KR20100048892A - 열처리장치 - Google Patents

Abstract

열처리장치(10)는 순환팬(32), 히터(34), 셔터(14), 유로형성부재(20) 및 안내판(38)을 구비한다. 셔터(14)는 복수의 셔터편(141~146)로 구성되어 있어, 화로본체에 설치된 화로구의 일부를 차지하는 영역을 선택적으로 개폐한다. 유로형성부재(20)는 셔터편(142~145)에 각각 설치할 수 있다. 유로형성부재(20)는 셔터편(142~145)의 화로본체 내부에 대향하는 이면을 따라 수평방향으로 흐르고 또한 윗쪽으로 개방된 순환공기의 경로를 형성하도록 구성된다. 안내판(38)은 순환 팬(32)에 의해 발생한 순환공기를 유로형성부재(20)의 일단부로 안내한다.

열처리장치, 순환팬, 히터, 셔터, 유로형성부재, 안내판

Description

열처리장치{HEAT TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 화로본체의 내부를 순환시킨 열풍에 의해 화로본체 내부에 배치된 가공물을 가열하도록 구성된 열풍순환식의 열처리장치에 관한 것이다.

열처리장치의 한 유형으로서 열풍순환식 열처리장치가 있다. 열풍순환식 열처리장치는 통상 순환팬에 의해 순환공기를 생성하고, 이 순환공기를 히터로 가열함으로써 순환하는 열풍을 발생시키고, 이 순환하는 열풍에 의해 화로본체 내부의 가공물을 가열하도록 구성된다. 그리고, 이러한 열풍순환식 열처리장치로 가공물을 균일하게 가열하기 위해, 열풍의 순환 경로에 대한 설계를 여러가지로 하는 창의적인 연구가 진행되어왔다.

그런데, 열풍의 순환 경로가 적절하게 구축되어 있는 경우에도, 화로구 측에서의 방열 때문에 화로본체 내부에 있어서 화로구 근방의 온도가 다른 영역보다 낮아져 화로본체 내부에 온도차이가 발생하는 문제가 생긴다.

종래기술 중에는 열처리실의 양측단에 설치된 취출판 및 흡입판의 화로구 부 근의 개구비율을 높게 하는 한편, 화로구 부근이외의 개구비율을 낮춤으로써, 열풍의 양이 화로구 부근으로 많아지게 하는 열처치 장치가 존재한다(예를 들면, 일본특허공개공보 제2004-251534호 참조). 그리고, 이 기술에 따르면 셔터로부터의 방열에 기인하는 화로구 부근의 온도저하 영향을 경감할 수 있다라고 하고 있다.

상술의 특허문헌에 따른 기술에 있어서, 셔터 개폐시에 화로본체의 내부에 진입한 외기가 가공물까지 도달하는 것을 방지하기 위해서는, 화로구 부근에서의 열풍의 양을 충분히 증가시킬 필요가 있다. 그런데, 열풍의 양을 증가시키기 위해서는 강력한 히터나 강력한 순환 팬이 필요하기 때문에, 부품 가격이 높아지는 것 뿐만아니라 소비 전력이 커지는 문제가 생길 수 있다.

본 발명의 목적은 셔터의 개폐시에 화로본체 내부에 진입한 외기가 가공물에 닿는 것을 간단한 구성으로 방지하고, 외기의 진입에 의한 화로내 온도 저하를 억제함으로써 화로내 온도차이를 없애서 균일하게 할 수 있는 열처리장치를 제공하는 것이다.

본원발명에 따른 열처리장치는, 화로본체의 내부를 순환시킨 열풍에 의해 화로본체 내부의 열처리부에 상하 다단으로 지지된 판형태의 가공물을 가열하도록 구성된 열처리장치다. 이 열처리장치는 순환팬, 히터, 셔터, 유로형성부재 및 안내부재를 구비한다.

순환팬은 화로본체의 내부에 순환공기를 발생시키도록 구성된다. 히터는 화로본체의 내부의 순환공기를 가열하도록 구성된다.

