KR101323296B1 - 원료 용해 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 원료 용해 설비는 내부에서 원료가 용융되어 용융물이 생성되며, 상기 용융물이 토출되는 토출구가 마련된 용해로, 용해로 내부에 설치되어 용융물로부터 발생된 가스로 인한 소음을 저감시키는 소음 저감 장치를 포함하고, 소음 저감 장치는 상기 토출구의 상측에 배치되며, 상기 가스가 통과할 수 있는 복수의 제 1 개구가 마련된 제 1 진동 부재를 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태 들에 의하면, 토출구의 전단에 연결 배관을 설치하고, 상기 토출구의 상측에 복수의 개구가 각기 마련된 제 1 및 제 2 진동 부재를 설치함으로써, 용융물로부터 발생되는 가스가 토출구 상측으로 흐를 수 있도록 유도할 수 있다. 이에 종래와 같이 가스의 흐름이 상기 토출구에 집중되는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인한 소음을 감소시킬 수 있다.

Description

원료 용해 설비{material melting equipment}

본 발명은 원료 용해 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용해로에서 발생되는 소음을 저감시킬 수 있는 소음 저감 장치가 설치된 원료 용해 설비에 관한 것이다.

몰드 플럭스 용해 설비는 용융 몰드 플럭스를 제조하여, 이를 몰드로 공급하는 설비이다. 통상적인 몰드 플럭스 용해 설비는 원료를 용융시켜 용융 몰드 플럭스를 제조하는 공간이 마련된 용해로, 용해로 일단으로 삽입되도록 설치되어, 플라즈마를 발생시켜, 원료를 용해시키는 토치, 용해로 타단에 마련되어 생성된 용융 몰드 플럭스를 몰드로 토출시키는 토출구를 포함한다.

한편, 상술한 바와 같이 용해로 내부에서 생성된 용융 몰드 플럭스는 토출구를 통해 토출 되는데, 이때 용융 몰드 플럭스로부터 발생된 가스 또한 토출구를 통과하게 된다. 이때, 토출구를 통과하는 가스는 난류 특성을 가지고, 유속이 빨라, 고 소음(high pitch noise)이 발생되는 문제가 있다. 또한, 토출구에 집중적으로 가해지는 가스의 압력으로 인해, 용융 몰드 플럭스의 토출이 불안정하게 이루어 진다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 토치에 인가되는 전원을 조절하여, 플라즈마의 출력을 줄일 수는 있으나, 이러한 경우 몰드 플럭스의 용융이 불균일하게 이루어지는 문제가 있다.

한국등록특허 제0829907호에는 주형 내의 용탕면에 용융 몰드 플럭스를 공급하도록, 상기 주형 내부로 인입된 배출관이 설치된 몰드 플럭스 용해유닛을 포함하는 연속 주조 장치가 개시되어 있다.

한국등록특허 제0829907호

본 발명의 일 기술적 과제는 용해로에서 발생되는 소음을 저감시킬 수 있는 소음 저감 장치가 설치된 원료 용해 설비를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 일 기술적 과제는 가스의 난류의 세기를 저감시키는 소음 저감 장치가 설치된 원료 용해 설비를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 원료 용해 설비는 내부에서 원료가 용융되어 용융물이 생성되며, 상기 용융물이 토출되는 토출구가 마련된 용해로; 상기 용해로 내부에 설치되어 상기 용융물로부터 발생된 가스로 인한 소음을 저감시키는 소음 저감 장치를 포함하고, 상기 소음 저감 장치는 상기 가스가 통과하는 개구를 가진다.

상기 소음 저감 장치는 상기 토출구의 상측에 배치되며, 상기 가스가 통과할 수 있는 복수의 제 1 개구가 마련된 제 1 진동 부재를 포함한다.

상기 제 1 진동 부재는 복수의 제 1 개구가 마련된 플레이트의 형상이며, 상기 토출구와 수직을 이루도록 배치된다.

상기 제 1 진동 부재에 마련된 복수의 제 1 개구는 상기 토출구의 상측에 대응 위치하는 중심 개구, 상기 중심 개구의 양측으로 이격 배치된 제 1 및 제 2 외측 개구를 포함한다.

