KR101484585B1 - 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐합성수지를 이용한 도관성형기의 용융압출기에 관한 것으로서 보다 상세히는, 상기 용융압출기의 열압출관 내부에 용융된 폐합성수지를 이송하기 위하여 설치되는 한 쌍의 압출스크류에 융점이 낮은 폐합성수지가 잔류하여 산화되는 것을 방지하기 위한 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치는 폐합성수지를 공급받아 용융시키는 용융압출기의 내부에 설치되어 폐합성수지 용융액을 금형의 내부로 압출시키는 용융액 주입기측으로 이송시키도록 회전하며 내부에 공간부(110)를 구비한 압출스크류(100); 상기 압출스크류의 공간부로 전단이 삽입되어 상기 공간부로 냉각수를 공급하면서 상기 압출스크류와 함께 동축으로 회전하는 냉각수유입관(120); 상기 압출스크류와 냉각수유입관 사이에 위치되어 냉각수유입관을 빠져나온 냉각수를 압출스크류의 후방회전축(101)까지 이동시키는 나선유로(130); 상기 나선유로와 연통되도록 상기 압출스크류의 후방회전축에 형성된 제1내부유로(140); 및 상기 냉각수유입관의 후단에 공회전 가능하게 결합되어 상기 제1내부유로를 통과한 냉각수를 외부로 배출시키는 냉각수배출관(150)을 포함하여 구성된다.

Description

폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치{Apparatus for cooling inner-screw of melt extruder for conduit tube molding machine using scrapped plastic}

본 발명은 폐합성수지를 이용한 도관성형기의 용융압출기에 관한 것으로서 보다 상세히는, 상기 용융압출기의 열압출관 내부에 용융된 폐합성수지를 이송하기 위하여 설치되는 한 쌍의 압출스크류에 융점이 낮은 폐합성수지가 잔류하여 산화되는 것을 방지하기 위한 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업현장에서 버려지는 폐합성수지들은 매립되거나 소각처리되는 되어 주변환경을 오염시키는 원인이 되고 있다. 폐합성수지를 매립할 경우에는 토양 중에서 썩거나 분해되지 않아 토양을 황폐화시키고, 이를 소각할 경우에는 각종 유해가스를 방출하게 되어 심각한 대기오염을 유발하는 원인이 된다. 특히, 최근에는 폐합성수지를 소각하면서 다이옥신이라는 치명적인 독소가 배출되는 것으로 알려짐에 따라 그 대처방안이 시급한 실정이다.

이러한 폐합성수지의 적극적인 재활용 처리방안에 하나로서 폐합성수지를 이용한 도관 성형장치가 알려져 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기한 폐합성수지를 이용한 도관 성형장치는 산업현장에서 버려지는 폐합성수지를 잘게 분쇄하여 칩형태로 만든 후, 이를 용융시킨 후 압출하여 프레스 성형을 통해 도관을 제조하는 장치로서, 도관을 성형하기 위한 금형(1)과, 잘게 분쇄된 폐합성수지를 공급받아 용융하여 내부에 설치된 압출스크류(2a)를 통해 이송 압출하는 용융압출기(2)와, 상기 용융압출기(2)로부터 이송된 폐합성수지 용융액을 금형(1) 내부로 압출시키는 용융액 주입기(3)와, 금형(1) 내부로 주입된 폐합성수지 용융액이 고형화되어 성형된 도관을 취출하는 취출기(4)와, 취출된 도관을 운반하는 컨베어(5)로 구성된다.

이러한 종래의 폐합성수지를 이용한 도관 성형장치는 산업현장에서 쓸모없이 버려져 환경오염을 유발하는 폐합성수지를 원자재로 이용하고 있으므로 환경오염방지는 물론 원자재 구입에 따른 생산비를 대폭 절감할 수 있으며, 대형자재의 성형이 용이하고 전체 생산공정이 자동화되어 생산성을 대폭 향상시킨다.

