KR101251582B1 - 탈착식 자외선 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치 - Google Patents

탈착식 자외선 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 밸러스트수의 살균처리를 위해 사용되는 자외선램프를 제조하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접에 의하지 않고도 자외선램프의 보조연결부와 연결부를 결합,밀폐시킬 수 있으며, 연결부클램프의 회전만으로 용이하게 자외선램프의 보조연결부와 연결부를 결합,밀폐시킬 수 있고, 핸들의 회전으로 연결부클램프가 상측 이동할 시 보조연결부 가이드부재와 수은 가이드부재 사이의 패킹을 가압하여 자외선램프의 보조연결부를 밀폐시키며, 자외선램프 보조연결부의 삽입위치 및 삽입깊이를 정확하게 안내할 수 있음은 물론 수은을 자외선램프의 보조연결부 내로 정확하게 안내할 수 있는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치에 관한 것이다.

Description

탈착식 자외선 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치{An UV-Lamp Manufacturing Device having an detachable UV-lamp Mounting Structure}
본 발명은 살균을 위해 사용되는 자외선램프를 제조하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접에 의하지 않고도 자외선램프의 보조연결부와 연결부를 결합,밀폐시킬 수 있으며, 연결부클램프의 회전만으로 용이하게 자외선램프의 보조연결부와 연결부를 결합,밀폐시킬 수 있고, 핸들의 회전으로 연결부클램프가 상측 이동할 시 보조연결부 가이드부재와 수은 가이드부재 사이의 패킹을 가압하여 자외선램프의 보조연결부를 밀폐시키며, 자외선램프 보조연결부의 삽입위치 및 삽입깊이를 정확하게 안내할 수 있음은 물론 수은을 자외선램프의 보조연결부 내로 정확하게 안내할 수 있는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치에 관한 것이다.
밸러스트수(ballast water)란 선박이 짐을 싣지 않고 운항하는 경우에 선박의 균형을 유지하기 위해 선박 내의 밸러스트 탱크에 채우는 해수를 의미한다. 국제교역량의 증가와 함께 해상운송 비율이 점점 증가하고 있고 그에 따라 선박 수의 증가 및 대형화가 빠르게 이루어지고 있어 선박에서 사용하는 밸러스트수의 양도 크게 증가하고 있다. 선박에서 사용하는 밸러스트수의 양이 증가함에 따라 외래 해양생물종들로 인한 토착 해양생태계의 피해 발생 사례 역시 증가하고 있는바, 이러한 국제적인 환경문제를 해결하기 위해 2004년도에 국제해사기구(IMO)에서 '선박의 밸러스트수와 침전물의 통제와 관리에 대한 국제협약'이 완성되어 2009년부터 발효되고 있다.
위와 같은 밸러스트수의 처리 규제가 강화됨에 따라, 밸러스트수를 처리하는 기술 역시 발전해오고 있는데, 특히 많이 사용되고 있는 기술이 자외선램프를 사용하여 밸러스트수를 살균하는 자외선살균 방식이다.
자외선살균 등에 사용되는 자외선램프를 제조하기 위해서는 먼저 석영관으로 제작되는 자외선램프의 내부를 진공 시킨 후 자외선 램프를 가열하여 내부의 불순물을 제거하는 배기공정을 거친 다음, 내부에 수은이나 혼합가스(이하, '혼합가스'란 아르곤 가스 등의 불활성가스 혼합물을 의미함)를 봉입하게 되는 과정을 거치게 되는데, 종래 자외선램프의 보조연결부를 매니폴더에 결합시키기 위해서는 석영관으로 제작된 자외선램프의 보조연결부와 매니폴더의 연결부 간을 반드시 용접에 의해 양자를 연결시기기 때문에, 위와 같은 용접과정에서 용접부에 산화물이 발생하게 되어 이를 지속적으로 불산 등으로 세척하는 작업을 수행하여야 하거나 주기적으로 매니폴더 연결부를 교체하여야 하므로 유지보수가 어려운 문제가 발생하게 되며, 아울러 숙련된 작업자 이외에는 양자를 정확하게 용접하기가 어려워 작업이 용이하게 진행되기 어렵고 약간의 실수로 석영관이 파손되는 위험이 상존하는 문제가 있었다.
또한, 자외선램프 내부를 진공상태로 만드는 진공공정에서 고진공상태를 형성하기 위해 사용되는 진공펌프로는 오일(진공유)을 사용하는 확산펌프가 사용되고 있는데, 이러한 확산펌프의 경우 진공유가 역류하여 램프 내부로 들어가 램프의 수명에 악영향을 미치는 문제가 발생하게 됨은 물론, 반드시 보조펌프를 사용하여야 하므로 유지관리비용도 상승하는 문제가 발생하게 된다.
또한, 종래에 자외선램프 내부의 진공도를 체크하기 위해 사용되는 진공게이지는 저진공과 고진공 구분없이 진공도만을 체크하거나 또는 저진공을 체크하는 게이지와 고진공을 체크하는 게이지가 별도로 사용하기 때문에 비효율적인 문제를 안고 있다.
또한, 종래 자외선램프 내부에 수은을 주입하는 주입공정에서는 매니폴더의 연결부와 자외선램프의 보조연결부가 반드시 일직선상으로 용접이 이루어지지 않으면 수은주입 자체가 불가능하게 됨은 물론, 수은을 주입하기 위해 반드시 수은 주입을 위한 보조기구를 주입부를 통해 삽입한 이후에야 수은 주입이 가능하기 때문에 이 과정에서 매니폴더 내지 자외선램프 내부의 진공상태가 파괴되어 수은 주입 이후에 다시 진공과정을 진행해야 하는 문제가 발생하게 된다.
