FI57247B - Foerfarande och apparatur foer dragning av fibrer av saerskilt termoplastiskt material - Google Patents

Description

R5FH [B] (11)KUULUTUSjUL.KAISU C70A9 ffiA lJ UTLÄGGNINGSSKRIFT 0//4/ 5¾¾¾ c (45) 10 C7 lr:j .

^ T ^ (51) Kv.lk.*/lnt.CI.· 0 03 B 37/06 SUOMI —FINLAND (21) P«tflttlh»k«mu* — F>*t*nt»n»öknlni 983/7I+

(22) H«k*ml«plivl — Amekninpdag 29.03.7U

' ' (23) AlkupUvt — GiltlghMfdag 29.O3.7U

(41) Tullut |ulklMksl — Blivlt offwttllf q-j_ q •MMttl-)· r.M>Mrth.mtu. (44) Nlhttvlkilpett. I* kMiL|uNaliwi prat. —

Patani och ragictantyralMn Amökan utlt|d och utUkrHtM publicwrtd 31.03.80 (32)(33)(31) Pyydetty atuolkwi —Begird priorltet 30.03.73

Ranska-Frankrike(FR) 7311525 (71) Saint-Gobain Industries, 62, Bd Victor-Hugo, 92209 Neuilly sur Seine, Ranska-Frankrike(FR) (72) Marcel Levecque, Saint-Gratien, Jean Battigelli, Rantigny,

Dominique Plantard, Rantigny, Ranska-Frankrike(FR) (7*0 Berggren Oy Ab (5U) Menetelmä ja laitteisto kuitujen vetämiseksi erityisesti termoplastisesta aineesta - Förfarande och apparatur för dragning av fibrer av särskilt termoplastiskt material

Keksinnön kohteena on menetelmä vedettävän aineen, erityisesti termoplastisen aineen muuttamiseksi kuiduiksi vetämällä sitä kaasu-suihkujen läpi, jotka muodostavat kulman keskenään. Keksintö kohdistuu myös laitteistoon kuitujen valmistamiseksi menetelmän mukaisesti vedettävästä aineesta. Kyseessä olevien aineiden on oltava sellaisessa tilassa, että niitä voidaan vetää. Seuraavassa kutsutaan näitä aineita yleisesti “vedettäviksi aineiksi". Nämä aineet pehmenevät tai muuttuvat nestemäisiksi lämmön vaikutuksesta ja tulevat suhteellisen kiinteiksi tai koviksi jäähdytettäessä.

Keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto soveltuvat erityisen hyvin lasikuitujen valmistukseen ja tästä syystä keksinnön selityksessä korostetaankin keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston soveltamista näiden kuitujen valmistukseen.

Huomattakoon aluksi, että on olemassa neljä tarkoin määriteltyä ja tunnettua menetelmää, joilla saadaan lasikuituja. Ne mainitaan seuraavassa lyhyesti, mutta niitä tarkastellaan yksityiskohtaisemmin jäljempänä. Ne ovat: 1. Puhalluksella tapahtuva vetäminen, jota kutsutaan myös höyryllä vetämiseksi, ilmapuhalluksolla vetämiseksi tai aiipaineisella ilmapuhalluksella vetämiseksi.

2. Mekaaninen vetäminen, jota nimitetään myös jatkuvatoimiseksi vetämiseksi.

2 57247 3- Kaksivaiheinen vetäminen kylmistä tangoista, tätä nimitetään myös Aerocor-menetelmäksi.

4. Keskipakovetäminen, jota nimitetään myös keskipakomenetelmäk- si, Tel-menetelmäksi tai Supertel-menetelmäksi.

Jokaisesta näistä neljästä menetelmästä esiintyy lukuisia muunnelmia ja lisäksi on myös ehdotettu joidenkin näistä menetelmistä yhdistämistä. Tunnetussa tekniikassa esiintyy myös muita jäljempänä kuvattuja menetelmiä, joilla tutkijat ovat pyrkineet valmistamaan lasikuituja. Nämä muunnelmat, sen enempää kuin yritykset yhdistellä niitä tai käyttää joitakin muita menetelmiä, eivät ole kuitenkaan olleet riittävän menestyksekkäitä, jotta ne edustaisivat erillistä ja määrättyä tekniikan tasoa, johon tässä voitaisiin viitata.

Kuten tullaan näkemään seuraavasta selityksestä, tämä keksintö sisältää viidennen, aivan uuden tekniikan, jonka periaate ja toteutus ovat uudet, ja joka tästä syystä merkitsee uuden menetelmän lähtökohtaa.

Tekniikan taso

Seuraavassa tarkastellaan yksityiskohtaisemmin neljää edellä lyhyesti mainittua menetelmää. Tekstissä esiintyvät suluissa olevat numerot viittaavat kirjallisuusluetteloon, joka on tämän selityksen osan lopussa.

1. Puhalluksella tapahtuva vetäminen

Puhalluksella tapahtuva vetäminen (1) (2) (3) (*0 on lasikuitujen valmistusmenetelmä, jossa sula lasi virtaa uunin etuosasta suutinlaitteessa olevan yhden tai kahden suutinrivin aukoista, jolloin syntyy suuri määrä lasisäikeitä,jotka virtaavat vetämisvyöhyk-keeseen, jossa ne kulkevat suppenevien kaasusuihkujen välistä.

Suihkujen suihkutuskohdat sijaitsevat hyvin lähellä lasisäikeitä ja suihkut leviävät alaspäin mentäessä suuntaan, joka on käytännöllisesti katsoen sama kuin lasisäikeiden liikesuunta. Yleensä lasisäikeet noudattavat seuraavan suppenevien suihkujen väliin jäävän kulman puolittajaa. Useimmiten nämä suihkut ovat ylipaineista höyryä.

On olemassa kaksi puhallusvetomenetelmää.

Ensimmäisessä vetovirrat vaikuttavat jo vedettyihin kuituihin ja syntyvä tuote on harsomaista, jota nimitetään ’’höyryllä vedetyksi harsoksi” ja jota käytetään tavallisesti vahvistusaineena.

Toisessa puhallusvetomenetelmässä vetovirrat osuvat suoraan sulan lasin suhteellisen karkeisiin säikeisiin ja saatava tuote on eristysvillaa, jota nimitetään "höyryn avulla vedetyksi kuiduksi".

3 57247

Ensimmäisen puhallusvetomenetelmän eräässä muunnelmassa (5) suutinkone ja sitä syöttävä uuni ovat suljettuina painekammioon niin, että suutinkoneesta virtaavat lasisäikeet tulevat vedetyiksi paineilmalla, joka tulee painekammiosta raosta, joka sijaitsee välittömästi suutinkoneen suuttimien alapuolella; tätä muunnelmaa nimitetään yleisesti "paineilmalla vetämiseksi" ja saadut tuotteet tunnetaan yleisesti nimellä "ilmapuhalluksella vedetty harso" ja"Verranne-harso".

2. Mekaaninen vetäminen

Lasikuitujen mekaaninen vetämismenetelmä (6) (7) aloitetaan puhallusvetämisellä, toisin sanoen siten, että määrätty määrä lasi-säikeitä syntyy suutinlaitteen suuttimien aukoista. Mekaanisessa vetämismenetelmässä ei vetämiseen kuitenkaan käytetä kaasusuihkuja, vaan mekaanista vetoa, joka saadaan aikaan suurella nopeudella pyörivän rummun avulla, jolle kuidut kelataan, tai pyörivien telojen avulla, joiden välistä kuidut kulkevat. Tätä menetelmää koskevia patentteja on liian paljon, jotta ne voitaisiin kaikki mainita eikä niillä sitä paitsi ole varsinaista merkitystä tämän keksinnön yhteydessä.

3. Aerocor-menetelmä

Aerocor-menetelmässä (8) (9) lasi ohjataan korkeassa lämpötilassa ja suurella nopeudella liikkuvaan nestesuihkuun kiinteässä tilassa eikä juoksevana säikeenä kuten puhalluksen avulla tapahtuvassa vetämismenetelmässä tai mekaanisessa vetämismenetelmässä. Lasitanko, tai joskus karkea lasisäie, ohjataan kuumaan kaasusuihkuun tavallisesti suunnassa, joka on kohtisuorassa tätä suihkua vastaan. Tällöin tangon pää kuumenee ja pehmenee niin, että suihku pystyy vetämään sen kuiduksi, jonka se sitten vie mukanaan.

4. Keskipakovetäminen Tässä menetelmässä (10) (11) sula lasi johdetaan suurella nopeudella pyörivään säiliöön, jonka reunassa on joukko aukkoja.

Lasi tulee näistä aukoista keskipakovoiman vaikutuksesta ja näin saadut lasisäikeet saatetaan sitten kuumien kaasujen tai liekkien rengasmaisen, konsentrisen ja tavallisesti alaspäin suuntautuvan suihkun vaikutukseen; nämä säikeet voidaan myös saattaa ensimmäisen suihkun kanssa samankeskisessä ja kauempana pyörivästä säiliöstä sijaitsevassa vyöhykkeessä toisen suurella nopeudella alaspäin suuntautuvan suihkun, joka on tavallisesti paineilmaa tai -höyryä, vaikutukseen. Lasisäikeet vedetään näin ohuiksi kuiduiksi, jotka jäähdytetään ja poistetaan alaspäin lasivillan muodossa.

11 57247

Tunnetun tekniikan analyysi

Jo kauan aikaa on yleisesti tunnustettu, että on toivottavaa valmistaa lasikuituja, joiden läpimitta on hyvin pieni, esimerkiksi muutamia mikroneja, sillä tällaisista kuiduista valmistetuilla tuotteilla on edullisia fysikaalisia ominaisuuksia, erityisesti hyvä mekaaninen lujuus ja eristysteho. Lisäksi, vaikka kuitujen pituus riippuu enemmän tai vähemmän niiden käyttösovellutuksesta, on yleensä suotavaa, että ne ovat suhteellisen pitkiä. On myös erittäin edullista, etenkin taloudelliselta kannalta katsoen, päästä suureen tuotantomäärään.

Eräs keino suuren tuotantomäärän aikaansaamiseksi on se, että yhtä aukkoa kohti laskettu tuotos eli yksikkötuotos on suuri. "Yksikkötuotoksella" tarkoitetaan yhden kuidutuskeskuksen tiettynä aikana tuottamaa määrää. "Kuidutuskeskuksella" tarkoitetaan joko lasisäikeen lähettävää aukkoa puhalluksen avulla tapahtuvassa vetämisessä, mekaanisessa vetämisessä ja keskipakovetämisessä, tai lasi-tankoa Aerocor-menetelmässä. Keksinnön mukaisessa kuitujen valmistusmenetelmässä "kuidutuskeskus" tarkoittaa yhden ainoan kuidun vetämiseen tarkoitettua sulaa lasikartiota.

Tietyn menetelmän tuotos ilmaistaan tavallisesti kilogrammoina tai tonneina tunnissa tai vuorokaudessa.

Lyhyesti sanoen pyritään siis valmistamaan erittäin ohuita ja erittäin pitkiä kuituja ja tämän tulee tapahtua suurella yksikkö-tuotoksellaj nämä pyrkimykset ovat kuitenkin ristiriitaisia, ainakin aikaisemmin tunnettujen menetelmien yhteydessä.

Niinpä esimerkiksi mekaanisella vetämisellä voidaan valmistaa jatkuvia, erittäin ohuita kuituja, mutta menetelmän tuotos on pieni eikä saatua tuotetta voida taloudellisesti käyttää lasivillana. Keskipakomenetelmällä voidaan taas valmistaa kuituja suhteellisen suurella tuotoksella, mutta kuidut pyrkivät tulemaan lyhyempiä ja niitä on vaikea yhdistää harsojen tai muiden vahviketuotteiden tai tekstiilituotteiden aikaansaamiseksi. Keskipakomenetelmällä valmistetut kuidut ovat kuitenkin sangen tyydyttäviä monia sovellutuksia ajatellen, kuten esimerkiksi huoneistojen eristykseen, missä kuitujen suuri läpimitta ja pituus eivät aiheuta lopputuotteessa hankaluuksia; jos kuitenkin eristysolosuhteet tai tuotteille asetettavat mekaanista lujuutta koskevat vaatimukset ovat ankarat, käytetään tavallisesti muita valmistusmenetelmiä, kuten esimerkiksi Aerocor-menetelmää.

Aerocor-menetelmällä voidaan valmistaa pitkiä ja ohuita kui- e» 57247 tuja, mutta menetelmiin tuotos ei olo rl.ittilviin suuri., /jolta se voisi kilpailla tehokkaasti keskipakomonetelmän kanssa. Aerocor-mcnutolmä.;-sä nimittäin yksikkötuotoksen kasvaessa myös kuitujen läpimitta välttämä ttömäs ti kasvaa. Kun saavutetaan määrätty läpimitta ja kun yksik kötuotosta yhä nostetaan,lasikartio pyrkii kulkemaan kaasusuihkun läpi sulamatta kunnolla, mistä on seurauksena, että tuotteeseen tulee ei“hyväksyttävä määrä kuiduttamattomia osasia, joita nimitetään "koukuiksi".

Alipaineisen ilman avulla vetämällä saadaan pitkiä, läpimitaltaan tasaisia kuituja, mutta yksikköt.uotokset ovat suhteellisen pieniä. Jos yksikkötuotoksia yritetään nostaa, syntyy riittämättömästi vedettyjä lasipisaroita.

Keksinnön mukaisen menetelmän erityisen tärkeä etu on siinä, että sen avulla saadaan ohuita ja pitkiä kuituja ja ylcsikkötuotokset ovat samalla suuria.

Toisessa puhalluksen avulla tapahtuvassa menetelmässä yksikkö-tuotokset saattavat olla hyvin suuria, mutta koska vetovirrat saavat lasieäikeet repeytymään ennen kuin ne ehtivät vetää niitä, suuri osa lasia (jopa 50 %) jää muuttumatta kuiduiksi ja siirtyy villaan kuiduttumattomina osasina; lisäksi kuidut ovat hyvin lyhyitä ja läpimitaltaan epäsäännöllisiä.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräs tärkeä ominaisuus on, että sen avulla saadaan ohuita ja pitkiä kuituja suurella yksikkö-tuotoksella, kuten edellä jo sanottiinkin, mutta samalla myös kuituja, joissa ei ole käytännöllisesti katsoen lainkaan kuiduttumattomia aineksia.

Monet tutkijat ovat ponnistelleet parantaakseen kuitujen valmistusta käyttämällä yhtä tai useampaa vetämismenetelmää ja lähtöaineena sulan lasin säikeitä. Jotkut näistä aikaisemmin tunnetuista menetelmistä ovat perustuneet pyrkimykseen parantaa vetämismenetelmää laajentamalla tai pidentämällä vetämisvyöhykettä, tai käyttämällä erikoislaitteita lämmön johtamiseksi lasisäikeisiin tai kuituaihioihin (2), tai käyttämällä rajoitettuja suihkuja (13) (1*0, tai molempia (15).

Edellä mainituissa aikaisemmissa menetelmissä käytetty lähestymistapa merkitsee sitä, että kuitujen valmistuksen optimaalisten olosuhteiden aikaansaaminen riippuu vetämisvyöhykkeen pituuden lisäämisestä.

Vastoin näitä ajatuksia tässä keksinnössä vetäminen tapahtuu lyhyellä matkalla, joka saattaa olla vain yksi tai kaksi senttimet- 6 57247 riä. Lisäksi, kuten myöhemmin tullaan havaitsemaan keksinnön kohteen selityksestä, eräs keksinnön mukaisen menetelmän oleellisia piirteitä on se, että kuidut poistetaan hyvin nopeasti suhteellisen kylmään vyöhykkeeseen, jossa vetämistä ei voi enää tapahtua.

On ehdotettu myös erilaisia muita ratkaisuja sulan lasin ohjaamiseksi vetämissuihkun vaikutukseen (.1.6)(17) 08) 09)· Kaikissa näissä yrityksissä on havaittu, että lasisäie pyrkii usein kulkemaan reittiä, joka sijaitsee suihkun reunassa, toisin sanoen se pyrkii kiertämään suihkun sen sijaan että tunkeutuisi sen kenkustaan, sinne, missä vetämisolosuhteet ovat tehokkaimmat. Tämän kiertämis-ongelman ratkaisemiseksi on tehty ehdotuksia; ehdotetut ratkaisut käsittävät Fleteherin 06) suosittelemien kiinteiden varjostimien käytön tai suuren kineettisen energian siirtäminen lasisäikeeseen , kuten sellaisissa keskipakomenetelinän muunnelmissa, joita esimerkiksi Levecque (11), Paymal (18) ja Battigelli 09) ovat ehdottaneet.

Toisessa, lähempänä Aerocor-menetelmää olevassa tavassa, jota on suositeltu tämän ongelman ratkaisemiseksi, lasi tuodaan prosessiin kiinteän (9) tai etukäteen pehmennetyn (20) tangon muodossa tai jauhemaisena lasina (14).

Päinvastoin kuin mitä edellä on esitetty, keksinnön mukaisen menetelmän eräs toinen tärkeä piirre on se, että lasi tuodaan sulana, vähitellen ja erittäin tasaisesti vyöhykkeeseen, jossa vetämisolosuhteet ovat tehokkaimmat.

Kirjallisuusluettelo (1) Ranskalainen patentti 770 097 - 12.3.1934 “ USA-patentti 2 133 236 (Slayter et ai) (2) Ranskalainen patentti 828 231 - 23.10.1937 - USA-patcntti 2 206 058 (Slayter et ai) (3) USA-patentti 2 257 767 (Slayter et ai) (4) USA-patentti 2 810 157 (Slayter et ai) (5) Ranskalainen patentti 855 192 - 24.5-1939 “ USA-patentti 2 286 903 (Dockerty) (6) Ranskalainen patentti 1 050 437 - 15·11·1951 ~ USA-patentti 2 729 027 (Slayter et ai) (7) Ranskalainen patentti 1 328 013 - 28.5*1962 - USA-patentti 3 269 820 (Day et ai) (8) USA-patentti 2 489 243 (Stalego) (9) USA-patentti 2 754 541 (Stalego) (10) Ranskalainen patentti 1 155 986 - 12.7*1956 - USA-patentti 2 99I 507 (Levecque et ai) 7 57247 (Π1) Ranskalainen patentti 1 12'1 *l8y - 28.2.19515 - UOA-patcntti 3 215 51** (Levccque et a i ) (12) Ranskalainen patentti 2 687 551 (Stalego) (15) USA-patentti 2 699 651 (Staleco) (1*1) USA-patentti 2 925 620 (Karlov.it/, et ai) (15) USA-patentti 2 982 991 (Karlovj.tz) (16) USA-patentti 2 717 *116 (Fletcher) (17) Ranskalainen patentti 1 31] 256, joulukuu 1.96] - USA-patentti 3 357 808 (Eberle) (18) Ranskalainen patentti 1583 071 - 10.7.1968 - USA-patentti 3 63*1 055 (Paymal) (19) Ranskalainen patentti l 569 756 - 1*1.3.1968 - USA-patentti 3 6*19 232 (Batticelli) (20) Ranskalainen patentti 1 0*11 831 - 25.5.1951 - USA-patentti 2 607 075 (Stalego)

Erotuksena kaikkeen edellä esitettyyn tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen lasikuitujen valmistusmenetelmä, jossa ei ole tarpeen uhrata yhtään edellä mainituista päätavoitteista, nimittäin kuitujen ohuutta, pituutta eikä yksikkötuotosta.

Tästä syystä keksinnön mukaisen menetelmän avulla voidaan valmistaa kuituja, joiden sovellutusasteikko on paljon laajempi kuin millään muulla aikaisemmin tunnetulla menetelmällä valmistettujen kuitujen.

Tämä eroavaisuus tekniikan tasosta esitetään seuraavassa taulukossa: 8 57247 I wow

rt I I LT\ I ΙΛ CM ' CM

Λ O ITS I ITS rH I I I

rt ^sJ «> in ί I m tn in •h 3 ο ο ή o m «*«%·*

Είϋ O O O

0 cc

P<H« rt ·Η *H

3 3

rt <l> CQ ,* X

E -HO

rt rt -p C C C

.p -H p ·η srt srt

p ra c rt E E

3 X rt O, E E

•ö rt ω cq rt rt •H c O ·Η .C £1 3 ·η c rt xd xd « rt ft C > >

1 I

•H ro xd x

.**{ 4J /—H

xd -h rt X in

xd ra ra e O « O

E 3* Λ > m m cm min r- in •H >» O -V. Ill II I | X P hO cm o rH m cm in in ra P O ^ rH ·> ** n n

rt rt 3 OOOO

« ra p /r-> i i rt

<1J ·Η ·Η »H

P X ft C

o ra xd o 3 rt rH c

fr X X O

C *H oo in rH

C rt E oo-3-oo in i h i rt C ^ Γ-HrHiH CMin i in Ό·Η III I « I—I ·>

H 3 xd rt o c-~- c- mo O

p C P rH

ο ·η xd p rt

X 3 xd vH rH

Λί WEE rH

3 rt rH 3 rt

En I rt rt rap ·Η ·Η 3 ·Η > > 3 E 3 xd 3 p ·Η Λ p X xd

•H ft P ·Η P *rH

ftxti rt >> rt x

rH ·Η tj ,C Ό P

CP >5 rt *H

rtxtiÄ C·—tC ·η xd ft

rj >1 O ·Η ·Η > Xd P

3ΡΛ rtCrt 3·Η ·Η e PP ·Η ,* XX >i -rt •rl <D rt iH>rH pp JO > 3 *h rt rt>>rt cd*H >j >> «PP E Λ E *H>ft rH Λ rt

rH C

rH rt I I

3 C xd ·Η > Ή P I rt rt E rt rt X xd

xd > C 3 E

CPOrtrt rt E1-1 rt rt ra rH E C E rt ra>CrHrHrt o Cp X cd ·η ·η C X XD rt

3ld X! > 0) ·Η U rt CC

xd -h > cc oftCrt

E rH 3 .....H rt C O ·Η xd ·Η E

rH cd p >> >s rt rtrt OJ»JE ra Ο) .C .C C C ft C C ra rH r4 e p 3 rt >> >i h <i> ·η rt rtrt rtrt

rt rt ft o so h SE < «p «C

C rt Ä £ rt Φ « 43 · · * * S iH i i i c\i γ<λ -=r m 9 57247

Keksinnön toisena tarkoituksena on aikaansaada mineraalikuitujen valmistusmenetelmä, jonka toteutusolosuhteita voidaan helposti soveltaa sellaisten kuitujen selektiiviseen valmistukseen, joita voidaan käyttää huomattavasti vaihtelevampiin tarkoituksiin kuin aikaisemmin. Tällä menetelmällä valmistettavien kuitujen laaja asteikko tekee useimmissa tapauksissa tarpeettomaksi useamman tekniikan tai menetelmän käytön erilaisten tuotteiden valmistukseen. Lasikuitutcollisuudcssa tämä merkitsee huomattavaa etua, koska se antaa mahdollisuuden valmistaa paljon useammanlaisia tuotteita samalla menetelmällä, jolloin vältytään suurilta investoinneilta, joita tarvittavat laitteistot vaatisivat valmistettaessa sama lajimäärä tuotteita tunnetuilla menetelmillä.

Keksintö sisältää myös lasikuitujen valmistusmenetelmän, jonka avulla voidaan eliminoida erilaisia aikaisemin j.a tunnetun tekniikan epäkohtia. Niinpä esimerkiksi keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseen tarvitaan vain paikallaan pysyvä laitteisto, päinvastoin kuin nykysin laajasti käytetyssä keskipakomenetelmässä, jossa kuitujen muodostuslaite pyörii suurella nopeudella, mikä vaatii erittäin hienojen erikoislaitteiden käyttöä ja huoltoa. Lisäksi voidaan keksinnön mukaiset laitteet rakentaa staattisissa käyttöolosuhteissa erittäin korkeita lämpötiloja kestävistä aineista niiden tarvitsematta kestää korkeita lämpötiloja dynaamisissa olosuhteissa, jolloin kuituja voidaan valmistaa paljon useammista aineista.

Samoin päinvastoin kuin tunnetussa tekniikassa keksintö helpottaa huomattavasti sulan lasin ohjaamista kaasusuihkun sisään sen vetämiseksi kuiduiksi: laitteet, joita keksinnön mukaisesti käytetään lasin ohjaamiseksi kaasusuihkuun, selitetään myöhemmin yksityiskohtaisemmin. Keksinnön tämä tunnusmerkki on täysin eroava verrat tuna erilaisiin tunnettuihin tapoihin viedä lasi vetämissuihkuun, erityisesti verrattuna edellä kuvattuun Aerocor-menetelmään, jossa kiinteä lasitanko viedään suihkuun, jotta se pehmenisi ja sulaisi siinä. Kuten edellä mainittiin, tämän laatuinen tekniikka on erittäin rajoittunutta yksikkötuotoksen kannalta ja tuotteessa olevia koukkuja on usein vaikea välttää. Sitä vastoin kun sula lasi ohjataan tämän keksinnön mukaan vetämisvirtauksen sisässä sijaitsevaan vetämisvyöhykkeeseen, saadaan paljon suurempia yksikkötuotoksia kuin Aerocor-menetelmällä ja tämän lisäksi kuiduttumatonta ainesta on tuotteessa merkityksettömän vähän ja kuidut tulevat kuitenkin ohuita.

Keksinnön tarkoituksena on myös aikaansaada mineraalikuitujen valmistusmenetelmä, jossa voidaan paremmin kuin missään tunne- 10 57247 tussa menetelmässä käyttää useampia erilaisia yhdisteitä hyvin erilaisten kuitujen valmistamiseksi.

Keksinnön mukaan pehmennetyssä tai sulassa tilassa oleva aine viedään pääväliainevirtaan käyttämällä aineen saamiseksi tähän virtaan päänestevirran vuorovaikutusta poikittaisen nestesuihkun kanssa, jonka poikkileikkaus on pienempi kuin päävirran ja kineettinen energia tilavuusyksikköä kohti suurempi kuin päävirran, jolloin tämä vuorovaikutus muodostaa vyöhykkeen, jossa syntyvät virtaukset, jotka ovat poikittaisia päävirtaan nähden, kuljettavat pehmennetyn aineen päävirtaan ja mainittuun vuorovaikutusvyöhykkeeseen. Keksinnön tunnusmerkit ilmenevät seuraavista patenttivaatimuksista.

