JP5033331B2 - エアジェットルームにおける冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、エアジェットルームにおける熱発生源を緯入れ用供給エアにより冷却する装置に関する。

特許文献１で開示された従来技術では、エアジェットルームにおける冷却装置が開示されており、緯入れ用タンデムノズル１３に隣接して回転出力装置としてのステッピングモータ２４が近接配置され、６面体形状をしたステッピングモータ２４のボディ２４２の側壁面２４３がタンデムノズル１３のノズルボディ１５の側壁面１５４に面接触されている。ステッピングモータ２４のロータ軸２４１には可動体２６が止着され、可動体２６は回転されることにより緯糸Ｙの経路を直線形状の第１経路より、屈曲形状の第２経路へ変更する。緯入れ終了時に緯糸Ｙは屈曲形状の第２経路へ移行されることにより、制動作用を受け緯入れ速度を減速させる。

通電時にステッピングモータ２４で発生する熱の一部は、面接触されているボディ２４２の側壁面２４３よりノズルボディ１５の側壁面１５４を経由してノズルボディ１５に伝わる。ノズルボディ１５に伝わった熱の一部は、緯入れ毎に生じるタンデムノズル１３内のエア流により放熱されることにより、ステッピングモータ２４の冷却効果が高まるとしている。
特開２００５−４２２５４号公報（第３〜６頁、図１〜図４）

しかし、特許文献１で開示された技術では、緯入れ用ノズルに隣接して配置されている緯糸制動用装置のモータ冷却にしか利用できず、織機における他の熱発生源の冷却には利用できない問題がある。
更に、複数の緯入れ用ノズルを備えた多色織り織機の場合には、ノズル毎に備えられた緯糸制動用モータの通電サイクルが異なり、緯糸制動用モータからの排熱量が変化する。このような排熱量変動は、緯入れ用ノズルから噴射されるエア流の圧力変動を招き、緯入れ性能に悪影響を及ぼす恐れがある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、織機の熱発生源を冷却でき、かつ安定した緯入れ性能を確保することができるエアジェットルームにおける冷却装置の提供にある。

上記課題を達成するため、請求項１記載の発明は、緯入れ用ノズルとエア供給源とを接続するエア配管を備え、前記エア配管内にエア供給源から供給されるエアの圧力を緯入れに適した圧力に調整するレギュレータ、前記レギュレータにより調整された圧力のエアを貯留するエアタンク、前記エアタンクに貯留されたエアの前記緯入れ用ノズルへの供給を制御する開閉弁を順次配置したエアジェットルームにおいて、前記エア配管のうち、前記開閉弁よりも上流側であって、前記開閉弁が閉じられている状態では大気に開放されていない閉配管を形成する配管部分を流れるエアと、織機の機能部品を構成する熱発生源との間で熱交換を行うことを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、エア配管内を流れるエアと織機の機能部品を構成する熱発生源との間で熱交換が行われるので、熱発生源の熱がエアの方に伝わり、熱発生源を冷却することができる。緯入れ用供給エアを使用して熱発生源の冷却が可能となり、冷却のために新たにファンなどを設けなくとも良い。
さらに、エア配管のうち、開閉弁よりも上流側であって、開閉弁が閉じられている状態では大気に開放されていない閉配管を形成する配管部分を流れるエアと、織機の機能部品を構成する熱発生源との間で熱交換を行うので、この閉配管内にあるエアに熱が伝わり温度上昇すると、エアの圧力が上昇する。開閉弁が閉じられることで形成される閉配管内部のエアの圧力は、エア供給源から供給されるエアの圧力を緯入れに適した圧力に調整するレギュレータにより一定圧力に制御可能である。従って、一定圧力に制御されたエアを緯入れ用ノズルに供給することが可能となり、熱発生源において排熱量変動が発生しても緯入れ性能には影響を与えず、安定したエア供給が可能となる。そして、供給エアの圧力が高められているので、緯入れの推進力がアップし高速運転が可能となる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のエアジェットルームにおける冷却装置において、前記レギュレータよりも上流側の前記エア配管内を流れるエアと前記熱発生源との間で熱交換を行うことを特徴とする。
請求項２記載の発明によれば、レギュレータよりも上流側で熱発生源との間で熱交換が行われるので、レギュレータ上流の配管部での圧力変動がエアタンク内の緯入れ用エアに波及することが確実に防止される。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のエアジェットルームにおける冷却装置において、前記熱発生源の周囲にジャケットを設け、前記エア配管内を流れるエアを該ジャケット内に流通させることを特徴とする。
請求項３記載の発明によれば、熱発生源の周囲にジャケットが設けられているので、熱発生源より発生する熱を周囲に拡散させることなく、ジャケット内に流通させられたエアに確実に伝えることが可能となり、熱発生源の冷却効率を高めることができる。

