KR20210067404A - 덴탈 퍼니스 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 본체부, 상기 본체부 내부에 구비되는 가열실, 상기 가열실에 배치되는 단열 구조체, 발열체가 장착되고 내부에 소결 대상물이 안착되며, 상기 단열 구조체 내부에 배치되는 발열부, 상기 가열실 상측에 설치되어 상기 발열체로 마이크로웨이브를 조사하는 마그네트론, 상기 발열부의 온도를 감지하는 온도감지센서 및 상기 온도감지센서의 감지신호를 수신하고, 상기 마그네트론을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 발열체는 SiC 소재의 서클(circle) 타입 구조를 갖으며, 상기 소결 대상물의 상하부에 위치하도록 구성되는 덴탈 퍼니스를 제공한다.

Description

덴탈 퍼니스 {DENTAL FURNACE}

본 발명은 덴탈 퍼니스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로웨이브에 반응하는 서클(circle) 타입 발열체 구조와 높이 조절 실린더 구조가 적용되어 에너지 효율성과 사용자 편의성이 향상된 덴탈 퍼니스에 관한 것이다.

신터링(sintering) 퍼니스는 가압 성형된 분말체를 밀착시켜 열을 가해 소결하는 고온 가열로이다. 최근, 치과 분야에서 세라믹 계열 재료들이 강도와 생체친화성 등 여러 장점으로 기존 재료를 대신하는 보철물로 대체되면서 밀링머신과 신터링 퍼니스의 수요도 증가하고 있다.

특히, 크라운, 인레이 등 치과용 보철물 시술에 있어서 세라믹 계열 재료들이 광범위하게 사용되고 있으며, 이러한 세라믹 계열 재료 보철물들은 환자 치아 형태로 수제작 혹은 기계 가공 등을 통해 형상이 제작된다. 형상 제작 과정에서는 가공 편의성을 위해 열처리되지 않은 세라믹 재료를 사용하고, 형상 제작 이후에는 강도 보강, 표면처리 등을 위해 열처리 과정을 거치게 된다.

이러한 세라믹 치과 보철물들을 열처리하기 위해서는 1600도 수준까지 가열이 가능한 고온 가열로가 필요하다. 이러한 고온 가열을 위해서 SiC 혹은 MoSi₂ 계열 발열체가 주로 이용되며, 발열체는 마그네트론이 조사하는 마이크로웨이브에 의하여 발열된다.

이러한 고온 가열이 필요한 발열체는 상대적으로 가격대가 높아 가열로 내에 국부적으로 제한된 숫자만이 장착된다. 가열로 내부에 발열체가 골고루 설치되지 못하고 국부적으로 설치되면 가열로 내부의 열분포는 균일성이 떨어지게 되고, 이는 열처리 품질을 떨어뜨리게 되는 원인이 된다.

일본 공개특허공보 제2010-025452호 (2010.02.04)

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 마이크로웨이브에 반응하는 서클(circle) 타입 발열체 구조와 높이 조절 실린더 구조가 적용되어 에너지 효율성과 사용자 편의성이 향상된 덴탈 퍼니스를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면은 본체부, 상기 본체부 내부에 구비되는 가열실, 상기 가열실에 배치되는 단열 구조체, 발열체가 장착되고 내부에 소결 대상물이 안착되며, 상기 단열 구조체 내부에 배치되는 발열부, 상기 가열실 상측에 설치되어 상기 발열체로 마이크로웨이브를 조사하는 마그네트론, 상기 발열부의 온도를 감지하는 온도감지센서 및 상기 온도감지센서의 감지신호를 수신하고, 상기 마그네트론을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 발열체는 SiC 소재의 서클(circle) 타입 구조를 갖으며, 상기 소결 대상물의 상하부에 위치하도록 구성되는 덴탈 퍼니스를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발열부는 서클 타입 안착부를 갖고 상기 발열체가 안착되는 단열재 베이스, 상기 단열재 베이스 상측에 구비되고 소결 대상물이 안착되는 도가니 및 서클 타입 안착부를 갖고 상기 발열체가 안착되는 단열재 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 덴탈 퍼니스일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발열부가 상기 단열 구조체의 내부 또는 외부로 이동할 수 있도록 상기 발열부의 높이를 조절하는 높이 조절부를 더 포함하고, 상기 높이 조절부는 상기 발열부가 안착되는 실린더 플레이트 및 상기 실린더 플레이트를 상하로 움직이게 하는 전동 실린더를 구비하는 것을 특징으로 하는 덴탈 퍼니스일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마그네트론은 적어도 두개 구비되되, 서클 타입 구조의 상기 발열체로의 마이크로웨이브 조사를 용이하게 할 수 있도록 서로 기울어지게 배치되는 것을 특징으로 하는 덴탈 퍼니스일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 사용자의 조작에 따라 소결 대상물이 안착된 상기 발열부를 상기 가열실 내부 또는 외부로 이동시키는 전동 실린더를 제어하는 것을 특징으로 하는 덴탈 퍼니스일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 본체부에 구비되는 적어도 하나의 공기 배출구와 연통되어 가열된 공기를 배출시키는 적어도 하나의 온도조절용 팬(FAN)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 덴탈 퍼니스일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 본체부 외측에 장착되어, 사용자의 조작 또는 입력에 따라 상기 마그네트론, 상기 높이 조절부 및 상기 온도조절용 팬을 제어하기 위한 제어 신호를 입력받아 상기 제어부에 전송하며, 상기 가열실과 높이 조절부의 상태를 사용자에게 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 덴탈 퍼니스일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 덴탈 퍼니스의 발열부는 도가니에 안착된 소결 대상물 주위로 서클 타입 구조의 발열체가 둘러싸고 있는 구조로서, 도가니 내 소결 대상물에 열에너지가 골고루 전달되어 소결 대상물의 강도 및 열수축률이 균질해지고, 표면 색상 및 광택 등 열처리 가공에 따른 소결 대상물의 품질이 전체적으로 향상될 수 있다.

