KR102508123B1 - 열처리 장치 - Google Patents

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KR102508123B1
KR102508123B1 KR1020220141160A KR20220141160A KR102508123B1 KR 102508123 B1 KR102508123 B1 KR 102508123B1 KR 1020220141160 A KR1020220141160 A KR 1020220141160A KR 20220141160 A KR20220141160 A KR 20220141160A KR 102508123 B1 KR102508123 B1 KR 102508123B1
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heat treatment
treatment apparatus
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주경
최인수
조태현
강봉수
박형욱
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(주)삼양세라텍
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Abstract

본 발명에 의한 열처리 장치는, 가스공급관과 배출관이 구비된 외부하우징; 상기 외부하우징 내부에 설치되되 열처리 대상물이 적재되는 내부공간을 구비하며, 일측 측벽에 복수 개의 순환기체 유입공이 형성되고 타측 측벽에 복수 개의 순환기체 배출공이 형성되는 내부하우징; 외부로부터 제공되는 과열증기를 상기 외부하우징 내부로 공급하는 과열증기 공급관; 상기 과열증기 공급관을 통해 제공된 과열증기를 상기 내부하우징 내부로 공급하는 복수 개의 과열증기 분기관; 상기 순환기체 배출공으로 배출된 순환기체를 상기 순환기체 유입공으로 순환시키는 순환팬; 및 상기 순환팬에 의해 순환되는 순환기체를 가열하는 히터;를 포함한다. 본 발명에 의한 열처리 장치를 이용하면, 열처리 대상물을 가열하기 위한 열원으로 과열증기를 이용하더라도 습기가 응결되는 현상을 방지할 수 있고, 열처리 대상물이 적재되는 공간 전체에 걸쳐 고르게 열을 가할 수 있어 제품 불량률을 낮출 수 있다는 장점이 있다.

Description

열처리 장치{HEAT TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 전자부품 등과 같은 제품을 열처리하기 위한 열처리 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 신선한 과열증기를 제품에 직접 공급할 수 있고 고온기체와 과열증기를 혼용함으로써 습기의 응결을 방지할 수 있으며 제품이 적재되는 공간 전체에 걸쳐 고르게 열을 가할 수 있는 열처리 장치에 관한 것이다.
배치(batch)식 열처리 장치는 내부의 적재 공간에 배치된 열처리 대상물의 건조, 탈지, 그린칩(green chip)의 탈 바인더(bake out) 등 다양한 용도로 사용된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 열처리 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 종래의 열처리 장치 개략 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 열처리 장치 장치(10)는, 내부 공간을 한정하기 위한 측벽(14a)을 구비한 외부 박스(14)와, 외부 박스(14)의 내부 공간에 설치되며 열처리 대상물이 배치되는 적재 공간의 양측에 배치되며, 열풍이 통과하는 복수의 관통구멍(15a)이 형성된 열풍분배판(15)과 상판을 포함하는 내부 박스를 포함한다.
또한, 외부 박스와 내부 박스 사이 및 내부 박스 내부를 포함하는 열풍 순환 경로에 열풍을 공급할 수 있도록 박스에 설치된 히터(13)와 회전축에 팬(12)이 설치된 모터(11)를 포함한다. 또한, 외부 박스(14)의 일측면에는 공기 또는 질소 등 분위기 가스를 공급하기 위한 급기부(16)와 열처리 대상물에서 배출된 탈 바인더 가스 등을 배출하기 위한 배기부(17)가 설치된다.