그러나, 종래의 도관 성형장치의 용융압출기(2)는 다종의 폐합성수지들을 용융시켜야 하는 관계로 폐합성수지들 중 용융온도가 가장 높은 합성수지의 용융온도를 기준으로 가열될 수밖에 없어 용융온도가 낮은 폐합성수지가 용융압출기에 장시간 체류하게 될 경우, 용융압출기(2)를 빠져나오기 전에 산화되어 산화불순물을 형성하는 문제가 발생된다.

이러한 산화불순물들은 주로 용융압출기의 열압출관 내에서 용융된 폐합성수지를 용융액 주입수단으로 이송시키는 압출스크류(2a)에 잔류하다가 산화되는 경우가 대부분이며, 폐합성수지 용융액과 함께 금형(1)으로 주입되어 도관의 품질을 저하시키는 주요 원인으로 작용한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 국내등록특허공보 제10-067099호를 통해 알려진 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치가 알려져 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치는 폐합성수지 용융액을 용융액 주입기측으로 이송시키도록 회전하는 압출스크류(10)의 내부에 형성된 소정의 공간부(11)와, 상기 공간부(11)와 통하도록 압출스크류(10)의 회전축 일측단 중심에 형성된 내부유로(12)와, 상기 내부유로(12)를 통해 압출스크류(10)의 공간부(11)로 전단이 삽입되어 상기 공간부(11)로 냉각수를 공급하는 냉각수이동관(13)과, 상기 냉각수이동관(13)의 후단으로부터 끼워져 상기 내부유로(12)와 연통되게 체결됨으로써 압출스크류(10)와 함께 동축으로 회전하는 회전관(14)과, 상기 냉각수이동관(13)의 후단으로부터 끼워지며 압출스크류(10)의 내부를 순환한 다음 회전관(14)을 경유하는 냉각수를 외부로 배출시키도록 상기 회전관(14)과 결합되는 냉각수배출관(15)으로 구성된다.

이에 따라, 용융압출기가 히터에 의해 폐합성수지 조각들 중 용융점이 가장 낮은 폐합성수지의 용융온도 이상으로 가열되면 냉각수공급관(16)을 통해 냉각수가 냉각수이동관(13)으로 공급된다. 그리고 냉각수이동관(13)으로 공급된 냉각수는 냉각수이동관(13)을 따라 압출스크류(10)의 공간부(11)로 유입되어 압출스크류(10)의 공간부(11)를 순환하면서 압출스크류(10)와 열교환되어 압출스크류(10)의 표면 온도를 떨어뜨린 후에 공간부(11)로 유입되는 냉각수의 유입압에 의해 압출스크류(10)의 내부유로(12)를 통해 압출스크류(10)를 빠져나와 회전관(14)을 차례로 경유하여 냉각수배출관(15) 내로 진입된 다음 냉각수배출관(15)의 배출구를 통해 외부로 배출된다.

그 결과 종래의 상기 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치는 상기와 같은 냉각수의 순환에 의하여 압출스크류(10)의 표면온도가 용융압출기 내로 투입되는 폐합성수지 조각들 중, 용융점이 가장 낮은 폐합성수지의 용융온도 이상으로 상승되지 않게 되므로 압출스크류(10)의 표면에 용융온도가 낮은 폐합성수지가 압출스크류(10)의 표면에 달라붙어 잔류함으로써 발생되는 산화불순물들의 형성이 방지되어 도관의 품질이 향상되는 효과를 기대할 수 있었다.

그러나, 종래의 상기 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치는 냉각수이동관(13)을 빠져나온 냉각수가 공간부(11)를 경유하여 압출스크류(10)의 내부유로(12)로 진입되는 과정에서 원활하게 순환되지 못하므로 공간부(11) 내에서 열교환된 냉각수와 서로 혼합되면서 냉각효율이 크게 떨어지는 문제가 있었다.

즉, 압출스크류(10)는 회전하고 있지만 냉각수이동관(13)은 회전하지 않고 있고 내부유로(12)의 형성위치가 냉각수이동관(13)에 인접하여 있기 때문에 압출스크류(10)의 내주면에 인접한 지역과 냉각수이동관(13)의 외주면에 인접한 지역에서의 냉각수는 그 흐름방향 및 흐름속도에서 큰 차이가 발생하게 되며, 그 결과 공간부(11) 내에 와류를 발생되어 냉각수가 원활하게 순환되지 못하면서 냉각효율이 크게 떨어지게 되는 것이다.

