KR20150018069A - Energy saving type apparatus for manufacturing modeled article using foamed plastics - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발포플라스틱을 사용하는 성형품 제조 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 발포플라스틱으로 성형품을 제조할 때, 가열 공정에 사용된 후 폐기되는 폐증기를 분리 회수하여, 건조 공정 및/또는 예비 발포 공정에 필요한 열원으로 활용함으로써 에너지효율을 향상시키는 에너지 절약형 발포플라스틱 성형품 제조 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a molded article manufacturing apparatus using foamed plastic. More specifically, when a molded article is produced from foamed plastic, it is used in a heating process to separate and recover the waste steam, which is then used as a heat source for the drying process and / or the preliminary foaming process, thereby improving energy efficiency. To a plastic molded article manufacturing apparatus.
일반적으로 발포플라스틱은 발포제를 사용하거나 공기나 가스를 주입하여 조직 내에 기포를 조밀하게 형성시킴으로써, 다공질 조직으로 만들어진 합성수지를 가리킨다.Generally, a foamed plastic refers to a synthetic resin made of a porous structure by using a foaming agent or injecting air or gas to densely form bubbles in the tissue.
이러한 발포플라스틱의 주요 원료 합성수지는 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등이지만, 이외에도 다양한 합성수지가 원료로 이용된다.
The main raw material synthetic resin for such foamed plastics is polystyrene, polyurethane, polyolefin, polypropylene, polyethylene, etc., but various synthetic resins are used as raw materials.
이러한 발포플라스틱 중에서 발포폴리스티렌을 이용하여 성형품을 제조하는 종래의 장치를 예시적으로 설명하면 다음과 같다.A conventional apparatus for producing a molded article using expanded polystyrene from among the foamed plastics will be described below as an example.
발포폴리스티렌은 경량성, 내수성, 단열성, 방음성, 완충성 등이 우수하므로, 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 포장 자재를 비롯하여, 각종 산업 분야에서 건축재료, 산업재료, 장식재료, 절연재료 등으로 널리 사용된다. Since foamed polystyrene is excellent in light weight, water resistance, heat insulation, soundproofness and buffering property, it is widely used for construction material, industrial material, decorative material, insulation material in various industrial fields including packing materials which can be easily accessed in everyday life do.
발포폴리스티렌 성형품의 제조에는 원료 충전 공정, 스팀 예비가열 공정, 일방향가열 공정, 역방향가열 공정, 양면가열 공정, 홀딩 공정, 냉각 공정, 배수 공정, 진공 공정, 형개(mold opening) 공정, 이형(mold releasing) 공정 등이 적용된다. 발포폴리스티렌 성형품의 두께나 발포 배율에 따라 상기 공정 순서, 공정 수행 시간 및 공정 종류는 조금씩 차이가 있다.
The production of foamed polystyrene molded articles may be carried out by various processes such as a raw material filling process, a steam preheating process, a one-way heating process, a reverse heating process, a two-side heating process, a holding process, a cooling process, a drainage process, a vacuum process, a mold opening process, ) Process. The process sequence, process execution time, and process type are slightly different depending on the thickness of foamed polystyrene molded product and the expansion ratio.
발포폴리스티렌 성형품의 일반적인 제조 공정을 간략하게 설명한다.A general manufacturing process of a foamed polystyrene molded article will be briefly described.
먼저, 준비된 발포제를 배합한 폴리스티렌의 원료를 금형 내에 투입한 후 스팀으로 가압 승온시킨다. 이에 따라 발포제가 반응하여 기포를 형성하며 팽창하므로, 발포폴리스티렌이 금형 내에 충전됨과 동시에 이 금형에 의해 압착되는 효과를 발생한다. 이어서, 가열된 금형을 냉각하면 성형된 발포폴리스티렌이 미소하게 수축하며 금형으로부터 쉽게 분리될 수 있다. 이와 같이 제조된 발포폴리스티렌 성형품은 건조실 내에서 건조된 다음에 제품으로 제공된다.First, the raw material of the polystyrene blended with the prepared foaming agent is put into the mold, and then the pressure is elevated by steam. As a result, the foaming agent reacts to form bubbles and expand, resulting in the effect that the expanded polystyrene is filled in the mold and pressed by the mold. Then, when the heated mold is cooled, the molded expanded polystyrene shrinks slightly and can be easily separated from the mold. The thus-prepared expanded polystyrene molded article is dried in a drying chamber and then supplied as a product.
이러한 종래 발포폴리스티렌 성형품 제조 장치의 일반적인 구성이 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 발포폴리스티렌 성형품 제조 장치(1)는 발포폴리스티렌 원료가 충전된 성형기(20a, 20b)의 내부로 가열 열원인 증기(S)가 주증기관(10)을 통해 공급된다. 이를 위하여 성형기(20a, 20b)의 고정측 금형으로 연결된 배관에는 고정측 증기밸브(21a, 21b)가, 가동측 금형으로 연결된 배관에는 가동측 증기밸브(23a, 23b)가 주증기관(10)으로부터 분기되어 각각 설치된다. A general configuration of such a conventional apparatus for manufacturing a foamed polystyrene molded article is shown in Fig. 1, a conventional apparatus for manufacturing a foamed polystyrene molded
그리고 성형기(20a, 20b)의 고정측 금형 및 가동측 금형으로부터 집수관(30)을 향하여 설치된 배관에도 각각 고정측 배기밸브(25a, 25b) 및 가동측 배기밸브(27a, 27b)가 설치된다.
The fixed
도1에 도시된 종래 발포폴리스티렌 성형품 제조 장치에서의 일방향 가열 공정을 간략히 살펴본다. 먼저, 일방향 가열 공정에서는 고정측 증기밸브(21a, 21b)가 개방되면 주증기관(10)을 통해 공급된 증기(S)는 성형기 내에 충전된 발포폴리스티렌 원료를 가열하여 발포시킨다. 그리고 가열 작용을 마친 증기는 응축수 또는 폐증기(S′)가 되는데, 이들은 가동측 배기밸브(27a, 27b)의 개방시켜 배출한다. 이때 응축수는 별도로 분리하지 않고 폐증기(S′)와 함께 배출하는 것이 일반적이다. 일방향 가열 공정 중에는 가동측 증기밸브(23a, 23b)와 고정측 배기밸브(25a, 25b)는 닫힌 상태를 유지한다.The unidirectional heating process in the conventional apparatus for producing a foamed polystyrene shown in Fig. 1 will be briefly described. First, in the one-way heating process, when the fixed-
상기 일방향 가열 공정에서 통상적으로 투입되는 증기(S)는 대략 0.3MPa 정도의 압력으로 대략 10~20초 정도 공급된다. 이때 성형기(20a, 20b) 각각의 내부압력이 설정된 압력(예: 0.07MPa)에 도달하면 증기 공급은 중지된다. 상기 증기 압력과 증기 공급 시간은 제품의 두께나 형상에 따라 달라질 수 있다. The steam (S) normally supplied in the one-way heating process is supplied for about 10 to 20 seconds at a pressure of about 0.3 MPa. At this time, when the inner pressure of each of the
이어서, 종래의 발포폴리스티렌 성형품 제조 장치에서의 역방향 가열 공정을 간략히 살펴본다. 역방향 가열 공정에서는 전술한 일방향 가열 공정과 반대로 가동측 증기밸브(23a, 23b)를 대략 3~7초 정도 개방하여 증기(S)를 공급하고, 가열 작용을 마친 증기는 고정측 배기밸브(25a, 25b)를 개방하여 응축수 및 폐증기(S′) 형태로 배출한다. 물론, 이 과정 중에 고정측 증기밸브(21a, 21b)와 가동측 배기밸브(27a, 27b)는 닫힌 상태를 유지한다.Next, a reverse heating process in a conventional apparatus for manufacturing a foamed polystyrene molded product will be briefly described. In the backward heating process, the movable
다음으로, 종래의 발포폴리스티렌 성형품 제조 장치에서의 양면 가열 공정을 간략히 살펴본다. 발포폴리스티렌 원료가 성형기(20a, 20b) 내에서 가열되어 발포가 이루진 상태에서, 고정측 배기밸브(25a, 25b) 및 가동측 배기밸브(27a, 27b)를 닫고, 고정측 증기밸브(21a, 21b) 및 가동측 증기밸브(23a, 23b)를 잠깐 개방하여, 대략 1~2초 정도 발포폴리스티렌 제품의 표면을 가열한다. 가열 작용을 마친 증기는 고정측 배기밸브(25a, 25b) 및 가동측 배기밸브(27a, 27b)를 열어 응축수 및 폐증기(S′) 형태로 배출한다. Next, a conventional double-sided heating process in a foamed polystyrene molded article manufacturing apparatus will be briefly described. The fixed
상기 양면 가열 공정은 발포 성형된 발포폴리스티렌 제품의 표면을 매끈하게 해주기 위하여 실시되는 공정이다.The above-described double-sided heating process is a process performed to smooth the surface of a foamed expanded polystyrene product.
