KR100391706B1 - 섬유방사기용 환기 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬유방사기용 환기시스템에 관한 것으로서, 본 발명은 섬유를 방사하는 섬유방사노즐와, 상기 섬유방사노즐에서 방사된 섬유를 냉각하기 위한 냉각가스를 유입시키는 기체유입구와, 상기 냉각가스를 배출시키는 기체배출구와, 하면에 위치하고, 상기 냉각가스에 의해 냉각된 섬유를 배출하기 위하여 길이방향으로 연장된 섬유배출구를 가진 섬유방사기에 설치되며, 상기 섬유방사기의 하면의 하부에 이격되어 설치되고 상기 섬유배출구와 대응되는 배출구를 가진 집진판과; 상기 섬유방사기의 하면과 집진판 사이에 위치한 흡입배기관과; 상기 집진판과 상기 섬유방사기 하면 사이에 위치하고, 압축된 공기를 분사하는 다수 개의 압축공기분사구가 상기 흡입배기관 방향으로 설치되어 있는 압축공기 공급관으로 구성되어 있으며, 상기 섬유방사기의 섬유 냉각공정에서 누출되는 냉각가스를 효과적으로 차단할 수 있으며, 이로 인해 쾌적한 작업환경을 제공할 수 있게 되는 장점이 있다.

또한 종래의 공장전체에 고비용을 투자하여 설비하였던 환기시스템에 비해, 냉각가스의 배출원인이 되는 지점에 직접 설치하기 때문에 원천적인 냉각가스의 차단이 가능하고 아울러 시설비의 감소와 이로 인한 생산성 향상을 가져올 수 있다.

Description

섬유방사기용 환기 시스템{Ventilation system for fiber ejector}

본 발명은 환기 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유제조공정 중 섬유방사기 내부에서 사용되는 유해 냉각가스에 대한 환기효과를 보다 극대화시킬 수 있는 환기 장치에 관한 것이다.

섬유방사기는 일반적으로 섬유제조공정에서 고온으로 합성된 액체섬유원료를 섬유형태로 방사하여 냉각ㆍ고착시키기 위한 장치이다.

도 1은 종래의 섬유제조공정에 사용되고 있는 섬유방사기(100)의 구조를 간략하게 도시한 개략도로서, 섬유 방사노즐(110)과, 냉각가스가 유입되는 기체유입구(120)와, 상기 냉각가스의 배출을 위한 기체배출구(130)와, 방사된 섬유가 배출되는 섬유배출구(140)로 구성되어 있다.

상기 방사노즐(Spinning Nozzle)(110)은 고온으로 용융된 섬유원액이 액체 상태로 방출되는 부분으로서 다수개의 동일한 노즐이 나열되어 있다.

상기 기체유입구(120)는 상기 방사노즐(110)에서 방사된 액체상태의 섬유원액의 냉각을 위해 온도, 습도 및 성분이 특별히 조절된 냉각가스가 유입되는 부분으로서, 상기 방사노즐(110)에서 방사된 액체섬유원료를 냉각시키게 된다.

상기 기체배출구(130)는 상기 방사된 액체상태의 섬유원액의 냉각을 위해 유입되었던 냉각가스를 제거하기 위한 구성이다.

상기 섬유배출구(140)는 상기 방사노즐(110)에 의해 방사되어 상기 냉각가스에 의해 냉각된 섬유원사의 배출을 위해 구성된 부분으로서, 상기 섬유배출구(140)하단에는 냉각된 섬유원사의 가공 및 처리를 위한 스풀(Spool:실패)(150) 또는 롤러(Roller)와 같은 기타 장치가 설치되어 있다.

도 2는 상기 섬유방사기(100)의 하단부 구조를 보다 상세히 도시한 사시도로서, 상기 방사노즐(110)을 통해 배출된 섬유원액은 상기 섬유방사기의 내부를 지나면서 상기 기체유입구(120)를 통해 유입된 냉각가스에 의해 냉각되어 섬유원사로 고착된다.

상기 섬유방사기(100) 내부를 순환하며 섬유원액을 냉각시킨 냉각가스는 상기 기체배출구(130)를 통해 배출되고, 또한 냉각된 섬유원사는 상기 섬유방사기(100)하부에 구성된 섬유배출구(140)를 통해 외부로 배출되어 스풀(150)에 감기게 된다.

그런데 상기와 같은 종래의 섬유방사기(100)에 사용되고 있는 냉각가스는 일반적인 공기가 아니라 솔벤트 성분이 다량으로 함유된 일종의 유기용매로서, 인체에 매우 유해한 기체이다. 이러한 유해 냉각가스는 상기 섬유방사기(100) 내부에서만 순환되어야 하는데, 상기 섬유방사기(100) 내부로 유입되는 냉각가스의 압력과 섬유원사의 이동에 의한 내부 유체의 이동에 의하여 상기 섬유냉각기(100)의 하단에 구성된 상기 섬유배출구(140)의 틈을 통해 외부로 유출되는 문제점이 있다.

