KR102406350B1 - 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법 및 이에 따라 제조된 가스 도관 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법의 구성은 내부에 중공부가 있는 단면 원형의 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 둥근 치구(120)의 외주면에 대고 가열하여 중력에 의해 환형 가스 도관(110)을 형성하는 환형 가스 도관 형성 단계; 상기 환형 가스 도관(110)을 냉각시켜서 형상을 유지시키는 냉각 단계; 상기 환형 가스 도관(110)에 형성된 구멍(110H) 부분에 연결부(122)를 용접하는 연결부 접합 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법 및 이에 따라 제조된 가스 도관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 석영 유리 튜브를 구부려서 원형의 tube 형상을 만드는 것으로 Tube 내부 용접 및 연마 등 가공이 필요한 부위를 open 공간에서 직선으로 닿을 수 있는 곳으로 모아서 특수하게 제작하지 않은 치공구 및 부자재로도 출입이 용이하고 작업자의 접근이 쉬워 작업이 용이하게 한 새로운 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법 및 이에 따라 제조된 가스 도관에 관한 것이다.
플라즈마 발생장치는 전자파를 전송하는 도파관과, 플라즈마 임피던스를 조정하는 3-스터브와, 플라즈마가 발생되어지는 플라즈마 발생부를 포함하며, 플라즈마 발생부에는 방전관이 구비된다. 상기 도파관으로 전자파가 전달되면, 상기 도파관의 플라즈마 발생부에는 전계가 집중되고 플라즈마가 발생된다.
플라즈마는 물질이 전리(電離)하여 이온과 전자가 같은 밀도로 공간 중에 존재하는 상태로 된 것으로서, 고체, 액체, 기체에 이은 물질의 제4의 형태라 일컬어지고 있다. 이러한 형태의 플라즈마는 반도체 웨이퍼 에칭, 탄화수소재료 제거, 실리콘 산화물 제거 등 공업적, 화학적 용도로 다양하게 활용되고 있다.
플라즈마는 O2, NF3, Ar, CF4, 및 He와 같은 가스 또는 이들의 혼합 가스(이하 플라즈마 가스라 칭함)에 전기장을 형성하는 것에 의해 생성될 수 있는데, 이러한 전기장 형성 방법은 직류 방전, 마이크로파 방전, 고주파 방전 등이 있을 수 있으며, 플라즈마 가스가 위치하는 챔버(chamber) 또는 가스 도파관(wave guide)에 전기장을 형성함으로써 플라즈마를 생성할 수 있게 된다.
기존의 플라즈마 도파관 제조 방법은 속이 빈 도넛 형상의 원형 tube를 수평으로 자른 상하 2개의 구조물을 Quartz를 깍아서 만들고 이들을 용접하여 도넛 형상의 원형을 만드는 방법이 있다.
그런데, 기존에는 Tube 내부 용접 및 연마 등 가공이 필요한 부위를 쉽게 접근하기 다소 어려워서 특수하게 제작한 치공구나 부자재 등이 필요하고 작업자의 접근이 쉽지 않아서 작업상 어려움이 있다.
본 발명의 목적은 가공 시간을 절약하고, 플라즈마 발생 및 고온과 접촉하는 연결부위 결함이 없어서 플라즈마가 안정적이고 플라즈마 편향 발생 가능성이 낮아서 파티클 발생 가능성을 낮출 수 있는 등의 장점이 있는 플라즈마 생성용 가스도관의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 내부에 중공부가 있는 단면 원형의 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 둥근 치구(120)의 외주면에 대고 가열하여 중력에 의해 환형 가스 도관(110)을 형성하는 환형 가스 도관 형성 단계; 상기 환형 가스 도관(110)을 냉각시켜서 형상을 유지시키는 냉각 단계; 상기 환형 가스 도관(110)에 형성된 구멍(110H) 부분에 연결부(122)를 용접하는 연결부 접합 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법이 제공된다.
상기 환형 가스 도관 형성 단계에서는 내부에 중공부가 있는 단면 원형의 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 상기 둥근 치구(120)의 외주면에 대고 가열하여 중력에 의해 적어도 두 개 이상의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 형성하고, 적어도 두 개 이상의 상기 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 서로 마주하는 양쪽 단부가 용접으로 접합되어 상기 환형 가스 도관(110)으로 형성되고, 상기 환형 가스 도관(110)이 연화점 이상으로 가열되어 있는 상태에서 곡률이 더 작은 제2 둥근 치구(130)의 외주면에 상기 환형 가스 도관(110)을 대주고 중력으로 상기 환형 가스 도관(110)이 휘게 만들어서 상기 환형 가스 도관(110)을 원하는 곡률로 성형되도록 한 다음, 냉각 단계를 시행하여 상기 환형 가스 도관(110)의 형상을 유지시키는 것을 특징으로 한다.
상기 환형 가스 도관 형성 단계에서는 직선형이면서 단면 원형인 상기 도관 포밍 튜브(110LT)를 외경부 쪽에서 가열하는 온도에 비하여 내경부 쪽에서 가열하는 부분의 온도를 더 높게 하여 환형의 상기 가스 도관을 만들고, 환형의 상기 가스 도관이 상기 냉각 단계에서 냉각된 다음에는 환형의 상기 가스 도관의 상기 내경부를 깎아내서 상기 내경부의 내외표면 사이의 두께와 상기 외경부의 내외표면 사이의 두께를 동일하게 만드는 것을 특징으로 한다.
상기 가스 도관의 외주면에 형성된 구멍(110H)에 상기 환형 가스 도관(110)의 재질과 동일한 재질(예를 들어, 석영 유리 재질 또는 유리 재질)의 분할 연결편(112DP)으로 이루어진 연결부(122)를 용접하여 상기 환형 가스 도관(110)의 상기 구멍(110H)과 연통된 연결부(122)를 형성하는 연결부 접합 단계;를 더 포함하며, 상기 연결부(122)는 세 개 이상의 분할 연결편(122DP)으로 나누어서 세 개 이상의 상기 분할 연결편(122DP)을 용접으로 연결하여 상기 연결부(122)가 상기 구멍(110H)과 연통된 개구부에서 직선을 이루도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 환형 가스 도관 형성 단계에서는 내부에 중공부가 있는 단면 원형의 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 상기 둥근 치구(120)의 외주면에 대고 가열하여 중력에 의해 적어도 두 개 이상의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 형성하고, 적어도 두 개 이상의 상기 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 서로 마주하는 양쪽 단부가 용접으로 접합되어 환형 가스 도관으로 형성되고, 적어도 두 개 이상의 상기 원주형 분할 튜브체(110CDT)가 용접으로 접합된 부분이 양쪽 연결부(122)에 모여 있어서, 상기 환형 가스 도관에 형성된 구멍(110H)을 통해서 레이저 접합기를 직선으로 접근할 수 있고, 직선으로 접근된 상기 레이저 접합기를 통해서 LASER를 이용하여 상기 환형 가스 도관과 상기 연결부(122)를 용접부(WP)에 의해 서로 접합하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 도관 포밍 튜브(110LT)의 재질은 석영 유리 또는 유리로 구성되어, 상기 환형 가스 도관(110)이 석영 유리 도관 또는 유리 도관으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 연결부(122)는 상기 환형 가스 도관(110)과 동일한 재질인 석영 유리 또는 유리 재질로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 환형 가스 도관 형성 단계에서는 내부에 중공부가 있는 단면 원형의 직선형 도관 포밍 튜브(110LT) 내부에 휘어질 수 있는 성질이 있으면서도 상기 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)가 찌그러지지 않고 직경을 유지하도록 받쳐주는 강성이 있는 코어부재(160)를 투입한 상태에서 상기 직선형 도관 포딩 튜브(110LT)를 상기 둥근 치구(120)의 외주면에 대고 가열하여 중력에 의해 적어도 두 개 이상의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 형성함으로써, 상기 원주형 분할 튜브체(110CDT)가 찌그러지지 않고 원래의 직경을 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 둥근 치구(120)의 외주면에는 중력에 의해 휘어질 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양단부를 받쳐주어 중력에 의해 휘어진 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양단부 사이의 각도를 정해진 각도로 유지시켜주기 위한 받침편(SP)이 구비되고, 상기 받침편(SP)에는 상기 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양단부 밖으로 돌출되어 있는 상기 코어부재(160) 노출 파트가 들어오도록 하는 코어부재 인서트 가이드홀(CIH)이 구비되고, 상기 코어부재 인서트 가이드홀(CIH)은 상기 받침편(SP)의 끝단과 양면으로 관통되어, 상기 직선형 도관 포밍 튜브가 상기 둥근 치구(120)의 외주면에서 중력에 의해 휘어지는 과정에서 상기 코어부재(160) 노출 파트가 상기 받침편(SP)의 끝단에 걸리지 않고 상기 코어부재 인서트 가이드홀(CIH)로 진입하여 들어와서 상기 직선형 도관 포밍 튜브가 원활하게 원주형 분할 튜브체(110CDT)로 형성되고 동시에 중력에 의해 휘어진 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양단부 사이의 각도는 복수개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)가 서로 마주하는 끝단끼리 틈새없이 접촉되도록 하는 것을 특징으로 한다.
