JP2770925B2 - ガラスファイバ成形ブッシングの温度をコントロールする方法及びガラスファイバ成形ブッシング - Google Patents
ガラスファイバ成形ブッシングの温度をコントロールする方法及びガラスファイバ成形ブッシングInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
(発明の分野)
本発明はガラスファイバ成形ブッシングの温度をコン
トロールする方法に関するものである。より具体的に
は、本発明は熱伝対により発生させられた信号に反応す
る電気コントロール装置を備えたフアイバグラスの温度
をコントロールするための方法及び装置を提供してい
る。更に具体的に言えば、本発明はフアイバグラスブツ
シングをコントロールするための方法及び装置であっ
て、そのようなブツシングのための電気的コントロール
システムへ送給するための信号を発生させるべく内部で
行なわれる熱伝対測定のための加重算出方式を含む方法
及び装置に関するものである。 (発明の背景) 今日のフアイバグラス産業においては、溶融ガラスを
含み、ガラスフアイバ成形が行なわれるブツシングをコ
ントロールすること、及び基本的に加熱要素である同ブ
ツシングを電気的コントロール装置を利用してコントロ
ールすることは通常に行なわれている。かくして、米国
特許第4,546,485号及び第4,594,087号においては、フア
イバグラスブツシングからフアイバグラスを製造するた
めに現在使用されているシステムに一般的に適合する2
つのシステムが記載されている。 ブツシングからガラスフアイバを形成する際には、前
記ブツシングはその起動、作動、ブツシングより巻取つ
た製品の掛換え及びブツシングの再起動を含む作動サイ
クルを経験する。このことが真に意味することは、各作
動サイクルにおける熱履歴において前記ブツシングは多
くの変動にさらされるということである。 ガラスフアイバを製造するためのブツシングはプラチ
ナ、プラチナ−ロヂウム合金が好ましい例である不活性
の耐火性金属から典型的には構成されている。前記ブツ
シングの底部は典型的には複数個の列のオリフイスに分
割されており、同オリフイス中を溶融ガラスは容易に通
り抜けることが出来る。前記オリフイスは通常それらの
底部上において1つの関連オリフイステイツプを備えて
おり、同テイツプはオリフイス中を流れる溶融ガラスが
同テイツプ中を流れるように前記オリフイスと導通して
いる。フアイバは前記テイツプから大気へと流出する溶
融ガラスが冷却されるに従い形成される。ブツシングか
ら形成されたフアイバは典型的には1つ又はそれ以上の
より線へと典型的には集められ、同より線を回転する巻
取機の表面に接続することにより細くされる。ここに前
記巻取機は十分高い毎分回転数で回転することにより、
前記より線を毎分900〜6000メートル又はそれ以上の線
形速度で引張つている。 ガラスフアイバ成形ブツシングを作動させる際には、
従つて、溶融ガラスはポイズール ポアズイユ(Poiseu
ille)の法則に従つてブツシング底部内オリフイス中を
流れる。溶融ガラスがブツシング底部を出るに従い同ガ
ラスの流れが冷却され、フイラメントが形成される。こ
の場合の冷却作用は水のスプレー及び周囲の空気によっ
て達成される。前記フアイバ又はフイラメントは通常そ
れらがブツシングテイツプから出てくるにつれて、それ
らを溝付グラフアイト収集シユーへ配置することによ
り、1つ又はそれ以上のより線へと集められる。得られ
たより線は次に巻取機の表面のまわりに巻付けられ、巻
取機が回転させられる。かくして、前記より線は巻取機
上に巻付けられ、これが回転を始めるに従いブツシング
から引張り出される。巻取機はそれが所望の速度に達す
る迄速度を増大させ、同所望の速度において、ガラスを
引出すブツシング内のオリフイスの直径に基づいた所定
の径のフイラメントが製造される。オリフイスを出る際
の前記フイラメントの直径をコントロールする別の因子
はガラスの粘度であり、この粘度はブツシングの温度及
びガラスの成分によって決定される。溶融ガラスはフア
イバ成形中常にブツシング内に保持され、同ブツシング
中を通過するのであるから、ブツシングにはガラス溶融
炉に接続された前炉内の開口中を通って溶融ガラスが供
給される。 ブツシングの起動及び停止操作においては、多くの遷
移効果が発生する。かくして、起動中においては、巻取
機上に巻付けられる初期より線はゼロから始まって所定
のフイラメント寸法を作るのに必要な回転速度迄徐々に
増加する加速度を以つて巻取られる。より線が高速度で
走行すると周囲の空気がフイラメント形成領域に引込ま
れ、次にかなりの速度で下向きに引込まれる。ブツシン
グは次にかなりの時間、通常は10〜30分又はそれより長
い期間走行し、成形されるフイラメントは所望の径にお
いて巻取機の表面上により線形態で巻取られる。所望の
重量のガラス材が巻取機の表面上に堆積された時に、巻
取機は停止される。この停止操作は巻取機の回転の減速
階段と、より線の速度の減少階段とを含んでいる。ブツ
シングのまわりの空気の流れはその結果急激に変化し、
作動中に存在していた高速度空気による冷却作用が失な
われ、巻取機停止以外全ての条件が同一にたもたれるな
らばブツシングの温度が増大することになる。 以前に指摘したように、ブツシングは温度コントロー
ラによつてコントロールされており、同温度コントロー
ラはブツシングに対する所望のセツト点に対応する信号
をブツシング電流を供給する電源函へと供給する。かく
して、ブッシングの観点から望ましいガラスの所定粘度
に対して、必要なブツシング温度は例えば1204℃(2200
゜F)となる。そのような場合においては、そのブツシ
ングを1204℃で強制的に作動させ、ブツシングによって
適正なガラス粘度が保持されるようにするのが望まし
い。こうすることは、巻取機の回転をそのモータにより
コントロールすることとあいまつて、フイラメント径を
正確かつ効率的にコントロールする。 前記コントロール装置がブツシングをその所望の温度
で作動せしめることを保証するため、熱伝対が底部近く
においてブツシングの側面に配置される。前記熱伝対か
らの読取値は次に平均化され、得られた信号はブツシン
グに電流を供給している電源函コントローラに送られ
る。前記熱伝対は通常ブツシングの両端よりわずかに内
側に入り、正面壁すなわちオペレータに最も近い方の壁
上のブツシング底部近くの地点に配置される。読取られ
た熱伝対測定値は次に米国特許第4,546,485号に示した
ような温度変化装置中を通され、ブツシング底部すなわ
ち面プレートの温度が決定される。ここで用いる用語の
「面プレート」、「テイツププレート」及び「底部」は
同義語である。この平均温度決定段階から得られる信号
は次に前記コントローラに送られ、同コントローラはそ
れが得る読取り温度値に基づいて、セツト値温度へとブ
ツシングを強制的に自己調節せしめる。 ブツシングコントローラは確かにある程度の精度を以
てブツシングをコントロール出来るが、このシステム内
には幾つかの深刻な欠点が含まれていることが判明して
いる。第1に、ブツシング温度測定値をブツシングの側
面にして底部近くの2地点で取つていることにより、間
違った信号は読取り温度信号12%と高くなる可能性があ
る。従って、この信号は信号の88%のみが真の温度をあ
らわしているという程度において少なくとも不正確であ
る。測定される残りの12%は周囲の環境効果の変化並び
に不適切な熱伝対配置により誘起されている。更に成形
サイクルの起動、作動及び掛換え段階中において、ブツ
シングの温度が広範囲にわたって、かつ急速に変動する
ことも判明している。テイツププレートの温度を測定す
る熱伝対が正確であっても、それにより発生させられ、
コントローラに送られる信号は間違った信号すなわちノ
イズを含んでいる。かくして、テイツププレート近くに
おいて発生する環境空気の変化、掛換え中においてロー
ルを引張るようにより線が収集シユーから移動してしま
うこと、及び他の類似の現象の効果は急激な温度変化を
誘起するので、テイツププレートの測定値が同プレート
の真の熱的状態を示さない原因となる。前記コントロー
ラは熱伝対の読取値に基づいてブツシングの温度を一定
に維持しようとするが、これらの信号はテイツププレー
ト温度を常に代表しているものではなく、従ってより精
度の良い温度決定の方策が求められる。 (発明の要約) 本発明は、ファイバ成形面を有するガラスファイバ成
形ブッシングにしてその測定された温度によって発生し
た信号に反応する電気コントロール装置を接続された前
記ブッシングの温度をコントロールする方法に関し、所
定の領域における前記ブッシングの表面温度をあらわす
信号を与えるために前記ファイバ成形面の近くの面の少
なくとも1つの位置で前記ブッシングの温度を測定する
