KR101009916B1

KR101009916B1 - 다단 가열로

Info

Publication number: KR101009916B1
Application number: KR1020100037246A
Authority: KR
Inventors: 공문규
Original assignee: 주식회사 지엔에스
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2030-04-22

Abstract

본 발명은 금속소재를 다단으로 안치하여 가열할 수 있는 다단 가열로를 개시한다. 본 발명은 본체, 리프팅프레임, 복수의 도어들, 복수의 로킹장치들과 승강장치로 구성되어 있다. 본체는 복수의 금속소재들을 가열하기 위한 챔버를 가지며, 금속소재들을 챔버에 로딩할 수 있도록 챔버와 연결되어 있는 입구를 갖는다. 챔버는 금속소재들 각각을 층층이 안치할 수 있도록 복수의 선반들에 의하여 복수의 칸들로 구획되어 있다. 리프팅프레임은 입구의 전방에 승강할 수 있도록 설치되어 있으며, 입구와 연결되는 공간을 갖는다. 도어들은 칸들 각각을 여닫을 수 있도록 공간에 배치되어 있고, 양단에 로킹구멍들이 형성되어 있다. 로킹장치들은 리프팅프레임과 도어들 각각이 함께 승강되어 칸들 각각을 여닫을 수 있도록 도어들 각각을 리프팅프레임에 로킹하는 것으로 리프팅프레임의 양측에 장착되어 있는 액츄에이터들과 액츄에이터들의 작동에 의하여 로킹구멍들에 맞춤되는 로킹핀들을 갖는다. 승강장치는 리프팅프레임을 승강시키기 위하여 리프팅프레임과 연결되어 있다. 본 발명에 의하면, 단일의 챔버가 금속소재들을 다단으로 안치할 수 있는 복수의 칸들로 구획되어 있으므로, 금속소재들을 효율적으로 가열할 수 있고, 설비비용과 유지비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 핫 스탬핑 라인 등에서의 설치공간을 감소시키고, 병목현상을 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

다단 가열로{MULTI-STAGE HEATING FURNACE}

본 발명은 다단 가열로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속소재를 다단으로 안치하여 가열할 수 있는 다단 가열로에 관한 것이다.

가열로는 금속재료의 가열을 위한 노이며, 용도에 따라 열처리용, 단조용, 압연용 등으로 구분되고 있다. 열처리용 가열로는 담금질로, 풀림로, 불림로 등이 있다. 핫 스탬핑(Hot-stamping)은 금속재료의 일례로 냉연강판을 가열로에서 고온으로 가열하고, 가열된 금속재료를 프레스 성형(Press forming)한 후 금형 안에서 급랭하는 담금질 효과에 의하여 금속재료의 강도를 높이는 공법이다. 핫 스탬핑은 금속재료의 성형성이 우수하면서도 강도를 높일 수 있어 자동차의 부품, 예들 들어 임팩트빔(Impact beam), 센터필러(Center pillar) 등의 제조에 이용되고 있다.

미국 특허 제6,564,604호에 개시되어 있는 바와 같이, 핫 스탬핑은 생산성의 향상을 위하여 금속재료로 박강판(Steel sheet)의 공급, 절단, 가열, 성형, 냉각 등 여러 공정들이 인라인 시스템(Inline system)으로 구성되어 있다. 따라서 자동차 부품의 제조를 위한 핫 스탬핑 라인은 설치공간을 많이 차지하게 된다. 가열로에서는 절단을 거친 박강판 블랭크(Steel sheet blank)를 수 분 동안 고온으로 가열해야 하므로, 가열로의 가열공정은 핫 스탬핑 라인에서 낭비시간(Dead time)을 발생시키는 병목공정(Bottleneck process)으로 되는 문제가 있다.

