KR20190035346A - 다목적 소형 ?칭로 - Google Patents

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KR20190035346A
KR20190035346A KR1020170124438A KR20170124438A KR20190035346A KR 20190035346 A KR20190035346 A KR 20190035346A KR 1020170124438 A KR1020170124438 A KR 1020170124438A KR 20170124438 A KR20170124438 A KR 20170124438A KR 20190035346 A KR20190035346 A KR 20190035346A
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Abstract

본 발명은 금속을 가열하고 급랭시켜 조직을 변화시키기 위한 ?칭로에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 다목적 소형 ?칭로는 피처리물을 가열하는 히터가 설치되는 가열챔버부, 상기 가열챔버의 하부에 위치되어 상기 피처리물에 유체를 분사하여 급랭시키는 급랭챔버부를 포함하는 다목적 소형 ?칭로에 있어서, 상기 가열챔버부는 상기 피처리물을 상기 가열챔버부의 내부 중앙부분에 위치된 상태로 상기 피처리물을 지지하며, 상기 가열챔버부에서 가열이 종료된 상태에서 슬라이딩 이동하여 상기 피처리물을 상기 급랭챔버부로 낙하시키는 핑거안착부, 및 상기 핑거안착부의 하부에 위치되어 상기 가열챔버부를 폐쇄하여 상기 가열챔버부의 하부로 열이 전달되는 것을 차단하며 상기 급랭챔버부로 상기 피처리물이 낙하 시 상기 가열챔버부의 하단을 개방하는 단열셔터부를 포함한다. 따라서 다양한 조건에서 열처리를 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 비교적 간단한 구조로 제작비용을 감소시킬 수 있다.

Description

다목적 소형 ?칭로{A Multipurpose small quenching apparatus}
본 발명은 금속을 가열하고 급랭시켜 조직을 변화시키기 위한 ?칭로에 관한 것이다.
일반적으로 금속의 경도를 높이기 위해서는 ?칭이라 일컬어지는 담금질을 수행한다.
담금질은 금속을 고온으로 가열한 후, 급냉시키는 형태로 수행되어 금속이나 합금의 내부에서 일어나는 변화를 저지하여, 고온에서의 안정상태 또는 중간상태를 저온,온실에서 유지하여 조직을 치밀하게 할 수 있다.
이러한, 담금질을 수행하는 장치는 종래에는 한국등록특허공보 제10-0591355호(2006.6.19.공고)의 "핫가스 담금질 장치"가 개시된 바가 있다.
종래의 핫가스 담금질 장치는 다음 (1) ~ (12)의 요건을 갖추어 이루어며, (1) 담금질 개시온도로 예열된 가공물(W)을 수납하는 가공물 수납부(예열로의 내측공간)를 구비하고, (2) 상기 가공물(W)의 예열을 위한 공간과는 별도로, 가공물의 등온 변태점 온도 TA 부근의 온도로 정해진 온도 TB의 핫가스를 유지하기 위한 핫가스 순환로를 구비하고, (3) 상기 핫가스 순환로는, 상기 가공물에 대한 담금질을 개시할 때까지 순환로 중에 항상 핫가스를 유지하며, (4) 상기 가공물 수납부는 상기 순환로(10)의 출력단과 디스트리뷰터를 통하여 접속되고, 그 일 벽면에서 한 쌍의 제어창을 통하여 상기 순환로의 입력단과 접속되고, (5) 상기 일측의 제어창을 통과하는 유로를 제1 유로(고온용), 타측의 제어창을 통과하는 유로를 제2 유로(저온용)로 하고, 상기 제2 유로(F2)에는 통과 가스를 상온냉매에 의해 상온 부근의 온도까지 냉각하는 가스 상온냉각 장치가 설치되고, (6) 상기 제1, 제2의 유로의 후단에는 양 유로로부터 출력된 가스를 균일하게 혼합하는 믹서가 배치되고, (7) 상기 가공물에 대한 담금질 개시까지는, 상기 제어창이 열려서 상기 가공물이 상기 순환로 중에 배치된 형태를 형성하고,(8) 상기 믹서를 통과한 가스의 온도가 상기 핫가스 온도 TB가 되도록 상기 제어창의 열린 정도를 조절하는 컨트롤러가 설치되고, (9) 상기 가공물에 상기 순환로 내부의 핫가스를 내뿜어서 온도 TB의 핫가스로 급냉하고, 이어서 상기 가공물의 변태점 온도 TA 바로 위로 정해진 일정온도(목표온도)가 되도록 등온 유지하는 컨트롤러가 설치되고, (10) 등온 유지 동안에 방열에 의한 냉각을 방지하기 위한 히터가 설치되고, (11) 등온 유지 후, 가공물을 상온 이하의 온도로 가스 냉각하여 담금질 하고, (12) 상기 순환로(10) 중에는, 핫가스를 안정온도로 제어하기 위하여, 가공물의 열용량의 3 ~ 100%의 열용량을 갖는 축열형 접촉재를 배치하여 구성되었다.
