CN102733021B - 纱线加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供纱线加热装置。通过提高保温箱内的保温效率来降低用来加热由纱线输送辊送来的纱线的加热器的功耗。辊单元(3)具有导纱辊(11)、分离辊(12)、收容辊(11、12)的保温箱(13)、以及设置在保温箱(13)外侧的热交换器(30)。热交换器(30)当排气扇(40)驱动时使保温箱(13)内的空气经过内管(31)内排出。并且，当进气扇(41)驱动时，外部的空气经过外管(32)内后经过分支管(34)内流入保温箱(13)内。此时，热交换器(30)在经过内管(31)内的空气与经过外管(32)内的空气之间进行热交换。

Description

纱线加热装置

技术领域

本发明涉及将纱线加热的纱线加热装置。

背景技术

专利文献1中记载了将从纺纱部送出的纱线边用导纱辊输送边拉伸，用络纱机卷绕的纺纱卷绕机。在该专利文献1的纺纱卷绕机中设置有给从纺纱机纺出的多个纱线付与油剂的供油装置和2个导向辊。并且，在2个导纱辊之间将从纺纱机纺出并由供油装置附着了油剂的多个纱线拉伸。

并且，在专利文献2中记载了使用导纱辊作为加热辊的技术。并且，该加热辊被收容在箱子(保温箱)内，加热辊产生的热量难以从保温箱内逃出到外部。

[专利文献1]日本特开2007-77547号公报(图1)

[专利文献2]日本特开2001-262429号公报(图2)

其中，在像专利文献1那样给纱线付与油剂的情况下，如果像专利文献2那样将导纱辊作为加热辊使用的话，则从纺纱部纺出并附着了油剂的纱线在保温箱内行走时，有附着在纱线上的油剂被加热而气化并产生油烟、油烟充满保温箱内的危险。

因此，为了将保温箱内的烟除去，考虑用排气扇将保温箱内的烟与空气一起排出。但是，这样在将保温箱内的烟排出时，保温箱内的高温空气也被排出了。而且，通过保温箱内的空气被排出，从而保温箱内的气压比外部低，因此，外部的低温空气从例如用来使纱线进出保温箱的开口等流入了。于是，保温箱内的温度下降，为了将纱线加热到合适的温度所需的加热器的功耗增大了。

发明内容

因此，本发明的目的就是要提供一种提高保温箱内的保温效率、能够降低用来将纱线输送辊送来的纱线加热的加热器的功耗的纱线加热装置。

本发明的纱线加热装置具有：输送纺出的纱线的纱线输送辊，将由上述纱线输送辊送来的纱线加热的加热器，以及收容上述纱线输送辊和上述加热器、形成了纱线的入口和出口的保温箱；在上述保温箱上还形成有与将上述保温箱内的空气排出的排气机构连接的排气口，以及使空气流入到上述保温箱内的流入口；该纱线加热装置还具有在被上述排气机构从上述排气口排出的空气与从上述流入口流入的空气之间进行热交换的热交换器。

如果附着于在保温箱内行走的纱线上的油剂在保温箱内被加热，那么被加热的油剂气化而产生油烟。因此，想将该烟除去，用排气机构将烟从排气口与空气一起排出。这样一来，由于随着保温箱内的空气被排出，保温箱内的气压比外部低，因此空气从流入口流入保温箱内。这里保温箱内的空气用加热器加热，变成比将要流入保温箱内的空气高的温度。因此，本发明的纱线加热装置用热交换器在被从排气口排出的高温空气与从流入口流入的低温空气之间进行热交换，使加热过的空气流入保温箱内。由此，用排气机构将保温箱内的空气排出引起的保温箱内的温度下降被抑制，能够提高保温箱内的保温效率，减少将纱线加热到合适的温度所需要的加热器的功耗。

并且，优选在上述流入口上连接有强制地将空气送入上述保温箱内的送气机构。

如果这样，当随着保温箱内的空气被排气机构排出，保温箱内的气压降低了时，能够使加热过的空气通过热交换器的流入口优先流入保温箱内，能够抑制冷空气不通过热交换器而从例如纱线的入口等流入保温箱内，能够进一步提高保温箱内的保温效率。

