JP2019530810A

JP2019530810A - 水ジェットによる繊維加工のためのノズルバー

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Publication number: JP2019530810A
Application number: JP2019519659A
Authority: JP
Inventors: シュトルク・ベルント; グスマン・ナバルロ・アントニオ
Original assignee: トリュッチュラー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシャフト
Priority date: 2016-10-12
Filing date: 2017-09-07
Publication date: 2019-10-24
Also published as: DE102016119480A1; EP3526382B1; EP3526382A1; CN109844204A; CN109844204B; WO2018068951A1

Abstract

本発明は、水ジェットによる繊維加工のためのノズルバー（１）に関し、当該ノズルバーは、縦長に延在する上部材（１０）を有し、この上部材に、縦長に形成された圧力チャンバ（１１）が内設されていて、圧力チャンバ（１１）が、水の給入のための開口部（１２）を伴う端面及び、対向する閉じた端面を有し、及び上部材に圧力分配チャンバ（１３）が内設されていて、この圧力分配チャンバ（１３）は、圧力チャンバ（１１）に平行して延在し、及び上部材の長さにわたって分配されて、複数の貫流孔（１４）が、圧力チャンバ（１１）と圧力分配チャンバ（１３）の間の中間壁に内設され、これら貫流孔を通って、圧力チャンバ（１１）からの水が、圧力分配チャンバ（１３）内に案内可能であり且つ、前記ノズルバーは、縦長に延在する下部材（１６）を有し、この下部材（１６）が、上部材（１０）で液密に配置されていて、及び水流出のためのボア（１８）を有するノズルプレート（１７）が、下部材（１６）内、又は下部材に収容されていて、及び上部材にスリット（１９）が内設されていて、このスリットは、圧力分配チャンバ（１３）とノズルプレート（１７）の間で、ノズルプレート（１７）の水噴射のために延在する。本発明に関し、圧力チャンバ（１１）が、円柱状に作製されていて、並びに７０ｍｍ〜９０ｍｍの直径を有する円形断面を有し、及び圧力分配チャンバ（１３）が、円柱状に作製されていて、並びに３０ｍｍ〜４０ｍｍの直径を有する円形断面を有する。

Description

本発明は、水ジェットによる繊維加工のためのノズルバーに関し、当該ノズルバーが、縦長に延在する上部材を有し、この上部材に、縦長に形成された圧力チャンバが内設されていて、当該圧力チャンバは、水の給入のための開口部を伴う端面及び、対向する閉じた端面を有し、及び上部材に圧力分配チャンバが内設されていて、この圧力分配チャンバが、圧力チャンバに平行に延在し、及び複数の貫流孔が、上部材の長さにわたって分配され、圧力チャンバと圧力分配チャンバ間の中間壁に内設され、水が、これら貫流孔を通って、圧力チャンバから圧力分配チャンバ内に案内可能であり、及び縦長に延在する下部材を有し、この下部材は、上部材に液密に配置されていて、及びノズルプレートが、水流出のためのボアと伴に下部材内で、又は下部材に収容されていて、及び上部材中にスリットが内設されていて、当該スリットは、ノズルプレートの水噴射のために、圧力分配チャンバとノズルプレートの間で延在する。

特許文献１より、水ジェットによる織物加工のためのノズルバーが公知である。この際、織物加工は、多数の単列で生成された水ジェットで行われ、この水ジェットは、例えば、水ジェット下で動かされる織物連続体の全幅にわたって延在し、且つこの連続体に作用する。このために、ノズルバーが、給水コネクタを有し、この給水コネクタにより、水は開口部を介して圧力チャンバ内に給入される。例えば、水は生成された２５０ｂａｒの予圧を伴い、開口部を通って、圧力チャンバ内に到り、開口部を通る水の流入速度は、例えば最高で８ｍ／ｓの値を示し、及び流速は、およそ圧力チャンバの中央で、未だ２，５ｍ／ｓの値を有する。開口部を介して圧力チャンバ内へ水を一方的に給入することは、増大した水の乱流形成を、圧力チャンバ内で抑制するために有利であることが明らかである。この時、ノズルバーは、縦長で且つ、こうして細長く形成され、ノズルバーは、基本的に縦長く形成された上部材、及び縦長に形成された下部材によって形成される。下部材は、この際、上部材の側面に液密に配置されていて、この側面は、織物に向かって面し、下部材の上で、及び下部材内に、又は下部材に配置されたノズルプレートの上で、水ジェットが、多数のボアによって生成され、これらボアは、ノズルプレートに内設されている。

