JPH0219546A - 織機用ウォータージェットノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高速織機に対応できるウォータージェットノ
ズルに関する。

〔従来の技術〕

織機用ウォータージェットノズルの構造として、実開昭
６１−１５５３８６号公報、実開昭６２−８８７７９号
公報等に記載されたものがある。

これらの公報に開示されているように、自動織機の高速
化に伴いウォータージェット形成のための水を整流する
ためにスタビライザーを組み込んだものが多く用いられ
るようになった。

この型のウォータージェットノズルは第５図に示す構造
を有する。

同図を参照して、ホールグーＡの注水孔Ｂと連通ずるプ
ール部Ｃを有するボディＤの先方にオリフィスＥと同オ
リフィスＥに同心状に挿入したニードルＦを有する。こ
のホールグーＡの注水孔Ｂ、から注入された水が、オリ
フィスＥとニードルＦとの間隙からジェット状に噴出す
る構造になっている。これによってニードルＦの空洞部
Ｇから装入される横糸をニードルＦの先端から図示しな
い織機に張られた縦糸の間に間欠的に送り出す機能を有
するものである。

この送り出しに際しては、注水孔ＢからオリフィスＥと
ニードルＦとの間隙で形成されたジェット流ができるだ
け整流状態である必要がある。

この整流のために、焼き入れされた鋼によって構成され
るオリフィスＥの後端に接して、第６図に示すような構
造を有する樹脂製のスタビライザーＨが配置されている
。

この樹脂製のスタビライザーＨは、射出成形によって簡
単に製造できて、焼入れ処理された鋼製のオリフィスＥ
の後部の空間にセットするだけであるため組立ても簡単
で、２５　ｋｇ／ｃｍ”程度の水圧の下で、４００〜７
５０回／ｍ１０程度の横入れ回数の織機に対しては相当
の効果がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

近年織機の高速化が一段と進み、水圧が３０〜４０　ｋ
ｇ／ｃｍ２　で、水流が３０〜４０　ｍ／ｓｅｃにも達
し、横糸の挿入回数が１０００回／　ｍ　ｉ　ｎを超え
るような作業条件が指向されている。

ところが、上記樹脂製のスタビライデーを装備したウォ
ータージェットノズルでは、スタビライザーの形成材料
そのものが強度的に不十分であるため、水流による摩耗
が激しく寿命が短いばかりではなく、ブレード部分■は
０．２ｍｍ以下には薄くできず、水流が３０　ｍ／ｓｅ
ｃ以上にも及ぶ高速下では、流体抵抗のための水圧低下
をもたらし、横入れ回数は７５０　回７ｍ１ｎが限界で
あって、横糸の高速送り出しには到底対応できない。

また、高流速下ではスタビライザー自体の変形による振
動や渦流が発生し、これが横糸の挿入を不規則なものと
して、織機の停滞に伴う稼働率の低下や、織り上げた織
物の品質の低下をもたらすという問題がある。

さらに、従来のウォータージェットノズルは、オリフィ
スやニードル等のウォータージェットを、発生し、横糸
を送りだす部分が精々焼き入れ鋼からなるもので、耐摩
耗性と耐食性とが十分ではなく短寿命で、これらの部品
を取替える必要がある。

前記取替え部品である樹脂製スタビライザーのみならず
、この点からも織機そのものの稼働率を低いものとして
いる。

また、さらには、耐摩耗性を向上させるために、従来の
焼入鋼製ニードルの先端内径部に円筒状セラミックスを
埋め込んで接着したものもあるが、使用中にセラミック
スが脱落する問題もあった。

本発明において解決すべき課題は、上記従来のウォータ
ージェットノズルにおける問題点を解消し、高速安定性
のある紡織を可能にすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のウォータージェットノズルは、ニードル、オリ
フィス等の高圧水流をウォータージェット化し横糸を送
り出す部分を、高硬度、耐食性のある材料とし、さらに
、オリフィス銘とスタビライザーとを一体構造として上
記課題を達成したものである。

