JPH036268B2 - - Google Patents

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JPH036268B2
JPH036268B2 JP57136421A JP13642182A JPH036268B2 JP H036268 B2 JPH036268 B2 JP H036268B2 JP 57136421 A JP57136421 A JP 57136421A JP 13642182 A JP13642182 A JP 13642182A JP H036268 B2 JPH036268 B2 JP H036268B2
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JP
Japan
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gas
flow
gas flow
fibers
layer
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JP57136421A
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Bateigeri Jan
Purantaaru Dominiku
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Original Assignee
Saint Gobain Isover SA France
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Publication date
Application filed by Saint Gobain Isover SA France filed Critical Saint Gobain Isover SA France
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Publication of JPH036268B2 publication Critical patent/JPH036268B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガス流によつて運ばれるフアイバを
受入れ素子上へ沈積させる技術に関する。更に詳
述すれば、それら繊維はガラス繊維等の鉱物繊維
であつて、製造工程中にガス流で運ばれ、マツト
およびそれに類似の製品を作成するために収集素
子に集められるものである。
その重要性のために、鉱物繊維マツトの製造技
術分野に特別な関心を注いだ。
それにもかかわらず、本発明がガス流によつて
受入れ素子へ運ばれるあらゆる種類の繊維につい
て適用可能で、そのために受入れ素子面上への良
好な分配が望まれることは言うまでもないことで
ある。
均一な分布は、繊維マツトまたはその類似製品
に、良好な機械的特性、絶縁特性、品質を与える
ために必要である。
通常は、繊維の製造はマツト製造の直前に行な
われる。減衰のために用いられるガスは繊維を運
ぶ役目も果して、ガス流の特性は主に製造作業の
ために定められた条件によつて左右される。
受入れ素子上への繊維分配は、設備の幾何的特
性およびガス流の構造に密接に関連している。
下記説明において、ガス流はその構造および特
に限界が完全に決められるかのようになされる。
明らかに、このことは発展する現象を説明するた
めに好適である。大気中に自由に再生されるガス
流は変形される。ガス流は接触大気と共に流動
し、その量は増加する傾向を示す。同時に、初期
エネルギーの１部分は誘導空気および速度の増加
に関与する。それら２つの変動はガス流の中心部
よりも周辺で著しくあらわれる。
経験を通じて、開始点から運ばれる繊維が均等
に分配されないことも明らかにされた。増大する
ガス流において、その周辺部よりも中心部におい
て一段と多量になる。更に、ガス流の速度は中心
部で一段と大きくなる。これらのために、繊維の
沈積はガス流中心部の流路内に置かれた受入れ素
子部分において一段と重要になる。
他の点において、繊維を発射する装置は、繊維
が送り込まれるチヤンバに比べ、特に繊維を収集
する素子に比べて小形である。しばしば、受入れ
素子の高さで繊維を運ぶガス流についても同様で
あり、繊維の均等な分配を達成することの困難さ
を増大することになる。
実際に、ガス流は繊維を受けいれる（通常は、
コンベアベルトを含む）受入れ素子を横断し、こ
の受入れ素子を横切るガス流路は該受入れ素子に
おける繊維分配を決定する。ガス流が受入れ面の
一部分だけをカバーする時、殆どあるいは全くカ
バーされない受入れ面の他の部分を残して、繊維
は実質的にガス流路内に集められる。
受入れ素子の寸法は製品の寸法および設備の製
造作業率に関する条件によつて必然的に左右され
るので、比較的に大きい表面上において繊維の良
好な分配を果たしうる手段を探すことが所望され
ている。
かような分配に関する課題を解決するための提
案のひとつは、あちこちに運動可能な導管によつ
て繊維を運ぶガス流のための配管をなすことから
成る。それにより、ガス流は受入れ素子の表面全
体に沿つて流動するようになされる。複雑な機構
が可動導管の移動速度および方向を変化させる。
機械的システムの複雑さおよびその結果生ずる
確実性の欠陥に基因して、かような型式の装置に
