JPH0785206B2

JPH0785206B2 - ガラス繊維ブツシング用三端子制御器

Info

Publication number: JPH0785206B2
Application number: JP61069705A
Authority: JP
Inventors: ジヨセフクーンジヨン
Original assignee: ピーピージーインダストリーズ，インコーポレーテツド
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1995-09-13
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: EP0201697B1; JPS61228512A; EP0201697A1; DE3667870D1; US4594087A; CA1250357A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、一般に、ガラス繊維ブツシングの異なる部分
からガラス繊維の一様なストランドを製造する装置、特
に、ガラス繊維ブツシングの部分に流れる電流、及びそ
の温度を調節する遠隔制御可能の三端子ブツシング制御
器に関する。

［従来の技術］ガラス繊維は、ガラス繊維工業上ブツシングとして知ら
れている加熱容器内に配置された小孔又はノズルを通し
て所与の速度で溶融ガラスの多数の流れを引き出すこと
によつて製造される。ブツシングは溶融ガラスを収容し
このガラスは電気的に加熱され、所与の温度に維持され
る結果小孔の各々に所望の粘性の溶融ガラスが供給され
る。ブツシングの前面を横断して、すなわち、小孔の配
置されているブツシングの領域を横断して一様な温度を
維持することは、各小孔に一様な繊維を形成する上で重
要である。

ブツシングの小孔から引き出された繊維は、凝固した
後、まとめられて１本又は数本のストランドとなり、こ
れらのストランドは次いでコレツト上に巻取られて１個
又は数個のケーキ（formingpackages）に形成される。
近年、ブツシングは大形化し、これに伴つてブツシング
は800から2,000又はそれ以上の小孔を持つのが一般であ
る。大形のブツシングからは、数本のストランドを紡糸
し、これらのストランドを単一のコレツト上に巻取り、
ストランドの数に相当するケーキを製造することもま
た、一般に実行されている。典型的には、これを達成す
るに当つて、ブツシングの一方の側を使つて１本のスト
ランドを紡糸し、他方の側を使つて同じような第２のス
トランドを紡糸している。このような具合にブツシング
を分割して数本のストランドを紡糸するためには、一方
の側から他方の側へのブツシング温度の精密な制御を必
要とし、これによつて、このように紡糸されかつコレツ
ト上に巻取られたストランド同士は、同じメートル計
数、すなわち、所与の時間長にわたつて紡糸され形成さ
れたケーキ中のガラスのキログラム当り同じメートル数
を持つようになる。分割ブツシングの二つの側の間に少
しでも温度差があると、それらの小孔から生まれるガラ
ス繊維の間に実質的な差が生じ、これがそれぞれのスト
ランドによつて作られるケーキの重量の実質的な差とな
つて現れる。

この問題の認識の下に、このような差を補償する様々な
試みが行われてきた、これらは、たとえば、ブツシング
への空気流を調節すること、ブツシング小孔下側のフイ
ン冷却器の場所を調節すること、ブツシング上の終端つ
かみ具の位置を調節すること等によるものであつた。ブ
ツシングの構成の調節は、精々、取扱者の熟練の程度に
依存するものであり、このような調節は手動であり、時
間がかかり、精密性に欠けるから、満足の域には達しな
い。このような機械的調節を克服する改善には、米国特
許第4,024,336号に開示された装置があり、この特許
は、電源変圧器によつてブツシングに送られる電流を調
整する二つの全波可変インピーダンス装置を通してブツ
シングの二つの側を制御する制御装置を記載している。
このインピーダンス装置は分割ブツシングから製造され
た２本のストランドの相対メートル計数を操作可能とす
るけれども、常に有効であるという訳にはゆかない、な
ぜならば、変化がブツシングの一方の側に起こると、他
の側の変化を常に伴うからである。さらに、この特許に
記載されている制御装置は、二つの全波可変インピーダ
ンス装置はもとより、ブツシングの各側に温度制御器を
使用することを必要とし、したがつて、ブツシング当り
を基準にして高価な装置となる。

本願と同一の譲受人に譲渡され、1983年12月１日提出さ
れた米国特許出願番号第556,828号の米国特許出願の開
示は本願に包含されているが、同特許出願にブツシング
制御器が記載されており、この回路において可変インピ
ーダンス分流器がブツシングとこれに電流を供給する電
源変圧器とに並列接続されている。可変インピーダンス
は、滑動接触子又はタツプを付けた抵抗要素を含むポテ
ンシヨメータを備えている。この抵抗要素はブツシング
の両端間に接続され、そのタツプはブツシングの中心点
に接続され、したがつて、タツプの運動がブツシングの
両端間に接続されているインピーダンスを変化させる。

米国特許出願番号第556,828号に記載されている装置は
ブツシングの一方の側から他方の側への電流を有効に制
御するけれども、この装置は信頼性に欠けることが判つ
た、それは、この装置が、正規にブツシングに近接して
配置されてかつガラス製造区域において常時存在する霧
性環境や化学結合剤による汚染に晒される可動タツプの
周期的な機械的調節を必要とするからである。さらに、
ポテンシヨメータの機械的調節は精密性を欠かせ、それ
ゆえ、全体的に満足な制御を与えるようにはならない。