Keksinnön erään sovellutusmuodon mukaan päävirran ja toisen suihkun dimensiot ovat sellaiset, että suihku on kokonaan päävirran ympäröimä ainakin osalla suihkun matkaa. Tällöin syntyy vuorovaiku-tusvyöhyke kaasuvirran sisään kaasusuihkun myötävirtaan, joka vyöhyke käsittää pyörteileviä virtoja, joihin sula vedettävä aine johdetaan sen vetämiseksi kuiduiksi.

Keksinnön erään toisen sovellutusmuodon mukaan vedettävä aine johdetaan päävirran raja-alueelle (s.o. osalle sen kehää) toisesta suihkusta myötävirtaan olevaan kohtaan, päävirran liikesuunnan suhteen, josta se voi virrata vuorovaikutusvyöhykkeeseen.

Keksinnön erään sovellutusmuodon mukaan vedettävä aine muutetaan kuiduiksi muodostamalla kaasuvirta ja kaasuisuihku, joka on suunnattu kohtisuoraan kaasuvirtaan nähden. Tällöin kaasuvirta ympäröi viimeksi mainitun, jolloin syntyy vuorovaikutusvyöhyke, joka ulottuu kaasuvirran sisään mainitun kaasusuihkun alavirran puolelle ja syntyy väliainevirtaus mainittuun vuorovaikutusvyöhykkeeseen, joka käsittää pyörteileviä virtoja, jolloin vedettävä pehmennetty aine joutuu tähän vuorovaikutusvyöhykkeeseen ja siten pyörteileviin virtoihin sen vetämiseksi kuiduiksi.

Keksinnön mukaan edelleen kaasusuihku ja kaasuvirta voivat muodostaa toisiinsa nähden sellaisen kulman, että kaasusuihkun ja kaasuvirran ominaisuuksien ansiosta kaasusuihku tunkeutuu kaasuvirtaan, mutta ei kulje sen läpi, niin että kaasuvirran sisään syntyy vuorovaikutusvyöhyke ja että vedettävä aine tunkeutuu mainittuun vuorovaikutusvyöhykkeeseen.

Keksinnön eräälle sovellutusmuodolle on tunnusmerkillistä, että käytetään useita välimatkan päässä toisistaan olevia toisia suihkuja ja että vedettävän aineen erillinen jatkuva virta liitetään kuhunkin näistä suihkuista. Peräkkäiset suihkut voivat sijaita pää- 11 57247 virran liikesuuntaan nähden poikittaisessa rivissä tai poikittaisissa riveissä. Peräkkäiset suihkut voivat kuitenkin sijaita myös päävirran suuntaisessa rivissä tai riveissä.

Keksinnön eräälle sovellutusmuodolle on lisäksi tunnusmerkillistä, että suihkut sijaitsevat siirretystä viereisen rivin suihkuihin nähden ja että päävirran liikesuunnan suuntaisessa rivissä olevat suihkut sijaitsevat poikittaisesti ainakin yhden-kahden suihkunaukon halkaisijan pituisen välimatkan päässä viereisen rivin suihkuista.

Keksinnön mukaan vedettävä aine voidaan johtaa vuorovaikutus-vyöhykkeeseen poikittaisesta raosta, joka sijaitsee toisten suihkujen vieressä, niistä myötävirtaan, päävirran liikesuunnan suhteen.

Pitkittäissuuntaisen suihkurivin peräkkäiset suihkut voidaan suunnata peräkkäin päävirtaan vähitellen pienenevissä kulmissa päävirran liikesuuntaan nähden.

Toisen suihkun ja päävirran vastaavan osan kineettisten energiain suhde tilavuusyksikköä kohti voi olla hieman suurempi kuin 1:1 ja siitä aina suhteeseen *10:1 saakka, edullisimmin *4:1—25:1-

Pitkittäisen suihkurivin peräkkäisten suihkujen kineettinen energia tilavuusyksikköä kohti voi pienetä päävirran liikesuuntaan. Tällöin voivat peräkkäisten suihkujen nopeudet tai peräkkäisten suihkujen halkaisijat pienetä.

Keksinnön mukaan osa päävirran kehästä voi sijaita sen tason vieressä, jossa vedettävän aineen syöttöaukot sijaitsevat, jolloin toisen suihkun leveys on pienempi kuin päävirran leveys.

Vedettävä aine voidaan keksinnön mukaisessa menetelmässä myös johtaa päävirran raja-alueeseen kohtaan, joka on toisesta suihkusta vastavirtaan niin, että se virtaa päävirran vaikutuksesta toisen suihkun myötävirran puolelle ja vuorovaikutusvyöhykkeeseen.

Kun keksinnön mukaan käytetään erillisiä välimatkan päässä toisistaan olevia toisia suihkuja, niin vedettävän aineen erilliset virrat voivat olla sovitetut päävirran kahdelle vastakkaiselle raja-alueelle ja suihkut ja niihin liittyvät vedettävän aineen erilliset virrat sovitetaan päävirran kahdelle vastakkaiselle raja-alueelle, ja suihkut ja niihin liittyvät aineen virrat ovat edullisimmin vaihesiirretysti sovitetut riveihin päävirran toiselle puolelle verrattuna sen toiselle puolelle sovitettuihin suihkuihin, ja pitkittäisesti päävirtaan nähden.

57247 12

Vedettävää ainetta voidaan syöttää myös useisiin välimatkan päässä toisistaan sijaitseviin asemiin esisulatusuunin kanavasta tai kanavista.

Keksinnön kohteena olevalle laitteistolle menetelmän toteuttamiseksi on tunnusmerkillistä, että se käsittää laitteen pääkaasu-virran synnyttämiseksi, jossa laitteessa on syöttöaukko, laitteen ainakin yhden toisen kaasusuihkun synnyttämiseksi, joka on suunnattu poikittain päävirtaan nähden ja joka tunkeutuu viimeksi mainittuun vuorovaikutusvyöhykkeen aikaansaamiseksi, jossa laitteessa on ainakin yksi syöttöaukko, jonka poikkipinta on pienempi kuin pää-virran syöttöaukon poikkipinta, laitteen vedettävän aineen syöttämiseksi, jossa on ainakin yksi syöttöaukko, joka on sovitettu suuntaamaan vedettävää ainetta vuorovaikutusvyöhykkeeseen.

Keksinnön mukaisen laitteiston eräälle sovellutusmuodolle on tunnusmerkillistä, että laite toisen suihkun synnyttämiseksi ja vedettävän aineen syöttölaite ovat samassa kotelossa. Erään toisen sovellutusmuodon mukaan laitteisto käsittää ainakin yhden seinämä-elementin, joka määrittää päävirran rajat, ja vedettävän aineen syöttöaukko avautuu tämän seinämän läpi tai sijaitsee lähellä sitä. Lisäksi laitteisto voi käsittää levyn muotoisen seinämäelementin, joka sijaitsee lähellä päävirran raja-aluetta ja myötävirtaan suihkun syöttöaukosta kaasuvirran poikkeuttamiseksi suunnastaan.

Keksinnön muut tunnusmerkit ja edut selviävät seuraavasta selityksestä, jossa se esitetään eräinä suoritusesimerkkeinä, joihin se ei kuitenkaan rajoitu. Selityksessä viitataan liitteenä oleviin piirustuksiin, joissa: kuvio 1 on kaavakuva keksinnön mukaisen laitteiston pääosista ja osoittaa näiden osien yleiset keskinäiset suhteet päävirran ja siihen nähden poikittaisen suihkun aikaansaamiseksi, sekä lasin syöttölaitteet ja vastaanottolaitteen; kuviot IA, IB ja 1C ovat kuvion 1 mukaisen laitteiston tiettyjen osien suurennettuja osittaisleikkauksia ja ne esittävät lasin tulo-vyöhykettä; kuvio IA esittää yksinomaan päävirran yksinään aikaansaamaa vaikutusta, kuvio IB esittää poikittaissuihkun yksinään aikaansaamaa vaikutusta ja kuvio 1C esittää päävirran ja poikittaissuihkun yhteisesti aikaansaamaa vaikutusta lasiin, kun nämä kaksi suihkua toimivat keksinnön mukaisesti; kuvio 2 on kaaviomainen sivukuva, joka esittää keksinnölle tunnusomaisen kaasun ja lasin virtausten keskinäisen aseman, tämä kuva on käänteinen kuvioihin 1, IA, IB ja 1C nähden, toisin sanoen se esittää lasia ja suihkuja virtaamassa ylöspäin; 13 57247 kuvio 2A on kaaviomainen perspektiivikuva suuremmassa mittakaavassa kuin kuviossa 2 esitetystä vuorovaikutuksesta; kuvio 2B on pystykuva kuvion 2A esittämästä vuorovaikutus-vyöhykkeestä, tämä kuva on osittainen poikkileikkaus kaasuvirtauksia esittävistä virtaviivoista; kuvio 2C on vaakasuora leikkaus kuvion 2 esittämästä vuoro-vaikutusvyöhykkeestä suuremmassa mittakaavassa kuin kuviossa 2, esitettynä pitkin kuvion 2 viivaa 2C; kuvio 2D on samantapainen leikkauskuva kuin kuvio 2C, mutta nähtynä pitkin kuvion 2 viivaa 2D; kuviot 2E, 2F ja 2G ovat pystysuoria leikkauksia vastaavasti pitkin kuvion 2 viivoja 2E, 2F ja 2G, mutta kuvioiden 2C ja 2D mittakaavassa; kuvio 2H on samantapainen kaaviomainen perspektiivikuva kuin kuvion 2A kuva, mutta tässä ei ole esitetty lasia, jotta kuvan ymmärrettävyys helpottuisi; lisäksi siinä esitetään tiettyjä kaasuvirran aspekteja; kaasuvirta on esitetty kohtisuorassa tasossa päävirtaan nähden juuri toisen suihkun ylävirran kohdalla; kuvio 3 on osittaisleikkaus, joka esittää keksinnön sovellutusesimerkkiä, jossa on useita kuidutuskeskuksia sovitettuina peräkkäisiin riveihin ja molemmin puolin päävirtaa; kuvio 3A on osittaisleikkaus toisesta sovellutusesimerkistä, jossa on useita kuidutuskeskuksia, sovitettuina peräkkäisiin riveihin, samantapaisiin kuin kuvion 3 alaosassa; kuvio 4 on osittaisleikkaus toisesta sovellutusesimerkistä, - jossa on useita kuidutuskeskuksia, ja se esittää erityistä sijoitus- tapaa, jonka avulla estetään ylävirran puolella olevia keskuksia sekaantumasta niiden alavirran puolella oleviin keskuksiin; kuvio 5 on samanlainen osittaisleikkaus kuin kuvio 4 ja se esittää erästä toista sovellutusesimerkkiä, jossa on useita kuidutuskeskuksia, ja toisenlaista sijoitustapaa, jonka avulla estetään ylävirran puolella olevia keskuksia sekaantumasta niiden alavirran puolella oleviin keskuksiin; kuviot 6 ja 7 ovat vastaavasti leikkauskuva ja perspektiivi-kuva eräästä toisesta sovellutusesimerkistä vedettävän aineen syöttämiseksi laitteeseen, joka toimii keksinnön periaatteen mukaan; kuvio 8 esittää erästä toista sovellutusta vedettävän aineen syöttämiseksi kahden käytetyn kaasusuihkun vuorovaikutusvyöhykkeen tasoon; m 57247 kuviot 9A, 9B ja 9C esittävät vielä erästä toista keksinnön mukaisen kuitujenvalmistuslaitteiston sovellutusesimerkkiä; kuvio 9A esittää yleiskuvan tästä laitteistosta, kuvio 9B esittää suurennettuna leikkauksena pitkin kuvion 9C viivaa 9B-9B eräitä laitteiston osia, ja kuvio 9C on suurennettu taookuva kuviossa 9B esitetyistä osista; kuvio ID on leikkauskuva eräästä toisesta sovellutusesimerkistä, jossa käytetään vedenkicrrätyksen avulla jäähdytettyä levyä päävirran kulkureitin välittömässä läheisyydessä kuidutuskeskuksen alapuolella; kuvio 11 on samanlainen kuva kuin kuvio 10, mutta se esittää lisäksi vedenavulla jäähdytettävän ohjauslevyn käyttöä päävirran kui-dutuskeskusta vastapäätä olevan sivun vieressä; kuvio 12 kuvaa keksinnön erästä erityispiirrettä, nimittäin raon muotoista aukkoa, joka syöttää vedettävää ainetta säiliöstä vuorovaikutusvyöhykkeeseen; tämä rako on esitetty toisten suihkujen aukkorivin tai -sarjan yhteydessä; kuva on perspektiivikuva alhaalta nähtynä; kuvio 12A on perspektiivikuva samanlaisesta kulmasta nähtynä kuin kuviossa 12 samantapaisesta laitteesta kuin kuviossa 12, toisin sanoen laitteesta, jossa on käytetty lasin syöttörakoa yhdistettynä joukkoon toisten suihkujen aukkoja; tämä kuvio on esitetty suuremmassa mittakaavassa kuin kuvio 12 ja se esittää joukkoa lasikartioita jotka tulevat raosta ja kustakin kartiosta vedettävänä olevan lasikuidun; kuviot 13Λ ja 13B ovat leikkauskuvia laitteiston eräästä toisesta sovellutusesimerkistä, jota voidaan käyttää ja jonka avulla voidaan valmistaa suuri määrä kuituja käyttämällä vain yhtä päävirtaa ja useita rivejä kuidutuskeskuksia; kuvio 13A on leikkaus pitkin kuvion 13B viivaa 13A ja kuvio 13B on leikkaus pitkin kuvion 13A viivaa 13B; kuviot lf)A, l^B, l^C ja l^D ovat vastaavasti perspektiivi-kuva ja erilaisia leikkauskuvia laitteiston eräästä toisesta sovellutusesimerkistä, jota voidaan käyttää keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen; kuviot HlB, l^JC ja l^D ovat vastaavasti leikkauksia pitkin kuvion l^A viivoja llJB, HlC ja l4D; kuviot 15A, 15B, 15C ja 15D ovat kuvia lasikuitujen valmistukseen käytettävästä laitteistosta suhteellisen suuressa mittakaavassa ja näistä kuviot 15A ja 15B ovat vastaavasti pystykuva ja tasokuva laitteiston pääosien yleissijainnista ja kuvio 15C on suurennettu sivu-kuva kuidutuskeskuksen sovituksesta, ja kuvio 15D on toinen leikkaus- 15 57247 kuva kuvion 15C kuidutuskeskuksesta suuremmassa niittäkää vasaa esitettynä.

Menetelmän selitys

Keksinnön menetelmän mukaan vedettävään aineeseen kohdistettu vaikutus johtuu erityisilmiöistä, jotka syntyvät vuorovaikutus-vyöhykkeessä, joka muodostuu, kun väliainevirtaan ohjataan siihen nähden poikittaisesta suunnattu suihku, jonka mainittu virta sulkee sisäänsä. Voimakkaat ja tarkasti määrätyt virrat, jotka käsittävät kaksi tornadon muotoista pyörrettä, jotka pyörivät vastakkaisiin suuntiin ja joiden kulmanopeus on suuri, syntyvät virran ja suihkun vuorovaikutuksesta.

Pyyhkäisemällä tai hankaainalla vedettävän aineen pintaa nämä virrat synnyttävät voimia, jotka pyrkivät kuljettamaan tätä ainetta vuorovaikutusvyöhykkeeseen päin ja sen sisään", aine kulkeutuu siis vähitellen pyörteiden vaikutuksesta ja saa venytetyn muodon, jonka päästä kuitu vedetään virran ja suihkun sekoituksesta syntyvän virtauksen avulla.

On yllättävää, että vaikka lasikartio onkin pyörteilyvyöhyk-keessä, jossa vallitsevat saneen suuret nopeudet, se on kuitenkin erittäin stabiili, ja että sen läpimitta pienenee vähitellen lähtötasossa olevasta Kannasta päähän, josta lähtee yksi ainoa kuitu.

Samoin on sangen yllättävää, että vaikka tämä kuitu tekeekin, ainakin määrätyllä matkalla, ikäänkuin kierukkarnaista liikettä, jonka taajuus ja nopeus kasvavat suuresti, se irtoaa kuitenkin jatkuvasti kartiosta jatkuvassa vetämisprosessissa.

Se, että keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetuista kuiduista puuttuvat kuiduttumattomat ainekset lähes täysin, johtuu lasikartion mittojen ja aseman sijainnin stabiilisuudesta ja yksit-✓ täisen kuidun vetämisen jatkuvuudesta.

Edellä kuvattu vuorovaikutusilmiö, jonka merkitys tässä keksinnössä on perustavaa laatua, voi tapahtua laitteistossa, joka käsittää levyn, joka rajaa päävirran yhdeltä puolelta ja jonka läpi toinen suihku virtaa. Tämä ilmiö voi syntyä myös jäljempänä esitetyssä kuvion 12 mukaisessa sovellutusmuodossa, jossa levy on lähes olemattoman pieni tai sitä ei ole ollenkaan. Vuorovaikutusilmiö on olennaisesti samanlainen, käytettiinpä levyä tai ei. Koska on suositeltavampaa käyttää aina levyä, vaikkapa vain hyvin pientäkin, seuraavassa selityksessä painotetaan sovellutusesimerkkejä, joissa on levy.

Kuviossa 1 nähdään lähde 1. joka on sovitettu lähettämään pääväliainevirran pitkin pintaa, tässä tapauksessa pitkin levyn tai ie 57247 seinämän 10 alapintaa. Kuviossa nähdään my fis lähde 2 toisen väliain» · suihkun lähettämistä varten; tämä lähde on sovitettu siten,että suihku kulkee levyn 10 läpi tunkeutuakseen sitten päävirtaan. Vedettävää ainetta, kuten esimerkiksi lasia, syötetään myös levyn 10 läpi lähteestä 3, kohdassa *1, jossa lasi joutuu päävirran sisään kuviossa 1 esitetyssä sovellutusesimerkissä, sisääntulon sijaitessa välittömästi sen kohdan 5 alapuolella, jossa toinen suihku joutuu mainitun päävirran sisään. Kuviossa 1 on kuitujen vastaanottamiseen soveltuva laite merkitty viitenumerolla 6.

Keksinnön mukaisen kuitujen valmistusmenetelmän selittämiseksi yksityiskohtaisemmin viitataan kuvioihin 1A-1C, jotka ovat suuremmassa mittakaavassa esitettyjä leikkauskuvia lasin syöttökoh-dasta ja joissa esitetään kaaviollisesti keksinnön mukaiseen' kuituj en -valmistusmenetelmään tarvittavat olosuhteet ja käytettyjen eri osatek:: jöiden vaikutus. Kuvioissa IA ja IB on esitetty toimintaolosuhteet, joissa sen vuoksi, että jokin keksinnön mukaiseen kuitujen valmistusmenetelmään tarvittavista tekijöistä puuttuu, aikaansaadaan vain tulos, joka normaalistikin voidaan saavuttaa. Kuvio 1C sen sijaan osoittaa vaikutuksen, joka saadaan aikaan, kun tarvittavat osatekijät ovat kaikki mukana ja toiminnassa niin, että lasi saadaan vedetyksi kuiduiksi .

Kaikissa näissä kuvioissa 1A-1C nähdään levy tai seinämä 10, jonka tasainen ja sileä pinta on kosketuksessa päävirran 12 kanssa. Tämä päävirta, joka tavallisesti kuvataan nuolien avulla, on merkitty kuvioissa sulalla varustetulla nuolella 12A. Päävirta 12 pyyhkii levyä 10 aukkojen 14 ja 16 tasossa. Aukko 14 toimii kohtisuoraan päävirtaan tunkeutuvan toisen suihkun syöttöaukkona. Aukko .16 toimii vedettävän aineen, esimerkiksi sulan lasin, syöttöaukkona, josta se tulee päävirran kulkureitille, aineen päävirtaan tulokohdan sijaitessa välittömästi toisen suihkun tulokohdan alapuolella.

Kuten edellä mainittiin, kuvioissa IA ja IB esitetään kaaviollisesti vaikutus, joka kullakin kuitujeninuodostukseen osallistuvalla osatekijällä toisen osatekijän puuttuessa on lasiin. Niinpä kuvio IA esittää päävirran vaikutuksen lasiin toisen suihkun puuttuessa kokonaan. Jouduttuaan päävirran 12 reunakerroksen tasolle vedettävä aine ei pysty tunkeutumaan päävirran sisään sen suuren nopeuden vuoksi Niinpä aine virtaa päävirran vaikutuksesta suoraan myötävirtaan, toisin sanoen se kiertää päävirran ja joutuu nopeasti kauas päävirran alajuoksuun alueelle, jossa lämpötila ja nopeus ovat liian heikkoja, jotta aineen vetäminen kuiduiksi voisi tapahtua.

IT 5724?

Kuviossa IB esitetään päinvastainen tilanne kuin kuviossa IA siinä mielessä, että toinen suihku ja vedettävä aine ovat molemmat läsnä, mutta päävirta puuttuu. Tästä seuraa, että toinen suihku vaikuttaa vain vähän vedettävään aineeseen aineen joutuessa sen kanssa kevyeeseen kosketukseen vasta kohdan B tasolla niin pitkän matkan päässä syöttökohdasta, että vetäminen pääsee vain vaivoin tapahtumaan.

Päinvastoin kuin edellä esitetyissä kuvioissa IA ja IB, kuviossa 1C on esitetty, mitä tapahtuu, kun keksinnön mukaisen kuitujen valmistusmenetelmän kaikki osatekijät ovat läsnä. Havaitaan, että vedettävä aine ei ainoastaan kulkeudu voimakkaasti toisen suihkun alajuoksuun päin päävirran ja toisen suihkun yhteisvaikutuksen ansiosta, vaan sen lisäksi saadaan pitkä ohut kuitu.

On todettu, että sangen laajalla asteikolla eri kuitujen-valmistusolosuhteita saadaan toivotut.tulokset.

Eräs keino halutun kuitujen määrän, laadun ja mittojen saamiseksi on säätää vedettävän aineen syöttöä. Tämän syötön säätäminen voidaan suorittaa usealla eri tavalla, esimerkiksi muuntelemalla vedettävän aineen lämpötilaa sen viskositeetin muuttamiseksi. Kun kysymys on lasista, voidaan yleisesti todeta, että mitä korkeampi on sen lämpötila, sitä pienempi on sen viskositeetti; jos lisäksi muutetaan lasin koostumusta erilaatuisten kuitujen aikaansaamiseksi sen mukaan, mihin niitä on tarkoitus käyttää, nämä muutokset voivat ilmetä lasin viskositeetin muutoksina määrätyssä lämpötilassa.

Myös muita tekijöitä voidaan vaihdella,kuten esimerkiksi päävirran ja kaasusuihkun tai -suihkujen koostumusta, lämpötiloja tai nopeutta, kuitujenmuodostuksen säätämiseksi. Yleensä käytettävät suihkut ovat samaa väliainetta, esimerkiksi sopivan kaasumaisen polttoaineen palamistuotteita, ja näissä olosuhteissa kuidunvalmistuksen tulokset voidaan arvioida suurelle lämpötilavyöhykkeelle päävirran ja toisen suihkun tai toisten suihkujen nopeuksien suhteen mukaan.

On kuitenkin muistettava, että päävirran ja suihkun tai suihkujen tiheyden tai viskositeetin suurella erolla saattaa olla huomattava vaikutus kuitujenmuodostukseen ja että jos halutaan käyttää näitä ylimääräisiä tekijöitä, on huomioitava myös väliainevirtojen kineettiset energiat tilavuusyksikköä kohti sen sijaan, että kiinnitettäisiin huomiota vain niiden nopeuksiin. Kuten jäljempänä selitetään yksityiskohtaisemmin määrätyn väliainevirran tilavuusyksikön kineettinen energia on suoraan verrannollinen saatuun tuotteeseen kertomalla sen tiheys sen nopeuden neliöllä.

Jotta vetäminen voisi tapahtua, toisen suihkun kineettisen is 57247 energian tilavuusyksikköä kohti on oltava suurempi kuin päävirran niiden vuorovaikutusvyöhykkeessä.

Menetelmällä saatuja tuloksia voidaan säätää edelleen muuntelemalla aukkojen, ja erityisesti toisen tai toisten suihkujen aukkojen, mittoja, sijainteja ja muotoja. Muut peruslaitteistoa koskevat yksityiskohdat selitetään seuraavassa kuvioissa esitettyihin erilaisiin sovellutusesimerkkeihin viitaten.

Kuitujen muodostuksen aikaansaavien voimien vaikutuksen selvittämiseksi paremmin viitataan kuvioihin 2 ja 2A-2G, jotka esittävät osaksi todettuja huomioita ja osaksi teoreettisia olettamuksia ja johtopäätöksiä,jotka koskevat suihkujen leikkauskohdan synnyttämää vuorovaikutusvyöhykettä ja siitä aiheutuvaa väliaineen virtausta, joka synnyttää pyörteilyilmiöt, jotka jo edellä mainittiin ja joilla on tärkeä merkitys keksinnön mukaisessa kuitujen valmistusmenetelmässä. Kuvioon 2 liittyvä piirrossarja esittää toisen suihkun päinvastaisessa asemassa verrattuna kuvioon 1 liittyvään piirros-sarjaan, toisin sanoen siten, että suihku ei suuntaudu alaspäin vaan ylöspäin; lisättäköön tähän, että kuvioon 2 liittyvä kuviosarja on esitetty paljon suuremmassa mittakaavassa kuin kuvion 1 kuviosarja. On helposti ymmärrettävissä, että kuidutuskeskus voidaan sovittaa mihin tahansa asentoon vaakasuoraan nähden.

Kuvioissa 2, 2A ja 2B esitetyssä sovellutusesimerkissä pää-suihku tai päävirta 12 kulkee vasemmalta oikealle, samansuuntaisena tason 10 kanssa. Toinen suihku 15 on suunnattu olennaisesti kohtisuoraan päävirtaan nähden ja tietyssä mielessä voidaan sanoa, että se katkaisee osan tästä päävirrasta. Päävirran asema toiseen suihkuun nähden on sellainen, että viimeksi mainittu on täysin ensiksi mainitun ympäröimänä. Tämän järjestelyn merkitys selvenee seuraa-van kuitujenmuodostusmenetelmän täydellisen analyysin valossa.

