KR100944184B1

KR100944184B1 - 균염을 위한 사 염색용 스핀들 구조

Info

Publication number: KR100944184B1
Application number: KR1020080012660A
Authority: KR
Inventors: 전두환; 노석홍; 김희동; 김용대; 이호준
Original assignee: (재)한국섬유기계연구소
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2010-02-24
Also published as: KR20090087297A

Abstract

본 발명은 사 염색 분야에서 패키지 염색으로 많이 이용되는 치즈염색법으로 염색을 진행하되, 사염색기의 큰 구조적 변화 없이 스핀들 하부에서 상부로 이동하는 염액유동의 동압을 줄여 스핀들 내외부에서 발생하는 압력차를 균등하게 함으로써 스핀들로부터 방출 또는 흡입되는 염색의 유량분포를 균등하게 하고, 따라서 염색탱크 내에 적층된 치즈의 위치나, 치즈 사층의 내외부에 관계없이 균일한 염색이 이루어질 수 있게 하여 양질의 사 염색효과를 얻을 수 있도록 할 뿐 아니라 염색시간을 줄여 경제적인 사 염색이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은 스핀들 입구부에 오리피스(Orifice)나 콘(Cone)형의 가이드편을 설치하되, 상기 가이드편에 의해 스핀들 입구부에 스핀들 중공관체의 단면적보다 좁은 통로가 구성되게 하고 상기 통로를 통하여 염액이 유동되게 함으로써 과제를 해결할 수 있게 구성하는 것이다.

Description

균염을 위한 사 염색용 스핀들 구조{SPINDLE STRUCTURE FOR UNIFORMITY YARN DYEING}

본 발명은 사(실) 염색의 한 방법인 치즈염색법에서 균염이 이루어질 수 있도록 한 것으로써, 특히 사 염색기 내에 설치된 캐리어탱크의 다공스핀들에 치즈(cheese, 염색용 보빈에 실이 감긴 상태)를 다단으로 적층시킨 다음 염액을 유동시켜 염색하는 과정에서 염색조 내에 적층된 치즈의 위치나 치즈에 감긴 사층의 내외부 위치에 관계없이 균일한 염색이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 사 염색(Yarn Dyeing)에는 여러 방법이 사용될 수 있으나 패키지염색으로 많이 이용되는 치즈염색법은 실을 염색용 보빈에 치즈형태로 감고 상기 치즈를 사 염색기의 염색조 내에 설치된 다공스핀들에 다층으로 적층시킨 다음 덮개로 밀폐하고, 염액을 스핀들 내에서 치즈쪽으로, 혹은 치즈 외부에서 스핀들 내부로 유동시켜 치즈에 감긴 실 외부에 염액이 침투되게 하여 염색을 수행하게 된다.

도 1은 일반적으로 사용되고 있는 사 염색계통을 개략적으로 도시한 구성도로 사 염색기(1)에 구성된 순환펌프(5)를 이용하여 염색조(2) 내에 채워진 염액을 캐리어탱크(Carrier Tank)(3)로 압송하고, 압송된 염액은 캐리어탱크(3)에 직립 설치된 다수개의 다공 스핀들(4) 하부에서 상부로 유동하면서 스핀들(4) 외부에 위치한 사층, 즉 염색조(2) 내로 방출된다.

사층을 통과하여 염색조(2) 내로 이동한 염액은 순환펌프(5)에 의해 다시 캐리어탱크(3) 내로 공급되고, 캐리어탱크(3) 내에 공급된 염액은 다시 스핀들(4)로 공급된 다음 사층을 통과, 염색조(2) 내로 방출된다.

이러한 방출과정은 대략 실의 종류나, 사층의 두께, 밀도 등의 특성에 따라 다소 달라지지만 수분정도 지속된다.

그 후 염색조(2)와 순환펌프(5) 사이의 관로에 위치한 방향전환밸브(6)를 사용하여 염액의 유동을 역순환시키게 된다.