したがつて、ガラス繊維ブツシングの形成面と小孔との
温度の精密かつ信頼性のある制御を実施して、ブツシン
グにこれを通して一貫して一様なガラス繊維を製造可能
にさせる装置が要求される。さらに、長期間の信頼性を
維持するために汚染を受けることがなく、ガラス製造区
域にとつての遠隔箇所から制御されることができ、した
がつて、多数のブツシングを中央箇所から遠隔制御する
ことのできる制御装置が要求される。

［問題を解決するための手段］本発明の目的は、ガラス繊維ブツシングの温度を調節す
る信頼性、耐久性に富む制御装置を提供することにあ
る。

本発明の他の目的は、ブツシングの面板を通して流れる
電流の制御装置であつて、大気汚染を受けることなく動
作する制御装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、多数のブツシングに流れる
電流を、製造環境から遠隔の、単一中央箇所から制御す
ることのできる制御装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、ブツシング電流の制御回路
であつて、これまでに採用されたものよりも信頼性に富
んだ制御回路を提供することにある。

本発明によれば、従来のブツシング電源は、交流電力変
換回路を含みこの電力変換回路は電源変圧器を通して電
流を供給し、電源変圧器の二次側はブツシングの両端間
に接続される。多数の熱電対がブツシングに関連されて
その上のいろいろな箇所における温度を検出する。これ
らの熱電対の出力は温度平均回路に送られ、この回路の
出力は主温度制御器に供給され、この制御器は交流電力
変換回路を通してブツシングに直接供給される交流電力
を調整し、それゆえ、ブツシングの小孔に供給される溶
融ガラス全体の温度を調整する。しかしながら、周知の
ように、ブツシングの温度、それゆえ、小孔に供給され
るガラスの温度はブツシングの一方の側から他方の側に
かけて変動し、この結果、ブツシングの二つの側によつ
て製造されるストランドは異なる直径の繊維を含むよう
になり、それゆえ、所与の時間長さにわたつて異なる重
量のケーキ（packages）を形成するようになる。本発明
によれば、三端子ブツシング制御器はその二つの端子を
通してブツシングの両端間に接続され、かつその三番目
の端子を通じてブツシングの中間点又はタツプに接続さ
れ、中間点とブツシングの両端で二つの部分を画定す
る。可変設定点が遠隔箇所にある制御盤によつて与えら
れるので、遠隔箇所にいる操作員はブツシングの二つの
部分を通して流れる相対電流を調節することができ、こ
れによつてブツシングの両側の温度を実質的に等しくで
き、したがつて、等しい量の繊維が製造されるようにな
る。

本発明の好適形における、三端子ブツシング制御器はサ
イリスタなどのような二つの可変インピーダンス電流制
御装置、好適にはトライアツクを含み、これらはブツシ
ングの両端間において互に直列接続されると共にこれら
のサイリスタの接続点はブツシングを２分割するブツシ
ング上の中間タツプに接続される。この接続は、電流側
路を通して行われ、この側路は電流検出器を含み、検出
器は二つの部分を通る電流の差を検出し、ブツシング制
御器に帰還制御を施す。

二つのサイリスタは各々その対応するタイミング回路に
よつて制御されることによつてブツシングに供給される
交流電力の正及び負の半サイクルの選択時間部分にわた
つて導通させられる。一つのタイミング回路とそれに関
連するサイリスタはブツシングの一つの部分を通して流
れる電流を調節し、一方、他のタイミング回路とそれに
関連するサイリスタがブツシングの残りの部分を通して
流れる電流を調節する。導通しているとき、各サイリス
タはそれに対応するブツシング部分を通る電流を分流
し、タイミング回路は交流電力の半サイクル中にサイリ
スタが導通する時間を選択し、これによつてブツシング
のそれぞれの部分に供給される電力を調整する。電流検
出器は、ブツシングの一方の部分又は他方の部分に転流
された電流を応答して、帰還信号を出力しこの信号でタ
イミング回路を制御する。

タイミング回路の制御は、操作員が調節することのでき
る設定点を使つて行われるが、この設定点は遠隔箇所に
おいて、たとえば、ポテンシヨメータを通して設定され
る。設定点信号は、その極性を選択することによつて導
通させようとするサイリスタを選択することができ、ま
たその振幅を選択することによつてサイリスタが導通す
る電力の各半サイクルの時間長を選択できる。これによ
つて、操作員は、ブツシングの部分の相対温度を制御す
ることができる。設定点制御信号は積分回路に供給さ
れ、ここで帰還信号と比較される結果、設定信号と帰還
信号との和から制御出力信号が作られこの信号の振幅と
極性が交流電力の各半サイクル中の時刻を決定しこの時
刻にタイミング回路がそのそれぞれのサイリスタをトリ
ガする。

この三端子ブツシング制御器を、他の一つ又は二つ以上
の追加のこのようなブツシング制御器と組合せて単一の
ブツシングに対して使用することもでき、このブツシン
グを分割し合つて単一のブツシングから二つ以上のケー
キを単一のコレツト上に形成することができる。このよ
うな装置は各部分の温度調節を可能にしこれによつてあ
る時間長を通じて形成されるケーキの重量を等しくす
る。場合によつては、ブツシングを通しての一様な温度
を補償するために選択された制御装置に対する電流ブー
スタを配設することが必要である。

