KR101335387B1 - 타이어 가류기의 스팀/ｎ2가스 공급배관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어를 가류시킬 때 이 가류되는 타이어 내부의 응축수 발생으로 인한 상하부 온도편차를 감소시켜 타이어의 가류 품질을 개선시키는 타이어 가류기의 스팀/ Ｎ₂가스 공급배관에 관한 것으로, 그린타이어 내부로 열원 매체인 스팀과 Ｎ₂가스를 스팀 공급배관(1)과 Ｎ₂가스 공급배관(2)을 통하여 공급하는 타이어 가류기의 스팀/Ｎ₂가스 공급배관에 있어서, 상기 스팀 공급배관(1)과 Ｎ₂가스 공급배관(2)을 일체화시키되, 외관인 상기 스팀 공급배관(1)의 내부에 내관인 요철형상을 가진 Ｎ₂가스 공급배관(2)이 내장되고, 스팀 공급배관(1)의 출구 파이프(1b)에서 내부 동심원적으로 Ｎ₂가스 공급배관(2)의 출구 파이프(2b)가 배치되어 스팀과 Ｎ₂가스를 열평형 상태로 유지시키어 그린타이어의 블라더 내부로 공급시키는 구조로 되어 있다.

Description

타이어 가류기의 스팀/Ｎ2가스 공급배관{Steam/Ｎ2 gas supply pipe of tire vulcanizer}

본 발명은 타이어를 가류시킬 때 이 가류되는 타이어 내부의 응축수 발생으로 인한 상하부 온도편차를 감소시켜 타이어의 가류 품질을 개선시키는 타이어 가류기의 스팀/ Ｎ₂가스 공급배관에 관한 것이다.

일반적으로 타이어는 여러 가지 고무 및 약품을 첨가하여 혼합시킨 고무를 압출, 압연공정 등을 통해 반제품화 한 후, 성형공정에서 각종 반제품을 접착하여 완성된 모양의 그린타이어를 형성하고, 일련의 열과 압력을 가하여 배합된 고무를 화학적으로 결합시키는 타이어 가류공정은 성형공정에서 완성된 그린타이어를 타이어 가류몰드에 넣어 내, 외측에서 열과 압력증기를 가하도록 되어 있는바, 이러한 그린타이어의 가류 목적은 고무로된 유연한 그린타이어를 열과 압력을 가해 유황과 다른 화학약품이 고무와 반응을 일으키게 하고, 이와 같은 화학반응에 의해 고무분자는 안정된 화학물이 되면서 탄성을 얻게 되고 가류몰드에 의해 타이어의 독특한 트레드 디자인이 얻어지게 된다.

종래 그린타이어 가류시 열과 압력매체로 이용되는 스팀/ Ｎ₂가스의 경우 내부 열원으로 스팀이 13 ~ 19kgf/㎠의 압력으로 공급된 후 압력원으로 20 ~ 27kgf/㎠의 Ｎ₂가스가 공급된다. 이때, 열원인 스팀과 상온의 Ｎ₂가스가 섞이게 되면서 응축수가 발생하게 되고, 이를 배출해 주기 위해 퍼지스템(Purge Step)을 채용하고, 다시 Ｎ₂가스를 공급(20 ~ 27kgf/㎠) 스텝 채용 후 다시 20 ~ 27㎠의 Ｎ₂가스를 공급 후 가류 종료시까지 유지하게 된다.

상기와 같은 종래 타이어 가류방식으로 타이어를 생산하게 되면 스팀은 고온이고 Ｎ₂가스는 상온이기 때문에 블라더(Bladder; 그린타이어 내부에 삽입되는 에어백 구조임) 내부에서 층 분리 현상이 발생한다. 이때 스팀온도가 저하되면서 응축수가 발생하고 블라더 하부에 고이게 되어 상하 온도차(7 ~ 8℃)를 발생시키고, 상부의 스팀은 단열 압축(15 ~ 25kgf/㎠)되면서 약 225℃까지 상승한다.

이러한 온도 편차로 인하여 타이어 상측, 하측 위치에 따라 물성차이가 발생하게 되는데, 이는 타이어의 가류 품질의 저하를 초래하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그린타이어 가류시 이 그린타이어 내부에 삽입된 블라더 내부로 유입되는 열원 매체인 스팀과 Ｎ₂가스의 온도차이를 감소시키어 가류되는 그린타이어의 상하부 물성 차이를 감소시키어 가류 품질을 향상시키는 타이어 가류기의 스팀/Ｎ₂가스 공급배관을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 그린타이어 내부로 열원 매체인 스팀과 Ｎ₂가스를 공급하기 위한 타이어 가류기의 스팀/Ｎ₂가스 공급배관에 있어서, 상기 스팀 공급배관과 Ｎ₂가스 공급배관의 내부에 요철형상으로 Ｎ₂가스 공급배관이 내장되고, 스팀 공급배관의 출구 파이프에서 내부 동심원적으로 Ｎ₂가스 공급배관의 출구 파이프가 배치되어 이루어진 구조로 되어 있다.

이러한 본 발명에 따른 타이어 가류기의 스팀/Ｎ₂가스 공급배관은 타이어 가류시 그린타이어 내부에 삽입된 블라더에 공급되는 스팀과 Ｎ₂가스의 온도차이를 감소시키어 가류되는 그린타이어의 상하부 온도편차의 감소를 유도하여 가류 품질을 향상시키는 효과를 지니게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어 가류기에 적용된 스팀/Ｎ₂가스 공급배관의 단면도,
도 2는 도 1의 "가"방향 정면도,
도 3 (A)와 (B)는 종래 타이어 가류기에 스팀/Ｎ₂가스를 공급하여 블래더(Bladder) 내부의 상하부 온도 차를 보여주는 그래프와 본 발명이 적용된 블래더 내부의 상하부 온도 차를 보여주는 그래프이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어 가류기의 내부 몰드에 넣어진 그린타이어 내부로 열원 매체인 스팀과 Ｎ₂가스를 공급하는 배관을 보여주는 단면도이며, 도 2는 도 1의 "가"방향 정면도를 보여주고 있다.