水ジェットの可能な限り均等な形成をノズルプレート内のボアによって生成するために、ノズルバーの大きな長さにわたって、圧力を基本的に等しく分配するのが望ましい。圧力チャンバは、このために、圧力分配チャンバから分離して形成され、及び圧力チャンバと圧力分配チャンバの間の中間壁内において、複数の貫流開口部が、圧力チャンバと圧力分配チャンバの間で延在する。よって、ノズルバーの幅にわたって圧力が均等化し、結果として、水給入用の流入開口部に近くない側で、高い圧力が支配的で且つ、乖離した水給入用の反対側において、ノズルプレート前での低い水圧が、支配的である。ズルバー全幅にわたる水ジェットの均等な形成によって、初めて均等な織物加工が保証され得る。

このようなノズルバー構築における優先的目的は、水圧の均等化を介して、ノズルプレート内におけるボア前の内側で、可能な限り少ない全体圧力消失を実現することである。このようなノズルプレートが使用される施設内で、ノズルバーは、持続的に水噴射下にあり、結果としてノズルバー内のあらゆる圧力消失は、つまり施設の稼働に際してエネルギ消失に繋がる。ノズルバー構築に際する目的は、つまり全水ジェットの均等な形成以外に、圧力チャンバ内への水給入のための開口部に始まり、ノズルプレート内のボアからの水流出に到る可能な限り少ない圧力消失である。

欧州特許明細書第０７２５１７５号の中で、スリットは、ノズルプレート内の流出ボア前での水圧の均等化のために、ノズルプレートの均等な噴射ための強化された水乱流が、内側面から生成されるように作製されるが、同時に、増大した圧力消失が発生し得る。

さらに、ノズルバーを可能な限り構造上簡単に作製し、及び容易なメンテナスを実現することが望ましい。例えばノズルバーは、定期的な時間間隔で浄化されなくてならず、ノズルプレートは、特に容易な方法で取り外され可能でなくてはならない。圧力チャンバと圧力分配チャンバを有する上部材における最適な流動を促す発展形について、圧力消失のさらなる低減を幾何学的適合が実現し得、欧州特許明細書第０７２５１７５号に解説されているように、結果としてノズルプレートにおいて、例えば圧力分配チャンバの細い放出用スリットが、最適化され得ることが明らかである。

独国特許明細書第１０２００５０５５９３９号

本発明の課題は、水ジェットによる繊維加工のためのノズルバーをさらに改良することであり、このノズルバーは、僅かな全体圧力消失を有さねばならず、且つノズルプレート内のボア上に生成された水ジェットが、ノズルバーの全幅にわたって、可能な限り相互に等しく形成されるように、発展形成されなくてはならない。さらに、ノズルバーは、先行する本発明の課題を未解決のままにすることなく、可能な限り最小の構築空間を伴う発展形を得ることが望ましい。

この本発明の課題は、請求項１の上位概念にしたがう水ジェットによる繊維加工のためのノズルバーから出発し、顕著な特徴との関連において解決される。本発明の有利な発展形態は、従属請求項に記載されている。

本発明は、圧力チャンバが、円柱状に作製されていて、並びに７０ｍｍ〜９０ｍｍの直径の円形断面を有し、及び圧力分配チャンバが、円柱状に作製されていて、並びに３０ｍｍ〜４０ｍｍの直径の円形断面を有するという技術的構成例を含む。

