DE102014202934A1

DE102014202934A1 - Garnkühlvorrichtung

Info

Publication number: DE102014202934A1
Application number: DE102014202934.1A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Kawamoto; Masahiro Matsui
Original assignee: TMT Machinery Inc
Current assignee: TMT Machinery Inc
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2014-08-21
Anticipated expiration: 2034-02-19
Also published as: JP2014159649A; CN103993374B; CN107604452B; CN103993374A; JP6069019B2; DE102014202934B4; CN107604452A

Abstract

Es wird eine Garnkühlvorrichtung bereitgestellt, die es erlaubt, qualitativ hochwertige Garne zu produzieren, während Filamentbruch verhindert wird. Eine Röhre 21 für gesponnenes Garn weist auf: einen Zylinderkörper 30 mit mehreren Öffnungen, durch die Gas tritt und eine zylindrische Richtungsänderungseinrichtung 31, die innerhalb des Zylinderkörpers 30 angeordnet ist, und derart ausgelegt ist, dass sie eine Strömung des Gases, das in die Röhre 21 für gesponnenes Garn eintritt, nach innen richtet. Die Röhre 21 für gesponnenes Garn weist an einer oberen Endseite einen Abschnitt 21a geringer Geschwindigkeit auf, bei dem die Strömungsgeschwindigkeit des Gases, das die Röhre 21 für gesponnenes Garn durchläuft, geringer ist, als die Strömungsgeschwindigkeit in einem Abschnitt unterhalb des Abschnitts geringer Geschwindigkeit. Ein erster Abschnitt 31a der Richtungsänderungseinrichtung 31, der sich am Abschnitt geringer Geschwindigkeit befindet, richtet die Strömung des Gases in die Röhre 21 für gesponnenes Garn von außen nach schräg oben.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Garnkühlvorrichtung, die ausgelegt ist, Garne zu kühlen, welche von einem Spinnbalken ausgesponnen wurden.
Beim typischen Schmelzspinnen wird auf Garne, die von einer Spinndüse eines Spinnbalkens ausgesponnen wurden, und aus einem geschmolzenen Polymer bestehen, in einer Garnkühlvorrichtung, welche unmittelbar unterhalb des Spinnbalkens angeordnet ist, von einem Bereich um die Garne Kühlgas geblasen, mit dem Ergebnis, dass das Polymer verfestigt wird. Für die oben beschriebene Garnkühlvorrichtung wurden verschiedene Anordnungen vorgeschlagen. Unter anderem wird eine Anordnung einer Garnkühlvorrichtung vorgeschlagen, mit der Garne, welche durch eine zylindrische Röhre für gesponnenes Garn laufen, dadurch gekühlt werden, dass auf diese, von einem Bereich um die Röhre für gesponnenes Garn, Gas geblasen wird.
Bezüglich der Röhre für gesponnenes Garn ist eine Anordnung bekannt, bei welcher die Strömung von Gas, welches in die Röhre für gesponnenes Garn fließt, aktiv in der Richtung verändert wird. Beispielsweise weist die Röhre für gesponnenes Garn der Patentliteratur 1 ( japanisches, ungeprüftes Gebrauchsmuster mit der Veröffentlichungsnummer 47-33271 ) einen Zylinderkörper, in dem mehrere Durchgangslöcher ausgebildet sind, und eine Richtungsänderungsröhre auf, die innerhalb des Zylinderkörpers angeordnet ist. Das Kühlgas, welches durch den Zylinderkörper gelaufen ist, wird durch die Richtungsänderungsröhre in dem Zylinderkörper hin zur Mitte der Röhre für gesponnenes Garn geleitet. Dies begrenzt Turbulenz des Gases, welches in die Röhre für gesponnenes Garn fließt, mit dem Ergebnis, dass die Garne, welche die Röhre für gesponnenes Garn durchlaufen, gleichmäßig gekühlt werden.
