KR101079435B1 - Cooling Apparatus - Google Patents

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Abstract

(극) 저온 공기를 이용하여 냉각 대상물을 급속 냉각시킬 수 있도록 한 급속 냉각 장치가 제공된다.(Polar) A rapid cooling apparatus is provided which enables rapid cooling of a cooling object by using low temperature air.

상기 급속형 냉각 장치는 그 구성 일예로서, 냉각 대상물이 내부에 놓이거나 통과되는 냉각쳄버; 및, 상기 냉각쳄버에 하나 이상 구비되고 유입된 압축공기를 매개로 저온공기를 상기 냉각쳄버에 공급토록 제공되는 저온공기 공급수단;을 포함하되, 상기 저온공기 공급수단은, 압축공기가 공급되고 고온공기와 저온공기를 분리 배출하는 볼텍스튜브로 제공되고, 상기 볼텍스 튜브의 저온공기 배출 측은 상기 냉각쳄버를 관통하여 그 내부에 저온공기를 공급토록 배치되어 냉각 대상물의 급속 냉각을 가능토록 구성될 수 있다.The rapid cooling device is an example of the configuration, the cooling chamber in which the object to be cooled is placed or passed; And low-temperature air supply means provided at least one of the cooling chambers and provided to supply the low-temperature air to the cooling chambers through the compressed air introduced therein, wherein the low-temperature air supply means is supplied with compressed air and has a high temperature. It is provided as a vortex tube that separates and discharges air and low temperature air, and the low temperature air discharge side of the vortex tube is disposed to supply low temperature air through the cooling chamber to enable rapid cooling of the cooling object. .

이와 같은 본 발명에 의하면, 압연공정에서 생산된 고온의 스트립(Strip)과 같은 냉각 대상물의 급속 냉각을 가능하게 하는 것은 물론, 기존 냉각수에 의한 스트립 표면에서의 스케일 발생이 없고, 볼텍스 원리에 의한 (극) 저온공기를 이용하기 때문에, 장치 구조는 간단하지만 냉각 효율은 매우 우수한 실용적인 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, as well as enabling rapid cooling of the cooling object, such as the hot strip produced in the rolling process, there is no scale generation on the surface of the strip by the existing cooling water, and according to the vortex principle ( Extreme) Because of the use of low temperature air, a practical effect can be obtained with a simple device structure but a very high cooling efficiency.

급속 냉각, 극 저온 공기, 볼텍스, 고온 스트립 냉각 Rapid cooling, cryogenic air, vortex, high temperature strip cooling

Description

급속형 냉각 장치{Cooling Apparatus}Rapid Cooling Apparatus {Cooling Apparatus}

본 발명은 (극) 저온 공기를 이용하여 냉각 대상물을 급속 냉각시킬 수 있도록 한 급속형 냉각 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 압연공정에서 생산된 고온의 스트립(Strip)과 같은 냉각 대상물의 급속 냉각을 가능하게 하는 것은 물론, 기존 냉각수에 의한 스트립 표면에서의 스케일 발생이 없고, 압축공기를 볼텍스 원리를 이용하여 (극) 저온공기를 이용하기 때문에, 장치 구조는 간단하지만 냉각 효율은 매우 우수하게 한 급속형 냉각 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rapid cooling device capable of rapidly cooling an object to be cooled using (extreme) low temperature air, and more particularly, to rapidly cooling an object to be cooled, such as a hot strip produced in a rolling process. In addition, since there is no scale generation on the strip surface by the existing cooling water and the compressed air uses (extreme) low temperature air using the vortex principle, the device structure is simple but the cooling efficiency is very excellent. A rapid cooling device.

생산 공정상 고온 처리(가열) 또는 고온 상태에서 처리되는 대상물의 생산 공정이 완료되면, 처리된 대상물의 후처리를 위한 급속 냉각이 필요하게 된다. 또는 대상물의 여러 성질을 원하는 상태로 하기 위하여 고온 상태의 대상물을 급속 냉각하기도 한다.When the production process of the object to be treated at a high temperature treatment (heating) or a high temperature in the production process is completed, rapid cooling for the post-treatment of the treated object is required. Alternatively, the object in a high temperature state may be rapidly cooled in order to bring various properties of the object into a desired state.

예를 들어, 제철소의 여러 생산 공정에서는 강판, 후판(판재) 또는 연속 생산되는 스트립(strip)과 코일 등은 그 기계적 성질을 각종 기준에 맞추기 위하여 급속 냉각하거나, 압연공정을 거친 스트립을 수요가가 요구하는 최종 제품으로 가공하기 위하여 급속 냉각을 하게 된다.For example, in many steel mills, steel sheets, thick plates, or strips and coils that are continuously produced may require rapid cooling or rolling strips to meet their mechanical properties. Rapid cooling is performed to produce the required final product.

한편, 이와 같은 고온 스트립 등의 냉각시, 주로 사용되는 냉각 매체는 냉각수, 대기공기, 해수 또는 냉각가스(예를 들어 HN Gas 등) 등이 있다. On the other hand, in the cooling of such a high temperature strip, the cooling medium mainly used is cooling water, atmospheric air, sea water or cooling gas (for example, HN gas).

