(57)【要約】【課題】フィルター構造における吸引空気の透過率を向上することにより、ブロワによる吸引圧の低下を減少して、繊維屑回収装置の繊維屑の回収効率を向上する。【解決手段】負圧供給源４と、負圧供給源４に接続される吸引ダクト３と、負圧供給源４と吸引ダクト３との間に配置されるフィルター構造とを備えている。フィルター構造は、フィルター開口部３３を覆うフィルターベース３０と、フィルターベース３０の外面を覆うろ過エレメント３１を含む。フィルターベース３０は、正六角形の通気孔３５の一群と、隣接する通気孔３５を区分する区分リブ３６とを備えたハニカム構造のパンチングメタルで構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負圧供給源と、前記負圧供給源に接続される吸引ダクトと、前記負圧供給源と前記吸引ダクトとの間に形成したフィルター開口部に配置されるフィルター構造とを備えており、
前記フィルター構造は、フィルター開口部を覆うフィルターベースと、前記フィルターベースの外面を覆うろ過エレメントを含み、
前記フィルターベースが、正六角形の通気孔の一群と、隣接する前記通気孔を区分する区分リブとを備えたハニカム構造のパンチングメタルで構成されていることを特徴とする繊維機械の繊維屑回収装置。
【請求項２】
前記通気孔が、上下方向へ一定ピッチおきに配置されて直線列を構成しており、
左右方向へ隣接する前記直線列が、上下方向へ前記ピッチの半ピッチ分だけずれた状態で配置されている請求項１に記載の繊維機械の繊維屑回収装置。
【請求項３】
前記ろ過エレメントが、金属製の細線を格子状に編んで構成したシート状の網体からなり、
前記ろ過エレメントは、その周縁が前記フィルター開口部よりも大きい四角枠状のエレメント枠に固定されて保形されており、
前記フィルター開口部の周縁壁に複数のボルトが固定されており、
前記フィルターベースと、前記ろ過エレメントおよび前記エレメント枠とが前記ボルトに挿通されて、前記ボルトにねじ込んだナットで前記ブロワボックスに締結されている請求項１または２に記載の繊維機械の繊維屑回収装置。
【請求項４】
前記フィルター開口部の面積を１００％とするとき、全ての前記通気孔の開口面積の合計値が７０％に設定されている請求項２または３に記載の繊維機械の繊維屑回収装置。
【請求項５】
前記フィルターベースは、厚みが２．３ｍｍのステンレス板材を素材にして形成されており、
前記通気孔の対向する辺部の対向長さが３０ｍｍに設定され、前記区分リブのリブ幅が５ｍｍに設定してある請求項１から４のいずれかひとつに記載の繊維機械の繊維屑回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維機械の稼動時に発生する糸屑、風綿などを回収するための繊維屑回収装置に関し、なかでも繊維屑をろ過するフィルター構造に関して改良を加えたものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のフィルター構造は、例えば特許文献１に開示があり、そこでは、一群の紡績ユニットの背部に吸引ダクトを配置し、紡績ユニットで発生した繊維屑を先の吸引ダクトを介してダストボックスへ回収している。ボックスには、吸引ダクトに負圧を供給するブロワが設けられており、ブロワと吸引ダクトの間に繊維屑をろ過するフィルター構造が設けられている。特許文献１のフィルター構造によれば、紡績ユニットで発生した繊維屑を吸引ダクトの内部に吸込んだのち、フィルター構造でろ過して回収することができる。
【０００３】
特許文献２においては、一群の巻取りユニットの背部にダクト状のサクションハウジングを配置し、ハウジングの下半側に設けたファン室に、多数個のラインフローファンを収容している。ハウジングの上半側は吸込みチャンバーになっており、吸込みチャンバーから導出したダクトを介して、個々の巻取りユニットで発生した糸屑等を吸引できるようにしている。ファン室と吸込みチャンバーとの間にはフィルター構造が設けられており、このフィルター構造で、吸込みチャンバーからファン室へ吸込まれる空気中の糸屑を分離できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８８６２９号公報（段落番号００１６、図１）
