KR102014809B1 - 불활성 가스를 이용한 열처리로 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열처리로의 챔버가 이중격벽으로 제조되고 그 내부에 온도유지를 위한 보온수가 충전되며 동시에 챔버 내부에 세라믹 단열블럭이 구비됨에 따라 열처리 및 냉각처리 중 온도손실이 방지되고, 열처리 및 냉각처리 시에 열처리로 내부가 반진공 상태가 되도록 불활성 가스인 Ar과 N₂가 주입됨에 따라 산소에 의한 산화가 방지될 수 있으며, 냉각처리 또한 열처리로 외부가 아닌 내부에서 이루어지고 챔버가 원통 형상으로 제조됨에 따라 안전사고가 예방될 수 있도록 한 불활성 가스를 이용한 열처리로에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시에에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로는 중앙에는 관통구가 형성되고 일측에는 제 1 구동모터가 마련된 이동판이 구비되는 적치대와, 상기 적치대의 관통구 측에 그 하단이 삽입 고정되고 이격공간이 형성되도록 이중격벽으로 제조되며 내부는 격벽에 의해서 처리대상물이 가열 및 냉각처리되는 하부공간과 상부공간으로 구획 형성되되 일측에는 상기 제 1 구동모터에 의해 분리 및 결합 됨에 따라 상기 하부공간이 개방되게 하거나 기밀하게 폐쇄되게 하는 도어가 구비된 챔버와, 상기 챔버의 외부 일측에 구비되어 상기 처리대상물의 가열 및 냉각처리 시에 상기 하부공간 내에 불활성 가스가 주입되게 하는 가스주입구와, 상기 챔버의 외부 타측에 구비되어 상기 하부공간 내의 가스가 배출됨에 따라 상기 하부공간 내의 압력이 조절되게 하는 가스압력 배출구와, 상기 하부공간 내부에 발열 가능하게 구비되며 가열 여부에 따라 상기 처리대상물이 가열처리되게 하는 가열처리수단과, 상기 하부공간 내부에 송풍 가능하게 구비되며 작동 여부에 따라 상기 처리대상물이 냉각처리되게 하는 냉각처리수단이 포함된다.
본 발명의 바람직한 일 실시에에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로는 중앙에는 관통구가 형성되고 일측에는 제 1 구동모터가 마련된 이동판이 구비되는 적치대와, 상기 적치대의 관통구 측에 그 하단이 삽입 고정되고 이격공간이 형성되도록 이중격벽으로 제조되며 내부는 격벽에 의해서 처리대상물이 가열 및 냉각처리되는 하부공간과 상부공간으로 구획 형성되되 일측에는 상기 제 1 구동모터에 의해 분리 및 결합 됨에 따라 상기 하부공간이 개방되게 하거나 기밀하게 폐쇄되게 하는 도어가 구비된 챔버와, 상기 챔버의 외부 일측에 구비되어 상기 처리대상물의 가열 및 냉각처리 시에 상기 하부공간 내에 불활성 가스가 주입되게 하는 가스주입구와, 상기 챔버의 외부 타측에 구비되어 상기 하부공간 내의 가스가 배출됨에 따라 상기 하부공간 내의 압력이 조절되게 하는 가스압력 배출구와, 상기 하부공간 내부에 발열 가능하게 구비되며 가열 여부에 따라 상기 처리대상물이 가열처리되게 하는 가열처리수단과, 상기 하부공간 내부에 송풍 가능하게 구비되며 작동 여부에 따라 상기 처리대상물이 냉각처리되게 하는 냉각처리수단이 포함된다.
Description
본 발명은 불활성 가스를 이용한 열처리로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열처리로의 챔버가 이중격벽으로 제조되고 그 내부에 온도유지를 위한 보온수가 충전되며 동시에 챔버 내부에 세라믹 단열블럭이 구비됨에 따라 열처리 및 냉각처리 중 온도손실이 방지되고, 열처리 및 냉각처리 시에 열처리로 내부가 반진공 상태가 되도록 불활성 가스인 Ar과 N₂가 주입됨에 따라 산소에 의한 산화가 방지될 수 있으며, 냉각처리 또한 열처리로 외부가 아닌 내부에서 이루어지고 챔버가 원통 형상으로 제조됨에 따라 안전사고가 예방될 수 있도록 한 불활성 가스를 이용한 열처리로에 관한 것이다.
