Dust collecting and processing system in fiber machine

この発明は、紡績機やワインダーなどの種々の繊維機械において、稼動中に発生する風綿や塵埃などを回収し処理する集綿処理システムに関するものである。

従来、紡績機などの繊維機械において、稼動中に発生する風綿、塵埃などを回収し処理する装置としては、例えば、図９に示すような構成でなる集綿処理システムが適用されている。 この従来の集綿処理システムは、機台Ｍａの長手方向にロングダクト４１を配置し、このロングダクト４１に各錘Ｕをダイレクトに接続し、それぞれの錘Ｕからの落綿を吸引回収する構成のものである。

この従来の装置では、回収された風綿などがダイレクトに接続されたロングダクト４１を通って集綿室４２に入り、風綿付着用フィルター４３により風綿４４と吸気エアー４５が分離され、風綿４４については、ベルトコンベア４６あるいは軸流ファンダクトなどの搬送手段４７を介して集綿車４８に回収され、吸気エアー４５については、排出口から大気に放出されるようになっている。 この従来の装置では、上記風綿付着用フィルター４３の全面に風綿４４が張り付くと、この集綿室４２に併設してあるもう一系列のバイパス集綿室４２Ａに通路切り替えをして交互に使用している。 切り替えられた系内は、大気圧となり、風綿付着用フィルター４３に張り付いた風綿４４は、重力により風綿排出部４９に落ちる。 落ちた風綿４４は、上記ベルトコンベアあるいは軸流ファンダクトなどの搬送手段４７によって集綿車４８内に排出されるようになっている。

この従来の方式による集綿処理システムでは、以下に示すような問題点を有していた。
（１）風綿が風綿付着用フィルターに張り付いていない状態から、全面に張り付くまでの間にロングダクト内の静圧が徐々に低下し、吸引力が変動する。
（２）ロングダクトにより静圧を維持する構成のため、圧力損失が大きくなる。 従って、ダクトの横断面サイズｄ１を大きくしなければならず、機台サイズの増大を招く。
（３）静圧変動または圧力損失の上記（１）および（２）の問題をカバーするためにブロアサイズを大きくしなければならず、消費エネルギーの増大を招く。
（４）集綿室内には、バイパス切り替えなどの稼動部があり、集綿した風綿などが詰まりやすい、というものであった。

特開２００２−１３０３２号公報（要約、図１、図２）

特開平２−２８９１３５号公報

特開２００６−３４６６６９号公報（図１〜図４）

そこで、この発明は、上記する従来技術にみられる問題点を解消すべくなしたものであって、特に重要な要素は、紡績機などの集綿室に設けられたメッシュ詰まりによる吸引力の変動を防ぐとともに、長手方向にのびるダクトの長さを小さく分割することにより、機台サイズおよび消費電力を減少させ、集綿室のメンテナンスフリーを目的とする繊維機械における集綿システムを提供することにある。

この発明は、上記する目的を達成するにあたって、具体的には、多数の錘を一方向に配列してなる機台に対し、該機台における各錘に、風綿等を吸引する風綿吸引ライン、ならびに、吸引した風綿と吸引エアーとを分離する風綿分離手段とを設け、前記各錘の稼動中に発生する風綿等を吸引して、分離回収する集綿処理システムであって、
前記機台における各錘に、風綿等を吸引する風綿吸引ラインを設け、該風綿吸引ラインに対して、少なくとも一つの錘に対応する単位で風綿分離手段を介在配置してなり、前記風綿分離手段が遠心分離装置により構成され、該遠心分離装置によって前記風綿を分離吸引し、分離した風綿を風綿搬送手段を介して集綿部に回収するようにしたことを特徴とする繊維機械における集綿処理システムを構成するものである。

さらに、この発明において請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の繊維機械における集綿処理システムであって、予め設定されるフレームスパン単位毎に少なくとも一基のブロア手段を設け、前記フレームスパン内にある前記遠心分離装置の吸引を行うようにしたことを特徴とするものである。

さらに、この発明において請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の繊維機械における集綿処理システムであって、前記風綿分離手段を設ける単位が、前記機台毎であることを特徴とするものである。

さらにまた、この発明において請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の繊維機械における集綿処理システムであって、前記風綿分離手段を設ける単位が、前記機台における複数の錘を包含するセクション毎であることを特徴とするものである。

さらにまた、この発明において請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の繊維機械における集綿処理システムであって、前記風綿分離手段を設ける単位が、前記機台における各錘毎であることを特徴とするものである。