이러한 구성을 갖는 종래의 핫가스 담금질 장치는 핫가스를 저온부와 고온부로 나누어 공급함으로써, 핫가스 온도를 임의로 변경 가능하여 다양한 금속열처리를 수행할 수 있었다.
하지만, 종래의 핫가스 담금질 장치는 저온부와 고온부가 서로 인접하게 배치되어 상호간의 열전달로 인해 열효율이 높지 않을 뿐만 아니라, 가스 분위기 상태에서만 가열이 가능할 뿐 진공 상태에서는 가열하지 못해 다양한 열처리를 수행할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 가공물을 측방향으로 이동시켜 열처리를 수행하기 때문에 가공물을 이동시키기 위한 구동기구들이 필요해 구조가 복잡하고, 제작비용이 높아지는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본발명이 해결하고자 하는 과제는 가열챔버부와 급랭챔버부의 사이를 자유낙하에 의해 피처리물을 이동시킴으로써, 비교적 단순한 구조로 제작이 용이하며, 제작비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 가열챔버부와 급랭챔버부의 사이의 단열효과를 높여 열전달에 따른 열처리효율을 증대시킬 수 있으며, 진공과 가스 분위기를 선택하여 열처리를 수행함으로써, 다양한 조건에서 열처리를 수행할 수 있는 다목적 소형 ?칭로를 제공하는 것이다.
또한, 다양한 안전수단을 구비하여 열처리시 폭발의 발생 및 균일한 가스 분위기를 조성하여 균일한 열처리품질을 제공할 수 있는 다목적 소형 ?칭로를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 다목적 소형 ?칭로는 피처리물을 가열하는 히터가 설치되는 가열챔버부, 상기 가열챔버부의 하부에 위치되어 상기 피처리물에 유체를 분사하여 급랭시키는 급랭챔버부를 포함하는 다목적 소형 ?칭로에 있어서, 상기 가열챔버부는 상기 피처리물을 상기 가열챔버부의 내부 중앙부분에 위치된 상태로 상기 피처리물을 지지하며, 상기 가열챔버부에서 가열이 종료된 상태에서 슬라이딩 이동하여 상기 피처리물을 상기 급랭챔버부로 낙하시키는 핑거안착부, 및 상기 핑거안착부의 하부에 위치되어 상기 가열챔버부를 폐쇄하여 상기 가열챔버부의 하부로 열이 전달되는 것을 차단하며 상기 급랭챔버부로 상기 피처리물이 낙하 시 상기 가열챔버부의 하단을 개방하는 단열셔터부를 포함한다.
상기 가열챔버부는 상기 가열챔버부의 공기를 흡입하여 상기 가열챔버부의 내부를 진공상태로 만드는 진공기구, 및 상기 피처리물이 가스 분위기에서 가열되도록 상기 가열챔버부에 가스를 주입하는 가스주입기를 포함할 수 있다.
상기 가열챔버부는 상기 가열챔버부에 설치되어 상기 가열챔버부의 배기를 수행하는 배기라인, 상기 배기라인에 설치되어 상기 배기라인을 선택적으로 개폐하는 배기선택밸브, 및 상기 배기선택밸브를 우회하여 상기 배기선택밸브의 고장 또는 상기 가열챔버부에 미리 설정된 압력 이상의 압력이 발생할 경우 개방되는 안전밸브가 설치된 바이패스라인을 포함할 수 있다.
상기 가열챔버부와 상기 급랭챔버부의 사이에 설치되어 상기 가열챔버부의 내부를 가스 분위기 또는 진공상태로 만들기 위해 상기 가열챔버부를 밀폐하고 상기 피처리물의 낙하시 상기 급랭챔버부를 개방하는 밀폐게이트밸브를 포함할 수 있다.
상기 가열챔버부는 상기 가열챔버부의 내부에 수소가 충전되는 경우, 상기 가열챔버부에서 배출되는 수소를 태워 소멸시키는 에프터버너를 포함할 수 있다.
상기 피처리물을 상기 가열챔버부로 반입하기 위해 상기 피처리물이 수용되는 수용트레이를 포함하고, 상기 수용트레이를 상기 급랭챔버부로 낙하 시 상기 피처리물로 전달되는 충격을 감소시키기 위해 상기 수용케이스의 하부에서 돌출되는 완충편을 포함할 수 있다.
상기 가열챔버부와 상기 급랭챔버부의 사이에 설치되어 상기 가열챔버부에서 상기 급랭챔버부로 상기 수용트레이의 낙하 시 공기 저항에 의해 상기 수용트레이의 낙하속도를 감소되도록 상기 수용케이스가 삽입되어 지나는 완충가이드를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상부에 위치되는 가열챔버부에서 피처리물을 가열한 뒤 자유낙하에 의해 하부에 위치된 급랭챔버부로 피처리물이 이동하도록 구성되어 별도의 이동 기구 없이도 가열챔버부와 급랭챔버부를 피처리물을 이동시킬 수 있어 비교적 구조가 간단하며, 제작비용을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 가열챔버부에 진공기구 및 가스주입기가 연결되어 선택적으로 진공 또는 가스 분위기에서 가열함으로써, 다양한 조건에서 열처리를 수행할 수 있다.