相応の円形断面直径を有する圧力チャンバ及び圧力分配チャンバを伴うノズルバーの発展形は、ノズルプレートへの方向におけるスリットを介するノズルバー内の同じく僅かな総圧力消失における流出圧力の均等化にとって、意外に有利な効果を生み出す。この際、ノズルバーは、２５０ｂａｒの与圧において約８ｍ／ｓにまで達し得る速度で水を給入するために、特に設計されている。圧力チャンバと圧力分配チャンバのサイズ比によって、中間壁内の貫流孔を通って、例えば最高で１１ｍ／ｓの有利な水流動が生じる。

圧力チャンバ及び／又は圧力分配チャンバが各々、大きすぎる直径、又は小さすぎる直径によって作製される時、圧力分配の不均質性を生起するデッドウォーター域が、発生し、又は中間壁内の貫流孔上で、開口部を有する上部材端面から、水給入用開口部を有さない反対側の上部材端面にわたって、圧力降下が発生する。圧力分配チャンバの直径３０ｍｍ〜４０ｍｍに対して、圧力チャンバ直径７０ｍｍ〜９０ｍｍを有する圧力チャンバ直径比率が最良化される際、このような圧力分配と全体圧力消失に関する不利な影響が、最小化される。

圧力チャンバの直径が、７５ｍｍ〜８５ｍｍを有する時、及び圧力分配チャンバの直径が、３３ｍｍ〜３７ｍｍを有する時、特に有利である。その上、圧力チャンバの直径が、８０ｍｍを有し、及び圧力分配チャンバの直径が、３５ｍｍを有する時、さらに一層有利であることが確認出来た。つまり、圧力分配チャンバの直径が、圧力チャンバの直径の半分より、幾分小さい時、特に最小限の全体圧力消失に繋がる。

別の重要な影響が、圧力チャンバと圧力分配チャンバの間の中間壁内の貫流孔の長さによって確認された。つまり、圧力分配チャンバ中央軸に対する圧力チャンバ中央軸の間隔は、同様にノズルバー内における全圧力消失に対する影響を、及びボア前内側におけるノズルプレートの長さにわたる可能な限り均質の水圧力分配に対する影響を有する。圧力チャンバ中央軸と圧力分配チャンバ中央軸との間隔は、特に有利にも、８０ｍｍ〜１００ｍｍ、好ましくは８５ｍｍ〜９５ｍｍ、及び特に好ましくは９２ｍｍである。当然として、貫流孔の長さ３４，５ｍｍに繋がる。この際、別の利点を伴う貫流孔は、段付きで作製されていることが可能で、及び圧力チャンバ内への貫流孔の注ぎ口は、圧力分配チャンバ内への貫流孔の注ぎ口より、さらに小さい直径を有する。

別の利点を伴って、バッフル体が、設けられていて、このバッフル体は、円柱状に圧力分配チャンバ内に配置されていて、縦長のシリンダ形状を有し、及び２０ｍｍ〜２５ｍｍの直径、及び／又は２２，５ｍｍの直径を有する。特別な利点を伴って、バッフル体が縦長のシリンダ形状の端部において収容されていて、及び／又はバッフル体が、その長さにわたって分配されて、スペーサを有し、これらスペーサによって、バッフル体が、圧力分配チャンバ内の真中に配置されて、保持されている。上述のように、バッフル体が、圧力分配チャンバ内の中心に配置されている時、特に有利な流動関係が、圧力分配チャンバ内に発生する。言い換えれば、バッフル体は、全周範囲に圧力分配チャンバの壁部に対する等しい間隔を形成し、結果として、水の貫流断面が、貫流孔からスリット内にまで、バッフル体周りで基本的に不変に形成されている。このようなバッフル体の発展形において、及び圧力分配チャンバ内におけるバッフル体の配置において、最小限度の、乃至、皆無の乱流形成の発生が、こうして確認され得た。結果的に、圧力消失は、同様に可能な限り良好な圧力分配に際して、ノズルバーの長さにわたって最小化されている。

