KR20200019001A - 다수의 로체를 가지는 유도가열로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도가열로의 구성에 있어 각각 한 개의 전기제어장치 및 한 개의 냉각장치와 더불어 다수의 로체를 설치하여, 유도가열로의 효율적인 운영을 가능하게 하는 것이다.

Description

다수의 로체를 가지는 유도가열로 {Induction heating furnace with multiple furnace body}

일반적으로 유도가열로는 고주파출력 및 제어역할을 하는 전기장치 1개, 도가니가 설치된 로체 1개 및 로체를 냉각시키는 냉각장치 1개로 구성된다. 유도가열로의 작동에서 로체 안은 도가니가 설치되어 있어 용해시키고자 하는 물질을 도가니 안에 삽입한 후 전기장치로 가열하여 용해시키는 구조이다. 유도가열로의 운영과정에서 유도가열로의 유도전기를 이용하여 로체를 가열한 후, 로체 안 도가니에서 용해된 내용물을 밖으로 꺼내고 난 후, 다음 작업하기 위해 도가니 및 로체를 정비하고, 또 다른 용해대상물을 도가니 안에 투입하게 된다. 이러한 과정에서 한 번의 유도가열로 작동 후에 로체의 정비를 위해 유도가열로의 전기장치는 정지 상태에 있게 된다. 이러한 이유는 한 개의 전기장치와 한 개의 로체를 두었기 때문이다. 또한 한 번의 작업이 끝난 로체안의 도가니는 고열상태에 있기 때문에 다음 용해물을 넣을 수가 없기 때문이다. 또한 유도가열로의 작업이 끝난 후 도가니 상태를 살피고, 로체를 정비하는 중간에 전기장치를 가동할 수 없다.

본 발명은 유도가열로를 구성함에 있어, 고주파출력 및 제어담당을 하는 1 개의 전기장치, 1개의 냉각장치 그리고 2개 및 다수의 로체로 구성하여 유도가열로의 효율적인 운영 방법에 관한 것이다.

유도가열방식은 산업현장에서 금속 표면 열처리, 고주파 용접, 가열가공 및 유도로에 다양하게 응용되어 사용되어 지고 있다. 특히 유도로 분야에서는 소량 금속의 빠른 용융과 적정온도의 유지가 편리하며, 부양용해나 교반작용이 겸해지는 용해가 가능하여 많은 분야에서의 산업현장 적용이 점차 증가하고 있다.

유도가열로는 기존의 가열로에 비하여 유도가열을 이용하여 가열하므로 표면산화가 작게 발생하고, 자동조업이 가능하며, 조업의 시작과 종료가 간단하다. 또한 온도조절이 용이하여 산업현장에서 점차 확대되고 있다. 그리고 로 내의 온도를 전체적으로 일정하게 유지하기 쉬워 금속의 합금 및 도금에 많이 이용하고 있다. 산업분야에서 유도가열로는 금속간의 합금, 용접 및 금속추출을 위해 다양하게 사용되고 있다.

또 다른 분야의 유도가열로 응용은 원석에서 금속성분을 추출하는 역할이다. 빠른 속도로 안정적으로 유도전기를 이용하여 원석을 용해시킬 수 있는 장점이 있어 널리 사용될 수 있다.

일반적으로 유도가열로의 장치구성은 고주파출력과 제어역할을 담당하는 1개의 전기장치, 1개의 냉각장치 및 1개의 로체로 구성되어 있다. 그리하여 유도가열로를 한번 운영하여 로체 내 도가니에서 용해작업이 끝나면, 전기장치를 정지하고 로체의 도가니에서 용해된 물질을 꺼내고, 로체를 점검한 다음, 다시 용해대상물질을 로체에 넣을 때까지 전기장치 가동이 불가능하다. 이러한 과정에서 냉각장치는 로체에 전기를 공급하면서 로체에서 발생하는 열을 냉각시키는 역할을 담당한다. 이러한 일련의 작업은 각각 한 개로 구성되어 있는 전기장치, 냉각장치 그리고 로체로 인해 순차적 작업으로 인하여 1개의 장치의 역할을 하는 동안 다른 장치의 운영이 불가능하여 유도가열로의 효율적인 운영을 어렵게 하고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로 유도가열로의 장치구성에서 다수의 로체를 두어 유도가열로의 운영효율을 증가시키는 것을 기술적 과제로 한다.

유도가열로를 사용하는 산업현장에서 중요한 사항중의 하나는 로체 안에 설치된 도가니를 영원히 사용할 수 없다는 것이다. 도가니의 재료나 도가니 안의 용해물질에 따라 도가니의 사용 횟수가 다르나 영원히 사용하는 것은 불가능하다. 그리하여 로체 안에 설치된 도가니는 사용수명을 다하면 도가니를 교체하기 위해 로체의 주변을 정비해야 한다. 도가니 교체 시 로체를 수리 및 정비하여 다시 도가니를 로체 안에 삽입해야 하는데, 이 시간동안 유도가열로의 전체 사용이 중지되고, 로체를 정비하면서 카울시멘트 및 축로재 등 여러 가지 재료들을 사용하게 되는 불편함과 경제적 손실 발생하게 된다. 유도가열로의 장치구성에 있어 본 발명에서 제안한 2개 이상 다수의 로체를 가지게 되면, 한 개의 로체에서 수리작업 시, 다른 로체를 작동시키는 일이 가능하여 전체적으로 유도가열로의 가동효율을 증가시킬 수 있다.

