JP3882380B2 - 糸条加熱装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、糸条加熱装置に関するもので、特に合成繊維フィラメント糸の紡糸システムに使用され、溶融紡出された糸条を加熱して延伸処理等を施すための糸条加熱ロール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、糸条加熱装置の一例として、合成繊維フイラメント糸の紡糸システムに用いられ、フィラメント糸条を紡出するための紡糸装置と、該糸条を巻き取るための巻取装置との間に設けられ、延伸処理等を施すために糸条を加熱する糸条加熱ロール装置が知られている。
この糸条加熱ロール装置は、加熱体である円筒状のローラと、このローラを昇温するためのヒータと、前記ローラを回転駆動するための駆動装置とを備えている。
この糸条加熱ロール装置に対し、糸条は、前記ローラの円周面に数回、軸方向に間隔を置いてずらされて巻き掛けられ、円周面から熱を受けて加熱される。このため、上記糸条加熱ロール装置に対しては、ローラの軸方向の温度分布が均一であることが要求され、この要求を満たすために、ローラには、内部に水（水蒸気）等の熱輸送媒体である作動流体を封入したジャケット（密閉空間）が形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記糸条加熱ロール装置には、ローラの温度が設定温度に維持されるようにするために、温度制御装置が設けられている。しかし、この温度制御装置が何らかの原因により故障した場合には、ローラの温度を制御できなくなり、ローラが必要以上に昇温される事態が起こり得る。このような事態が発生すると、ローラの過昇温により、ジャケット内で適当な割合で液体状態と気体状態とで混在していた作動流体の液体部分が気体状態に変化し、特に作動流体の臨界温度を越えると液体部分の全てが気体に変化し、ジャケット内の圧力が異常に高くなって、最終的には、ローラを破損する恐れがある。
【０００４】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、加熱体が異常に高い温度に昇温される事態が生じても、加熱体等を損傷する恐れがない糸条加熱装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、加熱体内に作動流体が封入された密閉空間を有する糸条加熱装置において、前記密閉空間内が設定圧力以上になったときに作動し前記密閉空間内の圧力を逃がす異常昇圧防止手段を設けたことを特徴とする糸条加熱装置である。
この発明では、密閉空間内の圧力が設定圧力以上になると、異常昇圧防止手段が作動して、密閉空間内の圧力を逃がし、密閉空間内が異常に高圧になることを防止する。
【０００６】
更に、請求項１記載の発明は、異常昇圧防止手段が、密閉空間と外部とを連通する孔と、この孔内に着脱可能に設けられた弁体とで構成されていることを特徴とするものである。
したがって、この発明では、弁体を孔から除くことで、孔を密閉空間内の真空引き用の孔として利用することができる。すなわち、異常昇圧防止手段用の孔を真空引き用の孔と兼用することが可能となる。
【０００７】
更に、請求項１記載の発明は、孔の外部側にねじ孔が形成され、孔の密閉空間側に密閉空間に向かって先細り形状のテーパ面が形成され、孔内に、テーパ面に接する球体と、ねじ孔に螺合されるねじ体と、このねじ体と球体との間に挟まれ球体をテーパ面に押圧するバネ体とが挿入され、球体、ねじ体及びバネ体で弁体が構成されていることを特徴とするものである。
したがって、この発明では、球体、ねじ体及びバネ体という簡単な構成部品で、また、ねじ孔及びテーパ面という簡単な加工で異常昇圧防止手段を構成することができる。
また、この発明では、異常昇圧防止手段の作動圧力の設定値を、バネ体を交換することにより容易に変更することができ、また、孔に対するねじ体のねじ込み量を調整することによって容易に調整することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の糸条加熱装置において、加熱体が円筒状に形成され片持ち状態で回転可能に支持されていて、孔が加熱体の先端面に形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
この発明では、孔を密閉空間内の真空引き用の孔として利用する場合に、片持ち状態の加熱体の先端側から真空引きができる。このため、密閉空間内の不純物を除去するために定期的に行われる真空引き作業の度に加熱体を装置本体から外すという必要がなくなり、加熱体を装置本体に装着したままで真空引きができる。
【００１０】
【実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を用いて説明するが、本発明の趣旨を越えない限り、何ら本実施の形態に限定されるものではない。
【００１１】
