KR101175630B1 - Cooling unit for thermal gradient fatigue tester using electric furnace - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시험편을 대류 방식에 의해 직접 냉각시킬 수 있는 퍼니스를 이용한 열구배 피로 시험기의 냉각장치에 관한 것으로, 2단으로 단차가 형성된 시험편(16)과, 상기 시험편(16)의 상하면은 개방되고 외주면만 감싸도록 고정 형성된 시험편 홀더(20)와, 상기 시험편 홀더(20)가 상부측에 끼워져 고정되며, 타단에는 끼움홀(54) 및 배기홀(58)이 형성된 승하강용 내열관(50)과, 상기 끼움홀(54)에 관통되게 끼워져 고정되며, 단부가 시험편(16)의 하면에 일정간격지게 위치되며, 내경측을 통해 냉각공기가 공급되도록 형성된 냉각관(40)을 포함시키도록 하므로 간단한 냉각장치를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 정확한 실험값을 얻을 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a cooling device for a thermal gradient fatigue tester using a furnace that can directly cool a test piece by a convection method, wherein a test piece 16 having a step formed in two stages, and an upper and lower surfaces of the test piece 16 are opened. A test piece holder 20 fixed to cover only an outer circumferential surface thereof, and the test piece holder 20 is fitted to the upper side and fixed, and the other end of the heat-resistant tube 50 for lifting and lowering having a fitting hole 54 and an exhaust hole 58 formed therein; The fitting hole 54 is inserted through and fixed, and the end is positioned at a predetermined interval on the lower surface of the test piece 16, and thus includes a cooling tube 40 formed to supply cooling air through the inner diameter side. In addition to obtaining a cooling device, there is an effect of obtaining accurate experimental values.

시험편, 시험편 홀더, 끼움홀, 내열관, 냉각관 Test piece, test piece holder, fitting hole, heat resistant tube, cooling tube

Description

퍼니스를 이용한 열구배 피로 시험기의 냉각장치{COOLING UNIT FOR THERMAL GRADIENT FATIGUE TESTER USING ELECTRIC FURNACE} Cooling unit of thermal gradient fatigue tester using furnace {COOLING UNIT FOR THERMAL GRADIENT FATIGUE TESTER USING ELECTRIC FURNACE}

본 발명은 퍼니스(furnace)를 이용한 열구배 피로 시험기의 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 시험편을 대류 방식에 의해 직접 냉각시킬 수 있는 퍼니스를 이용한 열구배 피로 시험기의 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling device for a thermal gradient fatigue tester using a furnace, and more particularly to a cooling device for a thermal gradient fatigue tester using a furnace that can directly cool a test piece by a convection method.

일반적으로, 1300℃ 이상에서 운전되는 가스 터빈의 블레이드등의 고온 부품은 고온, 고압의 연소가스에 노출되며, 분당 3,600회의 회전에 의해 기계적인 응력도 받는 환경에서 사용되고 있다.In general, high temperature parts such as blades of gas turbines operating at 1300 ° C. or higher are exposed to high-temperature, high-pressure combustion gases, and are used in an environment that is subject to mechanical stress by 3,600 revolutions per minute.

특히, 가스터빈은 빈번히 가동과 정지를 반복하면서 다양한 동작조건하에서 운전되기 때문에 고온 부품은 가열과 냉각이 반복되어 원래 보유하고 있는 재료적인 특성이 보다 빨리 열화되어 버린다.In particular, since gas turbines are operated under various operating conditions with frequent start-ups and shutdowns, high-temperature components are repeatedly heated and cooled, resulting in the deterioration of their original material properties.

따라서, 고온에서 작동되는 가스터빈의 블레이드를 고온의 화염으로 부터 보호하고 터빈의 작동온도를 높이기 위하여 블레이드의 표면에 열차폐 코팅(TBC:thermal barrier coating)이 적용되고 있다.Therefore, a thermal barrier coating (TBC) is applied to the surface of the blade to protect the blade of the gas turbine operating at high temperature from high flame and to increase the operating temperature of the turbine.

또한, 블레이드의 내부에는 냉각 채널이 존재하여 외부 코팅층과 내부 모재 와의 열구배가 발생된다.In addition, the cooling channel is present inside the blade to generate a thermal gradient between the outer coating layer and the inner base material.