그 다음으로, 소정 온도(예: 40~60℃)의 냉각수를 이용하여 성형기(20a, 20b)를 냉각하는 냉각 공정이 실시한다. 냉각 공정이 완료되면 성형기의 금형을 개방하여 성형된 발포폴리스티렌 제품을 금형으로부터 분리한 후, 건조실로 이송하여 건조 공정을 실시한다.Next, a cooling step of cooling the
건조 공정이란 발포 성형을 마친 발포폴리스티렌 성형품을 건조실(50)로 옮겨온 다음 대략 60~70℃의 열풍(H)으로 건조하는 단계를 말한다. 이러한 열풍 건조를 실시하면 발포폴리스티렌 성형품에 함유된 수분을 제거하고, 잔존하는 발포제를 기화시킬 수 있다.The drying step refers to a step of transferring the foamed polystyrene molded product to the
도 1을 참조하여 종래 발포폴리스티렌 성형품 제조 장치의 건조 공정을 간략히 설명한다. 건조실(50)의 가열열원은 주증기관(10)으로 공급된 증기(S)다. 송풍기(57)의 작동에 의해 건조실(50) 내부에서 흡입된 공기는 증기(S)를 공급받은 히터(55)의 가열 작용에 의해 고온의 열풍(H)으로 변환된다. The drying process of a conventional apparatus for manufacturing a foamed polystyrene molded product will be briefly described with reference to FIG. The heating source of heat in the
그리고 이 열풍(H)은 덕트(58)를 통하여 건조실(50) 내부로 공급되며, 건조실(50) 내부에 장입된 발포폴리스티렌 성형품을 건조시킨다. The hot air H is supplied into the
한편, 건조실 내부의 온도 제어는 주증기관(10)에 설치되어 증기(S)의 공급량을 조절하는 온도 조절밸브(51)와, 건조실(50) 내부의 온도를 감지하여 상기 온도 조절밸브(51)에 제어 신호를 인가하는 온도 제어기(53)에 의해 구현된다. The temperature control inside the drying chamber is controlled by a
그리고 히터(55)에서 발생되는 응축수는 별도 구비된 응축수 트랩(56)을 통해 집수되어 증기를 생성하는 보일러 쪽으로 순환 공급된다.
The condensed water generated in the
상기 종래의 발포폴리스티렌 성형품 제조 장치의 경우, 보일러에서 생성된 가열열원인 증기의 공급량 중 80~90%는 성형기의 가열 공정에서 사용되고, 나머지10~20%는 건조실의 건조 공정에 사용되는 것이 일반적이다. In the conventional apparatus for manufacturing a foamed polystyrene molded product, 80 to 90% of the supply amount of steam as a heating heat source generated in the boiler is used in the heating process of the molding machine, and the remaining 10 to 20% is generally used in the drying process of the drying chamber .
그런데 종래의 발포폴리스티렌 성형품 제조 장치에서는 성형기의 가열 공정에 사용된 폐증기는 그대로 버려진다. 따라서 종래 발포폴리스티렌 성형품 제조 장치는 열손실이 매우 크기 때문에 에너지 비용이 과다하게 발생하고, 친환경적이지 못하다는 문제가 있다.However, in the conventional apparatus for manufacturing a foamed polystyrene molded article, the waste steam used in the heating process of the molding machine is discarded as it is. Therefore, the conventional apparatus for manufacturing a foamed polystyrene molded product has a problem that the heat loss is very large, which causes excessive energy cost and is not environmentally friendly.
한편 다른 합성수지를 원료로 하는 발포플라스틱 제조 공정도 상기 발포폴리스티렌과 유사하게 이루어진다. 특히 발포폴리프로필렌의 제조 공정의 경우는, 단지 증기 압력만 더 고압을 사용할 수 있다는 차이가 있을 뿐이고 나머지 제조공정은 거의 동일하므로, 상기 문제점 역시 동일하게 발생한다.
On the other hand, a process for producing a foamed plastic using other synthetic resin as a raw material is similar to the above-mentioned expanded polystyrene. Particularly, in the case of the production process of foamed polypropylene, there is only a difference that only the steam pressure can be used at a higher pressure, and the rest of the production process is almost the same.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자, 발포플라스틱 제조 공정에서 성형을 위한 가열 공정에서 사용되고 버려지던 폐증기를 회수하여 재사용이 가능하도록 구성된 에너지 절약형 발포플라스틱 제조 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.It is an object of the present invention to provide an apparatus for manufacturing an energy-saving foamed plastic, which is used in a heating process for molding in a foamed plastic manufacturing process and is capable of recovering discarded waste steam and reusing it.
특히 본 발명은 가열 공정 후 배출되는 폐증기를 회수하기 위하여 진공펌프를 사용하는 경우에, 장치 내에서 흔히 발생하는 부압 문제를 해결하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
Particularly, the present invention provides another technical problem to solve the problem of the negative pressure which frequently occurs in the apparatus when the vacuum pump is used to recover the waste steam discharged after the heating process.
본 발명은 본 발명의 출원인이 한국 특허청에 2012년 02월 16일자로 출원한 한국특허출원 제2012-0015801호와 관계가 있다.
The present invention relates to Korean Patent Application No. 2012-0015801 filed on February 16, 2012 by the applicant of the present invention to the Korean Intellectual Property Office.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 기술적 구성을 제공한다.In order to solve the above technical problems, the present invention provides the following technical constructions.
본 발명은 증기를 이용하여 발포플라스틱 성형품을 성형하는 성형기와 상기 성형기로부터 배출된 폐증기를 회수하는 폐증기 회수부 및 상기 폐증기 회수부로부터 공급되는 폐증기를 가열열원으로 이용할 수 있는 건조 공정부를 포함하는 발포플라스틱 성형품 제조 장치에 있어서, 상기 폐증기 회수부가 폐증기 회수 탱크와 그 보조탱크를 구비하는 특징을 갖는다.The present invention relates to a method of manufacturing a foamed plastic molded article, which comprises a molding machine for molding a foamed plastic article using steam, a waste steam recovery part for recovering the waste steam discharged from the molding machine, and a drying part for using the waste steam supplied from the waste steam recovery part as a heating heat source Wherein the waste vapor recovery section has a waste vapor recovery tank and an auxiliary tank thereof.
특히 폐증기 회수 탱크는 성형기와 폐증기 인입배관으로 연결되고, 상기 건조 공정부와는 폐증기 공급배관으로 연결된다. 그리고 보조탱크는 폐증기 회수 탱크와 응축수 배출관에 의하여 하단부가 서로 연통되어 응축수가 서로 유통할 수 있게 구성되며, 또한 보조탱크의 상단부는 폐증기 회수 탱크와 연통배관에 의하여 서로 연통되어 폐증기가 서로 유통할 수 있게 구성된다. 보조탱크의 상부에는 고압기체를 공급받는 고압기체 공급관이 구비되는데, 이 고압기체 공급관은 주로 고압증기를 보조탱크 내로 공급하는 역할을 하게 된다.Particularly, the waste vapor recovery tank is connected to the molding machine and the waste steam inlet pipe, and connected to the drying toilet pipe through a waste steam supply pipe. The auxiliary tank is configured such that the lower end thereof communicates with each other by the waste steam recovery tank and the condensed water discharge pipe so that the condensed water can flow to each other. The upper end of the auxiliary tank communicates with the waste steam recovery tank and the communication pipe, . The upper portion of the auxiliary tank is provided with a high-pressure gas supply pipe for supplying high-pressure gas, which mainly supplies the high-pressure steam into the auxiliary tank.
