KR102416265B1 - 쿼츠 유리 앰플 실링장치 - Google Patents

쿼츠 유리 앰플 실링장치 Download PDF

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Abstract

쿼츠 유리 앰플 실링장치를 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유리 원료를 내부에 포함한 앰플을 거치하며, 앰플을 기 설정된 온도 범위로 가열하는 히팅 맨틀과 파이프를 이용하여 상기 히팅 맨틀에 거치된 앰플의 일 끝단으로 진공압을 가함으로써, 앰플 내부에 잔존하는 수분 및 유기물을 흡입하며 상기 앰플의 일 끝단을 연장시키는 진공펌프와 상기 파이프의 일 위치에서 상기 파이프를 냉각시켜, 상기 파이프로 전달되는 수분 및 유기물이 상기 파이프에서 배출되는 것을 돕는 콜드 트랩과 상기 앰플의 연장된 부위를 가열하는 토치 및 상기 앰플의 연장된 부위의 일 지점을 절단하여 밀봉하는 커팅기를 포함하는 것을 특징으로 하는 앰플 실링장치를 제공한다.

Description

쿼츠 유리 앰플 실링장치{Apparatus for Sealing Quartz Glass Ampoule}
본 발명은 비산화물 유리의 제조를 위해 유리 원소재 또는 원료가 장입된 쿼츠유리 재질의 앰플을 실링하는 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로, 산화물 유리, 예를 들어, 소다석회 규산염 유리, 붕규산염 유리 또는 알루미노실리케이트 유리 등은 원소재가 도가니에 장입되고 고온의 노에서 용융됨으로써 제조된다. 산화물 유리를 용융 제조하는 경우에는 원소재의 공기 중 노출에 의한 유리 성분의 영향이 적으므로, 일반적으로 밀봉을 하지 않고 도가니를 사용한다.
그리고 비산화물 유리, 예를 들어, 칼코겐화물 유리 또는 할로겐화물 유리 등의 제조는 유리 원료를 쿼츠(Quartz, 석영) 유리 앰플에 감압 밀봉하여 산소를 차단한 후, 고온의 노에서 1,000℃ 내외의 온도에서 용융함으로써 제조하는 방식이 있다. 또 다른 방식으로는 수분과 산소의 혼입을 방지하기 위해, 유리 원료를 건조 N2와 건조 He을 채운 글로브 박스(Glove Box)에 연결된 반응관 또는 노에서 용융하여 제조한다.
한편, 종래의 비산화물 유리를 유리 앰플에 감압 밀봉하여 제조하는 방식에서 앰플 내에 잔존하는 수분이나 유기물이 온전히 제거되지 못하고 잔존하는 상태로 앰플의 감압 밀봉이 이루어지거나, 밀봉이 온전히 수행되지 못하고 틈이 발생한 채 밀봉이 이루어지는 경우가 있다. 유리 원료가 용융되는 과정에서 잔존하는 앰플 내의 수분이나 유기물은 불순물로 작용을 하여 비산화물 유리의 품질을 저하시킨다. 또한, 고온의 앰플 내에 잔존하는 수분, 유기물 또는 유리 원료의 기화 또는 증발에 의한 증기압 상승으로 인해, 앰플이 적절하게 완전히 밀봉이 되지 않으면 밀봉된 부분이 도 7과 같이 파손되는 문제가 발생한다.
도 7은 종래의 비산화물 유리 제조과정에서의 앰플을 도시한 도면이다.
도 7a와 같이 적절하게 완전히 밀봉이 이루어지지 못하거나, 도 7b와 같이 유리 원료의 용융과정에서 잔존한 수분이나 유기물 또는 유리원료의 기화 또는 증발로 인해 앰플의 밀봉된 부분이 파손되는 현상이 발생하며 제조되는 (비산화물) 유리의 품질을 저하시키거나 유리 용융 제조가 어렵게 된다.