請求項４記載の発明は、請求項１記載のエアジェットルームにおける冷却装置において、前記熱発生源と前記エア配管内のエアの間にヒートポンプを介在させ、前記熱発生源と前記エア配管内のエアとを熱的に接続したことを特徴とする。
請求項４記載の発明によれば、熱発生源にて発生した熱をヒートポンプでエア配管内のエアに確実に伝達可能となり、熱発生源の冷却を確実に行うことができる。さらに、熱交換のためにエア配管の配管長を長くする必要がないので、配管抵抗が少なくて済む。

本発明によれば、織機の熱発生源と緯入れ用エアとの間で熱交換を行うことにより熱発生源を冷却することができ、かつ安定した緯入れ性能を確保することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図２に基づいて説明する。
図１に示されるように、織機における緯入れ用ノズルはメインノズル１３とサブノズル１４、１５、１６より構成されており、メインノズル１３は第１緯入れノズル１３ａ及び第２緯入れノズル１３ｂより構成され、それぞれ直列に配列されている。又、サブノズル１４、１５、１６は複数の（この場合には４本）ノズル群より形成されており、スレイ１７上に緯入れ方向に配設されている。
メインノズル１３の側方には、緯糸Ｙを供給するための給糸部１１及び供給された緯糸Ｙを所定の長さに貯留するための緯糸測長貯留装置１２が配設されている。

エア供給源３０側より第１緯入れノズル１３ａ及び第２緯入れノズル１３ｂに至るエア配管１８内に、エア配管１８内を流れる供給エアと織機の機能部品を構成する熱発生源との間で熱交換を行う熱交換部２９、エアフィルタ２８、エアタンク２１へ蓄えられるエアの圧力を調整するレギュレータ２２、レギュレータ２２により圧力調整されたエアを貯留する緯入れメインノズル用エアタンク２１及び第１、第２緯入れノズル１３ａ、１３ｂ用開閉弁１９、２０が順次配置されている。

一方、エア配管１８は熱交換部２９の下流において分岐し、サブノズル１４、１５、１６に至るまでにエアタンク２６へ蓄えられるエアの圧力を調整するレギュレータ２７、圧力調整されたエアを貯留する緯入れサブノズル用エアタンク２６及びサブノズル１４、１５、１６用開閉弁２３、２４、２５が順次配置されている。エア配管１８は、レギュレータ２２、２７より上流側の配管部１８ａと、レギュレータ２２、２７から開閉弁１９、２０、２３、２４、２５とを接続する配管部１８ｂと、開閉弁１９、２０、２３、２４、２５とメインノズル１３、サブノズル１４、１５、１６を接続する配管部１８ｃとからなる。

図２に示されるように、電子開口装置の駆動ボックス３１が織機のサイドフレーム３５の外側面に取り付けられており、駆動ボックス３１より複数のクランクロッド３６が織機本体側に突出し、このクランクロッド３６は図示しないリンク機構を介して綜絖枠に接続されている。
熱交換部２９は、電子開口装置の駆動ボックス３１に設けられており、駆動ボックス３１には、織機の機能部品を構成する熱発生源としての複数の開口駆動モータ３２が取り付けられている。そして、開口駆動モータ３２の周囲には、ジャケット３３が開口駆動モータ３２の周辺部を覆うように装着されている。開口駆動モータ３２の周辺部とジャケット３３の間には空間部３４が形成されており、この空間部３４はエア通路を形成している。