즉, 스핀들(4) 내부에서 염색조(2) 내에 위치한 염액을 순환펌프(5)를 통하여 흡입하여 캐리어탱크(3)내로 유입시키고, 캐리어탱크(3)로 이동한 염액은 다시 염색조(2) 내로 공급하고, 상기 염액은 다시 사층을 통과하여 스핀들(4) 내부로 흡인되는 과정을 수분동안 지속시킨다.

상기에서와 같이 염액이 스핀들(4) 외부에 위치한 사층을 내부에서 외부로, 혹은 외부에서 내부로 유동시키는 과정을 반복하게 되고, 상기 과정에서 염색이 이루어지게 된다.

도 2는 치즈염색기의 염색조 내에 장착된 캐리어탱크(3)의 다공 스핀들(4)에 다수개의 치즈(8)를 적층한 상태로써 치즈(8) 사층의 형태와 두께, 사층을 형성하는 실의 장력, 밀도 등에 따라 사층을 침투, 통과하는 염액유동의 특성이 결정되 며, 상기한 경우 균염을 달성하기 위하여서는 사층을 침투, 통과하는 염액유량이 전체적으로 균일하여야 한다.

일반적으로 사염색공정에서 스핀들 외부에 끼워진 치즈의 균염문제는 염색성능뿐만 아니라 최종품질을 결정하는 과정이다.

대개의 경우 이러한 균염에 영향을 미치는 인자로는 다음과 같은 요인을 들 수 있다.

첫째, 실과 관련된 요인과, 둘째, 운전과정요인, 셋째, 유체공학적 요인을 들 수 있다.

실과 관련된 요인으로는 실의 특성(종류, 직경, 성분) 및 치즈의 특성(실의 감긴 상태, 장력, 사층의 밀도, 두께 등)을 들 수 있으며, 운전과정요인으로는 염액의 방출 및 흡입지속시간과 간격 및 제반 염색공정의 운전조건을 들 수 있다.

또한 유체공학적 요인으로는 스핀들의 형상(스핀들의 수, 직경, 길이)과 다공벽의 형상(기공율, 기공분포, 기공형상), 염색탱크(탱크의 체적 및 형상), 유량(스핀들 유량, 기공을 통과하는 유량과 분포), 압력(스핀들 내외부의 압력과 압력손실) 및 염액의 특성(온도, 밀도, 점도등의 상태량)등 다양한 요인이 있으며 사염색의 전체공정을 최적화 하는 것은 매우 어려운 문제로 알려져 있다.

따라서 현재까지 대부분의 사염색공정은 실의 종류 및 치즈의 형태와 관련된 현장 경험적인 노하우와 운전과정의 시행착오로부터 얻어진 경험을 토대로 이루어지고 있는 실정이며, 체계적인 유체공학적 연구를 통하여 일련의 공정을 최적화 하는 것은 섬유산업에 있어서 매우 중요한 과제이나 현재까지는 체계적인 연구가 이 루어지지 못하고 있는 실정이다.

일반적으로 사 염색분야에서 적용되어온 스핀들(4) 구조는 도 3에서와 같이 내부가 비어있는 중공관체 형상으로 관 표면에는 다수개의 구멍(7)이 균일한 분포로 뚫려 있으며 관체 외부는 염색대상이 되는 사층이 위치한다.

이때 관체, 즉 스핀들 내부로부터 염액이 구멍(7)으로 방출되거나, 스핀들(4) 외부로부터 염액이 흡입되는 과정의 반복을 통하여 염색이 이루어지게 되며, 스핀들(4)의 구멍(7)을 통하여 흡입, 방출되는 염액유량의 분포가 균일하다면 피염물의 균염이 가능해진다.

