KR20110075852A - 트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리장치 - Google Patents

트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리장치는 트롤리 컨베이어를 이용하여 연속적으로 강화 열처리 공정을 수행할 수 있게 하기 위하여, 하나 또는 다수의 박판글라스를 예열하는 예열로, 상기 예열로의 출구측에 설치되어 상기 박판글라스를 화학강화처리하는 본체로, 상기 본체로의 출구측에 설치되어 상기 박판글라스를 단계적으로 냉각하는 냉각로로 이루어지며, 순차적 공정으로 예열, 가열, 냉각하여 열처리하는 장치에 있어서, 예열로, 본체로 및 냉각로가 순차적으로 선회되는 방향으로 배치되고, 트롤리 컨베이어에 이송랙이 매달려서 일정한 간격을 유지한 채로 이동되는 것으로 이루어지되, 다수의 이송랙을 이송하는 트롤리 컨베이어가 상기 예열로, 본체로, 냉각로 상부측으로 이격 설치되어 상기 이송랙을 순차적으로 이송하고, 상기 이송랙이 상기 트롤리 컨베이어를 따라 이동되어 박판글라스를 예열로, 본체로 및 냉각로에 의해 순차적으로 처리되도록 하는 것을 포함하여 이루어진다.
Figure P1020090132413
트롤리 컨베이어, 박판글라스, 열처리

Description

트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리장치{Heat treat apparatus for tempering a thin glass using trolley conveyor}
본 발명은 박판글라스 강화 열처리장치에 관한 것으로서, 특히 트롤리 컨베이어를 이용하여 연속적으로 강화 열처리 공정을 할 수 있는 트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리장치에 관한 것이다.
통상 휴대폰, PC, PDA, 네비게이션, 건축용 및 각종 산업용 유리 등에 사용되는 강화유리는 박판형태로서 스크래치의 발생이 적고 투광성이 뛰어난 특성을 지닌다. 다만 이러한 특성 유지를 위해 표면경화 열처리를 거치는 것이 필요한 바, 자동화 설비를 기반으로 하는 양산 품질과 생산성의 확보도 절실하다.
이에 본원 출원인은 이미 한국 등록특허 0866844호에서 예열로, 본체로, 냉각로와 그 상에 일직선상으로 설치된 레일, 그 레일 상에 설치된 주행수단을 포함하여 이루어지도록 하여 박판글라스를 순차적 공정으로 예열, 가열, 냉각하는 열처리 장치를 개시한 바 있다.
상기 본원 출원인의 선등록 특허의 구성은 도 1에서와 같이 일직선 상에 평행하게 설치되어 있어 한번의 공정 사이클이 끝나면 시작위치로 되돌아와 다시 공 정을 실시하게 되므로 공정 사이클이 길었다.
이에 본원 출원인은 한번의 공정 사이클이 끝나면 다시 시작위치로 되돌아 오지 않고 공정이 끝나는 지점에서 새로운 공정을 바로 시작할 수 있는 트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리장치를 제안하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 트롤리 컨베이어를 이용함으로써 공정간의 이동시 낭비되는 시간 없이 연속적으로 강화 열처리 공정을 수행할 수 있도록 한 트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 하나 또는 다수의 박판글라스를 예열하는 예열로, 상기 예열로의 출구측에 설치되어 상기 박판글라스를 화학강화처리하는 본체로, 상기 본체로의 출구측에 설치되어 상기 박판글라스를 단계적으로 냉각하는 냉각로로 이루어지며, 순차적 공정으로 예열, 가열, 냉각하여 열처리하는 장치에 있어서, 예열로, 본체로 및 냉각로가 순차적으로 선회되는 방향으로 배치되고, 트롤리 컨베이어에 이송랙이 매달려서 일정한 간격을 유지한 채로 이동되는 것으로 이루어지되, 다수의 이송랙을 이송하는 트롤리 컨베이어가 상기 예열로, 본체로, 냉각로 상부측으로 이격 설치되어 상기 이송랙을 순차적으로 이송하고, 상기 이송랙이 상기 트롤리 컨베이어를 따라 이동되어 박판글라스를 예열로, 본체로 및 냉각로에 의해 순차적으로 처리되도록 하는 것을 포함하여 이루어지는 트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리장치를 제공한다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리장치는 트롤리 컨베이어를 이용함으로써 연속적으로 작업공정을 수행할 수 있어 공정간의 이동시 낭비되는 시간을 없앨 수 있고, 일직선상이 아닌 선회방향으로 설치함으로써 시스템의 전체설비 사이즈를 감소시킬 수 있으며, 구동을 위한 주변장치, 그 제어 및 유지보수가 용이한 이점이 있다.
