JP7063639B2 - 紡糸延伸装置 - Google Patents
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Description
本発明に係る紡糸延伸装置の実施形態について説明する。図1は、本実施形態の紡糸延伸装置を備える紡糸引取機を示す模式図である。図1に示すように、紡糸引取機1は、紡糸装置2から連続的に紡出されたポリエステル等の溶融繊維材料が固化して形成された複数の糸Yを、紡糸延伸装置3で延伸した後、糸巻取装置4で巻き取る構成となっている。なお、図1に示した方向が紡糸引取機1の方向を示すものと定義する。
図2は、紡糸延伸装置3を詳細に示す図であり、図3は、保温箱20の斜視図である。紡糸延伸装置3は、保温箱20と、保温箱20の内部に収容された複数(本実施形態では5つ)のゴデットローラ31~35と、を有する。図3に示すように、保温箱20は、上面部21、右側面部22、右下傾斜部23、左側面部24、左下傾斜部25、背面部26、及び、扉部27によって箱状に形成されている。扉部27は、左側面部24に不図示のヒンジを介して取り付けられており、このヒンジを中心に前後方向に揺動することで開閉可能となっている。右側面部22の下部には、複数の糸Yを保温箱20の内部に導入するための導入口20aが形成されている。右側面部22の上部には、複数の糸Yを保温箱20の外部に導出するための導出口20bが形成されている。
板状部材41~44は、保温箱20の背面部26から前方に突出するように配設されている。扉部27を閉めるときに扉部27が板状部材41~44の前端に接触しないよう、板状部材41~44は閉状態の扉部27から離間配置されている。しかしそうすると、板状部材41~44の前端と閉状態の扉部27との間に気流が生じ、その結果、保温箱20内の気流が前後方向において不均一になるという問題があった。加熱ローラ31~35に巻き掛けられている複数の糸Yは、加熱ローラ31~35の軸方向(前後方向)に並んでいる。このため、保温箱20内の気流が前後方向において不均一になると、各糸Yに対する気流の作用に大きな差が生じ、糸Yの品質にばらつきが生じるおそれがあった。
シール部材61~64の有無によって、気流がどのように変化するかを流体解析によって検証した。具体的には、図2に示すVI-VI面における気流を、板状部材44にシール部材64を取り付けない場合と取り付けた場合について解析した。実機の運転条件を想定し、予熱ローラ31~33の回転速度を2260~2490m/minとし、調質ローラ34、35の回転速度を4875m/minとした。
低温の予熱ローラ33と高温の調質ローラ35との間に配置されている板状部材43に対してシール部材63を設けた場合、上述のような気流改善の効果があるが、一方で次のような副作用もある。板状部材43と扉部27との間に隙間がある場合には、この隙間を空気が流れることで、高温の調質ローラ35側から低温の予熱ローラ33側に熱が移動しやすい。その結果、予熱ローラ33を効率的に加熱でき、紡糸延伸装置3の消費電力を低減することができる。ところが、シール部材63でこの隙間を塞ぐことによって、調質ローラ35側から予熱ローラ33側へと熱が移動しにくくなり、紡糸延伸装置3の消費電力が増加してしまうおそれがある。
シール部材63の有無、及び、連通流路47の有無によって、加熱ローラ31~35のヒータのON率や紡糸延伸装置3の消費電力がどのように変化するかを検証するための実験を行った。図9は、検証実験の結果を示す表である。本実験では、予熱ローラ31~33の設定温度を80℃、調質ローラ34、35の設定温度を134℃とした。また、実施例2ではシャッター48、49を全開にした。「ヒータのON率」とは、各加熱ローラ31~35の表面温度を設定温度に維持するために、ヒータを作動させている時間の割合を示す。つまり、ヒータのON率が低いほど省エネと考えられる。しかし、ヒータのON率が0%になると、ヒータを作動させなくても設定温度を超える可能性が高くなることを意味する。したがって、制御性を考慮するとヒータのON率は常に一定以上(例えば1%以上)であることが好ましい。また、図9の消費電力は、加熱ローラ31~35の加熱に要する電力の合計を示す。
以上のように、本実施形態の紡糸延伸装置3によれば、板状部材41~44の前端と閉状態の扉部27との間の隙間を塞ぐシール部材61~64が設けられているので、板状部材41~44と扉部27との間に気流が生じることがない。したがって、加熱ローラ31~35の軸方向において保温箱20内の気流が不均一になることを抑えることができる。
上記実施形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。
20:保温箱
20a:導入口
20b:導出口
24:左側面部(所定方向に平行な壁面)
26:背面部(所定方向の他方側の壁面)
27:扉部(所定方向の一方側の壁面)
31~33:ゴデットローラ(加熱ローラ、予熱ローラ)
34、35:ゴデットローラ(加熱ローラ、調質ローラ)
41:板状部材(第1整流板)