염액이 방출되는 경우, 스핀들(4)의 구멍(7)을 통하여 외부로 방출되는 유량은 스핀들(4) 내외부의 압력차에 의하여 결정된다. 그러나 도 4에서 도시된 바와 같이 스핀들(4) 외부의 염색탱크에서 발생되는 압력은 유체정역학적(Hydrostaic Pressure Distribution) 압력분포에 의하여 염액의 수면에서는 대기압, 염색탱크 바닥으로 내려갈수록 염액의 깊이에 따른 정수압에 의하여 압력이 높아지게 된다.

이때 스핀들 입구로부터 위쪽으로 상승하는 염액이 스핀들의 구멍을 통하여 방출되기 위하여서는 스핀들 외부의 높은 정수압 분포를 극복해야 하므로 탱크 하부에 위치한 스핀들 입구에서는 상당히 높은 압력을 부여하지 않으면 스핀들 외부로 방출되는 유량은 매우 작다.

반면 위쪽에서는 스핀들 외부의 압력이 높지 않고 스핀들 끝단이 막혀있기 때문에 속도가 급격히 감소하면서 속도 에너지(동압)가 압력(정압)으로 전환되므로 스핀들 내외부의 압력차가 상대적으로 커지게 되어 도 3의 유량분포도에서와 같이 스핀들 위쪽에서 큰 유량분포가 발생하게 된다.

또한 스핀들 내부를 통과하는 유량은 중공관체의 구멍으로 방출되면서 위쪽으로 이동하기 때문에 위쪽으로 갈수록 유량이 감소하게 되고, 이 경우 각 구멍을 통하여 방출되는 유량이 알려지면, 구멍에서 발생하는 압력손실을 구할 수 있으며, 반대로 스핀들의 길이방향으로 염액유량의 압력구배가 주어지는 경우 중공관체의 구멍으로부터 방출되는 유량분포를 얻을 수 있다.

따라서 도 4에 도시한 바와 같이 스핀들 외부 염색탱크의 정수압분포와 가정된 스핀들 내부의 압력분포로부터 중공관체의 구멍을 통과하는 유량이 균일하도록 하는 최적의 다공스핀들 설계가 가능할 수 있다.

그러나 실제 염색과정의 경우 스핀들 외부에 사층이 존재하므로 사층의 특성에 의하여 최적 스핀들 형상은 달라지게 된다.

도 6은 스핀들(4)의 구멍(7)을 통하여 염액이 흡입되는 과정과 흡입과정시 발생하는 유량분포도를 도시한 것으로서 염액의 방출과정과는 달리 흡입과정에서는 스핀들 외부의 높은 정수압력이 작용하는 하부에서는 큰 유량이 발생하게 된다.

따라서 스핀들 하부에서는 치즈의 외부 사층이, 스핀들 상부에서는 치즈의 내부 사층이 상대적으로 양호한 염색상태를 얻을 수 있다.

실제의 염색과정은 스핀들로부터 유동하는 염액의 방출과정과 흡입과정을 반복하여 장시간 운전을 하게 되므로 스핀들의 구멍을 통하여 발생하는 유량분포는 방출과정과 흡입과정을 합친 분포의 형태이며 이 경우 스핀들의 상하부와 중간부분에 존재하는 사층의 염색상태는 달라지며, 균염을 위하여서는 상당히 긴 시간동안 염색을 진행시켜야 하는 문제가 있다.

도 7과 도 8은 스핀들(4)을 구성하는 중공관체의 구멍(7) 분포가 균일하지 않은 스핀들(4)의 경우 유량과 구멍분포를 도시한 것으로서 스핀들의 외부압력이 균일하다면 구멍의 분포를 변화시켜 균일유량을 얻을 수 있다.

그러나 스핀들 외부에는 염색탱크의 정수압력분포가 형성되어 있으므로 단순히 구멍의 분포를 변화시킴으로써 균염을 얻는 데에는 한계가 있다.

도 9와 도 10은 스핀들(4)의 형상을 경사지게 한 경우에 발생하는 유량과 구멍(7) 분포를 예시한 것으로써, 이러한 방법들은 스핀들(4) 내부에서 발생하는 압력분포를 조절하려는 것이지만 스핀들 외부에 강한 압력구배가 형성되어 있으므로 스핀들 입구로 유입하는 유량이 매우 크지 않는 한 균염을 개선하는 데는 한계가 있다.

