KR100691306B1 - 고온 저온용 테스트 챔버 장치 - Google Patents

고온 저온용 테스트 챔버 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고온 저온용 테스트 챔버 장치에 관한 것으로, 특히, 운용자의 조작에 의해 고온 또는 저온의 항온 실험에 필요한 테스트 설정 입력신호를 입력받음과 동시에 그에 상응한 각종 제어신호를 출력하는 컨트롤 박스; 상기 모터와 샤프트를 통해 연결되어 상기 모터의 구동 동작에 연동하여 구동되는 중앙이 개구된 원통형상의 원형팬이 형성되고, 전면의 윈도우를 기준으로 상기 원형팬의 좌우 양측에는 상기 솔레노이드 밸브로부터 공급되는 액화질소를 상기 원형팬에 분사하는 다수개의 분사구가 형성된 바 형상의 액화질소 노즐이 장착된 팬가이드 덕트가 내부공간을 가지는 사각형상의 저면부에 형성되며, 그 팬가이드 덕트의 개구된 상부로 상기 컨트롤 박스로부터 입력받은 히터구동 제어신호에 의해 구동되어 히팅열을 발생시키는 한 쌍의 히터로 이루어진 히터부가 설치되며, 전면의 윈도우를 기준으로 좌우에 설치된 팬가이드 덕트는 원형팬을 통해 흡입된 내부의 공기를 가이드시키기 위해 각각의 송풍덕트와 연결되며, 상기 팬가이드 덕트의 일측으로 챔버 내부의 온도를 감지하여 상기 컨트롤 박스로 전송하는 온도 센서가 장착되며, 상기 팬가이드 덕트의 상부로 항온 실험을 위한 테스트 제품이 안착되는 다수개의 타공이 형성된 사각형상의 작업대가 다수개의 지지대에 의해 고정되게 설치된 테스트 챔버; 및 상기 컨트롤 박스로부터 경고발생 제어신호를 입력받음과 동시에 그에 상응한 경고등과 알람을 울리는 경고부로 구성된 것을 특징으로 하며, 이러한 본 발명은 액화질소의 기화를 이용한 냉각방식으로 항온 실험에 필요한 냉각시간을 크게 단축시켜 항온 실험의 효율성을 증대시킬 뿐만 아니라, 부품수를 크게 줄임에 따라 제작되는 테스트 챔버를 콤팩트하게 구성하고, 그에 따른 제작 비용을 절감할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.
컨트롤 박스, 구동부, 모터, 솔레노이드 밸브, 테스트 챔버, 원형팬, 액화질소 노즐, 히터부, 온도 센서, 도어 센서, 경고부

Description

고온 저온용 테스트 챔버 장치{Thermal Test Chamber}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 저온용 테스트 챔버 장치의 구성을 설명하기 위해 나타낸 기능블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 저온용 테스트 챔버 장치의 구체적인 구성을 개략적으로 나타낸 개략부분정면도,
도 3은 도 2에 따른 고온 저온용 테스트 챔버 장치의 구체적인 구성을 개략적으로 나타낸 개략부분측면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 저온용 테스트 챔버 장치중 테스트 챔버의 내부 구성을 설명하기 위해 나타낸 개략사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 저온용 테스트 챔버 장치중 테스트 챔버의 내부 구성을 설명하기 위해 나타낸 개략사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 저온용 테스트 챔버 장치의 동작과정을 설명하기 위해 나타낸 개략도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 저온용 테스트 챔버 장치를 설명하기 위해 나타낸 개략사시도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 저온용 테스트 챔버 장치를 설명하기 위해 나타낸 개략정면도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
100 : 컨트롤 박스 200 : 구동부
201 : 모터 202 : 솔레노이드 밸브
300 : 테스트 챔버 301 : 윈도우
302 : 도어 락 핸들 303 : 샤프트
310 : 팬가이드 덕트 311 : 원형팬
312 : 액화질소 노즐 320 : 히터부
321 : 히터 330 : 송풍덕트
331 : 가이드홀 340 : 온도 센서
350 : 작업대 351 : 타공
352 : 지지대 360 : 도어 센서
370 : 에어 배출구 400 : 경고부
본 발명은 고온 저온용 테스트 챔버 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온 또는 저온의 환경하에서 항온 실험이 필요한 모든 부품 및 제품에 대한 내구성과 신뢰성 및 열충격 등의 테스트시 액화질소의 기화 및 공기의 강제 흐름 제어를 이용하여 항온 실험에 필요한 온도 변환 조건을 빠르게 구현하는 것이 가능하도록 해주는 고온 저온용 테스트 챔버 장치에 관한 것이다.
