KR100419168B1 - 분위기 열처리 예비챔버를 가지는 튜브 열처리로 - Google Patents

Abstract

본 발명인 분위기 열처리 예비챔버를 가지는 튜브 열처리로는 튜브 열처리로 (2)의 시편홀더 입력측에는 게이트 밸브(6)를 설치하고, 상기 게이브 밸브(6)에는 시편홀더를 입출시키는 도어(5), 불활성 가스 유입부(11), 분위기 가스 유입부 (13), 가스 배출부(12), 시편홀더 이송판(8)과 시편홀더 이송로더(9), 관찰창(7)이 각각 구비된 분위기 열처리 예비챔버(1)를 연결설치한 것으로서, 시편의 열처리 순서에 따라 분위기 열처리 예비챔버(1)의 내부 분위기가 콘트롤되고, 시편 이송로더(4)에 의해 시편홀더가 분위기 열처리 예비챔버(1) 또는 튜브 열처리로(2)로 각각 이동되어 열처리된다.

본 발명을 열처리 작업에 채용하여 사용하게 되면 시편의 열처리마다 튜브 열처리로의 분위기를 매번 교체할 필요 없이, 예비챔버에 의한 신속한 분위기 교체동작을 통해 다수의 시편을 열처리 가능하게 된다. 따라서 열처리 시간이 단축되어 작업능률이 향상되고, 분위기 가스교체에 의한 폭발위험이 감소되어 안전한 현장작업이 이루어지도록 하는 장점이 있다.

Description

분위기 열처리 예비챔버를 가지는 튜브 열처리로{The Tube Furnace with Atmospheric Chamber for Hydrogen Atmosphere Heat Treatment}

본 발명은 분위기 열처리 예비챔버를 가지는 튜브 열처리로에 관한 것으로,더욱 상세하게는 수소 분위기 등 폭발 및 위험 분위기를 이용하여 시편을 열처리 실시할 때 예비챔버를 도입하여 빠른 열처리가 가능하게 되는 분위기 열처리 예비챔버를 가지는 튜브 열처리로에 관한 것이다.

일반적으로 튜브 열처리에서 수소 분위기 등 폭발 위험성이 있는 분위기를 이용하여 열처리를 실시할 경우 분위기 가스와 대기 중의 반응을 방지하기 위해서는 열처리 전후로 많은 시간이 소요되게 된다.

즉 초기에 튜브 열처리로 내부의 산소 등을 제거하기 위해서 질소 또는 불활성 가스를 충분히(30분 이상) 흘려서 튜브 열처리로 내의 산소를 제거한 후에 다시 원하는 조성의 가스를 충분히 흘려 전체 튜브 열처리로의 분위기가 원하는 조성이 된 후에 비로소 열처리를 하게 된다.

더욱이 열처리가 종료된 후 시편을 인출하기 위해서는 또 다시 튜브 열처리로의 분위기를 불활성 분위기로 만들어 주어야 하는데 이러한 경우 다음 시편의 열처리를 위해 일정 대기시간이 필요하게 된다.

따라서 이러한 종래의 시편에 대한 열처리는 시편 수량이 많지 않을 때는 큰 문제가 되질 않지만, 수량이 많아지게 되면 열처리에 소요되는 시간이 오래 걸리게 되어 작업능률이 감소하게 되는 문제점이 있었다.

또한 열처리 시간을 줄이기 위해 작업자가 서두르는 경우에는 실수에 의한 분위기 가스누출로 인하여 안전사고가 일어나게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 튜브 열처리로에 분위기를 조절가능한 예비챔버를 설치함으로써, 위험 분위기 열처리를 실시할 때 튜브 열처리로 내의 분위기를 변경하기 않게 되어, 신속하고 안전하게 열처리할 수 있는 분위기 열처리 예비챔버를 가지는 튜브 열처리로를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명인 분위기 열처리 예비챔버를 가지는 튜브 열처리로에 따른 일실시예의 정면개략도,

도 2는 본 발명인 분위기 열처리 예비챔버를 가지는 튜브 열처리로에 따른 일실시예의 평면개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 분위기 열처리 예비 챔버 2 : 열처리 튜브

