KR100446346B1 - 진행하는 합성 필라멘트 사의 가열용 고데트 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 복수의 고정된 제 1 권선 및 그것에 대해 회전가능한 자기전도성 고데트 재킷을 가진 진행하는 합성 필라멘트사의 가열용 고데트이다. 고데트 재킷은 유도 전류를 발생시키기 위해 한정된 반경방향 틈새위로, 고데트 재킷과 제 1 권선사이에 배치된, 제 1 권선 서포트의 측벽부를 통하여 제 1 권선에 커플링된다. 상기 서포트는 그것의 트랜스포머 시트가 채널 바닥부의 부분에서 반경방향으로 포개지는 방법으로 설계되어, 자속이 외부에 대해, 특히 코일 서포트를 향해 차폐된다.

Description

진행하는 합성 필라멘트 사의 가열용 고데트

이러한 고데트는 공지되어 있다. U.S. 3,508,024는 진행하는 사의 가열용 고데트에 대해 기술한다. 이 고데트는 2개 이상의 축방향으로 인접한 고정된 제 1 권선과 상기 제 1 권선과 동심관계로 회전되도록 지지되고, 2차 전류를 생성하도록 좁은 반경방향 틈새를 경유하여 제 1 권선과 유도적으로 연결된 자기 전도성 고데트 재킷을 가진다. 제 1 권선의 캐리어는 코일 서포트의 축에 수직으로 배치된 몇 층의 적층된 트랜스포머 시트로부터 형성된다. 트리거 회로는 조절 가능한 주파수의 교류로 각 제 1 권선을 작동시키고, 제 1 권선은 조절된 주파수에 적합시킨 발진회로에 포함된다. 관련된 온도 컨트롤러와 협동하여 대응하는 전력스위치에 의해, 발진 회로는 고데트 재킷에서 측정된 온도의 함수로서 접속되거나 또는 단선될 수 있다.

유사한 고데트가 GB 989,349에 기술되어 있고, 여기에서 제 1 권선은 중공의 원통형 고데트 재킷과 동심관계로 배치된 원형 캐리어상에 설치된다. U.S. 3,508,024에서와 동일한 방법으로, 제 1 권선을 수용하는 캐리어의 모든 평평한 트랜스포머 시트는 축방향으로 코일 서포트상에 적층된다. 고데트 재킷의 내측 표면에 대해, 상기 적층된 철 시트는 고데트의 회전축과 방사상으로 동심인 환형 공기 갭을 형성하도록 배치된다.

통상적으로 이러한 가열된 고데트와 함께, 제 1 권선의 캐리어의 모든 평평한 트랜스포머 시트가 축방향으로 코일 서포트상에 적층되기 때문에, 외부를 향한, 특히 코일 서포트를 향한 자속의 손실이 상대적으로 큰 문제가 발생한다. 마찬가지로, 축방향으로 인접한 트랜스포머 시트가 경계층을 형성하기 때문에, 이런 식으로 구성된 캐리어에서 자속은 최적이 아니다. 이러한 경계층을 극복하기 위해, 특정한 에너지가 요구되고, 이것이 전력의 손실을 야기한다. 특히, 예를 들어 2kHz 이상의 고주파 적용에서, 전력손실은 더 두터운 경계층으로 인해 상당히 증가한다.

본 발명은 청구항 제 1 항의 전문에 정의된 바와 같은 진행하는 필라멘트 사의 가열용 고데트에 관한 것이다.

도 1은 유도적으로 가열된 고데트의 단면도;

도 2는 도 1의 A부분의 채널 바닥부의 확대도;

도 3은 도 1의 B부분의 캐리어의 구체예를 제시하고, 캐리어는 U자형으로 몇 개의 트랜스포머 시트들이 서로 위에 적층되어 구성된다;

도 4A-4C는 도 1의 B부분의 컷 스트립 코어의 더 이상의 구체예를 도시하고, 컷 스트립 코어는 분리된 측벽부 및 분리된 채널 바닥부로 구성된다;

도 5는 코일 서포트의 원주 위에 복수의 세그먼트 같은 컷 스트립 코어의 배치를 제시하는 도 1의 고데트의 단면도;

도 6은 도 1, 그리고 도 4A, 또는 4B, 또는 4C의 고데트의 단면도이고, 그림은 환형의 분리된 측벽부(3b)를 도시한다;

도 7은 도 6과 유사한 단면도이고, 도시된 환형 측벽부(3b)는 별 모양으로 만들어진다;

도 8은 코일 서포트 상에 컷 스트립 코어의 설치를 도시하는 부분도이다.

