KR101776090B1

KR101776090B1 - 열처리 로 및 그에 사용되는 스페이서

Info

Publication number: KR101776090B1
Application number: KR1020160059790A
Authority: KR
Inventors: 주강일
Original assignee: 대한열기 주식회사
Priority date: 2016-05-16
Filing date: 2016-05-16
Publication date: 2017-09-08

Abstract

본 발명은, 내부 공간을 한정하는 하우징와, 상기 하우징에 개구된 관통홀을 구비하는 로 몸체; 상기 관통홀에 삽입되어, 상기 내부 공간에 위치하는 삽입 모듈; 및 상기 삽입 모듈을 감싼 채로 상기 관통홀 내에서 상기 하우징에 의해 지지되어, 상기 삽입 모듈이 상기 하우징에서 이격되게 하는 스페이서를 포함하는, 열처리 로 및 그에 사용되는 스페이서를 제공한다.

Description

열처리 로 및 그에 사용되는 스페이서{FURNACE FOR HEAT TREATMENT AND SPACER THEREFOR}

본 발명은 대상물에 대한 열처리를 위한 로에 관한 것이다.

일반적으로, 열처리[熱處理, heat treatment]는 가열·냉각 등의 조작을 적당한 속도로 하여 그 재료의 특성을 개량하는 조작으로, 온도에 의해서 존재하는 상(相)의 종류나 배합이 변하는 재료에 쓰인다.

열처리의 일 종류로서, 브레이징(brazing)은 납땜의 한 종류이며, 접합하려는 모재보다도 녹는점이 낮은 비철금속 또는 그 합금(납재)을 용가재로 사용함으로써 모재를 거의 용융시키지 않고 납재 만을 용융시켜 접합하는 접합 방법이다.

이러한 브레이징 등의 경우에 있어서, 로 내부에 위치하는 구성은 초기 설치 시와 달리 가열, 냉각에 의해 그 형태가 변형된다. 따라서, 로의 유지 보수를 위해 해당 구성을 교체하려는 경우에, 그 구성을 초기 설치 시에 삽입된 홀에서 빼내기가 어려운 경우가 많다.

그에 따라, 해당 구성의 교체를 위한 시간이 많이 소요되고, 이는 로의 가동 시간을 떨어뜨리는 요인이 되기도 한다. 또한, 해당 구성을 억지로 빼내려고 하는 과정에서, 작업자의 육체적 노력이 과하게 요구되고 작업자가 안전사고를 당하기 쉬운 문제가 있다. 그런 안전사고로 인해, 작업자는 화상을 입거나, 나아가 살이 찢어지는 부상을 당하는 경우도 있다.

본 발명의 목적은, 로의 내부로 삽입된 구성을 교체 과정에서 쉽게 빼낼 수 있게 하는 구조를 갖는, 열처리 로 및 그에 사용되는 스페이서를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 열처리는, 내부 공간을 한정하는 하우징와, 상기 하우징에 개구된 관통홀을 구비하는 로 몸체; 상기 관통홀에 삽입되어, 상기 내부 공간에 위치하는 삽입 모듈; 및 상기 삽입 모듈을 감싼 채로 상기 관통홀 내에서 상기 하우징에 의해 지지되어, 상기 삽입 모듈이 상기 하우징에서 이격되게 하는 스페이서를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 스페이서는, 상기 삽입 모듈의 외경에 대응하는 내경을 갖는 중공형의 슬리브를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 스페이서는, 상기 삽입 모듈의 둘레 방향을 따라 배치되는 복수의 몸체; 및 상기 복수의 몸체를 서로 결합시키는 결합체를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 복수의 몸체는, 상기 둘레 방향을 따라 형성된 그루브를 포함하고, 상기 결합체는, 상기 그루브에 안착되는 결합 밴드를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 스페이서는, 상기 로 몸체의 외부 측에 대응하는 제1 부분; 및 상기 내부 공간 측에 대응하며, 상기 제1 부분에 반대되는 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 부분은, 슬릿을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 슬릿은, 상기 스페이서의 길이 방향을 따라 연장될 수 있다.

