KR101937223B1 - 열 융착 장치 - Google Patents

Abstract

열 융착 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 열 융착 장치는 열을 가하여 인접하는 판재를 접합시키는 열 융착 장치로서, 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임 상에 배치되며, 상기 판재를 고정하는 판재 지지프레임; 상기 베이스 프레임 상에서 제1방향으로 이동하며, 상기 판재의 접합되는 부분을 가열하여 접합시키는 점화 프레임; 및 상기 베이스 프레임 상에서 수직 방향으로 이동하며, 상기 판재의 크기에 대응하여 상기 점화 프레임에서 발생하는 화염을 조절하는 화염차단유닛;을 포함한다.

Description

열 융착 장치 {Thermal bonding apparatus}

본 발명은 열 융착 장치에 관한 것으로서, 석영유리 모재를 이용하여 판재(Plate)의 경계에 열을 가하여 이웃하는 판재를 접합시키는 열 융착 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 및 LED 공정에 주로 사용하는 세정 Bath 또는 MOCVD용 사각 Window를 제작할 때에는 처음부터 원하는 크기로 제작을 하지 않고, 제작의 편의를 위하여 그보다 더 작은 크기의 판재를 제작한다. 작은 크기로 제작된 복수 개의 판재를 결합함으로써 원하는 크기의 세정 Bath 또는 MOCVD용 사각 Window를 제작한다.

종래에 세정 Bath 제작공정의 경우, 복수 개의 판재를 결합하는 것은 보통 이웃하는 플레이트 판재에 용접봉을 이용하여 용접을 하는 방식으로 제작하였다. 그러나, 용접을 하여 결합하는 경우에는 용접 후 용접 비드(bead)가 많이 발생하여 표면 상태가 불균일 하게 되었다. 이에 따라, 용접 후 용접 비드를 제거하여 표면 상태를 개선하기 위하여 연마 작업을 하였으며, 연마 작업 후 절삭 가공을 필요로 함으로써 공정 시간이 필요 이상으로 요구되는 문제점이 있다.

또한, 용접을 진행하는 도중에 열원을 제거할 경우, 석영유리의 열충격(thermal shock)에 노출되게 되는데 이때, 두께 변화에 따른 크랙이 발생될 수 있는 위험이 있으며, 플레이트 판재 두께에 따라 플레이트 판재가 열 변형으로 인하여 뒤틀릴 수 있는 문제점이 있다.

한편, 상황에 따라 동일 재질이 아닌 이종 재질의 판재를 석영 유리 용접봉을 이용하여 결합할 수 있다. 이 때, 투명 석영 재질로 형성된 플레이트 판재와 불투명 석영 재질로 형성된 플레이트 판재의 경계를 용접하여 결합할 때, 불투명 석영이 투명 석영으로 침범하는 문제가 생길 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 열 접합 과정에서 용접 비드가 발생되지 않으면서, 균일하게 판재의 경계면을 접합 가능하며, 인접하는 판재의 경계면이 일정 각도를 이루면서 접합이 가능한 열 융착 장치를 제공한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 열을 가하여 인접하는 판재를 접합시키는 열 융착 장치로서, 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임 상에 배치되며, 상기 판재를 고정하는 판재 지지프레임; 상기 베이스 프레임 상에서 제1방향으로 이동하며, 상기 판재의 접합되는 부분을 가열하여 접합시키는 점화 프레임; 및 상기 베이스 프레임 상에서 수직 방향으로 이동하며, 상기 판재의 크기에 대응하여 상기 점화 프레임에서 발생하는 화염을 조절하는 화염차단유닛;을 포함하는 열 융착 장치를 제공한다.

또한, 상기 판재 지지프레임은 일직선 상에 이격하여 형성되는 제 1 판재 지지프레임, 및 제 2 판재 지지프레임을 포함하며, 상기 제 1 판재 지지프레임 및 제 2 판재 지지프레임은 제 2 방향으로 이동 가능할 수 있다.

또한, 상기 베이스 프레임 상에는 상기 제 1 방향으로 제 1 가이드 부재가 형성되며, 상기 점화 프레임은 상기 제 1 가이드 부재와 슬라이딩 가능하도록 결합되는 제 1 가이드 결합부재; 상기 제 1 가이드 결합 부재 상부에 수직 방향으로 결합되는 수직 지지부재; 및 제 1 방향으로의 상기 수직 지지부재 이동을 조절하는 제 1 이동 조절부재;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 점화 프레임은 상기 수직 지지부재의 일측에 설치되어 상기 판재를 접합하는 화염을 발생시키는 히팅부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 히팅부는 하우징; 상기 하우징의 상/하부에서 제1가스가 유입되는 제1가스유입관; 상기 하우징의 상/하부에서 제2가스가 유입되는 제2가스유입관; 및 상기 하우징의 일면에 형성되며, 상기 제1가스와 상기 제2가스에 의해 형성된 화염이 배출되는 복수 개의 화염구;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 점화 프레임은 일직선 상에 이격하여 한 쌍으로 형성되며, 상기 히팅부는 서로 마주보게 형성될 수 있다.

또한, 상기 점화 프레임은 상기 한 쌍의 히팅부를 상하 방향으로 이동 가능하도록 하는 제1모터부재를 더 포함하며, 상기 한 쌍의 히팅부는 서로 반대 방향으로 이동하여 상기 인접하는 판재의 경계면을 용융시킬 수 있다.

또한, 상기 히팅부는 상하 방향으로 형성된 선형 버너일 수 있다.

