KR101467279B1

KR101467279B1 - 스팀 프레스 장치

Info

Publication number: KR101467279B1
Application number: KR1020130077361A
Authority: KR
Inventors: 고홍근
Original assignee: 이노이엔지주식회사
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2014-12-01

Abstract

본 발명은 스팀 프레스 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치는, 과열 증기를 발생시키는 스팀 발생기와, 상기 스팀 발생기로부터 공급된 과열 증기를 모재의 상부로 분사하며 상기 모재의 상부를 압착하는 상부 스팀 플레이트와, 상기 모재를 사이에 두고 상기 상부 스팀 플레이트와 서로 대향하도록 배치되며, 상기 스팀 발생기로부터 공급된 과열 증기를 상기 모재의 하부로 분사하며 상기 모재의 하부를 압착하는 하부 스팀 플레이트 및 상기 상부 스팀 플레이트 및 상기 하부 스팀 플레이트에 연결되며, 상기 스팀 발생기로부터 발생된 과열 증기를 상기 상부 스팀 플레이트 및 상기 하부 스팀 플레이트로 공급하는 스팀 배관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스팀 프레스 장치{Steam press apparatus}

본 발명은 스팀 프레스 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모재의 내부로 분사되는 과열 증기의 온도와 압력을 모재 전체에 대해 균일하게 유지시켜 모재에 대한 압착 효율을 향상시킬 수 있는 스팀 프레스 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가열 프레스 장치는 철판 재질의 가압판을 가열한 상태에서 모재를 가압하여 프레스 작업을 실시하는 장치를 의미하는 것으로, 일반적인 가열 프레스 장치는 가압판의 가열되는 부분은 온도가 높고 가압판으로부터 떨어진 부분은 온도가 낮은 상태이므로, 모재를 가압할 때에 불균일한 가압이 발생되거나 열에 의해 변형이 발생되는 문제점이 있었다. 또한, 모재의 열변형에 의해 가압판을 오염시킴에 따라 다른 모재를 오염시키고, 이러한 오염을 회피하기 위해서는 가압판으로부터 오염 물질을 제거하는 별도의 작업을 실시하여야 함에 따라 작업이 지체되는 문제점이 있었다.

따라서, 최근에는 고온 고압의 포화 증기 또는 과열 증기를 이용하여 모재를 가압하는 스팀 프레스 장치를 이용하는 추세이다. 일반적으로 스팀 프레스 장치는 포화된 수증기로 발생되는 고온 고압의 포화 증기나 과열 증기를 이용하여 모재를 압착하여 모재의 압착, 평탄화 및 절곡 등을 실시하는 장치를 의미한다. 즉, 스팀 프레스 장치는 고무와 같은 고탄성 재질을 가진 모재의 압착, 모직 등의 두꺼운 소재로 이루어진 옷감의 다림판, 스펀지와 같은 다수의 모공을 가진 모재의 압착, 플라스틱 등의 열변형이 가능한 모재의 절곡 등의 작업에 사용되는 것으로, 모재의 물성 변화를 최소화하면서 고온 고압의 포화 증기 또는 과열 증기로 압착, 평탄화, 및 절곡 등의 작업을 실시하는 장치이다. 이러한 스팀 프레스 장치를 이용하면 모재의 변형을 최소화하면서 압착을 실시함에 따라 압착 효율이 향상되고, 열변형에 따른 오염을 최소화할 수 있다.

그러나, 종래의 스팀 프레스 장치는 스팀 발생기에서 발생된 고온 고압의 포화 증기 또는 과열 증기가 관로를 통해 공급됨에 따라 스팀 발생기로부터 멀어질수록 포화 증기 또는 과열 증기의 온도와 압력이 저하되고 모재를 불균일한 온도와 압력으로 압착하여 모재에 대한 압착 효율이 저하되고 고압축성 소재의 생산이 어려워지는 등 모재의 품질이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 스팀 프레스는 포화 증기 또는 과열 증기가 분기된 관로를 통해 공급되는 동안 온도와 압력의 저하로 인해 발생되는 응축수가 함께 분사되므로 모재를 오염시키고 압착 효율이 저하된다는 문제점이 있었다.