한국 등록특허 제10-0907265호의 핫 스탬핑용 가열로는 회전테이블에 의하여 설치공간을 줄이고 병목공정을 해결할 수 있는 기술이 개시되어 있다. 이 특허 문헌의 기술은 회전판의 상면 가장자리에 등간격으로 설치되어 있는 복수의 프레임들과, 프레임들에 다단으로 설치되어 있는 복수의 가열로들과, 회전판을 회전시키는 구동장치로 구성되어 있다. 회전판은 구동장치의 구동에 의하여 금속소재의 로딩위치(Loading portion)로 회전된다. 복수의 프레임들 중 하나의 프레임이 회전판의 회전에 의하여 로딩위치에 도달되면, 작업자는 복수의 가열로들 중 하나의 가열로에 대하여 금속소재를 로딩 또는 언로딩한다. 그러나 상기한 핫 스탬핑용 가열로는 회전판 위에 복수의 프레임과 복수의 가열로들이 설치되는 구조에 의하여 설치공간을 줄이는데 한계가 있다. 또한, 가열로들이 개별적으로 구성되어 설비비용과 유지비용이 많이 소요되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 복수의 금속소재들을 다단으로 안치하여 가열할 수 있는 다단 가열로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 복수의 도어들에 의하여 금속소재가 안치되어 있는 복수의 칸들 중 하나의 칸만을 열고 나머지 칸들을 닫아둘 수 있는 다단 가열로를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 구조가 간단하면서도 복수의 금속소재들을 동시에 가열할 수 있으므로, 설치공간을 최소화할 수 있고, 설비비용과 유지비용을 절감할 수 있는 다단 가열로를 제공함에 있다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 복수의 금속소재들을 가열하기 위한 챔버를 가지며, 복수의 금속소재들을 챔버에 로딩할 수 있도록 챔버와 연결되어 있는 입구를 가지고, 챔버는 복수의 금속소재들 각각을 층층이 안치할 수 있도록 복수의 선반들에 의하여 복수의 칸들로 구획되어 있는 본체와; 입구의 전방에 승강할 수 있도록 설치되어 있으며, 입구와 연결되는 공간을 갖는 리프팅프레임과; 복수의 칸들 각각을 여닫을 수 있도록 공간에 배치되어 있고, 양단에 한 쌍의 로킹구멍들이 형성되어 있는 복수의 도어들과; 리프팅프레임과 복수의 도어들 각각이 함께 승강되어 복수의 칸들 각각을 여닫을 수 있도록 도어들 각각을 리프팅프레임에 로킹하는 것으로 리프팅프레임의 양측에 장착되어 있는 한 쌍의 액츄에이터들과 한 쌍의 액츄에이터들의 작동에 의하여 한 쌍의 로킹구멍들에 맞춤되는 한 쌍의 로킹핀들을 갖는 복수의 로킹장치들과; 리프팅프레임을 승강시키기 위하여 리프팅프레임과 연결되어 있는 승강장치를 포함하는 다단 가열로에 있다.

