KR100490376B1 - 필라멘트 실의 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필라멘트 실의 냉각 장치에 관한 것으로서, 노즐구가 환상으로 배열되어 필라멘트 실이 중앙 세로축 둘레에 규칙적으로 배열되고 하단에 중심홈이 형성된 노즐판과; 상기 노즐판의 직하에서 냉매가 환상배열구조에 내측에서 외측방향으로 흐르며 필라멘트 실을 냉각시키는 냉각장치와; 상기 냉각장치의 일측에 정밀하고 조작이 쉬운 냉매 공급 조정장치와; 상기 냉매 공급 조정장치의 일측에 상기 노즐판의 설치방법에 관계없이 겸용으로 사용가능한 냉각장치 승하강 이동장치와; 상기 냉매 공급 조정장치의 하측에 여과필터와 후렉시블 호스와 분배덕트로 냉매를 공급하는 냉매 공급부와; 상기 냉각장치의 하측에 필라멘트 실에 균일하고 정확하게 오일 공급을 할 수 있는 피니쉬 오일 공급장치로 구성된 것이다.

Description

필라멘트 실의 냉각 장치{A COOLING DEVICE OF FILAMENT YARN}

본 발명은 필라멘트 실의 냉각 장치에 관한 것으로서, 특히 용융방사 공정에서 방사 노즐판으로 부터 토출되는 필라멘트 실을 균일하게 냉각시키는 장치에 관한 것이다.

통상적으로 용융 방사되는 필라멘트 실을 냉각하는 장치는 상기 필라멘트 다발 외부에 냉각매체 분산장치를 설치하여 필라멘트 다발 외부에서 중심부로 냉각매체를 분사하는 형태로 구성된다.

그러나 상기 냉각장치는 냉각 매체 분산장치로부터 흘러나오는 냉각매체와 가까운 위치에 있는 필라멘트 살은 상대적으로 급속히 냉각되고 먼 위치에 있는 필라멘트 실은 상대적으로 냉각이 지연되어 균이 냉각이 곤란한 문제가 있었다.

한편, 대한민국 등록번호 특허 1993-0009826호에서는 냉각매체가 방사되는 필라멘트 실 다발 중심부로부터 외부로 분사되는 형태의 필라멘트 실의 냉각장치를 제한하고 있다.

상기 종래의 냉각매체 분산장치는 상단부가 실린더형 부분으로 형성된 환상 개구부로 이루어져 설치 시에는 상기의 환상 개구부가 열려진 상태가 되어 이를 통해 냉각 매체가 분사된다. 그러나, 설치 완료 후에는 환상 개구부 상단에 설치된 중심 못이 노즐판 요부와 접촉하게 되고 이로 인해 환상 개구부는 닫혀진 상태가 되어 이를 통해 냉각매체가 분사되지 않는다.

종래 냉각장치는 이와 같은 환상 개구부 개폐로 인해 장치가 복잡하게 되고, 냉각매체 분산장치의 중심 못이 노즐판과 접촉하여 노즐판의 열이 냉각매체 분산장치는 전도되어 냉각 매체 온도가 상승됨에 따라 용융 방사되는 필라멘트 실의 냉각효율이 저하되는 문제점이 있었다.

또한 상기 종래 냉각장치의 냉각매체 분산장치는 단순한 구조로서 방사되는 필라멘트 실의 폴리머 및 섬도에 따라 냉가매체 유량을 효과 적으로 조절할 수 있는 수단이 결여되는 문제점이 있었다. 그 결과 보다 다양한 품종 또는 섬도의 필라멘트 실으 생산하는데에는 한계가 있었다.

상기 종래 냉각장치의 경우에는 피니쉬 오일 공급장치가 냉각매체 분산장치와 일체로 형성되어 있기 때문에 방사되는 필라멘트 실의 폴리머 종류나 섬도에 따라 적합한 유제처리를 할 수 없는 문제점도 있었다.