주지하다시피, 항온 실험용의 테스트 챔버는 고온 또는 저온의 환경하에서 부품 및 제품의 내구성과 신뢰성 및 열충격 등을 테스트하기 위한 시험장비 이다.
종래의 항온 실험용 테스트 챔버나 열충격 시험기는, 고온의 항온 실험시 챔버 내부에 테스트용 부품 또는 제품을 내장한 상태에서 히터를 가열하는 방식을 사용하였고, 저온의 항온 실험시에는 압축 공기를 이용한 냉매 순환 방식 또는 열전소자를 이용한 냉각 방식이 주로 사용되었다.
그러나, 상기와 같은 종래의 가열 또는 냉각 방식을 사용하는 테스트 챔버를 이용하여 항온 실험을 할 경우, 압축공기를 이용한 냉매 순환 방식 또는 열전소자를 이용한 냉각 방식으로 챔버 내부의 부피와 대비하여 냉각속도가 느리게 이루어짐에 따라 냉각시간이 많이 소요되고, 그에 따른 항온 실험의 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 상술한 테스트 챔버의 냉각 방식에 따라 그에 상응하는 구성 부품수가 증가되고, 그에 따라 테스트 챔버의 크기가 커지는 단점이 있으며, 또한, 챔버 내부의 부피와 대비하여 온도 변환 효율이 낮고, 화학물질의 사용시 설치 장소에 제한이 발생하며, 세척시 인건비 등으로 구매 및 관리 비용이 크게 발생한다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 챔버 내부 공기의 강제순환 방식을 이용하여 항온 실험에 따른 냉각 속도의 증대 및 냉각 시간의 단축을 통한 온도 변환 효율을 향상시켜 항온 실험의 효율성을 증대시키고, 테스트 챔버의 부피를 크게 줄여 그에 따른 구매 및 관리 비용을 절감시킬 수 있도록 하는 고온 저온용 테스트 챔버 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 고온 저온용 테스트 챔버 장치는, 운용자의 조작에 의해 고온 또는 저온의 항온 실험에 필요한 테스트 설정 입력 신호를 입력받음과 동시에 그에 상응한 각종 제어신호를 출력하는 컨트롤 박스;
상기 컨트롤 박스로부터 모터구동 제어신호를 입력받아 구동되는 모터와, 상기 컨트롤 박스로부터 액화질소 공급 제어신호를 입력받음과 동시에 그에 상응한 밸브 온/오프 동작을 수행하는 솔레노이드 밸브로 이루어진 구동부;
상기 모터와 샤프트를 통해 연결되어 상기 모터의 구동 동작에 연동하여 구동되는 중앙이 개구된 원통형상의 원형팬이 형성되고, 전면의 윈도우를 기준으로 상기 원형팬의 좌우 양측에는 상기 솔레노이드 밸브로부터 공급되는 액화질소를 상기 원형팬에 분사하는 다수개의 분사구가 형성된 바 형상의 액화질소 노즐이 장착된 팬가이드 덕트가 내부공간을 가지는 사각형상의 저면부에 형성되며, 그 팬가이드 덕트의 개구된 상부로 상기 컨트롤 박스로부터 입력받은 히터구동 제어신호에 의해 구동되어 히팅열을 발생시키는 한 쌍의 히터로 이루어진 히터부가 설치되며, 전면의 윈도우를 기준으로 좌우에 설치된 팬가이드 덕트는 원형팬을 통해 흡입된 내부의 공기를 가이드시키기 위해 각각의 송풍덕트와 연결되며, 상기 팬가이드 덕트의 일측으로 챔버 내부의 온도를 감지하여 상기 컨트롤 박스로 전송하는 온도 센서가 장착되며, 상기 팬가이드 덕트의 상부로 항온 실험을 위한 테스트 제품이 안착되는 다수개의 타공이 형성된 사각형상의 작업대가 다수개의 지지대에 의해 고정되게 설치된 테스트 챔버; 및
상기 컨트롤 박스로부터 경고발생 제어신호를 입력받음과 동시에 그에 상응한 경고등과 알람을 울리는 경고부로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 고온 저온용 테스트 챔버 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 고온 저온용 테스트 챔버 장치의 구성을 설명하기 위해 나타낸 기능블록도로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 고온 저온용 테스트 챔버 장치는 컨트롤 박스(100); 모터(201)와 솔레노이드 밸브(202)로 이루어진 구동부(200); 원형팬(311)과 액화질소 노즐(312)이 내장된 팬가이드 덕트(310)와 한 쌍의 히터(321)를 구비한 히터부(320)와 온도 센서(340) 및 도어 센서(360)를 포함하여 이루어진 테스트 챔버(300); 및 경고부(400)로 구성되어 있다.
