KR102598965B1 - 무기점결제를 이용한 코어 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무기점결제를 이용한 코어 제조장치를 제공한다.
상기 무기점결제를 이용한 코어 제조장치는 원사와 무기점결제를 혼련하여 생성한 혼련사를 공급하는 혼련사 공급부와, 상기 혼련사 공급부로부터 상기 혼련사를 공급받아 코어를 성형하기 위해 마련되고, 상부금형과 하부금형을 포함하며 상기 혼련사가 수용되는 복수의 캐비티가 형성되고, 내부에 유체가 유동하는 내부유로를 더 포함하는 금형부와, 상기 금형부를 가열하기 위한 금형가열부를 포함하고, 상기 금형가열부는, 상기 금형부의 외부에 구비되고, 상기 내부유로와 연통되어 상기 유체가 유출입되며 상기 내부유로와 함께 상기 유체를 순환시키는 가열라인과, 상기 가열라인에 연결되고, 상기 금형부에서 상기 가열라인으로 배출된 후 다시 상기 금형부로 재유입되는 유체를 가열하는 제1 히터부재와, 상기 금형부 내부에 구비되며 상기 내부유로의 중간 위치와 인접하게 마련되고, 상기 내부유로를 유동하는 유체를 가열하는 제2 히터부재를 포함한다.
상기 무기점결제를 이용한 코어 제조장치는 원사와 무기점결제를 혼련하여 생성한 혼련사를 공급하는 혼련사 공급부와, 상기 혼련사 공급부로부터 상기 혼련사를 공급받아 코어를 성형하기 위해 마련되고, 상부금형과 하부금형을 포함하며 상기 혼련사가 수용되는 복수의 캐비티가 형성되고, 내부에 유체가 유동하는 내부유로를 더 포함하는 금형부와, 상기 금형부를 가열하기 위한 금형가열부를 포함하고, 상기 금형가열부는, 상기 금형부의 외부에 구비되고, 상기 내부유로와 연통되어 상기 유체가 유출입되며 상기 내부유로와 함께 상기 유체를 순환시키는 가열라인과, 상기 가열라인에 연결되고, 상기 금형부에서 상기 가열라인으로 배출된 후 다시 상기 금형부로 재유입되는 유체를 가열하는 제1 히터부재와, 상기 금형부 내부에 구비되며 상기 내부유로의 중간 위치와 인접하게 마련되고, 상기 내부유로를 유동하는 유체를 가열하는 제2 히터부재를 포함한다.
Description
본 발명은 무기점결제를 이용한 코어 제조장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 코어의 생산성과 유동성이 개선되어 무기점결제를 이용하여 대형의 외형코어의 생산이 가능한 무기점결제를 이용한 코어 제조장치에 관한 것이다.
경합금 주조 또는 주절주조 공법은 내부 또는 외부의 형상을 구현하기 위해 모래(sand)로 제조한 코어(core)를 이용한다. 도 1에는 소형의 내부코어와 대형의 외형코어가 조립된 코어패키지가 도시된다.
일반적으로 코어는, 모래와 점결제(binder)를 믹싱하여 혼련사를 만들고, 혼련사를 금형에 투입한 후, 열 또는 화학적 반응을 금형에 가하여 점결제를 경화하시켜 생산한다.
코어의 생산 공법은, 모래와 혼련하는 점결제(binder)의 종류 및 경화방법에 따라 구분된다. 여기서 점결제의 종류에는 유기 점결제(Organic binder)와 무기점결제(Inorganic binder) 등이 있다. 유기점결제는 경화속도가 빨라서 널리 이용되고 있으나, 코어의 생산 및 주조 공정에서 가스와 냄새가 발생하고 이로 인해 주조품의 품질저하와 환경오염 등의 문제점을 가진다.