工程と、この最初の測定と組合され平均された時に、前
記ブッシングのこの平均温度が6%より少なくされてい
る最初の測定温度の間違った信号で得られる位置である
前記ファイバ成形面上の位置で前記ブッシングの温度を
測定する工程とを備えたことを特徴とする。 また本発明は、ガラスファイバ成形ブッシングにして
その測定された温度によって発生した信号に反応する電
気コントロール装置を接続された前記ブッシングの温度
をコントロールする方法に関し、所定の領域における前
記ブッシングの表面温度をあらわす信号を与えるために
前記ブッシングの最初の面の少なくとも2つの位置で前
記ブッシングの温度を測定する工程と、前記最初の面の
近くの面の第3の位置での温度測定が前記最初の2つの
位置の温度測定と組合わされ平均された時に、前記ブッ
シングの平均温度が6%より少なくされている最初の2
つの測定の測定温度の間違った信号で得られる位置であ
る前記第3の位置でブッシング温度を測定する工程とを
備えたことを特徴とする。 更に本発明は、床及び側壁を有するガラスファイバを
成形するためのブッシングにして、その作動温度がそれ
に接続された温度コントローラによって連続的にコント
ロールされているブッシングに関し、同ブッシングの床
上に近い側壁に位置する少なくとも1つの地点内でブッ
シングの温度を測定する装置と、前記ブッシングの第2
の側壁近くの床における温度を測定する少なくとも1つ
の装置と、ブッシングの温度を測定することにより前記
温度測定装置から生ずる信号をして、これら信号を組合
せ加重平均し、1つの信号を発生することの出来る装置
へと送るための装置と、かくて得られた信号を前記ブッ
シングコントローラに送給してブッシングの温度を所望
の値にコントロールするための装置とが含まれているこ
とを特徴とする。 また更に本発明は、床及び側壁を有するガラスファイ
バを成形するためのブッシングにして、その作動温度が
それに接続された温度コントローラによって連続的にコ
ントロールされているブッシングに関し、 ブッシングの1つの側壁上かつい床近くに配された少
なくとも2つの地点内におけるブッシングの温度を測定
する装置と、 ブッシングの第2の側壁近くで、底部上の地点におけ
るブッシングの温度を測定するための少なくとも1つの
他の測定装置と、 前記ブッシングの温度を測定することで前記温度測定
装置から生ずる信号をして、同信号を組合せ、加重平均
とし、1つの信号を生じさせることが出来る装置へと送
給するための装置と、 かくて生じた信号を前記ブッシングコントローラに送
給し、以ってブッシングの温度を選ばれた値にコントロ
ールするための装置とが含まれていることを特徴とす
る。 更にまた本発明は、ブッシング底部の温度を測定する
ための装置を含んだブッシングに関し、側壁、床及びフ
ランジを有する溶融ガラスのための容器と、ブッシング
の側壁に位置する側壁熱電対と、前記フランジに接触し
ているライニングを有するブッシングブロックと、ブッ
シングの両端部におけるブッシング側面に溶接された熱
伝対接合点と、ブッシングの底部内に埋込まれた熱伝対
にしてそのリード線がブッシングフランジ上を延びてい
る熱伝対線接合部と、前記フランジ及びブッシングブロ
ックのライニング間において前記リード線を絶縁するた
めの装置と、前記側壁熱伝対の熱伝対線が送給されてい
るのと同一の温度コントローラに熱伝対リード線を接続
するための装置とが含まれていることを特徴とする。 本発明の目的は従って、フアイバガラス成形ブツシン
グの底部すなわち面プレートの温度を正確に測定するた
めの簡単かつ効果的な方法を提供することである。 本発明の別の目的は、ブツシング上の少なくとも3つ
の地点においてフアイバガラスブッシングの底部及至オ
リフィスプレートの温度を測定することであり、前記3
つの地点の1つはブツシングの底部上に選ばれること
で、ブツシング面プレートすなわち底部の平均温度の正
確な決定がなされる。 本発明の更に別の目的は、ブツシング内における熱伝
対測定において、その測定値がブツシングオリフイスプ
レートの温度を真にあらわすようにし、遷移現象から生
ずる間違った信号を減少させるような測定方法、装置を
提供することである。 本発明の更に別の目的は、フアイバガラスのための温
度測定システムであって、ブツシング温度をその底部か
ら効果的に測定出来るシステムを提供することである。 本発明の別の目的はフアイバガラスのブツシングの側
面のみならずオリフイスプレートからも読取った熱伝対
測定温度を平均化するための新規な装置を提供すること
である。 以下付図を参照して本発明のより具体的な説明を行な
う。 (図面の詳細な説明) 付図、特に第1図を参照すると、電源函20が示されて
おり、同函はそれに電流を供給している交流線16及び18
を備えている。前記電源函は電力をトランス22の一次巻
線28に供給しており、トランス22の二次巻線30は線24及
び26を介してフアイイバグラスブツシング12に接続され
ている。ブツシング12は線24及び26を横切って、同ブツ
シングと並列に、ブツシングコントローラ14を接続して
おり、同コントローラはリード線62、64及び66を経てコ
ントロールパネル60に作動的に接続されている。ハネル
60内にはブッシングコントローラ14への電気的入力を調
節するのに利用出来る回路が配置されている。ブツシン
グ12はその側面及び底部においてそれに接続された一連
の熱伝対42,43,44及び45を備えている。これらの熱伝対
はブツシング12から温度の情報を集め、この情報を温度
平均化装置48へと伝える。この装置は熱伝対42,43,44及
び45によって測定された温度を平均させる。平均温度は
次に信号に変換され、ライン50及び52を経て温度コント
ローラ54へと伝達される。コントローラ54は次にリード
線56及び58を経てこれらの信号を電源函20に伝達し、そ
こでトランス22に送られる電流が制御される。熱伝対4
2,43,44及び45によって取上げられた温度測定値はブツ
シングのオリフイスプレートの特定領域の平均温度をあ
らわすものである。これらの温度値を記録し、これらに
対応した信号を発生させる際、ブツシングの底部近くに
おける側面において取上げたブツシング温度代表値はブ
ツシングオリフイスプレートの所定の領域内で測定され
た温度をあらわす信号の伝達値のみならず、これらの温
度読取り値と関連する。間違った信号をもあらわしてい
ることが判明している。従って前記温度平均化装置48に
到達した平均温度はブツシングオリフイス温度のみなら
ずこれに関連する間違った信号の平均温度である。経験
によれば、この間違った信号レベルは前記熱伝対によつ
て発生された信号の12%にものぼることが判明してい
る。従つて、線50及び52を経て主温度コントローラに伝
達される信号は、米国特許第4,594,087号に記載のよう
なシステムを利用したとして、同信号が少なくとも12%
の間違った信号をあらわしているという程度において不
正確である。理解されるように、主温度コントローラ54
によって発生する電源函入力の変動が誘起するブツシン
グコントローラへの制御反応はしばしば不正確となり、
特にブツシングの始動時又は成形パツケージの付け替え
の如き遷移時期中に不正確となる。 第2図及び第3図を参照すると、ここで説明されてい
るブツシング温度制御方法が意図している測定作業及び
制御の質を高めるのに用いることが出来る。本発明に係
り構成された機器の一実施例を例示したものが図示され
ている。かくして、第2図に示すように、全体として20
0で示されるブツシングは側壁201及び215、端部壁213及
び214並びに底部及至オリフイスプレート201を備えてい
る。オリフイスはこの図においては示されていない。ブ
ツシング200は頂部が開口されており、壁部のまわりに
フランジ203を備えている。ブツシング200の頂部は同ブ
ツシングを前炉に装着するため当業界で一般に用いられ
ているセラミツク製ブツシングブロック内に装着するよ
うになつている。ブツシング200には2つの熱伝対207及
び210が設けられており、これらの熱伝対は底部201より
わずかに上方においてブツシングの側壁202内に配置さ
れている。熱伝対210は2本の熱伝対リード210及び212
を備えており、熱伝対207は熱伝対リード209及び208を
備えている。オリフイスプレート201のブツシング中央
には第3の熱伝対204が配設されており、同熱伝対はブ
ツシングフランジ203の頂部を横切って上昇するリード
線205及び206を備えている。 第2図において示したようなブツシングの端面図であ
る第3図を参照すると、同図にはブツシングの底部に対
する熱伝対204の配置がより詳細に示されている。かく
して、熱伝対204はそのリード線205及び206がブツシン
グを経て前炉開口220へと上向きに通過しており、両リ
ードはフランジ203及びブツシングブロツク219の間から
