JP4495594B2 - 糸を加熱するための加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の、特にテクスチャード加工機械において糸を加熱するための加熱装置に関する。

合成糸をテクスチャード加工するために、糸がテクスチャード加工機械において加熱装置によりテクスチャード加工、延伸および収縮処理のために加熱されることが知られている。プロセスステップに関連して、ここでは種々異なる加熱装置が開発されてきた。加熱装置は糸にその都度のプロセスにおいて最適な加熱を加える。つまり、糸の高い緊張緩和作用を収縮処理中に得るためには、糸が可能な限り弛緩状態で加熱装置を通して案内されることが必要である。このプロセスステップのために特に実証されている加熱装置では、糸が、加熱筒内に形成された糸通路を通して案内される。この種の加熱装置は例えばドイツ連邦共和国特許第２３４８３７１号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３１０１９２５号明細書またはドイツ連邦共和国特許出願公開第３４３５２７号明細書から公知である。その際、加熱筒は薄肉の管により形成されている。薄肉の管は、熱伝達媒体で満たされた加熱外被により包囲されている。糸案内のために、加熱筒内に管状のインサートが埋設されている。このインサート内を、糸案内のための糸通路が延在する。この場合、糸は有利には接触なしに対流により加熱される。ただし、接触を伴って糸を加熱するこの種の装置も公知である。

原理的に、この種の加熱装置の場合、加熱筒の内壁の周囲に熱伝達媒体の凝縮により生ぜしめられる熱が、糸通路内に到達するために、加熱筒の内壁とインサートの内壁とを通して案内されなければならないという問題が生じる。このために、熱伝達損失を回避するためには、管状のインサートが可能な限りギャップなしに加熱筒内にはめ込まれている必要がある。ただし、インサートが交換可能に加熱筒内に保持されているのが有利であるので、例えば狭いギャップと良好な熱伝達とを得るための圧入は不可能である。

糸のテクスチャード加工および延伸時、有利には例えば欧州特許出願公開第０４１２４２９号明細書から公知であるような加熱装置が使用される。テクスチャード加工および延伸時、糸は加熱中に高い糸緊張状態で案内される。この場合、糸はテクスチャード加工から生ぜしめられる固有動特性を有している。その結果、糸案内には高い要求が課されている。この種の加熱装置は有利には「高温ヒータ」として形成されている。高温ヒータの場合、糸は糸案内エレメントを備えた加熱溝内を案内されている。加熱溝の側面および溝底面は抵抗素子により加熱される。その際、加熱表面は、糸材料の溶融温度を上回る温度を有している。それゆえ、糸は加熱表面に対して間隔を置いて保持される。ただし、糸を弛緩状態で加熱するために、この種の加熱装置はまったく不適である。それというのも、糸の、加熱表面とのあらゆる不意の接触が直接、糸のフィラメントの損傷につながるからである。

そこで本発明の課題は、冒頭で述べた形式の、特にテクスチャード加工機械において収縮処理中に糸を加熱するための加熱装置を改良して、糸通路内への、可能な限り損失の少ない熱伝達を可能にすることである。

本発明の別の目的は、加熱外被により生ぜしめられるエネルギの利用下で、糸通路内での、可能な限り高い糸温度を達成することである。

本発明の課題は、請求項１の特徴部に記載された特徴を備えた加熱装置により解決される。

本発明の有利な構成は、従属請求項に記載された特徴および特徴組み合わせにより定義されている。

本発明が有する特別な利点は、糸通路内で糸案内機能と熱伝達機能とが切り離されている点にある。つまり、糸の糸案内のために必要なインサートは加熱筒の内壁の部分領域に沿って延在する。加熱筒の内壁の残りの部分領域は直接糸通路に隣接する。その結果、熱は加熱筒の内壁から直接糸通路内に放出されることができる。糸が直接加熱筒の内壁に達することがないように、インサートは、開いた縦側面に糸案内部が形成されている形材レールにより形成されている。その際、糸通路は、形材レールの、開いた縦側面と、加熱筒の内壁との間に形成されている。対向して位置する縦側面でもって、形材レールは直接加熱筒の内壁にはめ合わされている。これにより、加熱筒の内壁は、最適な熱伝達を可能にする材料から形成される。糸接触による許容できない磨耗は、それ自体が糸案内のために適した材料から形成されている形材レールにより回避される。それにより、加熱筒の、部分的にのみ被覆された内壁により、糸通路への熱の入力はかなり改善される。つまり、公知の装置に対して、糸通路内での、より高い糸温度が達成され得ることが判る。