최근에는 코어 생산 시에 점결제로 냄새와 연기가 없는 무기점결제(Inorganic binder)를 사용한 친환경 공법이 증가하는 추세이다. 그런데 대형의 외형 코어 성형 시에 무기점결제를 사용하는 경우, 많은 열원 및 시간이 소요되기 때문에 대형의 외형코어를 사용하는 코어패키지에는 무기점결제를 사용하는 방식이 적용되지 못하는 실정이다. 따라서 무기점결제를 사용하여 대형의 외형 코어를 생산하기 위한 기술 개선이 필요한 실정이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 외부에서 가열되어 투입되는 유체를 금형부의 내부에서 재가열함으로써 금형부 내부에 구비된 복수의 캐비티의 온도가 균일하게 유지시키는 무기점결제를 이용한 코어 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 경화될 코어의 중심부로 직접 열풍을 투입하여 코어 소결 시간을 단축시킴으로써 코어 생산 사이클을 단축시키는 무기점결제를 이용한 코어 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 무기점결제를 이용하여 대형의 외형 코어를 생산하는 경우에도 코어 생산성과 코어의 품질을 확보할 수 있는 무기점결제를 이용한 코어 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 무기점결제를 이용한 코어 제조장치는, 원사와 무기점결제를 혼련하여 생성한 혼련사를 공급하는 혼련사 공급부와, 상기 혼련사 공급부로부터 상기 혼련사를 공급받아 코어를 성형하기 위해 마련되고, 상부금형과 하부금형을 포함하며 상기 혼련사가 수용되는 복수의 캐비티가 형성되고, 내부에 유체가 유동하는 내부유로를 더 포함하는 금형부와, 상기 금형부를 가열하기 위한 금형가열부를 포함하고, 상기 금형가열부는, 상기 금형부의 외부에 구비되고, 상기 내부유로와 연통되어 상기 유체가 유출입되며 상기 내부유로와 함께 상기 유체를 순환시키는 가열라인과, 상기 가열라인에 연결되고, 상기 금형부에서 상기 가열라인으로 배출된 후 다시 상기 금형부로 재유입되는 유체를 가열하는 제1 히터부재와, 상기 금형부 내부에 구비되며 상기 내부유로의 중간 위치와 인접하게 마련되고, 상기 내부유로를 유동하는 유체를 가열하는 제2 히터부재를 포함한다.
또한 본 발명은 상기 금형부 내부에 주입된 혼련사가 경화되도록, 상기 금형부의 내부로 열풍을 공급하는 열풍공급부를 더 포함하고, 상기 금형부는, 상기 열풍공급부에서 공급된 열풍이 상기 캐비티에 수용된 상기 혼련사로 주입되도록 상기 캐비티와 연통되게 상기 상부금형에 관통 형성되는 블로우홀과, 공급되는 열풍이 경화될 상기 코어의 중심부에 주입되도록, 상기 캐비티의 중심부까지 연장되게 상기 상부금형에 관통 삽입되는 중공의 블로우핀을 더 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 무기점결제를 이용한 코어 제조장치를 이용하면, 금형부 외부에 구비된 제1 히터부재와 별도로 구비된 제2 히터부재에 의해, 외부에서 가열되어 투입되는 유체를 금형부의 내부에서 재가열함으로써 금형부 내부에 구비된 복수의 캐비티의 온도가 균일하게 유지되게 하여 코어의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 경화될 코어의 중심부로 직접 열풍이 투입하여 코어 소결 시간을 단축시킴으로써 코어 생산의 사이클이 단축될 수 있다.
본 발명에 따르면 무기점결제를 이용하여 대형의 외형 코어를 생산하는 경우, 소요시간을 단축시켜서 코아의 생산성을 확보할 수 있고, 투입되는 혼련사의 유동성을 개선함으로써 코어의 품질을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의해 제조되는 코어패키지의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 무기점결제를 이용한 코어 제조장치의 일례를 하부금형의 상부에서 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 제2 히터부재가 금형부에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 무기점결제를 이용한 코어 제조장치의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 블로우핀이 장착된 상태를 도시한 확대도이다.
도 6은 본 발명에 적용되는 블로잉 노즐을 도시한 부분 단면 사시도이다.
도 7은 블로잉 노즐에 파쇄부재가 설치되지 않은 경우를 도시한 단면도이다.
도 8은 블로잉 노즐에 파쇄부재가 설치된 상태를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 블로잉 노즐에 단열부재가 설치된 상태를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 무기점결제를 이용한 코어 제조장치의 일례를 하부금형의 상부에서 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 제2 히터부재가 금형부에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 무기점결제를 이용한 코어 제조장치의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 블로우핀이 장착된 상태를 도시한 확대도이다.
도 6은 본 발명에 적용되는 블로잉 노즐을 도시한 부분 단면 사시도이다.
도 7은 블로잉 노즐에 파쇄부재가 설치되지 않은 경우를 도시한 단면도이다.
도 8은 블로잉 노즐에 파쇄부재가 설치된 상태를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 블로잉 노즐에 단열부재가 설치된 상태를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 무기점결제를 이용한 코어 제조장치의 기술적인 특징을 이해시키기에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 무기점결제를 이용한 코어 제조장치(100)는 혼련사 공급부(200)와 금형부(400) 및 금형가열부(500)를 포함한다.