Wenn jedes der Filamente, die jedes Garn bilden, dünn ist, können zusätzlich zum oben angeführten Problem weitere Probleme, wie etwa Filamentbruch dazu tendieren aufzutreten. Um dieses Problem zu lösen, ist eine Röhre für gesponnenes Garn der Patentliteratur 2 ( japanische, geprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 62-50566 ) derart ausgelegt, dass das Gas, welches von außerhalb der Röhre für gesponnenes Garn kommt, schräg nach oben geblasen wird. Die Patentliteratur gibt an, dass mit dieser Anordnung extrem dünne Filamente schnell gekühlt werden können, und daher Probleme, wie etwa Filamentbruch begrenzt werden.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Da die Strömung des Gases, das in die Röhre für gesponnenes Garn einfließt, gemäß Patentliteratur 2 in die Richtung nach schräg oben geleitet wird, können Probleme, wie etwa Filamentbruch dadurch begrenzt werden, dass der Beginn des Kühlens der ausgesponnenen, extrem dünnen Filamente (d.h. der Beginn des Verfestigens) vorverlegt wird (d.h. gegen die Laufrichtung der Garne nach vorne verlegt wird). Allerdings kann die Gasströmung, wenn das Gas in der Röhre für gesponnenes Garn nach oben geblasen wird, in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des ausgeblasenen Gases, die Umgebung der Spinndüse des Spinnbalkens erreichen, welche oberhalb der Röhre für gesponnenes Garn angeordnet ist. In einem derartigen Fall kann die Garnqualität herabgesetzt sein und/oder Filamentbruch kann auftreten, da die Spinndüse, welche das geschmolzene Polymer ausspinnt, gekühlt wird, oder die Garne durch die Turbulenz in der Atmosphäre um die Spinndüse ausgelenkt werden können.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Garnkühlvorrichtung bereitzustellen, die es erlaubt, qualitativ hochwertige Garne zu produzieren, während Filamentbruch verhindert wird.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung weist eine Garnkühlvorrichtung, die derart ausgelegt ist, dass sie mehrere Garne kühlt, welche von einem Spinnbalken nach unten ausgesponnen wurden, eine Röhre für gesponnenes Garn auf, durch welche die Garne vertikal laufen. Die Röhre für gesponnenes Garn weist auf: einen ersten Zylinderkörper mit mehreren Öffnungen, durch die Gas tritt; und eine zylindrische Richtungsänderungseinrichtung, die in dem ersten Zylinderkörper angeordnet ist, und derart ausgelegt ist, dass sie die Strömung des Gases, das in die Röhre für gesponnenes Garn eintritt, nach Innen richtet. Die Röhre für gesponnenes Garn weist an einer oberen Endseite ferner einen Abschnitt geringer Geschwindigkeit auf, bei dem die Strömungsgeschwindigkeit des Gases geringer ist, als die Strömungsgeschwindigkeit in einem Abschnitt unterhalb der oberen Endseite. Ein erster Abschnitt der Richtungsänderungseinrichtung richtet die Strömung des Gases, welches in die Röhre für gesponnenes Garn von außen eintritt, nach schräg oben, wobei sich dieser Abschnitt an dem Abschnitt geringer Geschwindigkeit befindet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Strömungsgeschwindigkeit des Gases, das in den Raum in der Röhre für gesponnenes Garn, in dem das Garn läuft, von der Außenseite eintritt, in der Umfangsrichtung durch den ersten Zylinderkörper homogenisiert (gleichmäßig eingestellt). Ferner richtet die Richtungsänderungseinrichtung in dem ersten Zylinderkörper die Gasströmung nach innen. Dies macht es möglich, die Garne gleichmäßig zu kühlen. Zusätzlich zu dem obigen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung an einer oberen Endseite der Röhre für gesponnenes Garn ein Abschnitt geringer Geschwindigkeit vorgesehen, bei dem die Strömungsgeschwindigkeit des Gases, das in die Röhre für gesponnenes Garn eintritt, verglichen mit einem Abschnitt der Röhre für gesponnenes Garn unterhalb der oberen Endseite, gering ist. Ferner richtet der erste Abschnitt der Richtungsänderungseinrichtung an dem Abschnitt geringer Geschwindigkeit die Strömung des Gases von der Außenseite zur Innenseite nach schräg oben. Dadurch fließt das von dem Abschnitt geringer Geschwindigkeit der Röhre für gesponnenes Garn eintretende Gas mit einer geringen Strömungsgeschwindigkeit nach schräg oben. Diese Gasströmung nach schräg oben verlegt den Beginn des Kühlens der Garne (d.h. den Beginn der Verfestigung) nach vorne (d.h. hin zur Spinndüse). Da die schräg nach oben gerichtete Gasströmung gleichzeitig eine geringe Strömungsgeschwindigkeit aufweist, kann das Kühlen der Spinndüse, und das Stören der Atmosphäre um die Spinndüse durch die Gasströmung verhindert werden.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist die Garnkühlvorrichtung des ersten Aspekts derart ausgelegt, dass ein zweiter Abschnitt der Richtungsänderungseinrichtung, die Strömung des Gases in einer Richtung senkrecht zu einer Garnlaufrichtung leitet, wobei sich dieser zweite Abschnitt unterhalb des ersten Abschnitts befindet.
Die Kühleffizienz des Garns ist am besten, wenn das Kühlgas mit den Garnen in rechten Winkeln kollidiert. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Strömung des Gases unterhalb des Abschnitts geringer Geschwindigkeit in die Richtung senkrecht zur Laufrichtung der Garne geleitet. Dies verbessert die Kühleffizienz der Garne und daher werden die Garne sicher und effizient gekühlt.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung weist die Garnkühlvorrichtung des ersten und zweiten Aspekts ferner einen zweiten Zylinderkörper auf, der in dem ersten Zylinderkörper angeordnet ist, und einen geringeren Durchgangswiderstand des Gases als der erste Zylinderkörper aufweist.
Da der zweite Zylinderkörper, welcher einen geringeren Durchgangswiderstand des Gases als der erste Zylinderkörper aufweist, in dem ersten Zylinderkörper vorgesehen ist, ist die Strömungsgeschwindigkeit des Gases, das in den Garnlaufraum in der Röhre für gesponnenes Garn einfließt, gemäß der vorliegenden Erfindung ferner in Umfangsrichtung homogenisiert.
Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist die Garnkühlvorrichtung des dritten Aspekts derart ausgelegt, dass die Richtungsänderungseinrichtung zwischen dem ersten Zylinderkörper und dem zweiten Zylinderkörper eingerichtet ist.