さらにまた、この発明において請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の繊維機械における集綿処理システムであって、前記風綿分離手段のための遠心分離装置が、筒状空間によって形成される遠心分離室と、前記風綿吸引ラインに接続され、前記筒状空間に対して、その接線方向に向けて吸引流を導入し、前記筒状空間に旋回流を生ぜしめる吸引流導入手段と、前記遠心分離室において分離された吸引エアーを上方向に向けて排出する吸引エアー排出手段と、前記遠心分離室において分離された風綿を、前記筒状空間の下部に設けた集綿空間へ収容する集綿収容室と、前記集綿収容室に収容された風綿を排出する風綿排出手段とを備えてなることを特徴とするものである。

さらにまた、この発明において請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の繊維機械における集綿処理システムであって、遠心分離装置における下部集綿収容室に収容された風綿を排出する風綿排出手段が、集綿空間に接続された排出パイプと、この排出パイプ中に設けた弁とを含み、該弁の下流を集綿空間内より減圧にする減圧手段を備え、吸引を停止することなく下部集綿収容室に収容された風綿を排出するようにしたことを特徴とするものである。

さらにまた、この発明において請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の繊維機械における集綿処理システムであって、前記遠心分離装置における吸引口上流側にバイパス通路を設け、下部集綿収容室に収容された風綿を排出する際に吸引を停止し、他の遠心分離装置で吸引を継続するようにしたことを特徴とするものである。

さらにまた、この発明において請求項９に記載の発明は、請求項６に記載の繊維機械における集綿処理システムであって、前記遠心分離室と集綿収容室との間に、該遠心分離室と集綿収容室との間を開放状態あるいは閉止状態に開閉制御する仕切り板部材を設けたことを特徴とするものである。

この発明になる繊維機械における集綿処理システムによれば、繊維機械の機台における各錘に、風綿等を吸引する風綿吸引ラインを設け、該風綿吸引ラインに対して、少なくとも一つの錘に対応する単位で風綿分離手段を介在配置してなり、前記風綿分離手段が遠心分離装置により構成され、該遠心分離装置によって前記風綿を分離吸引し、分離した風綿を風綿搬送手段を介して集綿部に回収するようにしたことにより、
（１）静圧変動がなくなったため、最低必要静圧により運転が可能となり、以て省エネルギー化に適合する。
（２）従来のロングダクト方式からダクトをセクションに分割して吸引することにより、ダクトの圧力損失が減少し、ダクトの横断面積ｄ２も小さくできるので、機台サイズ小さくできるし、省エネルギー化にも適合する。
（３）上記（１）および（２）の効果により、ブロア容量を小さくできる。
（４）遠心分離装置は、稼動部やメッシュを使用していないため、綿詰まりも減少し、メンテナンスフリーに近い状態になる。
という作用効果を奏する。

以下、この発明になる繊維機械における集綿処理システムについて、図面に示す具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。 図１は、この発明になる繊維機械における集綿処理システムを適用した一例を示すものであり、機台における四つの錘を一セクションとして、該セクション毎に分割吸引する構成例を示す概略的な説明図である。 図２は、機台における各錘に対する風綿分離手段を設ける単位の態様を示すものであって、図２Ａは、一つの機台に対して一つの風綿分離手段を設ける例を示すものであり、図２Ｂは、一機台における複数の錘を複数に分割してセクションとし、このセクション毎に風綿分離手段を設ける例を示すものであり、図２Ｃは、機台における各錘毎に風綿分離手段を設ける例を示すものである。

まず、この発明になる集綿処理システムを適用する繊維機械の一例について、図６〜図８に示す紡績機Ｍに基づいて詳細に説明する。 この紡績機Ｍは、一機台Ｍａにおいて多数の紡績ユニットＵ（以下、これを錘Ｕという）が一方向に配列された構成となっており、スライバＬがドラフト装置Ｄに送られ紡績部Ｓｐにより紡績糸Ｙに形成された後、該紡績糸ＹはニップローラＲｎ及びスラブキャッチャーＺなどを経て巻取り部Ｗに巻き取られ、パッケージＰＷを形成する。 図中、Ｐは、糸継ぎを行う糸継ぎ台車であり、紡績機Ｍの長手方向に沿って、紡績機Ｍの内部下方を走行するように構成されている。