본 발명의 목적은 용융방사 공정에서 노즐판으로 부터 토출되는 필라멘트 실이 균일하게 냉각시킬 수 있는 필라멘트 실의 냉각장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 용융 방사되는 필라멘트 실의 폴리머 종류 및 섬도에 따라 냉각매체의 유량 및 피니쉬 오일 처리 조건을 용이하게 조절할 수 있고, 동일장치로 다양한 품종의 필라멘트 실을 생산 할 수 있는 필라멘트 실의 냉각장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 필라멘트 실의 냉각 장치에 관한 것으로서, 노즐구가 환상으로 배열되어 필라멘트 실이 중앙 세로축 둘레에 규칙적으로 배열되고 하단에 중심홈이 형성된 노즐판과; 상기 노즐판의 직하에서 냉매가 환상배열구조에 내측에서 외측방향으로 흐르며 필라멘트 실을 냉각시키는 냉각장치와; 상기 냉각장치의 일측에 정밀하고 조작이 쉬운 냉매 공급 조정장치와; 상기 냉매 공급 조정장치의 일측에 상기 노즐판의 설치방법에 관계없이 겸용으로 사용가능한 냉각장치 승하강 이동장치와; 상기 냉매 공급 조정장치의 하측에 여과필터와 후렉시블 호스와 분배덕트로 냉매를 공급하는 냉매 공급부와; 상기 냉각장치의 하측에 필라멘트 실에 균일하고 정확하게 오일 공급을 할 수 있는 피니쉬 오일 공급장치로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. 도면중 기능과 구성이 동일한 것은 동일 부호를 사용함을 유념하기 바란다.

도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 필라멘트 실의 냉각장치의 구성 및 작용을 설명하면 하기와 같다.

본 발명은 필라멘트 실의 냉각장치에 관한 것으로, 도 2와 같이 노즐판(1)은 노즐구(1a)가 환상으로 배열되어 필라멘트 실(11)이 중앙 세로축 둘레에 규칙적으로 배열되고 하단에 중심홈(1b)을 형성한다.

도 1 내지 도 3과 같이 상기 노즐판(1)의 직하에서 냉매가 환상배열구조에 중심부에서 외부방향으로 흐르며 필라멘트 실(11)을 냉각시키는 냉각장치이다. 상기 냉각장치는 필라멘트 실(11)의 흐름 내에서 상기 노즐판(1)의 직하단에 위치되며 냉매를 중심부로부터 외부로 분사되는 형태 원통형의 냉각장치본체(2)와, 상기 냉각장치 본체(2)의 상부중앙 내부에 원추인서트(2d)가 위치되게 상부캡(2b)을 결합한다. 상기 상부캡(2b)의 상부중앙에 단열가스켓(2c)으로 핀(2a)이 결합되며, 상기 냉각장치 본체(2)의 하부는 하부가스켓(2f)으로 하부콘(2e)을 설치한다. 상기 하부콘(2e)의 일측은 냉매공급을 위한 오리피스(2g)와 하부는 고정볼트(2h)로 원추인서트(2d)에 결합한다.

도 4와 같이 상기 냉각장치본체(2)의 일측에 정밀하고 조작이 쉬운 냉매 공급 조정장치(3)와, 냉매 공급 조정장치(3)는 상기 냉각장치의 오리피스(2g)에 연결된 측면공급관과 하부에 냉매를 공급받는 공급관으로 이루어진 케이스(3e)의 중앙에 축홀과 내부 하측에 일측이 공급구멍이 형성된 고정댐퍼(3g)와 상기 축홀의 오링(3d)을 통해 조정핸들(3b)이 설치된 조정축(3f)을 끼운다. 상기 조정핸들(3b)의 하부에는 눈금판(3a)을 설치하며, 상기 조정축(3f)의 상측에는 압축스프링(3c)과 하측에는 일측에 냉매 공급구멍을 이룬 회전댐퍼(3h)를 고정너트(3i)로 고정한다.

도 5와 같이 상기 냉매 공급 조정장치(3)의 일측에 상기 노즐판(1)의 설치방법에 관계없이 겸용으로 사용가능한 냉각장치 승하강 이동장치와, 상기 냉각장치 승하강 이동장치는 승하강용 에어실린더(4)와, 상기 에어실린더(4)에는 상하측에 승하강 속도 조절용밸브(4a)와 상기 승하강 속도 조절용 밸브(4a)의 일측에는 중간 위치에 정지 기능이 있는 승하강 방향 제어밸브(4b)가 설치된다.

