KR20160030108A - 가압 스팀 환경 내의 아크릴 섬유 신장 장치 및 상기 장치를 위한 자동 섬유 인입 디바이스 - Google Patents

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Abstract

가압된 스팀 환경 내의 섬유 토우의 신장 장치는 낮은 높이의 대체로 직사각형 섹션을 갖는 세장형 신장 챔버(2)를 포함하고, 토우(T)는 높은 온도 및 압력에서 포화된 또는 과열된 스팀에 의해 처리되고 동시에 기계적인 신장 작동을 겪는다. 신장 챔버(2)는 진행 평면에서 서로 나란히 배치된 다수의 토우(T)를 수용할 정도로 충분한 폭을 갖고, 알루미늄으로 제조된 신장 체스트(1) 내에 형성된다. 상기 신장 체스트(1)는 신장 체스트(1) 보다 높은 구조적 강성을 갖는 지지 구조부(3-9) 내에 수용되고, 지지 구조부는 토우 진행 평면에 수직 방향(z 축)에 관해 신장 체스트(1)'의 미리 규정된 위치를 결정하고 상기 평면에 놓인 다른 두 개의 서로 수직 방향(x 및 y 축)에서 신장 체스트(1)의 제한된 이동성을 허용하는 복수의 접촉 요소(8 내지 9)를 포함하고, 길이 및 폭 각각은 이들 두 개의 방향에서의 신장 체스트(1)의 자유로운 열 팽창을 허용할 정도로 충분하고 신장 체스트(1)의 휨 또는 비틀림을 발생시킬 수 있는 내부 응력의 효과에도 불구하고 이를 평면형으로 유지한다.

Description

가압 스팀 환경 내의 아크릴 섬유 신장 장치 및 상기 장치를 위한 자동 섬유 인입 디바이스{APPARATUS FOR STRETCHING ACRYLIC FIBRES IN A PRESSURIZED STEAM ENVIRONMENT AND AUTOMATIC FIBER DRAWING-IN DEVICE FOR SAID APPARATUS}
본 발명은 가압 스팀 환경 내의 아크릴 섬유, 특히 탄소 섬유 제조 공정에서 전구체로서 사용되는 아크릴 섬유를 신장시키는 장치, 및 상기 장치를 위한 자동 인입 디바이스에 관한 것이다.
탄소 섬유는 주로 탄소 원자로 구성되며, 보통 연속적이거나 소정의 길이를 갖고, 2.5 내지 12㎛, 바람직하게는 5 내지 7㎛의 직경을 갖는 얇은 필라멘트로 구성된다. 탄소 원자는 결정 매트릭스에서 서로 접합되고, 개별 결정은 더 크거나 작은 범위까지 섬유의 길이 방향 축을 따라서 정렬되며, 이에 의해 그 크기에 비해 매우 높은 저항을 섬유에 부여한다.
이후 다양한 수천 개의 탄소 섬유가 서로 모여 스레드(thread) 또는 토우(tow)를 형성하고, 이는 그대로 사용되거나 직기에서 직조되어 직물을 형성할 수 있다. 이에 따라 획득된 실(yarn) 또는 직물은 수지, 전형적으로는 에폭시 수지에 의해 함침되고, 이후 성형되어 높은 경량성 및 저항을 나타내는 복합 제품을 획득한다.
탄소 섬유는 유기 섬유와 무기 섬유 사이의 천이 지점을 나타내고, 사실상, 이들은 열-기계적 처리 및 열 분해에 의해 개질되는 유기 섬유로부터 개시되어 제조되고, 그 도중에 먼저 개별 섬유 내부에 분자 세그먼트의 재배향이 일어나고 후속하여 더 높은 온도에서 산소, 수소 및 대부분의 질소의 제거가 발생하여 최종 섬유는 90% 초과 그리고 최대 99%의 카본 및 잔량의 질소로 구성된다.
현재 탄소 섬유는 인공 섬유(산업적으로는 레이온, 실험적으로는 리그닌) 또는 합성물(세계 생산의 적어도 90%에 대해 폴리아크릴로니트릴이지만, 또한 PBO 및 실험적으로는 다른 열가소성 섬유) 또는 오일 증류나 타르 증류(역청질 피치)를 개질함으로써 생산된다.
본 발명의 분야가 포함되는, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 합성 섬유를 개질하여 획득되는 탄소 섬유의 경우, 개시 폴리아크릴로니트릴 섬유(소위 전구체)는 만족스러운 구조적 그리고 기계적 특징부를 갖는 최종 탄소 섬유가 이들로부터 획득될 수 있도록 적합한 화학 조성에 의해, 특정한 분자 배향에 의해, 그리고 특정한 형태학(morphology)에 의해 특징되어야만 한다. 상이한 신장 처리를 통해 공급원 아크릴 섬유에 부여되는 분자 배향은 사실상 최종 탄소 섬유의 구조적 균일성 및 이에 따른 인성(tenacity) 및 탄성률에 긍정적으로 영향을 주지만, 신장 작동 도중 섬유에 유발되는 응력은 과도하게 높지 않아야만 하는데, 이는 이 경우 구조적 결함이 표면적으로 그리고 섬유 내에 도입될 수 있기 때문이다.
폴리아크릴로니트릴 합성 섬유의 분자 배향의 그리고 형태학의 바람직한 변화는 고온에서의 섬유의 기계적 신장 처리를 통해 획득된다. 전통적으로, 이 유형의 신장 작동은 고온의 물에서(습식 신장) 실행되고, 후속하여 섬유가 그 위에서 진행하게 되는 12 내지 60개의 스팀-가열 롤러 세트 상에서의 수축 보유 처리를 사용하여 실행된다. 롤러는 먼저 섬유가 점차 건조된 후 안정화되어 압궤(collapse)되도록 제어되는 속도 및 온도를 갖는다. 이 마지막 단계에 의해, 미소-간극의 충전이 의도되며, 이 미소-간극은 물에서의 확산을 통한 방적 용매(spinning solvent)의 제거에 의해 그리고 물의 후속적인 증발에 의해 섬유 내에서 발생한다.
섬유 산업에서 널리 사용되는 상술된 유형의 장치는, 그러나 PAN 섬유가 탄소 섬유의 전구체로서 사용되어야만 하는 경우 만족스러운 결과를 제공하지 않는데, 이는 후속적인 처리 단계를 고려하면 습식 처리를 통해서는 분자의 우수한 배향을 위해 요구되는 높은 최종 신장 비율에 도달하는 것이 불가능하다는 점 때문이다. 사실상, 아크릴 폴리머에 대한 높은 온도(120℃ 내지 190℃)에서의 포화된 스팀의 가소화 작용만이 이러한 신장 비율(완료되어 더 이상 습식 신장 가능한 섬유가 아닐 때 1.2 내지 4)을 획득하게 하고, 이 신장 비율은 후속적인 섬유 산화 및 탄화 단계의 요구 조건을 고려하면, 획득되는 섬유의 품질의 면에서 최상의 결과를 얻게 한다.
