KR0167711B1

KR0167711B1 - 금형냉각시스템

Info

Publication number: KR0167711B1
Application number: KR1019950001832A
Authority: KR
Inventors: 임채복
Original assignee: 임채복
Priority date: 1995-02-02
Filing date: 1995-02-02
Publication date: 1999-01-15
Also published as: KR960031128A

Abstract

본 발명은 생산현장에서 사용되는 금형을 냉각시키기 위한 금형냉각시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 응축기의 냉각을 수냉분사식과 공냉식을 함께 실시하여 최상의 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 하는 금형냉각시스템에 관한 것이다.

상기 본 발명은 상기 응축기(2)는 하측 외주면에 공기유입구(21)가 형성되고 중앙부에는 응축기 본체(22)가 수평 설치되며, 이 응축기 본체(22) 상하부에는 냉각수분사용 분사노즐(23)이 설치되고, 상측분사노즐 상부에 팬(24)이 설치되어 냉각수와 냉각공기로서 응축기(2)를 냉각시킬 수 있도록 되어 있고; 응축기(2)로 냉매를 공급하는 관로에 설치되어 냉매의 압력을 감지하는 압력감지부(6)와; 분사노즐(23)에 연결 설치되는 냉각수공급관(51)에 설치되어 압력감지부(6)의 신호에 따라 온오프되는 솔레노이드밸브(5)가 구성되며 상기 압력감지부(6)는 팬(24)을 동작시켜 냉각공기로서 응축기를 냉각시키도록 하는 제1고압감지부(HPC1)와, 분사노즐(23)을 통해 냉각수를 분사시켜 응축기를 냉각시키도록 솔레노이드밸브(5)를 제어하는 제2고압감지부(HPC2)와, 관로내의 압력이 일정치 이상일 경우에 압축기(1)에 인가되는 전원을 차단하여 팬(24), 압축기(1) 및 솔레노이드밸브(5)의 동작을 정지시키는 기기보호장치인 제3고압감지부(HPC3)로 구성되는 것에 특징이 있다.

Description

금형냉각시스템

제1도의 (a)(b)는 종래의 냉각시스템에 있어서, 응축기의 각종 실시예를 나타내는 설명도.

제2도는 본 발명에 따른 금형냉각시스템의 일시시예를 나타내는 구조도.

제3도는 본 발명에 따른 금형냉각시스템의 제어부의 연결상태를 나타내는 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압축기 2 : 응축기

3 : 팽창밸브 4 : 증발기

5 : 솔레노이드밸브 6 : 압력감지부

21 : 공기유입구 22 : 응축기본체

23 : 분사노즐 24 : 팬

41 : 냉각관 42 : 금형

43 : 보충수탱크 44 : 순환펌프

51 : 냉각수공급관 52 : 제1공급관

53 : 제2공급관 52a, 53a : 밸브

[기술분야]

본 발명은 생산현장에서 사용되는 금형을 냉각시키기 위한 금형냉각시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 응축기의 냉각을 수냉분사식과 공냉식을 함께 실시하여 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 하는 금형냉각시스템에 관한 것이다.

[발명의 배경]

일반적인 냉각장치는 냉매에 의해서 저온으로 액체를 냉각 또는 냉동시키는 기계를 총칭하며, 냉동장치의 주요 부분은 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기의 4개의 장치로 구성된다.

상기 일반적인 냉각장치는 압축기에서 저온 저압의 기체상태냉매를 고압으로 압축시켜 응축기로 보내게 되며, 응축기로 유입된 고온 고압의 기체상태냉매는 냉매냉각수단인 팬에 의해 공기가 순환되면서 액화되어 상온고압이 된다.

이렇게 냉각된 액체상태의 냉매는 팽창밸브를 통해 증발기로 유입되는데, 팽창밸브에서는 교축작용에 의하여 냉매의 압력을 하강시키면서 저온 저압의 상태로 단열팽창된다.

상기 액체상태의 저온의 냉매가 증발기로 유입되면서 상기 저온의 냉매가 증발되어 증발기 주변의 열을 흡수하여 주변의 온도가 하강하게 되고, 이때 냉매는 기체상태로 되어 압축기로 보내어진다.

상기와 같은 일반적인 냉각장치에서 응축기를 냉각시키는 응축기냉각수단은 수냉식과 공냉식이 사용되고 있는데, 수냉식의 경우에는 대형냉각장치에 주로 사용되고 공냉식은 소형냉각장치에 주로 사용되고 있다. 본 발명의 냉각장치에서는 공냉식 냉각장치에 적용되는 것이므로, 공냉식 냉각장치를 예를 들어 설명한다.