【特許文献２】実開平０６−０３０１７２号公報（段落番号００１０〜００１１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
繊維機械で使用されるフィルター構造は、大量の繊維屑をろ過する必要上、面積の大きなろ過エレメントが使用される。また、長時間にわたってろ過能力を維持するために、送風能力が高く、大きな吸引圧を発揮できるブロワが用いられる。ブロワの吸引圧は、ダクト内部における繊維屑の堆積状況、あるいはろ過エレメントの目詰まり状態に大きく影響され、繊維屑の堆積量が多いほど、さらに、ろ過エレメントにおける繊維屑の捕捉量が増えるほど、繊維機械の吸込み口における吸引圧が低下する。こうした、吸引圧の低下は、例えば自動ワインダーにおいては、パッケージの品質の低下の原因となり、紡績機においては、紡績糸の品質を損ねる原因となる。
【０００６】
本発明者は、ブロワによる吸引圧の低下（圧力損失）を減少することを目標にして、フィルター構造を検討し直した。対象とするフィルター構造は、図４に示すように、下ブロワボックス５の内部に配置してあり、ろ過エレメント３１と、ろ過エレメント３１を支持するフィルターベース３０と、エレメント枠３２などで構成してある。従来のフィルターベース４７は、図８に示すように、丸穴からなる通気孔４８の一群を備えたパンチングメタルで形成されており、隣接する通気孔４８の間にはＹ字状のリブ部４９が形成してある。本発明者は、フィルター構造の改良を検討する過程で、フィルターベース４７の構造がブロワの圧力損失を低下する一因になっていることに気づき、試験研究の結果、本発明を提案するに至ったものである。
【０００７】
本発明の目的は、フィルター構造における空気の透過率を向上することにより、ブロワによる吸引圧の低下を減少して、繊維屑の回収効率を向上できる繊維屑回収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る繊維屑回収装置は、負圧供給源４と、負圧供給源４に接続される吸引ダクト３と、負圧供給源４と吸引ダクト３との間に形成したフィルター開口部３３に配置されるフィルター構造とを備えている。フィルター構造は、フィルター開口部３３を覆うフィルターベース３０と、フィルターベース３０の外面を覆うろ過エレメント３１を含む。図１に示すように、フィルターベース３０は、正六角形の通気孔３５の一群と、隣接する通気孔３５を区分する区分リブ３６とを備えたハニカム構造のパンチングメタルで構成する。
【０００９】
通気孔３５は、上下方向へ一定ピッチおきに配置されて直線列を構成している。左右方向へ隣接する直線列は、上下方向へ前記ピッチの半ピッチ分だけずれた状態で配置されている。
【００１０】
ろ過エレメント３１は、金属製の細線を格子状に編んで構成したシート状の網体からなる。ろ過エレメント３１は、その周縁がフィルター開口部３３よりも大きい四角枠状のエレメント枠３２に固定されて保形されている。フィルター開口部３３の周縁壁に複数のボルト３７を固定する。フィルターベース３０と、ろ過エレメント３１およびエレメント枠３２とをボルト３７に挿通して、ボルト３７にねじ込んだナット３８でブロワボックス５に締結する。
【００１１】
フィルター開口部３３の面積を１００％とするとき、全ての通気孔３５の開口面積の合計値を７０％に設定する。
【００１２】
フィルターベース３０は、厚みが２．３ｍｍのステンレス板材を素材にして形成する。通気孔３５の対向する辺部の対向長さは３０ｍｍに設定し、区分リブ３６のリブ幅は５ｍｍに設定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、フィルターベース３０およびろ過エレメント３１を備えたフィルター構造において、フィルターベース３０を、正六角形の通気孔３５の一群と、区分リブ３６とを備えたハニカム構造のパンチングメタルで構成した。このように、正六角形の通気孔３５を備えたフィルターベース３０によれば、通気孔が円形、あるいは正方形で形成してあるフィルターベースに比べて、構造強度を増加できる。詳しくは、通気孔３５の形状を正六角形、円形、正方形に形成した３種のフィルターベースにおいて、外力を受けるときのフィルターベースのたわみ変形量を解析すると、正方形、円形、正六角形の順に、たわみ変形量が大きくなる。この解析においては、通気孔の形成個数、および全ての通気孔の開口面積の合計値を同じにして、フィルターベースを通過する空気量が一定になるようにした。
