JPH0241491B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高速で走行する糸条を吸引捕捉し、
この高速吸引されている糸条を、高速回転体、例
えば、紡糸工程のゴデーローラや巻取工程のボビ
ンなどに糸掛けする際に用いる糸掛用吸引器に関
する。

（従来技術） 走行糸条を所望の箇所、例えば、ゴデーロー
ラ、ワインダーのボビン、あるいは、糸条ガイド
などに糸掛けするために、走行糸条を捕捉し糸掛
けする稼動自在な吸引器が用いられていることは
広く知られている。また、この吸引器において、
糸条を吸引するため、加圧された空気、あるい
は、加圧された水が作動流体として用いられるこ
とも知られている。

そして、2000ｍ／min以上の引き取り速度を必
要とする高速紡糸において、圧空を作動流体とし
た糸掛用装置として、たとえば、実公昭48−
30586号公報に提案されているごとき装置がある。

すなわち、 一つは、エジエクター効果による糸条吸込み
型の初期吸込み時の力が弱い欠点を解消するた
めに開発された押込み型の糸掛用装置であり、
この装置は、導糸口に直接圧空を吹込み、この
圧空のみの運動エネルギーにより導糸口近傍を
高速で走行する走行糸条を排出管中に押込み捕
捉して、圧空とともに排出するという方式であ
る。

他の一つは、上記の構成に加え、さらに吸
込みノズルと排出管を併設した糸掛用装置であ
り、初期の糸条の捕捉を主として上記の押込
みノズルによる押込みにより行ない、押込み後
の吸引力を上記併設した吸込みノズルにより行
なわせる方式のものである。

一方、特公昭46−32445号公報には、湿式法
による人造繊維製造における紡糸巻取工程での
ケーク切替時に流体の流動方向を変えて糸条の
切断、ポツト内への導入、すなわち、糸継ぎを
自動的に行なう固定された糸継装置に上記作動
流体として液体を用いた例である。すなわち この糸継装置における固定型の糸条切替装置
は、液体噴出ノズルから噴出する液体により、
走行する糸条を噴出液吸込管内に押込み、この
噴出液による押込み力とポツト内での巻取力に
よる張力によつて、走行糸条を噴出液吸込管の
先端下側部に嵌込まれている糸条切断刃に押し
つけ切断し、次いでこの切断されている糸条を
糸条排出用給液管を介して環状に噴出される液
体の流力によつて、ケーク切替作業が終了する
まで排出するものである。

（発明が解決しようとする問題点） まず、導糸口に直接圧空を吹込む上記、の
装置に関しては下記する問題があつた。

上記の装置は、エジエクター効果のみの吸込
み方式に比べて、初期糸条を圧空により強制的に
押込み排出するので、3000ｍ／min以下で走行す
る糸条の捕捉は不可能ではない。しかし、粘性の
低い圧空による押込みノズルのみの噴流だけでは
糸条押込み後の随伴性能が低く、3000ｍ／min以
上の高速走行糸条に対しては、排出時に糸条が絡
んで詰まりやすく、さらには、圧縮性の流体であ
るため、高速で走行する糸条の捕捉に必要とされ
る圧力を備えた圧空は騒音が大きく、したがつ
て、押込み用ノズルと排出管とを備えただけの構
造が極めて簡単であるという長所があるにもかか
わらず採用されるに至つていない。

次に、上記に示す装置は、上記に示す単に
押込みノズルを用いただけの糸掛用装置に比べる
と、併設した吸込みノズルのエジエクター効果に
よる糸条の吸込み力も同時に作用するため、初期
の糸条の排出時に糸詰りが発生しにくく、吸引力
の強い汎用性のある糸条吸引装置が得られる。

しかしながら、近年高速ワインダーの開発が進
み、糸条処理速度が3000ｍ／min、特に、4500
ｍ／minを越えるものが実用化段階に入るに至
り、上述のの糸掛用装置は勿論、に示す糸掛
用装置においても、最早、このような高速で走行
する糸条をゴデーローラ、ワインダーのボビンな
どの糸条処理要素へ糸掛するに必要な高度の吸引
張力を得ることが難かしい。