図１，図２に示すように、糸条加熱ロール装置１は、糸条加熱処理装置を構成する部品であり、ブラケット２から突出する駆動軸３に取り付けられており、駆動軸３の先端部４に嵌め合わされるボス部５と、ボス部５に円盤状の接続部６を介して一体に接続された円筒状のローラ本体部７とからなり、駆動軸３に片持ち支持状態でナット３ａ等を介して脱着可能に取り付けられている。ローラ本体部７の円筒状外周面により、糸条が巻回されるロール面７ａが構成されている。
【００１２】
駆動軸３は、ブラケット２に固定された円筒状ホルダー８に、軸受９ａ，９ｂを介して回転可能に支持され、駆動モータ１０によって回転駆動されるようになっている。駆動軸３は、カップリング１１を介して、駆動モータ１０の回転軸１０ａに連結されている。糸条加熱ロール装置１及び駆動モータ１０は、両者の間に位置するブラケット２の部分において、ベース１２を介して固定系１３に固定されている。尚、ベース１２は、ボルト１４，１４を介して固定系１３に固定されている。
【００１３】
ボス部５は、先細に形成された駆動軸３の先端部４を受けるように内周にテーパ１５が形成されており、テーパ１５で駆動軸３の先端部４を受けることにより、駆動軸３に装着された糸条加熱ロール装置１の軸方向の位置決めをするようになっている。
接続部６は、ボス部５の先端とローラ本体部７の先端を接続して形成されており、糸条加熱ロール装置１の先端面１６を形成している。
【００１４】
また、糸条加熱ロール装置１は、ブラケット２から駆動軸３と同軸状に突出するヒータ１７を有している。ヒータ１７は、ローラ本体部７の径方向内側に収容されており、このヒータ１７のエネルギーを受けてローラ本体部７が発熱するようになっている。
【００１５】
ローラ本体部７の内部には、熱輸送媒体を封入するためのジャケット（密閉空間）１８が形成されている。ジャケット１８は、先端面１６近傍でロール面７ａの外周面に沿って環状に形成された先端側環状空洞部１９と、先端側環状空洞部１９からロール面７ａに沿って基端側へ軸方向に延びるように形成された複数の胴部空洞部２０と、胴部空洞部２０の基端側の端を連結するようにロール面７ａに沿って環状に形成された基端側環状空洞部２１とから構成されている。
【００１６】
先端側環状空洞部１９と基端側環状空洞部２１とは、円周方向に略等間隔で形成された複数の胴部空洞部２０に連通されて一体に形成されている。ジャケット１８内には、熱輸送媒体であるイオン交換水が封入されている。ジャケット１８内の熱輸送媒体は、不純物を取り除くために真空引きがなされた状態で封入されている。
【００１７】
また、図１，図２に示すように、ローラ本体部７の先端面（先端部）１６には、先端側環状空洞部１９と連通する真空引き用の孔２２が形成されている。孔２２には雌ねじが形成されており、その雌ねじを利用して真空ポンプ（図示略）を接続することにより、先端側環状空洞部１９を介してジャケット１８内の真空引きが行えるようになっている。孔２２は、先端面１６の直径方向に離間した２箇所に、先端面１６から基端方向へ延びるように形成されている。尚、孔２２は１箇所又は３箇所以上形成してもよいが、複数箇所形成した方がジャケット１８内の洗浄時に有利である。
【００１８】
孔２２内には、ジャケット１８内が異常に昇圧した場合に、ジャケット１８内の圧力を逃がす弁体が着脱可能に設けられている。前述したように孔２２の内周面には雌ねじが形成されているとともに、孔２２の奥部にはジャケット１８側に向かって先細り形状のテーパ部２３が形成されている。ジャケット１８内の異常昇圧防止手段である弁体は、孔２２のテーパ部２３に嵌め込まれた（テーパ面に接する）鋼球２４と、孔２２の雌ねじに螺合されるプラグ（ねじ体）２５と、プラグ２５と鋼球２４との間に挟まれ、鋼球２４をテーパ部２３のテーパ面に押圧するスプリング（ばね体）２６とにより構成されている。
【００１９】
プラグ２５には孔２２内に螺合する際の工具係合部が適宜形成されており、スプリング２６の付勢力により鋼球２４をテーパ部２３に対して所定圧で押圧するように、孔２２内にプラグ２５をねじ込むことにより、ジャケット１８を孔２２において密に塞ぐことができるようになっている。即ち、孔２２を介してジャケット１８内に外気が入らないようになっている。
【００２０】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
既設の糸条加熱ロール装置１に対して真空引きを行う場合、まず、糸条加熱ロール装置１の２つの孔２２のうち、上方に位置される孔に真空ポンプを接続し、真空ポンプを作動させてバキューム吸引する。先端側環状空洞部１９には胴部空洞部２０が連通され、胴部空洞部２０には基端側環状空洞部２１が連通されているため、ジャケット１８内の不純ガスは迅速に吸引され、真空引きを効率よく行うことができる。
【００２１】
このように、糸条加熱ロール装置１の先端部にジャケット１８と連通する真空引き用の孔２２を設けたため、糸条加熱ロール装置１を駆動軸３に装着したまま真空引きを行うことができ、糸条加熱ロール装置１を着脱したり、バランス調整したりする手間及び時間を省くことができ、容易且つ短時間で真空引きを行うことができる。
【００２２】
また、ローラ本体部７の基端面（基端部）２７に、ジャケット１８の基端側環状空洞部２１に連通する真空引き用の孔を形成して、糸条加熱ロール装置１の基端側からも真空引きが行えるようにしてもよい。しかし、上述したように、糸条加熱ロール装置１の先端側に真空引き用の孔２２を設ける場合の方が、糸条加熱ロール装置１を駆動軸３に装着したまま真空引きできるという効果がある。
