KR100342151B1

KR100342151B1 - 가연기의냉각장치

Info

Publication number: KR100342151B1
Application number: KR1019970021479A
Authority: KR
Inventors: 준 타카기; 미사오 카시와기; 노부히로 코이즈미
Original assignee: 토레이 엔지니어링 컴퍼니, 리미티드
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 2002-11-30
Also published as: TW445316B; CN1170786A; CN1086429C; US5839265A; JPH09316740A; DE19722681C2; JP3490844B2; DE19722681A1; KR970075005A

Abstract

본 발명은 가연기의 냉각장치에 관한 것으로, 고정벽부재(16)와 양자의 벽면사이에 사도(19a, 19b)가 형성되는 가동벽부재(18a, 18b)를 갖추고서, 이들 고정벽부재(16)와 가동벽부재(18a, 18b)의 서로 마주보는 측면에는 각기 한쌍의 실 접촉벽체(16a1, 16b1, 18a-1, 18b-1)를 이루고서, 이들 한 쌍의 실 접촉벽체가 주행하는 실가닥이 고정벽부재(16)와 가동벽부재(18a, 18b)의 각 실 접촉벽체(16a1, 18a-1, 16b1, 18b-1)에 교대로 접촉하도록 소정의 간격을 갖고 설치됨과 더불어, 상기 실 접촉벽체에는, 이들 실 접촉벽체 사이에 실가닥에 대해 실의 주행방향과 교차하는 방향에 대해 흡인류를 작용시키는 흡인수단(13)이 장착되어 있다.

Description

가연기의 냉각장치

본 발명은 가연가공기나 연신가연가공기와 같은 가연기(假撚機)의 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 가연가공기(假撚加工機)는, 원사(原絲)팩키지에서 인출된 실가닥에 꼬임을 주는 가연장치와, 이 가연장치의 상류에 설치되어 가연 장치에 의해 부여되어 실가닥을 따라 소급해 올라가는 꼬임으로 인한 내부응력을 완화 또는 제거하는 가열장치. 이렇게 꼬인 상태를 유지하도록 꼬여진 실가닥을 강제적으로 냉각하는 냉각장치 및, 꼬임상태가 안정된 실가닥을 권취하는 권취장치로 구성되어 있다.

또, 연신가연가공기

는, 상기 가열장치와 가연장치에 의해 꼬임상태가 고정됨과 동시 또는 그에 앞서 소정의 배율로 연신(延伸)하기 위한 연신장치를 갖춘 구조로 되어 있다.

그런데, 상기와 같은 가연가공기 등에서는, 생산성향상을 위해 어떤 안정생산조건에서의 가연가공속도 보다 높은 속도상태에서 방사가공이 이루어지게 되면, 가연영역에서의 장력(張力)과 꼬임수준 사이의 균형이 깨어져, 이른바 서징 (Surging)현상이라고 부르는 실이 뒤틀리는 현상이 발생해서, 실끊어짐이나 털부스러기 또는 불균일 꼬임 등이 생기게 된다.

이와 같은 써징현상을 억제하는 방법으로서 가연영역

에서의 장력을 높이는 방법이 있으나, 이렇게 장력을 높이게 되면 솜털이 증가하거나, 또는 꼬임실의 잔류신도

가 작아져 후공정에서 가해질수 있는 교란에 대한 허용도가 낮아져, 결과적으로 실의 품질과 수율을 악화시킨다고 하는 문제가 있게 된다.

또, 고속상태에서 방사가공을 하게 되면, 종래의 냉각장치에서는 냉각시간이짧아 양호하게 권축

시킬 수 있는 온도까지 실을 냉각시킬 수가 없기 때문에 길이가 긴 냉각장치를 사용해야만 하여, 가연기 전체가 커져 작업성과 보수유지성이 나빠지게 됨과 더불어, 냉각장치에 실가닥의 접촉저항과 꼬임의 전파저항이 커져 꼬임실의 수축과 잔류신도가 나빠진다고 하는 문제가 있게 된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 종래에도 예컨대 일본국 특개소 58-191230호 공보에 기재된 것과 같이, 실가닥 안내부재의 안내홈 바닥부로부터 유체를 유출시켜 실을 냉각하도록 구성된 것, 일본국 특개평 8-35136호 공보에 기재되어 있는 것과 같이, 분할된 냉각장치의 실 접촉면에 뚫여진 구멍으로부터 냉각용 냉매를 분출하고 흡입하도록 된 것이 제안되어 있다. 또, 일본국 특개평 5-331727호 공보에 기재된 것과 같이, 사도(絲道)를 사이에 두고 작은 간극을 형성하고서 마주보도록 설치된 2매의 홈벽부와, 이 2매의 홈벽부의 바닥에 실가닥의 주행방향을 따라 소정 간격으로 떨어져 배치된 복수의 실가닥가이드 및, 상기 2매의 홈벽부의 실가닥가이드와 반대되는 쪽끝을 연결시켜 상기 홈벽부와 실가닥가이드를 에워싸는 파이프챔버를 형성하는 외벽부로 냉각플레이트가 형성되어, 상기 파이프챔버에 흡인수단이 연결된 구조로 된것도 제안되어 있다.

그런데, 상기 일본국 특개소 58-191230에 기재된 냉각장치에서는, 실가닥 안내부재의 안내홈 바닥에서 유체를 분출시켜 실을 냉각시키도록 되어 있기 때문에, 실가닥의 열과 실가닥에 부여된 공정유가 온도조절된 작업실로 방출되어 작업환경과 온도효율을 나빠지게 하는 무제가 있게 된다.

