KR101690313B1 - 사출성형기용 노즐 유니트 및 이를 포함하는 타르 배출 컨트롤 시스템 - Google Patents

사출성형기용 노즐 유니트 및 이를 포함하는 타르 배출 컨트롤 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사출성형기용 노즐 유니트에 관한 것으로서, 사출기와 연결되어 사출기로부터 용융물이 유입되는 사출기 연결부; 후측 커버에 연결되며, 후측 커버의 관통 유로들과 연결되는 관통로들이 형성되고, 관통로의 내주면에는 적어도 하나의 배기 홈이 길이 방향으로 연장되는 본체부; 본체부에 연결되며, 관통로들과 연결되는 관통 유로들이 형성된 전측 커버; 전측 커버에 연결되며, 관통 배출로가 형성되어 전측 커버의 관통 유로들로부터 유입된 용융물을 관통 배출로를 통해 유동시키는 노즐 연결부; 노즐 연결부의 관통 배출로에 삽입되는 노즐; 및 본체부의 적어도 하나의 관통로에 삽입되어, 후측 커버로부터 전측 커버로 유동하는 용융물로부터 가스를 분리하는 가스 분리부를 포함하되, 가스 분리부에 의해 분리된 가스는 관통로들을 따라 유동하여 후측 커버 및 전측 커버 중 적어도 하나에 형성된 가스 배출로를 통해 배출된다.

Description

사출성형기용 노즐 유니트 및 이를 포함하는 타르 배출 컨트롤 시스템{Nozzle unit for injection molding machine and tar-discharging control system INCLUDING THE SAME}
본 발명은 사출성형기용 노즐 유니트 및 이를 포함하는 타르 배출 컨트롤 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 노즐 유니트 내부의 가스 및 타르 배출을 효과적으로 하기 위한 노즐 유니트 및 이를 포함하는 타르 배출 컨트롤 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 사출성형기는 합성수지 원료를 용융하는 실린더, 성형하고자 하는 물품과 동일한 형상으로 이루어진 캐비티를 갖는 금형, 및 실린더에서 용융된 수지를 금형의 캐비티 속으로 주입하는 노즐을 포함한다. 금형은 일반적으로 상부금형과 하부금형으로 이루어지며, 캐비티 속에 주입된 수지가 고화된 후에 상부금형 및 하부금형을 서로 분리하여 성형품을 취출하게 된다.
사출성형용으로 사용되는 대부분의 합성수지 원료에는 수분이 함유되어 있고, 이러한 합성수지 원료는 실린더 내에서 용융될 때 가스를 발생시킨다. 이러한 가스가 용융 수지와 함께 금형 캐비티 속으로 주입되면, 성형품의 표면에 균열 또는 얼룩무늬를 형성하게 되는 문제점을 발생시키게 된다. 이에 따라 융융 수지 내의 가스를 제거한 후에 금형 캐비티 속으로 주입하고자 하는 많은 연구가 진행되어 왔다.
대한민국 공개특허공보 제10-2003-0012442호 (2003년02월12일 공개)
본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트 및 이를 이용한 타르 배출 컨트롤 시스템은 다음과 같은 목적을 가진다.
(1) 가스 분리의 시간을 단축하여 가스 분리의 효율을 증가시킨다.
(2) 내부에서 와류를 형성하여 효과적인 가스 분리를 달성한다.
(3) 배기 플레이트의 유동 홈에 의해 가스 배출을 원활하게 한다.
(4) 본체부의 관통로의 내주면에 형성된 배기 홈에 의해 가스의 유동로가 확대되어 가스의 배출이 용이하게 된다.
(5) 용융물의 유동 저항을 발생시켜 용융물 내의 가스 분리를 더욱 촉진시킨다.
(6) 용융물의 압력에 의한 회전 로드의 전후이동을 저지한다.
(7) 노즐 유니트로부터 주기적으로 타르를 배출하여 노즐 유니트의 막힘을 방지한다.
(8) 타르 배출관의 막힘을 방지한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트는, 사출기와 연결되어 사출기로부터 용융물이 유입되는 사출기 연결부; 관통 유로들이 형성되며, 사출기 연결부에 연결되어 사출기 연결부로부터 유입된 용융물을 관통 유로들로 유도하는 후측 커버; 후측 커버에 연결되며, 후측 커버의 관통 유로들과 연결되는 관통로들이 형성되고, 적어도 하나의 관통로의 내주면에는 적어도 하나의 배기 홈이 길이 방향으로 연장되는 본체부; 본체부에 연결되며, 관통로들과 연결되는 관통 유로들이 형성된 전측 커버; 전측 커버에 연결되며, 관통 배출로가 형성되어 전측 커버의 관통 유로들로부터 유입된 용융물을 관통 배출로를 통해 유동시키는 노즐 연결부; 노즐 연결부의 관통 배출로에 삽입되는 노즐; 및 본체부의 적어도 하나의 관통로에 삽입되어, 후측 커버로부터 전측 커버로 유동하는 용융물로부터 가스를 분리하는 가스 분리부를 포함하되, 가스 분리부에 의해 분리된 가스는 관통로들을 따라 유동하여 후측 커버 및 전측 커버 중 적어도 하나에 형성된 가스 배출로를 통해 배출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
가스 분리부는 후측 커버 쪽에는 외주면을 따라 유동 홈이 나선형으로 형성된 스크류부가 형성되고, 전측 커버 쪽에는 스크류부의 직경보다 작은 직경을 가진 막대부가 형성된 회전 로드; 회전 로드가 삽입되는 관통홀이 중앙에 형성된 원판형 부재로서, 회전 로드의 스크류부 상에 배열되는 배기 플레이트들; 및 회전 로드가 삽입되는 관통홀이 중앙에 형성되고, 관통홀의 내주면에는 돌출부들이 형성된 원판형 부재로서, 회전 로드의 막대부 상에 배열되는 적어도 하나의 저항 플레이트를 포함하되, 본체부의 관통로들로 유입된 용융물은 회전 로드의 유동 홈을 따라 유동하며 회전 로드를 회전시키며, 저항 플레이트의 돌출부들 사이의 공간과 스크류부의 유동 홈이 겹쳐서 개방되는 공간을 통해 이동하고, 용융물에 포함된 가스는 배기 플레이트들 사이의 간극을 통해 본체부의 관통로와 배기 플레이트의 외주면 사이의 공간으로 배출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
회전 로드에는 스크류부의 외주면에 유동 홈의 나선 방향과 반대 방향으로 나선형의 역방향 홈이 더 형성될 수 있다.