복수개의 상기 원주형 분할 튜브체(110CDT)에서 서로 이웃한 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 끝단끼리 틈새없이 접촉된 상태에서 복수개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 서로 맞닿아 접촉된 끝단끼리 용접에 의해 접합하여 환형 가스 도관을 형성하며, 상기 환형 가스 도관에 형성된 적어도 두 개 이상의 구멍(110H) 부분에 연결부를 용접으로 접합하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 외경부와 내경부를 구비한 환형 가스 도관(110)과, 상기 환형 가스 도관(110)의 상기 구멍(110H)과 연통된 개구부를 구비한 연결부(122)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 가스 도관이 제공된다.
본 발명은 제품의 품질을 결정하는 원형의 석영 유리 튜브 내부를 가공하지 않으므로 굴곡이나 요철 발생이 없어 플라즈마 왜곡이 일어날 여지가 줄어들며 또한 작업이 가장 어려운 석영 유리 튜브 내부 마무리 작업이 필요없고 용접 부위가 줄어 용접 작업량이 감소되는 효과, 플라즈마와 접촉하는 석영 유리 튜브 내부가 Tube제조 당시의 표면 조도를 유지하여 파티클 발생의 원인이 되는 굴곡이나 불균일한 요철을 원천적으로 예방하는 효과, 직육면체 Quartz를 깍지않고 Tube상 Quartz를 이용하므로 자재 소요가 줄어들며 Tube 상하간 용접을 하지 않으므로 작업 시간이 단축되는 효과, 좁은 Tube 안쪽 깊은 부분은 작업이 어려운데 이런 작업을 없앨 수 있으며 후속 공정의 난이도도 개선되는 효과가 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 플라즈마 생성용 가스 도관을 성형한 상태에서 내부 마무리 구간이 곤란한 예를 보여주는 정면도,
도 2는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서의 각각의 제조 단계를 보여주는 정면도,
도 3은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 둥근 치구와 좌우 두 개의 베이스 치구를 이용하여 환형 가스 도관을 형성하는 단계를 개략적으로 보여주는 정면도,
도 4는 도 3에 도시된 둥근 치구를 이용하여 가스 도관을 중력에 의해 휘어지도록 성형한 상태를 확대하여 보여주는 정면도,
도 5는 도 4의 환형 가스 도관에 연결부를 결합하여 형성된 플라즈마 생성용 가스 도관의 정면도,
도 6은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 제2의 둥근 치구와 좌우 두 개의 제2 베이스 치구를 이용하여 환형 가스 도관을 형성하는 단계를 개략적으로 보여주는 정면도,
도 7은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에 의해 성형한 가스 도관에서 내경부의 두께가 외경부의 두께보다 상대적으로 더 두껍게 성형된 상태에서 내경부를 깎아내는 과정을 보여주는 정단면도,
도 8은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 이용되는 금형의 하형과 둥근 치구의 일례를 보여주는 사진,
도 9는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 환형 석영 유리의 구멍이 있는 부분에 연결부를 접합하기 위해 환형 가스 도관을 안착시키는 금형에 있어서 한쪽 금형의 안쪽면을 보여주는 사진,
도 10은 도 9에 도시된 금형에서 하형의 안착부에 환형 가스 도관을 안착시킨 상태를 보여주는 종단면도,
도 11은 도 9에 도시된 금형에서 상형의 안착부에 환형 가스 도관을 뒤집어서 안착시킨 상태를 보여주는 종단면도,
도 12는 도 9에 도시된 금형을 두 개를 안쪽면끼리 마주하도록 결합하고 환형 가스 도관은 두 개의 금형의 안착부에 안착시킨 상태를 보여주는 종단면도,
도 13은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 도 10 내지 도 12에 도시된 금형을 이용하여 연결부를 환형 가스 도관의 구멍 부분에 접합하여 형성된 플라즈마 생성용 가스 도관의 정면도,
도 14는 도 13의 A 부분의 확대된 종단면도로서, 세 개 이상으로 분할된 원주형 분할 연결편을 접합하여 플라즈마 생성용 가스 도관의 주요부인 환형 가스 도관의 구멍 부분에 연결한 상태를 보여주는 종단면도,
도 15는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에 의해 성형된 플라즈마 생성용 가스 도관을 보여주는 사진,
도 16은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에 의해 플라즈마 발생용 가스 도관을 제조하는 공정 중에 그립퍼에 의해 환형 가스 도관을 그립하여 지지하기 이전의 상태를 보여주는 측면도,
도 17은 플라즈마 발생용 가스 도관을 제조하는 공정 중에 도 16에 도시된 그립퍼에 의해 환형 가스 도관을 그립하여 지지한 이후의 상태를 보여주는 측면도,
도 18은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 두 개의 원주형 분할 튜브체를 형성하고 두 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하여 환형 가스 도관을 형성하는 과정을 개략적으로 보여주는 정면도,
도 19는 도 18의 공정에서 형성된 두 개의 원주형 분할 튜브체의 정면도,
도 20은 도19에 도시된 두 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하고 연결부를 접합하여 형성된 플라즈마 생성용 가스 도관의 정면도,
도 21은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 세 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하고 연결부를 접합하여 형성된 플라즈마 생성용 가스 도관의 정면도,
도 22는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 네 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하고 연결부를 접합하여 형성된 플라즈마 생성용 가스 도관의 정면도,
도 23은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 직선형 도관 포밍 튜브의 내부에 코어부재를 삽입한 상태에서 두 개의 원주형 분할 튜브체를 형성하고 두 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하여 환형 가스 도관을 형성하는 과정을 개략적으로 보여주는 정면도,
도 24는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 직선형 도관 포밍 튜브의 내부에 코어부재를 삽입한 상태에서 세 개의 원주형 분할 튜브체를 형성하고 두 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하여 환형 가스 도관을 형성하는 과정을 개략적으로 보여주는 정면도,
도 25는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 직선형 도관 포밍 튜브의 내부에 코어부재를 삽입한 상태에서 네 개의 원주형 분할 튜브체를 형성하고 두 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하여 환형 가스 도관을 형성하는 과정을 개략적으로 보여주는 정면도,
도 26은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 내부에 코어부재가 삽입된 직선형 도관 포밍 튜브를 받쳐주기 위한 둥근 치구의 정면도,
도 27은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 내부에 코어부재가 삽입된 직선형 도관 포밍 튜브를 받쳐주기 위한 제2 둥근 치구의 정면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서의 각각의 제조 단계를 보여주는 정면도,
도 3은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 둥근 치구와 좌우 두 개의 베이스 치구를 이용하여 환형 가스 도관을 형성하는 단계를 개략적으로 보여주는 정면도,
도 4는 도 3에 도시된 둥근 치구를 이용하여 가스 도관을 중력에 의해 휘어지도록 성형한 상태를 확대하여 보여주는 정면도,
도 5는 도 4의 환형 가스 도관에 연결부를 결합하여 형성된 플라즈마 생성용 가스 도관의 정면도,
도 6은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 제2의 둥근 치구와 좌우 두 개의 제2 베이스 치구를 이용하여 환형 가스 도관을 형성하는 단계를 개략적으로 보여주는 정면도,
도 7은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에 의해 성형한 가스 도관에서 내경부의 두께가 외경부의 두께보다 상대적으로 더 두껍게 성형된 상태에서 내경부를 깎아내는 과정을 보여주는 정단면도,
도 8은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 이용되는 금형의 하형과 둥근 치구의 일례를 보여주는 사진,
도 9는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 환형 석영 유리의 구멍이 있는 부분에 연결부를 접합하기 위해 환형 가스 도관을 안착시키는 금형에 있어서 한쪽 금형의 안쪽면을 보여주는 사진,
도 10은 도 9에 도시된 금형에서 하형의 안착부에 환형 가스 도관을 안착시킨 상태를 보여주는 종단면도,
도 11은 도 9에 도시된 금형에서 상형의 안착부에 환형 가스 도관을 뒤집어서 안착시킨 상태를 보여주는 종단면도,
도 12는 도 9에 도시된 금형을 두 개를 안쪽면끼리 마주하도록 결합하고 환형 가스 도관은 두 개의 금형의 안착부에 안착시킨 상태를 보여주는 종단면도,
도 13은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 도 10 내지 도 12에 도시된 금형을 이용하여 연결부를 환형 가스 도관의 구멍 부분에 접합하여 형성된 플라즈마 생성용 가스 도관의 정면도,
도 14는 도 13의 A 부분의 확대된 종단면도로서, 세 개 이상으로 분할된 원주형 분할 연결편을 접합하여 플라즈마 생성용 가스 도관의 주요부인 환형 가스 도관의 구멍 부분에 연결한 상태를 보여주는 종단면도,