또 다른 수단(도 11)으로 도 3을 변형한 스핀들의 형태로써 스핀들(4) 외부는 동일하지만 내부를 위가 좁고 아래가 넓게 경사 구성하여 스핀들(4) 내부에서 발생하는 압력분포를 조절할 수 있다.

그러나 이 경우 스핀들(4)의 제작에 어려움이 있을 뿐 아니라 제작비용이 증가하는 등의 문제에 비하여 균염효과는 크게 개선되지 않았으며, 이는 스핀들 내부형상을 변화시켜 스핀들 내부의 염액유동의 분포를 조절한다고 하더라도 스핀들 외부에 발생하는 정수압력분포에 비하여 작기 때문이다.

따라서 현재 일반적으로 사용되고 있는 사 염색방법으로는 염색탱크 내의 스핀들에 적층된 치즈의 전체적인 균염을 달성하는 데에 많은 문제가 있는 것이었다.

본 발명은 이러한 종래의 제반 문제점을 시정하기 위한 것으로써 사 염색 분야에서 패키지 염색으로 많이 이용되는 치즈염색법으로 염색을 진행하되, 사염색기의 큰 구조적 변화 없이 스핀들 하부에서 상부로 이동하는 염액유동의 동압을 제어하여 스핀들 내외부에서 발생하는 압력차를 균등하게 하므로써 스핀들로부터 방출 또는 흡입되는 염색의 유량분포를 균등하게 하고, 따라서 염색탱크 내에 적층된 치즈의 위치나, 치즈 사층의 내외부에 관계없이 균일한 염색이 이루어질 수 있게 하여 양질의 사 염색효과를 얻을 수 있도록 할 뿐 아니라 염색시간을 줄여 경제적인 사 염색이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로써 본 발명은 사 염색기의 염색탱크 내에 장치된 스핀들의 하단 입구부에 염액유동의 급격한 확산이 이루어질 수 있게 하여 정압을 상승시키는 별도의 간단한 장치를 설치하여 균염목적을 달성하고자 하는 것으로, 좀더 상세히 설명하면 스핀들 입구부에 오리피스(Orifice)나 콘(Cone)형의 가이드편을 설치하되, 상기 가이드편에 의해 스핀들 입구부에 스핀들 중공관체의 단면적보다 좁은 통로가 구성되게 하고 상기 통로를 통하여 염액이 유동되게 하므로써 과제를 해결할 수 있게 구성하는 것이다.

본 발명은 사 염색에서 치즈염색법으로 염색을 진행하되 염색탱크 내에 다층 으로 적층된 치즈의 위치나 치즈 사층의 내외부에 관계없이 균일한 염색이 이루어질 수 있도록 하여 양질의 사 염색효과를 얻을 수 있도록 할 뿐 아니라 염색시간을 줄일 수 있게 하므로써 그에 따른 경제적인 사 염색이 이루어질 수 있게 하는 등의 효과가 있는 것이다.

이하 본 발명에서 제공하고자 하는 사 염색용 스핀들 구조를 상세히 설명한다.

본 발명의 기술요지는 사 염색분야에서 패키지염색으로 많이 이용되는 치즈염색법에서 염색조 내에 다층으로 적층된 피염물, 즉 치즈에 균일한 염색이 이루어질 수 있도록 한다는 것이다.

상기에서 염색조 내에 적층된 치즈에 균일한 염색이 이루어질 수 있도록 하기 위하여서는 다공스핀들로부터 방출 및 흡입되는 염액유량이 상하부 위치에 관계없이 균일한 유동분포가 이루어질 수 있도록 하여야 하며, 상기 수단을 위하여 본 발명에서는 다공스핀들 하단 입구부에 오리피스(Oriffice)나 콘(Cone)형의 가이드편을 설치하여 스핀들 하단 입구부를 통과하는 염액유동의 확산이 급격히 이루어질 수 있게 하여 동압의 감소를 줄일 수 있게 하므로써 염액유량의 방출과 흡입이 균일한 분포로 유동되게 한 것이다.

