KR20180011970A - 진공유리 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공유리 제조 과정에서 제일 중요한 봉착 과정과 배기 과정을 대기압 환경에서 이동 과정 없이 연속 공정으로 수행할 수 있는 진공유리 제조장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 진공유리 제조장치는, 내부에 밀폐된 대기압 공간을 형성하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부와 외부를 반복하여 이동하는 이동 대차부; 상기 공정 챔버 하측에서 외부로 연장되어 설치되며, 상기 이동 대차부의 이동 경로를 제공하는 대차 이동 레일; 상기 이동 대차부 상부에 설치되며, 다수장의 진공 유리 구조체가 적재되는 카세트; 상기 이동 대차부에 설치되며, 상기 카세트에 적재된 다수장의 진공 유리 구조체에 결합되어 상기 진공 유리 내부의 기체를 배기하고 배기구를 실링하는 배기부; 상기 공정 챔버의 측벽에 설치되며, 상기 공정 챔버 내로 상기 이동대차 및 카세트가 진입 및 진출하도록 개폐되는 게이트; 상기 공정 챔버에 설치되며, 상기 공정 챔버 내부를 가열하는 가열부; 상기 공정 챔버에 설치되며, 상기 공정 챔버 내부의 기체를 배기하거나 외부의 공기를 유입시키는 공조부; 상기 진공 챔버에 연결되어 설치되며, 상기 진공 챔버 내부의 온도를 봉착 공정과 배기 공정에 맞추어 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

진공유리 제조장치{THE APPARATUS FOR MANUFACTURING A VACUUM GLASS}
본 발명은 진공유리 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공유리 제조 과정에서 제일 중요한 봉착 과정과 배기 과정을 대기압 환경에서 이동 과정 없이 연속 공정으로 수행할 수 있는 진공유리 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 진공창(vacuum window)이란, 두 매의 유리판 사이에 진공 갭(gap)이 형성되는 구조의 유리창을 지칭한다. 이러한 진공 갭은 외부로부터 전달되는 소음과 진동을 차단하는 것은 물론, 외부로부터 전달되는 열에너지를 차단함으로써 단열성을 증대시킨다. 따라서 이러한 진공창은 그 사용범위가 확대되고 있다.
구체적으로 진공창 즉, 진공유리(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 진공부가 형성되도록 상판부(2)와 하판부(3)를 합착하고 양 측단을 실링부(4)로 밀폐하여 제조하는 것으로 내부에는 상기 상판부(2) 및 하판부(3)의 위치 고정을 위한 복수의 필러부(5)들이 개재된다.
이러한 진공유리의 제조 과정에서는 상기 상판부 및 하판부가 각각 로딩된 후 이를 합착하는 공정이 수행되는데, 구체적으로 상기 상판부 및 하판부를 클립부로 고정한 후, 봉착 단계 및 배기 단계를 거쳐 완성된다.
이 경우 봉착 단계는 열처리 공정으로 상기 상판부와 하판부를 합착하는 단계로 실링부를 경화시키는 단계이며, 배기 단계는 상기 상판부와 하판부 내부를 진공 상태로 형성하고 진공 상태의 유지를 위한 실캡부(6) 설치 및 밀봉(7)을 수행하는 단계이다.