Kuvioon 2 liittyvän kuviosarjan selityksen seuraamiseksi voidaan rajata tietyt alueet tai vyöhykkeet, jotka ovat tunnusomaisia vuorovaikutussuhteessa olevien päävirran ja suihkun ja vedettävän aineen toiminnalle. Koska virran ja suihkun virtauksen yhteydessä tarkasteltavat vyöhykkeet eivät välttämättä yhdy vedettävänä olevan aineen reittiä koskeviin vyöhykkeisiin, on käytetty kahta vyöhyke-ryhmää, jotka on merkitty sekä kuvioon 2 että kuvioon 2B. Ensimmäinen, kirjaimilla merkitty ryhmä käsittää vyöhykkeet A-D ja sitä käytetään väliainesuihkujen vuorovaikutuksen selittämiseen, kun taas toinen, numeroilla merkitty ryhmä käsittää vyöhykkeet I-V ja sillä kuvataan vedettävän aineen reittiä ja muuttumista.

19 57247

Esityksen helpottamiseksi väliainesuihkujen toimintaan liittyvät vyöhykkeet, toisin sanoen vyöhykkeet A-D, ovat merkityt kuvioissa 2 ja 2B sanojen "kaasuvyöhykkeet" kohdalle, ja vedettävänä olevaan aineeseen liittyvät vyöhykkeet, toisin sanoen vyöhykkeet I-V, ovat merkityt sanan "lasivyöhykkeet" kohdalle. Nämä kaksi vyöhykesarjaa ovat merkityt pitkin kaarevaa viivaa, joka on olennaisesti samansuuntainen kuin toisen suihkun etureunan tai kosketus-reunan reitti (tai tämän reitin jatke sekoittuneiden virtojen yleissuunnassa kohdassa, jossa ei toisen suihkun kosketusreunaa enää voida tunnistaa).

Tekstissä käytetään useaan otteeseen sanontoja "alavirran puolella" ja "ylävirran puolella";jos ne eivät lauseyhteydestä johtuen merkitse ilmeisen selvästi jotakin muuta, ne tarkoittavat kaa-suvirran 12A virtaussuuntaa. Tässä käytetään kahta aeteikkoa, jotka kumpikin ovat jaetut toisen suihkun syöttöaukon läpimitan suuruisiin asteisiinjensimmäinen asteikko on mitattu samansuuntaisesti sen levyn pinnan kanssa, jonka lävitse suihku ja lasi tulevat, toinen sen sijaan en jaettu asteisiin pitkin edellä mainittua kaarevaa viivaa, toisin sanoen pitkin kaarevaa viivaa, joka seuraa kokonaisuudessaan toisen suihkun kosketusreunan reittiä. Molemmat asteikot on merkitty kuvioon 2B, kun sen sijaan kuvioon 2 on merkitty vain ensimmäinen asteikko. Huomataan, että ensimmäinen asteikko lähtee alkupisteestä, joka on toisen suihkun tuloaukon poikkileikkauksen keskikohta, ja toinen asteikko alkaa lähtöpisteestä, joka sijaitsee levyn pinnan tasossa.

Seuraavassa näitä kahta vyöhykesarjaa koskevassa selityksessä on muistettava, että vaikka kuvioita katseltaessa näyttääkin siltä, että vyöhykkeiden välillä on selvä rajaviiva, vyöhykkeiden välillä ei ole selvää eroa, vaan pikemminkin siirtymäalue. Toisin sanoen yhden vyöhykkeen päätunnuspiirteet pyrkivät heikentymään ja niiden sijaan tulevat vähitellen seuraavan vyöhykkeen pääominaisuudet. Vyöhykkeet ovat kuitenkin riittävän selviä, jotta niiden analysoiminen yksityiskohtaisesti erikseen on hyödyllistä keksinnön ymmärtämisen kannalta.

Kuvioissa 2 ja 2B esitettyjä vyöhykkeitä koskevan selityksen yhteenveto on esitetty taulukossa II.

20 m m S 57247 t-l H M > VO 1) O CJ 0) 0' — m x 44 λ; m λ rt SS SS SS .e, s: P :θ K) :θ :θ :θ «·«>»>» >> >, I», s s ΰ > > > > >

-J> 44 (¾ C I

rt Qi -rl ai

CC Cl I 3HC

0) rt ·Η 10 QJ 44 rH <u £30 E O > C QJ <0 iti o wc e Ό rt κϋ rt C rt CI Ό ·Η rt J i e ·η p Ot-3<u e w rt rt p 0) ns ) · cu n p rt w C rt o o> w e w to e oj rt o o 3 ·Η ε > C C QJ ·ιΗ >»'rl O -rl O. rt K: e n e rt «-< — rt o o e ε o λ; rt •H :rt C ^ Ή «PiHC ·Η 44 e rl to ?*> C to rt 3 > 3 ΙΛ rt fl |j H QJ rt 44 >> rt C P ·Η · .p X xd p ^ x p 3 rt ·η >, to 44 rt e rt ·η rt w PP ·Η C rt P Cl C ,C Tl -rl rl O, .p · rt ΚΟΡΟ rt rt Si'H rt :o rt C τ i rH to C > E rt to p CU "* ·η .C ·η rt >»Pi rt w a> C Q> rt r-ΊΌΡ w rt KO p c>rtw Cl rt 10 C rt ajrtrt rH rt C > w >> τ-j C 44 e 3 > 44 ·η t-, p > 44 rt *r~j KO C rt p C rt 3 rt 3 3 3 ε w cu rt rt o > e rt > ·η .p *ri ι/i jj .p >, o

•H KO (0 :0 P W *rl 3 rt C H bO 3 LO SS. 3 J4 P

>PP P C ·ιΗ p 44 E Ή I li ϋ CC rt Λ! .C to

•H W H SS ·Η E X P SS ε H QJtH QJ 3 CU-H :t0 -H

•HKdto xd -h 3 rt rt rttrtMCrt e 3 rt rt xd o P E e C5 «PWt-ϊ CU P M rt > (O p 4J > T) cu

C C r"N

i 3 rt rt -=r r—I X e (0 —' •H JC ·γΗ ·Η tr\

•H O O rt -sr -ΞΓ rH

to 3 P P P H I | I

3 to p rt to kv kv co

3 «rt e rt rH

•o e ε ή e rt H (0 rt ·Η 44 3 cu m to w cup rt rH »H KO *rl C O O rH a 3 X CP P r“> X rt e rt rt kv 3 rt rt o e rH X C ϋ 3 C -rl 3.^33P3rt o ε rt >>p rt p 44 p oj in <h -h tn e to o rtx; n i i i Ci

o -rl H p ·Η H rH KV t— ·Η KV

>> rt 3 ·η 3 rt S

> ε p ε w te i rt i i 3 w rt rt e.

Irti 3 O C ·<-} > ·Η rt to C 3 I rtP Ό 3 to> T-J.

3·ΗΛ!Ρ *rj to O 44 KO Prt K03

Prt*Hrt O 3 jC xd xd 44 rt rt:<0 3C

3 ·Η rt 44 P Ό ε ·Η ·Η > > ·Η ·Η 44 ·Η Ό Η > κοο 3 > >>rt3 bO > Ρ xö •h xd o rt ^ >3 rtWKd p p p e xd rt e, 3 > C P OJ >> H 44 SS P P .C rt SS* *f~s to 44 O rH '-r P 44 C ·Η ·Η rt C rt

K03rt Crt 3 rt ·Η Ä E a>) rt-HWrH

κθ p > e rt >> 3 Cwp rtvHrt>> p 3 to E W C P to rH rt*HP 44 CUP P C J-> ίβ rH κθ C rt w rt *HOrt ko p rtrtpc rt E rt 44 rH Prt 44 p rt p rH e κθ xj rt C rt PH‘r-jrtrt tue WP rt Ή Xd ·ΗΡ·Η0>

to rt 3 C C CU rt*H *H <0 *H rtCKOCU rt*H>rH

•H P 44 rt 3 Prt O-rj+J P rt ®> p 4J to H

> qjx: top ecu w e cxjwto e e ·η rt •H C ·Η 44 P » ·Η 44 3 ai :θ *H rt 3 :θ rt rt Ό •H rt 3 3 O >>rH rt 3 Ό >>*rl rH tO >>74 rH 3

EhEsWPW Curt !4Ρ·Η CU C < P CU *rl >i 3

rH < CQ o Q

rt rt rt rt rt 44 44 44 44 P >> >> >> >>

W JC SS SS SS

i—! XJ :θ :θ :C

rt >> >» >> >> CU > > > > 57247 21

Taulukossa II on ryhmitetty neljä "kaasuvyöhykettä" palstaan 1 ja viisi "lasivyöhykettä" palstaan 6. Palsta 2 sisältää lyhyen tiivistelmän kaasujen vaikutuksesta kussakin "kaasuvyöhykkeessä", ja palsta 3 puolestaan ilmaisee kunkin kaasuvyöhykkeen laajuuden ilmaistuna toisen suihkun tuloaukon läpimittoina. Palsta 5 on samanlainen kuin palsta 2, mutta koskee lasin käyttäytymistä, ja palsta 4 on samanlainen kuin palsta 3» mutta ilmaisee "lasivyöhykkeiden" mitat.

Vyöhyke A

Vyöhyke A sijaitsee lähellä ja pitkin sen levyn pintaa, jonka läpi toinen suihku ja lasi syötetään. Vyöhyke A ulottuu pitkän matkaa sivusuunnassa ja ylävirta-alavirta-suunnassa, kuten myöhemmin selitetään yksityiskohtaisemmin. Se ulottuu kohtisuoraan levyyn nähden 1-2 toisen suihkun tuloaukon läpimitan pituisella matkalla. Vyöhykkeessä A kaasuvirta, jota kutsutaan myös päävirraksi, osuu toisen suihkun siihen osaan, joka on lähimpänä levyä, toisin sanoen toisen suihkun voimakkaimpaan ja selvimmin määriteltävissä olevaan osaan. Tietyssä mielessä voidaan sanoa, että toinen suihku muodostaa vyöhykkeessä A esteen kaasuvirran virtaukselle. Tästä syystä kaasuvirta jakaantuu ja virtaa toisen suihkun ympärille vyöhykkeessä A, kun taas toinen suihku säilyttää käytännöllisesti katsoen virtausvoimansa ja eheytensä, ja sen voidaan sanoa kulkevan kaasuvirran läpi vyöhykkeessä A. Koska toista suihkua ei ole vyöhykkeessä A rajattu (toisin sanoen se ei virtaa minkään putken tai muunkaan kiinteäseinäisen väylän sisässä), se johtaa osan kaasuvirran väliaineesta, minkä vuoksi tietty määrä kaasuvirran väliainetta kulkeutuu toisen suihkun mukana. Levyn , tai pinnan, jonka läpi toinen suihku syötetään, läsnäolo ei sanotta vasti muuta edellä kuvattua estevaikutusta, eikä myöskään toisen suihkun kaasuvirran osaan kohdistamaa johtamis- tai mukaanviemisvaikutusta, vaan synnyttää rajakerroksen vaikutuksen. Näiden (esteen, johtamisen ja rajakerroksen) yhteisvaikutuksesta syntyy alue, jossa vallitsee suhteellisen matala paine, siis matalampi paine kuin paine, joka vallitsee päävirran sisällä välittömästi toisen suihkun alavirran puolella.

Kaasuvirran jakaantuneet osat virtaavat toisen suihkun ympärillä alipainealuetta kohti ja liittyvät taas yhteen muodostaen voimakkaita takaisinpäin virtaavia virtoja, jotka ovat merkityt kuvioihin 2A, 2B ja 2C nuolilla varustetuilla virtaviivoilla 18. Nämä kiertyvät aluksi ympäri ilmaisten siten sellaisen virtauksen olemassaolon, jonka komponentti suuntautuu kokonaisuutena katsoen, oikealta vasemmalle, toisin sanoen vastakkaiseen suuntaan kuin pääkaasuvirta, 22 57247 joka, kuten edellä on mainittu, virtaa yleissuunnassa vasemmalta oikealle; mainitut virtauslinjat kääntyvät sitten ylöspäin ilmaisten sellaisen virtauksen läsnäolon, jonka komponentti suuntautuu kokonaisuutena katsoen alhaalta ylöspäin ja siis kohtisuoraan päävirtaan nähden.

Alipainealueen suuruus riippuu kaasuvirran ja suihkun kineettisten energioiden suhteesta tilavuusyksikköä kohti. Ylävirta-alavirta- suunnassa alipainealue ulottuu pituudelle, joka on noin 2-3 toisen suihkun tuloaukon läpimittaa, ja sivusuunnassa sen laajuus on noin 1-2 toisen suihkun tuloaukon läpimittaa.

Kaasuvirran ja suihkun vuorovaikutus vyöhykkeessä A aikaansaa kahden vastakkaisiin suuntiin pyörivän pyörteen tai tornadon muodostumisen toisen suihkun molemmin puolin hieman sen akselin alapuolelle. Kuten kuviosta 2A selvästi näkyy, nämä kaksi pyörrettä, jotka alkavat vyöhykkeessä A lähellä levyä alkupyörteinä tai pyörre-alkioina, heikentyvät selvästi noustessaan ylöspäin ja kääntyessään alavirran suuntaan.

Kuvio 2C on alhaalta ylöspäin katsottu leikkauskuva tasosta, joka sijaitsee hieman levyn yläpuolella, siis vyöhykkeessä A, ja siitä näkyvät selvästi takaisinvirtausvirrat ja alkupyörteet, joiden sektio on suhteellisen pieni tässä tasossa.

Kuvio 2D on leikkauskuva, jonka suunta on sama kuin kuvion 2C, mutta levyn yläpuolelta suunnilleen vyöhykkeiden A ja B siirtymä-alueen tasolta nähtynä. Verrattaessa kuvioita 2C ja 2D havaitaan vielä alkioasteella olevien pyörteiden läpimitan kasvaminen.

Tarkasteltaessa kuvioita 2C ja 2D havaitaan, että pääkaasu-virran 12A virtaus on suhteellisen tasainen lukuunottamatta alueella, joka ympäröi välittömästi toista suihkua 15· Vyöhyke A ulottuu pitkin tätä häiriintynyttä aluetta: toisen suihkun ylävirran puolella vain lyhyellä matkalla, sen alavirran puolella pitkällä matkalla ja sivusuunnassa aina ulompiin virtaviivoihin 18 saakka, jotka palaavat vastavirtaan.

Näin siis toisiinsa vaikuttavien suihkujen kannalta katsottuna vyöhykkeelle A on ominaista kahden vastakkaisiin suuntiin suuntautuvan pyörteen syntyminen ja välittömästi toisen suihkun alavirran puolella sijaitsevan alipainealueen läsnäolo, tämän alipaineen ollessa aika korostunut pyörteiden kärkien välillä ja välittömästi näiden alavirran puolilla olevalla alueella.

Ennen kuin ryhdytään tarkastelemaan vyöhykettä B, on syytä korostaa, että kuten kahden pyörteenkin, myös toisen suihkun virtaus- 23 57247 reitti alkaa levystä suuntaan, joka on olennaisesti kohtisuora pää-kaasuvirtaan nähden, ja poikkeaa sitten suuntaan, joka on olennaisesti alavirtaan päin kun mainittu suihku sekoittuu kaasuvirtaan ja yhtyy siihen. Tämä suihkun ja pyörteiden poikkeama, joka tuskin pääsee alkuun vyöhykkeessä A, päättyy vyöhykkeissä D ja C ja tapahtuu matkalla, jonka pituus on suunnilleen 10-13 toisen suihkun tu'Joaukon läpimittaa mitattuna pitkin toisen suihkun ylävirran puolta, toisin sanoen pitkin kuvion 213 toista asteikkoa.

Vyöhyke B

Vyöhyke B ulottuu ylöspäin vyöhykkeen A yläreunan tasosta matkalle, joka on noin 3-5 toisen suihkun tuloaukon läpimittaa mitattuna pitkin kuvion 2B toista asteikkoa. Vyöhykkeessä B vyöhykkeen A yhteydessä kuvatun johtamisvaikutuksen seurauksena toisen suihkun reu-' nakerrokset sekoittuvat vähitellen kaasuvirran viereisiin kerroksiin niin hyvin, että sekoittuvan kerroksen paksuus kasvaa toisen suihkun sydänosan menettäessä vähitellen identiteettinsä ja kadotessa. Tasossa, josta kuvio 2D on kuvattu, toisen suihkun sydänosa, joka on merkitty viitenumerolla 15, on vielä olemassa, ja sen virtausominaisuudet ovat selvät ja identifioitavat ja erottuvat pääkaasuvirran virtausominaisuuksista. Vyöhyke B päättyy siinä, missä toisen suihkun sydänosa häviää.

Sitä mukaa kun toinen suihku kadottaa yksilöllisyyttään,toisin sanoen alkuperäisiä nopeus- ja suuntatunnusmerkkejään, se synnyttää uuden virtauksen, joka on merkitty viitenumerolla 21 ja joka syntyy tämän suihkun ja päävirran sekoittumisesta ja jota voidaan nimittää sekavirraksi, vetämisvirtaukseksi, vetämisvirraksi tai kuidutus-virraksi, ja juuri tämä virtaus ilmestyy vyöhykkeen B lopussa.

Toisen suihkun sydänosan ja pyörteilevän sekoituskerroksen kääntymistä alavirran suuntaan seuraa sydänosan poikkileikkauksen pienentyminen ja mainitun kerroksen muodon muuttuminen. Kuten kuviosta 2D ilmenee, tämä poikkileikkaus muuttuu litistyen ja venyen sivusuunnassa pääkaasuvirtaan nähden ja mainitun poikkileikkauksen sivureunat kiertyvät vähitellen kahden jo edellä selitetyn tornadon tai pyörteen muotoisiksi. Tämä muuttunut poikkileikkaus muistuttaa joonisen pyl-väänpään klassista kaksikierukkaista leikkauskuvaa.

Päävirran toisen suihkun viereiset kerrokset, jotka virtaavat mainitun suihkun ympärillä, saattavat kaksi pyörrettä liikkumaan pyörimissuuntaansa. Tämä pyörteilysuunta on sellainen, että toisen tai toisen pyörteen ulkokerrokseen asetettu väliainehiukkanen kulkeutuu edellä mainitun kaksoiskierukan onteloa kohti, josta mainitut kaksi „ 57247 pyörrettä sen sitten sieppaavat ikään kuin kahden vastakkaiseen suuntaan pyörivän laminointitelan väliin.

Pyörteiden reunakerrokset pyörivät samalla nopeudella kuin päävirran viereiset kerrokset, kun sen sijaan kummankin pyörteen sisä- tai keskiosa pyörii ympäri hyvin suurella nopeudella.

Näin kumpikin pyörre kohdistaa johtamisvaikutuksen päävirran viereisiin osiin, jotka virtaavat toisen suihkun ympärillä. Näin johdettu kaasuvirtaus suuntautuu ylöspäin ja kohti toisen suihkun jäljellä olevan virtauksen litistyneen profiilin ja sekoituskerroksen muodostaman ontelon sisustaa kohti.

Pyörteiden läpimitta kasvaa tuntuvasti niiden kulkiessa vyöhykkeen B lävitse ja ne muodostavat yhdessä aika selvän kaasukotelon tai -suojan, joka toimii ohjainlevynä suurella osalla kaasuvirtaa.

On yllättävää todeta, että kun väliaine virtaa hyvin suurella nopeudella liikkuvien pyörteiden sisässä, nämä pyörteet ovat muodoltaan ja asemaltaan stabiileja; niiden toisen suihkun tuloaukon reunaan hieman suihkun akselin alavirran puolelle kiinnittyneet huiput tekevät näiden kahden pyörteen muodostaman kotelon lähes liikkumattomaksi.

Vyöhyke C

Vyöhyke C, joka ulottuu noin 7-10 toisen suihkun tuloaukon läpimitan pituiselle alueelle pitkin toista asteikkoa, on alue, jolla sekavirtauksen ja pyörteiden suuntautuminen alavirtaan päin käytännöllisesti katsoen päättyy; toinen suihku, joka on menettänyt identiteettinsä, on synnyttänyt sekoitusvirtauksen tai vetämisvirran; molemmat pyörteet jatkavat heikentymistään säilyttäen kuitenkin edellä mainitun kotelon tai suojuksen. Pyörteet alkavat kuitenkin vyöhykkeen C lopun läheisyydessä kadottaa identiteettiään. Kuviot 2E ja 2F, jotka ovat leikkauskuvia vyöhykkeestä C, esittävät pyörteet 14B.

Päävirran ja toisen suihkun vyöhykkeissä A, B ja C tapahtuvan vuorovaikutuksen selittämisen täydentämiseksi kiinnitetään huomiota kuvioon 2H. Tämä kuvio on kokonaisuutena ottaen samanlainen kuin kuvio 2A, mutta siinä on selvyyden vuoksi jätetty lasi esittämättä. Kuviossa 2H esitetään lisäksi eräitä kaasuvirtauksen piirteitä tasoon H verrattuna, joka on kohtisuorassa päävirtaan nähden ja sijaitsee toisen suihkun ylävirran puolella riittävän pitkän välimatkan päässä, jottei vuorovaikutusilmiö pääse häiritsemään päävirran virtausta.

Toisen suihkun 15 tunkeutumissyvyys päävirtaan 12A, jonka kokonaispaksuus on T, on tärkeä osatekijä toisen suihkun ja päävirran välisessä vuorovaikutuksessa. Voidaan yleisesti sanoa, että mitä 25 57247 voimakkaampi toinen suihku on päävirtaan verrattuna, sitä syvemmälle toinen suihku tunkeutuu siihen.

Kuvioissa 2 ja 2H kohta P’, joka sijaitsee sekoitusvyöhykkeen etureunassa vyöhykkeen C lopussa, missä, kuten edellä on mainittu, poikkeama päättyy, on merkkinä sekoitusvirtauksen äärimmäisestä ylärajasta päävirrassa.

Sillä kun päävirta on vuorovaikutuksessa toisen suihkun kanssa, osa mainitusta virrasta poikkeaa lähtötason toiselle puolen niin, että päävirran virtaviivat, jotka menevät kohdan P’ yläpuolelle, ovat kääntyneet ylöspäin sekavirtauksen edellä mainitun ohjausvaikutuksen ansiosta ja sen vuoksi välttyvät vuorovaikutusvyöhykkeen vaikutukselta ja jatkavat matkaansa alavirran suuntaan imeytymättä mainittuun vyöhykkeeseen tai joutumatta siihen.

Tästä syystä P’:n kautta kulkeva virtaviiva kulkee tason H läpi kohdassa 5, joka sijaitsee välimatkan P päässä lähtötasosta; tämä välimatka on pienempi kuin matka, joka erottaa mainitun tason kohdasta P*. Tämä kohta 5 on siis kohta, jonka kautta kulkee päävirran virtaviiva, joka on kauimpana lähtötasosta ja kuitenkin osallistuu vielä vuorovaikutukseen. Sen vuoksi merkitään P:llä välimatkaa lähtötasosta kohtaan 5, tasossa H, toisen suihkun tunkeutumis-syvyytenä päävirtaan.

Vielä kuviosta 2H puheenollen mainittakoon, että toisen suihkun maksimaalinen läpimitta kohtisuoraan päävirtaan nähden ja lähtötasossa mitattuna on merkitty symbolilla Dj; tämä läpimitta on yhtä suuri kuin toisen suihkun 14 aukon läpimitta silloin, kun toinen suihku on poikkileikkaukseltaan ympyränmuotoinen.

Koko se osa päävirtaa, jonka toinen suihku suoraan katkaisee, toisin sanoen osa, joka lävistää poikkileikkauksen sektion, jonka leveys on Dj ja korkeus olennaisesti P (edellä määritelty tunkeutu-missyvyys), osallistuu toisen suihkun kanssa tapahtuvaan vuorovaikutusilmiöön.

Molemmin puolin toista suihkua oleva päävirran väliaineen osa osallistuu myös vuorovaikutukseen, kuten osoittavat eri virtaviivat 18, jotka kiertyvät taaksepäin ja ylöspäin toisen suihkun ja pyörteiden suuntaan; tietyn rajan ulkopuolella päävirran virtausvii-vat kääntyvät hieman ulospäin, vuorovaikutusvyöhykkeen ympäri, minkä jälkeen ne kääntyvät uudelleen takaisin hieman sisäänpäin osallistumatta kuitenkaan sekavirtaukseen, joka muodostaa vetämisvirran. Kuviossa 2H esitetyssä järjestelyssä viitemerkillä Dg merkitty päävirran osan läpimitta, toisin sanoen sen päävirran osan leveys, 26 57247 joka sekoittuu toisen suihkun kanssa, on suunnilleen 1,5-3 kertaa suihkun Dj läpimitta mitattuna kohtisuoraan päävirtaan nähden.

Kuviossa 2H päävirran virtausviivat ovat esitetyt viidessä tasossa lähtien viivojen 1-1', 2-2’, 5-3’ ja 4-4’ ja numerolla 5 merkityn kohdan vastakkaisilta puolilta kohtaan, jossa tunkeutuminen on maksimaalinen. Kohdat 1, 2, 3, 4, 5, 4’, 3', 2’, 1* ja 1 ovat yhdistetyt viivalla 6, joka ympäröi päävirran kuviossa 2H varjostettuna esitetyn osan, joka sekoittuu toiseen suihkuun. Viivan 6 rajaama päävirran osa, jota nimitetään päävirran tehokkaaksi osaksi, on olennaisesti yhtä suuri kuin Dgtn ja P:n tulo.

Päävirran koko se virtausviiva, joka kulkee tason H pisteen kautta, joka sijaitsee viivan 6 rajaaman osan ulkopuolella, ei osallistu suoraan vuorovaikutusilmiöön, vaan muuttaa vuorovaikutusilmiön vaikutuksesta enemmän tai vähemmän suuntaansa riippuen välimatkasta, joka erottaa mainitun pisteen viivasta 6 tasossa H.