이때, 열처리 대상물에 열을 가하는 방법으로는 상기 언급한 바와 같이 열풍을 이용하는 방법뿐만 아니라, 과열증기를 이용하는 방법도 있다. 과열증기를 이용하여 열처리 대상물을 가열하는 경우 열처리 대상물의 가열효과가 높을 뿐만 아니라 열처리 대상물의 표면을 정화시키는 효과도 기대할 수 있다. 그러나 과열증기로 열처리 대상물을 가열하는 경우, 과열증기에 포함된 수분이 응결하여 열처리 장치나 열처리 대상물이 손상될 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 상술한 종래의 열처리 장치는 상류(적재 공간 상부)에는 다량의 열풍이 공급되지만 하류(적재 공간 하부)로 갈수록 소량의 열풍만이 공급된다는 문제가 있었다. 즉, 적재 공간에 배치된 다량의 열처리 대상물을 균일하게 열처리하기 위해서는 적재 위치별로 온도가 균일해야 하는데, 열풍의 유량이 각 부위별로 균일하지 않다면 열처리 장치에서 열처리된 처리 대상물의 위치별 산포가 발생하며, 이러한 산포는 이후 공정에서 불량을 일으키는 원인이 된다는 문제가 있다.
KR 10-1460340 B1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 열처리 대상물에 과열증기를 직접 공급할 수 있으며, 과열증기를 이용하더라도 습기 응결을 방지할 수 있고, 열처리 대상물이 적재되는 공간 전체에 걸쳐 고르게 열을 가할 수 있는 열처리 장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 열처리 장치는, 가스공급관과 배출관이 구비된 외부하우징; 상기 외부하우징 내부에 설치되되 열처리 대상물이 적재되는 내부공간을 구비하며, 일측 측벽에 복수 개의 순환기체 유입공이 형성되고 타측 측벽에 복수 개의 순환기체 배출공이 형성되는 내부하우징; 외부로부터 제공되는 과열증기를 상기 외부하우징 내부로 공급하는 과열증기 공급관; 상기 과열증기 공급관을 통해 제공된 과열증기를 상기 내부하우징 내부로 공급하는 복수 개의 과열증기 분기관; 상기 순환기체 배출공으로 배출된 순환기체를 상기 순환기체 유입공으로 순환시키는 순환팬; 및 상기 순환팬에 의해 순환되는 순환기체를 가열하는 히터;를 포함한다.
상기 과열증기 공급관은 상기 외부하우징의 내부공간 하측에 수평방향으로 길게 연장되고, 상기 복수 개의 과열증기 분기관은 상기 과열증기 공급관으로부터 수직방향으로 상향 연장된다.
상기 과열증기 분기관에는 상기 내부하우징의 내측으로 과열증기를 분사하는 복수 개의 분사구가 등간격으로 다수 개 구비된다.
상기 과열증기 분기관은 이웃하는 두 개의 분사구에서 분사되는 과열증기가 어느 한 점에서 만나도록 구성되고, 상기 순환기체 유입공은 상기 두 개의 분사구에서 분사되는 과열증기가 만나는 지점으로 순환기체를 공급하도록 구성된다.
상기 과열증기 공급관은 끝단측으로 갈수록 내경이 점진적으로 증가하도록 형성된다.
상기 순환팬에 의해 송풍되는 순환기체의 송풍방향을 고르게 분산시키는 다수 개의 가이드판을 더 포함한다.
상기 외부하우징의 내부공간 중 상기 순환팬과 배출관 사이에는 상기 순환팬에 의해 순환되는 순환기체의 유량을 조절하는 스로틀밸브가 구비된다.
상기 내부하우징의 일측 측벽은, 다수 개의 고정측 순환기체 유입공이 형성되는 고정판과 다수 개의 이동측 순환기체 유입공이 형성되어 상기 고정판에 적층되는 이동판으로 구성되어, 상기 이동판이 이동함에 따라 상기 고정측 순환기체 유입공과 상기 이동측 순환기체 유입공이 겹치는 면적이 증감하도록 구성된다.
상기 이동판은 상하 방향으로 이동 가능하도록 구성되고, 상기 고정판에 형성된 다수 개의 고정측 순환기체 유입공은 형성 위치가 높아질수록 상하방향 길이가 길어지도록 형성된다.
상기 이동판은 상하 방향으로 이동 가능하도록 구성되고, 상기 고정판과 상기 이동판에는 상기 과열증기 분기관의 삽입될 수 있는 고정측 분기관 삽입홀과 이동측 분기관 삽입홀이 형성되며, 상기 이동측 분기관 삽입홀은 상하방향으로 길게 연장된 형상으로 형성된다.
