KR101538069B1 - 오토클레이브 - Google Patents

Abstract

오토클레이브 용기의 내부를 다수의 가열구간으로 구획할 수 있음과 더불어 용기 내부의 횡단면 둘레를 따라 용기 내부를 가열시키는 구성을 통해, 용기 내부의 열전달 및 온도분포를 균일하게 하고, 아울러 용기 내부의 중심측으로 열전달 면적을 증대시킬 수 있는 오토클레이브를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 용기와, 상기 용기의 내부에 설치되어 상기 용기의 내부를 가열시키는 히팅유닛을 포함하는 오토클레이브(autoclave)에 있어서, 상기 히팅유닛은 상기 용기의 길이방향을 따라 다수로 설치되어 상기 용기의 내부를 복수의 가열구간으로 구획하는 단위코일부를 포함하여 이루어지되, 상기 단위코일부는 상기 용기의 황단면 둘레를 따라 코일형태로 감김 설치되어 고온의 유체가 유동하는 가열코일 및, 상기 용기의 내부에 가열코일을 탈착가능하게 결합시키는 복수개의 고정수단을 포함하여 이루어지며, 상기 가열코일의 횡단면은, 반원형의 관체 형상으로 형성되는 외측반원부 및, 상기 외측반원부의 양단에서 상기 외측반원부의 중심으로 오목하게 형성되되 상기 외측반원부와의 연결이 매끄러운 곡선형태로 이루어지도록 형성되는 내측오목부를 포함하는 형상으로 이루어지고, 상기 내측오목부 둘레의 길이는 상기 외측반원부 둘레의 길이보다 상대적으로 더 길게 형성되며, 상기 가열코일의 상기 외측반원부는 용기의 내벽 측을 향하고, 상기 내측오목부는 용기의 내부 중심 측을 향할 수 있도록 상기 용기의 내부에 설치되고, 상기 고정수단 각각은, 상기 내측오목부의 둘레를 감싸는 밀착부 및, 상기 밀착부의 양단부에 형성되어 상기 용기의 내부에 용기의 길이방향으로 설치되되 상기 용기의 횡단면 둘레를 따라 다수개로 설치되는 앵글의 플랜지를 관통하는 결합부를 포함하는 볼트부재와, 상기 결합부의 단부와 나사결합되는 너트부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

오토클레이브 {autoclave}

본 발명은 오토클레이브에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 내부를 다수의 가열 구간으로 구획하면서 가열효율을 극대화할 수 있는 오토클레이브에 관한 것이다.

일반적으로 오토클레이브(Autoclave)는 고압반응기를 통칭하는 말로, 산업 및 연구 목적으로 고온, 고압의 환경을 만들고 유지할 수 있는 내열 및 내압성 용기를 의미한다.

이러한 오토클레이브는 내부의 온도와 압력을 일정 수준으로 만들고 유지시킴으로써 첨단소재인 항공기에 주로 사용되는 카본 복합재 및 GLASS FIBER 생산부터 고무, 에버나이트 등 원료를 가공한 반제품을 가열 및 가압하여 완제품을 만드는 가류 공정을 위해 적용되고 있다.

종래 오토클레이브의 구조를 종단면도와 횡단면도로 나타낸 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 오토클레이브는 용기(10)의 내부를 고온화시키게 위해 고온유체가 유동되는 히팅파이프(100)가 용기(10)의 길이방향을 따라 코일형태로 설치되어 용기(10)의 내부를 가열시키게 된다.

상기한 종래의 오토클레이브는 용기(10)의 길이가 커질수록 히팅파이프(100)의 길이가 증가되어 고온유체의 주입구 측과 배출구 측의 온도 편차가 심해지게 되어 용기(10) 내부의 온도를 균일하게 형성시키지 못하게 되는 문제점이 있어왔다.

이로 인해 대상물의 가공이 원활하게 수행되지 못해 목표한 제원에 도달하지 못하는 문제점을 초래할 수도 있어 이를 개선하기 위한 기술개발이 시급한 실정이다.

대한민국 등록특허 제10-1344950호 (2013.12.18) 대한민국 등록특허 제10-0600413호 (2006.07.06)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 오토클레이브 용기의 내부를 다수의 가열구간으로 구획하여 단일 가열구간 또는 다수의 가열구간 또는 용기 전체를 가열할 수 있음과 더불어 용기 내부의 횡단면 둘레를 따라 용기 내부를 가열시키는 구성을 통해, 용기 내부의 열전달 및 온도분포를 균일하게 할 수 있는 오토클레이브를 제공하는데 그 목적이 있다.