또, 상기 일본국 특개평 8-35136호 공보에 기재된 냉각장치에서는, 냉각장치의 중간부에 실누름부가 설치됨과 더불어 냉각장치의 실 접촉면에 뚫려진 구멍으로 부터 냉각용 냉매가 분출되고 흡입될 수 있도록 되어 있기 때문에 실가닥의 써징현상을 줄일 수는 있으나, 냉각용 공기를 실가닥에다 직접 작용시키지 않고 실가닥의 열을 접촉용 플레이트에다 전달해서 이 접촉용 플레이트를 냉각용 공기로 냉각시키는 간접 냉각방식을 택하고 있기 때문에, 접촉용 플레이트를 예컨대 연신처리된 후의 실굵기가 75 데니어(denier)의 경우 적어도 1.2m 이상이 되도록 하지 않으면 800m/min이상의 고속화에 대처할 수가 없다고 하는 문제가 있어서, 접촉용 플레이트를 짧게 하기 위해서는 알콜이나 에테르, 물과 같은 냉각액의 공급수단의 설치되어야 하는 문제점을 갖고 있다.

그리고, 상기 일본국 특개평 5-331727호 공보에 기재된 냉각장치에서는, 실가닥이 2매의 홈벽부의 바닥에 설치된 복수의 실 가이드에 접촉하여 주행하면서 이실 가이드와 바닥부를 에워싸는 파이프 챔버에 연결된 흡인수단에 의해 작용하는 흡인류(吸引流)로 실가닥이 냉각시켜지도록 되어 있기 때문에 실가닥에 부여된 공정유의 여잉분이나 찌꺼기 등이 홈벽부의 바닥 또는 실가이드에 부착되는 량을 감소시킬 수는 있으나 이들의 부착을 완전히 방지할 수가 없어, 홈벽부의 바닥 및 실가이드의 청소작업이 대단히 곤란함과 더불어 끊어진 실의 끝을 이어 붙이거나 청소할 때 실 가이드가 파손되기 쉽다고 하는 문제가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 발명된 것으로, 콤펙트하고,청소작업도 쉽게 할 수 있으며, 소정의 냉각기능을 가지면서도 써징현상이 일어나는 것을 억제할 수 있는 가연기 냉각장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각장치를 구비한 가연기의 1실시예를 나타낸 개략단면도,

도 2는 도 1의 II - II선 단면도,

도 3은 본 발명에서의 냉각장치의 1실시예를 나타낸 개략 정면도.

도 4는 도 3의 IV - IV선 단면도,

도 5는 도 3의 V - V선 단면도,

도 6은 도 4의 VI선을 따라서 본 단면도,

도 7은 본 발명에서의 냉각장치의 다른 실시에를 나타낸 개략 정면도.

도 8은 도 7의 XIII - XIII선 단면도,

도 9는 종래 냉각장치의 1실시예를 나타낸 개략 사시도.

도 10은 가공속도와 안정연신배율 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 그래프.

도 11은 가공속도와 강도 사이의 관계를 나타낸 그래프.

도 12는 가공속도와 신도 사이의 관계를 나타내는 그래프,

도 13은 가공속도와 수축정도 사이의 관계를 나타내는 그래프,

도 14는 가공속도와 권축률 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.

1 - 프레임, 2 - 크릴스탠드,

3 - 제1 실공급장치, 4 - 제1 가열창치,

5 - 냉각장치, 6 - 가연장치,

7 - 제2 실공급장치, 8 - 제2 가열창치,

9 - 제3 실공급장치, 10 - 공정유공급장치,

11 - 권취장치, 12 - 작업대,

14 - 도관, 15 - 냉각부,

16 - 고정 벽부재, 16a, 16b - 접촉부,

17 - 볼트, 18, 39 - 가동벽부재,

20, 21 - 브라케트, 22 - 배연부재,

23, 24, 45 - 핀, 25 - 판스프링,

27 - 간극조절부재, 32, 42 - 핀(fin),

34 - 박스, 34' - 개구부,

35 - 칸막이, 판 36 - 흡인량조절판,

37 - 안내부재, 43 - 코일스프링.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 가연기의 냉각장치는, 냉각장치가 한쌍의 실 접촉벽체로 구성되어 이 한쌍의 실 접촉벽체가 주행하는 실가닥이 한쪽 실 접촉벽체에 접촉하거나 각 실 접촉벽체에 교대로 접촉하도록 소정 간격을 두고 설치됨과 더불어, 상기 실 접촉벽체에는 이들 실 접촉벽체 사이에 실가닥에 대해 실 주행방향과 교차하는 방향에 대해 흡인류를 작용시키는 흡인수단이 장착된 구조로 되어 있다.

본 발명이 이와 같이 구성됨으로써, 실 접촉벽체에 의한 냉각과 흡인유체에 의한 냉각으로 냉각능력이 커져 냉각장치의 길이를 종래의 냉각장치의 약 절반으로 할 수가 있기 때문에, 실가닥의 주행저항이 적어져 가연부에서의 장력(공정장력)을 낮아지게 할 수가 있고, 꼬임의 소급이 쉬워져 종래 보다도 높은 속도로 가공하더라도 강도나 신도, 권축률의 감소가 없는 양질의 실을 얻을 수 있음과 더불어, 실가닥이 실 접촉벽체의 적어도 어느 한쪽과 접촉한 상태로 주행하기 때문에 공정장력(工程張力)을 내리더라도 써징현상이 발생하는 것을 방지할 수가 있고, 또 냉각장치의 길이가 짧아지기 때문에 가연기 전체가 콤팩트해져 작업성과 보수유지성을 좋게 할 수 있게 된다.

바람직하기로, 냉각장치에는 제1과 제1부재가 상호 마주보게 위치되어 상기 통로를 형성하는 작동위치와, 제1과 제1부재가 서로로부터 이격된 정지위치 사이에서의 제1과 제1실 접촉부재의 상대운동을 달성하기 위한 수단이 추가적으로 구비되는데, 이같은 설비에 의해 정지위치에서의 접촉부재의 세척은 매우 용이하게 수행될 수 있게 된다.

