KR100536125B1 - 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 튜브의 팽창시 팽창관의 내경과 불필요한 접촉에 의한 마찰을 감소시켜 길이방향으로 나타나는 연신을 최소화할 수 있는 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버에 관한 것으로, 챔버 내에 축설된 팽창관은 어댑터와 연결된 일측부위의 내경이 타측으로 갈수록 증가하는 테이퍼진 형상을 취하고 있고, 중앙부위부터 타측부위까지의 내경은 일정하게 이루어지는 부분 테이퍼진 형태를 취하고 있는 것을 특징으로 한다.

Description

테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버{A Vacuum Chamber With Taper Type Expansion Pipe For Heat Shrinkable Tube}

본 발명은 튜브의 팽창시 팽창관의 내경과 불필요한 접촉에 의한 마찰을 감소시켜 길이방향으로 나타나는 연신을 최소화할 수 있는 진공챔버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공챔버에 축설된 팽창관의 일측부위 내경은 타측으로 갈수록 점차 증가하는 테이퍼진 형상을 취하고 있고, 중앙부위부터 타측부위까지의 내경은 일정하게 이루어지는 부분 테이퍼진 형태을 취하는 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버에 관한 것이다.

일반적으로, 튜브의 팽창방식은 튜브를 가열하는 가열롤과, 튜브를 팽창시키는 팽창부와, 튜브를 이송시키는 인취부와, 완제품이 권취되는 권취롤로 나눌 수 있다. 이 때 튜브는 가열롤을 거쳐 소성변형이 가능하도록 소정온도로 가열되고 이후 팽창부를 통해 팽창된다. 이러한 팽창부는 단일의 진공챔버로 이루어지는데, 진공챔버는 인입되는 튜브가 팽창될 수 있도록 기능한다.

그러나 종래의 진공챔버는 튜브가 팽창후 팽창관의 내벽에 너무 근접되어 이송될 때 불필요한 마찰로 인한 튜브의 연신이 자주 발생되는 문제점이 있다.

이하에서는 상기와 같은 문제점을 가지고 있는 종래의 진공챔버에 대해 첨부되어진 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 종래의 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버의 단면을 도시한 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 진공챔버(9)는 튜브(200)를 팽창시키기 위한 장치이다.

이러한 진공챔버(9)는 크게 5개 부분으로 나뉘어지는데, 이는 몸체를 이루는 챔버(1)와, 챔버(1)의 일단에 결합되는 어댑터(2)와, 어댑터(2)의 내경과 연속될 수 있도록 챔버(1) 내에 축설되는 팽창관(3)과, 챔버(1)의 측부에 각각 개별적으로 연결되는 진공펌프(4) 및 냉각노즐(5)로 구성된다.

여기서 팽창관(3)은 튜브(200)를 실질적으로 팽창시키는 역할을 하는데, 이러한 팽창관(3)은 어댑터(2)의 내경과 수직선상을 이루도록 챔버(1) 내에 축설된다. 이 때 팽창관(3)의 내경은 일정하게 이루어진 봉 형태를 취하고 있다.

이러한 팽창관(3)은 원주방향으로 다수의 홀(3a)이 천공되어져 있어 튜브(200)가 진입하면서 팽창될 수 있도록 구성된다. 이 때 진공챔버(9)의 측부에는 챔버(1)의 공간부(1a)와 팽창관(3)의 내부가 소정 압력차를 갖도록 진공펌프(4)가 연결된다.

아울러 진공챔버(9)의 측부에는 튜브(200)를 냉각하기 위한 냉각노즐(5)도 연결되는데, 이러한 냉각노즐(5)은 팽창관(3)의 내벽과 매우 근접한 지점에서 완전팽창된 튜브(200)가 냉각될 수 있도록 해당 지점에 연결된다.

그러나 이렇게 완전 팽창후 냉각된 튜브(200)는 팽창관(3)의 내벽과 매우 근접해 있어 이송시 불필요한 접촉에 의한 마찰로 길이방향으로 연신이 발생되는 문제점이 있어왔다.

