JPS596823B2 - ガラス繊維紡糸用空気ノズル組立体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガラス繊維紡糸用空気ノズル組立体に係り、よ
り詳しくはガラス繊維紡糸炉のオリフィスプレート面に
空気流を吹き当てるための空気ノズル組立体に関する。

従来ガラス繊維紡糸炉のオリフィスプレート面に空気流
を吹き当ててガラス繊維を紡糸する方法は公知であり、
その典型例は例えば特公昭５１一４６８５９号公報に開
示されている。

この開示されている方法は、オリフィスを通して流出し
た溶融ガラスがオリフィスプレート表面で溶融ガラスの
円錐体を形成し、然も該円錐体が互に合流してしまう程
多数のオリフィスが互に密に穿設されている表面平坦な
プレートに孔をあけただけのオリフィスプレートからガ
ラス繊維を紡糸するに当つて、安定した円錐体を形成し
、それら円錐体を冷却し、前記オリフィスプレートに近
接して存在する停滞ガスを排除し、紡出される繊維によ
つて下方に吸取られるガスを補給するため、オリフィス
から紡出される多数のガラスフィラメントに対して実質
的に平行でかつオリフィスプレートに向つて該オリフィ
スプレートに達する気流を向けるものである。この方法
はいわゆるチップノズルによるガラス繊維の製造にも適
用することができる。上記種類のガラス繊維紡糸方法に
おいてオリフィスプレート面に空気流を吹き当てるため
の空気ノズル装置の例としては米国特許第３９８６８５
３号に開示されているものがあり、それは、複数の導入
管から等しい圧力で導入された空気を空気ノズル本体内
に導き、連続的に連なつた１つの開口から吹き出すもの
である。しかしながらこの米国特許の空気ノズル装置で
は吹き出し開口が大口径であるためオリフィスプレート
面に当たる空気流の圧力が弱くなり、冷却効果は空気量
よりもオリフィスプレートに当る圧力できいてくるため
結局強い冷却効果が得られず、他方冷却効果を増大させ
るため空気量を増大させるとフィラメントの切断頻度を
増加させるなどの欠点があつた。

そこでこの点に鑑み開発されたものに特公昭５４−３３
２９３号公報に開示されている空気ノズル装置があり、
これは、一本一本が独立した複数本の管状ノズルを間隔
を置いて一列に並列状態に固定具に固定配置したもので
あり、このように１つの大きな吹出し開口の代りに独立
した複数本の管状ノズルを用いることにより、オリフイ
スプレート面に当たる空気流の圧力を高め、冷却効果を
増大させることに成功した。

また特公昭５４−３３２９３号公報に開示されているも
のと同様、一ロー本が独立した複数本の管状ノズルを並
置した構成を有する空気ノズル装置が特開昭５４−１０
１９２５号公報に開示されており、この空気ノズル装置
においては各管状ノズルがそれぞれ連通路を介してマニ
ホルドに接続さ瓢各連通路に各管状ノズルの流量を独立
して個別に制御するためのバルブ機構が組み込まれてい
る。

この空気ノズル装置においても空気流は独立した複数本
の管状ノズルから吐き出されるという点で、特公昭５４
−３３２９３号のものと同様米国特許第３９８６８５３
号のものに比較して優れた冷却効果を与えることができ
た。しかしながら上記特開昭５４−１０１９２５号公報
に開示されている空気ノズル装置においては、ノズル機
構の外部操作部とオリフイスプレートから紡糸されつつ
あるガラスフイラメントとの接触を避けるため、空気ノ
ズル組立体をオリフイスプレート面に対して傾斜させて
設置しなければならないという問題があつた。

詳述すれば、通常空気ノズル組立体はその長手方向をオ
リフイスプレートの長手方向に一致させてフイラメント
群の背後に、そのバルブ機構の外部操作部をフイラメン
ト側に向けて設置され、そのバルブ操作はフイラメント
群をはさんで空気ノズル組立体と対向する作業通路側か
ら行うようになつている。