일반적으로 금속소재의 열처리법은 표면경화 열처리법과 일반 열처리법이 있다. 표면경화 열처리법은 소재의 표면만 경화시키는 것으로 우수한 내마모성, 내피로성, 내식성 등을 취할 수 있다. 그리고 일반 열처리법은 어닐링, 노멀 라이징, 담금질 및 뜨임 등과 같이 소재 전체를 열처리하는 것이다.
보통 이러한 열처리 방법은 먼저 열처리로를 개방하고 금속소재를 넣은 뒤 폐쇄하며 소정 온도 및 시간에서 열처리 후 다시 열처리로를 개방하여 금속소재를 꺼낸 뒤 가열된 금속소재를 상온 상태로 냉각시키는 단계로 이루어진다.
그런데 이러한 종래의 열처리 방법은 금속소재를 넣고 꺼낼 때 열처리로 내부에 공기가 유입되고 공기에 포함된 산소에 의해서 금속소재가 산화되는 문제가 있었다. 이 경우 금속소재 표면이 갖는 고유 색상이 유지될 수 없게 되어 상품성이 떨어진다. 이와 같은 문제점으로 열처리 중 열처리로 내부의 진공상태가 유지되게 하는 진공로가 공지되어 있으나, 설치 및 유지비용이 비싼 한계가 있었다.
그리고 종래의 열처리로는 열처리 중 외기에 의한 열손실로 내부 온도 유지가 어려우며, 따라서 온도유지를 위해서 필요이상의 전력이 사용되어야 하는 문제가 있었다.
또한, 열처리로 외부에서 냉각이 진행됨에 따라 안전사고의 위험이 있었고, 신속한 냉각이 어렵고 이로 인해 금속 조직이 변화됨에 따라 기계적 성질이 저하되는 문제가 있었다.
뿐만 아니라 열처리로 외부가 각진 다각면으로 제조될 경우 내부 압력이 일방향으로 집중되어 열처리로 외부가 변형되고 이로인해 안전사고가 발생될 수 있는 문제가 있었다.
따라서 본 발명은 열처리로의 챔버가 이중격벽으로 제조되고 그 내부에 온도유지를 위한 보온수가 충전되며 동시에 챔버 내부에 세라믹 단열블럭이 구비됨에 따라 열처리 및 냉각처리 중 온도손실이 방지될 수 있는 불활성 가스를 이용한 열처리로를 제공하고자 한다.
그리고 열처리 및 냉각처리 시에 열처리로 내부가 반진공 상태가 되도록 불활성 가스인 Ar과 N₂가 주입됨에 따라 산소에 의한 산화가 방지될 수 있는 불활성 가스를 이용한 열처리로를 제공하고자 한다.
또한, 냉각처리 또한 열처리로 외부가 아닌 내부에서 이루어지고 챔버가 원통 형상으로 제조됨에 따라 안전사고가 예방될 수 있도록 한 불활성 가스를 이용한 열처리를 제공하고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 중앙에는 관통구가 형성되고 일측에는 제 1 구동모터가 마련된 이동판이 구비되는 적치대와, 상기 적치대의 관통구 측에 그 하단이 삽입 고정되고 이격공간이 형성되도록 이중격벽으로 제조되며 내부는 격벽에 의해서 처리대상물이 가열 및 냉각처리되는 하부공간과 상부공간으로 구획 형성되되 일측에는 상기 제 1 구동모터에 의해 분리 및 결합 됨에 따라 상기 하부공간이 개방되게 하거나 기밀하게 폐쇄되게 하는 도어가 구비된 챔버와, 상기 챔버의 외부 일측에 구비되어 상기 처리대상물의 가열 및 냉각처리 시에 상기 하부공간 내에 불활성 가스가 주입되게 하는 가스주입구와, 상기 챔버의 외부 타측에 구비되어 상기 하부공간 내의 가스가 배출됨에 따라 상기 하부공간 내의 압력이 조절되게 하는 가스압력 배출구와, 상기 하부공간 내부에 발열 가능하게 구비되며 가열 여부에 따라 상기 처리대상물이 가열처리되게 하는 가열처리수단과, 상기 하부공간 내부에 송풍 가능하게 구비되며 작동 여부에 따라 상기 처리대상물이 냉각처리되게 하는 냉각처리수단이 포함되는 불활성 가스를 이용한 열처리를 제공한다.