셔터는 서로 이간 또는 접촉할 수 있게 구성된 복수의 셔터편을 구비한다. 셔터는 이웃하는 2개의 셔터편을 이간 또는 접촉시킴으로써 화로본체의 일측면에 마련되어져, 각 단의 가공물을 출납할 수 있게 하는 화로구의 일부를 차지하는 영역으로서 출납 되는 가공물의 하나 이상의 단에 대응하는 수평방향으로 긴 형상의 영역을 선택적으로 개폐하도록 구성된다.

유로형성부재는 복수의 셔터편의 적어도 일부에 각각 설치될 수 있다. 유로 형성부재는 복수의 셔터편 모두에 각각 설치하는 것이 바람직하지만, 화로본체 구조상의 이유로 일부에 유로형성부재를 달 수 없는 셔터편이 생길 경우에도 본 발명을 실시할 수 있다. 또한, 유로형성부재는 셔터편의 화로본체 내부에 대향하는 이면을 따라 수평방향으로 흐르고 또한 윗쪽으로 개방된 순환공기의 경로를 형성하도록 구성된다. 여기에서, 순환공기의 경로를 윗쪽으로 개방시키는 이유는 외기가 화로본체 내부의 공기와 비교하여 온도가 낮으므로 화로에 진입한 후에 강하하는 것을 고려하여 외기가 가공물에 도달하기 전에 이를 보충할 수 있도록 하기 위해서 이다.

안내부재는 순환팬으로 발생한 순환공기를 상기 유로형성부재에 의해 형성되는 경로의 일단측으로 안내한다. 안내부재의 작용에 의해, 순환팬으로부터 나오는 열풍이 유로형성부재에 의해 형성되는 순환공기의 경로로 인도된다.

이 구성에 있어서, 셔터편의 이면을 따라 수평으로 흐르는 열풍의 유로가 각 셔터편의 이면측에 각각 구축된다. 즉, 셔터의 이면측에 사이드 플로우의 열풍 커튼이 구축된다. 게다가, 유로형성부재에 의해 열풍의 유로가 구분(획정)되어 있기 때문에, 유로형성부재 내의 열풍의 유속을 국소적으로 증가시킬 수 있게 된다. 또한, 유로형성부재가 윗쪽으로 개방된 순환공기의 경로를 형성하기 때문에, 강하하는 냉기를 유로형성부재 내에 포착하기가 쉽다. 그리고, 포착한 냉기를 경로 내의 순환공기 흐름에 태워서 재빠르게 열처리부 밖으로 내보낼 수 있다.

이 때문에 가공물의 출납시 차가운 외기가 화로내에 진입했을 경우에도 이 외기가 유로형성부재 내부를 흐르는 열풍 속에 흡수되기 때문에, 이 외기가 가공물 에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 게다가, 유로형성부재 내의 열풍의 유속을 국소적으로 증가시킬 수 있기 때문에, 히터나 순환팬을 보다 강력한 것으로 대체하지 않아도 화로구 부근에서 열풍의 속도를 충분히 증가시킬 수 있다.

그 결과, 외부의 찬 공기가 화로내에 빨려 들어와서, 온도를 올리는 중에 그리고 온도를 올리는 것을 완료한 후에 가공물의 온도가 일부 떨어짐으로써, 유리기판 전체의 온도분포가 불균일하게 되는 불량을 막을 수 있다.

또한, 유로형성부재는 순환공기 경로의 저부에 화로본체 안쪽으로 내려가는 경사부를 형성되는 것이 바람직하다. 그 이유는 유로형성부재 내로 들어온 냉기가 유로형성부재로부터 흘러나와 그 외의 부분, 즉 열처리부 내로 달아나기가 어려워지기 때문이다. 이 구성을 채용함으로써, 유로형성부재에 의해 형성되는 순환공기의 경로가 보다 깊어지기 때문에, 일단 유로형성부재 내로 들어간 냉기가 넘치는 것을 방지할 수 있다.

