KR100926114B1 - Thermal vacuum chamber apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열 진공 챔버(thermal vacuum chamber)를 형성하는 열 진공 챔버 장치에 관한 것이다. 열 진공 챔버 장치는 진공 용기, 도어, 열 제어계, 제1 고무판, 제2 고무판, 그리고 진공 펌프를 포함한다. 진공 용기는 내부에 챔버를 형성하며 제1 접촉면을 갖는 제1 플랜지를 한 단에 구비한다. 도어는 상기 진공 용기에 밀착되어 상기 챔버를 폐쇄할 수 있도록 형성되며 상기 제1 접촉면에 밀착될 수 있는 제2 접촉면을 갖는 제2 플랜지를 한 단에 구비한다. 제1 고무판은 고리 형상을 가지며 그 한 단이 상기 제1 플랜지의 둘레에 고정되고 상기 제1 플랜지의 외측 및 상기 제2 플랜지를 향해 비스듬하게 연장되는 부분을 포함한다. 제2 고무판은 고리 형상을 가지면 그 한 단이 상기 제2 플랜지의 둘레에 고정되고 상기 제2 플랜지의 외측 및 상기 제1 플랜지를 향해 비스듬하게 연장되는 부분을 포함한다. 진공 펌프는 상기 진공 용기와 상기 도어에 의해 형성되는 상기 폐쇄된 챔버 내의 기체를 외부로 배출시킨다. 상기 제1 고무판 및 상기 제2 고무판은 상기 제2 접촉면이 상기 제1 접촉면에 밀착된 상태에서 서로 접촉되어 상기 제1 플랜지의 둘레와 상기 제2 플랜지의 둘레와의 사이에 밀폐 공간을 형성하도록 형성된다.The present invention relates to a thermal vacuum chamber apparatus for forming a thermal vacuum chamber. The thermal vacuum chamber apparatus includes a vacuum vessel, a door, a thermal control system, a first rubber plate, a second rubber plate, and a vacuum pump. The vacuum vessel forms a chamber therein and has a first flange at one end having a first contact surface. The door is provided at one end with a second flange which is formed to be in close contact with the vacuum container to close the chamber and has a second contact surface that can be in close contact with the first contact surface. The first rubber plate has a ring shape and one end thereof is fixed around the first flange and includes a portion extending obliquely toward the outside of the first flange and the second flange. The second rubber plate has an annular shape and has one end fixed to the circumference of the second flange and extending obliquely toward the outside of the second flange and the first flange. The vacuum pump discharges the gas in the closed chamber formed by the vacuum vessel and the door to the outside. The first rubber plate and the second rubber plate are formed to contact each other while the second contact surface is in close contact with the first contact surface to form a sealed space between the circumference of the first flange and the circumference of the second flange. do.
열 진공 챔버, 진공 펌프, 고무판 Thermal vacuum chamber, vacuum pump, rubber plate
Description
본 발명은 열 진공 챔버(thermal vacuum chamber)를 형성하는 열 진공 챔버 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thermal vacuum chamber apparatus for forming a thermal vacuum chamber.
위성체 등의 우주 장비는 극저온 및 극저압(진공) 상태의 우주 환경에서 오랫동안 작동하게 되며, 이와 같은 가혹한 우주 환경에 의해 우주 장비의 주요 부품의 기능 장애가 초래되기도 한다.Space equipment such as satellites will operate for a long time in the cryogenic and cryogenic (vacuum) space environment, and such severe space environment may cause the malfunction of major components of the space equipment.
이러한 우주 장비의 기능 장애를 미연에 방지하기 위해서, 우주 장비에 대한 우주 환경 시험이 필요하며, 이러한 우주 환경 시험을 위해 우주 환경을 모사하기 위한 장비의 하나인 열 진공 챔버 장치(thermal vacuum chamber apparatus)가 알려진 바 있다.In order to prevent such space equipment malfunctions, a space environmental test is required for space equipment, and a thermal vacuum chamber apparatus, which is one of the equipment for simulating the space environment, is used for the space environment test. Is known.
열 진공 챔버 장치는 진공 조건을 형성하기 위한 진공계와 저온 조건을 형성하기 위한 열 제어계를 포함한다.The thermal vacuum chamber apparatus includes a vacuum system for forming a vacuum condition and a thermal control system for forming a low temperature condition.