뿐만 아니라, 선행 냉각수와 후행 냉각수가 공간부(11) 내에서 뒤섞이기 때문에 원하는 온도로 압출스크류(10)의 온도를 제어할 수 없게 되는 문제도 발생된다.

또한, 종래의 상기 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치는 공간부(11)가 다량의 냉각수로 모두 채워져야 하므로 압출스크류(10)의 중량이 크게 상승하게 되며, 그 결과 압출스크류(10)의 회전축에 큰 하중이 인가되면서 압출스크류(10)의 내구성이 크게 저하되는 문제가 발생되었다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 냉각수가 일정한 방향으로 원활하게 순환하여 열교환 효율이 크게 향상되고 압출스크류의 온도제어가 용이하면서 최소량의 냉각수를 사용하여 압출스크류에 무리를 가하지 않는 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치는 폐합성수지를 공급받아 용융시키는 용융압출기의 내부에 설치되어 폐합성수지 용융액을 금형의 내부로 압출시키는 용융액 주입기측으로 이송시키도록 회전하며 내부에 공간부를 구비한 압출스크류와, 상기 압출스크류의 공간부로 전단이 삽입되어 상기 공간부로 냉각수를 공급하면서 상기 압출스크류와 함께 동축으로 회전하는 냉각수유입관과, 상기 압출스크류와 냉각수유입관 사이에 위치되어 냉각수유입관을 빠져나온 냉각수를 압출스크류의 후방회전축까지 이동시키는 나선유로와, 상기 나선유로와 연통되도록 상기 압출스크류의 후방회전축에 형성된 제1내부유로와, 상기 냉각수유입관의 후단에 공회전 가능하게 결합되어 상기 제1내부유로를 통과한 냉각수를 외부로 배출시키는 냉각수배출관을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각수유입관의 후단에는 냉각수유입관이 압출스크류을 따라 동축회전하도록 상기 압출스크류의 후방회전축에 고정되며 제1내부유로와 냉각수배출관을 연통시키는 제2내부유로가 형성된 커플러가 끼움결합될 수 있다.

한편, 상기 나선유로는 압출스크류의 내주면에 밀착되게 냉각수유입관의 외주면을 따라 돌출된 나선익으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 나선유로는 압출스크류의 내주면을 따라 형성된 나선홈과 상기 압출스크류의 내주면에 밀착되는 냉각수유입관의 외주면으로 이루어지 수도 있다.

아울러, 상기 냉각수배출관의 후단에는 상기 냉각수유입관의 후단이 공회전 가능하게 끼워지는 결합공이 형성되고, 상기 결합공에는 상기 냉각수유입관의 후단과 연통되도록 상기 냉각수 배출관에 냉각수공급관이 연결되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 냉각수유입관은 밀폐된 전단과 후단을 가지며 압출스크류의 공간부에 위치하는 외관과 상기 외관의 전단과 후단을 차례로 관통하면서 외관의 내부에 위치하는 내관으로 구성되며, 상기 내관은 압출스크류의 공간부로 공급되는 냉각수가 이동하며 후단이 제1내부유로를 통과하여 냉각수배출관과 공회전 가능하게 결합되고, 상기 외관의 내부에는 상기 내관을 외관과 동축상에 위치하도록 지지시켜 주는 지지부재가 고정될 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 압출스크류의 회전축과 냉각수이동관이 동일방향으로 함께 회전하도록 구성되고 상기 압출스크류와 냉각수유입관 사이에는 독립된 단일의 나선유로가 설치되어 있기 때문에, 냉각수의 흐름방향과 속도는 항상 일정하게 유지된다. 따라서, 냉각수가 압출스크류의 내부를 순환하는 과정에서 선행 냉각수와 후행 냉각수가 뒤섞이지 않아 냉각효율이 크게 향상되고 압출스크류의 온도제어도 용이하게 이루어지는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 나선유로가 독립된 단일의 유로이므로 나선유로를 순환하는 냉각수는 냉각수가 배출되는 제1내부유로의 위치나 형상 및 제1내부유로로 배출되는 냉각수의 흐름에 전혀 영향을 받지 않고 안정적인 순환을 유지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 나선유로가 압출스크류의 내주면을 따라 형성된 나선홈과 상기 압출스크류의 내주면에 밀착되는 냉각수유입관의 외주면으로 이루어진 경우, 나선익을 제작할 필요없이 단지 압출스크류의 내주면에 나선홈을 가공하고 냉각수유입관의 전단의 외경만 증대시키면 되므로 제작이 용이하다.

