KR100357423B1 - 변성기 함침 및 건조 시스템 - Google Patents

Abstract

마이크로프로세스를 응용한 자동제어(Monitor 제어) 기능을 갖는 변성기 함침 및 건조 시스템이 개시된다. 본 발명에 따르면, 본체 프레임의 일측 하부에 변성기를 사전에 예열하기 위한 예열실이 배치되며, 예열실 측부에 변성기를 니스액으로 표막 처리하는 함침실이 배치된다. 함침실 내에는 함침 장치가 설치되며, 함침실의 측부에는 변성기에 표막 처리된 니스액을 1차 건조하는 1차 건조실이 배치되고, 1차 건조실 상부의 본체 프레임 내에는 2차 건조실이 배치된다. 1차 및 2차 건조실내에 적외선을 이용해서 니스액을 건조시키는 1차 및 2차 건조 장치가 각기 배치된다. 1차 및 2차 건조 장치는 변성기를 이송시키는 체인 컨베이어를 포함한다. 본체 프레임의 상부에는 각 건조 공정 중 발생되는 유해 가스를 외부로 배출시키기 위한 가스 흡출관이 설치된다. 변성기가 진입하게 되는 예열실 입구에는 변성기를 예열실로 반입시킴과 아울러 최종 건조된 변성기를 2차 건조실로부터 반출시키는 반입/반출 유니트가 배치된다. 1차 건조실로부터 2차 건조실로 이어지는 본체 프레임의 입구 반대측 내부에는 1차 건조된 변성기를 2차 건조실 높이로 상승시킴과 동시에 2차 건조실내로 진입시키는 이송 유니트가 배치된다.

Description

변성기 함침 및 건조 시스템{system for dipping and drying a transformer}

본 발명은 변성기 함침(含浸) 및 건조 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 변성기의 코일부를 니스액으로 표막 처리하기 위한 함침 공정과 표막 처리된 변성기를 건조하는 공정이 일련으로 이루어지는 시스템에 관한 것이다.

변성기 제작 시, 변성기에서 노이즈가 발생되는 현상을 방지함과 아울러 내구성 향상을 위해, 변성기내에 구비된 코일부를 니스액으로 표막 처리하게 되는데, 이를 위해 변성기를 진공 상태에서 니스액에 함침하는 공정이 실시된다. 도 1은 이러한 진공 함침 장치를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 진공실(1)의 내벽 양측에 받침편(2)이 부착되어 있다. 받침편(2)상에 망체 용기(3)가 안치되는데, 망체 용기(3)의 저면에는 수 개의 격판(4)이 세워 설치되어서, 각 격판(4) 사이에 변성기가 수납되는 구획실이 형성된다. 진공실(1)의 저면에는 승강 실린더(6)가 설치되어 있고, 승강 실린더(6)의 로드(7)가 받침대(8)에 연결되어 있다. 받침대(8)상에는 니스액 용기(9)가 설치되는데, 이 니스액 용기(9)가 망체 용기(3)의 하부에 배치되어 있다.

한편, 진공실(1) 상부에는 리드(10)가 씌워져 있고, 리드(10)는 개폐 실린더(11, 11')에 의해 승강하도록 되어 있다. 그리고, 진공실(1)에는 진공압 제공을 위한 진공 펌프(13)가 연결되어 있다. 또한, 승강 실린더(6)의 구동을 수동조작하기 위한 밸브(17)가 진공실(1) 외부에 부착되어 있다. 니스액 용기(9)에 담긴 니스액 수위를 육안으로 확인하기 위한 투시창(12)이 진공실(1)에 형성되어 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 함침 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 개폐 실린더(11, 11')를 이용해서 리드(10)를 상승시킨 상태에서, 각 구획실에 변성기가 수납된 망체 용기(3)를 받침편(2)에 안치시킨다. 이어서, 리드(10)가 하강하여 진공실(10)을 밀폐시키게 된다. 진공 펌프(13)로부터 진공실(1)로 진공압력이제공되는 상태에서, 밸브(17)를 손으로 작동시켜 승강 실린더(6)를 구동시킨다. 이에 따라, 받침대(8)와 니스액 용기(9)가 천천히 상승하게 됨으로써, 변성기가 니스액에 잠기게 된다. 이때, 작업자는 투시창(12)을 보면서 니스액의 수위가 변성기의 단자 하단에 도달할 때까지 밸브(17)를 조작하여 승강 실린더(6)의 구동을 제어한다.