上述による制御装置は、多数部分を持つブツシングに対
して運転された結果このブツシングから多数のケーキを
製造した。試験の結果、ケーキ間の平均重量差に有意な
改善が認められ、また先行技術に対し有意な温度制御向
上が示された。

ブツシング制御器に対する設定点の調節装置を遠隔箇所
に配備したことによつて、その調節可能の設定点機構が
ブツシングの汚染環境から外し、それゆえ、制御装置の
精密性と信頼性を向上する。ブツシング制御器は固体状
態であり、それゆえ、可動部分を含まず、したがつてブ
ツシングを囲む大気内に存在する汚染から遮蔽され、保
護される。さらに、遠隔制御装置は、多数のブツシング
を遠隔箇所の１人の操作員によつて調節可能とする。

［好適実施例］本発明の上述の目的、特徴と利点は、以下の付図を引用
した本発明の好適実施例の説明から明らかになるはずで
ある。

第１図の線図を参照すると、従来のガラス繊維ブツシン
グ12に対する温度制御装置10が示されており、この装置
は、本発明による三端子ブツシング制御器14を含んでい
る。この装置は１対の入力線16と18を含み、これによつ
て送られてきた交流電力は、電力変換回路20、電源変圧
器22、電力線24と26と通してブツシングに供給される。
電力変換回路20は交流電力を変圧器22の一次巻線28に供
給し、その二次巻線30は電力線24と26に接続される。１
対の入力リード線32と34がブツシング制御器14を電力線
24と26間に接続し、かつ、これによつてこの制御器をブ
ツシング12と二次巻線30に並列接続する。ブツシング制
御器14はまた電流側路36を経由してブツシング12上の中
間タツプに接続され、これによつてブツシングを部分38
と40に分割する。

ブツシング12は多数の小孔（図には示されていない）を
内蔵し、これからガラス繊維が引き出される。部分38か
ら引き出された繊維は１本のストランドに紡糸され、一
方、部分40から引き出された繊維は第２のストランドに
紡糸され、２本のストランドはコレツトに向けて送ら
れ、ここで第１及び第２（または「前」及び「後」）ス
トランド・ケーキに形成される。これらのストランドは
等しい数の繊維によつて形成され、したがつて、もしブ
ツシングの二つの部分の温度が等しいならば、それぞれ
の小孔によつて生まれた繊維は本質的に直径が等しく、
また所与の時間長にわたつてコレツト上に形成されたケ
ーキは本質的に等しい重量のものであるはずである。

熱電対42,43,44,45などのような熱検出器がブツシング
に接続されることによつて出力信号を供給し、これらの
信号は温度平均回路48に供給されるが、この回路は前掲
の米国特許出願番号第556,828号の出願に記載されてい
る型式のものでよい。温度平均回路48は出力信号を線50
と52に供給し、この出力信号はブツシング12の平均温度
を表示する。この信号は主温度制御器54に送られ、この
制御器は主温度制御信号を線56と58に供給する。主温度
制御信号は電力変換回路20に送られ、これに応じて電力
変換回路は変圧器22の一次巻線28に供給される電流を調
節し、これによつて、変圧器22を通してブツシング12に
供給される電力を調整する。

主温度制御器54は、このように、ブツシング12の平均温
度に応答して交流電力から供給される電力を調整する
が、しかし、制御器54はブツシングの長さに沿つての温
度の変動を識別することができないしまた修正すること
ができない。より詳しく云うならば、制御器54は、たと
えば、部分38と40との間の温度差を修正することができ
ない。この差の制御は、ブツシング制御器14によつて、
制御盤60から供給される設定点信号を使つて達成される
のであり、制御盤60はブツシング12の環境から遠隔に置
かれてもかまわない。制御盤は制御リード線62,64,66に
よつてブツシング制御器14に接続され、リード線62と66
は制御盤に対して正、負電源電圧を与え、またリード線
64はブツシング制御器14に対して選択された極性と振幅
の設定点制御信号を供給する。

リード線62と64上の正、負電源電圧は制御盤内でポテン
シヨメータ68の両端にそれぞれ接続され、このポテンシ
ヨメータは調節可能の滑動接触子タツプ70を有する。こ
の滑動接触子タツプの位置を調節することによつて、所
望の極性と振幅の電圧がポテンシヨメータを通し選択さ
れる。このことは、装置操作員によつて行われ、この結
果ブツシングの部分38と40の電流を、これから述べる具
合に、調節する。滑動接触子タツプ70は抵抗器72を通し
てリード線64に接続されしたがつてブツシング制御器14
に接続される。好ましくは、電圧計74が抵抗器72の両端
間に接続されることによつてリード線64に供給される制
御信号の測定とその表示を行い、かつ操作員によつてブ
ツシング制御器を調節するのに使用される。

第２図、第3A図、及び第3B図に示されているように、制
御リード線64上の設定点制御信号は、積分回路76に供給
される。この信号は、分流抵抗器77を横切り、直列接続
抵抗器78と79を通り、またポテンシヨメータ80を通つ
て、演算増幅器84の一方の端子82に供給される。コンデ
ンサ86は、演算増幅器の出力端子88とその入力端子82と
の間に接続される。

