KR0138884Y1 - 연속식 터널형 열처리로의 폐열회수장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 종래의 터널형 열처리 가열로 또는 폐열회수장치를 갖는 터널형 열처리 가열로에 있어서, 제품의 냉각을 위해 투입되는 공기양을 임의로 증감시키지 못함으로 인한 불량품발생, 에너지낭비, 열효율저하에 따른 손실을 방지하고자 안출된 것으로, 가열로 입구에 투입되는 처리제품의 중량 또는 수량을 검지하는 수량센서를 설치하며, 가열로 내측 가열부, 열보존부, 냉각부 각각의 부위의 온도를 검지하는 온도센서를 각각 설치하며, 제품을 이송하는 컨베이어를 구동하는 구동모타 및 냉각부로 공기를 유입하는 브로아모타 각각에 회전수를 조절하는 인버터를 각각 부착하여 상기 수량 센서 및 다수개의 온도 센서로부터 검지된 신호에 의해 구동모타 및 브로아모타의 회전수를 자동으로 조절되도록 함을 특징으로 하는 연속식 터널형 열처리로의 폐열회수장치에 관한 것이다.

Description

연속식 터널형 열처리로의 폐열회수장치

제1도는 본 고안의 개략정면도.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도.

제3도는 제2도의 B-B선 개략단면도.

제4도는 본 고안의 후방부 개략사시도.

제5도는 본 고안의 후방부 개략단면도.

제6도는 본 고안의 후방부 개략측면도.

제7도는 열처리 가열로의 온도 그래프이다.

본 고안은 페라이트(Ferrite) 소성이나, 2개부분으로 분리 성형된 음극선관을 결합시키는데 사용하는 연속식 터널형 열처리 가열로(Frit Sealing Furance)에 관한 것으로, 특히, 상온에서 제품의 열처리를 위해 가열하는 가열부(Heating Zone)와 열기를 흡열한 제품이 일정시간 유지되는 열보존부(Keeping Zone) 및 이 열처리부에서 열처리된 후 서서히 냉각되는 냉각부(Cooling Zone)를 거쳐 출투되는 제품이 지니는 고온의 방출열을 역풍장치에 의해 가열부로 역류(Counter Flow)시켜 주어 열효율을 증대시키는 열처리 가열로에 있어서, 가열로로 투입되는 제품의 수량, 가열로내의 온도변화에 따라 제품의 이송속도 및 폐열회수를 위한 열풍장치로부터 공급되는 풍량을 자동으로 조절되도록 하여 에너지효율 및 열효율을 최대로 증진토록 한 연속식 터널형 열처리로의 폐열회수장치에 관한 것이다.

이와 같은 본고안은 본출원인이 발명자로 선출원하여 기등록된 특허 제76126호 가열로의 폐열 회수장치(특허공고번호 제94-2140호)를 더욱 개량 발전시킨 것이며, 후술하는 기존 열처리 가열로에도 적절히 적용시킬 수 있다.

상기 본출원인이 발명자로 선특허된 것에 있어서는 가열로 내측으로 송풍되는 공기를 균일하게 냉각부로 공급되게 역풍장치를 착설하였으며, 균일하게 냉각부에 공기가 송풍되게 역풍안내판 및 댐퍼를 착설한 것으로, 종전의 가열로에 비해 열효율이 매우 높으며, 처리되는 제품의 만족된 열처리 상태를 얻을 수 있었으나, 한가지 단점으로는 가열로로 투입되는 처리제품의 수량에 관계없이 일정하게 역풍장치가 작동하여 가열로로 투입되는 제품의 수가 특히 적은량일 경우에는 일일이 수동으로 역풍장치를 조절해야만 하는 불편한 점을 가졌었다.

본 고안은 이와 같은 종래 본출원인이 발명한 선행 특허의 단점을 보완해결한 것으로, 연속식 가열로로 투입되는 제품의 수량이 많고 적음에 따라 자동으로 가열로가 작동되도록 함과 동시에 폐열회수를 위한 송풍장치로부터 공급되는 송풍량을 임의로 조절토록 하여 열효율은 물론 에너지 효율까지 증대토록 한 것이다.