가스 분리부는 회전 로드가 삽입되는 관통홀이 중앙에 형성된 원판형 부재로서, 스크류부의 종단에 위치하는 후측 플레이트; 및 회전 로드가 삽입되는 관통홀이 중앙에 형성된 원판형 부재로서, 막대부의 종단에 위치하며, 관통홀의 내경은 막대부의 외경보다 큰 전측 플레이트를 더 포함할 수 있다.
회전 로드의 스크류부의 종단은 원뿔형일 수 있다.
가스 분리부는 외주면을 따라 유동 홈이 나선형으로 형성된 회전 로드; 회전 로드가 삽입되는 관통홀이 중앙에 형성된 원판형 부재로서, 회전 로드의 외주면 상에 배열되는 배기 플레이트들; 및 관통홀이 중앙에 형성되고, 관통홀의 내주면에는 돌출부들이 형성된 원판형 부재로서, 회전 로드의 종단에 위치되는 적어도 하나의 저항 플레이트를 포함하되, 본체부의 관통로들로 유입된 용융물은 회전 로드의 유동 홈을 따라 유동하며 회전 로드를 회전시키며, 저항 플레이트의 돌출부들 사이의 공간과 스크류부의 유동 홈이 겹쳐서 개방되는 공간을 통해 이동하고, 용융물에 포함된 가스는 배기 플레이트들 사이의 간극을 통해 본체부의 관통로와 배기 플레이트의 외주면 사이의 공간으로 배출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
회전 로드에는 외주면에 유동 홈의 나선 방향과 반대 방향으로 나선형의 역방향 홈이 더 형성될 수 있다.
가스 분리부는 회전 로드가 삽입되는 관통홀이 중앙에 형성된 원판형 부재로서, 후측 커버 쪽 종단에 위치하는 후측 플레이트; 및 관통홀이 중앙에 형성된 원판형 부재로서, 전측 커버 쪽 종단에 위치하는 전측 플레이트를 더 포함할 수 있다.
회전 로드의 양 종단은 원뿔형일 수 있다.
배기 플레이트의 전면 및 후면 중 적어도 하나에는 반지름 방향의 유동 홈들이 형성될 수 있다.
후측 커버 및 전측 커버 중 적어도 하나는 중앙에 원뿔형 돌출부가 형성될 수 있다.
후측 커버 및 전측 커버 중 적어도 하나에는 본체부를 향하는 면 상에 관통 유로와 이격된 상태로 관통 유로를 둘러싸는 적어도 하나의 유동 홈이 형성되며, 유동 홈은 가스 배출로와 연결될 수 있다.
후측 커버 및 전측 커버 중 적어도 하나에는 본체부를 향하는 면 상에 타르 배출로가 형성되고, 본체부를 향하는 면 상에 관통 유로와 이격된 상태로 관통 유로를 둘러싸는 적어도 하나의 유동 홈이 형성되며, 유동 홈은 타르 배출로와 연결될 수 있다.
노즐 유니트로부터 타르를 배출시키기 위한 타르 배출 컨트롤 시스템에 있어서, 노즐 유니트의 타르 배출로로부터 타르를 배출시키는 타르 배출 펌프; 및 타르 배출 펌프에 의해 배출된 타르를 수용하고, 타르 분해 용액과 타르를 혼합하여 혼합액을 배출하는 타르 분해부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
타르 배출 컨트롤 시스템은 타르 분해부로부터 혼합액을 배출시켜 노즐 유니트에서 배출되는 타르와 합류시키는 혼합액 순환 펌프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트 및 이를 포함하는 타르 배출 컨트롤 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.
(1) 복수 개의 관통로들 내에서 가스 분리를 동시에 수행함으로써, 가스 분리의 시간을 단축하여 가스 분리의 효율을 증가시킨다.
(2) 회전 로드의 회전에 의해 배기 플레이트들의 내부에서 와류를 형성하게 됨으로써, 용융물에 포함되어 있던 가스는 원심력에 의해 배기 플레이트들의 내주면 쪽으로 밀려나 분리되게 되므로 효과적인 가스 분리가 이루어 진다.
(3) 배기 플레이트의 전면과 후면에 반지름 방향의 미세한 유동 홈을 형성하여 보다 효과적으로 가스를 배출한다.
