KR100989639B1 - 회전형 진공 근적외선 경화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전형 진공 근적외선 경화장치로써, 회전하는 턴테이블의 상부에 놓인 작업시료에 근적외선히터로 열을 가하여 작업시료를 경화시키는 회전형 진공 근적외선 경화장치에 관한 것이다.
본 발명의 회전형 진공 근적외선 경화장치는, 내부에 챔버가 구비되고, 상기 챔버를 개폐하는 도어가 장착된 본체와; 상기 챔버의 내부에 배치되고 상부에 작업시료를 올려놓는 턴테이블과; 상기 턴테이블의 상부에 놓인 상기 작업시료를 가열하여 경화시키는 근적외선히터와; 상기 본체에 장착되고 상기 턴테이블을 회전시키는 모터와; 상기 챔버의 하부를 관통하여 상기 턴테이블과 모터를 연결하는 회전축과; 상기 회전축의 둘레에 배치되어 상기 챔버의 하부를 밀폐시키는 밀봉부재와; 상기 본체에 장착되고 상기 챔버의 내부에 존재하는 산화물질을 외부로 배출시켜 제거하는 진공펌프로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

회전형 진공 근적외선 경화장치 { ROTATION TYPE NIR CURING DEVICE }

본 발명은 회전형 진공 근적외선 경화장치로써, 회전하는 턴테이블의 상부에 놓인 작업시료에 근적외선히터로 열을 가하여 작업시료를 경화시키는 회전형 진공 근적외선 경화장치에 관한 것이다.

경화장치는 작업시료에 고온의 열을 가하여 경화시키기 위한 것으로 작업시료에 균일한 열을 가하는 것이 중요하다.

또한, 작업시료를 경화시킬 때 불순물을 제거하고 고온에서 작업시료가 산화되는 것을 막아 작업시료의 품질을 높일 필요가 있다.

도 1은 종래의 경화장치를 나타낸 단면도이다.

종래의 경화장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 건조실(12), 반송벨트(13), 프레임(14), 원적외선 방사체(15), 공기실(18) 및 승강장치(20)로 이루어진다.

상기 건조실(12)은 내부에서 작업시료를 경화시킨다.

상기 반송벨트(13)는 상부에 상기 작업시료를 올려놓고, 상기 건조실(12) 내에 길이방향으로 설치되어 상기 작업시료를 반송시킨다.

상기 프레임(14)은 상기 반송벨트(13)의 상하에 배치되고, 상기 프레임(14)에 다수개의 상기 원적외선 방사체(15)가 장착되어 작업시료를 경화시킨다.

상기 공기실(18)은 상기 프레임(14)의 상부에 배치되어 상기 프레임(14)에 설치된 구멍(23)을 통해 하부로 온풍을 분출한다.

상기 공기실(18)에서 분출된 온풍은 상기 원적외선 방사체(15)에 의해 가열되어 상기 작업시료를 경화시킨다.

상기 승강장치(20)는 상기 건조실(12)의 내부에 장착되고, 상기 승강장치(20)에는 상기 반송벨트(13)의 상부에 배치된 상기 프레임(14) 및 공기실(18)이 장착되어 일체로 상하 이동하여 상기 원적외선 방사체(15)와 작업시료의 거리를 조절한다.

이와 같이, 종래의 경화장치는 상기 건조실(12)의 내부에서 상기 작업시료를 경화시킨다.