그런데, 이와 같은 냉각매체 중 냉각수나 해수 등을 사용하는 경우에는 스트립의 표면을 산화시키어 표면에 스케일을 형성시키게 되어, 별도의 스케일 제거 단계나 건조단계가 필요하고, 실질적으로 제품 불량의 원인으로 제공되기도 한다.However, in the case of using cooling water or seawater among such cooling mediums, the surface of the strip is oxidized to form scales on the surface, so that a separate scale removing step or drying step is required, and it is substantially provided as a cause of product defects. Sometimes.

반대로, 대기공기나 냉각가스 등의 압축유체 상태로 분사되는 경우에는 상기와 같은 냉각수 사용에 따른 스케일 발생 등의 문제를 제거되나, 대기공기의 경우 냉각 효율성이 떨어져 스트립의 온도를 급속하게 냉각시키는 것은 사실상 불가능하고, 따라서 냉각 시간이 오래 걸리게 되어 생산 공정상 생산 속도에 영향을 미치게 된다.On the contrary, when sprayed in a compressed fluid state such as air or cooling gas, problems such as scale generation due to the use of the coolant are eliminated, but in the case of air, cooling of the strip rapidly due to low cooling efficiency It is virtually impossible and therefore takes a long time to cool, affecting the production speed in the production process.

더욱이, 대기공기를 이용하는 경우 대용량으로 대기공기를 분사하여야 하기 때문에, 대용량 분사에 따른 별도의 복잡한 설비가 필요하고, 스트립이 통과하는 쳄버의 길이도 길게 하여야 하는 것이다.In addition, when using the air, the air must be injected with a large capacity, so a separate complicated facility is required according to the large-capacity injection, and the length of the chamber through which the strip passes must be increased.

또한, 냉각가스의 경우 그 자체로 단가가 대기공기 보다는 높기 때문에, 생산 비용을 높이는 문제가 있었다.In addition, in the case of the cooling gas itself because the unit price is higher than the air, there was a problem to increase the production cost.

이에 따라서, 본 발명의 출원인은 대기의 공기를 압축 이용하되, 극 저온으로 처리하는 것을 가능하게 하여, 특히 고속 진행되는 스트립의 급속 냉각을 구현하고, 설비는 기존에 비하여 간단하여 전체적으로 생산성을 향상시킨 본 발명을 제안하게 되었다.Accordingly, the Applicant of the present invention makes it possible to compress and use atmospheric air at a very low temperature, thereby implementing rapid cooling of the strip which is particularly fast, and the facility is simpler than the conventional one, improving overall productivity. The present invention has been proposed.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 압연공정에서 생산된 고온 스트립과 같은 냉각 대상물의 급속 냉각을 가능하게 하는 것은 물론, 기존 냉각수에 의한 스트립 표면에서의 스케일 발생이 없고, 볼텍스 원리에 의한 (극) 저온공기를 이용하기 때문에, 장치 구조는 간단하지만 냉각 효율은 매우 우수한 급속형 냉각 장치를 제공하는 데에 있다.The present invention has been proposed in order to solve the above-described conventional problems, the object of the aspect is to enable rapid cooling of the cooling object, such as hot strip produced in the rolling process, as well as scale on the surface of the strip by the existing cooling water It is to provide a rapid cooling device that is free from occurrence and uses (extreme) low temperature air according to the vortex principle, but has a simple structure but very excellent cooling efficiency.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 냉각 대상물이 내부에 놓이거나 통과되는 냉각쳄버; 및,
상기 냉각쳄버에 하나 이상 구비되고 유입된 압축공기를 매개로 저온공기를 상기 냉각쳄버에 공급토록 제공되는 저온공기 공급수단;
을 포함하되,
상기 저온공기 공급수단은, 압축공기가 공급되고 고온공기와 저온공기를 분리 배출하는 볼텍스튜브로 제공되고, 상기 볼텍스 튜브의 저온공기 배출 측은 상기 냉각쳄버를 관통하여 그 내부에 저온공기를 공급토록 배치되어 냉각 대상물의 급속 냉각을 가능토록 구성된 냉각 장치를 제공한다.As a technical aspect for achieving the above object, the present invention, the cooling chamber is placed or passed through the cooling object; And,
At least one cold air supply means provided in the cooling chamber and provided to supply the low temperature air to the cooling chamber through the compressed air introduced thereto;
Including,
The low temperature air supply means is provided as a vortex tube for supplying compressed air and separating and discharging the high temperature air and the low temperature air, and the low temperature air discharge side of the vortex tube passes through the cooling chamber to supply the low temperature air therein. To provide a cooling device configured to enable rapid cooling of the cooling object.

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바람직하게는, 상기 냉각 대상물은 상기 냉각쳄버를 통과하면서 급속 냉각되는 고온의 스트립으로 제공되고, 상기 냉각쳄버는, 상기 고온의 스트립이 통과되는 입,출구를 포함할 수 있다.Preferably, the object to be cooled is provided as a high temperature strip which is rapidly cooled while passing through the cooling chamber, and the cooling chamber may include an inlet and an outlet through which the high temperature strip passes.

더 바람직하게는, 상기 냉각쳄버의 입,출구측에 외부 공기의 냉각쳄버 유입 을 차단토록 제공되는 외부공기 차단유닛을 더 포함하는 것이다.More preferably, the air inlet and outlet side of the cooling chamber further comprises an external air blocking unit provided to block the inflow of the cooling chamber of the outside air.