도 15는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에 의해 성형된 플라즈마 생성용 가스 도관을 보여주는 사진,
도 16은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에 의해 플라즈마 발생용 가스 도관을 제조하는 공정 중에 그립퍼에 의해 환형 가스 도관을 그립하여 지지하기 이전의 상태를 보여주는 측면도,
도 17은 플라즈마 발생용 가스 도관을 제조하는 공정 중에 도 16에 도시된 그립퍼에 의해 환형 가스 도관을 그립하여 지지한 이후의 상태를 보여주는 측면도,
도 18은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 두 개의 원주형 분할 튜브체를 형성하고 두 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하여 환형 가스 도관을 형성하는 과정을 개략적으로 보여주는 정면도,
도 19는 도 18의 공정에서 형성된 두 개의 원주형 분할 튜브체의 정면도,
도 20은 도19에 도시된 두 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하고 연결부를 접합하여 형성된 플라즈마 생성용 가스 도관의 정면도,
도 21은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 세 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하고 연결부를 접합하여 형성된 플라즈마 생성용 가스 도관의 정면도,
도 22는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 네 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하고 연결부를 접합하여 형성된 플라즈마 생성용 가스 도관의 정면도,
도 23은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 직선형 도관 포밍 튜브의 내부에 코어부재를 삽입한 상태에서 두 개의 원주형 분할 튜브체를 형성하고 두 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하여 환형 가스 도관을 형성하는 과정을 개략적으로 보여주는 정면도,
도 24는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 직선형 도관 포밍 튜브의 내부에 코어부재를 삽입한 상태에서 세 개의 원주형 분할 튜브체를 형성하고 두 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하여 환형 가스 도관을 형성하는 과정을 개략적으로 보여주는 정면도,
도 25는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 직선형 도관 포밍 튜브의 내부에 코어부재를 삽입한 상태에서 네 개의 원주형 분할 튜브체를 형성하고 두 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하여 환형 가스 도관을 형성하는 과정을 개략적으로 보여주는 정면도,
도 26은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 내부에 코어부재가 삽입된 직선형 도관 포밍 튜브를 받쳐주기 위한 둥근 치구의 정면도,
도 27은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 내부에 코어부재가 삽입된 직선형 도관 포밍 튜브를 받쳐주기 위한 제2 둥근 치구의 정면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 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.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 플라즈마 생성용 가스 도관을 성형한 상태에서 내부 마무리 구간이 곤란한 예를 보여주는 정면도, 도 2는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서의 각각의 제조 단계를 보여주는 정면도, 도 3은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 둥근 치구와 좌우 두 개의 베이스 치구를 이용하여 환형 가스 도관을 형성하는 단계를 개략적으로 보여주는 정면도, 도 4는 도 3에 도시된 둥근 치구를 이용하여 가스 도관을 중력에 의해 휘어지도록 성형한 상태를 확대하여 보여주는 정면도, 도 5는 도 4의 환형 가스 도관에 연결부를 결합하여 형성된 플라즈마 생성용 가스 도관의 정면도, 도 6은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 제2의 둥근 치구와 좌우 두 개의 제2 베이스 치구를 이용하여 환형 가스 도관을 형성하는 단계를 개략적으로 보여주는 정면도, 도 7은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에 의해 성형한 가스 도관에서 내경부의 두께가 외경부의 두께보다 상대적으로 더 두껍게 성형된 상태에서 내경부를 깎아내는 과정을 보여주는 정단면도, 도 8은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 이용되는 금형의 하형과 둥근 치구의 일례를 보여주는 사진, 도 9는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 환형 석영 유리의 구멍이 있는 부분에 연결부를 접합하기 위해 환형 가스 도관을 안착시키는 금형에 있어서 한쪽 금형의 안쪽면을 보여주는 사진, 도 10은 도 9에 도시된 금형에서 하형의 안착부에 환형 가스 도관을 안착시킨 상태를 보여주는 종단면도, 도 11은 도 9에 도시된 금형에서 상형의 안착부에 환형 가스 도관을 뒤집어서 안착시킨 상태를 보여주는 종단면도, 도 12는 도 9에 도시된 금형을 두 개를 안쪽면끼리 마주하도록 결합하고 환형 가스 도관은 두 개의 금형의 안착부에 안착시킨 상태를 보여주는 종단면도, 도 13은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 도 10 내지 도 12에 도시된 금형을 이용하여 연결부를 환형 가스 도관의 구멍 부분에 접합하여 형성된 플라즈마 생성용 가스 도관의 정면도, 도 14는 도 13의 A 부분의 확대된 종단면도로서, 세 개 이상으로 분할된 원주형 분할 연결편을 접합하여 플라즈마 생성용 가스 도관의 주요부인 환형 가스 도관의 구멍 부분에 연결한 상태를 보여주는 종단면도, 도 15는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에 의해 성형된 플라즈마 생성용 가스 도관을 보여주는 사진, 도 16은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에 의해 플라즈마 발생용 가스 도관을 제조하는 공정 중에 그립퍼에 의해 환형 가스 도관을 그립하여 지지하기 이전의 상태를 보여주는 측면도, 도 17은 플라즈마 발생용 가스 도관을 제조하는 공정 중에 도 16에 도시된 그립퍼에 의해 환형 가스 도관을 그립하여 지지한 이후의 상태를 보여주는 측면도, 도 18은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 두 개의 원주형 분할 튜브체를 형성하고 두 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하여 환형 가스 도관을 형성하는 과정을 개략적으로 보여주는 정면도, 도 19는 도 18의 공정에서 형성된 두 개의 원주형 분할 튜브체의 정면도, 도 20은 도19에 도시된 두 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하고 연결부를 접합하여 형성된 플라즈마 생성용 가스 도관의 정면도, 도 21은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 세 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하고 연결부를 접합하여 형성된 플라즈마 생성용 가스 도관의 정면도, 도 22는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 네 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하고 연결부를 접합하여 형성된 플라즈마 생성용 가스 도관의 정면도, 도 23은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 직선형 도관 포밍 튜브의 내부에 코어부재를 삽입한 상태에서 두 개의 원주형 분할 튜브체를 형성하고 두 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하여 환형 가스 도관을 형성하는 과정을 개략적으로 보여주는 정면도, 도 24는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 직선형 도관 포밍 튜브의 내부에 코어부재를 삽입한 상태에서 세 개의 원주형 분할 튜브체를 형성하고 두 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하여 환형 가스 도관을 형성하는 과정을 개략적으로 보여주는 정면도, 도 25는 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 직선형 도관 포밍 튜브의 내부에 코어부재를 삽입한 상태에서 네 개의 원주형 분할 튜브체를 형성하고 두 개의 원주형 분할 튜브체를 접합하여 환형 가스 도관을 형성하는 과정을 개략적으로 보여주는 정면도, 도 26은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 내부에 코어부재가 삽입된 직선형 도관 포밍 튜브를 받쳐주기 위한 둥근 치구의 정면도, 도 27은 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에서 내부에 코어부재가 삽입된 직선형 도관 포밍 튜브를 받쳐주기 위한 제2 둥근 치구의 정면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법은 석영 유리 튜브를 구부려서 원형의 tube 형상을 만든 것으로서, 쿼츠 Tube 내부 용접 및 연마 등 가공이 필요한 부위를 open 공간에서 직선으로 닿을 수 있는 곳으로 모아서 특수하게 제작하지 않은 치공구 및 부자재로도 출입이 용이하고 작업자의 접근이 쉬워 작업이 용이하게 한 것이다.
