KR102324641B1 - 가스 공급유닛 및 이를 포함하는 가스 오븐 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스를 균일한 유량으로 공급할 수 있는 가스 공급유닛 및 이를 포함하는 가스 오븐에 관한 것으로, 상기 가스 공급유닛은 중공 형태로 마련되어 내측에 가스가 공급되고 개방된 상측으로 공급되는 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 유입홀이 형성된 내측 배관과, 상기 유입홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 연통홀이 형성된 중간 배관, 그리고 상기 연통홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 공급홀이 형성된 외측 배관을 포함한다. 이러한 구성으로, 균일한 유량으로 가스를 공급할 수 있다.

Description

가스 공급유닛 및 이를 포함하는 가스 오븐{GAS SUPPLY DEVICE AND GAS OVEN INCLUDING THE SAME}
본 발명은 가스 공급유닛 및 이를 포함하는 가스 오븐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스를 균일한 유량으로 공급할 수 있는 가스 공급유닛 및 이를 포함하는 가스 오븐에 관한 것이다.
일반적으로, 적층 콘덴서, 고전압 콘덴서 등을 포함한 세라믹 콘덴서, 압전 세라믹 등의 압전재료, 마이크로파 유전체, 반도체 콘덴서, PTC서미스터, NTC서미스터, 세라믹 센서 등의 반도체 세라믹스의 원료로는 티탄산 바륨(BaTiO3), 티탄산산지루콘산연(PbZrTiO3), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO2), 희토류산화물, 그라스 재료, 산화알루미늄, 산화 규소 등의 산화물, 혹은 이들의 복합물이 이용된다.
상기한 세라믹 전자부품은 세라믹 원료를 소정의 형상으로 성형하여 성형체로 제조된 후, 오븐에서 탈바인더 공정과 소성로에서의 소성 공정 및 냉각 공정을 차례로 거침으로써 적층 세라믹 콘덴서의 제작이 완료된다.
이와 같은, 세라믹 콘덴서를 제조하는 공정은, BaTiO3, CaCa3, MnO, Glass Frit 등의 원료 분말에 유기물 성분인 바인더를 첨가하여 슬러리(slurry)를 제조하고, 상기 슬러리를 유전체 시트로 하는 세라믹 시트가 성형되며, 상기 세라믹 시트의 표면에 Ni, Cu, Pd, Pd/Ag 소재의 금속 성분인 내부전극을 패턴 인쇄하여 상기 내부전극이 인쇄된 세라믹 시트가 다층으로 적층됨에 의해서 적층시트가 제조되고, 상기 적층시트를 500~1300㎏f/㎠의 압력으로 압착한 후에 압착된 적층시트를 소정의 길이로 절단함으로써 직육면체 형상의 세라믹 콘덴서가 제조된다.
또한, 상기 세라믹 콘덴서는 오븐에서 230 ~ 350℃의 온도로 가소(bake-out)되어 바인더 성분이 제거되는 탈바인더 공정과, 900 ~ 1300℃의 온도로 10 ~ 24시간 동안 소성하는 소성 공정, 및 소성 완료 후 저온으로 냉각하는 냉각공정을 연속적으로 거치게 되고, 상기 소성로에서 소성된 세라믹 콘덴서는 그 외주면에 외부전극 및 단자전극의 도포에 의한 도금 처리에 의하여 세라믹 콘덴서가 완성된다.
여기서, 유기물 성분인 바인더와 금속 성분인 내부전극 및 세라믹 성분인 세라믹 시트로 이루어진 세라믹 콘덴서를 적층하는데 사용된 바인더는 탈바인더 공정인 가소 공정에서 효과적으로 제거되도록 함으로써, 상호 이질적 특성의 세라믹 성형체의 비정합성(mismatching)에 의해 발생될 수 있는 들뜸(delamination)이나, 크랙(crack)불량이 방지되도록 하는 것이 세라믹 성형체의 품질 특성을 제어하는 중요한 공정 변수로 작용된다.
한국 등록특허 제2025609호(이하 "특허문헌 1"이라 지칭)에는 "전자부품 제조용 가스 오븐"이 개시되어 있다. 하지만, 특허문헌 1에 개시되어 있는 가스 오븐은 챔버가 박스 형태로 구성되어 있어서 가스가 챔버 내부에 공급될 때 대상체의 위치에 따라서 가스의 공급 유량, 온도 등이 균일하지 않아 대상체의 배치 위치에 따라 품질이 달라지는 문제가 있다. 또한, 박스 형태로 구성되어 가스가 챔버 내부로 공급되면 가스가 공급되는 입구측 모서리 부분과 가스가 배출되는 출구측 모서리 부분에는 가스가 공급되지 않는 데드존(dead zone)이 발생하여 대상체의 품질에 악영향을 미치는 문제가 있다.