頼ることをできる限り回避するのが望ましいと考
えられる。
別の解決案は、繊維を運ぶガス流の流路を横切
る独立した噴射を、観察されるある種の系統的不
均衡を補償すべく行ない、例えば、受入れ素子面
の一方側が他方側よりも多量の繊維を受け入れる
ようになすことにある。噴射の利用は、従来は機
械的手段によつて得られたあちこち方向への運動
を繊維を運ぶガス流に伝えるためにも配慮されて
いた。この方法は機械的素子に頼ることを回避で
きるが不都合さから免れることのできないもので
ある。第１に、仮にガス流の形態を変更するのが
比較的に容易であつても、その変形の結果として
均一な分配を得ることは極めて困難である。第２
に、分配噴射の衝撃による流れの変化が好ましか
らぬ乱流を断続的に発生する。かような乱流は、
例えば、最終製品の品質にとつて好ましからぬ粗
紡糸の形成を生起しうる。
本発明の目的のひとつは、受入れ素子上への繊
維の分配を改良し、そして最終製品の品質を改良
することにある。
本発明の別の目的は、かような改良を促すため
の手段を提供し、特に従来の欠点を出さずに繊維
を運ぶガス流の流れを変えるための手段を提供す
ることにある。
本発明における研究の結果、適当な特性を有す
るガス層によつてガス流を発展させることによ
り、繊維を運ぶガス流の正常な流れを変え、特に
ガス流の横断方向寸法を変えるのが可能であるこ
とが明らかにされた。前記のガス層は、進路の少
なくとも１部分において、変動するガス流に接し
て流動するように形成される。更に、ガス層がガ
ス流に接線する領域において、ガス層の流動方向
はガス流の流動方向とは異なる。仮にガス層の流
動方向がガス流に接する面内に投影されると、該
方向の成分はガス流の流動方向から明瞭に区別さ
れる。換言すれば、接続面内において、ガス流お
よびガス層の各々の方向ルートは相互間に所定の
角度（後述の説明において、記号βで示す角度）
を設定する。
明らかなように、繊維を運ぶガス流を発展させ
るガス層はガス流周囲で“旋回”する。それは、
ある点でガス流周囲の回転に対応する運動によつ
て促される。
本発明によるプロセスは様々な形態のガス流に
適用できる。実際には、最も共通した流れはほぼ
円形の横断面を示す。
この円形流については後で詳しく説明するが、
横断面が別の形態をなし、前述したような接線方
向のガスの発展に寄与するガス流が対象外にされ
るものではない。
ここで想定されるガス流の形態は、発展するガ
ス層と接触するところの高さにあらわれるもので
ある。かような形態は、開始時点すなわちフアイ
バ形成ゾーンにおける形態とは必らずしも同じで
はない。従つて、幾多の製造プロセスのために、
ガス流は細長い長方形の横断面を有するオリフイ
スから発射される。大気との接触時に、ガス流の
最初の形態に迅速な変化が起こる。比較的に短い
距離のあとで、ほぼ円形の横断面をなす流れが再
生される。
この種の変形は、大気中で自由に進行するガス
流の最初の形態に依存する。このことは、ガス流
の最初の形態が本発明によつて要求される条件の
下でガス層と接触するのに困難なものである時に
好都合となりうる。ガス流がやや円形の横断面を
なす高さでの進行が、ガス層の遂行を促す。
円形横断面を有するガス流の特性も前述したよ
うに進行中に変化し、周囲空気との接触時に、円
錘状に拡がる傾向を示す。正常な状態下では、か
ような拡張は比較的に低速で進行し、円錘の拡が
り角度は（20゜のオーダーで）小さい。
円形の横断面を有する流れのために、本発明に
よる接線層は原点において、ガス流の軸線と一致
した軸線周囲での回転をなす双曲面の形態であら
われる。
進行中に、ガス層も、一方では変化するガス流
と接触し、他方では大気と接触することによつて
変形するようになる。
本発明の実施の際に、最初のガス流よりも迅速
に拡張する結合ガス流が得られる。すなわち、円
錘形の拡がり角度は、繊維製造装置および受入れ
素子の各々の位置を変えることなく、繊維受入れ
面全体をガス流が均等に横切ることを可能ならし
めるようにして増大する。
ガス流およびガス層間の相互作用機構の複雑さ
は完全な解析に貢献しない。２つの現象がガス層
の作用を説明するためのモデルとして役立つ。
第１のモデルとして、ガス層中のガスの部分回
転運動は一種の渦流を発生する。ガス層内部のゾ
ーンは層自体に関して押下げられる。そのゾーン
内のガス流は降下部に充填して、エンベロプを形
成する層に向かつて“吸引”される傾向を示す。
第２のモデルとして、ガス層は、接触するガス
流におけるそれ自体の方向に従う運動を誘発す
る。層の運動の接線成分はガス流に部分的に移さ
れる。遠心力によつて外部に向かうガスの運動を
ガス流の中心部で展開される。
それら現象の各々はガスの運動メカニズムを１
部分だけ明らかにしうる。実際に、分離不可能な
効果の結合だけが確認できる。いかなるメカニズ
ムであろうと、結果として、後述する本発明の実
施例で示されるように、ガス流の拡張角度は増大
する。
本発明を実施する条件の選択は、設備の特性と
同様に繊維を運ぶガス流に密接に関連する。従つ
て、ベストの条件は後述することを考慮して、
各々の場合で決定すべきである。
本発明に従つて得られるガス流の変更の大きさ
は多数のフアクタに基因する。
ガス流を変えるための重要な第１の要素はガス
流を包囲するガス層の幾何性であると理解されて
いる。接線面内で、ガス層の流れの方向はガス流
の流れ方向と不同の成分を有することが明らかに
された。その面内で、２つの方向間の角度は比較