상기 토출구와 제 1 진동 부재 사이에 위치하여 일단이 상기 토출구와 연결되며, 상기 제 1 진동 부재가 위치한 방향이 개구된 연결 배관을 포함한다.

상기 제 1 진동 부재와 수직을 이루도록 배치되며, 상기 제 1 진동 부재의 상측에서 상호 이격 배치되는 복수의 제 2 진동 부재를 포함한다.

상기 복수의 제 2 진동 부재 각각에는 가스가 통과할 수 있는 복수의 개구가 마련된다.

상기 복수의 제 2 진동 부재는 등 간격으로 이격 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시형태 들에 의하면, 토출구의 전단에 연결 배관을 설치하고, 상기 토출구의 상측에 복수의 개구가 각기 마련된 제 1 및 제 2 진동 부재를 설치함으로써, 용융물로부터 발생되는 가스가 토출구 상측으로 흐를 수 있도록 유도할 수 있다. 이에 종래와 같이 가스의 흐름이 상기 토출구에 집중되는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인한 소음을 감소시킬 수 있다.

또한, 토출구 상측으로 이동하는 가스는 제 1 및 제 2 진동 부재를 거치면서, 그 유속 및 압력이 감소 된다. 이에 가스의 유속 및 압력으로 인한 소음을 줄일 수 있다. 그리고, 가스가 제 1 및 제 2 진동 부재와 충돌하면서, 상기 제 1 및 제 2 진동 부재가 진동하고, 이때 발생되는 공명은 가스의 흐름으로 인해 발생 되는 소음을 흡수하는 효과가 있다. 따라서, 용해로 외부로 배출되는 소음의 크기를 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 장치가 설치된 원료 용해 설비를 도시한 도면
도 2는 용해로 내부에 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 장치를 설명하기 위한 분해 사시도
도 3은 용해로 내부에 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 장치가 설치된 모습을 절단하여 도시한 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 장치가 설치된 모습을 외측에서 바라본 사시도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 진동 부재의 복수의 개구와 토출구와의 연통 관계를 설명하기 위한 상면도
도 6은 비교예에 따른 원료 용해 설비로부터 발생되는 소음과 실시예에 따른 원료 용해 설비로부터 발생되는 소음의 크기를 나타낸 그래프

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 장치가 설치된 원료 용해 설비를 도시한 도면이다. 도 2는 용해로 내부에 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이다. 도 3은 용해로 내부에 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 장치가 설치된 모습을 절단하여 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 장치가 설치된 모습을 외측에서 바라본 사시도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 진동 부재의 복수의 제 1 개구와 토출구와의 연통 관계를 설명하기 위한 상면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 원료 용해 설비는 공급된 원료를 용해시키는 내부 공간을 가지며, 용해된 용융물 즉, 용융 몰드 플럭스를 배출시키는 토출구가 마련된 용해로(110), 용해로(110) 내부에 플라즈마를 발생시켜, 원료를 용해시키는 토치(120), 토치(120)와 연결되어 플라즈마 발생을 위한 가스를 공급하는 플라즈마 가스 분사 배관(130), 파우더 형태의 원료가 저장된 호퍼(140), 일단이 호퍼와 연결되고 타단이 용해로(110)와 연결된 원료 공급 배관(150), 용해로(110) 내부에서 토출구(112)의 상측에 배치되어, 용해로(110) 내부에서 발생되는 소음을 저감시키는 소음 저감 장치(300)를 포함한다. 또한, 용해로(110) 외측에 설치된 배기 후드(160) 및 일단이 배기 후드(160)와 연결되고 타단이 용해로(110)와 연결된 배기 덕트(170)를 포함한다.

여기서, 토치(120), 플라즈마 가스 분사 배관(130), 호퍼(140), 원료 공급 배관(150), 배기 덕트(170) 및 배기 후드(160)는 종래의 원료 용해 설비와 유사하므로, 이에 대한 설명은 생략하거나 간략히 설명한다.

