JP2023516333A - 回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システム及び方法 - Google Patents

回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システム及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システム及び方法を提供する。【解決手段】このシステムは、プラズマが吐出されるノズル部と、一側でノズル部が着脱され、他側でハウジング部と連結され、ノズル部を回転させるように駆動する回転本体部と、ノズル部の一側と連結され、外側で回転本体部を取り囲むように構成されて、回転本体部の構成部品等の連結部位から排出される蒸気化又は微細液滴化したオイルの外部への流出を防止するオイルカバー部と、を含む。【選択図】図１

Description

本開示は、回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止（oil splash prevention）システム及び方法に関し、より詳しくは、プラズマ装置の回転型ヘッドからのオイルの流出により発生し得るプラズマ装置又は被処理物の２次汚染を防止できる回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システム及び方法に関する。
プラズマは、気体状態の物質に継続的に熱を加えて温度の上昇時に生成されるイオン核及び自由電子からなる粒子集団のことである。物質のこのような状態をプラズマ状態と称し、物質の状態である固体、液体及び気体に次ぐ物質の第４の状態といわれる。このようなプラズマ状態は、電気的に中性を保つことになり、これを利用して素材の表面にコーティングを行うと、摩耗や腐食を防止できるため、素材の状態を改善させるという効果がある。
一般に、大気圧プラズマ発生装置は、圧縮の空気又はプラズマ生成ガスが高周波数、高電圧の電荷と交差してプラズマを発生するように構成されたチューブを含む。大気圧プラズマ装置は、低温工程により様々な材料及び基板に適用でき、真空容器や真空排気装置が不要になるため、処理速度が速くて経済的である。また、大気圧プラズマを用いた蒸着法を利用する場合、付着力が良くて蒸着温度が低くなるため、従来の表面処理工程、半導体工程及びディスプレイ工程において、高温加熱による変形又は変性を低減できるなどの長所を活用して、比較的多様な産業で使用されている。
一般に、大気圧プラズマ装置は、被処理物の特定領域に対する表面処理を行うための固定型プラズマヘッドを使用したり、相対的に広い表面積に一定な強度のプラズマビームを均一に噴射して表面処理を行うための回転型プラズマヘッドを使用したりできる。回転型プラズマ発生装置は、プラズマを放射するノズルが回転する特性により、ノズルを回転させる機械的な構成の円滑な動作のためにベアリングを使用できる。このような回転型プラズマヘッドでは、高温及び高速の条件で回転する本体の連結部位からベアリングオイルが外部に流出される恐れがある。プラズマのノズルが回転する間に外部に流出されるオイルは、プラズマ発生装置の他の部品を汚染させたり、被処理物の２次汚染を発生させたりするという問題がある。
以上、前述したような従来技術の問題点を解決するために、本開示は、プラズマ発生装置の回転型ヘッドからのオイルの流出により発生し得る２次汚染を防止する回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システム及び方法を提供する。
本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システム及び方法は、プラズマが吐出されるノズル部と、一側でノズル部が着脱され、他側でハウジング部と連結され、ノズル部を回転させるように駆動する回転本体部と、ノズル部の一側と連結され、外側で回転本体部を取り囲むように構成され、回転本体部の構成部品等の連結部位から排出される蒸気化又は微細液滴化したオイルの外部への流出を防止するオイルカバー部と、を含むことができる。
本開示の多様な実施例によれば、プラズマ装置の回転型ヘッドからのオイルの流出により発生し得るプラズマ装置又は被処理物の２次汚染を防止できる。
本開示の多様な実施例によれば、プラズマ装置の回転型ヘッドから発生し得る蒸気化又は微細液滴化したオイルの流出を效果的に防止できる。
本開示の多様な実施例によれば、プラズマ装置の回転型ヘッドから発生し得る蒸気化又は微細液滴化したオイルを外部に效果的に排出できる。
本開示の多様な実施例によれば、プラズマ発生装置を使用する工程や他の製造施設においてプラズマ発生装置により発生し得る２次汚染を效果的に防止できる。
本開示の実施例等は、以下の添付図面に基づいて説明する。ここで、類似の参照符号は類似の要素を示すが、これに限定されるものではない。
本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システムの構成を示す図である。 本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイルカバー部の内部を示す斜視図である。 本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイルカバー部の内部を示す側面図である。 本開示の一実施例に係る吸入ファンを示す側面図及び平面図である。 本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止方法を示すフローチャートである。