여기서, 상기 슬릿은, 상기 제2 부분의 상기 내부 공간 측 단부에서 이격되게 형성될 수 있다.

여기서, 상기 스페이서는, 상기 삽입 모듈과 마주하는 면의 반대 면이 주름진 것일 수 있다.

여기서, 상기 스페이서는, 알루미나와 실리카를 혼합하여 성형된 것일 수 있다.

여기서, 상기 삽입 모듈은, 상기 내부 공간에 열을 가하는 히터 튜브를 포함 할 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따른 열처리 로용 스페이서는, 로 몸체에 형성되는 관통홀에 삽입되도록 구성되는 제1 몸체; 상기 제1 몸체와 함께 히터 튜브를 감싸서, 상기 관통홀 내에서 상기 로 몸체에 의해 지지되도록 구성되는 제2 몸체; 및 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체를 결합시키는 결합체를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체는, 폐루프를 형성하는 그루브를 포함하고, 상기 결합체는, 상기 그루브에 안착되는 결합 밴드를 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 열처리 로 및 그에 사용되는 스페이서에 의하면, 작업자는 로의 내부로 삽입된 구성을 교체 과정에서 쉽게 빼낼 수 있게 된다.

그에 의해, 위 구성의 교체에 투여되는 작업 시간을 줄일 수 있고, 이는 열처리 로에 대한 운용 효율성을 높일 수 있게 한다.

또한, 작업 과정에서 작업자의 수고를 줄이고 부상 위험이 있는 작업을 보다 안전한 작업으로 대체할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 로(100)에 대한 단면도이다.
도 2는 도 1의 요부를 확대하여 보인 부분 단면도이다.
도 3은 도 2의 스페이서(150)에 대한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 스페이서(150)의 일 변형예에 따른 스페이서(150')의 결합 사시도이다.
도 5는 도 3의 스페이서(150)의 다른 일 변형예에 따른 스페이서(150")의 결합 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열처리 로 및 그에 사용되는 스페이서에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 로(100)에 대한 단면도이다.

본 도면을 참조하면, 열처리 로(100)는, 로 몸체(110)와, 삽입 모듈(130)과, 스페이서(150)를 포함할 수 있다.

로 몸체(110)는 열처리 로(100)의 전체적인 외형을 이루는 구성이다. 로 몸체(110)는 하우징(111)과, 관통홀(115)을 가질 수 있다.

하우징(111)은 내부 공간(S)을 한정하는 구성이다. 하우징(111)은 바닥부(111a)와, 벽부(111b)와, 천정부(111c)를 가질 수 있다. 바닥부(111a)와 천정부(111c)는 대체로 평행하게 배치된다. 벽부(111b)는 천정부(111c)를 바닥부(111a)에 대해 지지하도록 배치된다.

이러한 벽부(111b)에는 관통홀(115)이 형성될 수 있다. 관통홀(115)은 벽부(111b)에 관통 개구되어, 내부 공간(S)을 하우징(111)의 외부와 연통시키는 것이다.

삽입 모듈(130)은 위의 관통홀(115)을 통해 로 몸체(110)의 외부에서 내부 공간(S)으로 삽입되어, 내부 공간(S)에 위치하는 구성이다. 본 실시예에서, 삽입 모듈(130)은 히터 튜브(131)일 수 있다. 히터 튜브(131)에는 히터(131a)가 내장되어 있다. 이러한 히터 튜브(131)는 내부 공간(S)의 온도를 상승시키기 위한 것이다.

스페이서(150)는 삽입 모듈(130), 구체적으로 히터 튜브(131)를 감싼 채로 관통홀(115) 내에서 하우징(111)의 벽부(111b)에 의해 지지되는 구성이다. 그에 의해, 스페이서(150)는 히터 튜브(131)가 벽부(111b)에서 이격되게 한다. 이러한 스페이서(150)는 벽부(111b)의 두께에 대응하는 길이를 가질 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 열처리 로(100)의 오랜 사용 시에 히터 튜브(131)에 대한 교체나 수리의 필요성이 제기될 수 있다. 그를 위해, 히터 튜브(131)는 관통홀(115)을 통해 내부 공간(S)의 밖으로 꺼내져야 한다.

