KR101100736B1 - 용탕의 잠열을 이용한 스티로폼의 부피 축소 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주물공장에서 제품의 모형으로 사용된 일회용 스티로폼(60)을 폐기처분 하는 과정에서 그 부피를 축소하기 위한 설비에 관한 것으로서, 그 구체적인 구성은, 고온 상태의 용탕(10)의 내부에는 나선 형태로 여러번 감겨 있는 열이송관(20)이 삽입되되, 열이송관(20)의 하부에는 원형의 받침대(30)가 지지되고, 상기 받침대(30)의 중앙에는 중심봉(31)이 고정 설치되며, 상기 중심봉(31)의 선단은 상부에 고리(35)가 형성되어 있는 덮개(32)의 하부에 형성된 연결봉(33)과 연결핀(34)을 통해 조립되고, 상기 나선 형태의 열이송관(20)의 일측에는 송풍기(40)가 설치되며, 상기 열이송관(20)의 타측에는 스티로폼(60)을 넣을 수 있는 열기수용통(50)이 설치되어, 폐기처분 되는 스티로폼(60)의 부피를 축소시킬 수 있도록 구성된다.

Description

용탕의 잠열을 이용한 스티로폼의 부피 축소 설비{The downscale equipment of volume of styrofoam using latent-heat of molten metal of container}

본 발명은 주물공장에서 제품의 모형으로 사용된 일회용 스티로폼을 폐기처분 하는 과정에서 그 부피를 축소하기 위한 설비에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 용탕에 들어있는 용해된 쇳물을 주형에 주입한 다음, 용탕에 일정시간 동안 남아 있게 되는 고온의 잠열(潛熱)을 이용한 것으로서, 이 용탕의 잠열을 이용하여 스티로폼에 열기를 가하는 방식으로 일회용 스티로폼의 부피를 축소시키는 용탕의 잠열을 이용한 스티로폼의 부피 축소 설비에 관한 것이다.

통상, 만들고자 하는 주물 제품을 목재, 금속, 스티로폼 등을 이용하여 모형으로 만들고, 이 모형을 주물틀에 넣은 다음, 규사와 점토를 주원료로 하는 주물사를 주물틀에 넣고 다지는 방식으로 주형을 만들며, 이 주형에 용해된 쇳물을 주입하여 응고시키는 방식으로 주물제품이 만들어진다.

상기 모형의 재료로 서술한 것 중에서 목재와 금속은 대량생산을 목적으로 할 때 주로 사용되고, 적은 수량의 주물제품을 만들 때에는 스티로폼 모형이 일회용으로 사용되는 경우가 있는바, 상기 일회용 스티로폼은 푸란(furan) 수지가 점결제로 첨가된 자경성 주물사를 이용하여 조형된 자경성 주형 방식으로 주물 작업에 사용된다.

그러나, 일회용 스티로폼을 이용하여 자경성 주형을 조형하게 되면, 자경성 주형으로부터 일회용 스티로폼을 분리하는 과정에서 스티로폼이 폐기물로 남게 된다. 스티로폼은 무게는 가벼우나 부피가 큰 특성이 있으므로, 스티로폼을 폐기물로 처리하는 과정에서 적재공간을 많이 차지할 뿐 아니라, 이동시에도 대형 차량을 이용해야 하는 등 보관 및 물류비용이 상승되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 스티로폼의 특성상 열기에 취약한 점과, 주물공장의 특성상 고온의 용탕 설비가 존재하는 점을 이용하여 주물공장 내에서 스티로폼의 부피를 축소시키는 용탕의 잠열을 이용한 스티로폼의 부피 축소 설비를 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 용탕의 잠열을 이용한 스티로폼의 부피 축소 설비의 구체적인 수단으로는, 고온 상태의 용탕(10)의 내부에는 나선 형태로 여러번 감겨 있는 열이송관(20)이 삽입되되, 열이송관(20)의 하부에는 원형의 받침대(30)가 지지되고, 상기 받침대(30)의 중앙에는 중심봉(31)이 고정 설치되며, 상기 중심봉(31)의 선단은 상부에 고리(35)가 형성되어 있는 덮개(32)의 하부에 형성된 연결봉(33)과 연결핀(34)을 통해 조립되고, 상기 나선 형태의 열이송관(20)의 일측에는 송풍기(40)가 설치되며, 상기 열이송관(20)의 타측에는 스티로폼(60)을 넣을 수 있는 열기수용통(50)이 설치되어, 폐기처분 되는 스티로폼(60)의 부피를 축소시킬 수 있도록 구성된다.

