KR100647539B1 - 브라운가스를 이용한 진공유리관 자동절단장치 - Google Patents

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KR100647539B1 KR1020050103143A KR20050103143A KR100647539B1 KR 100647539 B1 KR100647539 B1 KR 100647539B1 KR 1020050103143 A KR1020050103143 A KR 1020050103143A KR 20050103143 A KR20050103143 A KR 20050103143A KR 100647539 B1 KR100647539 B1 KR 100647539B1
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Abstract

본 발명은 브라운가스를 이용한 진공유리관 자동절단장치에 관한 것으로서 브라운가스를 안정적으로 공급하기 위해 보충수 자동공급장치와 브라운가스발생기 본체와 역화방지장치를 차례로 연결구성한 브라운가스 자동공급설비와 상기 브라운가스 자동공급설비로부터 브라운가스를 공급받아 브라운가스 화염에 의해 신속정확하게 진공유리관을 절단할 수 있도록 진공유리관 자동절단기를 연결구성한 것이다.
본 발명의 진공유리관 자동절단기는 브라운가스 노즐이 진공유리관 절단부위를 중심으로 빠른 속도로 선회하도록 구성한 브라운가스 노즐회전체 유니트와 상기 브라운가스 노즐회전체 유니트가 진공유리관의 수직중심선 상에 일치하도록 조정하는 센터조정유니트와 진공유리관 절단용 커팅블럭이 장착된 커팅 유니트를 일체로 조립구성한 것으로 전자제어 유니트에 의해 자동제어되는 것이다.
본 발명의 브라운가스를 이용한 진공유리관 자동절단장치는 자동화생산라인의 LCD(BLU), PDP 패널제작공정 중에 필수적인 진공유리관 절단공정을 신속정확하게 수행하는 새로운 공법으로 등장하였다.
고효율 브라운가스발생기, 브라운가스 자동공급시스템

Description

브라운가스를 이용한 진공유리관 자동절단장치 {Auto Cutting Apparatus for Vacuum Glass Pipe using a Brown Gas}
도1은 본 발명의 전체적인 구성을 보여 주는 개략적인 시스템도,
도2는 본 발명의 진공유리관 자동절단기의 조립사시도,
도3은 본 발명의 진공유리관 자동절단기 전체구성을 보여주는 조립횡단면도,
도4는 도3의 "A"부 상세도,
도5는 도3의 "B"부 상세도이다.
<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 브라운가스 자동공급설비 110: 수도관
120: 보충수 자동공급장치 130: 브라운가스발생기 본체
140: 역화방지장치 200: 진공유리관 자동절단기
210: 기대 220: 센터조정유니트
221: 베이스 플레이트 222: 사이드 플레이트
230: 브라운가스 노즐 회전체 유니트 231: 모터
232: 타이밍 풀리 233: 노즐 회전체
246: 브라운가스 노즐팁 250: 풀러(Puller)
251: 업다운 에어시린더 252: 에어척(Air Chuck)
253: 조(Jaw) 260: 커팅 유니트
261: 서포트 262: 에어시린더 베이스
263: 슬라이드 에어시린더 264: 에어척(Air Chuck)
265: 커터 블럭 266,267: 그립퍼(Gripper)
268,269: 커터(Cutter) 300: 전자제어 유니트
본 발명은 브라운가스를 이용한 진공유리관 자동절단장치에 관한 것으로서 브라운가스를 안정적으로 자동공급하기 위해 구성한 브라운가스 자동공급설비와 브라운가스 자동공급설비로부터 브라운가스를 공급받아 브라운가스 화염에 의해 신속정확하게 진공유리관을 절단하도록 구성한 진공유리관 자동절단기에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 브라운가스 자동공급설비는 수돗물을 자동공급하기 위한 자동급수장치와 물을 전기분해하여 브라운가스를 생산공급하는 고효율 브라운가스발생기와 화염의 역진을 방지하기 위한 역화방지장치로 구성한 것으로 진공유리관 자동절단기에 24시간 안정적으로 브라운가스를 공급하는 설비이다.
