivuttain ulottuvien laippojen 276 muodossa. Tulenkestävät elementit 278 muodostavat lämpö- ja sähköeristyksen syöttimen 16 laippojen 276 ja vuorauksen 130 pohjalaippojen 140 välillä. Tulenkestävä aine 280 ympäröi lisäksi syöttimen 16 ulkopuolta. Kehyselementit 282 kantavat tavalliseen tapaan korkeat lämpötilat kestävän aineen 280.

Samoin kuin vuorauksen 130 ja virtaa Johtavien kuumennuselementtien 120 kohdalla on seinämät 272, 274 Ja 270 valmistettu platinasta tai platina-seoksesta.

Ryhmä suuttimin varustettuja kärkiä tai putkimaisia ulokkeita 284 ulottuu pohjaseinämän 2J0 ulkosivusta. Näiden putkimaisten ulokkeiden 284 kautta sula lasi syötetään ulos syöttimestä sulien lasivirtojen 14 muodossa.

Kuvioista 1-3 käy selvemmin ilmi, että päätyseinämissä 274 on liitän-• nät 286, joihin syötetään sähköenergiaa voimavirranmuuntajasta 288 johtimen 12 58769 290 kautta*. Sähkövirta, joka on syötetty syöttimeen 16 liitäntöjen 286 kaut-‘a, kuumentaa eyötintä 16 vastuskuumennuksella, jotta syöttimessä 16 olevalla, sulalla lasilla säilyisi haluttu lämpötila Ja viskositeetti.

Syöttimen 16 pohjaseinämän 2J0 lähellä ja hieman sen alla on jakaja 292. Poikittain jakajasta 292 ulottuu eviä tai suonia 294, jotka johtavat pois lämpöä sulista lasivirroista lasin tekemiseksi sitkaammaksi jatkuvien lasikuitujen 20 tehokasta ulosvetoa varten. Jakajassa 292 on tuloputki 296 ja ulosmenoputki 299, jotka kierrättävät lämpöä absorboivaa, juoksevaa ainetta, esim. vettä, jakajan 292 kautta. Kehyselementille 301 kiinnitetty asennuslaite kantaa jakajan 292.

Kuvioissa 1 ja 2 on näytetty, että käeittelyaggregaatti 12 käsittää kuvun tai kopan 302, joka sijaitsee seoksensyöttöosan 60 Ja seoksenjakeluosan 62 yläpuolella. Kopan 302 yläpäästä ulottuu putki 304, joka estää hienoja seoshiukkasia saastuttamasta seoksenjakeluosaa 62 pohjaseinämän 270 kuitu-jenmuovausalueella. Putken 304 voi liittää imutuulettimeen pakotetun ilmankierron aikaansaamiseksi seoksenjakeluosan 62 ympärillä.

Kuvioissa 12 ja 13 on näytetty keksinnön periaatteiden mukaisen, sähkövirtaa johtavan kuumenuuselementin 320 toisenlainen toteutusmuoto. Samoin kuin muilla kuumennuselementeillä on myös elementillä 320 huomattava syvyys tai leveys verrattuna sen paksuuteen. Elementti on tehty samasta, sähkövirtaa johtavasta, putkimaisesta aineesta kuin elementti 120, sama lämmön-k es täväi aineen tyyppi kuin elementissä 120 on tulenkestävän siseen (alumiini-oksidin) muodossa putkimaisessa aineessa.

Pitkänomainen elementti 320 käsittää keskiosan 324# jonka muodostavat kaksi keskinäisellä välimatkalla sijaitsevaa, yhdensuuntaista elementtiä 326 ja 328 ja lyhyemmät, suorat elementit 330, jotka yhdistävät kaksi elementtiä 326 ja 328. Suorat kytkentäväliaineosat 334 ulottuvat elementin 320 kustakin päästä. Osat 334 muodostavat näytetyllä tavalla suoran elementin 326 pidennyksiä.

Samoin kuin elementtien 120 kohdalla jokainen dementti 320 käsittää pitkänomaisen keskiosan, jossa on läksi keskinäisellä välimatkalla sijaitsevaa, yhdensuuntaista, suoraa lieriöosaa, lyhyemmät päät, jotka liittyvät suoriin osiin, sekä kytkentävälineet, jotka ulottuvat kummastakin päästä ja ulottuvat pitkin elementin pituusakselia. Kytkentävälineet 334 ovat suoria.

Elementit 320 on kytketty sulatuksen aikaansaamiseksi samalla tavalla kuin elementit 120 kuvioissa 3 Ja 4·

Claims (3)

13 _ 58769

1. Sähköllä toimiva sulatuslaite, jossa on sulatussäiliö (52) joka on tehty lämmönkestävästä aineesta ja jonka pohjassa on aukko (12U) sulan aineen ulosottamista varten, sekä vähintään yksi sähkökuumennuselementti (120, 320), joka on eristetty säiliöstä ja joka pituussuunnassa ulottuu säiliön pohjan yli ja jonka korkeus (v) on oleellisesti suurempi kuin paksuus (t), t un - n e t t u siitä, että mainittu lämpöelementti (120, 320) käsittää kaksi yhdensuuntaista sähköä johtavaa keskiosaa (1U8, 326, 328), jotka on sovitettu tietylle etäisyydelle toisistaan toinen toisen yläpuolelle ja ulottuen lämpöelementin pituussuunnassa, jolloin molemmat keskiosat kummastakin päästään on yhdistetty toisiinsa lyhyemmän päätyosan (150, 330) avulla, joka on varustettu kytkentäelimin (1U6, 33*0 lämpöelementin päiden yhdistämiseksi kumpikin omaan virtalähteen napaan, ja että mainitut osat (1U8, 150, 326, 328, 330) käsittävät putkimaisen, sähköä johtavan ulkovaipan, jonka sisäosat on täytetty lämmönkestävällä aineella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähköllä toimiva sulatuslaite, tunnettu siitä, että lämmönkestävä aine on putkien (158) muodossa sijoitettu ainakin osiin ulkovaippaa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sähköllä toimiva sulatuslaite, tunnettu siitä, että lämmönkestävä aine (156) jauheen muodossa täyttää putkenmuotoisen sähköä johtavan ulkovaipan ja ne lämmönkestävää ainetta olevat putket, jotka mahdollisesti on sijoitettu vaipan sisään. k. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen sähköllä toimiva sulatuslaite, tunnettu siitä, että mainitut kytkentäelimet (1U6) on varustettu metallisuikalein (152, 15U), jotka sijaitsevat kytkentäelinten ulkopuolella ja pituussuunnassa niihin nähden edistääkseen sähkövirran tasaista jakautumista lämpöelementin keskiosiin (1U8).