的に大きい程度まで変化しうるのである。
ガス流の適正な流れに関与する明白な原因のた
めに、ガス層の方向は部分的でさえも逆流しな
い。すなわち、依然として接線面内にあるガス流
およびガス層間の角度は90゜を越えない。実際に
は、90゜に近い角度が極めて集中化した効果によ
つてあれわれ、ガス流から大きく外れるエンベロ
プのガスはガス流に対して殆ど効果を及ぼさな
い。
同様にして、それら方向間の極めて小さい角度
が非常に限定された効果によつてあらわれる。ガ
ス層はガス流を包囲するが、ガス流路を実質的に
変えない。
実際には、ガス層がガス流を十分に包囲し、同
時にガス流にある種の運動を与えるように、２つ
の方向間の角度を（両側で）5゜から60゜、更に詳
細には10゜から45゜の範囲であるのが好ましい。
前記説明で、ガス層がガス流と接触する高さで
のガス流動の幾何性を考慮に入れて、繊維を運ぶ
ガス流に接線する面内でのガス層の流れ方向成分
について述べた。しかしながら、この方向は接線
面内で必らずしも完全ではない。ある場合には、
その方向にガス流の流れを横切る面内で半径方向
の成分を与えるのが好適となりうる。
ガス流内部へ向かう半径方向成分のために、ガ
ス層は初めは収縮し、次いで、接線面内でのガス
流の方向に対するガス層の流動方向角度の関数で
ある前述したようなコースに従つて、再び膨張す
る。ガス層による作用下でのガス流の初期の収縮
は、ガス流の膨張角度の増大を妨げない。この増
大は更に下流部へ広まる。
かような半径方向成分の存在は、受入れ素子上
への繊維の分配に関係なく、ガス流の横断面を早
過ぎて増大させることが好ましからぬ時に、特に
有効でありうる。例えば、装置の或る部分がガス
流路とぶつかることを阻止する効果を奏しうる。
また、噴霧のような処理作業を進めるためにガス
流を収縮させるのが好適でありうる。
ガス流路の収縮はガス流自体の総体的特性を阻
害しない。すなわち、この効果は比較的に制限さ
れまたは同等でなければならず、ガス層方向の半
径方向成分は他の成分に比べて小さくなければな
らず、ガス層をガス流内部に過度に導くことの失
敗が正常な流れを混乱させる乱流を発生するので
ある。
ガス流とガス層との接触時およびガス流の軸線
を含む面内での半径方向成分の比較的測定は、ガ
ス流軸線およびガス層流動方向の投影の角度によ
つてあらわされる。後述の説明で記号γであらわ
すこの角度は、半径方向成分がガス流内部へ向け
て導かれる時に20゜を越えない大きさであるのが
好ましい。
半径方向成分は、前述したように、ガス流内部
へ向けてしばしば導かれる。しかしながら、外部
の方へも導かれうる。その場合、好ましくは45゜
の大きさが限界値となる。
ガス流を包囲するガス層の形態は、繊維を運ぶ
ガス流の変化を決定する唯一のフアクタではな
い。この変化の大きさも、ガス流およびガス層の
各々の運動量またはインパルスに関与している。
ガス流に及ぼすガス層の効果が顕著であるよう
に、インパルスは作用が発展する高さで釣り合つ
た大きさとすべきである。過度に弱いインパルス
を有するガス層は実質的に不変のガス流を放置す
る。逆に、過度に大きいインパルスを有するガス
層を用いるのも不必要で、好ましからぬことでさ
えもあり、かようなガス層の生成コストの増大が
必らずしも不加的な成果の改良をなしうるとは限
らないのである。
インパルスは、Ｉ＝ρ.V2.Sの式で表現され、こ
こでρはガス流の量、Ｖは速度、Ｓは直角に切つ
た断面積をそれぞれあらわす。本発明の実施のた
めに、限界内におけるガス流のインパルスIBに対
するガス層のインパルスISを、0.5IS／IB２の関 係に維持するのが好都合と考えられる。
これらの数値は、好適な場合、すなわちガス層
が繊維を運ぶガス流に近接した点で発生されるよ
うな場合のために与えられる。それら数値は所定
の程度までの大きさになりうるので、ガス層がガ
ス流から離れた箇所で発生される場合には、IS／IB の関係は重要な比率で増大しうる。従つて、ガス
層に及ぼす大気の影響を配慮すべきである。ガス
層の発生点がガス流から離れる程、インパルスが
大気との接触によつて消去される程度が一段と重
要になる。ガス流上で同様の効果を得るために、
ガス層の初期インパルスは増加すべきである。
繊維分配を改良するための本発明によるプロセ
スのひとつの利点は、繊維マツト製造の条件に介
入する不規則性を明らかにするためにパラメータ
を迅速に変えうることにある。ガス層を発生する
装置の圧力を変えることにより、ガス層の流速、
ひいてはインパルスも変化する。
試験によつて、ガス流の変形を各々の圧縮に対
応して決定しうることが明らかにされたが、この
ことは後述する本発明の実施例でも示される通り
である。
ガス層の局在化、更に詳しくはガス流に及ぼす
ガス層の作用の集中化は実質的に、ガス流の構造
およびその構造の繊維に与える影響に依存するの
である。
前述したように、かような作用を、ガス流が円
形の横断面をなす点で生起させるのが好適であ
る。更に、流れが良好に限定されたガス流上で作
業するのが好ましく、それは、ガス層の作用がガ
ス流の発生点から適当な距離の箇所で生起するこ
とを意味する。同様に、本発明によつて達成され
るガス流の変更がガス流の拡がり角度の増大から
成つて、その拡大が受入れ素子の高さにおけるガ
ス流のかなりの拡がりによつて示されるような場
合は、受入れ素子から十分に離れた箇所で変更を
行なうことが必要である。
一般に、開始点において繊維がガス流中へ良好
に分散される場合、受入れ素子に到る前に受ける