또한, 상기 점화 프레임에 의해 가열된 상기 제1판재 및 상기 제2판재의 경계면을 냉각시키는 냉각 부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 냉각 부재는 상기 제1판재 지지프레임 및 제2판재 지지프레임이 대향하는 면에 각각 설치되며, 냉각수가 수직하게 유동하는 제1냉각판; 및 상기 베이스 프레임의 상부 면에서 수평 방향으로 설치되며, 상기 제1냉각판와 직교하는 방향으로 냉각수가 유동하는 제2냉각판;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스 프레임 상에는 상기 제 2 방향으로 제 2 가이드 부재가 형성되며, 상기 제 1 판재 지지프레임은 상기 제 2 가이드 부재와 슬라이딩 가능하도록 결합되는 제 2 가이드 결합부재와, 제 2 방향으로의 상기 제 1 판재 지지프레임 이동을 조절하는 제 2 이동 조절 부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2가이드 결합부재의 일측에는 상기 제1판재 지지프레임의 위치를 제한하는 이동제한부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 이동제한부재는 상기 제2가이드 결합부재의 일측에서 상기 베이스 프레임의 외측으로 연장되는 이동봉; 및 상기 베이스 프레임의 외측에 위치되는 이동봉에 설치되어 상기 제1 판재 지지프레임의 이동을 제한하는 스토퍼;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스 프레임은 상기 제 1 판재 및 제 2 판재가 이루는 각도를 변경하도록 상기 제 2 판재를 회전시키는 틸트부; 를 더 포함하며, 상기 틸트부는 상기 제 2 판재를 상기 베이스 프레임 상에 원호 형상으로 형성된 제 3 가이드 부재를 포함하여, 상기 제 2 판재가 상기 제 3 가이드 부재를 따라 이동하면서 상기 제 1 판재 및 제 2 판재가 이루는 각도가 변화될 수 있다.

또한, 상기 화염차단유닛은 상기 히팅부의 전면에 배치되어 상기 히팅부에서 발생하는 화염을 차단하는 차단판; 및 상기 수직 지지부재의 내부에서 외측으로 연장되며, 상기 판재의 크기에 따라 상기 차단판을 상하로 수직 이동시키는 상하이동부재;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 상하이동부재를 상하로 이동시키도록 상기 수직 지지부재의 일 측에는 제2모터부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1 판재 지지프레임 및 제 2 판재 지지프레임은 일정 곡률을 형성하는 판재를 접합하도록 형성되는 판재 고정 부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 제 1 방향으로 이동 가능한 한 쌍의 점화 프레임을 마주보도록 형성하여 인접하는 판재의 경계면을 균일하게 용융시킴과 동시에 조절할 수 있다.

또한, 제 2 방향으로 이동 가능한 제 1 판재 지지프레임 및 제 2 판재 지지프레임을 형성하여 판재의 경계면을 편리하게 접합할 수 있도록 형성된다. 제 2 판재 지지프레임을 회전 가능하도록 형성하여 일정 각도를 이루면서 접합하는 판재를 편리하게 열 융착하여 접합하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 융착 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 융착 장치에 점화 프레임이 제1방향으로 이동하는 상태를 도시하는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 융착 장치에 제1 및 제2판재 지지프레임이 제2방향으로 이동하는 상태를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 융착 장치의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 융착 장치에서 점화 프레임의 히팅부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 융착 장치에서 점화 프레임의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 융착 장치에서 점화 프레임의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 융착 장치에서 화염차단유닛을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 융착 장치에서 화염차단 유닛의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 융착 장치에서 제1판재 및 제2판재를 접합하는 과정을 도시하는 작동 상태도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 융착 장치에서 틸트부를 도시한 평면도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 융착 장치에서 제2판재 지지프레임이 회전하는 것을 도시하는 작동 상태도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 융착 장치의 다른 예를 도시하는 평면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

또한, 이하 명세서 전체를 통하여 제1판재 지지프레임 및 제2판재 지지프레임에 의하여 고정된 제1판재 및 제2판재가 바라보는 면 방향을 제1방향으로 정의하며, 상기 제1판재 및 제2판재의 길이 방향을 제2방향이라 정의한다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열 융착 장치를 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열 융착 장치(100)는 인접하는 제1판재(10) 및 제2판재(20)의 경계에 열을 가하여 동시에 용융시킨 후, 접합시키는 장치이다.

이러한 열 융착 장치(100)는 베이스 프레임(110), 판재 지지프레임, 점화 프레임(140) 및 화염 차단유닛(150)을 포함할 수 있다.

상기 베이스 프레임(110)은 열 융착 장치(100)의 하부에 위치하여 지면 상에 열 융착 장치(100)를 고정하는 기능을 하도록 형성되며, 상부에 위치하는 판재 지지프레임(120, 130) 및 점화 프레임(140)을 지지하는 역할을 하도록 형성된다.

이러한 상기 베이스 프레임(110)은 중공의 직육면체 형상으로 형성되며, 제 1 방향 측에는 열 융착 장치(100)를 작동시키는 제어부(미도시)가 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 제 1 내지 2 이동 조절 부재(111, 112)가 형성될 수 있다.

이 때, 중공의 직육면체 형상은 본 실시예와 같이, 일정 두께 및 강성을 갖는 복수의 사각 봉 부재들의 결합을 통하여 형성될 수 있으며, 지지하는 기능을 할 수 있다면 다른 방식 내지 형태로 형성될 수 있다.

또한, 상기 베이스 프레임(110)은 상부에 위치하는 판재 지지프레임을 제2방향으로 이동시킬 수 있으며, 상기 점화 프레임(140)을 제1방향으로 이동시킬 수 있다.

이를 위하여 상기 베이스 프레임(110)은 제1가이드 부재(113) 및 제2가이드 부재(114)를 포함한다.