この場合バルブ機構の外部操作部は空気ノズル部の下側
に位置する突起部となつているので、それがガラスフイ
ラメントに接触しないようにするために、空気ノズル組
立体をオリフイスプレート面に対して傾斜させて設置せ
ざるを得ない。しかしながら空気ノズル組立体をこのよ
うに傾斜させて設置すると均一な冷却が達成されないと
いう問題が生ずる。

すなわち、オリフイスプレートからガラスフイラメント
が紡糸されている時は、ガラスフイラメントの急速な走
行により周囲の空気が引き込まれ、オリフイスプレート
近傍にはガラスフイラメントの群に向かう誘導空気流が
生じているが、この誘導空気流は空気ノズルからオリフ
イスプレートにつき当り方向を変えて周辺へ逃げる空気
とぶつかる。空気ノズルが大きく傾斜すると、空気流の
水平成分が増大し、オリフイスプレートの後方から前方
へより流れるようになり、その空気流が誘導空気流と合
わさり、強い水平流となつてオリフイスプレートの後方
のガラスコーンを過冷却してガラスフイラメントの切断
の原因となる。従つて、空気ノズル組立体は誘導空気流
の悪影響を最小におさえ、均一な冷却を達成するために
オリフイスプレート面に対して出来るだけ垂直に設置す
るのが好ましい。本発明は上述した従来技術の欠点に鑑
みなされたもので、その目的は、ガラス繊維紡糸炉のオ
リフイスプレート面に空気流を吹き当てるための空気ノ
ズル組立体において、各ノズル通路から吹き出される空
気流の流量を個々に微調整することのできるバルブ装置
を設けても、空気ノズル組立体をオリフイスプレート面
にほぼ垂直に設置することができるようにすることであ
る。

上記目的を達成するため、本発明によれば、ガラス繊維
紡糸炉のオリフイスプレート面に空気流を吹き当てるた
めの空気ノズル組立体であつて、空気供給口を有するマ
ニホルドを備えた空気導入部と、複数個のノズル通路を
備えた空気ノズル部とを有し、前記空気導入部は又、前
記マニホルド上に位置し、かつ該マニホルドに連通する
よう形成された複数個の連通路及びこれら連通路にそれ
ぞれ組み込まれた複数個のバルブ機構を備えたバルブプ
ロツクと、前記バルブプロツクと前記空気ノズル部との
間に位置し、かつ前記バルブプロツクの連通路をそれぞ
れ前記ノズル通路に連通させる複数個の補助連通路を備
えたガイドプロツクとを有し、前記補助連通路は、前記
バルブプロツクの連通路の側に位置する部分が前記ノズ
ル通路の側に位置する部分に対して、前記バルブ機構の
外部操作部と反対の方向に偏倚させられていることを特
徴とする空気ノズル装置が提供される。

本発明の好適実施例を図面を参照して説明すると、第１
図には本発明の空気ノズル組立体の、側断面図として示
される紡糸装置における使用状況が示されている。図中
、符号２はガラス繊維紡糸炉を示し、紡糸炉２内で予じ
め溶融され一定の温度に調整された溶融ガラスは、耐火
物４にあけられた流入通路６を通り下方の白金合金製紡
糸ブツシング８内へ流入する。ブツシング８は下面に多
数のオリフイスを有するオリフイスプレート１０とそれ
から立ち上つて側壁１２を構成するプレートにより箱型
形状をなしていて、かつ図には示されていないが、ブツ
シング８に制御された低電圧大電流を流すための１対の
ターミナルを側壁プレート１２、普通はブツシングの幅
方向側の側壁プレートの外部に有する。ターミナルから
主としてオリフイスプレートに、またある程度は側壁プ
レート１２に電流を流すことにより、白金合金製のそれ
らプレートをジユール発熱させ、ブツシング全体の温度
、特にオリフイスプレート１０の温度を上昇させ、溶融
ガラスの温度降下を防ぎ、かつ紡糸に適した温度に制御
する。この制御は通常、ブツシングの側壁プレート１２
に溶接された熱電対からの熱起電力を入力信号として、
ブツシングの温度を一定に維持するよう通電流を制御す
るループにより行なわれる。また図示実施例ではオリフ
イスプレート１０は表面平坦な下面に密接配列の多数の
オリフイスを有する、特公昭５１−４６８５９号公報に
開示されている型のものであるが、プレート下面に多数
のチツプノズルが突出、形成されたいわゆるチツプノズ
ルプレートであつてもよい。