더 바람직하게는, 상기 외부공기 차단유닛은, 상기 냉각쳄버의 입,출구 측에 공기를 분사하여 외부공기의 냉각쳄버 유입을 차단토록 제공되는 에어 나이프를 포함하는 것이다.More preferably, the external air blocking unit includes an air knife provided to block the inlet of the cooling air to the outside air by injecting air to the inlet and outlet sides of the cooling chamber.

바람직하게는, 상기 저온공기 공급수단에 압축공기를 공급토록 제공되는 압축기; 및, 상기 압축기와 연결되는 냉각기와 필터 중 어느 하나 또는 이들 모두;를 구비하여 상기 저온공기 공급수단에 연계되는 압축공기 공급유닛을 더 포함할 수 있다.Preferably, the compressor provided to supply compressed air to the low temperature air supply means; And, any one or both of the cooler and the filter connected to the compressor; and may further include a compressed air supply unit connected to the low temperature air supply means.

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더 바람직하게는, 상기 볼텍스 튜브는, 상기 냉각쳄버의 상,하측에 다수개가 패턴을 이루면서 배치되는 것이다.More preferably, the vortex tube is arranged in a plurality of upper and lower sides of the cooling chamber in a pattern.

이와 같은 본 발명에 의하면, 냉각 대상물 예를 들어, 압연공정에서 생산된 고온의 스트립(Strip)을 기존의 냉각수나 대기공기를 이용하지 않고, 극 저온의 공 기를 이용하여 보다 급속의 냉각을 가능하게 하는 우수한 효과를 제공한다.According to the present invention, it is possible to more rapidly cool the object to be cooled, for example, by using a very low temperature air, without using a high temperature strip produced in the rolling process, conventional cooling water or atmospheric air. To provide an excellent effect.

특히, 본 발명은 기존의 냉각수 사용에 따른 스트립 표면에서의 스케일 발생이 없고, 기존의 대기공기 사용에 따른 냉각 지연이나 저효율 냉각을 탈피하면서, 압축공기를 볼텍스 원리를 이용하여 발생되는 (극) 저온공기를 이용하기 때문에, 장치 구조는 간단하지만 냉각 효율은 매우 우수하게 되는 다른 우수한 효과를 제공하는 것이다.In particular, the present invention does not generate scale on the surface of the strip due to the use of conventional cooling water, and avoids the cooling delay or low efficiency cooling caused by the use of conventional atmospheric air, while compressed air is generated using the vortex principle. Because of the use of air, the device structure is simple but provides another good effect that the cooling efficiency is very good.

더하여, 급속 냉각을 가능하게 하기 때문에, 고온 스트립과 같은 진행되는 냉각 대상물의 고속 진행을 가능하게 하여 결과적으로 스트립 생산성을 안정적으로 유지시키거나 향상시키는 또 다른 우수한 효과를 제공하는 것이다.In addition, by enabling rapid cooling, it is possible to allow high-speed progression of an on-going cooling object, such as a hot strip, and consequently provide another excellent effect of stably maintaining or improving strip productivity.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention according to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명에 따른 급속 냉각장치는 대기중의 공기를 간단하게 압축하여 사용하되, 이 압축공기를 저온공기 공급수단인 볼텍스 튜브로 공급하고, 상기 튜브를 통하여 방출되는 대략 0℃ ~ -40℃ 사이의 극 저온공기를 압연공정 등을 통하여 온도가 높은 고온의 스트립이 통과하는 냉각쳄버의 내부에 공급 충진함으로써, 고온 스트립의 고속 진행에도 급속 냉각을 구현 가능하게 한 것에 그 실시예적 특징이 있다.First, the rapid cooling apparatus according to the present invention is used by simply compressing the air in the atmosphere, supplying this compressed air to the vortex tube which is a low temperature air supply means, and is discharged through the tube is approximately 0 ℃ ~ -40 ℃ By supplying and filling the cryogenic air between the inside of the cooling chamber through which the hot strip of high temperature passes through a rolling process or the like, it is possible to implement rapid cooling even at high speed of the hot strip.

이와 같은 본 발명의 급속형 냉각 장치(1)를 도면에 따라 그 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.The preferred embodiment of the rapid cooling device 1 according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

먼저, 도 1 및 도 2에서는 본 발명인 급속 냉각장치(1)의 일 실시예를 전체 구성 및 평면 구성으로 도시하고 있고, 도 3에서는 본 발명의 장치를 세부적인 구조도로 도시하고 있다.First, Figures 1 and 2 show one embodiment of the rapid cooling apparatus 1 of the present invention in a general configuration and a planar configuration, and in Figure 3 shows a detailed structural diagram of the apparatus of the present invention.

예컨대, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 냉각 장치(1)는, 크게 냉각 대상물(10)이 내부에 놓이거나 통과되는 냉각쳄버(30) 및, 상기 냉각쳄버(30)에 구비되되 압축공기가 유입되면 저온공기를 배출하여 냉각쳄버에 저온공기(A2)를 공급토록 제공되는 저온공기 공급수단을 포함하여 일 실시예적으로 구성될 수 있다.For example, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the cooling device 1 of the present invention includes a cooling chamber 30 in which a cooling object 10 is placed or passed through and a cooling chamber 30. When the compressed air is introduced, the low-temperature air may be discharged to include the low-temperature air supply means provided to supply the low-temperature air A2 to the cooling chamber.

