KR20210144479A - 열처리용 분위기가스 가열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속을 열처리할 때 사용하는 열처리용 분위기가스를 가열하여 공급하기 위한 열처리용 분위기가스 가열장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 열처리용 분위기가스 가열장치는 분위기가스가 유입되는 유입구와 상기 유입구로 유입된 분위기가스를 배출하는 배출구가 형성된 가열탱크, 상기 유입구로 유입된 분위기가스가 상기 가열탱크의 내측 둘레를 통해 지나면서 단열하거나, 예열하도록 상기 유입구의 둘레에 위치되는 제1 공간과 중앙에 위치되어 가열되는 제2 공간을 구획하는 공간구획벽, 상기 가열탱크를 가로방향으로 가로지르도록 상기 가열탱크를 관통하여 복수 개가 배열되며, 양측이 개방된 관의 형태로 형성되는 히터하우징, 상기 각 히터하우징에 탈착 가능하도록 삽입되어 전기저항에 의해 열을 발생하는 복수 개의 히터엘리먼트, 상기 히터하우징의 일측에 결합되어 상기 히터엘리먼트에 전원을 공급하는 전원공급캡, 상기 히터하우징의 타측에 결합되어 상기 복수 개의 히터엘리먼트를 서로 통전되도록 연결하는 접속단자가 설치된 단자캡, 상기 단자캡에 설치되어 상기 접속단자를 흐르는 전기의 통전여부에 따라 점등하여 상기 히터엘리먼트의 작동여부를 외부에 표시하는 표시램프, 및 상기 제2 공간에 가로질러 설치되며 상기 히터엘리먼트에 의해 가열되는 상기 히터하우징의 열을 전달받아 상기 제2 공간을 지나는 상기 분위기가스를 상기 제2 공간의 전체적으로 확산시킴과 동시에 상기 분위기가스를 가열하는 확산히팅망을 포함한다.

Description

열처리용 분위기가스 가열장치{Atmosphere gas heating apparatus for heat treatment}

본 발명은 금속을 열처리할 때 사용하는 열처리용 분위기가스를 가열하여 공급하기 위한 열처리용 분위기가스 가열장치에 관한 것이다.

일반적으로 금속을 제련하기 위하여 금속을 가열 또는 냉각하는데, 금속을 가열 또는 냉각할 때, 금속에 붙은 이물질 등을 제거하거나, 조직을 변화를 주기위해 특정조건을 갖는 상태에서 가열 또는 냉각하도록 분위기가스가 공급된다.

금속을 제련할 때, 상온의 분위기가스를 주입하면, 분위기가스의 온도에 의해 가열된 금속이 냉각되기 때문에 분위기가스를 가열하여 공급한다.

분위기가스를 가열하여 공급하는 장치는 한국등록특허공보 제10-0800556호(2008.2.4.공고)에 "열처리용 분위기가스 가열장치"로 개시된 바가 있다.

상기한 종래의 열처리용 분위기가스 가열장치는 장착부를 갖고, 분위기가스 히팅챔버와 연결된 유입구와 배출구를 갖는 하우징; 상기 하우징의 장착부에 결합되고 복수의 끼움공을 갖는 서포트패널(support panel)과, 상기 서포트패널의 끼움공에 결합되어 상기 하우징의 히팅챔버에 위치하고 체결부를 갖는 복수의 슬리브(sleeve)로 이루어진 커버어셈블리; 및 상기 커버어셈블리의 개별 슬립부에 삽입되고 대응 체결부를 갖는 바타입(bar-type) 히팅엘리먼트(hearingelements)들; 을 포함하여 구성되었다.

이러한 구성의 종래의 열처리용 분위기가스 가열장치는 공기 또는 각종 가스로 형성되는 분위기가스를 가열하는 히팅엘리먼트가 직접 맞닿지 않으면서 가열되어 사고의 발생을 줄일 수 있어 안전하며 수명이 다한 히팅엘리먼트의 교환 및 손상된 히팅엘리먼트의 보수가 용이한 이점이 있었다.

하지만, 종래의 열처리용 분위기가스 가열장치는 히팅엘리먼트의 가열로 인해 하우징이 가열되면서, 작업자의 화상사고 또는 먼지가 쌓임에 따라 화재사고가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 분위기가스를 낮은 온도에서 가열해야하기 때문에 소비전력이 증가될 뿐만 아니라, 분위기가스를 열교환하는 거리를 증가시켜야 하기 때문에 하우징의 크기가 비대해지는 문제점이 있었다.

또한, 분위기가스가 히팅엘리먼트와의 접속성이 낮아 분위기가스의 가열성이 하락되는 문제점이 있었다.

또한, 복수 개의 히팅엘리먼트를 점검 또는 교체하기 위해 각각의 히팅엘리먼트가 설치된 커버어셈블리를 탈착해야하기 때문에 점검 또는 교체의 번거로움이 있었다.