본 발명의 일 실시예는, 앰플이 내부에 비산화물 유리 원료를 포함하며 잔존하는 수분이나 유기물을 제거하면서 온전히 밀봉되도록 하는 앰플 실링장치를 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 유리 원료를 내부에 포함한 앰플을 거치하며, 앰플을 기 설정된 온도 범위로 가열하는 히팅 맨틀과 파이프를 이용하여 상기 히팅 맨틀에 거치된 앰플의 일 끝단으로 진공압을 가함으로써, 앰플 내부에 잔존하는 수분 및 유기물을 흡입하며 상기 앰플의 일 끝단을 연장시키는 진공펌프와 상기 파이프의 일 위치에서 상기 파이프를 냉각시켜, 상기 파이프로 전달되는 수분 및 유기물이 상기 파이프에서 배출되는 것을 돕는 콜드 트랩과 상기 앰플의 연장된 부위를 가열하는 토치 및 상기 앰플의 연장된 부위의 일 지점을 절단하여 밀봉하는 커팅기를 포함하는 것을 특징으로 하는 앰플 실링장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 히팅 맨틀은 상기 앰플을 복수 개 거치시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 히팅 맨틀은 거치된 모든 앰플이 순차적으로 상기 진공펌프의 진공압을 받을 수 있도록 회전하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 유리 원료는 비산화물 유리의 제조에 사용되는 원료인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 유리 원료를 내부에 포함한 앰플을 거치하며, 앰플을 기 설정된 온도 범위로 가열하는 히팅 맨틀과 파이프를 이용하여 상기 히팅 맨틀에 거치된 앰플의 일 끝단으로 진공압을 가함으로써, 앰플 내부에 잔존하는 수분 및 유기물을 흡입하며 상기 앰플의 일 끝단을 연장시키는 진공펌프와 상기 파이프의 일 위치에서 상기 파이프를 냉각시켜, 상기 파이프로 전달되는 수분 및 유기물이 상기 파이프에서 배출되는 것을 돕는 콜드 트랩과 상기 앰플의 연장된 부위를 중심으로 기 설정된 반경 내에 배치되어 복수의 지점에서 상기 앰플의 연장된 부위를 가열하며, 외부로부터 가열을 위한 가스를 하나 또는 복수의 경로로 제공받아 각 지점으로 분배하는 토치 및 상기 앰플의 연장된 부위의 일 지점을 절단하여 밀봉하는 커팅기를 포함하는 것을 특징으로 하는 앰플 실링장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 콜드 트랩은 냉매를 제공받아 상기 파이프를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 콜드 트랩은 상기 냉매를 유입받을 유입구 및 유입받은 냉매를 배출할 배출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 유리 원료는 비산화물 유리의 제조에 사용되는 원료인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 유리 원료를 내부에 포함한 앰플을 거치하며, 앰플을 기 설정된 온도 범위로 가열하는 히팅 맨틀과 파이프를 이용하여 상기 히팅 맨틀에 거치된 앰플의 일 끝단으로 진공압을 가함으로써, 앰플 내부에 잔존하는 수분 및 유기물을 흡입하며 상기 앰플의 일 끝단을 연장시키는 진공펌프와 상기 파이프의 일 위치에서 상기 파이프를 냉각시켜, 상기 파이프로 전달되는 수분 및 유기물이 상기 파이프에서 배출되는 것을 돕는 콜드 트랩과 각각 상기 앰플의 연장된 부위를 중심으로 기 설정된 반경 내에 배치되어 복수의 지점에서 상기 앰플의 연장된 부위를 가열하며, 각각 외부로부터 가열을 위한 가스를 하나 또는 복수의 경로로 제공받아 각 지점으로 분배하는 복수의 토치 및 상기 앰플의 연장된 부위의 일 지점을 절단하여 밀봉하는 커팅기를 포함하는 것을 특징으로 하는 앰플 실링장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 히팅 맨틀은 상기 앰플을 복수 개 거치시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 히팅 맨틀은 거치된 모든 앰플이 순차적으로 상기 진공펌프의 진공압을 받을 수 있도록 회전하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 콜드 트랩은 냉매를 제공받아 상기 파이프를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 콜드 트랩은 상기 냉매를 유입받을 유입구 및 유입받은 냉매를 배출할 배출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 앰플이 내부에 비산화물 유리 원료를 포함하며 잔존하는 수분이나 유기물을 제거하면서 온전히 밀봉함으로써, 유리 원료가 온전한 품질의 유리로 제조될 수 있도록 하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 앰플 실링장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅 맨틀을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 콜드 트랩을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 커팅기를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 앰플의 무게와 온도 간 관계를 도시한 그래프이다.
