KR20200028806A

KR20200028806A - 고온 탄화로

Info

Publication number: KR20200028806A
Application number: KR1020180133492A
Authority: KR
Inventors: 치-융 왕
Original assignee: 유에이치티 유니테크 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2018-09-06
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2020-03-17
Also published as: TWI667339B; KR102108645B1; TW202010828A; US20200080003A1; CN110878434A

Abstract

고온 탄화로는 캐비티(cavity), 적어도 2개의 마이크로파 부 및 제어 회로를 포함한다. 마이크로파 부 각각은 캐비티의 처리 경로를 따라 배열된다. 제어 회로는, 캐비티의 처리 경로 상에 분포되는 온도 센서의 신호를 수신한다. 제어 회로는 제어 신호를 생성하여, 상이한 마이크로파 부의 마그네트론을 턴 온/오프되도록 제어하거나, 상이한 마이크로파 부의 마그네트론의 전력을 제어하여, 마이크로파 부가 배열된 처리 경로의 위치가 예상 온도 조건을 얻을 수 있다. 또한, 캐비티에서의 온도는 정밀하게 조정될 수 있어서, 캐비티에서의 온도 분포는 균일하여, 처리물을 가열하기 위한 균일성이 증가할 수 있으며, 상이한 온도 제어 영역의 온도 그레디언트는 제어 및 조정될 수 있어서, 처리물의 요건에 따라서 처리 경로의 온도 조건을 조정 및 제어하는 장점을 달성할 수 있다.

Description

고온 탄화로{HIGH TEMPERATURE CARBONIZATION FURNACE}

본 발명은 열처리 장비, 및 특히 전체 고온 탄화로에서 온도를 효율적으로 제어할 수 있으며 정밀하게 조정할 수 있어서 캐비티(cavity)의 온도 분포가 균일하며 처리물을 가열하기 위한 균일성이 증가할 수 있고 상이한 온도 제어 영역의 온도 그레디언트(gradient)가 제어될 수 있으며 조정될 수 있고 심지어 처리 경로의 온도 조건이 처리물의 요건에 따라 세그먼트식으로(segmentally) 조정될 수 있는 고온 탄화로에 관한 것이다.

산업용 제조 분야에서, 소재의 물리적 또는 화학적 특성은 가열 공정에 의해 변화될 수 있으며, 이 가열 공정은 직렬 처리 방법으로서 보일 수 있으며, 많은 제품의 제조 공정의 핵심 단계이다. 예컨대, 탄소 섬유는 90% 초과의 탄소 함량을 함유하는 새로운 탄소 소재이며, 이 소재는, 유기 섬유에 직렬 가열 공정을 실행함으로써 달성될 수 있다.

탄소 섬유의 연속 자동 제조 공정에서, 섬유 얀(yarn)은 미리 결정된 속도로 열 공정에 의해 처리되며, 그에 따라 가열 공정 장비에 의해 처리되는 섬유 얀의 예상된 탄화 효과를 달성하기 위해, 탄화로는 섬유 얀을 효율적으로 처리하기 위한 환경을 필요로 해야 하며, 처리 경로의 온도 조건을 정밀하게 더 제어해야 한다.

탄소 섬유의 종래의 연속 자동 제조 공정은 보통 전기-열 와이어의 탄화로를 활용하여, 섬유 얀에 고온 흑연화 공정 또는 흑연화 공정을 실행하지만, 저 열 전도 속도와 곤란한 열 보존의 단점을 가지며, 온도 증가 속도가 열 전도 효과에 의해 실현되므로 충분한 온도가 장기간 가열에 의해 얻어진다는 단점을 갖는다. 특히, 전체 전기-열 와이어의 온도 분포는 실제 작업 중에는 균일하지 않으며, 전기-열 와이어의 확장 영역에서 분명한 온도 편차가 있다. 따라서, 섬유 얀의 탄화 품질을 효율적으로 제어하기 곤란하며, 처리 경로의 온도 조건은 처리물의 요건에 따라 조정 및 제어될 수 없다. 또한, 종래의 고온 탄화로가 가열을 위해 전기-열 와이어를 활용할지라도, 전기-열 와이어가 긴 시트 구조의 형상으로 되어 있으므로 가열 공정 동안 캐비티에서 상이한 영역의 상이한 온도를 제공할 수 없으며, 캐비티에서의 단일의 하나의 영역의 온도가 미세하게 조정될 수 없다는 장점을 갖는다.