또한, 히팅엘리먼트의 고장이 발생하더라도 외부에서 복수 개의 히팅엘리먼트 중 고장이 발생한 히팅엘리먼트를 용이하게 파악하기 어려울 뿐만 아니라, 히팅엘리먼트를 교체시 전원선을 재결합해야하는 번거로운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 가열탱크로 분위기가스를 도입 시 공간구획벽에 의해 구획된 제1 공간을 통해 도입함으로써, 분위기가스를 예열하여 소비전력을 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 분위기가스를 예열하여 도입하기 때문에 신속한 가열이 가능하여 도입 거리를 감소시킴으로써, 가열탱크의 크기를 최소화할 수 있는 열처리용 분위기가스 가열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 제2 공간의 내부에 히터하우징에서 열이 전도되는 확산히팅망을 설치하여 분위기가스와의 접속성을 높일 뿐만 아니라 분위기가스를 전체적으로 확산시켜 가열성을 향상시킬 수 있는 열처리용 분위기가스 가열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 복수 개의 히터엘리먼트가 단자캡 및 전선공급캡에 의해 전기적으로 접속되어 히터엘리먼트를 용이하게 교체할 수 있을 뿐만 아니라, 히터하우징이 양측으로 개방되어 양측방향으로 히터엘리먼트를 교체할 수 있는 열처리용 분위기가스 가열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 전원공급캡이 복수개폐기구에 의해 전체적으로 히터하우징을 개폐하여 복수 개의 히터엘리먼트를 교체 시 일일이 전원공급캡을 개방해야 하는 번거로움을 해소할 수 있으며, 전원공급캡의 가이드돌출부가 출몰하도록 설치되어 복수개폐기구에서 전원공급캡을 개별적으로 분리하여 개별적인 개폐가 가능할 뿐만 아니라, 단자캡에 표시램프가 설치되어 고장이 발생한 히터엘리먼트를 외부에서 용이하게 확인할 수 있는 열처리용 분위기가스 가열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 열처리용 분위기가스 가열장치는 분위기가스가 유입되는 유입구와 상기 유입구로 유입된 분위기가스를 배출하는 배출구가 형성된 가열탱크, 상기 유입구로 유입된 분위기가스가 상기 가열탱크의 내측 둘레를 통해 지나면서 단열하거나, 예열하도록 상기 유입구의 둘레에 위치되는 제1 공간과 중앙에 위치되어 가열되는 제2 공간을 구획하는 공간구획벽, 상기 가열탱크를 가로방향으로 가로지르도록 상기 가열탱크를 관통하여 복수 개가 배열되며, 양측이 개방된 관의 형태로 형성되는 히터하우징, 상기 각 히터하우징에 탈착 가능하도록 삽입되어 전기저항에 의해 열을 발생하는 복수 개의 히터엘리먼트, 상기 히터하우징의 일측에 결합되어 상기 히터엘리먼트에 전원을 공급하는 전원공급캡, 상기 히터하우징의 타측에 결합되어 상기 복수 개의 히터엘리먼트를 서로 통전되도록 연결하는 접속단자가 설치된 단자캡, 상기 단자캡에 설치되어 상기 접속단자를 흐르는 전기의 통전여부에 따라 점등하여 상기 히터엘리먼트의 작동여부를 외부에 표시하는 표시램프, 및 상기 제2 공간에 가로질러 설치되며 상기 히터엘리먼트에 의해 가열되는 상기 히터하우징의 열을 전달받아 상기 제2 공간을 지나는 상기 분위기가스를 상기 제2 공간의 전체적으로 확산시킴과 동시에 상기 분위기가스를 가열하는 확산히팅망을 포함한다.

상기 확산히팅망의 교체가 가능하도록 상기 확산히팅망을 공급하는 망공급기를 포함할 수 있다.

상기 망공급기는 상기 `가열탱크의 일측에서 확산히팅망을 공급하는 공급롤러, 및 상기 `가열탱크의 타측에서 상기 공급롤러를 통해 상기 제2 공간에 위치되는 확산히팅망을 권취하여 수거하는 수거롤러를 포함하고, 상기 제2 공간에 위치되는 상기 확산히팅망은 가로로 배열된 복수 개의 상기 히터하우징을 지그재그의 형태로 지나도록 설치될 수 있다.

상기 전원공급캡은 상기 히터하우징의 일측에서 상하로 회전 가능하게 설치되어 회전함에 따라 상기 히터하우징의 개폐하며, 상기 전원공급캡의 양측에서 돌출되는 가이드돌출부를 포함하고, 상기 복수 개의 전원공급캡을 함께 개폐하는 복수개폐기구를 포함하며, 상기 복수개폐기구는 상기 가열탱크의 상하로 배치되는 히터하우징에 각각 설치되는 전원공급캡을 함께 회전시켜 상기 히터하우징을 개폐하도록 상하로 배치된 상기 전원공급캡의 상기 가이드돌출부를 연결하는 상하연결링크, 및 상기 상하연결링크를 상하로 이동시키는 링크구동부를 포함할 수 있다.

상기 가이드돌출부는 상기 상하연결링크에 분리되어 개별적으로 상기 전원공급캡이 상기 히터하우징을 개폐하도록 상기 전원공급캡에서 출몰가능하게 설치되며, 상기 가이드돌출부는 상기 가이드돌출부를 상기 전원공급캡의 내측으로 삽입되도록 상기 가이드돌출부를 파지하여 상기 전원공급캡의 내측으로 가압하는 가압레버부, 및 상기 전원공급캡의 내부로 상기 가이드돌출부가 삽입된 상태에서 상기 가압레버부에 가해지는 가압력이 해제되면 상기 가이드돌출부를 탄성력에 의해 상기 전원공급캡에서 돌출시키는 돌출스프링을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 가열탱크의 내부가 공간구획벽에 의해 예열하는 제1 공간과 가열하는 제2 공간으로 분리되어 분위기가스를 예열한 후 가열하기 때문에 소비전력을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 가열을 위한 분위기가스의 이동거리를 최소화하여 가열탱크의 크기를 최소화할 수 있다.

또한, 분위기가스가 제1 공간을 통해 도입되면서 가열탱크와 외부를 단열함에 따라 가열탱크의 가열로 인한 화상사고의 발생 또는 화재사고의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 제2 공간의 내부에 확산히팅망이 설치되어 분위기가스를 확산시킴과 동시에 히터하우징에 의해 열이 전도되면서 분위기가스를 가열하여 분위기가스의 가열성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 망공급기에 의해 확산히팅망을 용이하게 교체할 수 있다.

또한, 히터하우징이 양측으로 개방되어 히터엘리먼트를 양측을 통해 교체함으로써, 설치방향의 제약을 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 히터엘리먼트가 전원공급캡 및 단자캡에 의해 접속되어 전원선을 히터엘리먼트의 교체 시 전원선을 연결해야 하는 번거로움을 해소할 수 있다.