上部材内の圧力チャンバが、少なくとも１つの上部材の端部辺で、閉鎖部材によって閉鎖されている時に、且つ閉鎖部材が、圧力チャンバ内への水給入のための開口部を有する時に、さらなる利点が達成される。この際、圧力チャンバは、開口部を有する閉鎖部材に対向する側で、上部材材料によって閉鎖されていることも考えられる。上部材が、その全長さにわたって、本質的に等しい材料断面を有する時、作製技術的理由によって有利である。

その上部材の対向する端部辺における上部材中で、圧力分配チャンバが、同様に閉鎖部材によって閉鎖されている時、さらに有利である。バッフル体は、この際、特別な利点によって、その閉鎖部材間の端部とともに収容されていることが可能である。バッフル体が、例えば圧力分配チャンバを浄化する目的で、このチャンバから取り外されなければならない時、両閉鎖部材の１つを上部材端部辺から外すことで既に十分である。

下記において、本発明を改良する別の方策が、本発明の好ましい実施例の解説と伴に、図によって一層詳しく示される。

水ジェットによる繊維加工のためのノズルバーをとおる断面図であって、断面が、ノズルバーを縦に通って延びる。図示された裁断線Ａ‐Ａに沿って、図１にしたがうノズルバーを通る断面図である。

図１は、水ジェットによる繊維加工のためのノズルバー１をとおる断面図を示し、及び図２は、裁断線Ａ‐Ａに沿って、ノズルバー１をとおる断面図を示し、裁断面Ａ‐Ａが、図１にしたがうノズルバー１をとおる裁断面に対して横向きに延びる。続いて図１と図２の概観において、ノズルバー１が、一層詳細に解説される。

ノズルバー１のハウジングは、上部材１０を有し、この上部材は、その長さにわたって、ネジ２４によって下部材１６に幾重にも螺合されている。上部材１０が、長手方向において、延びる２つのボア１１と１３を有し、この２つのボアの上側のボアが、圧力チャンバ１１を、及び下側のボアが、圧力分配チャンバ１３を形成する。両チャンバ１１と１３は、上部材１０の端部辺において、開放して作製されていて、及び圧力チャンバ１１のための閉鎖部材２２によって、及び圧力分配チャンバ１３のための閉鎖部材２３によって液密に閉鎖されている。圧力チャンバ１１を閉鎖するための閉鎖部材２２は、圧力測定手段２５を有し、及び右側における圧力チャンバ１１の閉鎖のための閉鎖部材２２が、開口部１２を有し、この開口部を介して、詳細には図示されていない給水コネクタによって、水が圧力チャンバ１１内に給入され得る。

両チャンバ１１と１３が、中間壁１５によって、相互に分離されていて、上部材１０の横断面領域を通る中間壁１５が、形成されている。ノズルバー１の長さを経て、大数量の貫流孔１４が、中間壁１５内で、両チャンバ１１と１３を結合し、結果として、圧力チャンバ１１内に流入する水が、等しく分配されつつ、ノズルバー１の長さ圧力分配チャンバ１３内に流動する。圧力分配チャンバ１３は、下方へ開放し、且つ、つまり圧力分配チャンバ１３のボアの直径に比して細く作製されたスリット１９を通っていて、このスリットは、同様にノズルバー１の長さにわたって延在する。

上部材１０は、図２にしたがって、ネジ２４によって確固として且つ液密に、下部材１６に螺合されている。Ｏリング２６によって封止性が実現され、このＯリングは、スリット１９を環回する溝部に嵌合する。ばね突起２７が、下部材１６内の各溝部に嵌合し、及び溝部内に別のＯリング２８があり、このＯリングは、ノズルプレート１７を封止するように働く。

