KR20180135535A - 폐주물사 재생장치 및 이를 이용하는 폐순환 사재생 주물제조 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐주물사의 재생 관련 기술로, 주물용 모래가 생산현장에서 폐순환 구조로 수거-재생-공급될 수 있도록 하는 폐주물사 재생장치 및 이를 이용하는 폐순환 사재생(sand reclamation) 주물제조 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 본 발명은 폐주물사를 수용하여 세정액과 함께 세척하기 위한 세척수단과, 상기 세척수단으로부터 세척 완료된 세척사를 공급받아 건조하기 위한 건조수단과, 상기 건조수단을 통해 건조 완료된 재생사가 수용되며, 수용된 재생사를 주형 제조를 위한 조형장치로 공급하기 위한 저장 및 공급수단을 포함하며, 상기 세척수단은 제1회전축을 중심으로 회전하는 블레이드에 의해 세정액과 함께 폐주물사가 쇄해 및 세척되는 제1세척탱크 및 상기 제1세척탱크와 연통 되어 쇄해 및 1차 세척된 세척사가 수용되며, 수용된 세척사를 2차 세척하고 세척과 동시에 일방향으로 세척사를 이송시키는 제2세척탱크를 포함하고, 상기 제2세척탱크에는 제2세척탱크의 가로방향 길이와 대응되고, 제1회전축과 교차되는 방향의 회전중심을 가지는 제2회전축과, 상기 제2회전축에 복수로 설치되며, 서로 일부 영역이 중첩되는 블레이드 조합이 포함되며, 상기 블레이드 조합은 상기 회전축을 중심으로 상대적으로 좁은 회전반경을 형성하는 이동블레이드와, 상기 이동블레이드보다 넓은 회전반경을 형성하는 이동지연블레이드가 서로 교차되도록 설치되어 이루어진다.
이와 같은 구성되는 폐주물사 재생장치에 의하면, 주물의 제조 과정에서 발생되는 폐주물사를 회수하여 주물 제조 현장에서 직접 회수하여 재생하고, 재생된 폐주물사를 전량 주형의 제조를 위한 원료로 공급함에 따라 폐주물사의 활용도가 매우 높은 주물 제조 시스템을 제공할 수 있다. 또한, 상기와 같이 폐주물사의 활용도가 향상됨에 따라 원사의 소모량이 줄어들게 되어 원사 비용이 절감되는 이점을 가진다.

Description

폐주물사 재생장치 및 이를 이용하는 폐순환 사재생 주물제조 시스템{ Regenerative apparatus for waste molding sand and closed-loop sand reclaim type casting manufacturing system using of the same }

본 발명은 폐주물사의 재생 관련 기술로, 주물용 모래가 생산현장에서 폐순환 구조로 수거-재생-공급될 수 있도록 하는 폐주물사 재생장치 및 이를 이용하는 폐순환 사재생(sand reclamation) 주물제조 시스템에 관한 것이다.

주조(鑄造, casting)는 재료를 융점보다 높은 온도에서 가열하여 액상으로 만들고 액상의 재료를 형(型)에 주입하여 경화시키는 공정으로, 주조에 사용되는 형식을 주형(鑄型, mold), 주조로 만들어지는 제품을 주물(鑄物)이라 한다.

도 1 에는 일반적인 주물의 제조과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 주물의 제조과정에는 주형 또는 주형 및 중자의 제조를 위한 조형과정과, 제조된 주형 또는 주형 및 중자를 형합시켜 액상의 재료가 주입되는 공간을 형성하도록 하는 합형과정, 합형에 의해 형성된 공간으로 용해된 재료가 주입되는 주입과정 및 주입된 재료를 응고시킨 후 주형을 분리하는 주형 해체과정 그리고, 주형으로부터 분리된 주물을 후처리하는 과정이 포함된다.

한편, 상기 조형과정과 합형과정은 조형기에 의해 수행된다.

상기 조형기는 원사를 수용하는 호퍼와, 원사와 바인더를 혼합하는 혼련기, 상기 혼련기에 의해 생성된 혼련사를 금형 내부로 주입하기 위한 블로잉헤드 및 혼련사가 충진되어 주형 또는 주형 및 중자를 성형하는 금형을 포함하도록 구성된다.

그리고, 상기 조형기에 의해 제조된 주형은 주조장치로 이송되며, 용해된 재료가 주형 내부로 주입되는 주입과정을 통해 주물의 성형이 이루어진다.

성형이 완료된 이후에는 주물의 경화과정이 이루어지며, 경화가 완료된 주물은 주형해체 과정을 통해 분리된 이후 탈사기로 이송된다.

상기 탈사기에서는 진동 탈사 또는 헤머링 탈사 등의 방법을 이용하여 주물로부터 폐주물사가 제거되며, 폐주물사가 제거된 주물은 세척 및 건조 등의 후처리 과정을 통해 제품 제조가 완료된다.

한편, 산업의 고도성장 하면서 주물품에 대한 품질 요구도가 높아짐에 따라 주물품의 재질에 적합한 고품질의 주물사가 요구되고 있다. 하지만, 고품질 주물사의 국내 산출량에는 한계가 있으므로 수입 주물사의 의존도가 높아지게 되며 주물사의 가격은 증가하는 경향을 보이고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 폐주물사를 재생하기 위한 다양한 기술들이 연구 개발되고 있다.

일 예로 대한민국 등록특허 제10-1428424호 “주물용 회수사 처리시스템”에는 주물작업에 사용된 회수사를 냉각 재처리하는 회수사 처리시스템이 제안된다.

그리고, 대한민국 등록특허 제10-206607호 “폐주물사의 재생방법 및 그 장치”에서는 주형작업이 끝나 파손된 주조형틀의 폐주물사를 수세하여 폐주물사와 접착제를 분리함으로서 재활용이 가능하도록 하는 기술이 게시되어 있고, 대한민국 등록특허 제10-1173053호 “초음파를 이용한 폐주물사 점결제 박리장치”에는 폐주물사 표면에 고착되어 있는 점결제를 초음파를 이용하여 주물사와 점결제 간의 계면 박리를 유도함으로써, 표면처리 횟수를 최소화할 수 있고 다단계의 공정을 통합처리하여 공정 효율을 높이는 시스템이 게시되어 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-0760646호 “폐주물사를 이용한 재생 모래의 제조방법”은 주조형틀 제작 시 규산소다와 CO₂ 가스의 화학적 반응에 의하여 점결된 폐주물사를 재활용하여 재생 모래를 제조하는 방법이 게시되어 있는 등 다양한 형태의 폐주물사 재생기술들이 연구 개발되고 있다.

하지만, 주물의 제조과정에서 발생 되는 폐주물사는 환경보전법에 의하여 그 처리가 어렵고 제한적일 뿐만 아니라 재생과정에서 많은 비용이 소요됨에 따라 국내에서는 대부분의 폐주물사가 전문 폐기업체를 통해 회수되어 단순 매립에 의존하여 처리되고 있다.

