KR20240106817A - 열처리용 냉각장치 - Google Patents

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KR20240106817A
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정원기
박준용
신영민
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Abstract

본 발명은 가열된 금속 대상체를 개별 냉각 또는 전체 냉각하여 열처리하는 열처리용 냉각장치에 관한 것으로, 개방된 일측을 통하여 복수의 대상체가 내부에 장입되는 챔버와, 상기 챔버에 구비되고 상기 대상체를 개별적으로 커버하여 상기 대상체에 냉각매체를 분사하는 개별 냉각부, 그리고 상기 챔버에 구비되고 상기 개별 냉각부를 상하 방향으로 이동시키는 구동부를 포함한다. 이러한 구성으로, 가열된 금속 대상체를 개별 냉각 또는 전체 냉각하여 필요 냉각능을 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

열처리용 냉각장치{QUENCHING DEVICE FOR HEAT TREATMENT}
본 발명은 열처리용 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가열된 금속 대상체를 개별 냉각 또는 전체 냉각하여 열처리하는 열처리용 냉각장치에 관한 것이다.
금속 제품의 열처리용 냉각장치는 금속 제품의 상변태 특성을 이용하여, 금속의 기계적 성질을 제어하기 위한 용도로 사용된다. 냉각장치는 주로 제품의 급속냉각과 냉각제어를 목적으로 냉각능이 뛰어난 오일이나 고압의 가스 유체들을 냉각매체로 활용한다.
최근에는, 친환경적인 측면과, 냉각매체의 제어가 용이한 측면에서 냉각매체로 가스를 더 많이 사용하는 추세이다. 하지만 1단 이상의 다수(이하 1단은 2D적재, 2단 이상은 3D적재로 표기)의 적재 처리품에 대해 전체적인 균일한 냉각제어에는 한계가 있으며, 냉각능 확보를 위해 고압의 가스공급라인을 필요로 하게 된다.
한국등록특허 제10-2302307호(이하 '특허문헌 1'이라 지칭)에는 작업편들을 열화학적으로 경화시키기 위한 방법 및 장치가 개시되어 있다.
상기 특허문헌 1에는 작업편을 직접 열복사에 의해 가열이 가능한 2개 이상의 시멘팅 챔버(Cementing chamber)와 냉각장치 및 전달시스템을 포함한 장치가 개시되어 있다.
상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 2개 이상의 시멘팅챔버와 냉각장치 및 전달시스템은 작업편의 급속가열이 가능하고, 3D로 적재된 작업편들의 심각한 열적 뒤틀림 발생으로 인한 복잡한 후 기계가공을 막기 위해 작업편들의 표면이 30 내지 100%는 가열디바이스의 직접 열복사로 가열할 수 있도록 상기 작업편들을 서로 나란히 배열시키는 형태의 2D적재를 사용하여 작업편들의 심각한 열적 튀틀림을 막는 방법이 개시되어 있다.
그리고, 한국등록특허 제10-2395488호(이하 '특허문헌 2'라 지칭)에는 기어, 샤프트, 링 및 유사 가공물들의 진공 침탄 및 ??칭을 위한 다-챔버 로가 개시되어 있다.
특허문헌 2의 다-챔버 로는 진공 공간 내에 배열되고, 수직 또는 수평 배열로 구성된 개별 가공물의 연속적인 공급에 따라 2개 이상의 공정 챔버(병렬로 연결)를 포함하고, 상기 공정 챔버의 단부에 구비된 도어를 통하여 개별 공정 챔버와 협력할 수 있는 로딩 및 언로딩 시스템을 갖는 통합식 이송챔버와, 언로딩 로크에 노 작동 사이클 내에서 가공물의 개별 가스 ??칭을 위한 설비를 포함하도록 구성되어 있다. 그리고, 개별 가공물의 가스 ??칭을 위한 장치는 냉각 가스 유동을 가압하기 위한 가스 노즐의 시스템과, 기저를 포함한 2-부분 노즐 수집기로 구성되어 있다. 이를 통해 개별 가공물을 열처리 후 냉각 시 열적 뒤틀림을 최소화하는 방법이 개시되어 있다.
