特開 2024-2963 エネルギー回収ユニットを備えた繊維機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024002963

(43)【公開日】2024-01-11

(54)【発明の名称】エネルギー回収ユニットを備えた繊維機械

(51)【国際特許分類】

   D01H 11/00 20060101AFI20231228BHJP

【ＦＩ】

D01H11/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023102314

(22)【出願日】2023-06-22

(31)【優先権主張番号】LU502348

(32)【優先日】2022-06-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】LU

(71)【出願人】

【識別番号】518264859

【氏名又は名称】ザウラー スピニング ソリューションズ ゲー・エム・ベー・ハー ウント コー． カー・ゲー

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｕｒｅｒ Ｓｐｉｎｎｉｎｇ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ

【住所又は居所原語表記】Ｃａｒｌｓｔｒ． ６０， ５２５３１ Ｕｅｂａｃｈ－Ｐａｌｅｎｂｅｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】ミヒャエル シュピッツァー

(72)【発明者】

【氏名】ゼバスティアン トーマス

【テーマコード（参考）】

4L056

【Ｆターム（参考）】

4L056AA01

4L056AA19

4L056BD12

4L056BG14

4L056BG15

4L056BG16

4L056BG51

4L056FB05

4L056FC06

(57)【要約】      （修正有）

【課題】高いエネルギー効率を有する繊維機械を提供する。
【解決手段】繊維および／または糸を処理するための複数の作業ユニットを有する繊維機械であって、中央の少なくとも１つの空気通流される機構および／または個々の作業ユニットに配置された少なくとも１つの空気通流される機構と、エネルギー回収ユニット１２とを備える、繊維機械であって、高いエネルギー効率を有する、エネルギー回収ユニットが、機構の流入管路および／または流出管路に流れ技術的に接続可能なかつ空気流れにより駆動可能な回転要素３を有し、この回転要素が、発電用のジェネレータに接続されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

繊維および／または糸を処理するための複数の作業ユニットを備えた繊維機械であって、中央の少なくとも１つの空気通流される機構（１１）および／または個々の前記作業ユニットに配置された少なくとも１つの空気通流される機構（１１）を備える、繊維機械において、
前記機構の流入管路（１０）および／または流出管路に接続されたエネルギー回収ユニット（１２）を備え、該エネルギー回収ユニット（１２）は、空気流れにより駆動可能な回転要素（３）を有し、該回転要素（３）は、発電用のジェネレータに接続されていることを特徴とする、繊維機械。

【請求項2】

前記エネルギー回収ユニット（１２）は、前記機構（１１）の流出管路に接続されたハウジングボディ（１ａ，１ｂ，１ｃ）を備え、該ハウジングボディ（１ａ，１ｂ，１ｃ）は、ハウジング入口（５）からハウジング出口（６）にまで拡幅された流れ横断面を有することを特徴とする、請求項１記載の繊維機械。

【請求項3】

前記回転要素（３）は、前記ハウジング出口（６）の領域に配置されていることを特徴とする、請求項２記載の繊維機械。

【請求項4】

前記回転要素（３）の回転軸は、流れ方向に対して垂直および平行と異なる方向に向けられた平面内に延在していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項または複数項記載の繊維機械。

【請求項5】

前記回転軸は、空気流に対して自動的にまたは制御されて方向調整されるように配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項または複数項記載の繊維機械。

【請求項6】

前記ハウジングボディ（１ｃ）は、前記ハウジング入口（５）と前記ハウジング出口（６）との間の領域に延在する、前記ハウジングボディ（１ｃ）を通る前記空気流れを分割する案内金属薄板（７）を有し、前記回転要素（３）は、前記案内金属薄板（７）と１つのハウジング壁との間の領域に配置されていることを特徴とする、請求項２から５までのいずれか１項または複数項記載の繊維機械。

【請求項7】

１つのハウジング壁がハウジング開口（８）を有し、前記回転要素（３）は、前記ハウジングボディ（１ｂ）を通流する空気流れが、前記回転要素（３）を駆動する吸引流れを発生させるように、前記ハウジングボディ（１ｂ）の外側で前記ハウジング開口（８）の領域に配置されていることを特徴とする、請求項２から５までのいずれか１項または複数項記載の繊維機械。

【請求項8】

前記エネルギー回収ユニット（１２）は、流入管路（１０）内、特に前記機構（１１）に通じる圧縮空気管路内に組み込まれるように構成されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項または複数項記載の繊維機械。

【請求項9】

前記エネルギー回収ユニット（１２）は、圧縮空気発生ユニットの出口の領域、特に圧縮空気を発生させるファンホイールの渦巻きハウジングの出口の領域に配置されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項または複数項記載の繊維機械。