본 발명에 따른 용탕의 잠열을 이용한 스티로폼의 부피 축소 설비를 이용하게 되면, 용탕에 숨어있는 잠열을 그냥 버리지 않고 열에너지로 재활용할 수 있을 뿐 아니라, 이 열에너지를 이용하여 일회용 스티로폼의 부피를 축소시킬 수 있음에 따라, 폐기처분되는 스티로폼의 부피축소에 상응하는 물류비용의 절감은 물론 보관 및 이동과 같은 물류 흐름을 간편하게 개선할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 용탕의 잠열을 이용한 스티로폼의 부피 축소 설비의 분리 사시도
도 2는 본 발명 중 열이송관의 상세 분리 사시도
도 3은 본 발명 중 연결봉과 중심봉에 대한 연결부분 확대 사시도
도 4는 본 발명에 따른 용탕의 잠열을 이용한 스티로폼의 부피 축소 설비의 사용상태 사시도

먼저, 본 발명이 속하는 주물공정이란 용해된 금속 쇳물을 주형 속에 흘려보내어 응고, 냉각시켜서 원하는 모양의 금속 제품으로 만드는 것으로서, 주물공정을 간단하게 살펴보면 다음과 같다.

용해 작업공정은 금속재료를 용해로에 투입하여 용해된 금속에 탈산, 탈가스 처리를 한후에 용융금속표면의 산화물이나 부유물 등을 제거하고 쇳물을 떠서 붓는 작업이다.

조형 작업공정은 규사와 점토를 주원료로 하여 주형을 제조하는 것으로서, 주물틀안에 목재, 금속재, 스티로폼 등으로 만든 모형을 고정시키고, 주물사를 골고루 채운 후, 수작업으로 할 때는 다지는 봉으로 세게 쳐서 굳혀가며 조형시키고, 기계작업으로 할 때는 기계조형기 등을 사용하여 압축공기압 또는 유압을 이용해서 주형을 만든다. 주형에는 사형이 가장 많이 쓰이고 있는데 점결제의 종류에 따라 생형, 열경화성 주형, 자경성 주형 및 가스경화성 주형 등으로 나뉜다.

주입 작업공정은 용융금속을 용탕에 담아 상기 주형에 주입하는 작업이며, 이 작업시 용융금속의 주입온도, 주입속도, 주입시간 등은 좋은 제품을 만들기 위한 중요한 요소가 된다.

형해체 작업공정은 주입된 쇳물이 응고 및 냉각이 되면 주형으로부터 꺼내어 형틀과 주물사로 분류하는 작업이다. 손으로 하는 수동과 기계를 이용하는 자동방법이 있다.

사처리 작업공정은 주형과 주물사를 해체한 후에 주물사를 폐기용과 재생용으로 분리하는 작업으로써, 재생용 모래에는 점토, 수분 등을 적당량 배합해서 섞게 되며 재생모래의 점도상태에 따라서는 새 모래를 가해서 섞기도 한다.

마무리 작업공정은 주형의 틈 사이로 흘러나온 쇳물을 제거하는 연삭작업을 비롯하여 제품의 완성도를 향상시키기 위한 기계적 후가공을 뜻한다.

본 발명은 전술한 주물공정 중에서 제품의 모형으로 사용된 일회용 스티로폼(60)을 폐기처분 하는 과정에서 그 부피를 축소하기 위한 설비에 관한 것이다. 소량의 제품을 생산할 때에는 스티로폼(60) 모형이 일회용으로 사용되는 경우가 있으며, 스티로폼(60)은 무게가 가벼우나 부피가 큰 특성이 있으므로, 본 발명에서는 스티로폼(60)의 부피를 축소시켜 손쉽게 폐기물의 물류이동을 간편하게 하고자 한다.