상기 고정측 분기관 삽입홀은 상기 과열증기 분기관에 의해 밀폐된다.
본 발명에 의한 열처리 장치를 이용하면, 열처리 대상물에 과열증기를 직접 공급하여 열처리 효율을 극대화 시킬 수 있고, 열처리 대상물을 가열하기 위한 열원으로 과열증기를 이용하더라도 습기가 응결되는 현상을 방지할 수 있으며, 열처리 대상물이 적재되는 공간 전체에 걸쳐 고르게 열을 가할 수 있어 제품 불량률을 낮출 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래의 열처리 장치 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 열처리 장치의 수평 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A-A 선을 따라 절단한 수직 단면도이다.
도 4는 고정판과 이동판의 결합구조를 도시하는 측면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 B-B 선을 따라 절단한 수직 단면도이다.
도 6은 이동판의 이동에 따른 순환기체 유입공의 크기 변화를 도시한다.
도 7은 과열증기 공급관과 과열증기 분기관의 다른 실시예를 도시한다.
도 8 내지 도 10은 고정판과 이동판의 다른 실시예 측면도 및 사용상태도이다.
도 11은 과열증기 분기관의 다른 실시예를 도시한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 열처리 장치의 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 열처리 장치의 수평 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 A-A 선을 따라 절단한 수직 단면도이다.
본 발명에 의한 열처리 장치는 전자제품 등의 열처리 대상을 가열하여 건조 및 탈지 등의 처리를 수행하기 위한 장치로서, 열처리 대상을 가열하기 위한 열원으로 고온의 가스와 과열증기를 혼용하여 사용함으로써, 열처리 대상의 가열효율을 높임과 동시에 과열증기 내의 수분이 응결되는 현상을 방지한다는 점에 가장 큰 특징이 있다.
즉, 본 발명에 의한 열처리 장치는, 가스공급관(110)과 배출관(120)이 구비된 외부하우징(100)과, 상기 외부하우징(100) 내부에 설치되되 열처리 대상물이 적재되는 내부공간을 구비하며 일측 측벽에 복수 개의 순환기체 유입공이 형성되고 타측 측벽에 복수 개의 순환기체 배출공(230)(도 5 참조)이 형성되는 내부하우징(200)과, 외부로부터 제공되는 과열증기를 상기 외부하우징(100) 내부로 공급하는 과열증기 공급관(300)과, 상기 과열증기 공급관(300)을 통해 제공된 과열증기를 상기 내부하우징(200) 내부로 공급하는 복수 개의 과열증기 분기관(310)과, 상기 순환기체 배출공으로 배출된 순환기체를 상기 순환기체 유입공으로 순환시키는 순환팬(500)과, 상기 순환팬(500)에 의해 순환되는 순환기체를 가열하는 히터(600)를 포함한다는 점에 구성상의 특징이 있다.
상기 가스공급관(110)으로 공급된 기체는 순환팬(500)에 의해 유동하면서 히터(600)에 의해 가열된 후 순환기체 유입공을 통해 내부하우징(200)으로 유입된다. 상기 내부하우징(200) 내부로 유입되는 기체는 고온으로 가열된 상태이므로 내부하우징(200) 내에 적재된 열처리 대상물(미도시)을 건조 및 탈지시키게 된다.