용해로(110)는 몰드(200)의 상측에 위치하여 일 방향으로 연장된 형상이며, 원료 및 상기 원료가 용융된 용융물을 수용할 수 있는 내부 공간을 가진다. 그리고, 용해로(110) 내부에는 상기 용해로(110)의 내부 공간을 분할하는 제 1 분할 부재(111)가 설치되는데, 실시예에 따른 제 1 분할 부재(111)는 플레이트 형상이며, 상기 용해로(110)가 연장된 방향과 수직한 방향으로 설치된다. 이에, 용해로(110) 내부는 제 1 분할 부재(111)를 중심으로 일측 공간과 타측 공간으로 분할되며, 상기 일측 공간은 원료가 투입되어 토치(120)에 의해 상기 원료가 용융되는 용융 공간(110a)이고, 타측 공간은 용융물을 외부로 토출시키는 토출구(112) 및 실시예에 따른 소음 저감 장치(300)가 설치되는 토출 공간(110b)이다. 제 1 분할 부재(111)에는 용융 공간(110a)과 토출 공간(110b)을 연통시키는 개구가 마련되는데, 하기에서는 제 1 분할 부재(111)에 마련된 개구를 제 1 연통부(111a)라 명명한다. 그리고 제 1 연통부(111a)와 토출구(112)를 연결하도록 연결 배관(113)이 설치된다. 실시예에 따른 연결 배관(113)은 상측이 개방된 파이프 형상으로 제조되어, 후술되는 토출구(112)와 수직을 이루도록 배치된다. 예컨대, 연결 배관(113)은 그 단면의 형상이 반원이며, 상측이 개방된 형상일 수 있다. 여기서, 연결 배관(113)을 상측이 개방된 형상으로 제조하는 것은 상기 연결 배관(113)을 거처 토출구(112)로 향하는 용융물로부터 발생된 가스가 상기 연결 배관(113) 및 토출구(112)이 상측에 설치된 소음 저감 장치(300)로 유도되도록 하기 위함이다. 예컨대, 연결 배관(113)이 상하부가 막혀있고, 양 끝단만 개구되어 있는 경우, 제 1 연통부(111a)를 통과한 가스는 종래와 같이 토출구(112)에 집중되어 흐를 것이다.

상기에서는 연별 배관(113)이 토출구(112)와 수직으로 연결되도록 설치되고, 상부가 개방된 반원인 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 소음 저감 장치(300)가 위치한 방향으로 개구된 다양한 형상 및 위치로 변경 가능하다.

토출구(112)는 용해로(110) 내부의 용융물을 외부 즉, 몰드(200)로 토출시키는 통로이다. 실시예에 따른 토출구(112)는 내부 공간을 가지는 파이프 즉, 배관 형상이다. 실시예에 따른 토출구(112)는 용해로(110)의 하단부와 수직하도록 즉, 상하 방향으로 연장되도록 설치되며, 상단이 연결 배관(113)과 연결된다. 이에, 연결 배관(113)과 토출구(112)가 연결된 형상은 한글 자음의 "ㄱ"자 형상이다. 상기에서는 파이프 형상의 토출구(112)를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 용해로(110) 하부에 마련된 구멍 형태의 토출구(112) 일 수도 있다.

소음 저감 장치(300)는 용해로(110) 내부에 설치되어, 용융물로 부터 발생된 가스의 유속 및 압력을 조절함으로써, 상기 가스로 인한 소음을 저감 시킨다. 즉, 용용물이 토출구(112)로 배출될 때, 가스의 압력이 상기 토출구(112)에 집중되는 것을 방지하여, 상기 가스로 인한 소음을 저감 시킨다. 이러한 소음 저감 장치(300)는 토출구(112)의 상측에 설치되어 토출 공간(110b)을 상하 방향으로 분할하며, 용융물로부터 발생된 가스가 통과할 수 있는 개구(이하, 제 2 연통부(310a))가 마련된 제 2 분할 부재(310), 제 2 분할 부재(310)의 상측으로 이격 배치되며, 제 2 연통부(310a)를 통과한 가스가 통과하는 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)가 마련된 제 1 진동 부재(320), 제 1 진동 부재(320)의 상측에서 상기 제 1 진동 부재(320)와 수직하는 방향으로 설치되며, 제 1 진동 부재(320)의 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)를 통과한 가스가 통과할 수 있는 복수의 제 2 개구(330a)가 마련된 복수의 제 2 진동 부재(330)를 포함한다.