이와 같이 고온 부품이 빨리 열화되는 것을 방지하기 위한 해결방안으로서, 보다 나은 재질과 표면처리법이 개발되어 적용되고 있으며, 이렇게 개발된 재질 또는 표면처리된 부품은 가스터빈을 실제로 적용되기 전에 미리 시험 등을 거쳐 안정성이 증명되어야 한다.As a solution to prevent the high temperature parts from deteriorating quickly, better materials and surface treatment methods have been developed and applied, and the developed materials or surface treated parts have to be tested in advance before the gas turbine is actually applied. After that, stability must be proved.

여기서 필수적으로 행해지고 있는 시험중에 하나가 바로 열 싸이클 시험이다. 즉, 열 싸이클 시험은 실험실에서 열피로 시험기 또는 열인장 시험기 등을 이용하거나 고온으로 유지시킨 퍼니스에 시험자가 직접 시험편을 넣었다가 일정시간이 경과된 후에 다시 냉각하는 과정을 반복하여 실험이 행해지고 있다.One of the essential tests here is the thermal cycle test. That is, in the thermal cycle test, the experiment is repeatedly performed by using a thermal fatigue tester or a thermal tensile tester in a laboratory, or by putting the test specimen directly in a furnace kept at a high temperature, and then cooling again after a predetermined time.

그러나, 이러한 열피로 및 열인장 시험은 실제 가스터빈 운전 온도에서 시험하기가 어려워, 여러 시험편을 동일 조건에서 시험하는 것이 거의 불가능할 뿐만아니라 급속으로 냉각이 어렵다는 단점이 있었다.However, these thermal fatigue and thermal tensile tests are difficult to test at the actual gas turbine operating temperature, and it is not only impossible to test several specimens under the same conditions, but also has a disadvantage in that rapid cooling is difficult.

따라서 최근에는 이러한 문제점을 감안하여 열 피로 시험장치 등이 제시되고 있다.Therefore, in recent years, such a thermal fatigue test apparatus has been proposed in view of these problems.

도 1 에 도시된 바의 종래의 열피로 시험장치는 시험편(10)에 고온 환경을 반복적으로 제공하여 열피로 특성을 평가하기 위한 것으로 , 시험편(10)을 고온으로 가열하는 가열부(100)와, 일면에 시험편(10)이 장착되며 가열부(100)에 의해 가열된 시험편(10)을 냉각하는 냉각부(200)와, 시험편(10)이 장착된 냉각부(200)를 가열부(100)에 반입 또는 인출하는 이송장치(300)등이 설치되어 있다.The conventional thermal fatigue test apparatus as shown in Figure 1 is to evaluate the thermal fatigue characteristics by repeatedly providing a high temperature environment to the test piece 10, and a heating unit 100 for heating the test piece 10 to a high temperature; In one embodiment, the test piece 10 is mounted on one surface of the cooling unit 200 for cooling the test piece 10 heated by the heating unit 100, and the cooling unit 200 on which the test piece 10 is mounted, the heating unit 100. ), A conveying apparatus 300 for carrying in or withdrawing is installed.

상기 냉각부(200)의 상부측에는 시험편(10)에 열을 전도시키도록 맞닿음된 열전도체(223)가 장착되어 있다.The upper side of the cooling unit 200 is mounted with a heat conductor 223 abutted to conduct heat to the test piece 10.

상기 종래의 가열부(100)는 1100℃ 이상의 고온 환경에서 가열하기 위한 것으로, 시험편(10)을 가열하는 발열체(110)와, 발열체가 설치되는 가열 퍼니스(120)와, 가열 퍼니스(120)내에 설치되는 APM(asphalt protected metal)튜브관(130)과, APM 튜브관(130) 상부와 하부를 마감하는 상부 및 하부 단열플러그(140),(150)와, APM 튜브관(130)을 고정하는 케이스(160)를 포함하도록 형성되어 있다.The conventional heating unit 100 is for heating in a high temperature environment of 1100 ℃ or more, the heating element 110 for heating the test piece 10, the heating furnace 120 in which the heating element is installed, and the heating furnace 120 Fixing the APM (asphalt protected metal) tube tube 130, the upper and lower insulation plugs 140, 150 for closing the upper and lower portions of the APM tube tube 130, and the APM tube tube 130 It is formed to include a case 160.

