KR20120052723A - 적층 유로관을 구비한 다중 섬유 방사장치 및 유체 이송 장치 - Google Patents

적층 유로관을 구비한 다중 섬유 방사장치 및 유체 이송 장치 Download PDF

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Abstract

고분자 폴리머를 용융시켜 동시에 방사시킬 수 있는 적층 유로관을 구비한 다중 섬유 방사장치 및 유체 폴리머를 용융시켜 이송시킬 수 있는 적층 유로관을 구비한 유체 이송 장치가 개시된다. 본 발명에 따르면, 유로관부를 감싸고 있는 스핀 블럭부 내에 복수 개의 유로관 블럭을 적층하여 구비할 경우, 상기 복수 개의 유로관은 유로관 블럭 간 접합 부위와 상/하로 관통된 관통 부위를 지나도록 형성되어, 고분자 폴리머를 이송하는 다중 섬유 방사장치 또는 유체 폴리머를 이송하는 유체 이송 장치가 제공된다.
이에, 본 발명은 복잡한 유로관의 제작, 정밀가공 및 분해가 용이하고, 유로관의 분해에 의한 크리닝 및 유지보수가 용이하며, 기능과 성능이 우수한 다양한 형태의 다종 복합 섬유 및 혼섬섬유를 제조 가능한 효과를 얻을 수 있다.

Description

적층 유로관을 구비한 다중 섬유 방사장치 및 유체 이송 장치{MULTIPLEX FIBER SPINNING APPARATUS AND FLUID TRANSFER DEVICE HAVING LAMINATED CHANNEL PIPE}
본 발명은 다중 섬유 방사장치 및 유체 이송 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 고분자 폴리머를 용융시켜 동시에 방사시킬 수 있는 적층 유로관을 구비한 다중 섬유 방사장치 및 유체 폴리머를 용융시켜 이송시킬 수 있는 적층 유로관을 구비한 유체 이송 장치에 관한 것이다.
일반적으로 용융 복합 방사기는 2개 이상의 용융 압출기에 서로 다른 성질의 폴리머를 투입하여 열과 압력으로 용융시킨 후에 여러 개의 분배판과 노즐로 구성된 팩 안에서 합쳐, 원하는 모양의 섬유 단면 및 형상을 얻을 수 있도록 하는 방사기를 일컫는다.
이러한 용융 복합 방사기를 이용하여 제조된 섬유를 복합사(복합 섬유)라 지칭하는데, 상기 복합사는 이종의 섬유 고분자 원료를 복합 방사함으로써, 심초형(sheath-core)나 분할형(side-by-side) 및 해도형(sea-islands) 등의 단면 형태를 갖는 구조를 이룰 수 있으며, 더 나아가 용융 복합 방사기에서 동종 또는 이종의 섬유 고분자 원료를 이용하여 다른 물성(강신도 등), 섬도 및 단면 형태(원형, +형, Y형, -형, 중공형 등)를 갖는 섬유를 각각 제조한 후, 이후 공정에서 합사를 할 수 있는데 이렇게 제조된 섬유를 혼섬사(혼섬 섬유)라고 한다.
