KR100665574B1 - Ling type heater and the method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 링형상 히터를 고품질로 용이하게 제작할 수 있는 새로운 링형상 히터 및 그 제조방법에 대한 것이다.The present invention relates to a novel ring-shaped heater and a method for manufacturing the same that can easily produce a ring-shaped heater with high quality.

본 발명의 한 특징에 따르면, 외관체(11)와, 이 외관체(11)의 내부에 배치되는 내관체(12)와, 상기 외관체(11)와 내관체(12) 사이에 삽입되며 내부에 전열선(4) 및 이를 둘러싸는 절연피복재(6)가 내장된 나선상의 히터코일(2)과, 상기 내관체(11)와 외관체(12)의 사이의 틈새에 충전되는 열전도성 금속분말(14)과, 상기 외관체(11)와 내관체(12) 사이의 틈새를 차단하도록 외관체(11)와 내관체(12)의 양단의 틈새에 용접되는 금속밀봉링(15,16)와, 상기 외관체(12)를 관통하여 내부의 코일히터(2)와 전기적으로 접속되는 인입선(3)을 포함하는 링형상 히터 및 그 제조방법이 제공된다.According to one feature of the invention, the outer body 11, the inner tube body 12 disposed inside the outer body 11, and inserted between the outer body 11 and the inner tube body 12 and the inside A spiral heater coil 2 having a heating wire 4 and an insulating coating material 6 surrounding the heating wire 4, and a thermally conductive metal powder filled in a gap between the inner tube body 11 and the outer body body 12. 14) and metal sealing rings 15 and 16 welded to gaps between both ends of the outer body 11 and the inner tube body 12 to block the gap between the outer body body 11 and the inner tube body 12; A ring heater including a lead wire (3) electrically connected to an internal coil heater (2) through the outer body (12) is provided, and a manufacturing method thereof.

Description

링형상 히터 및 그 제조방법 {Ling type heater and the method thereof} Ring type heater and manufacturing method thereof             

도 1은 종래의 링형상 히터의 구성도1 is a configuration diagram of a conventional ring-shaped heater

도 2는 본 발명에 따른 링형상 히터의 단면구성도2 is a cross-sectional view of a ring heater according to the present invention

도 3은 본 발명의 제조공정도3 is a manufacturing process diagram of the present invention

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

2. 히터코일 4. 전열선 2. Heater coil 4. Heating cable

11. 내관체 12. 외관체11. Inner Body 12. Outer Body

14. 금속분말 15,16. 금속밀봉링14. Metal powder 15,16. Metal Sealing Ring

본 발명은 링형상 히터 및 그 제조방법에 대한 것으로서, 좀 더 상세히는 사출기의 몰드 노즐 등에 사용되는 링형상 히터를 고품질로 용이하게 제작할 수 있는 새로운 링형상 히터 및 그 제조방법에 대한 것이다.The present invention relates to a ring heater and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a new ring heater and a method for manufacturing the ring heater used in the mold nozzle of the injection molding machine and the like in high quality easily.

종래에 도 1에 도시된 바와 같은 링형상의 히터가 사출기 몰드의 노즐히터나 관로상을 흐르는 액체나 기체의 가열 등의 용도로 사용되고 있다. 이러한 히터는 내부에 나선상으로 감긴 히터코일(2)을 황동 또는 스테인레스 스틸 등으로 주조된 바디(1)로 피복하여 이루어지고, 바디(1)의 외주면 일단에는 히터코일(2)과 전기적으로 접속되는 인입선(3)이 구비된다. 이러한 링형상 히터는 단순히 케이블을 코일형태로 감아 사용하는 방식에 비해, 가열부위에 대한 균일한 접촉이 가능하므로 균일한 열전달이 가능하고, 치수안정성이 우수하며, 절연파괴 등의 우려가 적다는 장점이 있다.Conventionally, a ring heater as shown in FIG. 1 is used for a nozzle heater of an injection molding machine mold, heating of a liquid or gas flowing in a pipeline, and the like. The heater is formed by covering the heater coil 2 wound in a spiral shape with a body 1 cast of brass or stainless steel, and electrically connected to the heater coil 2 at one end of the outer circumferential surface of the body 1. A lead wire 3 is provided. This ring-shaped heater has the advantage of uniform heat transfer, excellent dimensional stability, and low risk of insulation breakdown, compared to the method of simply winding the cable in coil form. There is this.

