KR101584140B1 - 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선재의 균일한 냉각을 위한 컨베이어 시스템로서, 본 컨베이어의 진행 방향로부터 소정의 제 1 각을 이루며, 상기 본 컨베이어로부터 선재를 바이패싱하도록 하는 제 1 컨베이어부; 및 상기 제 1 컨테이너부로부터 소정의 제 2 각을 이루며, 상기 제 1 컨베이어부로부터 선재를 바이패싱하도록 하는 제 2 컨베이어부를 포함하는 것을 특징으로 하여, 컨베이어 이송 과정에서 선재의 폭 방향에 걸쳐 균일한 냉각의 효과를 제공한다.

Description

선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템{CONVEYOR SYSTEM FOR UNIFORMLY COOLING WIRES}

본 발명을 선재의 균일 냉각을 도모하도록 하는 컨베이어 시스템에 관한 기술 분야이다.

선재의 일반적인 냉각법으로는 스텔모아(stelmor)법이 사용되고 있다.

도 1은 스텔모아법을 이용하여 선재를 이송시키는 종래의 컨베이어 시스템을 도시한 측면도 및 평면도이다.

850도씨 혹은 900도씨의 선재(1)를 권취기를 이용하여 코일형으로 권취한 후, 도 1에 도시된 바와 같은 컨베이어로 이송하며 냉각시키는 것이 스텔모아법이다.

선재(1)는 권취기로부터 컨베이어로 낙하한 후, 컨베이어의 후송에 의해 직렬 루프의 형태로 이송된다. 선재(1)는 이후 컨베이어 이송중에 냉각이 이루어지게 되는데, 냉각이 종료되면 수직으로 직접되어 다음단계로 진행된다.

선재(1)의 보다 빠른 냉각이 필요한 경우에는 컨베이어의 하부에 설치된 블로우어(30)를 통하여 강제 공냉을 시키게 되며, 서냉이 필요한 경우에는 컨베이어에 서냉 커버를 씌워 방열을 지연시킨다.

스텔모아 법은 뛰어난 생산성을 가지고 있지만 직렬 루프 형태의 특성상 외권부쪽에서 선재(1)가 오버랩되어 내권부보다 냉각이 느려져서 강성 편차가 나타난다. 도 2는 도 1에 도시된 종래 컨베이어 시스템을 이용하는 경우, 선재(1)의 폭 방향에 따른 선재(1) 겹침 밀도를 도시한 그래프이다.

선재(1)의 균일한 냉각을 위해, 블로우어(30)의 송풍량을 분할하여 외권부로 송풍량을 집중시키고 내권부의 송풍량을 낮추는 기술을 사용하여도 외권부의 겹침밀도가 매우 높아 냉각 속도 편차로 인한 품질 불량을 피할 수 없었다.

이를 해결하기 위해 사이드 가이드를 설치하여 외권부의 겹침 밀도를 낮추는 방법이 있었으나, 외권부의 겹침밀도에 변화를 주는 정도에 그쳐 효과가 미비하거나 매우 낮은 문제점이 존재한다.

한국 공개특허공보 제10-2012-0058257호(2012.06.07. 공개) 일본 공개특허공보 특개2008-110367호(2008.05.15. 공개)

본 발명에 따른 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 컨베이어 이송중에 자연 냉각되는 과정에서 선재의 균일한 냉각을 도모할 수 있는 컨베이어 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템은 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.