이와 같이 혼섬사의 경우 각기 다른 섬유 원사를 따로 제조한 후, 이후 공정에서 합사를 해야 하므로 작업이 복잡하고 생산성 및 제조 원가가 떨어지는 문제점이 있었다. 무엇보다도, 종래의 용융 복합 방사기는 세 종류 이상의 섬유 고분자 원료를 이용한 다중 복합사를 제조할 수가 없어 섬유 원사의 다양한 기능 및 성질을 부여하는데 한계가 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 3종 이상의 고분자 폴리머를 동시에 방사할 수 있도록 다수 개의 유로관, 기어 펌프 및 방사 노즐을 최적으로 설계하고, 고분자 폴리머를 최적 상태로 용융시킬 수 있도록 상기 다수 개의 유로관에 최적으로 열을 가할 수 있는 구조를 갖는 다중 섬유 방사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 유체 폴리머를 빠른 시간 안에 최적 상태로 용융시킬 수 있도록 복수 개의 유로관 설계와 이와 더불어 상기 유로관에 효과적으로 열을 전달할 수 있도록 최적의 열 가압 방식을 적용한 유로 이송 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 압출기별 각 기어 펌프마다 개별적으로 스핀 블럭부 내에 형성되어 복수 개를 이루며, 상기 기어 펌프에서 용융된 고분자 폴리머를 경유시키는 유로관부; 상기 스핀 블럭부의 주위를 둘러쌓고 형성되어, 상기 스핀 블럭부에 열을 가하는 전기 히터부; 및 복수 개의 방사 노즐을 구비하며, 상기의 각 방사 노즐마다 상기 복수 개의 기어 펌프와 임의의 상기 유로관을 매개로 연결되어, 상기 기어 펌프로부터 용융된 다종의 고분자 폴리머를 유입시켜 동시 방사하는 방사 노즐부를 포함하되, 상기 유로관부를 감싸고 있는 상기 스핀 블럭부 내에 복수 개의 유로관 블럭을 적층하여 구비하되, 상기 복수 개의 유로관은 상기 유로관 블럭 간 접합 부위와 상/하로 관통된 관통 부위를 지나도록 형성되어, 양 끝단이 해당하는 상기 기어 펌프와 방사 노즐에 각각 연결되는 적층 유로관을 구비한 다중 섬유 방사장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 복수 개의 유로관을 구비하여 고온 고압의 유체를 이송하는 유로관부; 상기 유로관부를 감싸고, 복수 개의 적층된 구조를 갖는 유로관 블럭부; 및 상기 유로관 블럭부에 열을 가하여 상기 유로관부 내로 인입된 폴리머를 용융시키는 전기 히터부를 포함하되, 상기 복수 개의 유로관은 유로관 블럭 간 접합 부위와, 상기 접합 부위와 연장되어 상/하로 관통된 관통 부위를 지나도록 형성되어 유체를 이송하는 유체 이송 장치가 제공된다.
상기한 바와 같은 두 실시예에서의 상기 유로관 블럭(부)은, 금속 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전기 히터부는, 50 내지 350℃의 열을 발생시켜 상기 스핀 블럭부 내의 유로관 블럭으로 열을 효율적으로 전달시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 복수 개의 유로관은 상기 유로관 블럭 내에서 각각 접촉하지 않고 형성되는 구조를 이룰 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수 개의 기어 펌프와 방사 노즐 사이에서 다수 개의 유로관을 설계하고, 유로관이 서로 접촉없이 적층된 유로관 블럭 내에 형성되도록 함으로써, 다종의 고분자 폴리머를 동시 방사 가능하게 되어 기능 및 성능이 우수한 다중 복합 섬유 및 혼섬 섬유를 제조 할 수 있는 효과를 달성하게 된다.
또한, 상기한 바와 같이 다종의 고분자 폴리머의 동시 방사 가능한 유로관 구조 개선으로 인하여 기존의 복합 방사기 또는 용융 방사기 구조에서 행하는 합사 공정을 생략할 수 있게 되어, 작업 공정과 공정 시간의 단축에 의한 생산 효율 및 제조 비용을 크게 줄이는 효과를 달성하게 된다.
또한, 유로관 블럭 간 접합 부위와 접합 부위와 연장되어 상/하로 관통된 관통 부위를 지나도록 형성되는 복수 개의 유로관 구조로 인하여, 분해가 용이하고 이로써 크리닝 및 유지보수가 용이한 효과가 달성된다.
또한, 복수 개의 유로관을 구비한 유로관 블럭과 직접적으로 접촉하고 있는 전기 히터를 적용함으로써, 폴리머에 높은 온도로 열을 가하여 열 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 달성된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 적층 유로관을 구비한 다중 섬유 방사장치(100)를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 유로관(120)을 구비한 적층 유로관 블럭부(110) 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2에서 예시한 적층 유로관 블럭부(110) 구조를 정면에서 바라본 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2에서 예시한 적층 유로관 블럭부(110) 구조를 우측에서 바라본 우측면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 두 개의 유로관(120A, 120B)을 구비한 적층 유로관 블럭부(110) 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 도 5에서 예시한 적층 유로관 블럭부(110) 구조를 정면에서 바라본 정면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따라 도 5에서 예시한 적층 유로관 블럭부(110) 구조를 우측에서 바라본 우측면도이다.