아울러 용기 내부의 중심측으로 열전달 면적을 증대시킬 수 있는 오토클레이브를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 본 발명의 목적은 하기에 상세히 설명할 용기와, 상기 용기의 내부에 설치되어 상기 용기의 내부를 가열시키는 히팅유닛을 포함하는 오토클레이브(autoclave)에 있어서, 상기 히팅유닛은 상기 용기의 길이방향을 따라 다수로 설치되어 상기 용기의 내부를 복수의 가열구간으로 구획하는 단위코일부를 포함하여 이루어지되, 상기 단위코일부는 상기 용기의 황단면 둘레를 따라 코일형태로 감김 설치되어 고온의 유체가 유동하는 가열코일 및, 상기 용기의 내부에 가열코일을 탈착가능하게 결합시키는 복수개의 고정수단을 포함하여 이루어지며, 상기 가열코일의 횡단면은, 반원형의 관체 형상으로 형성되는 외측반원부 및, 상기 외측반원부의 양단에서 상기 외측반원부의 중심으로 오목하게 형성되되 상기 외측반원부와의 연결이 매끄러운 곡선형태로 이루어지도록 형성되는 내측오목부를 포함하는 형상으로 이루어지고, 상기 내측오목부 둘레의 길이는 상기 외측반원부 둘레의 길이보다 상대적으로 더 길게 형성되며, 상기 가열코일의 상기 외측반원부는 용기의 내벽 측을 향하고, 상기 내측오목부는 용기의 내부 중심 측을 향할 수 있도록 상기 용기의 내부에 설치되고, 상기 고정수단 각각은, 상기 내측오목부의 둘레를 감싸는 밀착부 및, 상기 밀착부의 양단부에 형성되어 상기 용기의 내부에 용기의 길이방향으로 설치되되 상기 용기의 횡단면 둘레를 따라 다수개로 설치되는 앵글의 플랜지를 관통하는 결합부를 포함하는 볼트부재와, 상기 결합부의 단부와 나사결합되는 너트부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오토클레이브에 의해 달성될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

용기 내부의 열전달 및 온도분포를 균일하게 할 수 있게 됨으로써, 대상물의 가공 시 발생할 수 있는 오작을 방지할 수 있는 이점이 있다.

그리고 용기 내부의 중심측으로 열전달 면적을 증대시킬 수 있게 됨으로써, 가열효율을 향상시킬 수 있는 또 다른 이점이 있다.

도 1은 종래 오토클레이브의 종단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 오토클레이브의 횡단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 오토클레이브의 종단면을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 오토클레이브를 정면도로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 단위코일부의 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 단위코일부의 다른 실시 예를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 오토클레이브(autoclave)는 내부의 온도와 압력을 일정 수준으로 만들고 유지시켜 피가공물을 목표한 제원으로 가공하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 오토클레이브의 종단면도 및 정면도로 나타낸 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 용기(10)와 히팅유닛(30)을 포함하여 이루어진다.

상기 용기(10)는 피가공물을 가온, 가압하기 위해 내부에 공간이 형성되며, 일단부에 개폐되는 도어가 설치되어 피가공물의 출입이 가능하게 되고, 용기(10) 내부에는 피가공물이 슬라이딩되면서 이동할 수 있는 수단들이 설치될 수 있음은 당연하다.

이와 함께 상기 히팅유닛(30)은 용기(10)의 내부에 설치되어 용기(10)의 내부를 가열시켜 용기(10)의 내부를 목표한 온도로 셋팅할 수 있게 한다.

상기한 히팅유닛(30)은 본 발명의 목적인 용기의 내부를 다수의 가열 구간으로 구획하여 단일 가열구간 또는 다수의 가열구간 또는 용기 전체를 가열할 수 있음과 더불어 용기 내부의 횡단면 둘레를 따라 용기 내부를 가열시키는 구성을 통해, 용기 내부의 열전달 및 온도분포를 균일하게 구현하기 위해, 상기 용기(10)의 길이방향을 따라 순차적으로 다수 설치되어 용기(10)의 내부를 복수의 가열구간으로 구획하는 단위코일부(300)를 포함하여 이루어진다.