따라서, 모재의 내부로 분사되는 과열 증기의 온도와 압력을 모재 전체에 대해 균일하게 유지시켜 모재에 대한 압착 효율을 향상시킬 수 있는 스팀 프레스 장치가 요구된다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상부 스팀 플레이트와 하부 스팀 플레이트가 과열 증기를 분사하며 모재의 상하부를 압착함으로써, 모재의 내부로 분사되는 과열 증기의 온도와 압력을 모재 전체에 대해 균일하게 유지시켜 모재에 대한 압착 효율을 향상시킬 수 있는 스팀 프레스 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치는, 과열 증기를 발생시키는 스팀 발생기와, 상기 스팀 발생기로부터 공급된 과열 증기를 모재의 상부로 분사하며 상기 모재의 상부를 압착하는 상부 스팀 플레이트와, 상기 모재를 사이에 두고 상기 상부 스팀 플레이트와 서로 대향하도록 배치되며, 상기 스팀 발생기로부터 공급된 과열 증기를 상기 모재의 하부로 분사하며 상기 모재의 하부를 압착하는 하부 스팀 플레이트 및 상기 상부 스팀 플레이트 및 상기 하부 스팀 플레이트에 연결되며, 상기 스팀 발생기로부터 발생된 과열 증기를 상기 상부 스팀 플레이트 및 상기 하부 스팀 플레이트로 공급하는 스팀 배관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에 따르면, 상부 스팀 플레이트와 하부 스팀 플레이트가 과열 증기를 분사하며 모재의 상하부를 압착함으로써, 과열 증기를 모재의 내부에 깊숙히 침투시켜 모재의 내부 조직을 효과적으로 변화시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에 따르면, 상부 스팀 플레이트와 하부 스팀 플레이트는 복수의 제1 관통홈과 복수의 제2 관통홈을 격자 형태로 배치하고 이들이 교차하는 위치에 복수의 분사 홀을 형성함으로써, 모재의 내부로 분사되는 과열 증기의 온도와 압력을 일정하게 유지하는 것은 물론, 모재의 내부로 분사되는 과열 증기의 온도와 압력을 모재 전체에 대해 균일하게 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에 따르면, 상부 스팀 플레이트와 하부 스팀 플레이트는 버퍼 공간을 형성하여 과열 증기의 와류를 발생시킴으로써, 모재의 내부 전체에 대해 균일한 온도와 압력의 과열 증기를 분사할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치의 상부 스팀 플레이트와 하부 스팀 플레이트가 모재를 압착하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치가 스팀 플레이트 구동부를 포함할 때의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에서 상부 스팀 플레이트와 하부 스팀 플레이트의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에서 상부 스팀 플레이트 또는 하부 스팀 플레이트의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에서 상부 스팀 플레이트 또는 하부 스팀 플레이트의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에서 상부 스팀 플레이트 또는 하부 스팀 플레이트의 구조를 나타내는 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에서 상부 스팀 플레이트의 제1 플레이트와 제2 플레이트에 각각 버퍼 공간이 형성된 예를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에서 상부 스팀 플레이트의 제1 플레이트와 제2 플레이트에 각각 버퍼 공간이 형성된 예를 나타내는 종단면도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에서 상부 스팀 플레이트의 제1 플레이트와 제2 플레이트에 형성된 버퍼 공간의 다양한 예를 나타내는 평면도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 스팀 프레스 장치(1)를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치의 상부 스팀 플레이트와 하부 스팀 플레이트가 모재를 압착하는 모습을 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치(1)는 스팀 발생기(100), 상부 스팀 플레이트(200), 하부 스팀 플레이트(300) 및 스팀 배관(400)을 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 스팀 발생기(100)는 모재(10)를 압착할 때에 모재(10)에 분사하기 위한 과열 증기(Superheated vapor)를 발생시킬 수 있다. 본 발명에서 모재(10)는 두께가 비교적 두꺼운 소재로써 열과 압력에 의해 내부 조직의 변화가 필요한 소재를 의미한다. 예를 들어, 반도체 라인 등에서 사용되는 고밀도 스폰지(일명, 매직폼)는 흡수력은 좋으나 파티클 발생이 많아 반도체 라인 등과 같은 청정 지역에서 그대로 사용하기에 어려움이 있으나, 열과 압력에 의해 압축하여 내부 조직을 변화시키면 파티클의 발생을 줄일 수 있으므로, 본 발명에서의 모재(10)에 해당할 수 있다. 그러나, 본 발명에서의 모재(10)는 이에 한정되지 않으며, 모직 등의 두꺼운 소재의 옷감, 고탄성 재질의 소재 등 다양한 소재를 포함하는 광의의 개념이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치(1)의 스팀 발생기(100)는 모재(10)의 압축을 위해 과열 증기를 발생시키는데, 스팀 발생기(100)로부터 발생된 과열 증기는 대략 230 ~ 250 ℃의 온도와 5 MPa의 압력을 가질 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치(1)는 과열 증기를 사용하여 모재(10)를 압착함으로써 두꺼운 모재(10)나 녹는 점이 높은 모재(10)의 내부 조직을 보다 용이하게 변화시킬 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상부 스팀 플레이트(200)는 스팀 발생기(100)로부터 공급된 과열 증기를 모재(10)의 상부로 분사하며 모재(10)의 상부를 압착할 수 있다. 또한, 하부 스팀 플레이트(300)는 모재(10)를 사이에 두고 상부 스팀 플레이트(200)와 서로 대향하도록 배치되며, 스팀 발생기(100)로부터 공급된 과열 증기를 모재(10)의 하부로 분사하며 모재(10)의 하부를 압착할 수 있다. 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)는 모재(10)의 내부 조직을 효과적으로 변화시키기 위해 과열 증기를 모재(10)의 내부에 깊숙히 침투시켜야 하며, 이를 위해 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)는 모재(10)의 내부로 분사되는 과열 증기의 온도와 압력을 일정하게 유지해야 함과 동시에, 모재(10)의 내부로 분사되는 과열 증기의 온도와 압력을 모재(10) 전체에 대해 균일하게 유지해야 한다. 이 때, 상부 스팀 플레이트(200) 또는 하부 스팀 플레이트(300)로부터 모재(10)로 분사되는 과열 증기는 대략 220 ℃의 온도와 0.3 MPa의 압력을 가질 수 있다. 이러한 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)는 스팀 발생기(100)로부터 공급된 과열 증기를 모재(10)의 내부에 깊숙히 침투시키기 위해서 복수의 관통홈과 분사 홀(232)이 반복적으로 형성된 다중 플레이트로 구성될 수 있다. 상부 스팀 플레이트(200) 및 하부 스팀 플레이트(300)의 구체적인 구조에 대해서는 도 4 내지 도 10b를 참조하여 자세히 후술하기로 한다.