따라서, 본 발명의 냉각 장치는 고온 처리된 후, 후 공정을 위하여 급속냉각되는 것이 필요한 냉각 대상물(10)이 저온 공기(도 3의 A2)가 공급되는 냉각쳄버(10)의 내부에 소정의 시간동안 놓이거나, 냉각쳄버(10)를 통과하면서 저온공기(A2)에 열이 전달되면서 급속 냉각되게 된다.Therefore, in the cooling apparatus of the present invention, after a high temperature treatment, the cooling target 10 that needs to be rapidly cooled for a later process is a predetermined time inside the cooling chamber 10 to which low-temperature air (A2 in FIG. 3) is supplied. The heat is transferred to the cold air A2 while passing through the cooling chamber 10 or rapidly cooled.

특히, 본 실시예에서 상기 냉각 대상물(10)은, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 예를 들어 압연공정을 거친 고온의 스트립으로 제공될 수 있다. 다만, 이하에서는 냉각 대상물인 본 실시예의 고온의 스트립의 도면부호를 '10'으로 표기하여 설명한다. In particular, the cooling object 10 in the present embodiment, as shown in Figure 1 and 2, for example, may be provided as a high temperature strip through a rolling process. However, hereinafter, reference numerals of the hot strips of the present embodiment, which are cooling objects, will be described with reference to '10'.

결국, 본 발명의 장치는 냉각쳄버(30)의 내부에 기존의 냉각수나 대기공기 또는 고가의 냉각가스 대신에, 저온공기(A2)를 충진하고 저온공기(A2)가 채워진 냉각쳄버(30)를 고온 스트립(10)이 통과하면서 급속 냉각되는 것이다.As a result, the apparatus of the present invention fills the cooling chamber 30 filled with the low temperature air A2 and filled with the low temperature air A2, instead of the existing cooling water, atmospheric air, or expensive cooling gas inside the cooling chamber 30. As the hot strip 10 passes, it is rapidly cooled.

즉, 도 3과 같이, 본 발명의 장치에서는 냉각쳄버를 통과하는 고온 스트 립(10)의 상,하면에 저온공기 공급수단 예를 들어, 다음에 상세하게 설명하는 볼텍스 튜브(50)를 통하여 직접 저온공기(A2)를 분사하여 고온 스트립의 급속 냉각을 수행하면서, 동시에 냉각쳄버(30)의 내부에 채워진 저온공기(A2)에 의한 열의 복사 및 전도를 통하여 스트립의 냉각도 구현된다.That is, as shown in Fig. 3, in the apparatus of the present invention, a low temperature air supply means on the upper and lower surfaces of the high temperature strip 10 passing through the cooling chamber, for example, directly through the vortex tube 50 described in detail below. While cooling the hot strip by spraying the low temperature air (A2), at the same time, the cooling of the strip through the radiation and conduction of heat by the low temperature air (A2) filled in the cooling chamber 30 is also implemented.

한편, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치에서 상기 냉각쳄버(10)에는 고온 스트립(10)이 진행되면서 급속냉각되기 위하여 고온 스트립(10)이 통과하는 입,출구(32)(34) 즉, 강판의 폭 보다는 크게 절개된 개구부를 포함할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, in the apparatus of the present invention, the cooling chamber 10 has an inlet and an outlet 32 and 34 through which the hot strip 10 passes in order to rapidly cool as the hot strip 10 proceeds. That is, it may include an opening cut out larger than the width of the steel sheet.

이때, 본 발명의 장치에서 상기 냉각쳄버(30)는 내부에 저온공기(A2)가 채워질 수 있는 공간을 갖는 스틸 구조의 박스 형태로 제공될 수 있고, 상기 입,출구는 절개시키어 제공할 수 있다.At this time, the cooling chamber 30 in the apparatus of the present invention may be provided in the form of a box of a steel structure having a space for filling the low-temperature air (A2) therein, the inlet, the outlet may be provided by cutting. .

한편, 도 1에서는 별도로 도시하지 않았지만, 본 발명의 냉각쳄버(30)는 고온 스트립(10)의 원활한 진행을 위하여 입,출측 및 내부에 다수개의 스트립 이송 지지롤러(미도시)들이 제공될 수 있음은 물론이다.On the other hand, although not shown separately in Figure 1, the cooling chamber 30 of the present invention may be provided with a plurality of strip transport support rollers (not shown) in the inlet, outlet and inside for the smooth progress of the high temperature strip (10). Of course.

이때, 다음에 상세하게 설명하는 본 발명 장치에서 냉각구현을 가능하게 하는 상기 저온공기 공급수단의 볼텍스 튜브(50)는, 도 1 및 도 2와 같이, 상기 냉각쳄버(30)의 상,하측에 다수개가 소정의 패턴을 이루면서 배치되는 것이 고온 스트립의 균일한 냉각을 위하여 바람직할 것이다.At this time, the vortex tube 50 of the low temperature air supply means that enables the cooling implementation in the apparatus described in detail below, as shown in Figs. 1 and 2, the upper and lower sides of the cooling chamber 30 It may be desirable for multiples to be arranged in a predetermined pattern for uniform cooling of the hot strips.