42:板状部材(仕切板)
43:板状部材(仕切板)
44:板状部材(第2整流板)
45:低温空間
46:高温空間
47:連通流路
48:上側シャッター(シャッター)
49:下側シャッター(シャッター)
54:遮断部材
61~64:シール部材
66:シール部
67:固定部
67a:U字部
67b:金属部材
67c:爪部
Y:糸
Claims (16)
- 所定方向の一方側の壁面が扉部とされている保温箱と、
軸方向が前記所定方向と平行となるように前記保温箱内に配置されており、複数の糸が前記軸方向に並んだ状態で外周面に巻き掛けられる加熱ローラと、
前記保温箱の前記所定方向の他方側の壁面から前記一方側に突出し、且つ、閉状態の前記扉部から離間配置される板状部材と、
前記板状部材の前記一方側の端と閉状態の前記扉部との間の隙間を塞ぐシール部材と、
を備え、
前記シール部材は弾性部材であることを特徴とする紡糸延伸装置。 - 前記保温箱には、前記保温箱に前記複数の糸を導入するための導入口が形成されており、
前記板状部材として、前記導入口と前記加熱ローラとの間に第1整流板が配置されており、前記第1整流板に対して前記シール部材が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の紡糸延伸装置。 - 前記保温箱には、前記保温箱から前記複数の糸を導出するための導出口が形成されており、
前記板状部材として、前記導出口と前記加熱ローラとの間に第2整流板が配置されており、前記第2整流板に対して前記シール部材が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の紡糸延伸装置。 - 前記加熱ローラとして、延伸前の糸を加熱する予熱ローラと、前記予熱ローラよりも糸走行方向下流側に配置され、前記予熱ローラよりも高温且つ高速に設定された調質ローラと、が配置されており、
前記板状部材として、前記予熱ローラと前記調質ローラとの間に仕切板が配置されており、前記仕切板に対して前記シール部材が設けられていることを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の紡糸延伸装置。 - 糸走行方向に複数の前記予熱ローラが設けられており、
前記複数の予熱ローラのうち最も糸走行方向下流側に配置された最終予熱ローラと、前記調質ローラとの間に配置された前記仕切板に対して、前記シール部材が設けられていることを特徴とする請求項4に記載の紡糸延伸装置。 - 前記仕切板よりも前記予熱ローラが配置されている側の低温空間と、前記仕切板よりも前記調質ローラが配置されている側の高温空間とを連通させる連通流路が、前記軸方向において前記複数の糸が並んでいる領域にわたって形成されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の紡糸延伸装置。
- 前記連通流路は、前記予熱ローラと前記調質ローラとの間の糸道とは異なる位置に形成された流路であることを特徴とする請求項6に記載の紡糸延伸装置。
- 前記連通流路は、前記保温箱の前記所定方向に平行な壁面と前記仕切板との間に形成されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の紡糸延伸装置。
- 前記保温箱の前記所定方向に平行な壁面のうち前記連通流路よりも前記調質ローラ側の位置から前記調質ローラの外周面に向かって延びる遮断部材が設けられており、
前記調質ローラの外周面のうち前記遮断部材の先端部に対向する部分が前記連通流路から遠ざかるように、前記調質ローラは回転していることを特徴とする請求項8に記載の紡糸延伸装置。 - 前記連通流路の流路面積を変更するためのシャッターが設けられていることを特徴とする請求項6~9の何れか1項に記載の紡糸延伸装置。
- 前記シール部材は、前記板状部材に取り付けられていることを特徴とする請求項1~10の何れか1項に記載の紡糸延伸装置。
- 前記シール部材は、前記板状部材の前記一方側の端に沿って長手方向に延びており、
前記シール部材は、前記長手方向に直交する断面がU字形状の固定部を有することを特徴とする請求項11に記載の紡糸延伸装置。 - 前記固定部は、
前記長手方向に直交する断面がU字形状のU字部と、
前記U字部のU字形状に沿って設けられた塑性変形可能な金属部材と、
を有し、
前記U字部で前記板状部材を挟み込むように前記U字部を変形させたときに、前記金属部材が塑性変形することを特徴とする請求項12に記載の紡糸延伸装置。 - 前記固定部は、前記U字部の内側に突出する爪部をさらに有することを特徴とする請求項13に記載の紡糸延伸装置。
- 前記シール部材は、前記板状部材の前記一方側の端と前記扉部との間に中空状のシール部を有することを特徴とする請求項1~14の何れか1項に記載の紡糸延伸装置。
- 前記シール部材はシリコンゴム製であることを特徴とする請求項1~15の何れか1項に記載の紡糸延伸装置。
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