KR101221040B1

KR101221040B1 - 열처리 장치용 히터구조

Info

Publication number: KR101221040B1
Application number: KR1020120015615A
Authority: KR
Inventors: 맹주영
Original assignee: 한국고요써모시스템(주)
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2013-01-10

Abstract

본 발명은 발열부의 중앙부분과 양쪽 가장자리 부분이 온도감지센서에 의한 개별적인 제어가 이루어질 수 있도록 함으로써 발열부의 중앙부분과 양쪽 가장자리 부분 간의 온도 편차없이 발열부 전체의 온도조절이 균일하게 이루어질 수 있도록 한 열처리 장치용 히터구조에 관한 것으로, 그 구성은 인너 절연관(1)의 중간부분 외측 둘레에 히터코일로 된 제1 발열선(2a)을 권선하여 센터 발열부(2)가 형성되게 하고, 상기 인너 절연관(1)의 외측에 미들 절연관(3)을 구비하여 상기 미들 절연관(3)에 의해 센터 발열부(2)에 대한 절연이 이루어지도록 하며, 상기 미들 절연관(3)의 양쪽 가장자리 부분의 외측 둘레에 히터코일로 된 제2 발열선(4a)을 권선하여 사이드 발열부(4)가 형성되게 하고, 상기 미들 절연관(3)의 외측에 아우터 절연관(5)을 구비하여 상기 아우터 절연관(5)에 의해 사이드 발열부(4)에 대한 절연이 이루어지도록 구성한 열처리 장치용 히터구조에 있어서, 상기 센터 발열부(2) 및 사이드 발열부(4)는 인너 절연관(1)의 일측 및 타측과, 미들 절연관(3)의 일측 및 타측에 각각 전원연결부(A) 및 전원연결부(A')와 전원연결부(B) 및 전원연결부(B')를 갖는 2점 제어 구조로 이루어지고, 상기 센터 발열부(2)는 인너 절연관(1)의 일측 및 타측에 각각 전원연결부(A) 및 전원연결부(A') 등을 갖는다.

Description

열처리 장치용 히터구조{The heater structure for heat treatment appratus}

본 발명은 열처리 장치용 히터구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발열부의 중앙부분과 양쪽 가장자리 부분이 온도감지센서에 의한 개별적인 제어가 이루어질 수 있도록 함으로써 발열부의 중앙부분과 양쪽 가장자리 부분 간의 온도 편차없이 발열부 전체의 온도조절이 균일하게 이루어질 수 있도록 한 열처리 장치용 히터구조에 관한 것이다.

일반적으로 히터를 이용한 열처리 장치는 대상물에 따라 용도의 차이가 있고, 그 대상물 중에 엘씨디 글라스(LCD glass)의 경우에는 엘씨디 글라스 장치에 의해서 열처리되는 것으로서, 상기 엘씨디 글라스 장치은 세정을 마친 글라스 기판을 포토레지스트 코팅 설비에 투입하기 전에 열을 가하여 건조 및 예열시키거나 포토레지스 막이 코팅된 글라스 기판에 일정시간 열을 가하여 포토레지스 막을 경화(베이킹)시키고, 베이킹이 완료된 글라스 기판을 상온으로 냉각시킨다.

이러한 열처리 장치는 챔버 내에 긴 막대 형태로 된 다수의 튜브 히터를 설치하여 상기 튜브 히터에 의해 글라스 기판에 대한 열처리가 이루어지도록 된 것으로서, 상기 히터구조는 도 1 및 도 2a에 도시된 바와 같이 내측 절연관(10)과 외측 절연관(20)의 이중관 구조로 이루어지고, 상기 내측 절연관(10)과 외측 절연관(20)의 사이에 발열부(30)가 형성되며, 상기 발열부(30)는 히터코일로 된 하나의 발열선(30a)을 내측 절연관(10)의 외측 길이 방향을 따라 권선하여 형성된다.

한편, 열처리 장치의 내부에는 외기와 접하는 장치 내의 양측 부분과 중앙 부분의 사이에 온도 편차가 발생하게 된다. 즉 장치 내의 양측 부분은 외기로 인한 열손실로 인해 장치 내의 중앙 부분보다 온도가 낮게 형성되고, 이러한 가장자리 부분의 낮은 온도는 도 2b에 도시된 바와 같이 히터의 발열부에 영향을 미쳐 발열부의 양쪽 가장자리 부분도 온도가 낮아져 발열부 역시 중앙부분과 양쪽 가장자리 부분 간의 온도 편차가 발생하게 된다.

