KR101723443B1

KR101723443B1 - 배출장치 및 배출방법

Info

Publication number: KR101723443B1
Application number: KR1020150116752A
Authority: KR
Inventors: 안종태; 한웅희; 강수창; 백준정; 송민호
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2015-08-19
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2017-04-18
Also published as: KR20170022136A

Abstract

본 발명은 용기의 하부면을 관통하여 장착되는 외부 통체, 상기 외부 통체의 상하부를 관통하여 장착되며, 상부에 입구부가 형성되고, 하부에 출구부가 형성되는 내부 통체, 상기 외부 통체의 하부에 장착되어 상기 내부 통체의 외주를 감싸는 고정자, 상기 내부 통체를 상하방향으로 이동시키는 구동부를 포함하는 배출장치 및 이에 적용되는 배출방법으로서, 용기로 내부의 용융물을 원활하게 배출시킬 수 있는 배출장치 및 배출방법이 제시된다.

Description

배출장치 및 배출방법{Discharge apparatus and method}

본 발명은 배출장치 및 배출방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용융로 내부의 용융물을 원활하게 배출시킬 수 있는 배출장치 및 배출방법에 관한 것이다.

유도가열 방식의 저온 용융로(CCIM)는 유리와 같은 비금속 물질을 가열하여 용융시키는 장치이다. 용융로의 하부면에는 배출구가 형성되고, 배출구는 슬라이딩 밸브를 구비한다. 슬라이딩 밸브가 배출구를 개방하면, 용융로 내부의 용융물이 낙하 배출된다.

한편, 용융로의 배출구 부근은 상대적으로 저온이기 때문에, 비금속 물질의 피막이 형성될 수 있고, 이의 경우, 배출구의 일부나 전부가 막히게 되어 용융물의 배출이 원활하지 못하게 된다.

따라서, 종래에는 용융로의 배출구 부근에 유도코일을 별도로 설치하여 배출구 부근의 용융물을 부분 가열하였고, 이와 같은 방식으로 배출구 부근에 비금속 물질의 피막이 형성되는 것을 억제하여, 배출구의 막힘을 방지하였다. 그러나 이러한 방식은 유도코일의 설치를 위하여 용융로의 하부면과 배출구 구조를 복잡하게 변경해야 하는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 배출구의 입구부를 상대적으로 고온인 용융로의 내부로 연장하여 개방하였고, 이와 같은 방식으로 배출구 부근에 형성되는 비금속 물질의 피막 두께를 얇게 한 후, 얇은 두께의 피막을 용융물의 정압으로 파단시켜 배출구의 막힘을 방지하였다. 그러나 이러한 방식은 배출구 부근의 피막을 파단시킴에 있어 용융물의 정압만을 이용하여 수동적으로 파단시켜야 하는 문제점이 있다.

KR

10-2012-0028761

A

KR

10-2014-0106118

A

본 발명은 배출통로의 입구부를 용융로의 내부에 선택적으로 노출시킬 수 있는 배출장치 및 배출방법을 제공한다.

본 발명은 배출통로의 입구부에 피막이 형성되는 것을 방지할 수 있는 배출장치 및 배출방법을 제공한다.

본 발명은 용융로 내부의 용융물을 원활하게 배출시킬 수 있는 배출장치 및 배출방법을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 배출장치는, 용기의 하부면을 관통하여 장착되는 외부 통체; 상기 외부 통체의 상하부를 관통하여 장착되며, 상부에 입구부가 형성되고, 하부에 출구부가 형성되는 내부 통체; 및 상기 내부 통체를 상하방향으로 이동시키는 구동부;를 포함하고, 상기 외부 통체의 하부에 장착되어 상기 내부 통체의 외주를 감싸는 고정자;를 포함할 수 있다.

상기 외부 통체는 상부가 상기 용기의 내부에서 상측으로 개방되고, 하부가 상기 용기의 외부에서 하측으로 개방될 수 있고, 상기 외부 통체의 내부면은 상부 너비가 하부 너비보다 좁을 수 있다.

상기 내부 통체의 입구부는 상기 내부 통체의 외주를 수평방향으로 관통하여 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.

상기 내부 통체는 상기 내부 통체의 하부 일측에서 상기 내부 통체의 외주를 둘러싸는 돌출부를 구비하고, 상기 내부 통체의 돌출부는 상기 외부 통체의 내부면 하부와 접촉하며, 상기 내부 통체의 돌출부를 제외한 내부 통체 하부의 나머지는 상기 외부 통체의 내부면 하부에서 이격될 수 있다.

