(57)【要約】【課題】  緯糸を緯入れするウォータージェットノズルにおいて、ジェット水流の収束性が良くて、超広幅織物にも対応でき、しかも省エネルギーで節水型であること。【解決手段】  ウォータージェットポンプで発生させた加圧空気を噴気流部材の空気導入孔から供給した後、噴気流部材のスリット部からオリフィス部材の外周基端部へ噴出させることによりジェット水流と同時に高速の気流を噴射させるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル本体の内部に緯糸挿入用のニードルを同軸配置し、前記ニードルの先端部近傍のヘッド周りに、オリフィス部材を配置し、更にオリフィスの上流側に整流用のスタビライザーを備えたウォータージェットノズルにおいて、ノズル本体の前方に組付けた噴気流部材の気流径路から、オリフィス外周に高速の気流を吹き入れることにより、高速のジェット水流と高速の気流とを同時に噴出させることを特徴とするウォータージェットノズル。
【請求項２】
ウォータージェットポンプに設けられたスプリングガイド外周面とスプリング強度調整ネジ部材内径面とを機密構造として、ポンプ本体の中に空気圧縮室を設け、ジェット水流用のピストンの出し入れに同調して、圧縮された空気を圧力空気排出口から配管を通じて噴気流部材の空気導入孔に供給することを特徴とする請求項１に記載のウォータージェットノズル。
【請求項３】
ウォータージェットポンプから発生させた高速の気流を噴気流部材の少なくとも１箇所に設けた空気導入孔に供給した後、前記噴気流部材の内部端面に形成した複数個のスリットからオリフィス外周部に噴出するように構成したことを特徴とする請求項１及び２に記載のウォータージェットノズル。
【請求項４】
噴気流部材から噴射された高速の気流の中央部分を同時に噴射されたジェット水流が飛行するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３に記載のウォータージェットノズル。
【請求項５】
ノズル本体の内部に緯糸挿入用のニードルを同軸配置し、前記ニードルの先端部近傍のヘッド周りに、オリフィス部材を配置し、更にオリフィスの上流側に整流用のスタビライザーを備えたウォータージェットノズルにおいて、ノズル本体の前方に組付けた噴気流部材の気流径路を経て、オリフィス外径側テーパー部に向けて真空吸引した空気を供給することにより、ジェット水流と同時に真空吸引空気を放出することを特徴とするウォータージェットノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ウォータージェットルームにおけるウォータージェットノズルに係り、特に、収束性に優れたジェット水流が得られ、ジェット水流拡散による縦糸の毛羽立ちを抑え、広幅織にも優れた性能を発揮し、しかも、使用水量の少ない節水型のウォータージェットノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】  自動織機のウォータージェットルームは、ポンプから供給される圧力水をノズルでジェット水流に変換して放出することにより、ニードル内の緯糸をジェット水流で搬送して緯入れを行うためのウォータージェットノズルを備えている。【０００３】  このウォータージェットノズルは、ポンプから供給される圧力水をノズル本体内で整流を行なうスタビライザーと、スタビライザーの下流側で、ニードル外周部とオリフィス部材の内面テーパー部との間で圧力水の流路を順次狭めて圧力水をジェット水流に変換して放出することにより、ニードル内の緯糸を真空吸引してジェット水流で搬送する作用を有する。【０００４】  また、ウォータージェットノズルの性能としては、ポンプから供給される圧力水を整流状態にして、でき得る限り収束性の良いジェット水流を得て、多種類で多用途の緯糸を安定的に緯入れできることが要求されている。【０００５】  ウォータージェットノズルの性能を高めるために、オリフィスの上流側に設けた整流用のスタビライザーにおいて、放射状に複数のスリットを流路として形成した翼を軸線方向のほぼ全長に備え、翼の下流側の端面を形成するバックエッジとオリフィスとの間に空洞部を形成し、バックエッジ付近で発生するキャビテーションを防止することにより、安定したジェット水流の放出を可能にしたものがある。（例えば特許文献１参照）【０００６】  更に、オリフィス部材のテーパー角θを１５°乃至３５°に形成することにより、１２００ｒｐｍ以上の超高速運転に適したジェット水流を発生させ、またオリフィス部材の出口コーナー部から突出させるニードルの先端までの長さＩをＩ＝θ／３６０°×１０Ｌ×Ｙの数式で求めることができるようにしたウォータージェットノズルがある。（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２９６１５１