제1도의 (a)(b)는 종래의 응축기 냉각수단의 각종 실시예를 도시한 것이다.

제1도의 (a)에 도시된 응축기냉각수단은 일정간격을 이격시킨 상태로 설치되는 2개의 응축기(101) 중앙상부에 팬(102)이 설치되어 팬(102)의 흡입력에 의해 2개의 응축기(101) 양측면으로부터 공기가 유입되어 응축기(101) 사이의 중앙상부로 배출되면서 응축기(101)내의 냉매를 냉각시키도록 되어 있다.

그러나, 이는 사용처인 현장의 협소한 공간구조상 좌우 한쪽이 벽면이나 기계류 등에 막혀 있어 냉각공기의 유통에 지장이 생겨 응축불량이 된다. 그리고 제1도의 (b)에 도시된 응축기 냉각수단은, 일측면을 통해서만 냉각공기가 유입될 수 있도록 함체형 케이스(103) 일측에 응축기(101)가 설치되고 케이스내측에는 경사판(104)이 설치되며 상부에는 팬(102)이 설치되어서, 팬(102)이 회전함에 따라 외부냉각공기를 응축기(101) 측면으로부터 흡입하여 상부로 배출시키면서 응축기(101)를 냉각시켰다.

그러나, 경사판(104)에 의해 형성되는 상부 넓은 공간과 하부 좁은 공간 사이로 유입되는 냉각공기량이 균일하지 않아 응축기 냉각효율이 떨어지는 문제가 있다.

그리고, 종래의 두가지 응축기의 공통된 문제점은, 동절기 외기온도가 차가울 경우에는 차가운 공기로서 응축기를 냉각시키게 되므로 응축기냉각에 크게 문제가 되지 않으나, 하절기에는 평균기온이 30℃~35℃ 정도가 되면 이상고압 상승으로 인해 고압차단스위치(HIGH PRESSURE CONTROL)의 작동으로 전원이 차단되므로 산업현장의 작업이 중단되는등 막대한 손실을 초래하게 된다.

한편, 종래의 금형냉각시스템은 종래의 일반적인 냉각장치에서 냉각된 냉각수를 이용해 금형을 냉각시키도록 되어 있는데, 상기 냉각장치의 냉각효율이 상기한 바와 같이 원활하지 못하므로 금형냉각이 목적한 바대로 이루어지지 않아 생산성을 저하시키게 되는 문제점을 안고 있었다.

[발명의 목적]

본 발명은 상기와 같은 종래의 모든 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 응축기의 배치를 변경하여 어떠한 조건에서도 냉각공기의 유입이 원활하도록 하면서, 필요에 따라 냉각수로서 응축기를 냉각시킬 수 있도록 함으로써, 대기온도의 높고 낮음에 관계없이 응축기를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 금형냉각시스템을 제공하기 위한 것이다.

[발명의 요약]

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 금형냉각시스템은, 기체상태의 냉매를 압축하여 응축기로 보내는 압축기, 기체냉매를 응축액화시키는 응축기, 응축기에서 나오는 액화냉매를 감압하여 증발기로 공급하는 팽창밸브, 액체냉매를 기화시켜 주변온도를 하강시키는 증발기, 증발기에서 나오는 냉각수를 금형에 통과시켜 금형을 냉각시키고 보충수탱크로 유입되는 냉각관, 보충수탱크를 통해 나오는 물을 증발기로 유입 순환시키는 순환펌프로 이루어지는 금형냉각시스템에 있어서; 상기 응축기는 하측 외주면에 공기유입구가 형성되고 중앙부에는 응축기 본체가 수평 설치되며, 이 응축기 본체 상하부에는 냉각수분사용 분사노즐이 설치되고, 상측분사노즐 상부에 팬이 설치되어 냉각수와 냉각공기로서 응축기를 냉각시킬 수 있도록 되어 있고; 응축기로 냉매를 공급하는 관로에 설치되어 냉매의 압력을 감지하는 압력감지부와; 분사노즐에 연결 설치되는 냉각수공급관에 설치되어 압력감지부의 신호에 따라 온오프되는 솔레노이드밸브가 구성되며 상기 압력감지부(6)는 팬(24)을 동작시켜 냉각공기로서 응축기를 냉각시키도록 하는 제1고압감지부(HPC1)와, 분사노즐(23)을 통해 냉각수를 분사시켜 응축기를 냉각시키도록 솔레노이드밸브(5)를 제어하는 제2고압감지부(HPC2)와, 관로내의 압력이 일정치 이상일 경우에 압축기(1)에 인가되는 전원을 차단하여 팬(24), 압축기(1) 및 솔레노이드밸브(5)의 동작을 정지시키는 기기보호장치인 제3고압감지부(HPC3)로 구성되는 것에 특징이 있다.

