KR101132440B1 - 고주파 유도가열방식을 이용한 실린더의 히팅장치 및 이의 제작방법 - Google Patents

고주파 유도가열방식을 이용한 실린더의 히팅장치 및 이의 제작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고주파 유도가열방식을 이용한 히팅장치를 구현함으로써, 종래 히팅장치에 비하여 저 전력으로 고 효율의 히팅작업을 수행함은 물론, 상기 히팅장치를 실린더에 매우 정밀하게 제작 및 장착함으로써 정밀한 온도제어가 가능하도록 한 고주파 유도가열방식을 이용한 실린더의 히팅장치 및 이의 제작방법에 관한 것으로, 사출 또는 압출기의 실린더에 외주면에 적어도 하나 이상 장착되는 것으로, 상기 실린더의 외주면에 장착된 절연시트와, 상기 절연시트 상에 권취되는 유도코일 케이블을 포함하고, 상기 유도코일 케이블의 양단은 커넥터부를 통해 유도가열 구동부에 연결되며, 상기 유도가열 구동부 각각은 제어부에 연결되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

고주파 유도가열방식을 이용한 실린더의 히팅장치 및 이의 제작방법{HEATING APPARATUS FOR CYLINDER USING HIGH FREQUENCY INDUCTION HEATING AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}
본 발명은 사출기 또는 압출기의 실린더에 장착되는 히팅장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고주파 유도가열방식을 이용한 히팅장치를 구현함으로써, 종래 히팅장치에 비하여 저 전력으로 고 효율의 히팅작업을 수행함은 물론, 상기 히팅장치를 실린더에 매우 정밀하게 제작 및 장착함으로써 정밀한 온도제어가 가능하도록 한 고주파 유도가열방식을 이용한 실린더의 히팅장치 및 이의 제작방법에 관한 것이다.
주지한 바와 같은 사출기나 압출기의 주요 구성이 도 1에 도시되어 있다.
통상 사출기는, 원통형의 실린더(10)가 구비되고, 상기 실린더(10)의 전면에는 실린더헤드(11)와 노즐(12)이 구비된다.
또한 상기 실린더(10) 내부에는 왕복 운동하는 스크류(20)가 장착된다.
상기 스크류(20)는 스크류축(21)과 나사산부(22)로 구성되며, 상기 스크류축(21)의 전면에는 실링(23) 및 체크링(24)을 통해 스크류헤드(25)가 장착된다.
또한 상기 스크류축(22)의 타단은 유압실린더(30)에 의해 구동되는 회전모터(31)에 연결된다.
또한 상기 실린더(10)에는 플라스틱 재료가 투입되는 호퍼(50)가 설치되며, 상기 실린더(10)의 외주면에는 상기 호퍼(50)를 통해 실린더 내부에 투입된 플라스틱 재료를 용융시키기 위한 히터(40)가 복수개 장착된다.
또한, 상기 실린더 노즐(12)은 소정의 금형장치(60)와 연결되는 구조를 가진다.
이와 같이 구성되는 사출기의 동작을 살펴본다.
먼저, 플라스틱 재료를 호퍼(50)를 통해 실린더(10)로 투입하면, 투입된 재료는 히터(40)에 의해 가열되고, 스크류(20)의 회전으로 혼합 및 용융되면서 실린더 노즐(12)을 통해 금형장치(60)로 사출된다.
상기 금형장치(60)로 주입된 용융물은 금형으로부터 이형되기 위해 온도가 조절되는 금형내에서 냉각되고, 동시에 상기 스크류(20)는 후퇴하여 새로운 사출 성형 사이클이 시작되며, 냉각된 성형물은 이형된다.
이러한 사출 성형과정에 있어서, 상기 히터(40)는 매우 중요한 구성요소로, 실린더 내부에 투입된 재료를 녹여주는 역할을 수행하기 된다.
그런데, 종래에는 대부분의 히터(40)가 열선방식을 이용하여 실린더(10) 관을 가열하는 방식이다.