제 2 분할 부재(310)는 토출구(112)와 제 1 진동 부재(320) 사이에 위치하여, 토출 공간(110b)을 상하 방향으로 분할한다. 하기에서는 제 2 분할 부재(310)의 상측에 해당하는 공간을 '공명실(340)'이라 명명한다. 이러한 제 2 분할 부재(310)는 플레이트 형상이며, 토출구(112)와 수직을 이루도록 배치된다. 또한, 제 2 분할 부재(310)에는 연결 배관(113)의 상측 개구 및 토출구의 상단 개구 중 적어도 어느 하나의 상측에 대응 위치하는 제 2 연통부(310a)가 마련된다. 여기서 제 2 연통부(310a)는 토출 공간(110b)으로 이동한 가스를 공명실(340)로 유도하는 통로이다.

공명실(340)은 상술한 바와 같이 토출 공간(110b)에서 제 2 분할 부재(310)의 상측 공간에 해당하는 공간으로, 상기 공명실(340) 내부에서는 가스가 확산 된다. 즉, 제 2 연통부(310a)를 통과하여 상측으로 이동한 가스는 공명실(340)에서 확산 되는데, 이때 가스가 제 1 진동 부재(320)에 충돌하기 전에 상기 제 1 진동 부재(320)의 하측에서 확산 된다. 이에, 제 1 진동 부재(320)로 향하는 가스의 유속이 감소 되며, 제 1 진동 부재(320)에 가해지는 충격을 줄일 수 있다. 즉, 공명실(340)은 가스가 제 1 진동 부재(320)에 충돌하기 전에 가스의 유속을 줄이고, 충격을 감소시키는 버퍼 역할을 한다. 이러한 공명실(340)로 인해, 종래에 비해 토출구에 집중적으로 가해지는 가스의 압력 및 가스의 유속이 감소되어, 소음이 저감되는 효과가 있다.

실시예에 따른 제 2 분할 부재(310)는 단면의 형상이 사각형이나, 이에 한정되지 않고, 토출 공간(110b)을 상하 방향으로 분할하며, 연결 배관(113) 및 토출구(12)의 상부와 대응하는 제 2 연통부(310a)를 가지는 다양한 형상으로 제조될 수 있다.

제 1 진동 부재(320)는 토출구(112)의 상측에 위치하는 공명실(340) 즉, 제 2 분할 부재(310)의 상측으로 이격 배치되며, 상기 제 2 분할 부재(310)와 수평을 이루도록 설치된다. 실시예에 따른 제 1 진동 부재(320)는 스테인레스 스틸(Stainless steel)로 이루어진 플레이트 형상이며, 두께는 1mm 내지 3mm이다. 물론 제 1 진동 부재(320)는 가스와 반응하지 않는 다양한 재료로 이루어질 수 있고, 두께 또한 다양하게 변경 가능하다. 이러한 제 1 진동 부재(320)에는 가스가 통과할 수 있는 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)가 마련되는데, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c) 중 적어도 하나는 토출구(112)의 상측, 보다 상세하게는 제 2 분할 부재(310)에 마련된 제 2 연통부(310a)의 상측에 대응 위치한다. 하기에서는 제 1 진동 부재(320)에 마련된 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c) 중 토출구(112)의 상측에 대응 위치하는 개구를 중심 개구(321a), 중심 개구(321a)의 양측으로 이격되어 형성된 개구 각각을 제 1 및 제 2 외측 개구(321b, 321c)로 명명한다. 여기서, 실시예에 따른 중심 개구(321a), 제 1 및 제 2 외측 개구(321b, 321c)는 지그 재그(zigzag)로 배치되나, 이에 한정되지 않고, 다양한 배치가 가능하다.