上部の４個の開口駆動モータ３２の周辺部に形成されている空間部３４と、下部の４個の開口駆動モータ３２の周辺部に形成されている空間部３４とは一方の端部で連結パイプ３７により連結され、他方の端部がエア供給源３０及びレギュレータ２２、２７とそれぞれ接続されている。エア供給源３０より供給されたエアは、空間部３４を流通することにより開口駆動モータ３２の周辺部とエアとの間で熱交換が行われ、開口駆動モータ３２の周辺部より熱が奪われる。即ち、開口駆動モータ３２の駆動により開口駆動モータ３２は発熱し周辺部が熱くなる。この熱の一部は、空間部３４を流通するエアにより奪われることにより、開口駆動モータ３２の冷却を可能としている。

ここで、エア供給源３０より、圧力Ｐ１、体積Ｖ１、温度（絶対温度）Ｔ１のエアが供給されるとして、織機の熱発生源としての開口駆動モータ３２を通過することにより熱交換が行われ、供給エアは開口駆動モータ３２の熱を奪い、温度上昇する。この時、通過後のエアを、圧力Ｐ２、体積Ｖ２、温度（絶対温度）Ｔ２とすると、気体の状態方程式より次の式が成り立つ。
Ｐ１・Ｖ１／Ｔ１＝Ｐ２・Ｖ２／Ｔ２
ここで、エアは外気と遮断された閉配管内にあり、Ｖ１＝Ｖ２でＴ１＜Ｔ２なので、
Ｐ１＜Ｐ２となり、熱交換後のエアの圧力Ｐ２は上昇する。
温度と圧力の上昇した供給エアは、図１に示されるように、レギュレータ２２により緯入れメインノズル用エアとして圧力Ｐｍ（Ｐｍ＜Ｐ２）に調圧されエアタンク２１に貯留されると共に、レギュレータ２７により緯入れサブノズル用エアとして圧力Ｐｓ（Ｐｓ＜Ｐ２）に調圧されエアタンク２６に貯留される。

以上の構成を持つエアジェットルームにおける冷却装置についてその作用を説明する。
エア供給源３０より供給されたエアは、エア配管１８の配管部１８ａを通って、熱交換部２９に至る。
開口駆動モータ３２の周辺部とジャケット３３の間に形成されている空間部３４に、供給されたエアが流通することにより、開口駆動モータ３２の周辺部とエアとの間で熱交換が行われ、開口駆動モータ３２の周辺部より熱が奪われる。

奪われた熱により、温度と圧力の上昇したエアの一部は、エア配管１８の配管部１８ａを通ってレギュレータ２２を通過し、配管部１８ｂの一部を構成するエアタンク２１に貯留される。

図示しないヤーンビームから送り出された経糸は綜絖枠によって開口される。図示しない制御装置からの信号により、開閉弁１９、２０が開動作し、エアタンク２１より圧力Ｐｍのエアが第１緯入れノズル１３ａ及び第２緯入れノズル１３ｂに供給され、第１緯入れノズル１３ａ及び第２緯入れノズル１３ｂはエア噴射を行う。
給糸部１１と連結された緯糸測長貯留装置１２より緯糸Ｙが第２緯入れノズル１３ｂに引き出され、第１緯入れノズル１３ａより経糸開口内を緯入れ方向に射出される。
経糸開口内に緯入れされた緯糸Ｙは、開閉弁２３、２４、２５が順次開閉動作し、エアタンク２６より圧力Ｐｓのエアをサブノズル１４、１５、１６よりリレー噴射することにより、緯入れ方向に牽引される。緯入れが終了すると、緯糸Ｙは筬３８によって筬打ちされ、織布が形成される。