強力な弛緩作用およびその結果生ずる乱流が規則
正しさを破壊する傾向を示す。かような分散の規
則性の欠陥が生ずる前に、本発明に従つてガス流
を変更させることが好ましいと考えられる。
産業的見地から特に重要な場合は、繊維に対す
るガス流の構造の役割を明示し、ひいてはガス層
の位置選択の理由を示しうる。それは、繊維製造
がブシユとしても役立つ遠心ドラムによつて行な
われるようなプロセスに関する。この型式のプロ
セスでは、繊維細化はドラムの外側で繊維噴射に
対し横断方向にガスを吹込むことによつて達成さ
れる。かような吹込みは、ドラムの周辺近傍で環
状に行なわれる。
ガス流の始点からの進行は次の通りである。遠
心ドラムの真下のゾーンにおいて、環形のガス流
によつてガスが引きずられるようになる結果、僅
かなくぼみ（沈下）が生成される。このくぼみの
ために、ガス流はドラム下方で混ざり合い（そし
て収縮し）、次いで前述したように円錘形をなす
べく再び拡がる。かような形態変化のために、ガ
ス流は大気と接触した際に強い弛緩作用を受け
る。
繊維はガス流によつて包まれる一種の連続ベー
ルを形成する。ドラム下方での弛緩および収縮は
そのベールの編成および破壊を生ずる。無鉄序に
生ずるかような破壊の結果、製造素子から所定の
距離を越えた箇所においてガス流中への繊維ある
いは繊維群の分布が均等でなくなる。
この場合、ガス流内での繊維分布の不期則さが
著しく発展する前に、本発明に従つてガス流の変
更をなすのが好適である。このことは、ガス層の
作用を、好ましくは遠心ドラム下方でガス流の収
縮が生起する前に働かせることとほぼ同等の効力
がある。
あらゆる場合に、ガス層は、繊維を変化させる
ことなく、該繊維を運ぶガス流を変形させうる。
その作用は、繊維が細化可能な状態でなくなる時
に起こる。非常に微細な繊維を急速冷却する場
合、ガス層を形成するガス吹込みは繊維作製ゾー
ンに比較的に近接して行なわれる。
そのために、吹込みガスは繊維構成材料の溶融
温度よりも低温になされる。好適には、ガスをほ
ぼ室温にするのがよい。
明らかなように、吹込みガスの性質は非常に多
様でありうる。通常は、便宜上、空気または水蒸
気のいずれかが用いられるが、他のガスあるいは
ガス混合物も使用可能である。
本発明は、更に前記したプロセスを実施するた
めの装置にも関するものである。典型的な設備は
ガス流によつて横切られる受入れ素子を含み、こ
の受入れ素子はガス流路において該受入れ素子上
方に配置された素子によつてガス流で運ばれる繊
維を通路内に保持し、ガス流を包囲するガス層を
発生するものである。それらの素子はオリフイス
を有し、該オリフイスからガス層が発射される。
前記オリフイスはガス流周囲に配置され、ガス層
が前述した特性を示しうるように方向づけられ
る。特に、ガス流との接触点においてガス流周辺
と接する面内での発射オリフイスの方向は、ガス
流の流れ方向とは異なる。
ガス流が円形の横断面を有する好適な場合で
は、ガス流を包囲するリング形の吹込み素子から
ガス層を発生するのが好都合である。
ガス層、ひいては吹込み素子は、ガス流路内に
障害を生ずることなくガス流にできる限り接近さ
せるのが好ましい。かような状態下で、吹込み素
子はガス流に関して接線位置に置かれると想定で
きる。従つて、ガス層の発射方向と吹込み素子の
軸線との間の角度は10゜から60゜までの範囲にする
のが好ましい。
前述したように、ガス層の流れ方向に関して
も、オリフイスの方向は半径方向成分を有しう
る。この半径方向成分の存在は、環形の吹込み素
子がガス流周辺から僅かに離された時あるいはガ
ス流が前記した理由のために収縮を起こす点に吹
込み素子が配置される時に特に好都合となりう
る。
吹込み素子内のガス圧変化によつてガス層の効
果が変えられる場合には、ガス層の流れ方向を瞬
時に変えることもある程度まで可能である。吹込
み素子の理論的に可能な機械的変更は、複雑さお
よび確実性の欠陥を生ずるために余り好ましいこ
とではない。
方向変化のためには、２個の環形吹込み素子を
それらの発射方向が異なるようにして並置するの
が好適である。それら２つの吹込み素子のオリフ
イスは、ガス噴射が迅速に合流するように相互に
十分に接近させるのがよい。かようにして結合ガ
ス層が生成され、その特性は各々の吹込み素子の
特性に依存する。
例えば、ひとつの吹込み素子はガス流と同じ方
向のオリフイスを有しうるが、しかるに別の吹込
み素子におけるオリフイスの方向はガス流方向に
関して傾斜される。各々の吹込み素子の（圧力に
よつて調整される）インパルスは、結合層の流れ
方向を決定する。
前述した如く、本発明による装置は、構造の変
更なしで、ガス層の流れ方向を変えうるものであ
る。単一の吹込み素子に加えられる圧力の変化の
ために、製品の永久的寸法の関数として繊維分配
が修正できる。更に、製品のコントロール装置に
連結された自動制御素子に対して本発明による装
置の機能を働かせることも可能である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明を更に
詳しく説明する。
第１ａ図および第１ｂ図は、繊維を運ぶガス流
に関して比較的に大きくなつている受入れ素子に
おける繊維分配の１例を示す図である。
ガス流１は境界線がどのように引かれるかによ
つて図式化できる。実際に、それら境界線は、開
始点で比較的に良好に定めることができる場合に
は、受入れ素子２に向かつて進行するに従つて不