(4) 본체부의 관통로의 내주면에 길이 방향을 따라 형성된 적어도 하나의 배기 홈에 의해 가스의 유동로가 확대되어 가스의 배출이 용이하게 된다.
(5) 저항 플레이트에 의해 용융물의 유동 경로의 단면적을 가변함에 따라 유동이 저항을 받도록 하며, 이러한 유동 저항에 의해 발생된 압력이 용융물에 가해져 용융물 내의 가스 분리를 더욱 촉진시킨다.
(6) 후측 커버 및 전측 커버의 관통 유로에 형성된 용융물의 압력에 의해 후측 커버 또는 전측 커버 쪽으로 이동할 수도 있는 회전 로드의 이동을 스토퍼로 저지하게 된다.
(7) 노즐 유니트로부터 주기적으로 타르를 배출함으로써, 노즐 유니트의 막힘을 방지한다.
(8) 타르와 타르 분해 용액의 혼합액을 노즐 유니트에서 배출되는 타르와 합류 및 순환시켜 노즐 유니트로부터 배출된 타르에 의해 타르 배출관이 막히게 될 수도 있는 문제점을 방지한다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트를 도 1의 A-A' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트의 본체부의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트의 가스 분리부를 도 3의 B-B' 선을 따라 절단한 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트의 가스 분리부의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트의 가스 분리부와 전측 커버의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트의 회전 로드와 저항 플레이트의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트의 가스 분리부를 도 3의 B-B' 선을 따라 절단한 부분 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트의 가스 분리부의 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 타르 배출 컨트롤 시스템의 개략도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트의 분해 사시도이다. 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트를 도 1의 A-A' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트의 본체부의 정면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트는 사출기 연결부(110), 후측 커버(120), 본체부(130), 전측 커버(140), 노즐 연결부(150) 및 노즐(160)이 차례로 연결되고, 본체부(130)에는 가스 분리부(200)들이 설치되는 구성이다.
사출기 연결부(110)는 사출기(미도시)와 연결되며, 사출기로부터 배출되는 용융물이 유입되는 관통 유입로(111)가 중앙에 형성된다. 용융물은 사출성형을 위한 재료를 용융시킨 상태의 유체를 가리키며, 예를 들어 용융 수지가 이에 해당된다.
사출기 연결부(110)는 원판형 부재(112)와 결합부(113)로 이루어지며, 결합부(113)는 원판형 부재(112)로부터 돌출되며, 사출기와 나사 결합될 수 있도록 사출기 쪽 종단 외주면에 나사산(114)이 형성된다. 관통 유입로(111)는 후술할 후측 커버(120)의 원뿔형 돌출부(123)가 수용될 수 있도록 원뿔형의 공간으로 형성된다.
원판형 부재(112)의 외곽에는 관통 구멍(118)들이 형성되며, 관통 구멍들(118)에는 볼트(170)가 삽입되며, 볼트(170)는 후측 커버(120)의 관통 구멍(128)을 통과하여, 최종적으로 본체부(130)의 체결 구멍(138)에 나사 결합되어, 본체부(130), 후측 커버(120) 및 사출기 연결부(110)를 결합시킨다. 본 실시예에서는 8개의 관통 구멍(118)들을 예로 들어 설명하며, 관통 구멍(118)들의 숫자는 다양하게 변경이 가능하다.
후측 커버(120)는 원판형 부재(122) 및 원뿔형 돌출부(123)로 이루어진다. 원뿔형 돌출부(123)는 사출기 연결부(110) 쪽을 향해 돌출되며, 관통 유입로(111)와 이격되어 용융물의 유로를 형성한다. 후측 커버(120)의 중앙 영역에는 원판형 부재(122) 및 원뿔형 돌출부(123)를 관통하는 관통 유로(121)들이 형성된다. 본 실시예에서는 11개의 관통 유로(121)들이 형성된 것을 예로 들어 설명하며, 관통 유로(121)들의 숫자는 다양하게 변경이 가능하다. 사출기 연결부(110)로부터 유입된 용융물은 원뿔형 돌출부(123)를 따라 유동하다 관통 유로(121)들로 유입되어, 관통 유로(121)들을 통과하여 본체부(130)의 관통로(131)로 유도된다.
후측 커버(120)의 본체부(130)를 향하는 면(124)에는 관통 유로(121)를 둘러싸는 유동 홈(125)들이 형성되고, 이들 유동 홈(125)들은 서로 연결되어, 본체부(130)를 향하는 면(124)에 형성된 타르 배출로(126)와 연결된다. 유동 홈(125) 및 타르 배출로(126)를 통한 타르 배출은 후술하도록 한다. 타르 배출로(126)는 후측 커버(120)에만 형성된 것으로 설명되지만, 전측 커버(140)에 동일하게 더 형성되는 것도 가능하다.
후측 커버(120)의 관통 유로(121)에는 하나 이상의 스토퍼(129)가 돌출 형성된다. 후술할 가스 분리부(200)의 회전 로드(210)는 용융물의 압력에 의해 후측 커버(120) 쪽으로 이동할 수도 있게 되는데, 이 경우에 스토퍼(129)가 회전 로드(210)의 이동을 저지하게 된다.
후측 커버(120)의 원판형 부재(122)의 외곽에는 사출기 연결부(110)의 관통 구멍(118)들과 대응되는 관통 구멍(128)들이 형성되며, 볼트(170)가 관통 구멍(128)들을 통과하여 본체부(130)에 체결된다.