본 발명에 의한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법은 직선형이면서 단면 원형인 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 둥근 치구(120)의 외주면에 대고 가열하여 중력에 의해 환형으로 가스 도관을 형성하는 환형 가스 도관 형성 단계와, 환형으로 형성된 환형 가스 도관(110)을 냉각시켜서 형상을 유지시키는 냉각 단계와, 상기 환형 가스 도관(110)에 형성된 구멍(110H) 부분에 연결부(122)를 용접하는 연결부 접합 단계를 포함한다. 본 발명에서 둥근 치구(120)라 함은 원형 블록 형상으로 이루어진 것인데, 연화점까지 가열된 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 둥근 치구(120)의 외주면에 걸쳐놓아서 중력으로 환형 가스 도관(110)을 형성하는 치구를 의미한다. 한편, 본 발명에서 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)의 재질은 석영 유리 또는 유리로 구성되어, 본 발명의 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에 의해 제조된 플라즈마 생성용 가스 도관의 재질은 석영 유리 또는 유리로 구성된다. 석영 유리의 연화점은 1600℃이고, 유리 중에 예로서 열팽창이 적고 안정된 재질인 3.3 borosilicate glass의 경우 연화점(softening point)이 821℃, 풀림 처리점(annealing point)가 565℃이다.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 둥근 치구(120)의 아래에는 상면이 개방되어 있으면서 내부에는 원주형 홈을 구비한 좌우 두 개의 가이드 치구(125)가 배치되어, 상기 가이드 치구(125)의 원주형 홈과 둥근 치구(120)의 일부 외주면 사이에 중력으로 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)가 중력으로 휘어지는 동안 좌우 두 개의 가이드 치구(125)가 서로 가까워지도록 이동(실린더와 같은 이동 장치에 의해 이동)하여 환형으로 형성되기 위한 원주형 스페이스가 확보되도록 하며, 상기 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)가 둥근 치구(120)의 외주면과 좌우 두 개의 가이드 치구(125)가 근접하여 형성된 상기 원주형 스페이스에 의해 중력으로 환형 석영 유리로 형성될 수 있고, 두 개의 가이드 치구(125)를 벌려준 상태에서 치구와 가이드 치구(125)에서 환형 가스 도관(110)을 탈거할 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 환형 가스 도관(110)이 연화점 이상으로 가열되어 있는 상태에서 곡률이 더 작은 제2 둥근 치구(130)의 외주면에 환형 가스 도관(110)을 걸쳐주어 중력으로 환형 가스 도관(110)이 휘게 만들어서 환형 가스 도관(110)을 원하는 곡률로 성형되도록 한 다음, 상기 냉각 단계를 시행하여 환형 가스 도관(110)의 형상을 유지시킨다. 환형 가스 도관(110)을 원하는 곡률로 성형되도록 한다는 것은 환형 가스 도관(110)의 직경이 더 작아지도록 줄여서 형성하는 것을 의미한다.
이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 둥근 치구(130)의 아래에는 상면이 개방되어 있으면서 내부에는 원주형 홈을 구비한 좌우 두 개의 제2 가이드 치구(135)가 배치되어, 상기 제2 가이드 치구(135)의 원주형 홈과 제2 둥근 치구(130)의 일부 외주면 사이에 중력으로 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)가 중력으로 휘어지는 동안 좌우 두 개의 제2 가이드 치구(135)가 서로 가까워지도록 이동(실린더와 같은 이동 장치에 의해 이동)하여 환형으로 형성되기 위한 원주형 스페이스가 확보되도록 하며, 상기 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)가 제2 둥근 치구(130)의 외주면과 좌우 두 개의 제2 가이드 치구(135)가 근접하여 형성된 상기 원주형 스페이스에 의해 중력으로 석영 유리 또는 유리 재질인 환형 가스 도관(110)으로 형성되되, 환형 가스 도관(110)이 원하는 곡률로 성형될 수 있으며, 두 개의 제2 가이드 치구(135)를 벌려준 상태에서 제2 둥근 치구(130)와 좌우 두 개의 제2 가이드 치구(135)에서 원하는 곡률로 성형된 환형 가스 도관(110)을 탈거할 수 있다.
한편, 상기 환형 가스 도관 형성 단계에서는 직선형이면서 단면 원형인 석영 유리를 외경부 쪽에서 가열하는 온도에 비하여 내경부 쪽에서 가열하는 부분의 온도를 더 높게 하여 환형 가스 도관(110)을 만들고, 환형 가스 도관(110)이 냉각 단계에서 냉각된 다음에는 환형 가스 도관(110)의 내경부를 깎아내서 내경부의 내외표면 사이의 두께와 외경부의 내외표면 사이의 두께를 동일하게 만든다. 이렇게 하면, 본 발명에 의해 제조된 플라즈마 생성용 가스 도관에 의해 플라즈마가 균일하게 발생하여 플라즈마를 이용하는 각종 장비의 작동 신뢰성 등을 높여주는 효과가 있다.
한편, 직선형이면서 단면 원형인 도관 포밍 튜브(110LT)(직선형이면서 단면 원형인 석영 유리 튜브 또는 유리 튜브)를 외경부 쪽에서 가열하는 온도에 비하여 내경부 쪽에서 가열하는 부분의 온도를 더 높게 하는데, 예를 들어, 상기 도관 포밍 튜브(110LT)의 재질이 석영 유리인 경우, 상기 도관 포밍 튜브(110LT)의 상기 외경부의 가열 온도가 1,600℃이면, 내경부의 가열 온도는 1,700℃와 같이 내경부와 외경부의 가열 온도를 차이가 있게 한다.
이때, 상기 도관 포밍 튜브(110LT)의 재질을 유리로 할 수 있는데, 유리 중 열팽창이 적고 안정된 재질인 3.3 borosilicate glass의 경우 상기 외경부의 가열 온도가 821℃이면, 내경부의 가열 온도는 921℃와 같이 내경부와 외경부의 가열 온도를 차이가 있게 한다.
본 발명은 환형 가스 도관(110)의 외주면에 형성된 구멍(110H)에 환형 가스 도관(110)의 재질과 동일한 재질(예를 들어, 석영 유리 재질 또는 유리 재질)의 분할 연결편(112DP)로 이루어진 연결부(122)를 용접하여 환형 가스 도관(110)의 구멍(110H)과 연통된 연결부(122)를 형성하는 연결부 접합 단계를 더 포함한다.
한편, 도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 환형 가스 도관 형성 단계에서는 내부에 중공부가 있는 단면 원형의 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 둥근 치구(120)의 외주면에 대고 가열하여 중력에 의해 적어도 두 개 이상의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 형성하고, 적어도 두 개 이상의 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 서로 마주하는 양쪽 단부가 용접으로 접합되어 환형 가스 도관(110)으로 형성되고, 상기 환형 가스 도관(110)이 연화점 이상으로 가열되어 있는 상태에서 곡률이 더 작은 제2 둥근 치구(130)의 외주면에 환형 가스 도관(110)을 대주고 중력으로 상기 환형 가스 도관(110)이 휘게 만들어서 환형 가스 도관(110)을 원하는 곡률로 성형되도록 한 다음, 냉각 단계를 시행하여 환형 가스 도관(110)의 형상을 유지시킨다. 이때, 본 발명에서는 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 외경부에는 내외표면으로 관통된 적어도 두 개의 구멍(110H)이 구비되어, 환형 가스 도관(110)에 적어도 두 개의 구멍(110H)이 형성되도록 할 수 있으며, 이러한 구멍(110H) 부분에 연결부(122)가 용접 등에 의해 접합되도록 할 수 있다.
한편, 도 19에 도시된 바와 같이, 직선형이면서 단면 원형인 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 세 개 이상으로 나누어서 환형 가스 도관(110)을 상기와 같은 방식으로 성형하면, 원주를 두 개로 나누는 경우(즉, 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 두 개로 나누는 경우)에 비하여 원주를 3개 이상으로 나누는 경우(즉, 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 3개 이상으로 나누는 경우)에 환형 가스 도관(110)의 내경부와 외경부의 두께 차이가 더 줄어들게 된다. 즉, 단면 원형인 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 3개 이상으로 나누어서 석영 유리 재질의 원주형 분할 튜브체(110CDT) 또는 유리 재질의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 만들고, 세 개 이상의 석영 유리 재질의 원주형 분할 튜브체(110CDT) 또는 유리 재질의 원주형 분할 튜브체(110CDT)가 가열 온도에 의해 일체형으로 연결된 환형 가스 도관(110)을 형성하면, 환형 가스 도관(110)의 내경부와 외경부의 내외주면 사이의 두께가 거의 차이가 없거나 동일하게 될 수 있다. 따라서, 플라즈마 생성용 가스 도관의 내경부와 외경부의 두께 차이가 발생되는 경우를 방지하여 플라즈마 생성용 가스 도관을 사용하는 각종 설비의 작동 신뢰성을 높여주는 등의 여러 가지 효과가 있다. 도 19는 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 세 개로 나누어서, 세 개의 분할 튜브체를 접합하여 환형 가스 도관(110)이 형성된 상태가 도시되어 있다.