그런데 종래에는 이러한 봉착 단계와 배기 단계가 각각 다른 위치에서 이루어진다. 따라서 진공 유리 구조체를 각 공정 위치로 이동시키면서 각 공정을 수행하여야 하므로 공정 시간이 길어질 뿐만아니라, 공정 간에 열 손실이 많아서 공정 비용도 많이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 진공유리 제조 과정에서 제일 중요한 봉착 과정과 배기 과정을 대기압 환경에서 이동 과정 없이 연속 공정으로 수행할 수 있는 진공유리 제조장치를 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 진공유리 제조장치는, 내부에 밀폐된 대기압 공간을 형성하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부와 외부를 반복하여 이동하는 이동 대차부; 상기 공정 챔버 하측에서 외부로 연장되어 설치되며, 상기 이동 대차부의 이동 경로를 제공하는 대차 이동 레일; 상기 이동 대차부 상부에 설치되며, 다수장의 진공 유리 구조체가 적재되는 카세트; 상기 이동 대차부에 설치되며, 상기 카세트에 적재된 다수장의 진공 유리 구조체에 결합되어 상기 진공 유리 내부의 기체를 배기하고 배기구를 실링하는 배기부; 상기 공정 챔버의 측벽에 설치되며, 상기 공정 챔버 내로 상기 이동대차 및 카세트가 진입 및 진출하도록 개폐되는 게이트; 상기 공정 챔버에 설치되며, 상기 공정 챔버 내부를 가열하는 가열부; 상기 공정 챔버에 설치되며, 상기 공정 챔버 내부의 기체를 배기하거나 외부의 공기를 유입시키는 공조부; 상기 진공 챔버에 연결되어 설치되며, 상기 진공 챔버 내부의 온도를 봉착 공정과 배기 공정에 맞추어 제어하는 제어부;를 포함한다.
그리고 본 발명에서 상기 공정 챔버에는, 상기 이동 대차부가 공정 챔버 내로 진입한 후에 상기 이동 대차부와 밀착되어 상기 공정 챔버 내부를 밀폐시키는 밀폐부가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 카세트는, 상기 진공 유리 구조체 다수장을 수평 방향으로 적재시키되, 각 진공 유리 구조체는 일정 간격 이격되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 배기부는, 상기 카세트의 각 층별로 독립되어 설치되며, 상기 카세트에 적재되는 진공유리의 실캡에 결합되는 다수개의 배기헤드; 상기 이동 대차에 설치되는 진공 펌프; 상기 다수개의 배기헤드와 상기 진공 펌프를 연결하여 상기 진공 펌프에 의하여 상기 배기헤드 및 진공 유리 내부를 배기하는 연결부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 제어부는, 프릿실 봉착 과정에서는 상기 공정 챔버 내부의 온도를 450±20℃로 제어하고, 배기 과정에서는 상기 공정 챔버 내부의 온도를 300±30℃로 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 진공유리 제조과정 중에서 핵심과정이자 열을 가하는 과정인 봉착 공정과 배기 공정을 동일한 공간 내에서 위치 이동 없이 연속 공정으로 수행하므로 공정 시간을 대폭 단축할 수 있으며, 최소한의 에너지를 사용하면서 공정을 완수할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 진공 유리의 일예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리 제조장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐부의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리 제조장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리 제조장치를 이용하여 공정을 진행하는 동안 공정 챔버 내의 온도 변화를 도시하는 그래프이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 진공유리 제조장치(100)는 도 2, 4에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(110), 이동 대차부(120), 대차 이동 레일(130), 카세트(140), 배기부(150), 게이트(160), 가열부(170), 공조부(180) 및 제어부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 공정 챔버(110)는 실제로 봉착 공정과 배기 공정이 이루어지는 장소로서, 안정적인 공정 수행을 위하여 내부에 밀폐된 대기압 공간을 형성하는 구조를 가진다. 따라서 상기 공정 챔버(110)는 하면이 개방된 직육면체 형상의 챔버 구조를 가지며, 일 측벽은 개방되어 후술하는 게이트(160)에 의하여 여닫을 수 있는 구조를 가지는 것이 바람직하다.
그리고 상기 공정 챔버(110)는 다른 구성요소들의 설치 공간도 제공한다. 또한 후술하는 이동 대차부(120)의 이송에 의하여 공정이 원활하게 이루어질 수 있도록 도 2에 도시된 바와 같이, 바닥면으로부터 일정 간격 이격되어 설치된다. 이때 상기 공정 챔버(110)가 이격되는 높이는 상기 이동 대차부(120)의 높이에 의하여 결정된다.
