KR100424097B1 - 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템 - Google Patents

배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템 Download PDF

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KR100424097B1
KR100424097B1 KR10-2001-0034825A KR20010034825A KR100424097B1 KR 100424097 B1 KR100424097 B1 KR 100424097B1 KR 20010034825 A KR20010034825 A KR 20010034825A KR 100424097 B1 KR100424097 B1 KR 100424097B1
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Abstract

본 발명은 트레이에 수납된 브레이징 대상물을 소정 가스 분위기, 소정 온도, 소정 시간 동안 예열시키기 위한 배치형(batch-type) 브레이징 퍼니스 (furnace)용 브레이징 대상물 예열 시스템에 관한 것으로서, 브레이징 대상물이 수납된 트레이를 푸시-방식으로 작동되는 이송 유니트에 의해 밀어서 공급 및 배출시킬 수 있도록 입구와 출구가 형성되며, 보온 및 단열성을 가지며, 밀폐된 퍼니스부재; 퍼니스부재 내부의 가스 분위기의 관리를 위해, 대상물을 에워 쌀 수 있도록 퍼니스부재의 내부에 위치되며, 하단은 개방된 터널형 머플(muffle)부재; 퍼니스부재의 내부를 소정 온도 조건으로 가열 및 유지시킬 수 있도록 머플부재의 측벽과 퍼니스부재의 측벽 사이에 배치된 예열부재; 퍼니스부재의 내부에 가스를 공급시켜 소정의 가스 분위기를 유지하기 위한 가스공급부재; 및 퍼니스부재의 내부에서 가열된 가스를 퍼니스부재의 내부에서 연속적으로 순환시키기 위한 순환부재를 구비한다.

Description

배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템 {Preheating system of brazing object for batch-type brazing furnace system}
본 발명은 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 알루미늄, 마그네슘, 스테인레스 스틸, 일반 스틸 등을 브레이징(brazing)하는 과정에서 브레이징 대상물이 메인 가열 작업을 거치기 전에 미리 브레이징 대상물을 예열시키기 위한 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 브레이징 퍼니스는 열처리로(furnace:爐)에 의해 플럭스가 도포된 각종 부품의 브레이징 대상물을 무산화 열처리하는 장치와, 이 열처리 장치에 소정의 가스를 주입하는 가스 발생장치 등이 구비된다. 종래의 브레이징 퍼니스 시스템은 연속된 브레이징 작업을 수행하는 연속로가 많이 이용되고 있다.
종래의 이러한 브레이징 퍼니스는 단일의 연속 퍼니스 구조를 가지므로, 브레이징 대상물을 소정의 분위기 및 온도 조건으로 셋팅하기까지 많은 에너지가 소요되므로 생산성이 저하되고 품질이 불량해질 가능성이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 착상된 것으로서, 브레이징을 위한 본 가열 작업을 하기 전에 미리 브레이징 대상물을 가열시켜 어느 정도로 가열된 브레이징 대상물을 본 가열실로 공급함으로써 시스템의 전체적인 열효율 및 제품의 불량률을 감소시킬 수 있는 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브레이징 대상물 예열 시스템이 적용되는 배치형 브레이징 퍼니스를 개략적으로 도시한 정면 구성도.
도 2는 도 1의 평면 장치 구성도.
도 3은 도 1에 도시된 컨베이어 카트의 측면도.
도 4는 도 1에 도시된 입/출구유니트의 승강부재 부위를 도시한 측면도.
도 5는 도 1에 도시된 배치형 브레이징 퍼니스에 적용되는 트레이의 평면도.
도 6은 도 2에 도시된 슬라이드부재 및 가이드부재의 배치 상태를 상세하게 도시한 평면도.
도 7은 도 1에 도시된 배치형 브레이징 퍼니스에 적용되는 사이드 롤러 체인의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 8은 도 1에 도시된 입구유니트의 확대 정면도.
도 9는 도 8의 측면도.
도 10은 도 1에 도시된 출구유니트의 확대 정면도.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 예열 시스템의 측면도.
도 12a 및 도 12b는 도 11에 도시된 스키드부재의 평면도 및 측면도.
도 13은 도 1 및 도 2에 도시된 가열유니트의 측면도.
도 14는 도 1 및 도 2에 도시된 냉각유니트의 측면도.
도 15a 내지 도 15c는 도 1 및 도 2에 도시된 2중도어 어셈블리의 구조를 개략적으로 확대 도시한 측면도, 정면도, 평면도.
도 16a 내지 도 16d는 도 1에 도시된 풀 체인부재의 동작을 설명하기 위한 부분 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100...프레임 200...입구유니트
300...예열시스템 400...가열유니트
500...냉각유니트 600...출구유니트
700...이송유니트 800...2중도어 어셈블리
900...중간도어 어셈블리
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 트레이에 수납된 브레이징 대상물을 소정 가스 분위기, 소정 온도, 소정 시간 동안 예열시키기 위한 배치형(batch-type) 브레이징 퍼니스(furnace)용 브레이징 대상물 예열 시스템에 있어서: 상기 브레이징 대상물이 수납된 트레이가 반입 및 반출될 수 있도록 입구와 출구가 형성되며, 보온 및 단열성을 가지며, 상기 브레이징 대상물을 예열하는 동안 밀폐되는 퍼니스부재; 상기 브레이징 대상물을 에워 쌀 수 있도록 상기 퍼니스부재의 내부에 위치되며, 상기 입구 및 출구 쪽의 양단과 하단은 개방된 터널형 머플 (muffle)부재; 상기 퍼니스부재의 내부를 소정 온도 조건으로 가열 및 유지시킬 수 있도록 상기 머플부재의 측벽과 상기 퍼니스부재의 측벽 사이에 배치된 예열부재; 상기 퍼니스부재의 내부에 가스를 공급시켜 소정의 가스 분위기를 유지하기 위한 가스공급부재; 상기 퍼니스부재의 내부에서 가열된 가스를 상기 퍼니스부재의 내부에서 연속적으로 순환시키기 위한 순환부재; 및 상기 브레이징 대상물이 수납된 트레이를 밀어서 상기 퍼니스부재의 입구를 통해 반입하여 상기 머플부재 내에 위치시킨 후 후진하여 상기 퍼니스부재의 입구 바깥으로 원위치하고, 상기 브레이징 대상물의 예열이 완료되면 상기 입구를 통해 상기 퍼니스부재 내에 들어와서 상기 트레이를 밀어 상기 출구를 통해 배출하는 이송유니트를 구비한다.
본 발명에 따른 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템에 있어서, 상기 퍼니스부재는: 외벽의 내측에 소정 두께로 설치되는 보온부재; 및 내벽의 외측과 상기 보온부재에 접촉되도록 소정 두께로 설치되는 단열부재를 구비한다.
본 발명에 따른 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템에 있어서, 상기 보온부재는 암석 섬유(암면:Mineral Glass Fiber)를 구비하고; 상기 단열부재는 세라믹 파이버를 구비한다.
본 발명에 따른 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템은, 상기 퍼니스부재의 바닥에 설치되어 상기 머플부재의 하단을 지지하고, 상기 순환부재에 의해 순환 유동되는 가스를 상기 머플부재 내부로 공급시킬 수 있는 가스통과패턴이 마련된 스키드부재를 더 구비한다.
본 발명에 따른 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템에 있어서, 상기 머플부재는 하단 개방단과, 상단 밀폐단, 및 밀폐단에 마련된 원형의설치공을 구비한다.
본 발명에 따른 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템에 있어서, 상기 예열부재는: 상기 퍼니스부재의 천장에서 상기 머플부재의 하단까지의 길이를 가지며, 상기 대상물의 사이드에 다수 배열된 방사형 튜브 히터(radiant tube heater); 및 상기 머플부재의 내부 온도를 감지할 수 있는 열전대를 구비한다.
본 발명에 따른 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템에 있어서, 상기 가스공급부재는: 상기 퍼니스부재 및 상기 머플부재의 측벽을 관통하여 상기 대상물의 중심 상부 측으로 가스를 투입하는 가스투입관; 및 상기 머플부재 내부의 산소 분포를 측정하기 위한 산소 측정관을 구비한다.
본 발명에 따른 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템에 있어서, 상기 순환부재는: 상기 퍼니스부재 내부의 상기 가스를 상기 머플부재의 하단을 통해 공급하고 상단을 통해 배출시킬 수 있도록 상기 퍼니스부재의 천장과 상기 머플부재의 상단 사이에 설치된 시로코타입 팬을 구비한다.
