KR20020096404A - 배치형 브레이징 퍼니스 시스템 - Google Patents

배치형 브레이징 퍼니스 시스템 Download PDF

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KR20020096404A
KR20020096404A KR1020010034823A KR20010034823A KR20020096404A KR 20020096404 A KR20020096404 A KR 20020096404A KR 1020010034823 A KR1020010034823 A KR 1020010034823A KR 20010034823 A KR20010034823 A KR 20010034823A KR 20020096404 A KR20020096404 A KR 20020096404A
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/008—Soldering within a furnace
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Furnace Details (AREA)

Abstract

본 발명은 배치형(batch-type) 브레이징 퍼니스(furnace) 시스템에 관한 것으로서, 프레임; 플럭스 도포 후 건조된 상태에서 트레이에 수납된 브레이징 대상물을 입구유니트로부터 공급받아 브레이징 대상물을 소정 온도 및 소정 가스 분위기 조건에서 소정 시간동안 예열시키기 위해 프레임에 설치된 예열유니트; 예열유니트에 의해 예열된 브레이징 대상물을 소정 가스 분위기 및 소정 온도 조건에서 소정 시간동안 가열시킴으로써 대상물을 브레이징시키기 위해, 예열유니트와 연통되도록 프레임에 설치된 가열유니트; 가열유니트에 의해 브레이징된 대상물을 소정 온도 및 소정 가스 분위기 조건에서 냉각시키기 위해, 가열유니트에 연통되도록 프레임에 설치된 냉각유니트; 및 입구유니트와 가열유니트 사이에서는 대상물이 탑재된 트레이를 푸시-방식(push-type)에 의해 이송시키고, 가열유니트와 출구유니트 사이에서는 트레이를 풀-타입(pull-type)에 의해 이송시키기 위해 프레임에 설비된 이송 유니트를 구비한다.

Description

배치형 브레이징 퍼니스 시스템 {Batch-type brazing furnace system}
본 발명은 배치형 브레이징 퍼니스 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 알루미늄, 마그네슘, 스테인레스 스틸, 일반 스틸 등을 예열실, 가열실, 냉각실로 나누어 브레이징(brazing)하기 위한 배치형 브레이징 퍼니스 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 브레이징 퍼니스 시스템은 열처리로(furnace:爐)에 의해 플럭스가 도포된 각종 부품의 브레이징 대상물을 무산화 열처리하는 장치와, 이 열처리장치에 소정의 가스를 주입하는 가스 발생장치 등이 구비된다. 종래의 브레이징 퍼니스 시스템은 연속된 브레이징 작업을 수행하는 연속로가 많이 이용되고 있다.
종래의 이러한 브레이징 퍼니스 시스템은 퍼니스의 내부를 연속적으로 이동하는 메시벨트(mesh belt)에 의해 브레이징 대상물이 이동되기 때문에 흔들림 현상에 의해 대상물에 도포된 용접제(flux)가 흘러내려 노심관 및 제품이 융착되어 제품의 하자 및 제품의 이송에 많은 문제점이 있고, 브레이징 작업시 발생되는 불순가스가 외부로 배출되지 않도록 하기 위한 배관 등의 시공에 많은 비용이 소요된다. 또한, 퍼니스의 내부에는 그 길이가 긴 단일의 노심관이 설치되기 때문에 노심관의 일 부분에 손상이 발생하더라도 전체 노심관을 교체해야 하기 때문에 유지, 보수 비용이 증가된다.
한편, 종래의 브레이징 퍼니스 시스템은 가스의 분위기가 희석화되는 것을 방지하기 위해 퍼니스의 입출구에 석면재질의 커튼이 설치된다. 그러나, 이러한 석면 커튼은 수명이 짧고 발암물질이기 때문에 암을 유발하거나 자주 교체해야 하는 번거러움이 있다. 또한, 종래의 브레이징 퍼니스 시스템은 퍼니스의 내부 온도를 편측제어 방식에 의해 조정하기 때문에 에너지 손실량이 많다.
또한, 종래의 시스템에 의하면, 단일의 연속로 방식을 취하므로, 대상물을 소정의 분위기 및 온도 조건을 유지하기 까지 많은 에너지가 소요되므로 생산성이 저하되고 품질이 불량해질 가능성이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 착상된 것으로서, 브레이징 퍼니스를 예열 작업, 본 가열 작업, 냉각 작업으로 나누어서 할 수 있도록 구획하고, 브레이징 대상물을 체인에 의해 구동되는 푸시 및 풀 방식에 의해 그라파이트 레일 상에서 밀고 당길 수 있도록 구성하고, 입구와 출구에 2중도어를 배치하여 에너지 효율 및 가스의 분위기 관리를 효율적으로 운영할 수 있는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배치형 브레이징 퍼니스 시스템을 개략적으로 도시한 정면 구성도.
도 2는 도 1의 평면 장치 구성도.
도 3은 도 1에 도시된 컨베이어 카트의 측면도.
도 4는 도 1에 도시된 입/출구유니트의 승강부재 부위를 도시한 측면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배치형 브레이징 퍼니스 시스템에 적용되는 트레이의 평면도.
도 6은 도 2에 도시된 슬라이드부재 및 가이드부재의 배치 상태를 상세하게 도시한 평면도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배치형 브레이징 퍼니스 시스템에 적용되는 사이드 롤러 체인의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 8은 도 1에 도시된 입구유니트의 확대 정면도.
도 9는 도 8의 측면도.
도 10은 도 1에 도시된 출구유니트의 확대 정면도.
도 11은 도 1 및 도 2에 도시된 예열유니트의 측면도.
도 12a 및 도 12b는 도 11에 도시된 스키드부재의 평면도 및 측면도.
도 13은 도 1 및 도 2에 도시된 가열유니트의 측면도.
도 14는 도 1 및 도 2에 도시된 냉각유니트의 측면도.
도 15a 내지 도 15c는 도 1 및 도 2에 도시된 2중도어 어셈블리의 구조를 개략적으로 확대 도시한 측면도, 정면도, 평면도.
도 16a 내지 도 16d는 도 1에 도시된 풀 체인부재의 동작을 설명하기 위한 부분 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100...프레임 200...입구유니트
300...예열유니트 400...가열유니트
500...냉각유니트 600...출구유니트
700...이송유니트 800...2중도어 어셈블리
900...중간도어 어셈블리
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프레임; 플럭스 도포 후 건조된 상태에서 트레이에 수납된 브레이징 대상물을 입구유니트로부터 공급받아 상기 브레이징 대상물을 소정 온도 및 소정 가스 분위기 조건에서 소정 시간동안 예열시키기 위해 상기 프레임에 설치된 예열유니트; 상기 예열유니트에 의해 예열된 상기 브레이징 대상물을 소정 가스 분위기 및 소정 온도 조건에서 소정 시간동안 가열시킴으로써 상기 대상물을 브레이징시키기 위해, 상기 예열유니트와 연통되도록 상기 프레임에 설치된 가열유니트; 상기 가열유니트에 의해 브레이징된 상기 대상물을 소정 온도 및 소정 가스 분위기 조건에서 냉각시키기 위해, 상기 가열유니트 및 출구유니트에 연통되도록 상기 프레임에 설치된 냉각유니트; 및 상기 예열유니트와 상기 가열유니트 사이에서는 상기 대상물이 탑재된 상기 트레이를 푸시-방식(push-type)에 의해 이송시키고, 상기 가열유니트와 상기 냉각유니트 사이에서는 상기 트레이를 풀-타입(pull-type)에 의해 이송시키고, 상기 예열유니트, 상기 가열유니트, 및 상기 냉각유니트 각각의 온도 및 가스 분위기 조건에 영향으로 미치지 않도록 밀고 당기는 작업을 한 후에 상기 각각의 유니트의 내부에 존재하지 않도록 상기 프레임에 설비된 이송 유니트를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 이송 유니트는: 상기 트레이가 슬라이딩될 수 있도록 상기 프레임에 소정 간격을 가지도록 배열된 한 쌍의 슬라이드부재; 상기 슬라이드부재 사이에 배치되도록 상기 프레임에 설치된 한 쌍의 가이드부재; 상기 트레이를 입구유니트로부터 푸시-방식(push-type)에 의해 상기 슬라이드부재에 대해 슬라이딩시켜 상기 가열유니트의 중심에 트레이를 위치시킨 후 원위치 될 수 있도록 상기 가이드부재에 의해 가이드되는 푸시 체인부재; 및 상기 가열유니트에 존재하는 상기 트레이를 풀-타입(pull-type)에 의해 상기 슬라이드부재에 대해 슬라이딩시켜 출구유니트로 배출키기 위해 상기 가이드부재에 의해 가이드되는 풀 체인부재를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템은, 상기 푸시 체인부재 및 상기 풀 체인부재는 각각 체인들의 측면에 배치된 체인롤러들을 구비하고; 상기 가이드부재는 상기 체인롤러들이 삽입되어 회전되는 체인 가이드를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 푸시 체인부재 및 상기 풀 체인부재는 각각: 구동모터에 의해 구동되어 상기 프레임에 회전 가능하도록 설치된 스프로켓부재; 및 상기 스프로켓부재의 회전력을 조절할 수 있도록 상기 스프로켓부재에 설치된 토크리미트를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 로딩 컨베이어 카트로부터 브레이징 대상물이 탑재된 트레이를 입구 유니트로 로딩시키고, 작업이 완료된 트레이를 출구 유니트로부터 언로딩 컨베이어 카트에 언로딩시키기 위해, 상기 입/출구 유니트는 각각: 상기 프레임의 입력단 및 출력단에 승강 가능하게 설치되며, 자유롭게 회전되도록 설치된 다수의 아이들롤러를 가진 가이드 플레이트; 및 상기 가이드 플레이트를 선택적으로 승강시킬 수 있도록 상기 프레임과 상기 가이드 플레이트 사이에 설치된 승강부재를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 입/출구유니트는 각각, 상기 컨베이어 카트에 근접 위치되며, 상기 슬라이드부재와 거의 동일한 높이를 유지하도록 상기 프레임에 설치된 가이드롤러를 더 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 푸시 체인부재는: 상기 트레이의 측면에 밀착될 수 있도록 그 일단에 설치된 푸시바아를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 트레이는 양 측면에 마련된 한 쌍의 걸림부를 구비하고; 상기 풀 체인부재는: 그 일단에 설치된 베이스 아암; 밀착력에 의해 상기 걸림부에 의해 회동된 후 상기 걸림부에 결합되고 당김력에 의해 상기 걸림부를 당길 수 있도록 상기 베이스 아암에 회동 가능하게 설치된 회동부재를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 베이스 아암은 풀 체인부재에 대해 180도 회동 가능하도록 설치되며; 상기 베이스 아암이 회동된 후 위치를 규제할 수 있도록 풀 체인부재에 설치된 한 쌍의 스토퍼를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 슬라이드부재는 내열성 및 마찰성이 양호한 그라파이트 봉을 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 브레이징 유니트에설치되는 상기 슬라이드부재는, 상기 한 쌍의 그라파이트 봉 사이에 배열되는 중간 그라파이트 봉을 더 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 예열유니트는: 상기 이송 유니트에 