스팀 배관(400)은 상부 스팀 플레이트(200) 및 하부 스팀 플레이트(300)에 연결되며, 스팀 발생기(100)로부터 발생된 과열 증기를 상부 스팀 플레이트(200) 및 하부 스팀 플레이트(300)로 공급할 수 있다. 바람직하게는, 스팀 배관(400)은 스테인레스 스틸(Steel Use Stainless, SUS) 재질로 이루어지고, 스팀 배관(400)의 일부 또는 전체의 외주면은 히팅 자켓(Heating jacket)(도시되지 않음)으로 감싸질 수 있다. 이와 같이 스팀 배관(400)을 구성함으로써 스팀 배관(400) 내에 응축수의 생성을 방지하고 스팀 발생기(100)부로부터 발생된 과열 증기 내에 수증기가 포함되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)는 모재(10)를 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되고 각각 모재(10)의 상하부를 압착하는데, 이를 위해서는 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300) 중 적어도 하나는 모재(10)를 향해 구동시켜야 한다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치(1)는 상부 스팀 플레이트(200) 및 하부 스팀 플레이트(300) 중 적어도 하나에 연결되며, 상부 스팀 플레이트(200) 및 하부 스팀 플레이트(300) 중 적어도 하나를 모재(10)를 향해 구동시키는 스팀 플레이트 구동부(500)를 더 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치가 스팀 플레이트 구동부를 포함할 때의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 3에서는 스팀 플레이트 구동부(500)가 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)에 모두 연결되어, 모재(10)를 향해 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)를 동시에 구동시키는 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다. 예를 들어, 스팀 플레이트 구동부(500)는 상부 스팀 플레이트(200)에만 연결되고, 하부 스팀 플레이트(300)는 고정된 상태에서 스팀 플레이트 구동부(500)는 상부 스팀 플레이트(200)를 상하로 구동시켜 모재(10)를 압착할 수도 있다.

