KR101270734B1 - 등온 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중 구조를 갖는 등온 냉각 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 이중 구조를 갖는 등온 냉각 장치는 열처리 장치와 템퍼링 장치 사이에 설치되는 등온 냉각 장치에 있어서, 상기 열처리 장치로부터 공급되는 소재를 템퍼링 장치로 이동시키는 메시 벨트부와, 상기 메시 벨트부를 감싸는 단열 챔버와, 상기 단열 챔버 내부면에 설치되는 발열체와, 상기 단열 챔버를 감싸는 등온 냉각 프레임과, 상기 단열 챔버의 상부면에 형성된 상부 통풍구와, 상기 단열 챔버의 측면에 설치되는 측면 통풍구와, 상기 단열 챔버 하부면에 형성된 하부 통풍구를 통해서 단열 챔버 내부로 냉각 공기를 유입시키는 냉각팬과, 상기 냉각 프레임의 상측에 설치되어 냉각 프레임 내부의 공기를 순환시키는 내부순환용 팬과, 상기 단열 챔버 내부 공기를 외부로 배출시키도록 설치되는 배출용 후드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

등온 냉각 장치{isothemal cooling device}

본 발명은 등온 냉각 장치에 관한 것으로서, 이중 구조를 이용하여 재가열된 단조품의 종류에 따라서 능동적으로 대처할 수 있는 등온 냉각 장치에 관한 것이다.

등온 냉각(isothermal cooling)은 냉각 수단으로 열욕을 이용하며, 이 속에 등온 유지한 후에 꺼내서 냉각시키는 방법이다.

등온 냉각과 상대적으로 일반적인 냉각을 연속 냉각(anisothermal cooling)이라고 하며, 오스템퍼(austempering), 마?치(marquenching) 등이 이에 속한다.

특히, 자동차 등의 기계부품의 단조품 제작 과정에서 많이 이용되고 있으며, 링 기어나 주로 자동차부품에 요구되는 가공성 향상, 열처리 후의 변형량 제어, 제품의 기계적 특성향상 등을 위해서 많이 이용되고 있다.

이러한 등온 냉각 장치에 관련된 선행기술에는 대한민국 특허청에 출원된 출원번호 제10-2007-0022751호, 제10-2007-0022744호 등이 있다.

그러나, 종래의 이러한 등온 냉각 장치는 열처리 장치와 템퍼링 장치 사이에 설치되지만, 단조품의 종류에 따라서 냉각 온도와 냉각 속도를 조절하기 힘들다는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 이중 구조를 갖는 등온 냉각 장치는 단조품의 종류와 크기에 따라서 효율적으로 냉각 온도와 냉각 속도를 조절할 수 있는 이중 구조를 갖는 등온 냉각 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 이중 구조를 갖는 등온 냉각 장치는 열처리 장치와 템퍼링 장치 사이에 설치되는 등온 냉각 장치에 있어서, 상기 열처리 장치로부터 공급되는 소재를 템퍼링 장치로 이동시키는 메시 벨트부와, 상기 메시 벨트부를 감싸는 단열 챔버와, 상기 단열 챔버 내부면에 설치되는 발열체와, 상기 단열 챔버를 감싸는 등온 냉각 프레임과, 상기 단열 챔버의 상부면에 형성된 상부 통풍구와, 상기 단열 챔버의 측면에 설치되는 측면 통풍구와, 상기 단열 챔버 하부면에 형성된 하부 통풍구를 통해서 단열 챔버 내부로 냉각 공기를 유입시키는 냉각팬과, 상기 냉각 프레임의 상측에 설치되어 냉각 프레임 내부의 공기를 순환시키는 내부순환용 팬과, 상기 단열 챔버 내부 공기를 외부로 배출시키도록 설치되는 배출용 후드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 냉각 프레임에 인접하여 상기 메시 벨트부를 감싸는 등온 프레임과, 상기 등온 프레임 내부면에 설치되는 발열체와, 상기 등온 프레임 하부면에 형성된 하부 통풍구를 통해서 등온 프레임 내부로 냉각 공기를 유입시키는 냉각팬과, 상기 등온 프레임의 내부 공기를 외부로 배출시키도록 설치되는 배출용 후드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 냉각 프레임 및 단열 챔버 내부의 온도를 측정하기 위하여 설치되는 온도 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이중 구조를 갖는 등온 냉각 장치는 단열 챔버와 냉각 프레임의 사이 공간을 통해서 내부 공기를 순환시키는 구조를 채택하여 냉각 온도와 냉각 속도의 조절이 휴율적으로 이루어질 수 있다는 장점이 있다.