도 7은 종래의 비산화물 유리 제조과정에서의 앰플을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 앰플 실링장치를 도시한 도면이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 앰플 실링장치에 안착된 앰플의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1a 및 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 앰플 실링장치(100)는 히팅 맨틀(110), 진공 펌프(130), 콜드 트랩(140), 토치(150), 커팅기(160) 및 제어부(미도시)를 포함한다.
히팅 맨틀(110)은 복수의 앰플(Ampoule, 120)을 지지하며, 앰플(120)을 가열한다.
히팅 맨틀(110)은 앰플(120)이 앰플 실링장치(100) 내 각 구성에 의해 실링되는 과정에서 이탈하거나 이동하지 않도록 지지한다. 히팅 맨틀(110)은 복수 개의 앰플(120)을 지지할 수 있으며, 회전 가능하여 실링 대상이 될 앰플(120)을 정위치에 위치시킨다.
히팅 맨틀(110)은 거치된 앰플(120)을 가열한다. 앰플(120) 내에 (비산화물) 유리 원료(170)가 포함되는데, 수분이나 유기물이 유리 원료(170) 자체에 함유되어 있거나 원료(170)가 앰플(120)에 장입되는 과정에서 함께 혼입될 수 있다. 이처럼 잔존하는 수분이나 유기물은 유기 제조 공정과 유리 제조 후 제품의 품질에 악영향을 미치기 때문에, 반드시 제거되어야 한다. 이를 위해, 히팅 맨틀(110)은 앰플(120)을 가열한다. 히팅 맨틀(110)은 앰플(120)을 가열함으로써, 앰플(120) 내에서 수분이 증발하고 유기물이 분해되어 배출될 수 있도록 한다.
앰플(120)은 히팅 맨틀(110)에 안착된다. 비산화물 유리원료(170)가 유리로 제조되기 위한 용융과정을 견뎌야 하기에, 앰플(120)은 고온에 강인한 소재, 예를 들어, 쿼츠(Quartz)로 구현된다. 앰플(120)은 최초 내부에 비산화물 유리 원료(170)를 포함한 채 히팅 맨틀(110)에 개방된 상태로 거치되며, 앰플 실링장치(100) 내 각 구성의 동작으로 실링된다. 이후, 앰플(120) 내 유리 원료(170)는 고운의 노에서 용융, 성형 및 서냉과정을 거치며 유리나 잉곳 등으로 제조된다. 앰플 실링장치(100)는 앰플(120)을 온전히 밀봉함으로써, 밀봉된 부위의 파손없이 앰플(120) 내 유리 원료(170)가 유리나 잉곳 등으로 제조될 수 있도록 한다.
진공 펌프(130)는 앰플(120)의 일 끝단으로 진공압을 가하여, 앰플의 일 끝단을 연장시키고, 앰플(120) 내 수분과 유기물을 흡입한다.
진공 펌프(130)는 앰플(120)의 일 끝단으로 진공압을 가한다. 진공 펌프(130)는 흡입구(134)와 파이프(138)를 포함한다. 진공 펌프(130)는 파이프(138)를 거쳐 흡입구(134)로 진공압을 전달하여, 흡입구(134)로 하여금 진공압에 의해 흡입하도록 한다. 흡입구(134)는 앰플(120)의 일 끝단, 히팅 맨틀(110)에 안착된 끝단의 반대편 끝단으로 진공압을 전달한다. 앰플의 일 끝단으로 진공압이 가해지며, 앰플 내부가 진공상태가 된다. 또한, 흡입구(134)를 따라 앰플의 일 끝단이 연장된다. 이에 의해, 토치(150)와 커팅기(160)는 앰플의 연장된 부위(125)를 가열하면서 온전히 절단하여, 앰플(120)을 진공상태에서 밀봉할 수 있다.
