KR200328933Y1 - 플라스틱 제품용 회전성형기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 플라스틱 성형물 사출 공법 중의 하나인 회전성형을 통하여 효율을 높이고 품질 좋은 성형물을 사출시키기 위한 회전성형기 개선에 대한 것이다.

본 고안에 따르면, 금형 내에 있는 분말 수지를 금형 내벽에 균등히 점착시키기 위해서 내장형 송풍기와 가열기에 의해 오븐 내로 가열된 공기를 흡입시키고, 오븐 내로 흡입된 가열된 공기는 금형 표면을 가열시키면서 오븐내에서 유동을 하다가, 온도가 하강하면서 배기구(5)로 배출되고 배출된 공기는 연결관(13)을 통해 흡입구(2)로 다시 보내지게 된다. 이런 공기 흐름을 갖는 블로우 로테이션(Blow rotation) 방식의 회전성형기 구조를 개선함으로서 가열공기가 금형상단의 전반적인 범위로 유입되고 오븐내에서 원활한 유동을 유발시킨다. 가열공기의 원활한 유동은 금형주위에 고른 온도 및 속도 분포를 꾀할 수 있어 품질 좋은 성형품을 사출시킬 수 있고, 온도 변화량을 감소시켜 경제적인 효율향상에 도움을 줄 수 있다.

Description

플라스틱 제품용 회전성형기 {Rotational Molding Machine for Plastic Products}

본 고안은 회전성형기의 구조 개선에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 오븐 내에 좀더 넓은 범위의 확산작용을 위한 흡입구(2) 구조 개선과 오븐 내에 공기의 유동을 보다 원활하고 온도변화량을 줄이기 위한 오븐의 형상을 개선하기 위한 것이다.

기존의 회전성형기를 살펴보면, 오븐 형상은 도1에 도시한 바와 같이 흡입구(2)의 위치가 오븐의 상단에 위치하고 있다. 이 흡입구(2)의 형상은 한변의 길이가 60㎝이고 높이가 30㎝ 인 직육면체로 오븐상단외벽(3)에 직각으로 세워져 있으며, 후면하단측면에 직경이 85㎝이고 높이가 40㎝인 원기둥 형상의 배기구(5)는 연결관(13)에 의해 연결되어 있다. 이 연결관(13)은 다시 흡입구(2)와 연결되어 있다. 오븐의 내부 중앙에는 금형을 올려놓기 위한 원형의 금형고정판(15)이 있으며, 이 금형고정판(15)을 회전할 수 있도록 오븐 외부로 연장시킨 축(16)과 고정시켰다. 본 고안의 회전성형의 기법은 블로우 로테이션(Blow rotation) 방식으로 오븐내부의 공기가 배기구(5)로 배출되고 배기구(5)를 통해 나온 공기는 연결관(13)에 보내지게 되며 이 연결관(13)을 통과해 가열기에 의해 재가열되면서 흡입구(2)를 통해 오븐내부로 재유입된다.

이러한 회전성형기 구조에서 흡입되는 공기는 흡입구(2)가 오븐상단외벽(3)에 직작으로 세워져 있고 오븐의 단면 형상이 사각형의 형상을 띠고 있기 때문에 오븐의 모서리 부분에서는 도수현상과 같은, 공기유동이 순조롭지 못한 양상을 띠게 된다. 또한 흡입구(2)로부터 유입되는 가열공기의 확산범위는 흡입구(2) 단면적에 지나지 않아 금형상단외벽 일부분에만 접촉하게 된다. 이로 인해 열효율은 떨어지고 성형불량률이 높아져 경제적 손실이 증대된다.

본 고안의 목적은 오븐내의 가열된 공기의 원활한 공기 유동을 유도하기 위해서 회전성형기 오븐의 형상과 오븐의 흡입구(2) 구조를 개선하는 것이다. 이 분말성형의 회전성형법은 금형내부에 있는 분말이 금형 내벽에 점착시켜야 한다. 따라서 재료가 되는 분말의 특성상 분말이 열을 흡수하는 동안 용융될 수 있는 적성선의 온도까지 가열시켜야 한다. 또한, 흡입구(2)를 통과하는 가열공기는 적정한 속도로 금형외벽에 직접적으로 접촉을 시켜야 한다. 이 적정하게 가열된 공기에 의해 금형의 좀더 넓은 표면을 가열시킴으로서 금형내부에서 전체적으로 고르게 퇴적된다. 따라서 흡입구(2)의 형상을 개선함으로서 보다 넓은 범위에 적정한 속도를 갖는 가열된 공기가 금형외벽에 접촉을 할 수 있다.