Daher ist die Richtungsänderungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen dem ersten Zylinderkörper und dem zweiten Zylinderkörper eingelegt. Mit anderen Worten wird die Richtungsänderungseinrichtung durch den ersten Zylinderkörper und den zweiten Zylinderkörper geschützt, und dies verhindert, dass die Richtungsänderungseinrichtung beschädigt wird, wenn die Röhre für gesponnenes Garn zu Reinigungszwecken oder dergleichen gelöst wird. Da der zweite Zylinderkörper bezüglich der Richtungsänderungseinrichtung innenliegend vorgesehen ist, kann darüber hinaus geschmolzenes Polymer kaum direkt auf der Richtungsänderungseinrichtung anhaften. Dies begrenzt die Herabsetzung der Richtungsänderungsfähigkeit durch Anhaften von Polymer. Sogar wenn das geschmolzene Polymer anhaftet, ist ferner der Betrag davon auf einen kleinen Wert begrenzt, womit das Reinigen einfach ausgeführt werden kann. Da der erste Zylinderkörper in der vorliegenden Erfindung bezüglich der Richtungsänderungseinrichtung innenliegend angeordnet ist, passiert das Gas, das den ersten Zylinderkörper durchlaufen hat, den zweiten Zylinderkörper, nachdem es durch die Richtungsänderungseinrichtung in der Richtung verändert wurde. Die Gasströmung wird durch die Richtungsänderungseinrichtung in ihrer Richtung geändert, während sie bei Durchlaufen des zweiten Zylinderkörpers nicht in starkem Maße geändert wird, da der Durchgangswiderstand des Gases am zweiten Zylinderkörper geringer ist, als jener in dem ersten Zylinderkörper.
Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung ist die Garnkühlvorrichtung nach dem ersten bis vierten Aspekt der Erfindung derart ausgelegt, dass die Richtungsänderungseinrichtung aus einem Metallmaterial ausgebildet ist.
Eine aus einem Metallmaterial ausgebildete Richtungsänderungseinrichtung ist in hohem Maße beständig. Damit ist die Richtungsänderungseinrichtung wiederholt verwendbar, da sie gelöst und gereinigt werden kann, wenn die Richtungsänderungswirkung durch Anhaften von geschmolzenem Polymer an der Richtungsänderungseinrichtung herabgesetzt ist.
Der Abschnitt geringer Geschwindigkeit kann dadurch ausgebildet sein, dass der Durchgangswiderstand des Gases an dem Abschnitt der oberen Endseite des ersten Zylinderkörpers erhöht ist (gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung). Alternativ kann der Abschnitt geringer Geschwindigkeit dadurch ausgebildet sein, dass der Durchgangswiderstand des Gases an dem Abschnitt der oberen Endseite des zweiten Zylinderkörpers erhöht ist (gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung).
Die Länge des Abschnitts geringer Geschwindigkeit beträgt in der Oben-Unten-Richtung nicht weniger als 10 mm und nicht mehr als 50 mm (gemäß dem achten Aspekt der Erfindung). Wenn der Abschnitt geringer Geschwindigkeit zu kurz ist, werden die Garne unmittelbar nachdem sie von der Spinndüse ausgegeben wurden nicht ausreichend gekühlt, und die Wichtigkeit des Abschnitts geringer Geschwindigkeit (d.h. das Vorverlegen des Beginns der Kühlung (Verfestigung)) ist herabgesetzt. Wenn der Abschnitt geringer Geschwindigkeit andererseits zu lang ist, ist der Betrag des Gases, das in die Röhre für gesponnenes Garn fließt, gering, wodurch die Garne nicht ausreichend gekühlt werden können.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer Schmelzspinnvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein Querschnitt der Garnkühlvorrichtung, welche entlang der Linie II-II in 1 getätigt ist.
3 ist eine vergrößerte Ansicht der Garnkühlvorrichtung von 1.
4 ist eine teilweise vergrößerte, perspektivische Ansicht einer Richtungsänderungseinrichtung.
5 ist ein Querschnitt einer Garnkühlvorrichtung gemäß einer Abwandlung.
6 ist ein Querschnitt einer Garnkühlvorrichtung gemäß einer weiteren Abwandlung.
7 zeigt eine Richtungsänderungseinrichtung gemäß einer weiteren Abwandlung.
8 ist ein Querschnitt einer Garnkühlvorrichtung gemäß einer weiteren Abwandlung.
9 ist ein Querschnitt einer Garnkühlvorrichtung gemäß einer weiteren Abwandlung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 1 ist eine schematische Darstellung einer Schmelzspinnvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die nachstehenden Beschreibungen gehen davon aus, dass die Oben-Unten-Richtung in 1 die Oben-Unten-Richtung in der vorliegenden Ausführungsform ist. Die Schmelzspinnvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform weist Elemente, wie etwa einen Spinnbalken 2, eine Garnkühlvorrichtung 3 und eine Ölungsvorrichtung 4 auf. Der Spinnbalken 2 ist mit mehreren Paketgehäusen 11 versehen. In jedem Paketgehäuse 11 ist ein Spinnpaket 12 angeordnet. Das Spinnpaket 12 speichert geschmolzenes Polymer, wie etwa Polyester. Am unteren Endabschnitt des Spinnpakets 12 ist eine Spinndüse 13 ausgebildet. Der Spinnbalken 2 spinnt das in dem Spinnpaket 12 gespeicherte, geschmolzene Polymer nach unten durch mehrere nicht dargestellte Durchgangslöcher, welche durch die Spinndüse 13 ausgebildet sind, als mehrere Garne Y aus. Die Spinndüsen 13 des Spinnbalkens 2 sind derart auf eine gestaffelte Weise angeordnet, dass sie in der Richtung senkrecht zur Ebene von 1 zwei Linien ausbilden.
