KR20090123707A - 고압가스용기의 자동담금질장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 튜브형 고압가스용기의 담금질(Quenching) 처리를 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉각수가 저장된 냉각조의 상부측에 타워프레임을 수직 방향으로 설치하고, 상기 타워프레임의 내부에는 담금질프레임을 승하강 가능하게 설치하며, 상기 담금질프레임의 개구된 하부측에는 고압가스용기를 수납하는 용기수납프레임이 수평 상태로부터 직립 상태로의 전도(顚倒)가 가능하게 설치되도록 함으로서, 담금질로(소입로)에서 가열 및 이송된 고압가스용기를 냉각수에 수직 방향으로 침지(沈漬)시켜 용기의 내부로 냉각수가 유입되지 않도록 하며, 이로 인하여 고압가스용기의 담금질 처리과정에서 용기의 치수 및 물성치의 변화가 거의 발생하지 않도록 함은 물론, 용기의 내부로 유입된 냉각수의 배출처리와 같은 불필요한 공정을 배제토록 함으로서, 고압가스용기 제품의 품질향상과 원가절감에 기여할 수 있도록 한 고압가스용기의 자동담금질장치에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 냉각수(5a)가 저장된 냉각조(5)의 상부에는 타워프레임(2)이 수직 방향으로 설치되고, 상기 타워프레임(2)의 내부에는 타워프레임(2)을 따라 승하강되는 담금질프레임(3)이 삽입 설치되고, 상기 담금질프레임(3)의 하부 내측에는 고압가스용기(8)를 수납시키는 롤러컨베이어(7)가 구비된 용기수납프레임(4)이 수평 방향으로 설치되고, 상기 용기수납프레임(4)은 담금질프레임(3)을 따라 전방측 방향을 향하여 90°각도로 직립 가능하게 설치되며, 상기 타워프레임(2)의 외측면에는 담금질프레임(3)의 승하강 작동을 위한 승하강기구(20)가 설치 되고, 상기 담금질프레임(3)에는 용기수납프레임(4)을 직립시키기 위한 전도기구(顚倒機構)(30)가 용기수납프레임(4)과 연계되도록 설치되고, 상기 용기수납프레임(4)에는 고압가스용기(8)를 지지하여 용기수납프레임(4)의 직립시 고압가스용기(8)의 이탈을 방지하는 용기지지구(40)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

고압가스용기, 열처리, 담금질(Quenching), 뜨임(Tempering)

Description

고압가스용기의 자동담금질장치{Automatic quenching machine for high pressure gas container}

본 발명은 튜브형 고압가스용기의 담금질 처리를 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 담금질로(소입로)에서 가열 및 이송된 고압가스용기를 냉각수에 수직 방향으로 침지(沈漬)시켜 용기의 내부로 냉각수가 유입되지 않도록 하며, 이로 인하여 고압가스용기의 담금질 처리과정에서 용기의 치수 및 물성치의 변화가 거의 발생하지 않도록 함은 물론, 용기의 내부로 유입된 냉각수의 배출처리와 같은 불필요한 공정을 배제토록 함으로서, 고압가스용기 제품의 품질향상과 원가절감에 기여할 수 있도록 한 고압가스용기의 자동담금질장치에 관한 것이다.

일반적으로 고압가스용기는 소정의 두께를 가지는 금속제 튜브(Metal tube)를 일정 길이만큼 절단시켜 튜브형 금속모재를 제조한 다음, 이 금속모재의 일측 단부는 가열 및 봉합시키는 한편, 그 타측 단부에는 가스의 주입과 배출을 위한 각종 밸브기구 등이 설치되는 넥크(Neck: 용기의 목부위)가 형성되도록 하는 공정과정을 거쳐 제조된다.

상기와 같이 제조된 고압가스용기는 그 내부에 각종 가스성분이 고압으로 압 축 저장되므로, 용기의 몸통을 이루는 금속제 튜브에 우수한 기계적 강도와 인성을 부여할 수 있도록 열처리를 행하게 되는 바, 상기 열처리의 순서는 고압가스용기를 담금질로(소입로)의 내부로 장입시켜 담금질 온도까지 가열시킨 다음, 이를 냉각수에 침지시켜 담금질(Quenching) 처리를 수행하며, 담금질 처리가 완료된 고압가스용기를 템퍼링로(소둔로)의 내부로 장입시켜 뜨임(Tempering) 처리를 행하는 과정으로 이루어진다.

상기와 같은 방식으로 담금질 처리와 뜨임 처리를 순차적으로 수행하게 되면, 용기의 몸통을 이루는 금속제 튜브에 우수한 기계적 강도 및 인성이 동시에 부여됨으로서, 용기의 내부에 압축 저장되는 가스의 압력을 안전하게 지지할 수 있게 되는 바, 종래의 경우에는 담금질로(소입로)에서 가열 및 이송되는 고압가스용기가 수평 방향으로 뉘어진 상태에서 냉각조의 냉각수로 침지되도록 하는 수평장입설비에 의한 담금질 처리가 이루어져 왔다.

그러나, 상기와 같은 종래의 수평장입설비에 의하여 고압가스용기를 담금질 처리하게 되면, 담금질 처리과정에서 고압가스용기의 치수(지원도, 지름, 찌그러짐 등)나 물성치의 변화가 다소 크게 되는 문제점이 발생하게 되는 바, 이는 고압가스용기의 넥크에 형성된 주입구를 통하여 냉각수가 용기의 내부로 유입됨으로서, 용기의 외측면과 내측면에 걸쳐 균일한 온도구배의 냉각이 이루어지지 못하는 요인과 함께, 용기의 주된 변형이 발생하는 길이 방향을 따라 용기의 변형을 억제할 수 있는 하중이 제공되지 못하는 요인을 들 수 있다.

상기와 같은 요인으로 인하여, 종래의 수평장입설비로서 고압가스용기를 담 금질 처리하게 되면, 고압가스용기의 길이 방향을 따라 휘어짐 또는 뒤틀림이 발생하거나, 고압가스용기의 내,외측 표면에 집중응력이 작용하는 불균일면이 형성되거나, 고압가스용기의 길이 방향에 걸쳐 두께가 일정하지 않는 등의 문제점이 발생하였으며, 이로 인하여 고압가스용기 제품의 품질이 저하됨에 따라 제품의 대외경쟁력이 실추되는 문제점이 있었다.

또한, 담금질 처리과정에서 고압가스용기의 내부로 다량의 냉각수가 유입됨에 따라, 담금질 처리가 이루어진 고압가스용기의 전체적인 하중이 냉각수에 의하여 매우 무겁게 되는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 담금질 처리가 이루어진 고압가스용기를 냉각조로부터 꺼내는 작업시 많은 동력이 소모됨은 물론, 고압가스용기에 저장된 냉각수를 배출시키는 불필요한 작업을 추가적으로 거쳐야 함으로서, 고압가스용기의 담금질 처리에 많은 시간과 비용이 소요되어 제품의 원가상승을 유발시키는 문제점이 있었다.

이와 더불어, 고압가스용기의 담금질 처리를 위하여 고압가스용기를 냉각수속으로 침지시키게 되면, 고압가스용기의 표면에 무수히 많은 기포가 발생하여 고압가스용기의 신속한 냉각을 방해하게 되는 바, 종래의 경우에는 이러한 기포의 제거를 위하여 고압가스용기측으로 냉각수가 분사되도록 하는 워터블로워(Water blow er)를 사용하였다.

그러나, 종래의 경우와 같이 워터블로워를 사용하여 고압가스용기측으로 냉각수를 분사시키게 되면, 기포의 제거에 따른 고압가스용기의 신속한 냉각 측면에 어느 정도는 기여할 수 있었으나, 워터블로워에 의하여 분사되는 냉각수의 흐름이 멀리 전달되지 못하고 수중저항에 의하여 쉽게 소멸됨에 따라, 워터블로워와 인접하는 용기부분과 그러지 못한 부분의 냉각이 균일하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 담금질 처리과정에서 발생하는 고압가스용기의 치수나 물성치 변화를 억제하는 데 기여하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 고압가스용기의 자동담금질장치는, 담금질로(소입로)에서 가열 및 이송된 고압가스용기를 냉각수에 수직 방향으로 침지(沈漬)시켜 용기의 내부로 냉각수가 유입되지 않도록 함에 따라, 고압가스용기의 담금질 처리과정에서 용기의 치수 및 물성치의 변화가 거의 발생하지 않도록 함은 물론, 용기의 내부로 유입된 냉각수의 배출처리와 같은 불필요한 공정과 이에 따른 에너지 낭비를 배제토록 함으로서, 고압가스용기 제품의 품질향상과 원가절감에 기여할 수 있도록 하는 것을 제 1의 기술적 과제로 한다.