또한 진공유리관 자동절단기는 브라운가스 노즐이 절단하고자 하는 진공유리관의 일정지점을 중심으로 선회하도록 구성한 노즐 회전체와 노즐 회전체가 진공유리관의 수직중심선 상에 위치하도록 조정하는 센터조정유니트를 기대 위에 조립구성한 것으로 가장 짧은 시간에 신속정확하게 진공유리관을 자동절단하기 위한 것이다.
종래의 진공유리관 절단은 절단하고자 하는 부위의 주위에 방사상으로 가열토치를 다수개 배치하여 녹이면서 절단하거나 고열을 가한 후 유리관을 잡아당겨 절단하는 방법이 사용되어 왔다. 그러나 이러한 프로판가스 등을 사용하는 종래의 방법은 절단부위가 불규칙하고 잘 봉합되지 않아 원하는 상태의 절단을 얻어내기 어려운 문제점이 있었다.
더구나 첨단기술의 LCD(BLU) 또는 PDP 패널제작공정 중에 필수적인 진공유리관 절단은 불량품이 나오지 않도록 하면서도 신속정확성을 요구하므로 새로운 공법을 모색하지 않으면 안 되는 것이다.
이와 같이 산업이 고도로 발달하고 첨단기술에 의한 품질경쟁이 날로 치열해지면서 신에너지 브라운가스의 효용도가 점점 증대되고 있다.
예를 들면, 우리나라의 삼성, LG 등은 세계최고의 기술을 가지고 LCD, PDP 평면 TV를 생산하고 있다. LCD(BLU) 또는 PDP 패널에는 진공유리관이 90°수직으로 붙어 있으므로 이 진공유리관을 짧은 길이로 절단해야 하는 공정이 있다. 이 공정은 패널에 열 충격을 가하지 않고 진공유리관을 가능한 짧은 길이로 단시간에 밀봉하면서 잘라내는 작업이다.
LCD, PDP 평면TV에 있어 패널의 두께는 상품의 가치를 나타내는 척도이므로 패널의 두께를 가능한 얇게 만들려고 하고 있다. 그러나 상기 진공유리관이 길게 붙어 있으면 그것이 라인 작업공정의 진행을 방해할 뿐만 아니라 평면 TV의 두께가 그만큼 두꺼워 질 수밖에 없어 문제가 되는 것이므로 가능한 짧은 길이로 잘라야 한다.
이때 프로판 등의 화석연료는 불꽃이 퍼지면서 중요 부위인 패널에 열변형을 가할 수 있으므로 일정길이 이상 짧게 자를 수가 없는 것이다. 따라서 본 발명은 브라운가스를 이용하여 이러한 문제점을 전부 해소하기 위한 것이며 상기 패널작업공정에 적합한 진공유리관 자동절단기를 제공하기 위한 것이다.
브라운가스란 브라운가스발생기에서 물의 전기분해방식으로 생산되는 수소와 산소의 혼합가스를 말한다. 브라운가스는 물(H2O)의 구성비 그대로 수소와 산소가 화학당량비 2:1의 비율로 혼합되어 있어 수소가스와 다른 연소특성을 나타낸다.
브라운가스(2H2+O2)는 자체산소에 의해 완전연소되면서 연소 후 수증기 상태로 환원하는 완전무공해 연료이며, 브라운가스만의 임플로젼 현상에 의해 불꽃이 옆으로 퍼지지 않고 길게 형성되면서 핀포인트 화염을 형성한다. 이러한 핀포인트 화염은 측열은 거의 없지만 핀포인트에는 엄청난 고열을 나타내므로 첨단기술의 미세정밀가공에 아주 적합하다.
이러한 브라운가스를 완전자동화 라인에 투입하기 위해서는 무엇보다 지속적이고 안정적으로 공급하지 않으면 안 된다. 이러한 목적에 부합되는 것은 본 출원인이 선출원하여 등록한 특허 제0497873호 "브라운가스 자동공급시스템"이 있다. 본 발명은 브라운가스 자동공급시스템을 적용하기 위한 것이므로 상기 특허를 인용하여 요약설명하면 다음과 같다.
