KR100789363B1 - 브레이징 퍼니스 장치 및 이를 이용한 브레이징 방법 - Google Patents

브레이징 퍼니스 장치 및 이를 이용한 브레이징 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 브레이징 퍼니스(blazing furnace) 장치 및 이를 이용한 브레이징 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 가열되는 속도가 서로 다른 브레이징 대상물을 한꺼번에 브레이징 처리할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명의 브레이징 퍼니스 장치는, 적어도 두 개 이상의 이송 유니트를 구비하고, 각각의 이송 유니트가 각각의 구동모터를 구비함으로써 다른 이송 유니트의 이송속도와는 다른 이송속도로 브레이징 대상물을 이송시킬 수 있다.
브레이징, 퍼니스, 메쉬벨트

Description

브레이징 퍼니스 장치 및 이를 이용한 브레이징 방법{Apparatus for blazing furnace and methods for blazing using the same}
도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브레이징 퍼니스 장치를 나타낸 정면도.
도 1b는 도 1의 브레이징 퍼니스 장치를 나타낸 평면도.
도 2a는 도 1의 브레이징 퍼니스 장치에 구비된 구동기어부를 나타낸 정면도.
도 2b는 도 1의 브레이징 퍼니스 장치에 구비된 구동기어부를 나타낸 평면도.
도 2c는 도 1의 브레이징 퍼니스 장치에 구비된 구동기어부를 나타낸 측면도.
도 2d는 도 1의 브레이징 퍼니스 장치에 구비된 에어모터에 압축 질소가스가 공급되는 경로를 나타낸 구성도.
도 2e는 도 2a의 구동기어부에 구비된 텐션롤러를 나타낸 사시도.
도 3a는 도 1의 브레이징 퍼니스 장치에 구비된 종동기어부를 나타낸 정면도.
도 3b는 도 1의 브레이징 퍼니스 장치에 구비된 종동기어부를 나타낸 평면 도.
도 4a는 도 1의 브레이징 퍼니스 장치에 구비된 전실(front chamber)을 나타낸 정면도.
도 4b는 도 4a의 전실을 나타낸 측면도.
도 5는 도 1의 브레이징 퍼니스 장치에 구비된 예열 유니트를 나타낸 단면도.
도 6은 도 1의 브레이징 퍼니스 장치에 구비된 가열 유니트를 나타낸 단면도.
도 7a는 도 1의 브레이징 퍼니스 장치에 구비된 수냉 유니트를 나타낸 단면도.
도 7b는 도 7a의 수냉 유니트를 나타낸 측면도.
도 8은 도 1의 브레이징 퍼니스 장치에 구비된 후실을 나타낸 단면도.
도 9는 도 1의 브레이징 퍼니스 장치에 구비된 공냉 유니트를 나타낸 단면도.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>
100 : 제1 이송유니트 100a : 제2 이송유니트
200 : 전실 300 : 예열 유니트
400 : 가열 유니트 500 : 수냉 유니트
600 : 후실 700 : 공냉 유니트
본 발명은 브레이징 퍼니스(blazing furnace) 장치 및 이를 이용한 브레이징 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 가열되는 속도가 서로 다른 브레이징 대상물을 한꺼번에 브레이징 처리할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 브레이징은 450℃ 이상과 모재의 용융점 이하 사이에서 용가재를 이용하여 모재를 접합하는 것으로서, 일정한 온도에 이르면 용가재가 녹아서 모세관 현상에 의하여 두 모재 사이로 스며들어가게 되어 두 모재가 접합되는 것이다.
브레이징 퍼니스 장치는, 플럭스가 도포된 후 건조된 상태의 브레이징 대상물을 예열하는 예열유니트와, 예열유니트에 의해 예열된 브레이징 대상물을 가열시킴으로써 대상물을 브레이징시키는 가열유니트와, 가열유니트에 의해 브레이징된 대상물을 냉각시키는 냉각유니트와, 예열유니트부터 냉각유니트까지 브레이징대상물을 이동시키는 이송유니트를 구비한다.
브레이징 대상물은 예열유니트에서 예열되고 가열유니트에서 가열됨으로써 브레이징된다. 한편, 브레이징 대상물은 재질에 따라 가열되는 속도가 달라지고, 같은 재질로 된 것이라 할지라도 그 두께, 사이즈, 무게 등이 서로 다를 경우에는 가열되는 속도가 서로 다르게 된다. 즉, 가열되는 속도가 서로 다른 브레이징 대상물이 동시에 이송되어 예열유니트와 가열유니트를 통과하는 경우에 가열되는 속도가 빠른 브레이징 대상물이 다른 브레이징 대상물에 비하여 먼저 브레이징 온 도(blazing temperature)에 도달한다.