이하 본 발명에 따른 금형냉각시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다.

[발명의 구체적 실시예에 대한 설명]

제2도에 도시된 바와 같이, 압축기(1)에서는 저온 저압의 기체상태의 냉매를 압축시켜 응축기(2)로 보내게 되며, 응축기(2)로 유입된 고온 고압의 기체상태의 냉매를 응축기(2)에서 냉매냉각수단에 의해서 액화되면서 온도가 하강하게 된다.

상기 응축기(2)는 통상적으로 함체형으로 제작되어지며 하측 외주면에 전둘레 공기유입구(21)가 형성되어 외주면 전체로부터 외부공기가 유입되도록 되어 있고, 중앙부에는 응축기본체(22)가 수평 설치되어 있다.

또한, 상기 응축기본체(22)의 상하부에는 응축기본체를 냉각시키기 위한 냉각수가 분사될 분사노즐(23)이 각각 설치되며, 상측 분사노즐 상부에는 상기 공기유입구(21)를 통해 유입되는 외부공기를 응축기본체(22)를 통해 외부로 방출시키기 위한 팬(24)이 설치된다.

상기와 같이 응축기케이스 하측 전둘레에 걸쳐 공기유입구(21)가 관통형성되어 있고 상측에는 팬(24)이 설치되어 있으며, 응축기본체(22) 상하부에는 분사노즐(23)이 각각 설치되어서 응축기본체(22) 내측에서 순환되는 냉매를 냉각수와 냉각공기로서 냉각시킬 수 있어 대기온도가 높은 하절기에도 냉각효과가 탁월하다.

상기 응축기(2)에서 액화된 냉매는 팽창밸브(3)로 보내지게 되는데, 이 팽창밸브(3)에서는 냉매의 압력을 하강시키면서 저온 저압의 상태로 된다.

상기와 같이 온도가 낮아진 냉매가 증발기(4) 내부로 액체상태로 유입되면서, 저온의 냉매보다 주변온도가 높기 때문에 저온의 냉매가 기화하면서 주변의 온도를 흡수하여 주변온도가 하강하게 된다.

이렇게 하여 온도가 낮아짐에 따라 증발기(4)에서는 냉각관(41)을 통해 냉각수가 배출되게 되고, 이 냉각수가 금형(42)을 통해 보충수탱크(43)로 순환되는 과정에서 고온의 금형을 냉각시키게 된다.

보충수탱크(43)로 유입되는 물은 금형을 냉각시켜 온도가 상승된 상태이고 이 물은 순환펌프(44)를 통해 증발기(4)로 유입되게 된다.

그리고, 상기 분사노즐(23)에는 분사노즐(23)로 냉각수를 공급하기 위한 냉각수공급관(51)이 설치되는데, 이 냉각수공급관(51)에는 응축기(2)로 보내어지는 냉매의 압력에 따라 온, 오프동작되는 솔레노이드밸브(5)가 설치되어 냉매의 압력에 따라 응축기본체(22)에 냉각수를 분사하도록 되어 있다.

상기 냉각수공급관(51)과 증발기(4)의 냉각수배출측 사이와, 냉각수공급관(51)과 순환펌프(44)의 배출측 사이에는 제1, 제2공급관(52)(53)이 각각 연결 설치되고, 이들 제1, 제2공급관(52)(53)에는 이들 관로를 개폐하는 밸브(52a)(53a)가 각각 설치되어 제1, 제2공급관(52)(53)중 어느 공급관이든 선택하여 냉각수를 공급할 수 있다. 상기 분사노즐(23)의 구멍이 제1, 제2공급관(52)(53)의 직경보다 대폭 작아서 높은 분사압력(펌프토출압력포함)으로 응축기본체(22)에 냉각수를 분사하도록 되어 있다.

그리고, 응축기(2)로 냉매를 공급시키는 관로에는 냉매의 압력을 감지하는 압력감지부(6)가 설치되어, 이 관로를 흐르는 냉매의 압력에 따라 공냉식, 또는 수냉분사식으로 응축기본체(22)를 냉각시키거나 본 발명의 냉각시스템을 정지시킬 수 있도록 되어 있다.