図１における断面図が、ノズルプレート１７を示し、このノズルプレートは、多数のボア１８を有し、これらボア１８は、長手方向において均一に相互離間し、ノズルプレート１７を貫通する。圧力分配チャンバ１３と接続するスリット１９からの水が、圧力下にあって、ノズルプレート１７を内側で噴射し、及び水が、ボア１８を通過し、且つ個々のボア１８から流出する水ジェットを形成する。

解説されたノズルバー１の発展形によって、水が均一に分配され、中間壁１５内の多数の貫流孔１４を通過し、及び圧力分配チャンバ１３内に到り得、この水は圧力下にあって、閉鎖部材２２内の開口部１２を通って、圧力チャンバ１１内に流入する。バッフル体２Ｏの円柱状の形成様式によって、圧力分配のさらなる均質化が、ノズルバー１の延在方向に沿って達成され、このバッフル体は、両閉鎖部材２３の間で安定的に収容されていて、及び圧力分配チャンバ１３の中心に嵌合し、結果として、ノズルプレート１７は、最小限の圧力消失を維持しながら、全長さにわたって基本的に等しい圧力で噴射される。複数のスペーサ２９は、バッフル体２０の長さにわたって分配されながら、バッフル体２０に配置されていて、ディスク形状に成形されていて、且つバッフル体２０を圧力分配チャンバ１３内でセンタリングする。このために、スペーサ２９は、その外側輪郭を内側に、圧力分配チャンバ１３内に嵌合し、且つ、こうして内壁に対して支持する。このために、スペーサ２９が、確固として、棒形状の又は、シリンダ形状のバッフル体２Ｏに着座していることが可能である。この結果、水の通過に際して、多数のボア１８による均等な水ジェットが発生し、結果として、織物加工が、織物の全幅にわたって均等に行われ得る。バッフル体２０の閉鎖部材２３の１つを解体する際、例えば浄化目的で、圧力分配チャンバ１３から取り外され得るという利点が、同様に実現され得る。

圧力チャンバ１１の直径が、実施例にしたがって８０ｍｍの値を有し、及び圧力分配チャンバ１３の直径が、３５ｍｍの値を有する。この際、チャンバ１１と１３が、ノズルバー１の全長さにわたって、基本的に円柱状の断面を有する。両圧力チャンバ１１と１３の中央軸の間隔は、９２ｍｍを有する。これによって、貫流孔１４の理想的長さは、可能な限り均質に且つ、ノズルバー１の広がりにわたって均等に圧力分配チャンバ１３内へ、圧力下にある水が流入するために生起する。バッフル体２０が、圧力分配チャンバ１３内において中心的に配置されることによって、同じく均質化され、且つ好ましくは乱流の少ない圧力下の水が、圧力分配チャンバ１３に接続するスリット１９内へ流入することに繋がり、結果としてノズルプレート１７に、全長さにわたって基本的に均等な水による衝撃が、加えられる。

本発明は、その実施形態において、上記の好ましい実施例に限定されない。むしろ複数の異形が、考えられ得、これら異形は、基本的に別様に生起した実施形態においても、上で解説された解決方法を用いる。請求項、明細書又は図面から生起する全特徴及び／又は利点は、構造上の詳細又は空間的配置を含み、それ自体において、及び著しく多岐にわたる組み合わせにおいても同様に、発明本質的であり得る。

１ノズルバー
１０上部材
１１圧力チャンバ
１２開口部
１３圧力分配チャンバ
１４貫流孔
１５中間壁
１６下部材
１７ノズルプレート
１８ボア
１９スリット
２０バッフル体
２１端部
２２閉鎖部材
２３閉鎖部材
２４ネジ
２５圧力検知手段
２６Ｏリング
２７ばね突起
２８Ｏリング
２９スペーサ

