KR101064179B1 - 진공 챔버 내부 대기압 환경 조성장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공 챔버 내부에 대기압 환경을 조성하여 진공 상태에서 오작동하는 실험장치를 진공 챔버 내부에서도 사용할 수 있는 진공 챔버 내부 대기압 환경 조성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적의 본 발명은 분기구가 형성되어 있는 진공 챔버, 상기 진공 챔버의 내부에 설치되고, 유입구가 형성된 대기압 챔버 및 상기 진공 챔버의 분기구에 결합되는 외부 플랜지와, 상기 대기압 챔버의 유입구에 결합하는 내부 플랜지와, 상기 외부 플랜지와 상기 내부 플랜지를 연결하는 연결관을 구비한 배관을 포함 하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 진공 챔버 내에 대기압 환경을 조성할 수 있어 진공 상태에 실험장치가 노출되어 발생할 수 있는 실험장치의 고장 및 오작동을 방지할 수 있는 효과가 있다.
진공챔버, 대기압챔버, 배관, 플랜지, 실험장치

Description

진공 챔버 내부 대기압 환경 조성장치{Vacuum chamber internal atmospheric pressure creation system}
본 발명은 진공 챔버 내부에 대기압 환경을 조성하는 장치에 관한 것이다.
산업에 발달의 한계와 에너지 자원의 고갈에 따라 여러 나라들이 경쟁적으로 미개척 분야를 찾아 개발하고 있다.
이러한 미개척 분야 중 무궁무진한 잠재력을 갖고 있는 분야가 우주 산업이다.
우주 산업은 우주선이나 인공위성의 개발을 포함하여 우주 개발에 필요한 여러 가지 기기를 만드는 산업으로 기술 집약적인 산업이다. 이 우주 산업을 발전시키기 위해서는 많은 시간과 기술이 필요하고, 우주 환경은 지구 환경과 다르기 때문에 그 기술 개발이 어렵다.
이에 따라, 우주 산업의 기술 개발을 하기 위해서, 지구 환경에서 우주 환경을 모사하기 위한 장비인 진공 챔버(vacuum chamber) 가 사용되고 있다.
진공 챔버는 우주의 환경을 모사하기 위해 진공 용기와 이와 결합되는 도어로 이루어지는 것이 일반적이며, 펌프로 진공 챔버 내부의 공기를 외부로 배출하여 진공 챔버 내부의 기압을 낮춤으로써, 진공 상태인 우주 환경을 모사하게 된다.
이러한 진공 챔버로는 다양한 실험을 하게 되는데, 예컨대 시편(試片)의 실험이나 우주에서 사용되는 장비 등의 작동 실험을 한다. 이때, 시편이나 장비 등은 진공 챔버에 설치하고 실험을 하는 실험장치는 진공 챔버 외부에 설치하여 실험을 하게 된다.
하지만, 시편이나 장비 등의 근처에서 실험장치로 실험해야 할 경우에는, 부득이하게 진공 챔버 내부에 실험장치를 설치하여 실험을 해야 한다.
그러나 이 경우 실험장치가 진공 상태에 노출되기 때문에 대기압 하에서 작동하도록 제작된 실험장치는 고장이나 오작동이 발생하고, 이 실험을 위해 진공 상태에서 작동하는 실험장치를 별도로 제작하기에는 막대한 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 진공 챔버 내부에 대기압 환경을 조성하여 대기압에서만 정상 작동하는 실험장치를 진공 챔버 내부에서도 사용할 수 있는 진공 챔버 내부 대기압 환경 조성 장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 실시예에 따른 진공 챔버 내부 대기압 환경 조성 장치는, 분기구가 형성되어 있는 진공 챔버, 상기 진공 챔버의 내부에 설치되고, 유입구가 형성된 대기압 챔버 및 상기 진공 챔버의 분기구에 결합되는 외부 플랜지와, 상기 대기압 챔버의 유입구에 결합하는 내부 플랜지와, 상기 외부 플랜지와 상기 내부 플랜지를 연결하는 연결관을 구비한 배관을 포함한다.
또한, 상기 진공 챔버의 분기구와 상기 외부 플랜지 사이에는 구리 가스켓이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결관은 연장 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 대기압 챔버는 상기 진공 챔버 내부에서 이동 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 비교적 적은 비용으로 진공 챔버 내에 대기압 환경을 조성할 수 있고, 진공 상태에 실험장치가 노출되어 발생될 수 있는 실험장치의 고장 및 오작동을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 배관을 통해 대기압 챔버와 진공 챔버의 연결을 용이하게 할 수 있다.