그에 따라, 본 발명의 주요한 목적은, 전체 고온 탄화로에서 온도를 효율적으로 제어할 수 있으며 정밀하게 조정할 수 있어서, 캐비티의 온도 분포가 균일하며 처리물을 가열하기 위한 균일성이 증가할 수 있고 상이한 온도 제어 영역의 온도 그레디언트가 제어될 수 있으며 조정될 수 있고 심지어 처리 경로의 온도 조건이 처리물의 요건에 따라 세그먼트식으로 조정될 수 있는 고온 탄화로를 제공하는데 사용된다.

본 발명의 다른 목적은, 각각의 마그네트론(magnetron)의 전력 및 온/오프를 조정할 수 있어서, 동일 캐비티에서의 상이한 영역이 상이한 가열 온도를 제공할 수 있는 고온 탄화로를 제공하는 것이다. 즉, 단일 캐비티의 단일 영역에서의 각각의 마그네트론의 작업 모드가 각각의 온도 센서의 신호에 따라 조정될 수 있다.

본 발명의 상기 목적을 달성하기 위해, 고온 탄화로가 제공되며, 캐비티, 적어도 2개의 마이크로파 부 및 제어 회로를 포함한다. 캐비티는 처리 경로를 가지며, 캐비티는, 처리 경로의 2개의 단부에 각각 배열되는 소재 유입구 및 소재 유출구를 갖는다. 마이크로파 부 각각은 캐비티의 처리 경로를 따라 배열되며, 마이크로파 부 각각은 적어도 하나의 마그네트론을 갖는다. 제어 회로는, 캐비티의 처리 경로 상에 분포되는 온도 센서의 신호를 수신하도록 더 구성된다. 제어 회로는 적어도 하나의 저장 매체와, 각각의 저장 매체에 전기적으로 연결되는 마이크로프로세서를 포함하여, 각각의 저장 매체와 마이크로프로세서는 각각의 온도 센서의 신호를 판독하며, 제어 회로는 제어 신호를 생성하여 각각의 마이크로파 부의 각각의 마그네트론의 작업 모드를 제어한다.

상기 고온 탄화로에 따라, 처리물의 요건에 따라, 제어 회로가 각각의 마그네트론의 적절한 작업 모드를 선택하여 설정하며, 각각의 마그네트론을 턴 온/오프하거나 각각의 마그네트론의 전력을 조정함으로써, 처리 경로의 마이크로파 부가 위치한 위치의 온도가 예상된 온도 조건을 얻을 수 있어서, 처리물의 요건을 기초로 처리 경로의 온도 조건을 세그먼트식으로 조정하며 제어하는 목적을 달성할 수 있다.

상기 구조에 따라, 고온 탄화로는 캐비티에 연결된 가스 공급 부를 더 갖는다. 캐비티는 처리 경로와 연통되는 적어도 하나의 가스 유입구를 가지며, 적어도 하나의 가스 유입구는 처리 경로의 전방 위치에 배열된다. 캐비티는 처리 경로와 연통되는 적어도 하나의 가스 유출구를 가지며, 적어도 하나의 가스 유출구는 처리 경로의 후방 위치에 배열된다. 가스 공급 부는 적어도 하나의 가스 유입구에 연결된다.

상기 구조에 따라, 고온 탄화로는 캐비티에 배열되는 적어도 하나의 열 보존 소재를 더 갖는다.