또, 상기 실 접촉벽체의 한쪽이 다른쪽 실 접촉벽체에 대해 가깝게 근접시키거나 떨어지게 할 수 있도록 프레임 또는 흡인수단에 장착됨과 더불어 한쌍의 실접촉벽체 사이에 간극조절부재가 설치되면, 한쪽 실 접촉벽체를 개구시킨 상태에서 청소를 할 수 있기 때문에 실 접촉벽체의 청소작업을 단시간에 쉽게 끝낼 수 있고, 높은 정밀도로 가공하지 않더라도 최적의 간극이 되도록 조절할 수 있기 때문에 실접촉벽체면 사이에서의 흡인류의 속도가 균일해질 수 있게 된다.

또한, 상기 실 접촉벽체의 어느 한쪽에다 흡인류체에 의해 냉각시켜지는 핀(fin)이 설치되면, 실 접촉벽체가 흡인유체에 의해 항상 냉각되어져 있기 때문에 실가닥이 보다 더 효과적으로 냉가될 수 있게 된다.

그리고, 상기 실 접촉벽체의 가열장치쪽 위치에 배연부재(俳堧部材)를 설치 해서 이 배연부재에다 흡인량 조절수단을 설치하면, 실가닥에 수반되는 기름연기나 실가닥에서 탈락한 물질을 흡인해서 배출할 수 있게 된다.

(실 시 예)

이하 첨부도면을 참조로 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명 냉각장치를 갖춘 가연기의 1실시예를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도로서, 가연기의 프레임(1)에 작업통로를 사이에 두고 한쪽에는 바깥쪽에 공급실 패키지(70)가 올려놓아지는 크릴스탠드(creelstand; 2)가 설치되고서, 이 크릴스탠드(2)의 안쪽에 제1 실공급장치(3)와 제 1 가열장치(4), 냉각장치(5) 및 제 2 실공급장치(7)가 위쪽에서부터 아래쪽으로 순서대로 장착됨과 더불어, 작업통로의 반대쪽에는 권취장치(11)가 설치되고, 작업통로의 작업대(12) 아래쪽에는 제2 가열장치(8)와 제 3 실고급장치(9) 및 공정유부여장치 (10)가 설치된 구조를 하고서, 이들 장치들이 기대(機臺)의 길이방향으로 12개의 추(錘)씩 하나의 스팬(Span)으로 해서 복수의 스팬으로 나뉘어져 설치되어 있다. 즉 프레임(1)의 복수의 기둥(100)으로 이루어지고서 이들 기둥(100)사이에 12개의 추가 1 스팬을 이루면서 배치된다.

이 냉각장치(5)는 도 3, 도 4, 도 5에 상세히 도시되어 있는 바와 같이 흡인수단(13)의 도관(14)에 2가닥씩을 한쌍으로 한 냉각부(15)가 12가닥분 만큼씩 장착되고서, 상기 도관(14)이 여러개 (예컨대 2~10)개 연결되고서 그 끝부분에 인버터에 의해 구동모우터의 회전수가 제어되는 배기팬(도시되지 않음)이 연결되어 있다.

상기 냉각장치(5)는 복수의 냉각부(15)로 이루어지고서 이들 각 냉각부(15)는 쌍을 이루는 냉각로(15A)로 이루어지도록 되어 있는데, 이는 그에 해당하는 가열부(400)로부터 나오는 2줄씩의 실가닥을 처리하기 위한 것이다. 즉, 각 스팬에는 6개의 가열부(400)와 6개의 냉각부(15)가 배치되게 된다.

도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 냉각부(14)는 도관(14)에 형성된 폭이 좁고 길이가 긴 슬릿(14a, 14b)의 안쪽에 위치하도록 볼트(17)로 부착시켜진 고정벽부재(16)와, 이 고정벽부재(16)의 양쪽에 위치하도록 그 하부가 도관에 부착시켜진 브라켓트(20,21)에 상부가 도관(14)의 상부에 설치된 배연부재(22)에각각핀(23,23)에 의해 쉽게 회동할 수 있게 부착된 가동벽부재(18a, 18b)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 가동벽부재(18a, 18b)는 그 상부가 도관(14)에 설치된 브라케트에 자유로이 회전할 수 있게 부착되도록 되어 있다.

또 상기 도관(14)은 각 도관마다 슬릿 (14a, 14b)에서의 흡인유체의 속도가 대략 일정해질 수 있게 배기팬에서 멀어질수록 단면적이 작아지도록 형성한다거나 슬릿의 폭을 넓히는 것이 바람직하고, 각 스팬마다 유량조절용 오리피스를 설치하면 더욱 좋다.

상기 고정 벽부재(16)는 3에 도시된 것과 같이, 양쪽에 냉각용 실 접촉벽체 (16a, 16b)를 갖고서 이들 실 접촉벽체(16a, 16b)의 간격이 상부에 대해 하부쪽이 넓어지는 형상으로 되어 있으나, 이들 실 접촉벽체(16a, 16b)의 간격이 상부에 대해 하부쪽이 넓어지는 형상으로 되어 있으나, 이들 실 접촉벽체(16a,16b)를 상부와 하부의 간격이 같도록 하여도 된다.

또한, 상기 고정벽부재(16)의 실 접촉벽재(16a, 16b)와 상기 가동벽부재 (18a, 18b)에는 실 주행방향을 따라 소정 간격으로 요철

부가 형성되어, 고정벽부재(16)의 한쪽 실 접촉벽체(16a)쪽에서는 고정벽부재(16)의 블록부(16a1)에 가동벽부재(18a)의 오목부(18a-2)가 위치하는 한편, 가동벽부재(18a)의 블록부(18a-1)에는 고정 벽부재(16)의 측면(16a2)가 위치하게 되어, 실가닥이 고정벽부재(160와 가동벽부재(18a)의 각 볼록부(16a1, 18a-1)의 상부면에 교대로 접촉하면서 주행하거나 상기 양자의 접선상을 주행하여 실 주행통로로 이동하도록 되어 있다.