また、図７に示すように各錘Ｕは、機台後部に配置されたケンスＫ内に収納されているスライバＬがガイドＧを経て、トランペットＴを挿通しドラフト装置Ｄに搬送された後、配置位置が下流側になるに従って段々送り速度が速くなる複数のローラ対により構成されるローラドラフト部を通過して所定太さに牽伸され、紡績部Ｓｐにより紡績糸Ｙとなり、機台前面の巻取り部Ｗに巻き取られ、パッケージＰＷを形成する構成である。

前記ドラフト装置Ｄは、図６〜図８に示すように、スライバＬの送り方向に、所定間隔をおいてバックローラＲｂ、サードローラＲｔ、エプロンベルトＥを有するミドルローラＲｍおよびフロントローラＲｆが配置され構成されるものであって、それぞれ上下一対のローラによって構成されるものである。

このドラフト装置Ｄは、スライバＬを所定の細さに牽伸する装置であって、各ローラの回転速度を、上流側から下流側に向かって段々増加しながらスライバＬを送ることによってドラフトを行う。 所定の細さにドラフトされたスライバＬは、紡績部Ｓｐに供給され、該紡績部Ｓｐにおいて紡績糸Ｙに形成される。

また、各ローラを構成している上下一対のローラはそれぞれ、紡績機の本体フレーム側に配置された下部ローラとなるボトムローラと、該ボトムローラと接離自在に構成されるトップローラとで構成されている。

そして、各トップローラであるバックトップローラＲｂ１と、サードトップローラＲｔ１と、ミドルトップローラＲｍ１と、フロントトップローラＲｆ１とは、ドラフトクレドール５６に一体的に装着されており、支軸５８を回転中心としてドラフトクレドール５６全体が回動することで、各トップローラとボトムローラとの接離を行う構成である。

この回動操作はハンドル５９を把持することで行い、ドラフトクレドール５６を下に降ろした時に、ハンドル５９の下部先端フック部を固定ローラに係合させて、各ドラフトローラを構成する上下一対のトップローラとボトムローラの圧接状態を保持する構成となっている。

前記ドラフトクレドール５６には、図６に示すように機台Ｍａの長手方向に左右一対の計二錘分の各トップローラが装着されていて、一体的に左右二錘分のトップローラ対をボトムローラ対に対して昇降させて接離自在な構成としたものである。

また、このドラフトクレドール５６の両側面には、前記フロントトップローラＲｆ１の回転により巻き上げられる風綿や屑綿などを吸引する吸引マウス５４が配設されている。 この吸引マウス５４は、実際にドラフトをしながら紡績中のみに吸引力が伝達され、ドラフトクレドール５６を上げて紡績停止中は吸引力遮断される構成のものである。 このような構成により、紡績中の紡績ユニットＵのみに吸引力が作用することになり、高速回転するローラにより巻き上げられる繊維や風綿などの吸引を効率的に行うことができる。

図８に示す実施例において、ドラフトクレドール５６には、左右二錘分の各トップローラが装着されていて、各フロントトップローラＲｆ１にそれぞれ吸引マウス５４の通路５４ａ、５４ｂが設けてある。

次いで、この発明になる繊維機械における集綿処理システムについて説明する。 この発明は、上記するような紡績機などの繊維機械に対して効果的に適用されるものである。 すなわち、この発明は、多数の錘Ｕを一方向に配列してなる機台Ｍａに対し、該機台Ｍａにおける各錘Ｕに、風綿等を吸引する風綿吸引ライン１、ならびに、吸引した風綿と吸引エアーとを分離する風綿分離手段４とを設け、前記各錘Ｕの稼動中に発生する風綿等を吸引して、分離回収する集綿処理システムである。

この発明では、前記機台Ｍａにおける各錘Ｕに、風綿等を吸引する風綿吸引ライン１が設けられる。 この風綿吸引ライン１は、前記機台Ｍａにおける各錘Ｕの風綿吸引部からのびる吸引通路２および該吸引通路２を合流させる合流ダクト３とを含むものによって構成されている。

前記風綿吸引ライン１に対して、少なくとも一つの錘Ｕに対応する単位で風綿分離手段４が設けてある。 好ましい実施例において、前記風綿分離手段４を設ける単位は、図２Ａに示すように、一つの機台Ｍａ毎に設ける構成のもの、図２Ｂに示すように、機台Ｍａにおける複数（図示する例では四つ）の錘Ｕ毎に設ける構成のもの、図２Ｃに示すように、機台Ｍａにおける各錘Ｕ毎に設ける構成のもののいずれであってもよい。

