KR101988380B1 - 작업효율이 향상되는 화학강화 유리 제조장치용 개폐도어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업효율이 향상되는 강화 유리 제조장치용 개폐도어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리프팅걸이부와 지그가 체결된 상태로 예열조, 강화조, 서냉조 또는 수냉조에서 개폐도어의 폐쇄가 가능함에 따라 예열, 화학열처리 또는 냉각공정을 수행하는 공정 시간을 감소시킴은 물론 챔버 개방시간을 감소시켜 열손실을 줄일 수 있는 작업효율이 향상되는 강화 유리 제조장치용 개폐도어에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 판유리를 적재하는 지그가 이송유닛부의 리프팅걸이부에 의해 체결되어 승하강 및 수평이동됨에 따라 예열조, 강화조, 서냉조 및 수냉조의 각 챔버별로 순차 이송되어 판유리를 강화 처리하는 강화유리 제조장치에서 예열조, 강화조, 서냉조 또는 수냉조의 상부측에 설치되어 해당 챔버의 챔버하우징 상부측의 개폐를 수행하며 상기 챔버하우징의 상부측에 형성되는 레일로를 따라 개폐구동부에 의해 개방 또는 폐쇄가 이루어지는 강화 유리 제조장치용 개폐도어에 있어서, 상기 개폐도어는 리프팅걸이부에 지그가 체결되어 예열조, 강화조, 서냉조 또는 수냉조의 챔버하우징내로 안치된 상태에서 폐쇄가 가능하도록 리프팅걸이부와 연결되는 체인 또는 와이어와 같은 연결수단과 간섭되지 않도록 하는 개폐절개부가 외측에서 내측으로 내입되는 형태로 하나 이상 형성된다.

Description

작업효율이 향상되는 화학강화 유리 제조장치용 개폐도어{Opening and Closing Door for Tempered Glass Manufacturing Apparatus with Improved Working Efficiency}

본 발명은 작업효율이 향상되는 강화 유리 제조장치용 개폐도어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리프팅걸이부와 지그가 체결된 상태로 예열조, 강화조, 서냉조 또는 수냉조에서 개폐도어의 폐쇄가 가능함에 따라 예열, 화학열처리 또는 냉각공정을 수행하는 공정 시간을 감소시킴은 물론 챔버 개방시간을 감소시켜 열손실을 줄일 수 있는 작업효율이 향상되는 강화 유리 제조장치용 개폐도어에 관한 것이다.

일반적으로 강화유리는 디스플레이 장치의 화면으로 많이 사용되는 것으로, 경도 및 강도가 우수한 강화유리를 제조하기 위해서는 유리의 강화 공정이 필요하다.

통상적으로 유리의 강화는 크게 물리적 강화와 화학적 강화로 나뉘는데, 일반적으로 물리적 강화는 유리의 두께 5mm이상의 유리를 사용하여 온도를 550℃에서 700℃ 사이에서 유리를 가열하여 급냉하는 방식으로 유리의 내부 강도를 강화하는 방식으로 이는 강화 유리문, 자동차용 유리 등에 주로 사용된다.

한편, 화학적 강화는 박판유리를 450℃의 질산칼륨용액이 담긴 강화로에서 3시간 이상 침지시킴에 따라 유리에 포함된 나트륨 이온과 질산칼륨용액의 칼륨 이온을 서로 치환시켜 유리를 강화하는 것으로, 주로 2.0mm 이하의 박판유리를 강화하는데 이용된다.

최근에는 용융칼륨염을 함유한 용융물중에 용융석염을 미량 함유시켜 이온교환시킴에 따라 유리표면층의 나트륨 이온과 칼륨이온의 이온교환 반응속도를 촉진시키는 방법을 통해 강화유리를 제조할 수 있는 제조장치가 제안되고 있다.

도 1은 이와 같은 질산칼륨용액을 이용하여 화학적으로 강화 유리를 제조하는 강화유리 제조장치의 사시도이다.

메인프레임(1)과 상부 좌우 양측에 평행하게 설치되는 가이드레일 및 동력을 전달하는 랙기어(11)가 설치되어 있고, 가이드 레일(11) 따라 지그이송부(2), 언로딩로봇(3)이 다수개의 유리가 거치된 랙(12)을 수평 방향으로 순차 이송시켜 예열조(4), 강화조(5), 서냉조(6), 온수조(7), 열수조(8) 이송되어 유리를 강화 처리하며, 완료된 강화유리가 거치된 지그(12)를 외부로 반출하는 강화유리 제조 장치이고, 강화유리 제조장치를 전체적으로 관리하기 위한 컨트롤 박스(13)를 구비한다.