KR 10-1428424 B1 KR 10-206607 B1 KR 10-1173053 B1 KR 10-0760646 B1

본 발명의 목적은 폐주물사를 연속해서 세척하고 건조시킨 이후 저장하여 주형 제조를 위한 원료로 재공급할 수 있는 폐주물사 재생장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 폐주물사 재생장치를 이용하여 주물의 제조 현장에서 회수되는 폐주물사를 재생하고, 재생된 재생사를 주물의 제조에 전량 활용함으로써 원사 비용을 효과적으로 줄일 수 있는 폐순환 사재생 주물제조 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 폐주물사를 수용하여 세정액과 함께 세척하기 위한 세척수단과, 상기 세척수단으로부터 세척 완료된 세척사를 공급받아 건조하기 위한 건조수단과, 상기 건조수단을 통해 건조 완료된 재생사가 수용되며, 수용된 재생사를 주형 제조를 위한 조형장치로 공급하기 위한 저장 및 공급수단을 포함하며, 상기 세척수단은 세척탱크의 내부에서 회전하는 회전축과, 상기 회전축에 복수로 설치되는 복수의 블레이드 조합을 포함하고, 각각의 블레이드 조합은 상대적으로 다량의 폐주물사와 접하도록 형성되는 이동블레이드와, 상대적으로 소량의 폐주물사와 접하도록 형성되는 이동지연블레이드가 상기 회전축을 중심으로 서로 다른 세척 및 이송 커버리지를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 이동블레이드는 상기 회전축을 중심으로 상대적으로 좁은 회전반경을 형성하며, 대각 방향 대칭을 이루는 쌍으로 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 이동지연블레이드는 상기 세척탱크의 내면과 인접한 위치에서 회전영역을 형성하며, 대각 방향 대칭을 이루는 쌍으로 구비되어, 상기 이동블레이드와 상기 회전축을 중심으로 교차되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

다른 측면에서 본 발명은 제1회전축을 중심으로 회전하는 블레이드에 의해 세정액과 함께 폐주물사가 쇄해 및 세척되는 제1세척탱크 및 상기 제1세척탱크와 연통 되어 쇄해 및 1차 세척된 세척사가 수용되며, 수용된 세척사를 2차 세척하고 세척과 동시에 일방향으로 세척사를 이송시키는 제2세척탱크를 포함하고, 상기 제2세척탱크에는 제2세척탱크의 가로방향 길이와 대응되고, 제1회전축과 교차되는 방향의 회전중심을 가지는 제2회전축과, 상기 제2회전축에 복수로 설치되며, 서로 일부 영역이 중첩되는 블레이드 조합을 포함하는 세척수단과, 상기 세척수단으로부터 세척 완료된 세척사를 공급받아 건조하기 위한 건조수단 및 상기 건조수단을 통해 건조 완료된 재생사가 수용되며, 수용된 재생사를 주형 제조를 위한 조형장치로 공급하기 위한 저장 및 공급수단이 포함되며, 상기 저장 및 공급수단에는 재생사가 수용되는 재생사 수용부와, 상기 재생사 수용부 일측에 형성되어 원사가 수용되는 원사 수용부 및 상기 재생사 수용부 및 원사 수용부와 연통되어 재생사와 원사가 함께 유입되는 혼합수용부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1세척탱크와 상기 제2세척탱크에 세정액을 공급하기 위한 세정액탱크가 더 구비되며, 상기 제1세척탱크와 세정액탱크 사이에는 순환펌프를 이용하여 세정액을 순환시킴으로써 세척 속도를 향상시키기 위한 순환유로가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1회전축에 설치되는 블레이드에는 상기 제1회전축을 향해 경사지도록 형성되는 제1블레이드와, 상기 제1블레이드와 교차되는 방향으로 배치되는 제2블레이드가 포함되는 것을 특징으로 한다.

또 다른 측면에서 본 발명은 주물사를 이용하여 제조되는 주형에 용탕을 주입하여 주물을 제조하는 주물제조 시스템에 있어서, 주형 제조를 위한 조형장치 또는 성형된 주물과 폐주물사를 분리하는 탈사장치 중 하나 이상으로부터 회수되는 폐주물사를 세척수단을 이용하여 세척하고, 건조수단을 이용하여 세척사를 건조함으로써 재생사를 생성하며, 저장 및 공급수단을 이용하여 재생사를 수용하고 상기 조형장치로 재생사를 공급하기 위한 폐주물사 재생장치를 포함하며, 상기 저장 및 공급 수단에서는 주형의 제조를 위해 요구되는 주물사의 총량 공급 시 적어도 상기 재생사의 부족분 이상 원사를 포함시켜 재생사와 원사가 혼합된 주물사를 공급하는 것을 특징으로 한다.

또 다른 측면에서 본 발명에 따른 주물제조 시스템은 모래와 바인더를 혼합하여 혼련사를 생성하고, 생성된 혼련사를 이용하여 주형 또는 중자를 제조하는 조형장치와, 상기 조형장치로부터 제조된 주형에 용융된 재료를 주입하여 주물을 성형하는 주조장치와, 상기 주조장치로부터 성형된 주물에서 폐주물사를 분리하는 탈사장치와, 적어도 상기 조형장치 또는 탈사장치로부터 회수되는 폐주물사를 세척수단을 이용하여 세척하고, 건조수단을 이용하여 건조함으로써 재생사를 생성하고, 생성된 재생사를 저장 및 공급수단을 이용하여 상기 조형장치로 공급하기 위한 폐주물사 재생장치를 포함하며, 상기 조형장치로 공급되는 모래는 주형의 제조를 위해 요구되는 모래의 총량을 기준으로 상기 저장 및 공급수단에 수용된 재생사의 저장량이 요구되는 모래의 총량 이상일 경우 재생사로 상기 총량을 충당하고, 재생사의 저장량이 요구되는 모래의 총량 미만일 경우 재생사의 부족분 이상을 원사로 혼합하여 충당하는 것을 특징으로 한다.

상기 저장 및 공급수단에는 재생사가 수용되는 재생사 수용부와, 상기 재생사 수용부 일측에 형성되어 원사가 수용되는 원사 수용부 및 상기 재생사 수용부 및 원사 수용부와 연통되어 재생사와 원사가 함께 유입되는 혼합수용부가 포함되며, 상기 혼합수용부 일측에는 수용된 재생사 및 원사를 상기 조형장치로 공급하기 위한 모래공급수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또 다른 측면에서 본 발명에 따른 폐주물사 재생장치는 폐주물사를 수용하여 세정액과 함께 세척하기 위한 세척수단과, 상기 세척수단으로부터 세척 완료된 세척사를 공급받아 건조하기 위한 건조수단과, 상기 건조수단을 통해 건조 완료된 재생사가 수용되며, 수용된 재생사를 주형 제조를 위한 조형장치로 공급하기 위한 저장 및 공급수단을 포함하며, 상기 저장 및 공급수단은 재생사가 수용되는 재생사 수용부와, 상기 재생사 수용부 일측에 형성되어 원사가 수용되는 원사 수용부 및 상기 재생사 수용부 및 원사 수용부와 연통되어 재생사와 원사가 함께 유입되는 혼합수용부가 포함되며, 상기 혼합수용부 일측에는 수용된 재생사 및 원사를 상기 조형장치로 공급하기 위한 모래공급수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 세척수단은 세척탱크의 내부에서 회전하는 회전축과, 상기 회전축에 복수로 설치되는 복수의 블레이드 조합을 포함하고, 각각의 블레이드 조합은 상대적으로 다량의 폐주물사와 접하도록 형성되는 이동블레이드와, 상대적으로 소량의 폐주물사와 접하도록 형성되는 이동지연블레이드가 상기 회전축을 중심으로 서로 다른 세척 및 이송 커버리지를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 세척탱크는 세정액과 함께 폐주물사가 쇄해 및 세척되는 제1세척탱크와, 상기 제1세척탱크와 연통 되어 쇄해 및 1차 세척된 세척사가 수용되며, 수용된 세척사를 2차 세척하고 세척과 동시에 일방향으로 세척사를 이송시키는 제2세척탱크를 포함하며, 상기 복수의 블레이드 조합이 설치되는 회전축은 상기 제2세척탱크에 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1세척탱크와 제2세척탱크 사이에는 상기 제2세척탱크로 공급되는 세척사의 입도를 제한하기 위한 타공판이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 주물의 제조 과정에서 발생되는 폐주물사를 주물 제조 현장에서 직접 회수하여 재생하고, 재생된 폐주물사를 전량 주형의 제조를 위한 원료로 공급함에 따라 폐주물사의 활용도가 매우 높은 주물 제조 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 상기와 같이 폐주물사의 활용도가 향상됨에 따라 원사의 소모량이 줄어들게 되어 원사 비용이 절감되는 이점을 가진다.