그리고 상기 폐증기 회수 탱크의 옆에는 압력조절관을 설치하는데, 상기 압력조절관은 한쪽이 상기 폐증기 회수 탱크 상부에 연결되고, 다른 한쪽이 팽창탱크에 연결된다.A pressure control pipe is installed on the side of the waste vapor recovery tank. One of the pressure control pipes is connected to the upper portion of the waste vapor recovery tank, and the other is connected to the expansion tank.
또한 본 발명은 상기 팽창탱크(230)를 상기 압력조절관(220)의 설정압력 변경에 대응할 수 있도록 다양한 높이로 다수 개 설치할 수 있다.
Also, in the present invention, a plurality of expansion tanks (230) can be installed at various heights to correspond to the set pressure change of the pressure control pipe (220).
본 발명의 건조 공정부는 건조실과 상기 건조실 내 공기가 순환하는 덕트 및 상기 순환되는 공기를 가열하여 열풍으로 만드는 가열수단을 포함하는데, 상기 가열수단은 증기를 가열열원으로 하는 증기 열원공급부와, 폐증기를 가열열원으로 하는 폐증기 열원공급부로 이루어지는 특징이 있다.The drying unit includes a drying chamber, a duct through which the air in the drying chamber circulates, and a heating means for heating the circulated air to generate hot air. The heating means includes a steam heat source supply unit that uses steam as a heat source, And a waste heat source for supplying the waste heat to the waste heat source.
그리고 본 발명에서는 상기 폐증기 열원공급부에서 폐증기 회수부로부터 히터 쪽으로 폐증기를 흡인시키기 위한 수단으로 진공펌프가 사용될 수 있다.
In the present invention, a vacuum pump may be used as the means for sucking the waste steam from the waste-steam recovery unit to the heater in the waste-steam heat source supply unit.
또한 본 발명에서는 예비발포 공정부를 부가하여, 폐증기 회수부의 폐증기 일부를 예비발포실로 공급하여 분사하는 공정을 수행하도록 구성할 수 있으며, 특히 폐증기를 예비발포실로 분사하는 수단으로는 이젝터가 사용될 수 있다.
In addition, in the present invention, the pre-foaming process unit may be added to perform a process of supplying a part of the waste steam of the waste vapor collecting unit to the pre-bubbling chamber for spraying. Particularly, as a means for injecting the waste steam into the pre- .
본 발명의 발포플라스틱 성형품 제조 장치는 폐증기 재활용을 위하여, 배출되는 폐증기를 진공펌프를 이용하여 흡인하는 경우에 폐증기 회수 탱크 내에서 부압이 발생하여 응축수 배출이 제대로 되지 않는 문제를 해결할 수 있으므로, 장치의 작동 신뢰성이 제고된다.The apparatus for manufacturing a foamed plastic article of the present invention can solve the problem that the negative pressure is generated in the waste vapor recovery tank and the condensed water is not discharged properly when the discharged waste steam is sucked by using the vacuum pump for recycling the waste steam , Thereby enhancing the operational reliability of the apparatus.
또한 본 발명의 폐증기 회수 탱크 내의 폐증기 허용압력을 압력조절관(220)과 다단으로 설치되는 팽창탱크를 이용하여 다양하게 설정할 수 있으므로, 발포플라스틱 성형품의 재료나 두께 등을 변경하여 제조하는 것이 용이해지는 효과가 있다.Further, since the allowable pressure of the pulmonary steam in the pulmonary vapor recovery tank of the present invention can be variously set by using the
또한 본 발명은 발포플라스틱의 가열 공정 후 폐기되었던 폐증기를 회수하여 발포플라스틱의 건조 공정 또는 예비발포 공정에 필요한 열원으로 재활용함으로써 에너지 효율을 향상 및 생산 비용의 절감 효과를 얻을 수 있다.
In addition, the present invention can recover the waste steam that has been discarded after the heating process of the foamed plastic and recycle it as a heat source necessary for the drying process or the prefoaming process of the foamed plastic, thereby improving the energy efficiency and reducing the production cost.
도 1은 종래의 발포플라스틱 제조 장치를 간략히 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 발포플라스틱 제조 장치의 전체 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 폐증기 회수부의 구성을 개략적으로 도시한 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 발포플라스틱 제조 장치의 전체 구성도.1 is a schematic view showing a conventional foamed plastic manufacturing apparatus.
Fig. 2 is an overall structural view of a foamed plastic manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention; Fig.
3 is a schematic view showing a configuration of a waste vapor recovery unit according to
Fig. 4 is an overall structural view of a foamed plastic manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention; Fig.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하였다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 2 및 도 4에 도시된 본 발명의 실시예는 폴리스티렌 또는 폴리프로필렌을 원료로 사용하는 발포플라스틱 성형품 제조 장치 구성을 예시한 것이다. 하지만 다른 합성수지를 원료로 사용하는 경우라 하더라도 도 2 및 도 4에 도시된 본 발명이 제안하는 핵심 기술 구성은 그대로 사용이 가능하며, 다만 일부 장치 구성 요소를 삭제 또는 위치 변경하거나 다른 장치 구성 요소를 추가될 수 있을 것이다.
The embodiment of the present invention shown in Figs. 2 and 4 exemplifies a constitution of an apparatus for manufacturing a foamed plastic molded article using polystyrene or polypropylene as a raw material. However, even if another synthetic resin is used as a raw material, the core technology composition proposed by the present invention shown in FIGS. 2 and 4 can be used as it is, except that some device components are deleted or repositioned or other device components It can be added.
[실시예 1][Example 1]
도 2에서 본 발명의 실시예 1에 따른 발포플라스틱 성형품 제조 장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 폐증기 회수부의 구성을 구체적으로 도시한 것이다.Fig. 2 schematically shows a configuration of an apparatus for producing a foamed plastic article according to
도 2에 도시된 실시예 1에 따르면, 본 발명의 발포플라스틱 성형품 제조 장치(100)는 주증기관(110)으로부터 증기(S)를 공급받아 발포플라스틱 제품을 성형하기 위해 가열하는 성형기(120)와, 상기 성형기(120)에서 생성된 폐증기(S′)를 회수하여 재활용이 가능한 형태로 공급하는 폐증기 회수부(200)와, 주증기관(110)으로부터 공급된 증기(S)와 상기 폐증기 회수부(200)로부터 공급된 폐증기(S′)를 이용하여 성형된 발포플라스틱 성형품을 건조시키는 건조 공정부(300)를 포함한다.
2, a foamed plastic molded
도 2에 도시된 발포플라스틱 성형품 제조 장치(100)에는 두 개의 성형기(120a, 120b)가 개시되어 있다. 성형기(120)는 발포플라스틱 원료를 충전하여 발포 성형작업을 실시하는 금형을 포함하고 있다. 이러한 발포 성형작업에 필요한 가열 열원인 증기(S)는 주증기관(110)을 통해 성형기(120) 내부로 공급된다.In the foamed plastic molded
주증기관(110)으로부터 각각의 성형기(120a, 120b)의 입구 측으로 분기된 배관에는 고정측 증기밸브(121a, 121b) 및 가동측 증기밸브(123a, 123b)가 각각 한 세트씩 설치된다. 또한, 각각의 성형기(120a, 120b)의 출구측에서 집수관(140)으로 향하는 배관에는 고정측 배기밸브(125a, 125b) 및 가동측 배기밸브(127a, 127b)가 각각 한 세트씩 설치된다.
The fixed-
폐증기(S′)가 회수되는 배관 상에는 폐증기 배기밸브(130)가 설치된다. 설치 위치는 도 2에 도시된 바와 같이 성형기(120) 출구와 고정측 배기밸브(125a, 125b) 및 가동측 배기밸브(127a, 127b) 사이이다.A waste
도2에 도시된 폐증기 배기밸브(130)는 4개로 구성되어 있다. 즉, 제1폐증기 배기밸브(130a), 제2폐증기 배기밸브(130b), 제3폐증기 배기밸브(130c) 및 제4폐증기 배기밸브(130d)가 이에 포함된다. 이러한 폐증기 배기밸브(130)의 수효는 설치된 성형기의 수에 따라 증가 또는 감소될 수 있다.