한국 등록특허 제2025609호 (2019.11.04)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 균일한 유량으로 챔버 내부에 가스를 공급하여 대상체의 배치 위치에 따른 온도 불균일을 방지하고, 챔버 내부에 데드존의 형성 없이 가스를 공급할 수 있는 가스 공급유닛 및 이를 포함하는 가스 오븐을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 공급유닛은, 중공 형태로 마련되어 내측에 가스가 공급되고, 개방된 상측으로 공급되는 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 유입홀이 형성된 내측 배관; 중공 형태로 마련되어 내측에 상기 내측 배관이 배치되고, 상기 유입홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 연통홀이 형성된 중간 배관; 및 중공 형태로 마련되어 내측에 상기 중간 배관이 배치되고, 상기 연통홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 공급홀이 형성된 외측 배관;을 포함한다.
그리고, 원뿔 형태로 마련되어 상기 내측 배관의 내측에 배치되고, 상기 내측 배관의 개방된 상측으로 공급되는 가스가 상기 내측 배관의 길이 방향으로 형성된 유입홀을 통하여 균일한 유량으로 배출되도록 가이드하는 가이드부;를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 연통홀은, 길이 방향 및 원주 방향을 따라서 상기 유입홀과 서로 다른 위치에 형성되고, 상기 유입홀보다 많은 수로 형성되며, 상기 유입홀보다 직경이 작게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 공급홀은, 길이 방향 및 원주 방향을 따라서 상기 연통홀과 서로 다른 위치에 형성되고, 상기 연통홀보다 많은 수로 형성되며, 상기 연통홀보다 직경이 작게 형성될 수 있다.
또한, 상기 내측 배관과 상기 중간 배관 사이의 간격이 상기 중간 배관과 상기 외측 배관 사이의 간격보다 좁게 형성될 수도 있다.
나아가, 상기 내측 배관은, 단면이 반원 형태로 마련되어 상기 유입홀의 하측 둘레에 구비되고, 개방된 상측을 통하여 공급되는 가스에 저항으로 작용하여 가스의 유동 방향을 상기 유입홀로 유도하는 유도부;를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 오븐은, 중공을 가지고, 상측이 개방된 챔버; 상기 챔버의 개방된 상측에 체결되어 상기 챔버의 내측에 가스를 공급하는 상기 가스 공급유닛; 상기 챔버에 배치되고, 상기 가스 공급유닛에서 공급되는 가스가 상기 챔버의 개방된 상측으로 배출되도록 가이드하는 가스 배출유닛; 및 상기 가스 공급유닛과 상기 가스 배출유닛의 사이에 대상체가 위치하도록 대상체가 안착되는 안착 유닛;을 포함한다.
여기서, 상기 가스 공급유닛은, 중공 형태로 마련되어 내측에 가스가 공급되고, 개방된 상측으로 공급되는 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 유입홀이 형성된 내측 배관; 중공 형태로 마련되어 내측에 상기 내측 배관이 배치되고, 상기 유입홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 연통홀이 형성된 중간 배관; 및 중공 형태로 마련되어 내측에 상기 중간 배관이 배치되고, 상기 연통홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 공급홀이 형성된 외측 배관;을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 가스 배출유닛은, 상부가 개방되고, 상기 챔버와 상기 가스 공급유닛의 사이에 배치되며, 대상체를 통과한 가스가 배출되도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 배출홀이 형성된 배출부; 중심에 상기 가스 공급유닛이 관통되게 체결되고, 상기 배출부의 개방된 상측을 폐쇄하도록 체결되어, 상기 챔버의 개방된 상측으로 가스의 유동을 가이드하는 배출 가이드; 및 상기 챔버의 개방된 상측과 연결되고, 상기 배출 가이드를 통하여 배출되는 가스를 외부로 배출하는 배출유로;를 포함할 수도 있다.
그리고, 상기 가스 배출유닛은, 상기 배출유로에 구비되고, 배출되는 가스에 강제 유동을 발생시키는 구동팬;을 더 포함할 수도 있다.
상기 안착 유닛은, 상기 챔버의 하측에 회전되게 배치되는 베이스 플레이트; 복수로 마련되어 상기 베이스 플레이트에서 원주 방향으로 일정 간격 이격되어 배치되고, 대상체가 안착되며, 상기 베이스 플레이트와 반대 방향으로 회전하는 안착부; 및 상기 베이스 플레이트와 상기 안착부를 회전시키는 구동부;를 포함할 수도 있다.