상기 가동벽부재(18a, 18b)는 각기 그 하단부에서 각각 핀(23a, 23b)에 의해브래킷(20a, 20b)에 회전될 수 있게 연결되는 한편, 그 상단부는 각각 핀(24a, 24b)에 의해 도관(14)의 상부에 위치한 배연부재(22)에 회전할 수 있게 연결되도록 되어 있어서, 화살표(f)로 도시된 것과 가이 가동벽부재(18a, 18b)가 수직방향으로 뻗은 핀(23a, 23b; 24a, 24b)을 중심으로 문짝과 같이 개폐될 수 있도록 되어 있다.

한편, 상기 가동부재(18a, 18b)의 회전구조의 변형예로서, 브래킷을 도관 (14)에다 연결하고서 이 브래킷에다 가동부재(18a, 18b)를 연결함으로써 회전되도록 할 수도 있다.

상기와 같은 구조에서, 상기 도관(14)은 배기팬에서 멀어지면 단면적이 작아지게 되는 도관의 길이를 따라 단면적이 변하도록 되어 있어서, 슬릿(14a, 14b)을 통해 흡인되는 유체의 유속이 일정하게 유지될 수 있게 된다. 여기서, 상기 각 도관(14)내에다 소정 간격으로 유속제어용 오리피스를 설치하게 되면 더욱 효과적이다.

이상의 내용을 좀 더 상세히 설명하면, 상기 고정벽부재(16)의 실 접촉벽체 (16a, 16b)상에는 실가닥(Y)의 주행방향을 따라 일정간격으로 오목부(16a2, 16b2)가 형성되고, 이들 오목부(16a2, 16b2)사이에는 볼록부(16a1)가 형성되도록 되어 있다.

따라서, 도 3에서 볼수 있듯이, 고정벽부재(16)의 오목부(16a2)내에 가동벽부재(18a)의 볼록부(18a-1)가 위치하는 한편, 가동벽부재(18a)의 오목부(18a-2)에 고정벽부재(16)의 볼록부(16a1, 18a-1)의 상부면에 교대로 접촉하면서 주행하거나이들 볼록부(16a1, 18a-1)의 접선상을 따라 주행하게 된다. 이와 마찬가지로, 고정벽부재(16)의 다른쪽 실 접촉벽재(16b)의 오목부(16b2)에 가동벽부(18b)의 볼록부 (18b-1)가 위치하는 한편, 가동벽부재(18)의 오목부(18b-2)에 고정벽부재(16)의 볼록부(16b1, 18b-1)에 교대로 접촉하거나 이 볼록부(16b, 18b-1)의 접선 방향을 따라 주행할 수 있게 된다.

상기 고정벽부재 (16)와 가동벽부재(18a, 18a)사이의 간극은, 실가닥(Y)이 정지해 있을 때는 실가닥(Y)이 어떤 실 벽체(16a1, 18a-1, 16b1, 18b-1)에도 접촉하지 않는 간극이 되고, 실가닥(Y)이 주행하고 있을 때는 실가닥이 미소하게 진동할 때는 통과할 수 있지만, 크게 진동할 때는 실가닥에 횡방향으로 흔들리지 않게 되는 간극이 되도록 설정하여 실가닥 팩키지 사이를 잇는 이음부가 쉽게 통과할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같은 구성에서, 실 주행통로(19a, 19b)에서 실가닥(Y)의 주행방향을 따라 실가닥(Y)이 접촉하게 되는 볼록부(16a1, 18a-1, 16b1, 18b-1)의 길이(L)는, 실가닥이 접촉벽체와 접촉하지 않고 주행하는 길이가 50mm 이하, 바람직하기로는 10~30mm가 되어, 실가닥이 접촉벽체에 대해 접촉하는 길이의 비율이 접촉벽체의 전체 길이의 약 50%가 되도록 하는 한편, 실 주행방향과 직각교차하는 방향의 접촉벽체의 폭(W)은 10 ~ 50mm, 상호 인접한 볼록부 사이의 거리(

)는 실가닥 굵기의 2~10배가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 고정벽부재(16)를 단일부재로 하지 않고 상기 실 접촉벽체(16a, 16b)를 2개의 별개체로 구성할 수도 있다.

또, 상기 각 실 접촉벽체는 스테이레스강을 질화가공

하고서 경면 처리

하였으나, 경질크롬도금과 같은 빅커경도(vickers hardness)가 700이상이 되어 실가닥과의 열전달이 좋은 표면처리를 한다.

상기 가도역부재(18a, 18b)는 두께가 0.1~0.5mm 정도인 판스프링(25a, 25b)의 탄발력으로 항상 고정벽부재(16)와 마주보도록 위치하고서, 가동벽부재(18a, 18b)에 나사결합시킨 한개 이상, 바람직스럽기로는 상하 2곳에 나사결합시킨 간극조절부재(27)에 의해 볼록부 끼리 사이의 간극이 소정이 간극(

)이 되도록 조절할 수 있도록 되어 있다. 상기 판스프링(25a, 25b)의 다른쪽 끝부분이 탄성을 가진 고무자석(28a, 28b)에 의해 도관(14)에 흡착되도록 해서 간극이 극히 작아지도록 하여도 된다. 이렇게 고무자석(28a, 28b)를 쓰게 되면, 이 고무자석(28a, 28b)의 탄발력에 의해 가동벽부재(18a, 18b)가 실선으로 도시된 위치로 선회하게 된다.