【００１４】
上記の解析結果は、フィルターベースを通過する空気量が一定であっても、通気孔および区分リブの形状の違いによって、フィルターベースでせき止められた空気流によって生じる全圧力が大小に異なることを意味している。また、フィルターベースに作用する全圧力の違いが、たわみ変形量の違いとなっていることを意味している。このことから、フィルターベースのたわみ変形量を一定とした場合には、正六角形の通気孔３５を備えたフィルターベース３０においては、正方形、あるいは円形の通気孔を備えたフィルターベースに比べて、通気孔３５の形成個数を増加できることになる。従って、本発明に係るフィルター構造によれば、フィルターベース３０の開口面積を増加して、その分だけ吸引空気の透過率を向上できることになる。これにより、同じ使用条件であれば、フィルターベース３０における吸引空気の透過率を向上して、フィルター構造におけるブロワ２３の圧力損失を低下でき、その結果、繊維屑回収装置による繊維屑の回収効率を向上できる。
【００１５】
通気孔３５を上下方向へ一定ピッチおきに配置して、直線列を構成し、左右方向へ隣接する直線列を、上下方向へ前記ピッチの半ピッチ分だけずれた状態で配置すると、フィルターベース３０における通気孔３５の平面充填度を大きくできる。これにより、フィルターベース３０における通気孔３５の全開口面積を増加して、吸引空気の透過率をさらに向上することができる。
【００１６】
金属製の細線を格子状に編んで構成したシート状の網体でろ過エレメント３１を構成し、その周縁を四角枠状のエレメント枠３２に固定すると、シート状のろ過エレメント３１をエレメント枠３２で、平坦に緊張させた状態で保形することができる。従って、ろ過エレメント３１を交換し、あるいはろ過面を清掃する際の取扱いを容易化できる。また、フィルターベース３０と、ろ過エレメント３１およびエレメント枠３２を、ボルト３７およびナット３８でブロワボックス５に締結した状態において、ろ過エレメント３１の周縁が外力を受けてずれ動くのを確実に防止して、繊維屑の分離を的確に行える。
【００１７】
フィルター開口部３３の面積を１００％とするとき、全ての通気孔３５の開口面積の合計値を７０％に設定したフィルターベース３０は、フィルターベース３０における通気孔３５の平面充填度を大きくして、フィルターベース３０における吸引空気の透過率を向上できる。
【００１８】
通気孔３５の対向する辺部の対向長さを３０ｍｍに設定し、区分リブ３６のリブ幅を５ｍｍに設定したフィルターベース３０によれば、吸引空気の透過率を向上しながら、フィルターベース３０の機械的な強度を充分なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るフィルター構造を示す縦断側面図である。
【図２】自動ワインダーの概略正面図である。
【図３】巻取りユニットの正面図である。
【図４】繊維屑回収装置の縦断正面図である。
【図５】フィルター構造の分解斜視図である。
【図６】フィルター構造の固定構造を示す縦断正面図である。
【図７】フィルターベースの強度解析結果を示す図表である。
【図８】従来のフィルターベースの開口形状を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施例）  図１から図６は、本発明に係る繊維屑回収装置を自動ワインダーに適用した実施例を示している。なお、本発明における前後、左右、上下とは、図１、図２および図４に示す交差矢印と、各矢印の近傍に表記した前後、左右、上下の表示に従う。
【００２１】
図２において、自動ワインダーは、ベースフレーム１の長手方向に沿って配置される一群の巻取りユニット２で構成されており、巻取りユニット２の後部には、巻取りユニット２で発生した糸屑（繊維屑）を回収するための吸引ダクト３が配置されている。吸引ダクト３の側端は、負圧供給源４の下ブロアボックス５に接続されている。
【００２２】