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리 장치의 정면도이고, 도 3은 도 2의 평면도이며, 도 4는 도 2의 측면도이다. 그리고 도 5는 본 발명에 의한 본체로와 트롤리 컨베이어의 설치 구성을 알 수 있는 사시도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면 본 발명에 의한 트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리장치는, 예열로(10), 본체로(20) 및 냉각로(30)가 순차적으로 선회되는 방향으로 배치되어 설치되고, 상기 예열로(10), 본체로(20) 및 냉각로(30) 상을 지나며 선회하게 이송랙(50)을 이송하는 트롤리 컨베이어(40)가 설치되어 이루어진다.
상기 예열로(10)는 도 4에서와 같이 상부측이 개방된 단열벽 구조이며, 미도시되었으나 그 일예로 파이프 히터와 원적외선 히터를 교대로 구비하고 송풍기를 이용하여 온도를 조절하도록 구성된다. 상기 구성 이외에도 단열벽 구조의 예열로(10) 내부로 열을 공급할 수 있는 어떠한 장치이든 가능하다.
예열로(10)의 상부 개방측에는 이송랙(50)이 연결된 암대(43)가 이동되는 이송방향의 공간을 제외하고는 실링부재(3)를 구비 부착하여 외부로의 열방출과 열유입을 동시에 방지토록 한다. 아울러 외부 상부측으로부터의 이물질 유입을 방지한다.
상기 본체로(20)는 도 5에서와 같이 상부측이 개방된 복수의 내화벽 구조이며, 각 내벽면 전체 또는 일부에 스트립히터(21)를 구비하여 구성된다.
본체로(20)는 박판글라스를 강화시키기 위한 핵심 공정으로 그 내부에 액상의 질산칼륨(KNO3)이 충전된다. 본체로(20)에서는 박판글라스가 적재된 이송랙(50)을 본체로(20)에 충전된 액상의 질산칼륨(KNO3) 내에 침지시키기 위해 도 2에서와 같이 이송레일(41)의 상측 수평부(41a)를 통해 수평방향으로 설치된 예열로(10)를 통과한 이송랙(50)을 이송레일(41)의 경사부(41b)에 의해 하강시켜 본체로(20) 내부로 진입하도록 구성한다.
예열로(10)와 냉각로(30)의 내부는 히터나 송풍장치, 노즐 등으로 구성되지만 본체로(20)의 내부는 액상의 질산칼륨(KNO3)이 충전되므로 동일한 수평방향으로의 설치가 힘들기 때문에 상기와 같이 경사부(41b)를 두어 하강하면서 이송랙(50)이 본체로(20) 내로 진입하도록 구성함이 바람직하다. 다시 말하면 본체로(20) 상부측에 위치되는 일부 구간의 트롤리 컨베이어(40)의 높이가 나머지 구간 즉 예열로(10)와 냉각로(30)의 트롤리 컨베이어(40) 구간보다 낮게 설치 구성되는 것이다.
상기 본체로(20)내 질산칼륨(KNO3)의 설정온도는 약 450℃ 내외이고, 그 전 단계인 예열로(10)의 설정온도는 약 400℃ 내외이다. 예열로(10)를 통해 예비가열된 박판글라스가 본체로(20)로 이동되면서 약간의 열손실을 가지게 된다. 이를 방지하기 위해 예열로(10)와 본체로(20) 사이 공간에 연장부(11)를 두어 열손실을 줄이도록 구성한다.
또한 박판글라스가 450℃ 내외의 질산칼륨(KNO3)내로 급속히 들어가게 되면 박판글라스에 균열이 발생될 우려가 있고, 조직의 불안정을 초래할 수도 있다. 이를 방지하기 위해 본체로(20) 내측 초입부에 물받이통 형상으로 구성된 예비로(55)를 구비하고 본체 프레임(2)측에 설치된 실린더(7)에 의해 상하 수직작동되게 설치하여, 박판글라스가 적재된 이송랙(50)이 본체로(20)로 진입할 무렵 예비로(55)를 상승시켜 본체로(20) 상부측에서 먼저 이송랙(50)을 예비 침지시키고 하강하면서 서서히 이송랙(50)이 본체로(20) 내부로 진입되도록 구성한다.
냉각로(30)는 상부측이 개방된 단열벽 구조이며, 송풍을 병용하여 냉각을 유지하도록 구성된다.