이와 같이 구성된 시험기를 이용할 경우, 가스터빈 블레이드의 열차폐코팅(본드코팅 및 탑코팅)에 있어서 코팅층 표면 온도는 높게 하고 모재의 하부의 온도는 상대적으로 낮게 하여 시험편 두께에 걸쳐 온도 구배를 발생시키는 시험을 거쳐야 한다.When using the tester configured as described above, in the heat shield coating (bond coating and top coating) of the gas turbine blade, the coating surface surface temperature is high and the temperature of the lower part of the base material is relatively low to generate a temperature gradient over the specimen thickness. Should go through.

따라서, 도 1 에 도시된 바의 퍼니스를 이용한 종래의 열구배 피로 시험방식에 있어서는 열피로 시험장치가 냉각부(220)에 의해 시험편(10)을 냉각 공기의 순환으로 인해 열전도체(223)가 냉각되는 전도방식으로, 열전도체(223)를 먼저 냉각시키고, 열전도체(223)의 상부측에 안착된 시험편(10)을 전도에 의해 냉각되는 방식이다.Therefore, in the conventional thermal gradient fatigue test method using the furnace shown in FIG. 1, the thermal fatigue test apparatus uses the cooling unit 220 to heat the test piece 10 through the circulation of cooling air. In the conductive method to be cooled, the thermal conductor 223 is first cooled, and the test piece 10 seated on the upper side of the thermal conductor 223 is cooled by conduction.

그러나 이러한 냉각방식에서는 시험편(10)의 바닥면과 열전도체(223)의 접촉면에서 열전달이 원활하게 이루어지지 못할 뿐만 아니라, 열전도체(223)의 전도방식에 의한 냉각장치부의 구성이 매우 복잡해 진다는 문제가 있었다.However, in such a cooling method, not only heat transfer is not smoothly performed at the bottom surface of the test piece 10 and the contact surface of the heat conductor 223, but also the configuration of the cooling device part by the conduction method of the heat conductor 223 becomes very complicated. There was a problem.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 시험편을 대류 방식에 의해 직접 냉각시킬 수 있는 퍼니스를 이용한 열구배 피로 시험기 냉각장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a thermal gradient fatigue tester cooling apparatus using a furnace that can directly cool a test piece by a convection method.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 퍼니스를 이용한 열구배 피로 시험기 냉각장치는, 2단으로 단차가 형성된 시험편과, 상기 시험편의 상하면은 개방되고 외주면만 감싸도록 고정 형성된 시험편 홀더와, 상기 시험편 홀더가 상부측에 끼워져 고정되며, 타단에는 끼움홀 및 배기홀이 형성된 승하강용 내열관과, 상기 끼움홀에 연통되게 고정되며, 단부가 시험편의 하면에 일정간격지게 위치되며, 당해 일정 간격지게 형성된 공간 내에서 대류에 의한 시험편(16)의 냉각이 이루어질 수 있도록 내경측을 통해 냉각공기가 공급되도록 형성된 냉각관으로 이루어진다.In order to achieve the object of the present invention, a thermal gradient fatigue tester cooling apparatus using a furnace, a test piece having a step formed in two stages, the upper and lower surfaces of the test piece is open and fixed to surround only the outer peripheral surface, and the test piece holder It is fitted and fixed to the upper side, and the other end of the heat-resistant pipe for lifting and lowering the insertion hole and the exhaust hole is formed, is fixed to communicate with the fitting hole, the end is positioned at a predetermined interval on the lower surface of the test piece, the space formed in the predetermined intervals It consists of a cooling tube formed to supply cooling air through the inner diameter side so that the cooling of the test piece 16 by the convection.

상기 시험편의 상단부만 코팅되며, 상기 시험편의 원주 중심방향으로 열전대(thermocouple) 삽입공이 형성되고, 이에 대향되는 시험편 홀더에 열전대 삽입공이 형성된다.Only the upper end of the test piece is coated, and a thermocouple insertion hole is formed in the circumferential center direction of the test piece, and a thermocouple insertion hole is formed in a test piece holder opposite thereto.

상기 시험편의 하단부가 상단부의 두께만큼 45°경사지게 형성된다.The lower end of the test piece is formed to be inclined 45 ° by the thickness of the upper end.