상기 간극조절부재(27a, 27b)는 가동벽부재(18a, 18b)의 상부와 바닥부에 각각 설치되고서, 이들 간극조절부재(27a, 27b)가 그 안쪽 끝면에서 고정벽부재(16)의 마주보는 실 접촉벽체(16a, 16b)에 닿아, 도 5에 도시된 것과 같이 실가닥이 접촉하는 볼록부(16a1, 18a-1, 16b1, 18b-1)의 서로 마주보는 쌍 사이가 소정의 간극 (

)이 되도록 한다. 즉 상기 간극조절부재(27a, 27b)를 수동으로 도려주면 이들 나사로 된 간극조절부재(27a, 27b)의 돌출된 정도에 따라 실 접촉벽체 사이의 간극 (

)이 조절될 수 있게 된다. 상기 간극조절부재(27a, 27b)는 가동벽부재(18a, 18b)에 각각 설치되어 너트(30a, 30b)로 고정시켜지거나, 또는 고정벽부재(16)나 가동벽부재(18a, 18b)의 어느 한쪽에 부착된 핀(pin)을 사용하게 된다.

상기 도관(14)에 형성된 슬릿(14a, 14b)과 인접한 고정벽부재(16)의 벽면에는 방열핀(防熱 Fin; 32a, 32b)이 형성되어 있는데, 이들 방열핀(32a, 32b)은 고정벽부재(16)와 같은 재질로 된 판재(板材)를 고정벽부재(160)에다 용접으로 부착하거나, 동일재질 또는 열전도율이 좋은 알루미늄합근이나 동합금 같은 것으로 방열핀을 형성시켜, 볼트나 리벳등으로 고정벽부재(16)에다 부착시키게 된다. 또 핀 (32a, 32b)은 가동벽부재(18a, 18b)에 연결되게 된다. 상기 방열핀(32a, 32b)은 가동벽부재(18a, 18b)에 부착되거나 또는 고정벽부재(16, 18a)와 가동벽부재(18a, 18b) 양쪽에 부착될 수도 있다. 이 방열핀(32a, 32b)은 열을 방사하는 역할을 함과 더불어 큰 덩어리의 실부스러기가 도관(14)으로 들어가는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

상기 배연부재(22)는 도 4에 도시된 것과 같이, 실가닥(Y)의 주행방향쪽에 대략 직사각형을 한 개구부(34')를 갖고서 도관(14)의 상부에 부착된 박스체 (34)와, 이 박스체(34)내를 주행하는 실가닥(Y)에 인접한 위치에 설치된 칸막이판(35)및, 상기 상자체(34)와 도관(14) 사이에 자유로이 이동할 수 있게 부착된 흡인량조절판(36)으로 구성되어 있다. 즉, 상기 박스체(34)의 내부공간이 내부챔버(35-1)와 외부챔버(35-2)로 분할되거서, 냉각공기의 흡인량을 조절하는 흡인량조절판(36)이 도 4의 화살표(G)로 지시된 것과 같이 도간(14)과 박스체(34) 사이에 자유로이 이동할 수 있게 설치되어 있다. 또, 상기 박스체(34)의 개구부(34')를 형성하는 박스체(34)의 하부벽과 도관(14)의 상부벽에는 실가닥을 거는 조작을 할 수 있도록 하고 실가닥이 주행도 할 수 있도록 평면에서 보아 폭이 좁고 길이가 긴 홈 (34-3, 14-3)이 형성되고서, 이들 사이에 위치한 흡인량조절판(36)에는 조절홈(36-1)이 형성되고서, 이들 사이에 위치한 흡인량조절판(36)에는 조절홈(36-1)이 형성되고서, 이들 사이에 위치한 흡인량조절판(36)에는 조절홈(36-1)이 형성되어 있어서, 흡인량조절판(36)의 이동에 따라 조절홈(36-1)의 개구정도가 변화되어 흡인량조절판 (36)의 위치에 따라 유량이 조절될 수 있게 된다.

또, 상기 박스체(34)에는 도 3에 도시된 것과 같이 상부벽(34-1)과 하부벽 (34-2)이 갖춰져 이들 상하부벽(34-1, 34-2)이 박스체(34)의 개구부(34')의 상부와 하부를 구획하도록 되어 있는바, 그중 상부벽(34-1)에는 수평방향으로 슬릿(34a, 34b)이 형성되는 한편 하부벽(34-2)에는 슬릿(34a', 34b')이 형성되어 있다. 그리고, 상기 상부벽(34-1)상의 슬릿(34a)과 하부벽상의 슬릿(34b')은 수직방향으로 정렬되도록 되어 있는바, 이들 슬릿(34a, 34b, 34a', 34b')은 모두 수평방향으로 뻗고서 외부로 개방되어 실가닥(Y)이 이들 슬릿(34a, 34b, 34a', 34b')내로 쉽게 안내되어 들어올 수가 있도록 되어 있다. 또, 상기 상부벽(34-1)상의 슬릿(34a, 34b)내에는 도 6에 도시된 것과 같이 플라스틱으로 만들어진 사도규제용 가이드(37a, 37b)가 설치되고, 상기 하부벽(34-2)상의 슬릿(34a', 34b')에도 설치되어 있다.

상기 박스(34)의 칸막이판(35)에는 도 3에서 볼 수 있듯이 실가닥(Y)이 주행하는 방향으로 폭이 좁고 길이가 긴 슬릿(35a, 35b)이 형성되어, 이들 슬릿(35a, 35b)이 도 4에 도시된 것과 같이 챔버(35-1, 35-2)를 상호 연통시키도록 되어 있는 바, 쳄버(35-2)내의 실가닥에서 발생하는 공정유 성분의 연기가 진공작용으로챔버(35-1)내로 흡입된 다음 화살표(H)로 지시된 것과 같이 제어밸브역할을 하는 칸막이판(35)의 슬릿 (35a, 35b)과 구멍(34-4, 36-1, 14-3)을 도관(140으로 흡인되게 된다.

따라서, 실가닥(Y)이 가열창치(4)내에서 열처리될 때 공정유 성분에서 발생하는 기름연기와 같은 것이 냉각장치(5)로 들어가기 전에 배연부재(22)에 의해 흡인되어 제거될 수 있게 된다.