The waste
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 폐증기 회수부의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다. 3 is a schematic view showing a configuration of a waste vapor recovery unit according to an embodiment of the present invention.
폐증기 회수부(200)의 주요 구성은 폐증기 회수탱크(210), 압력조절관(220), 팽창탱크(230a, 230b) 및 보조탱크(250)이다. 그리고 추가적으로 압력조절관 수위제어기(240) 및 보조탱크 수위제어기(260)를 더 포함할 수 있다.
The main components of the waste
폐증기 회수탱크(210)는 성형기(120) 출구 측에서 회수된 폐증기(S′)를 설정된 압력으로 저장하는 장치이다.The waste
폐증기 회수 탱크(210)의 몸체에는 폐증기(S′)가 인입되는 폐증기 인입배관(201)과 보조탱크(250)와 연통시키는 연통배관(112)이 각각 연결된다. 연통배관(112)에는 증기차단밸브(252b)가 설치된다.A waste
폐증기 회수 탱크(210)의 상부에는 내부에 포집되어 있는 폐증기(S′)를 건조 공정부(300)로 공급하는 폐증기 공급배관(203)을 설치된다. 폐증기 회수 탱크(210)의 하부에는 응축수 배출관(273)이 설치되며 집수관(140)으로 연결된다. 후술할 보조탱크(250)의 하부와 폐증기 회수 탱크(210)의 하부 사이에 위치한 응축수 배출관(273)에는 응축수 배출밸브(252c)가 설치된다.The upper portion of the waste-
그리고 폐증기 회수 탱크(210)의 내부에는 기수분리판(211)이 다수 설치된다. 기수분리판(211)은 폐증기(S')에 포함된 수분(응축수)을 분리하며, 분리된 수분은 낙하하여 폐증기 회수 탱크(210) 하부에 고인다.
A plurality of
압력조절관(220)은 폐증기 회수탱크(210)의 폐증기의 토출 압력을 조절하는 장치이다. The
압력조절관(220)의 한쪽은 폐증기 회수 탱크(210)의 상부로 연결되고 다른 한쪽은 팽창탱크(230)에 연결된다. One side of the
압력조절관(220)은 U자 형상의 파이프 부재로 구성되며, U자 형상을 이루는 하부에는 폐증기 회수 탱크(210) 내부에 포집되는 폐증기의 허용 압력에 맞추어 물이 봉입되어 있다. The
상기 U자 형상을 이루는 하부 파이프에는 압력조절관 수위센서(221)가 설치되어 압력조절관(220)에 봉입된 물의 수위를 검지한다. The U-shaped lower pipe is provided with a pressure control
폐증기 회수 탱크(210)와 연결되어 있는 압력조절관(220)의 상부 쪽에는 체크밸브(222)가 설치된다. 체크밸브(222)는 폐증기 회수 탱크(210) 내부에 부압이 발생할 때 압력조절관(220)의 봉입수(W)가 폐증기 회수 탱크(210)로 역류되는 것을 막는다. A
압력조절관 수위제어기(240)는 압력조절관 수위센서(221)가 검지한 신호를 전달받아 봉입수 공급밸브(231a)의 개폐를 제어함으로써, 압력조절관(220)에 외부 봉입수(W) 공급을 조절한다.
The pressure regulating
팽창탱크(230)는 1개 또는 다수 개 설치될 수 있으며, 팽창탱크(230)의 정확한 수효는 필요에 따라 설계자가 결정한다. 도 3의 실시예에서는 두 개의 팽창탱크, 즉 제1팽창탱크(230a), 제2팽창탱크(230b)가 압력조절관(220)과 배출연결관(233) 사이를 연결하며 설치되어 있다.One or
그리고 제2팽창탱크(230b)로 향한 배관 상에는 제2팽창탱크 밸브(231b)가 설치되어 있다. A second
제1팽창탱크와 제2팽창탱크가 각기 다른 높이로 설치되는 이유는 폐증기의 배압을 발포플라스틱 성형품의 두께에 따라 다르게 설정하기 위해서이다. 예를 들어, 발포폴리스티렌 성형품 제조공정에서 제1팽창탱크의 설치 높이가 3,000mm라면 이에 대응하는 폐증기의 배압은 0.03MPa로, 제2팽창탱크의 설치 높이가 2,000mm라면 이에 대응하는 폐증기의 배압은 0.02MPa로 허용될 수 있다. 만일 발포폴리프로필렌 제조공정이라면 상기 각각의 폐증기 배압은 더 높게 허용될 수 있다.The reason why the first expansion tank and the second expansion tank are installed at different heights is to set the back pressure of the waste steam differently according to the thickness of the foamed plastic article. For example, if the installation height of the first expansion tank is 3,000 mm and the back pressure of the corresponding pulmonary steam is 0.03 MPa and the installation height of the second expansion tank is 2,000 mm in the process of manufacturing a foamed polystyrene molded article, The back pressure can be allowed to be 0.02 MPa. If the process is a foamed polypropylene manufacturing process, the respective pulmonary steam backpressure can be allowed to be higher.
도 3을 참조하면, 제1팽창탱크(230a)는 길이 방향이 가로로 배치되고, 제2팽창탱크(230b)는 길이 방향이 세로로 배치되어 있다. 이러한 배치 형태는 설계상의 편의 및 각 구성간의 연결 관계 등을 고려하여 선정된 것에 불과하며, 그 형태는 다양한 실시예를 통해 조금씩 달라질 수 있다.
Referring to FIG. 3, the
보조탱크(250)는 폐증기 회수 탱크(210)의 수위를 조절하기 위한 장치이다. 보조탱크(250)에는 보조탱크 수위센서(251)가 설치되어 탱크 내부의 수위를 검지할 수 있도록 구성된다. The
보조탱크(250)의 상부에는 주증기관(110)으로부터 분기된 고압기체 공급관(111)이 연결된다. 상기 고압기체 공급관(111)에는 증기공급밸브(252a)가 설치된다.A high pressure
보조탱크(250)의 하부는 응축수 배출관(273)과 연결되어 내부의 응축수를 배출할 수 있도록 구성한다. 따라서 보조탱크(250)와 폐증기 회수 탱크(210)는 응축수 배출관(273)에 의하여 서로 연통될 수 있다.The lower portion of the
보조탱크(250)의 하부에서 집수관(140)으로 연결되는 응축수배출관(273)에는 응축수 배출밸브(252d)가 설치된다.A
보조탱크 수위제어기(260)는 보조탱크 수위센서(251)로부터 검지한 신호를 전달받아 증기공급밸브(252a)의 개폐를 제어함으로써, 보조탱크(251) 내부에 증기(S)를 공급 또는 차단한다.
The auxiliary
다시 도 2를 참조하여 본 실시예에서의 건조 공정부(300)의 구성을 구체적으로 살펴보기로 한다. Referring again to FIG. 2, the construction of the
본 실시예의 건조 공정부(300)는 주증기관(110)으로부터 공급된 증기(S)와 폐증기 회수부(200)로부터 공급된 폐증기(S′)를 동시에 또는 어느 하나만을 선택하여 가열열원으로 활용할 수 있는데 특징이 있다.The drying
건조 공정부(300)는 건조실(301), 건조실 내 공기를 순환 유동시키는 송풍기(305), 상기 송풍기(305)에 의하여 순환하는 공기의 유동로를 제공하는 덕트(303), 그리고 상기 송풍기(305)에 의하여 순환되는 공기를 가열하여 열풍으로 만드는 가열수단을 포함한다. 그리고 상기 가열수단은 증기(S)를 가열열원으로 하는 증기 열원공급부(310)와, 폐증기(S′)를 가열열원으로 하는 폐증기 열원공급부(320)를 포함한다.
The drying
상기 증기 열원공급부(310)는 제1히터(315), 온도 조절밸브(311), 제1센서(313), 제1트랩(317)을 포함한다. 그리고 추가적으로 온도조절밸브 제어기(319)를 더 포함할 수 있다.The steam heat source supply unit 310 includes a
제1히터(315)는 증기(S)를 가열열원으로 이용하여 건조실(301) 공기를 가열한다. 온도 조절밸브(311)는 상기 제1히터(315)로 연결되는 주증기관(110)에 설치된다. 제1센서(313)는 건조실(301) 내에 설치되어 건조실 내부의 온도를 검지한다. The
제1트랩(317)은 제1히터(315)를 가열한 증기(S)가 응축수로 변한 뒤 배출되는 트랩이다. The
온도조절밸브 제어기(319)는 제1센서(313)로부터 감지된 건조실(301) 내부의 온도 신호를 전달받아 온도 조절밸브(311)의 개폐를 제어하여 제1히터(315)로 공급되는 증기(S)의 양을 조절한다.