그러므로 본 발명의 목적은 고데트 재킷 내에서, 특히 캐리어의 채널 바닥부분에서 누설 자장을 방지하여, 그리고 경계층으로 야기된 전력손실을 감소시켜서 고데트에서 최적의 자속을 가능하게 하는, 상기한 종류의 가열가능한 고데트를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 청구항 1 항의 요소를 가진 고데트로 달성된다. 적당한 더 이상의 개선점은 종속항들에 정의된다.

자속, 특히 코일 서포트로 향한 자속이 차폐되기 때문에, 누설 자장이 외부로 벗어나는 것이 방지된다. 게다가 이 방법은 경계층을 극복할 필요가 없고, 가열되지 않는 부분을 효과적으로 차폐하는 최적의 자속을 얻는 것을 가능하게 한다.

트랜스포머 시트의 특별한 구조 및 배치는 고데트 내의 누설 자장이 상당히 감소되기 때문에 고데트 재킷의 개선된 가열을 보장한다.

더 이상의 이점은 권선을 수용하기 위해 시중구입 가능한 컷 스트립 코어를 사용하는 것이 가능한 것이다. 인접한 컷 스트립 코어 사이에 형성된 틈새의 결과로 생성되는 전력에 영향을 미치지 않고, 그래서 고데트 재킷의 온도에 영향을 미치지 않는, 단지 매우 작은 누설 자장이 된다.

캐리어가 코일 서포트 상에 배치되는 상기 채널 바닥부의 표면구성은 조립을 간단하게 한다.

마찬가지로, 고주파 적용을 위해 0.01mm 만큼 매우 작은 두께를 가진 얇은 시트를 사용하는 것이 가능하다. 그러나 주파수가 증가함에 따라 자속의 관통의 깊이가 감소하고, 자속의 전도가 표면상에 배타적으로 발생하므로, 이러한 얇은 시트는 가능한 한 낮은 전력의 분산을 유지하기 위해 유용하다.

본 발명의 더 이상의 이점, 특징, 및 용도는 구체예 및 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 기술된다.

도 1에 제시된 바와 같이 유도적으로 가열된 고데트에서, 복수의 채널형 캐리어(3)는 코일 서포트(5)상에 축방향으로 배치되고, 각 캐리어는 제 1 권선을 수용한다. 고데트 재킷(2)은 2개의 베어링(8)으로 지지되는 스핀들(9)상에 원추형 어레인지먼트(7)에 의해 고정된다. 베어링(8)은 고정된 하우징(11)에 지지된다. 고데트 재킷(2)은 실질적으로 U자형 단면과, 그것의 전면 벽부(2a)에 실질적으로 원통형이고 내부로 향한, 스핀들(9)의 테이퍼에 적합시킨 내부 테이퍼(7)를 가진 연장부(13)와 접한 중앙 개구부를 가진다. 고데트 재킷(2)을 스핀들(9)상에 고정하기 위한 너트(10)를 수용하는 나사산은 스핀들(9)의 자유단부에 위치된다. 하우징(11)으로부터, 코일 서포트(5)는 거의 고데트 재킷(2)의 전면 벽부(2a)까지 스핀들(9)을 따라 중공 실린더 형태로 연장된다. 복수의 캐리어(3)는 코일 서포트(5)의 원주 상에 한 개 뒤에 다른 한 개가 따르는 방법으로 코일 서포트(5)상에 축방향으로 배치된다. 각 캐리어(3)는 채널 바닥부(3a) 및 등거리로 이격된 측벽부(3b)로 구성되어, 제 1 권선(1)을 수용하는데 알맞은 U자형 환형 공간이 형성된다. 측벽부(3b)는 거의 고데트 재킷(2)의 내부 표면까지 연장된다. 두 개의 인접한 측벽부(3b)는 각각 내측 재킷 표면과 함께 측벽 너비에 대응하는 크기의 반경방향 틈새(4)를 형성한다.