본 발명에서 상기 하부공간 상부 일측에는 상기 가열처리수단의 가열시 상측의 데워진 공기가 상기 하부공간 내에서 골고루 혼합되게 하는 교반기가 더 구비된다.
본 발명에서 상기 하부공간 내벽에는 세라믹 단열블럭이 덧대어져 구비된다.
본 발명에서 상기 상부공간에는 상기 처리대상물의 냉각처리시 상기 하부공간 내의 데워진 공기가 냉각되게 하는 열교환기가 더 구비되되, 상기 하부공간 내에서 데워진 공기는 유출관 및 상기 격벽 일측에 형성된 개방구에 의해 상기 열교환기 측으로 유동되고, 상기 열교환기에 의해 냉각된 공기는 유입관에 의해 다시 하부공간 내로 유동 되면서 순환
본 발명에서 상기 챔버의 이격공간 내에는 24℃ 내지 28℃로 유지되는 보온수가 충전된다.
본 발명에서 상기 챔버의 외측에는 상기 이격공간과 연통되어 상기 보온수가 주입되게 하는 주입구와, 주입된 보온수가 퇴출되게 하는 퇴출구가 각각 구비된다.
본 발명에서 상기 가열처리수단은, 상기 하부공간 내벽에 배열되며 외부에서 공급받는 전원에 의해 선택적으로 가열되는 가열코일과, 상기 하부공간 내에 구비되고 상기 가열코일과 전기적으로 접속되며 상기 하부공간 내의 온도가 ±5℃로 유지되도록 상기 가열코일의 가열이 제어되게 하는 제 1 센서와, 상기 하부공간 내에 구비되고 상기 가열코일과 전기적으로 접속되며 상기 처리대상물의 가열처리 온도가 상기 하부공간 내의 온도와 일치될 수 있도록 상기 가열코일의 가열이 제어되게 하는 제 2 센서가 포함된다.
본 발명에서 상기 냉각처리수단은, 상기 챔버 상단에 작동 가능하게 구비되며 그 구동축에는 상기 상부공간 내에서 회전되는 냉각팬이 구비되어 작동 여부에 따라 냉풍이 발생되게 하는 냉각모터와, 일단은 상기 냉각팬 하부에 위치되고 타단은 다수 개로 분기되어 상기 하부공간 내에 위치되며 상기 냉각팬에 의해 발생 된 냉풍이 상기 하부공간 내로 공급되게 하는 공급라인과, 상기 공급라인 단부에 구비되어 상기 공급라인을 통해 공급된 냉풍이 상기 하부공간 내로 분사되게 하되 분사압력이 증대되어 냉각의 효과가 상승 될 수 있도록 그 단부가 좁게 형성된 노즐이 포함된다.
본 발명에서 상기 챔버는 상기 하부공간 내의 압력이 분산될 수 있도록 원통 형상으로 제조된다.
본 발명에서 상기 불활성 가스는 Ar과 N₂이다.
상기와 같은 본 발명에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로에 의하면 첫째로 열처리로의 챔버가 이중격벽으로 제조되고 그 내부에 온도유지를 위한 보온수가 충전되며 동시에 챔버 내부에 세라믹 단열블럭이 구비됨에 따라 열처리 및 냉각처리 중 온도손실이 방지될 수 있는 장점이 있다.
그리고 둘째로 열처리 및 냉각처리 시에 열처리로 내부가 반진공 상태가 되도록 불활성 가스인 Ar과 N₂가 주입됨에 따라 산소에 의한 산화가 방지될 수 있는 장점이 있다.
또한, 셋째로 냉각처리 또한 열처리로 외부가 아닌 내부에서 이루어지고 챔버가 원통 형상으로 제조됨에 따라 안전사고가 예방될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로의 부분 절개 작동도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로의 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로의 사용상태도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로의 다른 사용상태도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로의 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로의 사용상태도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로의 다른 사용상태도.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로의 부분 절개 작동도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로의 사용상태도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로의 다른 사용상태도이다.