본체부(130)는 원기둥형 부재로서, 후측 커버(120) 쪽 면에는 8개의 관통 구멍(128)들과 대응되는 8개의 체결 구멍(138)들이 형성되며, 전측 커버(140) 쪽 면에도 8개의 체결 구멍(138)들이 형성된다. 또한, 본체부(130)에는 11개의 관통 유로(121)들과 대응되는 11개의 관통로(131)들이 형성되어 있으며, 관통로(131)들에는 가스 분리부(200)가 삽입된다.
관통로(131)는 본체부(130)의 길이 방향을 따라 연장되는 원기둥형 공간이며, 내주면에는 적어도 하나의 배기 홈(132)이 길이 방향을 따라 연장된다. 본 실시예에서는 각 관통로(131)마다 6개의 배기 홈(132)들이 형성된 구조를 예로 들어 설명한다. 가스 분리부(200)로부터 배출된 가스 및 타르는 가스 분리부(200)와 관통로(131)의 내주면 사이의 공간을 통해 각각 가스 배출로(146) 및 타르 배출로(126)로 유동하게 되며, 배기 홈(132)들이 유동 공간을 확대시키므로 가스와 타르의 배출이 원활하게 이루어질 수 있다. 가스 분리부(200)에 대해서는 후술하도록 한다.
전측 커버(140)는 원판형 부재(142) 및 원뿔형 돌출부(143)로 이루어진다. 원뿔형 돌출부(143)는 노즐 연결부(150) 쪽을 향해 돌출되며, 전측 커버(140)의 중앙 영역에는 원판형 부재(142) 및 원뿔형 돌출부(143)를 관통하는 관통 유로(141)들이 형성된다. 관통 유로(141)들은 본체부(130)의 관통로(131)들과 대응된다.
전측 커버(140)의 본체부(130)를 향하는 면에는 관통 유로(141)를 둘러싸는 유동 홈(145)들이 형성되고, 이들 유동 홈(145)들은 서로 연결되어, 본체부(130)를 향하는 면에 형성된 가스 배출로(146)와 연결된다. 유동 홈(145) 및 가스 배출로(146)를 통한 가스 배출은 후술하도록 한다. 가스 배출로(146)는 전측 커버(140)에만 형성된 것으로 설명되지만, 후측 커버(120)에 동일하게 더 형성되는 것도 가능하다.
전측 커버(140)의 관통 유로(141)에는 하나 이상의 스토퍼(149)가 돌출 형성된다. 후술할 가스 분리부(200)의 회전 로드(210)는 용융물의 압력에 의해 전측 커버(140) 쪽으로 이동할 수도 있게 되는데, 이 경우에 스토퍼(149)가 회전 로드(210)의 이동을 저지하게 된다.
전측 커버(140)의 원판형 부재(142)의 외곽에는 본체부(130)의 체결 구멍(138)들과 대응되는 관통 구멍(148)들이 형성되며, 볼트(170)가 노즐 연결부(150)의 관통 구멍(158)들과 전측 커버(140)의 관통 구멍(148)들을 통과하여 본체부(130)의 체결 구멍(138)에 체결된다.
노즐 연결부(150)는 원판형 부재(152) 및 노즐 장착부(153)로 이루어진다. 전측 커버(140)의 관통 유로(141)들로부터 용융물이 유입되는 관통 배출로(151)가 중앙에 형성된다. 노즐 장착부(153)는 원판형 부재(152)로부터 돌출되며, 노즐(160)이 삽입된다. 관통 배출로(151)는 전측 커버(140)의 원뿔형 돌출부(143)가 수용될 수 있도록 원뿔형의 공간으로 형성되며, 전측 커버(140)의 원뿔형 돌출부(143)는 관통 배출로(151)와 이격되어 용융물의 유로를 형성한다.
원판형 부재(152)의 외곽에는 관통 구멍(158)들이 형성되며, 관통 구멍들(158)에는 볼트(170)가 삽입되며, 볼트(170)는 전측 커버(140)의 관통 구멍(148)을 통과하여, 최종적으로 본체부(130)의 체결 구멍(138)에 나사 결합되어, 노즐 연결부(150), 전측 커버(140) 및 본체부(130)를 결합시킨다.
노즐(160)은 노즐 장착부(153)의 관통 배출로(151)에 삽입되어, 용융물을 금형의 캐비티(미도시) 내로 분사하는 기능을 수행한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트의 가스 분리부를 도 3의 B-B' 선을 따라 절단한 부분 단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트의 가스 분리부의 분해 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트의 가스 분리부와 전측 커버의 사시도이다.
가스 분리부(200)는 회전 로드(210), 배기 플레이트(220), 저항 플레이트(230), 후측 플레이트(240) 및 전측 플레이트(250)를 포함하며, 본체부(130)의 관통로(131)들에 삽입되어, 후측 커버(120)로부터 전측 커버(140)로 유동하는 용융물로부터 가스를 분리하는 기능을 수행한다. 가스 분리부(200)는 일부 관통로(131)들에만 삽입될 수도 있지만, 모든 관통로(131)에 삽입되는 것이 바람직하다.