또한, 가열챔버부와 급랭챔버부의 사이가 연결케이싱부에 의해 이격되고, 밀폐게이트밸브가 설치되어 가열챔버부와 급랭챔버부를 명확히 구분함으로써, 진공도의 하락 및 가스의 누설을 방지할 수 있으며, 서로 간의 열전달을 최소화하여 열처리 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 배기라인에 배기선택밸브와 바이패스라인이 설치되어 균일한 가스 분위기를 조성하여 균일한 품질의 열처리를 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 방폭밸브가 설치되어 급격한 압력의 상승시 가열챔버부의 폭발을 방지할 수 있다.
또한, 연결케이싱부에는 피처리물이 낙하 시 이동하는 완충가이드가 설치되고, 수용트레이에도 완충을 수행하는 완충편이 설치되어 피처리물 및 수용트레이의 낙하에 의한 파손을 최소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다목적 소형 ?칭로를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다목적 소형 ?칭로를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다목적 소형 ?칭로를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다목적 소형 ?칭로를 도시한 개략적인 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다목적 소형 ?칭로를 도시한 개략적인 측단면도로서, 급랭챔버부로 피처리물의 이동상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다목적 소형 ?칭로를 구성하는 방폭밸브를 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다목적 소형 ?칭로를 구성하는 수용트레이를 저면에서 본 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다목적 소형 ?칭로(100)는 가열챔버부(110)를 포함할 수 있다.
이 가열챔버부(110)는 피처리물(QCO)을 열처리하기 위해 가열할 수 있다.
한편, 가열챔버부(110)는 내부에 피처리물(QCO)이 수용되는 수용공간이 형성되며, 수용공간의 내부 둘레에는 전기에 의해 가열하는 히터(111)가 설치될 수 있으며, 히터(111)의 중앙에는 피처리물(QCO)이 위치되어 둘레에 위치된 히터(111)에 의해 가열될 수 있다.
또한, 히터(111)와 가열챔버부(110)의 사이에는 히터(111)의 열이 외부로 방출되는 것을 차단하기 위한 단열재(112)가 설치될 수 있으며, 히터(111)는 가열성이 우수한 그라파이트(graphite)로 형성될 수 있다.
이때, 히터(111)는 피처리물(QCO)에 따라 가열온도가 달라질 수 있지만, 가열챔버부(110)는 히터(111)에 의해 대략 1300℃의 온도로 가열될 수 있다.
그리고, 가열챔버부(110)에는 히터(111)에 전기를 공급하기 위한 전력선(118)이 연결되는 전력선 연결구(113)가 형성될 수 있으며, 전력선(118)은 과열을 방지하기 위해 워터자켓에 의해 둘러싸여 질 수 있다.
그리고, 가열챔버부(110)의 상부에는 피처리물(QCO)을 반입하기 위해 수용공간을 개폐하는 개폐뚜껑(130)이 설치될 수 있으며, 개폐뚜껑(130)은 가열챔버부(110)의 상부에 설치된 밀폐지그에 의해 가열챔버부(110)를 밀폐한 상태로 가열챔버부(110)에 견고히 고정될 수 있다.
또한, 가열챔버부(110)의 벽체 내부에는 히터(111)의 열로 인해 가열챔버부(110)가 가열되는 것을 차단하기 위해 냉각수를 순환시켜 냉각시키는 순환유로(115)가 형성될 수 있으며, 가열챔버부(110)에는 순환유로(115)로 냉각수를 공급하기 위한 냉각수공급구와 순환유로(115)로 공급된 냉각수가 가열챔버부(110)를 순환한 후 배출되는 냉각수배출구가 형성될 수 있다.
이때, 냉각수는 개폐뚜껑(130)과 연결케이싱부(140)에도 각각 공급되어 냉각시킬 수 있다.
한편, 가열챔버부(110)에는 피처리물(QCO)을 가열 시 진공 상태에서 가열할 수 있도록 가열챔버부(110)의 내부 공기를 흡입하여 진공상태를 만드는 진공기구(181)가 연결될 수 있으며, 가열챔버부(110)에서는 진공을 위해 공기가 흡입되는 공기흡입구(116)가 형성될 수 있다.
그리고, 가열챔버부(110)에는 피처리물(QCO)을 가스 분위기에서 가열할 수 있도록 가스주입기(185)가 설치될 수 있으며, 가열챔버부(110)에는 가스주입기(185)에서 가열챔버부(110)로 가스가 주입되는 가스 주입구가 별도로 형성될 수 있으며, 가스 주입구는 진공기구(181)가 연결되는 공기흡입구(116)로 가스를 주입하는 형태로 가스 주입구를 공기흡입구(116)가 대치할 수 있다.