상기 제1가이드 부재(113)는 제 1 방향으로 연장되게 상기 베이스 프레임(110)의 상부에 형성될 수 있다. 이 때, 제 1 가이드 부재(113)는 후술하는 점화 프레임(140)의 이동 경로를 안내하는 기능을 할 수 있다.

즉, 상기 점화 프레임(140)은 상기 제1가이드 부재(113) 상에 슬라이딩 가능하도록 결합될 수 있으며, 이에 상기 점화 프레임(140)은 제 1 판재(10)와 제 2 판재(20)의 경계를 사이에 두고 서로 가까워지거나 멀어지도록 제1방향으로 이동될 수 있다.

상기 제2가이드 부재(114)는 상기 베이스 프레임(110)의 상부에서 상기 제1가이드 부재(113)와 직교하는 방향으로 형성될 수 있으며, 상기 제2가이드 부재(114)는 제1판재 지지프레임(120) 및 제2판재 지지프레임(130)의 이동 경로를 안내하는 기능을 한다.

즉, 상기 제1 및 제2판재 지지프레임(120,130)은 상기 제2가이드 부재(114) 상에 슬라이딩 가능하도록 결합될 수 있으며, 이에 제1 및 제2판재 지지프레임(120, 130)은 서로 가까워지거나 멀어지도록 제2방향으로 이동될 수 있다.

또한, 베이스 프레임(110)의 상부에는 제 1 판재(10) 및 제 2 판재(20)가 이루는 각도를 변경하도록 제 2 판재(20)를 회전시키는 틸트부(160)가 형성될 수 있다.

상기 틸트부(160)는 베이스 프레임(110) 상에 수평 방향으로 형성될 수 있다. 상기 틸트부(160)는 제3이동조절부재(161), 제3가이드 부재(162) 및 랙앤피니언기어(163)을 포함한다.

상기 제 3 이동 조절 부재(161)는 도 1에서와 같이 손잡이 형태로 형성될 수 있으며, 작업자가 제3이동조절부재(161)를 사용하여 수동으로 제2판재(20)를 회전시킬 수 있다. 한편, 상기 틸트부(160)에 대한 자세한 설명은 열 융착 장치(100)의 작동을 설명할 때 자세히 설명하도록 한다.

또한, 베이스 프레임(110) 하부 면에는 수직 방향으로 지면을 향하여 형성된 지지 봉 부재(115)가 결합될 수 있다. 또한, 작업자의 편의를 위해서 지지 봉 부재(115) 하단에는 이동 휠(115a)이 형성될 수 있다. 이동 휠(115a)이 형성됨으로써 작업자의 선택에 따라 원하는 위치로 이동이 가능하다.

상기 판재 지지프레임은 도 3에서와 같이, 제1판재 지지프레임(120) 및 제2판재 지지프레임(130)을 포함하며, 상기 제 1 판재 지지프레임(120) 및 제 2 판재 지지프레임(130)은 제 1 판재(10) 및 제 2 판재(20)를 점화 프레임(140)로 용융하여 접합시 고정하는 기능을 한다.

이러한 제 1 판재 지지프레임(120) 및 제 2 판재 지지프레임(130)은 점화 프레임(140)이 일정한 거리를 유지하면서 균일하게 제1판재 및 제2판재의 경계를 용융하도록 베이스 프레임(110) 상부에 수직 방향으로 형성된다.

보다 상세하게는 상기 제1판재 지지프레임(120) 및 상기 제2판재 지지프레임(130)은 베이스 프레임(110) 상부에 설치되되, 제2방향으로 이동될 수 있도록 일직선 상에 위치될 수 있으며, 이때 제1 및 제2판재 지지프레임(120, 130)은 서로 이격되게 설치될 수 있다.

이때, 상기 제1 및 제2판재 지지프레임(120, 130)이 제2방향으로 이동될 수 있도록, 상기 제 1 및 제2판재 지지프레임(120, 130) 제 2 가이드 결합 부재(121, 131)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2가이드 결합부재(121, 131)는 안정적으로 제 1 및 제2판재 지지프레임(120, 130)이 이동하도록 복수 개로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 복수 개의 제2가이드 결합부재(121, 131)는 전술한 제 2 가이드 부재(114)에 슬라이딩 가능하도록 결합됨으로써, 상기 제1 및 제2판재 지지프레임(120, 130)이 서로 멀어지거나 근접할 수 있도록 이동된다.

이때, 제1 및 제2판재 지지프레임(120, 130)이 서로 멀어지는 방향으로 이동한 후, 서로 가까워지는 경우, 상기 제2가이드 결합부재(121, 131)가 제2가이드 부재(114)를 벗어날 수 있으므로, 제2가이드 결합부재(121, 131)의 일 측에는 이동제한부재(122, 132)가 설치된다.

상기 이동제한부재(122, 132)는 제2방향으로 이동하는 제1 및 제2판재 지지프레임(120, 130)의 이동을 제한할 수 있다.

이를 위해 상기 이동제한부재(122, 132)는 제2가이드 결합부재(121, 131)의 일측에서 베이스 프레임(110)의 외측으로 연장되는 이동봉(122a, 132a)과, 상기 이동봉(122a, 132a)의 일측에 형성되어 상기 제1 및 제2판재 지지프레임(120, 130)의 이동을 제한하는 스토퍼(122b, 132b)를 포함한다.

상기 이동봉(122a, 132a)은 제2가이드 결합부재(121, 131)의 일측에서 베이스 프레임(110)의 측면을 관통하여 외측으로 연장된다. 그리고 상기 스토퍼(122b, 132b)는 베이스 프레임(110)의 외측으로 연장된 이동봉(122a, 132a)에 결합된다.