또한, 분기구와 외부 플랜지 사이에 구리 개스켓을 구비하여 기밀성을 확보할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공 챔버 내 대기압 환경 조성 장치의 개략 구성도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진공 챔버 내 대기압 환경 조성 장치의 배관을 도시한 사시도 이고, 도 3은 도 1의 "A"부 확대 단면도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 진공 챔버 내 대기압 환경 조성장치(100)는 진공 챔버(130), 대기압 챔버(150) 및 배관(170)을 포함한다.
상기 진공 챔버(130)는 제1 용기(131)와 제1 뚜껑(133)으로 구성된다. 상기 제1 뚜껑(133)은 제1 용기(131)에서 개폐가능하도록 구성될 수 있다. 상기 진공 챔버(130)는 제1 용기(131)와 제1 뚜껑(133)의 결합으로 그 내부에 밀폐된 진공 공간(135)을 형성하며, 이 진공 공간(135)의 기압을 낮춰 우주의 환경을 모사 할 수 있다.
또한, 상기 진공 공간(135)에는 실험 부재 예컨대, 시편(試片)이나 우주에서 사용될 장비 등을 설치할 수 있다. 한편, 상기 제1 뚜껑(133)은 제1 용기(131)에 힌지 결합으로 개폐되는 공지의 도어(door) 형태로도 구현될 수 있다.
그리고 상기 진공 챔버(135)에는 분기구(137)가 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 용기(131)의 외면에 분기구(137)를 형성하였지만 제1 뚜껑의 외면에 분기구(137)를 형성 것도 가능하다.
한편, 상기 분기구(137)는 복수개가 형성될 수 있다. 복수개의 분기구(137)에는 진공 펌프(140)와 배관(170)이 각각 연결될 수 있다.
상기 진공 펌프(140)는 진공 공간(135)의 공기를 외부로 유출시켜 그 내부 기압을 낮춤으로써, 진공 챔버 내부의 진공 공간(135)을 진공 상태로 만들 수 있다.
아울러, 상기 진공 챔버(130)에는 진공 챔버(130)의 내부 온도를 가변할 수 있는 온도가변장치(미도시)가 더 설치될 수 있다. 상기 온도가변장치(미도시)는 종래의 공지된 온도가변장치로 구현될 수 있다.
상기 대기압 챔버(150)는 제2 용기(151)와 제2 뚜껑(153)으로 구성된다.
상기 대기압 챔버(150)는 제2 용기(151)와 제2뚜껑(153)을 서로 결합함으로써, 그 내부에 밀폐된 대기압 공간(155)을 형성한다. 또한, 상기 대기압 챔버(150)는 진공 챔버(130) 내부에 위치하고, 그 내부 대기압 공간(155)에는 상기 실험 부재의 실험을 할 실험장치(미도시)가 설치될 수 있다.
한편, 상기 제2 뚜껑(153)은 제2 용기(151)에서 개폐가능하도록 구성될 수 있으며, 제2 뚜껑(153)은 힌지 결합하여 개폐되는 공지의 도어 형태로도 구성될 수 있다.
상기 대기압 챔버(150)에는 배관(170)과 연결되는 유입구(157)가 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 제2 용기(151)에 유입구(157)를 형성하였지만, 제2 뚜껑(153)에 유입구(157)를 형성하는 구성도 가능하다.
한편, 상기 대기압 챔버(150)는 상기 배관(170)과 연결되어 대기압 공간(155)을 대기압 상태로 유지할 수 있다.
아울러, 대기압 챔버(150)는 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 대기압 챔버(150) 저면에 복수의 바퀴(미도시)를 설치하여 작업자로 하여금 이동시키거나, 모터와 같은 구동수단에 의해 바퀴(미도시)를 구동시켜 이동할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 배관(170)은 외부 플랜지(171), 내부 플랜지(173) 및 연결관(175)으로 구성된다.
상기 외부 플랜지(171)는 진공 챔버(130)의 분기구(137)와 결합하고, 도 3에 도시된 바와 같이 볼트와 같은 결합수단으로 결합할 수 있다. 이때, 외부 플랜지(171)의 내측면과 분기구(137)의 외측면이 서로 접하도록 결합한다.
또한, 외부 플랜지(171)와 분기구(137) 사이에는 가스켓(160) 예컨대, 구리 가스켓(160)이 설치되어 외부 플랜지(171)와 분기구(137)의 결합부분에 기밀성을 확보할 수 있다.
상기 내부 플랜지(173)는 대기압 챔버(150)의 유입구와 결합하고, 도 3에 도시된 바와 같이, 클램프와 같은 결합수단으로 결합할 수 있다. 내부 플랜지(173)와 유입구(175)는 클램프로 연결하기 때문에, 대기압 챔버(150)와 연결관(175)의 결합을 용이하게 할 수 있다.
한편, 내부 플랜지(173)와 유입구(157)를 연결할 때에는 내부플랜지(173)의 외면과 유입구(157)의 외면이 접하도록 결합한다.
