KR100755977B1

KR100755977B1 - 열교환 챔버에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100755977B1
Application number: KR1020037000593A
Authority: KR
Inventors: 뮐러프로반트슈테펜; 마카트슈케롤프
Original assignee: 템코 텍스틸마쉬넨콤포넨텐 게엠베하
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2007-09-06
Also published as: KR20030026975A; DE10058543A1; US20040019976A1

Abstract

본 발명은 열교환 챔버에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 처리될 섬유는 열교환 매체와 직접 접촉하게 된다. 밀봉 매체로 작용하는 밀봉 장치가 섬유 배출 개구에 제공되고 섬유 도입 개구에는 섬유 배출 개구 또는 섬유 도입 개구에 근접하게 배열된 밀봉 매체용 공급 라인이 제공된다. 밀봉 매체는 열교환 챔버를 관통해서 섬유 통로로부터 제거된다. 이는 열교환 챔버전에 밀봉 매체를 제거함으로써 또는 밀봉 매체와 함께 열교환 매체를 제거함으로써 성취된다. 밀봉 매체용 제거 라인은 열교환 챔버에 근접하게 배열된다. 또한, 열교환기는 섬유가 삽입될 수 있도록 하나의 부품을 분리하는 분할 가능한 방법으로 제공된다.

Description

열교환 챔버에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTINUOUSLY TREATING SYNTHETIC FIBERS IN A HEAT EXCHANGE CHAMBER}

본 발명은 피처리 섬유가 열교환 매체와 직접 접촉하게 되는 열교환 챔버에서 연속적으로 합성 섬유를 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 열교환 챔버는 섬유 배출 개구 및 섬유 도입 개구를 구비하고, 또한 상기 열교환 챔버는 섬유 배출구 및 도입구 각각에 근접하게 설치된 공급 라인을 구비하고 있는 실란트가 마련된 밀봉 장치에 연결된다.

위와 같은 장치가 EP 0 624 208 B1에 개시되어 있다. 열교환기는 가열하고 냉각하기 위한 장치로서 사용된다. 어느 경우에나, 뜨겁거나 차가운 유체가 섬유와 직접 접촉하게 된다. 이러한 동작 중에, 유체는 유체가 관통하여 유동하는 열교환 챔버 내에 존재한다. 이러한 열교환 챔버는 본래 관 모양으로 제작되고, 그 각각의 단부에는 작은 구멍이 구비되어 있는데, 상기 구멍 중 하나의 구멍으로 섬유가 도입되어서 상기 챔버를 관통하여 이동한 후 다른 하나의 구멍을 통해서 배출된다.

이러한 형태의 냉각 또는 가열 장치에 있어서는, 가열 또는 냉각 유체가 섬유 도입구 또는 배출구를 통해 새어 나가는 것을 방지해야 하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 현재의 기술의 상태, 즉 DE-OS 24 30 741에 따르면, 롤러 밀봉, 립타입(lip type) 밀봉, 특히 미로 밀봉(labyrinthine sealing)과 같은 다양한 밀봉 수단이 공지되어 있는데, 그 중에서 그 구조가 단순한 상기 미로 밀봉이 주로 사용되고 있다. 예를 들면, 상기 미로 밀봉은 EP 760 874(WO 95/32325와 상응함)에 공지되어 있다. 미로 밀봉은 작은 개구들이 서로 결합되어 있는 다수의 쵸크 통로(choke passage)를 포함한다. 개구의 크기는 섬유가 개구를 관통하여 유도될 수 있을 정도로 섬유의 크기보다 약간 크다.

밀봉 효과를 유지하기 위해 압축 공기가 이용된다. 압축 공기 대신에 스팀 (steam) 또는 과열된 스팀이 제안되었다.

현재 경험으로는 상기 형태의 밀봉이 특히 기체 매체를 사용하는 경우에서 아주 효과적임을 나타내 보이고 있다. 그러나, 다른 한편으로는 밀봉 매체가 열교환 챔버 내부로 도입되어 일반적으로 액체, 예를 들면 물과 같은 열교환 매체와 결합하여 거품을 형성한다. 상기 거품에 의한 문제는 특히 기체의 밀봉 매체와 액체의 열교환 매체가 사용될 때 발생한다.

수평으로 배치된 열교환기의 경우에서, 상기 거품 대부분은 섬유가 상기 액체를 통과할 때의 그 위 표면과 나란한 상기 액체 표면 위에 형성하기 때문에 거품의 영향은 미미하다. 이러한 방식으로, 열교환 매체의 직접 접촉에 의한 섬유의 열교환은 크게 방해받지 않는다. 그러나, 대부분의 경우에서는 열교환기(또는 냉각기)가 수평으로 설치되기 보다는 수직으로 설치하거나 또는 선택적으로는 경사지게 설치하는 것을 필요로 하고 있다. 이와 같이 수평으로 설치되지 않은 경우에서, 열교환기의 상단에는 오로지 거품만을 포함하고 있는 영역이 형성된다. 이는 열교환 효과가 실질적으로 손상되고 광범위하게 더 많은 처리를 필요로 하게 되는 상황을 초래하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 열교환기의 효율성을 손상시키지 않으면서 상기한 바와 같은 기술 형태의 결함을 해결하는 열교환기의 섬유 관통 개구의 밀봉을 제공하기 위한 것이다.