抵抗器77は適当な入力インピーダンスを積分回路76に提
供し、この結果、リード線64に供給される直流電流が所
望の範囲内の電圧を発生する。抵抗器78と79との間の接
続点は線90を経由して試験スイツチ92の一つの端子に接
続される。抵抗器79とポテンシヨメータ80との間の接続
点は抵抗器94と線95を経由して試験スイツチ92の他の側
に接続され、このスイツチは二極、双投スイツチを含
み、これによつて正極性又は負極性いずれかの試験電圧
をポテンシヨメータ80に供給することができる。スイツ
チ92が、図示のように、中央位置にあるとき、ポテンシ
ヨメータ80に供給される電圧は、線64を経由して積分回
路76に供給される電圧である。

ポテンシヨメータ80と演算増幅器の入力端子82との間の
接続点96に接続された抵抗器98は、帰還線100を経由し
て帰還電流を受ける。抵抗器98、ポテンシヨメータ80、
演算増幅器84、及びコンデンサ86は一つの積分回路を形
成し、この回路において接続点96は仮想大地として機能
し、正規動作状態において零電圧に近く維持される。接
続点96において、この積分回路に供給される電圧は、試
験スイツチ92又は制御リード線64のいずれかによつて、
線100上に供給される帰還電圧と比較される。この帰還
電圧は、ブツシング12から電流側路36を通つてブツシン
グ制御器14（第１図）に流れる電流の実効値（rms）に
正比例し、この電流は電流検出器102によつて測定され
る。検出器102の出力は線104を経由して符号変更回路10
6に送られ、この符号変更回路はリード線64上の設定点
信号の符号又はスイツチ92によつて供給される試験信号
の符号と反対極性の帰還電圧を線100上に発生する。ポ
テンシヨメータ80は、線100上の帰還信号と線64上の設
定点信号との間に所望の比を得るように調節される。

１対の制限ダイオード108と110がその接続点96を通して
演算増幅器84の入力端子82に接続される。これらのダイ
オードは正規動作中遮断して、所望電流より大きな電流
が線64又は線100のいずれかに供給される事態の際に接
続点96の電圧を限定するように働く。

積分回路76の出力は線88上の直流信号であつて、この信
号の振幅は線64上の設定点信号と線100上の帰還信号と
の間の差の関数である。この差信号は線112を経由して
第１タイミング回路114に供給され、一方、線116を経由
し、反転増幅器118および線120を通して第２タイミング
回路122に供給される。

線路116上の信号は反転増幅器118内の入力抵抗器124を
通つて単一形利得増幅器128の一方の入力端子126に供給
され、増幅器128の有する帰還抵抗器130は増幅器の出力
線132と入力線126との間に接続される。直列接続された
抵抗器134と136を含む分圧器は線138を経由して増幅器1
28の第二入力端子140にバイアス電圧を供給する。反転
増幅器118の出力線132上の出力電圧は、線88上の積分回
路出力電圧を反転した電圧に、バイアス電圧を重畳した
ものである。この電圧は線120を経由してタイミング回
路122に供給される。

積分回路76からの信号は線112に現れて抵抗器146を通し
て積分回路型タイマ144の第１入力端子142に供給され
る。タイマ144の入力線142はまたタイミングコンデンサ
148を経由して負バイアス電圧源に接続される。このタ
イマはまた第２コンデンサ150を通して負バイアス電圧
に接続され、一方、タイマ156の出力線は直列接続コン
デンサ152を通り、抵抗器154を横切り、制御リード線16
2に接続される。コンデンサ148は、再設定回路158によ
つて入力線160を経由して周期的に正電圧に充電又は再
設定される。この再設定は、これから述べるように、ブ
ツシング12へ供給される交流電力の零交さ点で起こり、
コンデンサ148に印加される正電圧はタイマ144の入力線
142の電圧を所定の正しきい値に立上らせ、これによつ
て出力線156上のタイマ出力を負にする。充電の後、コ
ンデンサ148は、抵抗器146とコンデンサ148との時定数
並びに積分回路76からの出力線112上に現れる電圧とに
よつて定められる放電率で、抵抗器146を通して放電す
る。このコンデンサが放電するに従つて、入力線142の
電圧は次第に低減してゆき、遂にこの電圧はタイマ144
のしきい値を通過する、この点において、タイマ144の
出力電圧は正の値に切り換わる。もしこの放電率が充分
に緩かなために入力線142の電圧が再設定回路158による
コンデンサ148の事後の再充電より前にはタイマしきい
値より低くならないならば、積分回路型タイマ144はそ
の再設定状態にとどまり、出力線156上の出力電圧は負
を維持する。反対に、もしコンデンサ148の放電率が急
峻で入力線142の電圧をタイマしきい値より低く下げる
ならば、出力線156上の出力電圧は負から正へ切り換わ
る。出力線156のこの立上がる電圧はサイリスタ装置16
4、好ましくはトライアツクなどのような制御可能可変
インピーダンス装置のゲート162に供給されて、このサ
イリスタ装置を導通状態に切り換える。抵抗器154は、
出力線156に立上がり又は立下がり電圧がない場合、制
御リード線162に零電圧を維持する。コンデンサ150は、
積分回路型タイマ144によつて決定される正及び負のし
きい値を安定化する。