그리고, 이러한 온도 편차는 글라스 커링(Glass Curing) 온도의 분균형을 초래하게 됨으로써 열처리 효율 저하는 물론 제품의 질적 저하를 야기시키게 되는데, 이때 종래의 히터구조는 전술한 바와 같이 하나의 발열선으로 내측 절연관의 외측 길이 방향을 따라 권선하여 형성된 것이기 때문에 온도감지센서를 발열선의 중앙부분 또는 가장자리 부분에 설치하더라도 온도 보상을 위한 제어가 불가능해 계속적으로 온도 편차가 발생할 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 발열부의 중앙부분과 양쪽 가장자리 부분이 온도감지센서에 의한 개별적인 제어가 이루어질 수 있도록 함으로써 발열부의 중앙부분과 양쪽 가장자리 부분 간의 온도 편차없이 발열부 전체의 온도조절이 균일하게 이루어질 수 있도록 한 열처리 장치용 히터구조를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 열처리 장치용 히터구조의 한 형태는,
인너 절연관(1)의 중간부분 외측 둘레에 히터코일로 된 제1 발열선(2a)을 권선하여 센터 발열부(2)가 형성되게 하고, 상기 인너 절연관(1)의 외측에 미들 절연관(3)을 구비하여 상기 미들 절연관(3)에 의해 센터 발열부(2)에 대한 절연이 이루어지도록 하며, 상기 미들 절연관(3)의 양쪽 가장자리 부분의 외측 둘레에 히터코일로 된 제2 발열선(4a)을 권선하여 사이드 발열부(4)가 형성되게 하고, 상기 미들 절연관(3)의 외측에 아우터 절연관(5)을 구비하여 상기 아우터 절연관(5)에 의해 사이드 발열부(4)에 대한 절연이 이루어지도록 구성한 열처리 장치용 히터구조에 있어서,
상기 센터 발열부(2) 및 사이드 발열부(4)는 인너 절연관(1)의 일측 및 타측과, 미들 절연관(3)의 일측 및 타측에 각각 전원연결부(A) 및 전원연결부(A')와 전원연결부(B) 및 전원연결부(B')를 갖는 2점 제어 구조로 이루어지고, 상기 센터 발열부(2)는 인너 절연관(1)의 일측 및 타측에 각각 전원연결부(A) 및 전원연결부(A')를 갖도록 형성하고, 상기 사이드 발열부(4)는 아우터 절연관(5)의 일측과 타측에 각각 전원연결부(C) 및 전원연결부(C')와 전원연결부(D) 및 전원연결부(D')를 갖는 3점 제어 구조로 이루어진다.

삭제

상술한 바와 같이 본 발명은 인너 절연관의 중간 부분에 제1 발열선을 권선하여 센터 발열부를 형성하고, 미들 절연관의 양쪽 가장자리 부분에 제2 발열선을 권선하여 사이드 발열부를 형성하여 온도감지센서에 의한 개별적인 제어가 이루어질 수 있도록 함으로써 발열부의 중앙부분과 양쪽 가장자리 부분 간의 온도 편차없이 발열부 전체의 온도조절이 균일하게 이루어질 수 있게 되고, 이로 인하여 열처리 효율 상승에 따른 제품 질적 향상을 기할 수 있는 효과를 갖게 된다.

도 1은 종래의 열처리 장치용 히터구조를 나타낸 사시도.
도 2a는 도 1의 발열선 권선 구조를 나타낸 개략 구성도.
도 2b는 도 2a의 온도분포도.
도 3 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 것으로서,
도 3은 본 발명에 의한 열처리 장치용 히터구조를 나타낸 사시도.
도 4a는 도 3의 발열선 권선 구조를 나타낸 개략 구성도.
도 4b는 도 4a의 온도분포도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로서,
도 5a는 도 5의 발열선 권선 구조를 나타낸 개략 구성도.
도 5b는 도 6a의 온도분포도.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성을 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 것으로서, 도 3은 본 발명에 의한 열처리 장치용 히터구조를 나타낸 사시도이고, 도 4a는 도 3의 발열선 권선 구조를 나타낸 개략 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명은 인너 절연관(1)과 아우터 절연관(5)의 사이에 미들 절연관(3)이 구비되는 것으로서, 상기 인너 절연관(1)에 센터 발열부(2)가 형성되고, 미들 절연관(3)에는 사이드 발열부(4)가 형성되며, 상기 미들 절연관(3)은 인너 절연관(1)의 센터 발열부(2)에 대한 절연 및 보호 기능을 하고, 아우터 절연관(5)은 미들 절연관(3)의 사이드 발열부(4)에 대한 절연 및 보호 기능을 하도록 구성된다.

상기 센터 발열부(2)는 히터코일로 된 제1 발열선(2a)을 인너 절연관(1)의 중간부분 외측 둘레에 권선하여 형성된 것이며, 상기 사이드 발열부(4)는 히터코일로 된 제2 발열선(4a)을 미들 절연관(3)의 양쪽 가장자리 부분의 외측 둘레에 권선하여 형성된 것이다. 이때 상기 센터 발열부(2) 및 사이드 발열부(4)는 인너 절연관(1)의 일측 및 타측과, 미들 절연관(3)의 일측 및 타측에 각각 전원연결부(A) 및 전원연결부(A')와 전원연결부(B) 및 전원연결부(B')를 갖는 2점 제어 구조로 이루어진다.