＜発明の概要＞
一実施例によれば、ノズル部は、ノズルと、一側にノズルが着脱可能に構成されたノズル着脱部が形成され、他側は回転本体部の一側と結合されるノズルボディー部とを含むことができる。
一実施例によれば、回転本体部は、一側に円筒状の回転ボディー部が形成され、他側にハウジング部の一側と連結される回転支持部が形成され、回転支持部は、内側に形成されたオイルホース部及びベアリング部を含むことができる。
一実施例によれば、オイルカバー部は、吸入ファン及び吸ファンを収容するように構成されたオイルカバーを含み、吸入ファンは、回転本体部の一側に固定され、回転本体部の回転により、オイルカバー部内の空気の流れを、回転本体部の内側に形成されたオイルホース部を介してハウジング部に移動させて、蒸気化又は微細液滴化したオイルを吸入し、オイルカバーは、ノズル部及び回転本体部の外部へのオイルの飛散を防止できる。
一実施例によれば、ハウジングキャップ、前面隔壁、後面隔壁、ハウジング底部及び前面隔壁の側面に形成された吸入チューブ連結管を含み、吸入チューブ連結管は、一側に連結された吸入チューブを介して蒸気化又は微細液滴化したオイルを外部に排出できる。
＜発明の詳細な説明＞
添付図面において、同一又は対応する構成要素には同一の参照符号が付与される。また、以下の実施例の説明において、同一又は対応する構成要素の重複記述は省略され得る。しかしながら、構成要素に関する記述が省略されても、そのような構成要素が、ある実施例に含まれないものと意図してはならない。
開示の実施例の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付図面に基づいて後述する実施例を参照すれば明確になる。しかしながら、本開示は、以下で開示される実施例に限定されず、互いに異なる多様な形態で具現化され得る。但し、本実施例は、本開示が完全になるようにし、本開示が属する通常の技術分野における知識を有する者に発明のカテゴリを正確に認識させるために提供されるだけである。
本明細書で使用される用語について簡略に説明し、開示の実施例について具体的に説明する。
本明細書で使用される用語は、本開示での機能を考慮しつつ、可能な限り現在広く使用される一般的な用語を選択したが、これは関連分野に従事する技術者の意図又は判例、新技術の出現などにより変化し得る。また、特定の場合は出願人が任意で選定した用語もあり得るが、これらの意味は当該発明の説明の部分において詳細に記載する。よって、本開示で使用される用語は、単純な用語の名称ではなく、その用語が有する意味と本開示の全般にわたった内容に基づいて定義されるべきである。
本明細書では、文脈上において明確に特定しない限り、単数の表現は複数の表現を含み、複数の表現は単数の表現を含むことができる。
明細書の全般に渡り、ある部分がある構成要素を「含む」とする際、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むこともできることを意味する。
図１は、本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システムの構成を示す図である。
図に示すように、回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システム１００は、プラズマが吐出されるノズル部２００と、一側でノズル部と着脱され、他側でハウジング部に関連する回転本体部３００と、外側で回転本体部と連結されて、ノズル部の外部にオイルの流出を防止するオイルカバー部５００とを含むことができる。
システム１００は、例えば、大気圧の約７６０Ｔｏｒｒの圧力によりプラズマを放電させて発生する大気圧プラズマ発生装置であり得る。一例において、システム１００は、発生したプラズマを有機物である高分子材料からなる被処理物の表面処理に使用でき、このとき、高分子材料の疏水性、親水性、染色性及び接着性などを改善させることができる。他の例において、システム１００は、金属材料からなる被処理物の表面処理に使用でき、このとき、金属表面にＴｉＮ／Ｃ、ＣｒＮ／Ｃ、ＡＩＮなどのような超硬被膜をコーティングすることで、表面の耐摩耗性及び耐腐食性を改善させることができる。
システム１００が大気圧プラズマ発生装置である場合、通常、常温常圧の環境において駆動できるように、ジェネレータ、高電圧変圧器及びプラズマ放電を発生させる電極等（図示せず）などを含むことができる。高電圧変圧器により発生した高周波高電圧は、システム１００内に設置された電極等に印加され、印加された電圧により電極等間に電気アーク形態の高周波放電が発生する。このように、システム１００内に電気アークが発生した状態において、作動ガスが電気アークと接触してプラズマ状態に変換される。システム１００で生成されたプラズマビームは、ノズル部２００を介して吐出される。
ノズル部２００は、ノズル２１０と、一側にノズル２１０が着脱可能に構成されたノズル着脱部２２０が形成され、他側は回転本体部３００の一側と結合されるノズルボディー部２３０とを含む。
ノズルボディー部２３０は、電極で生成される電子が作動ガスと交差して放電される空間を形成できる。一方、ノズル２１０は、多様な形状のデザインにより設計され、プラズマビームが噴射される面積及び強度などを調節できる。ノズル２１０に形成されたノズル口の位置及び大きさにより、これを介して吐出されるプラズマビームの噴射方向及び直径を決定することができ、ノズル口の形状によってプラズマビームの噴射半径及び噴射長さを決定することができる。ノズル２１０の主材料は、アルミニウム、黄銅又はステンレスなどのような金属材料であり得る。