상기 구조에 따라, 고온 탄화로는 캐비티에 연결되는 가스 공급 부를 갖는다. 캐비티는 캐비티에 배열되는 적어도 하나의 열 보존 소재를 더 갖는다. 캐비티는 처리 경로와 연통되는 적어도 하나의 가스 유입구를 가지며, 적어도 하나의 가스 유입구는 처리 경로의 전방 위치에 배열된다. 캐비티는 처리 경로와 연통되는 적어도 하나의 가스 유출구를 가지며, 적어도 하나의 가스 유출구는 처리 경로의 후방 위치에 배열된다. 가스 공급 부는 적어도 하나의 가스 유입구에 연결된다.

상기 구조에 따라, 각각의 마이크로파 부는 처리 경로의 2개의 측과 바닥 위치 상에 배열되는 마그네트론을 갖는다.

상기 구조에 따라, 고온 탄화로는 캐비티의 처리 경로를 따라 배열되는 2개의 마이클파 부를 가지며, 각각의 마이크로파 부는 3개의 마그네트론을 갖는다.

상기 구조에 따라, 고온 탄화로는 캐비티의 처리 경로를 따라 배열되는 5개의 마이크로파 부를 가지며, 5개의 마이크로파 부는 순차적으로 3개, 8개, 10개, 8개 및 3개의 마그네트론을 갖는다.

상기 구조에 따라, 고온 탄화로는 캐비티의 처리 경로를 따라 배열되는 10개의 마이크로파 부를 가지며, 10개의 마이크로파 부는 순차적으로 3개, 8개, 8개, 10개, 10개, 10개, 10개, 8개, 8개 및 3개의 마그네트론을 갖는다.

본 발명에 의해 제공되는 고온 탄화로는 처리물을 통해 열을 즉시 전파할 수 있고, 처리물을 신속하게 가열할 수 있고, 짧은 반응 시간을 가질 수 있으며 에너지를 저장할 수 있다. 또한, 처리 경로는, 마이크로파 부에 대응하는 여러 온도 제어 영역으로 나눠질 수 있다. 각각의 마이크로파 부의 각각의 마그네트론의 온/오프 또는 각각의 마이크로파 부의 각각의 마그네트론의 전력을 제어함으로써, 처리 경로에서 각각의 마이크로파 부의 위치는 예상된 온도 조건을 얻을 수 있어서, 상이한 처리물의 상이한 가열 요건이 충족될 수 있다. 게다가, 각각의 마이크로파 부의 각각의 마그네트론의 전력을 즉시 제어하며 조정함으로써, 처리 경로는, 열 처리의 수율과 품질을 보장하기 위해, 상이한 온도 제어 영역에서 미리 결정된 온도를 유지할 수 있다.

수반하는 도면은 본 발명의 추가 이해를 제공하도록 포함되며, 본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성한다. 도면은 본 발명의 예시적인 실시예를 예시하며, 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 의해 제공되는 고온 탄화로의 아키텍쳐의 개략도이다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시예에서 마이크로파 부의 할당을 도시하는 개략도이다.
도 3은, 제1 가능 작업 모드에서 제1 실시예의 고온 탄화로의 온도 분포를 도시하는 곡선도이다.
도 4는, 제2 가능 작업 모드에서 제2 실시예의 고온 탄화로의 온도 분포를 도시하는 곡선도이다.
도 5는, 본 발명의 제2 실시예에 의해 제공되는 고온 탄화로의 아키텍쳐의 개략도이다.
도 6은, 본 발명의 제3 실시예에 의해 제공되는 고온 탄화로의 아키텍쳐의 개략도이다.
도 7a는, 본 발명의 제4 실시예에서의 마이크로파 부의 할당을 도시하는 개략도이다.
도 7b는, 제3 가능 작업 모드에서 제4 실시예의 고온 탄화로의 온도 분포를 도시하는 곡선도이다.
도 8a는, 본 발명의 제5 실시예에서 마이크로파 부의 할당을 도시하는 개략도이다.
도 8b는, 제4 가능 작업 모드에서 제5 실시예의 고온 탄화로의 온도 분포를 도시하는 곡선도이다.

