KR20060044889A

KR20060044889A - 냉각판

Info

Publication number: KR20060044889A
Application number: KR1020050025798A
Authority: KR
Inventors: 크리스토프 드라트너; 프란즈 카이저; 라인하르트 힌테만; 프랑크 보에르트; 한스-귄터 보브케르
Original assignee: 카엠에 베라스 게엠베하
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2006-05-16
Also published as: US20060017202A1; KR20110139180A; PT1619461E; RU2005111505A; JP2006037223A; PL1619461T3; TW200604478A; ATE455283T1; DE502005008857D1; US7204953B2; ES2337906T3; TWI338116B; EP1619461A1; JP4818643B2; CN1724961A; RU2353875C2; BRPI0501008B1; EP1619461B1; BRPI0501008A; DE102004035963A1

Abstract

샤프트 오븐용 구리 또는 구리 합금 냉각판(1)은 냉각 매체를 수용하기 위한 다수의 홀(6)들을 갖는다. 상기 홀(6)들은 냉각판의 냉각면(5)에 용접된 연결관(9)을 통해 냉각 매체 유입부(12) 및 냉각 매체 배출부에 연결된다. 연결 관(9)은 냉각판측 단부(14)에 비이딩에 의해 형성된 플랜지(15)를 갖는다. 상기 플랜지(15)는 냉각판 냉각면(5)의 리세스(17)내로 삽입되고 둘레가 V-시임(19)에 의해 냉각판의 냉각면(5)에 용접된다.

Description

냉각판{COOLING PLATE}

도 1은 냉각판의 냉각면으로부터 바라 본 샤프트 오븐용 냉각판.

도 2는 도 1의 화살표 Ⅱ 방향으로 본 도 1의 냉각판의 측면도.

도 3은 도 1의 냉각판의 평면도.

도 4는 도 2의 섹션 IV에 따른 냉각판과 연결관 사이의 연결 영역을 확대 도시한 부분 단면도.

도 5는 냉각판과 연결관의 결합 전, 도 4에 따른 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 냉각판 2: 냉각판의 가열면

3: 홈 4: 돌출부

5: 냉각판의 냉각면 6: 홀

7: 유입 단부 8: 마개

9, 10: 연결관 11: 슬리브

12: 냉각매체 유입부 13: 냉각매체 배출부

14: 단부 15: 플랜지

16, 18: 챔퍼 17: 리세스

19: 용접 시임 20, 23: 나사선 홀

21: 단부면 22: 아이

24: 고정 나사 25: 오목한 전이 영역

D: 재료 두께 T: 깊이

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 샤프트 오븐용 구리 또는 구리 합금 냉각판에 관한 것이다.

이러한 냉각판은 유럽 특허 EP 0 951 371 B1에 알려져 있다. 냉각판 내에는 냉각 매체, 특히 물을 수용하기 위한 다수의 홀들이 제공되어 있다. 상기 홀들은 냉각판의 냉각면에 용접된 연결관을 통해 냉각매체 유입부 및 냉각매체 배출부에 연결되어 있다. 연결관의 내부 횡단면은 통상적으로 홀의 직경에 맞춰져 있다. 연결관을 냉각판에 고정하는 것은 일반적으로 연결관의 외경에 맞춰진 작은 깊이의 리세스가 냉각판 냉각면에 형성됨으로써 이루어지며, 이때 상기 연결관의 냉각판측 단부가 상기 리세스 내로 삽입된 다음, 연결관이 필릿 용접에 의해 냉각판에 결합된다. 이 경우, 연결관의 냉각판측 단부의 특별한 가공은 이루어지지 않는다. 냉각 매체의 보다 나은 흐름을 보장하기 위해, 대개 연결관의 내부면 만이 챔퍼링된다.

연결관이 구리 또는 구리 합금으로 이루어지면, 강으로 이루어진 냉각매체 유입부 및 냉각매체 배출부에 연결된 연결관이 냉각판과 간격을 두고 강 슬리브를 구비한다. 합금 또는 구리 합금으로 이루어진 연결관에서 강 슬리브는 샤프트 오븐 재킷과의 기밀 방식 용접을 형성하기 위해 필요하다. 이로 인해 그리고 강 연결관의 사용 시에도 냉각판을 샤프트 오븐에 조립할 때 구리가 용접되지 않아도 된다. 구리의 용접은 기술적으로 매우 복잡하고 많은 에러의 위험을 수반한다.

다른 문제점은 공지된 경우 특히 구리 용접 시임에서 예컨대, 염료 침투 테스트를 이용한 필릿 용접의 테스트가 기술적으로 가능하기는 하지만, 많은 비용을 필요로 한다.

한 측면에서 연결관이 냉각판에 용접되어야 하고 다른 측면에서는 연결관과 샤프트 오븐 재킷 사이에 기밀 방식의 결합이, 특히 용접에 의해 이루어져야 하기 때문에, 냉각판의 열 팽창으로 인해 냉각판과 연결관 사이의 용접 시임에 응력이 나타난다.

