JP2015081385A

JP2015081385A - ウォータージェットルームの緯入れノズル

Info

Publication number: JP2015081385A
Application number: JP2013218336A
Authority: JP
Inventors: 一吉木田; Kazuyoshi Kida
Original assignee: IZUMI INTERNATL KK
Current assignee: IZUMI INTERNATL KK
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2015-04-27

Abstract

【課題】ノズル内の乱流を防止し、これにより噴射水の拡散が少なく使用水量を大幅に低減可能な集束性に優れたウォータージェットルームの緯入れノズルを提供する。
【解決手段】導糸管２０ｂのノズル部先端周りに噴射水を噴射するオリフィス部２０ａ１が位置している。オリフィス部の上流側の導糸管２０ｂのノズル部周囲に第１の環状水路２２が形成されている。第１の環状水路の外側に環状隔壁で隔てられた第２の環状水路２４が形成されている。両水路間の環状隔壁の上流側に周方向所定間隔で複数の給水口２３が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明はウォータージェットルームの緯入れノズルに係り、特に噴射水の集束性を向上させた緯入れノズルに関する。

自動織機のひとつであるウォータージェットルームでは、経糸開口運動で開口された経糸列に対して、織機の側方の緯入れノズルから噴射水が噴射される。この噴射水と共に、必要長に測長されてノズルから繰り出された緯糸が経糸開口内に直角に緯入れされる。

前記緯入れノズルを備えた緯入れ装置は種々の形式がある。ここではエアー圧で駆動するポンプを備えた緯入れ装置を図５に示す。この緯入れ装置は、緯入れノズル１０、吐出管５０、バイパスノズル５１、還流用ホース５２、水タンク５３、緯入れポンプ５４、プランジャー５５、ジョイント５６、カム５７、カムレバー５８、ストッパー５９、回転子６０、ベローズ６１、エアー圧力源６２で構成されている。

カム５７の回転により緯入れポンプ５４のプランジャー５５が往復動すると、水タンク５３から緯入れポンプ５４に吸い込まれた水が、吐出管５０を通して緯入れノズル１０から断続的に噴射される。緯入れポンプ５４は入口と出口に逆止弁５４ａ、５４ｂを備え、内部の貯水室５４ｃをプランジャー５５で加圧することで吐出管５０に水を間欠的に送り出す。この時の１回の水噴射はカム５７の１回転により行われ、カム５７の回転数は織機の回転数と同期されている。

図６は、従来の緯入れノズル１０の断面図を示すものである。当該緯入れノズル１０は、ノズル本体１０ａと、緯糸導入用の糸孔１０ｂ１を有する導糸管１０ｂと、キャップ１０ｃと、給水路１１が形成されたホルダー１０ｄを有する。

ホルダー１０ｄはノズル本体１０ａを支持する支持孔１０ｄ１を有し、この支持孔１０ｄ１とノズル本体１０ａとの間に環状水路１２が形成されている。そしてこの環状水路１２にホルダー１０ｄ内の給水路１１が接続されている。

導糸管１０ｂの前方に位置するノズル本体１０ａ前端部に、圧力水の流路を狭めるオリフィス部１０ａ１が形成されている。このオリフィス部１０ａ１の孔の段部に噴射リング６３が配設され、この噴射リング６３の後側に整流器（スタビライザー）６４が配設されている。そして当該整流器６４に向けて、前記環状水路１２から前方に傾斜した給水口１３が形成されている。

この整流器６４は図７（ａ）（ｂ）のようにリング部６４ａと複数のフィン部６４ｂで構成され、緯入れノズル１０内の乱流発生防止用として緯入れ装置の使用条件に応じて１つ又は前後２つで配設される。