Yhteenvetona voidaan sanoa, että päävirran osa, joka on alueella, joka on riittävän selvästi toisen suihkun yläpuolella, jotta tämä päävirran osa vastaa kohtaa, jota toinen suihku ei pääse häiritsemään, osa, jonka läpi kulkevat kaikki päävirran, joka osallistuu toisen suihkun kanssa vuorovaikutusvyöhykkeen muodostamiseen, virtausviivat, muodostaa päävirran tehokkaan osan Sg.

Tämä osa on hyvin tärkeä kuidutuksen kannalta, kuten jäljempänä selitetään, ja sitä nimitetään seuraavassa tekstissä päävirran tehokkaaksi osaksi Sg.

Toisen suihkun vastaava tehokas osa on suihkun aukon 14 poikkileikkaus sektio ja sitä nimitetään seuraavassa tekstissä toisen suihkun tehokkaaksi osaksi Sj.

Liikeopin mukaan nopeudella v liikkuvan massan m liikemäärä

on M

M = mv

Kun kysymyksessä on virtaava väliaine, kuten esimerkiksi tämän keksinnön päävirta tai toinen suihku, massa m voidaan laskea tiheydestä ja väliaineen tilavuudesta, joka virtaa aikayksikössä määrätyn osan läpi; tämä tilavuus on yhtä suuri kuin virtauksen osan pinnan S ja tämän virtauksen nopeuden v tulo.

m = S p v

Kun m korvataan yhtälössä liikemäärällä, saadaan: M = S p v2 27 57247

Koska vetämiseen käytettävät päävirran ja toisen suihkun osat ovat edellä määritellyt tehokkaat osat Sg ja Sj, päävirran ja toisen suihkun liikemäärät voidaan ilmaista seuraavasti käyttäen päävirrasta merkkiä B ja toisesta suihkusta merkkiä J:

MB = SB PBVB

ja vastaavasti % = sj pjvj2 2

Kerrointa pv , voidaan, olipa kysymys päävirrasta tai toisesta suihkusta, merkitä jollakin seuraavasta neljästä ilmaisusta, joita käytetään kaasujen dynamiikan alalla: 1 - dynaaminen paine 2 - liikemäärä aikayksikössä ja matkayksikköä kohti 3 - liikemäärän volyymi matkayksikköä kohti 4 - kineettinen energia tilavuusyksikköä kohti.

On havaittu, että toisen suihkun maksimaalinen tunkeutumis-syvyys P päävirtaan, sellaisena kuin se on edellä määritelty, on suoraan verrannollinen toisen suihkun dimensioon Dj ja toisen suihkun kineettisen energian suhteeseen päävirran kineettiseen energiaan tilavuusyksikköä kohti.

Voidaan siis käyttää näiden kahden suihkun kineettisten energioiden suhdetta tilavuusyksikköä kohti, mittoja, jotka voidaan suoraan mitata tunnetuilla menetelmillä näiden kahden suihkun liikemäärän suhteiden sijasta toiminnan yleisiin tarkasteluihin riippumatta tehokkaista osista, kaikissa keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen soveltuvan laitteen sovellutusesimerkeissä.

Suihkun kineettisellä energialla tilavuusyksikköä kohti tarkoitetaan tämän suihkun sen osan kineettistä energiaa, joka virtaa vuorovaikutusvyöhykkeessä toisen suihkun kanssa.

Seuraavassa tekstissä puhutaan siis vain kineettisen energian suhteesta tilavuusyksikköä kohti.

Vyöhyke D

Vyöhyke D on esitetty alkavaksi vyöhykkeen C lopusta, mutta ilman rsjoitettua dimensiota toiseen suuntaan. Tämä johtuu siitä, että vyöhykkeen D ulottuvuus alavirran suuntaan ei ole selvä.

Kaksi vastakkaisiin suuntiin pyörivää pyörrettä menettävät tässä vyöhykkeessä vähitellen identiteettiään, kulmanopeuttaan ja energiaansa. Kuvio 2G on leikkauskuva, joka on otettu läheltä vyöhykkeen D alkua, ja se osoittaa että pyörteet lakkaavat olemasta selvästi määriteltävissä kuten kuviossa 2F. Ne hajaantuvat ja hukkuvat 28 57247 päävirran suurempaan massaan ja noin 3-5 toisen suihkun aukon läpimitan pituisen matkan päässä mitattuna pitkin suurta asteikkoa vyöhykkeen C lopusta alkaen näiden kahden suihkun vuorovaikutusilmiön voidaan sanoa häviävän.

Vaikkakaan pääkaasuvirran säännöllisyys, yhtenäisyys ja homogeenisuus eivät täysin palaudukaan niiden vyöhykkeissä A, h ja C kärsimän hajaannuksen jälkeen, päävirran virtaus on kuitenkin riittävän tasaantunut 3-5 toisen suihkun aukon läpimitan päässä vyöhykkeen D alusta pystyäkseen muodostamaan tämän vyöhykkeen hallitsevan virtauksen.

Tämä päävirran tasaantuminen tapahtuu noin 16-18 toisen suihkun tuloaukon läpimitan päässä mitattuna pitkin kuvion 2B toista asteikkoa, mikä tässä kuviossa annetussa keksinnön kaaviollisessa esityksessä vastaa noin 7-10 toisen suihkun aukon läpimittaa ensimmäistä asteikkoa pitkin mitattuna.

Toisin sanoen vuorovaikutusilmiö, joka aikaansaa kuidutuk-sen, ilmenee 7-10 toisen suihkun tuloaukon läpimitan pituisella matkalla ensimmäistä asteikkoa pitkin mitattuna, jolloin toinen suihku voidaan sovittaa tämän välimatkan päähän edellisestä ja sen alavirran puolelle ja muodostaa uusi kuidutuskeskus tämän suihkun läsnäolon synnyttämän vuorovaikutusvyöhykkeen ansiosta. Näin meneteltäessä voidaan järjestää monta tai vieläpä sarja kuidutuskeskuksia välimatkan päähän toisistaan ylävirrasta alavirtaan päin pitkin yhtä päävirtaa.

Vyöhyke I

Vyöhyke I käsittää levyn 10 viereisen vyöhykkeen Λ edellä mainitun osan, toisin sanoen osan, jossa takaisinvirtausvirrat ovat selvimmät. Kuten vyöhyke A, vyöhyke I ulottuu laajalle samalla sekä sivusuunnassa että ylävjrta-alavirtasuunnassa; se ulottuu kohtisuorassa suunnassa levyyn nähden noin 1-2 toisen suihkun tuloaukon läpimitan pituudelle.

Vyöhykkeessä I lasi johdetaan joko suoraan välittömästi toisen suihkun alapuolella alavirran puolella olevaan alipainevyöhyklceeseen tai se imetään tähän vyöhykkeeseen sen jälkeen, kun se on johdettu jonkin matkan päähän tästä vyöhykkeestä. Voidaan olla varmoja siitä, että lasi virtaa siten, että se tunkeutuu tälle alueelle tarkasti vieläpä silloinkin, kun levyn 10 lasinsyöttöaukko ei sijaitse toisen suihkun alapuolen välittömässä läheisyydessä. Tämä johtuu takaisin-virtausvirroista, jotka mainittiin vyöhykkeen Λ yhteydessä ja jotka ovat aika voimakkaat ja selvät vyöhykkeessä I. Toisin sanoen vyöhykkeessä I lasi paikallistuu alipainealueelle, joka sijaitsee välit- 29 57247 tömästi toisen suihkun alavirran nuolella. Tämä naikol.listumjdoji havaitaan kuvion 2C leikkauskuvasta.

Paikallistumisilmiö on tärkeä keksinnön mukaiselle kuidutus-menetelmälle, sillä se auttaa selvästi erittäin stabiilin lasikartion muodostumista,jonka kärki voidaan vetää kuiduksi. Tämän paikallistumisen ansiosta lasitanko saa erittäin tukevan, toistettavan ja etukäteen havaittavan alustan.

Suurissa rajoissa, jotka selitetään seuraavassa voidaan todeta, että kun sula lasi johdetaan systeemiin jostakin muusta kohdasta kuin kohdasta, joka sijaitsee välittömästi toisen suihkun alavirran puolella, lasi virtaa kuitenkin nopeasti ja suoraan paikallastumis-alueelle. Niinpä jos lasi johdetaan hieman kuviossa 2D esitetyn aukon 16 sijaintikohdan alapuolelta, takaisinvirtausvirrat kuljettavat sen ylöspäin toisen suihkun alavirran suuntaan ja sitten viimeksi mainittua vastaan tarkalleen halutussa asemassa.

Lasi voidaan myös syöttää alapuolelle ja hieman sivuun kummalle puolelle tahansa toisen suihkun keskiviivaa sen välttymättä kuitenkaan takaisinvirtausvirroilta. Syötettiinpä la3i mihin kohtaan tahansa vyöhykkeen A yhteydessä selitettyyn alipainevyöhyk-keeseen, se virtaa välittömästi haluttua asemaa kohti ja paikallistuu siihen suoraan toisen suihkun alavirran puolelle.

Kun lasi syötetään toisen suihkun ylävirran puolelle ja olennaisesti sen akselin kohdalle, se virtaa levyä pitkin toisen suihkun ylävirran puolella olevaa sivua kohti, missä se jakaantuu joskus, niin että osa siitä virtaa molemmin puolin toisen suihkun juurta.

Tässä tapauksessa jakaantuneet lasisäikeet yhtyvät välittömästi toisen suihkun alapuolella ja lasi asettuu haluttuun asemaan. Kun iasi-säie ei jakaannu, se kulkee toisen suihkun toisen sivun ympäri tähän asemaan päästäkseen.

Lopuksi kun lasi syötetään ylävirran puolelle ja hieman sivuun toisen suihkun keskiviivasta, se virtaa alavirtaa kohti toisen suihkun juuren suuntaan, sitten tämän juuren alaosan toisen sivun ympäri ja tulee haluttuun asemaan välittömästi toisen suihkun ala-virran puolelle.

On kuitenkin aivan selvää, että jos lasi johdetaan selvästi toisen suihkun alavirran puolelle, esimerkiksi i» toisen suihkun aukon läpimitan päähän tai kauemmaksi alavirran suuntaan ensimmäistä asteikkoa pitkin mitattuna, takaisinvirtausvirrat eivät tavoita sitä. Samoin jos lasi syötetään ylävirran puolelle, mutta liiaksi sivuun toisesta suihkusta, se kulkee sivuun, eivätkä takaisinvirtausvirrat tavoita sitä.

50 57247

P

Keksinnön mukainen menetelmä tarjoaa kuitenkin suhtee n u^n laajoissa rajoissa katsottuna suuren valikoiman kolttia, joita voidaan käyttää lasin syöttämiseen niiden vaikuttamatta saatuihin tuloksiin.

Edellä esitettyjen vaikutusten lisäksi, joita kaasuvirroilla on lasiin vyöhykkeessä I, ne synnyttävät myös pintajännitysvaikutuk-sen, erityisesti alueella, joka s:ijai.tsee lasin tuloaukon välittömässä läheisyydessä; tämän pintajännityksen määrää lasin ja aukon ympäryksen reunan kosketus, pinta pintaa vasten, lasin tullessa ulos tästä aukosta kuidutusjärjestelmän lähtötasossa. Sijoittamalla lasin syöttöaukot välittömästi toisen suihkun alavirran puolella sijaitsevaan paikallistumisvyöhykkeeseen tätä pintajännitysvaikutusta voidaan käyttää hyväksi, toisin sanoen sitä voidaan käyttää lnsikartion stabiliteetin lisäämiseen. Tästä syystä on havaittu edullisimmaksi sovittaa lasin syöttöaukot välittömästi toisen suihkun alavirran puolelle.

Yhteenvetona edellisestä voidaan sanoa, että vedettävän aineen virtaukselle vyöhykkeessä I on tunnusomaista, että tämä aine joutuu vuorovaikutusvyöhykkeen läheisyyteen ja paikallistuu kohtaan, joka sijaitsee välittömästi toisen suihkun alavirran puolella.

Vyöhyke II

Vyöhyke II ulottuu noin 3 toisen suihkun aukon läpimitan pituiselle matkalle pitkin toista asteikkoa vyöhykkeen I lopusta lähtien syistä, jotka selitetään jäijempänä. Vyöhykkeessä TI lasi, joka on paikallistunut vyöhykkeen I yhteydessä selitetyllä tavalla, kulkeutuu kaasuvirtausten yhteisvaikutuksen johdosta eteenpäin ja muodostaa kiinteän kartion. Kardioalueella lasin virtaus on selvästi laminaarista ja sen poikkileikkaus pienenee jatkuvasti, tasaisesti ja vähitellen sitä mukaa, kun lähestytään kärkeä. Tämä tasainen läpimitan pieneneminen on tärkeää sellaisen kuidun aikaansaamiseksi, jonka läpimitta on olennaisen tasainen koko sen pituudelta, ja kuidu-tuksen jatkuvuuden takaamiseksi.

Tarkasteltaessa kuviota 2Λ havaitaan, että lasin poikkileikkauksen pieneneminen tapahtuu samanaikaisesti kuin kahden pyörteen poikkileikkaus suurenee, kartion muodostavan lasin virtauksen tapahtuessa ontelossa, jonka pyörteet ja toisen suihkun alavirranpuoleinen sivu muodostavat. Tällä tavoin lasikartiosta suojaa jatkuva paino, jonka pääkaasuvirta kohdistaa siihen. Tästä syntyy stabiili lasivirtaus, joka muodostaa erään keksinnön mukaisen menetelmän tärkeistä tunnusmerkeistä.

Kuvio 2D osoittaa, että .lasin poikkileikkaus on pienempi kuviossa 2C esitettyyn lasin poikkileikkaukseen verrattuna; tämä 3i 57247 johtuu siitä, että kuviossa 2 D esitetty leikkaus on ] ähciiioänä veuov-tävää ainekartion kärkeä.

Levyn lähellä pyörteiden poikkileikkaus on hyvin pieni ja niiden hankausvaikutus ]asin pintaan on suhteellisen vähäinen. Levystä loitontuessaan pyörteet laajenevat vähitellen ja ovat yhä laajemmassa kosketuksessa lasin pinnan kanssa, mistä johtuu, että pyörteiden vaikutus lasin vetämiseen kasvaa.

Vedettävä aine on vyöhykkeessä I ja aika .suuressa osassa vyöhykettä II huomattavan stabiilia sekä' mitoiltaan että liikkeeltään. Vedettävän ainekartion levyn 10 ja kartion pään 19B alun väliin jäävän osan mitat ja asema pysyvät olennaisesti vakioina prosessin kokonaisuutta ajatellen. Kartion sisässä tapahtuu sulan lasin jatkuvaa ja tasaista liikettä lasin vedettävän aineen virratessa levyn 10 syöttö-aukosta. Mutta lasin virtaaminen kartiossa on näkymätöntä ja kartio näyttää lähes liikkumattomalta suunnilleen viitenumeron 19B kohdalle saakka (kuviossa 2B). Viitenumerolla 19B merkityn tason ulkopuolella lasifcartion pää piiskaa nopeasti ja keskeytymättä, toisinaan ylävirta-alavirtasuuntaan, toisinaan sivusuuntaan ja toisinaan ympyränmuotoista liikettä tehden.

Lasikartion stabiliteetti on erittäin tärkeä tunnusmerkki keksinnön mukaisen kuidutuksen toteutuksessa, sillä sen avulla saadaan jatkuvasti kuituja, jotka ovat läpimitaltaan olennaisesti yhdenmukaiset ja ilman että lopputuotteessa olisi juuri lainkaan tukkoja tai kuiduttamattoman aineen osasia. Muodostuu hyvin stabiili lasi-kartio, jonka korkeutta (tai pituutta) voidaan muunnella suurissa rajoissa valitsemalla tai säätämällä jotakin tai useampia edellä selitettyjä menetelmän osatekijöitä. On kuitenkin syytä huomauttaa tässä yhteydessä, että kartion stabiliteetti on riippumaton sen pituudesta.

Vyöhyke III

Vyöhykkeiden I ja II yhteydessä on selitetty menetelmä sulassa tilassa olevan aineen syöttämiseksi tasaisella ja toisinnettavissa olevalla syötöllä säikeenä, jonka poikkileikkaus pienenee jatkuvasti ja vähitellen,alueelle, jossa se voidaan vetää kuiduksi. Toisin sanoen selitys on koskenut vain sulan lasin johtamista alueelle, jossa vallitsee hyvin nopea kaasuvirtaus.

Seuraavassa selitetään vyöhyke III, toisin sanoen alue, jossa tapahtuu votämisprosessin viimeinen vaihe, eli sulan aineen vetäminen hyvin ohuiksi kuiduiksi. Tämä vetäminen kohdistuu hyvin pieneen lasisäikeen osaan ja siitä syystä vyöhyke III ulottuu vain noin 3-5 toisen suihkun tuloaukon läpimitan suuruiselle matkalle toista asteik- 32 57247 I · koa pitkin mitä Ituna alkaen vyöhykkeen II lopulta.

VetämisprosessiIle on tunnusomaista erittäin voimakas toiminta vyöhykkeessä III. Vaikka lasin käyttäytymistä vyöhykkeissä I ja II onkin voitu tarkastella joko paljain sj]in:i.n tai suurella nopeudella kuvattujen filmien avulla, vedettävään aineeseen kohdistuva toiminta ei ole lainkaan liian nopeata paljain silmin havaittavaksi eikä myöskään liian nopeata tallennettavaksi selvästi valokuvausko-neella.

Asiaa on tutkittu tarkasti, heijastamalla hidastettuina erittäin pienillä nopeuksilla aina yhteen kuvaan sekunnissa asti filmejä, jotka on otettu ^000, 6500 ja 10000 kuvan nopeuksilla sekunnissa. Nämä tutkimukset ovat osoittaneet selvästi, että vain yksi kuitu tulee lasikartion päästä. Tämän kuidun tarkan reitin suhteen vyöhykkeessä II on olemassa kuitenkin tietty epävarmuus. Tämän vuoksi vyöhykkeen II ylärajaksi, mainitaan kohta, johon saakka lasin liikettä voidaan seurata paljain silmin.

Nimenomaan edellä mainittujen ultranopeiden filmien avulla on voitu todeta säännöllinen, jatkuvasti toistuva piiskausliike, joka näyttää tapahtuvan yhdessä tauossa, mutta joka vetämisvyöhykkees-sä tapahtuvan pyörteilyliikkeen pyörivästä luonteesta johtuen noudattaa luultavimmin ainakin suurimman osan aikaa kierukkamaista reittiä, jonka nousu ja taajuus kasvavat virtauksen suuntaan.

Keksinnön mukaisen kuidutuskeskuksen kuitutuoton vertailu tunnetun tekniikan edellä mainituilla neljällä pääasiallisella menetelmällä saatuun tuottoon osoittaa, että keksinnön mukaisen menetelmän tuotantomäärä ylittää selvästi muiden menetelmien tuotantomäärän; suhde ori 10:1 kaikkien muiden menetelmien paitsi menetelmän kohdalla, jossa lasivilla valmistetaan vetämällä höyryn avulla ja jossa suhde on 2:1. Kuitujen tuotantokyky voidaan laskea taulukosta I vähentämällä prosenttimäärä, joka osoittaa kuiduttumattomien ainesten eli jätteiden määrän, vastaavan menetelmän yksikkötuotosta.

Yhden ainoan kuidun muodostuminen yhdestä ainoasta kartiosta näin suurella yksikkötuotoksella osoittaa, että kuitujen nopeus on vetämisen aikana ainakin 8-10 kertaa suurempi kuin pääsuihkun ja toisen suihkun nopeus. Pääkaasuvirran ja toisen suihkun lämpötiloja koskevat yksityiskohdat esitetään jäljempänä. Tässä yhteydessä riittää maininta, että kaasuvirran, joka ympäröi lasia vyöhykkeessä III, lämpötilan on oltava riittävän korkea, jotta lasi on pehmentyneessä tilassa, jolloin se voidaan vetää kuiduksi tässä vyöhykkeessä.

” 57247

Ottac*n huomioon sen mitä voi? et tclvfil.le aineelle tapahtuu vyöhykkeessä III, sen kohdan jossa se ilmestyy kiinteänä kartiona, ja sen alavirran puolella olevan kohdan välillä, jossa se otetaan talteen kovettuneena ohuena kuituna, ja ottaen huomioon havaittaviin pj ir-kausliikkeen,voidaan olettaa, että vedettävän aineen säie joutuu ollessaanvielä vyöhykkeessä II kahden vastakkaisiin suuntiin pyörivän pyörteen ja toisen suihkun muodostaman ontelon tai kotelon sisään, johon sen vetävät mainittujen pyörteiden sisäänpäin suuntautuvat osatekijät 15B. Tässä ontelossa lasxsäie joutuu kohtaamaan edellä esitetyn kaasuvarjostirnen suhteellisen suuren paineen ja joutuu pakosta tunkeutumaan toisen tai toisen pyörteen nopeata pyörimisliikettä tekevään reunakerrokseen, jossa aine sitten joutuu hyvin suurella nopeudella tapahtuvaan kierukkali.ikkeor.een, joka aikaansaa sen vetämisen hyvin ohueksi kuiduksi vyöhykkeessä III.

Tarkkaa liikettä, johon vedettävä aine joutuu, ei tunneta; näistä ilmiöistä voidaan kuitenkin tehdä tiettyjä johtopäätöksiä käytettävissä olevien tietojen perusteolla. Kuidun teoreettisesti määrittelemätön, huomattava pituus verrattuna vyöhykkeen TII hyvin pieneen läpimittaan, johtaa ajattelemaan, että vetäminen tapahtuu ikäänkuin vedettävää ainetta pidettäisiin kiinni molemmista päistä sen joutuessa erittäin nopeiden piiskausvoimien vaikutuksen alaiseksi. Toinen vedettävän aireen päistä onkin kiinnitettynä, sillä se on samaa kappaletta lasikartion kanssa, josta se on muodostunutkin. Sitä vastoin sen toinen pää näyttää olevan vapaana, mutta todellisuudessa se ei sitä ole, koska se on samaa kappaletta jäähtyneen ja kovettuneen kuidun kanssa, joka on jo kulkenut vyöhykkeen III läpi ja joka on vedettävänä olevan aineosan alavirran puolella; jäähtynyttä ja kovettunutta kuitua puolestaan pitävät kiinni ja vetävät vyöhykkeen D virtauksen kitkavoimat.

Havaitaan siis, että kovettuneen kuidun piiskaus- tai pyörtei-lyliikkeen synnyttämä energia (katso vyöhykkeitä IV ja V koskevaa tekstiä) palautuu ylävirtaan päin', mistä johtuu, että se vaikuttaa erittäin tehokkaan vyöhykkeessä III tapahtuvan vetämisvaiheen aikana. Koska kuidun varsinainen tehokas vetäminen tapahtuu vain muutaman toisen suihkun tuloaukon läpimitan pituisella matkalla, suurin ora piiskausenergiaa keskittyy ja kuluu tässä vyöhykkeessä (vyöhykkeessä III). Piiskausenergian jäär&ös aiheuttaa tangon pään epäsäännöllisen liikkeen.

Lyhyesti sanottuna vyöhykkeelle III on tunnusomaista kuidun täydellinen vetäminen vyöhykkeissä IV ja V syntyvän energian vaikutuksesta.

3« 57247

Vyöhyke IV

Vyöhyke IV, joka ulottuu noin ΰ-1'j toinen suihkun tulonukon läpimitan pituiselle alueelle toisiinsa asteikossa, käsittää olueen, jolla jo kovettunut kuitu kuljetetaan pyörteissä syntyvien voimien voimakkaasti ja jatkuvasti piiskaamana. Kuviot 2J·; ja 2F esittävät leikkauskuvina tätä lasin p.i iskausli ikettä.

Kuten edellä on mainittu, on keksinnön kannalta tärkeätä, että kuidut poistetaan hyvin aikaisessa vaiheessa suhteellisen kylmään vyöhykkeeseen, jossa vetämistä ei enää pääse tapahtumaan, ja juuri tämä tapahtuukin kuitujen siirtyessä vyöhykkeestä III vyöhykkeeseen IV.

Vyöhyke V

Vyöhyke V ulottuu määrittelemättömälle matkalle vyöhykkeen IV lopusta alkaen sen alueen suuntaan, jossa tapahtuu kuitujen talteenotto. Hetkellä, jolloin kuitu tulee vyöhykkeeseen V, pyörteet ovat heikkoja ja melkein mahdottomat erottaa, kuten kuviosta 2H havaitaan. Tästä kohdasta lähtien pääkaasuvirran osittain tasaantunut virtaus kuljettaa kuidun ulos kuidutusjärjestelmän ulkopuolelle.

Kuten vyöhykkeen C yhteydessä selitettiin päävirran sekoittumisesta toisen suihkun kanssa syntyvä vetämisvirta poikkeaa suuntaan, joka kokonaisuutena katsoen suuntautuu alavirtaan päin. Vyöhykkeessä IV, kun tämä poikkeaminen lähestyy loppuaan, lasikuitu ohjautuu kauas lasivirran tasosta reunakerrosten suuntaan, missä se jäähtyy nopeasti.

Kaikissa kuvioissa esitetyissä keksinnön sovellutusmuodoissa, lukuunottamatta kuviota 3> kauimpana lasin syöttötasosta olevat reunakerrokset ovat kylmemmät kuin tämän tason lähellä olevat, sillä päävirta ja vetämisvirta johtavat tietyn määrän paljon kylmempää ympäröivää ilmaa, mikä on esitetty kuviossa 3A kaarevilla viivoilla 12B.

Koska kuviossa 3 esitetyssä sovellutusmuodossa ei ole ympäröivää kylmää ilmaa, haluttu kuidun nopea jäähdyttäminen suoritetaan muilla keinoin. Niinpä esimerkiksi pääkaasuvirran lämpötila saattaa olla matalampi tai toisen suihkun, eli kantajavirran, lämpötila saattaa olla korkeampi, jolloin seurauksena on, että haluttu lasin lämpötila säilyy vyöhykkeessä III kuumemman toisen suihkun ansiosta, kun taas kuidun nopea jäähtyminen vyöhykkeen III toisella puolella tapahtuu kylmemmän pääkaasuvirran avulla.