또한, 종래 자외선램프 내부의 불순물을 제거하는 배기공정에서는 자외선램프를 내부에 수용하여 고온으로 자외선램프 내부의 불순물을 태워 제거하는 가열챔버 내부에 공기가 존재하고 있어 가열챔버를 고온으로 가열시 내부 공기에 의해 자외선램프 양 말단에 위치하는 전극(외부에 존재하는 몰리브덴 와이어)에 산화가 발생하게 되어 전극이 손상되는 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 용접에 의하지 않고도 자외선램프의 보조연결부와 연결부를 결합,밀폐시킬 수 있는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연결부클램프의 회전만으로 용이하게 자외선램프의 보조연결부와 연결부를 결합,밀폐시킬 수 있는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 핸들의 회전으로 연결부클램프가 상측 이동할 시 보조연결부 가이드부재와 수은 가이드부재 사이의 패킹을 가압하여 자외선램프의 보조연결부를 밀폐시키는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 자외선램프 보조연결부의 삽입위치 및 삽입깊이를 정확하게 안내할 수 있음은 물론 수은을 자외선램프의 보조연결부 내로 정확하게 안내할 수 있는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 스테인레스 재질로 형성되는 매니폴더의 내부면을 전해연마하여, 가스 및 부식에 대한 저항성을 증대시켜 진공도 유지 및 내구성을 증대시킬 수 있는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 자외선램프 내부를 고진공시키는 제2진공펌프로 오일을 사용하지 않는 터보펌프를 적용하여, 오일 역류나 교체에 의한 문제를 방지할 수 있는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 자외선램프 내 진공도를 체크하는 진공게이지에서 저진공상태와 고진공상태를 구분하여 체크,표시하도록 하여, 하나의 게이지로 저진공과 고진공상태를 명확하게 구분하여 확인할 수 있게 함으로써 진공공정의 효율을 높일 수 있는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 자외선램프의 전극 외부에 존재하는 몰리브덴 와이어의 산화를 방지할 수 있도록 가열챔버 내에 수소를 공급하는 수소공급라인을 가열챔버의 측부 또는 하부에 연결시킴으로써, 가열챔버의 상부에서 이물질이 떨어져 자외선램프에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 자외선램프 내부의 진공을 파괴하지 않고도 주입부 내에서 슬라이딩 이동하는 슬라이딩블록의 이동에 따라 개방되는 수은주입라인을 통해 자외선램프 내부에 수은을 주입할 수 있는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치는 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치는 결합고정된 자외선램프의 내부를 진공시키는 진공부; 상기 진공부에 결합고정된 자외선램프를 수용하여 고온으로 가열함으로써 진공상태의 자외선램프 내부의 불순물을 배기시키는 배기부; 진공 및 배기가 완료된 상기 진공부에 결합고정된 자외선램프 내부에 수은을 주입하는 주입부; 상기 진공부, 배기부, 주입부의 작동 전반을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 진공부는 다수의 자외선램프를 동시에 결합고정할 수 있는 매니폴더를 포함하고, 상기 매니폴더의 하측에는 다수의 자외선램프의 각각의 보조연결부가 탈착식으로 삽입결합되는 다수의 연결부가 형성되어, 용접에 의하지 않고도 자외선램프의 보조연결부와 연결부를 결합,밀폐시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자외선램프 제조장치에 있어서 상기 연결부는 말단에 나사 프로파일이 형성된 연결부하우징과, 상기 연결부하우징의 말단 나사 프로파일에 결합하여 회전식으로 상하 이동하는 연결부클램프와, 상기 연결부하우징과 연결부클램프 사이에 위치하여 연결부클램프의 상측 이동으로 가압되면서 자외선램프의 보조연결부를 밀폐시키는 패킹을 포함하여, 상기 연결부클램프의 회전만으로 용이하게 자외선램프의 보조연결부와 연결부를 결합,밀폐시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자외선램프 제조장치에 있어서 상기 연결부클램프의 일단에는 연결부클램프의 회전을 용이하게 할 수 있도록 하는 핸들이 부착되고, 상기 패킹의 하측에는 상기 연결부 내로 삽입되는 자외선램프의 보조연결부가 용이하게 삽입될 수 있도록 유도하는 보조연결부 가이드부재가 위치하고, 상기 패킹의 상측에는 상기 자외선램프 보조연결부의 삽입 깊이를 유도하는 수은 가이드부재가 위치하여, 상기 핸들의 회전으로 연결부클램프가 상측 이동할 시 상기 보조연결부 가이드부재와 수은 가이드부재 사이의 간격이 줄어들면서 그 사이에 위치한 상기 패킹을 가압하여 자외선램프의 보조연결부를 밀폐시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자외선램프 제조장치에 있어서 상기 수은 가이드부재는 상측에 위에서 아래로 축경되는 형태로 형성되어 상기 주입부를 통해 주입되는 수은을 상기 자외선램프의 보조연결부 내로 정확하게 안내하는 안내홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자외선램프 제조장치에 있어서 상기 매니폴더는 스테인레스 재질로 형성되며, 스테인레스 재질로 형성된 상기 매니폴더의 내부면을 전해연마하여, 가스 및 부식에 대한 저항성을 증대시켜 진공도 유지 및 내구성을 증대시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자외선램프 제조장치에 있어서 상기 진공부는 제1라인을 통해 상기 매니폴더에 결합고정된 자외선램프 내부를 1차 저진공시키는 제1진공펌프와, 제2라인을 통해 1차 저진공된 자외선램프 내부를 2차 고진공시키는 제2진공펌프를 추가로 포함하고, 상기 제2진공펌프는 오일을 사용하지 않는 터보펌프가 사용되어, 오일 역류나 교체에 의한 문제를 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자외선램프 제조장치에 있어서 상기 진공부는 진공도를 체크하는 진공게이지를 추가로 포함하고, 상기 진공게이지는 저진공상태와 고진공상태를 구분하여 체크,표시함으로써, 하나의 게이지로 저진공과 고진공상태를 명확하게 구분하여 확인할 수 있어 진공공정의 효율을 높일 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자외선램프 제조장치에 있어서 상기 배기부는 상기 진공부에 결합고정된 자외선램프를 수용하여 고온으로 가열하는 가열챔버와, 상기 가열챔버를 슬라이딩 이동시키는 가열챔버이동수단과, 상기 가열챔버의 도어를 개폐시키는 도어개폐수단과, 상기 가열챔버 내에 수소를 공급하는 수소공급라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자외선램프 제조장치에 있어서 상기 수소공급라인은 상기 가열챔버의 하부 또는 측부에 연결되어, 상부에서 이물질이 떨어져 자외선램프에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자외선램프 제조장치에 있어서 상기 가열챔버는 도어가 닫힐 때 맞닿는 부위에 도어의 폐쇄를 감지하는 센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 센서가 가열챔버 도어의 폐쇄를 감지한 상태에서는 상기 가열챔버이동수단을 이용한 가열챔버의 슬라이딩 이동을 정지시켜, 가열챔버의 이동으로 자외선램프가 손상되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자외선램프 제조장치에 있어서 상기 주입부는 상기 매니폴더의 상측에 형성되며, 자외선램프 내부로 주입될 수은을 일시 저장하는 하우징과, 상기 하우징 내에 수은이 공급된 이후 하우징을 밀폐시키는 커버를 포함하여, 자외선램프 내부의 진공을 파괴하지 않고 자외선램프 내부에 수은을 주입할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자외선램프 제조장치에 있어서 상기 주입부는 상기 하우징의 공간 내에서 슬라이딩 이동하면서 하우징 하부에 연결된 수은주입라인을 개폐하는 슬라이딩블록과, 상기 슬라이딩블록을 이동시키는 블록이동수단을 추가로 포함하여, 상기 하우징 내부가 진공밀폐된 상태에서 상기 슬라이딩블록 상부에 일시 저장된 수은이 슬라이딩블록의 이동에 따라 개방된 수은주입라인을 통해 자외선램프 내부로 주입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자외선램프 제조장치에 있어서 상기 슬라이딩블록은 일정 극성을 갖는 자석을 포함하고, 상기 블록이동수단은 상기 제어부에 의해 제어되는 외력에 의해 상기 슬라이딩블록의 주위를 왕복 이동하는 이동블록을 포함하고, 상기 이동블록은 일정 극성을 갖는 자석을 포함하고, 상기 이동블록은 전진이동시 상기 슬라이딩블록에 근접하게 되는 부위에 위치하는 자석과, 후진이동시 상기 슬라이딩블록에 근접하게 되는 부위에 위치하는 자석의 극성을 다르게 배치시켜, 이동블록의 왕복 이동에 연계하여 슬라이딩블록을 슬라이딩 왕복 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 용접에 의하지 않고도 자외선램프의 보조연결부와 연결부를 결합,밀폐시킬 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 연결부클램프의 회전만으로 용이하게 자외선램프의 보조연결부와 연결부를 결합,밀폐시킬 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 핸들의 회전으로 연결부클램프가 상측 이동할 시 보조연결부 가이드부재와 수은 가이드부재 사이의 패킹을 가압하여 자외선램프의 보조연결부를 밀폐시키는 효과를 갖는다.