이하에서는 튜브의 연신에 따른 팽창관에 대해 첨부되어진 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 도 1에 따른 팽창관 구조를 도시한 개념도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(1)에 축설된 팽창관(3)은 내경이 일정하게 이루어져 있기 때문에 팽창관(3)과 튜브(200)와의 간격 'r1'은 튜브(200)의 팽창 정도에 따라 점차 줄어든다.

그러므로 튜브(200)에 가해지는 팽창압력도 점차 가중되어 급격히 팽창될 수 있으므로 튜브(200)의 연신에 불안정안 요인이 된다. 즉, 튜브(200)가 급격히 팽창함에 따라 튜브(200)의 두께는 얇아져 길이방향을 따라 작용하는 작은 힘에도 쉽게 연신이 일어나게 된다.

아울러 'r2'는 튜브(200)의 팽창시작과 팽창완료를 나타내는 팽창관(3)의 구간거리이다. 이 때 'r2'는 튜브(200)가 받는 불균일한 진공압력에 때문에 비교적 길게 형성된다.

그리고 'e'는 튜브(200)가 팽창이 완료된 지점이다. 이러한 'e'에는 냉각노즐(5)이 위치하는데, 이 때 팽창후 냉각노즐(5)에 의해 냉각된 튜브(200)는 팽창관(3)의 내경과 매우 근접해 있어 이송시 불필요한 접촉에 의한 마찰로 길이방향으로 연신이 나타나게 되는 문제점이 발생된다.

따라서 본 발명은 팽창관의 형상을 변형하여 팽창되는 튜브의 연신을 줄일 수 있는 구조의 진공챔버 개발하였다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 제 1목적은, 튜브의 팽창시 팽창관의 내경과 불필요한 접촉에 의한 마찰을 감소시켜 길이방향으로 나타나는 연신을 최소화할 수 있는 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버를 제공하는 것이다.

그리고 본 발명의 제 2목적은, 어댑터와 연결된 일측부위의 내경이 타측으로 갈수록 증가하는 테이퍼진 형상을 취하고 있고, 중앙부위부터 타측부위까지의 내경은 일정하게 이루어지는 부분 테이퍼진 형태를 취하는 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적들은, 챔버(10);

상기 챔버(10)의 일측에 결합되어 소정 온도로 가열되어진 튜브(200)의 인입을 가이드하는 어댑터(20);

상기 어댑터(20)의 타측으로 연속되게 축설되어 이송되는 튜브(200)의 팽창을 위해 원주방향 및 길이방향을 따라 다수의 홀이 천공되어진 팽창관(30);

상기 챔버(10)의 내부 공간부(11)가 저압력의 상태를 유지할 수 있도록 상기 챔버(10)의 측부에 연결되는 진공펌프(40); 및

상기 챔버(10)에 축설된 상기 팽창관(30)이 냉각될 수 있도록 상기 챔버(10)의 소정 지점에 연결되는 냉각노즐(50);을 포함하며,

상기 팽창관(30)은 상기 어댑터(20)와 연결된 일측부위의 내경이 타측으로 갈수록 증가하는 테이퍼진 형상을 취하고 있고, 중앙부위부터 타측부위까지의 내경은 일정하게 이루어지는 부분 테이퍼 형태인 것을 특징으로 하는 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버에 의해서 달성된다.

상기에서 팽창관(30)의 테이퍼 형성 부위는 상기 팽창관(30) 전체길이의 1/2 이하인 것이 바람직하다.

상기에서 팽창관(30)의 테이퍼 각도는 0.5°∼10°인 것이 바람직하다.

상기에서 냉각노즐(50)은 상기 튜브(200)가 완전팽창되는 해당 팽창관(30)의 외주연에 위치하는 것이 바람직하다.

