KR0132770Y1 - 발포시트 제조용 압출기의 실린더 냉각장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 컵라면과 같은 건조식품의 보관 및 포장용기로 사용되는 발포시트를 압출성형하는 압출기의 냉각장치에 관한 것으로 특히, 압출기의 냉각장치를 직접냉각방식으로 구성하여 압출기의 초기작동시의 온도조절과 보정이 용이하고, 소재의 불필요한 낭비를 줄이며, 발포시트의 품질향상에 기여하도록 한 발포시트 제조용 압출기의 실린더 냉각장치에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 냉각장치는 실린더의 주연에 설치되는 냉각수몸체를 실린더에 끼워지는 중공형으로 형성함과 동시 그 내부에는 상기 중공부와 관통되는 냉각수통로를 일체로 형성하여 냉각수가 실린더의 표면과 직접접촉토록 하며, 상기 냉각수몸체 사이의 실린더주연에 밴드형의 히터를 장착하므로서 상기 냉각수와 히터의 냉각 및 가열열이 실린더에 직접 전달되도록 한 것이다.
Description
제1도는 발포시트의 제조공정을 나타낸 개략적인 단면도.
제2도는 본 고안의 단면도.
제3도는 본 고안의 냉각장치 측단면도.
제4도는 종래 장치의 단면도.
제5도는 종래 장치의 측단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 실린더 11 : 호퍼
12 : 배출구 20 : 감속기
30 : 이송스크류 40 : 냉각장치
41 : 냉각수몸체 42 : 워터재킷부
45 : 히터 60 : 압출다이
100 : 제 1 압출기 140 : 냉각장치
141 : 냉각수몸체 143 : 냉각수통로
146 : 히터 147 : 열선
200 : 제 2 압출기
본 고안은 컵라면과 같은 건조식품의 보관 및 포장용기등으로 사용되는 발포시트를 압출 성형하는 냉각장치에 관한 것으로 특히, 압출기의 냉각장치를 직접 냉각방식으로 구성하여 압출기의 초기작동시 온도조절과 보정이 용이하고, 소재의 불필요한 낭비를 줄이며, 발포시트이 품질향상에 기여하도록 함과 더불어 냉각장치를 착탈하여 스케일의 제거가 가능하게 하여 유지보수가 용이하도록 한 발포시트 제조용 압출기의 실린더 냉각장치에 관한 것이다.
일반적으로 컵라면이나 건조식품의 보관 및 포장용기로 사용되는 발포시트는 통상 분체형상의 발포소재를 일정한 온도로 가열된 압출기의 실린더를 강제 이송시켜 압출시키므로서 압출과 동시 발포되어 시트상으로 제조 성형된다.
제1도는 이러한 발포시트이 제조공정을 순서별로 나타낸 개략적인 단면도이다.
도시한 바와 같이 발포시트(500)의 제조공정은 크게 발포시트의 원료인 분체형상의 발포소재(400)를 일정한 온도로 가열하여 압출시키는 제 1 압출기(100)와, 상기 제 1 압출기와 동일한 구조로 형성되며 제 1 압출기로부터 압출된 발포소재를 2차로 가열 압출시켜 원통형의 발포시트로 제조하는 제 2 압출기(200)와, 상기 제 2 압출기의 후방에 설치되어 제 2 압출기로부터 압출되는 원통형의 발포시트를 냉각시킴과 동시 그 일측을 절개시켜 최종적으로 판상의 발포시트(500)를 완성하는 전개장치(300)로 나뉘어진다.
이중, 제 1 압출기(100)는 발포시트(500)의 원료인 분체형상의 발포소재(400)가 투입되는 호퍼(또는 투입구)(11)와 배출구(12)를 갖는 실린더(10)와, 상기 실린더내에 설치되어 감속기(20)에 의해 회전하면서 투입된 발포소재를 배출구(12)쪽으로 강제 이송시키는 나선형의 이송스크류(30) 및 상기 발포소재를 적정 온도로 가열하기 위하여 실린더(10) 외측에 설치되는 냉각장치(40)로 구성된다.