이미 선등록된 본원 출원인의 등록특허0866844호에서 냉각로(30)는 서냉로, 온수로, 냉수로가 독립적으로 구성되어 있으나, 트롤리 컨베이어(40)를 이용하는 본 발명의 특성상 냉각로(30) 내부에서 상기 서냉로(31), 온수로(32), 냉수로(33)의 역할을 연속적으로 모두 수행하도록 구성된다.
상기와 같이 구성하기 위해 미도시되었으나 그 일예로 냉각로(30)의 진입측에는 서냉로(31)의 기능을 하도록 복수의 송풍기가 구비되고, 중앙부측의 온수 로(32)에는 열판히터를 구비하여 정온을 유지하도록 하고, 배출측의 냉수로(33)에는 노즐(5)을 구비하여 제품의 표면에 잔류하는 질산칼륨(KNO3)을 세척하도록 구성할 수 있다. 이때 노즐(5)의 하부측에는 노즐(5)을 통해 분사되는 세척수를 받는 세척함(33a)을 구비 설치한다.
또한 냉각로(30)의 상부 개방측에는 예열로(10)와 동일한 구성으로 실링부재(3)를 구비 부착하여 열방출과 열유입 및 외부 상부측으로부터의 이물질 유입을 방지토록 한다.
상기와 같이 구성되는 예열로(10), 본체로(20) 및 냉각로(30)를 순차적으로 선회되는 방향으로 설치한다. 상기 공정 중 본체로(20)의 기능이 핵심이고 공정시간이 오래 걸리므로 본체로(20)를 예열로(10)와 냉각로(30) 보다 크게 구성하는 것이 좋으나 그 크기 및 상대크기를 한정 할 필요는 없다.
그 일예로 도 3에서와 같이 예열로(10)와 냉각로(30)를 각 측면부가 마주하도록 배치하고, 예열로(10)와 냉각로(30)의 길이방향 전방측에 본체로(20)를 배치하여 예열로(10), 본체로(20) 및 냉각로(30)가 순차적으로 선회되는 방향으로 설치되도록 한다. 이러한 일예와 같이 구성하면 설치면적을 최소화 할 수 있고 트롤리 컨베이어(40)의 설치가 유리하다.
상기와 같이 예열로(10), 본체로(20) 및 냉각로(30)가 순차적으로 선회되는 방향으로 설치되면, 그 상부측을 순차적으로 선회하면서 지나가도록 트롤리 컨베이어(40)를 설치한다.
트롤리 컨베이어(40)는 도 2 내지 도 5에서와 같이 예열로(10), 본체로(20) 및 냉각로(30) 상에 일정간격 이격되어 고정설치되는 이송레일(41)과, 상기 이송레일(41)을 따라 이동 가능하게 설치되되 일정간격으로 고정 설치되는 암대(43)와, 상기 암대(43)의 단부측에 설치되어 박판글라스가 적재된 이송랙(50)을 연결 고정하는 연결부재(45)로 이루어진다.
상기 트롤리 컨베이어(40)는 본체 프레임(2) 상부측에 구비된 모터(51)에 의해 구동되는 체인기어(53)에 의해 이송레일(41)내에 구비된 체인(미도시됨)이 트롤리 컨베이어(40)상을 선회하면서 구동되며, 상기 트롤리 컨베이어 구동방식은 통상의 기술로서 더 상세한 설명은 생략한다.
선등록된 본원 출원인의 등록특허0866844호에서는 박판글라스를 적재하는 랙이 승강모터나 엑츄에이터에 의해 승강되도록 구성되어 있으나, 본 발명에서는 트롤리 컨베이어(40)를 따라 이송랙(50)이 이동되면서 공정이 순차적으로 수행되므로 굳이 승강되어질 필요는 없으나, 필요에 따라 승강되게 구성할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리장치의 동작 설명은 하기와 같다.
먼저 트롤리 컨베이어(40)에 연결 설치된 이송랙(50)에 박판글라스를 로딩한다. 이때 로딩 및 언로딩은 냉각로(30)의 배출측과 예열로(10)의 진입측 사이에서 이루어져야 하고 자동으로 로딩 및 언로딩 장치를 구현할 수 있으나 본 발명에서는 작업자가 수동으로 로딩 및 언로딩 하는 방식으로 구현하였다.
상기 이송랙(50) 마다 박판글라스를 로딩하면서 트롤리 컨베이어(40)를 선회 방향으로 이동시키면 이송랙(50)이 예열로(10)를 지나면서 서서히 예열처리되어져 그다음 공정인 본체로(20)로 이동하게 된다.