의해 상기 브레이징 대상물이 수납된 상기 트레이를 밀어서 공급 및 배출시킬 수 있도록 각각 입구와 출구가 형성되며, 보온 및 단열성을 가지며, 밀폐된 퍼니스부재; 상기 퍼니스부재 내부의 질소 분위기의 관리를 위해, 상기 대상물을 에워 쌀 수 있도록 상기 퍼니스부재의 내부에 위치되며 하단이 개방된 터널형 머플(muffle)부재; 상기 퍼니스부재의 내부를 소정 온도 조건으로 가열 및 유지시킬 수 있도록 상기 머플부재의 측벽과 상기 퍼니스부재의 측벽 사이에 배치된 예열부재; 상기 퍼니스부재의 내부에 가스를 공급시켜 소정의 가스 분위기를 유지하기 위한 가스공급부재; 및 상기 퍼니스부재의 내부에서 가열된 가스를 상기 퍼니스부재의 내부에서 연속적으로 순환시키기 위한 순환부재를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 퍼니스부재는: 외벽의 내측에 소정 두께로 설치되는 보온부재; 및 내벽의 외측과 상기 보온부재에 접촉되도록 소정 두께로 설치되는 단열부재를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 보온부재는 암석 섬유(암면:Mineral Glass Fiber)를 구비하고; 상기 단열부재는 세라믹 파이버를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 가열되어 팽창되는 머플부재를 소정 간격 슬라이딩 시키고 상기 머플부재의 하단을 지지할 수 있도록 상기퍼니스부재의 바닥에 설치되며, 순환 유동되는 가스를 머플부재 내부로 공급시킬 수 있는 가스통과패턴이 마련된 스키드부재를 더 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 머플부재는 하단 개방단과, 좌,우,상단 밀폐단, 및 밀폐단에 마련된 원형의 설치공을 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 예열부재는: 상기 퍼니스부재의 천장에서 상기 머플부재의 하단까지의 길이를 가지며, 상기 대상물의 사이드에 다수 배열된 방사형 튜브 히터(radiant tube heater); 및 상기 머플부재의 내부 온도를 감지할 수 있는 열전대를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 가스공급부재는: 상기 퍼니스부재 및 상기 머플부재의 측벽을 관통하여 상기 대상물의 중심 상부 측으로 가스를 투입하는 가스투입관; 및 상기 머플부재 내부의 산소 분포를 측정하기 위한 산소 측정관을 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 순환부재는: 상기 퍼니스부재 내부의 상기 가스를 상기 머플부재의 하단을 통해 공급하고 상단을 통해 배출시킬 수 있도록 상기 퍼니스부재의 천장과 상기 머플부재의 상단 사이에 설치된 시로코타입 팬을 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 퍼니스부재는 측벽 하단에 청소구가 마련되며; 상기 청소구에 선택적으로 결합되며, 보온 및 단열성을 가진 청소구 개폐부재를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 가열유니트는: 상기브레이징 대상물이 수납된 트레이를 푸시-방식 및 풀-방식으로 작동되는 이송 유니트에 의해 밀어서 공급시키고, 당겨서 배출시킬 수 있도록 상기 예열유니트와 연통되는 입구와 상기 냉각유니트와 연통되는 출구가 형성되고 밀폐된 공간을 가진 가열퍼니스; 상기 가열퍼니스 내부에서 소정의 가스 분위기의 관리를 위해, 상기 대상물을 에워 쌀 수 있도록 상기 가열퍼니스의 내부에 위치된 완전 터널형 노심부재; 상기 가열퍼니스의 내부를 소정 온도 조건으로 가열 및 유지시킬 수 있도록 상기 노심부재의 상부와 하부에 각각 배치된 가열부재; 및 상기 가열퍼니스의 내부에서 가스를 충분히 가열시킨 후 소정 온도 조건에서 그 가스를 상기 노심부재의 내부로 공급시키기 위한 가스분위기 조성부재를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 가열퍼니스는: 바닥면에 마련된 다층의 내화벽돌부재; 외벽의 내측에 소정 두께로 설치되는 보온부재; 및 내벽의 외측과 상기 보온부재에 접촉되도록 소정 두께로 설치되는 단열부재를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 보온부재는 암석 섬유(암면:Mineral Glass Fiber)를 구비하고; 상기 단열부재는 세라믹 파이버를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 내화벽돌부재는: 최저층에 마련되는 단열벽돌; 및 최상층에 마련되는 내열벽돌을 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 가열되어 팽창되는 노심부재를 소정 간격 슬라이딩시키고 상기 노심부재의 하단을 지지할 수 있도록 상기가열퍼니스의 바닥에 설치된 슬리퍼부재를 더 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 가열부재는 상기 노심부재의 내부를 길이방향 센터라인을 기준으로 서로 대칭되는 제1구역과 제2구역으로 분리하여 가열 및 분위기 조성할 수 있도록 소정 패턴으로 배열되는 다수의 히터를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 히터는: 상기 노심부재의 하부에 위치되도록 상기 가열퍼니스의 바닥에 설치되는 저온히터; 및 편차제어방식에 의해 상기 저온히터에 반응하고, 상기 노심부재의 상부에 위치되도록 상기 가열퍼니스의 측벽을 관통하여 대향되는 측벽에 설치되는 고온히터를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 가열부재는: 상기 노심부재의 내부 온도를 감지할 수 있는 다수의 열전대를 더 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 가스분위기 조성부재는: 공급되는 가스를 상기 가열퍼니스의 내부 온도에 의해 가열시키기 위해 상기 노심부재의 길이방향으로 상기 노심부재의 외측벽을 따라 각각 배관되는 한쌍의 가스가열관; 상기 가열가스관과 연통되고 상기 노심부재의 상단 내측벽을 따라 배관되며, 상기 노심부재의 상단 내측벽에 가스를 분사시키기 위해 소정 패턴의 다수의 분사공이 각각 마련된 한 쌍의 가스 분사관을 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 가스분위기 조성부재는, 상기 노심부재 내부의 산소 분포를 측정하기 위해 상기 노심부재의 내측벽을따라 배관된 산소 측정관을 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 냉각유니트는: 상기 가열유니트와 인접되는 입구와 출구유니트와 인접되는 출구가 형성되며, 상기 가열유니트에 의해 가열된 상기 대상물이 산화되지 않을 정도의 온도 이하로 상기 대상물을 냉각시키기 위해 내부에 냉각수가 수용된 터널형 냉각챔버; 상기 냉각챔버의 터널 내부로 소정의 가스를 공급하기 위한 가스공급부재; 및 상기 냉각챔버의 상기 입구와 출구측에 각각 마련된 커튼부재를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 입구유니트와 상기 예열유니트 사이, 및 상기 냉각유니트와 상기 출구유니트 사이에 각각 설치된 세라믹 재질의 2중 도어어셈블리를 더 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 2중 도어어셈블리는: 상기 예열유니트 및 상기 냉각유니트의 내외부로 출입되는 상기 브레이징 대상물의 출입이 가능하도록 하며, 상기 이송 유니트의 체인 이동홈이 각각 마련되며, 상기 예열유니트 및 상기 냉각유니트를 선택적으로 개폐할 수 있는 메인도어; 및 상기 이동홈을 선택적으로 개폐할 수 있도록 상기 메인도어에 설치되는 서브도어를 구비한다.
본 발명에 따른 브레이징 퍼니스 시스템에 있어서, 상기 예열유니트와 상기 가열유니트의 사이, 및 상기 가열유니트와 상기 냉각유니트 사이에 각각 설치된 세라믹 재질의 중간도어 어셈블리를 더 구비한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브레이징 퍼니스 시스템을 첨부된도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 시스템은 플럭스(Flux:융제)가 클래드 형태로 도포된 후 탈지장치에 의해 건조된 브레이징 대상물 예를 들어, 알루미늄, 마그네슘, 망간, 규소, 구리, 아연, 스테인레스, 스틸 재질의 브레이징 대상물을 저로점 가스 분위기 예를 들어, 질소, 수소, LPG나 LNG등과 같은 DX가스 분위기에서 소정 온도로 브레이징하기 위한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 시스템은, 자동차, 선박, 항공기, 전투차량 등의 에어 컨디션용 증발기, 라디에이터, 응축기 등과 같은 알루미늄 열교환기와 같이 산업용 및 군수용 제품 뿐만 아니라 가정용 열교환기의 브레이징 작업을 수행할 수 있다. 이하에서는, 브레이징 대상물의 주요 재질을 알루미늄으로 한정하고 저로점 가스 분위기를 위한 환원 가스는 질소(N2) 가스에 한정하여 설명한다. 그러나, 마그네슘 브레이징의 경우에는 수소(H2) 가스를, 스틸 동, 세라믹, 합금 브레이징의 경우에는 DX가스를 사용하고 그에 따른 시스템의 구성요소의 강도 및 재질은 다양하게 변형 가능함을 밝혀 둔다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브레이징 퍼니스 시스템을 개략적으로 도시한 정면 구성도이고, 도 2는 도 1의 평면 장치 구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 시스템(1)은 다음과 같은 각종 유니트로 구획될 수 있고, 이 유니트들은 하나의 프레임에 모두 설치될 수 있고 분획된 각각의 프레임이 결합된 형태일 수도 있다. 또한, 각각의 유니트는 컨트롤유니트(미도시)에 의해 제어된다.
본 시스템(1)은 지면에 길이 방향으로 설치되는 프레임(100)과, 플럭스 도포 후 건조된 상태에서 트레이(130)에 수납된 브레이징 대상물(140)을 컨베이어 카트(110)로부터 공급받는 입구유니트(200)와, 입구유니트(200)로부터 공급받은 브레이징 대상물(140)을 소정 온도 및 소정 가스 분위기 조건에서 소정 시간 동안 예열시키기 위해 프레임(100)에 설치된 예열유니트(300)와, 예열유니트(300)에 의해 예열된 브레이징 대상물(140)을 소정 가스 분위기 및 소정 온도 조건에서 소정 시간 동안 가열시킴으로써 대상물(140)을 브레이징할 수 있도록 예열유니트(300)에 연통되게 프레임(100)에 설치된 가열유니트(400)와, 가열유니트(400)에 의해 브레이징된 대상물(140)을 소정 온도 및 소정 가스 분위기 조건에서 냉각시키기 위해, 가열유니트(400)에 연통되도록 프레임(100)에 설치된 냉각유니트(500)와, 입구유니트(200)로부터 가열유니트(400)까지는 대상물(140)이 탑재된 트레이(130)를 푸시-방식(push-type)에 의해 밀어서 이송시키고, 가열유니트(400)로부터 출구유니트 (600)까지는 트레이(130)를 풀-타입(pull-type)에 의해 밀어서 이송시키고, 예열유니트(300), 가열유니트(400), 및 냉각유니트(500) 각각의 온도 및 가스 분위기 조건에 영향으로 미치지 않도록 밀고 당기는 작업을 하기 위해 프레임(100)에 설비된 이송유니트(700)와, 입구유니트(200)와 예열유니트(300) 사이, 및 냉각유니트(500)와 출구유니트(600) 사이에 각각 설치된 세라믹 재질의 2중 도어어셈블리(800), 및 예열유니트(300)와 가열유니트(400)의 사이, 및 가열유니트(400)와 냉각유니트 (500) 사이에 각각 설치된 세라믹 재질의 중간도어 어셈블리(900)를 구비한다.