상기 목적은 특허청구범위 제1항에 기술된 방법과 특허청구범위 제11항, 제15항 및 제17항에 개시되어 있는 열교환기에 의해서 달성된다.

본 발명은 만약 밀봉 매체가 열교환 챔버를 완전히 관통하여 통과하는 섬유로부터 간격을 두고 떨어져 있을 수 있다면 훨씬 열교환의 효과가 개선될 수 있다는 인식에 근거를 두었다. 이러한 이유는 밀봉 매체, 예를 들면 모든 여러 기체 매체가 강한 절연 작용을 발휘하기 때문이다. 상기 분리를 성취하는 데 있어서, 요점은 놀랍게도 주로 밀봉 매체가 열교환 챔버로 들어오지 않아 열교환 매체와 혼합되지 않게 하는 것보다는 오히려 밀봉 매체가 섬유로부터 떨어져 있도록 하여 단지 열교환 매체만이 섬유에 작용하여서 열교환을 위한 안정하고 예측할 수 있는 관계가 생성되도록 하는 것이다.

미국 특허 제3,783,649호에는 열교환 챔버 내부로 밀봉 매체의 유입을 저지하고 상기 챔버에서 열교환 매체와 밀봉 매체의 혼합을 방지할 수 있는 유체 밀봉 시스템이 개시되어 있다. 이러한 시스템의 경우에서, 유체 그 자체가 밀봉 장치 기능을 하고 열교환 챔버의 재료 유입구 또는 배출구의 전방에서 유체 밀봉을 형성한다. 이를 수행하기 위해, 유체, 예를 들면 물은 높은 속도로 열교환 챔버의 통로 개구에 집중된다. 그리고 나서, 밀봉 매체 저장소의 밖으로 배출되는 밀봉 매체의 배출 속도에 의해, 밀봉 유체용 배출/유입 개구뿐만 아니라 열교환 챔버 내에 유입 또는 배출 개구의 전방 또는 후방의 각각에 놓인 섬유 재료용 관통 개구가 결정될 수 있다. 정압(static pressure)에 의한 일종의 유체 정체를 형성하지 않는 정도까지 밀봉 유체는 섬유 재료와 함께 범람 챔버로 유도되고 그곳에서 유지되거나 배출된다. 열교환 챔버의 밖으로 누출 압력과 밀봉 유체 사이의 이러한 종류의 균형, 즉 그 속도의 균형이 필요한 사실을 무시하면 복잡한 압력 제어가 필요하게 되고, 상기 기술된 유체 밀봉 시스템이 점유된 공간에 관해서 뿐만 아니라 제조 비용에 있어서도 고가가 된다.

본 발명은 주로 종래 밀봉 장치, 예를 들면 미로 밀봉을 이용하고, 밀봉 매체에 영향을 받고, 밀봉 장치를 형성하는 그 스스로가 밀봉 매체가 아닌 상술된 기술과 구별된다. 발명된 열교환기는 그 구성뿐만 아니라 그 조작에 있어서도 기본적으로 아주 간편하고, 압력 분포에 있어서도 문제가 전혀 없다. 그 외에도, 열교환기는 섬유 처리를 위해서 열 전달을 모니터하거나 제어할 수 있다.

DE-OS 2 002 349에는, 각 공간에 수용되어 있는 기체 매체와 슬롯의 영역, 즉, 재료 유동 방향에 대해 작은 각도로 설치된 통로 개구의 기체 매체가 흡입에 의해 제거된 후, 상기 기체 매체가 다시 한번 대응하는 공간으로 불어 넣어지는 인접 공간을 밀봉하기 위한 방법 및 장치가 개시되었다. 이러한 공지된 방법은, 액체 열교환 매체가 도입되면, 감지되지 않은 공기가 흡수되어 분무 작용이 발생하고, 이는 유체와 혼합되어 거품으로 되기 때문에, 그 스스로가 거품 형성을 방지할 수 없음을 보이고 있다.

상기 방법에서는, 밀봉 장치에 공급되는 밀봉 매체는 열교환 챔버의 전방에서 배출되어서 열교환 챔버로 유입되는 것을 방지하고, 따라서 밀봉 매체가 열교환 챔버를 관통하여 이동하는 섬유와 접촉하지 않게 된다.

섬유 관통 개구를 통한 열교환 매체의 제거는 밀봉 매체와 열교환 매체의 정밀한 균형이 불필요하게 되는 장점을 가진다. 어느 경우라도 열교환 매체는 열교환 챔버로부터 외부로 추출되어야 한다. 일반적으로, 열교환 매체와 밀봉 매체의 혼합물은 열교환 챔버의 외부 지점에 놓이게 되고, 그 결과 밀봉 매체는 열교환 챔버에 있는 섬유로부터 분리되어 유지된다.