ノズル着脱部２２０は、多様な形状のノズルと互換可能であるように標準規格に基づいて製作できる。ノズル２１０には、プラズマ表面処理作業の内容に応じて、多様な深さ及び大きさのノズル口を形成できる。また、作業者は、作業の種類に合うように、ノズル着脱部２２０からノズル２１０だけを交替して精密な作業を容易に実施でき、多様な変数を迅速に対処することができる。
一実施例によれば、回転本体部３００の一側には円筒状の回転ボディー部３１０が形成され、他側にはハウジング部４００の一側と連結される回転支持部３２０が形成される。また、回転本体部３００は、回転支持部３２０の内側に形成されたオイルホース部３３０及びベアリング部３４０を含む。
回転本体部３００の一側にはノズル部２００が着脱され、他側はハウジング部４００と連結されることができる。このように、回転本体部３００は、その両側にノズル部２００及びハウジング部４００と連結されて、その内部に回転支持部３２０、オイルホース部３３０及びベアリング部３４０を含むフレームの役割を遂行すると同時に、回転動力部６００により伝達される回転力をノズル部２００に伝達して、ノズル部２００を回転させる役割を遂行するように構成される。回転本体部３００は、剛性材質を精密加工して製作できる。
一実施例によれば、回転型プラズマ発生装置は、プラズマが放射されるノズルが回転する構造的特性により、ノズルを回転させる機械的な構成の円滑な動作のためにベアリングを使用できる。具体的に、ベアリング部３４０が回転本体部３００内に形成され、回転本体部３００の回転を円滑にするように構成され、その内部にベアリングオイルを含むことができる。
回転型プラズマヘッドの回転本体部３００が高温及び高速の条件で回転する場合、回転本体部３００の構成部品等の連結部位から、ベアリング部３４０のベアリングオイルが蒸気化又は微細液滴化して外部に流出される恐れがある。プラズマヘッドが回転する間に外部に流出される蒸気化及び微細液滴化したオイルは、プラズマ発生装置の他の部品を汚染させたり、被処理物の２次汚染を発生させたりするという問題がある。
このような問題点を解決するために、本開示に係るオイルカバー部５００は、内部に吸入ファン５１０を含み、外部にオイルカバー５２０を含む。吸入ファン５１０は、回転本体部３００の一側にネジで固定できる。吸入ファン５１０は、オイルカバー部５００内の空気の流れを、回転本体部３００の内側に形成されたオイルホース部３３０を介してハウジング部４００に移動させて、蒸気化及び微細液滴化したオイルを外部に排出するように構成できる。また、オイルカバー５２０は、ノズル部２００及び回転本体部３００の外部への蒸気化及び微細液滴化したオイルの飛散を防止するように構成される。
一実施例によれば、ハウジング部４００は、ハウジングキャップ４１０、前面隔壁４２０、後面隔壁４３０及びハウジング底部４４０を含む。ハウジング部４００は、前面隔壁４２０の側面に連結された吸入チューブ連結管４２１をさらに含む。吸入チューブ連結管４２１は、真空吸入装置のような吸入装置に連結された吸入チューブ（図示せず）と着脱可能に構成される。こうした構成により、吸入装置（図示せず）は、吸入チューブに連結された吸入チューブ連結管４２１を介して移動した蒸気化及び微細液滴化したオイルを、外部配管又は容器に排出する。
前述した構成を有する回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システムは、次のような動作により、蒸気化及び微細液滴化したオイルが外部に流出されるのを防止できる。具体的に、高速回転するプラズマヘッドの作動時、ベアリング部３４０に使用されるベアリングオイルが蒸気化及び微細液滴化しても、ノズル部２００の一側及び回転本体部３００の外側に付着されたオイルカバー部５００により、蒸気化及び微細液滴化したオイルが外部に流出されるのを防止できる。すなわち、オイルカバー部５００の外部に形成されたオイルカバー５２０が、ノズル部２００及び回転本体部３００の外部に排出される蒸気化及び微細液滴化したオイルの飛散を防止できる。一方、オイルカバー部５００内に形成された吸入ファン５１０が回転本体部３００と一体として回転することで、オイルカバー部５００内の空気の流れを、回転本体部３００の内側に形成されたオイルホース部３３０を介してハウジング部４００に移動させることで、オイルカバー部５００内に収容された蒸気化及び微細液滴化したオイルをハウジング部４００に吸入及び移動させることができる。また、このように移動及び吸入されたオイルは、ハウジング部４００の前面隔壁４２０に設置された吸入チューブ連結管４２１に連結された吸入チューブ（図示せず）を介して、外部配管又は容器に排出できる。
図２は、本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイルカバー部の内部を示す斜視図であり、図３は、本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイルカバー部の内部を示す側面図である。
図２及び図３に示す回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システム１００の構成要素のうち、図１に示すシステム１００と同一の符号で表示された構成要素等は、その機能及び構成が同一又は類似のものであり得る。したがって、以下では、図１に示すシステム１００と同一の符号で表示された構成要素等の機能及び構成に関する詳細な説明は省略できる。
図に示すように、回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システム１００は、ノズル部２００、回転本体部３００、ハウジング部４００及びオイルカバー部５００を含むことができる。