예를 들어, 이와 같은 저온공기 공급수단의 볼텍스 튜브(50)는, 상기 냉각쳄버의 상,하측에 지그제그로 일정 간격을 유지하면서 배치되는 것이 바람직하고, 이경우 도 3과 같이 진행되는 고온 스트립(10)의 상,하면에 고르게 저온공기(A2)를 분사시키어 스트립의 면이 고르게 냉각되게 하는 것을 가능하게 할 것이다.For example, it is preferable that the vortex tube 50 of the low temperature air supply means is arranged while maintaining a predetermined interval in a zigzag on the upper and lower sides of the cooling chamber. It is possible to spray the low temperature air A2 evenly on the upper and lower surfaces of 10) to make the surface of the strip evenly cooled.

예를 들어, 고온 스트립의 국부적인 과 냉각은 스트립의 제품 품질에 영향을 미치기 때문에, 가능한 고온 스트립이 냉각쳄버(30)를 통과하면서는 고르게 냉각되도록 하는 것이 필요하다.For example, because local overcooling of the hot strip affects the product quality of the strip, it is necessary to allow the hot strip to cool as evenly as possible through the cooling chamber 30.

한편, 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치에서 실질적으로 고온 스트립(10)의 급속 냉각을 가능하게 하는 본 발명의 상기 저온공기 공급수단은, 다음에 상세하게 설명하는 도 1의 압축공기 공급유닛(90)에서 공급되는 압축공기(A1)가 내부에 공급되고 고온공기(A3)와 저온공기(A2)를 분리 배출하는 볼텍스 튜브(vortex tube)(50)로 제공될 수 있다.On the other hand, as shown in Figures 1 to 3, the cold air supply means of the present invention that enables the rapid cooling of the hot strip 10 substantially in the apparatus of the present invention, Figure 1 described in detail below. Compressed air (A1) is supplied from the compressed air supply unit 90 of the supply may be provided as a vortex tube (vortex tube) (50) for discharging and discharging the high-temperature air (A3) and low-temperature air (A2). .

따라서, 아래에서 상세하게 설명하듯이, 저온공기(A2)의 배출구측을 냉각쳄버(30)의 내부에 위치되도록 냉각쳄버에 장착하면, 상기 볼텍스 튜브(50)에 배출되는 (극) 저온공기(A2)가 진행되는 고온 스트립(10)에 표면에 분사되거나 냉각쳄버의 내부에 채워져, 열 전달을 통하여 스트립의 급속 냉각이 구현되는 것이다.Therefore, as will be described in detail below, when the outlet side of the low temperature air A2 is mounted on the cooling chamber so as to be located inside the cooling chamber 30, the (extreme) low temperature air discharged to the vortex tube 50 ( A2) is sprayed on the surface or filled in the interior of the cooling chamber in the hot strip 10, the rapid cooling of the strip is implemented through heat transfer.

이때, 도 3에서는 이와 같은 본 발명의 저온공기 공급수단인 볼텍스 튜브(50)의 설치구조롤 상세하게 도시하고 있다.At this time, Figure 3 shows in detail the installation structure of the vortex tube 50, which is a low temperature air supply means of the present invention.

즉, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 볼텍스 튜브(50)는, 유입되는 압축공기(A1)의 볼텍스(vortex)를 고속으로 형성하는 스크류부(52a)(공기 회전실)이 구비된 튜브바디(52)의 일측에는 고온공기(A3)의 배출을 조절하는 밸브(56a)가 장착된 고온공기 배출구(56)가 연결되는 연결관부(54)가 연결되어 있다.That is, as shown in Figure 3, the vortex tube 50, the tube body is provided with a screw portion (52a) (air rotating chamber) for forming a vortex (vortex) of the compressed air (A1) flowing in at high speed One side of the 52 is connected to the connecting pipe portion 54 is connected to the hot air outlet 56 is equipped with a valve 56a for controlling the discharge of the hot air (A3).

그리고, 상기 튜브바디(52)의 연결관부 반대측에는 저온공기(A2)를 배출하는 배출구(58)가 일체로 형성되고, 상기 배출구(58)에는 냉각쳄버(30)의 구멍(36)을 통과하는 파이프 형태의 저온공기 배출노즐(60)이 연결되어 있다.In addition, an outlet 58 for discharging the low-temperature air A2 is integrally formed on the opposite side of the connecting tube portion of the tube body 52, and the outlet 58 passes through the hole 36 of the cooling chamber 30. The low temperature air discharge nozzle 60 in the form of a pipe is connected.

이때, 상기 저온공기 공급수단인 볼텍스 튜브(50)의 튜브 바디(52)는, 도 3과 같이 냉각쳄버(30)의 구멍(36) 주변에 장착되는 브라켓트(62)에 상기 저온공기 배출노즐(60)이 냉각쳄버의 구멍(36)의 패킹(P)을 밀봉상태로 통과하도록 수직하게 설치될 수 있다.At this time, the tube body 52 of the vortex tube 50, which is the low temperature air supplying means, is mounted on the bracket 62 mounted around the hole 36 of the cooling chamber 30, as shown in FIG. 60 may be installed vertically to pass the packing P of the hole 36 of the cooling chamber in a sealed state.