상기 컨트롤 박스(100)는 운용자의 조작에 의해 고온 또는 저온의 항온 실험에 필요한 테스트 설정 입력신호를 입력받음과 동시에 그에 상응한 각종 제어신호를 상기 모터(201)와 솔레노이드 밸브(202)와 히터부(320) 및 경고부(400)로 출력하는 역할을 한다.
여기서, 상기 컨트롤 박스(100)는 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 테스트 챔버(300)의 상부에 설치되며, 도시하지 않은 파워 온/오프 스위치와 온도 표시부와 히터 및 냉각 선택 버튼 등이 설치되어 있다.
또한, 상기 구동부(200)내 모터(201)는 상기 컨트롤 박스(100)로부터 모터구 동 제어신호를 입력받아 구동됨과 동시에 그 회전 구동을 샤프트(303)를 통해 연결된 상기 원형팬(311)으로 전달하는 역할을 한다.
그리고, 상기 구동부(200)내 솔레노이드 밸브(202)는 상기 컨트롤 박스(100)로부터 액화질소 공급 제어신호를 입력받음과 동시에 그에 상응한 밸브 온/오프 동작을 수행하여 액화질소 공급부(도시하지 않음)로부터 공급받은 액화질소(LN2)를 상기 액화질소 노즐(312)로 공급하는 역할을 한다.
또한, 상기 테스트 챔버(300)내 원형팬(311)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙이 개구된 원통형상으로 이루어져 상기 모터(201)와 샤프트(303)를 통해 연결되며 상기 모터(201)의 구동 동작에 연동하여 구동되어 상기 테스트 챔버(300) 내부의 공기를 개구된 중앙을 통해 흡입하여 순환시키는 역할을 한다.
그리고, 상기 테스트 챔버(300)내 액화질소 노즐(312)은 도 3에 도시된 바와 같이, 다수개의 분사구(도시하지 않음)가 형성된 바 형상으로 이루어져 상기 원형팬(311)의 좌우 양측에 설치되며, 상기 솔레노이드 밸브(202)로부터 공급되는 액화질소를 상기 원형팬(311)으로 분사하는 역할을 한다.
이때, 상기 원형팬(311)과 액화질소 노즐(312)은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 중앙이 개구된 사각형상으로 이루어진 팬가이드 덕트(310)의 내부에 장착되어 있으며, 이러한 팬가이드 덕트(310)는 내부 공간을 가지는 상기 테스트 챔버(300)의 저면부에 설치되어 있다.
또한, 상기 테스트 챔버(300)내 히터부(320)는 상기 팬가이드 덕트(310)의 개구된 상부로 한 쌍의 히터(321)가 설치되며, 상기 컨트롤 박스(100)로부터 입력받은 히터구동 제어신호에 의해 구동되어 히팅열을 발생시키는 역할을 하며, 여기서 발생된 히팅열은 상기 원형팬(311)의 송풍에 의해 상기 팬가이드 덕트(310) 내부로 순환된다.
그리고, 상기 테스트 챔버(300)내 팬가이드 덕트(310)의 좌우로는 상기 원형팬(311)을 통해 흡입된 내부의 공기를 가이드시키기 위한 송풍덕트(330)가 각각 연결되고, 그 송풍덕트(330)의 내측면에는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 팬가이드 덕트(310)를 통해 안내되어지는 공기를 챔버 내부로 재순환시키기 위한 길이가 긴 바 형상의 가이드 홀(331)이 일정 간격을 두고 다수개 형성되어 있다.
또한, 상기 테스트 챔버(300)내 온도 센서(340)는 고온 또는 저온의 항온 실험시 챔버 내부의 온도를 감지하여 상기 컨트롤 박스(100)로 전송하는 역할을 하며, 이러한 온도 센서(340)는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 송풍덕트(330)의 일측에 장착되어 있으며, 실제 온도를 검출하는 센서는 상기 송풍덕트(330)를 관통하여 내부에 설치된다.
그리고, 상기 팬가이드 덕트(310)의 상부에는 항온 실험을 위한 테스트 제품이 안착되는 다수개의 타공(351)이 형성된 사각형상의 작업대(350)가 다수개의 지지대(352)에 의해 고정되어 있으며, 이러한 작업대(350)는 도 2 및 도 5에 잘 도시되어 있다.