Tässä yhteydessä on korostettava, että kaikissa keksinnön sovel 1 utusninodm’ asa , jotka käsittävät useita peräkkäin virtaus suu.n-taan pitkin pääkaasuvirtaa sovitettuja kuidutuskeskuksia, on varmis- 55 * 5 7 2 4 7 tettnva, että vyöhykkeiden I'll ja TV sijan nti, olipa kysymyksessä mikä tahansa kuidutuskoskus, sovitetaan edellä esitettyjen ohjeiden mukaan, jotta niiden lämpötilat olisivat toisaalta riittävän korkeat., jotta kuidutus pääsee tapahtumaan vyöhykkeessä III, ja toisaalta riittävän matalat, jotta saadaan aikaan haluttu jäähtyminen kuidun kuikin: sa vyöhykkeeseen IV. Tämä saadaan aikaan kuvioiden ja mukaisissa sovellutusesimerkeissä siten, että kukin alavirran kuidutuskeskus suorittaa vetämisen sellaisen matkan päässä syöttötasosta, joka on pienempi kuin vastaava matka välittömästi viereiseen ylävirran puolella olevaan kuidutuskeskukseen. Koska pääkaasuvirran virtaus on kuumempi syöttötason lähellä, edellä selitetyn sijoituksen avulla saadaan samanaikaisesti aikaan kuitujen haluttu nopea jäähdyttäminen ja pääkaasuvirran sopivan lämpötilan säilyttäminen eri kuidutuskes- - kusten tasolla virtauksen alasuuntaan mentäessä.

Toinen keino tämän tuloksen saavuttamiseksi on esitetty kuviossa 5» jossa toisaalta ensimmäisen rivin toisen suihkun ja pää-virran kineettisten energioiden välinen suhde tilavuusyksikköä kohti ja päävirran laajuus ovat sellaiset, että kaasuseoksen virtauksen ja kuidun lopulliset suunnat muodostavat nollasta poikkeavan kulman seinämän kanssa ja toisaalta seuraavien peräkkäisten rivien toisten suihkujen kineettiset energiat tilavuusyksikköä kohti pienenevät vähitellen niin, että peräkkäisten toisten suihkujen ja päävirran tilavuus-yksikköä kohti mitatut kineettiset energiat pysyvät vakioina. Tästä seuraa, että kaasuseoksen ja peräkkäisten seuraavien rivien kuitujen virtauksen lopulliset poikkeamat ovat käytännöllisesti katsoen samansuuntaiset kuin ensimmäisen rivin poikkeamat. Kun sekavirtaus eroaa * aika nopeasti päävirran sisästä, tämän virran kerros, jonka paksuus pysyy olennaisesti vakiona ja jonka lämpötila on korkea ja tasainen, pysyttelee seinämää vasten useiden peräkkäisten kuidutusrivien kohdalla. Tämä järjestely pitää siis kohdan, josta siirrytään vyöhykkeestä III (kerros,jonka lämpötila on korkea ja tasainen) vyöhykkeeseen IV (johdetun ilman jäähdyttämä vyöhyke) olennaisesti vakiomatkan päässä seinämästä kaikkien peräkkäisten rivien osalta, jolloin saadaan olennaisesti samanlaiset jäähdytysolosuhteet kaikille mainituille riveille.

Tämän järjestelyn ansiosta voidaan peräkkäisten kuidutus-keskusten lukumäärää tuntuvasti lisätä.

Syöttötason ja vyöhykkeen III alun, jossa vetäminen tapahtuu, välinen matka vastaa lasitangon pituutta, kuten mainittiin vyöhykkeisiin I ja II liittyvässä selityksen osassa. Lasikartion pituus iG 57247 riippuu haraavista tekijöj stä: yksikkösyttlöslii, kartion ί 1.ίο:·.,ί n läpimitasta, i a s in viskositeetista (siis kartion J ämpöt :i last,a), takai s:i nvi i — tausvirtojen energiasta ja toisen suihkun kineettisen morsian tila-vuusyksikköä kohti suhteesta päävirran vastaavaan kineettiseen energiaan. Yleensä mitä suurempi on toisen suihkun tunkeutumassyvyys (P kuviossa 2H), sitä suurempi voi maksimiyksikkötuotos olla, sillä hyväksyttävissä olevan kartion pituus on suoraan verrannollinen tunkeutumiseen. Koska pyritään mahdollisimman suuriin yksikkötuotoksiin, on pyrittävä mahdollisimman suureen toisen suihkun tunkeutumissyvyy-teen. Polttoaineen kulutuksen kannalta on edullista käyttää mahdollisimman suurta osaa päävirran paksuudesta T (kuvio 2H). Samoin on suositeltavaa poistaa juuri vedetty kuitu nopeasti kuumasta osasta vetämiseen käytetyn sekavirtauksen suhteelliseen kylmään osaan.

Edellä esitetyn mukaisesti, on tärkeää, että useimmissa tapauksissa suihku ei kulje päävirran lävitse. Tämä edellyttää siis jonkinlaista suihkun tunkeutumisrajaa ottaen huomioon päävirran paksuuden. Tästä seuraa myös tietty raja lasikartion pituuden suhteen määrätyssä virtausasemassa.

Vaikkakin tässä on yritetty mahdollisimman hyvin analysoida ja selittää keksinnön mukaisen kuidutusmenetolmän eri vaiheita, on selvää, että näiden selitysten pätevyys ei millään tavoin vaikuta saatuihin tuloksiin ja että näiden teorioiden esittämisen ainoana tarkoituksena on ollut vain auttaa lukijaa paremmin arvioimaan keksinnön arvoa.

Voidaan katsoa, että edellä esitettyä analyysiä ja selityksiä vahvistavat tieteelliset tutkimukset, jotka koskevat vuorovaikutuksessa olevien kaasusuihkujen dynamiikkaa suihkukoneiden yhteydessä, ja etenkin tutkimukset, jotka koskevat poikittaisten ilmavirtojen vaikutusta lennossa oleviin lentokoneisiin (Λ) ja vaakasuoraan nouseviin koneisiin (B) (C) ja (D), vaikkakaan nämä tutkimukset eivät koske keksinnön alaa ja eivätkä määrittele kaasujen dynamiikan ja vedettävän aineen kuiduiksi muuttamiseen liittyvien ongelmien välistä suhdetta. Suluissa olevat kirjaimet viittaavat seuraaviin artikkeleihin.

Tieteellisten artikkeleiden luettelo: (A) D. Kucheman & J. Weber - "Aerodynamics of propulsion", luku 1C sivut 235-2*17, kustantaja McGraw-Hill 1953.

(B) Raymond D. Vogler - "Surface Pressure Distributions induced on a flat plate by a cold air jet issuing perpendicularly from the plate and normal to low-speed free-stream flow" - National Aeronautics 37 57247 & Space Admin.iotration, tcknilJ inon t iedote D 16?9> maalickuu 196'·.

(C) II. V.'erle et al, Office National d’Etude;; et de Recherche:a Aerospatiales, Dokumentti n:o 64/1859 A ja 70/1859 A, kesäkuu 196'5 ja tammikuu 1966.

(D) R.J. Margason et al - "The path of a jet directed at large angles to a subsonic free stream” - National Aeronautics and Space Administration, tekni llinen tiedot? D h91^ marraskuu 1968.

Saadut tulokset ja olosuhteet, joissa ne voidaan saada aikaan, ovat ainoat, joilla on merkitystä. Niinpä seuraavansa kiinnitetään huomiota keksinnön mukaisiin erityisiin toimintaolosuhteisiin, keksinnön mukaisesti rakennettuihin laitteisiin ja niiden soveltamisen ja käyttämisen avulla saatuihin tuloksiin.

Kuviosta 3A nähdään sovellutusesimerkki, joka käsittää joukon kuidutuskeskuksia, jotlca on suunniteltu keksinnön kohteen soveltamiseen teollisessa mittakaavassa. Tässä sovellutusesimerkissä sulalla varustetulla nuolella 1.2A merkitty pääkaasuvirta on esitetty lähte-väksi reunat 24 käsittävästä aukosta, joka voi kuulua sisäiseen polt-tokammioon, joka on kuvattu ranskalaisessa patentissa 90 660 (lisä-patentti patenttiin 1 292 222).

Päävirta suunnataan pitkin seinämää 28. Tässä seinämässä on joukko toisen suihkun tuloaukkoja 32A, 32B, 32C, jotka sijaitsevat välimatkan päässä toisistaan ylävirrasta alavirtaan päin, sekä vastaava määrä aukkoja vedettävän aineen syöttämiseksi: 33Λ, 33B ja 33C.

Vaikka kuviosta 3A ei käykään ilmi, voidaan lasin syöttöauk-kojen ja toisten suihkujen tuloaukkojen lukumäärää lisätä pääv.irran suuntaan nähden poikittaiseen suuntaan sekä ylävirrasta alavirtaan päin. Tästä syystä viitenumerot 32Λ, 32B ja 32C voivat merkitä toisten suihkujen tuloaukkojen poikittaisia rivejä eikä yksinomaan yhtä ainoata aukkoa. Jokainen toisen suihkun tuloaukko ja siihen liittyvä vedettävän aineen syöttöaukko muodostavat itsenäisen kuidutuskeskuk-sen. Niinpä aukosta 32Λ tuleva toinen suihku reagoi päävirvan välittömästi viereisen osan kanssa muodostaen paikallisen vuorovaikutus-vyöhykkeen, johon aukosta. 33A tuleva vedettävä aine johdetaan kuvio-sarjan 2 yhteydessä selitetyllä tavalla.

On todettu, että on noudatettava määrättyjä yleissääntöjä kulutuskeskusten välimatkan järjestämisessä, jotta saataisiin oikea vetämistapahtuma useista kuviossa 3A esitetyistä kuidutuskoskuksista. Eräs tärkeä huomio koskee akselien välisen matkan pienentämisiä minimiin, toisin sanoen toisen suihkun tuloaukon ja vastaavan vedettävän 58 57247 aineen syöttöaukon välisen matkan pieneni’imis tä minimiin y.! ävi vvnr· la alavirtaan päin mentäessä. On havaittu, että parhaat tulokset saadaan, kun tämä akselien välimatka ei ylitä 1-2 kertaa toisen suihkun tuloaukon läpimittaa.

Myös muita yleissääntöjä ori noudatettava kuidutuskeskusten akselienvälisen matkan suhteen. On otettava huomioon kaksi eri ak-selienvälistä matkaa, ensimmäinen niistä on "akselicnvälinen lateraalinen matka”, toisin sanoen päävi.rtaon kohtisuorassa sijaitsevien kuidutuskeskusten välimatka, ja toineh "akselienvälinen peräkkäinen matka”, toisin sanoen matka, joka on kuidutuskeskusten välissä ylävirrasta alavirtaan päin. Kuidutuskeskusten akselien lateraalinen minimi välimatka on 2-3 kertaa toisen suihkun tuloaukon läpimitta, kun taas kuidutuskeskusten peräkkäisten akselien rninimivälimatka on 7-10 kertaa toisen suihkun tuloaukon läpimitta, paitsi jos ne sijaitsevat vaihesiirrettyinä toisiinsa nähden tai viistossa, mitä käsitellään jäljempänä.

Kun käytetään useita toisia suihkuja, jotka sijaitsevat välimatkan päässä toisistaan lateraalisesti päävirran suuntaan nähden, päävirran läpimitta Dg, jota on selitetty edellä kuviossa 2H vuorovaikutusilmiön yhteydessä, on hieman pienempi ja saattaa olla esimerkiksi sellainen, että se sisältyy intervalliin, jonka rajat ovat hieman pienempiä kuin Dj (toisen suihkun tuloaukon läpimitta mitattuna kohtisuoraan päävirtaan nähden) ja noin 2 kertaa DT< Tämä johtuu siitä, että päävirran virtauksella on pienempi mahdollisuus laajeta suihkun ympärille, kun mainitun ensimmäisen suihkun molemmin puolin on muita suihkuja. Toisin sanoen päävirran virtaus pyrkii puristumaan, murskautumaan tai rajoittumaan, kun se kulkee useammassa vuorovaiku-tusvyöhykkeessä sovellutusesimerkissä, joka käsittää useita toisia sinkkuja. Päävirran tällainen käyttäminen tuntuu olevan edeltä arvioitua tehokkaampaa.

Kuten edellä on selitetty kuvioissa 2 ja 2B esitetyn vyöhykkeen D yhteydessä, pääkaasuvirran virtaus on olennaisesti, mutta ei täysin tasoittunut lyhyellä matkalla kuidutuskeskuksen alapuolella.

On havaittu, että välimatka alavirtaan päin mitattuna pitkin kuvioissa 2 ja 2B esitettyä ensimmäistä asteikkoa, tasolla, jolla pääkaasu-virta on riitävän tasaantunut voidakseen osallistua toisen kuidutuskeskuksen muodostamiseen, on noin 7-10 toisen suihkun tuloaukon läpimittaa.

Tästä on seurauksena, että kuvion 3Λ mukaisessa sovellutus-muodossa peräkkäisten akselien välisen matkan on oltava, kuten edellä 39 57247 mainittiin, ai nakin 7-10 toi sen suihkun t.uloaukon Ίäpimltla .. ·f j .1 r*]«·*· kuten vyöhykkeen V selityksen yhteydessä mainittiin, kuvion 3Λ mukaisissa sovellutuomuodoissa pääkaasuvirta on kuumempi lähtötason lähellä ja sen vuoksi on edullista järjestää kaikkien peräkkäisten hui-dutuskeskusten siirtymiskohdat vyöhykkeestä III vyöhykkeeseen TV vähitellen lyhenevien välimatkojen päähän lähtötasosta riittävän kui-dutuslämpötilan aikaansaamiseksi; tämä järjestely on lisäksi, hyödyllinen kuitujen haluttujen jäähdytysolosuhtoiden «aikaansaamiseksi.

Lisäksi tämä järjestely auttaa osaltaan estämään peräkkäisten keskusten kuituja sekaantumasta toisiinsa, sillä kartioiden korkeus pienenee vähitellen keskuksesta toiseen alavirran suuntaan mentäessä.

Lasikartion korkeutta voidaan vähentää vaihtelemalla yhtä tai useampaa edellä mainittua osatekijää, esimerkiksi vähentämällä ' yksikkötuotosta tai nostamalla lasikartion lämpötilaa tai pienentä mällä toisen suihkun tunkeutumissyvyyttä.

Koska päävirran virtaus ei koskaan kokonaan tasaannu hajaan-nuttuaan kuidutuskeskuksen vaikutuksesta ja koska jokainen kuidutua-keskus aiheuttaa pakostakin päävirran kineettisen energian tietyn häviön, on havaittu edulliseksi käyttää kuvion 3A mukaisessa laitteessa peräkkäisiä kuidutuskeskuksia varten toisia suihkuja, joiden tun-keutumissyvyys jatkuvasti pienenee, esimerkiksi käyttämällä toisia suihkuja, joiden kineettiset energiat vähitellen pienenevät, tai vähitellen pieneneviä aukkojen läpimittoja. Tämä voidaan toteuttaa säilyttämällä silti haluttu suhde toisen suihkun ja päävirran kineettisten energioiden välillä tilavuusyksikköä kohti, päävirran nopeuden pienentyessä vähitellen sitä mukaa kun loitonnutaan mainitun virran lähteestä.

Kuvion 3A mukaisessa sovellutusesimerkissä halutut tunkeutu-missyvyydet on saatu aikaan pienentämällä peräkkäin niiden ku.idutus-keskusten, jotka ovat kauimpana pääkaasuvirran lähteestä, toisten suihkujen nopeutta.

Toisessa samantapaisessa sovellutus;simerkisnä halutut tunkeu-tumissyvyydet on saatu aikaan pienentämällä vähitellen toisten suihkujen tuloaukkojen läpimittaa.

Toisten suihkujen tunkeutumissyvyyden vähittäinen pienentäminen pyrkii kuitenkin aiheuttamaan karkeampien kuitujen muodostumista, mikä on halutun tuloksen vastaista. Niinpä kun toimitaan kuvion 3Λ mukaisella laitteella, voidaan kuidutuskeskuksista tulevien kuitujen läpimitta saada olennaisesti tasaiseksi pienentämällä vähitellen ke'skusten yksittäistuotosta alavirran suuntaan mentäessä. Tämä voi- 10 57247 daan toteuttaa eri tavoin, esimerkiksi p:i onentumii.:! I ä laain syöttöni.*}·:.·· koj en läpimittaa tai alentamalla säiliön seinämän lämpötilaa tämän aukon läheisyydessä.

Koska päävirran kineettinen energia vähenee portaittain kui-dutuskeskuksesta toiseen, niiden kuidutuskeskusten kokonais lukumäärää. joita yksi päävirta voi palvelin., rajoittaa mainittujen keskusten virtaan kohdistamien vastusten summa.

Toinen keino kuidutuskeokusten lukumäärän lisäämiseksi on esitetty kuviossa 3. Tämä kuvio esittää’ keksinnön sovellutusesimerkkiä, joka käsitttiä sulilla varustetulla nuolella 12Λ merkityn pääsuihkun tai pääkaasuvirran, joka on esitetty lähteväksi reunat 2h käsittävän aukon kautta, joka saattaa kuulua sisäiseen polttokammioon. Tässä yhteydessä voidaan mainita, että tässä keksinnössä käytetty päävirta voi olla esimerkiksi, sellainen, joka on esitetty jo mainitussa ranskalaisessa li säpatenti.ssa 90 660.

Kuviossa 3 esitetty sovellutusesimerkki eroaa kuvion 3Λ mukaisesta siinä, että siinä on toinen seinämä 26, joka on rakenteeltaan samanlainen kuin seinämä 28 ja sijaitsee sitä vastapäätä. Mahdollisuuksien mukaan kuvioissa 3 ja 3Λ on käytetty samoista osista samoja viitenumerolta.

Päävirta seuraa reittiä, jonka olennaisesti määräävät kaksi vastakkaista seinämää 26 ja 28, mikä estää sitä leviäinästä. Seinämissä 26 ja 28 on määrätty määrä toisten suihkujen aukkoja 30Λ, 30B, 30C ja vastaavasti 32A, 32B ja 32C, jotka ovat välimatkan päässä toisistaan virtauksen pääsuuntaan ylävirrasta alavirtaan päin, sekä vastaava joukko aukkoja 31Λ, 31B ja 31C ja 33A, 33B ja 33C vedettävän aineen syöttämiseksi. Vaikka kuviossa 3 ei olekaan esitetty sitä, on mahdollista moninkertaistaa suihkujen ja lasin syöttöaukkojen määrää sivusuunnassa tai poikkisuunnassa, samoin kuin ylävirrasta alavirran suuntaan ja tästä syystä viitenumerot 30A, 30B, 30C, 32A, 32B ja 32C voivat merkitä myös toisten suihkujen sivusuuntaisia rivejä, sen sijaan että ne merkitsevät yksittäisiä aukkoja. Jokainen toinen suihku sekä jokainen lasisäie, jotka tulevat kahdesta toisiinsa liittyvästä aukosta, muodostavat itsenäisen kuidutuskeskuksen. Niinpä aukosta 30A tuleva toinen suihku reagoi päävirran sen osan kanssa, joka on sen välittömässä läheisyydessä, jolloin syntyy paikallinen vuorovaikutusvyöhyke, johon aukosta 31A tuleva vedettävä aine johdetaan kuviosarjan 2 selityksen yhteydessä esitetyllä tavalla.

On syytä korostaa, että seinämissä 26 ja 28 olevia toisten suihkujen syöttöaukkoja ja lasin syöttöauklcoja voidaan vaihesiirtää ui 57247 pituussuunnassa (kuten kuviossa 3 on esitetty) sen sijaan, että ne sijaitsisivat vastakkain, jotta voitaisiin käyttää mahdollisimman suuri määrä aukkoja kuidutuskeskusten kuitenkaan olennaisesti sekaantumatta toisiinsa.

Kuten kuviosta 4 nähdään, kuidutusta ja kuitujen jäähdyttämistä voidaan myös helpottaa syöttämällä kukin peräkkäinen toinen suihku sellaisessa kulmassa päävirtaan nähden, joka on pienempi kuin välittömästi kysymyksessä olevan suihkun yläpuolella olevan suihkun syöttökulma. Toisten suihkujen peräkkäiset aukot 36A, 36b ja 36c ovat suunnatut siten, että ne ohjaavat suihkut yhä terävämmissä kulmissa. Siitä huolimatta, että kaikilla toisilla suihkuilla voi olla sama kineettinen energia tilavuusyksikköä kohti, mainittujen suihkujen tunkeutumissyvyys eroaa peräkkäisten kuidutuskeskusten peräkkäisten lasin syöttöaukkojen 37A, 37B ja 37C tasolla. Seurauksena tästä erilaisesta suuntauksesta kukin peräkkäinen vuorovaikutusvyöhyke on lähempänä levyn 10 pintaa.

Kuviossa 5 esitetyssä sovellutusesimerkissä voidaan käyttää suurempaa määrää kuidutuskeskuksia ylävirrasta alavirtaan päin olevassa suunnassa kuitujen muodostuksen ja jäähdytyksen pysyessä kuitenkin tehokkaina. Kuviossa 5 katkoviiva 12C osoittaa suunnilleen tason, jolla sijaitsee kunkin kuidutuskeskuksen vyöhykkeen II loppupää pitkin pääkaasuvirtaa 12A.

Kuten kuvion 5 viivat 12D osoittavat, päävirran virtaus poikkeaa hieman sen ollessa vuorovaikutuksessa suihkujen kanssa tässä esitetyssä sovellutusesimerkissä. Toisin sanoen poikkeama alavirran suuntaan tapahtuu, kuten muiden sovellutusesimerkkien yhteydessä on edellä esitetty, osittain toisten suihkujen poikkeamana ja osittain päävirran poikkeamana. Tärkeä seikka, jota ei sovi unohtaa, on toisten suihkujen syvä tunkeutuminen päävirtaan.

Kuten edellä on mainittu, jokainen kuvioissa 3, 3A, 4 ja 5 esitetty aukko voi merkitä myös yhtä sivuttaisen rivin aukkoa. Tällaisia moniaukkoisia rivejä on esitetty kuviosarjoissa 13 ja 14 ja ne selitetään yksityiskohtaisemmin seuraavassa. Näissä viimeksi mainituissa sovellutusesimerkeissä on esitetty, että peräkkäisten rivien aukot voivat olla vaihesiirrettyinä ylävirrasta alavirtaan näin mentäessä, jolloin kuidutuskeskusten tiheyttä voidaan lisätä tarvitsematta pelätä, että ylempänä oleva kuidutuskeskus olisi vähentänyt päävirran nopeuden sellaiseksi, ettei kuidutuskeskusta enää pääsisi muodostumaan seuraavan toisen suihkun kohdalle. Vaikka kuidutuskeskusten peräkkäisten akselien välinen minimivälimatka olisikin yleensä, kuten edellä >i2 57247 on mainittu, 7-10 toisen suihkun tuloaukon läpimittaa, kun Uuidutus-keskukset sijaitsevat rivissä, tätä välimatkaa voidaan pienentää sellaisissa sovituksissa, joissa aukkojen peräkkäiset rivit ovat vaihe-siirretyt. Niinpä kun nämä rivit ovat vaihesiirretyt, kahden peräkkäisen rivin välimatka on noin <4-5 toisen suihkun aukon läpimittaa.

Edellä kuvatun vaihesiirron lisäksi on kuviossa 5 esitetyn sovellutusmuodon kuidutuskeskusten vaihesiirto molemmin puolin pää-. virtaa suotavaa. Tällöin levyjen 26 ja ?8 kulutuskeskukset eivät ole suoraan vastakkain, vaan vaihesiirretyt päävirran virtaussuun-'taan mahdollisen haittaavan sekaantumisen välttämiseksi.

Kuvioissa 6 ja 7 on esitetty toinen laite kuitujen valmistamiseksi keksinnön mukaisella menetelmällä. Tässä sovellutusesimerkissä vedettävä aine <40 johdetaan levyn <12 pinnan tasolle pieninä lasi-hiukkasina. Nämä hiukkaset sulavat levyn <12 synnyttämän lämmön vaikutuksesta; tätä levyä kuumennetaan Joule-systeemillä ei-esitettyjen tavanomaisten sähkölaitteiden avulla. Näin sulanut lasi siirtyy polt-timen aukosta <l<» tulevan pääkaasuvirran vaikutuksesta johdosta <18 aukon <46 l|pi tulevan suihkun 1<1C alavirtaan päin, missä lasi kasaantuu kartioksi <40A.

Sula lasi imeytyy välittömästi toisen suihkun alavirran puolella olevasta asemasta päävirran ja toisen suihkun vuorovaikutusvyö-hykkeen sisään. Sitten se vedetään kuviosarjan 2 yhteydessä esitetyllä tavalla.

Levyssä <42 on leikkaus <12B kuidutuskohdan alapuolella, mikä on hyödyllinen keino vedettävän aineen liimautumisen tai tarttumisen estämiseksi levyyn kuituun kohdistuvan voimakkaan piiskauksen vaikutuksesta.

Kuviossa 8 on esitetty eräs toinen keksinnön sovellutusesimerkki, jossa toinen suihku johdetaan johtoa 50 pitkin aukkoon 52, josta se tunkeutuu polttimesta 5<! tulevaan pääsuihkuun 12A. Aukosta 52 tuleva toinen suihku 1<4 katkaisee osittain pääsuihkun ja joutuu kokonaan sen ympäröimäksi, jolloin muodostuu edellä selitetty vuoro-vaikut us vyöhyke.

Vedettävä aine 56 tulee säiliön 58 aukosta kartiona 16 pääsuihkun ja toisen suihkun muodostamaan vuorovaikutusvyöhykkeeseen.

Kuviot 9A, 9B ja 9C esittävät erästä toisenlaista sovellutusesimerkkiä laitteesta kuitujen valmistamiseksi keksinnön mukaisella menetelmällä. Tämä laite käsittää sulatusuunin 60, jota kuumennetaan vastuksilla ja joka vaihtoehtoisesti vod olla suutin, jota syötetään tavanomaisen lasiyhdisteiden sulatusuunin etuosasta.