図３において、巻取りユニット２は、起立する縦長箱状の本体フレーム８を基体にして構成されており、給糸ボビン９の糸Ｙを巻き直してパッケージ１０を形成する。本体フレーム８の左側面には、下から上へ延びる糸道に沿って解舒補助装置１１と、テンション装置１２と、糸継装置１３と、スラブキャッチャ１４と、巻取部１５などの各機器が配置されている。解舒補助装置１１とテンション装置１２との間には中継ぎパイプ１６が配置され、テンション装置１２と糸継装置１３との間にはサクションマウス１７が配置されている。中継ぎパイプ１６およびサクションマウス１７によって、糸Ｙから脱落した糸屑、あるいは糸継装置１３で切断された糸欠陥を含む糸などが吸引されて、吸引空気とともに吸引ダクト３へと搬送される。図示していないが、給糸ボビン９を巻取りユニット２に供給するボビン供給マガジンの部分にも、糸屑を吸引空気とともに吸引ダクト３へと搬送するマガジンパイプが設けられている。図２および図３において符号１８は、本体フレーム８が固定されるフレーム枠を示す。
【００２３】
図４に示すように、負圧供給源４は、箱構造のケース２０を基体にして構成されており、ケース２０の内部はブロワ室２１と吸引チャンバー２２に区画されている。図４において負圧供給源４は、ブロワ室２１に収容されるブロワ２３と、ブロワ室２１に隣接して区画された吸引チャンバー２２と、吸引チャンバー２２の外側面の上下に区画される上ブロワボックス（ブロワボックス）２４と下ブロワボックス（ブロワボックス）５などで構成される。四角箱状の上ブロワボックス２４の上壁には、床面に落ちた繊維屑を搬送する集塵ダクト２６が接続されている。下ブロワボックス５は、上ブロワボックス２４より大きな四角箱状に形成されており、その右側壁の上部に吸引ダクト３が接続されている。符号２７は、ブロワ２３を回転駆動するモーターである。符号２８はサクションコーンであり、その一端は吸引チャンバー２２に連通され、他端はブロワ２３の吸込口２９に連通されている。ブロワ２３の吐出口は排気ダクト２５に接続されている。
【００２４】
負圧供給源４と吸引ダクト３との間の下ブロワボックス５の内部には、吸引ダクト３で搬送された繊維屑を吸引空気から分離するフィルター構造が、フィルター開口部３３を覆う状態で設けられている。フィルター構造は、フィルター開口部３３を覆うフィルターベース３０と、フィルターベース３０の外面を覆うろ過エレメント３１と、ろ過エレメント３１を保形するエレメント枠３２などで構成する。エレメント枠３２は、フィルター開口部３３よりもひとまわり大きな四角枠状に形成してある。吸引チャンバー２２と下ブロワボックス５とを区分する壁面に、先のフィルター開口部３３が開口されており、この開口３３を下ブロワボックス５の内部の側で覆うように、フィルターベース３０とろ過エレメント３１とが配置されている。ろ過エレメント３１は、金属製の細線を格子状に編んで構成したシート状の網体からなり、その周縁をスポット溶接することによりエレメント枠３２と一体化されている。このように、シート状のろ過エレメント３１を、金属板材で形成したエレメント枠３２に溶接することにより、ろ過エレメント３１は平坦に緊張した状態で保形される。
【００２５】
図１に示すように、フィルターベース３０は、厚みが２．３ｍｍのステンレス板材を素材にして、その板面に正六角形の通気孔３５の一群と、隣接する通気孔３５を区分する区分リブ３６とを形成したハニカム構造のパンチングメタルで構成されている。この実施例では、通気孔３５の平行な辺部が水平になる状態で、通気孔３５を上下方向へ一定ピッチおきに配置して直線列を構成するようにした。また、左右方向へ隣接する直線列を、上下方向へ前記ピッチの半ピッチ分だけずれるように配置して、フィルターベース３０における通気孔３５の平面充填度を大きくできるようにした。通気孔３５の対向する辺部の対向長さは３０ｍｍとした。また、区分リブ３６のリブ幅は５ｍｍとして、フィルター開口部３３の面積を１００％とするとき、全ての通気孔３５の開口面積の合計値が７０％となるようにした。
【００２６】
フィルター開口部３３の下ブロワボックス５側の周縁壁には、多数個のボルト３７が固定されている。これらのボルト３７にフィルターベース３０と、ろ過エレメント３１およびエレメント枠３２を挿通したのち、各ボルト３７にナット３８をねじ込んで締結することにより、フィルターベース３０およびろ過エレメント３１が下ブロワボックス５に固定される。このように、フィルターベース３０およびろ過エレメント３１は、下ブロワボックス５の内部においてフィルター開口部３３を覆っている。
【００２７】