진공 펌프(130)는 앰플(120) 내 잔존하는 수분과 유기물을 흡입한다. 전술한 대로, 히팅 맨틀(110)은 앰플(120)을 가열한다. 이에, 앰플(120) 내 수분이 증발하며 유기물은 분해되어 배출된다. 진공 펌프(130)는 흡입구(134)를 거쳐 진공압을 앰플(120)로 전달한다. 히팅 맨틀(110)로는 개방된 앰플(120)이 거치되기 때문에, 증발하거나 분해된 물질들은 흡입구(134)로 흡입된다. 이처럼, 진공 펌프(130)에 의해 증발하거나 분해된 물질들이 앰플(120) 외부로 배출됨으로써, 추후 용융과정 등에서 해당 물질들이 앰플의 밀봉부를 파손시키거나 제조된 유리 제품의 품질에 악영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
콜드 트랩(140)은 파이프(138)를 따라 이동하는 수분이나 유기물을 파이프(138)에서 배출시킨다. 전술한 대로, 앰플(120) 내 수분이나 유기물은 진공압에 의해 흡입구(134)로 흡입된다. 진공압에 의해 수분이나 유기물은 파이프(138)를 따라 진공 펌프(130)까지 이동하게 되는데, 수분이나 유기물이 진공 펌프(130)로 유입될 경우 진공 펌프(130)에 악영향을 미칠 수 있다. 이를 방지하기 위해, 콜드 트랩(140)은 파이프(138)의 일 위치에 배치되어, 파이프(138)로부터 수분이나 유기물을 제거한다. 콜드 트랩(140)은 배치되는 부위의 온도를 급강하시켜, 고온의 수분이나 유기물의 온도를 낮춘다. 콜드 트랩(140)에 의해 수분이나 유기물의 온도가 낮아지며 기체상태에서 액체 상태 (또는 고체 상태)로 변환되며 파이프(138)로부터 분리될 수 있다.
토치(150)는 앰플(120)의 연장된 부위(125)를 가열한다. 커팅기(160)에 의해 앰플(120)의 연장된 부위(125)가 커팅됨에 있어, 앰플의 연장된 부위(125)의 온도가 충분히 가열되지 못하게 된다면, 원활한 커팅이 곤란해지는 문제가 있다. 이를 위해, 토치(150)는 연료 공급원(155)으로부터 연료를 공급받아 앰플(120)의 연장된 부위(125)를 가열하여, 앰플(120)의 연장된 부위(125)가 냉각되는 것을 방지한다.
커팅기(160)는 앰플(120)을 절단하며 밀봉시킨다. 커팅기(160)는 앰플(120)의 연장된 부위(125) 중 일 부분을 절단한다. 커팅기(160)는 앰플(120)을 절단한 후, 하강하여 절단면에 압력을 가한다. 커팅기(160)는 앰플(120)을 절단한 후 절단면으로 압력을 가함으로써, 앰플(120)의 절단부가 온전히 밀봉될 수 있도록 한다.
제어부(미도시)는 앰플 실링장치(100) 내 각 구성을 제어한다.
제어부(미도시)는 히팅 맨틀(110)의 온도를 파악한다. 히팅 맨틀(110)이 충분한 온도(도 2를 참조하여 후술할 기 설정된 온도 범위)로 앰플을 가열한 경우, 제어부(미도시)는 진공 펌프(130)를 동작시켜 앰플(120) 내 공기, 수분 및 유기물을 흡입하며, 앰플의 일 끝단을 연장시킨다. 제어부(미도시)는 진공 펌프(130)를 동작시킴과 동시에 콜드 트랩(140)을 동작시켜 진공 펌프(130)를 보호하고, 히팅 맨틀(110)을 하강시키며(도 2를 참조하여 후술), 커팅기(160)가 앰플의 연장된 부위(125)를 절단하도록 제어한다. 제어부(미도시)는 커팅기(160)의 절단 과정에서 앰플의 연장된 부위(125)가 냉각되지 않도록 토치(150)를 동작시킨다. 커팅기(160)가 앰플의 연장된 부위(125)를 절단한 경우, 제어부(미도시)는 커팅기(160)가 하강하여 절단면에 압력을 가하도록 제어한다.