明瞭になる。ガス流が95％のオーダーで生成繊維
を運ぶものと想定して、おおよその境界線を図示
してある。その場合、流れに変形のない分配はほ
ぼベル形の輪郭で行なわれる。
かような分配は、ガス流が受入れ面の寸法に関
して大きいあるいは小さい横断面になる時に大か
れ少なかれ変形される。図示の場合では、ガス流
１は同一状態を保ち、チヤンバおよび受入れ素子
のサイズは変化する。
第１ａ図図示の場合では、受入れチヤンバの側
壁３はガス流の完全な膨張に対して障害となる。
その結果、受入れ素子のエツジに集まる繊維の量
が増加する。受入れ面の寸法に関して多大なガス
流の存在下で、かような側壁による効果は、本発
明によるガス流のひろがりが繊維分配の改良を施
す簡単な方法を提供する。
繊維を運ぶガス流を変形する層の構造は、第２
ａ図および第２ｂ図に詳細に示す通りである。
それら図面は、円錘形のガス流１を示す。ガス
流との接触点Ａにおけるガス層はその方向Ｄによ
つて決められる。
第２ａ図に示す場合には、方向Ｄは点Ａでガス
流に接線する面Ｐ内に完全に存在する。方向Ｄ
は、点Ａでガス流の流動方向Ｃとなす角度βによ
つてあらわされる。
第２ｂ図においても、点Ａでのガス層の流れ方
向は半径方向の成分を含む。この成分は、ガス流
軸線を通る面Ｐに対して直角をなす面Ｒ内に配置
される。流動方向Ｃと共に、面Ｒにおける方向Ｄ
の投影角度γは、方向Ｄの半径方向成分をあらわ
す。
それら図面は、ガス流周囲からみた点Ａにおけ
る方向Ｄを示す。かような点からの方向は、ガス
流軸線周囲での図面の回転によつて得られる。
第２ａ図および第２ｂ図において、ガス流の流
動方向Ｃはガス流周辺を形成する円錘の母量によ
つて示される。実際に、或る種の方向の変更が設
定しうる。特に、回転素子に必要な手段を与える
プロセスにおいて、ガス流の流動方向は円錘の母
量と共に（通常は数度を越えない大きさの）角度
をなしうる。それにもかかわらず、流動方向に関
与した下記の表示が依然として適用できる。
本発明によるガス層の作用の結果生ずる流れ４
の形態を第３ａ図および第３ｂ図に図式化してあ
るが、それら第３ａ図および第３ｂ図は第２ａ図
および第２ｂ図図示の例、すなわち、半径方向の
成分を含有しないものおよびガス流の中へ向いた
半径方向成分を有するものとにそれぞれ対応す
る。
２つの場合において、ガス層が存在しないガス
流１の流れを細線で示し、ガス層とガス流の結合
によつて形成される流れ４を太線で示してある。
角度αはガス流の拡大をあらわす。前述したよ
うに、本発明による改良なしで、（20゜のオーダー
の大きさで）拡げることは困難である。図示の２
つの例において、結合した流れの角度αは、第２
ｂ図の例においてガス流が最初に収縮作用を受け
る場合であつても、実質的に増大する。
本発明によるガス層の生成は、第４図に示した
型式の装置によつて行なえる。この装置は円形横
断面を有するガス流を変更するためのもので、リ
ング形をなす。該装置は、ガス流を妨害すること
なくガス流にできる限り接近する。
前記の装置は、加圧ガス処理用の環形チヤンバ
５から成る吹込みクラウンによつて構成される。
ガス供給用の素子は図示していない。ガスはチヤ
ンバのベース部および周辺全体に設けられた一連
のオリフイス６を通つて流出する。それらオリフ
イス６は装置軸線に関して一定に傾斜している。
また、それらオリフイスの方向は同図において半
径方向の成分を含まない。
オリフイス６は相互に十分に近接していて、
個々の噴射は膨張のために、ガス流１に沿つてほ
ぼ連続した層の形態をなして流動する。
図示の吹込みクラウンは単一列のオリフイス６
から成るが、明らかなように、同じまたは異なる
高さに数列の同心円状をなすオリフイスを設ける
こともできる。
同図において、オリフイスはチヤンバ５のベー
ス部形成片に設けられた溝で構成される。それら
溝は、チヤンバのカバー形成片によつて側部が閉
じられている。
所望の方向を与える別の配置構成も適用でき
る。そのひとつは連続状スリツトを通じてガス層
を発射し、流動方向は、例えば、ガス層路上にお
けるスリツト内に等間隔で配置された傾斜したフ
インによつて保証される。
第４図図示のような型式の数個の装置を、それ
らの効果を結合すべく同時に用いることもでき
る。その場合、装置、更に正確には各々の発射オ
リフイスは好ましくは、形成される多数のガス層
を結合させるべく相互に十分に近接して置かれ
る。
第５ａ図は、遠心力によつて繊維を生成するた
めの装置に関連して本発明を実施する方法を示
す。
図示の装置は、仏国特許出願第2459783号明細
書に詳しく記載されている。
この装置は数字７で総括的に示した遠心機から
成る。該遠心機は周壁８に複雑のオリフイス１２
を有し、それらオリフイスを通つてフアイバ化材
料が流出する。
フアイバ化材料９は中空軸１０を通つて選ば
れ、回転する分配バスケツト１１内に落下し、遠
心機の内周壁上のオリフイス１２を通じて発射さ
れる。
遠心力によつて周壁８から分離したフイラメン
ト（図示せず）は、環形ノズル１４を具備した環
形チヤンバ１３から発せられる横断ガス流を受け
る。チヤンバ１３には、ひとつまたは多数の燃焼
室１５が備えられる。
かような装置における燃焼ガスは、遠心機の周
壁８に沿つて流動し、減衰しつつ繊維を運ぶガス
流を生成する。
遠心機下部を加熱するために、高周波誘導リン
グ１６が遠心機と同心円状をなして、繊維を運ぶ
ガス流の流路から十分に離れた距離に配置され
る。
幾つかの従来例では、補足的な吹込み装置が設