噴射水は、噴射リング６３の噴射口６３ａの下流端にある縮径角部６３ｂと、導糸管１０ｂの先端の外径テーパー部（縮径部分）との間の細い環状の隙間から高速で噴射される。この噴射水で導糸管１０ｂの先端から出た緯糸１４の先端を保持した状態で緯糸１４を織前に沿って飛走させるようにしている。なお、緯入れノズルに関しては例えば以下の特許文献１〜５が知られている。

特開２０００−０３４６４６号公報特開２００６−１６９６５７号公報実開昭６２−８８７７９号公報特公平４−１８０５３号公報特開平８−２９６１５１号公報特開２０００−１１９９３７号公報特開２００１−４０５５１号公報

近年のウォータージェットルームは広幅、太糸、高回転数の製織の要求がますます高まっている。この要求に対して、緯入れノズルの緯入れ１回に使用する水量を増加することで水噴射圧力を高め、噴射水を高速で噴射するようにしている。

すなわち、従来は織幅が１９０ｃｍ程度の場合で織機回転数は１０００ｒｐｍ未満であったが、最近では織幅が１９０ｃｍ程度で織機回転数を１３００ｒｐｍ〜１６００ｒｐｍ程度まで高めることが求められている。これを緯入れ率（＝回転数×織幅）に換算すると、従来は１９００ｍ／分の緯入れ率であったが、最近のものは２５００〜３０００ｍ／分の緯入れ率になる。

緯糸は噴射水の噴射とほぼ同時に飛走し始めるが、噴射水が常に先行し緯糸の先端はその後を追う形で進む。つまり、緯糸と噴射水との間には常に滑りがあり、緯糸の進行速度は噴射水よりも遅い。この緯糸遅れの程度は緯糸の太さや種類によっても異なるが、高速化するほど緯糸すべりが増大し、織物品質に悪影響が出やすい。

噴射水を高速化するたには緯入れポンプ５４の供給圧を高めればよい。しかし、緯入れポンプ５４の供給圧を高めると緯入れノズル１０内で乱流が発生しやすくなる。この乱流が発生すると噴射水が拡散しやすくなり、拡散水による経毛羽の増加、緯糸先端部の振れ量増大、使用水量の増大等の様々な弊害をもたらす。

乱流抑制のために図６、図７のように緯入れノズル１０内に整流器６４を１つ（又は複数）配設したものもあるが、乱流を完全になくすことはできていない。また、このような整流器６４を配設するとその複数のフィン６４ｂによって流体抵抗が増大して噴射水の流速が低下する。また使用する水の水質が悪い場合、フィン６４ｂが詰まって噴射不能になることもある。整流器６４なしでも乱流が発生しない給水ができれば噴射水の効果的加速が可能となって織物品質を向上できるだけでなく節水も可能になる。
例えば、従来の噴射水の水量は１ｃｃ／ピックで十分であったが、現在では織機回転数が従来に比べて５００〜１０００ｒｐｍも上昇しているため、３〜６ｃｃ／ピックの水量が必要になっている。従って、織機の台数が多いと全体では莫大な水の消費量となる。乱流発生を防止することで１ピック当たり例えば０．５ｃｃの節約でも水資源節減に大きく貢献することができる。
そこで本発明は、従来の給水系を見直すことでノズル内の乱流発生を防止し、これにより噴射水の拡散が少なく使用水量を大幅に低減可能な集束性に優れた緯入れノズルを提供することを目的とする。

本発明者は、乱流防止で噴射水の集束性を向上させることが緯糸すべり低減に直接的な効果があることに着目し、当該集束性の向上について鋭意研究した結果、従来の集束性不良の原因として次のような２つの知見を得た。

すなわち、従来の緯入れノズルは導糸管の先端側と基端側に位置する噴射口と給水口との間の距離が短か過ぎるために十分な集束作用が得られず、かつ、当該短い距離では噴射水を加速しにくい。これが第１の原因として考えられる。

しかしながら、本発明者は図８のように導糸管１０ｂのノズル部の長さＥを約２倍に延長した整流器なしの緯入れノズル１０を使用して集束性の試験（緯糸の振れ試験）を行ったところ、集束性の改善効果は格別認められなかった。