따라서, 가열되는 속도가 빠른 브레이징 대상물은 과도하게 가열되어 모재가 변형될 우려가 생기고, 가열되는 속도가 느린 브레이징 대상물은 브레이징 온도에 도달하지 못하여 접합이 불완전해질 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 가열되는 속도에 따라 시간별로 구분하여 브레이징하는 방법이 제안되었다. 그러나, 이 방법은 동일한 제품이라 하더라도 가열되는 속도에 따라 구분하여, 예를 들어 주간에는 두께가 100mm인 제품을 생산하고 야간에는 두께가 60mm인 제품을 생산하여야 하기 때문에 장치의 가동시간이 길어져서 제조단가가 높아진다. 이러한 문제점은 제조하고자 하는 제품의 개수가 소량인 경우에 더욱 두드러진다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 가열되는 속도가 서로 다른 브레이징 대상물을 한꺼번에 브레이징 처리할 수 있는 장치와, 이를 이용한 브레이징 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 문제점들을 해결하기 위해서 본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 장치는, 적어도 두 개 이상의 이송 유니트를 구비하고, 각각의 이송 유니트는 각각 구동모터를 구비함으로써 다른 이송 유니트의 이송속도와는 다른 이송속도로 브레이징 대상물을 이송시킬 수 있다.
바람직하게, 이송 유니트는, 구동기어부와 종동기어부를 연결하도록 무한궤 도상으로 설치되어 구동력을 전달하는 메쉬벨트; 및 메쉬벨트에 걸리는 인장력을 조절할 수 있도록 메쉬벨트에 승하강이 가능하게 설치된 텐션롤러;를 구비한다.
바람직하게, 이송 유니트는, 구동모터에 의하여 회전하고 외주면에 고무층이 구비된 메인 기어; 회동축에 회동 가능하도록 설치된 레버 부재; 레버 부재의 한쪽 끝단에 회전 가능하도록 설치된 보조 기어; 및 보조 기어에 의하여 메쉬벨트가 메인 기어에 밀착되도록 레버 부재를 회동시키는 밀착부재;를 구비하여, 메인 기어가 헛도는 것이 방지된다.
또한, 각각의 이송유니트의 제1 축이 클러치 부재에 의하여 선택적으로 연결될 수 있는 것이 바람직하다.
여기에서, 브레이징 퍼니스 장치는, 브레이징 대상물을 예열시키는 예열 유니트; 및 예열된 브레이징 대상물을 가열하는 가열 유니트;를 구비하고, 예열 유니트 및 가열 유니트는 브레이징 대상물의 산화를 방지하기 위하여 산화방지 가스로 충진된 상태를 유지하는 것이 바람직하다.
바람직하게, 브레이징 퍼니스 장치는, 미리 정해진 압력으로 산화방지 가스를 저장하는 압축탱크; 및 구동모터가 작동이 불가능한 경우에 압축된 산화방지 가스를 압축탱크로부터 공급받아 이송 유니트를 구동하는 에어모터;를 구비한다.
본 발명의 다른 측면인 브레이징 방법은, 가열되는 속도가 서로 다른 브레이징 대상물을 서로 다른 이송 유니트에 분리하여 적재한 후, 가열되는 속도가 빠른 브레이징 대상물이 적재된 이송유니트의 이송속도를 가열되는 속도가 느린 브레이징 대상물이 적재된 이송유니트의 이송속도보다 빠르게 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브레이징 퍼니스 장치를 나타낸 정면도이고, 도 1b는 상기 브레이징 퍼니스 장치의 평면도이다. 또한, 도 2a는 상기 브레이징 퍼니스 장치에 구비된 구동기어부를 나타낸 정면도이고, 도 2b는 구동기어부의 평면도이다.
도면을 참조하면, 브레이징 퍼니스 장치(1)는 적어도 두 개 이상의 이송 유니트(100)(100a)를 구비한다. 각각의 이송 유니트(100)(100a)는 각각 구동모터(11)를 구비함으로써 다른 이송 유니트(100)(100a)의 이송속도와는 다른 이송속도로 브레이징 대상물(도 2c의 2)을 이송시킬 수 있다. 이송유니트(100)(100a)에 의하여 이송되는 브레이징 대상물(2)은 전실(200)과, 예열 유니트(300)와, 가열 유니트(400)와, 수냉 유니트(500)와, 후실(600)과, 공냉 유니트(700)를 순차적으로 경유한다. 따라서, 본 명세서에서는 이송유니트(100)(100a)에 대해서 뿐만 아니라, 전실(200)과, 예열 유니트(300)와, 가열 유니트(400)와, 수냉 유니트(500)와, 후실(600)과, 공냉 유니트(700)에 관해서도 설명하기로 한다.