상기 열처리 대상물의 가열효율을 높이기 위하여, 100℃ 이상으로 가열된 과열증기가 상기 과열증기 공급관(300)을 통해 공급된 후 상기 내부하우징(200) 내부로 유입되어 열처리 대상물을 가열하게 된다. 이때, 과열증기만을 이용하여 열처리 대상물을 열처리하는 경우에는 상기 과열증기 내의 수분이 응결되어 내부하우징(200) 내에 수분이 생성되는 문제가 발생되었다. 그러나 본 발명에 의한 열처리 장치는 과열증기가 유입되기 이전에 고온의 가스가 외부하우징(100)의 내부공간 및 내부하우징(200)의 내부공간을 기준치 이상의 온도로 가열하도록 구성되므로, 과열증기가 유입되더라도 상기 과열증기 내의 수분은 응결되지 아니하고 증발된다는 효과 즉, 외부하우징(100)의 내부 및 내부하우징(200)의 내부에 수분이 발생하지 아니한다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 열처리 장치는 외부로부터 제공되는 과열증기가 외부하우징(100) 내의 기체와 혼합되어 내부하우징(200)으로 유입되는 것이 아니라, 과열증기 공급관(300)과 과열증기 분기관(310)을 통해 내부하우징(200) 내측으로 직접 유입되므로, 내부하우징(200) 내로 유입되는 과열증기의 순수성이 높게 유지될 수 있다는 장점이 있다.
이때, 과열증기를 내부하우징(200) 내측으로 안내하는 과열증기 분기관(310)이 하나만 구비되면 내부하우징(200)의 내부공간 전체에 걸쳐 과열증기가 고르게 분산되지 못하고 어느 한 부위(더 명확하게는 과열증기 분기관(310)이 설치된 부위)로만 과열증기가 집중되므로, 내부하우징(200) 내에 적재된 열처리 대상물이 고르게 가열되지 못하게 되는 문제점이 있다.
본 발명에 의한 열처리 장치는 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 과열증기 분기관(310)이 내부하우징(200)의 일측 측벽 전체에 걸쳐 고르게 배열된다는 점에 또 다른 특징이 있다. 예를 들어 본 발명에 의한 열처리 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 과열증기 공급관(300)이 상기 외부하우징(100)의 내부공간 하측에 수평방향으로 길게 연장되고, 상기 복수 개의 과열증기 분기관(310)이 상기 과열증기 공급관(300)으로부터 수직방향으로 상향 연장되도록 구성될 수 있다. 이와 같이 다수 개의 과열증기 분기관(310)이 등간격으로 배열되면, 각 과열증기 분기관(310)을 통해 분출되는 과열증기가 내부하우징(200)의 내부공간 전체에 걸쳐 고르게 분산되므로, 내부하우징(200) 내에 적재된 열처리 대상물 전체가 고르게 열처리될 수 있다는 장점이 있다.
한편, 과열증기는 주변보다 높은 온도를 가지고 있어 상승하고자 하는 특성이 있는바, 본 실시예에 도시된 바와 같이 과열증기 공급관(300)이 과열증기 분기관(310)의 하단에 연결되도록 구성되면 상기 과열증기 공급관(300)을 통해 제공된 과열증기가 보다 원활하게 과열증기 분기관(310)으로 흐를 수 있다는 효과도 얻을 수 있다.
또한, 과열증기 분기관(310)에는 과열증기가 분사되는 분사구(320)가 형성되는데, 이때 하나의 과열증기 분기관(310)에 상기 분사구(320)가 하나만 형성되면 내부하우징(200) 내부공간의 상측과 하측에 과열증기가 고르게 공급되지 못하는 문제가 발생될 수 있다. 따라서 상기 과열증기 분기관(310)에는 과열증기를 분사하는 분사구(320)가 다수 개 구비되되, 상기 다수 개의 분사구(320)는 등간격으로 이격 배열됨이 바람직하다.
상기 내부하우징(200) 내측으로 공급된 고온기체 및 과열증기는 내부하우징(200) 내에 적재된 열처리 대상물을 가열한 후 내부하우징(200)의 타측(도 2에서는 우측) 측벽에 형성된 순환기체 배출공(230)을 통해 내부하우징(200)의 외부로 배출된 후 배출관(120)을 통해 외부하우징(100) 외부로 배출된다.
이때, 한 번 사용되었던 고온기체 및 과열증기가 모두 외부하우징(100) 외부로 배출되면, 외부하우징(100) 외부로 배출되는 고온기체 및 과열증기의 열이 모두 버려지는 결과가 야기되는바, 에너지 낭비가 초래되고 이에 따라 열처리 비용이 증가하게 되는 문제가 발생된다.