상기 프레임(100)은 지면에 대해 시스템(1)을 지지할 수 있는 다수의 지지대(106)가 설치되는 하부 프레임과 시스템(1)의 구성요소들이 안착되는 상부 프레임으로 구분할 수 있다. 상기 하부 프레임에는 본 시스템(1)을 구동하기 위한 각종 모터들과, 가스 발생 및 공급시스템, 고압 에어 시스템, 전자 계측시스템, PID 온도 제어시스템 등이 설비된다. 상기 상부 시스템은 수평 형태를 이루도록 위치 조정이 되어 있는 것이 바람직하다.
이하에서 설명되는 본 발명의 구성요소들은 모두 프레임(100)에 설비되는 것으로서, 각종 브라켓, 블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라 등은 각각의 구성요소들을 프레임(100)에 설비하기 위한 부속 요소들이므로 예외적인 경우를 제외하고 프레임(100)으로 통칭하는 것을 원칙으로 한다.
상기 이송유니트(700)는 트레이(130)에 수납된 브레이징 대상물(140)을 소정 가스 분위기 및 소정 온도로 각각 유지되는 밀폐된 예열유니트(300) 및 가열유니트 (400)로 배치타입(batch-type)으로 공급하고 가열유니트(400)에서 작업이 마무리된 대상물(140)을 출구유니트(600)로 배출시키기 위해 트레이(130)가 슬라이딩될 수 있도록 프레임(100)에 소정 간격을 가지도록 배열된 한 쌍의 슬라이드부재(710)와, 슬라이드부재(710) 사이에 배치되도록 프레임(100)에 설치된 한 쌍의 가이드부재 (720)와, 트레이(130)를 입구유니트(200)로부터 푸시-방식(push-type)에 의해 슬라이드부재(710)에 대해 슬라이딩시켜 예열유니트(300) 또는 가열유니트(400)의 중심에 트레이(130)를 위치시킨 후 원위치 될 수 있도록 가이드부재(720)에 의해 가이드 되는 푸시 체인부재(730)와, 가열유니트(400) 또는 냉각유니트(500)에 존재하는 트레이(130)를 풀-타입(pull-type)에 의해 슬라이드부재(710)에 대해 슬라이딩시켜출구유니트(600)로 배출키기 위해 가이드부재(720)에 의해 가이드 되는 풀 체인부재(740)를 구비한다.
상기 입구유니트(200)는 로딩 컨베이어 카트(110)로부터 브레이징 대상물 (140) 2개가 탑재된 트레이(130)를 공급받는 곳이고, 출구유니트(600)는 브레이징 퍼니스에서 작업이 완료된 브레이징 된 대상물(140)이 탑재된 트레이(130)를 언로딩 컨베이어 카트(120)로 불하시키기 위한 곳이다. 그러므로, 입구유니트(200)와 출구유니트(600)는 구조는 동일하고 그 방향성만 대칭을 가지도록 설계된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 로딩/언로딩 컨베이어 카트 (110)(120)는 각각 카트 프레임(112)과, 소정 높이에 설치되고 트레이(130)에 접촉되는 다수의 프리 롤러들(114)과, 밀고 당길 수 있도록 카트 프레임(112)에 설치된 핸들(116)을 구비한다.
도 1, 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 입/출구 유니트(200)(600)는 각각 프레임(100)의 입력단 및 출력단에 승강 가능하게 설치되고, 자유롭게 회전되도록 설치된 다수의 아이들롤러(212)를 가진 가이드 플레이트(210)와, 아이들롤러(212)와 동일한 높이를 가지도록 프레임(100)의 측면에 설치된 가이드롤러(220)와, 가이드 플레이트(210)를 프레임(100)에 대해 선택적으로 승강시킬 수 있도록 프레임 (100)과 가이드 플레이트(210) 사이에 설치된 승강부재(230)를 구비한다.
상기 가이드 플레이트(210)는 슬라이드부재(710), 가이드부재(720)에 간섭되지 않도록 위치되며, 아이들롤러(212)는 가이드 플레이트(210)의 측면에 마련된 사이드 플레이트(214)에 회전 가능하도록 설치된다.
상기 승강부재(230)는 프레임(100)과 가이드 플레이트(210) 사이에 설치되는 것으로서, 공압, 유압 등에 의해 작동되는 실린더(232)와, 가이드 플레이트(210)의 승강 운동을 지지하는 가이드 폴(234), 및 프레임(100)에 설치된 파워 베이스(236)를 구비한다.
승강부재(230)는 브레이징 대상물(140)이 탑재된 트레이(130)를 로딩 컨베이어 카트(110)로부터 입구유니트(200)로 로딩시킬 때나 브레이징이 완료된 대상물(140)을 출구유니트(600)로부터 언로딩 컨베이어 카트(120)로 언로딩시킬 때 작동되어 상승되고, 입구유니트(200)로부터 예열유니트(300) 측으로 트레이(130)를 이송하거나 가열유니트(400)로부터 출구유니트(600) 측으로 트레이(130)를 이송하는 경우에는 하강되어 있게 된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 트레이(130)는 사각의 트레이 프레임(132)과, 대상물(140)이 수납되도록 트레이 프레임(132)에 설치되는 트레이 메쉬(134)와, 트레이 프레임(132)의 양 측면에 각각 대칭되게 설치되는 한 쌍의 걸림부(136)를 구비한다.
도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이드부재(710)는 브레이징 대상물(140)이 수납된 트레이(130)를 입구유니트(200)로부터 출구유니트(600)까지 용이하게 슬라이딩시키기 위해 높은 슬립성을 구비하며, 퍼니스 내부의 소정 온도에도 변형되지 않도록 내열성을 구비해야 한다. 이를 위해, 슬라이드부재(710)는 단면이 4각인 그라파이트 봉 형태를 가진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이드부재(710)는 입구유니트(200)와 출구유니트(600)에는 프레임(100)의 길이 방향으로 양 사이드에 한 쌍 설치되고, 도 6에 도시된 바와 같이, 예열유니트(300), 가열유니트(400), 및 냉각유니트(500)에는 한 쌍의 그라파이트 봉 사이에 중간 그라파이트 봉(712)이 더 설치된다. 왜냐하면, 이들 유니트(300)(400)(500)들은 고온으로 가열되기 때문에 한 쌍의 그라파이트 봉 이외에 중간 그라파이트 봉(712)을 설치함으로써 중간에 보강 구조 형태로 만약의 상태에 대비하기 위한 것이다.
한편, 슬라이드부재(710)는 입구유니트(200)와 예열유니트(300)의 사이, 예열유니트(300)와 가열유니트(400)의 사이, 가열유니트(400)와 냉각유니트(500)의 사이, 및 냉각유니트(500)와 출구유니트(600)의 사이에는 약간의 간격을 가지도록 프레임(100)에 설치된다. 왜냐하면, 열에 의해 슬라이드부재(710)의 길이가 늘어나는 경우를 대비하기 위함이다.
상기 푸시 체인부재(730) 및 풀 체인부재(740)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 각각 측면에 회전 가능한 체인롤러(732)를 가진 다수의 체인(734)들이 연결된 사이드 롤러 체인(736)을 구비한다.
도 1, 도 8, 도 9, 도 10에 도시된 바와 같이, 푸시 체인부재(730) 및 풀 체인부재(740)는 구동모터(738)에 의해 구동되어 프레임(100)에 회전 가능하도록 설치되고 사이드 롤러 체인(736)에 결합되는 스프로켓부재(731)와, 스프로켓부재 (731)의 회전력을 조절할 수 있도록 스프로켓부재(731)에 설치된 토크리미트(733)를 구비한다. 상기 구동모터(738)는 입구유니트(200) 및 출구유니트(600)가 위치되는 프레임(100)의 하단에 각각 설치된다. 상기 스프로켓부재(731)는 제1체인(735)에 의해 구동모터(738)에 연동되는 구동 스프로켓(737)과, 제2체인(739)에 의해 구동 스프로켓(737)에 연결되는 종동 스프로켓(742)과, 종동 스프로켓(742)이 설치된 이송 회전축(744)에 설치되고 사이드 롤러 체인(736)에 결합되는 이송 스프로켓 (746)을 구비한다.
도 2, 도 6, 도 8, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 가이드부재(720)는 가이드 롤러 체인(736)이 삽입되어 회전될 수 있도록 프레임(100)에 설치된 한 쌍의 체인 가이드(722)를 구비한다. 상기 체인 가이드(722)는 프레임(100)에 접촉되게 설치되는 통상의 체인 가이드를 말하며, 입구유니트(200)와 출구유니트(600)의 체인 가이드(722)의 배열은 가열유니트(400)를 기준으로 대칭되게 설치된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 푸시 체인부재(730)는 트레이(130)의 측면에 밀착되어 트레이(130)를 밀 수 있도록 사이드 롤러 체인(736)의 끝단에 설치된 푸시바아(750)를 구비한다. 상기 푸시바아(750)는 선단에 경사진 경사부(752)를 가진다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 풀 체인부재(740)는 출구유니트(600)에 원위치되는 것으로서, 사이드 롤러 체인(736)의 끝단에 설치된 베이스 아암(762)과, 베이스 아암(762)에 회동 가능하게 설치된 회동부재(764)를 구비한다.
상기 베이스 아암(762)은 사이드 롤러 체인(736)에 대해 180도 회동될 수 있도록 설치된다. 회동부재(764)는 밀착력에 의해 트레이(130)에 마련된 걸림부(136)에 의해 회동된 후 걸림부(136)에 결합되고 당김력에 의해 걸림부(136)를 당길 수 있도록 베이스 아암(762)에 설치된다. 사이드 롤러 체인(736)의 선단부에는 베이스아암(762)이 회동된 후 그 위치를 규제할 수 있도록 한 쌍의 스토퍼(766)(768)가 설치된다.
도 1, 도 2, 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 예열유니트(300)는 브레이징 대상물(140)이 수납된 트레이(130)를 푸시-방식으로 작동되는 이송유니트(700)에 의해 밀어서 공급 및 배출시킬 수 있도록 입구(312)와 출구(314)가 각각 마련되며, 보온 및 단열성을 가진 밀폐된 퍼니스부재(310)와, 퍼니스부재(310) 내부의 가스 분위기의 관리를 위해 대상물(140)을 에워 쌀 수 있도록 퍼니스부재(310) 내부에 위치되고 하단이 개방된 터널형 머플부재(320)와, 머플부재(320)의 측벽과 퍼니스부재(310)의 측벽 사이에 배치된 예열부재(330)와, 퍼니스부재(310) 내부로 가스를 공급시키기 위한 가스공급부재(340)와, 퍼니스부재(310) 내부의 가열된 가스를 연속적으로 순환시키기 위한 순환부재(350), 및 가열되어 팽창되는 머플부재(320)를 소정 간격 슬라이딩시키고 머플부재(320)의 하단을 지지할 수 있도록 퍼니스부재(310)의 바닥에 설치되고 순환 유동되는 가스를 머플부재(320) 내부로 공급시킬 수 있는 가스통과패턴(362)이 마련된 스키드부재(360)를 구비한다.