혼련사 공급부(200)는, 원사와 무기점결제를 혼련하여 생성한 혼련사를 공급한다. 혼련사 공급부(200)는 공급된 주물사 원사와 무기점결제를 혼련하는 혼련기를 포함할 수 있고, 혼련기에서 생성된 혼련사는 금형부(400)로 공급될 수 있다.
금형부(400)는, 혼련사 공급부(200)로부터 혼련사를 공급받아 코어를 성형하기 위해 마련될 수 있다. 또한 금형부(400)는, 상부금형(410)과 하부금형(430)을 포함하며 혼련사가 수용되는 복수의 캐비티(401)가 형성되고, 내부에 유체가 유동하는 내부유로(405)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로 금형부(400)는 상부금형(410)과 하부금형(430)이 서로 형합하여 코어의 성형공간인 캐비티(401)를 포함할 수 있다(도 4 참조). 상부금형(410)의 상부에는 상부베이스(411)가 구비될 수 있고, 하부금형(430)의 하부에는 하부베이스(431)가 구비될 수 있다.
그리고 캐비티는 공급된 혼련사가 수용되고, 복수로 구비될 수 있다. 도 2에는 캐비티의 일례가 도시된다. 도 2에 도시된 일례와 같이 복수의 캐비티(401a, 401b, 401c)는 서로 다른 형상으로 형성될 수 있고, 하나의 금형부(400)는 복수의 캐비티(401a, 401b, 401c)를 통해 복수의 코어(10)를 성형할 수 있다. 복수의 코어(10)는 조립되어 도 1에 도시된 바와 같은 코어패키지(20)를 형성할 수 있다. 캐비티(401)의 형상과 개수는 도 2에 도시된 일례에 한정하는 것은 아니고 코어패키지(20)에 따라 다양하게 변형실시될 수 있다.
또한 금형부(400)는 내부에 유체가 유동하는 내부유로(405)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로 금형부(400)는 상부금형(410)과 하부금형(430)의 전 영역에 유체가 유동할 수 있도록 내부유로(405)가 형성될 수 있다. 일례로 내부유로(405)는 지그재그 형태로 형성될 수 있고 금형부(400)의 외부로부터 유체가 유입되는 입구와, 금형부(400)의 외부로 유체가 유출되는 출구를 포함할 수 있다. 여기서 유체는 금형가열부(500)에 의해 가열된 오일일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 금형가열부(500)는 금형부(400)를 가열하기 위해 마련되며, 가열라인(510)과, 제1 히터부재(520)와, 제2 히터부재(540)를 포함한다. 금형가열부(500)는 금형부(400)를 적정 온도로 예열하고 코어(10)의 제조가 진행되는 동안 금형부(400)의 온도를 고온으로 유지시킬 수 있다.
가열라인(510)은, 금형부(400)의 외부에 구비되고, 내부유로(405)와 연통되어 유체가 유출입되며 내부유로(405)와 함께 유체를 순환시킨다.
구체적으로 가열라인(510)은 일단부와 타단부가 내부유로(405)의 입구와 출구에 연결되고, 가열라인(510)과 내부유로(405)는 유체가 순환하는 폐순환로를 형성할 수 있다.
제1 히터부재(520)는 가열라인(510)에 연결되고, 금형부(400)에서 가열라인(510)으로 배출된 후 다시 금형부(400)로 재유입되는 유체를 가열한다. 구체적으로 제1 히터부재(520)는 가열라인(510)에 연결되어 금형부(400)의 외부에서 유체를 가열할 수 있다. 제1 히터부재(520)에 의해 가열된 유체는, 내부유로(405)로 공급되어 금형부(400)에 열을 전달하고, 금형부(400)를 유동하면서 온도가 낮아진 유체는 가열라인(510)을 순환하면서 재가열될 수 있다. 여기서 제1 히터부재(520)는 오일히터일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
이와 같이 가열라인(510)과 내부유로(405)의 순환라인과 제1 히터부재(520)에 의해 유체의 온도가 소정온도로 유지됨으로써 금형부(400)의 온도를 유지시킬 수 있다.
본 발명의 금형가열부(500)는 제2 히터부재(540)를 더 포함할 수 있다. 제2 히터부재(540)는 금형부(400) 내부에 구비되며 내부유로(405)의 중간 위치와 인접하게 마련되고, 내부유로(405)를 유동하는 유체를 가열한다.
