KR100441391B1 - 전기도금용 통전롤의 콜렉터링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기도금용 통전롤에서 발생하는 열을 전열파이프의 냉매를 이용하여 브러시와 접촉하지 않는 영역으로 이송시킴으로써, 콜렉터링 및 브러시의 산화 및 부식을 방지하는 상태로 신속하게 냉각시킬 수 있어 냉각성이 향상되는 전기도금용 통전롤의 콜렉터링 장치를 제공한다. 그 콜렉터링 장치는 롤축에 일부만이 접촉 삽입되는 본체; 그 본체의 내측에 형성되고, 상기 본체와 롤축간의 접촉부에서 발생된 열을 흡수하여 비접촉부분으로 이동시키기 위한 냉매를 포함하는 다수의 전열파이프; 및 그 본체의 외부에서 분사되는 냉각수가 상기 본체와 브러시간의 접촉부로 비산되는 것을 방지하기 위한 차단벽으로 구성된다.

Description

전기도금용 통전롤의 콜렉터링 장치{A cooling system of the collector ring}

본 발명은 전기도금용 통전롤의 콜렉터링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통전롤의 롤축과 콜렉터링 사이의 접촉저항으로 인해 과열되는 것을 방지할 수 있는 전기도금용 통전롤의 콜렉터링 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 강판을 도금하기 위한 전기도금장치는 전해액을 수용하는 도금조와, 전극과, 강판에 전해액을 분사시키기 위한 전해액 분사노즐을 구비하고 있다. 또한 강판은 도금조의 전후에서 통전을 위해 통전롤에 권취되는 방식으로 접촉된다.

이 같은 통전롤은 도1에 도시된 바와 같이, 실제로 강판의 일부가 권취식으로 접촉되어 지지되는 롤 몸체(1)와, 그 롤 몸체(1)를 지지하는 롤축(2)을 구비한다. 또한, 롤축(2)의 양단부에는 그 롤축을 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링(3)이 설치되며, 각각의 베어링(3)의 외측의 롤측의 단부에는 콜렉터링(4)이 설치되며, 그 콜렉터링(4)에는 전원을 인가하기 위한 브러시(5)가 접촉 가능하게 설치되어 있다.

그러나, 이와 같이 구성된 전형적인 통전롤에서 콜렉터링(4)과 롤축(2)은 완전하게 접촉할 수 없기 때문에 상호간의 접촉면에서는 증가된 전기저항으로 인해 열이 발생된다. 이와 같이, 열이 발생되면 열팽창에 의해 접촉 저항이 점진적으로 증가하게 되어 발열량이 더욱 증가하게 된다. 또한, 콜렉터링(4)과 롤축(2)의 접촉저항의 증가와 더불어 발열량이 증가되는 상태는 시간이 지남에 따라 점점 악화된다. 이와 같이, 롤축이 과열되면 롤몸체와 콜렉터링 사이에 있는 베어링이 과열되어 손상되므로 베어링을 자주 교체해야 하는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 통전롤에는 약 10∼20㎄의 고전류가 인가되기 때문에 그 발열량이 수십 ㎾에 이르며, 이와 같이 높은 열량을 공기냉각 방식 즉, 공랭식으로는 제거하는데 한계가 있으므로 실제로 수냉방식을 이용하고 있다. 이 같은 수냉방식들 중 하나의 예가 미국특허 제3,320,447호에 개시되어 있는 바, 이 특허에 의하면 콜렉터링에 냉각수통로를 형성하여 그 콜렉터링을 냉각시키고 있으나, 이 냉각방식은 회전체에 냉각수통로가 형성됨으로 인해 냉각수가 누출되는 문제점이 있다.

부가적으로, 콜렉터링에 직접 냉각수를 분사하여 냉각시키는 방법이 제안되어 사용되고 있으나, 이 방법 또한 냉각수에 의해 습윤된 표면이 대기 중에 노출됨으로써 콜렉터링이 산화 및 부식을 초래하여 콜렉터링과 브러시의 접촉성을 저하시키는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상술된 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 산화 및 부식의 초래 없이 발열을 효과적으로 방출시킬 수 있는 전기도금용 통전롤의 콜렉터링 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 브러시를 통해 인가할 수 있는 전류량을 최대로 보장하고 온도 상승에 의한 베어링의 손상을 방지할 수 있는 전기도금용 통전롤의 콜렉터링 장치를 제공하는데 있다.