회전 로드(210)는 스크류부(211)와 막대부(212)를 포함하며, 스크류부(211)는 후측 커버(120) 쪽에 위치하며, 막대부(212)는 전측 커버(140) 쪽에 위치한다. 스크류부(211)의 외주면에는 유동 홈(213)이 나선형으로 형성되어 있으며, 막대부(212)는 스크류부(211)의 직경보다 작은 직경을 가진다. 스크류부(211)의 종단은 용융물의 유입을 원활히 할 수 있도록 원뿔형 형상을 가지는 것이 바람직하다.
배기 플레이트(220)는 회전 로드(210)가 삽입되는 관통홀(221)이 중앙에 형성된 원판형 부재로서, 회전 로드(210)의 스크류부(211) 상에 복수개가 배열된다. 배기 플레이트(220)의 관통홀(221)의 내경은 스크류부(211)의 외경보다 조금 큰 것이 바람직하다.
배기 플레이트(220)는 세라믹 재질이 바람직하다. 배기 플레이트(220)의 재질로서 세라믹 재질이 사용됨으로써, 배기 플레이트(220)의 열변형이 방지되며, 이에 따라 가스의 배기, 회전 로드(210)의 회전, 용융액의 유동 및 타르의 배출이 원활하게 이루어질 수 있게 된다. 배기 플레이트(220)의 재질로서 금속을 사용하는 것도 가능하다.
배기 플레이트(220)의 전면(222) 및 후면(223)에는 반지름 방향의 유동 홈(226)이 형성되는 것이 바람직하다. 반지름 방향의 유동 홈(226)은 전면(222)과 후면(223) 중 어느 하나에만 형성되는 것도 가능하다. 반지름 방향의 유동 홈(226)은 용융액은 통과시키지 않으면서, 가스만 통과시켜야 하므로, 미세한 크기의 홈을 형성해야 하며, 레이저 가공 등에 의해 형성하는 것이 바람직하지만, 이 외에도 다양한 공지된 방법이 이용될 수 있다.
저항 플레이트(230)는 회전 로드(210)가 삽입되는 관통홀(231)이 중앙에 형성된 원판형 부재로서, 관통홀(231)의 내주면에는 돌출부(232)들이 형성된다. 저항 플레이트(230)는 후측 커버(120)로부터 전측 커버(140)로 유동하는 용융물의 유동에 저항하는 기능을 수행하기 위하여, 회전 로드(210)의 막대부(212) 상에 배열되며, 복수 개가 배열될 수도 있지만, 하나가 배열되는 것으로 예를 들어 설명한다.
저항 플레이트(230)의 관통홀(231)의 내경은 스크류부(211)의 외경과 동일한 것이 바람직하며, 돌출부(232)들의 종단들에 의해 형성되는 가상 원의 직경은 회전 로드(210)의 막대부(212)의 외경과 동일한 것이 바람직하다.
후측 플레이트(240)는 회전 로드(210)가 삽입되는 관통홀(241)이 중앙에 형성된 원판형 부재로서, 스크류부(211)의 종단에 위치한다.
후측 플레이트(240)의 재질은 SS45C가 바람직하며, 본체부(130)의 후측 커버(120) 쪽 표면으로부터 약간 돌출되는 길이를 선택하는 것이 바람직하다. 이 경우 볼트(170)를 조여 사출기 연결부(110), 후측 커버(120) 및 본체부(130)를 상호 결합 시키는 경우에 후측 플레이트(250)가 후측 커버(120)에 의해 눌려 압축되면서 배기 플레이트(220)들, 저항 플레이트(230), 후측 플레이트(240) 및 전측 플레이트(250)가 상호 간에 완벽히 밀착되도록 한다. 이로 인해, 용융물은 배기 플레이트(220)들 사이로 빠져나가지 못하고, 가스만이 빠져나갈 수 있게 된다.
전측 플레이트(250)는 회전 로드(210)가 삽입되는 관통홀(251)이 중앙에 형성된 원판형 부재로서, 막대부(212)의 종단에 위치하며, 관통홀(251)의 내경은 막대부(212)의 외경보다 큰 것이 바람직하다.
전측 플레이트(250)의 재질은 SS45C가 바람직하며, 본체부(130)의 전측 커버(140) 쪽 표면으로부터 약간 돌출되는 길이를 선택하는 것이 바람직하다. 이 경우 볼트(170)를 조여 노즐 연결부(150), 전측 커버(140) 및 본체부(130)를 상호 결합 시키는 경우에 전측 플레이트(250)가 전측 커버(140)에 의해 눌려 압축되면서 배기 플레이트(220)들, 저항 플레이트(230), 후측 플레이트(240) 및 전측 플레이트(250)가 상호 간에 완벽히 밀착되도록 한다. 이로 인해, 용융물은 배기 플레이트(220)들 사이로 빠져나가지 못하고, 가스만이 빠져나갈 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트의 회전 로드와 저항 플레이트의 정면도이다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트가 용융물로부터 가스 및 타르를 분리하는 방법에 대하여 설명한다.
용융물은 사출기 연결부(110)를 통해 유입되며, 유입된 용융물은 후측 커버(120)의 복수 개의 관통 유로(121)들로 분산되며 본체부(130)의 복수 개의 관통로(131)들에 삽입된 가스 분리부(200)들로 유입된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트는 복수 개의 관통로(131)들 내에서 가스 분리를 동시에 수행함으로써, 가스 분리의 시간을 단축할 수 있기 때문에 가스 분리의 효율을 증가시키는 장점을 가진다.