【請求項10】

前記機構の、前記エネルギー回収ユニット（１２）が内部に配置された前記流入管路（１０）および／または流出管路は、前記繊維機械の長手方向に延在する通路として形成されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項または複数項記載の繊維機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、繊維および／または糸を処理するための複数の作業ユニットを有する繊維機械であって、中央の少なくとも１つの空気通流される機構および／または個々の作業ユニットに配置された少なくとも１つの空気通流される機構を備える、繊維機械に関する。さらに、本発明は、繊維および／または糸を処理するための複数の作業ユニットを有する繊維機械用のエネルギー回収ユニットに関する。

【0002】

繊維機械とは、本発明の範囲内では、繊維から糸を製造する際に種々異なる生産ステップで使用されるような機械を意味している。繊維機械は、例えば、綾巻きパッケージを製造する繊維機械、一例としてオープンエンドロータ紡績機、空気紡績機または自動綾巻きワインダである。

【0003】

このような繊維機械は、その使用目的に応じて、多数の種々異なる機構を有している。これらの機構には、糸を製造する際の種々異なるプロセスの範囲内で種々異なる役割が割り当てられている。これらの多数の機構は、その機能のために空気流れを利用する。こういった空気通流される機構は、繊維機械に配置された中央の機構に加えて、個々の作業ユニットに存在する機構であってもよい。作業ユニットに設けられたこのような機構は、例えば、紡績負圧を必要とする紡績装置であってもよいし、綾巻きパッケージから糸を引き戻して、紡績再開のために提供することができるサクションノズルであってもよい。必要となる負圧を発生させるためのサクション装置は、中央の機構として形成されているかまたは少なくとも１つのグループの作業ユニットに割り当てられていることが多い。圧縮空気源もまた、例えば、作業ユニットにおいてクリーニングノズルまたは紡績ノズルに圧縮空気を供給する中央の機構であることが多い。

【0004】

空気通流される機構内に正圧または負圧を発生させるためには、著しいエネルギーが必要となる。このエネルギーは、部分的に機能プロセス中にしか利用されない。圧縮空気または負圧に変換されたエネルギーの大部分は、利用されることなく失われていってしまう。

【0005】

このことを前提として、本発明の根底にある課題は、高いエネルギー効率を有する繊維機械を提供することである。

【0006】

本発明はこの課題を、請求項１記載の特徴を有する、エネルギー回収ユニットを備えた繊維機械によって解決する。繊維機械の有利な改良形態は、請求項２～１０に記載してある。

【0007】

本発明はこの課題を、繊維および／または糸を処理するための複数の作業ユニットを備えた繊維機械であって、中央の少なくとも１つの空気通流される機構および／または個々の作業ユニットに配置された少なくとも１つの空気通流される機構を備え、機構の流入管路および／または流出管路内にエネルギー回収ユニットが配置されている、繊維機械によって解決する。

【0008】

本発明に係る繊維機械は、エネルギー回収ユニットの使用によって、個々の機構に供給され、これらの機構から導出される利用されない空気流れを、電気エネルギーを発生させるために使用する点で優れている。エネルギー回収ユニットを備えていない従来の繊維機械と比べて、本発明に係る繊維機械は、より高い効率を有している。電気エネルギーは、例えば繊維機械の相応の電気的な構成要素を用いて返送されてもよいし、エネルギー貯蔵器を充電するために利用されてもよい。

【0009】

本発明に係る繊維機械のエネルギー回収ユニットでは、繊維機械または作業ユニットの空気通流される機構の流入管路および／または流出管路に流れ技術的に接続可能なかつ空気流れにより駆動可能な回転要素であって、発電用のジェネレータに接続されている回転要素が特徴的である。

【0010】

エネルギー回収ユニットは、空気通流される機構の流入管路および／または流出管路に接続されるように構成されている。機構を通流する空気流れが、エネルギー回収ユニットの回転要素を駆動する。ジェネレータへの回転要素の接続を介して、この回転要素の回転運動が発電に利用される。

【0011】

本発明に係る繊維機械のエネルギー回収ユニットは、繊維機械の各々の機構に応じて、空気流れを発生させる負圧または正圧が形成される流入管路内にも流出管路内にも配置することができる。空気流れは、まず、機構を機能させるために利用される。さらに、機構を通流する空気流れは、ジェネレータに接続された回転要素を駆動し、これによって、利用されない空気流れを電気エネルギーに変換するために役立つ。この電気エネルギーは、例えば、繊維機械に返送されてもよいし、中央の企業ネットワークに供給されてもよいし、エネルギー貯蔵器を充電するために利用されてもよい。

【0012】

したがって、エネルギー回収ユニットを備えた本発明に係る繊維機械によって、空気流れの利用されない運動エネルギーを利用可能なエネルギーに変換することが可能となる。したがって、エネルギー回収ユニットによって、相応に構成された繊維機械の効率が向上させられる。