상기 압력감지부(6)는 압력이 높고 낮음에 따라 3단계로 감지하는데, 1단계에는 비교적 압력이 정상이어서 공냉식으로 응축기본체(22)를 냉각시킬 수 있는 상태로 팬(24)을 제어할 수 있는 제1고압감지부(HPC1)와, 제1고압감지부(HPC1) 보다 압력이 높아 수냉분사식으로 응축기본체(22)를 냉각시키도록 분사노즐(23)을 통해 냉각수를 분사시키는 제2고압감지부(HPC2)와, 냉매의 압력이 과다하게 높아 정상가동이 어려울 때 냉각시스템을 정지시키기 위한 기기보호장치인 제3고압감지부(HPC3)로 이루어진다.

제3도는 본 발명에 따른 금형냉각시스템의 제어부의 연결상태를 나타내는 블럭도로서, 제어부의 설명은 다음과 같다.

저압조절기(LPC)는 압력의 변화에 따른 작동소자로서, 측정되는 관내압력이 일정치 이하가 되면 동작한다. 제3고압감지부(HPC3)는 전원이 공급되도록 연결되어 있다. 저압조절기(LPC)가 작동하여 전원이 공급되면 압축기(1)가 동작하여 관내유체를 응축기로 보낸다. 관내유체가 응축기에서 응축되면서 관내압력이 상승하게 되며, 이에 따라서 제1고압감지부(HPC1)가 작동되어 팬(24)을 구동시킨다. 상기 제1고압감지부(HPC1)도 압력작동소자로서 일정압력이상이 되면 작동한다. 팬(24)이 작동된 후에도 압축기(1)에 의하여 관내 유체는 계속 압축되고, 압력이 더 상승하면 노즐분사조정용의 제2고압감지부(HPC2)가 동작한다. 이때 저압조절기(LPC), 제1고압감지부(HPC1)의 출력은 제1 AND 게이트(G1)에 입력된 상태로서, 상기 저압조절기(LPC)와 제1고압감지부(HPC1)가 모두 작동되므로 제1 AND 게이트(G1)의 출력단에서 신호가 출력되어 제2 AND 게이트(G2)에 입력된다. 제2 AND 게이트(G2)의 타단자는 제2고압감지부(HPC2)에 연결된 상태로서, 제2고압감지부(HPC2)가 작동되어 신호가 입력되므로 제2 AND 게이트(G2)의 출력단에서 신호가 출력된다. 이 출력신호에 의하여 릴레이(Ry)가 동작하게 되고 솔레노이드밸브(5)에 전원(AC 220V)을 공급하여 물이 분사되도록 솔레노이드밸브(5)가 작동된다. 이때 솔레노이드밸브의 작동상태가 발광다이오드(LED)가 점등되어 표시된다. D는 다이오드로서 역방향전압이 인가되는 것을 방지하는 것이다. 또한 안전장치로서, 관내압력이 계속 증가하는 경우에는, 제3고압감지부(HPC3)에 의하여 압축기(1)에 인가되는 전원이 차단되어 팬, 압축기 및 노즐분사가 정지된다. 상기와 같이 각 고압감지부에 적용되는 압력의 크기는

HPC1HPC2HPC3

(HPC1:제1고압감지부, HPC2:제2고압감지부, HPC3:제3고압감지부)이다.

상기와 같은 본 발명의 금형냉각시스템에 있어서 압력이 상승하게 되는 것은 냉각시스템의 응축온도 및 압력 상승되어 금형을 냉각시킬 수 없는 상태를 의미하는 것으로, 냉매의 압력이 상승하면 압력감지부(6)에서 이를 감지하여 감지압력에 따라 단계별로 동작이 이루어지는 것이다.

위에서 3단계로 압력을 감지하여 동작되는 것을 설명하였으므로 그 설명은 생략하고, 제2고압감지부(HPC2)에 의해 냉각수를 분사시키는 단계를 구체적으로 설명한다.

압력감지부(6)의 제2고압감지부(HPC2)에 압력이 감지되면, 솔레노이드밸브(5)를 동작시켜 분사노즐(23)을 통해 냉각수를 응축기본체(22)의 상하부에 분사시키게 되는데, 냉각수공급관(51)에는 제1, 제2공급관(52)(53)이 각각 연결되어 있고 각각의 제1, 제2공급관(52)(53)에는 밸브(52a)(53a)가 설치되어서 제1, 제2공급관(52)(53)의 물을 선택적으로 분사 공급할 수 있다.