상술한 바와 같이, 제 1 진동 부재(320)에 마련된 중심 개구(321a), 제 1 및 제 2 외측 개구(321b, 321c)는 상술한 바와 같이 용융물로부터 배출된 가스가 이동하는 통로이다. 제 2 분할 부재(310)에 마련된 제 2 연통부(310a)를 통과한 가스는 제 1 진동 부재(320)의 중심 개구(321a), 제 1 및 제 2 외측 개구(321b, 321c)를 통해 제 1 진동 부재(320)의 상측으로 이동한다. 이때, 중심 개구(321a)가 제 2 연통부(310a)의 상측에 대응 위치하기 때문에, 상기 제 2 연통부(310a)를 통과한 가스의 대부분은 제 1 진동 부재(320)의 중심 개구(321a)를 통해 상측으로 이동한 후 상기 제 1 진동 부재(320)와 제 2 진동 부재(330) 사이의 이격 공간에서 확산 된다. 또한, 중심 개구(321a)를 통해 제 1 진동 부재(320)의 상측으로 이동한 가스 중 일부는 다시 제 1 진동 부재(320)가 위치한 방향으로 되돌아 오고, 나머지는 제 2 진동 부재(330)가 위치한 방향으로 이동한다. 이때, 제 1 진동 부재(320)의 방향으로 되돌아오는 가스는 제 1 및 제 2 외측 개구(321b, 321c)를 통해 하측으로 이동할 수 있다. 물론 제 1 진동 부재(320)가 위치한 방향으로 되돌아오는 가스 중 일부는 중심 개구(321a)를 통해 하측으로 이동할 수도 있다.

이와 같이, 제 2 분할 부재(310)의 상측 즉, 공명실(340)로 이동한 가스는 제 1 진동 부재(320)에 마련된 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)를 통과하도록 이동한다. 즉, 제 2 분할 부재(310)에 마련된 제 2 연통부(310a)를 통과한 가스가 제 1 진동 부재(320)에 마련된 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)를 통해 분기 되어 이동한다. 다른 말로 하면, 가스가 제 1 진동 부재(320)에 마련된 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)를 통과하면서, 가기 다른 방향으로 바이패스(by pass)된다. 이에, 가스가 어느 한쪽으로 집중되도록 흐르지 않고, 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)에 의해 바이패스 됨에 따라, 가스의 압력 및 유속이 감소 되고, 이로 인해 제 1 진동 부재(320) 자체에 가해지는 충격을 줄일 수 있다. 또한, 가스가 제 1 진동 부재(320)에 충돌하고, 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)를 통과함에 따라 제 1 진동 부재(320)가 자가 진동하며, 이로 인해 공진하게 된다. 여기서 제 1 진동 부재(320)의 진동으로 인한 공진은 가스로 인한 소음을 상쇄시키는 역할을 한다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제 1 진동 부재(320)는 가스의 유동 속도 및 압력을 감소시키는 댐퍼 역할을 한다.

복수의 제 2 진동 부재(330) 각각은 제 1 진동 부재(320)의 상측에서, 상기 제 1 진동 부재(320)와 수직한 방향으로 설치된다. 또한, 복수의 제 2 진동 부재(330)는 일 방향으로 나열되어, 상호 이격 배치된다. 즉, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 진동 부재(330)는 제 1 진동 부재(320)와 수직을 이루도록 배치되며, 이러한 제 2 진동 부재(330)가 복수개로 마련되어 상기 제 1 진동 부재가 연장된 방향으로 나열되도록 배치된다. 여기서 복수의 제 2 진동 부재(330) 사이의 간격은 등 간격인 것이 바람직하며, 복수의 제 2 진동 부재(330) 사이의 이격 공간은 가스가 이동하는 통로이다. 또한, 복수의 제 2 진동 부재(330)의 상부의 적어도 일부는 도 4에 도시된 바와 같이 용해로(110)의 상측으로 노출되도록 설치된다. 여기서, 용해로(110)의 상측으로 노출되는 복수의 제 2 진동 부재(330) 사이의 이격 공간은 가스가 외부로 배출되는 통로이다. 실시예에 따른 제 2 진동 부재(330)는 스테인레스 스틸(Stainless steel)로 이루어지며, 그 단면이 다각형인 플레이트의 형상이며, 두께는 1mm 내지 3mm이다. 물론 제 2 진동 부재(330)는 가스와 반응하지 않는 다양한 재료로 이루어질 수 있고, 두께 또한 다양하게 변경 가능하다.