オリフイスプレート１０のオリフイスから流出した溶融
ガラスは巻取機１４で引張られることによりオリフイス
出口に円錐体を形成しながら細化されてフイラメントと
なり、このフイラメントは塗布器１６の塗布ローラで集
束剤が適用され、集束ロール１８で１本又は複数本のス
トランドにまとめられ、トラバース装置２０によりあや
ふりをされながら巻取機１４のドラムに巻かれてパツケ
ージ２２となる。

符号２４はオリフイスプレート１０の下面に空気流を吹
き当てるための本発明の空気ノズル組立―体であり、こ
れによりオリフイスプレート面を冷却し、溶融ガラスが
オリフイスから流出して細化され、フイラメントとなる
時にオリフイス出口に安定した溶融ガラス円錐体を形成
させ、それら円錐体を冷却し、かつオリフイスプレート
１０に近接して存在する停滞ガスを排除し、また紡出さ
れる繊維によつて下方に吸い取られるガスを補給する。

空気ノズル組立体２４は空気供給導管即ちホース２６に
接続され図示しない加圧空気供給源より空気が供給され
る。

空気ノズル組立体２４の構造の詳細は第２図ないし第５
図に示されており、大別して、空気供給口２８を有する
マニホルド３０を備えた空気導入部３２と、マニホルド
３０に連通する複数個のノズル通路３４を備えた空気ノ
ズル部３６とを有する。

空気ノズル部３６は、特開昭５４−１０１９２５号公報
に開示されているような金属パイプからなる管状ノズル
であつてもよいが、好ましくは、同一形状の複数個のノ
ズルリブ３８を連続的に並置し、相互のはめ合いにより
合体して構成したノズルプロツク３９を有し、各ノズル
リブ３８は各々相対する合体面４０，４２に長手方向に
延びる凹所４４，４６が形成され、隣接し合うノズルリ
ブ３８の一方の凹所４４と他方の凹所４６とで１つのノ
ズル通路３４が形成されるようになつている。

隣接するノズル通路３４の間には凹所４４，４６の底部
となる隔壁４８が存在するだけなので、ノズル通路３４
の間隔を極めて小さくして、ノズル通路３４から吹き出
される空気流の本数を高密度化することができる。各ノ
ズルリブ３８の合体のためのはめ合いは、相対する合体
面４０，４２の縁部近傍に補合形状の垂直段部５０，５
２を形成することにより、隣接し合う垂直段部５０，５
２によつてなされている。

しかしながら垂直段部ではなくありつぎ形の傾斜段部を
形成して行なつてもよく、この場合にはノズルリブ相互
の分離が積極的に阻止される。各ノズルリブ３８に形成
された凹所４４，４６は、隣接し合うノズルリブ間に形
成されるノズル通路の断面形状が合体面方向に細長い八
角形をなすような形状とされてるが、この形状のみに限
られず、ノズル通路断面形状が例えば長方形その他の細
長い多角形、又は長円形若しくは楕円形、又は円形とな
るような形状であつてもよい。ノズルリブ３８は普通の
鉄などの金属製とすることができ、この場合上述した凹
所４４，４６は研削又は押し出し加工などをすることに
より容易に作ることができる。