이에 따라, 제1 및 제2판재 지지프레임(120, 130)이 서로 가까워지는 경우, 상기 스토퍼(122b, 132b)가 베이스 프레임(110)의 측면에 접함으로써 제1 및 제2판재 지지프레임(120, 130)의 이동을 멈출 수 있다.

한편, 상기 제1 및 제2판재 지지프레임(120, 130) 각각의 하부면, 상기 제1 및 제2판재 지지프레임(120, 130)이 서로 마주하는 각각의 측면 및 상기 제1 및 제2판재 지지프레임(120,130)의 일면 상에는 지지대(123, 133)가 설치될 수 있다.

상기 복수 개의 지지대(123, 133)는 상기 제1 및 제2판재 지지프레임(120, 130)에 배치된 제1 및 제2판재(10, 20)가 제1 및 제2판재 지지프레임(120, 130)에서 이탈되지 않도록 제1 및 제2판재를 지지해줄 수 있다.

또한, 제 1 및 제2 판재 지지프레임(120,130)에는 복수 개의 지지대(123, 133)에 지지된 제 1 및 제2판재(10, 20)를 고정하기 위한 파지부(124, 134)가 형성될 수 있다. 파지부(124, 134)는 제 1 및 제2판재(10, 20)의 외면에 밀착되는 판상 형태의 고정 부재(124a, 134a), 및 고정 부재(124a, 134a)를 당겨서 조절하도록 형성되는 손잡이(124b, 134b)가 형성될 수 있다.

또한, 이에 대응하여 제 1 및 제2 판재 지지프레임(120,130)에는 제 1 및 제2판재(10, 20)의 내면과 접촉하는 면에 제 1 및 제2판재(10, 20)가 손상되지 않으면서, 제 1 및 제2판재(10, 20)를 고정하도록 일정 탄성이 있으며, 마찰력이 있는 재질로 형성된 복수의 탄성 부재가 형성될 수 있다.

한편, 파지부(124, 134)는 본 실시예에서 설명한 것 이외에도 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 고정되는 제 1 판재(10) 및 제2판재(20)의 크기나 두께에 따라 다양하게 변형되거나, 교체 가능하도록 형성된다.

상기 점화 프레임(140)은 제1판재 및 제2판재의 경계면을 용융하기 위한 것으로, 이를 위하여 도 2를 참조하면, 상기 점화 프레임(140)은 수직 지지부재(141), 히팅부(142) 및 냉각부재을 포함한다.

상기 수직 지지부재(141)는 베이스 프레임(110) 상에 형성된 제 1 가이드 부재(113)에 슬라이딩 가능하도록 형성될 수 있다. 이를 위하여, 수직 지지부재(141) 하부에는 상기 제 1 가이드 부재(113)에 결합되는 제 1 가이드 결합 부재(143)가 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 수직 지지부재(141)의 제1가이드 결합부재(143)가 상기 제1가이드 부재(113)를 따라 이동됨으로써, 점화 프레임(140)이 제1방향으로 이동될 수 있다.

상기 히팅부(142)는 도 5에서와 같이 하우징(144), 제1가스유입관(145), 제2가스유입관(146) 및 화염구(147)를 포함한다.

상기 하우징(144)은 수직 지지부재(141)의 일측에 결합될 수 있으며, 상기 하우징(144)의 일면에는 열이 방출되는 복수 개의 화염구(147)가 형성될 수 있다.

상기 복수 개의 화염구(147)는 하우징(141)의 상부에서 하부측까지 균일하게 배치될 수 있다.

상기 제1가스유입관(145)은 외부로부터 유입된 제1가스가 이동하는 관으로 하우징(144)의 수직 방향으로 연장되며, 상기 제1가스유입관(145)의 일측에는 복수 개의 제1분기관(145a)이 형성될 수 있다.

상기 복수 개의 제1분기관(145a)은 복수 개의 화염구(147)에 일대일 매칭되도록 배치될 수 있으며, 제1가스유입관(145)으로 유입된 제1가스가 제1분기관(145a) 및 화염구(147)를 통하여 외부로 배출될 수 있다.

상기 제2가스유입관(146)은 외부로부터 유입된 제2가스가 이동하는 관으로 하우징(144)의 수직 방향으로 연장되며, 상기 제2가스유입관(146)의 일측에는 복수 개의 제2분기관(146a)이 형성될 수 있다.

상기 복수 개의 제2분기관(146a)은 복수 개의 화염구(147)에 일대일 매칭되도록 배치될 수 있으며, 제2가스유입관(146)으로 유입된 제2가스가 제2분기관(146a) 및 화염구(147)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

보다 상세히, 상기 제2가스유입관(146)은 상기 제1가스유입관(145) 내부에 배치되며, 여기서, 상기 제1가스유입관(145)의 내벽과 상기 제2가스유입관(146)의 외벽 사이에 제1가스가 유동될 수 있는 공간을 갖도록 상기 제2가스유입관(146)은 상기 제1가스유입관(145) 내부에 배치된다.

그리고, 상기 제1분기관(145a)의 내벽과 제2분기관(146a)의 외벽 사이에도 제1가스가 유입될 수 있는 공간이 형성될 수 있도록 상기 제2분기관(146a)들도 상기 제1분기관(145a)들의 내부에 배치된다.

또한, 상기 제1분기관(145a) 및 제2분기관(146a)의 일단은 화염구(147)와 연결된다. 이에 따라, 상기 제1분기관(145a)의 제1가스와 제2분기관(146a)의 제2가스가 혼합되어 화염구(147)를 통하여 화염으로 분출될 수 있다.

여기서, 상기 제1가스는 공기 또는 산소가 주입될 수 있으며, 상기 제2가스는 수소 가스일 수 있다.

