KR100192860B1 - 다중 열원의 그리드 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열가소성 및 뜨거운 용융 접착제와 같은 고체 및 준고체 재료를 용융하기 위한 장치에 관한 것이다. 그리드형 용융기는 하나 이상의 가열핀과 용융공간을 포함한다. 분리된 평면에 있는 다중의 가열요소는 가열표면을 따라 매우 균일한 온도분포를 발생시키는 방법으로 상기 가열핀과 베이스에 배치된다. 용융된 재료의 품질저하는 방지되고, 상기 재료에 전달되는 열은 균일하기 때문에 재료의 흐름비는 향상된다.

Description

다중 열원의 그리드 조립체

제1도는 용융 및 분해 장치 전체를 도시하는 본 발명의 측면도.

제2도는 상기 용융기의 평면도.

제3도는 제2도의 A-A선을 따라 취한 용융기의 단면도.

제4도는 제2도의 B-B선을 따라 취한 단면도.

제5도는 구불구불한 형상의 열요소를 도시하는 용융기의 저면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 재료의 용융 및 분배장치 2 : 호퍼 커버

3 : 호퍼 4 : 커플링

7 : 제어패널 8 : 용융기 몸체

9 : 상부 가열요소 10 : 하부 가열요소

11 : 온도 감지수단 13 : 재료의 용융공간

16 : 가열핀 17 : 가열표면

[발명의 분야]

본 발명은 열가소성 및 다른 뜨거운 용융 물질과 접착제를 수용하고, 상기 재료를 용융하며, 상기 용융된 재료를 분배기에 공급하기 위한 장치에 관한 것이다. 열은 상기 재료를 빠르고 균일하게 가열하고 연속적으로 용융하기 위하여, 일련의 다중 열원(a series of multiple heat source)을 통하여 신중하게 제어되는 방법으로 상기 재료에 공급된다.

[관련 기술의 설명]

과거에는, 뜨거운 용융물질은 가열된 벽을 가진 컨테이너 내에 용융되지 않은 재료를 위치시킴으로써 고체 또는 준 고체 상태(quasi-solid state)로부터 흐름 가능한 용융 상태로 변환되므로, 열은 먼저 상기 벽에 가장 가까운 재료를 통하여 상기 벽으로부터 결국 중앙 영역으로 전달되어, 상기 재료 모두를 용융시킨다. 상기 시스템은 벽에 가장 가까운 재료가 초과된 열에 노출되어 상기 재료의 품질을 저하시키거나 손상시키게 된다. 또한, 재료의 전체 배치(batch)를 용융하는데 요구되는 시간은 매우 길게 되어 만족스럽지 못하게 된다.

재료가 가열된 그리드에서 용융된 다음 유지 저장부로 이동되어 분배기로 공급되는 그리드형 용융기는 상기 가열된 벽 컨테이너 형태의 용융기에 존재되었던 몇몇 문제점을 해결하였다. 그러나, 상기 그리드형 용융기 또한 다음과 같은 단점이 있다. 즉, 상기 재료에 공급되는 열이 불균일하여, 상술된 장치와 동일하거나 비슷한 문제점을 발생시킨다는 것이다. 일반적으로, 상기 종래 기술의 장치는 용융될 재료와 접촉하는 열전도성 표면에 열이 균일하게 전달되는 수단이 없는 것이다. 특히, 상기 종래 기술의 용융기는 열원과 열요소가 열교환 표면 또는 핀에 수직으로 설치되어 있다. 또한, 상기 종래의 기술은 열교환 요소의 베이스에서 단일면에 일반적으로 놓이는 열원을 사용하고, 열교환 표면 모두가 매우 근접된 온도 범위 내에서 유지될 수 있는 방법으로 상기 열교환 요소의 위치에 열원을 제공하지 못한다. 그리드형 용융기의 열표면을 따라 불균일한 온도분포와 관련된 문제점은 상기 종래 기술에 의해서는 해결되지 못한다.