본 발명은 자외선램프 보조연결부의 삽입위치 및 삽입깊이를 정확하게 안내할 수 있음은 물론 수은을 자외선램프의 보조연결부 내로 정확하게 안내할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 스테인레스 재질로 형성되는 매니폴더의 내부면을 전해연마하여, 가스 및 부식에 대한 저항성을 증대시켜 진공도 유지 및 내구성을 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 자외선램프 내부를 고진공시키는 제2진공펌프로 오일을 사용하지 않는 터보펌프를 적용하여, 오일 역류나 교체에 의한 문제를 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 자외선램프 내 진공도를 체크하는 진공게이지에서 저진공상태와 고진공상태를 구분하여 체크,표시하도록 하여, 하나의 게이지로 저진공과 고진공상태를 명확하게 구분하여 확인할 수 있게 함으로써 진공공정의 효율을 높일 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 자외선램프의 전극 외부에 존재하는 몰리브덴 와이어의 산화를 방지할 수 있도록 가열챔버 내에 수소를 공급하는 수소공급라인을 가열챔버의 측부 또는 하부에 연결시킴으로써, 가열챔버의 상부에서 이물질이 떨어져 자외선램프에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 자외선램프 내부의 진공을 파괴하지 않고도 주입부 내에서 슬라이딩 이동하는 슬라이딩블록의 이동에 따라 개방되는 수은주입라인을 통해 자외선램프 내부에 수은을 주입할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선램프 제조장치의 사시도
도 2는 도 1의 자외선램프 제조장치의 측단면도
도 3은 도 1의 가열챔버의 측단면도
도 4는 가열챔버의 도어가 열린 상태에서 슬라이딩 이동하는 과정을 도시한 참고도
도 5는 가열챔버 내에 자외선램프를 수용하고 도어가 닫힌 상태를 도시한 참고도
도 6은 종래 확산펌프의 구조와 원리를 도시한 참고도
도 7은 도 1의 터보펌프의 구조와 원리를 도시한 참고도
도 8은 도 1의 진공게이지의 표시창을 도시한 참고도
도 9는 도 2의 매니폴더의 연결부 결합부분('A'부분)의 확대도
도 10은 매니폴더의 연결부에 자외선램프의 보조연결부를 삽입하는 과정을 도시한 참고도
도 11은 매니폴더의 연결부에 자외선램프의 보조연결부가 삽입된 후 핸들을 돌려 밀폐하는 과정을 도시한 참고도
도 12는 도 2의 주입부('B'부분)의 확대도
도 13은 주입부 슬라이딩블록과 블록이동수단의 위치관계를 도시한 평단면도
도 14는 블록이동수단이 슬라이딩블록을 이동시키는 과정을 도시한 참고도
도 15는 주입부 하우징 내에 수은을 주입,저장하는 과정을 도시한 참고도
도 16은 슬라이딩블록의 이동에 따라 개방된 수은주입라인을 통해 수은이 자외선램프 내에 주입되는 과정을 도시한 참고도
이하에서는 본 발명에 따른 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도 1 내지 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치는 결합고정된 자외선램프(80)의 내부를 진공시키는 진공부(10); 상기 진공부(10)에 결합고정된 자외선램프(80)를 수용하여 고온으로 가열함으로써 진공상태의 자외선램프(80) 내부의 불순물을 배기시키는 배기부(30); 진공 및 배기가 완료된 상기 진공부(10)에 결합고정된 자외선램프(80) 내부에 수은(90)을 주입하는 주입부(50); 상기 진공부(10), 배기부(30), 주입부(50)의 작동 전반을 제어하는 제어부(70);를 포함하여 자외선램프 제조공정상의 진공공정, 배기공정, 수은주입 및 봉입공정의 일련의 작업과정을 통해 효율적으로 진행할 수 있다.
상기 진공부(10)는 도 1 등에 도시된 바와 같이 다수의 자외선램프(80)를 결합고정시킨 후 자외선램프(80) 내부를 진공상태로 형성하는 진공공정을 수행하는 구성으로, 후술할 바와 같이 다수의 자외선램프(80)와 결합되어 연통되는 매니폴더(110), 제1라인(120)을 통해 상기 매니폴더(110)에 결합고정된 자외선램프(80) 내부를 1차 저진공시키는 제1진공펌프(140), 제2라인(130)을 통해 1차 저진공된 자외선램프(80) 내부를 2차 고진공시키는 제2진공펌프(150), 매니폴더(110) 및 자외선램프(80) 내의 진공도를 체크하는 진공게이지(170) 등의 구성을 포함할 수 있다.
상기 배기부(30)는 상기 진공부(10)에 결합고정된 상태의 자외선램프(80)를 수용하여 고온으로 가열함으로써 진공상태의 자외선램프(80) 내부의 불순물을 배기시키는 배기공정을 수행하는 구성으로, 후술할 바와 같이 상기 진공부(10)에 결합고정된 자외선램프(80)를 수용하여 고온으로 가열하는 가열챔버(310), 상기 가열챔버(310)를 슬라이딩 이동시키는 가열챔버이동수단(320), 상기 가열챔버(310)의 도어(311)를 개폐시키는 도어개폐수단(330) 등의 구성을 포함할 수 있다.
상기 주입부(50)는 진공 및 배기가 완료된 상태로 상기 진공부(10)에 결합고정된 자외선램프(80) 내부에 수은(90)을 주입하는 수은 주입공정을 수행하는 구성으로, 후술할 바와 같이 자외선램프(80) 내부로 주입될 수은(90)을 일시 저장하는 하우징(510), 상기 하우징(510) 내에 수은(90)이 공급된 이후 하우징(510)을 밀폐시키는 커버(520), 상기 하우징(510)의 공간 내에서 슬라이딩 이동하면서 하우징(510) 하부에 연결된 수은주입라인(550)을 개폐하는 슬라이딩블록(530), 상기 슬라이딩블록(530)을 이동시키는 블록이동수단(540) 등의 구성을 포함할 수 있다.
상기 제어부(70)는 상기 진공부(10), 배기부(30), 주입부(50)의 작동 전반을 제어하는 구성으로 컴퓨터나 기타 컨트롤러 등의 연산장치가 활용되는데, 후술할 바와 같이 상기 가열챔버(310)의 이동이나 도어(311)의 개폐, 상기 제1진공펌프(140)나 제2진공펌프(150)의 작동, 상기 블록이동수단(540)의 작동 등을 제어하게 된다.
이하에서는 먼저, 도 1, 2 및 6 내지 8을 참조하여 본 발명에 따른 자외선램프 제조장치에서의 상기 진공부(10)의 구성 및 진공과정에 대해 설명하도록 한다.
앞서 살펴본 바와 같이, 상기 진공부(10)는 다수의 자외선램프(80)와 결합되어 연통되는 매니폴더(110), 제1라인(120)을 통해 상기 매니폴더(110)에 결합고정된 자외선램프(80) 내부를 1차 저진공시키는 제1진공펌프(140), 제2라인(130)을 통해 1차 저진공된 자외선램프(80) 내부를 2차 고진공시키는 제2진공펌프(150), 매니폴더(110) 및 자외선램프(80) 내의 진공도를 체크하는 진공게이지(170) 등의 구성을 포함한다.
상기 매니폴더(110)는 상기 진공부(10)에 동시에 다수의 자외선램프(80)와 결합고정되어 진공부(10)와 연통될 수 있도록 하는 구성으로, 상기 매니폴더(110)에 결합고정되는 다수의 자외선램프(80)는 진공공정, 배기공정, 수은 주입공정 등이 결합고정된 상태에서 일련의 과정이 진행되게 된다. 이를 위해 상기 매니폴더(110)의 하측에는 다수의 자외선램프(80)의 각각의 보조연결부(81)가 결합될 수 있는 다수의 연결부(111)가 형성되고, 매니폴더(110)의 상측에는 자외선램프(80) 내에 수은을 주입할 수 있도록 하는 주입부(50)가 형성될 수 있다. 상기 매니폴더(110)의 일측으로는 매니폴더(110)를 통해 자외선램프(80) 내부를 진공시키는 제1진공펌프(140) 및 제2진공펌프(150)가 연결되게 된다.