그리고, 냉각 프레임 이후에 등온 프레임을 설치하여 보다 효과적으로 등온 냉각을 실시할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이중 구조를 갖는 등온 냉각 장치를 도시하는 평면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이중 구조를 갖는 등온 냉각 장치는의 단면도.
도 3은 도 2의 A-A'부분의 단면도.
도 4는 도 2의 B-B'부분의 단면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 이중 구조를 갖는 등온 냉각 장치를 도시하는 평면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 이중 구조를 갖는 등온 냉각 장치(200)는 열처리 장치(100)와 템퍼링 장치(300) 사이에 설치되어 단조품의 재가열 후에 어닐링(Anealing) 공정을 수행하는 장치이며, 템퍼링(tempering) 장치와 열처리 장치를 연결시키게 된다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이중 구조를 갖는 등온 냉각 장치는의 단면도이다.

본 발명에 따른 이중 구조를 갖는 등온 냉각 장치는 메시 벨트부, 단열 챔버, 발열체, 냉각 프레임, 상부 통풍구, 측면 통풍구, 냉각팬, 내부순환용 팬, 배출용 후드를 포함하여 이루어진다.

먼저, 냉각 프레임(201)은 냉각 장치의 메인 프레임 역할을 하게 되며, 메시 벨트부(211)는 구동 모터(211a)를 통해서 회전되면서 이송되는 제품을 이동시키는 역할을 하며, 감속기, 보조 드럼, 코팅 드럼 등을 포함하여 이루어진다.

이러한 메시 벨트부(211)는 상기 열처리 장치(100)로부터 공급되는 소재를 템퍼링 장치(300)로 이동시키는 역할을 하게 된다.

그리고, 상기 메시 벨트부(211)는 냉각 프레임(201)을 통해서 감싸지게 되고, 상기 냉각 프레임(201) 내부에는 단열 챔버가 메시 벨트부(211)를 감싸게 되는 이중 구조를 채택하고 있다.

도 3은 도 2의 A-A'부분의 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 열처리 제품이 이송되는 메시 벨트부(211)는 단열 챔버(216)는 내열강 구조로 제작하며 세라믹 모듈을 통해서 단열하고, 강온에 견딜 수있는 구조로 제작되어야 한다.

그리고, 상기 단열 챔버(216)의 내부면에는 발열체(206)가 설치되며, 상기 발열체(206)는 단조품 등의 열처리 제품의 냉각시 파냉의 방지 및 내부 온도의 항온을 유지시켜주는 역할을 한다.

그리고, 상기 발열체(206)는 챔버 내부 온도를 측정하여 외부에서 제어할 수 있도록 한다.

상기 단열 챔버(216)는 냉각 프레임(201) 내부에 설치되며, 상기 단열 챔버(216)의 상부면에는 상부 통풍구(251)이 형성되고, 양측면에는 측면 통풍구(252)가 설치된다. 또한, 상기 단열 챔버(216) 하부면에는 하부 통풍구(253)가 설치된다.

도 3에 도시된 바와 같이 단열 챔버(216) 내부의 공기는 상부 통풍구(251)를 통해서 상측으로 배출되었다고, 내부순환용 팬(205)을 통해서 단열 챔버(216)와 냉각 프레임(201) 사이 공간으로 이동되고, 측면 통풍구(252)를 통해서 다시 단열 챔버(216) 내부로 유입된다.

그리고, 냉각팬(219)은 상기 하부 통풍구(253)를 통해서 단열 챔버(216) 내부로 냉각 공기를 유입시키는 역할을 한다. 외부의 찬공기를 흡입하여 하부 통풍구(253)를 통해서 이송중인 제품의 냉각시키게 되며, 인버터 모터를 채택하여 송풍 속도를 제어할 수 있고, 냉각팬(219)은 단열 챔버(216) 하부로 균일하게 송풍되도록 디퓨져(219-1)가 설치되어 균일한 냉각을 수행할 수 있다.