『본 발명은 기름이 아닌 물을 연료화하여 산업용 보일러, 로 등에 24시간 안정적으로 공급할 수 있는 브라운가스 자동공급시스템에 관한 것으로서, 상수도로부터 물을 공급하는 보충수 자동공급장치와 브라운가스를 대량생산하는 횡렬식 전해조를 포함한 브라운가스발생기 본체와 브라운가스 역화방지제어장치 등으로 구성된 것이다.
본 발명은 전 시스템을 완전자동화하여 무인운전시스템으로 구성한 것이며 특히 브라운가스를 대량으로 연속발생시킬 때 문제점으로 지적되는 전해액 온도상승문제를 해결하여 냉동기방식에 의해 상온상태로 자동운전함으로서 전해효율을 크게 향상시키고 완전자동화를 이룩한 것이다.』라고 설명하고 있다.
한편 대량생산체제의 LCD(BLU), PDP 패널생산공을 보면 완전자동화된 생산라인에서 제품이 빠른 속도로 지나가므로 패널에 붙어 있는 진공유리관을 절단봉합하기 위해 주어지는 시간은 대체로 30초 정도에 불과하다.
본 발명은 이러한 대량생산체제의 자동화 생산라인에서 필요로 하는 진공유리관 절단공정에 핀포인트 화염을 이루면서 고열특성을 나타내는 브라운가스를 이용하여 신속정확하게 진공유리관을 절단하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 첨단기술의 미세정밀가공에 적합한 브라운가스만의 고열특 성을 이용하여 신속정확하게 진공유리관을 절단하기 위한 것이다.
그러나 진공유리관은 미세한 열 충격에도 견디지 못하고 크랙을 발생시키므로 불량품을 만들어낸다. 따라서 불량품이 나오지 않도록 열 충격을 최소화하는 방법을 강구하지 않으면 안 되는 것이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 브라운가스 화염이 절단부위를 중심으로 빠른 속도로 회전하도록 하여 열 충격을 최소화함으로써 결과적으로 신속정확하게 절단할 수 있는 진공유리관 자동절단기를 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 진공유리관 자동절단기의 구성은 우선 패널이 도착하여 절단기 위에 고정될 때 진공유리관의 센터라인과 일치하도록 센터조정유니트를 구성하고 진공유리관의 수직 센터라인을 중심으로 브라운가스 화염이 회전할 수 있도록 모터에 의해 구동되는 브라운가스 노즐회전체 유니트를 구성하며 상기 센터조정유니트의 중심에는 공압 에어척과 시린더에 의해 작동하는 풀러를 구성하여 절단시 진공유리관을 살짝 잡아당기도록 구성하고 또한 센터조정유니트 일측에 슬라이드 에어시린더에 의해 앞뒤로 작동하면서 진공유리관을 나이프로 절단하는 커팅유니트를 구성하고 커팅유니트가 진공유리관을 절단한 후 후진하여 절단된 유리관을 배출할 수 있도록 배출관을 구성하도록 한다.
상기 진공유리관 자동절단기에 있어서 브라운가스 노즐회전체의 구동은 구동모터의 풀리에 타이밍 벨트로 연결하여 구동하고 기타 센터조정유니트, 풀러, 커팅유니트 등의 좌우상하로 움직이는 기능은 공압을 이용하는 에어시린더를 구성하고 커터블럭과 풀러의 조(Jaw)와 같은 어떤 물체를 물고 놓는 기능을 하는 것에는 에어척을 구성하도록 한다.
또한 진공유리관 자동절단기의 일측에 전자제어기를 구성하여 브라운가스 공급량을 미세조절하고 공압장치의 기능을 자동콘트롤 하도록 한다.
