JP2016141927A - ウォータージェット織機用噴射ノズルのニードル - Google Patents

Abstract

【課題】噴射ノズルから噴射される噴射水の拡散を最小化することによって経糸の上下開口量を最小化し、経糸の上下交差運動によって発生するトラブル及びストレスを減少させ、噴射水量及び噴射水圧を減少させ、より安定した緯入れによって緯糸のストレスも減少させ、その結果、織物の品質向上と費用節減を達成するためのウォータージェット織機用噴射ノズルのニードルを提供する。【解決手段】ウォータージェット織機用噴射ノズルのニードルにおいて、噴射ノズル２のボディー４の内側に流入した水を整流するために、ニードル６の一側に水の進行方向に外径が広くなっていくように傾斜外周面１０及び円筒状外周面１１を有する突出部８を形成し、突出部８とボディー４の内側との間の水路１２に水が進行するように誘導し、水が整流されるようにウォータージェット織機用噴射ノズルのニードルを構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、ウォータージェット織機用噴射ノズルのニードルに関し、噴射ノズルから噴射される噴射水の拡散を減少させ、集束性を向上させることによって、噴射水の経糸干渉を減少させ、緯糸の牽引力を向上させ、より安定した緯入れを可能にするウォータージェット織機用噴射ノズルのニードルに関する。

一般に、ウォータージェット織機は、噴射ノズルから出る噴射水を用いて上下に開口されている経糸間に緯糸を緯入れすることによって織物を製織する。
ウォータージェット織機の概略的な緯入れ原理によると、ポンプで断続的に加圧された水は、給水チューブを経由して噴射ノズルから断続的に噴射・吐出される。

噴射ノズル２は、ボディー（ｂｏｄｙ）の部分と、ニードル（ｎｅｅｄｌｅ）の部分とに大きく区分され、図８に示したように、噴射ノズル２のボディー内部の中心軸部分に位置しているニードルを貫通して待機中の緯糸２８が噴射水３０によって牽引され、上下に斜めに開口されている経糸３２間を経て左側から右側に移送され、織機リード（ｒｅｅｄ）の前進運動によって緯糸が織物形成部（織口、ｃｌｏｔｈ ｆｅｌｌ）に移動することによって織物が製織される。

緯糸が噴射水によって牽引され、経糸の上下開口間に移送される過程を緯入れと称するが、このような一連の緯入れ過程では、次のような問題が発生する。

織物左側部の噴射ノズルから出発した噴射水が緯糸を牽引して織物右側端部まで到着する過程で、噴射水は、多くの原因によって拡散が激しく発生し、上下に開口されている経糸とぶつかって経糸トラブルの原因になり、集束力の低下によって緯糸の牽引力が弱化され、緯入れ不安定の原因になる。

このように噴射水の拡散及びこれによる集束力の低下によって発生する経糸の垂れ、切れなどの多様なトラブルと緯入れ不安定を解消するためには、経糸の上下開口サイズを大きくしなければならなく、噴射水量と噴射水圧を増加させなければならない。

しかし、経糸の上下開口量、噴射水量及び噴射水圧を増加させると、これによって、織物の品質低下、噴射水の過大使用、水圧上昇による関連器具の早期疲労、摩耗などの問題が発生する。

したがって、このような従来における噴射水の拡散及び集束力の低下による問題を解決するためには、噴射ノズルのニードル構造を改善する必要がある。

韓国登録実用新案第２０―２６１５２３号「ウォータージェット織機用噴射ノズル」 特許第３９９３０９０号

したがって、本発明の目的は、噴射ノズルから噴射される噴射水の拡散を最小化することによって経糸の上下開口量を最小化し、経糸の上下交差運動によって発生するトラブル及びストレスを減少させ、噴射水量及び噴射水圧を減少させ、より安定した緯入れによって緯糸のストレスも減少させ、その結果、織物の品質向上と費用節減を達成するためのウォータージェット織機用噴射ノズルのニードルを提供することにある。

