KR101999788B1 - 냉각장치 - Google Patents

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KR101999788B1 KR1020170085034A KR20170085034A KR101999788B1 KR 101999788 B1 KR101999788 B1 KR 101999788B1 KR 1020170085034 A KR1020170085034 A KR 1020170085034A KR 20170085034 A KR20170085034 A KR 20170085034A KR 101999788 B1 KR101999788 B1 KR 101999788B1
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한석주
조형민
황인철
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주식회사 포스코
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P11/00—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for 
    • B23P11/02—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits
    • B23P11/025—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using heat or cold
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B4/00—Shrinkage connections, e.g. assembled with the parts at different temperature; Force fits; Non-releasable friction-grip fastenings
    • F16B4/006—Shrinkage connections, e.g. assembled with the parts being at different temperature

Abstract

본 발명의 냉각장치는, 일단이 개방된 제1 공간을 구비하여 상기 제1 공간으로 냉각유체를 분사 가능한 제1 냉각장치; 및 일단이 개방된 제2 공간을 구비하여 상기 제2 공간으로 냉각유체를 분사 가능하며, 상기 제1 공간 내에 배치되어 상기 제1 냉각장치와 결합되는 제1 결합위치, 상기 제1 공간의 개방된 일단과 상기 제2 공간의 개방된 일단이 서로 마주보도록 연결 배치되어 상기 제1 냉각장치와 결합되는 제2 결합위치 및 상기 제1 냉각장치로부터 이탈되는 이탈위치로 구분되어 배치 가능한 제2 냉각장치를 포함한다.

Description

냉각장치{An apparatus for cooling}
본 발명은 냉각장치에 관한 것으로, 상세하게는 피냉각소재를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 냉각장치에 관한 것이다.
기계 부품의 결합에는 다양한 결합 방법이 이용되며, 회전축에 구비되는 다양한 회전 부품들(예를 들어, 기어, 풀리, 팬, 임펠러 등)은 냉박음 또는 열박음에 의해 회전축에 결합되는 것이 일반적이다. 일반적으로 냉박음 작업에서는 회전축을 냉각시켜 회전축의 체적을 수축시킨 후 냉각된 회전축에 회전 부품을 끼워 넣고, 일정한 시간이 경과됨에 따라 회전축의 체적이 회복됨으로써, 회전축과 회전 부품이 결합된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2004-0006568호(2004.01.24. 공개)
본 발명의 목적은 피냉각소재를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 냉각장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 냉각장치는, 일단이 개방된 제1 공간을 구비하여 상기 제1 공간으로 냉각유체를 분사 가능한 제1 냉각장치; 및 일단이 개방된 제2 공간을 구비하여 상기 제2 공간으로 냉각유체를 분사 가능하며, 상기 제1 공간 내에 배치되어 상기 제1 냉각장치와 결합되는 제1 결합위치, 상기 제1 공간의 개방된 일단과 상기 제2 공간의 개방된 일단이 서로 마주보도록 연결 배치되어 상기 제1 냉각장치와 결합되는 제2 결합위치 및 상기 제1 냉각장치로부터 이탈되는 이탈위치로 구분되어 배치 가능한 제2 냉각장치를 포함한다.
상기 제1 냉각장치는, 상기 제1 공간이 길이방향을 따라 내부에 형성되며, 일단에 상기 제1 공간과 외부를 연통하는 제1 개구가 형성된 제1 하우징부재; 및 상기 제1 공간의 내부에서 상기 제1 공간의 길이방향을 따라 연장되어 배치되며, 상기 제1 공간으로 상기 냉각유체를 분사하는 제1 분사구들이 길이방향을 따라 서로 이격되어 관통 형성된 제1 노즐관부재를 포함하고, 상기 제2 냉각장치는, 상기 제2 공간이 길이방향을 따라 내부에 형성되며, 일단에 상기 제2 공간과 외부를 연통하는 제2 개구가 형성된 제2 하우징부재; 및 상기 제2 공간의 내부에서 상기 제2 공간의 길이방향을 따라 연장되어 배치되며, 상기 제2 공간으로 상기 냉각유체를 분사하는 제2 분사구들이 길이방향을 따라 서로 이격되어 관통 형성된 제2 노즐관부재를 포함하며, 상기 냉각장치는, 상기 제1 하우징부재의 일단부측에 결합되어 상기 제1 개구를 폐쇄 가능하며, 상기 제1 노즐관부재와 연결되는 공급유로가 관통 형성된 플렌지부재; 및 상기 공급유로에 상기 냉각유체를 공급 가능한 공급노즐부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 개구가 형성된 상기 제1 하우징부재의 일단부에는 상기 플렌지부재의 일면에 대응하는 제1 결합면이 선단부에 형성된 제1 플렌지부가 구비되고, 상기 제2 개구가 형성된 상기 제2 하우징부재의 일단부에는 상기 플렌지부재의 일면에 대응하는 제2 결합면이 선단부에 형성된 제2 플렌지부가 구비될 수 있다.