도 8, 9, 10은 두 개의 유로관(120A, 120B)을 구비한 적층 유로관 블럭부(110) 중 중앙에 위치한 유로관 블럭부(114)만을 각각 나타낸 단면도, 정면도 및 우측면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 적층 유로관을 구비한 유체 이송 장치를 예시적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 적층 유로관을 구비한 다중 섬유 방사장치(100)를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 섬유 방사장치(100)는 유로관 블럭부(110), 유로관부(120), 전기 히터부(130) 및 방사 노즐부(140)을 포함하여 구성된다. 이외에도 복수 개의 압출기(10, 20, 30), 스핀 블럭부(40), 기어 펌프(50, 51, 52, 53, 54, 55), 압출기(10, 20, 30)와 기어 펌프(50 ~ 55) 사이에 형성된 복수 개의 유로관(60, 61, 62), 냉각 장치(70) 및 높이 조절부(80)를 더 구비할 수 있다.
이하에서는, 압출부(10, 20, 30), 스핀 블럭부(40), 기어 펌프(50 ~ 55), 유로관(60, 61, 62)등을 먼저 설명하고, 본 발명의 중심 구성인 유로관 블럭부(110), 유로관부(120), 전기 히터부(130) 및 방사 노즐부(140)에 대하여 차례로 설명한 후, 냉각 장치(70) 및 높이 조절부(80)에 대하여 설명한다.
먼저, 본 발명의 압출기(10, 20, 30)는 상부에 위치한 호퍼(미도시)로 인입된 고분자 원료를 용융 및 압출하여 이송하는 역할을 수행하며, 각각마다 다른 위치에 마련되어 고분자 원료를 유입한 후, 압출하여 이후에 설명될 스핀 블럭부(40) 내로 이송하게 된다.
본 발명의 스핀 블럭부(40)는 이후에 설명될 복수 개의 기어 펌프(50 ~ 55) 및 유로관부(120)를 구비하는 구조로서 금속 합금 재질로 이루어질 수 있으며, 그러나 반드시 금속 합금 물질에 한정되지 않으며, 열 전도율이 높은 물질이라면 다른 물질을 적용할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 기어 펌프(51 ~ 55)는 압출기별(10, 20, 30)로 복수 개를 구비하는 구조로 이루어질 수 있는데, 즉, 스핀 블럭부(40)의 내부에서 우측에 형성된 기어 펌프(51, 52)는 스핀 블럭부(40)의 외부의 우측에 형성된 압출기(10)와 해당 유로관(60)을 통하여 연결되고, 스핀 블럭부(40)의 내부에서 상측에 형성된 기어 펌프(53, 54)는 스핀 블럭부(40)의 외부의 상측에 형성된 압출기(20)와 해당 유로관(61)을 통하여 연결되며, 스핀 블럭부(40)의 내부에서 좌측에 형성된 기어 펌프(54, 55)는 스핀 블럭부(40)의 좌측에 형성된 압출기(30)와 해당 유로관(62)을 통하여 연결되는 구조를 이룬다.
이러한 구조를 갖는 각각의 기어 펌프(51 ~ 55)는 도시하지 않은 기어 모터와 연결되며, 이로써 기어 모터의 도움을 받아 압출기(10, 20, 30)에서 이송된 용융 고분자 원료를 동일 또는 서로 다른 토출량으로 배출하는 역할을 수행하게 된다. 이때, 상기한 바와 같이 서로 다른 토출량으로 배출하는 것이 더욱 바람직하며, 이때의 서로 다른 토출량이라 함은 결국 고분자 원료의 굵기를 다르게 하는 것과 일맥상통 한다.