또한, 본 발명은 상기 냉각수유입관을 외관과 내관으로 이중구성할 경우, 압출스크류의 내부에 소량의 냉각수만 유입시킬 수 있으므로 냉각수를 절약할 수 있게 됨은 물론 냉각수 유입으로 인한 압출스크류의 중량 상승을 최소화할 수 있게 되므로 압출스크류의 내구성이 저하되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 폐합성수지를 이용한 도관 성형기의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 종래의 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치의 사용상태 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치의 사용상태 단면도.
도 4는 본 발명을 구성하는 냉각수유입관과 나선유로와 커플러와 커버링을 나타내는 분해사시도.
도 5는 본 발명을 구성하는 나선유로의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명을 구성하는 나선유로의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명을 구성하는 냉각수유입관의 다른 실시예를 나타내는 도면.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명함에 있어, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 중복되지 않게 상이한 부분만을 주로 설명한다.

본 발명의 압출스크류의 냉각장치가 적용되는 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기는 압출기 본체와, 상기 본체를 가열하는 히터와, 상기 본체의 내측으로 폐합성수지 조각을 공급하는 호퍼와, 상기 본체 내에 설치되어 본체 외부에 설치된 모터로부터 구동력을 전달받아 회전하면서 히터에 의해 용융된 본체내부의 폐합성수지 용융액을 일측으로 이송하는 압출스크류로 구성되는 바, 상기 압출스크류를 제외하고는 종래의 용융압출기의 구성과 동일하므로 용융압축기에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치는 내부에 공간부(110)를 구비한 압출스크류(100)와, 상기 압출스크류(100)의 공간부(110)에 냉각수를 공급하면서 압출스크류(100)와 함께 동축으로 회전하는 냉각수유입관(120)과, 냉각수유입관(120)을 빠져나온 냉각수를 일정방향으로 이동시키는 나선유로(130)와, 상기 나선유로(130)와 연통되도록 상기 압출스크류(100)의 후방회전축(101)에 형성된 제1내부유로(140)와, 상기 제1내부유로(140)를 통과한 냉각수를 외부로 배출시키는 냉각수배출관(150)으로 구성된다.

이중, 상기 압출스크류(100) 및 공간부(110)는 종래와 대동소이하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 냉각수유입관(120)은 상기 공간부(110)로 냉각수를 공급해 주는 직선관으로서, 전단은 상기 압출스크류(100)의 공간부(110)에 삽입되고 후단은 압출스크류(100)에 고정되어 압출스크류(100)가 회전할 때 함께 동축으로 회전하도록 구성된다.

상기 냉각수유입관(120)이 압출스크류(100)를 따라 동축회전할 수 있도록, 상기 냉각수유입관(120)의 후단은 압출스크류(100)의 후방회전축(101)에 형성된 제1내부유로(140)를 통과하여 압출스크류(100)의 후방회전축(101) 외부로 돌출되도록 길게 형성되고. 외부로 돌출된 냉각수유입관(120)의 후단에는 제1내부유로(140)와 냉각수배출관(150)을 연통시키는 제2내부유로(161)가 형성된 커플러(160)가 끼워진다. 상기 커플러(160)는 압출스크류(100)의 후방회전축(101)에 볼트로써 견고하게 고정된다.

