KR100488266B1

KR100488266B1 - 물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐

Info

Publication number: KR100488266B1
Application number: KR10-2002-0063735A
Authority: KR
Inventors: 코이치 하토리
Original assignee: 쓰다고마 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2005-05-11
Also published as: KR20030041770A; TW574453B; JP3866088B2; JP2003155644A; CN1277010C; CN1420222A

Abstract

본 발명의 물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐은 확산을 억제한 제트 물줄기를 분사 가능하도록 하기 위한 것이다. 물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐은 방사상의 복수의 정류판(整流板)이 존재하는 정류판-설치구간과, 정류판-설치구간에서 물줄기 분사구측으로 정류판이 존재하지 않는 정류판-비존재구간을 갖는 관통구멍을 격벽(隔璧)에 형성하고, 정류판-비존재구간의 내주면과 니들부의 외주면을 실 유도방향에서의 물줄기 분사 위치에 있어서 동심원상으로 형성하고, 실 유도방향에 있어서의 정류판-비존재구간의 길이를 1mm 이하로 한 것을 특징으로 한다.

Description

물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐{Weft Inserting Nozzle of Loom of Water Jetting Type}

발명의 분야

본 발명은 물 분사식 직기에 이용되는 위사 삽입 노즐에 관한 것이다.

발명의 배경

물 분사식 직기용 위사 삽입 노즐의 하나로서, 방사상의 복수의 정류판을 갖춘 격벽과, 위사 도입용 실 유도구멍을 갖춘 니들을 노즐 본체에 배치한 것이 있다(예를 들어, 특개평 10-130997호 공보, 실개소61-33886호 공보, 특개2000-336549호 공보).

그들 종래의 위사 삽입 노즐에 있어서, 노즐 본체는 격벽 및 니들을 수납하도록 일단에 개구된 수납구멍과 상기 수납구멍의 내주면에 개구하는 급수구멍을 한쪽 단면에 갖추고 있음과 동시에, 다른쪽 단면에 개구된 커버구멍을 수납구멍과 같은 축에 갖추고 있다.

또한, 니들은 실 유도구멍 외에, 외경치수가 실 유도방향을 향해 점차 작아지는 외향 유도면을 외주면에 가짐과 동시에 노즐 본체의 수납구멍에서 커버구멍을 향해 연장하는 니들부를 갖추고 있다. 실 유도구멍은 니들의 축심부를 관통하고 있다. 노즐 본체와 니들은 노즐 본체의 급수구멍에 이어지는 환상 공간을 니들부의 외향 유도면과 노즐 본체의 수납구멍의 내주면에 의해 형성하고 있다.

게다가, 격벽은 노즐 본체의 수납구멍과 커버구멍과의 사이에 배치되어 소위 격벽을 구성하고 있고, 축심부에 내향 유도면 및 환상 내주면을 가짐과 동시에, 수납구멍에서 커버구멍으로 연결되는 관통구멍을 갖고, 그리고 니들의 외향 유도면과의 사이에 형성되는 유로에, 상기 유로의 중간부에서 외향 유도면과의 사이에 방사상의 복수의 정류판을 갖는 정류판-설치구간과 상기 정류판-설치구간에서 선단측으로 정류판이 존재하지 않는 정류판-비존재구간을 형성하고 있다.

물 분사식 직기용 위사 삽입 노즐의 다른 하나로서, 노즐 본체와 니들과 격벽(노즐 인서트(insert))을 갖추고, 정류판(날개판)을 격벽의 환상 내주면의 전체 길이 범위에 걸쳐 연장시키고, 정류판-비존재구간을 제거한 것이 있다(실개소62-88779호 공보).

그러나, 정류판-비존재구간을 갖춘 전자는, 모두 실 유도방향에 있어서의 정류판-설치구간 및 정류판-비존재구간의 길이를 고려하고 있지 않다. 종래의 위사 삽입 노즐에서는 특히 실 유도방향에 있어서의 정류판-비존재구간의 길이가 3∼4mm 이상으로 길다.

상기와 같이 정류판-비존재구간의 길이가 크면, 위사 삽입 노즐로부터의 분사 물줄기가 확산하는 것을 피할 수 없기 때문에, 위사 삽입 개시 타이밍(위사의 바디 침 타이밍)을 앞당겨 직기를 고속도로 가동시킬 수 없다.

즉, 위사 삽입용 물줄기가 확산해 있으면, 위사 삽입 노즐로부터 분사된 물줄기가 경사 개구를 형성하고 있는 경사부분(개구 경사)에 충돌하는 소위 물 맞음에 의해, 그 경사부분의 손상으로 경사 끊김이나 경사 보푸라기 또는 경사의 연재방향으로 연장하는 경사 선이 직물에 발생하여, 직물의 품질이 현저히 저하하기 때문에, 상기와 같은 직기의 고속 운전을 할 수 없다. 그와 같은 분사 물줄기의 확산은 물줄기가 정류판-비존재구간을 통과하는 사이에 정류판에 의한 정류효과가 저하하여, 난류(亂流)가 발생하는 것에서 기인하는 것으로 생각된다.