본 발명은 그린타이어 내부로 열원 매체인 스팀과 Ｎ₂가스를 스팀 공급배관(1)과 Ｎ₂가스 공급배관(2)을 통하여 공급하는 타이어 가류기의 스팀/Ｎ₂가스 공급배관에 있어서, 상기 스팀 공급배관(1)과 Ｎ₂가스 공급배관(2)을 일체화시키되, 외관인 상기 스팀 공급배관(1)의 내부에 내관인 요철형상을 가진 Ｎ₂가스 공급배관(2)이 내장되고, 스팀 공급배관(1)의 출구 파이프(1b)에서 내부 동심원적으로 Ｎ₂가스 공급배관(2)의 출구 파이프(2b)가 배치되어 스팀과 Ｎ₂가스를 열평형 상태로 유지시키어 그린타이어의 블라더 내부로 공급시키는 구조로 되어 있다.

여기서 상기 Ｎ₂가스 공급배관(2)은 열전도율이 다른 소재에 비해 월등한 그래핀(Graphene) 소재로 되어 있는데, 이 그래핀 소재는 공지된 바와 같이 열전도율이 4800 ~ 5000(W/mk)로 구리에 비해서 100배 이상 열전달이 잘되는 특징을 가진 소재이다.

또한, 본 발명에 적용된 상기 Ｎ₂가스 공급배관(2)는 스팀 공급배관(1)의 내부에서 열접촉이 많이 이루어지도록 지그재그, 또는 스크류 형태로 배치될 수도 있다.

이러한 배관 구조를 갖는 본 발명은 스팀 공급배관(1)의 도입 파이프(1a)와 Ｎ₂가스 공급배관(2)의 도입 파이프(2a)로 공급되는 스팀과 Ｎ₂가스의 온도를 빠른 시간 내에 열평행에 이르게 하는 구조로 되어 있는바, 이에 따라 내부관인 Ｎ₂가스 공급배관(2)으로 공급되는 저온의 Ｎ₂가스가 그래핀 소재의 요철형 관로를 흐르는 동안 외부관인 스팀 공급배관(1)으로 공급되는 고온의 스팀가스와 열교환이 이루어지게 되어, 결국에는 열평형 상태를 도달한 상태인 동일한 온도 상태에서 스팀 공급배관(1)의 출구 파이프(1b)와 Ｎ₂가스 공급배관(2)의 출구 파이프(2b)를 거쳐 그린타이어의 내부에 삽입된 블라더 내부로 공급되기 때문에, 결과적으로 내부 응축수 생성을 방지하게 된다.

따라서 그린타이어 가류시 공급되는 열원 매체들인 스팀과 Ｎ₂가스의 온도 차이에 의해서 야기되는 그린타이어의 상하부 온도편차를 방지할 수 있기에 타이어의 가류 품질 개선이 이루어진다.

한편, 도 2 (A)는 종래 가류시 시스템에서 공급되는 스팀과 Ｎ₂가스에 의한 그린타이어의 상하부 온도차이를 보여주는 그래프이며, 도 3 (B)는 본 발명을 통해 공급되는 스팀과 Ｎ₂가스에 의한 그린타이어의 상하부 온도차이를 보여주는 그래프이다.

이들 그래프에서 알 수 있듯이 본 발명이 종래 가류 시스템에 의한 방식보다 타이어 가류시 그린타이어의 내부 상하부 온도편차(Δ9.4℃)보다 훨씬 낮은 온도편차(Δ4℃)를 보여주고 있음을 알 수 있기에 타이어의 가류 품질 향상에 도움을 주게 된다.

1 : 스팀 공급배관,
1a : 스팀 공급배관의 도입 파이프,
1b : 스팀 공급배관의 출구 파이프,
2 : Ｎ₂가스 공급배관,
2a : Ｎ₂가스 공급배관의 도입 파이프,
2b : Ｎ₂가스 공급배관의 출구 파이프.

Claims (3)

1. 그린타이어 내부로 열원 매체인 스팀과 Ｎ₂가스를 스팀 공급배관(1)과 Ｎ₂가스 공급배관(2)을 통하여 공급하기 위해 상기 스팀 공급배관(1)과 Ｎ₂가스 공급배관(2)을 일체화시키되, 외관인 상기 스팀 공급배관(1)의 내부에 내관인 요철형상을 가진 Ｎ₂가스 공급배관(2)이 내장되고, 스팀 공급배관(1)의 출구 파이프(1b)에서 내부 동심원적으로 Ｎ₂가스 공급배관(2)의 출구 파이프(2b)가 배치되어 스팀과 Ｎ₂가스를 열평형 상태로 유지시키어 그린타이어의 블라더 내부로 공급시키도록 이루어진 타이어 가류기의 스팀/Ｎ₂가스 공급배관에 있어서,
   상기 Ｎ₂가스 공급배관(2)은 스팀 공급배관(1)의 내부에서 열접촉이 많이 이루어지는 지그재그, 또는 스크류 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 타이어 가류기의 스팀/ Ｎ₂가스 공급배관.
   
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