この実施形態に係るエアジェットルームにおける冷却装置によれば以下の効果を奏する。
（１）開閉弁１９、２０、２３、２４、２５よりも上流側である配管部１８ａを流れるエアと織機の機能部品を構成する熱発生源としての開口駆動モータ３２との間で熱交換が行われるので、開口駆動モータ３２の排熱量変動に伴う配管部１８ａでのエア圧力の変動はレギュレータ２２、２７によって調整され、緯入れ性能に悪影響を及ぼすことがなくなる。
（２）レギュレータ２２及び２７よりも上流側の配管部１８ａに熱交換部２９が設けられ、供給エアと開口駆動モータ３２との間で熱交換が行われるので、熱交換により上昇したエアの温度と圧力はレギュレータ２２及び２７によって適切な緯入れ圧力Ｐｍ、Ｐｓにそれぞれ調整され、エアタンク２１及び２６に貯留可能となる。
（３）温度と圧力を高められ一定圧力Ｐｍ、Ｐｓに制御されたエアを緯入れ用メインノズル１３ａ、１３ｂ及びサブノズル１４、１５、１６に供給することが可能となり、緯入れ性能に影響を与えない安定したエア供給が可能となる。又、供給エアの圧力が高められているので、緯入れの推進力がアップし高速運転が可能となる。
（４）開口駆動モータ３２の周囲にジャケット３３が設けられているので、開口駆動モータ３２より発生する熱を周囲に拡散させることなく、ジャケット３３内に閉じ込めることができる。そして、開口駆動モータ３２の周辺部とジャケット３３の間に形成されている空間部３４にエア供給源３０より供給されたエアを流通させることにより、ジャケット３３内に閉じ込められた熱を放熱させることができ、開口駆動モータ３２の冷却効率を高めることができる。
（５）エア供給源３０からのエアを熱交換なしで、直接緯入れに使用する場合と比較して、空気消費量を削減できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図３に基づいて説明する。
この実施形態では、第１の実施形態における熱交換のやり方を変更したものである。
従って、ここでは、説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。

図３に示されるように、この実施形態では織機の熱発生源としての開口駆動モータ３２とエアタンク２６内のエアとは、ヒートポンプ４０を介して熱的に接続されている。ヒートポンプ４０は、熱発生源との間で熱交換を行い熱発生源の熱を奪う吸熱部４１と、奪った熱をエアタンク２６内の供給エアに伝え供給エアとの間で熱交換を行う放熱部４２とより構成されており、ヒートポンプ４０内を循環する熱交換媒体としては流体が用いられている。即ち、ヒートポンプ４０内を循環する熱交換媒体により、吸熱部４１にて熱発生源としての開口駆動モータ３２より熱を吸熱し、放熱部４２にて供給エアに熱を伝達し放熱を行う。

従って、吸熱部４１においては、開口駆動モータ３２より熱が奪われることにより開口駆動モータ３２は冷却される。又、放熱部４２においては、奪われた熱が供給エアに伝達されることによりエアタンク２６内のエアは温度と圧力が上昇する。
熱交換により上昇したエアタンク２６内のエアの温度と圧力は、レギュレータ２７に、エアタンク２６内のエア圧力を減圧させるリリーフ弁機能を持たせることによって適切な緯入れ圧力Ｐｓに調整される。