상기 퍼니스부재(310)는 대략 사각 면체의 형상을 하며, 박형 금속 재질의 외벽(316)의 내측에 소정 두께로 설치되는 보온부재(318)와, 박형 금속 재질의 내벽(311)의 외측과 보온부재(318)에 접촉되도록 소정 두께로 설치되는 단열부재 (313)를 구비하며 프레임(100)에 설치된다. 또한, 퍼니스부재(310)는 가스 투입공과, 산소 측정구, 열전대 설치공, 및 청소구가 마련된다.
상기 퍼니스부재(310)의 하측에는 그 길이 방향으로 3열의 그라파이트 봉(710)(712)이 위치된다. 그래파이프 봉(710)(712)의 사이에는 사이드 롤러 체인 (736)을 가이드 할 수 있는 체인 가이드(722)가 설치된다.
상기 퍼니스부재(310)의 입구(312)와 출구(314)는 각각 입구유니트(200)로부터 브레이징 대상물(140)이 수납된 트레이(130)를 공급받거나 가열유니트(400)로 공급하기 위한 것으로서, 입구플렌지(315) 및 출구플렌지(317)가 마련된다.
상기 보온부재(318)는 현무암·안산암 등을 녹여 만든 섬유 같은 물질로 제조되며, 열절연체로서 보온·보냉(保冷) 및 흡음재로 쓰이는 암면(巖綿:rock wool), 또는 안산암 ·현무암 등의 암석이나 니켈 ·망간의 광재(鑛滓:슬래그) 등의 혼합물에 석회석을 섞은 것을 원료로 하고, 전기로에서 1,500~1,600 ℃의 고열로 용융하여 노(爐) 하부의 노즐에서 흘러나온 것을 압축공기로 세게 불어서 만든 암석섬유(巖石纖維:Mineral Glass Fiber)등 을 사용한다.
상기 단열부재(313)는 세라믹 파이버(ceramic fiber)를 구비한다. 상기 단열부재(313)는 입구(312), 출구(314), 커버(319)가 설치되는 천장 부위에 동일한 두께로 마감 처리되는 것이 바람직하다.
상기 머플부재(320)는 퍼니스부재(310) 내부의 가스를 대류방식으로 가열하여 가스의 분위기를 관리하기 위한 것이다. 즉, 머플부재(320)는 퍼니스부재(310)의 공간 외에 브레이징 대상물(140)을 최소 부피로 감쌈으로써, 가스 분위기를 밀집, 최소화시키기 위한 것이다. 이를 위해, 머플부재(320)는 하단 개방단과, 원형의 설치공(322)이 마련된 상단 밀폐단을 구비한다.
상기 예열부재(330)는 퍼니스부재(310)의 내부를 소정 온도 조건으로 가열및 유지시키기 위한 것으로서, 퍼니스부재(310)의 천장에 결합되는 커버(319)에 설치된다. 예열부재(330)는 퍼니스부재(310)의 천장에서 머플부재(320)의 하단까지의 길이를 가지며, 대상물(140)의 사이드에 다수 배열된 방사형 튜브 히터(radiant tube heater)(332)와, 머플부재(320)의 내부 온도를 감지할 수 있도록 열전대 설치공에 삽입 설치된 열전대(334)를 구비한다. 상기 방사형 튜브 히터(332)는 고온의 열기를 뿜어내는 히터공이 방사상으로 형성된 봉형 히터와, 이 봉형 히터를 감싸는 튜브를 구비한다. 상기 열전대(334)는 온도 조절 기능과 경보 기능을 가진 통상 열전대가 사용된다. 퍼니스부재(310)의 내부 온도는 브레이징 대상물(140)의 종류, 퍼니스부재(310)의 규격에 따라 달라지지만, 통상 약 500 ℃ 정도를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 가스공급부재(340)는 퍼니스부재(310) 및 머플부재(320)의 측벽을 관통하여 대상물(140)의 중심 상부 측으로 가스를 투입하는 가스투입관(342)과, 머플부재(320) 내부의 산소 분포를 측정하기 위한 산소 측정관(344)을 구비한다.
상기 가스투입관(342)은 가스 투입공에 삽입 설치되고, 상기 산소 측정관 (344)은 산소 측정구에 삽입 설치된다. 가스투입관(342)은 컨트롤유니트에 의해 제어되는 액체질소가스를 머플부재(320) 내부로 공급한다. 가스투입관(342)의 끝단은 폐쇄되어 있고, 브레이징 대상물(140)과 반대 방향에 가스 배출공(341)이 마련되는 것이 바람직하다.
산소 측정관(344)은 퍼니스부재(310) 내부에 존재하는 브레이징 대상물(140) 표면의 플럭스가 산화되는 것을 방지하기 위해 퍼니스부재(310)의 내부 산소 농도를 약 50ppm 이하로 유지하기 위한 것이다.
상기 순환부재(350)는 퍼니스부재(310) 내부의 가스를 머플부재(320)의 하단을 통해 공급하고 머플부재(320)의 상단을 통해 배출시키기 위한 소위, 업플로우 (up-flow) 대류 방식에 의한 공기순환장치로서, 퍼니스부재(310)의 천장과 머플부재(320)의 상단에 마련된 설치공(322) 사이에 위치된 시로코타입 팬(352)을 구비한다. 상기 시로코타입 팬(352)은 커버(319)와 일체로 제작되는 것이 바람직하며, 블레이드(354)가 설치될 회전축(356)의 일 부분은 세라믹 파이버가 충진되는 것이 바람직하다. 시로코타입 팬(352)은 측면에 방사상의 공기 분출구(358)가 마련되고, 하단에 공기 유입구(351)가 마련된다. 시로코타입 팬(352)은 퍼니스부재(310)의 천장 외부에 설치된 팬모터(353)에 의해 회전되고, 공기 유입구(351)는 머플부재 (320)의 설치공(322)과 연통된다.
상기 퍼니스부재(310)의 측벽 하단에 마련된 청소구에는 청소구 개폐부재 (370)가 선택적으로 결합된다. 청소구 개폐부재(370)는 퍼니스부재(310)의 내부를 청소하는 경우 오물들을 배출시킬 경우에는 개방되며 그렇지 않고 예열 작업을 하는 경우에는 청소구에 밀폐 결합되는 것으로서, 보온 및 단열성을 가지도록 퍼니스부재(310)의 재질과 동일한 암면과 세라믹 파이버로 제작된다.
도 11 내지 도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 스키드부재(360)는 머플부재 (310)의 개방단을 9개소에서 지지함은 물론, 그라파이트 봉(710)(712), 체인 가이드(722)가 설치되도록 퍼니스부재(310)의 바닥에 설치된 스키드 서포트(362)와, 스키드 서포트(362)에 설치되고, 순환 유동되는 가스를 머플부재(320) 내부로 공급시킬 수 있는 가스통과패턴(364)이 마련된 스키드 플레이트(366)를 구비한다.
도 1, 도 2, 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 가열유니트(400)는 브레이징 대상물(140)이 수납된 트레이(130)를 푸시-방식 및 풀-방식으로 작동되는 이송 유니트(700)에 의해 밀어서 공급시키고, 당겨서 배출시킬 수 있도록 메인 입구 (412)와 메인 출구(414)가 형성되고 밀폐된 공간을 가진 가열퍼니스(410)와, 가열퍼니스(410) 내부에서 소정의 가스 분위기의 관리 및 유지를 위해, 대상물(140)을 밀집되게 에워 쌀 수 있도록 가열퍼니스(410)의 내부에 위치된 완전 터널형 노심부재(420)와, 가열퍼니스(410)의 내부를 소정 온도 조건으로 가열 및 유지시킬 수 있도록 노심부재(420)의 상부와 하부에 각각 배치된 가열부재(430)와, 가열퍼니스 (410)의 내부에서 가스를 충분히 가열시킨 후 소정 온도 조건에서 그 가스를 노심부재(420)의 내부로 공급시키기 위한 가스분위기 조성부재(440), 및 가열되어 팽창되는 노심부재(420)를 소정 간격 슬라이딩시키고 노심부재(420)의 하단을 지지할 수 있도록 가열퍼니스(410)의 바닥에 설치된 슬리퍼부재(450)를 구비한다.
상기 가열퍼니스(410)는, 대략 사각 면체의 형상을 가지며, 박형 금속 재질의 외벽(416)과, 바닥면에 마련된 다층의 내화벽돌부재(418)와, 외벽(416)의 내측에 소정 두께로 설치되는 메인 보온부재(411), 및 박형 금속 재질의 내벽(413)의 외측과 메인 보온부재(411)에 접촉되도록 소정 두께로 설치되는 메인 단열부재 (415)를 구비하며, 프레임(100)에 설치된다. 또한, 가열퍼니스(410)는 메인 가스 투입공과, 메인 산소 측정구, 4개의 메인 열전대 설치공이 마련된다.
상기 가열퍼니스(410)의 하측에는 그 길이 방향으로 3열의 그라파이트봉(710)(712)이 위치된다. 그래파이프 봉(710)(712)의 사이에는 사이드 롤러 체인 (736)을 가이드 할 수 있는 체인 가이드(722)가 설치된다.
상기 가열퍼니스(410)의 메인 입구(412)와 메인 출구(414)는 각각 예열유니트(300)로부터 브레이징 대상물(140)이 수납된 트레이(130)를 공급받거나 냉각유니트(500)로 공급하기 위한 것으로서, 메인 입구플렌지(417) 및 메인 출구플렌지 (419)가 마련된다.
상기 내화벽돌부재(418)는 최저층에는 예를 들어, "BRICK B-1" 등과 같이 단열성이 강한 단열벽돌(418a)이 설비되고, 최고층에는 예를 들어, "BRICK SK-34"와 같이 내열성이 강한 내열벽돌(418b)이 설비된다. 그 중간층에는 각각 중간정도의 내열 및 단열성을 가진 예를 들어, "BRICK B-5" 및 "BRICK C-1"과 같은 중간벽돌층(418c)이 설비된다.
상기 가열퍼니스(410)의 측벽은 메인 보온부재(411)와 메인 단열부재(415)를 구비한다. 상기 메인 보온부재(411)는 현무암·안산암 등을 녹여 만든 섬유 같은 물질로 제조되며, 열절연체로서 보온·보냉(保冷) 및 흡음재로 쓰이는 암면 (巖綿:rock wool), 또는 안산암 ·현무암 등의 암석이나 니켈 ·망간의 광재(鑛滓:슬래그) 등의 혼합물에 석회석을 섞은 것을 원료로 하고, 전기로에서 1,500~1,600 ℃의 고열로 용융하여 노(爐) 하부의 노즐에서 흘러나온 것을 압축공기로 세게 불어서 만든 암석섬유(巖石纖維:Mineral Glass Fiber)등 을 사용한다. 상기 메인 단열부재(415)는 세라믹 파이버(ceramic fiber)를 구비한다. 상기 메인 단열부재 (415)는 메인 입구(412), 메인 출구(414), 메인 커버(410a)가 설치되는 천장 부위에 동일하게 마감 처리되는 것이 바람직하다.