본 발명에 따른 다단 가열로는 단일의 챔버가 복수의 금속소재들을 다단으로 안치할 수 있는 복수의 칸들로 구획되어 있으므로, 금속소재들을 효율적으로 가열할 수 있다. 복수의 도어들에 의하여 복수의 칸들 중 하나의 칸만을 열어 금속소재의 로딩을 실시하고, 나머지 칸들은 닫혀 있는 상태에서 금속소재를 지속적으로 가열할 수 있으므로, 가열에 소요되는 열에너지의 손실을 방지하고, 설비비용과 유지비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 구조가 간단하면서도 복수의 금속소재들이 복수의 칸들에 안치되어 동시에 가열되는 구조에 의하여 핫 스탬핑 라인 등에서의 설치공간을 감소시키고, 병목현상을 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다단 가열로의 구성을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 다단 가열로에서 도어들이 닫힌 상태의 구성을 나타낸 정면도,
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 다단 가열로의 구성을 나타낸 좌측면도,
도 5는 본 발명에 따른 다단 가열로의 구성을 나타낸 우측면도,
도 6은 본 발명에 따른 다단 가열로에서 리프팅프레임, 승강장치와 밸런싱장치의 구성을 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 다단 가열로에서 도어들과 로킹장치의 구성을 나타낸 정면도,
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 다단 가열로에서 도어들 중 두 번째 도어가 열린 상태의 구성을 나타낸 정면도,
도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ선 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 다단 가열로의 다른 실시예를 나타낸 정면도,
도 12는 도 11의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선 단면도이다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 다단 가열로에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 가열로는 외관을 구성하는 본체(10)를 구비한다. 본체(10)는 상판(12a), 하판(12b), 우판(12c), 좌판(12d)과 후판(12e)의 조합에 의하여 복수의 금속소재(2)들을 높이 방향을 따라 다단으로 안치할 수 있는 챔버(14)를 갖는다. 입구(16)가 금속소재(2)들의 로딩과 언로딩을 위하여 챔버(14)와 연결되도록 본체(10)의 전면에 형성되어 있다.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 챔버(14)는 복수의 선반(20)들에 의하여 금속소재(2)들을 층층이 안치할 수 있도록 복수의 칸(18; 18-1, 18-2, 18-3, … , 18-n)들로 구획되어 있다. 선반(20)들은 금속소재(2)들을 올려놓을 수 있도록 챔버(14)를 구획하고 있는 복수의 서포트바(Support bar: 22)들로 구성되어 있다. 서포트바(22)들의 양단은 챔버(14)의 양측 내면에 고정되어 있다. 서포트바(22)들은 칸(18)들 각각에 동일한 수평 평면에 배치되어 금속소재(2)들을 안정적으로 받쳐준다. 도 3에 6개의 칸(18)들이 구성되어 있는 것이 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 칸(18)들의 개수는 필요에 따라 적절하게 증감될 수 있다. 챔버(14)의 양측 내면에 가열을 위한 수단으로 복수의 히터(Heater: 30)들이 장착되어 있다. 히터(30)들은 코일히터(Coil heater: 32), 세라믹히터(Ceramic heater)로 구성될 수 있다.

도 1 내지 도 3, 도 6과 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 다단 가열로는 본체(10)의 전방에 승강할 수 있도록 설치되어 있는 리프팅프레임(Lift frame: 40)과 복수의 도어(50; 50-1, 50-2, 50-3, … , 50-n)들을 구비한다. 리프팅프레임(40)은 내측에 입구(16)와 정렬되는 공간(42)을 갖는 사각형상으로 구성되어 있다. 도어(50)들은 칸(18)들 각각의 전방을 여닫을 수 있도록 리프팅프레임(40)의 공간(42)에 층층이 배치되어 있고, 동일한 수직 평면에 정렬되도록 공간(42)에 배치되어 있다. 도어(50)들 각각의 양측단에 한 쌍의 로킹구멍(Locking hole: 52)들이 형성되어 있다.

도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 도어(50)들 중 인접하는 두 개의 도어(50)들은 서로 맞춤되도록 돌기(54)와 홈(56)을 갖는다. 돌기(54)는 도어(50)들의 상단에 형성되어 있다. 홈(56)은 도어(50)들의 하단에 형성되어 있다. 돌기(54)와 홈(56)의 맞춤에 의하여 인접하는 두 개의 도어(50)들 사이의 틈새를 최소화할 수 있다.