상기 고정자는 상기 내부 통체의 돌출부 하측에서 상기 내부 통체의 외주를 감싸 밀봉할 수 있다.

상기 구동부는, 상기 내부 통체의 돌출부 상측에서 상기 외부 통체를 관통하여, 상기 외부 통체의 내부면에서 개방되는 상부 유압관; 상기 내부 통체의 돌출부 하측에서 상기 외부 통체의 하부 또는 상기 고정자를 관통하여 상기 외부 통체의 내부면 측으로 개방되는 하부 유압관; 및 상기 상부 유압관과 하부 유압관에 연결되어 유압을 선택적으로 공급하는 유압 공급원;을 포함할 수 있다.

상기 외부 통체 및 상기 내부 통체 중 적어도 하나를 관통하는 적어도 하나 이상의 냉각 유로;를 포함할 수 있다.

상기 외부 통체의 상부를 기준으로 하여 상기 내부 통체의 높이를 감지하는 센서; 및 상기 센서로부터 감지되는 높이 정보를 입력받아 상기 구동부를 제어하여 상기 내부 통체의 높이를 조절하는 제어부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 배출방법은, 용기의 외부에 위치하는 배출통로의 입구부를 용기의 내부로 돌출시켜 상기 배출통로를 개방하는 과정; 상기 용기의 내부에 수용된 용융물을 배출하는 과정; 상기 배출통로의 입구부를 상기 용기의 외부로 이동시켜 상기 배출통로를 차단하는 과정;을 포함한다.

상기 배출통로를 개방하는 과정은, 상기 용기의 하부면 하측에 위치하고 수평방향으로 개방되는 상기 배출통로의 입구부를 상측방향으로 상승시켜 상기 용기의 하부면 상측으로 위치시키는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 배출통로를 개방하는 과정은, 상기 배출통로의 입구부 높이를 감지하는 과정; 상기 용기의 하부면을 기준으로 상기 입구부의 높이를 조절하여 상기 입구부의 개도를 조절하는 과정;을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 배출통로의 입구부를 용융로의 내부에 선택적으로 노출시켜 배출통로의 입구부에 피막이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 이로부터 용융물을 배출통로의 입구부로 원활하게 유입시켜 외부로 배출시킬 수 있다.

예컨대 비금속 물질을 가열하여 용융시키는 유도가열 방식의 저온 용융로에 적용되는 경우, 용융로의 하부면 개구에 장착되는 배출장치의 내부 통체를 상하방향으로 이동시키며 내부 통체에 구비되는 배출통로의 입구부를 용융로의 내부에 선택적으로 노출시킬 수 있다. 상세하게는, 용융물을 배출하는 동안에만 배출통로의 입구부를 용융로의 내부에서 용융로의 하부면에 형성되는 비금속 물질의 피막보다 높게 위치시키고, 용융물을 배출하지 않을 때는 배출통로의 입구부를 용융로의 외부에 위치시킬 수 있다. 이처럼 배출통로의 입구부가 용융로의 내부에 상시 노출되는 구조가 아니기 때문에, 배출통로의 입구부에 비금속 물질의 피막이 형성되는 것을 방지할 수 있으며, 이로부터 배출통로의 입구부 막힘을 방지할 수 있고, 따라서, 용융물을 원하는 시점에 원활하게 배출시킬 수 있다.

또한, 배출통로의 입구부가 용융로의 하부면 개구에 교차하는 방향으로 형성되기 때문에, 내부 통체의 높이를 제어하여, 용융로의 내부에서 노출되는 배출통로의 입구부 면적를 제어할 수 있으므로, 이로부터 용융물의 배출 시에 용융물을 원하는 유량으로 원활하게 배출시킬 수 있다.

또한, 배출통로의 입구부를 용융로의 내부로 위치시키는 작동과 배출통로의 입구부 개도를 조절하는 작동이 내부 통체의 상하방향 이동에 의하여 함께 또는 동시에 제어될 수 있어 장치를 구조적으로 단순화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배출장치가 적용되는 용융로를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배출장치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배출장치의 세부 구성부를 설명하기 위한 도면.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배출장치의 작동을 설명하기 위한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장되거나 확대될 수 있으며, 도면상에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

이하에서는 유리와 같은 비금속 물질을 용융시키는 용융로를 기준으로 하여 본 발명의 실시 예를 예시적으로 설명한다. 그러나 본 발명의 실시 예는 내부에 침전물이나 응고물 또는 피막 등의 이물이 생기는 각종 용기의 배출장치 및 배출방법으로 다양하게 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배출장치가 적용되는 용융로의 전체 구조를 도시한 개략도이다.