상기 제2 하우징부재가 상기 제1 결합위치에 위치하는 경우, 상기 제2 결합면에 상기 플렌지부의 일면이 밀착 배치되며, 상기 제1 플렌지부, 상기 제2 플렌지부 및 상기 플렌지부재가 결합체결구에 의해 서로 결합될 수 있다.
상기 제2 하우징부재가 상기 제2 결합위치에 위치하는 경우, 상기 제1 결합면 및 상기 제2 결합면이 서로 마주보는 상태로 밀착 배치되며, 상기 제1 플렌지부 및 상기 제2 플렌지부가 결합체결구에 의해 서로 결합될 수 있다.
상기 제2 하우징부재가 상기 이탈위치에 위치하는 경우, 상기 제1 결합면에 상기 플랜지부재의 일면이 밀착 배치되며, 상기 제1 플렌지부 및 상기 플렌지부재가 결합체결구에 의해 서로 결합될 수 있다.
상기 제1 플렌지부에는 상기 제1 노즐배관부재로부터 상기 제1 결합면을 향해 연장되어 상기 냉각유체의 이동경로를 제공 가능한 제1 연결유로가 관통 형성되며, 상기 제2 하우징부재가 상기 이탈위치에 위치하는 경우, 상기 플렌지부재 및 상기 제1 플렌지부는 상기 제1 연결유로의 일단과 상기 공급유로의 일단이 서로 연결되도록 결합될 수 있다.
상기 제1 플렌지부에는 상기 제1 결합면으로부터 함몰 형성되되, 상기 제1 연결유로를 둘러싸도록 형성되는 함몰홈이 구비되며, 상기 제1 하우징부재는 상기 함몰홈에 삽입 배치되되, 선단부가 상기 제1 결합면으로부터 돌출되도록 구비되는 실링재를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 플렌지부에는 상기 제2 노즐배관부재로부터 상기 제2 결합면을 향해 연장되어 상기 냉각유체의 이동경로를 제공 가능한 제2 연결유로가 관통 형성되며, 상기 제2 하우징부재가 상기 제2 결합위치에 위치하는 경우, 상기 제1 플렌지부 및 상기 제2 플렌지부는 상기 제1 연결유로의 일단과 상기 제2 연결유로의 일단이 서로 연결되도록 결합될 수 있다.
상기 제2 개구와 대향되는 상기 제2 하우징부재의 타단에는 상기 제2 노즐관부재로부터 연장된 보조공급유로가 관통 형성되며, 상기 제2 하우징부재가 상기 제2 결합위치에 위치하는 경우, 상기 공급노즐부재는 상기 보조공급유로에 연결되어 상기 냉각유체를 공급할 수 있다.
상기 제2 개구와 대향되는 상기 제2 하우징부재의 타단에는 상기 제2 공간과 연통되는 보조개구가 형성되며, 상기 제2 하우징부재는, 상기 제2 하우징부재의 타단에 결합되어 상기 보조개구를 폐쇄 가능하며, 상기 보조공급유로가 관통 형성된 보조플레이트; 및 상기보조플레이트와 상기 제2 하우징부재가 서로 결합되도록 체결 가능한 보조체결구를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 공간은 원통형으로 제공되고, 상기 제1 노즐관부재는 상기 제1 공간의 둘레방향을 따라 배치되는 나선형으로 구비되며, 상기 제1 결합위치에 위치하는 상기 제2 하우징부재는 상기 제1 노즐관부재의 내측에 배치될 수 있다.
이웃하는 상기 제1 분사구들의 이격거리는 상기 제1 노즐관부재를 따라 이동하는 상기 냉각유체의 이동거리에 대응하여 점진적으로 감소하도록 구비될 수 있다.
상기 제2 공간은 원통형으로 제공되고, 상기 제2 노즐관부재는 상기 제2 공간의 둘레방향을 따라 배치되는 나선형으로 구비될 수 있다.
이웃하는 상기 제2 분사구들의 이격거리는 상기 제2 노즐관부재를 따라 이동하는 상기 냉각유체의 이동거리에 대응하여 점진적으로 감소하도록 구비될 수 있다.
상기 제1 분사구들의 이격거리는 상기 제2 분사구들의 이격거리보다 더 작은 이격거리로 구비될 수 있다.
상기 제1 하우징부재는, 제1 외관프레임; 상기 제1 외관프레임의 내측에 배치되어 상기 제1 공간을 형성하는 제1 내관프레임; 및 상기 제1 외관프레임 및 상기 제1 내관프레임 사이에 배치되는 제1 단열재를 포함하며, 상기 제2 하우징부재는, 제2 외관프레임; 상기 제2 외관프레임의 내측에 배치되어 상기 제2 공간을 형성하는 제2 내관프레임; 및 상기 제2 내관프레임 및 상기 제2 내관프레임 사이에 배치되는 제2 단열재를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구와 대향되는 상기 제1 하우징부재의 폐쇄된 타단에는 외부와 상기 제1 공간을 연통하여 냉각유체의 배출경로를 제공하는 배출유로가 관통 형성될 수 있다.