본 발명에 따른 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템에 있어서, 상기 퍼니스부재는 측벽 하단에 청소구가 마련되며; 상기 청소구에 선택적으로 결합되며, 보온 및 단열성을 가진 청소구 개폐부재를 구비한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 시스템은 플럭스(Flux:융제)가 클래드 형태로 도포된 후 탈지장치에 의해건조된 브레이징 대상물 예를 들어, 알루미늄, 마그네슘, 망간, 규소, 구리, 아연, 스테인레스, 스틸 재질의 브레이징 대상물을 저로점 가스 분위기 예를 들어, 질소, 수소, LPG나 LNG등과 같은 DX가스 분위기에서 소정 온도로 브레이징 하기 위한 브레이징 퍼니스에 이용되는 예열 설비이다. 보다 구체적으로는, 본 시스템은, 자동차, 선박, 항공기, 전투차량 등의 에어 컨디션용 증발기, 라디에이터, 응축기 등과 같은 알루미늄 열교환기와 같이 산업용 및 군수용 제품 뿐만 아니라 가정용 열교환기의 브레이징 작업을 수행하는 퍼니스에 적용할 수 있다. 이하에서는, 브레이징 대상물의 주요 재질을 알루미늄으로 한정되고 저로점 가스 분위기를 위한 환원 가스는 질소(N2) 가스에 한정된 브레이징 퍼니스에 적용되는 예열 시스템을 설명한다. 그러나, 마그네슘 브레이징의 경우에는 수소(H2) 가스를, 스테인레스 또는 스틸 브레이징의 경우에는 DX가스를 사용하고 그에 따른 시스템의 구성요소의 강도 및 재질은 다양하게 변형 가능하므로 본 시스템에서는 세라믹 파이바, 암면, 그라파이트, 금속 재질 등의 강도를 달리하면 충분히 그러한 시스템에도 적용 가능함을 밝혀 둔다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 예열 시스템이 적용되는 배치형 브레이징 퍼니스를 개략적으로 도시한 정면 구성도이고, 도 2는 도 1의 평면 구성도이고, 도 3은 도 2의 종단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 시스템(300)이 적용되는 배치형 브레이징 퍼니스(1)는 다양한 유니트로 구획될 수 있고, 이 유니트들은 하나의 프레임에 모두 설치될 수 있고 분획된 각각의 프레임이 결합된 형태일 수도 있다. 여기서, 예열 시스템(300)은 출구유니트(200)와 가열유니트(400) 사이에 설치된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 배치형 브레이징 퍼니스(1)는 지면에 길이 방향으로 설치되는 프레임(100)과, 플럭스 도포 후 건조된 상태에서 트레이 (130)에 수납된 브레이징 대상물(140)을 컨베이어 카트(110)로부터 공급받는 입구유니트(200)와, 입구유니트(200)로부터 공급받은 브레이징 대상물(140)을 소정 온도 및 소정 가스 분위기 조건에서 소정 시간 동안 예열시키기 위해 프레임(100)에 설치된 예열시스템(300)와, 예열시스템(300)에 의해 예열된 브레이징 대상물(140)을 소정 가스 분위기 및 소정 온도 조건에서 소정 시간 동안 가열시킴으로써 대상물(140)을 브레이징할 수 있도록 예열시스템(300)에 연통되게 프레임(100)에 설치된 가열유니트(400)와, 가열유니트(400)에 의해 브레이징된 대상물(140)을 소정 온도 및 소정 가스 분위기 조건에서 냉각시키기 위해, 가열유니트(400)에 연통되도록 프레임(100)에 설치된 냉각유니트(500)와, 입구유니트(200)로부터 가열유니트(400)까지는 대상물(140)이 탑재된 트레이(130)를 푸시-방식(push-type)에 의해 밀어서 이송시키고, 가열유니트(400)로부터 출구유니트(600)까지는 트레이(130)를 풀-타입 (pull-type)에 의해 밀어서 이송시키고, 예열시스템(300), 가열유니트(400), 및 냉각유니트(500) 각각의 온도 및 가스 분위기 조건에 영향으로 미치지 않도록 밀고 당기는 작업을 하기 위해 프레임(100)에 설비된 이송유니트(700)와, 입구유니트 (200)와 예열시스템(300) 사이, 및 냉각유니트(500)와 출구유니트(600) 사이에 각각 설치된 세라믹 재질의 2중 도어어셈블리(800), 및 예열시스템(300)와 가열유니트(400)의 사이, 및 가열유니트(400)와 냉각유니트(500) 사이에 각각 설치된 세라믹 재질의 중간도어 어셈블리(900)를 구비한다.
상기 프레임(100)은 지면에 대해 퍼니스(1)를 지지할 수 있는 다수의 지지대 (106)가 설치되는 하부 프레임과 퍼니스(1)의 구성요소들이 안착되는 상부 프레임으로 구분할 수 있다. 상기 하부 프레임에는 본 퍼니스(1)를 구동하기 위한 각종 모터들과, 가스 발생 및 공급시스템, 고압 에어 시스템, 전자 계측시스템, PID 온도 제어시스템 등이 설비된다. 상기 상부 시스템은 수평 형태를 이루도록 위치 조정이 되어 있는 것이 바람직하다.
이하에서 설명되는 본 발명의 구성요소들은 모두 프레임(100)에 설비되는 것으로서, 각종 브라켓, 블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라 등은 각각의 구성요소들을 프레임(100)에 설비하기 위한 부속 요소들이므로 예외적인 경우를 제외하고 프레임(100)으로 통칭하는 것을 원칙으로 한다.
상기 이송유니트(700)는 트레이(130)에 수납된 브레이징 대상물(140)을 소정 가스 분위기 및 소정 온도로 각각 유지되는 밀폐된 예열시스템(300) 및 가열유니트 (400)로 배치타입(batch-type)으로 공급하고 가열유니트(400)에서 작업이 마무리된 대상물(140)을 출구유니트(600)로 배출시키기 위해 트레이(130)가 슬라이딩될 수 있도록 프레임(100)에 소정 간격을 가지도록 배열된 한 쌍의 슬라이드부재(710)와, 슬라이드부재(710) 사이에 배치되도록 프레임(100)에 설치된 한 쌍의 가이드부재 (720)와, 트레이(130)를 입구유니트(200)로부터 푸시-방식(push-type)에 의해 슬라이드부재(710)에 대해 슬라이딩시켜 예열시스템(300) 또는 가열유니트(400)의 중심에 트레이(130)를 위치시킨 후 원위치 될 수 있도록 가이드부재(720)에 의해 가이드 되는 푸시 체인부재(730)와, 가열유니트(400) 또는 냉각유니트(500)에 존재하는 트레이(130)를 풀-타입(pull-type)에 의해 슬라이드부재(710)에 대해 슬라이딩시켜 출구유니트(600)로 배출키기 위해 가이드부재(720)에 의해 가이드 되는 풀 체인부재(740)를 구비한다.
상기 입구유니트(200)는 로딩 컨베이어 카트(110)로부터 브레이징 대상물 (140) 2개가 탑재된 트레이(130)를 공급받는 곳이고, 출구유니트(600)는 브레이징 퍼니스에서 작업이 완료된 브레이징 된 대상물(140)이 탑재된 트레이(130)를 언로딩 컨베이어 카트(120)로 불하시키기 위한 곳이다. 그러므로, 입구유니트(200)와 출구유니트(600)는 구조는 동일하고 그 방향성만 대칭을 가지도록 설계된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 로딩/언로딩 컨베이어 카트 (110)(120)는 각각 카트 프레임(112)과, 소정 높이에 설치되고 트레이(130)에 접촉되는 다수의 프리 롤러들(114)과, 밀고 당길 수 있도록 카트 프레임(112)에 설치된 핸들(116)을 구비한다.
도 1, 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 입/출구 유니트(200)(600)는 각각 프레임(100)의 입력단 및 출력단에 승강 가능하게 설치되고, 자유롭게 회전되도록 설치된 다수의 아이들롤러(212)를 가진 가이드 플레이트(210)와, 아이들롤러(212)와 동일한 높이를 가지도록 프레임(100)의 측면에 설치된 가이드롤러(220)와, 가이드 플레이트(210)를 프레임(100)에 대해 선택적으로 승강시킬 수 있도록 프레임 (100)과 가이드 플레이트(210) 사이에 설치된 승강부재(230)를 구비한다.
상기 가이드 플레이트(210)는 슬라이드부재(710), 가이드부재(720)에 간섭되지 않도록 위치되며, 아이들롤러(212)는 가이드 플레이트(210)의 측면에 마련된 사이드 플레이트(214)에 회전 가능하도록 설치된다.
