JP2000119937A - 収束性に優れた緯入れノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 収束性に優れた、且つ高速のジェット水流
が得られるウォータージェットノズルの提供。 【解決手段】ノズル本体１の周壁に複数の注水孔２を備
え、ノズル本体１の内部に緯糸導入用のニードル３を同
軸配置し、ニードル３の先端部のヘッド５周りにオリフ
ィス９を形成し、更にオリフィス９の上流側に放射状に
複数のスリットを流路として形成する翼を軸線方向のほ
ぼ全長に設けた整流用のスタビライザー８とを備えたウ
ォータージェットノズルにおいて、注水孔２と注水孔２
との間に軸線方向に隔壁１０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、織機において緯入
れに使用する、ウォータージェットルーム用の緯入れノ
ズルに係り、特に収束性の優れたウォータージェットが
得られるようにした緯入れノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】織機のウォータージェットルームには、
ポンプからの圧力水を高速のジェット水流に変換して放
出することにより、経糸が開口した瞬間に緯糸をジェッ
ト水流で搬送するための緯入れノズルを備えている。こ
の緯入れノズルは、緯糸を緯入れするための圧力水を、
スロートとニードルとの間隙からジェット水流として放
出して緯糸を所定の方向に走行させる機能を持つ。

【０００３】緯入れノズルにおいては、外部からの高圧
の給水の流れが整流されて常に一様に安定したジェット
水流を放出することが重要とされている。このため、例
えば、実開昭６２−８８７７９号公報や特開平４−１１
０４８号公報に記載された緯入れノズルのように、緯入
れノズルの内部流路には、供給された高圧水をでき得る
限り整流状態にしてオリフィス部へ送るためのスタビラ
イザーを設けたものが利用されている。

【０００４】図６（ａ）は従来の緯入れノズル本体の縦
断面図、（ｂ）はスタビライザー部分を示す（ａ）のｂ
−ｂ断面図、（ｃ）は注水孔を示す（ａ）のｃ−ｃ断面
図、図７は図６にニードルを配置した状態を示す縦断面
図で、ノズル本体１内に設けられたスタビライザー８
は、金属、超硬質合金、サーメットまたはセラミックス
等を素材としたものであり、円周方向に一定のピッチで
配列した複数の翼８ａを軸線方向の全長に形成した環状
断面を持つ。これらの翼８ａどうしの間には、全て流路
形状が等しく流路断面も一様なスリット８ｂが形成され
ている。そして、スリット８ｂの底部までの深さは、ノ
ズル本体１の周壁に間隔をおいて設けられた注水孔２側
のノズル本体１の内周に近づけることにより、高圧水の
流れに対する抵抗がないようにしている。

【０００５】このスタビライザー８は、たとえば内部流
路を複数に放射状に分割する断面形状のスリットを形成
したものであり、外部から供給した圧力水をこれらのス
リットに通すことによって整流を図るというものであ
る。

【０００６】また、図７に示すように、ノズル本体１の
内側に組み込むニードル３は、軸線方向に緯糸の導入孔
４を貫通させたものであり、ノズル本体１に組み込んだ
ときには、注水孔２よりも後方に相当する位置からテー
パー角θに沿って先細りするプロフィルを持つヘッド５
を形成している。このヘッド５は、先端側にいくにつれ
て外径が次第に縮小していき、その先端がスロート７ａ
の末端よりわずかに突出した状態で組込まれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】緯入れノズルにより緯
入を効率的に行うには、緯入れするために必要な水の消
費量を低減すること、織機スピードを更に高速化するこ
と、ウォータージェット水流の飛散による経糸の干渉を
なくすこと等が要求されていた。

【０００８】しかしながら、前記公知の緯入れノズルに
おいては、図６（ｃ）に示す、８個の注水孔２からノズ
ル内に注水した高圧の水は、集合室内のニードル３の外
周部でお互に衝突し合って乱流を起こすために、圧力ロ
スを生じ、また、撹乱した乱流状態でスタビライザー部
８へ流れるため、スタビライザー部８による整流作用に
は限界があった。従って、スロート７ａとニードル３と
の間隙から放出されるジェット水流の収束性には限界が
あり、且つ高速のジェット水流を得ることができず、上
記の要求を満たすことができなかった。