도 1, 도 2, 도 6과 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 다단 가열로는 리프팅프레임(40)과 도어(50)들 각각을 로킹(Locking) 또는 언로킹(Unlocking)시키는 복수의 로킹장치(Locking device: 60; 60-1, 60-2, 60-3, … , 60-n)들을 구비한다. 로킹장치(60)들은 한 쌍의 액츄에이터(Actuator: 62)들과 한 쌍의 로킹핀(Locking pin: 64)들로 구성되어 있다. 액츄에이터(62)들은 도어(50)들 각각의 양단에 근접하도록 리프팅프레임(40)에 장착되어 있다. 로킹핀(64)들은 액츄에이터(62)들 각각의 구동에 의하여 작동되도록 액츄에이터(62)들 각각에 연결되어 있다. 액츄에이터(62)들이 구동되면, 로킹핀(64)들이 전진되어 로킹구멍(52)들에 끼워지고, 이에 따라 리프팅프레임(40)과 도어(50)들이 로킹된다. 도 7에 첫 번째 및 두 번째 도어(50-1, 50-2)가 첫 번째 및 두 번째 로킹장치(60-1, 60-2)의 로킹에 의하여 상승되어 칸(18)들 중 두 번째 칸(18-2)이 열려져 있는 것이 예시적으로 도시되어 있다. 액츄에이터(62)들은 에어액츄에이터(Air actuator), 유압액츄에이터(Hydraulic actuator), 솔레노이드 액츄에이터(Solenoid actuator) 등으로 다양하게 구성될 수 있다. 본 실시예에 있어서 도어(50)들 중 최상부에 배치되어 있는 첫 번째 도어(50-1)는 리프팅프레임(40)에 고정되고, 첫 번째 로킹장치(60-1)는 삭제될 수 있다. 첫 번째 도어(50-1)가 리프팅프레임(40)에 고정되어 있으면, 리프팅프레임(40)과 함께 승하강되어 첫 번째 칸(18-1)을 여닫는다.

도 1, 도 2, 도 4, 도 6과 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 다단 가열로는 리프팅프레임(40)을 승강시키는 승강장치(70)를 구비한다. 승강장치(70)의 리니어액츄에이터(Linear actuator: 72)는 리프팅프레임(40)의 승강을 위하여 직선 운동된다. 리니어액츄에이터(72)는 에어실린더(74)로 구성되어 있다. 에어실린더(74)의 실린더하우징(74a)은 본체(10)의 일측면, 즉 좌판(12d)의 하부에 수직하게 고정되어 있다. 에어실린더(74)의 실린더로드(74b)는 실린더하우징(74a)의 상단에 전진 또는 후퇴되도록 연결되어 있다.

승강장치(70)의 체인전동장치(76)는 리니어액츄에이터(72)의 직선 운동을 리프팅프레임(40)에 전달한다. 체인전동장치(76)는 제1 스프로킷휠(Sprocket wheel: 76a), 제2 스프로킷휠(76b), 제3 스프로킷휠(76c), 제1 체인(76d)과 제2 체인(76e)으로 구성되어 있다. 제1 스프로킷휠(76a)은 본체(10)의 상부 일측에 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 제2 스프로킷휠(76b)은 본체(10)의 상부 일측에 회전할 수 있도록 장착되어 있으며, 제1 스프로킷휠(76a)과 동축으로 정렬되어 있다. 제3 스프로킷휠(76c)은 본체(10)의 상부 타측에 회전할 수 있도록 장착되어 있으며, 제2 스프로킷휠(76b)과 직선으로 정렬되어 있다. 제1 체인(76d)과 제2 체인(76e) 각각의 일단은 실린더로드(74b)와 턴버클(Turnbuckle: 78a, 78b)에 의하여 연결되어 있다. 작업자는 제1 및 제2 체인(76d, 76e)의 장력을 턴버클(78a, 78b)에 의하여 간편하게 조절할 수 있다. 제1 체인(76d)의 타단은 제1 스프로킷휠(76a)을 경유하여 리프팅프레임(40)의 상부 일측에 연결되어 있다. 제2 체인(76e)의 타단은 제2 스프로킷휠(76a)과 제3 스프로킷휠(76c)을 순차적으로 경유하여 리프팅프레임(40)의 상부 타측에 연결되어 있다.

본 실시예에 있어서 승강장치(70)는 서보모터(Servo motor), 리드스크루(Lead screw), 볼너트(Ball nut), 가이드레일(Guide rail)과 슬라이더(Slider)로 구성될 수 있다. 서보모터의 구동에 의하여 리드스크루가 회전되면, 회전되는 리드스크루를 따라 볼너트가 나사 운동된다. 슬라이더는 볼너트에 결합되어 볼너트와 함께 운동된다. 슬라이더는 가이드레일을 따라 슬라이딩(Sliding)되면서 직선운동된다. 슬라이더는 리프팅프레임(40)에 직접 결합되거나 체인전동장치(76)에 의하여 리프팅프레임(40)에 연결될 수 있다. 또한, 승강장치(70)의 체인전동장치(76)는 로프전동장치로 구성될 수도 있다.