본 발명에 의한 열처리 장치는 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록, 한 번 사용되었던 고온기체 및 과열증기가 모두 버려지는 것이 아니라 일부 회수되어 재사용된다는 점에 또 다른 특징이 있다. 즉, 상기 외부하우징(100)의 내부공간 중 상기 순환팬(500)과 배출관(120) 사이에는 상기 순환팬(500)에 의해 순환되는 순환기체의 유량을 조절하는 스로틀밸브(130)가 구비될 수 있다. 이와 같이 배출관(120)과 순환팬(500) 사이에 스로틀밸브(130)가 설치되면, 상기 스로틀밸브(130)의 개도량에 따라 배출관(120)을 통해 방출되는 기체의 유량과 순환팬(500) 측으로 회수되는 기체의 유량이 조절되므로, 사용자는 고온기체 및 과열증기의 온도나 열처리 대상물의 특성 등 여러가지 조건에 따라 재사용 기체의 유량을 조절할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 재사용된 고온기체 및 과열증기는 과열증기 공급관에 열을 공급함으로써 과열증기의 습기 응결을 방지하는 기능도 있다.
도 4는 고정판(210)과 이동판(220)의 결합구조를 도시하는 측면도이고, 도 5는 도 2에 도시된 B-B 선을 따라 절단한 수직 단면도이며, 도 6은 이동판(220)의 이동에 따른 순환기체 유입공의 크기 변화를 도시한다.
상기 순환팬(500)은 가스공급관(110)을 통해 제공되는 기체와 스로틀밸브(130)를 통해 회수되는 기체를 고압으로 압축시켜 순환기체 유입공(212, 222) 측으로 유동시키도록 구성되는데, 내부하우징(200)의 일측(본 실시예에서는 좌측) 측벽에 다수 개의 순환기체 유입공(212, 222)이 고르게 분포되어 있더라도 상기 순환팬(500)으로부터 분출되는 기체가 어느 일측으로만 집중되면 순환기체가 상기 내부하우징(200)의 내부로 고르게 분산되지 못하게 된다.
따라서 본 발명에 의한 열처리 장치는, 상기 순환팬(500)에 의해 송풍되는 순환기체의 송풍방향을 고르게 분산시키는 다수 개의 가이드판(510)을 추가로 구비할 수 있다. 이때 상기 가이드판(510)은 기체의 유동경로를 안내하기 위한 구성요소로서, 이미 여러 분야에 걸쳐 다양한 구조로 상용화되어 있는바, 상기 가이드판(510)의 구성 및 역할에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 외부하우징(100)에는 급격한 기체방출 및 배출 이상에 대비할 수 있도록, 별도의 방폭도어(140)가 구비될 수 있다. 상기 방폭도어(140)는 외부하우징(100) 내부 설계압력보다 내압이 낮은 토글클램프에 의해 잠겨지도록 구성되므로, 상기 외부하우징(100)의 내부 압력이 설계압력에 이르기 이전에 상기 토글클램프의 잠김이 해제되어 상기 방폭도어(140)가 개방된다.
한편, 내부하우징(200)의 일측(본 실시예에서는 좌측)에 형성되는 순환기체 유입공(212, 222)은 내부하우징(200)의 내부로 공급되는 고온기체 및 과열증기의 유량에 따라 크기가 조절 가능하도록 구성될 수도 있다.
예를 들어 상기 내부하우징(200)의 일측 측벽은 적층 구조로 결합되는 고정판(210)과 이동판(220)으로 구성되되, 상기 고정판(210)에는 다수 개의 고정측 순환기체 유입공(212)이 형성되고, 상기 이동판(220)에는 다수 개의 이동측 순환기체 유입공(222)이 형성되도록 구성될 수 있다(도 6(a) 참조).