상기와 같은 냉각장치(5)에 있어서는, 실가닥(Y)이 배연부재 사도규제용 가이드(37a, 37b)와 가연장치(6)의 입구쪽에 설치된 가이드(6a)를 잇는 직선을 따라 주행하면, 도관(14)과 연결된 배기팬(도시되지 않음)이 동작해서 그 흡인력이 각 슬릿(14a, 14b)을 거쳐 고정벽부재(16) 가동벽부재 (18a, 18b)사이의 간극으로 이루어진 사도(19a, 19b)에 작용하게 되고, 그 결과 실가닥(Y)이 이사도(19a, 19b)내에서 주행방향과 직교하는 횡방향으로 미소하게 이동하면서 흡인력에 의해 도관 (14)쪽으로 약간 휘어진 상태로 주행하게 된다. 이와 같은 횡방향으로의 만곡되며, 또한편 횡방향으로 약간 진동하게 된다. 이와 같은 횡방향 진동은 감소된 접착력의 방적사접촉부(16a1, 16b1, 18a-1, 18b-1)상의 침전이 이로부터 분리되고 도관(14)으로 흡입되는 것을 보조하는 바, 즉 방적사접촉부의 자체세척작용이 달성된다.

도 7과 도 8에는 본 발명에 따른 냉각장치의 변형된 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이는 직사각형상의 단면을 가진 고정벽부재(38)와 역시 직사각형의 단면을 가진 가동벽부재(39a, 39b)를 갖추고서, 고정벽부재(38)의 실 접촉벽재(38a, 38b)와 가동벽부재(39a, 39b)를 갖추고서, 고정벽부재(38)의 실 접촉벽체(39a, 39b)와가동벽부재(39a, 39b)의 실 접촉벽체(93a, 39b)가 서로 마주보도록 배치되는 한편, 상기 가동벽부재(39a, 39b)가 각각 그 하단부는 핀(41a, 41b)에 의해, 상단부는 핀 (42a, 42b)에 의해 도관(14)에 자유로이 회전할 수 있게 부착되도록 되어 있다. 한편, 상기와 같이 핀(41a, 41b, 42a, 42b)에 의해 도관(14)에 부착된 가동벽부재 (39a, 39b)가 코일스프링(43a, 43b)의 탄발력의 항상 실선으로 나타내어진 것과 같이 고정벽부재(38)와 마주보도록 위치하고서, 핀(45a, 45b)이 고정벽부재(38)에 닿아 이 고정벽부재(38)와 가동벽부재(39a, 39b)와의 사이에는(14a, 14b)을 매개로 도관(14)으로 개방되도록 바깥쪽으로 개방시켜진 소정 간극의 사도(19a,19b)가 형성되도록 되어 있다. 또, 상기 가동벽부재(39a, 39b)에는 연질의 합성고무나 합성수지와 같은 탄성재질로 만들어진 밀봉부재(47a, 47b)가 부착되어 도관(14)과 가동벽부재(39a, 39b) 사이를 밀봉해서 이들 사이의 간극으로 유체가 유입되는 것을 방지하도록 되어 있다. 여기서, 상기 가동벽부재(39a, 39b)는 스프링 (43a, 43b)의 탄발력에 대항해서 점선으로 도시된 것과 같이 같은 정지위치로 선회하게 된다.

도 7에 도시된 것과 같이, 서로 떨어져 마주보는 실 접촉벽체(39a, 39a-1)가 만곡되어 있어서 이들 사이의 사도(19a, 19b)역시 만곡되도록 형성되도록 되어 있는 한편, 이들 사도(19a, 19b)사이의 간격은 하부쪽으로 갈수록 넓어지도록 되어 있다. 또, 가동벽부재(39a, 39b)의 실 접촉벽체(39a-1, 39b-1)는 실가닥이 전체 길이에 걸쳐 접촉하도록 평탄면이 되도록 하는 것이 바람직하다.

마지막으로, 도 8에 도시된 것과 같이, 상기 가동벽부재(39a, 39b)의 실 접촉벽체(39a-1, 39b-1)에는 각각 방열핀(49a, 49b)가 갖춰져 있다.

(실시예 1)

앞에서 설명한 연신가연가공기를 사용하여 아래와 같은 가공조건에서 연신가연가공을 행하였다.

[가공조건]

원사의 종류 : 폴리에스텔 필라멘트

(POY 140-데니어-36필라멘트)

제1 가열장치(4) : 가열유효길이(0.78m), 출구에서의 실온도(215℃)

가연기(6) ; 외접형 3축가연장치

(상하의 세라믹 각 1매와 고무디스크 7매를 조합시킨)

가연-해연 장력비(T1 / T2 = 약 1.2)

냉각장치의 냉각부상에서 1m당 약 3,300꼬임

냉각장치(5) : 냉각유효길이(0.6m)

실가닥주행부에서 평균흡인속도(약 5m/초)

가공속도 : 800 / min ~ 1400 / min

연신배율 : 해연장력에 변동이 일어나거나 냉각장치 또는 제 1 가열장치

내의 사도에 써징현상이 일어나거나 하는 한계치에 경험적인 여

유치를 더한 값( 도 10에 실선으로 나타남)

상기와 같은 조건에서 연신가연가공된 실가닥을 실의 물성치인 강도(CN/d)와 신도(%), 수축율(CR)로 표시하면 도 11, 도 12, 도 13에 실선으로 나타내어진 값으로 되었다.

상기 측정치 수축율(CR %)은 다음과 같은 순서로 측정하였다.

먼저 0.005CN/d의 예비하중이 걸린 10타래의 실가닥을 샘플로 준비한 다음, 이들 샘플을 12시간동안 실온에서 보관한다. 이어 이들 샘플에 0.04CN/d의 장력을 가한 상태에서 20℃의 물에다 담군 다음, 물속에서 다시 0.2CN/d의 장력을 2분간 가한 후 타래의 길이(L1)를 측정한다.