뿐만 아니라, 상기와 같은 폐주물사 공급 구조를 위하여 본 발명에서는 폐주물사를 연속 생산 가능한 폐주물사 재생장치가 포함되며, 상기 폐주물사 재생장치는 세척 시 체류시간이 증가하고 보다 많은 교반이 이루어지도록 하는 블레이드 구조를 가짐으로써 세척 효율이 향상되고 이로 인해 재생사의 생산성이 보다 향상될 수 있다.

도 1 은 일반적인 주물의 제조과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 폐순환 사재생 주물 제조 시스템의 순환 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 3 및 도 4 는 본 발명의 요부구성인 조형장치의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 5 는 도 3 및 도 4 에 도시된 조형장치의 주요 구성인 블레이드 패턴의 일실시 예를 보인 도면.
도 6 은 도 3 및 도 4 에 도시된 조형장치의 냉각수 순환 경로를 보이기 위한 도면.
도 7 은 본 발명에서 주조 과정이 수행되는 모습을 보인 사진.
도 8 은 본 발명에 따른 탈사장치의 일 실시 예를 보인 사진.
도 9 는 본 발명의 요부구성인 폐주물사 재생장치에 따른 모래의 폐순환 구조를 설명하기 위한 도면.
도 10 내지 도 12 는 본 발명의 요부구성인 폐주물사 재생장치의 상세 구조를 설명하기 위한 도면.
도 13 은 본 발명에 따른 건조수단의 일 실시 예를 보인 도면.
도 14 는 본 발명의 요부구성인 저장 및 공급수단의 일 실시 예를 보인 도면.
도 15 는 본 발명의 요부구성인 저장 및 공급수단의 다른 실시 예를 보인 도면.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위에서 “또는/및”은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함하는 것으로 정의한다.

도 2 에는 본 발명에 따른 폐순환 사재생 주물 제조 시스템의 순환 구조를 개략적으로 도시한 도면이 도시되어 있다.

도면을 참조하면 본 발명은 주물의 제조 과정에서 발생 되는 폐주물사를 회수하여 재생하고, 이를 주형 제조를 위해 재공급함으로써 모래의 폐순환 경로를 형성한다.

이를 위해 본 발명에서는 우선, 주형 또는 중자를 제조하기 위한 조형장치(100)로부터 폐주물사가 회수될 수 있다.

도 3 및 도 4 에는 본 발명의 요부구성인 조형장치의 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있고, 도 5 에는 도 3 및 도 4 에 도시된 조형장치의 주요 구성인 블레이드 패턴의 일실시 예를 보인 도면이 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시 예에서 조형장치(100)는 주형 또는 중자의 제조를 위해 원료가 공급되는 복수의 호퍼와, 공급된 원료를 혼합하여 연속 배사가 가능하도록 하는 혼련기(120), 상기 혼련기(120)로부터 배사되는 혼련사를 금형(190)에 충진하기 위한 블로워헤드(140) 및 블로잉 플레이트(150) 그리고, 금형(190)에 의해 제조되는 주형 또는 중자를 경화시키기 위한 열풍헤드(160) 및 상기 각 구성의 제어를 위한 제어부(180)가 포함된다.

상세히, 상기 복수의 호퍼는 각각 모래공급 호퍼(112)와, 프로모터 공급호퍼(114) 및 바인더 공급호퍼(116)로 구분되며, 토출구가 상기 혼련기(120)와 연통되어 원료의 공급시 공기의 노출을 줄일 수 있다.

상기 혼련기(120)는 내부에 수용되는 원료를 혼합하여 혼련사를 생성하고, 생성된 혼련사를 연속으로 배사하기 위한 것으로, 높이에 비해 가로방향 길이가 길게 형성되며 내부공간으로 투입되는 원료를 가로 방향으로 이송시키면서 혼합한다.

이를 위해 상기 혼련기(120)의 내부공간에는 혼련모터(122)에 의해 회전하는 혼련축(121)과, 상기 혼련축(121)의 외면에 형성되는 혼련 블레이드군(126)이 포함된다.

상기 혼련 블레이드군(126)은 복수의 혼련 블레이드로 형성되며, 다양한 크기로 형성되어 상기 혼련축(121)의 축방향을 기준으로 소정의 기울기를 가지도록 배치된다.

즉, 상기 혼련 블레이드군(126)은 혼련 블레이드의 기울기와 크기를 이용하여 원료의 혼합과 이송을 조절하게 되며, 이를 위해 일정한 블레이드의 배치 패턴을 가진다.

본 실시 예에서 상기 혼련 블레이드군(126)은 도 3에 도시된 바와 같이 혼련축(121)을 길이 방향으로 6개의 설치 공간으로 구분하고, 각 설치 공간에 크기 및 기울기에 따라 배치된다.

상세히, 상기 혼련축(121)의 분할된 6개의 설치공간 중 설치공간 ① 및 설치공간 ④에는 원료를 교반하면서 가장 많은 거리를 이송시키기 위한 이송패턴이 형성된다.

상기 설치공간 ① 및 설치공간 ④는 상기 혼련축(121)을 양분하는 위치로, 복수의 블레이드 중 가장 길이가 길고 45°의 기울기를 가지는 블레이드가 등 간격으로 배치되어 설치공간 ① 에는 도 4의“A1”과 같이 설치공간 ④에는“A2”와 같이 배치된다.

여기서, 상기 “A1”“A2”에 해당하는 블레이드는 일단이 혼련기(120)의 내면에 인접하도록 형성되어 원료를 효과적으로 이송시키게 되며, 이하에서는 설명의 편의를 위해‘이송 블레이드’라 한다.

한편, 상기 이송 블레이드가 설치된 나머지 설치공간 ① 내지 ⑥에는 이송 블레이드보다 길이가 짧고 다양한 경사각을 가지는 다수의 블레이드가 형성되며, 설명의 편의를 위해 이를‘혼련 블레이드’라 한다.

상기 혼련 블레이드는 한정된 혼련 공간 내부에서 혼련사의 효과적인 교반을 위한 구성으로, 본 실시 예에서는 30°내지 75°의 범위에서 다양한 경사각으로 형성된다.