어느 하나의 앰플 밀봉이 완료된 경우, 제어부(미도시)는 히팅 맨틀(110)이 회전하여 순차적으로 다른 앰플이 전술한 과정을 거칠 수 있도록 제어한다. 제어부(미도시)는 각 구성을 이처럼 제어함으로써, 앰플이 온전히 밀봉될 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅 맨틀을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅 맨틀(110)는 지지부(210) 및 거치부(220)를 포함한다.
지지부(210)는 거치되는 앰플(120)을 지지하며, 앰플(120)을 회전 또는 상하로 이동시킨다.
지지부(210)는 거치되는 앰플(120)을 지지한다. 지지부(210)는 상면에 복수의 거치부(220)를 포함하여 앰플(120)이 거치될 수 있도록 하며, 거치된 앰플(120)을 지지한다. 지지부(210)는 내부에 열선 등 가열수단(미도시)을 포함하여, 앰플(120)을 지지하며 기 설정된 온도 범위로 가열한다. 여기서, 기 설정된 온도 범위는 240 내지 300℃일 수 있다. 지지부(210)는 앰플(120)을 기 설정된 온도 범위로 가열함으로써, 앰플 내 수분과 유기물을 모두 증발시키거나 분해할 수 있다. 이는 도 6의 그래프에서 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 앰플의 무게와 온도 간 관계를 도시한 그래프이다.
도 6을 참조하면, 지지부(210)의 가열로 인한 앰플(120)의 온도가 제1 구간(T1, 90 내지 100℃)에 근접하며 점점 앰플의 무게가 감소함을 확인할 수 있으며, 제1 구간(T1)에서 급격히 일정 수준 감소하고 있음을 확인할 수 있다. 이는 앰플 내 존재하는 수분이 증발하기 때문으로서, 앰플(120) 내 수분이 제1 구간(T1)에서 1차적으로 증발하며 제거된다.
이후, 앰플(120)의 온도가 증가하더라도 앰플의 무게는 거의 변화하지 않다가, 온도가 제2 구간(T2, 240 내지 300℃)으로 진입하면 다시 앰플(120)의 무게는 급격히 감소함을 확인할 수 있다. 이는 앰플(120) 내 존재하는 유기물이 열 분해되며 감소하는 것으로서, 열 분해되며 앰플(120) 내 대부분의 유기물들이 제거된다. 이처럼, 지지부(210)는 기 설정된 온도 범위로 거치된 앰플(120)을 가열함으로써, 수분과 유기물 대부분을 제거할 수 잇다.
다시 도 2를 참조하면, 지지부(210)는 앰플(120)을 회전시킨다. 히팅 맨틀(110)에 거치된 모든 앰플이 진공 펌프(130)로부터 일시에 진공압을 전달받을 수도 있으나, 그렇지 못한 경우도 존재할 수 있다. 진공 펌프(130)로부터 진공압이 하나의 앰플(120)로만 전달될 수 있는 구조인 경우, 지지부(210)는 회전하며 거치된 복수의 앰플(120)에 순차적으로 진공 펌프(130)로부터 진공압을 전달받을 수 있도록 한다.