또한, 복수개폐기구에 의해 복수 개의 히터하우징을 한번에 개폐하여 용이하게 점검을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 전원공급캡이 가이드돌출부에 의해 복수개폐기구에서 탈착되기 때문에 개별적으로 히터하우징을 개폐할 수 있다.

또한, 단자캡에 표시램프가 설치되어 고장이 발생한 히터엘리먼트를 외부에서 용이하게 파악하여 조치할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열처리용 분위기가스 가열장치를 개략적으로 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열처리용 분위기가스 가열장치를 개략적으로 도시한 정단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열처리용 분위기가스 가열장치의 히터하우징을 도시한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열처리용 분위기가스 가열장치의 망공급기를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열처리용 분위기가스 가열장치의 복수개폐기구를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열처리용 분위기가스 가열장치의 전원공급캡을 개략적으로 도시한 정면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열처리용 분위기가스 가열장치(100)는 가열탱크(110), 및 공간구획벽(115)을 포함할 수 있다.

가열탱크(110)는 분위기가스를 수용할 수 있도록 밀폐된 용기형상으로 형성될 수 있으며, 가열탱크(110)에는 분위기가스가 내부로 유입되는 유입구(111)와 유입구(111)로 유입된 분위기가스가 외부로 배출되는 배출구(113)가 형성될 수 있다.

유입구(111)는 가열탱크(110)의 하부 둘레에 형성될 수 있으며, 배출구(113)는 가열탱크(110)의 바닥 중앙에 형성될 수 있다.

유입구(111)에는 분위기가스를 공급하는 공급시설로부터 분위기가스가 도입될 수 있도록 공급시설의 공급배관이 연결될 수 있으며, 배출구(113)에는 가열된 분위기가스를 열처리시설로 공급하기 위한 배출배관이 연결될 수 있다.

가열탱크(110)는 사각의 박스 형상으로 형성될 수 있으며, 가열탱크(110)는 받침대에 의해 바닥에서 이격되어 설치될 수 있다.

공간구획벽(115)은 가열탱크(110)의 내부에 설치되어 가열탱크(110)의 내부공간을 제1 공간(117)과 제2 공간(119)으로 구획할 수 있다.

공간구획벽(115)은 가열탱크(110)의 내측으로 이격되어 가열탱크(110)의 내측 둘레를 따라 세워져 설치될 수 있으며, 공간구획벽(115)을 중심으로 공간구획벽(115)의 둘레는 제1 공간(117)이 될 수 있으며, 공간구획벽(115)의 내측은 제2 공간(119)이 될 수 있다.

분위기가스는 유입구(111)로 도입되면 바로 제1 공간(117)으로 도입되며, 공간구획벽(115)의 상부를 통해 제2 공간(119)으로 도입되면서 배출구(113)로 배출될 수 있다.

제2 공간(119)은 하기에 설명할 히터엘리먼트(130)에 의해 분위기가스를 가열하는 가열공간이될 수 있으며, 제1 공간(117)은 가열되지 않은 분위기가스가 지나면서, 제2 공간(119)의 열이 가열탱크(110)의 외부로 세어나가지 않도록 단열하는 기능을 수행함과 동시에 제2 공간(119)의 가열로 인해 가열되는 공간구획벽(115)과 분위기가스가 열교환하여 분위기가스를 예열하는 기능을 수행할 수 있다.

여기서, 분위기가스를 제1 공간(117)에서 예열하여 공급할 경우, 분위기가스를 신속하게 가열할 수 있기 때문에 히터엘리먼트(130)의 온도를 낮춰 소비전력을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 분위기가스가 신속히 가열됨에 따라 분위기가스가 지나는 경로 즉, 압력탱크의 높이를 최소화할 수 있다.

공간구획벽(115)의 상단은 압력탱크의 상부에서 이격되어 제1 공간(117)으로 유입되는 분위기가스가 공간구획벽(115)의 상단과 압력탱크의 상부에서 이격된 공간을 통해 제2 공간(119)으로 이동할 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열처리용 분위기가스 가열장치(100)는 히터하우징(120)을 포함할 수 있다.

히터하우징(120)은 하기에 설명할 히터엘리먼트(130)에 의해 가열되어 압력탱크로 공급되는 분위기가스를 가열할 수 있다.

히터하우징(120)은 양단이 개방된 관의 형상으로 형성될 수 있으며, 히터하우징(120)은 복수 개가 가로X세로의 형태로 배열되어 압력탱크의 내부를 가로방향으로 가로지르도록 설치될 수 있다.

이때, 히터하우징(120)은 가열탱크(110)의 외부에서부터 공간구획벽(115)을 관통하여 마주하는 가열탱크(110)의 벽면까지 관통하는 형태로 설치되어 히터하우징(120)이 제1 공간(117) 및 제2 공간(119)을 모두 가로지르도록 설치될 수 있다.

히터하우징(120)은 열전도율이 높은 금속, 예컨대, 구리, 동, 철 또는 이들을 포함하는 합금으로 형성될 수 있으며, 히터하우징(120)은 높은 온도에서도 열변형되지 않으며 분위기가스에 부식되지 않는 재료로 형성될 수 있다.

히터하우징(120)의 양단부에는 히터하우징(120)의 둘레보다 더 큰 둘레를 갖는 하우징플랜지(121)가 형성되어 양단의 하우징플랜지(121)가 압력탱크의 마주하는 양면에 각각 걸쳐지는 형태로 설치되고, 하우징플랜지(121)가 압력탱크에 용접되거나, 볼트에 의해 체결되어 고정될 수 있다.

양측 하우징플랜지(121)와 가열탱크(110)의 사이에는 가스켓이 설치되어 히터하우징(120)의 내부로 공급되는 분위기가스가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열처리용 분위기가스 가열장치(100)는 히터엘리먼트(130), 전원공급캡(140), 및 단자캡(150)을 포함할 수 있다.