한편, 상기 커플러(160)는 냉각수유입관(120)이 회전하므로 냉각수유입관(120)의 회전방향으로 슬립되지 않도록 냉각수유입관(120)의 후단과 세레이션 결합되는 바람직하다. 이를 위하여 냉각수유입관(120)의 후단에는 세레이션 결합홈(121)이 형성되고 커플러(160)의 내주면에는 상기 세레이션 결합홈(121)에 대응되는 세레이션 결합돌기(162)가 형성된다. 아울러, 상기 커플러(160)와 후방회전축(101) 사이에는 누수방지를 위하여 실링부재가 설치되는 것이 좋다.

상기 나선유로(130)는 냉각수유입관(120)을 빠져나온 냉각수를 압출스크류(100)의 후방회전축(101)까지 이동시킬 수 있도록 상기 압출스크류(100)와 냉각수유입관(120) 사이에 위치된다.

상기 나선유로(130)는 압출스크류(100)의 내주면에 밀착되게 냉각수유입관(120)의 외주면을 따라 돌출된 나선익으로 이루어진다. 상기 나선유로(130)는 압출스크류(100)의 외주면에 일체로 고정될 수도 있고, 냉각수유입관(120)의 외주면에 일체로 고정될 수도 있다.

이와 같이, 상기 나선유로(130)는 공간부(110) 내에 존재하는 독립된 단일의 유로이므로 냉각수는 나선유로(130)를 따라 이동하는 과정에서 선행 냉각수와 후행 냉각수가 서로 뒤섞이지 않고 일정한 방향과 유속으로 이동하게 된다.

상기 냉각수유입관(120)의 후단에는 냉각수 배출관(150)이 공회전 가능하게 결합된다. 즉, 상기 냉각수배출관(150)의 전단은 커플러(160)와 베어링을 통해 공회전 가능하게 결합되며 상기 커플러(160)의 제2내부유로(161)를 통해 냉각수가 유입되는 유입구(151)가 형성된 것이다. 그리고 상기 냉각수배출관(150)의 후단은 상기 냉각수유입관(120)의 후단과 베어링을 통해 공회전 가능하게 결합되며 냉각수공급관(170)과 연결되는 결합구(152)가 형성된다. 상기 냉각수공급관(170)은 상기 냉각수유입관(120)의 후단과 연통되어 냉각수유입관(120)으로 냉각수를 안정적으로 공급해 준다. 또한, 상기 유입구(151)와 결합구(152) 사이에는 유입된 냉각수를 외부로 배출시키는 배출구(153)가 형성된다. 이와 같이, 냉각수배출관(150)은 압출스크류(100)와 함께 회전하는 냉각수유입관(120)을 따라 회전하지 않으면서 압출스크류(100)로부터 배출되는 냉각수를 외부로 배출하게 된다.

한편, 냉각수유입관(120)의 후단이 커플러(160)와의 결합을 위하여 세레이션 가공이 되어 있는 관계로 냉각수유입관(120)의 후단은 냉각수배출관(150)의 결합구(152)에 베어링을 통해 공회전 가능하게 결합되기 힘들다. 따라서, 상기 냉각수유입관(120)의 후단에는 커버링(180)이 세레이션 결합된다. 상기 커버링(180)은 결합구(152)의 내측에 끼워질 수 있도록 결합구(152)의 내경보다 작은 외경을 가지며 냉각수유입관(120)의 후단에 결합된 상태에서 전후방향으로 유동되지 않도록 냉각수유입관(120)의 후단에 볼트결합된다.

아울러, 상기 냉각수공급관(170)과 결합구(152) 사이 및 상기 냉각수배출관(150)의 유입구(151)와 커플러(160) 사이에는 누수를 방지하기 위하여 실링부재가 설치된다. 이중, 상기 냉각수배출관(150)의 유입구(151)와 커플러(160) 사이에 설치되는 실링부재는 회전하는 커플러(160)에 의해 마모되지 않도록 강도가 우수한 세라믹 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명을 구성하는 나선유로(130)의 다른 실시예로서, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 나선유로는 압출스크류(100)의 내주면을 따라 형성된 나선홈(102)과 상기 압출스크류(100)의 내주면에 밀착되는 냉각수유입관(120)의 외주면(122)으로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 냉각수유입관(120)은 공간부(110)에 위치하는 냉각수유입관(120)의 전단은 상기 나선홈(102)에 밀착될 수 있는 외경을 가지도록 확장 형성되어야 한다.