본 발명의 기술적 특성, 내용 및 장점과 그 효과를 이해하기 위해, 본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 기재될 것이다. 도면은 오직 예시적 및 보조적 목적용이며, 반드시 본 발명의 진정한 규모와 정밀한 구성일 필요는 없다. 그러므로, 본 발명의 범위는 첨부된 도면의 규모와 구성으로 제한되지 않아야 한다.

본 발명은, 전체 고온 탄화로에서 온도를 효과적으로 제어할 수 있으며 정밀하게 조정할 수 있어서, 캐비티의 온도 분포가 균일하며 처리물을 가열하기 위한 균일성이 증가할 수 있고 상이한 온도 영역의 온도 그레디언트가 제어될 수 있으며 조정될 수 있고 심지어 처리 경로의 온도 조건이 처리물의 요건에 따라 세그먼트식으로 조정될 수 있는 고온 탄화로를 제공하며, 처리물은 탄소 섬유 소재일 수 있으며, 많은 종류의 탄소 섬유 소재, 예컨대, 레이온(rayon), 폴리비닐 알코올, 비닐리덴 클로라이드, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 또는 피치가 있다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 고온 탄화로는 캐비티(10), 적어도 2개의 마이크로파 부(20) 및 제어 회로(30)를 포함한다.

캐비티(10)는, 처리물(50)(예컨대, 도면에서는 섬유 얀)이 통과할 수 있는 처리 경로(11)를 가지며, 캐비티(10)는, 처리 경로(11)의 2개의 단부에 각각 배열되는 소재 유입구(12)와 소재 유출구(13)를 갖는다.

마이크로파 부(20) 각각은 캐비티(10)의 처리 경로(11)를 따라 배열되며, 마이크로파 부(20) 각각은 적어도 하나의 마그네트론(21)을 갖는다. 실제 구현에서, 마이크로파 부(20) 각각은 처리 경로(11)의 바닥 위치와 2개의 측면 상에 배열되는 마그네트론(21)을 갖는 것이 제안된다.

제어 회로(30)는, 캐비티(10)의 처리 경로(11) 상에서 분포하는 온도 센서(31)의 신호를 수신하도록 더 구성된다. 제어 회로(30)는 적어도 하나의 저장 매체(32)와, 저장 매체(32) 각각에 전기적으로 연결되는 마이크로프로세서(33)를 포함하여, 각각의 저장 매체(32)와 마이크로프로세서(33)는 온도 센서(31) 각각의 신호를 판독하며, 제어 회로(30)는 제어 신호를 생성하여, 마이크로파 유닛(20) 각각의 마그네트론(21) 각각의 작업 모드를 제어한다.

그에 따라, 본 발명의 고온 탄화로에서 제어 회로(30)는 (도면에서 섬유 얀과 같은) 처리물(50)의 요건을 기초로 마그네트론(21) 각각의 적절한 작업 모드를 선택하거나 설정할 수 있으며, 마이크로파 부(20) 각각의 마그네트론(21) 각각의 동작 하에서, 포커싱 마이크로파가 (도면에서 섬유 얀과 같은) 연속해서 통과하는 처리물(50)을 가열할 수 있다.

전체 고온 탄화로가 동작할 때, 제어 회로(30)는 온도 센서(31)의 신호를 수신하며, 그에 따라 마이크로파 부(20)의 마그네트론(21)의 동작을 제어한다. 그러므로, 고온 탄화로는 전체 탄화로의 가열 온도를 효율적으로 제어할 뿐만 아니라, 처리물을 통해 열을 즉시 전파할 수 있고, 처리물을 신속하게 가열할 수 있고, 짧은 반응 시간을 가질 수 있으며 에너지를 절약할 수 있다.

심지어, 처리 경로(11)는, 마이크로파 부(20)에 대응하는 여러 온도 제어 영역으로 나눠질 수 있다. 마그네트론(21) 각각을 턴 온/오프함으로써 또는 마그네트론(21) 각각의 전력을 조정함으로써, 처리 경로의 마이크로파 부(21)가 위치하는 위치의 온도가 예상 온도 조건을 얻을 수 있어서, 처리물(50)의 요건을 기초로 하여 처리 경로(11)의 온도 조건을 세그먼트식으로 조정하며 제어하는 목적이 달성될 수 있다.