상기 노심부재(420)는 히터부재(430)에 의해 브레이징 대상물(140)을 직접 가열하지 않고 자체 가열에 의한 복사열에 의해 브레이징 대상물(140)을 가열시킴으로써 브레이징 대상물(140)을 균일하게 가열하기 위한 것이다. 즉, 노심부재(420)는 가열퍼니스(410) 내부의 가스 분위기를 메인 가열에 적합하도록 용이하게 관리하기 위한 것이다. 또한, 노심부재(420)는 가열퍼니스(410)의 공간 외에 브레이징 대상물(140)을 최소 부피로 감싸므로써, 가스 분위기를 밀집, 최소화시키기 위한 것이다. 노심부재(420)의 상단의 양 외측에는 각각 상부에 설치되는 2개의 열전대(434)의 끝단이 위치될 수 있는 한 쌍의 열전대 삽입부(422)가 마련되고, 노심부재(420)의 내측 상단에는 가스분위기 조성부재(440)의 일부를 거치할 수 있는 거치구(424)들이 마련된다.
상기 가열부재(430)는 노심부재(420)의 내부를 길이 방향 센터라인을 기준으로 서로 대칭되는 제1구역과 제2구역으로 분리하여 가열 및 분위기 조성할 수 있도록 소정 패턴으로 배열되는 2종류의 고온히터(431)와 저온히터(432)를 구비한다.
상기 가열부재(430)는 노심부재(420)의 하부에 위치되도록 가열퍼니스(410)의 바닥에 설치되는 저온히터(421)와, 편차제어방식에 의해 저온히터(431)에 반응하고 노심부재(420)의 상부에 위치되도록 가열퍼니스(410)의 측벽을 관통하여 대향되는 측벽에 설치되는 고온히터(432)와, 노심부재(420)의 내부 온도를 감지할 수 있도록 상하부에 각각 한 쌍씩 위치되는 4개의 열전대(434)(436)를 구비한다.
상기 저온히터(431)는 가열퍼니스(410)의 바닥에 마련된 사의 벽돌 격벽 사이에 배치되는 지그재그 형태의 다수의 판형 히터를 말한다.
상기 고온히터(432)는 가열퍼니스(410)의 양 측벽에 걸려지며, 다수의 애자구가 마련된 히터 브라켓과, 애자구에 지그재그 형태로 배열되는 판형 히터를 구비한다. 상기 고온히터(432)는 편차제어방식에 의해 저온히터(431)에 의해 반응하도록 셋팅되는 것이 바람직하다. 고온히터(432)는 저온히터(431) 보다 높은 온도를 가지도록 셋팅된다.
상기 열전대(434)(436)는 메인 열전대 설치공에 각각 삽입 설치되며, 온도 조절 기능과 경보 기능을 각각 가진 통상의 열전대가 사용된다. 가열퍼니스(410)의 내부 온도는 브레이징 대상물(140)의 종류, 가열퍼니스(410)의 규격에 따라 달라지지만, 통상 약 620 ℃ 정도를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 가스분위기 조성부재(440)는 외부로부터 공급되는 가스를 가열퍼니스 (410)의 내부 온도에 의해 가열시키기 위해 노심부재(420)의 길이방향으로 노심부재(420)의 외측벽을 따라 각각 배관되는 한 쌍의 가스가열관(442)과, 가열가스관 (442)과 연통되고 노심부재(420)의 상단 내측벽을 따라 배관되고 노심부재(420)의 상단 내측벽에 가스를 분사시키기 위해 소정 패턴의 다수의 분사공(미도시)이 각각 마련된 한 쌍의 가스 분사관(444), 및 노심부재(420) 내부의 산소 분포를 측정하기 위해 노심부재(420)의 내측벽을 따라 배관된 산소 측정관(446)을 구비한다.
상기 가스분위기 조성부재(440)는 가열퍼니스(410)의 내부 온도, 가열부재 (430)의 온도, 노심부재(420)의 온도에 대한 편차를 줄임과 동시에 가열퍼니스 (410) 내부로 공급되는 가스를 가열퍼니스(410)에 설비된 가열부재(430)에 의해 충분히 가열시킨 후 노심부재(420) 내부로 공급시킴으로써 가스의 분위기 관리를 용이하게 하기 위한 것이다.
상기 가스가열관(442)은 메인 가스 투입공에 삽입 설치되고, 메인 산소 측정관(446)은 메인 산소 측정구에 삽입 설치된다. 가스가열관(442)은 컨트롤유니트에 의해 제어되는 액체질소가스를 노심부재(420) 내부로 공급한다.
상기 가스분사관(444)의 끝단은 폐쇄되어 있고, 브레이징 대상물(140)과 반대 방향으로 다수의 분사공(미도시)이 형성되는 것이 바람직하다.
메인 산소 측정관(446)은 가열퍼니스(410) 내부에 존재하는 브레이징 대상물 (140) 표면의 플럭스가 산화되는 것을 방지하기 위해 가열퍼니스(410) 내부의 산소 농도를 약 50ppm 이하로 유지하기 위한 것이다.
상기 슬리퍼부재(450)는 노심부재(420)의 터널 바닥을 지지함은 물론, 저온히터(432)를 보호하기 위해 벽돌 격벽에 시공되고, 다수의 금속 플레이트가 지그재그 형태로 배열되는 것이 바람직하다.
상기 슬리퍼부재(450)는 그라파이트 봉(710)(712), 체인 가이드(722)도 지지하게 되는데, 슬리퍼부재(450)의 상단에는 노심부재(420)의 바닥 외피가 접촉되고, 노심부재(420)의 바닥 내피에는 그라파이트 봉(710)(712), 체인 가이드(722)가 설치된다.
도 1, 도 2, 및 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 냉각유니트(500)는 가열유니트(400)의 메인 출구(414)와 연통되는 냉각 입구(512)와 출구유니트(600)와 인접되는 냉각 출구(514)가 형성되며, 가열유니트(400)에 의해 가열되어 브레이징된 대상물(140)이 산화되지 않을 정도의 온도 이하로 대상물(140)을 냉각시키기 위해, 내부에 냉각수가 수용된 터널형 냉각챔버(510)와, 냉각챔버(510)의 터널 내부로 소정의 가스를 공급하기 위한 가스공급부재(520), 및 냉각챔버(520)의 냉각 입구 (512)와 냉각 출구(514) 측에 각각 마련된 커튼부재(530)를 구비한다.
상기 냉각챔버(510)는 터널의 내부에 브레이징 된 대상물(140)을 위치시킨 상태에서 냉각챔버(510)에 수용된 냉각수에 의해 대상물(140)을 약 400(→300)℃ 정도로 냉각시킴으로써 고온의 브레이징 대상물(140)의 표면에 존재하는 플럭스가 산화되는 것을 방지하기 위한 것이다. 냉각챔버(510)의 하단에는 3개의 청소구 (516)가 마련된다. 냉각챔버(510)의 터널 바닥면은 중앙을 기준으로 경사지게 설계된다. 냉각챔버의 터널 바닥면 내측에는 브라켓(518)이 설치되며, 이 브라켓(518)에는 그라파이트 봉(710)(712), 체널 가이드(722) 등이 설치된다. 냉각챔버(510)는 프레임(100)에 대해 슬라이딩 가능하게 설치된다. 이를 위해, 냉각챔버(510)의 하단 양측에는 프레임(100)에 접촉되어 회전될 수 있는 슬라이딩 휠(517)이 설치된다. 상기 슬라이딩 휠(517)은 예열유니트(300)의 예열 공정 또는 가열유니트(400)의 메인 가열 공정에 의해 유니트(300)(400)들이 길이 방향으로 늘어나는 경우 냉각유니트(500)를 프레임(100)에 대해 그만큼 길이 방향으로 신장시키기 위한 구성이다. 상기 냉각챔버(510)의 냉각 입구(512)와 냉각 출구(514)에는 각각 냉각 입구플렌지(511) 및 냉각 출구플렌지(513)가 마련된다.
상기 가스공급부재(520)는 냉각챔버(510)의 천장에 마련되며, 질소와 같은 가스를 대상물에 샤워시킬 수 있는 구성을 가진다.
상기 커튼부재(530)는 스테인레스 재질의 박막의 메탈을 소정 폭으로 잘라서 냉각챔버(510)의 터널 천장으로부터 바닥에 이르기까지 수겹으로 설치한 것으로서, 냉각챔버(510) 내부의 가스가 외부로 누출되는 것을 방지하고, 외기의 침입을 최소화하여 냉각챔버(510) 내부의 산소 농도를 낮추기 위한 것이다.
도 1, 도 2, 도 15a 내지 도 15c에 도시된 바와 같이, 상기 2중도어 어셈블리(800)는 입구유니트(200)로부터 예열유니트(300) 측으로 브레이징 대상물(140)이 들어올 때나 냉각유니트(500)로부터 출구유니트(600)로 브레이징된 대상물(140)이 나올 때 브레이징 대상물(140)의 출입이 가능하도록 하는 메인도어(810)와, 메인도어(810)에 접촉되어 슬라이딩 되도록 설치되는 서브도어(830), 메인도어(810)와 서브도어(830) 주위를 감싸는 도어 하우징(840), 도어 하우징(840)의 하단에 설치된 메탈커튼(850)을 구비한다.
상기 메인도어(810)는 세라믹 재질로 제작되기 때문에 기존의 금속재질에 의한 도어보다 내열성이 높고 가열에 의한 뒤틀림 현상이 적으므로 에너지 손실을 막을 수 있다.
상기 메인도어(810)는 이송유니트(700)의 사이드 롤러 체인(736)이 통과할 수 있는 한 쌍의 체인 이동홈(812)이 마련되고, 예열유니트(300) 및 냉각유니트 (500)를 선택적으로 개폐한다. 상기 메인도어(810)는 예열유니트(300) 및 냉각유니트(500)에 대해 경사지게 위치되어 중력에 의해 예열유니트(300) 및 냉각유니트 (500)를 밀봉할 수 있는 구성을 가진다.
상기 메인도어(810)를 개폐시키기 위한 구성은, 프레임(100)에 설치되어 공압 또는 유압에 의해 작동되는 도어 실린더(814)와, 도어 실린더(814)에 구동선 (816)에 의해 연결되고 프레임(100)에 회전 가능하도록 설치된 도어 회전축(818)에 설치된 구동휠(811)과, 메인도어(810)의 상단과 도어 회전축(818)에 설치된 한 쌍의 종동휠(813)을 연결하는 종동선(815)을 구비한다.
상기 도어 하우징(840)의 일단은 예열유니트(300)의 퍼니스부재(310)의 입구플렌지(315) 또는 냉각유니트(500)의 냉각챔버(510)의 냉각 출구플렌지(513)와 연결되고, 그 타단은 입구유니트(200) 또는 출구유니트(600)의 끝단에 각각 접촉되도록 설치된다. 도어 하우징(840)은 2중도어 어셈블리(800)의 개폐 작업시 예열유니트(300) 또는 냉각유니트(500) 내부의 가스가 외부로 누출되는 경우 그 누출되는 가스를 모아서 배기관(842)을 통해 필터장치(844)로 공급시키기 위한 것이다.