또한, 본 발명을 구성하는 상기 냉각수유입관(120)의 다른 실시예로서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 냉각수유입관(120)은 밀폐된 전단과 후단을 가지며 압출스크류(100)의 공간부(110)에 위치하는 외관(123)과, 상기 외관(123)의 전단과 후단을 차례로 관통하면서 외관(123)의 내부에 위치되는 내관(124)으로 구성될 수도 있다. 상기 내관(124)은 압출스크류(100)의 공간부(110)로 공급되는 냉각수가 이동하며 후단이 제1내부유로(140)를 통과하여 냉각수배출관(150)과 공회전 가능하게 결합된다. 그리고 상기 외관(123)의 내부에는 상기 내관(124)을 외관(123)과 동축상에 위치하도록 지지시켜 주는 지지부재(125)가 고정된다.

본 발명의 냉각수는 주로 물이 이용되나 물 이외에 압출스크류(100)의 표면과 열교환이 가능한 오일과 같은 유체가 이용될 수도 있음은 물론이다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치의 작용을 냉각수의 흐름을 통해 설명한다.

먼저, 용융압출기가 히터에 의해 가열되어 폐합성수지 조각들 중 용융점이 가장 낮은 폐합성수지의 용융온도 이상으로 가열되면 냉각수공급관(170)이 개방되면서 냉각수가 냉각수유입관(120)을 따라 압출스크류(100)의 공간부(110)로 공급된다. 압출스크류(100)의 공간부(110)로 공급된 냉각수는 나선유로(130)를 통해 압출스크류(100)의 공간부(110)를 일정한 방향으로 순환하면서 압출스크류(100)와 열교환되어 압출스크류(100)의 표면 온도를 신속하게 떨어뜨린다.

이때, 압출스크류(100)는 폐합성수지 용융액을 전방으로 이송시키기 위해 회전하게 되는데, 상기 압출스크류(100)의 회전축과 냉각수유입관(120)이 동일방향으로 함께 회전하기 때문에 나선유로(130)를 따라 순환하는 냉각수의 방향과 속도는 일정하게 유지된다.

아울러, 상기 나선유로(130)가 독립된 단일의 유로이므로 냉각수가 순환하는 과정에서 선행 냉각수와 후행 냉각수가 뒤섞이지 않으므로 압출스크류(100)의 온도제어가 용이하다.

그리고, 냉각수 이동관의 후단이 냉각수공급관(170)과 연결된 상태로 회전하지 않는 냉각수배출관(150)에 공회전 가능하게 결합되어 있기 때문에 상기 냉각수 이동관은 안정적인 지지상태를 유지한 상태로 압출스크류(100)를 따라 동축으로 회전할 수 있게 된다.

한편, 나선유로(130)를 통해 압출스크류(100)의 공간부(110)를 순환한 냉각수는 공간부(110)로 지속적으로 유입되는 냉각수의 유입압에 의해 자연스럽게 제1내부유로(140)로 유입되는데, 상기 나선유로(130)가 독립된 단일의 유로이므로 나선유로(130)를 순환하는 냉각수는 제1내부유로(140)의 위치나 형상 및 제1내부유로(140)로 유입되는 냉각수로부터 전혀 영향을 받지 않고 안정적인 순환을 유지하게 된다.

제1내부유로(140)로 유입된 냉각수는 제2내부유로(161)를 경유하여 압출스크류(100)를 빠져나와 냉각수배출관(150) 내로 진입한 다음 냉각수배출관(150)의 배출구(153)를 통해 외부로 배출된다.