それゆえ、タイマ144がコンデンサ148を正電圧に充電す
るときこのタイマが再設定回路158によつて周期的に遮
断状態に再設定されることは、明かである。このコンデ
ンサは、次第に放電するが、その放電率は積分回路網の
出力、したがつて、ブツシングの中間タツプを流れる電
流と操作員によつて決定された設定点との間の差、に依
存する。積分回路からのこの出力は、交流電源の１サイ
クル中にタイマ144がトリガ出力信号を発してこれでサ
イリスタ装置164を動作させる時刻を決定する。

タイミング回路122は、タイミング回路114と構造上、類
似し、したがつてその要素には後者の場合と同じ番号に
ダツシユを付けて示してある。回路122は、タイミング
回路144と類似した態様を通して動作する、ただし、次
のことを除く、すなわち、コンデンサ148′が抵抗器14
6′を通して放電する際の放電率は線120を経由して印加
される入力に応答する反転増幅器118の出力電圧によつ
て制御されること、また、出力線156′上のタイミング
回路出力電圧は、コンデンサ152′によつてサイリスタ
装置168などのような第２可変インピーダンス装置のゲ
ート入力端子166に結合されサイリスタ装置168はサイリ
スタ装置164と直列接続されていること。サイリスタ装
置164と168は、リード線32と34を経由してブツシング12
の両端間に接続される。コンデンサ148′は、線170を経
由して再設定回路158から供給される正電圧によつて充
電される。

先に述べたように、反転増幅器118によつて供給される
線120上の電圧は、積分回路76によつて線112を経由して
タイミング回路114に供給される信号と反対極性であ
る。さらに、線120上の信号には、分圧器を構成する抵
抗器134と136によつて増幅器128に供給されたバイアス
信号が重ねられている。したがつて、タイミング回路11
4と122はサイリスタ装置をトリガするパルスを互に異な
る時間に発生し、このため、一方のサイリスタ装置が導
通しているとき、他方は遮断している。

両サイリスタ装置164と168が共に遮断しているとき、電
源変圧器22からの電流は、電力線24と26とを経由してブ
ツシング12に供給されて、その全長を通して流れる。し
かしながら、両サイリスタ装置のうちいずれかが導通す
ると、このサイリスタ装置はそれが導通する交流サイク
ルの部分時間にわたつてこのサイリスタ装置に対応する
ブツシングの部分を分流する。各サイリスタの導通期間
は、その対応するコンデンサ148又は148′が放電する際
の放電率、したがつて、タイマ144又は144′がサイリス
タ装置164と168のうちの対応する一つをトリガするサイ
クル中の時刻によつて決定される。サイリスタ装置164
が導通のとき、たとえば、変圧器の二次巻線30からの電
流は、電力線26、リード線34、サイリスタ装置164、二
つのサイリスタ装置の接続点169に接続された電流検出
器の入力線172を含む電流側路、電流検出器入力抵抗器1
74（第3B図）、電流側路36を通り、さらにブツシング12
の部分38を通り、電力線24を通つて流れ、変圧器の巻線
30へ帰る。サイリスタ装置168が導通状態へ切り換えら
れると、交流電流は、二次巻線30から、電力線26、ブツ
シング12の部分40、側路36、抵抗器174、線172、サイリ
スタ装置168、リード線32、さらに電力線24を通つて、
巻線30へ帰る。それゆえ、サイリスタ装置164が導通す
るときブツシングの部分40が側路され、またサイリスタ
装置168が導通するときブツシングの部分38が側路さ
れ、これによつて、ブツシングの異なる部分を通つて流
れる電流間の差を通して二つの部分の温度を調節可能で
ある。

電流検出器102内の抵抗器174の両端間に現れる電圧はリ
ード線36を通る電流に正比例し、それゆえ、ブツシング
の二つの部分にそれぞれ流れる電流間の差の測定値であ
る。この電圧は、抵抗器178及び増幅器入力線180とを経
由して演算増幅器176に供給される。帰還抵抗器182が増
幅器176の出力線186とその入力線180との間に接続され
る。線184上に現れる出力はリード線36に流れる電流に
比例した振幅を有する交流電圧であり、この電圧信号
は、実効値−直流変換器186に供給され、この変換器は
線184上の信号の実効値（rms）をこれに相当する直流値
に変換し、この直流値は出力線104上に現れる。電流検
出器102は線104に正電圧を発生し、この電圧はリード線
36に流れる電流の実効値に正比例する。コンデンサ188
は、実効値−直流変換器186の応答時間を決定する。

線104上の出力信号は符号変更回路106（第3A図）に供給
され、線192と194を経由して演算増幅器190の二つの入
力端子に入力される。帰還抵抗器193が演算増幅器190の
出力線100と入力線195との間に接続される。第２入力信
号が反転増幅器118の出力線132から符号変更回路106に
供給される。この信号は、線196と抵抗器198を経由して
演算増幅器200の第１入力端子に供給され、この演算増
幅器は帰還抵抗器202を有する。演算増幅器200の第２入
力端子は、線204を経由して抵抗器134と136を含む分圧
器に接続される。演算増幅器200は電圧比較器を形成
し、この比較器はサイリスタ装置164がトリガパルスを
受けた瞬間にその出力端子206に正電圧を出力し、また
サイリスタ装置168がトリガパルスを受けた瞬間に出力
端子206に負電圧を出力する。抵抗器198と202の抵抗値
は回路に充分なヒステリシスを与えるように選択され、
これによつて安定した電圧比較動作を保証する。