본체부(130)의 관통로(131)로 유입된 용융물은 후측 플레이트(240)의 내주면과 스크류부(211) 사이로 유입되며, 스크류부(211)의 종단을 원뿔형으로 형성하게 되면 용융물의 유입이 더 원활하게 이루어진다.
용융물은 스크류부(211)의 외주면에 나선형으로 형성된 유동 홈(213)을 따라 전측 커버(140)를 향해 유동을 하게 되고, 이에 따라 회전 로드(210)는 회전을 하게 된다. 회전 로드(210)의 회전은 배기 플레이트(220)들의 내부에서 와류를 형성하게 되며, 이에 따라 용융물에 포함되어 있던 가스는 원심력에 의해 배기 플레이트(220)들의 내주면 쪽으로 밀려나며 용융물로부터 분리되게 되므로, 효과적인 가스 분리가 이루어 진다.
배기 플레이트(220)들의 내주면 쪽으로 이동한 가스들은 배기 플레이트(220)들 사이의 미세한 간극으로 배출되어 관통로(131)의 내주면과 배기 플레이트(220)들의 외주면 사이의 공간으로 유동하게 된다.
배기 플레이트(220)의 전면(222)과 후면(223)에는 반지름 방향의 미세한 유동 홈(226)이 형성됨으로써, 가스의 이동이 보다 효과적으로 이루어진다. 관통로(131)의 내주면과 배기 플레이트(220)들의 외주면 사이의 공간으로 이동한 가스는 관통로(131)의 내주면과 저항 플레이트(230)의 외주면 사이의 공간을 통해 유동하게 된다. 관통로(131)의 내주면에 형성된 배기 홈(132)들에 의해 가스의 유동로가 원활하게 확보될 수 있게 되어 가스의 배출이 용이하게 된다.
가스는 관통로(131)의 내주면과 전측 플레이트(250)의 외주면 사이의 공간을 거쳐, 전측 커버(140)의 유동 홈(145)으로 이동한 후에 유동 홈(145)을 따라 가스 배출로(146)를 통해 외부로 배출된다. 이러한 가스의 유동은 도 3에서 검은색 화살표로 도시된다.
회전 로드(210)의 유동 홈(213)을 따라 유동하던 융용물은, 도 6에 도시된 바와 같이 저항 플레이트(230)의 돌출부(232)들 사이의 공간과 스크류부(211)의 유동 홈(213)이 겹쳐서 개방되는 공간을 통해 이동하게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트는 저항 플레이트(230)에 의해 용융물의 유동 경로의 단면적을 가변함에 따라 유동이 저항을 받도록 하며, 이러한 유동 저항에 의해 발생된 압력이 후방의 용융물에 가해져 용융물 내의 가스 분리를 더욱 촉진시키게 된다. 이러한 용융물의 유동은 도 3에서 하얀색 화살표로 도시된다.
한편, 사출성형기용 노즐 유니트를 통해 용융물의 이동시에 타르가 발생될 수 있으며, 타르는 후측 커버(120)의 타르 배출로(126)를 통해 강제로 흡입하여 배출시킬 수 있게 된다. 즉, 가스 배출 경로와 동일하게 타르는 관통로(131)의 내주면과 배기 플레이트(220)들의 외주면 사이의 공간으로 이동하게 되고, 관통로(131)의 내주면에 형성된 배기 홈(132)들에 의해 타르의 유동로가 원활하게 확보될 수 있게 되어 타르의 배출이 용이하게 된다. 타르는 관통로(131)의 내주면과 후측 플레이트(240)의 외주면 사이의 공간을 거쳐, 후측 커버(120)의 유동 홈(125)로 이동한 후에 유동 홈(125)을 따라 타르 배출로(126)를 통해 외부로 배출된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트의 가스 분리부를 도 3의 B-B' 선을 따라 절단한 부분 단면도이다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트의 가스 분리부의 분해 사시도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 유니트는 앞에서 설명한 가스 분리부(200)에서 회전 로드(210) 대신에 회전 로드(410)가 설치될 수 있다. 본 실시예에서 회전 로드(410)를 제외한 구성은 앞에서 설명한 실시예의 구성 및 기능이 동일하므로, 이하에서는 다른 구성에 대해 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.
회전 로드(410)는 양 종단이 원뿔형 형상을 가지며, 외주면에는 일 방향을 따라 나선형으로 형성된 유동 홈(413)이 형성된다. 또한, 유동 홈(413)과 반대 방향으로 더 넓은 피치를 가지는 역방향 홈(414)이 형성된다.
용융물은 유동 홈(413)을 따라 전측 커버(140)를 향해 유동을 하게 되고, 이에 따라 회전 로드(410)는 회전을 하게 된다. 회전 로드(410)의 회전은 배기 플레이트(220)들의 내부에서 와류를 형성하게 되며, 이에 따라 용융물에 포함되어 있던 가스는 원심력에 의해 배기 플레이트(220)들의 내주면 쪽으로 밀려나며 용융물로부터 분리되게 되므로, 효과적인 가스 분리가 이루어 진다.
특히, 역방향 홈(414)이 용융물을 배기 플레이트(220)들의 내주면으로 향해 주기적으로 밀어내는 작용을 하게 되어 배기 플레이트(220)들의 내부에서 용융물과 배기 플레이트(220)의 내주면과의 충돌을 증가시켜 효과적인 가스 분리를 유도한다.