此时，优选上述送气机构向上述保温箱送入的空气的送气量在上述排气机构从上述保温箱排出的空气的排气量以上。

如果这样，由于送气机构使排气机构从保温箱排出的空气的排气量以上的、加热过的空气流入保温箱内，因此能够更确实地抑制冷空气不通过热交换器而流入保温箱内，能够进一步提高保温箱内的保温效率。

并且，上述排气口和上述流入口最好相互分离形成。

如果这样，由于空气从保温箱内的排出与空气向保温箱内的流入在分 开的位置上进行，因此在排气口的周边油烟不会因从流入口流入的空气而扩散，能够效率良好地将油烟从保温箱内排出。并且，能够防止从流入口流入保温箱内的空气立即从排气口流出。

此时，优选上述热交换器具有将上述排气口与上述排气机构连接的排气管和与上述流入口连接的流入管；上述流入管具有外插于上述排气管的外管和从上述外管分支的分支管，上述外管的一端被密封；上述分支管与上述流入口连接。

如果这样，在外管内流动的低温空气被从保温箱内排出、在排气管内流动的高温空气加热。于是，能够使在外管内流动的期间被加热的空气通过分支管在离开排气口的位置流入保温箱内。

并且，上述分支管优选从上述外管的上述一端部分支。

如果这样，流入外管内的空气在分支管中流动之前在外管内流动的时间变长，能够提高热交换器的热交换效率，能够使加热到更高温的空气流入保温箱内。

并且，上述排气口可以被配置在比上述纱线的入口靠近上述纱线的出口附近的位置。

当纱线行走时，在纱线的周围产生空气流(伴随流)。因此，在纱线经过入口进入保温箱内之际，外部的冷空气经过入口而流入到保温箱内。并且，在纱线经过出口从保温箱出来之际，保温箱内被加热过的空气经过出口流出到外部。此时，通过将与排气机构连接的排气口配置在比保温箱的入口靠近出口附近的位置，能够抑制烟因伴随流而从出口流出到外部。

此时，优选上述流入口被配置在比上述纱线的出口靠近上述纱线的入口附近的位置；上述纱线的入口和上述流入口形成为，使从上述纱线的入口进入的纱线与从上述流入口流入的空气正交，或者使从上述流入口流入的空气沿与从上述纱线的入口进入的纱线的行走方向反向倾斜的方向流动。

如果这样，由于空气横穿入口从流入口流入到保温箱内，因此能够阻断由行走的纱线产生的伴随流经过入口而进入保温箱内。因此，能够抑制外部的冷空气因伴随流从入口进入到保温箱内，能够进一步提高保温箱内的保温效率。

并且，上述纱线输送辊优选为内置上述加热器的加热辊。

如果这样，由于直接加热缠绕在纱线输送辊上的纱线，因此能够提高纱线的加热效率，并且没有必要与纱线输送辊分开设置加热器，因此装置的结构变得简单。

发明的效果：

用热交换器在从排气口排出的高温空气与从流入口流入的低温空气之间进行热交换，使加热过的空气流入保温箱内。由此，用排气机构将保温箱内的空气排出引起的保温箱内的温度下降被抑制，能够提高保温箱内的保温效率，减少将纱线加热到合适的温度所需要的加热器的功耗。

附图说明

图1为本实施形态的纱线制造装置的大致结构图；

图2为辊单元的立体图；

图3为从上方看保温箱和热交换器的水平剖面的图。

具体实施方式

下面说明本发明的优选实施形态。图1为本实施形态的纱线制造装置的大致结构图。如图1所示，纱线制造装置1具有纺纱机2、供油单元6、2个辊单元3、4(纱线加热装置)及卷绕机5等。

纺纱机2将从纺纱喷丝头2a吐出的多根单纤维构成的纱线Y(所谓的复丝)纺出到下方。供油单元6使油剂附着在从纺纱机2纺出并行走的多根纱线Y上。辊单元3、4将从纺纱机2纺出并附着了油剂的多根纱线Y加热的同时拉伸并送出。卷绕机5将被辊单元3、4拉伸并送来的多根纱线Y卷绕到未图示的筒管上。