상기 냉각관이 끼워져 고정되는 끼움홀이 중앙에 형성되며, 승하강용 내열관의 내경측에 지지되어 고정되는 열십자형 인서트가 형성된다.A fitting hole through which the cooling tube is fitted and fixed is formed at the center, and a cross-shaped insert is formed to be supported and fixed to the inner diameter side of the heat-resistant pipe for lifting up and down.

본 발명의 청구항 1에 기재된 구성에 의하면, 시험편을 대류 방식에 의해 직접 냉각시킬 수 있어 냉각장치의 구성이 간단하고, 온도 조절 및 제어가 용이하며, 시험편의 상부측에만 코팅하기 때문에 하단부는 편평도가 그대로 유지되므로 시험편 홀더와 시험편 하단부와의 면접촉이 원활하게 이루어져 고정력을 높일 수 있고, 또한 시험편의 저면부에는 외주측으로 경사면이 형성되므로 냉각공기가 경사면을 따라 용이하게 이동되는 효과가 있다.According to the structure of Claim 1 of this invention, a test piece can be cooled directly by a convection method, and the structure of a cooling apparatus is simple, temperature control and control are easy, and only a lower end part is flat because it coats only on the upper side of a test piece. Since the surface contact between the test piece holder and the lower end of the test piece is maintained as it is, it is possible to increase the fixing force, and since the inclined surface is formed on the outer peripheral side of the test piece, the cooling air is easily moved along the inclined surface.

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본 발명의 청구항 3에 기재된 구성에 의하면, 열전대 삽입공을 시험편에 형성하므로 시험편의 온도를 실시간으로 감시할 수 있을 뿐만 아니라, 냉각공기의 유량과 퍼니스의 온도를 변화시키면서 원하는 온도 구배를 얻을 수 있는 효과가 있다.According to the configuration of claim 3 of the present invention, since the thermocouple insertion hole is formed in the test piece, the temperature of the test piece can be monitored in real time, and a desired temperature gradient can be obtained while changing the flow rate of the cooling air and the temperature of the furnace. It works.

본 발명의 청구항 4에 기재된 구성에 의하면, 시험편의 하단부가 상단부의 두께만큼 45°경사지게 형성시키므로 경사진 각도면을 따라 냉각공기를 경사진 각도면을 따라 용이하게 이동되는 효과가 있다.According to the configuration of claim 4 of the present invention, since the lower end portion of the test piece is formed to be inclined by 45 ° by the thickness of the upper end portion, there is an effect that the cooling air is easily moved along the inclined angle surface along the inclined angle surface.

본 발명의 청구항 5항에 기재된 구성에 의하면, 냉각관을 열십자형 인서트로 고정시키기 때문에 그사이로 원활한 공기순환을 가지고 올수 있는 효과가 있다.According to the structure of Claim 5 of this invention, since a cooling pipe is fixed by a crisscross insert, there exists an effect which can bring a smooth air circulation in the meantime.

이하, 상기와 같은 본 발명의 퍼니스를 이용한 열구배 피로 시험기의 냉각장치를 첨부된 도면을 참조 하여 구체적으로 설명키로 한다.Hereinafter, the cooling device of the thermal gradient fatigue tester using the furnace of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명의 퍼니스를 이용한 열구배 피로 시험기의 냉각장치가 분리된 상태를 나타낸 도면이고, 도 3 은 본 발명의 퍼니스를 이용한 열 피로 시험기 냉각장치의 단면상태를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a state in which the cooling device of the thermal gradient fatigue tester using the furnace of the present invention is separated, Figure 3 is a view showing a cross-sectional state of the thermal fatigue tester cooling apparatus using the furnace of the present invention.

본 발명의 상세한 설명에서는 종래의 구성요소와 중복되는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하므로서, 당해 구성요소에 관한 설명을 생략하기로 한다.In the detailed description of the present invention, the same reference numerals are used for the components that overlap with the conventional components, and thus the description of the components will be omitted.