상기에서 튜브(200)의 완전팽창은 상기 팽창관의 테이퍼 부위 내에서 이루어지는 것이 바람직하다.

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

이하에서는 본 발명에 따른 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버의 구성에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.

우선 본 발명에 따른 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버에 대해 설명하기에 앞서 열수축 튜브를 제조하기 위한 장치에 대해 설명하기로 한다.

도 3은 열수축 튜브를 제조하기 위한 설비의 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 열수축 튜브 설비는 크게 공급롤(300), 가열롤(400), 진공챔버(100), 인취부(500) 및 권취롤(600) 등으로 나눌 수 있다.

이상과 같이 구성되어 튜브 팽창설비에서 공급롤(300)(Pay-Off)에 권취된 튜브(200)는 인취부(500)의 구동에 의해 송출되면서 건식 가열롤(400)을 거쳐 약 120℃ 정도로 가열된다. 이렇게 가열된 튜브(200)는 진공챔버(100) 내로 인입되어 직경 및 길이가 팽창되어진 중공의 형태를 취하는 상태로 배출된다.

이후 팽창된 상태로 배출되는 튜브(200)는 가이드롤과 인취부(500)를 따라 권취롤(600)에 권취(Take-Up)되어 팽창된 중공의 튜브(200) 제품이 만들어지게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버의 구성을 도시한 단면구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 진공챔버(100)는 건식 가열롤(400)을 거쳐 약 120℃ 정도로 가열된 튜브(200)를 원주방향으로 팽창시킬 때 팽창에 따른 팽창관(30)과의 마찰력을 감소시켜 연신을 최소화 할 수 있는 장치이다.

이러한 진공챔버(100)는 크게 5개 부분으로 나뉘어지는데, 이는 몸체를 이루는 챔버(10)와, 챔버(10)의 일단에 결합되는 어댑터(20)와, 어댑터(20)의 내경이 연속되게 수직선상을 위치하도록 챔버(10) 내에 축설되는 팽창관(30)과, 챔버(10)의 측부에 각각 개별적으로 연결되는 진공펌프(40) 및 냉각노즐(50)로 구성된다.

여기서 챔버(10)는 전체적으로 보았을 때 상부와 하부가 가로막힌 원통의 형상을 취하고 있으며, 자세하게는 일면 및 타면에 소정직경을 갖는 인입구와 배출구가 형성되어 구성된다.

상기 인입구로는 가열된 튜브(200)를 가이드하기 위한 어댑터(20)가 결합된다. 이렇게 결합된 어댑터(20)는 중공축 형상으로 상기 인입구 내에 끼워져 결합되어 있다. 튜브(200)는 가열롤(400)을 거쳐 약 120℃ 정도로 가열되며 어댑터(20) 내로 인입되고 가이드된다.

이 때 어댑터(20)는 내부로 인입되는 튜브(200)가 접촉되지 않을 정도로 큰 내경을 갖고 있으며 이는 튜브(200)의 연신(길이방향으로 늘어나는 성질)에 영향을 최소화하기 위함이다.

이러한 어댑터(20)의 타단에 상통하게 연결된 것이 팽창관(30)이다. 팽창관(30)에는 어댑터(20)를 통과한 튜브(200)가 인입되며, 인입된 튜브(200)가 팽창될 수 있도록 팽창관(30)의 내부에는 원주방향을 따라 다수의 미세한 홀(31)이 천공되어 있다.

이러한 팽창관(30)은 어댑터(20)와 연결된 일측부위는 그 내경이 타측으로 갈수록 증가하는 테이퍼진 형상을 취하고 있고, 중앙부위부터 타측부위까지의 내경은 일정하게 이루어지는 등의 부분적으로 테이퍼진 관의 형태를 취하고 있다.