前記の目的による本発明のウォータージェット織機用噴射ノズルのニードルにおいて、噴射ノズル２のボディー４の内側に流入した水を整流するために、ニードル６の一側に水の進行方向へと向かって外径が広くなっていくように傾斜外周面１０及び円筒状外周面１１を有する突出部８を形成し、突出部８とボディー４の内側との間の水路１２に水が進行するように誘導し、水が整流されるように構成することを特徴とする。

また、本発明は、ニードル６には、流入した水の整流効果を増大させるための整流ガイド２６ａ、２６ｂをさらに備えることを特徴とする。

本発明は、ウォータージェット織機用噴射ノズルに使用されるニードルに傾斜外周面及び円筒状外周面が形成された突出部を形成し、水の流れを整流させ、吐出口を介して出る噴射水の拡散を減少させることによって、従来の噴射ノズルの問題である噴射水の拡散及び集束性の低下を最小化できるという効果を有する。

本発明の第１の実施例に係るウォータージェット織機用噴射ノズルのニードルを示す斜視図である。 図１のニードルについての中心軸に沿った断面図である。 本発明の第１の実施例に係るウォータージェット織機用噴射ノズルについて、ニードルとボディーとを組み合わせた状態にて示す、中心軸に沿った断面図である。 図３ａのＡ部分の拡大断面図である。 第２の実施例のニードルについての、図１と同様の斜視図である。 第２の実施例のウォータージェット織機用噴射ノズルについての、図３ａと同様の断面図である。 本発明の他の実施例に係るウォータージェット織機用噴射ノズルのニードルを示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施例に係るウォータージェット織機用噴射ノズルのニードルを示す斜視図である。 従来の噴射ノズル用ニードルとボディーとの結合要部を示した断面図である。 従来の他の形態の噴射ノズル用ニードルの多様な形態を示した斜視図（１）である。 従来の他の形態の噴射ノズル用ニードルの多様な形態を示した斜視図（２）である。 従来の他の形態の噴射ノズル用ニードルの多様な形態を示した斜視図（３）である。 ウォータージェット織機の製織を示した概略図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

本発明を説明する前に、一般にウォータージェット織機用噴射ノズルで通用される技術構成に対しては、概略的な説明のみを記載したり、説明を省略することにする。

本発明は、ウォータージェット織機用噴射ノズル２のニードル６の形状を改善し、噴射水の拡散及び集束性の低下を最小化するものである。

図６〜図７ｃは、従来のウォータージェット織機用噴射ノズル２’及びそのニードル１００の構成を示す図である。

従来のウォータージェット織機用噴射ノズルのニードルは、給水チューブ３４を介して側面に流入した水が、図６に示したように、噴射ノズルの内側にて垂直に曲がり、噴射ノズルの前方、すなわち、吐出口に噴射される構造である。

このようなウォータージェット織機用噴射ノズル２’では、水の流れが垂直に一度曲がってニードル１００の先端部を経て直線上に噴射されたり、ニードル１００に備えられた別途の整流ガイド２６ａを経て吐出口２４から水が噴射水に変わって吐出される。

しかし、垂直に曲がりながら乱流及び渦流が発生した水は、不安定な状態の水になってそのまま吐出口に噴射される。図７ｃのように、別途の整流ガイド２６ａによって水が整流されたとしても、整流効果が不十分であり、確実に整流されていない状態であるので、噴射水は、均一な状態を維持することができず、拡散が起こると同時に、集束性の低下が誘発される。

特に、織機の特性上、水の流れが連続的ではなく断続的であるので、乱流及び渦流の発生はさらに激しくなる。

図１〜図３ｂを参照して本発明の第１の実施例を説明する。本発明では、第１の収蔵部５ａで発生した乱流及び渦流による噴射水３０の拡散及び集束性の低下を最小化するために、噴射ノズル２に使用されるニードル６の一側には傾斜外周面１０及び短円筒状外周面１１を有する突出部８を形成する。