브레이징 퍼니스 장치(1)는 플럭스 스프레이어(flux sprayer)(29)에 의하여 플럭스(flux)가 도포된 후 건조기(20)에 의하여 건조된 브레이징 대상물(2) 예를 들어, 알루미늄, 마그네슘, 망간, 규소, 구리, 아연, 스테인레스, 스틸 재질의 브레이징 대상물을 저로점 가스 분위기 예를 들어, 질소, 수소, LPG나 LNG등과 같은 DX 가스 분위기에서 소정 온도로 브레이징한다. 보다 구체적으로는, 본 장치(1)는 자동차, 선박, 전기전자, 항공기, 전투차량 등의 에어 컨디셔너용 증발기, 라디에이터, 응축기 등과 같은 알루미늄 열교환기와 같이 산업용 및 군수용 제품 뿐만 아니라 가정용 열교환기의 브레이징 작업을 수행할 수 있다. 이하에서는, 브레이징 대상물(2)의 주요 재질을 알루미늄으로 한정하고 저로점 가스 분위기를 위한 무산화 가스는 질소(N2) 가스에 한정하여 설명한다. 그러나, 마그네슘, 스테인레스, 합금속, 세라믹 브레이징의 경우에는 수소(H2) 가스를, 스틸 동 브레이징의 경우에는 DX가스를 사용할 수 있음을 밝혀 둔다.
한편, 플럭스 스프레이어(29)와 건조기(20)는 통상적으로 널리 사용되는 것이므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.
전술한 바와 같이, 브레이징 퍼니스 장치(1)에는 적어도 두 개 이상의 이송유니트(100)(100a)가 설치될 수 있지만, 아래에서는 설명의 편의를 위하여 두 개의 이송유니트(100)(100a) 즉, 제1 이송유니트(100)와 제2 이송유니트(100a)가 설치된 경우를 예로 들어 설명을 하기로 한다. 또한, 제1,2 이송유니트(100)(100a)는 동일한 구성요소에 의하여 작동되지만, 각각의 구동모터(11)를 구비하기 때문에 그 이송속도가 서로 상이할 수 있다.
제1 이송유니트(100)는, 도 2a 내지 도 2c에 나타난 바와 같이, 구동모터(11)에 의하여 구동되는 구동기어부(10)와, 종동기어부(90)와, 구동기어부(10)의 구동력을 종동기어부(90)로 전달하는 메쉬벨트(80)를 구비한다. 도면에서 구동기어부(10)는 공냉유니트(700)의 후방에 설치되고 종동기어부(90)가 전실(front chamber)(200)의 전방(前方)에 설치되어 있지만, 구동기어부가 전실(front chamber)(200)의 전방(前方)에 설치되고 종동기어부가 공냉유니트(700)의 후방에 설치될 수도 있다.
구동기어부(10)는 구동모터(11)와, 제1 축(13)과, 타이밍 풀리(14)와, 메인기어(18)를 구비한다. 구동모터(11)의 구동력은 구동모터(11)와 제1 축(13) 사이에 설치된 제1 체인(12)과, 제1 축(13)과, 제1 축(13)과 타이밍 풀리(15) 사이에 설치된 제2 체인(14)과, 타이밍 풀리(15)와, 타이밍 풀리(15)에 설치된 스프라켓(16)과, 스프라켓(16)과 메인기어(18) 사이에 설치된 제3 체인(17)을 순차적으로 경유하여 메인기어(18)로 전달된다. 메쉬벨트(80)는 메인기어(18)에 의하여 방향이 전환되면서 이송된다. 제1 축(13)에는 제1 회전센서(미도시)가 설치되어 제1 축(13)의 회전수(R.P.M)를 측정하고, 그 신호를 제어부(미도시)로 전송한다. 제어부는 상기 신호에 따라 구동모터(11)의 작동이 정상인지 여부와 구동력 전달이 정상인지 여부를 판단하고 표시부(미도시)를 통하여 정상작동 여부를 표시한다.