【０００９】また、ニードル形状に関しては、図７に示
すニードル３のヘッド５の先端外径部分には、循環使用
される供給水に分散した繊維のモノマーや水アカが付着
堆積する。その結果、スロート７ａとニードル３との間
隙から放出されたジェット水流は、ニードル３のヘッド
５の先端部の付着堆積物により、外側に拡散する作用を
受けることとなり、ジェット水流（緯糸）の飛走方向や
飛走角度が変化したりジェット水流の収束性が悪くなる
原因となっていた。そこで、本発明は、収束性に優れ
た、且つ高速のジェット水流が得られる緯入れノズルを
提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明における第一の発
明は、ノズル本体の周壁に複数の注水孔を備え、ノズル
本体の内部に緯糸導入用のニードルを同軸配置し、前記
ニードルの先端部のヘッド周りにオリフィスを形成し、
更に前記オリフィスの上流側に整流用のスタビライザー
とを備えた緯入れノズルにおいて、注水孔と注水孔との
間に軸線方向に隔壁を設けたことを特徴とする。

【００１１】また、本発明における第二の発明は、ノズ
ル本体の周壁に複数の注水孔を備え、ノズル本体の内部
に緯糸導入用のニードルを同軸配置し前記ニードルの先
端部のヘッド周りにオリフィスを形成し、更に前記オリ
フィスの上流側に整流用のスタビライザーとを備えた緯
入れノズルにおいて、ニードル先端部の外径をニードル
テーパー角で形成された寸法よりも縮径させたことを特
徴とする。なお、この構成において、注水孔と注水孔と
の間に軸線方向に隔壁を設けてもよい。

【００１２】更に、本発明における第三の発明は、ノズ
ル本体の周壁に複数の注水孔を備え、ノズル本体の内部
に緯糸導入用のニードルを同軸配置し、前記ニードルの
先端部のヘッド周りにオリフィスを形成し、更に前記オ
リフィスの上流側に整流用のスタビライザーとを備えた
緯入れノズルにおいて、少なくとも２個のスタビライザ
ーを複数段に配設したことを特徴とする。なお、この第
三の発明は、第一の発明または第二の発明あるいは第一
と第二の発明と組み合わせた構成とすることもできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の緯入れノズルの要
部を示す縦断面図で、織機の動作に連動してプランジャ
ーポンプからの圧力水が供給されるノズル本体１の中に
ニードル３が同軸上で組み込まれている。

【００１４】中空のノズル本体１は、その軸線方向のほ
ぼ中間部分の周壁に適切な数の注水孔２を円周方向に一
定のピッチで開け、これらの注水孔２から一様な圧力水
の流入を可能とする。

【００１５】ノズル本体１の内側に組み込むニードル３
は、軸線方向に緯糸の導入孔４を貫通させたものであ
り、ノズル本体１に組み込んだときには、注水孔２より
も後方に相当する位置からテーパー角θ（図４）に沿っ
て先細りするプロフィルを持つヘッド５を形成してい
る。このヘッド５は、先端側にいくに連れて外径が次第
に縮小していき、その先端がスロート７ａの末端よりわ
ずかに突出した状態で組込まれる。

【００１６】ノズル本体１の中にはスロートブロック７
及び図６（ｂ）に示すスタビライザー８をそれぞれ同軸
配置として組み込む。そして、スロートブロック７がニ
ードル３のヘッド５部分に対応するように組立てること
により、スロートブロック７のスロート７ａとヘッド５
との間は環状の流路断面となり圧力水を増速してウォー
タージェット化するためのオリフィス９が形成される。

【００１７】従来技術の項で述べたように、注水孔２か
ら流入した高圧の水は、集合室内（図１の隔壁１０を撤
去した空間）のニードル３の外周部でお互に衝突し合う
ため圧力ロスを生じ、また撹乱した乱流状態でスタビラ
イザー部８へと流れるため、スタビライザー８による整
流作用には限界があり、その結果収束性に優れた、且つ
高速のジェット水流を得ることができず、緯入れノズル
に要求される諸特性を完全に満たすことができなかっ
た。