간편함을 위해서, 열교환 매체는 밀봉 매체와 함께 배출되고, 그 후에 열교환 매체와 밀봉 매체가 분리된다.

열교환 챔버를 관통해서 이동하는 섬유로부터 밀봉 매체를 분리시켜 유지하는 다른 방법으로는 열교환 챔버 내부로 밀봉 매체가 들어오게 하고 열교환 매체가 열교환 챔버에서 이탈하는 것을 방지하는 특정의 상승된 압력 하에서 실행된다. 그러나, 열교환 챔버로 들어오는 밀봉 매체는 섬유로부터 전환시켜서 열교환 매체에 미치는 밀봉 매체의 절연 효과가 방지된다.

열교환 챔버를 관통하여 통과하는 섬유로부터 밀봉 매체를 떼어 놓기 위한 다른 방법으로는 열교환 챔버 내부의 열교환 매체가 섬유 위로 안내되도록 하여 직접 효과가 증가되고, 열교환 매체 내부로 유입되는 밀봉 매체는 유동에 의해 섬유로부터 떨어져 있는 상태로 유지된다.

만약 밀봉 매체의 유입과 거품의 형성이 제어되어 계획된 거품 공간이 형성되는 경우에는, 예를 들어 섬유 처리 속도의 변경과 같은 다양한 조업 조건을 간단한 방식으로 변경하여 열교환 한계가 단축되게 할 수 있다.

일반적으로 적용된 방법의 절차에 따라서, 열교환기에는 밀봉 매체용 배출 포트가 제공되며, 상기 포트는 열교환 챔버 내에 있는 섬유 관통 개구에 인접하게 설치된다. 밀봉 장치는 바람직하게 다수의 쵸크 공간으로 이루어진 미로 밀봉 트레인을 포함한다. 공급 라인 개구가 섬유 배출구 또는 유입구와 가까이에 설치된 쵸크 공간들의 개구 사이에 설치되기 때문에, 밀봉 매체 손실을 방지하기 위한 안전한 정렬이 제공되고, 반면에 그 다음에 설치된 쵸크 공간에서 열교환 챔버의 밖으로 나 있는 배출 라인이 밖으로 향하여 안내되어서 밀봉 매체뿐만 아니라 열교환 챔버로부터 누출이 대기압에 의해 분리된다. 열교환 챔버 내부로 관통하는 밀봉 매체의 배출량을 위해서, 전환 날개(diversion vane)가 열교환 챔버 내부에 배치된다. 밀봉 매체가 섬유로부터 떨어져서 유지되는 동안 섬유는 상기 전환 날개에 의하여 안내된다.

열교환 매체의 유입과 열교환 챔버를 관통하여 통과하는 섬유와 직접 접촉하는 것을 개선시키기 위해서, 챔버 내에는 섬유에 대하여 중앙에 설치된 좁은 통로들이 제공되고, 열교환 매체의 유입구 및 배출구는 각각 상기 좁은 통로 그룹의 전후방에 설치된다. 이는 다시 섬유 이동 방향의 정반대 방향으로 열교환 매체를 유동하게 한다.

만약 밀봉 매체의 배출 유동이 섬유 관통 개구로부터 적당하게 떨어져 있는, 열교환기 내의 열교환 챔버 전방 또는 후방에 위치한 쵸크 챔버로부터 이루어진다면, 놀랍게도, 열교환 챔버의 배출 유동으로부터 나온 밀봉 매체는 열교환의 임의의 저지를 피하게 되는 섬유로부터 간격을 두고 떨어져 유지되는 점에서 섬유 관통 개구의 영역에서의 밀봉 매체의 접촉 유동이 방지된다. 특히 이러한 열교환기의 구성에 의하면 거품 형성의 억제와 또한 그와 더불어 냉각 거리의 모니터와 냉각 거리의 조절이 간단한 방법으로 성취되는 장점이 있다.

이러한 상기 제어 가능한 냉각 한계를 구비하여 모든 적용을 위해서 특별히 바람직함을 그 스스로가 보이고 있는 열교환 챔버의 배열은 섬유의 이동이 냉각 액체의 표면과 교차되게 하는 데 있다. 예를 들면, 이는 열교환 챔버가 수직으로 장착되는 경우이다.

본 발명은 다음의 도면들을 참고로 하여 더욱 상세히 기술되었다.

도 1은 연결 라인들을 개략적으로 도시하고 있는 열교환기의 단면도이다.

도 2는 도 1에 따른 열교환기의 기본 본체(basic body)의 사시도이다.

도 3은 전환 날개를 갖춘 열교환기의 다른 실시예를 보이고 있는 도면이다.

도 4는 밀봉 매체용 배출 라인을 갖춘 열교환기의 추가 실시예를 보이고 있는 도면이다.

도 5는 열교환 챔버의 좁은 통로를 갖춘 열교환기의 또 다른 실시예를 보이고 있는 도면이다.