도 8 및 도 9에서는 회전 로드의 양 종단이 원뿔형 형상인 것으로 설명되었으나, 회전 로드(210)과 같이 스크류부와 막대부로 구분되고, 스크류부에만 유동홈(413)과 역방향 홈(414)이 형성되는 구성 역시 가능하다.
또한, 회전 로드(210) 역시 막대부(212) 없이 스크류부(211)만으로 이루어지되, 양 종단이 원뿔형 형상이 될 수도 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 타르 배출 컨트롤 시스템의 개략도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 타르 배출 컨트롤 시스템은 타르 배출 펌프(310), 타르 분해부(320) 및 혼합액 순환 펌프(330)를 포함한다.
타르 배출 펌프(310)는 노즐 유니트(100)의 타르 배출로(126)로부터 타르를 강제로 흡입하여 배출시킨다. 배출된 타르는 타르 배출 펌프(310)에 의해 타르 분해부(320)로 이동하게 된다.
타르 분해부(320)에서는 타르 분해 용액을 타르와 혼합하여 타르가 분해된 혼합액을 만들어 이를 외부로 배출한다.
노즐 유니트(100)의 타르 배출로(126)로부터 타르를 빨아들여 배출시키는 것은 타이머(340)를 타르 배출 펌프(310)에 연결함으로써, 자동으로 주기적 실시가 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 타르 분해 용액을 타르와 혼합하여 타르가 분해된 혼합액을 바로 배출하지 않고, 혼합액 순환 펌프(330)를 통해 타르 분해부(320)로부터 혼합액을 추출시켜 노즐 유니트(100)에서 배출되는 타르와 합류시켜 순환시킨 후에 타르 분해부(320)를 통해 배출하는 것이 바람직하다. 이러한 혼합액의 순환에 의해 노즐 유니트(100)로부터 배출된 타르에 의해 타르 배출관이 막히게 될 수도 있는 문제점을 방지하게 된다.
이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
100: 사출성형기용 노즐 유니트
110: 사출기 연결부 111: 관통 유입로
112: 원판형 부재 113: 결합부
114: 나사산 118: 관통 구멍
120: 후측 커버 121: 후측 커버의 관통 유로
122: 원판형 부재 123: 원뿔형 돌출부
124: 본체부를 향하는 면 125: 유동 홈
126: 타르 배출로 128: 관통 구멍
129: 스토퍼 130: 본체부
131: 관통로 132: 배기 홈
138: 체결 구멍 140: 전측 커버
141: 관통 유로 142: 원판형 부재
143: 원뿔형 돌출부 144: 본체부를 향하는 면
145: 유동 홈 146: 가스 배출로
148: 관통 구멍 150: 노즐 연결부
151: 관통 배출로 152: 원판형 부재
153: 노즐 장착부 158: 관통 구멍
160: 노즐 170: 볼트
200: 가스 분리부 210: 회전 로드
211: 스크류부 212: 막대부
213: 유동 홈 220: 배기 플레이트
221: 관통홀 222: 배기 플레이트의 전면
223: 배기 플레이트의 후면 224: 길이 방향 유동 홈
225: 원주 방향 유동 홈 226: 반지름 방향의 유동 홈
230: 저항 플레이트 231: 관통홀
232: 돌출부 240: 후측 플레이트
241: 관통홀 250: 전측 플레이트
251: 관통홀 310: 타르 배출 펌프
320: 타르 분해부 330: 혼합액 순환 펌프
410: 회전 로드 413: 유동홈
414: 역방향 홈

Claims (15)

  1. 사출기와 연결되어 사출기로부터 용융물이 유입되는 사출기 연결부;
    관통 유로들이 형성되며, 사출기 연결부에 연결되어 사출기 연결부로부터 유입된 용융물을 관통 유로들로 유도하는 후측 커버;
    후측 커버에 연결되며, 후측 커버의 관통 유로들과 연결되는 관통로들이 형성되고, 적어도 하나의 관통로의 내주면에는 적어도 하나의 배기 홈이 길이 방향으로 연장되는 본체부;
    본체부에 연결되며, 관통로들과 연결되는 관통 유로들이 형성된 전측 커버;
    전측 커버에 연결되며, 관통 배출로가 형성되어 전측 커버의 관통 유로들로부터 유입된 용융물을 관통 배출로를 통해 유동시키는 노즐 연결부;
    노즐 연결부의 관통 배출로에 삽입되는 노즐; 및
    본체부의 적어도 하나의 관통로에 삽입되어, 후측 커버로부터 전측 커버로 유동하는 용융물로부터 가스를 분리하는 가스 분리부를 포함하되,
    가스 분리부에 의해 분리된 가스는 관통로들을 따라 유동하여 후측 커버 및 전측 커버 중 적어도 하나에 형성된 가스 배출로를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 사출성형기용 노즐 유니트.