이와 같이 본 제1 실시예에서는 기존의 용융 방사기(또는 복합 방사기)에서 구조적인 한계로 인하여 하나의 압출기 또는 두개의 압출기를 대상으로 압출기별 하나의 기어 펌프만을 구성하였던 것을 개선하고자, 3개 이상의 압출기(10, 20, 30)를 구비할 수 있으며, 압출기(10, 20, 30)별 두개의 기어 펌프를 구성하고 있다. 그러나, 상기한 바와 같이 압출기(10, 20, 30)와 압출기별 두 개의 기어 펌프만을 구성하였던 것에 한정되지 않으며, 구조상으로 쉽지 않으나 압출기 및 기어 펌프 모두 더 구성될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 유로관 블럭부(110)는 스핀 블럭부(40)의 일부를 지칭하는 구성으로서, 이후에 설명될 유로관부(120)를 설명하기 위하여 스핀 블럭부(40) 내부에 형성된 복수 개의 유로관부(120)을 수용한 부분만을 나타낸 것이다. 이러한 유로관 블럭부(110)는 열 전달 효율을 향상시킬 수 있도록 금속 합금으로 제조되는 것이 바람직하며, 열 전달이 가능한 물질이라면 그로 대체될 수 있다. 이러한 유로관 블럭부(110)의 구조는 도 2 내지 10에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 유로관부(120)는 압출기(10, 20, 30)별 각 기어 펌프마다 스핀 블럭부(40) 내에서 개별적으로 형성되어 복수 개의 유로관을 구비하는 구조로서, 각 유로관마다 기어 펌프(50, 51, 52, 53, 54, 55)에서 보내온 다종의 용융된 고분자 폴리머를 경유시키는 역할을 수행하게 된다. 이러한 유로관부(120)의 구조는 도 2 내지 10에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 전기 히터부(130)는 스핀 블럭부(40)의 주위를 둘러쌓고 형성되어, 스핀 블럭부(40)에 열을 가하는 역할을 수행하는데, 바람직하게는, 50 내지 350℃의 고온을 발생시켜 스핀 블럭부(120)의 유로관 블럭부(110)에 열을 가할 수 있게 된다. 상기 유로관 블럭부(110)는 금속 합금으로 제조되기 때문에 고온의 열을 유로관부(120) 내부에 존재하는 고분자 폴리머로 전달된다. 따라서, 상기 고분자 폴리머는 굳은 상태로 이송되지 않고 용융된 상태로 유지되어 유로관부(120) 내에서 빠르게 이송될 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 방사 노즐부(140)는 복수 개의 방사 노즐, 예컨대 두 개의 방사 노즐(141, 142)을 구비하며, 각 방사 노즐(141, 142)마다 임의의 유로관을 매개로 하여 복수 개의 기어 펌프(50 ~ 55)와 연결되는 구조를 이룬다.
예를 들면, N1 방사 노즐(141)은 해당하는 유로관을 통하여 U1 기어 펌프(51), U4 기어 펌프(53) 및 U5 기어 펌프(54)와 연결되고, N2 방사 노즐(142)은 해당하는 유로관을 통하여 U2 기어 펌프(50), U3 기어 펌프(53) 및 U6 기어 펌프(55)와 연결될 수 있다.
이로써, 본 발명의 방사 노즐부(140)는 각 방사 노즐(141, 142)마다 다종의 용융된 고분자 폴리머를 유입시킬 수 있어 동시 방사가 가능하게 된다. 이어서, 각 방사 노즐(141, 142)에서 방사된 다수의 고분자 폴리머 소재를 함유한 섬유 원사(170)는 롤러(미도시)에 감겨진다.
본 발명의 냉각 장치(70)는 방사 노즐부(140)의 하단에 형성되고, 방사 노즐부(140)에서 방사되는 섬유 원사의 굵기에 따라 에어 냉각 및 수 냉각 방식 중 어느 하나를 적용한 냉각 장치의 구조를 이룬다. 이러한 냉각 장치(70)는 방사 노즐부(140)에서 고온 고압에 의해서 압출된 상태로 방사된 섬유 원사를 에어(air, 공기) 또는 물로 냉각시키는 역할을 수행하게 되는데, 공기 냉각 방식의 냉각 장치를 적용한 경우에는 방사 노즐부(140)에서 방사된 섬유 원사의 굵기가 30 denier 이하일 경우에 한하여 선택되며, 수 냉각 방식의 냉각 장치를 적용한 경우에는 방사 노즐부(140)에서 방사된 섬유 원사의 굵기가 30 denier 이상일 경우에 선택될 수 있다.