도 6과 같이 상기 냉매공급장치(3)의 하측에 여과필터(7a)와 후랙시블호스(6)와 분배덕트(5)로 냉매를 공급하는 냉매 공급부(7)를 이룬다.

도 7과 같이 상기 냉각장치의 하측에 필라멘트 실(11)에 균일하고 정확하게 오일 공급을 할 수 있는 피니쉬오일 공급장치는 피니쉬오일 가이드 앞뒤조정축(8e)과 높이조정축(8d)과, 상기 조정축(8e,8d)에는 1단 2단 피니스오일 가이드(8a1,8a2)가 설치된 다수의 가이드 브라켓(8b1,8b2)과, 상기 피니쉬오일 가이드(8a1,8a2)에는 피니쉬오일 정량공급 범프(8)와 연결된 오일공급호스(8c)를 연결한다. 상기 가이드 브라켓( 8b1,8b2)의 각각 하측에는 드레인포트(8f1,8f2)와 필라멘트 실 집속가이드(8g)가 설치된 것이다.

상기 노즐판은 지름이 60mm-400mm이고, 노즐구의 수량이 100개 이상이고, 2열-6열이며, 중간에 3-15mm 노즐구간 간격범위를 가지며, 하부 중심홈은 120도각도 홈이 가공된 것이다. 상기노즐판(1)의 중심과 냉각장치의 중심을 확인하는 탈부착이 쉬운 냉각장치 상부의 탈부착 핀(2a)을 사용한 것이다. 그리고 노즐판 직하의 높은 온도를 차단할 수 있는 단열가스켓(2c)를 사용한다. 상기 환상배열인 노즐구중 최대 내부 노즐구 지름과 냉각장치본체 바깥지름과의 차이가 4mm-20mm의 범위이고 냉각장치본체의 길이는 200mm-800mm 범위를 가지는 것이다. 상기 냉각장치본체(2)의 표면 유속이 0.2-1.0m/sec의 범위를 갖는다. 상기 하부콘(2e)의 오리피스(2g)크기는 폭이 1.5-8mm 범위내에서 통과 유속이 70m/sec 이하의 범위를 갖는다.

상기 냉각장치본체(2)는 20-100㎛ 범위의 여과정밀도를 가지고 재질은 동소결합금 또는 펄프 필터를 사용한다. 상기 냉각장치본체(2)로 냉매 공급량을 조절하는 냉각장치 하부콘(2e)에 중심거리를 기준으로 400mm이하로 가까운 위치에 있어서 조절이 용이한 위치에 있고, 냉각장치 하부콘(2e)과 일체형으로 할수 있다.상기 냉매공급 조정장치는(3)는 조정핸들(3b)을 눈금판(3a)을 따라 180도 회전시시키면 하측의 회전댐퍼(3h)가 회전되며 냉매 공급구멍이 고정댐퍼(3g)의 냉매 공급구멍과 일치되고 불일치함에 따라 개폐하도록 되어 있다. 상기 고정댐퍼(3g)와 회전댐퍼(3h)사이의 기밀성을 유지하기 위해 상부에 압축스프링(3c)을 설치한 것이다. 상기 에어실린더(4) 및 중간 로킹밸브를 조합하여 방사구금의 교체시 또는 방사구금 하부의 와이핑시 필요한 만큼 냉각장치를 승강 하강 할 수 있고, 구금직하 기준에서 수직 승하강 범위가 1000mm이내인 것이다.

상기와 같은 장치에서 냉매의 흐름순서는 냉매 공급부(7)의 여과필터(7a)를 거쳐 후렉시블 호스(6)와 분배덕트(5)를 거쳐 냉매공급 조정장치(3)를 거쳐 오리피스(2g)를 통해 냉각장치본체(2)에서 필라멘트 실(11)로 전달된다.