한편, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치(1)는, 바람직하게는 상기 저온공기 공급수단인 볼텍스 튜브(50)에 압축공기를 공급토록 연계되는 대기공기가 흡입 압축되는 공기 압축기(92)를 포함하는 압축공기 공급유닛(90)을 더 포함한다.On the other hand, as shown in Figure 1, the apparatus (1) of the present invention is preferably an air compressor that is sucked and compressed air air connected to supply compressed air to the vortex tube 50, which is the low temperature air supply means ( It further comprises a compressed air supply unit 90 comprising a 92).

이때, 상기 압축기(92)에는 외부의 대기공기(A)가 유입되면서 압축 배출되고, 이와 같은 압축기에는 대기공기의 압축시 발생되는 열을 포함하는 압축공기를 냉각하기 위한 냉각기(94)와 압축공기에 포함된 이물을 제거하는 필터(96)중 어느 하나 또는 이들 모두와 연결되는 것이 바람직하다.At this time, the compressor 92 is compressed and discharged while the outside air (A) is introduced, the compressor (94) and the compressed air for cooling the compressed air containing heat generated during the compression of the atmospheric air in such a compressor It is preferable to connect with any one or both of the filter 96 to remove the foreign matter contained in.

따라서, 압축시 온도가 올라간 압축공기(A1)는 냉각기(94)에서 냉각되고, 압축공기에 포함되어 냉각쳄버(30)의 내부에서 진행되는 고온 스트립(10)의 표면에 분사될때 스트립 표면에 흠 등을 발생시키는 이물을 제거한다.Therefore, the compressed air A1 at which the temperature rises during compression is cooled in the cooler 94, and when the sprayed air is injected onto the surface of the hot strip 10, which is included in the compressed air and proceeds inside the cooling chamber 30, the surface of the strip is damaged. Remove foreign substances that cause the back.

한편, 이와 같은 본 발명에서 사용되는 볼텍스 튜브(50)는, 압축공기 공급유닛(90)의 압축기(92)를 통하여 대략 3 ~ 10 kg/㎠의 압력으로 압축된 압축공기(A1)가 공급되면, 별도의 구동원이나 동력원 즉, 전기나 또는 다른 매체(약품)를 사용하지 않고 냉,온 두기류의 공기(A2)(A3)를 분리 배출하는 것이다.On the other hand, the vortex tube 50 used in the present invention, if the compressed air (A1) is compressed at a pressure of approximately 3 ~ 10 kg / ㎠ through the compressor 92 of the compressed air supply unit 90 It is to separate and discharge the air (A2) (A3) of cold and warm airflow without using a separate drive source or power source, that is, electricity or other media (drugs).

즉, 도 1 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 압축공기(A1)가 메인라인(L1)과 상기 메인라인에서 분기되는 분기라인(L2)들을 통하여, 본 발명의 저온공기 공급수단인 볼텍스 튜브(50)에 공급되면 바디(52)의 스크류부(회전실)(52a)를 거치면서 대략 1,000,000 RPM 정도의 초고속으로 회전 투입되고, 이때 발생되는 회전공기 즉, 1차 볼텍스는 그 회전 방향이 조정되어 있어 조절밸브(56a)가 구비된 고온공기 배출구(56)측으로 유동되고, 이때 회전공기중 일부는 대략 30-90 ℃의 고온공기(A3)로 배출된다.That is, as shown in Figures 1 and 3, the compressed air (A1) through the main line (L1) and the branch line (L2) branched from the main line, the vortex tube which is a low temperature air supply means of the present invention ( 50) is rotated at a very high speed of about 1,000,000 RPM while passing through the screw portion (rotary chamber) 52a of the body 52, the rotation air generated at this time, that is, the primary vortex is adjusted in the direction of rotation It flows to the hot air outlet 56 is provided with a control valve 56a, wherein some of the rotating air is discharged to the hot air (A3) of approximately 30-90 ℃.

이때, 상기 조절밸브(56a)로 인하여 고온공기 배출구에서 배출되지 못하는 나머지 초고속 회전공기는 반대로 회송되면서 2차 볼텍스를 형성하여 저온공기 배출구(58)측으로 배출된다.At this time, the remaining ultra-high speed rotating air that is not discharged from the hot air outlet due to the control valve 56a is reversely rotated to form a secondary vortex and discharged to the low temperature air outlet 58.

이와 같은 2차 초고속 회전공기인 볼텍스의 흐름은 1차 볼텍스 흐름의 안쪽에 있는 보다 낮은 압력의 지역을 통과하기 때문에, 열량을 잃고 극 저온공기 즉, 0℃-40℃ 정도 사이의 저온공기(A2)가 배출노즐(60)을 통하여 냉각쳄버(30)의 내부에서 진행되는 고온 스트립의 표면에 분사되고, 동시에 지속적인 분사로 냉각쳄버(30)의 내부에는 계속하여 저온공기가 공급 채워지고, 따라서 열의 대류 현상을 통하여 냉각쳄버를 통과하는 고온 스트립의 급속 냉각이 이루어 지는 것이다.Since the vortex flow, which is the second ultra-high speed rotating air, passes through the lower pressure area inside the primary vortex flow, it loses calories and the low temperature air between 0 ° C and 40 ° C. ) Is injected to the surface of the hot strip proceeding through the discharge nozzle (60) inside the cooling chamber (30), and at the same time, the cooling chamber (30) is continuously filled and supplied with low temperature air by continuous injection. Convection causes rapid cooling of the hot strip through the cooling chamber.