정류판-비존재구간을 갖추고 있지 않은 후자에서는 니들과 격벽이 상대적으로 편심(偏心)한 상태로 니들 본체에 배치되면, 물줄기가 니들과 격벽과의 사이에서 치우치고, 그와 같이 치우친 물줄기가 분사구 근방에서 충돌하여 두드러지게 확산한다. 이 때문에, 위사 삽입 노즐, 특히 격벽의 제조단계에서는 고정밀도의 가공이 요구되고, 불량품의 발생율이 높고, 수율(收率)이 나쁜 문제가 있다.

본 발명의 목적은 확산을 억제한 제트 물줄기를 분사 가능하게 하는 물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기의 목적 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 이하 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐은 한쪽 단면에 개구된 수납구멍과 상기 수납구멍에 연결되고 다른쪽 단면에 개구된 커버구멍을 같은 축에 갖춘 노즐 본체와, 상기 수납구멍에 삽입된 니들로 이 축심부를 관통하는 실 유도구멍을 갖춤과 동시에, 상기 수납구멍에서 상기 커버구멍을 향해 연장하는 니들부를 갖춘 니들과, 상기 니들부의 외주면과 상기 수납구멍의 내주면에 의해 형성되고 위사 삽입용 압력수가 공급되는 환상 공간과, 상기 환상 공간과 상기 커버구멍과의 사이에 배치된 격벽으로 상기 환상 공간과 상기 커버구멍에 나란히 이어지고 상기 니들부가 이 주위에 유체 유로를 형성하는 상태로 배치된 관통구멍을 갖춘 격벽과, 상기 유체 유로의 상기 환상 공간 측에 방사상의 복수의 정류판이 존재하는 정류판-설치구간과, 상기 유체 유로의 상기 정류판-설치구간에서 상기 커버구멍측으로 상기 정류판이 존재하지 않는 정류판-비존재구간을 포함한다. 상기 정류판-비존재구간에 있어서의 상기 관통구멍의 내주면과 상기 니들부의 외주면은 실 유도방향에 있어서의 물줄기 분사위치에서 동심원상으로 형성되어 있고, 실 유도방향에 있어서의 상기 정류판-비존재구간의 길이는 1mm 이하이다.

환상 공간에 공급된 압력수는 관통구멍을 통해 커버구멍을 향하여 분사된다. 관통구멍을 지나는 물줄기는 정류판-설치구간을 지날 때에 정류판에 의해 정류되고, 정류판-비존재구간에서 단면 원형상의 물줄기로 변환되어, 그 상태로 정류판-비존재구간에서 커버구멍으로 분사된다. 실 유도구멍을 관통하고 있는 위사는 정류판-비존재구간에서 분사되는 물줄기에 지지된 상태로 그 물줄기에 의해 운송된다.

정류판-비존재구간의 내주면과 니들부의 외주면이 격벽과 커버구멍과의 경계위치, 즉 물줄기 분사위치에 있어서 동심원상으로 형성되어 있으면, 니들부와 격벽과의 상대적 위치에 다소 심(心) 벗어남이 있어도, 편심(偏心)이 없는 균일한 제트 물줄기가 분사되고, 게다가 정류판-비존재구간의 길이가 1mm 이하로 짧은 것과 더불어 정류효과를 손상시키지 않고 확산을 억제한 제트 물줄기가 얻어진다.

상기와 같이 확산이 적은 제트 물줄기에 의해, 위사 삽입이 안정하고, 또한 경사 개구에 대한 물 맞음이 발생하지 않아, 경사 끊김, 경사 보푸라기, 경사 선과 같은 직물 품질의 저하가 방지되고, 그 결과, 고속운전이 가능해지고, 생산성을 높일 수 있다.

상기 격벽은 상기 수납구멍에 배치된 단일 부재로 형성되어 있어도 좋다. 이 경우, 상기 정류판-비존재구간의 길이가 0.1mm 이상이면, 격벽이 니들부에 대해 다소 심 벗어남을 갖고 있어도, 그 심 벗어남에 의한 물줄기의 치우침이 정류판-비존재구간의 내주면에 의해 수정되고, 그 결과 격벽의 수율이 향상한다.

상기 격벽은 상기 수납구멍에 배치된 2개의 부재로 형성되어 있어도 좋다. 이 경우, 상기 정류판-비존재구간의 길이가 0.7mm 이상이면, 격벽이 니들부에 대해 다소 심 벗어남을 갖고 있어도, 그 심 벗어남에 의한 물줄기의 치우침이 정류판-비존재구간의 내주면에 의해 수정되고, 그 결과 격벽의 수율이 향상한다. 또한, 정류판-비존재구간의 길이가 0.7mm 미만이면, 정류판-비존재구간의 내주면이 물줄기에 의해 마모하여 내구성이 저하되지만, 정류판-비존재구간의 길이가 0.7mm에서 1mm이면, 정류판-비존재구간 내주면의 물줄기에 의한 마모가 적고, 정류판-비존재구간 내주면의 내구성이 향상한다.