Die Garnkühlvorrichtung 3 ist unter dem Spinnbalken 2 vorgesehen und kühlt und verfestigt die von dem Spinnbalken 2 ausgesponnenen Garne Y. Die Ölungseinrichtung 4 ist unter der Garnkühlvorrichtung 3 vorgesehen, und bringt Öl auf die Garne Y auf, welche durch die Garnkühlvorrichtung 3 gekühlt wurden. Die Garne Y, auf die das Öl durch die Ölungsvorrichtung 4 aufgebracht wurde, werden durch eine nicht dargestellte Aufwindevorrichtung, welche unterhalb der Ölungsvorrichtung 4 angeordnet ist, auf jeweilige Spulen aufgewunden.
Als nächstes wird die Struktur der Garnkühlvorrichtung 3 beschrieben werden. 2 ist ein Querschnitt der Garnkühlvorrichtung von 1, welcher entlang der Linie II-II getätigt ist. 3 ist eine vergrößerte Ansicht der Garnkühlvorrichtung von 1. Wie in 1 bis 3 gezeigt, weist die Garnkühlvorrichtung 3 Elemente, wie etwa eine Kühlungsbox 20 und mehrere Röhren 21 für gesponnenes Garn (Garnröhren 21 oder Garnspinnröhren 21) auf.
An eine Seitenwand der Kühlungsbox 20 ist ein Kanal 22 angeschlossen. Von dem Kanal 22 wird der Kühlungsbox 20 Gas (z. B. Luft) zugeführt, um die Garne Y zu kühlen. An dem Verbindungsabschnitt zwischen der Kühlungsbox 20 und dem Kanal 22 ist eine perforierte Platte 23 vorgesehen, die mehrere Löcher aufweist. Diese perforierte Platte 23 setzt dem von dem Kanal 22 in die Kühlungsbox 20 eintretenden (einfließenden) Gas Widerstand entgegen, sodass der Druck innerhalb der Kühlungsbox 20 ausgeglichen wird, mit dem Ergebnis, dass die Gasströmung in der Strömung des Gases in der Umfangsrichtung gleichmäßig ist (homogenisiert ist).
Wie in 2 gezeigt, sind in der Kühlungsbox 20 mehrere Röhren 21 für gesponnenes Garn derart in einer gestaffelten Weise angeordnet, dass sie den jeweiligen Spinndüsen 13 entsprechen. Wie in 3 dargestellt, weist jede Röhre 21 für gesponnenes Garn einen Zylinderkörper 30, eine zylindrische Richtungsänderungseinrichtung 31 und einen zylindrischen Filter 32 auf. Das Garnkühlgas, das von dem Kanal 22 in die Kühlungsbox 20 fließt, tritt (läuft) durch den Zylinderkörper 30, die Richtungsänderungseinrichtung 31 und den Filter 32 in dieser Reihenfolge, und wird dann ringsherum um die Garne Y auf die Garne Y aufgebracht, die den Raum in der Röhre 21 für gesponnenes Garn, in dem das Garn verläuft, (Garnlaufraum der Röhre 21 für gesponnenes Garn) in der Oben-Unten-Richtung durchlaufen.
Der Zylinderkörper 30 (erster Zylinderkörper) ist ein zylindrisches Element, das durch Rollen einer perforierten Platte mit mehreren Löchern (Öffnungen) in eine zylindrische Gestalt ausgebildet ist. Wenn das Gas, das in die Röhre 21 für gesponnenes Garn von außen eintritt, den Zylinderkörper 30 durchläuft, wird die Geschwindigkeit des Gases in der Umfangsrichtung homogenisiert. Wie in 3 gezeigt, weist ein oberer Endseitenabschnitt 21a des Zylinderkörpers 30 ein geringeres Öffnungsverhältnis als ein Abschnitt 21b auf, welcher bezüglich des oberen Endseitenabschnitts 21a auf Seiten des unteren Endes angeordnet ist. Anders ausgedrückt, ist der Durchgangswiderstand des Gases an dem oberen Endseitenabschnitt 21a des Zylinderkörpers 30 lokal hoch. Die teilweise Änderung in dem Öffnungsverhältnis des Zylinderkörpers 30 kann durch Ändern der Anzahl der Löcher oder Ändern der Größe jedes Lochs erreicht werden. Im Ergebnis funktioniert der oberer Endseitenabschnitt 21a der Röhre 21 für gesponnenes Garn als ein Abschnitt geringer Geschwindigkeit, in dem die Strömungsgeschwindigkeit des die Röhre 21 für gesponnenes Garn durchlaufenden Gases geringer ist, als die Strömungsgeschwindigkeit des nachfolgenden Abschnitts 21b. Hernach kann der bezüglich der Garnlaufrichtung oben gelegene Abschnitt 21a der Röhre 21 für gesponnenes Garn als Abschnitt geringer Geschwindigkeit 21a bezeichnet werden.