자외선램프(80)가 연결고정되는 상기 매니폴더(110)의 경우, 종래에는 자외선램프(80)의 재질과 동일하게 매니폴더의 재질 역시 석영으로 하여 매니폴더가 석영관으로 형성되게 되는데, 이러한 석영관으로 형성되는 종래의 매니폴더의 경우 석영관의 내구성이 약해 사용 중 매니폴더가 손상되는 경우가 발생하게 되고, 또한 자외선램프(80) 내에 채워지는 수은이나 혼합가스(아르곤가스 등) 등이 지나는 통로가 되는 매니폴더의 석영관이 내식성이나 혼합가스에 취약한 성질을 가져 장기간 사용하지 못하는 문제를 야기하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 상기 매니폴더(110)의 재질을 기존의 석영관 대신에 스테인레스 재질의 강을 사용하고 그 내부면을 전해연마하여, 가스 및 부식에 대한 저항성을 증대시켜 진공도 유지 및 내구성을 증대시키는 것을 특징으로 한다. 즉, 매니폴더(110)의 재질을 스테인레스로 변경함은 물론, 그 내부의 부식방지 및 표면 기포를 제거하기 위해 양극(anode)용해현상을 이용하여 금속표면을 거울면과 같이 만들어 평활화와 광택화가 동시에 일어나도록 하는 전해연마를 함으로써, 매니폴더(110)의 스테인레스 내부면에 산화막인 피막이 형성되어 부식저항성 및 내식성이 증대되어 매니폴더(110) 자체를 종래에 비해 장기간 사용 가능하도록 하는 내구성을 증대시키게 된다. 또한, 상기 매니폴더(110)를 석영이 아닌 스테인레스 재질의 강을 사용함으로써 매니폴더(110) 하나당 연결되는 자외선램프(80)의 수를 기존보다 2배 정도 늘릴 수 있게 되어(종래 석영 재질의 매니폴더의 경우 대략 5set의 자외선램프를 연결하게 되나, 본 발명에서는 대략 10set의 자외선램프(80)를 연결할 수 있게 됨) 작업능률을 향상시키게 된다.
상기 제1진공펌프(140)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 매니폴더(110)에서 분기되는 제1라인(120)을 통해 상기 매니폴더(110)의 연결부(111)에 결합고정된 자외선램프(80) 내부를 1차 저진공시키는 구성으로, 일반적인 로터리펌프 등이 활용될 수 있다. 상기 제1진공펌프(140)는 상기 제1라인(120), 매니폴더(110)의 연결부(111) 및 자외선램프(80)의 보조연결부(81)를 통해 자외선램프(80) 내부의 기체를 흡입하여 자외선램프(80) 내부를 통상 10-3 ~ 10-4 bar 정도의 저진공상태로 1차 진공시키게 된다. 상기 제1진공펌프(140)가 작동하는 과정 동안에는 제1라인(120) 상의 제1개폐밸브(121)는 개방되고, 제2라인(130) 상의 제2개폐밸브(131)와 게이트밸브(160)는 폐쇄되게 된다.
상기 제2진공펌프(150)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 매니폴더(110)와 제2라인(130)을 이용하여 1차 저진공된 자외선램프(80) 내부를 2차 고진공시키는 구성으로, 상기 자외선램프(80) 내부를 통상 10-7 bar 정도의 고진공상태로 2차 진공시키게 된다. 상기 제2진공펌프(150)가 작동하는 과정 동안에는 제1라인(120) 상의 제1개폐밸브(121)는 폐쇄되고, 제2라인(130) 상의 제2개폐밸브(131) 및 게이트밸브(160)는 개방되게 된다. 본 발명에서 상기 제2진공펌프(150)로는 터보펌프가 사용되는 것이 특징이다.
앞서 종래기술의 문제로 지적한 바와 같이, 종래의 자외선램프 제조장치에서 고진공상태를 형성하기 위해 많이 사용되는 확산펌프의 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 그 대략적인 구조를 살펴보면 오일(진공유)을 가열,증발시킨 증기를 노즐을 통해 고속으로 분사하여 이때 충돌하는 공기입자를 포획하여 별도의 보조펌프를 통해 배출시키는 방식이기 때문에, 가열 및 증발되어 고속으로 분사된 오일의 증기가 자외선램프 내부로 들어가게 되면 램프의 수명에 악영향을 미쳐 램프를 사용하지 못하게 되는 경우가 발생하게 되고 또한, 반드시 보조펌프를 사용하여야 하므로 유지관리비용도 상승하는 문제가 있었던바, 본 발명에서는 이를 해결하기 위해 고진공을 형성시키는 상기 제2진공펌프(150)로 터보펌프를 사용하게 된다. 도 7을 참조하여 터보펌프의 구조를 살펴보면, 일정한 각도를 가지고 고속으로 회전하는 많은 날개를 갖는 회전자(151)와 상기 회전자(151) 사이에 위치하는 고정자(152)를 이용해 공기의 입자운동에 일정한 방향성을 부여하여 공기입자를 배출시키게 된다. 상기 회전자(151)의 날개의 각도는 흡입구에서 배출구 쪽으로 갈수록 더 많이 기울도록 형성되는데, 이는 흡입구에서는 압력차가 크지 않고 또한 많은 공기입자를 받아들일 수 있도록 하기 위함이고, 배출구에서는 압력차가 커져 이를 유지하기 위함이다. 상기 터보펌프는 다른 고진공펌프(확산펌프)에 비해 시작 및 종료 과정이 단순하고 시간도 적게 소요되는 장점도 가지게 된다. 이와 같이 본 발명에서 사용되는 터보펌프는 종래의 확산펌프와 달리 오일을 사용하지 않기 때문에 종래 확산펌프로 인해 발생하는 위와 같은 문제를 해결하고 안정적이고 효율적으로 자외선램프(80) 내부를 고진공시키게 된다.
상기 진공게이지(170)는 매니폴더(110) 및 자외선램프(80) 내의 진공도를 체크하는 구성으로, 앞서 종래기술의 문제로 지적한 바와 같이, 종래에 자외선램프(80) 내부의 진공도를 체크하기 위해 사용되는 진공게이지는 저진공과 고진공 구분없이 진공도만을 체크하거나 또는 저진공을 체크하는 게이지와 고진공을 체크하는 게이지가 별도로 사용하기 때문에 비효율적인 문제를 안고 있었던바, 본 발명에서는 상기 진공게이지(170)가 저진공상태와 고진공상태를 구분하여 체크,표시하도록 함으로써 하나의 게이지로 저진공과 고진공상태를 명확하게 구분하여 확인할 수 있어 진공공정의 효율을 높일 수 있도록 한다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 진공게이지(170)는 그 표시창 자체가 고진공을 표시하는 표시창과 저진공을 표시하는 표시창으로 구분되어, 현재 매니폴더(110) 및 자외선램프(80) 내의 진공도가 저진공상태인 경우에는 저진공을 표시하는 표시창에, 고진공상태인 경우에는 고진공을 표시하는 표시창에 각각 구분되어 표시되도록 함으로써, 하나의 게이지를 사용하면서도 1차 저진공상태와 2차 고진공상태를 명확하게 구분하여 체크할 수 있게 되므로 정확한 진공체크 및 일정량의 가스 주입이 가능하게 된다.
참고로, 상기 매니폴더(110)에는 아르곤가스 등의 혼합가스를 자외선램프(80) 내에 주입하도록 가스가 주입되는 관로를 개폐하는 가스밸브(180)가 추가로 포함될 수 있다.
이하에서는, 도 1, 2 및 9 내지 11을 참조하여, 본 발명에 따른 자외선램프 제조장치에서의 상기 진공부(10)에의 자외선램프(80) 연결구조 및 그 특징에 대해 설명하도록 한다.
앞서 살펴본 바와 같이, 상기 진공부(10)의 매니폴더(110) 하측에 형성되는 다수의 연결부(111)에 다수의 자외선램프(80)의 보조연결부(81)를 각각 결합하여 밀폐시키게 되는데, 종래의 경우 석영관인 자외선램프의 보조연결부를 역시 석영관으로 제작되는 매니폴더의 연결부에 에 결합시키기 위해서는 자외선램프의 보조연결부와 매니폴더의 연결부 간을 반드시 용접에 의해 양자를 연결시기기 때문에, 위와 같은 용접과정에서 용접부에 산화물이 발생하게 되어 이를 지속적으로 불산 등으로 세척하는 작업을 수행하여야 하거나 주기적으로 매니폴더 연결부를 교체하여야 하므로 유지보수가 어려운 문제가 발생하게 되며, 아울러 숙련된 작업자 이외에는 양자를 정확하게 용접하기가 어려워 작업이 용이하게 진행되기 어렵고 또한 약간의 실수로 석영관이 파손되는 위험이 상존하는 문제를 안고 있었던바, 본 발명에서는 위와 같은 종래의 용접 결합방식에 따른 문제를 해결하기 위해 용접에 의하지 않고도 자외선램프(80)의 보조연결부(81)와 상기 매니폴더(110)의 연결부(111)를 결합,밀폐시킬 수 있는 탈착식 램프취부구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이를 위해 상기 연결부(111)는 말단에 나사 프로파일(11111)이 형성된 연결부하우징(1111)과, 상기 연결부하우징(1111)의 말단 나사 프로파일(11111)에 결합하여 회전식으로 상하 이동하는 연결부클램프(1112)와, 상기 연결부하우징(1111)과 연결부클램프(1112) 사이에 위치하여 상기 연결부클램프(1112)의 상측 이동으로 가압되면서 자외선램프(80)의 보조연결부(81)를 밀폐시키는 패킹(1114)을 포함할 수 있다.