3a,3b,3c : 시편홀더 4 : 시편 이송로더

5 : 도어 6 : 게이트 밸브

7 : 관찰창 8 : 시편홀더 이송판

9 : 시편홀더 이송로더 10 : 냉각부

11 : 불활성 가스 유입부 12 : 가스 배출부

13 : 분위기 가스 유입부

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명인 분위기 열처리 예비챔버를 가지는 튜브 열처리로는, 시편 이송로더(4)를 통해, 시편이 장입된 시편홀더를 분위기 열처리 하는 튜브 열처리로(2)에 있어서,

적어도, 시편의 열처리를 위하여 게이트 밸브(6)와 분위기 열처리 예비 챔버(1)를 포함하여 구성되는데,

상기 게이브 밸브(6)는, 시편 이송로더(4)에 의해 시편홀더가 분위기 열처리 예비챔버(1) 또는 튜브 열처리로(2)로 각각 이동되어 열처리도록, 튜브 열처리로 (2)의 시편홀더가 진입 또는 인출되는 출입구측에 연결설치되며,

상기 분위기 열처리 예비챔버(1)는, 상기 게이트 밸브(6)에 연결되어 있되, 시편의 열처리 순서에 따라 챔버 내부의 분위기가 콘트롤되도록, 시편홀더를 입출시키는 도어(5)와, 불활성 가스 유입부(11)와, 시편의 열처리를 위한 분위기 가스를 진입시키는 분위기 가스 유입부(13)와, 챔버 내부의 가스를 배출시키는 가스 배출부(12)와, 도어(5)를 통하여 인입된 시편홀더를 전후로 이동시키는 시편홀더 이송판(8) 및 시편홀더 이송로더(9)와, 내부에 장입된 시편홀더의 움직임과 상태를파악하는 관찰창(7)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명인 분위기 열처리 예비챔버를 가지는 튜브 열처리로는, 튜브 열처리로(2)의 고온으로 상기 시편 이송로더(4)가 진공오링의 손상을 받지 않도록 분위기 열처리 예비챔버(1)의 시편 이송로더(4)가 진입되는 일단부에 냉각부(10)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명인 분위기 열처리 예비챔버를 가지는 튜브 열처리로의 바람직한 일실시예 구성을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명인 분위기 열처리 예비챔버를 가지는 튜브 열처리로에 따른 일실시예의 정면개략도이고, 도 2는 본 발명인 분위기 열처리 예비챔버를 가지는 튜브 열처리로에 따른 일실시예의 평면개략도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 튜브 열처리로(2)의 일단부인 시편이 장입된 시편홀더(3a,3b,3c ; 3a: 열처리 준비중인 시편홀더, 3b: 열처리중인 시편홀더, 3c: 열처리가 완료된 시편홀더)가 인입되는 부분에는 게이트 밸브(6)가 설치되고 상기 게이트 밸브(6)에는 분위기 열처리 예비챔버(1)가 설치된다.

상기 게이트 밸브(6)는 진공 게이트 밸브를 사용하는 것이 분위기 조절상 바람직하다. 게이트 밸브(6)의 개방 및 닫힘동작으로 튜브 열처리로(2)와 분위기 열처리 예비챔버(1)가 상호 연결되어 내부 분위기가 교류가능하거나 또는 두 공간사이의 분위기가 단절되게 된다.

상기 분위기 열처리 예비챔버(1)는 내부로 다량의 시편홀더(3a)를 인입할 수 있는 내부 공간이 형성되어 있으며, 시편홀더(3a)의 인입을 위하여 일측에 도어(5)가 설치된다.

또한 도어(5)의 반대편 타단부 일측에는 수소 등의 분위기 가스가 외부대기와 반응하지 않도록 불활성 가스를 예비챔버(1) 내부(여기서 '예비챔버'라 함은 '분위기 열처리 예비챔버'를 칭한다. 이하 동일)로 진입시키는 불활성 가스 유입부(11)가 설치되고, 그 일측에는 예비챔버(1) 내부의 가스를 배출하도록 미케니칼 진공펌프(도면 미도시)가 연결설치된 가스 배출부(12)가 설치되며, 그 일측에는 예비챔버(1) 내부로 열처리를 위한 분위기 가스를 진입시키는 분위기 가스 유입부(13)가 설치된다. 즉 분위기 열처리 예비챔버(1)에는 독립적인 분위기 조절 시스템이 있어 튜브 열처리로(2)와 무관하게 예비챔버(1)의 분위기를 유지할 수 있다.