上記高硬度、耐食性材料としては、超硬質合金。

サーメット、セラミックス等を指し、弾性率が１．５Ｘ
　１０’　ｋｇ／ｍｍ’以上で、かつ硬さが）１．Ａ　
８５以上であれば任意の材料を使用できる。

なお、注水を整流化するためのスタビライザーは微細加
工を要するため、材料の曲げ強さとしては５０ｋｇ／ｍ
ｍ”以上、より好ましくは７５ｋｇ／ｍｍ”以上が好適
である。

具体的には、超硬質合金は切削工具や耐摩工具及び鉱山
工具用のＪＩＳ記号Ｐ、Ｍ、に、Ｖ、Ｅ糸材料、及びサ
ーメット系では炭化チタンを主成分とする材料が強度、
耐摩耗性、耐食性、微細加工性を有しており、従来の諸
問題を解決する材料として有効である。

また、セラミック材料を使用する場合は、耐摩耗性及び
耐食性の面で超硬質合金やサーメットより優れた特性を
有する材料が多い反面、強度的に不満足な材料も多いの
で、微細加工の有無によって材料を選択する必要がある
。

これらセラミック材料としては、Ａｉ！２０３．　Ｓｌ
ｔ　Ｎ４゜ｌｒ　Ｏ，、Ｓｉ　Ｃ、その他の窒化物、ｉ
化物や炭化物を主成分とするもの、或いはこれらの２種
以上を配合した複合材料等々があり、肉厚０．１ｍｍ以
上の部材に加工する場合は、少なくとも曲げ強さ５０ｋ
ｇ／ｍｍ”以上で、肉厚を０．１ｍｍ未満の部材に加工
する場合には７５ｋｇ／ｍｍ”以上のセラミック材料を
選択することにより、欠は不良発生を少なくできる。

中でも、Ｓｉ３Ｎ４系やＺｒＯ２系材料と、またはこれ
らに他の酸化物、窒化物、［！Ｉ化物とを加えた複合材
で形成した部材は、仕上がりも良く、スタビライザーの
各ブレードの厚みも薄くできるのでウォーターシェッド
のための整流に際しての抵抗を少なくでき、且つニード
ル先端部の微細加工性も良く、ノズルそのものの機能を
高めることができる。

〔実施例〕

以下、実施例を示す添付図によって本発明の特徴を具体
的に説明する。

第１図は本発明のノズル部材Ｉの外形を断面と共に示す
図である。同図に示すように、ノズル部材１は、その本
体２の後端内側に形成したオリフィス部３の後方に、水
流調整用の環状溝４を介してスタビライザー５を一体的
に形成したものである。

同スタビライザー５はその断面形状を示す第２図を参照
して、半径方向に同一幅のスリット６を同一間隔で１０
本以上形成している。

このスリット６の間隔を均一に形成することは、高速整
流にきわめて重要な意味を有するもので、織機回転数が
９００回／　ｍ　ｉ　ｎ以上、ポンプ水圧３５ｋ　ｇ　
／　ｃｕｔの場合、Ｑ、５ｍｍ幅のスリットを１６〜１
８本形成するのが最も良いことが実験によって確かめら
れた。

この最適形状を寸法の面から表現すると、スリット６の
本数はスタビライザー内径の大きさによって調整すべき
であって、その際の第２図に示すブレード７の先端部の
厚みは０．１ｍｍ以下であって、好ましくは０．０５ｍ
ｍ以下であって、ナイフェツジに近づく程、収束性の良
いジェット水流が得られ・る。

また、ジルコニアのようなセラミック材を使用した場合
、この程度の幅の精度を±０．０１ｍｍ以内に調整する
ことは容易に可能であり、それだけオリフィス部におい
て発生するウォータージェット流の高速化と制御が可能
となる。