図３ａに示すように、ニードル６は、根元端部にある取って部１６及びネジ部１７を除き、ボディー４の円筒形の孔４１に挿入される。ニードル６における円筒形の孔４１内に挿入される部分は、図１〜図３ｂに示されるように、円筒形の孔４１に嵌め込まれる円柱形の根元部６１と、水流方向に進むにつれて径が大きくなる逆テーパー部６２と、この逆テーパー部６２の下流端部が軸方向に下流側へと引き延ばされた形状及び配置を有する短円柱部６３と、この短円柱部６３の下流端をなす壁１４の中心部から水流の方向に沿って延びる先端部６４とからなる。逆テーパー部６２と短円柱部６３とが合わさって突出部８をなし、逆テーパー部６２の外周面である傾斜外周面１０と、短円柱部６３の外周面である短円筒状外周面１１とが、全周にわたっていずれの箇所でも、互いに滑らかに連続している。図示の例で、逆テーパー部６２は、円錐台形をなし、短円柱部６３は円盤状である。また、先端部６４は、ほぼ全体が、先端に向かって緩やかにすぼまるテーパー状である。なお、根元部６１の外周面の一部にリング状凹部が設けられ、この中にＯリング１８が嵌め込まれている。また、根元部６１、逆テーパー部６２、短円柱部６３及び先端部６４は、円筒形の孔４１と同軸に設けられている。

本実施例の図３ａ及びこれを拡大した断面図である図３ｂを参照すると、本発明のボディー４とニードル６とが組み合わされた噴射ノズル２は、ポンプで断続的に加圧された水が給水チューブ３４を経由して噴射ノズル２の第１の収蔵部５ａに流入しながら水の流れが直角に変わることによって乱流及び渦流が発生する面で、従来の噴射ノズルと同じである。

図示のように、ウォータージェット織機用噴射ノズル２は、ニードル６と、ボディー４と、オリフィス部材２６とを含んで形成されている。ボディー４には、その両端部を除く大部分にわたって、中心軸方向に長く延びる円筒形の孔４１が形成され、長さ方向中心部にて、円筒形の孔４１に垂直に連通する給水路２２とが形成されている。この円筒形の孔４１には、吐出側端部にて、この円筒形の孔４１より径が小さく短い円筒形の吐出孔４１ａが、同軸に連通されている。また、円筒形の孔４１には、根元端部にて、メスネジ部４１ｂが同軸に連通されている。組立て時には、ボディー４の根元端部から、まず、オリフィス部材２６が差し込まれ、次いで、ニードル６が差し込まれる。ニードル６のネジ部１７が、ボディー４のメスネジ部４１ｂに完全にねじ合わされた際には、オリフィス部材２６の先端部が、吐出孔４１ａの根元部に差し込まれている。

図示の例で、ニードル６の先端部６４は、その先端、及び、根元端（上流端）の近傍を除き、オリフィス部材２６中に差し込まれている。オリフィス部材２６の内周面は、吐出端へと向かってすぼまるテーパー状である。このテーパー状の傾斜は、ニードル６の先端部６４の傾斜より大きいため、先端部６４と、オリフィス部材２６の内面との間には、水流方向に進むにつれて狭まる吐出通路２５が形成されている。なお、オリフィス部材２６の根元端（上流端）部には、軸方向及び放射方向に沿って延びる複数のフィンからなる整流ガイド２６ａが備えられている。

本発明では、噴射ノズル２のボディー４の内部である第１の収蔵部５ａで乱流及び渦流の発生によって不安定な状態の水を整流するために、第１の収蔵部５ａに位置しているニードル６の一側に傾斜外周面１０及び短円筒状外周面１１を有する突出部８を形成し、前記突出部８の短円筒状外周面１１とボディー４の内面との間に狭いリングスリット状の水路１２を形成する。