The temperature
상기 폐증기 열원공급부(320)는 제2히터(325), 온도 조절밸브(321), 제2센서(323), 진공펌프(327)을 포함한다. 그리고 추가적으로 온도조절밸브 제어기(329)를 더 포함할 수 있다.The waste steam heat source supply unit 320 includes a
제2히터(325)는 폐증기(S‘)를 가열열원으로 이용하여 건조실(301) 공기를 가열한다. 온도 조절밸브(321)는 상기 제2히터(315)로 연결되는 폐증기 공급배관(203)에 설치된다. 제2센서(323)는 건조실(301) 내에 설치되어 건조실 내부의 온도를 검지한다. The
진공펌프(327)는 폐증기 회수탱크(210)에서 제2히터(325) 쪽으로 폐증기(S')를 흡인시키며, 제2히터(325)를 가열 작용을 마친 폐증기(S')가 변한 응축수를 배출시킨다. The
온도조절밸브 제어기(329)는 제2센서(323)로부터 감지된 건조실(301) 내부의 온도 신호를 전달받아 온도 조절밸브(321)의 개폐를 제어하여 제2히터(325)로 공급되는 폐증기(S‘)의 양을 조절한다.
The temperature
이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예 1에 따른 발포플라스틱 성형품 제조 장치에 의한 제조 공정을 설명한다.Hereinafter, with reference to Figs. 2 and 3, a manufacturing process of the foamed plastic molded article manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.
도 2에 도시된 성형기(120)에서, 가열 공정 중 일방향 가열 공정은 다음과 같이 이루어진다.In the
주증기관(110)을 통해 고온의 증기(S)가 공급되면 고정측 증기밸브(121a, 121b)를 개방하여 성형기(120) 금형 내에 충전된 발포플라스틱 원료를 가열한다. 그리고 가열 작용을 마친 증기(S)는 응축수 또는 폐증기(S′)가 되어 가동측 배기밸브(127a, 127b) 쪽으로 배출된다. 일방향 가열 공정 중에는 가동측 증기밸브(123a, 123b)와 고정측 배기밸브(125a, 125b)는 닫힌 상태를 유지한다.
When the high temperature steam S is supplied through the
원료가 발포폴리스티렌일 경우에 일방향 가열 공정에서 통상적으로 투입되는 증기(S)의 압력은 대략 0.3MPa 정도이다. 만일 성형기(120a, 120b) 각각의 내부압력이 제한 압력(예: 0.07MPa)에 도달하면 증기(S)의 공급을 중지한다. 이때 바람직한 증기(S)의 공급 시간은 대략 10~20초 정도이다. 다만 이러한 시간 조건은 제품의 두께나 형상에 따라 달라질 수 있다. When the raw material is expanded polystyrene, the pressure of the steam S normally put in the one-way heating process is about 0.3 MPa. If the inner pressure of each of the
원료가 발포폴리프로필렌인 경우에는 상기 발포폴리스티렌의 경우보다 투입되는 증기(S)의 압력을 약0.6~0.7MPa까지 높게 할 수 있으며, 이에 맞추어 성형기(120a, 120b) 내부의 제한 압력도 0.3Mpa까지 높일 수 있다.
When the raw material is foamed polypropylene, the pressure of the steam S injected into the foamed polystyrene can be increased to about 0.6 to 0.7 MPa, and the pressure within the
가열 공정 중 역방향 가열 공정은 전술한 일방향 가열 공정과 반대로 이루어진다. 즉, 주증기관(110)을 통해 고온의 증기(S)가 공급되면, 가동측 증기밸브(123a, 123b)를 대략 3~7초 정도 개방하여 성형기(120) 금형 내에 충전된 발포플라스틱 원료를 가열한다. 가열 작용을 마친 증기(S)는 응축수 또는 폐증기(S′)가 되어 고정측 배기밸브(125a, 125b) 쪽으로 배출된다. 그리고 이러한 과정 중에는 고정측 증기밸브(121a, 121b)와 가동측 배기밸브(127a, 127b)는 닫힌 상태를 유지한다.
The reverse heating process during the heating process is performed in reverse to the one-way heating process described above. That is, when the high-temperature steam S is supplied through the
양면 가열 공정은 다음과 같이 이루어진다. The double-sided heating process is performed as follows.
일방향 가열 공정과 역방향 가열공정이 완료되면, 고정측 배기밸브(125a, 125b)와 가동측 배기밸브(127a, 127b)를 닫고, 고정측 증기밸브(121a, 121b) 및 가동측 증기밸브(123a, 123b)는 대략 1~2초의 짧은 시간 동안 개방하여 발포플라스틱 성형품의 표면을 가열한다. 가열 작용을 마친 증기(S)는 응축수 또는 폐증기(S′)가 되어 고정측 배기밸브(125a, 125b) 및 가동측 배기밸브(127a, 127b) 쪽으로 배출된다.
가열 공정이 모두 마무리되면, 성형기(120)의 금형을 냉각한 후 금형을 개방하여 발포플라스틱 성형품을 분리하여 건조실로 이송한다.
After the heating process is completed, the mold of the
종래에는 상기 가열 공정에서 성형기(120) 각각으로부터 배출되는 응축수와 폐증기(S′)는 집수관(140)을 통해 버려졌다. Conventionally, the condensed water and the pulmonary steam S 'discharged from each of the
그러나 본 발명에서는 성형기(120)로부터 배출되는 폐증기(S′)를 성형기(120)와 배기밸브들(125a, 125b, 127a, 127b) 사이에서 분기된 배관, 즉 폐증기 인입배관(201)을 통해 폐증기 회수부(200)로 회수하여 건조실 가열 열원으로 사용한다.However, in the present invention, the waste steam S 'discharged from the
이를 위하여 본 발명에서는 성형기(120) 내부로 투입된 증기(S)가 일방향 가열 공정 및/또는 역방향 가열공정을 마치고 배출될 때 폐증기 배기밸브(130)를 개방하여 배출되는 폐증기(S')의 60~70% 정도를 폐증기 회수부(200)로 회수한다. 물론 필요한 경우에는 양면 가열 공정 후에 배출되는 폐증기도 포집하여 사용할 수 있다.To this end, in the present invention, when the steam S introduced into the
폐증기 포집을 위하여 개방하는 폐증기 배기밸브(130)는 각 가열 공정에 따라 폐증기가 배출되는 배관 상에 있는 배기밸브이다.The pulmonary
이와 같이 회수된 폐증기(S′)는 폐증기 회수부(200)로 포집된 다음, 설정된 압력으로 토출되어 건조 공정부(300)의 가열 열원으로 사용된다.
The recovered pulmonary steam S 'is collected by the pulmonary
도 3을 참조하여 폐증기 회수부(200)에서 일어나는 작용을 살펴본다.Referring to FIG. 3, the operation of the waste-
폐증기 인입배관(201)을 통해 폐증기 회수 탱크(210)로 인입된 폐증기(S′)는 기수분리판(211)을 통과하면서 포함된 수분이 걸러진다. 걸러진 수분(응축수)은 폐증기 회수 탱크(210)의 하부로 낙하한 뒤 폐증기 회수 탱크(210) 외부로 배출되는데, 상기 응축수의 오염상태가 나쁘지 않은 경우에는 보일러의 급수로 재활용할 수 있다.The waste steam S 'drawn into the waste-
압력조절관(220)은 U자 형상을 이루는 하부에 폐증기 회수 탱크(210) 내부의 폐증기의 허용 압력에 맞추어 물이 봉입되어 있다. 따라서 폐증기 회수 탱크(210)에서 수분이 걸러진 폐증기(S‘)의 압력이 압력조절관(220)에 의해 설정된 압력 이하일 경우에는 폐증기(S‘)는 상향하여 폐증기 공급배관(203)을 통해 빠져 나가 건조 공정부(300)로 향한다.The
만일 폐증기 회수 탱크(210) 내부의 폐증기(S′) 압력이 압력조절관(220)의 설정 압력보다 높아지는 경우에는 압력조절관(220) 내부의 봉입수는 폐증기(S′)의 압력에 밀려서 팽창탱크(230) 쪽으로 밀려 올라간다.If the pressure of the pulmonary steam S 'inside the pulmonary
이때 발포폴리스티렌 성형품 제조공정에서 제1팽창탱크의 설치 높이를 3,000mm로 하여 이에 대응하는 폐증기의 배압을 0.03MPa로 설정하고, 제2팽창탱크의 설치 높이가 2,000mm로 하여 이에 대응하는 폐증기의 배압을 0.02MPa로 설정한 경우를 가정해 본다.At this time, the installation height of the first expansion tank is set to 3,000 mm, the back pressure of the corresponding pulmonary steam is set to 0.03 MPa, the installation height of the second expansion tank is set to 2,000 mm, and the corresponding pulmonary steam Is set to 0.02 MPa.