이러한 공정을 통해 니스액으로 표막 처리된 변성기는 건조 과정을 거치게 되는데, 도 2에 변성기 건조 장치가 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본체 프레임(20) 내부에 건조실(21)이 배치되어 있고, 변성기를 이송하는 체인 컨베이어(22)가 건조실(21) 내부를 통과하도록 본체 프레임(20)에 설치되어 있다. 체인 컨베이어(22)는 모터(23)에 체인으로 연결되어서 무한궤도 방식으로 운행된다. 체인 컨베이어(22)의 상부에는 변성기에 표막 처리된 니스액을 건조시키기 위한 적외선 가열기(24)가 배치되어 있다. 건조실(21)의 상부면에는 적외선 가열기(24)에서 제공되는 열을 균일하게 분산시키기 위한 송풍기(25)가 설치되어 있다. 또한, 건조 과정에서 발생되는 유해 가스를 제거하기 위해, 가스 흡출관(26)이 본체 프레임(20)의 상부면에 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 건조 장치의 동작은 다음과 같다. 변성기는 체인 컨베이어(22)를 타고 건조실(21) 내부를 통과하게 된다. 이와 동시에, 적외선 가열기(24)로부터 열이 방사되어, 변성기에 표막 처리된 니스액이 건조된다. 이때, 송풍기(25)로부터 제공된 공기가 열을 균일하게 분포시킴으로써, 건조 작용이 촉진된다. 한편, 이러한 건조 과정 중에 발생된 유해 가스는 가스 흡출관(26)을 통해외부로 배출된다.

한편, 이러한 건조 과정 시, 니스액이 묻은 변성기를 손으로 취급할 수는 없기 때문에, 변성기를 자동 이송 방식에 의해 건조 장치로 반입 및 반출해야 하며, 아울러 1번의 건조로 니스액을 완벽하게 건조시킬 수가 없으므로 2회에 걸쳐 건조 공정이 실시된다. 따라서, 상기된 건조 장치는 시스템화되는데, 도 3에 종래의 건조 시스템이 도시되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본체 프레임(30)에는 상하로 2개의 건조실이 배치되어 있고, 각 건조실에 상기된 구조를 갖는 건조 장치(31, 32) 2개가 배치되어 있다. 따라서, 도 3에서는 체인 컨베이어(33)가 본체 프레임(30)의 우측으로 노출된 상태로 도시되어 있다. 한편, 니스액으로 표막 처리된 변성기를 하부 건조 장치(31)로 반입시킴과 아울러 건조된 변성기를 상부 건조 장치(32)로부터 반출시키는 유니트가 본체 프레임(30)의 우측 외부에 배치되어 있다. 또한, 하부 건조 장치(31)를 통과한 변성기를 상부 건조 장치(32) 높이로 상승시킴과 아울러 상부 건조 장치(32) 내부로 진입시키는 이송 유니트가 본체 프레임의 좌측 내부에 배치되어 있다.

반입/반출 유니트는 곤돌라(34)를 포함한다. 곤돌라(34)에는 변성기를 홀딩하는 후크(35)가 설치된다. 본체 프레임(30)의 우측 하단에는 모터(36)가 설치되고, 모터(36)에는 수평 이동되는 베이스(37)가 연결된다. 베이스(37)상에는 승강되는 교차형 링크(38)가 설치되고, 교차형 링크(38)상에 하부 건조 장치(31)로 반입되는 변성기가 안치되는 스테이지(39)가 설치된다. 또한, 본체 프레임(30)의 우측중간부에는 건조된 변성기가 안치되는 스테이지(40)가 수평하게 설치된다.