대응하는 제어 유니트(도시되지 않음)에 의해, 캐리어(3)에 배치된 제 1 권선(1)은 별도로 제어가능해서, 고데트 재킷(2)의 외측 표면을 따라 실질적으로 일정한 온도가 달성될 수 있다. 측벽부(3b)와 고데트(2)의 내측 표면사이의 환형 틈새(4) 는 자기 전도성이고, 회전하는 고데트 재킷(2)의 자기적 커플링을 가능하게 해서, 고데트 재킷에 전압이 유도되고, 이것의 결과로 전류가 발생된다. 고데트 재킷의 원주를 따른 고데트 재킷의 전류는 고데트 재료의 전기 저항으로 인해 가열하게 된다. 그래서 코일 전압의 고의적인 접속 및 단선은 고데트 재킷의 온도 조절을 가능하게 한다. 전력 손실을 방지하기 위해, 특히 예를 들어 2kHz 이상의 고주파 적용의 경우에, 트랜스포머 시트는 채널 바닥부에 반경방향으로 서로의 위에 눕는 방법으로 배치된다.

채널 바닥부(3a)의 부분 확대 단면도가 도 2에 제시되고, 여기에서 트랜스포머 시트는 채널 바닥부의 부분에 한 개 위에 다른 한 개가 반경방향으로 쌓인다.

도 3 및 도 5는 바람직한 구체예를 제시하고, 여기에서 캐리어(3)는 적층된 트랜스포머 시트가 U자형으로 서로 쌓여서 소위 컷 스트립 코어를 형성하는 방법으로, 즉 트랜스포머 시트가 통상적으로 공지되어 있는 바와 같이 축방향이 아니라 반경방향으로 적층되는 방법으로 형성된다. 복수의 U자형 컷 스트립 코어(3)는 복수의 세그먼트의 형태로 코일 서포트(5)의 원주 위에 배치된다. 그래서 코일 서포트의 원주 위에 코일 서포트와 간격을 두지 않고 원주방향으로 배치된 컷 스트립 코어(3)는 제 1 권선을 위한 캐리어를 형성한다. 컷 스트립 코어(3)를 사용하는 이점은 자속이 코일 서포트(5)의 외부에서, 특히 또한 그것을 향해 차폐되어, 누설 자장이 외부로 벗어나는 것을 방지한다. 이런 목적을 위해, 적층된 트랜스포머 시트는 U자형으로 서로 쌓인다. 게다가 이것은 경계층을 극복할 필요가 없는 최적 자속을 용이하게 한다. 축방향으로 번갈아 배치된 트랜스포머 시트의 경우에는, 예를 들어 2kHz의 고주파를 사용하면 더 두터운 경계층이 형성된다. 이러한 경계층은 저항의 상당한 증가의 원인이 된다. 컷 스트립 코어(3)를 코일 서포트(5)에 설치하는 채널 바닥부(3a)의 표면은 실질적으로 평평하거나 또는 서포트(5)의 표면에 적합되어 있고, 서포트(5)의 표면과 접촉한다. 권선은 원주방향으로 연장된다. 컷 스트립 코어의 측벽부(3b)의 자유단부는 원형으로 형성되어 실질적으로 일정한 반경방향 틈새(4)가 고데트 재킷(2)과 측벽부(3b)의 자유단부사이에 형성된다. 인접한 컷 스트립 코어(4)사이에 형성된 갭(14)은 생성된 전류에 영향을 미치지 않는 따라서, 고데트 재킷(2)의 온도에 영향을 미치지 않는 매우 미소한 누설 자장을 야기한다. 누설 자장으로 야기된 손실을 최소화하기 위해, 인접한 제 1 권선의 컷 스트립 코어는 서로 오프셋팅될 수 있어서, 측벽부(3b)의 너비로 축방향으로 한정되는 갭(14)이 형성된다.