상기 연결부하우징(1111)은 도 9 등에 도시된 바와 같이 상기 매니폴더(110)의 하측에서 하향 돌출되어 형성되는 상기 연결부(111)의 기본 골격을 형성하는 부분으로, 상기 연결부하우징(1111)의 말단에는 후술할 연결부클램프(1112)가 회전식으로 상하이동하며 결합될 수 있도록 나사 프로파일(11111)이 형성될 수 있다.
상기 연결부클램프(1112)는 상기 연결부하우징(1111)의 말단에 회전식으로 결합되는 구성으로, 상기 연결부하우징(1111)의 나사 프로파일(11111)을 따라 회전식으로 결합될 수 있도록 상기 연결부클램프(1112)의 내주면에도 상기 나사 프로파일(11111)에 대응되는 나사 프로파일(11121)이 형성되게 된다. 따라서, 상기 연결부클램프(1112)를 일방향으로 회전하면 상기 연결부클램프(1112)는 상기 연결부하우징(1111)과 결합된 상태에서 상향이동하게 되고, 반대로 타방향으로 회전하면 하향이동하게 된다. 상기 연결부클램프(1112)의 일단에는 연결부클램프(1112)의 회전시 작업자가 회전작업을 용이하게 수행할 수 있도록 쉽게 파지할 수 있는 핸들(1113)이 부착될 수 있다.
상기 패킹(1114)은 상기 연결부하우징(1111)과 연결부클램프(1112) 사이의 내부공간을 채우면서 밀폐를 위해 탄성을 갖는 구성으로, 상기 연결부클램프(1112)를 일방향으로 회전시켜 상향이동시키게 되면 그에 따라 상기 연결부하우징(1111)과 연결부클램프(1112) 사이의 내부공간에 위치한 상기 패킹(1114)은 가압되면서 그 내부에 삽입된 자외선램프(80)의 보조연결부(81) 주위 및 연결부하우징(1111)과 연결부클램프(1112) 사이의 내부공간에 밀착되면서 외부로부터 연결부(111) 내부를 밀폐시키게 된다. 그 작동관계에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
상기 패킹(1114)이 위치하는 연결부하우징(1111)과 연결부클램프(1112) 사이의 내부공간에는 상기 패킹(1114)의 하측에 위치하며 상기 연결부클램프(1112)에 결합되어 연결부클램프(1112)의 상하이동에 따라 연동하여 상하이동하는 보조연결부 가이드부재(1115)와, 상기 패킹(1114)의 상측에 위치하며 상기 연결부하우징(1111)에 결합되어 고정돼 있는 수은 가이드부재(1116)가 각각 형성될 수 있다. 따라서, 상기 연결부하우징(1111)에 고정되어 있는 상기 수은 가이드부재(1116)와 상기 연결부클램프(1112)의 상하이동에 연동하여 상하이동하는 상기 보조연결부 가이드부재(1115) 사이에 위치하는 상기 패킹(1114)은 상기 연결부클램프(1112)의 상측이동에 연동한 상기 보조연결부 가이드부재(1115)의 상측이동에 따라 상기 수은 가이드부재(1116)와 보조연결부 가이드부재(1115) 사이에서 가압되어 외부로부터 연결부(111) 내부를 밀폐시키게 된다.
상기 보조연결부 가이드부재(1115)는 그 중앙부위에 상기 연결부(111) 내로 삽입되는 자외선램프(80)의 보조연결부(81)가 용이하게 삽입될 수 있도록 가이드하는 가이드공(11151)을 형성하게 된다. 상기 가이드공(11151)은 상기 자외선램프(80)의 보조연결부(81) 직경과 동일한 직경을 갖으며 보조연결부(81)가 삽입될 정확한 위치에 형성되므로 작업자는 자외선램프(80)를 연결부(111)에 결합시 도 10에 도시된 바와 같이 상기 핸들(1113)을 파지하고 연결부클램프(1112)를 타방향(①방향)으로 회전시켜 하향이동시켜놓은 상태에서 상기 보조연결부 가이드부재(1115)의 가이드공(11151)에 자외선램프(80)의 보조연결부(81)를 맞추어 끼워넣는 과정만으로 용이하게 자외선램프(80)를 정확한 위치에 삽입할 수 있게 된다.
상기 수은 가이드부재(1116) 역시 그 하측의 중앙부위에는 상기 자외선램프(80)의 보조연결부(81)의 직경과 동일한 직경을 갖는 가이드홈(11161)이 형성될 수 있는데, 상기 가이드홈(11161)의 형성깊이는 상기 자외선램프(80)의 보조연결부(81)가 상기 연결부(111) 내에 정확하게 삽입,결합되는 깊이를 결정하게 된다. 즉, 상기 연결부(111) 내에 삽입,결합되는 자외선램프(80)의 보조연결부(81)는 상기 보조연결부 가이드부재(1115)와 패킹(1114)을 관통하여 상기 수은 가이드부재(1116)의 가이드홈(11161) 말단까지 삽입되어 결합되기 때문에 상기 가이드홈(11161) 말단까지 삽입된 지점이 바로 자외선램프(80) 보조연결부(81)의 연결부(111) 내 삽입,결합 깊이가 되는 것이다. 상기 가이드홈(11161)까지 자외선램프(80)의 보조연결부(81)를 삽입한 이후에는 도 11에 도시된 바와 같이 상기 핸들(1113)을 파지하고 연결부클램프(1112)를 반대로 일방향(②방향)으로 회전시켜 상향이동시키게 되면, 연결부클램프(1112)의 상측이동에 연동한 상기 보조연결부 가이드부재(1115)의 상측이동에 따라 상기 수은 가이드부재(1116)와 보조연결부 가이드부재(1115) 사이의 패킹(1114)이 가압되어 보조연결부(81) 주위 및 연결부하우징(1111)과 연결부클램프(1112) 사이의 내부공간에 밀착되면서 외부로부터 연결부(111) 내부를 밀폐시키게 된다. 또한, 상기 수은 가이드부재(1116)의 상측에는 위에서 아래로 축경되는 형태(대략, 깔대기 형태)로 형성되어 상기 주입부(50)를 통해 주입되는 수은(90)을 상기 자외선램프(80)의 보조연결부(81) 내로 정확하게 안내하는 안내홈(11162)이 형성되며, 상기 안내홈(11162)의 하측 말단과 상기 가이드홈(11161)의 상측 말단 사이에는 통공이 형성되어 연통될 수 있다. 상기 안내홈(11162)을 통한 수은(90)의 주입과정은 주입부(50)에 대한 설명에서 상술하도록 한다.
이하에서는, 도 1 내지 5를 참조하여 본 발명에 따른 자외선램프 제조장치에서의 상기 배기부(30)의 특징 및 작동과정에 대해 설명하도록 한다.
앞서 살펴본 바와 같이, 상기 배기부(30)는 상기 진공부(10)에 결합고정된 자외선램프(80)를 수용하여 고온으로 가열하는 가열챔버(310)와, 상기 가열챔버(310)를 슬라이딩 이동시키는 가열챔버이동수단(320)과, 상기 가열챔버(310)의 도어(311)를 개폐시키는 도어개폐수단(330)을 포함한다.