이때, 히터 튜브(131)는 내부 공간(S)에서의 고온 환경에 의해 일정 수준으로 변형된 상태가 되는 것이 통상적이다. 그 변형은 스페이서(150)에 의해 흡수되어, 스페이서(150)와 함께 히터 튜브(131)가 관통홀(115)에서 쉽게 빠져 나올 수 있다.

이상에서, 삽입 모듈(130)로서 히터 튜브(131)를 예시하였으나, 롤러(135) 역시 삽입 모듈(130)이 될 수 있다. 그에 따라, 스페이서(150)는 히터 튜브(131) 대신에, 또는 히터 튜브(131)와 함께 롤러(135)에도 설치될 수 있다.

앞서 설명한 스페이서(150)의 역할에 대해 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 2는 도 1의 요부를 확대하여 보인 부분 단면도이다.

본 도면을 참조하면, 스페이서(150)는 히터 튜브(131)의 외경에 대응하는 내경을 갖는 중공형의 슬리브(sleeve)일 수 있다. 스페이서(150)의 외경은, 그의 외면이 관통홀(115)의 내주면과 접촉되게 하는 사이즈일 수 있다.

스페이서(150)의 길이는 벽부(111b)의 두께에 대응하며, 본 실시예에서는 벽부(111b)의 두께보다 약간 짧게 예시하고 있다. 스페이서(150)는 관통홀(115) 내에서 히터 튜브(131)를 감싸는 것이므로, 이러한 스페이서(150)가 내부 공간(S)으로 연장될 필요는 없을 것이다.

스페이서(150)는 재질 면에서 세라믹으로 성형된 것일 수 있다. 구체적으로, 스페이서(150)는 실리카와 알루미나, 그리고 기타 성분이 혼합된 것이다. 예를 들어, 실리카가 43 중량% 함유되고, 알루미나가 53 중량% 함유되며, 기타 성분이 4 중량% 함유된 것일 수 있다. 이러한 스페이서(150)는 용융점은 1,260℃이어서, 고온에서 견딜 수 있다.

스페이서(150)는 일정 두께를 갖기에, 그 두께에 대응하는 만큼 관통홀(115)의 내주면과의 간격, 다시 말해 마진(M)을 가질 수 있다. 스페이서(150)가 슬리브라면, 마진(M)은 히터 튜브(131)의 둘레 방향을 따라 대체로 일정할 것이다.

이러한 구성에 의하면, 히터 튜브(131)는 고온 환경에서 약간은 굴곡이 진 상태에서 관통홀(115)을 통해 외부로 꺼내져야 한다.

이때, 스페이서(150)가 마진(M)을 제공해 주기에, 히터 튜브(131)의 굴곡은 마진(M)에 의해 흡수될 수 있다. 즉, 히터 튜브(131)의 굴곡은 스페이서(150)가 확보한 마진(M)의 영역 내이기에, 그 굴곡이 벽부(111b)에 걸리지 않게 되는 것이다.

그 결과, 최초 삽입 시와 달리 변형된 히터 튜브(131)를 관통홀(115)로 꺼낼 때 겪어야 했던 어려움은 해소될 수 있다.

위의 스페이서(150)의 구체적 구조는 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 도 2의 스페이서(150)에 대한 분해 사시도이다.

본 도면을 참조하면, 스페이서(150)는, 몸체(151,152)와, 결합체(155,156)를 포함할 수 있다.

몸체(151,152)는 히터 튜브(131)의 둘레 방향을 따라 복수 개로 배치될 수 있다. 본 실시예에서는, 몸체(151,152)가 제1 몸체(151)와 제2 몸체(152)로 구성된 것을 예시하고 있다. 제1 몸체(151)와 제2 몸체(152)는 각기 반원형 단면으로 연장된 형태일 수 있다.