【００１８】そこで、本発明は、注水孔２と注水孔２と
の間にノズル本体１の軸線方向に隔壁１０を設けること
により、ニードル外周部で圧力水がお互いに衝突し合う
現象がなくなり、またスタビライザー８へ流れ込む前に
あらかじめ整流された状態にすることにより、ほとんど
完全に整流化されてオリフィス９を通過して収束性に優
れた高速のジェット水流を発生させるものである。

【００１９】図２は本発明のノズル本体の縦断面図、図
３は図２のａ−ａ断面図である。なお、図２のｂ−ｂ断
面図は図６（ｂ）に示すスタビライザー部分の断面図と
同じであるので、その説明は省略する。

【００２０】図３において、注水孔２と注水孔２との
間、即ち注水孔出口２ａの両側には、隔壁１０が形成さ
れる。隔壁１０の先端は、ニードル３のテーパー部分に
接触しない位置まで近接させるのが好ましい。

【００２１】なお、隔壁１０の断面形状は、図３に示す
ような先端が３角形状のものが好ましいが、先端が長方
形状のもの、あるいは同一肉厚の先端が円弧状のもので
もよい。本発明の緯入れノズルは、注水孔２と注水孔２
との間に隔壁１０を配置することによって注水後の水の
方向性を定め、集合室で整流性が高められる。その結
果、従来の緯入れノズルで生じていた乱流が大幅に減少
し、次に配置してあるスタビライザー８にあらかじめ整
流された水が供給されるため、格段に優れた整流作用が
発揮される。したがって、緯入れノズルから噴射された
ジェット水流は、従来達成できなかった収束性のより優
れた、且つ高速のジェット水流が得られる。

【００２２】その結果、緯入れノズル使用時に起こる、
ジェット水流の飛散による縦糸（経糸）の干渉をほとん
ど取り除くことができる。従来の緯入れノズルと同じポ
ンプ、同水量、同圧力、同ノズルサイズとした本発明の
隔壁付き緯入れノズルのジェット水流は、２ｍ進んだ位
置でのジェット水流の飛散度（直径）は、従来比の約６
０％であり、出だしの水が従来の緯入れノズルよりも細
く、密度が高いので、緯糸の搬送力が強く、糸の到達が
早いので、高速で安定した緯入れを実現することができ
た。

【００２３】次に、ニードルの外径＝２．０ｍｍ、スロ
ート内径＝２．７ｍｍと２．８ｍｍの寸法を有する本発
明の隔壁を設けた緯入れノズルを用いて、１５０デニー
ル／４８フィラメントで２２４０ツイスト／ｍの緯糸を
織機スピード７００ｒｐｍとオサスローク７０ｍｍの条
件で緯入れを行った結果、ジェット水と緯糸とのスリッ
プが従来の緯入れノズルよりもカム回転角度で１０゜早
くなった。このことは、ジェット水の収束性が良くしか
も緯入れ終了が早いことを示すものであり、緯糸到達検
知用センサー部（１９００ｍｍの位置）におけるジェッ
ト水流は水しぶきの飛散もなく非常にきれいで、なおか
つ安定した緯糸の搬送が達成された。

【００２４】なお、本発明の図１に示した緯入れノズル
と、図６のノズル本体を有する従来の緯入れノズルによ
るジェット水流の収束性を下記の実験で比較を行った。

【００２５】まず、織桟の運転速度を１０００ｒｐｍ、
シリンダーの内径が１２．５ｍｍでストロークが１１ｍ
ｍのプランジャーポンプで発生した圧力水を緯入れノズ
ルに供給した。

【００２６】また、ジェット水流の収束性の度合いを調
査するために、厚みが１５ｍｍの石膏ボードを緯入れノ
ズルから２ｍ離れた所にセットして緯入れテストを行
い、ジェット水流による石膏ボードの浸食の状態を比較
した結果は次のとおりであった。