抜け出している。熱伝対ワイヤ205及び206はブツシング
200のフランジ203及びブツシングブロツクライニング22
1から絶縁されている。熱伝対リード205及び206はかく
してガスケツト222及び224の間に挿設されている。前記
ガスケツトは商品名フアイバフラツクス(Faiberfrax)
のような適当な絶縁物質、酸化アルミニウム布紙、鋳造
セラミツクス又は他の類似な高度に耐火性で、ブツシン
グフランジ203をブツシングブロツク219と関連するブロ
ツクライナ221から電気的に遮断する非導電性の物質か
ら構成されている。、熱伝対リード205及び206はブツシ
ングの外側において48(第1図)のような温度平均化装
置に接続されているが、この点は熱伝対210のリード211
及び212並びに熱伝対207のリード208及び209と同じてあ
る。第3図に示したブツシング200は又ブツシングイヤ2
17を含んでおり、同イヤは通常は第1図に示すように電
力トランス22の二次巻線に接続されている。ブツシング
オリフイス又はノズル218が示されているが、これらは
溶融ガラスが流れてフアイバを形成するブツシング底部
内にあるオリフイスである。図示したブツシングの各半
分上には2つのみのオリフイスが示されているが、当業
者ならば所定のブツシングにおいて多数のこれらのブツ
シングテイツプ乃至オリフイス218が設けられており、
典型的な量は200〜4000又はそれ以上であることを理解
するであろう。 第4図は第2図に示したのと類似のブツシングを示し
ている。このブツシングは全体として400の番号を付し
てあり、ブツシングフランジ430、2つの端部壁414及び
413、底部401並びに側壁415及び402を有している。ブツ
シングの中央には2つの熱伝対リード405及び406を備え
た熱伝対接合点404が設けられている。ブツシングの側
壁402には2つの熱伝対接合点407及び410が設けられて
いる。接合点407はこれに関連する熱伝対リード409及び
408を備えている。熱伝対410は2つの熱伝対リード411
及び412を備えている。 次に第5図を参照すると、熱伝対接合点404がプレー
ト部材404a内に埋込まれているのが示されており同部材
404a内においてリード405及び406が終結している。リー
ド405及び406は金属ハウジング450内に含まれており、
鋳造セラミック又はフアイバフラツクス又は他の類似の
電気的に不活性な物質によってハウジング450内におい
て取囲まれている。前記ハウジングすなわちチユーブ45
0は開口453においてブツシングの側壁402中を通過して
おり、リード405及び406はチユーブ450を通過後第1図
に示したような温度平均化装置へと接続されている。 やはり第5図に示されてブツシングイヤ417が設けら
れており、同イヤによりブツシングはこれに電力を供給
するためのトランスへと電気的に接続されている。第5
図は又ティップ又はオリフイス418を示しており、これ
らを通って溶融ガラスが流れることによりフアイバを形
成する。付図において、4つのそのようなテイツプ418
が示されているが、当業者にとってはこれらのテイツプ
は数が200〜4000又はそれ以上の範囲にわたることが出
来ることは自明であろう。 本発明のこの実施例において、熱伝対リード405及び4
06の端部はプレート部材404内に含まれており、同部材
はブツシング400の底部401の内側にしつかりと溶接され
ている。このプレートをしつかりとブッシングの底部に
溶接するために、ブツシング底部401内には小さな穴455
がドリル加工であけられている。棒状部材の456がプレ
ート404aの底部に溶接されており、プレート404aは棒45
6を穴455を経て引張ることで下向きに引張られている。
一方プレート404は棒456によってブッシング底部401と
接触するように保持されている。前記棒はブッシング底
部に溶接されており、同底部においてその質量が溶融
し、穴455をふさいでいる。 第6図はチユーブ450の横断面を示しており、図では
2つの熱伝対リード405及び406が含まれており、セラミ
ツク物質451がリードの両者を取囲んでいるのが示され
ている。 第7図は始動され、連続的に作動され、再び遮断され
たブツシングであって、本発明を使用していないブツシ
ングについてある時間にわたって採取した実際の測定結
果を示している。 第8図は側方熱伝対に加えて第2図及び第4図に示す
ようなブツシング底部上にも熱伝対線を用いて理想的な
状態を維持している様子を示している。そのような熱伝
対の信号が平均化され、組合わされることにより第8図
に示すようなカーブが得られている。熱伝対を底部近く
においてブツシング上に配置することのようなやり方で
操業することにより、本願出願人は間違った信号の影響
を実質的に排除出来ること、典型的には熱伝対線が担持
する信号の0.6%のオーダに押えられるということを発
見した。典型的には、第7図に示すような操業において
は、この間違った信号レベルは12%又はそれ以上のオー
ダにわたるものである。本願出願人は、従って、これ迄
可能であった精度よりも一ケタ精度良く温度を記録し、
それによって得られる信号をブツシングコントロール機
器に送給することが出来る。 本発明によれば、温度を測定し、間違った信号の干渉
を防止するための、底部熱伝対の最適位置を決定するに
あたつて、とりわけてある条件が重要になつてくる。底
部熱伝対を位置決めするにあたつては、他に用いている
熱伝対に関して問題としている熱伝対の位置が、もしも
ブツシングの長さ及び幅をそれぞれX軸、Y軸と考えた
時に、ブツシングのX軸及びY軸をカバーするものであ
るか否かということが重要な点である。かくして、第4
図を見ると、熱伝対410及び407によって記録される温度
はブツシングの中央及び下方並びにブツシングの2つの
コーナにおけるブツシング背部並びに幾分端部に寄った
地点のブツシング領域温度をほぼあらわすであろうこと
がわかる。しかしながら、熱伝対404を後部壁415より内
側のブツシング中心に熱伝対404を配置することによ
り、ブツシングの残りの領域が考慮されることになる。 巻取り機を減速することにより誘起される遷移効果に
は、フイラメント引抜き速度の低下並びにブツシング底
部の電力要求量に対する効果又は始動の効果が含まれる
他、空気の流量が増大すること、それにともないブツシ
ングの底部が冷却されるという効果が含まれる。これら
により生ずる信号はこの新規のシステムによっては殆ん
ど測定されない。かくしてブツシング底部の実際の温度
をより正しくあらわした測定値が得られる。 本出願人がこのことを断定するにいたったのは、30個
の多きにわたる等間隔測定点をテイツププレート上に設
けて、側壁熱伝対のみを用いて慣用的に測定した温度と
くらべてより真に近いテイツププレート温度の平均値を
得たことによつている。これらの測定値を分析すること
によって、ブツシング内側壁熱伝対を介して読取られる
値は実際のテイツププレート温度の88%をあらわしてい
るに過ぎず、残りの12%は間違つた信号をあらわしてい
るということがはっきりした。テイツププレート温度を
測定するのに側面に2本の熱伝対を用いている本明細書
の例のようなブツシングプレートの底部に少なくとも1
本の熱伝対を配置することにより、この間違った信号は
顕著に減少させることが出来ることが判明した。ブツシ
ング上における熱伝対配置における空間的位置関係は通
常、これらの熱伝対が第4図に示されるようにX及びY
軸を架橋するが如く行なわれる。重要なことは複数熱伝
対の内の少なくとも1本の熱伝対が壁から離れたブツシ
ングの表面温度を測定するのに用いられ、この測定地点
が少なくとも壁近くであるということである。 一般的に言って、側方熱伝対と組合せて第3の熱伝対
を用いた場合には、側面熱伝対のみによる場合にくらべ
て、テイツププレート温度の良好な平均温度が表示され
る。第4図に示した熱伝対の配列の代りに、側面上に配
置された熱伝対410及び407をブツシングの底部上に配置
することが出来る。そのような場合には、1つの熱伝対
を底部におけるコーナ付近に配置し、他方を底部におけ
る遠く離れたコーナに配置することが好ましい。重要な
ことは、前述したように、熱伝対がX軸及びY軸を架橋
することである。付図に示したブッシングは全体として
長方形の形状を備えているものの、当業者ならば同様の
コントロール効果を円形形状のブツシングに適用出来る
ことが理解されよう。そのような場合には、1本の熱伝
対を円の中心に配し、2本を直径線に沿う相対する側辺
上に配することが理想的状況である。円の十分な表面領
域が熱伝対配置点によってカバーされるならば、直径か
ら外れた地点への修正例も許容されるであろう。かくし
て、重要なことは第3の信号に反応する熱伝対の他の2
本の熱伝対に対する配置を次のようにすることである。