상기 메탈커튼(850)은 냉각유니트(500)의 커튼부재(530)와 동일한 기능을 하기 위한 것으로서, 예열유니트(300)의 입구플렌지(315) 및 냉각유니트(500)의 냉각 출구플렌지(513)와 접촉 연결되는 도어 하우징(840)의 천장에 각각 다수열 설치된다. 메탈커튼(850)은 종래의 석면 커튼에 비해 수명이 길고 가스의 차단효과가 더 높다.
상기 서브도어(830)는 메인도어(810)가 예열유니트(300) 또는 냉각유니트 (500)를 닫은 상태 즉, 체인 이동홈(812)만 개방된 상태에서 그 체인 이동홈(812)을 선택적으로 개폐시키기 위한 것으로서, 이송유니트(700)의 사이드 롤러 체인(736)이 트레이(130)를 밀거나 당기기 위해 예열유니트(300) 또는 냉각유니트 (500) 내부에 들어갈 때에는 체인 이동홈(812)을 개방시키고, 사이드 롤러 체인(736)이 예열유니트(300) 또는 냉각유니트(500)의 내부로부터 빠져 나온 경우에는 체인 이동홈(812)을 폐쇄시키기 위한 것이다.
서브도어(830)의 개폐동작은 입구유니트(200) 및 출구유니트(600)에 설치되고, 공압 또는 유압에 의해 작동되는 서브도어 실린더(832)에 의해 구현된다. 즉, 서브도어 실린더(832)에 의해 작동판(미도시)이 서브도어(830)의 하단을 밀게되면, 메인도어(810)의 양단에 설치된 가이드 림(834)에 의해 가이드 되면서 서브도어 (830)는 메인도어(810)에 대해 상승되어 체인 이동홈(812)을 개방시키게 된다. 또한, 메인도어(810)에는 서브도어(830)의 하단과 메인도어(810)의 하단이 평행한 위치가 되도록 스토퍼(836)가 마련된다. 이 스토퍼(836)에 의해 서브도어(830)는 메인도어(810)에 걸려 있는 구성을 가진다.
상기 중간도어 어셈블리(900)는 예열유니트(300)의 퍼니스부재(310)의 출구플렌지(315)와 가열유니트(400)의 가열퍼니스(410)의 메인 입구플렌지(417) 사이 또는 가열유니트(400)의 메인 출구플렌지(414)와 냉각유니트(500)의 냉각챔버(510)의 냉각 입구플렌지(512) 사이에 각각 설치된다.
상기 중간도어 어셈블리(900)는 상기 2중도어 어셈블리(800)의 메인도어 (810)의 구조와 기능이 거의 동일하다. 다만, 중간도어 하우징(910)에는 2중도어 어셈블리(800)의 메탈커튼(530)이 설비되지 않으며, 중간도어 어셈블리(900)는 캐스터블 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배치형 브레이징 퍼니스 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.
로딩 컨베이어 카트(110)로부터 입구유니트(200)까지의 브레이징 대상물 (140)의 로딩 및 출구유니트(600)로부터 언로딩 컨베이어 카트(120)까지의 브레이징된 대상물(140)의 언로딩 작업은 작업자의 수동으로 행해진다. 그러나, 예열유니트(300), 가열유니트(400), 및 냉각유니트(500) 내부의 온도 측정, 가스의 공급, 이송유니트(700)에 의한 트레이(130)의 이송 등의 작업은 컨트롤유니트에 의해 미리 설정된 프로그램에 의해 자동적으로 조작된다. 한편, 비상시나 개,보수 작업시에는 수동 조작이 가능함은 물론이다.
먼저, 시스템(1)을 운전하기 전에, 배기단파의 열림정도, 유량, 압력, 온도제어반 내의 서멀 릴레이, 인버터의 파라미터, 경보계의 파라미터, 온조조절계 등을 설정값으로 조정한다. 또한, 오랜동안 사용하지 않았을 경우에는 필히 가열유니트(400)의 가열퍼니스(410) 내부의 수분을 충분히 빼내는 조작을 해야 한다.
이어서, 컨트롤유니트를 조작하여 운전준비 상태로 진입하여, 예열유니트 (300), 가열유니트(400), 냉각유니트(500)의 온도와 시간, 가스공급 조건을 각각 셋팅한다.
다음, 시스템(1)의 모든 구성요소들을 원위치로 셋팅한다. 그러면, 입구유니트(200) 및 출구유니트(600)의 가이드 플레이트(210)는 상승되어 있고, 2중도어 어셈블리(800) 및 중간도어 어셈블리(900)는 폐쇄되어 있고, 푸시 체인부재(730) 및 풀 체인부재(740)는 각각 입구유니트(200)의 좌측 및 출구유니트(600)의 우측에 위치하게 된다.
이어서, 로딩 컨베이어 카트(110)에 위치되고, 브레이징 대상물(140)이 2개탑재된 트레이(130)를 입구유니트(200)에 밀착시킨 상태에서 작업자가 트레이(130)를 밀게되면, 트레이(130)는 프리 롤러(114)에 접촉되어 이동하게 되고, 가이드롤러(220)와 아이들롤러(212)에 의해 입구유니트(200)에 위치하게 된다. 이 상태에서 승강부재(230)를 하강시키게 되면, 가이드 플레이트(210)가 하강하게 되고, 따라서 트레이(130)의 양측 하면은 슬라이드부재(710)에 걸쳐지게 된다.
다음, 푸시 체인부재(730)를 작동시킨다. 그러면, 구동모터(738)가 회전하게 되고, 그 회전력은 제1체인(735)에 의해 구동 스프로켓(737)에 전달되고, 제2체인 (739)에 의해 종동 스프로켓(742)이 회전하고, 이송 회전축(744)에 설치된 이송 스프로켓(746)이 회전되면서 사이드 롤러 체인(736)이 체인 가이드(722)에 의해 가이드 되면서 예열유니트(300) 쪽으로 전진하게 된다. 그러면, 사이드 롤러 체인(736)의 선단에 설치된 푸시바아(750)가 트레이(130)를 밀게되고, 그 트레이(130)는 슬라이드부재(710)에 슬라이딩 되면서 예열유니트(300) 쪽으로 전진하게 된다.
이어서, 브레이징 대상물(140)이 탑재된 트레이(130)가 예열유니트(300) 쪽으로 접근하게 되면, 컨트롤유니트는 예열유니트(300) 측의 2중도어 어셈블리(800)를 작동시켜 메인도어(810)를 상승시킨다. 그러면, 서브도어(830)는 메인도어(810)와 함께 상승되어 예열유니트(300)의 퍼니스부재(310)의 입구플렌지(315)가 개방된다. 계속해서 푸시 체인부재(730)는 트레이(130)를 예열유니트(300)의 퍼니스부재 (310) 쪽으로 밀게 되고, 그러면, 브레이징 대상물(140)은 메탈커튼(850)에 접촉되면서 예열유니트(300) 안으로 진입하게 된다. 이 과정에서 메탈커튼(850)에 의해 예열유니트(300) 내부의 가스들은 예열유니트(300)의 외부로 배출되지 않고 만약배출이 되더라도 그 가스는 도어 하우징(840)에 의해 수거되어 배기관(842)을 통해 필터장치(844)로 공급된다. 물론, 외부의 공기도 예열유니트(300)안으로 인입이 되지 않는다. 한편, 브레이징 대상물(140)이 예열유니트(300) 안으로 완전히 들어간 후에는 메인도어(810)는 하강하여 예열유니트(300)의 퍼니스부재(310)의 입구플렌지(315)를 폐쇄하게 된다. 그러나, 서브도어(830)는 개방됨으로써 사이드 롤러 체인(736)의 이동에 간섭을 하지 않게 된다.
다음, 트레이(130)를 퍼니스부재(310)의 중앙에 위치시키게 되면, 푸시 체인부재(730)는 정지하게 되고, 컨트롤유니트는 푸시 체인부재(730)를 후진시키게 된다. 푸시 체인부재(730)의 후진에 의해 사이드 롤러 체인(736)이 2중도어 어셈블리 (800)를 통과하게 되면, 2중도어 어셈블리(800)의 서브도어(830)가 체인 이동홈 (812)을 폐쇄한다.
이어서, 퍼니스부재(310)의 내부가 밀폐된 상태가 되면, 컨트롤유니트는 팬모터(353)를 가동시키고, 가스투입관(344)의 가스 배출공(341)을 통해 가스를 대상물(140)의 상부에 공급하고, 산소 측정관(344)을 통해 퍼니스부재(310)의 내부의 산소 농도를 측정함으로써 소정의 가스 분위기를 조성한다. 한편, 컨트롤유니트는 예열부재(330)를 작동시켜 퍼니스부재(310)의 내부를 소정 온도 조건으로 예열시키게 된다. 그러면, 퍼니스부재(310)의 내부 가스는 그 셋팅 온도에 따라 가열되게 된다.
다음, 팬모터(353)에 의해 순환부재(350)의 시로코타입 팬(352)을 회전시키게 되면, 시로코타입 팬(352)의 블레이드(354)에 의해 퍼니스부재(310) 내부의 공기는 도 11의 화살표 "A" 경로 즉, 시로코타입 팬(352)의 측면을 따라 방사상으로 유동되면서 예열부재(330)에 의해 가열되고, 퍼니스부재(310)의 바닥 쪽으로 이동하여 스키드부재(360)의 가스통과패턴(362)을 지나 머플부재(320) 내부의 브레이징 대상물(140)을 통과하여 설치공(322) 및 공기 유입공(351)을 통해 시로코타입 팬(352) 내부로 유입되어 다시 공기 유출구(358)를 통해 배출됨으로써 유동하게 된다. 이 과정에서, 브레이징 대상물(140)이 예열됨은 물론, 머플부재(320) 내부로 공급되는 가스가 내부 공기와 함께 대류방식에 의해 유동됨으로써 브레이징 대상물의 예열 과정에서 발생되는 플럭스의 산화를 방지할 수 있게 된다.
이어서, 예열유니트(300)에서 브레이징 대상물(140)이 소정 시간 동안 소정의 셋팅 온도로 예열이 완료 되면, 컨트롤유니트는, 푸시 체인부재(730)를 다시 전진시킨다. 또한, 전진되는 푸시 체인부재(730)를 통과시키기 위해, 컨트롤유니트는 예열유니트(300)의 2중도어 어셈블리(800)의 서브도어(830)만 개방시킨다. 그러면, 사이드 롤러 체인(736)은 체인 이동홈(812)을 통과하여 트레이(130)에 접촉하게 된다. 계속해서 푸시 체인부재(730)를 전진시키게 되면, 트레이(130)는 슬라이드부재 (710)(712)에 미끌리면서 이동하게 된다. 여기서, 컨트롤유니트는 예열유니트(300)와 가열유니트(400) 사이의 중간도어 어셈블리(900)를 개방하여 이동되는 브레이징 대상물(140)의 간섭을 방지한다. 브레이징 대상물(140)이 중간도어 어셈블리(900)를 통과하게 되면, 중간도어 어셈블리(900)는 다시 하강하여 예열유니트(300)와 가열유니트(400) 사의 온도 및 가스 분위기를 분리시키게 된다. 푸시 체인부재(730)는 예열된 브레이징 대상물(140)을 가열유니트(400)의 가열퍼니스(410)의 중앙에위치시킨 후에는 후진하여 입구유니트(200) 측으로 원위치하게 된다. 이 과정에서 푸시 체인부재(730)가 예열유니트(300) 측의 2중도어 어셈블리(800)를 완전히 통과하게 되면, 서브도어(830)는 다시 폐쇄된다.