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 용융로를 설명한다.

용융로 예컨대 용기(10)는 내부에 소정 공간을 가지는 예컨대 중공의 블록 또는 실린더 형상으로 형성될 수 있으며, 이의 내부에는 원료 예컨대 유리와 같은 비금속 물질이 수용되어 용융물로 생성될 수 있다. 용기(10)의 상부 일측에는 투입구(11)가 형성되어 원료가 투입될 수 있고, 상부 타측에는 배기구(미도시)가 형성되어 기체가 배기될 수 있다. 용기(10)에는 유도 코일(미도시)이 예컨대 수평방향으로 설치되고, 유도 코일에는 고주파 전원이 공급되어 용기(10) 내부에 담긴 원료를 유도 가열한다. 용기(10)의 하부에는 본 발명의 실시 예에 따른 배출장치(200)가 구비되어 용기(10) 내부에서 생성되는 용융물을 용기(10)의 외부로 배출시킨다.

이러한 용기(10)의 구체적인 구성 및 방식에는 예컨대 유도가열 방식의 저온 용융로에 적용되는 구성 및 방식이 적용될 수 있고, 본 발명의 실시 예에서는 이를 특별히 한정하지 않는다. 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위하여, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배출장치의 전체 구조를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배출장치의 세부 구성부들이 서로 분해된 상태를 도시한 모식도이다.

한편, 이하에서 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 사용되는 '상하방향'은 배출장치의 외부 통체가 용기를 관통할 때의 방향을 의미하며, 도 1 및 도 2의 세로방향일 수 있고, '수평방향'은 상술한 상하방향에 교차하는 방향을 의미하며, 도 1 및 도 2의 가로방향일 수 있다. 이러한 방향의 정의는 본 발명의 설명을 위하여 예시된 것으로서, 각각의 방향은 상술한 의미와 균등한 범주 내에서 서로 다른 방식으로 다양하게 정의되어도 무방하다.

다음으로, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 배출장치를 설명한다. 배출장치(200)는 외부 통체(210)와, 내부 통체(220)와, 고정자(230)와, 구동부(240)를 포함하고, 용기(10)의 하부면 중심위치를 상하방향으로 관통하여 마련되는 개구에 장착되어, 용기(10)의 내부에 담긴 용융물을 배출시키는 장치이다.

외부 통체(210)는 예컨대 상하방향의 축을 중심으로 하여 형성되는 회전체의 형상일 수 있다. 외부 통체(210)는 용기(10)의 하부면을 상하방향으로 관통하여 장착되되 적어도 일부가 용기(10) 내부에 위치할 수 있고 나머지는 용기(10)의 외부에 위치할 수 있다. 이처럼 외부 통체(210)는 상하부가 개방되는 중공의 부재로서, 용기(10)의 하부면을 관통하여 장착될 수 있다.

외부 통체(210)는 배출 장치(200)의 몸체로서, 내부에 마련되는 통로(211)를 이용하여, 내부 통체(220)의 상하방향으로의 움직임을 안내하는 역할과 함께, 내부 통체(220)가 통로(211)의 내부에 있을 때, 내부 통체(200)의 외주에 마련되는 배출통로(221)의 입구부(222)를 용기(10)의 내부에 담긴 용융물과의 접촉으로부터 보호하는 역할을 한다.

외부 통체(210)의 내부에는 통로(211)가 형성될 수 있고, 통로(211)를 수평방향으로 절단한 단면의 형상은 원형일 수 있다. 통로(211)는 외부 통체(210)의 내부에서 상하방향으로 연장되어 상하부가 개방될 수 있다. 통로(211)의 상부는 용기(10)의 내부에서 상측으로 개방될 수 있고, 구체적으로는 용기(10)의 하부면과 동일 높이이거나 용기(10)의 하부면보다 높은 높이 예를 들어 용기(10)의 하부면에 형성되는 원료의 피막보다 높은 높이에서 상측으로 개방될 수 있다. 통로(211)의 하부는 용기(10)의 외부에서 하측으로 개방될 수 있고, 상세하게는 용기(10)의 하부면 개구 직하의 소정 높이에서 하측으로 개방될 수 있다.