상기 승강부재(230)는 프레임(100)과 가이드 플레이트(210) 사이에 설치되는 것으로서, 공압, 유압 등에 의해 작동되는 실린더(232)와, 가이드 플레이트(210)의 승강 운동을 지지하는 가이드 폴(234), 및 프레임(100)에 설치된 파워 베이스(236)를 구비한다.
승강부재(230)는 브레이징 대상물(140)이 탑재된 트레이(130)를 로딩 컨베이어 카트(110)로부터 입구유니트(200)로 로딩시킬 때나 브레이징이 완료된 대상물 (140)을 출구유니트(600)로부터 언로딩 컨베이어 카트(120)로 언로딩시킬 때 작동되어 상승되고, 입구유니트(200)로부터 예열시스템(300) 측으로 트레이(130)를 이송하거나 가열유니트(400)로부터 출구유니트(600) 측으로 트레이(130)를 이송하는 경우에는 하강되어 있게 된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 트레이(130)는 사각의 트레이 프레임(132)과, 대상물(140)이 수납되도록 트레이 프레임(132)에 설치되는 트레이 메쉬(134)와, 트레이 프레임(132)의 양 측면에 각각 대칭되게 설치되는 한 쌍의 걸림부(136)를 구비한다.
도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이드부재(710)는 브레이징 대상물(140)이 수납된 트레이(130)를 입구유니트(200)로부터 출구유니트(600)까지 용이하게 슬라이딩시키기 위해 높은 슬립성을 구비하며, 퍼니스 내부의 소정 온도에도변형되지 않도록 내열성을 구비해야 한다. 이를 위해, 슬라이드부재(710)는 단면이 4각인 그라파이트 봉 형태를 가진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이드부재(710)는 입구유니트(200)와 출구유니트(600)에는 프레임(100)의 길이 방향으로 양 사이드에 한 쌍 설치되고, 도 6에 도시된 바와 같이, 예열시스템(300), 가열유니트(400), 및 냉각유니트(500)에는 한 쌍의 그라파이트 봉 사이에 중간 그라파이트 봉(712)이 더 설치된다. 왜냐하면, 이들 유니트(300)(400)(500)들은 고온으로 가열되기 때문에 한 쌍의 그라파이트 봉 이외에 중간 그라파이트 봉(712)을 설치함으로써 중간에 보강 구조 형태로 만약의 상태에 대비하기 위한 것이다.
한편, 슬라이드부재(710)는 입구유니트(200)와 예열시스템(300)의 사이, 예열시스템(300)와 가열유니트(400)의 사이, 가열유니트(400)와 냉각유니트(500)의 사이, 및 냉각유니트(500)와 출구유니트(600)의 사이에는 약간의 간격을 가지도록 프레임(100)에 설치된다. 왜냐하면, 열에 의해 슬라이드부재(710)의 길이가 늘어나는 경우를 대비하기 위함이다.
상기 푸시 체인부재(730) 및 풀 체인부재(740)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 각각 측면에 회전 가능한 체인롤러(732)를 가진 다수의 체인(734)들이 연결된 사이드 롤러 체인(736)을 구비한다.
도 1, 도 8, 도 9, 도 10에 도시된 바와 같이, 푸시 체인부재(730) 및 풀 체인부재(740)는 구동모터(738)에 의해 구동되어 프레임(100)에 회전 가능하도록 설치되고 사이드 롤러 체인(736)에 결합되는 스프로켓부재(731)와, 스프로켓부재(731)의 회전력을 조절할 수 있도록 스프로켓부재(731)에 설치된 토크리미트(733)를 구비한다. 상기 구동모터(738)는 입구유니트(200) 및 출구유니트(600)가 위치되는 프레임(100)의 하단에 각각 설치된다. 상기 스프로켓부재(731)는 제1체인(735)에 의해 구동모터(738)에 연동되는 구동 스프로켓(737)과, 제2체인(739)에 의해 구동 스프로켓(737)에 연결되는 종동 스프로켓(742)과, 종동 스프로켓(742)이 설치된 이송 회전축(744)에 설치되고 사이드 롤러 체인(736)에 결합되는 이송 스프로켓 (746)을 구비한다.
도 2, 도 6, 도 8, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 가이드부재(720)는 가이드 롤러 체인(736)이 삽입되어 회전될 수 있도록 프레임(100)에 설치된 한 쌍의 체인 가이드(722)를 구비한다. 상기 체인 가이드(722)는 프레임(100)에 접촉되게 설치되는 통상의 체인 가이드를 말하며, 입구유니트(200)와 출구유니트(600)의 체인 가이드(722)의 배열은 가열유니트(400)를 기준으로 대칭되게 설치된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 푸시 체인부재(730)는 트레이(130)의 측면에 밀착되어 트레이(130)를 밀 수 있도록 사이드 롤러 체인(736)의 끝단에 설치된 푸시바아(750)를 구비한다. 상기 푸시바아(750)는 선단에 경사진 경사부(752)를 가진다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 풀 체인부재(740)는 출구유니트(600)에 원위치되는 것으로서, 사이드 롤러 체인(736)의 끝단에 설치된 베이스 아암(762)과, 베이스 아암(762)에 회동 가능하게 설치된 회동부재(764)를 구비한다.
상기 베이스 아암(762)은 사이드 롤러 체인(736)에 대해 180도 회동될 수 있도록 설치된다. 회동부재(764)는 밀착력에 의해 트레이(130)에 마련된 걸림부(136)에 의해 회동된 후 걸림부(136)에 결합되고 당김력에 의해 걸림부(136)를 당길 수 있도록 베이스 아암(762)에 설치된다. 사이드 롤러 체인(736)의 선단부에는 베이스 아암(762)이 회동된 후 그 위치를 규제할 수 있도록 한 쌍의 스토퍼(766)(768)가 설치된다.
도 1, 도 2, 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 예열시스템(300)은 브레이징 대상물(140)이 수납된 트레이(130)를 푸시-방식으로 작동되는 이송유니트(700)에 의해 밀어서 공급 및 배출시킬 수 있도록 입구(312)와 출구(314)가 각각 마련되며, 보온 및 단열성을 가진 밀폐된 퍼니스부재(310)와, 퍼니스부재(310) 내부의 가스 분위기의 관리를 위해 대상물(140)을 에워 쌀 수 있도록 퍼니스부재(310) 내부에 위치되고 하단이 개방된 터널형 머플부재(320)와, 머플부재(320)의 측벽과 퍼니스부재(310)의 측벽 사이에 배치된 예열부재(330)와, 퍼니스부재(310) 내부로 가스를 공급시키기 위한 가스공급부재(340)와, 퍼니스부재(310) 내부의 가열된 가스를 연속적으로 순환시키기 위한 순환부재(350), 및 가열되어 팽창되는 머플부재(320)를 소정 간격 슬라이딩시키고 머플부재(320)의 하단을 지지할 수 있도록 퍼니스부재(310)의 바닥에 설치되고 순환 유동되는 가스를 머플부재(320) 내부로 공급시킬 수 있는 가스통과패턴(362)이 마련된 스키드부재(360)를 구비한다.
상기 퍼니스부재(310)는 대략 사각 면체의 형상을 하며, 박형 금속 재질의 외벽(316)의 내측에 소정 두께로 설치되는 보온부재(318)와, 박형 금속 재질의 내벽(311)의 외측과 보온부재(318)에 접촉되도록 소정 두께로 설치되는 단열부재(313)를 구비하며 프레임(100)에 설치된다. 또한, 퍼니스부재(310)는 가스 투입공과, 산소 측정구, 열전대 설치공, 및 청소구가 마련된다.
상기 퍼니스부재(310)의 하측에는 그 길이 방향으로 3열의 그라파이트 봉(710)(712)이 위치된다. 그래파이프 봉(710)(712)의 사이에는 사이드 롤러 체인 (736)을 가이드 할 수 있는 체인 가이드(722)가 설치된다.
상기 퍼니스부재(310)의 입구(312)와 출구(314)는 각각 입구유니트(200)로부터 브레이징 대상물(140)이 수납된 트레이(130)를 공급받거나 가열유니트(400)로 공급하기 위한 것으로서, 입구플렌지(315) 및 출구플렌지(317)가 마련된다.
