KR200442730Y1 - 열처리로용 바스켓 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열처리로용 바스켓 구조에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 가열과 냉각시의 팽창 및 수축의 반복 작용에도 균열이나 뒤틀림 등의 변형이 발생하지 않도록 내구성과 열변형성을 향상시키기 위해, 상/하부 전체가 일정한 두께로 되고, 바스켓의 외곽 틀을 형성하는 메인프레임(10)과, 상기 메인프레임의 내측에서 격자 형태로 상호 연결된 연결프레임(20)이 대각 방향으로 설치되거나, 혹은 바스켓의 외곽 틀을 형성하고, 내벽 하부에 내측으로 돌출된 연결단부(11)가 일체로 형성된 메인프레임(10)과, 상기 메인프레임의 연결단부(11) 내측에서 격자 형태로 상호 연결된 연결프레임(20)의 하단 양측에 각각 외측 방향으로 돌출된 플랜지(24)가 형성된 열처리로용 바스켓 구조가 제공된다.

Description

열처리로용 바스켓 구조{Basket structure for heat treatment equipment}

본 고안은 자동차, 전자, 기계부품 등을 열처리하기 위한 열처리로에서 상기 각종 부품(열처리물)을 수용, 적재할 수 있도록 하는 용기체인 바스켓 구조에 관한 것이다.

일반적으로 열처리 기술은 금속재료, 기계부품, 금형공구 등의 기계적 성질을 변화시키기 위하여 가열과 냉각을 반복함으로써 특별히 유용한 성질. 예컨대 내마모성, 내충격성, 내구성, 사용수명의 연장, 신축성 등을 부여하는 기술이다.

열처리 공정 중 가열은 1000℃ 이상의 고온에서 이루어지기 때문에, 열처리물을 수용하는 바스켓은 고온에서도 변형 없이 열처리물이 안정된 상태에서 열처리 될 수 있어야 한다.

열처리 공정은 바스켓에 열처리물을 장입한 뒤, 바스켓을 열처리로 내에 진입시켜서 500~1000℃ 혹은 그 이상의 온도에서 30~120분 방치하고, 50℃ 정도의 오일 속에 침지시켜서 냉각시킨 후, 다시 500~650℃ 환경에서 템퍼링(tempering)을 실시하는데, 이러한 조건은 부여하고자 하는 성질이나 목적에 따라 다소 변화될 수 있다.

이와 같이 열처리 공정은 가열과 냉각이 반복되기 때문에 금속의 특성상 바스켓은 수축과 팽창의 반복으로 인해 크랙(crack)이나 뒤틀림 등의 변형이 발생하기 쉽다. 만약 바스켓 구조물에 변형이 발생하는 경우 설비 사고가 발생하여 막대한 피해를 유발할 수 있다. 즉 바스켓은 보통 5단으로 적재하여 열처리로에 장입되기 때문에 변형(뒤틀림)이 발생하면 바스켓 자체의 적재가 불가능하고, 또한 변형 및 크랙 발생으로 인한 파손시 열처리물이 정확하게 적재되지 않게 되어 열처리물의 표면에 균일한 기계적 성질을 부여할 수 없게 되어 불량률이 상승하게 되는 것이다.

그러므로, 바스켓은 가열과 냉각이 반복되더라도 크랙이나 균열 또는 뒤틀림 등의 변형이 발생하지 않고 안정성이 유지되어야만 하는데, 도 5 및 도 6에 도시된 종래 바스켓은, 이와 같은 조건을 충분히 충족하지 못하는 단점이 있었다.

도 5는 종래 열처리로용 바스켓의 평면도 및 측면도이고, 도 6은 도 5의 A-A선 및 B-B선을 순차적으로 절개한 단면도로서, 종래의 바스켓은 외곽 틀을 형성하는 메인프레임(10) 내측에 격자 형태로 이어진 연결프레임(20)이 배열되고, 상기 연결프레임(20)이 교차하는 부분에는 도넛(doughnut) 형태의 교차환부(22)가 형성되며, 상기 메인프레임(10)의 내면 하부에는 상기 연결프레임(20)과 연결되도록 단이 형성된 연결단부(11)가 일체로 형성되는 한편, 메인프레임(10)에 일정 간격으로 원형의 측홀(12)이 천공된 구조이다.