상기 혼련 블레이드는 상기 이송 블레이드와 역방향으로 기울기가 형성되는 지연패턴과, 동일 방향으로 기울기가 형성되는 교반패턴을 포함하며 필요에 따라 6개로 구분된 설치 공간 중 어느 하나에는 상기 이송 블레이드와 동일한 방향으로 혼련 블레이드가 설치되도록 함으로써 혼련사의 이송이 보조 될 수 있다.

즉, 상기 이송 블레이드와 동일한 방향으로 설치되는 혼련 블레이드는 기울기에 따라 혼련사의 이동거리에 차이를 가지게 되며, 상기 이송 블레이드의 역방향으로 설치된 혼련 블레이드는 원사와 바인더 또는/및 프로모터와의 혼련성을 높이기 위해 혼련사를 이송 진행방향으로 진행시키지 않고, 잡아주는 기능을 수행한다.

따라서, 본 실시 예에 따르면 혼련 과정에서 외부 공기와의 노출을 줄일 수 있으며, 원료의 혼합 및 이송이 연속해서 진행됨에 따라 양질의 혼련사가 연속해서 배사될 수 있다.

또한, 상기 혼련기(120)의 일측에는 내부공간의 청소를 위해 개폐 가능하도록 구비되는 청소수단(124)이 더 구비된다.

그리고, 상기 혼련기(120)와 연결되어 혼련사가 충진되는 블로워 헤드(140)는 상기 혼련기(120)의 일측 단부에 선택적으로 밀착되어 외부 공기의 노출을 줄이면서 혼련사를 블로워 헤드(140)로 공급할 수 있다.

이를 위해 상기 혼련기(120)의 토출부는 블로워 헤드(140)의 상단과 대응되는 크기로 토출부(도면부호 부여되지 않음)가 형성되며, 상기 블로워 헤드(140)의 상단에는 상기 토출부와 밀착될 수 있도록 소정의 완충부재를 포함하도록 유입부가 형성된다.

또한, 상기 블로워 헤드(140)의 하단에는 상기 블로워 헤드(140)에 충진된 혼련사를 금형(190)에 불어넣기 위한 블로잉 플레이트(150)가 더 구비된다. 상기 블로워 헤드(140)에 혼련사 충진이 완료되면, 상기 블로워 헤드(140)가 금형(190)의 상측으로 이동한 이후 혼련사의 충진이 이루어진다.

혼련사의 충진을 완료된 이후에는 블로워 헤드(140)가 다시 혼련기(120) 하측으로 이동하면서 블로워 헤드(140)와 연결 프레임(172)을 통해 연결된 열풍 헤드(160)가 금형(190)의 상측으로 이동하게 된다.

이를 위해 상기 블로워 헤드(140)와 열풍 헤드(160)는 제1연결프레임(172)으로 연결되어 함께 회전 가능하도록 구비되고, 상기 제1연결프레임(172)의 중앙 부분에는 회전 중심을 형성하기 위한 고정축(171)과 연결되는 제2연결프레임(174)이 구비된다.

그리고, 상기 제2연결프레임(174)의 일측에는 헤드교체 실린더(176)가 더 구비되어 헤드교체 실린더(176)의 길이 변화에 따라 블로워 헤드(140)와 열풍헤드(160)가 고정축(171)을 중심으로 회전하여 위치 이동될 수 있다.

상기 금형(190)은 고정된 위치를 유지하는 고정금형(192)과 상기 고정금형(192)에 이동금형 실린더(196)에 의해 선택적으로 형합하는 이동금형(194)을 포함하며, 지면으로부터 소정 높이를 유지하기 위하여 금형 지지 프레임(132)에 의해 지지된다.

상기와 같은 구성의 조형장치(100)에서는 전술한 바와 같이 혼련기(120)가 횡형 즉, 가로방향으로 길게 형성되어 충분한 혼련시간을 확보할 수 있으며, 제어부(180)를 이용하여 혼련 모터(122)의 회전을 제어함으로써 혼련사의 공급량 조절이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.

또한, 상기와 같이 혼련기(120)가 가로방향으로 설치됨에 따라 본 발명에 따른 조형장치(100)의 전장 높이는 상기 금형(190)의 지지 높이로부터 블로워 헤드(140)와 블로잉 플레이트(150)의 높이 및 혼련기(120)의 높이로 형성된다.

따라서, 모래공급 호퍼(112)로 에어펌프 없이 원사의 공급이 이루어질 수 있으며, 이로 인해 원사 공급에 따른 분진 발생을 방지할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 조형장치(100)는 온·습도 관리를 위한 유체의 유동경로가 형성된다.

도 6 에는 도 3 및 도 4 에 도시된 조형장치의 냉각수 순환 경로를 보이기 위한 도면이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 혼련기(120)에는 원료가 공급되는 위치와 인접한 부분에 냉각수가 유입되는 냉각수 유입홀(120a)이 형성되고, 혼련사가 토출되는 위치와 인접한 부분에는 냉각수 토출홀(120b)이 형성된다.

그리고, 상기 냉각수 유입홀(120a)과 냉각수 토출홀(120b)은 혼련기(120) 전체를 권취하는 형태의 냉각유로를 통해 연결되며, 상기 냉각유로 일측에 순환펌프(미도시)를 더 구비됨으로써 혼련기(120)에 냉각수의 순환경로가 형성된다.

따라서, 상기와 같은 냉각수의 순환경로를 통해 냉각수를 순환시킴으로써 혼련 과정에서 내부공간의 온도를 조절할 수 있으며, 혼련기(120)의 내부공간 일측에 온도감지 센서(미도시)를 더 구비하고, 제어부(180)를 통해 온도감지 정보를 수신함으로써 보다 효과적인 온·습도 관리가 이루어질 수 있다.

또한, 상기와 같은 냉각수의 순환경로는 상기 블로워 헤드(140) 및 블로잉 플레이트(150)에도 형성된다.

즉, 상기 블로워 헤드(140)의 경우에도 냉각수 유입홀(140a)과 냉각수 토출홀(140b)을 형성하여 냉각 유로가 블로워 헤드(140)를 권취하는 형태로 형성되고, 순환펌프와 연결되도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 블로잉 플레이트(150)의 경우에도 도 5 에 도시된 바와 같이 냉각수 유입홀(150a)과 냉각수 토출홀(150b)을 형성하고, 냉각 유로와 순환펌프를 이용하여 냉각수의 순환경로를 형성할 수 있다.

한편, 상기와 같이 냉각수의 순환경로를 형성함에 따라 본 발명에 따른 조형장치(100)에서는 혼련사의 생성부터 금형(190)에 혼련사를 충진하는 일련의 과정 동안 유체의 유동 제어를 통해 온도 관리가 가능하며, 외부 공기 노출을 최소화하면서 혼련사를 연속해서 공급 가능함에 따라 양질의 주형 또는 중자의 연속 생산이 가능해지는 이점이 있다.

상기와 같은 구조의 조형장치(100)에서는 금형(190)에 혼련사를 충진하는 과정에서 폐주물사가 발생 될 수 있으며, 이와 같은 폐주물사는 수거되어 아래에서 설명할 폐주물사 재생장치(700)로 이송된다.

한편, 조형장치(100)를 통해 생성된 주형 또는 중자는 주조장치(200)로 이송되어 주조과정이 수행되며, 도 7 에는 본 발명에서 주조 과정이 수행되는 모습을 보인 사진이 도시되어 있고, 도 8 에는 본 발명에 따른 탈사장치의 일 실시 예를 보인 사진이 도시되어 있다.