이와같이 구성된 본 발명은 인너 절연관(1)의 중간 부분에 제1 발열선(2a)을 권선하여 센터 발열부를 형성하고, 미들 절연관(3)의 양쪽 가장자리 부분에 제2 발열선(4a)을 권선하여 사이드 발열부(4)를 형성하여 온도감지센서에 의한 개별적인 제어가 이루어질 수 있도록 함으로써 도 4b에 도시된 바와 같이 히터의 중앙부분과 양쪽 가장자리 부분 간의 온도 편차없이 발열부 전체의 온도조절이 균일하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 도 5a는 도 5의 발열선 권선 구조를 나타낸 개략 구성도이고, 도 5b는 도 6a의 온도분포도이다. 이에 도시된 바와 같이 본 발명은 본 발명의 일 실시예와 마찬가지로 본 발명은 인너 절연관(1)과 아우터 절연관(5)의 사이에 미들 절연관(3)이 구비되는 것으로서, 상기 인너 절연관(1)에 센터 발열부(2)가 형성되고, 미들 절연관(3)에는 사이드 발열부(4)가 형성되며, 상기 미들 절연관(3)은 인너 절연관(1)의 센터 발열부(2)에 대한 절연 및 보호 기능을 하고, 아우터 절연관(5)은 미들 절연관(3)의 사이드 발열부(4)에 대한 절연 및 보호 기능을 하도록 구성된다. 그리고, 상기 센터 발열부(2)는 히터코일로 된 제1 발열선(2a)을 인너 절연관(1)의 중간부분 외측 둘레에 권선하여 형성되며, 상기 사이드 발열부(4)는 히터코일로 된 제2 발열선(4a)을 미들 절연관(3)의 양쪽 가장자리 부분의 외측 둘레에 권선하여 형성된다. 이때, 상기 센터 발열부(2)는 인너 절연관(1)의 일측 및 타측에 각각 전원연결부(A) 및 전원연결부(A')를 갖도록 형성하고, 상기 사이드 발열부(4)는 아우터 절연관(5)의 일측과 타측에 각각 전원연결부(C) 및 전원연결부(C')와 전원연결부(D) 및 전원연결부(D')를 갖는 3점 제어 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명은 인너 절연관(1)의 중간 부분에 제1 발열선(2a)을 권선하여 센터 발열부를 형성하고, 미들 절연관(3)의 양쪽 가장자리 부분에 제2 발열선(4a)을 권선하여 사이드 발열부(4)를 형성하여 온도감지센서에 의한 개별적인 제어가 이루어질 수 있도록 함으로써 도 5b에 도시된 바와 같이 히터의 중앙부분과 양쪽 가장자리 부분 간의 온도 편차없이 발열부 전체의 온도조절이 균일하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 인너 절연관(1)과 미들 절연관(3) 및 아우터 절연관(5)은 절연기능을 갖는 석영관 또는 세라믹, 산화알루미늄(AL203) 등의 재질로 형성된다. 그리고, 인너 절연관(1)과 미들 절연관(3)의 사이에 센터 발열부(2)의 온도와, 미들 절연관(3)과 아우터 절연관(5)의 사이의 사이드 발열부(5)의 온도를 감지하기 위한 통상의 온도감지센서(미도시됨)가 형성되며, 상기 절연관의 양 단부는 캡(cap)으로 마감 처리될 수 있으며, 상기 캡에는 히터코일, 즉 발열선과 온도감지센서용 홀(hole)이 형성됨은 당연하다.

이상에서 본 발명에 의한 열처리 장치용의 히터 구조를 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의한 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.

1: 인너(inner) 절연관 2: 센터 발열부
2a: 제1 발열선 3: 미들(middle) 절연관
4: 사이드 발열부 4a: 제2 발열선
5: 아우터(outer) 절연관

Claims

인너 절연관(1)의 중간부분 외측 둘레에 히터코일로 된 제1 발열선(2a)을 권선하여 센터 발열부(2)가 형성되게 하고, 상기 인너 절연관(1)의 외측에 미들 절연관(3)을 구비하여 상기 미들 절연관(3)에 의해 센터 발열부(2)에 대한 절연이 이루어지도록 하며, 상기 미들 절연관(3)의 양쪽 가장자리 부분의 외측 둘레에 히터코일로 된 제2 발열선(4a)을 권선하여 사이드 발열부(4)가 형성되게 하고, 상기 미들 절연관(3)의 외측에 아우터 절연관(5)을 구비하여 상기 아우터 절연관(5)에 의해 사이드 발열부(4)에 대한 절연이 이루어지도록 구성한 열처리 장치용 히터구조에 있어서,
상기 센터 발열부(2) 및 사이드 발열부(4)는 인너 절연관(1)의 일측 및 타측과, 미들 절연관(3)의 일측 및 타측에 각각 전원연결부(A) 및 전원연결부(A')와 전원연결부(B) 및 전원연결부(B')를 갖는 2점 제어 구조로 이루어지고, 상기 센터 발열부(2)는 인너 절연관(1)의 일측 및 타측에 각각 전원연결부(A) 및 전원연결부(A')를 갖도록 형성하고, 상기 사이드 발열부(4)는 아우터 절연관(5)의 일측과 타측에 각각 전원연결부(C) 및 전원연결부(C')와 전원연결부(D) 및 전원연결부(D')를 갖는 3점 제어 구조로 이루어진 것을 특징으로 한 열처리 장치용 히터구조.
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