도 1 및 도 2의 실시예에서, 전체 고온 탄화로의 2개의 마이크로파 부(20)는 캐비티(10)의 처리 경로(11)를 따라 배열되며, 마이크로파 부(20) 각각은 3개의 마그네트론(21)을 갖는다. 구현할 때, 2개의 마이크로파 부(20)에 대응하는 처리 경로(11)의 온도 제어 영역은 도 3에 도시한 바와 같이 동일한 온도로 설정되어(즉, 2개의 마이크로파 부(20)가 동일한 온도의 작업 모드에서 동작하도록 설정되어), 처리 경로(11)를 통과하는 처리물(50)은 동일한 가열 효과를 가질 수 있다.

전체 고온 탄화로의 2개의 마이크로파 부(20)가 캐비티(10)의 처리 경로(11)를 따라 배열되며, 마이크로파 부(20) 각각이 3개의 마그네트론(21)을 갖는 실시예에서, 마이크로파 부(20)가 소재 유입구(12)에 인접한 처리 경로(11)의 온도 제어 영역은 도 4에 도시한 바와 같이 더 낮은 온도가 되도록 설정되어(즉, 소재 유입구(12)에 인접한 마이크로파 부(20)가 더 낮은 온도의 작업 모드에서 동작하도록 설정되어), 캐비티(10)에 들어간 처리물(50)은 미리 가열되며, 처리물(50)이 처리 경로(11)의 중간 섹션에 도달할 때, 예상 가열 효과를 얻을 수 있으며, 처리물(50)이 캐비티(10)를 통화하기 전, 처리물의 온도는 점진적으로 감소한다.

본 발명에 의해 제공되는 고온 탄화로가 마이크로파 부(20) 각각의 마그네트론(21) 각각을 턴 온/오프할 수 있거나 마이크로파 부(20) 각각의 마그네트론(21) 각각의 전력을 조정할 수 있으므로, 처리 경로(11)의 온도 조건을 간단히 세그먼트식으로 조정하며 제어하는 효과가 달성될 수 있으며, 상이한 처리물(50)의 가열 공정 요건이 충족될 수 있다. 특히, 마이크로파 부(20) 각각의 마그네트론(21) 각각의 전력을 즉시 조정함으로써, 처리 경로(11)는, 가열 처리 수율 및 품질을 보장하기 위해 미리 결정된 온도 조건을 유지할 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 구현할 때, 고온 탄화로는 캐비티(10)에 연결되는 가스 공급 부(40)를 더 가질 수 있다. 캐비티(10)는, 처리 경로(11)와 연통하는 적어도 하나의 가스 유입구(14)를 가지며, 적어도 하나의 가스 유입구(14)는 처리 경로(11)의 전방 위치에 배열된다. 캐비티(10)는, 처리 경로(11)와 연통하는 적어도 하나의 가스 유출구(15)를 가지며, 적어도 하나의 가스 유출구(15)는 처리 경로(11)의 후방 위치에 배열된다. 가스 공급 부(40)는 적어도 하나의 가스 유입구(14)에 연결된다. 동작할 때, 가스 공급 부(40)의 미리 저장된 가스는, 처리물(50)과의 예상 화학 반응을 활성화하기 위해, 캐비티(10) 내에 동시에 주입된다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 고온 탄화로를 구현할 때, 고온 탄화로는 캐비티(10)에 배열되는 적어도 하나의 열 보존 소재(16)를 더 갖는다. 열 보존 소재(16)의 열 보존 효과를 활용할 수 있어서, 캐비티(10)에서의 미리 결정된 작업 온도가 유지되어 에너지를 절약할 수 있다.