すなわち、通常最初の2つの熱伝対で記録される測定温
度の間違った信号が測定温度の6%よりも少なくなるよ
うにしてやることである。 本発明はある種の特定の例及び実施例に関して説明さ
れてきたが、本発明はこれらによって限定されるもので
はなく、特許請求の範囲によってのみ限定されるもので
あることを理解されたい。
トロールする方法に関するものである。より具体的に
は、本発明は熱伝対により発生させられた信号に反応す
る電気コントロール装置を備えたフアイバグラスの温度
をコントロールするための方法及び装置を提供してい
る。更に具体的に言えば、本発明はフアイバグラスブツ
シングをコントロールするための方法及び装置であっ
て、そのようなブツシングのための電気的コントロール
システムへ送給するための信号を発生させるべく内部で
行なわれる熱伝対測定のための加重算出方式を含む方法
及び装置に関するものである。 (発明の背景) 今日のフアイバグラス産業においては、溶融ガラスを
含み、ガラスフアイバ成形が行なわれるブツシングをコ
ントロールすること、及び基本的に加熱要素である同ブ
ツシングを電気的コントロール装置を利用してコントロ
ールすることは通常に行なわれている。かくして、米国
特許第4,546,485号及び第4,594,087号においては、フア
イバグラスブツシングからフアイバグラスを製造するた
めに現在使用されているシステムに一般的に適合する2
つのシステムが記載されている。 ブツシングからガラスフアイバを形成する際には、前
記ブツシングはその起動、作動、ブツシングより巻取つ
た製品の掛換え及びブツシングの再起動を含む作動サイ
クルを経験する。このことが真に意味することは、各作
動サイクルにおける熱履歴において前記ブツシングは多
くの変動にさらされるということである。 ガラスフアイバを製造するためのブツシングはプラチ
ナ、プラチナ−ロヂウム合金が好ましい例である不活性
の耐火性金属から典型的には構成されている。前記ブツ
シングの底部は典型的には複数個の列のオリフイスに分
割されており、同オリフイス中を溶融ガラスは容易に通
り抜けることが出来る。前記オリフイスは通常それらの
底部上において1つの関連オリフイステイツプを備えて
おり、同テイツプはオリフイス中を流れる溶融ガラスが
同テイツプ中を流れるように前記オリフイスと導通して
いる。フアイバは前記テイツプから大気へと流出する溶
融ガラスが冷却されるに従い形成される。ブツシングか
ら形成されたフアイバは典型的には1つ又はそれ以上の
より線へと典型的には集められ、同より線を回転する巻
取機の表面に接続することにより細くされる。ここに前
記巻取機は十分高い毎分回転数で回転することにより、
前記より線を毎分900〜6000メートル又はそれ以上の線
形速度で引張つている。 ガラスフアイバ成形ブツシングを作動させる際には、
従つて、溶融ガラスはポイズール ポアズイユ(Poiseu
ille)の法則に従つてブツシング底部内オリフイス中を
流れる。溶融ガラスがブツシング底部を出るに従い同ガ
ラスの流れが冷却され、フイラメントが形成される。こ
の場合の冷却作用は水のスプレー及び周囲の空気によっ
て達成される。前記フアイバ又はフイラメントは通常そ
れらがブツシングテイツプから出てくるにつれて、それ
らを溝付グラフアイト収集シユーへ配置することによ
り、1つ又はそれ以上のより線へと集められる。得られ
たより線は次に巻取機の表面のまわりに巻付けられ、巻
取機が回転させられる。かくして、前記より線は巻取機
上に巻付けられ、これが回転を始めるに従いブツシング
から引張り出される。巻取機はそれが所望の速度に達す
る迄速度を増大させ、同所望の速度において、ガラスを
引出すブツシング内のオリフイスの直径に基づいた所定
の径のフイラメントが製造される。オリフイスを出る際
の前記フイラメントの直径をコントロールする別の因子
はガラスの粘度であり、この粘度はブツシングの温度及
びガラスの成分によって決定される。溶融ガラスはフア
イバ成形中常にブツシング内に保持され、同ブツシング
中を通過するのであるから、ブツシングにはガラス溶融
炉に接続された前炉内の開口中を通って溶融ガラスが供
給される。 ブツシングの起動及び停止操作においては、多くの遷
移効果が発生する。かくして、起動中においては、巻取
機上に巻付けられる初期より線はゼロから始まって所定
のフイラメント寸法を作るのに必要な回転速度迄徐々に
増加する加速度を以つて巻取られる。より線が高速度で
走行すると周囲の空気がフイラメント形成領域に引込ま
れ、次にかなりの速度で下向きに引込まれる。ブツシン
グは次にかなりの時間、通常は10〜30分又はそれより長
い期間走行し、成形されるフイラメントは所望の径にお
いて巻取機の表面上により線形態で巻取られる。所望の
重量のガラス材が巻取機の表面上に堆積された時に、巻
取機は停止される。この停止操作は巻取機の回転の減速
階段と、より線の速度の減少階段とを含んでいる。ブツ
シングのまわりの空気の流れはその結果急激に変化し、
作動中に存在していた高速度空気による冷却作用が失な
われ、巻取機停止以外全ての条件が同一にたもたれるな
らばブツシングの温度が増大することになる。 以前に指摘したように、ブツシングは温度コントロー
ラによつてコントロールされており、同温度コントロー
ラはブツシングに対する所望のセツト点に対応する信号
をブツシング電流を供給する電源函へと供給する。かく
して、ブッシングの観点から望ましいガラスの所定粘度
に対して、必要なブツシング温度は例えば1204℃(2200
゜F)となる。そのような場合においては、そのブツシ
ングを1204℃で強制的に作動させ、ブツシングによって
適正なガラス粘度が保持されるようにするのが望まし
い。こうすることは、巻取機の回転をそのモータにより
コントロールすることとあいまつて、フイラメント径を
正確かつ効率的にコントロールする。 前記コントロール装置がブツシングをその所望の温度
で作動せしめることを保証するため、熱伝対が底部近く
においてブツシングの側面に配置される。前記熱伝対か
らの読取値は次に平均化され、得られた信号はブツシン
グに電流を供給している電源函コントローラに送られ
る。前記熱伝対は通常ブツシングの両端よりわずかに内
側に入り、正面壁すなわちオペレータに最も近い方の壁
上のブツシング底部近くの地点に配置される。読取られ
た熱伝対測定値は次に米国特許第4,546,485号に示した
ような温度変化装置中を通され、ブツシング底部すなわ
ち面プレートの温度が決定される。ここで用いる用語の
「面プレート」、「テイツププレート」及び「底部」は
同義語である。この平均温度決定段階から得られる信号
は次に前記コントローラに送られ、同コントローラはそ
れが得る読取り温度値に基づいて、セツト値温度へとブ
ツシングを強制的に自己調節せしめる。 ブツシングコントローラは確かにある程度の精度を以
てブツシングをコントロール出来るが、このシステム内
には幾つかの深刻な欠点が含まれていることが判明して
いる。第1に、ブツシング温度測定値をブツシングの側
面にして底部近くの2地点で取つていることにより、間
違った信号は読取り温度信号12%と高くなる可能性があ
る。従って、この信号は信号の88%のみが真の温度をあ
らわしているという程度において少なくとも不正確であ
る。測定される残りの12%は周囲の環境効果の変化並び
に不適切な熱伝対配置により誘起されている。更に成形
サイクルの起動、作動及び掛換え段階中において、ブツ
シングの温度が広範囲にわたって、かつ急速に変動する
ことも判明している。テイツププレートの温度を測定す
る熱伝対が正確であっても、それにより発生させられ、
コントローラに送られる信号は間違った信号すなわちノ
イズを含んでいる。かくして、テイツププレート近くに
おいて発生する環境空気の変化、掛換え中においてロー
ルを引張るようにより線が収集シユーから移動してしま
うこと、及び他の類似の現象の効果は急激な温度変化を
誘起するので、テイツププレートの測定値が同プレート
の真の熱的状態を示さない原因となる。前記コントロー
ラは熱伝対の読取値に基づいてブツシングの温度を一定
に維持しようとするが、これらの信号はテイツププレー
ト温度を常に代表しているものではなく、従ってより精
度の良い温度決定の方策が求められる。 (発明の要約) 本発明は、ファイバ成形面を有するガラスファイバ成
形ブッシングにしてその測定された温度によって発生し
た信号に反応する電気コントロール装置を接続された前
記ブッシングの温度をコントロールする方法に関し、所
定の領域における前記ブッシングの表面温度をあらわす
信号を与えるために前記ファイバ成形面の近くの面の少
なくとも1つの位置で前記ブッシングの温度を測定する
工程と、この最初の測定と組合され平均された時に、前
記ブッシングのこの平均温度が6%より少なくされてい