상기 제1 하우징부재의 일측단부에는 상기 제1 공간 내부의 상태를 확인 가능하도록 외부와 상기 제1 공간을 연통하는 확인홀이 관통 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치는 분리 및 결합에 의해 확장 가능하도록 구비되는바, 피냉각소재의 길이에 효과적으로 대응하여 냉각유체를 공급할 수 있으며, 피냉각소재의 냉각 효율 및 냉각 균일성을 효과적으로 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 냉각장치를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 2의 (a)는 본 발명의 냉각장치에 구비되는 제1 냉각장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2의 (b)는 본 발명의 냉각장치에 구비되는 제2 냉각장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 제2 냉각장치가 제1 결합위치에 위치하는 경우의 냉각장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 제2 냉각장치가 이탈위치에 위치하는 경우의 냉각장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 이탈위치에 위치하는 제2 냉각장치와 플렌지부재의 결합관계를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6는 제2 냉각장치가 제2 결합위치에 위치하는 경우의 냉각장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7의 (a)는 제2 결합위치에 위치하는 제2 냉각장치와 제1 냉각장치의 결합관계를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 7의 (b)는 제1 냉각장치를 제1 결합면 측에서 바라본 측면도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8의 (a) 및 (b)는 본 발명의 분사구들의 배치의 변형예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 보조플레이트를 구비하는 제2 냉각장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 10은 제2 냉각장치가 제2 결합위치에 위치하는 경우의 보조플레이트의 결합을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 11은 제2 냉각장치가 이탈위치에 위치하는 경우의 피냉각소재의 냉각작업을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12는 제2 냉각장치가 제2 결합위치에 위치하는 경우의 피냉각소재의 냉각작업을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 냉각장치에 관한 것으로, 이하에 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 실시예들을 설명하고자 한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다. 또한, 이하에 언급되는 연결은 두 개의 구성요소가 직접적으로 연결되는 경우뿐만 아니라, 다른 매개체를 통하여 간접적으로 연결되는 경우도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 냉각장치를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 2의 (a)는 본 발명의 냉각장치에 구비되는 제1 냉각장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2의 (b)는 본 발명의 냉각장치에 구비되는 제2 냉각장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 냉각장치(1)는 제1 냉각장치(10) 및 제2 냉각장치(20)를 포함하며, 피냉각소재(5)는 제1 냉각장치(10) 및/또는 제2 냉각장치(20)에서 분사되는 냉각유체의 의해 냉각될 수 있다. 본 발명의 냉각유체는 액화질소일 수 있으나, 반드시 이에 구속되는 것은 아니며, 저온으로 제공되는 모든 기체 및 액체를 포함할 수 있다.
제1 냉각장치(10)는 길이방향을 따라 제1 공간(102)이 내부에 형성된 제1 하우징부재(100) 및 제1 공간(102)에 배치되어 냉각유체를 분사 가능한 제1 노즐관부재(120)를 포함할 수 있다. 제1 하우징부재(100)의 일단에는 제1 공간(102)과 외부를 연통 가능한 제1 개구(103)가 구비되며, 제1 개구(103)가 형성된 제1 하우징부재(100)의 일단부측에는 제1 하우징부재(100)를 외부에서 둘러싸도록 구비되는 제1 플렌지부(110)가 구비될 수 있다. 제1 플렌지부(110)의 선단부에는 후술할 플렌지부재(40)의 일단면에 대응하는 형상의 제1 결합면(111)이 구비될 수 있다.
제1 하우징부재(100)는 외측의 제1 외관프레임(104) 및 제1 외관프레임(104)의 내측에 배치되어 제1 공간(102)을 형성하는 제1 내관프레임(106)을 포함하는 이중관 구조로 제공될 수 있으며, 제1 외관프레임(104) 및 제1 내관프레임(106) 사이에는 제1 단열재(108)가 충진될 수 있다. 제1 하우징부재(100)는 이중관 구조로 제공되며, 제1 외관프레임(104) 및 제1 내관프레임(106) 사이에는 제1 단열재가(108)가 충진되는바, 외부의 열이 제1 공간(102)으로 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다. 제1 개구(103)와 대향되는 제1 하우징부재(100)의 타단부에는 제1 공간(102)과 외부를 연통 가능한 배출유로(113)가 형성될 수 있으며, 제1 공간(102)으로 공급된 냉각유체는 배출유로(113)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
제1 하우징부재(100)의 일측에는 외부와 제1 공간(102)을 연통 가능한 확인홀(115)이 관통 형성되며, 체크홀(119)이 형성된 캡(117)이 확인홀을 폐쇄하도록 배치될 수 있다. 체크홀(119)은 확인홀(115)보다 작은 크기의 직경을 가지도록 구비되는 것이 바람직하며, 약 2mm 이하의 직경으로 구비되는 것이 더욱 바람직하다. 작업자는, 체크홀(119)의 직경에 대응하거나 체크홀(119)의 직경보다 작은 직경으로 구비되는 철사 등의 확인부재를 체크홀(119)에 관통 삽입한 후 꺼내어서 확인부재의 상태를 확인함으로써 제1 공간(102) 내의 상황을 보다 효과적으로 확인할 수 있다. 따라서, 작업자는 확인부재를 통해 확인된 제1 공간(102) 내의 상황에 대응하여 냉각유체의 공급량을 효과적으로 조절할 수 있다.