다음에는 다시 물속에서 0.02CN/d의 장력을 제거하여 샘플에 0.04의 장력만이 가해지도록 된 상태가 3분간 지난후에 타래의 길이(L2)를 측정한다.

다음에는 아래의 식에 의해 수축율(CR %)을 계산한다.

도 13에 점선으로 나타내어진 것과 같이, 상기 냉각장치의 실가닥 주행부에서의 평균흡인속도가 2m/초인 경우에는 도 13에 파선으로 나타내어져 있는 것과 같이 권축률(CR %)이 낮아지고, 흡인속도가 5m/초로 빨라지게 되면 냉각효과가 증가해서 권축률이 상당히 좋아지게 됨을 알 수 있었다. 그러나, 흡인속도를 높혀도 도 13에서 알 수 있듯이 권축률(CR %)은 어떤 값 근방에서 포화(飽和)되게 되고, 그 값 이상으로 흡인속도를 높히더라도 흡인팬(도시되지 않음)을 구동하는 동력으로 쓰여져 에너지의 손실로 되고 말기 때문에, 실가닥의 굵기와 가공속도와 같은 가연가공의 여러 가지 조건에 맞춰 적절한 흡인속도를 설정하는 것이 바람직하다. 그와 같은 견지에서, 간단하게는 흡인팬구동용 모터를 인버터를 가지고 일정조건으로 설정한다던지 할 수도 있고, 대표로 되는 추(錘)에다 흡인속도 또는 정압측정기

를 설치해서, 설정된 흡인속도가 되도록 측정치와 설정치를 비교기를 써서 피이드백제어하여 흡인속도가 일정해지도록 하면 보다 좋은 결과를 얻을 수 있게 된다.

그리고, 여기서 평균흡인속도는 피토관(pitot tube)를 가지고 여러 지점에서 측정하여 그 값을 평균한 것이다.

(비교예 1)

도 1에 도시된 연신가연가공기에서의 냉각장치(5) 대신 도 9에 도시된 것과 같은 쟈켓트에 냉각수를 순환시키도록 된 종래의 냉각장치(60)를 설치해서, 실시예 1과 동일한 조건(단 연신배율은 도 10에서 일점쇄선으로 나타내어진 값)에서 연신 가연가공된 실가닥을 실의 물성치인 강도(CN/d), 신도(%), 권축률(CR %)을 측정한 결과 도 1, 도 12, 도 13에 일점쇄선으로 나타내어진 값으로 되었다. 여기서, 상기 종래의 냉각수순환식 냉각장치(60)로는 유효냉각부길이(L) : 1.08m실과 접촉하는 접사부의 곡률반경(R) : 10m인 것을 사용하였다.

비교결과에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 냉각장치의경우에는 강도의 면에서 도 11에 도시된 것과 같이 종래의 냉각장치 보다 약간 작은 값으로 되어 있으나, 일반적으로 요구되는 4.6CN/d 이상으 강도를 갖도록 되어 있고, 신도에 있어서는 도 12에서 볼 수 있듯이 종래의 냉각장치 보다 큰 값이 되도록 되어 있다.

또, 권축률에 있어서는 도 13에 나타내어진 것과 같이, 종래의 냉각장치에서는 가공속도가 1200m/min가 되면 일반적으로 필요로 하게 되는 40%이상의 권축률을 얻을 수가 없게 되지만, 본 발명에 따른 냉각장치를 사용하는 경우에는 공기흡인속도가 5m/초일 때, 1,400m/min의 가공속도에서도 42%의 권축률을 얻을 수가 있어서, 본 발명에 따른 냉각장치 쪽이 권축률 면에서 우수함을 알 수가 있다.

그리고, 연신배율에 있어서는 도 10에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 냉각장치 쪽이 연신배율을 작은 값으로 설정할 수가 있어서, 공정장력을 내리더라도 써징현상을 방지하는 효과를 갖고 있음을 알 수가 있다.

(실시예 2)

앞에서 설명한 실시예 1에서 사용한 실가닥 보다 굵기가 굵은 실가닥에 대해 냉각장치의 흡인속도와 실 냉각능력의 관계를 확인하기 위해 실시예 1과 동일한 연신가연가공기를 사용하여 다음과 같은 가공조건에서 연신가연가공을 행하였다.

가공조건

원사의 종류 : 폴리에스텔 피라멘트

(POY 270데니어-48필라멘트)

제1가열장치 : 가열유효길이(0.78m), 출구에서의 실온도(215℃)

가연장치 : 외접형 3축가연장치

(성하의 세라믹디스크 각 1매와 고무디스크 7매가 조합된)

가연-해연장력비(T1/T2= 약 1.2)

냉각장치의 냉각부상에서 1m당 약 2300꼬임을 가함

냉각장치 : 냉각유효길이(0.6m)

실가닥주행부에서 평균흡인속도(0m/초, 10m/초, 27m/초)

가공속도 : 800m/min ~ 1200m/min

연신배율 : 해연장력에 변동이 있거나, 냉각장치 또는 제1가열장치내의 사도

에서 써징현상이 발생한다던지 하는 한계치에 경험상의 여유값을

가한 값(도 10의 아래쪽에 나타냄)

상기와 같은 조건에서 연신가연가공된 실가닥의 흡인속도가 달라짐에 따른 권축률(CR %)의 상태를 나타내면 도 14와 같은 결과로 되었다. 즉, 이 도 14에서 알 수 있듯이 여러 가지 값의 흡인속도(Vc)에 대한 가연가공된 후의 실가닥의 권축률(CR %)의 측정결과는 40%이상의 권축률(CR %)을 얻기 위해서는 가공속도가 1100m/min 인 경우에는 실가닥주행부에서의 흡인속도를 27m/min 이상으로 하여야 함을 알 수 있다. 또, 접촉벽체에 대한 접촉면에 의한 냉각장치인 경우에는, 흡인속도가 0m/min 이기 때문에, 가공속도가 800m/min인 경우에도 32.5% 의 권축률밖에 얻을 수 없어, 냉각유효길이가 긴 냉각장치를 사용해야 함을 알 수가 있다.