구체적으로 내부유로(405)는 복수의 캐비티(401a, 401b, 401c)에 열을 전달하도록 복수의 캐비티(401a, 401b, 401c)가 형성된 영역을 포함하여 구비될 수 있다. 그런데 제1 히터부재(520)에 의해 외부에서 가열된 유체가 금형부(400)의 내부에서 온도가 하강하면 캐비티(401) 중 중 후단부에 배치된 캐비티(401c)에 적절한 열이 전달되지 않을 수 있다. 이로 인해 금형부(400) 내부의 온도가 캐비티 별로 달라지는 문제가 있다.
본 발명은 제2 히터부재(540)는 제1 히터부재(520)에 의해 가열되어 금형부(400)의 내부로 유입된 유체를, 금형부(400)의 중간에서 재가열할 수 있다. 더욱 구체적으로 제2 히터부재(540)는 복수의 캐비티(401) 들 사이의 위치 중 적어도 하나의 위치에 장착될 수 있고, 내부유로(405)로 열전달되게 구비될 수 있다. 또한 도 2에 도시된 실시예와 같이 제2 히터부재(540)는 내부유로(405)에 접촉되게 구비될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니고 내부유로(405)를 유동하는 유체를 가열할 수 있다면 다양한 변형실시가 가능하다.
예를 들어 제2 히터부재(540)는 전기히터일 수 있다. 다만 제2 히터부재(540)의 종류는 이에 한정하는 것은 아니고, 금형부(400) 내부에 장착되고 내부유로(405)에 인접하게 설치되어 내부유로(405)를 유동하는 유체를 가열할 수 있다면 다양한 가열부재로 변형실시될 수 있다.
이와 같은 제2 히터부재(540)에 의해 내부유로(405)의 중간 지점 이후에 배치된 캐비티에도 적정량의 온도를 전달할 수 있으므로, 금형부(400) 내부의 온도가 전 영역에서 균일하게 유지될 수 있어 캐비티 별로 온도차이가 발생하는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 제2 히터부재(540)는 금형부(400) 내부에서 유체의 온도를 보상하는 역할을 함으로써 코어의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한 금형가열부(500)는 제1 컨트롤러(530)와 제2 컨트롤러(560)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면 제1 컨트롤러(530)는, 내부유로(405)에서 가열라인(510)으로 배출되는 유체의 온도를 획득하고, 획득된 온도에 기초하여 내부유로(405)로 재유입되는 유체가 기설정된 온도로 가열되도록 제1 히터부재(520)를 제어할 수 있다. 제1 컨트롤러(530)에 의해 내부유로(405)의 입구로 전달되는 유체의 온도가 일정하게 유지될 수 있다.
또한 도 3을 참조하면 제2 컨트롤러(560)는, 제2 히터부재(540)에 인접한 내부지점의 온도를 측정하는 온도센서(550)로부터 수신된 온도에 기초하여 내부지점의 온도가 기설정된 온도가 되도록 제2 히터부재(540)를 제어할 수 있다. 여기서 도 3은 도 2에 도시된 제2 히터부재(540)를 설명하기 위해 각 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 본 발명에 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 도 3에 도시된 캐비티(401)는 도 2에 도시된 복수의 캐비티(401a, 401b, 401c) 중 어느 하나일 수 있고, 예를 들어 후단부에 위치한 캐비티(401c)일 수 있다.
온도센서(550)는 제2 히터부재(540)가 설치되는 지점에 인접한 위치의 온도를 측정하도록 금형부(400) 내부 또는 외부에 설치할 수 있다. 제2 컨트롤러(560)는 온도센서(550)로부터 신호를 수신하고, 수신된 온도에 기초하여 제2 히터부재(540)를 제어할 수 있다. 이에 따라 제2 히터부재(540)에 인접한 내부유로(405)를 통과하는 유체의 온도를 일정한 온도로 유지할 수 있다.
한편 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명은 열풍공급부(600)를 더 포함할 수 있다. 열풍공급부(600)는, 금형부(400) 내부에 주입된 혼련사가 경화되도록, 금형부(400)의 내부로 열풍(hot air)을 공급할 수 있다. 경화된 코어(10)는 금형부(400)의 하부에 구비된 취출부(700)에 의해 취출될 수 있다. 도 4에는 도 2에 도시된 캐비티와 다른 형태의 캐비티(401d)가 도시된다. 그러나 이하에서 설명하는 열풍공급부(600)와 블로우핀(420)은 도 4에 도시된 형상의 캐비티(401d)에 한정하여 적용되는 것은 아니고, 금형부(400)에 형성된 모든 캐비티(401)에 적용될 수 있다.