그러나, 종래에 이러한 링형상 히터를 제작하기 위해서는 코일 형태로 감은 히터코일(2)을 주조용 몰드 내부에 정확하게 위치설정한 후에 주물을 부어야 하므로 작업이 번거롭고 고된 작업을 요하며, 자동화된 주물설비를 사용하는 경우에는 큰 설비를 요하므로 설비코스트가 많이 드는 문제점이 있다.However, in order to manufacture such a ring-shaped heater in the related art, since the heater coil 2 wound in a coil form must be accurately positioned inside the casting mold, casting is poured, which requires cumbersome and laborious work, and requires automatic casting equipment. In the case of using, it requires a large facility, so there is a problem in that a lot of equipment cost.

또한, 히터코일(2)이 몰드 내에서 정위치에서 벗어나면 제품불량이 발생되기 쉬운데 상대적으로 크기가 작은 링형상 히터를 제작하는데는 몰드의 크기도 작아서 그만큼 히터코일(2)의 정확한 위치설정이 어렵고 불량율이 높아지게 된다. 또한, 히터코일(2)은 용융된 주물에 대하여 견딜 수 있는 정도의 충분한 내열성을 요구하므로 그만큼 히터코일(2)의 재료의 선택이 까다롭다. 또한, 이와 같이 주조된 링형상의 케이블히터는 균일한 열전달이나 정밀한 치수를 얻기 위해 표면가공 등 기계적 후가공을 요하므로, 그만큼 제작공정이 번거롭다는 문제점이 있었다.In addition, when the heater coil 2 is out of position in the mold, product defects are likely to occur. However, in the manufacture of a relatively small ring-shaped heater, the mold size is also small, so that the precise positioning of the heater coil 2 is achieved. It is difficult and the defective rate becomes high. In addition, since the heater coil 2 requires sufficient heat resistance to withstand the molten casting, the selection of the material of the heater coil 2 is difficult. In addition, the ring-shaped cable heater cast as described above requires mechanical post-processing such as surface processing in order to obtain uniform heat transfer or precise dimensions, and thus there is a problem in that the manufacturing process is cumbersome.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 링형상 히터의 제조상의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 본 발명은 주조법을 사용하지 않고 간단한 방법으로 용이하게 고품질의 링형상 히터및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다. 또한, 본 발명은 별도의 번거로운 후가공을 최소화하면서도 균일한 열전달이 가능하고 치수안정성이 우수한 새로운 구조의 링형상 히터 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
The present invention has been proposed in view of the manufacturing problems of the conventional ring-shaped heater as described above, the present invention is to provide a high-quality ring-shaped heater and a method for producing the same easily by a simple method without using a casting method. . In addition, the present invention is to provide a ring-shaped heater and a manufacturing method of a novel structure capable of uniform heat transfer and excellent dimensional stability while minimizing the additional cumbersome post-processing.