사실상, 포화된 또는 과열된 스팀 환경에서 신장 작동을 실행하는 종래의 다수의 특허가 이미 제안되어 있다. 포화된 스팀이 신장 영역에 존재하는 경우, 실제로 섬유의 토우 내부에 잠재적인 응축열의 아주 신속하고 균일한 전달을 획득하게 한다. 동시에, 고온에서 섬유 상에 형성되는 응축수는 섬유에 대한 가소화 효과를 갖고 섬유 내의 구조적 결함을 도입할 수 있는 그러한 레벨까지 신장 응력을 증가시킬 필요없이 신장 비율을 증가시킨다. 적당한 스팀 과열은 신장 장치 내부의 사전 응축의 위험성을 방지하기 위해 종종 채택된다.
가압되고 포화된 또는 과열된 스팀을 갖는 신장 작동은 피처리 섬유가 포화된 또는 과열된 스팀이 공급되는 챔버 내에서 진행되도록 하는 적합한 장치에서 실행되고, 상기 챔버는 스팀 손실을 제한하기 위해 섬유 입구 및 출구 개구에서 보통 미로 유형의 스팀 밀봉부를 포함한다. 스팀 소모의 제한에 추가로, 이들 장치를 설계할 때 해결되어야 하는 다른 주 문제점은 주행하는 섬유와 장치의 고정 부품 사이에서 발생할 수 있는 돌발적인 마찰성(chafing) 접촉을 포함하며, 물론 이 접촉은 표면 손상, 국지적 과열 또는 접촉 지점 하류의 증가된 응력으로 인해 섬유의 바람직하지 않은 마모를 발생시키고, 이 마모는 개별 필라멘트의 가능한 마모를 발생시킬 수 있다. 이는 이후 추가적인 마찰 및 잼(jam)을 촉발시켜 전체 토우의 파손으로도 이어질 수 있다.
신장 챔버의 섹션 형상에 따라서, 현재 공지된 신장 장치는 실질적으로 3개의 범주로 분류될 수 있다:
1. 소형의 원형-섹션 신장 챔버를 갖는 장치로서, 챔버는 인접한 토우의 진행 축들 사이의 거리와 동일 내지 상기 거리의 최대 두 배까지의 직경을 갖고, 하나 이상의 관형 요소로 구성되며, 단일 섬유 토우가 각각 하나의 관형 요소에서 진행하게 된다.
2. 대형의 원형-섹션 신장 챔버를 갖는 장치로서, 그 배치는 스팀 어큐뮬레이터와 유사하지만 대신에 그 단부에 미로형 밀봉부가 구비되고 섬유의 다수의 나란히 배치된(flanked) 토우를 수용하는 경향이 있다. 상기 장치에 포함된 많은 양의 스팀은 충전 및 배출 시간의 연장 및 이의 열 변형 제어의 어려움을 발생시켜 매우 제한된 개발을 갖고, 따라서 본 개시 내용에서 이는 더 이상 언급되지 않는다.
3. 낮은 높이의, 직사각형-섹션 신장 챔버를 갖는 장치로서, 섬유의 다수의 나란히 배치된 토우를 수용하는 경향이 있다.
모두가 Toray Industries Inc.의 명의인 JP-2008-214795 및 JP-2008-240203은 제1 유형의 장치를 개시하고, 3.0 내지 6.0 dtex의 카운트를 갖는 4K 내지 12K의 섬유 토우가 0.45 내지 0.70MPa의 가압 스팀 챔버에서 처리된다. 발출되는 신장된 섬유는 0.5 내지 1.5 dtex의 카운트를 갖는다.
모두가 Mitsubishi Rayon Co. 명의인 JP-2009-256820 및 WO-2012-108230는 다수의 나란히 배치된 토우가 처리되는 직사각형-챔버 장치를 개시한다. 미로형 밀봉부의 단일 요소의 바람직한 치수 값은 장치가 작동 온도(140℃)에 있을 때 상부 밀봉부와 하부 밀봉부 사이의 거리(<0.5mm) 및 (0.3 아래의 높이/피치 비율)에 의해 규정된다. 장치의 열 변형을 제한하기 위해 상이한 유형의 보강 구조부가 또한 개시된다.
Kolon Inc. 명의의 KR-2012-0090126는 다른 유형의 직사각형-챔버 신장 장치를 개시한다.
Mitsubishi Rayon Co. 명의의 WO-2012-120962는 직사각형-챔버 장치를 개시하고, 스팀 손실을 제한하고 인접한 토우들 사이의 임의의 상호 작용을 회피하기 위해, 압력 밀봉부의 영역 내에, 각각의 개별 토우의 진행 경로를 측방향으로 제한하는 수직 구획부가 추가로 구비된다.
제1 유형의 원형-섹션 신장 챔버를 갖는 장치는 다른 해결책에 비해 더욱 적은 기계적 응력의 이점을 갖고 결과적으로 기계적 구조부의 감소된 두께를 가능하게 한다. 단일 토우를 수용하기 위해, 미로형 밀봉부는 이의 진행 요구 조건에 대해 엄격히 제한된 개구를 가질 수 있고, 이 개구는 원형 형상 그리고 직선형 슬릿 형상 모두일 수 있다. 제1 형상은 장치 내로 그리고 장치로부터의 토우 입구 및 출구 영역 내의 자유 영역을 최소화하는 것이고, 따라서 스팀은 손실되지만 본래 평평한 토우를 강제로 원형 형상을 취하게 한다. 이와 반대로, 난류를 생성하지 않는 밀봉부의 제조는 이들 장치에서 복잡하고 고가이며, 게다가 장치의 개구를 허용하지 않고 그 결과 구성요소를 분해하지 않고는 내측이 검사될 수 없다. 원형-섹션 밀봉부는 추가로 과잉 스팀 손실을 갖지 않도록 하기 위해 작은 직경(< 3mm)을 갖고, 이는 3K 내지 6K보다 많은 토우를 처리하는 것을 부적합하게 한다. 따라서 다수의 관형 챔버를 단일 장치에 결합하더라도, 이는 저생산성 장치이다.
직사각형-챔버 신장 장치는 그 대신 단순한 구성이고, 게다가, 서로 나란히 배치되는 다수의 편평한 토우를 수용할 수 있고, 각각의 신장 장치는 대형 크기, 예를 들어 24K이고, 높은 생산성 값이 용이하게 달성될 수 있다. 이와 반대로, 토우 입구 및 출구에 대한 넓은 직사각형 개구를 통한 스팀 손실이 현저하고, 이는 높은 운영 비용을 내포한다. 게다가, 직사각형-챔버 장치에서, 장치가 작동 온도에 있을 때 겪는 열 팽창은 정확하게는 장치 자체의 큰 길이 및 폭 치수로 인해 매우 크고, 게다가 이러한 열 팽창은 원형-섹션 챔버를 갖는 장치에서 발생하는 것과는 달리 토우 경로에 대해 대칭적이지 않다. 따라서 장치의 휨(arching) 및 비틀림이 횡단 방향 및 길이 방향 모두에서 용이하게 발생하고, 이는 피처리 섬유와 장치의 고정 부품 사이의 마찰성 접촉 기회를 증가시켜, 이미 알고 있는 마모 및 가능한 섬유 파손의 문제점을 갖는다.