먼저, 증발기(4)에서 나오는 냉각된 물을 사용할 때는 제1공급관(52)에 설치된 밸브(52a)를 열고 제2공급관(53)의 밸브(53a)를 닫게 되면 증발기(4)에서 나오는 냉각된 물이 제1공급관(52)과 냉각수공급관(51)을 통해 분사노즐(23)에서 분사되고, 금형(42)을 냉각시키고 증발기로 회수되는 물을 분사시킬 경우에는 상기 증발기에서 나오는 물을 분사시킬 때와 반대로 하면 된다.

제1공급관(52)을 통해 분사되는 물이 제2공급관(53)을 통해 분사되는 물보다 차가우므로 상기 두가지 방법중 제1공급관(52)을 통해 냉각수를 분사시키는 것이 제2공급관(53)을 통해 분사시키는 것보다 바람직하다.

그리고, 상기 분사노즐(23)의 구멍이 제1, 제2공급관(52)(53) 및 냉각수공급관(51)의 직경보다 대폭 작으므로 응축기본체(22)로 분사되는 물이 높은 압력(펌프토출압력포함)으로 분사된다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의한 금형냉각시스템은, 생산현장에서 사용되는 금형을 냉각시스템의 온도에 맞게 공냉식 또는 수냉분사식으로 응축기를 냉각시킬 수 있으므로 냉각효율이 대폭 향상되어 생산성을 향상시키는 장점이 있다.

또한, 응축기 전둘레에서 공기가 유입되므로 공기의 유통이 원활하지 못했던 종래의 응축기보다 냉각효율이 월등히 향상되는 장점이 있다.

Claims

저온 저압의 기체상태의 냉매를 압축하여 응축기로 보내는 압축기, 고온 고압의 기체냉매를 응축액화시키는 응축기, 응축기에서 나오는 액화냉매를 감압하여 증발기로 공급하는 팽창밸브, 액체냉매를 기화시켜 주변온도를 하강시키는 증발기, 증발기에서 나오는 냉각수를 금형에 통과시켜 금형을 냉각시키고 보충수탱크로 유입되는 냉각관, 보충수탱크를 통해 나오는 물을 증발기로 유입 순환시키는 순환펌프로 이루어지는 금형냉각시스템에 있어서; 상기 응축기(2)는 하측 외주면에 공기유입구(21)가 형성되고 중앙부에는 응축기 본체(22)가 수평 설치되며, 이 응축기 본체(22) 상하부에는 냉각수분사용 분사노즐(23)이 설치되고, 상측분사노즐 상부에 팬(24)이 설치되어 냉각수와 냉각공기로서 응축기(2)를 냉각시킬 수 있도록 되어 있고; 응축기(2)로 냉매를 공급하는 관로에 설치되어 냉매의 압력을 감지하는 압력감지부(6)와; 순환펌프(44)의 배출관과 분사노즐(23)사이에 연결 설치되는 냉각수공급관(51), 상기 냉각수공급관(51)에 설치되어 압력감지부(6)의 신호에 따라 온오프되는 솔레노이드밸브(5)가 구성되며; 상기 압력감지부(6)는 팬(24)을 동작시켜 냉각공기로서 응축기를 냉각시키도록 하는 제1고압감지부(HPC1)와, 분사노즐(23)을 통해 냉각수를 분사시켜 응축기를 냉각시키도록 솔레노이드밸브(5)를 제어하는 제2고압감지부(HPC2)와, 관로내의 압력이 일정치 이상일 경우에 압축기(1)에 인가되는 전원을 차단하여 팬(24), 압축기(1) 및 솔레노이드밸브(5)의 동작을 정지시키는 기기보호장치인 제3고압감지부(HPC3)로 구성되는 것을 특징으로 하는 금형냉각시스템.
제1항에 있어서, 상기 증발기(4)의 냉각수배출용 냉각관(41)과 냉각수공급관(51) 사이에 제1공급관(52)이 연결 설치되고, 순환펌프(44) 배출관과 냉각수공급관(51) 사이에는 제2공급관(53)이 연결 설치되며, 제1, 제2공급관(52)(53)에는 밸브(52a)(53a)가 각각 설치되어 증발기를 통해 나오는 냉각수와 순환펌프(44)를 통해 나오는 물을 선택적으로 응축기(2)에 분사할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 금형냉각시스템.
제1항에 있어서, 제1, 제2공급관(52)(53)의 직경보다 분사노즐(23)의 구멍이 대폭 작게 형성되어 높은 분사압력(펌프토출압력포함)으로 냉각수를 분사시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 금형냉각시스템.