첨부된 사진을 참조하면, 상기 주조장치(200)는 가열로(210)와 용탕버킷(220)을 이용하여 용탕(M)을 형성하고, 형성된 용탕(M)을 제조된 주형(240)에 주입한 이후 굳혀서 주물을 생성한다. 그리고, 상기와 같은 주조과정을 거쳐 생성된 주물은 주형과 함께 탈사장치(300)로 이송된다.

상기 탈사장치(300)는 주형과 함께 이송된 주물에서 폐주물사를 제거하여 주물을 분리하기 위한 것으로, 주형이 부착된 상태의 주물을 분리하기 위한 탈사부(310)를 형성하는 메인 프레임(320)과, 상기 메인 프레임(320)의 일측에 구비되어 진동을 발생시키기 위한 진동모터(340) 및 상기 메인 프레임(320)의 일측에 구비되어 진동 감쇄를 수행하기 위한 완충부재(360)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 탈사장치(300)에서 폐주물사가 분리된 주물은 후처리 장치(10, 도 1 참조)로 이송되어 세척 및 건조를 통해 주물 제품을 형성한다.

그리고, 주물과 분리되는 폐주물사는 상기 조형장치(100)와 마찬가지로 회수되어 폐주물사 재생장치(700)로 이송되며, 이를 위해 상기 탈사장치(300)와 폐주물사 재생장치(700) 사이에는 이송수단이 더 구비될 수 있다.

상기 이송수단은 이송모터와 이송풀리 및 컨베이어 밸트를 포함하는 형태로 구성될 수 있으며, 컨베이어 벨트의 일측은 상기 탈사부(310)의 하측에 위치되어 탈사부(310)에서 낙하되는 폐주물사가 안착되도록 하고, 타측은 아래에서 설명할 폐주물사 재생장치(700)의 폐주물사 유입부(410, 도 10 참조)와 연결되도록 하여 탈사과정에서 생성되는 폐주물사가 자동으로 회수될 수 있다.

전술한 조형장치(100) 또는/및 상기 탈사장치(300)로부터 회수되는 폐주물사는 재생을 위해 폐주물사 재생장치(700)에서 세척과 건조과정을 거친 이후 재생사가 저장된다.

도 9 에는 본 발명의 요부구성인 폐주물사 재생장치에 따른 모래의 폐순환 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있고, 도 10 내지 도 12 에는 본 발명의 요부구성인 폐주물사 재생장치의 상세 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 폐주물사 재생장치(700)는 상기 조형장치(100) 또는/및 탈사장치(300)에서 회수된 폐주물사가 세척수단(400)으로 공급되며, 공급된 폐주물사는 세척수단(400)을 통해 다중 세척된 이후 건조수단(500)을 통해 건조되어 재생사로 생성되고, 생성된 재생사는 저장 및 공급수단(600)으로 이송되어 주형의 제조를 위해 공급되도록 한다.

상세히, 상기 세척수단(400)은 폐주물사 유입부(410)를 통해 유입되는 폐주물사를 제1세척탱크(420) 및 제2세척탱크(440)를 이용하여 다중 세척한다.

그리고, 상기 제1, 2 세척탱크(420, 440)에는 일정량의 세정액이 충진되며, 이를 위한 세정액은 세정액 탱크(460)에 의해 공급된다.

상세히, 본 실시 예에서 세척수단(400)은 제1세척탱크(420)와 제2세척탱크(440) 및 세정액 탱크(460)가 서로 연통되며, 상기 제2세척탱크(440)는 상기 세정액 탱크(460) 및 제1세척탱크(420) 사이에 구비된다.

즉, 도 10 에 도시된 바와 같이 상기 제2세척탱크(440)는 제1세척탱크(420) 및 세정액 탱크(460)의 하측에 위치하여 제1세척탱크(420)와 세정액 탱크(460)를 연결하도록 구비되며, 이를 위해 상기 제2세척탱크(440)는 높이에 비해 가로방향 길이가 길게 형성된다.

또한, 상기 제2세척탱크(440)의 일측 하방에는 세척이 완료된 세척사를 배사하기 위한 세척사 토출부(480)가 더 형성되며, 상기 세척사 토출부(480)에는 세척사의 선택적인 배출을 위한 토출밸브(482)가 더 구비된다.

한편, 상기 폐주물사 유입부(410)는 상부가 상대적으로 넓은 직경을 가지도록 형성되어 폐주물사의 원활한 유입이 유도되며, 하단은 상기 제1세척탱크(420)와 연통된다. 즉, 상기 폐주물사 유입부(410)를 통해 유입되는 폐주물사는 상기 제1세척탱크(420)에 수용된다.

그리고, 전술한 바와 같이 상기 세정액 탱크(460)와 제1세척탱크(420) 및 제2세척탱크(440)는 서로 연통되어 세정액이 충진된 상태를 유지하며, 상기 세정액 탱크(460)와 제1세척탱크(440)는 서로 대응되는 높이에 구비되어 충진된 세정액이 동일 수위를 이루게 된다.

상기와 같은 상태에서 폐주물사 유입부(410)를 통해 유입되는 폐주물사는 제1세척탱크(420) 내부에서 세정액과 함께 수용되며, 제1세척탱크(420) 내부에 구비되는 블레이드에 의해 쇄해(碎解, disintegration) 및 1차 세척된다.

상세히, 상기 제1세척탱크(420)의 외부 상측에는 회전력을 발생시키기 위한 제1세척모터(421)가 구비되며, 상기 제1세척모터(421)는 제1감속기(423)와 연결되어 제1모터부를 형성한다.

상기 제1감속기(423)는 상기 제1세척모터(421)의 회전 속도를 감속시켜 블레이드로 전달하기 위한 구성으로, 제1회전축(422)과 제1연장축(424)을 이용하여 세척을 위한 복수의 블레이드와 연결된다.

상기 복수의 블레이드는 상기 제1회전축(422)을 기준으로 좌우 양측에 각각 구비되는 제1블레이드(425) 및 제2블레이드(426)를 포함한다.

상기 제1블레이드(425)는 상기 제1회전축(422)을 향해 경사지도록 형성되어 폐주물사를 쇄해(碎解, disintegration) 및 세척하면서 제1세척탱크(420) 중앙 부분으로 모아주며, 상기 제2블레이드(426)는 제1블레이드(425)와 교차되는 방향으로 배치되어 폐주물사를 쇄해(碎解, disintegration) 및 세척하면서 제1세척탱크(420)의 하부로 이송시키게 된다. 본 실시 예에서는 하부 이송을 보다 효과적으로 수행하기 위하여 상기 제2블레이드(426)는 바닥과 수평으로 배치된다.

한편, 상기 제1세척탱크(420)와 제2세척탱크(440) 사이에는 타공판(450)이 더 구비된다. 상기 타공판(450)은 제1세척탱크(420)에서 일정 크기 이하로 쇄해(碎解, disintegration) 및 1차 세척된 폐주물사를 걸러서 제2세척탱크(440)로 공급한다.

상기 제2세척탱크(440)는 상기 타공판(450)을 통과한 1차 세척사를 보다 효과적으로 세척하기 위한 구성으로 세척공간이 상기 제1세척탱크(420)와 교차되는 방향으로 형성되며, 전술한 바와 같이 높이에 비해 가로방향 길이가 길게 형성된다.