본 발명에 따른 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템은, 본 컨베이어의 진행 방향로부터 소정의 제 1 각을 이루며, 상기 본 컨베이어로부터 선재를 바이패싱하도록 하는 제 1 컨베이어부; 상기 제 1 컨베이어부로부터 소정의 제 2 각을 이루며, 상기 제 1 컨베이어부로부터 선재를 바이패싱하도록 하는 제 2 컨베이어부; 및 상기 본 컨베이어, 상기 제 1 컨베이어부의 종단에 각각 위치하고, 상하로 관통되는 형상을 구비하여, 이송되는 선재를 수직하게 낙하시키도록 하는 제 1 및 제 2 드롭핑부를 포함하되, 상기 본 컨베이어로부터 이송되는 선재는 상기 제 1 드롭핑부를 통해 상기 제 1 컨베이어부로 낙하되며, 상기 제 1 컨베이어부로부터 이송되는 선재는 상기 제 2 드롭핑부를 통해 상기 제 2 컨베이어부로 낙하되는 것을 특징으로 한다.
상기 컨베이어 시스템은, 상기 제 2 컨베이어부로부터 소정의 제 3 각을 이루며, 상기 제 2 컨베이어부로부터 선재를 바이패싱하도록 하는 제 3 컨베이어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 각, 상기 제 2 각 또는 제 3 각은 30° 내지 90°의 범위를 가지는 것이 바람직하다.
상기 제 2 컨베이어부로부터 이송되는 선재는 상기 제 3 컨베이어부로 낙하되어 이송되는 것이 바람직하다.
상기 컨베이어 시스템은, 상기 제 2 컨베이어부의 종단에 위치하고, 상하로 관통되는 형상을 구비하여, 이송되는 선재를 수직하게 낙하시키도록 하는 제 3 드롭핑부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 내지 제 3 드롭핑부는, 상기 선재의 수평 이동을 저지하는 백킹 플레이트; 및 상기 백킹 플레이트의 하부에 위치하여, 원통 형상으로 상하로 관통되어, 선재를 수직하게 낙하시키도록 하는 집속부를 포함하는 것이 바람직하다.

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이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 선재 겹침 밀도가 외권부에만 밀집되는 현상을 제거하여, 컨베이어 이송 과정에서 선재의 폭 방향에 걸쳐 균일한 냉각의 효과를 제공한다.

둘째, 기타 외부의 설비를 도입하지 않고도, 기존의 컨베이어 설비를 그대로 활용할 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 스텔모아법을 이용하여 선재를 이송시키는 종래의 컨베이어 시스템을 도시한 측면도 및 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 종래 컨베이어 시스템을 이용하는 경우, 선재의 폭 방향에 따른 선재 겹침 밀도를 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템의 일부 컨베이어 영역을 도시한 부분 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른, 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템의 일 구성인 드롭핑부를 확대 도시한 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른, 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템에서 선재들의 겹침의 위치가 컨베이어 영역에 따라 상이한 것을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은 본 발명에 따른, 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템에 선재들을 이송시키는 경우, 선재 폭 방향에 따른 선재 온도 분포도를 도시한 그래프이다.

본 발명에 따른 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템을 상세히 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템을 도시한 평면도이다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템의 일부 컨베이어 영역을 도시한 부분 측면도이다. 도 5는 본 발명에 따른, 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템의 일 구성인 드롭핑부를 확대 도시한 부분 사시도이다. 도 6은 본 발명에 따른, 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템에서 선재들의 겹침의 위치가 컨베이어 영역에 따라 상이한 것을 설명하기 위한 개략도이다. 도 7은 본 발명에 따른, 선재 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템에 선재들을 이송시키는 경우, 선재 폭 방향에 따른 선재 온도 분포도를 도시한 그래프이다.

본 발명에 따른, 선재의 균일 냉각을 위한 컨베이어 시스템은 제 1 컨베이어부(102); 및 제 2 컨베이어부(103)를 포함한다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 컨베이어(101)를 통하여 이송되는 선재(1)는 내권부에 비하여 외권부가 겹치는 밀도가 크게 발생한다. 따라서, 이들 컨베이어(101)의 진행 방향을 변경시키고, 변경된 각도 만큼의 선재(1)가 겹쳐지는 부위를 변경하면, 선재(1)의 냉각 비율은 균일하게 진행되는 것이다.