마지막으로, 상술된 모든 유형의 장치에서, 초기 인입(drawing-in) 작동은 토우의 통과를 위해 열려있는 낮은 높이의 그리고 그 긴 길이의 신장 챔버의 폐쇄 구성으로 인해 상당히 노동-집약적이다. 토우 파손의 경우, 따라서 생산 라인을 중단하고 토우의 신규 인입으로 진행하는 것이 필요하다. 물론 이 결점은 직사각형-챔버 신장 장치의 경우 더욱 심각하며, 직사각형-챔버 신장 장치에서 토우의 파손은 필연적으로, 파손된 토우의 인입 작동으로 진행하기 위해 모든 다른 여전히-완전한(still-integer) 토우에 대한 처리의 중단, 또는 마지막 배치(batch)가 생산될 때까지 파손된 토우의 전체 생산의 폐기 중 어느 하나를 발생시키고, 중단 및 폐기 모두는 높은 경제적 비용을 포함하는 선택 사양이다.
직물-유래된 플랜트에서, 전구체는 전형적으로 대형 스케일로 제조되고, 개별 섬유는 300,000 단일 필라멘트까지 포함하는 번들 또는 토우 내에 수집되고, 이 유형의 플랜트에서 제조되는 가장 작은 토우는 예를 들어 48,000 필라멘트(이른바 48K)를 포함한다. 이 유형의 플랜트에서, 상술된 바와 같이, (각각의 토우에 대해 하나의) 원형-챔버 신장 시스템의 채택은 실행 가능하지 않고, 따라서 이들은 필연적으로 직사각형-챔버 신장 장치 내에서 처리되어야 한다. 유사하게는, 구체적으로 로우-데니어(low-denier) 토우의 제조를 위해 설정된 플랜트가 존재하고, 여기서 제조는 소형 또는 중간 스케일에서 1K, 3K, 6K 및 12K 토우의 생산에 의해 발생한다. 이들 플랜트에서, 가압되고 포화된 스팀 환경에서의 토우의 신장은 물론 각각의 챔버에 대해 단일 토우를 갖는 원형-섹션 챔버를 구비한 장치에서 실행될 수 있다.
제1 유형의 플랜트에서 제조된 탄소 섬유는 이러한 플랜트의 높은 제조 용량에 의해 제공되는 낮은 제조 비용을 갖지만, 낮은 정도의 균일성을 갖고, 따라서 산업상 용도에 더욱 적합하다. 제2 유형의 플랜트에서 제조되는 탄소 섬유는 그 대신 더욱 균일하고 항공 산업에 의해 더욱 인정받고 있으며, 항공 산업에서는 이미 소형 크기의 탄소 섬유 토우를 사용하는 고정된 관행이 존재한다.
본 발명의 신장 장치는 상술된 신장 장치의 범주 중 제3 범주, 즉, 직사각형 신장 챔버를 갖는 것에 관한 것이고, 위에서 간략히 설명된 바와 같이, 현재까지 이러한 유형의 기계에 의해 나타나는 주 결점, 즉, 열 변형 이후 장치의 고정 부품에 대한 섬유의 마찰, 토우 입구 및 출구 개구로부터의 높은 스팀 손실, 장치 작동 도중 파손된 토우의 인입의 실행 불가능성을 제거하는 목적을 갖는다.
따라서 본 발명의 제1 목적은 탄소 섬유의 제조 공정 내에서 바람직하게 사용되는, 포화된 또는 과열된 스팀 환경 내의 신장 장치의 기계적 구조부를 제공하는 것으로, 이는 신장 챔버의 기하학적인 변경 없이 높은 처리 온도의 결과로 발생하는 열 팽창을 견딜 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 개구를 통한 감소된 스팀 소모를 한정하기 위해 토우 입구 및 출구 개구에 대응하는, 섬유 접촉 없는 미로형 압력 밀봉부의 개선된 구조부를 갖는 스팀 신장 장치를 제공하는 것이다.
마지막으로, 본 발명의 추가 목적은 손상 또는 파손된 토우의 자동 인입을 위한 디바이스를 제공하는 것으로, 이는 다른 완전한 토우에 대한 신장 장치의 작동을 중단하지 않고서 파손된 토우의 인입 작동을 실행하게 한다.
본 발명에 따르면, 청구항 1에 규정된 특징부를 갖는 가압되고 포화된 또는 과열된 스팀 환경 내의 신장 장치 및 청구항 22에 규정된 특징부를 갖는 이러한 장치의 자동 인입 디바이스를 통해, 이 문제점이 해결되고 이들 목적이 달성된다. 이러한 장치의 그리고 이러한 디바이스의 다른 바람직한 특징부는 종속 청구항에서 규정된다.
본 발명에 따르는 가압되고 포화된 또는 과열된 스팀 환경 내의 신장 장치의 추가 특징부 및 이점은 임의의 경우 첨부된 도면에서 도시되고 오직 비제한적 예로서 제공되는 바람직한 실시예의 이하의 상세한 설명으로부터 더 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따르는 신장 장치 및 이와 관련된 인입 디바이스의 전체적인 정면도이다.
도 2는 도 1의 장치의 전체적인 상부 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따르는 신장 장치의 단부 부분의 제1 실시예를 개략적으로 도시하는, 위쪽으로부터의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따르는 신장 장치의 단부 부분의 제2 실시예의, 도 2의 IV-IV 선에 따르는 길이방향 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 압력 밀봉부의 일부분의 확대-스케일 단면도이다.
도 6은 도 2의 VI-VI 선에 따르는, 도 4의 신장 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따르는 신장 장치의 단부 부분의 위쪽으로부터의 사시도이며, 인입 디바이스를 더 상세히 도시한다.
나란히 배열된 복수의 토우(T)를 처리하여 효율성, 감소된 비용 및 접근성의 면에서 개선된 결과를 획득하기 위해, 본 발명의 신장 장치는 두 개의 대향 부분으로 구성된 대체로 평행 육면체 형상의 신장 체스트(1, chest)를 포함하고, 신장 체스트는 두 개의 대향 길이방향 에지에 적절한 가스켓(19)(도 6)이 구비된 밀봉부를 포함하고, 상기 부분들은 스팀 신장 챔버(2)를 공동으로 형성하도록 내측에 적절하게 형성된다. 이 내부 스팀 신장 챔버(2)는 나란히 배치된 토우(T)의 세트 및 가능하게는 이하에서 더욱 설명되는 인입 디바이스를 수용하기 위해 엄밀하게 필요한 매우 감소된 높이(7 내지 10mm) 및 폭을 갖는다. 이 배열체는 챔버(2) 내의 스팀 양의 대응하는 감소에 의해, 토우의 동일한 양을 처리하는 종래의 직사각형-섹션 신장 챔버에 비해 제조 작동을 단순화하고 게다가 스팀 신장 챔버(2)의 부피를 획기적으로 감소시키게 한다. 따라서 개시/정지 작동 및/또는 장치 보수 유지에서, 챔버(2)의 감압/가압 시간의 상당한 감소가 획득된다.