열 진공 챔버 장치는 진공 챔버를 형성하기 위한 진공 용기와 이에 접착되는 도어(door)로 이루어지는 것이 일반적이며, 진공계는 진공 챔버 내의 기체를 배출하는 진공 펌프로 구현될 수 있고, 열 제어계는 액체 질소에 의해 냉각되는 슈라우 드(shroud)로 구현될 수 있다. 이때, 진공계는 10-5 토르(Torr) 이하의 고진공을 형성하거나 대기압에서 10-2 토르 사이의 저진공을 형성하도록 작용할 수 있다.The thermal vacuum chamber apparatus generally includes a vacuum container for forming a vacuum chamber and a door adhered thereto, and the vacuum system may be implemented as a vacuum pump for discharging gas in the vacuum chamber, and the thermal control system may be applied to liquid nitrogen. It can be implemented as a shroud that is cooled by. In this case, the vacuum system may operate to form a high vacuum of 10 −5 Torr or less or a low vacuum of 10 −2 Torr at atmospheric pressure.
이와 같이 열 진공 챔버 장치가 매우 낮은 압력의 진공을 형성하기 위해서는 빈번한 개폐가 일어나는 진공 용기와 도어의 접촉 부분에서의 밀폐가 중요하다. 이때, 비교적 작은 용량의 열 진공 챔버 장치에서는 서로 접촉하는 도어 플랜지(door flange)와 진공 용기 플랜지가 용접 이음 없이 한 번에 가공할 수 있으므로 접촉면이 평탄하게 형성될 수 있고 이에 따라 도어 플랜지와 진공 용기 플랜지 사이의 밀봉이 효과적으로 이루어질 수 있다. 그러나, 비교적 큰 용량의 열 진공 챔버 장치에서는 도어 플랜지와 진공 용기 플랜지의 크기가 커 한 번의 가공으로 형성되기 어렵고 이에 따라 여러 조각의 플랜지를 용접으로 이어 제작하고 있다. 이러한 경우 용접에 의한 변형 등으로 두 플랜지의 접촉면 사이에 틈이 형성될 수 있으며, 진공 펌프가 작동할 때 이 틈으로 외부 공기가 유입되어 진공 형성이 어려운 문제가 있었다.In order for the thermal vacuum chamber device to form a very low pressure vacuum, it is important to seal at the contact portion of the door with the vacuum container where frequent opening and closing takes place. In this case, in the thermal vacuum chamber apparatus of a relatively small capacity, the door flange and the vacuum vessel flange which are in contact with each other can be processed at once without welding seam, so that the contact surface can be formed flat and accordingly the door flange and the vacuum vessel Sealing between the flanges can be made effectively. However, in the thermal vacuum chamber apparatus of a relatively large capacity, the door flange and the vacuum vessel flange are large in size, so that it is difficult to form them in one operation. Accordingly, several pieces of flanges are manufactured by welding. In this case, a gap may be formed between the contact surfaces of the two flanges due to deformation by welding, and when the vacuum pump operates, external air flows into this gap, making it difficult to form a vacuum.
이러한 문제를 해결하기 위해, 진공 용기 플랜지와 도어 플랜지 사이에 오링(O-ring)을 배치하고 복수의 공압 실린더를 이용하여 진공 용기와 도어를 강제적으로 밀착시켜 플랜지의 접촉면 사이의 틈을 최소화시킴으로써 진공 챔버에 진공이 형성될 수 있도록 하였다.To solve this problem, place an O-ring between the vacuum vessel flange and the door flange and force the vacuum vessel and the door by using a plurality of pneumatic cylinders to minimize the gap between the contact surface of the flange Vacuum was allowed to form in the chamber.