나아가, 상기 챔버와 상기 안착 유닛은 서로 분리되게 구비되고, 상기 챔버를 상하 방향으로 승강 이동시키는 승강 유닛;을 더 포함할 수도 있다.
보다 구체적으로, 상기 승강 유닛은, 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 내측에서 상하 방향으로 이동되게 구비되고, 상기 챔버의 하측단을 지지하는 승강 프레임; 복수로 마련되어 상기 승강 프레임의 모서리에 각각 형성된 체결홀에 삽입되어 나사 체결되는 가이드바; 상기 가이드바를 회전시키도록 회전 동력을 발생시키는 구동모터; 및 상기 구동모터와 복수의 상기 가이드바를 연결하여 상기 구동모터의 회전동력을 상기 가이드바에 전달하는 동력전달바;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 가스 공급유닛 및 이를 포함하는 가스 오븐에 따르면, 가스 공급유닛에서 공급되는 가스를 챔버의 높이 방향으로 균일하게 공급할 수 있고, 챔버 내부에 데드존의 형성 없이 가스를 공급할 수 있어 대상체의 배치 위치에 따른 온도 불균일을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛을 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛을 개략적으로 도시해 보인 평면도,
도 3은 도 2의 A-A' 영역을 절단하여 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 가스 오븐을 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 가스 오븐을 개략적으로 도시해 보인 평면도,
도 6은 도 5의 B-B' 영역을 절단하여 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 가스 오븐에서 안착 유닛을 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 평면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 가스 오븐에서 챔버 내부의 유동하는 가스의 온도 상태를 해석하여 개략적으로 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 가스 오븐에서 챔버 내부에 온도 센서가 설치된 위치를 개략적으로 나타낸 도면,
도 10은 도 9에 도시된 온도 센서가 설치된 위치에서의 유동하는 가스의 온도를 측정하여 나타낸 그래프,
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 가스 오븐에 승강 유닛이 구비된 상태를 개략적으로 도시해 보인 사시도이다.
본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 가스 공급유닛 및 이를 포함하는 가스 오븐에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 가스 공급유닛에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛을 개략적으로 도시해 보인 사시도이고, 도 2는 상기 가스 공급유닛을 개략적으로 도시해 보인 평면도이며, 도 3은 도 2의 A-A' 영역을 절단하여 개략적으로 도시해 보인 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛(100)은 내측 배관(110), 중간 배관(120), 외측 배관(130)인 3중 배관으로 구성된다. 즉, 상기 내측 배관(110)에 가스가 공급되면 상기 내측 배관(110)을 통과한 가스가 상기 내측 배관(110)과 상기 중간 배관(120) 사이로 유입되고, 상기 중간 배관(120)을 통과한 가스는 상기 외측 배관(130)을 통과하여 외부로 배출된다.
이러한 다중 배관을 차례로 통과하면서 가스가 배출되면 하나의 배관을 통과하여 배출되는 구성과 비교하여, 배관의 길이 방향을 따라 배출되는 가스의 유량을 보다 균일하게 배출할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 내측 배관(110)은 중공 형태로 마련되어 내측에 가스가 공급되고, 개방된 상측으로 공급되는 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 유입홀(111)이 형성된다.
상기 중간 배관(120)은 중공 형태로 마련되어 내측에 상기 내측 배관(110)이 배치되고, 상기 유입홀(111)을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 연통홀(121)이 형성된다.
상기 외측 배관(130)은 중공 형태로 마련되어 내측에 상기 중간 배관(120)이 배치되고, 상기 연통홀(121)을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 공급홀(131)이 형성된다.
여기서, 상기 내측 배관(110)과 상기 중간 배관(120) 사이의 간격이 상기 중간 배관(120)과 상기 외측 배관(130) 사이의 간격보다 좁게 형성된다.
그리고, 상기 연통홀(121)은 길이 방향 및 원주 방향을 따라서 상기 유입홀(111)과 서로 다른 위치에 형성되고, 상기 유입홀(111)보다 많은 수로 형성되며, 상기 유입홀(111)보다 직경이 작게 형성된다.
또한, 상기 공급홀(131)은 길이 방향 및 원주 방향을 따라서 상기 연통홀(121)과 서로 다른 위치에 형성되고, 상기 연통홀(121)보다 많은 수로 형성되며, 상기 연통홀(121)보다 직경이 작게 형성된다.