る最初の測定温度の間違った信号で得られる位置である
前記ファイバ成形面上の位置で前記ブッシングの温度を
測定する工程とを備えたことを特徴とする。 また本発明は、ガラスファイバ成形ブッシングにして
その測定された温度によって発生した信号に反応する電
気コントロール装置を接続された前記ブッシングの温度
をコントロールする方法に関し、所定の領域における前
記ブッシングの表面温度をあらわす信号を与えるために
前記ブッシングの最初の面の少なくとも2つの位置で前
記ブッシングの温度を測定する工程と、前記最初の面の
近くの面の第3の位置での温度測定が前記最初の2つの
位置の温度測定と組合わされ平均された時に、前記ブッ
シングの平均温度が6%より少なくされている最初の2
つの測定の測定温度の間違った信号で得られる位置であ
る前記第3の位置でブッシング温度を測定する工程とを
備えたことを特徴とする。 更に本発明は、床及び側壁を有するガラスファイバを
成形するためのブッシングにして、その作動温度がそれ
に接続された温度コントローラによって連続的にコント
ロールされているブッシングに関し、同ブッシングの床
上に近い側壁に位置する少なくとも1つの地点内でブッ
シングの温度を測定する装置と、前記ブッシングの第2
の側壁近くの床における温度を測定する少なくとも1つ
の装置と、ブッシングの温度を測定することにより前記
温度測定装置から生ずる信号をして、これら信号を組合
せ加重平均し、1つの信号を発生することの出来る装置
へと送るための装置と、かくて得られた信号を前記ブッ
シングコントローラに送給してブッシングの温度を所望
の値にコントロールするための装置とが含まれているこ
とを特徴とする。 また更に本発明は、床及び側壁を有するガラスファイ
バを成形するためのブッシングにして、その作動温度が
それに接続された温度コントローラによって連続的にコ
ントロールされているブッシングに関し、 ブッシングの1つの側壁上かつい床近くに配された少
なくとも2つの地点内におけるブッシングの温度を測定
する装置と、 ブッシングの第2の側壁近くで、底部上の地点におけ
るブッシングの温度を測定するための少なくとも1つの
他の測定装置と、 前記ブッシングの温度を測定することで前記温度測定
装置から生ずる信号をして、同信号を組合せ、加重平均
とし、1つの信号を生じさせることが出来る装置へと送
給するための装置と、 かくて生じた信号を前記ブッシングコントローラに送
給し、以ってブッシングの温度を選ばれた値にコントロ
ールするための装置とが含まれていることを特徴とす
る。 更にまた本発明は、ブッシング底部の温度を測定する
ための装置を含んだブッシングに関し、側壁、床及びフ
ランジを有する溶融ガラスのための容器と、ブッシング
の側壁に位置する側壁熱電対と、前記フランジに接触し
ているライニングを有するブッシングブロックと、ブッ
シングの両端部におけるブッシング側面に溶接された熱
伝対接合点と、ブッシングの底部内に埋込まれた熱伝対
にしてそのリード線がブッシングフランジ上を延びてい
る熱伝対線接合部と、前記フランジ及びブッシングブロ
ックのライニング間において前記リード線を絶縁するた
めの装置と、前記側壁熱伝対の熱伝対線が送給されてい
るのと同一の温度コントローラに熱伝対リード線を接続
するための装置とが含まれていることを特徴とする。 本発明の目的は従って、フアイバガラス成形ブツシン
グの底部すなわち面プレートの温度を正確に測定するた
めの簡単かつ効果的な方法を提供することである。 本発明の別の目的は、ブツシング上の少なくとも3つ
の地点においてフアイバガラスブッシングの底部及至オ
リフィスプレートの温度を測定することであり、前記3
つの地点の1つはブツシングの底部上に選ばれること
で、ブツシング面プレートすなわち底部の平均温度の正
確な決定がなされる。 本発明の更に別の目的は、ブツシング内における熱伝
対測定において、その測定値がブツシングオリフイスプ
レートの温度を真にあらわすようにし、遷移現象から生
ずる間違った信号を減少させるような測定方法、装置を
提供することである。 本発明の更に別の目的は、フアイバガラスのための温
度測定システムであって、ブツシング温度をその底部か
ら効果的に測定出来るシステムを提供することである。 本発明の別の目的はフアイバガラスのブツシングの側
面のみならずオリフイスプレートからも読取った熱伝対
測定温度を平均化するための新規な装置を提供すること
である。 以下付図を参照して本発明のより具体的な説明を行な
う。 (図面の詳細な説明) 付図、特に第1図を参照すると、電源函20が示されて
おり、同函はそれに電流を供給している交流線16及び18
を備えている。前記電源函は電力をトランス22の一次巻
線28に供給しており、トランス22の二次巻線30は線24及
び26を介してフアイイバグラスブツシング12に接続され
ている。ブツシング12は線24及び26を横切って、同ブツ
シングと並列に、ブツシングコントローラ14を接続して
おり、同コントローラはリード線62、64及び66を経てコ
ントロールパネル60に作動的に接続されている。ハネル
60内にはブッシングコントローラ14への電気的入力を調
節するのに利用出来る回路が配置されている。ブツシン
グ12はその側面及び底部においてそれに接続された一連
の熱伝対42,43,44及び45を備えている。これらの熱伝対
はブツシング12から温度の情報を集め、この情報を温度
平均化装置48へと伝える。この装置は熱伝対42,43,44及
び45によって測定された温度を平均させる。平均温度は
次に信号に変換され、ライン50及び52を経て温度コント
ローラ54へと伝達される。コントローラ54は次にリード
線56及び58を経てこれらの信号を電源函20に伝達し、そ
こでトランス22に送られる電流が制御される。熱伝対4
2,43,44及び45によって取上げられた温度測定値はブツ
シングのオリフイスプレートの特定領域の平均温度をあ
らわすものである。これらの温度値を記録し、これらに
対応した信号を発生させる際、ブツシングの底部近くに
おける側面において取上げたブツシング温度代表値はブ
ツシングオリフイスプレートの所定の領域内で測定され
た温度をあらわす信号の伝達値のみならず、これらの温
度読取り値と関連する。間違った信号をもあらわしてい
ることが判明している。従って前記温度平均化装置48に
到達した平均温度はブツシングオリフイス温度のみなら
ずこれに関連する間違った信号の平均温度である。経験
によれば、この間違った信号レベルは前記熱伝対によつ
て発生された信号の12%にものぼることが判明してい
る。従つて、線50及び52を経て主温度コントローラに伝
達される信号は、米国特許第4,594,087号に記載のよう
なシステムを利用したとして、同信号が少なくとも12%
の間違った信号をあらわしているという程度において不
正確である。理解されるように、主温度コントローラ54
によって発生する電源函入力の変動が誘起するブツシン
グコントローラへの制御反応はしばしば不正確となり、
特にブツシングの始動時又は成形パツケージの付け替え
の如き遷移時期中に不正確となる。 第2図及び第3図を参照すると、ここで説明されてい
るブツシング温度制御方法が意図している測定作業及び
制御の質を高めるのに用いることが出来る。本発明に係
り構成された機器の一実施例を例示したものが図示され
ている。かくして、第2図に示すように、全体として20
0で示されるブツシングは側壁201及び215、端部壁213及
び214並びに底部及至オリフイスプレート201を備えてい
る。オリフイスはこの図においては示されていない。ブ
ツシング200は頂部が開口されており、壁部のまわりに
フランジ203を備えている。ブツシング200の頂部は同ブ
ツシングを前炉に装着するため当業界で一般に用いられ
ているセラミツク製ブツシングブロック内に装着するよ
うになつている。ブツシング200には2つの熱伝対207及
び210が設けられており、これらの熱伝対は底部201より
わずかに上方においてブツシングの側壁202内に配置さ
れている。熱伝対210は2本の熱伝対リード210及び212
を備えており、熱伝対207は熱伝対リード209及び208を
備えている。オリフイスプレート201のブツシング中央
には第3の熱伝対204が配設されており、同熱伝対はブ
ツシングフランジ203の頂部を横切って上昇するリード
線205及び206を備えている。 第2図において示したようなブツシングの端面図であ
る第3図を参照すると、同図にはブツシングの底部に対
する熱伝対204の配置がより詳細に示されている。かく
して、熱伝対204はそのリード線205及び206がブツシン
グを経て前炉開口220へと上向きに通過しており、両リ
ードはフランジ203及びブツシングブロツク219の間から
抜け出している。熱伝対ワイヤ205及び206はブツシング