통로(211)의 내부면 상부 너비는 하부 너비보다 좁게 형성되며, 구체적으로는 통로(211)의 내부면 상부는 내부 통체(220)의 외주 상부와 접촉 또는 밀착 가능한 너비로 좁게 형성되고, 통로(211)의 내부면 하부는 내부 통체(220)의 외주 하부와 일부 이격되도록 넓게 형성될 수 있다.

외부 통체(210)는 고온의 용융물과 직접 접촉되므로, 내열성 및 내식성의 금속 재질로 제작될 수 있으며, 외부 통체(210)의 적어도 상부에는 냉각 유로(250a)가 형성될 수 있고, 냉각 유로(250a)에는 냉매 공급원(251a)이 연결될 수 있다.

내부 통체(220)는 상면이 막히고 측면과 하부가 개방되는 중공의 부재로서, 예컨대 상하방향의 축을 중심으로 하여 형성되는 회전체의 형상일 수 있다. 내부 통체(220)는 외부 통체(210)의 상하부를 관통하여 통로(211)의 내부에 장착될 수 있으며, 외부 통체(210)의 통로(211) 내부에서 상하방향으로 이동 가능하여, 적어도 상부가 외부 통체(210)의 상측으로 돌출되어 용기(10)의 내부에 위치하거나, 적어도 상부가 외부 통체(210)의 통로(211) 내부에 위치할 수 있다. 이때, 내부 통체(220)의 상부가 외부 통체(210)의 통로(211) 내에 위치하는 경우 외부 통체(210)의 통로(211)의 상부를 내부 통체(220)의 상면으로 막아 통로(211)를 닫힌 상태로 전환시킬 수 있다. 즉, 통로(211)를 폐쇄시킬 수 있다. 한편, 내부 통체(220)는 외부 통체(210)를 상하방향으로 관통하여 장착되되, 적어도 일부가 외부 통체(210)의 하측으로 길게 연장되어 위치할 수 있고, 이에 외부 통체(210)의 내부에서 상하방향으로 이동하는 동안, 외부 통체(210)의 내부면에 안정적으로 지지되며 안내될 수 있다.

내부 통체(220)는 배출 장치(200)의 밸브로서, 외부 통체(210)의 통로(211) 내를 상하방향으로 상승하며, 배출통로(221)의 입구부(222)를 용기(10)의 내부로 돌출시켜 용융물을 용기(10)의 외부로 배출시키는 역할과 함께, 외부 통체(210)의 통로(211) 상부 또는 용기(10) 하부면의 개구에 형성되는 원료의 피막을 제거하는 역할을 한다. 또한, 내부 통체(220)는 외부 통체(210)의 통로(211) 내를 상하방향으로 하강하며, 배출통로(221)의 입구부(222)를 용기(10)의 외부로 위치시켜 용융물과의 접촉을 차단함과 함께 외부 통체(210)의 개방된 상부를 폐쇄하여 용융물을 배출을 막는 역할을 한다.

이처럼, 용융물을 배출하지 않는 상태에서는 배출구의 입구부(222)가 용융물에 접촉하지 않으므로, 배출구의 입구부(222)에 원료의 피막이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 한편, 용융물을 배출하지 않는 상태에서 외부 통체(210)의 통로(211) 상부와 용기(10)의 하부면 개구에는 원료 피막이 형성될 수 있으나, 용융물을 배출하기 위하여 내부 통체(220)를 상승시킴으로서, 외부 통체(210)의 통로(211) 상부와 용기(10)의 하부면 개구에 형성되어 있던 원료의 피막을 쉽게 제거할 수 있다. 이로부터, 외부 통체(210)의 통로(211) 상부와 용기(10)의 하부면 개구에 형성되는 원료 피막이 형성되더라도 내부 통체(220)의 상승 과정에서 이를 제거 가능하여, 원료의 피막에 방해받지 않고, 배출구의 입구부(222)로 용기(10) 내부의 용융물을 원활하게 배출시킬 수 있다.