또한 금형부(400)는 블로우홀(413)과 블로우핀(420)을 더 포함할수 있다. 블로우홀(413)은, 열풍공급부(600)에서 공급된 열풍이 캐비티(401d)에 수용된 혼련사로 주입되도록 캐비티(401d)와 연통되게 상부금형(410)에 관통 형성될 수 있다. 블로우핀(420)은 공급되는 열풍이 경화될 코어의 중심부에 주입되도록, 캐비티(401d)의 중심부까지 연장되게 상부금형(410)에 관통 삽입되고 중공의 형상으로 형성될 수 있다.
블로우홀(413)은 상부금형(410)에 관통되어 열풍공급부(600)의 챔버(610)와 캐비티(401d)를 연통시킬 수 있다. 또한 하부금형(430)에는 투입된 열풍이 배기되는 배기홀(433)이 형성될 수 있고, 금형부를 지지하는 지지부(450)가 구비될 수 있다. 열풍공급부(600)로부터 공급된 열풍은 블로우홀(413)을 통해 금형부(400) 내부로 공급될 수 있다(A1). 그리고 공급된 열풍은 경화될 코어(10)에 열을 전달하고 배기홀(433)을 통해 배기될 수 있다(A2 참조).
그러나 블로우홀(413)은 캐비티(401d)의 외부에 형성되므로, 블로우홀(413)만으로 열풍을 공급하는 경우 경화될 코어(10)의 중심부까지 열풍이 도달하기 어렵다. 이로 인해 코어의 심부의 경화에 많은 시간이 걸리고 코어 내부의 품질이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하고자 금형부(400)에 블로우핀(420)을 더 포함한다. 블로우핀(420)은 상부금형(410)에 삽입되고 열풍공급부(600)의 챔버(610)와 캐비티(401d)를 연통시킬 수 있다. 그리고 블로우핀(420)은 캐비티(401d)의 중심부까지 연장되게 삽입될 수 있다. 이에 따라 경화될 코어(10)의 중심부로 직접 열풍이 투입됨으로써(A2 흐름 참조) 코어 소결 시간이 단축되어 코어 생산의 사이클이 단축될 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면 본 발명은 블로잉부(300)를 더 포함할 수 있다. 블로잉부(300)는, 혼련사 공급부(200)에서 공급되는 혼련사를 금형부(400) 내부로 투입하기 위해 혼련사 공급부(200)와 금형부(400) 사이에 구비될 수 있다.
블로잉부(300)는, 블로잉 플레이트(310)와 블로잉 노즐(330)을 포함한다. 블로잉 플레이트(310)는 상부금형(410)의 상부에 설치되고, 공급되는 혼련사를 분배시킬 수 있다. 그리고, 블로잉 노즐(330)은 공급되는 혼련사를 캐비티(401d)의 내부에 불어넣기 위해 마련되고 블로잉 플레이트(310)와 상부금형(410) 관통하여 설치될 수 있다.
구체적으로, 블로잉 플레이트(310)는 금형부(400)의 상부에 설치되고 혼련사 공급부(200)에서 공급되는 혼련사를 분배할 수 있다. 블로잉 플레이트(310)는 복수의 관통홀(311)이 형성될 수 있다. 혼련사 투입 시에 혼련사가 관통홀(311)을 통해 금형부(400)로 투입될 수 있고, 경화 시에 열풍공급부(600)로부터 공급된 열풍이 관통홀(311)을 통과하여 금형부(400)로 공급될 수 있다. 블로잉 노즐(330)은 관통홀(311)과 상부베이스(411) 및 상부금형(410)을 관통하여 설치될 수 있다.
또한 블로잉 플레이트(310)에는 냉각수가 유동하는 냉각수유로(312)가 형성될 수 있다. 혼련사 투입 시에, 냉각수유로(312)를 흐르는 냉각수에 의해 블로잉 노즐(330)을 통해 투입되는 혼련사가 소결되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 블로잉 플레이트(310)와 금형부(400)의 상부베이스(411) 사이에, 블로잉 플레이트(310)와 금형부(400) 사이를 실링하는 실링부재(320)가 구비될 수 있다.
구체적으로 블로잉 노즐(330)은 노즐바디(331)와 노즐 파이프(332)와 파쇄부재(334)를 포함할 수 있다.