另外，上述纱线制造装置1的各部分的结构中纺纱机2和卷绕机5的结构由于与现有技术的相同，因此省略其详细的说明，以下详细说明辊单元3、4。

辊单元3、4配置在纺纱机2的下方。图2为辊单元的立体图。图3为从上方看保温箱和热交换器的水平剖面的图。另外，在图2中表示了2个辊单元3、4中位于纱线Y的行走方向上游侧的辊单元3。并且，由于辊单元3、4具有同样的结构，因此以下举辊单元3为例说明其结构，对于辊单 元4仅说明与辊单元3不同的地方。并且，为了使说明辊单元3、4中的哪一个容易明白，将在附加到辊单元3的结构要素上的符号上附加“′”的符号(例如导纱辊11′、分离辊12′等)附加给辊单元4的结构要素来进行说明。

如图1、图2所示，辊单元3具有导纱辊11、分离辊12、收容辊11、12的保温箱13和设置在保温箱13外侧的热交换器30。保温箱13为由隔热材料构成的长方体形状的箱子。并且，在保温箱13上设置有开闭自由的门13a。

在保温箱13内收容有导纱辊11和分离辊12。导纱辊11为配置在保温箱13的与门13a相反一侧、由未图示的框体悬臂支承的驱动辊，牵引从纺纱机2送出的多根纱线Y。并且，导纱辊11当被未图示的驱动电动机驱动时旋转，将卷挂的多根纱线Y送到行走方向的下游一侧。

分离辊12配置在导纱辊11的上方，为与导纱辊11一样配置在保温箱13的与门13a相反的一侧、被未图示的框体悬臂支承的从动辊。被导纱辊11牵引的多根纱线Y在导纱辊11与分离辊12之间互相不重叠地按规定的间距错开地被多次卷绕。

并且，通过导纱辊11旋转、多根纱线Y行走，从而缠绕了纱线Y的分离辊12也旋转。从导纱辊11送出的多根纱线Y被送给位于行走方向下游侧的辊单元4。

并且，导纱辊11为内置了加热器15(参照图2)的加热辊，纱线Y在缠绕到导纱辊11与分离辊12之间送出的期间被加热。并且，导纱辊11和分离辊12配置在保温箱13内，通过关闭门13a，防止由加热器15产生的热量逃出到保温箱13外。另外，分离辊12也可以与导纱辊11一样为驱动辊，也可以是加热辊。

在保温箱13的上壁23的夹着辊11、12的两侧的部分，形成有与多根纱线Y排列的方向大致平行地延伸的2个缝隙24a、24b(纱线的入口、纱线的出口)。缝隙24a为了在向辊11、12挂纱时从前面插入纱线Y，其门13a一侧(保温箱13的开闭口一侧)的端部开口。并且，缝隙24a成为向卷绕机5卷绕纱线时使纱线Y进入保温箱13内的入口。

缝隙24b与缝隙24a一样，为了在向辊11、12挂纱时从前面插入纱线 Y，其门13a一侧的端部开口。并且，缝隙24b成为向卷绕机5卷绕纱线时使纱线Y从保温箱13内出来的出口。

并且，当关闭门13a时缝隙24a、24b的上述开口被门13a堵塞。

并且，在保温箱13的与门13a相反一侧的侧壁26的夹着辊11、12的两侧的部分——即缝隙24a、24b的正下方的部分，分别形成有流入口27和排气口28。流入口27呈矩形形状，排气口28呈圆形形状。

如图2、图3所示，热交换器30具有例如用铜或铝等热传导效率好的金属材料构成、由内管31和外插于内管31的外管32构成的双层管33，以及从外管32分支出来的分支管34。内管31的一端连接在排气扇40(排气机构)上，另一端连接在排气口28上。外管32的一端连接在进气扇41(送气机构)上，另一端密封。分支管34从被密封的一端部分支，与流入口27连接。外管32和分支管34用未图示的隔热材料包缠外周。另外，进气扇41也可以设置在分支管34与保温箱13的连接部附近(图3的用单点划线表示的部分)。