이때, 고정판(210)과 이동판(220)이 적층되었을 때 상기 고정측 순환기체 유입공(212)과 이동측 순환기체 유입공(222)은 상호 겹치도록 배치되는바, 상기 이동판(220)이 이동하면 상기 이동판(220)의 이동 거리에 따라 겹치는 면적이 증감된다. 도 6(b)에 도시된 바와 같이 상기 고정측 순환기체 유입공(212)과 이동측 순환기체 유입공(222)이 완전히 어긋나도록 배치되는 경우 내부하우징(200)의 내부로의 고온기체 및 과열증기 유입이 차단되고, 도 6(c)에 도시된 바와 같이 고정측 순환기체 유입공(212)과 이동측 순환기체 유입공(222)이 완전히 일치하는 경우 내부하우징(200)의 내부로의 고온기체 및 과열증기 유입량은 극대화된다.
즉, 내부하우징(200) 내의 고온기체 및 과열증기는 고정측 순환기체 유입공(212)과 이동측 순환기체 유입공(222)을 통과하여 내부하우징(200) 내부로 유입되므로, 사용자는 고정측 순환기체 유입공(212)과 이동측 순환기체 유입공(222)이 겹치는 면적을 증감시킴으로써 내부하우징(200) 내부로 순환되는 고온기체 및 과열증기의 유량을 조절할 수 있게 된다.
이때, 상기 이동판(220)의 이동은 유압실린더나 리니어모터 등 상용화되어 있는 어떠한 종류의 구동장치에 의해서도 구현될 수 있는바, 상기 이동판(220)이 왕복 이동하는 과정에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 고정판(210)과 이동판(220)에는 과열증기 분기관(310)의 삽입될 수 있도록 고정측 분기관 삽입홀(214)과 이동측 분기관 삽입홀(224)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 이동판(220)이 상하 방향으로 이동하더라도 고정측 분기관 삽입홀(214)이 가려지지 아니하도록, 상기 이동측 분기관 삽입홀(224)은 상하방향으로 길게 연장된 장공 형상으로 형성됨이 바람직하다. 또한, 상기 고정측 분기관 삽입홀(214) 및 이동측 분기관 삽입홀(224)을 통해 순환기체가 유입되지 아니하도록, 상기 고정측 분기관 삽입홀(214)은 과열증기 분기관(310)에 의해 밀폐되는 구조로 구성될 수 있다.
도 7은 과열증기 공급관(300)과 과열증기 분기관(310)의 다른 실시예를 도시한다.
상기 과열증기 공급관(300)이 수평방향으로 연장되는 하나의 직관 형상으로 형성되면, 끝단 측으로 갈수록 과열증기의 압력이 떨어지게 된다. 따라서 다수 개의 과열증기 분기관(310)이 과열증기 공급관(300)의 길이방향으로 다수 개 배열되면, 상기 다수 개의 과열증기 분기관(310) 중 과열증기 공급관(300)의 입구와 가까운 측(도 7에서는 우측)에 위치하는 과열증기 분기관(310)에는 상대적으로 많은 양의 과열증기가 유입되고, 과열증기 공급관(300)의 끝단에 가까운 측(도 7에서는 좌측)에 위치하는 과열증기 분기관(310)에는 상대적으로 적은 양의 과열증기가 유입되는 문제가 발생될 수 있다.
본 발명에 의한 열처리 장치는 모든 과열증기 분기관(310)으로 동일한 양의 과열증기가 유입될 수 있도록, 상기 과열증기 공급관(300)은 본 실시예에 도시된 바와 같이 끝단측(도 7에서는 우측)으로 갈수록 내경이 점진적으로 증가하도록 형성될 수 있다.
이와 같이 상기 과열증기 공급관(300)이 끝단으로 갈수록 내경이 증가하는 형상으로 형성되면, 과열증기 공급관(300)의 끝단으로 갈수록 과열증기의 압력은 낮아지지만 과열증기의 유동저항이 감소하므로, 과열증기 공급관(300)의 끝단측에 위치하는 과열증기 분기관(310)으로도 충분한 양의 과열증기가 유입될 수 있다는 장점 즉, 다수 개의 과열증기 분기관(310)으로 유입되는 과열증기의 유량을 보다 균일하게 할 수 있다는 장점이 있다.