노즐바디(331)는, 상부금형(410)을 관통하여 설치되고 중공이 구비된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 노즐 파이프(332)는, 노즐바디(331)의 내부에 삽입되고 혼련사가 투입될 수 있다. 그리고 노즐 파이프(332) 내주면에는 슈팅파이프(333)가 삽입될 수 있다. 이 경우 혼련사(M)는 슈팅파이프(333)를 관통하여 금형부(400)로 투입될 수 있다. 또한 노즐바디(331)의 하단부에는 블로우러버(337)가 결합될 수 있다.
파쇄부재(334)는, 노즐 파이프(332)의 내부에 구비되어 노즐 파이프(332)의 내부로 투입되는 혼련사(M)를 파쇄할 수 있다. 파쇄부재(334)는 노즐 파이프(332) 내부에 장착되어 투입되는 혼련사(M)를 파쇄할 수 있다면 종류와 형상에 제한없이 적용될 수 있다.
예를 들어 도 6 및 도 8을 참조하면 파쇄부는 몸체(334a)와 파쇄돌기(334b)를 포함할 수 있다. 몸체(334a)는 노즐 파이프(332)의 상단부의 내주면에 끼워지는 링 형상으로 형성될 수 있다. 파쇄돌기(334b)는 투입되는 혼련사(M)를 파쇄하도록 몸체(334a)의 내주면에 돌출 형성될 수 있다.
구체적으로 도 7을 참조하면 대형의 외형 코어를 제조 시에 원사(모래)의 투입량이 많은 경우나 불량의 혼련사(M)가 투입되는 경우, 금형부(400) 내부로 투입되는 블로잉 노즐(330)이 막히는 현상이 발생할 수 있다. 이로 인해 블로잉 노즐(330)로 투입되는 혼련사(M)의 유동성이 저하되어 대형 코어의 경우 깊은 부위의 형상이 잘 나오지 않는 문제가 발생할 수 있고, 블로잉 노즐(330)이 막히게 되어 금형부(400) 내에 혼련사(M)의 충진 불량을 초래할 수 있다. 이에 따라 코어의 품질이 저하되는 문제가 발생한다.
도 8을 참조하면 본 발명은 블로잉 노즐(330)이 내부에 파쇄부재(334)를 구비하여 이를 해결할 수 있다. 파쇄부재(334)는, 블로잉 노즐(330)에 투입되는 불량 혼련사(M)를 포함한 혼련사(M)를 파쇄하여, 혼련사(M)의 크기를 균일하게 해줌으로써 투입되는 혼련사(M)의 유동성을 개선할 수 있다. 이에 따라 대형의 외형 코어를 형성하는 경우에도 코어의 품질이 저하되는 것을 방지하여 코어의 품질의 균일성을 확보할 수 있다.
한편 도 6 및 도 9를 참조하면 블로잉 노즐(330)은 커버부재(335)를 더 포함할 수 있다. 커버부재(335)는 금형부(400)로부터 전달되는 열을 최소화하도록, 노즐바디(331)의 외주면을 커버하고 단열 재질로 마련될 수 있다.
또한 커버부재(335)는 노즐바디(331)와 접하는 내주면에 단열공간(S)이 마련될 수 있다. 예를 들어 커버부재(335)는 노즐바디(331)와 접하는 내주면에 요입 형성된 복수의 단열홈(336)을 포함할 수 있다. 이러한 단열홈(336)을 통해 단열공간(S)을 형성할 수 있다. 다만, 노즐바디(331)의 내주면에 단열공간(S)을 형성하는 방식은 단열홈(336)에 한정하는 것은 아니며 다양한 변형실시가 가능하다.
구체적으로 상기한 바와 같이 블로잉 플레이트(310)에는 냉각수가 유동하는 냉각수유로(312)가 형성될 수 있다. 혼련사(M)의 투입 시에, 냉각수유로(312)를 유동하는 냉각수를 이용하여 블로잉 노즐(330)을 냉각시킴으로써, 금형부(400)의 열이 혼련사(M)에 전달되는 것을 방지할 수 있다.
그런데 대형의 외형 코어 등과 같이 원사(모래)의 투입량이 많은 경우에는 블로잉 노즐(330)과 금형의 접촉시간이 길어지기 때문에 냉각수의 용량이 부족한 문제가 발생할 수 있다. 이로 인해 예열된 금형부(400)의 열이 블로잉 노즐(330) 및 혼련사(M)로 전달되어, 블로잉 노즐(330) 내부에서 혼련사(M)가 소결되어 막히는 문제가 발생할 수 있다(도 7의 B 참조).