또한, 상기 히팅부(142)의 후면에는 상기 제1가스유입관(145) 및 제2가스유입관(146)으로 제1가스 및 제2가스를 각각 유입시키는 제1가스유입구(191) 및 제2가스유입구(192)가 설치될 수 있다.

여기서, 상기 히팅부(142)는 선형 버너로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 사용에 따라 변형이 가능할 수 있다.

한편, 상기 히팅부(142)는 수직 지지부재(141)에 고정된 상태로 도시 및 설명하고 있으나, 본 발명이 이로 제한되지 않는다. 즉, 상기 히팅부(142')는 수직 지지부재(141')에 대하여 상/하로 이동가능하도록 설치될 수 있다.

일례로, 도 6을 참조하면, 수직 지지부재(141')는 상하 방향으로 형성되며, 나사산이 형성된 제 4 봉 부재(148')를 포함할 수 있다. 제 4 봉 부재(148')에 형성된 나사산을 따라 수직 이동 부재(148a')가 상하 방향으로 이동할 수 있도록 결합될 수 있으며, 수직 이동 부재(148a')는 히팅부(142')에 결합될 수 있다.

또한, 제 4 봉 부재(148') 하부에는 제1모터 부재(149')가 형성될 수 있으며, 모터 부재(149')의 회전축이 회전함에 따라, 히팅부(142')가 상하 방향으로 이동할 수 있다.

이 때, 한 쌍의 마주보는 히팅부(142')는 짧은 시간 내에 용융압착이 가능하도록 하며, 도 7에서와 같이 화염안정화를 위하여 상호 반대 방향으로 이동하여 엇갈리도록 형성할 수 있다. 이 때, 제1모터 부재(149')의 회전 방향을 각각 다르게 형성하거나, 나사산을 반대로 형성하여 상호 반대 방향으로 이동할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 점화 프레임(140)은 제 1 판재(10) 및 제 2 판재(20)의 경계를 사이에 두고 히팅부(142)의 화염구(147)가 마주보도록 한 쌍으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 점화 프레임(140)은 제1판재 지지프레임(120)과 제2판재 지지프레임(130) 각각에 설치될 수 있다. 이에 따라, 제 1 판재(10) 및 제 2 판재(20) 경계의 전면 및 후면을 동시에 균일하게 용융시킬 수 있으며, 대략 30초에서 1분동안 제1판재(10) 및 제2판재(20)의 경계면을 용융하여 접합시킨다.

이때, 제1판재(10) 및 제2판재(20)의 경계면은 히팅부(142)의 잔열에 의한 의도하지 않는 변형이 일어날 수 있다. 이를 방지하기 위하여 열 융착 장치(100)에는 냉각부재가 형성될 수 있다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 냉각부재는 히팅부(142)를 사이에 두고 상하 방향으로 형성된 제1냉각판(171, 172) 및 베이스 프레임(110)의 상부 면에 수평 방향으로 형성된 제2냉각판(173)을 더 포함할 수 있다.

상기 제1냉각판(171, 172)은 한 쌍으로 형성되며, 한 쌍의 제1냉각판(171, 172) 각각은 제 1 판재 지지프레임(120) 및 제 2 판재 지지프레임(130)이 대향하는 면에 서로 마주보게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1냉각판(171, 172)의 상부측에는 냉각수가 내부로 유입되는 냉각수 유입부(174, 175)가 형성될 수 있으며, 상기 냉각수 유입부(174, 175)로 유입된 냉각수는 하부측으로 유동하여 외부로 배출된다.

상기 제2냉각판(173)은 베이스 프레임(110)의 상부 면에서도 수평 방향으로 형성될 수 있으며, 보다 상세하게는 상기 제2냉각판(173)은 제1판재(10) 및 제2판재(20)의 접합면의 하부에 위치할 수 있다.

그리고, 상기 제2냉각판(173)의 일측에는 냉각수가 유입되는 냉각수 유입부(미도시)가 형성될 수 있으며, 상기 냉각수 유입부로 유입된 냉각수는 상기 제1판재(10) 및 제2판재(20)와 직교하는 방향으로 유동하여 외부로 배출된다.

이러한 상기 제1 및 제2냉각판(171, 172, 173)은 냉각수가 순환되어 접합된 판재의 경계면을 냉각시킬 수 있다.

도 8를 참조하면, 상기 화염차단유닛(150)은 히팅부(142)에서 발생하는 화염의 일정량을 차단하도록 형성될 수 있다. 이는 히팅부(142)에서 발생하는 화염을 제 1 판재(10) 및 제 2 판재(20)의 경계 면에 집중하기 위함이며, 경계면 이외의 부분이 용융되는 것을 막기 위함이다.

이를 위하여 상기 화염 차단유닛(150)은 상하이동부재(151) 및 차단판(152)을 포함할 수 있다.

상기 상하이동부재(151)는 상기 수직 지지부재(141)의 상부측에서 상/하로 이동될 수 있다. 이때, 상기 상하이동부재(151)의 하측 부분은 상기 수직 지지부재(141)의 내부에 위치되고, 상기 상하이동부재(151)가 상승하면, 상하이동부재(151)의 하측 부분이 상기 수직 지지부재(141)의 외측으로 노출된다.

여기서, 작업자가 상하조절부재(153)를 상/하로 이동시킴으로써 상기 상하이동부재(151)가 상/하로 이동되어 상기 차단판(152)의 위치를 조절할 수 있다.

상기 차단판(152)은 상기 상하이동부재(151)의 일 측에 형성될 수 있으며, 상기 상하이동부재(151)가 상/하부로 이동함으로써, 상기 차단판(152)이 상/하부로 이동될 수 있다.