본 발명의 높이 조절부(80)는 스핀 블럭부(40)의 양 측면에 고정되어 위 아래로 이동 가능한 엘리베이터의 형태로서, 냉각 장치(70) 중 해당하는 냉각 장치가 방사 노즐부(140)의 하단에 형성될 수 있도록 압출기(10, 20, 30), 스핀 블럭부(40) 및 방사 노즐부(140)의 높이를 조절하는 역할을 수행하게 된다.
예를 들면, 수 냉각 방식의 냉각 장치가 방사 노즐부(140)의 하단에 형성될 경우 공기 냉각 방식의 냉각 장치보다 더 큰 크기를 갖고 있어, 수 냉각 방식의 냉각 장치가 고정된 스핀 블럭부(40)의 하단에 형성되기 위해서는 압출기(10, 20, 30), 스핀 블럭부(40) 및 방사 노즐부(140)의 높이를 조정이 불가피하다. 이럴 경우, 압출기(10, 20, 30), 스핀 블럭부(40) 및 방사 노즐부(140)의 높이를 조정할 수 있도록 높이 조절부(80)가 형성되는 것이다. 이에 따라, 본 제1 실시예에서는 에어 냉각 및 수 냉각 방식의 냉각 장치 모두가 설치 가능하다.
이와 같은 구조로 인하여, 본 제1 실시예에서는 다중 복합 섬유(다중 복합사)뿐만 아니라 혼섬 섬유(혼섬사) 등과 같이 다양한 형태의 섬유 원사(90)를 제조할 수 있게 된다. 여기서, 다중 복합사(다중 복합 섬유)라 함은 통상적으로 한가닥의 섬유 원사(fiber) 내에 두 종류의 고분자 소재를 함유하고 있는 복합사(복합 섬유)의 개념과는 달리, 다종의 고분자 소재를 다양한 형태(심초형, 분할형, 및 해도형 등)로 함유하고 있는 섬유 원사(fiber)를 지칭하고, 혼섬사(혼섬 섬유)라 함은 고분자 소재 및 섬도, 물성, 단면 등이 상이한 다종의 섬유 소재가 하나의 실(yarn)에 혼합되어 이루는 것으로서 지칭한다.
한편, 본 발명의 유로관 블럭부(110)는 다수의 유로관 블럭을 적층하는 구조로 이루어질 수 있는데, 이러한 적층된 유로관 블럭 내에서 복수 개의 유로관을 형성시키기란 쉽지 않을 것이다. 이러한 문제에 대한 해답을 이하의 도 2 내지 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.
하나의 유로관(120) 적용 예
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 유로관(120)을 구비한 적층 유로관 블럭부(110) 구조를 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2에서 예시한 적층 유로관 블럭부(110) 구조를 정면에서 바라본 정면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2에서 예시한 적층 유로관 블럭부(110) 구조를 우측에서 바라본 우측면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 유로관 블럭부(110)는 금속 합금과 같은 재질로 제조된 후, 다층으로 적층된 구조, 예컨대 2층으로 적층된 구조로 이루어진다. 이러한 유로관 블럭부(110)의 내부에는 복수 개의 유로관(120)을 구비할 수 있으나, 여기에서는 하나의 유로관(120)이 유로관 블럭부(110) 내에서 어떻해 형성되는지를 살펴보기 위하여 하나의 유로관(120)만을 예시하였다.
하나의 유로관(120)에 대하여 살펴보면, 본 발명의 유로관(120)은 유로관 블럭(111, 112) 간 접합 부위와 상/하로 관통된 관통 부위를 지나도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 유로관 블럭부(110)가 제1 유로관 블럭(111)와 제2 유로관 블럭(112)로 나뉘고, 유로관부(120)가 제1 유로관(121)), 제2 유로관(123), 제3 유로관(122)으로 나뉘며, 제1 유로관(121)이 제1-1 유로관(121a), 제1-2 유로관(121b)로 나뉘는 것으로서 가정하면, 제1 유로관 블럭(111)과 제2 유로관 블럭(112)이 접합하고 있는 접합부위에서 반원의 제1-1 유로관(121a)이 제1 유로관 블럭(111)에 형성되고, 나머지 반원의 제1-1 유로관(121b)이 제2 유로관 블럭(112)에 형성될 수 있다.