【0013】

回転要素を機構、例えばサクション装置の流入管路および／または流出管路内に配置することは、基本的に自由に選択可能である。しかしながら、本発明の特に有利な構成によれば、エネルギー回収ユニットが、機構の流出管路に接続可能なハウジングボディを有し、このハウジングボディが、ハウジング入口からハウジング出口にまで拡幅された流れ断面を有することが特定されている。本発明のこの構成によれば、エネルギー回収ユニットのハウジングボディは、空気流れにより通流されるハウジングボディの開放横断面が流れ方向に拡幅されるディフューザのように形成されている。これによって、流れ横断面の規定の領域において流速を高め、静圧を減少させることができるため、流れ横断面の規定の領域において空気流れを回転要素を介して電気エネルギーに特に効率よく変換することができる。さらに、ハウジングボディを使用することによって、補足的に、特に有利な構成によりハウジング出口の領域に回転要素が配置されていると、機構を通る空気流れに与えられる回転要素の影響が少なくなることが保証され、これによって、エネルギー回収ユニットの配置に基づく機構の機能障害を特に確実に回避することができる。

【0014】

基本的に空気流れにより回転可能な任意の要素、例えば羽根車であってよい回転要素の回転軸の向きは、基本的に自由に選択可能である。こうして、回転要素の回転軸がハウジングボディの長手方向軸線に対して垂直または平行な方向に向けられているように、回転要素を空気流れ内に配置することが可能となる。しかしながら、本発明の特に有利な構成によれば、回転要素の回転軸が、ハウジングボディの長手方向軸線に対して垂直または平行に延在していない平面内に延在していることが特定されている。この場合、特に有利には、回転軸が、空気流を介して自動的にまたは制御されて方向調整されるように配置されていることが特定されている。

【0015】

本発明のこの構成によって、特に拡幅された流れ横断面を有するハウジングボディの有利に特定される使用時に、回転要素が、ハウジングボディ内に生じる空気流れに対して最適な方向に向けられていることが保証される。これによって、回転要素に接続されたジェネレータを介したエネルギー回収の効率を補足的に高めることができる。空気流に対する回転軸の自動的な方向調整は、例えば、ハウジングボディへの回転軸の相応のフレキシブルな支承によって実現することができる。回転軸の制御された方向調整は、センサに相俟って作動駆動装置によって行うことができる。

【0016】

本発明の別の構成によれば、ハウジングボディが、ハウジング入口とハウジング出口との間の領域に延在する、ハウジングボディを通る空気流れを分割する案内金属薄板を有し、回転要素が、案内金属薄板とハウジングボディの１つのハウジング壁との間の領域に配置されていることが特定されている。本発明のこの構成によれば、案内金属薄板によって、機構から供給された空気流の規定の部分が、回転要素を駆動するために使用される。本発明のこの構成によって、エネルギー回収により、繊維機械および／または作業ユニットの空気通流される機構の機能が損なわれないことが特に確実に保証される。ハウジングボディの１つのハウジング壁に対して、好適には平行に配置された案内金属薄板は、ハウジング入口とハウジング出口とに直接隣接していてもよいし、ハウジング入口とハウジング出口との間の一部領域にわたってしか延在していなくてもよい。

【0017】

本発明の別の構成によれば、ハウジング壁が開口を有し、ハウジングボディを通流する空気流れが、回転要素を駆動する吸引流れを発生させるように、回転要素が、ハウジングボディの外側で開口の領域に配置されていることが特定されている。

【0018】

本発明のこの構成によれば、回転要素は、直接的な空気流内に配置されているのではなく、ハウジングを通流する空気に基づきハウジング開口の領域に発生させられる吸引流れによって駆動されるように、外側でハウジング開口の領域に配置されている。本発明のこの構成によって、保守作業または修理作業が必要な場合に回転要素への良好なアクセスが可能となる。さらに、開口サイズの有利に特定される調整を介して、回転要素に作用する吸引流れを簡単に変えることができ、こうして、エネルギー回収を調整することができる。また、本発明のこの構成によって、エネルギー回収ユニットにより、空気通流される機構の機能が損なわれないことも特に確実に確保される。

【0019】

本発明の一改良形態によれば、エネルギー回収ユニットもしくはエネルギー回収ユニットのハウジングボディが、供給管路内、特に機構に通じる圧縮空気管路内に組み込まれるように構成されていることが特定されている。本発明のこの構成によれば、電気エネルギーへの圧縮空気流れの変換は、繊維機械および／または個々の作業ユニットの空気通流される機構への圧縮空気の供給前にすでに行われる。本発明のこの構成によって、エネルギー回収時の特に高い効率が保証される。この場合、ジェネレータへの回転要素の調整可能な接続を介して、エネルギー回収の高さひいてはエネルギー回収のために使用される圧縮空気の割合を規定することができる。したがって、本発明のこの構成によって、圧縮空気の需要が高まった場合に回転要素を介してエネルギー回収を減じることが可能となり、これによって、圧縮空気により駆動される空気通流される機構の確実な機能が保証されている。