본 발명이 적용되는 사 염색기의 개략적인 구조와 본 발명에서 제공하고자 하는 다공 스핀들의 구조를 설명한다.

사 염색기(10)의 구조는 현재 산업현장에서 사용되고 있는 구조와 다를 바 없는 구조로써, 개략적으로 설명하면 도 12에서와 같이 염색조(20) 내에 캐리어 탱크가 장착되고, 상기 캐리어탱크(30) 상에 다수개의 스핀들(40)이 직립 설치되어 있고, 상기 캐리어탱크(30) 하단에는 캐리어탱크 염액관(31)이 연결되어 있고, 염색조(20) 하단에는 염색조 염액관(21)이 각각 연결되어 있고, 상기 염액관(31)(21)은 체크밸브(60)를 통하여 순환펌프(50)와 연결되어 있다.

본 발명의 기술요지인 스핀들(40)의 구조는 다음과 같다.

스핀들(40)은 원통형의 중공관체(41) 상에 등간격으로 구멍(42)이 뚫려 있고, 상기 중공관체(41)의 상단은 막혀있고, 하단에는 개방된 입구부(43)가 구성되어 있고, 상기 입구부(43)에는 가이드편(70)을 설치하여 염액유동의 급격한 확산으로 동압을 정압으로 전환하여 균염을 이룰 수 있게 구성한다.

스핀들(40) 하단입구부(43)에 설치되는 가이드편(70)은 여러 구성으로 실시할 수 있다.

즉 도 13 및 도 14에서와 같이 스핀들(40)의 하단입구부(43) 중앙에 중앙(71)이 크고 상하단부(72)를 뾰족하게 구성하여 상하에 경사면(73)이 형성되게 한 콘형의 가이드편(70)을 설치하여 가이드편(70)과 중공관체(41) 사이에 중공관체(41)의 단면에 비해 좁아진 통로(74)가 형성되게 한다.

또다른 예로서 도 15 및 도 16에서와 같이 스핀들(40)의 하단입구부(43)에 판상의 가이드편(70)을 설치하되, 상기 가이드편(70) 중앙에는 중공관체(41)의 단면에 비해 좁은 통로(74)가 형성되게 한다.

상기에서 도 15 및 도 16에서와 같이 오리피스(Orifice), 즉 중앙에 통 로(74)가 뚫린 판상의 가이드편(70)의 경우 가이드편(70) 바로 하부에서 유동의 박리현상이 발생, 큰 압력손실의 원인이 되어 에너지소모를 증가시키게 되므로 도 13 및 도 14에서와 같이 콘형의 가이드편(70)을 설치하여 에너지소모를 줄일 수 있게 함과 동시에 균염을 크게 개선할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 도 13 내지 도 16과 같은 가이드편(70)의 구성 이외에도 다양한 구성의 가이드편(70)을 설치 사용할 수 있으며, 다만 스핀들(40)을 구성하는 중공관체(41)의 단면적보다 좁은 면적의 통로(74)가 형성되게 하여 스핀들(40) 입구에서 염액유동의 급격한 확산이 이루어질 수 있게 하는 구성이면 적용이 가능하다.

미설명부호 (80)은 치즈이다.

이와 같이 구성된 본 발명은 통상의 사 염색방법과 같이 염색조(20) 내에 직립 설치된 스핀들(40) 상에 치즈(80)를 다단으로 적립시킨 다음 순환펌프(50)를 통하여 염액이 스핀들(40)의 구멍(42)을 통하여 방출과 흡입이 반복되게 함으로써 스핀들(40) 외부에 적층된 치즈(80)에 염색이 이루어지게 한다는 것은 종래와 같다.