이송 유니트도 교차형 링크(42)와 스테이지(43)를 포함한다. 교차형 링크(42)는 모터(45)에 의해 승강된다. 즉, 스테이지(43)에 안치된 1차 건조후의 변성기는 상부 건조 장치(32) 높이로 상승된다. 따라서, 상부 건조 장치(32)의 입구에는 상승된 변성기가 안치되는 다른 스테이지(44)가 설치되어 있다. 이 스테이지(44)에 안치된 변성기는 공압 실린더(46)에 의해 상부 건조 장치(32)로 반입되어진다.

종래에는 도 1에 도시된 함침 장치와 도 3에 도시된 건조 시스템이 별도로 마련되어 있었다. 그러나 이로 인하여, 함침 공정과 건조 공정이 종래에는 일괄적으로 이루어지지 못하였다.

특히, 함침 공정과 건조 공정의 궁극적인 목적은 변성기 내부 깊숙이 니스액을 100% 침투시키는 것이다. 니스액 침투가 불량하게 되면, 전술된 바와 같이 변성기에서 노이즈가 발생되고 또한 변성기의 내구성도 약화되는 문제가 발생한다.

본 발명은 종래의 함침 및 건조 방식으로 인한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 함침 장치를 건조 시스템 내에 일체로 통합시켜 시스템 내에서 함침 공정과 건조 공정이 일괄적으로 이루어지게 할 수 있는 변성기의 함침 및 건조 시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 함침 장치를 나타낸 단면도이다.

도 2는 건조 장치를 나타낸 단면도이다.

도 3은 종래의 건조 시스템을 나타낸 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 함침 및 건조 시스템을 나타낸 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 시스템의 제어 동작을 나타낸 블럭도이다.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

50 : 본체 프레임 51 : 1차 건조 장치

52 : 2차 건조 장치 53 : 체인 컨베이어

54 : 가스 흡출관 60 : 곤돌라

62, 71 : 스테이지 63, 70, 74 ; 공압 실린더

80 ; 함침 장치 81 ; 예열실

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 웨이퍼 레벨 패키지는다음과 같은 구성으로 이루어진다.

본체 프레임의 일측 하부에 변성기를 사전에 예열하기 위한 예열실이 배치된다. 예열실 측부에 변성기를 니스액으로 표막 처리하는 함침실이 배치된다. 함침실내에 함침 장치가 설치된다. 함침실의 측부에는 변성기에 표막 처리된 니스액을 1차 건조하는 1차 건조실이 배치되고, 1차 건조실 상부의 본체 프레임 내에는 2차 건조실이 배치된다. 1차 및 2차 건조실내에 적외선을 이용해서 니스액을 건조시키는 1차 및 2차 건조 장치 각각이 배치된다. 1차 및 2차 건조 장치는 변성기를 이송시키는 체인 컨베이어를 포함한다. 본체 프레임의 상부에는 각 건조 공정 중 발생되는 유해 가스를 외부로 배출시키기 위한 가스 흡출관이 설치된다.

변성기가 진입하게 되는 예열실 입구에는 변성기를 예열실로 반입시킴과 아울러 최종 건조된 변성기를 2차 건조실로부터 반출시키는 반입/반출 유니트가 배치된다. 반입/반출 유니트는 곤돌라를 포함한다. 곤돌라에는 변성기를 집어서 하부에 배치된 체인 컨베이어 상에 안치시키는 상하 및 좌우 이동이 가능하게 행거가 설치된다. 한편, 2차 건조실로부터 나온 변성기는 스테이지 상에 안치되고, 스테이지는 공압 실린더에 의해 행거 작동 높이인 진입 높이까지 하강하게 된다.