상기 가열챔버(310)는 후술할 가열챔버이동수단(320)에 의해 전후 왕복이동을 하게 되며, 상기 진공부(10)에 결합고정된 자외선램프(80)를 수용하여 고온으로 가열하여 자외선램프(80) 내부의 불순물을 배기시키게 된다. 상기 가열챔버(310)의 내부에는 전기열선과 같은 발열수단이 내장되어 1000℃ 이상의 고열까지 가열할 수 있도록 형성되며, 가열챔버(310)의 상측에는 내부에 수용되는 자외선램프(80)의 내부수용방향에 따라 자외선램프(80)의 보조연결부(81)가 간섭되지 않고 수용될 수 있도록 가열챔버(310)의 상측이 슬릿형태로 절개된 부위를 형성하는 가이드홀(312)이 형성된다. 또한, 상기 가열챔버(310)의 일측에는 개폐되는 도어(311)가 장착되어 있어 상기 자외선램프(80)를 수용하는 경우에는 도어(311)가 개방되게 되고, 자외선램프(80)의 수용이 완료되어 고열로 가열하기 위해서는 도어(311)가 폐쇄되게 된다. 본 발명에서는 특히, 상기 가열챔버(310)에서 도어(311)가 닫힐 때 맞닿는 부위(이는 가열챔버(310) 본체 측 또는 도어(311) 측 일수도 있다)에 도어(311)의 폐쇄를 감지하는 센서(313, 일 예로 접점 스위치 등이 활용될 수 있다)를 포함하고, 상기 제어부(70)를 통해 상기 센서(313)가 가열챔버(310) 도어(311)의 폐쇄를 감지한 상태에서는 후술할 가열챔버이동수단(320)을 이용한 가열챔버(310)의 슬라이딩 이동을 정지시켜, 가열챔버(310)의 도어(311)가 닫힌 상태에서의 가열챔버(310)의 이동으로 매니폴더(110)에 결합고정된 자외선램프(80)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 가열챔버이동수단(320)은 제어부(70)의 제어하에 상기 가열챔버(310)를 슬라이딩 이동시키는 동력을 제공하는 구성으로, 일반적으로 사용되는 유압실린더나 공압실린더 등의 구성이 활용될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 진공부(10)에 자외선램프(80)를 결합고정시키는 과정 및 자외선램프(80) 내부를 진공으로 하는 진공공정이 진행되는 동안에는 상기 가열챔버이동수단(320)은 상기 가열챔버(310)를 진공부(10)의 매니폴더(110)에서 떨어진 위치로 옮겨놓게 되며, 자외선램프(80) 내부의 진공공정이 완료된 후 상기 가열챔버(310)를 이용한 배기공정이 진행되어야 할 경우에는 상기 가열챔버이동수단(320)은 가열챔버(310)의 도어(311)가 개방된 상태에서 상기 가열챔버(310)를 매니폴더(110)에 접근하여 자외선램프(80)를 수용할 수 있는 방향으로 슬라이딩 이동시키게 된다(슬라이딩 이동이 완료되면 가열챔버(310)는 도 5에 도시된 위치에 위치하게 됨).
상기 도어개폐수단(330)은 제어부(70)의 제어하에 상기 가열챔버(310)의 도어(311)를 개폐시키는 동력을 제공하는 구성으로, 상기 가열챔버이동수단(320)과 유사하게 유압실린더나 공압실린더 등의 구성이 활용될 수 있다. 상기 도어개폐수단(330)은 도 4에 도시된 바와 같이 가열챔버(310)를 이용한 배기공정이 진행되어야 함에 따라 상기 가열챔버이동수단(320)이 가열챔버(310)를 매니폴더(110)에 접근하여 자외선램프(80)를 수용할 수 있는 방향으로 슬라이딩 이동시키는 과정에서는 도어(311)가 개방될 수 있도록 하고, 도 5에 도시된 바와 같이 가열챔버(310)의 슬라이딩 이동이 완료되어 가열챔버(310) 내에 자외선램프(80)가 수용된 상태에서는 도어(311)가 폐쇄될 수 있도록 작동하게 된다. 배기공정이 완료되어 가열챔버(310)가 반대로 슬라이딩 이동하여야 할 경우에는 역시 상기 도어개폐수단(330)은 도어(311)를 개방하게 된다.
본 발명에서는 특히, 상기 가열챔버(310)를 이용한 배기공정 동안에 상기 가열챔버(310) 내의 공기를 수소를 이용하여 연소시킬 수 있도록 하는 수소공급라인(340)을 포함하게 되는데, 앞서 종래기술의 문제로 지적한 바와 같이 고온으로 자외선램프(80) 내부의 불순물을 태워 제거하는 상기 가열챔버(310) 내부에 공기가 존재하게 되면 가열챔버(310)를 고온으로 가열시 내부 공기에 의해 자외선램프(80) 양 말단에 위치하는 전극(외부에 존재하는 몰리브덴 와이어)에 산화가 발생하게 되어 전극이 손상되는 문제가 발생하게 되는바, 이 문제를 해결하기 위해 상기 가열챔버(310)에 별도의 수소공급라인(340)을 연결하여 가열챔버(310) 내부로 수소를 공급하여 가열챔버(310) 내부의 공기를 태워 제거하여 배기과정에서 자외선램프(80) 양단의 전극 외부에 존재하는 몰리브덴 와이어를 보호하게 된다.
특히, 상기 수소공급라인(340)을 상기 가열챔버(310)의 상측에 연결되도록 하여 수소공급라인(340)을 통해 수소가 가열챔버(310)의 상측에서 내부로 공급되게 되면, 수소공급라인(340)이 연결된 가열챔버(310) 내부의 상측 지점에 수소에 의해 산화된 이물질 등이 달라붙게 되고, 이 이물질 등이 낙하하게 되면 가열챔버(310)의 내부에 수용된 자외선램프(80)의 석영관에 이물질이 떨어져 자외선램프(80)가 파손되는 문제가 발생하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 상기 수소공급라인(340)을 상기 가열챔버(310)의 상측이 아닌, 측부 또는 하부(바람직하게는 도 3에 도시된 바와 같이 가열챔버(310)의 하부)에 연결시킴으로써, 가열챔버(310) 내부의 수소공급라인(340)이 연결된 지점에 발생하는 산화된 이물질 등이 가열챔버(310) 내부에 수용된 자외선램프(80)에는 영향을 미치지 않도록 하여 자외선램프(80)의 손상을 미연에 예방할 수 있도록 함을 특징으로 한다.
이하에서는, 도 1, 2 및 12 내지 16을 참조하여, 본 발명에 따른 자외선램프 제조장치에서의 상기 주입부(50)의 구조적 특징 및 수은 주입과정에 대해 설명하도록 한다.
종래 자외선램프 제조장치의 경우, 석영관으로 이루어지는 자외선램프를 결합고정하여 진공 및 수은주입과정이 이루어지는 매니폴더 자체도 석영관으로 이루어지기 때문에, 자외선램프의 보조연결부를 매니폴더의 연결부에 양자간의 내부가 연통되도록 결합고정시키기 위해서는 매니폴더의 연결부와 자외선램프의 보조연결부를 용접으로 결합시키게 되는데, 이 경우 매니폴더의 연결부를 통해 자외선램프 내부에 수은을 주입하는 주입공정이 이루어지기 위해서는 매니폴더의 연결부와 자외선램프의 보조연결부가 반드시 일직선상으로 용접이 되어야만 하므로 용접작업 자체가 고난이도를 요하는 작업이 되어 숙련공이 아니면 작업을 수행할 수 없고 또한, 용접작업 과정에서 석영관이 파손되는 경우도 빈번하게 발생하게 된다. 또한,종래에는 매니폴더 상측의 주입부를 통해 수은을 주입하기 위해서는 반드시 수은 주입을 위한 보조기구를 주입부를 통해 삽입한 이후에야 수은 주입이 가능함은 물론 이 과정에서 매니폴더 내지 자외선램프 내부의 진공상태가 파괴되므로, 수은 주입 이후에 다시 진공과정을 진행해야 하는 문제가 발생하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 위와 같은 문제를 근본적으로 해결할 수 있도록 매니폴더(110) 내지 주입부(50)의 진공이 유지된 상태에서 수은을 자외선램프(80) 내에 주입할 수 있는 주입부(50) 구조를 형성함을 특징으로 한다. 이를 위해 상기 주입부(50)는 앞서 설명한 바와 같이, 자외선램프(80) 내부로 주입될 수은(90)을 일시 저장하는 하우징(510), 상기 하우징(510) 내에 수은(90)이 공급된 이후 하우징(510)을 밀폐시키는 커버(520), 상기 하우징(510)의 공간 내에서 슬라이딩 이동하면서 하우징(510) 하부에 연결된 수은주입라인(550)을 개폐하는 슬라이딩블록(530), 상기 슬라이딩블록(530)을 이동시키는 블록이동수단(540) 등의 구성을 포함할 수 있다.