于是，当排气扇40驱动时，保温箱13内的空气经过内管31内而被排气。并且，当进气扇41驱动时，外部的空气经过外管32内后经过分支管34内流入到保温箱13内。此时，在热交换器30中，成为经过内管31内的空气与经过外管32内的空气相互沿反向流动的逆流，在沿这2个方向流动的空气之间进行热交换。由此，与并行流的情况相比，热的传递效率变高。另外，进气扇41向保温箱13送入的空气的送气量在排气扇40从保温箱13排出的空气的排气量以上。最好是，送气量与排气量相等。进气扇41与排气扇40的送气量和排气量通过调整风扇驱动电动机容量、管线的直径形状和阀的开闭量等能够设定为所希望的空气流量。

辊单元4以与辊单元3上下颠倒的姿势配置。并且，辊单元3、4中，虽然后述，导纱辊11的转速不同。

在具有上述结构的纱线制造装置1中，从纺纱机2纺出的多根纱线Y在被供油单元6附着油剂后首先经过与缝隙24a的开口相反一侧(图1的纸面内侧)的端部附近进入保温箱13内，被辊单元3的导纱辊11牵引。

并且，被保温箱13内的导纱辊11牵引的纱线Y在被多次缠绕到导纱辊11与分离辊12之间后离开导纱辊11，经过缝隙24b的开口附近出来到 保温箱13的外部，经过与缝隙24a′的开口相反一侧(图1的纸面内侧)的端部附近进入保温箱13′内，被送给辊单元4的导纱辊11′。

然后，被保温箱13′内的导纱辊11′牵引的纱线Y被在导纱辊11′与分离辊12′之间多次缠绕后离开导纱辊11′，经过缝隙24b′的开口附近出来到保温箱13′的外部，被送给卷绕机5。

由此，纱线Y从纺纱机2向卷绕机5以例如4000～6000m/min左右的速度行走。此时，纱线Y边被在内置了加热器15的导纱辊11和分离辊12之间的位置以及在内置了加热器15的导纱辊11′和分离辊12′之间的位置加热，边被输送。而且，辊单元4的导纱辊11′的转速比辊单元3的导纱辊11的转速快，被加热过的纱线Y在导纱辊11与导纱辊11′之间被以与两者的转速之差相对应的力拉伸。

这里，如果油剂在保温箱13内与纱线Y一起被加热，则附着在纱线Y上的油剂的一部分气化，在保温箱13内产生油烟。因此，为了将保温箱13内产生的烟除去，从排气口28排气，但此时保温箱13内的高温空气也随烟一起被排出。于是，由于保温箱13内的空气被排出，保温箱13内的气压比外部低，因此外部的低温空气从缝隙24a或间隙流入到保温箱13内。于是保温箱13内的温度下降了。

因此，在本实施形态中，通过设置热交换器30，在从保温箱13内与烟一起被排出的高温空气(例如100℃)与流入到保温箱13内的外部的低温空气(例如30℃)之间进行热交换，使加热过的空气(例如60℃)流入到保温箱13内。由此，由排气扇40将保温箱13内的空气排出引起的保温箱13内的温度下降被抑制，能够提高保温箱13内的保温效率，能够降低将纱线Y加热到合适的温度所需要的加热器15的功耗。

并且，通过用进气扇41使空气从流入口27流入到保温箱13内，能够使被热交换器30加热过的空气优先流入，而不是通过保温箱13的缝隙24a、24b或间隙进入的空气优先流入。此时，由于被排气扇40从保温箱13内排出的空气的量以上的加热过的空气因进气扇41而流入到保温箱13内，因此能够抑制低温的空气不经过热交换器30流入到保温箱13内，能够进一步提高保温箱13内的保温效率。