또한, 제 2 압출기(200)는 제 1 압출기와 동일한 구조로서 제 1 압출기의 배출구(11)와 관체(50)로 연결되는 투입구(11)와 배출구(12)를 갖는 실린더(10)와, 상기 실린더내에 설치되며 감속기(20)에 의해 회전하는 나선형의 이송스크류(30)와, 상기 발포소재를 적정 온도로 가열하기 위하여 실린더(10) 외측에 설치되는 냉각장치(40) 및, 상기 배출구에 설치되어 배출되는 발포소재를 원통형의 발포시트(500)로 압출성형하기 위한 압출다이(60)로 구성된다.
상기 냉각장치(40)는 가열수단인 히터와 냉각수단인 냉각수를 보유하며, 통상 제 1 압출기(100)에서는 발포소재(400)를 약 220℃ 정도로 가열하게 되고, 제 2 압출기(200)는 제 1 압출기보다 낮은 약 70℃ 정도의 온도가 유지된다.
그리고, 제 2 압출기의 후방에 설치되는 전개장치(300)는 제 2 압출기(200)로부터 압출되는 발포시트(500)를 냉각시켜 조직을 치밀하게 하기 위한 냉각수단과 절개수단인 컷터를 구비하게 된다.
상기와 같이 구성된 발포시트 제조용 압출기는 먼저, 발포시트를 제조하기 이전에 제 1 및 제 2 압출기(100)(200)의 냉각장치(40)에 설치된 히터를 작동시켜 실린더(10)의 온도를 설정온도보다 높게 가열한 다음 발포시트를 압출시키면서 서서히 본래의 설정온도에 맞게 하향 조절하게 된다.
제 1 및 제 2 압출기(100)(200)의 설정온도는 제품에 따라 약간씩 차이가 있으나, 대략 220℃와 70℃ 내외이며, 상기와 같이 초기에 과열된 상태에서 설정온도까지 냉각되는 동안 제조된 제품(발포시트)은 조직이 일정치 않게 되어 통상 폐기처분한다.
이와 같이 제 1 및 제 2 압출기(100)(200)의 실린더(10)를 설정온도보다 과열시킨 상태에서 제 1 압출기(100)의 호퍼(11)에 발포시트(500)의 원료인 발포소재(400) 투입하면, 이 발포소재가 이송스크류(30)에 의해 실린더(10)내부를 강제이송하면서 배출구(12)로 배출되고, 배출된 발포소재는 제 2 압출기(200)의 실린더(10)내에서 동일한 과정을 거친 뒤 배출구(12)를 통하여 압출된다.
상기와 같은 동작이 진행되는 동안 제 1 및 제 2 압출기(100)(200)의실린더(10)에 설치된 냉각장치(40)에는 계속해서 냉각수가 주입되므로 이들 실린더의 온도가 서서히 설정온도에 맞게 냉각된다.
계속해서, 상기 배출구(12)를 통하여 배출되는 발포소재는 압출다이(600)를 통하여 원통형으로 발포압출되며, 압출되는 순간 전개장치(300)의 냉각수단을 통하여 표면이 냉각된 다음 계속해서 컷터에 의해 일측이 절개되므로서 발포소재는 비로서 판상의 발포시트(500)로 완성되는 것이다.
그런데, 종래에는 제 1 및 제 2 압출기(100)(200)의 냉각장치(40)를 구성함에 있어 제4도 및 제5도와 같이 실린더(10)의 주연에 히터(45)가 내장되며 주입구(43)와 배출구(44)를 갖는 워터재킷부(42)가 일체로 형성된 금속제의 냉각수몸체(41)를 설치하여 작동 초기에는 상기 히터(45)만을 작동시켜 실린더(10)내의 온도를 설정온도(약 220℃, 70℃)보다 높게 가열한 후 발포시트(500)가 제조되는 도중에는 워터재킷부(42)에 냉각수를 공급하므로서 실린더의 온도가 설정온도에 맞게 서서히 조절되도록 하였던 것이다.