前記のような構造により、乱流及び渦流が発生した不安定な状態の水の流れが第１の収蔵部５ａから傾斜外周面１０に沿って徐々に狭い空間に移動しながら安定化され、さらには、短円筒状外周面１１のまわりの狭い水路１２を通って水が押し出されるようにして、第２の収蔵部５ｂに移動し、ニードル６の先端箇所にある吐出口２４側に移動する。そのため、さらに安定した整流状態の噴射水３０は、拡散が減少し、集束力が向上する。

本発明の好ましい実施例において、ボディー４の円筒形の孔４１の内径は４ｍｍ〜９ｍｍ、好ましくは５ｍｍ〜８ｍｍ、より好ましくは６ｍｍ〜７ｍｍである。そして、円筒形の孔４１の内周面と短円筒状外周面１１との間の間隔である、リングスリット状の水路１２の径方向寸法、すなわち厚みは０．３〜１．５ｍｍ、好ましくは０．４〜１．３ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ〜１ｍｍである。そのため、突出部８の短円筒状外周面１１の外径は、例えば５ｍｍ〜６ｍｍである。

短円柱部６３は、軸方向寸法がその外径より小さく、これらの比率は、好ましくは１０〜６０％、より好ましくは１５〜４０％とすることができる。逆テーパー部６２及び傾斜外周面１０の中心軸方向の寸法は、短円筒状外周面１１の外径の５０〜３００％とすることができ、好ましくは８０〜２５０％とすることができる。逆テーパー部６２及び傾斜外周面１０の最小径部の径は、短円筒状外周面１１の外径の２５〜８５％、好ましくは３５〜８０％とすることができる。

一方、ニードル６の先端部６４は、好ましい実施例において、全体が、水流方向にすぼまっていくテーパー状であるが、一部が円筒状であっても良い。先端部６４の根元端の最大径部の径は、傾斜外周面１０の最小径部の径の３０〜８０％とすることができる。また、ニードル６の先端部６４は、図示の例において、先端近傍及び根元端近傍を除き、オリフィス部材２６またはそのガイド整流部２６ａと重なっている。

図４ａ〜４ｂには、第２の実施例について示す。第２の実施例において、ニードル６，６ａには、根元部６１と逆テーパー部６２との間に、逆テーパー部６２の上流端部が軸方向に、根元部６１の端面１９にまで引き延ばされた形状及び配置を有する小径円柱部６５が備えられる。そして、この小径円柱部６５の周囲に、第１の収蔵部５ａが形成されている。小径円柱部６５を設ける場合、逆テーパー部６２及び傾斜外周面１０の中心軸方向の寸法について、短円筒状外周面１１の外径の５０〜２００％とすることができ、好ましくは８０〜１５０％とすることができる。また、小径円柱部６５の中心軸方向の寸法について、逆テーパー部６２及び傾斜外周面１０の中心軸方向の寸法の６０〜１８０％、好ましくは８０〜１４０％とすることができる。

いずれの実施例においても、第１の収蔵部５ａの上流側端部をなす、根元部６１の端面１９、及び、第２の収蔵部５ｂの上流側端部をなす上述の壁１４は、好ましくは、中心軸に対して垂直、またはほぼ垂直に配置される。すなわち、いずれの部位でも、中心軸に対してなす角度が好ましくは８０°以上、より好ましくは８５°以上である。一方、ニードル６，６ａの内部には、中心軸に沿って緯糸２８を案内するための緯糸案内孔３１が形成されている。図示の例で、緯糸案内孔３１は、緯糸投入口２０から、根元部６１の端面１９の近傍まで、径が細くなっていくテーパー状であり、この後、ほぼ一定の径を維持している。