메인기어(18)의 외주면에는 고무층(19)이 형성되는 것이 바람직하다. 고무층(19)은 메인기어(18)와 메쉬벨트(80) 사이의 마찰력을 크게 하여 메인기어(18)의 구동력이 손실되는 것을 방지한다.
바람직하게, 메인기어(18)의 상측에는 브레이징 대상물(2)을 지지하기 위한 지지롤러(50)가 설치된다. 지지롤러(50)는 메쉬벨트(80)에 의하여 이송된 브레이징 대상물(2)을 작업자가 들어올릴 때까지 지지한다.
이와 같이, 본 발명의 브레이징 퍼니스 장치(1)는 적어도 두 개 이상의 이송유니트(100)(100a)가 서로 다른 이송속도를 가질 수 있지만, 이송유니트(100)(100a)의 이송속도를 동일하게 할 수도 있다.
예를 들어, 제1 이송유니트(100)의 제1 축(13)과 제2 이송유니트(100a)의 제1 축(13)을 클러치 부재(70)를 이용하여 선택적으로 연결하여 제1,2 이송유니트(100)(100a)의 제1 축(13)이 하나의 구동모터(11)에 의하여 구동되도록 할 수도 있다. 클러치 부재(70)는 축과 축 사이에 구동력을 전달하거나 차단하는 데에 사용되는 통상적인 부재이므로 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다. 클러치 부재(70)는 제어부(미도시)에 의하여 그 작동이 제어될 수 있다.
제1,2 이송유니트(100)(100a)의 제1 축(13)을 클러치 부재(70)를 이용하여 서로 연결하면 메쉬벨트(80)의 폭을 초과하는 사이즈의 브레이징 대상물(2)도 처리할 수 있다. 또한, 제1 이송유니트(100)의 구동모터(11)가 고장난 경우에 제2 이송유니트(100a)의 구동모터(11)를 사용하여 브레이징 공정을 계속할 수 있다는 장점이 있다.
바람직하게, 구동기어부(10)는 회동축(21)에 회동 가능하도록 설치된 레버부재(22)와, 레버부재(22)의 한쪽 끝단에 회전 가능하도록 설치된 보조기어(23) 및, 보조기어(23)를 메인기어(18)쪽으로 바이어스하는 밀착부재(24)를 구비한다. 한편, 도 2b에서는 이해를 돕기 위하여 보조기어(23)와 레버부재(22) 및 메인기어(18)가 도시되지 않았고, 도 2c에서는 밀착부재(24)가 도시되지 않았다.
레버부재(22)는 보조기어(23)의 양단을 회전가능하게 지지한다. 따라서, 레버부재(22)가 회동하면 보조기어(23)도 레버부재(22)와 함께 회동하게 된다.
보조기어(23)는 레버부재(22)의 한쪽 끝단, 바람직하게는 상단에 회전 가능하도록 설치된다. 더욱 바람직하게, 구동기어부(10)는 보조기어(23)의 회전을 감지하는 제2 회전센서(미도시)를 구비한다. 제2 회전센서는 보조기어(23)의 회전수(R.P.M)를 감지하여 제어부(미도시)에 그 신호를 전달하고, 제어부는 이를 표시부에 표시한다.
또한, 제어부는 제2 회전센서에 의하여 감지된 보조기어(23)의 회전수를 제1 회전센서에 의하여 감지된 제1 축(13)의 회전수와 비교하여 구동력이 잘 전달되고 있는지를 판단할 수 있다. 보조기어(23)의 회전수와 제1 축(13)의 회전수를 비교하여 정상작동이 아니라고 판단되면 사용자는 밀착부재(24)를 이용하여 보조기어(23)가 메인기어(18)쪽으로 밀착되도록 할 수 있다. 이것은 메쉬벨트(80)가 고무층(19)에 접촉함으로써 구동력이 전달되기 때문에 보조기어(23)를 메인기어(18)쪽으로 밀착시켜 메인기어(18)가 헛도는 것을 방지하기 위해서이다.
밀착부재(24)는 레버부재(22)의 다른쪽 끝단, 바람직하게는 하단에 설치되어 레버부재(22)를 전실(200)쪽으로 당김으로써 보조기어(23)가 메인기어(18)에 밀착되도록 한다. 밀착부재(24)로는 탄성스프링이 사용될 수 있다.