이때, 상기 차단판(152)은 히팅부(142)의 화염구(147)로부터 화염이 방출되는 것을 방지하도록 화염구(147)가 형성된 히팅부(142)의 전면과 마주하도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 차단판(152)은 히팅부(142)에서 발생하는 고온의 화염에 열 변형이 일어나지 않는 재질로 형성될 수 있으며, 히팅부(142)의 화염구(147)를 감싸도록 판형으로 형성될 수 있다.

여기서, 제1판재(10) 및 제2판재(20)의 크기가 히팅부(142)의 수직 방향의 길이 보다 작은 경우에는, 히팅부(142)의 복수 개의 화염구(147) 중 일부 화염구는 판재(10, 20)들을 용융시키지 않는 불필요한 화염을 방출하게 된다. 이러한 불필요한 화염 방출은 제1 및 제2판재 지지프레임이나 제1 및 제2판재의 상부측을 용융시키는 위험이 있다. 이때, 히팅부(142)의 일부 화염구를 차단판(152)으로 막아줌으로써, 히팅부(142)의 상부측 화염구로부터 화염이 방출되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 차단판은 상기 히팅부에 접하는 것으로 도시 및 설명하고 있으나, 본 발명이 이로 제한되지 않는다. 상기 차단판은 상기 히팅부의 화염구와 접할 수도 있지만, 일정 간격 이격되게 배치될 수도 있다. 즉, 상기 히팅부의 화염이 제1 및 제2판재의 상부측으로 방출되는 것을 방지할 수 있으면 된다.

또한, 상기 상하이동부재는 상하조절부재에 의해 수동으로 상하 이동되는 것으로 도시 및 설명하고 있으나, 본 발명이 이로 제한되지 않는다. 즉, 상기 화염 차단유닛의 상하이동부재가 상/하로 이동될 수 있는 구조라면 어떠한 구조로 형성될 수 있다.

일례로, 도 9에서와 같이 상기 상하이동부재(151')는 제2모터부재(154')에 의해 상하 이동될 수 있다.

보다 상세하게는, 상하이동부재(151')는 외주면에 나사산이 형성되는 제5봉부재(155')를 포함할 수 있다. 제5봉부재(155')의 외주면에는 이동부재(156')가 결합될 수 있다.

상기 이동부재(156')는 제5봉부재(155')의 외주면 나사산을 따라 상/하로 이동하며, 이에 상기 상하이동부재(151')이 상하로 이동될 수 있다.

또한, 제5봉부재(155') 하부에는 제2모터부재(154')가 형성될 수 있으며, 제2모터부재(154')의 회전축이 회전함에 따라, 차단판(152')이 상하 방향으로 이동할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 열 융착 장치(100)의 구동 방법을 설명하도록 한다.

점화 프레임의 제 1 방향 이동 및 조절

도 2를 참조하며, 본 실시예에서는 전술한 바와 같이 수직 지지부재(141)의 하부에는 베이스 프레임(110)에 형성된 제 1 가이드 부재(113)를 따라 슬라이딩 가능하도록 제 1 가이드 결합 부재(143)가 형성된다.

이 때, 베이스 프레임(110)에는 제 1 방향으로 연장되는 제 1 봉 부재(118)가 형성될 수 있다. 또한, 제 1 봉 부재(118)의 양단부 중 전술한 파지부(124)가 형성된 측의 단부에는 제 1 봉 부재(118)를 회전시킬 수 있는 제 1 이동 조절 부재(111)가 형성된다.

이 때, 제 1 이동 조절 부재(111)는 핸들 형상으로 형성되어 작업자가 제 1 봉 부재(118)를 회전하기 편리하도록 형성된다. 또한, 한 쌍의 수직 지지부재(141)의 하부에는 하방을 향하여 형성된 제 1 이동 부재(143a)가 각각 형성될 수 있다. 제 1 이동 부재(143a)는 제 1 봉 부재(118)의 나사산을 감싸면서 결합되며, 내주면에는 이에 대응하는 나사산이 형성될 수 있다. 이에 따라, 제 1 이동 조절 부재(111)를 회전하면 제 1 봉 부재(118)가 회전하여 수직 지지부재(141)가 제 1 방향으로 이동할 수 있다(도 10 참조).

또한, 제 1 봉 부재(118)는 전체 길이를 기준으로 절반씩 서로 반대 방향의 나사산이 형성될 수 있다. 이에 따라, 제 1 이동 조절 부재(111)를 회전하면 한 쌍의 수직 지지부재는 서로 반대 방향으로 이동하며, 상호 가까워지는 방향으로 이동하거나 상호 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다. 이 때, 제 1 봉 부재(118)에 서로 반대 방향의 나사산을 형성한 이유는 제 1 판재(10) 및 제 2 판재(20)의 경계면을 사이에 두고 동일한 거리를 유지하기 위함이다. 동일한 거리를 유지함으로써, 경계면의 전면 및 후면을 균일하게 가열할 수 있다.

제1판재 및 제2판재 지지프레임의 제2방향 이동 및 조절

상기 제 1 판재 지지프레임의 제 2 방향 이동 및 조절방법은 도 1 및 도 10을 참조하면, 상기 제 1 판재 지지프레임(120) 하부에는 베이스 프레임(110)에 형성된 제 2 가이드 부재(114)를 따라 슬라이딩 가능하도록 제 2 가이드 결합 부재(121)가 형성된다.

이 때, 베이스 프레임(110)에는 제 2 방향으로 연장되며, 나사산이 형성된 제 2 봉 부재(116)가 형성될 수 있다. 또한, 제 1 판재 지지프레임(120) 하부에는 제 2 봉 부재(116)의 나사산을 따라서 제 2 방향으로 이동 가능하도록 결합되는 제 2 이동 부재(125)가 형성된다.