이와 같이 강화유리 제조장치는 기본 골격으로서 메인 프레임(1), 상기 메인프레임(1) 상부 좌우 양측에 평행하게 설치되어 있어 로봇이 평행이동 할 수 있는 가이드레일(11), 메인프레임(1) 내측 하부에 유리를 강화시키기 전에 유리를 1차 가열하여 강화시 열변형과 크랙을 방지하는 예열조(4), 내부에 질산칼륨(KNO3)을 가열하여 용융화시켜서 질산칼륨을 용융상태로 유지함으로써 강화 온도를 조절 하는 강화조(5), 상기 강화조(5)에서 강화된 유리의 온도를 서서히 냉각하여 응력을 제거하는 서냉조(6), 서냉조(6)에서 냉각된 강화유리를 세정하는 온수조(7)와 열수조(8)를 구비한다.

도 1에서 도시된 강화유리 제조장치는 길이방향으로 여섯 개의 조(bath)가 상호 이격 설치되고, 각각의 조에는 내부에 히터가 내장된 내부 가열부가 있고, 상기 각 조에는 상부에 설치된 도어 레일을 타고 절첩식으로 개폐되는 도어가 구비되어 온도 유지 또는 불순물의 혼입을 방지한다.

원판 유리의 강화 처리에는 메일프레임 상단에 설치된 가이드 레일을 따라 지그이송부가 원판유리가 거치된 지그를 모터 동력으로 수평하게 이동하는 과정에 의해서 예열조(4)에서 예열된 원판유리를 강화조(5)에 침지시킨다.

원판유리 강화공정을 진행하면 예열에서 380℃~500℃의 온도로 상승시킨 후 30분 내지 120분간 온도를 유지시키도록 하고, 강화조(5)에서 450℃로 가열된 질산칼륨용액(KNO3)에 4 ~ 6시간 담가두어 강화가 이루어지게 하고, 서냉조(6)로 이동해 강화가 완료된 판유리를 100℃에 이르도록 서서히 냉각시켜 응력을 제거하고, 온수조 및 열수조에서 1차, 2차 세정을 하게 된다.

상기 원판 유리의 강화 처리 공정에서 이송되는 강화 대상 판유리는 지그에 적재되어 지그이송부에 의해 공정 순서에 따라 이동된다.

이때 각 조로 이송시 판유리는 적재용 지그에 적재된 상태로 가이드 레일을 따라 이송대차가 평행이동하게 되는데, 이때 이송대차에는 판유리가 적재된 지그를 수용하는 이송케이싱이 설치된다. 상기 이송케이싱은 판유리를 가열하기 위한 히터가 없는 이송케이싱과, 히터가 있는 이송케이싱을 선택적으로 설치할 수 있다.

이와 같이 지그이송부에 의해 판유리가 적재된 지그를 예열조(4), 강화조(5), 서냉조(6), 온수조(7), 열수조(8)에 순차적으로 이송하게 되는데, 이때 지그이송부는 현재 수행하여야할 대상 조에 지그를 이송시켜 안착시킨 후 지그와 분리되어 승강하고 각 조에서는 개폐도어를 폐쇄시킨 후 예열, 화학열처리 또는 냉각 공정을 수행하게 된다.

하지만 지그이송부가 상부에서 하강하여 지그와 체결되고 다시 지그와 함께 승강한 후 수평이송하여 다음 조로 이동하고 재차 하강하여 지그를 안착시킨 다음 지그와 분리되어 승강하는 과정을 수행함으로써 이송 과정에서 많은 시간이 소요되고 이러한 시간 소요는 개폐도어의 개방시간 또한 증가시킴으로써 각 조의 열손실을 초래하는 문제가 발생된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 리프팅걸이부와 지그가 체결된 상태로 예열조, 강화조, 서냉조 또는 수냉조에서 개폐도어의 폐쇄가 가능함에 따라 예열, 화학열처리 또는 냉각공정을 수행하는 공정 시간을 감소시킴은 물론 챔버 개방시간을 감소시켜 열손실을 줄일 수 있는 작업효율이 향상되는 강화 유리 제조장치용 개폐도어를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 판유리를 적재하는 지그가 이송유닛부의 리프팅걸이부에 의해 체결되어 승하강 및 수평이동됨에 따라 예열조, 강화조, 서냉조 및 수냉조의 각 챔버별로 순차 이송되어 판유리를 강화 처리하는 강화유리 제조장치에서 예열조, 강화조, 서냉조 또는 수냉조의 상부측에 설치되어 해당 챔버의 챔버하우징 상부측의 개폐를 수행하며 상기 챔버하우징의 상부측에 형성되는 레일로를 따라 개폐구동부에 의해 개방 또는 폐쇄가 이루어지는 강화 유리 제조장치용 개폐도어에 있어서, 상기 개폐도어는 리프팅걸이부에 지그가 체결되어 예열조, 강화조, 서냉조 또는 수냉조의 챔버하우징내로 안치된 상태에서 폐쇄가 가능하도록 리프팅걸이부와 연결되는 체인 또는 와이어와 같은 연결수단과 간섭되지 않도록 하는 개폐절개부가 외측에서 내측으로 내입되는 형태로 하나 이상 형성된다.