다음, 가열퍼니스(410)의 내부가 밀폐된 상태가 되면, 컨트롤유니트는 가스분위기 조성부재(440)를 통해 가스를 가열퍼니스(410) 내부로 투입시킨다. 그렇게 투입된 가스는 가열퍼니스(410) 내부에서 가열된 온도에 의해 노심부재(420)의 길이방향으로 배열된 가스가열관(442)에 의해 가열되고, 가스분사관(424)의 분사공을 통해 가스를 대상물(140)의 상부에 공급하고, 메인 산소 측정관(446)을 통해 가열퍼니스(410)의 내부의 산소 농도를 측정함으로써 소정의 가스 분위기를 조성한다. 한편, 컨트롤유니트는 가열부재(430)의 고온히터(431)와 저온히터(432)를 작동시켜 가열퍼니스(410)의 내부를 소정 온도 조건으로 가열하게 된다. 그러면, 가열퍼니스 (410)의 내부 가스는 그 셋팅 온도에 따라 가열되게 된다. 그러면, 노심부재(420)가 가열되게 되고 그 노심부재(420)의 가열에 의해 노심부재(420) 내부의 브레이징 대상물(140)은 노심부재(420)의 복사열에 의해 브레이징된다. 이 과정에서, 노심부재(420) 내부로 공급되는 가스가 내부 공기와 함께 유동됨으로써 브레이징 대상물 (140)의 가열 과정에서 발생되는 플럭스의 산화를 방지할 수 있게 된다. 브레이징 대상물(140)이 소정 시간 동안 소정의 셋팅 온도로 가열이 되어 브레이징 메인 가열 작업이 완료된다.
이어서, 작업자는 출구유니트(600)에서 우측 스토퍼(766)에 놓여진 풀 체인부재(740)의 베이스 아암(762)을 180도 회동시켜 좌측 스토퍼(768)에 위치시킨다.
다음, 컨트롤유니트는 풀 체인부재(740)를 전진시키게 된다. 풀 체인부재 (740)가 전진하는 과정에서 냉각유니트(500) 측의 2중도어 어셈블리(800)는 풀 체인부재(740)의 사이드 롤러 체인(736)이 통과할 수 있도록 서브도어(830)만 개방시키고, 가열유니트(400)와 냉각유니트(500) 사이의 중간도어 어셈블리(900)는 하강(밀폐)되어 개방되지 않는다.
이어서, 도 16a에 도시된 바와 같이, 냉각유니트(500) 쪽으로 풀 체인부재 (740)의 베이스 아암(762)을 향하게 한 상태에서 풀 체인부재(740)가 가열유니트 (400)의 내부에서 트레이(130)에 화살표 "A" 방향으로 접근시키게 되면, 도 18b에 도시된 바와 같이, 베이스 아암(762)에 설치된 회동부재(764)가 트레이(130)의 걸림부(136)에 접촉되면서 화살표 "B" 방향으로 회동되면서 걸림부(136)에 걸리게 되고, 풀 체인부재(740)가 조금 더 전진하면 정지하게 되고 회동부재(764)는 자중에 의해 "B"의 반대 방향으로 원 위치 하게 된다. 이 상태에서, 도 18c에 도시된 바와 같이, 풀 체인부재(740)를 화살표 "C" 방향으로 후진시키게 되면, 회동부재(764)는 걸림부(136)를 잡아 당기게 되고, 그렇게 되면 트레이(130)는 슬라이드부재(710)에 슬라이딩되기 시작한다.
다음, 가열유니트(400)로부터 냉각유니트(500)로 브레이징 대상물(140)을 이동시키기 위해서는 가열유니트(400)와 냉각유니트(500) 사이에 위치된 중간도어 어셈블리(900)를 상승시켜 개방시켜야 한다. 브레이징 된 대상물(140)은 개방된 중간도어 어셈블리(900)를 통과하면서, 커튼부재(530)에 접촉하게 된다. 풀 체인부재 (740)에 의해 냉각챔버(510)는 터널의 내부 중앙에 브레이징 된 대상물(140)이 위치하게 되면, 냉각챔버(510)의 천장에 마련된 가스공급부재(520)에 의해 가스 샤워를 하면서 냉각수에 의해 대상물(140)이 약 400 ℃ 정도가 될 때 까지 냉각된다.
이어서, 냉각이 완료되면, 컨트롤유니트는 풀 체인부재(740)를 후진시키게 되고 냉각유니트(500)의 2중도어 어셈블리(800)의 메인도어(810)를 개방시킨다. 그러면, 브레이징된 대상물(140)이 수납된 트레이(130)는 개방된 메인도어(810)를 통해 빠져나와 출구유니트(600)에 위치하게 된다.
다음, 출구유니트(600)에 트레이(130)를 완전히 이송시킨 후에는, 도 16d에 도시된 바와 같이, 풀 체인부재(740)의 베이스 아암(762)을 화살표 "D" 방향으로 회동시켜 우측 스토퍼(766)에 안착시킨다.
이어서, 작업자는 언로딩 컨베이어 카트(120)를 출구유니트(600)의 측면에 위치시키고, 출구유니트(600) 측 승강부재(230)를 상승시켜 트레이(130)의 하면에 아이들롤러(212)를 접촉시킨다. 이 상태에서 트레이(130)를 언로딩 컨베이어 카트(120) 쪽으로 밀게되면, 트레이(130)는 아이들롤러(212), 가이드롤러 (220)에 의해 밀리면서, 언로딩 컨베이어 카트(120)로 옮겨지게 된다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명에 따른 배치형 브레이징 퍼니스 시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.
(1) 예열유니트, 가열유니트, 냉각유니트 등과 같은 2실형 또는 3실형을 포함하는 입구측 작동과 출구측 작동을 각각 푸시타입과 풀타입으로 나누어 대칭되게 움직이는 체인에 의해 트레이 자체를 밀고 당기는 작업에 의해 대상물을 이송시킴으로써 가스분위기의 관리, 온도 제어가 용이해지고 열효율이 향상된다.
(2) 종래의 연속적으로 이동하는 메시벨트 방식에 비해 그라파이트봉과 같은 슬라이드부재에 대해 트레이를 슬라이딩 시키기 때문에 브레이징 대상물의 흔들림 현상을 방지하고, 따라서, 대상물에 도포된 용접제가 흘러내리는 현상을 방지하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
(3) 브레이징 작업시 발생되는 불순가스가 외부로 배출되지 않도록 하기 위한 배관 등의 시설비를 감소시킬 수 있다.
(4) 종래의 연속로에서 사용되지 않았던 예열로가 마련된 배치형 브레이징 퍼니스를 사용함으로써 예열 과정을 통해 브레이징 대상물에 소정 온도와 소정의 열량을 부과함으로써 메인 가열(메인 브레이징) 작업시간을 단축시키고, 생산성 향상과 브레징 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
(5) 예열로의 구조를 암면과 세라믹 파이바의 2중구조를 채택함으로써 보온 및 단열의 효과를 높일 수 있다.
(6) 예열로 내부에서 예열 조건에 적합한 머플구조를 사용하고 다운 플로우 방식이 아닌 업 플로우 방식에 의해 가스 분위기를 순환시킴으로써 가스 분위기의 관리가 용이하고 그만큼 브레이징 제품의 질을 향상시킬 수 있다.
(7) 가스통과패턴이 형성된 스키드부재를 사용함으로써 머플부재의 변형 및 체인 가이드, 그라파이트 봉의 설비가 용이해 진다.
(8) 종래의 연속로에서 사용되지 않았던 예열유니트가 마련된 배치형 브레이징 퍼니스를 사용함으로써 예열 과정을 통해 브레이징 대상물에 소정 온도와 소정의 열량을 부과함으로써 브레이징 대상물을 충분히 예열시킨 상태에서 메인 가열(메인 브레이징) 작업을 할 수 있으므로 브레이징 시간을 단축시키고, 제품의 생산성 향상과 브레징 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
(9) 가열퍼니스(브레이징 로)의 구조에 있어서, 양측벽을 암면과 세라믹 파이바의 2중구조를 채택하고, 바닥층을 내열 및 보온 벽돌을 사용함으로써 보온 및 단열의 효과를 높일 수 있다.
(10) 가열부재를 가열퍼니스의 천장에는 고온히터를 배치하고, 바닥에는 저온히터를 배치하여 고온히터가 저온히터에 반응하도록 함으로써 약 30% 이상의 에너지 절감 효과를 달성할 수 있다.
(11) 가열퍼니스의 내부를 길이방향의 센터선을 중심으로 2구역으로 분할 제어함으로써 브레이징 효율을 증가시킬 수 있다.
(12) 가스분위기 조성부재를 가스가열관과 가스분사관으로 분리시킴으로써 가스를 충분히 가열시킨 후 노심부재 내부로 분사시켜 브레이징 효율을 증대시킬 수 있다.
(13) 예열유니트와 냉각유니트 측의 도어구조를 체인의 형식에 맞도록 2중도어 어셈블리를 채용함으로써 열 손실을 방지하고 가스 분위기 관리가 용이해 진다.
(14) 냉각유니트를 프레임에 대해 움직임 가능하게 구성함으로써 전체 시스템의 안정성을 향상시킨다.