상기 여과필터(7a)는 여과정도가 10-100㎛ 범위를 가지고 수량이 한 개인 것이다. 상기 후렉시블 호스(6)는 수량이 두 개 이하로 구성되고 안지름이 100mm이하이고, 통과유속이 10m/sec 이하이며, 표면에 천연고무로 코팅되고 길이변화가 1000mm가 된다. 상기 분배덕트(5)는 입구/출구 연결노즐은 입구측은 후렉시브호스(6)와 일치하고 출구측은 냉매공급 조정장치(3)와 일치하며 수량은 한 개를 사용한다. 상기 냉매 공급 조정장치(3)는 수량이 냉각장치본체(2)와 노즐판(1)과 수량이 동일하며, 냉매공급장치와 거리가 400mm 이하로 최대한 가깝게 한 것이다.

상기 피니쉬오일 공급장치에서 필라멘트 실(11)의 한가닥의 굵기는 0.5데니아/필라멘트 이하이고, 필라멘트 실(11)의 수가 100개 미만인 경우에 오일 가이드는 1단 × 노즐판수(n) × 2개, 그리고 그 직하부에 위치되는 필라멘트 집속가이드(8g)는 그와 동일 수량으로 구성한다. 필라멘트 실(11)의 수가 100개 이상인 경우에는 2단 × 노즐판수(n)× 2개 그리고 그 직하부에 위치되는 필라멘트 집속가이드(8g)는 노즐판수(n) × 2개로서 구성한다.

상기 피니쉬오일 공급장치는 냉각장치와 같이 승하강을 하는 구조이고 냉각장치본체로부터 아래쪽으로 0-600mm까지 별도로 거리를 조정한다. 상기 피니쉬오일 공급장치는 외부케이스(10)과 장착되고 전후이동이 가능하고 이동거리를 조정할 수 있다.

상기와 같은 필라멘트 실의 냉각장치는 냉각매체를 용융 방사되는 필라멘트 실의 내부에서 외부로 균일하게 일정하게 분사시켜 줌으로서 용융 방사되는 필라멘트 실을 균일하게 냉각시켜주는 것이다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 용융방사 공정에서 노즐판으로 부터 토출되는 필라멘트 실의 균일한 냉각을 시킬 수 있고, 필라멘트 실의 폴리머 종류 및 섬도에 따라 냉각매체의 유량 및 피니쉬오일 처리 조건을 용이하게 조절할 수 있고, 동일장치로 다양한 품종의 필라멘트 실을 생산 할 수 있는 잇점이 있다.

도 1은 본 발명의 필라멘트 실의 냉각장치 구성도.

도 2는 본 발명의 노즐판의 구성도.

도 3은 본 발명의 냉각장치 본체구성 및 분해 부품도.

도 4a는 본 발명의 냉매 공급 조정장치 구성도

도 4b는 본 발명의 냉매 공급 조정장치 단면도.

도 4C는 본 발명의 냉매 공급 조정장치의 고정댐퍼와 회전댐퍼 구성도.

도 5는 본 발명의 냉각장치 승하강 이동장치의 구성도.

도 6은 본 발명의 냉매 흐름 및 구성도.

도 7a, 도 7b는 본 발명의 피니쉬오일 공급장치 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1:노즐판 1a:노즐구

1b:중심홈 2:냉각장치본체

2a:핀 2b:상부캡

2c:단열가스켓 2d:원추인서트

2e:하부콘 2f:하부가스켓

2g:오리피스 2h:고정볼트

3:냉매 공급 조정장치 3a:눈금판

3b:조정핸들 3c:압축스프링

3d:오링 3e:케이스

3f:조정축 3g:고정댐퍼

3h:회전댐퍼 3i:고정너트

4:에어실린더 4a:승하강 속도 조절용 밸브

4b:승하강 방향 제어 밸브 5:분배덕트

6:후렉시블 호스 7:냉매 공급부

7a:여과필터 8:오일 정량 공급펌프

8a1,8a2:오일가이드 8b1,8b2:오일가이드 브라켓

8c:오일공급호스 8d:높이 조정축

8e:앞뒤 조정축 8f1,8f2:드레인 포트

8g:집속가이드

Claims (10)

1. 용융방사공정으로 제조되는 필라멘트 실을 냉각하기 위해

   노즐구가 환상으로 배열되어 필라멘트 실이 중앙 세로축 둘레에 규칙적으로 배열되고 하단에 중심홈이 형성된 노즐판과;

   상기 노즐판의 직하에서 냉매가 환상배열구조에 내측에서 외측방향으로 흐르며 필라멘트 실을 냉각시키는 냉각장치와;