따라서 매우 큰 전력소모가 불가피했고, 이는 생산단가를 상승시키는 비효율을 초래하고 있었던 것이다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 히팅장치를 고주파 유도가열방식을 이용한 히팅장치를 구현함으로써, 종래 히팅장치에 비하여 저 전력으로 고 효율의 히팅작업을 수행함은 물론, 상기 히팅장치를 실린더에 매우 정밀하게 제작 및 장착함으로써 정밀한 온도제어가 가능하도록 한 고주파 유도가열방식을 이용한 실린더의 히팅장치 및 이의 제작방법을 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 사출 또는 압출기의 실린더에 외주면에 적어도 하나 이상 장착되는 것으로, 상기 실린더의 외주면에 장착된 절연시트와, 상기 절연시트 상에 권취되는 유도코일 케이블을 포함하고, 상기 유도코일 케이블의 양단은 커넥터부를 통해 유도가열 구동부에 연결되며, 상기 유도가열 구동부 각각은 제어부에 연결되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 사출 또는 압출기의 실린더에 외주면에 장착된 절연시트; 상기 절연시트 상에 권취되는 유도코일 케이블; 상기 유도코일 케이블의 양단 접속구와 연결되는 커넥터부; 상기 커넥터부 및 연결 케이블들을 매립하는 케이블 매립관; 및 상기 절연시트, 유도코일 케이블 및 케이블 매립관을 포함하는 실린더를 커버하도록 장착되는 방열관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 상기 케이블 매립관은 ㄷ형태로 양측면에는 다수개의 관통공이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 상기 방열관은 다수개의 통공이 형성된 ??형태의 관으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 상기 방열관은 알루미늄, 세라믹, 스테인레스 중 하나의 재질로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 사출 또는 압출기의 실린더에 외주면에 설치되는 히팅장치의 제작방법에 있어서, 절연시트를 실린더에 외주면에 일정 면적 및 두께로 권취하고, 절연시트의 시작단과 끝단이 일치하도록 절단하여 주는 제1공정; 권취된 상기 절연시트를 제1고정밴드를 이용하여 실린더에 고정시켜주는 제2공정; 유도코일이 내장된 유도코일 케이블을 상기 절연시트 표면에 권취하고 결착구를 이용하여 고정하는 제3공정; 상기 유도코일 케이블의 양단 접속구를 커넥터부에 연결하고 이를 양단에 다수개의 관통공이 형성된 케이블 매입관 내부에 장착하고 제2고정타이로 고정하는 제4공정; 상기 케이블 매립관을 제2고정밴드로 실린더에 고정하는 제5공정; 및 상기 절연시트, 유도코일 케이블 및 케이블 매립관이 포함된 실린더를 감싸도록 다수개의 통공이 형성된 방열관을 설치하는 제6공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은 실린더에 장착되는 히팅장치를 고주파 유도가열방식을 이용한 히팅장치로 제작함으로써, 저전력으로 구동이 가능하여 전력소비를 크게 절감할 수 있는 장점을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 히팅장치를 실린더에 매우 정밀하게 제작 및 장착함으로써 정밀한 온도제어가 가능하도록 한 장점을 제공한다.
도 1은 일반적인 사출기의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 유도가열방식을 이용한 실린더의 히팅장치의 구성도,
도 3은 상기 도 2의 주요부분의 단면도,
도 4a 내지 4k는 본 발명에 따른 고주파 유도가열방식을 이용한 실린더의 히팅장치의 제작방법을 나타내는 구성 도면,
도 5는 본 발명에 따른 고주파 유도가열방식을 이용한 실린더의 히팅장치 제작방법의 공정도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 유도가열방식을 이용한 실린더의 히팅장치의 구성도, 도 3은 본 발명 히팅장치 주요부분의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명 고주파 유도가열방식을 이용한 실린더의 히팅장치(100)는,
실린더(10)에 외주면에 적어도 하나 이상 장착되는 것으로, 상기 실린더(10)의 외주면에 장착된 절연시트(110)와, 상기 절연시트(110) 상에 권취되는 유도코일 케이블(120)을 포함한다.
또한 상기 유도코일 케이블(120)의 양단은 커넥터부(130)를 통해 유도가열 구동부(170)에 연결되며, 상기 유도가열 구동부(170) 각각은 제어부(180)에 연결되도록 구성된다.
따라서 이와 같이 실린더(10)에 장착된 히팅장치(100)의 발열원리를 살펴보면, 상기 제어부(180)가 유도가열구동부(170)로 히팅명령을 출력하여, 유도가열구동부(170)가 상기 유도코일 케이블(110)로 소정의 주파수(예: 30KHz)를 가진 전압을 인가하면, 상기 유도코일 케이블(110)에는 유도 기전력이 발생된다.
상기 유도코일 케이블(110)에 발생된 기전력은 도 3에서와 같이 절연시트(120)의 내측에 있는 실린더(10)를 2차 여기시킴으로서 상기 실린더(10) 주위의 온도는 급격하게 상승하게 된다.
이와 같은 방식으로 실린더(10)는 가열되는 것이다.
따라서 본 발명 히팅장치(10)는 유도코일에 고주파를 발진시켜 유도가열을 수행함으로, 종래의 열선방식 히팅장치에 비하여, 그 전력소모가 현저하게 감소하는 이점을 제공하게 된다.