【0020】

本発明の特に有利な構成によれば、本発明の一改良形態による供給管路内へのエネルギー回収ユニットの組込みの事例において、エネルギー回収ユニットもしくはエネルギー回収ユニットのハウジングボディが、圧縮空気発生ユニットの出口の領域、特に圧縮空気を発生させるファンホイールの渦巻きハウジングの出口の領域に配置されていることが特定されている。相応の配置形態によって、ファンホイールによる圧縮空気発生にエネルギー回収ユニットによって影響が与えられないことが特に確実に保証されており、これによって、空気通流される機構への供給が特に確実に確保されている。

【0021】

本発明による繊維機械の好適な実施形態によれば、機構の、エネルギー回収ユニットが内部に配置された流入管路および／または流出管路が、繊維機械の長手方向に延在する通路として形成されている。このような通路は基本的に知られていて、繊維機械の全長にわたって延在していてよい。通路は、好ましくは、中央の機構、特にサクション装置または圧縮空気発生ユニットの流入管路または流出管路であってよい。機械長さの通路は、作業ユニットの機構に負圧もしくは圧縮空気を供給することができる。通路は、１つ以上のエネルギー回収ユニットの配置に特に適している。なぜならば、通路が、特に大きな空気処理量を有しているからである。

【0022】

以下に、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】羽根車として形成された回転要素を備えたエネルギー回収ユニットの概略的な斜視図である。

【図2】空気通流される機構の流出管路に配置するためのハウジングボディの第１の実施形態の概略的な斜視図である。

【図3】エネルギー回収ユニットの回転要素を備えた図２のハウジングボディの概略的な側面図である。

【図4】回転要素を備えたハウジングボディの第２の実施形態の概略図である。

【図5】回転要素を備えたハウジングボディの第３の実施形態の概略図である。

【図6】流入管路内のエネルギー回収ユニットの配置形態の概略図である。

【0024】

図１には、フレームボディ２に配置された羽根車３として形成された回転要素を備えたエネルギー回収ユニット１２が概略図で示してある。このエネルギー回収ユニット１２のフレームボディ２は、例えば、図２に示したハウジングボディ１ａの支持フレーム４に配置することができる。この支持フレーム４は、ハウジング入口５を介して、空気通流される機構（図示せず）の流出管路（同じく図示せず）に接続されてよい。ハウジングボディ１ａの開放横断面は、ハウジング入口５から出発してハウジング出口６にまで拡幅されている。

【0025】

ハウジングボディ１ａは、ハウジング入口５からハウジング出口６にまで拡幅された横断面に基づき、ディフューザとして機能する。これによって、このディフューザを通流する空気の流速が減じられ、静圧が高められるため、好適にはハウジング出口６の領域に配置された回転要素３（図３参照）の駆動を特に確実に行うことができる。この回転要素３の回転エネルギーは、回転要素３に接続されたジェネレータ（図示せず）を介して、任意に利用可能である電気エネルギーに変換される。

【0026】

図４には、ハウジングボディ１ｂの別の実施形態が示してある。この実施形態では、ハウジングボディ１ｂが側方のハウジング開口８を有している。ハウジングボディ１ｂをハウジング入口５からハウジング出口６にまで通流する空気流れが、ハウジングボディ１ｂの外側でハウジング開口８の領域に、ここに配置されたエネルギー回収ユニット１２の羽根車３を駆動する吸引流れを発生させる。

【0027】

ハウジングボディ１ｃの別の構成では、このハウジングボディ１ｃが、ハウジング出口６を起点としてハウジング入口５に向かって延在する案内金属薄板７を有している。この案内金属薄板７を介して、ハウジングボディ１ｃを通流する空気流れの一部が分割され、案内金属薄板７とハウジング壁との間でエネルギー回収ユニット１２に供給される（図５参照）。

【0028】

図６に示した実施形態では、エネルギー回収ユニット１２の羽根車３が、圧縮空気源９から、圧縮空気により駆動される機構１１に通じる流入管路１０の内部に配置されている。圧縮空気源９は、例えば渦巻きハウジングを有していてよく、この渦巻きハウジングの出口領域にエネルギー回収ユニット１２が配置されている。

【符号の説明】

【0029】

１ａ，１ｂ，１ｃ ハウジングボディ
２ フレームボディ
３ 回転要素／羽根車
４ 支持フレーム
５ ハウジング入口
６ ハウジング出口
７ 案内金属薄板
８ ハウジング開口
９ 圧縮空気源
１０ 流入管路
１１ 機構
１２ エネルギー回収ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【外国語明細書】