본 고안을 구체적으로 설명하기 전에 열처리 가열로의 일반적인 구조 및 열처리 방법을 선행 특허로부터 살펴보면 다음과 같다.

일반적으로 페라이트 소성이나 음극선관을 완성 제조하는데 사용되는 가열로는 제품을 투여하여서 제품의 사용온도까지 가열시키는 가열부(Heating Zone)와 활성온도를 일정시간 동안 유지하여 제품을 열처리하는 열보존부(Keeping Zone)와 처리된 제품을 서서히 냉각시키는 냉각부(Cooling Zone) 및 일정온도까지 냉각되어 완성된 제품이 투출되는 제품 투출부로서 구성되어 있으며, 첨부 도면 제7도에 도시된 바와 같이 처리온도 싸이클에 따라서 가열로가 작동하여 제품을 완성 제조하게 되는데, 가열로의 냉각부에서 처리된 제품을 서서히 냉각시킬 때 냉각공기와 제품의 열교환에 의해 방출되는 방출열을 통상적으로 200℃-300℃ 정도의 온도가 유지되게 된다.

이와 같이 냉각부에서 방출되는 고온의 방출열을 가열부로 순조롭게 역류시켜서 재공급하여 주므로 가열부에서 제품을 처리온도까지 가열하는데 소모되는 열량을 최소화 할 수 있으므로 200℃-300℃의 고온의 폐열을 파상적 온도 변화없이 효율적으로 재활용 이용하므로서 열효율을 최대로 증진시킬 수 있게 된다.

이와 같이 제품의 투출구로부터 바람을 공급하여 가열부 내의 열을 밖으로 방출시키지 않는 방법을 이용한 기술은 상기 특허 제76126호(특허공고번호 94-2140호) 이외에 일본국 공개실용신안공보 소57-166100호, 국내공개 특허공보 제87-11441호, 일본국 공개실용신안공보 소52-1663호등 여러 종류의 기술문헌을 접할 수 있다.

상기 일본국 공개실용신안공보 소57-166100호는 출구측에 공기 흡입팬을 설치하여 가열부, 열보존부 및 냉각부에 별도로 설치된 덕트를 통하여 각실로 이송공기를 상방향에서 공급토록 방향유도관을 설치한 것으로, 가열부 및 열보존부에 공기가 유입하게 되면 신선한 공기에 의해 제품표면은 깨끗하여지나 반면 온도를 하강시키는 결과가 되어 연료손실을 줄일 수 없고, 또 별도로 덕트를 설치하여야 하고 유입시키는 공기량도 각실에 따라 적절하게 조정하기 위하여 별도이 기술적 구성이 필요로 하게 되는 폐단이 있는 것이며, 국내공개특허공보 제87-11441호는 입구측에 송풍팬을 설치하여 출구측의 공기를 흡입하여 열교환을 하고 각실의 상ㆍ하 방향에 수개의 방향 유도판을 설치한 구성으로서 입구측에 설치된 송풍팬으로 인하여 제품 출구측에 송풍팬에는 고온의 공기가 전혀 투출되지 아니하는 우수성이 있으나, 고온의 공기가 유입될 수 있어 소손의 원인 및 고장의 요인이 되고, 또 별도의 유입공기 방향유도판을 설치하여야 하는 불편이 있었으며, 일본국 공개실용신안 소 제52-16663호는 제품 출구측에 별도의 공기 혼합예열부를 설치하여 유입공기의 온도상승을 꾀하고자 한 것으로, 별도의 혼합공기 통로부를 신설하여야 하는 번거로움이 있음은 물론 이러한 구성만으로는 상승된 공기의 균일한 혼합을 이룰 수 없어 제품에 폐열을 균일하게 전달 할 수 없는 것이었다.