또한 본 발명 고주파 유도가열방식을 이용한 실린더의 히팅장치는 도 5h 내지 도 5k에 도시된 바와 같이, 실린더(10)에 외주면에 장착된 절연시트(110)와, 상기 절연시트(110) 상에 권취되는 유도코일 케이블(120)과, 상기 유도코일 케이블(120)의 양단 접속구(121,122)와 연결되는 커넥터부(130)와, 상기 커넥터부(130) 및 연결 케이블들을 매립하는 케이블 매립관(140)과, 상기 절연시트(110), 유도코일 케이블(120) 및 케이블 매립관(140)을 포함하는 실린더(10)를 커버하도록 장착되는 방열관(160)을 포함한다.
여기서, 상기 커넥터부(130)는 각각의 유도코일 케이블(120)을 외부로 인출하기 위하여 연결되는 장치이고, 상기 케이블 매립관(140)은 상기 커넥터부(130)와 이에 연결되는 케이블들을 보호하고 동시에 안전성을 부여하기 위한 장치이며, 상기 방열관(160)은 상기 유도가열 케이블(120)을 보호하고, 실린더(10)에서 발산되는 열기를 외부로 방열시켜주는 기능을 수행하는 장치이다.
도 4는 본 발명에 따른 고주파 유도가열방식을 이용한 실린더의 히팅장치 제작방법의 공정도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명 고주파 유도가열방식을 이용한 실린더 히팅장치의 제작방법은,
절연시트(110)를 실린더(10)에 외주면에 일정 면적 및 두께로 권취하고, 절연시트(110)의 시작단과 끝단이 일치하도록 절단하는 제1공정(S10)과, 제1고정밴드로 절연시트(110)를 실린더(10)에 고정시켜주는 제2공정(S20)과, 유도코일 케이블(120)을 상기 절연시트(110) 상에 권취하고 결착구를 이용하여 고정하는 제3공정(S30)과, 상기 유도코일 케이블(120)의 양단을 커넥터부(130)에 연결하고 이를 케이블 매입관(140) 내부에 장착하는 제4공정(S40)과, 상기 케이블 매립관(140)을 제2고정밴드로 실린더(10)에 고정하는 제5공정(S50)과, 상기 유도코일 케이블(120) 및 케이블 매립관(140)이 포함된 실린더(10)를 감싸도록 방열관(160)을 설치하는 제6공정(S60)을 포함한다.
이와 같이 구성되는 본 발명 고주파 유도가열방식을 이용한 실린더 히팅장치의 제작방법을 도 5a 내지 5k를 참조하여 보다 상세히 설명한다.
<제1공정>
먼저, 도 5a와 같이 롤형태의 절연시트(110)를 실린더(10)의 외주면에 일정간격으로 권취한다.
여기서 상기 절연시트(110)의 두께는 6mm로 상기 실린더(10)에 4회 감아 권취 두께가 24mm가 되도록 하여준다.
이때 도 5b에서와 같이 절연시트(110)의 시작단(111)과 끝단(112)이 서로 일치하도록 절연시트(110)를 정확하게 절단하여 권취 두께가 일정하게 유지될 수 있도록 하여준다.
<제2공정>
이와 같이 절연시트(110)의 권취가 완료되면 도 5c와 같이 권취된 절연시트(110)의 양단에 벨크로 테이프와 같은 제1고정밴드(113,114)를 체결하여 상기 절연시트(110)를 실린더(10)에 단단히 고정시켜 주고, 상기 제1고정밴드(113,114)의 각 접착부위에는 제1고정밴드가 분리되지 않도록 결착구(115,116)를 각각 체결하여 준다.
이때 상기 결착구(115,116)는 도 5d에서와 같이 각 제1고정밴드(115,116)에 체결되는 간격(a)이 일정하도록 대향되게 설치한다. 일례로 상기 간격(a)은 150mm가 바람직한다. 이는 추후에 설치될 케이블 매립관을 설치하기 위한 공간을 확보하기 위함이다.
<제3공정>
이와 같이 절연시트(110)의 설치가 완료되면, 도 5e 및 5f와 같이 유도코일 케이블(120)을 상기 절연시트(110)의 표면에 권취하게 된다.
상기 유도코일 케이블(120)은 유도코일을 내장한 케이블로 양단에는 접속구(121,122)가 형성된다.
또한 상기 유도코일 케이블(120)의 권취방법은 케이블의 일단을 일측 결착구(115)에 고정타이(117)를 통해 고정한 후, 유도코일 케이블(120)을 절연시트(110) 상에 권취하고 타단을 타측 결착구(116)에 제1고정타이(118)를 통해 고정시켜 주는 것으로 유도코일 케이블(120)의 권취를 완료한다.