상기 정류판-설치구간의 길이는 3mm 이상, 바람직하게는 10mm 이하로 할 수 있다. 그와 같이 하면, 3mm 미만에서는 물의 세기가 과대해지고, 직물에 경사 선이 발생하고, 10mm를 넘으면, 정류판 간의 홈에 있어서의 저항의 증가로 물의 세기가 저하하여, 위사 삽입이 불안정해지지만, 그와 같은 문제가 억제된다.

상기 관통구멍은 상기 정류판-설치구간 및 상기 정류판-비존재구간 중 최소한 어느 한 구간의 내경이 실 유도방향으로 진행함에 따라 축소되어 있던가, 또는 상기 니들부의 외주면은 그 외경이 실 유도방향으로 진행함에 따라 축소되어 있을 수 있다. 그와 같이 하면, 실 유도방향으로 진행함에 따라 관통구멍과 니들부 외주면과의 사이에 좁아지는 유로가 형성되어, 유속을 보다 가속시킬 수 있기 때문에, 유체의 소비량을 억제하면서 이상적인 제트 물줄기를 분사할 수 있다.

도1에서 도3을 참조하면, 위사 삽입 노즐(10)은 물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐로서 이용된다. 위사 삽입 노즐(10)은 원통상의 노즐 본체(12)와, 노즐 본체(12)에 같은 축으로 삽입된 니들(14)과, 노즐 본체(12) 내에 노즐 본체(12) 및 니들(14)과 같은 축으로 배치된 격벽(16)을 포함한다. 위사 삽입 노즐(10)은 유체 분사측(선단측)에서 노즐 본체(12)에 결합된 너트(18)에 의해, 노즐 조인트 즉 노즐 홀더(20)에 지지되어 있다.

노즐 본체(12)는 일단(후단)측에 개구된 수납구멍(22)과, 수납구멍(22)에 연결되고 타단(선단)측에 개구된 커버구멍(24)을 같은 축에 갖추고 있다. 수납구멍(22) 및 커버구멍(24)은 전자의 직경치수가 후자의 직경치수보다 큰 원형의 단면형상을 갖고 있다.

또한, 노즐 본체(12)는 노즐 홀더(20)의 유체 유로(26)에 연결되는 환상 홈(28)을 외주면에 같은 축에 갖고 있고, 게다가 환상 홈(28)과 수납구멍(22)에 나란히 이어지는 복수의 급수구멍(30)을 위사 삽입 노즐(10)의 축선 주위에 등각도 간격으로 갖고 있다.

니들(14)은 후단측에서 노즐 본체(12)의 수납구멍(22)으로 같은 축에 삽입된 베이스부(32)와, 베이스부(32)에서 선단측으로 같은 축에 연장한 니들부(34)와, 축심부를 관통하는 실 유도구멍(36)을 같은 축에 갖고 있고, 베이스부(32)의 후단측 부분(38)에서 노즐 본체(12)에 결합되어 있다.

베이스부(32)는 수납구멍(22)과 거의 같은 직경 치수를 갖는 원형의 단면형상을 갖고 있다. 니들부(34)는 그 외주면의 직경 치수가 선단을 향해 점차 감소하는 가는 원통상으로 형성되어 있다. 니들부(34)의 외주면(40)은 물줄기를 안내하는 외향 유도면(40)으로서 작용한다.

실 유도구멍(36)은 위사(42)가 통과하는 것을 허락하도록, 니들(14)의 축심부를 위사(42)의 이동방향(실 유도방향)으로 관통되어 있다. 니들부(34)의 후단측의 외주면은 수납구멍(22)의 내주면과 함께 환상 공간(44)을 형성하고 있다. 급수구멍(30)은 환상 공간(44)으로 개구하고 있다.

격벽(16)은 환상 공간(40)과 커버구멍(24)과의 사이에 배치된 단일 부재에 의해 구성되어 있고, 또한 니들부(34)의 선단부가 같은 축으로 관통하는 관통구멍(46)을 축심부에 갖고 있다.

관통구멍(46)은 고압의 물줄기를 조여 가속하도록 유로 단면적이 하류측만큼 감소하는 유로(소위, 오리피스(orifice) 유로)를 니들부(34)의 외주면(40)과 함께 형성하고 있다. 관통구멍(46)은 환상 공간(44)측에 내향(內向)이고 방사상의 복수의 정류벽 즉 정류판(48)이 존재하는 정류판-설치구간(L1)과, 정류판-설치구간(L1)에서 커버구멍(24)측에 정류판(48)이 존재하지 않는 정류판-비존재구간(L2)을 갖는다.

정류판(48)은 위사 삽입 노즐(10)의 축선방향 주위에 등각도 간격을 두고 축선방향으로 연장해 있다. 주방향으로 서로 이웃하는 정류판(48)의 사이는 물줄기의 통과를 허락하는 정류 홈으로 되어 있다. 관통구멍(46)을 형성하고 있는 내향면 중, 정류 홈의 안쪽 바닥면은 내향 유도면(50)으로서 작용하고, 정류판-비존재구간(L2)의 내주면은 환상 내주면(52)으로서 작용한다.