스팀 신장 챔버(2) 내에 최대 온도 균일성(△T ≤ 1℃)을 획득하기 위해, 신장 체스트(1)의 두 개의 부분은 높은 열 전도성을 갖는 금속 재료로 형성된다. 알루미늄 또는 알루미늄계 경합금이 이 목적을 위해 바람직한 재료이며, 이는 이들이 우수한 기계적 특성 및 낮은 비중량을 우수한 열 전도성과 조합하기 때문이다.
본 개시 내용의 서두 부분에서 언급된 바와 같이, 스팀 신장 챔버(2)는 높은 온도 및 압력에서 포화된 또는 과열된 스팀을 포함해야만 하며, 챔버(2) 내의 기준 조건은 따라서 120 내지 190℃의 온도 범위 및 1 내지 10 바아의 압력 범위에서 변할 수 있다. 바람직하게는, 최적 작동 조건은 140° 내지 165°(2.5 내지 6 barg)이다. 온도 및 압력의 이들 조건에서, 신장 체스트(1)는, 상기 부분들의 내부 벽에 대한 스팀의 내부 압력에 의해 작용되는 매우 높은 부하에도 불구하고, 두 개의 부분이 신장 체스트(1)의 개구 방향에서 바람직한 위치에서의 상호 접촉을 확실하게 유지할 수 있도록 적절하게 지지되어야 한다. 그러나, 신장 체스트(1)가 휴지(rest) 조건과 작동 조건 사이의 높은 열 구배로 인해 종래의 하이퍼스태틱(hyperstatic) 구조부 - 즉, 복수의 구속 지점을 포함함 - 를 갖는 프레임에 의해 지지되는 경우, 이는 완전히 허용 불가능한 열 변형을 가질 수 있다. 사실상, 체스트(1)의 현저한 전체 크기(예를 들어, 800 내지 1400mm 폭 및 6000 내지 10000mm 길이) 및 내부 스팀 신장 챔버(2)의 높이의 감소된 크기(몇몇 지점에서 스팀 분배 플레이트들 사이에 겨우 7 내지 10mm)를 고려하면, 작동 조건에서 체스트(1)의 열 팽창은 상기 복수의 구속 지점의 존재로 인해, 휴지 조건에 비해 길이 방향 및 횡방향 모두에서의 신장 챔버의 오정렬(휨 또는 비틀림)을 의미할 수 있다는 점은 명확하고, 그래서 장치를 통해 주행하는 토우(T)와, 스팀 신장 챔버(2)의 내부 벽과의, 특히 상기 챔버의 입구 및 출구 슬릿과의, 그리고 이후 더욱 제시되는 바와 같이 매우 짧은 자유 높이(0.3 내지 2mm, 바람직하게는 0.5 내지 1mm)를 갖는 상대 압력 밀봉부과의 가능한 접촉을 용이하게 한정할 수 있다.
그러나, 스팀 신장 챔버(2)의 전체적인 낮은 높이, 각각의 입구 및 출구 개구의 더욱 더 감소된 높이, 그리고 압력 밀봉부의 제공은 - 위에서 언급된 바와 같이 - 짧은 가압 및 감압 시간, 신장 체스트(1)를 따르는 매우 낮은 온도 구배 및 적은 스팀 소모의 면에서, 장치의 바람직한 작동 유효성에 도달하는 중요 조건이다. 이들 상반되는 요구 조건을 충족하기 위해, 따라서 본 출원의 발명자들은 신장 체스트(1)의 혁신적인 지지 구조부를 사용하는 것을 상정하였고, 이 구조부는 체스트의 개구 방향(z 축, 또는 토우(T)의 진행 평면에 수직 방향)에 관해 체스트(1)의 두 개의 부분의 미리 규정된 위치의 유지를 허용함에도 불구하고, 상기 부분들의 평면에 놓인 다른 두 개의 수직 방향(x 및 y 축, 각각 길이방향 및 횡단 방향)에서 체스트(1)를 형성하는 두 개의 부분의 가동성을 대신 허용하고, 가동성은 이들 두 개의 방향에서 체스트의 두 개의 부분의 열 팽창을 허용할 정도로 충분하다. 게다가, 이러한 지지 구조부는 신장 체스트(1)의 것에 비해 더욱 큰 구조적 강성을 갖고, 따라서 강제로 신장 체스트가 평평하도록 유지할 수 있어, 작동 도중 전개되는 열 팽창으로 인해 내부 응력이 체스트의 휨 및 비틀림을 발생시키는 것을 방지한다. 마지막으로, 이러한 지지 구조부는 실온에 가까운 "차가운" 온도에서 지지 구조부를 유지하도록 적합한 단열 재료에 의해 "뜨거운" 체스트(1)로부터 분리되고, 따라서 임의의 심각한 열 팽창 문제점을 발생시키지 않는다. 본 발명은 따라서 이들 직관적 지식 그리고 구체적으로 적용 가능한 기술적 실시예에서의 이의 실행예 및 산업적으로 적용 가능한 비용의 실행예에 기초하여 개발되어왔다. 이러한 실시예가 이제 도 3 내지 도 6을 참조하여 상세히 예시된다.
신장 체스트(1)의 지지 구조부는 일련의 서로 평행한 칼라부(4)가 체스트(1)의 길이방향에 수직으로 고정되는 튼튼한 스틸 기부 프레임(3)으로 구성된다. 칼라부(4)의 고정은 바람직하게는 각각의 칼라부의 일 단부에서 힌지(5) 그리고 대향 단부에서는 레버 타이 로드(6)에 의해 실행된다. 바람직하게는 레버 타이 로드(6)는 신장 챔버(1)가 압력을 받을 때 타이 로드의 돌발적인 개방을 방지하기 위해 안전 위치를 제공하는 유형(예를 들어 3개의 비정렬 힌지 축 유형)이다. 도시된 다양한 실시예에 따라서, 힌지(5) 및 타이 로드(6)는 기부 프레임(3)에 직접 체결될 수 있고(도 4), 또는 기부 프레임(3)으로부터 돌출하며 기부 프레임과 일체형인 크로스부재(7)에 직접 체결될 수 있고(도 3), 크로스부재는 그 상부 표면에 의해 신장 체스트(1)의 하부 벽의 안착 평면을 결정한다. 바람직하게는, 칼라부(4)는 추가로 모든 칼라부(4)의 동시적인 상승/하강을 허용하는 경향이 있는 길이방향 포스트(미도시)에 의해 서로 일체형으로 제조된다.