각각 1개씩의 전기장치, 냉각장치 및 로체로 구성되어 있는 유도가열로를 다수의 로체를 두어, 로체 안에서 한 번의 용해작업이 끝난 상태에서 별도의 변환스위치를 이용하여 전기장치를 다른 로체와 연결하여 전기장치의 유도전기를 연결된 로체에 공급할 수 있다. 그와 동시에 용해작업이 끝난 로체에 대하여 용해물질을 꺼내고, 정비작업을 할 수 있게 된다.

즉 유도가열로 장치구성에서 다수의 로체를 가지면, 한 개의 로체에서 작업이 끝나서 정리 작업 시, 전기장치를 다른 로체에 연결하여 운영이 가능하며, 이와 동시에 선행 작업한 로체의 정리 및 수리 작업이 가능하여 유도가열로의 운영효율을 증가시킬 수 있다.

본 발명에서는 유도가열로의 장치구성에서 일반적으로 고주파 출력 및 제어를 담당하는 전기장치 1개, 로체 1개 및 냉각장치 1개를 대신하여 다수의 로체를 두어 1개의 로체에서 용융작업 및 수리작업을 하는 동안 전기장치를 다른 로체와 연결하여, 로체의 수리작업을 하는 동안에도 다른 로체를 통해 용해작업이 이루어져 효율적인 유도가열로 운영이 가능하도록 하는 것이다.

상기의 본 발명은 유도가열로 장치구성에서 두 개 또는 다수의 로체를 두어, 한 개의 로체에서 용해작업이 끝나고 나서 로체 내 도가니에서 용해물을 꺼내거나, 로체를 수리하는 동안에 전기장치를 다른 로체와 연결하여 로체내의 용해물에 대하여 가열작업을 가능하게 하여 유도가열로의 작동효율을 증가시킬 수 있는 효율적인 유도가열로의 구성을 가질 수 있다.

도 1 은 일반적인 유도가열로의 구성을 도시한 도면이다.
도 2 는 유도가열로의 원리를 도시한 도면이다.
도 3 은 2개의 로체를 갖는 유도가열로의 구성을 도시한 도면이다.
도 4 는 아르곤 가스 용기와 연결장치를 도시한 도면이다.
도 5 는 강화유리로 싸여 있는 로체를 도시한 도면이다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 유도가열로의 전체적인 장치구성을 나타내는 도면이다. 일반적인 유도가열로의 장치구성은 각각 1개씩의 전기장치, 냉각장치 및 로체로 구성되어 있다. 여기서 전기장치는 유도전기 발생 및 제어역할을 하게 된다. 유도가열로의 냉각장치는 로체 작동 시 연결되고, 로체를 작동 안하게 되면 on/off 스위치를 이용하여 차단되는 구조를 가진다. 유도가열로의 작동 시 로체 안에 설치된 도가니에 들어 있는 용해물을 유도전기를 사용하여 가열하여 용융하게 된다. 이 때 로체를 감싸고 있는 유도전기를 발생시키는 동관의 열을 식히기 위해 냉각장치의 물을 사용하게 냉각이 이루어진다. 이러한 장치구성에서 유도가열로의 작동 후 로체내의 도가니 안에 있는 용해물을 꺼내고, 도가니를 정비하는 동안 전기장치는 정지상태에 있게 된다.

도 2는 유도가열로의 작동원리를 나타내는 도면이다. 전기장치에서 발생한 유도전기가 로체를 감싸고 있는 동관을 통해 전달되어, 도가니 내의 용융물을 가열하고, 또한 교번자속이 작용하여 도가니 내의 용해물을 교반하는 내용을 나타내는 도면이다.

도 2에서 유도가열로의 도가니 내에 작용하는 교번자속에 의하여 도가니 내의 용해물질을 전체적으로 골고루 섞이도록 하는 용해물질의 교반작용이 일어난다. 유도가열로에 적용되는 도가니는 주로 흑연로 또는 세라믹로를 적용하고 있다. 이러한 도가니는 재료에 따라 다르기는 하나 사용 횟수의 제한을 갖게 된다. 제한된 횟수의 사용으로 인해 도가니 교체를 위해 로체는 일정기간 후 도가니 교체 및 주변장치의 유지보수를 행하여야 한다. 이러한 유지보수 기간에 유도가열로 전체 시스템은 작동불가상태로 정지하여야 한다. 또한 1 개씩의 장치를 갖는 유도가열로는 한 번의 작업 후 도가니 내의 용융물을 꺼내고, 로체를 정비하는 동안 전기장치는 정지 상태로 두게 된다. 본 발명에 따른 장치구조에서는 1 개의 로체의 도가니에서 용융물을 꺼내는 동안 전기장치를 다른 로체와 연결하여 로체를 가열할 수 있는 효과를 가진다.

도 3은 본 발명에 따른 2개의 로체를 갖는 유도가열로의 장치구성을 나타내고 있다. 이러한 장치구성의 유도가열로는 한 개의 로체가 수리중이더라도 나머지 한 개의 로체를 전기장치로 연결하여 사용이 가능하여 유도가열로의 작동이 가능하게 한다.

Claims (2)

1. 유도가열로의 장치구성에서 2개 내지 다수의 로체를 두어, 1개의 로체에서 작업하는 동안 전기장치를 다른 로체와 연결하여 용해작업을 계속할 수 있어 효율적인 유도가열로의 구성을 가지게 된다.
   
2. 청구항 1을 실현하기 위해 유도가열로의 전기장치와 로체 및 냉각장치를 상황에 따라 선별하여 연결하는 변환스위치를 설치한다.

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