KR19980087336A - 방열관 지지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 열처리로의 한쪽 노벽을 관통하여 노내에 복사열원으로서 배치된 방열관의 선단부의 곡선관에 지지 부재를 장착하고, 상기 지지 부재를 다른쪽 노벽을 관통하여 노 외부로 돌출시킴과 동시에, 상기 지지 부재를 지지하는 수납 부재를 노 외부에 설치하여, 수납 부재가 지지 부재를 방열관의 열팽창 및 열수축 방향으로 이동 가능할 수 있게 지지하는 구조로 되어 있고, 지지 부재가 노벽을 관통하는 부분에, 지지 부재의 이동에 따라 신축하는 가요성 밀봉 장치를 형성한 것을 특징으로 하는 방열관의 지지 장치를 제공한다.

Description

방열관 지지 장치

본 발명은 열처리를 실시하는 재료의 가열 설비나 풀림 설비 등의 열처리로(熱處理爐)의 복사열원으로서 사용되는 방열관(radiant tube)의 지지 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 열처리를 실시하는 재료의 가열 설비 및 풀림 설비 등의 열처리로의 복사열원으로서 방열관이 사용된다. 이 방열관은 내열성 합금의 강관 등으로 이루어지고, 노벽을 관통하여 노내에 배치된다. 방열관의 내부에는 가스 버너 등이 구비되어 있고, 이 가스 버너를 점화하여 가스를 연소시킴으로써 관을 적열(赤熱)시켜서 노내를 복사 가열한다. 방열관을 노내에 배치하는 경우, U자형, W자형 또는 P자형 등의 형상을 이루며, 노벽을 관통하는 부분을 노벽에 고정하고, 이 고정부를 기점으로 하여 노의 내측 부분이 열팽창에 의해 신축되는 구조로 되어 있다.

도 5는 종래의 W자형의 방열관 구조의 일례를 나타낸다. 노 본체의 한쪽 노벽(1)을 관통하고 선단 부분이 곡선관(3)으로 접속된 W자형의 방열관(2)이 노내에 배치되어 있다. 방열관(2)을 노내에 삽입하는 입구측 내부에는 가스 버너(11)가 배치되어 있고, 출구측 내부에는 복열장치(recuperator)(12)가 배치되어 있다.

그리고, 방열관(2)의 노 내측의 선단 부분의 곡선관(3)에 지지 부재(13)를 장착하고, 이 지지 부재(13)를 지지하는 브래킷(14)이 반대쪽의 노벽(1')에 용접 고정되어 있다. 지지 부재(13)는 브래킷(14)상에 미끄럼이동 가능하게 지지되어 있다. 유사한 장치가 일본 특허 공개 제 96-278001 호 및 일본 특허 공개 제 96-278003 호에 개시되어 있다.

이와 같이, 노내에 설치된 지지 부재와 이것을 지지하는 브래킷으로 이루어지는 종래의 방열관의 지지 장치는 열팽창, 열변형, 화학 변화, 표면 열화(劣化) 등의 원인으로 인하여, 장기간 사용할 경우 지지 부재와 브래킷의 미끄럼운동 저항이 커져서, 미끄럼 이동이 원활하게 되지 않는다고 하는 문제가 있다. 이 때문에, 지지부에 마모, 파손 등이 발생되거나, 방열관에 큰 응력이 발생하여, 굴곡, 변형, 손상 등을 야기시킴으로써 수명이 단축되게 된다. 또한, 유지 보수도 용이하지 않다.

방열관의 지지 장치로서, 노내에 회동 부재 등을 설치하거나, 지지부에 롤(roll) 부재 등을 개재하는 것도 고려되지만, 고온의 영향을 받는다는 것에는 변함이 없어, 상기 문제의 근본적인 해결책은 되기 어렵다.

본 발명은 상기 문제점을 해결한 방열관의 지지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 방열관이 열팽창 및 열수축될 때 미끄럼운동 저항을 경감시킨 지지 장치를 개발하고, 이것을 염가로 달성하는 것을 과제로 한다.