그러나 종래 바스켓은 열처리로에서 가열과 냉각이 반복함에 따라 수축과 팽창을 반복할 때, 메인프레임(10)의 연결단부(11)로 인한 두께의 차이로 인해 신축 과 팽창률이 달라서 뒤틀림 변형이 발생하기 쉽고, 변행에 따른 응력 집중으로 인해 크랙이나 파손이 발생하는 등, 종래 바스켓은 변형이나 뒤틀림에 대해 충분한 신축성과 내변형성 혹은 열변형성이 없는 구조여서 바스켓을 자주 교체해야 하는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기의 종래 열처리로용 바스켓 구조가 가진 폐단을 해소하여 가열과 냉각시의 팽창 및 수축의 반복 작용에도 크랙이나 뒤틀림 등의 변형이 발생하지 않도록 내구성과 열변형성이 향상된 열처리로용 바스켓 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 제1측면은, 상하부 전체가 일정한 두께로 되고, 바스켓의 외곽 틀을 형성하는 메인프레임(10)과, 상기 메인프레임의 내측에서 격자 형태로 상호 연결된 연결프레임(20)이 대각 방향으로 설치된 것을 특징으로 한다.

이때 상기 연결프레임(20)의 교차부는 환형의 교차환부(22)로 연결되고, 연결프레임(20)과 메인프레임(10)의 연결부는 반원 형태의 교차반원부(23)로 연결되는 것이 바람직하다.

본 고안의 제2측면은, 바스켓의 외곽 틀을 형성하고, 내벽 하부에 내측으로 돌출된 연결단부(11)가 일체로 형성된 메인프레임(10)과, 상기 메인프레임의 연결단부(11) 내측에서 격자 형태로 상호 연결된 연결프레임(20)의 하단 양측에 각각 외측 방향으로 돌출된 플랜지(24)가 형성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 연결프레임(20)의 교차부는 이웃한 프레임이 상호 원호로 이어지도록 하여 다이아몬드 형태의 교차원호부(23)가 형성되고, 상고 교차원호부(23)에 는 플랜지(24)가 돌출되지 않도록 요홈부(25)가 형성되는 것이 바람직하다.

더욱 바람직한 형태로서, 상기 메인프레임(10)에 일정 간격으로 측홀(12)이 천공되고, 상기 측홀(12)은 장방형 또는 타원형인 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면, 메인프레임의 내측을 상호 연결하여 지지하는 격자 형태의 연결프레임이 대각으로 설계되어 있어 1000℃ 이상의 고온에서의 팽창시 신축 작용이 원활하여 부분적인 응력 집중 현상을 최소화하고, 또한 냉각에 따른 수축시 연결프레임이 대각 방향의 뒤틀림을 최소화함으로써 내구성과 내변형성이 향상되는 이점이 있다.

또한, 본 고안의 다른 측면에 의하면 연결프레임이 상호 교차하는 교차부가 서로 이웃하는 프레임을 원호로 이은 다이아몬드 형태로 설계하여 두께의 편차를 최소화하고, 메인프레임과 연결프레임 전체에 균일하게 덧살을 형성하여 냉각시 변형이 최소화함으로써 내구성과 내변형성이 향상되는 이점이 있다.

또한 메인프레임의 측홀을 장방형 혹은 타원형으로 설계하여 열 응력부위와 전체 면적을 줄여서 바스켓이 오일에 침적될 때 각 프레임의 냉각속도를 균일하게 하여 뒤틀림을 방지할 수 있다.