상기 보온부재(318)는 현무암·안산암 등을 녹여 만든 섬유 같은 물질로 제조되며, 열절연체로서 보온·보냉(保冷) 및 흡음재로 쓰이는 암면(巖綿:rock wool), 또는 안산암 ·현무암 등의 암석이나 니켈 ·망간의 광재(鑛滓:슬래그) 등의 혼합물에 석회석을 섞은 것을 원료로 하고, 전기로에서 1,500~1,600℃ 의 고열로 용융하여 노(爐) 하부의 노즐에서 흘러나온 것을 압축공기로 세게 불어서 만든 암석섬유(巖石纖維:Mineral Glass Fiber)등 을 사용한다.
상기 단열부재(313)는 세라믹 파이버(ceramic fiber)를 구비한다. 상기 단열부재(313)는 입구(312), 출구(314), 커버(319)가 설치되는 천장 부위에 동일한 두께로 마감 처리되는 것이 바람직하다.
상기 머플부재(320)는 퍼니스부재(310) 내부의 가스를 대류방식으로 가열하여 가스의 분위기를 관리하기 위한 것이다. 즉, 머플부재(320)는 퍼니스부재(310)의 공간 외에 브레이징 대상물(140)을 최소 부피로 감쌈으로써, 가스 분위기를 밀집, 최소화시키기 위한 것이다. 이를 위해, 머플부재(320)는 하단 개방단과, 원형의 설치공(322)이 마련된 상단 밀폐단을 구비한다.
상기 예열부재(330)는 퍼니스부재(310)의 내부를 소정 온도 조건으로 가열 및 유지시키기 위한 것으로서, 퍼니스부재(310)의 천장에 결합되는 커버(319)에 설치된다. 예열부재(330)는 퍼니스부재(310)의 천장에서 머플부재(320)의 하단까지의 길이를 가지며, 대상물(140)의 사이드에 다수 배열된 방사형 튜브 히터(radiant tube heater)(332)와, 머플부재(320)의 내부 온도를 감지할 수 있도록 열전대 설치공에 삽입 설치된 열전대(334)를 구비한다. 상기 방사형 튜브 히터(332)는 고온의 열기를 뿜어내는 히터공이 방사상으로 형성된 봉형 히터와, 이 봉형 히터를 감싸는 튜브를 구비한다. 상기 열전대(334)는 온도 조절 기능과 경보 기능을 가진 통상 열전대가 사용된다. 퍼니스부재(310)의 내부 온도는 브레이징 대상물(140)의 종류, 퍼니스부재(310)의 규격에 따라 달라지지만, 통상 약 500℃ 정도를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 가스공급부재(340)는 퍼니스부재(310) 및 머플부재(320)의 측벽을 관통하여 대상물(140)의 중심 상부 측으로 가스를 투입하는 가스투입관(342)과, 머플부재(320) 내부의 산소 분포를 측정하기 위한 산소 측정관(344)을 구비한다.
상기 가스투입관(342)은 가스 투입공에 삽입 설치되고, 상기 산소 측정관 (344)은 산소 측정구에 삽입 설치된다. 가스투입관(342)은 컨트롤유니트에 의해 제어되는 액체질소가스를 머플부재(320) 내부로 공급한다. 가스투입관(342)의 끝단은 폐쇄되어 있고, 브레이징 대상물(140)과 반대 방향에 가스 배출공(341)이 마련되는것이 바람직하다.
산소 측정관(344)은 퍼니스부재(310) 내부에 존재하는 브레이징 대상물(140) 표면의 플럭스가 산화되는 것을 방지하기 위해 퍼니스부재(310)의 내부 산소 농도를 약 50ppm 이하로 유지하기 위한 것이다.
상기 순환부재(350)는 퍼니스부재(310) 내부의 가스를 머플부재(320)의 하단을 통해 공급하고 머플부재(320)의 상단을 통해 배출시키기 위한 소위, 업플로우 (up-flow) 대류 방식에 의한 공기순환장치로서, 퍼니스부재(310)의 천장과 머플부재(320)의 상단에 마련된 설치공(322) 사이에 위치된 시로코타입 팬(352)을 구비한다. 상기 시로코타입 팬(352)은 커버(319)와 일체로 제작되는 것이 바람직하며, 블레이드(354)가 설치될 회전축(356)의 일 부분은 세라믹 파이버가 충진되는 것이 바람직하다. 시로코타입 팬(352)은 측면에 방사상의 공기 분출구(358)가 마련되고, 하단에 공기 유입구(351)가 마련된다. 시로코타입 팬(352)은 퍼니스부재(310)의 천장 외부에 설치된 팬모터(353)에 의해 회전되고, 공기 유입구(351)는 머플부재 (320)의 설치공(322)과 연통된다.
상기 퍼니스부재(310)의 측벽 하단에 마련된 청소구에는 청소구 개폐부재 (370)가 선택적으로 결합된다. 청소구 개폐부재(370)는 퍼니스부재(310)의 내부를 청소하는 경우 오물들을 배출시킬 경우에는 개방되며 그렇지 않고 예열 작업을 하는 경우에는 청소구에 밀폐 결합되는 것으로서, 보온 및 단열성을 가지도록 퍼니스부재(310)의 재질과 동일한 암면과 세라믹 파이버로 제작된다.
도 11 내지 도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 스키드부재(360)는 머플부재(310)의 개방단을 9개소에서 지지함은 물론, 그라파이트 봉(710)(712), 체인 가이드(722)가 설치되도록 퍼니스부재(310)의 바닥에 설치된 스키드 서포트(362)와, 스키드 서포트(362)에 설치되고, 순환 유동되는 가스를 머플부재(320) 내부로 공급시킬 수 있는 가스통과패턴(364)이 마련된 스키드 플레이트(366)를 구비한다.
도 1, 도 2, 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 가열유니트(400)는 브레이징 대상물(140)이 수납된 트레이(130)를 푸시-방식 및 풀-방식으로 작동되는 이송 유니트(700)에 의해 밀어서 공급시키고, 당겨서 배출시킬 수 있도록 메인 입구(412)와 메인 출구(414)가 형성되고 밀폐된 공간을 가진 가열퍼니스(410)와, 가열퍼니스(410) 내부에서 소정의 가스 분위기의 관리 및 유지를 위해, 대상물 (140)을 밀집되게 에워 쌀 수 있도록 가열퍼니스(410)의 내부에 위치된 완전 터널형 노심부재(420)와, 가열퍼니스(410)의 내부를 소정 온도 조건으로 가열 및 유지시킬 수 있도록 노심부재(420)의 상부와 하부에 각각 배치된 가열부재(430)와, 가열퍼니스(410)의 내부에서 가스를 충분히 가열시킨 후 소정 온도 조건에서 그 가스를 노심부재(420)의 내부로 공급시키기 위한 가스분위기 조성부재(440), 및 가열되어 팽창되는 노심부재(420)를 소정 간격 슬라이딩시키고 노심부재(420)의 하단을 지지할 수 있도록 가열퍼니스(410)의 바닥에 설치된 슬리퍼부재(450)를 구비한다.
상기 가열퍼니스(410)는, 대략 사각 면체의 형상을 가지며, 박형 금속 재질의 외벽(416)과, 바닥면에 마련된 다층의 내화벽돌부재(418)와, 외벽(416)의 내측에 소정 두께로 설치되는 메인 보온부재(411), 및 박형 금속 재질의 내벽(413)의 외측과 메인 보온부재(411)에 접촉되도록 소정 두께로 설치되는 메인단열부재(415)를 구비하며, 프레임(100)에 설치된다. 또한, 가열퍼니스(410)는 메인 가스 투입공과, 메인 산소 측정구, 4개의 메인 열전대 설치공이 마련된다.
상기 가열퍼니스(410)의 하측에는 그 길이 방향으로 3열의 그라파이트 봉(710)(712)이 위치된다. 그래파이프 봉(710)(712)의 사이에는 사이드 롤러 체인 (736)을 가이드 할 수 있는 체인 가이드(722)가 설치된다.
상기 가열퍼니스(410)의 메인 입구(412)와 메인 출구(414)는 각각 예열시스템(300)로부터 브레이징 대상물(140)이 수납된 트레이(130)를 공급받거나 냉각유니트(500)로 공급하기 위한 것으로서, 메인 입구플렌지(417) 및 메인 출구플렌지 (419)가 마련된다.
상기 내화벽돌부재(418)는 최저층에는 예를 들어, "BRICK B-1" 등과 같이 단열성이 강한 단열벽돌(418a)이 설비되고, 최고층에는 예를 들어, "BRICK SK-34"와 같이 내열성이 강한 내열벽돌(418b)이 설비된다. 그 중간층에는 각각 중간정도의 내열 및 단열성을 가진 예를 들어, "BRICK B-5" 및 "BRICK C-1"과 같은 중간벽돌층 (418c)이 설비된다.