Claims

水ジェットによる繊維加工のためのノズルバー（１）であって、当該ノズルバーは、縦長に延在する上部材（１０）を有し、この上部材に縦長に形成された圧力チャンバ（１１）が内設されていて、圧力チャンバ（１１）が、水の給入のための開口部（１２）を伴う端面及び、対向する閉じた端面を有し、及び上部材（１０）に圧力分配チャンバ（１３）が、内設されていて、この圧力分配チャンバが、圧力チャンバ（１１）に平行に延在し、及び上部材（１０）の長さにわたって分配されつつ、複数の貫流孔（１４）が、圧力チャンバ（１１）と圧力分配チャンバ（１３）の間の中間壁（１５）に内設されていて、これら貫流孔を通って圧力チャンバ（１１）からの水が、圧力分配チャンバ（１３）内に案内可能であり、且つ前記ノズルバーは、縦長に延在する下部材（１６）を有し、この下部材が、上部材（１０）に液密に配置されていて、及びノズルプレート（１７）が、水流出のためのボア（１８）と伴に下部材（１６）内、又は下部材において収容されていて、及び上部材にスリット（１９）が、内設されていて、このスリットが、圧力分配チャンバ（１３）とノズルプレート（１７）の間で、ノズルプレート（１７）の水噴射のために延在する前記ノズルバーにおいて、
‐圧力チャンバ（１１）が、円柱状に作製されていて、及び７０ｍｍ〜９０ｍｍの直径を有する円形断面を有し、及び
‐圧力分配チャンバ（１３）が、円柱状に作製されていて、及び３０ｍｍ〜４０ｍｍの直径を有する円形断面有することを特徴とする水ジェットによる繊維加工のためのノズルバー（１）。
圧力チャンバ（１１）が、７５ｍｍ〜８５ｍｍの直径を有し、及び圧力分配チャンバ（１３）が、３３ｍｍ〜３７ｍｍの直径を有することを特徴とする請求項１に記載のノズルバー（１）。
圧力チャンバ（１１）が、８０ｍｍの直径を有し、及び圧力分配チャンバ（１３）が、３５ｍｍの直径を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のノズルバー（１）。
圧力チャンバ（１１）の中央軸と圧力分配チャンバ（１３）の中央軸の間の間隔が、８０ｍｍ〜１００ｍｍの値を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のノズルバー（１）。
圧力チャンバ（１１）の中央軸と圧力分配チャンバ（１３）の中央軸の間の間隔が、８５ｍｍ〜９５ｍｍの値を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のノズルバー（１）。
圧力チャンバ（１１）の中央軸と圧力分配チャンバ（１３）の中央軸の間の間隔が、９２ｍｍの値を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のノズルバー（１）。
バッフル体（２０）が、設けられていて、このバッフル体は、圧力分配チャンバ（１３）内の中央に配置されていて、バッフル体（１０）が、縦長のシリンダ形状を有し、及び２０ｍｍ〜２５ｍｍの直径を、及び／又は２２，５ｍｍの直径を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のノズルバー（１）。
バッフル体（２０）が、バッフル体の縦長のシリンダ形状のバッフル体の端部（２１）に収容されていて、及び／又はバッフル体（２０）が、長さにわたって分配され、スペーサ（２９）を有し、このスペーサによってバッフル体（２０）が、圧力分配チャンバ（１３）内の真中に配置され、保持されていることを特徴とする請求項７に記載のノズルバー（１）。
上部材（１０）内の圧力チャンバ（１１）が、上部材（１０）の端面の少なくとも１つににおいて、閉鎖部材（２２）によって閉鎖されていて、閉鎖部材（２２）が、圧力チャンバ（１１）内への水給入のための開口部（１２）を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のノズルバー（１）。
上部材（１０）内の圧力分配チャンバ（１３）が、上部材（１０）の、その対向する端面において閉鎖部材（２３）によって閉鎖されていて、バッフル体（２０）が、その端部（２１）と伴に閉鎖部材（２３）間に収容されていることを特徴とする請求項８又は９に記載のノズルバー（１）。