즉, 본 발명의 경우에는, 기존 냉각수 사용에 따른 스트립 표면의 스케일 발생이나, 대기공기를 통한 저효율의 냉각성 또는, 고가의 냉각가스 사용에 따른 문제들을 해소하는 것을 가능하게 하는 것이다.That is, in the case of the present invention, it is possible to solve the problems caused by the scale generation of the strip surface according to the use of the existing cooling water, low efficiency cooling through the atmospheric air, or the use of expensive cooling gas.

또한, 냉각쳄버와 볼텍스 튜브를 신설하면 되는 전체적인 장치의 구조도 간 단하기 때문에, 설치 및 설비 운영 비용에 부담이 되지 않는 것이다.In addition, since the overall structure of the cooling chamber and the vortex tube should be newly installed, the installation and equipment operation costs are not burdened.

한편, 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 냉각 장치(1)는,상기 냉각쳄버(30)의 입,출구(32)(34)측에 외부 공기가 냉각쳄버의 내부로 유입되는 것을 차단토록 제공되는 외부공기 차단유닛(70)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, as shown in Figures 1 to 3, the cooling device 1 of the present invention, the outside air flows into the cooling chamber inlet and outlet 32, 34 side of the cooling chamber 30. It may further include an external air blocking unit 70 provided to block.

이때, 이와 같은 본 발명의 외부공기 차단유닛(70)은, 앞에서 설명한 바와 같이 상기 저온공기 공급수단인 볼텍스 튜브(50)에 압축기(92)를 통하여 공급되는 압축공기(A1)를 냉각쳄버의 입,출구 측에 분사하면서 에어커튼을 형성하는 에어나이프(72)를 포함한다.At this time, the external air blocking unit 70 of the present invention, as described above, the compressed air (A1) supplied to the vortex tube 50, the low temperature air supply means through the compressor 92, the mouth of the cooling chamber And an air knife 72 which forms an air curtain while spraying the outlet side.

이와 같은 에어나이프(72)는, 도 2 및 도 3과 같이, 냉각쳄버(30)을 통과하는 고온 스트립(10)의 폭 보다는 길게 신장되어 압축공기 메인라인(L1)과 연결된 분기라인(L2)이 일단에 연결되어 냉각쳄버에 체결되는 브라켓트(74) 등을 매개로 쳄버 일,출구측의 상,하측에 각각 배치될 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the air knife 72 extends longer than the width of the high temperature strip 10 passing through the cooling chamber 30, and the branch line L2 connected to the compressed air main line L1. It may be arranged at the upper and lower sides of the chamber one, the outlet side, respectively, via a bracket 74 connected to one end and fastened to the cooling chamber.

즉, 도 3과 같이, 상기 에어나이프에의 내부에 공급되는 고압의 압축공기(A1)는 에어나이프(72)의 하방으로 냉각쳄버 입구 및 출구에서 외부공기가 유입되는 방향의 반대방향을 향하도록 소정 간격으로 설치된 노즐(72a)들을 통하여 분출된다.That is, as shown in Figure 3, the high-pressure compressed air (A1) supplied to the inside of the air knife so as to face the direction opposite to the direction in which the outside air flows in the cooling chamber inlet and outlet below the air knife (72). It blows out through the nozzles 72a provided at predetermined intervals.

따라서, 외부공기는 냉각쳄버의 절개된 입구(32) 및 출구(34)를 통하여 유입되는 것이 상기 에어나이프에서 분출된 압축공기의 에어커튼에 의하여 차단되는 것이다.Therefore, the inflow of the outside air through the cut inlet 32 and the outlet 34 of the cooling chamber is blocked by the air curtain of the compressed air ejected from the air knife.

결국, 본 발명의 냉각쳄버(30)의 내부는 고온 스트립으로 부터 열이 전달되 기는 하지만, 지속적으로 고압의 저온 특히 극 저온 공기(A2)가 계속적으로 공급되어 진행되는 고온 스트립의 표면과 충돌하여 1차 냉각시키거나 내부 냉각의 분위기에 의하여 열 전달 등으로 인하여, 급속 냉각이 이루어 지는 것이다.As a result, the interior of the cooling chamber 30 of the present invention, although heat is transferred from the high temperature strip, continuously collides with the surface of the high temperature strip where the high pressure low temperature, especially the ultra low temperature air A2, is continuously supplied and proceeds. Rapid cooling is achieved due to heat transfer or the like by means of differential cooling or internal cooling atmosphere.