하지만, 상기 건조실(12)의 내부에 공기가 존재하여 상기 작업시료가 공기에 포함되어 있는 산화물질에 의해 산화될 수 있으며, 정적인 상태에서 상기 작업시료가 가열됨으로써 상기 작업시료가 균일하게 경화되지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 진공펌프로 챔버내의 산화물질을 제거하여 작업시료의 산화를 방지하고, 작업시료를 올려놓는 턴테이블을 회전시켜 작업시료를 균일하게 경화시킬 수 있는 회전형 진공 근적외선 경화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 회전형 진공 근적외선 경화장치는, 내부에 챔버가 구비되고, 상기 챔버를 개폐하는 도어가 장착된 본체와; 상기 챔버의 내부에 배치되고 상부에 작업시료를 올려놓으며, 하면의 중심부에 수직축이 돌출 형성된 턴테이블과; 상기 턴테이블의 상부에 놓인 상기 작업시료를 가열하여 경화시키는 근적외선히터와; 상기 본체에 장착되고 상기 챔버의 하부에 배치되어 상기 수직축을 중심으로 상기 턴테이블을 회전시키는 모터와; 상기 챔버의 하부를 관통하여 상기 수직축과 모터를 연결하는 회전축과; 상기 회전축의 둘레에 배치되어 상기 챔버의 하부를 밀폐시키는 밀봉부재와; 상기 본체에 장착되고 상기 챔버의 내부에 존재하는 산화물질을 외부로 배출시켜 제거하는 진공펌프로 이루어지되, 상기 밀봉부재는 상기 회전축과 챔버의 하부 사이를 밀봉시키는 자성유체씰로 이루어지고, 상기 밀봉부재에는 상기 밀봉부재를 냉각시키는 냉각수가 투입되는 냉각수투입구와 상기 냉각수투입구로부터 투입된 상기 냉각수가 배출되는 냉각수배출구가 연결되며, 상기 근적외선히터는 상기 챔버 내부에 장착되어 상기 턴테이블의 상부에 배치되고, 승강부에 의해 상하 방향으로 이동한다.

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상기 챔버의 내부에 불활성가스를 주입하는 가스공급기를 더 포함한다.

본 발명에 따른 회전형 진공 근적외선 경화장치는 다음과 같은 효과가 있다.

진공펌프를 이용하여 챔버의 내부에 존재하는 산화물질을 제거함으로써 시료의 산화를 방지하고, 작업시료가 놓인 턴테이블을 회전시킴으로써 작업시료를 균일하게 경화시킬 수 있다.

또한, 자성유체씰로 챔버와 회전축 사이를 밀봉함으로써 회전축과 챔버 하부의 간극을 통해 챔버 내부로 공기가 유입되는 것을 막고, 회전축의 회전시 발생하는 마찰을 최소화할 수 있다.

또한, 냉각수를 통과시켜 밀봉부재를 냉각시킴으로써 고온에서 밀봉부재의 유체가 증발하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 승강부를 이용하여 근적외선히터의 높이를 조절함으로써 작업시료의 가열 거리를 조절할 수 있다.

또한, 챔버의 내부에 불활성가스를 주입함으로써 불활성가스에 의해 작업시료의 가열효율을 높일 수 있다.

도 1은 종래의 경화장치를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회전형 진공 근적외선 경화장치의 정면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전형 진공 근적외선 경화장치의 측면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전형 진공 근적외선 경화장치의 개략도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회전형 진공 근적외선 경화장치의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전형 진공 근적외선 경화장치의 측면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전형 진공 근적외선 경화장치의 개략도이다.

본 발명의 회전형 진공 근적외선 경화장치는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(100), 턴테이블(200), 근적외선히터(300), 모터(400), 회전축(500), 밀봉부재(600), 진공펌프(700) 및 가스공급기(800)로 이루어진다.

상기 본체(100)는 직육면체 형상으로 이루어지고, 내부에 챔버(110)가 구비되며, 정면에는 상기 챔버(110)를 개폐하는 도어(111)가 장착된다.

또한, 상기 본체(100)에는 상기 본체(100)의 상부와 하부를 나누는 수평판(101)이 형성되고, 상기 본체(100)의 정면에 제어부(120)가 장착된다.

상기 제어부(120)는 온도조절기(121), 진공게이지(122), 유량조절기(123), 작동스위치(124) 등으로 이루어진다.

상기 온도조절기(121)는 상기 챔버(110)의 내부에 장착된 온도센서(125)에 의해 상기 챔버(110)의 내부온도를 측정하여 상기 챔버(110)의 내부온도를 조절한다.

상기 진공게이지(122)는 상기 챔버(110)의 내부압력 상태를 나타낸다.

상기 유량조절기(123)는 후술할 불활성가스의 주입량을 조절한다.

상기 작동스위치(124)는 상기 턴테이블(200), 근적외선히터(300) 등을 작동시킨다.

상기 턴테이블(200)은 원형의 판 형상으로 형성되어 상기 챔버(110)의 내부에 배치되며 상부에 작업시료가 놓인다.