도1은 통상적인 강판의 전기도금용 통전롤의 개략도.

도2는 본 발명에 따른 콜렉터링 장치를 보여주는 단면도.

도3은 도2의 선A-A에 따른 단면도.

도4는 도3의 콜렉터링 장치의 전열장치의 구성을 상세히 보여주는 단면도.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

2: 롤축 5: 브러시

10: 본체 12: 전열파이프

14: 시일 16: 모세관

18: 분사장치 20: 차단벽

이 같은 목적들은, 전기 도금될 강판의 일부가 권취식으로 접촉되어 지지되는 롤 몸체와, 롤 몸체를 지지하는 롤축과, 상기 롤축의 양단부를 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링과, 상기 각각의 베어링의 외측의 롤축의 단부에 설치되는 콜렉터링 장치와, 상기 콜렉터링에 전원을 인가하기 위한 브러시로 구성되는 전기도금용 통전롤의 콜렉터링 장치에 있어서, 상기 콜렉터링은 상기 롤축에 일부만이 접촉 삽입되는 본체; 상기 본체의 내측에 형성되고, 상기 본체와 롤축간의 접촉부에서 발생된 열을 흡수하여 비접촉부분으로 이동시키기 위한 냉매를 포함하는 다수의 전열파이프; 및 상기 본체의 외부에서 분사되는 냉각수가 상기 본체와 브러시간의 접촉부로 비산되는 것을 방지하기 위한 차단벽을 일체로 포함하는 전기도금용 통전롤의 콜렉터링 장치에 의해 달성될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 각각의 도면에 도시된 부품들 중 도 1에 도시된 부품과 동일한 부품에는 동일한 참조번호를 부여하였다.

먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기도금용 통전롤의 콜렉터링 장치를 보여주는 도2 및 도3을 참조하면, 그 콜렉터링 장치는 롤축(2)에 삽입되는 본체(10)를 포함한다. 본체(10)는 일부만이 롤축(2)에 접촉되도록 그 롤축에 삽설되는 것이 바람직하다.

특히, 본체(10)의 내측에는 냉각수가 수용될 수 있는 전열파이프(12)가 형성된다. 전열파이프(12)는 그 내부에 수용되는 냉각수의 누수를 방지화기 위해 시일(14)에 의해 밀폐되는 것이 바람직하다.

또한, 전열파이프(12)의 내측에는, 도 4에 상세히 도시된 바와 같이 냉매, 즉 냉각수의 수송을 위해 그 내부벽에 모세관(16)이 형성되는 것이 바람직하다.

부가적으로, 본체(10)의 외부에는 그 본체 및 전열파이프의 냉각수를 냉각시키기 위한 분사장치(18)가 설치된다. 이와 같이, 분사장치(18)가 설치되면, 본체(10)의 외측면의 제위치에는 그 분사장치(18)로부터 분사되는 냉각수가브러쉬(5)로 비산되는 것을 방지하기 위해 차단벽(20)이 형성되는 것이 바람직하다.

결과적으로, 콜렉터링 본체(10)는 롤축(2)과 일부분만 접촉되며, 그 상호간의 접촉면에서 접촉저항에 의해 발생된 열은 본체(10)내의 전열파이프(12)내의 냉매를 통해 분사장치(18)에 의해 냉각수가 분사되고 있는 영역으로 전달되도록 구성된다. 그리고, 각각의 전열파이프(12)는 본체(10)내부에 원주방향을 따라 동일 간격으로 설치되어 있다. 또한, 전열파이프(12) 내부에는 냉매로서 물이 채워져 있으며 냉매의 수송을 위한 모세관(16)이 설치되어 있으며, 콜렉터링의 발열량에 따라 적절히 내부 압력을 조절한 후 시일(14)을 이용하여 밀봉한다.