하지만, 종래의 이들 냉각장치들은 제품 형상에 따라 확장성의 한계가 있거나 가열실의 구조 형태에 따라 냉각실의 구조가 한정되는 한계가 있으며, 처리품의 수량 및 3D적재 등을 고려한 다양한 장입 형태에 대해 목적한 균일 냉각 제어가 어려운 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-2302307호(2021.09.09) 한국등록특허 제10-2395488호(2022.05.03)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 가열된 금속 대상체를 개별 냉각 또는 전체 냉각하여 필요 냉각능을 확보할 수 있는 열처리하는 열처리용 냉각장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열처리용 냉각장치는, 개방된 일측을 통하여 복수의 대상체가 내부에 장입되는 챔버; 상기 챔버에 구비되고, 상기 대상체를 개별적으로 커버하여 상기 대상체에 냉각매체를 분사하는 개별 냉각부; 및 상기 챔버에 구비되고, 상기 개별 냉각부를 상하 방향으로 이동시키는 구동부;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 개별 냉각부는, 내부에 상기 대상체가 배치되게 중공을 가지고 일측이 개방된 커버부; 상기 구동부에 설치되어 상하 방향으로 이동하고, 상기 커버부의 타측에 체결되어 상기 커버부의 내부로 냉각매체를 공급하는 냉각매체 공급배관; 및 상기 냉각매체 공급배관과 연결되어 냉각매체를 공급하는 냉각매체 공급부;를 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 커버부는, 일측이 개방된 상자 형상으로 형성되고, 내부에 냉각매체가 유입되게 이중벽 형태로 형성되며, 외벽은 상기 냉각매체 공급배관과 연통되는 커버부 몸체; 및 상기 커버부 몸체의 내벽과 연통되고, 상기 커버부 몸체의 내측으로 돌출되어 냉각매체를 상기 대상체에 분사하는 노즐부;를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 커버부는, 상기 커버부 몸체의 상측 내측면에서 돌출 형성되고, 상기 대상체를 가압하는 복수의 가압핀;을 포함하여 이루어질 수 있다.
이러한 구성으로, 복수의 대상체가 지그 트레이에 배치되고, 상기 지그 트레이는 이송 지그를 통해 상기 챔버로 장입되어 상기 챔버에 구비된 대상체 지지부에 안착되게 이루어진다.
여기서, 상기 대상체 지지부는, 상기 지그 트레이를 관통하여 상기 대상체를 지지하는 복수의 지지핀;을 포함하여 이루어질 수 있다.
이러한 구성으로, 상기 지그 트레이가 하강하여 복수의 상기 지지핀에 상기 대상체가 지지되면서 상기 지그 트레이에서 이격 배치된 후 상기 커버부가 하강하여 복수의 상기 가압핀에 의해 상기 대상체가 가압된 상태에서 상기 노즐부를 통해 냉각매체가 분사되게 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 냉각매체 공급부는, 냉각매체가 저장된 냉각매체 저장탱크; 상기 냉각매체 저장탱크와 상기 챔버를 연결하는 냉각매체 공급라인; 및 일측단은 상기 챔버에 체결되어 상기 냉각매체 공급라인과 연결되고, 타측단은 상기 냉각매체 공급배관과 연결되며, 상기 냉각매체 공급배관의 이동에 대응하여 길이가 가변되는 플렉시블 공급배관;을 포함하여 이루어질 수 있다.
일 예로, 상기 냉각매체 공급부는, 냉각매체가 가스인 경우에는, 상기 챔버에 공급된 냉각매체가 회수되는 냉각매체 회수탱크; 및 상기 냉각매체 회수탱크에 저장된 냉각매체를 압축하여 상기 냉각매체 저장탱크로 공급하는 냉각매체 압축기;를 포함하여 이루어질 수 있다.