그러므로, 본 발명의 목적은 용융될 재료의 불균일한 가열과 관련된 상기 문제점을 해결하는 향상된 그리드형 용융기를 제공하는 것이다. 특히, 본 발명은 용융기의 열교환 표면을 매우 좁은 온도범위내에서 유지하기 위한 시스템을 제공한다. 본 발명의 열교환 표면의 형상은 집합된 매우 큰 열교환 표면에 용융될 재료를 노출시키는 방법으로 정렬된다. 그 결과, 상기 재료는 매우 균일하고 빠르게 용융되므로, 상기 재료는 결점이 없게되고 용융기를 통한 재료의 흐름은 적절하게 된다.

[양호한 실시예의 설명]

제1도는 재료의 호퍼(3)와 호퍼 커버(2)를 가진 재료의 용융 및 분배장치(1)를 도시한다. 뜨거운 용융 접착성 펠릿(pellet)과 같은 용융될 고체 및 준고체 재료는 상기 호퍼(3)에 넣어진다. 열은 상부 및 하부 가열요소(9 및 10)를 통하여 용융기 몸체(8)에 공급된다. 상기 용융된 재료는 차단 밸브와 필터(12)를 통하여 추출되어 펌프 수단에 의하여 펌핑되며, 상기 펌프수단은 커플링(6)을 통한 주 이동기(5)에 의하여 구동된다. 피드백은 온도 감지수단(11)에 의하여 제공되고, 상기 방법의 제어는 제어 패널(7)에 의하여 유지된다. 상기 재료는 차단밸브 및 필터(12)와 궁극적으로 상기 분배수단(4)을 통하여 필요시 분배된다.

다음은 상기 용융기와, 관련 장치를 보다 상세히 설명드리면, 제2도는 주물로 제조될 수 있는 용융기 몸체(8)를 도시하고, 상기 몸체(8)는 제4도에 도시된 바와 같이 상부 가열요소(9)와 하부 가열요소(10)를 포함한다. 상기 가열요소(9,10)는 온도 감지수단(11)에 의하여 제어되는 전극 또는 에너지 부가 점(15)을 통하여 가열 에너지를 받게된다. 상기 가열요소는 상기 재료 용융공간(13)주위에서 구불구불한 방법으로 위치될 수 있다. 한정요소 분석법(finite element analysis) 은 매우 좁은 범위내에서 연속적인 가열표면(17)을 따라 온도를 유지하기 위하여 상기 구불구불한 방법으로 상기 가열요소를 위치시키는 것을 결정한다.

제3도는 선단부 근처에 있는 상부 가열요소(9)와 베이스 근처에 있는 하부 가열요소(10)를 포함하는 가열핀(16)을 도시한다. 또한, 상기 가열표면(17)은 가열요소(9 및 10)를 위치시킴으로써 매우 일정한 온도가 유지된다. 상기 표면(17)을 다라 균일한 온도를 유지시키는 것은 상기 재료의 열 흡수특성과, 열전달면(17)의 형상, 용융기 몸체와 가열핀(16)의 재료 및 형상, 용융될 재료의 흐름비, 에너지 부가비, 가열요소(9 및 10) 및, 특히 상기 가열요소의 위치 및 형상을 포함하는 요소의 제어된 결합이다. 본 발명에 따른 가열요소의 다중면 배치는 특히 뜨거운 용융 접착물과 같은 재료를 균일하게 가열하고 용융시키는 보다 효과적인 수단을 제공한다. 본 발명의 실시예는 2개의 평면에 놓여진 가열 요소를 도시하지만, 몇몇 환경에서는 가열요소 면과 다른 요소사이의 거리에 의존하면서, 3개, 4개 또는 그 이상의 부가의 다중면을 가진 가열요소를 포함하는 것이 양호하다. 또한, 구불구불한 형상의 가열요소가 도시되어 있지만, 원형, 타원형, 직사각형, 선형 등과 같은 다른 형상이 사용될 수 있다.

제4도는 경사진 형상의 재료를 용융하는 공간의 하부면(14)을 도시하고, 여기에서 적절한 온도와 균일성에서 용융된 재료가 상기 재료의 용융공간의 하부점(18)으로부터 회수될 수 있다. 상기 실시예에서, 가열요소는 거의 평행한 면으로 정렬될 수 있지만, 용융기 몸체(8)의 형상, 상기 핀(16) 및 재료의 용융공간(13)을 포함하는 요소에 따라 평행하지 않은 면으로 정렬될 수 있다.