【００２７】（１）従来の緯入れノズル ・石膏ボード表面の浸食された直径＝約４５ｍｍ 注）水しぶきによって僅かに浸食された直径は約５５ｍ
ｍ ・石膏ボード裏面の浸食により生じた貫通穴の直径＝２
０ｍｍ （２）本発明の緯入れノズル ・石膏ボード表面の浸食された直径＝２２．５ｍｍ 注）水しぶきによって僅かに浸食された直径は約２５ｍ
ｍ ・石膏ボード裏面の浸食により生じた貫通穴の直径＝１
０ｍｍ 以上のテスト結果は、本発明の緯入れノズルによれば、
ジェット水流の末端部における直径が従来ノズルの１／
２に収束しており、かつ収束性が良くしかも密度が高い
ために緯糸の搬送力が強いことを示すものである。一
方、ニードルの先端を、図４に示すように、ニードルテ
ーパー角θで形成される外径寸法よりも縮径させたニー
ドルを、従来のノズル本体に組付けて緯入れテストを行
なった結果は次のとおりであった。まず、水垢やモノマ
ーの付着推積が非常に少なくなった。また、長期間の緯
入れによって若干の水垢やモノマーの付着推積が生じた
場合でもニードル先端部が縮径されているのでジェット
水流が外側に拡散する現象は全く発生しなかった。さら
には、ニードル先端部が縮径されているので、放出され
たジェット水流はニードル先端の縮径部分で強力に収束
する作用効果が発揮され、非常に優れた収束性のよいジ
ェット水流が得られた。なお、本発明のニードル先端部
を縮径させたニードルは、従来の実開昭６２−８８７７
９号公報のノズルボディや、公知のスタビライザーを組
込んだ従来のノズルボディに装着した場合でも、優れた
収束性のよいジェット水流を発生させることができる。

【００２８】さらには、注水孔と注水孔との間に隔壁を
設けたノズル本体に、本発明のニードル先端部を縮径さ
せたニードルを装着した場合には、驚異的な収束性を示
すジェット水流が得られた。ここでニードル先端部を縮
径させた形状としては、図４に示しているように縮径部
分の外径が全長にわたって同一寸法のストレートタイプ
の他に、縮径部分の外径を先細り形状としたテーパータ
イプや、更には、段付き状に縮径せずにテーパー角θよ
りも大きな角度に連続させた急角度タイプとすることが
できる。

【００２９】図５は、本発明の緯入れノズルにおいて、
スタビライザー８を２段に配設した緯入れノズルの縦断
面図で、図１と同一部材には同一符号を付し、その説明
は省略する。

【００３０】図５には、便宜上、注水孔２と注水孔２と
の間の隔壁１０も併記しているが、図６に示す従来のノ
ズル本体１のスタビライザー８の部分にスタビライザー
８ｃ，８ｄを複数段に配設することにより、従来の緯入
れノズルよりも非常に優れた収束性の良いジェット水流
を発生させることができる。

【００３１】ここで、複数段にスタビライザー８を配設
する軸線方向の長さ寸法は、従来の緯入れノズル（図
６）の寸法より若干長くするのが好ましい。

【００３２】なお、スタビライザー８の翼８ａの数は最
小８枚から３０枚程度まで増加させることができる。

【００３３】また、整流効果の面では、スタビライザー
の翼８ａの数が多い程効果を発揮する傾向があるので、
翼数の異なるスタビライザーを適宜組合わせて配設する
のが好ましい。スタビライザー８を複数個配設すること
により、従来１個のスタビライザーでは、整流化が不充
分であった水流を２段目あるいは３段目のスタビライザ
ーで整流化の達成が行われることになる。

【００３４】図６に示した従来のノズル本体１のスタビ
ライザー８の部分に、翼８ａの数が１６枚のスタビライ
ザーを上流側に配置し、下流側に翼８ａの数が１８枚の
スタビライザーを配設して、緯入れテストを行った結
果、非常に収束性の良いジェット水流が得られ安定した
緯入れを行うことができた。