다른 예로, 상기 냉각매체 공급부는, 냉각매체가 오일인 경우에는, 상기 냉각매체 저장탱크에 저장된 냉각매체를 상기 냉각매체 공급배관으로 공급하는 냉각매체 공급펌프; 상기 챔버에 공급된 냉각매체가 회수되는 냉각매체 회수탱크; 상기 냉각매체 회수탱크에 저장된 냉각매체를 상기 냉각매체 저장탱크로 공급하는 냉각매체 리턴펌프; 및 상기 냉각매체 회수탱크에 저장된 오일을 냉각하는 냉각매체 냉각부;를 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고, 본 발명의 열처리용 냉각장치는 냉각매체가 가스인 경우에, 상기 챔버 내부에 냉각매체를 분사하는 공통 냉각부;를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 공통 냉각부는, 상기 챔버 내부에 구비되어 상기 챔버 내부에 냉각매체를 분사하는 공통 냉각매체 분사노즐; 및 상기 냉각매체 저장탱크와 상기 공통 냉각매체 분사노즐을 연결하는 공통 냉각매체 공급라인;을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 열처리용 냉각장치에 따르면, 가열된 금속 대상체를 개별 냉각 또는 전체 냉각하여 필요 냉각능을 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 대상체를 베이스 지그에서 이격시킨 후 냉각할 수 있으므로, 냉각해야 할 전체 열량이 감소하여 보다 신속하고 효과적으로 냉각할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명에 다르면, 대상체를 가압한 상태에서 냉각매체를 분사하여 대상체가 열변형되는 것을 방지하면서 냉각할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 냉각매체로 질소 가스 또는 오일을 사용하므로, 수소나 헬륨 등 고위험 고비용의 가스를 사용하지 않아 비용 절감 및 안전사고를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 냉각매체의 낮은 공급압력 조건에서도 충분한 유속으로 공급하여 필요 냉각능을 확보하여 원하는 냉각 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 열처리용 냉각장치를 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 열처리용 냉각장치를 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 열처리용 냉각장치에서 지지핀에 대상체가 지지된 상태를 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 열처리용 냉각장치에서 개별 냉각부가 대상체를 개별적으로 커버한 상태를 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 5는 도 4의 A 영역을 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 확대도,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 열처리용 냉각장치에서 챔버에 냉각매체를 공급하는 구성이 연결된 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 열처리용 냉각장치에서 개별 냉각을 위한 냉각매체의 공급라인을 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 열처리용 냉각장치에서 공통 냉각을 위한 냉각매체의 공급라인을 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 열처리용 냉각장치에서 챔버에 냉각매체로 오일을 공급하기 위한 구성을 개략적으로 도시해 보인 도면이고,
도 10은 대상체를 열처리하는 가열로의 일 예를 개략적으로 도시해 보인 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 열처리용 냉각장치를 개략적으로 도시해 보인 사시도 및 단면도이고, 도 3 및 도 4는 상기 열처리용 냉각장치에서 개별 냉각부가 대상체를 개별적으로 커버 및 가압한 상태를 개략적으로 도시해 보인 단면도이고, 도 5는 도 4의 A 영역을 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 확대도이다. 그리고, 도 6은 상기 열처리용 냉각장치에서 챔버에 냉각매체를 공급하는 구성이 연결된 상태를 개략적으로 도시해 보인 도면이고, 도 7은 상기 열처리용 냉각장치에서 개별 냉각을 위한 냉각매체의 공급라인을 개략적으로 도시해 보인 도면, 도 8은 상기 열처리용 냉각장치에서 공통 냉각을 위한 냉각매체의 공급라인을 개략적으로 도시해 보인 도면이다. 그리고, 도 9는 상기 열처리용 냉각장치에서 챔버에 냉각매체로 오일을 공급하기 위한 구성을 개략적으로 도시해 보인 도면이다. 그리고, 도 10은 대상체를 열처리하는 가열로의 일 예를 개략적으로 도시해 보인 사시도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 열처리용 냉각장치(100)는 개방된 일측을 통하여 복수의 대상체(10)가 내부에 장입 배치되는 챔버(200)와, 상기 대상체(10)를 개별적으로 커버하여 상기 대상체(10)에 냉각매체를 분사하는 개별 냉각부(300), 그리고 상기 챔버(200)에 구비되고 상기 개별 냉각부(300)를 상하 방향으로 이동시키는 구동부(700)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 챔버(200)는 내부에 복수의 상기 대상체(10)가 안착되고, 상기 대상체(10)를 냉각하기 위한 상기 개별 냉각부(300)가 구비되게 중공을 가지도록 형성된다. 그리고, 상기 챔버(200)는 내부에 복수의 상기 대상체(10)를 장입 또는 인출할 수 있도록 일측이 개방되게 형성된다. 물론, 상기 챔버(200)의 개방된 일측은 별도의 도어부(미도시)에 의해 폐쇄되게 이루어질 수 있다.
