178344. lajstromszámú szabadalom • ljárás és berendezés szálak képzésére nyújtható anyagból
13 178344 14 kölcsönhatási szakaszba be is lehet injektálni, hogy az éghető keveréket létrehozzuk, míg a meleg üveg jelenléte ezt a keveréket meg tudja gyújtani. A nagy sebességgel forgó örvénylő áramok, amelyek a kölcsönhatási szakaszra jellemzőek, az energialokalizációs technikában hasznosak abból a célból, hogy az éghető anyag és égést okozó anyag jó összekeveredését létrehozzák, amint erről már az előzőekben beszéltünk. Másrészt ezek az örvénylő áramok azáltal, hogy egyrészt az áramlással egyirányban, másrészt azzal ellentétes irányban mozdulnak el, a kölcsönhatási szakaszban olyan szakaszok képződnek, ahol az áramlási sebesség viszonylag kicsi a főgázáram áramlási sebességéhez viszonyítva. Ilyen kis sebességű áramlási szakaszoknak a léte az éghető anyagból levő keverék meggyújtásának egyik feltétele, és annak a feltétele is, hogy stabil égést lehessen fenntartani. Ennek a jellemzőnek a fontosságát kihangsúlyozzuk, amikor arra emlékeztetünk, hogy földgáz és levegő keverékkel a láng haladásának sebessége 0,3-tól néhány méter/sec lehet 20 °C-on. Bár a lángnak ez a haladási sebessége a hőmérséklet növekedésével nő, mindig igen kicsi marad, ha a főgázáram sebességével hasonlítjuk össze. Mivel a kölcsönhatási szakasz bizonyos részeire is jellemző a láng előrehaladási sebességénél kisebb sebességű áramlás, az éghető keveréket meg lehet gyújtani, és fenn lehet tartani a stabil égést. Az előzőekben említett okokkal meg lehet magyarázni a meggyújtás és az égés stabilitásának jelenségét a kölcsönhatási szakaszban, azonban természetesen lehet erre a jelenségre más magyarázatot is találni. A 9b ábrával kapcsolatban leírt rendszernél a láng eleje a lángforráshoz vagy ahhoz az üvegszálhoz, vagy anyagszálhoz akar tapadni, amelyet a nyújtáshoz szükséges hőmérsékletre kívánunk hozni, illetve azon tartani. A lángnak ezt a rátapadását elérhetjük egyrészt azért, mert az üveg hőmérséklete sokkal nagyobb, mint a keverék gyulladási hőmérséklete és például annak kétszeresét is elérheti, másrészt, mert az üvegszál felületével való érintkezésénél az éghető keverékből egy burkolóréteg képződik, amely az üvegből felszabaduló hő hatására gyulladási állapotba kerül. Ebből következik, hogy az üveg körül egy éghető anyagréteg van, és ez a szomszédos rétegekben és a kölcsönhatási szakaszban egy lokalizált és stabil égést vált ki, amely a nyújtás alatt végig az üvegszálhoz tapad. Feltételezve azt, hogy a hőcsere nagy része az üvegszállal azáltal megy végbe, hogy annak felülete a meleg gázokkal érintkezik, a találmány szerinti technika hatásos módon biztosítja annak a hőmennyiségnek az átadását, amellyel az üvegszálat nyújtható állapotban lehet tartani, mivel az a szakasz, amelyben intenzív hő szabadul fel, éppen az, amely közvetlenül körülveszi az üvegszálat. A találmány szerinti eljárás egy további előnye, hogy nagyon sok üvegösszetételnél a képzett szálak mechanikai ellenállása megnő, mivel a szálak hőmérséklete a nyújtás végén nagyon gyorsan csökken. Ezek az előnyös körülmények itt megvalósulnak, amint azt a 9b ábrán az izotermikus vonalak világosan mutatják. Az I., 2. és 3. ábrákon ábrázolt berendezésnél az a-a sugárpár tartalmazhatja ily módon a kívánt eredmény eléréséhez szükséges éghető anyagkomponenst, és így nemcsak arra