상기 가열퍼니스(410)의 측벽은 메인 보온부재(411)와 메인 단열부재(415)를 구비한다. 상기 메인 보온부재(411)는 현무암·안산암 등을 녹여 만든 섬유 같은 물질로 제조되며, 열절연체로서 보온·보냉(保冷) 및 흡음재로 쓰이는 암면(巖綿:rock wool), 또는 안산암 ·현무암 등의 암석이나 니켈 ·망간의 광재(鑛滓:슬래그) 등의 혼합물에 석회석을 섞은 것을 원료로 하고, 전기로에서 1,500~1,600℃ 의 고열로 용융하여 노(爐) 하부의 노즐에서 흘러나온 것을 압축공기로 세게 불어서 만든 암석섬유(巖石纖維:Mineral Glass Fiber)등 을 사용한다. 상기 메인 단열부재(415)는 세라믹 파이버(ceramic fiber)를 구비한다. 상기 메인 단열부재(415)는 메인 입구(412), 메인 출구(414), 메인 커버(410a)가 설치되는 천장 부위에 동일하게 마감 처리되는 것이 바람직하다.
상기 노심부재(420)는 히터부재(430)에 의해 브레이징 대상물(140)을 직접 가열하지 않고 자체 가열에 의한 복사열에 의해 브레이징 대상물(140)을 가열시킴으로써 브레이징 대상물(140)을 균일하게 가열하기 위한 것이다. 즉, 노심부재 (420)는 가열퍼니스(410) 내부의 가스 분위기를 메인 가열에 적합하도록 용이하게 관리하기 위한 것이다. 또한, 노심부재(420)는 가열퍼니스(410)의 공간 외에 브레이징 대상물(140)을 최소 부피로 감싸므로써, 가스 분위기를 밀집, 최소화시키기 위한 것이다. 노심부재(420)의 상단의 양 외측에는 각각 상부에 설치되는 2개의 열전대(434)의 끝단이 위치될 수 있는 한 쌍의 열전대 삽입부(422)가 마련되고, 노심부재(420)의 내측 상단에는 가스분위기 조성부재(440)의 일부를 거치할 수 있는 거치구(424)들이 마련된다.
상기 가열부재(430)는 노심부재(420)의 내부를 길이 방향 센터라인을 기준으로 서로 대칭되는 제1구역과 제2구역으로 분리하여 가열 및 분위기 조성할 수 있도록 소정 패턴으로 배열되는 2종류의 고온히터(431)와 저온히터(432)를 구비한다.
상기 가열부재(430)는 노심부재(420)의 하부에 위치되도록 가열퍼니스(410)의 바닥에 설치되는 저온히터(421)와, 편차제어방식에 의해 저온히터(431)에 반응하고 노심부재(420)의 상부에 위치되도록 가열퍼니스(410)의 측벽을 관통하여 대향되는 측벽에 설치되는 고온히터(432)와, 노심부재(420)의 내부 온도를 감지할 수 있도록 상하부에 각각 한 쌍씩 위치되는 4개의 열전대(434)(436)를 구비한다.
상기 저온히터(431)는 가열퍼니스(410)의 바닥에 마련된 내화 벽돌 격벽 사이에 배치되는 지그재그 형태의 다수의 판형 히터를 말한다.
상기 고온히터(432)는 가열퍼니스(410)의 양 측벽에 걸려지며, 다수의 애자구가 마련된 히터 브라켓과, 애자구에 지그재그 형태로 배열되는 판형 히터를 구비한다. 상기 고온히터(432)는 편차제어방식에 의해 저온히터(431)에 의해 반응하도록 셋팅되는 것이 바람직하다. 고온히터(432)는 저온히터(431) 보다 높은 온도를 가지도록 셋팅된다.
상기 열전대(434)(436)는 메인 열전대 설치공에 각각 삽입 설치되며, 온도 조절 기능과 경보 기능을 각각 가진 통상의 열전대가 사용된다. 가열퍼니스(410)의 내부 온도는 브레이징 대상물(140)의 종류, 가열퍼니스(410)의 규격에 따라 달라지지만, 통상 약 620℃ 정도를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 가스분위기 조성부재(440)는 외부로부터 공급되는 가스를 가열퍼니스 (410)의 내부 온도에 의해 가열시키기 위해 노심부재(420)의 길이방향으로 노심부재(420)의 외측벽을 따라 각각 배관되는 한 쌍의 가스가열관(442)과, 가스가열관 (442)과 연통되고 노심부재(420)의 상단 내측벽을 따라 배관되고 노심부재(420)의 상단 내측벽에 가스를 분사시키기 위해 소정 패턴의 다수의 분사공(미도시)이 각각 마련된 한 쌍의 가스 분사관(444), 및 노심부재(420) 내부의 산소 분포를 측정하기 위해 노심부재(420)의 내측벽을 따라 배관된 산소 측정관(446)을 구비한다.
상기 가스분위기 조성부재(440)는 가열퍼니스(410)의 내부 온도, 가열부재 (430)의 온도, 노심부재(420)의 온도에 대한 편차를 줄임과 동시에 가열퍼니스 (410) 내부로 공급되는 가스를 가열퍼니스(410)에 설비된 가열부재(430)에 의해 충분히 가열시킨 후 노심부재(420) 내부로 공급시킴으로써 가스의 분위기 관리를 용이하게 하기 위한 것이다.
상기 가스가열관(442)은 메인 가스 투입공에 삽입 설치되고, 메인 산소 측정관(446)은 메인 산소 측정구에 삽입 설치된다. 가스가열관(442)은 컨트롤유니트에 의해 제어되는 액체질소가스를 노심부재(420) 내부로 공급한다.
상기 가스분사관(444)의 끝단은 폐쇄되어 있고, 브레이징 대상물(140)과 반대 방향으로 다수의 분사공(미도시)이 형성되는 것이 바람직하다.
메인 산소 측정관(446)은 가열퍼니스(410) 내부에 존재하는 브레이징 대상물 (140) 표면의 플럭스가 산화되는 것을 방지하기 위해 가열퍼니스(410) 내부의 산소 농도를 약 50ppm 이하로 유지하기 위한 것이다.
상기 슬리퍼부재(450)는 노심부재(420)의 터널 바닥을 지지함은 물론, 저온히터(432)를 보호하기 위해 벽돌 격벽에 시공되고, 다수의 금속 플레이트가 지그재그 형태로 배열되는 것이 바람직하다.
상기 슬리퍼부재(450)는 그라파이트 봉(710)(712), 체인 가이드(722)도 지지하게 되는데, 슬리퍼부재(450)의 상단에는 노심부재(420)의 바닥 외피가 접촉되고, 노심부재(420)의 바닥 내피에는 그라파이트 봉(710)(712), 체인 가이드(722)가 설치된다.
도 1, 도 2, 및 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 냉각유니트(500)는 가열유니트(400)의 메인 출구(414)와 연통되는 냉각 입구(512)와 출구유니트(600)와 인접되는 냉각 출구(514)가 형성되며, 가열유니트(400)에 의해 가열되어 브레이징된 대상물(140)이 산화되지 않을 정도의 온도 이하로 대상물(140)을 냉각시키기 위해, 내부에 냉각수가 수용된 터널형 냉각챔버(510)와, 냉각챔버(510)의 터널 내부로 소정의 가스를 공급하기 위한 가스공급부재(520), 및 냉각챔버(520)의 냉각 입구 (512)와 냉각 출구(514) 측에 각각 마련된 커튼부재(530)를 구비한다.
상기 냉각챔버(510)는 터널의 내부에 브레이징 된 대상물(140)을 위치시킨 상태에서 냉각챔버(510)에 수용된 냉각수에 의해 대상물(140)을 약 400℃ 정도로 냉각시킴으로써 고온의 브레이징 대상물(140)의 표면에 존재하는 플럭스가 산화되는 것을 방지하기 위한 것이다. 냉각챔버(510)의 하단에는 3개의 청소구(516)가 마련된다. 냉각챔버(510)의 터널 바닥면은 중앙을 기준으로 경사지게 설계된다. 냉각챔버의 터널 바닥면 내측에는 브라켓(518)이 설치되며, 이 브라켓(518)에는 그라파이트 봉(710)(712), 체인 가이드(722) 등이 설치된다. 냉각챔버(510)는 프레임 (100)에 대해 슬라이딩 가능하게 설치된다. 이를 위해, 냉각챔버(510)의 하단 양측에는 프레임(100)에 접촉되어 회전될 수 있는 슬라이딩 휠(517)이 설치된다. 상기 슬라이딩 휠(517)은 예열시스템(300)의 예열 공정 또는 가열유니트(400)의 메인 가열 공정에 의해 유니트(300)(400)들이 길이 방향으로 늘어나는 경우 냉각유니트 (500)를 프레임(100)에 대해 그만큼 길이 방향으로 신장시키기 위한 구성이다. 상기 냉각챔버(510)의 냉각 입구(512)와 냉각 출구(514)에는 각각 냉각 입구플렌(511) 및 냉각 출구플렌지(513)가 마련된다.