여기서, 가열챔버부(110)에는 가스 배출구는 피처리물(QCO)을 가열하는 동안 균일한 가스 분위기를 유지할 수 있도록 가스 주입구로 주입되는 가스와 동일한 압력 또는 동일한 공급량 또는 동일한 속도로 배출시킬 수 있도록 가스를 수거하는 수거기가 연결될 수도 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 가열챔버부(110)는 하부가 관통된 형상으로 형성될 수 있으며, 가열챔버부(110)의 하부 중앙부분에는 피처리물(QCO)이 안착되는 핑거안착부(121)가 설치될 수 있으며, 핑거안착부(121)는 마치 손가락과 같은 형상으로 형성되어 그 위에 피처리물(QCO)이 안착될 수 있다.
그리고, 핑거안착부(121)는 피처리물(QCO)의 가열이 종료되면 가열챔버부(110)의 하부에 위치되는 급랭챔버부(160)로 피처리물(QCO)이 낙하될 수 있도록 가열챔버부(110)의 중앙에서 가열챔버부(110)의 둘레로 핑거실린더(120)에 의해 이동 가능하게 설치될 수 있다.
그리고, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 가열챔버부(110)의 하단 부분에는 히터(111)의 열이 급랭챔버부(160)로 전달되는 것을 방지하기 위해 가열챔버부(110)의 하부를 단열하는 단열셔터부(126)가 설치될 수 있으며, 단열셔터부(126)는 가열챔버부(110)의 개방된 하단을 단열재(112)로 형성된 단열셔터를 셔터실린더(125)에 이동시켜 가열챔버부(110)의 하단을 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
여기서, 단열셔터부(126)는 핑거실린더(120)의 하부에 위치될 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 가열챔버부(110)에는 가열챔버부(110)로 주입되는 가스를 외부로 배출시키는 배기라인(135)이 설치될 수 있으며, 배기라인(135)에는 가열챔버부(110)에 주입된 가스를 선택적으로 배기 또는 차단하는 배기선택밸브(136)가 설치될 수 있다.
배기라인(135)으로는 가열챔버부(110)가 진공 분위기일 경우, 개폐뚜껑(130)을 용이하게 개폐할 수 있도록 진공을 해제하는 공기가 유입될 수도 있다.
그리고, 배기라인(135)에는 가열챔버부(110)로 주입된 가스를 배기라인(135)으로 배기하거나, 차단하는 배기선택밸브(136)가 설치될 수 있으며, 배기선택밸브(136)는 가열챔버부(110)로 주입된 가스의 압력이 미리 설정된 압력을 유지할 수 있도록 주입된 가스의 배기량을 조절할 수도 있다.
한편, 배기라인(135)에는 배기구에서 배출되는 가스가 배기선택밸브(136)를 거치지 않고 우회하여 배출될 수 있도록 파이프로 형성되는 바이패스라인(137)이 설치될 수 있다.
그리고, 바이패스라인(137)에는 안전밸브(138)가 설치되어 가열챔버부(110)의 압력이 미리 설정된 압력보다 높아지는 경우 또는 배기선택밸브(136)의 고장 시 안전밸브(138)가 개방되어 압력이 가열챔버부(110)의 내부 압력이 증대되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 가열챔버부(110)에는 방폭밸브(132)가 설치되어 가열챔버부(110)의 급격한 압력 증가로 인해 가열챔버부(110)가 폭발하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 방폭밸브(132)는 가열챔버부(110)에서 배기라인(135)이 설치되는 부분에 배기하여 압력을 감소시키기 위한 방폭구(131)가 형성되며, 방폭구(131)에는 방폭구(131)를 개폐하는 밸브시트(134)가 설치되며, 밸브시트(134)에 바이패스라인(137)이 설치된 배기라인(135)이 연결되는 형태로 구성될 수 있다.
또한, 밸브시트(134)는 방폭구(131)에서 밸브스프링(133)의 탄성력에 의해 방폭구(131)를 밀폐하도록 설치되어 가열챔버부(110)에 통상의 압력이 작용할 때에는 밸브시트(134)에 설치되는 배기라인(135)을 통해 가스가 배기되지만, 가열챔버부(110)에서 급격히 압력이 증대되는 경우, 밸브시트(134)에 가해지는 압력이 밸브스프링(133)의 탄성력을 극복하여 방폭구(131)를 개방하는 형태로 압력증대에 따른 가열챔버부(110)의 폭발을 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다목적 소형 ?칭로(100)는 급랭챔버부(160)를 포함할 수 있다.
이 급랭챔버부(160)는 가열챔버부(110)의 하부에 위치되어 가열챔버부(110)에서 가열된 피처리물(QCO)이 낙하되어 냉각될 수 있다.