따라서 본 실시예에서는 열처리시 튜브 열처리로(2)내 분위기를 손상시키지 않으면서 예비챔버(1) 내부의 분위기를 불활성 또는 미케니칼 진공펌프를 이용한 진공분위기로 빠르게 전환이 가능하게 된다.

또한 분위기 열처리 예비챔버의 도어(5) 반대편 타단부에는 시편홀더 이동로더(9)가 입출되도록 설치하고 한번에 여러 개의 시편을 열처리 할 수 있도록 시편홀더 이송판(8)을 분위기 열처리 예비챔버(1) 내부에 설치하여 시편홀더 이송로더(9)의 조작을 통해 전후 이동되도록 구성된다.

따라서 종래 열처리에서는 시편마다 열처리하는 경우 튜브 열처리로(2)의 분위기가 달라지게 되지만, 본 발명에 의하면 다량의 시편을 튜브 열처리로(2) 및 분위기 열처리 예비챔버(1)의 분위기를 변화시키지 않고도 열처리 할 수 있게 된다.

또한 분위기 열처리 예비챔버(1)의 상부면에는 예비챔버(1) 내부의시편홀더(3a, 3c), 시편홀더 이송판(8), 시편 이송로더(4) 등의 움직임과 체결동작 및 분위기 상태를 파악할 수 있도록 투명한 관찰창(7)이 형성되어 있다.

또한 시편 이송로더(4)가 챔버(1)로 진입되는 부위에는 냉각부(10)가 설치되어 있는데, 이는 분위기 열처리 예비챔버(1) 내의 시편홀더를 개방된 게이트 밸브(6)를 통하여 튜브 열처리로(2)로 이송시켜 열처리하는 경우, 고온에 의해 시편 이송로더(4)가 진공오링의 손상을 갖지 않도록 하는 역할을 한다. 바람직하게는 시편 이송로더(4)가 가열되는 만큼 냉각부(10)의 냉각 구간을 충분히 길게 설치하여야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 분위기 열처리 예비챔버를 가지는 튜브 열처리로에 따른 바람직한 일실시예의 작용을 상세하게 설명한다.

먼저 튜브 열처리로(2)와 분위기 열처리 예비챔버(1) 사이의 분위기를 단절시키기 위해 게이트 밸브(6)를 닫고, 불활성 가스 유입부(11)을 통하여 가스를 유입시켜 예비챔버(1)의 분위기가 전체적으로 불활성 분위기가 되도록 한다.

다음으로, 시편홀더 이송로더(9)를 도어(5) 측으로 밀어 시편홀더 이송판(8)에 시편홀더(3a)를 실을 준비를 하고, 동시에 시편홀더(3a)에 시편을 장입한 후 도어(5)를 열고 시편홀더 이송판(8)에 실어 시편홀더(3a)를 분위기 열처리 예비챔버 (1)의 내부에 위치시킨다. 이때 다수의 시편홀더가 동시에 분위기 열처리 예비챔버(1)에 장입 가능하게 된다.

다음으로, 도어(5)를 닫고 불활성 가스 유입부(11) 또는 진공펌프가 연결된 가스 배출구(12)를 통하여 불활성 가스를 주입시키거나 진공상태가 되도록 하여 챔버내의 분위기를 불활성으로 만든다.

다음으로, 열처리할 시편홀더(3b)를 시편 이송로더(4)와 체결한 후 분위기 가스 유입부(13)을 통하여 예비챔버(1)의 분위기를 튜브 열처리로(2)의 분위기와 동일하게 만들고 게이트 밸브(6)를 오픈시킨다.

그리고, 시편 이송로더(4)를 조작하여 시편홀더(3a)를 튜브 열처리로(2)의 중앙부로 이동시켜 열처리를 실시하고, 원하는 열처리 시간에 도달하면 시편 이송로더(4)를 다시 조작하여 튜브 열처리로(2)에 있는 시편홀더(3b)를 예비챔버(1)내의 시편홀더 이송판(8) 위로 이동시킨 후, 열처리가 완료된 시편홀더(3c)와 시편 이송로더(4)의 체결을 해제한다. 이때 분위기 열처리 예비챔버(1)에서 발생되는 상기 각 동작과정은 관찰창(7)을 통하여 외부에서 용이하게 파악되어 진다.