먼저, 제 1 컨베이어부(102)는 본 컨베이어(101)의 진행방향으로부터 소정의 제 1 각을 이루며, 본 컨베이어(101)로부터 선재(1)를 바이패싱(bypassing)하는 구성이다.

이어, 제 2 컨베이어부(103)는 제 1 컨베이어부(102)로부터 다시 바이패싱하도록 하는 구성인데, 이 역시 제 1 컨베이어부(102)로부터 소정의 제 2 각을 이루도록 하며, 선재(1)를 바이패싱 시켜 선재(1)의 폭 방향에 따른 냉각을 균일하도록 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 바이 패싱을 위한 컨베이어 영역은 3개를 구비할 수도 있는데, 이 경우, 제 3 컨베이어부(104)를 더 포함할 수 있다.

제 3 컨베이어부(104)는 제 2 컨베이어부(103)로부터 소정의 제 3 각을 이루며 제 2 컨베이어부(103)로부터의 선재(1)를 바이패싱하도록 하며, 이후 최종적으로 제 3 컨베이어부(104)는 본 컨베이어(105)로 되돌아 가도록 구성된다.

이들 컨베이어부(102, 103, 104)들은 각각 소정의 1 각, 제 2 각, 제 3 각은 90도 이하의 예각인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30도 이상 90도 이하의 각도를 유지하는 것이 최적의 실시예로 평가되었다.

이들 소정의 제 1 내지 제 3 각은 둔각이 되는 경우에는 이들을 따라 이송되는 선재(1)의 이송이 원활하지 않도 외부로 튀어나가는 현상이 종종 발생하는바 바람직하지 않다.

도 3은 이들 각도를 90도로 하였으며, 이에 도 6은 이들 선재(1)의 겹침 현상이 변경되는 현상을 도시한 것이다.

먼저, 도 6에서 본 컨베이어(101)를 통해 이송되는 선재(1)는 B 부위의 겹침 밀도가 높은바, 이들 B 부위의 온도가 상대적으로 높으며, A 부위는 선재(1)끼리의 겹침 밀도가 낮아 자연 냉각이 원활이 이루어져 온도가 낮은 경향을 보인다.

이후, 제 1 컨베이어부(102)로 이동하게 되면, 제 1 컨베이어부(102)에서의 선재(1)는 A 부위의 겹침 밀도가 증가하고 B 부위의 겹침 밀도가 낮아지게 되어, 자연 냉각이 상대적으로 진행되지 않은 B 부위가 제 1 컨베이어부(102)에서 이루어지게 된다.

이러한 과정은 제 1 컨베이어부(102)에서 제 2 컨베이어부(103)로 진행하면서, 다시 일어나게 되며, 제 2 컨베이어부(103)에서 제 3 컨베이어부(104)로 진행, 그리고 제 3 컨베이어부(104)에서 본 컨베이어(105)로 재진입시에도 발생하게 되는바, 선재(1)의 폭 방향의 자연 냉각은 균일하게 이루어지게 되는 것이다.

이들 바이패싱하는 과정에서는 선재(1)가 드롭(drop)되는 것이 바람직한바, 드롭핑부(110)를 구비하는 것이 바람직하다.

드롭핑부(110)는 각 컨베이어들(101, 102, 103, 104)의 종단에 위치하여, 상하로 관통되도록 하여 이송되는 선재(1)를 수직하게 드롭시킨다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 컨베이어부(102)에서 제 2 컨베이어부(103)로 이송되는 과정에서 제 1 컨베이어부(102)와 제 2 컨베이어부(103)가 동일한 평면상에서 선재(1)가 건네지면, 먼저 도달한 선재(1)가 후속하는 선재(1)로 인하여 그 진행 방향에 영향을 받게 되며, 선재(1)가 불규칙적으로 회전하거나, 선재(1) 상호 간의 스크레치의 발생 우려가 존재하는바, 드롭시키는 것이 바람직하다.