風綿分離手段４を、機台Ｍａにおける複数の錘Ｕ毎に設ける構成のもの、および、機台Ｍａにおける各錘Ｕ毎に設ける構成のものの場合、前記合流ダクト３は、合流ダクト３ａ〜３ｎに分割される。

この発明になる集綿処理システムでは、予め設定されるフレームスパン単位毎に少なくとも一基もしくは複数基のブロア手段５が設けてある。 前記ブロア手段５によって、前記フレームスパン内にある風綿分離手段４の吸引を行うようになっている。

次いで、前記風綿分離手段４について説明する。 この発明において、前記風綿分離手段４は、図３〜図５に示すような遠心分離装置６によって構成されている。 前記遠心分離装置６は、筒状空間７によって形成される遠心分離室８と、前記風綿吸引ライン１に通路接続されていて、前記筒状空間７に対して、その接線方向に向けて吸引流９を導入し、前記筒状空間７に旋回流１０を生ぜしめる吸引流導入手段１１と、前記遠心分離室８において分離された吸引エアー１２を上方向に向けて排出する吸引エアー排出手段１３と、前記遠心分離室８において分離された風綿１４を、前記筒状空間７の下部に設けた集綿空間１５へ収容する集綿収容室１６と、前記集綿収容室１６に収容された風綿を排出する風綿排出手段１７とを備えたものからなっている。

前記遠心分離装置６における遠心分離室８は、上部が頂板１８により閉止されており、この頂板１８に、前記吸引エアー排出手段１３のためのエアー排出パイプ１９が取り付けられている。 このエアー排出パイプ１９は、前記頂板１８の下方側にのびていて下端で開放し、前記頂板１８の上方側にのびていて上端で開放するパイプである。 前記エアー排出パイプ１９の通路中には、エアー排出用弁２０が設けてある。

前記遠心分離装置６における遠心分離室８から前記集綿収容室１６にかけて、前記エアー排出パイプ１９と同等径Ｄ４の筒体２１が設けられている。 筒体２１の上端２１ａは、封止板２２によって封止されていて、前記エアー排出パイプ１９の下端１９ａとの間にギャップＧ１を隔てて終端しており、下端２１ｂは、底板２３に固定されている。 前記筒体２１の周囲には、筒状空間７および筒状の集綿空間１５を形成する。 前記底板２３は、開閉自在に設計されている。

前記遠心分離装置６における下部集綿収容室１６に収容された風綿１４を排出する風綿排出手段１７は、前記集綿空間１５に接続された風綿排出パイプ２４と、この風綿排出パイプ２４中に設けた風綿排出用弁２５とを含むものからなっている。 この遠心分離装置では、前記風綿排出用弁２５の下流を集綿空間１５内より減圧にするサッカーやブロアなどによる減圧手段を設け、吸引を停止することなく下部集綿収容室１６に収容された風綿１４を排出するようになっている。

さらに、好ましい実施例において、前記遠心分離装置６における吸引口上流側にバイパス通路を設けておくことができ、下部集綿収容室１６に収容された風綿を排出する際に吸引を停止し、他の遠心分離装置で吸引を継続する場合もある。

前記遠心分離室８と集綿収容室１５との間には、該遠心分離室８と集綿収容室１５との間を開放状態あるいは閉止状態に開閉制御する仕切り板部材２６が設けられている。 この仕切り板部材２６は、遠心分離室８と集綿収容室１５との間にギャップＧ２を形成するとともに、前記筒体２１に沿って移動可能であり、遠心分離室８と集綿収容室１５との間を閉止することができるようになっている。

次いで、上記する遠心分離装置６の作動態様について説明する。 風綿吸引ライン１からの吸引流９は、吸引流導入手段１１によって、筒状空間７を形成する遠心分離室８内に旋回流１０を生ぜしめ、その旋回移動過程において、吸引エアー１２を、吸引エアー排出手段１３を構成するエアー排出パイプ１９を通じて排出する一方、前記風綿１４を吸引エアー１２と分離した状態で、前記仕切り板部材２６によって形成されるギャップＧ２を通じて集綿収容室１６に送り出す。