并且，通过将排气口28设置在用来使纱线Y从保温箱13内出来的缝 隙24b的正下方，能够抑制烟因纱线Y行走产生的伴随流而从缝隙24b流出到外部。而且，通过将流入口27设置在用来使纱线Y进入保温箱13内的缝隙24a的正下方，由于空气向保温箱13内的流入在离开排气口28的位置进行，因此，在排气口28的周边烟不会因从流入口27流入的空气而扩散，能够效率良好地将烟从保温箱13内排出。并且，能够防止流入到保温箱13内的空气立即从排气口28流出。除此以外，通过分支管34从外管32的靠近侧壁26的地方分支，流入外管32内的空气在在分支管34中流动之前在外管32内流动的时间变长，能够提高热交换器30的热交换效率，能够使加热到更高温的空气流入到保温箱13内。

并且，由于空气横穿缝隙24a地从流入口27流入到保温箱13内，因此能够阻断由行走的纱线Y产生的伴随流经过缝隙24a进入保温箱13内。因此能够抑制外部的低温空气因伴随流从缝隙24a进入保温箱13内、进一步提高保温箱13内的保温效率。另外，缝隙24a和流入口27形成为，使从缝隙24a进入的纱线Y与从流入口27流入的空气正交，最好是，如果缝隙24a和流入口27形成为，使从流入口27流入的空气的流动方向，相对于与从缝隙24a进入的纱线Y的行走方向正交的方向，向与从缝隙24a进入保温箱13内的纱线Y的行走方向相反的方向倾斜的话，则能够更有效地抑制伴随流进入。

而且，通过使导纱辊11为内置加热器15的加热辊，由于直接加热缠绕在导纱辊11上的纱线Y，因此能够提高纱线Y的加热效率，并且没有与该加热的导纱辊11分开设置加热器15的必要，因此辊单元3、4的结构变得简单。

接着说明在本实施形态中添加了种种变更的变形例。但是，对于与本实施形态具有相同结构的部分添加相同的附图标记，适当省略其说明。

虽然在本实施形态中辊单元3的辊11、12和辊单元4的辊11′、12′分别收容在不同的保温箱13、13′中，但也可以收容在一个保温箱113内。在例如被称为所谓单挂型的将多个加热辊配置成交错状、使向各加热辊的卷挂角度在360°以内、从上游侧的加热辊开始依次分别勾挂纱线Y并使其行走的结构中，也能够适用本发明。

并且，虽然在本实施形态中热交换器30的双层管33的内管31的截面 形状为圆形，但热交换器30的内管31可以是任何形状，只要是传热面积大、热交换效率大的形状就可以。

而且，虽然在本实施形态中使用了双层管33作为热交换器，但也可以使用众所周知的各种热交换器。例如，也可以是将多张板层叠，在板之间形成流路，形成了使冷却介质和加热介质关于板的层叠方向交互地流动的流路的板式热交换器。

并且，虽然在本实施形态中将纱线Y在导纱辊11与分离辊12之间缠绕多次，但也可以不设置分离辊12，使纱线Y仅在导纱辊11上缠绕多次。

而且，虽然在本实施形态中内管31与排气扇40连接，外管32与进气扇41连接，使被排出的高温空气在内管31内流动，并且使流入的低温空气在外管32和分支管34中流动，但也可以是内管31与进气扇41连接，外管32与排气扇40连接，使被排出的高温空气在外管32和分支管34内流动，并且使流入的低温空气在内管31内流动。

并且，虽然在本实施形态中将本发明用于在将油剂附着在由多根单纤维构成的复丝上并加热拉伸后，卷绕到卷绕机5上的纱线制造装置1，但也可以将本发明用于在将油剂附着在单丝上并加热拉伸后，卷绕到卷绕机5上的纱线制造装置中。而且，不局限于复丝、单丝，即使在不将油剂附着在纱线Y上加热拉伸后卷绕到卷绕机5的纱线制造装置中，由于存在纺出的纱线Y中包含的不纯物质气化产生烟的危险，也可以适合用本发明。

而且，在本实施形态中，排气口28或流入口27的数量既可以是一个，也可以是多个。并且，设置排气口28或流入口27的位置也可以是任意的位置。例如，除了将排气口设置在纱线Y出口的缝隙24b的正下方以外，还可以设置在容易产生油烟的被加热的导纱辊11的附近。