Die zylindrische Richtungsänderungseinrichtung 31 ist innerhalb des Zylinderkörpers 30 angeordnet (in dem Zylinderkörper angeordnet). 4 ist eine teilweise vergrößerte, perspektivische Ansicht der Richtungsänderungseinrichtung. Wie in 3 und 4 gezeigt, weist die Richtungsänderungseinrichtung 31 mehrere ringförmige Platten 33 (33a und 33b) auf, die voneinander in der Oben-Unten-Richtung beabstandet sind. Wie in 4 gezeigt, sind die ringförmigen Platten 33 durch mehrere Abstützungselemente 34 abgestützt, die sich in der Oben-Unten-Richtung erstrecken. Das Material der Richtungsänderungseinrichtung 31 (ringförmige Platte 33) kann beliebig ausgewählt werden. Wenn die Richtungsänderungseinrichtung 31 allerdings aus einem hochbeständigen Material, wie etwa Metall ausgebildet ist, kann die Richtungsänderungseinrichtung 31 wiederholt verwendet werden, da die Richtungsänderungseinrichtung 31, wenn die Richtungsänderungswirkung durch Anhaften von geschmolzenem Polymer an der Richtungsänderungseinrichtung 31 herabgesetzt ist, gelöst und gereinigt wird.
Das Gas, welches durch den äußeren Zylinderkörper 30 getreten ist, tritt dann durch Lücken zwischen den ringförmigen Platten 33 der Richtungsänderungseinrichtung 31, sodass es nach Innen (d. h. in der radialen Richtung nach Innen) geleitet wird. Wie in 3 und 4 gezeigt, ist die ringförmige Platte 33a an einem ersten Abschnitt 31a auf der oberen Endseite der Richtungsänderungseinrichtung 31 (d. h. dem Abschnitt an dem Abschnitt geringer Geschwindigkeit 21a der Röhre 21 für gesponnenes Garn; dem Abschnitt, der dem Abschnitt geringer Geschwindigkeit 21a der Röhre 21 für gesponnenes Garn entspricht; dem Abschnitt, der an dem Abschnitt geringer Geschwindigkeit 21a der Röhre 21 für gesponnenes Garn gelegen ist) hin zur Innenseite bezüglich den horizontalen Richtungen schräg nach oben geneigt. An einem zweiten Abschnitt 31b der Richtungsänderungseinrichtung 31, der sich unterhalb des ersten Abschnitts 31a befindet, ist die ringförmige Platte 33b andererseits parallel zur horizontalen Richtung. Mit anderen Worten wird das Gas, welches von Außen nach Innen fließt, in dem ersten Abschnitt 31a der Richtungsänderungseinrichtung 31, der an dem Abschnitt 21a geringer Geschwindigkeit der Röhre 21 für gesponnenes Garn vorgesehen ist, bezüglich der horizontalen Richtung schräg nach oben geleitet. Andererseits wird die Strömung des Gases in dem zweiten Abschnitt 31b der Richtungsänderungseinrichtung 31, der ein Abschnitt ist, der nicht dem Abschnitt 21a geringer Geschwindigkeit der Röhre 21 für gesponnenes Garn entspricht, in horizontaler Richtung geleitet.
Der Durchgangswiderstand des Gases am Filter 32 ist geringer als der Durchgangswiderstand des Gases am Zylinderkörper 30. Der Filter 32 kann beispielsweise ein Drahtmaßfilter (wire gauge filter) sein; er ist allerdings nicht auf diese Form, dieses Material oder dergleichen festgelegt. Alternativ kann der Filter 32 eine perforierte Platte sein. In einem solchen Fall muss das Öffnungsverhältnis der perforierten Platte größer sein als das des Zylinderkörpers 30. Zusätzlich zu dem Zylinderkörper 30 ist daher der Filter 32 vorgesehen, dessen Durchgangswiderstand für das Gas gering ist und der in dem Zylinderkörper 30 angeordnet ist, mit dem Ergebnis, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Gases, das in den Garnlaufraum der Röhre 21 für gesponnenes Garn fließt, in der Umfangsrichtung weiter homogenisiert ist.
Wie oben erläutert, weist die Röhre 21 für gesponnenes Garn den Zylinderkörper 30 und die Richtungsänderungseinrichtung 31 auf, welche in dem Zylinderkörper 30 vorgesehen ist. Mit dieser Anordnung kann einerseits die Strömungsgeschwindigkeit des Gases, das von Außen in die Röhre 21 für gesponnenes Garn eintritt, in der Umfangsrichtung durch den Zylinderkörper 30 homogenisiert werden. Andererseits wird durch die zylindrische Richtungsänderungseinrichtung 31, die in dem Zylinderkörper 30 vorgesehen ist, die Strömungsrichtung des Gases nach Innen eingestellt. Im Ergebnis werden die Garne Y, die durch die Röhre 21 für gesponnenes Garn laufen, gleichmäßig gekühlt und folglich werden Probleme, wie etwa Ungleichmäßigkeiten im Garn begrenzt und die Garnqualität wird verbessert.