본 발명의 과제는 상기 선행 기술을 기초로, 냉각판과 연결관 사이의 결합의 내구성이 발생한 응력의 보다 양호한 수용 및 전달에 의해 증가되는, 샤프트 오븐용 구리 또는 구리합금 냉각판을 제공하는 것이다.

상기 과제는 청구항 1에 제시된 특징에 의해 해결된다.

연결관은 그것이 구리 또는 구리 합금, 강 또는 이들 재료의 조합으로 이루어지는 것과는 무관하게, 그것의 냉각판측 단부에 방사방향으로 돌출한 플랜지를 갖는다. 상기 플랜지는 냉각판 냉각면상에 제공된 작은 깊이의 리세스 내로 압입 된 다음, 그 둘레가 냉각판 냉각면에 용접된다. 이로 인해, 용접 시임이 최대 응력이 발생하는 영역에 놓이지 않는다. 종래의 용접 방법, 마찰-교반 용접(friction-stirring welding), 전자빔 용접 또는 레이저 용접이 사용될 수 있다.

필릿 용접 보다 훨씬 더 간단히 용접되는, 플랜지와 냉각판 냉각면 사이의 V 시임을 용접하기 위해, 청구항 2의 특징에 따라, 연결관에 있는 플랜지의 외주에 그리고 냉각판 냉각면 내의 리세스의 내주에 챔퍼가 제공된다. 이로 인해, 거의 이상적인 용접 시임이 준비되고, V-시임에 의해 결합의 내구성이 증가된다.

상기 플랜지가 관의 직경 감소에 의해 형성될 수 있음에도 불구하고, 이것 보다 바람직한 해결책은 청구항 3의 특징에 따라 상기 플랜지가 연결관의 냉각판측 단부의 비이딩에 의해 형성되는 것이다. 이러한 비이딩은 구리 또는 구리 합금 또는 강으로 이루어진 연결관에서 문제없이 이루어질 수 있다. 비교적 얇은 벽의 연결관이 사용될 수 있다.

청구항 4에 따라 연결관이 오목한 전이 영역에서 플랜지로 예컨대 피이닝(peening)에 의해 블라스팅되면, 플랜지 영역에서 연결관의 강도 값이 더욱 상승될 수 있다.

청구항 5의 특징에 따라 냉각판 내의 각각의 홀은 연결관을 통해 냉각 매체 유입부 및 냉각 매체 배출부에 연결될 수 있다.

실제로 종종 냉각판 내의 타원형 홀과 연결관의 연결 또는 냉각판 내의 2개 이상의, 직경이 작은 홀들과 연결관의 연결이 요구되고, 이것은 연결관과 홀들의 최대한의 중첩을 요구한다는 사실을 고려해서, 본 발명에서는 청구항 6에 따라 2개 이상의 서로 나란히 놓인 홀들이 각각 하나의 연결관을 통해 냉각매체 유입부 및 냉각매체 배출부에 연결된다.

이것과 관련해서, 청구항 7에 따라 연결관의 냉각판측 단부가 타원형으로 형성되는 것이 바람직하다. 이 실시예는 냉각판 내의 홀들이 타원형으로 형성되거나(그 제조와 무관하게) 또는 2개 이상의, 직경이 작은 홀들이 연결관과 결합되는 경우 바람직하다.

청구항 8의 특징에 따라 구리 또는 구리 합금으로 이루어진 연결관이 플랜지와 간격을 두고 강으로 이루어진 슬리브를 갖는 것이 특히 바람직하다. 강 슬리브의 사용에 의해, 냉각판의 조립시 설치 지점에 구리가 용접될 필요가 없다.

청구항 9에 따라 연결관이 강 또는 강 합금으로 이루어지면, 연결관에 있는 챔퍼 및/또는 리세스 내의 챔퍼가 니켈로 코팅되는 것이 바람직하다.

또 다른 실시예는 청구항 10에 제시된다. 그에 따르면, 연결관이 용접된 플랜지를 갖는다. 플랜지 및 연결관은 동일한 재료로 이루어질 수 있다. 그러나, 플랜지와 연결관이 다른 재료로 형성되는 것도 가능하다. 따라서, 예컨대 플랜지는 구리 합금으로 이루어지고, 연결관은 강 합금으로 이루어질 수 있다.

플랜지가 강 합금으로 형성되며 챔퍼를 가지면, 플랜지에 있는 챔퍼 및/또는 냉각판 냉각면에 있는 리세스 내의 챔퍼가 니켈로 코팅되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고로 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 5에는 샤프트 오븐용 구리 합금 냉각판(1)이 도시되어 있다. 냉각판(1)은 그 가열면(2)에 교대로 홈(3)과 돌출부(4)를 갖는다. 냉각판의 냉각 면(5) 상에는 냉각판(1)이 평평하게 형성되어 있다.

냉각판(1)에는 다수의 홀(6)이 긴 홀로서 제공되고, 상기 홀은 냉각 매체, 특히 물의 수용을 위해 사용된다. 긴 홀로서 형성된 홀(6)은 유입 단부(7)에 마개(8)를 갖는다.