본 발명은 방열관의 열팽창 및 열수축을 전혀 방해하는 일이 없이, 그 지지 부재를 지지하는 지지 장치를 고온 분위기에 노출시키지 않도록 한 것이다. 즉, 본 발명은 열처리로의 한쪽 노벽을 관통하여 노내에 복사열원으로서 배치된 방열관의 지지 장치에 있어서, 방열관 선단부의 곡선관에 지지 부재를 장착하고, 이 지지 부재를 다른쪽 노벽을 관통하여 노 외부로 돌출시킴과 동시에, 상기 지지 부재를 지지하는 수납 부재를 노 외부에 설치한 것을 특징으로 하는 방열관의 지지 장치이다. 이 경우, 상기 수납 부재는 상기 지지 부재를 방열관의 열팽창 및 열수축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 구조로 하는 것이 바람직하며, 미끄럼운동 지지 구조로 해도 양호한데, 예를 들면 수납 롤러, 캠 종동절(cam follower), 리니어 가이드(linear guide) 등에 의해 용이하게 이동할 수 있는 구조로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지 부재가 노벽을 관통하는 부분에, 지지 부재의 이동에 따라 신축하는 가요성 밀봉 장치를 형성하고, 노 외부로의 열손실(heat loss)을 억제하기 위해 밀봉 장치 내부 및/또는 지지 부재에 내화물을 사용하는 것이 바람직하다.

또, 이 지지 장치는 필요에 따라 냉각 장치를 설치하는 것도 가능하며, 수납 부재로의 열의 영향이 적은 내구성이 우수한 장치로 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예의 측면도,

도 2a는 도 1의 측면 확대도,

도 2b는 도 2a의 2b-2b선 단면도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예의 측면도,

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예의 측면도,

도 5는 종래예의 측면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1, 1' : 노벽 2 : 방열관

3a, 3b, 3c : 곡선관 4 : 지지 부재

5 : 관통 구멍 6 : 수납 부재

7 : 밀봉 장치 8 : 공동

9 : 단열재 11 : 가스 버너

12 : 복열장치

본 발명은 풀림로(燒鈍爐)나 열처리로 등의 가열로 한쪽의 노벽을 관통하여 노내에 배치해서 복사열원으로 이용하는 방열관의 선단부의 곡선관에 지지 부재를 장착하고, 이 지지 부재를 다른쪽의 노벽을 관통하여 노 외부로 돌출시킴과 동시에, 지지 부재를 지지하는 수납 부재도 노 외부에 설치한다. 노 외부에 설치한 수납 부재는 방열관의 열팽창 및 열수축에 의한 지지 부재의 이동을 원활하고 용이하게 실행할 수 있는 장치로 하였다. 이와 같이 지지 부재를 지지하는 수납 부재를 노 외부에 설치함으로써, 간편하고 미끄럼운동 저항이 작은 지지 장치를 형성하는 것이 가능해진다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예의 측면도이다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예의 설명도로서, 도 2a는 도 1의 측면 확대도이고, 도 2b는 도 2a의 2b-2b선 단면도이다.

본 발명의 방열관은 노 본체의 한쪽 노벽(1)을 관통하여 노내에 배치되며, 그 형상은 U자형 또는 W자형으로 되어 있고, 선단 부분은 곡선관(3a, 3b, 3c)에 접속되어 있다. 방열관(2)을 노내에 삽입하는 입구측 내부에는 가스 버너(11)가 배치되어 있고 출구측 내부에는 복열장치(12)가 배치되어 있다. 본 발명의 방열관(2)의 지지 장치는 노 내부에 배치된 방열관(2)의 선단부의 곡선관(3a)에 지지 부재(4)를 장착하고, 이 지지 부재(4)를 미리 개방된 다른쪽 노벽(1')의 관통 구멍(5)으로 통과시켜 노 외부의 수납 부재(6)상에 탑재한다. 노의 온도가 올라갈 경우 열팽창 및 열수축할 때의 방열관(2)의 이동을 원활하고 용이하게 하기 위해서, 수납 부재(6)는 롤러 또는 리니어 가이드 등을 구비한다. 노 외부의 지지 장치는 노 내부와 노 외부의 분위기를 차단함과 동시에, 방열관의 열팽창 및 열수축 이동에 대응하기 위하여 유연하게 움직일 필요가 있다. 그 역할을 수행하기 위하여 가요성 밀봉 장치(7)를 형성하였다. 가요성 밀봉 장치로서는, 내부에 고온 유체를 통과시키는 배관의 열팽창 및 열수축을 흡수하는 기능을 갖는, 판매중인 팽창 커플링을 사용하는 것이 좋다. 지지 부재(4)에는 필요에 따라 조업시에 열이 올라가는 것을 방지하기 위한 대책으로서, 예를 들면 도 2b에 도시하는 바와 같은 공동(空洞)(8)을 구비한 공냉 구조를 갖는 장치 또는 수냉각(水冷却) 등의 냉각 수단에 의한 냉각 장치를 장착하여도 좋다.