내부 통체(220)의 내부에는 배출통로(221)가 형성될 수 있고, 배출통로(221)를 수평방향으로 절단한 절단면의 형상은 예컨대 원형일 수 있다. 배출통로(221)는 내부 통체(220)의 내부에서 상하방향으로 연장되어 상하부가 개방될 수 있고, 배출통로(221)의 입구부(222)는 내부 통체(220) 상부에 형성될 수 있고, 배출통로(221)의 출구부(223)는 내부 통체(220)의 하부에 형성될 수 있다. 배출통로(221)의 상부의 입구부(222)는 내부 통체(220)의 상부에서 내부 통체(220)의 외주를 관통하여 수평방향으로 개방될 수 있다. 배출통로(221) 하부의 출구부(223)는 내부 통체(220)의 하부에서 내부 통체(220)의 하부면을 하측으로 관통하여 상하방향으로 개방될 수 있다.

배출통로(221)의 입구부(222)는 내부 통체(220)의 중심을 상하방향으로 지나는 가상의 중심축을 중심으로 하여 수평방향으로 서로 이격되는 복수의 위치에서 내부 통체(220)의 외주를 관통하여 방사상으로 개방될 수 있다. 배출통로(221)의 입구부(222)를 상하방향으로 절단한 절단면의 형상은 상하방향으로 좁은 직사각형일 수 있으나, 이에 특별히 한정하지는 않고, 다양하게 변경될 수 있다.

한편, 배출통로(221)의 입구부(222)는 용기(10) 내부의 용융물을 유입시키기 위해 내부 통체(220)의 상부에 제공되는 것으로서, 입구부(222)가 내부 통체(220)의 상부면이 아닌 내부 통체(220)의 외주 예컨대 측면에 형성됨에 따라, 내부 통체(220)의 상부는 상부면이 막히고 측면이 개방되는 구조일 수 있다. 이와 같은 구조에 의하여, 내부 통체(220)의 상부가 외부 통체(210)의 통로(211) 내에 있을 때는, 내부 통체(220)가 외부 통체(210)의 통로(211)의 개방된 상부를 폐쇄할 수 있고, 내부 통체(220)의 상부가 외부 통체(210)의 통로(211)의 개방된 상부를 통과하여 외부 통체(210)의 상측으로 돌출되어 있을 때, 배출통로(221)의 입구부(222)가 용기(10) 내부로 개방되어 연통될 수 있다. 이처럼 내부 통체(220)의 상하 이동으로 배출통로(221)가 개방되거나 폐쇄될 수 있다.

내부 통체(220)의 상부 너비 예컨대 외경은 하부의 너비보다 좁게 형성되며, 구체적으로는 내부 통체(220)의 상부는 외부 통체(210)의 통로(211)의 내부면에 접촉 또는 밀착 가능한 너비로 좁게 형성될 수 있다.

내부 통체(220)의 하부 일측에는 돌출부(224)가 구비되며, 돌출부(224)는 내부 통체(220)의 하부의 상하방향으로의 중심위치에서 외측을 향하는 방향으로 돌출되어 내부 통체(220) 하부의 외주를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 돌출부(224)의 너비 예컨대 외경은 내부 통체(220)의 하부 너비보다 크게 형성될 수 있으며, 구체적으로는 돌출부(224)가 외부 통체(210)의 통로(211)의 내부면 하부에 접촉 또는 밀착 가능한 너비로 형성되어, 돌출부(224)는 외부 통체(210)의 내부면 하부를 둘러 감싸 접촉할 수 있다. 내부 통체(220)의 돌출부(224)를 제외한 내부 통체(220) 하부의 나머지는 외부 통체(220)의 내부면 하부에서 이격되어 소정의 공간을 형성할 수 있다.

내부 통체(220)의 하부와 외부 통체(210)의 통로(211)의 하부 사이에 형성되는 소정의 공간은 내부 통체(220)의 돌출부(224)에 의하여 수평방향으로 분할되어 서로 고립된 부분공간으로 마련될 수 있다. 상기의 부분공간들은 구동부(240)로부터 유압을 교차 제공받아 팽창 또는 수축되는 실린더의 역할을 하고, 돌출부(224)는 각 부분공간들에 교차 유입되는 유압에 의하여 상승 또는 하강되는 피스톤의 역할을 한다.

내부 통체(220)는 고온의 용융물과 직접 접촉되므로, 내열성 및 내식성의 금속 재질로 제작될 수 있으며, 내부 통체(220)의 적어도 일부에는 냉각 유로(250b)가 형성될 수 있고, 냉각 유로(250b)에는 냉매 공급원(251b)이 연결될 수 있다.