회전성형은 결코 평형을 이룰 수 없는 불안정한 상태의 열 처리과정이다. 즉, 오븐내의 공기 온도가 가열기에 의해 가열되면서 오븐내로 유입되나 오븐내에서 유동 하면서 가열공기의 온도는 하강을 하게된다. 이 하강된 공기는 배기구(5)를 통해서 이동하고 다시 배출된 공기는 연결관(13)을 통해 흡입구(2)로 이동을 한다. 이 때, 가열된 공기의 온도보다 낮은 배출 공기는 가열기에 의해 온도를 적정선까지 재가열시켜 흡입시킨다. 따라서, 이러한 블로우 로테이션(Blow rotation) 방식의 회전성형에서 열효율을 높이고 성형불량률을 줄이는 방법으로 가장 우선적으로 개선되어야 할 부분은 흡입구(2)에서 배기구(5)까지 가열된 공기의 유동양상을 순조롭고 원활하게 향상시키는 것이 필요불가결한 것이다. 공기 유동양상을 원활히 한다함은 불필요한 도수현상을 줄이고 가열공기가 적정한 속도로 유입 가능하게 도와주며, 더불어 흡입구로부터 유입되는 가열공기의 확산범위가 넓어짐을 의미하는 것이다. 따라서 공기 유동양상을 원활하게 하기 위해서는 기존의 사각형 단면의 오븐 형상을 좀더 곡선에 가까운 단면형상으로 바꿔 줄 필요가 있고 흡입구 하단의 단면적 확대 및 오븐상단외벽(3)에 흡입구 측면벽(1)과 만나는 지점에 변화를 줘야 할 필요가 있다. 그러면 공기 유동이 원활해지면서 온도변화를 줄일 수 있으며 흡입구(2)에서 나오는 가열된 공기를 좀더 확장된 범위로 분출시킬 수 있다. 따라서, 회전성형기 오븐의 형상과 흡입구(2) 구조의 개선은 다양한 크기와 형상을 갖는 성형물의 불량률을 줄이고 경제적인 효율의 증대성을 부여하기 위함이다.

도 1은 종래의 회전성형기의 오븐을 도시한 사시도

도 2는 본 고안의 오븐 형상 및 흡입구 구조를 개선한 사시도

도 3의 본 고안에 따른 개선된 오븐 및 흡입구 구조를 절단한 사시도

도 4는 개선한 오븐의 흡입구 부분을 확대 도시한 부분사시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1. 흡입구측면벽 2. 흡입구