내부순환용 팬(205)은 상기 냉각 프레임(201)의 상측에 설치되어 냉각 프레임(201) 내부의 공기를 순환시키는 역할을 하며, 도 3에 도시된 바와 같이 상부 통풍구(251)의 상측에 설치되어 단열 챕버(216)와 냉각 프레임(201)의 사이의 공간(S)으로 내부 공기가 이동되도록 한다.

앞서 살펴본 냉각팬(219)과 마찬가지로 인버터 모터를 채용하여 회전수와 풍량을 외부에서 조절하여 내부 온도의 변화에 대응할 수 있도록 한다.

마지막으로, 도 2에 도시된 배출용 후드(208)는 단조품 등의 제품이 메시 벨트부를 통해서 냉각이동시에 온도 조절에 따른 내부 공기를 외부로 배출하기 위한 장치이다.

다음으로, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 냉각 프레임(201)에서 냉각된 600 내지 700도씨의 제품을 과냉방지 및 등온을 유지할 수 있도록 발열체가 설치된 등온 프레임이 상기 냉각 프레임(202)에 인접하여 설치된다.

상기 등온 프레임(202)는 상기 냉각 프레임(201)에 인접하여 메시 벨트부를 감싸도록 설치되며, 이러한 등온 프레임(202) 내부를 보다 상세히 살펴보면, 도 4는 도 2의 B-B'부분의 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 등온 프레임(202) 내부면에는 발열체(206a)가 좌우측면 및 하부면에 설치되어 냉각속도와 온도를 조절할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 등온 프레임(202) 하부면에는 하부 통풍구(253a)가 형성되고, 상기 하부 통풍구(253a)에는 등온 프레임(202) 내부로 냉각 공기를 유입시키는 냉각팬(219a)가 설치되고, 상기 등온 프레임(202)의 내부 공기를 외부로 배출시키도록 배출용 후드(208a)가 설치된다.

부가적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 냉각 프레임(201) 및 단열 챔버 내부의 온도를 측정하기 위하여 온도 센서부(207, 207a)를 더 설치될 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 이중 구조를 갖는 등온 냉각 장치를 제공하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 하나의 실시 예에 불과하므로 본 발명의 진정한 범위는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

201: 냉각 프레임
202: 등온 프레임
205: 내부 순환용 팬
206, 206a: 발열체
207, 207a: 온도 센서부
208, 208a: 배출용 후드
211: 메시 벨트부
216: 단열 챔버
219,219a: 냉각팬
251: 상부 통풍구
252: 측면 통풍구
253: 하부 통풍구

Claims (3)

1. 열처리 장치와 템퍼링 장치 사이에 설치되는 등온 냉각 장치에 있어서,
   상기 열처리 장치로부터 공급되는 소재를 템퍼링 장치로 이동시키는 메시 벨트부와;
   상기 메시 벨트부를 감싸는 단열 챔버와;
   상기 단열 챔버 내부면에 설치되는 발열체와;
   상기 단열 챔버를 감싸는 등온 냉각 프레임과;
   상기 단열 챔버의 상부면에 형성된 상부 통풍구와;
   상기 단열 챔버의 측면에 설치되는 측면 통풍구와;
   상기 단열 챔버 하부면에 형성된 하부 통풍구를 통해서 단열 챔버 내부로 냉각 공기를 유입시키는 냉각팬과;
   상기 냉각 프레임의 상측에 설치되어 냉각 프레임 내부의 공기를 순환시키는 내부순환용 팬과;
   상기 단열 챔버 내부 공기를 외부로 배출시키도록 설치되는 배출용 후드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 구조를 갖는 등온 냉각 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉각 프레임에 인접하여 상기 메시 벨트부를 감싸는 등온 프레임과, 상기 등온 프레임 내부면에 설치되는 발열체와, 상기 등온 프레임 하부면에 형성된 하부 통풍구를 통해서 등온 프레임 내부로 냉각 공기를 유입시키는 냉각팬과, 상기 등온 프레임의 내부 공기를 외부로 배출시키도록 설치되는 배출용 후드를 포함하는 것을 특징으로 하는 등온 냉각 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉각 프레임 및 단열 챔버 내부의 온도를 측정하기 위하여 설치되는 온도 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 등온 냉각 장치.
   
   

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