또한, 상기 테스트 챔버(300)에는 도 6에 도시된 바와 같이, 전면에 형성되는 도어의 개폐 여부를 감지하여 상기 컨트롤 박스(100)로 개폐 감지신호를 출력하 는 도어 센서(360)가 테스트 챔버(300)의 도어 일측에 추가로 형성되어 있다.
또한, 상기 테스트 챔버(300)의 전면에 형성되는 도어의 일측에는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 액화질소의 유입에 따라 그에 상응하여 증가되는 챔버 내부의 압력을 일정하게 유지시키기 위한 에어 배출구(370)가 추가로 형성되는 것이 바람직하며, 이러한 상기 테스트 챔버(300)에는 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 작업대(350)와 윈도우(301)와 도어 락 핸들(302) 등이 설치되어 있다.
그리고, 상기 경고부(400)는 상기 컨트롤 박스(100)로부터 경고발생 제어신호를 입력받음과 동시에 그에 상응한 경고등과 알람을 울려 운용자가 시각적/청각적으로 챔버의 상태를 확인할 수 있도록 하는 역할을 한다.
그러면, 상기와 같은 구성을 가지는 고온 저온용 테스트 챔버 장치의 동작과정에 대해 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 저온용 테스트 챔버 장치의 공기 흐름을 이용한 동작과정을 설명하기 위해 나타낸 개략도이다.
먼저, 상기 컨트롤 박스(100)는 운용자의 조작에 의해 입력되는 고온 또는 저온의 항온 실험에 필요한 테스트 설정 입력신호를 입력받음과 동시에 그에 상응한 각종 제어신호를 상기 모터(201)와 솔레노이드 밸브(202)와 히터부(320)로 출력한다.
이때, 운용자에 의해 입력된 테스트 설정 입력신호가 저온의 항온 실험인 경우를 예로들어 설명한다.
그러면, 상기 모터(201)는 상기 컨트롤 박스(100)로부터 모터구동 제어신호 를 입력받아 구동됨과 동시에 그 회전 구동을 샤프트(303)를 통해 연결된 상기 원형팬(311)으로 전달한다.
이어서, 상기 원형팬(311)은 상기 모터(201)와 샤프트(303)를 통해 연결되어 상기 모터(201)의 구동 동작에 연동하여 구동됨과 동시에 상기 테스트 챔버(300) 내부의 공기를 개구된 중앙을 통해 도 6에 도시된 바와 같이 강제 흡입한 후 상기 팬가이드 덕트(310)와 연결된 송풍덕트(330)로 강제 순환시키게 되고, 상기 팬가이드 덕트(310)로부터 내부 공기를 강제 순환방식으로 공급받은 상기 송풍덕트(330)는 도 3 내지 도 5에 도시된 가이드홀(331)을 통해 챔버 내부로 공기를 순환시키게 되며, 이러한 챔버 내부의 공기 흐름은 도 6에 잘 도시되어 있다.
한편, 상기 구동부(200)내 솔레노이드 밸브(202)는 상기 컨트롤 박스(100)로부터 액화질소 공급 제어신호를 입력받음과 동시에 그에 상응한 밸브 온/오프 동작을 수행하여 액화질소 공급부(도시하지 않음)로부터 공급받은 액화질소(LN2)를 상기 액화질소 노즐(312)로 공급한다.
이어서, 상기 액화질소 노즐(312)은 상기 솔레노이드 밸브(202)로부터 공급되는 액화질소를 상기 팬가이드 덕트(310)의 내부에 설치된 원형팬(311)으로 분사시킨다.
이때, 상기 액화질소 노즐(312)을 통해 분사되는 영하 197 도의 액화질소는 상술한 동작과정과 같이 상기 원형팬(311)의 구동에 의해 도 6에 도시된 공기 흐름제어와 같이 강제적으로 순환 제어되며, 이에 따라 상기 테스트 챔버(300)의 내부 는 급속히 냉각이 이루어지게 된다.
한편, 상기 테스트 챔버(300)내 온도 센서(340)는 상술한 동작 과정을 통해 냉각된 내부의 온도를 감지하여 상기 컨트롤 박스(100)로 전송하게 된다.
이어서, 상기 온도 센서(340)로부터 온도 신호를 입력받은 상기 컨트롤 박스(100)는 운용자에 의해 설정된 항온 실험값이 될때 까지 상술한 동작이 수행되도록 제어한다.