바람직한 구체예가 도 4A에 제시되고, 여기에서 캐리어(3)는 분리된 측벽부(3b) 및 분리된 채널 바닥부(3a)로 구성된다. 캐리어(3)의 채널 바닥부(3a)는 반경방향으로 쌓인 복수의 트랜스포머 시트로부터 형성된 중공 실린더이다. 캐리어(3)의 측벽부(3b)는 복수의 축방향으로 쌓인, 환형 트랜스포머 시트로 구성된다. 채널 바닥부(3a) 및 측벽부(3b)사이에 연장되는 누설 자장은 매우 작다. 그 결과로서, 고데트 재킷(2)에서 생성되는 전류에 영향이 미치지 않고, 따라서 온도에 영향을 미치지 않는다.

또 하나의 바람직한 구체예가 도 4B에 제시되고, 여기에서 캐리어(3)는 분리된 측벽부(3b) 및 분리된 바닥부(3a)로 구성된다. 캐리어(3)의 바닥부(3a)는 반경방향으로 쌓인 복수의 트랜스포머 시트로부터 형성된 중공 실린더이다. 컷 스트립 코어(3)의 측벽부(3b)는 복수의 쌓인 환형 트랜스포머 시트로 구성된다. 채널 바닥부(3a) 및 측벽부(3b)사이에 연장되는 축방향 누설 자장은 매우 작고, 고데트 재킷(2)에서 생성되는 전류에 영향을 미치지 않아서, 온도에 영향을 미치지 않는다.

또 하나의 바람직한 구체예가 도 4C에 제시되고 여기에서 캐리어(3)는 분리된 측벽부(3b) 및 분리된 바닥부(3a)로 구성된다. 컷 스트립 코어(3)의 바닥부(3a)는 반경방향으로 쌓인 복수의 트랜스포머 시트로부터 형성된 중공 실린더이다. 캐리어(3)의 측벽부(3b)는 복수의 쌓인 환형 트랜스포머 시트로 구성된다. 채널 바닥부(3a) 및 측벽부(3b)사이에 연장되는 비스듬한 누설 자장은 매우 작다. 그 결과로서, 고데트 재킷(2)에서 발생되는 전류에 영향을 미치지 않고, 따라서 온도에 영향을 미치지 않는다.

도 6은 도 4A의 배치 및 도 4B의 배치 둘 다와 결합될 수 있는 측벽부(3b)의 형태를 도시한다. 측벽부(3b)는 복수의 환형 트랜스포머 시트로부터 쌓여서 형성된다. 이런 배치는, 측벽부(3b) 및 고데트 재킷(2)사이에 반경방향 틈새(4)가 원주방향으로 실질적으로 일정하게 만들어지기 때문에, 특히 손실이 낮다.

도 7은 도 4A의 배치 및 도 4B의 배치 둘 다와 결합될 수 있는 측벽부(3b)의 또 하나의 형태를 도시한다. 이런 구성에서, 각 환형 트랜스포머 시트는 별 모양의 외측 가장자리를 가진다. 트랜스포머 시트는 축방향으로 쌓여서, 상기 별 모양의 외측 가장자리는 번갈아 축방향으로 정렬된다.

도 8은 캐리어(3)의 코일 서포트(5)에 대해 가능한 설치를 도시하고, 여기에서 예를 들어 컷 스트립 코어로 형성되는 각 캐리어(3)는 고데트(2)의 코일 서포트(5)에 적어도 한 개의 나사(6)에 의해 부착된다.

U자형의, 적층된 트랜스포머 시트, 특히 컷 스트립 코어의 적용은 더욱이 고주파 적용을 위해 요구되는 얇은 금속 시트가 0.01mm만큼 작은 두께로 사용될 수 있는 이점을 가진다. 자속의 관통의 깊이는 주파수가 증가함에 따라 감소하나, 자속의 성능이 오로지 표면에서 일어나기 때문에, 이러한 얇은 시트가 전력 손실을 낮은 수준으로 유지하기 위해 필요하다.