본 발명의 퍼니스를 이용한 열구배 피로 시험기 냉각장치는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 도 1의 구성에서 시험편의 두께에 걸쳐 열구배를 주는 열구배 피로 시험 방식중, 시험편을 퍼니스 내부에 위치시켜 가열하며, 수직방향으로 형성된 퍼니스의 내부로 시험편을 자동으로 반입 및 인출시키키는 퍼니스를 이용한 열구배 피로 시험기를 이용한다.The thermal gradient fatigue tester cooling apparatus using the furnace of the present invention, as shown in Figure 2, in the thermal gradient fatigue test method of giving a thermal gradient over the thickness of the specimen in the configuration of Figure 1, by placing the specimen inside the furnace A heat gradient fatigue tester is used with a furnace to heat and to automatically load and withdraw specimens into the furnace vertically formed.

상기 본 발명은 상기 시험기의 냉각장치로서, 도 2에 도시된 바와 같이 도 1 에 도시된 케이스(160)내의 APM 튜브관(130)내로 인입과 취출되는 승하강용 내열관(50)이 형성된다.The present invention is a cooling device of the tester, as shown in Figure 2 is formed a heat-resistant pipe 50 for lifting up and down into the APM tube tube 130 in the case 160 shown in FIG.

상기 길이방향으로 이동되는 승하강용 내열관(50)은 길이방향으로 내측이 관통되어 있다.The heating and descending heat pipe 50 for moving in the longitudinal direction has an inner side penetrated therein.

상기 승하강용 내열관(50)의 하단부측은 끼움홀(54)이 중앙에 형성되어 있으며, 상기 끼움홀(54)의 외주측에는 배기홀(58)이 다수개 형성되어 있다.The lower end side of the lifting and lowering heat-resistant tube 50 is formed with a fitting hole 54 in the center, a plurality of exhaust holes 58 are formed on the outer peripheral side of the fitting hole 54.

상기 승하강용 내열관(50)의 관통된 내경측에는 승하강용 내열관(50)의 끼움홀(54)에 연통되게 고정되며, 상기 승하강용 내열관(50)의 내경면과 일정한 간격을 두고 냉각관(40)이 형성된다.It is fixed in communication with the fitting hole 54 of the elevating heat-resistant tube 50 in the penetrating inner diameter side of the elevating heat-resistant tube 50, the cooling tube at regular intervals with the inner diameter surface of the elevating heat-resistant tube (50). 40 is formed.

상기 승하강용 내열관(50)의 끼움홀(54)에 냉각관(40)이 연통되게 고정 형성되면, 승하강용 내열관(50)과 냉각관(40)의 사이에는 일정한 공간이 형성되며, 상기의 공간으로 공기가 배기홀(58)을 통해 배출되는 유로(59)가 형성된다.When the cooling tube 40 is fixedly connected to the fitting hole 54 of the elevating heat resistant tube 50, a constant space is formed between the elevating heat resistant tube 50 and the cooling tube 40. A flow path 59 through which air is discharged through the exhaust hole 58 is formed.

상기 승하강용 내열관(50)의 내경에 냉각관(40)이 고정 형성되면, 상기 승하강용 내열관(50)의 상단부측에는 2단으로 형성된 시험편(16)이 안착된다.When the cooling tube 40 is fixed to the inner diameter of the elevating heat-resistant tube 50, the test piece 16 formed in two stages is seated on the upper end side of the elevating heat-resistant tube 50.

상기 시험편(16)은 코팅을 실시하기전에 시험편(16)의 하단부에 마스킹을 실시하여 시험편(16)을 코팅한 후에 마스킹을 제거하면, 시험편(16)의 하단부는 편평도가 그대로 유지되므로 승하강용 내열관(50)의 상단에 면접촉이 원활하게 이루어진다.When the test piece 16 is masked on the lower end of the test piece 16 before coating, the masking is removed after the test piece 16 is coated, and the lower end of the test piece 16 maintains flatness as it is. Surface contact is made smoothly on the top of the tube (50).

상기 두께방향으로 2단지게 형성된 시험편(16)이 승하강용 내열관(50)의 상단부측에 안착되면, 시험편(16)의 상단부측에는 시험편(16) 외주경측만을 고정시키는 시험편 홀더(20)가 승하강용 내열관(50)의 상단부에 끼워져 고정된다.When the test piece 16 formed in two steps in the thickness direction is seated on the upper end side of the heat-resistant pipe 50 for elevating, the test piece holder 20 for fixing only the outer peripheral side of the test piece 16 is lifted on the upper end side of the test piece 16. The upper end of the steel heat-resistant tube 50 is fitted and fixed.