본 발명은 노즐바디(331)의 외주면을 단열 재질의 커버부재(335)로 커버하고, 커버부재(335)와 노즐바디(331) 사이에 단열공간(S)을 형성함으로써, 금형부(400)로부터 블로잉 노즐(330)로 전달되는 열을 최소화시킬 수 있다. 이에 따라 블로잉 노즐(330)을 통해 투입되는 혼련사(M)의 유동성을 개선할 수 있다. 따라서 대형의 외형 코어를 제작하는 경우에도 균일한 유동성을 확보할 수 있어서, 코어의 품질을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 무기점결제를 이용한 코어 제조장치를 이용하면, 금형부 외부에 구비된 제1 히터부재와 별도로 제2 히터부재를 포함함으로써, 금형부 내부에 구비된 복수의 캐비티의 온도가 균일하게 유지됨으로써 코어의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 경화될 코어의 중심부로 직접 열풍이 투입됨으로써 코어 소결 시간이 단축되어 코어 생산의 사이클이 단축될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다.
10: 코어 20: 코어패키지
100: 무기점결제를 이용한 코어 제조장치
200: 혼련사 공급부 300: 블로잉부
310: 블로잉 플레이트 311: 관통홀
312: 냉각수유로 320: 실링부재
330: 블로잉 노즐 331: 노즐바디
332: 노즐파이프 333: 슈팅파이프
334: 파쇄부재 334a: 몸체
334b: 파쇄돌기 335: 커버부재
S: 단열공간 336: 단열홈
337: 블로우러버 M: 혼련사(도 7,8)
400: 금형부 401: 캐비티
405: 내부유로 410: 상부금형
411: 상부베이스 413: 블로우홀
420: 블로우핀 430: 하부금형
431: 하부베이스 433: 배기홀
450: 지지부 500: 금형가열부
510: 가열라인 520: 제1 히터부재
530: 제1 컨트롤러 540: 제2 히터부재
550: 온도센서 560: 제2 컨트롤러
600: 열풍공급부 610: 챔버
700: 취출부
100: 무기점결제를 이용한 코어 제조장치
200: 혼련사 공급부 300: 블로잉부
310: 블로잉 플레이트 311: 관통홀
312: 냉각수유로 320: 실링부재
330: 블로잉 노즐 331: 노즐바디
332: 노즐파이프 333: 슈팅파이프
334: 파쇄부재 334a: 몸체
334b: 파쇄돌기 335: 커버부재
S: 단열공간 336: 단열홈
337: 블로우러버 M: 혼련사(도 7,8)
400: 금형부 401: 캐비티
405: 내부유로 410: 상부금형
411: 상부베이스 413: 블로우홀
420: 블로우핀 430: 하부금형
431: 하부베이스 433: 배기홀
450: 지지부 500: 금형가열부
510: 가열라인 520: 제1 히터부재
530: 제1 컨트롤러 540: 제2 히터부재
550: 온도센서 560: 제2 컨트롤러
600: 열풍공급부 610: 챔버
700: 취출부
Claims (10)
- 원사와 무기점결제를 혼련하여 생성한 혼련사를 공급하는 혼련사 공급부;
상기 혼련사 공급부로부터 상기 혼련사를 공급받아 코어를 성형하기 위해 마련되고, 상부금형과 하부금형을 포함하며 상기 혼련사가 수용되는 복수의 캐비티가 형성되고, 내부에 유체가 유동하는 내부유로를 더 포함하는 금형부; 및
상기 금형부를 가열하기 위한 금형가열부를 포함하고,
상기 금형가열부는,
상기 금형부의 외부에 구비되고, 상기 내부유로와 연통되어 상기 유체가 유출입되며 상기 내부유로와 함께 상기 유체를 순환시키는 가열라인;
상기 가열라인에 연결되고, 상기 금형부에서 상기 가열라인으로 배출된 후 다시 상기 금형부로 재유입되는 유체를 가열하는 제1 히터부재; 및
상기 금형부 내부에 구비되며 상기 내부유로의 중간 위치와 인접하게 마련되고, 상기 내부유로를 유동하는 유체를 가열하는 제2 히터부재를 포함하고,
상기 금형가열부는,