즉, 내측에서 외측으로 갈수록 가스가 통과하는 홀의 직경이 작아지면서 홀의 수량은 많아지게 형성하여 가스의 유동 속도를 평준화하여 최종적으로 배출되는 가스의 유량을 균등하게 할 수 있다.
또한, 상기 유입홀(111)과 상기 연통홀(121) 및 상기 연통홀(121)과 상기 공급홀(131)은 반경 방향 및 배관의 길이 방향으로 서로 다른 위치에 형성된다. 즉, 상기 유입홀(111)에서 배출된 가스가 바로 상기 연통홀(121)로 배출되면 가스의 유동 속도를 균등화함에 효과가 없다.
따라서, 상기 내측 배관(110)과 상기 중간 배관(120) 사이에 공간에서 유동하여 상기 내측 배관(110)의 상측에 형성된 유입홀(111)을 통하여 유입된 가스와 상기 내측 배관(110)의 하측에 형성된 유입홀(111)을 통하여 유입된 가스가 상기 내측 배관(110)과 상기 중간 배관(120) 사이에 공간에서 혼합되면서 가스의 유동 속도를 어느 정도 평준화하면서 상기 연통홀(121)을 통하여 상기 중간 배관(120)과 상기 외측 배관(130) 사이로 배출된다. 또한, 상기 중간 배관(120)과 상기 외측 배관(130) 사이에서도 가스가 혼합되면서 가스의 유동 속도가 다시 평준화된 후 상기 공급홀(131)을 통하여 배출된다. 즉, 복수의 배관과 서로 다른 크기, 수량, 위치에 형성된 복수의 홀에 의하여 배관의 길이 방향을 따라 동일한 유량으로 가스를 공급할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛(100)은 상기 유입홀(111)을 통하여 균일한 유량으로 가스가 배출되도록 가이드하는 가이드부(140)를 더 포함한다.
상기 가이드부(140)는 원뿔 형태로 마련되어 상기 내측 배관(110)의 내측에 배치되고, 상기 내측 배관(110)의 개방된 상측으로 공급되는 가스가 상기 내측 배관(110)의 길이 방향으로 형성된 유입홀(111)을 통하여 균일한 유량으로 배출되도록 가이드한다.
즉, 상기 내측 배관(110)의 개방된 상측으로 가스가 공급되면 가스의 공급 압력 및 유동 관성에 의해 공급되는 가스는 상기 내측 배관(110)의 최하단에서 채워지면서 상기 내측 배관(110)의 최하단에 형성된 유입홀(111)을 통하여 우선적으로 배출이 된다. 그리고, 상기 내측 배관(110)의 최하단에서 상측으로 가스가 채워져야만 상기 내측 배관(110)의 중간 위치 및 상측 위치에 형성된 유입홀(111)을 통하여 가스가 배출되므로, 상기 내측 배관(110)의 길이 방향을 따라 불균일하게 가스가 배출된다.
이에 본 발명에서는 아래로 갈수록 직경이 커지는 원뿔 형태의 가이드부(140)를 상기 내측 배관(110)에 배치하였다. 즉, 상기 가이드부(140)에 의해 상기 내측 배관(110)의 최하단 측으로 갈수록 공간이 작아지므로, 상기 내측 배관(110)의 최하단에서 최상단으로 가스가 채워지는 시간이 단축되어 상기 유입홀(111)을 통하여 배출되는 가스의 유량을 최단시간에 균일하게 할 수 있다. 추가적으로, 상기 내측 배관(110)의 상측에서 공급되는 가스가 상기 가이드부(140)의 측면과 충돌하여 가스 유동 방향이 상기 유입홀(111) 측으로 바뀌게 되므로, 상기 유입홀(111)을 통하여 배출되는 가스의 유량을 최단시간에 균일하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛(100)은 상기 내측 배관(110)의 길이 방향으로 형성된 상기 유입홀(111)을 통하여 배출되는 가스의 유량을 보다 균등하게 하기 위하여 상기 내측 배관(110)에 유도부(112)를 더 구비할 수 있다.
상기 유도부(112)는 단면이 반원 형태로 마련되어 상기 유입홀(111)의 하측 둘레에 구비되고, 상기 내측 배관(110)의 개방된 상측을 통하여 공급되는 가스에 저항으로 작용하여 가스의 유동 방향을 상기 유입홀(111)로 유도할 수 있다.