일 예로, 상기 대상체(10)는 도 10에 도시되어 있는 가열로(1)에서 열처리된 후 이송챔버를 통해 상기 챔버(200)로 장입되게 이루어질 수 있다. 이때, 이송챔버가 상기 챔버(200)의 개방된 일측에 밀착 배치되어 상기 챔버(200)의 개방된 일측을 밀폐한 상태로 냉각이 이루어지거나, 이송챔버가 상기 챔버(200)에서 분리된 후 상기 챔버(200)의 개방된 일측을 도어부가 폐쇄한 후 냉각이 이루어질 수 있다.
그리고, 복수의 상기 대상체(10)는 지그 트레이(20)에 배치되고, 상기 지그 트레이(20)는 이송챔버에 구비된 이송 지그(40)를 통해 상기 챔버(200)로 장입되거나 인출되게 구비될 수 있다. 여기서, 상기 이송 지그(40)는 텔레스코프로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 이송챔버에 구비된 텔레스코프를 통하여 상기 가열로(1)에서 가열된 대상체(10)를 인출하여 상기 이송챔버로 장입하고, 상기 챔버(200)로 이동한 후 다시 상기 텔레스코프를 통하여 상기 대상체(10)를 상기 챔버(200)로 장입하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 챔버(200)의 내부 바닥에는 대상체 지지부(210)가 구비되어 있어, 상기 지그 트레이(20)는 상기 대상체 지지부(210)에 안착되어 상기 대상체(10)의 냉각이 이루어진다. 물론, 상기 지그 트레이(20)가 상기 이송 지그(40)에 배치된 상태에서 냉각이 이루어질 수도 있다.
상기 개별 냉각부(300)는 상기 챔버(200)에 장입된 복수의 상기 대상체(10)를 개별적으로 커버한 후 상기 대상체(10)에 냉각매체를 분사하여 복수의 상기 대상체(10)를 개별적으로 냉각하는 구성이다.
이를 위하여, 상기 개별 냉각부(300)는 내부에 상기 대상체(10)가 배치되게 중공을 가지고 일측이 개방된 커버부(310)와, 상기 구동부(700)에 설치되어 상하 방향으로 이동하고 상기 커버부(310)의 타측에 체결되어 상기 커버부(310)의 내부로 냉각매체를 공급하는 냉각매체 공급배관(320), 그리고 상기 냉각매체 공급배관(320)과 연결되어 냉각매체를 공급하는 냉각매체 공급부(510, 520)를 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 상기 개별 냉각부(300)는 상기 커버부(310)가 상기 대상체(10)를 개별적으로 커버한 후 상기 커버부(310)의 내부로 냉각매체를 공급하여 복수의 상기 대상체(10)를 개별적으로 냉각할 수 있도록 구성된다.
일 예로, 상기 대상체(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 랙 기어로 구비될 수 있다. 이때, 상기 커버부(310)는 바(bar) 형태의 상기 랙 기어를 수용할 수 있는 형태로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 커버부(310)는 일측이 개방된 상자 형상으로 형성되고, 내부에 냉각매체가 유입되게 이중벽 형태로 형성되며 외벽은 상기 냉각매체 공급배관(320)과 연통되는 커버부 몸체(311)와, 상기 커버부 몸체(311)의 내벽과 연통되고 상기 커버부 몸체(311)의 내측으로 돌출되어 냉각매체를 상기 대상체(10)에 분사하는 노즐부(312)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 노즐부(312)는 상기 커버부 몸체(311)의 내주면에서 측면을 따라 복수로 형성되어 상기 커버부 몸체(311)의 내측에 구비된 상기 대상체(10)로 냉각매체를 분사하도록 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 커버부(310)는 상기 커버부 몸체(311)의 상측 내측면에서 돌출 형성되고, 상기 대상체(10)를 가압하는 복수의 가압핀(313)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 상기 커버부(310)의 내부로 상기 대상체(10)가 수용되면 상기 가압핀(313)이 상기 대상체(10)를 가압하게 된다.