제1 몸체(151)와 제2 몸체(152)의 외면에는 그루브(151a,151b/152a,152b)가 형성될 수 있다. 그루브(151a,152a)는 하나의 폐루프를 형성하고, 또 다른 그루브(151b,152b) 역시 또 하나의 폐루프를 형성할 수 있다.

결합체(155,156)는 제1 몸체(151)와 제2 몸체(152)를 결합시키는 구성이다. 결합체(155,156)는 제1 몸체(151)와 제2 몸체(152)를 둘러싸서 조이는 결합 밴드(155,156)일 수 있다. 상기 결합 밴드(155,156)는 2개로서, 각각 그루브(151a,152a)와 그루브(151b,152b)에 안착될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 히터 튜브(131)와 함께 스페이서(150)를 로 몸체(110)에서 분리한 후에, 스페이서(150) 자체를 제1 몸체(151)와 제2 몸체(152)로 분해하여 히터 튜브(131)로부터 분리할 수 있게 된다. 이러한 제1 몸체(151)와 제2 몸체(152)는 다시 스페이서(150)로서 사용될 수 있다.

또한, 제1 몸체(151)와 제2 몸체(152)가 그루브(151a,151b/152a,152b)를 가짐에 의해, 결합밴드(155,156)가 제1 몸체(151)와 제2 몸체(152)의 외면보다 외부로 돌출하지 않게 할 수 있다. 이는 스페이서(150)를 관통홀(115)에 삽입하거나 그로부터 꺼내는 과정에서 결합밴드(155,156)가 벽부(111b)에 걸리지 않게 한다.

이상의 스페이서(150)와 다른 형태의 스페이서(150',150")에 대해 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 4는 도 3의 스페이서(150)에 대한 일 변형예에 따른 스페이서(150')의 결합 사시도이다.

본 도면을 참조하면, 스페이서(150')는 앞선 실시예의 스페이서(150)와 대체로 동일하나, 슬릿(159')을 가지는 점에서 차이가 있다.

일단, 스페이서(150')는 길이 방향을 따른 양단부를 기준으로, 각각 제1 부분(151')과 제2 부분(152')으로 구분될 수 있다. 구체적으로, 제1 부분(151')은 로 몸체(110)의 외부 측에 대응하고, 제2 부분(152')은 내부 공간(S, 이상 도 1 참조) 측에 대응한다.

이때, 슬릿(159')은 제2 부분(152')에 형성될 수 있다. 이러한 슬릿(159')은 스페이서(150')의 길이 방향을 따라 연장된 것일 수 있다. 또한, 슬릿(159')은 스페이서(150')의 둘레 방향을 따라 복수 개가 배열된 것일 수도 있다.

슬릿(159')은 제2 부분(152')의 내부 공간(S) 측 단부에서 이격되어 형성될 수 있다. 이는, 슬릿(159')이 제2 부분(152')의 단부에서부터 시작되지 않는다는 것이다.

이러한 구성에 의하면, 슬릿(159')은 내부 공간(S)의 고온 환경에서 제2 부분(152')이 미세하게라도 열 변형되는 것을 흡수할 수 있다.

그에 의해, 스페이서(150')가 미세하게라도 열 변형되어 관통홀(115)의 내주면에 걸리게 될 가능성을 최소화할 수 있게 된다.

다음으로, 도 5는 도 3의 스페이서(150)에 대한 다른 일 변형예에 따른 스페이서(150")의 결합 사시도이다.

본 도면을 참조하면, 스페이서(150")는 도 3을 참조하여 설명한 스페이서(150)와 대체로 동일하나, 몸체(151")의 외면에 주름부(152")가 형성된 점에서 차이가 있다.

주름부(152")는 스페이서(150")의 길이 방향을 따라 산과 골이 순차로 배열되어 형성된 것일 수 있다. 이때, 산과 골은 스페이서(150")의 원주 방향을 따라 원형을 이루거나, 또는 나선형을 이룰 수도 있다.