이하 도 4 내지 도 10b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치(1)의 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)의 구체적인 구조를 자세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에서 상부 스팀 플레이트와 하부 스팀 플레이트의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에서 상부 스팀 플레이트 또는 하부 스팀 플레이트의 구조를 나타내는 분해 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에서 상부 스팀 플레이트 또는 하부 스팀 플레이트의 구조를 나타내는 평면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에서 상부 스팀 플레이트 또는 하부 스팀 플레이트의 구조를 나타내는 종단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)는 모재(10)를 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되고 각각 모재(10)의 상하부를 압착하며 과열 증기를 분사하는데, 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)는 스팀 발생기(100)로부터 공급된 과열 증기를 모재(10)의 내부에 깊숙히 침투시키기 위해서 복수의 관통홈과 분사 홀(232)이 반복적으로 형성된 다중 플레이트로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)는 각각 제1 플레이트(210, 310), 제2 플레이트(220, 320) 및 제3 플레이트(230, 330)를 포함하여 3중 플레이트의 형태로 구성될 수 있다. 이 때, 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)의 사이에 있는 모재(10)로부터 멀리 떨어진 위치부터 차례로 제1 플레이트(210, 310), 제2 플레이트(220, 320), 제3 플레이트(230, 330)가 배치될 수 있다. 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)는 실질적으로 동일한 구조를 가지므로, 상부 스팀 플레이트(200)를 예로 들어 제1 플레이트(210), 제2 플레이트(220) 및 제3 플레이트(230)의 구조에 대해서 설명하기로 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 플레이트(210)는 얇은 판형의 제1 몸체(211)에 제1 축 방향(도 5의 X축 방향)을 따라 장공 형상을 가지는 복수의 제1 관통홈(212)이 형성될 수 있다. 비록 도시되지는 않았으나, 제1 플레이트(210)에는 스팀 발생기(100)에서 발생한 과열 증기가 공급되는 스팀 배관(400)이 연결될 수 있다. 또한, 제2 플레이트(220)는 상부면이 제1 플레이트(210)와 마주 닿도록 배치되며, 얇은 판형의 제2 몸체(221)에 제1 축 방향(도 5의 X축 방향)과 교차하는 제2 축 방향(도 5의 Y축 방향)을 따라 장공 형상을 가지는 복수의 제2 관통홈(222)이 형성될 수 있다. 이 때, 도 5에서와 같이, 복수의 제1 관통홈(212)이 형성되는 제1 축 방향(도 5의 X축 방향)과 복수의 제2 관통홈(222)이 형성되는 제2 축 방향(도 5의 Y축 방향)은 서로 직교하는 것이 바람직하다.