이와 더불어, 본 발명은 고압가스용기의 표면에 발생된 기포를 고압가스용기측으로 상승되는 와류식의 냉각수 흐름에 의하여 제거토록 함으로서, 고압가스용기의 표면에 형성된 기포를 보다 더 효율적으로 제거하여 고압가스용기의 신속한 냉각을 이루어 내도록 함은 물론, 고압가스용기의 외측면 전체에 걸쳐 냉각수의 흐름이 골고루 전달되도록 하여 고압가스용기의 균일한 냉각 또한 이루어낼 수 있도록 하며, 이로 인하여 담금질 처리과정에서 발생하는 용기의 치수나 물성치 변화를 보 다 더 최소화시킬 수 있도록 하는 것을 제 2의 기술적 과제로 한다.

마지막으로, 본 발명은 고압가스용기를 직립시켜 냉각조의 냉각수로 침지시키도록 하는 장치의 작동이 보다 더 정확하고 효과적으로 수행되도록 주변기구의 설치구조를 최적화시킴으로서, 자동담금질장치의 기능성 향상과 신속한 담금질 처리 및 자동화된 열처리가 가능하도록 하며, 담금질 처리과정에서 냉각조의 하단부로 침강되는 스케일(금속가루)의 배출 또한 냉각수의 손실이 거의 발생하지 않는 조건하에서 마그네트(Magnet)식 칩컨베이어에 의하여 자동적으로 수행되도록 하는 것을 제 3의 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 튜브형 고압가스용기의 담금질처리를 위한 장치에 있어서, 냉각수가 저장된 냉각조의 상부에는 타워프레임이 수직 방향으로 설치되고, 상기 타워프레임의 내부에는 타워프레임을 따라 승하강되는 담금질프레임이 삽입 설치되고, 상기 담금질프레임의 하부 내측에는 고압가스용기를 수납시키는 롤러컨베이어가 구비된 용기수납프레임이 수평 방향으로 설치되고, 상기 용기수납프레임은 담금질프레임을 따라 전방측 방향을 향하여 90°각도로 직립 가능하게 설치되며, 상기 타워프레임의 외측면에는 담금질프레임의 승하강 작동을 위하여 승하강실린더와 승하강체인 및 체인롤러로 구성된 승하강기구가 설치되고, 상기 담금질프레임에는 용기수납프레임을 직립시키기 위하여 전도모터와 전도스프라켓 및 전도체인으로 구성된 전도기구가 용기수납프레임과 연계되도록 설치되고, 상기 용기수납프레임에는 고압가스용기를 전,후방측에서 지지하 여 고압가스용기의 이탈을 방지할 수 있도록, 체인모터에 의하여 가동되는 리어지그와 지그실린더에 의하여 가동되는 헤드지그로 구성된 용기지지구가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각조는 하부측으로 갈수록 그 폭이 좁아지는 싸이클론 형상을 가지며, 상기 냉각조의 하단에 형성된 스케일배출구와 연결되어 냉각수의 수면 외부로 연장되는 컨베이어터널의 내부에는 칩컨베이어가 설치되고, 상기 칩컨베이어는 스케일배출구의 직하방과 컨베이어터널의 출구측에 각각 위치하는 컨베이어롤러와, 상기 컨베이어롤러를 따라 감겨지도록 설치되는 마그네트 컨베이어와, 상기 컨베이어터널의 출구측에서 컨베이어롤러를 회전시키는 구동모터와, 상기 마그네트 컨베이어의 상부측에 설치되는 칩이송대와, 상기 컨베이어터널의 출구측에 해당하는 칩이송대에 형성된 스케일 낙하용 비자성체부로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 냉각조의 전방 내측에는 냉각수에 침지된 고압가스용기의 표면으로부터 기포를 제거하는 기포제거기가 설치되며, 상기 기포제거기는 냉각수에 잠긴 상태로 회전하는 와류발생용 프로펠러와, 상기 프로펠러가 입구 내측으로 삽입되고 그 출구측이 고압가스용기의 하방에 위치하도록 냉각조의 내벽에 고정 설치되는 와류터널로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 고압가스용기의 내부로 냉각수가 유입되지 않는 조건하에서 담금질로(소입로)에서 가열 및 이송된 고압가스용기를 직립시켜 냉각수에 의한 고압가스용기의 담금질 처리를 수행토록 함으로서, 담금질 처리가 이루어진 고압가스용기의 치수와 물성치 변화를 최소화시키는 효과가 있으며, 이로 인하여 고압가스용기 제품의 품질을 향상시켜 제품의 대외경쟁력을 확보할 수 있도록 하는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 담금질 처리과정에서 고압가스용기의 내부로 냉각수가 유입되지 않기 때문에, 담금질 처리가 이루어진 고압가스용기를 담금질프레임과 함께 냉각조로부터 들어올리는 과정에서 냉각수의 무게에 따른 불필요한 동력낭비를 방지할 수 있음은 물론, 고압가스용기에 유입된 냉각수를 배출시키는 불필요한 작업을 제거시키도록 하는 효과가 있으며, 이로 인하여 고압가스용기의 담금질 처리에 소요되는 시간과 비용을 단축 및 절감시켜 고압가스용기 제품의 원가상승을 방지하는 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 담금질 처리과정에서 프로펠러의 회전에 따라 발생하는 와류식 흐름이 와류터널을 거쳐 고압가스용기의 하부측으로 분출되도록 함으로서, 고압가스용기의 하부측으로부터 그 상단측에 이르기까지 냉각수의 흐름이 와류식으로 신속하게 전달되도록 함은 물론, 이 과정에서 고압가스용기의 표면에 형성된 기포가 효율적으로 제거되도록 하는 효과가 있으며, 이로 인하여 고압가스용기의 신속하고 균일한 냉각이 수행됨에 따라 담금질 처리가 이루어진 고압가스용기의 품질 향상에 보다 더 크게 기여하는 효과가 있다.

이와 더불어, 고압가스용기를 직립시켜 냉각조의 냉각수로 침지시키도록 하는 장치의 작동이 보다 더 정확하고 효과적으로 수행되도록 주변기구의 설치구조를 최적화시킴으로서, 자동담금질장치의 기능성 향상과 신속한 담금질 처리 및 자동화 된 열처리가 가능하게 되는 효과가 있으며, 담금질 처리과정에서 냉각조의 하단부로 침강되는 스케일(금속가루)의 배출 또한 냉각수의 손실이 거의 발생하지 않는 조건하에서 마그네트(Magnet)식 칩컨베이어에 의하여 자동적으로 수행되도록 하는 등의 매우 유용한 효과를 가지는 것이다.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 의한 고압가스용기의 자동담금질장치를 이루는 전체적인 구성요소로서 도 1 내지 도 5에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 냉각수(5a)가 저장된 냉각조(5)의 상부에 타워프레임(2)이 수직 방향으로 설치되고, 상기 타워프레임(2)의 내부에는 타워프레임(2)을 따라 승하강되는 담금질프레임(3)이 삽입 설치되며, 상기 담금질프레임(3)의 하부 내측에는 고압가스용기(8)가 롤러컨베이어(7)를 따라 삽입되는 용기수납프레임(4)이 수평 방향으로 설치되어 있다.

상기 타워프레임(2)과 담금질프레임(3) 및 용기수납프레임(4)은 H형강이나 L형강 또는 工형강 등과 같은 형강 소재를 사용하여 육면체 골조 형상으로 견고하게 조립하여 설치하는 것이 가장 바람직하며, 도 1과 도 2에서 상기 담금질프레임(3)은 좌,우측 프레임상에 고정 설치된 승하강롤러(3a)가 타워프레임(2)의 내측에 구비된 레일포스트(25)의 가이드레일(25a)을 따라 승하강되는 것으로 도시되어 있는 바, 이러한 롤러식 승하강 구조 이외에도 요철(凹凸) 형상으로 맞물리는 레일식 승하강 구조가 적용될 수 있다.

또한, 상기 용기수납프레임(4)은 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 담금질프레임(3)의 전,후방측을 향하여 소정의 길이만큼 돌출되도록 담금질프레임(3)의 하부 내측에 수평 방향으로 삽입 설치되는 한편, 담금질프레임(3)을 따라 도면상 전방측 방향을 향하여 90°각도로 직립 가능하게 설치되는 것으로서, 이를 위하여 용기수납프레임(4)의 직하방에 해당하는 담금질프레임(3)의 바닥부는 별도의 프레임 구조가 존재하지 아니하는 개구부로 형성된다.

또한, 도 2와 도 4에 도시된 바와 같이 상기 용기수납프레임(4)의 바닥부에는 담금질로(소입로)로부터 유입컨베이어(9)를 따라 이송되는 고압가스용기(8)를 용기수납프레임(4)의 내부로 유입시키는 동시에, 담금질 처리가 이루어진 고압가스용기(8)를 템퍼링로(소둔로)측으로 연장되는 배출컨베이어(10)를 따라 자동담금질장치(1)의 외부로 배출시키도록 하는 롤러컨베이어(7)가 설치되어 있다.