브라운가스 공급수단은 브라운가스 노즐회전체 내부에 브라운가스 공급홀을 형성하고 홀의 끝단에 노즐팁을 조립구성하며 베어링 하우징에 브라운가스 공급홀과 함께 브라운가스 공급연결공간 홈을 형성하여 브라운가스가 회전체와 하우징 사이를 통과하도록 하고, 브라운가스 공급연결공간 홈의 위아래에 O-링으로 실링하도록 한다. 또한 하우징의 브라운가스공급 홈의 끝단에 형성되는 브라운가스 인렛트에 호스로 브라운가스 자동공급설비와 연결하도록 한다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 브라운가스를 이용한 진공유리관 자동절단장치에 대하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명하며 다음과 같다.
첨부한 도1은 본 발명의 전체적인 구성을 보여 주는 개략적인 시스템도, 도2는 본 발명의 진공유리관 자동절단기의 조립사시도, 도3은 본 발명의 진공유리관 자동절단기 전체구성을 보여주는 조립횡단면도, 도4는 도3의 "A"부 상세도, 도5는 도3의 "B"부 상세도이다.
도1 내지 도5에 도시한 바와 같이 본 발명의 브라운가스를 이용한 진공유리관 자동절단장치의 전체적인 구성은 수도관(110)과 연결하여 브라운가스발생기에 물을 자동공급하는 보충수 자동공급장치(120)와 브라운가스를 자동생산공급하는 브라운가스발생기 본체(130)와 역화방지장치(140)와 진공유리관 자동절단기(200), 그리고 전자제어유니트(300)로 구성한 것이다.
도2와 도3에 도시한 바와 같이 진공유리관 자동절단기의 구성은 기대(210) 위에 베이스 플레이트(221)와 사이드 플레이트(222)로 프레임을 형성하고 사이드 플레이트(222)의 일측의 하우징프레임(223)을 조립구성한 후 프레임 전체를 진공유리관의 수직센터라인 상에 일치하도록 프레임의 위치를 조절하는 기능의 센터조정유니트(220)와, 상기 센터조정유니트(220)의 하우징프레임(223)에 조립구성한 모터(231)에 의해 구동되는 브라운가스 노즐회전체 유니트(230)와 상기 베이스 플레이트(221) 상에 브라운가스에 의해 가열된 진공유리관을 살짝 잡아 늘어뜨리기 위해 조립설치한 풀러(250)와 또한 베이스 플레이트(221) 일측에 고정한 서포트(261)에 의해 지지되며 시린더 베이스(262) 위에서 슬라이드 에어시린더(263)에 의해 작동하는 커팅유니트(260)와 절단된 유리관을 배출하여 버리기 위한 배출관(270)으로 구성한 것이다.
도4에 도시한 바와 같이 브라운가스 노즐회전체 유니트(230)는 노즐회전체(233)를 회전시키기 위해 센터조정유니트(220)의 하우징프레임(223)에 베어링 하우징(244)을 조립구성한 것으로 모터(231)의 타이밍 풀리(232)에 연결한 타이밍 벨트에 의해 구동되는 것이다.
이때 베어링 하우징(244)과 노즐회전체(233) 사이의 브라운가스 공급수단은 베어링 하우징(244)에 브라운가스 인렛트홀(241)을 형성하고, 또한 하우징(244) 내면에 360°방향으로 브라운가스 공급홈(242)을 형성하여 브라운가스가 가득차 있게 하며 브라운가스 공급홈(242)의 위아래에 O-링 장착홈(243)을 형성하여 O-링으로 실링하도록 구성한 것이다. 또한 노즐회전체(233) 내부에도 브라운가스 공급홈(242)의 위치로부터 노즐팁(246)을 조립하는 출구까지 브라운가스 공급홀(245)을 형성하고 브라운가스 공급홀(245)의 출구에 최종적으로 브라운가스 노즐팁(246)을 조립구성한 것이다.
상기 풀러(250)는 센터조정유니트(220)의 베이스 플레이트(221) 상에 고정되며 업다운 에어시린더(251)의 기능에 의해 상하로 작동하고 에어척(252)의 기능에 의해 조(253)를 좌우로 작동하여 진공유리관이 가열된 상태에서 진공유리관 끝단을 조(253)로 물어 일정길이만큼 살짝 잡아 늘여뜨리는 역할을 하도록 구성한 것이다.