【００３５】また更には、図５に示した本発明の緯入れ
ノズルによる緯入れテスト結果は、単に複数個のスタビ
ライザー８を配設した場合よりも更に優れた高速の安定
した緯入れが達成できた。なお、注水孔の両側に配置す
る隔壁の配置は、従来のスタビライザーと分離して配置
してもよいし、２つを一体化して配置してもよい。ま
た、円筒状の内径に隔壁を形成した部材をノズル本体内
部に嵌合装着してもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、注水孔と注水孔との間に隔壁
を設けることにより、ニードル外周部でお互いに衝突し
合う現象がなくなり、また、スタビライザーへ流れ込む
前にあらかじめ整流された状態になるため、緯入れノズ
ル内での圧力ロスが少なくなるので、収束性に優れた、
かつ高速のジェット水流が得られる。その結果、ジェッ
ト水流の飛散による経糸の干渉をほとんど取り除くこと
ができ、また、緯糸の搬送力が強く得られることで、安
定した緯入れを実現することができる。

【００３７】また、本発明のニードル先端部を縮径した
ニードルを、従来のノズル本体または本発明の注水孔と
注水孔との間に隔壁を設けたノズル本体に組込むことに
より、更に優れた収束性のよい高速のジェット水流が得
られるので、経糸の干渉がほとんどなくなり、かつ織機
の高速運転が可能となり、さらにニードル先端部の付着
蓄積物を除去するためのメンテナンス工数が大巾に削減
できる。

【００３８】また更に、本発明の少なくとも２個のスタ
ビライザーを複数段に配設することによりノズル本体が
従来品とほとんど同じ形状にもかかわらず非常に優れた
収束性の良いジェット水流が得られ、経糸の干渉がほと
んどない安定した緯入れが達成できる。さらには、本発
明における第一、第二及び第三の発明をそれぞれ組み合
わせることにより、相乗効果が発揮され、理想的な緯入
れノズルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の緯入れノズルの要部を示す縦断面図
である。

【図２】 本発明のノズル本体の縦断面図である。

【図３】 注水孔と注水孔との間の隔壁を示す、図２の
ａ−ａ断面図である。

【図４】 本発明のニードル先端部を縮経させた要部を
示す縦断面図である。

【図５】 本発明の注水孔と注水孔との間の隔壁とスタ
ビライザーを２段に配設した緯入れノズルの要部を示す
縦断面図である。

【図６】 従来の緯入れノズル本体の縦断面図、（ｂ）
はスタビライザー部分を示す（ａ）のｂ−ｂ断面図、
（ｃ）は注水孔を示す（ａ）のｃ−ｃ断面図である。

【図７】 従来のニードルを装着した要部を示す縦断面
図である。

【符号の説明】

１ ノズル本体１ ２ 注水孔 ３ ニードル ４ 緯糸の導入孔 ５ ヘッド ６ 保持座 ７ スロートブロック ７ａ スロート ８ スタビライザー ８ａ 翼 ８ｂ スリット ８ｃ，８ｄ スタビライザー ９ オリフィス １０ 隔壁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル本体の周壁に複数の注水孔を備
   え、ノズル本体の内部に緯糸導入用のニードルを同軸に
   装着し、前記ニードルの先端部のヘッド周りにオリフィ
   スを形成し、更に前記オリフィスの上流側に整流用のス
   タビライザーを備えた緯入れノズルにおいて、注水孔と
   注水孔との間に軸線方向に隔壁を設けたことを特徴とす
   る緯入れノズル。
2. 【請求項２】 ノズル本体の周壁に複数の注水孔を備
   え、ノズル本体の内部に緯糸導入用のニードルを同軸に
   装着し、前記ニードルの先端部のヘッド周りにオリフィ
   スを形成し、更に前記オリフィスの上流側に整流用のス
   タビライザーを備えた緯入れノズルにおいて、ニードル
   先端部の外径をニードルテーパー角で形成された寸法よ
   りも縮径させたことを特徴とする緯入れノズル。
3. 【請求項３】 ノズル本体の周壁に複数の注水孔を備
   え、ノズル本体の内部に緯糸導入用のニードルを同軸配
   置し、前記ニードルの先端部のヘッド周りにオリフィス
   を形成し、更に前記オリフィスの上流側に整流用のスタ
   ビライザーとを備えた緯入れノズルにおいて、少なくと
   も２個のスタビライザーを複数段に配設したことを特徴
   とする緯入れノズル。
4. 【請求項４】 注水孔と注水孔との間に軸線方向に隔壁
   を設けたことを特徴とする請求項２又は３記載の緯入れ
   ノズル。