この実施形態に係るエアジェットルームにおける冷却装置によれば以下の効果を奏する。
（１）エアタンク２６内のエアと織機の熱発生源としての開口駆動モータ３２との間をヒートポンプ４０にて連結し、ヒートポンプ４０内を循環する熱交換媒体により、吸熱部４１にて開口駆動モータ３２より熱を吸熱し、放熱部４２にて供給エアに熱を伝達し放熱を行うので、開口駆動モータ３２を冷却することができる。開口駆動モータ３２の排熱量変動に伴う配管部１８ｂの一部としてのエアタンク２６内のエア圧力の変動はレギュレータ２７によって調整され、緯入れ性能に悪影響を及ぼすことがなくなる。
（２）開口駆動モータ３２よりの熱により温度と圧力を高められ一定圧力Ｐｓに制御されたエアを緯入れ用サブノズル１４、１５、１６に供給することが可能となり、緯入れ性能に影響を与えない安定したエア供給が可能となる。又、供給エアの圧力が高められているので、緯入れ方向の牽引力がアップし高速運転が可能となる。
（３）エア供給源３０からのエアを熱交換なしで、直接緯入れに使用する場合と比較して、空気消費量を削減できる。
（４）第１の実施形態に比べて、熱交換のためにエア配管１８の配管長を増大させる必要が無くなるため、配管抵抗の増大が発生しない。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図４に基づいて説明する。
この実施形態では、第１の実施形態における熱交換部の個所を増やしたものである。
従って、ここでは、説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。

図４に示されるように、この実施形態ではエア供給源３０より熱交換部２９に至るエア配管１８の一部を分岐してエア配管５１を形成し、このエア配管５１内に別の熱交換部５０を設けたものである。エア配管５１の分岐点をＳ１とし、合流点をＳ２とする。
熱交換部２９では、開口駆動モータ３２と供給エアとの間で熱交換が行われ、開口駆動モータ３２で発生する熱が供給エアの方に伝わり、開口駆動モータ３２の冷却が行われる。一方、エア配管５１の方に設けられている熱交換部５０においては、織機の他の熱発生源と供給エアとの間にて熱交換が行われ、他の熱発生源の冷却が行われる。

ここで、例えば他の熱発生源を織機のメイン駆動モータとすると、開口駆動モータ３２の場合と同様にメイン駆動モータの周辺部をジャケットで覆い、ジャケットとメイン駆動モータの周辺部との間に空間部を形成し、該空間部に供給エアを流通させる。メイン駆動モータで発生する熱は、空間部を流通する供給エアにより奪われて、メイン駆動モータの冷却が行われる。
開口駆動モータ３２を通過することにより温度上昇した供給エアと、メイン駆動モータを通過することにより温度上昇した供給エアは、エア配管１８内のＳ２点で合流し、エア配管１８の下流側に設置されているエアタンク２１及び２６に所定の圧力に調圧された上で貯留される。