한편, 1차 건조실로부터 2차 건조실로 이어지는 본체 프레임의 입구 반대측 내부에는 1차 건조된 변성기를 2차 건조실 높이로 상승시킴과 아울러 2차 건조실내로 진입시키는 이송 유니트가 배치된다. 즉, 이송 유니트는 본체 프레임 내부에 배치되어서, 건조중인 변성기가 외부에 노출되지 않게 된다. 이송 유니트는 1차 건조된 변성기가 안치되는 스테이지를 포함한다. 스테이지는 공압 실린더에 의해 2차건조실 높이로 상승하게 된다. 상승된 스테이지 상에 안치된 변성기는 본체 프레임에 수평 방향으로 장착된 공압 실린더에 의해 2차 건조실로 진입하게 된다.

상기된 본 발명의 구성에 의하면, 함침 공정과 건조 공정이 본체 프레임 내부에서 일괄적으로 이루어지게 됨으로써, 작업자에게는 편리한 작업 환경을 제공하고 함침 공정이 완료된 변성기는 제품에 대한 신뢰도가 증가되어 최종적으로는 생산성 향상에 크게 기여한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 함침 및 건조 시스템을 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 시스템의 제어 동작을 나타낸 블럭도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본체 프레임(50)의 우측 하부가 변성기가 진입하게 되는 입구가 되고, 우측 상부가 함침 및 건조 공정이 완료된 변성기가 나오게 되는 출구가 된다. 따라서, 본체 프레임(50)의 우측에 상기 변성기를 반입 및 반출시키는 유니트가 배치된다.

한편, 본체 프레임(50) 내부는 상하 2층으로 구획되는데, 입구측인 우측 하부로부터 예열실(81)과 함침실이 순차적으로 배치되고, 상기 함침실에 이어서 1차 건조실이 배치된다. 상부층 전체는 2차 건조실이 된다. 따라서, 본체 프레임(50)의 좌측 내부에는 1차 건조된 변성기를 2차 건조실 높이로 상승시킴과 아울러 2차 건조실내로 진입시키는 이송 유니트가 배치된다.

예열실(81)은 함침 공정을 실시하기 전에, 니스액이 단자를 제외한 변성기전체에 균일하게 표막 처리되도록 변성기를 사전에 가열하는 역할을 한다. 따라서, 예열실(81)에는 적외선을 이용한 가열 수단과 같은 일반적인 가열 수단이 구비되다.

상기 함침실에는 함침 장치(80)가 배치된다. 함침 장치(80)의 구조는 종래 기술에서 전술된 도 1에 도시된 구조와 동일하므로, 여기에서는 반복하여 설명하지 않는다. 또한, 1차 건조실과 2차 건조실 각각에도 건조 장치(51,52)가 배치되는데, 이 건조 장치(51,52)도 종래 기술을 나타낸 도 2에 도시된 장치 구조와 동일하므로, 반복 설명은 생략한다.

반입/반출 유니트는 상하 및 회전 운동이 가능한 곤돌라(60)를 포함한다. 곤돌라(60)에는 변성기를 집어서 지지하는 행거(61)가 설치된다. 한편, 2차 건조가 완료되어 2차 건조실로부터 반출된 변성기는 행거(61)의 작동 높이보다 더 높게 위치하고 있기 때문에, 변성기는 스테이지(62)상에 안치되어서 공압 실린더(63)에 의해 진입 높이까지 하강하게 된다. 이 높이에 위치한 변성기가 다시 행거(61)에 의해 지지된 후 반출되어진다.

이송 유니트는 1차 건조실로부터 나온 변성기가 안치되는 스테이지(71)를 포함한다. 스테이지(71)는 공압 실린더(70)에 의해 2차 건조실 높이까지 상승되고, 그 높이의 본체 프레임(50) 측벽에는 변성기를 2차 건조실내로 밀어 넣는 공압 실린더(74)가 수평하게 배치된다.

