KR101245580B1

KR101245580B1 - 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐

Info

Publication number: KR101245580B1
Application number: KR1020080028762A
Authority: KR
Inventors: 대 수 김; 재 영 이
Original assignee: 코오롱인더스트리 주식회사
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2013-03-20
Also published as: KR20090103267A

Abstract

본 발명은 폴리머 중합관에 중합용 원료인 유체를 공급하는 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐에 관한 것으로서, 서로 상이한 2개 이상의 유체들을 각각 공급하는 2개 이상의 유체 공급관(1,2)과 상기 유체 공급관(1,2)들 사이에 위치하며 진공 상태인 1개 이상의 단열관(3)을 포함하며, 상기 유체 공급관(1,2)들과 단열관(3)들은 동일한 축을 갖고, 상기 유체 공급관(1,2)들 중 가장 내측에 위치하는 유체 공급관(1)을 제외한 나머지 외측 유체 공급관(2)들의 선단부 내측 표면에는 와류발생수단이 형성된 구조를 갖는다.

본 발명은 단열 효과가 뛰어난 진공의 단열층을 구비하여 유체 공급관들 사이에 간격을 축소시킬 수 있어서 유체가 중합관 내부로 분출될 때 유체들간의 이격 거리를 축소하여 혼합 효율을 극대화시킬 수 있고, 유체 공급 노즐의 외측에 위치하는 유체 공급관의 선단부 내측에는 나선이 형성되어 유체 공급 노즐의 말단부에서 서로 다른 2종 이상의 유체가 분출되어 만날 때 유체 공급 노즐의 외측에 위치하는 유체 공급관에서 분출되는 유체는 회전력을 가져 유체들의 혼합 효율이 크게 향상된다.

노즐, 동축, 유체 다중관, 나선, 진공, 단열층, 아라미드

Description

동축 다중관 타입 유체 공급 노즐{Coaxial multi-pipe type nozzle suppling fluid}

본 발명은 아라미드 등과 같은 폴리머 중합관에 서로 다른 2종 이상의 중합용 유체를 공급하는 동축(Coaxial) 다중관 타입 유체 공급 노즐에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 2종 이상의 서로 다른 중합용 유체를 폴리머 중합관에 공급시 상기 중합용 유체들이 보다 균일하게 혼합(Mixing)될 수 있도록 하는 동축 다중관 타입 유체 공급노즐에 관한 것이다.

본 발명에 있어서 동축 다중관 타입이란 용어는 서로 다른 직경을 갖는 여러개의 관(Pipe)들이 서로 같은 축(axis)을 갖는 상태로 겹쳐져 있는 타입을 의미한다.

폴리머 중합관내에 서로 다른 2종의 중합용 유체를 공급하는 종래의 유체 공급 노즐로는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 서로 상이한 2개 이상의 유체들을 각각 공급하는 2개의 유체 공급관(1,2)과 상기 유체 공급관들 사이에 위치하며 공 기(Air) 또는 단열재가 채워진 단열관(4)이 동축 상태로 배열된 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐이 사용되어 왔다.

도 3은 종래 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐의 길이방향 단면도이고, 도 4는 도 3 중 A-A'선 방향 절개 단면도이다.

상기의 종래 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐은 서로 분리된 2개 이상의 유체 공급관으로 서로 다른 2종 이상의 중합용 유체를 각각 공급하는 종래의 통상적인 장치에 비해서는 폴리머 중합관 내에 중합용 유체들이 투입될 때 이들 중합용 유체간의 이격거리가 축소되어 유체의 혼합효율이 높지만, 유체 공급관(1,2)들 사이에 공기(Air) 또는 단열재가 채워져 단열효과가 낮은 단열관(4)이 위치하기 때문에 충분한 단열효과를 얻기 위해서는 상기 단열관(4)의 직경을 크게할 수 밖에 없었다.

이로 인해, 유체 공급관(1,2)들 사이의 간격을 일정 수준 이상으로는 축소할 수 없게 되어 유체들이 폴리머 중합관 내부로 투입될 때 유체들간의 이격 거리도 일정수준 이상으로 축소하기 어려워 상기 유체의 혼합효율을 향상시키는데 한계가 있었다.