【特許文献２】特開２００１−４０５５１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  ウォータージェットノズルは、前述の特許文献のみならず、種々改良が加えられ現在に至っているが、収束性の良いジェット水流が得られ、しかも１０００ｒｐｍ以上の高速織機スピードが達成され、かつジェット水流からの拡散飛沫が少なくて、なおかつ、水の消費量が少ない節水型の特徴を有すること、等の性能を全て満足する性能レベルには達していない。更に近年、自動車用部品であるエアバッグ織物においては、織幅が２３０ｃｍを超え、緯糸においても、４２０デニールと太いために、緯入れの正確さが強く要求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明は、ノズル本体の内部に緯糸挿入用のニードルを同軸配置し、前記ニードルの先端部近傍のヘッド周りに、オリフィス部材を配置し、更にオリフィスの上流側に整流用のスタビライザーを備えたウォータージェットノズルにおいて、ノズル本体の前方に組付けた噴気流部材の気流径路から、オリフィス外周に高速の気流を吹き入れることにより、高速のジェット水流と高速の気流とを同時に噴出させることを特徴とするウォータージェットノズルとする。【００１０】  本発明は、ウォータージェットポンプに設けられたスプリングガイド外周面とスプリング強度調整ネジ部材内径面とを機密構造として、ポンプ本体の中に空気圧縮室を設け、ジェット水流用のピストンの出し入れに同調して、圧縮された空気を圧力空気排出口から配管を通じて噴気流部材の空気導入孔に供給することを特徴とする請求項１に記載のウォータージェットノズルとする。【００１１】  本発明は、ウォータージェットポンプから発生させた高速の気流を噴気流部材の少なくとも１箇所に設けた空気導入孔に供給した後、前記噴気流部材の内部端面に形成した複数個のスリットからオリフィス外周部に噴出するように構成したことを特徴とする請求項１及び２に記載のウォータージェットノズルとする。【００１２】  本発明は、噴気流部材から噴射された高速の気流の中央部分を噴射されたジェット水流が飛行するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３に記載のウォータージェットノズルとする。【００１３】  本発明は、ノズル本体の内部に緯糸挿入用のニードルを同軸配置し、前記ニードルの先端部近傍のヘッド周りに、オリフィス部材を配置し、更にオリフィスの上流側に整流用のスタビライザーを備えたウォータージェットノズルにおいて、ノズル本体の前方に組付けた噴気流部材の気流径路を経て、オリフィス外径側テーパー部に向けて真空吸引した空気を供給することにより、ジェット水流と同時に真空吸引空気を放出することを特徴とするウォータージェットノズルとする。
【発明の効果】
【００１４】  本発明に係るウォータージェットノズルは、以下に示すような優れた効果を発揮する。【００１５】  １．オリフィス外径側テーパー基端部から高速の気流を吹き込むことにより、オリフィス出口端面部にポンプ圧力が最大になる前の遅いジェット水流の滞留水が高速空気流で気流化される結果、ジェット水発射瞬間のジェット水流先端部の形が小さく、長く維持されることで、拡散飛沫が少なく効率の良い高速ジェット水流が得られる。【００１６】  ２．ジェット水流外周の噴射空気流は、ジェット水流よりも速く、噴気流部材のストレート部では、加圧状態となり、ジェット水の収束性を高める作用効果を発揮するため、ジェット水の拡散飛沫を大幅に削減することができ、また、効率の良いジェット水流の高速化によって、ジェット水量の節水効果も大きく達成できる。【００１７】  ３．