홀(6)들은 개별적으로 또는 그룹별로(상응하게 감소된 직경으로) 연결관(9, 10)에 연결될 수 있다. 도 1 내지 도 5에서 각각의 홀은 냉각 매체가 통하도록 연결관(9, 10)에 연결된다. 물론, 연결관(9, 10)의 영역에 작은 직경의 홀(6)이 그룹별로 통합되고(2개 내지 4개의 홀(6)) 상기 홀(6)들이 직접 연결부를 통해 또는 경사 홀을 통해 연결관(9, 10)에 연결되는 것도 가능하다.

실시예에서, 강으로 이루어진 냉각매체 유입부(12)와 냉각 매체 배출부(13)와 결합된 연결관(9, 10)은 구리 합금으로 이루어진다. 상기 연결관(9, 10)은 둘레면에 강으로 된 슬리브(11)를 구비하며, 상기 슬리브(11)는 샤프트 오븐 재킷에 기밀 방식으로 용접된다.

도 4 및 도 5에 상세히 나타나는 바와 같이, 연결관(9)[따라서 연결관(10)도]은 냉각판측 단부(14)에 플랜지(15)를 구비하며, 상기 플랜지(15)는 비이딩에 의해 형성된다. 플랜지(15)는 외주에 챔퍼(16)를 갖는다. 오목한 전이 영역(25)은 피이닝(peening)된다.

냉각판(1) 내의 홀(6)의 영역에서 또는 한 그룹의 홀(6)의 영역에서 냉각판의 냉각면(5)에 리세스(17)가 형성된다(도 5). 리세스(17)의 깊이(T)는 홀(6)과 냉각판 냉각면(5) 사이의 재료 두께(D) 보다 작다. 리세스(17)는 내주에 챔퍼(18) 를 갖는다.

도 5에 따라 연결관(9)이 리세스(17)내로 삽입되면, 연결관(9)의 플랜지(15)의 외주(16)와 리세스(17)의 내주(18) 사이에는 V형 틈새가 형성되며, 상기 틈새는 이상적인 방식으로 도 4에 따라 V형 용접 시임(19)을 배치하기 위해 사용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 도 1 내지 도 5에 따라 상단부와 하단부에 있는 각각의 홀(6)들은 연결관(9, 10)에 결합될 수 있다. 물론, 2개 이상의, 직경이 작은 홀(6)들 또는 타원형 채널들이 연결관(9, 10)에 결합될 수도 있다.

냉각판(1)의 취급을 위해, 아이(22)가 상부 단부면(21)내의 나사선 홀(20)내로 조여질 수 있다.

또한, 냉각판 냉각면(5)상에 나사선 홀(23)이 제공되고, 상기 나사선 홀 내로 고정 나사(24)가 조여질 수 있다.

본 발명에 따른 샤프트 오븐용 구리 또는 구리합금 냉각판은 이 냉각판과 연결관 사이의 결합의 내구성이 발생한 응력의 보다 양호한 수용 및 전달에 의해 증가된다.

Claims

냉각 매체를 수용하기 위한 다수의 홀(6)이 제공되며, 상기 홀들은 냉각판 냉각면(5)에 용접된 연결관(9, 10)을 통해 냉각 매체 유입부(12) 및 냉각 매체 배출부(13)에 연결되어 있는, 샤프트 오븐용 구리 또는 구리 합금 냉각판에 있어서,

상기 연결관(9, 10)이 냉각판측 단부(14)에 플랜지(15)를 가지며, 상기 플랜지(15)가 상기 냉각판 냉각면(5)의 리세스(17)내로 삽입되고, 상기 플랜지(15)의 둘레가 냉각판 냉각면(5)에 용접되는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제1항에 있어서, 상기 연결관(9, 10)에 있는 상기 플랜지(15)는 외주에 그리고 상기 냉각판 냉각면(5)에 있는 상기 리세스(17)는 내주에 챔퍼(16, 18)를 갖는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연결관(9, 10)에 있는 상기 플랜지(15)는 상기 연결관(9, 10)의 냉각판측 단부(14)의 비이딩에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제3항에 있어서, 상기 연결관(9, 10)은 오목한 전이 영역(25)에서 플랜지(15)로 블라스팅되는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀(6)들은 각각 상기 연결관(9, 10)을 통해 냉각 매체 유입부(12) 또는 냉각 매체 배출부(13)에 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 2개 이상의 서로 나란히 놓인 상기 홀(6)들은 각각 하나의 상기 연결관(9, 10)을 통해 상기 냉각 매체 유입부(12) 또는 상기 냉각 매체 배출부(13)에 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결관(9, 10)의 냉각판측 단부(14)는 타원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 구리 또는 구리 합금으로 이루어진 상기 연결관(9, 10)은 상기 플랜지(15)와 간격을 두고 강으로 된 슬리브(11)를 갖는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결관(9, 10)이 강 또는 강 합금으로 이루어지는 경우 상기 연결관(9, 10)에 있는 상기 챔퍼(16) 및/또는 상기 리세스(17)내에 있는 상기 챔퍼(18)는 니켈로 코팅되는 것을 특징으로 하는 냉각판.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결관(9, 10)은 용접된 플랜지(15)를 갖는 것을 특징으로 하는 냉각판.