또한, 상기 턴테이블(200)의 하면의 중심부에는 하방향으로 수직축(210)이 돌출 형성된다.

상기 턴테이블(200)은 상기 모터(400)에 의해 상기 수직축(210)을 중심으로 회전하고, 상기 턴테이블(200)의 상부에 놓인 상기 작업시료는 상기 근적외선히터(300)에서 발생되는 열에 의해 경화된다.

이와 같이, 상부에 상기 작업시료를 올려놓은 상기 턴테이블(200)이 회전하기 때문에 상기 작업시료를 균일하게 경화시킬 수 있다.

상기 근적외선히터(300)는 상기 챔버(110)의 내부에 장착되어 상기 턴테이블(200)의 상부에 배치된다.

또한, 상기 근적외선히터(300)는 상기 챔버(110)의 내부의 측면에 장착되어 상기 턴테이블(200)의 측부에 배치될 수도 있다.

상기 근적외선히터(300)는 800nm 부근의 파장을 가진 램프로 상기 작업시료를 가열하여 상기 작업시료의 내부까지 쉽게 경화시킬 수 있다.

그리고 상기 근적외선히터(300)는 승강부(310)에 의해 상하방향으로 이동한다.

상기 승강부(310)는 상기 챔버(110)의 상면과 상기 근적외선히터(300)의 상면 사이에 장착되어 상기 근적외선히터(300)를 상하방향으로 이동시킨다.

상기 승강부(310)는 종래에 공지된 기술에 따라 다양한 방법으로 실시할 수 있다.

이와 같이, 상기 승강부(310)를 이용하여 상기 근적외선히터(300)의 높이를 조절함으로써 상기 작업시료의 가열거리를 조절할 수 있다.

또한, 상기 근적외선히터(300)에는 상기 근적외선히터(300)에서 발생하는 열을 반사시켜 상기 작업시료에 집중시키기 위하여 반사갓을 장착할 수도 있다.

상기 모터(400)는 상기 본체(100)에 장착되어 상기 턴테이블(200)을 회전시키는 역할을 한다.

구체적으로 상기 모터(400)는 상기 수평판(101)의 하면에 장착되고, 상기 챔버(110)의 하부에 배치된다.

상기 회전축(500)은 원형으로 형성되고 상기 챔버(110)의 하부를 관통하여 상기 턴테이블(200)과 모터(400)를 연결한다.

구체적으로 상기 회전축(500)은 일단이 상기 모터(400)에 연결되고, 상기 수평판(101)과 상기 챔버(110)의 하부를 관통하며, 타단이 상기 수직축(210)에 연결된다.

이로 인해 상기 회전축(500)은 상기 모터(400)의 회전력을 상기 수직축(210)에 전달하여 상기 턴테이블(200)이 회전되도록 한다.

상기 밀봉부재(600)는 상기 회전축(500)의 둘레에 배치되어 상기 챔버(110)의 하부를 밀폐시킨다.

상기 턴테이블(200)을 회전시키기 위해 상기 회전축(500)이 상기 챔버(110)의 하부를 관통하기 때문에 상기 챔버(110)의 하부와 회전축(500) 사이에는 간극이 생기게 된다.

따라서 상기 챔버(110)의 하부와 회전축(500) 사이의 간극을 밀봉하기 위하여 상기 밀봉부재(600)를 상기 회전축(500)의 둘레에 배치하였다.

이러한 상기 밀봉부재(600)는 자성유체씰로 이루어지고 상기 챔버(110)의 하부에 장착된다.

상기 자성유체씰은 내부에 장착된 영구자석의 자기력선을 따라 자성유체가 배치되어 오링(O-RING) 형상을 이룸으로써 상기 챔버(110)의 하부와 회전축(500) 사이의 간극을 통해 사이 챔버(110)의 외부에서 내부로 공기가 유입되는 것을 방지한다.

이와 같이, 상기 자성유체씰로 상기 챔버(110)와 회전축(500) 사이의 틈을 밀봉함으로써, 상기 챔버(110) 내부로 공기가 유입되는 것을 막고 상기 회전축(500)의 회전시 발생하는 마찰을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 밀봉부재(600)에는 냉각수가 투입되는 냉각수투입구(610)가 연결되고, 상기 냉각수투입구(610)로부터 투입된 냉각수가 배출되는 냉각수배출구(620)가 연결된다.