すなわち、上記に示す糸掛用装置において
も、作動流体として粘性の低い圧空を用いている
ため、糸条を随伴する性能に限界があること、圧
縮性流体であるため、押込みノズルからの噴流と
吸込みノズルからの噴流との合流時に衝突による
エネルギー消失が大きく、吸込みノズルの併設に
よる効果が非常に小さいことなどの理由によるも
のと考えられる。

さらには、このように走行糸条が高速化される
のに伴ない、吸引に必要な圧空の圧力も高圧化さ
れ、したがつて、圧縮性流体の宿命ともいうべき
騒音レベルも最早限界に達する程大きく、とても
実用には供し得ないのが実状である。

一方、に示した糸条切替装置において糸条押
圧用の流体として用いられている液体は、近年の
上述した3000ｍ／min、あるいは、4500ｍ／min
以上という高速走行に比べると極めて低速の、た
かだか100ｍ／min以下の低速で走行する糸条を、
しかも単に吸込み管に設けた切断刃に押付ける程
度の緊張を上記走行糸条に付与するごとく構成さ
れたものである。

すなわち、上記に示す装置は、噴流に対し、
噴流のみの押込み、吸引力により、吸引後の糸条
を切断できる程の速度状態を創出するようには構
成されていない。

そしてさらに、上記の装置は、切断刃により
切断され、吸込み管中に吸引された糸条の排出
は、ケーク切替作業が終了するまで単に糸条を排
出し続けていればよいというものであり、走行糸
条に格別の緊張、たとえば、高速で走行する糸条
の糸掛の際必要な高度の緊張を与えるような高速
度噴流の創出は必要としない。このことは、上記
の装置では、給液管から糸条排出管中に導入さ
れる液体が、複数のノズルから導入されるのでは
なく、高張力の付与が難しいと思われる環状の導
入孔から噴出されていることからも明白である。

したがつて、上記に示すような、糸条処理速
度が100ｍ／min以下の、極めて低速で走行する
糸条の糸継ぎに用いられる固定型の糸条切替装置
を、近年の糸条処理速度がその30倍を優に越える
高速で走行する糸条のゴデーローラ、ワインダー
のボビンなど糸条処理要素への糸掛に適用するに
は、走行糸条に高度の緊張状態を創出せしめ、か
つ、引廻し糸掛操作が可能な移動型に構成する必
要があつた。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明者等は、3000ｍ／min以上、さ
らには、4500ｍ／min以上の糸条吸引速度を得る
手段として、上記、、に示す従来の装置
に、作動流体として極めて高圧の液体を用いて実
際に糸条の吸引をさせて検討を重ねた結果、上述
した高圧液体特有の性質を考慮し、この高圧液体
と糸条との係わりを向上させた吸引器の構造とす
ることによつて、確実に3000ｍ／min以上、さら
には、4500ｍ／min以上の走行糸条の吸引糸掛け
が可能な糸掛用吸引器を提供できることが判明し
本発明に到達したものであり、次の構成からな
る。

すなわち、流体が噴射されるノズルと、該流体
および糸条を排出する排出管とからなり、前記ノ
ズルの流体噴射口と前記排出管の流入口とは間隔
をおいて対向して設けられてなる糸掛用吸引器に
おいて、前記流体として圧力80Kg／cm²Ｇ以上の高
圧液体を用いるに際し、前記流体噴射口の口径ｄ
と前記排出管の内径Ｄとが、1.25×ｄ＜Ｄ＜4.5
×ｄを満足する関係に選択されたことを特徴とす
る糸掛用吸引器である。

以下、本発明を図に示す実施例により説明する
が、本明細書において「押込み力」とは、吸引器
先端の導糸口に糸条を押込む力、「吸込み力」と
は、作動流体のエジエクター効果により吸引器先
端の導糸口に初期糸条を吸込む力、また、「吸引
力」、あるいは、「吸引張力」とは、初期糸条を吸
引器中に吸込んだ後、この糸条を作動流体の随伴
効果により、随伴吸引する力のことをそれぞれ意
味するものとする。

（実施例１と作用） 第１図は、本発明に係る糸掛用吸引器の一態様
を示すものである。

その吸引器１は、構造的には、上記従来の糸掛
用装置において説明したと同様、糸条押込み用
の噴射ノズル５と、この噴射ノズル５の噴射口に
対向して設けられた排出管３とからなり、排出管
３の後端に排出ホース１２が連結されただけの極
めて簡単な構造からなる糸掛用吸引器である。そ
して、排出管３の先端には、導糸口３ａが設けて
ある。