상기 롤러컨베이어(7)는 용기수납프레임(4)의 바닥부 전방측에 고정 설치되는 이송모터(70)의 작동에 따라, 고압가스용기(8)의 지지롤러(72)가 고정 설치된 각각의 구동축(71)이 회전하는 공지의 이송장치로서, 상기 이송모터(70)와 각각의 구동축(71)을 연결하는 구동부(73)에는 벨트와 풀리 또는 체인과 스프라켓 또는 기어와 같은 동력전달수단이 설치된다.

그리고, 본 발명에 의한 자동담금질장치(1)의 작동을 위하여, 상기 타워프레임(2)의 외측면에는 담금질프레임(3)의 승하강 작동을 위한 승하강기구(20)가 설치되고, 상기 담금질프레임(3)에는 용기수납프레임(4)을 직립시키기 위한 전도기구(顚倒機構)(30)가 용기수납프레임(4)과 연계되도록 설치되고, 상기 용기수납프레 임(4)에는 고압가스용기(8)를 지지하여 용기수납프레임(4)의 직립시 고압가스용기(8)의 이탈을 방지하는 용기지지구(40)가 설치된다.

상기 승하강기구(20)는 통상적인 엘리베이터 구조에 적용되는 것과 같이 담금질프레임(3)을 케이지(Cage) 또는 카(Car)로 하는 권양기(捲揚機)와 밸런스웨이트 및 와이어로프로 이루어지는 구조물이 될 수도 있고, 유압실린더의 피스톤로드 자체를 승하강수단으로 하여 타워프레임(2)에 적용시킬 수도 있으며, 감속기를 구비하는 대형모터의 출력축에 나선식 권회구조를 가지는 스풀을 장착시켜 담금질프레임(3)과 연결된 와이어로프 등을 직접 감아들이거나 풀어내도록 한 것일 수도 있다.

그리고, 상기 전도기구(30) 또한 마찬가지로 구동모터와 와이어로프 등에 의한 인양방식을 적용시킬 수도 있고, 담금질프레임(3)의 외측부에 2개의 유압실린더를 수평 및 수직 방향으로 설치하는 한편, 용기수납프레임(4)이 유압실린더의 피스톤로드와 링크식으로 연결되도록 하여, 용기수납케이스(4)를 유압실린더로 직립시킬 수도 있으며, 용기수납케이스(4)의 회전중심부에 감속기를 구비하는 대형모터의 출력축을 연결시켜 용기수납케이스(4)의 전도작업을 수행토록 할 수도 있다.

이와 더불어, 상기 용기지지구(40) 역시 마찬가지로 담금질 처리를 수행하기 위한 자동담금질장치(1)의 작동 과정에서 고압가스용기(8)가 용기수납케이스(4) 내부의 정위치에서 요동없이 안전하게 지지될 수 있도록 한 것이라면, 각종 산업분야에 걸쳐 널리 사용되는 것으로서 모터의 동력을 이용한 기계식 지그(Jig)나 유압실린더에 의한 유압식 지그 또는 영구자석이나 전자석을 이용한 마그네트식 지그 등 이 적용될 수 있음은 물론이다.

그러나, 본 발명의 자동담금질장치(1)를 이루는 각각의 프레임(2)(3)(4) 구조에 맞추어 자동담금질장치(1)의 작동이 보다 더 정확하고 효율적으로 수행될 수 있도록 주변기기 즉, 승하강기구(20)와 전도기구(30) 및 용기지지구(40)의 설치구조를 최적화시키는 것이 가장 바람직하다고 볼 수 있으며, 이러한 관점에 입각하여 해당 프레임상에 설치된 주변기기의 설치구조를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 타워프레임(2)에 설치되는 승하강기구(20)는 도 1과 도 2 및 도 5에 보다 상세하게 도시되어 있는 바와 같이, 타워프레임(2)의 일측 외부면에 수직 방향으로 하향 설치되는 승하강실린더(21)와, 상기 승하강실린더(21)의 피스톤로드(21a) 선단 및 타워프레임(2)의 일측 상단 모서리와 타워프레임(2)의 상부면 중앙에서 회전 가능하게 설치되는 체인롤러(23)와, 상기 타워프레임(2)의 일측 외부면에 고정된 체인브라켓(22)으로부터 각각의 체인롤러(23)를 거쳐 담금질프레임(3)의 상단 중앙부와 연결 설치되는 승하강체인(24)으로 이루어진다.

또한, 담금질프레임(3)의 승하강작동에 따른 승하강실린더(21)의 부하를 덜어줄 수 있도록, 상기 타워프레임(2)의 타측 외부면에서 타워프레임(2)을 따라 승하강하는 밸런스웨이트(26)와, 타워프레임(2)의 타측 상단 모서리와 타워프레임(2)의 상부면 중앙에서 회전 가능하게 설치되는 체인롤러(23)와, 상기 밸런스웨이트(26)로부터 각각의 체인롤러(23)를 거쳐 담금질프레임(3)의 상단 중앙부와 연결 설치되는 밸런스체인(28)로 이루어지는 밸런스(Balance)수단이 추가로 설치되는 바, 상기 밸런스웨이트(26)는 승하강롤러(27a)에 의하여 타워프레임(2)을 따라 승하강하는 롤러대(27)상에 고정 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 밸런스수단을 포함하는 승하강기구(20)에 있어, 타워프레임(2)의 상부면 중앙에 위치하는 체인롤러(23)의 배치는 도 5에 도시된 바와 같이, 승하강실린더(21)로부터 연장되는 하나의 승하강체인(24)이 타워프레임(2)의 상부면 중앙에 위치하는 하나의 체인롤러(23)를 거쳐 도면상 도시가 생략된 담금질프레임(3)과 연결 설치되고, 밸런스웨이트(26)로부터 연장되는 한 쌍의 밸런스체인(28)이 타워프레임(2)의 상부면 중앙에 위치하는 2개의 체인롤러(23)를 거쳐 도면상 도시가 생략된 담금질프레임(3)과 연결 설치되도록 이루어진다.

상기 승하강기구(20)에 있어, 승하강체인(24)과 밸런스체인(28) 및 각각의 체인롤러(23)는 와이어로프 및 로프휠로 대체될 수 있음은 물론이고, 각각의 체인롤러(23)는 타워프레임(2)에 고정 설치되는 베어링지지대(23a)의 사이에 롤러축이 삽입되어 승하강체인(24) 및 밸런스체인(28)의 이동을 원활하게 안내할 수 있도록 이루어지며, 체인롤러(23)의 설치갯수와 위치는 도면에 도시된 실시예의 형태로 한정되지 않고, 담금질프레임(3)의 하중을 지지하는 동시에 각각의 체인(24)(28)이 타워프레임(2)과 접촉되지 않도록 하는 범위내에서 조정이 가능함을 밝혀두는 바이다.

그리고, 담금질프레임(3)에 설치되는 상기 전도기구(30)는 도 2와 도 4 및 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 담금질프레임(3)의 전방 상단측에 설치되어 전도모터(31)의 동력을 전달받아 회전하는 전도스프라켓(32)과, 상기 담금질프레임(3)의 후방 상,하단부측에 회전 가능하게 설치되는 전도스프라켓(32)과, 상기 담금질프레임(3)의 전방측 프레임을 따라 승하강되도록 설치되는 링크롤러(34)와, 상기 담금질프레임(3)의 바닥부 프레임을 따라 전,후 방향으로 이동되도록 설치되는 전도롤러(37)와, 상기 링크롤러(34)로부터 각각의 전도스프라켓(32)을 거쳐 전도롤러(37)와 연결 설치되는 전도체인(33)으로 이루어진다.

상기 전도스프라켓(32)은 담금질프레임(3)의 전,후방 상단측과 후방 하단측에 걸쳐 각각 2개씩 설치함으로서, 용기수납프레임(4)의 전도작업에 따른 경로와 하중을 안정적으로 지지토록 하는 것이 바람직하고, 담금질프레임(3)의 전방 상단측에 위치하는 한 쌍의 전도스프라켓(32)은 전도모터(31)의 동력을 용이하게 전달받을 수 있도록 베어링축(32a)상에 고정 설치하는 한편, 나머지 전도스프라켓(32)은 타워프레임(2)의 체인롤러(23)와 같이 베어링지지대상에 설치하는 것이 바람직하다.

도 4에서 상기 베어링축(32a)은 전도모터(31)의 구동스프라켓(31a)과 체인으로 연결 설치된 것으로 도시되어 있으나, 전도모터(31)와 베어링축(32a) 사이의 동력전달구조는 벨트 풀리와 같은 다른 수단이 될 수도 있음은 물론이고, 상기 전도스프라켓(32)과 전도체인(33)을 로프휠 및 와이어로프로 대체할 수도 있으나, 인양방식에 의한 용기수납프레임(4)의 전도작동을 보다 확실하게 보장할 수 있도록 체인과 스프라켓을 적용시키는 것이 가장 바람직하다.

아울러, 상기 전도스프라켓(32)과 전도체인(33)의 설치갯수와 위치 및 전도스프라켓(32)의 크기는 도면에 도시된 실시예의 형태로 한정되는 것이 아니고, 용 기수납프레임(4)의 전도작동에 필요한 정확한 경로를 제공하는 한편, 다수 개의 고압가스용기(8)를 포함하는 용기수납프레임(4)의 하중을 안전하게 분산 지지토록 하면서도, 전도체인(33)이 담금질프레임(3)과 접촉되지 않도록 하는 범위내에서 조정이 가능함을 밝혀두는 바이다.