Claims (34)

  1. 프레임;
    플럭스 도포 후 건조된 상태에서 트레이에 수납된 브레이징 대상물을 입구유니트로부터 공급받아 상기 브레이징 대상물을 소정 온도 및 소정 가스 분위기 조건에서 소정 시간동안 예열시키기 위해 상기 프레임에 설치된 예열유니트;
    상기 예열유니트에 의해 예열된 상기 브레이징 대상물을 소정 가스 분위기 및 소정 온도 조건에서 소정 시간동안 가열시킴으로써 상기 대상물을 브레이징시키기 위해, 상기 예열유니트와 연통되도록 상기 프레임에 설치된 가열유니트;
    상기 가열유니트에 의해 브레이징된 상기 대상물을 소정 온도 및 소정 가스 분위기 조건에서 냉각시키기 위해, 상기 가열유니트에 연통되도록 상기 프레임에 설치된 냉각유니트; 및
    상기 입구유니트와 상기 가열유니트 사이에서는 상기 대상물이 탑재된 상기 트레이를 푸시-방식(push-type)에 의해 이송시키고, 상기 가열유니트와 상기 출구유니트 사이에서는 상기 트레이를 풀-타입(pull-type)에 의해 이송시키고, 상기 예열유니트, 상기 가열유니트, 및 상기 냉각유니트 각각의 온도 및 가스 분위기 조건에 영향으로 미치지 않도록 밀고 당기는 작업을 하기 위해 프레임에 설비된 이송 유니트를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형(batch-type) 브레이징 퍼니스 (furnace) 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송 유니트는:
    상기 트레이가 슬라이딩될 수 있도록 상기 프레임에 소정 간격을 가지도록 배열된 한 쌍의 슬라이드부재;
    상기 슬라이드부재 사이에 배치되도록 상기 프레임에 설치된 한 쌍의 가이드부재;
    상기 트레이를 입구유니트로부터 푸시-방식(push-type)에 의해 상기 슬라이드부재에 대해 슬라이딩시켜 상기 가열유니트의 중심에 트레이를 위치시킨 후 원위치 될 수 있도록 상기 가이드부재에 의해 가이드되는 푸시 체인부재; 및
    상기 가열유니트에 존재하는 상기 트레이를 풀-타입(pull-type)에 의해 상기 슬라이드부재에 대해 슬라이딩시켜 출구유니트로 배출키기 위해 상기 가이드부재에 의해 가이드되는 풀 체인부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이징 퍼니스 (furnace) 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 푸시 체인부재 및 상기 풀 체인부재는 각각 체인들의 측면에 배치된 체인롤러들을 구비하고;
    상기 가이드부재는 상기 체인롤러들이 삽입되어 회전되는 체인 가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 푸시 체인부재 및 상기 풀 체인부재는 각각:
    구동모터에 의해 구동되어 상기 프레임에 회전 가능하도록 설치된 스프로켓부재; 및
    상기 스프로켓부재의 회전력을 조절할 수 있도록 상기 스프로켓부재에 설치된 토크리미트를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    로딩 컨베이어 카트로부터 브레이징 대상물이 탑재된 트레이를 입구 유니트로 로딩시키고, 작업이 완료된 트레이를 출구 유니트로부터 언로딩 컨베이어 카트에 언로딩시키기 위해, 상기 입/출구 유니트는 각각:
    상기 프레임의 입력단 및 출력단에 승강 가능하게 설치되며, 자유롭게 회전되도록 설치된 다수의 아이들롤러를 가진 가이드 플레이트; 및
    상기 가이드 플레이트를 선택적으로 승강시킬 수 있도록 상기 프레임과 상기 가이드 플레이트 사이에 설치된 승강부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 입/출구유니트는 각각, 상기 컨베이어 카트에 근접 위치되며, 상기 슬라이드부재와 거의 동일한 높이를 유지하도록 상기 프레임에 설치된 가이드롤러를더 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 푸시 체인부재는:
    상기 트레이의 측면에 밀착될 수 있도록 그 일단에 설치된 푸시바아를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 트레이는 양 측면에 마련된 한 쌍의 걸림부를 구비하고;
    상기 풀 체인부재는:
    그 일단에 설치된 베이스 아암;
    밀착력에 의해 상기 걸림부에 의해 회동된 후 상기 걸림부에 결합되고 당김력에 의해 상기 걸림부를 당길 수 있도록 상기 베이스 아암에 회동 가능하게 설치된 회동부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 베이스 아암은 풀 체인부재에 대해 180도 회동 가능하도록 설치되며;
    상기 베이스 아암이 회동된 후 위치를 규제할 수 있도록 풀 체인부재에 설치된 한 쌍의 스토퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 슬라이드부재는 내열성 및 마찰성이 양호한 그라파이트 봉을 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 브레이징 유니트에 설치되는 상기 슬라이드부재는, 상기 한 쌍의 그라파이트 봉 사이에 배열되는 중간 그라파이트 봉을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 예열유니트는:
    상기 이송 유니트에 의해 상기 브레이징 대상물이 수납된 상기 트레이를 밀어서 공급 및 배출시킬 수 있도록 각각 입구와 출구가 형성되며, 보온 및 단열성을 가지며, 밀폐된 퍼니스부재;
    상기 퍼니스부재 내부의 질소 분위기의 관리를 위해, 상기 대상물을 에워 쌀 수 있도록 상기 퍼니스부재의 내부에 위치되며 하단이 개방된 터널형 머플(muffle)부재;
    상기 퍼니스부재의 내부를 소정 온도 조건으로 가열 및 유지시킬 수 있도록 상기 머플부재의 측벽과 상기 퍼니스부재의 측벽 사이에 배치된 예열부재;
    상기 퍼니스부재의 내부에 가스를 공급시켜 소정의 가스 분위기를 유지하기 위한 가스공급부재; 및
    상기 퍼니스부재의 내부에서 가열된 가스를 상기 퍼니스부재의 내부에서 연속적으로 순환시키기 위한 순환부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 퍼니스부재는:
    외벽의 내측에 소정 두께로 설치되는 보온부재; 및
    내벽의 외측과 상기 보온부재에 접촉되도록 소정 두께로 설치되는 단열부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 보온부재는 암석 섬유(암면:Mineral Glass Fiber)를 구비하고;
    상기 단열부재는 세라믹 파이버를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    가열되어 팽창되는 머플부재를 소정 간격 슬라이딩 시키고 상기 머플부재의 하단을 지지할 수 있도록 상기 퍼니스부재의 바닥에 설치되며, 순환 유동되는 가스를 머플부재 내부로 공급시킬 수 있는 가스통과패턴이 마련된 스키드부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 머플부재는 하단 개방단과, 상단 밀폐단, 및 밀폐단에 마련된 원형의 설치공을 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 예열부재는:
    상기 퍼니스부재의 천장에서 상기 머플부재의 하단까지의 길이를 가지며, 상기 대상물의 사이드에 다수 배열된 방사형 튜브 히터(radiant tube heater); 및
    상기 머플부재의 내부 온도를 감지할 수 있는 열전대를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 가스공급부재는:
    상기 퍼니스부재 및 상기 머플부재의 측벽을 관통하여 상기 대상물의 중심 상부 측으로 가스를 투입하는 가스투입관; 및
    상기 머플부재 내부의 산소 분포를 측정하기 위한 산소 측정관을 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 순환부재는:
    상기 퍼니스부재 내부의 상기 가스를 상기 머플부재의 하단을 통해 공급하고 상단을 통해 배출시킬 수 있도록 상기 퍼니스부재의 천장과 상기 머플부재의 상단 사이에 설치된 시로코타입 팬을 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 퍼니스부재는 측벽 하단에 청소구가 마련되며;
    상기 청소구에 선택적으로 결합되며, 보온 및 단열성을 가진 청소구 개폐부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 가열유니트는:
    상기 브레이징 대상물이 수납된 트레이를 푸시-방식 및 풀-방식으로 작동되는 이송 유니트에 의해 밀어서 공급시키고, 당겨서 배출시킬 수 있도록 상기 예열유니트와 연통되는 입구와 상기 냉각유니트와 연통되는 출구가 형성되고 밀폐된 공간을 가진 가열퍼니스;
    상기 가열퍼니스 내부에서 소정의 가스 분위기의 관리를 위해, 상기 대상물을 에워 쌀 수 있도록 상기 가열퍼니스의 내부에 위치된 완전 터널형 노심부재;
    상기 가열퍼니스의 내부를 소정 온도 조건으로 가열 및 유지시킬 수 있도록 상기 노심부재의 상부와 하부에 각각 배치된 가열부재; 및
    상기 가열퍼니스의 내부에서 가스를 충분히 가열시킨 후 소정 온도 조건에서 그 가스를 상기 노심부재의 내부로 공급시키기 위한 가스분위기 조성부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 브레이징 퍼니스(furnace) 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 가열퍼니스는:
    바닥면에 마련된 다층의 내화벽돌부재;
    외벽의 내측에 소정 두께로 설치되는 보온부재; 및
    내벽의 외측과 상기 보온부재에 접촉되도록 소정 두께로 설치되는 단열부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 보온부재는 암석 섬유(암면:Mineral Glass Fiber)를 구비하고;
    상기 단열부재는 세라믹 파이버를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 내화벽돌부재는:
    최저층에 마련되는 단열벽돌; 및
    최상층에 마련되는 내열벽돌을 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  25. 제21항에 있어서,
    가열되어 팽창되는 노심부재를 소정 간격 슬라이딩시키고 상기 노심부재의 하단을 지지할 수 있도록 상기 가열퍼니스의 바닥에 설치된 슬리퍼부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 가열부재는 상기 노심부재의 내부를 길이방향 센터라인을 기준으로 서로 대칭되는 제1구역과 제2구역으로 분리하여 가열 및 분위기 조성할 수 있도록 소정 패턴으로 배열되는 다수의 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 히터는:
    상기 노심부재의 하부에 위치되도록 상기 가열퍼니스의 바닥에 설치되는 저온히터; 및
    편차제어방식에 의해 상기 저온히터에 반응하고, 상기 노심부재의 상부에 위치되도록 상기 가열퍼니스의 측벽을 관통하여 대향되는 측벽에 설치되는 고온히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 가열부재는:
    상기 노심부재의 내부 온도를 감지할 수 있는 다수의 열전대를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  29. 제21항에 있어서,
    상기 가스분위기 조성부재는:
    공급되는 가스를 상기 가열퍼니스의 내부 온도에 의해 가열시키기 위해 상기 노심부재의 길이방향으로 상기 노심부재의 외측벽을 따라 각각 배관되는 한쌍의 가스가열관;
    상기 가열가스관과 연통되고 상기 노심부재의 상단 내측벽을 따라 배관되며, 상기 노심부재의 상단 내측벽에 가스를 분사시키기 위해 소정 패턴의 다수의 분사공이 각각 마련된 한 쌍의 가스 분사관을 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  30. 제21항에 있어서,
    상기 가스분위기 조성부재는, 상기 노심부재 내부의 산소 분포를 측정하기 위해 상기 노심부재의 내측벽을 따라 배관된 산소 측정관을 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  31. 제1항에 있어서,
    상기 냉각유니트는:
    상기 가열유니트와 인접되는 입구와 출구유니트와 인접되는 출구가 형성되며, 상기 가열유니트에 의해 가열된 상기 대상물이 산화되지 않을 정도의 온도 이하로 상기 대상물을 냉각시키기 위해 내부에 냉각수가 수용된 터널형 냉각챔버;
    상기 냉각챔버의 터널 내부로 소정의 가스를 공급하기 위한 가스공급부재; 및
    상기 냉각챔버의 상기 입구와 출구측에 각각 마련된 커튼부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  32. 제1항에 있어서,
    상기 입구유니트와 상기 예열유니트 사이, 및 상기 냉각유니트와 상기 출구유니트 사이에 각각 설치된 세라믹 재질의 2중 도어어셈블리를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 2중 도어어셈블리는:
    상기 예열유니트 및 상기 냉각유니트의 내외부로 출입되는 상기 브레이징 대상물의 출입이 가능하도록 하며, 상기 이송 유니트의 체인 이동홈이 각각 마련되며, 상기 예열유니트 및 상기 냉각유니트를 선택적으로 개폐할 수 있는 메인도어; 및
    상기 이동홈을 선택적으로 개폐할 수 있도록 상기 메인도어에 설치되는 서브도어를 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
  34. 제1항에 있어서,
    상기 예열유니트와 상기 가열유니트의 사이, 및 상기 가열유니트와 상기 냉각유니트 사이에 각각 설치된 세라믹 재질의 중간도어 어셈블리를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배치형 브레이징 퍼니스 시스템.
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