használható, hogy az üvegszálat a kölcsönhatási szakaszba magával vigye, hanem arra is, hogy abba az éghető anyagot bevezesse, míg a levegőt a rendszerbe a 10 főgázáram segítségével lehet bevinni, mint a 9b ábránál. Ily módon és azáltal, hogy a hordozósugár és a főgázáram hőmérsékletét úgy választjuk meg, ahogyan azt ezzel az ábrával kapcsolatban az előzőekben már elmondottuk, az energialokalizáció és az égéstermék megtakarítása megvalósítható. A 4., 5. és 6. ábrákon ábrázolt megoldásnál szükség esetén az egész éghető anyagmennyiséget a gázsugárral lehet bevinni, a levegőt pedig a főgázárammal együtt, előnyösen oly módon, hogy ez utóbbi hőmérsékletét egyidejűleg csökkentjük olyan értékre, mint ahogyan azt a 9b ábrával kapcsolatban az előzőekben leírtuk, hogy maximális energiát takarítsunk meg. A 7. és 8. ábrák szerinti kivitelnél az éghető anyagot a sugártól függetlenül, azaz külön is be lehet vezetni. Ami az égést okozó anyagot, különösen a levegőt illeti, azt vagy a sugár maga viheti be, vagy a főgázáram, vagy mind a kettő. A 8. ábrán ábrázolt kivitelnél a levegőt a főgázárammal együtt vezetjük be, amelyhez a levegőt az 51 kibocsátócső közelében vezetjük hozzá. Ily módon a szükséges összgázmennyiséget és a kívánt hőmérsékletet kapjuk úgy, hogy a gázoknak csak egy kis mennyiségét égetjük el a főgázáram képzéséhez, mivel a találmány szerinti lokalizált elégetési folyamat közvetlenül azokban a kölcsönhatási szakaszokban zajlik le, amelyek az anyagszálakat körülveszik, és ott létrehozzák a nyújtáshoz szükséges hőmérsékletnövelést, amint azt a 9b ábra kapcsán megmagyaráztuk. A találmány szerinti energialokalizációs eljárásnak bizonyos fajtájú anyagok nyújtásánál különös előnye van, mint például bizonyos fajtájú kőzetek és más természetes vagy szintetikus ásványi anyagok esetében, amelyeknél a nyújtási hőmérséklet tartománya rendkívül szűk. A 10. ábrán látható grafikonra felvittük a viszkozitás változását a hőmérséklet függvényében két különböző nyújtható anyagszáltípus esetében, amelyek közül az egyik, a 10a, az általában alkalmazott üveget jelképezi, míg a 10b egy természetes kőzetnek felel meg, amelynél a nyújtásnak megfelelő viszkozitáshoz tartozó hőmérséklet-tartomány rendkívül szűk. Ezen a grafikonon megállapítható, hogy az A és B pontok között elhelyezkedő viszkozitástartomány, amely a nyújtást lehetővé teszi, az üvegnél a (ta—tb) hőmérséklet-tartománynak felel meg, amely sokkal szélesebb, mint a kőzetnek megfelelő (t'a—t'b) hőmérséklet-tartomány. Ha az éghető anyagot megfelelő mennyiségben vezetjük be a kölcsönhatási szakaszba, akkor azt a szakaszt, ahol az anyag nyújtásához megfelelő hőmérséklet uralkodik, áramlásirányban lefelé meg lehet hosszabbítani, és így a kívánt viszkozitást hosszabb időtartamig fenn lehet tartani. Ami az 1—3., a 4—6. és a 7. ábrán ábrázolt berendezéseket vagy nyújtási folyamatokat illeti, ahol az anyagszálat a sugár hatásának vetjük alá, mielőtt az belépne a főgázáramba, meg kell jegyeznünk, hogy még ha az éghető és égést okozó összetevők mindegyike jelen van az áramban azon a helyen, ahol a nyújtható anyagszálat abba bevezetjük, a gyulladás nem következik be szükségszerűen ezen a helyen. Ezt a különböző működési feltételektől függően úgy választhatjuk meg például, hogy a hordozósugár hőmérséklete vagy sebes5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 7