본 발명의 한 특징에 따르면, 외관체(11)와, 이 외관체(11)의 내부에 배치되는 내관체(12)와, 상기 외관체(11)와 내관체(12) 사이에 삽입되며 내부에 전열선(4) 및 이를 둘러싸는 절연피복재(6)가 내장된 나선상의 히터코일(2)과, 상기 내관체(11)와 외관체(12)의 사이의 틈새에 충전되는 열전도성 금속분말(14)과, 상기 외 관체(11)와 내관체(12) 사이의 틈새를 차단하도록 외관체(11)와 내관체(12)의 양단의 틈새에 용접되는 금속밀봉링(15,16)와, 상기 외관체(12)를 관통하여 내부의 코일히터(2)와 전기적으로 접속되는 인입선(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 링형상 히터가 제공된다.According to one feature of the invention, the outer body 11, the inner tube body 12 disposed inside the outer body 11, and inserted between the outer body 11 and the inner tube body 12 and the inside A spiral heater coil 2 having a heating wire 4 and an insulating coating material 6 surrounding the heating wire 4, and a thermally conductive metal powder filled in a gap between the inner tube body 11 and the outer body body 12. 14) and metal sealing rings 15 and 16 welded to gaps between both ends of the outer body 11 and the inner tube body 12 to block the gap between the outer tube body 11 and the inner tube body 12; A ring heater is provided, which comprises a lead wire 3 which penetrates the outer body 12 and is electrically connected to the coil heater 2 therein.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 전열선(4)을 세라믹재질의 절연피복재(6)로 삽입한 상태로 스텐레스제 튜브(2a)에 끼우는 단계와(S1), 전열선(4)과 절연피복재(6)가 삽입된 스텐레스제 튜브(2a)의 내부의 틈새에 열전도성금속분말을 충전하는 단계(S2)와, 상기 스텐레스제 튜브(2a)를 압축하고 벤딩하여 코일형상으로 감아서 히터코일(2)을 얻는 단계(S3)와, 상기 히터코일(2)을 외관체(11)와 내관체(12) 사이에 삽입하는 단계(S4)와, 히터코일(2)이 삽입된 외관체(11)와 내관체(12) 사이의 틈새로 진동을 가하면서 열전도성 금속분말(14)을 투입하는 단계(S5), 외관체(11)와 내관체(12)의 틈새에 금속밀봉링(15,16)을 끼워 용접하는 단계(S6), 상기 외관체(11)의 외주면 일측에 배선공(19)을 천공하여 히터코일(2)과 인입선(3)을 전기적으로 접속하는 단계(S7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 링형상 히터의 제조방법이 제공된다.According to another feature of the invention, the step of inserting the heating wire (4) in the stainless steel tube (2a) in the state of being inserted into the insulating coating material 6 of ceramic material (S1), the heating wire 4 and the insulating coating material (6) Filling the thermally conductive metal powder in the gap inside the stainless steel tube (2a) is inserted (S2), and compressing and bending the stainless steel tube (2a) wound and wound in a coil shape to coil the heater coil (2) Obtaining step (S3), the step of inserting the heater coil (2) between the outer body 11 and the inner tube 12 (S4), and the outer body 11 and the inside in which the heater coil (2) is inserted Injecting the thermally conductive metal powder 14 while applying vibration to the gap between the tube 12 (S5), the metal sealing rings (15, 16) in the gap between the outer body 11 and the inner tube (12). Inserting and welding (S6), a step (S7) of electrically connecting the heater coil (2) and the lead wire (3) by drilling a wiring hole 19 on one side of the outer peripheral surface of the exterior body (11). Ugh A method for producing a ring heater is provided.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 외관체(11)와 내관체(12)의 틈새에 금속밀봉링(15,16)을 용접한 후에 외관체(11)를 압축하여 내부의 내부의 금속분말(14)이 견고하게 밀착되도록 하는 것을 특징으로 하는 링형상 히터의 제조방법이 제공된다.According to another feature of the present invention, after welding the metal sealing ring (15, 16) in the gap between the outer body 11 and the inner tube body 12 and compresses the outer body 11 to the internal metal powder ( There is provided a method of manufacturing a ring heater, characterized in that 14) is firmly in close contact.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 제조방법의 공정도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따르면, 외관체(11)와 내관체(12)의 사이에 나선상의 히터코일(2)이 삽입되고, 외관체(11)와 내관체(12)의 틈새에는 열전도성 금속분말(14)이 충전된다. 그리고, 외관체(11)와 내관체(12)의 틈새를 차단하기 위해 금속밀봉링(15,16)이 아르곤용접 등에 의해 용접된다. 그리고, 외관체(11)를 관통하여 인입선(3)이 히터코일(2)의 접점과 전기적으로 접속된다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention, Figure 3 is a process chart of the manufacturing method according to the present invention. As shown, according to the present invention, a spiral heater coil 2 is inserted between the outer body 11 and the inner tube body 12, and the thermal conductivity is formed in the gap between the outer body 11 and the inner tube body 12. The metal powder 14 is filled. Then, the metal sealing rings 15 and 16 are welded by argon welding or the like to block the gap between the outer body 11 and the inner tube body 12. Then, the lead wire 3 is electrically connected to the contact point of the heater coil 2 through the outer body 11.

이러한 링형상 히터를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다. 전열선(4)을 세라믹재질의 절연피복재(6)로 삽입한 상태에서 스텐레스제 튜브(2a)에 끼운다(S1). 이때, 전열선(4)은 미세한 코일형태로 감아서 사용하며, 절연피복재(6)는 세라믹재질이 보빈 또는 튜브형태의 것을 사용한다. 그리고, 열전도성을 높이기 위해, 절연피복재(6)로 둘러싼 전열선(4)이 끼워진 스텐레스제 튜브(2a)의 내부의 틈새에는 마그네시아 분말과 같은 열전도성이 우수한 분말을 주입한다(S2). 그리고, 이 스텐레스제 튜브(2a)를 타원형이 되도록 납짝하게 압착하고 축경시켜서 충전된 금속분말을 견고하게 밀착시킨다.A method of manufacturing such a ring heater is described below. The heating wire 4 is inserted into the stainless tube 2a in a state where the heating wire 4 is inserted into the insulating coating material 6 of ceramic material (S1). At this time, the heating wire (4) is used to wound in the form of a fine coil, the insulating coating material (6) uses a ceramic material of the bobbin or tube form. Then, in order to increase the thermal conductivity, powder having excellent thermal conductivity such as magnesia powder is injected into the gap inside the stainless steel tube 2a in which the heating wire 4 surrounded by the insulating coating material 6 is inserted (S2). Then, the stainless tube 2a is pressed firmly to have an ellipse and reduced in diameter to thereby firmly adhere the filled metal powder.