히터엘리먼트(130)는 전기에 의해 발열하여 히터하우징(120)을 가열할 수 있으며, 히터엘리먼트(130)는 전기열선과 같은 발열체로 구현될 수 있다.

히터엘리먼트(130)는 복수 개가 한 조를 이뤄 각 히터하우징(120)에 삽입될 수 있으며, 히터엘리먼트(130)는 양단에 전기접속을 위한 엘리먼트단자(133)를 가질 수 있다.

한편, 히터엘리먼트(130)는 양측 엘리먼트단자(133)에 각각의 전원케이블을 연결하거나, 일측 엘리먼트단자(133)는 접속단자(151)에 의해 서로 전기적으로 연결한 상태에서 타측 엘리먼트단자(133)에 전원케이블을 연결하는 형태로 복수 개의 히터엘리먼트(130)를 직렬 또는 병렬로 연결하여 전기를 공급할 수 있다.

히터엘리먼트(130)는 와이어의 형태의 발열체로 형성될 수 있으며, 히터엘리먼트(130)는 니크롬선, 철크롬선, 또는 칸탈선 등과 같은 발열선으로 구현될 수 있으나, 히터엘리먼트(130)는 전기저항에 의해 발열할 수 있는 다양한 형태의 발열체로 구현될 수 있다.

히터엘리먼트(130)는 히터하우징(120)에서 직접적으로 접촉되는 것을 방지하기 위해 링형태의 애자에 의해 히터하우징(120)에서 지지되도록 설치될 수 있으며, 히터엘리먼트(130)는 막대와 같은 지지대에 발열체를 설치하는 형태로 구성되어 히터하우징(120)에서 탈착 가능하게 설치될 수 있다.

히터엘리먼트(130)의 양단에는 히터하우징(120)의 양단이 가열됨에 따라 히터하우징(120)의 하우징플랜지(121)가 위치된 부분이 가열되는 것을 방지하기 위해 단열부(131)가 설치될 수 있으며, 엘리먼트단자(133)는 히터엘리먼트(130)의 양측에 위치되는 단열부(131)의 외측에 각각 설치될 수 있다.

단열부(131)는 고온에 견딜 수 있는 세라믹으로 형성될 수 있으며, 엘리먼트단자(133)에서 단열부(131)까지는 전선에 의해 히터엘리먼트(130)와 연결될 수 있다.

도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 전원공급캡(140)은 각 히터하우징(120) 마다 히터하우징(120)의 일측에 설치될 수 있으며, 전원공급캡(140)에는 전원케이블이 연결될 수 있다.

전원공급캡(140)은 히터하우징(120)의 개방된 일측을 밀폐할 수 있으며, 전원공급캡(140)은 히터하우징(120)에서 회전하여 히터하우징(120)의 일측을 개폐할 수 있다.

전원공급캡(140)에는 히터하우징(120)을 덮어 밀폐한 상태에서 히터하우징(120)의 내부에 삽입된 히터엘리먼트(130)의 엘리먼트단자(133)와 전기적으로 접속되어 전원공급캡(140)에 연결된 전원케이블을 통해 히터엘리먼트(130)에 전기를 공급할 수 있다.

전원공급캡(140)은 전원공급캡(140)의 하단이 힌지(147)에 의해 회전 가능하게 설치되어 상부로 회전시킨 경우, 히터하우징(120)을 밀폐하여 히터엘리먼트(130)와 전기적으로 접속되며, 하부로 회전시킨 경우, 히터하우징(120)을 개방하여 개방된 부분을 통해 히터하우징(120)에서 히터엘리먼트(130)를 꺼내 교체할 수 있다.

한편, 전원공급캡(140)이 히터하우징(120)의 일단을 밀폐한 상태에서 전원공급캡(140)과 히터하우징(120)의 사이에는 기밀을 위한 기밀씰이 설치될 수 있으며, 기밀씰은 고온에서도 손상되지 않는 합성수지, 또는 금속가스킷 등으로 형성될 수 있다.

한편, 전원공급캡(140)의 양측에는 가이드돌출부(141)가 돌출되도록 설치될 수 있으며, 가이드돌출부(141)는 각 가이드돌출부(141)는 전원공급캡(140)에서 측면으로 출몰 가능하도록 설치될 수 있다.

가이드돌출부(141)는 전원공급캡(140)의 양측에서 전원공급캡(140)의 내측 또는 외측으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되어 전원공급캡(140)에서 출몰할 수 있으며, 가이드돌출부(141)에는 가이드돌출부(141)를 용이하게 파지하여 전원공급캡(140)에서 슬라이딩 이동시키기 위한 가압레버부(143)가 형성될 수 있다.

가압레버부(143)는 가이드돌출부(141)를 전원공급캡(140)에 삽입되는 방향으로 가압하기 위해 파지할 수 있다.

그리고, 가이드돌출부(141)는 돌출스프링(145)을 포함할 수 있다.

돌출스프링(145)은 가이드돌출부(141)를 전원공급캡(140)에서 탄성력에 의해 지지하여 가이드돌출부(141)를 가압레버부(143)를 통해 전원공급캡(140)의 내부로 삽입하는 방향으로 가압하면, 돌출스프링(145)이 압축되면서 탄성력이 축적되고, 가이드돌출부(141)의 가압력이 해제되면 축적된 탄성력에 의해 가이드돌출부(141)를 전원공급캡(140)의 외측으로 밀어내어 전원공급캡(140)에서 가이드돌출부(141)를 돌출시킬 수 있다(도 6 참조).

단자캡(150)은 히터하우징(120)의 타단을 밀폐할 수 있으며, 단자캡(150)이 히터하우징(120)의 타단을 밀폐한 상태에서 히터엘리먼트(130)의 엘리먼트단자(133)와 마주하는 부분에는 히터엘리먼트(130)의 엘리먼트단자(133)들 끼리 전기적으로 접속하기 위한 접속단자(151)가 설치될 수 있다.