이러한 구성에 의하면, 주름부(152")의 골은 앞선 실시예의 슬릿(159')과 같이, 스페이서(150")에서 발생할 수 있는 미세한 열적 변형조차도 흡수할 수 있는 것이다.

또한, 스페이서(150")가 벽부(111b)와 면접촉 보다는 선접촉을 하게 하므로, 관통홀(115)에서 히터 튜브(131)와 함께 꺼낼 때 작업자의 힘을 줄여줄 수 있다.

상기와 같은 열처리 로 및 그에 사용되는 스페이서는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

100: 열처리용 로 110: 로 몸체
111: 하우징 115: 관통홀
130: 삽입 모듈 131: 히터 튜브
135: 롤러 150,150',150": 스페이서
151: 제1 몸체 151': 제1 부분
151": 몸체 152: 제2 몸체
152': 제2 부분 152": 주름부
155,156/155',156'/155",156": 결합 밴드

Claims

내부 공간을 한정하는 하우징와, 상기 하우징에 개구된 관통홀을 구비하는 로 몸체; 상기 관통홀에 삽입되어, 상기 내부 공간에 위치하는 삽입 모듈; 및 상기 삽입 모듈을 감싼 채로 상기 관통홀 내에서 상기 하우징에 의해 지지되어, 상기 삽입 모듈이 상기 하우징에서 이격되게 하는 스페이서를 포함하고,
상기 스페이서는, 상기 로 몸체의 외부 측에 대응하는 제1 부분; 및 상기 내부 공간 측에 대응하며 상기 제1 부분에 반대되는 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 부분은 상기 제2 부분의 상기 내부 공간 측 단부에서 이격되게 형성되는 슬릿을 포함하는, 열처리 로.
제1항에 있어서,
상기 스페이서는,
상기 삽입 모듈의 외경에 대응하는 내경을 갖는 중공형의 슬리브를 포함하는, 열처리 로.
제1항에 있어서,
상기 스페이서는,
상기 삽입 모듈의 둘레 방향을 따라 배치되는 복수의 몸체; 및
상기 복수의 몸체를 서로 결합시키는 결합체를 포함하는, 열처리 로.
제3항에 있어서,
상기 복수의 몸체는, 상기 둘레 방향을 따라 형성된 그루브를 포함하고,
상기 결합체는, 상기 그루브에 안착되는 결합 밴드를 포함하는, 열처리 로.
삭제
제1항에 있어서,
상기 슬릿은, 상기 스페이서의 길이 방향을 따라 연장되는, 열처리 로.
삭제
제1항에 있어서,
상기 스페이서는, 상기 삽입 모듈과 마주하는 면의 반대 면이 주름진 것인, 열처리 로.
제1항에 있어서,
상기 스페이서는, 알루미나와 실리카를 혼합하여 성형된 것인, 열처리 로.
제1항에 있어서,
상기 삽입 모듈은,
상기 내부 공간에 열을 가하는 히터 튜브를 포함하는, 열처리 로.
로 몸체에 형성되는 관통홀에 삽입되도록 구성되는 제1 몸체; 상기 제1 몸체와 함께 히터 튜브를 감싸서, 상기 관통홀 내에서 상기 로 몸체에 의해 지지되도록 구성되는 제2 몸체; 및 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체를 결합시키는 결합체를 포함하고,
상기 제1 몸체는, 상기 로 몸체의 외부 측에 대응하는 제1 부분; 및 상기 로 몸체의 내부 공간 측에 대응하며 상기 제1 부분에 반대되는 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 부분은 상기 제2 부분의 상기 내부 공간 측 단부에서 이격되게 형성되는 슬릿을 포함하는, 열처리 로용 스페이서.
제11항에 있어서,
상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체는, 폐루프를 형성하는 그루브를 포함하고,
상기 결합체는, 상기 그루브에 안착되는 결합 밴드를 포함하는, 열처리 로용 스페이서.