KR100351976B1 - 섬유 제조용 노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원사가 관통 이송되도록 관통구멍(11)이 선단부에 형성되고, 상기 관통구멍(11)과 연통되도록 취부면을 이루는 후면에서 선단부 쪽으로 공기공급구멍(12)이 형성되며, 상기 관통구멍(11)과 몸체(10) 측면 사이에 원사유입구(13)가 연통되게 절개 형성되는 것에 있어서, 상기 관통구멍(11) 내부면에 나선(12a)이 형성되어, 공기공급구멍(12)을 통해 공기가 공급되면 공기공급구멍(12)의 선단 토출구(12a)를 통해 관통구멍(11) 내주면에 직진되어 관통구멍(11) 내부에서 연속적으로 주행하는 원사들이 꼬이도록 하며, 나선부(11a)는 저압 공기로 꼬임을 안정적으로 극대화고, 클리닝주기의 연장이 가능하도록 하여 공기의 손실이 저감되도록 하고, 이로 인해 원사의 꼬임 기능이 원활하고 그 기능이 균일하도록 하여 원사의 꼬임 횟수가 늘어나고 편차가 없도록 하는 방사용 노즐이다.

Description

섬유 제조용 노즐{nozzle for weaving}

본 발명은 합성섬유 방사시 사용되는 노즐에 관한 것으로서, 노즐의 표면조도 및 형상을 개선하여 생산 공정 중에 원사가 최소마찰의 조건하에 권사가 가능하도록 하여 공기 소모량이 감소되도록 하고, 원사의 꼬임 횟수 및 꼬임 상태가 균일하여 품질 및 생산성이 향상되도록 하는 것이다.

일반적으로 합성섬유를 생산하는 공정은 도 1에 도시되는 바와 같이, 복수의 원사들을 방사하는 방사통(1)의 하부에 공기노즐(2)이 장치되어, 방사통(1)에서 방사된 원사들을 공기노즐(2)이 하나로 꼬아주고, 공기노즐(2)에 의해 하나로 꼬여진 원사는 공기노즐(2)의 하부에 회전 가능하게 장치되는 고뎃롤러(3),(4)들에 의해 열처리된 후 권취장치에 의해 권취되도록 되어 있다.

여기에서, 종래 공기노즐(2)은 스테인리스 스틸에 의해 제작되는 것으로, 도 2에 도시되는 바와 같이, 선단부에 상하방향으로 관통구멍(a)이 형성되고, 후단부에 공기 안내용 보조구멍(b)이 상하 방향으로 형성되며, 노즐의 후면에 공기공급구멍(c)이 형성되어 상기 공기공급구멍(c)의 선단부가 상기 보조구멍(b)과 연통되고, 보조구멍(b)과 관통구멍(a)이 경사지게 형성되는 공기안내구멍(d)에 의해 연통되며, 측면과 관통구멍(a) 사이에 일정 각도의 경사를 갖는 원사유입구(e)가 절개 형성되어 원사유입구(c)가 관통구멍(a)에 연통되어 있다.

이러한 종래 공기노즐은 원사유입구(e)를 통해 복수의 원사들이 관통구멍(a) 내부에 배치되게 되고, 공기공급구멍(c)을 통해 일정 압력의 공기가 보조구멍(b)을 거치며 공기안내구멍(d)을 통해 관통구멍(a)의 내주면으로 경사지게 압송되어, 관통구멍(a)을 관통하여 이송되는 원사들이 공기안내구멍(d)에서 배출되는 공기의 유동방향을 따라 꼬여지도록 하므로, 원사의 품질이 향상되도록 한다.