본 발명은 피처리 섬유가 고속, 다시 말하면, 2000m/min를 초과하는 속도로 냉각기를 이동하는 합성 섬유용 직조 공정에 냉각기로 설치된 열교환기를 근거로 하였다. 이는 단시간 내에 약 200℃에서 대략 50℃로 섬유를 냉각시키기 위해서 아주 큰 냉각 용량을 필요로 한다. 섬유와 직접 접촉하는 냉각 매체로는, 물이 사용된다. 밀봉 장치(2)의 밀봉 매체로는 공기가 사용된다. 열교환기가 사용되는 목적과 공정에 따라서 다른 열교환 매체 또는 밀봉 매체가 사용될 수 있다는 것은 명백하다.

열교환기가 합성 섬유를 처리하기 위한 적용을 기초로 하여 추가로 기술되었지만, 이는 명백하게 직물 또는 필름을 처리하는 데 있어서 적합하다.

도 1은 기본 본체(6)와 그의 덮개(60)를 구비하고 있는 냉각기로 설계된 열교환기를 도시하고 있다. 덮개(60)를 분리하면 기본 본체(6) 내의 섬유 통로가 노출되어, 섬유(F)가 아무런 방해를 받지 않으면서 삽입될 수 있도록 열교환기는 분할되어 있다.

바람직하게는, 수직으로 배열된 열교환 챔버(1)의 경우에는, 열교환 챔버(1)의 개구 전방에 냉각 매체를 제거하기 위한 배출 포트(14)가 제공되어 있다.

열교환기는 섬유 도입 개구(12)와 섬유 배출 개구(11)를 갖춘 열교환 챔버 (1)를 구비한다. 냉각 액체의 누출을 방지하기 위해서, 밀봉 장치(2)가 도입 개구(12)의 전방과 배출 개구(11)의 후방에 각각 설치된다. 간편함을 위해서, 상기 밀봉 장치(2)는 쵸크 공간(23)이 구비된 미로 밀봉 수단을 포함하는데, 섬유(F)는 미로 밀봉 수단을 관통하여 위에서 아래로 이동된다. 상기 밀봉 장치(2)에는 유입 라인(21)을 통해서 밀봉 매체, 본 경우에는 공기가 공급된다. 이러한 밀봉 매체의 공급은 섬유(F)가 도입구를 통해서 열교환기 내부로 이동하는 첫 번째 두 개의 쵸크 공간(23) 사이에서 영향을 받는다. 밀봉 매체는 열교환 챔버(1)의 섬유 도입구(12) 바로 전방의 마지막 쵸크 공간(23)으로부터 배출 라인(22)을 통하여 배출된다. 또한 냉각 매체는 밀봉 매체에 의해 냉각 매체가 억압되는 지점인 섬유 도입구(12) 전방의 마지막 쵸크 공간(23)까지, 그리고 유사하게 섬유 배출구(11) 후방의 쵸크 공간(23)까지 유동할 수 있다.

열교환 챔버(1)는 냉각 매체가 상기 열교환 챔버(1)를 관통하여 유동할 수 있도록 공급 라인(15)을 구비한다. 섬유 도입 개구(12) 위와 섬유 배출 개구(11) 아래에서 냉각 매체가 열교환 챔버(1)로부터 배출되어 섬유 도입 개구(12) 전방과 섬유 배출 개구(11)의 후방의 두 개의 쵸크 공간(23)에서 포집된다.

그리고 나서, 상기 냉각 매체는 밀봉 매체와 함께 배출 라인(22)을 따라 이동되어 냉각 매체 저장용으로도 사용되는 저장소(4) 내에 포집된다. 이러한 방법을 통해서, 열교환 챔버(1)에서는 열교환 매체와 밀봉 매체의 혼합이 발생하지 않고, 결과적으로 열교환 챔버(1)는 거품이 없는 상태를 유지한다.

냉각 매체와 밀봉 매체가 단지 섬유 도입 개구(12)와 섬유 배출 개구(11)에서 서로 접촉하기 때문에, 물과 공기는 열교환 챔버(1)의 외부에서 혼합된다.

그럼에도 불구하고, 거품이 열교환 챔버(1) 내에 형성되는 경우, 특히 공정의 초기에 거품이 형성되는 경우에 있어서는, 상기 거품은 탈기 밸브(deaerating valve)(18)가 개방될 때 탈기 구멍(17)에 의해 제거될 것이다. 열교환 챔버(1)가 수평으로 배열된 경우, 이러한 상기 탈기 구멍(17)은 바람직하게 덮개(60)에 설치된다. 열교환 챔버(1)가 수직으로 설치된 경우, 냉각 매체의 수면은 상기 밸브(18)와 결합되어 있는 탈기 구멍에 의해 제어될 수 있고, 그 결과 바람직한 냉각 이동 확장을 얻을 수 있다.

냉각 매체의 순환은 차례로 압력 제어기에 의해 제어되는 펌프(41)에 의해 제어된다. 마찬가지로 밀봉 매체는 압력 제어기(24)에 의해 모니터되고 두 개의 밀봉 장치(2)의 유입 라인(21)으로 유도된다.