상기 가스공급부재(520)는 냉각챔버(510)의 천장에 마련되며, 질소와 같은 가스를 대상물에 샤워시킬 수 있는 구성을 가진다.
상기 커튼부재(530)는 박막의 메탈을 소정 폭으로 잘라서 냉각챔버(510)의 터널 천장으로부터 바닥에 이르기까지 수겹으로 설치한 것으로서, 냉각챔버(510) 내부의 가스가 외부로 누출되는 것을 방지하고, 외기의 침입을 최소화하여 수내챔버(510) 내부의 산소 농도를 낮추기 위한 것이다.
도 1, 도 2, 도 15a 내지 도 15c에 도시된 바와 같이, 상기 2중도어 어셈블리(800)는 입구유니트(200)로부터 예열시스템(300) 측으로 브레이징 대상물(140)이 들어올 때나 냉각유니트(500)로부터 출구유니트(600)로 브레이징된 대상물(140)이 나올 때 브레이징 대상물(140)의 출입이 가능하도록 하는 메인도어(810)와, 메인도어(810)에 접촉되어 슬라이딩 되도록 설치되는 서브도어(830), 메인도어(810)와 서브도어(830) 주위를 감싸는 도어 하우징(840), 도어 하우징(840)의 하단에 설치된 메탈커튼(850)을 구비한다.
상기 메인도어(810)는 세라믹 재질로 제작되기 때문에 기존의 금속재질에 의한 도어보다 내열성이 높고 가열에 의한 뒤틀림 현상이 적으므로 에너지 손실을 막을 수 있다.
상기 메인도어(810)는 이송유니트(700)의 사이드 롤러 체인(736)이 통과할 수 있는 한 쌍의 체인 이동홈(812)이 마련되고, 예열시스템(300) 및 냉각유니트 (500)를 선택적으로 개폐한다. 상기 메인도어(810)는 예열시스템(300) 및 냉각유니트(500)에 대해 경사지게 위치되어 중력에 의해 예열시스템(300) 및 냉각유니트 (500)를 밀봉할 수 있는 구성을 가진다.
상기 메인도어(810)를 개폐시키기 위한 구성은, 프레임(100)에 설치되어 공압 또는 유압에 의해 작동되는 도어 실린더(814)와, 도어 실린더(814)에 구동선 (816)에 의해 연결되고 프레임(100)에 회전 가능하도록 설치된 도어 회전축(818)에 설치된 구동휠(811)과, 메인도어(810)의 상단과 도어 회전축(818)에 설치된 한 쌍의 종동휠(813)을 연결하는 종동선(815)을 구비한다.
상기 도어 하우징(840)의 일단은 예열시스템(300)의 퍼니스부재(310)의 입구플렌지(315) 또는 냉각유니트(500)의 냉각챔버(510)의 냉각 출구플렌지(513)와 연결되고, 그 타단은 입구유니트(200) 또는 출구유니트(600)의 끝단에 각각 접촉되도록 설치된다. 도어 하우징(840)은 2중도어 어셈블리(800)의 개폐 작업시 예열시스템(300) 또는 냉각유니트(500) 내부의 가스가 외부로 누출되는 경우 그 누출되는 가스를 모아서 배기관(842)을 통해 필터장치(844)로 공급시키기 위한 것이다.
상기 메탈커튼(850)은 냉각유니트(500)의 커튼부재(530)와 동일한 기능을 하기 위한 것으로서, 예열시스템(300)의 입구플렌지(315) 및 냉각유니트(500)의 냉각 출구플렌지(513)와 접촉 연결되는 도어 하우징(840)의 천장에 각각 다수열 설치된다. 메탈커튼(850)은 종래의 석면 커튼에 비해 수명이 길고 가스의 차단효과가 더 높다.
상기 서브도어(830)는 메인도어(810)가 예열시스템(300) 또는 냉각유니트 (500)를 닫은 상태 즉, 체인 이동홈(812)만 개방된 상태에서 그 체인 이동홈(812)을 선택적으로 개폐시키기 위한 것으로서, 이송유니트(700)의 사이드 롤러 체인 (736)이 트레이(130)를 밀거나 당기기 위해 예열시스템(300) 또는 냉각유니트(500) 내부에 들어갈 때에는 체인 이동홈(812)을 개방시키고, 사이드 롤러 체인(736)이 예열시스템(300) 또는 냉각유니트(500)의 내부로부터 빠져 나온 경우에는 체인 이동홈(812)을 폐쇄시키기 위한 것이다.
서브도어(830)의 개폐동작은 입구유니트(200) 및 출구유니트(600)에 설치되고, 공압 또는 유압에 의해 작동되는 서브도어 실린더(832)에 의해 구현된다. 즉, 서브도어 실린더(832)에 의해 작동판(미도시)이 서브도어(830)의 하단을 밀게되면, 메인도어(810)의 양단에 설치된 가이드 림(834)에 의해 가이드 되면서 서브도어 (830)는 메인도어(810)에 대해 상승되어 체인 이동홈(812)을 개방시키게 된다. 또한, 메인도어(810)에는 서브도어(830)의 하단과 메인도어(810)의 하단이 평행한 위치가 되도록 스토퍼(836)가 마련된다. 이 스토퍼(836)에 의해 서브도어(830)는 메인도어(810)에 걸려 있는 구성을 가진다.
상기 중간도어 어셈블리(900)는 예열시스템(300)의 퍼니스부재(310)의 출구플렌지(315)와 가열유니트(400)의 가열퍼니스(410)의 메인 입구플렌지(417) 사이 또는 가열유니트(400)의 메인 출구플렌지(414)와 냉각유니트(500)의 냉각챔버(510)의 냉각 입구플렌지(512) 사이에 각각 설치된다.
상기 중간도어 어셈블리(900)는 상기 2중도어 어셈블리(800)의 메인도어 (810)의 구조와 기능이 거의 동일하다. 다만, 중간도어 하우징(910)에는 2중도어 어셈블리(800)의 메탈커튼(530)이 설비되지 않으며, 중간도어 어셈블리(900)는 캐스터블 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브레이징 대상물 예열 시스템의 동작을 배치형 브레이징 퍼니스의 동작을 참고로 설명하면 다음과 같다.
로딩 컨베이어 카트(110)로부터 입구유니트(200)까지의 브레이징 대상물 (140)의 로딩 및 출구유니트(600)로부터 언로딩 컨베이어 카트(120)까지의 브레이징된 대상물(140)의 언로딩 작업은 작업자의 수동으로 행해진다. 그러나, 예열시스템(300), 가열유니트(400), 및 냉각유니트(500) 내부의 온도 측정, 가스의 공급, 이송유니트(700)에 의한 트레이(130)의 이송 등의 작업은 컨트롤유니트에 의해 미리 설정된 프로그램에 의해 자동적으로 조작된다. 한편, 비상시나 개,보수 작업시에는 수동 조작이 가능함은 물론이다.
먼저, 퍼니스(1)를 운전하기 전에, 배기단파의 열림정도, 유량, 압력, 온도제어반 내의 서멀 릴레이, 인버터의 파라미터, 경보계의 파라미터, 온조조절계 등을 설정값으로 조정한다. 또한, 오랜동안 사용하지 않았을 경우에는 필히 가열유니트(400)의 가열퍼니스(410) 내부의 수분을 충분히 빼내는 조작을 해야 한다.
이어서, 컨트롤유니트를 조작하여 운전준비 상태로 진입하여, 예열시스템 (300), 가열유니트(400), 냉각유니트(500)의 온도와 시간, 가스공급 조건을 각각 셋팅한다.
다음, 퍼니스(1)의 모든 구성요소들을 원위치로 셋팅한다. 그러면, 입구유니트(200) 및 출구유니트(600)의 가이드 플레이트(210)는 상승되어 있고, 2중도어 어셈블리(800) 및 중간도어 어셈블리(900)는 폐쇄되어 있고, 푸시 체인부재(730) 및 풀 체인부재(740)는 각각 입구유니트(200)의 좌측 및 출구유니트(600)의 우측에 위치하게 된다.