유로형성부재쪽으로 향하는 순환공기의 풍속이, 열처리부쪽으로 향하는 순환공기의 풍속보다 커지도록 풍속조정을 하는 풍속조정부재를 더 구비하는 것이 바람직하다. 풍속조정부재의 예로서, 내뿜는 측의 풍량을 개구비율에 의해 조정하는 취출판이나, 빨아들이는 측의 흡입량을 개구비율에 의해 조정하는 흡입판이 있다. 이러한 구성을 사용함으로써, 유로형성부재 내 열풍의 유속을 국소적으로 증가시키는 것이 쉬워진다.

본 발명에 따르면 셔터의 개폐시에 화로본체의 내부에 진입한 외기가 가공물에 닿는 것을 간단한 구성으로 방지하고, 외기의 진입에 의한 온도저하를 억제함으 로써, 화로 내 온도차이를 없애서 균일하게 할 수 있게 된다.

본 발명의 열처리장치에 의하면, 간단한 구성으로 열풍을 효율적으로 사용하여 제조 가격 및 전력소모량을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열풍순환식 열처리장치(10)의 개략도이다.열처리장치(10)는 가공물로서 유리기판(16)을 서로 간격을 두고 적층해서 수용할 수 있는 열처리부(12)를 구비하는 화로본체(11)를 구비한다. 열처리부(12)에서는 화살표(60)로 가리키는 방향으로 열풍이 흐로도록 하여 이 열풍으로 유리기판(16)을 가열한다.

화로본체(11)의 아래쪽에는 열처리부(12)의 동작을 제어하도록 구성된 제어부(도시 안함)가 배치되어 있다. 열처리장치(10)의 화로본체(11)의 화로구에는 열처리부(12)에 대하여 유리기판(16)을 출납할 때 개폐하도록 구성된 셔터(14)가 설치되어 있다.

도 2에 도시된 것처럼, 셔터(14)는 복수의 셔터편(141~146)으로 구성되어 있다. 복수의 셔터편(141~146)은 각각 수직방향으로 뻗어나가는 축에 상하방향으로 이동할 수 있게 지지되어 있어, 각각 서로 독립적으로 올라가고 내려가도록 구성되어 있다.

또한, 셔터편(142~145)의 이면에는 셔터(14)의 이면을 따라 수평으로 흐르는 열풍의 유로를 획정하는 유로형성부재(20)를 설치할수 있다. 또한 열처리부(12)의 상부 및 저면에는 셔터(14)와 평행하고 그리고 수평방향으로 배치된 차풍판(18, 19)이 설치되어 있다.

도 3은 유로형성부재(20)의 개략도이다. 이하 셔터편(142~145)을 대표해서 셔터편(145)의 이면에 설치된 유로형성부재(20)에 대해서 설명하고, 셔터편(142~144)의 이면에 설치된 유로형성부재(20)에 대해서는 구성이 동일하므로 설명을 생략하기로 한다.

유로형성부재(20)는 금속판을 변형시켜 소정의 형상으로 가공하여 이루어지는 판금부재(202)와, 판금부재(202)의 상부를 셔터편(145)에 연결하는 동시에 유로형성부재(20)를 보강하는 2개의 브라켓(22)을 구비한다. 판금부재(202)의 소재로서 예를 들면 스텐레스판을 들 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 것처럼 판금부재(202)는 셔터편(145)에 고착된 고착부(203), 순환 열풍의 경로의 저면을 획정하는 저부(204) 및 저부(204)로부터 수직으로 뻗어나가는 순환 열풍 경로의 측면을 획정하는 측벽부(206)로 구성된다.