従つて凹所４４，４６を任意の形状とすることができ、
ノズル通路の断面形状を自由に選択することができる。
なおノズルリブ３８は鉄以外の例えばステンレススチー
ル、アルミ合金で作つてもよい。これらの場合でも凹所
４４，４６は任意の形状とすることができ、ノズル断面
形状を自由に選択することができる。ノズル通路の断面
形状は図示実施例のようにノズルリブ３８の合体面方向
に細長い形状とすることが好ましい。このようにするこ
とによつて、同じ断面積でノズル通路の密度を増すこと
ができ、空気流本数の密度をより増加させることができ
る。さらに特公昭５４−３３２９３号公報第４頁に説明
されているように、ノズル通路断面形状の短軸がオリフ
イスプレート１０の長手方向と平行になるように空気ノ
ズル部３６を配置することにより、ノズル通路の長軸方
向に一致するオリフイスプレートの巾方向により広い均
一な冷却効果を与えることができ、オリフイスプレート
におけるオリフイスの巾方向配列寸法範囲を増加させる
ことが可能となる。なお図示実施例ではノズルリブ３８
の両合体面４０，４２に凹所４４４，４６を形成したが
、合体面４０，４２の一方のみに凹所を形成しても同様
にノズル通路を得ることができる。

また両端に位置するノズルリブは合体面が一側しかない
ので、第５図に示すように合体面でない方の面を凹所の
ない平坦な形状としたエンドリブ５４，５６とすること
ができる。図示実施例の空気ノズル部３６はまた、ノズ
ルリブ３８を並置、合体して構成したノズルプロツク３
９を固く保持するための装置を有している。

この保持装置はノズルプロツク３９の両側部に位置する
１対の鉄製の押え板５８，６０と、ノズルプロツク３９
の両端部に位置する１対の鉄製の圧締板６２，６４とを
有し、押え板５８，６０と圧締板６２，６４とはボルト
６６により、ノズルプロツク３９を囲むように箱型に接
続されている。圧締板６２，６４にはそれぞれ４個のね
じ孔６８があけられ、これらねじ孔６８にはそれぞれセ
ツトスクリユー７０がはめ込まれている。従つてこれら
セツトスクリユー７０を回してその先端でノズルプロツ
ク３９のエンドリブ５４，５６の端面を押圧することに
より、ノズルプロツク３９は圧締され固く保持される。
図示実施例の空気ノズル部３６にはまた、並置、合体さ
れたノズルプロツク３９を支持するための普通の鉄など
の金属製の支持プロツク７２が設けられている。

支持プロツク７２はノズルプロツク３９の下端を受け入
れるための１つの凹所７４を有し、凹所７４は上方に開
口しているだけでなく両端部においても外方に開口して
おり、従つて凹所７４は研削加工などで容易に形成する
ことができる。凹所７４の巾方向の寸法はノズルプロツ
ク３９の厚さよりも大きく、第３図に示す如くその余つ
た寸法部分にスペーサ７６が挿入されており、このスペ
ーサ７６は、これに直角に支持プロツク７２にあけられ
た４個のねじ孔７８にねじ込まれたセツトスクリユ一８
０の先端により、ノズルプロツク３９の方向に押圧され
、ノズルプロツク３９の下端を固く保持している。凹所
７４の両端部には１対の位置決め板８２，８４がボルト
で固定されている。支持プロツク７２にはまたノズルプ
ロツク３９のノズル通路３４のそれぞれに整合する位置
に連通路８６が形成されている。支持プロツク７２はボ
ルトで後述する位置調整用のガイドプロツク８８に結合
されている。空気導入部３２はマニホルド３０に加え、
マニホルド３０上に位置し、かつマニホルド３０に連通
するよう形成された複数個の連通路１００及びこれら連
通路１００にそれぞれ組み込まれた複数個のバルブ機構
９０を備えたバルブプロツク９２と、バルブプロツク９
２と空気ノズル部３６との間に位置し、かつバルブプロ
ツクの連通路１００をそれぞれノズル通路３４に連通さ
せる複数個の補助連通路１１４を備えたガイドプロツク
８８とを有する。