이하, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 바람직한 실시예의 기술구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 용탕의 잠열을 이용한 스티로폼의 부피 축소 설비의 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명 중 열이송관(20)의 상세 분리 사시도이다. 도 1에서와 같이 용해로에서 쇳물을 옮겨 받은 용탕(10)이 도시되어 있다. 상기 용탕(10)의 온도는 쇳물로 인해 고온의 상태가 유지되는 것으로서, 본 발명은 쇳물을 모두 주형에 주입한 다음, 중공 상태에 있는 용탕(10)에 숨어있는 잠열(潛熱)을 이용하여 일회용 스티로폼(60)의 부피를 축소하고자 한다.

즉, 도 1, 2에서와 같이 용탕(10)의 내부에 나선 형태로 여러번 감겨 있는 열이송관(20)이 삽입되되, 열이송관(20)의 하부에는 원형의 받침대(30)가 지지되며, 상기 받침대(30)의 중앙에는 중심봉(31)이 고정 설치된다. 상기 받침대(30)와 중심봉(31)은 열이송관(20)이 이탈되지 않도록 구성한 것이다.

도 3은 본 발명 중 연결봉(33)과 중심봉(31)에 대한 연결부분 확대 사시도로서, 상기 중심봉(31)의 선단에는 도 3에서와 같이 덮개(32)의 하부에 형성된 연결봉(33)과 연결핀(34)을 통해 조립된다. 상기 덮개(32)는 용탕(10)의 입구를 막아 열기가 용탕(10)의 외부로 빠져나가는 것을 차단하기 위한 것으로서, 용탕(10)의 고온 상태를 장시간 동안 유지하기 위한 구성이다.

상기 덮개(32)의 상부에는 고리(35)가 형성되는바, 상기 고리(35)에 호이스트를 연결하여, 본 발명에 따른 용탕의 잠열을 이용한 스티로폼의 부피 축소 설비를 상부로 들어올린 다음, 용탕(10)의 내부로 삽입하도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 용탕의 잠열을 이용한 스티로폼의 부피 축소 설비의 사용상태 사시도이다. 용탕(10)의 내부에 삽입된 열이송관(20)은 용탕(10)의 잠열이 열전도 되면서 고온의 상태로 변하게 된다.

이때, 도 4에서와 같이 열이송관(20)의 일측에는 송풍기(40)가 설치됨에 따라, 송풍기(40)를 통해 외부의 공기가 고온 상태의 열이송관(20)의 내부로 송풍되고, 송풍되는 공기는 나선 형태의 열이송관(20)을 통과하면서 고온의 열기로 변하게 되며, 고온의 열기는 도 4에서와 같이 열이송관(20)의 타측에 설치된 열기수용통(50)에 공급되면서 열기수용통(50) 안에 채워져 있는 스티로폼(60)의 부피를 축소시키게 되는 것이다. 상기 열이송관(20)은 한정된 용탕(10) 내부에서 많은 열량을 흡수할 수 있도록 나선 형태로 구성하는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명을 이용하게 되면 용탕(10)에 숨어있는 잠열을 그냥 버리지 않고 열에너지로 재활용할 수 있을 뿐 아니라, 이 열에너지를 이용하여 일회용 스티로폼(60)의 부피를 축소시킬 수 있음에 따라, 폐기처분되는 스티로폼(60)의 부피축소에 상응하는 물류비용의 절감은 물론 보관 및 이동과 같은 물류 흐름을 간편하게 개선할 수 있게 된다.

10 : 용탕
20 : 열이송관
30 : 받침대
31 : 중심봉
32 : 덮개
33 : 연결봉
34 : 연결핀
35 : 고리
40 : 송풍기
50 : 열기수용통
60 : 스티로폼

Claims (1)

1. 고온 상태의 용탕(10)의 내부에는 나선 형태로 여러번 감겨 있는 열이송관(20)이 삽입되되, 열이송관(20)의 하부에는 원형의 받침대(30)가 지지되고, 상기 받침대(30)의 중앙에는 중심봉(31)이 고정 설치되며, 상기 중심봉(31)의 선단은 상부에 고리(35)가 형성되어 있는 덮개(32)의 하부에 형성된 연결봉(33)과 연결핀(34)을 통해 조립되고, 상기 나선 형태의 열이송관(20)의 일측에는 송풍기(40)가 설치되며, 상기 열이송관(20)의 타측에는 스티로폼(60)을 넣을 수 있는 열기수용통(50)이 설치되어, 폐기처분 되는 스티로폼(60)의 부피를 축소시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 용탕의 잠열을 이용한 스티로폼의 부피 축소 설비.
   

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