KR101693253B1 - 저융점 금속의 용해장치 - Google Patents

Abstract

저융점 금속 용해장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 저융점 금속 용해장치는, 저융점 금속이 유입 저장되는 로본체와, 로본체에 구비되어 저융점 금속에 유도 가열하여 용융시키는 유도가열부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

저융점 금속의 용해장치{DISSLOUTION APPARATUS OF LOW MELTING METAL}

본 발명은 저융점 금속 용해장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 용해로의 하부에 유도가열부를 구비하여 유도가열을 이용하여 저융점 금속을 금속증기 발생없이 용해하는 저융점 금속 용해장치에 관한 것이다.

일반적으로, 용해로는 금속원료를 가열하여 용해하고, 용해된 용탕을 배출관을 통해 소정의 장소로 이동하여 주형 등에 주입하기 위한 원료(주물)로 사용하고 있다. 이때, 용해로에서 용융되는 금속원료는 철, 구리등과 같이 녹는 온도가 높은 고융점금속과, 납 등과 같이 녹는 온도가 낮은 저융점 금속등이 있다.

기존의 용해로에서 저융점 금속을 용해하는 방법은 중유 또는 가스를 연료로 하는 도가니로 또는 저항식 전기로를 이용하여 용해하고 있다. 이들은 열원으로부터의 복사열을 이용하여 외부에서 가열하혀 금속원료를 녹이고 있다.

그런데, 기존의 도가니로 또는 저항식 전기로는 금속연료를 녹이는 과정에서 내부까지 녹여야 하므로 금속원료의 표면에서 과열로 인하여 치명적인 금속증기를 다량으로 배출하게 되어 공기질을 저하시키고, 환경오염을 유발하는 문제점이 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명에 대한 배경기술은, 한국 공개특허 제10-2007-0095130(발명의 명칭:용해효율 및 회수효율이 우수한 전자기 연속주조기용 도가니, 2007.09.28:공개)가 제시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 용해로의 하부에 유도가열부를 구비하여 유도가열을 이용하여 저융점 금속을 금속증기 발생없이 용해하므로 공기질을 향상시키고, 환경오염을 개선할 수 있는 저융점 금속 용해장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 유도코일을 채널부에 권취하여 설치하므로 설치공간을 활용할 수 있으며, 용해로 상측에 뚜껑을 구비하여 원료의 투입을 용이하게 수행할수 있는 저융점 금속 용해장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 저융점 금속 용해장치는, 저융점 금속이 유입 저장되는 로본체; 및 상기 로본체에 구비되어 상기 저융점 금속을 유도 가열하여 용융시키는 유도가열부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유도가열부는, 상기 로본체에 구비되고 저융점 금속이 통로부에 수용되는 채널부; 및 상기 채널부 주변에 구비되어 상기 채널부에 전자기를 유도하여 상기 저융점 금속을 용융시키는 유도코일;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 채널부는, 상기 로본체의 하부에 연결되어 저융점 금속을 수용하는 제1채널부; 및 상기 통로부를 형성하도록 상기 제1채널부의 내측으로 이격 배치되고, 중심부위에 설치공간부를 갖는 제2채널부:를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 통로부는, 상기 제1,제2채널부 사이에 형성되고 상하로 배치되는 상하통로부; 및 상기 상하통로부에 연결되고 상기 제1,제2채널부 사이에서 좌우로 배치되는 좌우통로부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유도코일은 상기 제1채널부 바닥 및 측면에서 상기 제2채널부에 형성된 설치공간부로 삽입되어 권취되는 것을 특징으로 한다.