マニホルド３０は鉄板材料などを箱状にボルトで結合し
てなり、空気供給口２８に対応する位置にホース２６を
接続するためのニツプル９４をボルトで結合している。

空気供給口２８及びニツプル９４の数は図示実施例では
４個であり、この場合マニホルド３０の内部も３枚の仕
切板９６で対応する４個の室に区分されている。また各
ニツプル９４に接続されたホース２６と空気供給源との
間にはそれぞれ図示しない空気流量調整用のバルブ装置
が取り付けられており、各バルブ装置を独立して個別に
制御することにより、ノズルプロツク３９のノズル通路
３４から吹き出される空気流の流量を対応する４つの群
に分けて個別に制御することができる。なお符号９８は
空気流から異物を取り除くためのスクリーンである。バ
ルブプロツク９２は好ましくは普通の鉄製であり、ボル
トでマニホルド３０の上端に固着され、かつそれぞれマ
ニホルド３０に開口しかつ支持プロツク７２の連通路８
６に連通する連通路１００を有している。

各連通路１００にはそれを通る空気流の流量を微調整す
るためのバルブ機構９０が組み込まれている。バルブ機
構９０は好ましくは第２図に示されているように二段に
千鳥状に配列されている。このようにすることによつて
、連通路１００の密接配列、強いてはノズルプロツク３
９におけるノズル通路の密接配列を可能にし、かつバル
ブ機構９０の操作を容易にしている。各バルブ機構９０
は特開昭５４−１０１９２５号に記載されているような
構造のものでもよいが、好ましくは二ードル型のバルブ
であり、対応する連通路１００をほぼ直角に横切る方向
に、連通路１００の直径とほぼ同径若しくはやや大きめ
の径のバルブ孔１０２をあけ、このバルブ孔１０２の入
口側の端部部分にはねじを切り、バルブ孔１０２とほぼ
同径の二ードルバルブ部分１０４とバルブ孔１０２のね
じに対応するねじ部１０６とを持つボルト状二ードルバ
ルブ１０８をバルブ孔１０２に挿入してなつている。ボ
ルト状二ードルバルブ１０８の頭部１１０は密接配列の
関係からできるだけ小さめにすることが望ましく、また
ボルトレンチにより操作できるキヤツプスクリユ一型で
ある。ボルト状二ードルバルブ１０８の頭部１１０とバ
ルブプロツク９２との間にはコイルスプリング１１２が
配設され、バルブ孔１０２とボルト状ニードルバルブ１
０８との間の多少のガタを吸収し、微動作できるように
なつている。従つてボルトレンチを頭部１１０に挿入し
てボルト状二ードルバルブ１０８を回すことにより二ー
ドルバルブ部分１０４をバルブ孔１０２内で出し入れし
、連通路１００の開度を変化させて流量を微調整するこ
とができる。前述したホース２６に接続された図示しな
いバルブ装置による、ノズルプロツク３９のノズル通路
３４から吹き出される空気流を４区分に区分けした流量
匍脚と、このバルブ機構９０によるノズル通路３４から
吹き出される空気流の個々の微調整とにより、幅広い流
量匍脚が可能となる。ガイドプロツク８８は、好ましく
は普通の鉄製であり、バルブプロツク９２上にボルトで
固定、支持され、かつ支持プロツク７２をボルトで固定
、支持している。