냉각 매체와 밀봉 매체의 배출이 쵸크 공간(23)에서 행해지기 때문에, 쵸크 공간에서는 두 매체의 압력이 감소되므로, 두 매체 사이의 균형을 위한 정확한 압력 제어 설비가 필요하지 않게 된다. 냉각 매체의 압력은 바람직한 순환이 일어날 수 있는 것과 동시에, 밀봉 매체가 충분한 압력을 받고 배출 개구(22)를 갖춘 쵸크 공간(23)에 도달되는 수준으로 이루어져야 한다. 이러한 점에서, 두 개의 매체는 압력이 낮아져서 저장소(4) 내부에서 다시 대기압으로 흐르게 된다. 저장소(4)에서는 냉각 매체가 공기로부터 분리됨에 따라서 거품이 생성된다.

그와 동시에, 냉각 매체가 공급 라인(15)을 통하여 열교환 챔버 내부로 다시 한번 순환되기 전에 냉각 매체는 저장소 내에서 냉각된다.

도 2는 도 1에 도시된 바와 같이 유입 라인(21)과 배출 라인(22, 14, 17)을 위한 모든 연결 부품과 함께 열교환 챔버뿐만 아니라 밀봉 장치(2)를 보이고 있는 기본 본체의 투시도이다.

도 3은 또 한번 섬유(F)가 상부에서 하부로 이동하는 열교환기(1)의 다른 구성 모드를 도시하고 있다. 밀봉 매체, 예를 들면 공기가 라인(21)을 통해서 밀봉 장치(2)로 공급되고, 상기 밀봉 장치는, 도시된 경우에서와 같이, 미로 밀봉 수단으로 설계되고 열교환 챔버(10)의 섬유 배출 개구(11)뿐만 아니라 섬유 도입 개구(12)를 밀봉하기 위해서 각각 네 개의 쵸크 공간을 구비한다. 이러한 설계에 의하면, 밀봉 매체용 배출구가 제공되지 않지만, 냉각 매체가 공급 유입구(15)를 통해서 열교환 챔버(10)로 들어오도록 하기 위해서, 배출 개구(16)가 제공되고, 그 결과 열교환 챔버(10)는 냉각 매체로 가득 차게 된다. 밀봉 매체가 밀봉 장치(2)의 유입 개구(21)를 통하는 압력 하에서 추가되어, 열교환 챔버(10)의 섬유 관통 개구(11, 12)를 통하는 냉각 매체의 외향 유동이 방지된다. 특히, 섬유 배출 개구(11)에서는, 주로 수직 배열의 경우, 액체 냉각 매체 내의 밀봉 매체의 버블이 상승하여 열교환 챔버(10) 내부에서 바람직하지 않은 거품이 형성되는 결과를 초래한다. 이외에, 절연 효과가 있는 상승하는 공기 버블은 섬유(F)와 냉각 매체 사이의 열교환을 방해한다. 이 때문에, V-형 전환 날개(13)는 섬유 배출 개구(11) 바로 앞에 설치되고(도시하는 바와 같이 섬유 이동 방향으로), 그 결과 상승하는 공기 버블은 측부로 편향되고 이 방법을 통해서 섬유(F)와의 일정 간격을 유지한다. 그러나, V-형 전환 날개(13)는 그의 최정점에 섬유(F)용 좁은 통로를 구비하고 있어서 공기 버블은 상기 지점에서 상승되지 않는다.

섬유(F)의 이동 방향이 공기 버블의 이동과 정반대이기 때문에 공기 버블은 섬유(F)와 동반하여 이동되지 않는다.

섬유(F)의 이동 방향이 반대로 되는 경우, 공기 버블은 전환 날개 판에 의해 섬유(F)로부터 떨어져 분리되어 다시 측면으로 지향된다. 상승하는 공기 버블과 거품 축적은 배출 라인(16)에 의해 냉각 매체와 함께 제거된다.

유사한 방법으로, 도 1의 경우에서와 같이, 냉각 매체와 밀봉 매체 혼합물의 처리는 공기와 물의 분리, 공기가 없는 물의 냉각 및 상기 시스템으로 재순환을 위해서 실행된다. 탈기 개구(17)에 의해 밀봉 매체가 제거될 수 있고, 냉각 매체의 제어 수준이 얻어지고, 그것과 함께 가변 냉각 확장이 가능하다.

도 4는 본 발명의 목적에 대한 다른 실시예를 보이고 있다. 또한, 이 경우에서는 유입 라인(21)에 의해 밀봉 매체가 두 개의 밀봉 장치(2)에 공급되며, 상기 밀봉 매체는 바람직하게 공기로 구성된다. 냉각 매체는 공급 라인(15)을 통하여 공급되고, 다시 배출 라인(16)에 의해 열교환 챔버(10)로부터 제거된다. 상승 버블이 섬유(F)에 절연 효과를 발휘하는 하부 섬유 도입 개구(12)에서, 밀봉 매체가 섬유와 함께 동반하여 열교환 챔버(10) 내부로 이동하는 것을 방지하기 위해서, 밀봉 수단은 섬유 도입 개구(12) 바로 앞에서 쵸크 공간(23)으로부터 분기하는 배출 라인들(25, 25')을 통하여 열교환 챔버(10)로 유도된다. 그러나, 버블이 섬유(F)로부터 일정 간격 떨어져서 유지되어 열교환 챔버(10)의 벽에 대항하여 측면으로 상승하도록 하기 위해, 상기 분기 라인들(25, 25')은 섬유 도입 개구(12)로부터 일정 공간만큼 분리되어 있다. 이러한 디자인의 장점은 근본적으로 냉각 능력을 개선시킨다는 점이다.