200のフランジ203及びブツシングブロツクライニング22
1から絶縁されている。熱伝対リード205及び206はかく
してガスケツト222及び224の間に挿設されている。前記
ガスケツトは商品名フアイバフラツクス(Faiberfrax)
のような適当な絶縁物質、酸化アルミニウム布紙、鋳造
セラミツクス又は他の類似な高度に耐火性で、ブツシン
グフランジ203をブツシングブロツク219と関連するブロ
ツクライナ221から電気的に遮断する非導電性の物質か
ら構成されている。、熱伝対リード205及び206はブツシ
ングの外側において48(第1図)のような温度平均化装
置に接続されているが、この点は熱伝対210のリード211
及び212並びに熱伝対207のリード208及び209と同じてあ
る。第3図に示したブツシング200は又ブツシングイヤ2
17を含んでおり、同イヤは通常は第1図に示すように電
力トランス22の二次巻線に接続されている。ブツシング
オリフイス又はノズル218が示されているが、これらは
溶融ガラスが流れてフアイバを形成するブツシング底部
内にあるオリフイスである。図示したブツシングの各半
分上には2つのみのオリフイスが示されているが、当業
者ならば所定のブツシングにおいて多数のこれらのブツ
シングテイツプ乃至オリフイス218が設けられており、
典型的な量は200〜4000又はそれ以上であることを理解
するであろう。 第4図は第2図に示したのと類似のブツシングを示し
ている。このブツシングは全体として400の番号を付し
てあり、ブツシングフランジ430、2つの端部壁414及び
413、底部401並びに側壁415及び402を有している。ブツ
シングの中央には2つの熱伝対リード405及び406を備え
た熱伝対接合点404が設けられている。ブツシングの側
壁402には2つの熱伝対接合点407及び410が設けられて
いる。接合点407はこれに関連する熱伝対リード409及び
408を備えている。熱伝対410は2つの熱伝対リード411
及び412を備えている。 次に第5図を参照すると、熱伝対接合点404がプレー
ト部材404a内に埋込まれているのが示されており同部材
404a内においてリード405及び406が終結している。リー
ド405及び406は金属ハウジング450内に含まれており、
鋳造セラミック又はフアイバフラツクス又は他の類似の
電気的に不活性な物質によってハウジング450内におい
て取囲まれている。前記ハウジングすなわちチユーブ45
0は開口453においてブツシングの側壁402中を通過して
おり、リード405及び406はチユーブ450を通過後第1図
に示したような温度平均化装置へと接続されている。 やはり第5図に示されてブツシングイヤ417が設けら
れており、同イヤによりブツシングはこれに電力を供給
するためのトランスへと電気的に接続されている。第5
図は又ティップ又はオリフイス418を示しており、これ
らを通って溶融ガラスが流れることによりフアイバを形
成する。付図において、4つのそのようなテイツプ418
が示されているが、当業者にとってはこれらのテイツプ
は数が200〜4000又はそれ以上の範囲にわたることが出
来ることは自明であろう。 本発明のこの実施例において、熱伝対リード405及び4
06の端部はプレート部材404内に含まれており、同部材
はブツシング400の底部401の内側にしつかりと溶接され
ている。このプレートをしつかりとブッシングの底部に
溶接するために、ブツシング底部401内には小さな穴455
がドリル加工であけられている。棒状部材の456がプレ
ート404aの底部に溶接されており、プレート404aは棒45
6を穴455を経て引張ることで下向きに引張られている。
一方プレート404は棒456によってブッシング底部401と
接触するように保持されている。前記棒はブッシング底
部に溶接されており、同底部においてその質量が溶融
し、穴455をふさいでいる。 第6図はチユーブ450の横断面を示しており、図では
2つの熱伝対リード405及び406が含まれており、セラミ
ツク物質451がリードの両者を取囲んでいるのが示され
ている。 第7図は始動され、連続的に作動され、再び遮断され
たブツシングであって、本発明を使用していないブツシ
ングについてある時間にわたって採取した実際の測定結
果を示している。 第8図は側方熱伝対に加えて第2図及び第4図に示す
ようなブツシング底部上にも熱伝対線を用いて理想的な
状態を維持している様子を示している。そのような熱伝
対の信号が平均化され、組合わされることにより第8図
に示すようなカーブが得られている。熱伝対を底部近く
においてブツシング上に配置することのようなやり方で
操業することにより、本願出願人は間違った信号の影響
を実質的に排除出来ること、典型的には熱伝対線が担持
する信号の0.6%のオーダに押えられるということを発
見した。典型的には、第7図に示すような操業において
は、この間違った信号レベルは12%又はそれ以上のオー
ダにわたるものである。本願出願人は、従って、これ迄
可能であった精度よりも一ケタ精度良く温度を記録し、
それによって得られる信号をブツシングコントロール機
器に送給することが出来る。 本発明によれば、温度を測定し、間違った信号の干渉
を防止するための、底部熱伝対の最適位置を決定するに
あたつて、とりわけてある条件が重要になつてくる。底
部熱伝対を位置決めするにあたつては、他に用いている
熱伝対に関して問題としている熱伝対の位置が、もしも
ブツシングの長さ及び幅をそれぞれX軸、Y軸と考えた
時に、ブツシングのX軸及びY軸をカバーするものであ
るか否かということが重要な点である。かくして、第4
図を見ると、熱伝対410及び407によって記録される温度
はブツシングの中央及び下方並びにブツシングの2つの
コーナにおけるブツシング背部並びに幾分端部に寄った
地点のブツシング領域温度をほぼあらわすであろうこと
がわかる。しかしながら、熱伝対404を後部壁415より内
側のブツシング中心に熱伝対404を配置することによ
り、ブツシングの残りの領域が考慮されることになる。 巻取り機を減速することにより誘起される遷移効果に
は、フイラメント引抜き速度の低下並びにブツシング底
部の電力要求量に対する効果又は始動の効果が含まれる
他、空気の流量が増大すること、それにともないブツシ
ングの底部が冷却されるという効果が含まれる。これら
により生ずる信号はこの新規のシステムによっては殆ん
ど測定されない。かくしてブツシング底部の実際の温度
をより正しくあらわした測定値が得られる。 本出願人がこのことを断定するにいたったのは、30個
の多きにわたる等間隔測定点をテイツププレート上に設
けて、側壁熱伝対のみを用いて慣用的に測定した温度と
くらべてより真に近いテイツププレート温度の平均値を
得たことによつている。これらの測定値を分析すること
によって、ブツシング内側壁熱伝対を介して読取られる
値は実際のテイツププレート温度の88%をあらわしてい
るに過ぎず、残りの12%は間違つた信号をあらわしてい
るということがはっきりした。テイツププレート温度を
測定するのに側面に2本の熱伝対を用いている本明細書
の例のようなブツシングプレートの底部に少なくとも1
本の熱伝対を配置することにより、この間違った信号は
顕著に減少させることが出来ることが判明した。ブツシ
ング上における熱伝対配置における空間的位置関係は通
常、これらの熱伝対が第4図に示されるようにX及びY
軸を架橋するが如く行なわれる。重要なことは複数熱伝
対の内の少なくとも1本の熱伝対が壁から離れたブツシ
ングの表面温度を測定するのに用いられ、この測定地点
が少なくとも壁近くであるということである。 一般的に言って、側方熱伝対と組合せて第3の熱伝対
を用いた場合には、側面熱伝対のみによる場合にくらべ
て、テイツププレート温度の良好な平均温度が表示され
る。第4図に示した熱伝対の配列の代りに、側面上に配
置された熱伝対410及び407をブツシングの底部上に配置
することが出来る。そのような場合には、1つの熱伝対
を底部におけるコーナ付近に配置し、他方を底部におけ
る遠く離れたコーナに配置することが好ましい。重要な
ことは、前述したように、熱伝対がX軸及びY軸を架橋
することである。付図に示したブッシングは全体として
長方形の形状を備えているものの、当業者ならば同様の
コントロール効果を円形形状のブツシングに適用出来る
ことが理解されよう。そのような場合には、1本の熱伝
対を円の中心に配し、2本を直径線に沿う相対する側辺
上に配することが理想的状況である。円の十分な表面領
域が熱伝対配置点によってカバーされるならば、直径か
ら外れた地点への修正例も許容されるであろう。かくし
て、重要なことは第3の信号に反応する熱伝対の他の2
本の熱伝対に対する配置を次のようにすることである。
すなわち、通常最初の2つの熱伝対で記録される測定温
度の間違った信号が測定温度の6%よりも少なくなるよ