けられる。このリング形の装置は遠心機７全体お
よびバーナー１４のノズルに対して同心円状をな
し、遠心機の軸線に対して平行、すなわちバーナ
ーによつて発射されるガス流に対して平行にガス
噴射を方向づける。かような吹込み装置の本質的
な役割は、バーナーのガス流を通じて送られる繊
維を周囲の大気中へ分散するのを回避すべく方向
づけることにある。この補足的な吹込みはバーナ
ーから流出するガス流の膨張の制限も行ない、従
つて、限定範囲内での誘導リング１６を通るガス
流路を補助する。
本発明の１実施例によれば、吹込み素子１７は
ノズル１４とほぼ同じ高さでかつ該ノズルから適
当な距離の箇所に位置した複数のオリフイスを有
する。その距離はノズル１４幅の数倍であつて、
環形吹込み素子１７によつて発射されるガス層Ｓ
とノズル１４とから発するガス流Ｂとの合流点が
遠心機７の端部よりも低い高さあるいは第５ｂ図
に示すように該端部を越えた位置に配置される。
かようにして、ガス流Ｂによつて運ばれる繊維
が、ガス層Ｓがガス流Ｂの流れを変えるところの
高さで既に形成される。
ガス層Ｓ、ガス流Ｂおよび誘導ガスＩの結合体
（それらの総体的方向を示す矢印によつてあらわ
される）は誘導リング１６を通過する。渦流の発
生を防止するために、異なるガス流を方向づける
ように設計されたコンフオーマ１９が該リング上
に設けられる。
第５ｃ図において、吹込み素子１７は誘導リン
グ１６の下へ置かれる。次に、ガス層Ｓとガス流
Ｂが吹込み素子の出口から収束して流出する。
第５ｄ図は、吹込み素子が誘導リング上に配置
されている別の状態を示す。ガス流にさらされた
吹込み素子１７の部分は突き出して、乱流の発生
を防止すべくコンフオーマを位置づける。もちろ
ん、かような吹込み素子の位置を上述したのと同
様にしてコンフオーマを配置することによつて結
合することも可能である。
第５ｅ図は、２個の同心円状をなす吹込み素子
が同時に用いられている第５ａ図または第５ｂ図
図示のものと類似したユニツトを示す。２個の吹
込み素子は、それらの各々のオリフイスが相互に
極めて接近するように配置される。その結果とし
て、２個の吹込み素子から発する噴射がガス流Ｂ
との合流点の前方で極めて迅速に合流して単一の
層を形成する。
ガス流Ｂを包囲するガス層Ｓ方向のタンジエン
ト成分は、オリフイスが遠心機軸線に関して傾斜
している吹込み素子１７によつて前述したように
与えられるが、吹込み素子２０のオリフイスは例
えば装置の軸線に対して平行に方向づけられる。
ガス層を生成する吹込み素子の位置はガス流に
関して変化し、適正な最大限まで変わりうる。前
述した理由のために、第５ａ図から第５ｅ図まで
に示す型式の装置で形成されるガス流に系統的に
あらわれる収縮上流部に吹込み素子を配置するの
が好ましい。
第６図は、かような型式の装置のためのガス流
の総体的な状況を示す斜視図である。ガス層が存
在しない特異な形態は部分的に点線で示す通りで
ある。
この流れにおいて３つの高さが明瞭に示され
る。遠心機の近傍では、ガス流は一種の球２１の
形態をなす。次に、ガス流は数字２２で示す箇所
で収縮し、円錘形部分２３で再び膨張する。
ガス層を発生する吹込み素子１７は、好ましく
は、ガス流が最小幅をなすゾーン２２の上流部に
配置される。
ガス層とガス流を結合する変形流２４は実線で
図示してある。
第７図は、大気と接した際に最初の長方形の流
れによつて受ける変態を図式的に示す。複数の長
方形オリフイス２５から発せられるガスは迅速に
合流して、大気中への容易な分布、すなわち円形
の横断面を有する流れを可能ならしめる形態をな
すようになる。ガス流は、数字２６で示す箇所に
集まつた後、円錘形に戻る。かような型式の流れ
のために、ガス流路上の点に接線層を発生する吹
込み素子を集合点２６に近接して配置するのが好
都合である。
第７図は極端な例であり、やや長方形のオリフ
イスのために、ほぼ円筒の横断面を有する流れの
再形成は極めて迅速に行なわれ、環形のガス吹込
み素子をガス流路上に迅速に配置させることがで
きる。次に述べる実施例は、本発明の実施がいか
なるタイプの結果を生じうるか、明らかにするた
めに列挙したものであり、本発明がそれら実施例
のみに限定されるものではない。
実施例 １ 本発明によるガスエンベロプが繊維を運ぶガス
流の形態に与える影響を決定するための試験を行
なつてみた。
変形ガス流は第５ａ図に示したものと類似した
繊維生成装置によつて形成された。吹込みクラウ
ンの高さで、ガス流の直径は約340mmとした。
開始時点で、かようなガス流の総計インパルス
は70Nのオーダーであつた。
吹込み素子が存在しない状態の下でガス流の拡
がり角度αは約20゜であつた。
吹込みクラウンは第５ａ図に示すように配設し
た。該吹込みクラウンは380mmの直径の円上に配
置された一連のオリフイスを有するものである。
それらオリフイスの総計開口面積は５×10-4m2と
した。
吹込み素子における各々のオリフイスの軸線が
装置の軸線に対してなす角度βは30゜とした。
繊維を有するガス流の拡がりを示す角度αは吹
込み素子からの一連の空気圧縮のために適当に定
められる。
その結果は、次の通りである。
105Paの圧力 ０ 0.45 1.05 1.4 1.8 インパルスＮ ０ 29 58 74.5 94 拡がり角度α 20゜ 25゜ 33゜ 38゜ 42゜ これらの試験の結果、圧力を増大し、従つて吹
込み素子からのガスインパルスを増加することに