また、作動流体は供給ホース１１、供給管８、
供給細管９、および、供給細管頭部９ａを介して
噴射ノズル５から噴射される。この噴射ノズル５
は、前記供給細管９を導糸口３ａより前方で屈曲
し、その屈曲端に噴射孔が設けられたもので、供
給細管９の途中に配置したバルブ１０の開閉によ
つて噴射ノズル５から噴射される噴流の制御がな
される。

この極めて簡単な構成において、本発明におい
ては、作動流体として圧空ではなく液体、それも
低圧ではなく高圧、具体的には、流体として圧力
80Kg／cm²Ｇ以上の高圧液体を用い、そして、前記
流体噴射口の口径ｄと前記排出管の内径Ｄとが、
1.25×ｄ＜Ｄ＜4.5×ｄを満足する関係を満足す
るよう設けてある。

上述したとおり、第１図に示す本発明に係る糸
掛用吸引器は、単に押込み用の噴射ノズル５のみ
を有し、第２図を用いて後述するような吸引力を
付与する吸引用ノズルを併設していない。

したがつて、第１図に示す本実施例の装置の場
合、噴射ノズル５の口径ｄを大きくして噴射液体
の流量を増大せしめたり、噴射ノズル５を複数個
配設したりして性能低下を補う必要があるが、上
述したとおり、吸引用の噴射ノズルを併設してい
ないために排出管３内の流れには背圧が作用し易
い。このため、噴射ノズル５からの流量を増加さ
せても、それに従つて排出管３の内径も増大させ
る必要があり、糸条押込み後の吸引効率を上げる
ことは容易には出来ない。押込み用の噴射ノズル
５と排出管３とからなるきわめて簡単な構成の第
１図に示す本発明にかかる糸掛用吸引器は、この
点を解決せんとして、押込み用の噴射ノズル５の
口径ｄと排出管３の内径Ｄとの関係を叙上のごと
く選定したものであり、簡単な構造の吸引器であ
りながら、糸条Ｙには噴射ノズル５の噴流により
強い押込み力と、押込み後の強い吸引張力とを与
えることができる。

第３図は、第１図に示すこのきわめて簡単な構
成の本発明に係る糸掛用吸引器の“排出管３の内
径Ｄ／噴射ノズル５の口径ｄ”と糸条の吸引張力
Ｔとの関係を示す図である。

この第３図から判るとおり、噴射ノズル５の口
径ｄと排出管３の内径Ｄとが1.25×ｄ＜Ｄ＜4.5
×ｄの関係にある時糸条Ｙに強い吸引張力Ｔが発
生し、特に1.8×ｄ＜Ｄ＜3.2×ｄの時に最高の吸
引効率を示し、これらの関係を満足した時高速で
走行する糸条Ｙは、噴射ノズル５からの噴流によ
つて導糸口３ａに確実に引き付けられ、さらに噴
流の大きい運動エネルギーによつて圧液とともに
排出管３中に押込まれて排出ホース１２から図示
しない屑糸処理装置に収納される。

なお、糸条は、使用する高速噴流の運動エネル
ギー、つまり、噴流が有する随伴力、詳しくは、
噴流と糸条間に作用する粘性摩擦抵抗力によつて
吸引されて吸引張力が糸条に発生し、その吸引張
力Ｔは、噴流と糸条が接触する全長にわたる積分
値として次式で定性的に表される。

Ｔ＝Cf∫^L ₀γ｛Ｖ（ｘ）〓｝Ｓ（ｘ）dx …(a) ただし、 Cf；摩擦抵抗係数で糸条の形態や作動圧液の粘
性等によつて異なる。

Ｌ；噴流に接触している吸引糸条の有効長さ。

Ｖ（ｘ）；接触開始からｘの位置での噴流の流速と
糸速の相対速度。

α：速度項の影響係数（１＜α＜２） Ｓ（ｘ）；接触開始からｘの位置での糸条の噴流と
の濡れ縁長さ。

ここに、80Kg／cm²Ｇ以上の圧液を作動流体とし
て用いる本発明においては、高速噴流の流速V₀
（ｘ）が、下式 V₀（ｘ）＝Cv√2（） （但し、Cvは速度係数、ｇは重力の加速度、γ
は圧液の比重量である） により、少なくとも6500ｍ／min以上に設定され
ることになる。