상기 시험편 홀더(20)가 승하강용 내열관(50)의 상단부에 끼워져 고정되면, 시험편 홀더(20)의 외주경 방향측에는 천공된 홀(26)이 형성되어 있어 상기의 홀(26)상에 볼트(24)을 체결시키면 상기 볼트(24)에 의해 승하강용 내열관(50)으로 밀착되면서 승하강용 내열관(50)의 상부측에서 시험편 홀더(20)가 빠지지 않도록 고정된다.When the test piece holder 20 is fitted and fixed to the upper end of the lifting and lowering heat-resistant tube 50, a perforated hole 26 is formed in the outer circumferential direction side of the test piece holder 20, and the bolt is formed on the hole 26. When the 24 is fastened, the test piece holder 20 is fixed to the upper side of the elevating heat-resistant tube 50 by the bolt 24 while being in close contact with the elevating heat-resistant tube 50.

이와 같이 시험편 홀더(20)에 의해 시험편(16)을 승하강용 내열관(50)의 상단부에 고정시키면, 상기 시험편 홀더(20)는 상하부가 천공되어 있어 시험편(16)이 고정되는 상하부측면이 개방된 상태가 된다.When the test piece 16 is fixed to the upper end of the lifting and lowering heat-resistant tube 50 by the test piece holder 20, the upper and lower sides of the test piece holder 20 are opened so that the test piece 16 is fixed. It becomes a state.

이와 같이 시험편 홀더(20)를 승하강용 내열관(50)의 상단에 고정시키면, 승하강용 내열관(50)의 내측에 위치 고정되어 있는 냉각관(40)의 단부는 시험편 홀더(20)의 후면과 일정간격지게 위치된 상태가 된다.When the test piece holder 20 is fixed to the upper end of the elevating heat resistant tube 50 in this manner, the end of the cooling tube 40 which is positioned and fixed inside the elevating heat resistant tube 50 is the rear surface of the test piece holder 20. It is in a state where it is located at regular intervals.

상기 냉각관(40)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각관(40)의 외경측에 끼움홀(32)을 갖는 열십자형 인서트(30)에 의해 승하강용 내열관(50)의 내경측에 흔들리지 않도록 고정시키고 있다.2 and 3, the cooling tube 40 of the elevating heat-resistant tube 50 by the cross-shaped insert 30 having a fitting hole 32 on the outer diameter side of the cooling tube 40. It is fixed to the inner diameter so as not to shake.

상기 열십자형 인서트(30)는 승하강용 내열관(50)의 내경측면과 맞닿음되면서 고정될 때, 그 형상이 열십자의 지지대 형태로 중심을 잡아주도록 지지되기 때문에, 그 사이로는 원활하게 공기가 경유할 수 있어 이동되는 공기의 흐름을 방해하지 않는다.When the crisscross insert 30 is fixed while contacting the inner diameter side of the elevating heat-resistant tube 50, the shape is supported to hold the center in the form of a cross-shaped support, so that air is smoothly passed therebetween. It does not interfere with the flow of air being moved.

상기와 같이 구성된 본 발명의 냉각장치의 작동상태를 설명키로 한다.The operating state of the cooling device of the present invention configured as described above will be described.

승하강용 내열관(50)의 상단측에는 냉각관(40)이 관통되어 결합되는 상단부에 끼움홀(54)이 형성되어 있어, 상기 끼움홀(54)에 냉각관(40)이 끼워져 고정되면, 도 2 에 나타낸 단면도에서 볼 수 있는 바와 같이, 승하강용 내열관(50)과 냉각관(40)의 사이에 냉각공기 배출 유로(59)가 형성되므로, 상기 유로(59)를 통해 냉각 공기가 배출된다. 즉, 승하강용 내열관(50)의 상부측에 형성된 끼움홀(54)에 끼워진 냉각관(40)을 통해 배출된 냉각 공기는 시험편(16)의 저면으로 공급된 후, 승하강용 내열관(50)의 상단부측에 형성된 배기홀(58)을 통해 유로를 거쳐 승하강용 내열관(50)의 하단부에 형성된 배기홀(58)을 통해 배출된다.In the upper end side of the heat-resistant pipe 50 for raising and lowering, a fitting hole 54 is formed at an upper end portion where the cooling tube 40 penetrates and is coupled, and when the cooling tube 40 is fitted and fixed to the fitting hole 54, FIG. As can be seen in the cross-sectional view shown in Fig. 2, since the cooling air discharge flow path 59 is formed between the heating and lowering heat-resistant pipe 50 and the cooling pipe 40, cooling air is discharged through the flow path 59. . That is, the cooling air discharged through the cooling tube 40 fitted into the fitting hole 54 formed at the upper side of the elevating heat resistant tube 50 is supplied to the bottom surface of the test piece 16, and then the elevating heat resistant tube 50 is provided. Is discharged through the exhaust hole 58 formed at the lower end of the heat-resistant pipe 50 for raising and lowering via the flow path through the exhaust hole 58 formed at the upper end side of the upper and lower ends.