제1 노즐관부재(120)는 제1 공간(102)의 길이방향을 따라 연장되어 제1 공간(102) 내에 배치될 수 있다. 제1 노즐관부재(120) 상에는 제1 공간(102)의 중심부분을 향하도록 배치되는 복수의 제1 분사구들(122)이 형성될 수 있으며, 제1 분사구들(122)은 서로 이격되어 제1 노즐관부재(120)의 길이방향을 따라 배치될 수 있다. 제1 외관프레임(104) 및 제1 내관프레임(106)은 원통형의 관형으로 구비될 수 있으며, 제1 노즐관부재(120)는 제1 내관프레임(106)의 내측에 대응하도록 나선형으로 구비될 수 있다.
제1 플렌지부(110)에는 제1 노즐관부재(120)와 연결되어 제1 결합면(111)을 향해 연장되는 제1 연결유로(112)가 관통 형성될 수 있으며, 공급노즐부재(40)는 제1 연결유로(112)의 일측에 연결되어 제1 연결유로(112)를 향해 냉각유체를 공급할 수 있다. 제1 연결유로(112)를 통해 제1 노즐관부재(120)로 냉각유체가 공급되며, 제1 노즐관부재(120)로 공급된 냉각유체는 제1 분사구들(122)을 통해 제1 공간(102)으로 분사될 수 있다. 또한, 제1 플렌지부(110)에는 복수의 제1 결합체결홀(113)이 관통 형성될 수 있으며, 결합체결구(32)는 제1 결합체결홈(113)에 관통 배치되어 제1 플렌지부(110)에 체결될 수 있다.
플렌지부재(30) 상에는 제1 연결유로(112)와 대응하는 위치에 공급유로(38)가 관통 형성될 수 있으며, 공급노즐부재(40)는 공급유로(38) 및 제1 연결유로(112)를 통해 제1 노즐관부재(120)에 냉각유체를 공급할 수 있다. 또한, 플렌지부재(30) 상에는 제1 결합체결홀(113)과 대응하는 위치에 체결홀들(33)이 관통 형성될 수 있으며, 결합체결구(32)는 체결홀(33)에 관통되어 플렌지부재(30)에 체결될 수 있다. 플렌지부재(30)는 내부중공형으로 제공될 수 있으며, 플렌지부재(30)의 외측에서 플렌지부재(30)를 폐쇄하도록 배치되는 보조플렌지플레이트(36)를 더 포함할 수 있다. 보조플렌지플레이트(36)에는 공급유로(38)에 대응하는 위치에 추가공급유로(39)가 관통 형성될 수 있으며, 공급노즐부재(40)는 공급유로(38) 및 추가공급유로를 관통하도록 배치되어 플렌지부재(30)와 보조플렌지플레이트(36)를 서로 고정시킬 수 있다.
제2 냉각장치(20)는 길이방향을 따라 제2 공간(202)이 내부에 형성된 제2 하우징부재(200) 및 제2 공간(202)에 배치되어 제2 공간(202)에 냉각유체를 분사 가능한 제1 노즐관부재(220)를 포함할 수 있다. 제2 하우징부재(200)의 일단에는 제1 공간(202)과 외부를 연통 가능한 제2 개구(203)가 구비되며, 제2 개구(203)가 형성된 제2 하우징부재(200)의 일단부측에는 제2 하우징부재(200)를 외부에서 둘러싸도록 구비되는 제2 플렌지부(210)가 구비될 수 있다. 제2 플렌지부(210)의 선단부에는 플렌지부재(40)의 일단면의 형상에 대응하도록 구비되는 제2 결합면(211)이 구비될 수 있다.
제2 하우징부재(200) 역시 외측의 제2 외관프레임(204) 및 제2 외관프레임(204)의 내측에 배치되어 제2 공간(202)을 형성하는 제2 내관프레임(206)을 포함하는 이중관 구조로 제공될 수 있으며, 제2 외관프레임(204) 및 제2 내관프레임(206) 사이에는 제2 단열재(208)가 충진될 수 있다. 제2 하우징부재(200)는 이중관 구조로 제공되며, 제2 외관프레임(204) 및 제2 내관프레임(206) 사이에는 제2 단열재가(208)가 충진되는바, 외부의 열이 제2 공간(202)으로 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다. 제1 단열재(108) 및 제2 단열재(208)는 동일한 소재로 제공될 수도 있으며, 냉각 효율 및 배관 구조 등에 따라 서로 다른 소재로 제공될 수도 있다.