본 발명의 바람직한 일 실시에에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로는 중앙에는 관통구가 형성되고 일측에는 제 1 구동모터가 마련된 이동판이 구비되는 적치대와, 상기 적치대의 관통구 측에 그 하단이 삽입 고정되고 이격공간이 형성되도록 이중격벽으로 제조되며 내부는 격벽에 의해서 처리대상물이 가열 및 냉각처리되는 하부공간과 상부공간으로 구획 형성되되 일측에는 상기 제 1 구동모터에 의해 분리 및 결합 됨에 따라 상기 하부공간이 개방되게 하거나 기밀하게 폐쇄되게 하는 도어가 구비된 챔버와, 상기 챔버의 외부 일측에 구비되어 상기 처리대상물의 가열 및 냉각처리 시에 상기 하부공간 내에 불활성 가스가 주입되게 하는 가스주입구와, 상기 챔버의 외부 타측에 구비되어 상기 하부공간 내의 가스가 배출됨에 따라 상기 하부공간 내의 압력이 조절되게 하는 가스압력 배출구와, 상기 하부공간 내부에 발열 가능하게 구비되며 가열 여부에 따라 상기 처리대상물이 가열처리되게 하는 가열처리수단(50)과, 상기 하부공간 내부에 송풍 가능하게 구비되며 작동 여부에 따라 상기 처리대상물이 냉각처리되게 하는 냉각처리수단이 포함된다.
여기서부터는 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로(1)의 구성요소들과 그 구성요소간의 연결관계에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 전술한 적치대(10)는 후술 될 구성요소들이 그 상부에 작동 가능하게 설치되는 것으로, 중앙에는 관통구(11)가 형성되고 일측에는 이동판(12)이 구비되며 이 이동판(12)에는 후술 될 도어(25)와 연결되어 작동 여부에 따라 도어(25)를 챔버(20) 측에 결합시키거나, 챔버(20)로부터 분리되게 하여 이동판(12) 상으로 이동시키는 제 1 구동모터(13)가 구비된다.
이를 위해서 전술한 제 1 구동모터(13)는 미도시 된 기어 및 감속기와 같은 구성부재에 의해서 도어(25)와 연결된다. 이러한 이동판(12) 및 제 1 구동모터(13)에 의해서 처리대상물(90)이 하부공간(24a) 내로 이동되거나 또는 하부공간(24a) 내에서 외부로 안전하게 이동될 수 있어 작업자의 안전사고가 예방될 수 있다.
전술한 적치대(10) 상에는 챔버(20)가 설치되는데, 이 챔버(20)는 처리대상물(90)의 가열 및 냉각이 이루어지는 것으로, 전술한 적치대(10)의 관통구(11) 측에 그 하단이 삽입 고정되고 이격공간(21)이 형성되도록 이중격벽으로 제조된다. 그리고 그 내부는 격벽(23)에 의해서 처리대상물(90)이 가열 및 냉각처리되는 하부공간(24a)과, 구성부재들이 설치되는 상부공간(24b)으로 구획 형성된다. 그리고 일측에는 이동판(12)에 구비된 제 1 구동모터(13)와 연결되어 챔버(20)로부터 분리 및 결합 됨에 따라 하부공간(24a)이 개방되게 하거나 기밀하게 폐쇄되게 하는 도어(25)가 구비된다.
전술한 하부공간(24a) 내벽에는 세라믹 단열블럭(26)이 구비되는데, 이 세라믹 단열블럭(26)은 세라믹 울 단열재, 세라믹 울 단열재 지지대 및 세라믹 보드로 구성되며, 처리대상물(90)의 가열 및 냉각처리시에 하부공간(24a) 내의 온도손실을 최소화 시켜주는 역할을 한다.
세라믹 보드는 1차 열이 차단되게 하고 동시에 냉각처리수단(60)의 노즐(63)에서 냉풍이 분사될 시에 세라믹 울이 비산되는 것을 방지해준다. 그리고 세라믹 울 단열재는 2차 열이 차단되게 한다. 또한, 세라믹 울 단열재 지지대는 세라믹 울 단열재와 같이 2차 열이 차단되게 하며 동시에 세라믹 울 단열재를 지지해 준다. 이러한 세라믹 단열블럭(26)에 사용되는 세라믹 울 단열재, 세라믹 울 단열재 지지대 및 세라믹 보드는 종래기술에 따른 그것과 동일한 것으로 하여 더 이상의 상세한 설명은 생략한다. 또한, 전술한 단열재 외에도 공지된 단열재 중 하나가 선택적으로 사용될 수도 있다.