상기 냉각관(40)을 통해 공급되는 냉각공기는, 시험편(16)의 저면부에 부딪힌 후, 부하가 걸리지 않은 상태에서 배기홀(58)로 배출되도록 경사면(19)을 형성하고 있기 때문에 냉각공기는 상기 경사면(19)을 타고 바깥으로 유도되어 배기홀(58)로 안내된다.Since the cooling air supplied through the cooling tube 40 hits the bottom of the test piece 16 and forms an inclined surface 19 to be discharged to the exhaust hole 58 in a state where a load is not applied, the cooling air is cooled. Is guided out of the inclined surface 19 to the exhaust hole 58.

상기 경사면(19)을 따라 이동되는 냉각공기가 원활하게 흐를 수 있도록 45도 정도의 경사각을 갖는 것이 바람직하나, 경사각은 이 범위로만 한정되는 것이 아니여서, 냉각공기가 경사면을 따라 유도되면서 흐를 수 있는 각도면을 형성하면 충분하다.It is preferable to have an inclination angle of about 45 degrees so that the cooling air moved along the inclined surface 19 smoothly, but the inclined angle is not limited to this range, so that the cool air may flow while being guided along the inclined surface. It is enough to form an angular plane.

상기와 같이 승하강용 내열관(50) 상에 시험편(16)이 완전하게 고정되면, 상기 승하강용 내열관(50)은 하단부가 도 1 에 도시된 이송장치(300)에 결합되어 있어 승하강 이동된다.When the test piece 16 is completely fixed on the elevating heat-resistant tube 50 as described above, the elevating heat-resistant tube 50 is the lower end is coupled to the transfer device 300 shown in FIG. do.

상기 본 발명의 시험편(16)상에는 시험편(16)에 가해지는 열적 변화를 세밀하게 측정하기 위해 열전대 삽입공(18)이 형성되어 있기때문에 상기 열전대 삽입공(18)에 열전대(17)을 설치하여 온도의 변화를 확인한다.Since the thermocouple insertion hole 18 is formed on the test piece 16 of the present invention in order to measure the thermal change applied to the test piece 16 in detail, a thermocouple 17 is provided in the thermocouple insertion hole 18. Check for changes in temperature.

이와 같이 열전대(17)를 APM 튜브관(130)의 내경측에 형성시키지 않고 시험편(16)상 자체에 설치하여 사용하므로 시험편(16)에 의해 변화되는 온도 구배를 보다 용이하고 정확하게 측정할 수 있다.Thus, since the thermocouple 17 is installed on the test piece 16 itself without being formed on the inner diameter side of the APM tube tube 130, the temperature gradient changed by the test piece 16 can be measured more easily and accurately. .

도 1 은 종래의 퍼니스를 이용한 열구배 피로 시험장치를 나타내는 도면.1 is a view showing a thermal gradient fatigue test apparatus using a conventional furnace.

도 2 는 본 발명의 퍼니스를 이용한 열구배 피로 시험기의 냉각장치가 분리된 상태를 나타낸 도면.Figure 2 is a view showing a state in which the cooling device of the thermal gradient fatigue tester using the furnace of the present invention.

도 3 은 본 발명의 퍼니스를 이용한 열 피로 시험기 냉각장치의 단면상태를 나타내는 도면.3 is a view showing a cross-sectional state of the thermal fatigue tester cooling apparatus using the furnace of the present invention.