여기서 팽창관(30)의 상기 테이퍼진 부위는 튜브(200)의 진행속도(이송속도) 또는 팽창관(30)의 내부압력을 고려하여 팽창관(30)을 길이를 결정한다. 이 때 튜브의 팽창은 팽창관의 입구 부근에서 일어나게 되므로 팽창관 전체길이의 1/2 이하로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 테이퍼의 각도는 약 0.5°∼10°정도인 것이 바람직하나, 보다 바람직하게는 약 1°∼2°정도인 것이 바람직하다. 이는 팽창관의 테이퍼 각도가 0.5°이하이면, 기존의 팽창관에 비해 비교적 큰 효과를 달성할 수 없어 테이퍼를 구성한 효과가 없게 되기 때문이다. 아울러 팽창관의 테이퍼 각도가 10°이상이면, 튜브 팽창시 안정적인 팽창이 일어나지 않기 때문에 이 또한 튜브팽창의 불안정한 요인이 되기 때문이다.

이와 같은 구조는 팽창관(30)의 구조는 이송되는 튜브(200)가 팽창관(30)에 도달할 때 비교적 균일한 압력으로 안정적인 팽창을 이룰 수 있는 부분 테이퍼 구조이다. 즉, 테이퍼진 팽창관(30)의 형상 즉 내경의 점진적인 증가구조에 따라 서서히 압력이 증가하고 그러므로 보다 점진적이고 안정적인 팽창이 구현될 수 있다.

그리고 진공펌프(40)는 챔버(10) 내부의 공간부(11) 즉, 챔버(10)의 내벽과 팽창관(30)의 외벽 사이의 형성된 공간부(11)가 진공상태에 가까운 저압력 상태가 유지될 수 있도록 진공펌프(40)의 입구가 공간부(11)상에 위치되게 챔버(10)의 해당 측부에 연결된다.

그렇기 때문에 팽창관(30)의 공간부(11)는 챔버(10) 내부의 압력보다 상대적으로 높은 압력상태로 유지되게 된다. 따라서 팽창관(30) 내로 인입되어 이송되는 튜브(200)는 팽창관(30)의 내부와 챔버(10) 내부 공간부(11)의 압력차로 인하여 팽창관(30)의 내벽면까지 팽창하게 되는 구조가 마련된다.

이후 팽창된 튜브(200)는 확장 또는 팽창된 상태로 챔버(10)의 배출구를 통해 배출된다.

도 5는 도 4에 따른 진공챔버를 도시한 개념도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 챔버(10)에 축설된 팽창관(30)의 내경이 이송방향 또는 진행방향으로 갈수록 내경이 넓어지는 부분 테이퍼 형태을 취하고 있기 때문에 튜브(200)와 팽창관(30)의 간격 'R1'은 도 2의 'r1' 보다 상대적으로 구간 길이가 작다.

이는 튜브(200)가 팽창관(30)의 테이퍼진 구간을 이송하면서 팽창 대비 테이퍼각도에 따라 비교적 균일한 압력을 받을 수 있기 때문이다. 그러므로 완전팽창까지의 구간거리인 'R2'가 도 2의 'r2' 보다 상당히 짧다. 이것으로 팽창관(30)의 테이퍼 각도 'θ'는 튜브(200)의 팽창속도 또는 이송속도에 비례하여 달라질 수 있다.

이렇게 튜브(200)는 팽창관(30)의 테이퍼진 부분을 지나면서 팽창하기 시작하여 테이퍼진부위가 끝나기 직전의 지점 즉, 'E점'에서 냉각되는데, 이 때 해당 지점의 챔버(10) 측부에 냉각노즐(50)이 위치한다. 따라서 튜브(200)의 완전팽창은 상기 팽창관(200)의 테이퍼 부위 내에서 이루어지는 것이다.