제2 노즐관부재(220)는 제2 공간(202)의 길이방향을 따라 연장되어 제2 공간(202) 내에 배치될 수 있다. 제2 노즐관부재(220) 상에는 제2 공간(202)의 중심부분을 향하도록 배치되는 복수의 제2 분사구들(222)이 형성될 수 있으며, 제2 분사구들(222)은 서로 이격되어 제2 노즐관부재(220)의 길이방향을 따라 배치될 수 있다. 제2 외관프레임(204) 및 제2 내관프레임(206)은 원통형의 관형으로 구비될 수 있으며, 제2 노즐관부재(220)는 제2 내관프레임(206)의 내측에 대응하도록 나선형으로 구비될 수 있다.
제2 플렌지부(210)에는 제2 노즐관부재(220)와 연결되어 제2 결합면(211)을 향해 연장되는 제2 연결유로(212)가 관통 형성될 수 있으며, 제2 연결유로(212)를 통해 제2 노즐관부재(220)에 냉각유체가 공급될 수 있다. 제2 결합면(211) 상의 제2 연결유로(212)는 제1 결합면(111) 상의 제1 연결유로(112)와 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 또한, 제2 플렌지부(210)에는 제1 결합체결홈(113) 및 체결홈(33)과 대응하는 위치에 복수의 제2 결합체결홈(213)이 관통 형성될 수 있으며, 결합체결구(32)는 제2 결합체결홈(213)에 관통 배치되어 체결될 수 있다.
제2 개구(203)와 대향되는 제2 하우징부재(200)의 타단부에는 제2 노즐관부재(220)와 연통되는 보조공급유로(216)가 관통 형성될 수 있으며, 공급노즐부재(40)는 보조공급유로(216)에 냉각유체를 공급하도록 배치될 수 있다. 공급노즐부재(40)로부터 보조공급유로(216)에 냉각유체가 공급되는 경우, 냉각유체는 제2 노즐배관부재(220)를 따라 이동하며, 제2 분사구들(222)를 통해 제2 공간(202)으로 분사될 수 있다.
후술하는 바와 같이, 제1 결합면(111) 및 제2 결합면(211)이 서로 밀착되도록 배치되는 경우, 공급노즐부재(40)는 보조공급유로(216)에 냉각유체를 공급하도록 배치되며, 보조공급유로(216)를 통해 제2 노즐관부재(220)로 공급된 냉각유체는, 제2 연결유로(212) 및 제1 연결유로(112)를 순차적으로 거쳐 제1 노즐관부재(120)에 도달할 수 있다.
제2 냉각장치(20)는 제2 하우징부재(200)가 제1 공간(102) 내에 배치되어 제1 플렌지부(110) 및 제2 플렌지부(210)가 서로 결합되도록 배치되는 제1 결합위치(A) 및 제 하우징부재(200)가 제1 공간(102)의 외부에 배치되되, 제1 플렌지부(110) 및 제2 플렌지부(210)가 서로 결합되도록 배치되는 제2 결합위치(B)에 배치될 수 있다. 또한, 제2 냉각장치(20)는 제2 냉각장치(20)가 제1 냉각장치(10)로부터 이탈되어 배치되는 이탈위치(C)에 배치될 수도 있다. 이하에서는, 도 3 내지 도 7을 통해 제1 결합위치(A), 제2 결합위치(B) 및 제3 결합위치(C)에 제2 냉각장치(20)가 배치되는 경우에 대해 각각 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 제2 냉각장치가 제1 결합위치에 위치하는 경우의 냉각장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제2 냉각장치(20)가 제1 결합위치(A)에 위치하는 경우, 제2 하우징부재(200)는 제1 공간(102) 내에 위치하게 된다. 제2 플렌지부(210)의 제2 결합면(211)과 마주보는 일면은 제1 결합면(210)에 밀착되며, 플렌지부재(30)의 일단은 제2 결합면(211)에 밀착되어 배치될 수 있다. 결합체결구(32)는 제1 플렌지부(110), 제2 플렌지부(210) 및 플렌지부재(30)를 관통하도록 배치되어 이들을 서로 고정시킬 수 있다. 제1 결합위치(A)에 제2 냉각장치(20)가 위치하는 경우, 냉각장치(1)의 보관 및 이동의 편의성 및 효율성을 효과적으로 확보할 수 있다.
