KR101983889B1 - 매니폴드 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 매니폴드(14/16)의 판(44) 위를 통과하는 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료(12)의 유체 처리를 위한, 분출기/건조기의 전달 단부에 제공되는 매니폴드(14/16)로서, 일 단부에서 진입 포트(46)를 가지는 폐쇄된 분배 채널(50); 및 적어도 하나의 배출구 개구부(63)를 가지는 판(44)을 포함하는 매니폴드에 관한 것으로서; 배출구 개구부(63)가 분배 채널(50)의 내부와 대면하는 좁은 유입구(64), 및 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료(12)가 위로 통과하는, 판(44)의 외부 표면과 같은 높이의 넓은 배출구(65)를 가지는 원뿔형이라는 것을 특징으로 한다.

Description

매니폴드{A MANIFOLD}

본 발명은 매니폴드에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명은 유체, 예를 들어 고온 공기를 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료 상으로 분출(blow)하기 위해서 이용되는 분출기/건조기의 전달 단부에 제공되는 매니폴드에 관한 것이다.

WO03/038364A1는 폐열 회수 장치, 세척수 자동-여과 장치, 및 재양틀(tenter)을 위한 배기 가스 재생 장치를 개시한다. 그러한 장치에서, 직조 기계(weaving machine)에 의해서 직조된 섬유(textile)(TX)가, 그 품질을 개선하기 위해서, 침강 탱크(settling tank)(ST) 내의 물, 수지, 및 화학물질의 혼합물 내로 침지되고(dipped), 맹글(mangle)(MG)에 의해서 탈수되고, 그리고 몇 개의 챔버(CH1 내지 CH4)를 이용하여 건조 및 열처리된다. 챔버(CH1 내지 CH4)의 각각이 절연 재료(IS)로 둘러싸인 주 본체(CM), 및 주 본체(CM)의 중심을 통과하는 섬유(TX)의 상부 및 하부 측면으로 고온 공기를 젯팅하기 위한 수백 개의 고온-공기 노즐(HN)을 포함한다. 고온-공기 노즐(HN)이 고온-공기 파이프(HP)에 연결된 몇 개의 고온-공기 분배 상자(HD) 상에 셋팅되고, 가열기(HT)에 의해서 가열된 고온 공기가 고온-공기 분출기(HB)를 이용하여 고온-공기 파이프(HP) 내에서 순환된다. 가스 배기 파이프(GP)의 각각이 챔버(CH1 내지 CH4)의 각각의 상부 측면 상에 셋팅되고, 가스 배기 파이프(GP)는 하나의 주 가스 배기 파이프(GM)와 연통되고, 배기-분출기(BW)가 주 가스 배기 파이프(GM)에 연결된다. 다시 말해서, 챔버의 유입구를 통해서 각각의 챔버 내로 그리고 챔버의 배출구를 통해서 그 외부로 유동하는 저온 공기가 챔버 내에서 순환되는 공기와 혼합되고 가열기(HT)에 의해서 미리 결정된 온도까지 가열되고, 가열된 고온 공기는 고온-공기 분출기(HB)에 의해서 고온-공기 파이프(HP) 및 고온-공기 분배 상자(HD)를 통해서 고온-공기 노즐(HN)로 유동되고, 상부 및 하부 고온-공기 노즐들(HN) 사이를 통과하는 섬유(TX)가 고온-공기 노즐(HN)을 통해서 젯팅되는 고온 공기에 의해서 건조 또는 가열된다. 섬유(TX)의 건조 또는 열처리 프로세스가 실시될 때, 건조 프로세스 중에 섬유(TX) 내에 포함된 수분이 증발되어 증기를 형성하고, 열처리 프로세스 중에 수지 및 화학물질을 포함하는 가스가 섬유(TX)로부터 발생된다.

그러나, 전술한 장치는 재료(직물)에 대한 대칭적이고 균일한 공기 충돌을 구현할 수 없다.

