KR20160118726A - 에너지 절감형 압출 다이 예열 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압출 다이 예열 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면, 압출 다이가 수용되어서 예열되는 예열 공간에 설치되어서 열원으로서 기능하는 다수의 할로겐 램프를 구비하는 단위 예열부; 및 상기 다수의 할로겐 램프의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 압출 다이 예열 장치가 제공된다.

Description

에너지 절감형 압출 다이 예열 장치 {ENERGY SAVING EXTRUSION DIE PRE-HEATING APPARATUS}

본 발명은 압출 다이 예열 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에너지를 절감할 수 있는 압출 다이 예열 장치에 관한 것이다.

압출은 압출 소재인 빌릿(billet)을 압출 컨테이너에 넣고 램(ram)을 이용하여 가압하여 압출 다이(die)를 통해 빼내는 가공 방식으로서, 균일한 단면을 갖는 봉이나 관 등의 제조에 일반적으로 사용되고 있다.

압출 다이는 예열 장치에 의해 사용 시점까지 예열되는데, 종래에는 주로 대형 예열로 안에서 여러 개의 압출 금형이 장시간 예열되는 방식이 사용되고 있기 때문에, 에너지 손실이 크고 다이가 열을 지속적으로 받아서 소재가 연화되거나 베어링부가 산화되어서 다이의 수명이 감소하는 문제가 발생하고 있다. 이러한 종래의 압출 다이 예열 장치의 문제점을 개선하고자 최근에는 '1챔버 - 1다이' 방식으로서, 금속 파이프 내에 열선을 설치한 파이프 히터를 가열 수단으로 사용하는 예열 장치가 개발되고 있다.

PCT WO 2013/188961 A1 "EXTRUSION DIE PRE-HEATING DEVICE AND METHOD" (2013.12.27.)

본 발명의 목적은 예열 과정에서 에너지를 절감할 수 있고 신속하고 정밀한 가열이 가능한 압출 다이 예열 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,

압출 다이가 수용되어서 예열되는 예열 공간에 설치되어서 열원으로서 기능하는 다수의 할로겐 램프를 구비하는 단위 예열부; 및 상기 다수의 할로겐 램프의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 압출 다이 예열 장치가 제공된다.

상기 예열 공간은 바닥면과, 상기 바닥면의 가장자리로부터 위로 연장된 벽면부에 의해 형성되며, 상기 다수의 할로겐 램프는 상기 예열 공간의 중앙부를 에워싸도록 상기 벽면부에 인접하여 배치될 수 있다.

상기 압출 다이 예열 장치는 상기 할로겐 램프의 전방에 설치되어서 상기 할로겐 램프를 보호하는 램프 보호 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 램프 보호 부재는 철망이거나 다수의 통공이 형성된 판일 수 있다.

상기 압출 다이 예열 장치는 상기 할로겐 램프의 배면에 설치되는 반사판을 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 단위 예열부 내에서 상기 다수의 할로겐 램프를 구역 별로 나누어서 독립적으로 제어할 수 있다.

상기 단위 예열부는 다수 개이며, 상기 제어부는 상기 다수의 단위 예열부를 각각 독립적으로 제어할 수 있다.