【００２３】
ローラ本体部７の基端面２７を形成するフランジ２８に温度センサ用の溝２９を設ける場合は、先端側にのみ孔２２を設け、基端側には孔を設けない方が、基端側環状空洞部２１を溝２９の近くまで拡大して形成でき、糸条加熱ロール装置１の温度を温度センサによって正確に測定できるようになるため好ましい。
【００２４】
次に、異常昇圧防止手段の作用を説明する。
例えば温度制御系の故障等によりヒータ１７が過昇温されて、ジャケット１８内の圧力が孔２２内の弁体の作動圧力を越えると、鋼球２４がスプリング２６の付勢力に抗して孔の出口側（プラグ２５側）に押圧され、それにより孔２２のテーパ部２３と鋼球２４との間に隙間が生じ、ジャケット１８内の圧力が外部に逃げるようになっている。これにより、ジャケット１８内の異常昇圧が防止でき、糸条加熱ロール装置１の損傷を防止できる。また、ジャケット１８内が異常昇圧することがないので、ジャケット１８が形成されたロール本体部７の耐圧強度は弁体の作動圧力に適合する程度に設定しておけばよい。
【００２５】
このような異常昇圧防止手段が作動する作動圧力の設定値は、鋼球２４を押圧するスプリング２６の付勢力によって決定されるので、加熱条件等に応じてスプリング２６を交換することにより容易に変更することができる。また、弁体の作動圧力の設定値は、孔２２に対するプラグ２５のねじ込み量によって簡単に調整することができる。プラグ２５を孔２２に対して深くねじ込んだときには作動圧力は高くなり、プラグ２５を孔２２に対して浅くねじ込んだときには作動圧力は低くなる。尚、孔２２及び弁体より構成される異常昇圧防止手段は、２つの孔２２の両方に設けてもよいし、一方の孔２２のみに設けてもよい。
【００２６】
また、孔２２の弁体は、プラグ２５の着脱により容易に着脱可能となっているので、弁体を取り外した状態の孔２２を真空引き用の孔として兼用することができる。このように孔２２を異常昇圧防止手段用及び真空引き用として兼用するこにより、糸条加熱ロール装置１の加工コストを抑えることができるが、これは必ずしも兼用する必要はなく、真空引き用の孔とは異なる異常昇圧防止手段用の孔を別個に設けてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されるので、以下のような効果を奏する。
１）請求項１記載の発明によれば、密閉空間内が異常に高圧になることを防止することができ、加熱体の損傷を防止することができる。また、加熱体の密閉空間内の圧力が設定圧力を大きく越えることがないため、加熱体を耐圧強度の低いものとすることができ、加熱体を安価で軽量でコンパクトに構成できる。
２）また、請求項１記載の発明によれば、異常昇圧防止手段の作動圧力を加熱体の耐圧強度等に応じて適正な設定圧に調整することができる。
３）更に、請求項１記載の発明によれば、異常昇圧防止手段用の孔を真空引き用の孔と兼用することが可能となり、加熱体の加工コストを抑えることができる。
４）更にまた、請求項１記載の発明によれば、部品コスト及び加工コストを抑えることができ、安価に構成できる。
５）請求項２記載の発明によれば、定期的に行われる真空引き作業の際に加熱体を装置本体に装着したままで真空引きができ、真空引き作業が楽にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る糸条加熱ロール装置を示す一部側断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【符号の説明】
１…糸条加熱ロール装置、２…ブラケット、３…駆動軸、５…ボス部、７…ローラ本体部、７ａ…ロール面、８…円筒状ホルダー、９ａ，９ｂ…軸受、１０…駆動モータ、１１…カップリング、１７…ヒータ、１８…ジャケット、１９…先端側環状空洞部、２０…胴部空洞部、２１…基端側環状空洞部、２２…孔、２３…テーパ部、２４…鋼球、２５…プラグ、２６…スプリング

Claims (2)

1. 加熱体内に作動流体が封入された密閉空間を有する糸条加熱装置において、前記密閉空間内が設定圧力以上になったときに作動し前記密閉空間内の圧力を逃がす異常昇圧防止手段を設け、この異常昇圧防止手段が、前記密閉空間と外部とを連通する孔と、この孔内に着脱可能に設けられた弁体とで構成され、前記孔の外部側にねじ孔が形成され、前記孔の密閉空間側に前記密閉空間に向かって先細り形状のテーパ面が形成され、前記孔内に、前記テーパ面に接する球体と、前記ねじ孔に螺合されるねじ体と、このねじ体と前記球体との間に挟まれ前記球体を前記テーパ面に押圧するバネ体とが挿入され、前記球体、前記ねじ体及び前記バネ体で前記弁体が構成されていることを特徴とする糸条加熱装置。
2. 前記加熱体が円筒状に形成され片持ち状態で回転可能に支持されていて、前記孔が前記加熱体の先端面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の糸条加熱装置。

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