出力端子206の電圧が負のとき、電流は抵抗器208とダイ
オード210を通つて流れ、一方、端子206の電圧が正のと
き、電流は抵抗器207及び光結合器214の入力ダイオード
212を通つて流れる。ダイオード210は光結合器に印加さ
れる負電圧を制限し、一方、抵抗器208はダイオード210
と光結合器の入力ダイオード212に流れる電流を制限す
る。この結果、増幅器200の出力が正のとき、光結合器2
14は導通状態に切り換えられて、線216に出力を発生
し、この出力が増幅器190の一方の入力端子に供給され
る。

演算増幅器190と光結合器214は単一形利得増幅器を形成
するが、光結合器214の導通状態による決定に従つてこ
の利得増幅器を反転又は非反転のいずれかを行うように
選択することができる。光結合器214が端子206の正電圧
によつて導通状態に切り換わるとき、単一形利得増幅器
は出力線100に負電圧を発生し、この電圧は入力線104の
正電圧の反転である。一方、出力端子206の電圧が負の
とき［サイリスタ装置168がトリガされたとき］、光結
合器214は遮断状態に切り換えられ、単一形利得増幅器
は出力線100に正電圧を発生し、この電圧は入力線104の
正電圧と本質的に同じ振幅のものである。それゆえ、電
流検出器と符号反転回路とは負帰還閉回路を形成し、こ
の閉回路は、線64上の操作員による設定点制御信号電流
に正比例する一定実効値を持つ電流をリード線36上に維
持する。リード線36上のこの電流は、線64上の直流電流
である設定点制御信号の極性により決定されるに従つ
て、サイリスタ装置164又は168のいずれかを通つて流れ
る。サイリスタ装置164又は168が電源の正又は負の各半
サイクル中に導通状態に切り換わる時刻は、線64上の設
定点電圧の振幅に依存する。それゆえ、ブツシング12の
どちらの部分が選択されて側路されるかは設定点の制御
信号の極性によつて決まり、一方、側路電流の振幅は設
定点制御信号の振幅によつて決まる。

直流バイアス電源回路218は、正負のバイアス電圧を供
給してブツシング制御器14の固体状態回路を動作させ、
また零交さ信号を供給してこれで再設定回路158を動作
させる。バイアス電源回路218は入力変圧器220を含み、
この変圧器は電源変圧器22の二次巻線30などのような適
当な電源の両端間に接続される。変圧器220は、一次巻
線222と１対の二次巻線224と226を含む、正バイアス源
は二次巻線224から全波整流ブリツジ228、フイルタコン
デンサ230と232、および電圧調整器234を経由して得ら
れる。電圧調整器234からの出力は、正の、調整された
直流バイアス電圧となつて線236上に現れる。

負バイアス源は、二次巻線226の両端間に接続された第
２整流ブリツジ238によつて与えられ、このブリツジの
出力端子は線240、ダイオード242、調整器246、フイル
タコンデンサ248と250を通して出力線252に接続され、
この出力線上に調整された負バイアス電圧が現れる。正
電圧の現れる線236と負電圧の現れる線252は制御回路に
接続され、ここで、図示のように、作動バイアス電圧を
供給するために、線236は回路の正バイアス端子B⁺に接
続され、また、線252は回路の負バイアス端子B^-に接続
される。これらの正及び負バイアス端子は、さらに、線
62と66に接続され、これらの線は制御盤60に導入される
ことにより、先に説明したように、これに制御電力を供
給する。

バイアス電源回路218内のダイオード242が配設されるこ
とによつて線240上に発生した電圧は電力線24と26上の
電圧が零であるときの負電源電圧と等しくなり、またそ
の他のときには負バイアス端子B^-電圧より高くなる。そ
れゆえ、線240上の電圧は変動する、しかし、識別可能
の零交さ信号を発生する。この零交さ信号は、線240を
経由して再設定回路158の入力端子に供給され、入力抵
抗器254を通しまた抵抗器256とコンデンサ258を含むRC
入力フイルタを通つて、トランジスタQ₁のベースに供給
される。トランジスタQ₁のエミツタ、並びに抵抗器258
とコンデンサ258は、負バイアス端子B^-に接続される。
トランジスタQ₁のコレクタはバイアス抵抗器260を通し
て正バイアスに接続され、またコンデンサ262を通して
第２トランジスタQ₂のベースに接続される。Q₂のコレク
タは正バイアス端子に直接接続され、一方そのエミツタ
は出力抵抗器264と第１ダイオード266を通して出力線16
0に接続されまた第２ダイオード268を通して出力線170
に接続される。

零交さ信号を発生する線240上の電圧が負電源電圧（す
なわち零交さにない）より高いとき、トランジスタQ₁は
導通し、そのコレクタ電圧は低い。トランジスタQ₂は、
したがつて、遮断状態にあり、それゆえダイオード266
又は268のどちらを通しても電流は流れない。この状態
で、タイミング回路114と122内のコンデンサ148と148′
は、先に説明したように、放電することができる。