특히, 본 발명의 고온 탄화로를 구현할 때, 도면에 도시한 바와 같이, 고온 탄화로는 캐비티(10)에 연결되는 가스 공급 부(40)를 가질 수 있고; 캐비티(10)는 캐비티(10)에 배열되는 적어도 하나의 열 보존 소재(16)를 더 가질 수 있고; 캐비티(10)는 처리 경로(11)와 연통하는 적어도 하나의 가스 유입구(14)를 가질 수 있고, 적어도 하나의 가스 유입구(14)는 처리 경로(11)의 전방 위치에 배열될 수 있고; 캐비티(10)는 처리 경로(11)와 연통하는 적어도 하나의 가스 유출구(15)를 가질 수 있고, 적어도 하나의 가스 유출구(15)는 처리 경로(11)의 후방 위치에 배열될 수 있으며; 가스 공급 부(40)는 적어도 하나의 가스 유입구(14)에 연결될 수 있다.

또한, 본 발명의 고온 탄화로가 캐비티(10)에 연결되는 가스 공급 부(40)를 더 갖거나, 캐비티(10)가 캐비티(10)에 배열되는 열 보존 소재(16)를 갖든지 상관없이, 다른 고온 탄화로를 도 7a 및 도 8a로서 볼 수 있으며, 캐비티(10)의 치수를 기초로 하여, 캐비티(10)의 처리 경로(11)에 분포된 마이크로파 부(20)의 개수는 동일하지 않을 수 도 있다. 처리 경로(11)를 마이크로파 부(20)에 대응하는 상이한 온도 제어 영역으로 나누며, 마그네트론(21) 각각의 턴 온/오프하거나 마그네트론(21) 각각의 전력을 조정함으로써, 처리 경로(11)의 마이크로파 부(20)가 위치한 위치의 온도가 예상 온도 조건을 얻을 수 있어서, 처리물(50)의 요건을 기초로 처리 경로(11)의 온도 조건을 세그먼트식으로 조정하며 제어하는 목적이 달성될 수 있다. 예컨대, 도 7a에서, 고온 탄화로는 캐비티(10)의 처리 경로(11)를 따라 배열되는 5개의 마이크로파 부(20)를 가지며, 도 7b에서, 캐비티(10)의 처리 경로(11)의 온도 제어 영역의 온도 조건은 온도 분포에 의해 볼 수 있다(즉, 5개의 마이크로파 부(20)의 작업 모드는 그러한 온도 조건을 달성하도록 설정된다). 도 8a에서, 고온 탄화로는 캐비티(10)의 처리 경로(11)를 따라 배열되는 10개의 마이크로파 부(20)를 가지며, 도 8b에서, 캐비티(10)의 처리 경로(11)의 온도 제어 영역의 온도 조건을 온도 분포에 의해 볼 수 있다(즉, 10개의 마이크로파 부(20)의 작업 모드는 그러한 온도 조건을 달성하도록 설정된다). 처리 경로(11)를 마이크로파 부(20)에 대응하는 상이한 온도 제어 영역으로 나누며, 마그네트론(21) 각각의 턴 온/오프하거나 마그네트론(21) 각각의 전력을 조정함으로써, 처리 경로(11)를 따라 마그네트론(21)에 대응하는 상이한 온도 제어 영역의 온도가 조정되며 제어될 수 있어서, 처리물(50)의 요건을 기초로 처리 경로(11)의 온도 조건을 세그먼트식으로 조정하며 제어하는 목적이 달성될 수 있다.

도 7a의 실시예에서, 고온 탄화로는 캐비티(10)의 처리 경로(11)를 따라 배열되는 5개의 마이크로파 부(20)를 가지며, 5개의 마이크로파 부(20)는 순차적으로 3개, 8개, 10개, 8개 및 3개의 마그네트론(21)을 갖는다. 그러므로, 처리 경로(11)는 5개의 마이크로파 부(20)에 대응하는 온도 제어 영역으로 순차적으로 나눠질 수 있으며, 이 마이크로파 부는 각각 3개, 8개, 10개, 8개 및 3개의 마그네트론(21)을 가지며, 처리 경로(11)의 마이크로파 부(20)가 위치한 위치의 온도 조건은 예상 온도 조건을 얻을 수 있으며, 처리물(50)의 요건에 기초하여 처리 경로(11)의 온도 조건을 세그먼트식으로 조정하며 제어하는 목적을 달성할 수 있다.