이에 따라서,본 발명의 급속형 냉각 장치(1)의 경우, 냉각수를 사용하지 않아 스케일 발생이 방지되어 제품 품질이 저하되는 것이 차단되고, 그 대신 냉각효율은 매우 우수하여, 고온 스트립이 고속 진행되어도 급속 냉각을 구현하기 때문에, 스트립 생산성을 안정적으로 유지시킬 것이다.Accordingly, in the case of the rapid cooling apparatus 1 of the present invention, the generation of scale is prevented by not using the cooling water and the product quality is prevented from being lowered. Instead, the cooling efficiency is very excellent, and even if the hot strip proceeds at a high speed. By implementing rapid cooling, the strip productivity will be kept stable.

본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한 도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다. While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments so far, it will be appreciated that the invention can be varied and modified without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that those skilled in the art can easily know.

도 1은 본 발명에 따른 급속형 냉각 장치의 전체 구성을 도시한 구성도1 is a block diagram showing the overall configuration of a rapid cooling apparatus according to the present invention

도 2는 도 1의 평면도2 is a plan view of FIG. 1

도 3은 본 발명 냉각 장치에서 볼텍스튜브의 설치상태를 도시한 구조도Figure 3 is a structural diagram showing the installation state of the vortex tube in the present invention the cooling device

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1.... 냉각 장치 10.... 냉각 대상물1 .... Cooling unit 10 .... Cooling objects

30.... 냉각쳄버 32,34.... 입,출구30 .... Cooling chamber 32,34 .... Inlet and outlet

50.... 볼텍스 튜브(vortex tube) 52.... 튜브본체50 .... vortex tube 52 .... tube body

56.... 고온공기 배출밸브 58.... 저온공기 배출구56 .... High temperature air outlet 58 .... Low temperature air outlet

60.... 저온공기 분출구 70.... 외부공기 차단유닛60 .... Low temperature air outlet 70 .... External air blocking unit

90.... 공기 압축유닛 92.... 압축기90 .... Air Compression Unit 92 .... Compressor

A....대기공기 A1.... 압축공기A .... air air A1 .... compressed air

A2....저온공기 A3.... 고온공기A2 ... low temperature air A3 ... high temperature air

Claims (7)

냉각 대상물(10)이 내부에 놓이거나 통과되는 냉각쳄버(30); 및,A cooling chamber 30 in which the object to be cooled 10 is placed or passed; And, 상기 냉각쳄버(30)에 하나 이상 구비되고 유입된 압축공기를 매개로 저온공기(A2)를 상기 냉각쳄버에 공급토록 제공되는 저온공기 공급수단;One or more cold air supply means provided in the cooling chamber 30 and provided to supply the low-temperature air (A2) to the cooling chamber via the compressed air introduced; 을 포함하되, ≪ / RTI > 상기 저온공기 공급수단은, 압축공기(A1)가 공급되고 고온공기(A3)와 저온공기(A2)를 분리 배출하는 볼텍스튜브(50)로 제공되고, 상기 볼텍스 튜브의 저온공기 배출 측은 상기 냉각쳄버를 관통하여 그 내부에 저온공기를 공급토록 배치되어 냉각 대상물의 급속 냉각을 가능토록 구성된 냉각 장치.The low temperature air supply means is provided as a vortex tube (50) for supplying compressed air (A1) and separating and discharging the high temperature air (A3) and the low temperature air (A2), and the low temperature air discharge side of the vortex tube is the cooling chamber. A cooling device arranged to supply low temperature air therethrough to allow rapid cooling of a cooling target. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 냉각 대상물(10)은 상기 냉각쳄버를 통과하면서 급속 냉각되는 고온의 스트립으로 제공되고, 상기 냉각쳄버(30)는, 상기 고온의 스트립이 통과되는 입,출구(32)(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치. The cooling object 10 is provided as a hot strip which is rapidly cooled while passing through the cooling chamber, and the cooling chamber 30 includes inlets and outlets 32 and 34 through which the hot strip passes. Cooling apparatus, characterized in that. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 냉각쳄버(30)의 입,출구(32)(34)측에 외부 공기의 냉각쳄버 유입을 차단토록 제공되는 외부공기 차단유닛(70)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.Cooling apparatus further comprises an external air blocking unit (70) provided to block the inlet and outlet of the cooling chamber 30, the inlet and outlet of the cooling chamber (30). 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 외부공기 차단유닛(70)은, 상기 냉각쳄버의 입,출구 측에 공기를 분사하여 외부공기의 냉각쳄버 유입을 차단토록 제공되는 에어 나이프(72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.The external air blocking unit (70) is characterized in that it comprises an air knife (72) provided to inject air to the inlet and outlet sides of the cooling chamber to block the inlet of the cooling air of the external air. 삭제delete 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 저온공기 공급수단에 압축공기를 공급토록 제공되는 압축기(32); 및, A compressor (32) provided to supply compressed air to the low temperature air supply means; And, 상기 압축기와 연결되는 냉각기(94)와 필터(96) 중 어느 하나 또는 이들 모두;Any one or both of cooler 94 and filter 96 connected to the compressor; 를 구비하여 상기 저온공기 공급수단에 연계되는 압축공기 공급유닛(90)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.And a compressed air supply unit (90) associated with the low temperature air supply means. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 볼텍스 튜브(50)는, 상기 냉각쳄버(30)의 상,하측에 다수개가 패턴을 이루면서 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.The vortex tube (50) is a cooling device, characterized in that arranged in a plurality of patterns on the upper and lower sides of the cooling chamber (30).
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