한편, 도 20에 도시된 바와 같이, 직선형이면서 단면 원형인 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 네 개 이상으로 나누어서 환형 가스 도관(110)을 상기와 같은 방식으로 성형하면, 네 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)가 형성될 수 있고, 네 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 일체형으로 접합함으로써 환형 가스 도관을 형성할 수도 있다. 이처럼 원주를 네 개로 나누는 경우(즉, 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 네 개로 나누는 경우)에는 원주를 3개로 나누는 경우(즉, 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 3개로 나누는 경우)에 비하여 환형 가스 도관(110)의 내경부와 외경부의 두께 차이가 더 많이 줄어들게 된다. 즉, 단면 원형인 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 4개로 나누어서 석영 유리 재질의 원주형 분할 튜브체(110CDT) 또는 유리 재질의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 만들고, 세 개 이상의 석영 유리 재질의 원주형 분할 튜브체(110CDT) 또는 유리 재질의 원주형 분할 튜브체(110CDT)가 가열 온도에 의해 일체형으로 연결된 환형 가스 도관(110)을 형성할 수 있으며, 이러한 경우에는 환형 가스 도관(110)의 내경부와 외경부의 내외주면 사이의 두께가 거의 완전히 차이가 없도록 하거나 동일하게 될 수 있다.
따라서, 본 발명에서와 같이, 적어도 두 개 이상의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 형성하고, 적어도 두 개 이상의 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 서로 마주하는 양쪽 단부가 용접으로 접합되어 환형 가스 도관(110)으로 형성되도록 하면, 플라즈마 생성용 가스 도관의 내경부와 외경부의 두께 차이가 발생되는 경우를 방지하여 플라즈마 생성용 가스 도관을 사용하는 각종 설비의 작동 신뢰성을 높여주는 등의 여러 가지 효과가 있다.
이때, 상기 연결부(122)는 세 개 이상의 분할 연결편(122DP)으로 나누어서 세 개 이상의 분할 연결편(122DP)을 용접으로 연결하여 연결부(122)가 구멍(110H)과 연통된 개구부에서 직선을 이루도록 구성된다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 상형(142)의 반절 안착홈이 상부를 향하도록 배치한 상태에서 상기 상형(142)의 반절 안착홈에 환형 가스 도관(110)을 안착시키고, 상기 상형(142) 또는 하형(144)의 반절 연결편 안착홀에 세 개 이상의 분할 연결편(122DP)(각각의 분할 연결편(122DP)의 끝단에는 반경 방향 외측으로 연장된 분할 플랜지편(124A)이 구비됨)이 서로 접합되어 이루어진 연결부(122)를 안착시킨다.
다음, 상기 연결부(122)의 반절 내측단을 상기 환형 가스 도관(110)의 외경부의 구멍(110H)의 주위벽에 용접으로 접합하여 연결부(122)와 환형 가스 도관(110)의 외경부를 반절 용접부(WD)에 의해 접합함으로써, 상기 환형 가스 도관(110)의 외경부의 구멍(110h)과 연결부(122)의 개구부가 서로 연통된 구조의 플라즈마 생성용 가스 도관을 형성한다.
이어서, 도 11에 도시된 바와 같이, 하형(144)의 반절 안착홈이 상부를 향하도록 배치하고, 상기 반절 용접부(WD)에 의해 연결부(122)가 외경부에 접합된 환형 가스 도관(110)을 위아래가 바뀌도록 뒤집어준 상태에서 상기 하형(144)의 반절 안착홈에 위아래가 바뀌도록 뒤집어 놓은 환형 가스 도관(110)을 안착시키고, 상기 하형(144)의 반절 연결편 안착홀에 세 개 이상의 분할 연결편(122DP)(각각의 분할 연결편(122DP)의 끝단에는 반경 방향 외측으로 연장된 분할 플랜지편(124A)이 구비됨)이 서로 접합되어 이루어진 연결부(122)를 안착시킨다.
다음, 상기 연결부(122)의 나머지 반절 내측단을 상기 환형 가스 도관(110)의 외경부의 구멍(110H)의 주위벽에 용접으로 접합하여 연결부(122)와 환형 가스 도관(110)의 외경부를 나머지 반절 용접부(WD)에 의해 접합함으로써, 상기 환형 가스 도관(110)의 외경부의 구멍(110h)과 연결부(122)의 개구부가 서로 연통된 구조의 플라즈마 생성용 가스 도관을 형성한다. 한편, 연결부(122)의 끝단에 분할 플랜지편(124A)이 용접 접합된 플랜지부(124)가 구비된다.
다음, 상기 금형(140)의 상향과 하형(144)의 결합을 해제하고 금형(140)에서 플라즈마 생성용 가스 도관을 탈거하면 된다.
한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 상형(142)과 하형(144)으로 이루어진 금형(140)을 준비하고, 상기 금형(140)의 상형(142)과 하형(144)의 안착홈이 서로 마주하도록 결합된 상형(142)과 하형(144)의 원형 안착홈에 환형 가스 도관(110)을 안착시키고, 금형(140)의 상형(142)과 하형(144)이 맞닿아서 결합되어 형성된 연결편 안착홀에 세 개 이상으로 나누어진 분할 연결편(122DP)(각각의 분할 연결편(122DP)의 끝단에는 반경 방향 외측으로 연장된 분할 플랜지편(124A)이 구비됨)을 안착시킨다.
다음, 각각의 연결편의 서로 마주하는 면을 용접으로 접합하고, 상기 환형 가스 도관(110)의 외경부에 형성된 구멍(110H)의 둘레벽과 세 개 이상으로 나누어진 분할 연결편(122DP)의 내측단을 용접으로 접합하여, 환형 가스 도관(110)에 연결부(122)가 접합되고 상기 환형 가스 도관(110)의 외경부의 구멍(110H)과 상기 연결부(122)의 개구부가 서로 연통된 구조의 플라즈마 생성용 가스 도관을 형성한다. 이때, 각각의 분할 연결편(122DP)에 구비된 분할 플랜지편(124A)은 상기 금형(140)의 서로 마주하는 두 군데의 둘레부에 형성된 플랜지편 안착홈에 안착시킨 상태에서 각각의 분할 플랜지편(124A)의 서로 마주하는 면을 용접으로 접합할 수 있다. 연결부(122)의 끝단에 분할 플랜지편(124A)이 용접 접합된 플랜지부(124)가 구비된다. 다음, 상기 금형(140)의 상향과 하형(144)의 결합을 해제하고 금형(140)에서 플라즈마 생성용 가스 도관을 탈거한다.
본 발명에서와 같이, 직선형이면서 단면 원형인 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)에 두 개의 구멍(110H)을 소정의 간격으로 형성한 상태에서 둥근 치구(120)의 외주면에 상기 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 대고 가열하여 중력에 의해 환형 가스 도관(110)을 형성하면, 상기 환형 가스 도관(110)의 외경부에 두 개의 형성되고, 상기 금형(140)의 안착홈에 환형 가스 도관(110)을 안착시키고 상기 연결편 안착홀에 세 개 이상으로 나누어진 분할 연결편(122DP)을 안착시킨 상태에서 각각의 연결편의 서로 마주하는 면을 용접으로 접합하고, 상기 환형 가스 도관(110)의 외경부에 형성된 구멍(110H)의 둘레벽과 세 개 이상으로 나누어진 분할 연결편(122DP)의 내측단을 용접으로 접합하여, 환형 가스 도관(110)에 연결부(122)가 접합되고 상기 환형 가스 도관(110)의 외경부의 구멍(110H)과 상기 연결부(122)의 개구부가 서로 연통된 구조의 플라즈마 생성용 가스 도관을 형성할 수 있다.
이와 같이 하면 환형 가스 도관(110)의 구멍(110H)있는 부위 외경을 길게 하면서도 연결부(122)가 개구부에서 직선이 될 수 있다.
한편, 본 발명에 의하면, 상기한 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법에 의해 제조된 플라즈마 생성용 가스 도관을 제공하는데, 본 발명의 플라즈마 생성용 가스 도관은 외경부와 내경부를 구비한 환형 가스 도관(110)과, 상기 환형 가스 도관(110)의 상기 구멍(110H)과 연통된 개구부를 구비한 연결부(122)를 포함한다.
한편, 상기 환형 가스 도관 형성 단계에서 성형된 환형 가스 도관(110)이 냉각 단계를 거치기 이전에 곡률이 더 작은 제2 둥근 치구(130)를 상기 둥근 치구(120)와 교체할 때에 상기 환형 가스 도관(110)을 잡아서 지지하는 그립퍼(150)(도 14 및 도 15 참조)를 이용하는데, 상기 그립퍼(150)는 중간 힌지(151)에 의해 결합된 한 쌍의 그립핑 부재(153)와, 한 쌍의 그립핑 부재(153)의 기단부와 상기 중간 힌지(151) 사이의 위치에서 한 쌍의 상기 그립핑 부재(153) 사이에 개재된 그립 탄성체(155)와, 한 쌍의 그립핑 부재(153)의 선단부와 중간 힌지(151) 사이의 위치에 배치됨과 동시에 한 쌍의 그립핑 부재(153)의 서로 마주하는 면 중에서 한쪽의 그립핑 부재(153)의 안쪽면에 구비된 스톱퍼(157)를 포함하고, 상기 그립퍼(150)는 상기 중간 힌지(151)를 기준으로 앞쪽의 한 쌍의 그립핑 작동편과 뒤쪽의 한 쌍의 그립 가동편으로 구분되어, 한 쌍의 그립핑 작동편에 의해 냉각되기 이전의 상기 환형 가스 도관(110)을 그립할 때에 한 쌍의 그립 작동편이 상기 스톱퍼(157)에 의해 지지되면서 상기 스톱퍼(157)에 한 쌍의 그립 작동편 사이의 거리가 유지된다.