이러한 상기 단위코일부(300) 각각은 가열코일(310) 및 고정수단(330)을 포함하여 이루어진다.

상기 가열코일(310)은 용기(10)의 횡단면 둘레을 따라 코일형태로 감김 설치되어 고온의 유체가 유동하게 되어 용기(10)의 내부를 고온의 분위기로 형성시키게 된다. 즉 종래 오토클레이브의 가열코일은 오토클레이브의 종방향을 따라 설치되었으나 본 발명에 따른 오토클레이브의 가열코일(310)은 횡방향으로 설치되어 용기(10)의 내부를 더욱 효율적으로 가열시킬 수 있게 된다. 이러한 가열코일(310)은 일단부에 고온유체가 고압으로 공급되는 주입구(315)가 형성되고 타단부에 고온유체가 가열코일(310) 내부를 유동한 후 토출되는 배출구(317)가 형성된다.

그리고 고정수단(330)은 복수개로 구비되어 용기(10)의 내부에 가열코일(310)을 탈착가능하게 결합시키게 된다.

자세하게 상기 고정수단(330)은 용기(10)의 내벽과 이격되며, 용기(10)의 내부에 길이방향으로 설치되되 용기(10)의 횡단면 둘레를 따라 다수개로 설치되는 앵글(100)과 가열코일(310)을 탈착 가능하게 결합시키게 된다.

상기 앵글(100)은 절곡되어 횡방향 부재인 플랜지(110)와 종방향 부재인 웨브(130)로 이루어져, 상기 플랜지(110)측에 고정수단(330)의 단부가 관통하여 가열코일(310)을 탈착 가능하게 결합시키게 된다.

이와 같은 상기 단위코일부(300)를 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기한 도면들과 본 발명에 따른 단위코일부의 실시 예를 나타낸 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 가열코일(310)의 횡단면은 원형의 튜브형상으로 이루어진다.

이와 함께 상기 고정수단(330) 각각은 볼트부재(331)와 너트부재(333)를 포함하여 이루어지는데 다시 상기 볼트부재(331)는 밀착부(331a)와 결합부(331b)를 포함하여 이루어진다.

상기 밀착부(331a)는 가열코일(310)의 용기(10)의 내부 방향 즉 용기(10)의 내부 중심 측 대향면을 감쌀 수 있게끔 형성되고, 상기 결합부(331b)는 밀착부(331a)의 양단에 형성되어 플랜지(110)를 관통하게 된다.

이와 더불어 상기 너트부재(333)는 결합부(331b)의 단부에 나사 결합되어 조여짐에 따라 상기 가열코일(310)을 플랜지(110)에 고정시킬 수 있게 된다.

다음으로 상기한 도면들과 본 발명에 따른 단위코일부의 다른 실시 예를 나타낸 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 목적인 오토클레이브 용기(10) 내부의 중심 측으로 열전달 면적을 증대시키기 위한 단위코일부(300)의 다른 실시 예를 설명하기로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 가열코일(310)의 횡단면은 튜브형태로 이루어지되 외측반원부(311)와 내측오목부(313)를 포함하는 형상으로 이루어진다. 상기 외측반원부(311)는 반원형의 관체 형상으로 형성된다. 그리고 상기 내측오목부(313)는 외측반원부(311)의 양단에서 상기 외측반원부(311)의 중심으로 오목하게 형성되되 상기 외측반원부(311)와의 연결이 매끄러운 곡선형태로 이루어지도록 형성되는 내측오목부(313)를 포함하는 형상으로 이루어지게 된다.

여기에서 상기 내측오목부(313) 둘레의 길이는 상기 외측반원부(311) 둘레의 길이보다 상대적으로 더 길게 형성되며, 상기 외측반원부(311)는 용기(10)의 내벽 측을 향하고, 상기 내측오목부(313)는 용기(10)의 내부 중심 측을 향할 수 있도록 상기 용기(10)의 내부에 설치되는 구조를 구현한다.

이로인해, 가열코일(310)의 횡단면이 원형 튜브형상인 경우보다 상기 내측오목부(313)로 인해 열젼달 면적이 증대되어 가열효율을 향상시킬 수 있게 되며, 가열코일(310)의 내부 횡단면적이 원형일 경우보다 축소됨으로써 유동하는 유체의 양이 줄어듬과 동시에, 가열코일(310)의 내부 횡단면적이 원형일 경우보다 같은 양의 고온유체가 유동되는 상태에서 가열코일(310)을 유동하는 고온유체 유동사이클의 횟수를 증가시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있게 된다.