미국 특허 제4,586,268호는 섬유, 실, 슬릿 필름 또는 섬유-분야에서 이용되는 유사 소섬유 재료(like fibrillary material)의 처리를 위한 수평 열처리 터널로서, 열처리하고자 하는 재료가 이송 경로를 따라서 무한 길이 형태로 수평 배열 터널을 통해서 나란히(side-by-side) 운송되고, 그러한 터널은 처리 챔버를 가지는 단열된 하우징, 재료의 진입을 허용하기 위한 유입구 수단 및 하우징으로부터의 재료의 회수를 허용하기 위한 배출구 수단을 포함하는, 수평 열처리 터널; 팬 챔버; 하우징 내의 그리고 처리 챔버를 통한 기체 처리 매체의 순환을 실시하기 위한 팬 챔버 내에 배열된 팬 수단; 처리 매체가 처리 챔버를 통해서 이동 경로를 따라서 이동하는 소섬유 재료와 접촉하기에 앞서서 처리 매체를 가열하기 위해서 처리 챔버 내의 팬 수단의 하류에 배치된 가열기 수단; 이동 경로로부터 멀리 기체 처리 매체만을 끌어 당기기 위해서 배치된 팬 흡입 연결 수단; 소섬유 재료를 통해서 이동 경로를 향해서 그리고 팬 흡입 연결 수단을 향해서 기체 처리 매체만을 지향시키기 위해서 배치된 팬 배기 수단으로서; 팬 흡입 연결 수단은 소섬유 재료를 통한 처리 매체의 균일한 유동을 촉진하기 위해서 양 측면 상에서 이동 경로로부터 멀리 이동 경로의 중심을 향해서 원뿔형으로 좁아지는 팬 흡입 챔버를 포함하고; 가열기 수단은 이동 경로의 전체 길이 및 폭에 걸쳐 이동 경로에 평행하게 그리고 밀접하게 병치되어 연장되는, 팬 배기 수단; 가열기 수단을 통한 처리 매체의 유동을 조절하여 가열기 수단 주위에서 열이 유지되게 하기 위해서 가열기 수단의 위와 아래에 배열되는 스크린 벽 수단; 가열 수단으로부터의 열 손실을 방지하기 위해서 가장자리 구역(sealing marginal zone)이 가스-불투과적이 되도록, 가열 수단의 가장자리 구역을 밀봉하기 위한 수단; 및 무접촉 방식으로 하우징 내의 처리 챔버를 통한 이동 경로를 따라서 소섬유 재료를 운송하기 위한 단열된 하우징 외부의 안내 수단을 교시한다.