상기 중간 힌지(151)를 기준으로 한 쌍의 그립핑 부재(153)에서 한 쌍의 그립 가동편을 서로 가까워지도록 눌러주면 상기 그립 탄성체(155)를 압축되어 탄성력을 보유하는 한편, 한 쌍의 그립핑 작동편이 벌어져서(한 쌍의 그립핑 부재(153)의 앞부분이 중간 힌지(151) 기준으로 벌어지고 뒷부분은 좁혀져서) 환형 가스 도관(110)을 그립할 수 있는 상태가 되며, 이러한 상태에서 한 쌍의 그립핑 작동편에 의해 냉각되기 이전의 상기 환형 가스 도관(110)을 그립할 때에 한 쌍의 그립 작동편이 상기 스톱퍼(157)에 의해 지지되면서 상기 스톱퍼(157)에 한 쌍의 그립 작동편 사이의 거리가 유지되므로, 한 쌍의 그립 작동편이 냉각되기 이전의 환형 가스 도관(110)을 과도하게 큰 힘으로 그립하는 경우를 방지한다. 바람직하게, 한 쌍의 그립핑 부재(153)는 서로 마주하는 면에 가스 도관 그립 수용홈이 구비되어, 가스 도관 그립 수용홈에 환형 가스 도관(110)이 들어간 상태로 한 쌍의 그립핑 부재(153)가 환형 가스 도관(110)을 잡아서 지지하고, 스톱퍼(157)의 의해 한 쌍의 그립핑 부재(153)가 그립 탄성체(155)의 탄성력에 의해 무리한 힘으로 환형 가스 도관(110)을 누르는 경우를 더 확실하게 방지하도록 한다.
따라서, 냉각되기 이전의 환형 가스 도관(110)을 원하는 곡률로 형성하기 위해서 둥근 치구(120)를 제2 둥근 치구(130)로 교체하는 과정에서 그립퍼(150)로 냉각되기 이전의 환형 가스 도관(110)을 그립하더라도 냉각되기 이전의 환형 가스 도관(110)이 찌그러지는 것과 같은 형상 변형을 방지하는 효과가 있다.
한편, 본 발명에서는 용접 및 연마 가공 필요한 부분이 양쪽 연결부(122)에 모여 있어서, 양쪽 구조물의 구멍을 통해서 직선으로 접근할 수 있고 LASER 등을 이용한 작업이 가능한 형태로 구성된다. 용접 및 연마 가공이 필요한 부분이라 함은 본 발명에 의해 제조되는 플라즈마 생성용 가스 도관을 구성하는 원주형 분할 튜브체(110CDT)(예를 들어, 석영 유리로 이루어진 원주형 분할 튜브체(110CDT) 또는 유리로 이루어진 원주형 분할 튜브체(110CDT))가 용접으로 접합된 부분을 의미하며, 양쪽 구조물은 적어도 두 개 이상의 상기 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 의미한다.
본 발명에서는 적어도 두 개 이상의 원주형 분할 튜브체(110CDT)가 용접으로 접합되어 환형 가스 도관으로 형성되고, 적어도 두 개 이상의 상기 원주형 분할 튜브체(110CDT)가 용접으로 접합된 부분이 양쪽 연결부(122)에 모여 있어서, 상기 환형 가스 도관에 형성된 구멍(110H)을 통해서 레이저 접합기를 직선으로 접근할 수 있고, 직선으로 접근된 상기 레이저 접합기를 통해서 LASER를 이용하여 상기 환형 가스 도관과 상기 연결부(122)를 용접부(WP)에 의해 서로 접합하도록 구성된다.
한편, 도 23내지 도 25에 도시된 바와 같이, 상기 환형 가스 도관 형성 단계에서는 내부에 중공부가 있는 단면 원형의 직선형 도관 포밍 튜브(110LT) 내부에 휘어질 수 있는 성질이 있으면서도 상기 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)가 찌그러지지 않고 직경을 유지하도록 받쳐주는 강성이 있는 코어부재(160)를 먼저 투입한다. 이러한 상태에서 직선형 도관 포딩 튜브(110LT)를 둥근 치구(120)의 위쪽에서 둥근 치구(120)의 외주면에 대고 가열하여 중력에 의해 적어도 두 개 이상의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 형성한다. 그러면, 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)가 중력에 의해 원주형으로 휘어질 때에 코어부재(160)도 같이 원주형으로 휘어짐과 동시에 중력에 의해 원주형으로 휘어지고 있는 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 안쪽에서 코어부재(160)가 받치고 있기 때문에, 상기 원주형 분할 튜브체(110CDT)가 찌그러지지 않고 원래의 직경을 유지하도록 할 수 있다. 이때, 상기 코어부재(160)는 복수개의 고내열성 스트랩이 번들 형태로 고내열성 튜브의 내부에 삽입되어 있는 것과 같이 고내열성이면서 휘어질 수 있는 고내열성 번들형 스트랩으로 구성됨으로써, 고열에 의해 코어부재(160)가 용융되지 않으면서도 직선형 도관 포밍 튜브가 중력에 의해 원주형으로 휘어질 때에 코어부재(160)도 같이 원주형으로 휘어짐과 동시에 중력에 의해 원주형으로 휘어지고 있는 도관 포밍 튜브를 안쪽에서 코어부재(160)가 안정적으로 받쳐줄 수 있도록 구성된다.
이때, 도 26에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 둥근 치구(120)의 외주면에는 중력에 의해 휘어지는 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양단부를 받쳐주어 중력에 의해 휘어진 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양단부 사이의 각도를 정해진 각도로 유지시켜주기 위한 받침편(SP)이 구비된다. 둥근 치구(120)의 중심부를 지나는 수직 중심선을 기준으로 좌우 양쪽 대칭되는 위치에 좌우 한 쌍의 받침편(SP)이 구비되도록 구성된다.
또한, 상기 받침편(SP)에는 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양단부 밖으로 돌출되어 있는 상기 코어부재(160) 노출 파트가 들어오도록 하는 코어부재 인서트 가이드홀(CIH)이 구비되고, 상기 코어부재 인서트 가이드홀(CIH)은 받침편(SP)의 끝단과 양면으로 관통된다.
따라서, 상기 직선형 도관 포밍 튜브가 둥근 치구(120)의 외주면에서 중력에 의해 휘어지는 과정에서 상기 코어부재(160) 노출 파트가 받침편(SP)의 끝단에 걸리지 않고 코어부재 인서트 가이드홀(CIH)로 진입하여 들어와서 상기 직선형 도관 포밍 튜브가 원활하게 원주형 분할 튜브체(110CDT)로 형성되고 동시에 중력에 의해 휘어진 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양단부 사이의 각도는 복수개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)가 서로 마주하는 끝단끼리 틈새없이 접촉되도록 한다.
다음, 복수개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)에서 서로 이웃한 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 끝단끼리 틈새없이 접촉된 상태에서 복수개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 서로 맞닿아 접촉된 끝단끼리 용접에 의해 접합하여 환형 가스 도관을 형성하며, 상기 환형 가스 도관에 형성된 적어도 두 개 이상의 구멍(110H) 부분에 연결부를 용접으로 접합하도록 구성된다.
한편, 도 27에 도시된 바와 같이, 직경이 상대적으로 작은 둥근 치구(130)에도 상기 받침편(SP)과 코어부재 인서트 가이드홀(CIH)이 구비되어, 둥근 치구(120)의 받침편(SP)과 동일한 기능을 하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 18 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 두 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 만들고, 두 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 서로 마주하는 단부끼리 용접으로 접합하여 환형 가스 도관을 만들 경우, 두 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단 사이의 각도는 180°가 되어야 하기 때문에, 상기 둥근 치구(120)의 중심부를 지나는 수직 중심선을 기준으로 좌우 양쪽 대칭되는 위치에 좌우 한 쌍의 받침편(SP)이 구비되도록 구성하되, 좌우 한 쌍의 받침편(SP) 사이의 각도는 180°가 되도록 한다. 물론, 180°의 각도로 배치된 좌우 한 쌍의 받침편(SP)에는 상기 코어부재 인서트 가이드홀(CIH)이 각각 형성된다.