-도면의 주요부분에 대한 간단한 부호의 설명-Description of simple symbols for the main parts of the drawings

16: 시험편 17: 열전대16: Test piece 17: thermocouple

18: 열전대 삽입공 20: 시험편 홀더18: thermocouple insertion hole 20: test piece holder

40: 냉각관 50: 승하강용 내열관40: cooling tube 50: heat-resistant tube for lifting

54: 끼움홀 58: 배기홀54: fitting hole 58: exhaust hole

Claims (5)

시험편의 두께에 걸쳐 열구배를 주는 열구배 피로 시험 방식중, 시험편을 퍼니스 내부에 위치시켜 가열하며, 수직방향으로 형성된 퍼니스의 내부로 시험편을 자동으로 반입 및 인출시키는 퍼니스를 이용한 열구배 피로 시험기의 냉각장치에 있어서,Among the thermal gradient fatigue test methods that give a thermal gradient over the thickness of the specimen, the thermal gradient fatigue tester using a furnace is placed and heated in the furnace, and the furnace automatically carries in and pulls out the specimen into a vertically formed furnace. In the chiller, 2단으로 단차가 형성되고, 상단부만 코팅이 되어 있고, 저면부에는 외주측으로 경사면(19)이 형성된 시험편(16)과,A test piece 16 in which a step is formed in two stages, only an upper end is coated, and an inclined surface 19 is formed on the outer circumferential side on the bottom part; 시험편(16)의 상하면은 개방되고 외주면만 감싸도록 고정 형성된 시험편 홀더(20)와,The upper and lower surfaces of the test piece 16 are opened and fixed to surround only the outer circumferential surface; 시험편 홀더(20)가 상부측에 끼워져 고정되며, 타단에는 끼움홀(54) 및 배기홀(58)이 형성된 승하강용 내열관(50)과,The test piece holder 20 is fitted and fixed to the upper side, and the other end of the heat-resistant pipe 50 for lifting and lowering having a fitting hole 54 and an exhaust hole 58; 끼움홀(54)에 관통되게 끼워져 고정되며, 단부가 시험편(16)의 하면에 일정간격지게 위치되며, 당해 일정 간격지게 형성된 공간 내에서 대류에 의한 시험편(16)의 냉각이 이루어질 수 있도록 내경측을 통해 냉각공기가 공급되도록 형성된 냉각관(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼니스를 이용한 열구배 피로 시험기의 냉각장치.It is inserted and fixed through the fitting hole 54, the end portion is positioned at regular intervals on the lower surface of the test piece 16, the inner diameter side so that the cooling of the test piece 16 by convection can be made in the space formed at the predetermined intervals Cooling apparatus of the thermal gradient fatigue tester using a furnace, characterized in that it comprises a cooling tube (40) formed to be supplied through the cooling air. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 시험편(16)의 원주 중심방향으로 열전대 삽입공(18)이 형성되고, 이에 대향되는 위치의 시험편 홀더(20)에 열전대 삽입공(23)이 형성 되고, 상기 열전대 삽입공(18),(23)에 열전대(17)가 끼워지는 것을 특징으로 하는 퍼니스를 이용한 열구배 피로 시험기의 냉각장치.The thermocouple insertion hole (18) is formed in the circumferential center direction of the test piece (16), and the thermocouple insertion hole (23) is formed in the test piece holder (20) at a position opposite thereto. Cooling apparatus of the thermal gradient fatigue tester using a furnace, characterized in that the thermocouple (17) is fitted into the ball (18), (23). 제 1 항에 있어서, 상기 경사면(19)은 상기 시험편(16)의 하단부가 상단부의 두께만큼 45°의 각도로 형성된 것을 특징으로 하는 퍼니스를 이용한 열구배 피로 시험기의 냉각장치.The apparatus of claim 1, wherein the inclined surface (19) has a lower end portion of the test piece (16) formed at an angle of 45 degrees by the thickness of the upper end portion. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각관(40)이 끼워져 고정되는 끼움홀(32)이 중앙에 형성되며, 승하강용 내열관(50)의 내경측에 지지되어 고정되는 열십자형 인서트(30)가 형성됨을 특징으로 하는 퍼니스를 이용한 열구배 피로 시험기의 냉각장치.According to claim 1, wherein the cooling tube 40 is inserted into the fitting hole 32 is formed in the center, the cross-shaped insert 30 is supported is fixed to the inner diameter side of the heat-resistant pipe 50 for lifting up and down is formed Cooling device of the thermal gradient fatigue tester using a furnace characterized in that.
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