칼라부(4)는 대조 로드(8)를 통해 신장 체스트(1)의 상부 부분에 작용하고, 그 위치는 상기 대조 로드(8)와 칼라부(4) 사이의 나사 결합을 통해 조정될 수 있다. 따라서 체스트(1)의 상부 벽과 대조 로드(8)의 접촉 헤드의 위치는, 스팀 신장 챔버(2)가 특정 온도가 되고 가압되는 경우, 이러한 접촉 헤드에 대해 놓일 때 체스트(1)의 상부 벽이 완전히 평면 형상을 취하도록 측미계식으로 조정될 수 있다. 신장 챔버(1)의 상부 벽과 대조 로드(8)의 접촉 헤드의 위치의 미세 조정을 허용하기 위해, 나사 각각의 완전 회전에 대해 나사의 매우 짧은(0.5mm) 축방향 변위 및 이에 따라 미세 조정을 위한 매우 정밀한 기회를 획득하도록, 상기 나사 결합은 서로 대향되는 이중-나사산 유형이다.
상술된 신장 체스트(1)의 지지 구조부는 신장 체스트(1)의 벽이 축(x, y)의 상이한 방향에서 제한없이 이동하여 작동 온도에서 상기 벽의 가열로부터 발생되는 열 팽창을 종동하도록 하기 위해 출원인에 의해 고안되어 왔다. 이러한 열 팽창이 발생하는 방향에 대한 더 우수한 제어를 획득하고 신장 체스트(1)의 두 개의 벽들 사이에서 일정한 동일한 팽창을 형성하기 위해, 이들 벽의 각각은 미리 정해진 위치에서 하나의 고정된 지점을 갖고 다른 접촉 지점 모두는 축(x, y) 방향에서 가능한 낮은 마찰 저항을 갖는 것이 바람직하다.
체스트(1)의 상부 부분의 고정 지점은 예를 들어 용접 또는 나사 수단에 의해 단일 대조 로드(8)의 접촉 헤드를 체스트(1)의 상부 부분의 각각의 외부 벽에 확실히 고정함으로써 획득되고, 따라서 이 로드의 위치는 상기 부분에 대해 고정된 기준 지점을 나타낸다. 바람직하게는, 상기 로드는 체스트(1)의 중심 라인의 대응하여 배열된 칼라부(4)의 중앙 로드이고, 따라서 고정된 기준 지점은 체스트(1)의 상부 부분의 중앙 지점과 일치하고, 이에 따라서 체스트(1)의 상부 부분과 모든 다른 대조 로드(8)의 접촉 헤드 사이의 상호 이동의 폭을 최소화한다.
체스트(1)의 하부 부분의 고정 지점은 기부 프레임(3)(도 4) 또는 크로스부재(7)의 상부 부분에 직접 체결되는 지지 로드(9)를 사용함으로써 완전히 유사한 방식으로 획득된다. 또한 이 경우, 지지 로드(9) 중 하나의 지지 로드, 바람직하게는 신장 체스트(1)의 하부 부분의 외부 벽의 중앙에 대응하여 배열되는 지지 로드가 상기 벽에 고정되는 반면, 모든 다른 지지 로드는 하나의 지지 로드가 겪는 열 팽창에 관해 체스트(1)의 하부 부분의 이동을 제한하지 않는 단순한 마찰성 접촉을 갖는다.
대조 로드(8) 또는 지지 로드(9)의 접촉 헤드와 체스트(1)의 두 개의 부분의 외부 표면 사이의 마찰을 최소화하고, 또한 로드(8, 9)의 각각의 하나의 작동 영역에 대응하는 이러한 표면들의 마모 문제점을 회피하기 위해, 경화 스틸의 인서트가 삽입되어 예를 들어 나사식 결합에 의해 체스트(1)의 대응 부분에 고정된다. 이러한 인서트의 몇몇, 바람직하게는 체스트(1)의 상기 벽들의 길이방향 축에 대응하여 배열된 인서트는 또한 그 내부에 대조 로드(8) 또는 지지 로드(9)의 접촉 헤드의 버섯 형상 단부가 수납될 수 있는 측방향 견부가 구비된 안내 홈을 가질 수 있다. 따라서 이 특정한 결합은 항상 길이방향 x 축을 따라서 체스트(1)의 벽의 영향받은 부분에 대한 자유도를 허용하지만, 대신에 횡단 방향 y 축을 따르는 이러한 벽부의 변위를 허용하지 않고, 따라서 임의의 경우 이러한 축들이 고정된 방향에서 유지되는 것을 규정한다. 게다가, 이 해결책은 체스트(1)의 상부 부분이 칼라부(4)와 일체형이 되도록 하고, 따라서 체스트(1)는 레버 타이 로드(6)가 체결 해제된 이후 칼라부(4)가 힌지(5) 주위로 회전되게 함으로서 간단히 개방될 수 있다.
상술된 신장 체스트(1)의 지지 구조부와 체스트 자체 사이의 기계적 접촉은 오직 대조 로드(8) 및 지지 로드(9)에 의해 구성되기 때문에, 체스트 외측의 열 전달을 최소화하고 이에 따라서 지지 구조부를 실질적으로 실온 근처의 "차가운" 온도에서 유지하도록, 적절한 두께의 단열 재료(I)로 체스트(1)의 벽을 외부에서 덮을 수 있다. 이 온도에서, 열 팽창은 완전히 무시할 수 있고, 이 방식으로 신장 체스트(1)의 원하는 치수 안정성을 손상시킬 수 있는, 기부 프레임(3) 및 칼라부(4)의 임의의 가능한 열 변형 문제점이 회피된다. 상술된 배열체는 신장 체스트(1)를 대응 지지 구조부로부터 용이하게 개방되고 용이하게 제거될 수 있는 독립적인 유닛으로 할 수 있고, 따라서 토우의 인입 및 유지 보수 모두 그리고/또는 체스트(1)의 두 개의 부분의 교체를 매우 용이하고 신속하게 하여 이들을 상이한 공정 또는 상이한 재료의 섬유에 대해 적응되게 한다.
스팀 신장 챔버(2)로의 과열된 그리고 가압된 스팀의 유입은 체스트(1)의 하부 벽에 형성된 입구 포트(10)를 통해 체스트(1)의 중앙 라인에 관해 대칭으로 배열된 두 개의 위치에서 수행되고, 스팀은 천공된 분배기(11)를 통해 챔버(2) 내에 균일하게 분배된다. 응축수는 챔버(2)의 대향 단부에서 수집되고 출구 포트(12)를 통해 배출된다.
섬유 입구/출구를 위한 수평 슬릿(13)에 대응하는 체스트(1)의 양 단부에서, 본 발명에 따르면, 스팀에 대해 많은 부하 손실을 부여하고 따라서 상기 슬릿(13)을 통한 스팀 손실을 최소화할 수 있는 압력 밀봉부가 형성된다. 두 개의 압력 밀봉부는 동일한 형상을 갖고, 따라서 도 4의 단면에 도시되고, 확대된 스케일로 도 5에 상세히 도시된 토우(T)의 입구 슬릿에 대응하는 압력 밀봉부에 대해서만 설명이 제공될 것이다.