이상 설명한 본 발명에 따른 냉각장치에 의하면, 냉각장치가 한쌍의 실 접촉 벽체로 구성되고서, 이들 한쌍의 실 접촉벽체가 주행하는 실가닥이 한쪽의 실 접촉벽체에 접촉하거나 각 실 접촉벽체에 교대로 접촉하도록 소정의 간격을 두고 설치됨과 더불어, 상기 실 접촉벽체에는, 이들 실 접촉벽체 사이에 실가닥에 대해 실의 주행방향과 교차하는 방향에 대해 흡인류를 작용시키는 흡인수단이 장착되어 있기때문에, 실 접촉벽체에 의한 냉각과 흡인유체에 의한 냉각작용으로 냉각능력이 커져, 냉각장치의 길이를 종래의 냉각장치에 비해 대략 반 정도로 될 수가 있어서, 실가닥의 주행저항이 적어져 가연부에서의 장력(공정장력)을 내릴 수가 있고, 꼬임동작의 소급이 쉬워져 종래 보다도 높은 속도로 가공하더라도 강도, 신도, 권축률이 감소되지 않는 양질의 실가닥을 얻을 수가 있고, 또 실가닥이 적어도 한 쪽 실 접촉벽체에 접촉한 상태에서 주행하기 때문에 공정장략을 낮추더라도 써징현상이 발생하는 것이 방지될 수가 있으며, 냉각장치의 길이가 짧아도 되기 때문에 가연기 전체가 콤펙트해지게 되어 작업성가ㅗ 보수유지성 면에서 유리한 점이 있게 된다.

또, 냉각장치의 실 접촉벽체 중 한쪽을 다른쪽 실 접촉 벽체에 대해 가까워 졌다 멀어졌다 하도록 프레임 또는 흡인수단에다 장칙시킴과 더불어, 한쌍의 실 접촉 벽체 사이에 간극조절부재 개재시킨 구조가 되도록 하면, 한쪽 실 접촉벽체를 개구시킨 상태에서 청소작업을 할 수 있기 때문에, 실 접촉벽체의 청소작업을 단시간에 쉽게 끝낼 수 있게 된다.

또한, 높은 정밀도로 가공하지 않더라도 최적의 간극이 되도록 조절할 수가 있기 때문에, 추 사이에서 흡인류의 속도가 균일해지도록 할 수가 있게 된다.

또, 상기 실 접촉벽체의 적어도 한쪽 실 접촉벽체에 흡인유체에 의해 냉각되는 방열핀을 갖추도록 하면, 실 접촉벽체가 흡인유체에 의해 항상 냉각되기 때문에 실가닥을 보다 더 효율적으로 냉각시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 냉각장치에는 실 접촉벽체의 가열장치쪽 위치에 배연부재를 설치함과 더불어, 이 배연부재에 흡인량조절수단이 갖춰지도록 하면, 실가닥에 수반되는 공정유에 의한 연기와 실가닥에서 떨어진 물질을 흡인해서 배출할 수 있게 된다.

Claims

가연가공기 또는 연신가연가공기의 가열장치와 가연장치 사이에 설치되어 가열장치에 의해 가열된 실가닥을 냉각함과 더불어 실가닥의 진동을 억제해서 안정된 상태에서 주행시키도록 된 가연기의 냉각장치에 있어서,

한 쌍의 실 접촉벽체로 구성되고서, 이들 한 쌍의 실 접촉벽체가 적어도 그중 어느 하나에 실가닥이 접촉할 수 있도록 배치됨과 더불어, 상기 실 접촉벽체에는 이들 실 접촉벽체 사이에 실가닥에 대해 실의 주행방향과 교차하는 방향에 대해 흡인류를 작용시키는 흡인수단이 장착된 것을 특징으로 하는 가연기의 냉각장치.
제 1항에 있어서, 상기 실가닥과 접촉하는 실 접촉벽체의 표면이 아래쪽 및 바깥쪽으로 만곡되도록 형성된 것을 특징으로 하는 가연기의 냉각장치.
제 1항에 있어서, 상기 한 쌍의 실접촉벽체가, 주행하는 실가닥이 한쪽 실접촉벽체에 접촉하거나 각 실 접촉벽체에 교대로 접촉하도록 소정의 간격을 갖고 설치된 것을 특징으로 하는 가연기의 냉각장치.
제 1항에 있어서, 상기 한 쌍의 실 접촉벽체 중 한쪽 실 접촉벽체가, 다른 쪽 실 접촉벽체에 대해 근접하였다 떨어졌다 하도록 프레임 또는 흡인수단에 장착된 것을 특징으로 하는 가연기의 냉각장치.
제 4항에 있어서, 상기 한 쌍의 실 접촉벽체 사이에 이들 실 접촉벽체 사이의 간극을 조절하는 간극조절부재가 개재되도록 설치된 것을 특징으로 하는 가연기의 냉각장치.
제 1항에 있어서, 상기 한 쌍의 실 접촉벽체의 적어도 어느 하나에 흡인유체에 의해 냉각시켜지는 방열핀이 갖춰진 것을 특징으로 하는 가연기의 냉각장치.
제 1항에 있어서, 상기 실 접촉벽체의 가열장치쪽 위치에 배연부재가 설치됨과 더불어 이 배연부재에 흡인량 조절수단이 설치된 것을 특징으로 하는 가연기의 냉각장치.
제 7항에 있어서, 상기 연기의 흡입정도를 제어하는 수단이 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 가연장치의 냉각장치.