또한, 제1 유로관 블럭(111)과 제2 유로관 블럭(112)의 상/하 관통 부위 중 제1 유로관 블럭(111)의 관통 부위에서 원형의 제3 유로관(123)이 제1-1 유로관(121a)과 연장, 수직하여 제1 유로관 블럭(111)의 내부를 관통하여 형성될 수 있으며, 제2 유로관 블럭(112)의 관통 부위에서 원형의 제4 유로관(122)이 제1-2 유로관(121b)과 연장, 수직하여 제2 유로관 블럭(112)의 내부를 관통하여 형성될 수 있다.
여기서, 상기의 각 유로관(121, 122, 123)은 유로관 블럭(111, 112)이 적층되기 전, 해당하는 유로관 블럭(111, 112)에 홈을 가공하는 형태로 제작하여 유로관 블럭(111, 112)을 적층하여 상호 고정시킴으로써 유로관 블럭부(120)가 완성되는 것이다.
이와 같이, 본 제1 실시예에서는 기존에 하나 또는 두개의 유로관을 본 발명의 유로관 블럭부(110)의 형태 없이 파이프 형태로 제작되었던 것을 개선하여 유로관 블럭부(110) 내에서 홈을 가공하는 형태로 유로관(120)을 형성하게 됨으로써, 앞서 설명된 전기 히터부(130)를 용이하게 적용할 수 있게 되었다.
두 개의 유로관(120A, 120B) 적용 예
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 두 개의 유로관(120A, 120B)을 구비한 적층 유로관 블럭부(110) 구조를 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 도 5에서 예시한 적층 유로관 블럭부(110) 구조를 정면에서 바라본 정면도이며, 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따라 도 5에서 예시한 적층 유로관 블럭부(110) 구조를 우측에서 바라본 우측면도이다. 또한, 도 8, 9, 10은 두 개의 유로관(120A, 120B)을 구비한 적층 유로관 블럭부(110) 중 중앙에 위치한 유로관 블럭부(114)만을 각각 나타낸 단면도, 정면도 및 우측면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 유로관 블럭부(110)는 금속 합금과 같은 재질로 제조된 후, 다층으로 적층된 구조, 예컨대 3층으로 적층된 구조를 이루며, 그 내부에는 복수 개의 유로관(120), 예컨대 두 개의 유로관(120A, 120B)이 형성된다.
두 개의 유로관(120A, 120B)에 대하여 살펴보면, 본 발명의 유로관(120)은 유로관 블럭(113, 114, 115) 간 접합 부위와 상/하로 관통된 관통 부위를 지나도록 형성될 수 있는다.
예를 들면, 본 발명의 유로관 블럭부(110)가 제1 유로관 블럭(113)과 제2 유로관 블럭(114), 제3 유로관 블럭(115)로 나뉘고, 유로관부(120)가 제1 유로관부(120A)와 제2 유로관(120B)로 나뉘며, 상기 제1 유로관부(120A)가 제1 유로관(124), 제2 유로관(125), 제3 유로관(126)으로 나뉘고, 제2 유로관부(120B)가 제4 유로관(127), 제5 유로관(128), 제6 유로관(129)으로 나뉘다고 가정하면, 제1 유로관 블럭(113)과 제2 유로관 블럭(114)의 접합 부위에서 제1 유로관(124) 중 제1-1 유로관(124a)이 제2 유로관 블럭(114)의 접합 부위에 형성되고, 제1-2 유로관(124b)이 제1-1 유로관(124a)에 대응하여 제1 유로관 블럭(113)의 접합 부위에 형성된다.