<제4공정>
이와 같이 유도코일 케이블(120)의 권취가 완료되면, 도 5g 및 5h와 같이 상기 유도코일 케이블(120)의 일단 접속구(121)를 ㄷ형태의 케이블 매립관(140)의 양측면에 형성된 다수개의 관통공(141) 중 외각에 있는 관통공을 통해 케이블 매립관(140)의 내측으로 관통시켜 케이블을 인출하고, 상기 유도코일 케이블(120)의 타단 접속구(122)는 상기 케이블 매립관(140)의 타측 외각에 있는 관통공을 통해 내측으로 관통시켜 케이블을 인출한 후, 상기 각 접속구(121,122)를 제1커넥터(131)에 삽입하고, 상기 제1커넥터(131)를 단일케이블(133)이 연결된 제2커넥터(132)에 연결한다.
그리고 상기 제1커넥터(131), 제2커넥터(132)로 이루어진 커넥터부(130)와 케이블들을 상기 케이블 매립관(140)의 내측에 위치하도록 한 후, 도 5i에서와 같이 상기 케이블 매립관(140)의 양단에 제2고정타이(142,143)를 이용하여 상기 커넥터부(130) 및 케이블이 케이블 매립관(140) 밖으로 유출되지 않도록 고정시켜준다.
<제5공정>
그리고 난 후, 상기 케이블 매립관(140)을 유도코일 케이블(120)의 권취 부위에 밀착시킨 후, 복수개의 제2고정밴드(151,152,153)를 통해 실린더(10)와 함께 고정시켜 준다.
<제6공정>
이와 같이 절연시트(110), 유도코일 케이블(120), 커넥터부(130) 및 케이블 매립관(140)의 설치가 완료되면, 도 5j 및 5k와 같이 실린더(10)를 감싸도록 다수개의 통공(161)이 형성된 ∩형태의 방열관(160)을 설치하여 준다.
상기 방열관(160)은 알루미늄, 세라믹, 스테인레스와 같은 재질로 구성되며, 상기 케이블 매립관(160) 상에 나사 체결로 고정된다.
상기 방열관(160)은 유도가열 케이블(120)을 보호하고, 실린더(10)에서 발산되는 열기를 방열시켜주는 기능을 수행한다.
10: 실린더 110: 절연시트
113,114: 제1고정밴드 115,116: 결착구
117,118: 제1고정타이 120: 유도코일 케이블
121,122: 접속구 131: 제1커넥터
132: 제2커넥터 130: 커넥터부
133: 단일케이블 140: 케이블 매립관
141: 관통공 142,143: 제2고정타이
151,152,153: 제2고정밴드 160: 방열관
161: 통공 170: 유도가열구동부
180: 제어부

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 사출 또는 압출기의 실린더에 외주면에 장착된 절연시트;
    상기 절연시트 상에 권취되는 유도코일 케이블;
    상기 유도코일 케이블의 양단 접속구와 연결되는 커넥터부;
    상기 커넥터부 및 연결 케이블들을 매립하는 케이블 매립관; 및
    상기 절연시트, 유도코일 케이블 및 케이블 매립관을 포함하는 실린더를 커버하도록 장착되는 방열관을 포함하고,
    상기 케이블 매립관은 ㄷ형태로 양측면에는 다수개의 관통공이 형성되며,
    상기 방열관은 다수개의 통공이 형성된 ∩형태의 관으로 구성된 것을 특징으로 하는 고주파 유도가열방식을 이용한 실린더의 히팅장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 방열관은 알루미늄, 세라믹, 스테인레스 중 하나의 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 고주파 유도가열방식을 이용한 실린더의 히팅장치.
  6. 사출 또는 압출기의 실린더에 외주면에 설치되는 히팅장치의 제작방법에 있어서,
    절연시트를 실린더에 외주면에 일정 면적 및 두께로 권취하고, 절연시트의 시작단과 끝단이 일치하도록 절단하여 주는 제1공정;
    권취된 상기 절연시트를 제1고정밴드를 이용하여 실린더에 고정시켜주는 제2공정;
    유도코일이 내장된 유도코일 케이블을 상기 절연시트 표면에 권취하고 결착구를 이용하여 고정하는 제3공정;
    상기 유도코일 케이블의 양단 접속구를 커넥터부에 연결하고 이를 양단에 다수개의 관통공이 형성된 케이블 매입관 내부에 장착하고 제2고정타이로 고정하는 제4공정;
    상기 케이블 매립관을 제2고정밴드로 실린더에 고정하는 제5공정; 및
    상기 절연시트, 유도코일 케이블 및 케이블 매립관이 포함된 실린더를 감싸도록 다수개의 통공이 형성된 방열관을 설치하는 제6공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 유도가열방식을 이용한 실린더의 히팅장치의 제작방법.
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