한편 상기 공정 챔버(110)에는 밀폐부(112)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 밀폐부(112)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 공정 챔버(110)의 하부에 설치되며, 상기 이동 대차부(120)가 공정 챔버(110) 내로 진입한 후에 상기 이동 대차부(120)와 밀착되어 상기 공정 챔버(110) 내부를 밀폐시키는 구성요소이다. 상기 공정 챔버(110)와 이동 대차부(120)는 이동 과정에서 간섭을 피하기 위하여 일정 간격 이격되도록 설계된다.
그러나 이렇게 이격된 구조는 상기 공정 챔버(110) 내부의 가열 및 냉각 등의 과정에서 매우 불리하다. 따라서 상기 밀폐부(112)가 상기 이동 대차부(120)의 이동 과정에서는 간섭이 발생하지 않도록 상승하여 대기하다가 이동이 완료된 후에는 하강하여 상기 이동 대차부(120)의 상면과 밀착되어 상기 공정 챔버(110) 내부 공간을 밀폐시키는 것이다.
다음으로 상기 이동 대차부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공정 챔버(110) 내부와 외부를 반복하여 이동하는 구성요소이며, 상기 카세트(140)와 배기부(150) 등의 설치 공간을 제공한다. 따라서 상기 이동 대차부(120)는 전체적으로 직육면체 형상을 가지며, 하부에는 상기 대차 이동 레일(130)에 안착되어 상기 이동 대차부(120)의 안정적인 이동을 가능하게 하는 이동 바퀴(122) 등이 설치될 수 있다.
또한 상기 이동 대차부(120)의 상면에는 상기 카세트(140)의 안착을 위한 안착부(도면에 미도시)가 더 구비될 수 있으며, 안착된 카세트(140)의 움직임을 방지하기 위한 클램핑 수단(도면에 미도시) 등도 더 구비될 수 있다.
다음으로 상기 대차 이동 레일(130)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공정 챔버(110) 하측에서 외부로 연장되어 설치되며, 상기 이동 대차부(120)의 이동 경로를 제공하는 구성요소이다.
즉, 상기 대차 이동 레일(130)은 카세트(140) 또는 진공유리 구조체(20)의 로딩 또는 언로딩을 위한 이재 위치와 공정 진행을 위한 공정 위치로 상기 이동 대차부(120)를 반복 이동시키기 위한 이동 경로를 제공하는 것이다. 상기 대차 이동 레일(130)에는 상기 이동 대차부(120)의 자동 이송을 위한 동력을 제공하는 동력수단(도면에 미도시)이 더 구비될 수 있으며, 상기 동력 수단은 후술하는 제어부(190)의 제어에 의하여 공정 순서에 맞게 상기 이동 대차부(120)를 구동시킨다.
다음으로 상기 카세트(140)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 이동 대차부(120) 상부에 설치되며, 다수장의 진공 유리 구조체(20)가 적재되는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 카세트(140)에는, 진공 유리 구조체(20) 다수장이 적재되며, 적재되는 각 진공 유리 구조체(20)는 수평 방향으로 평행하게 적재된다. 또한 적재된 상태에서 각 진공 유리 구조체(20)는 서로 일정한 간격으로 이격되어 공정 진행 중에 서로 접촉되지 않는다.
여기에서 진공 유리 구조체(20)라 함은 상판부와 하판부가 실링부(프릿실)에 의하여 밀폐된 상태이되, 실링부가 경화되지 않은 상태를 말한다. 또한 상기 진공 유리 구조체의 내부 공간은 대기압 상태를 유지한다. 그리고 상기 진공 유리 구조체(20)에는 일측에 내부 공간에 대한 배기가 가능하도록 배기구(실캡)가 형성된 구조를 가진다.
다음으로 상기 배기부(150)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 이동 대차부(120)에 설치되며, 상기 카세트에 적재된 다수장의 진공 유리 구조체(20)에 결합되어 상기 진공 유리 구조체 내부의 기체를 배기하고 배기구(실캡)를 실링하는 구성요소이다. 이를 위하여 상기 배기부(150)는 구체적으로 도 4에 도시된 바와 같이, 배기 헤드(152), 진공 펌프(154) 및 연결부(156)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 상기 배기 헤드(152)는 상기 카세트(140)의 각 층별로 독립되어 설치되며, 상기 카세트(140)에 적재되는 진공유리 구조체의 실캡에 결합되는 구성요소이다.