Claims (13)

1. 복수의 고정된 제 1 권선(1) 및 그것에 대해 자기적으로 전도성이고 회전 가능하게 지지된 고데트 재킷(2)으로 구성되고, 각 제 1 권선(1)은 복수의 트랜스포머 시트로 구성되는 적어도 한 개의 U자형 캐리어(3)상에 권취되며, 상기 U자형 캐리어는 코일 서포트(5)상에 한 개 뒤에 다른 한 개가 따르는 방법으로 고데트 재킷(2)과 동심으로 배치되며, 상기 고데트 재킷(2)은 유도 전류를 발생시키기 위해 한정된 반경방향 틈새(4)를 통해 각각 제 1 권선(1)과 캐리어(3)의 측벽부(3b)를 통해 커플링되는, 진행하는 합성 필라멘트 사의 가열용 고데트에 있어서,

   캐리어(3)는 그것의 트랜스포머 시트들이 채널 바닥부(3a)의 부분에 반경방향으로 서로의 위에 눕고 코일 서포트(5)의 축방향으로 정렬되도록 구성되며, 그것의 트랜스포머 시트들이 측벽부(3b)의 부분에서 축방향으로 서로 잇달아 배치되고 코일 서포트(5)의 반경방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 진행하는 합성 필라멘트 사의 가열용 고데트.
2. 제 1 항에 있어서, 캐리어(3)는 U자형으로 서로에 쌓인 복수의 트랜스포머 시트로 구성되는 것을 특징으로 하는 고데트.
3. 제 1 항에 있어서, 캐리어(3)는 분리된 측벽부(3b) 및 분리된 채널 바닥부(3a)로 구성되는 것을 특징으로 하는 고데트.
4. 제 3 항에 있어서, 분리된 채널 바닥부(3a)는 반경방향으로 쌓인 복수의 트랜스포머 시트로 구성되는 중공 실린더인 것을 특징으로 하는 고데트.
5. 제 3 항에 있어서, 각 분리된 측벽부(3b)는 복수의 축방향으로 쌓인, 환형의 트랜스포머 시트로 구성되는 것을 특징으로 하는 고데트.
6. 제 3 항에 있어서, 각 분리된 측벽부(3b)는 복수의 축방향으로 쌓인, 별 모양의 트랜스포머 시트로 구성되는 것을 특징으로 하는 고데트.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 복수의 캐리어(3)는 코일 서포트(5)의 원주 위에 세그먼트의 형태로 배치되어, 제 1 권선(1)중의 하나를 수용하는 것을 특징으로 하는 고데트.
8. 제 7 항에 있어서, 세그먼트형 캐리어(3)의 채널 바닥부(3a)는 실질적으로 평평하고 코일 캐리어(5)의 표면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 고데트.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 세그먼트형 캐리어(3)의 측벽부(3b)는 그것의 자유단부에서 아치형으로 형성되어, 실질적으로 일정한 반경방향 틈새(4)가 캐리어(3)와 고데트 재킷(2) 사이에서 형성되는 것을 특징으로 하는 고데트.
10. 제 7 항에 있어서, 채널 바닥부(3a)의 외측표면 위로 캐리어(3)가 코일 서포트(5)상에 배치되는 채널 바닥부(3a)의 외측 표면은 코일 서포트(5)의 표면에 적합되어 있는 것을 특징으로 하는 고데트.
11. 제 7 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서, 인접한 제 1 권선(1)의 세그먼트형 캐리어(3)는 코일 서포트(5)의 축방향으로 서로 오프셋팅되어 코일 서포트(5)의 원주 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 고데트.
12. 제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서, 각 캐리어(3)는 적어도 한 개의 나사(6)에 의해 코일 서포트(5)상에 설치되는 것을 특징으로 하는 고데트.
13. 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서, 트랜스포머 시트는 0.01mm만큼 작은 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 고데트.