밀착부재(24)의 한쪽 끝단은 레버부재(22)에 설치되고 다른쪽 끝단은 연결평판(25)에 설치된다. 연결평판(25)은 길이조절부재(26)에 의하여 프레임(27)에 연결된다. 따라서, 길이조절부재(26)를 전실(200)쪽으로 이동시킨 후 프레임(27)에 고정시키면 보조기어(23)가 메인기어(18) 쪽으로 회동하게 된다.
바람직하게, 구동기어부(10)는 구동모터(11)가 작동불가능한 경우, 예를 들어 정전(停電)된 경우에 구동력을 제공하는 에어모터(30)를 구비한다. 종래의 브레이징 퍼니스 장치는 작동되는 도중에 구동모터(11)의 고장, 또는 정전으로 인하여 작동이 갑자기 중지되면 브레이징 대상물(2)이 모두 폐기되어야 하는 문제점이 있는데, 에어모터(30)는 이러한 경우에 무전원(無電源)으로도 작동될 수 있기 때문에 브레이징 대상물(2)을 장치(1) 밖으로 이송시킬 수 있다. 에어모터(30)는 제1 이송유니트(100)와 제2 이송유니트(100a)에 각각 구비될 수 있다. 따라서, 에어모터(30)가 작동되는 경우에도 제1,2 이송유니트(100)(100a)의 이송속도를 서로 다르게 할 수 있다.
도 2d에 나타난 바와 같이, 에어모터(30)는 압축탱크(35)로부터 공급된 압축된 질소가스에 의하여 작동된다. 구동모터(11)가 작동되는 경우에는 압축탱크(35)로부터 공급된 압축질소가스가 삼방밸브(37)에 의하여 에어모터(30)를 경유하지 않고 가열유니트(400)와 예열유니트(300)로 직접 공급되고, 구동모터(11)가 작동불능인 경우에는 삼방밸브(37)에 의하여 압축질소가스가 에어모터(30)를 경유하여 가열 유니트(400)와 예열유니트(300)로 공급된다. 에어모터(30)를 경유하는 압축질소가스는 에어모터(30)를 작동시켜 구동력을 발생시킨다. 삼방밸브(37)는 제어부(미도시)에 의하여 제어될 수 있다.
에어모터(30)에 의하여 발생된 구동력은 제4 체인(32)에 의하여 제1 축(13)에 설치된 축기어(31)로 전달된다. 제1 축(13)으로 전달된 구동력은 제1 축(13)과 타이밍 풀리(15) 사이에 설치된 제2 체인(14)과, 타이밍 풀리(15)와, 타이밍 풀리(15)에 설치된 스프라켓(16)과, 스프라켓(16)과 메인기어(18) 사이에 설치된 제3 체인(17)을 순차적으로 경유하여 메인기어(18)로 전달된다. 바람직하게, 에어모터(30)는 대략 5-7kg/cm2의 압력에서 작동된다.
에어모터(30)로는 미국 'GAST社'의 '6AM-FRV-23A'가 사용될 수 있다.
한편, 에어모터(30)가 작동되는 경우에도 클러치 부재(70)를 이용하여 제1 축(13)을 선택적으로 서로 연결할 수 있다.
바람직하게, 구동기어부(10)는 메쉬벨트(80)에 걸리는 인장력을 조절하는 텐션롤러(40)와, 텐션롤러(40)를 승하강이 가능하도록 지지하는 지지부재(42)를 구비한다. 텐션롤러(40)는 그 양단에 형성된 돌기가 지지부재(42)의 수직홈(44)에 삽입된 채로 승하강이 가능하다. 따라서, 메쉬벨트(80)에 걸리는 인장력이 작아지면 텐션롤러(40)가 아래로 하강하여 메쉬벨트(80)가 팽팽하게 되도록 한다.
종동기어부(90)는, 도 1a와 도 1b에 나타난 바와 같이, 전실(200)의 전방(前方)에 설치된다. 도 3a 및 도 3b에 나타난 바와 같이, 종동기어부(90)는 상부종동 기어(92)와 하부종동기어(94)를 구비한다.
메쉬벨트(80)는 구동기어부(10)와 종동기어부(90)에 무한궤도상으로 설치된다. 바람직하게, 메쉬벨트(80)는 고온에서도 견딜 수 있고 산화방지가스에 의해서 부식되지 않는 금속재질을 가진다. 또한, 본 발명에서는 고온에서 견딜 수 있고 산화방지가스에 의하여 부식되지 않는 재질로 이루어진 벨트라면, 비록 메쉬벨트(80)가 아니더라도, 사용될 수 있을 것이다.