이러한 복수의 제 2 진동 부재(330) 각각에는 가스가 통과할 수 있는 복수의 개구(이하, 제 2 개구(330a))가 마련되며, 상기 제 2 개구(330a)의 형상은 원형 또는 사각형 등 다양한 형상일 수 있다. 이에, 제 1 진동 부재(320)에 마련된 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)를 통과하여 상측으로 이동한 가스는 복수의 제 2 진동 부재(330)에 충돌하거나, 복수의 제 2 진동 부재(330) 사이의 이격 공간 및 상기 복수의 제 2 진동 부재(330) 각각에 마련된 복수의 제 2 개구(330a)를 통과한다.

한편, 제 1 진동 부재(320)의 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)를 거쳐 상측으로 이동한 가스는 난류 특성을 가지고 있다. 그런데 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)를 통과한 가스가 상기 제 1 진동 부재(320)와 수직으로 이루도록 배치된 복수의 제 2 진동 부재(330) 사이의 이격 공간 및 복수의 제 2 개구(330a)를 통과하면서 가스의 흐름이 바뀐다. 이에. 가스의 난류의 세기가 감소 되고, 가스가 균일하게 흐른다. 즉, 가스가 어느 한쪽에 집중되지 않고, 복수의 제 2 진동 부재(330) 사이의 이격 공간 및 복수의 제 2 개구(330a)를 통해 균일하게 이동한다. 따라서, 가스의 난류 및 상기 가스의 불균일한 흐름에 의한 소음을 줄일 수 있다. 또한, 가스가 제 2 진동 부재(330)에 충돌하고, 복수의 제 2 진동 부재(330)의 사이의 공간 및 복수의 제 2 개구(330a)를 통과함에 따라 제 2 진동 부재(330)가 자가 진동하고, 이로 인해 공진 하게 된다. 여기서 제 2 진동 부재(330)의 진동으로 인한 공진은 가스로 인한 소음을 상쇄시키는 역할을 한다.

하기에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 장치(300)가 마련된 원료 용해 설비의 동작을 설명한다.

먼저, 호퍼(140) 및 원료 공급 배관(150)을 통해 용해로(110) 내부의 용융 공간으로 원료 예컨대, 파우더 형태의 몰드 플럭스용 원료를 공급한다. 그리고 플라즈마 가스 분사 배관(130)을 통해 용해로(110) 내부에 플라즈마 가스를 공급하고 토치(120)를 동작시키면, 몰드 플럭스 원료가 용해된다. 용해된 용융뮬은 제 1 분할 부재(111)에 마련된 제 1 연통부(111a)를 통해 토출 공간(110b)으로 이동하여 외부로 배출된다. 즉, 용융물은 제 1 분할 부재(111)에 마련된 제 1 연통부(111a) 및 연결 배관(113)을 거쳐 토출구(112)를 통해 몰드(200)로 배출된다.

이와 같이, 용해로(110) 내부에서 용융물이 생성되면, 상기 용융물로부터 가스가 발생되는데, 상기 가스 또한 제 1 분할 부재(111)에 마련된 제 1 연통부(111a)를 통해 토출 공간(110b)으로 이동하여 외부로 배출된다. 이때, 용융물로부터 발생된 가스 중 약 20 내지 30%는 토출구(112)를 통해 배출되나, 나머지 70 내지 80%의 가스는 토출구(112)의 상측에 위치하는 공명실(340), 제 1 진동 부재(320) 및 제 2 진동 부재(330)를 거쳐 용해로(110) 상측으로 배출된다. 이를 다시 설명하면, 용융물로부터 발생된 가스 중 약 70 내지 80%의 가스는 상측이 개구된 연결 배관(113)을 통해 그 흐름이 유도되어, 상기 연결 배관(113)의 상측 방향으로 이동한다. 이후, 연결 배관(113) 상측으로 이동하는 가스는 제 2 분할 부재(310)에 마련된 제 2 연통부(310a)를 거쳐 공명실 즉, 상기 제 2 분할 부재(310)의 상측으로 이동한다. 제 2 분할 부재(310)를 통과한 가스는 제 2 분할 부재(310)의 상측 공간인 공명실(340) 즉, 제 2 분할 부재(310)와 제 1 진동 부재(320) 사이의 공간에서 확산 된다.