도3에 나타낸 바와 같이, 정류판-비존재구간(L2)의 환상 내주면(52)과 니들부(34)의 외향 유도면(40)은 격벽(16)과 커버구멍(24)과의 경계위치(즉, 물줄기 분사구(56)의 위치)에 동심원상으로 형성되어 있고, 이에 의해 선단측(경사 개구측)에서 보았을 때 환상의 물줄기 분사구가 상기 경계위치에 형성되어 있다. 물줄기 분사구는 물줄기를 관통구멍(46), 특히 주방향으로 서로 이웃하는 정류판(48) 사이에 있어서의 조임으로부터 해방하여 분사시킨다. 정류판-비존재구간(L2)의 길이는 0mm＜L2≤1mm로 되어 있다.

실 유도구멍(36)도 격벽(16)과 커버구멍(24)과의 경계위치에 있어서 내주면(52) 및 외주면(40)과 동심원상으로 형성되어 있다. 내향 유도면(50) 및 환상 내주면(52)은 각각 직경치수가 후단측만큼 커지는 꼭지각(θ1 및 θ2)의 원추면의 일부를 형성하고 있다.

격벽(16)은 스테인레스강과 같은 강재에 방전가공에 의한 절삭가공을 실시함으로써 제조할 수 있다. 그와 같이 하면, 격벽(16)의 내구성이 향상함과 동시에, 높은 정밀도의 가공을 행할 수 있다.

니들(14)과 노즐 본체(12)와의 사이, 및 노즐 본체(12)와 노즐 홀더(20)와의 사이에는 각각 1 이상의 O링(54)이 배치되어 기밀(氣密) 또는 액밀(液密)로 유지되고 있다.

고압의 물줄기는 고압 유체원으로부터 노즐 홀더(20)의 유체 유로(26)를 거쳐 노즐 본체(12)의 환상 홈(28)으로 유도되고, 환상 홈(28)에서 복수의 급수구멍(30)에 의해 환상 공간(44)으로 도입되고, 환상 공간(44)에서 관통구멍(46)으로 도입된다.

관통구멍(46)으로 도입된 물줄기는 정류판-설치구간(L1)을 지날 때에 정류판(48)에 의해 난류가 없는 흐름으로 정류되고, 정류판-비존재구간(L2)에서 단면 원형의 물줄기로 변환되어, 그 상태로 정류판-비존재구간(L2)에 이어지는 물줄기 분사구(56)에서 커버구멍(24)으로 분사된다. 정류판(48)에 의한 정류효과는 정류판(48)의 수가 많을수록 높다.

또한, 관통구멍(46)에 도입된 물줄기는 유로 단면적이 하류측(선단측)만큼 감소하는 관통구멍(46), 특히 주방향으로 서로 이웃하는 정류판(48) 및 내향 유도면(50) 사이에서 정류되면서 조여져서 가속되고, 환상의 물줄기 분사구(56)에서 관통구멍(46)에 의한 조임으로부터 해방되어 가압상태에서 해방된다.

실 유도구멍(36)을 관통하고 있는 위사(42)는 정류판-비존재구간(L2)에 이어지는 물줄기 분사구(56)에서 분사되는 물줄기에 지지된 상태로, 그 물줄기에 의해 운송된다.

위사 삽입 노즐(10)에 있어서는, 환상의 물줄기 분사구(56)를 형성하고 있는 정류판-비존재구간(L2)의 환상 내주면(52)과 니들부(34)의 외향 유도면(40)이 격벽(16)과 커버구멍(24)과의 경계위치(물줄기 분사구(56)의 위치)에 동심원상으로 형성되어 있기 때문에, 니들부(34)와 환상 내주면(52)과의 상대적 위치에 다소 심 벗어남이 있어도, 정류판을 격벽의 전체 길이 범위에 걸쳐서 연장시킨 종래 장치에 비해, 치우침이 없는 균일한 제트 물줄기가 분사된다.

또한, 위사 삽입 노즐(10)에 있어서는, 환상 내주면(52) 및 외향 유도면(40)이 물줄기 분사구의 위치에 있어서 동심원상인 것과, 정류판-비존재구간(L2)의 길이가 0mm를 넘으면서 1mm 이하로 짧은 것이 서로 작용하여, 정류효과를 손상시키지 않고 확산이 억제된 제트 물줄기가 물줄기 분사구(56)로부터 분사된다.

상기 결과, 위사 삽입 노즐(10)에 의하면, 확산이 적은 제트 물줄기에 의해, 위사 삽입이 안정하고, 개구 경사에 대한 물 맞음이 발생하지 않고, 경사 선 등에 의한 직물의 품질저하가 방지되기 때문에, 종래 900rpm 정도였던 직기의 회전속도를 1200rpm 정도로 고속운전이 가능해져, 생산성이 향상한다.

상기 실시예에서는 정류판-설치구간(L1) 및 정류판-비존재구간(L2), 특히 내향 유도면(50) 및 환상 내주면(52)을 노즐 본체(12) 및 니들(14)과 별개의 단일 부재에 형성하고 있지만, 정류판-설치구간(L1)을 노즐 본체(12) 또는 니들(14)에 형성해도 좋고, 정류판-설치구간(L1) 및 정류판-비존재구간(L2) 쌍방을 노즐 본체(12)에 형성해도 좋다. 정류판-설치구간(L1)과 정류판-비존재구간(L2)을 별개의 부재에 형성해도 좋다.