상기 제2 유로관(125)은 제1 유로관(124)과 연장되어 수직으로 제1 유로관 블럭(113)의 내부를 관통하여 형성되고, 제3 유로관(126)은 제2 유로관(124)과 연장되어 수직으로 제2 유로관 블럭(114)과 제3 유로관 블럭(115)을 관통하여 형성된다.
반면, 제2 유로관 블럭(114)과 제3 유로관 블럭(115)의 접합 부위에서 제4 유로관(127) 중 제4-1 유로관(127a)이 제3 유로관 블럭(115)의 접합 부위에 형성되고, 제4-2 유로관(127b)이 제4-1 유로관(127a)에 대응하여 제2 유로관 블럭(114)의 접합 부위에 형성된다.
상기 제5 유로관(128)은 제4 유로관(127)의 일단과 연장되어 수직으로 제3 유로관 블럭(115)의 내부를 관통하여 형성되고, 제6 유로관(129)은 제4 유로관(127)의 타단과 연장되어 수직으로 제1 유로관 블럭(113) 및 제2 유로관(114)의 내부를 관통하여 형성된다.
이와 같이, 본 발명의 제1 유로관부(120A)와 제2 유로관부(120B)는 적층된 유로관 블럭(113, 114, 115) 사이와 상/하에 걸쳐 유로관 블럭부(110) 내에서 접촉없이 형성될 수 있게 되는 것이다. 이와 마찬가지로 도 1에서 도시한 복수 개의 기어 펌프와 복수 개의 방사 노즐 사이에서 복수 개의 유로관이 서로 접촉없이 형성될 수 있음은 충분히 예측 가능할 것이다.
제2 실시예
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 적층 유로관을 구비한 유체 이송 장치를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 이송 장치(200)는 유로관부(210), 유로관 블럭부(220) 및 전기 히터부(230)을 포함하여 구성된다.
본 발명의 유로관부(210)는 복수 개의 유로관(211, 212, 213, 214, 215, 216)을 구비하여 고온 고압의 유체를 이송하는 역할을 수행한다. 이러한 유로관부(210)의 입구측에는 고온 고압의 유체를 생성하는 장치들이 각 유로관마다 또는 소정의 개수가 포함된 유로관 그룹별로 마련될 수 있는데, 예컨대 필름 및 시트 성형과 관련한 폴리머를 생성하는 장치들이 마련될 수 있다. 반면, 유로관부(210)의 출구측에는 고온 고압의 유체를 이용하여 원하는 제품을 가공하는 장치들이 마련될 수 있다.
본 발명의 유로관 블럭부(220)는 유로관부(210)을 감싸고 형성되도록 하여, 복수 개의 유로관(211, 212, 213, 214, 215, 216)과 내부적인 구조 간에 접하는 구조를 이룬다. 이러한 유로관 블럭부(220)는 복수 개의 적층된 구조, 예컨대 4층으로 적층된 제1 유로관 블럭(221), 제2 유로관 블럭(222) 제3 유로관 블럭(223), 제4 유로관 블럭(224)을 구비할 수 있다.
여기서, 유로관 블럭부(220) 내에 형성된 유로관부(210)을 제1 유로관부(211), 제2 유로관부(212), 제3 유로관부(213), 제4 유로관부(214), 제5 유로관부(215), 제6 유로관부(216)으로 나뉜다고 하면, 제2 유로관부(211)은 제4 유로관 블럭(224)와 제3 유로관 블럭(223) 사이의 접하는 부위에 일부가 원형의 형상으로 형성되고, 나머지 일부가 그에 연장되어 수직으로 제4 유로관 블럭(224) 내부에 관통하여 형성된다.
이와 마찬가지로, 제2 유로관부(212), 제3 유로관부(213) 및 제4 유로관부(214)도 도시된 바와 같이 해당하는 유로관 블럭 사이의 접하는 부분과 그와 연장되어 해당하는 유로관 블럭 내부로 관통하는 형태로 형성될 수 있다. 이는 도 2 내지 도 11에서 설명된 유로관부(120) 및 유로관 블럭부(110)의 구조와 동일한 메카니즘을 갖고 있으므로 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기한 바와 같은 구조에서도 복수 개의 유로관(211 ~ 216)은 서로 접촉하지 않고 유로관 블럭부(220) 내에 형성되도록 한다.