한편, 제2 이송유니트(100a)는 구동모터(11)에 의하여 구동되는 구동기어부(10)와, 종동기어부(90)와, 구동기어부(10)의 구동력을 종동기어부(90)로 전달하는 메쉬벨트(80)를 구비한다. 구동기어부(10)와 종동기어부(90) 및 메쉬벨트(80)는 제1 이송유니트(100)의 구동기어부(10)와 종동기어부(90) 및 메쉬벨트(80)와 동일한 구조를 가진다. 제2 이송유니트(100a)는 제1 이송유니트(100)의 구동모터(11)와 별도로 작동되는 구동모터(11)에 의하여 구동되기 때문에 제1 이송유니트(100)의 이송속도와는 상이한 이송속도를 가질 수 있다. 따라서, 가열되는 속도가 서로 다른 브레이징 대상물(2)이 제1 이송유니트(100)와 제2 이송유니트(100a)에 의하여 한꺼번에 이송될 수 있다.
예를 들어, 두께 60mm인 브레이징 대상물과 두께 100mm인 브레이징 대상물이 있을 경우에 두께 60mm인 브레이징 대상물은 제1 이송유니트(100)의 메쉬벨트(80)에 적재하고 두께 100mm인 브레이징 대상물은 제2 이송유니트(100a)의 메쉬벨트(80)에 적재한 후, 제1 이송유니트(100)의 이송속도를 제2 이송유니트(100a)의 이송속도에 비하여 빠르게 한다. 이것은 예열유니트(300)와 가열유니트(400)를 경 유하면서 두께 60mm인 브레이징 대상물이 두께 100mm인 브레이징 대상물에 비하여 먼저 브레이징 온도에 도달하기 때문이다.
이와 같이, 본 발명인 브레이징 퍼니스 장치(1)는 제1,2 이송유니트(100)(100a)의 이송속도를 상이하게 할 수 있기 때문에 가열되는 속도가 서로 다른 브레이징 대상물을 한꺼번에 처리할 수 있다.
또한, 클러치부재(70)에 의하여 제2 이송유니트(100a)의 제1 축(13)은 제1 이송유니트(100)의 제1 축(13)과 서로 연결될 수도 있기 때문에 제1,2 이송유니트(100)(100a)의 이송속도를 동일하게 할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 브레이징 대상물(2)은 이송유니트(100)(100a)에 의하여 이송되면서 전실(200)과, 예열 유니트(300)와, 가열 유니트(400)와, 수냉 유니트(500)와, 후실(600)과, 공냉 유니트(700)를 순차적으로 경유한다.
전실(200)은 예열유니트(300)의 전방(前方)에 설치되어 외부의 공기가 예열유니트(300)로 유입되는 것을 방지한다. 도 4a 및 도 4b에 나타난 바와 같이, 전실(200)은 개폐용 모터(미도시)에 의하여 개폐되는 입구도어(210)와, 내부에 밀집되도록 설치되어 외부 공기가 예열유니트(300)로 유입되는 것을 차단하는 메탈커튼(220)과, 예열유니트(300)로부터 전달된 열에 의하여 전실(200)이 과열되는 것을 방지하는 냉각부(230)를 구비한다. 냉각부(230)는 전실(200)의 둘레에 구비된 것으로서, 내부에는 냉각수(미도시)가 채워진다. 미설명 참조부호 240은 제1,2 이송유니트(100)(100a)의 메쉬벨트(80)가 접촉되는 것을 방지하는 가이드 부재이다.
전실(200)을 경유한 브레이징 대상물(2)은 예열유니트(300)로 이송된다. 예 열유니트(300)는 보온 또는 단열을 위해 밀폐된 퍼니스부재(310)와, 퍼니스부재(310) 내부의 가스 분위기의 관리를 위해 대상물(2)을 에워 쌀 수 있도록 퍼니스부재(310) 내부에 위치되고 하부가 개방된 터널형 머플부재(320)와, 머플부재(320)의 상측과 하측에 예열부재(330)와, 퍼니스부재(310) 내부로 가스를 공급시키기 위한 가스공급부재(340)와, 퍼니스부재(310) 내부의 가열된 가스를 연속적으로 순환시키기 위한 순환부재(350)를 구비한다.