オリフィス外径側テーパー基端部から高速の気流を吹き込むことにより、オリフィス出口端面部でジェット水噴射に伴う真空現象が発生せず、ジェット水の放出抵抗を大幅に緩和する効果を得られるため、拡散飛沫の少ないジェット水流が得られる。【００１８】  ４．オリフィス外径側テーパー基端部から高速の気流を吹き込むことにより、ジェット水流の高速直進に伴う空気抵抗が大幅に緩和される効果が得られるため、拡散飛沫の少ないジェット水流が得られる。【００１９】  ５．高速の気流の中央部をジェット水流が飛行するのでジェット水流の拡散現象が格段に抑制され、なおかつ、ジェット水流の高速化が容易になった結果ウォータージェットルームの高速運転稼働率が大きく改善された。【００２０】  ６．前述の発明の効果１、２、３、４及び５によって、収束性に優れたジェット水流が得られる。【００２１】  ７．ジェット水流の収束性がよいので、超広幅織物（２３０ｃｍ以上）も安定して製織でき、しかも、ジェット水流の収束性が優れているので、高速拡散水によって発生する縦糸の傷（毛羽立ち）等が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のウォータージェットノズルの縦断面図である。
【図２】本発明のウォータージェットノズルのニードル先端近傍とオリフィス部材の出口端面近傍の縦断面図である。
【図３】空気圧縮機能を持たせたウォータージェットポンプの縦断面図である。
【図４】空気圧縮機能を持たせたウォータージェットポンプの立体的略図である。
【図５】（ａ）本発明の噴気流部材の縦断面図である。（ｂ）図５（ａ）の正面図である。
【図６】（ａ）本発明の別態様の噴気流部材の縦断面図である。（ｂ）図６（ａ）の正面図である。
【図７】従来のウォータージェットノズルの縦断面図である。
【図８】空気流入弁部材の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】  以下に本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２４】  図１に示す本発明のウォータージェットノズルは、ノズル本体１に噴気流部材１４を同軸配置し、ノズル本体１の内部に緯糸導入用のニードル３を同軸配置し、前記ニードル３のニードル先端部近傍の周りにオリフィス部材６を同軸配置し、更にオリフィス部材６の上流側に供給水を整流するスタビライザー５を同軸配置している。このウォータージェットノズルにおいて、注水孔９から供給された圧力水はスタビライザー５で整流され、次いでニードル先端部４近傍のテーパー部分と前記オリフィス部材６のテーパー部分との間で圧力水の流路が狭まるにつれて水流が増速し、ニードル先端部４とオリフィス部材６の出口との間からジェット水流となって噴射される。また、図３のウォータージェットポンプ本体１９の空気圧縮室２５で、スプリング２４の反発力によって、圧縮された空気は、図４の圧力空気排気口２８に配置される図８の空気流入弁部材３３から、図示していない配管を通じ、噴気流部材１４の空気導入孔１５へと供給され、噴気流部材１４のスリット３０を通り、オリフィス外径側テーパー基端部と噴気流部材１４の内径側とからジェット水流と同時に噴射される。
【００２５】  ニードル３内の緯糸は、このジェット水流によって、糸孔１１が真空状態になるために緯糸が吸引されてジェット水流に取り込まれて緯入れされるようになっている。
【００２６】  本発明のウォータージェットノズルに配設した噴気流部材１４は、図５（ａ）、（ｂ）に示しているように、噴気流部材１４の取り付けネジ内径側全周に、リング状の空間スリット２９を形成し、リング状の空間スリット２９と噴気流部材の内径側ストレート部１８とからなる肉厚部の端面部に複数本の放射状のスリット３０が設けられている。前記噴気流部材１４は、通常ジェット水流に伴ってオリフィス部材６の先端部と外径空洞部に発生する真空現象（流体抵抗）に伴う放出抵抗を、図２に示しているように空気導入孔１５から供給された空気を前記スリットを通じ、オリフィス部材６の外径側テーパー基端部から高速で放出することによって、大幅に緩和する効果を発揮する。
【００２７】  また、オリフィス部材６の外径側テーパー基端部から高速の気流を噴射することで、ジェット水流と空気との衝突を大幅に緩和する効果を発揮する。