본 발명에 따르면, 상기와 같은 냉각수의 순환에 의하여, 압출스크류(100)의 표면온도가 용융압출기 내로 투입되는 폐합성수지 조각들 중, 용융점이 가장 낮은 폐합성수지의 용융온도 이상으로 상승되지 않게 되어 압출스크류(100)의 표면에 용융온도가 낮은 폐합성수지가 압출스크류(100)의 표면에 달라붙어 잔류함으로써 발생되는 산화불순물들의 형성을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 냉각수유입관(120)이 유입되는 유입통로와 압출스크류(100) 내부의 공간부(110)를 순환한 냉각수가 배출되는 내출통로를 서로 공유하는 구조로 이루어져 있기 때문에 구조를 단순화시킬 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 나선유로(130)가 압출스크류(100)의 내주면을 따라 형성된 나선홈(102)과 상기 압출스크류(100)의 내주면에 밀착되는 냉각수유입관(120)의 외주면(122)으로 이루어진 경우, 나선익을 제작할 필요없이 단지 압출스크류(100)의 내주면에 나선홈(102)을 가공하고 냉각수유입관(120)의 전단의 외경만 증대시키면 되므로 제작이 용이하다.

또한, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 냉각수유입관(120)을 외관(123)과 내관(124)으로 이중구성하면 압출스크류(100)의 내부에 소량의 냉각수만 유입시킬 수 있으므로 냉각수를 절약할 수 있게 됨은 물론 냉각수 유입으로 인한 압출스크류(100)의 중량 상승을 최소화할 수 있게 되므로 압출스크류(100)의 내구성이 저하되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

이와 같이, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상술하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 권리범위에 속할 것이다.

100...압출스크류 101...후방회전축
102...나선홈 110...공간부
120...냉각수유입관 122...외주면
123...외관 124...내관
125...지지부재 130...나선유로
140...제1내부유로 150...냉각수배출관
152...결합구 161...제2내부유로
170...냉각수공급관

Claims (6)

1. 폐합성수지를 공급받아 용융시키는 용융압출기의 내부에 설치되어 폐합성수지 용융액을 금형의 내부로 압출시키는 용융액 주입기측으로 이송시키도록 회전하며 내부에 공간부를 구비한 압출스크류;
   상기 압출스크류의 공간부로 전단이 삽입되어 상기 공간부로 냉각수를 공급하면서 상기 압출스크류와 함께 동축으로 회전하는 냉각수유입관;
   상기 압출스크류와 냉각수유입관 사이에 위치되어 냉각수유입관을 빠져나온 냉각수를 압출스크류의 후방회전축까지 이동시키는 나선유로;
   상기 나선유로와 연통되도록 상기 압출스크류의 후방회전축에 형성된 제1내부유로; 및
   상기 냉각수유입관의 후단에 공회전 가능하게 결합되어 상기 제1내부유로를 통과한 냉각수를 외부로 배출시키는 냉각수배출관을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 냉각수유입관의 후단에는 냉각수유입관이 압출스크류를 따라 동축회전하도록 상기 압출스크류의 후방회전축에 고정되며 제1내부유로와 냉각수배출관을 연통시키는 제2내부유로가 형성된 커플러가 끼움결합된 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 나선유로는 압출스크류의 내주면에 밀착되게 냉각수유입관의 외주면을 따라 돌출된 나선익으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 나선유로는 압출스크류의 내주면을 따라 형성된 나선홈과 상기 압출스크류의 내주면에 밀착되는 냉각수유입관의 외주면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 냉각수배출관의 후단에는 상기 냉각수유입관의 후단이 공회전 가능하게 끼워지는 결합구가 형성되고,
   상기 결합구에는 상기 냉각수유입관의 후단과 연통되도록 상기 냉각수 배출관에 냉각수공급관이 연결되는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 냉각수유입관은 밀폐된 전단과 후단을 가지며 압출스크류의 공간부에 위치하는 외관과 상기 외관의 전단과 후단을 차례로 관통하면서 외관의 내부에 위치하는 내관으로 구성되며,
   상기 내관은 압출스크류의 공간부로 공급되는 냉각수가 이동하며 후단이 제1내부유로를 통과하여 냉각수배출관과 공회전 가능하게 결합되고,
   상기 외관의 내부에는 상기 내관을 외관과 동축상에 위치하도록 지지시켜 주는 지지부재가 고정된 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 도관 성형기용 용융압출기의 압출스크류 냉각장치.

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