상기 밀봉부재(600)의 내부로 투입된 냉각수는 밀봉부재(600)의 열을 흡수하여 외부로 배출된다.

이와 같이, 상기 냉각수를 통과시켜 상기 밀봉부재(600)를 냉각시킴으로써 고온에서 상기 밀봉부재(600)의 자성유체가 증발하는 것을 방지할 수 있다.

상기 진공펌프(700)는 상기 본체(100)의 하부의 내부에 장착되고 상기 챔버(110)의 내부에 존재하는 산화물질을 외부로 배출시켜 제거한다.

즉, 상기 챔버(110)의 내부에 존재하는 공기에는 수분이나 산소 등의 산화물질이 포함되어 있어서 상기 작업시료를 산화시켜 상기 작업시료의 품질을 떨어뜨리기 때문에, 상기 진공펌프(700)를 이용하여 상기 챔버(110)의 내부에 존재하는 산화물질을 제거한다.

이러한 이유로 상기 진공펌프(700)를 이용하여 상기 챔버(110)의 내부를 진공상태로 만들면 상기 챔버(110)의 내부 압력이 낮아져서 상기 챔버(110)의 하부와 회전축(500) 사이의 간극을 통해 상기 챔버(110)의 내부로 공기가 유입될 수 있다.

그러나 본 발명은 전술한 바와 같이 상기 챔버(110)의 하부와 회전축(500) 사이에 형성된 간극을 상기 밀봉부재(600)로 막아 공기가 상기 챔버(110)의 내부로 유입되는 것을 방지하였다.

상기 가스공급기(800)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(110)의 내부에 불활성가스를 주입한다.

상기 가스공급기(800)는 상기 챔버(110)의 내부에 장착된 노즐(810)과 연결되어 상기 노즐(810)을 통해 상기 챔버(110)의 내부로 불활성가스를 주입한다.

상기 가스공급기(800)에 의해 주입되는 불활성가스는 고온에서도 반응이 일어나기 어렵기 때문에 상기 작업시료를 산화시키지 않고, 상기 불활성가스가 상기 근적외선히터(300)에서 발생되는 열을 상기 작업시료에 전달한다.

필요에 따라 상기 챔버(100)의 내부에는 상기 작업시료를 산화시키지 않고 상기 작업시료에 열을 전달할 수 있는 질소가스를 주입할 수도 있다.

한편, 상기 진공펌프(700)를 이용하여 상기 챔버(110)의 내부를 진공상태로 만들면 상기 근적외선히터(300)에서 발생한 열을 어떠한 매질 없이 상기 작업시료로 전달해야 하기 때문에 상기 작업시료의 가열효율이 떨어질 수 있다.

그러나 본 발명에서는 상기 챔버(110)의 내부에 불활성가스를 주입하기 때문에 불활성가스에 의한 열전달에 의해 상기 작업시료의 가열효율을 높일 수 있다.

이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동방법에 대하여 알아본다.

상기 챔버(110)의 내부에 배치된 상기 턴테이블(200)의 상부에 상기 작업시료를 올려놓는다.

이후, 상기 승강부(310)를 이용하여 상기 근적외선히터(300)의 높이를 조절한다.

경우에 따라 상기 승강부(310)는 상기 챔버(110)의 외부에서 작동시킬 수 있게 하여 상기 작업시료의 가열중에 상기 근적외선히터(300)의 높이를 조절하게 할 수도 있다.

상기 근적외선히터(300)의 높이 조절이 완료되면 상기 도어(111)를 닫는다.

상기 도어(111)가 닫혀 상기 챔버(110)가 밀폐되면 상기 진공펌프(700)를 작동시켜 상기 챔버(110)의 내부에 존재하는 산화물질을 제거한다.

이때, 상기 회전축(500)과 챔버(110)의 하부 사이에 간극이 형성되어 상기 간극을 통해 상기 챔버(110)의 외부에서 내부로 공기가 유입될 수 있는데, 상기 밀봉부재(600)에 의해 상기 챔버(110)이 내부로 공기가 유입되는 것을 차단한다.