한편, 도 5에서는 본 시스템의 동작 제어 방식을 도시하고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 컴퓨터(90)는 인터페이스 카드를 매개로 컨트롤 보드(93)에 상호연결된다. 컨트롤 보드(93)는 인터페이스(96)를 매개로 각 건조 장치(51,52)와 수동 작동부(91)에 분기 연결된다. 수동 작동부(91)에는 수동 작동 스위치(92)가 구비되는데, 이 스위치(92)에는 종래 기술에 언급된 바와 같이, 니스액 용기를 상승시키는 공압 실린더의 구동을 수동 제어하기 위한 밸브 등이 속하게 된다.

또한, 컨트롤 보드(93)에는 예열실(81)에 구비된 가열 수단과 함침 장치(80) 및 건조 장치(51,52)를 구동시키는 구동부(94)와, 니스액 수위를 검사하는 검사부(95), 예열실(81)과 건조실의 온도를 감지하여 조절하는 온도 조절부(98) 및 자가진단부(99)가 각각 연결된다. 특히, 각 공정실, 즉 예열실(81)과 함침실 및 각 건조실에는 센서부(97)가 부착되어서, 각 공정실의 이상을 감지하게 되고, 이러한 정보는 컨트롤 보드(93)로 전송되어진다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예에 따른 시스템으로 함침 및 건조 공정이 일괄적으로 이루어지는 동작을 상세히 설명한다.

변성기는 행거(61)에 고정되어서 곤돌라(60)에 의해 입구측 체인 컨베이어(53)상에 안치된다. 이어서, 변성기는 체인 컨베이어(53)를 타고 예열실(81)로 진입되어, 소정 온도로 가열된다.

그런 다음, 변성기는 함침실로 반입되어 함침 장치(80)에 의해 그의 단자를 제외한 나머지 전체가 니스액으로 표막 처리된다. 함침 장치(80)에 의해 변성기가 표막 처리되는 동작은 종래 기술에서 상세히 기술되었으므로, 반복하여 설명하지 않는다.

함침 공정이 완료되면, 변성기는 바로 1차 건조실로 반입된다. 즉, 본 발명에서는 함침 공정이 완료된 변성기가 외부에 노출되지 않고 또한 작업자가 직접 취급하지 않도록 한다. 1차 건조실로 반입된 변성기는 체인 컨베이어(53)에 의해 이동되면서 1차 건조 장치(51)에 구비된 적외선 가열기로부터 제공된 열로 그의 니스액이 1차 건조된다.

1차 건조가 완료된 변성기는 1차 건조실로부터 나온 후, 이송 유니트의 스테이지(71)상에 안치된다. 여기서, 이송 유니트 전체는 본체 프레임(50) 내부에 배치되어 있으므로, 1차 건조된 변성기는 외부에 노출되지 않는다. 공압 실린더(70)에 의해 스테이지(71)가 상승되어, 변성기는 2차 건조실 입구 높이에 위치하게 된다. 이 상태에서, 수평 배치된 공압 실린더(74)에 의해 변성기는 2차 건조실로 진입하게 되어서, 2차 건조 장치(52)에 의해 2차 건조된다. 건조 중에 발생된 유해 가스는 가스 흡출관(54)을 통해 외부로 배출된다.

이러한 1차 및 2차 공정을 통해 니스액이 완벽하게 건조된 변성기는 본체 프레임(50)의 우측 상부에 마련된 출구를 통해 나오게 된 후, 스테이지(62)상에 안치된다. 이어서, 변성기는 공압 실린더(63)에 의해 초기 진입 높이까지 하강된 후, 행거(61)로 지지된 상태에서 곤돌라(60)에 의해 외부로 반출된다.

한편, 이러한 함침 및 건조 동작 중에 오류가 발생되면, 이러한 오류가 각 공정실에 배치된 센서부(97)에서 감지되어 컨트롤 보드(93)로 전달되어서, 컴퓨터(90)의 모니터에 즉각 표시된다.