이렇게 'E점'에서 냉각된 튜브(200)는 테이퍼가 끝나는 부위인 'R3' 지나 이송하면서 'E점'과 'R3'의 끝점과의 간격차를 두고 이송된다. 따라서 이후의 구간에서의 튜브(200)는 이송시 팽창관(30) 내경과의 비교적 많은 간격을 두고 이송하기 때문에 불필요한 접촉에 의한 마찰이 줄어들게 된다. 이로 인해 팽창후 발생되는 길이방향의 연신은 획기적으로 줄어들게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버(100)에서 팽창관(30)의 테이퍼 각도는 튜브(200)의 팽창속도 또는 이송속도에 비례하여 달리 될 수 있다.

그리고 진공펌프(40)가 1개가 설치되는 것 이외에, 진공챔버(100)의 체적 또는 진공챔버(100) 내의 진공도에 따라 2개, 3개, 4개, 5개 중 선택하여 설치할 수 있다.

아울러 냉각노즐(50)도 진공챔버(100)의 체적에 따라 2개, 3개, 4개, 5개 중 선택하여 설치할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버에 따르면, 튜브는 팽창관의 테이퍼 형성 구간에서만 팽창이 진행되어 이후 팽창관의 내경과 불필요한 접촉에 의한 마찰이 감소되어 이송되는 힘에 의해서 길이방향으로 연신이 발생하는 튜브의 불안정성 요인을 획기적으로 억제할 수 있는 효과가 있다. 이에 따른 불량품 감소에 따른 경제적 효과도 크다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

도 1은 종래의 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버의 구성을 도시한 단면구성도,

도 2는 도 1에 따른 팽창관 구조를 도시한 개념도,

도 3은 열수축 튜브를 제조하기 위한 설비의 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버의 구성을 도시한 단면구성도,

도 5는 도 4에 따른 팽창관 구조를 도시한 개념도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 챔버, 1a: 공간부,

2: 어댑터, 3: 팽창관,

3a: 홀, 4: 진공펌프,

5: 냉각노즐, 9: 종래의 진공챔버,

10: 챔버, 11: 공간부,

20: 어댑터, 30: 팽창관,

31: 홀, 40: 진공펌프,

50: 냉각노즐, 100: 본 발명에 따른 진공챔버,

200: 튜브, 300: 공급롤,

400: 가열롤, 500: 인취부,

600: 권취롤,

Claims (5)

1. 챔버(10);

   상기 챔버(10)의 일측에 결합되어 소정 온도로 가열되어진 튜브(200)의 인입을 가이드 하는 어댑터(20);

   상기 어댑터(20)의 타측으로 연속되게 축설되어 이송되는 튜브(200)의 팽창을 위해 원주방향 및 길이방향을 따라 다수의 홀이 천공되어진 팽창관(30);

   상기 챔버(10)의 내부 공간부(11)가 저압력의 상태를 유지할 수 있도록 상기 챔버(10)의 측부에 연결되는 진공펌프(40); 및

   상기 챔버(10)에 축설된 상기 팽창관(30)이 냉각될 수 있도록 상기 챔버(10)의 소정 지점에 연결되는 냉각노즐(50);을 포함하며,

   상기 팽창관(30)은 상기 어댑터(20)와 연결된 일측부위의 내경이 타측으로 갈수록 증가하는 테이퍼진 형상을 취하고 있고, 중앙부위부터 타측부위까지의 내경은 일정하게 이루어지는 부분 테이퍼 형태인 것을 특징으로 하는 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버.
2. 제 1항에 있어서, 상기 팽창관(30)의 테이퍼 형성 부위는 상기 팽창관(30) 전체길이의 1/2 이하인 것을 특징으로 하는 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 팽창관(30)의 테이퍼 각도는 0.5°∼10°인 것을 특징으로 하는 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버.
4. 제 1항에 있어서, 상기 냉각노즐(50)은 상기 튜브(200)가 완전팽창되는 해당 팽창관(30)의 외주연에 위치하는 것을 특징으로 하는 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버.
5. 제 1항에 있어서, 상기 튜브(200)의 완전팽창은 상기 팽창관의 테이퍼 부위 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 테이퍼형 열수축 튜브 팽창관을 갖는 진공챔버.