그리고 전술한 상부공간(24b)은 돔형차단벽(24c)에 의해 상, 하부로 구획되는데, 이 돔형차단벽(24c)의 하부에는 처리대상물(90)의 냉각처리시 하부공간(24a) 내의 데워진 공기가 냉각되게 하는 열교환기(80)가 더 구비된다. 이때 돔형차단벽(24c)의 하부에서 데워진 공기는 유출관(81) 및 격벽(23) 일측에 형성된 개방구(23a)에 의해 열교환기(80) 측으로 유동되고, 열교환기(80)에 의해 냉각된 공기는 유입관(82)에 의해 다시 하부공간(24a) 내로 유동 되면서 순환 처리된다. 이때 유출관(81)과 유입관(82)는 후술 될 공급라인(62)과는 180도 다른 방향에 설치된다. 즉, 유출관(81)과 유입관(82)이 챔버(20)의 전후 방향에 배치된다면 공급라인(62)은 챔버(20)의 좌우 방향에 배치된다.
이러한 유출관(81)은 세라믹 단열블럭(26)에 관통 위치되는데, 이 유출관(81)을 통해 유동 된 공기는 챔버(20)의 내벽과 유입관(82) 사이를 통해서 연속 유동되며, 개방구(23a)를 통과해서 열교환기(80)로 유동 된다. 또한, 유입관(82)의 일단은 열교환기(80) 측에 위치되고 타단은 세라믹 단열블럭(26)에 관통되어 하부공간(24a)을 향하도록 배치된다. 열교환기(80)에 의해 냉각 처리된 공기는 유입관(82) 내로 유동되어 하부공간(24a)으로 유입된다.
따라서 열처리 과정에서 데워진 돔형차단벽(24c)의 하부의 공기는 유출관(81) 및 개방구(23a)를 통해서 열교환기(80)로 유동되며, 동시에 열교환기(80)에서 냉각된 공기는 다시 유입관(82)을 통해 하부공간(24a) 내로 유동되어 처리대상물(90)의 냉각에 사용된다.
그리고 전술한 챔버(20)의 이격공간(21) 내에는 24℃ 내지 28℃로 유지되는 보온수(22)가 충전된다. 이 보온수(22)는 전술한 세라믹 단열블럭(26)과 마찬가지로 처리대상물(90)의 가열 및 냉각처리시에 하부공간(24a) 내의 온도손실을 방지해주는 역할을 한다.
전술한 챔버(20)의 외측에는 이격공간(21)과 연통되어 보온수(22)가 주입되게 하는 주입구(27)와, 주입된 보온수(22)가 퇴출되게 하는 퇴출구(28)가 각각 구비된다. 이러한 주입구(27) 및 퇴출구(28)는 챔버(20) 측에 다수 개가 구비될 수 있다. 또한, 전술한 챔버(20)는 하부공간(24a) 내의 압력이 균일하게 분산될 수 있도록 원통 형상으로 제조된다.
한편, 전술한 챔버(20)의 외부 일측에는 가스주입구(30)가 구비되는데, 이 가스주입구(30)는 처리대상물(90)의 가열 및 냉각처리 시에 하부공간(24a) 내에 불활성가스가 주입되게 하는 것이다. 이때 불활성 가스로는 Ar과 N₂가 사용된다.
불활성 가스는 처리대상물(90) 냉각시에 하부공간(24a) 내로 주입되는데, 이때 하부공간(24a) 내의 공기는 가스압력 배출구(40)를 통해서 외부로 배출된다. 이로인해 하부공간(24a) 내부는 반진공상태가 되며, 처리대상물(90)을 산화시키는 산소도 제거될 수 있다. 이때 가스주입구(30)로 주입된 불활성가스는 도시되지 않은 유동로를 통해서 하부공간(24a) 내로 주입된다.
그리고 전술한 챔버(20)의 외부 타측에는 가스압력 배출구(40)가 구비되는데, 이 가스압력 배출구(40)는 하부공간(24a) 내의 가스가 배출됨에 따라 하부공간(24a) 내의 압력이 조절되게 하는 것이다. 이러한 가스압력 배출구(40)는 하부공간(24a) 내부의 압력이 기준 이상으로 상승되면 자동으로 내부 가스가 배출되게 한다.