더욱 바람직하게는 상기 오류가 모니터에 표시됨과 동시에 음성이나 신호음으로 이상이 발생한 위치를 작업자에게 알려주게 된다. 따라서, 작업자가 시스템오류에 대해 즉각적인 조치를 취할 수가 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 함침 장치와 건조 장치가 본체 프레임 내에 같이 배치됨으로써, 함침 공정과 건조 공정을 일괄적으로 실시할 수가 있게 된다. 따라서, 함침 공정 후 변성기를 건조 장치로 이송시키는 과정이 생략되므로, 공정 시간이 단축됨과 아울러 공정 능률도 대폭 향상된다.

특히, 니스액이 표막 처리된 변성기는 외부에 노출되지 않고 바로 건조 과정을 거치게 됨으로써, 중간 이송 과정 중에 취급 부주의로 인하여 변성기에 표막 처리된 니스액이 벗겨지는 현상이 방지된다. 따라서, 변성기에서 노이즈가 발생되는 현상과 변성기의 내구성 저하가 방지된다.

또한, 시스템내의 이상 여부를 모니터에 표시됨과 동시에 음성을 통하여 작업자에게 시스템내의 오류를 알려 즉각적인 조치가 가능하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변경 실시가 가능함을 알 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 변성기를 니스액으로 표막 처리하는 함침 공정과, 상기 함침 공정후의 변성기를 건조하는 공정이 일괄적으로 이루어지는 시스템으로서,

   내부가 상하 2층으로 구획되고, 하층 일측이 상기 변성기가 반입되는 입구가 되고, 상기 입구와 동일 방향인 상층 일측이 변성기 출구가 되는 본체 프레임;

   상기 본체 프레임의 각 층 내부를 통과하도록 배치되어, 상기 변성기를 수평 이동시키는 체인 컨베이어;

   상기 변성기가 진입되는 입구에 인접하는 하층 일측 내부에 배치되어, 상기 변성기를 예열하는 공정이 실시되는 예열실;

   상기 예열실의 측부에 연이어 배치되어, 상기 예열실에서 예열된 변성기를 니스액으로 표막 처리하는 장치가 배치된 함침실;

   상기 함침실의 측부에 연이어 배치되어, 상기 함침실에서 변성기에 표막 처리된 니스액을 1차 건조시키는 건조 장치가 배치된 1차 건조실;

   상기 본체 프레임의 상층에 배치되어, 1차 건조된 변성기를 2차 건조시키는 장치가 배치된 2차 건조실;

   상기 본체 프레임의 입출구측에 배치되어, 상기 변성기를 입구측 체인 컨베이어 상으로 반입시킴과 아울러 2차 건조되어 출구를 통해 나온 변성기를 반출시키는 반입/반출 유니트; 및

   상기 본체 프레임의 타측 내부에 배치되어, 1차 건조된 변성기를 상기 2차건조실 높이까지 상승시킴과 아울러 2차 건조실내로 진입시키는 이송 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 변성기 함침 및 건조 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 반입/반출 유니트는

   승강 및 회전 동작되는 곤돌라;

   상기 곤돌라에 설치되어, 상기 변성기를 고정하는 행거;

   상기 2차 건조되어 출구를 통해 나온 변성기가 안치되는 스테이지; 및

   상기 스테이지를 행거 작동 높이까지 하강시키는 공압 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 변성기 함침 및 건조 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 이송 유니트는

   상기 1차 건조실로부터 나온 변성기가 안치되는 스테이지;

   상기 스테이지를 2차 건조실 높이까지 상승시키는 공압 실린더; 및

   상기 2차 건조실 높이에 위치한 변성기를 밀어서 2차 건조실내로 진입시키는 다른 공압 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 변성기 함침 및 건조 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 본체 프레임 상에는 건조 동작 중에 발생되는 유해 가스를 배출하기 위한 가스 흡출관이 설치된 것을 특징으로 하는 변성기 함침 및 건조 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 예열실, 함침실 및 각 건조실에 센서가 부착되어 각실의 오류가 모니터 상에 표시됨과 동시에 음성으로 전달하는 것을 특징으로 하는 변성기 함침 및 건조 시스템.