이어서, 이 스텐레스제 튜브(2a)를 코일형태로 감아서 히터코일(2)을 형성한다(S3). 한편, 이 튜브(2a)가 스텐레스 재질이어서 벤딩가공이 어려우므로 코일형태로 용이하게 감을 수 있도록 열처리하여 재질을 연하게 하는 것이 바람직하다. 이어서, 코일형상의 히터코일(2)을 외관체(11)와 내관체(12) 사이에 삽입한다.(S4). 이어서, 외관체(11)와 내관체(12)에 진동을 가하면서 열전도성 금속분말(14), 바람직하게는 구리분말, 황동 등을 채워넣는다(S5). 이때, 미리 외관체(11)와 내관체(12) 사이의 하단 틈새에는 하부 금속밀봉링(15)을 먼저 용접하여 두고, 금속분말(14)을 주입한 후에 상부 금속밀봉링(16)을 끼워서 아르곤 용접이나 기타의 방법으로 용접하여 링형상의 히터 몸체를 일차적으로 완성한다(S6). 그리고, 이와 같이 일차로 완성된 히터몸체를 유압장치를 사용하여 전체적으로 압축함으로써, 내부의 금속분말(14)이 견고하게 밀착되어 성형되도록 한다. 그리고, 필요에 따라, 외관체(11)와 내관체(12)의 용접 부위 등 가공이 필요로 하는 부위에 대하여 부분적인 기계가공을 통해 마무리한다.Subsequently, the stainless tube 2a is wound in a coil form to form a heater coil 2 (S3). On the other hand, since the tube (2a) is made of stainless steel, it is difficult to bend, it is preferable to heat the material so that it can be easily wound in the form of a coil to soften the material. Next, the coil-shaped heater coil 2 is inserted between the outer body 11 and the inner tube body 12 (S4). Subsequently, the thermally conductive metal powder 14, preferably copper powder, brass, or the like, is filled while vibrating the exterior body 11 and the inner tube body 12 (S5). At this time, the lower metal sealing ring 15 is first welded to the lower gap between the outer body 11 and the inner tube body 12, and then the upper metal sealing ring 16 is inserted after the metal powder 14 is injected. Welding by argon welding or other methods to first complete the ring-shaped heater body (S6). Then, by compressing the heater body completed in this way as a whole by using a hydraulic device, the metal powder 14 inside is tightly molded to be molded. And if necessary, the part which needs processing, such as the welding part of the exterior body 11 and the inner tube body 12, is finished by partial machining.

다음에, 외관체(11)의 외주면 일측의 소정 부위,즉 히터코일(2)의 접점이 배치된 부위를 천공하여 배선공(19)을 형성한 후에 인입선(3)을 연결하고, 배선공(19)을 용접하여 메꾸게 된다(S7).Next, a predetermined portion on one side of the outer circumferential surface of the exterior body 11, i.e., a portion where the contact point of the heater coil 2 is disposed, is formed to form the wiring hole 19, and then the lead wire 3 is connected to the wiring hole ( 19) to be filled by welding (S7).

이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 종래의 주물에 의해 제작하는데 요구되는 용융된 금속을 몰드에 채워야 하는 번거롭고 고된 작업없이 간단한 작업에 의해 링형상의 케이블 히터를 제조할 수 있다. 또한, 몰드 내에 히터코일을 정위치에 배치하지 못함으로 인한 불량의 발생이 방지되고, 히터코일(2)의 재료가 용융된 주물의 온도에 견딜 수 있는 내열성을 요하지 않으므로 재료의 선택이 상대적으로 자유 로우며, 일차로 주조성형된 제품의 내외주면에 대한 기계적인 후가공이 없어도 되거나, 적어도 현저하게 줄어들게 되므로 전체적인 제작공정이 간단하게 된다.
According to the present invention described above, it is possible to manufacture a ring-shaped cable heater by a simple operation without the cumbersome and laborious task of filling the mold with molten metal required for fabrication by conventional casting. In addition, the occurrence of defects due to failure to place the heater coil in the mold in the mold is prevented, and the material of the heater coil 2 does not require heat resistance that can withstand the temperature of the molten casting, so the selection of materials is relatively free. Low and no mechanical post-processing of the inner and outer circumferential surfaces of the primary molded product, or at least significantly reduced, simplifying the overall manufacturing process.