이어서, 로딩 컨베이어 카트(110)에 위치되고, 브레이징 대상물(140)이 2개 탑재된 트레이(130)를 입구유니트(200)에 밀착시킨 상태에서 작업자가 트레이(130)를 밀게되면, 트레이(130)는 프리 롤러(114)에 접촉되어 이동하게 되고, 가이드롤러(220)와 아이들롤러(212)에 의해 입구유니트(200)에 위치하게 된다. 이 상태에서 승강부재(230)를 하강시키게 되면, 가이드 플레이트(210)가 하강하게 되고, 따라서 트레이(130)의 양측 하면은 슬라이드부재(710)에 걸쳐지게 된다.
다음, 푸시 체인부재(730)를 작동시킨다. 그러면, 구동모터(738)가 회전하게 되고, 그 회전력은 제1체인(735)에 의해 구동 스프로켓(737)에 전달되고, 제2체인 (739)에 의해 종동 스프로켓(742)이 회전하고, 이송 회전축(744)에 설치된 이송 스프로켓(746)이 회전되면서 사이드 롤러 체인(736)이 체인 가이드(722)에 의해 가이드 되면서 예열시스템(300) 쪽으로 전진하게 된다. 그러면, 사이드 롤러 체인(736)의 선단에 설치된 푸시바아(750)가 트레이(130)를 밀게되고, 그 트레이(130)는 슬라이드부재(710)에 슬라이딩 되면서 예열시스템(300) 쪽으로 전진하게 된다.
이어서, 브레이징 대상물(140)이 탑재된 트레이(130)가 예열시스템(300) 쪽으로 접근하게 되면, 컨트롤유니트는 예열시스템(300) 측의 2중도어 어셈블리(800)를 작동시켜 메인도어(810)를 상승시킨다. 그러면, 서브도어(830)는 메인도어(810)와 함께 상승되어 예열시스템(300)의 퍼니스부재(310)의 입구플렌지(315)가 개방된다. 계속해서 푸시 체인부재(730)는 트레이(130)를 예열시스템(300)의 퍼니스부재 (310) 쪽으로 밀게 되고, 그러면, 브레이징 대상물(140)은 메탈커튼(850)에 접촉되면서 예열시스템(300) 안으로 진입하게 된다. 이 과정에서 메탈커튼(850)에 의해 예열시스템(300) 내부의 가스들은 예열시스템(300)의 외부로 배출되지 않고 만약 배출이 되더라도 그 가스는 도어 하우징(840)에 의해 수거되어 배기관(842)을 통해 필터장치(844)로 공급된다. 물론, 외부의 공기도 예열시스템(300)안으로 인입이 되지 않는다. 한편, 브레이징 대상물(140)이 예열시스템(300) 안으로 완전히 들어간 후에는 메인도어(810)는 하강하여 예열시스템(300)의 퍼니스부재(310)의 입구플렌지(315)를 폐쇄하게 된다. 그러나, 서브도어(830)는 개방됨으로써 사이드 롤러 체인(736)의 이동에 간섭을 하지 않게 된다.
다음, 트레이(130)를 퍼니스부재(310)의 중앙에 위치시키게 되면, 푸시 체인부재(730)는 정지하게 되고, 컨트롤유니트는 푸시 체인부재(730)를 후진시키게 된다. 푸시 체인부재(730)의 후진에 의해 사이드 롤러 체인(736)이 2중도어 어셈블리 (800)를 통과하게 되면, 2중도어 어셈블리(800)의 서브도어(830)가 체인 이동홈 (812)을 폐쇄한다.
이어서, 퍼니스부재(310)의 내부가 밀폐된 상태가 되면, 컨트롤유니트는 팬모터(353)를 가동시키고, 가스투입관(344)의 가스 배출공(341)을 통해 가스를 대상물(140)의 상부에 공급하고, 산소 측정관(344)을 통해 퍼니스부재(310)의 내부의 산소 농도를 측정함으로써 소정의 가스 분위기를 조성한다. 한편, 컨트롤유니트는 예열부재(330)를 작동시켜 퍼니스부재(310)의 내부를 소정 온도 조건으로 예열시키게 된다. 그러면, 퍼니스부재(310)의 내부 가스는 그 셋팅 온도에 따라 가열되게 된다.
다음, 팬모터(353)에 의해 순환부재(350)의 시로코타입 팬(352)을 회전시키게 되면, 시로코타입 팬(352)의 블레이드(354)에 의해 퍼니스부재(310) 내부의 공기는 도 11의 화살표 "A" 경로 즉, 시로코타입 팬(352)의 측면을 따라 방사상으로 유동되면서 예열부재(330)에 의해 가열되고, 퍼니스부재(310)의 바닥 쪽으로 이동하여 스키드부재(360)의 가스통과패턴(362)을 지나 머플부재(320) 내부의 브레이징 대상물(140)을 통과하여 설치공(322) 및 공기 유입공(351)을 통해 시로코타입 팬(352) 내부로 유입되어 다시 공기 유출구(358)를 통해 배출됨으로써 유동하게 된다. 이 과정에서, 브레이징 대상물(140)이 예열됨은 물론, 머플부재(320) 내부로 공급되는 가스가 내부 공기와 함께 대류방식에 의해 유동됨으로써 브레이징 대상물의 예열 과정에서 발생되는 플럭스의 산화를 방지할 수 있게 된다.
이어서, 예열시스템(300)에서 브레이징 대상물(140)이 소정 시간 동안 소정의 셋팅 온도로 예열이 완료 되면, 컨트롤유니트는, 푸시 체인부재(730)를 다시 전진시킨다. 또한, 전진되는 푸시 체인부재(730)를 통과시키기 위해, 컨트롤유니트는 예열시스템(300)의 2중도어 어셈블리(800)의 서브도어(830)만 개방시킨다. 그러면, 사이드 롤러 체인(736)은 체인 이동홈(812)을 통과하여 트레이(130)에 접촉하게 된다. 계속해서 푸시 체인부재(730)를 전진시키게 되면, 트레이(130)는 슬라이드부재 (710)(712)에 미끌리면서 이동하게 된다. 여기서, 컨트롤유니트는 예열시스템(300)와 가열유니트(400) 사이의 중간도어 어셈블리(900)를 개방하여 이동되는 브레이징대상물(140)의 간섭을 방지한다. 브레이징 대상물(140)이 중간도어 어셈블리(900)를 통과하게 되면, 중간도어 어셈블리(900)는 다시 하강하여 예열시스템(300)와 가열유니트(400) 사이의 온도 및 가스 분위기를 분리시키게 된다. 푸시 체인부재 (730)는 예열된 브레이징 대상물(140)을 가열유니트(400)의 가열퍼니스(410)의 중앙에 위치시킨 후에는 후진하여 입구유니트(200) 측으로 원위치하게 된다. 이 과정에서 푸시 체인부재(730)가 예열시스템(300) 측의 2중도어 어셈블리(800)를 완전히 통과하게 되면, 서브도어(830)는 다시 폐쇄된다.
다음, 가열퍼니스(410)의 내부가 밀폐된 상태가 되면, 컨트롤유니트는 가스분위기 조성부재(440)를 통해 가스를 가열퍼니스(410) 내부로 투입시킨다. 그렇게 투입된 가스는 가열퍼니스(410) 내부에서 가열된 온도에 의해 노심부재(420)의 길이방향으로 배열된 가스가열관(442)에 의해 가열되고, 가스분사관(424)의 분사공을 통해 가스를 대상물(140)의 상부에 공급하고, 메인 산소 측정관(446)을 통해 가열퍼니스(410)의 내부의 산소 농도를 측정함으로써 소정의 가스 분위기를 조성한다. 한편, 컨트롤유니트는 가열부재(430)의 고온히터(431)와 저온히터(432)를 작동시켜 가열퍼니스(410)의 내부를 소정 온도 조건으로 가열하게 된다. 그러면, 가열퍼니스 (410)의 내부 가스는 그 셋팅 온도에 따라 가열되게 된다. 그러면, 노심부재(420)가 가열되게 되고 그 노심부재(420)의 가열에 의해 노심부재(420) 내부의 브레이징 대상물(140)은 노심부재(420)의 복사열에 의해 브레이징된다. 이 과정에서, 노심부재(420) 내부로 공급되는 가스가 내부 공기와 함께 유동됨으로써 브레이징 대상물 (140)의 가열 과정에서 발생되는 플럭스의 산화를 방지할 수 있게 된다. 브레이징대상물(140)이 소정 시간 동안 소정의 셋팅 온도로 가열이 되어 브레이징 메인 가열 작업이 완료된다.