이를 위해 상기 제2세척탱크(440)에는 제2세척모터(441)에 의해 회전하는 제2회전축(442)과 상기 제2회전축(442)에 구비되어 2차 세척을 수행하면서 세척사를 이동시키기 위한 복수의 블레이드가 구비된다.

상기 제2세척모터(441)는 제2세척탱크(440)의 외부 일측에 구비되며, 제2감속기(443)를 통해 상기 제2회전축(442)과 연결된다.

상기 제2감속기(443)는 상기 제2세척모터(441)와 기어 비를 이용하여 제2회전축(442)의 회전 속도를 감속시키기 위한 것으로, 제2회전축(442)과 동축 결합 될 수 있다.

그리고, 상기 제2회전축(442)에 결합되는 블레이드는 상대적으로 좁은 회전반경을 가지는 이동블레이드(446)와 상기 이동블레이드(446)에 비해 넓은 회전반경을 가지는 이동지연블레이드(444)로 구분된다.

상기 이동블레이드(446)는 1차 세척된 세척사의 세척과 함께 세척사의 원활한 이송을 수행하기 위한 구성으로, 소정의 곡률반경을 가지는 낫(sickle) 형상으로 형성된다.

또한, 상기 이동블레이드(446)는 제2회전축(442)을 중심으로 대각 방향으로 서로 대칭되는 쌍으로 구비되며, 단부가 상기 제2회전축(442)의 외면과 인접하도록 위치된다.

상기 이동지연블레이드(444)는 상기 제2세척탱크(440) 내부에서 세척사가 보다 오랜 기간 동안 세척될 수 있도록 세척사의 이동을 지연시키기 위한 구성으로, 소정의 곡률반경을 가지는 낫(sickle) 형상으로 제2회전축(442)으로 갈수록 면적이 좁아지며, 제2회전축(442)을 중심으로 대각 방향으로 서로 대칭되는 쌍으로 구비된다.

즉, 상기 이동지연블레이드(444)는 상기 이동블레이드(446)와 전체적인 형상은 유사하게 형성되나 상대적으로 넓은 회전반경을 가지도록 형성되며, 상기 이동블레이드(446)와 교차되는 방향으로 설치된다.

따라서, 제2회전축(442)에 설치 완료된 이동지연블레이드(444)와 이동블레이드(446)는 전체적으로“X”자 형상을 형성(이하‘블레이드 조합’이라 함)하게 되며, 제2세척탱크(440) 내부공간에서 서로 다른 영역을 교반하도록 다수개가 위치된다.

상세히, 상기와 같은 블레이드 조합으로 설치되는 이동지연블레이드(444) 및 이동블레이드(446)는 도 3에 도시된 바와 같이 내부공간에 따라 다수로 설치되며, 어느 하나의 블레이드 조합은 나머지 블레이드 조합과 소정 부분 겹치는 동선을 가지도록 설치된다.

또한, 각각의 블레이드 조합은 서로 다른 세척 및 이송 커버리지를 가지도록 함으로써 세척 효율을 향상시킨다.

즉, 상기 이동블레이드(446)는 상기 제2회전축(442)과 인접한 위치에서 세척 및 이송 커버리지를 형성하고, 상기 이동지연블레이드(444)는 제2세척탱크(440)의 내면과 인접한 위치에서 세척 및 이송 커버리지를 형성하여 폐주물사의 세척과 이송 및 이송 지연이 동시에 이루어지게 됨으로써 세척 효율이 향상될 수 있다.

한편, 설명의 편의를 위해 도 3을 기준으로 우측을 제1블레이드 조합, 중앙을 제2블레이드 조합, 좌측을 제3블레이드 조합이라 할 경우 본 실시 예에서는 제1블레이드 조합과 제3블레이드 조합의 블레이드 각도가 0°~270°의 범위로 형성되고, 제2블레이드 조합의 블레이드 각도는 180°~ 90°범위로 형성된다.

따라서, 제1블레이드 조합에서 제2블레이드 조합으로 세척사가 넘어가는 과정 및 제2블레이드 조합에서 제3블레이드 조합으로 세척사가 넘어가는 과정에서 중첩되는 영역에 의해 세척사의 이동이 지연됨은 물론, 보다 많은 교반이 이루어짐에 따라 세척 효율이 향상될 수 있다.

또한, 상기 이동지연블레이드(444)는 상기 이동블레이드(446)에 비해 세척사와 접촉하는 면적이 좁으며, 접촉 영역이 상기 제2세척탱크(440)의 내면과 인접한 곳에 형성된다.

이에 반해 상기 이동블레이드(446)는 세척사와 접촉하는 면적이 상기 이동지연블레이드(444)에 비해 넓으며, 상기 제2회전축(442)과 인접한 곳에서 세척사와 접하게 된다.

상기와 같은 형상과 설치 구조로 인하여 상기 제2세척탱크(440) 내부에서는 제2회전축(442) 부근에 위치되는 세척사의 경우 상기 이동블레이드(446)에 의해 상대적으로 많은 양이 접하게 되며, 이로 인해 상대적으로 긴 세척사의 이동거리를 가지게 된다.

그리고, 상기 제2세척탱크(440)의 저면에 위치되는 세척사의 경우에는 상기 이동지연블레이드(444)에 의해 상대적으로 적은 양이 접하게 되며, 이로 인해 세척사가 제자리에서 교반되거나 상대적으로 짧은 이동거리를 가지게 됨으로써 세척사의 체류시간이 충분히 확보될 수 있다.

또한, 본 실시 예에서는 상기 제1블레이드 조합의 경우 도 11에서“A”로 도시된 부분과 같이 블레이드의 단부가 일정 부분 절단하거나 길이가 짧게 형성되도록 함으로써 세척액 및 세척사가 블레이드의 회전 시 모터부(제2감속기(443) 및 제2세척모터(441)를 포함)로 이송되는 것을 줄인다.

그리고, 상기 모터부의 내부에는 실링부재(452)를 다중으로 설치하였음에도 불구하고 모터부 내부로 유입되는 세척액 및 세척사를 배출하기 위하여 드레인(454)을 더 형성함으로써 모터부의 부하를 방지할 수 있도록 한다.

한편, 상기 제2세척탱크(440)에서 세척이 완료된 세척사는 세척과 동시에 점차적으로 이동되면서 세척사 토출부(480)에 수용된다.

이를 위해 상기 세척사 토출부(480)는 상기 제2세척탱크(440)의 일단 하측에서 연통 되도록 형성되며, 일정량 이상의 세척사가 수용될 경우 토출밸브(482)의 개폐 조작을 통해 내부에 수용되는 세척사를 소정의 세정액과 함께 배사 할 수 있다.

그리고, 상기 세척사 토출부(480)에서 토출밸브(482)를 통해 빠져나가는 세정액은 수위 유지를 위해 자동 또는 수동으로 세정액 탱크(460)에 세정액을 추가할 수 있다.

상기 세정액 탱크(460)는 상기 제2세척탱크(440)의 일단 상측에 구비되며, 상기 제2세척탱크(440)와 인접한 세정액 탱크(460)의 하단에는 세척 상태를 판단하기 위한 다수의 센서가 구비된다.

상기 다수의 센서는 적어도 전기 전도도 센서(466)를 포함하며, 측정되는 전기전도도가 일정 범위에 포함되는 경우 효과적인 세척이 이루어짐을 확인할 수 있다.

또한, 상기 세정액 탱크(460)에는 pH센서(464) 및 온도센서(462)가 더 구비될 수 있다.