図１を参照して説明した通り、オイルカバー部５００の外部にオイルカバー５２０が形成されて、ノズル部２００及び回転本体部３００の外部へのオイル（例えば、蒸気化及び微細液滴化したオイル）の飛散を防止できる。
また、オイルカバー部５００内に形成された吸入ファン５１０が回転本体部３００に固定された状態で回転することで、その内部の空気の流れを、回転本体部３００の内側に形成されたオイルホース部３３０を介してハウジング部４００に移動させることができる。このような空気の流れにより、オイルカバー部５００内のオイルは、ハウジング部４００の前面隔壁４２０に設置された吸入チューブ連結管４２１に連結された吸入チューブ（図示せず）を介して、外部配管又は容器に排出される。
図４は、本開示の一実施例に係る吸入ファン５１０を示す側面図及び平面図である。
前述した図１乃至図３に示す吸入ファン５１０のいずれか一つは、図４の吸入ファン５１０の構成を含むことができる。図に示すように、吸入ファン５１０は、翼部５１２、フレーム部５１４及び固定部５１６を含むことができる。
吸入ファン５１０の翼部５１２は、吸入ファン５１０の平面（又は、フレーム部５１４）に対して約１５°～１７°（望ましくは約１５°）の角度を有するように、フレーム部５１４の外縁に沿って複数個形成できる。翼部５１２の各翼の幅は、約１０～１２ｍｍ（望ましくは約１０．３６ｍｍ）であり得る。また、翼部５１２の翼等間には、約１～２ｍｍ（望ましくは約１ｍｍ）の間隔を形成できる。前述した翼部５１２の翼等の角度、長さ及び間隔は、これに限定されず、回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止機能を実行できるものであれば、多様な数値又は形態に変更できる。
また、吸入ファン５１０のフレーム部５１４は４個の固定部５１６を形成できる。吸入ファン５１０は、固定部５１６により回転本体部３００に着脱でき、吸入ファン５１０及び本体部３００の固定方法は、ネジ山の結合方式、付属ネジ山で締める方式又は押込ばめ方式などを含むことのできるが、これに制限されるものではない。望ましくは、吸入ファン５１０及び本体部３００の固定方法は、○リングを含むネジ山の結合方式であり得る。
図５は、本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止方法を示すフローチャートである。
本実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止方法は、高速回転するプラズマ装置の作動時、蒸気化及び微細液滴化したオイルが発生し、ノズル部２００の一側及び回転本体部３００の外側に付着されたオイルカバー部５００によりオイルの流出を防止する。
このような方法は、オイルカバーによりオイルの飛散（すなわち、オイルスプラッシュ）を防止するステップ（Ｓ５１０）により開始することができる。一実施例において、図１乃至図４を参照すれば、高速回転するプラズマヘッドの作動時、ベアリング部３４０に使用されるベアリングオイルが蒸気化及び微細液滴化しても、ノズル部２００の一側及び回転本体部３００の外側に付着されたオイルカバー部５００により、蒸気化及び微細液滴化したオイルの外部への流出を防止できる。すなわち、オイルカバー部５００の外部に形成されたオイルカバー５２０が、ノズル部２００及び／又は回転本体部３００の外部に排出される蒸気化及び微細液滴化したオイルの飛散を防止できる。
また、吸入ファンによりオイルがハウジング部に移動及び吸入される（Ｓ５２０）。一実施例において、図１乃至図４を参照すれば、オイルカバー部５００内に形成された吸入ファン５１０が、回転本体部３００と一体として回転することで、オイルカバー部５００内の空気の流れを、回転本体部３００の内側に形成されたオイルホース部３３０を介してハウジング部４００に移動させることで、オイルカバー部５００内に収容された蒸気化及び微細液滴化したオイルをハウジング部４００に吸入及び移動させることができる。
最後に、吸入チューブ配管によりオイルを外部に排出する（Ｓ５３０）。一実施例において、図１乃至図４を参照すれば、ハウジング部４００の前面隔壁４２０に設置された吸入チューブ連結管４２１に連結された吸入チューブ（図示せず）を介して、オイルを外部配管又は容器に排出できる。
本明細書では、本開示が一部の実施例によって説明されたが、本開示の発明が属する技術分野における通常の技術者が理解し得る本開示から逸脱しない範囲内で多様な変形や変更が可能である。また、そのような変形や変更は、本明細書に添付された特許請求の範囲内に属するものと理解されるべきである。
本開示は、回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止（oil splash prevention）システム及び方法に関し、より詳しくは、プラズマ装置の回転型ヘッドからのオイルの流出により発生し得るプラズマ装置又は被処理物の２次汚染を防止できる回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システム及び方法に関する。
プラズマは、気体状態の物質に継続的に熱を加えて温度の上昇時に生成されるイオン核及び自由電子からなる粒子集団のことである。物質のこのような状態をプラズマ状態と称し、物質の状態である固体、液体及び気体に次ぐ物質の第４の状態といわれる。このようなプラズマ状態は、電気的に中性を保つことになり、これを利用して素材の表面にコーティングを行うと、摩耗や腐食を防止できるため、素材の状態を改善させるという効果がある。