그리고, 상기 유도부(112)는 상기 내측 배관(110)의 최상측에 형성된 유입홀(111)에서부터 중간측에 형성된 유입홀(111)까지만 형성될 수 있다. 즉, 최하측에서부터 가스가 채워지면서 배출되므로 최하측에 형성된 유입홀(111)에 상기 유도부(112)가 형성되면 오히려 배출을 방해할 수 있다. 따라서, 상기 내측 배관(110)의 중간측 위치에서부터 최하측 위치까지는 상기 유도부(112)가 형성되지 않는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유도부(112)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내측 배관(110)의 내측면에서 중심으로 돌출된 길이가 상측에서 하측으로 갈수록 짧아지게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 내측 배관(110)의 상측에 형성된 유입홀(111)이 가장 늦게 가스가 배출되므로, 상측에 위치한 유도부(112)의 면적을 보다 넓게 형성하여 보다 많은 가스를 유입홀(111) 측으로 배출되도록 유도할 수 있다.
이러한 구성을 통하여, 상기 내측 배관(110)의 길이 방향 및 원주 방향을 따라 복수로 형성된 유입홀(111)을 통하여 균일한 유량으로 가스가 배출되도록 가이드 할 수 있어, 최종적으로 상기 외측 배관(130)에 형성된 복수의 공급홀(131)을 통하여 보다 균일하게 가스가 배출되도록 유도할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 가스 오븐에 대하여 설명한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 가스 오븐을 개략적으로 도시해 보인 사시도 및 평면도이고, 도 6은 도 5의 B-B' 영역을 절단하여 개략적으로 도시해 보인 단면도이며, 도 7은 상기 가스 오븐에서 안착 유닛을 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 평면도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 가스 오븐(10)은 중공을 가지고 상측이 개방된 챔버와, 상기 챔버(200)의 개방된 상측에 체결되어 상기 챔버(200)의 내측에 가스를 공급하는 가스 공급유닛(100)과, 상기 챔버(200)에 배치되고 상기 가스 공급유닛(100)에서 공급되는 가스가 상기 챔버(200)의 개방된 상측으로 배출되도록 가이드하는 가스 배출유닛(300), 그리고 상기 가스 공급유닛(100)과 상기 가스 배출유닛(300)의 사이에 대상체가 위치하도록 대상체(P)가 안착되는 안착 유닛(400)을 포함한다.
상기 가스 공급유닛(100)은 상기 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛(100)과 동일한 구성이므로, 이하에서는 구체적인 설명은 생략한다.
상기 가스 배출유닛(300)은 상부가 개방되고 상기 챔버(200)와 상기 가스 공급유닛(100)의 사이에 배치되며 대상체(P)를 통과한 가스가 배출되도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 배출홀(311)이 형성된 배출부(310)와, 중심에 상기 가스 공급유닛(100)이 관통되게 체결되고 상기 배출부(310)의 개방된 상측을 폐쇄하도록 체결되어 상기 챔버(200)의 개방된 상측으로 가스의 유동을 가이드하는 배출 가이드(320), 그리고 상기 챔버(200)의 개방된 상측과 연결되고 상기 배출 가이드(320)를 통하여 배출되는 가스를 외부로 배출하는 배출유로(330)를 포함한다. 여기서, 상기 배출유로(330)는 상기 챔버(200)와 외부에 구비된 가스 수집부(미도시)를 연결하여 상기 가스 수집부로 배출되도록 구비될 수 있다.
이러한 구성으로, 도 6을 참조하면, 공급유로(150)가 외부의 가스 공급원과 상기 가스 공급유닛(100)을 연결하고 있고, 상기 공급유로(150)를 통하여 상기 가스 공급유닛(100)에 가스가 공급되면, 상기 가스 공급유닛(100)을 통하여 상기 챔버(200)의 내측 중심에서 높이 방향 및 반경 방향으로 균일한 유량으로 가스가 배출되면, 상기 안착 유닛(400)에 배치된 대상체(P)를 통과한 후 상기 배출부(310)에 형성된 복수의 배출홀(311)을 통하여 배출된다. 그리고, 상기 배출홀(311)을 통과한 가스는 상기 배출부(310)와 상기 챔버(200) 사이의 공간을 통하여 상측으로 유동한 후 상기 챔버(200)와 상기 배출 가이드(320)를 따라서 이동한 후 상기 배출유로(330)로 유입되어 외부로 배출된다.
나아가, 상기 가스 배출유닛(300)은 상기 배출유로(330)에 구비되고, 배출되는 가스에 강제 유동을 발생시키는 구동팬(340)을 더 구비할 수 있다. 즉, 상기 배출유로(330)에 상기 구동팬(340)을 구비하여 상기 배출유로(330)를 통하여 배출되는 가스에 강제 유동을 발생시킬 수 있어서 보다 원활하게 상기 챔버(200)에서 가스를 배출할 수 있다.