상기 하우징(510)은 도 12 등에 도시된 바와 같이 상기 매니폴더(110)의 상측에 형성되는 상기 주입부(50)의 기본 골격을 형성하는 부분으로, 상기 하우징(510)의 상부에는 하우징(510)을 개폐시키는 커버(520)가 부착되고, 상기 하우징(510)의 내부에는 주입된 수은이 이동하는 통로가 되는 수은이동통로(511)와 상기 수은이동통로(511)의 하측에서 후술할 슬라이딩블록(530)이 왕복 이동할 수 있는 공간을 형성하는 블록이동공간(512)이 형성되고, 상기 하우징(510)의 외측으로는 도 13에 도시된 바와 같이 후술할 블록이동수단(540)이 배치되게 된다.
상기 커버(520)는 상기 하우징(510) 상부에 부착되어 개폐되면서 하우징(510) 내에 수은(90)이 공급된 이후 하우징(510)을 밀폐시키는 구성으로, 도 15에 도시된 바와 같이 먼저 상기 커버(520)를 개방한 상태에서 상기 하우징(510) 내에 수은(90)을 주입하게 되면, 주입된 수은(90)은 하우징(510) 내 수은이동통로(511)를 따라 하향이동하여 후술할 슬라이딩블록(530)의 상부면에 안착되게 된다. 이후, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 커버(520)를 폐쇄하게 되면, 상기 커버(520)에 부착된 오링에 의해 커버(520)와 하우징(510) 사이가 밀폐되고 상기 진공부(10)의 진공펌프를 이용한 진공공정이 진행되게 되면 상기 하우징(510) 내부 역시 진공상태가 형성되게 된다.
상기 슬라이딩블록(530)은 상기 하우징(510) 내의 공간 즉, 상기 블록이동공간(512) 내에서 슬라이딩 왕복 이동하면서 하우징(510) 하부에 연결된 수은주입라인(550)(상기 수은주입라인(550)은 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(510) 하부에서 매니폴더(110)를 가로질러 매니폴더(110) 하측의 연결부(111)까지 연장되어 수은(90)을 연결부(111)에 결합된 자외선램프(80)의 보조연결부(81) 내로 정확하게 가이드하는 구성이다)을 개폐하는 구성으로, 통상적으로 직육면체의 형상으로 형성되며, 슬라이딩블록(530)의 일측에는 후술할 블록이동수단(540)과의 자력을 형성하게 되는 일정 극성의 자석(531)이 포함될 수 있다.
상기 블록이동수단(540)은 상기 슬라이딩블록(530)을 이동시키는 구성으로, 본 발명에서는 특히, 자력을 이용하여 상기 블록이동수단(540)이 상기 하우징(510)의 외측에서 하우징(510) 내에 위치하는 상기 슬라이딩블록(530)을 왕복이동시킬 수 있도록 함으로써, 주입부(50)의 진공을 파괴하지 않고도 수은(90)을 자외선램프(80) 내에 주입할 수 있도록 함을 특징으로 한다. 이를 위해 상기 블록이동수단(540)의 일 예는 도 13에 도시된 바와 같이 상기 하우징(510)의 외측에 위치하는 이동블록(542)과 상기 이동블록(542)을 왕복이동시키는 동력을 제공하는 실린더(541)를 포함할 수 있다. 상기 실린더(541)는 공압 또는 유압에 의해 작동하며 상기 제어부(70)의 제어하에 동작할 수 있다. 상기 실린더(541)에 연결된 상기 이동블록(542)은 실린더(541)의 작동에 의해 전후방향으로 왕복 이동하게 된다. 이때, 상기 이동블록(542)은 상기 슬라이딩블록(530)에 포함된 자석(531)과 함께 자력을 형성하여 슬라이딩블록(530)을 이동시킬 수 있도록 하기 위해 역시 일측에 일정 극성을 갖는 자석(5421)을 포함할 수 있다. 특히, 상기 이동블록(542)은 전진이동시 상기 슬라이딩블록(530)에 근접하게 되는 부위에 위치하는 자석(5421-1)과, 후진이동시 상기 슬라이딩블록(530)에 근접하게 되는 부위에 위치하는 자석(5421-2)의 극성을 다르게 배치시킬 수 있는데, 일 예로, 도 14에 도시된 바와 같이 상기 실린더(541)의 작동에 의해 상기 이동블록(542)이 전진이동하게 되면, 전진이동으로 인해 상기 슬라이딩블록(530)의 자석(531)에 근접하게 된 상기 이동블록(542)의 자석(5421-1)은 상기 자석(531)과 반대 극성인 'S극'을 갖게 되어 'N극'의 자석(531)이 부착된 상기 슬라이딩블록(530)을 끌어당겨 이동시키게 되고 반대로, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 실린더(541)의 작동에 의해 상기 이동블록(542)이 후진이동하게 되면, 후진이동으로 인해 상기 슬라이딩블록(530)의 자석(531)에 근접하게 된 상기 이동블록(542)의 자석(5421-2)은 상기 자석(531)과 동일한 극성인 'N극'을 갖게 되어 동일한 극성인 'N극'의 자석(531)이 부착된 상기 슬라이딩블록(530)을 밀어 이동시킴으로써, 이동블록(542)의 왕복 이동에 연계하여 슬라이딩블록(530)을 슬라이딩 왕복 이동시키게 된다.