そこで第２の原因を以下のように推定した。従来の給水口１３はホルダー１０ｄの給水路１１から導糸管１０ｂの周囲の環状水路１２に対して直接的に給水する構造であったが、このような直接的給水構造の場合、環状水路１２内に乱流が発生しやすい。乱流が発生すると噴射水が拡散しやすくなり、また噴射水の加速も不十分になる。これが第２の原因として考えられる。

そこで本発明は、前記課題を解決するため、前記２つの知見に基づいて創案するに至ったものである。

すなわち本発明は、ノズル本体内に緯糸導入用の導糸管を同軸配置し、前記導糸管の先端部周りに噴射水を噴射するオリフィス部を配置したウォータージェットルームの緯入れノズルにおいて、前記オリフィス部の上流側の前記導糸管の周囲に形成された第１の環状水路と、前記第１の環状水路の外側に環状隔壁を介して形成された第２の環状水路と、前記環状隔壁の上流側に形成された給水口と、を有することを特徴とするウォータージェットルームの緯入れノズルである。

本発明によれば、第１の環状水路と第２の環状水路で水流を１８０°反転しているので、緯入れノズルに対する給水に含まれていたノズル軸線方向と交差する乱流成分が減殺されて第１の環状水路内での乱流発生が抑制されることで噴射水の集束性を大幅に向上させることができる。

これにより、拡散を抑制した整流状態で高速噴射水を安定的に噴射可能となり、織機の高速化に対応した強力な緯糸搬送力が得られ、少水量でも緯糸すべりを低減した確実な緯入れで織物品質を向上させることができる。

また、噴射水の集束性を向上させることにより経糸開口角を従来よりも小さくすることができ、綜絖の往復量（時間）の短縮化ないし織機高速化を容易に実現することができる。

また、経糸開口角を従来と同じにした場合は、緯入れノズルを織布の織前に近づけることができ、筬の最後退位置を織前側に近づけることができるので、筬の揺動量（時間）の短縮化ないし織機高速化を容易に実現することができる。

本発明の実施形態に係る緯入れノズルの断面図である。図１の緯入れノズルの拡大断面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。図２のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。緯入れ装置の一例を示す概略図である。従来の緯入れノズルの断面図である。（ａ）は整流器の斜視図、（ｂ）は緯入れノズル内の整流器部分の断面図である。導糸管のノズル部を長くした緯入れノズルの断面図である。

以下、本発明の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。この実施形態の緯入れノズル２０の特徴は、図１と図２に示すように、（１）ノズル本体２０ａの給水口２３から噴射リング６３の噴射口６３ａに至る第１の環状水路２２の長さＡをできるだけ長く形成したこと、（２）ホルダー２０ｄの給水路２１から給水口２３にかけて、導糸管２０ｂの軸線方向と平行に第２の環状水路２４（長さＢ）を形成したことである。以下、各部の構造ついて詳しく説明することとする。

緯入れノズル２０は、ノズル本体２０ａと、緯糸導入用の糸孔２０ｂ３を有する導糸管２０ｂと、キャップ２０ｃと、給水路２１が形成されたホルダー２０ｄを有する。この基本的構成は従来と同様である。

ホルダー２０ｄはノズル本体２０ａを支持する支持孔２０ｄ１を有し、この支持孔２０ｄ１にノズル本体２０ａが嵌合されている。そしてノズル本体２０ａの先端側の外周面にキャップ２０ｃが螺合されている。

ノズル本体２０ａの後端側にはフランジ部２０ａ３が形成され、キャップ２０ｃを締めることにより、キャップ２０ｃとフランジ部２０ａ３との間でホルダー２０ｄが締め付けられる。これにより、ノズル本体２０ａがホルダー２０ｄに固定される。