より、繊維を運ぶガス流の膨張度が実質的に変化
することが明らかにされた。
実施例 ２ 実施例１と同様の試験を行なつたが、ガス流方
向に関する吹込み方向の角度βの大きさを様々に
変えてみた。
装置およびバーナーの作動状態は不変にした。
従つて、ガス流は同一のものである。
吹込み素子の寸法も実施例１と同等にした。全
ての試験において、吹込み素子における圧力は
1.4×105Pa、であつた。
吹込み素子による噴射の幾つかの成分βの関数
として角度αを測定することによりあらわされる
ガス流の変更は次表の通りであつた。
β゜ 10 20 30 45 α゜ 28 34 38 45 拡がり角度αは、ガス流方向に関する噴射方向
の角度と同様にして増大することが確認された。
前述したように、角度βは好ましくは所定の範
囲内に保たれる。仮に角度βを増大することによ
り一段と重要な変更をなすことが可能であつて
も、ガス流および繊維分配に関する最終的成果が
必らずしも好適であるとは限らない。角度βを過
度に増大すると、ガス流の正常な流れは乱され、
更に、良好な分配を達成するために必らずしも極
めて大きな角度αを必要としなくなる。
このことに関し、特に受入れ素子が比較的に広
い場合に、該受入れ素子における繊維分配を改良
するためにガス流の角度αを増大させることが肝
要であるのに注目すべきである。各々の設備かつ
改良すべきガス流の各々の形態（これは特に受入
れ素子の寸法およびガス流起点と受入れ素子との
間隔を含む）のために、本発明に従つてなされる
ガス流の変更に必要な大きさを決定すべく予備試
験を行なうべきである。
実施例 ３ 繊維マツト製造用の設備について、本発明によ
るプロセスを実施してみた。
繊維製造装置は、前記したように遠心式のもの
であつて、繊維マツトが作製されるところのコン
ベアベルトから3.75ｍの箇所に配設した。コンベ
アは２ｍ幅のものである。
遠心機は直径300mmであつて、１日当り14トン
の材料を処理するものである。
バーナは実施例１で述べた状態下でガス流を発
生するものである。
吹込み素子を使用せずに試験を行なつてみた。
マツト上の繊維分布は均一性に極めて欠けるも
のであつた。その外形は第１ｂ図図示のように球
形である。
受入れ点の関数として変動するマツト内の繊維
重量の変化は、受入れ点がベルトの中央かあるい
はエツジに置かれているかによつて、平均値に関
し±80％の相対差を示した。
吹込み素子を用いて同様の試験を行なつてみ
た。
使用した吹込み素子は1.4×105Paの圧力値を有
し、実施例１で述べたのと同様の特性のものであ
る。
コンベアベルト上の分配は実質的に改良され
た。横断方向における繊維重量の平均値に対する
相対差は7.5％を越えない大きさであつた。これ
らの付加的な変化はスペース内で系統的に再発さ
れなかつた。また、それらの局在化は対象材料に
応じて変化する。通常の製造ラインでは、数個の
繊維製造装置が同一のコンベアベルトの上方に並
置される。各々の繊維“層”に対応する変化は相
互補償の傾向を統計的に有し、従つて、最終製品
間の差は再び実質的に減少されるのである。
このようにして、得られる繊維マツトはあらゆ
る点において高度に均一な機械的および熱的品質
を有するものとなる。かような結果は、本発明に
よる方法を実施するだけで得られた。もちろん、
本発明による方法を本明細書の冒頭で述べたよう
な従来の方法と併用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
第１ａ図および第１ｂ図は、本発明を採用して
ない繊維分配方法を図式的に示す図、第２ａ図お
よび第２ｂ図は、ガス流に関して示されるガス層
の方向の状況をあらわす図、第３ａ図および第３
ｂ図は、本発明に従つて変形されたガス流の形態
を示す図式図、第４図は、本発明によるガス層を
形成するための吹込み装置の部分断面図、第５ａ
図は、本発明に従つて吹込み装置を遠心力による
繊維形成用のユニツトへ適用する状況を示す断面
図、第５ｂ図は、ガス流の接近進行状況を示す第
５ａ図の部分図、第５ｄ図は、第５ａ図に示した
型式の装置の別の部分図であつて、吹込み装置の
別の位置を示す図、第５ｃ図および第５ｅ図は、
第５ａ図に類似した設備の２つの別の部分図であ
つて、二重吸込み装置を示す図、第６図は、本発
明による吹込み素子を具備した繊維形成用遠心ユ
ニツトの図式的斜視図であつて、ガス流路に対し
て吹込み素子がおよぼす影響を示す図、そして第
７図は、開始時点で長方形をなすガス流の大気と
の接触時における変形および本発明による吹込み
素子の作用の状況を示す図式図である。図中、１
……ガス流、２……受入れ素子、３……側壁、５
……環形チヤンバ、６……オリフイス、７……遠
心機、８……周壁、９……フアイバ化材料、１０
……中空軸、１１……分配バスケツト、１２……
オリフイス、１３……環形チヤンバ、１４……環
形ノズル、１５……燃焼室、１６……高周波誘導
リング、１７，２０……吹込み素子、２５……オ
リフイス、Ｂ……ガス流、Ｉ……誘導ガス、Ｓ…
…ガス層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 受入れ素子の受入れ面の方へ向けられたガス
    流によつて運ばれる繊維の受入れ面上での分配を
    改良するための方法であつて、ガス層が繊維を運
    ぶガス流を包囲することにより該ガス流の周辺に
    沿つて進行するように方向付けられ、該ガス層の
    方向がガス流に接する面内にあつてガス流の流れ