제 1 분할 부재(111)와 제 1 진동 부재(320) 사이에서 확산되어 유속이 감소된 가스 중 적어도 일부는 상기 제 1 진동 부재(320)가 위치한 방향으로 이동하고, 다른 일부는 제 1 분할 부재(111)가 위치한 방향으로 이동할 수 있다. 그런데, 상술한 바와 같이 제 1 분할 부재(111)의 상측으로 이동한 가스가 공명실(340)에서 확산된 후 이동함에 따라, 상기 제 1 진동 부재(320) 및 제 1 분할 부재(111)에 가해지는 충격이 작다.

또한, 제 1 분할 부재(111)의 제 1 연통부(111a)를 통과하여 제 1 진동 부재(320)가 위치한 방향으로 이동하는 가스는 상기 제 1 진동 부재(320)에 마련된 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)를 통해 상측으로 이동한다. 즉, 제 2 연통부(310a)를 통과한 가스가 제 1 진동 부재(320)에 마련된 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)를 통과하면서, 각기 다른 방향으로 바이패스(by pass) 된다. 이에, 가스가 어느 한쪽으로 집중되도록 흐르는 것을 방지할 수 있어, 가스의 압력 및 유속이 감소되고, 이로 인해 제 1 진동 부재(320) 자체에 가해지는 충격을 줄일 수 있다. 또한, 가스가 제 1 진동 부재(320)에 충돌하고, 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)를 통과함에 따라 제 1 진동 부재(320)가 자가 진동하는데, 이때 발생되는 공진에 의해 가스로 인한 소음이 상쇄되는 효과가 있다.

제 1 진동 부재(320)의 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)를 통과한 가스 중 적어도 일부는 제 2 진동 부재(330)가 위치한 방향으로 이동하고, 다른 일부는 다시 제 1 진동 부재(320)가 위치한 방향으로 이동할 수 있다. 그런데 가스가 제 1 진동 부재(320)에 마련된 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)를 통과하여 토출구(112)가 위치한 방향으로 이동하더라도, 상기 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)에 의해 각기 다른 방향으로 바이패스 되어 이동하기 때문에, 종래에 비해 토출구(112)에 가해지는 가스의 압력이 감소 된다.

또한, 제 1 진동 부재(320)의 복수의 제 1 개구(321; 321a, 321b, 321c)를 통과하여 제 2 진동 부재(330)가 위치한 방향으로 이동한 가스는 복수의 제 2 진동 부재(330) 사이의 이격 공간 및 복수의 제 2 개구(330a)를 통과하도록 이동한다. 이때, 복수의 제 2 진동 부재(330)는 제 1 진동 부재(320)와 수직으로 이루도록 배치되기 때문에, 가스가 복수의 제 2 진동 부재(330) 사이의 이격 공간 및 복수의 제 2 개구(330a)를 통과하면서, 가스의 흐름이 바뀐다. 이에, 가스의 난류의 세기가 감소 되며, 가스가 어느 한쪽에 집중되지 않고, 복수의 제 2 진동 부재(330) 사이의 이격 공간 및 복수의 제 2 개구(330a)를 통해 균일하게 이동한다. 따라서, 가스의 난류 및 상기 가스의 불균일한 흐름에 의한 소음을 종래에 비해 줄일 수 있다. 또한, 가스가 제 2 진동 부재(330)에 충돌하고, 복수의 제 2 개구(330a)를 통과함에 따라 제 2 진동 부재(330)가 자가 진동하는데, 이때 발생되는 공진에 의해 가스로 인한 소음이 상쇄되는 효과가 있다.

이후, 복수의 제 2 진동 부재(330) 사이의 이격 공간을 통해 이동하는 가스는 최종적으로 용해로 상부로 노출된 상기 복수의 제 2 진동 부재(330) 사이의 이격 공간을 통해 배출된다.