그러나 본 발명에서는 캐리어탱크(30) 상부에 직립 설치된 스핀들(40)의 하단입구부(43)에 스핀들(40)을 구성하는 중공관체(41)의 단면보다 좁은 통로(74)가 형성된 가이드편(70)을 설치하여 스핀들(40) 하단입구부(43)를 통과하는 염액유동의 급격한 확산이 이루어지게 함으로써 스핀들(40) 내부의 압력은 아래쪽이 높고 위쪽은 상대적으로 낮아지게 되므로 스핀들(40) 내외부의 압력차를 줄일 수 있게 된다.

따라서 염색조(20) 및 스핀들(40) 내부압력은 위쪽이 낮고 아래쪽은 높아지 게 되므로 스핀들(40) 내외부의 압력편차는 거의 균일한 분포로 적용하게 되고, 스핀들(40)의 구멍(42)을 통하여 방출 또는 흡입되는 염액유동량은 전체적으로 균일하게 되어 균염이 이루어지게 된다.

본 발명에서 스핀들(40)을 통하여 방출 및 흡입되는 염액의 유동은 다음과 같다.

먼저 스핀들(40)을 통한 염액의 방출과정을 설명한다.

사 염색기(10)에 구성된 순환펌프(50) 및 체크밸브(60)를 작동시켜 염액이 캐리어탱크 염액관(31)으로 공급되게 하면 염액은 캐리어탱크 염액관(31)을 경유하여 캐리어탱크(30)로 압송되고, 캐리어탱크(30)로 압송된 염액은 스핀들(40) 내부로 공급되고 이때 본 발명에서 제공하고자 하는 가이드편(70)에 의해 스핀들(40) 상하부에서 방출되는 염액의 유동분포를 균등하게 한다.

즉 캐리어탱크(30)에서 스핀들(40) 내부로 유동하는 염액은 가이드편(70)에 구성된 통로(74)를 통하여 내부로 유입된다.

이때 스핀들(40)의 하단 입구부(43)에 설치된 가이드편(70)의 통로(74)는 스핀들(40)을 구성하는 중공관체(41)의 단면적보다 작기 때문에 가이드편(70)의 통로(74)를 통과하는 염액의 유동은 빨라지게 되고 가이드편(70)의 통로(74)를 통과한 염액은 스핀들(40) 내부에서 유속이 급격히 낮아지게 되므로 스핀들(40) 아래쪽에는 압력이 높아지게 되고, 위쪽은 압력이 낮아지게 된다.

따라서 스핀들(40) 내부의 압력은 염색조(20) 내부의 압력과 같이 위쪽이 낮고 아래쪽이 높아지게 되므로 스핀들(40) 외부와의 압력 차이를 줄일 수 있게 되 고, 상기에서와 같이 스핀들(40) 내외부의 압력차이가 높낮이에 관계없이 균등하게 분포하게 되므로 스핀들(40)의 구멍(42)을 통하여 방출되는 염액의 유동량은 스핀들(40) 전면에 걸쳐 균등하게 된다.

균등하게 방출된 염액은 스핀들(40) 외면에 끼워진 치즈(80) 내부를 통과한 다음 염색조(20) 내로 이동하고, 염색조(20) 내로 이동한 염액은 염색조 염액관(21)을 통하여 순환펌프(50), 체크밸브(60) 및 캐리어탱크 염액관(31)을 경유, 다시 캐리어탱크(30)로 압송되고, 캐리어탱크(30)로 압송된 염액은 위에서 설명한 바와 같이 가이드편(70)을 통하여 스핀들(40) 내부로 공급되고, 방출되는 동작을 반복하게 된다.

상기에서와 같이 스핀들(40)을 통하여 염액의 방출이 일정시간 진행되면 이와는 반대로 스핀들(40) 내부로 염액이 흡입되는 역순환과정을 거치게 된다.

스핀들(40)을 통한 염액의 흡입과정을 설명한다.