一般に、大気圧プラズマ発生装置は、圧縮の空気又はプラズマ生成ガスが高周波数、高電圧の電荷と交差してプラズマを発生するように構成されたチューブを含む。大気圧プラズマ装置は、低温工程により様々な材料及び基板に適用でき、真空容器や真空排気装置が不要になるため、処理速度が速くて経済的である。また、大気圧プラズマを用いた蒸着法を利用する場合、付着力が良くて蒸着温度が低くなるため、従来の表面処理工程、半導体工程及びディスプレイ工程において、高温加熱による変形又は変性を低減できるなどの長所を活用して、比較的多様な産業で使用されている。
一般に、大気圧プラズマ装置は、被処理物の特定領域に対する表面処理を行うための固定型プラズマヘッドを使用したり、相対的に広い表面積に一定な強度のプラズマビームを均一に噴射して表面処理を行うための回転型プラズマヘッドを使用したりできる。回転型プラズマ発生装置は、プラズマを放射するノズルが回転する特性により、ノズルを回転させる機械的な構成の円滑な動作のためにベアリングを使用できる。このような回転型プラズマヘッドでは、高温及び高速の条件で回転する本体の連結部位からベアリングオイルが外部に流出される恐れがある。プラズマのノズルが回転する間に外部に流出されるオイルは、プラズマ発生装置の他の部品を汚染させたり、被処理物の２次汚染を発生させたりするという問題がある。
韓国登録特許第１０－１４９８３９２号公報
以上、前述したような従来技術の問題点を解決するために、本開示は、プラズマ発生装置の回転型ヘッドからのオイルの流出により発生し得る２次汚染を防止する回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システム及び方法を提供する。
本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システム及び方法は、プラズマが吐出されるノズル部と、一側でノズル部が着脱され、他側でハウジング部と連結され、ノズル部を回転させるように駆動する回転本体部と、ノズル部の一側と連結され、外側で回転本体部を取り囲むように構成され、回転本体部の構成部品等の連結部位から排出される蒸気化又は微細液滴化したオイルの外部への流出を防止するオイルカバー部と、を含むことができる。
本開示の多様な実施例によれば、プラズマ装置の回転型ヘッドからのオイルの流出により発生し得るプラズマ装置又は被処理物の２次汚染を防止できる。
本開示の多様な実施例によれば、プラズマ装置の回転型ヘッドから発生し得る蒸気化又は微細液滴化したオイルの流出を效果的に防止できる。
本開示の多様な実施例によれば、プラズマ装置の回転型ヘッドから発生し得る蒸気化又は微細液滴化したオイルを外部に效果的に排出できる。
本開示の多様な実施例によれば、プラズマ発生装置を使用する工程や他の製造施設においてプラズマ発生装置により発生し得る２次汚染を效果的に防止できる。
本開示の実施例等は、以下の添付図面に基づいて説明する。ここで、類似の参照符号は類似の要素を示すが、これに限定されるものではない。
本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システムの構成を示す図である。 本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイルカバー部の内部を示す斜視図である。 本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイルカバー部の内部を示す側面図である。 本開示の一実施例に係る吸入ファンを示す側面図及び平面図である。 本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止方法を示すフローチャートである。
＜発明の概要＞
一実施例によれば、ノズル部は、ノズルと、一側にノズルが着脱可能に構成されたノズル着脱部が形成され、他側は回転本体部の一側と結合されるノズルボディー部とを含むことができる。
一実施例によれば、回転本体部は、一側に円筒状の回転ボディー部が形成され、他側にハウジング部の一側と連結される回転支持部が形成され、回転支持部は、内側に形成されたオイルホース部及びベアリング部を含むことができる。
一実施例によれば、オイルカバー部は、吸入ファン及び吸ファンを収容するように構成されたオイルカバーを含み、吸入ファンは、回転本体部の一側に固定され、回転本体部の回転により、オイルカバー部内の空気の流れを、回転本体部の内側に形成されたオイルホース部を介してハウジング部に移動させて、蒸気化又は微細液滴化したオイルを吸入し、オイルカバーは、ノズル部及び回転本体部の外部へのオイルの飛散を防止できる。
一実施例によれば、ハウジングキャップ、前面隔壁、後面隔壁、ハウジング底部及び前面隔壁の側面に形成された吸入チューブ連結管を含み、吸入チューブ連結管は、一側に連結された吸入チューブを介して蒸気化又は微細液滴化したオイルを外部に排出できる。
＜発明の詳細な説明＞
添付図面において、同一又は対応する構成要素には同一の参照符号が付与される。また、以下の実施例の説明において、同一又は対応する構成要素の重複記述は省略され得る。しかしながら、構成要素に関する記述が省略されても、そのような構成要素が、ある実施例に含まれないものと意図してはならない。
開示の実施例の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付図面に基づいて後述する実施例を参照すれば明確になる。しかしながら、本開示は、以下で開示される実施例に限定されず、互いに異なる多様な形態で具現化され得る。但し、本実施例は、本開示が完全になるようにし、本開示が属する通常の技術分野における知識を有する者に発明のカテゴリを正確に認識させるために提供されるだけである。