고정자(230)는 환형의 링 부재일 수 있으며, 외부 통체(210)의 하부에 장착되어 내부 통체(220)의 외주를 감싸 밀봉할 수 있다. 구체적으로는, 고정자(230)가 내부 통체(220)의 돌출부(224)의 하측에서 내부 통체(220)의 외주를 감싸 밀봉함으로써, 내부 통체(220)의 하부와 외부 통체(210)의 통로(211)의 하부 사이에 유압을 제공받을 수 있는 소정의 부분공간들이 마련될 수 있다.

구동부(240)는 내부 통체(220)를 상하방향으로 이동시킬 수 있는 기계식 또는 유압식 등의 다양한 방식의 구동부일 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 유압식의 구동부를 예시한다. 이 외에도, 구동부(240)는 다양하게 변경될 수 있으며, 예컨대 구동력으로 자력 등을 이용하여 내부 통체(220)를 상하 이동시키거나, 소정의 나사산을 따라 회전시키며 내부 통체(220)를 상하 이동시키는 다양한 방식으로 변경될 수 있다.

구동부(240)는 상부 유압관(241)과, 하부 유압관(242)과, 유압 공급원(243)을 포함할 수 있다. 상부 유압관(241)은 내부 통체(220)의 돌출부 상측에서 외부 통체(210)를 관통하여 외부 통체(210)의 내부면에서 개방될 수 있다. 또한, 하부 유압관(242)은 내부 통체(210)의 돌출부 하측에서 외부 통체(220)의 하부를 관통하여 외부 통체(210)의 내부면 측으로 개방되거나, 또는, 고정자(230)를 관통하여 외부 통체(210)의 내부면 측으로 개방될 수 있다. 이처럼 상부 유압관(241)은 하부 유압관(242)보다 높은 위치에서 외부 통체(210)를 관통하여 외부 통체(210)의 내부면에서 개방될 수 있고, 이와 마찬가지로, 하부 유압관(242)은 상부 유압관(241)보다 낮은 높이에서 외부 통체(210)를 관통하여 외부 통체(210)의 내부면측으로 개방될 수 있다. 유압 공급원(243)은 예컨대 유압 펌프나 유압 모터일 수 있으며, 상부 유압관(241)과 하부 유압관(242)에 연결되어 유압유을 선택적으로 공급할 수 있다.

예컨대 상부 유압관(241)에 유압을 공급하고, 하부 유압관(242)으로 유압을 제거하게 되면, 돌출부(224)가 하강하여, 내부 통체(220)가 하강하고, 이에 배출통로(221)의 입구부(222)가 외부 통체(210)의 통로(211) 내부로 위치될 수 있다.

반면, 상부 유압관(241)에서 유압을 제거하고, 하부 유압관(242)으로 유압을 공급하게 되면, 돌출부(224)가 상승하여 내부 통체(220)가 상승하고, 이에 배출통로(221)의 입구부(222)가 외부 통체(210)의 통로(211) 상측으로 돌출되어 위치될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 배출장치(200)는 밀봉부재(260)를 더 포함할 수 있다. 밀봉부재(260)는 링 형상의 부재일 수 있고, 고온의 용융물에 의하여 손상되지 않도록 내열성 및 내식성의 금속 재질로 제작될 수 있다. 밀봉부재(260)는 복수개 구비되어 외부 통체(210)와 내부 통체(220)의 사이와, 외부 통체(210)와 고정자(230) 사이와, 내부 통체(220)와 고정자(230)의 사이에 각각 복수개씩 장착될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 배출장치(200)는 센서(미도시)와 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 센서는 접촉식 센서 또는 비접촉식 센서 등의 다양한 방식의 센서일 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 접촉식 센서를 예시한다.