糸を、接触を伴って糸通路を通して案内するために、請求項２および請求項３に記載された本発明の別の構成は特に有利である。この場合、糸通路は、形材レールの、開いた縦側面に設けられた縦溝により形成されている。さらに、糸は有利には縦溝の溝底面内を案内される。その際、形材レールの縦溝は、糸進行方向で延在する湾曲を有している。その結果、弛緩状態で案内される糸は確実に糸通路を通走し、均等に加熱されることができる。その際、湾曲が形材レールにのみ形成されていなければならないことを考慮すべきである。これに対して、加熱筒は、湾曲していない真っ直ぐな形状を有している。

複数の加熱ゾーンを加熱装置内に実現するために、請求項４に記載された本発明の別の有利な構成が有利に使用されている。この場合、形材レールの縦溝または形材レール自体は、糸進行方向で接続する複数の部分区分を有している。これにより、例えば有利には糸接触を伴う加熱ゾーンと糸接触を伴わない加熱ゾーンとが形成されることができる。

形材レールが交換可能に加熱筒内に保持されている、本発明の別の構成が有する特別な利点は、糸案内の変更ならびに糸案内面のクリーニングが簡単に可能である点にある。

ここでは何ら問題なく、複数の案内エレメントが互いに間隔を置いて、形材レールの、開いた縦側面に配置される。例えばセラミックインサートにより形成されていることができる案内エレメントは、加熱装置内の糸案内に関する高いフレキシビリティを可能にする。その際、案内エレメントは形材レールの全長にわたってまたは形材レールの部分区分にわたって延在することができる。

形材レールの形状付与および加熱筒の形状付与は任意である。ただし、有利には加熱筒は管により形成される。その際、管は真っ直ぐであってもいいし、湾曲していてもよい。

本発明の別の利点について、本発明による装置の幾つかの実施例を元に、添付された図面を参照しながら以下に詳説する。
図１：本発明による加熱装置の第１の実施例の概略縦断面図である。
図２：図１に示した実施例の概略横断面図である。
図３：本発明による加熱装置の別の実施例の概略縦断面図である。
図４：図３に示した実施例の概略横断面図である。
図５：本発明による加熱装置の別の実施例の概略縦断面図である。

図１には、本発明による加熱装置の第１の実施例の概略縦断面図が示されている。加熱装置は例えばテクスチャード加工機械において、収縮ゾーンでの緊張処理のために、巻縮される糸を加熱するために使用可能である。図２には、本発明による加熱装置の実施例の横断面図が示されている。以下の説明は、両図面のうちの一方に関するとの記載がない限り、両図面に該当する。

本発明による加熱装置の実施例は、内壁３を備えた縦長の加熱筒１を有している。内壁３を備えた加熱筒１は本実施例では薄肉の管により形成される。端面に向かって加熱筒１は開いている。加熱筒１内には、形材レール（Ｐｒｏｆｉｌｓｃｈｉｅｎｅ）９の形をしたインサート５が装填されている。形材レール９は開いた縦側面１０とこれに対向して位置する縦側面１１とを有している。開いた縦側面１０に形材レール９は縦溝１２を有している。形材レール９の、開いた縦側面１０と、加熱筒１の内壁３との間に、糸通路６が形成されている。糸通路６は端面に向かって糸入口７および糸出口８を形成する。縦側面１１でもって、形材レール９は直接加熱筒１の内壁３に当て付けられている。この場合、形材レール９と加熱筒１の内壁３との間の接触は、内壁３から形材レール９への熱伝達が可能であるように構成されている。

加熱筒１は周囲を加熱外被２により包囲されている。加熱外被２は加熱箱１８により形成される。加熱箱１８は熱伝達媒体４で満たされている。加熱箱１８は流入部１９と流出部２０とを介して蒸発器２１に接続されている。有利には、流出部２０が加熱箱１８の下端に配置されており、流入部１９が上端に配置されている。それゆえ、加熱箱１８および該加熱箱１８内に配置された加熱筒１は有利には鉛直にまたは傾いて設置される。この場合、流出部２０を介して熱伝達媒体４の凝縮液が加熱箱１８から導出され、蒸発器２１に案内される。蒸発器２１内で熱伝達媒体４は気化され、流入部１９を介して加熱箱１８に戻し案内される。蒸気状の熱伝達媒体４と加熱箱１８とにより形成される加熱外被２は加熱筒１の周囲を内壁３の全長にわたって均等に加熱する。