또한, 도 3에 도시된 종래의 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐은 외측에 위치하는 유체 유입관(2)의 선단부 내측에는 와류발생수단이 없기 때문에 상기 유체 유입관(2)을 통해 폴리머 중합관 내로 투입되는 중합용 유체 회전력을 부여할 수 없어서 중합용 유체의 혼합효율이 크게 저하되는 문제도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해소할 수 있도록 폴리머 중합관 내로 투입되는 서로 다른 2종 이상의 중합용 유체들이 중합관 내에 투입 즉시 보다 효율적으로 혼합되도록 하여 폴리머 점도를 균일하게 하는 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐을 제공하고자 한다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에 다른 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐(10)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 서로 상이한 2개 이상의 유체들을 각각 공급하는 2개 이상의 유체 공급관(1,2)과 상기 유체 공급관(1,2)들 사이에 위치하며 진공 상태인 1개 이상의 단열관(3)을 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐의 길이방향 단면도이고, 도 2는 도 1중 A-A'선 방향 절개 단면도이다.

상기 유체 공급관(1,2)들과 단열관(3)들은 동일한 축을 갖고, 상기 유체 공급관(1,2)들 중 가장 내측에 위치하는 유체 공급관(1)을 제외한 나머지 외측 유체 공급관(2)들의 선단부 내측 표면에는 와류발생수단(2a)이 형성되어 있다.

상기 와류발생수단(2a)은 나선등이 바람직하다.

상기 유체 공급관(1,2)들과 단열관(3)들은 유체 공급 노즐의 선단부(Y) 방향 으로 갈수록 직경이 서서히 작아지는 것이 더욱 바람직하다.

상기 유체 공급관 개수는 2~5개이고, 단열관의 개수는 1~4개인 것이 바람직하지만, 본 발명에서는 유체 공급관 및 단열관의 개수를 특별하게 한정하는 것은 아니다.

본 발명은 진공 상태로서 단열효과가 뛰어난 단열관(3)을 유체 공급관(1,2)들 사이에 진공 상태로서 단열효과가 뛰어난 단열관(3)을 구비하기 때문에 유체 공급관(1,2)들 사이에 간격을 축소 시킬 수 있어서, 중합용 유체가 폴리머 중합관(20) 내부로 분출될 때 중합용 유체들간의 이격 거리를 축소시켜 중합용 유체들의 혼합 효율을 극대화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 유체 공급 노즐(10)의 가장 내측에 위치하는 유체 공급관(1)을 제외한 나머지 외측 유체 공급관(2)들의 선단부 내측 표면에 와류발생수단(2a)이 형성되어 상기 외측 유체 공급관(2)을 통해 폴리머 중합관(20) 내부로 투입되는 중합용 유체, 다시 말해 상기 외측 유체 공급관(2)의 말단부로 분출되는 중합용 유체에 별도의 장치나 동력 없이도 회전력을 부여할 수 있어서 중합용 유체들의 혼합 효율을 향상시킨다.

또한, 본 발명은 상기 유체 공급관(1,2)들과 단열관(3)들은 유체 공급 노즐의 선단부(Y) 방향으로 갈수록 직경이 서서히 작아지기 때문에 유체 공급노즐의 선단부(Y)를 통과하는 중합용 유체의 유속을 별도의 장치나 동력 없이도 빠르게 하므로서 중합용 유체의 혼합효율을 보다 향상시킨다.

본 발명은 이상에서 설명한 바와 같이 서로 다른 2종 이상의 중합용 유체들 을 폴리머 중합관 내로 투입하는 시점에 보다 효율적으로 혼합하기 때문에 중합되는 폴리머의 고유점도를 보다 균일하게 한다.

본 발명에 따른 동축 다중관 유체 공급 노즐의 사용 일례를 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이 아라미드 등의 폴리머 중합관에 중합용 유체를 공급하는데 사용될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐(10)이 교반기(30)와 폴리머 배출관(40)이 장착된 폴리머 중합관(20)에 설치, 사용되는 상태를 나타내는 모식도이다.