상기 커팅유니트(260)는 슬라이드 에어시린더(263)에 의해 진공유리관이 고정된 위치까지 전 후진하는 것으로 브라운가스 노즐회전체 유니트(230)의 노즐회전체(233)가 자르고자 하는 진공유리관의 절단부위를 회전하면서 노즐팁(241)에서 분출하는 브라운가스 화염으로 가열한 후 커터(268,269)로 절단하기 위한 것이다.
좀더 구체적으로 설명하면 도5에 도시한 바와 같이 커팅유니트(260)에 에어척(264)에 의해 좌우로 작동하는 커터블럭(265)을 구성하고 커터블럭(265)이 자르고자하는 진공유리관의 위치에 이르면 좌우 그립퍼(266,267)가 유리관을 잡아주면서 좌우 커터(268,269)가 절단하도록 구성한 것이다.
이때 잘라진 유리관은 좌우 그립퍼(266,267)의 홈(266a,267a)에 갇혀있다가 커팅유니트(260)가 후진하여 배출관(270)의 위치에 이르면 좌우 그립퍼(266,267)가 열리면서 떨어뜨려 버리도록 배출관(270)을 구성한 것이다.
한편 전자제어 유니트(300)에는 미세조절 가스량조정기를 구성하여 브라운가스 공급량은 미세하게 조절하고 각 기능의 공압조절기를 구성하여 24시간 연속작업에 지장이 없도록 완전자동화하여 현업에 사용하도록 구성한 것이다.
<실시예>
본 출원자는 본 발명의 브라운가스를 이용한 진공유리관 자동절단장치를 다음과 같이 구성하여 현업에 직접 실시하였다.
브라운가스발생기는 가스소모량을 고려하여 모델 BB-2000(가스발생량: 2000ℓ/h, 물소모량: 1.08ℓ/h, 소모전력: 7.5kwh)를 선정하고 부대장비로 모델 BB-2000용 보충수 자동공급장치와 역화방지장치를 구비하여 브라운가스 자동공급설비를 구성한 후 브라운가스 자동공급설비로 부터 브라운가스를 안정적으로 공급받아 진공유리관을 자동절단할 수 있는 본 발명의 진공유리관 자동절단기를 조립구성하였다.
이때 반복실험에 의해 진공유리관에 열 충격이 가장 적게 미치도록 노즐회전체의 회전수을 1분에 150번 회전하도록 조정하였다.
본 발명의 브라운가스를 이용한 진공유리관 자동절단장치를 완성한 후 현업의 PDP 패널생산라인과 LCD(BLU) 패널생산라인에 직접투입한 결과 시스템상의 각부 기능은 차질없이 기능을 발휘하여 절단 후 남는 진공유리관의 길이가 PDP 패널의 경우 10mm 까지, LCD(BLU)의 경우는 8mm 까지 절단함으로써 만족할 만한 성과를 거두었고 아울러 자동화생산 라인에 주어진 시간(대체로 30초) 이내에 작업공정을 완료시킴으로써 본 발명의 목적을 달성하였다.
본 발명의 브라운가스를 이용한 진공유리관 자동절단장치는 노즐회전체를 1분에 150번 이상 회전시켜 진공유리관의 절단부위에 열 충격이 조금도 가해지지 않도록 구성한 것이 특징이며 이 공정은 브라운가스만이 할 수 있는 것이다. 예를 들어 LPG 등으로 작은 불꽃을 만들어 이렇게 회전시키면 그냥 꺼져버리므로 이러한 목적을 달성할 수 없다.
전술한 바와 같이 브라운가스는 임플로젼 현상에 의해 불꽃이 옆으로 퍼지지 않고 길게 형성되면서 고열의 핀포인트 화염을 형성한다. 다시 말하면 브라운가스는 빠르게 회전시켜도 불이 꺼지지 않고 칼날 같이 유리관을 파고들어 순간적으로 가열하면서 봉합해버리므로 열 충격을 최소화하면서 진공유리관을 봉합 절단할 수 있는 것이다.