도 4는 제2 냉각장치가 이탈위치에 위치하는 경우의 냉각장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 5는 이탈위치에 위치하는 제2 냉각장치와 플렌지부재의 결합관계를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 냉각장치(20)가 이탈위치(C)에 위치하는 경우, 플렌지부재(30)는 일면이 제1 결합면(111)에 밀착되도록 배치되며, 결합체결구(32)에 의해 제1 플렌지부(110)와 플렌지부재(30)가 서로 고정될 수 있다. 제2 냉각장치(20)가 이탈위치(C)에 위치하는 경우, 제1 연결유로(112)는 공급유로(38) 및 추가공급유로(39)와 연통되도록 배치될 수 있으며, 공급노즐부재(40)는 공금유로(38) 및 추가공급유로(39)를 관통하여 제1 연결유로(112)에 냉각유체를 공급하도록 배치될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 피냉각소재(5)의 길이가 제1 공간(102)의 길이보다 더 짧은 경우, 작업자는 제2 냉각장치(20)를 이탈위치(C)에 이동시킨 후, 제1 공간(102)에 피냉각소재(5)를 장입하여 피냉각소재(5)에 대한 냉각작업을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치는, 피냉각소재(5)의 길이에 따라 피냉각소재(5)가 수용되는 공간을 조절 가능한바, 피냉각소재(5)의 냉각에 과도한 냉각유체가 소비되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 6는 제2 냉각장치가 제2 결합위치에 위치하는 경우의 냉각장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 7의 (a)는 제2 결합위치에 위치하는 제2 냉각장치와 제1 냉각장치의 결합관계를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 7의 (b)는 제1 냉각장치를 제1 결합면 측에서 바라본 측면도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 냉각장치(20)가 제2 결합위치(B)에 위치하는 경우, 제1 결합면(111) 및 제2 결합면(211)은 서로 마주보는 상태로 밀착되도록 배치되며, 결합체결구(32)에 의해 제1 플렌지부(110) 및 제2 플렌지부(210)는 서로 고정될 수 있다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 플렌지부(210)를 중심으로 일측에는 제1 플렌지부(110)가 배치되고, 타측에는 제2 하우징부재(200)에 의해 관통된 플렌지부재(30)가 배치될 수 있으며, 결합체결구(32)에 의해 제1 플렌지부(110), 제2 플렌지부(210) 및 플렌지부재(30)가 서로 결합 고정될 수도 있다. 제1 연결유로(112) 및 제2 연결유로(212)는 서로 연결되도록 배치되어, 제2 노즐관부재(220)를 통해 이동한 냉각유체는 제2 연결유로(212) 및 제1 연결유로(112)를 통해 제1 노즐관부재(120)으로 이동할 수 있다. 즉, 공급노즐부재(40)는 보조공급유로(216)에 냉각유체를 공급하도록 배치되며, 냉각유체는 제2 노즐관부재(220), 제2 연결유로(212), 제1 연결유로(112) 및 제1 노즐관부재(120)를 따라 순차적으로 이동하게 된다.
도 12에 도시된 바와 같이, 피냉각소재(5')가 제1 공간(102)의 길이보다 더 긴 길이로 구비되는 경우, 작업자는 제2 냉각장치(20)가 제2 결합위치(B)에 위치하도록 냉각장치(1)를 조절하여 냉각작업을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치(1)는 냉각공간을 확장 가능하도록 구비되는바, 피냉각소재의 길이 변화에 효과적으로 대응할 수 있으며, 피냉각소재의 냉각 균일도를 효과적으로 확보할 수 있다.
도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 플렌지부(110)에는 제1 결합면(111)으로부터 함몰 형성되는 함몰홈(116)이 구비될 수 있으며, 함몰홈(116)은 제1 결합면(111) 상의 제1 연결유로(112)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 실링재(118)는 함몰홈(116)에 삽입되도록 배치되되, 선단부가 제1 결합면(111)으로부터 돌출되도록 구비될 수 있다. 제2 냉각장치(20)가 제2 결합위치(B)에 위치하는 경우, 실링재(118)의 선단부는 제2 결합면(211)에 밀착될 수 있으며, 제1 결합면(111) 및 제2 결합면(211) 사이의 공간을 통해 냉각유체가 외부로 유출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 8의 (a) 및 (b)는 본 발명의 분사구들의 배치의 변형예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 분사구들(122)의 이격거리(d1) 및 제2 분사구들(222)의 이격거리(d2)는 냉각유체의 이동방향을 따라 그 거리가 점진적으로 좁아지도록 구비될 수 있다. 제1 노즐관부재(120) 상의 제1 분사구들(122)의 이격거리(d1)가 제1 노즐관부재(120)를 통해 이동하는 냉각유체의 이동거리에 반비례하여 점진적으로 좁아지도록 구비되는바, 제1 공간(102)의 길이방향을 따라 제1 공간(102) 내에 냉각유체가 균일하게 분사될 수 있다. 또한, 제2 노즐관부재(220) 상의 제2 분사구들(222)의 이격거리(d2)가 제2 노즐관부재(220)를 통해 이동하는 냉각유체의 이동거리에 반비례하여 점진적으로 좁아지도록 구비되는바, 제2 공간(102)의 길이방향을 따라 제2 공간(102) 내에 냉각유체가 균일하게 분사될 수 있다. 또한, 제2 분사구들(122)의 이격거리(d2)는 제1 분사구들(122)의 이격거리(d1)보다 대체적으로 더 멀게 구비되는바, 제2 냉각장치(20)가 제2 결합위치(B)에 위치하는 경우에 있어서도, 제1 공간(102) 및 제2 공간(202)의 전체 길이방향에 대한 제1 공간(102) 및 제2 공간(20) 내부의 냉각유체의 분사량이 균일하게 유지될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치(1)는 피냉각소재의 냉각 균일도를 효과적으로 확보할 수 있다.