이러한 종래 선행기술이 갖는 불편을 해소하고자 볼출원인은 특허공고 제94-2140호에서 보는 바와 같은 폐열회수장치를 갖는 가열로를 발명한 바 있다.

상기 선행특허는 페라이트 소성이나 음극선관의 완성을 위해 제품 투입구에서 컨베이어 벨트를 따라 투입되는 제품은 제품의 사용온도까지 유지하는 열보존부와 이 열보존부에서 열처리된 제품을 서서히 냉각시키는 냉각부 및 제품투출부 상측에 송풍기가 구성된 열처리 가열로에 있어서, 제품투출부 상측에 열풍장치를 착설하여 송풍기에 의해 유입되는 공기가 일측으로 쏠리거나 편중되지 아니하도록 하며, 전부 냉각부를 거쳐 열보존부 및 가열부를 역류 이송되도록 하며, 냉각부에 있는 제품의 표면온도를 균일하게 하강시키면서 제품의 열을 회수하여 열보존부 및 가열부에 전도되도록 한 것이며, 상기에 있어, 가열부, 열보존부, 냉각부로 구성되고 제품이 투출되는 냉각부 후방상측에 열풍장치를 구성한 것으로서 유입공기가 역풍장치내에서 회절되어 냉각부측으로만 공급되고 제품투출구 측으로는 배출되지 아니하도록 열풍안내판을 설치하고, 송풍량을 조절할 수 있는 댐퍼를 그 전방에 설치하여 유입되는 공기가 균일하게 냉각부에 공급되게 하여 냉각부로 방출되는 고온의 방출열을 강제로 가열부 쪽으로 압입 송풍하여 주도록 구성하여 방출되는 폐열을 효율적으로 재활용할 수 있도록 한 것이었다.

이와 같은 선행특허에 있어서는 가열로내로 단위시간에 일정한 양의 제품을 균일하게 투입할 경우에는 제품투출구로부터 공기를 유입하여 냉각시켜 줌으로 말미암아 열효율을 증대시키게 되나, 가열로의 초기 작동시인 가열로가 일정한 온도로 도달하지 못했을 경우 또는 제품의 양이 가열로로 불규칙적으로 투입될 경우에는 제품투출구로부터 유입되는 공기의 양을 임의로 증감 조절하여 공급하여 주어야만 불량제품을 양산하지 않게 되나, 종래의 가열로의 폐열회수장치에 있어서는 공기의 증감을 조절하는 수단 및 장치가 결여되어 있어 처음 가열로를 작동시킬시 또는 제품 양이 임의로 증가되거나 감소될 경우에는 가열로에 있어서는 가열로로 투입되는 제품의 양을 검지하지 못해 처리제품의 열처리를 완벽하게 처리하지 못해 불량품을 양산하는 결점이 지적되고 있다.

본 고안은 종래의 가열로 또는 폐열회수장치를 갖는 가열로에 있어서 제품의 냉각을 위해 투입되는 공기양을 임의로 증감시키지 못함으로 인한 불량제품 발생 및 에너지 낭비, 열효율 저하에 따른 손실을 방지하고자 안출된 것으로, 가열로(1) 입구에 투입되는 처리제품의 중량 또는 수량을 검지하는 센서(2)를 부착하며, 가열로(1) 내측 가열부(A), 열보존부(B), 냉각부(C) 각각의 부위의 온도를 검지하는 다수개의 온도센서(4)(5)(6)를 부착하며, 제품을 이동시키는 통상의 컨베이어 구동모타(7)와 냉각부(C)로 공기를 공급하는 브로아모타(8) 각각에 상기 센서(2) 및 온도센서(4)(5)(6)에 의해 회전속도를 조절하는 인버터(9)(10)를 각각 부착토록 한 것이다.

상기에 있어 열보존부(B)에 설치된 온도센서(5)에 의해 감지된 온도에 따라 인버터(9)(10)가 작동하여 컨베이어 구동모타(7) 및 공기를 공급하는 브로아모타(8)의 회전속도를 조절토록 할 수 있다.