도 1, 도 2, 도 5, 도 6과 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 다단 가열로는 승강장치(70)의 작동에 의하여 승강되는 리프팅프레임(40)의 균형을 잡아주기 위한 밸런싱장치(Balancing device: 80)를 구비한다. 밸런싱장치(80)는 밸런스웨이트(Balance weight: 82)와 체인전동장치(84)로 구성되어 있다. 밸런스웨이트(82)는 에어실린더(74)와 반대 방향에 위치되어 있고, 본체(10)의 타측, 즉 우측에 승강하도록 배치되어 있다.

체인전동장치(84)는 제1 내지 제8 스프로킷휠(84a~84h), 제1 체인(84i)과 제2 체인(84j)으로 구성되어 있다. 제1 스프로킷휠(84a)은 본체(10)의 타측면 상부에 회전되도록 장착되어 있다. 제2 스프로킷(84b)은 본체(10)의 타측면 상부에 회전되도록 장착되어 있고, 제1 스프로킷휠(84a)과 동축으로 정렬되어 있다. 제3 스프로킷휠(84c)은 본체(10)의 타측면 하부에 회전되도록 장착되어 있고, 제1 스프로킷휠(84a)과 수직선상에 정렬되어 있다. 제4 스프로킷휠(84d)은 본체(10)의 타측면 하부에 회전되도록 장착되어 있고, 제2 스프로킷휠(84b)과 수직선상에 정렬되어 있으며, 제3 스프로킷휠(84c)과 동축으로 정렬되어 있다. 제5 스프로킷휠(84e)은 본체(10)의 전면 하부 우측에 회전되도록 장착되어 있고, 제3 스프로킷휠(84c)과 근접되어 있다. 제6 스프로킷휠(84f)은 본체(10)의 전면 하부 우측에 회전되도록 장착되어 있고, 제4 스프로킷휠(84d)과 근접되어 있으며, 제5 스프로킷휠(84e)과 동축으로 정렬되어 있다. 제7 스프로킷휠(84g)은 본체(10)의 전면 하부 중앙에 회전되도록 장착되어 있다. 제8 스프로킷휠(84h)은 본체(10)의 전면 하부 좌측에 회전되도록 장착되어 있다.

제1 체인(84i)의 일단은 밸런스웨이트(82)에 고정되어 있다. 제1 체인(84i)의 타단은 제1 스프로킷휠(84a), 제3 스프로킷휠(84c)과 제5 스프로킷휠(84e)을 지나 리프팅프레임(40)의 전면 하부 우측에 고정되어 있다. 제2 체인(84j)의 일단은 밸런스웨이트(82)에 고정되어 있다. 제2 체인(84j)의 타단은 제2 스프로킷휠(84b), 제4 스프로킷휠(84d)과 제6 내지 제8 스프로킷휠(84f~84h)을 지나 리프팅프레임(40)의 전면 하부 좌측에 고정되어 있다. 제2 체인(84j)은 제7 스프로킷휠(84g)의 외면 상부에 지지되어 처짐이 방지되어 있다.

도 1, 도 2와 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 다단 가열로는 히터(30)들, 로킹장치(60)들의 액츄에이터(62)들과 승강장치(70)의 에어실린더(74)의 작동을 제어하는 컨트롤러(90)를 구비한다. 컨트롤러(90)는 본체(10)의 일측에 설치되어 있고, 액츄에이터(62)들과 에어실린더(74)의 시퀀스제어(Sequence control)에 의하여 도어(50)들을 여닫는다.

지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 다단 가열로에 대한 작용을 설명한다.

도 2, 도 7과 도 8을 참조하면, 승강장치(70)의 작동에 의하여 리프팅프레임(40)이 상승될 때 로킹핀(64)들이 도어(50)들의 로킹구멍(52)에서 빠져 있으면, 도어(50)들은 열리지 않는다. 도어(50)들은 돌기(54)와 홈(56)의 맞춤에 의하여 인접하는 두 개의 도어(50)들 사이의 틈새를 최소화하여 챔버(14)로부터 열의 방출을 방지한다. 따라서 히터(30)들의 작동에 의하여 챔버(30)의 온도를 균일하게 유지할 수 있고, 금속소재(2)를 효율적으로 가열할 수 있다.