상기 안착 유닛(400)은, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 챔버(200)의 하측에 회전되게 배치되는 베이스 플레이트(410)와, 복수로 마련되어 상기 베이스 플레이트(410)에서 원주 방향으로 일정 간격 이격되어 배치되고 대상체(P)가 안착되며 상기 베이스 플레이트(410)와 반대 방향으로 회전하는 안착부(420), 그리고 상기 베이스 플레이트(410)와 상기 안착부(420)를 회전시키는 구동부(430)를 포함한다.
즉, 상기 안착부(420)에 안착되고 상기 챔버(200)의 높이 방향을 쌓여있는 대상체(P)에 균등하게 가스와 접촉시키기 위하여 상기 베이스 플레이트(410)가 시계 방향으로 회전하면, 상기 베이스 플레이트(410)에 구비된 상기 안착부(420) 각각은 반시계 방향으로 회전하도록 마련될 수 있다.
상기 구동부(430)는 회전축이 상기 베이스 플레이트(410)에 체결되어 상기 베이스 플레이트(410)를 일 방향으로 회전시킨다. 그리고, 상기 안착부(420)는 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 구동부(430)의 회전축에 복수의 기어(미도시)를 통하여 연결되어 상기 베이스 플레이트(410)와 반대 방향으로 회전하도록 구비될 수 있다. 즉, 하나의 구동부(430)와 기어의 조합으로 회전될 수 있다. 물론, 상기 안착부(420) 각각에 구동모터가 연결되어 별도로 회전되게 마련될 수도 있다. 즉, 상기 베이스 플레이트(410)와 상기 안착부(420)는 서로 반대 방향으로 회전한다면 상기 구동부(430)는 어떠한 형태로 마련될 수 있다.
도 8은 상기 가스 오븐에서 챔버 내부의 유동하는 가스의 온도 상태를 해석하여 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 가스 오븐에 공급되는 가스가 챔버의 내부에서 높이 방향 및 반경 방향으로 균일한 온도를 보이는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 복수의 상기 안착부 각각에 대상체가 높이 방향으로 적층되어 배치되어 있어도 어느 위치에 있어도 동일한 온도의 가스로 가소되므로 대상체의 품질을 보장할 수 있다.
도 9는 상기 가스 오븐에서 챔버 내부에 온도 센서가 설치된 위치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 10은 도 9에 도시된 온도 센서가 설치된 위치에서의 유동하는 가스의 온도를 측정하여 나타낸 그래프이다.
즉, 본 발명의 가스 오븐에서 챔버 내부에서 유동하는 가스의 온도를 직접 측정해 보았다. 도 9에 도시된 바와 같이, 온도 센서는 9개를 설치하였고, 높이 방향을 달리하여 3열, 반경 방향을 달리하여 3열로 설치하여 실제 가스의 온도를 측정하였다.
그 결과는, 아래 표 1 및 도 10에 나타내었다. 즉, 최고 온도를 540℃로 설정하여 시간에 따른 가스의 온도를 측정한 결과, 도 10에 도시된 바와 같이 거의 동일한 온도 상승 기울기를 보이면서 상승하고, 540℃에서 약 ±3℃의 편차를 보이고 있다.
그리고, 표 1은 최고 온도 영역에서 각 온도 센서에서 측정된 온도이다. 아래 표 1에 기재된 바와 같이, 최소 온도는 6번 온도 센서의 537.1℃이고, 최고 온도는 1번 온도 센서의 543.7℃이다. 즉, 최고 온도와 최저 온도의 차이가 6.6℃로 온도 차이가 거의 없는 것으로 확인하였다.
온도센서 1 2 3 4 5 6 7 8 9
온도[℃] 543.7 539.7 539.0 541.5 542.0 537.1 539.8 539.5 538.2
나아가, 본 발명의 실시예에 의한 가스 오븐은 승강 유닛을 더 구비할 수 있다.
도 11은 상기 가스 오븐에 승강 유닛이 구비된 상태를 개략적으로 도시해 보인 사시도이다.
도 11을 참조하면, 상기 승강 유닛(500)은 상기 챔버(200)와 상기 안착 유닛(400)은 서로 분리되게 구비되고, 상기 챔버(200)를 상하 방향으로 승강 이동시키는 구성이다.