이하, 본 고안의 최선의 실시 형태를 첨부한 도 1 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 제1실시예에 따른 바스켓의 평면도 및 측면도이고, 도 2는 도 1의 C-C선 및 D-D선을 순차적으로 절개한 단면도로서, 도 1을 참조한 본 고안의 제1측면에 의한 바스켓은, 바스켓의 외곽 틀을 이루는 메인프레임(10)과 상기 메인프레임(10) 내측에 격자 형태로 형성된 연결프레임(20)으로 대별된다.

상기 메인프레임(10)은 도 2와 같이 상하부 전체 부분이 일정한 두께로 되어 있는데, 이는 도 5 및 도 6과 같이 종래 바스켓의 메인프레임(10) 내면 하부에 두께가 두꺼운 연결단부(11)가 형성된 것을 개선한 것으로, 메인프레임(10)의 전체 두께를 일정하게 하면 두께 차이에 따라 작용하는 응력을 균일하게 하여 뒤틀림이나 크랙 발생을 최소화할 수 있다.

또한 상기 연결프레임(20)은 메인프레임(10) 내에서 대각으로 배열되고, 각 연결프레임(20)이 교차하는 부분에는 원형인 도넛 형태의 교차환부(22)가 형성되어 있으며, 이와 같이 연결프레임(20)을 대각으로 형성한 것은 종래 연결프레임(20)이 상하좌우의 격자 형태로 배열된 것을 개선한 것으로, 연결프레임(20)을 대각으로 배열 설치하면, 사선 방향으로의 강도가 상승하고 신축성이 향상되어 가열과 냉각에 따른 팽창 및 수축시 대각 방향의 뒤틀림이나 변형을 최소화할 수 있다.

더욱이 상기 연결프레임(20)과 메인프레임(10)이 상호 이어지는 부분은 반원 형태의 교차반원부(23)가 형성되어서, 메인프레임(10)과 연결프레임(20) 사이의 신축시 상호 간섭이나 영향을 적게 하여 응력이 집중되는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 메인프레임(10)의 측면에서 일정 간격으로 천공된 측홀(12)은 원형이 아닌 장방형 또는 타원형으로 형성되며, 이와 같이 측홀(12)을 장방형 혹은 타원형으로 천공하면, 메인프레임(10)의 전체 면적이 감소함과 동시에 원형일 경우 보다 타원형을 제외한 나머지 영역의 면적이 균일하여 가열/냉각에 따른 팽창/수축시 응력이 균일하게 작용하여 크랙이나 변형을 최소화할 수 있는 것이다.

도 3은 본 고안의 제2실시예에 따른 바스켓의 평면도 및 측면도이고, 도 4는 도 3의 F부의 확대도 및 E-E선을 절개한 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하는 바와 같이 본 고안의 제2측면에 의한 바스켓 중, 외곽 틀을 형성하는 메인프레임(10)은 그 내벽 하부에 두께가 보강되도록 메인프레임(10)과 일체로 된 연결단부(11)가 돌출 형성되는 한편, 상기 메인프레임(10)의 내측, 더욱 구체적으로는 연결단부(11)의 내측에는 상기 연결단부(11)와 동일한 높이로 연속하여 격자 형태로 배열된 연결프레임(20)이 형성되고, 상기 연결프레임(20)의 양 측면 하부에는 외측으로 돌출된 플랜지(24)가 형성된다.

상기 플랜지(24)는 연결프레임(20)의 두께보다 작게 하여 단이 지고, 또한 외측 방향으로 두께가 점차 감소되도록 하기 위해 플랜지(24)의 상단 면이 외측으로 하향 경사지게 하여 가열/냉각에 의한 수축/팽창시 전체 영역에서 균일한 수축과 팽창이 이루어지도록 적절히 분배하여 변형을 최소화할 수 있다.

한편, 상기 연결프레임(20)의 교차부는 종래의 원형의 도넛 형태로 이어진 것과 달리, 상호 이웃하는 연결프레임(20), 즉 90도 방향으로 이어진 연결프레임(20)이 상호 원호 형태로 이어지게 함으로써 일종의 다이아몬드 형태의 교차원호부(23)를 형성함으로써 바스켓이 가열 혹은 냉각되더라도 교차원호부(23)에서 온도 편차가 발생하는 것을 방지한다.