여기서, 접속단자(151)는 복수 개의 엘리먼트단자(133)들 끼리 와이결선 또는 델타결선 또는 직렬 또는 병렬로 연결하도록 전기적으로 접속할 수 있다.

단자캡(150)은 히터하우징(120)의 타측에 탈착 가능하게 결합될 수 있으며, 히터하우징(120)에서 히터캡을 제거한 상태에서 히터하우징(120)의 개방된 부분을 통해 히터엘리먼트(130)를 분리할 수도 있다.

단자캡(150)은 히터하우징(120)에 나사체결되거나, 히터하우징(120)에 끼워지는 형태로 설치될 수 있다.

여기서, 히터하우징(120)은 관의 형태로 가열탱크(110)를 관통하여 설치되기 때문에 단자캡(150) 또는 전원공급캡(140)을 개방하더라도 가열탱크(110)의 내부에 공급되는 분위기가스가 외부로 유출될 염려가 없다.

단자캡(150)은 표시램프(153)를 포함할 수 있다.

표시램프(153)는 히터엘리먼트(130)를 통해 접속단자(151)로 공급되는 전기의 통전여부를 검출하여 표시램프(153)에 점등하는 형태로 히터엘리먼트(130)의 작동여부를 판단할 수 있다.

이때, 표시램프(153)는 접속단자(151)로 전기가 공급되면 표시램프(153)가 점등되거나, 전기의 공급이 차단되면 표시램프(153)가 점등하는 형태로 히터엘리먼트(130)의 작동을 외부에서 용이하게 파악할 수 있다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열처리용 분위기가스 가열장치(100)는 확산히팅망(165), 및 망공급기(160)를 포함할 수 있다.

이 확산히팅망(165)은 가열탱크(110)의 내부에 설치되어 가열탱크(110)의 내부로 공급되는 분위기가스를 제2 공간(119)의 내부로 전체적으로 확산시킴과 동시에 히터하우징(120)에서 열을 전도받아 가열되면서, 확산히팅망(165)을 지나는 분위기가스를 가열할 수 있다.

확산히팅망(165)은 고온에서도 쉽게 용융되지 않고 열전도성이 높은 금속으로 형성될 수 있으며, 확산히팅망(165)은 망의 형태로 구성될 수 있다.

한편, 확산히팅망(165)은 가로로 배열된 복수 개의 히터하우징(120)을 지그재그로 통과하는 형태 예컨대, 확산히팅망(165)은 일측에서 타측으로 배열되는 복수 개의 히터하우징(120) 중 어느 하나의 히터하우징(120)의 상부를 확산히팅망(165)이 지나면, 인접한 히터하우징(120)에서는 하부를 지나고, 인접한 히터하우징(120)에 인접한 다른 히터하우징(120)의 상부를 지나도록 설치될 수 있다.

이렇게 설치된 확산히팅망(165)은 히터하우징(120)과 확산히팅망(165)이 접하면서 열이 전도되어 가열됨과 동시에 가열탱크(110)를 가로질러 가열탱크(110)로 공급되는 모든 분위기가스가 확산히팅망(165)을 거치면서 제2 공간(119)에 전체적으로 확산될 수 있다.

망공급기(160)는 확산히팅망(165)을 교체할 수 있도록 확산히팅망(165)을 가열탱크(110)의 내부로 공급할 수 있다.

망공급기(160)는 가로로 배열된 복수 개의 히터하우징(120)이 마치 컨베이어 롤러와 같은 기능을 수행하도록 가열탱크(110)의 일측에 확산히팅망(165)을 공급하는 공급롤러(161)가 설치되고, 타측에는 가열탱크(110)의 내측에 위치하였던 확산히팅망(165)을 감아 수거하는 수거롤러(163)가 설치되는 형태로 구성될 수 있다.

이때, 가열탱크(110)에서 공급롤러(161)가 위치되는 부분에는 공급롤러(161)에 권취된 확산히팅망(165)을 가열탱크(110)의 내부로 반입하기 위한 슬릿홈이 형성될 수 있으며, 수거롤러(163)가 위치되는 부분에도 가열탱크(110)의 내부에 위치되는 확산히팅망(165)을 외부로 반출하기 위한 슬릿홈이 형성될 수 있다.

수거롤러(163)는 구동모터에 의해 작동하여 수거롤러(163)의 회전시 가열탱크(110)의 내부에 위치되었던 확산히팅망(165)이 복수 개의 히터하우징(120)을 지그재그로 지나면서 수거되고, 공급롤러(161)에 권취된 확산히팅망(165)은 공급롤러(161)에서 풀리면서 가열탱크(110)에 내부로 진입하는 형태로 확산히팅망(165)을 교체할 수 있다.

이때, 수거롤러(163)를 구동하는 구동모터는 제2 공간(119)에 위치되었던 확산히팅망(165)의 부분이 모두 권취될 수 있는 회수로 회전하면 수거롤러(163)의 회전을 정지시켜 공급롤러(161)에 권취된 확산히팅망(165)을 제2 공간(119)으로 진입시켜 확산히팅망(165)을 교체할 수 있다.

물론, 수거롤러(163)와 공급롤러(161)는 롤러케이싱에 감싸져 확산히팅망(165)을 가열탱크(110)에 반입 또는 반출하기 위한 슬릿홈을 통해 분위기가스가 유출되어 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다.

그리고, 확산히팅망(165)은 제1 공간(117)과 제2 공간(119)을 모두 통과하기 때문에 제2 공간(119)에 위치되는 확산히팅망(165)의 부분은 히터하우징(120)에 의해 가열되지만, 제1 공간(117)에 위치되는 확산히팅망(165)은 도입되는 분위기가스와 열교환하면서 온도가 낮아져 공급롤러(161)와 수거롤러(163)에 권취된 확산히팅망(165)이 가열을 최소화할 수 있다.