따라서, 상기 둥근 치구(120)의 위쪽에서 둥근 치구(120)의 외주면에 상기 코어부재(160)가 삽입된 직선형 도관 포딩 튜브(110LT)를 둥근 치구(120)의 위쪽에서 둥근 치구(120)의 외주면에 대고 가열하여 중력에 의해 직선형 도관 포밍 튜브가 원주형 분할 튜브체(110CDT)로 형성되는데, 상기 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단에서 바깥으로 돌출되어 나온 코어부재(160)의 일부가 상기 코어부재 인서트 가이드홀(CIH)에 진입하고 동시에 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단은 좌우 한 쌍의 받침편(SP)에 의해 받쳐져서 지지되므로, 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단 사이의 각도는 180°가 된다. 이러한 방식으로 두 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 만든 다음에, 도 23에 도시된 바와 같이, 각각의 원주형 분할 튜브체(110CDT)에서 코어부재(160)를 빼낸 다음, 두 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단을 틈새 없이 맞닿도록 할 수 있으며, 이러한 상태에서 두 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단을 용접에 의해 접합하여 환형 가스 도관을 형성하고, 환형 가스 도관의 양쪽 구멍 부분에 상기와 같은 방식으로 연결부를 용접으로 접합 연결하여 플라즈마 생성용 가스 도관을 만들게 된다.
한편, 도 21과 도 24에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 세 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 만들고, 세 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 서로 마주하는 단부끼리 용접으로 접합하여 환형 가스 도관을 만들 경우, 세 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단 사이의 각도는 120°가 되어야 하기 때문에, 상기 둥근 치구(120)의 중심부를 지나는 수직 중심선을 기준으로 좌우 양쪽 대칭되는 위치에 좌우 한 쌍의 받침편(SP)이 구비되도록 구성하되, 좌우 한 쌍의 받침편(SP) 사이의 각도는 120°가 되도록 한다. 물론, 120°의 각도로 배치된 좌우 한 쌍의 받침편(SP)에는 상기 코어부재 인서트 가이드홀(CIH)이 각각 형성된다.
따라서, 상기 둥근 치구(120)의 위쪽에서 둥근 치구(120)의 외주면에 상기 코어부재(160)가 삽입된 직선형 도관 포딩 튜브(110LT)를 둥근 치구(120)의 위쪽에서 둥근 치구(120)의 외주면에 대고 가열하여 중력에 의해 직선형 도관 포밍 튜브가 원주형 분할 튜브체(110CDT)로 형성되는데, 상기 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단에서 바깥으로 돌출되어 나온 코어부재(160)의 일부가 상기 코어부재 인서트 가이드홀(CIH)에 진입하고 동시에 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단은 좌우 한 쌍의 받침편(SP)에 의해 받쳐져서 지지되므로, 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단 사이의 각도는 120°가 된다. 이러한 방식으로 세 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 만든 다음에, 도 22에 도시된 바와 같이, 각각의 원주형 분할 튜브체(110CDT)에서 코어부재(160)를 빼낸 다음, 세 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단을 틈새 없이 맞닿도록 할 수 있으며, 이러한 상태에서 세 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단을 용접에 의해 접합하여 환형 가스 도관을 형성하고, 환형 가스 도관의 양쪽 구멍 부분에 상기와 같은 방식으로 연결부를 용접으로 접합 연결하여 플라즈마 생성용 가스 도관을 만들게 된다.
한편, 도 22와 도 25에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 네 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 만들고, 네 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 서로 마주하는 단부끼리 용접으로 접합하여 환형 가스 도관을 만들 경우, 네 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단 사이의 각도는 90°가 되어야 하기 때문에, 상기 둥근 치구(120)의 중심부를 지나는 수직 중심선을 기준으로 좌우 양쪽 대칭되는 위치에 좌우 한 쌍의 받침편(SP)이 구비되도록 구성하되, 좌우 한 쌍의 받침편(SP) 사이의 각도는 90°가 되도록 한다. 물론, 90°의 각도로 배치된 좌우 한 쌍의 받침편(SP)에는 상기 코어부재 인서트 가이드홀(CIH)이 각각 형성된다.
따라서, 상기 둥근 치구(120)의 위쪽에서 둥근 치구(120)의 외주면에 상기 코어부재(160)가 삽입된 직선형 도관 포딩 튜브(110LT)를 둥근 치구(120)의 위쪽에서 둥근 치구(120)의 외주면에 대고 가열하여 중력에 의해 직선형 도관 포밍 튜브가 원주형 분할 튜브체(110CDT)로 형성되는데, 상기 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단에서 바깥으로 돌출되어 나온 코어부재(160)의 일부가 상기 코어부재 인서트 가이드홀(CIH)에 진입하고 동시에 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단은 좌우 한 쌍의 받침편(SP)에 의해 받쳐져서 지지되므로, 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단 사이의 각도는 90°가 된다. 이러한 방식으로 네 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 만든 다음에, 도 23에 도시된 바와 같이, 각각의 원주형 분할 튜브체(110CDT)에서 코어부재(160)를 빼낸 다음, 네 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단을 틈새 없이 맞닿도록 할 수 있으며, 이러한 상태에서 네 개의 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 양쪽 끝단을 용접에 의해 접합하여 환형 가스 도관을 형성하고, 환형 가스 도관의 양쪽 구멍 부분에 상기와 같은 방식으로 연결부를 용접으로 접합 연결하여 플라즈마 생성용 가스 도관을 만들게 된다.
본 발명에서 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 두 개를 만들든 세 개를 만들든 네 개를 만들든 상관없이 직선형 도관 포밍 튜브가 중력에 의해 원주형으로 휘어질 때에 코어부재(160)도 같이 원주형으로 휘어짐과 동시에 중력에 의해 원주형으로 휘어지고 있는 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 안쪽에서 코어부재(160)가 받치고 있기 때문에, 상기 원주형 분할 튜브체(110CDT)가 찌그러지지 않고 원래의 직경을 유지하도록 할 수 있다.
본 발명의 장점은 다음과 같다.
제품의 품질을 결정하는 원형의 석영 유리 튜브 내부를 가공하지 않으므로 굴곡이나 요철 발생이 없어 플라즈마 왜곡이 일어날 여지가 줄어들며 또한 작업이 가장 어려운 석영 유리 튜브 내부 마무리 작업이 필요없고 용접 부위가 줄어 용접 작업량이 감소된다.
플라즈마와 접촉하는 석영 유리 튜브 내부가 Tube제조 당시의 표면 조도를 유지하여 파티클 발생의 원인이 되는 굴곡이나 불균일한 요철을 원천적으로 예방한다.
직육면체 Quartz를 깍지않고 Tube상 Quartz를 이용하므로 자재 소요가 줄어들며 Tube 상하간 용접을 하지 않으므로 작업 시간이 단축된다.
좁은 Tube 안쪽 깊은 부분은 작업이 어려운데 이런 작업을 없앨 수 있으며 후속 공정의 난이도도 개선된다. 도 1에서 1과 2로 표시된 부분과 같이 좁은 Tube 안쪽 깊은 부분은 내부 마무리 작업이 곤란하여 마무리 작업이 어려운데 본 발명에서는 이러한 내부 마무리 작업이 곤란한 부분의 마무리 작업을 없앨 수 있고, 후속 공정의 난이도도 개선되는 것이다.
정리하면, 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)의 휨 가공시 두께 차이 극복 방법은 내외부 온도 차이(즉, 환형 석영 유리 내경부를 형성하는 내부와 환형 석영 유리의 외경부를 형성하는 외경부 온도 차이)를 주어 늘어나는 정도를 조절하고 외경 두께를 계산(즉, 환형 석영 유리의 두께를 계산)하여 오조준하고 내경을 깎아내는 방법을 이용한다.
이때, 둥근 치구(120)를 이용하여 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 가열하면서 둥근 치구(120) 주위(외주면)를 둘러싸게 한다. 외경쪽에서 가열한다.
한편, 치구는 원하는 곡률 부분이 깊게 해서 연화점 이상으로 가열된 석영 유리 튜브가 중력으로 휘게 만든다.
또한, 구멍(110H) 있는 부위 외경을 길게한다. 원주를 3개 이상으로 나눠서 차이를 줄이고 용접 연결하면 연결부(122)의 개구부가 직선이 된다.
따라서, 본 발명은 가공 시간 절약으로 납기 단축이 된다. plasma 발생 및 고온과 접촉하는 부위에 연결부(122)위(결함)가 없어 plasma가 안정적이고, 이로 인하여 plasma 편향 발생 가능성이 낮아 Particle 발생 가능성을 낮출 수 있다.