그러나, 전술한 장치는 본 발명의 청구 대상을 나타내거나 교시하지 않는다.
EP 0979985는, 중앙 재료 웨브 운송 준위의 위와 아래에 배열됨으로서, 노즐의 각각의 어레이가 직물 웨브를 향해서 전향된(turned) 몇 개의 노즐을 가지는 노즐 베이스를 구비하게 하는, 노즐의 어레이로 재료 웨브를 열처리하기 위한 장치를 개시한다. 노즐은, 노즐 어레이의 베이스가 내부로 돌출하는, 노즐 베이스에 대해서 기울어져 배열되고 일 단부에 위치되는 제트 개구부 및 타 단부에 위치되는 깔때기 형상의 확장 지역을 가지는 원통형 부분을 구비한다. 노즐은 노즐 어레이의 베이스의 준위의 함몰부(recess) 내에 배열된다. 노즐의 특별한 특징은, 그러한 노즐이 노즐 베이스에 대해서 각도를 이루어 정렬된다는 것이다. 사실상, 노즐 바닥/어레이 상의 노즐의 적어도 일부가 대각적으로(diagonally) 정렬되어야 한다. 장치는, 직물 웨브의 각각의 측면 상으로 하나의 처리 가스를, 요구되는, 조정 가능한 및/또는 제어 가능한 양으로 공급하기 위해서, 공기 순환의 생성을 위한 적어도 하나의 조절 플랩(flap)을 구비한다. 다른 경우에, 그 대신에, 별개의 팬이 각각 상부 및 하부 노즐 어레이에 대해서 할당될 수 있고, 그에 의해서 팬의 회전 속력의 제어에 의해서 상응하는 양의 공기가 조절될 수 있다. 또한, 각각의 경우에, 적어도 2개의 노즐이 일 방향으로 정렬되고 동일한 수의 노즐이 다른 방향으로 정렬된다. 노즐이 노즐 베이스 상에서 상이한(varying) 각도들로 배열되어, 재료 웨브의 보다 양호한 가열 효율을 보장한다. 전술한 장치의 단점은, 노즐의 형상이 노즐의 횡단면을 감소시킨다는 것이다. 이는 노즐 베이스 상의 노즐의 정렬과 결합되어 큰 공기역학적 손실을 유발함으로써, 재료 웨브의 낮은 가열/건조 효율을 초래한다. 비록, 전술한 특허에서 청구된 발명은, 재료 웨브가 노즐 어레이의 베이스와 접촉하는 것을 방지하는 것을 목적으로 하고 있지만, 상이한 각도들로 노즐들을 배치하는 것은 재료 웨브가 노즐 베이스와 접촉하게 할 수 있고, 이는 실의 당김(thread pulling)으로 인한 재료 웨브의 손상을 유발할 수 있다. 또한, 전술한 장치는 구성이 복잡하고, 제조 비용이 많이 소요되고, 상업적으로 실용적이지 않고/편리하지 않다. 전술한 장치는 또한 재료(직물)에 대한 대칭적이고 균일한 공기 충돌을 구현할 수 없다.
DE2935866A1에 상응하는 미국 특허 제4271601호는 종이 웨브와 같은 웨브를 건조하기 위한 장치를 개시하고, 그러한 장치는 웨브의 이동 방향 및 그 횡단 방향 모두를 따라 서로 앞뒤로 연속적으로 위치된 복수의 노즐 부재를 포함하고, 노즐 부재의 각각은 실질적으로 환형인 슬릿 및 그러한 슬릿과 연관된 이송 표면을 형성하여, 이송 표면을 이용하여 실질적으로 연속적으로(contiguous) 기체 건조 유체를 환형 슬릿에 대해서 실질적으로 반경방향 유동 필드(field)로 그리고 웨브에 실질적으로 평행한 방향으로 지향시킨다. 전술한 특허의 도 4 및 도 5에서 도시된 바와 같이, 중앙 공기(central air)가 노즐 내에서 이용되지 않도록, 공기 유동이 접시 부재(saucer member)에 의해서 안내된다. 접시 부분(중간 구성요소)은, 돌출부에 의해서, 이송 표면에 부착되고, 그러한 곳에서는 돌출부를 위한 적절한 홈 또는 함몰부가 제공되어 있다. 2개의 인접한 노즐들이 공기를 서로에 대해서 직접적으로 분출하지 않는 방식으로 노즐들이 유동을 한정하도록, 돌출부의 치수가 결정되고 배치될 수 있다. 전술한 장치의 단점은 특히, (i) 공기/가스가, 이송 표면을 이용하여 실질적으로 연속적으로 환형 슬릿에 대해서 실질적으로 반경방향 유동 필드로 그리고 웨브에 실질적으로 평행한 방향으로 지향되기 때문에, 공기의 보다 양호한 공중 부양(hovering) 효과를 초래하나, 부수적으로, 환형 슬릿에 의한 코어 스트림의 차단으로 인해서, 공기로부터 웨브로의 열 전달이 상당히 감소된다는 것; (ii) 공기 유동을 노즐로부터 웨브로 안내하는 접시 부재(중간 구성요소)가 노즐의 배출구에서 공기/가스의 강력한 코어 스트림의 구축을 차단/방지한다는 것; (iii) 노즐 내의 접시 부재(중간 구성요소)의 존재/배치는 웨브의 2개의 측면 처리를 위해서 노즐을 이용하는 것을 불가능하게 하는데, 이는, 그것이 부양되는(floating) 구성요소이고 고정되지 않기 때문이라는 것이다. 그에 따라, 노즐은 반드시 나란히 배치되어야 하고 서로 대면하여 배치될 수 없으며; (iv) 중간 구성요소의 존재는 또한, 사용될 때, 노즐의 배출구에서 생성되는 압력으로 인해서 진동을 유발할 수 있고, 이는 노즐로부터 외부로 유동되는 공기의 연속성을 손상시킬 수 있고; 그리고 (iv) 노즐 베이스 상의 노즐의 구축/배치의 방식으로 인해서, 웨브의 처리 이후에 냉각된 고온 공기가 노즐 내로 역으로 유동되어, 분배 헤드 내부로부터 노즐에서 사출되는 고온 공기 유동과 간섭하고, 그에 의해서 웨브의 효율적인 건조를 방해한다. 또한, 노즐의 부분이 노즐 베이스의 표면 외부로 돌출하기 때문에, 그러한 노즐의 부분은, 노즐의 연부에 의한 웨브의 실 당김에 의해서 유발될 수 있는 웨브에 대한 손상을 일으킬 수 있다. 전술한 장치는 또한 재료/직물의 균일하고, 대칭적이며 효과적인 건조를 제공하지 못한다. 또한, 그러한 장치는 구성이 복잡하고 상업적으로 이용하기가 편리하지 않고/실용적이지 않다.
DE29704095는 또한 노즐로부터의 가스의 처리에 의해서 시트를 처리하기 위한, 특히 건조하기 위한 장치를 개시한다. 노즐 본체가 노즐 관, 노즐 지지 판, 및 노즐 삽입체로 구성된다. 노즐 관이 노즐 판의 외부로 돌출하는 원뿔형 발산 표면(중간 구성요소)에 연결된다. 축방향으로 변위 가능하고 선택된 위치에서 결속될 수 있는 노즐 삽입체가 노즐의 원뿔형 발산 표면 내에 배치된다. 그러나, 전술한 장치는 또한 중간 구성요소 즉, 원뿔형 발산 표면의 존재로부터 발생되는 문제를 갖는다. 원뿔형 발산 표면의 존재는 공기의 보다 양호한 공중 부양 효과를 유발하나, 부수적으로, 공기로부터 시트로의 열 전달을 상당히 감소시키는데, 이는 중간 구성요소에 의한 코어 스트림의 차단에 기인한다. 원뿔형 발산 표면 및 노즐 삽입체는 코어 공기 스트림의 형성을 방지/차단한다. 원뿔형 발산 표면 및 노즐 삽입체는 공기/가스가 노즐의 중심으로부터 방출되는 것을 방지하여, 공기/가스의 방출을, 고압으로, 노즐의 원뿔형 발산 표면의 측면들로만 제한한다. 중간 구성요소 및 노즐 삽입체의 존재는 또한 사용될 때 진동을 유발할 수 있는데, 이는 노즐의 배출구로부터의 공기/가스의 방출 시에 노즐의 배출구에서 생성되는 압력에 기인하며, 이는 노즐로부터 외부로 유동되는 공기의 연속성을 손상시킬 수 있다. 또한, 전술한 장치는 노즐들이 서로 대면하지 않는 것을 선호한다. 노즐들이 서로에 대해서 오프셋되어서만 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 노즐이 노즐 판의 표면 외부로 돌출함에 따라, 판 상에서 외부로 그렇게 돌출하는 노즐의 연부가 장치 내에서 처리되는 시트를 손상시킬 수 있는데, 이는 노즐의 연부에 의한 재료 웨브의 실 당김 때문이다. 전술한 장치는 또한 재료/직물의 균일하고, 대칭적이며 효과적인 건조를 제공하지 못한다.