상기 압력 밀봉부는 두 개의 대향 플레이트(14)로 구성되고, 각각은 신장 체스트(1)의 각각의 벽과 일체형이고, 0.3 내지 2.0mm, 바람직하게는 0.5 내지 1mm 범위의 짧은 거리를 두고 서로 대면한다. 대향 플레이트(14)의 내부 표면에는 토우(T)의 활주 방향에 대해 수직인 방향을 갖는 일련의 대칭으로 대향하는 평행한 홈부가 구비되고, 따라서 대향 플레이트(14)의 홈이 없는 영역에 대응하는 병목부에 의해 분리되는, 연속된 더 깊은 격실을 형성한다. 이들 격실의 각각의 하나를 통과할 때, 스팀은 입구 압력의 소정의 백분율과 동등한 부하 손실(△P)을 경험하고 따라서 플레이트(14)의 길이를 적절하게 크기 조정함으로써, 압력 밀봉부의 외부측을 향해 충분히 낮은 압력을 획득하여 스팀 신장 챔버(2)로부터의 스팀 손실을 양호한 범위에서 최소화할 수 있다. 이 목적을 위해 플레이트(14)의 만족스러운 길이(L)는, 상기 플레이트들 사이의 거리(A)에 따라서 그리고 스팀 신장 챔버(2) 내의 스팀의 압력(P)의 값에 따라서, 다음의 근사 기준에 의해 산출될 수 있다.
L = A × K × P
여기서, 계수(K)는 길이가 mm으로 표현되고, 압력이 barg로 표현될 때 1000의 실험값을 취한다.
플레이트(14)의 내부 부분에 형성된 홈에 대한 바람직한 형상은 도면에 도시된 형상, 즉 뇌문형(Greek fret-like), 직각 및 예리한 에지 섹션이며, 위에서 지시된 형상이 병목 영역에서 토우(T)를 중앙에 설정하는 방식으로 지지하고 따라서 플레이트(14)와 토우(T)의 임의의 가능한 접촉을 회피할 정도로 충분하게 발출 스팀에 의한 공기 역학적 효과를 보장하는데 가장 효과적인 것으로 판정되더라도, 상기 홈에 대해 다른 형상이 물론 가능하다. 사실상, 압력 밀봉부의 병목 영역 내의 토우(T)의 공기 역학적 중앙 설정은 효과적이어서, 종래 기술에서는 섬유와 접촉 가능성이 있는 장치의 모든 부품에 도포되었던 고가의 크롬 도금 또는 세라믹 코팅 절차를, 사실상 본 발명에서 초기의 과도적인 단계에서 마찰을 감소시키기 위해 전적으로 사용되고 따라서 완전히 만족스러운 지속 기간을 갖는 훨씬 저렴한 테프론(Teflon) 코팅 또는 니켈/코팅 절차로 대체한다.
플레이트(14)의 내부 벽에 형성되는 홈 - 병목 영역의 길이(B), 치형부의 길이방향의 피치(C), 그리고 대향 홈에 의해 형성된 격실의 깊이(D)로 표시됨(도 5) - 의 올바른 크기 설정은 아래에 제공되는 조건 내에서 상기 값을 유지할 수 있다.
2/10C ≤ B ≤ 5/10C 10A ≤ C ≤ 20A 6A ≤ D ≤ 15A
여기서 A는 상술된 바와 같이 대향 플레이트(14) 사이의 거리를 나타낸다.
상술된 압력 밀봉부 내측, 그리고 바람직하게는 출구 압력 밀봉부에서 통과할 때, 주행 토우(T)는 바람직하게는 과열된 물(H)의 유량에 의해 최종적으로 처리되고(도 5), 가능하게는, 마감 재료에 의해 충전되며, 상기 물은 압력 밀봉부의 최내측 격실 중 하나에 주입된다.
도 4의 검토로부터 명백한 바와 같이, 스팀 신장 챔버(2)의 압력 밀봉부는 본 발명의 장치의 외측에 직접 이어지지 않지만, 상기 압력 밀봉부의 대향측 상의, 넓은 빈 공간 또는 흡입 후드(15) 내부에 이어지고, 흡입 후드에서 토우(T)의 입구/출구에 대한 슬릿(13)이 또한 개방된다. 추가로 흡입 후드(15)는 흡입 팬까지 16에서 연결되고, 흡입 팬은 슬릿(13)으로부터의 스팀 누설을 회피할 정도로 충분한 약간의 감압부를 후드(15) 내에 유지하여, 슬릿(13)을 통한 약간의 공기 유동을 흡입 후드(15)의 내측으로 지향되게 유지한다. 이러한 공기 유동의 유량은 상기 슬릿에 대해 외부에서 적용되는 조정 가능한-위치 다이어프램을 통해 초킹 입구/출구 슬릿(13)에 의해 조정될 수 있다.
플레이트(14)는 챔버(2) 내에서 연장하여, 상기 챔버 내에 삽입된 과열된 스팀에 의해 둘러싸이고, 따라서 고온에서 유지된다. 이 독창적인 디바이스는, 밀봉부 내에서 발출 스팀의 응축이 벽 상에서 발생하는 것을 방지하고, 응축은 토우(T) 상으로 떨어지는 섬유에 대한 문제점을 발생시킬 수 있다. 그러나, 분명히 이 유형의 구성으로 인해, 플레이트(14)는 결국 그 외부 단부를 향해 증가하는 차등 압력을 받게 되는데, 이는 밀봉부 내의 압력은 점차 감소하지만 밀봉부 외측의(즉, 챔버(2) 내의) 압력은 일정하기 때문이다. 따라서, 이러한 차등 압력이 조만간 플레이트(14)의 변형부 또는 편향부까지 이어지는 것을 회피하기 위해, 이러한 플레이트는 강성의 연결 요소(17)를 통해 챔버(2)의 인접 벽에 기계적으로 연결된다.
게다가 도 4로부터 명백한 바와 같이, 스팀 신장 챔버(2)는 상부 벽을 따듯하게 유지하고 따라서 토우(T) 상에 떨어져 토우의 품질을 열화시킬 수 있는 응축이 이러한 벽 상에 형성되는 것을 방지하기 위해, 흡입 후드(15) 위쪽으로 또한 연장된다. 응축이 토우(T)의 전체 경로 위쪽에서 형성하는 것을 더욱 방지하기 위해, 스팀 신장 챔버(2)의 전체 상부 영역에서, 가열 오일(18)이 최종적으로 배열되어 과열된 스팀과 함께 공급되고, 이는 이 영역을 이슬점 온도 위로 지속적으로 유지하고 따라서 신장 체스트(1)의 상부 부분의 내부 벽 상에 형성되는 응축의 임의의 문제점을 회피한다.
초기에 언급된 바와 같이, 본 발명은 또한 본 발명에 따르는 신장 장치의 작동을 반드시 중단하지 않고서 파손된 토우(TB)를 드로우-인 할 수 있는 토우의 인입 디바이스에 관한 것이다. 이러한 보조 디바이스가 도 1 및 도 7에 도시되며, 4개 이상의 전송 풀리 상에서 폐쇄 루프 경로를 따라서 배열되는, 0.15 내지 0.30mm 두께의 얇은 스틸(22)의 가요성 벨트를 포함하고, 상기 풀리 중 하나는 수동 또는 동력 구동 수단과 관련된다. 루프 벨트와 간섭을 생성하지 않도록, 루프 벨트(22)의 분기부 중 하나가 토우(T)에 관해 측방향 위치에서 스팀 신장 챔버(2) 내부에 배열된다.