도 5는 본 발명에 따른 열교환기의 다른 실시예의 형태를 보이고 있다. 이 경우에서 비록 어려움 없이 반대 방향으로 이루어지게 구축될 수 있을 지라도 섬유는 하부에서 상부로 이동한다. 상술된 바와 마찬가지로, 밀봉 장치(2)에는 밀봉 매체용 유입 라인(21)이 제공되고 밀봉 매체로서 공기를 사용한다. 이는 도 1에 따른 밀봉 매체용 배출 라인(22), 또는 다른 방법으로, 도 4에 따른 도면 부호(25, 25')와 같은 우회 라인이 설치될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 전환 날개(13)가 고려되고 사용되었다. 이러한 디자인의 특별한 특징은 그 내부에 존재한다. 열교환 챔버(100)가 좁은 통로(19)에 의해 챔버들(100', 100'', 100''')로 세분화되어 있고, 그에 따라서, 냉각 매체의 공급이 공급 라인(15)을 통하여 이루어지고 냉각 매체의 제거가 배출 라인(16)을 통해서 이루어지게 되어, 조합된 열교환 챔버(100)에서 냉각 유동의 방향은 섬유(F)의 이동 방향과 반대가 된다.

직조 공정의 꼬임(twist) 분포때문에, 섬유는 부풀음을 형성하고 냉각 매체에 대하여 회전을 전달할 가능성이 존재한다. 원심력에 의해 냉각 매체는 열교환 챔버(100)의 벽부 영역으로 강압되고, 반면에 상승 버블은 섬유(F)에 인접한 중심에 남아서, 그 후에 상기 섬유(F)는 밀봉 매체의 상승 공기 버블과 접촉하게 된다. 이러한 것을 방지 하기 위해서, 좁은 통로(19)가 제공되고, 그 결과 섬유(F)는 열교환 챔버(100)의 중간에 집중되어 유지된다. 좁은 통로는 상기 지점에서 냉각 매체의 유동을 강화시키고, 그 결과 상승 공기는 다시 냉각 매체의 가속 수단에 의해 섬유(F)로부터 간격을 유지한다. 또한 이러한 디자인은 냉각 작용이 실질적으로 개선될 수 있음을 입증하고 있다.

열교환 챔버를 관통해서 이동하는 섬유로부터 밀봉 매체의 간격을 유지하는 수단에 의해, 냉각의 실제 개선이 얻어졌다. 이는 40% 이상의 효과가 있었다. 이외에, 냉각기는 적은 물과 적은 공기를 필요로 한다. 냉각 용량의 개선 때문에 특히 비수평 설비에 있어서 근본적으로 냉각 거리를 더 짧게 할 수 있게 되었다. 이것은 열교환 챔버 내부에 공기가 없고, 적어도 버블이 발생되지 않는 물 유동에 근거하여 열교환기의 효율성이 뚜렷이 증가하였다. 열교환 챔버에서 섬유를 처리하는 동안 섬유는 더 이상 밀봉 매체의 버블과 접촉하지 않고 열교환 매체와 일정한 접촉 상태를 유지한다. 냉각 매체의 누설은 내부로 이동하는 밀봉 매체에 대항하여 열교환 챔버의 밀봉을 위해 동시에 이용된다.

상술한 모든 실시예들에게 공통되는 것은, 섬유(F)가 열교환 챔버를 관통하여 이동하는 동안 밀봉 매체를 섬유(F)로부터 떨어져서 유지시킨다는 것이다. 이는 밀봉 매체가 챔버 내부로 전혀 유입되지 않는 사실에 의하거나, 챔버 내부의 밀봉 매체를 섬유로부터 떨어져 전환되게 하는 것에 의해 행해진다. 이미 상술된 바와 같이, 기술된 실시예들은 그들 중 하나 이상을 결합시켜 사용하는 것이 바람직한 가능성을 제공할지라도 그들 자체로써 이용될 수 있다.

본 발명의 구성에 또한 존재하는 밀봉 매체 및/또는 열교환 매체의 적절한 압력 규제 수단에 의해 거품 축적 공간이 생성될 수 있는 가능성이 있기 때문에 실제 및 특히 효과적인 냉각 거리가 더 짧게 이루어져야 한다. 따라서, 예를 들면, 단순한 방법을 통해서 냉각이 감소된 관통 유동 속도에서도 효율적으로 이루어질 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 비록 단지 두 개의 챔버만이 냉각 매체에 의해 효과적이고, 세 번째 챔버가 냉각에 있어서 전혀 효과적이지 않은 거품 또는 공기를 포함할지 몰라도, 도 5에 보인 바와 같은 챔버 분할이 이용될 수 있다. 이 경우에서는, 선택적으로 하나, 두 개 또는 모든 세 개의 챔버들이 냉각 매체 관통 유동을 위해 선택되도록 하기 위해서 챔버들(100'', 100') 내에 냉각 매체 공급 라인(15'', 15')을 설치하는 것이 바람직하다.