또한, 상기 대상체 지지부(210)는 상기 지그 트레이(20)를 관통하여 상기 대상체(10)를 지지하는 복수의 지지핀(211)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 지그 트레이(20)는 상기 지지핀(211)이 배치되는 부분에 상기 지지핀(211)이 삽입되게 지지핀 관통홀(21)이 형성된다.
이러한 구성으로, 상기 지그 트레이(20)가 하강하여 상기 지지핀 관통홀(21)을 통하여 복수의 상기 지지핀(211)이 삽입되면 상기 대상체(10)가 지지되면서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 지그 트레이(20)에서 상기 대상체(10)가 이격 배치된다. 그리고, 상기 커버부(310)가 하강하여 상기 커버부(310)의 내부로 상기 대상체(10)가 삽입되면 복수의 상기 가압핀(313)에 의해 상기 대상체(10)가 가압된다. 즉, 상기 대상체(10)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 상기 지지핀(211)과 복수의 상기 가입핀(313)에 의해 가압된 상태가 되고 이때 상기 노즐부(312)를 통해 냉각매체가 상기 대상체(10)로 분사하여 냉각할 수 있다. 랙 기어의 경우 길이가 길게 형성되므로 냉각 과정에서 랙 기어가 비틀리는 현상이 발생할 수 있다. 이에 본 발명에서는 복수의 상기 지지핀(211)과 복수의 상기 가입핀(313)으로 상기 대상체(10)를 가압한 상태에서 냉각하여 비틀림 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이를 통하여, 상기 커버부(310)는 상기 대상체(10) 각각에 배치되어 상기 대상체(10)를 개별적으로 냉각할 수 있어 상기 챔버(200) 내부에 배치되는 위치에 관계없이 모두 동일하게 냉각되고, 상기 대상체(10)를 가압한 상태로 냉각할 수 있으므로 상기 대상체(10)의 냉각 품질 균일성을 확보할 수 있다.
여기서, 상기 구동부(700)는 상기 챔버(200)의 외측에 구비되고 직선 이동하는 로드(710)가 상기 챔버(200)를 관통하여 구비되는 액추에이터로 구비될 수 있다.
그리고, 상기 냉각매체 공급배관(320)은 상기 로드(710)의 단부에 체결되고, 복수의 상기 커버부(310)와 연통되게 연결되며, 상기 냉각매체 공급부(510, 520)와 연결되게 이루어질 수 있다.
즉, 상기 냉각매체 공급배관(320)은 내부에 냉각매체가 유동하도록 중공을 가지고, 상기 냉각매체 공급부(510, 520)로부터 냉각매체가 공급되면 이를 분기하여 상기 커버부(310) 각각으로 공급하도록 구성된다.
이러한 구성으로, 상기 구동부(700)가 동작하여 상기 로드(710)가 이동하면 그에 대응하여 상기 냉각매체 공급배관(320)과 상기 커버부(310)가 함께 상하 방향으로 이동하고, 상기 대상체(10)가 상기 커버부(310)의 내부에 배치된 상태에서 상기 냉각매체 공급부(510, 520)에 냉각매체가 공급되면 상기 냉각매체 공급배관(320)를 통하여 복수의 상기 커버부(310) 각각으로 냉각매체가 공급되어 상기 대상체(10)를 개별적으로 냉각할 수 있다.
그리고, 본 발명에서는 상기 커버부(310)로 공급되어 상기 대상체(10)를 냉각하는 냉각매체를 가스 또는 오일로 사용할 수 있다.