Zusätzlich zu dem oben Ausgeführten ist an der oberen Endseite der Röhre 21 für gesponnenes Garn, der Abschnitt 21a geringer Geschwindigkeit vorgesehen, bei dem die Strömungsgeschwindigkeit des in die Röhre 21 für gesponnenes Garn eintretenden Gases verglichen mit dem Abschnitt unterhalb dieses Abschnitts 21a gering ist. Darüber hinaus ändert der erste Abschnitt 31a der Richtungsänderungseinrichtung 31, welcher sich an dem Abschnitt 21a geringer Geschwindigkeit befindet, die Richtung der Gasströmung schräg nach oben ab. Aus diesem Grunde fließt das Gas, das aus dem Abschnitt 21a geringer Geschwindigkeit der Röhre 21 für gesponnenes Garn eintritt, schräg nach oben mit einer geringen Strömungsgeschwindigkeit. Durch diese Gasströmung schräg nach oben wird der Beginn des Kühlens (Verfestigung) der Garne Y, die von der Spinndüse 13 ausgesponnen werden, vorverlegt. Durch Vorverlegen des Beginns des Verfestigens der Filamente wird Filamentbruch besonders dann verhindert, wenn die Filamentgröße des Garns Y 1 dtex oder weniger beträgt. Da das Gas schräg nach oben mit geringer Geschwindigkeit ausgeblasen wird, ist es gleichermaßen möglich, das Kühlen der Spinndüse 13 durch die nach oben gerichtete Gasströmung oder das Stören der Atmosphäre um die Spinndüse 13 zu begrenzen.
Andererseits verändert der zweite Abschnitt 31b der Richtungsänderungseinrichtung 31, der sich unterhalb des ersten Abschnitts 31a befindet, welcher dem Abschnitts 21a geringer Geschwindigkeit entspricht, die Richtung des in die Röhre 21 für gesponnenes Garn einfließenden Gases hin zur horizontalen Richtung, die senkrecht zur Laufrichtung der Garne Y ist. Dies verbessert die Effizienz der Kühlung der Garne Y mit dem Ergebnis, dass die Garne Y, die den Abschnitt 21a geringer Geschwindigkeit durchlaufen haben, sicher und effektiv gekühlt werden.
Zusätzlich zu dem oben Ausgeführten ist die Richtungsänderungseinrichtung 31 zwischen dem äußeren Zylinderkörper 30 und dem inneren Filter 32 angeordnet. Anders ausgedrückt, wird die Richtungsänderungseinrichtung 31 durch den Zylinderkörper 30 und den Filter 32 geschützt. Dies verhindert, dass die Richtungsänderungseinrichtung 31 beschädigt wird, wenn die Röhre 21 für gesponnenes Garn für Reinigungszwecke oder dergleichen gelöst wird.
Wenn geschmolzenes Polymer an der Richtungsänderungseinrichtung 31 anhaftet und beispielsweise die Lücke zwischen den ringförmigen Platten 33 mit dem geschmolzenen Polymer gefüllt sind, ist die Fähigkeit zur Richtungsänderung herabgesetzt. Da der Filter 32 in der Richtungsänderungseinrichtung 31 angeordnet ist, kann in dieser Hinsicht geschmolzenes Polymer kaum direkt an der Richtungsänderungseinrichtung 31 anhaften und daher kann die Herabsetzung der Fähigkeit zur Richtungsänderung durch Anhaften von Polymeren begrenzt werden. Selbst wenn geschmolzenes Polymer anhaftet, kann ferner dessen Betrag auf einen kleinen Wert begrenzt werden. Wenn die Richtungsänderungseinrichtung 31 derart angeordnet ist, dass sie von Röhre 21 für gesponnenes Garn lösbar ist und gereinigt werden kann, können aus dem obigen Grund Vorteile, wie etwa ein leichtes Reinigen und eine geringere Häufigkeit des Reinigens erzielt werden.
Es sei angemerkt, dass das Gas, welches den Zylinderkörper 30 durchlaufen hat, ferner durch den Filter 32 tritt, nachdem es durch die Richtungsänderungseinrichtung 31 in der Richtung verändert wurde, wenn der Filter 32, wie in der vorliegenden Ausführungsform, bezüglich der Richtungsänderungseinrichtung 31 innenliegend angeordnet ist. Da der Durchgangswiderstand des Gases am Filter 32 geringer ist, als der Durchgangswiderstand in dem Zylinderkörper 30, wird die Strömung des Gases, deren Strömung durch die Richtungsänderungseinrichtung 31 geändert wurde, allerdings nicht stark gestört, wenn es durch den Filter 32 tritt.
Ein Beispiel für die Dimensionen oder dergleichen der oben beschriebenen Schmelzspinnvorrichtung 1 wird nachstehend beschrieben werden. Der Abstand zwischen der unteren Oberfläche der Spinndüse 13 und dem oberen Ende der Röhre 21 für gesponnenes Garn wird bevorzugt in Übereinstimmung mit der Filamentgröße der Garne Y festgelegt, wobei er allerdings auch unterschiedlich festgelegt werden kann. Wenn die Filamentgröße beispielsweise 1 dtex oder kleiner ist, wird der Abstand bevorzugt auf 20 mm bis 60 mm eingestellt.