도 6은 비교예에 따른 원료 용해 설비로부터 발생되는 소음과 실시예에 따른 몰드 플럭스 설비로부터 발생되는 소음의 크기를 나타낸 그래프이다. 여기서 실시예에 따른 원료 용해 설비는 토출구(112)의 상측에 본 발명의 실시예에 따른 소음 저감 장치(300)가 설치된 것이고, 비교예는 소음 저감 장치(300)가 설치되지 않은 것이다.

비교예 및 실시예에 따른 원료 용해 설비 각각을 동작시킨 후, 외부에서 각각의 소음을 측정한 결과 실시예에 따른 원료 용해 설비의 소음이 비교예에 비해 약 20db 감소되는 효과가 있었다.

이와 같이 소음이 감소되는 것은, 상술한 바와 같은 소음 저감 장치(300)에 의해 가스의 유동 속도 및 압력을 감소시켰기 때문이다. 즉, 토출구(112)의 전단에 연결 배관(113)을 설치하고, 상기 토출구(112)의 상측에 복수의 개구(321, 330a)가 각기 마련된 제 1 및 제 2 진동 부재(320, 330)를 설치함으로써, 가스가 제 1 및 제 2 진동 부재(320, 330) 방향으로 흐르도록 유도하였다. 이에, 종래와 같이 토출구(112)에 가스의 압력이 집중되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 토출구(112) 상측으로 이동하는 가스는 공명실(340), 제 1 진동 부재(320) 및 제 2 진동 부재(330)를 거치면서, 그 유속 및 압력이 감소 된다. 따라서, 종래에 비해 가스의 유속 및 압력으로 인한 소음 발생을 방지할 수 있다. 또한, 가스와 제 1 진동 부재(320) 및 제 2 진동 부재(330)와 충돌하면서, 상기 제 1 진동 부재(320) 및 제 2 진동 부재(330)가 진동하고, 이때 발생되는 공명은 가스의 흐름으로 인해 발생되는 소음을 흡수한다.

상기에서는 몰드 플럭스용 원료를 용융시켜, 용융 몰드 플럭스를 제조하는 용융 몰드 플럭스 제조 설비를 예를 들어 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고, 플라즈마를 발생시키는 토치(120)를 이용하여 원료를 용해시키는 다양한 수단에 적용될 수 있다.

300: 소음 저감 장치 320: 제 1 진동 부재
321a, 321b, 321c: 제 1 개구 330: 제 2 진동 부재
330a: 제 2 개구

Claims (8)

1. 내부에서 원료가 용융되어 용융물이 생성되며, 상기 용융물이 토출되는 토출구가 마련된 용해로;
   상기 용해로 내부에 설치되어 상기 용융물로부터 발생된 가스로 인한 소음을 저감시키는 소음 저감 장치를 포함하고,
   상기 소음 저감 장치는 상기 가스가 통과하는 개구를 가지는 원료 용해 설비.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 소음 저감 장치는 상기 토출구의 상측에 배치되며, 상기 가스가 통과할 수 있는 복수의 제 1 개구가 마련된 제 1 진동 부재를 포함하는 원료 용해 설비.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제 1 진동 부재는 복수의 제 1 개구가 마련된 플레이트의 형상이며, 상기 토출구와 수직을 이루도록 배치되는 원료 용해 설비.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제 1 진동 부재에 마련된 복수의 제 1 개구는 상기 토출구의 상측에 대응 위치하는 중심 개구, 상기 중심 개구의 양측으로 이격 배치된 제 1 및 제 2 외측 개구를 포함하는 원료 용해 설비.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 토출구와 제 1 진동 부재 사이에 위치하여 일단이 상기 토출구와 연결되며, 상기 제 1 진동 부재가 위치한 방향이 개구된 연결 배관을 포함하는 원료 용해 설비.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 제 1 진동 부재와 수직을 이루도록 배치되며, 상기 제 1 진동 부재의 상측에서 상호 이격 배치되는 복수의 제 2 진동 부재를 포함하는 원료 용해 설비.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 복수의 제 2 진동 부재 각각에는 가스가 통과할 수 있는 복수의 개구가 마련된 원료 용해 설비.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 복수의 제 2 진동 부재는 등 간격으로 이격 설치되는 원료 용해 설비.
   
   

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