일 예로, 냉각매체로 가스를 사용하는 경우, 냉각매체 공급부(510)는 냉각매체가 저장된 냉각매체 저장탱크(511)와, 상기 냉각매체 저장탱크(511)와 상기 챔버(200)를 연결하는 냉각매체 공급라인(512), 그리고 일측단은 상기 챔버(200)에 체결되어 상기 냉각매체 공급라인(512)과 연결되고 타측단은 상기 냉각매체 공급배관(320)과 연결되며 상기 냉각매체 공급배관(320)의 이동에 대응하여 길이가 가변되는 플렉시블 공급배관(513)을 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 냉각매체 공급부(510)는 상기 챔버(200)로 공급된 냉각매체를 회수하기 위하여, 상기 챔버(200)에 공급된 냉각매체가 회수되는 냉각매체 회수탱크(514), 그리고 상기 냉각매체 회수탱크(514)에 저장된 냉각매체를 압축하여 상기 냉각매체 저장탱크(511)로 공급하는 냉각매체 압축기(515)를 포함하여 이루어질 수 있다. 그리고, 각 구성 간을 연결하여 냉각매체가 유동하는 배관에는 배관을 개폐하는 밸브가 구비될 수 있다.
이러한 구성으로, 상기 커버부(310)를 통하여 상기 대상체(10)를 개별적으로 냉각하는 경우에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 냉각매체 저장탱크(511)에 저장된 냉각매체가 상기 냉각매체 공급라인(512)을 통하여 상기 챔버(200) 내부에 구비된 상기 플렉시블 공급배관(513)으로 공급되면 상기 냉각매체 공급배관(320)을 통하여 상기 커버부(310)에 냉각매체가 공급되어 상기 대상체(10)를 냉각한다. 그리고, 상기 대상체(10)를 냉각한 냉각매체는 상기 냉각매체 회수탱크(514)로 회수되고, 상기 냉각매체 압축기(515)를 통하여 압축된 후 상기 냉각매체 저장탱크(511)로 공급하여 회수할 수 있다.
그리고, 상기 챔버(200)에는 내부에 채워진 냉각매체를 외부로 배출하는 벤트부(230)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 벤트부(230)는 상기 챔버(200) 내부에 과압의 냉각매체가 유입되는 것을 방지하기 위하여 일정 압력 이상이 되면 개방되어 상기 챔버(200) 내부의 압력을 낮추도록 동작할 수 있다.
또는, 상기 벤트부(230)는 상기 챔버(200)에 냉각매체를 공급하는 초기에 개방되어 상기 챔버(200) 내부가 냉각매체로 모두 치환될 때까지 개방되게 이루어질 수 있다. 이를 통하여, 순환하는 냉각매체에 냉각매체 이외의 가스 또는 이물질이 혼합되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명의 열처리용 냉각장치(100)는 냉각매체가 가스인 경우에 상기 챔버(200) 내부에 냉각매체를 분사하는 공통 냉각부(400)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 상기 공통 냉각부(400)는 상기 대상체(10) 각각에 냉각매체를 직접 분사하는 구성이 아니고, 상기 챔버(200) 내부에 냉각매체를 분사하여 상기 챔버(200) 내부에 구비된 대상체(10)를 전체적으로 냉각하도록 구성될 수 있다.
이를 위하여, 상기 공통 냉각부(400)는 상기 챔버(200) 내부에 구비되어 상기 챔버(200) 내부에 냉각매체를 분사하는 공통 냉각매체 분사노즐(410)과, 상기 냉각매체 저장탱크(511)와 상기 공통 냉각매체 분사노즐(410)을 연결하는 공통 냉각매체 공급라인(420)을 포함하여 이루어질 수 있다.
이러한 구성으로, 상기 챔버(200) 내부에 냉각매체를 분사하는 경우에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 냉각매체 공급라인(512)은 폐쇄하고, 상기 공통 냉각매체 공급라인(420)을 통하여 상기 냉각매체 저장탱크(511)에 저장된 냉각매체를 상기 챔버(200) 내부에 구비된 상기 공통 냉각매체 분사노즐(410)로 공급하면 상기 공통 냉각매체 분사노즐(410)을 통하여 상기 챔버(200) 내부로 냉각매체가 분사되어 상기 대상체(10)를 공통으로 냉각한다. 그리고, 상기 대상체(10)를 냉각한 냉각매체는 상기 냉각매체 회수탱크(514)로 회수되고, 상기 냉각매체 압축기(515)를 통하여 압축된 후 상기 냉각매체 저장탱크(511)로 공급하여 회수할 수 있다.