한편, 급랭챔버부(160)의 내주에는 냉매를 급랭챔버부(160)의 내부로 냉매를 분사하여 가열된 피처리물(QCO)을 냉각시키는 형태로 ?칭(quenching)할 수 있다.
그리고, 급랭챔버부(160)의 둘레에는 급랭챔버부(160)의 내부로 냉매를 공급하기 위한 매체공급구가 복수 개가 형성될 수 있다.
또한, 급랭챔버부(160)의 하부에는 피처리물(QCO)을 냉각시키는 냉매를 외부로 배출하는 냉매배출구(161)가 형성될 수 있으며, 냉매배출구(161)에는 냉매를 배출시키거나 차단시키는 냉매배출밸브(163)가 설치될 있다.
그리고, 냉매배출구(161)는 급랭챔버부(160)의 하부에 탈착 가능하도록 설치되어 냉매배출구(161)를 급랭챔버부(160)에서 분리하는 형태로 급랭챔버부(160)에서 급랭처리된 피처리물(QCO)을 반출시킬 수 있다.
여기서, 급랭챔버부(160)에는 일부 절개하여 피처리물(QCO)을 반출하는 반출구가 형성될 수 있으며, 반출구에는 급랭챔버부(160)를 개폐하는 반출도어(미도시)가 설치될 수 있다.
그리고, 반출도어에는 냉매에 의해 냉각되는 피처리물(QCO)의 처리 과정을 외부에서 투시하여 볼 수 있는 투명한 투시창이 설치될 수도 있다.
한편, 급랭챔버부(160)로 공급되는 냉매는 가스 또는 물일 수 있다.
또한, 냉매배출구(161)에는 가열챔버부(110)의 순환유로(115)와 파이프형태의 압력감소관(165)으로 서로 연결되어 급랭챔버부(160)에서 가열된 피처리물(QCO)의 급랭 시 발생되는 증기가 냉매배출구(161)를 통해 순환유로(115)를 거지면서 압력 및 온도가 하락되어 배출되도록 함으로써, 냉매배출구(161)에서 배출되는 증기에 의한 화상사고 또는 전기 합선사고의 발생을 방지할 수 있다.
이때, 냉매배출밸브(163)는 미리 설정된 압력 이상일 경우에는 압력감소관(165)으로 냉매를 배출하고, 미리 설정된 압력 미만일 경우에는 냉매배출구(161)로 바로 배출하도록 구성되어 냉매의 배출 압력에 따라 효과적으로 냉매를 배출시킬 수 있으며, 압력감소관(165)은 가열챔버부(110) 또는 개폐뚜껑(130), 또는 연결케이싱부(140) 중 어느 하나에 형성된 순환유로(115)와 연결될 수 있다.
실시예에서는 압력감소관(165)이 냉매배출구(161)와 연결케이싱부(140)를 서로 연결하도록 구성하였다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다목적 소형 ?칭로(100)는 연결케이싱부(140)를 포함할 수 있다.
이 연결케이싱부(140)는 가열챔버부(110)와 급랭챔버부(160)의 열전달을 최소화하기 위해 가열챔버부(110)와 급랭챔버부(160)가 서로 이격되도록 연결할 수 있다.
한편, 연결케이싱부(140)는 상부가 넓고 하부가 좁은 내부가 관통된 호퍼형상으로 형성될 수 있으며, 연결케이싱부(140)의 상부에는 가열챔버부(110)가 설치될 수 있고, 연결케이싱부(140)의 하부에는 급랭챔버부(160)가 설치될 수 있다.
그리고, 연결케이싱부(140)의 내부에는 연결케이싱부(140)의 상하를 가로질러 완충가이드(141)가 설치될 수 있으며, 완충가이드(141)는 내부가 빈 원형의 파이프 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 완충가이드(141)는 하기에 설명될 피처리물(QCO)이 수용되는 수용트레이(170)에 공기 저항을 발생시켜 수용트레이(170)가 급랭챔버부(160)로 낙하시의 충격을 완충시킬 수 있다.
이때, 완충가이드(141)의 내경은 수용트레이(170)의 외경의 크기와 근접한 크기로 형성되어 완충가이드(141)로 수용트레이(170)가 삽입되어 낙하될 때, 완충가이드(141)의 내부 공기를 수용트레이(170)가 밀어내는 형태로 공기 저항에 의해 수용트레이(170)가 낙하하는 속도를 감소시켜 수용트레이(170)의 낙하로 인한 수용트레이(170)의 파손 및 내부에 수용되는 피처리물(QCO)의 파손을 최소화할 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다목적 소형 ?칭로(100)는 밀폐게이트밸브(150)를 포함할 수 있다.
이 밀폐게이트밸브(150)는 가열챔버부(110)의 하부를 개폐하여 가열챔버부(110)의 주입되는 가스의 배출 또는 공기의 유입으로 인한 진공도의 하락을 방지할 수 있다.
한편, 밀폐게이트밸브(150)는 게이트판이 구동기구에 의해 회전하여 가열챔버부(110)의 하부를 선택적으로 밀폐하거나 개방하도록 구성될 수 있다.