도 9는 보조플레이트를 구비하는 제2 냉각장치를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 10은 제2 냉각장치가 제2 결합위치에 위치하는 경우의 보조플레이트의 결합을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제2 하우징부재(200)의 타단에는 제2 공간(202)과 연통되는 보조개구(205)가 형성될 수 있으며, 보조플레이트(215)는 보조개구(205)를 폐쇄 가능하도록 보조체결구(217)에 의해 제2 하우징부재(200)의 타단부에 결합배치될 수 있다. 보조공급유로(216)는 보조플레이트(215)를 관통하도록 구비되어 제2 노즐관부재(220)에 연결될 수 있으며, 공급노즐부재(40)는 보조공급유로(216)에 삽입되어 제2 노즐관부재(220)에 냉각유체를 공급할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제2 냉각장치(20)가 제2 결합위치(B)에 위치하는 경우, 작업자는 보조개구(205)를 통해 공간(102, 202) 내부에 피냉각소재(5')를 장입하거나 공간(102, 202)으로부터 피냉각소재(5')를 인출 가능한바, 제1 냉각장치(10)로부터 제2 냉각장치(20)를 분리하지 않고서도 피냉각소재(5')의 장입 및 인출작업이 가능하여 냉각작업의 효율을 효과적으로 높일 수 있다.
이상에서 검토한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치(1)는 분리 및 결합에 의해 확장 가능하도록 구비되는바, 피냉각소재(5)의 길이에 효과적으로 대응하여 냉각유체를 공급할 수 있으며, 피냉각소재(5)의 냉각 균일성 및 효율을 효과적으로 확보할 수 있다.
이상에서 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 실시예들에 한정되지 않는다.
1: 냉각장치 5: 피냉각소재 10: 제1 냉각장치
20: 제2 냉각장치 30: 플렌지부재 40: 공급노즐부재
100: 제1 하우징부재 110: 제1 플렌지부 120: 제1 노즐관부재
200: 제2 하우징부재 210: 제2 플렌지부 220: 제2 노즐관부재

Claims (19)

  1. 일단이 개방된 제1 공간을 구비하여 상기 제1 공간으로 냉각유체를 분사 가능한 제1 냉각장치; 및
    일단이 개방된 제2 공간을 구비하여 상기 제2 공간으로 냉각유체를 분사 가능하며, 상기 제1 공간 내에 배치되어 상기 제1 냉각장치와 결합되는 제1 결합위치, 상기 제1 공간의 개방된 일단과 상기 제2 공간의 개방된 일단이 서로 마주보도록 연결 배치되어 상기 제1 냉각장치와 결합되는 제2 결합위치 및 상기 제1 냉각장치로부터 이탈되는 이탈위치로 구분되어 배치 가능한 제2 냉각장치를 포함하는 냉각장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 냉각장치는,
    상기 제1 공간이 길이방향을 따라 내부에 형성되며, 일단에 상기 제1 공간과 외부를 연통하는 제1 개구가 형성된 제1 하우징부재; 및
    상기 제1 공간의 내부에서 상기 제1 공간의 길이방향을 따라 연장되어 배치되며, 상기 제1 공간으로 상기 냉각유체를 분사하는 제1 분사구들이 길이방향을 따라 서로 이격되어 관통 형성된 제1 노즐관부재를 포함하고,
    상기 제2 냉각장치는,
    상기 제2 공간이 길이방향을 따라 내부에 형성되며, 일단에 상기 제2 공간과 외부를 연통하는 제2 개구가 형성된 제2 하우징부재; 및
    상기 제2 공간의 내부에서 상기 제2 공간의 길이방향을 따라 연장되어 배치되며, 상기 제2 공간으로 상기 냉각유체를 분사하는 제2 분사구들이 길이방향을 따라 서로 이격되어 관통 형성된 제2 노즐관부재를 포함하며,
    상기 냉각장치는,
    상기 제1 하우징부재의 일단부측에 결합되어 상기 제1 개구를 폐쇄 가능하며, 상기 제1 노즐관부재와 연결되는 공급유로가 관통 형성된 플렌지부재; 및
    상기 공급유로에 상기 냉각유체를 공급 가능한 공급노즐부재를 더 포함하는, 냉각장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 개구가 형성된 상기 제1 하우징부재의 일단부에는 상기 플렌지부재의 일면에 대응하는 제1 결합면이 선단부에 형성된 제1 플렌지부가 구비되고,
    상기 제2 개구가 형성된 상기 제2 하우징부재의 일단부에는 상기 플렌지부재의 일면에 대응하는 제2 결합면이 선단부에 형성된 제2 플렌지부가 구비되는, 냉각장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 하우징부재가 상기 제1 결합위치에 위치하는 경우, 상기 제2 결합면에 상기 플렌지부의 일면이 밀착 배치되며, 상기 제1 플렌지부, 상기 제2 플렌지부 및 상기 플렌지부재가 결합체결구에 의해 서로 결합되는, 냉각장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 하우징부재가 상기 제2 결합위치에 위치하는 경우, 상기 제1 결합면 및 상기 제2 결합면이 서로 마주보는 상태로 밀착 배치되며, 상기 제1 플렌지부 및 상기 제2 플렌지부가 결합체결구에 의해 서로 결합되는, 냉각장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2 하우징부재가 상기 이탈위치에 위치하는 경우, 상기 제1 결합면에 상기 플렌지부재의 일면이 밀착 배치되며, 상기 제1 플렌지부 및 상기 플렌지부재가 결합체결구에 의해 서로 결합되는, 냉각장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 플렌지부에는 상기 제1 노즐관부재로부터 상기 제1 결합면을 향해 연장되어 상기 냉각유체의 이동경로를 제공 가능한 제1 연결유로가 관통 형성되며,