零交さ信号を発生する線240上の電圧が負バイアス端子B
^-の電圧と等しいとき、トランジスタQ₁は遮断状態に切
り換わり、そのコレクタ電圧は正電源電圧に向けて上昇
する。これがトランジスタQ₂を導通状態に移行させ、電
流はダイオード266と268を通つてコンデンサ148と148′
を充電させることによつてタイマ144と144′のしきい電
圧より高い正電圧に達せさせる。これによつて、二つの
タイミング回路を再設定する。

入力抵抗器254はトランジスタQ₁のベース電流を制限
し、一方、抵抗器256はトランジスタQ₁のベースからの
コレクタ洩れ電流を分流して負電源に送る。コンデンサ
258と262は、再設定回路158の応答を遅くして電源変圧
器22の出力に入る外来雑音に影響されないようにする。
抵抗器260はトランジスタQ₂にベース駆動電流を送り、
一方、トランジスタ264はコンデンサ148と148′に供給
される充電電流を制限する。

動作中、交流電圧はガラス繊維ブツシングに印加され、
これと同時にリード線32と34に印加される。この交流電
圧の各零交さごとに、タイミング回路114と122が再設定
される。リード線64上の設定点制御電流の振幅の関数で
ある遅延時間の後、この制御電流の極性による決定に従
つて、サイリスタ装置164又は168のいずれかがトリガさ
れる。ブツシングに供給されている電流のその後の極性
反転が側路36において検出されると、どちらか導通して
いる方のサイリスタが切り換えられて遮断状態に入る。

本発明の装置の試験においては、ケーキ形成の制御を改
善できたことが判り、これによりケーキの重量差にごく
僅かの変化しか認められなかつた、そしてこのことは、
本発明の装置を使つた場合、試験された先行技術の装置
を使つた場合よりもブツシングの遥かに精密な制御を実
施できることを示している。第５図に示されるように、
測定は、１組のブツシングによつて製造された前ケーキ
と後ケーキとの間のケーキ重量の差について行われた。
これらの測定は、三端子ブツシング制御器を使用する
と、標準のフイン冷却器調節制御を使用して得られたよ
りも、重量差がかなり小さかつたことを示した。それゆ
え、グラフ曲線270で示されるように、三端子ブツシン
グ制御器を使用した場合の前ケーキと後ケーキとの重量
差は試験期間を通して約90グラムであつたのに対して、
フイン調節冷却器における前ケーキと後ケーキとの間の
重量差は、グラフ曲線272に示されるように、平均136グ
ラム程度であつた。

三端子ブツシング制御器14は、第６図及び第７図に示さ
れているように、２台、３台又はこれより多数台を多重
配置をさせて使用されること可能である。このような場
合、これらの制御器は第１図に関して先に説明したよう
な具合に、単一のブツシングに接続されるが、しかし各
制御器の中間タツプはブツシング上の異なる位置に配置
され、このようにして多数の制御部分を作る。それゆ
え、たとえば、第６図に示す二つのブツシング制御器を
使用する場合、制御器274と276はブツシング278に接続
される。制御器274の主端子280と282は、ブツシング電
源線288と290間に先に説明した具合に接続される。しか
しながら、制御器274に対する中間タツプ側路292、及び
制御装置276に対する中間タツプ側路294は、ブツシング
278上の異なる場所に接続され、これによつてブツシン
グを三つの部分に分割する。前部分296、中央部分298、
及び後部分300が形成され、これによつて、遠隔制御盤3
02からの正確な制御が、線304と306を経由して、設定点
制御信号を制御装置274と276にそれぞれ、与えられる。

同じような具合に、第７図に示されているように、三つ
のブツシング制御器308,310及び312が単一のブツシング
314に中間タツプ側路316,318及び320をとつて接続さ
れ、これらの側路はこのブツシングをそれぞれ後部分、
後中央部、前中央部分、及び前部分に分割する。これら
の部分は、遠隔制御盤322における操作具の制御下にあ
り、制御盤から設定点制御信号が、線324,326及び328を
通して、それぞれ制御器308,310及び312に送られる。

第７図に示されたような、多数のブツシング制御器が使
用される配置においては、タツプ側路316、320において
電圧が不充分になることがあり、そのため不充分な電流
がブツシングの相当する部分に流れることがあり得る。
このことは、昇圧変圧器330を配設してその一次巻線を
ブツシングの交流電源両端間に接続し、二次巻線334と3
36から必要な電圧を制御装置308、312にそれぞれ供給す
ることによつて、克服され得る。これらのブツシング制
御装置の動作は、先に説明した通りである。