도 7, 도 9와 도 10을 참조하면, 도어(50)들 중 두 번째 도어(50-2)를 열어주고자 하는 경우, 컨트롤러(90)의 제어에 의하여 로킹장치(60)들 중 첫 번째 및 두 번째 로킹장치(60-1, 60-2)의 액츄에이터(62)들이 작동된다. 액츄에이터(62)들의 작동에 의하여 로킹핀(64)들이 전진되어 첫 번째 및 두 번째 도어(50-1, 50-2)들의 로킹구멍(52)들에 각각 끼워진다. 따라서 첫 번째 및 두 번째 도어(50-1, 50-2)는 첫 번째 및 두 번째 로킹장치(60-1, 60-2)에 의하여 리프팅프레임(40)에 로킹되고, 세 번째 도어(50-3)는 리프팅프레임(40)에 언로킹된다.

도 9에 화살표 "A"로 도시되어 있는 바와 같이, 에어실린더(74)의 실린더로드(74b)가 후퇴되면서 제1 및 제2 체인(76d, 76e)을 당긴다. 제1 및 제2 체인(76d, 76e)이 당겨지면, 도 10에 화살표 "B"로 도시되어 있는 바와 같이, 제1 및 제2 체인(76d, 76e)과 연결되어 있는 리프팅프레임(40)이 상승된다. 리프팅프레임(40)이 상승되면, 첫 번째 및 두 번째 로킹장치(60-1, 60-2)에 의하여 로킹되어 있는 첫 번째 및 두 번째 도어(50-1, 50-2)들이 리프팅프레임(40)과 함께 상승되어 열린다. 세 번째 도어(50-3)부터 마지막 번째 도어(50-n)는 열리지 않는다. 두 번째 도어(50-2)는 첫 번째 도어(50-1)와 함께 상승되면서 첫 번째 칸(18-1)을 닫아준다.

도 9와 도 10을 참조하면, 리프팅프레임(40)의 상승이 정지되면, 첫 번째 칸(18-1)은 두 번째 도어(50-2)에 의하여 닫혀 있고, 두 번째 칸(18-2)은 열려 있게 된다. 따라서 작업자는 입구(16)를 통하여 두 번째 칸(18-2)의 서포트바(22)들 위에 금속소재(2)를 로딩하거나 두 번째 칸(18-2)으로부터 가열이 완료된 금속소재(2)를 언로딩할 수 있다. 금속소재(2)의 로딩 또는 언로딩이 완료되면, 에어실린더(74)의 실린더로드(74b)가 전진되면서 당겨져 있던 제1 및 제2 체인(76d, 76e)을 풀어주면, 리프팅프레임(40)이 하강된다. 리프팅프레임(40)의 하강이 정지되면, 첫 번째 및 두 번째 로킹장치(60-1, 60-2)의 액츄에이터(62)들이 작동되고, 로킹핀(64)들이 후퇴되어 첫 번째 및 두 번째 도어(50-1, 50-2)들의 로킹구멍(52)들로부터 빠진다.

한편, 첫 번째부터 마지막 번째 로킹장치(60-1~60-n)의 로킹핀(64)들이 첫 번째부터 마지막 번째 도어(50-1~50-n)들의 로킹구멍(52)들에 모두 로킹되어 있으면, 리프팅프레임(40)의 승강에 의하여 첫 번째부터 마지막 번째 도어(50-1~50-n)들이 모두 함께 승강되면서 마지막 번째 칸(18-n)을 여닫는다.