상기 압출 다이 예열 장치는 상기 할로겐 램프의 후방에 각각 배치되는 다수의 제1 반사판 부재; 상기 다수의 제1 반사판 부재 중 인접하는 두 제1 반사판 부재의 사이에 위치하는 다수의 제2 반사판 부재; 및 상기 제2 반사판 부재가 상기 할로겐 램프의 전방에 위치하거나 원위치하도록 상기 다수의 제2 반사판 부재를 이동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 압출 다이 예열 장치는 상기 할로겐 램프 각각에 대응하여 설치되는 다수의 개별 반사판 부재; 및 상기 개별 반사판 부재를 대응하는 할로겐 램프를 중심으로 회전시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 압출 다이 예열 장치는 상기 다수의 개별 반사판 부재의 후방에 위치하는 배면 반사판 부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 열원으로서 소비전력이 상대적으로 낮은 할로겐 램프를 이용하므로 에너지를 절감할 수 있으며, 급속 가열이 가능하므로 가열 시간을 단축시킴으로써 생산성이 향상된다. 또한, 구역별로 할로겐 램프의 출력을 제어하는 제어부를 구비하므로 다이를 위치에 따라서 정밀하게 가열할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압출 다이 예열 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 압출 컨테이너의 제1 챔버의 내부가 보이도록 제1 예열부의 외벽 일부를 제거하여 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 제1 예열부를 도시한 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 램프 보호 부재의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 압출 다이 예열 장치의 내부 일부를 도시한 사시도로서, 도 5는 도어부가 폐쇄되었을 때의 상태를 도시한 것이고 도 6은 도어부가 개방되었을 때의 상태를 도시한 것이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 압출 다이 예열 장치의 내부 일부를 도시한 사시도로서, 도 7은 도어부가 폐쇄되었을 때의 상태를 도시한 것이고 도 8은 도어부가 개방되었을 때의 상태를 도시한 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 압출 다이 예열 장치가 사시도로서 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 압출 다이 예열 장치(100)는 독립적으로 작동하며 나란하게 배치되는 두 단위 예열부(110)를 포함한다. 본 실시예에서는 단위 예열부(110)가 둘인 것으로 설명하지만, 이와는 달리 단위 예열부(110)는 하나이거나 셋 이상일 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 도시되지는 않았으나, 압출 다이 예열 장치(100)는 두 단위 예열부(110)의 작동을 각각 독립적으로 제어하는 제어부를 더 포함한다.

도 2에는 단위 예열부(110)의 내부 구조가 보이도록 압출 다이 예열 장치(110)의 외벽 일부가 제거되어서 도시되어 있으며, 도 3에는 단위 예열부(110)가 평면도로서 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 단위 예열부(110)는 몸체부(120)와, 몸체부(120)에 힌지결합된 도어부(130)와, 다수의 할로겐 램프(140)와, 램프 보호 부재(150)와, 다수의 반사판(160a, 160b, 160c, 160d))을 포함한다. 단위 예열부(110)는 다수의 할로겐 램프(140)를 열원으로 이용하여 압출 다이를 예열한다.

몸체부(120)는 내부에 상단이 개방된 예열 공간(121)을 제공한다. 예열 공간(121)은 바닥면(122)과, 바닥면(122)의 가장자리로부터 연장된 벽면부(123)에 의해 형성된다. 바닥면(122)은 대체로 네 변을 갖는 정사각형 형태로서, 편평한 수평면을 이룬다. 벽면부(123)는 바닥면(122)의 네 변부로터 각각 수직 위로 연장되고 둘레방향을 따라 차례대로 이어진 네 개의 편평한 벽면(123a, 123b, 123c, 123d)을 구비한다. 네 벽면(123a, 123b, 123c, 123d) 각각에는 할로겐 램프(140)의 배면에 위치하도록 반사판(160a, 160b, 160c, 160d)이 설치된다. 예열 공간(121)의 개방된 상단은 압출 다이가 출입할 수 있는 출입구가 된다.

도어부(130)는 예열 공간(121)의 출입구를 개폐한다. 본 실시예에서는 도어부(130)가 몸체부(120)에 힌지결합되어서 작동하는 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 다양한 방식으로 작동하여 예열 공간(121)의 출입구를 개폐할 수 있다.