또한다. 상기 채널부의 너비(W1)는 상기 로본체의 너비(W2)에 비해 협소하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로본체의 상측에는 기밀을 유지하고 저융점 금속의 투입을 용이하게 하기 위해 뚜껑이 구비되고, 상기 뚜껑에는 상기 로본체의 압력을 측정하는 압력계가 구비되며, 상기 뚜껑에는 상기 로본체 내부의 용탕 상태를 관측하는 관측창이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 뚜껑은 힌지부에 의해 개폐되고, 상기 뚜껑에는 상기 용탕배출구를 통해 용탕을 배출하기 위해 압력을 가하는 가압구가 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 저융점 금속 용해장치는, 용해로의 하부에 유도가열부를 구비하여 유도가열을 이용하여 저융점 금속을 금속증기 발생없이 용해하므로 공기질을 향상시키고, 환경오염을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명은 유도코일을 채널부에 권취하여 설치하므로 설치공간을 활용할수 있으며, 용해로 상측에 뚜껑을 구비하여 원료의 투입을 용이하게 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저융점 금속 용해장치의 구성단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저융점 금속 용해장치의 뚜껑 개방사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 저융점 금속 용해장치를 설명하도록 한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저융점 금속 용해장치의 구성단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저융점 금속 용해장치의 뚜껑 개방사시도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저융점 금속 용해장치(100)는, 로본체(10) 및 유도가열부(20)를 포함한다.

로본체(10)는 일 실시예에 따른 저융점 금속 용해장치(100)의 외형을 형성하는 구성으로서, 저융점 금속이 유입 저장되어 유도가열부(20)를 톨해 용용된 저융점 금속을 저장한다. 로본체(10)는 고온의 열을 견디도록 내화재를 이용하여 제작하는 것이 바람직하다. 로본체(10)는 원형형상 또는 사면체형상 등으로 형성하도록 한다. 이때, 저융점 금속은 327.4℃에서 용융하는 Pb 등의 녹는점 이하에서 실용화되는 금속재료를 일컫는다.

유도가열부(20)는 로본체(10)에 구비되어 저융점 금속을 유도 가열하여 용융시키는 구성이다. 유도가열부(20)는 저융점 금속 표면에 열을 직접 가하는 방식이 아니라 유도 가열을 통해 간접 방식으로 저융점 금속의 내부에 열을 가하여 용해하므로 저융점 금속의 표면에서 발생하는 유해한 금속증기의 발생을 줄여 대기오염을 방지하도록 해준다.

유도가열부(20)는 로본체(10)에 구비되고 저융점 금속이 통로부(35)에 수용되는 채널부(30)와, 채널부(30) 주변에 구비되어 채널부(30)에 전자기를 유도하여 저융점 금속을 용융시키는 유도코일(40)을 포함한다.

채널부(30)는 로본체(10)의 하부에 구비되어 로본체(10)로 유입된 저융점 금속을 통로부(35)로 유입시켜 유도코일(40)에 의한 유도가열을 통해 저융점 금속을 금속증기 발생없이 용융시키도록 하는 유입공간을 형성하는 구성이다.

유도코일(40)은 채널부(30)의 주위에 코일 형태로 권취되어 채널부(30)로 유입된 저융점 금속에 전자기를 유도하므로 고온의 열을 발생시켜 녹여주는 구성이다.

채널부(30)는 로본체(10)의 하부에 연결되어 저융점 금속을 수용하는 제1채널부(32)와, 통로부(35)를 형성하도록 제1채널부(32)의 내측으로 이격 배치되고, 중심부위에 설치공간부(38)를 갖는 제2채널부(34)를 포함한다. 제1채널부(32)는 로본체(10)의 하부형상에 비해 작게 형성되고, 로본체(10)에 저융점 금속등의 장입재가 유입되는 공간부인 통로부(35)가 내측에 형성된다. 제2채널부(34)는 제1채널부(32)의 형상에 대응되어 제1채널부(32)의 내측에 통로부(35)를 갖도록 설정간격 이격 배치된다.

통로부(35)는 제1,제2채널부(32,34) 사이에 형성되고 상하로 배치되는 상하통로부(36)와, 상하통로부(36)에 연결되고 제1,제2채널부(32,34) 사이에서 좌우로 배치되는 좌우통로부(37)를 포함한다. 상하통로부(36)는 제1,제2채널부(32,34) 사이의 공간으로서, 저융점 금속이 수직으로 유입되도록 상하로 연통된다. 좌우통로부(34)는 상하통로부(36)의 하단부에서 수평으로 연통되어 형성되는 공간부이다.