그리고 상기 연결관(175)은 외부 플랜지(171)와 내부 플랜지(173)를 연결한다. 이 연결관(175)은 분기구(137)와 유입구(157) 사이의 거리에 따라 연장될 수 있다. 한편, 상기 연결관(175)은 자유롭게 휘어지도록 형성될 수도 있다.
또한, 상기 연결관(175), 외부 플랜지(171), 내부 플랜지(173)는 일체로 형성될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 각 구성 간의 작용을 설명한다.
먼저, 상기 배관(170)의 내부 플랜지(173)가 진공 챔버(130)의 내부로 위치하도록 상기 진공 챔버(130)의 분기구(137) 외면과 배관(170)의 외부 플랜지(171) 내면이 접하도록 체결수단으로 체결한다. 이때, 분기구(137)와 외부 플랜지(171)의 접촉면 사이에는 가스켓(160)을 삽입하여 기밀성을 확보한다.
이 후, 진공 챔버(130) 내부에 위치한 내부 플랜지(173)와 진공 챔버(130) 내부에 위치한 대기압 챔버(150)의 유입구(157)를 체결수단으로 체결한다. 이때, 대기압 챔버(150) 내부 대기압 공간(155)에는 실험에 사용될 실험장치가 설치되고 진공 챔버(130) 내부 진공 공간(135)에는 실험장치로 실험할 실험부재를 설치한다.
이와 같이 설치한 후 진공 챔버(130)의 분기구(137)에 연결된 진공 펌프(140)를 사용하여 진공 챔버(130) 내부를 진공 상태로 만들고, 온도가변장치(미도시)로 진공 공간(135)의 온도를 가변하여 대기압 챔버(150) 내의 실험 장치로 실 험 부재의 실험을 하게 된다.
이때, 대기압 챔버(150)는 진공 챔버(130)의 외부와 배관(170)으로 연결되어 있어 대기압 챔버(150) 내부의 대기압 공간(155)은 대기압 상태를 유지할 수 있다.
또한, 상기 배관(170)으로 대기압 챔버(150) 내부에 설치된 실험장치에서 발생하는 열을 방출할 수 있으며, 대기압 챔버(150)의 대기압 공간(155)에 설치된 실험장치와 연결되는 전선 등을 진공 챔버(130)의 외부와 연결할 수 있다.
따라서, 진공 챔버(130) 내부에 대기압 환경을 조성할 수 있어 진공 상태에서의 실험시 실험장치의 고장 및 오작동 되는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 대기압 챔버(150)는 이동 가능하기 때문에, 진공 공간(135)에서 실험 장치를 용이하게 이동할 수 있다. 이때, 진공 챔버(130)와 대기압 챔버(150)를 연결하는 배관(170)은 대기압 챔버(150)의 이동을 자유롭게 하기 위해 휘어질 수 있도록 구성될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공 챔버 내부 대기압 환경 조성장치의 개략적인 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진공 챔버 내부 대기압 환경 조성장치의 배관을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 "A"부 확대 단면도이다.
<도면 주요부분에 대한 도면 부호의 설명>
100: 진공 챔버 내부 대기압 환경 조성장치
130: 진공 챔버 131: 제1 용기
133: 제1 뚜껑 135: 진공 공간
137: 분기구 140: 진공 펌프
150: 대기압 챔버 151: 제2 용기
153: 제2 뚜껑 155: 대기압 공간
157: 유입구 160: 가스켓
170: 배관 171: 외부 플랜지
173: 내부플랜지 175: 연결관

Claims (4)

  1. 분기구가 형성되어 있는 진공 챔버,
    상기 진공 챔버의 내부에 위치되고, 유입구가 형성되며, 대기압에서 정상적으로 작동하는 실험장치를 상기 진공 챔버의 내부에서도 사용할 수 있도록 상기 실험장치를 내부에 수용하는 대기압 챔버, 및
    상기 진공 챔버의 분기구에 결합되는 외부 플랜지와, 상기 대기압 챔버의 유입구에 결합하는 내부 플랜지와, 상기 외부 플랜지와 상기 내부 플랜지를 연결하는 연결관을 구비한 배관
    을 포함하고,
    상기 대기압 챔버의 내부는 상기 배관을 통해 상기 진공 챔버의 외부와 연결되어 대기압 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 진공 챔버 내부 대기압 환경 조성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분기구와 상기 외부 플랜지 사이에는 구리 가스켓이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 챔버 내부 대기압 환경 조성장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결관은 연장 가능한 것을 특징으로 하는 진공 챔버 내부 대기압 환경 조성장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 대기압 챔버는 상기 진공 챔버 내에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 진공 챔버 내부 대기압 환경 조성장치.
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