도 8 내지 도 10은 고정판(210)과 이동판(220)의 다른 실시예 측면도 및 사용상태도이다.
본 실시예에 도시된 바와 같이 과열증기 분기관(310)이 상하방향으로 길게 연장되는 경우, 하측에 위치하는 분사구(320)로는 상대적으로 많은 양의 과열증기가 분사되지만 상측에 위치하는 분사구(320)로는 상대적으로 적은 양의 과열증기가 분사된다는 문제가 발생될 수 있다.
이와 같이 하측에 위치하는 분사구(320)로 많은 양의 과열증기가 분사되면 내부하우징(200)은 내부공간의 상측보다 하측의 압력이 낮아지므로, 순환기체 역시 내부하우징(200)의 하측으로 많이 유입될 수 있다는 불균형의 문제가 발생될 수 있다.
이때 본 발명에 의한 열처리 장치는 내부하우징(200) 내부공간의 상측으로도 많은 양의 순환기체가 흐를 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어 본 발명에 의한 열처리 장치는, 상기 이동판(220)이 상하 방향으로 이동 가능하도록 구성되고, 상기 고정판(210)에 형성된 다수 개의 고정측 순환기체 유입공(212)은 도 8에 도시된 바와 같이 형성 위치가 높아질수록 상하방향 길이가 길어지도록 형성될 수 있다.
이와 같이 고정측 순환기체 유입공(212)이 상측으로 갈수록 상하방향 길이가 길어지는 직사각형 형상으로 형성되면, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 이동판(220)을 하측에 위치시켰을 때에는 이동측 순환기체 유입공(222)이 모두 완전 개방된 형상을 이루지만, 도 10에 도시된 바와 같이 이동판(220)을 상측으로 이동시키면 상기 이동측 순환기체 유입공(222)은 하측으로 갈수록 개방률이 줄어들게 된다.
이와 같이 이동측 순환기체 유입공(222)이 하측으로 갈수록 개방률이 적어지면, 하측에 위치하는 이동측 순환기체 유입공(222)보다 상측에 위치하는 이동측 순환기체 유입공(222)으로 보다 많은 양의 순환기체가 들어오게 되므로, 내부하우징(200)의 상부측 과열증기 유동량이 커지게 되는 효과를 얻을 수 있다.
이때, 본 실시예에서는 이동측 순환기체 유입공(222)이 정사각형으로 형성되고 고정측 순환기체 유입공(212)이 직사각형으로 형성되는 경우만을 도시하고 있으나, 고정측 순환기체 유입공(212)이 정사각형으로 형성되고 이동측 순환기체 유입공(222)이 직사각형으로 형성될 수도 있다. 더 나아가 상기 고정측 순환기체 유입공(212)과 이동측 순환기체 유입공(222)은 본 실시예에 도시된 사각형 이외에 원형 및 장공 등 다양한 형상으로 대체될 수 있다.
도 11은 과열증기 분기관(310)의 다른 실시예를 도시한다.
본 발명에 의한 열처리 장치는 과열증기와 순환기체가 내측하우징으로 공급되어 열처리 대상물로 접촉되도록 구성되는데, 상기 과열증기와 순환기체가 각각 독립적으로 열처리 대상물에 접촉되면 과열증기와 접촉되는 열처리 대상물과 순환기체와 접촉되는 열처리 대상물의 열처리 상태가 상이해질 수 있다.
본 발명에 의한 열처리 징치는 모든 열처리 대상물이 고르게 열처리될 수 있도록, 상기 내부하우징(200)으로 공급되는 과열증기와 순환기체가 혼합된 후 열처리 대상물에 접촉되도록 구성될 수 있다.
예를 들어 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 과열증기 분기관(310)은 이웃하는 두 개의 분사구(320)에서 분사되는 과열증기가 어느 한 점에서 만나도록 구성되고, 상기 순환기체 유입공(212, 222)은 상기 두 개의 분사구(320)에서 분사되는 과열증기가 만나는 지점으로 순환기체를 공급하도록 구성될 수 있다.