또한, 지지부(210)는 앰플(120)을 상·하로 이동시킨다. 앰플(120)의 일 끝단이 진공 펌프의 흡입구(134)로부터 진공압을 전달받아 연장되기는 하나 원활히 연장되지 못해, 커팅기(160)가 앰플(120)을 용이하게 절단하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 지지부(210)는 기 설정된 거리만큼 하강할 수 있다. 지지부(210)가 하강함으로써, 기 설정된 온도 범위로 가열된 앰플(120)이 보다 원활히 연장될 수 있도록 한다. 지지부(210)는 하강하여 앰플(120)의 연장을 보조함으로써, 커팅기(160)가 앰플을 보다 용이하게 절단하고 토치(150)가 안정적인 위치(커팅기에 영향을 미치지 않는 위치)에서 앰플의 연장된 부위(125)를 가열할 수 있도록 한다.
거치부(220)는 앰플(120)을 거치시킨다. 거치부(220)는 지지부(210)의 상면에 복수 개가 형성되어, 각 거치부마다 앰플(120)을 거치시킨다. 거치부(220)는 거치부(220)와 접촉하는 앰플(120)의 면적(흡입구(134)가 위치하는 끝단의 반대편 끝단)과 동일한 면적을 갖는 홈을 구비할 수 있다. 거치부(220)는 전술한 홈으로 앰플(120)이 거치될 수 있도록 하여, 밀봉과정에서 고정되어 이동하지 않도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 콜드 트랩을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 콜드 트랩(140)은 냉매 유입구(310) 및 냉매 배출구(320)를 포함한다.
콜드 트랩(140)은 파이프(138)를 관통시키며, 내부에 냉매가 유입될 수 있는 공동(空洞)을 구비한다. 이에, 파이프(138)는 콜드 트랩(140)의 공동 내에 일부분이 위치할 수 있으며, 냉매 유입구(310)로부터 냉매를 유입받아 공동 내에 위치시킬 수 있다. 유입되는 냉매로는 액화질소 등 기 설정된 온도 이하의 온도를 갖는 물질이 사용된다. 냉매는 냉매 유입구(310)로 유입되어 공동 내에 위치하며, 일정량의 냉매가 유입되거나 일정 시간 이상 위치해 있을 경우, 냉매 배출구(320)로 배출된다.
도 3에는 도시되어 있지 않으나, 콜드 트랩(140)의 공동 내 위치하는 파이프(138)는 일부분이 분기되어 별도의 용기와 연결되어 있을 수 있다. 냉매가 공동 내로 유입되면, 수분과 유기물이 공동 내에 위치한 파이프(138)를 지나며 냉각된다. 이에, 증기 형태를 갖는 수분과 유기물들이 냉각되며 액체 형태를 가지며, 파이프(138)로부터 분기된다. 분기된 액체는 용기에 별도로 저장되며 파이프(138)에서 분리된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토치를 도시한 도면이다. 도 4는 앰플의 연장된 부위를 가열하는 토치를 상단(흡입구(134)가 위치한 방향)에서 하단(히팅 맨틀이 위치한 방향)으로 바라본 도면이다.
토치(150)는 앰플의 연장된 부위(125)를 중심으로 기 설정된 반경 내에 배치되어 복수의 지점(150a, 150b, 150c, 150d)에서 앰플의 연장된 부위(125)를 가열한다. 이때, 토치는 도 4a와 같이 하나의 경로에서 가열을 위한 연료(가스)를 공급받아 각 지점(150a, 150b, 150c, 150d)으로 분기할 수 있다. 또는, 도 4b와 같이 일정 개수의 가열 지점을 갖는, 복수 개의 토치가 앰플의 연장된 부위(125)를 중심으로 평행하게 배치될 수 있고, 도 4c 및 4d와 같이 일정 개수의 가열 지점을 갖는, 복수 개의 토치가 앰플의 연장된 부위(125)를 중심으로 서로 다른 위치에 각각 배치될 수 있으며, 도 4b나 도 4c에서의 각 토치는 서로 다른 경로로 연료를 공급받아 앰플의 연장된 부위(125)를 가열할 수 있다.
즉, 토치(150)는 하나의 구성으로서 복수의 가열지점을 구비하며 하나 또는 복수의 경로로 연료를 공급받을 수도 있고, 복수 개의 구성으로 구비되어 각 구성이 각각 연료를 공급받아 복수의 서로 지점을 가열할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 커팅기를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 커팅기(160)는 커팅날(510)을 포함한다.