이와 같이 리프팅프레임(40)의 상승과 함께 챔버(14)의 칸(18)들 중 금속소재(2)를 로딩 또는 언로딩해야 하는 칸만을 여닫을 수 있고, 나머지 칸들은 닫혀 있는 상태에서 금속소재(2)를 지속적으로 가열할 수 있으므로, 가열에 소요되는 열에너지의 손실을 방지하고, 설비비용과 유지비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 다단 가열로는 복수의 칸(18)들에 금속소재(2)들을 층층이 안치하여 동시에 가열할 수 있으므로, 예를 들어 핫 스탬핑 라인에서의 병목현상을 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 설치공간을 감소시킬 수 있다.

도 1, 도 2, 도 5와 도 9를 참조하면, 승강장치(70)의 작동에 의하여 리프팅프레임(40)이 상승되면, 상승되는 리프팅프레임(40)은 체인전동장치(84)의 제1 및 제2 체인(84i, 84j)을 당긴다. 제1 및 제2 체인(84i, 84j)이 당겨지면, 도 9의 화살표 "C"로 도시되어 있는 바와 같이 밸런스웨이트(82)가 리프팅프레임(40)과 함께 상승되면서 리프팅프레임(40)의 균형을 안정적으로 맞춰준다. 리프팅프레임(40)이 하강되면, 당겨져 있던 제1 및 제2 체인(84i, 84j)이 풀어져 밸런스웨이트(82)가 하강된다. 이와 같이 밸런싱장치(80)에 의하여 승강되는 리프팅프레임(40)의 균형이 안정적으로 유지되어 도어(50)들의 여닫음 동작을 정확하고 원활하게 실시할 수 있다.

도 11과 도 12에 본 발명에 따른 다단 가열로의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 11과 도 12를 참조하면, 다른 실시예의 다단 가열로는 본체(10)의 전면과 후면 각각에 형성되어 있는 입구(16, 116)들을 갖는다. 입구(16, 116)들은 앞에서 설명한 것과 마찬가지로 리프팅프레임(40, 140)들, 도어(50; 50-1, 50-2, 50-3, …, 50-n, 150; 150-1, 150-2, 150-3, …, 150-n)들, 로킹장치(60; 60-1, 60-2, 60-3, …, 60-n, 160; 160-1, 160-2, 160-3, …, 160-n)들과 승강장치(70, 170)들에 의하여 여닫을 수 있다. 밸런싱장치(180)는 승강장치(170)의 작동에 의하여 승강되는 리프팅프레임(140)의 균형을 안정적으로 잡아준다. 다른 실시예의 다단 가열로의 리프팅프레임(140), 도어(150; 150-1, 150-2, 150-3, …, 150-n)들, 로킹장치(160; 160-1, 160-2, 160-3, …, 160-n)들, 승강장치(170), 밸런싱장치(180)는 앞에서 설명한 리프팅프레임(40), 도어(50; 50-1, 50-2, 50-3, …, 50-n)들, 로킹장치(60 60-1, 60-2, 60-3, …, 60-n)들, 승강장치(70), 밸런싱장치(80)와 그 구성이 작용이 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

다른 실시예의 다단 가열로에 있어서 금속소재(2)들은 입구(16, 116)들 중 어느 하나, 예를 들어 입구(16)를 통하여 칸(18; 18-1, 18-2, 18-3, …, 18-n)들에 각각에 로딩하고, 칸(18)들로부터 입구(116)를 통하여 언로딩할 수 있다. 이와 같이 본체(10)의 전면과 후면 각각에 입구(16, 116)들이 형성되는 구조에 의하여 금속소재(2)의 로딩과 언로딩을 개별적으로 실시할 수 있으므로, 본 발명에 따른 다른 실시예의 다단 가열로는 핫 스탬핑 라인에 유용하게 적용될 수 있다.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

10: 본체 14: 챔버
16, 116: 입구 18: 칸
20: 선반 30: 히터
40, 140: 리프팅프레임 50, 150: 도어
60, 160: 로킹장치 62: 액츄에이터
64: 로킹핀 70, 170: 승강장치
72: 리니어액츄에이터 74: 에어실린더
76: 체인전동장치 80, 180: 밸런싱장치
82: 밸런스웨이트 84: 체인전동장치
90: 컨트롤러