이 상태에서 폐증기 회수 탱크(210) 내부의 폐증기(S′) 압력, 즉 압력조절관(220)의 설정 압력을 0.02MPa로 제한하고자 한다면, 제2팽창탱크 밸브(231b)를 개방한다.In this state, if the pressure of the pulmonary steam S 'inside the waste-
그러면 고압 폐증기(S′)에 의해 압력조절관(220)에서 밀려 올라온 봉입수는 제2팽창탱크(230b)로 유입되고, 뒤따라 고압 폐증기(S′)도 제2팽창탱크(230b)로 유입된 후 배출구(232b)를 통해 배출연결관(233)으로 유출될 수 있으므로, 설정 압력 0.02MPa를 유지할 수 있게 된다. 물론 이때 고압 폐증기(S′)의 일부는 제1팽창탱크(230a)의 배출구(232a)를 통해 배출될 것이다.The sealed water pushed up from the
그리고 폐증기 회수 탱크(210) 내부의 폐증기(S′) 압력, 즉 압력조절관(220)의 설정 압력을 0.03MPa로 제한하고자 한다면, 제2팽창탱크 밸브(231b)를 폐쇄하여, 고압 폐증기(S′)에 의해 압력조절관(220)에서 밀려 올라온 봉입수를 제1팽창탱크(230b)로 유입시킨다. 이에 따라 고압 폐증기(S′)는 제1팽창탱크(230a)로 유입된 후 배출구(232a)를 통해 배출연결관(233)으로 유출되므로, 설정 압력 0.03MPa를 유지할 수 있게 된다.If the pressure of the pulmonary steam S 'inside the pulmonary
이 때 제1팽창탱크(230a)는 배출구(232a)는 팽창탱크 내부로 돌출시켜 설치하는데, 이는 제1팽창탱크(230a)로 유입되는 압력조절관(220)의 봉입수가 배출구(232a)를 통해 외부로 유출되는 것을 방지하기 위함이다.
At this time, the
이렇게 고압의 폐증기(S')를 배출하고 나면, 폐증기 회수 탱크(210)의 내부압력은 떨어지게 된다. 폐증기 회수 탱크(210)의 내부압력이 팽창탱크(230) 내로 밀려올라 갔던 봉입수의 낙하를 막을 수 없는 정도까지 떨어지면, 봉입수는 압력조절관(220)의 U자형 하부로 다시 흘러내려 고이게 된다.
After discharging the high-pressure pulmonary steam S ', the internal pressure of the pulmonary
한편 상기와 같이 폐증기 회수 탱크(210) 내부의 과압력 해소를 위하여 팽창탱크로 밀려올라간 압력조절관(220)의 봉입수의 일부는 배출구(232a) 또는 배출구(232b)를 통해 외부로 누출되는 경우가 발생한다. 그리고 장치의 운전 중에 증발 등의 원인에 의하여 봉입수가 감소하기도 한다.On the other hand, as described above, a part of the sealed water of the
이런 경우에는 전극봉이나 맥도널 스위치가 구비된 압력조절관 수위센서(221)에서 압력조절관(220)의 하단에 봉입된 물의 수위가 적정치 이하로 감지될 것이다. 이렇게 감지된 신호는 압력조절관 수위제어기(240)로 전달된다. In this case, the water level of the water enclosed in the lower end of the
이어서 압력조절관 수위제어기(240)에서는 봉입수 공급밸브(231a) 쪽으로 제어신호를 인가해주며, 인가된 제어신호에 따라 봉입수 공급밸브(231a)는 개방되어 외부의 봉입수(W)가 추가 보급된다. 이러한 방식으로 압력조절관(220) 내에 봉입된 물을 일정 수위로 유지할 수 있다.Then, the pressure control
본 실시예에서는 상기와 같이 압력조절관 수위센서(221)와 압력조절관 수위제어기(240)를 이용하여 봉입수를 자동으로 공급하는 구성을 예시하였으나, 이는 필수적 구성요소가 아니다. 즉 압력조절관(220)에 압력조절관 수위센서(221) 대신 수위계(미도시)를 설치하여 작업자가 육안으로 봉입수 부족여부를 판별한 후 수동으로 봉입수 공급밸브(231a)를 개방하여 봉입수(W)를 추가 보급하도록 구성할 수도 있다.
In the present embodiment, a configuration is described in which the number of enclosures is automatically supplied using the pressure control
도2를 참조하여 건조 공정부(300)에서 일어나는 건조 공정을 살펴본다. The drying process occurring in the
송풍기(305)의 작동하면 건조실(301) 내부의 공기는 덕트로 흡입되어 제2히터(325)와 제1히터(315)를 통과한다. 이 과정에서 공기는 상기 제2히터(325) 및/또는 제1히터(315)에 의해 가열되어 열풍(H)이 된다. 그리고 이 열풍(H)은 다시 덕트(303)를 경유하여 건조실(301) 내부로 공급되며, 건조실 내부에 장입되어 있는 발포플라스틱 성형품들을 건조시킨다.When the
특히 본 발명의 도 2의 실시예는 폐증기 회수부(200)로부터 토출된 폐증기(S')를 건조 공정부(300) 제2히터(325)의 가열열원으로 활용한다. 이때 폐증기(S')를 제2히터(325) 쪽으로 흡인하기 위하여 진공펌프(327)에 의해 발생하는 부압을 구동력으로 삼는다.In particular, the embodiment of FIG. 2 of the present invention utilizes the waste steam S 'discharged from the waste
제1히터(315)는 주증기관(110)으로부터 공급되는 고온고압의 증기(S)를 가열열원으로 이용하므로, 증기(S)를 제1히터(315) 쪽으로 흡입하기 위한 별도의 구동원이 필요하지 않다 Since the
상기 제1히터와 제2히터의 가열 온도 조절은 각각 온도 조절밸브(311)과 온도 조절밸브(321)의 개폐하여 증기(S) 또는 폐증기(S')의 공급을 제어함으로써 이루어진다. The heating temperature control of the first heater and the second heater is performed by controlling the supply of the steam S or the waste steam S 'by opening and closing the
상기 온도 조절밸브(311)과 온도 조절밸브(321)의 개폐는 제1센서(313)와 제2센서(323)를 통해 감지된 건조실(301) 내의 온도 신호를 전달받은 온도조절밸브 제어기(319, 329)에 의해 이루어진다.The opening and closing of the
가열열원으로서 작용을 마친 증기(S) 또는 폐증기(S')는 응축수 및 증기의 혼합 형태가 되어 집수관(140)을 통해 배출될 수 있다.
The steam (S) or the pulmonary steam (S '), which has completed its function as a heat source of heat, may be mixed with condensed water and steam and discharged through the collecting pipe (140).