導糸管２０ｂの前方に位置するノズル本体２０ａの前端部に、噴射水の流路を狭めるオリフィス部２０ａ１が形成されている。このオリフィス部２０ａ１の孔の段部に噴射リング６３が配設されている。噴射リング６３は、摩耗に強い金属、超硬質合金、サーメット又はセラミックス等を素材としたものである。噴射リング６３はテーパー状に細くなる噴射口６３ａを有し、この噴射口６３ａに導糸管２０ｂのノズル部の先端部が下流側に突出する形で挿入されている。

ノズル本体２０ａの内部には、導糸管２０ｂのノズル部の周囲を取り囲むように第１の環状水路２２が形成されている。この第１の環状水路２２は、できるだけ長くするように導糸管２０ｂのノズル部の基端部まで形成されている。そして第１の環状水路２２に沿って水流を十分に加速したうえで噴射口６３ａと導糸管２０ｂとの間で噴射水を絞って高速化するようにしている。

なお、環状水路２２の長さＡは、少なくとも１０ｍｍ〜１５ｍｍ以上確保するのが望ましい。１０ｍｍ未満では製織条件によっては十分な集束性が得られない可能性があるからである。ここで、環状水路２２の長さＡの下流側は噴射リング６３の背面であり、上流側は給水口２３の中心である。

噴射口６３ａのテーパー角θは、例えば６°〜１２°の範囲にすることができるが、製織業界では８°〜１２°が多用されている。このテーパー角θは、できるだけ小さい方が噴射口６３ａの出口から噴射される噴射水がシャープな角度で集中するので好ましい。

導糸管２０ｂの先端部が下流側に向けて縮径するテーパー角αは、例えば２°〜５°の範囲とすることができるが、製織業界では５°の導糸管が多用されている。また、導糸管２０ｂのノズル部の先端部が噴射口６３ａから突出する長さは、例えば１ｍｍ〜１．５ｍｍとすることができる。

噴射水は、図２のように噴射口６３ａの縮径角部６３ｂと、導糸管２０ｂのノズル部先端の外径テーパー部（縮径角部分）との間の小さな環状の隙間から噴射される。そして先頭噴射水Ｗにより、導糸管２０ｂの孔２０ｂ３の先端から引き出された緯糸１４が、その先端部１４ａを保持された状態で織前に沿って飛走する。

導糸管２０ｂの後端部には調整用雄ねじ部２０ｂ１が形成され、この調整用雄ねじ部がノズル本体２０ａの雌ねじ部２０ａ２に螺合されている。そして導糸管２０ｂの後端部２０ｂ２を手動で回転調節することにより、導糸管２０ｂの先端位置を前後方向に微調整できるようになっている。

ホルダー２０ｄの支持孔２０ｄ１に支持されたノズル本体２０ａの外周面はやや縮径されており、支持孔２０ｄ１とノズル本体２０ａの外周面との間に第２の環状水路２４が形成されている。縮径された部分が第１の環状水路２２と第２の環状水路２４を隔てる環状隔壁２０ａ４となる。この第２の環状水路２４は、導糸管２０ｂの軸線方向と平行に長さＢで形成されている。

なお、第２の環状水路２４の長さＢは、少なくとも５ｍｍ〜１０ｍｍ以上確保するのが望ましい。５ｍｍ未満では製織条件等によっては十分な集束性が得られない可能性があるからである。ここで、第２の環状水路２４の長さＢの下流側は給水口２３の中心であり、上流側は給水路２１の中心である。前記第１の環状水路２２と第２の環状水路２４の具体的な最適長さＡ、Ｂは、製織条件等を勘案して、緯糸の振れ量が許容範囲内に収まるか否かを確認することで適正に決定することができる。

第２の環状水路２４の上流側端部（図１左端）に給水路２１が直角に接続されている。また第２の環状水路２４の下流側は、ノズル本体２０ａの給水口２３に直角に接続されている。給水口２３は、第１環状水路２２の上流側端部（図１右端）に直角に接続されている。図示例では給水口２３はノズル本体２０ａの軸線に対して直角に形成されているが、左方向又は右方向に傾斜して形成しても構わない。