냉각처리시에 냉각처리수단(60)에 의해 하부공간(24a) 내의 압력이 상승 될 경우 가스압력 배출구(40)가 개방되어 내부 압력이 하강되게 하고, 내부 압력이 하강되면 다시 가스주입구(30)를 통해 불활성 가스가 주입되며 이러한 과정이 반복되면서 냉각처리가 이루어진다. 이때 하부공간(24a) 내의 압력을 일정 압력으로 유지되게 하는 이유는 처리대상물(90)에 따라 열처리의 목적과 냉각속도가 상이하기 때문에 냉각속도가 일정하게 유지되게 하키기 위함이다.
그리고 하부공간(24a) 내로 주입된 가스는 격벽(23) 일측에 형성된 개방구(23a)를 통해서 돔형차단벽(24c)의 상부로 유동 되며 가스압력 배출구(40)를 통해서 외부로 최종 배출된다.
전술한 하부공간(24a) 내부에는 가열처리수단(50)이 발열 가능하게 구비되는데, 이 가열처리수단(50)은 가열 여부에 따라 처리대상물(90)이 가열처리되게 하는 것이다. 이러한 가열처리수단(50)은, 하부공간(24a)에 배열되며 외부에서 공급받는 전원에 의해 선택적으로 가열되는 가열코일(51)과, 단열블럭(26) 내벽에 구비되고 가열코일(51)과 전기적으로 접속되며 하부공간(24a) 내의 온도가 ±5℃로 유지되도록 가열코일(51)의 가열이 제어되게 하는 제 1 센서(52)와, 하부공간(24a) 내에 구비되고 가열코일(51)과 전기적으로 접속되며 처리대상물(90)의 가열처리 온도가 하부공간(24a) 내의 온도와 일치될 수 있도록 가열코일(51)의 가열이 제어되게 하는 제 2 센서(53)가 포함된다.
전술한 가열코일(51)은 단열블럭(26) 내면에 균일하게 배열되고, 전술한 제 1 센서(52) 및 제 2 센서(53)은 다수 개가 설치되되 온도가 직접 감지되는 그 일측은 단열블럭(26) 내부에, 그리고 타측은 챔버(20)의 외부에 위치된다. 이때 챔버(20) 외부에는 가열처리수단(50)의 온도, 발열시간, 제 1 센서(52) 및 제 2 센서(53)의 신호가 디스플레이 및 제어되게 하며, 전술한 도어(25)와 후술 될 교반기(70) 및 냉각처리수단(60)이 동시에 제어될 수 있는 별도의 컨트롤러(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.
그리고 전술한 하부공간(24a) 상부 일측에는 가열처리수단(50)의 가열시 상측의 데워진 공기가 상기 하부공간(24a) 내에서 골고루 혼합되게 하는 교반기(70)가 더 구비된다. 이러한 교반기(70)는 제 2 구동모터(71)에 의해서 작동된다.
전술한 하부공간(24a) 내부에는 냉각처리수단(60)이 송풍 가능하게 구비되는데, 이 냉각처리수단(60)은 작동 여부에 따라 처리대상물(90)이 냉각처리되게 하는 것이다. 이러한 냉각처리수단(60)은, 챔버(20) 상단에 작동 가능하게 구비되며 그 구동축에는 상부공간(24b) 내에서 회전되는 냉각팬(61a)이 구비되어 작동 여부에 따라 냉풍이 발생되게 하는 냉각모터(61)와, 일단은 냉각팬(61a) 하부에 위치되고 타단은 다수 개로 분기되어 상기 하부공간(24a) 내에 위치되며 냉각팬(61a)에 의해 발생 된 냉풍이 하부공간(24a) 내로 공급되게 하는 공급라인(62)과, 공급라인(62) 단부에 구비되어 공급라인(62)을 통해 공급된 냉풍이 하부공간(24a) 내로 분사되게 하되 분사압력이 증대되어 냉각의 효과가 상승 될 수 있도록 그 단부가 좁게 형성된 노즐(63)이 포함된다.
이러한 냉각처리수단(60)은 상부공간(24b)에서 돔형차단벽(24c)의 상부에 위치된 냉각팬(61a)이 냉각모터(61)에서 회전됨에 따라 발생 된 냉풍이 공급라인(62)을 따라 유동되고, 유동 된 냉풍은 노즐(63)을 통해서 하부공간(24a) 내로 분사되어 처리대상물(90)이 신속하게 냉각 처리될 수 있다.