이러한 상기 외측반원부(311)와 내측오목부(313)를 포함하여 형성되는 가열코일(310)을 고정시키기 위한 상기 고정수단(330) 각각은 볼트부재(331)와 너트부재(333)를 포함하여 이루어지는데 다시 상기 볼트부재(331)는 밀착부(331a)와 결합부(331b)를 포함하여 이루어진다.

상기 밀착부(331a)는 내측오목부(313)의 둘레를 감쌀 수 있게끔 내측오목부( 313)의 둘레형상과 대응되게 형성되고, 상기 결합부(331b)는 밀착부(331a)의 양단에 형성되어 플랜지(110)를 관통하게 된다.

이와 더불어 상기 너트부재(333)는 결합부(331b)의 단부에 나사 결합되어 조여짐에 따라 밀착부(331a)가 내축오목부(313)에 밀착 가압되어 상기 가열코일(310)을 플랜지(110)에 고정시킬 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 기본적인 기술적 사상은 오토클레이브 용기의 내부를 다수의 가열구간으로 구획할 수 있음과 더불어 용기 내부의 횡단면 둘레를 따라 용기 내부를 가열시키는 구성을 통해, 용기 내부의 열전달 및 온도분포를 균일하게 하고, 아울러 용기 내부의 중심측으로 열전달 면적을 증대시킬 수 있는 오토클레이브를 제공하는 것임을 알 수 있다.

이러한 본 발명의 기본적인 기술적 사상 범주내에서 당업계의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형이 가능함은 물론이며, 따라서 본 발명의 범주는 다양한 변형 예들을 포함하도록 작성된 특허청구범위 내에서 해석되어야 할 것이다.

10: 용기
100: 앵글 110: 플랜지
130: 웨브
30: 히팅유닛
300: 단위코일부 310: 가열코일
311: 외측반원부 313: 내측오목부
315: 주입구 317: 배출구
330: 고정수단 331: 볼트부재
331a: 밀착부 331b: 결합부
333: 너트부재

Claims (7)

1. 용기(10)와, 상기 용기(10)의 내부에 설치되어 상기 용기(10)의 내부를 가열시키는 히팅유닛(30)을 포함하는 오토클레이브(autoclave)에 있어서,
   상기 히팅유닛(30)은,
   상기 용기(10)의 길이방향을 따라 다수로 설치되어 상기 용기(10)의 내부를 복수의 가열구간으로 구획하는 단위코일부(300)를 포함하여 이루어지되,
   상기 단위코일부(300)는,
   상기 용기(10)의 횡단면 둘레를 따라 코일형태로 감김 설치되어 고온의 유체가 유동하는 가열코일(310) 및, 상기 용기(10)의 내부에 가열코일(310)을 탈착가능하게 결합시키는 복수개의 고정수단(330)을 포함하여 이루어지며,
   
   상기 가열코일(310)의 횡단면은,
   반원형의 관체 형상으로 형성되는 외측반원부(311) 및,
   상기 외측반원부(311)의 양단에서 상기 외측반원부(311)의 중심으로 오목하게 형성되되 상기 외측반원부(311)와의 연결이 매끄러운 곡선형태로 이루어지도록 형성되는 내측오목부(313)를 포함하는 형상으로 이루어지고,
   
   상기 내측오목부(313) 둘레의 길이는 상기 외측반원부(311) 둘레의 길이보다 상대적으로 더 길게 형성되며,
   
   상기 가열코일(310)의 상기 외측반원부(311)는 용기(10)의 내벽 측을 향하고, 상기 내측오목부(313)는 용기(10)의 내부 중심 측을 향할 수 있도록 상기 용기(10)의 내부에 설치되고,
   
   상기 고정수단(330) 각각은,
   상기 내측오목부(313)의 둘레를 감싸는 밀착부(331a) 및, 상기 밀착부(331a)의 양단부에 형성되어 상기 용기(10)의 내부에 용기(10)의 길이방향으로 설치되되 상기 용기의 횡단면 둘레를 따라 다수개로 설치되는 앵글(100)의 플랜지(110)를 관통하는 결합부(331b)를 포함하는 볼트부재(331)와,
   상기 결합부(331b)의 단부와 나사결합되는 너트부재(333)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오토클레이브.
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