스텐터(stenter), 및 고온 연도(hot flue), 완화 건조기(relax drier) 또는 벨트 건조기와 같은 유사 장비를 이용하여, 직물의 공기 처리에 의해서, 특히 섬유 또는 종이 직물을 건조 및/또는 열 셋팅하는 것에 의해서 직물 폭 방향으로 연신시킨다.

이러한 목적을 위해서, 가열 요소에 의해서 전형적으로 220 ℃까지 가열되는 공기/유체가 매니폴드(들)(미도시) 상의 많은 홀/개구부를 이용하여 매니폴드(들)을 지나서 연속적으로 안내되는 직물의 하나의 또는 양 측면으로 인가된다. 그러한 프로세스에서, 처리 결과가 직물, 셀룰로오스, 또는 다른 섬유질 재료의 전체 폭에 걸쳐서 대칭적이고 균일하도록, 매니폴드로부터 고온 공기/유체 스트림의 균일한 배출구 분배를 유지하는 것이 중요하다.

적어도 하나의 분출기를 이용하여, 예열된 고온 공기가 통과 공급되는 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료의 위에 및/또는 아래에 배열된 홀/개구부를 가지는 소위 매니폴드(들)을 이용하여, 고온 공기가 분배된다.

종래 기술에서 사용되는 상이한 매니폴드 설계들의 단점을 첨부 도면에 도시된 도 1(a)(i)-(a)(iii), 도 1(b)(i)-1(b)(iii) 및 1(c)(i)-1(c)(iii)에서 확인할 수 있다.

도 1(a)(i)는 종래 기술에서 사용되는 매니폴드 상의 개구부/홀의 상면도를 도시한다.

도 1(a)(ii)는 종래 기술에서 사용되는 매니폴드 상의 개구부/홀의 정면도를 도시한다.

도 1(a)(iii)는 도 1(a)(i)에서 도시된 개구부/홀의 통상적인 유체 유동도의 정면도를 도시한다.

도 1(b)(i)는 종래 기술에서 사용되는 매니폴드 판 상의 걸림 연부(stumbling edge)와 함께 개구부/홀의 상면도를 도시한다.

도 1(b)(ii)는 종래 기술에서 사용되는 매니폴드 판 상의 걸림 연부와 함께 개구부/홀의 정면도를 도시한다.

도 1(b)(iii)는 도 1(b)(i)에 도시된 바와 같은 종래 기술에서 사용되는 매니폴드 판 상의 걸림 연부와 함께 개구부/홀의 컴퓨터 유체 유동도의 정면도를 도시한다.

도 1(c)(i)는 종래 기술에서 사용되는 매니폴드 판 상의 지그재그 형상의 설계와 함께 개구부/홀의 상면도를 도시한다.

도 1(c)(ii)는 종래 기술에서 사용되는 매니폴드 판 상의 지그재그 형상의 설계와 함께 개구부/홀의 정면도를 도시한다.

도 1(c)(iii)는 도 1(c)(i)에 도시된 바와 같은 종래 기술에서 사용되는 매니폴드 판 상의 지그재그 형상의 설계와 함께 개구부/홀의 컴퓨터 유체 유동도의 정면도를 도시한다.

전술한 도면에서, 이하의 숫자는 그러한 숫자에 대해서 기술된/설명된 물체/부분을 나타낸다.

12 - 직물;

21 - 매니폴드로부터 빠져 나가는 공기/유체 스트림;

23 - 매니폴드 내부의 공기/유체 스트림;

24 - 경사 각도;

25 - 매니폴드 판 상의 걸림 연부;

26 - 매니폴드 판 상의 원형 개구부;

27 - 매니폴드 판의 지그재그 설계;

29 - 매니폴드 판 상의 직사각형 개구부;