前記オリフィス銘とスタビライザーとを一体成形したノ
ズル部材１の断面形状を示す第３図を参照して、同スタ
ビライザー５のスリット６を形成するためのブレード７
の外径側の幅は０．５〜１．２ｍ１Ｔｌであることが好
ましい。さらに、ブレード７の先方側端部８は直角又は
角度付き或いは丸みＲ付きでもよいが、欠けがないよう
に形成しているのが好ましく、次いで、整流化された圧
力水の抵抗が小さくなるように設けた環状溝４に面する
オリフィス入口部１１のコーナは少なくとも０．５Ｒ以
上の曲面状に形成し、さらに第４図に示すように、テー
パ部１２　の角度θを６〜１１°に形成することにより
、以後のウォータージェット流を効果的に形成すること
になる。第３図において、９は第１図のスタビライザー
５の中心とノズル部材１のオリフィス部３の中央開口に
装着された横糸送出用のニードルを示す。

前記、スタビライザー５と環状溝４とによって完全に整
流された注水Ｗは、ニードル９とオリフィス部３との間
でジェット化する。

また、このジェット化は整流された水流Ｗが３０〜４０
ｍ／ｓｅｃ程度の高速状態では、オリフィス部３の先方
側の端部ｌＯのエツジ角は９０＠より大きい方が良い。

より好ましくは、９５〜１１５°に形成することにより
、ジェット水流は分流することなく、収束性の良いジェ
ットが得られる。さらに、上記９５〜１１５′の角度を
有するエツジ部はできるだけ欠けがなくスムーズな面に
加工されていることも収束性の良いジェット水流を得る
ための条件である。

上記各図に示す形態を有するウォータージェットノズル
を既述の要領で部分安定化ジルコニア他各種材料により
作成して、これを合成繊維による長繊維をタフタ−織幅
１２００〜ｔａｏｏｍｍの織機に適用したところ、従来
のノズルに比較して２００〜４００回７ｍ１ｎＯ増速（
約１．５倍）の高速紡織を達成できた。

また、従来の場合には、縦糸の轟立ちが発生するため、
縦糸のサイジングが必要であったが、本発明のノズルで
加工した結果、轟立ちもなく良好な織物が得られ、繊維
の種類によってはノンサイジングの可能性も見出された
。

〔発明の効果〕

本発明によって以下の効果を奏することができる。

（１）　　スタビライザーとオリフィス一体形のノズル
部材、ニードル等が高硬度質で且つ耐食性の材料ででき
ているため、超高速のウォータージェットの形成に長期
間耐えることができる。

（２）　　スタビライザーとオリフィスが一体構造にな
っているため、ノズルの組立、調整が簡単にできる。

（３）　　スタビライザーとオリフィス一体形のノズル
部材、さらにはニードルとの機能の関連化が達成でき、
より精密なノズル機能が期待できる。

（４）従来のものより、より少ない水壷で、より高速の
ジェット水流を得ることができる。

（５）　　高速で安定した頃糸入れが可能となり、織り
ムラを大幅に低減できる。

（６）　　メインテナンスのための手間が大幅に減少し
、織機の稼働効率が格段に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明のノズルの実施例を示す。 第５図及び第６図は従来のノズルの構造を示す図である
。 １：ノズル部材　　　　　２：本体 ３ニオリフイス部　　　　４：環状溝 ５ニスタビライザー　　　６＝スリット７：ブレード ８ニブレードの先方側端部 ９：ニードル １０ニオリフイスの先方側端部 １１；オリフィス入口部 １２：テーパ部　　　　　Ｗ：注水

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、オリフィス銘とスタビライザーとを高硬度且つ耐食
   性の材料で一体的に形成した部材を組み込んだ織機用ウ
   ォータージェットノズル。 ２、高硬度且つ耐食性材料で形成したニードルを組み込
   んだ織機用ウォータージェットノズル。