또한, 상기 전도기구(30)를 이루는 링크롤러(34)는 용기수납프레임(4)의 전도작동시 수직축을 형성하는 담금질프레임(3)의 전방 좌,우측 프레임을 따라 승하강 되는 전도요소이고, 상기 전도롤러(37)는 담금질프레임(3)의 바닥부 좌,우측에 설치되어 용기수납프레임(4)의 전도작동시 수평축을 형성하는 한 쌍의 전도레일(38)을 따라 전,후방으로 이동하는 전도요소로서, 이는 도 4 및 도 5를 중심으로 하여 보다 정확하게 파악할 수 있다.

상기와 같은 각각의 전도요소가 용기수납프레임(4)과 링크식으로 연계됨으로서 전도모터(31)에 의한 용기수납프레임(4)의 전도가 이루어지는 바, 이를 위하여 상기 링크롤러(34)를 이루는 한 쌍의 롤러 사이에는 용기수납프레임(4)의 전방 하측에서 용기수납프레임(4)과 일체로 고정된 링크대(34a)가 베어링을 개재시킨 상태로 삽입 설치되는 한편, 상기 전도롤러(37)의 롤러축(37a)(롤러와의 상대회전이 가능하게 설치된 것임)은 용기수납프레임(4)의 후방 하측면에서 용기수납프레임(4)과 일체로 고정 설치되어 있다.

이와 더불어, 상기 전도기구(30) 역시 승하강기구(20)와 마찬가지로 전도모터(31)에 의한 용기수납프레임(4)의 전도작동시 각각의 전도스프라켓(32)을 거쳐 연장되는 전도체인(33)에 텐션(Tension)을 부여함은 물론, 전도모터(31)에 가해지 는 용기수납프레임(4)의 인양부하를 덜어줄 수 있도록 하는 밸런스수단를 설치하는 것이 전도기구(30)의 작동을 보다 정확하고 안정적으로 수행하는 측면에서 보다 더 바람직하다.

상기와 같이 전도기구(30)에 설치되는 밸런스수단은 도 4에 도시된 바와 같이, 담금질프레임(3)의 상측면에 설치되는 힌지브라켓(36)과, 상기 힌지브라켓(36)상에 고정 설치되는 밸런스웨이트(35)와, 상기 힌지브라켓(36)의 선단에 설치되어 전도체인(33)의 상측면에 놓여지는 텐션롤러(36a)로 이루어지는 바, 상기 힌지브라켓(36)은 전도기구(30)에 의한 전도작동시 밸런스웨이트(35)와 함께 전도체인(33)을 따라 하방으로 각운동하게 되며, 상기 텐션롤러(36a)는 밸런스웨이트(35)의 하중을 전도체인(33)으로 전달하는 한편, 힌지브라켓(36)의 각운동을 전도체인(33)을 따라 부드럽게 안내하는 것으로서, 상기 텐션롤러(36a) 대신에 스프라켓 형상의 롤러가 사용될 수도 있다.

그리고, 상기 용기수납프레임(4)에 설치되는 용기지지구(40)는 도 2와 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 용기수납프레임(4)의 전방 상측에 고정 설치되는 체인모터(43)와, 상기 용기수납프레임(4)의 후방 상측에 고정 설치되는 체인지지대(45)와, 상기 체인모터(43)의 출력축에 고정 설치된 구동스프라켓(43a)을 체인지지대(45)의 체인지지축(49)에 고정 설치된 종동스프라켓(45a)과 연결하는 지그체인(44)으로 이루어지는 지그(Jig)의 구동수단을 기초로 한다.

이와 더불어, 상기 용기지지구(40)는 지그체인(44)의 하단부에 고정 설치되어 용기수납프레임(4)을 따라 전,후 방향으로 이동하는 지그이송대(47)와, 상기 지 그이송대(47)의 가이드빔(47b)을 따라 좌,우 방향으로 슬라이드 되도록 설치되는 지그연결봉(48)과, 상기 지그연결봉(48)의 전방측에 고정 설치되어 고압가스용기(8)의 후단부를 밀착 지지하는 리어지그(46)로 이루어지는 후방지그수단을 포함하게 된다.

상기 구동수단을 이루는 체인모터(43)와 체인지지대(45)는 그 위치가 서로 바뀌더라도 무방하나, 모터와 같은 전기부품이 냉각수(5a)로 침지되는 것은 바람직하지 못하므로 체인모터(43)를 용기수납프레임(4)의 전방측에 설치한 것이며, 지그이송대(47)의 작동을 보다 더 안정적으로 수행할 수 있도록, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 구동수단에는 한 쌍의 지그체인(44)이 적용되며, 상기 지그이송대(47)는 도면상 이송롤러(47a)의 롤러축이 되는 바, 각각의 롤러축이 하부측 지그체인(44)과 연결 고정된다.

상기와 같이 한 쌍의 지그체인(44)을 적용시킴에 따라, 체인지지대(45)의 체인지지축(49)에는 한 쌍의 종동스프라켓(45a)이 고정 설치되는 한편, 용기수납프레임(4)의 전방 상측에는 체인모터(43)에 고정되는 구동스프라켓(43a) 및 이와 마주보는 위치에 보조스프라켓(45b)이 각각 설치되어 있는 바, 이와는 달리 체인모터(43)를 용기수납프레임(4)의 중앙부에 설치하여 하나의 구동스프라켓(43a)과 종동스프라켓(45a) 및 지그체인(44)에 의하여 지그이송대(47)를 작동시키도록 할 수도 있음은 물론이다.

상기와 같은 구동수단에 의하여 용기수납프레임(4)의 내측에서 전,후 방향으로 이동하는 후방지그수단으로서, 상기 지그이송대(47)는 위에서 설명되어진 바와 같이 용기수납프레임(4)의 상부 양측 프레임을 따라 이동하는 롤러대가 되며, 그 중앙부를 따라 고정 설치된 가이드빔(47b)이 지그연결봉(48)의 상단부에 구비된 가이드튜브(48a)로 삽입됨으로서, 상기 지그연결봉(48)이 지그이송대(47)와 함께 전,후방으로 이동하게 됨은 물론, 상기 가이드빔(47b)을 따라 수평 방향으로도 슬라이드 식으로 이동할 수 있게 된다.

상기와 같은 지그연결봉(48)의 전방측에 고압가스용기(8)의 후방측을 밀착 지지하는 리어지그(Rear jig: 46)가 연결 설치되는 바, 상기 리어지그(46)는 도면상 사각 막대 형상을 가지고 있으나, 고압가스용기(8)의 수납에 따른 간섭이 발생하지 않도록 하는 범위내에서 접촉면적이 넓은 판상(板像)으로 형성시킬 수도 있으며, 지그연결봉(48)과 리어지그(46)의 사이에는 완충스프링(46a)이 개재됨으로서, 리어지그(46)와 고압가스용기(8)의 사이에서 발생하는 충격이나 소음을 완화시키도록 하였다.

또한, 상기 후방지그수단, 즉 지그연결봉(48)에 설치된 리어지그(46)의 이동경로를 제어함으로서, 고압가스용기(8)가 별도의 간섭없이 용기수납프레임(4)의 내부로 용이하게 삽입되도록 하는 한편, 상기 리어지그(46)가 고압가스용기(8)를 후방측에서 밀착 지지할 수 있도록, 상기 용기수납프레임(4)의 상단면에는 후방지그수단의 가이드레일로서 지그레일(4a)이 설치되어 있으며, 상기 지그연결봉(48)은 지그레일(4a)을 수직 방향으로 관통하여 삽입 설치된다.

상기와 같은 기능을 달성할 수 있도록, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 지그레일(4a)은 고압가스용기(8)의 유입경로 중심선을 따라 배치되도록 하되, 고압가스 용기(8)의 유입통로에 위치하는 지그레일(4a)의 후방측은, 고압가스용기(8)의 진행경로 중심선과 편심(偏心)된 위치 즉, 고압가스용기(8)의 유입통로와 어긋난 위치(도면상 우측)에 배치되도록 이루어져 있는 바, 상기 지그레일(4a)을 따라 지그연결봉(48)이 지그이송대(47) 및 리어지그(46)와 함께 이동함으로서, 고압가스용기(8)의 통로개방과 지그작동을 동시에 수행할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 용기지지구(40)로서 구동수단과 후방지그수단을 설치하는 것만으로도, 자동담금질장치(1)를 이용한 고압가스용기(8)의 담금질 처리시 90°각도로 직립된 용기수납프레임(4)의 하부측(입구측)으로 고압가스용기(8)가 이탈되지 않도록 할 수 있으나, 고압가스용기(8)가 용기수납프레임(4) 내부의 정위치에서 요동없이 보다 더 안정적이고 견고하게 지지될 수 있도록, 용기수납프레임(4)의 전방측에도 용기지지구(40)로서의 전방지그수단을 설치하는 것이 가장 바람직하다.