도 1에서, 파손된 토우(TB)의 경로는 토우(T)의 파손에 뒤따르는 인입 공정의 상이한 단계에 따라서 상이한 부호로 도시되고, 이 단계들은 이하에서 간략히 설명될 것이다.
제1 단계에서, 파손된 토우(TB)가 삽입되고 고정된 흡입 유닛(20) 내에 흡입된다(불연속 라인 --------).
제2 단계에서, 토우(TB)는 고정된 유닛(20)으로부터 취출되고 절단된다. 따라서 보유된 토우(TB)의 자유 단부는 인입 디바이스의 스틸 벨트(22)에 적절하게 구비된 구멍(21)에 체결된다(완전 원형 라인 ●●●●●●●●).
제3 단계에서, 인입 디바이스가 수동으로 또는 모터에 의해 작동되어, 벨트를 순환시키고 따라서 파손된 토우(TB)의 자유 단부를 신장 장치 내로 그리고 신장 장치를 넘어서 이동시키고(크로스 라인 ++++++++), 롤의 세트(R1)는 토우를 계속 급송하고, 토우는 용기(23)에서 수집된다.
제4 단계에서, 파손된 토우(TB)의 상기 자유 단부가 벨트(22)로부터 체결 해제되어 캡스턴(24) 주위에 감기고, 캡스턴은 전체 토우를 용기(23)로부터 회수하고 이를 인장시킨다(빈 원형 라인 °°°°°°°).
제5 및 마지막 단계에서, 조작자는 파손된 토우(TB)를 캡스턴으로부터 절단하고, 이동형 흡입 피스톨의 도움에 의해 절단된 토우를 빈 상태로 남아있는 위치내의 드로잉 롤러 세트(R2) 상에 체결하고, 이 위치는 롤러의 세트(R1)로부터 토우(TB)의 출구에 대응한다. 토우(TB)의 도입이 균일하게 이동하는 다른 토우(T) 아래를 통과하여 수행되는 경우, 드로잉 롤러 세트(R2)의 작용으로 인해, 파손된 토우(TB)는 통상의 작동 위치 - 상기 위치가 인입 디바이스의 위치에 관해 측방향으로 이격된 경우에도 - 로 신속히 돌아가고, 신장 장치의 작동은 중단없이 계속될 수 있다.
상기 상세한 설명으로부터, 본 발명이 설정된 모든 목적에 완전히 도달하는 방법은 명확하다. 사실상, 오늘날까지 직사각형-섹션 신장 챔버를 구비한 스팀 신장 장치의 대형-스케일 채택을 방해하는 주 문제점이 완전히 해결된다. "뜨거운" 신장 체스트 및 비교적 "차가운" 지지 구조부에 대한 개별적인 그리고 단열된 요소의 채택으로 인해, 높은 온도에 도입될 때 매우 넓고 긴 신장 챔버가 겪는 제어 불가능한 열 변형의 문제점이 완전히 해결된다. 이는 또한 뜨거운 체스트에 관해 차가운 지지 구조부의 더 큰 구조적 강성으로 인해 발생하고, 차가운 지지 구조부는 따라서 내부에서 전개되는 열 팽창으로 인한 내부 응력에도 불구하고 뜨거운 체스트를 강제로 평평하게 유지할 수 있고, 만일 체스트가 구속으로부터 자유로운 경우 응력은 체스트 휨 및 비틀림으로 이어질 수 있다. 미로형 압력 밀봉부의 특정 형상으로 인해, 문제점이 상기 밀봉부의 대향하는 고정된 벽들 사이에서의 토우의 적당하고 안정적인 공기역학적 위치 설정을 공급하여 해결되고 상기 챔버의 입구 및 출구 슬릿으로부터의 스팀 손실의 제한이 획득된다. 마지막으로, 본 발명의 신장 장치는, 용이하게 개방될 수 있는 두 개의 대향 부분의 신장 체스트의 구성으로 인해, 토우의 초기 인입 작동을 대단히 용이하게 하고, 인입 디바이스로 인해, 잔여 토우에 대한 처리를 중단하지 않고 토우 파손 상황을 회복할 수 있다. 손실된 생산으로 인한 손해는 따라서 상당히 종래 기술의 장치에 관해 상당히 감소되고, 종래 기술의 장치에서는 나란히 놓인 토우 중 단 하나에 대해서라도 발생하는 임의의 문제점은 전체 신장 장치에 대한 처리의 중단을 필연적으로 요구한다.
그러나, 본 발명은 단지 예시적인 실시예를 나타내는 위에서 예시된 특정 배열체에 제한되도록 고려되지 않아야 하고, 첨부된 특허청구범위에 의해 전적으로 규정되는 본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않고서 관련 기술 분야의 통상의 기술자의 모든 도달 범위 내에서 다수의 변형예가 가능하다는 점이 이해된다.