   상기 냉각장치의 일측에 정밀하고 조작이 쉬운 냉매 공급 조정장치와;

   상기 냉매 공급 조정장치의 일측에 상기 노즐판의 설치방법에 관계없이 겸용으로 사용가능한 냉각장치 승하강 이동장치와;

   상기 냉매 공급 조정장치의 하측에 여과필터와 후렉시블호스 분배덕트로 냉매를 공급하는 냉매 공급부와;

   상기 냉각장치의 하측에 필라멘트 실에 균일하고 정확하게 오일 공급을 할 수 있는 피니쉬오일 공급장치;로 구성되는 냉각장치에 있어서,

   상기 냉각장치는 상기 필라멘트 실의 흐름 내에서 상기 노즐판의 직하단에 위치되며 냉매를 중심부로부터 외부로 분사되는 형태의 원통형의 냉각장치본체와, 상기 냉각장치본체의 상부 중앙 내부에 원추인서트가 위치되게 상부캡을 결합하며, 상기 상부캡의 상부 중앙에 단열가스켓으로 핀이 결합되며, 상기 냉각장치본체의 하부는 하부가스켓으로 하부콘을 설치하며, 상기 하부콘의 일측은 냉매 공급을 위한 오리피스와, 상기 하부콘의 하부에는 고정볼트로 상기 원추인서트에 결합한 것을 특징으로 하는 필라멘트 실의 냉각장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉매 공급 조정장치는 상기 냉각장치의 오리피스에 연결된 측면공급관과, 하부에 냉매를 공급받는 공급관으로 이루어진 케이스의 중앙에 축홀과 내부 하측에 일측이 공급구멍이 형성된 고정댐퍼와, 상기 축홀을 통해 조정핸들이 설치된 조정축을 끼우고, 상기 조정핸들의 하부에는 눈금판을 설치하며, 상기 조정축의 상측에는 압축스프링과 하측에는 일측에 냉매 공급구멍을 이룬 회전댐퍼를 고정너트로 고정한 것을 특징으로 하는 필라멘트 실의 냉각장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉각장치 승하강 이동장치는 승강용 에어실린더와, 상기 에어실린더에는 상하측에 승하강 속도 조절용 밸브와 상기 승하강 속도 조절용 밸브의 일측에는 중간 위치에 정지 기능이 있는 승하강 방향 제어밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 필라멘트 실의 냉각장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 피니쉬오일 공급장치는 피니쉬오닐 가이드 앞뒤 조정축과, 높이조정축과, 상기 높이조정축에는 1단 2단 피니쉬오일 가이드가 설치된 다수의 가이드 브라켓과, 상기 피니쉬오일 가이드에는 오일 정량공급 펌프와 연결된 오일호스를 연결하고, 상기 가이드 브라켓 각각의 하측에는 드레인포트와 필라멘트 실 집속가이드가 설치된 것을 특징으로 하는 필라멘트 실의 냉각장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 노즐판은 지름이 60mm-400mm이고, 노즐구의 수량이 100개 이상이고, 2열-6열이며, 중간에는 3-15mm 노즐구간 간격범위를 가지며, 하부 중심홈은 120도 각도 홈이 가공 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 필라멘트 실의 냉각장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 오리피스 크기는 폭이 1.5-8mm 범위내에서 냉매 통과 유속은 70 m/sec의 범위임을 특징으로 하는 필라멘트 실의 냉각장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉각장치본체는 20-100㎛ 범위의 여과정밀도를 가지고 있으며, 재질은 동소결합금 또는 펄프 필터 중 어느 하나를 선택하여 사용하는 것임을 특징으로 하는 필라멘트 실의 냉각장치.
9. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 냉매 공급 조정장치는 수량이 냉각장치본체 수량과 동일하며, 냉매 공급장치와 거리가 400mm 이하로 최대한 가깝게 한 것을 특징으로 하는 필라멘트 실의 냉각장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 환상배열인 노즐구 중 최대 내부 노즐구 지름과 냉각장치본체 바깥지름과의 차이가 4mm-20mm의 범위이고, 냉각장치본체의 길이는 200mm-800mm 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 필라멘트 실의 냉각장치.