따라서, 이와 같은 냉각장치(40)는 실린더(10)를 가열시키기 위한 히터(45)와 냉각수단인 냉각수가 냉각수몸체(41)에 내장되어 있어 상기 히터와 냉각수의 가열 및 냉각열이 냉각수몸체를 통하여 실린더에 전달되는 간접 냉각방식이므로 그만큼 열전달효과가 떨어져 실린더의 온도조절이 신속하지 못한 단점이 있엇다.
즉, 종래의 냉각장치(40)는 실린더(10)의 가열원인 히터(45)와 냉각수단인 냉각수가 냉각수몸체(41)를 통하여 실린더를 가열 및 냉각시키는 간접가열 및 간접 냉각방식인 관계로 초기의 과열상태에서 설정온도까지 낮추는데 소요되는 시간이 많이 걸려(대략 2-3 시간 정도)가 시간 동안 제조된 불량품도 그만큼 많게 되므로 이를 폐기 처분하는데 따른 비용이 많이 들고, 불필요한 원료의 낭비가 심하게 발생하는 문제점이 있었던 것이다.
또한, 종래의 냉각장치(40)는 냉각수몸체(41) 내부에 냉각수가 순환되는 워터재킷부(42)가 형성되어 있어 일정 기간 이상 사용하게 되면 상기 워터재킷부(42)부의 내면에 스케일이 생성되어 관로가 좁아지고 열전달효과를 저하시켜 냉각효과가 저하되는 문제점이 있다.
본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 그 목적은 실린더의 냉각장치를 직접 냉각방식으로 구성하여 온도조절이 용이하고 신속하게 이루어지도록 하며, 냉각수가 순환되는 워터재킷부를 청소 가능하게 함로서 불량품 발생과 원료의 낭비를 최대한 줄일 수 있도록 한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 냉각장치는 실린더의 주연에 설치되는 냉각수몸체를 실린더에 끼워지는 중공형으로 형성함과 동시 그 내부에는 내면으로 개방되는 냉각수통로를 일체로 형성하여 냉각수가 실린더의 표면과 직접 접촉토록 함과 더불어 상기 냉각수통로의 청소가 가능하게 한 것이다.
이하 본 고안을 첨부된 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도는 본 고안의 단면도이고, 제3도는 본 고안의 냉각장치 측단면도를 나타낸 것이다.
도시한 바와 같이 발포시트(500)의 원료인 분체형상의 발포소재(400)가 투입되는 호퍼(또는 투입구)(11)와 배출구(12)를 갖으며 그 내부에는 상기 발포소재를 강제 이송시키기 위하여 감속기(20)와 연결된 나선형의 이송스크류(30)가 설치된 발포시트 제조용 압출기의 실린더(10)에 있어서,
본 고안의 냉각장치(140)는 상기 실린더(10)의 외주연에 끼워 결합되는 것으로, 냉각수몸체(141)가 양단이 폐쇄된 C자형의 고리 형태로서 내면에 내측으로 개방되어 냉각수가 실린더(10)의 외주연과 직접 접하게 한 냉각수통로(143)를 형성한 것이다.
여기서, 상기 냉각수몸체(141)는 열전달율이 뛰어난 알루미늄과 같은 금속제로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 냉각수통로(143)의 양단에는 외부로부터 냉각수가 공급하는 주입구(144)와 배출하는 배출구(145)를 각기 형성한다.
또한, 폐쇄된 냉각수몸체(141)의 양단에는 냉각수통로(143) 내의 냉각수가 누수되지 않도록 냉각수몸체(141)의 양단을 조여 상기 냉각수몸체(141)의 내면이 실린더(10)의 외주연에 밀착되게 고정하는 고정볼트(150)가 체결된 것이며, 상기 실린더(10)와 냉각수몸체(141) 내면과의 사이에는 기밀용 패킹이나 가스켓, 실리콘 등으로 실링작업을 한다.