Claims (25)

  1. 낮은 높이의 대체로 직사각형 섹션을 구비한 세장형 신장 챔버(2)를 포함하는 유형의, 가압된 스팀 환경 내의 섬유 토우의 신장 장치이며, 그 내부에서 토우(T)는 높은 온도 및 압력에서 포화된 또는 과열된 스팀에 의해 처리되는 동시에 기계적인 신장 작동을 겪고, 상기 신장 챔버(2)는 진행 평면에서 서로 나란히 배치된 다수의 토우(T)를 수용할 정도로 충분한 폭을 갖고,
    상기 신장 챔버(2)는 금속 신장 체스트(1) 내부에 형성되며, 둘러싸는 강성의, 압력-저항 지지 구조부(3 내지 9) 내에서 길이 및 폭 방향으로 자유롭게 확장되고, 지지 구조부는 상기 신장 체스트(1)의 높이 방향의 위치를 일의적으로 규정하는, 신장 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 구조부(3 내지 9)는 토우 진행 평면에 대해 수직 방향(z 축)에 관해 신장 체스트(1)의 미리 규정된 위치를 결정하고 신장 체스트(1)의 제한된 이동성을 허용하는 복수의 접촉 요소(8 내지 9)를 포함하고, 상기 평면에 놓인 다른 두 개의 서로 수직 방향(x 및 y 축)에서, 길이 및 폭 각각은 이들 두 개의 방향에서의 신장 체스트(1)의 자유로운 열 팽창을 허용할 정도로 충분한, 신장 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신장 체스트(1)는 두 개의 대향하는, 서로 대면하는 부분들로 구성되고, 두 개의 부분들은 적절한 가스켓(19)을 통해 서로 접촉하고, 가스켓은 두 개의 부분들의 두 개의 길이방향 에지에 대응하여 그 사이에 놓이고, 상기 부분들은 내부에서는 상기 낮은 높이의 신장 챔버(2)를 형성하도록 형성되고, 신장 챔버는 토우(T) 입구 및 출구 슬릿(13)을 통해 신장 체스트(1)의 두 개의 횡단 에지에 대응하여 외향 개방되는, 신장 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    신장 체스트(1)의 상기 두 개의 대향 부분들의 각각에 대해, 상기 접촉 요소(8, 9)의 하나의 접촉 요소, 바람직하게는 상기 부분의 중앙 위치에 배열되는 하나의 접촉 요소는 토우의 활주 평면에 놓인 두 개의 수직 방향(x 및 y 축)에 관해서도 상기 부분의 미리 규정된 위치를 결정하는, 신장 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 지지 구조부는 기부 프레임(3)으로서, 접촉 요소(9)가 구비되며 그 위에 상기 신장 체스트(1)의 하부 부분의 외부 벽이 놓이는 기부 프레임, 및 상기 기부 프레임(3)에 체결되는 다수의 칼라부(4)를 포함하고, 다수의 칼라부는 신장 체스트(1)의 길이 방향에 대해 서로 수직이고 평행하고, 접촉 요소(8)가 구비되며, 접촉 요소(8)는 상기 신장 체스트(1)의 상부 부분의 외부 벽 상에 놓이고 상기 기부 프레임(3)에 체결될 때 그 위치를 규정하는, 신장 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 칼라부(4)의 각각은, 칼라부에서는 힌지(5)를 통해 그리고 대향 단부에서는 레버 타이 로드(6)를 통해서, 상기 기부 프레임(3)에 체결되거나, 기부 프레임으로부터 돌출하는 크로스부재(7)에 체결되는, 신장 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 칼라부(4)는 길이방향 포스트에 의해 서로 일체형으로 형성되는, 신장 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    기부 프레임(3)의 접촉 요소는 지지 로드(9)로 구성되고, 지지 로드의 접촉 헤드는 상기 신장 체스트(1)의 하부 부분에 고정된 경화 스틸 인서트와 협동하는, 신장 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    칼라부(4)의 접촉 요소는 대조 로드(8)로 구성되고, 대조 로드의 높이는 나사 수단에 의해 조정 가능하고, 대조 로드의 접촉 헤드는 상기 신장 체스트(1)의 상부 부분에 고정된 경화 스틸 인서트와 협동하는, 신장 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 인서트의 부분, 바람직하게는 신장 체스트(1)의 상기 두 개의 부분들의 길이방향 축에 대응하여 배열된 부분에는 측방향 견부에 의해 포함되는 안내 홈이 구비되고, 안내 홈 내부에서 대조 로드(8) 또는 지지 로드(9)의 접촉 헤드의 버섯 형상 단부가 수용되는, 신장 장치.
  11. 제3항에 있어서,
    토우(T)의 입구/출구에 대한 슬릿(13)의 각각에서 압력 밀봉부를 더 포함하고, 상기 밀봉부는 두 개의 대향 플레이트(4)로 구성되고, 플레이트 각각은 신장 체스트(1)의 각각의 부분과 일체형이고, 짧은 거리를 두고 서로 대면하고, 플레이트(14)의 내부 표면에는 상기 토우(T)의 활주 방향에 수직인 방향에서 대칭으로 배열된 일련의 평행한 홈이 구비되는, 신장 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    압력 밀봉부의 대향 플레이트(14)들 사이의 거리(A)는 0.3 내지 2.0mm, 바람직하게는 0.5 내지 1mm의 범위인, 신장 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    대향 플레이트(14)의 길이(L)는 다음 식에 따라서 상기 플레이트들 사이의 거리(A)에, 그리고 계수(K)를 통해 신장 챔버(2) 내의 스팀 압력(P)에 비례하는, 신장 장치.
    L = A × K × P
  14. 제11항에 있어서,
    대향 플레이트(14)의 내부 홈은 직각 및 예리한 에지를 구비한 길이방향 뇌문형 섹션을 갖고, 대향 플레이트(14)의 홈이 없는 부분에 대응하는 병목 영역에 의해 분리된, 연속된 깊은 격실을 공동으로 형성하는, 신장 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 병목 영역의 길이(B), 길이방향 치형부의 피치(C), 및 상기 격실의 깊이(D)는 다음의 관계식에 의해 상기 플레이트들 사이의 거리(A)에 대해 서로 연계되는, 신장 장치.
    2/10C ≤ B ≤ 5/10C
    10A ≤ C ≤ 20A
    6A ≤ D ≤ 15A
  16. 제11항에 있어서,
    신장 챔버(2)의 상기 압력 밀봉부를 형성하는 대향 플레이트(14)의 외부 단부는 흡입 후드(15)의 내측에 연결되고, 토우(T)의 입구/출구에 대한 슬릿(13)은 또한 상기 압력 밀봉부의 대향 측에서 개방되고, 상기 흡입 후드(15)는 내부에 약간의 감압부를 유지하는 흡입 디바이스에 연결되는, 신장 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    압력 밀봉부를 형성하는 상기 대향 플레이트(14)는 신장 챔버(2) 내에 연장되고, 상기 신장 챔버(2)는 상기 흡입 후드(15) 위로 연장되는, 신장 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 대향 플레이트(14)는 강성의 연결 요소(17)를 통해 신장 챔버(2)의 인접 벽에 기계적으로 연결되는, 신장 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    신장 챔버(2)의 상부 영역에 가열 코일(18)이 배열되고, 가열 코일(18)은 과열된 스팀과 함께 공급되고 이 영역을 스팀 이슬점 온도 위로 지속적으로 유지하는, 신장 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신장 체스트(1)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되고, 상기 지지 구조부(3 내지 9)는 스틸로 제조되는, 신장 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 지지 구조부(3 내지 9)는 상기 신장 체스트(1)에 관해 더 큰 구조적 강성을 갖고, 따라서, 고온일 때 구속의 부재시 신장 체스트(1)의 휨 및 비틀림을 유발하는 열 팽창으로 인해 내부 응력이 존재함에도 불구하고 강제적으로 신장 체스트(1)를 평평하게 유지할 수 있는, 신장 장치.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항의 신장 장치 내의 토우의 인입 디바이스이며,
    전송 풀리 상의 폐쇄 루프 경로를 따라서 배열되는 얇은 가요성 스틸 벨트(22)를 포함하고, 상기 루프 벨트(22)의 분기부 중 하나는 상기 신장 챔버(2) 내부에 배열되는, 토우의 인입 디바이스.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 가요성 벨트(22)는 파손된 토우(TB)의 자유 단부의 체결 수단(21)을 포함하는, 토우의 인입 디바이스.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 풀리 중 하나는 수동 또는 동력 구동 수단과 관련되는, 토우의 인입 디바이스.
  25. 제23항에 있어서,
    스팀 신장 챔버(2) 내부에 배열되는 루프 벨트(22)의 상기 분기부는 토우(T)에 관해 측방향 위치에 위치되고, 드로잉 롤러 세트(R2)의 작용으로 인해 파손된 토우(TB)의 통상의 작동 위치의 자동적인 재위치 설정을 획득하기 위해, 상기 파손된 토우(TB)는 균일하게 이동하는 토우(T) 아래를 통과하도록 상기 벨트(22)에 체결되는, 토우의 인입 디바이스.
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