상기와 같이 용기지지구(40)로서의 전방지그수단은, 도 2와 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 용기수납프레임(4)의 전방 상단측에 고정 설치되는 지그실린더(41)와, 상기 지그실린더(41)의 피스톤로드(41a)와 링크식으로 연결 설치되는 지그축(42a)과, 상기 지그축(42a)을 따라 고정 설치되어 넥크(8a)가 형성된 고압가스용기(8)의 선단면을 지지하는 헤드지그(42)로 이루어진다.

상기 지그실린더(41)는 브라켓과 같은 고정수단에 의하여 용기수납프레임(4)과 일체로 고정 설치되고, 상기 지그축(42a)은 베어링케이스와 같은 회전지지수단을 사용하여 용기수납프레임(4)의 전방 내측을 따라 가로지게 설치되고, 상기 지그축(42a)과 피스톤로드(41a)는 지그링크(42b)에 의하여 연결 설치되는 바, 상기 지 그링크(42b)의 일단은 지그축(42a)상에 고정 설치되는 한편, 지그링크(42b)의 타단은 피스톤로드(41a)와 상대운동이 가능하도록 연결 설치된다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 지그실린더(41)의 가동에 따른 피스톤로드(41a)의 출몰작동에 따라, 상기 헤드지그(42)가 가상선으로 표시된 최초의 개방지점 및 실선으로 표시된 용기지지점의 사이에서 지그축(42a)을 중심으로 왕복 각운동할 수 있게 되며, 도면상 상기 헤드지그(42)는 고압가스용기(8)의 넥크(8a) 양측에 위치하는 2개의 봉으로 형성되어 지그축(42a)과 연결 설치되어 있다.

그러나, 상기 헤드지그(42)는 도면에 도시된 실시예의 형태로 한정되는 것이 아니고, 상기 리어지그(46)와 함께 고압가스용기(8)를 요동없이 견고하게 지지할 수 있는 것이라면 다른 어떠한 종류를 적용시키더라도 무방하며, 도면상 용기수납프레임(4)의 내부에 3개의 고압가스용기(8)가 수납되어 있으나, 본 발명의 자동담금질장치(1)에 적용될 수 있는 고압가스용기(8)의 개수와 크기 또한 임의대로 조정이 가능함을 밝혀두는 바이다.

마지막으로, 상기 냉각조(5)의 경우는 하부측으로 갈수록 그 폭이 좁아지는 싸이클론 형상을 가지도록 함으로서, 고압가스용기(8)의 담금질 처리과정에서 냉각수(5a)중으로 유포되는 금속분(金屬粉)이 냉각조(5)의 바닥부측으로 용이하게 침강되어 모일 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 상기 냉각조(5)의 하단에는 금속분으로서의 스케일을 배출시키기 위한 스케일 배출수단을 설치하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 냉각조(5)의 하단에 설치되는 스케일 배출수단은 냉각수(5a)의 누설을 방지하면서도 스케일이 되는 금속분을 냉각조(5)의 외부로 자동 배출시키도 록 하는 수단을 적용시켜야 하는 바, 이를 위하여 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 냉각조(5)의 하단에 형성된 스케일배출구(5b)와 연결된 상태에서, 냉각수(5a)의 수면 외부로 연장되는 컨베이어터널(56)의 내부에 칩컨베이어(50)가 설치되도록 하였다.

상기 칩컨베이어(50)는 선반과 같은 장치에서 발생하는 절삭칩을 절삭유와 분리하여 자동 배출시키도록 하는 공지의 기구로서, 스케일배출구(5b)의 직하방과 냉각수(5a)의 수면보다 높은 위치에 있는 컨베이어터널(56)의 출구측에 컨베이어롤러(52)를 각각 설치한 상태에서, 상기 컨베이어롤러(52)를 따라 마그네트 컨베이어(53)가 루프(Loop)식으로 감겨지도록 설치되며, 상기 마그네트 컨베이어(53)는 컨베이어터널(56)의 출구측에 설치되어 컨베이어롤러(52)를 회전시키는 구동모터(51)에 의하여 작동된다.

또한, 상기 마그네트 컨베이어(53)의 상부측에는 마그네트 컨베이어(53)와 좁은 간격을 두고 이격되는 칩이송대(54)가 설치되는 바, 상기 칩이송대(54)는 스케일배출구(5b)로부터 컨베이어터널(56)의 출구에 이르기까지 컨베이어터널(56)의 내측면을 따라 설치됨으로서, 금속분으로서의 스케일을 마그네트 컨베이어(53)와 함께 이송시키는 기능을 담당하며, 컨베이어터널(56)의 출구측에 위치하는 칩이송대(54)의 선단부는 비자성체부(54a)로 형성됨으로서, 마그네트 컨베이어(53)로부터 발생하는 자력을 차단하여 해당 위치까지 이송된 스케일을 칩박스(55)측으로 낙하시키도록 하게 된다.

상기 마그네트 컨베이어(53)는 그 자체가 자성(磁性)을 가지는 소재, 예를 들어 고무자석패드와 같은 소재가 될 수도 있고, 컨베이어 벨트의 외측 또는 내측 표면에 영구자석이 부착된 것일 수도 있는 바, 이러한 스케일 배출수단을 적용시킴에 따라, 냉각수(5a)의 누설을 효과적으로 방지하면서도 스케일로서의 금속분을 냉각조(5)의 외부로 자동 배출시킬 수 있게 되며, 도면상 컨베이어터널(56)의 외측에 설치된 것은 냉각수(5a)의 누수감지센서(56a)이다.

이와 더불어, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 냉각조(5)의 전방 내측에는 냉각수(5a)에 침지된 고압가스용기(8)의 표면으로부터 기포를 제거하기 위한 기포제거기(6)가 설치되는 바, 상기 기포제거기(6)는 냉각수(5a)에 잠긴 상태로 회전하는 와류발생용 프로펠러(60)와, 상기 프로펠러(60)가 입구 내측으로 삽입되는 한편 그 출구측은 담금질 처리시에 고압가스용기(8)의 직하방에 위치하도록 냉각조(5)의 내벽에 고정 설치되는 와류터널(63)로 이루어진다.

상기 프로펠러(60)는 냉각조(5)의 상단측에 고정되는 모터브라켓(62)으로부터 수직 하방으로 연장되는 회전축(61)에 설치되며, 상기 회전축(61)은 모터브라켓(62)상에 설치되는 미도시된 구동모터의 동력을 전달받아 프로펠러(60)와 함께 회전하게 됨으로서, 프로펠러(60)의 회전에 따라 발생한 와류의 흐름이 와류덕트(63)를 거쳐 고압가스용기(8)가 위치하는 상부 방향으로 분출될 수 있도록 하였다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 전체적인 작용관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 담금질로(소입로)에서 가열 처리된 고압가스용기(8)가 유입컨베이어(9) 및 용기수납프레임(4)의 롤러컨베이어(7)를 따라 용기수납프레임(4)의 내부로 유입되며, 이 경우 상기 헤드지그(42)는 지그실린더(41)에 의하여 용기지점까지 하강한 상태가 되는 동시에, 상기 리어지그(46)는 도 5에 도시된 지그레일(4a)의 후단부에 위치하여 고압가스용기(8)의 유입경로로부터 비켜나 있는 상태가 된다.

따라서, 고압가스용기(8)는 리어지그(46)에 의한 간섭을 받지 않는 상태로 롤러컨베이어(7)를 따라 용기수납프레임(4)의 내부로 진입된 다음, 헤드지그(42)에 의하여 용기수납프레임(4)의 내부에서 위치 고정되며, 이와 같은 상태에서 용기지지구(40)의 체인모터(43)를 작동시켜 지그체인(44)을 회전시키게 되면, 지그체인(44)과 연결된 지그이송대(47)가 리어지그(46)와 함께 지그레일(4a)을 따라 전방측으로 이동됨으로서, 상기 리어지그(46)가 고압가스용기(8)의 후방측과 밀착된다.

상기와 같이 헤드지그(42)와 리어지그(46)에 의하여 고압가스용기(8)가 용기수납프레임(4)의 내부에서 견고하게 고정되도록 한 다음, 담금질프레임(3)의 상단에 구비된 전도기구(30)의 전도모터(31)를 작동시켜 담금질프레임(3)에 설치된 구동용 전도스프라켓(32)이 도면상 반시계 방향으로 회전되도록 하면, 링크롤러(34)로부터 각각의 전도스프라켓(32)을 거쳐 전도롤러(37)와 연결된 전도체인(33)이 담금질프레임(3)의 외부면을 따라 반시계 방향으로 이동하게 된다.