상기 내부유로에서 상기 가열라인으로 배출되는 유체의 온도를 획득하고, 획득된 온도에 기초하여 상기 내부유로로 재유입되는 유체가 기설정된 온도로 가열되도록 상기 제1 히터부재를 제어하는 제1 컨트롤러; 및
상기 제2 히터부재에 인접한 내부지점의 온도를 측정하는 온도센서로부터 수신된 온도에 기초하여 상기 내부지점의 온도가 기설정된 온도가 되도록 상기 제2 히터부재를 제어하는 제2 컨트롤러를 포함하는, 무기점결제를 이용한 코어 제조장치. - 제1항에 있어서,
상기 내부유로는 복수의 상기 캐비티에 열을 전달하도록 복수의 상기 캐비티가 형성된 영역을 포함하여 구비되고,
상기 제2 히터부재는 복수의 상기 캐비티들 사이의 위치 중 적어도 하나의 위치에 장착되고 상기 내부유로로 열전달되게 구비되는, 무기점결제를 이용한 코어 제조장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 금형부 내부에 주입된 혼련사가 경화되도록, 상기 금형부의 내부로 열풍을 공급하는 열풍공급부를 더 포함하고,
상기 금형부는,
상기 열풍공급부에서 공급된 열풍이 상기 캐비티에 수용된 상기 혼련사로 주입되도록 상기 캐비티와 연통되게 상기 상부금형에 관통 형성되는 블로우홀; 및
공급되는 열풍이 경화될 상기 코어의 중심부에 주입되도록, 상기 캐비티의 중심부까지 연장되게 상기 상부금형에 관통 삽입되는 중공의 블로우핀을 더 포함하는, 무기점결제를 이용한 코어 제조장치. - 원사와 무기점결제를 혼련하여 생성한 혼련사를 공급하는 혼련사 공급부;
상기 혼련사 공급부로부터 상기 혼련사를 공급받아 코어를 성형하기 위해 마련되고, 상부금형과 하부금형을 포함하며 상기 혼련사가 수용되는 복수의 캐비티가 형성되고, 내부에 유체가 유동하는 내부유로를 더 포함하는 금형부; 및
상기 금형부를 가열하기 위한 금형가열부를 포함하고,
상기 금형가열부는,
상기 금형부의 외부에 구비되고, 상기 내부유로와 연통되어 상기 유체가 유출입되며 상기 내부유로와 함께 상기 유체를 순환시키는 가열라인;
상기 가열라인에 연결되고, 상기 금형부에서 상기 가열라인으로 배출된 후 다시 상기 금형부로 재유입되는 유체를 가열하는 제1 히터부재;
상기 금형부 내부에 구비되며 상기 내부유로의 중간 위치와 인접하게 마련되고, 상기 내부유로를 유동하는 유체를 가열하는 제2 히터부재를 포함하고,
상기 혼련사 공급부에서 공급되는 혼련사를 상기 금형부 내부로 투입하기 위해 상기 혼련사 공급부와 상기 금형부 사이에 구비되는 블로잉부를 더 포함하고,
상기 블로잉부는,
상기 상부금형의 상부에 설치되고, 공급되는 상기 혼련사를 분배시키는 블로잉 플레이트; 및
공급되는 상기 혼련사를 상기 캐비티의 내부에 불어넣기 위해 마련되고 상기 블로잉 플레이트와 상기 상부금형 관통하여 설치되는 블로잉 노즐을 포함하는, 무기점결제를 이용한 코어 제조장치. - 제5항에 있어서,
상기 블로잉 노즐은,
상기 상부금형을 관통하는 원통형의 노즐바디;
상기 노즐바디의 내부에 삽입되고 상기 혼련사가 투입되는 노즐 파이프; 및
상기 노즐 파이프의 내부에 구비되어 상기 노즐 파이프의 내부로 투입되는 상기 혼련사를 파쇄하는 파쇄부재를 포함하는, 무기점결제를 이용한 코어 제조장치. - 제6항에 있어서,
상기 파쇄부재는
상기 노즐 파이프의 상단부의 내주면에 끼워지는 링 형상의 몸체와,
투입되는 상기 혼련사를 파쇄하도록 상기 몸체의 내주면에 돌출된 파쇄돌기를 포함하는, 무기점결제를 이용한 코어 제조장치. - 제6항에 있어서,
상기 블로잉 노즐은,
상기 금형부로부터 전달되는 열을 최소화하도록, 상기 노즐바디의 외주면을 커버하고 단열 재질로 마련된 커버부재를 더 포함하는, 무기점결제를 이용한 코어 제조장치. - 제8항에 있어서,
상기 커버부재는 상기 노즐바디와 접하는 내주면에 단열공간이 마련되는, 무기점결제를 이용한 코어 제조장치. - 제8항에 있어서,
상기 커버부재는 상기 노즐바디와 접하는 내주면에 요입 형성된 복수의 단열홈을 포함하는, 무기점결제를 이용한 코어 제조장치.
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