이어서, 작업자는 출구유니트(600)에서 우측 스토퍼(766)에 놓여진 풀 체인부재(740)의 베이스 아암(762)을 180도 회동시켜 좌측 스토퍼(768)에 위치시킨다.
다음, 컨트롤유니트는 풀 체인부재(740)를 전진시키게 된다. 풀 체인부재 (740)가 전진하는 과정에서 냉각유니트(500) 측의 2중도어 어셈블리(800)는 풀 체인부재(740)의 사이드 롤러 체인(736)이 통과할 수 있도록 서브도어(830)만 개방시키고, 가열유니트(400)와 냉각유니트(500) 사이의 중간도어 어셈블리(900)는 하강(밀폐)되어 개방되지 않는다.
이어서, 도 16a에 도시된 바와 같이, 냉각유니트(500) 쪽으로 풀 체인부재 (740)의 베이스 아암(762)을 향하게 한 상태에서 풀 체인부재(740)가 가열유니트 (400)의 내부에서 트레이(130)에 화살표 "A" 방향으로 접근시키게 되면, 도 16b에 도시된 바와 같이, 베이스 아암(762)에 설치된 회동부재(764)가 트레이(130)의 걸림부(136)에 접촉되면서 화살표 "B" 방향으로 회동되면서 걸림부(136)에 걸리게 되고, 풀 체인부재(740)가 조금 더 전진하면 정지하게 되고 회동부재(764)는 자중에 의해 "B"의 반대 방향으로 원 위치 하게 된다. 이 상태에서, 도 16c에 도시된 바와 같이, 풀 체인부재(740)를 화살표 "C" 방향으로 후진시키게 되면, 회동부재(764)는 걸림부(136)를 잡아 당기게 되고, 그렇게 되면 트레이(130)는 슬라이드부재(710)에 슬라이딩되기 시작한다.
다음, 가열유니트(400)로부터 냉각유니트(500)로 브레이징 대상물(140)을 이동시키기 위해서는 가열유니트(400)와 냉각유니트(500) 사이에 위치된 중간도어 어셈블리(900)를 상승시켜 개방시켜야 한다. 브레이징 된 대상물(140)은 개방된 중간도어 어셈블리(900)를 통과하면서, 커튼부재(530)에 접촉하게 된다. 풀 체인부재 (740)에 의해 냉각챔버(510)는 터널의 내부 중앙에 브레이징 된 대상물(140)이 위치하게 되면, 냉각챔버(510)의 천장에 마련된 가스공급부재(520)에 의해 가스 샤워를 하면서 냉각수에 의해 대상물(140)이 약 400℃ 정도가 될 때 까지 냉각된다.
이어서, 냉각이 완료되면, 컨트롤유니트는 풀 체인부재(740)를 후진시키게 되고 냉각유니트(500)의 2중도어 어셈블리(800)의 메인도어(810)를 개방시킨다. 그러면, 브레이징된 대상물(140)이 수납된 트레이(130)는 개방된 메인도어(810)를 통해 빠져나와 출구유니트(600)에 위치하게 된다.
다음, 출구유니트(600)에 트레이(130)를 완전히 이송시킨 후에는, 도 16d에 도시된 바와 같이, 풀 체인부재(740)의 베이스 아암(762)을 화살표 "D" 방향으로 회동시켜 우측 스토퍼(766)에 안착시킨다.
이어서, 작업자는 언로딩 컨베이어 카트(120)를 출구유니트(600)의 측면에 위치시키고, 출구유니트(600) 측 승강부재(230)를 상승시켜 트레이(130)의 하면에 아이들롤러(212)를 접촉시킨다. 이 상태에서 트레이(130)를 언로딩 컨베이어 카트 (120) 쪽으로 밀게되면, 트레이(130)는 아이들롤러(212), 가이드롤러(220)에 의해 밀리면서, 언로딩 컨베이어 카트(120)로 옮겨지게 된다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명에 따른 배치형 브레이징 퍼니스용 예열시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 종래의 연속로에서 사용되지 않았던 예열로가 마련된 배치형 브레이징 퍼니스를 사용함으로써 예열 과정을 통해 브레이징 대상물에 소정 온도와 소정의 열량을 부과함으로써 메인 가열(메인 브레이징) 작업시간을 단축시키고, 생산성 향상과 브레징 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
둘째, 예열로의 구조를 암면과 세라믹 파이바의 2중구조를 채택함으로써 보온 및 단열의 효과를 높일 수 있다.
셋째, 예열로 내부에서 예열 조건에 적합한 머플구조를 사용하고 다운 플로우 방식이 아닌 업 플로우 방식에 의해 가스 분위기를 순환시킴으로써 가스 분위기의 관리가 용이하고 그만큼 브레이징 제품의 질을 향상시킬 수 있다.
넷째, 가스통과패턴이 형성된 스키드부재를 사용함으로써 머플부재의 변형 및 체인 가이드, 그라파이트 봉의 설비가 용이해 진다.

Claims (9)

  1. 트레이에 수납된 브레이징 대상물을 소정 가스 분위기, 소정 온도, 소정 시간 동안 예열시키기 위한 배치형(batch-type) 브레이징 퍼니스(furnace)용 브레이징 대상물 예열 시스템에 있어서:
    상기 브레이징 대상물이 수납된 트레이가 반입 및 반출될 수 있도록 입구와 출구가 형성되며, 보온 및 단열성을 가지며, 상기 브레이징 대상물을 예열하는 동안 밀폐되는 퍼니스부재;
    상기 브레이징 대상물을 에워 쌀 수 있도록 상기 퍼니스부재의 내부에 위치되며, 상기 입구 및 출구 쪽의 양단과 하단은 개방된 터널형 머플 (muffle)부재;
    상기 퍼니스부재의 내부를 소정 온도 조건으로 가열 및 유지시킬 수 있도록 상기 머플부재의 측벽과 상기 퍼니스부재의 측벽 사이에 배치된 예열부재;
    상기 퍼니스부재의 내부에 가스를 공급시켜 소정의 가스 분위기를 유지하기 위한 가스공급부재;
    상기 퍼니스부재의 내부에서 가열된 가스를 상기 퍼니스부재의 내부에서 연속적으로 순환시키기 위한 순환부재; 및
    상기 브레이징 대상물이 수납된 트레이를 밀어서 상기 퍼니스부재의 입구를 통해 반입하여 상기 머플부재 내에 위치시킨 후 후진하여 상기 퍼니스부재의 입구 바깥으로 원위치하고, 상기 브레이징 대상물의 예열이 완료되면 상기 입구를 통해 상기 퍼니스부재 내에 들어와서 상기 트레이를 밀어 상기 출구를 통해 배출하는 이송유니트를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 퍼니스부재는:
    외벽의 내측에 소정 두께로 설치되는 보온부재; 및
    내벽의 외측과 상기 보온부재에 접촉되도록 소정 두께로 설치되는 단열부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보온부재는 암석 섬유(암면:Mineral Glass Fiber)를 구비하고;
    상기 단열부재는 세라믹 파이버를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 퍼니스부재의 바닥에 설치되어 상기 머플부재의 하단을 지지하고, 상기 순환부재에 의해 순환 유동되는 가스를 상기 머플부재 내부로 공급시킬 수 있는 가스통과패턴이 마련된 스키드부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 머플부재는 하단 개방단과, 상단 밀폐단, 및 밀폐단에 마련된 원형의설치공을 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 예열부재는:
    상기 퍼니스부재의 천장에서 상기 머플부재의 하단까지의 길이를 가지며, 상기 대상물의 사이드에 다수 배열된 방사형 튜브 히터(radiant tube heater); 및
    상기 머플부재의 내부 온도를 감지할 수 있는 열전대를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가스공급부재는:
    상기 퍼니스부재 및 상기 머플부재의 측벽을 관통하여 상기 대상물의 중심 상부 측으로 가스를 투입하는 가스투입관; 및
    상기 머플부재 내부의 산소 분포를 측정하기 위한 산소 측정관을 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 순환부재는:
    상기 퍼니스부재 내부의 상기 가스를 상기 머플부재의 하단을 통해 공급하고상단을 통해 배출시킬 수 있도록 상기 퍼니스부재의 천장과 상기 머플부재의 상단 사이에 설치된 시로코타입 팬을 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 퍼니스부재는 측벽 하단에 청소구가 마련되며;
    상기 청소구에 선택적으로 결합되며, 보온 및 단열성을 가진 청소구 개폐부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스용 브레이징 대상물 예열 시스템.
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