【００２８】  更に、オリフィス部材６の外径側テーパー基端部から高速の気流を噴射することで、ジェット水噴射毎にオリフィス出口端面に滞留しようとする水を吹き飛ばす効果を発揮する。
【００２９】  図６（ａ）、（ｂ）はウォータージェットポンプの圧力空気を利用しない方式からなる本発明の別態様の噴気流部材３１である。この噴気流部材３１は、外周面の複数個所に空気流入孔３２を設け、かつ、この空気流入孔３２は噴気流部材３１のリング状空間スリット２９まで貫通されている。更に通常のウォータージェットノズルにおいて、オリフィス部材の外径側出口空洞部がジェット水放出に伴って発生する真空現象を、噴気流部材３１から空気を吸引することで緩和するため、付着滞留水が発生せず収束性の良いジェット水流が得られる。
【００３０】  図８はウォータージェットポンプの圧力空気排出口２８に配置される空気流入弁部材３３である。この空気流入弁部材３３はウォータージェットポンプの空気圧縮室２５の空気吸引行程時の空気吸引によって、空気流入弁部材３３の空気流入弁３４が開き、空気吸引孔３５から空気が吸引され、空気圧縮室２５へと空気が供給される。また、空気圧縮、放出時には空気流入弁３４は閉じ、空気吸引孔３５から空気が排出されないようになっている。
【実施例】
【００３１】  本実施例において、ポンプのスプリングガイド２３外径面とスプリング強度調整ネジ部材２２内径面に機密性を持たせ、空気圧縮室２５を作り、ポンプにスプリング２４の反発力で発生する空気圧縮機能を持たせた。スプリングガイド２３外径は７８ｍｍ、ピストン２１径２２ｍｍ、ストローク１５ｍｍ、回転数１０００ｒｐｍ、織幅２３０ｃｍにおける緯糸が４２０デニールのエアバッグ用緯糸の挿入時において、従来のウォータージェットノズルと比較し、製織状況、織機稼働率においても、大きく効率が上がった。そこに至る技術を分析するに至り、従来のウォータージェットノズルにおいて、ノズルから噴出されたジェット水は、秒速１００ｍを超えるジェット水流であり、ジェット水流はノズルから噴出した瞬間に空気と衝突をおこし、ジェット水の断面積が一気に拡大しようとしている状況であった。今回オリフィス外周部から高速の空気を、１回転の緯入れ毎に０．０２秒間で約７０ｃｃずつ流すことにより、同時に噴射する６ｃｃのジェット水流の状況が極端に改善され、織幅が２３０ｃｍを超えたところで、従来のウォータージェットノズルと比べ、ジェット水の拡散する直径が５０％小さくなり、製織機能が安定したことで、織品質も良く、稼働率も大きく向上していることが立証された。
【符号の説明】
【００３２】１      ノズル本体２      ボディ３      ニードル４      ニードル先端部５      スタビライザー６      オリフィス部材７      オリフィス内面テーパー８      オリフィス部材の出口端面（オリフィス出口端面）９      注水孔１０    Ｏリング１１    糸孔１２    ニードルネジ１３    糸ガイド１４    噴気流部材１５    空気導入孔１６    ジェット水流１７    高速の気流１８    噴気流部材ストレート部１９    ウォータージェットポンプ本体２０    シリンダー２１    ピストン２２    スプリング強度調整ネジ部材２３    スプリングガイド２４    スプリング２５    空気圧縮室２６    アウトレット２７    インレット２８    圧力空気排出口２９      リング状空間スリット３０    放射状スリット３１    別態様の噴気流部材３２    空気流入孔３３    空気流入弁部材３４    空気流入弁３５    空気吸引孔
【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−Ａ】
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【図５−Ｂ】
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【図６−Ａ】
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【図６−Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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