43 57247

Vedettävän aineen säie 62 virtaä sulatusuunista 60 kulkien suojaelimen 63 kautta kuitujenmuodostusasemaa kohti, jota kuviossa 9A on merkitty kokonaisuudessaan viitenumerolla 64. Kuten kuvion 9B leikkauskuva osoittaa, vedettävän aineen säie 62 johdetaan sulatin-suuttimeen 66 suppilon 67 avulla. Lasivaraston sisältävä sulatin 66 on kiinnitetty runkoon 65 puristinkappaleella 68, joka puolestaan on kiinnitetty runkoon 65 puristinruuveilla 70. Sulatin 66 on eristetty rungosta 65 asbestiverhouksella 72. Vaikka tässä onkin käytetty asbestia sen erinomaisten eristysominaisuuksien vuoksi, se voidaan korvata myös muilla aineilla, tulenkestävät aineet mukaanluettuina.

Sulattimen 66 alustan ja rungon 65 alaosan välillä on useita kapeita johtoja, jotka päättyvät aukkoihin 74, joiden jokaisen sisä-läpimitta on noin 22 mm. Näitä johtoja käytetään johtamaan vedettävä aine välittömästi aukoista 76 tulevien yhtä monen toisen suihkun alapuolelle, josta mainittu aine voidaan ohjata päävirran ja toisen suihkun vuorovaikutusvyöhykkeeseen kuviosarjan 2 yhteydessä esitetyllä tavalla.

Toisten suihkujen aukkoihin 76 syötetään kuumaa paineilmaa tai palamistuotteitä kammion 78 välityksellä, jota puolestaan syötetään putken 80 kautta kuviossa 9A esitetyn suihkugeneraattorin 82 avulla.

Havaitaan varsinkin kuviota 9C tarkasteltaessa, että sulatti-messa 66 on yhdeksän aukkoa 74, joista lasi virtaa, ja että nämä ovat sovitetut yhtä monen kantajasuihkuja lähettävän aukon 76 välittömään läheisyyteen. Kuten jo mainittiin vyöhykkeeseen I liittyvässä selityksen osassa, pieni virhesiirtymä lasinsyöttöaukon sijainnissa toisen suihkun tuloon liittyvään aukkoon rähden ei vaikuta olennaisesti kuidutukseen, koska lasi paikallistuu välittömästi suihkun alavirran puolella olevaan alipainealueeseen. Tällainen sijainnin siirtymä on kuitenkin haitta useita rivissä olevia aukkoja käsittävissä sovellutusesimerkeissä, joissa pyritään hyvin täsmällisiin kuidutuskeskusten välisiin lateraalisiin välimatkoihin, koska pienet akselienväliset erot kahden vierekkäisen kantajasuihkun aukon ja lasin syöttöaukon välillä saattavat tällöin sekaannuttaa suihkut toisiinsa peräkkäisten kuidutuskeskusten kohdalla.

Kun sijainnin siirtymä on liian suuri, voi seurauksena olla, että vedettävä aine ei pääse asettumaan kantajasuihkun taakse kysymyksessä olevan kuidutuskeskuksen kohdalle. Tällöin vedettävä aine saattaa virrata aukostaan kuviossa IA esitetyllä tavalla.

Sijainnin siirtymät voivat aiheutua sulattimen 66 ja kammion 78 epätäydellisestä kokoamis- tai työstötekniikasta, mutta ne voi- J4 ;.ι S7247 dciari aiheuttaa myös lämpö ti] aero,κ·η avulla.

Lämpötilaerot voivat vaikut,taa eri tavoin -sijainnin >n* iri.ymäi'.·, Jos kysymyksessä on kuvioiden 9Λ, 9B ja 9C mukainen laite, on usein suotavaa käyttää lasinsulat;,imussa G6 ja suihkukammiossa 78 olennaisesti samaa nimellistä toimintalämpötilaa. Tämä vaatisi siiUojn tiettyjä välimatkoja ευ la tt imen aukkojen ja kammion aukkojen vä! iin riippuen aineista, joista sulatin ja kammio ovat tehdyt, jotta edellä esitetyissä toimintaolosuhteissa sulatti.men aukot ja kammion au kot olisivat täsmällisissä riveissä toisiinsa nähden. Mutta kun samaa laitetta käytetään toisenlaisissa olosuhteissa, lämpö]aajontuminen saattaa silloin olla niin erilaista että se aiheuttaa siirtymää.

Lisäksi laitteessa, joka on rakennettu toimimaan niin, että sulatti-men ja kammion lämpötilat ovat hyvin lähellä, toisiaan, mutta jota käytetään siten, että sulattimen ja kammion lämpötilat ovat olennaisesti erilaiset, saattaa myös lämpölaajentumisen erojen vuoksi tapahtua sijainnin siirtymää.

Lämpötilan epätasainen jakautuminen pitkin sulattimen ja/tai kammion aukkorivejä saattaa myös aiheuttaa sijainnin siirtymiä.

Eräs keino toisten suihkujen «lukkojen ja 1 nsinsyöttöaukkojen sijainnin siirtymien seurauksien välttämiseksi on esitetty kuvioissa 12 ja 12A, joissa lasinsyöttöaukkojen rivi on korvattu jatkuvalla raolla, joka on sovitettu välittömästi toisen suihkun tuloaukkojen alavirran puolelle. Tämän raon pituusakseli yhtyy oletettuun lasinsyöttöaukkojen rivin poikittaiseen keskiviivaan, jos tällaista riviä olisi käytetty.

On havaittu, että tällaisessa sovellutusesimerkissä, päinvastoin kuin olisi odotettavissa, lasi ei virtaakaan raosta roinan tai levyn muotoisena. Sen sijaan lasi jakaantuu sarjaan kartioita, joista jokainen asettuu tarkalleen kunkin toisen suihkun alavirran puolelle. Näiden kartioiden kannat ovat yhdistyneinä toisiinsa kuviossa 12A esitetyllä jatkuvalla lasipinnalla, joka on hieman kaareva kartioihin nähden vastakkaiseen suuntaan.

Tämä yllättävä ilmiö johtuu pääasiallisesti paineiden jakaantumisesta pitkin suoraa, joka on kohtisuorassa päävirtaan nähden ja sijaitsee välittömästi toisten suihkujen rivin alavirran puolella. Pitkin tätä viivaa syntyy voimakkaasti alipainoisia vyöhykkeitä kunkin toisen suihkun alavirran puolelle ja näiden alipainevyöhykkeiden välissä vaikuttaa toisten suihkujen välissä virtaavan pääkaasuvirran dynaaminen paine. Edellä esitetty paineiden jakaantuminen pakottaa lasin virtaamaan alipaine.vyöhykkeitä kohti. Lasin pintajännitys 1,5 57247 vahvistuu ja tasoittaa edellä kuvut.un vaikut')liuon ja edistää sitoii tätä yllättävää ilmiötä.

Näin rako siis aikaansaa automaattisesti lasin syöttökohtien kohdistamisen toisiin suihkuihin.

Kuvioiden 9Λ, 913 ja 90 mukaisessa sovellutusesimerkissä suut!;, saattaa olla terästä, mutta ruostumattomista erikoisteräksistä, joiden korkeiden lämpötilojen kestävyys on parhaita, vaJmiotetut sulatti-met pystyvät kestämään lJ.OO°C:n lämpötilaa. Yli n. 1100°C:n .lämpötilaan nousevissa lämpötiloissa sulattimen pinnat ovat vaarassa muuttaa muotoaan pilaten siten lasinsyöttöaukkojon ja toisten suihkujen tuloauklcojen kriittisen sijainnin. Tästä olisi seurauksena yläraja lämpötilalle, .jossa vedettävä aine voidaan johtaa kuxdutusvyöhykkee-seen.

' Kun kuituja valmistetaan lasista keksinnön mukaisesti,parhaat toimintaolosuhteet, erityisesti suurimmat' yksi.kkötuotokset ja parhaim· manlaatuiset kuidut saadaan, kun uunissa olevan lasin lämpötila ja siis myös uunin itsensä lämpötila on suurempi kuin edellä mainittu 1100°C:n raja-arvo.

Kaksi tekijää, aineen lämpötila ja sen koostumus, vaikuttavat vedettävän aineen virtaukseen aukkojen läpi sekä sen vetämiseen ja määrättyihin kuitujen ominaisuuksiin.

Aukosta tulevan lasin määrä nimittäin kasvaa sen viskositeetir pienentyessä; viskositeetti taas vähenee, kun lämpötila kasvaa ja tietyn lämpötilan ollessa kysymyksessä se taas riippuu lasin koostumuksesta.

Tästä syystä joitakin laseja nimitetään pehmeiksi, koska niiden viskositeetti on pieni, ja toisia taas koviksi, sillä niiden viskositeetti on samassa lämpötilassa paljon suurempi kuin ensiksi mainittujen lasien. Yleensä kovat lasit ovat huokeampia kuin pehmeät lasit.

On syytä myös huomauttaa vedettävän aineen lämpötilan vaikutuksesta devitrifikaatioon,toisin sanoen kiteiden spontaaniin ilmestymiseen sulavaan lasimassaan, näiden kiteiden kasvunopeuden riippuessa lasin lämpötilasta ja sen koostumuksesta. On olemassa lämpötilanraja, jonka yläpuolella kaikki kiteet sulavat ja jota nimitetään devitri-fikaation ylälämpötilaksi eli "likvidukseksi". Kun devitrifikaatio-kiteitä on aika paljon, no pyrkivät tukkimaan reiät, joista lasi virtaa. Tämän vuoksi on tärkeätä työskennellä korkeammassa lämpötilassa kuin tämä devitrifikaation ylälämpötila el i "likvidus", toisin sanoen työskennellä korkeissa lämpötiloissa.

>.6 57247

Kolmas merkille pantava seikka on kuitujen kestävyys korkeissa lämpötiloissa. Tämä kestävyys riippuu olennaisesti .lasin koostumuksesta .

Yleisesti voidaan sanoa, että kuitujen korkeiden lämpötilojen kestävyys, viskositeetti ja "likvidi)s" vaihtclevat samassa suhteessa kuin lasin koostumusta muutollaan ja. että ne kasvavat pehmeästä laseista koviin laseihin.

Vedettävän aineen lämpötila on muuten eräs tekijöitä, josta suihkujen kalorien nimelliskulutus riippuu, kulutus, joka voidaan mi-'tata kilokaloreina kuiduiksi muutettua lasikiloa kohti ja joka on myös riippuvainen lasin koostumuksesta ja lämpötilasta, jossa se viedään vetämisvyöbykkeeseen.

Niinpä määrätyn vetämisenergian ollessa kysymyksessä,mitä pienempi on lasin viskositeetti vetämisvyöhykkeessä, toisin sanoen mitä korkeampi sen lämpötila on, sitä tehokkaampaa on lasin vetäminen.

Lasi saatetaan korkeaan lämpötilaan osittain sulatusuunissa ja osittain vetämisvyöhykkeessä vyöhykkeiden T, II ja TII vetämis-virtojen korkeiden lämpötilojen avulla. Niinpä suihkujen kalorikulu-tuksen minimoimiseksi on suotavaa, että lasi on hyvin korkeassa lämpötilassa aukoista tullessaan.

Yhteenvetona voidaan mainita, että jos halutaan käyttää kovia laseja, saada suuret yksikkötuotokset, välttää lasin syöttö-aukkojen tukkeutuminen ja minimoida suihkujen kalorinkulutus, on erittäin edullista pitää vedettävä aine sulatusuunissa lämpötilassa, joka on korkeampi kuin teräsuunin käyttölämpötilan raja, kuten edellä on esitetty kuvioiden 9A, 9B ja 90 mukaisten sovellutusesimerkkien yhteydessä.

Tästä syystä on suositeltavaa käyttää aineita, jotka kestävät korkeita lämpötiloja, kuten platinalcjeerinkojä tai tulenkestäviä oksideja, suihkukammioiden ja lasin sisältävän uunin valmistamiseen.

Seuraavassa esitetään esimerkki las.iyhdisteestä, jota voidaan käyttää kuitujen valmistamiseen keksinnön mukaisella menetelmällä.

Si02 46,00 % ai2o3 9,00 %

Pe203 1,20 %

FeO 0,40 %

CaO 32,00 %

MgO 3,50 % K20 2,90 %

Na20 5,00 % IT 57247

Yleensä niitä korkeampi lasin lämpötila on, sitä p:i oix injn * . * on sen viskositeetti ja sitä pienempi voi lasin syöttö an kko olla.

Käytännössä uunin valmistusaineen korkeiden lämpötilojen sietoraja edellyttää laoin lämpötilalle ylärajaa. Tästä taas seuraa, että tämä lasin lämpötila, joka on verrattavissa uunin raj aiämpöfc ila an, määrää a ukko j en vähiinmäifsläpiniitan, josta lasi pääsee kulkemaan.

On havaittu, että hyvät vetämisoJoouhtoel saadaan aukoilla, joiden läpimitat ovat noin 1-3 millimetriä.

Tämän keksinnön sovellutusesimerkeissä> jotka käsittävät joukon sivusuunnassa välimatkan päähän toisistaan sijoitettuja kuidntuskeskuksia, kuvioiden 9Λ, 9B ja 90 mukaiset sovellutusesimerkit mukaanluettuina, on kohdattu tiettyjä vaikeuksia rivien päissä olevien keskusten toiminnassa. On nimittäin todettu, että rivien päiden aukoista tulevat kuidut pyrkivät liimautumaan tiettyihin ku.idu·· tuslaitteiston kohtiin. Vaikka päässä sijaitsevista aukoi.otti valmistuvien kuitujen laatua voidaankin parantaa säätämällä kantajasuihku-jon ja päävirran nopeutta, nämä säädöt tuovat yleensä mukanaan muista kuidutuskeskuksista,toisin sanoen niistä aukoista, jotka ovat lähempänä keskiviivaa kuin pääaukot, päissä olevat aukot,valmistuvien kuitujen laadun määrättyä huonontumista. Tämän haitan eliminoimiseksi on havaittu edulliseksi käyttää jokaisen rivin päässä yhtä tai useampaa aukkoa, joista tulee ylimääräisiä toisia suihkuja. Tätä ratkaisua on sovellettu kuvion 12 mukaisessa esimerkissä, joka selitetään myöhemmin.

Lisäsuihkujen läsnäolo rivien päissä aikaansaa symmetrisen virtauksen, sillä lisäsuihkujen aukkojen ansiosta jokainen kantaja-suihku, joka on tarkoitettu aina yhtä lasin syöttöaukkoa varten, sijaitsee kahden toimivan toisen suihkun välissä.

Edellä mainituista syistä lasin lämpötila pidetään mieluimmin 1250°C yläpuolella määrättyjen lasiyhdisteiden ollessa kysymyksessä; kuitenkin jos kuvioiden 9Λ, 9B ja 9C yhteydessä esitetyissä keksinnön sovellutusesimerkeissä käytetään ruostumatonta terästä olevaa uunia ja kammiota, ruostumattoman teräksen vaatima lasin lämpötilan raja-arvo on 1100°C. Lasisäic 62 virtaa sulatusuunista 60 noin 1260°C:n lämpötilassa, mutta so menettää matkallaan lämpöä, niin että sen lämpötila on noin 1070°C hetkellä, jolloin se tulee sulatinsuuttimeen 66. Tässä sulatinsuuttirnessa 66 lasin lämpötila pidetään halutussa arvossa lämmityselimen ja sähkömuuntajan avulla, jotka on merkitty viitenumerolla 8¾ kuviossa 9A; sähköenergian syöttö sulatinuuniin 66 tapahtuu tankojen 86 avulla. Sen lisäksi, että „8 57247 muuntajan 8¾ synnyttämä lämpö kuumentaa »ulntinuunxsna 66 olevin: vc ·· dettävän aineen, se pitää myös kehittimestä 82 tulevan kantajakaa-susuihkun lämpötilan tasolla, joka soveltuu parhaiten vetämiseen. Kehittimestä 82 tulevan paineilman lämpötilan on joskus oltava matala. Tässä tapauksessa putkessa 80 oleva kuuma väliaine voidaan laimentaa kylmällä paineilmalla tai vaihtoehtoisesti voidaan käyttää kuvioissa ei-esitettyä suhteellisen yksinkertaista lämmön:.: 1 irto loi totta, kuten esimerkiksi väliaineen kierrätystä lämmönvaihdon aikaansaamiseksi putken 80 kanssa toisen suihkun lämpötilan laskemiseksi halutulle tasolle.

Kuvion 9A poltin 88 on tarkoitettu tuottamaan pääkaasuvirran. Kuten kuviosta havaitaan, poltin 88 on suunnattu sillä tavoin, että siitä tuleva kaasuvirtaus on samansuuntainen kuin elimen 64 sisäpinta ja pyyhkii tätä pintaa. Toltin 88 voi. olla sovitettu siten, että sitä voidaan nostaa tai laskea hieman tai kääntää hieman ylöspäin tai alaspäin, esimerkiksi noin 3° sen aseman ja kulman vaihtelemiseksi, jossa pääkaasuvirta suihkutetaan levyn suuntaan.

On havaittu suositeltavaksi suunnata poltin 88 siten, että siitä tulevat kaasut ovat samansuuntaisia elimen 64 pinnan kanssa ja että ne pyyhkivät sitä, mutta saattaa myös olla edullista kääntää sitä siten, että kaasut suuntautuvat hieman kammion 78, su.latinuunin 66 ja rungon 65 muodostaman kokonaisuuden sisäpintaan päin; nämä osat ovat mieluimmin järjestetyt siten, että niiden pohjat ovat rivissä ja muodostavat tason tai levyn, jota kaasut nuoleskelevat.

Polttimen 88 suuntaaminen rungon 65 sisäpintaan päin mahdollistaa lämpöenergian kontrolloidun siirron, jota tarvitaan uunin 66 ja kammion 78 lämpötilan nostamiseen. Lämmön siirto rungon 65 alapintaan ja siten myös uunin 66 ja kammion 78 alapintaan voidaan myös saada aikaan nostamalla polttimen 88 ylähuulta hieman rungon 65 pohjan tason yläpuolelle, niin että osa. päävirrasta suihkuuntuu suoraan tätä runkoa 65 vasten. Kun lämmönsiirto sulatinuuniin ja kammiot·· suoritetaan tällä viimeksi mainitulla tavalla, on kuitenkin varottava häiritsemästä haitallisesti väliaineen virtauksen virtaviivoja aukkojen 74 ja 76 ympärillä. On havaittu että·saadaan hyviä tuloksia, kun poltinta 88 ei ole nostettu lainkaan tai kun sitä on nostettu, jos sen ylähuuli ei ole enempää kuin 1,5 mm sen kohdan yläpuolella, jossa pääkaasuvirta ei osu suoraan rungon 65 sivuseinämään.

Polttimen 88 poistoaukkojen fysikaaliset mitat ovat erittäin tärkeitä keksinnön toteuttamisen kannalta, koska polttimen huulten on oltava mahdollisimman lähellä toisen suihkun lähtötasoa ja vedet- „9 57247 tävän aineen syc-ltökar.oa ja samanaikai nosti y ’! /11 mu.1 tri ja alnhuuT.cn välimatkan on oltava riittävän Buuri, jotta v e laini ekaa a ui pää.s evät kokonaan ympäröimään vedettävän aineen kartion.

Toinen huomioon otettava seikka koskee lämpöenergian kulutuksen vähentämistä ja siis polttoaineen kulutuksen vähentämistä keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamisessa; eräs edullinen keino tämä?·) tavoitteen saavuttamiseksi on säätää polttimon ίίB huulien välistä rakoa siten, että se saadaan mahdollisimman pieneksi, mutta kuitenkin niin, että vedettävän aineen ympäröiriti kaasuvirralla vielä pääsee tapahtumaan. Lämmön kulutuksessa on vielä otettava huomioon kuidutus-keskuksen ja polttimon huulien välimatka. Lämmön säästön kannalta tulos on sitä parempi, mitä lähempänä huulet ovat kuidutuskeskusta, sillä tällä tavoin vähennetään konvektion, säteilyn ja johtumisen vuoksi tapahtuvia lämpöhäviöitä. Polttimon huulia ei voida kuitenkaan sovittaa suoraan kuidutuskeskusten kohdalle, sillä tästä saattaa aiheutua häiritseviä pyörteilyvirtoja, jotka saattavat häiritä menetelmä sujumista. On havaittu päästävän hyviin tuloksiin, kun tämä välimatka on suhteellisen pieni, esimerkiksi vähemmän kuin noin 25 mm ja mieluimmin vähemmän kuin 10-15 mm.

Kuvion 9Λ johto 90, joka on läpileikkaukseltaan esimerkiksi suorakulmainen, ohjaa saadut kuidut (ei esitettyä) siirtojärjestelmää kohti, joka voi toimia niiden vastaanottajana, niiden järjestelijänä ja niiden siirtäjänä pakkausasemaan tai varastointiasomaan.

On merkille pantavaa, että kuviossa 9C esitetty leikkaustaso 9B sijaitsee sellaisessa asennossa, että kuuman ilman syöttöjohto 80 ei ole näkyvissä kuviossa 9B. Selvyyden vuoksi johto 80 on kuitenkin hahmoteltu katkoviivoin kuviossa 9B.

Kuten kuidutusvyöhykkeiden selityksen yhteydessä on yksityiskohtaisesti esitetty, kuitujen piiskausliikc lyö kuidun joskus laitteiston eri osiin ja erityisesti levyyn, jonka läpi vedettävä aine virtaa, ja nimenomaan siihen osaan tätä levyä, joka sijaitsee kuidu-tuskeskuksen alavirran puolella.

Koska laitteisto, johon kuitu tällä tavoin osuu, on kuuma, se saattaa pyrkiä liimautumaan siihen, jolloin osa kuidusta on vaarassa sulaa ja pudota tuotteeseen kuiduttamattomana osana.

Muutamia sovituksia kuitujen liimautumisvaaran vähentämiseksi ja myös uunin pohjan haitallisen jäähtymisen välttämiseksi on esitetty kuvioissa 10 ja 11, jotka koskevat sovellutusmuotoja, jotka sisältävät myös muita erityisominaisuuksia, kuten seuraavasta tullaan näkemään.

so 57247

Kuviossa ]0 esitetty sovittajina käsittää motal! '1 son a I a 1 o '.',yn 92, johon on sovitettu putki 9^ siten, että ‘lämmönsiirto pääsee tapahtumaan levystä. Tässä putkessa 9¾ kiertää jäähdytysneste 96.

Levy 92 on edullisesti tehty hyvin lämpöä johtavasta metallista, kuten kuparista. Tämän järjestelyn an s i osta, si.l loinkin kun kuitujen piiskausliike saattaa no kosketukseen pinnan 92 kanssa, ne eivät ole vaarassa liimautua ja kasaantua siilien, koska tämä pinta on jäähdytetty. Tällainen järjestely auttaa myös estämään kuituja kasaantumasta laitteen pinnalle. Tässä samassa kuviossa 10 pää vi.rtaa syöttävän polttimon huulet on merkitty viitenumerolla h h ja kantaja-suihkun synnyttävä kammio on merkitty viitenumerolla 78; lasin sisältävä sulatinuuni on merkitty viitenumerolla 66 kuten kuvioissa 9Λ, 9B ja 9C. Kuviossa 10 on kuitenkin sulatimmnia 66 vasten sovitettu asbestilevy 72Λ, joka osaltaan edistää lämpöhäviöiden vähentämistä pitäen näin sulatinuunin ja lasin lämpötilan halutulla tasolla erityisesti lasin syöttöalueella poirtoaukoista. Tällainen eristyslevy «aidaan sovittaa kohtaan, joka on enemmän tai vähemmän suoraan vastapäätä pääkaasuvirtaa, mutta sovituksissa joissa on kaasuvirtaa rajoittava jäähdytetty seinän.Mosa tai pinta, kuten alalevy 92, tämä ] cvy sovitetaan kaasuvirtauksen ja suojalevyn suojaaman sulatusuunin väliin.

Levy 92 jatkuu kuitenkin ylävirtaan päin kohtaan, joka on suhteellisen lähellä lasin syöttöaukkoa, ja lisäksi käytetään suojalevyä 98, joka on kiillettä, syöttöaukosta tulleen lasin liiallisen jäähtymisen estämiseksi. Levy 92 voidaan suunnata siten, että se muodosta pienen kulman, kuten kuviossa on esitetty, kammion 78 pohjaseinämän 79 tasoon nähden, toisin sanoen lähtötasoon nähden. On havaittu, että noin 3-20°:n kulma on sopiva; suotavin on sellainen kulma, jonka suuruus on lähellä mainittujen raja-arvojen alarajaa.

Kuviossa 11 esitetty sovitus on samanlainen kuin edellinen, mutta se käsittää lisäksi alemman ohjainlevyn 100, joka on sovitettu pääkaasuvirran kuidutuskeskusta vastapäätä olevalle puolelle. On suotavaa, että tämä ohjainlevy kaareutuu alaspäin kuidutuskeskusta vastapäätä olevalla alueella. Ohjainlevyssä 100 on edullisesti putkia 9^, joissa kiertää jäähdytysneste 96 kuitujen liimautunut sen estämiseksi siinä tapauksessa, että piiskausliike saattaa ne kosketukseen ohjainlevyn 100 kanssa.

Seinämäooien 92 ja 100 yhteydessä on huomattava, että nämä osat osaltaan auttavat kaasuvirtauksen kääntämisessä, erityisesti kuidutuskeskuksen alavirran puolella, mikä taas puolestaan edistää vetämisen stabiilisuutta, sekä kuitujen liimautumisvaaran vähentämi- 57247 w sessä laitteen pintoihin.

Vedettävän aineen asennossa todetaan aika selvä ero, oi··] tyi-sesti käytettäessä alempaa ohjin n levyä 100. Tässä tapauksessa vedet·* tävän ainekartion kärki nimittäin näyttää etenevän suorempaan kaasuvirran sisään.

Alavirran levy 92 ja alempi olija;]nlevy 100 muodostavat tehokkaat elimet kahden suihkun vuorovaikutuksesta syntyvän virtauksen ohjaamiseksi ja stabiloimiseksi, enemmän tai vähemmän näiden suihkujen nopeudesta riippumatta, jolloin saadäan kuitu, jonka laatu on erittä:!.!· tasaista. Toisin sanoen alavirran levy 92 ja alempi ohjainlevy 100 , vaikuttavat suotuisasti valmistettavien kuitujen laatuun, muodostaen siten elimet, joiden avulla niiden toimintaolosuhteiden alue saadaan laajenemaan, joissa saadaan tyydyttäviä tuloksia. On kuitenkin syytä korostaa, että myös muunlaisilla keksinnön mukaisen laitteiston sovel-lutusmuodoilla saadaan erittäin hyvänlaatuisia kuituja käyttämättä tällaisia levyjä tai tällaisia ohjainlevyjä.