うにしてやることである。 本発明はある種の特定の例及び実施例に関して説明さ
れてきたが、本発明はこれらによって限定されるもので
はなく、特許請求の範囲によってのみ限定されるもので
あることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
第1図は関連するブツシング及び温度コントローラを備
えた、フアイバガラスブツシングの電気的加熱システム
の図式的ブロツク線図、 第2図は3つの熱伝対をブツシング上に配置した状態を
斜視的に示した、本発明の1つの実施例の図式的例示
図、 第3図は第2図に示した本発明の実施例に用いられた底
部熱伝対の配列を示す、フアイバガラスブツシングの端
面図、 第4図は底部熱伝対をブツシングオリフイスプレート上
に配置した、本発明の第2のかつ好ましい実施例の概略
的例示図、 第5図はブツシング面プレートに取付けられた熱伝対を
示す、第4図の実施例の端面図、 第6図は第4図のプレート405の横断面図、 第7図はブツシングをコントロールするのに用いられる
温度コントローラのセツト点温度とテイツププレート温
度の関係をプロツトにした図で、横軸であるx軸が温度
コントローラの温度、縦軸であるy軸がティッププレー
トの測定温度を示し、 第8図はブツシングをコントロールするのに用いられる
温度コントローラのセツト点温度と本発明によって測定
されたテイツププレート温度の関係をプロツトした図
で、横軸であるx軸が温度コントローラの温度、縦軸で
あるy軸がティッププレートの測定温度を示す。 200……ブツシング、201……底部、202……側面、207,2
10……熱伝対、204……第3の熱伝対
えた、フアイバガラスブツシングの電気的加熱システム
の図式的ブロツク線図、 第2図は3つの熱伝対をブツシング上に配置した状態を
斜視的に示した、本発明の1つの実施例の図式的例示
図、 第3図は第2図に示した本発明の実施例に用いられた底
部熱伝対の配列を示す、フアイバガラスブツシングの端
面図、 第4図は底部熱伝対をブツシングオリフイスプレート上
に配置した、本発明の第2のかつ好ましい実施例の概略
的例示図、 第5図はブツシング面プレートに取付けられた熱伝対を
示す、第4図の実施例の端面図、 第6図は第4図のプレート405の横断面図、 第7図はブツシングをコントロールするのに用いられる
温度コントローラのセツト点温度とテイツププレート温
度の関係をプロツトにした図で、横軸であるx軸が温度
コントローラの温度、縦軸であるy軸がティッププレー
トの測定温度を示し、 第8図はブツシングをコントロールするのに用いられる
温度コントローラのセツト点温度と本発明によって測定
されたテイツププレート温度の関係をプロツトした図
で、横軸であるx軸が温度コントローラの温度、縦軸で
あるy軸がティッププレートの測定温度を示す。 200……ブツシング、201……底部、202……側面、207,2
10……熱伝対、204……第3の熱伝対
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭61−228512(JP,A)
特開 昭55−136144(JP,A)
実開 昭51−125985(JP,U)
(58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名)
G05D 23/19,23/22
C03B 37/09,37/092
G01K 3/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 1.ファイバ成形面を有するガラスファイバ成形ブッシ
ングにしてその測定された温度によって発生した信号に
反応する電気コントロール装置を接続された前記ブッシ
ングの温度をコントロールする方法において、所定の領
域における前記ブッシングの表面温度をあらわす記号を
与えるために前記ファイバ成形面の近くの面の少なくと
も1つの位置で前記ブッシングの温度を測定する工程
と、この最初の測定と組合わされ平均された時に、前記
ブッシングのこの平均温度が6%より少なくされている
最初の測定温度の間違った信号で得られる位置である前
記ファイバ成形面上の位置で前記ブッシングの温度を測
定する工程とを備えたことを特徴とする方法。 2.ガラスファイバ成形ブッシングにしてその測定され
た温度によって発生した信号に反応する電気コントロー
ル装置を接続された前記ブッシングの温度をコントロー
ルする方法において、所定の領域における前記ブッシン
グの表面温度をあらわす信号を与えるために前記ブッシ
ングの最初の面の少なくとも2つの位置で前記ブッシン
グの温度を測定する工程と、前記最初の面の近くの面の
第3の位置での温度測定が前記最初の2つの位置の温度
測定と組合わされ平均された時に、前記ブッシングの平
均温度が6%より少なくされている最初の2つの測定の
測定温度の間違った信号で得られる位置である前記第3
の位置でブッシング温度を測定する工程とを備えたこと
を特徴とする方法。 3.特許請求の範囲第2項に記載の方法において、前記
第3の温度が前記最初の2つと平均された後における平
均された温度は0.6%よりも少なく減少された前記最初
の2つの測定温度の間違った信号を有することを特徴と
する方法。 4.床及び側壁を有するガラスファイバを成形するため
のブッシングにして、その作動温度がそれに接続された
温度コントローラによって連続的にコントロールされて
いるブッシングにおいて、同ブッシングの床上に近い側
壁に位置する少くとも1つの地点内でブッシングの温度
を測定する装置と、前記ブッシングの第2の側壁近くの
床における温度を測定する少なくとも1つの装置と、ブ
ッシングの温度を測定することにより前記温度測定装置
から生ずる信号をして、これら信号を組合せ加重平均
し、1つの信号を発生することの出来る装置へと送るた
めの装置と、かくて得られた信号を前記ブッシングコン
トローラに送給してブッシングの温度を所望の値にコン
トロールするための装置とが含まれていることを特徴と
するブッシング。 5.床及び側壁を有するガラスファイバを成形するため
のブッシングにして、その作動温度がそれに接続された
温度コントローラによって連続的にコントロールされて
いるブッシングにおいて、 ブッシングの1つの側壁上かつ床近くに配された少なく
とも2つの地点内におけるブッシングの温度を測定する
装置と、 ブッシングの第2の側壁近くで、底部上の地点における
ブッシングの温度を測定するための少なくとも1つの他
の測定装置と、 前記ブッシングの温度を測定することで前記温度測定装
置から生ずる信号をして、同信号を組合わせ、加重平均
し、1つの信号を生じさせることが出来る装置へと送給
するための装置と、 かくて生じた信号を前記ブッシングコントローラに送給
し、以ってブッシングの温度を選ばれた値にコントロー
ルするための装置とが含まれていることを特徴とするブ
ッシング。 6.特許請求の範囲第5項に記載のブッシングにおい
て、前記温度測定装置は1つの熱伝対であり、ブッシン
グの床上の熱伝対はそのワイヤを取囲むセラミックを備
えた貴金属チューブ内に収納されており、熱伝対接合点
はブッシングの床に溶接された金属プレート内に埋込ま
れていることを特徴とするブッシング。 7.ブッシング底部の温度を測定するための装置を含ん
だブッシングであって、側壁、床及びフランジを有する
溶融ガラスのための容器と、ブッシングの側壁に位置す
る側壁熱電対と、前記フランジに接触しているライニン
グを有するブッシングブロックと、ブッシングの両端部
におけるブッシング側面に溶接された熱伝対接合点と、
ブッシングの底部内に埋込まれた熱伝対にしてそのリー
ド線がブッシングフランジ上を延びている熱伝対線接合
部と、前記フランジ及びブッシングブロックのライニン
グ間において前記リード線を絶縁するための装置と、前
記側壁熱伝対の熱伝対線が送給されているのと同一の温
度コントローラに熱伝対リード線を接続するための装置
とが含まれていることを特徴とするブッシング。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/941,236 US4738700A (en) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | Method and apparatus for controlling temperature in a fiber glass forming bushing |
US941236 | 1986-12-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63159912A JPS63159912A (ja) | 1988-07-02 |