상기와 같은 방식으로 전도체인(33)이 이동하게 되면, 용기수납프레임(4)의 전방측 링크대(34a)가 삽입된 링크롤러(34)가 담금질프레임(3)의 전방 좌,우측 프레임을 가이드프레임으로 하여 수직 방향으로 상승하게 됨으로서, 용기수납프레 임(4)의 전방측이 전도체인(33)에 의하여 인양(引揚)되는 동시에, 용기수납프레임(4)의 후방 하측에 롤러축(37a)이 고정된 전도롤러(37)가 담금질프레임(3)의 바닥부 양측에 위치하는 전도레일(38)을 따라 전방측으로 수평 이동하게 됨으로서, 전도체인(33)에 의한 용기수납프레임(4)의 인양작동을 하부측에서 지지 및 안내하게 된다.

상기와 같이 전도모터(31)의 작동에 따라 링크롤러(34)와 전도롤러(37)가 전도체인(33)에 의하여 각각 수직 및 수평 방향으로 이동하게 되면, 도 6에 도시된 바와 같이 링크롤러(34) 및 전도롤러(37)와 링크식으로 연결된 용기수납프레임(4)이 담금질프레임(3)의 내부에서 대각선 방향으로 인양 및 상승되어 고압가스용기(8)와 함께 직립되는 것이며, 상기 고압가스용기(8)는 그 하단부가 리어지그(46)에 의하여 지지되므로, 용기수납프레임(4)의 직립시 고압가스용기(8)가 하부측으로 이탈되지 않게 된다.

이와 더불어, 상기 용기수납프레임(4)의 직립 과정에서 담금질프레임(3)의 상부측에 설치된 힌지브라켓(36)이 텐션롤러(36a)와 함께 하방으로 각운동함으로서, 힌지브라켓(36)에 고정된 밸런스웨이트(35)의 하중이 전도체인(33)을 통하여 전달되며, 이로 인하여 밸런스웨이트(35)의 하중이 전도체인(33)에 의한 용기수납프레임(4)의 인양하중에 포함됨으로서, 전도모터(31)에 가해지는 인양부하를 덜어주게 됨은 물론, 전도체인(33)이 느슨해지지 않도록 텐션을 부여하여 용기수납프레임(4)의 전도작동이 보다 확실하게 이루어지도록 하게 되는 것이다.

상기와 같은 방식으로 하여 용기수납프레임(4)을 직립시킨 다음에는, 도 1 및 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 타워프레임(2)에 설치된 승하강기구(20)의 승하강실린더(21)를 작동시켜 승하강실린더(21)의 피스톤로드(21a)가 상방향으로 이동되도록 하면, 피스톤로드(21a)의 체인롤러(23) 및 타워프레임(2)의 체인롤러(23)를 거쳐 승하강체인(24)과 연결된 담금질프레임(3)이 타워프레임(2)의 레일포스트(25)에 설치된 가이드레일(25a)을 따라 냉각조(5)측으로 하강하게 된다.

상기와 같이 담금질프레임(3)이 타워프레임(2)의 레일포스트(25)를 따라 하강하는 과정에서, 담금질프레임(3)과 밸런스체인(28)으로 연결된 밸런스웨이트(26)가 타워프레임(2)을 따라 상승하면서 담금질프레임(3)의 전체하중(프레임+용기) 일부를 지지하게 되며, 이로 인하여 승하강실린더(21)에 걸리는 작동부하를 덜어주는 한편, 담금질프레임(3)의 하강 작동을 안전하게 수행할 수 있게 되며, 이와 같이 하강되는 담금질프레임(3)에 의하여 고압가스용기(8)가 직립된 상태에서 냉각수(5a)중으로 침지된다.

상기와 같이 고압가스용기(8)를 직립시켜 냉각수(5a)중으로 침지시킴으로서 냉각수(5a)에 의한 담금질 처리를 수행토록 하되, 승하강실린더(21)의 피스톤로드(21a) 상승폭을 조절하여 고압가스용기(8)의 넥크(8a) 상단부가 냉각수(5a)에 잠기지 않도록 함으로서, 고압가스용기(8)의 내부로 냉각수(5a)가 유입되지 않는 조건하에서 고압가스용기(8)를 직립시켜 냉각수(5a)에 의한 고압가스용기(8)의 담금질 처리를 수행토록 하게 된다.

상기와 같은 방식으로 고압가스용기(8)의 담금질 처리를 수행하게 되면, 고압가스용기(8)의 외측면으로부터 고압가스용기(8)의 내측면에 걸쳐 균일한 온도구 배의 냉각이 이루어짐은 물론, 용기의 주된 변형이 발생하는 길이 방향을 따라 고압가스용기(8) 자체의 하중이 변형에 대한 저항력으로 작용함으로서, 고압가스용기(8)의 담금질 처리과정에서 발생하는 치수나 물성치의 변화를 최소화시킬 수 있게 된다.

이로 인하여, 담금질 처리가 이루어진 고압가스용기(8)의 길이 방향에 걸쳐 휘어짐 또는 뒤틀림이 발생하거나, 고압가스용기(8)의 내,외측 표면에 집중응력이 작용하는 불균일면이 형성되거나, 고압가스용기(8)의 길이 방향에 걸쳐 두께가 일정하지 않는 등의 문제점을 방지할 수 있게 됨으로서, 고압가스용기(8) 제품의 품질을 향상시켜 제품의 대외경쟁력을 확보할 수 있는 것이다.

또한, 상기와 같은 고압가스용기(8)의 담금질 처리과정에서 냉각조(5)의 내측에 설치된 기포제거기(6)의 프로펠러(60)를 가동시키게 되면, 프로펠러(60)의 회전에 따라 발생하는 와류식 흐름이 와류터널(63)을 거쳐 고압가스용기(8)의 하부측으로 분출됨으로서, 고압가스용기(8)의 하부측으로부터 그 상단측에 이르기까지 냉각수(5a)의 흐름이 와류식으로 신속하게 전달됨은 물론, 이 과정에서 고압가스용기(8)의 표면에 형성된 기포를 효율적으로 제거할 수 있게 된다.

따라서, 고압가스용기(8)의 담금질 처리과정에서 고압가스용기(8)의 신속하고 균일한 냉각을 이루어낼 수 있으므로, 담금질 처리가 이루어진 고압가스용기(8)의 품질 향상에 보다 더 크게 기여할 수 있으며, 이러한 과정을 거쳐 담금질 처리가 이루어진 고압가스용기(8)는 승하강기구(20)에 의한 담금질프레임(3)의 상승작동과 전도기구(30)에 의한 용기수납프레임(4)의 전도(직립→수평)작동을 거침에 따 라, 도 3과 도 4에 도시된 초기의 수평위치로 복원된다.

상기 승하강기구(20)에 의한 담금질프레임(3)의 상승작동과 전도기구(30)에 의한 용기수납프레임(4)의 전도(직립→수평)작동은 위에서 설명되어진 하강작동과 전도(수평→직립)작동과는 반대의 순서로 이루어지며, 이러한 복원작동의 과정에서도 타워프레임(2)에 설치된 밸런스웨이트(26) 및 담금질프레임(3)에 설치된 밸런스웨이트(35)가 해당 작동을 보완하여 고압가스용기(8)의 복원작동을 안정적으로 수행할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 담금질 처리과정에서 고압가스용기(8)의 내부로 냉각수(5a)가 유입되지 않기 때문에, 담금질 처리가 이루어진 고압가스용기(8)를 담금질프레임(3)과 함께 냉각조(5)로부터 들어올리는 과정에서 냉각수(5a)의 무게에 따른 불필요한 동력낭비를 방지할 수 있음은 물론, 고압가스용기(8)에 저장된 냉각수(5a)를 배출시키는 불필요한 작업을 배제시킬 수 있음에 따라, 고압가스용기(8)의 담금질 처리에 소요되는 시간과 비용을 단축 및 절감시켜 고압가스용기(8) 제품의 원가상승을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같이 담금질프레임(3)과 용기수납프레임(4) 및 고압가스용기(8)가 도 3과 도 4에 도시된 것처럼 초기의 위치로 복원되도록 한 상태에서, 고압가스용기(8)를 지지하고 있던 리어지그(46)가 체인모터(43)에 의하여 지그레일(4a)의 후단부측으로 이송되도록 하는 한편, 지그실린더(41)에 의하여 상기 헤드지그(42)가 전방측 상부로 회전되도록 하면, 용기수납프레임(4)의 전,후방측에 고압가스용기(8)의 배출과 유입을 위한 통로공간이 제공된다.

이러한 상태에서 용기수납프레임(4)의 롤러컨베이어(7) 및 배출컨베이어(10)를 작동시킴으로서, 담금질 처리가 완료된 고압가스용기(8)를 템퍼링로(소둔로)측으로 배출시키도록 하는 한편, 이송컨베이어(9)와 용기수납프레임(4)의 롤러컨베이어(7)에 의하여 담금질 처리가 요구되는 새로운 고압가스용기(8)가 용기수납프레임(4)의 내부로 이송되도록 하는 일련의 공정과정을 거침으로서, 본 발명의 자동담금질장치(1)를 이용하여 담금질(Quenching)과 뜨임(Tempering)으로 이루어지는 고압가스용기(8)의 열처리를 연속적이고 자동적으로 수행할 수 있게 된다.