다수의 할로겐 램프(140)는 예열 공간(121)에 설치되어서 압출 다이를 예열하는 열원으로서 기능한다. 할로겐 램프(140)는 대체로 직선으로 길게 연장된 막대 형상으로서, 수평으로 연장되도록 배치된다. 다수의 할로겐 램프(140)는 예열 공간(121)의 네 벽면(123a, 123b, 123c, 123d) 각각에 인접하여 설치되어서, 예열 공간(121) 내의 압출 다이는 사면이 할로겐 램프(140)로 에워싸이게 된다. 이와는 달리, 도시되지는 않았으나, 다수의 할로겐 램프(140)는 예열 공간(121)의 네 벽면(123a, 123b, 123c, 123d) 중 마주보는 두 벽면(예를 들어, 123a과 123c)에만 인접하여 설치될 수도 있는데, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 각 면에 할로겐 램프(140)가 높이 방향을 따라서 다수 개 설치된다. 본 실시예에서는 할로겐 램프(140)가 수평으로 연장되도록 배치되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 수직으로(즉, 상하 방향으로) 연장되도록 배치될 수 있다. 다수의 할로겐 램프(140)의 배면에는 반사판(160a, 160b, 160c, 160d)이 배치되어서 효율이 향상될 수 있다. 다수의 할로겐 램프(140)는 제어부(미도시)에 의해 제어되어서 그 출력이 조절될 수 있다. 할로겐 램프(140)는 종래의 예열 장치에서 사용되는 열원(예를 들어, 파이프 히터)에 비해 소비 전력이 낮기 때문에 에너지 절감 효과가 높다. 또한, 할로겐 램프(140)를 사용할 경우 높은 급속 가열이 가능하기 때문에, 가열 시간을 단축시켜서 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

램프 보호 부재(150)는 예열 공간(121)에서 할로겐 램프(140)의 전방에 인접하여 설치되어서 할로겐 램프(140)를 보호한다. 램프 보호 부재(150)는 네 벽면(123a, 123b, 123c, 123d) 각각에 대응하여 설치되는 4개의 철망이다. 철망 대신 도 4에 도시된 바와 같이 다수의 통공(251)이 형성된 판(250)이 사용될 수도 있다.

제어부(미도시)는 두 단위 예열부(110)의 작동을 각각 독립적으로 제어한다. 또한, 하나의 단위 예열부(110)에 구비되는 다수의 할로겐 램프(140)도 구역 별로 나누어져서 구역에 따라 독립적으로 그 출력이 제어될 수 있다. 그에 따라, 위치 별로 정밀한 온도 제어가 가능하게 되어서 압출 다이에 압출에 적합한 온도 구배를 부여할 수 있게 된다.

도 5 및 도 6에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압출 다이 예열 장치에서 내부의 한 벽면에 설치되는 다수의 할로겐 램프의 배치 상태가 사시도로서 도시되어 있다. 도 5는 도어부가 폐쇄되었을 때의 상태를 도시한 것이고 도 6은 도어부가 개방되었을 때의 상태를 도시한 것이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 압출 다이 예열 장치는 다수의 제1 반사판 부재(260)와, 다수의 제2 반사판 부재(270)를 구비한다. 제1 반사판 부재(260) 각각은 할로겐 램프(140)의 후방에 배치된다. 제1 반사판 부재(260)는 할로겐 램프(140)의 전방 만이 개방되도록 후방에서 할로겐 램프(140)를 감싸는 형태를 갖는다. 다수의 제2 반사판 부재(270) 각각은 도어부(도 2의 130)가 폐쇄되었을 때 도 5에 도시된 바와 같이 인접하는 두 제1 반사판(260)의 사이에 위치한다. 도어부(도 2의 130)가 개방되었을 때에는 제2 반사판 부재(270)가 상방 또는 하방으로 슬라이드 이동하여 도 6에 도시된 바와 같이 제1 반사판 부재(260)의 개방된 전방에 위치하여 할로겐 램프(140)을 앞에서 가리게 된다. 그에 따라, 도어부(도 2의 130)가 개방된 상태에서 예열 공간(도 2의 121)을 출입하는 압출 다이에 의해 할로겐 램프(140)가 파손되지 않게 된다. 아울러, 도어부(도 2의 130) 개방시 할로겐 램프(140)를 완전히 감싸는 두 반사판 부재(260, 270)에 의해 급격한 온도변화에 따른 할로겐 램프(140)에 가해지는 열충격을 최소화함으로써, 할로겐 램프(140)의 수명이 향상될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 압출 다이 예열 장치는 제2 반사판 부재(270)의 슬라이드 이동을 위한 구동장치를 더 포함하게 된다.