（実施例２と作用） 第２図は、本発明に係る糸掛用吸引器の他の実
施例の縦断面図である。

この吸引器１Ａは、第１の噴射ノズル５Ａと対
向させて第１の排出管３Ａを配設し、さらにこの
第１排出管３Ａの後端３Abと対向させて第２の
排出管４が設けられ、第１の排出管３Ａと第２の
排出管４とを接続する本体２には、この第１の排
出管３Ａの後端３Abを囲むように複数の噴射孔
からなる第２の噴射ノズル６が穿設して有り、第
２の噴射ノズル６は上流の圧液室７に通じる。ま
た、本体２には供給管８の後部に装着された供給
ホース１１より常時供給される圧液を貯蔵する部
屋である圧液室７が設けられ、この圧液室７より
第２の噴射ノズル６と供給細管９、供給細管頭部
９ａを通して第１の噴射ノズル５Ａに圧が80Kg／
cm²Ｇ以上に調整された圧液が供給される。

また、第１の噴射ノズル５Ａの流体噴射口の口
径ｄと第１の排出管の内径Ｄとは、第１図に示し
た態様の吸引器と同様、1.25×ｄ＜Ｄ＜4.5×ｄ
を満足する関係に選択する必要がある。

そして、この第２図に示す態様の吸引器におい
て、前記第１の噴射ノズル５Ａと第２の噴射ノズ
ル６とは、第１の噴射ノズル５Ａの噴射中心軸の
延長線と第２の噴射ノズル６の噴射中心軸の延長
線とが少なくとも第１の供給管内径の1/2以下の
精度で接近する好ましい関係に設けられている。

次に、この糸掛用吸引器１Ａで走行糸条Ｙを吸
引する方法について述べる。先ず、バルブ１０を
解放し、作動流体として用いる液圧が80Kg／cm²Ｇ
以上の水を、第１、および、第２の噴射ノズル５
Ａ，６より噴流として噴出させた状態で、第１の
噴射ノズル５Ａから噴出し導糸口３ａへ流入して
いる上記噴流を走行糸条Ｙに接触させる。走行糸
条Ｙは、上記噴流と接触した瞬間にこの噴流のジ
エツト効果によつて、導糸口３Aaから第１の排
出管３Ａ内へ押込まれる。

すなわち、第１の噴射ノズル５Ａは、走行糸条
Ｙを第２の噴射ノズル６によつて第１の排出管３
Ａ内へ吸込ませるための補助的導糸機能をなす。
次に、第１の排出管３Ａ内へ押込まれた前記走行
糸条Ｙは、第１の噴射ノズル５Ａからの噴流とと
もに、第２の噴射ノズル６より噴射された噴流と
合流し、第２の排出管４内へ吸込まれ、さらに
は、排出ホース１２へと流出される。このとき、
第２の噴射ノズル６からの噴流は、第１の噴射ノ
ズル５Ａからの噴流の流量と同量あるいは、数倍
の流量を有するよう供給されることが好ましい。

さらに言えば、本発明に係る第２図に示す糸掛
用吸引器においては、第１の噴射ノズル５Ａの噴
射中心軸の延長線と、第２の噴射ノズル６での噴
射中心軸の延長線が、少なくとも第１の排出管３
Ａ内径の1/2以下の精度で接近する好ましい関係
に設けているので、第１の噴流と第２の噴流とは
確実に、かつ、出来る限り損失を少なくして第２
の排出管４の先端４ａ直後の収斂点１３にほぼ収
斂する。しかも、第２の噴射ノズル６からの噴流
の速度エネルギーの高い噴射直後に合流する。

このような噴流の流れの中で、第１の噴射ノズ
ル５Ａから噴射された第１の噴流で捕捉された走
行糸条Ｙは、第１の噴流の中には入りきれず、第
１の噴流の外周で接触しながら、第２の噴射ノズ
ル６から噴射された第２の噴流と交わる。しか
し、第１の噴流と第２の噴流とは、ほぼ一点に収
斂するため、この第２の噴流が、第１の噴流の外
周に接触しながら吸引されて来た第１の噴流の外
周に位置する上記糸条Ｙを包みこむように交わ
り、その状態で第２の排出管４から排出される。