도 2 및 도 3을 참조하여 보조탱크(250)의 작용을 살펴본다.The operation of the
본 실시예에서 폐증기 회수 탱크(210)의 페증기(S')는 진공펌프(327)에 의해 발생하는 부압에 의해 폐증기 공급배관(203)을 따라서 제2히터(325) 쪽으로 흡인된다.In this embodiment, the vapor S 'of the waste
그런데 진공펌프(327)에 의해 부압이 과도하게 발생하면 폐증기 공급배관(203)을 따라 폐증기 회수 탱크(210)의 내부 까지도 부압 상태가 되어 버릴 수 있다. 이런 상태에서는 폐증기 회수 탱크(210)의 하부에 고여 있는 응축수가 응측수 배출관을 따라 외부로 배출되지 못하고 계속 수위가 상승하므로, 결국 폐증기 인입배관(201)으로 응축수가 역류하는 문제가 발생할 수 있다.However, if the negative pressure is excessively generated by the
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 보조탱크(250)를 사용한다. 보조탱크(250)의 하부와 폐증기 회수 탱크(210)의 하부는 응축수 배출관(273)에 의하여, 보조탱크(250)의 상부와 폐증기 회수 탱크(210)의 상부는 연통배관(112)에 의하여 서로 연통되어 있다. In order to solve such a problem, an
이때 정상 운전 상태에서는 응축수배출관(273)의 응축수 배출밸브(252c)와 연통배관(112)의 증기차단밸브(252b)는 개방 모드를 유지하고, 고압기체 공급관(111)에 설치된 증기공급밸브(252a)와 보조탱크(250)의 하부에서 집수관(140)으로 연결되는 응축수배출관(273)에 설치된 응축수 배출밸브(252d)는 폐쇄모드를 유지하게 된다. The
따라서 이러한 정상운전 상태에서는 보조탱크(250)와 폐증기 회수 탱크(210)의 하부에 고인 응축수의 수위는 양 탱크에서 동일하게 유지되면서 점점 상승하게 되고 이때 보조탱크 수위센서(251)가 미리 설정된 제한수위에 도달하였음을 검지하게 되면 응축수 배출밸브(252d)를 열어 응축수를 배출함으로써 양 탱크의 수위를 낮출 수 있다.Therefore, in such a normal operation state, the water level of the condensed water remaining in the lower part of the
그런데 만일 폐증기 회수 탱크(210)에 부압이 발생하면 연통배관(112)으로 연통된 보조탱크(250)도 부압이 발생하고, 결국 양 탱크의 하부에 고인 응축수는 응축수 배출밸브(252d)를 열어도 제대로 배출되지 않는다.However, if a negative pressure is generated in the waste-
따라서 본 발명에서는 보조탱크 수위센서(251)가 미리 설정된 제한수위에 도달하였음을 검지하게 되면, 보조탱크 수위제어기(260)에 검지한 신호를 전달받은 보조탱크 수위제어기(260)가 응축수 배출밸브(252c)와 증기차단밸브(252b)를 폐쇄모드로 전환시키고, 증기공급밸브(252a)와 응축수 배출밸브(252d)는 개방 모드로 전환시킨 후, 고압기체 공급관(111)으로부터 보조탱크(250) 내로 고압의 증기(S)를 공급하여 보조탱크(250) 하부에 고여 있던 응축수를 강제로 응축수 배출관(273)을 따라 집수관(140)으로 배출시킬 수 있다.Accordingly, in the present invention, when it is detected that the auxiliary
이러한 작용에 의해 보조 탱크 내부의 수위가 낮아지면, 보조탱크 수위센서(251)는 다시 낮은 수위에 대한 검지신호를 보조탱크 수위제어기(260)에 전달하게 되므로, 보조탱크 수위제어기(260)는 상기 밸브들(252c, 252b, 252a, 252d)을 정상 운전 상태 때의 모드로 전환시킨다. 이러한 상태가 되면 폐증기 회수 탱크(210)의 하부에 고여 있던 응축수는 응축수 배출관(273)을 따라 보조탱크(250)로 일부 이동하게 되므로, 결국 폐증기 회수 탱크(210)의 수위를 낮출 수 있게 된다.When the water level in the auxiliary tank is lowered by this action, the auxiliary
상기 실시예 1에서는 보조탱크(250) 하부에 고인 응축수의 강제 배출을 고압의 증기(S)를 공급하여 실시하고 있으나, 고압 증기 대신 별도의 에어컴프레서로 생성한 고압 공기 등의 다른 고압 기체를 이용하는 실시예도 고려할 수 있다.
In the first embodiment, the high-pressure steam S is supplied to the lower portion of the
[실시예 2][Example 2]
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 발포플라스틱 성형품 제조 장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.Fig. 4 schematically shows a configuration of a foamed plastic molded article manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예 2는 실시예 2의 구성을 그대로 사용하되 예비발포 공정부(400)를 더 포함하는 구성이다. 실시예 2는 발포플라스틱 성형품 제조 장치에 있어서 특히 폴리스티렌을 원료로 하는 경우에 보다 적합한 장치이다.
The second embodiment of the present invention is a configuration including the pre-foamed
실시예 2의 예비발포 공정부(400)는 예비발포기(410), 그리고 온도 조절밸브(431, 432) 및 제2트랩(417)으로 구성된다. 그리고 추가적으로 온도조절밸브 제어기(419, 429)를 더 포함할 수 있다. 예비발포기는 직접예비발포기(410a)와 간접예비발포기(410b)로 형식이 구분될 수 있으며 필요에 따라 선택적으로 설치될 수 있다. 본 실시예 2에서는 둘 다 설치된 경우를 설명한다.The
직접예비발포기(410a)는 폐증기 회수 공급부로부터 공급된 폐증기(S')를 흡입하여 주증기관(110)으로부터 공급되는 증기(S)와 함께 분사하는 이젝터(440)와 주증기관(110)으로부터 공급되는 증기(S)를 직접 분사하는 증기 분사구(441) 및 제3센서(413)를 포함한다.The
간접예비발포기(410b)는 주증기관(110)으로부터 공급되는 증기(S)가 통과하며 발포기 내부에서 열교환하는 열교환기(450)와 제4센서(423)를 포함한다.
The
도 4를 참조하여 예비발포 공정부(400)에서 일어나는 예비발포 공정을 살펴본다.Referring to FIG. 4, the pre-foaming process occurring in the
간접예비발포기(410b)의 공정은 다음과 같이 이루어진다. 먼저 발포플라스틱 원료를 간접예비발포기(410b)에 충전하고, 주증기관(110)에서 분지된 증기공급관(114)으로부터 공급되는 증기(S)를 간접예비발포기(410b)의 열교환기(450)를 통과시킨다. 이에 따라 간접예비발포기(410b) 내부는 서서히 가열되면서 충전된 발포플라스틱 원료를 필요 배율로 발포시킬 수 있다. 열교환기(450)를 통과한 증기(S)는 응축수 및 폐증기로 되어 제2트랩으로 배출된다. The process of the indirect pre-evaporator 410b is as follows. The
제4센서(423)는 간접예비발포기(410b) 내부의 온도를 검지하여 온도조절밸브 제어기(429)로 검지신호를 송신한다. 간접예비발포기(410b) 내부의 온도가 허용온도를 범위를 벗어나면 온도조절밸브 제어기(429)는 온도조절밸브(432)를 제어하여 증기공급관(114)으로부터 공급되는 증기(S)의 양을 조절한다.
The
직접예비발포기(410a)의 공정은 다음과 같이 이루어진다. The process of the direct pre-evaporator 410a is as follows.
먼저 발포플라스틱 원료를 직접예비발포기(410b)에 충전한다. 주증기관(110)에서 분지된 증기공급관(113)으로부터 고압의 증기(S)를 이젝터(440)의 구동부로 유입시키면 증기(S)는 이젝터 출구 쪽으로 고속으로 분사되고, 이에 따라 이젝터의 흡입구에는 매우 낮은 압력이 형성된다.First, the foamed plastic raw material is directly charged into the
이때 이젝터(440)의 흡입구에는 폐증기 회수 탱크(210)에 연결된 폐증기 공급배관(203)으로부터 분지된 이젝터용 폐증기 흡입배관(205)이 연결되어 있으므로, 폐증기 회수 탱크(210)의 폐증기(S')는 이젝터용 폐증기 흡입배관(205)을 통하여 고속으로 분사되는 증기(S) 분류에 흡입되어 혼합된다. 혼합된 증기(S)와 폐증기(S')는 이젝터 출구에서 직접예비발포기(410a) 내부로 배출된다.At this time, since the
이에 따라 직접예비발포기(410a) 내부는 서서히 가열되면서 충전된 발포플라스틱 원료를 필요 배율로 발포시킬 수 있다.Accordingly, the inside of the
경우에 따라서는 증기공급관(114)과 연결된 증기 분사구(441)를 이용하여 부주증기관(110)으로부터 공급되는 증기(S)를 직접 분사함으로써 직접예비발포기(410a) 내부를 가열시킬 수 있다.The inside of the
제3센서(413)는 직접예비발포기(410a) 내부의 온도를 검지하여 온도조절밸브 제어기(419)로 검지신호를 송신한다. 직접예비발포기(410a) 내부의 온도가 허용온도를 범위를 벗어나면 온도조절밸브 제어기(419)는 온도조절밸브(431)를 제어하여 증기공급관(113)으로부터 공급되는 증기(S)의 양을 조절한다.The
이젝터용 폐증기 흡입배관(205)에 설치된 체크밸브(433)는 폐증기 회수 탱크(210)에 부압이 발생하는 경우 이젝터(440)의 흡입구로부터 증기가 역류되는 것을 막기 위한 장치이다.