ただし、加熱外被２は、加熱筒１を加熱するために、電気的な手段により形成されていてもよい。

糸１３の熱処理のために、糸１３は糸入口７と糸出口８とを介して糸通路６を通して案内される。このために、糸入口７には進入糸ガイド１６が対応配置されており、糸出口８には進出糸ガイド１７が対応配置されている。その際、進入糸ガイド１６および進出糸ガイド１７は、糸１３が実質的に接触を伴って形材レール９の縦溝１２内を、糸通路６を通して案内されるように配置されている。その際、糸通路６には、糸１３を加熱するために必要なエネルギが直接加熱外被２から加熱筒１の内壁３を介して供給される。このために、加熱筒１の内壁３は有利には、良好な熱伝導性を有する材料から成っていることができる。それにより、加熱外被２から内壁３へと伝達されるエネルギは実質的に損失なしに直接糸通路６内にもたらされる。接触を伴って糸１３を案内する際に、糸１３と加熱筒１の内壁３との間での、許容できない接触を回避するために、形材レール９は片面で加熱筒１に保持されている。形材レール９の縦溝１２内で糸１３が案内される。形材レール９は少なくとも縦溝１２の表面に耐磨耗性の表面を有している。内壁３から形材レール９への熱伝達により、縦溝１２内での糸１３の付加的な接触加熱が達成される。糸１３の、形材レール９の縦溝１２との均等な接触を得るために、縦溝１２は、糸進行方向で延在する湾曲を有している。それにより、糸１３は糸通路６内を、軽微な円弧を描いて通走する。この円弧は縦溝１２の湾曲により規定されている。

加熱装置の、図１および図２に示した実施例では、形材レール９が有利には容易に交換可能に加熱筒１内に保持されている。それにより、例えば形材レール９のクリーニング、特に糸堆積物により汚損された縦溝１２のクリーニングが簡単に実施される。クリーニングは、形材レール９がクリーニング前に加熱筒１から引き抜かれて、クリーニング後に加熱筒１内に再度挿し込まれることにより実施される。

図３および図４には、本発明による加熱装置の別の実施例が示されている。その際、図３には加熱装置の概略縦断面図が示されており、図４には概略横断面図が示されている。両図面のうちの一方に関するとの記載がない限り、以下の説明は両図面に該当する。

本実施例は実質的に、図１および図２に示した先行の実施例と同一である。その点に関しては先行の説明を参照されたい。ここでは相違点のみを説明する。

本発明による加熱装置の、図３および図４に示した実施例は特に、糸を実質的に接触なしに加熱するために適している。このために、形材レール９が加熱筒１内に配置されている。開いた縦側面１０に形材レール９は縦溝１２を有している。この縦溝１２は加熱筒１の全長にわたって延在する。縦溝１２内には、互いに間隔を置いて配置された複数の案内エレメント１４が配置されている。案内エレメント１４は極めて短い案内面を有している。案内面に沿って糸１３は縦溝１２内を案内される。縦溝１２内での案内エレメント１４の配置は、所望される糸案内に応じて、一列に、ジグザグにまたは弓なりに配置される。その際、案内エレメント１４は形材レール９の縦溝１２内で、有利には交換可能かつ可変に位置決め可能に形成されている。その結果、糸案内および糸加熱に関する高いフレキシビリティが提供されている。案内エレメント１４は有利にはセラミック材料により形成されるか、または糸１３との接触面におけるセラミックの被覆により形成される。

図１および図２に示した実施例に対して、加熱筒１は本実施例では直方体状に形成されている。これにより、片側で内壁３に当て付けられている形材レール９は簡単に交換され、位置決めされ、かつ保持される。

加熱筒１を加熱するための加熱外被２は、先行の実施例と同様に、加熱箱１８と該加熱箱１８内に満たされた熱伝達媒体４とにより形成されている。この場合、熱エネルギは実質的に加熱筒１の内壁３を介して直接糸通路６内に放出される。

図５には、本発明による加熱装置の別の実施例の縦断面図が示されている。加熱筒１および加熱外被２の構造は、図１および図２に示した実施例と同一である。その点に関しては先行の説明を参照されたい。