예컨대, 센서의 감지바가 고정자(230)의 하부면에 장착되어 내부 통체(220)의 외주를 향하여 연장되고, 감지바에 대응하는 내부 통체(220) 외주 복수의 위치에 상하방향으로 이격되어 감지판이 부착될 수 있다. 내부 통체(220)가 상하로 이동하면, 각각의 높이에 대응하여 감지바가 복수개의 감지판들 중 어느 하나에 접촉하게 되고, 이때의 내부 통체(220)의 높이를 감지할 수 있다. 이와 같은 방식으로, 외부 통체(210)의 상부를 기준으로 하여 내부 통체(220)의 높이를 감지하게 되고, 이를 제어부로 출력한다. 제어부는 센서로부터 감지되는 내부 통체(220)의 높이 정보를 입력받아 구동부(240)를 제어하여 내부 통체(220)의 높이를 조절할 수 있다. 즉, 구동부(240)가 내부 통체(220)의 하부와 외부 통체(210)의 통로(211)의 하부 사이에 형성되는 부분공간들로 유압을 선택적으로 제공하여, 내부 통체(220)의 높이가 조절되는 동안, 센서에서 내부 통체(220)의 높이를 계속하여 감지하고, 이를 피드백하여, 내부 통체(220)가 원하는 높이에 도달하도록 구동부(240)를 제어하고, 내부 통체(220)가 원하는 높이에 도달하게 되면, 구동부(240)를 정지시킨다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배출장치의 작동 방식을 각각 도시한 공정도이다. 여기서, 도 4는 내부 통체의 배출통로가 차단된 상태를 도시한 공정도이고, 도 5는 내부 통체의 배출통로가 일부 개방된 상태를 도시한 공정도이며, 도 6은 내부 통체의 배출통로가 전부 개방된 상태를 도시한 공정도이다.

다음으로, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 배출방법을 설명한다. 배출방법은 용기의 외부에 위치하는 배출통로의 입구부를 용기의 내부로 돌출시켜 배출통로를 개방하는 과정과, 용기의 내부에 수용된 용융물을 배출하는 과정과, 배출통로의 입구부를 용기의 외부로 이동시켜 배출통로를 차단하는 과정을 포함한다.

우선, 용기(10) 내로 공급되는 원료(M) 예컨대 비금속 물질은 용융되어 용융물의 상태로 마련된다. 이때, 용기(10)와 가까운 용융물(M)의 일부는 상대적으로 저온이기 때문에, 비금속 물질의 피막(f)으로 형성될 수 있다. 이의 상태를 도 4에 도시하였다.

이후, 용융물을 배출하기 위해 내부 통체(220)를 상승시켜, 배출통로의 입구부(222)를 용기의 내부로 돌출시킨다. 이로부터, 입구부(222)가 용기(10)의 내부로 개방될 수 있고, 이를 통하여 용융물이 배출통로(221) 내로 유입되어 배출될 수 있다. 상세하게는, 용기(10)의 하부면 하측에 위치하여 수평방향으로 개방되는 배출구의 입구부(222)를 상하방향으로 상승시켜 용기(10)의 하부면 상측으로 위치시켜 배출통로(221)를 개방한다. 이의 상태를 도 5에 도시하였다. 이때, 도면으로 도시된 바와 같이, 내부 통체(220)의 상승과 함께 비금속 물질의 피막(f)이 파단되어 배출통로(221)가 용기(10) 내로 연통될 수 있다. 즉, 구동부(240)의 구동력으로 용기(10)의 하부면에 형성된 비금속 물질의 피막(f)을 파단시킬 수 있다.

한편, 배출구를 개방함에 있어서, 센서를 이용하여 내부 통체(220)의 높이를 감지함으로써, 배출구의 입구부 높이를 감지하고, 이후, 제어부를 이용하여 용기의 하부면을 기준으로 입구부(222)의 높이를 조절하여 입구부(222)의 개도를 조절하는 일련의 과정을 함께 실시할 수 있다. 이때, 개도의 조절은 용융물을 배출하는 동안 수시로 반복 실시될 수 있고, 이에, 용기(10) 내부의 용융물 용적 변화에 대응하여, 일정한 유량으로 용융물을 배출할 수 있다.

예컨대 도 5에 도시된 바와 같이, 내부 통체(220)를 소정 높이로 일부 상승시켜, 배출통로(221)의 입구부(222)를 일부만 개방하여 용융물을 상대적으로 소량 배출시킬 수 있고, 반면, 도 6에 도시된 바와 같이, 내부 통체(220)를 최대 높이로 완전 상승시켜, 배출통로(221)의 입구부(222)를 전부 개방하여, 용융물을 상대적으로 다량 배출시킬 수 있다.

상기의 과정으로 용융물의 배출이 완료되면, 내부 통체(220)를 하강시켜, 배출통로(221)를 폐쇄하고, 용융물의 배출을 종료한다.