사 염색기(10)에 구성된 체크밸브(60)를 작동시켜 염액의 흐름을 역순환되게 하면 순환펌프(50)에 의해 캐리어탱크(30) 내에 충진된 염액은 캐리어탱크 염액관(31)을 통하여 순환펌프(50)쪽으로 염액이 유동하게 되므로 스핀들(40) 내부에 위치한 염액은 캐리어탱크(30) 내로 흡입된다.

스핀들(40) 내부의 염액이 캐리어탱크(30)로 이동하면 염색조(20) 내에 위치한 염액이 스핀들(40) 외부에 끼워진 치즈(80)의 사층을 통과한 다음 스핀들구멍(42)을 통하여 스핀들(40) 내부로 흡입된다.

상기에서 스핀들(40) 내부에 위치한 염액이 캐리어탱크(30) 내로 흡입되는 과정에서 스핀들(40) 하단입구부(43)에 위치한 가이드편(70)의 좁은 통로(74)를 경유하게 되고, 염액이 가이드편(70)의 좁은 통로(74)를 통하여 배출될 수 있는 유량보다 스핀들구멍(42)을 통하여 내부로 유입될 수 있는 유량이 더 많기 때문에 스핀들(40) 내부에서는 염액의 유동이 느려지게 되므로 스핀들(40) 아래쪽에는 압력이 높고, 위쪽에는 압력이 낮아지게 된다.

상기에서와 같이 스핀들(40) 내외부의 압력이 위쪽은 낮고 아래쪽은 높아지게 되므로 스핀들구멍(42)을 통하여 스핀들(40) 내부로 흡입되는 염액의 유동분포는 스핀들(40)의 높낮이에 관계없이 균등하게 분포된다.

캐리어탱크(30)로 흡입된 염액은 순환펌프(50) 및 염색조 공급관(21)을 통하여 염색조(20) 내로 공급되고, 염색조(20) 내로 공급된 염액은 다시 치즈(80)의 사층 및 스핀들구멍(42)을 통하여 스핀들(40) 내부로 흡입되는 과정의 반복으로 염색이 진행된다.

위에서 설명한 바와 같이 스핀들(40)로부터 염액이 방출 및 흡입되는 과정의 반복으로 치즈(80)에 염색이 진행되며, 특히 스핀들(40)로부터 방출 및 흡입되는 염액의 유동분포가 스핀들(40)의 하단부나 상단부에 관계없이 균등하게 분포되므로 치즈(80)에 염색되는 상태는 위치에 관계없이 균일한 염색을 기대할 수 있게 된다.

본 발명에서 스핀들(40) 하단에 장치된 가이드편(70)은 도 13 및 도 14에서와 같이 중앙이 넓고 상하단부가 뾰족한 콘형의 가이드편(70)이, 도 15 및 도 16에서와 같이 판상으로 구성된 가이드편(70)보다 적용이 유리하다.

이는 콘형의 가이드편(70)인 경우 가이드편 상하단부(72)가 침상형으로 구성 되면서 경사면(73)이 형성되어 있어 좁은 통로(74)를 통과하는 유체의 흐름을 원활하게 하므로 에너지 소모를 줄일 수 있게 될 뿐 아니라 균염 달성에 유리하기 때문이다.

이상 설명한바와 같이 본 발명은 사 염색기에 구성된 스핀들 하단입구부에 오리피스나 콘 형태의 가이드편을 설치하되, 상기 가이드편에 스핀들 중공관체의 단면적보다 좁은 통로가 구성되게 하고, 상기 좁은 통로를 통하여 염액이 유동되게 함으로써 스핀들 내외부의 압력편차가 위치에 관계없이 균등하게 분포되게 하여 염액의 유동분포를 균등하게 하고, 따라서 스핀들 외부에 끼워진 치즈의 균염을 기대할 수 있게 된다.