상술된 실시예의 경우에서, 기본 개념은 유입 라인(21)을 관통하는 밀봉 매체가 밀봉 장치(2)의 상승된 압력으로 유지되는 것이다. 그러나, 경험은 양호한 결과가 배출 라인(22) 위로 흡수 장치를 가져옴으로써 성취될 수 있음을 보이고 있고, 그 결과 밀봉 장치(2)는 흡수 상태에 있게 된다. 섬유 관통 개구(11, 12)의 밖으로 이동하는 열교환 매체는 이러한 흡수에 의해 곧 바로 제거되고 냉각 매체 순환 시스템으로 다시 안내된다. 그 다음에 유입 라인(21)은 쵸크 공간(23)에서의 흡수 작용이 누수에 관계하여 증가되는 것에 의해 생략될 수 있다.

즉, 섬유(F)가 열교환 챔버를 떠나고 냉각 매체에 젖게되는 섬유 배출 개구(11)에서, 밀봉 장치 위의 밀봉 매체인 공기의 유입 수단에 의해 섬유(F)로부터 냉각 매체의 빠른 건조는 상승되거나 흡수 압력에 상관없이 발생할 것이다.

도면 부호 및 그에 대응하는 부재

F 섬유

1, 10, 100 열교환 챔버

100', 100'', 100''' 부분 열교환 챔버

11 섬유 배출 개구

12 섬유 도입 개구

13 전환 날개

14 배출 개구(열교환 챔버의)

15, 15', 15'' 열교환 매체용 공급 라인

16 열교환 매체용 배출 라인

17 탈기 구멍

18 탈기 밸브

19 좁은 통로(부분 열교환 챔버 사이)

2 밀봉 장치

21 유입 라인(냉각/가열 매체용)

22 배출 라인(밀봉 매체용)

23 쵸크 공간

24 압력 제어기(밀봉 매체용)

25, 25' 배출 라인(밀봉 매체용 측관- 도 4)

4 저장소(온도 조절, 공기 분리, 재순환)

41 열교환 매체용 펌프

42 열교환 매체용 압력 조절기

6 기본 본체

60 기본 본체의 덮개

Claims

피처리 섬유가 열교환 매체와 직접 접촉하게 되고, 열교환 챔버가 섬유 배출 개구와 섬유 도입 개구를 구비하고, 상기 챔버에는 밀봉 매체가 공급되는 밀봉 장치가 제공되고, 상기 밀봉 장치는 섬유 배출 및 도입용 개구에 인접하게 설치된 상기 밀봉 매체용 공급 라인을 구비하고 있는 열교환 챔버에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기의 밀봉 방법에 있어서,

상기 밀봉 매체가 열교환 챔버를 관통하여 이동하는 섬유로부터 간격을 두고 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기의 밀봉 방법.
제1항에 있어서, 상기 밀봉 매체가 열교환 챔버(1)의 전방에서 배출되는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기의 밀봉 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열교환 매체가 공급 라인(15)을 통해 열교환 챔버(1)로 유입되어 섬유 배출 개구(11) 및 섬유 도입 개구(12)를 통해 배출되고, 상기 밀봉 매체가 열교환 챔버(1)의 유입구에 있는 섬유 관통 개구(11, 12)를 관통하여 밖으로 유동하는 열교환 매체에 의해 열교환 챔버(1) 내로 유입되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기의 밀봉 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열교환 매체와 밀봉 매체가 함께 배출되는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기의 밀봉 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열교환 매체는 밀봉 매체와 함께 배출되고 처리되며, 상기 열교환 매체가 열교환기(1)에서 재순환되는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기의 밀봉 방법.
제1항에 있어서, 상기 열교환 챔버(1) 내부로 스며드는 상기 밀봉 매체를 섬유(F)로부터 멀어지도록 하는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기의 밀봉 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 열교환 매체와 섬유의 직접 접촉을 증가시키기 위해서, 상기 열교환 챔버(1)를 관통하여 유동하는 열교환 매체를 섬유(F)에 대해 상기 열교환 챔버(100) 내부에서 집중시키는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기의 밀봉 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 섬유의 이동 경로가 냉각 매체의 표면 수준과 교차하는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기의 밀봉 방법.
제8항에 있어서, 밀봉 매체와 열교환 매체 사이의 압력차가 조절되어 밀봉 매체가 제어되는 상태로 열교환 챔버(1, 10, 100) 내부로 유입되어, 열교환 매체와 열교환 매체 및 밀봉 매체의 혼합물(거품의 형태) 사이에 계획된 표면 레벨이 결정될 수 있게 되어 열교환 챔버(1, 10, 100) 내에서 원하는 유효 열교환 거리로 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기의 밀봉 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 열교환기가 수직으로 배치된 경우에, 섬유가 위에서 아래로 이동하는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기의 밀봉 방법.
피처리 섬유(F)가 열교환 매체와 직접 접촉하게 되고, 열교환 챔버가 섬유 배출 개구(11)와 섬유 도입 개구(12)를 구비하고, 상기 챔버에는 밀봉 매체가 공급된 밀봉 장치(2)가 제공되고, 상기 밀봉 장치(2)는 섬유 배출 개구 및 섬유 도입 개구에 인접하게 설치된 상기 밀봉 매체용 유입 라인(21)을 구비하고 있는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기에 있어서,