유도코일(40)은 제1채널부(32) 바닥 및 측면에서 제2채널부(34)의 중심에 형성된 설치공간부(38)로 삽입되어 권취될 수 있다. 즉, 유도코일(40)은 제1채널부(32)의 바닥에서 제1채널부(32)의 일측면을 통해 제2채널부(34)의 설치공간부(38)을 거쳐 제1채널부(32)의 타측면을 통해 바닥으로 감기는 과정을 수십번이상 거치면서 채널부(30)에 설치된다.

유도코일(40)은 제어부(42)가 연결되어 제어부(42)에 의해 전자기를 유도하여 열을 발생시키도록 제어된다. 또한, 제어부(42)는 로본체(10)의 내부온도를 측정하는 열전대(44)의 온도를 감지하고 제어할 수도 있다,

채널부(30)의 너비(W1)는 로본체(10)의 너비(W2)에 비해 협소하게 형성되는 것이 바람직하다. 그 이유는 채널부(30)는 적은량의 저융점 금속을 순차적으로 녹인 후 대류를 통해 로본체(10)로 이동시켜 저장하도록 좁은 통로부(35) 등의 공간을 갖는 것이 저융점 금속의 용해에 유리하기 때문이다.

로본체(10)의 상측에는 기밀을 유지하고 저융점 금속의 투입을 용이하게 하기 위해 뚜껑(50)이 구비될 수 있다. 뚜껑(50)은 로본체(10)의 상측부위 형상에 대응 형성되어 금속증기가 누출되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 뚜껑(50)의 저면과 로본체(10)의 상면 사이에는 오링등의 기밀부재가 구비되어 기밀성능을 향상시킬 수 있다.

뚜껑(50)에는 로본체(10)의 압력을 측정하는 압력계(52)가 구비될 수 있다. 압력계(52)는 뚜껑(50)에서 연장되는 압력파이프(번호 미기재)의 단부측에 설치될 수 있다. 뚜껑(50)에는 로본체(10) 내부의 용탕 상태를 관측하는 관측창(54)이 구비될 수 있다. 관측창(54)은 고온의 열에 잘 견디고, 용탕을 투시하도록 투명재질로 이루어진 내열유리(heat resistant glass)로 구성될 수 있다.

뚜껑(50)은 힌지부(56)에 의해 개폐될 수 있다. 힌지부(56)의 반대측에는 뚜껑(50)을 로본체(10)에 걸어주기 위한 잠금부재(58)가 구비될 수 있다. 잠금부재(58)는 다양한 형태의 록킹수단을 사용하도록 한다. 뚜껑(50)에는 로본체(10)에 연결된 용탕배출구(60)를 통해 용탕을 배출하기 위해 압력을 가하는 가압구(62)가 구비될 수 있다, 가압구(62)에는 컴프레셔 등의 가압부재(미도시)가 구비될 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 저융점 금속 용해장치의 작용 및 효과를 살펴보도록 한다.

우선, 뚜껑(50)을 열어 저융점 금속을 로본체(10)에 투입하고, 뚜껑(50)을 힌지부(56)를 통해 로본체(10)에서 회전하여 덮어주고, 뚜껑(50)을 잠금부재(58)를 이용하여 로본체(10)에 록킹하도록 한다.

이때, 로본체(10)에 투입된 저융점 금속은 제1,제2채널부(32,34) 사이에 형성된 상하통로부(36) 및 좌우통로부(37)로 유입된다.

연이어, 제어부(42)의 제어를 통해 유도코일(50)에 전자기를 발생시키면, 제1채널부(32)의 바닥 및 양측과 제2채널부(34)의 설치공간부(38)에서 권취된 유도코일(40)로 인해 좌우통로부(37)에 있는 저융점 금속에 고온의 열이 발생되면서 용해된다.

그 다음, 좌우통로부(37)에서 용융된 저융점 금속은 상하통로부(36)를 거쳐 대류 이동하면서 로본체(10)로 전달되고, 로본체(10)에서 녹지 않고 있는 저융점 금속은 상하통로부(36)를 거쳐 좌우통로부(57)를 순환 이동함에 따라 로본체(10)로 투입된 모든 저융점 금속을 녹여주게 된다.