并且，虽然在本实施形态中用进气扇41强制地使空气从流入口27流入，但也可以是外管32的一端不与进气扇41连接，向大气开放。即使在这种情况下，通过空气经过排气口28从保温箱13内被排出，从而保温箱13内的气压比外部低，因此空气通过外管32从流入口27流入。并且，外管32的一端也可以与加压泵等加压源连接。

而且，虽然在本实施形态中进气扇41与外管32的端部连接了，但也可以设置在外管32内、分支管34内和流入口27中的任一个中。

并且，虽然本实施形态说明了将本发明适用于在保温箱内备置了用来将纱线Y加热的同时拉伸的、导纱辊和分离辊的辊单元的例子，但并不局限于此，也可以将本发明用于在保温箱内备置了仅用来加热并输送纱线的加热辊的其他的纱线加热装置。

Claims (14)

1.一种纱线加热装置，其特征在于，具有：输送纺出的纱线的纱线输送辊，将由上述纱线输送辊送来的纱线加热的加热器，以及收容上述纱线输送辊和上述加热器、形成有纱线的入口和出口的保温箱；

在上述保温箱上还形成有与将上述保温箱内的空气排出的排气机构连接的排气口，以及使空气流入到上述保温箱内的流入口；

该纱线加热装置还具有在被上述排气机构从上述排气口排出的空气与从上述流入口流入的空气之间进行热交换的热交换器；

上述排气口和上述流入口相互分离形成；

上述热交换器具有将上述排气口与上述排气机构连接的排气管和与上述流入口连接的流入管；

上述流入管具有外插于上述排气管的外管和从上述外管分支的分支管；

上述外管的一端被密封；

上述分支管与上述流入口连接。

2.如权利要求1所述的纱线加热装置，其特征在于，在上述流入口上连接有强制地将空气送入上述保温箱内的送气机构。

3.如权利要求2所述的纱线加热装置，其特征在于，上述送气机构向上述保温箱送入的空气的送气量在上述排气机构从上述保温箱排出的空气的排气量以上。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的纱线加热装置，其特征在于，上述分支管从上述外管的包括上述一端的端部分支。

5.如权利要求1至3中的任一项所述的纱线加热装置，其特征在于，上述排气口被配置在比上述纱线的入口靠近上述纱线的出口的位置。

6.如权利要求4所述的纱线加热装置，其特征在于，上述排气口被配置在比上述纱线的入口靠近上述纱线的出口的位置。

7.如权利要求5所述的纱线加热装置，其特征在于，上述流入口被配置在比上述纱线的出口靠近上述纱线的入口的位置；

上述纱线的入口和上述流入口形成为：使从上述纱线的入口进入的纱线的行走方向与从上述流入口流入的空气的流动方向正交；或者，使从上述流入口流入的空气的流动方向，相对于与从上述纱线的入口进入的纱线的行走方向正交的方向，向与从上述纱线的入口进入的纱线的行走方向相反的方向倾斜。

8.如权利要求6所述的纱线加热装置，其特征在于，上述流入口被配置在比上述纱线的出口靠近上述纱线的入口的位置；

上述纱线的入口和上述流入口形成为：使从上述纱线的入口进入的纱线的行走方向与从上述流入口流入的空气的流动方向正交；或者，使从上述流入口流入的空气的流动方向，相对于与从上述纱线的入口进入的纱线的行走方向正交的方向，向与从上述纱线的入口进入的纱线的行走方向相反的方向倾斜。

9.如权利要求1至3中的任一项所述的纱线加热装置，其特征在于，上述纱线输送辊为内置上述加热器的加热辊。

10.如权利要求4所述的纱线加热装置，其特征在于，上述纱线输送辊为内置上述加热器的加热辊。

11.如权利要求5所述的纱线加热装置，其特征在于，上述纱线输送辊为内置上述加热器的加热辊。

12.如权利要求6所述的纱线加热装置，其特征在于，上述纱线输送辊为内置上述加热器的加热辊。

13.如权利要求7所述的纱线加热装置，其特征在于，上述纱线输送辊为内置上述加热器的加热辊。

14.如权利要求8所述的纱线加热装置，其特征在于，上述纱线输送辊为内置上述加热器的加热辊。