도 1(a)(i)-(a)(iii)에 도시된 매니폴드 설계의 단점은, 매니폴드 상의 원형 개구부(26)로부터 빠져 나가는 고온 공기 스트림(21)이 (공기) 유동 방향으로, 즉 매니폴드 단부로 경사지게 하고 직물 평면에 대해서 직각이 되지 않게 하는, 유동 관련 효과이다. 경사(24)의 각도는 비율 - 매니폴드의 개구부(26)의 공기 배출구 횡단면적의 합계 대 공기-유입구 횡단면적 - 의 아크 코사인의 결과이다. 이러한 것의 결과는, 직물(12)을 타격하는 공기(21)가 매니폴드의 횡방향으로 우측 및 좌측으로 균일하게 편향되지 않고, 보다 많은 공기가 반대 방향 보다 매니폴드 단부의 방향으로 우측으로 유동하게 한다. 이는, 매니폴드 단부로부터 먼 직물 연부의 대향 지역 내에서 보다 매니폴드 단부의 방향에 있는 직물 연부의 지역 내에서 더 빠른 유동 속력의 보다 많은 프로세스 공기가 존재한다는 것을 의미한다. 직물 상에서의 열 전달의 이러한 결과적인 차이는, 건조 중 뿐만 아니라 셋팅 및 마감 프로세스 중에, 용인될 수 없는 연부 지역 내의 차이 및 상이한(varying) 직물 낭비(wastage)(소위 우측/좌측 불균일성)를 초래한다.

그러한 단점을 방지하기 위한 기술적 접근 방식에 관한 다른 설명이 공지되어 있다.

하나의 접근 방식에서, 도 1(b)(i)-(b)(iii)에서 도시된 바와 같은, 소위 "걸림 연부"(25)가 사용되고, 이는 소용돌이 형성을 통해서 정사각형 형상의 개구부(29)를 가지는 매니폴드로부터 대략적으로 수직인 공기 방출(21)을 보장하고 그에 따라 직물(12) 상으로의 균일한 방출을 보장한다. 그러나, 정사각형 형상의 개구부에 의해서 유발되는 소용돌이 형성 및 바람직하지 못한 제한 인자로 인한 이러한 접근방식의 공기역학적 손실이 비교적 크다.

다른 접근 방식에서, 매니폴드 상의 원형 개구부(26)로부터 수직인 공기 방출(21)을 획득하기 위해서, 도 1(c)(i)-(c)(iii)에 도시된 바와 같이, 매니폴드 내의 배출구 개구부들이, 엇갈려 배치되고(staggered), 다시 말해서 매니폴드는, 매니폴드의 직선형인 즉, 엇갈리지 않은 배출구 개구부들의 경우에 가능한 한 정확하게 방출 각도를 보상하는, 매니폴드 벽의 지그재그-형상의 설계(27)를 이용하여 수직 평면에 대한 보상 각도를 갖는다. 그러나, 이러한 접근 방식은 제조하기가 상당히 더 복잡하고, 이는 접혀진 약간의 지그재그-형상의 매니폴드 판(27)으로 인한 부가적인 공기역학적 손실을 초래한다.
앞서서 인용된 종래 기술 문헌에서 개시된 장치와 달리, 본원에서 청구된 매니폴드는 구성이 단순하고, 노즐을 통해서 유동하는 코어 공기/가스 스트림과 간섭하는 어떠한 중간 구성요소도 포함하지 않으며, 그리고 보다 큰 횡단면 면적의 노즐을 가지며, 그에 의해서 직물/재료의 처리 효율을 증가시킨다. 또한, 그러한 노즐은, 공기역학적 손실의 원인이 될 수 있는 어떠한 환형 슬릿 또는 천공부도 포함하지 않는다.

본 발명의 목적은, 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료의 양호한 처리 결과와 함께 매니폴드의 길이 및 폭에 걸친 유체의 균일한 분배가 얻어질 수 있는, 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료의 처리를 위한 분출기/건조기의 전달 단부에서 공기역학적으로 효율적인 매니폴드를 제공하는 것이다.

이러한 목적은, 매니폴드의 분배 채널의 내부와 대면하는 좁은 유입구를 가지는 중공(hollow) 원뿔형인 적어도 하나의 배출구 개구부 및 매니폴드 판의 외부 표면과 같은 높이의(flush with) 넓은 배출구를 가지는 판을 구비하는, 분출기/건조기의 전달 단부에 위치되는 적어도 하나의 매니폴드를 제공하는 것에 의해서 달성되며, 유체 스트림은 판의 길이를 가로질러 배출구 개구부로부터 균일하게 빠져 나가고, 유동 방향은 원뿔형 개구부의 깊이를 변경하는 것에 의해서 제어된다.

매니폴드(14/16)의 판(44) 위를 통과하는 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료(12)의 유체 처리를 위한, 분출기의 전달 단부에 제공되는 매니폴드(14/16)로서:

분배 채널(50) 내로 유체를 전달하기 위해서 일 단부에서 진입 포트(46)를 가지는 폐쇄된 분배 채널(50); 및

적어도 하나의 배출구 개구부(63)를 가지는 판(44)을 구비하는 매니폴드에 있어서;

배출구 개구부(63)가, 분배 채널(50)의 내부와 대면하는 좁은 유입구(64), 및 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료(12)가 위로 통과하는, 판(44)의 외부 표면과 같은 높이의 넓은 배출구(65)를 가지는, 원뿔형이라는 것을 특징으로 한다.