또한, 노 외부로의 열 손실을 억제하는 것이 바람직하다. 도 3 및 도 4는 노 외부로의 열 손실 억제 수단을 도시한 것이다. 도 3은 내부에 신축 기능을 갖는 가요성 밀봉 부재(7)에 단열재(9)를 사용하고, 지지 부재(4)의 내부에 단열재(9)를 삽입한 예이다. 도 4는 외부에 신축 기능을 갖는 가요성 밀봉 부재(7)에 단열재(9)를 사용하고, 지지 부재(4)의 내부에 단열재(9)를 삽입한 예이다.

또한, 도 1에서는 생략되어 있지만, 곡선관(3b, 3c)에 대해 곡선관(3a)과 동일한 지지 장치를 구비하는 것도 가능하다.

이상과 같이, 방열관의 열팽창 및 열수축을 흡수할 수 있게 지지하는 수납 부재(6)를 노 외부에 설치함으로써, 방열관의 지지 부재를 지지하는 부분의 유지 보수가 용이하게 된다. 또한, 이 구조에 의해 방열관의 열팽창 및 열수축을 방해하지 않기 때문에, 방열관내의 이상 응력의 발생을 억제할 수 있어, 방열관의 변형, 크랙의 발생을 방지할 수 있다.

본 발명은 열처리를 실시하는 재료의 가열 설비나 풀림 설비 등의 열처리로의 모든 열처리 조건에 대하여 효과적으로 적용할 수 있다.

실시예

강판의 연속 풀림로에 도 1, 도 2a 및 도 2b에 도시한 본 발명의 방열관의 지지 장치를 장착한 장치와, 도 5에 도시한 종래의 지지 장치를 장착한 장치에 대해서, 방열관의 굴곡 변형에 대하여 비교 테스트한 결과를 표 1에 나타낸다.

본 발명의 실시예는 종래예에 비해 방열관의 굴곡 변형이 대폭 감소하였다.

평가 지표	종래 방법의 성적	본 발명의 성적
방열관의 굴곡(1년 사용)	최대 36㎜	최대 5㎜

본 발명에 따르면, 방열관의 열팽창이나 열수축의 제약을 받지 않게 된다. 또한 지지 장치의 유지 보수가 용이하고 냉각도 용이하게 된다. 그 결과, 방열관의 변형이 대폭 감소되고, 수명도 크게 연장된다.

Claims (6)

1. 열처리로(熱處理爐)의 한쪽 노벽을 관통하여 노내에 복사열원으로서 배치된 방열관을 지지하는 지지 장치에 있어서, 상기 방열관의 선단부의 곡선관에 지지 부재를 장착하고, 상기 지지 부재를 다른쪽 노벽을 관통하여 노 외부로 돌출시킴과 동시에, 상기 지지 부재를 지지하는 수납 부재를 노 외부에 설치한 것을 특징으로 하는 방열관의 지지 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 장치가 상기 지지 부재를 방열관의 열팽창 및 열수축 방향으로 이동할 수 있게 지지하는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 방열관의 지지 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 지지 부재가 다른쪽 노벽을 관통하는 부분에, 상기 지지 부재의 이동에 따라 신축하는 밀봉 장치를 설치한 것을 특징으로 하는 방열관의 지지 장치.
4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 지지 부재가 냉각 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 방열관의 지지 장치.
5. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 지지 부재에 단열재를 사용한 것을 특징으로 하는 방열관의 지지 장치.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 신축하는 밀봉 장치에 단열재를 사용한 것을 특징으로 하는 방열관의 지지 장치.