고착부(203)는 셔터편(145)을 구성하는 프레임부재에 비스(vis, 나사)고정 등의 방법으로 고정된다. 저부(204)에는 화로본체(11)의 안쪽을 향해 내려가도록 형성된 경사부가 배치되어 있다. 이 경사부를 마련한 이유는 순환 열풍의 경로에 깊게 쑥 들어간 부분을 마련함으로써 외기가 측벽부(206)를 넘어 열처리부(12)로 들어가는 문제가 일어나기 어렵게 하기 위해서이다. 측벽부(206)는 외기가 열처리 부(12)에 진입하는 것을 방지하는 차풍판으로 할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 셔터편(145)에 판금부재(202)를 설치함으로써, 셔터편(145)의 이면, 저부(204) 및 측벽부(206)로 둘러싸인, 즉 단면으로 보았을 때 U자 형상의 윗쪽으로 개방된 풍동이 형성된다.

도 5a 및 도 5b는 화로본체(11) 내부에 있어서 열풍의 순환 경로의 한 예를 나타낸다. 도 5a는 열처리장치(10)의 측면도이며, 도 5b는 열처리장치(10)의 평면도이다. 열처리장치(10)는 화로본체(11) 내부에 순환공기를 발생시키도록 구성된 복수의 순환팬(32) 및 화로본체(11) 내부의 순환공기를 가열하도록 구성된 복수의 히터(35)를 구비한다.

순환팬(32)으로부터 불어나오는 열풍은 필터(34)(예를 들면, HEPA필터)를 통과하여 열처리부(12)로 인도되고, 열처리부(12)로부터 상부 및 하부의 순환 경로를 경유하여 순환팬(32)이 배치된 곳으로 돌아온다. 또한, 도 5b에 도시된 것처럼 순환팬(32)으로부터 불어나오는 열풍의 일부는 필터(34)를 통과한 후 수직방향으로 설치된 안내판(38)에 의해 유로형성부재(20)의 일단부로 안내된다. 또한, 유로형성부재(20)의 흡입측 단부근방에는 위아래로 뻗어나가는 차풍판(36)이 설치되어 있다. 차풍판(36), 차풍판(18) 및 차풍판(19)에 의해, 유로형성부재(20)와 흡입구의 틈을 막고, 유로형성부재(20)에 의해 획정된 열풍의 순환 경로의 흡입량의 증가를 도모하고 있다.

또한, 도 6에 도시된 것 처럼, 화로본체(11) 내부에는 취출판(42) 및 흡입판(40)이 설치되어 있다. 취출판(42)은 화로구 부근의 개구비율이 크고(예를 들면, 80~100%), 화로구 부근을 제외한 부분의 개구비율이 작게(예를 들면, 20~60%) 되도록 구성되어 있다. 마찬가지로 흡입판(40)에 대해서도 화로구 부근의 개구비율이 크고(예를 들면, 80~100%), 화로구 부근을 제외한 부분의 개구비율이 작게(예를 들면, 6~18%) 되도록 구성되어 있다. 개구비율은 취출판(42) 및 흡입판(40)에 형성된 관통구멍의 크기나 수를 조정함으로써 조정된다. 본 실시예에서는 유로형성부재(20)에 의해 획정되는 열풍의 순환 경로 상류 및 하류에는, 취출판(42) 및 흡입판(40)을 배치하지 않도록 하고 있다(개구비율 100%). 단, 여기에서 표시하는 개구비율은 단지 하나의 예일뿐, 다른 구성을 사용할 수도 있다.

또한, 흡입측 화로내 중앙부에는 차풍판(44)이 배치되고 있어, 취출판(42)의 개구비율이 작은 영역의 상하의 흡입부를 차풍판(44)으로 차단하고 하고 있다. 차풍판(44)을 설치한 이유는 유로형성부재(20) 부근의 흡입량을 화로본체(11)의 다른 부분의 흡입량보다 증가시키기 위함이다.

이상의 구성을 사용함으로써, 유로형성부재(20)로 획정된 열풍의 순환 경로의 풍속을 국소적으로 증가시킬 수 있게 된다. 또한, 셔터(14)가 개방되었을 때 외기가 진입해도 진입한 외기를 유리기판(16)에 전달되기 전 유로형성부재(20)에서 포착하기 쉬워진다.