다음으로, 시편홀더와 시편 이송로더(4)의 체결 및 튜브 열처리로(2)에 인입이 양호하게 되도록, 시편홀더 이송로더(9)를 조작하여 시편홀더 이송판(8)에 실린 두번째로 열처리될 시편로더(3a)를 열처리 위치로 이동시킨다.

그리고 관찰창(7)을 통하여 시편 이송로더(4)와 시편홀더(3a)를 체결 시키고 튜브 열처리로(2)에 진입시켜 열처리 하고 상기의 과정을 반복하여 예비챔버(1) 내부의 모든 시편홀더를 열처리 시킨다.

다음으로, 분위기 열처리 예비챔버(1) 내부의 시편홀더가 모두 열처리 완료되면, 게이트 밸브(6)를 닫아 튜브 열처리로(2)와 예비챔버(1)의 분위기를 단절시킨다. 그러므로 튜브 열처리로(2)는 계속해서 열처리 분위기가 유지되므로 분위기 교체를 하지 않게 된다.

다음으로, 불활성 가스 유입부(11) 또는 가스 배출부(12)를 조작하여 예비챔버(1) 내의 분위기를 불활성 분위기로 만든 후 도어(5)를 열어 시편홀더(3c)에 장입된 시편을 꺼낸다. 시편 인출작업이 완료되면 다음 열처리할 시편을 상기의 순서로 반복하게 된다.

본 발명은 상기 실시예로만 한정되지 않으며, 본 발명의 명세서와 도면에 내재된 기술적 사상의 범위내에서 여러가지로 변형가능함은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진자에 의해 자명하다.

상기와 같이 작용하는 본 발명은 시편의 열처리 작업시 튜브 열처리로 전단에 분위기 열처리 예비챔버가 설치되므로, 시편의 열처리마다 튜브 열처리로의 분위기를 매번 교체할 필요 없이 예비챔버에 의한 신속한 분위기 교체동작을 통해 다수의 시편을 열처리 가능하게 된다. 따라서 열처리 시간이 단축되어 작업능률이 향상되고, 분위기 가스교체에 의한 폭발위험이 감소되어 안전한 현장작업이 이루어지도록 하는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 시편 이송로더(4)를 통해, 시편이 장입된 시편홀더를 분위기 열처리 하는 튜브 열처리로(2)에 있어서,

   적어도, 시편의 열처리를 위하여 게이트 밸브(6)와 분위기 열처리 예비 챔버(1)를 포함하여 구성되는데,

   상기 게이브 밸브(6)는, 시편 이송로더(4)에 의해 시편홀더가 분위기 열처리 예비챔버(1) 또는 튜브 열처리로(2)로 각각 이동되어 열처리되도록, 튜브 열처리로 (2)의 시편홀더가 진입 또는 인출되는 출입구측에 연결설치되며,

   상기 분위기 열처리 예비챔버(1)는, 상기 게이트 밸브(6)에 연결되어 있되, 시편의 열처리 순서에 따라 챔버 내부의 분위기가 콘트롤되도록, 시편홀더를 입출시키는 도어(5)와, 불활성 가스 유입부(11)와, 시편의 열처리를 위한 분위기 가스를 진입시키는 분위기 가스 유입부(13)와, 챔버 내부의 가스를 배출시키는 가스 배출부(12)와, 도어(5)를 통하여 인입된 시편홀더를 전후로 이동시키는 시편홀더 이송판(8) 및 시편홀더 이송로더(9)와, 내부에 장입된 시편홀더의 움직임과 상태를 파악하는 관찰창(7)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분위기 열처리 예비챔버를 가지는 튜브 열처리로.
2. 제 1항에 있어서, 튜브 열처리로(2)의 고온으로 상기 시편 이송로더(4)가 진공오링의 손상을 받지 않도록 분위기 열처리 예비챔버(1)의 시편 이송로더(4)가 진입되는 일단부에 냉각부(10)가 설치되는 것을 특징으로 하는 분위기 열처리 예비챔버를 가지는 튜브 열처리로.