도 8a의 실시예에서, 고온 탄화로는 캐비티(10)의 처리 경로(11)를 따라 배열되는 10개의 마이크로파 부(20)를 가지며, 10개의 마이크로파 부(20)는 순차적으로 3개, 8개, 8개, 10개, 10개, 10개, 10개, 8개, 8개 및 3개의 마그네트론(21)을 갖는다. 그러므로, 처리 경로(11)는 5개의 마이크로파 부(20)에 대응하는 온도 제어 영역으로 순차적으로 나눠질 수 있으며, 이 마이크로파 부는 각각 3개, 8개, 8개, 10개, 10개, 10개, 10개, 8개, 8개 및 3개의 마그네트론(21)을 가지며, 처리 경로(11)의 마이크로파 부(20)가 위치한 위치의 온도 조건은 예상 온도 조건을 얻을 수 있으며, 처리물(50)의 요건에 기초하여 처리 경로(11)의 온도 조건을 세그먼트식으로 조정하며 제어하는 목적을 달성할 수 있다.

일반적으로, 가열 공정을 실행할 때, 실온의 처리물(50)이 캐비티(10)에 들어가는 소재 유입구(12)에 인접한 온도 제어 영역은 더 고온으로 제어되지 않아야 하며, 이는 버퍼 시간이 처리물(50)에 예비되어야 하기 때문이다. 그러므로, 온도 제어 영역이 소재 유입구(12)에 인접할수록, 더 적은 마그네트론(21)이 이 온도 제어 영역의 대응 마이크로파 부(20)에 할당된다.

처리물(50)이 캐비티(10)에 들어갔을 때, 더 고온 가열 공정이 실행되어야 하며, 그에 따라, 처리 경로(11)의 중간 섹션에 배열되는 마이크로파 부(20)는 더 많은 마그네트론(21)이 할당되어야 한다. 게다가, 처리물(50)이 캐비티(10)의 중간 섹션으로부터 소재 유출구(13)로 움직일 때, 처리물(50)이 캐비티(10) 외부의 공기와 접촉하는 버퍼 시간이 예비되어야 하며, 소재 유출구(13)에 인접한 온도 제어 영역이 더 고온에서 제어될 수 없다. 즉, 온도 제어 영역이 소재 유출구(13)에 인접할수록, 더 적은 마그네트론(21)이 온도 제어 영역의 대응 마이크로파 부(20)에 할당된다.

종래의 구조와 비교하면, 본 발명에 의해 제공되는 고온 탄화로는 처리물을 통해 열을 즉시 전파할 수 있고, 처리물을 신속하게 가열할 수 있고, 짧은 반응 시간을 가질 수 있으며 에너지를 절약할 수 있다. 또한, 처리 경로는, 마이크로파 부에 대응하는 여러 온도 제어 영역으로 나눠질 수 있다. 각 마이크로파 부의 마그네트론 각각의 온/오프나 각 마이크로파 부의 마그네트론 각각의 전력을 제어함으로써, 처리 경로에서의 마이크로파 부 각각의 위치가 예상 온도 조건을 얻을 수 있어서, 상이한 처리물의 상이한 가열 요건을 충족할 수 있다. 게다가, 각 마이크로파 부의 각각의 마그네트론의 전력을 즉시 제어 및 조정함으로써, 처리 경로는, 가열 처리의 수율과 품질을 보장하기 위해, 상이한 온도 제어 영역에서 미리 결정된 온도를 유지할 수 있다.

앞서 언급한 설명은, 본 발명의 범위를 그에 한정하고자 하는 어떠한 의도도 없이, 본 발명의 예시적인 실시예를 단지 나타낸다. 본 발명의 청구범위를 기초로 한 여러 등가의 변화, 변경 또는 수정은 모두 본 발명의 범위에 의해 포함되는 것으로 결과적으로 간주된다.