커팅날(510)은 외력이 작용하여 벌어지거나 모아지며, 모이며 앰플의 연장된 부위(125)를 절단한다. 커팅날(510)은 금속 또는 알루미나 내열 플레이트와 같은 세라믹 등의 재질로 구현될 수 있으며, 서로 마주보는 안쪽면으로 동일한 기울기의 경사면을 구비한다. 이에, 커팅날(510)이 외력에 의해 서로 모아질 경우, 앰플의 연장된 부위(125)를 절단할 수 있다.
또한, 커팅날(510)은 일정한 면적을 가져, 양자(520a, 520b)가 최대한 모아지더라도 일정한 면적을 가질 수 있다. 이에, 도 5b에 도시된 바와 같이, 커팅날(510)이 앰플의 연장된 부위(125)를 절단한 후, 커팅날(510)의 면적으로 절단면에 압력을 가할 수 있다. 제어부(미도시)의 제어에 따라, 커팅날(510)이 앰플(120)의 절단면으로 압력을 가함으로써 앰플(120)을 온전히 밀봉할 수 있다. 이로서, 종래의 방법에 의해 밀봉된 것과 같이 유리 원료(170)의 용융과정에서 밀봉 부위가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 히팅 맨틀(110)과 진공 펌프(130)가 앰플(120) 내 수분과 유기물을 충분히 제거함으로써, 밀봉 부위가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 앰플 실링장치
110: 히팅 맨틀
120: 앰플
125: 앰플의 연장된 부위
130: 진공 펌프
134: 흡입구
138: 파이프
140: 콜드 트랩
150: 토치
155: 연료 공급원
160: 커팅기
170: 유리 원료
210: 지지부
220: 거치부
310: 냉매 유입구
320: 냉매 배출구
520: 커팅날

Claims (13)

  1. 유리 원료를 내부에 포함한 앰플을 거치하며, 앰플을 기 설정된 온도 범위로 가열하는 히팅 맨틀;
    파이프를 이용하여 흡입구를 통해 상기 히팅 맨틀에 거치된 앰플의 일 끝단으로 진공압을 가하여 상기 앰플의 일 끝단을 연장시키고, 상기 흡입구로 하여금 상기 진공압에 의해 상기 앰플의 내부의 수분 및 유기물을 흡입하도록 하며, 상기 흡입구를 통해 상기 앰플의 일 끝단의 반대편 끝단으로 진공압이 전달되도록 하여 상기 앰플 내부를 진공상태로 하는 진공펌프;
    상기 파이프의 일 위치에서 상기 파이프를 냉각시켜, 상기 파이프로 전달되는 수분 및 유기물을 상기 파이프에서 배출시키는 콜드 트랩;
    각각 상기 앰플의 연장된 부위를 중심으로 기 설정된 반경 내에 배치되어 복수의 지점에서 상기 앰플의 연장된 부위를 가열하며, 각각 외부로부터 가열을 위한 가스를 하나 또는 복수의 경로로 제공받아 각 지점으로 분배하는 토치; 및
    상기 앰플의 연장된 부위의 일 지점을 절단하여 밀봉하는 커팅기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 앰플 실링장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히팅 맨틀은,
    상기 앰플을 복수 개 거치시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 앰플 실링장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 히팅 맨틀은,
    거치된 모든 앰플이 순차적으로 상기 진공펌프의 진공압을 받을 수 있도록 회전하는 것을 특징으로 하는 앰플 실링장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유리 원료는,
    비산화물 유리의 제조에 사용되는 원료인 것을 특징으로 하는 앰플 실링장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 콜드 트랩은,
    냉매를 제공받아 상기 파이프를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 앰플 실링장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 콜드 트랩은,
    상기 냉매를 유입받을 유입구 및 유입받은 냉매를 배출할 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 앰플 실링장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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  13. 삭제
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