또한, 상기 교차원호부(23)에는 플랜지(24)가 연속 형성되지 않도록 도 4의 확대도와 같이 요홈부(25)를 형성하는 것이 바람직한데, 이는 바스켓이 수축/팽창할 때 연결프레임(20)의 수축/팽창에 연동하여 상대적으로 두께가 얇은 부분인 플랜지(24)가 과도하게 신축 혹은 팽창하더라도 이를 보상하기 위한 공간을 형성한 것으로, 이를 통해 연결프레임의 뒤틀림이나 변형을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 메인프레임(10)의 측면에서 일정 간격으로 천공된 측홀(12)은 원형이 아닌 장방형 또는 타원형으로 형성되며, 이와 같이 측홀(12)을 장방형 혹은 타원형으로 천공하면, 메인프레임(10)의 전체 면적이 감소됨과 동시에 원형일 경우보다 타원형을 제외한 나머지 영역의 면적이 균일하게 되므로 가열/냉각에 따른 팽창/수축시 응력이 균일하게 작용하여 크랙 발생이나 변형이 최소화된다.

본 고안의 실시예에 따른 바스켓을 이용하여 그 수명 주기를 테스트해 본 결과, 기존의 바스켓 교체 주기가 약 4개월 내지 6개월인데 대하여 본 고안의 제1실시예에 따른 바스켓은 7.5개월 내지 8.3개월 정도로 약 1.5배 내지 1.8배의 수명 연장 효과가 있었다.

또한, 본 고안의 제2실시예에 따른 바스켓도 교체주기가 8개월 내지 9개월로 종래 바스켓에 비해 1.5 내지 2배 가까운 수명 연장 효과가 있었다.

이와 같이 본 고안을 설명함에 있어서, 비록 도시된 제한적인 실시 예에 기하여 설명하였지만, 본 고안은 예시된 실시예 및 도면 구조로 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 기술사상의 범위 내에서 다양한 수정과 변형이 가해질 수 있다.

도 1은 본 고안의 제1실시예에 따른 바스켓의 평면도 및 측면도.

도 2는 도 1의 C-C선 및 D-D선을 순차적으로 절개한 단면도.

도 3은 본 고안의 제2실시예에 따른 바스켓의 평면도 및 측면도.

도 4는 도 3의 F부의 확대도 및 E-E선을 절개한 단면도.

도 5는 종래 열처리로용 바스켓의 평면도 및 측면도.

도 6은 도 5의 A-A선 및 B-B선을 순차적으로 절개한 단면도.

< 도면의 요부 부호 설명 >

10 : 메인프레임 11 : 연결단부

12 : 측홀 20 : 연결프레임

21 : 교차원호부 22 : 교차환부

23 : 교차반원부 24 : 플랜지

25 : 요홈부

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 바스켓의 외곽 틀을 형성하고, 내벽 하부에 내측으로 돌출된 연결단부(11)가 일체로 형성된 메인프레임(10)과,

   상기 메인프레임의 연결단부(11) 내측에서 격자 형태로 상호 연결된 연결프레임(20)의 하단 양측에 각각 외측 방향으로 돌출된 플랜지(24)가 형성된 것을 특징으로 하는 열처리로용 바스켓 구조.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 연결프레임(20)의 교차부는 이웃한 프레임이 상호 원호로 이어지도록 하여 다이아몬드 형태의 교차원호부(23)가 형성되고, 상고 교차원호부(23)에는 플랜지(24)가 돌출되지 않도록 요홈부(25)가 형성된 것을 특징으로 하는 열처리로용 바스켓 구조.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 플랜지(24)는 외측으로 갈수록 두께가 감소하도록 상단이 경사진 것을 특징으로 하는 열처리로용 바스켓 구조.
6. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 하나에 있어서,

   상기 메인프레임(10)에 일정 간격으로 측홀(12)이 천공되고, 상기 측홀(12)은 장방형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 열처리로용 바스켓 구조.

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