망공급기(160)는 복수 개의 확산히팅망(165)을 가로로 배열된 복수 개의 히터하우징(120)에 공급하도록 가열탱크(110)의 상하로 복수 개가 설치될 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열처리용 분위기가스 가열장치(100)는 복수개폐기구(170)를 포함할 수 있다.

이 복수개폐기구(170)는 복수 개의 전원공급캡(140)을 함께 개폐할 수 있다.

복수개폐기구(170)는 상하로 배치되는 복수 개의 히터하우징(120)에 각각 설치된 전원공급캡(140)의 가이드돌출부(141)가 상하연결링크(171)에 함께 연결되어 상하연결링크(171)를 상하로 이동시킴에 따라 복수 개의 전원공급캡(140)이 상하로 회전하면서 각 히터하우징(120)을 개폐할 수 있다.

상하연결링크(171)는 전원공급캡(140)의 양측에 위치될 수 있으며, 상하연결링크(171)에는 각 전원공급캡(140)의 가이드돌출부(141)가 끼워지는 끼움공(173)이 형성되어 끼움공(173)에 가이드돌출부(141)가 끼워지는 형태로 상하연결링크(171)에 전원공급캡(140)이 연결될 수 있다.

상하연결링크(171)는 링크구동부(175)에 의해 상하로 이동하여 전원공급캡(140)을 개폐할 수 있으며, 링크구동부(175)는 상하연결링크(171)를 상하로 이동시킬 수 있는 실린더 또는 구동모터에 의해 편심캠을 회전시키는 형태로 구현될 수 있다.

한편, 상하연결링크(171)는 세로줄마다 위치되는 전원공급캡(140)을 모두 연결하고, 각 세로줄마다 연결된 상하연결링크(171)를 연결바(미도시)에 의해 서로 연결하고, 링크구동부(175)가 연결바를 상하로 이동시키는 형태로 복수 개의 상하연결링크(171)가 상하로 이동함에 따라 전체적으로 설치된 전원공급캡(140)을 함께 개폐하도록 구성할 수도 있다.

여기서, 상하연결링크(171)에 전원공급캡(140)이 연결된 상태에서 개별적으로 전원공급캡(140)을 회전시켜 히터하우징(120)을 개방할 때에는 상하연결링크(171)에 결합된 가이드돌출부(141)가 끼움공(173)에서 이탈되도록 가압레버부(143)에 의해 가이드돌출부(141)를 전원공급캡(140)의 내부로 삽입시켜 상하연결링크(171)에서 전원공급캡(140)을 분리할 수 있다.

그리고 상하연결링크(171)에 전원공급캡(140)을 연결할 때에는 전원공급캡(140)의 내부로 가이드돌출부(141)를 삽입시킨 상태에서 상하연결링크(171)의 끼움공(173)의 위치와 대응되는 부분에 가이드돌출부(141)가 위치되도록 전원공급캡(140)을 회전시킨 상태에서 가압레버부(143)의 가압을 해제하면, 가이드돌출부(141)가 돌출스프링(145)에 의해 돌출되면서 끼움공(173)에 가이드돌출부(141)가 끼워져 상하연결링크(171)에 전원공급캡(140)을 다시 연결할 수 있다.

이하, 각 구성 간의 작용과 효과를 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 열처리용 분위기가스 가열장치(100)는 가열탱크(110)의 내부가 공간구획벽(115)에 의해 제1 공간(117)과 제2 공간(119)으로 구획되며, 가열탱크(110)에는 가열탱크(110)를 가로방향으로 가로지르도록 히터하우징(120)이 복수 개가 관통하여 설치된다.

그리고, 복수 개의 히터하우징(120) 중 가로로 배치되는 히터하우징(120)에는 히터하우징(120)의 열을 전달받아 분위기가스를 가열하는 동시에 제2 공간(119)에서 분위기가스를 확산시키는 확산히팅망(165)이 설치되며, 확산히팅망(165)은 교체가 가능하도록 망공급기(160)에 의해 가열탱크(110)의 내부로 공급된다.

망공급기(160)는 가열탱크(110)의 일측에 확산히팅망(165)이 권취된 공급롤러(161)가 설치되며, 가열탱크(110)의 타측에 가열탱크(110)의 내부에 위치되었던 확산히팅망(165)을 권취하여 수거하는 수거롤러(163)가 설치되는 형태로 구성된다.

그리고, 확산히팅망(165)은 복수 개의 히터하우징(120)을 지그재그로 지나도록 설치되어 히터하우징(120)에 직접적으로 접촉되면서 히터하우징(120)의 열을 전달받아 가열될 수 있다.

히터하우징(120)은 관의 형상으로 형성되고, 히터하우징(120)의 내부에는 전기에 의해 발열하는 히터엘리먼트(130)가 삽입되어 설치된다.

한편, 각 히터하우징(120)의 일측에는 히터하우징(120)의 일측을 개폐하며 히터하우징(120)의 내부에 삽입된 히터엘리먼트(130)에 전기를 공급하는 전원선이 연결된 전원공급캡(140)이 상하로 회전 가능하게 설치되며, 히터하우징(120)의 타측에는 히터하우징(120)의 타측을 개폐하는 동시에 히터하우징(120)에 설치된 복수 개의 히터엘리먼트(130)를 서로 전기적으로 접속하는 접속단자(151)가 설치된 단자캡(150)이 설치된다.

단자캡(150)에는 접속단자(151)의 통전여부에 따라 점등되는 표시램프(153)가 설치되어 히터엘리먼트(130)의 작동상태를 외부에 알릴 수 있다.

그리고, 상하로 배열된 복수 개의 전원공급캡(140)은 상하연결링크(171)에 의해 각 가이드돌출부(141)가 끼움공(173)이 끼워지는 형태로 결합되고, 상하연결링크(171)는 링크구동부(175)에 의해 상하로 이동하여 복수 개의 전원공급캡(140)을 함께 개폐하도록 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 열처리용 분위기가스 가열장치(100)는 전원선을 통해 히터엘리먼트(130)에 전기를 공급하면, 히터엘리먼트(130)가 가열되면서 발열하고, 히터엘리먼트(130)에 의해 히터하우징(120)이 가열된다.