제3 플레이트(230)는 일측 면(도 5에서는 상부면)은 제2 플레이트(220)와 마주 닿고 타측 면(도 5에서는 하부면)은 모재(10)와 접촉하도록 배치되며, 얇은 판상의 제3 몸체(231)에 복수의 분사 홀(232)이 형성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 분사 홀(232)은 제3 플레이트(230)의 평면 상에서 보았을 때 복수의 제1 관통홈(212)과 복수의 제2 관통홈(222)이 교차하는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)는 제1 플레이트(210)에 형성된 복수의 제1 관통홈(212)과 제2 플레이트(220)에 형성된 복수의 제2 관통홈(222)을 서로 직교하는 격자 형태로 배치하고 이들이 교차하는 제3 플레이트(230) 상의 위치에 복수의 분사 홀(232)을 형성함으로써, 모재(10)의 내부로 분사되는 과열 증기의 온도와 압력을 일정하게 유지하는 것은 물론, 모재(10)의 내부로 분사되는 과열 증기의 온도와 압력을 모재(10) 전체에 대해 균일하게 유지할 수 있다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 제3 플레이트(230) 상에 형성되는 복수의 분사 홀(232)은 각각, 제2 플레이트(220)와 마주 닿은 면으로부터 점차 직경이 감소하도록 경사지게 형성된 관통 홀(232a)과, 관통 홀로부터 점차 직경이 증가하도록 경사지게 형성된 노즐 홀(232b)을 포함하여 구성될 수 있다. 이로 인해, 스팀 발생기(100)로부터 공급된 과열 증기의 온도와 압력(예를 들어, 230 ~ 250 ℃의 온도와 5 MPa의 압력)을 모재(10)의 내부로 분사되는 과열 증기의 온도와 압력(예를 들어, 220 ℃의 온도와 0.3 MPa)으로 형성하여 과열 증기를 모재(10)의 내부에 깊숙히 침투시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치(1)에서 상부 스팀 플레이트(200) 및 하부 스팀 플레이트(300)의 경우, 제1 플레이트(210)가 제2 플레이트(220)와 마주 닿는 면 및 제2 플레이트(220)가 제3 플레이트(230)와 마주 닿는 면 중 적어도 하나에는 스팀 발생기(100)로부터 공급된 과열 증기의 와류를 발생시키기 위한 적어도 하나의 버퍼 공간(213, 223)이 형성될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에서 상부 스팀 플레이트의 제1 플레이트와 제2 플레이트에 각각 버퍼 공간이 형성된 예를 나타내는 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에서 상부 스팀 플레이트의 제1 플레이트와 제2 플레이트에 각각 버퍼 공간이 형성된 예를 나타내는 종단면도이며, 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치에서 상부 스팀 플레이트의 제1 플레이트와 제2 플레이트에 형성된 버퍼 공간의 다양한 예를 나타내는 평면도이다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상부 스팀 플레이트(200)의 제1 플레이트(210)는 제2 플레이트(220)와 마주 닿는 면(즉, 제1 플레이트(210)의 하부면)에 제1 버퍼 공간(213)이 형성되고, 제2 플레이트(220)는 제3 플레이트(230)와 마주 닿는 면(즉, 제2 플레이트(220)의 하부면)에 제2 버퍼 공간(223)이 형성될 수 있다. 도 8 및 도 9에서는 제1 버퍼 공간(213)과 제2 버퍼 공간(223)이 각각 제1 플레이트(210)의 하부면과 제2 플레이트(220)의 하부면으로부터 일정한 깊이로 파여져 형성된 예를 도시하고 있다. 이러한 제1 버퍼 공간(213)과 제2 버퍼 공간(223)은, 도 10a에 도시된 바와 같이, 제1 플레이트(210)에 형성된 복수의 제1 관통홈(212)과 제2 플레이트(220)에 형성된 복수의 제2 관통홈(222)을 모두 포함하도록 전체적으로 하나의 영역(213, 223)으로 형성될 수도 있으나, 필요에 따라, 도 10b에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 관통홈(212)과 복수의 제2 관통홈(222)을 일부 또는 전부 포함하는 복수의 영역(213a, 223a, 213b, 223b, 213c, 223c, 213d, 223d)으로 분할되어 형성될 수도 있다. 이와 같이, 제1 버퍼 공간(213)과 제2 버퍼 공간(223)은 제1 플레이트(210)에 형성된 복수의 제1 관통홈(212)과 제2 플레이트(220)에 형성된 복수의 제2 관통홈(222)을 따라 공급된 과열 증기에 와류를 발생시킴으로써, 스팀 발생기(100)로부터 공급된 과열 증기는 제3 플레이트(230)에 형성된 복수의 분사 홀(232)을 통해 전체적으로 균일한 온도와 압력의 상태로 모재(10)를 향해 분사될 수 있다.