이와 같이, 상기 챔버(110)의 내부에 산화물질을 제거하여 상기 작업시료의 가열시 고온에서 산화물질에 의해 상기 작업시료가 산화되는 것을 방지한다.

상기 진공펌프(700)에 의해 상기 챔버(110)의 내부가 진공상태가 되면 상기 작업시료의 가열효율이 떨어지기 때문에 상기 가스공급기(800)를 작동시켜 상기 챔버(110)의 내부에 불활성가스를 주입한다.

상기 챔버(110)의 내부에 불활성가스를 주입하면 불활성가스에 의한 열전달에 의해 상기 작업시료의 가열효율을 높일 수 있다.

상기 챔버(110)의 내부에 불활성가스의 주입이 완료되면 상기 온도조절기(121)로 상기 챔버(110)의 내부온도를 설정하고, 상기 근적외선히터(300)를 작동시킨다.

상기 근적외선히터(300)는 상기 챔버(110)의 내부온도를 400℃까지 상승시킬 수 있다.

상기 근적외선히터(300)의 작동과 함께 상기 모터(400)를 작동시켜 상부에 상기 작업시료가 올려진 상기 턴테이블(200)을 회전시키다.

상기 작업시료가 올려진 상기 턴테이블(200)을 회전시킴으로써 상기 근적외선히터(300)에 의해 상기 작업시료를 균일하게 경화시킬 수 있다.

이때, 고온에서 상기 밀봉부재(600)의 자성유체가 증발하는 것을 막기 위해 냉각수가 투입되는 상기 냉각수투입구(610)와 투입된 냉각수가 배출되는 상기 냉각수배출구(620)가 연결된 상기 밀봉부재(600)에 냉각수를 통과시켜 상기 밀봉부재(600)를 냉각시킨다.

본 발명인 회전형 진공 근적외선 경화장치는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

100 : 본체, 101 : 수평판, 110 : 챔버, 111 : 도어, 120 : 제어부, 121 : 온도조절기, 122 : 진공게이지, 123 : 유량조절기, 124 : 작동스위치, 125 : 온도센서, 200 : 턴테이블, 210 : 수직축, 300 : 근적외선히터, 310 : 승강부, 400 : 모터, 500 : 회전축, 600 : 밀봉부재, 610 : 냉각수투입구, 620 : 냉각수배출구, 700 : 진공펌프, 800 : 가스공급기, 810 : 노즐

Claims (5)

1. 내부에 챔버가 구비되고, 상기 챔버를 개폐하는 도어가 장착된 본체와;
   상기 챔버의 내부에 배치되고 상부에 작업시료를 올려놓으며, 하면의 중심부에 수직축이 돌출 형성된 턴테이블과;
   상기 턴테이블의 상부에 놓인 상기 작업시료를 가열하여 경화시키는 근적외선히터와;
   상기 본체에 장착되고 상기 챔버의 하부에 배치되어 상기 수직축을 중심으로 상기 턴테이블을 회전시키는 모터와;
   상기 챔버의 하부를 관통하여 상기 수직축과 모터를 연결하는 회전축과;
   상기 회전축의 둘레에 배치되어 상기 챔버의 하부를 밀폐시키는 밀봉부재와;
   상기 본체에 장착되고 상기 챔버의 내부에 존재하는 산화물질을 외부로 배출시켜 제거하는 진공펌프로 이루어지되,
   상기 밀봉부재는 상기 회전축과 챔버의 하부 사이를 밀봉시키는 자성유체씰로 이루어지고,
   상기 밀봉부재에는 상기 밀봉부재를 냉각시키는 냉각수가 투입되는 냉각수투입구와 상기 냉각수투입구로부터 투입된 상기 냉각수가 배출되는 냉각수배출구가 연결되며,
   상기 근적외선히터는 상기 챔버 내부에 장착되어 상기 턴테이블의 상부에 배치되고, 승강부에 의해 상하 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 회전형 진공 근적외선 경화장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 챔버의 내부에 불활성가스를 주입하는 가스공급기를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전형 진공 근적외선 경화장치.

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