그러나, 종래 공기노즐은 첫째, 원사가 관통되는 관통구멍(a)이 동일 직경의 원통구멍으로 형성되어 와인딩 스트레취(winding stretch)에 의해 꼬임 작용이 원활하지 못하고 원형도 편차로 인해 균일하지 못한 꼬임 상태가 생겼으며, 둘째, 관통구멍(a)으로 공기를 배출하는 공기안내구멍(d)의 선단이 경사지게 형성되는 원사유입구(e)에 위치되어 공기압력이 내려가는 경우 틸팅(tilting)에 의한 공기손실이 크게 되고, 이로 인해 원사의 꼬임 수가 급격히 줄어들고 편차가 커지는 문제점이 있었다. 또한, 스테인리스의 특성상 관통구멍(a)의 내주면 표면이 도 3의 사진과 단면을 확대 도시한 도 4와 같이 거칠고 굴곡이 심하여 원사들의 회전시 마찰저항이 비교적 크도록 하기 때문에 원사의 꼬임 수가 적고, 유입되는 공기의 압력차에 따른 꼬임 수 및 편차가 커 품질이 낮으며, 특히 3년 경과시 마모에 의한 실의 꼬임(randon)편차가 발생되어 공정관리가 난해하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위해, 세라믹을 가공하여 노즐의 관통구멍 내부면에 나선을 형성하며 그 표면이 오렌지 표면과 같은 볼록면들이 되도록 하므로 표면조도가 향상되도록 하고, 원사가 최소마찰의 조건하에 권사가 가능하도록 하는 섬유 제조용 노즐을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 방사공정 일부를 개략적으로 나타내는 예시도

도 2는 종래 방사용 노즐을 나타내는 평면도

도 3은 종래 노즐의 표면을 확대한 평면사진

도 4는 종래 노즐의 표면을 확대한 단면형상의 예시도

도 5는 본 발명 노즐을 나타내는 사시도

도 6은 본 발명 노즐을 나타내는 횡단면도

도 7은 본 발명 노즐의 관통구멍부를 나타내는 종단면도

도 8은 본 발명 노즐의 관통구멍부 내부 표면을 확대한 평면 사진

도 9는 본 발명 노즐의 관통구멍부 내부 표면을 확대한 단면형상 예시도

도 10은 본 발명 노즐의 공기공급구멍 토출구형상을 나타내는 배면도

도 11은 본 발명 노즐의 케이싱 결합상태를 나타내는 평면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 몸체 11 : 관통구멍

11a : 나선부 12 : 공기공급구멍

12a : 토출구 13 : 원사유입구

20 : 케이싱

본 발명은 세라믹을 소재로 사용하여 가공한 것으로, 내부면에 나선이 형성되는 관통구멍이 선단부에 상하방향으로 형성되고, 상기 관통구멍과 연통되도록 취부면을 이루는 후면에서 선단부 쪽으로 공기공급구멍이 형성되며, 상기 관통구멍과 일측면 사이에 원사유입구가 연통되게 절개 형성되는 것을 그 기술적 구성상의 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 5 내지 도 7에 도시되는 바와 같이, 세라믹을 가공하여 노즐 몸체(10)를 제작한 것으로, 원사가 관통되도록 선단부에 상하방향으로 형성되는 관통구멍(11) 내부면에 나선부(11a)가 형성되고, 취부면이 형성되는 후면에 선단부 쪽으로 연장되어 관통구멍(12)과 연통되도록 되는 공기공급구멍(12)이 형성되며, 한쪽 측면과 관통구멍(11) 사이에 영어 알파벳 에스(S)자와 유사하게 반복 만곡되는 곡선형상의 원사유입구(13)가 연통되게 절개 형성된다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 공기공급구멍(12)을 통해 공기가 공급되면 공기공급구멍(12)의 선단 토출구(12a)를 통해 관통구멍(11) 내주면에 직진되어 관통구멍(11) 내부에서 연속적으로 주행하는 원사들이 꼬이도록 한다. 이때, 나선부(11a)는 이물포집력 및 관통구멍(11) 내주면의 클리닝(cleaning)주기의 연장이 가능하도록 하여 공기의 손실이 저감되도록 하고, 이로 인해 원사의 꼬임 기능이 원활하고 그 기능이 균일하도록 하여 원사의 꼬임 횟수가 늘어나고 편차가 없도록 한다.

여기에서, 관통구멍(11)은 도 7에 도시되는 바와 같이 일정 직경의 원통으로형성되고 상단 내주면이 곡면으로 라운딩처리 되며, 하단부 내경이 원추형으로 하부쪽이 확개되게 형성되어, 원사가 내주면에 접촉되지 않아 그 꼬임이 원활하게 진행되게 된다. 또한, 도 8은 내주면의 표면을 상세히 확대한 평면 사진이고, 도 9는 내부 표면을 확대한 단면형상의 예시도로서, 내주면 표면이 종래와 다른 오렌지 표면의 형상과 같이 미세한 볼록면의 연속(일명 오렌지표면이라 함)으로 형성되어, 원사와 내주면 사이의 마찰이 최소가 되고, 공기에 마찰에 의한 손실 또한 최소가 되게 되며, 실제로 이는 종래 스테인리스 노즐에 대비하면 30% 이상의 공기를 절감하게 된다.