分離された風綿１４は、前記遠心分離装置６における集綿収容室１６内に存在するため、以下に示すように、吸引を停止せずに排出するオンライン排出と、吸引を停止して排出するオフライン排出との二通りの方法により密閉空間内から風綿１４を取り出す。
（１）オンライン排出（吸引を停止せずに排出する方法）
集綿空間１５内に接続された風綿排出パイプ２４に風綿排出用弁２５を設け、この風綿排出用弁２５より下流側を集綿空間１５内の圧より減圧にする。 減圧する方法としては、圧縮空気を用いたサッカー、あるいはブロアからの吸引などで行う。 風綿排出用弁２５より下流側が減圧されることにより、風綿排出用弁２５が開き、集綿された風綿１４が密閉空間内から取り出される。 また、仕切り板部材２６などで集綿収容室１６と遠心分離室８との間を一時的に切り離して、集綿収容室１６内の圧力を大気圧同等にしてから底板２３を開け、重力にて落下させてもよい。 この場合、落下させた後、仕切り板部材２６を開ける際は徐々に圧力バランスをとってから開けることが望ましい。

（２）オフライン排出（吸引を停止して排出する方法）
遠心分離装置６の吸引口前方にバイパスを設け、風綿を排出する際には吸引を停止し、停止していない他の遠心分離装置６で吸引を継続させる。 停止させた遠心分離装置６については、その底板２３を開けることにより重力にて風綿１４を下方に落下排出する。 それによって密閉空間内から風綿１４を取り出すことができる。

上気するオンライン排出法もオフライン排出法も、排出のタイミングは一定期間毎に行うものとする。 この排出タイミングのための一定期間は、ファイバーセンサなどで集綿量を監視することによって行うことができる。

機台における錘およびスパンから排出された風綿１４は、風綿搬送手段３０によって、集綿部３１に回収される。 この発明において、前記風綿搬送手段３０としては、一端に軸流ファン３３を備え、他端に風綿排出口３４を備えたブロアダクト３２により構成されるもの、あるいは、ベルトコンベア３５により構成されるもののいずれであってもよい。

さらに、この発明において、前記風綿搬送手段３０の風綿排出口３４には、集綿部３６が設けられており、集綿ボックスあるいは集綿車３７が位置付けされるようになっており、それらによって風綿１４が回収されるようになっている。

図１は、この発明になる繊維機械における集綿処理システムを適用した一例を示すものであり、機台における四つの錘を一セクションとして、該セクション毎に分割吸引する構成例を示す概略的な説明図である。

図２は、機台における各錘に対する風綿分離手段を設ける単位の態様を示すものであり、図２Ａは、一機台に対して一つの風綿分離手段を設ける構成例を示す概略的な説明図、図２Ｂは、機台における複数の錘を包含するセクション毎に風綿分離手段を設ける構成例を示す概略的な説明図、図２Ｃは、機台における各錘毎に風綿分離手段を設ける構成例を示す概略的な説明図である。

図３は、風綿分離手段を構成する遠心分離装置の具体的な実施例を示すものであり、図３Ａは、その概略的な平面図、図３Ｂは、図３Ａにおける３Ｂ−３Ｂ線に沿って矢視方向にみた概略的な３Ｂ−３Ｂ線断面図である。

図４は、遠心分離装置の具体的な実施例であって、その一部を破断して内部構造を示す概略的な斜視図である。

図５は、遠心分離装置の具体的な実施例を示すものであって、その作用を説明するための概略的な説明図である。

図６は、この発明が適用される紡績機の全体を示す概略的な正面図である。

図７は、当該紡績機の全体を側面から見た概略的な側面図である。

図８は、当該紡績機におけるドラフト装置の全体を示す概略的な正面図である。

図９は、従来のロングダクト式の集綿処理装置の具体的な例を示すものであって、図１に示すこの発明になる繊維機械における集綿処理システムと対比して説明するための概略的な説明図である。

符号の説明

Ｍ 紡績機Ｍａ 機台Ｕ 錘（紡績ユニット）
１ 風綿吸引ライン２ 吸引通路３ 合流ダクト３ａ〜３ｎ 分散ダクト５ ブロア手段６ 遠心分離装置７ 筒状空間８ 遠心分離室９ 吸引流１０ 旋回流１１ 吸引流導入手段１２ 吸引エアー１３ 吸引エアー排出手段１４ 風綿１５ 集綿空間１６ 集綿収容室１７ 風綿排出手段１８ 頂板１９ エアー排出パイプ２０ エアー排出用弁２１ 筒体２２ 封止板２３ 底板２４ 風綿排出パイプ２５ 風綿排出用弁２６ 仕切り板部材３０ 風綿搬送手段３１ 集綿部３２ ブロアダクト３３ 軸流ファン３４ 風綿排出口３５ ベルトコンベア３７ 集綿車