이처럼 본 발명의 실시 예에서는 배출통로(221)가 용기(10)의 내부에 상시 연통되는 것이 아니라, 용융물의 배출 시에만, 용기(10) 내로 진입하여 연통되고, 이 외의 경우, 용기(10) 외부로 인출되어 보관되는 방식으로서, 원료의 피막(f)이 배출통로(221)의 입구부(222)에 형성되지 않는다. 또한, 배출통로(221)가 용기(10) 내로 진입 시에 용기(10)의 하부면에 형성된 피막이 파단됨으로서, 용융물의 배출을 원활하게 진행할 수 있다.

본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이며, 본 발명의 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

10: 용기 200: 배출장치
210: 외부 통체 220: 내부 통체
221: 배출통로 230: 고정자
240: 구동부

Claims

용기의 하부면을 관통하여 장착되는 외부 통체;
상기 외부 통체의 상하부를 관통하여 장착되며, 하부에 출구부가 형성되는 내부 통체; 및
상기 내부 통체를 상하방향으로 이동시키는 구동부;를 포함하고,
상기 외부 통체는 상부가 상기 용기의 내부에서 상측으로 개방되고,
상기 내부 통체는 상부면이 막히고, 측면이 개방되어 입구부가 측면에 형성되며, 상기 외부 통체의 내부에서 개방된 상부를 폐쇄하고, 상기 외부 통체의 개방된 상부의 상측으로 돌출되어 상기 입구부가 개방되는 배출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 외부 통체의 하부에 장착되어 상기 내부 통체의 외주를 감싸는 고정자;를 포함하는 배출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 외부 통체는 하부가 상기 용기의 외부에서 하측으로 개방되는 배출장치.
청구항 2에 있어서,
상기 외부 통체의 내부면은 상부 너비가 하부 너비보다 좁은 배출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 내부 통체의 입구부는 상기 내부 통체의 외주를 수평방향으로 관통하여 적어도 하나 이상 형성되는 배출장치.
청구항 4에 있어서,
상기 내부 통체는 상기 내부 통체의 하부 일측에서 상기 내부 통체의 외주를 둘러싸는 돌출부를 구비하고,
상기 내부 통체의 돌출부는 상기 외부 통체의 내부면 하부와 접촉하며,
상기 내부 통체의 돌출부를 제외한 내부 통체 하부의 나머지는 상기 외부 통체의 내부면 하부에서 이격되는 배출장치.
청구항 6에 있어서,
상기 고정자는 상기 내부 통체의 돌출부 하측에서 상기 내부 통체의 외주를 감싸 밀봉하는 배출장치.
청구항 7에 있어서,
상기 구동부는,
상기 내부 통체의 돌출부 상측에서 상기 외부 통체를 관통하여, 상기 외부 통체의 내부면에서 개방되는 상부 유압관;
상기 내부 통체의 돌출부 하측에서 상기 외부 통체의 하부 또는 상기 고정자를 관통하여 상기 외부 통체의 내부면 측으로 개방되는 하부 유압관; 및
상기 상부 유압관과 하부 유압관에 연결되어 유압을 선택적으로 공급하는 유압 공급원;을 포함하는 배출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 외부 통체 및 상기 내부 통체 중 적어도 하나를 관통하는 적어도 하나 이상의 냉각 유로;를 포함하는 배출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 외부 통체의 상부를 기준으로 하여 상기 내부 통체의 높이를 감지하는 센서; 및
상기 센서로부터 감지되는 높이 정보를 입력받아 상기 구동부를 제어하여 상기 내부 통체의 높이를 조절하는 제어부;를 포함하는 배출장치.
용기의 외부에 위치하는 배출통로의 입구부를 상기 용기의 내부로 돌출시켜 상기 배출통로를 개방하는 과정;
상기 용기의 내부에 수용된 용융물을 배출하는 과정;
상기 배출통로의 입구부를 상기 용기의 외부로 이동시켜 상기 배출통로를 차단하는 과정;을 포함하고,
상기 배출통로를 개방하는 과정은,
상기 용기의 하부면 하측에 위치하고 수평방향으로 개방되는 상기 배출통로의 입구부를 상측방향으로 상승시켜 상기 용기의 하부면 상측으로 위치시키면서 상기 용기의 하부면에 형성된 피막을 파단하는 과정;을 포함하는 배출방법.
삭제
청구항 11에 있어서,
상기 배출통로를 개방하는 과정은,
상기 배출통로의 입구부 높이를 감지하는 과정;
상기 용기의 하부면을 기준으로 상기 입구부의 높이를 조절하여 상기 입구부의 개도를 조절하는 과정;을 더 포함하는 배출방법.