본체로(20) 내에는 질산칼륨(KNO3)이 액상으로 존재하기 때문에 그 액상으로 이송랙(50)이 진입하기 위하여 이송레일(41)의 경사부(41b)를 따라 내려가면서 먼저 예비로(55)에 침지되고, 서서히 본체로(20)내 액상의 질산칼륨(KNO3)내에 침지되어 그 상태로 통과하게 된다.
상기 본체로(20)의 공정을 수행하는 중에서 박판글라스는 박판글라스의 나트륨이온(Na+)과 질산칼륨(KNO3)의 칼륨이온(K+)이 서로 이온치환되면서 화학강화처리되어 강화유리가 되는 것이다.
상기 본체로(20)를 선회하면서 이온치환 공정이 끝나면 이송랙(50)은 이송레일(41)의 반대측 경사부(41b)를 따라 올라오면서 냉각로(30)로 진입하게 된다.
냉각로(30)에는 진입측에서부터 배출측에까지 서냉로(31), 온수로(32), 냉수로(33) 구간을 연속 설치한다.
서냉로(31) 구간에서는 송풍기를 구비하여 상기 이온치환 과정에서 가열된 박판유리를 서냉시키고, 온수로(32) 구간에서는 열판히터를 구비하여 박판유리를 정온으로 유지시키며, 냉수로(33) 구간에서는 열판히터와 노즐을 구비하여 내부온도를 정온으로 유지시키면서 제품의 표면에 잔류하는 질산칼륨(KNO3)을 세척하게 된다.
상기한 공정이 완료되어 냉각로(30) 배출측을 통해 이송랙(50)이 배출되면 작업자가 이송랙(50)에 로딩되어져 강화열처리 된 박판글라스를 언로딩함으로써 작업 공정이 완료되고, 이러한 공정이 연속 반복적으로 진행된다.
상기와 같은 본 발명에 의한 트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리장치를 통해 강화 열처리 공정 중 낭비되는 손실 시간 없이 연속적으로 작업을 수행할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 평행 설치된 레일의 정면도,
도 2는 본 발명에 의한 트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리 장치의 정면도,
도 3은 도 2의 평면도,
도 4는 도 2의 측면도,
도 5는 본 발명에 의한 본체로와 트롤리 컨베이어의 설치 구성을 알 수 있는 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 프레임 3 : 실링부재
5 : 노즐 7 : 실린더
10 : 예열로 11 : 연장부
20 : 본체로 21 : 스트립히터
30 : 냉각로 31 : 서냉로
32 : 온수로 33 : 냉수로
33a : 세척함 40 : 트롤리 컨베이어
41 : 이송레일 43 : 암대
45 : 연결부재 50 : 이송랙
51 : 모터 53 : 체인기어
55 : 예비로

Claims (4)

  1. 하나 또는 다수의 박판글라스를 예열하는 예열로, 상기 예열로의 출구측에 설치되어 상기 박판글라스를 화학강화처리하는 본체로, 상기 본체로의 출구측에 설치되어 상기 박판글라스를 단계적으로 냉각하는 냉각로로 이루어지며, 순차적 공정으로 예열, 가열, 냉각하여 열처리하는 장치에 있어서,
    예열로(10), 본체로(20) 및 냉각로(30)가 순차적으로 선회되는 방향으로 배치되고, 트롤리 컨베이어(40)에 이송랙(50)이 매달려서 일정한 간격을 유지한 채로 이동되는 것으로 이루어지되,
    다수의 이송랙(50)을 이송하는 트롤리 컨베이어(40)가 상기 예열로(10), 본체로(20), 냉각로(30) 상부측으로 이격 설치되어 상기 이송랙(50)을 순차적으로 이송하고,
    상기 이송랙(50)이 상기 트롤리 컨베이어(40)를 따라 이동되어 박판글라스를 예열로(10), 본체로(20) 및 냉각로(30)에 의해 순차적으로 처리되도록 하는 것을 포함하여 이루어지는 트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체로(20) 내측 초입부에 상하 수직작동되는 예비로(55)를 구비하여 박판글라스가 적재된 이송랙(50)을 예비 침지시키도록 구성함을 특징으로 하는 트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 예열로(10)와 냉각로(30)의 상부 개방측에는 실링부재(3)가 구비됨을 특징으로 하는 트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체로(20) 상부측에 위치되는 일부 구간의 트롤리 컨베이어(40)의 높이가 나머지 구간의 트롤리 컨베이어(40)보다 낮게 구성됨을 특징으로 하는 트롤리 컨베이어를 이용한 박판글라스 강화 열처리장치.
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