Die Länge des Abschnitts 21a geringer Geschwindigkeit der Röhre 21 für gesponnenes Garn ist in der Oben-Unten-Richtung bevorzugt nicht kürzer als 10 mm und nicht länger als 50 mm. Ist der Abschnitt 21a geringer Geschwindigkeit zu kurz, werden die Garne Y unmittelbar nachdem sie von der Spinndüse 13 ausgestoßen wurden, nicht ausreichend gekühlt und die Wichtigkeit des Abschnitts 21a geringer Geschwindigkeit (d. h. des Vorverlegens des Beginns des Kühlens (Verfestigens)) wird herabgesetzt. Wenn der Abschnitt 21a geringer Geschwindigkeit andererseits zu lang ist, wird der Betrag des Gases, welches in die Röhre 21 für gesponnenes Garn eintritt, herabgesetzt, mit dem Ergebnis, dass die Garne Y nicht ausreichend gekühlt werden.
Die Geschwindigkeit, mit der das Gas in den Abschnitt 21a geringer Geschwindigkeit ausgeblasen wird, ist entsprechend der Filamentgröße bevorzugt aus dem Bereich von 0,1 m/s bis 0,2 m/s ausgewählt. Die Geschwindigkeit des Ausblasens des Gases in Abschnitt 21b, der sich vom Abschnitt geringer Geschwindigkeit 21a unterscheidet, fällt bevorzugt in den Bereich von 0,3 m/s bis 0,6 m/s. Der Winkel, mit dem das Gas in dem Abschnitt 21a geringer Geschwindigkeit ausgeblasen wird (d.h. der Neigungswinkel bezüglich der horizontalen Richtung nach Innen) ist entsprechend der Filamentgröße bevorzugt aus dem Bereich von 5° bis 60° ausgewählt.
Um Turbulenzen des Gases in einer gewünschten Richtung in der Richtungsänderungseinrichtung 31 zu korrigieren, ist die radiale Länge jeder ringförmigen Platte 33 bevorzugt 5 mm oder länger und besonders bevorzugt 10 mm oder länger.
Als nächstes werden verschiedene Abwandlungen der Ausführungsform beschrieben werden. Es sei angemerkt, dass Komponenten, welche mit denen der obigen Ausführungsform identisch sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden und daher eine Detaillierte Beschreibung von diesen hernach weggelassen werden wird.

1] In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Richtung der Turbulenzkorrektur der Gasströmung zwischen dem ersten Abschnitt 31a und dem zweiten Abschnitt 31b der Richtungsänderungseinrichtung 31 unterschiedlich. Alternativ kann das Gas, wie in 5 gezeigt, sowohl in dem zweiten Abschnitt 31b als auch in dem ersten Abschnitt 31a schräg nach oben geleitet werden.

Ferner kann die Richtungsänderungseinrichtung 31, wie in 6 gezeigt, lediglich den ersten Abschnitt 31a aufweisen, welcher dem Abschnitt 21a geringer Geschwindigkeit der Röhre 21 für gesponnenes Garn entspricht, und der zweite Abschnitt 31b unterhalb des ersten Abschnitts 31a kann weggelassen werden. Die Richtungsänderung des Kühlgases wird weniger wichtig, nachdem das Garn Y durch den Abschnitt 21a geringer Geschwindigkeit gelaufen ist. Aus diesem Grunde ist es möglich, die Bauteilkosten dadurch zu reduzieren, dass der zweite Abschnitt 31b der Richtungsänderungseinrichtung 31 weggelassen wird.

2] Die Richtungsänderungseinrichtung 31 kann im Gegensatz zu der obigen Ausführungsform auch nicht durch mehrere ringförmige Platten 33 ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Richtungsänderungseinrichtung 31, wie in 7 gezeigt, eine Richtungseinrichtungsänderung in Wabengestalt sein, die eine Vielzahl von Pfaden aufweist, die jeweils hexagonal im Querschnitt sind. Wie beispielsweise in dem japanischen, ungeprüften Gebrauchsmuster mit der Veröffentlichungsnummer 47-33217 und in dem japanischen, ungeprüften Patent mit der Veröffentlichungsnummer 2006-348457 beschrieben, kann die Richtungsänderungseinrichtung 31 alternativ eine Richtungsänderungseinrichtung sein, die durch Übereinanderlagern geriffelter Platten ausgebildet ist.
