KR101227757B1

KR101227757B1 - 냉각수단이 구비된 유리강화 열처리장치

Info

Publication number: KR101227757B1
Application number: KR1020100018766A
Authority: KR
Inventors: 김한곤
Original assignee: 김한곤
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2013-01-29
Also published as: KR20110099828A

Abstract

본 발명은 냉각수단이 구비된 유리강화 열처리장치에 관한 것으로서, 유리를 순차적 공정으로 예열, 가열, 냉각 열처리하여 강화시키는 유리강화 열처리장치에 있어서, 열처리용액이 충전되는 열처리로의 내부에 간접 가열을 위한 용기가 설치되고, 상기 용기상에 냉각수단이 설치되어, 상기 냉각수단에 의해 열처리로 내에 충전되는 열처리용액을 냉각시키도록 구성함을 특징으로 한다.

Description

냉각수단이 구비된 유리강화 열처리장치{Cooler installed in a glass tempering heat treatment apparatus}

본 발명은 유리강화 열처리장치에 관한 것으로서, 특히 이온교환이 이루어지는 본체로 내에 냉각수단을 설치하여 본체로의 온도를 짧은 시간에 내려 온도를 조절할 수 있도록 한 냉각수단이 구비된 유리강화 열처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰, PC, PDA, 네비게이션, 건축용 및 각종 산업용 유리 등에 사용되는 유리를 화학적 강화법으로 열처리하기 위해 열처리 장치를 설치하게 되는데, 열처리 장치는 그 일예로 본원 출원인의 한국 등록특허 0866844호에서와 같이 예열로, 본체로, 냉각로와 그 상에 설치된 레일, 레일 상에 설치된 지지롤러, 주행휠 및 이송대차를 포함하여 이루어져 유리를 순차적 공정으로 예열, 가열, 냉각하게 된다.

유리의 통상적인 화학적 강화법은 유리 표면을 강화하기 위해 그 표면에 분포하는 이온 반경이 작은 나트륨 이온(Na⁺)과 이온교환반응이 발생되도록 열처리로 내에 열처리용 분말인 질산칼륨(KNO₃)을 충전한 후 액상화시켜 된 질산칼륨(KNO₃) 용액의 이온 반경이 큰 칼륨 이온(K⁺)이 서로 치환되어 유리 표면에 이온교환반응에 의한 압력응력층이 형성되어 유리의 표면밀도가 강화되도록 하는 것이다.

상기 유리를 화학적 강화법으로 열처리하기 위한 열처리로(본원 출원인의 선발명특허에서 ‘본체로’에 해당됨) 내의 열처리용액의 온도를 가열하여 올렸다가 필요한 적정 온도로 내리기 위해 종래에는 가열수단의 작동을 정지시키거나 상부에 설치된 도어를 일부 개방하여 온도를 내리는 등의 자연냉각방식을 채택하여 사용하여 왔다.

이로 인해 본체로 내의 열처리용액의 온도를 적정 온도로 내리는데 많은 시간이 소요되어 왔고, 이로 인해 작업 효율성까지 떨어뜨리게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 유리가 강화 열처리되는 본체로내 열처리용액의 온도를 적정 온도로 내리는데 짧은 시간으로 실현 가능하게 하는 냉각수단이 구비된 유리강화 열처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 유리를 순차적 공정으로 예열, 가열, 냉각 열처리하여 강화시키는 유리강화 열처리장치에 있어서, 열처리용액이 충전되는 열처리로의 내부에 간접 가열을 위한 용기가 설치되고, 상기 용기상에 냉각수단이 설치되어, 상기 냉각수단에 의해 열처리로 내에 충전되는 열처리용액을 냉각시키도록 구성함을 특징으로 하는 냉각수단이 구비된 유리강화 열처리장치를 제공한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 냉각수단이 구비된 유리강화 열처리장치는 유리의 크기 및 두께에 따른 온도변화에 따라 적정 온도로 내리는데 최대한 빠른 시간에 가능하게 하는 이점이 있다.

또한 열처리로의 본체로에서 냉각로로 이송되는 과정에서 유리가 본체로에 이탈전에 예비식힘 작용을 부여하여 냉각시간을 줄일 수 있는 기대 이상의 효과를 가지게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 유리강화 열처리장치의 전체 측면도,
도 2는 본 발명에 의한 열처리장치의 본체로 내에 일실시예의 냉각수단이 설치된 측단면 구성도,
도 3은 본 발명에 의한 다른실시예의 냉각수단이 설치된 측단면 구성도이다.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 유리강화 열처리장치의 전체 측면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 열처리장치의 본체로 내에 일실시예의 냉각수단이 설치된 측단면 구성도이며, 도 3은 본 발명에 의한 다른실시예의 냉각수단이 설치된 측단면 구성도이다.

본 발명에 의한 냉각수단이 구비된 유리강화 열처리장치는 유리를 이동대차(65)에 의해 순차적 공정으로 예열, 가열, 냉각 열처리하도록 예열로(61), 본체로(62), 냉각로(63)가 설치되며, 이러한 상기 유리강화 열처리장치는 본원 출원인의 선등록특허 제0866844호에 이미 설명된 바 있다..

상기 예열로(61), 본체로(62), 냉각로(63) 중에서 특히 열처리로인 본체로(62)에서는 유리 표면을 강화하기 위해 그 표면에 분포하는 이온 반경이 작은 나트륨 이온(Na⁺)과 이온교환반응이 발생되도록 본체로(62)내에 열처리용 분말인 질산칼륨(KNO₃)을 충전하게 된다.