본 발명은 서로 다른 2종 이상의 중합용 유체를 폴리머 중합관 내로 동시에 투입할 때 상기 중합용 유체들이 폴리머 중합관에 투입되는 시점에 보다 원활하게 혼합되도록 한다.

그로 인해 본 발명에 따른 동축 다중관 유체 공급 노즐은 생산되는 폴리머의 고유점도를 균일하게 하는 효과가 있어서 아라미드 등의 폴리머 중합관에 서로 다른 2종 이상의 중합용 유체를 공급하는 장치로 유용하다.

이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

그러나, 본 발명은 하기 실시예에 의해 그의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

1,000kg의 N-메틸-2-피롤리돈을 80℃로 유지시키고 여기에 염화칼슘 80kg과 48.67kg의 파라-페닐렌디아민을 녹여서 방향족 디아민 용액을 제조하였다.

상기의 방향족 디아민 용액을 도 1에 도시된 본 발명의 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐(10)의 제2유체 공급관(2)을 통해 폴리머 중합관(20) 내로 투입함과 동시에 상기 유체 공급 노즐(10)의 제1유체 공급관(1)을 통해 파라-페닐렌디아민과 동몰량의 용융 테레프탈로일 클로라이드를 폴리머 중합관(20) 내로 동시에 투입한 후 이들을 교반기(30)로 교반하여 고유점도 범위가 6.2~6.4인 폴리(파라-페닐렌테레프탈아미드) 중합체를 제조하였다.

비교실시예 1

도 1의 동축 다중관 유체 노즐(10) 대신에 도 3의 동축 다중관 유체 공급 노즐(10)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정으로 폴리(파라-페닐렌테레프탈아미드) 중합체를 제조하였다.

제조한 중합체의 고유점도 범위는 5.8~6.4로 실시예 1 보다 고유점도가 균일하지 못했다.

도 1은 본 발명에 다른 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐의 길이방향 단면도.

도 2는 도 1중 A-A'선 방향 절개 단면도.

도 3은 종래 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐의 길이방향 단면도.

도 4는 도 3중 A-A'선 방향 절개 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐의 사용 상태를 나타내는 모식도.

* 도면 중 주요부분에 대한 부호 설명

10 : 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐 20 : 폴리머 중합관

30 : 교반기 40 : 중합 폴리머 배출관

1 : 제1유체 공급관 2 : 제2유체 공급관

3: 진공 단열관 4 : 공기 또는 단열재가 충진된 단열관

X : 유체 공급 노즐 몸체 Y : 유체 공급 노즐의 선단부

2a : 제2유체 공급관의 선단부 내측에 형성된 와류발생수단

Claims

서로 상이한 2개 이상의 유체들을 각각 공급하는 2개 이상의 유체 공급관(1,2)과 상기 유체 공급관(1,2)들 사이에 위치하며 진공 상태인 1개 이상의 단열관(3)을 포함하며, 상기 유체 공급관(1,2)들과 단열관(3)들은 동일한 축을 갖고, 상기 유체 공급관(1,2)들 중 가장 내측에 위치하는 유체 공급관(1)을 제외한 나머지 외측 유체 공급관(2)들의 선단부 내측 표면에는 와류발생수단(2a)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐.
제1항에 있어서, 와류발생수단(2a)이 나선인 것을 특징으로 하는 동축 다중관 타입 유체공급 노즐.
제1항에 있어서, 상기 유체 공급관(1,2)들과 단열관(3)들은 유체 공급 노즐의 선단부(Y) 방향으로 갈수록 직경이 작아지는 것을 특징으로 하는 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐.
제1항에 있어서, 상기 유체 공급관의 개수는 2~5개인 것을 특징으로 하는 동축 다중관 타입 유체공급 노즐.
제1항에 있어서, 상기 단열관의 개수는 1~4개인 것을 특징으로 하는 동축 다 중관 타입 유체공급 노즐.
제1항에 있어서, 상기 유체는 방향족 디에시드클로라이드 또는 방향족 디아민이 용해되어 있는 중합용매 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 동축 다중관 타입 유체 공급 노즐.