전형적으로, 전술한 바와 같은 매니폴드는, 그 분배 채널(50)이 진입 포트(46)로부터 다른 단부까지 테이퍼형성(taper)되는 구성을 특징으로 한다.

전형적으로, 전술한 바와 같은 매니폴드는, 그 판(44)이 그 길이 및 폭에 걸쳐 배출구 개구부(63)를 갖는 구성을 특징으로 한다.

전형적으로, 전술한 바와 같은 매니폴드는, 배출구 개구부(들)(63)가, 서로 오프셋되어 또는 오프셋되지 않고, 하나 이상의 행(row)으로 배열되는 것을 특징으로 한다.

전형적으로, 전술한 바와 같은 매니폴드는, 배출구 개구부(들)(63)가 거의 원형 또는 타원형이라는 것을 특징으로 한다.

전형적으로, 전술한 바와 같은 둘 이상의 매니폴드는, 적어도 2개의 매니폴드가 서로 거울 이미지인 구성을 특징으로 한다.

전형적으로, 전술한 바와 같은 매니폴드는, 그 배출구 개구부(63)가 변화되는(varying) 깊이(68)를 갖는 구성을 특징으로 한다.

전형적으로, 전술한 바와 같은 매니폴드는, 그 하나 이상의 배출구 개구부(들)(63)가 다른 배출구 개구부(63)와 깊이가 다른 구성을 특징으로 한다.

이제, 동일한 부분을 나타내기 위해서 동일한 숫자가 사용된 첨부 도면의 도움을 받아 본 발명을 설명할 것이다. 그러나, 도면은 단지 발명을 설명하는 것이고 발명을 결코 제한하는 것은 아니다.

이하의 설명 및 청구항에서 사용된 용어 및 단어는 서지적인 의미로 제한되지 않고, 단지 본 발명을 명확하고 일관되게 이해할 수 있게 하기 위해서 발명자가 사용한 것이다. 따라서, 본 발명의 예시적인 실시예에 관한 이하의 설명이 단지 설명의 목적으로 제공된 것이고 첨부된 청구항 및 그 균등물에 의해서 규정되는 바와 같은 본 발명을 제한하기 위한 목적이 아니라는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다.

도 2(i)는 본 발명에 따른 매니폴드의 정면도를 도시한다.
도 2(ii)는 본 발명에 따른 매니폴드의 측면도를 도시한다.
도 2(iii)는 도 2(ii)에 도시된 매니폴드의 배출구 개구부의 확대도이다.
도 2(iv)는 도 2(iii)에 도시된 배출구 개구부의 컴퓨터 유체 유동도의 입면도이다.
도 2(v)는 도 2(iii)에 도시된 배출구 개구부의 컴퓨터 유체 유동도의 측면도이다.
도 3(i)는 본 발명에 따른 매니폴드의 배출구 개구부의 상면도를 도시한다.
도 3(ii)는 본 발명에 따른 배출구 개구부를 통해서 빠져 나오는 유체의 유동도를 도시한다.
도 4(a)(i), 도 4(b)(i) 및 4(c)(i)는 도 4(a)(ii), 도 4(b)(ii) 및 도 4(c)(ii)의 선 A-A를 따른 상이한 깊이들의 배출구 개구부의 단면도를 각각 도시한다.
도 4(a)(ii), 도 4(b)(ii) 및 도 4(c)(ii)는 상이한 깊이들의 배출구 개구부의 입면도를 도시한다.
도 4(a)(iii), 도 4(b)(iii) 및 도 4(c)(iii)는 상이한 깊이들의 원뿔형 배출구 개구부의 컴퓨터 유체 유동도의 입면도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 분출기/건조기의 전달 단부에서의 매니폴드의 쌍의 개략도를 도시한다.
전술한 도면에서, 이하의 숫자는 그러한 숫자에 대해서 기술된/설명된 물체/부분을 나타낸다.
12 - 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료;
14/16 - 본 발명에 따른 매니폴드;
21 - 분배 채널로부터 빠져 나가는 유체 스트림;
22 - 분출기의 공급 채널;
23 - 분배 채널 내부의 유체 스트림;
24 - 경사 각도;
44 - 분배 채널의 판;
46 - 분배 채널의 진입 포트;
50 - 매니폴드의 분배 채널;
63 - 배출구 개구부;
64 - 배출구 개구부의 좁은 유입구;
65 - 배출구 개구부의 넓은 배출구;
66 - 고온 공기/유체의 난류;
68 - 원뿔형 배출구 개구부의 깊이.