ガイドプロツク８８に形成された補助連通路１１４は、
バルブプロツクの連通路の側に位置する部分がノズル通
路３４の側に位置する部分に対して、バルブ機構９０の
外部操作部即ち二ードルバルブ１０８の頭部１１０と反
対の方向に偏倚させられている。このようにすることに
よつてボルト状二ードルバルブ１０８の頭部１１０及び
バルブプロツク９２、並びにマニホルド３０を、第３図
に示すようにノズルプロツク３９及び支持プロツク７２
の前方側部（第３図で見て左方側部）より引込んだ状態
に配置することができ、第１図に示す使用状態において
空気ノズル組立体２４を、ニードルバルブ１０８の頭部
などが紡糸されつつあるガラスフイラメントに接触する
ことなく、オリフイスプレート１０の下側でそれにでき
るだけ垂直に設置することができる。従つてノズル通路
３４から吹き出された空気流はオリフイスプレート面に
ほぼ直角に衝突し、オリフイスプレート周囲からの誘導
空気流の悪影響を最小にし、かくしてオリフイスプレー
ト及び溶融ガラスコーンを均一に冷却することができ、
空気ノズル組立体を傾斜して設置せざるを得なかつた前
述した従来技術の問題を解消することができる。従つて
本発明によれば、バルブプロツクの連通路をそれぞれノ
ズル通路に連通させる複数個の補助連通路を備えたガイ
ドプロツクを、バルブプロツクと空気ノズル部との間に
配置し、補助連通路を、バルブプロツクの連通路の側に
位置する部分がノズル通路の側に位置する部分に対して
、バルブ機構の外部操作部と反対の方向に偏倚するよう
に形成したので、空気ノズル組立体をオリフイスプレー
ト面にほぼ直角に設置することを可能にし、従つて空気
ノズル組立体からの空気流をオリフイスプレート面にほ
ぼ垂直に衝突させてオリフイスプレート面周囲からの誘
導空気流の悪影響を最小にすることができ、オリフイス
プレート面を極めて均一に冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空気ノズル組立体の側断面図として示
される紡糸装置における使用状況を示す説明図、第２図
は本発明の空気ノズル組立体の好適実施例の一部断面正
面図、第３図は第２図の空気ノズル組立体の縦断面図、
第４図は第２図の空気ノズル組立体におけるノズルプロ
ツクの先端の一部拡大図、及び第５図は第２図の空気ノ
ズル組立体におけるノズルプロツクの保持装置の端部圧
締板の部分を示す断面図である。 図中、符号２・・・・・・ガラス繊維紡糸炉、１０・・
・・・・オリフイスプレート、２４・・・・・・空気ノ
ズル組立体、２８・・・・・・空気供給口、３０・・・
・・・マニホルド、３４・・・・・・ノズル通路、３６
・・・・・・空気ノズル部、８８・・・・・・ガイドプ
ロツク、９０・・・・・・バルブ機構、９２・・・・・
・バルブプロツク、１００・・・・・・連通路、１１０
・・・・・・ニードルバルブ頭部（外部操作部）、１１
４・・・・・・補助連通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガラス繊維紡糸炉のオリフィスプレート面に空気流
   を吹き当てるための空気ノズル組立体であつて、空気供
   給口を有するマニホルドを備えた空気導入部と、複数個
   のノズル通路を備えた空気ノズル部とを有し、前記空気
   導入部は又、前記マニホルド上に位置し、かつ該マニホ
   ルドに連通するよう形成された複数個の連通路及びこれ
   ら連通路にそれぞれ組み込まれた複数個のバルブ機構を
   備えたバルブブロックと、前記バルブブロックと前記空
   気ノズル部との間に位置し、かつ前記バルブブロックの
   連通路をそれぞれ前記ノズル通路に連通させる複数個の
   補助連通路を備えたガイドブロックとを有し、前記補助
   連通路は、前記バルブブロックの連通路の側に位置する
   部分が前記ノズル通路の側に位置する部分に対して、前
   記バルブ機構の外部操作部と反対の方向に偏倚させられ
   ていることを特徴とする空気ノズル装置。