여기서 상기 개폐절개부가 형성되는 개폐도어의 상부 일측에 이동에 따라 개폐절개부를 선택적으로 개방 또는 폐쇄시키는 절개부개폐블럭과, 상기 절개부개폐블럭과 일측이 연결되어 절개부개폐블럭을 개방 또는 폐쇄시키는 방향으로 이송시키는 블럭구동부를 더 포함하되, 상기 절개부개폐블럭은 육면체 형상으로 형성되되 하나 이상의 홈부가 형성되며, 상기 홈부의 내벽면에는 기밀이 유지되도록 하는 실링부재가 결합된다.

본 발명에 따르면 예열조, 강화조, 서냉조 또는 수냉조에서 리프팅걸이부에 지그가 결합된 상태로 개폐도어의 폐쇄가 가능함에 따라 예열, 화학열처리 또는 냉각공정을 수행하는 공정 시간을 감소시킴은 물론 챔버 개방시간을 감소시켜 열손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 화학적으로 강화 유리를 제조하는 강화유리 제조장치의 일실시예를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 강화 유리 제조장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 챔버하우징과 개폐도어의 결합 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 개폐도어의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 개폐도어의 동작과정을 나타내는 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 강화 유리 제조장치를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 챔버하우징과 개폐도어의 결합 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 개폐도어의 평면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 개폐도어의 동작과정을 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 판유리 적재용 지그가 적용되는 강화유리 제조장치는 크게 이송유닛부(20), 예열조(30), 강화조(40), 서냉조(50), 수냉조(60)와 같이 각 공정을 수행하기 위해서 필요한 일련의 장치가 순차 배치된다.

예열조(30), 강화조(40), 서냉조(50) 및 수냉조(60)는 전체 구조물의 1층에 위치하며 상부측에 개폐도어(100)가 구비되는 육면체로 형성되고 전체 구조물의 2층에는 가이드레일(10)을 수평으로 설치하여 육면체 형상의 이송케이싱(70)을 포함하는 이송유닛부(500)가 가이드레일(10)을 따라서 이동 가능하도록 좌우측에 대향되게 배치된다.

그리고, 상기 구조물의 1층과 2층 사이의 각 챔버에는 레일로(200)를 따라 이동하는 개폐도어(100)를 설치하여 예열조(30), 강화조(40), 서냉조(50) 및 수냉조(60)의 각 출입구를 선택적으로 개폐할 수 있게 구성된다.

여기서, 상기 이송유닛부(500)는 도 2에 도시된 바와 같이, 강화시키고자 하는 판유리를 예열조(30), 강화조(40), 서냉조(50) 및 수냉조(60)로 순차적으로 이송시키기 위한 부분으로서, 직육면체 형상의 금속재 이송케이싱(70) 내에 판유리 적재용 지그(300)를 위치시킨 상태에서 순차적인 공정에 따라 각 공정부위로 판유리를 승하강 이동시킬 수 있도록 구성된다.

이러한 이송유닛부(200)는 지그(400)를 승하강시켜 이송케이싱(70) 내로 유입 또는 배출하는 리프팅걸이부(510)와, 상기 리프팅걸이부(510)를 승하강 구동하는 승하강구동부(520) 및 승하강구동부(520)와 리프팅걸이부(510)를 연결하는 체인 또는 와이어 등으로 이루어지는 연결수단(530)을 포함한다.