3. 오븐상단외벽 3-1. 오븐상단내벽

3-2. 오븐하단내벽 4. 레일

5. 배기구 6. 전면상단외측벽

7. 후면하단내측벽 8. 후면상단내측벽

9. 전면하단내측벽 10. 전면상단내측벽

11. 흡입구경사면 12. 흡입구굴곡면

13. 연결관 14. 개폐기

15. 금형고정판 16. 축

17. 모터

본 고안에 따르면, 품질 좋고 다양한 형상을 갖는 성형물을 사출하기 위하여 금형 주위의 고른 속도 및 온도분포 양상을 갖는 것이 중요하다. 회전성형기의 오븐 형상을 개선함으로서 오븐내에서 유입된 가열공기의 유동이 원활해진다. 기존의 흡입구측면벽(1)을 제거하고 연결관(13)에서 흡입구(2)로 바로 흡입되면서 바로 유입이 가능하고 이로 인해 열 손실을 방지할 수 있으며. 흡입구내측면에 경사와 흡입구굴곡면(12)을 줌으로서 흡입되는 공기가 확산할 수 있는 기능을 가진다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 고안에 따른 회전성형기 오븐형상 및 흡입구(2) 구조를 도시한 그림이다. 기존의 사각 오븐(도1)에서 전면상단내측벽(10)과 오븐상단내벽(3-1)과 만나는 모서리에 일정한 각을 주고, 후면상단내측벽(8)과 오븐상단내벽(3-1)과 만나는 모서리에 일정한 각을 주고 전면하단내측벽(9)과 오븐하단내벽(3-2)과 만나는 모서리에 일정한 각을, 후면하단내측벽(7)과 오븐하단내벽(3-2)과 만나는 모서리에도 일정한 각을 주어서 단면적이 팔각형의 오븐형상으로 개선한다. 이 개선은 금형고정판(15)과 금형이 회전할 수 있는 최소한의 체적으로 개선한다. 이로 인해 블로우 로테이션(Blow rotation) 방식인 이 회전성형에서 공기를 가열시키는데 필요한 에너지는 감소되므로 효율은 높아지고, 오븐 내의 공기가 원활하게 유동하는 기능을 한다. 즉, 흡입구(2)로부터 흡입되는 공기는 일정한 속도를 갖고 있기 때문에 가열된 공기는 오븐내에서 오븐의 외벽을 타고 유동을 하게 되는데 사각외형보다는 개선된 팔각외형에서 수월한 공기 유동이 가능하다. 또한 오븐내에서 가열공기는 유동을 하지만 온도가 하강한다. 따라서 오븐의 형상을 개선함으로서 가열공기의 유동은 더욱 원활해지고 온도변화량은 줄어듦으로서 재가열하는 에너지량은 감소한다. 즉 열에너지 효율이 높아지는 기능을 제공한다.

도4는 본 고안에서 개선된 회전성형기의 흡입구(2) 구조를 확대한 그림이다. 흡입구내측면에 경사면을 주고 오븐상단내벽(3-1)과 경사를 준 흡입구경사면(11)과 맞닿는 부분에 흡입구굴곡면(12)을 주면 유입되는 공기는 오븐의 내벽을 따라 유동한다. 기존의 흡입구측면벽(1)을 제거함으로서 흡입구굴곡면(12)에 의해 흡입되는 공기는 넓은 지역으로 확산될 뿐만 아니라 보다 빠르게 유동할 수 있는 작용을 하고배기구(5)와 흡입구(2)간의 연결통로가 단축되면서 온도변화량이 줄어 경제적인 효율이 증대가 가능하다.

이상에서와 같이 본 고안에 의하면, 회전성형이라는 공법에서 중요한 점은 적절한 온도 및 흡입되는 가열공기의 속도조절로서 금형 주위에 고르게 분포시켜야 한다. 따라서 회전성형기 오븐의 형상을 기존의 사각형 단면적에서 팔각형으로, 오븐의 체적(금형이 회전할 수 있는 최소의 공간)을 최적화시킴으로서 오븐내에서 원활한 공기 유동을 통해서 공기온도변화량을 줄일 수 있다. 이로 인해 열효율이 높아지고, 흡입구측면벽(1)을 제거하고, 흡입구경사면(11)으로 변화를 줌과 동시에 오븐상단외벽(3)과 맞닿는 흡입구경사면(11)에 흡입구굴곡면(12)을 줌으로서, 가열된 공기의 원활하고 신속하게 유입되어 금형의 상단 전 영역에 고른 온도분포와 속도분포 양상을 얻을 수 있게 된다. 이로서 성형물의 불량률을 줄일 수 있으며, 분말의 신속한 용융으로 금형 내벽에 안착할 수 있는 시간이 줄어듦으로서, 경제적인 효율이 증대된다.

Claims (2)

1. 플라스틱 성형방법에 있어서, 흡입구로부터 유입된 가열공기를 오븐내에서 원활하게 유동시켜 온도변화량을 줄이고 가열시간을 단축시킴으로서 열에너지 효율증가를 유도하기 위한 팔각형의 단면적 오븐을 특징으로 하는 회전성형기.
2. 성형물의 균일한 경화도를 갖고, 금형 외벽 전반적인 범위에 고른 온도분포와 속도분포를 유도하기 위해 흡입구 상단의 면적보다 흡입구 하단의 면적이 더 넓고, 오븐상단외벽(3)과 맞닿는 흡입구경사면(11)에 흡입구굴곡면(12) 구조를 갖는 확장식 굴곡형 흡입구(2)를 특징으로 하는 회전성형기.