상기 pH센서는 세정액의 수소이온지수를 통해 세척 효율을 판단하게 되며, 상기 전기 전도도 센서(466) 및 온도센서(462)와 함께 종합적으로 판단할 경우 보다 효과적인 세척 효율을 판단할 수 있다.

한편, 상기 제1세척탱크(420)의 일측에는 제2세척모터(441)의 제어 이외에도 세척 속도를 조절하기 위하여 세정액이 유입되는 순환 유입부(492)가 더 구비되며, 상기 순환 유입부(492)에는 상기 세정액 탱크(460) 또는 외부 유체 공급원이 순환펌프(496)로 연결되어 세정액을 순환시킴으로써 세정액의 유동을 통해 세척 속도가 조절될 수 있다.

이를 위해 상기 세정액 탱크(460)에는 순환을 위한 세정액이 토출될 수 있도록 별도의 순환 토출부(494)가 더 구비될 수 있다.

그리고, 본 실시 예에서는 상기 제1세척탱크(420)와 세정액 탱크(460) 및 제2세척탱크(440)와 세척사 토출부(480)에 각각 투시창(471, 472, 473, 474)이 더 형성되어 세척 과정을 외부에서 확인할 수 있도록 한다.

한편, 상기 세척수단(400)에서는 세척 속도를 향상시키기 위하여 2가지 방법이 제공된다.

우선, 본 실시 예에서는 제1세척모터(421) 및 제2세척모터(441)의 회전속도를 조절하여 세척속도를 향상시킬 수 있으며, 이와 같은 경우에는 세척 작업에 소요되는 에너지가 상대적으로 증가하게 된다.

따라서, 에너지 소모를 줄이기 위한 방법으로 각 세척모터(421, 441)의 회전 속도 제어 없이 제1세척탱크(420)와 세정액 탱크(460) 또는 제1세척탱크(420)와 외부 유체 공급원을 순환펌프(496)를 포함하는 순환 유로를 연결하고 유체를 순환시킴으로써 세척 속도를 향상시킬 수 있다.

한편, 상기와 같이 세척수단(400)을 통해 배사 된 세척사는 건조수단(500)으로 이송되어 건조됨으로써 재생사를 생성하게 된다.

도 13 에는 본 발명에 따른 건조수단의 일 실시 예를 보인 도면이 도시되어 있다.

본 실시 예에서 상기 건조수단(500)은 마이크로웨이브 오븐(520)이 적용되었으며, 상기 건조수단(500)으로 세척사를 이송시키기 위한 이송수단은 상기 세척수단(400)에서 토출된 세척사가 마이크로웨이브 오븐(520)을 통과하도록 안내하는 건조이송벨트(544)와, 상기 건조이송벨트(544)를 회전시키기 위한 건조이송모터(542) 및 건조이송풀리(546)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 세척수단(400)을 통해 세척된 세척사는 상기 건조이송벨트(544)를 따라 마이크로웨이브 오븐(520)에 의해 건조되어 재생사가 되며, 이와 같이 생성되는 재생사는 저장 및 공급수단(600)에 수용된다.

도 14 에는 본 발명의 요부구성인 저장 및 공급수단의 일 실시 예를 보인 도면이 도시되어 있고, 도 15 에는 본 발명의 요부구성인 저장 및 공급수단의 다른 실시 예를 보인 도면이 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 저장 및 공급수단(600)은 전술한 세척수단(400)과 건조수단(500)을 통해 재생된 재생사를 수용하고 수용된 재생사를 상기 조형장치(100)로 공급하기 위한 것으로, 상기 조형장치(100)에서 요구되는 주물사의 총량에 대응되도록 상기 재생사와 적어도 재생사의 부족분을 원사로 보충하도록 구성된다.

상세히, 상기 저장 및 공급수단(600)에는 상기 건조수단(500)으로부터 이송되는 재생사가 유입되는 재생사 유입부(620)와, 재생사의 수용공간을 형성하는 재생사 수용부(640), 상기 재생사 수용부(640) 일측에 형성되어 원사가 수용되는 원사 수용부(660)가 포함된다.

그리고, 상기 재생사 수용부(640) 및 원사 수용부(660)에는 각각 상기 조형장치(100)로 재생사 및 원사를 공급하기 위한 모래공급수단(690)이 연결되며, 상기 모래공급수단(690)은 각각 재생사 공급수단(692)과 원사 공급수단(694)으로 구분된다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에서 상기 저장 및 공급수단(600)은 상기 재생사 수용부(640)와 원사 수용부(660)의 하측에 혼합 수용부(680)가 더 구비된다.

상기 혼합 수용부(680)는 상기 재생사 수용부(640) 및 원사 수용부(660)와 연통되어 재생사와 원사를 함께 수용하며, 내부에 수용된 재생사 및 원사를 모래공급수단(690)을 통해 모래공급부(112)로 공급한다.

이를 위해 상기 재생사 수용부(640) 및 원사 수용부(660)의 하단은 개폐부재(도시되지 않음)를 통해 혼합 수용부(680)와 선택적으로 연통 되며, 재생사 수용부(640)에 저장된 재생사의 공급량이 주형 제조를 위해 요구되는 주물사의 총량에 미치지 못하는 경우 원사가 추가로 충진 되어 모래공급수단(690)을 통해 모래공급부(112)로 공급된다.

즉, 본 발명은 주물의 제조현장에서 직접 회수되는 폐주물사를 재생하고, 재생사를 전량 다음 주물을 제조하기 위한 주형의 제조 원료로 공급하며, 공급되는 재생사가 요구되는 주물사의 총량을 충족할 경우에는 재생사만 이용하여 주형 또는 중자의 제조가 이루어진다.

반면, 저장 및 공급수단(600)에 수용된 재생사가 요구되는 주물사의 총량을 충족하지 못할 경우에는 상기 원사 수용부(694)에 수용된 원사를 재생사 부족분 이상 공급하여 주형 또는 중자를 제조함으로써 재생사를 적극 활용하고 이에 따라 주물의 제조에 소요되는 원사의 소비를 줄일 수 있다.

100........ 조형장치 200........ 주조장치
300........ 탈사장치 400........ 사재생 장치
500........ 건조수단 600........ 저장 및 공급수단

Claims (13)

1. 폐주물사를 수용하여 세정액과 함께 세척하기 위한 세척수단;
   상기 세척수단으로부터 세척 완료된 세척사를 공급받아 건조하기 위한 건조수단;
   상기 건조수단을 통해 건조 완료된 재생사가 수용되며, 수용된 재생사를 주형 제조를 위한 조형장치로 공급하기 위한 저장 및 공급수단;을 포함하며,
   상기 세척수단은,
   세척탱크의 내부에서 회전하는 회전축과,
   상기 회전축에 복수로 설치되는 복수의 블레이드 조합을 포함하고,
   각각의 블레이드 조합은,
   상대적으로 다량의 폐주물사와 접하도록 형성되는 이동블레이드와, 상대적으로 소량의 폐주물사와 접하도록 형성되는 이동지연블레이드가 상기 회전축을 중심으로 서로 다른 세척 및 이송 커버리지를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 폐주물사 재생장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 이동블레이드는 상기 회전축을 중심으로 상대적으로 좁은 회전반경을 형성하며, 대각 방향 대칭을 이루는 쌍으로 구비되는 것을 특징으로 하는 폐주물사 재생장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 이동지연블레이드는 상기 세척탱크의 내면과 인접한 위치에서 회전영역을 형성하며, 대각 방향 대칭을 이루는 쌍으로 구비되어, 상기 이동블레이드와 상기 회전축을 중심으로 교차되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 폐주물사 재생장치.
   