On suositeltavaa käyttää useita kuidutuokeskuksia, jotta laitteiston tuotantokapasiteetti saadaan mahdollisimman suureksi.

Eräs sovitus, jolla saadaan useita kuidutuskeskuksia, käsittiiä yhden tai useampia sarjoja näitä keskuksia välimatkan päähän toisistaan sovitettuina vyöhykkeessä, joka ulottuu poikittaisesta pääkaasuvir-taan nähden.

Toinen keino useiden kuidutuskeskusten järjestämiseksi joko sivusuunnassa tai poikkisuunnassa on esitetty kuviossa 12 ja 12A. Kuviosta 12Λ havaitaan, että kolme oikeanpuoleista suihkua suuntautuvat alaspäin pitkän matkaa, kun taas sen sijaan muut suihkut ovat esitetyt suhteellisen lyhyinä. Tämä johtuu vain siitä, että piirustusta on haluttu yksinkertaistaa ja selventää. Todellisuudessa kaikki suihkut ovat olennaisesti samanlaisia kuin kuviosarjan 2 kuvissa esitetyt.

Kuviossa 12 laite on sovitettu sillä tavoin, että siinä ei käytännöllisesti katsoen ole levyä tai on vain sellainen levy, jonka mitat ovat aika rajoitetut ja jonka vaikutus niin ollen on suhteellisen vähäinen.

Tässä laitteessa on uuni 103, jossa on raonmuotoinen lasin syöttöaukko 104, joka ulottuu kohtisuoraan päävirtaan nähden. Tämän raon yläpuolella on kokooja tai kammio 106, jossa on poikittainen sarja raon 104 lähelle sovitettuja kantajacuihkun aukkoja 106D, kokoojassa on lisäksi yksi tai useampia liitoskappaleita, kuten viitenumerc la 75 merkitty, kaasusuihkujen väliaineen johtamista varten.

52 57247

Kuten edellä mainilt.u n kuvioiden 1.? jn ' 12Λ muka:!si «na sovellutusesimerkeissä aukoista tulevat toiset suihkut synnyttivät ku.iilu-tuskeskuksia kunkin suihkun raon K)t huulien väleistä virtaavaan lasiin kohdistaman paikallisen vaikutuksen ansiosta. Tämän vaikutuksen seurauksena,sen sijaan että raosta tuleva lasi muodostaisi jatkuvan nauhan tai verhon,se paikallistuu vyöhykkeisiin, jotka sijaitsevat välittömästi kunkin kantajakaasusuihkun alavirran puolella muodostaen siten erillisiä lasikartioita, jotka yhteistoiminnassa kantaj asuihku--jen kanssa muodostavat yksittäisiä kuidutuskeskuksia. 'l’ämä ilmiö on selvästi nähtävissä kuviossa 12Δ, mutta se ilmenee myös kuvion 12 mukaisen laitteen toiminnassa.

Kuten kuviosta 12 näkyy, on hyödyllistä, että toisten suihkujen aukkosarjassa 106D on ainakin yksi aukko, joka sijaitsee raon lO'-J molempien päiden ulkopuolella, jotta vältyttäisiin edellä esitetyiltä haitallisilta päävaikutuksilta.

Eräässä erikoissovellutusesimerkissä, jossa käytetään raon-muotoista lasin syöttöaukkoa, tämän raon leveys saattaa edullisesti olla suunnilleen sama kuin esitetyn toisen suihkun aukon läpimitta, toisin sanoen noin .1-3 mm; tämä läpimitta riippuu vedettävän aineen viskositeetista normaaleissa kuidutusolosuhteissa.

Toinen etu, joka saavutetaan käytettäessä rakoa lasin syöttämiseen on se, että vältytään haitallisilta seurauksilta joita syntyy lasin syöttöaukkojen ja toisten suihkujen aukkojen sijainnin siirtymisestä, kuten edellä on esitetty.

Vielä eräs etu, jonka raon käyttö tuo tullessaan, on se, että sen avulla aikaansaadaan lasin syöttömäärän ja sen kustakin tangosta tapahtuvan vetämisen itsesäätely. On todettu, että tämä yksikkösyöttömäärä on verrannollinen raon leveyteen ja toisten suihkujen läpimittaan ehdolla, että tämä leveys mitattuna alavirran suuntaan toisesta suihkusta lähtien ei ylitä taka.isinvirtausvyöhykkeen pituutta. Kuten edellä on jo selitetty, tämä takaisinvirtausvyöhykkeen pituus on verrannollinen toisen suihkun tuloaukon läpimittaan ja toisen suihkun ja päävirran kineettisten energioiden suhteeseen tilavuus-yksikköä kohti. Lisäksi suihkujen nopeuksien on oltava riittävän suuret syötetyn lasimäärän vetämiseksi.

Kun toisten suihkujen poikittaisen rivin ominaisuudet ovat samanlaiset, toisin sanoen, kun aukkojen läpimitat, suihkujen nopeudet ja lämpötilat ovat samat, lasin syöttömäärät ovat samoin tasaiset, jolloin sama määrä lasia vedetään jokaisesta kuidutuskeskuksesta.

Sitä vastoin kun sivuttaisen suihkurivin ominaisuudet ovat 53 57247 erilaiset, erityisestä mitä tulee aukkojen, joista suihkut tulevat, läpimittoihin, yksi kkösyöttömäärät sopeutuvat au loma at t isosti todellisiin olosuhteisiin.

Jotta lasikuituja voitaisiin tuottaa suuressa mittakaavassa, on tärkeätä varmistaa suuren kuidutuskeskusjoukon samanaikainen toiminta. Lisäksi näiden keskusten tiheyden on myös oltava suuri, jotta tuotettujen kuitujen määrän nuhde kulutettuun energiaan saataisiin mahdollisimman suureksi ja jotta inventointeja saa.taisi in vähennetyksi vähentämällä tuotantoyksikköjä.’

Eräs sovellutusesimerkki laitteesta, jolla nämä tavoitteet saavutetaan, on esitetty kuvioissa 13Λ ja 13B. Kuviossa 13Λ pääkaa-suvirran reittiä rajoittavat seinämät, jotka käsittävät levyn 92 ja taivutetun kaarevan ohjainlevyn 100, jonka rakenne saattaa olla samantapainen kuin kuvioiden 10 ja 11 yhteydessä esitetyn ohjainlevyn.

Kuvioiden 13Λ ja 13B mukainen sovellutusesimerkki käsittää sulatusuunin 103, joka on selvästi suurempi kuin joissakin edellä esitetyissä sovellutusesimerkeissä ja jossa on lasin syöttöaukot 104Λ, lOlJB ja 10^C. Syöttökammiot 106Λ, 106B ja 106c ovat sovitetut sulatusuuniin 103 ja jokaisessa näistä kammioista on sarja aukkoja toisten eli kantajasuihkujen lähettämiseksi lasinsyöttöraon lähellä, mutta näiden rakojen yläpuolella. Kuten kuviosta 13B nähdään, kunkin syöttö kammion 106Λ, 106B ja 106C kantajakaasusuihkujen tuloaukot ovat vai-hesiirretyt pääkaasuvirran yläpuolelle ja sen alapuolelle kuidutus-keskusten välisten häiriöiden vähentämiseksi minimiin.

Kuvioiden 13Λ ja 13B mukaisissa sovellutusesimerkeissä on myös järjestetty niin, että jokaisen poikittaisen toisten suihkujen tulo-aukkosarjan kummassakin päässä on ainakin yksi suihkun lähettävä aukko, joka sijaitsee lasin syöttöraon ulkopuolella, jolloin varmistetaan kaikkien aktiivien suihkujen yhtenäinen toiminta.

Kuvioiden 13A ja 13B mukaiselle sovellutusesimerkille on lisäksi blennaista järjestely, joka on edullinen määrättyjä toimen piteitä silmällä pitäen, joilla halutaan saada kaasusuihkun lämpötila hyvin lähelle sulan lasin lämpötilaa: Kaasusuihkujen syöttökammioi- den sovittaminen sulatusuunin sisään edistää toisten suihkujen ja lasin lämpötilojen samankaltaisuutta.

Yleisten toimintaolosuhteiden lisäksi, jotka ovat välttämättömiä tyydyttävän vetämisen aikaansaamiseksi yhdestä kuidutuskeskuk-sesta, on noudatettava erilaisia yleissääntöjä, kun keksinnön mukainen menetelmä toteutetaan käyttämällä useita rivejä, jotka kukin käsittävät useita kuidutuskeskuksia. Tästä syystä ja yllä mainittuja , 57247 5Ί yleissääntöjä laajentamalla.on suotavaa, että vierekkäisten sarjaan, joka ulottuu kohtisuoraan pääkaasuvirran suuntaan nähden, sovitettujen kuidutuskeskusten akselienvälinen matka on ainakin 2-3 toisten suihkun tuloaukon läpimittaa, kun sen sijaan vierekkäisten, pitkin pääkaasuvirran virtauksen pituusakselia sovitettujen kuidutuskeskusten akselienvälisen matkan on oltava ainakin 7-10 toisen suihkun läpimittaa. Niiden kuidutuskeskusten lukumäärä, joihin sama pääkaasuvir-ta pääsee tehokkaasti vaikuttamaan, riippuu tämän virran jäljellä olevasta energiasta kauimpana sijaitsevan kuidutuskeskuksen kohdalla, toisin sanoen sen kuidutuskeskuksen kohdalla, joka sijaitsee kauimpana alavirran puolella päävirran lähteestä katsottuna.

On suotavaa pitää kantajakaasusuihkun ja pääkaasuvirran tila-vuusyksikköä kohti mitattujen kineettisten energioiden suhde sellaisena , että se on jokaiselle kuidutuskeskukselle samanlainen. Pääkaa-suvirralle ja toiselle suihkulle voidaan samalla kertaa käyttää hyvin laajaa nopeusasteikkoa, mutta on välttämätöntä, että toisen suihkun kineettinen energia tilavuusyksikköä kohti on suurempi kuin pääkaasuvirran. 'Toisen suihkun ja päävirran kineettisten energioiden suhde tilavuusyksikköä kohti on luku, joka on hieman suurempi kuin - 0 ja noin 40, edullisimmin suhdeluvun ollessa 4 ja 25 välillä.

Edellä on jo mainittu, että on mahdollista vaihdella joko toisen suihkun nopeutta tai sen suuntauskulmaa päävirtaan nähden pää-suihkun ja toisen suihkun vuorovaikutuksen pysyessä silti sellaisena, kuin sen halutaan olevan. Toisen eli kantajakaasusuihkun suihkutus-kulmaa pääkaasuvirtaan nähden voidaan nimittäin vaihdella hyvin laajoissa rajoissa kohtisuoraan asentoon verrattuna. Niinpä kantaja-kaasusuihku voidaan suunnata pääkaasuvirtaan esimerkiksi ylävirtaan päin viistossa kulmassa joka saattaa olla jopa 45° kohtisuorasta. Kantajasuihkun kulmaa voidaan myös kääntää esimerkiksi pääkaasuvirran alavirtaan päiriaina noin 45°:een saakka samaan kohtisuoraan nähden. Edullisimmin kantajasuihku sovitetaan siten,että se tunkeutuu pääkaasuvirtaan suunnassa, joka on olennaisesti kohtisuora pääkaasuvirran suuntaan nähden, tai hieman pääkaasuvirran alavirtaan päin käännetyssä suunnassa·, viimeksi mainittu suuntaus on erityisen edullinen ala-virran puolella oleville kuidutuskeskuksille, kun lukuisia kuidutus-keskuksia on sovitettu toisten ylä- ja alapuolelle kuten kuviossa 4.

Aukosta tuleva lasi saattaa tulla väylästä tai kanavasta, jonka suuntauskulma saattaa vaihdella laajoissa rajoissa, sillä tällä seikalla ei ole merkitystä, koska kantajasuihkun ja pääkaasuvirran vuorovaikutusvoimat ovat olennaisesti ilman kineettistä energiaa 5724? aukosta tulevaan lasiin vaikuttavat määre;!va 1 lokij/ί(,.

Saatuja tuloksia voidaan vielä säädellä v ai h 1, cl oma.' I. ia pää-kaasuvirran virtaamaa. Lisäksi voidaan ku i d u k u s k o s 1; u s t o n tiheyttä lisätä vaihesiirtämällä peräkkäisten! rivien aukkoja ja suat tar'e 11 a peräkkäisten rivien akselien välinen matka me 1 id oli isiminan pieneksi, toisin sanoen pienentämällä so noin lj toisen suihkun tuloaukon läpimitan suuruiseksi.

Koska kuidutuskeskusrivit kuluttavat huomattavia määriä, pää-kaasuvirran energiaa, scuraavia rivejä vaaten käytettävä jäljellä oleva energia vähenee samassa suhteessa. Tästä syystä en olemassa maksimimäärä kuidutuskeskusrivejä, jotka voidaan sovittaa toistensa alapuolelle. Tässä kysymyksessä olevilla laitteilla ja käytettäessä lasia tämä raja näyttää olevan 4-5 kuidutuskeskusriviä, jotka sijaitsevat peräkkäin alavirtaan päin mentäessä.

Toinen sovellutusesimerkki laitteistosta, jossa on hyvin tiheässä kuidutuskeskuksia, on esitetty yksityiskohtaisesti kuvioissa 14A-14D. Kuten näistä kuvioista nähdään, sulatusuunin poikkileikkaus on yleismuodoltaan suorakulmainen ja sen pohja, tai pohjalevy 10A, on sileä ja tasainen ja sovitettu pääknasuvirtaan päin, joka on merkitty nuolella 12Λ. Kolme parittaisten aukkojen riviä kantajasuihkujen suihkuttamista ja vedettävän aineen syöttämistä varten on sovitettu pitkin levyn 10A pintaa, mieluimmin yllä esitettyjen sääntöjen mukaisesti, jotka koskivat akselien välistä metkaa ja interaksiaalisi.e välimatkoja poikittaissuunnassa ja pituussuunnassa.

Kuvioissa i4A-14]) esitetty rakenne käsittää yläosan ja alaosan, joista viimeksimainittu toimii syöttökerroksena 110, joka käsittää viivan 111 alapuolella sijaitsevan sulatinuunin osan. Syöttö-kerroksessa 110 on kanavia 112Λ, 112B ja 112C ja 11 A, 114b ja ll4C. Kanavat 112A, 11213 ja 112C johtavat vedettävän aineen levyn 10A alueelle kuviossa l4B viitenumeroilla 116A, 116B ja ll6C merkityistä aukoista. Samoin kanavat 114a, 11 4b ja Il4c kuljettavat paineväliai-netta kohti levyn 10A aluetta kuvion 1.413 aukoista IIÖA, 118b ja 118c.

Sulatusuunin yläosa, nimenomaan viivan 111 yläpuolella sijaitseva osa muodostaa syöttöosan. Tämä syöttöosa vastaanottaa tulevat väliaineet, toisin sanoen koko toisia suihkuja varten tarvittavan tarkoitetun väliaineen ja koko vedettävän aineen. Kuten erityisesti kuvioissa l4c ja l4D, jotka ovat leikkauskuvia vastaavasti pitkin kuvion 14a viivoja 14c ja 14d, on esitetty, paineenalaineri väliaine, joka on tarkoitettu muodostamaan toiset suihkut, tulee rakenteen 56 5 1 2 4 7 yläosasta kulkien putken 120A ja/tai 120B kautta ja kuljettuaan kammioiden 122A ja 122B läpi se virtaa, kuten nuolet osoittavat, kanaviin ll4A, 114B ja 114C raoista 124a, 124b ja 124C ja 12βΑ, 12βΒ ja 126C. Toisten suihkujen väliaine suihkutetaan sitten eri aukoista 118a, 118b ja 118c.

Täydet metalliset elimet 132A ja 132B ovat sovitetut kotelon 110 molempaan päähän. Nämä elimet toimivat samalla sekä puristineli-minä, jotka pitävät sulatusuunin halutussa asennossa pääkaasuvirtaan nähden ja sopivaan (ei esitettyyn) energianlähteeseen liitettyinä sähkökoskettimina sulatusuunin lämmittämiseksi Joule-järjestelmällä toisten kaasusuihkujen ja vedettävän aineen lämpötilan nostamiseksi tai pitämiseksi halutussa arvossa.

Kuvioissa 14A-14D esitetyssä sovellutusesimerkissä lasi on tarkoitettu sulatettavaksi minkälaisessa uunissa tahansa ja vietäväksi sitten säikeenä putken 128 läpi riittävän suurella virtaamalla la-sitason lasinpinnan pitämiseksi hieman tason 111 yläpuolella, jotta kanavat 112A, 112B ja 112C pysyvät täysinä syöttääkseen sopivasti lasintuloaukkoja ΙΙβΑ, ΙΙβΒ ja ll6C.

Tarkasteltaessa kuvioissa 15A-15D esitettyä sovellutusesimerkkiä on korostettava aluksi, että se on tarkoitettu toimimaan yhdessä millaista tyyppiä tahansa olevan lasiyhdisteen sulatusuunin kanssa, joka pystyy syöttämään sulaa lasia etuosastaan ko. käyttökohtein.

Kuvion 15B tasokuvassa etusäiliön osa on merkitty viitenumerolla 134 ja tämä uunin etusäiliö. käsittää haarautumia tai kanavia 136, 138 ja 140, jotka ovat merkityt myös kuvioon 15A.

Joukko laskemisasemia on sovitettu pitkin kutakin etusäiliön haarautumaa, kymmenen tällaista asemaa on nähtävissä kussakin haarautumassa kuviossa 15B, jossa ne ovat merkityt vastaavasti viitekir-jaimilla A-J. Jokaiseen laskemisasemaan on sovitettu laite useiden kuidutuskeskusten muodostamiseksi, joihin on tarkoitus syöttää lasia kustakin asemasta.

Kunkin laskemisaseman laitteisto käsittää lasia varten tarkoitetun sulatusuunin; etusäiliön haarautuman 136 sulatusuuni on merkitty viitenumerolla 142 kuvioissa 15A ja 15B; tämä haarautuma on esitetty vastaavasti pystykuvana ja leikkauskuvana suuremmassa mittakaavassa kuvioissa 15C ja 15D. Samanlainen sarja sulatusuuneja 144 on sovitettu haarautumaan 138 liittyviä laskemisasemia varten ja toinen samanlainen uunisarja 146 on liitetty haarautumaan 140. Kussakin sulatusuunissa 142, 144 ja 146 on poistokanava, joka on merkitty viitenumerolla 164 kuviossa 15D, ja se taas vuorostaan käsittää joko ,yi 57247 sarjan yksittäisiä lasinpoistoautkoja ta i. vailitocM.oi se st.i :u· I la i sou raon, joka on selitetty edellä kuvioiden 12 ja J2A yhteydessä.

Rinnakkain pitkin sulatusuunia sovitettavien ku.idutuskeskus*· ten lukumäärä voi vaihdella laajoissa rajoissa. Yleensä saadaan hyviä tuloksia ja suuri tuotantomäärä käyttämällä aina noin sataa kui-dutuskeskusta.

Viitenumeroilla 154, 156 tai 158 merkitty laite pääl ia asu-virran aikaansaamista varten on sovitettu jokaiseen pitkin kutakin etusäiliön kolmea haaraa sijaitsevaan laskemisasemaan liittyvään kui-dutuskeskukseen. Kuten kuvioista 15C ja 15D voidaan nähdä, tämä laite käsittää huulet M väl.iainevirran ohjaamiseksi yleisesti vaakasuoraan suuntaan pitkin lasin poistoaukkoja 164.

Toisten suihkujen aikaansaamiseen tarkoitettu laite on samoin sovitettu jokaiseen laskemisasemaan; nämä laitteet on merkitty viitenumeroilla 148, 150 ja 15? kuviossa 15A ja yksi tällainen laite on sovitettu, jokaista asemaa varten.

Kuviosta 15B on jätetty tahallaan pois laitteiden 148, 150 ja 152 yksityiskohdat selvyyden vuoksi ja niiden alapuolelle sovitettuje; päävirran suihkutuslaitteiden 154, 156 ja 158 esittämisen mahdollistamiseksi. Kuviossa 15B kantajakaasusuihkujon lähtökohdat ovat merkityt kuitenkin viitenumeroilla 148, 150 ja 152.

Tarkasteltaessa uudelleen kuvioita 150 ja 15D havaitaan, että jokainen laite 148 käsittää syöttöputken 56, joka menee kokoojaan 56A, joka puolestaan käsittää ryhmän lasinsyöttölaitteen 164 ja pääkaasuvirran kehittimen huulien 44 väliin sovitettuja putkia I62. On selvää, että putket 162 ovat sovitetut rinnakkain kohtisuoraan pääkaasuvirran 12Λ suuntaa vastaan ja näissä putkissa on aukkoja, jotka ovat sovitetut välittömästi lasin syöttölaitteen 16'' yläpuolelle.

Kuvioissa 15A ja 15B esitetystä järjestelystä huomattakoon, että eri laskemisasemista tulevat pääkaasuvirrat ovat suunnatut kohtisuoriin suuntiin etusäiliön haarautumiin nähden: toisin sanoen oikealle kuvioissa 15A ja 15B. Eri kuidutuskeskuksissa tapahtuvan eri suihkujen ja päävirtojen vuorovaikutuksen seurauksena valmistetut kuidut pyrkivät lähtemään alueelta, jossa ne ovat muodostuneet, suuntaan, joka on kääntynyt hieman alaspäin kuidutuskeskusten keskitasoon nähden, niin että etusäiliön haarautumaan 136 liittyvissä laske-misasemissa tuotetut kuidut voidaan helposti ohjata esimerkiksi onton viiston ohjaimen 168 avulla, joka sijaitsee etusäiliön haarautumaa 138 pitkin sovitetuissa laskemisasemissa tuotettujen kultujen virran ala- 58 57247 puolelle. Mainittuja kuituja ohjaa ontto ohjain ΠΥΟ, joka vuoroltaan on sovitettu samanlatoon ohjaimen JY? alapuolelle, joka on tarkoitettu etusäiliön haarautumaa lito pitkin sovitetuissa 1askernis-asemissa tuotettuja kuituja varten. Ontot ohjaimet ovat edullisesti sivuilta suljetun putken muotoisia, jonka poikkileikkaus vaihtolee sisääntulosta poistoon, jotta se sopii toisessa päässään oleviin eri kuidutuskeskukeiin ja toisessa päässään olevaan vastaanottokul-jettimeen.

Eri ohjainten 168, 170 ja 17?* ulostulo on sovitettu lähelle kuljettimen 180 toista päätä; tämä kuljetin on tarkoitettu kuitujen tai kuiturainan vastaan ottamiseen ja se saattaa olla esimerkiksi tunnetuntyyppinen kuljetin, joka käsittää reititetyn kuljetin-hihnan ja imulaitteen, joka on sovitettu ylähihnan ja alahihnan väliin kuitujen vastaanoton helpottamiseksi hihnalle.

Kuten kuviot 15Λ ja 15U osoittavat, kustakin etusäiliön haarautumasta tuleva kuituraina voidaan kyllästää sideaineella, esimerkiksi lämmössä kovettuvalla sideaineella, joka levitetään rainan molemmille puolille viitenumeroilla 17*1, 176 ja 178 merkityillä sirotin-laitteilla. Koska kuljettimelle 180 tuleva kuituraina muodostuu useasta kerroksesta, joista jokainen valmistetaan erikseen ja voidaan siis kyllästää erikseen sideaineella, sideaine pääsee jakaantumaan erittäin tehokkaasti koko syntyvän rainan paksuuteen ja samoin kerrosten liittyminen toisiinsa pääsee tapahtumaan niiden asetuttua päällekkäin kuljettimelle. On selvää, että jos käytetään lämmössä kovettuvaa sideainetta, raina voidaan kuljettaa kuljetti-mella ISO sopivan kuumennuslaittcen, kuten esimerkiksi kuivausuunin, eteen tai tähän kuivausuuniin sideaineen kovettamiseksi tai polyme-roimiseksi. Kuvioissa 15A-15D esitetty järjestelmä tarjoaa mahdollisuuden tuottaa kuituja suuressa mittakaavassa keksinnön mukaisella menetelmällä erityisesti käytettyjen kuidutuskeskusten suuren tiheyden ansiosta.

Kuvioiden 15Λ-150 mukaisessa laitteistossa kantajakaasusuih-kuja tuottavat laitteet 148, 150 ja 152 ja pääkaasuvirran tuottavat laitteet 15^» 156 ja 158 voivat käsittää samanlaisia sisäisiä polttokammioita, joista jokainen on laskettu toimivaksi periaatteessa l800°C:n palamislämpötilassa, vaikka useimmissa tapauksissa käytetyt lämpötilat voivat olla selvästi matalampia kuin poltti mien pois tokaasujen maksimilämpötila. Näin on nimenomaan kantajakaasusuih-kuja tuottavassa laitteessa, jonka lämpötila-asteikko on tavallisesti 600-1100^0 laitteistossa, jossa on ruostumatonta terästä ole- m 57247 vat sulatusuuni ja polttokammio. vastoin lämpö t .1.1 n — is s 1: o :i k k* · saattaa vaihdolla huoncenlärnpötil! an ta aina noin 1500°C:oon lait (.nolla, jossa on platinasta valmistettu sulatusuuni ja kammio. Tulenkestävillä laitteilla (esimerkiksi sintratusta mapnesiumoksidista valmistetuilla) voidaan päästä jopa noin 1900°C:eun. Mitä taas tulee pääkaasuvirtaan, kun vedettävä aine on Jasia, on suositeltavaa käyttää lämpötiloja, jotka ovat. noin T2'jO°C:sta ] 6'jO°C: een.

Polttimot ovat mieluiten sellaisia, ott,ä no .pystyvät taiottamaan vakiomäärän kuumia kaasuja nopeudella, joi·:a saattaa olla aina noin 800 m/s, vaikka useimmissa tapauksissa nopeus onkin noin 500-600 m/s kantajakaa.susuihkun kohdalla ja noin 150-JIOO m/s pääkaa· suvirran kohdalla.