상기와 같이 본 발명의 자동담금질장치(1)를 이용하여 고압가스용기(8)의 담금질 처리를 지속적으로 수행하는 과정에서, 고압가스용기(8)의 표면으로부터 냉각수(5a)중으로 유포되는 금속분은 싸이클론 형상을 가지는 냉각조(5)의 바닥부측으로 침강되는 동시에, 마그네트식 칩컨베이어(50)에 의하여 냉각수(5a)의 누설없이 컨베이어터널(56)을 따라 냉각조(5)의 외부로 자동 배출됨으로서, 고압가스용기(8)의 담금질 처리과정에서 발생하는 스케일로서의 금속가루 또한 효과적으로 처리할 수 있게 되는 것이다.

마지막으로, 본 발명의 설명을 위하여 첨부된 도면, 특히 도 5에서는 도면의 복잡성을 피하는 동시에, 담금질프레임(3)의 승하강기구(20)와 용기수납프레임(4)의 전도기구(30) 및 고압가스용기(8)의 용기지지구(40)를 보다 더 이해하기 쉽도록 도시하기 위하여, 담금질프레임(3)의 상부에 설치되는 전도기구(30)의 일부분과 용기수납프레임(4)의 바닥부에 설치되는 롤러컨베이어(7)를 도시하지 아니하였으며, 다른 도면에서도 자동담금질장치(1)의 구성 및 작용관계에 따른 이해의 편의를 돕 기 위하여 불필요한 부분은 일부 생략되었음을 밝혀두는 바이다.

도 1은 본 발명에 의한 고압가스용기의 자동담금질장치를 나타내는 정면도.

도 2는 도 1의 요부확대도.

도 3은 본 발명에 의한 고압가스용기의 자동담금질장치를 나타내는 측면도.

도 4는 도 3의 요부확대도.

도 5는 본 발명에 의한 고압가스용기의 자동담금질장치를 나타내는 평면도.

도 6은 본 발명의 자동담금질장치에 의한 고압가스용기의 직립상태를 나타내는 측면도.

도 7은 본 발명의 자동담금질장치에 의한 고압가스용기의 담금질 상태를 나타내는 측면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 자동담금질장치 2 : 타워프레임 3 : 담금질프레임

3a,27a : 승하강롤러 4 : 용기수납프레임 4a : 지그레일

5 : 냉각조 5a : 냉각수 5b : 스케일배출구

6 : 기포제거기 7 : 롤러컨베이어 8 : 고압가스용기

8a : 넥크 9 : 유입컨베이어 10 : 배출컨베이어

20 : 승하강기구 21 : 승하강실린더 21a,41a : 피스톤로드

22 : 체인브라켓 23 : 체인롤러 23a : 베어링지지대

24 : 승하강체인 25 : 레일포스트 25a : 가이드레일

26,35 : 밸런스웨이트 27 : 롤러대 28 : 밸런스체인

30 : 전도기구 31 : 전도모터 31a,43a : 구동스프라켓

32 : 전도스프라켓 32a : 베어링축 33 : 전도체인

34 : 링크롤러 34a : 링크대 36 : 힌지브라켓

36a : 텐션롤러 37 : 전도롤러 37a : 롤러축

38 : 전도레일 40 : 용기지지구 41 : 지그실린더

42 : 헤드지그 42a : 지그축 42b : 지그링크

43 : 체인모터 44 : 지그체인 45 : 체인지지대

45a : 종동스프라켓 45b : 보조스프라켓 46 : 리어지그

46a : 완충스프링 47 : 지그이송대 47a : 이송롤러

47b : 가이드빔 48 : 지그연결봉 48a : 가이드튜브

49 : 체인지지축 50 : 칩컨베이어 51 : 구동모터

52 : 컨베이어롤러 53 : 마그네트 컨베이어 54 : 칩이송대

54a : 비자성체부 55 : 칩박스 56 : 컨베이어터널

56a : 누수감지센서 57 : 서포트프레임 60 : 프로펠러

61 : 회전축 62 : 모터브라켓 63 : 와류터널

70 : 이송모터 71 : 구동축 72 : 지지롤러

73 : 구동부

Claims (16)

1. 튜브형 고압가스용기의 담금질(Quenching)처리를 위한 장치에 있어서,

   냉각수(5a)가 저장된 냉각조(5)의 상부에는 타워프레임(2)이 수직 방향으로 설치되고, 상기 타워프레임(2)의 내부에는 타워프레임(2)을 따라 승하강되는 담금질프레임(3)이 삽입 설치되고, 상기 담금질프레임(3)의 하부 내측에는 고압가스용기(8)를 수납시키는 롤러컨베이어(7)가 구비된 용기수납프레임(4)이 수평 방향으로 설치되고, 상기 용기수납프레임(4)은 담금질프레임(3)을 따라 전방측 방향을 향하여 90°각도로 직립 가능하게 설치되며,

   상기 타워프레임(2)의 외측면에는 담금질프레임(3)의 승하강 작동을 위한 승하강기구(20)가 설치되고, 상기 담금질프레임(3)에는 용기수납프레임(4)을 직립시키기 위한 전도기구(顚倒機構)(30)가 용기수납프레임(4)과 연계되도록 설치되고, 상기 용기수납프레임(4)에는 고압가스용기(8)를 지지하여 용기수납프레임(4)의 직립시 고압가스용기(8)의 이탈을 방지하는 용기지지구(40)가 설치되는 것을 특징으로 하는 고압가스용기의 자동담금질장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 승하강기구(20)는 타워프레임(2)의 일측 외부면에 수직 방향으로 하향 설치되는 승하강실린더(21)와, 상기 승하강실린더(21)의 피스톤로드(21a) 선단과 타워프레임(2)의 일측 상단 모서리와 타워프레임(2)의 상부면 중앙에서 회전 가능하게 설치되는 체인롤러(23)와, 상기 타워프레임(2)의 일측 외부 면에 고정된 체인브라켓(22)으로부터 각각의 체인롤러(23)를 거쳐 담금질프레임(3)의 상단 중앙부와 연결 설치되는 승하강체인(24)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스용기의 자동담금질장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 승하강기구(20)는 타워프레임(2)의 타측 외부면에서 타워프레임(2)을 따라 승하강하는 밸런스웨이트(26)와, 타워프레임(2)의 타측 상단 모서리와 타워프레임(2)의 상부면 중앙에서 회전 가능하게 설치되는 체인롤러(23)와, 상기 밸런스웨이트(26)로부터 각각의 체인롤러(23)를 거쳐 담금질프레임(3)의 상단 중앙부와 연결 설치되는 밸런스체인(28)을 추가로 포함하여서 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스용기의 자동담금질장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전도기구(30)는 담금질프레임(3)의 전방 상단측에 설치되어 전도모터(31)의 동력을 전달받아 회전하는 전도스프라켓(32)과, 상기 담금질프레임(3)의 후방 상,하단부측에 회전 가능하게 설치되는 전도스프라켓(32)과, 상기 담금질프레임(3)의 전방측 프레임을 따라 승하강되도록 설치되는 링크롤러(34)와, 상기 담금질프레임(3)의 바닥부 프레임을 따라 전,후 방향으로 이동되도록 설치되는 전도롤러(37)와, 상기 링크롤러(34)로부터 각각의 전도스프라켓(32)을 거쳐 전도롤러(37)와 연결 설치되는 전도체인(33)으로 이루어지며,

   상기 전도기구(30)를 이루는 링크롤러(34)에는 용기수납프레임(4)의 전방 하 측부에서 용기수납프레임(4)과 일체로 고정되는 링크대(34a)가 삽입 설치되고, 상기 전도기구(30)를 이루는 전도롤러(37)의 롤러축(37a)은 용기수납프레임(4)의 후방 하측면에서 용기수납프레임(4)과 일체로 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 고압가스용기의 자동담금질장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 전도기구(30)는 담금질프레임(3)의 상측면에 설치되는 힌지브라켓(36)과, 상기 힌지브라켓(36)상에 고정 설치되는 밸런스웨이트(35)와, 상기 힌지브라켓(36)의 선단에 설치되어 전도체인(33)의 상측면에 놓여지는 텐션롤러(36a)를 추가로 포함하여서 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스용기의 자동담금질장치.
6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기지지구(40)는 용기수납프레임(4)의 전방 상측에 고정 설치되는 체인모터(43)와, 상기 용기수납프레임(4)의 후방 상측에 고정 설치되는 체인지지대(45)와, 상기 체인모터(43)의 출력축에 고정 설치된 구동스프라켓(43a)을 체인지지대(45)의 체인지지축(49)에 고정 설치된 종동스프라켓(45a)과 연결하는 지그체인(44)으로 구성된 구동수단과,