도 7a 및 도 7b는 셔터(14)를 개방한 상태를 나타내고 있다. 도 7a에 도시된 것처럼 셔터편(145, 146)을 강하시켜 셔터(14)의 일부를 개방하면, 외기가 화로본체(11) 내부에 진입하게 된다. 이 외기는 화로본체(11)의 내부의 공기와 비교하여 온도가 낮기 때문에, 화로본체(11)에 진입할 때 강하하면서 진입하게 된다. 그 결 과 화로본체(11)에 진입한 외기는 유로형성부재(20)의 측벽부(206)에서 차단되어, 유로형성부재(20)에 의해 획정된 열풍의 순환 경로내에 포착된다. 그리고, 도 7b에 도시된 것처럼, 열풍과 함께 흡입측에 흡입되어 순환공기의 일부로서 회수된다.

이상과 같이, 셔터(14)의 이면에 열풍이 통과하는 열풍순환 경로를 형성하고, 그 열풍순환 경로의 풍속을 국소적으로 올림으로써 외기가 화로본체(11) 내부에 진입했을 경우에도 화로본체(11) 내부에 진입한 거의 모든 외기가 열풍경로에 포착된다. 이 때문에 화로본체(11) 내부에 진입한 차가운 외기가 유리기판(16)까지 도달하게 되는 문제는 거의 발생하지 않게 된다. 이 결과 유리기판(16)의 온도분포의 변화량을 줄일수 있게 된다.

상술한 실시예에 대한 설명은 모든 점에서 예시일 뿐 제한적인 것이 아니다. 본 발명의 범위는 상술한 실시예가 아니라 특허청구의 범위에 의해 정해진다. 또한, 본 발명의 범위에는 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서 가능한 모든 변경사항이 포함될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열처리장치의 개략도이다.

도 2는 열처리장치의 셔터의 개략도이다.

도 3은 유로형성부재의 개략도이다.

도 4a 및 도 4b는 유로형성부재의 개략도이다.

도 5a 및 도 5b는 열처리장치에 있어서 열풍의 순환상태를 나타내는 도면이다.

도 6은 열처리장치에 있어서 열풍의 순환상태를 나타내는 도면이다.

도 7a 및 도 7b는 외기가 유로형성부재내에 포착되는 상태를 나타내는 도면이다.

Claims (3)

1. 화로본체의 내부를 순환시킨 열풍에 의해, 화로본체 내부의 열처리부에 상하 여러단으로 지지된 판형 가공물을 가열하도록 구성된 열처리장치에 있어서,

   상기 화로본체 내부에 순환공기를 발생시키는 순환팬과,

   상기 화로본체 내부의 순환공기를 가열하는 히터와,

   복수의 셔터편으로 이루어져 있고, 이웃하는 2개의 셔터편을 이간 또는 접촉시킴으로써, 상기 화로본체의 일측면에 설치된 각 단의 가공물의 출납을 가능하게 하는 화로구의 일부를 차지하는 영역으로서 출납되는 가공물의 하나 이상의 단에 대응되는 수평방향으로 긴 형상의 영역을 선택적으로 개폐하도록 구성된 셔터와,

   상기 복수의 셔터펀의 적어도 일부에 각각 설치된 유로형성부재로서, 상기 셔터편의 화로본체 내부에 대향하는 이면을 따라 수평방향으로 흐르는 순환공기의 경로를 형성하기 위한 유로형성부재와,

   상기 순환팬으로 발생한 순환공기를 상기 유로형성부재에 의해 형성되는 상기 경로의 일단측으로 안내하도록 구성된 안내부재를 구비하고,

   상기 유로형성부재가 윗쪽으로 개방된 순환공기의 경로를 형성하도록 구성된 열처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유로형성부재는 상기 순환공기의 경로의 저부에 화로본체 안쪽을 향해 내려가는 경사부가 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 열처리장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 유로형성부재쪽으로 향하는 순환공기의 풍속이 상기 열처리부쪽으로 향하는 순환공기의 풍속보다 커지도록 풍속을 조정하는 풍속조정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.

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