제5도는 상부면에서 상부 가열요소(9)의 경로와 거의 유사한 면의 경로를 따라 있는 하부 가열요소(10)를 도시한다. 그러나, 상기 경로들은 용융기 몸체의 형상, 핀(16) 및 재료 용융공간(13)을 포함하는 요소에 따라 변경될 수 있다.

작동시, 본 발명의 용융기는 뜨거운 용융 접착제와 같은 용융될 재료에 부가되는 열 에너지의 근접된 제어를 허용한다. 상기 재료를 통한 열의 균일한 분포는 용융전과, 용융 도중 및, 용융 이후에 용융 재료의 품질저하를 현저히 감소시킨다. 또한, 용융된 재료의 흐름비와 특성은 접착제의 질과 생산성과 함께 향상된다.

본 발명의 단일의 양호한 실시예가 상술되었다. 그러나, 당업자라면 본 발명의 다양한 수정이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러므로, 본 발명은 첨부된 특허청구의 범위를 제외하고는 제한되지 않는다.

Claims (7)

1. 다수의 재료 용융공간을 가진 용융기 몸체와; 상기 용융공간에 인접되고 그 사이에 있는 가열핀과; 베이스 영역과 선단 영역을 가지는 상기 가열핀과; 상기 핀 베이스 영역에 인접된 용융기 몸체에 배치된 하나 이상의 하부 가열요소와; 선단 영역에 인접된 핀에 배치된 하나 이상의 상부 가열요소와; 상기 핀과 베이스에서 구불구불한 형상으로 배치되고 각 핀의 전체 종방향 길이를 따라 이어지는 상기 상부 및 하부 가열요소를 포함하는 고체 및 준고체(quasi-solid) 재료를 용융하기 위한 장치로서, 상기 가열요소를 통하여 부가되는 열 에너지는 용융전, 용융도중 및, 용융 이후에 가열면에 걸쳐서 상기 재료에 존재하는 온도 범위를 발생시키는 고체 및 준고체 재료를 용융하기 위한 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 재료의 용융공간은 이것의 경사진 재료 용융공간 저부면을 가지고, 상기 경사진 재료 용융공간 저부면의 종방향 축은 수평면에 대하여 경사진 고체 및 준고체 재료를 용융하기 위한 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 상부 및 하부 가열요소는 평행한 면으로 배치되는 고체 및 준고체 재료를 용융하기 위한 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 상부 및 하부 가열요소는 평행하지 않은 면으로 배치되는 고체 및 준고체 재료를 용융하기 위한 장치.
5. 제 2항에 있어서, 상기 용융기 몸체는 주물로 제조되고, 상기 가열요소는 용융기 몸체에서 주형되는 고체 및 준고체 재료를 용융하기 위한 장치.
6. 제2항에 있어서, 상기 용융기 몸체는 3개 이상의 재료 용융공간을 포함하는 고체 및 준고체 재료를 용융하기 위한 장치.
7. 제3항에 있어서, 상기 용융기 몸체는 3개의 재료 용융공간을 포함하고, 상기 상부 및 하부 가열요소 각각은 용융기 몸체를 통하여 구불구불한 형상으로 연속적을 배치되며, 상기 가열요소는 재료의 제1용융 공간의 전체길이를 따라 평행하게 제1측벽을 통하여 연장되고, 제1단부벽을 따라 제1측벽으로부터 거의 90°이격되고, 재료의 제1 및 제2용융 공간 사이에서 제1핀의 전체길이를 따라 평행한 방향으로 제1단부벽으로부터 거의 90°이격되고, 재료의 제2 및 제3용융공간사이에서 제2핀의 전체 길이를 따라 평행한 방향으로 상기 제2단부벽으로부터 90°이격되며, 제2측벽을 향하여 90°이격되고, 그 다음 상기 재료의 제3용융공간의 전체길이를 따라 평행한 방향으로 제2단부벽을 향하여 제2측벽내로 거의 90°로 있는 고체 및 준고체 재료를 용융하기 위한 장치.