그러나, 정류판-설치구간(L1) 및 정류판-비존재구간(L2)을 단일 부재에 형성하면, 그들을 별개의 부재에 형성한 경우와 비교하여, 양 구간의 상대적인 어긋남이 발생하지 않기 때문에, 물줄기의 확산이 적어지고, 게다가 배치 개소를 적게 할 수 있기 때문에, 노즐로서 다루기 쉽다.

내향 유도면(50)은 실 유도방향에 직선상으로 연속해 있어도 좋고, 계단상, 원호상, 물결모양 등과 같이 변화하면서 연속해 있어도 좋다. 외향 유도면(40), 내향 유도면(50) 및 환상 내주면(52)을 소정의 꼭지각을 갖는 원추면의 일부로 하는 대신에, 원통면의 일부로 해도 좋다.

내향 유도면(50)과 환상 내주면(52)과의 연속성은 실 유도방향으로 직선상과 같이 상호 연속해 있어도 좋고, 계단상, 원호상, 물결모양 등과 같이 변화하면서 상호 불연속이어도 좋다.

도4를 참조하면, 위사 삽입 노즐(60)은 정류판-설치구간(L1)을 형성하는 환상의 제1 부재(62)와, 정류판-비존재구간(L2)을 형성하는 환상의 제2 부재(64)에 의해, 도2에 나타낸 장치와 같은 격벽(16)을 구성하고 있다. 보다 상세하게는, 제1 부재(62)에는 축선방향으로 진행함에 따라 축소하는 내향 유도면(50)과, 축선 주위에 등각도 간격을 두고 내향 유도면(50)에서 내향 및 축선방향으로 연장하는 정류판(48)이 형성되어 있고, 제2 부재(64)에는 배치되는 니들부에 대응하는 환상 내주면(52)이 형성되어 있다.

또한, 상기 위사 삽입 노즐(60)은 또한, 환상 내주면(52)의 직경치수를 내향 유도면(48)의 최소 직경치수보다 작게 하고, 그에 의해 내향 유도면(50)과 환상 내주면(52)과의 사이에 벽면(66)을 배치하여 소위 내향 유도면을 실 유도방향으로 불연속으로 하고 있다.

도5를 참조하면, 위사 삽입 노즐(70)은 정류판-설치구간(L1)을 형성하는 환상의 제1 부재(72)와, 정류판-비존재구간(L2)을 형성하는 환상의 제2 부재(74)에 의해, 도2에 나타낸 장치와 같은 격벽(16)을 구성하고 있다. 보다 상세하게는, 제1 부재(72)에는 통상의 내주면(50)과, 축선 주위에 등각도 간격을 두고 내주면(50)에서 내향 및 축선방향으로 연장하는 정류판(48)이 형성되어 있고, 제2 부재(74)는 배치되는 니들부(34)에 대응하는 환상 내주면(52)이 형성되어 있다.

또한, 상기 위사 삽입 노즐(70)은 통상 내주면(50)을 실 유도방향의 각 부에 있어서의 직경치수와 동일하게 하고, 그에 의해 내주면(50)과 환상 내주면(52)과의 사이에 격벽(76)을 배치하여 소위 내향 유도면을 실 유도방향으로 불연속으로 하고 있다.

도6을 참조하면, 위사 삽입 노즐(80)은 정류판-설치구간(L1)을 갖는 제1 부재(82)를 니들부(34)에 일체적으로 형성하고, 정류판-비존재구간(L2)을 환상의 제2 부재(84)에 형성함으로써, 도2에 나타낸 장치와 같은 격벽(16)을 구성하고 있다. 보다 상세하게는, 제1 부재(82)는 니들부(34)의 외주면(44)에서 축선 주위에 방사상으로 및 수납구멍(22)을 향해 연장하는 정류판(48)을 갖고, 제2 부재(84)는 배치되는 니들부(34)에 대응하는 환상 내주면(52)을 갖고 있다. 상기 위사 삽입 노즐(80)에 있어서는, 수납구멍(22)의 내주면 중, 서로 이웃하는 정류판(48)에 대치하는 내주면(50)과 환상 내주면(52)과의 사이에 제2 부재(84)의 벽면(86)을 배치하여 소위 내향 유도면을 실 유도방향에 불연속으로 구성하고 있다.

도7을 참조하면, 위사 삽입 노즐(90)은 정류판-설치구간(L1)을 형성하는 환상의 제1 부재(92)와, 정류판-비존재구간(L2)을 형성하는 환상의 제2 부재(94)에 의해, 도2에 나타낸 장치와 같은 격벽(16)을 구성하고 있다. 보다 상세하게는, 제2 부재(94)에는 실 유도방향으로 진행함에 따라 호면(弧面)상으로 축소되는 안내면(96)이 형성된다. 제1 부재(92)는 통 형상의 내주면(50)과, 축선 주위에 등각도 간격을 두고 내주면(50)에서 내향 및 축선방향으로 연장하는 정류판(48)을 갖고 있다. 격벽(96)을 구성하고 있다. 또한, 정류판(48)은 단면 원호상의 안내면(96)의 후반부를 향해 연장하도록 형성되어 있고, 환언하면, 외주면(40)과 내주면(50)에서 안내면(96)의 후반부에 걸쳐 정류판(48)이 존재하는 정류판-설치구간(L1)과, 안내면(96)의 전반부에 정류판이 없는 정류판-비존재구간(L2)을 구성한다.