그러나, 이러한 방식은 복수의 공압 실린더를 필요로 하므로 열 진공 챔버 장치의 구성이 복잡해지고 이에 따라 열 진공 챔버 장치의 제작비가 증가하는 문제 가 있다. 또한, 공압 실린더를 이용해 진공 용기와 도어를 강제적으로 밀착시키는 경우에도 진공 용기 플랜지와 도어 플랜지 사이의 틈이 제대로 제거되지 못할 수도 있어 진공 형성이 어려운 문제가 있다.However, since this method requires a plurality of pneumatic cylinders, there is a problem in that the configuration of the thermal vacuum chamber device becomes complicated and accordingly, the manufacturing cost of the thermal vacuum chamber device increases. In addition, even when the vacuum vessel and the door is forcibly in close contact with the pneumatic cylinder, the gap between the vacuum vessel flange and the door flange may not be properly removed, so that vacuum formation is difficult.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 간단한 구조로 효과적으로 진공을 형성할 수 있는 열 진공 챔버 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems described above, the problem to be solved by the present invention is to provide a thermal vacuum chamber apparatus that can effectively form a vacuum with a simple structure.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 열 진공 챔버 장치는 진공 용기, 도어, 열 제어계, 제1 고무판, 제2 고무판, 그리고 진공 펌프를 포함한다. 진공 용기는 내부에 챔버를 형성하며 제1 접촉면을 갖는 제1 플랜지를 한 단에 구비한다. 도어는 상기 진공 용기에 밀착되어 상기 챔버를 폐쇄할 수 있도록 형성되며 상기 제1 접촉면에 밀착될 수 있는 제2 접촉면을 갖는 제2 플랜지를 한 단에 구비한다. 열 제어계는 상기 진공 용기에 설치되어 상기 챔버를 냉각시킨다. 제1 고무판은 고리 형상을 가지며 그 한 단이 상기 제1 플랜지의 둘레에 고정되고 상기 제1 플랜지의 외측 및 상기 제2 플랜지를 향해 비스듬하게 연장되는 부분을 포함한다. 제2 고무판은 고리 형상을 가지면 그 한 단이 상기 제2 플랜지의 둘레에 고정되고 상기 제2 플랜지의 외측 및 상기 제1 플랜지를 향해 비스듬하게 연장되는 부분을 포함한다. 진공 펌프는 상기 진공 용기와 상기 도어에 의해 형성되는 상기 폐쇄된 챔버 내의 기체를 외부로 배출시킨다. 상기 제1 고무판 및 상기 제2 고무판은 상기 제2 접촉면이 상기 제1 접촉면에 밀착된 상태에서 서로 접촉되어 상기 제1 플랜지의 둘레와 상기 제2 플랜지의 둘레와의 사이에 밀폐 공간을 형 성하도록 형성된다.Thermal vacuum chamber apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a vacuum vessel, a door, a thermal control system, a first rubber plate, a second rubber plate, and a vacuum pump. The vacuum vessel forms a chamber therein and has a first flange at one end having a first contact surface. The door is provided at one end with a second flange which is formed to be in close contact with the vacuum container to close the chamber and has a second contact surface that can be in close contact with the first contact surface. A thermal control system is installed in the vacuum vessel to cool the chamber. The first rubber plate has a ring shape and one end thereof is fixed around the first flange and includes a portion extending obliquely toward the outside of the first flange and the second flange. The second rubber plate has an annular shape and has one end fixed to the circumference of the second flange and extending obliquely toward the outside of the second flange and the first flange. The vacuum pump discharges the gas in the closed chamber formed by the vacuum vessel and the door to the outside. The first rubber plate and the second rubber plate are in contact with each other while the second contact surface is in close contact with the first contact surface to form a sealed space between the circumference of the first flange and the circumference of the second flange. Is formed.
상기 제1 고무판과 상기 제2 고무판은 상기 제1 플랜지의 내측 방향 및 상기 제2 플랜지의 내측 방향으로 볼록하도록 곡면으로 각각 형성될 수 있다.The first rubber plate and the second rubber plate may be formed in a curved surface so as to be convex in an inner direction of the first flange and an inner direction of the second flange.
본 발명에 의하면, 진공 용기와 도어에 각각 고무판이 설치되고 이 고무판이 밀착되어 진공 용기와 도어의 접촉 부분을 둘러싸므로 진공 용기와 도어의 접촉면에 틈이 있는 경우에도 진공 용기와 도어에 의해 형성된 챔버의 진공 형성이 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.According to the present invention, a vacuum plate and a door are respectively provided with a rubber plate, and the rubber plate is in close contact with each other to surround the contact portion between the vacuum container and the door, so that the chamber formed by the vacuum container and the door even when there is a gap in the contact surface between the vacuum container and the door. The vacuum formation of can be made more effective.