The
예비발포 공정부(400)에서 예비 발포된 발포플라스틱 원료는 성형기로 이송되어 발포 성형 가공이 이루어진다.The foamed plastic raw material preliminarily foamed in the preliminary foaming resin part (400) is transferred to a molding machine and subjected to foam molding processing.
상기 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
It is to be understood that the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense and that the true scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description and all differences within the scope of equivalents thereof, .
S: 증기 S′: 폐증기
W: 봉입수
100: 발포플라스틱 성형품 제조 장치
110: 주증기관 111: 고압기체 공급관
112: 연통배관 113, 114: 증기공급관
120: 성형기
121a, 121b: 고정측 증기밸브 123a, 123b: 가동측 증기밸브
125a, 125b: 고정측 배기밸브 127a, 127b: 가동측 배기밸브
130: 폐증기 배기밸브 140: 집수관
200: 폐증기 회수부
201: 폐증기 인입배관 203: 폐증기 공급배관
205: 이젝터용 폐증기 흡입배관 210: 폐증기 회수 탱크
211: 기수분리판 220: 압력조절관
221: 압력조절관 수위센서 222: 체크밸브
230: 팽창탱크 230a: 제1팽창탱크
230b: 제2팽창탱크 231a: 봉입수 공급밸브
231b: 제2팽창탱크 밸브 232a, 232b: 배출구
233: 배출연결관 240: 압력조절관 수위제어기
250: 보조탱크 251: 보조탱크 수위센서
252a: 증기공급밸브 252b: 증기차단밸브
252c, 252d: 응축수 배출밸브 260: 보조탱크 수위제어기
273: 응축수 배출관
300: 건조 공정부
301: 건조실 303: 덕트
305: 송풍기 310: 증기 열원공급부
311: 온도 조절밸브 313: 제1센서
315: 제1히터 317: 제1트랩
319: 온도조절밸브 제어기 320: 폐증기 열원공급부
321: 온도 조절밸브 323: 제2센서
325: 제2히터 327: 진공펌프
329: 온도조절밸브 제어기
400: 예비발포 공정부
410: 예비발포기 410a: 직접예비발포기
410b: 간접예비발포기 413: 제3센서
423: 제4센서 417: 제2트랩
419, 429: 온도조절밸브 제어기 431, 432: 온도 조절밸브
433: 체크밸브 440: 이젝터
441: 증기 분사구 450: 열교환기S: steam S ': pulmonary steam
W: Number of enclosures
100: Molded plastic foam manufacturing equipment
110: main combustion engine 111: high pressure gas supply pipe
112: communication piping 113, 114: steam supply pipe
120: Molding machine
121a, 121b: fixed-
125a, 125b: fixed
130: Waste steam exhaust valve 140: House water pipe
200: waste steam recovery unit
201: waste steam inlet pipe 203: waste steam supply pipe
205: Waste steam suction pipe for ejector 210: Waste vapor recovery tank
211: nipple separation plate 220: pressure regulating pipe
221: Pressure regulating pipe level sensor 222: Check valve
230:
230b: a
231b: second
233: exhaust connection pipe 240: pressure control pipe level controller
250: auxiliary tank 251: auxiliary tank water level sensor
252a:
252c, 252d: condensate discharge valve 260: auxiliary tank level controller
273: Condensate discharge pipe
300:
301: drying chamber 303: duct
305: blower 310: steam heat source supply unit
311: Temperature control valve 313: First sensor
315: first heater 317: first trap
319: Temperature control valve controller 320: Waste steam heat source supply unit
321: Temperature control valve 323: Second sensor
325: second heater 327: vacuum pump
329: Thermostatic valve controller
400:
410: pre-pelletizer 410a: direct pre-pelletizer
410b: Indirect prefilter 413: Third sensor
423: fourth sensor 417: second trap
419, 429: Temperature
433: Check valve 440: Ejector
441: Steam nozzle 450: Heat exchanger
Claims (5)
상기 폐증기 회수부(200)는,
상기 성형기(120)와 폐증기 인입배관(201)으로 연결되고, 상기 건조 공정부(300)와 폐증기 공급배관(203)으로 연결되는 폐증기 회수 탱크(210);와
상기 폐증기 회수 탱크(210)와 응축수 배출관(273)에 의하여 서로 연통되어 응축수가 서로 유통할 수 있고, 상기 폐증기 회수 탱크(210)와 연통배관(112)에 의하여 서로 연통되어 폐증기가 서로 유통할 수 있으며, 상부에는 고압기체를 공급받는 고압기체 공급관(111)이 구비되는 보조탱크(250); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 발포플라스틱 성형품 제조 장치.
And a drying process section which can use the waste steam supplied from the waste vapor recovery section as a heat source for heating, the process comprising: a molding machine for molding a foamed plastic article using steam; a waste steam recovery section for recovering the waste steam discharged from the molding machine; In a plastic molded article manufacturing apparatus,
The waste-vapor recovery unit 200 includes:
A waste vapor recovery tank 210 connected to the molding machine 120 and the waste steam inlet pipe 201 and connected to the drying agent 300 and the waste steam supply pipe 203;
The condensed water can be communicated with each other by the waste steam recovery tank 210 and the condensed water discharge pipe 273 and can communicate with each other by the waste steam recovery tank 210 and the communication pipe 112, An auxiliary tank 250 having a high-pressure gas supply pipe 111 for supplying high-pressure gas to the upper portion thereof; Wherein the energy-saving foamed plastic molded article manufacturing apparatus further comprises:
한쪽이 상기 폐증기 회수 탱크(210) 상부에 연결되고, 다른 한쪽이 팽창탱크(230)에 연결되도록 설치되는 압력조절관(220)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 발포플라스틱 성형품 제조 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a pressure control pipe (220) connected at one end to the upper portion of the waste vapor recovery tank (210) and connected to the expansion tank (230) at the other end.
상기 팽창탱크(230)는 상기 압력조절관(220)의 설정압력에 대응하는 높이에 맞추어 다수 개 설치되는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 발포플라스틱 성형품 제조 장치.
The method of claim 2,
Wherein a plurality of the expansion tanks (230) are installed in correspondence with the height corresponding to the set pressure of the pressure control pipe (220).
상기 건조 공정부(300)는,
건조실(301);과
상기 건조실 내 공기가 순환하는 덕트(303); 및
상기 순환되는 공기를 가열하여 열풍으로 만드는 가열수단;을 포함하되
상기 가열수단은 증기(S)를 가열열원으로 하는 증기 열원공급부(310)와, 폐증기(S′)를 가열열원으로 하는 폐증기 열원공급부(320)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 발포플라스틱 성형품 제조 장치.
The method according to claim 1,
The drying unit 300 includes:
A drying chamber 301
A duct 303 through which the air in the drying chamber circulates; And
And heating means for heating the circulated air to generate hot air,
Wherein the heating means comprises a steam heat source supply unit 310 that uses steam S as a heat source and a pulmonary steam heat source supply unit 320 that uses pulmonary steam S 'as a heating heat source. Manufacturing apparatus.
상기 폐증기 회수부(200)로부터 공급된 폐증기(S')를 분사하는 직접예비발포기(410a)를 구비한 예비발포 공정부(400)를 더 포함하는 에너지 절약형 발포플라스틱 성형품 제조 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a pre-foamer (400) having a direct pre-booster (410a) for injecting the waste steam (S ') supplied from the waste-steam recovery unit (200).
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