본 발명에 따라서, 매니폴드(14/16)는, 분출기/건조기(미도시)의 공급 채널(22)을 통해서 전달 단부에 연결된 진입 포트(46)를 가지는 분배 채널(50)을 갖는다. 분배 채널(50)이 타 단부에서 폐쇄되어, 폐쇄된 분배 채널(50)이 되게 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 분배 채널(50)이 진입 포트(46)로부터 다른 폐쇄된 단부까지 테이퍼형성되고, 이는 전형적으로 굴뚝의 돔 형상과 유사하고, 그에 따라 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료의 불균일한 처리의 문제를 방지한다. 결과적으로, 분배 채널(50)의 횡단면적이 폐쇄 단부를 향해서 감소된다. 매니폴드(14/16)는 중공(hollow) 원뿔형인 적어도 하나의 배출구 개구부(63)를 가지는 판(44)을 포함하고, 그러한 배출구 개구부는 분배 채널(50)의 내부와 대면하는 좁은 유입구(64), 및 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료(12)가 위로 통과되는, 판(44)의 외부 표면과 같은 높이의 넓은 배출구(65)를 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 하나 초과의 배출구 개구부(63)가 매니폴드(14/16)의 판(44) 상에 제공된다. 유체(23)가 진입 포트(46)를 통해서 분출기/건조기의 공급 채널(22)로부터 매니폴드(14/16) 내로 공급된다. 진입 포트(46)로부터, 유체 스트림(23)이 분배 채널(50) 내로 유동되고, 이어서 유체 스트림이 판(44) 상의 원뿔형 배출구 개구부(들)(63)를 통해서 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료(12) 상으로 분출된다(21).

본 발명의 바람직한 실시예에서, 포트 지역(46)으로부터의 원뿔형 배출구 개구부의 거리와 관계없이, 대략적으로 동일한 양의 유체가 모든 원뿔형 배출구 개구부(63)로부터 방출되도록, 분배 채널(50)의 단면적이 구성된다.

유체(23)가 좁은 유입구(64)로부터 매니폴드(14/16)의 판(44) 상의 원뿔형 배출구 개구부(63)의 넓은 배출구(65)까지 유동하고, 그에 따라 판(44)에 대해서 직각으로 빠져나간다(21).

원뿔형 배출구 개구부(63)는 내부 공기역학적 손실을 최소화하고, 그에 따라 질량 유량을 개선하고 보다 유선형의 층류 유동을 제공한다. 질량 유량의 개선으로 인해서, 동일한 양의 에너지 소비로 건조/냉각 효율이 개선된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 원뿔형 배출구 개구부(들)(63)가 거의 원형 또는 타원형이다. 원뿔형 배출구 개구부(들)(63)의 거의 원형/타원형인 형상으로 인해서, 빠른 속도의 유체의 매우 매끄럽고, 덜 격렬한 유동이 달성되고, 이는 보다 큰 질량 유량 및 보다 양호한 건조/냉각 효율을 초래한다. 또한, 그러한 원뿔형 배출구 개구부(63)가 바람직하게 판(44) 내로 양각된다(embossed).

구현하는데 있어서 매우 단순하고 공기역학적으로 유리한 혁신적인 원뿔형 배출구 개구부 설계를 구현하는 것에 의해서, 걸림 연부 및 매니폴드 상의 배출구 개구부들의 엇갈린 배치와 같은 방출 각도를 위한 개별적인 교정 수단(corrective measure)이 회피되기 때문에, 적은 노력으로 우수한 공기역학이 달성되며, 이는 제조 비용뿐만 아니라 시스템의 에너지 소비를 감소시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 원뿔형 배출구 개구부(63)의 넓은 배출구(65)가 판(44)의 외부 표면과 동일 높이가 되게 하는 것에 의해서, 날카로운 연부가 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료, 특히 편직(knit) 직물과 접촉하지 않게 보장하도록 원뿔형 배출구 개구부(63)가 설계되었다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 도 2(i)에 도시된 바와 같이, 판(44)이 그 길이 및 폭에 걸쳐서 원뿔형 배출구 개구부(63)를 갖는다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 원뿔형 배출구 개구부(들)(63)가, 서로 오프셋되어 또는 오프셋되지 않고, 하나 이상의 행으로 배열된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 판(44)이 분배 채널(50)에 대한 벽으로서의 역할을 하고 분배 채널(50)의 상단 측면 상에 배치된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 매니폴드(14 및 16)가 서로 거울 이미지이다. 도 5는 하나의 그러한 바람직한 실시예의 도면으로서, 분출기/건조기의 전달 단부에서의 매니폴드(14 및 16)의 쌍의 개략도를 도시한다.