따라서, 도 2에서 도시된 본 발명에 따른 강화유리 제조장치에 의하면, 지그(400)에 의하여 다수개의 강화유리 대상용 판유리가 거치되고, 도 2에 도시된 이송유닛부(200)는 가이드레일(10)를 따라 이동하면서 지그(400)를 강화유리 제조공정을 위하여 각 공정 부위로 이동시키게 된다.

상기와 같은 구성을 갖고 있는 강화유리 제조장치에 있어서, 본 발명은 상기 각 챔버하우징(31, 41, 51, 61)을 개폐하는 개폐도어(100)가 리프팅걸이부(510) 및 연결수단(530)이 챔버하우징(31, 41, 51, 61) 내에 배치된 상태에서 작업이 수행되도록 하기 위해 연결수단(530)과 간섭되지 않으면서 각 챔버하우징(31, 41, 51, 61)을 폐쇄시킬 수 있는 개폐도어(100)의 구조에 관한 것이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 챔버하우징 및 개폐도어(100)는 설명의 편의를 위해 개략적으로 도시하였다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 개폐도어(100)는 개폐절개부(110)가 외측에서 내측으로 내입되는 형태로 하나 이상 형성된다.

이러한 개폐절개부(110)는 연결수단(530)이 챔버하우징 내에 일정부분 배치된 상태에 개폐도어(100)가 폐쇄방향으로 이동하더라도 간섭되지 않는 위치에 형성되어야 함은 물론이며, 개폐절개부(110)의 길이 및 폭은 리프팅걸이부(510)의 개수 및 이들 간 간격과 연결수단(530)의 크기를 고려하여 최대한 개방공간이 감소되도록 구성함이 바람직하다.

본 발명의 도면에서 리프팅걸이부(510)가 좌, 우 한 쌍씩 총 4개소 구성된 경우를 예시로 도시하였다.

일반적으로 종래에는 지그(400)가 리프팅걸이부(510)에 체결된 상태로 예열조(30), 강화조(40), 서냉조(50) 또는 수냉조(60)에 안착되면 리프팅걸이부(510)는 승강구동부(520)를 통해 지그(400)로부터 분리되어 승강되게 되고, 예열조(30), 강화조(40), 서냉조(50) 또는 수냉조(60)로부터 리프팅걸이부(510)가 완전히 승강된 후 예열조(30), 강화조(40), 서냉조(50) 또는 수냉조(60)의 개폐도어(100)를 폐쇄시키고 예열, 화학열처리 또는 냉각을 수행하는데, 이와 같이 리프팅걸이부(510)가 지그(400)와 분리된 상태로 예열 또는 냉각을 수행하게 되는 경우 리프팅걸이부(510)가 이후 다시 하강하여 지그(400)와 체결되는 과정을 수행하게 된다.

따라서 이와 같은 리프팅걸이부(510)의 지그(400)와 분리 및 재체결과정을 생략하기 위해 리프팅걸이부(510)가 예열조(30), 강화조(40), 서냉조(50) 또는 수냉조(60)로 지그(400)를 안착시킨 상태로 바로 예열조(30), 강화조(40), 서냉조(50) 또는 수냉조(60)의 개폐도어(100)를 폐쇄시키고 예열 또는 냉각을 수행할 수 있다.

물론 예열조(30), 강화조(40), 서냉조(50) 또는 수냉조(60)의 개폐도어(100)는 리프팅걸이부(510)와 승강구동부(520) 간을 연결하는 와이어 또는 체인과 같은 연결수단과 간섭되지 않고 개폐가 이루어지는 구조이어야 하므로 전술한 바와 같이 개폐절개부(110)가 형성되어야 하는 것이다.

이에 따라 리프팅걸이부(510)가 지그(400)와 분리 및 재체결되는 시간을 생략시킴으로써 작업시간을 대폭 감소시킬 수 있으며, 감소시킨 시간만큼 예열조(30), 강화조(40), 서냉조(50) 또는 수냉조(60)의 잦은 개방으로 인한 열손실을 방지할 수 있게 된다.

하지만 개폐절개부(110)만 형성되는 경우 개폐절개부(110)로 인한 외부 공기와 접촉으로 열손실이 발생하게 되므로 개폐절개부(110)의 개방공간을 최소화시키기 위해 절개부개폐블럭(120)과 상기 절개로개폐블럭(120)을 개방 또는 폐쇄시키기 위한 블럭구동부(130)가 더 구성된다.