이 때, 제 2 봉 부재(116)의 양단부 중 제 1 판재(10) 및 제 2 판재(20)의 경계면 측의 단부에는 직교하는 방향으로 형성되며, 제 1 방향으로 형성된 제 3 봉 부재(117)가 맞물려 회전하도록 결합된다. 제 2 봉 부재(116)의 단부와 제 3 봉 부재(117)의 단부는 베벨 기어 형태로 결합될 수 있다.

또한, 제 3 봉 부재(117)의 양단부 중 반대편 측의 단부에는 제 3 봉 부재(117)를 회전시킬 수 있는 제 2 이동 조절 부재(112)가 형성될 수 있다. 이 때, 제 2 이동 조절 부재(112)는 핸들 형상으로 형성되어 작업자가 제 3 봉 부재(117)를 회전하기 편리하도록 형성된다.

따라서, 제 2 이동 조절 부재(112)를 회전함에 따라 제 3 봉 부재(117)가 회전하게 되며, 제 3 봉 부재(117)의 단부와 제 2 봉 부재(116)의 단부는 베벨 기어로 서로 맞물리도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 외주면에 나사산이 형성된 제 2 봉 부재(116)가 회전함으로써 제 2 이동 부재(125)가 제 2 방향으로 이동할 수 있다.

한편, 제 2 판재 지지프레임(130) 역시 제 1 판재 지지프레임(120)이 제 2 방향으로 이동하는 방법과 동일한 방법으로 이동할 수 있으며, 이에 대한 설명은 생략한다.

제2판재 지지프레임의 회전 및 조절

도 11, 도 12a 및 도 12b를 참조하면, 상기 틸트부(160)는 제3이동조절부재(161), 제3가이드 부재(162) 및 랙앤피니언기어(163)을 포함한다.

상기 제 3 이동 조절 부재(161)는 도 1에서와 같이 손잡이 형태로 형성될 수 있으며, 작업자가 제3이동조절부재(161)를 사용하여 수동으로 제2판재(20)를 회전시킬 수 있다.

즉, 상기 제 1 판재(10) 및 제 2 판재(20)의 경계면이 이루는 각도를 조절하도록 작업자는 제 3 이동조절부재(161)를 눈으로 보면서 미세하게 조절할 수 있다.

여기서, 상기 제3이동조절부재(161)가 손잡이 형태로 형성되는 것으로 도시 및 설명하고 있으나, 본 발명이 이로 제한되지 않는다. 상기 제3이동조절부재는 제2판재 지지프레임(130)를 회전시킬 수 있는 구성이라면 어떠한 구성이라도 상관없다. 그리고 일례로, 상기 제3이동조절부재는 모터나 유압에 의하여 작동될 수도 있다.

상기 제 3 가이드 부재(162)는 베이스 프레임(110) 상에 수평 방향으로 설치될 수 있으며, 보다 상세하게는 도 11에서와 같이 제3가이드 부재(162)는 원호 형상의 판으로 설치된다.

이때, 상기 제3가이드 부재(162)는 상기 제2판재(20)가 제1판재(10)에 대하여 회전하는 반경으로 곡률을 갖도록 설치되고, 상기 제3가이드 부재(162)에 안내홈(162a)이 형성된다. 그리고, 상기 제2판재 지지프레임(130)의 하부에는 상기 안내홈(162a)을 따라 이동하는 이동부(미도시)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 이동부가 상기 안내홈(162a)를 따라 이동하므로 상기 제2판재 지지프레임(130)이 제1판재 지지프레임(120)에 대하여 일정 각도로 회전될 수 있다.

또한, 제3가이드 부재(162)의 외부면에는 랙 기어(163a)가 형성될 수 있으며, 상기 제2판재 지지프레임(130)의 하부에 설치되는 피니언기어(163b)가 랙 기어(163a)를 따라 이동한다. 이에 따라, 작업자는 제 1 판재(10) 및 제 2 판재(20)의 경계면이 이루는 각도의 조절을 쉽게 할 수 있다.

아울러, 상기 제2판재 지지프레임(130)이 틸트부(160)에 회전 가능하지만 제2방향으로 이동도 가능하므로, 상기 제3가이드 부재(162)는 제 2 가이드 부재(114) 상부에 결합되어 일체로 제 2 가이드 부재(114)를 따라 제 2 방향으로 이동할 수 있다.

따라서, 작업자는 제 1 판재(10) 및 제 2 판재(20)를 판재 프레임(120, 130)에 고정한 뒤 서로 제 2 가이드 부재(114)를 따라 이동하여 밀착시킨 후, 원하는 각도로 조절하여 작업 할 수 있다.

곡면으로 절곡된 판재의 결합

도 13에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 곡면으로 형성된 제 1 판재(10) 및 제 2 판재(20)의 경계면을 접합하도록 형성할 수 있다. 이 때, 판재 고정 부재(180)은 제 1 판재(10)의 곡률에 대응하도록 제작되며, 제 1 판재(10)에 손상을 주지 않을 정도의 탄성 및 마찰력을 갖는다.