본 발명은 첨단기술의 LCD(BLU), PDP 패널생산공정에 필수적으로 필요한 진공유리관 절단문제를 해결함으로써 우리나라가 최우수품질의 LCD, PDP 평면TV를 대량생산하여 세계시장을 석권하는데 일조하였다.

Claims (4)

  1. 수돗물을 자동공급하기 위한 보충수 자동공급장치(120)와 물을 전기분해하여 브라운가스를 자동생산하는 브라운가스발생기 본체(130)와 화염의 역진을 방지하기 위한 역화방지장치(140)를 차례로 연결구성한 브라운가스 자동공급설비(100)와, 상기 브라운가스 자동공급설비(100)로부터 브라운가스를 공급받아 브라운가스 노즐팁(246)이 형성된 노즐회전체(233)가 절단하고자하는 진공유리관을 중심으로 회전하도록 브라운가스 노즐회전체 유니트(230)를 조립구성한 진공유리관 자동절단기(200)로 구성된 것을 특징으로 하는 브라운가스를 이용한 진공유리관 자동절단장치.
  2. 상기 1항에 있어서, 진공유리관 자동절단기(200)는 기대(210) 위에 베이스 플레이트(221)와 사이드 플레이트(222)로 프레임을 형성하고 사이드 플레이트(222)의 일측에 하우징프레임(223)을 조립구성한 센터조정유니트(220)와, 상기 하우징프레임(223)에 조립구성되며 모터(231)에 의해 구동되는 브라운가스 노즐회전체 유니트(230)와, 상기 센터조정유니트(220)의 베이스 플레이트(221) 상에 설치되며 진공유리관 끝단을 조(253)로 물어 일정길이만큼 살짝 잡아 늘여뜨려주는 역할을 하는 풀러(250)와, 상기 베이스 플레이트(221)상의 서포트(261)에 의해 지지되며 에어시린더 베이스(262) 위에서 슬라이드 에어시린더(263)에 의해 작동하는 커팅유니트(260)와, 절단된 유리관을 배출하여 버리기 위한 배출관(270)을 일체로 구성한 것을 특징으로 하는 브라운가스를 이용한 진공유리관 자동절단장치.
  3. 상기 2항에 있어서, 노즐회전체(233)와 베어링 하우징(244) 사이의 브라운가스 공급수단은 베어링 하우징(244)에 브라운가스 인렛트홀(241)을 형성하고, 또한 하우징(244) 내면에 360°방향으로 브라운가스 공급홈(242)을 형성하여 브라운가스가 가득차 있게 하며 브라운가스 공급홈(242)의 위아래에 O-링 홈(243)을 형성하여 O-링으로 실링하도록 구성하고 노즐회전체(233) 내부에도 브라운가스 공급홈(242)의 위치로부터 노즐팁(246)을 조립하는 홀까지 브라운가스 공급홀(245)을 형성하고 브라운가스 공급홀(245) 끝에 최종적으로 브라운가스 노즐팁(246)을 조립구성한 것을 특징으로 하는 브라운가스를 이용한 진공유리관 자동절단장치.
  4. 상기 2항에 있어서, 커팅유니트(260)는 슬라이드 에어시린더(263)에 의해 진공유리관이 고정된 위치까지 전 후진하도록 구성하고 에어척(264)에 의해 좌우로 작동하는 커터블럭(265)을 구성한 것으로 노즐회전체(233)가 자르고자 하는 진공유리관의 절단부위를 회전하면서 브라운가스 화염으로 가열한 후 커터블럭(265)이 자르고져하는 진공유리관의 위치에 이르면 좌우 그립퍼(266,267)가 유리관을 잡아주면서 좌우 커터(268,269)가 절단하도록 구성한 것을 특징으로 하는 브라운가스를 이용한 진공유리관 자동절단장치.
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