Claims

고온 탄화로로서,
캐비티(cavity), 적어도 2개의 마이크로파 부 및 제어 회로를 포함하며,
상기 캐비티는 처리 경로를 갖고, 상기 캐비티는, 상기 처리 경로의 2개의 단부에 각각 배열되는 소재 유입구 및 소재 유출구를 가지며;
상기 마이크로파 부 각각은 상기 캐비티의 처리 경로를 따라 배열되고, 상기 마이크로파 부 각각은 적어도 하나의 마그네트론(magnetron)을 가지며;
상기 제어 회로는, 상기 캐비티의 처리 경로 상에 분포되는 온도 센서들의 신호들을 수신하도록 더 구성되며;
상기 제어 회로는 적어도 하나의 저장 매체와, 상기 저장 매체 각각에 전기적으로 연결되는 마이크로프로세서를 포함하여, 상기 저장 매체 각각과 상기 마이크로프로세서는 상기 온도 센서 각각의 신호를 판독하며, 상기 제어 회로는 제어 신호를 생성하여 상기 마이크로파 부 각각의 상기 마그네트론 각각의 작업 모드를 제어하는, 고온 탄화로.
청구항 1에 있어서, 상기 고온 탄화로는 상기 캐비티에 연결되는 가스 공급 부를 더 갖고; 상기 캐비티는 상기 처리 경로와 연통되는 적어도 하나의 가스 유입구를 가지며, 상기 적어도 하나의 가스 유입구는 상기 처리 경로의 전방 위치에 배열되며; 상기 캐비티는 상기 처리 경로와 연통되는 적어도 하나의 가스 유출구를 가지며, 상기 적어도 하나의 가스 유출구는 상기 처리 경로의 후방 위치에 배열되며; 상기 가스 공급 부는 상기 적어도 하나의 가스 유입구에 연결되는, 고온 탄화로.
청구항 1에 있어서, 상기 고온 탄화로는, 상기 캐비티에 배열되는 적어도 하나의 열 보존 소재를 더 갖는, 고온 탄화로.
청구항 1에 있어서, 상기 고온 탄화로는 상기 캐비티에 연결되는 가스 공급 부를 가지며; 상기 캐비티는 상기 캐비티에 배열되는 적어도 하나의 열 보존 소재를 더 가지며; 상기 캐비티는 상기 처리 경로와 연통되는 적어도 하나의 가스 유입구를 가지며, 상기 적어도 하나의 가스 유입구는 상기 처리 경로의 전방 위치에 배열되며; 상기 캐비티는 상기 처리 경로와 연통되는 적어도 하나의 가스 유출구를 가지며, 상기 적어도 하나의 가스 유출구는 상기 처리 경로의 후방 위치에 배열되며; 상기 가스 공급 부는 상기 적어도 하나의 가스 유입구에 연결되는, 고온 탄화로.
청구항 1에 있어서, 상기 마이크로파 부 각각은, 상기 처리 경로의 2개의 측과 바닥 위치 상에 배열되는 상기 마그네트론들을 갖는, 고온 탄화로.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고온 탄화로는, 상기 캐비티의 처리 경로를 따라 배열되는 2개의 마이클파 부를 가지며, 상기 마이크로파 부 각각은 3개의 마그네트론을 갖는, 고온 탄화로.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고온 탄화로는, 상기 캐비티의 처리 경로를 따라 배열되는 5개의 마이크로파 부를 가지며, 상기 5개의 마이크로파 부는 순차적으로 3개, 8개, 10개, 8개 및 3개의 마그네트론을 갖는, 고온 탄화로.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고온 탄화로는, 상기 캐비티의 처리 경로를 따라 배열되는 10개의 마이크로파 부를 가지며, 상기 10개의 마이크로파 부는 순차적으로 3개, 8개, 8개, 10개, 10개, 10개, 10개, 8개, 8개 및 3개의 마그네트론을 갖는, 고온 탄화로.