상기 열교환 챔버(1, 10)에 인접하게 밀봉 매체용 배출 라인(22, 25, 25')이 설치된 것을 특징으로 하는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기.
제11항에 있어서, 상기 밀봉 장치(2)는 쵸크 공간(23)이 있는 미로 밀봉인 것을 특징으로 하는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 유입 라인(21)을 각각의 섬유 배출 개구 (11)와 섬유 도입 개구(12)에 거의 인접한 쵸크 공간(23)들 사이에서 개방되어 있고, 동시에 상기 배출 라인(22, 25, 25')을 열교환 챔버(1, 10)의 밖으로 가장 가까운 위치인 쵸크 공간(23)과 통하게 하는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기.
제11항 또는 제12항에 있어서, 열교환 챔버(10) 내부의 섬유 관통 개구(11, 12)에 인접하게, 전환 날개(13)를 섬유(F)용 좁은 개구에 위치시킴에 따라서, 섬유 개구(11, 12)를 관통하는 밀봉 매체가 섬유(F)로부터 간격을 두고서 유지되는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기.
처리될 섬유(F)가 열교환 매체와 직접 접촉하게 되고, 열교환 챔버가 섬유 배출 개구(11)와 섬유 도입 개구(12)를 구비하고, 상기 챔버에는 밀봉 매체가 공급된 밀봉 장치(2)가 제공되고, 상기 밀봉 장치(2)는 섬유 배출 개구 및 섬유 도입 개구에 각각 인접하게 설치된 상기 밀봉 매체용 유입 라인(21)을 구비하고 있는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기에 있어서,

열교환 챔버(10) 내부의 각 섬유 관통 개구(11, 12)에 인접하게, 전환 날개 (13)가 설치되고, 상기 전환 날개(13)가 섬유(F)용 작은 개구를 구비하고 있어서 섬유 개구(11, 12)를 관통하여 통과하는 밀봉 매체가 섬유(F)로부터 간격을 두고서 유지되는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 열교환 챔버(100)는 섬유(F)에 대하여 중앙에 설치된 좁은 통로(19)를 구비하고, 열교환 매체용 공급 라인(15)과 열교환 매체용 배출 라인(16)이 상기 좁은 통로의 전방 또는 후방에 설치되고, 좁은 통로(19) 내의 열교환 매체의 유동이 섬유(F)의 이동 방향에 대하여 반대로 유동하는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기.
처리될 섬유(F)가 열교환 매체와 직접 접촉하게 되고, 열교환기가 섬유 배출 개구(11)와 섬유 도입 개구(12)를 구비하고, 밀봉 매체가 공급된 밀봉 장치(2)가 제공되며, 상기 밀봉 장치는 섬유 배출용과 섬유 도입용 개구에 인접하게 설치된 유입 라인(21)을 구비하고 있는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기에 있어서,

상기 열교환 챔버(100)는 섬유(F)와 함께 중앙에 정렬된 좁은 통로(19)를 나타내고, 열교환 매체의 공급 라인(15)과 배출 라인(16)이 좁은 통로(19)의 전방 또는 후방에 설치되고, 상기 좁은 통로(19)가 섬유(F)의 이동 방향에 대하여 반대 방향으로 열교환 매체를 유동시키는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 배출 라인(25, 25')이 열교환 챔버(10)의 섬유 도입 개구(12)로부터 간격을 두고서 열교환 챔버(10) 내부로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 배출 라인(22)이 밀봉 매체에서 열교환 매체를 분리하기 위해 저장소(4) 내부로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 열교환 챔버(1, 10, 100)가 배출 개구(14)를 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 밀봉 매체는 기체이고 열교환 매체는 액체인 것을 특징으로 하는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기.
제21항에 있어서, 상기 밀봉 매체는 공기이고 열교환 매체는 물인 것을 특징으로 하는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 열교환기는 기본 본체(6)와 덮개(60)를 포함하며, 덮개를 기본 본체로부터 분리하면 섬유(F)가 용이하게 삽입될 수 있도록 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기.
삭제
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 열교환 챔버(1, 10, 100)가 수직으로 정렬된 것을 특징으로 하는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기.
제25항에 있어서, 상기 섬유 도입 개구(12)가 열교환 챔버(10, 100)의 하단부에 설치되고 섬유 배출 개구(11)가 열교환 챔버(10, 100)의 상단부에 설치된 것을 특징으로 하는 열교환 챔버(1, 10)에서 합성 섬유를 연속적으로 처리하기 위한 열교환기.