したがつて、第２の噴流によつて十分に包みこ
まれた糸条Ｙには、さらに強い吸引張力が付与さ
る。

なお、本発明者等は、第１および、第２の噴射
ノズル５Ａ，６から噴射された各噴流の中心線の
接近距離が第１の排出管内径の1/2以上であつた
場合、第２の噴射ノズル６からの噴流の大半は、
一旦前記第２の排出管４の内壁に衝突し、多大の
運動エネルギーを消失したのち、第２の排出管４
の少なくとも前部以降で合流するため、合流後の
噴流から走行糸条Ｙが受ける吸引エネルギーは著
しく減少すること、および、吸引される糸条Ｙが
第２の噴射ノズル６からの噴流にもほとんど包み
込まれないことなど、好ましくない現象を確認し
ている。

さて、実際にゴデーローラへの糸条引き廻し、
および、糸掛操作を第１，２図に示す糸掛用吸引
器を用いて実施してみた。吸引糸条は、糸速5500
ｍ／minで走行する70D−24f×８糸条のナイロン
６・フイラメントであり、使用した作動流体は常
温の水である。

高圧ポンプは、消費電力15KW・Ｈ容量のもの
を用いた。糸条吸引のために圧力を180〜20Kg／
cm²Ｇに設定した高圧水を各噴射ノズルから噴射さ
せた。その結果、吸引糸条には非常に高い吸引張
力が発現し、極めて安定な糸条引き廻し、およ
び、糸掛操作が可能であつた。特に、第２図に示
す糸掛用吸引器を用いた場合は、第１図に示す吸
引器を用いた場合と比較して、同一圧力、同一流
量において吸引器が約20％強いという好ましい結
果が得られた。

また、実施中に発生した騒音は、80dB以下で
あり、全く耳ざわりにはならなかつた。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明は、流体が噴射さ
れるノズルと、該流体および糸条を排出する排出
管とからなり、前記ノズルの流体噴射口と前記排
出管の流入口とは間隔をおいて対向して設けられ
てなる糸掛用吸引器において、前記流体として圧
力80Kg／cm²Ｇ以上の高圧液体を用いるに際し、前
記流体噴射口の口径ｄと前記排出管の内径Ｄと
が、1.25×ｄ＜Ｄ＜4.5×ｄを満足する関係に選
択された構成にしたことによつて、従来の糸掛用
装置では達成できなかつた糸速3000ｍ／min以
上、さらには、4500ｍ／min以上の高速で走行し
ている糸条に対する糸条引き廻し操作、および、
糸掛操作を確実、かつ、安定して行なうことが可
能である。

しかも、作動流体が非圧縮性流体である液体の
使用が可能となり、騒音は極めて小さい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明に係る糸掛用吸
引器の一実施例を示す縦断面図、および、第３図
は第１図に示す糸掛用吸引器の“排出管３の内径
Ｄ／噴射ノズル５の口径ｄ”と糸条の吸引張力と
の関係を示す図である。 図面中の符号の説明、１，１Ａ……吸引器、２
……本体、３……排出管、３Ａ……第１の排出
管、３ａ，３Aa……導糸口、４……第２の排出
管、５……噴射ノズル、５Ａ……第１の噴射ノズ
ル、６……第２の噴射ノズル、７……圧液室、８
……供給管、９……供給細管、９ａ……供給細管
頭部、１０……バルブ、１１……供給ホース、１
２……排出ホース、１３……収斂点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流体が噴射されるノズルと、該流体および糸
   条を排出する排出管とからなり、前記ノズルの流
   体噴射口と前記排出管の流入口とは間隔をおいて
   対向して設けられてなる糸掛用吸引器において、
   前記流体として圧力80Kg／cm²Ｇ以上の高圧液体を
   用いるに際し、前記流体噴射口の口径ｄと前記排
   出管の内径Ｄとが、1.25×ｄ＜Ｄ＜4.5×ｄを満
   足する関係に選択されたことを特徴とする糸掛用
   吸引器。