상기 절개부개폐블럭(120)은 육면체 형상으로 형성되되 리프팅걸이부(510)와 승강구동부(520) 간을 연결하는 와이어 또는 체인과 같은 연결수단(530)과 간섭되지 않도록 홈부(121)가 형성된다.

이에 따라 리프팅걸이부(510)가 지그(400)와 분리되지 않고 예열 또는 냉각을 수행하는 경우 개폐도어(100)가 우선 폐쇄방향으로 이동하고, 완전히 폐쇄된 상태에서 절개로개폐블럭(120)이 폐쇄방향으로 이동하여 챔버하우징의 열손실을 최소화시키도록 구성된다.

아울러 지그(400)를 후속 공정으로 이송시키기 위해 승강시켜야 할 경우 전술한 과정을 역으로 수행하여 개방시킴은 물론이다.

아울러 보다 열손실을 방지하기 위해 상기 홈부(121)의 내벽면에는 연성재질 및 내열성이 우수한 재질로 이루어지는 실링부재가 결합될 수 있다.

이와 같은 실링부재에 의해 열손실은 최소화될 수 있게 된다. .

한편 개폐도어(100)의 개폐방향은 이송유닛부(500)의 이송방향과 직교되는 방향으로 개폐가 이루어짐이 바람직하며, 개폐구동부(300)의 경우 도면에서는 실린더 액추에이터로 도시하였으나, 이외에 다른 동력전달수단으로 개폐도어(100)를 이송할 수 있음은 물론이며 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

아울러 개폐도어(100)와 챔버하우징(31, 41, 51, 61) 또는 레일로(200)가 서로 접하는 상태로 개방 또는 폐쇄되도록 구성하였으나, 이는 개략적으로 도시한 것일뿐 원활하고 안정적인 이동을 위해 개폐도어(100)의 저면 또는 챔버하우징 또는 레일로(200)의 상부면에 다수개의 롤러를 설치할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 가이드레일 30: 예열조
40: 강화조 50: 서냉조
60: 수냉조 31, 41, 51, 61: 챔버하우징
70: 이송케이싱 100: 개폐도어
110: 개폐절개부 120: 절개부개폐블럭
121: 홈부 130: 블럭구동부
200: 레일로 300: 개폐구동부
400: 지그 500: 이송유닛부
510: 리프팅걸이부 520: 승강구동부
530: 연결수단

Claims (3)

1. 판유리를 적재하는 지그(400)가 이송유닛부(500)의 리프팅걸이부(510)에 의해 체결되어 승하강 및 수평이동됨에 따라 예열조(30), 강화조(40), 서냉조(50) 및 수냉조(60)의 각 챔버별로 순차 이송되어 판유리를 강화 처리하는 강화유리 제조장치에서 예열조(30), 강화조(40), 서냉조(50) 또는 수냉조(60)의 상부측에 설치되어 해당 챔버의 챔버하우징(31, 41, 51, 61) 상부측의 개폐를 수행하며 상기 챔버하우징(31, 41, 51, 61)의 상부측에 형성되는 레일로(200)를 따라 개폐구동부(300)에 의해 개방 또는 폐쇄가 이루어지는 화학강화 유리 제조장치용 개폐도어(100)에 있어서,
   상기 개폐도어(100)는
   리프팅걸이부(510)에 지그(400)가 체결되어 예열조(30), 강화조(40), 서냉조(50) 또는 수냉조(60)의 챔버하우징(31, 41, 51, 61)내로 안치된 상태에서 폐쇄가 가능하도록 리프팅걸이부(510)와 연결되는 체인 또는 와이어의 연결수단(530)과 간섭되지 않도록 하는 개폐절개부(110)가 외측에서 내측으로 내입되는 형태로 하나 이상 형성되고,
   상기 개폐절개부(110)가 형성되는 개폐도어(100)의 상부 일측에 이동에 따라 개폐절개부(110)를 선택적으로 개방 또는 폐쇄시키는 절개부개폐블럭(120)과, 상기 절개부개폐블럭(120)과 일측이 연결되어 절개부개폐블럭(120)을 개방 또는 폐쇄시키는 방향으로 이송시키는 블럭구동부(130)를 더 포함하되,
   상기 절개부개폐블럭(120)은 육면체 형상으로 형성되되 내벽면에는 기밀이 유지되도록 하는 실링부재가 결합되는 하나 이상의 홈부(121)가 형성되는 것을 특징으로 하는 화학강화 유리 제조장치용 개폐도어.
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