도 3(ii)에 도시된 바와 같이, 유체 스트림(23)이 분배 채널(50)을 통해서 대략적으로 수평으로 유동되고 원뿔형 배출구 개구부(63)의 외부로 흐르도록(21) 거의 수직인 방향으로 편향된다. 유체 스트림(23)은 원뿔형 배출구 개구부(63)의 좁은 유입구(64)로부터 넓은 배출구(65)로 유동한다. 이는, 매니폴드(14/16)에 대한 유체 진입부로의 방향으로 위치되는, 즉 분배 채널(50) 내부의 유체(23)의 유동 방향에 대항하여(against) 위치되는, 원뿔형 배출구 개구부(63)의 해당 절반 측부(half side) 상에서 난류(66)를 유발한다. 이러한 난류(66)는 다시 낮은 압력을 유발하고, 낮은 압력은, 유체 스트림이 원뿔형 배출구 개구부(63)를 통해서 외부로 유동할 때(21) 충분히 정확한 90°수직 방향으로 유체 스트림을 끌어 당긴다. 이는 유체 역학에서 공지된 코안다(Coanda) 효과와 유사하다. 비율 - 배출구 개구부(63)의 유체 배출구 횡단면적의 합계 대 유체-유입구 횡단면적 - 에 따라서, 유체 스트림(21)의 90°수직 방향을 달성하는데 있어서 다소 낮은 압력이 필요하다. 이는 원뿔형 배출구 개구부(들)(63)의 깊이(68)를 변경하는 것에 의해서 달성될 수 있다. 유체의 90°수직 유출 흐름은 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료(12) 상으로 유체(21)가 90° 수직으로 타격하는 것을 보장하고, 이는 다시 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료(12)의 양 연부의 방향으로 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료(12)를 따른 유체의 균일한 하향 흐름을 유발한다. 이러한 균일한 하향 흐름은 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료(12)의 길이 및 폭에 걸친 균일한 건조/냉각을 초래한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 배출구 개구부(63)가 수렴-발산 노즐 원리에 따라 작용하고, 배출구 개구부(63)의 수렴 부분은, 도 2(v)에서 도시된 바와 같이, 유체 스트림(23)에 의해서 분배 채널(50) 내부에서 실질적으로 생성된다. 배출구 개구부의 좁은 유입구(64)는, 배출구 개구부(63)의 소위 발산 부분인 더 넓은 배출구 개구부(65)로부터 외부로 유동하는 유체에 대해서, 교축 효과(throttling effect) 또는 벤투리 효과를 제공한다. 이러한 교축 효과로 인해서, 유체의 운동 에너지가 증가되는데, 이는 그렇게 생성된 압력 및 내부 에너지에 기인한다. 배출구 개구부(63)의 발산 부분은, 유체가 빠져 나갈 때, 유체 유동의 방향을 제어하는데 도움을 준다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 배출구 개구부(63)를 통해서 외부로 분출되는 유체(21)를 방출하기 위해서, 처리하고자 하는 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료(12)의 양 측면 상에서 매니폴드(14/16)의 행이 제시되었고, 그러한 행들 사이에는 공간이 제공된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 매니폴드(14/16)의 배출구 개구부(63)가 변화되는 깊이를 갖는다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 매니폴드(14/16)의 하나 이상의 배출구 개구부(들)(63)가 다른 배출구 개구부(63)와 다른 깊이를 갖는다.

장점:

본 발명의 장점은 다음과 같다:

1. 매니폴드가 낮은 설계 비용을 가지고 공기역학적으로 효과적이다.

2. 이는 유체 스트림의 보다 균일한 배출구 분배를 유지하며, 그러한 보다 균일한 배출구 분배는 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료의 전체 폭에 걸친 균일한 처리를 보장한다.

3. 낮은 제조 비용 및 시간.

4. 용이한 유지보수.

5. 폭 방향 매니폴드 변형의 용이한 형성.

6. 감소된 공기역학적 손실로 인해서 개선된 배출구 흐름 속도.

7. 감소된 공기역학적 손실로 인해서 개선된 질량 유량.

8. 개선된 건조/냉각 효율.

Claims (6)

1. 매니폴드(14/16)의 판(44) 위를 통과하는 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료(12)의 유체 처리를 위한 매니폴드(14/16)로서,
   분배 채널(50) 내로 유체를 전달하기 위해서 일 단부에서 진입 포트(46)를 가지는 폐쇄된 분배 채널(50); 및
   적어도 하나의 배출구 개구부(63)를 가지는 판(44)을 구비하는 매니폴드에 있어서,
   상기 배출구 개구부(63)가 분배 채널(50)의 내부와 대면하는 좁은 유입구(64), 및 직물, 셀룰로오스 또는 다른 섬유질 재료(12)가 위로 통과하는, 판(44)의 외부 표면과 같은 높이의 넓은 배출구(65)를 가지는 중공 원뿔형인 구성을 특징으로 하는 매니폴드.
2. 제1항에 있어서,
   상기 매니폴드의 분배 채널(50)이 진입 포트(46)로부터 다른 단부까지 테이퍼형성되는 구성을 특징으로 하는 매니폴드.
3. 제1항에 있어서,
   상기 매니폴드의 판(44)이 그 길이 및 폭에 걸쳐 배출구 개구부(63)를 갖는 구성을 특징으로 하는 매니폴드.
4. 제3항에 있어서,
   상기 배출구 개구부(들)(63)가, 서로 오프셋되어 또는 오프셋되지 않고, 하나 이상의 행으로 배열되는 구성을 특징으로 하는 매니폴드.
5. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 배출구 개구부(들)(63)가 원형 또는 타원형인 구성을 특징으로 하는 매니폴드.
6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   매니폴드의 하나 이상의 배출구 개구부(들)(63)가 다른 배출구 개구부(63)와 깊이가 다른 구성을 특징으로 하는 매니폴드.

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