本明細書で使用される用語について簡略に説明し、開示の実施例について具体的に説明する。
本明細書で使用される用語は、本開示での機能を考慮しつつ、可能な限り現在広く使用される一般的な用語を選択したが、これは関連分野に従事する技術者の意図又は判例、新技術の出現などにより変化し得る。また、特定の場合は出願人が任意で選定した用語もあり得るが、これらの意味は当該発明の説明の部分において詳細に記載する。よって、本開示で使用される用語は、単純な用語の名称ではなく、その用語が有する意味と本開示の全般にわたった内容に基づいて定義されるべきである。
本明細書では、文脈上において明確に特定しない限り、単数の表現は複数の表現を含み、複数の表現は単数の表現を含むことができる。
明細書の全般に渡り、ある部分がある構成要素を「含む」とする際、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むこともできることを意味する。
図１は、本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システムの構成を示す図である。
図に示すように、回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システム１００は、プラズマが吐出されるノズル部２００と、一側でノズル部と着脱され、他側でハウジング部に関連する回転本体部３００と、外側で回転本体部と連結されて、ノズル部の外部にオイルの流出を防止するオイルカバー部５００とを含むことができる。
システム１００は、例えば、大気圧の約７６０Ｔｏｒｒの圧力によりプラズマを放電させて発生する大気圧プラズマ発生装置であり得る。一例において、システム１００は、発生したプラズマを有機物である高分子材料からなる被処理物の表面処理に使用でき、このとき、高分子材料の疏水性、親水性、染色性及び接着性などを改善させることができる。他の例において、システム１００は、金属材料からなる被処理物の表面処理に使用でき、このとき、金属表面にＴｉＮ／Ｃ、ＣｒＮ／Ｃ、ＡＩＮなどのような超硬被膜をコーティングすることで、表面の耐摩耗性及び耐腐食性を改善させることができる。
システム１００が大気圧プラズマ発生装置である場合、通常、常温常圧の環境において駆動できるように、ジェネレータ、高電圧変圧器及びプラズマ放電を発生させる電極等（図示せず）などを含むことができる。高電圧変圧器により発生した高周波高電圧は、システム１００内に設置された電極等に印加され、印加された電圧により電極等間に電気アーク形態の高周波放電が発生する。このように、システム１００内に電気アークが発生した状態において、作動ガスが電気アークと接触してプラズマ状態に変換される。システム１００で生成されたプラズマビームは、ノズル部２００を介して吐出される。
ノズル部２００は、ノズル２１０と、一側にノズル２１０が着脱可能に構成されたノズル着脱部２２０が形成され、他側は回転本体部３００の一側と結合されるノズルボディー部２３０とを含む。
ノズルボディー部２３０は、電極で生成される電子が作動ガスと交差して放電される空間を形成できる。一方、ノズル２１０は、多様な形状のデザインにより設計され、プラズマビームが噴射される面積及び強度などを調節できる。ノズル２１０に形成されたノズル口の位置及び大きさにより、これを介して吐出されるプラズマビームの噴射方向及び直径を決定することができ、ノズル口の形状によってプラズマビームの噴射半径及び噴射長さを決定することができる。ノズル２１０の主材料は、アルミニウム、黄銅又はステンレスなどのような金属材料であり得る。
ノズル着脱部２２０は、多様な形状のノズルと互換可能であるように標準規格に基づいて製作できる。ノズル２１０には、プラズマ表面処理作業の内容に応じて、多様な深さ及び大きさのノズル口を形成できる。また、作業者は、作業の種類に合うように、ノズル着脱部２２０からノズル２１０だけを交替して精密な作業を容易に実施でき、多様な変数を迅速に対処することができる。
一実施例によれば、回転本体部３００の一側には円筒状の回転ボディー部３１０が形成され、他側にはハウジング部４００の一側と連結される回転支持部３２０が形成される。また、回転本体部３００は、回転支持部３２０の内側に形成されたオイルホース部３３０及びベアリング部３４０を含む。
回転本体部３００の一側にはノズル部２００が着脱され、他側はハウジング部４００と連結されることができる。このように、回転本体部３００は、その両側にノズル部２００及びハウジング部４００と連結されて、その内部に回転支持部３２０、オイルホース部３３０及びベアリング部３４０を含むフレームの役割を遂行すると同時に、回転動力部６００により伝達される回転力をノズル部２００に伝達して、ノズル部２００を回転させる役割を遂行するように構成される。回転本体部３００は、剛性材質を精密加工して製作できる。
一実施例によれば、回転型プラズマ発生装置は、プラズマが放射されるノズルが回転する構造的特性により、ノズルを回転させる機械的な構成の円滑な動作のためにベアリングを使用できる。具体的に、ベアリング部３４０が回転本体部３００内に形成され、回転本体部３００の回転を円滑にするように構成され、その内部にベアリングオイルを含むことができる。