이와 같이 두 개의 과열증기 유동경로가 만나는 지점으로 순환기체가 공급되도록 구성되면 상기 과열증기와 순환기체가 열처리 대상물에 접촉되기 이전에 충분히 혼합되는바, 내부하우징(200) 내에 적재된 모든 열처리 대상물은 균등하게 열처리될 수 있다는 장점이 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100 : 외부하우징 110 : 가스공급관
120 : 배출관 130 : 스로틀밸브
140 : 방폭도어 200 : 내부하우징
210 : 고정판 212 : 고정측 순환기체 유입공
214 : 고정측 분기관 삽입홀 220 : 이동판
222 : 이동측 순환기체 유입공 224 : 이동측 분기관 삽입홀
300 : 과열증기 공급관 310 : 과열증기 분기관
320 : 분사구 500 : 순환팬
510 : 가이드판 600 : 히터

Claims (11)

  1. 가스공급관과 배출관이 구비된 외부하우징;
    상기 외부하우징 내부에 설치되되 열처리 대상물이 적재되는 내부공간을 구비하며, 일측 측벽에 복수 개의 순환기체 유입공이 형성되고 타측 측벽에 복수 개의 순환기체 배출공이 형성되는 내부하우징;
    외부로부터 제공되는 과열증기를 상기 외부하우징 내부로 공급하는 과열증기 공급관;
    상기 과열증기 공급관을 통해 제공된 과열증기를 상기 내부하우징 내부로 공급하는 복수 개의 과열증기 분기관;
    상기 순환기체 배출공으로 배출된 순환기체를 상기 순환기체 유입공으로 순환시키는 순환팬; 및
    상기 순환팬에 의해 순환되는 순환기체를 가열하는 히터;
    를 포함하며,
    상기 과열증기 공급관은 상기 외부하우징의 내부공간 하측에 수평방향으로 길게 연장되고,
    상기 복수 개의 과열증기 분기관은 상기 과열증기 공급관으로부터 수직방향으로 상향 연장되되 상호 등간격으로 배열되며,
    상기 내부하우징의 일측 측벽은, 다수 개의 고정측 순환기체 유입공이 형성되는 고정판과, 다수 개의 이동측 순환기체 유입공이 형성되며 상하 방향으로 이동 가능한 구조로 상기 고정판에 적층되는 이동판으로 구성되어,
    상기 이동판이 이동함에 따라 상기 고정측 순환기체 유입공과 상기 이동측 순환기체 유입공이 겹치는 면적이 증감되며,
    상기 고정판에 형성된 다수 개의 고정측 순환기체 유입공은 형성 위치가 높아질수록 상하방향 길이가 길어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 과열증기 분기관에는 상기 내부하우징의 내측으로 과열증기를 분사하는 복수 개의 분사구가 등간격으로 다수 개 구비되는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 과열증기 분기관은 이웃하는 두 개의 분사구에서 분사되는 과열증기가 어느 한 점에서 만나도록 구성되고,
    상기 순환기체 유입공은 상기 두 개의 분사구에서 분사되는 과열증기가 만나는 지점으로 순환기체를 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 과열증기 공급관은 끝단측으로 갈수록 내경이 점진적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 순환팬에 의해 송풍되는 순환기체의 송풍방향을 고르게 분산시키는 다수 개의 가이드판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부하우징의 내부공간 중 상기 순환팬과 배출관 사이에는 상기 순환팬에 의해 순환되는 순환기체의 유량을 조절하는 스로틀밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동판은 상하 방향으로 이동 가능하도록 구성되고,
    상기 고정판과 상기 이동판에는 상기 과열증기 분기관의 삽입될 수 있는 고정측 분기관 삽입홀과 이동측 분기관 삽입홀이 형성되며,
    상기 이동측 분기관 삽입홀은 상하방향으로 길게 연장된 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 고정측 분기관 삽입홀은 상기 과열증기 분기관에 의해 밀폐되는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
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