   상기 지그체인(44)의 하단부에 고정 설치되어 용기수납프레임(4)을 따라 전,후 방향으로 이동하는 지그이송대(47)와, 상기 지그이송대(47)의 가이드빔(47b)을 따라 좌,우 방향으로 슬라이드 되도록 설치되는 지그연결봉(48)과, 상기 지그연결봉(48)의 전방측에 고정 설치되어 고압가스용기(8)의 후단부를 밀착 지지하는 리어 지그(46)로 구성된 후방지그수단으로 이루어지며,

   상기 용기수납프레임(4)의 상단면에는 후방지그수단의 가이드레일로서 지그연결봉(48)이 수직 방향으로 관통 삽입되는 지그레일(4a)이 고압가스용기(8)의 진행경로 중심선을 따라 설치되고, 상기 지그레일(4a)의 후단부측은 고압가스용기(8)의 진행경로 중심선과 편심된 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 고압가스용기의 자동담금질장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 용기지지구(40)는 용기수납프레임(4)의 전방 상단측에 고정 설치되는 지그실린더(41)와, 상기 지그실린더(41)의 피스톤로드(41a)와 링크식으로 연결 설치되는 지그축(42a)과, 상기 지그축(42a)을 따라 고정 설치되어 넥크(8a)가 형성된 고압가스용기(8)의 선단면을 지지하는 헤드지그(42)로 구성된 전방지그수단을 추가로 포함하여서 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스용기의 자동담금질장치.
8. 제 4항에 있어서, 상기 용기지지구(40)는 용기수납프레임(4)의 전방 상측에 고정 설치되는 체인모터(43)와, 상기 용기수납프레임(4)의 후방 상측에 고정 설치되는 체인지지대(45)와, 상기 체인모터(43)의 출력축에 고정 설치된 구동스프라켓(43a)을 체인지지대(45)의 체인지지축(49)에 고정 설치된 종동스프라켓(45a)과 연결하는 지그체인(44)으로 구성된 구동수단과,

   상기 지그체인(44)의 하단부에 고정 설치되어 용기수납프레임(4)을 따라 전, 후 방향으로 이동하는 지그이송대(47)와, 상기 지그이송대(47)의 가이드빔(47b)을 따라 좌,우 방향으로 슬라이드 되도록 설치되는 지그연결봉(48)과, 상기 지그연결봉(48)의 전방측에 고정 설치되어 고압가스용기(8)의 후단부를 밀착 지지하는 리어지그(46)로 구성된 후방지그수단으로 이루어지며,

   상기 용기수납프레임(4)의 상단면에는 후방지그수단의 가이드레일로서 지그연결봉(48)이 수직 방향으로 관통 삽입되는 지그레일(4a)이 고압가스용기(8)의 진행경로 중심선을 따라 설치되고, 상기 지그레일(4a)의 후단부측은 고압가스용기(8)의 진행경로 중심선과 편심된 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 고압가스용기의 자동담금질장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 용기지지구(40)는 용기수납프레임(4)의 전방 상단측에 고정 설치되는 지그실린더(41)와, 상기 지그실린더(41)의 피스톤로드(41a)와 링크식으로 연결 설치되는 지그축(42a)과, 상기 지그축(42a)을 따라 고정 설치되어 넥크(8a)가 형성된 고압가스용기(8)의 선단면을 지지하는 헤드지그(42)로 구성된 전방지그수단을 추가로 포함하여서 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스용기의 자동담금질장치.
10. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각조(5)는 하부측으로 갈수록 그 폭이 좁아지는 싸이클론 형상을 가지며, 상기 냉각조(5)의 하단에 형성된 스케일배출구(5b)와 연결되어 냉각수(5a)의 수면 외부로 연장되는 컨베이어터 널(56)의 내부에는 칩컨베이어(50)가 설치되고,

    상기 칩컨베이어(50)는 스케일배출구(5b)의 직하방과 컨베이어터널(56)의 출구측에 각각 위치하는 컨베이어롤러(52)와, 상기 컨베이어롤러(52)를 따라 감겨지도록 설치되는 마그네트 컨베이어(53)와, 상기 컨베이어터널(56)의 출구측에 설치되어 컨베이어롤러(52)를 회전시키는 구동모터(51)와, 상기 마그네트 컨베이어(53)의 상부측에서 컨베이어터널(56)을 따라 설치되는 칩이송대(54)와, 상기 컨베이어터널(56)의 출구측에 해당하는 칩이송대(54)에 형성되어 스케일을 낙하시키기 위한 비자성체부(54a)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스용기의 자동담금질장치.
11. 제 8항에 있어서, 상기 냉각조(5)는 하부측으로 갈수록 그 폭이 좁아지는 싸이클론 형상을 가지며, 상기 냉각조(5)의 하단에 형성된 스케일배출구(5b)와 연결되어 냉각수(5a)의 수면 외부로 연장되는 컨베이어터널(56)의 내부에는 칩컨베이어(50)가 설치되고,

    상기 칩컨베이어(50)는 스케일배출구(5b)의 직하방과 컨베이어터널(56)의 출구측에 각각 위치하는 컨베이어롤러(52)와, 상기 컨베이어롤러(52)를 따라 감겨지도록 설치되는 마그네트 컨베이어(53)와, 상기 컨베이어터널(56)의 출구측에 설치되어 컨베이어롤러(52)를 회전시키는 구동모터(51)와, 상기 마그네트 컨베이어(53)의 상부측에서 컨베이어터널(56)을 따라 설치되는 칩이송대(54)와, 상기 컨베이어터널(56)의 출구측에 해당하는 칩이송대(54)에 형성되어 스케일을 낙하시키기 위한 비자성체부(54a)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스용기의 자동담금질장치.
12. 제 9항에 있어서, 상기 냉각조(5)는 하부측으로 갈수록 그 폭이 좁아지는 싸이클론 형상을 가지며, 상기 냉각조(5)의 하단에 형성된 스케일배출구(5b)와 연결되어 냉각수(5a)의 수면 외부로 연장되는 컨베이어터널(56)의 내부에는 칩컨베이어(50)가 설치되고,

    상기 칩컨베이어(50)는 스케일배출구(5b)의 직하방과 컨베이어터널(56)의 출구측에 각각 위치하는 컨베이어롤러(52)와, 상기 컨베이어롤러(52)를 따라 감겨지도록 설치되는 마그네트 컨베이어(53)와, 상기 컨베이어터널(56)의 출구측에 설치되어 컨베이어롤러(52)를 회전시키는 구동모터(51)와, 상기 마그네트 컨베이어(53)의 상부측에서 컨베이어터널(56)을 따라 설치되는 칩이송대(54)와, 상기 컨베이어터널(56)의 출구측에 해당하는 칩이송대(54)에 형성되어 스케일을 낙하시키기 위한 비자성체부(54a)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스용기의 자동담금질장치.
13. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각조(5)의 전방 내측에는 냉각수(5a)에 침지(沈漬)된 고압가스용기(8)의 표면으로부터 기포를 제거하는 기포제거기(6)가 설치되며,

    상기 기포제거기(6)는 냉각수(5a)에 잠긴 상태로 회전하는 와류발생용 프로 펠러(60)와, 상기 프로펠러(60)가 입구 내측으로 삽입되고 그 출구측이 고압가스용기(8)의 하방에 위치하도록 냉각조(5)의 내벽에 고정 설치되는 와류터널(63)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스용기의 자동담금질장치.
14. 제 8항에 있어서, 상기 냉각조(5)의 전방 내측에는 냉각수(5a)에 침지(沈漬)된 고압가스용기(8)의 표면으로부터 기포를 제거하는 기포제거기(6)가 설치되며,

    상기 기포제거기(6)는 냉각수(5a)에 잠긴 상태로 회전하는 와류발생용 프로펠러(60)와, 상기 프로펠러(60)가 입구 내측으로 삽입되고 그 출구측이 고압가스용기(8)의 하방에 위치하도록 냉각조(5)의 내벽에 고정 설치되는 와류터널(63)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스용기의 자동담금질장치.
15. 제 9항에 있어서, 상기 냉각조(5)의 전방 내측에는 냉각수(5a)에 침지(沈漬)된 고압가스용기(8)의 표면으로부터 기포를 제거하는 기포제거기(6)가 설치되며,

    상기 기포제거기(6)는 냉각수(5a)에 잠긴 상태로 회전하는 와류발생용 프로펠러(60)와, 상기 프로펠러(60)가 입구 내측으로 삽입되고 그 출구측이 고압가스용기(8)의 하방에 위치하도록 냉각조(5)의 내벽에 고정 설치되는 와류터널(63)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스용기의 자동담금질장치.
16. 제 12항에 있어서, 상기 냉각조(5)의 전방 내측에는 냉각수(5a)에 침지(沈漬)된 고압가스용기(8)의 표면으로부터 기포를 제거하는 기포제거기(6)가 설치되 며,

    상기 기포제거기(6)는 냉각수(5a)에 잠긴 상태로 회전하는 와류발생용 프로펠러(60)와, 상기 프로펠러(60)가 입구 내측으로 삽입되고 그 출구측이 고압가스용기(8)의 하방에 위치하도록 냉각조(5)의 내벽에 고정 설치되는 와류터널(63)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스용기의 자동담금질장치.

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