공기공급구멍(12)은 도 6과 도 10에 도시되는 바와 같이, 선단부 내경이 후단부 내경보다 작게 형성되어 토출구(12a)에서 토출되는 공기의 공급이 압력변동을 수용하고 비교적 안정되게 공급되도록 하며, 선단 토출구(12a)가 장공의 슬리트(slit) 형성되면서 상하 양쪽 내면이 곡면으로 되는 타원형상으로 이루어져, 공기를 토출할 때 원사가 부드럽게 꼬이도록 유도한다.

원사유입구(13)는 도 6에 도시되는 바와 같이, 공기공급구멍(12)의 토출구(12a)에서 관통구멍(11)의 측부까지 직선안내구간(13a)이 일정 간격 수평하게 연통되고, 직선안내구간(13a)의 끝인 토출구(12a)부위에서부터 몸체(10)의 측부까지 영어 알파벳의 에스(S)자 형상의 곡선안내구간(13b)이 절개 형성되며, 특히 토출구(12a)부위인 곡선안내구간(13b)과 직선안내구간(13a)의 연결부는 일정 거리가 수직으로 절곡 연장되게 형성되고, 곡선안내구간(13b)의 끝인 몸체(10)의 측면부가 확개되게 형성되어, 원사의 끼움이 용이하도록 하고, 종래의 단순 경사로 형성된 원사유입구에 비해 공기저항이 줄어들도록 하므로 공기 손실이 절감되도록 된다.

한편, 이러한 본 발명은 도 11에 도시되는 바와 같이, 후면 공기공급구멍(12)의 동심원상으로 삽입홈이 형성되어 상기 삽입홈에 기밀용 오링이 삽입되도록 되며, 세라믹으로 형성되는 몸체(10) 외부면에 케이싱(20)이 결합된다.

이러한 본 발명을 스테인리스 스틸에 의한 종래 노즐과 대비하여 보면, 다음과 같다.

항 목	종래노즐대비효과
공기저감	25%저감
꼬임수	82%향상
원형도	26%향상
클리닝 주기	1.7배 연장
수명	종래3.5년<본발명 무한대
편차	종래 대비 25%저감

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이, 세라믹에 의해 노즐의 내주면에 나선이 형성되고 표면이 볼록면으로 형성되어 생산 공정 중에 원사가 최소마찰의 조건하에 권사가 가능하도록 하므로 공기 소모량이 감소되도록 하고, 원사의 꼬임 횟수 및 꼬임 상태가 균일하여 품질 및 생산성이 향상되도록 하는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 원사가 관통 이송되도록 관통구멍이 선단부에 형성되고, 상기 관통구멍과 연통되도록 후면에서 선단부 쪽으로 공기공급구멍이 형성되며, 상기 관통구멍과 몸체의 측면 사이에 원사유입구가 연통되게 절개 형성되는 것에 있어서,

   상기 관통구멍 내부면에 나선이 형성되는 것을 특징으로 하는 섬유 제조용 노즐.
2. 제 1항에 있어서, 관통구멍은 일정 직경의 원통으로 형성되고 상단 내주면이 곡면으로 라운딩처리 되며, 하단부 내경이 원추형으로 하부쪽이 확개되게 형성되는 것을 특징으로 하는 섬유 제조용 노즐.
3. 제 1항에 있어서, 관통구멍은 내면의 표면이 미세한 볼록면의 연속(일명 오렌지표면)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 섬유 제조용 노즐.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 공기공급구멍은 선단부 내경이 후단부 내경보다 작게 형성되고, 선단 토출구가 장공의 슬리트로 형성되면서 슬리트 상하 양쪽 내면이 곡면으로 되는 타원형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 섬유 제조용 노즐.
6. 제 1항에 있어서, 원사유입구는 공기공급구멍의 토출구(12a)에서 관통구멍의 측부까지 직선안내구간(13a)이 일정 간격 수평하게 연통되고, 상기 직선안내구간의 끝인 토출구부위에서부터 몸체(10)의 측부까지 곡선안내구간(13b)이 절개 형성되며, 상기 곡선안내구간과 직선안내구간의 연결부는 일정 거리가 수직으로 절곡 연장되게 형성되는 것을 특징으로 하는 섬유 제조용 노즐.