히터하우징(120)이 가열되면, 분위기가스를 유입구(111)로 유입시키고, 유입구(111)로 유입된 가스는 제1 공간(117)을 통해 공간구획벽(115)을 넘어 제2 공간(119)으로 진입하여 제2 공간(119)에서 가열되면서 배출구(113)를 통해 배출된다.

여기서, 제1 공간(117)으로 도입되는 분위기가스는 제2 공간(119)보다는 상대적으로 온도가 낮기 때문에 가열탱크(110)의 외면이 가열되는 것을 방지하여 작업자의 화상사고 또는 이물질이 쌓임에 따라 화재가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이와 동시에 제1 공간(117)으로 도입되는 분위기가스는 제2 공간(119)에서 가열되는 열에 의해 공간구획벽(115)이 가열되면서 공간구획벽(115)과 열교환함으로써, 제2 공간(119)으로 진입하기 전에 예열되어 히터엘리먼트(130)의 가열온도를 낮출 수 있으며, 분위기가스의 이동경로를 감소시켜 가열탱크(110)의 크기를 축소할 수 있다.

또한, 제2 공간(119)으로 도입되는 분위기가스는 가열된 히터하우징(120)과 열교환할 뿐만 아니라, 히터하우징(120)에 의해 가열된 확산히팅망(165)을 지나면서 제2 공간(119)의 전체적으로 확산됨과 동시에 가열되기 때문에 분위기가스를 전반적으로 균일하게 가열하고, 가열성을 향상시킬 수 있다.

한편, 일정기간의 점검주기가 도래되면, 히터하우징(120)보다는 상대적으로 강성이 약한 확산히팅망(165)이 열에 의해 손상될 수 있기 때문에 확산히팅망(165)을 교체하는 데, 확산히팅망(165)을 교체할 때에는 구동모터에 의해 수거롤러(163)가 회전하면, 가열탱크(110)의 내부에 위치되었던 확산히팅망(165)의 부분이 수거롤러(163)에 권취되면서 수거되고, 공급롤러(161)에 권취된 확산히팅망(165)이 풀리면서 새로운 확산히팅망(165)의 부분이 가열탱크(110)의 내부로 반입되면서 확산히팅망(165)을 교체할 수 있다.

그리고, 히터엘리먼트(130)의 고장이 발생하거나, 점검주기가 도래되는 경우, 히터엘리먼트(130)를 교체하거나 점검하기 위해 히터하우징(120)을 개방하는 데, 히터하우징(120)을 개방할 때에는 복수개폐기구(170)에 의해 전체적으로 개방하거나, 고장이 발생한 히터하우징(120)만을 개방할 수 있다.

복수개폐기구(170)에 의해 전체적으로 전원공급캡(140)을 개방할 때에는 링크구동기구가 상하연결링크(171)를 하향이동시키면, 상하연결링크(171)에 연결된 모든 전원공급캡(140)이 하향 회전하면서 히터하우징(120)을 개방할 수 있다.

그리고, 고장이 발생한 히터하우징(120)만 개방을 원할 경우에는 상하연결링크(171)에서 고장이 발생한 히터하우징(120)에 설치된 전원공급캡(140)이 상하연결링크(171)에서 분리되도록 전원공급캡(140)의 가이드돌출부(141)를 가압레버부(143)를 통해 전원공급캡(140)의 내부로 삽입한다.

가이드돌출부(141)가 전원공급캡(140)의 내부로 삽입되면, 상하연결링크(171)의 끼움공(173)에서 가이드돌출부(141)가 이탈되면서, 상하연결링크(171)에서 전원공급캡(140)이 분리되면서 개별적으로 전원공급캡(140)을 회전시켜 히터엘리먼트(130)를 교체할 수 있다.

여기서, 설치장소의 공간에 따라 전원공급캡(140)이 위치된 방향으로 히터하우징(120)에서 히터엘리먼트(130)를 분리하기 어려운 경우, 반대방향에 위치되는 단자캡(150)을 히터하우징(120)에서 분리하여 단자캡(150)이 위치된 방향으로도 히터엘리먼트(130)를 분리할 수 있음은 물론이다.

한편, 점검이 종료되어 히터하우징(120)을 밀폐할 때에는 링크구동부(175)가 상하연결링크(171)를 상부로 이동시키면, 상하연결링크(171)에 결합된 전원공급캡(140)이 상향 회전하면서 복수 개의 히터하우징(120)을 함께 밀폐할 수 있다.

물론, 상하연결링크(171)에서 전원공급캡(140)이 개별적으로 분리된 경우, 전원공급캡(140)의 내부로 가이드돌출부(141)를 삽입시킨 상태에서 끼움공(173)과 대응되는 부분에 가이드돌출부(141)가 위치되도록 전원공급캡(140)을 회전시키고, 가압레버부(143)의 가압력을 해제하면, 가이드돌출부(141)가 끼움공(173)으로 삽입되면서, 상하연결링크(171)에 전원공급캡(140)을 다시 연결할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 열처리용 분위기가스 가열장치(100)는 히터하우징(120)이 양측에 관통되는 형태로 설치되어 히터하우징(120)의 양측을 통해 히터엘리먼트(130)를 교체할 수 있을 뿐만 아니라, 히터엘리먼트(130)와 전원공급캡(140) 및 단자캡(150)에 의해 단자접속되어 히터엘리먼트(130)를 용이하게 교체할 수 있다.

또한, 가열탱크(110)의 내부에 확산히팅망(165)이 설치되어 분위기가스를 전체적으로 확산시킴과 동시에 확산히팅망(165)이 히터하우징(120)과 접촉되어 가열되기 때문에 분위기가스와의 접촉성을 높여 분위기가스의 가열성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 분위기가스의 이동경로를 최소화시켜 가열탱크(110)의 크기를 최소화할 수 있다.