그리고, 밀폐게이트밸브(150)는 피처리물(QCO)을 냉매에 의해 냉각 시 발생되는 증기가 가열챔버부(110)로 유입되는 것을 차단하는 기능과 가열챔버부(110)의 열이 급랭챔버부(160)로 유입되는 것을 차단하는 기능도 함께 수행할 수 있다.
한편, 밀폐게이트밸브(150)는 연결케이싱부(140)의 하부에 설치되어 가열챔버부(110)의 내부공간과 급랭챔버부(160)의 내부 공간을 완벽히 구획할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다목적 소형 ?칭로(100)는 수용트레이(170)를 포함할 수 있다.
이 수용트레이(170)는 피처리물(QCO)을 분실을 방지하기 위해 피처리물(QCO)을 수용한 상태에서 ?칭을 수행할 수 있다.
한편, 수용트레이(170)는 둘레가 메쉬망(173)으로 형성되어 히터(111)의 열이 수용된 피처리물(QCO)로 용이하게 전달되도록 구성될 수 있으며, 수용트레이(170)의 상부와 하부는 복수 개의 관통공이 형성된 상부캡(171)과 하부캡(172)에 의해 밀폐될 수 있다.
그리고, 상부캡(171)과 하부캡(172)은 메쉬망(173)에 나사체결되거나, 상부캡(171)과 하부캡(172)을 볼트가 관통하고 너트에 의해 체결되는 형태로 서로 결합될 수 있다.
또한, 수용트레이(170)의 중앙부분에는 히터(111)의 열이 수용트레이(170)의 중앙부분으로 전달되어 피처리물(QCO)의 둘레를 전체적으로 가열할 수 있도록 상부캡(171)과 하부캡(172)의 중앙부분을 관통하는 파이프 형태의 열전달관(174)이 설치될 수 있다.
그리고, 수용트레이(170)의 하부에는 가열챔버부(110)에서 자유낙하하는 수용트레이(170)가 급랭챔버부(160)로 떨어질 때, 수용트레이(170)에 작용하는 충격을 감소시키기 위해 수용트레이(170)의 둘레에서 중앙 하부를 향해 절곡되는 형상의 완충편(175)이 수용트레이(170)의 둘레를 따라 복수 개가 설치될 수도 있다.
이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 다목적 소형 ?칭로(100)는 피처리물(QCO)을 수용트레이(170)에 수용한 상태에서 가열챔버부(110)의 개폐뚜껑(130)을 개방하고, 개방된 내부공간에 수용트레이(170)를 안착시키고 개폐뚜껑(130)을 닫아 가열챔버부(110)를 밀폐한다.
이때, 개폐뚜껑(130)은 다목적 소형 ?칭로(100)를 설치하기 위한 프레임(200)에 유압 또는 공압 실린더(210)가 설치되어 이 실린더(210)에 의해 가열챔버부(110)에서 들어 올려져 개방하거나, 개방한 상태에서 가열챔버부(110)가 위치된 방향으로 내려 밀폐할 수 있다.
그리고, 개폐뚜껑(130)이 밀폐되면 개폐뚜껑(130)이 가열챔버부(110)가 압력에 의해 개방되지 않도록 개폐뚜껑(130)을 밀폐지그에 의해 가열챔버부(110)에 견고히 고정시킨다.
한편, 가열챔버부(110)에 피처리물(QCO)이 반입되면, 열처리 조건에 따라 가열챔버부(110)의 내부를 진공 상태로 만들때에는 진공기구(181)를 작동시켜 진공기구(181)를 통해 가열챔버부(110)의 내부 공기를 흡입하는 형태로 가열챔버부(110)의 내부를 진공 상태로 만든다.
반면, 열처리 조건에 따라 가열챔버부(110)의 내부를 가스 분위기 상태로 만들때에는 가스주입기(185)를 작동시켜 가열챔버부(110)의 내부로 원하는 가스를 주입하여 가열챔버부(110)의 내부에 가스 분위기로 조성한다.
이때, 가열챔버부(110)로 공급되는 가스는 가스주입기(185)에서 가스 주입구를 통해 가열챔버부(110)로 공급되고, 미리 설정된 압력의 가스가 주입되면, 가스 배출구를 통해 배출되면서, 새로운 가스를 지속적으로 공급하면서, 균일한 가스 분위기를 조성할 수 있다.
그리고, 가열챔버부(110)의 내부가 진공 또는 가스 분위기가 조성되면, 히터(111)를 작동시켜 피처리물(QCO)을 미리 설정된 온도로 미리 설정된 시간동안 가열을 수행한다.
한편, 가열챔버부(110)에서 피처리물(QCO)이 미리 설정된 온도와 미리 설정된 시간 동안 가열되면, 히터(111)의 작동은 정지하고, 가열챔버부(110)의 진공 또는 가스 분위기를 해제한다.