또한 상기와 같이 섬유방사기 외부로 누출된 유해 냉각가스의 제거를 위해서는 실내에 공기정화 설비를 해야 하기 때문에 시설비용의 증가와, 이런 비용의 증가 요인으로 인한 생산비의 증가 및 제품 가격상승으로 이어지는 문제점 또한 발생하게 된다.

아울러 냉각가스로 인한 작업환경의 열악함으로 인해 이직현상을 더욱 가중시키게 되고, 누출된 냉각가스로 인한 산업재해의 위험도 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 섬유방사기에서 방사되는 섬유원액을 냉각하기 위해 사용되는 냉각가스의 누출을 차단하여, 쾌적하고 안전한 작업환경을 제공할 수 있는 섬유방사기용 환기 시스템을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 섬유방사기 구조를 간략하게 도시한 개략도

도 2는 도 1의 섬유방사기의 하단부 구조를 보다 상세히 도시한 사시도

도 3은 본 발명에 따른 섬유방사기용 환기시스템의 구조를 도시한 사시도

도 4는 본 발명에 따른 압축공기 공급관의 구조를 도시한 사시도

도 5는 본 발명에 따른 섬유방사기용 환기시스템의 냉각가스 포집원리를 설명하기 위한 개념도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30, 140 : 섬유배출구 110 : 섬유방사노즐

120 : 기체유입구 130 : 기체배출구

210 : 집진판 220 : 압축공기공급관

225 : 분사구 230 : 흡입배기관

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 섬유를 방사하는 섬유방사노즐와, 상기 섬유방사노즐에서 방사된 섬유를 냉각하기 위한 냉각가스를 유입시키는 기체유입구와, 상기 냉각가스를 배출시키는 기체배출구와, 하면에 위치하고, 상기 냉각가스에 의해 냉각된 섬유를 배출하기 위하여 길이방향으로 연장된 섬유배출구를 가진 섬유방사기에 설치되며, 상기 섬유방사기의 하면의 하부에 이격되어 설치되고 상기 섬유배출구와 대응되는 배출구를 가진 집진판과; 상기 섬유방사기의 하면과 집진판 사이에 위치한 흡입배기관과; 상기 집진판과 상기 섬유방사기 하면 사이에 위치하고, 압축된 공기를 분사하는 다수 개의 압축공기분사구가 상기 흡입배기관 방향으로 설치되어 있는 압축공기 공급관을 포함하는 섬유방사기용 환기시스템을 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하기로한다.

도 3은 본 발명에 따른 환기시스템이 구비된 섬유방사기의 구조를 간략히 도시한 사시도로서, 일반적인 섬유방사기(100)와; 냉각가스의 배출을 위한 흡입배기관(230)과; 냉각가스 포집을 위한 집진판(210)과; 다수개의 압축공기 분사구(225)가 시설된 압축공기 공급관(220)으로 구성되어 있다.

상기 섬유방사기(100)는 섬유제조공정에서 일반적으로 사용되고 있는 섬유방사기로서, 상부의 방사노즐(110)에서 분사된 액체섬유가 냉각기체의 의해 냉각되어 섬유배출구(140)로 배출되는 구조로서, 상기 냉각기체의 유입과 배출을 위한 기체유입부(120) 및 기체배출부(130)가 구성되어 있다.

상기 흡입배기관(230)은 적어도 2개 이상으로서, 상기 섬유방사기(100) 하면에 상기 섬유배출구(30)의 길이방향과 평행하게 설치되어 있으며, 공기를 포집하여 배출하는 기능을 한다.

상기 집진판(210)은 상기 흡입배기관(230)으로의 효과적인 공기 포집을 위해 구성하였으며, 상기 흡입배기관을 중심으로 상기 섬유방사기(100) 하면과 이격되어 설치된다. 또한 상기 섬유배출구(30)의 간격과 동일하거나 큰 배출구를 가지고 있으며, 포집하려는 냉각가스의 양과 사용용도에 따라 상기 섬유방사기 하면과의 각도조절이 가능하다.

상기 압축공기 공급관(220)은 상기 섬유방사기(100) 하면과 상기 집진판(210) 사이에 설치된 공기를 보낼 수 있는 파이프 형상으로서 적어도 2개 이상 설치되고, 도 4와 같이, 흡입배기관 방향으로 공기를 분사할 수 있는 압축공기분사구(225)와 같은 수단이 다수개 형성되어 있다.

도 5는 본 발명에 따른 섬유방사기용 환기시스템의 냉각가스 포집원리의 설명을 위한 개념도로서, 상기 도 3의 A-B를 따라 절단한 단면을 나타낸다.