ホルダー２０ｄの給水路２１の延長線上に、導糸管２０ｂの軸線方向中間部が位置している。給水路２１の水は、給水路２１から直角に向きを変えて第２の環状水路２４に沿って流れる。この流れの方向は噴射水の流れ方向とは正反対である。そして第２の環状水路２４の水が給水口２３まで来ると、今度は１８０°向きを変えて導糸管２０ｂの長手方向に沿って第１環状水路２２内を流れる。

すなわち、給水路２１の水は９０°の屈曲点Ｃと１８０°の屈曲点Ｄを経て噴射口６３ａに流れる。なお、屈曲点Ｃの角度は必ずしも９０°である必要はない。給水路２１から第２の環状水路２４の下流側に向けてやや傾斜した傾斜状で給水路２１を接続してもよい。あるいは、給水路２１から第２の環状水路２４の上流側に向けて反対方向に傾斜した傾斜状で給水路２１を接続することも可能である。

第１の環状通路２２内の水が噴射口６３ａから噴射されると、噴射初期段階で図２のような先頭噴射水Ｗが形成される。この先頭噴射水Ｗの形状は噴射水後端形状に比べて特に重要であり、この形状が噴射水の拡散（こぶ状現象又は爆発現象）で乱れると緯糸１４の先端を保持する力が低下する。

本発明実施形態では第１の環状通路２２と第２の環状通路２４によって供給水の乱流成分が減殺されるので、整流器なしでも第１の環状通路２２内での乱流発生を防止することができる。換言すると、供給水の乱流成分が第１の環状通路２２と第２の環状通路２４の間のノズル本体２０ａの環状隔壁２０ａ４によって遮断される。

つまり、図２のように給水路２１から給水口２３に入る水流を、いったん導糸管２０ｂの基端側に向けて、すなわちノズル本体２０ａ内の第１の環状水路２２の流れとは反対方向に屈曲させることで、第１の環状通路２２内での乱流発生を防止することができるのである。

また、環状水路２２の長さＡを十分長く形成しているので、この長さＡの間で水流を効果的に加速することができる。従って、図２のように先頭噴射水Ｗの形状を理想的な形で高圧形成し、当該高圧形状を崩すこと無く緯糸１４先端を確実に保持して織前に飛走させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載の技術思想に基づいて種々の変形が可能である。

２０：緯入れノズル２０ａ：ノズル本体
２０ａ１：オリフィス部２０ａ２：雌ねじ部
２０ａ３：フランジ部２０ａ４：環状隔壁
２０ｂ：導糸管２０ｂ１：調整用雄ねじ部
２０ｂ２：後端部２０ｂ３：孔
２０ｃ：キャップ２０ｄ：ホルダー
２０ｄ１：支持孔２１：給水路
２２：第１の環状水路２３：給水口
２４：第２の環状水路

Claims

ノズル本体内に緯糸導入用の導糸管を同軸配置し、前記導糸管の先端部周りに噴射水を噴射するオリフィス部を配置したウォータージェットルームの緯入れノズルにおいて、
前記オリフィス部の上流側の前記導糸管の周囲に形成された第１の環状水路と、
前記第１の環状水路の外側に環状隔壁を介して形成された第２の環状水路と、
前記環状隔壁の上流側に形成された給水口と、
を有することを特徴とするウォータージェットルームの緯入れノズル。
前記第２の環状通路の上流側に、前記ノズル本体を支持するホルダー内に形成された給水路が接続されていることを特徴とする請求項１記載の緯入れノズル。
前記第２の環状通路の上流側に、前記ノズル本体を支持するホルダー内に形成された給水路が直角又は傾斜状に接続されていることを特徴とする請求項２記載の緯入れノズル。