즉, 다수개의 배기 헤드(152)가 상기 카세트(140)의 각 층별로 설치되어 상기 카세트에 안착되는 진공유리 구조체(20)의 배기구(실캡)에 결합되고 배기 작업과 배기구 밀봉 작업을 수행하는 것이다. 따라서 상기 배기 헤드(152)는 이러한 배기구와의 결합, 배기 및 배기구 밀봉 작업이 모두 가능한 다양한 구조를 가질 수 있다. 이때 상기 배기 헤드(152)에 대해서는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 다양한 구조가 제시되어 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 상기 배기 헤드(152)는 카세트(140)에 진공 유리 구조체(20)가 적층되는 과정에서는 간섭이 발생하지 않도록 외측 또는 하측으로 이동하여 대기하다가, 진공 유리 구조체의 적재가 완료되면, 배기구 위치로 이동하여 배기구에 결합될 수 있도록 헤드 구동부(도면에 미도시)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 진공 펌프(154)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 이동 대차부(120)에 설치되며, 상기 배기 헤드(152)에 진공 흡입력을 제공하는 구성요소이다. 구체적으로 상기 진공 펌프(154)는 상기 이동 대차부(120)의 내부 공간에 설치되는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 연결부(156)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 다수개의 배기헤드(152)와 상기 진공 펌프(154)를 연결하여 상기 진공 펌프(154)에 의하여 상기 배기 헤드(152) 및 진공 유리 구조체 내부를 배기하는 구성요소이다. 여기에서 상기 연결부(156)는 다수개의 배기 헤드에 각각 결합되며, 하나의 진공 펌프에 이들을 연결하는 배관 구조를 가진다.
다음으로 상기 게이트(160)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공정 챔버(110)의 측벽에 설치되며, 상기 공정 챔버(110) 내로 상기 이동 대차부(120) 및 카세트(140)가 진입 및 진출하도록 개폐되는 구성요소이다. 따라서 이 게이트(160)는 상기 이동 대차부(120)의 진출입 과정에서는 개방되지만, 상기 이동 대차부(120)의 진입이 완료되고 공정이 진행되는 동안에는 상기 공정 챔버(110) 내부 공간을 차단할 수 있도록 상기 공정 챔버의 개방된 일측벽을 밀폐할 수 있는 구조를 가진다.
다음으로 상기 가열부(170)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공정 챔버(110)에 설치되며, 상기 공정 챔버(110) 내부를 가열하는 구성요소이다. 전술한 바와 같이, 상기 공정 챔버(110) 내부에서 이루어지는 봉착 공정과 배기 공정은 상온이 아니라 3 ~ 400 ℃ 이상으로 가열된 상태에서 진행된다. 따라서 상기 가열부(170)는 상기 공정 챔버(110) 내부의 온도를 각 공정에 적합한 온도로 승온하기 위하여 설치되는 것이다.
또한 본 실시예에서 상기 카세트(140)에도 각 진공 유리 구조체(20)의 효과적인 가열을 위하여 서브 가열부(도면에 미도시)가 더 설치될 수도 있다.
다음으로 상기 공조부(180)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 공정 챔버(110)에 설치되며, 상기 공정 챔버(110) 내부의 기체를 배기하거나 외부의 공기를 유입시키는 구성요소이다. 상기 공정 챔버(110) 내에서 이루어지는 공정 중 봉착 공정은 가장 높은 온도에서 이루어지지만, 배기 공정은 이보다는 낮은 온도에서 수행된다.
따라서 상기 공정 챔버(110) 내부를 자연 냉각하여 공정 온도를 조절할 수도 있지만, 상기 공조부(180)를 이용하여 내부의 뜨거운 공기를 배출하고 외부의 차가운 공기를 유입시켜 신속하게 온도를 낮출 수도 있는 것이다. 또한 배기 공정이 완료된 후에는 공정 챔버 내부의 온도를 상온과 유사하게 냉각시켜야 하는데, 이 냉각 과정에서도 외부의 차가운 공기를 유입시켜 공정 시간을 단축할 수 있다.