Vaikka käytännössä paineen yläraja on noin t baaria, kantauui’ kujen paineasteikko on yleensä 1,2, *1 baaria. Painoin vaikken polttimon kaasujen dynaaminen paine on noin 200 vesi senttimetriä, pääkaa-suvirran dynaamisen paineen optimaalinen ala on 10-100 vesisentti-metriä polttimon poistohuulicn välin ollessa 6-10 mm.

Useimmissa tämän keksinnön mukaisissa sovellutusrriuodoissa on suositeltavaa että polttimon huulen.ja lähimpien kantajnkaasusuih-kujen akselin välimatka on 6-25 mm. Kantajakaasusuihkun tuloaukon alareunan ja vedettävää ainetta syöttävän aukon yläreunan välimatka on mieluimmin 0, 0-0,5 mm.

Kuvioissa 15Λ-350 esitetyn laitteiston tuotantokapasiteetista huomattakoon, että sillä voidaan päästä 20-25 kp, yksikkötuotoksiin kuidutuskeskusta ja päivää kohti, kuitujen keskimääräisen läpimitan ollessa esimerkiksi 6 ^u.

Scuraavassa selitetään keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettujen kuitujen ominaisuuksia.

Tällä menetelmällä saadut kuidut ovat erittäin ohuita ja verrattavissa tässä suhteessa, kuten scuraavassa taulukoissa III on t esitetty, parhaimpiin tunnetuntyyppisi.1 lä Aerocor- ja mekaanisella vetämismenetelmällä saatuihin kuituihin, ja niiden läpimitta on yleer. sä noin 0,5-10 j\i.

Mitä taas tulee keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettujen kuitujen pituuteen, on korostettava, että periaatteessa tällä pituudella ei ole minkäänlaista rajaa. Kun kultujen talteenotto-laitteet valitaan sellaisiksi, että paikat, joissa kuidut saattavat katketa, ovat mahdollisimman vähäiset, saatu tuote voi muodostua äärettömän pitkistä kuiduista. Tämä on ymmärrettävissä paremmin, kun otetaan huomioon lasin kulkurertti, kun sitä vedetään kuiduksi go 57247 la«i kartion päästä. Kuidun jähmrttyessä :;on Ui·iul tt.inen kamu vuussäd··. toisin sanoen kuidun katkeamisen uiheuthava kaavevuuasäde, kasvaa. Eräs keksinnön oleellisista seikoista on kuitenkin, että kuitu seuraa ainakin suurella osalla matkaansa, ellei koko matkallaan reittiä, joka on lähes kierukkainainen ja jonka nousu ja taajuus kasvavat kuidun aidr-tymissuuntaan niin, että kuidun vaatima kaarevuussäde sen vähitellen jäähtyessä kasvaa myös yhä enemmän. Tästä seuraa, että mainitun kuidun taipumisesta aiheutuva murtumisvaara on minimaalinen.

Kun otetaan kuitenkin huomioon tietyt käytännölliset näkökohdat, jotka koskevat sideaineen levittämistä, kuitujen talteenottoa, niiden yhdistämistä huovaksi tai vainuksi, kuitujen tiivistämistä sekä niiden käsittelyä pakkausta silmällä pitäen, on todettu, ettei erittäin edullisten tuotteiden saamiseksi ole tarpeen valmistaa mahdollisimman pitkiä kuituja.

Keksinnön mukaan voidaan kuituja valmistaa suuresta määrästä erilaisia lasiyhdisteitä, kuten edellä on mainittu, ja tästä syystä, kun keksinnön mukaista menetelmää käytetään sopivan lasin yhteydessä, saadaan kuituja, joiden korkeiden lämpötilojen kestävyys on erinomainen.

Kun keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettuja kuituja yhdistetään esimerkiksi huoneistojen eristämiseen tarkoitettujen eristystuotteiden aikaansaamiseksi, näiden tuotteiden nimellistiheys voi olla huomattavan pieni, esimerkiksi noin 7-?5 kg/m^ ja näiden tuotteiden lämpöeristysominaisuudet ovat erinomaiset. Lisäksi näin saaduille tuotteille on tunnusomaista helmien, koukkujen tai muiden kuiduttamattomien osasten lähes täydellinen puuttuminen.

Keksinnön mukaisesti valmistetuilla tuotteilla on muuten erinomainen palautumiskyky alkuperäiseen paksuuteensa puristuksen jälkeen ja erittäin hyvä vetolujuus. Nämä tuotteiden erinomaiset ominaisuudet johtuvat luultavasti kuitujen suuresta pituudesta ja yksittäisten kuitujen suuresta vetolujuudesta.

Lisäksi näistä kuiduista valmistetut tuotteet tuntuvat kosketeltaessa erittäin pehmeiltä ja hienoilta. Tällä hetkellä ei tuotteiden erinomaisen kosketeltavuuden syitä voida täsmällisesti identifioida, mutta niillä on kuitujen edellä selitetyt fysikaaliset ominaisuudet.

Muita syitä keksinnön mukaisten tuotteiden erittäin hyviin mekaanisiin ominaisuuksiin saattaa olla kuitujen yllä mainittu hyvin nopea jäähdyttäminen. Vyöhykkeen III, jossa kuitujen vetäminen tapahtuu, erittäin lyhyt ulottuvuus yhdistettynä kuitujen nopeaan 61 57247 .siirtoon vyöhykkeeseen ‘JV, jossa no nopeasti jäähtyvät, oikaanr.nr nopean kaikui »un, joka muuttaa kuitujen ominaisuuksia syistä, joita oi vielä ole täysin selvitetty.

Esimerkki I

Tämä esimerkki liittyy teolliseen koesarjaan, joka suoritettiin käyttämällä kuvioiden 9A, 9H ja 9C yhteydessä selitettyä laitetta; saadut tulokset on esitetty taulukossa III.

Käytetty lasiyhdiste oli scurnava: •öiO^ 97,00 paino-osaa λι2ο5 h,10

Pe203 0,35

CaO 11,31

MgO 3,69

Na20 13,16 K20 1,5^

BaO 1,60 '*»55 P2 i?,70

Soveltamalla kussakin taulukon III esimerkissä mainittuja toimintaolosuhteita saatiin keksinnön mukaisella menetelmällä aikaan erittäin hyvä kuidutus. Kokeissa käytettiin hyvin laajaa asteikkoa lasin yksikkösyöttömääriä, asteikko ulottui 8,6 kg:sta 22 kg:aan kartiota ja tuntia kohti. Saatiin myös vastaava asteikko kuitujen läpimittoja. Kuitujen läpimittoja koskevat luvut on esitetty taulukossa III, osittain mitattujen läpimittojen keskimääräisinä aritmeettisina arvoina mikroneina ilmaistuina ja osittain kuitujen hienousluvun määrittelyn perusteella eli mikroneerauksen perusteella, joka on suoritettu 5 gramman koekappaleella; tämä viimeksi mainittu on lasivillateollisuudessa käytetty tavallinen mittausmenetelmä. Tämän mittausmenetelmän mukaan etukäteen määrätyn-painoinen kuitumäärä pannaan laitteeseen siten, että se muodos taa ilmaa läpäisevän . esteen, joka kulkee mainitun laitteen läpi etukäteen määrätyssä paineessa. Sitten luetaan koekappaleen läpi tulevan ilman määrä, tämä määrä on mainitussa koeroäärässä tapahtuvan paineen alenemisen funktio ja määrä ilmaistaan lukumäärällä, joka liittyy empiirisesti kuilujen läpimittaan. Yleensä mitä ohuempia kuidut ovat, sitä suurempi on koekappaleen kuitujen lukumäärä ja sitä suurempi on ilman koekappaleen läpi kulkiessa kohtaama vastus.

Tällä tavoin saadaan koekappaleessa olevien kuitujen keskimääräinen' läpimitta. Mikroniluvut ja mitatut keskimääräiset läpi- 57247

Cr> t -rl if <d ra a -p oj o -p crt Λ ti -d ·Η w jj s r.

•Η ·Η O

C d O. f-j ov vo Lf-· Ο · ί· Φ C\j , ^ f r, «*v *, «V n

•g> iH *rj I -U -3* KV VO lO

·< > ^ ο· '

•h ro C 3 Kl} CD

« e-: c •Η ΙΠ do cn ov m --J m 0 qO *. *> »V λ rs d 3 m m in oj ---T -3- 52 ,¾ m i§ w x ,c λ o d r-i r-ι in vo o m »ri 4-1 D» -3' r λ λ λ λ λ ·" Μ Ο >„ OJ γΗ -3 -3' CO C\l Ο- C0 χ ρ tiO r—I ιΗ r—I Cd r-l

td Spx PI

§ I

•H«) , o o o o o o p p. cd tn tr> in uv m tn °, °, °, 2 2

en KU TiO i—I r-l 1—1 Γ-l rH iH

Xrl P I

hi :ö M q. cd QOpOOp

M ÄÄ>° S & 8 fe-ö S

Q 3 PJ 4J

"3 JC

Λ *H «j 3 3 3

cd w Φ ro p Q o o o O

Eh C.'T. CO CO CO CO CO CD

pj o E; m Ln tn tn tn Ln Φ 52

d •H

£ ~ E-1 cd

•H

§ Sj •H cd Cd cd Cd td cd cd

eo XJ

Ph ^ to 3 ω Φ ^ -3 oj tn tn m oj 8, E cvi vd co co co vo

Cd cd Cd rvi Cd cvj Z

td P i d „ ή κο >r| tl) I -P t) L. C-riP II tn Cd Cd Cd Cd Cd .jr. 'H to 5.: -n -3- vo o- r- n- vo KU to CU 0) 0'

Kd O, > 10 fi P.

|4^o 8 8 S S 8 8 ίο ·ηο tn lm tn tn Ln di -P fHHHi-HiHcH.

, S

•H d O

totu·· r—i cd m. -3 in vo

W E C

63 57247

Esimerkki II

Esimerkki II liittyy teolliseen koesarjaan, joka suoritettiin kuvioiden 15C ja 15D yhteydessä esitetyntyyppisellä laitteella, jossa on lasia varten syöttörako. Näiden teollisessa mittakaavassa suoritettujen kokeiden tulokset on esitetty taulukossa IV.

Esimerkin II teollisessa mittakaavassa suoritetuissa kokeissa käytetty lasiyhdiste on seuraava:

Si02 63,00 paino-osaa

FegO-j 0,30 ai2o3 2,95

CaO 7,35

MgO 3,10

Na20 14,10 K20 0,80 B203 5,90

BaO 2,50 Käyttämällä laajaa asteikkoa lasin syöttömääriä on saatu myös vastaava laaja asteikko kuitujen läpimittoja. Yleisesti voidaan sanoa, että tuloksena oli hyvä kuidutus, joka antoi huomattavan määrän ohuita ja pitkiä kuituja.

57247

Ci •rl P CO .--r rH o 0 llO n n n ·, tl :i Π CM --! -U- .s; ,vi m •r I rS v ^ γη :o Λ! to ,sj ai vo o mo , V O t| ,P Ί * »> Λ •H Jl > K1 VO UI Oi

(0 o -r r-l rH

•H :S 1.0 CM

10 >1 4-1 X

«5 ^ p 0 1 •H ·ο 0 0.00 4J Ci Cj H ro o

JL, 12 r-l o O O O O

C^J ÄVi ·ΗΟ r-l r-l i—I r I

« r H 44 :θ

PidJU O o o o EHO o o o o :cd ·Η οι σι oi oi •J 4-1

TS

.p

•H CO

j to VO MO VO VO

to 0) \ o o o o p, E vo vn vo vo c o <1> Ϊ3 > c H ·Η o O tri ^

X CS

X ·Η p a> ρ σι oi r-l C.‘ <V) »> n

P *H nj r-l H CM CM

id Cd XI

EH Ph ^ to

P

d) tO rH VO OO LO

D4\ VO LO C— VO

OS CM CM CM CM

T?.

ttJ

-P I

tl *H «C

•H (D I ΡΉ

> P ·Η 4-1 t, O CO CO OO

Xd -H to P 4-1 VO Ln VO in xd td o ti) id a· a. > to ε

:o O O O O

O, td CM O CM CM

EHO VO VO VO VO

:td ·ΗΟ rl t—1 rH r—I

•J -P I

tl O

<U ..

EP t co Oi O

•H rH

tO *H

r, % u ►*H «—H

Claims (46)

1. 6<? S7247 PatoniUi vaat imuksc t
2. 1. Menetelmä vedettävän aineen, erity .isectj termoplasti»en aineen muuttamiseksi kuiduiksi vetämällä sitä kaasusuihkujen läpi, jotka muodostavat kulman keskenään, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraävat vaiheet: - synnytetään päävirta ja ainakin yksi toinen suihku, jouka poikkipinta on pienempi kuin pää virran .ja jonka kineettinen energia tila-vuusyksikköä kohti on suurempi kuin paavirran, - aikaansaadaan toisen suihkun ja päävirran vuorovaikutusvyöh.yke suuntaamalla suihku poikittaisesti virtaa vastaan' niin,että se tunkeutuu sisään virtaan, - vedettävä aine johdetaan vuorovaikutusvyöhykkeeseen, jossa se vedetään.
3. 2. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päävirran ja toisen suihkun dimensiot ovat sellaiset, että suihku on kokonaan [jäävirran ympäröimä ainakin osalla suihkun matkaa.
4. 3- Vaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vedettävä aine johdetaan päävirran raja-alueelle (s.o. osalle sen kehää) toisesta suihkusta myötävirtaan olevaan kohtaan, päävirran liikesuunnan suhteen, josta se voi virrata vuoro-vaikut us vyöhykkeeseen. · Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisen suihkun nopeus on suurempi kuin oäävirran.
5. 5. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään useita välimatkan oäässä toisistaan olevia toisia suihkuja ja että vedettävän aineen erillinen jatkuva virta liitetään kuhunkin näistä suihkuista.
6. 6. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että peräkkäiset suihkut sijaitsevat päävirran liikesuuntaan nähden poikittaisessa rivissä ta:i riveissä.
7. 7. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että peräkkäiset suihkut, sijaitsevat, päävirran liikesuunnan suuntaisessa rivissä tai riveissä.
8. 8. Vaatimuksen 6 mukainen menetelmä, I; u n n e t t u siitä, että jokaisen poikittaisen rivin suihkut sovitetaan kahden-kolmen suihkunsuuttimen halkaisijan pituisen välimatkan päähän toisistaan. Ä
9. 6 O 57247
10. 9. Vaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jokaisen pitkittäisen rivin suihkujen aksiaalinen etäisyys on ainakin seitsemän-kymmenen suihkunaukon halkaisijan pituinen.
11. 10. Vaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suihkurivin suihkut sijaitsevat siirretysti viereisen rivin suihkuihin nähden ja että päävirran liikesuunnan suuntaisessa rivissä olevat suihkut sij aitsevat poikittaisesta ainakin yhden-kahden suihkunaukon halkaisijan pituisen välimatkan päässä viereisen rivin suihkuista.
12. 11. Vaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jokainen poikittainen rivi on neljän-viiden suihkunaukon halkaisijan pituisen välimatkan päässä viereisestä rivistä.
13. 12. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että vedettävä aine johdetaan erillisten kanavien ja aukkojen kautta.
14. 13· Jonkin vaatimuksen 1-11 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että vedettävä aine johdetaan vuorovaikutusvyöhyk-keeseen poikittaisesta raosta, joka sijaitsee toisten suihkujen vieressä, niistä myötävirtaan, päävirran liikesuunnan suhteen, ja että raon ja suihkujen välimatka on edullisimmin yhden-kahden suihkunaukon halkaisijan suuruinen.
15. 14. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että toinen suihku tai toiset suihkut sovitetaan kohtisuoraan päävirran liikesuuntaan nähden.
16. 15. Vaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pitkittäissuuntaisen rivin peräkkäiset suihkut suunnataan neräk-käin päävirtaan vähitellen pienenevissä kulmissa päävirran liikesuuntaan nähden.
17. 16. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että toisen suihkun ja päävirran vastaavan osan kineettisten energiain suhde tilavuus,yksikköä kohti on hieman suurempi kuin 1:1 ja siitä aina suhteeseen 40:1 saakka, edullisimmin 4:1-25:1.
18. 17. Vaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pitkittäisen rivin peräkkäisten suihkujen kineettinen energia tila-vuusyksikköä kohti pienenee päävirran liikesuuntaan.
19. 18. Vaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että peräkkäisten suihkujen nopeudet pienenevät.
20. 19· Vaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että peräkkäisten suihkujen halkaisijat pienenevät.
21. 20. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnet- 4 67 S7247 t u siitä, että osa päävirran kehästä (oli raja-alueesta).sijaitsee sen tason vieressä, jossa vedettävän aineen syöttöaukot sijaitsevat, ja että toisen suihkun leveys on pienempi kuin päävirran leveys.
22. 21. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vedettävä aine johdetaan päävirran raja-alueeseen kohtaan, joka on toisesta suihkusta vastavirtaan niin, että se virtaa päävirran vaikutuksesta toisen suihkun myötävirran puolelle ja vuorovaikutus-vyöhykkeeseen.
23. 22. Vaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suihkut ja niihin liittyvät vedettävän aineen erilliset virrat on sovitettu päävirran kahdelle vastakkaiselle raja-alueelle, ja että suihkut ja niihin liittyvät aineen virrat ovat edullisimmin vaihe-siirretysti sovitetut riveihin päävirran toiselle puolelle verrattuna sen toiselle puolelle sovitettuihin suihkuihin, ja pitkittäisesti päävirtaan nähden.
24. 23· Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vedettävää ainetta syötetään useisiin välimatkan päässä toisistaan sijaitseviin asemiin esisulatusuunin kanavasta, että kuhunkin syöttö-asemaan aikaansaadaan päävirta, että sulaa vedettävää ainetta syötetään päävirtoihin,ja että muodostetaan useita kuidutuskeskuksia jokaiseen syöttöasemaan suuntaamalla useita välimatkan päässä toisistaan sijaitsevia toisia suihkuja pääkaasuvirtaan jokaisessa asemassa kohtiin, jotka sijaitsevat vastavirtaan vedettävän aineen s.vöttökohdasta päävirtaan. 2H. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vedettävää ainetta syötetään useista esisulatusuunin kanavista, järjestetään useita päävirtoja kutakin syöttökanavaa varten, syötetään vedettävää ainetta päävirtoihin ja sovitetaan useita kuidutuskeskuksia jokaisen kanavan jokaiseen syöttöasemaan, ja muodostetaan monikerroksinen kuitumatto yhdistämällä esisulatusuunin eri kanavista syötetystä vedettävästä aineesta valmistetut kuidut.
25. 25. Laitteisto kuitujen valmistamiseksi vedettävästä aineesta vaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä, tunnett u siitä, että se käsittää: - laitteen(15^; 88) pääkaasuvirran (12Λ) synnyttämiseksi, jossa laitteessa on syöttöaukko (M), - laitteen (1^8,56,162; 82,80) ainakin yhden toisen kaasusuihkun synnyttämiseksi, joka on suunnattu poikittain päävirtaan nähden ja joka tunkeutuu viimeksi mainittuun vuorovaikutusvyöhykkeen aikaansaamiseksi, jossa laitteessa on ainakin yksi syöttöaukko (76; 118), jonka 68 57247 poikkipinta on pienempi kuin päävirran syöttöaukon (*4*4) poikkipinta, - laitteen (136,1*42,16*4 ; 66) vedettävän aineen syöttämiseksi, jossa on ainakin yksi syöttöaukko (7*4; 10*4; 116), joka on sovitettu suuntaamaan vedettävää ainetta vuorovaikutusvyöhykkeeseen.
26. 26. Vaatimuksen 25 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laite suihkujen synnyttämiseksi käsittää päävirtaan nähden ainakin yhdessä poikittaisessa rivissä olevia useita suihkuaukkoja (30Λ,30Β, 30C; 32A,32B,32C), joiden keskinäinen aksiaalinen välimatka on edullisimmin ainakin kahden-kolmen suihkuaukon halkaisijan suuruinen.
27. 27· Vaatimuksen 25 tai 26 mukainen laitteisto, tunnettu siitä että se käsittää useita suihkuaukkoja ainakin yhdessä pitkittäisessä, olennaisesti päävirran liikesuunnan suuntaisessa rivissä, ja että suihkuaukkojen keskinäinen aksiaalinen etäisyys rivissä on edullisimmin seitsemän-kymmenen suihkuaukon halkaisijan pituinen.
28. 28. Vaatimuksen 25 tai 26 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää useita suihkuaukkojen rivejä, jotka sijaitsevat poikittain päävirran liikesuuntaan nähden vaihesiirrettyinä siten, että toisen rivin suihkuaukot ovat edullisimmin yhden-kahden suihkuaukon halkaisijan verran siirretyt viereisen rivin suihkuaukkoihin nähden, ja että jokainen rivi on neljän-viiden suihkuaukon halkaisijan välimatkan päässä seuraavasta rivistä.
29. 29. Vaatimuksen 25 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laite vedettävän aineen syöttämiseksi käsittää useita erillisiä aukkoja (31A,31B,31C; 33A,33B,33C), joista kukin syöttää erillisen ainevirran, jotka aukot sijaitsevat välittömästi vastaavan suihku-aukon läheisyydessä ja siitä myötävirtaan.
30. 30. Vaatimuksen 25 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laite vedettävän aineen syöttämiseksi käsittää päävirran liikesuuntaan nähden poikittaisen raon (10*4), joka sijaitsee välittömästi poikittaisesta suihkuaukkorivistä myötävirtaan.
31. 31. Vaatimuksen 29 tai 30 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ainakin yksi lisäsuihkuaukko (IISA) on sijoitettu aineen kunkin poikittaisen syöttöaukkorivin (ll6A) tai raon (10h) pään taakse.
32. 32. Jonkin vaatimuksen 25-31 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä, että siinä on syöttöaukko (36a) tai poikittainen rivi syöttöaukkoja, joiden akseli on suorassa kulmassa päävirran liikesuuntaan nähden.
33. 33- Vaatimuksen 32 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ensimmäisestä aukosta tai aukkorivistä myötävirtaan sijaitsevien suihkuaukkojen (36B» 36c) akselit on sovitettu peräkkäisesti pienene- 57247 69 neviin kulmiin päävirran liikesuuntaan nähden.
34. 34. Vaatimusten 25-28 tai 31-53 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pitkittäisen suihkuaukkorivin aukkojen halkaisijat pienenevät peräkkäisesti päävirran liikesuuntaan.
35. 35· Vaatimuksen 29 tai 30 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää useita poikittaisia aukkorivejä tai poikittaisia rakoja (104) vedettävän aineen syöttämiseksi, ja että peräkkäisten rivien aukkojen halkaisija tai peräkkäisten rakojen leveys pienenee päävirran liikesuuntaan. 3o. Vaatimuksen 25 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että vedettävän aineen syöttöaukon (esim. 31Λ) ja vastaavan suihku-aukon (esim. J2A) välinen etäisyys on yhden-kahden suihkuaukon halkaisijan pituinen.
36. 37. Vaatimuksen 25 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laite toisen suihkun synnyttämiseksi ja vedettävän aineen syöttölaite ovat samassa kotelossa (78).
37. 38. Vaatimuksen 25 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että suihkun leveys on pienempi kuin päävirran leveys·
38. 39· Vaatimusten 25-38 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää ainakin yhden seinämäelementin (10; 26; 79;'92), joka määrittää päävirran rajat, ja että vedettävän aineen syöttöaukko avautuu tämän seinämän läpi tai sijaitsee lähellä sitä.
39. 40. Vaatimuksen 39'mukainen laitteisto, tunnett u siitä, että suihkun syöttöaukko (esim. 30A, 32A) sijaitsee lähellä päävirran raja-aluetta.
40. 41. Vaatimuksen 39 tai 40 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää levyn muotoisen seinämäelementin (92), joka sijaitsee lähellä päävirran raja-aluetta ja myötävirtaan suihkun syöt-töaukosta kaasuvirran poikkeuttamiseksi suunnastaan.
41. 42. Vaatimusten 25, 30, 40 tai 4l mukainen laitteisto, tun- . n e t t u siitä, että poikkeuttava seinämäelementti (100) on sovitettu päävirran toiselle puolelle vedettävän aineen syöttöaukon ja suihkuaukon suhteen, että poikkeutin (100) on sovitettu näihin aukkoihin nähden vastakkaisesti, ja että poikkeuttimessa on kaareva osa kaasuvirran laajentamiseksi.
42. 43. Vaatimuksen 4l tai 42 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että seinämäelementteihin kuuluu jäuhdytyseiimet (94,96).
43. 44. Vaatimuksen 39 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että vedettävän aineen syöttöaukot ja suihkunsyöttöaukot ovat sovitetut avautumaan useiden seinämäelementtien (26,28) läpi, jotka si- 70 57247 jäi tse vat toisiinsa nähden vastakkaisesti molemmin puolin päävirtaa, ja että vastaavat kuidutuskeskukset sijaitsevat edullisimmin vaihe-siirrettyinä toisiinsa nähden. ^ 5. Vaatimusten 25-44 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää yhden tai useampia esisulatusuunin kanavia vedettävän aineen johtamiseksi,.yksine tai useampine haaroineen (136 ,138,140) joita pitkin on sijoitettu useita välimatkan päässä toisistaan olevia syöttöasemia (A-J), joiden kanssa useat kuidutuskeskukset ovat yhteistoiminnassa.
44. 46. Vaatimuksen 45 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että esisulatusuunin haarat (136,138,140) ovat keskenään yhdensuuntaiset .
45. 47. Vaatimuksen 45 tai 46 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että esisulatusuunin haarat sijaitsevat poikittain päävirran liikesuuntaan nähden.
46. 48. Jonkin Vaatimuksen 25-47 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä, että se käsittää useita yhdensuuntaisia esisulatusuunin haaroja (136,138,140), laitteet kuidutuskeskuksissa (ohjaimet 168, 170,172 ja kuljetin l80) valmistettujen kuitujen vastaanottamiseksi, sekä mahdollisesti kuituja sitovan laitteen. 57247 71