이하에서는, 상기 주입부(50)에서의 수은(90) 주입과정에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 먼저, 상기 블록이동수단(540)과 슬라이딩블록(530)은 도 13에 도시된 바와 같이 실린더(541)가 이동블록(542)을 후진시키고 슬라이딩블록(530)은 이동블록(542) 자석(5421-2)의 자력('N극')에 의해 밀려 상기 블록이동공간(512)의 중앙에 위치하여 하우징(510) 하부에 연결된 상기 수은주입라인(550)을 막고 있는 상태에서, 도 15에 도시된 바와 같이 상기 커버(520)를 개방하고 상기 하우징(510) 내에 수은(90)을 주입하게 되면, 주입된 수은(90)은 하우징(510) 내 수은이동통로(511)를 따라 하향이동하여 상기 슬라이딩블록(530)의 상부면에 안착되게 된다. 이후, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 커버(520)를 폐쇄한 상태에서 상기 진공부(10)의 진공펌프를 이용한 진공공정이 진행되게 되면 상기 하우징(510) 내부 역시 진공상태가 형성되게 된다. 자외선램프(80) 내의 진공공정 및 배기공정이 완료된 이후, 수은(90)을 자외선램프(80) 내에 주입하기 위해서는 도 14에 도시된 바와 같이 상기 실린더(541)의 작동에 의해 상기 이동블록(542)을 전진이동시키게 되면, 전진이동으로 인해 상기 슬라이딩블록(530)의 자석(531)에 근접하게 된 상기 이동블록(542) 자석(5421-1)의 자력('S극')에 의해 상기 슬라이딩블록(530)은 끌어당겨져 상기 블록이동공간(512)의 측부로 순간적으로 이동하게 되면서 도 16에 도시된 바와 같이 슬라이딩블록(530)에 의해 막혀 있던 상기 수은주입라인(550)이 개방되게 되고, 이때 슬라이딩블록(530)의 상부면에 있던 수은(90)은 개방된 수은주입라인(550)을 향해 그대로 연직 낙하하여 상기 수은주입라인(550)을 따라 매니폴더(110)의 연결부(111)에 연결고정된 자외선램프(80)의 보조연결부(81)를 통해 자외선램프(80) 내로 주입되게 된다. 이와 같이 본 발명의 상기 주입부(50)는 수은을 주입하는 주입부(50)가 밀폐된 상태에서 자외선램프(80) 내부의 진공을 파괴하지 않고도 자외선램프(80) 내부에 수은(90)을 주입할 수 있는 장점을 갖게 된다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 진공부 110: 매니폴더 111: 연결부
1111: 연결부하우징 11111: 나사 프로파일
1112: 연결부클램프 11121: 나사 프로파일
1113: 핸들 1114: 패킹
1115: 보조연결부 가이드부재 11151: 가이드공
1116: 수은 가이드부재 11161: 가이드홈
11162: 안내홈 11163: 통공
120: 제1라인 121: 제1개폐밸브
130: 제2라인 131: 제2개폐밸브
140: 제1진공펌프 150: 제2진공펌프
151: 회전자 152: 고정자
160: 게이트밸브 170: 진공게이지 180: 가스밸브
30: 배기부 310: 가열챔버
311: 도어 312: 가이드홀 313: 센서
320: 가열챔버이동수단 330: 도어개폐수단 340; 수소공급라인
50: 주입부 510: 하우징
511: 수은이동통로 512: 블록이동공간
520: 커버 530: 슬라이딩블록 531: 자석
540: 블록이동수단 541: 실린더 542: 이동블록 5421: 자석
550: 수은주입라인
70: 제어부 80: 자외선램프 81: 보조연결부 90: 수은

Claims (13)

  1. 결합고정된 자외선램프의 내부를 진공시키는 진공부;
    상기 진공부에 결합고정된 자외선램프를 수용하여 고온으로 가열함으로써 진공상태의 자외선램프 내부의 불순물을 배기시키는 배기부;
    진공 및 배기가 완료된 상기 진공부에 결합고정된 자외선램프 내부에 수은을 주입하는 주입부;
    상기 진공부, 배기부, 주입부의 작동 전반을 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 진공부는 다수의 자외선램프를 동시에 결합고정할 수 있는 매니폴더를 포함하고,
    상기 매니폴더의 하측에는 다수의 자외선램프의 각각의 보조연결부가 탈착식으로 삽입결합되는 다수의 연결부가 형성되어, 용접에 의하지 않고도 자외선램프의 보조연결부와 연결부를 결합,밀폐시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부는 말단에 나사 프로파일이 형성된 연결부하우징과, 상기 연결부하우징의 말단 나사 프로파일에 결합하여 회전식으로 상하 이동하는 연결부클램프와, 상기 연결부하우징과 연결부클램프 사이에 위치하여 연결부클램프의 상측 이동으로 가압되면서 자외선램프의 보조연결부를 밀폐시키는 패킹을 포함하여, 상기 연결부클램프의 회전만으로 용이하게 자외선램프의 보조연결부와 연결부를 결합,밀폐시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결부클램프의 일단에는 연결부클램프의 회전을 용이하게 할 수 있도록 하는 핸들이 부착되고,
    상기 패킹의 하측에는 상기 연결부 내로 삽입되는 자외선램프의 보조연결부가 용이하게 삽입될 수 있도록 유도하는 보조연결부 가이드부재가 위치하고, 상기 패킹의 상측에는 상기 자외선램프 보조연결부의 삽입 깊이를 유도하는 수은 가이드부재가 위치하여,
    상기 핸들의 회전으로 연결부클램프가 상측 이동할 시 상기 보조연결부 가이드부재와 수은 가이드부재 사이의 간격이 줄어들면서 그 사이에 위치한 상기 패킹을 가압하여 자외선램프의 보조연결부를 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 수은 가이드부재는 상측에 위에서 아래로 축경되는 형태로 형성되어 상기 주입부를 통해 주입되는 수은을 상기 자외선램프의 보조연결부 내로 정확하게 안내하는 안내홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 매니폴더는 스테인레스 재질로 형성되며,
    스테인레스 재질로 형성된 상기 매니폴더의 내부면을 전해연마하여, 가스 및 부식에 대한 저항성을 증대시켜 진공도 유지 및 내구성을 증대시키는 것을 특징으로 하는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공부는 제1라인을 통해 상기 매니폴더에 결합고정된 자외선램프 내부를 1차 저진공시키는 제1진공펌프와, 제2라인을 통해 1차 저진공된 자외선램프 내부를 2차 고진공시키는 제2진공펌프를 추가로 포함하고,
    상기 제2진공펌프는 오일을 사용하지 않는 터보펌프가 사용되어, 오일 역류나 교체에 의한 문제를 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 진공부는 진공도를 체크하는 진공게이지를 추가로 포함하고,
    상기 진공게이지는 저진공상태와 고진공상태를 구분하여 체크,표시함으로써, 하나의 게이지로 저진공과 고진공상태를 명확하게 구분하여 확인할 수 있어 진공공정의 효율을 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기부는 상기 진공부에 결합고정된 자외선램프를 수용하여 고온으로 가열하는 가열챔버와, 상기 가열챔버를 슬라이딩 이동시키는 가열챔버이동수단과, 상기 가열챔버의 도어를 개폐시키는 도어개폐수단과, 상기 가열챔버 내에 수소를 공급하는 수소공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 수소공급라인은 상기 가열챔버의 하부 또는 측부에 연결되어, 상부에서 이물질이 떨어져 자외선램프에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가열챔버는 도어가 닫힐 때 맞닿는 부위에 도어의 폐쇄를 감지하는 센서를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 센서가 가열챔버 도어의 폐쇄를 감지한 상태에서는 상기 가열챔버이동수단을 이용한 가열챔버의 슬라이딩 이동을 정지시켜, 가열챔버의 이동으로 자외선램프가 손상되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 주입부는 상기 매니폴더의 상측에 형성되며, 자외선램프 내부로 주입될 수은을 일시 저장하는 하우징과, 상기 하우징 내에 수은이 공급된 이후 하우징을 밀폐시키는 커버를 포함하여, 자외선램프 내부의 진공을 파괴하지 않고 자외선램프 내부에 수은을 주입할 수 있는 것을 특징으로 하는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 주입부는 상기 하우징의 공간 내에서 슬라이딩 이동하면서 하우징 하부에 연결된 수은주입라인을 개폐하는 슬라이딩블록과, 상기 슬라이딩블록을 이동시키는 블록이동수단을 추가로 포함하여,
    상기 하우징 내부가 진공밀폐된 상태에서 상기 슬라이딩블록 상부에 일시 저장된 수은이 슬라이딩블록의 이동에 따라 개방된 수은주입라인을 통해 자외선램프 내부로 주입되는 것을 특징으로 하는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 슬라이딩블록은 일정 극성을 갖는 자석을 포함하고,
    상기 블록이동수단은 상기 제어부에 의해 제어되는 외력에 의해 상기 슬라이딩블록의 주위를 왕복 이동하는 이동블록을 포함하고, 상기 이동블록은 일정 극성을 갖는 자석을 포함하고,
    상기 이동블록은 전진이동시 상기 슬라이딩블록에 근접하게 되는 부위에 위치하는 자석과, 후진이동시 상기 슬라이딩블록에 근접하게 되는 부위에 위치하는 자석의 극성을 다르게 배치시켜, 이동블록의 왕복 이동에 연계하여 슬라이딩블록을 슬라이딩 왕복 이동시키는 것을 특징으로 하는 탈착식 램프취부구조를 갖는 자외선램프 제조장치.
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