回転型プラズマヘッドの回転本体部３００が高温及び高速の条件で回転する場合、回転本体部３００の構成部品等の連結部位から、ベアリング部３４０のベアリングオイルが蒸気化又は微細液滴化して外部に流出される恐れがある。プラズマヘッドが回転する間に外部に流出される蒸気化及び微細液滴化したオイルは、プラズマ発生装置の他の部品を汚染させたり、被処理物の２次汚染を発生させたりするという問題がある。
このような問題点を解決するために、本開示に係るオイルカバー部５００は、内部に吸入ファン５１０を含み、外部にオイルカバー５２０を含む。吸入ファン５１０は、回転本体部３００の一側にネジで固定できる。吸入ファン５１０は、オイルカバー部５００内の空気の流れを、回転本体部３００の内側に形成されたオイルホース部３３０を介してハウジング部４００に移動させて、蒸気化及び微細液滴化したオイルを外部に排出するように構成できる。また、オイルカバー５２０は、ノズル部２００及び回転本体部３００の外部への蒸気化及び微細液滴化したオイルの飛散を防止するように構成される。
一実施例によれば、ハウジング部４００は、ハウジングキャップ４１０、前面隔壁４２０、後面隔壁４３０及びハウジング底部４４０を含む。ハウジング部４００は、前面隔壁４２０の側面に連結された吸入チューブ連結管４２１をさらに含む。吸入チューブ連結管４２１は、真空吸入装置のような吸入装置に連結された吸入チューブ（図示せず）と着脱可能に構成される。こうした構成により、吸入装置（図示せず）は、吸入チューブに連結された吸入チューブ連結管４２１を介して移動した蒸気化及び微細液滴化したオイルを、外部配管又は容器に排出する。
前述した構成を有する回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システムは、次のような動作により、蒸気化及び微細液滴化したオイルが外部に流出されるのを防止できる。具体的に、高速回転するプラズマヘッドの作動時、ベアリング部３４０に使用されるベアリングオイルが蒸気化及び微細液滴化しても、ノズル部２００の一側及び回転本体部３００の外側に付着されたオイルカバー部５００により、蒸気化及び微細液滴化したオイルが外部に流出されるのを防止できる。すなわち、オイルカバー部５００の外部に形成されたオイルカバー５２０が、ノズル部２００及び回転本体部３００の外部に排出される蒸気化及び微細液滴化したオイルの飛散を防止できる。一方、オイルカバー部５００内に形成された吸入ファン５１０が回転本体部３００と一体として回転することで、オイルカバー部５００内の空気の流れを、回転本体部３００の内側に形成されたオイルホース部３３０を介してハウジング部４００に移動させることで、オイルカバー部５００内に収容された蒸気化及び微細液滴化したオイルをハウジング部４００に吸入及び移動させることができる。また、このように移動及び吸入されたオイルは、ハウジング部４００の前面隔壁４２０に設置された吸入チューブ連結管４２１に連結された吸入チューブ（図示せず）を介して、外部配管又は容器に排出できる。
図２は、本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイルカバー部の内部を示す斜視図であり、図３は、本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイルカバー部の内部を示す側面図である。
図２及び図３に示す回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システム１００の構成要素のうち、図１に示すシステム１００と同一の符号で表示された構成要素等は、その機能及び構成が同一又は類似のものであり得る。したがって、以下では、図１に示すシステム１００と同一の符号で表示された構成要素等の機能及び構成に関する詳細な説明は省略できる。
図に示すように、回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システム１００は、ノズル部２００、回転本体部３００、ハウジング部４００及びオイルカバー部５００を含むことができる。
図１を参照して説明した通り、オイルカバー部５００の外部にオイルカバー５２０が形成されて、ノズル部２００及び回転本体部３００の外部へのオイル（例えば、蒸気化及び微細液滴化したオイル）の飛散を防止できる。
また、オイルカバー部５００内に形成された吸入ファン５１０が回転本体部３００に固定された状態で回転することで、その内部の空気の流れを、回転本体部３００の内側に形成されたオイルホース部３３０を介してハウジング部４００に移動させることができる。このような空気の流れにより、オイルカバー部５００内のオイルは、ハウジング部４００の前面隔壁４２０に設置された吸入チューブ連結管４２１に連結された吸入チューブ（図示せず）を介して、外部配管又は容器に排出される。
図４は、本開示の一実施例に係る吸入ファン５１０を示す側面図及び平面図である。
前述した図１乃至図３に示す吸入ファン５１０のいずれか一つは、図４の吸入ファン５１０の構成を含むことができる。図に示すように、吸入ファン５１０は、翼部５１２、フレーム部５１４及び固定部５１６を含むことができる。
吸入ファン５１０は、オイルカバー部５００内に形成され、回転本体部３００の一側に固定されて形成されることで、回転本体部３００と一体として回転できる。また、吸入ファン５１０は、オイルカバー部５００の内部壁面から約２～５ｍｍ離れて形成され、オイルカバー部５００の下端部から約５～１０ｍｍ離れて形成され得る。このような構成により、吸入ファン５１０は、部品の連結部又は打孔部位から流出されるオイルカバー部５００内の蒸気化及び微細液滴化したオイルを效果的に吸入できる。