보다 구체적으로, 상기 승강 유닛(500)은 베이스 프레임(510)과, 상기 베이스 프레임(510)의 내측에서 상하 방향으로 이동되게 구비되고 상기 챔버(200)의 하측단을 지지하는 승강 프레임(520)과, 복수로 마련되어 상기 승강 프레임(520)의 모서리에 각각 형성된 체결홀(521)에 삽입되어 나사 체결되는 가이드바(530)와, 상기 가이드바(530)를 회전시키도록 회전 동력을 발생시키는 구동모터(550), 그리고 상기 구동모터(550)와 복수의 상기 가이드바(530)를 연결하여 상기 구동모터(550)의 회전동력을 상기 가이드바(530)에 전달하는 동력전달바(540)로 구성될 수 있다.
이러한 구성으로, 상기 구동모터(550)가 동작하면 상기 동력전달바(540)가 회전하여 상기 가이드바(530)를 회전시키고, 상기 가이드바(530)는 상기 체결홀(521)에 나사체결 되어 있으므로, 상기 가이드바(530)의 회전력에 의해 상기 승강 프레임(520)은 상하 방향으로 이동되어, 상기 승강 프레임(520)에 안착되어 있는 챔버(200)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
그리고, 상기 안착 유닛(400)은 바퀴가 구비된 대차(440)에 배치되어 이동할 수 있도록 구비될 수 있다.
이러한 구성으로, 상기 안착 유닛(400)에 대상체(P)를 배치한 후 상기 대차(440)를 이동시켜 상측으로 이동되어 있는 상기 챔버(200)의 하측에 상기 안착 유닛(400)을 위치시킨 후 상기 승강 유닛(500)을 동작시켜 상기 챔버(200)를 하측으로 이동시켜 상기 챔버(200)의 내측에 대상체(P)를 손쉽게 배치하여 가소 공정을 수행할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
10 : 가스 오븐 100 : 가스 공급유닛
110 : 내측 배관 111 : 유입홀
112 : 유도부 120 : 중간 배관
121 : 연통홀 130 : 외측 배관
131 : 공급홀 140 : 가이드부
200 : 챔버 300 : 가스 배출유닛
310 : 배출부 311 : 배출홀
320 : 배출 가이드 330 : 배출유로
340 : 구동팬 400 : 안착 유닛
410 : 베이스 플레이트 420 : 안착부
430 : 구동부 440 : 대차
500 : 승강 유닛 510 : 베이스 프레임
520 : 승강 프레임 530 : 가이드바
540 : 동력전달바 550 : 구동모터

Claims (13)

  1. 중공 형태로 마련되어 내측에 가스가 공급되고, 개방된 상측으로 공급되는 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 유입홀이 형성된 내측 배관;
    중공 형태로 마련되어 내측에 상기 내측 배관이 배치되고, 상기 유입홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 연통홀이 형성된 중간 배관;
    중공 형태로 마련되어 내측에 상기 중간 배관이 배치되고, 상기 연통홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 공급홀이 형성된 외측 배관; 및
    원뿔 형태로 마련되어 상기 내측 배관의 내측에 배치되고, 상기 내측 배관의 개방된 상측으로 공급되는 가스가 상기 내측 배관의 길이 방향으로 형성된 유입홀을 통하여 균일한 유량으로 배출되도록 가이드하는 가이드부;
    를 포함하는 가스 공급유닛.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연통홀은,
    길이 방향 및 원주 방향을 따라서 상기 유입홀과 서로 다른 위치에 형성되고, 상기 유입홀보다 많은 수로 형성되며, 상기 유입홀보다 직경이 작게 형성된 것을 특징으로 하는 가스 공급유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 공급홀은,
    길이 방향 및 원주 방향을 따라서 상기 연통홀과 서로 다른 위치에 형성되고, 상기 연통홀보다 많은 수로 형성되며, 상기 연통홀보다 직경이 작게 형성된 것을 특징으로 하는 가스 공급유닛.
  5. 중공 형태로 마련되어 내측에 가스가 공급되고, 개방된 상측으로 공급되는 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 유입홀이 형성된 내측 배관;
    중공 형태로 마련되어 내측에 상기 내측 배관이 배치되고, 상기 유입홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 연통홀이 형성된 중간 배관; 및
    중공 형태로 마련되어 내측에 상기 중간 배관이 배치되고, 상기 연통홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 공급홀이 형성된 외측 배관;을 포함하고,
    상기 내측 배관과 상기 중간 배관 사이의 간격이 상기 중간 배관과 상기 외측 배관 사이의 간격보다 좁게 형성된 것을 특징으로 하는 가스 공급유닛.