이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열 진공 챔버 장치는 진공 용기(11)와 도어(door)(13)를 포함한다.1 and 2, a thermal vacuum chamber apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
진공 용기(11)는 그 내부에 챔버(15)를 형성한다. 도면에 예시적으로 도시된 바와 같이, 진공 용기(11)는 그 한 단은 폐쇄되고 다른 한 단은 개방된 중공의 원통 형상으로 이루어질 수 있다.The
도어(13)는 진공 용기(11)에 밀착되어 챔버(15)를 폐쇄할 수 있도록 형성된다. 즉, 진공 용기(11)와 도어(13)의 밀착에 의해 진공 챔버가 형성된다.The
진공 용기(11)는 그 한 단에 진공 용기 플랜지(이하에서, '제1 플랜지'라 칭함)(17)를 구비하며, 제1 플랜지(17)는 제1 접촉면(19)을 포함한다.The
도어(13)는 그 한 단에 도어 플랜지(이하에서, '제2 플랜지'라 칭함)(21)를 구비하며, 제2 플랜지(21)는 제2 접촉면(23)을 포함한다.The
진공 용기(11)와 도어(13)가 서로 밀착되는 경우 제1 접촉면(19)과 제2 접촉면(23)이 서로 밀착될 수 있도록, 제1 접촉면(19)과 제2 접촉면(23)은 서로 마주하게 형성된다.When the
제1 접촉면(19)과 제2 접촉면(23)이 서로 밀착된 상태로 제1 플랜지(17)가 제2 플랜지(21)에 밀착되며, 제1 플랜지(17)와 제2 플랜지(21)의 밀착에 의해 진공 용기(11)와 도어(13) 사이에 진공 챔버가 형성된다.The
한편, 열 진공 챔버 장치는 챔버(15), 즉 진공 챔버를 냉각시키는 열 제어계(도시되지 아니함)를 포함한다. 열 제어계는 종래에 알려진 열 진공 챔버 장치의 열 제어계로 구현될 수 있다. 예를 들어, 열 제어계는 액체 질소를 공급하는 액체 질소 공급기와 진공 용기(11)에 설치되며 액체 질소에 의해 냉각되는 슈라우드(shroud)로 구현될 수 있다. 열 진공 챔버 장치의 열 제어계 그 자체는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로 이에 대한 더욱 상세한 설명은 생략한다.On the other hand, the thermal vacuum chamber apparatus includes a
그리고 본 발명의 실시예에 따른 열 진공 챔버 장치는 진공 용기(11)와 도어(13)의 밀착에 의해 형성되는 진공 챔버 내의 기체를 외부로 배출하는 진공 펌프(도시되지 아니함)를 포함한다. 진공 펌프는 진공 용기(11)에 설치될 수도 있고 도어(13)에 설치될 수도 있다.And the thermal vacuum chamber apparatus according to an embodiment of the present invention includes a vacuum pump (not shown) for discharging the gas in the vacuum chamber formed by the close contact of the
고리 형상의 제1 고무판(25)이 제1 플랜지(17)에 설치되고, 고리 형상의 제2 고무판(27)이 제2 플랜지(21)에 설치된다. 제1 고무판(25)은 제1 플랜지(17)의 둘 레를 따라 미리 설정된 폭으로 형성되어 전체적으로 고리 형상을 가지며, 제2 고무판(27)은 제2 플랜지(21)의 둘레를 따라 미리 설정된 폭으로 형성되어 전체적으로 고리 형상을 가진다.An annular
예를 들어, 제1 고무판(25)과 제2 고무판(27)은 외력이 의해 형상이 변형될 수 있는 플렉시블(flexible)한 고무 재질로 형성될 수 있다.For example, the
제1 고무판(25)의 한 단(29)은 제1 플랜지(17)의 둘레(18)에 고정되고, 제1 고무판(25)은 제1 플랜지(17)의 외측 및 제2 플랜지(21)를 향해 비스듬하게 연장되는 부분(31)을 포함한다. 이때, 제1 고무판(25)의 한 단(29)은 고리 형상의 고정 부재(33)에 제1 플랜지(17)의 둘레(18)에 고정될 수 있다.One
한편, 제2 고무판(27)의 한 단(35)은 제2 플랜지(21)의 둘레(22)에 고정되고, 제2 고무판(27)은 제2 플랜지(21)의 외측 및 제1 플랜지(17)를 향해 비스듬하게 연장되는 부분(37)을 포함한다. 이때, 제2 고무판(27)의 한 단(35)은 고리 형상의 고정 부재(39)에 의해 제2 플랜지(21)의 둘레(22)에 고정될 수 있다.Meanwhile, one
이때, 제1 고무판(25) 및 제2 고무판(27)은 제1 접촉면(19)과 제2 접촉면(23)이 밀착된 상태에서 서로 접촉되도록 형성된다. 이에 따라, 제1 접촉면(19)과 제2 접촉면(23)이 밀착된 상태에서 제1 플랜지(17)의 둘레(18)와 제2 플랜지(21)의 둘레(22)와 제1 및 제2 고무판(25, 27) 사이에 밀폐 공간이 형성된다.In this case, the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열 진공 챔버 장치의 진공 용기와 도어가 접촉하는 과정에서 제1 고무판 및 제2 고무판의 접촉 상태를 보여주는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 진공 용기(11)와 도어(13)가 밀착되면 제1 고무판(25)과 제2 고무판(27)의 외측 부분이 서로 밀착하게 되고, 이에 따라 진공 용기(11)와 도어(13)의 접촉된 부분을 둘러싸는 외부 공간이 제1 고무판(25)과 제2 고무판(27)에 의해 차폐된다.3 is a view showing a contact state between the first rubber plate and the second rubber plate in the process of contact between the door and the vacuum container of the thermal vacuum chamber apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, when the