  2. 제 1 항에 있어서, 가스 분리부는
    후측 커버 쪽에는 외주면을 따라 유동 홈이 나선형으로 형성된 스크류부가 형성되고, 전측 커버 쪽에는 스크류부의 직경보다 작은 직경을 가진 막대부가 형성된 회전 로드;
    회전 로드가 삽입되는 관통홀이 중앙에 형성된 원판형 부재로서, 회전 로드의 스크류부 상에 배열되는 배기 플레이트들; 및
    회전 로드가 삽입되는 관통홀이 중앙에 형성되고, 관통홀의 내주면에는 돌출부들이 형성된 원판형 부재로서, 회전 로드의 막대부 상에 배열되는 적어도 하나의 저항 플레이트를 포함하되,
    본체부의 관통로들로 유입된 용융물은 회전 로드의 유동 홈을 따라 유동하며 회전 로드를 회전시키며, 저항 플레이트의 돌출부들 사이의 공간과 스크류부의 유동 홈이 겹쳐서 개방되는 공간을 통해 이동하고,
    용융물에 포함된 가스는 배기 플레이트들 사이의 간극을 통해 본체부의 관통로와 배기 플레이트의 외주면 사이의 공간으로 배출되는 것을 특징으로 하는 사출성형기용 노즐 유니트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    회전 로드에는
    스크류부의 외주면에 유동 홈의 나선 방향과 반대 방향으로 나선형의 역방향 홈이 더 형성된 것을 특징으로 하는 사출성형기용 노즐 유니트.
  4. 제 2 항에 있어서, 가스 분리부는
    회전 로드가 삽입되는 관통홀이 중앙에 형성된 원판형 부재로서, 스크류부의 종단에 위치하는 후측 플레이트; 및
    회전 로드가 삽입되는 관통홀이 중앙에 형성된 원판형 부재로서, 막대부의 종단에 위치하며, 관통홀의 내경은 막대부의 외경보다 큰 전측 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형기용 노즐 유니트.
  5. 제 2 항에 있어서, 회전 로드의 스크류부의 종단은 원뿔형인 것을 특징으로 하는 사출성형기용 노즐 유니트.
  6. 제 1 항에 있어서, 가스 분리부는
    외주면을 따라 유동 홈이 나선형으로 형성된 회전 로드;
    회전 로드가 삽입되는 관통홀이 중앙에 형성된 원판형 부재로서, 회전 로드의 외주면 상에 배열되는 배기 플레이트들; 및
    관통홀이 중앙에 형성되고, 관통홀의 내주면에는 돌출부들이 형성된 원판형 부재로서, 회전 로드의 종단에 위치되는 적어도 하나의 저항 플레이트를 포함하되,
    본체부의 관통로들로 유입된 용융물은 회전 로드의 유동 홈을 따라 유동하며 회전 로드를 회전시키며, 저항 플레이트의 돌출부들 사이의 공간과 스크류부의 유동 홈이 겹쳐서 개방되는 공간을 통해 이동하고,
    용융물에 포함된 가스는 배기 플레이트들 사이의 간극을 통해 본체부의 관통로와 배기 플레이트의 외주면 사이의 공간으로 배출되는 것을 특징으로 하는 사출성형기용 노즐 유니트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    회전 로드에는
    외주면에 유동 홈의 나선 방향과 반대 방향으로 나선형의 역방향 홈이 더 형성된 것을 특징으로 하는 사출성형기용 노즐 유니트.
  8. 제 6 항에 있어서, 가스 분리부는
    회전 로드가 삽입되는 관통홀이 중앙에 형성된 원판형 부재로서, 후측 커버 쪽 종단에 위치하는 후측 플레이트; 및
    관통홀이 중앙에 형성된 원판형 부재로서, 전측 커버 쪽 종단에 위치하는 전측 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형기용 노즐 유니트.
  9. 제 6 항에 있어서, 회전 로드의 양 종단은 원뿔형인 것을 특징으로 하는 사출성형기용 노즐 유니트.
  10. 제 2 항 또는 제 6 항에 있어서, 배기 플레이트의 전면 및 후면 중 적어도 하나에는 반지름 방향의 유동 홈들이 형성된 것을 특징으로 하는 사출성형기용 노즐 유니트.
  11. 제 1 항에 있어서
    후측 커버 및 전측 커버 중 적어도 하나는 중앙에 원뿔형 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 사출성형기용 노즐 유니트.
  12. 제 1 항에 있어서,
    후측 커버 및 전측 커버 중 적어도 하나에는
    본체부를 향하는 면 상에 관통 유로와 이격된 상태로 관통 유로를 둘러싸는 적어도 하나의 유동 홈이 형성되며, 유동 홈은 가스 배출로와 연결되는 것을 특징으로 하는 사출성형기용 노즐 유니트.
  13. 제 1 항에 있어서,
    후측 커버 및 전측 커버 중 적어도 하나에는
    본체부를 향하는 면 상에 타르 배출로가 형성되고,
    본체부를 향하는 면 상에 관통 유로와 이격된 상태로 관통 유로를 둘러싸는 적어도 하나의 유동 홈이 형성되며,
    유동 홈은 타르 배출로와 연결되는 것을 특징으로 하는 사출성형기용 노즐 유니트.
  14. 제 13 항의 노즐 유니트로부터 타르를 배출시키기 위한 타르 배출 컨트롤 시스템에 있어서,
    노즐 유니트의 타르 배출로로부터 타르를 배출시키는 타르 배출 펌프; 및
    타르 배출 펌프에 의해 배출된 타르를 수용하고, 타르 분해 용액과 타르를 혼합하여 혼합액을 배출하는 타르 분해부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타르 배출 컨트롤 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 타르 배출 컨트롤 시스템은
    타르 분해부로부터 혼합액을 배출시켜 노즐 유니트에서 배출되는 타르와 합류시키는 혼합액 순환 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타르 배출 컨트롤 시스템.
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