상기 질산칼륨(KNO₃)은 본체로(62)에 구비되는 가열수단에 의해 액화되어 350∼500℃의 상태에서 유리 표면의 나트륨 이온(Na⁺)과 질산칼륨(KNO₃) 용액의 이온 반경이 큰 칼륨 이온(K⁺)이 서로 치환되어지고, 이때 유리 표면에 이온교환반응에 의한 압력응력층이 형성되어 표면밀도가 큰 강화유리가 형성되는 것이다.

상기 내용들을 참조하면서 도 1 내지 도 3을 더 참조하여 보면 본 발명에 의한 냉각수단이 구비된 유리강화 열처리장치는, 열처리용액을 수용하는 용기(10)와, 용기(10) 상에 설치되는 냉각수단(20)으로 이루어진다.

상기 열처리용액은 통상 상술된 바와 같은 질산칼륨(KNO₃) 용액이 사용된다.

상기 열처리용액이 충전되는 용기(10)는 본체로(62)내에 수용공간을 갖도록 형성되어 설치되며, 내면에 액상이 존재하므로 주로 스테인레스 스틸 재질로 제작되어 진다.

상기 용기(10)는 본체로(62) 내벽에 설치되는 스트립히터(36)에 의해 간접가열 되며 그에 따라 초기 충전된 열처리분말을 가열하여 액화시켜 열처리용액으로 만들고, 유리의 강화에 필요한 적정 온도를 조절하게 된다.

상기 본체로(62)를 통해 열처리되는 유리는 늘 일정한 크기와 두께로 열처리용액 내로 침지되어지는 것이 아니고 생산계획에 따라 다양한 크기와 두께의 유리가 공급되어 진다.

상기 유리의 크기와 두께에 따라 350∼500℃의 상태의 본체로(62)내의 열처리용액 온도를 조절할 필요가 있는데, 특히 온도를 내릴시 기존의 자연냉각방식을 이용하게 되면 많은 시간이 소요되므로 다음 공정으로의 전환이 늦어지게 된다.

이에 상기 용기(10)상에 냉각수단(20)을 설치 구성하여 이를 해결할 수 있다.

상기 냉각수단(20)은 용기(10)상에 설치되어 열처리용액을 냉각시켜 온도를 내려주는 수단으로서, 도 2에서와 같이 용기(10)의 외측면(12) 또는 내측면에 나선방향으로 빙둘러 파이프(21)를 설치하고, 그 파이프(21)에 냉각수를 통과시켜 구성된다.

상기 파이프(21)는 용기(10)의 외측면(12) 또는 내측면 전체에 골고루 분포되도록 설치되고, 파이프(21)는 통상 금속재로 제작되는데 용기(10)의 내측면에 설치하게 되면 설치가 어려울 뿐 아니라 파이프(21)가 고온의 열에 의해 부식되기 쉽고, 그 부식에 의해 열처리용액을 오염시킬 수 있는 우려가 생길 수 있으므로 용기(10)의 외측면(12)에 설치되도록 하는 것이 구조상 바람직하다.

상기 파이프(21)는 외부와 연통되도록 설치되며, 외부에서 냉각수가 공급된다. 이때 냉각수가 위쪽에서 아래쪽 방향으로 공급되어지도록 구성하여도 되나, 아래쪽에서 위쪽 방향으로 공급되어져 통과되게 구성함으로써 냉각수가 용기(10) 주위에 머무르는 시간을 최대한으로 길게 하여 그 머무르는 동안에 수압이 더 부여되어 위쪽에서 아래쪽 방향으로 통과시키는 것에 비해 더 짧은 시간에 온도를 내릴 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편 냉각수단(20)으로 사용되어지는 파이프(21)는 도 3에서와 같이 용기(10)의 바닥부(13) 외측면(12)에 설치될 수도 있다. 하지만 용기(10)의 바닥부(13)에만 설치되면 냉각효율이 떨어지므로 용기(10)의 외측면(12)과 바닥부(13) 동시에 설치되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

상기 냉각수단(20)은 도 2 및 도 3에 도시된 것 이외에 다양한 구성으로 구현되어질 수 있다.

상기와 같이 용기(10)의 외측면(12) 또는 바닥부(13) 중 적어도 어느 하나 이상에 파이프(21)를 설치하고, 그 파이프(21) 내부로 냉각수를 통과시킴으로써 적정 온도로 짧은 시간에 적은 에너지를 사용하여 온도를 내릴 수 있게 된다.

미설명부호 (31)은 도어, (32)는 실리더, (67)은 랙임.

10 : 용기 12 : 외측면
13 : 바닥부 20 : 냉각수단
21 : 파이프 62 : 본체로

Claims

유리를 순차적 공정으로 예열, 가열, 냉각 열처리하여 강화시키는 유리강화 열처리장치에 있어서,
열처리용액이 충전되는 열처리로(60)의 내부에 간접 가열을 위한 용기(10)가 설치되고,
상기 용기(10)상에 냉각수단(20)이 설치되어,
상기 냉각수단(20)에 의해 열처리로(60) 내에 충전되는 열처리용액을 냉각시키도록 구성함을 특징으로 하는 냉각수단이 구비된 유리강화 열처리장치.
제1항에 있어서,
상기 냉각수단(20)은 용기(10)의 외측면(12)에 나선방향으로 빙둘러 설치되는 파이프(21)에 냉각수를 통과시켜서 이루어짐을 특징으로 하는 냉각수단이 구비된 유리강화 열처리장치.
제2항에 있어서,
상기 파이프(21) 내의 냉각수는 용기(10)의 아래쪽에서 위쪽 방향으로 이송됨을 특징으로 하는 냉각수단이 구비된 유리강화 열처리장치.
제2항에 있어서,
상기 냉각수단(20)은 용기(10)의 바닥부(13) 외면에 파이프(21)를 더 구비하여서 구성됨을 특징으로 하는 냉각수단이 구비된 유리강화 열처리장치.