Claims (3)

외관체(11)와, 이 외관체(11)의 내부에 배치되는 내관체(12)와, 상기 외관체(11)와 내관체(12) 사이에 삽입되며 내부에 전열선(4) 및 이를 둘러싸는 절연피복재(6)가 내장된 나선상의 히터코일(2)과, 상기 내관체(11)와 외관체(12)의 사이의 틈새에 충전되는 열전도성 금속분말(14)과, 상기 외관체(11)와 내관체(12) 사이의 틈새를 차단하도록 외관체(11)와 내관체(12)의 양단의 틈새에 용접되는 금속밀봉링(15,16)와, 상기 외관체(12)를 관통하여 내부의 코일히터(2)와 전기적으로 접속되는 인입선(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 링형상 히터.The outer body 11, the inner tube body 12 disposed inside the outer body 11, and inserted between the outer body body 11 and the inner tube body 12 and enclosed the heating wire 4 therein. Is a spiral heater coil 2 having an insulating coating material 6 therein, a thermally conductive metal powder 14 filled in a gap between the inner tube body 11 and the outer body body 12, and the outer body body ( 11) and the metal sealing ring (15, 16) welded to the gap between the outer body 11 and the inner tube body 12, so as to block the gap between the inner tube body 12 and the outer body 12 And a lead wire (3) electrically connected to an internal coil heater (2). 전열선(4)을 세라믹재질의 절연피복재(6)로 삽입한 상태로 스텐레스제 튜브(2a)에 끼우는 단계와(S1), 전열선(4)과 절연피복재(6)가 삽입된 스텐레스제 튜브(2a)의 내부의 틈새에 열전도성금속분말을 충전하는 단계(S2)와, 상기 스텐레스제 튜브(2a)를 압축하고 벤딩하여 코일형상으로 감아서 히터코일(2)을 얻는 단계(S3)와, 상기 히터코일(2)을 외관체(11)와 내관체(12) 사이에 삽입하는 단계(S4)와, 히터코일(2)이 삽입된 외관체(11)와 내관체(12) 사이의 틈새로 진동을 가하면서 열전도성 금속분말(14)을 투입하는 단계(S5), 외관체(11)와 내관체(12)의 틈새에 금속밀봉링(15,16)을 끼워 용접하는 단계(S6), 상기 외관체(11)의 외주면 일측에 배선공(19)을 천공하여 히터코일(2)과 인입선(3)을 전기적으로 접속하는 단계(S7)를 포 함하는 것을 특징으로 하는 링형상 히터의 제조방법.The heating wire 4 is inserted into the stainless steel tube 2a while the heating wire 4 is inserted into the insulating coating material 6 of ceramic material (S1), and the stainless steel tube 2a into which the heating wire 4 and the insulating coating material 6 are inserted. Filling the thermally conductive metal powder in the gap of the inside (S2), and compressing and bending the stainless tube (2a) to obtain a heater coil (2) by winding in a coil shape (S3), and Inserting the heater coil (2) between the outer body 11 and the inner tube body 12 (S4), and the gap between the outer body 11 and the inner tube body 12, the heater coil 2 is inserted Injecting the thermally conductive metal powder 14 while applying a vibration (S5), the step of welding the metal sealing ring (15, 16) in the gap between the outer body 11 and the inner tube 12 (S6), Manufacture of a ring-shaped heater, comprising the step (S7) of electrically connecting the heater coil (2) and the lead wire (3) by drilling a wiring hole 19 on one side of the outer circumferential surface of the exterior body (11) room . 제 2 항에 있어서, 상기 외관체(11)와 내관체(12)의 틈새에 금속밀봉링(15,16)을 용접한 후에 외관체(11)를 압축하여 내부의 금속분말(14)이 견고하게 밀착되도록 하는 것을 특징으로 하는 링형상 히터의 제조방법.The method of claim 2, wherein after welding the metal sealing ring (15, 16) in the gap between the outer body 11 and the inner tube body 12, the outer body 11 is compressed to firm the internal metal powder (14) Method of producing a ring-shaped heater, characterized in that to be in close contact.
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