加熱筒１内に装填された形材レール９は本実施例では２つの部分区分１５．１，１５．２により形成される。部分区分１５．１，１５．２は有利には互いに結合されている。その結果、部分区分１５．１，１５．２は一括して導入および導出可能である。ただし、形材レール９の部分区分１５．１，１５．２が加熱筒１の両端面から互いに別々に取り外し可能および取り付け可能に保持されているようになっていることも可能である。形材レール９の部分区分１５．１は図１および図２に示した実施例に基づいて構成されており、形材レール９の部分区分１５．２は図３および図４に示した実施例に基づいて構成されている。その点に関してはそれぞれの説明を参照されたい。部分区分１５．１で糸１３は実質的に接触を伴って縦溝１２内を案内される。これに対して、部分区分１５．２で糸１３は案内エレメント１４により縦溝１２内を実質的に接触なしに案内される。それにより、加熱筒１内に、２つの異なる処理ゾーンが形成される。両処理ゾーンは糸１３により相前後して通走される。

本発明による加熱装置の、図１〜図５に示した実施例はその構造および構成の点で例示的なものである。ここでは、加熱箱１８を包囲する熱絶縁の図示は省略した。特に、糸案内のために任意に構成された、糸案内エレメントを備えたまたは備えていない形材レールが加熱筒内に挿入される。ここで重要なのは、実質的に直接加熱筒の内壁により加熱される糸通路が形成されている点にある。これにより、加熱外被により規定される温度が糸通路内に達成される。この場合、伝達損失は極めて僅かに維持されることができる。別の重要な利点は、開いた形材レールの構成にあり、形材レールを加熱筒から取り外した後に、糸と接触する表面を迅速かつ効果的にクリーニングする可能性が得られるようになっている。それにより、任意の形状輪郭および案内輪郭が形材レールにも、形材レールの案内エレメントにももたらされる。

本発明による加熱装置の第１の実施例の概略縦断面図である。 図１に示した実施例の概略横断面図である。 本発明による加熱装置の別の実施例の概略縦断面図である。 図３に示した実施例の概略横断面図である。 本発明による加熱装置の別の実施例の概略縦断面図である。

符号の説明

１ 加熱筒
２ 加熱外被
３ 内壁
４ 熱伝達媒体
５ インサート
６ 糸通路
７ 糸入口
８ 糸出口
９ 形材レール
１０ 開いた縦側面
１１ 縦側面
１２ 縦溝
１３ 糸
１４ 案内エレメント
１５ 部分区分
１６ 進入糸ガイド
１７ 進出糸ガイド
１８ 加熱箱
１９ 流入部
２０ 流出部
２１ 蒸発器

Claims (6)

1. 特にテクスチャード加工機械において糸（１３）を加熱するための加熱装置であって、縦長の薄肉の加熱筒（１）が設けられており、該加熱筒（１）が加熱外被（２）により包囲されており、その結果、加熱筒（１）の内壁（３）の周囲が外部から均等に加熱可能であり、さらに、加熱筒（１）の内壁（３）内にはめ込まれたインサート（５）が設けられており、該インサート（５）により、糸入口（７）と糸出口（８）とを備えた糸通路（６）が、糸（１３）を案内するために形成されている形式のものにおいて、インサート（５）が、縦側面（１０）に向かって開いた形材レール（９）により形成され、該形材レール（９）が、対向して位置する縦側面（１１）でもって、加熱筒（１）の内壁（３）にはめ合わされ、交換可能に加熱筒（１）内に保持されており、糸通路（６）が、形材レール（９）の、開いた縦側面（１０）と、加熱筒（１）の内壁（３）との間に形成されており、形材レール（９）が直接加熱筒（１）の内壁（３）に当接して、形材レール（９）と加熱筒（１）の内壁（３）との間の接触は、内壁（３）から形材レール（９）に熱が伝達可能に構成されており、かつ形材レール（９）に湾曲が形成されているのに対して、加熱筒（１）は湾曲していない真っ直ぐな形状を有することを特徴とする、糸を加熱するための加熱装置。
2. 糸通路（６）が、形材レール（９）の、開いた縦側面（１０）に設けられた縦溝（１２）により拡張されている、請求項１記載の加熱装置。
3. 形材レール（９）の縦溝（１２）が、糸進行方向で延在する湾曲を有している、請求項２記載の加熱装置。
4. 形材レール（９）の縦溝（１２）または形材レール（９）が、糸進行方向で接続する複数の部分区分（１５．１，１５．２）から形成されている、請求項２または３記載の加熱装置。
5. 形材レール（９）が、開いた縦側面（１０）に、互いに間隔を置いて配置された複数の案内エレメント（１４）を有しており、該案内エレメント（１４）が交換可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の加熱装置。
6. 案内エレメント（１４）の配置が、形材レール（９）の部分区分のうちの１つ（１５．２）にわたってのみ延在する、請求項５記載の加熱装置。

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