    상기 제2 하우징부재가 상기 이탈위치에 위치하는 경우, 상기 플렌지부재 및 상기 제1 플렌지부는 상기 제1 연결유로의 일단과 상기 공급유로의 일단이 서로 연결되도록 결합되는, 냉각장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 플렌지부에는 상기 제1 결합면으로부터 함몰 형성되되, 상기 제1 연결유로를 둘러싸도록 형성되는 함몰홈이 구비되며,
    상기 제1 하우징부재는 상기 함몰홈에 삽입 배치되되, 선단부가 상기 제1 결합면으로부터 돌출되도록 구비되는 실링재를 더 포함하는, 냉각장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 플렌지부에는 상기 제2 노즐관부재로부터 상기 제2 결합면을 향해 연장되어 상기 냉각유체의 이동경로를 제공 가능한 제2 연결유로가 관통 형성되며,
    상기 제2 하우징부재가 상기 제2 결합위치에 위치하는 경우, 상기 제1 플렌지부 및 상기 제2 플렌지부는 상기 제1 연결유로의 일단과 상기 제2 연결유로의 일단이 서로 연결되도록 결합되는, 냉각장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 개구와 대향되는 상기 제2 하우징부재의 타단에는 상기 제2 노즐관부재로부터 연장된 보조공급유로가 관통 형성되며,
    상기 제2 하우징부재가 상기 제2 결합위치에 위치하는 경우, 상기 공급노즐부재는 상기 보조공급유로에 연결되어 상기 냉각유체를 공급 가능한, 냉각장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 개구와 대향되는 상기 제2 하우징부재의 타단에는 상기 제2 공간과 연통되는 보조개구가 형성되며,
    상기 제2 하우징부재는,
    상기 제2 하우징부재의 타단에 결합되어 상기 보조개구를 폐쇄 가능하며, 상기 보조공급유로가 관통 형성된 보조플레이트; 및
    상기 보조플레이트와 상기 제2 하우징부재가 서로 결합되도록 체결 가능한 보조체결구를 더 포함하는, 냉각장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 제1 공간은 원통형으로 제공되고,
    상기 제1 노즐관부재는 상기 제1 공간의 둘레방향을 따라 배치되는 나선형으로 구비되며,
    상기 제1 결합위치에 위치하는 상기 제2 하우징부재는 상기 제1 노즐관부재의 내측에 배치되는, 냉각장치.
  13. 제12항에 있어서,
    이웃하는 상기 제1 분사구들의 이격거리는 상기 제1 노즐관부재를 따라 이동하는 상기 냉각유체의 이동거리에 대응하여 점진적으로 감소하도록 구비되는, 냉각장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 공간은 원통형으로 제공되고,
    상기 제2 노즐관부재는 상기 제2 공간의 둘레방향을 따라 배치되는 나선형으로 구비되는, 냉각장치.
  15. 제14항에 있어서,
    이웃하는 상기 제2 분사구들의 이격거리는 상기 제2 노즐관부재를 따라 이동하는 상기 냉각유체의 이동거리에 대응하여 점진적으로 감소하도록 구비되는, 냉각장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 분사구들의 이격거리는 상기 제2 분사구들의 이격거리보다 더 작은 이격거리로 구비되는, 냉각장치.
  17. 제2항에 있어서,
    상기 제1 하우징부재는,
    제1 외관프레임;
    상기 제1 외관프레임의 내측에 배치되어 상기 제1 공간을 형성하는 제1 내관프레임; 및
    상기 제1 외관프레임 및 상기 제1 내관프레임 사이에 배치되는 제1 단열재를 포함하며,
    상기 제2 하우징부재는,
    제2 외관프레임;
    상기 제2 외관프레임의 내측에 배치되어 상기 제2 공간을 형성하는 제2 내관프레임; 및
    상기 제2 내관프레임 및 상기 제2 내관프레임 사이에 배치되는 제2 단열재를 포함하는, 냉각장치.
  18. 제2항에 있어서,
    상기 제1 개구와 대향되는 상기 제1 하우징부재의 폐쇄된 타단에는 외부와 상기 제1 공간을 연통하여 냉각유체의 배출경로를 제공하는 배출유로가 관통 형성된, 냉각장치.
  19. 제2항에 있어서,
    상기 제1 하우징부재의 일측단부에는 상기 제1 공간 내부의 상태를 확인 가능하도록 외부와 상기 제1 공간을 연통하는 확인홀이 관통 형성된, 냉각장치.
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