상기 위사 삽입 노즐(90)은 상기 정류판-비존재구간(L2)의 안내면(96)에 의해 환상 내주면(52)을 형성하고, 또한, 주방향으로 서로 이웃하는 정류판(48) 사이의 정류홈의 안쪽 바닥면과 제2 부재(94)의 단면 호상(弧狀)의 후단면에 의해 내향 유도면(50)을 형성하고 있다.

정류판-설치구간(L1)의 길이가 3mm 미만에서는 물의 세기가 과대해지고, 직물에 경사 선이 발생하고, 10mm을 넘으면, 정류판 간의 홈에 있어서의 저항의 증가로 물줄기의 세기가 저하하여, 위사 삽입이 불안정해진다. 그 때문에, 정류판-설치구간(L1)의 길이를 3mm에서 10mm로 하는 것이 바람직하다.

실 유도방향에 있어서의 정류판-비존재구간(L2)의 길이는 0.1mm 이상, 1mm 이하로 할 수 있다. 그러나 정류판-비존재구간(L2)의 길이가 0.7mm 이상이면, 정류판(48)이 니들부(34)에 대해 다소 심 벗어남을 갖고 있어도, 그 심 벗어남에 의한 물줄기의 심 벗어남이 정류판-비존재구간(L2)의 환상 내주면(52)에 의해 수정되고, 그 결과 격벽(16)의 제조 수율이 향상한다.

또한, 정류판-비존재구간(L2)의 길이가 0.7mm 미만이면, 정류판-비존재구간(L2)의 내주면(52)이 물줄기에 의해 마모하여 내구성이 저하하지만, 정류판-비존재구간(L2)의 길이가 0.7mm에서 1mm이면, 정류판-비존재구간(L2)의 환상 내주면(52)의 물줄기에 의한 마모가 적고, 환상 내주면(52)의 내구성이 향상한다.

또한, 상기 격벽(16)에 관한 계산 파라미터(parameter)에 대해서, 하기와 같이 구성할 수도 있다.

도2에 있어서의 θ2는 0°이어도, 정류판-비존재구간(L2)이 1mm 이하로 짧기 때문에, 거의 문제가 생기지 않는다. 그러나, θ2가 6°에서 30°정도이면, 가속기능이 보다 높아지는데 반해, θ2가 30°를 넘으면 정류효과가 급격히 손상된다.

도2에 있어서의 θ1은 유체의 가속 정도를 고려하여 30°에서 60°정도로 하고, θ2는 니들부(34)의 외주면(40)에 따라 8°에서 30°정도로 하고, θ3은 테이퍼(taper)가 존재함으로써 관통구멍(46)에의 물의 진입이 원활해지기 때문에, 300°에서 120°정도로 할 수 있다.

구간 L1 및 L2의 길이, 및 각도 θ1, θ2 및 θ3는 구간 L1 및 L2가 같은 부재에 형성되어 있는지 아닌지에 따라, 특히 내향 유도면(50) 및 환상 내주면(52)이 같은 부재에 형성되어 있는지 아닌지에 따라 상기 범위 내의 값으로 선택하는 것이 바람직하다.

계속해서, 도1에서 도3에 나타낸 형상 및 구조의 복수의 위사 삽입 노즐을 제조하고, 그들 위사 삽입 노즐에 대해서 실제로 위사 삽입을 수반한 각종 실시예에 대해서 설명한다.

이하 실시예에 있어서는, 15의 정류판을 주방향으로 등각도 간격으로 갖고, 정류판-설치구간 및 정류판-비존재구간의 실 유도방향에 있어서의 길이가 다른 복수의 격벽(16)을 제작하고, 그들 격벽(16)을 공통의 노즐 본체(12) 및 니들(14)에 이용하여 행하였다.

제직 조건은 하기와 같다.

직기의 회전수=1200rpm

직물의 폭=1880mm, 직물=나일론 태피터(taffeta, 호박단)

위사=나일론 70d(데닐) 또는 폴리에스테르 75d(데닐)

분사 개시시의 펌프로부터의 공급압력=100kgf/㎠(다만, 펌프는 캠(cam) 및 압축 스프링에 의한 가압이고, 분사가 진행함에 따라 압력이 저하한다)

사용수량=2.1cc/픽

실험 시, 경사의 개구 조건, 직기의 회전수, 위사 삽입 조건 등의 제직 조건은 변경시키지 않고, 또한 격벽 이외의 노즐 구성재료는 변경하지 않았다.