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 고무판(25)이 제1 플랜지(17)의 내측 방향으로 볼록(외측 방향으로 오목)하도록 곡면으로 형성되고, 제2 고무판(27)이 제2 플랜지(21)의 내측 방향으로 볼록(외측 방향으로 오목)하도록 곡면으로 형성될 수 있다. 이에 따라 제1 접촉면(19)과 제2 접촉면(23)이 밀착된 상태에서, 제1 고무판(25)과 제2 고무판(27)이 보다 효과적으로 접촉될 수 있고 또한 접촉면이 넓어질 수 있어 보다 효과적인 차폐가 가능하다.As shown in FIG. 3, the
진공 펌프가 작동하면 진공 용기(11)와 도어(13)에 의해 형성되는 진공 챔버의 기체가 외부로 배출됨으로써, 원하는 진공을 형성할 수 있다. 이때, 제1 고무판(25)과 제2 고무판(27)의 접촉에 의해 제1 플랜지(17)의 제1 접촉면(19)과 제2 플랜지(21)의 제2 접촉면(23)의 외측 부분이 둘러싸여 밀폐 공간이 형성됨으로써, 제1 접촉면(19)과 제2 접촉면(23) 사이에 틈이 있는 경우에도 진공 챔버가 제1 고무판(25)과 제2 고무판(27)의 접촉에 의해 차폐된다. 이에 따라 진공 챔버로 공기가 유입되는 것이 차단되어 진공 챔버에 효과적인 진공 형성이 가능하다.When the vacuum pump is operated, the gas in the vacuum chamber formed by the
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and it is recognized that the present invention is easily changed and equivalent by those skilled in the art to which the present invention pertains. Includes all changes and modifications to the scope of the matter.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열 진공 챔버 장치의 진공 용기와 도어가 분리된 상태를 보여주는 사시도이다.1 is a perspective view showing a state in which a vacuum vessel and a door of a thermal vacuum chamber apparatus according to an embodiment of the present invention are separated.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열 진공 챔버 장치의 진공 용기와 도어가 서로 밀착된 상태를 보여주는 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing a state in which the vacuum container and the door of the thermal vacuum chamber apparatus according to an embodiment of the present invention in close contact with each other.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열 진공 챔버 장치의 진공 용기와 도어가 접촉하는 과정에서 제1 고무판 및 제2 고무판의 접촉 상태를 보여주는 도면이다.3 is a view showing a contact state between the first rubber plate and the second rubber plate in the process of contact between the door and the vacuum container of the thermal vacuum chamber apparatus according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
11: 진공 용기 13: 도어11: vacuum vessel 13: door
15: 챔버 17: 진공 용기 플랜지15: chamber 17: vacuum vessel flange
19: 제1 접촉면 21: 도어 플랜지19: first contact surface 21: door flange
23: 제2 접촉면 25: 제1 고무판23: second contact surface 25: first rubber plate
27: 제2 고무판27: second rubber sheet
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KR1020070129753A KR100926114B1 (en) | 2007-12-13 | 2007-12-13 | Thermal vacuum chamber apparatus |
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Citations (1)
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JPH0450555A (en) * | 1990-06-15 | 1992-02-19 | Okawara Mfg Co Ltd | Sealing structure for vacuum vessel, etc. |
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2007
- 2007-12-13 KR KR1020070129753A patent/KR100926114B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0450555A (en) * | 1990-06-15 | 1992-02-19 | Okawara Mfg Co Ltd | Sealing structure for vacuum vessel, etc. |
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