가스공급부재(340)로부터 분출된 산화방지가스 예를 들면, 질소가스는 상부로 이동된 후 순환부재(350)의 팬(352)에 의하여 측벽쪽으로 이동되고, 이어서 머플부재(320)의 아래로 이동된다. 즉, 가스공급부재(340)로부터 분출된 산화방지가스는 화살표 방향을 따라 이동되면서 예열부재(330)에 의하여 가열되고, 가열된 질소가스는 브레이징 대상물(2)을 예열한다. 퍼니스부재(310)의 내부 온도는 브레이징 대상물(2)의 종류, 퍼니스부재(310)의 규격에 따라 달라지지만, 통상 약 500℃ 정도를 유지하는 것이 바람직하다. 퍼니스부재(310)의 내부 온도는 열전대(334)에 의하여 측정된다. 또한, 퍼니스부재(310)의 내부에는 산소측정부재(미도시)가 설치된다. 산소측정부재는 퍼니스부재(310) 내부의 산소 농도를 일정수준 이하 예를 들면, 약 50ppm 이하로 하기 위해서 설치된다.
예열유니트(300)에 의하여 예열된 브레이징 대상물(2)은 가열유니트(400)로 이동된다. 가열유니트(400)는 밀폐된 공간을 가진 가열퍼니스(410)와, 가열퍼니스(410) 내부에서 대상물(2)을 밀집되게 에워 쌀 수 있도록 가열퍼니스(410)의 내부에 위치된 터널형 노심부재(420)와, 노심부재(420)의 상부와 하부에 각각 배치된 가열부재(430)와, 가열퍼니스 (410)의 내부에 질소가스를 공급하기 위한 가스공급관(442)과, 가열퍼니스(410) 내부의 산소 농도를 측정하기 위한 산소측정부재(444)를 구비한다.
가열퍼니스(410)는 바닥면에 마련된 다층의 내화벽돌부재(418)와, 가열퍼니스(410)의 내측에 소정 두께로 설치되는 메인 보온부재(411)와, 가열퍼니스(410)의 천정과 메인 보온부재(411)의 내측에 설치되는 메인 단열부재(415)를 구비한다.
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.
메인 보온부재(411)는 현무암ㆍ안산암 등을 녹여 만든 섬유 같은 물질로 제조되며, 열절연체로서 보온ㆍ보냉(保冷) 및 흡음재로 쓰이는 암면 (巖綿:rock wool), 또는 안산암ㆍ현무암 등의 암석이나 니켈ㆍ망간의 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) 등을 사용한다. 메인 단열부재(415)는 세라믹 파이버(ceramic fiber)로 이루어진다.
노심부재(420)는 히터부재(430)에 의해 브레이징 대상물(2)을 직접 가열하지 않고 자체 가열에 의한 복사열에 의해 브레이징 대상물(2)을 가열시킴으로써 브레 이징 대상물(2)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(2)을 최소 부피로 감싸므로써, 가스 분위기를 밀집, 최소화시키기 위한 것이다. 노심부재(420) 내부의 온도는 열전대(436)에 의하여 측정된다. 가열퍼니스(410)의 내부 온도는 브레이징 대상물(2)의 종류, 가열퍼니스(410)의 규격에 따라 달라지지만, 통상 약 620℃ 정도를 유지하는 것이 바람직하다.
가스공급관(442)은 질소가스를 공급하여 브레이징 대상물(2)이 산화되지 않도록 하고, 산소측정부재(444)는 산소 농도를 측정한다. 가스공급관(442)은 압축탱크(35)로부터 공급되는 질소가스가 이동되는 관이다.
가열유니트(400)에서 브레이징된 대상물(2)은 수냉유니트(500)로 이송된다. 수냉유니트(500)는 가열유니트(400)에 의해 가열되어 브레이징된 대상물(2)이 산화되지 않을 정도의 온도 이하로 냉각시킨다. 도 7a 및 도 7b에 나타난 바와 같이, 수냉유니트(500)는 내부에 냉각수가 수용된 터널형 냉각챔버(510)를 구비한다.
냉각챔버(510)는 터널의 내부에 브레이징 된 대상물(2)을 위치시킨 상태에서 냉각챔버(510)에 수용된 냉각수에 의해 대상물(2)을 약 400℃ 정도로 냉각시킴으로써 고온의 브레이징 대상물(2)의 표면에 존재하는 플럭스가 산화되는 것을 방지한다. 냉각챔버(510)의 하단에는 3개의 청소구(516)가 마련된다. 냉각챔버(510)의 바닥면은 중앙을 기준으로 경사지게 설계된다. 바닥면 중앙에는 두 개의 메쉬벨트(80)가 접촉하는 것을 방지하는 가이드 부재(240)가 설치된다.