실시예 1

물 분사식 직기의 반 위사 삽입측의 제트 물줄기 도달위치에 감압지를 두고, 제트 물줄기에 의한 감압지의 변색영역의 크기로부터 물의 퍼짐(확대의 정도)을 측정하였다. 연직방향에의 물줄기의 퍼짐이 경사에 크게 영향을 미치는 것에 착안하여, 연직방향에 있어서의 변색영역의 길이를 측정한 결과를 도8에 나타내었다.

도8은 실험에 이용한 직기에 있어서는 위사 삽입 노즐의 배치위치에 있어서의 경사 개구량이 약 22mm이었던 점에서, 연직방향에 있어서의 변색영역의 길이를 15mm 이하(◎), 16mm에서 20mm(○) 및 21mm 이상(×)의 3단계로 구분하여 나타내었다.

도8에서 명확하게 알 수 있듯이, 실 유도방향에 있어서의 정류판-비존재구간의 길이가 1mm 이하이면, 연직방향에의 물줄기의 퍼짐이 작아서 양호하였지만, 1.5mm 이상이면, 퍼짐이 커서 실용적이지 못하다.

실시예 2

실시예 1에서 얻어진 감압지에 있어서의 변색 정도로부터 물의 강도를 측정하였다. 그 결과를 도9에 나타내었다.

도9는 감압지에의 충돌력이 큰만큼, 진하게 변색하는데 착안하여, 직물에 품질의 문제가 생기지 않는 레벨을 3으로 하고, 변색의 농담(정도)에 따라 1∼2(⊙), 2∼3(●), 3(○), 4(△) 및 5(×)와 같이, 5단계로 나누고, 변색의 정도가 큰(진한, 즉 충돌력이 큰)만큼, 큰 수치로 나타내었다.

품질의 문제에 대해서는, 물줄기가 개구 경사에 닿았을 때에 발생하는 경사 선을 가정하였다. 레벨 1과 경사 선에 상관관계가 있고, 레벨 4를 넘으면 경사 선이 현저하게 나타나는 것이 확인되었다.

도9에서 명확하게 알 수 있듯이, 실 유도방향에 있어서의 정류판-비존재구간 및 정류판-설치구간의 길이와 레벨 1과의 사이에 상관관계가 있는 것이 판명되었다.

실시예 3

감압지를 이용하지 않는 대신에, 실시예 1과 같은 조건으로 실제로 제직하고, 얻어진 직물을 검사하여 직물의 품질을 검토하였다. 그 결과를 도10에 나타내었다.

도10은 경사 선, 정지 단(停止段) 등의 결점에 대해, 그 정도에 따라 0.5점에서 2점의 벌점을 가산하고, 단위제직길이 1필(50m)당 합계벌점에 의해 판정한 결과를 A반(反)=3점 이하(○), B반=4에서 10점(△) 및 C반=11점 이상(×)의 3단계로 나누어 나타내었다.

도10에서 명확하게 알 수 있듯이, 정류판-비존재구간의 길이가 1.0mm 이하이고, 정류판-설치구간의 길이가 3.0mm이상인 것은 A반이 되었다. B반 및 C반에 있어서, 정류판-설치구간의 길이가 3.0mm 미만인 것에 대해서는 경사 선이 주원인이었다.

정류판-설치구간의 길이가 10mm를 넘는 예에 대해서는, 실험 데이터를 나타내고 있지 않지만, 위사 삽입 미스에 의한 정지 회수가 증가하는 경향이 있다. 실시예 3의 검사 결과와 실시예 2의 결과와의 사이에 상관성이 인정된다.

실시예 4

강재(鋼材)를 와이어 방전가공에 의해 절삭하고, 복수의 격벽을 제조하여, 그 때의 수율을 구하였다. 그 결과를 도11에 나타내었다.

도11은 정류판-설치구간의 길이를 3.5mm로 일정하게 하고, 그 대신에 정류판-비존재구간의 길이가 0.05mm, 0.1mm, 0.2mm, 0.5mm 및 1.0mm로 다르게 한 것을 100씩 제조하고, 기능불량(제트 물줄기에 문제가 있는)으로 판정된 수에서 수율을 산출한 예를 나타낸다.

도11에서 명확하게 알 수 있듯이, 정류판-비존재구간의 길이가 0.005mm 미만(0mm)에서는 수율이 급격히 저하한다. 이것은 니들부와 격벽의 관통구멍과의 심 벗어남에 따라, 정류홈이 똑같지 않고, 치우쳐 있는 것에서 기인하는 것이라 생각된다. 정류판-비존재구간의 길이가 0.1mm 이상이 되면, 수율이 높은 것이 인정된다.

실시예 5

실험 데이터의 채취시의 조건에서 직기의 회전수를 변경하고, 검사 결과 및 정지 회수가 기준치를 밑돌지 않는 상한의 회전수를 구하는 가동시험을 행하였다. 그 결과, 제직 가능한 회전수 한계치가 종래의 위사 삽입 노즐에서는 900rpm이었는데 반해, 본 발명에 따른 위사 삽입 노즐에서는 1200rpm으로 향상하였다.