이하, 본 발명에 따른 전기도금용 통전롤의 콜렉터링 장치의 작동방법 및 그 작용모드를 상세히 설명한다.

예컨대, 전기도금을 실행하는 중에 도금될 강판을 통전시킬 때, 콜렉터링 장치의 본체(10)와 롤축(2)과 접촉한 면에서 열이 발생되면 그 열에 의해 전열파이프(12)가 가열되면, 그 전열파이프(12)내의 냉매인 물이 증발하면서 본체의 열을 흡수하여 분사노즐(18)에서 분사되는 냉각수에 의해 냉각되는 본체(10)의 냉각부분, 즉 저온부로 열을 이송시킨다. 이에, 본체(10)의 저온부에서 수증기가 응축되면서 열이 외부로 방출되며 응축수는 다시 전열파이프(12)내의 모세관을 통해 롤축(2)과 접하는 본체(10)부분, 즉, 고온부로 이동하게 된다. 결국, 본체(10)내부에 형성된 전열파이프(12) 내부의 냉매, 즉, 물이 증발 및 응축을 반복하면서 본체에서 발생되는 열을 냉각수로 냉각되는 저온부로 수송함으로써 콜렉터링 장치를 전체적으로 냉각시키게 된다.

이에 따라, 전열파이프내의 냉매의 순환에 의해 콜렉터링 장치와 롤축의 접촉면에서 발생하는 열을 신속하게 제거함과 동시에, 브러시와 접촉하는 면에서의 수냉각을 피함으로써 콜렉터링 장치의 산화 및 부식에 의한 콜렉터링 장치와 브러시의 접촉성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

결과적으로, 본 발명에 따른 전기도금용 통전롤의 콜렉터링 장치에 의하면, 전기도금용 통전롤에서 발생하는 열을 전열파이프의 냉매를 이용하여 브러시와 접촉하지 않는 영역으로 이송시킴으로써, 콜렉터링 및 브러시의 산화 및 부식을 방지하는 상태로 신속하게 냉각시킬 수 있어 냉각성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 브러시를 통해 인가할 수 있는 전류량을 최대로 보장하고 온도 상승에 의한 베어링의 손상을 방지할 수 있어 수명이 연장되는 장점이 있다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 기술분야의 당업자라면 첨부된 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (4)

1. 전기 도금될 강판의 일부가 권취식으로 접촉되어 지지되는 롤 몸체와, 상기 롤 몸체를 지지하는 롤축과, 상기 롤축의 양단부를 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링과, 상기 각각의 베어링의 외측의 롤축의 단부에 설치되는 콜렉터링 장치와, 상기 콜렉터링 장치에 전원을 인가하기 위한 브러시로 구성되는 통전롤의 콜렉터링 장치에 있어서,

   상기 롤축에 일부만이 접촉 삽입되는 본체;

   상기 본체의 내측에 형성되고, 상기 본체와 롤축간의 접촉부에서 발생된 열을 흡수하여 비접촉부분으로 이동시키기 위한 냉매를 포함하는 다수의 전열파이프; 및

   상기 본체의 외부에서 분사되는 냉각수가 상기 본체와 브러시간의 접촉부로 비산되는 것을 방지하기 위한 차단벽을 일체로 포함하는 전기도금용 통전롤의 콜렉터링 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 각각의 전열파이프는 본체의 원주방향을 따라 동일간격으로 배치되며, 상기 전열파이프의 내측에는 냉각수의 순환을 위한 모세관이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기도금용 통전롤의 콜렉터링 장치.
3. 제 1항에 있어서, 냉각수는 상기 본체가 롤축과 접촉하지 않는 부분에서 분사노즐에 의해 분사되는 것을 특징으로 하는 전기도금용 통전롤의 콜렉터링 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 전열파이프내의 냉매는 물이며, 상기 전열파이프는 시일에 의해 해제 가능하게 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 전기도금용 통전롤의 콜렉터링 장치.