    方向に対し角度をなすことを特徴とする方法。 ２ 流れに対し横断方向に繊維を運ぶガス流が
    ほゞ円形の横断面を有し、ガス流を包囲するガス
    層が環状をなす同心円状の横断面を有することを
    更に特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
    法。 ３ 受入れ素子の受入れ面の方へ向けられたガス
    流によつて該ガス流に対して横断方向に運ばれる
    繊維の受入れ面上での分配を改良するための方法
    であつて、ガス流の最初の方向と一致した軸線を
    有する回転運動がガス流に与えられ、その回転運
    動が流路の少なくとも１部分においてガス流を包
    囲するガス層によつて与えられることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 受入れ素子の受入れ面の方へ向けられたガス
    流によつて該ガス流に対して横断方向に運ばれる
    繊維の受入れ面上での分配を改良するための方法
    であつて、繊維を運ぶガス流を取り囲むガス層に
    よつてガス流周囲に力学的なくぼみが形成される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
    法。 ５ 変更されたガス流のインパルス（IB）に対す
    るガス層のインパルス（IS）が0.5≦IS／IB≦２の
    関係であることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項乃至第４項いずれか１項記載の方法。 ６ ガス層が個々別々な一連の噴射によつて形成
    されることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
    至第５項いずれか１項記載の方法。 ７ ガス流に接する面内でのガス層の流れ方向
    が、10゜から60゜までの範囲から成るガス流の流れ
    方向に対して角度をなすことを特徴とする特許請
    求の範囲第１項または第２項いずれか記載の方
    法。 ８ ガス層の方向が、接線面に直交してガス流の
    軸線から成る面内に成分を含有することを特徴と
    する特許請求の範囲第１項、第２項または第７項
    いずれか１項記載の方法。 ９ 接線面に直交してガス流の軸線から成る面内
    において、ガス層の成分がガス流の内部に向かつ
    て20゜を越えず、外部に向かつて45゜を越えない該
    ガス流の流れ方向に対して角度をなすことを特徴
    とする特許請求の範囲第８項記載の方法。 １０ ガス流に及ぼすガス層の作用が、運ばれる
    繊維が固体状態をなす点で生起することを特徴と
    する特許請求の範囲第１項乃至第９項いずれか１
    項記載の方法。 １１ ガス層が室温で空気から生成されることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１０項い
    ずれか１項記載の方法。 １２ ガス流の流れ方向に対して異なる角度をな
    す２つの層からガス層が形成され、そのガス層の
    作用が２つの層のインパルス特性の関係を変える
    ことによつて調整されることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項乃至第１１項いずれか１項記載の
    方法。 １３ 受入れ素子の受入れ面２の方へ向けられた
    ガス流１によつて運ばれる繊維の該受入れ面上で
    の分配を改良するための装置であつて、ガス流１
    の流路上で、受入れ面の上流部において、ガス流
    １を包囲するガス層を発生するための素子５を含
    有し、ガス層のオリフイス６の発射軸線がガス流
    １の周辺に沿つて進行するように方向付けられ且
    つガス流の流れ方向に対して角度をなすことを特
    徴とする装置。 １４ ガス層を発生する素子がオリフイス６を具
    備したガス流を取り囲む吹込みクラウン５から成
    り、該オリフイスの軸線が10゜から60゜までの範囲
    のガス流の流れ方向に対して角度をなすことを特
    徴とする特許請求の範囲第１３項記載の装置。 １５ ガス層を発生する素子が２個の同心円状を
    なすクラウン１７，２０の発射オリフイスが共に
    接近し且つそれらクラウンの軸線が異なる方向に
    向くことを特徴とする特許請求の範囲第１３項ま
    たは第１４項いずれか記載の装置。 １６ 繊維および繊維を運ぶガス流が多孔ドラム
    式の遠心フアイバ化装置７から発生する特許請求
    の範囲第１４項または第１５項記載の装置であつ
    て、ガス層を発生する素子が、ドラム周辺部に吹
    き込まれる減衰ガスの流路上で、減衰ガスが遠心
    ドラムに沿つて進行した後に収縮されるところの
    ゾーン２２の上流部に配置されることを特徴とす
    る装置。 １７ 吹き込みクラウンのオリフイスが減衰ガス
    発生器から十分に離されて配置され、繊維を運ぶ
    ガス流に対するガス層の作用が一度だけ固相の繊
    維と干渉することを特徴とする特許請求の範囲第
    １４項または第１６項いずれか記載の装置。
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