정류판, 외향 유도면, 내향 유도면, 환상 내주면 등은 단일 부재에 형성해도 좋고, 별개의 부재에 형성해도 좋고, 노즐 본체에 직접 형성해도 좋다. 또한, 그들 재질은 내구성, 내식성 등이 좋아 정밀가공이 가능한 것이면, 금속, 광물, 합성수지, 세라믹 등의 적절한 소재를 이용할 수 있다. 게다가, 그들 가공은 와이어 방전가공 이외의 정밀가공에 의해 행해도 좋다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 그 취지를 벗어나지 않는 한, 각종 변경이 가능하다.

본 발명은 확산을 억제한 제트 물줄기를 분사 가능하게 하는 물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 위사 삽입 노즐의 제1 실시예를 나타낸 단면도이다.

도2는 도1에 나타낸 위사 삽입 노즐에서 이용하는 격벽의 단면도이다.

도3은 도1에 나타낸 격벽의 좌측면도이다.

도4는 본 발명에 따른 위사 삽입 노즐의 제2 실시예를 나타낸 단면도이다.

도5는 본 발명에 따른 위사 삽입 노즐의 제3 실시예를 나타낸 단면도이다.

도6은 본 발명에 따른 위사 삽입 노즐의 제4 실시예를 나타낸 단면도이다.

도7은 본 발명에 따른 위사 삽입 노즐의 제5 실시예를 나타낸 단면도이다.

도8은 실시예 1의 결과를 나타낸 도면이다.

도9는 실시예 2의 결과를 나타낸 도면이다.

도10은 실시예 3의 결과를 나타낸 도면이다.

도11은 실시예 4의 결과를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *

10, 60, 70, 80, 90: 위사 삽입 노즐 12: 노즐 본체

14: 니들 16: 격벽(隔璧)

20: 노즐 홀더 22: 수납구멍

24: 커버구멍 28: 환상 홈

30: 급수구멍 34: 니들부

36: 실 유도구멍 40: 외향 유도면

42: 위사 44: 환상 공간

46: 관통구멍 48: 정류판(整流板)

50: 내향 유도면 52: 환상 내주면

56: 물줄기 분사구 62, 72, 82, 92: 제1 부재

64, 74, 84, 94: 제2 부재

Claims

한쪽 단면에 형성된 수납구멍과 상기 수납구멍에 연결되어 다른 쪽 단면에 형성된 커버구멍을 같은 축에 갖춘 노즐 본체;

상기 수납구멍에 삽입된 니들로서, 그 축심부를 관통하는 실 유도구멍을 갖춤과 동시에, 상기 수납구멍으로부터 상기 커버구멍을 향해 연장하는 니들부를 갖춘 니들;

상기 니들부의 외주면과 상기 수납구멍의 내주면에 의해 형성되고 위사 삽입용 압력수가 공급되는 환상 공간;

상기 환상 공간과 상기 커버구멍과의 사이에 배치된 격벽으로, 상기 환상 공간과 상기 커버구멍에 나란히 이어지고 상기 니들부가 이 주위에 유체 유로를 형성하는 상태로 위치하는 관통구멍을 갖춘 격벽;

상기 유체 유로의 상기 환상 공간측에 방사상의 복수의 정류판이 존재하는 정류판-설치구간; 그리고

상기 유체 유로의 상기 정류판-설치구간에서 상기 커버구멍측으로 상기 정류판이 존재하지 않는 정류판-비존재구간을 포함하고,

상기 정류판-비존재구간에 있어서의 상기 관통구멍의 내주면과 상기 니들부의 외주면은 실 유도방향에 있어서의 물줄기 분사구 위치에 동심원상으로 형성되어 있고, 실 유도방향에 있어서의 상기 정류판-비존재구간의 길이는 1mm 이하인 것을 특징으로 하는 물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐.
제1항에 있어서, 상기 격벽은 상기 수납구멍에 배치된 단일부재로서, 상기 정류판-설치구간 및 상기 정류판-비존재구간을 갖는 단일부재로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐.
제2항에 있어서, 상기 정류판-비존재구간의 길이는 0.1mm 이상인 것을 특징으로 하는 물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐.
제1항에 있어서, 상기 격벽은 상기 수납구멍에 배치된 2개의 부재로 형성되어 있고, 한쪽 부재는 상기 정류판-설치구간을 갖고, 다른쪽 부재는 상기 정류판-비존재구간을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐.
제4항에 있어서, 상기 정류판-비존재구간의 길이는 0.7mm 이상인 것을 특징으로 하는 물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐.
제1항에 있어서, 상기 정류판-설치구간의 길이는 3mm 이상인 것을 특징으로 하는 물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐.
제1항에 있어서, 상기 정류판은 상기 니들부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐.
제1항 내지 제7항의 어느 한 항에 있어서, 상기 정류판-설치구간 및 상기 정류판-비존재구간 중 최소한 어느 한 구간은 그 내경이 실 유도방향으로 진행함에 따라 작아지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐.
제1항 내지 제7항의 어느 한 항에 있어서, 상기 니들부의 외주면은 그 외경이 실 유도방향으로 진행함에 따라 작아지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 물 분사식 직기의 위사 삽입 노즐.