3] Um den oberen Endseitenabschnitt der Röhre 21 für gesponnenes Garn dazu zu veranlassen, als Abschnitt 21a geringer Geschwindigkeit zu fungieren, sind Entwürfe denkbar, die sich von der obigen Ausführungsform dahingehend unterscheiden, dass das Öffnungsverhältnis des Zylinderkörpers 30 lokal unterschiedlich ist. Beispielsweise kann der Abschnitt 21a geringer Geschwindigkeit der Röhre 21 für gesponnenes Garn dadurch ausgeführt werden, dass die Struktur des Filters 32 angepasst wird. Insbesondere kann der Durchgangswiderstand des Gases an dem oberen Endseitenabschnitt des Filters 32 derart angepasst werden, dass er höher ist, als der Durchgangswiderstand in dem Abschnitt unterhalb des oberen Endseitenabschnitts. Beispielsweise kann der obere Endseitenabschnitt des Filters 32 ein feineres Netz aufweisen als der Abschnitt unterhalb des oberen Endseitenabschnitts. Alternativ ist die Anzahl der geschichteten Filter 32 im oberen Endseitenabschnitt groß im Vergleich zum Abschnitt unterhalb des oberen Endseitenabschnitts. Alternativ kann der Filter 32 nur im oberen Endseitenabschnitt der Röhre 21 für gesponnenes Garn vorgesehen sein.
4] Wie in 8 gezeigt, kann die Richtungsänderungseinrichtung 31 bezüglich des Filters 32 innenliegend angeordnet sein. Da das Gas in einem derartigen Fall einem solchen Zustand direkt auf die Garne Y geblasen wird, in dem dessen Strömungsrichtung geändert ist, wird die Turbulenz der Strömung begrenzt und die Garne Y werden gleichmäßiger gekühlt.
5] Wie in 9 gezeigt, kann der Filter 32 weggelassen werden. Auch in diesem Fall werden die Garne Y gleichmäßig gekühlt, da die Geschwindigkeit des Gases durch den Zylinderkörper 30 umfänglich ausgeglichen ist.
6] Während in der obigen Ausführungsform die Röhren 21 für gesponnenes Garn auf eine gestaffelte Weise angeordnet sind (siehe 2), können die Röhren 21 für gesponnenes Garn auch in einer unterschiedlichen Weise angeordnet sein. Beispielsweise können die Röhren 21 für gesponnenes Garn derart angeordnet sein, dass sie eine Linie bilden.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 47-33271 [0003]
JP 62-50566 [0004]
JP 47-33217 [0048]
JP 2006-348457 [0048]

Claims

Garnkühlvorrichtung (3), die derart ausgelegt ist, dass sie mehrere Garne (Y) kühlt, die von einem Spinnbalken (2) nach unten ausgesponnen werden, mit: einer Röhre (21) für gesponnenes Garn, durch welche die Garne (Y) in vertikaler Richtung laufen, wobei die Röhre (21) für gesponnenes Garn aufweist: einen ersten Zylinderkörper (30) mit mehreren Öffnungen, durch die Gas tritt; und eine zylindrische Richtungsänderungseinrichtung (31), die in dem ersten Zylinderkörper (30) vorgesehen ist, und derart ausgelegt ist, dass sie die Strömung des in die Röhre (21) für gesponnenes Garn eintretenden Gases nach Innen richtet, wobei die Röhre (21) für gesponnenes Garn an einer oberen Endseite ferner einen Abschnitt (21a) geringer Geschwindigkeit aufweist, bei dem die Strömungsgeschwindigkeit des Gases geringer ist, als die Strömungsgeschwindigkeit in einem Abschnitt unterhalb des Abschnitts (21a) geringer Geschwindigkeit, und ein erster Abschnitt (31a) der Richtungsänderungseinrichtung (31), der sich am Abschnitt (21a) geringer Geschwindigkeit befindet, die Strömung des Gases, das von Außen in die Röhre (21) für gesponnenes Garn eintritt, schräg nach oben richtet.
Garnkühlvorrichtung (3) nach Anspruch 1, bei der ein zweiter Abschnitt (31b) der Richtungsänderungseinrichtung (31), der sich unterhalb des ersten Abschnitts (31a) befindet, die Strömung des Gases in eine Richtung leitet, die zu einer Richtung, in der die Garne (Y) laufen, orthogonal ist.
Garnkühlvorrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit: einem zweiten Zylinderkörper (32), der in dem ersten Zylinderkörper (30) angeordnet ist, und einen geringeren Durchgangswiderstand des Gases als der erste Zylinderkörper (30) aufweist.
Garnkühlvorrichtung (3) nach Anspruch 3, bei der die Richtungsänderungseinrichtung (31) zwischen dem ersten Zylinderkörper (30) und dem zweiten Zylinderkörper (32) angeordnet ist.
Garnkühlvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Richtungsänderungseinrichtung (31) aus einem Metallmaterial gebildet ist.
Garnkühlvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher der Durchgangswiderstand des Gases an einem Abschnitt an der oberen Endseite des ersten Zylinderkörpers (30) größer ist, als der Durchgangswiderstand des Gases an einem Abschnitt des ersten Zylinderkörpers (30), wobei sich dieser Abschnitt unterhalb des Abschnitts an der oberen Endseite befindet.
Garnkühlvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei welcher der Durchgangswiderstand des Gases an einem Abschnitt an der oberen Endseite des zweiten Zylinderkörpers (30) größer ist, als der Durchgangswiderstand des Gases an einem Abschnitt des zweiten Zylinderkörpers (32), wobei sich dieser Abschnitt unterhalb des Abschnitts an der oberen Endseite befindet.
Garnkühlvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Länge des Abschnitts (21a) geringer Geschwindigkeit in der Oben-Unten-Richtung nicht kürzer als 10 mm und nicht länger als 50 mm ist.