도 1 : 종래 사용되는 사 염색기의 개략구성도

도 2 : 종래 사용되는 사 염색기에서 캐리어탱크에 구성된 스핀들에 치즈가 적층된 상태도

도 3 : 종래의 사 염색에서 스핀들로부터 염액의 방출시 발생하는 유량분포도

도 4 : 종래의 사 염색에서 염색조 내부에서 발생하는 정수압력분포도

도 5 : 종래 사 염색에서 스핀들 내부에서 발생하는 정수압력분포도

도 6 : 종래 사 염색에서 스핀들로부터 염액흡입시 발생하는 유량분포도

도 7 : 사 염색을 위하여 스핀들에 구멍을 불균일하게 뚫었을 경우에 방출과정시 발생하는 유량분포도

도 8 : 사 염색을 위하여 스핀들에 구멍을 불균일하게 뚫었을 경우에 흡입과정시 발생하는 유량분포도

도 9 : 사 염색을 위하여 일측이 좁고 타측은 넓게 구성한 스핀들에서 염액방출시 발생하는 유량분포도

도 10 : 사 염색을 위하여 일측이 좁고, 타측은 넓게 구성한 스핀들에서 염액방출시 발생하는 유량분포도

도 11 : 균염을 위하여 내부가 경사지게 구성한 스핀들에서 방출과정시 발생하는 유량분포도

도 12 : 본 발명이 적용되는 사 염색기의 개략구성도

도 13 : 본 발명에서 제공하고자 하는 스핀들의 단면구성도

도 14 : 도 13의 분해사시도

도 15 : 본 발명에서 제공하고자 하는 스핀들의 타실시예의 단면구성도

도 16 : 도 15의 분해사시도

도 17 : 본 발명에서 스핀들로부터 방출되는 염액의 유량분포도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10)--사 염색기 (20)--염색조

(21)--염색조 염액관 (30)--캐리어탱크

(31)--캐리어탱크 염액관 (40)--스핀들

(41)--중공관체 (42)--구멍

(43)--입구부 (50)--순환펌프

(60)--체크밸브 (70)--가이드편

(71)--중앙 (72)--상하단부

(73)--경사면 (74)--통로

(80)--치즈

Claims

사 염색기 내에 설치된 캐리어탱크 상에 다공스핀들을 직립설치하고, 상기 다공스핀들에 치즈를 다단으로 적층시킨 다음 염액을 순환시켜 염색하는 통상의 사 염색기를 구성함에 있어서, 캐리어탱크(30)에 직립 설치된 스핀들(40)의 하단입구부(43)에 가이드편(70)을 설치하여 통로(74)가 형성되게 하되, 상기 통로(74)는 스핀들(40)을 구성하는 중공관체(41)의 단면적보다 좁게 형성되게 하고, 상기 통로(74)를 통하여 염액이 방출 또는 흡입되게 함으로써 스핀들(40) 내외부의 압력차가 균등하게 분포되게 하고, 따라서 스핀들구멍(42)를 통과하는 염액유동의 분포가 높낮이에 관계없이 균등하게 분포되게 하여 치즈에 균일한 염색이 이루어질 수 있게 함을 특징으로 하는 균염을 위한 사 염색용 스핀들 구조.
제1항에 있어서, 스핀들(40)의 하단입구부(43)에 장치되는 가이드편(70)은 중앙(71)이 넓고 상하단부(72)가 뾰족한 콘형상으로 구성하되, 상기 가이드편(70)이 스핀들(40)의 하단입구부(43) 중앙에 위치되게 함으로써 가이드편(70)과 스핀들(40)의 중공관체(41) 사이에 통로(74)가 구성되게 하여서 됨을 특징으로 하는 균염을 위한 사 염색용 스핀들 구조.
제1항에 있어서, 스핀들(40)의 하단입구부(43)에 장치되는 가이드편(70)은 판상으로 구성되게 하되, 상기 가이드편(70) 중앙에 통로(74)가 구성되게 하여서 됨을 특징으로 하는 균염을 위한 사 염색용 스핀들 구조.