마지막으로, 본 발명의 전기 히터부(230)는 50 내지 350℃의 열을 발생시켜 유로관 블럭부(220)에 열을 가하는 역할을 수행하며, 이럴 경우 유로관 블럭부(220)가 열 전달율이 뛰어난 금속 합금으로 제조되기 때문에 상기 유로관 블럭부(220)를 통하여 유로관부(210)로 쉽게 열을 전달할 수 있게 되는 것이다. 따라서, 유로관부(210)로 전달된 열은 유로관부(210) 내로 인입된 폴리머를 짧은 시간 내에 굳지 않도록 용융시킬 수 있게 된다.
이상에서와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다. 예를 들면, 이상에서는 복수 개의 유로관을 원형통형만으로 하여 설명되고 있으나, 사각형, 삼각형 및 다각형 등 다양한 형태의 유로관으로도 설계될 수 있는 것이다.
10, 20, 30 : 압출기 40 : 스핀 블럭부
50,51,52,53,54,55 : 기어 펌프 60,61,62 : 유로관
70 : 냉각 장치 80 : 높이 조절부
100 : 다중 섬유 방사장치 110 : 유로관 블럭부
120 : 유로관부 121,122,123 : 유로관
130 : 전기 히터부 140 : 방사 노즐부
141, 142 : 방사 노즐 200 : 유체 이송 장치
210 : 유로관부 211,212,213,214,215 : 유로관
220 : 유로관 블럭부 221,222,223,224 :유로관 블럭
230 : 전기 히터부

Claims (8)

  1. 압출기별 각 기어 펌프마다 개별적으로 스핀 블럭부 내에 형성되어 복수 개를 이루며, 상기 기어 펌프에서 용융된 고분자 폴리머를 경유시키는 유로관부;
    상기 스핀 블럭부의 주위를 둘러쌓고 형성되어, 상기 스핀 블럭부에 열을 가하는 전기 히터부; 및
    복수 개의 방사 노즐을 구비하며, 상기의 각 방사 노즐마다 상기 복수 개의 기어 펌프와 임의의 상기 유로관을 매개로 연결되어, 상기 기어 펌프로부터 용융된 다종의 고분자 폴리머를 유입시켜 동시 방사하는 방사 노즐부를 포함하되,
    상기 유로관부를 감싸고 있는 상기 스핀 블럭부 내에 복수 개의 유로관 블럭을 적층하여 구비하되, 상기 복수 개의 유로관은 상기 유로관 블럭 간 접합 부위와 상/하로 관통된 관통 부위를 지나도록 형성되어, 양 끝단이 해당하는 상기 기어 펌프와 방사 노즐에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 적층 유로관을 구비한 다중 섬유 방사장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유로관 블럭은, 금속 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 다중 섬유 방사장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 전기 히터부는,
    50 내지 350℃의 열을 발생시켜 상기 스핀 블럭부 내의 유로관 블럭으로 열을 전달시키는 것을 특징으로 하는 상기 다중 섬유 방사장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 유로관은 상기 유로관 블럭 내에서 각각 접촉하지 않고 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 다중 섬유 방사장치.
  5. 복수 개의 유로관을 구비하여 고온 고압의 유체를 이송하는 유로관부;
    상기 유로관부를 감싸고, 복수 개의 적층된 구조를 갖는 유로관 블럭부; 및
    상기 유로관 블럭부에 열을 가하여 상기 유로관부 내로 인입된 폴리머를 용융시키는 전기 히터부을 포함하되,
    상기 복수 개의 유로관은 유로관 블럭 간 접합 부위와, 상기 접합 부위와 연장되어 상/하로 관통된 관통 부위를 지나도록 형성되어 유체를 이송하는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 유로관 블럭부는, 금속 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 유체 이송 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 전기 히터부는,
    50 내지 350℃의 열을 발생시켜 상기 유로관 블럭부로 열을 전달시키는 것을 특징으로 하는 상기 유체 이송 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 복수 개의 유로관은 상기 유로관 블럭 내에서 각각 접촉하지 않고 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 다중 섬유 방사장치.
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