下ブロワボックス５の前面には、ろ過エレメント３１で捕捉された繊維屑を取出すための取出口４１が開口されている。取出口４１はドア４２（図１参照）で開閉することができ、閉じた状態のドア４２は取出口４１の周縁壁に密着して空気の出入りを遮断できる。図４に示すように、吸引ダクト３と下ブロワボックス５の連通口４４と、ブロワ２３の吸込口２９とは、フィルター開口部３３およびフィルター構造の上部を間に挟んで、概ね対向する状態で配置されている。
【００２８】
上ブロワボックス２４の内部には、集塵ダクト２６で搬送された繊維屑を吸引空気から分離するフィルター構造が設けられている。このフィルター構造は、下ブロワボックス５の内部に設けたフィルター構造と同じ構造になっており、その大きさ（面積）が異なるだけであるので、同等の部材に同じ符号を付してその説明を省略する。上ブロワボックス２４の前面には、ろ過エレメント３１で捕捉された繊維屑を取出すための取出口が開口されており、この取出口はドア４５（図２参照）で開閉することができる。
【００２９】
上記構成のフィルターベース３０と、従来のフィルターベースと、比較例との機械的な強度をコンピュータ解析により確認した。比較例となるフィルターベースでは、フィルターベースに形成した通気孔の開口形状を正方形として解析を行った。解析の条件として、通気孔３５の形成個数、および全ての通気孔３５の開口面積の合計値を同じにした。そのうえで、各フィルターベースの中心部に１００Ｎの荷重を作用させた場合と、各フィルターベースの全面に１００Ｎの荷重を作用させた場合における、たわみ変形量を演算した。
【００３０】
試験結果を図７の図表に示している。各フィルターベースの中心部に１００Ｎの荷重を作用させた場合に、たわみ変形量が最も大きいのは、通気孔が正方形に形成してある比較例のフィルターベースで、その値は１５．２ｍｍであった。また、次にたわみ変形量が大きいのは、通気孔が円形の従来のフィルターベースで、その値は１０．４１ｍｍであった。本発明に係るフィルターベースのたわみ変形量は、１０．０６ｍｍと最も小さいものであった。また、各フィルターベースの全面に１００Ｎの荷重を作用させた場合のたわみ変形量は、比較例のフィルターベース（３．０５２ｍｍ）、従来のフィルターベース（２．１２５ｍｍ）、本発明のフィルターベース（２．０５２ｍｍ）の順に小さくなった。
【００３１】
上記の解析結果から、フィルターベースのたわみ変形量を一定とする場合には、本発明に係るフィルターベース３０の開口面積をさらに増加して、その分だけ吸引空気の透過率を向上できることになる。従って、同じ使用条件であれば、フィルターベース３０における吸引空気の透過率を向上して、フィルター構造におけるブロワ２３の圧力損失を低下し、繊維屑回収装置による繊維屑の回収効率を向上できる。
【００３２】
本発明に係るフィルター構造の適用対象は下ブロワボックス５に限定するものではなく、例えば上ブロワボックス２４に設けたフィルター構造を、本発明に係るフィルター構造で構成することができる。その場合の集塵ダクト２６は、上記の実施例における吸引ダクト３に相当する。フィルターベース３０は、ステンレス板材以外の金属板材で形成することができ、また、パンチング加工以外の加工法で形成してあってもよい。フィルターベース３０の通気孔３５は、正六角形のみで形成する必要はなく、１個の菱形の通気孔の周りを４個の正六角形の通気孔３５が囲む構造とすることができる。
【００３３】
フィルターベース３０、ろ過エレメント３１、およびエレメント枠３２の外形形状は四角形である必要はなく、円形、あるいは楕円形など必要形状に形成することができる。また、本発明に係る繊維屑回収装置は、自動ワインダー以外に紡績機などの繊維機械にも等しく適用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
３  吸引ダクト
４  負圧供給源
５  ブロワボックス（下ブロワボックス）
２１  ブロワ室
２２  吸引チャンバー
２３  ブロワ
３０  フィルターベース
３１  ろ過エレメント
３２  エレメント枠
３３  フィルター開口部
３５  通気孔
３６  区分リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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