도 4와 같이, 제 1 컨베이어부(102)로부터 드롭되는 선재(1)는 회전하지 않고 그대로 후속하는 제 2 컨베이어부(103)로 드롭되어, 먼저 제 2 컨베이어부(103)에 도달한 선재(1)는 후속적으로 도달하는 선재(1)로 인하여 영향을 받지 않는 우수성을 지닌다.

드롭핑부(110)는 도 5에 도시된 바와 같이, 백킹 플레이트(backing plate, 111); 및 집속부(112)를 포함할 수 있다.

백킹 플레이트(111)는 선재(1)가 수평이동을 저지하여, 선재(1)가 컨베이어의 종단에서 그 이송되는 속도(관성)에 의해, 진행 방향으로 튀어 나가는 것을 방지하는 플레이트이다.

백킹 플레이트(111)의 하부에는 집속부(112)가 위치하는데, 이는 선재(1)가 목적하는 위치 즉, 후속하는 컨베이어에 안착할 수 있도록, 원통 형상으로 상하로 관통하게 형성되며, 선재(1)를 후속 컨베이어로 정확히 드롭시키도록 유인하는 구성이다.

이 같은 본 발명을 실시하여, 선재(1)의 외권부의 겹침 밀도 집중 현상을 분산시키면, 도 7과 같이, 그 선재(1)의 온도의 편차는 개선되어 균일한 특성을 보이는 결과를 낳게 되어, 선재(1)의 최종 생산된 품질 역시 개선할 수 있는 효과를 보인다.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.

1: 선재
10: 권취기
20: 컨베이어 롤러
21: 집속 장치
30: 공냉기
31: 블로루어
32: 블로우어 덕트
101: 본 컨베이어부
102: 제 1 컨베이어부
103: 제 2 컨베이어부
104: 제 3 컨베이어부
105: 본 컨베이어부
110: 드롭핑(dropping)부
111: 백킹 플레이트(backing plate)
112: 집속부

Claims (6)

1. 선재의 균일한 냉각을 위한 컨베이어 시스템에 있어서,
   본 컨베이어의 진행 방향로부터 소정의 제 1 각을 이루며, 상기 본 컨베이어로부터 선재를 바이패싱하도록 하는 제 1 컨베이어부;
   상기 제 1 컨베이어부로부터 소정의 제 2 각을 이루며, 상기 제 1 컨베이어부로부터 선재를 바이패싱하도록 하는 제 2 컨베이어부; 및
   상기 본 컨베이어, 상기 제 1 컨베이어부의 종단에 각각 위치하고, 상하로 관통되는 형상을 구비하여, 이송되는 선재를 수직하게 낙하시키도록 하는 제 1 및 제 2 드롭핑부를 포함하되,
   상기 본 컨베이어로부터 이송되는 선재는 상기 제 1 드롭핑부를 통해 상기 제 1 컨베이어부로 낙하되며, 상기 제 1 컨베이어부로부터 이송되는 선재는 상기 제 2 드롭핑부를 통해 상기 제 2 컨베이어부로 낙하되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 컨베이어 시스템은,
   상기 제 2 컨베이어부로부터 소정의 제 3 각을 이루며, 상기 제 2 컨베이어부로부터 선재를 바이패싱하도록 하는 제 3 컨베이어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제 1 각, 상기 제 2 각 또는 제 3 각은 30° 내지 90°의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 제 2 컨베이어부로부터 이송되는 선재는 상기 제 3 컨베이어부로 낙하되어 이송되는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 컨베이어 시스템은,
   상기 제 2 컨베이어부의 종단에 위치하고, 상하로 관통되는 형상을 구비하여, 이송되는 선재를 수직하게 낙하시키도록 하는 제 3 드롭핑부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 제 1 내지 제 3 드롭핑부는,
   상기 선재의 수평 이동을 저지하는 백킹 플레이트; 및
   상기 백킹 플레이트의 하부에 위치하여, 원통 형상으로 상하로 관통되어, 선재를 수직하게 낙하시키도록 하는 집속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨베이어 시스템.

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