그리고, 도시되지는 않았지만 냉각수몸체(141)의 주입구(144)에는 냉각수의 급수량을 확인하기 위한 수량조절기가 설치되어 솔레노이드밸브에 의해 작동하며, 급수량은 밸브에 의해 조절된다.
한편, 냉각장치(140)와 냉각장치(140) 사이에는 내부에 발열체인 열선(147)이 내장되어 있는 밴드형의 히터(146)가 구비된다.
상기와 같이 구성된 본 고안은 동작과 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 작동초기에는 히터(146)를 작동시켜 실린더(10)내의 온도를 설정온도(약 220℃ 또는 70℃)보다 높게 가열한 다음 종래와 같이 제 1 및 제 2 압출기(100)(200)를 통하여 발포시트(500)를 제조하면서 냉각수몸체(141)의 주입구(144)에 일정량의 냉각수를 공급하여 실린더(10)의 온도를 낮춰 점차 설정온도로 조절한다.
이상과 같이 냉각수몸체(141)에 냉각수를 공급하면, 냉각수통로(143)가 실린더(10)의 표면과 직접 접촉되므로 실린더(10)를 급속히 냉각시킬 수 있으며, 이로 인해 실린더(10)의 온도를 손쉽게 설정온도로 조절할 수 있다.
즉, 본 고안은 냉각수몸체(141)를 순환하는 냉각수와 히터(146)가 실린더(10)의 표면과 직접 접촉하여 열전달효과가 크므로 상기 냉각수와 히터의 적절히 작동으로 발포소재(400)의 가열온도를 설정온도에 맞게 유지할 수 있다.
또한, 일정기간 이상 사용하여 냉각수통로(143)에 스케일이 생성되어 냉각효과거 떨어질 때에는 폐쇄된 양단에 체결되어 있는 고정볼트(150)를 풀고 냉각장치(140)를 착탈한 후 실린더(10)의 외주연과 냉각장치(140)의 냉각수통로(143)에 생성된 스케일을 제거한 후 장착 하므로서 항상 최상의 냉각상태를 유지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 발포시트(500)를 압출가공하는 압축기의 실린더(10)의 외주연과 접하는 냉각수통로(143)를 갖는 중공형의 냉각수몸체(141)를 설치하여 실린더의 설정온도를 손쉽게 조절할 수 있고 이는 결국, 온도조절에 따른 시간이 단축되는 것이므로 불필요한 원료의 낭비를 최소한으로 줄일 수 있는 효과가 있는 것이다.
또한, 종래의 것에 비해 불량품의 발생이 최대한 줄어들게 되어 폐기처분량과 비용이 절감되고, 양질의 발포시트(500)를 얻을 수 있는 것이다.
Claims (1)
- 발포시트(500)의 원료인 분체형상의 발포소재(400)가 투입되는 호퍼(또는 투입구)(11)와 배출구(12)를 갖으며 그 내부에는 투입된 발포소재를 강제 이송시키기 위하여 감속기(20)와 연결된 이송스크류(30)가 설치된 발포시트 제조용 압출기의 실린더(10)에 있어서, 상기 냉각수몸체(141)는 양단이 폐쇄된 C자형의 고리 형태로서 내면에 내측으로 개방되어 냉각수가 실린더(10)의 외주연과 직접 접하게 한 냉각수통로(143)를 형성하고, 상기 냉각수통로(143)의 양단에는 외부로부터 냉각수가 주입되는 주입구(144)와 순환된 냉각수가 배출되는 배출구(145)를 각기 형성하며, 폐쇄된 양단에는 냉각수통로(143)의 냉각수가 누수되지 않도록 냉각수통로(143)가 실린더(10)의 외주연에 밀착되게 고정하는 고정볼트(150)가 체결되어 형성된 것을 특징으로 하는 발포시트 제조용 압출기의 실린더 냉각장치.
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