그리고, 상기 냉각매체 공급배관(320)은 상기 구동부(700)의 로드(710)에서 분리되게 구성될 수 있다. 즉, 상기 공통 냉각부(400)를 통하여 상기 챔버(200) 내부에 냉각매체를 분사하여 냉각하는 경우에는 상기 냉각매체 공급배관(320)을 상기 로드(710)에서 분리시켜 상기 냉각매체 공급배관(320)과 상기 커버부(310)에 의해 간섭되지 않도록 한 후 냉각매체를 상기 챔버(200) 내부로 분사하도록 이루어질 수도 있다.
다른 예로, 냉각매체로 오일을 사용하는 경우, 도 9를 참조하면, 냉각매체 공급부(520)는 냉각매체가 저장된 냉각매체 저장탱크(521)와, 상기 냉각매체 저장탱크(521)와 상기 챔버(200)를 연결하는 냉각매체 공급라인(522)과, 상기 냉각매체 저장탱크(521)에 저장된 냉각매체를 상기 냉각매체 공급배관(320)으로 공급하는 냉각매체 공급펌프(524), 그리고 일측단은 상기 챔버(200)에 체결되어 상기 냉각매체 공급라인(522)과 연결되고 타측단은 상기 냉각매체 공급배관(320)과 연결되며 상기 냉각매체 공급배관(320)의 이동에 대응하여 길이가 가변되는 플렉시블 공급배관(523)을 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 냉각매체 공급부(520)는 상기 챔버(200)로 공급된 냉각매체를 회수하기 위하여, 상기 챔버(200)에 공급된 냉각매체가 회수되는 냉각매체 회수탱크(525)와, 상기 냉각매체 회수탱크(525)에 저장된 냉각매체를 상기 냉각매체 저장탱크(521)로 공급하는 냉각매체 리턴펌프(526), 그리고 상기 냉각매체 회수탱크(525)에 저장된 오일을 냉각하는 냉각매체 냉각부(527)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 냉각매체 냉각부(527)는 칠러로 구비될 수 있다.
이러한 구성으로, 냉각매체로 오일을 사용하는 경우에는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 냉각매체 공급펌프(524)가 동작하여 상기 냉각매체 저장탱크(511)에 저장된 냉각매체가 상기 냉각매체 공급라인(512)을 통하여 상기 챔버(200) 내부에 구비된 상기 플렉시블 공급배관(513)으로 공급되면 상기 냉각매체 공급배관(320)을 통하여 상기 커버부(310)에 냉각매체가 공급되어 상기 대상체(10)를 냉각한다. 그리고, 상기 대상체(10)를 냉각한 냉각매체는 상기 냉각매체 회수탱크(514)로 회수되고, 상기 냉각매체 리턴펌프(526)가 동작하면 상기 냉각매체 저장탱크(511)로 회수할 수 있다. 그리고, 상기 냉각매체 저장탱크(511)로 회수된 냉각매체는 가열된 상태이므로 이를 상기 냉각매체 냉각부(527)를 통하여 상기 냉각매체 저장탱크(511)에 저장된 냉각매체를 냉각할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10 : 대상체 20 : 지그 트레이
21 : 샤프트 관통홀 30 : 대상체 지그
40 : 이송 지그
100 : 열처리용 냉각장치 200 : 챔버
210 : 대상체 지지부 211 : 지지핀
300 : 개별 냉각부 310 : 커버부
311 : 커버부 몸체 312 : 노즐부
313 : 가압핀 320 : 냉각매체 공급배관
400 : 공통 냉각부 410 : 공통 냉각매체 분사노즐
420 : 공통 냉각매체 공급라인 510 : 냉각매체 공급부
511 : 저장탱크 512 : 냉각매체 공급라인
513 : 플렉시블 공급배관 514 : 냉각매체 회수탱크
515 : 냉각매체 압축기 520 : 냉각매체 공급부
521 : 저장탱크 522 : 냉각매체 공급라인
523 : 플렉시블 공급배관 524 : 냉각매체 공급펌프
525 : 냉각매체 회수탱크 526 : 냉각매체 리턴펌프
527 : 냉각매체 냉각부 700 : 구동부
710 : 로드

Claims (12)

  1. 개방된 일측을 통하여 복수의 대상체가 내부에 장입되는 챔버;
    상기 챔버에 구비되고, 상기 대상체를 개별적으로 커버하여 상기 대상체에 냉각매체를 분사하는 개별 냉각부; 및
    상기 챔버에 구비되고, 상기 개별 냉각부를 상하 방향으로 이동시키는 구동부;
    를 포함하는 열처리용 냉각장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개별 냉각부는,
    내부에 상기 대상체가 배치되게 중공을 가지고 일측이 개방된 커버부;
    상기 구동부에 설치되어 상하 방향으로 이동하고, 상기 커버부의 타측에 체결되어 상기 커버부의 내부로 냉각매체를 공급하는 냉각매체 공급배관; 및