한편, 도 8 및 도 9에서는 상부 스팀 플레이트(200)의 제1 플레이트(210)와 제2 플레이트(220)에 모두 버퍼 공간(213, 223)이 형성된 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다. 예를 들어, 버퍼 공간은 제3 플레이트(230)에 형성된 복수의 분사 홀(232)에 직접적으로 영향을 미치는 제2 플레이트(220)에만 형성될 수도 있다. 또한, 이러한 버퍼 공간은 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)에 모두 형성될 수도 있고, 상부 스팀 플레이트(200) 또는 하부 스팀 플레이트(300) 중 어느 하나에만 형성될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 프레스 장치(1)에 따르면, 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)가 과열 증기를 분사하며 모재(10)의 상하부를 압착함으로써, 과열 증기를 모재(10)의 내부에 깊숙히 침투시켜 모재(10)의 내부 조직을 효과적으로 변화시킬 수 있다. 또한, 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)는 복수의 제1 관통홈(212)과 복수의 제2 관통홈(222)을 격자 형태로 배치하고 이들이 교차하는 위치에 복수의 분사 홀(232)을 형성함으로써, 모재(10)의 내부로 분사되는 과열 증기의 온도와 압력을 일정하게 유지하는 것은 물론, 모재(10)의 내부로 분사되는 과열 증기의 온도와 압력을 모재(10) 전체에 대해 균일하게 유지할 수 있다. 또한, 상부 스팀 플레이트(200)와 하부 스팀 플레이트(300)는 버퍼 공간(213, 223)을 형성하여 과열 증기의 와류를 발생시킴으로써, 모재(10)의 내부 전체에 대해 균일한 온도와 압력의 과열 증기를 분사할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 반도체 라인 등에서 사용되는 고밀도 스폰지를 압축하는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 본 발명의 적용 범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 모직 등의 두꺼운 소재의 옷감, 고탄성 재질의 소재 등 비교적 두꺼운 모재를 압착하기 위한 부분이라면 얼마든지 다양한 기술 분야에 적용될 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 스팀 프레스 장치
100: 스팀 발생기
200: 상부 스팀 플레이트 300: 하부 스팀 플레이트
400: 스팀 배관 500: 스팀 플레이트 구동부

Claims

과열 증기를 발생시키는 스팀 발생기;
상기 스팀 발생기로부터 공급된 과열 증기를 모재의 상부로 분사하며 상기 모재의 상부를 압착하는 상부 스팀 플레이트;
상기 모재를 사이에 두고 상기 상부 스팀 플레이트와 서로 대향하도록 배치되며, 상기 스팀 발생기로부터 공급된 과열 증기를 상기 모재의 하부로 분사하며 상기 모재의 하부를 압착하는 하부 스팀 플레이트; 및
상기 상부 스팀 플레이트 및 상기 하부 스팀 플레이트에 연결되며, 상기 스팀 발생기로부터 발생된 과열 증기를 상기 상부 스팀 플레이트 및 상기 하부 스팀 플레이트로 공급하는 스팀 배관을 포함하며,
상기 상부 스팀 플레이트 및 상기 하부 스팀 플레이트는 각각,
상기 스팀 배관에 연결되며, 제1 축 방향을 따라 장공 형상을 가지는 복수의 제1 관통홈이 형성된 제1 플레이트;
상기 제1 플레이트와 마주 닿도록 배치되며, 상기 제1 축 방향과 교차하는 제2 축 방향을 따라 장공 형상을 가지는 복수의 제2 관통홈이 형성된 제2 플레이트; 및
일측 면은 상기 제2 플레이트와 마주 닿고 타측 면은 상기 모재와 접촉하도록 배치되며, 상기 복수의 제1 관통홈과 상기 복수의 제2 관통홈이 교차하는 위치에 복수의 분사 홀이 형성된 제3 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 프레스 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 분사 홀은 각각,
상기 제2 플레이트와 마주 닿은 면으로부터 점차 직경이 감소하도록 경사지게 형성된 관통 홀; 및
상기 관통 홀로부터 점차 직경이 증가하도록 경사지게 형성된 노즐 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 프레스 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 플레이트가 상기 제2 플레이트와 마주 닿는 면 및 상기 제2 플레이트가 상기 제3 플레이트와 마주 닿는 면 중 적어도 하나에는 상기 스팀 발생기로부터 공급된 과열 증기의 와류를 발생시키기 위한 적어도 하나의 버퍼 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 스팀 프레스 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 스팀 배관은 스테인레스 스틸(Steel Use Stainless, SUS) 재질로 이루어지고, 상기 스팀 배관의 일부 또는 전체의 외주면은 히팅 자켓(Heating jacket)으로 감싸진 것을 특징으로 하는 스팀 프레스 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 상부 스팀 플레이트 및 상기 하부 스팀 플레이트 중 적어도 하나에 연결되며, 상기 상부 스팀 플레이트 및 상기 하부 스팀 플레이트 중 적어도 하나를 상기 모재를 향해 구동시키는 스팀 플레이트 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 프레스 장치.