또한, 공간구획벽(115)에 의해 가열탱크(110)의 내부가 제1 공간(117)과 제2 공간(119)으로 분리되어 분위기가스를 히터하우징(120)에 분위기가스가 접촉하기 이전에 예열함으로써, 히터엘리먼트(130)의 가열온도를 낮춰 소비전력을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 최초 도입되는 분위기가스가 공간구획벽(115)에 의해 가열탱크(110)의 둘레를 통해 공급되어 가열탱크(110)의 단열성을 향상시켜 가열탱크(110)의 가열로 인한 화재사고 또는 화상사고의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 복수개폐기구(170)에 의해 전체적으로 전원공급캡(140)을 개폐하여 히터엘리먼트(130)의 교체에 따른 번거로움을 최소화할 수 있으며, 전원공급캡(140)에 가이드돌출부(141)가 출몰하도록 설치되어 개별적으로 전원공급캡(140)을 개폐할 수도 있다.

또한, 단자캡(150)에 표시램프(153)가 설치되어 표시램프(153)의 점등에 따라 히터엘리먼트(130)의 작동여부 및 고장여부를 용이하게 파악하여 조치할 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: 열처리용 분위기가스 가열장치 110: 가열탱크
111: 유입구 113: 배출구
115: 공간구획벽 117: 제1 공간
119: 제2 공간 120: 히터하우징
121: 하우징플랜지 130: 히터엘리먼트
131: 단열부 133: 엘리먼트단자
140: 전원공급캡 141: 가이드돌출부
143: 가압레버부 145: 돌출스프링
147: 힌지 150: 단자캡
151: 접속단자 153: 표시램프
160: 망공급기 161: 공급롤러
163: 수거롤러 165: 확산히팅망
170: 복수개폐기구 171: 상하연결링크
173: 끼움공 175: 링크구동부

Claims (5)

1. 분위기가스가 유입되는 유입구와 상기 유입구로 유입된 분위기가스를 배출하는 배출구가 형성된 가열탱크,
   상기 유입구로 유입된 분위기가스가 상기 가열탱크의 내측 둘레를 통해 지나면서 단열하거나, 예열하도록 상기 유입구의 둘레에 위치되는 제1 공간과 중앙에 위치되어 가열되는 제2 공간을 구획하는 공간구획벽,
   상기 가열탱크를 가로방향으로 가로지르도록 상기 가열탱크를 관통하여 복수 개가 배열되며, 양측이 개방된 관의 형태로 형성되는 히터하우징,
   상기 각 히터하우징에 탈착 가능하도록 삽입되어 전기저항에 의해 열을 발생하는 복수 개의 히터엘리먼트,
   상기 히터하우징의 일측에 결합되어 상기 히터엘리먼트에 전원을 공급하는 전원공급캡,
   상기 히터하우징의 타측에 결합되어 상기 복수 개의 히터엘리먼트를 서로 통전되도록 연결하는 접속단자가 설치된 단자캡,
   상기 단자캡에 설치되어 상기 접속단자를 흐르는 전기의 통전여부에 따라 점등하여 상기 히터엘리먼트의 작동여부를 외부에 표시하는 표시램프, 및
   상기 제2 공간에 가로질러 설치되며 상기 히터엘리먼트에 의해 가열되는 상기 히터하우징의 열을 전달받아 상기 제2 공간을 지나는 상기 분위기가스를 상기 제2 공간의 전체적으로 확산시킴과 동시에 상기 분위기가스를 가열하는 확산히팅망을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리용 분위기가스 가열장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 확산히팅망의 교체가 가능하도록 상기 확산히팅망을 공급하는 망공급기를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리용 분위기가스 가열장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 망공급기는
   상기 `가열탱크의 일측에서 확산히팅망을 공급하는 공급롤러, 및
   상기 `가열탱크의 타측에서 상기 공급롤러를 통해 상기 제2 공간에 위치되는 확산히팅망을 권취하여 수거하는 수거롤러를 포함하고,
   상기 제2 공간에 위치되는 상기 확산히팅망은 가로로 배열된 복수 개의 상기 히터하우징을 지그재그의 형태로 지나도록 설치되는 것을 특징으로 하는 열처리용 분위기가스 가열장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 전원공급캡은 상기 히터하우징의 일측에서 상하로 회전 가능하게 설치되어 회전함에 따라 상기 히터하우징의 개폐하며, 상기 전원공급캡의 양측에서 돌출되는 가이드돌출부를 포함하고,
   상기 복수 개의 전원공급캡을 함께 개폐하는 복수개폐기구를 포함하며,
   상기 복수개폐기구는
   상기 가열탱크의 상하로 배치되는 히터하우징에 각각 설치되는 전원공급캡을 함께 회전시켜 상기 히터하우징을 개폐하도록 상하로 배치된 상기 전원공급캡의 상기 가이드돌출부를 연결하는 상하연결링크, 및
   상기 상하연결링크를 상하로 이동시키는 링크구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리용 분위기가스 가열장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 가이드돌출부는 상기 상하연결링크에 분리되어 개별적으로 상기 전원공급캡이 상기 히터하우징을 개폐하도록 상기 전원공급캡에서 출몰가능하게 설치되며,
   상기 가이드돌출부는
   상기 가이드돌출부를 상기 전원공급캡의 내측으로 삽입되도록 상기 가이드돌출부를 파지하여 상기 전원공급캡의 내측으로 가압하는 가압레버부, 및
   상기 전원공급캡의 내부로 상기 가이드돌출부가 삽입된 상태에서 상기 가압레버부에 가해지는 가압력이 해제되면 상기 가이드돌출부를 탄성력에 의해 상기 전원공급캡에서 돌출시키는 돌출스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리용 분위기가스 가열장치.

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