한편, 열전대(44)의 온도를 감지하고, 관측창(54)을 통해 로본체(10)의 저융점 금속의 용융상태를 확인한 후 완전하게 용해가 이루어진 경우, 가압구(62)를 통해 압력을 가하여 용탕배출구(60)를 통해 용융된 저융점 금속을 배출하도록 한다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 저융점 금속 용해장치는, 용해로의 하부에 유도가열부를 구비하여 유도가열을 이용하여 저융점 금속을 금속증기 발생없이 용해하므로 공기질을 향상시키고, 환경오염을 개선할 수 있다. 또한, 본 발명은 유도코일을 채널부에 권취하여 설치하므로 설치공간을 활용할 수 있으며, 용해로 상측에 뚜껑을 구비하여 원료의 투입을 용이하게 수행할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 로본체 20 : 유도가열부
30 체널부 32 : 제1채널부
34 : 제2채널부 35 : 통로부
36 : 상하통로부 37 : 좌우통로부
38 : 설치공간부 40 : 유도코일
42 : 제어부 50 : 뚜껑 :
52 : 압력계 54 : 관측창
56 : 힌지부 60 : 용탕배출구
62 : 가압구 100 : 저융점 금속 용해장치

Claims (8)

1. 저융점 금속이 유입 저장되는 로본체; 및 상기 로본체에 구비되어 상기 저융점 금속을 유도 가열하여 용융시키는 유도가열부;를 포함하고,
   상기 로본체의 상측에는 기밀을 유지하고 저융점 금속의 투입을 용이하게 하기 위해 뚜껑이 구비되고, 상기 뚜껑에는 상기 로본체의 압력을 측정하는 압력계가 구비되며, 상기 뚜껑에는 상기 로본체 내부의 용탕 상태를 관측하는 관측창이 더 구비되며, 상기 뚜껑은 힌지부에 의해 개폐되고, 상기 뚜껑에는 용탕배출구를 통해 용탕을 배출하기 위해 압력을 가하는 가압구가 구비되며,
   상기 뚜껑은 상기 로본체의 상측부위 형상에 대응 형성되어 금속증기가 누출되는 것을 방지하고,
   상기 뚜껑의 저면과 상기 로본체의 상면 사이에는 오링을 포함한 기밀부재가 구비되어 기밀성능을 향상시키면,
   상기 힌지부의 반대측에는 상기 뚜껑을 상기 로본체에 걸어주기 위한 잠금부재가 구비되며,
   상기 가압구에는 컴프레셔를 포함한 가압부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 저융점 금속 용해장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 유도가열부는,
   상기 로본체에 구비되고 저융점 금속이 통로부에 수용되는 채널부; 및
   상기 채널부 주변에 구비되어 상기 채널부에 전자기를 유도하여 상기 저융점 금속을 용융시키는 유도코일;을
   포함하는 것을 특징으로 하는 저융점 금속 용해장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 채널부는,
   상기 로본체의 하부에 연결되어 저융점 금속을 수용하는 제1채널부; 및
   상기 통로부를 형성하도록 상기 제1채널부의 내측으로 이격 배치되고, 중심부위에 설치공간부를 갖는 제2채널부:를
   포함하는 것을 특징으로 하는 저융점 금속 용해장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 통로부는,
   상기 제1,제2채널부 사이에 형성되고 상하로 배치되는 상하통로부; 및
   상기 상하통로부에 연결되고 상기 제1,제2채널부 사이에서 좌우로 배치되는 좌우통로부;를
   포함하는 것을 특징으로 하는 저융점 금속 용해장치.
   
5. 제 3항에 있어서,
   상기 유도코일은 상기 제1채널부 바닥 및 측면에서 상기 설치공간부로 삽입되어 권취되는 것을 특징으로 하는 저융점 금속 용해장치.
   
6. 제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 채널부의 너비(W1)는 상기 로본체의 너비(W2)에 비해 협소하게 형성되는 것을 특징으로 하는 저융점 금속 용해장치.
   
7. 삭제
8. 삭제

Images