本発明の他の実施例として、図５ａ〜５ｂに示したように、噴射水３０の整流効果を高めるために、ニードル６ａにおける第１の収蔵部５ａの側に整流ガイド２６ａ、２６ｂをさらに備えることができる。前記整流ガイド２６ａ、２６ｂは、乱流及び渦流が発生した水を１次的に整流する役割をし、１次的に整流された水は、再び突出部８が形成されたニードル６ａの先端部に流入して２次的に整流されて噴射され得る。

図５ａの実施例における整流ガイド２６ｂは、軸方向及び放射方向に延びるスリット２９が周方向に均等に分布するように、リング部分中に設けられて形成されたものである。また、図５ｂの実施例における整流ガイド２６ａは、オリフィス部材２６の整流ガイド２６ａと同様に、軸方向及び放射方向に延びるフィン２７が周方向に均等に分布するように配置されて形成されたものである。これら整流ガイド２６ａ、２６ｂは、図示の例で、逆テーパー部６２と、小径円柱部６５との間の領域に設けられている。なお、このように第１の収蔵部５ａの側に整流ガイド２６ａ、２６ｂを備える場合、小径円柱部６５の直径を、逆テーパー部６２の最小径の０．８〜１．２倍とすることができる。また、第１の収蔵部５ａの側の整流ガイド２６ａ、２６ｂは、ニードル６、６ａと一体に設けることもでき、また、別体の部材を嵌め合わせることもできる。

以上説明したように、本発明は、ウォータージェット織機用噴射ノズル２に使用されるニードル６、６ａに傾斜外周面１０及び短円筒状外周面１１が形成された突出部８を形成し、水の流れを整流させ、吐出口２４を介して出る噴射水３０の拡散を減少させることによって、従来の噴射ノズルの問題である噴射水３０の拡散及び集束性の低下を最小化できるという効果を有する。

円筒形の孔４１の内面と、短円筒状外周面１１との間のリングスリット状の水路１２を水が通るので、整流効果が得られるとともに、周方向にわたって、水の圧力及び流速が均等になる。一方、この水路１２には、円筒形の孔４１の内面と、傾斜外周面１０との間に形成された、徐々に狭くなる通路を水が通過するので、軸方向の水流の速度が徐々に大きくなる。そのため、乱流の発生が抑えられるとともに、ここでも整流効果が得られる。他方、リングスリット状の水路１２を通過した後には、ほぼ垂直の壁１４の作用により、一気に径方向に広がることとなり、整流効果が維持される。そして、この後、徐々に狭くなる吐出通路２５中で、軸方向の流速を増してから吐出されることとなる。すなわち、本発明によると、一旦、軸方向の流速を高めるとともに、周方向に均等に分布させてから、軸方向の流速を一気に下げるという、全く斬新な機構を採用することで、噴射水３０の集束性を顕著に向上させることができたのである。

上述した本発明の説明では、具体的な実施例に関して説明したが、多様な変形が本発明の範囲から逸脱せずに実施され得る。したがって、本発明の範囲は、上述した実施例によって定めるものではなく、特許請求の範囲及びその特許請求の範囲と均等なものによって定めなければならない。

２…噴射ノズル； ４…ボディー； ５ａ、５ｂ…第１及び第２の収蔵部；
６、６ａ…ニードル； ８…突出部； １０…傾斜外周面； １１…短円筒状外周面；
１２…リングスリット状の水路； １４…壁； １６…取っ手部； １７…ネジ部；
１８…Ｏリング； １９…根元部６１の端面； ２０…緯糸投入口； ２２…給水路；
２４…吐出口； ２５…吐出通路； ２６…オリフィス部材；
２６ａ、２６ｂ…整流ガイド； ２７…フィン； ２８…緯糸； ２９…スリット；
３０…噴射水； ３１…緯糸案内孔； ３２…経糸； ３４…給水チューブ；
４１…円筒形の孔； ６１…根元部； ６２…逆テーパー部； ６３…短円柱部；
６４…先端部； ６５…小径円柱部； １００…従来のニードル