여기서, 가열챔버부(110)의 진공을 해제할 경우에는 배기선택밸브(136)를 개방하여 외부의 공기를 가열챔버부(110)로 공급하거나, 가열챔버부(110)에 채워진 가스를 배기선택밸브(136)를 개방하여 배기라인(135)을 통해 외부로 배출한다.
이때, 가열챔버부(110)에 주입된 가스가 수소일 경우에는 수소의 배출로 인한 폭발을 방지하기 위해 에프터버너(139)를 작동시켜 배출되는 수소를 소멸시키며 배출시킨다.
한편, 가열챔버부(110)에 진공 또는 가스 분위기가 해제되면, 피처리물(QCO)이 급랭챔버부(160)로 낙하될 수 있도록 밀폐게이트밸브(150)가 급랭챔버부(160)를 개방하며, 단열셔터부(126)가 가열챔버부(110)의 하부를 개방한다.
그리고, 밀폐게이트밸브(150) 및 단열셔터부(126)가 급랭챔버부(160) 및 가열챔버부(110)를 각각 개방하면, 핑거안착부(121)가 가열챔버부(110)의 내부로 삽입되면서, 핑거안착부(121)에 지지된 피처리물(QCO)이 급랭챔버부(160)가 위치된 하부로 향해 자유 낙하된다.
여기서, 자유낙하되는 피처리물(QCO)은 연결케이싱부(140)에 형성된 완충가이드(141)를 지나면서, 공기의 저항을 받아 낙하속도가 저하되고, 완충가이드(141)를 지나 급랭챔버부(160)로 낙하되는 피처리물(QCO)은 피처리물(QCO)을 수용하는 수용트레이(170)의 하부에 돌출된 완충편(175)이 충격을 흡수하여 피처리물(QCO)과 수용트레이(170)의 파손을 최소화할수 있다.
한편, 피처리물(QCO)이 급랭챔버부(160)로 낙하되면, 밀폐게이트밸브(150)는 급랭챔버부(160)를 밀폐하고, 급랭챔버부(160)에서는 ?칭을 수행하기 위해 냉매를 급랭챔버부(160)로 주입한다.
그리고, 급랭챔버부(160)에서 미리 설정된 시간 또는 미리 설정된 온도로 냉매에 의해 피처리물(QCO)이 급랭되면, 급랭챔버부(160)의 매체배출구를 분리하거나, 급랭챔버부(160)에 반출도어가 설치된 경우, 반출도어를 통해 ?칭처리된 피처리물(QCO)을 반출하고, 피처리물(QCO)을 수용트레이(170)에서 분리하는 형태로 ?칭을 완료한다.
아울러, 가열챔버부(110)에서 가열을 수행할 때, 배기선택밸브(136)가 배출되는 가스량을 조절하여 균일한 가스 분위기가 조성될 수 있도록 가스의 압력을 조절할 수 있으며, 배기선택밸브(136)의 고장이 발생하는 경우, 배기라인(135)에 설치된 안전밸브(138)를 통해 가스를 배출하여 과도한 압력의 상승을 방지할 수 있다.
또한, 가열챔범부에 안전밸브(138)를 통해 해소할 수 없는 급격한 압력이 발생하는 경우, 밸브스프링(133)에 의해 지지된 배기라인(135)이 설치된 밸브시트(134)가 밸브스프링(133)의 탄성력을 극복하여 가열챔버부(110)의 방폭구(131)를 개방하는 형태로 방폭밸브(132)가 작동하여 가열챔버부(110)의 폭발을 방지할 수 있다.
그리고, 냉매배출구(161)는 압력감소라인을 통해 가열챔버부(110)를 냉각시키는 순환유로(115)와 연결되어 냉매에 의해 피처리물(QCO)을 냉각시 발생되는 증기가 순환유로(115)를 거쳐 압력 및 온도가 하락된 상태에서 외부로 배출되도록 함으로써, 화상사고의 발생을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 다목적 소형 ?칭로(100)는 진공 또는 다양한 종류의 가스 분위기에서 피처리물(QCO)에 ?칭을 수행할 수 있으며, 상부의 가열챔버부(110)에서 피처리물을 자유낙하에 의해 급랭챔버부(160)로 이동하도록 구성되어 비교적 간단한 구성에 의해 제작비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 배기선택밸브(136) 및 안전밸브(138)가 설치되어 균일한 압력을 유지하여 균일한 열처리를 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 방폭밸브(132)가 설치되어 이상 압력 증가로 인한 가열챔버부(110)의 폭발을 방지할 수 있다.
또한, 가스 분위기를 조성할 가스로 수소가 주입되는 경우, 에프터버너(139)에 의해 수소를 태워 소멸시켜 방출하기 때문에 수소에 의한 폭발위험을 최소화할 수 있다.