Claims

복수의 금속소재들을 가열하기 위한 챔버를 가지며, 상기 복수의 금속소재들을 상기 챔버에 로딩할 수 있도록 상기 챔버와 연결되어 있는 입구를 가지고, 상기 챔버는 상기 복수의 금속소재들 각각을 층층이 안치할 수 있도록 복수의 선반들에 의하여 복수의 칸들로 구획되어 있는 본체와;
상기 입구의 전방에 승강할 수 있도록 설치되어 있으며, 상기 입구와 연결되는 공간을 갖는 리프팅프레임과;
상기 복수의 칸들 각각을 여닫을 수 있도록 상기 공간에 배치되어 있고, 양단에 한 쌍의 로킹구멍들이 형성되어 있는 복수의 도어들과;
상기 리프팅프레임과 상기 복수의 도어들 각각이 함께 승강되어 상기 복수의 칸들 각각을 여닫을 수 있도록 상기 도어들 각각을 상기 리프팅프레임에 로킹하는 것으로 상기 리프팅프레임의 양측에 장착되어 있는 한 쌍의 액츄에이터들과 상기 한 쌍의 액츄에이터들의 작동에 의하여 상기 한 쌍의 로킹구멍들에 맞춤되는 한 쌍의 로킹핀들을 갖는 복수의 로킹장치들과;
상기 리프팅프레임을 승강시키기 위하여 상기 리프팅프레임과 연결되어 있는 승강장치를 포함하는 다단 가열로.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 도어들 각각은 수직 평면에 정렬되도록 상기 공간에 배치되어 있고, 상기 복수의 도어들 중 인접하는 두 개의 도어들은 서로 맞춤되는 돌기와 홈을 각각 구비하는 다단 가열로.
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 도어들 중 최상부에 위치되어 있는 첫 번째 도어는 상기 리프팅프레임에 고정되어 있는 다단 가열로.
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 선반들 각각은 상기 복수의 금속소재들 각각을 받쳐주도록 상기 챔버의 양측 내면에 양단이 고정되어 있는 복수의 서포트바들로 이루어지는 다단 가열로.
제 1 항에 있어서, 상기 승강장치는,
상기 본체의 일측면 하부에 장착되어 있는 리니어액츄에이터와;
상기 리니어액츄에이터의 직선 운동에 의하여 상기 리프팅프레임이 승강되도록 상기 리니어액츄에이터의 직선 운동을 상기 리프팅프레임에 전달하는 체인전동장치로 구성되어 있는 다단 가열로.
제 6 항에 있어서, 상기 리니어액츄에이터는 에어실린더로 이루어지고, 상기 체인전동장치는 제1 체인과 제2 체인을 가지며, 상기 제1 체인은 상기 에어실린더와 상기 리프팅프레임의 상부 일측에 연결되어 있고, 상기 제2 체인은 상기 에어실린더와 상기 리프팅프레임의 상부 타측에 연결되어 있는 다단 가열로.
제 7 항에 있어서, 상기 제1 체인과 상기 제2 체인 각각은 턴버클에 의하여 상기 에어실린더에 연결되어 있는 다단 가열로.
제 1 항에 있어서, 상기 리프팅프레임의 균형을 유지하기 위한 밸런싱장치를 더 구비하는 다단 가열로.
제 9 항에 있어서, 상기 밸런싱장치는,
상기 본체의 일측에 승강할 수 있도록 배치되어 있는 밸런스웨이트와;
상기 리프팅프레임와 상기 밸런스웨이트가 함께 승강되도록 상기 리프팅프레임과 상기 밸런스웨트를 연결하는 체인전동장치로 구성되어 있는 다단 가열로.
제 10 항에 있어서, 상기 체인전동장치는 제1 체인과 제2 체인을 가지며, 상기 제1 체인은 상기 밸런스웨이트와 상기 리프팅프레임의 하부 일측에 연결되어 있고, 상기 제2 체인은 상기 밸런스웨이트와 상기 리프팅프레임의 하부 타측에 연결되어 있는 다단 가열로.