Claims (4)

1. 噴射ノズル（２）のボディー（４）中の円筒形の孔（４１）に挿入されるウォータージェット織機用噴射ノズルのニードルであって、
   前記円筒形の孔（４１）に嵌め込まれる円柱形の根元部（６１）と、
   水流方向に進むにつれて径が大きくなる逆テーパー部（６２）と、
   この逆テーパー部（６２）の下流端部が軸方向に下流側へと延長された形状及び配置を有する短円柱部（６３）と、
   この短円柱部（６３）の下流端をなす壁（１４）の中心部から水流方向に沿って延びる先端部（６４）とを含んで形成され、
   根元部（６１）、逆テーパー部（６２）、短円柱部（６３）及び先端部（６４）は、円筒形の孔（４１）と同軸に配置され、
   先端部（６４）は、少なくとも一部が、水流方向に進むにつれて外径が小さくなるテーパー状部分をなすことを特徴とする噴射ノズルのニードル。
2. 逆テーパー部（６２）の上流端部の近傍には、放射方向及び軸方向に延びるフィン（２７）または孔（２９）を有する整流ガイド（２６ａ）（２６ｂ）がさらに備えられる請求項１に記載の噴射ノズルのニードル。
3. 噴射ノズル（２）のニードル（６，６ａ）と、
   このニードル（６，６ａ）が差し込まれる円筒形の孔（４１）、及び、これに連通する給水路（２２）が形成されたボディー（４）とを含んで形成され、
   ニードル（６，６ａ）は、前記円筒形の孔（４１）に嵌め込まれる円柱形の根元部（６１）と、水流方向に進むにつれて径が大きくなる逆テーパー部（６２）と、この逆テーパー部（６２）の下流端部が軸方向に下流側へと延長された形状及び配置を有する短円柱部（６３）と、この短円柱部（６３）の下流端をなす壁（１４）の中心部から水流の方向に沿って延びる先端部（６４）とを含んで形成され、
   根元部（６１）、逆テーパー部（６２）、短円柱部（６３）及び先端部（６４）は、円筒形の孔（４１）と同軸に配置され、
   先端部（６４）は、少なくとも一部が、水流方向に進むにつれて外径が小さくなるテーパー状部分をなし、
   先端部（６４）の周囲には、オリフィス部材（２６）、またはボディー（４）内のオリフィス部に挿入されて、水流方向に進むにつれて狭まる吐出通路（２５）が形成されており、
   短円柱部（６３）の円筒状外周面（１１）と、前記円筒形の孔（４１）の内周面との間には、リングスリット状の水路（１２）が形成されており、
   給水路（２２）を通じて供給された水は、逆テーパー部（６２）の上流側部分の近傍に形成された第１の収蔵部（５ａ）から、逆テーパー部（６２）の傾斜外周面（１０）と、円筒形の孔（４１）の内周面との間、及び、リングスリット状の水路（１２）を通って、先端部（６４）の上流側部分の近傍に形成された第２の収蔵部（５ｂ）の近傍に流入し、この後、吐出通路（２５）を通って吐出口（２４）から吐出されるウォータージェット織機用噴射ノズル。
4. 円筒形の孔（４１）の一端の近傍に挿入され、先端部（６４）との間に吐出通路（２５）と吐出口（２４）を形成するオリフィス部材（２６）を含み、
   ニードル（６，６ａ）には、根元部（６１）と逆テーパー部（６２）との間には、前記円筒形の孔（４１）と同軸に、小径円柱部（６５）が備えられ、この小径円柱部（６５）の周囲に第２の収蔵部（５ｂ）が形成されており、
   先端部（６４）における上流端部の直径が、逆テーパー部（６２）の上流端部の直径より小さく、
   リングスリット状の水路（１２）についての、径方向の厚みが０．３〜１．５ｍｍである請求項３に記載のウォータージェット織機用噴射ノズル。

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