수냉유니트(500)를 거친 브레이징 대상물(2)은 후실(600)로 이송된다. 후실(600)은 메탈커튼(610)과, 출구도어(620)를 구비한다. 메탈커튼(610)은 내부의 질소가스가 외부로 누출되는 것을 최소화한다.
또한, 도 1a에 나타난 바와 같이, 출구도어(620)의 전방(前方)과 입구도어(210)의 후방(後方)에는 배기관(280)이 설치되어 있기 때문에 누출되는 질소가스가 배기관(280)으로 유입된다. 배기관(280)으로 유입된 질소가스는 필터장치(미도시)로 이동된다.
공냉 유니트(700)는 후실(600)을 경유한 브레이징 대상물(2)을 공기를 이용하여 냉각시킨다. 공냉 유니트(700)는 공냉챔버(710)와, 공냉챔버(710)의 상부에 설치된 배기팬(720)과, 공냉챔버(710)의 하부와 측벽에 설치된 팬(730)을 구비한다. 팬(730)은 공냉챔버(710)의 내부로 공기를 주입하고, 배기팬(720)은 공냉챔버(710) 내부의 공기를 외부로 배출한다.
공냉유니트(700)를 거친 브레이징 대상물은 제1,2 이송유니트(100)(100a)의 종동기어부(90)쪽으로 이송된다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 장치와 이를 이용한 브레이징 방법은 가열되는 속도가 서로 다른 브레이징 대상물을 한꺼번에 브레이징 처리할 수 있다는 장점을 가진다. 또한, 클러치 부재를 이용하여 제1 축을 선택적으로 연결할 수 있기 때문에 메쉬벨트의 폭을 초과하는 사이즈의 브레이징 대상물도 처리할 수 있다.

Claims (7)

  1. 적어도 두 개 이상의 이송 유니트를 구비하고,
    각각의 이송 유니트는 각각 구동모터를 구비함으로써 다른 이송 유니트의 이송속도와는 다른 이송속도로 브레이징 대상물을 이송시킬 수 있고,
    각각의 이송유니트의 제1 축이 클러치 부재에 의하여 선택적으로 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 브레이징 퍼니스 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    이송 유니트는,
    구동기어부와 종동기어부를 연결하도록 무한궤도상으로 설치되어 구동력을 전달하는 메쉬벨트; 및
    메쉬벨트에 걸리는 인장력을 조절할 수 있도록 메쉬벨트에 승하강이 가능하게 설치된 텐션롤러;를 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이징 퍼니스 장치.
  3. 적어도 두 개 이상의 이송 유니트를 구비하고,
    각각의 이송 유니트는 각각 구동모터를 구비함으로써 다른 이송 유니트의 이송속도와는 다른 이송속도로 브레이징 대상물을 이송시킬 수 있으며,
    이송 유니트는,
    구동모터에 의하여 회전하고 외주면에 고무층이 구비된 메인 기어;
    회동축에 회동 가능하도록 설치된 레버 부재;
    레버 부재의 한쪽 끝단에 회전 가능하도록 설치된 보조 기어; 및
    보조 기어에 의하여 메쉬벨트가 메인 기어에 밀착되도록 레버 부재를 회동시키는 밀착부재;를 구비하여, 메인 기어가 헛도는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 브레이징 퍼니스 장치.
  4. 삭제
  5. 적어도 두 개 이상의 이송 유니트;
    브레이징 대상물을 예열시키는 예열 유니트; 및
    예열된 브레이징 대상물을 가열하는 가열 유니트;를 구비하고,
    각각의 이송 유니트는 각각 구동모터를 구비함으로써 다른 이송 유니트의 이송속도와는 다른 이송속도로 브레이징 대상물을 이송시킬 수 있으며,
    예열 유니트 및 가열 유니트는 브레이징 대상물의 산화를 방지하기 위하여 산화방지 가스로 충진된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 브레이징 퍼니스 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    미리 정해진 압력으로 산화방지 가스를 저장하는 압축탱크; 및
    구동모터가 작동이 불가능한 경우에 압축된 산화방지 가스를 압축탱크로부터 공급받아 이송 유니트를 구동하는 에어모터;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이징 퍼니스 장치.
  7. 가열되는 속도가 서로 다른 브레이징 대상물을 서로 다른 이송 유니트에 분리하여 적재한 후, 가열되는 속도가 빠른 브레이징 대상물이 적재된 이송유니트의 이송속도를 가열되는 속도가 느린 브레이징 대상물이 적재된 이송유니트의 이송속도보다 빠르게 하는 것을 특징으로 하는 브레이징 방법.
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