    상기 냉각매체 공급배관과 연결되어 냉각매체를 공급하는 냉각매체 공급부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리용 냉각장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커버부는,
    일측이 개방된 상자 형상으로 형성되고, 내부에 냉각매체가 유입되게 이중벽 형태로 형성되며, 외벽은 상기 냉각매체 공급배관과 연통되는 커버부 몸체; 및
    상기 커버부 몸체의 내벽과 연통되고, 상기 커버부 몸체의 내측으로 돌출되어 냉각매체를 상기 대상체에 분사하는 노즐부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리용 냉각장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 커버부는,
    상기 커버부 몸체의 상측 내측면에서 돌출 형성되고, 상기 대상체를 가압하는 복수의 가압핀;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리용 냉각장치.
  5. 제4항에 있어서,
    복수의 대상체가 지그 트레이에 배치되고, 상기 지그 트레이는 이송 지그를 통해 상기 챔버로 장입되어 상기 챔버에 구비된 대상체 지지부에 안착되는 것을 특징으로 하는 열처리용 냉각장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 대상체 지지부는,
    상기 지그 트레이를 관통하여 상기 대상체를 지지하는 복수의 지지핀;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리용 냉각장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지그 트레이가 하강하여 복수의 상기 지지핀에 상기 대상체가 지지되면서 상기 지그 트레이에서 이격 배치된 후 상기 커버부가 하강하여 복수의 상기 가압핀에 의해 상기 대상체가 가압된 상태에서 상기 노즐부를 통해 냉각매체가 분사되는 것을 특징으로 하는 열처리용 냉각장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 냉각매체 공급부는,
    냉각매체가 저장된 냉각매체 저장탱크;
    상기 냉각매체 저장탱크와 상기 챔버를 연결하는 냉각매체 공급라인; 및
    일측단은 상기 챔버에 체결되어 상기 냉각매체 공급라인과 연결되고, 타측단은 상기 냉각매체 공급배관과 연결되며, 상기 냉각매체 공급배관의 이동에 대응하여 길이가 가변되는 플렉시블 공급배관;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리용 냉각장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 냉각매체 공급부는, 냉각매체가 가스인 경우에는,
    상기 챔버에 공급된 냉각매체가 회수되는 냉각매체 회수탱크; 및
    상기 냉각매체 회수탱크에 저장된 냉각매체를 압축하여 상기 냉각매체 저장탱크로 공급하는 냉각매체 압축기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리용 냉각장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 냉각매체 공급부는, 냉각매체가 오일인 경우에는,
    상기 냉각매체 저장탱크에 저장된 냉각매체를 상기 냉각매체 공급배관으로 공급하는 냉각매체 공급펌프;
    상기 챔버에 공급된 냉각매체가 회수되는 냉각매체 회수탱크;
    상기 냉각매체 회수탱크에 저장된 냉각매체를 상기 냉각매체 저장탱크로 공급하는 냉각매체 리턴펌프; 및
    상기 냉각매체 회수탱크에 저장된 오일을 냉각하는 냉각매체 냉각부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리용 냉각장치.
  11. 제8항에 있어서,
    냉각매체가 가스인 경우에, 상기 챔버 내부에 냉각매체를 분사하는 공통 냉각부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리용 냉각장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 공통 냉각부는,
    상기 챔버 내부에 구비되어 상기 챔버 내부에 냉각매체를 분사하는 공통 냉각매체 분사노즐; 및
    상기 냉각매체 저장탱크와 상기 공통 냉각매체 분사노즐을 연결하는 공통 냉각매체 공급라인;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리용 냉각장치.
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