이상에서와 같은 본 발명에 따른 불활성 가스를 이용한 열처리로(1)에 의하면 첫째로 열처리로의 챔버(20)가 이중격벽으로 제조되고 그 내부에 온도유지를 위한 보온수(22)가 충전되며 동시에 챔버(20) 내부에 세라믹 단열블럭(26)이 구비됨에 따라 열처리 및 냉각처리 중 온도손실이 방지될 수 있다.
그리고 열처리 및 냉각처리 시에 열처리로 내부가 반진공 상태가 되도록 불활성 가스인 Ar과 N₂가 주입됨에 따라 산소에 의한 산화가 방지될 수 있다. 또한, 냉각처리가 열처리로 외부가 아닌 내부에서 이루어지고 챔버(20)가 원통 형상으로 제조됨에 따라 안전사고가 예방될 수 있다.
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서 상술 된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시에는 본 발명의 범주 내에 포함된다고 할 것이다.
1 : 불활성 가스를 이용한 열처리로
10 : 적치대
11 : 관통구
12 : 이동판
13 : 제 1 구동모터
20 : 챔버
21 : 이격공간
22 : 보온수
23 : 격벽
23a : 개방구
24a : 하부공간
24b : 상부공간
24c : 돔형차단벽
25 : 도어
26 : 세라믹 단열블럭
27 : 주입구
28 : 퇴출구
30 : 가스주입구
40 : 가스압력 배출구
50 : 가열처리수단
51 : 가열코일
52 : 제 1 센서
53 : 제 2 센서
60 : 냉각처리수단
61 : 냉각모터
61a : 냉각팬
62 : 공급라인
63 : 노즐
70 : 교반기
71 : 제 2 구동모터
80 : 열교환기
81 : 유출관
82 : 유입관
90 : 처리대상물
10 : 적치대
11 : 관통구
12 : 이동판
13 : 제 1 구동모터
20 : 챔버
21 : 이격공간
22 : 보온수
23 : 격벽
23a : 개방구
24a : 하부공간
24b : 상부공간
24c : 돔형차단벽
25 : 도어
26 : 세라믹 단열블럭
27 : 주입구
28 : 퇴출구
30 : 가스주입구
40 : 가스압력 배출구
50 : 가열처리수단
51 : 가열코일
52 : 제 1 센서
53 : 제 2 센서
60 : 냉각처리수단
61 : 냉각모터
61a : 냉각팬
62 : 공급라인
63 : 노즐
70 : 교반기
71 : 제 2 구동모터
80 : 열교환기
81 : 유출관
82 : 유입관
90 : 처리대상물
Claims (10)
- 중앙에는 관통구(11)가 형성되고 일측에는 제 1 구동모터(13)가 마련된 이동판(12)이 구비되는 적치대(10);
상기 적치대(10)의 관통구(11) 측에 그 하단이 삽입 고정되고 이격공간(21)이 형성되도록 이중격벽으로 제조되며 내부는 격벽(23)에 의해서 처리대상물(90)이 가열 및 냉각처리되는 하부공간(24a)과 상부공간(24b)으로 구획 형성되되 일측에는 상기 제 1 구동모터(13)에 의해 분리 및 결합 됨에 따라 상기 하부공간(24a)이 개방되게 하거나 기밀하게 폐쇄되게 하는 도어(25)가 구비된 챔버(20);
상기 챔버(20)의 외부 일측에 구비되어 상기 처리대상물(90)의 가열 및 냉각처리 시에 상기 하부공간(24a) 내에 불활성 가스가 주입되게 하는 가스주입구(30);
상기 챔버(20)의 외부 타측에 구비되어 상기 하부공간(24a) 내의 가스가 배출됨에 따라 상기 하부공간(24a) 내의 압력이 조절되게 하는 가스압력 배출구(40);
상기 하부공간(24a) 내부에 발열 가능하게 구비되며 가열 여부에 따라 상기 처리대상물(90)이 가열처리되게 하는 가열처리수단(50); 및
상기 하부공간(24a) 내부에 송풍 가능하게 구비되며 작동 여부에 따라 상기 처리대상물(90)이 냉각처리되게 하는 냉각처리수단(60)을 포함하고,
상기 상부공간(24b)은 돔형차단벽(24c)에 의해 상, 하부로 구획되는데, 상기 돔형차단벽(24c)의 하부에는 처리대상물(90)의 냉각처리시 하부공간(24a) 내의 데워진 공기가 냉각되게 하는 열교환기(80)를 포함하며,
상기 하부공간(24a) 상부 일측에는 상기 가열처리수단(50)의 가열시 상측의 데워진 공기가 상기 하부공간(24a) 내에서 골고루 혼합되게 하는 교반기(70)를 포함하고,
상기 챔버(20)의 이격공간(21) 내에는 24℃ 내지 28℃로 유지되는 보온수(22)가 충전되되,