［発明の効果］したがつて、ここに開示された新しいかつ独特のブツシ
ング制御装置は溶融ガラス温度の信頼性に富みかつ精密
な制御を可能ならしめ、これによつて、ブツシングの各
部分内の小孔によつて製造されるガラス繊維の量の精密
な調節を可能とするものである。本発明は、その好適実
施例について説明されたけれども、前掲の特許請求の範
囲に記載された本発明の真の精神と範囲から逸脱するこ
となく多くの変更が可能であることは、明かである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による三端子ブツシング制御器を内蔵
したブツシング制御装置のブロツク線図、第２図は、第１図のブツシング制御器の好適実施例のブ
ロツク線図、第3A図及び第3B図は、第２図のブツシング制御器の概略
回路図、第４図は、第3A図と第3B図との配置関係図、第５図は、本発明によるブツシング制御器の試験結果を
示すグラフ図、第６図は、単一ブツシングに接続された本発明による二
つの三端子ブツシング制御器を内蔵する系統のブロツク
線図、第７図は、単一ブツシングに接続された本発明による三
つの三端子ブツシング制御器を内蔵する系統のブロツク
線図、である。［記号の説明］ 10:温度制御装置 12:ガラス繊維ブツシング 14:三端子ブツシング制御器 20:電力変換回路 36:電流側路 38,40:ブツシング部分 42〜45:熱電対 48:温度平均回路 54:主温度制御器 60:制御盤 68:ポテンシヨメータ 76:積分回路 84:演算増幅器 92:試験スイツチ 102:電流検出器 106:符号変更回路 114:第１タイミング回路 118:反転増幅器 122:第２タイミング回路 144,156:タイマ 158:設定回路 164,168:サイリスタ装置 186:実効値−直流変換回路 190,200:演算増幅器 214:光結合器 218:直流バイアス電源回路 220:入力変圧器 234:電圧調整器 274,276:ブツシング制御器 278:ブツシング 302:制御盤 308,310,312:ブツシング制御器 316,318,320:中間タツプ側路 322:制御盤 330:昇圧変圧器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス繊維ブッシング（12）と線（32,3
4）で接続され、かつ、互いに直列に接続された第１お
よび第２の可変インピーダンス装置（164,168）と、前記第１および第２の可変インピーダンス装置（164,16
8）の接続点（169）から前記ガラス繊維ブッシング（1
2）上の中間タップへの接続部（36,172）と、前記可変インピーダンス装置（164,168）に接続され、
該第１および第２の可変インピーダンス装置（164,16
8）を制御することにより、前記ブッシング（12）に接
続されたとき前記可変インピーダンス装置（164,168）
のいずれか一方が前記ブッシング（12）の対応部分（3
8,40）を選択的に側路する制御装置とを含むガラス繊維ブッシングの温度制御器（14）であっ
て、電流側路装置（102）が、前記第１および第２の可変イ
ンピーダンス装置（164,168）の接続点（169）と前記ブ
ッシング（12）上の前記中間タップとの間の接続部（3
6,172）に設けられ、制御リード（62,64,66）によって前記ブッシング（12）
に接続されて選択され、第１または第２の極性と選択さ
れた振幅とを有する設定点制御信号を制御リード（64）
を介して発生する設定点制御装置（60）によって、前記
制御装置は選択的に設定され、前記ガラス繊維ブッシングの温度制御器（14）は、第１
および第２のタイミング回路（114,122）を含み、該タ
イミング回路（114,122）は、前記制御信号に応答し、
かつ、前記制御信号の第１または第２の極性に応じて選
択される第１および第２のタイミング装置（144,14
4′）を含み、前記選択された振幅が、選択された第１または第２のタ
イミング装置（144,144′）の動作の持続時間を調整す
ることにより、前記第１および第２の可変インピーダン
ス装置（164,168）の導通の持続時間の選択および調整
をおこなうことを特徴とするガラス繊維ブッシングの温
度制御器。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の制御器におい
て、前記第１および第２のタイミング回路（114,122）
は、さらに、前記電流側路装置（102）に線（104）によ
って接続され、かつ、前記電流側路装置（102）におけ
る電流の流れに応答して、前記選択された持続時間に前
記第１および第２の可変インピーダンス装置の導通を維
持するための帰還装置（106）を含むことを特徴とする
制御器。
【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の制御器におい
て、前記設定点制御装置（60）は、遠隔の場所に設置可
能であることを特徴とする制御器。
【請求項４】特許請求の範囲第２項記載の制御器におい
て、前記第１および第２のタイミング回路（114,122）
は、さらに、反転装置（118）と、前記設定点制御装置（60）および前記帰還装置（106）
とに応答する積分装置（76）とを含み、前記積分装置（76）は、前記第１のタイミング回路（11
4）に直接に線（112）によって接続され、かつ、前記反
転装置（118）を介して前記第２のタイミング回路（12
2）に接続された出力端（88）を有し、前記出力端（8
8）は、前記制御リード（64）上の前記設定点制御信号
の極性と振幅とに応答して前記第１および第２のタイミ
ング回路（114,122）を制御するための出力信号を発生
することを特徴とする制御器。
【請求項５】特許請求の範囲第４項記載の制御器におい
て、前記第１および第２のタイミング回路（114,122）
は、さらに、前記タイミング回路（114,122）を周期的
に再設定するための再設定装置（158）を含むことを特
徴とする制御器。
【請求項６】特許請求の範囲第５項記載の制御器におい
て、前記第１および第２の可変インピーダンス装置（16
4,168）は、交流電源（20）両端に接続可能であり、前
記再設定装置（158）は、前記交流電源（20）の零交叉
に応答することを特徴とする制御器。
【請求項７】特許請求の範囲第６項記載の制御器におい
て、前記第１および第２の可変インピーダンス装置は、
それぞれ第１および第２のサイリスタ（164,168）であ
り、前記第１および第２のタイミング回路（114,122）
は、前記サイリスタ（164,168）のいずれか一方をトリ
ガして前記交流電源のサイクルの選択された時間に導通
するように接続されることを特徴とする制御器。