또한, 단열셔터부(126)와 밀폐게이트밸브(150)가 설치되어 가열챔버부(110)와 급랭챔버부(160)의 사이를 열전달 할 수 있을 뿐만 아니라, 가열챔버부(110)와 급랭챔버부(160)의 사이를 구획하여 가열챔버부(110)의 진공도 하락 및 주입되는 가스의 유출을 최소화할 수 있다.
또한, 연결케이싱부(140)에는 피처리물(QCO)의 낙하 시 완충을 수행하는 완충가이드(141)가 설치될 뿐만 아니라, 수용트레이(170)에는 완충편(175)이 설치되어 자유낙하에 따른 피처리물(QCO)의 파손 및 수용트레이(170)의 파손을 최소화할 수 있다.
또한 냉매배출구(161)는 압력감소라인에 의해 순환라인과 연결되어 발생하는 증기를 그대로 배출하지 않고 순환라인을 통해 압력과 온도를 하락시킨 상태로 배출하여 화상사고 또는 증기에 의한 전기 합선사고의 발생을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100: 다목적 소형 ?칭로 110: 가열챔버부
111: 히터 112: 단열재
113: 전력선 연결구 115: 순환유로
116: 공기흡입구 118: 전력선
120: 핑거실린더 121: 핑거안착부
125: 셔터실린더 126: 단열셔터부
130: 개폐뚜껑 131: 방폭구
132: 방폭밸브 133: 밸브스프링
134: 밸브시트 135: 배기라인
136: 배기선택밸브 137: 바이패스라인
138: 안전밸브 139: 에프터버너
140: 연결케이싱부 141: 완충가이드
150: 밀폐게이트밸브 160: 급랭챔버부
161: 냉매배출구 163: 냉매배출밸브
165: 압력감소관 170: 수용트레이
171: 상부캡 172: 하부캡
173: 메쉬망 174: 열전달관
175: 완충편 181: 진공기구
185: 가스주입기 200: 프레임
210: 실린더 QCO: 피처리물

Claims (7)

  1. 피처리물을 가열하는 히터가 설치되는 가열챔버부, 상기 가열챔버부의 하부에 위치되어 상기 피처리물에 유체를 분사하여 급랭시키는 급랭챔버부를 포함하는 다목적 소형 ?칭로에 있어서,
    상기 가열챔버부는
    상기 피처리물을 상기 가열챔버부의 내부 중앙부분에 위치된 상태로 상기 피처리물을 지지하며, 상기 가열챔버부에서 가열이 종료된 상태에서 슬라이딩 이동하여 상기 피처리물을 상기 급랭챔버부로 낙하시키는 핑거안착부, 및
    상기 핑거안착부의 하부에 위치되어 상기 가열챔버부를 폐쇄하여 상기 가열챔버부의 하부로 열이 전달되는 것을 차단하며 상기 급랭챔버부로 상기 피처리물이 낙하 시 상기 가열챔버부의 하단을 개방하는 단열셔터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 소형 ?칭로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열챔버부는
    상기 가열챔버부의 공기를 흡입하여 상기 가열챔버부의 내부를 진공상태로 만드는 진공기구, 및
    상기 피처리물이 가스 분위기에서 가열되도록 상기 가열챔버부에 가스를 주입하는 가스주입기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 소형 ?칭로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가열챔버부는
    상기 가열챔버부에 설치되어 상기 가열챔버부의 배기를 수행하는 배기라인,
    상기 배기라인에 설치되어 상기 배기라인을 선택적으로 개폐하는 배기선택밸브, 및
    상기 배기선택밸브를 우회하여 상기 배기선택밸브의 고장 또는 상기 가열챔버부에 미리 설정된 압력 이상의 압력이 발생할 경우 개방되는 안전밸브가 설치된 바이패스라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 소형 ?칭로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가열챔버부와 상기 급랭챔버부의 사이에 설치되어 상기 가열챔버부의 내부를 가스 분위기 또는 진공상태로 만들기 위해 상기 가열챔버부를 밀폐하고 상기 피처리물의 낙하시 상기 급랭챔버부를 개방하는 밀폐게이트밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 소형 ?칭로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가열챔버부는
    상기 가열챔버부의 내부에 수소가 충전되는 경우, 상기 가열챔버부에서 배출되는 수소를 태워 소멸시키는 에프터버너를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 소형 ?칭로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피처리물을 상기 가열챔버부로 반입하기 위해 상기 피처리물이 수용되는 수용트레이를 포함하고,
    상기 수용트레이를 상기 급랭첨버부로 낙하 시 상기 피처리물로 전달되는 충격을 감소시키기 위해 상기 수용케이스의 하부에서 돌출되는 완충편을 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 소형 ?칭로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가열챔버부와 상기 급랭챔버부의 사이에 설치되어 상기 가열챔버부에서 상기 급랭챔버부로 상기 수용트레이의 낙하 시 공기 저항에 의해 상기 수용트레이의 낙하속도를 감소되도록 상기 수용케이스가 삽입되어 지나는 완충가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 소형 ?칭로.



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