4. 제1회전축을 중심으로 회전하는 블레이드에 의해 세정액과 함께 폐주물사가 쇄해 및 세척되는 제1세척탱크 및 상기 제1세척탱크와 연통 되어 쇄해 및 1차 세척된 세척사가 수용되며, 수용된 세척사를 2차 세척하고 세척과 동시에 일방향으로 세척사를 이송시키는 제2세척탱크를 포함하고, 상기 제2세척탱크에는 제2세척탱크의 가로방향 길이와 대응되고, 제1회전축과 교차되는 방향의 회전중심을 가지는 제2회전축과, 상기 제2회전축에 복수로 설치되며, 서로 일부 영역이 중첩되는 블레이드 조합을 포함하는 세척수단과,
   상기 세척수단으로부터 세척 완료된 세척사를 공급받아 건조하기 위한 건조수단; 및
   상기 건조수단을 통해 건조 완료된 재생사가 수용되며, 수용된 재생사를 주형 제조를 위한 조형장치로 공급하기 위한 저장 및 공급수단;이 포함되며,
   상기 저장 및 공급수단에는,
   재생사가 수용되는 재생사 수용부와,
   상기 재생사 수용부 일측에 형성되어 원사가 수용되는 원사 수용부 및
   상기 재생사 수용부 및 원사 수용부와 연통되어 재생사와 원사가 함께 유입되는 혼합수용부가 포함되는 것을 특징으로 하는 폐주물사 재생장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1세척탱크와 상기 제2세척탱크에 세정액을 공급하기 위한 세정액탱크가 더 구비되며,
   상기 제1세척탱크와 세정액탱크 사이에는 순환펌프를 이용하여 세정액을 순환시킴으로써 세척 속도를 향상시키기 위한 순환유로가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 폐주물사 재생장치.
   
6. 제 4 항에 있어서, 상기 제1회전축에 설치되는 블레이드에는,
   상기 제1회전축을 향해 경사지도록 형성되는 제1블레이드와,
   상기 제1블레이드와 교차되는 방향으로 배치되는 제2블레이드가 포함되는 것을 특징으로 하는 폐주물사 재생장치.
7. 주물사를 이용하여 제조되는 주형에 용탕을 주입하여 주물을 제조하는 주물제조 시스템에 있어서,
   주형 제조를 위한 조형장치 또는 성형된 주물과 폐주물사를 분리하는 탈사장치 중 하나 이상으로부터 회수되는 폐주물사를 세척수단을 이용하여 세척하고, 건조수단을 이용하여 세척사를 건조함으로써 재생사를 생성하며, 저장 및 공급수단을 이용하여 재생사를 수용하고 상기 조형장치로 재생사를 공급하기 위한 폐주물사 재생장치;를 포함하며,
   상기 저장 및 공급 수단에서는,
   주형의 제조를 위해 요구되는 주물사의 총량 공급 시 적어도 상기 재생사의 부족분 이상 원사를 포함시켜 재생사와 원사가 혼합된 주물사를 공급하는 것을 특징으로 하는 폐순환 사재생 주물제조 시스템.
   
8. 모래와 바인더를 혼합하여 혼련사를 생성하고, 생성된 혼련사를 이용하여 주형 또는 중자를 제조하는 조형장치;
   상기 조형장치로부터 제조된 주형에 용융된 재료를 주입하여 주물을 성형하는 주조장치;
   상기 주조장치로부터 성형된 주물에서 폐주물사를 분리하는 탈사장치;
   적어도 상기 조형장치 또는 탈사장치로부터 회수되는 폐주물사를 세척수단을 이용하여 세척하고, 건조수단을 이용하여 건조함으로써 재생사를 생성하고, 생성된 재생사를 저장 및 공급수단을 이용하여 상기 조형장치로 공급하기 위한 폐주물사 재생장치;를 포함하며,
   상기 조형장치로 공급되는 모래는,
   주형의 제조를 위해 요구되는 모래의 총량을 기준으로
   상기 저장 및 공급수단에 수용된 재생사의 저장량이 요구되는 모래의 총량 이상일 경우 재생사로 상기 총량을 충당하고, 재생사의 저장량이 요구되는 모래의 총량 미만일 경우 재생사의 부족분 이상을 원사로 혼합하여 충당하는 것을 특징으로 하는 폐순환 사재생 주물제조 시스템.
   
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
   상기 저장 및 공급수단에는,
   재생사가 수용되는 재생사 수용부와,
   상기 재생사 수용부 일측에 형성되어 원사가 수용되는 원사 수용부 및
   상기 재생사 수용부 및 원사 수용부와 연통되어 재생사와 원사가 함께 유입되는 혼합수용부가 포함되며,
   상기 혼합수용부 일측에는 수용된 재생사 및 원사를 상기 조형장치로 공급하기 위한 모래공급수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 폐순환 사재생 주물 제조 시스템.
   
10. 폐주물사를 수용하여 세정액과 함께 세척하기 위한 세척수단;
    상기 세척수단으로부터 세척 완료된 세척사를 공급받아 건조하기 위한 건조수단;
    상기 건조수단을 통해 건조 완료된 재생사가 수용되며, 수용된 재생사를 주형 제조를 위한 조형장치로 공급하기 위한 저장 및 공급수단;을 포함하며,
    상기 저장 및 공급수단은,
    재생사가 수용되는 재생사 수용부와,
    상기 재생사 수용부 일측에 형성되어 원사가 수용되는 원사 수용부 및
    상기 재생사 수용부 및 원사 수용부와 연통되어 재생사와 원사가 함께 유입되는 혼합수용부가 포함되며,
    상기 혼합수용부 일측에는 수용된 재생사 및 원사를 상기 조형장치로 공급하기 위한 모래공급수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 폐주물사 재생장치.
    
11. 제 10 항에 있어서, 상기 세척수단은,
    세척탱크의 내부에서 회전하는 회전축과,
    상기 회전축에 복수로 설치되는 복수의 블레이드 조합을 포함하고,
    각각의 블레이드 조합은,
    상대적으로 다량의 폐주물사와 접하도록 형성되는 이동블레이드와, 상대적으로 소량의 폐주물사와 접하도록 형성되는 이동지연블레이드가 상기 회전축을 중심으로 서로 다른 세척 및 이송 커버리지를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 폐주물사 재생장치.
    
12. 제 11 항에 있어서, 상기 세척탱크는,
    세정액과 함께 폐주물사가 쇄해 및 세척되는 제1세척탱크와,
    상기 제1세척탱크와 연통 되어 쇄해 및 1차 세척된 세척사가 수용되며, 수용된 세척사를 2차 세척하고 세척과 동시에 일방향으로 세척사를 이송시키는 제2세척탱크를 포함하며,
    상기 복수의 블레이드 조합이 설치되는 회전축은 상기 제2세척탱크에 구비되는 것을 특징으로 하는 폐주물사 재생장치.
    
13. 제 4 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제1세척탱크와 제2세척탱크 사이에는 상기 제2세척탱크로 공급되는 세척사의 입도를 제한하기 위한 타공판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 폐주물사 재생장치.
    

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