또한, 파지부(124)는 제 1 판재(10)의 외면에 밀착되는 판상 형태의 고정 부재(180)와 판재 고정 부재(180)를 당겨서 조절하도록 형성되는 손잡이(미도시)가 형성될 수 있다. 이 때, 파지부(124) 역시 제 1 판재(10)의 곡률에 대응하도록 제작할 수 있으며, 용융시 제 1 판재(10) 및 제 2 판재(20)의 경계면이 고정되어 안정적으로 작업을 하도록 형성할 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

100 : 열 융착 장치 110 : 베이스 프레임
120 : 제1판재 지지프레임 130 : 제2판재 지지프레임
140 : 점화 프레임 141 : 수직 지지부재
142 : 히팅부 147 : 화염구
150 : 화염차단유닛 151 : 상하이동부재
152 : 차단판 160 : 틸트부

Claims (17)

1. 석영유리 모재를 이용하여 판재(Plate)의 경계에 열을 가하여 이웃하는 판재를 접합시키는 열 융착 장치로서,
   베이스 프레임;
   상기 베이스 프레임 상에 배치되며, 상기 판재를 고정하는 판재 지지프레임;
   상기 베이스 프레임 상에서 제1방향으로 이동하며, 상기 판재의 접합되는 부분을 가열하여 접합시키는 점화 프레임; 및
   상기 베이스 프레임 상에서 수직 방향으로 이동하며, 상기 판재의 크기에 대응하여 상기 점화 프레임에서 발생하는 화염을 조절하는 화염차단유닛;을 포함하되,
   상기 판재 지지프레임은 일직선 상에 이격하여 형성되는 제 1 판재 지지프레임, 및 제 2 판재 지지프레임을 포함하며,
   상기 제 1 판재 지지프레임 및 제 2 판재 지지프레임은 제 2 방향으로 이동 가능하고,
   상기 베이스 프레임 상에는 상기 제 1 방향으로 제 1 가이드 부재가 형성되며,
   상기 점화 프레임은,
   상기 제 1 가이드 부재와 슬라이딩 가능하도록 결합되는 제 1 가이드 결합부재;
   상기 제 1 가이드 결합 부재 상부에 수직 방향으로 결합되는 수직 지지부재; 및
   제 1 방향으로의 상기 수직 지지부재의 이동을 조절하는 제 1 이동 조절부재;를 포함하며,
   상기 점화 프레임은 상기 수직 지지부재의 일측에 설치되어 상기 판재를 접합하는 화염을 발생시키는 히팅부를 더 포함하되,
   상기 히팅부는
   하우징;
   상기 하우징의 상/하부에서 제1가스가 유입되는 제1가스유입관;
   상기 하우징의 상/하부에서 제2가스가 유입되는 제2가스유입관; 및
   상기 하우징의 일면에 형성되며, 상기 제1가스와 상기 제2가스에 의해 형성된 화염이 배출되는 복수 개의 화염구;를 포함하고,
   상기 베이스 프레임은,
   상기 제 1 판재 및 제 2 판재가 이루는 각도를 변경하도록 상기 제 2 판재를 회전시키는 틸트부;를 더 포함하며,
   상기 틸트부는 상기 제 2 판재를 상기 베이스 프레임 상에 원호 형상으로 형성된 제 3 가이드 부재를 포함하여, 상기 제 2 판재가 상기 제 3 가이드 부재를 따라 이동하면서 상기 제 1 판재 및 제 2 판재가 이루는 각도가 변화되고,
   상기 화염차단유닛은,
   상기 히팅부의 전면에 배치되어 상기 히팅부에서 발생하는 화염을 차단하는 차단판; 및
   상기 수직 지지부재의 내부에서 외측으로 연장되며, 상기 판재의 크기에 따라 상기 차단판을 상하로 수직 이동시키는 상하이동부재;를 포함하는 열 융착 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 점화 프레임은 일직선 상에 이격하여 한 쌍으로 형성되며, 상기 히팅부는 서로 마주보게 형성되는 열 융착 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 점화 프레임은 상기 한 쌍의 히팅부를 상하 방향으로 이동 가능하도록 하는 제1모터부재를 더 포함하며,
   상기 한 쌍의 히팅부는 서로 반대 방향으로 이동하여 상기 이웃하는 판재의 경계면을 용융시키는 열 융착 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 히팅부는 상하 방향으로 형성된 선형 버너인 열 융착 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 점화 프레임에 의해 가열된 상기 제1판재 및 상기 제2판재의 경계면을 냉각시키는 냉각 부재를 더 포함하는 열 융착 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 냉각 부재는
    상기 제1판재 지지프레임 및 제2판재 지지프레임이 대향하는 면에 각각 설치되며, 냉각수가 수직하게 유동하는 제1냉각판; 및
    상기 베이스 프레임의 상부 면에서 수평 방향으로 설치되며, 상기 제1냉각판과 직교하는 방향으로 냉각수가 유동하는 제2냉각판;을 포함하는 열 융착 장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 프레임 상에는 상기 제 2 방향으로 제 2 가이드 부재가 형성되며,
    상기 제 1 판재 지지프레임은 상기 제 2 가이드 부재와 슬라이딩 가능하도록 결합되는 제 2 가이드 결합부재와, 제 2 방향으로의 상기 제 1 판재 지지프레임 이동을 조절하는 제 2 이동 조절 부재를 포함하는 열 융착 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2가이드 결합부재의 일측에는 상기 제1판재 지지프레임의 위치를 제한하는 이동제한부재를 더 포함하는 열 융착 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 이동제한부재는
    상기 제2가이드 결합부재의 일측에서 상기 베이스 프레임의 외측으로 연장되는 이동봉; 및
    상기 베이스 프레임의 외측에 위치되는 이동봉에 설치되어 상기 제1 판재 지지프레임의 이동을 제한하는 스토퍼;를 포함하는 열 융착 장치.
14. 삭제
15. 삭제
16. 제 1 항에 있어서,
    상기 상하이동부재를 상하로 이동시키도록 상기 수직 지지부재의 일 측에는 제2모터부재를 더 포함하는 열 융착 장치.
17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 판재 지지프레임 및 제 2 판재 지지프레임은 일정 곡률을 형성하는 판재를 접합하도록 형성되는 판재 고정 부재를 더 포함하는 열 융착 장치.
    
    

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