도 7 및 도 8에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압출 다이 예열 장치에서 내부의 한 벽면에 설치되는 다수의 할로겐 램프의 배치 상태가 사시도로서 도시되어 있다. 도 7은 도어부가 폐쇄되었을 때의 상태를 도시한 것이고 도 8은 도어부가 개방되었을 때의 상태를 도시한 것이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 압출 다이 예열 장치는 다수의 개별 반사판 부재(260)와, 배면 반사판 부재(160)를 구비한다. 개별 반사판 부재(260) 각각은 도어부(도 2의 130)가 폐쇄된 상태에서 도 7에 도시된 바와 같이 할로겐 램프(140)의 후방에 배치된다. 개별 반사판 부재(260)는 도 5에 도시된 제1 반사판 부재(260)와 대체로 동일한 형태로서 도 7에 도시된 상태에서는 할로겐 램프(140)의 전방 만이 개방되도록 후방에서 할로겐 램프(140)를 감싸게 된다. 배면 반사판 부재(160)는 도 2와 도 3에 도시된 반사판 부재(160a, 160b, 160c, 160d)와 대체로 동일한 구성으로서, 다수의 개별 반사판 부재(260)의 후방에 배치된다. 도어부(도 2의 130)가 개방되었을 때에는 개별 반사판 부재(260)가 할로겐 램프(140)의 연장축선을 중심으로 180도 회전하여 개별 반사판 부재(260)의 개방부가 후방을 향하게 되어서 도 8에 도시된 바와 같이 개별 반사판 부재(260)는 할로겐 램프(140)가 노출되지 않도록 감싸게 된다. 그에 따라, 도어부(도 2의 130)가 개방된 상태에서 예열 공간(도 2의 121)을 출입하는 압출 다이에 의해 할로겐 램프(140)가 파손되지 않게 된다. 도시되지는 않았으나, 압출 다이 예열 장치는 개별 반사판 부재(260)의 회전을 위한 구동장치를 더 포함하게 된다.

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

100 : 압출 다이 예열 장치
110 : 예열부
120 : 몸체부
121 : 예열 공간
130 : 도어부
140 : 할로겐 램프
150 : 램프 보호 부재

Claims (10)

1. 압출 다이가 수용되어서 예열되는 예열 공간에 설치되어서 열원으로서 기능하는 다수의 할로겐 램프를 구비하는 단위 예열부; 및
   상기 다수의 할로겐 램프의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 압출 다이 예열 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 예열 공간은 바닥면과, 상기 바닥면의 가장자리로부터 위로 연장된 벽면부에 의해 형성되며,
   상기 다수의 할로겐 램프는 상기 벽면부에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 압출 다이 예열 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 할로겐 램프의 전방에 설치되어서 상기 할로겐 램프를 보호하는 램프 보호 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 다이 예열 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 램프 보호 부재는 철망이거나 다수의 통공이 형성된 판인 것을 특징으로 하는 압출 다이 예열 장치.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 할로겐 램프의 배면에 설치되는 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 다이 예열 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는 상기 단위 예열부 내에서 상기 다수의 할로겐 램프를 구역 별로 나누어서 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 압출 다이 예열 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 단위 예열부는 다수 개이며,
   상기 제어부는 상기 다수의 단위 예열부를 각각 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 압출 다이 예열 장치.
8. 청구항 2에 있어서,
   상기 할로겐 램프의 후방에 각각 배치되는 다수의 제1 반사판 부재;
   상기 다수의 제1 반사판 부재 중 인접하는 두 제1 반사판 부재의 사이에 위치하는 다수의 제2 반사판 부재; 및
   상기 제2 반사판 부재가 상기 할로겐 램프의 전방에 위치하거나 원위치하도록 상기 다수의 제2 반사판 부재를 이동시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 다이 예열 장치.
9. 청구항 2에 있어서,
   상기 할로겐 램프 각각에 대응하여 설치되는 다수의 개별 반사판 부재; 및
   상기 개별 반사판 부재를 대응하는 할로겐 램프를 중심으로 회전시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 다이 예열 장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 다수의 개별 반사판 부재의 후방에 위치하는 배면 반사판 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 다이 예열 장치.
    

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