상기 도면 내부의 화살표시(->)는 공기의 흐름방향을 나타낸다.

섬유방사기(100) 하면과 상기 집진판(210) 사이에는 압축공기 공급관(220)이 위치하고 있으며, 상기 압축공기 공급관(220)의 압축공기 분사구(225)를 통해 압축공기가 상기 흡입배기관(230)으로 고속분사된다.

상기 압축공기 분사구(225)를 통해 분사된 압축공기는, 노즐(Nozzle)에서의 유체분출에 의해 주변의 유체를 포집ㆍ배출하는 현상인 엔트레인먼트(Entrainment)현상에 의해 상기 압축공기공급관(220) 주변의 냉각가스를 포집하여 상기 흡입배기관(230)으로 분사된다.

여기서 엔트레인먼트(Entrainment)현상은, 도 6의 예시도와 같이, 유체를 고속으로 분사할 때, 분사된 공기는 그 성분이 가진 점성에 의해 주위 유체를 유인하여 이동하므로, 유인되어 이동된 유체가 있던 위치에 국소적인 진공이 형성되고, 이에 따라 주변 유체가 포집되는 현상이다.

또한 본 발명에서는 바람직하게는 상기 섬유방사기(100)에서 방사된 섬유의 냉각을 위해 사용되는 냉각가스의 외부노출을 막고 효율적인 냉각가스의 포집을 위해 상기 흡입배기관(230)을 대기압 이하로 유지하여, 상기 압축공기 공급관(220)에 의해 분사된 공기와 엔트레인먼트(Entrainment)현상에 의해 포집된 냉각가스의 배출을 더욱 효과적으로 하고 있다.

상기 냉각가스의 유입을 더욱 용이하게 하기 위해 흡입배기관(230)을 대기압 보다 낮게 만드는 방법은, 모터를 이용한 송풍기 또는 진공펌프를 이용하여 상기 흡입배기관(230)내부의 공기를 배출하는 등 다양한 방법이 있을 것이며, 이는 이미 종래에 알려진 기술이므로 자세히 설명하지 않는다.

이상으로 본 발명에 따른 섬유방사기용 환기시스템의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 이는 예시이며 상기 집진판(210)과, 집진판 사이에 설치되는 압축공기 공급관(220) 및 흡입배기관(230)의 수를 더욱 늘려서 냉각가스의 배출을 더욱 확실하고 용이하게 할 수 있을 것이며, 또한 상기 압축공기공급관(220) 또는 흡입배기관(230) 중 하나만을 이용한 환기시스템으로도 구성이 가능할 것인 바, 이러한 엔트레인먼트(Entrainment)현상을 이용한 유해가스 누출차단용 환기시스템의 응용은 섬유 방사기 이외에도 다양하게 적용될 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 환기시스템을 사용함으로서, 상기 섬유방사기의 섬유 냉각공정에서 누출되는 냉각가스를 효과적으로 차단할 수 있으며, 이로 인해 쾌적한 작업환경을 제공할 수 있게 되는 장점이 있다.

또한 종래의 공장전체에 고비용을 투자하여 설비하였던 환기시스템에 비해, 냉각가스의 배출원인부에 직접설치하기 때문에 원천적인 냉각가스의 차단과 아울러 시설비의 증감과 이로 인한 생산성 향상의 이점이 있다.

Claims (4)

1. 섬유를 방사하는 방사노즐과, 상기 방사노즐에서 방사된 섬유를 냉각하기 위한 냉각가스를 유입시키는 기체유입구와, 상기 냉각가스를 배출시키는 기체배출구와, 하면에 위치하고, 상기 냉각가스에 의해 냉각된 섬유를 배출하기 위하여 길이방향으로 연장된 섬유배출구를 가진 섬유방사기의 유해가스 환기시스템으로서,

   상기 섬유방사기의 하면의 하부에 이격되어 설치되고 상기 섬유배출구와 대응되는 배출구를 가진 집진판과;

   상기 섬유방사기의 하면과 집진판 사이에 위치한 흡입배기관과;

   상기 집진판과 상기 섬유방사기 하면 사이에 위치하고, 압축된 공기를 분사하는 다수 개의 분사구가 상기 흡입배기관 방향으로 배설되어 있는 압축공기 공급관을 포함하는 섬유방사기용 환기시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 압축공기 공급관은 2개로서, 상기 섬유배출구를 사이에 두고 배치되어 있는 환기시스템
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 흡입배기관은 적어도 2 개로서, 상기 길이방향의 섬유배출구와 평행하게 상기 섬유방사기의 하면 모서리에 각각 배치되어 있는 섬유방사기용 환기시스템.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 흡입배기관은 대기압 이하의 압력을 가진 환기시스템