또한, 용접 부위가 open되어 작업 난이도 및 필요 숙련도를 낮출 수 있다. LASER 및 타 접합 공법의 적용이 가능하다.
직선을 환형으로 휠 때(즉, 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 가열하여 둥근 치구(120)에 의해 환형으로 휘어지도록 할 때)에 휘어지는 안쪽(환형 석영 유리의 내경부를 형성하기 위한 안쪽)은 줄어들고 바깥쪽(환형 석영 유리의 외경부를 형성하기 위한 안쪽)은 늘어나게 되는데, 본 발명에서 오조준이라 함은 늘어나는 정도를 감안해서 더 두꺼운 자재(즉, 더 두꺼운 직선형 도관 포밍 튜브(110LT) 자재)를 쓰는 것을 의미한다. 이때, 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 높은 온도(대략 1600도 이상의 온도)로 가열하여 환형 석영 유리를 성형하면 외경부의 내외주면 사이의 두께보다 내경부의 내외주면 사이의 두께가 상대적으로 더 두꺼워지는데, 본 발명에서는 환형 석영 유리의 내경부를 깎아내서 내경부와 외경부의 두께를 동일하게 한다. 도 6을 참조하면, 환형 가스 도관(110)의 내경부를 고속회전하는 그라인딩 롤러와 같은 깎아내는 도구(GRM)를 이용하여 환형 가스 도관(110)의 내경부를 깎아낼 수 있다.
이로 인하여, 상기와 같이 본 발명은 가공 시간 절약으로 납기 단축의 효과, 플라즈마(plasma) 발생 및 고온과 접촉하는 부위에 연결부(122)(결함)가 없어서 plasma가 안정적인 효과, plasma 편향 발생 가능성이 낮아 Particle 발생 가능성을 낮출 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 개구부가 있는 연결부(122)가 환형 가스 도관(110)의 구멍(110H)에 연통되도록 용접으로 접합하게 되는데, 도 5에서와 같이, 상기 환형 가스 도관(110)의 구멍(110H)의 직경을 상기 연결부(122)의 내경보다 더 작게 형성하여 주면, 상기 연결부(122)의 내측단이 환형 가스 도관(110)의 외주면에 걸쳐지게 되면서 연결부(122)를 환형 가스 도관(110)의 구멍(110H) 부분에 연결하기 위한 부분이 옆에서 바로 보이기 때문에, 용접봉이나 토치 화염이나 레이저 접합기와 같은 용접 수단에 의해 용접부(WP)를 형성하여 연결부(122)를 환형 가스 도관(110)에 손쉽게 접합할 수 있게 된다.
따라서, 용접봉이나 토치 화염같은 가공 용구의 접근성이나 LASER 가공 등이 개선되는 효과가 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
110LT. 직선형 도관 포밍 튜브 110CDT. 원주형 분할 튜브체
110. 환형 가스 도관 122. 연결부
122DP. 분할 연결편 124A. 분할 플랜지편
124. 플랜지부 120. 둥근 치구
122. 가이드 치구 130. 제2 둥근 치구
135. 제2 가이드 치구 140. 금형
142. 상형 144. 하형
160. 코어부재 SP. 받침편
CIH. 코어부재 인서트 가이드홀
110. 환형 가스 도관 122. 연결부
122DP. 분할 연결편 124A. 분할 플랜지편
124. 플랜지부 120. 둥근 치구
122. 가이드 치구 130. 제2 둥근 치구
135. 제2 가이드 치구 140. 금형
142. 상형 144. 하형
160. 코어부재 SP. 받침편
CIH. 코어부재 인서트 가이드홀
Claims (6)
- 내부에 중공부가 있는 단면 원형의 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 둥근 치구(120)의 외주면에 대고 가열하여 중력에 의해 환형 가스 도관(110)을 형성하는 환형 가스 도관 형성 단계; 상기 환형 가스 도관(110)을 냉각시켜서 형상을 유지시키는 냉각 단계; 상기 환형 가스 도관(110)에 형성된 구멍(110H) 부분에 연결부(122)를 용접하는 연결부 접합 단계;를 포함하여 구성되고,
상기 환형 가스 도관 형성 단계에서는 직선형이면서 단면 원형인 상기 도관 포밍 튜브(110LT)를 외경부 쪽에서 가열하는 온도에 비하여 내경부 쪽에서 가열하는 부분의 온도를 더 높게 하여 환형의 상기 가스 도관을 만들고, 환형의 상기 가스 도관이 상기 냉각 단계에서 냉각된 다음에는 환형의 상기 가스 도관의 상기 내경부를 깎아내서 상기 내경부의 내외표면 사이의 두께와 상기 외경부의 내외표면 사이의 두께를 동일하게 만들고,
상기 환형 가스 도관 형성 단계에서는 내부에 중공부가 있는 단면 원형의 직선형 도관 포밍 튜브(110LT) 내부에 휘어질 수 있는 성질이 있으면서도 상기 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)가 찌그러지지 않고 직경을 유지하도록 받쳐주는 강성이 있는 코어부재(160)를 투입한 상태에서 상기 직선형 도관 포딩 튜브(110LT)를 상기 둥근 치구(120)의 외주면에 대고 가열하여 중력에 의해 적어도 두 개 이상의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 형성함으로써, 상기 원주형 분할 튜브체(110CDT)가 찌그러지지 않고 원래의 직경을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법.
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- 제1항에 있어서,
상기 가스 도관의 외주면에 형성된 구멍(110H)에 상기 환형 가스 도관(110)의 재질과 동일한 재질의 분할 연결편(112DP)으로 이루어진 연결부(122)를 용접하여 상기 환형 가스 도관(110)의 상기 구멍(110H)과 연통된 연결부(122)를 형성하는 연결부 접합 단계;를 더 포함하며, 상기 연결부(122)는 세 개 이상의 분할 연결편(122DP)으로 나누어서 세 개 이상의 상기 분할 연결편(122DP)을 용접으로 연결하여 상기 연결부(122)가 상기 구멍(110H)과 연통된 개구부에서 직선을 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 환형 가스 도관 형성 단계에서는 내부에 중공부가 있는 단면 원형의 직선형 도관 포밍 튜브(110LT)를 상기 둥근 치구(120)의 외주면에 대고 가열하여 중력에 의해 적어도 두 개 이상의 원주형 분할 튜브체(110CDT)를 형성하고, 적어도 두 개 이상의 상기 원주형 분할 튜브체(110CDT)의 서로 마주하는 양쪽 단부가 용접으로 접합되어 환형 가스 도관으로 형성되고, 적어도 두 개 이상의 상기 원주형 분할 튜브체(110CDT)가 용접으로 접합된 부분이 양쪽 연결부(122)에 모여 있어서, 상기 환형 가스 도관에 형성된 구멍(110H)을 통해서 레이저 접합기를 직선으로 접근할 수 있고, 직선으로 접근된 상기 레이저 접합기를 통해서 LASER를 이용하여 상기 환형 가스 도관과 상기 연결부(122)를 용접부(WP)에 의해 서로 접합하도록 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성용 가스 도관 제조 방법.
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Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220040786A KR102406350B1 (ko) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법 및 이에 따라 제조된 가스 도관 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020220040786A KR102406350B1 (ko) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법 및 이에 따라 제조된 가스 도관 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102406350B1 true KR102406350B1 (ko) | 2022-06-08 |
Family
ID=81981696
Family Applications (1)
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| KR1020220040786A KR102406350B1 (ko) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 플라즈마 생성용 가스 도관 제조방법 및 이에 따라 제조된 가스 도관 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102406350B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100361620B1 (ko) | 1994-04-25 | 2003-02-17 | 베이퍼 테크놀러지즈 인코포레이티드 | 진공아크방전장치,진공아크방전용플라즈마도관,플라즈마빔발생장치및아크방전제어방법 |
| JP2006131466A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Asahi Techno Glass Corp | ガラス管の曲げ加工方法およびその成形用金型 |
| KR20110088658A (ko) | 2010-01-29 | 2011-08-04 | (주)에스피에스 | 전자파를 이용한 플라즈마 발생장치 및 이를 위한 도파관 |
| KR20150058319A (ko) | 2012-09-19 | 2015-05-28 | 세라비젼 리미티드 | 투명한 도파관 플라즈마 광원을 위한 도가니 |
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-
2022
- 2022-03-31 KR KR1020220040786A patent/KR102406350B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
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| KR101703429B1 (ko) | 2015-06-15 | 2017-02-06 | 이강수 | 플라즈마 생성용 가스 도관의 제조방법 및 이에 따라 제조된 가스 도관 |
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