상술한 바와 같은 고온 저온용 테스트 챔버 장치는, LCD 패널을 포함한 거의 모든 종류의 산업용 장치 및 제품을 테스트할 수 있으며, 정밀하고 파워풀한 온도 업/다운 기능으로 항온 실험의 효율성을 증대시키고 액화질소를 이용한 광역대의 온도 사용 범위를 보장하고 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 고온 저온용 테스트 챔버 장치에 의하면, 고온 또는 저온의 환경하에서 항온 실험이 필요한 모든 부품 및 제품에 대한 내구성과 신뢰성 및 열충격 등의 테스트시 액화질소의 기화를 통한 공기의 강제 흐름 제어를 이용하여 항온 실험에 필요한 온도 변환 조건을 빠르게 구현하는 것이 가능하도록 해줌으로써 액화질소의 기화를 이용한 냉각방식으로 항온 실험에 필요한 냉각시간을 크게 단축시켜 항온 실험의 효율성을 증대시킬 뿐만 아니라, 부품수를 크게 줄임에 따라 제작되는 테스트 챔버를 콤팩트하게 구성하고, 그에 따른 제작 비용을 절감할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.
또한, 기존의 테스트 챔버가 화학물질의 사용으로 설치 장소에 제한을 받고 구매 및 관리 비용이 크게 발생하는 데 반해, 본 발명의 테스트 챔버 장치는 화학물질을 사용하지 않음에 따라 설치 장소의 제한이 없고 세척시에도 저가의 브러쉬만을 사용함에 따른 구매 및 관리 비용이 적게 든다는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 운용자의 조작에 의해 고온 또는 저온의 항온 실험에 필요한 테스트 설정 입력신호를 입력받음과 동시에 그에 상응한 각종 제어신호를 출력하는 컨트롤 박스;
    상기 컨트롤 박스로부터 모터구동 제어신호를 입력받아 구동되는 모터와, 상기 컨트롤 박스로부터 액화질소 공급 제어신호를 입력받음과 동시에 그에 상응한 밸브 온/오프 동작을 수행하는 솔레노이드 밸브로 이루어진 구동부;
    상기 모터와 샤프트를 통해 연결되어 상기 모터의 구동 동작에 연동하여 구동되는 중앙이 개구된 원통형상의 원형팬이 형성되고, 전면의 윈도우를 기준으로 상기 원형팬의 좌우 양측에는 상기 솔레노이드 밸브로부터 공급되는 액화질소를 상기 원형팬에 분사하는 다수개의 분사구가 형성된 바 형상의 액화질소 노즐이 장착된 팬가이드 덕트가 내부공간을 가지는 사각형상의 저면부에 형성되며, 그 팬가이드 덕트의 개구된 상부로 상기 컨트롤 박스로부터 입력받은 히터구동 제어신호에 의해 구동되어 히팅열을 발생시키는 한 쌍의 히터로 이루어진 히터부가 설치되며, 전면의 윈도우를 기준으로 좌우에 설치된 팬가이드 덕트는 원형팬을 통해 흡입된 내부의 공기를 가이드시키기 위해 각각의 송풍덕트와 연결되며, 상기 팬가이드 덕트의 일측으로 챔버 내부의 온도를 감지하여 상기 컨트롤 박스로 전송하는 온도 센서가 장착되며, 상기 팬가이드 덕트의 상부로 항온 실험을 위한 테스트 제품이 안착되는 다수개의 타공이 형성된 사각형상의 작업대가 다수개의 지지대에 의해 고정되게 설치된 테스트 챔버; 및
    상기 컨트롤 박스로부터 경고발생 제어신호를 입력받음과 동시에 그에 상응한 경고등과 알람을 울리는 경고부로 구성된 것을 특징으로 하는 고온 저온용 테스트 챔버 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 송풍덕트에는 상기 팬가이드 덕트를 통해 안내되어지는 공기를 챔버 내부로 재순환시키기 위한 길이가 긴 바 형상의 가이드홀이 일정 간격을 두고 다수개 형성됨을 특징으로 하는 고온 저온용 테스트 챔버 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 테스트 챔버는, 전면에 형성되는 도어의 개폐 여부를 감지하여 상기 컨트롤 박스로 개폐 감지신호를 출력하는 도어 센서가 테스트 챔버의 도어 일측에 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 고온 저온용 테스트 챔버 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 테스트 챔버의 전면에 형성되는 도어의 일측에는 액화질소의 유입에 따라 그에 상응하여 증가되는 챔버 내부의 압력을 일정하게 유지시키기 위한 에어 배출구가 추가로 형성됨을 특징으로 하는 고온 저온용 테스트 챔버 장치.
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