도면중 미설명 부호 21은 송풍구, 22는 컨베이어 벨트이며, 23은 열처리 대상 제품이며, 바람의 화살표는 제품 이송 방향 및 진행방향을 의미한다.

본 고안은 통상의 가열로 또는 폐열회수장치를 갖는 가열로 특히, 터널형 열처리 가열로에 있어서, 열효율, 에너지효율을 증대시키며, 제품의 불량을 최소로 하기 위하여 안출된 것으로, 터널형 가열로(1) 입구에 투입되는 제품의 증량 또는 수량을 검지하는 센서(2)를 설치하며, 가열로(1) 내측 각 부위의 온도를 검지하여 검지된 온도를 외부로 전기적 신호로 전달하는 온도센서(4)(5)(6)를 설치하여 로내의 상태 즉, 제품의 수량, 온도에 의해 제품을 이송하는 컨베이어 벨트를 구동하는 모타의 속도를 자동으로 조절되게 모타(7)에 인버터(9)를 부착토록 하며, 냉각부(C)로부터 외부공기를 공급하여 제품을 냉각시키는 브로아모타(8)에 역시 인버터(10)를 부착하여 로내의 상태 즉, 제품의 수량, 로내의 온도에 따라 송풍량을 임의로 증감토록 하여 열효율 및 에너지 효율을 최대로 증대토록 한 것이다.

즉, 가열로(1)의 시동초기 가열로 내부의 온도가 일정 수준으로 상승되지 못했을 경우에는 인버터(9)에 의해 컨베이어 구동모타(7)를 저속으로 회전시켜 컨베이어(22) 즉, 제품(23)을 저속으로 운반토록 하며, 브로아모타(8)로는 가열로(1) 내의 온도가 일정치까지 상승될 때 공기를 공급되지 않게 하여 브로아모타(8)의 소비전력 절약을 꾀할 수 있으며, 가열로내의 가열장치(가스버너 또는 전열장치)에 의한 가열로내의 온도가 빠른 시간내에 열처리 온도까지 상승될 수 있게 되어 열효율 및 에너지 효율을 증대시킬 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 본 고안은 본출원인이 선발명한 선행특허보다 열효율 및 에너지효율을 크게 증대 시켰을 뿐만아니라 앞에서 언급한 다른 가열로에도 유효적절하게 적용되어 에너지 효율 및 열효율을 증대시킬 수 있으며, 불량제품을 최소로 할 수 있는 아주 유용한 고안인 것이다.

Claims (2)

1. 제품 투출구로부터 가열로 내측으로 송풍되는 공기를 균일하게 냉각부로 균일되게 역풍장치를 갖는 터널형 열처리 가열로에 있어서, 가열로(1) 입구에 투입되는 제품의 중량 또는 수량을 검지하는 수량 센서(2)를 설치하며, 가열로(1) 내측 가열부(A), 열보존부(B), 냉각부(C) 각각의 부위의 온도를 검지하는 다수개의 온도 센서(4)(5)(6)를 설치하며, 구동모타(7) 및 냉각부(C)로 공기를 유입하는 브로아모타(8) 각각에 회전수를 조절하는 인버터(9)(10)를 각각 부착하며, 상기 수량 센서(2) 및 온도 센서(4)(5)(6)의 검지된 신호에 의해 상기 구동모타(7) 및 브로아모타(8)의 회전수를 자동으로 조절되도록 함을 특징으로 하는 연속식 터널형 열처리로의 폐열회수장치.
2. 제1항에 있어서, 구동모타(7) 및 브로아모타(8)의 회전수는 열보존부(B)에 장착된 온도센서(5)에 의해 감지된 온도에 따라 인버터(9)(10)에 의해 조절되도록 한 것을 특징으로 하는 연속식 터널형 열처리로의 폐열회수장치.