  6. 중공 형태로 마련되어 내측에 가스가 공급되고, 개방된 상측으로 공급되는 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 유입홀이 형성된 내측 배관;
    중공 형태로 마련되어 내측에 상기 내측 배관이 배치되고, 상기 유입홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 연통홀이 형성된 중간 배관; 및
    중공 형태로 마련되어 내측에 상기 중간 배관이 배치되고, 상기 연통홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 공급홀이 형성된 외측 배관;을 포함하고,
    상기 내측 배관은,
    단면이 반원 형태로 마련되어 상기 유입홀의 하측 둘레에 구비되고, 개방된 상측을 통하여 공급되는 가스에 저항으로 작용하여 가스의 유동 방향을 상기 유입홀로 유도하는 유도부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 공급유닛.
  7. 중공을 가지고, 상측이 개방된 챔버;
    상기 챔버의 개방된 상측에 체결되어 상기 챔버의 내측에 가스를 공급하는 가스 공급유닛;
    상기 챔버에 배치되고, 상기 가스 공급유닛에서 공급되는 가스가 상기 챔버의 개방된 상측으로 배출되도록 가이드하는 가스 배출유닛; 및
    상기 가스 공급유닛과 상기 가스 배출유닛의 사이에 대상체가 위치하도록 대상체가 안착되는 안착 유닛;을 포함하고,
    상기 가스 공급유닛은,
    중공 형태로 마련되어 내측에 가스가 공급되고, 개방된 상측으로 공급되는 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 유입홀이 형성된 내측 배관;
    중공 형태로 마련되어 내측에 상기 내측 배관이 배치되고, 상기 유입홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 연통홀이 형성된 중간 배관; 및
    중공 형태로 마련되어 내측에 상기 중간 배관이 배치되고, 상기 연통홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 공급홀이 형성된 외측 배관;
    을 포함하는 가스 오븐.
  8. 삭제
  9. 중공을 가지고, 상측이 개방된 챔버;
    상기 챔버의 개방된 상측에 체결되어 상기 챔버의 내측에 가스를 공급하는 가스 공급유닛;
    상기 챔버에 배치되고, 상기 가스 공급유닛에서 공급되는 가스가 상기 챔버의 개방된 상측으로 배출되도록 가이드하는 가스 배출유닛; 및
    상기 가스 공급유닛과 상기 가스 배출유닛의 사이에 대상체가 위치하도록 대상체가 안착되는 안착 유닛;을 포함하고,
    상기 가스 배출유닛은,
    상부가 개방되고, 상기 챔버와 상기 가스 공급유닛의 사이에 배치되며, 대상체를 통과한 가스가 배출되도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 배출홀이 형성된 배출부;
    중심에 상기 가스 공급유닛이 관통되게 체결되고, 상기 배출부의 개방된 상측을 폐쇄하도록 체결되어, 상기 챔버의 개방된 상측으로 가스의 유동을 가이드하는 배출 가이드; 및
    상기 챔버의 개방된 상측과 연결되고, 상기 배출 가이드를 통하여 배출되는 가스를 외부로 배출하는 배출유로;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 오븐.
  10. 제7항 또는 제9항에 있어서,
    상기 가스 배출유닛은,
    상기 배출유로에 구비되고, 배출되는 가스에 강제 유동을 발생시키는 구동팬;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 오븐.
  11. 제7항 또는 제9항에 있어서,
    상기 안착 유닛은,
    상기 챔버의 하측에 회전되게 배치되는 베이스 플레이트;
    복수로 마련되어 상기 베이스 플레이트에서 원주 방향으로 일정 간격 이격되어 배치되고, 대상체가 안착되며, 상기 베이스 플레이트와 반대 방향으로 회전하는 안착부; 및
    상기 베이스 플레이트와 상기 안착부를 회전시키는 구동부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 오븐.
  12. 제7항 또는 제9항에 있어서,
    상기 챔버와 상기 안착 유닛은 서로 분리되게 구비되고, 상기 챔버를 상하 방향으로 승강 이동시키는 승강 유닛;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 오븐.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 승강 유닛은,
    베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임의 내측에서 상하 방향으로 이동되게 구비되고, 상기 챔버의 하측단을 지지하는 승강 프레임;
    복수로 마련되어 상기 승강 프레임의 모서리에 각각 형성된 체결홀에 삽입되어 나사 체결되는 가이드바;
    상기 가이드바를 회전시키도록 회전 동력을 발생시키는 구동모터; 및
    상기 구동모터와 복수의 상기 가이드바를 연결하여 상기 구동모터의 회전동력을 상기 가이드바에 전달하는 동력전달바;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 오븐.
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