JP2770925B2 true JP2770925B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=25476150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62313918A Expired - Lifetime JP2770925B2 (ja) | 1986-12-12 | 1987-12-11 | ガラスファイバ成形ブッシングの温度をコントロールする方法及びガラスファイバ成形ブッシング |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4738700A (ja) |
EP (1) | EP0275410B1 (ja) |
JP (1) | JP2770925B2 (ja) |
CA (1) | CA1307943C (ja) |
DE (1) | DE3771695D1 (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4746344A (en) * | 1987-02-02 | 1988-05-24 | Ppg Industries, Inc. | Fiber forming bushing and method for providing |
US4794625A (en) * | 1988-01-28 | 1988-12-27 | Ppg Industries, Inc. | Method and apparatus for contolling temperature in a fiber glass forming bushing |
US5051121A (en) * | 1990-05-30 | 1991-09-24 | Ppg Industries, Inc. | Segmented bushing temperature controller and method for using same |
US5071459A (en) * | 1990-05-30 | 1991-12-10 | Ppg Industries, Inc. | Bushing balance controller for multiple segment bushings |
US5140732A (en) * | 1991-06-13 | 1992-08-25 | Manville Corporation | Method of forming bushing plate for glass filaments |
EP0785914B1 (en) * | 1994-10-12 | 1999-04-21 | Owens Corning | Method and apparatus for controlling heating and cooling in segments of a fiber glass bushing |
FI107963B (fi) * | 1995-06-20 | 2001-10-31 | Instrumentarium Oy | Infrapunasäteilijä |
US6070437A (en) * | 1998-11-12 | 2000-06-06 | Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. | Tip-plate thermocouple |
US6408651B1 (en) | 1999-12-30 | 2002-06-25 | Corning Incorporated | Method of manufacturing optical fibers using thermopiles to measure fiber energy |
WO2007053617A2 (en) | 2005-10-31 | 2007-05-10 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Methods and systems for controlling temperature of a bushing |
DE102007061695A1 (de) * | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Umicore Ag & Co. Kg | Vorrichtung für die Formgebung von Schmelzen aus anorganischen Oxiden oder Mineralien mit verbesserter Beheizungseinrichtung |
JP6273812B2 (ja) * | 2013-12-12 | 2018-02-07 | 日本電気硝子株式会社 | ブッシング、ガラス繊維の製造装置及びガラス繊維の製造方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3246124A (en) * | 1962-07-02 | 1966-04-12 | Owens Corning Fiberglass Corp | Voltage magnitude and temperature control in a heated device |
DE2319748C2 (de) * | 1973-04-18 | 1975-01-02 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Verfahren und Einrichtung zur Temperaturregelung regenerativ beheizter Schmelzofen |
US4285712A (en) * | 1979-10-22 | 1981-08-25 | Owens-Corning Fiberglass Corporation | Apparatus and method for the production of glass fibers |
US4256477A (en) * | 1979-12-14 | 1981-03-17 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Class fiber forming |
AU7036681A (en) * | 1981-02-26 | 1982-09-14 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Apparatus and method for the production of glass fibers |
US4546485A (en) * | 1983-12-01 | 1985-10-08 | Ppg Industries, Inc. | Method and apparatus for producing uniform strands from a split fiber glass bushing |
US4594087A (en) * | 1985-04-01 | 1986-06-10 | Ppg Industries, Inc. | Three-terminal controller for fiber glass bushing |
-
1986
- 1986-12-12 US US06/941,236 patent/US4738700A/en not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-11-25 EP EP87117334A patent/EP0275410B1/en not_active Expired
- 1987-11-25 DE DE8787117334T patent/DE3771695D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-01 CA CA000553220A patent/CA1307943C/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-11 JP JP62313918A patent/JP2770925B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1307943C (en) | 1992-09-29 |
EP0275410A1 (en) | 1988-07-27 |
DE3771695D1 (de) | 1991-08-29 |
US4738700A (en) | 1988-04-19 |
EP0275410B1 (en) | 1991-07-24 |
JPS63159912A (ja) | 1988-07-02 |
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