상기 냉각처리수단(60)은,
상기 챔버(20) 상단에 작동 가능하게 구비되며 그 구동축에는 상기 상부공간(24b) 내 돔형차단벽(24c)의 상부에서 회전되는 냉각팬(61a)이 구비되어 작동 여부에 따라 냉풍이 발생되게 하는 냉각모터(61);
일단은 상기 냉각팬(61a) 하부에 위치되고 타단은 다수 개로 분기되어 상기 하부공간(24a) 내에 위치되며 상기 냉각팬(61a)에 의해 발생 된 냉풍이 상기 하부공간(24a) 내로 공급되게 하는 공급라인(62); 및
상기 공급라인(62) 단부에 구비되어 상기 공급라인(62)을 통해 공급된 냉풍이 상기 하부공간(24a) 내로 분사되게 하되 분사압력이 증대되어 냉각의 효과가 상승 될 수 있도록 그 단부가 좁게 형성된 노즐(63)이 포함되는 것을 특징으로 하는 불활성 가스를 이용한 열처리로.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 하부공간(24a) 내벽에는 세라믹 단열블럭이 구비되는 것을 특징으로 하는 불활성 가스를 이용한 열처리로.
- 청구항 3에 있어서,
상기 상부공간(24b)에는 상기 처리대상물(90)의 냉각처리시 상기 하부공간(24a) 내의 데워진 공기가 냉각되게 하는 열교환기(80)가 더 구비되되, 상기 하부공간(24a) 내에서 데워진 공기는 유출관(81) 및 상기 격벽(23) 일측에 형성된 개방구(23a)에 의해 상기 열교환기(80) 측으로 유동되고, 상기 열교환기(80)에 의해 냉각된 공기는 유입관(82)에 의해 다시 하부공간(24a) 내로 유동 되면서 순환되는 것을 특징으로 하는 불활성 가스를 이용한 열처리로.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 챔버(20)의 외측에는 상기 이격공간(21)과 연통되어 상기 보온수(22)가 주입되게 하는 주입구(27)와, 주입된 보온수(22)가 퇴출되게 하는 퇴출구(28)가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 불활성 가스를 이용한 열처리로.
- 청구항 1에 있어서 상기 가열처리수단(50)은,
상기 하부공간(24a) 내벽에 배열되며 외부에서 공급받는 전원에 의해 선택적으로 가열되는 가열코일(51);
상기 하부공간(24a) 내에 구비되고 상기 가열코일(51)과 전기적으로 접속되며 상기 하부공간(24a) 내의 온도가 ±5℃로 유지되도록 상기 가열코일(51)의 가열이 제어되게 하는 제 1 센서(52); 및
상기 하부공간(24a) 내에 구비되고 상기 가열코일(51)과 전기적으로 접속되며 상기 처리대상물(90)의 가열처리 온도가 상기 하부공간(24a) 내의 온도와 일치될 수 있도록 상기 가열코일(51)의 가열이 제어되게 하는 제 2 센서(53)가 포함되는 것을 특징으로 하는 불활성 가스를 이용한 열처리로.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 챔버(20)는 상기 하부공간(24a) 내의 압력이 분산될 수 있도록 원통 형상으로 제조되는 것을 특징으로 하는 불활성 가스를 이용한 열처리로.
- 청구항 1에 있어서,
상기 불활성 가스는 Ar과 N₂인 것을 특징으로 하는 불활성 가스를 이용한 열처리로.
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|---|---|---|---|
| KR1020190048983A KR102014809B1 (ko) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | 불활성 가스를 이용한 열처리로 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102014809B1 true KR102014809B1 (ko) | 2019-08-27 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2019
- 2019-04-26 KR KR1020190048983A patent/KR102014809B1/ko active IP Right Grant
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