吸入ファン５１０の翼部５１２は、吸入ファン５１０の平面（又は、フレーム部５１４）に対して約１５°～１７°（望ましくは約１５°）の角度を有するように、フレーム部５１４の外縁に沿って複数個形成できる。翼部５１２の各翼の幅は、約１０～１２ｍｍ（望ましくは約１０．３６ｍｍ）であり得る。また、翼部５１２の翼等間には、約１～２ｍｍ（望ましくは約１ｍｍ）の間隔を形成できる。前述した翼部５１２の翼等の角度、長さ及び間隔は、これに限定されず、回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止機能を実行できるものであれば、多様な数値又は形態に変更できる。
また、吸入ファン５１０のフレーム部５１４は４個の固定部５１６を形成できる。吸入ファン５１０は、固定部５１６により回転本体部３００に着脱でき、吸入ファン５１０及び本体部３００の固定方法は、ネジ山の結合方式、付属ネジ山で締める方式又は押込ばめ方式などを含むことのできるが、これに制限されるものではない。望ましくは、吸入ファン５１０及び本体部３００の固定方法は、○リングを含むネジ山の結合方式であり得る。
図５は、本開示の一実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止方法を示すフローチャートである。
本実施例に係る回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止方法は、高速回転するプラズマ装置の作動時、蒸気化及び微細液滴化したオイルが発生し、ノズル部２００の一側及び回転本体部３００の外側に付着されたオイルカバー部５００によりオイルの流出を防止する。
このような方法は、オイルカバーによりオイルの飛散（すなわち、オイルスプラッシュ）を防止するステップ（Ｓ５１０）により開始することができる。一実施例において、図１乃至図４を参照すれば、高速回転するプラズマヘッドの作動時、ベアリング部３４０に使用されるベアリングオイルが蒸気化及び微細液滴化しても、ノズル部２００の一側及び回転本体部３００の外側に付着されたオイルカバー部５００により、蒸気化及び微細液滴化したオイルの外部への流出を防止できる。すなわち、オイルカバー部５００の外部に形成されたオイルカバー５２０が、ノズル部２００及び／又は回転本体部３００の外部に排出される蒸気化及び微細液滴化したオイルの飛散を防止できる。
また、吸入ファンによりオイルがハウジング部に移動及び吸入される（Ｓ５２０）。一実施例において、図１乃至図４を参照すれば、オイルカバー部５００内に形成された吸入ファン５１０が、回転本体部３００と一体として回転することで、オイルカバー部５００内の空気の流れを、回転本体部３００の内側に形成されたオイルホース部３３０を介してハウジング部４００に移動させることで、オイルカバー部５００内に収容された蒸気化及び微細液滴化したオイルをハウジング部４００に吸入及び移動させることができる。
最後に、吸入チューブ配管によりオイルを外部に排出する（Ｓ５３０）。一実施例において、図１乃至図４を参照すれば、ハウジング部４００の前面隔壁４２０に設置された吸入チューブ連結管４２１に連結された吸入チューブ（図示せず）を介して、オイルを外部配管又は容器に排出できる。
本明細書では、本開示が一部の実施例によって説明されたが、本開示の発明が属する技術分野における通常の技術者が理解し得る本開示から逸脱しない範囲内で多様な変形や変更が可能である。また、そのような変形や変更は、本明細書に添付された特許請求の範囲内に属するものと理解されるべきである。

Claims (5)

  1. 回転型プラズマヘッドのオイル飛散防止システムにおいて、
    プラズマが吐出されるノズル部と、
    一側で前記ノズル部が着脱され、他側でハウジング部と連結され、前記ノズル部を回転させるように駆動する回転本体部と、
    前記ノズル部の一側と連結され、外側で前記回転本体部を取り囲むように構成され、前記回転本体部の構成部品等の連結部位から排出される蒸気化又は微細液滴化したオイルの外部への流出を防止するオイルカバー部と、を含む、システム。
  2. 前記ノズル部は、
    ノズルと、
    一側に前記ノズルが着脱可能に構成されたノズル着脱部が形成され、他側は前記回転本体部の一側と結合されるノズルボディー部と、を含む、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記回転本体部は、一側に円筒状の回転ボディー部が形成され、他側に前記ハウジング部の一側と連結される回転支持部が形成され、
    前記回転支持部は、内側に形成されたオイルホース部及びベアリング部を含む、請求項１に記載のシステム。
  4. 前記オイルカバー部は、吸入ファン及び前記吸入ファンを収容するように構成されたオイルカバーを含み、
    前記吸入ファンは、前記回転本体部の一側に固定され、前記回転本体部の回転により、前記オイルカバー部内の空気の流れを、前記回転本体部の内側に形成されたオイルホース部を介して前記ハウジング部に移動させて、前記蒸気化又は微細液滴化したオイルを吸入し、
    前記オイルカバーは、前記ノズル部及び前記回転本体部の外部への前記オイルの飛散を防止する、請求項１に記載のシステム。
  5. 前記ハウジング部は、ハウジングキャップ、前面隔壁、後面隔壁、ハウジング底部及び前記前面隔壁の側面に形成された吸入チューブ連結管を含み、
    前記吸入チューブ連結管は、一側に連結された吸入チューブを介して、前記蒸気化又は微細液滴化したオイルを外部に排出するように構成される、請求項１に記載のシステム。
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