다음으로 상기 제어부(190)는 상기 진공 챔버(110)에 연결되어 설치되며, 상기 진공 챔버(110) 내부의 온도를 봉착 공정과 배기 공정에 맞추어 제어하는 구성요소이다. 즉, 상기 제어부(190)는 상기 가열부(170)와 공조부(180)를 공정 레시피에 따라서 제어하여 공정 챔버(110) 내부의 온도를 공정 시간 흐름에 맞추어 정확하게 제어한다. 또한 상기 제어부(190)는 상기 이동 대차부(120)와 대차 이동 레일(130) 및 게이트도 제어하여, 각 공정 동작이 정확하게 이루어지도록 통제하는 역할도 수행한다.
구체적으로 상기 제어부(190)는 도 5에 도시된 바와 같이, 프릿실 봉착 과정에서는 상기 공정 챔버(110) 내부의 온도를 450±20℃로 제어하고, 배기 과정에서는 상기 공정 챔버 내부의 온도를 300±30℃로 제어하는 것이 바람직하다.
100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 진공유리 제조장치
110 : 공정 챔버 120 : 이동 대차부
130 : 대차 이동 레일 140 : 카세트
150 : 배기부 160 : 게이트
170 : 가열부 180 : 공조부
190 : 제어부

Claims (5)

  1. 내부에 밀폐된 대기압 공간을 형성하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내부와 외부를 반복하여 이동하는 이동 대차부;
    상기 공정 챔버 하측에서 외부로 연장되어 설치되며, 상기 이동 대차부의 이동 경로를 제공하는 대차 이동 레일;
    상기 이동 대차부 상부에 설치되며, 다수장의 진공 유리 구조체가 적재되는 카세트;
    상기 이동 대차부에 설치되며, 상기 카세트에 적재된 다수장의 진공 유리 구조체에 결합되어 상기 진공 유리 내부의 기체를 배기하고 배기구를 실링하는 배기부;
    상기 공정 챔버의 측벽에 설치되며, 상기 공정 챔버 내로 상기 이동대차 및 카세트가 진입 및 진출하도록 개폐되는 게이트;
    상기 공정 챔버에 설치되며, 상기 공정 챔버 내부를 가열하는 가열부;
    상기 공정 챔버에 설치되며, 상기 공정 챔버 내부의 기체를 배기하거나 외부의 공기를 유입시키는 공조부;
    상기 진공 챔버에 연결되어 설치되며, 상기 진공 챔버 내부의 온도를 봉착 공정과 배기 공정에 맞추어 제어하는 제어부;를 포함하는 진공 유리 제조장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공정 챔버에는,
    상기 이동 대차부가 공정 챔버 내로 진입한 후에 상기 이동 대차부와 밀착되어 상기 공정 챔버 내부를 밀폐시키는 밀폐부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 유리 제조장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 카세트는,
    상기 진공 유리 구조체 다수장을 수평 방향으로 적재시키되, 각 진공 유리 구조체는 일정 간격 이격되는 것을 특징으로 하는 진공유리 제조장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 배기부는,
    상기 카세트의 각 층별로 독립되어 설치되며, 상기 카세트에 적재되는 진공유리의 실캡에 결합되는 다수개의 배기헤드;
    상기 이동 대차에 설치되는 진공 펌프;
    상기 다수개의 배기헤드와 상기 진공 펌프를 연결하여 상기 진공 펌프에 의하여 상기 배기헤드 및 진공 유리 내부를 배기하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공유리 제조장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    프릿실 봉착 과정에서는 상기 공정 챔버 내부의 온도를 450±20℃로 제어하고, 배기 과정에서는 상기 공정 챔버 내부의 온도를 300±30℃로 제어하는 것을 특징으로 하는 진공유리 제조장치.
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