この実施形態に係るエアジェットルームにおける冷却装置によれば以下の効果を奏する。
尚、第１実施形態の（３）、（５）の効果は共通なので省略し、それ以外の効果を記す。
（１）エア供給源３０より熱交換部２９に至るエア配管１８の一部を分岐してエア配管５１を形成し、このエア配管５１内に別の熱交換部５０を設けることにより、熱交換部２９においては、開口駆動モータ３２を冷却することができ、熱交換部５０においては、別の熱発生源としてのメイン駆動モータの冷却を行うことができる。緯入れ用供給エアを利用して複数の熱発生源の冷却が同時に行えるので、冷却のために新たにファンなどを設けなくとも良く、装置の大型化を防止でき簡略化を図れる。
（２）レギュレータ２２及び２７よりも上流側に熱交換部２９及び５０が設けられ、供給エアと開口駆動モータ３２及びメイン駆動モータとの間で熱交換が行われるので、熱交換により上昇したエアの温度と圧力はレギュレータ２２及び２７によって適切な緯入れ圧力Ｐｍ、Ｐｓにそれぞれ調整され、エアタンク２１及び２６に貯留可能となる。
（３）開口駆動モータ３２及びメイン駆動モータの周囲にジャケットが設けられているので、開口駆動モータ３２及びメイン駆動モータより発生する熱を周囲に拡散させることなく、ジャケット内に閉じ込めることができる。そして、開口駆動モータ３２及びメイン駆動モータの周辺部とジャケットの間に形成されている空間部にエア供給源３０より供給されたエアをそれぞれ流通させることにより、ジャケット内に閉じ込められた熱を放熱させることができ、開口駆動モータ３２及びメイン駆動モータの冷却効率を高めることができる。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
○ 第１〜第３の実施形態では、緯入れメインノズルを２個直列に配列して使用するとして説明したが、単独で使用しても構わない。
○ 第１、第２実施形態では、織機の熱発生源を開口駆動モータとして説明したが、熱発生源を開口駆動モータ以外の、例えば、メイン駆動モータ、緯糸ブレーキモータ、オイルバスなどであっても構わない。
○ 第２実施形態では、織機の熱発生源とサブノズル用エアタンク内の供給エアとをヒートポンプにて連結させ、熱交換を行うとして説明したが、織機の熱発生源とメインノズル用エアタンク内の供給エアとをヒートポンプにて連結させ熱交換を行っても構わない。又、別々の熱発生源とサブノズル用エアタンク及びメインノズル用エアタンクとをヒートポンプにて連結させ、別々に熱交換を行っても構わない。又、エアタンク内の供給エアの代わりに開閉弁よりも上流のエア配管内（例えば開閉弁とエアタンクの間の配管部）の供給エアと織機の熱発生源との間で熱交換を行ってもよい。
○ 第３実施形態では、熱交換部における織機の熱発生源として開口駆動モータ及びメイン駆動モータとして説明したが、それ以外の熱発生源であっても構わない。
○ 第３実施形態では、エア供給源よりのエア配管を分岐させ、分岐させたエア配管内に別の熱交換部を設けるとして説明したが、分岐ルートを２つ以上形成し、それぞれの分岐ルートにそれぞれ別々の熱交換部を設けても構わない。この場合には、織機における複数の熱発生源の冷却を同時に行なわせることができる。

第１の実施形態に係るエアジェットルームにおける冷却装置の全体構成を表す概略図である。 第１の実施形態に係る熱交換部の要部拡大図である。 第２の実施形態に係るエアジェットルームにおける冷却装置の全体構成を表す概略図である。 第３の実施形態に係るエアジェットルームにおける冷却装置の全体構成を表す概略図である。

符号の説明

１３ メインノズル
１３ａ 第１緯入れノズル
１３ｂ 第２緯入れノズル
１４、１５、１６ サブノズル
１８ エア配管
１９、２０ 開閉弁（メインノズル用）
２１、２６ エアタンク
２２、２７ レギュレータ
２３、２４、２５ 開閉弁（サブノズル用）
２９ 熱交換部
３０ エア供給源
３２ 開口駆動モータ

Claims (4)

1. 緯入れ用ノズルとエア供給源とを接続するエア配管を備え、前記エア配管内にエア供給源から供給されるエアの圧力を緯入れに適した圧力に調整するレギュレータ、前記レギュレータにより調整された圧力のエアを貯留するエアタンク、前記エアタンクに貯留されたエアの前記緯入れ用ノズルへの供給を制御する開閉弁を順次配置したエアジェットルームにおいて、
   前記エア配管のうち、前記開閉弁よりも上流側であって、前記開閉弁が閉じられている状態では大気に開放されていない閉配管を形成する配管部分を流れるエアと、織機の機能部品を構成する熱発生源との間で熱交換を行うことを特徴とするエアジェットルームにおける冷却装置。
2. 前記レギュレータよりも上流側の前記エア配管内を流れるエアと前記熱発生源との間で熱
   交換を行うことを特徴とする請求項１に記載のエアジェットルームにおける冷却装置。
3. 前記熱発生源の周囲にジャケットを設け、前記エア配管内を流れるエアを該ジャケット内に流通させることを特徴とする請求項１又は２に記載のエアジェットルームにおける冷却装置。
4. 前記熱発生源と前記エア配管内のエアの間にヒートポンプを介在させ、前記熱発生源と前記エア配管内のエアとを熱的に接続したことを特徴とする請求項１に記載のエアジェットルームにおける冷却装置。

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