또한, 덴탈 퍼니스에 높이 조절부가 구비됨에 따라 발열부가 가열실 및 단열 구조체 내외부로 이동할 수 있게 되어 사용자는 부품 교체가 필요한 경우 또는 내부 청소가 필요한 경우 보다 용이하게 작업을 수행할 수 있으며, 이에 따라 덴탈 퍼니스의 사용 안정성이 향상될 수 있다

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 덴탈 퍼니스의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 덴탈 퍼니스의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열 구조체의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열부의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 조절부의 작동 과정을 나타내는 사용 상태도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 덴탈 퍼니스의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 덴탈 퍼니스의 내부 구성을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열 구조체의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열부의 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 조절부의 작동 과정을 나타내는 사용 상태도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 덴탈 퍼니스(1000)는, 본체부(100), 상기 본체부(100) 내부에 구비되는 가열실(200), 상기 가열실(200)에 배치되는 단열 구조체(300), 발열체(410)가 장착되고 내부에 소결 대상물이 안착되며, 상기 단열 구조체(300) 내부에 배치되는 발열부(400), 상기 가열실(200) 상측에 설치되어 상기 발열체(410)로 마이크로웨이브를 조사하는 마그네트론(500), 상기 발열부(400)의 온도를 감지하는 온도감지센서(600) 및 상기 온도감지센서(600)의 감지신호를 수신하고, 상기 마그네트론(500)을 제어하는 제어부(700)를 포함한다.

먼저 발열 메커니즘을 살펴보면, 발열부(400)에 장착되는 발열체(410)는 SiC 섬유로 구성될 수 있다. SiC 섬유는 초고온 세라믹스 섬유강화 복합재의 강화소재로서 고온, 고압의 환경에서도 고강도, 고인성, 내식성 및 고신뢰도의 구조적 특성을 유지하는 소재이다.

즉, 강한 공유결합 물질로 소결첨가제 없이 소결하기 매우 어려우나 고온(1,200~1,700도) 이상의 조건에서도 용융되지 않고, 열전도율과 경도가 높으며, 열팽창률이 비교적 작아서 발열 소재로 사용하기에 유리한 작용효과가 있다.

마그네트론(500)은 상기 발열체(410)에 마이크로웨이브를 조사하는 장치로서, 상기 마이크로웨이브에 의하여 가열되는 발열체(410)에 존재하는 자유 이온(free ions) 또는 이온을 가진 종(Ionic species)에 영향을 주게 된다. 발열체(410)에 가해지는 마이크로웨이브에 의하여 발열체(410) 내부 물질들의 이온 운동(ionic motion)이 발생하게 되고, 이에 따라 이온성 전도가 이루어져 발열체(410)가 발열된다.

본 발명에 따른 발열체(410)는 상기 마그네트론(500)의 마이크로웨이브 조사에 의해 대략 1600도 이상까지 상승하여 발열할 수 있도록 구성된다.

일 실시예에 따르면, 본 발명의 발열체(410)는 SiC 소재의 서클(circle) 타입 구조를 갖으며, 소결 대상물의 상하부에 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 발열부(400)는 서클 타입 안착부를 갖고 상기 발열체(410)가 안착되는 단열재 베이스(440), 상기 단열재 베이스(440) 상측에 구비되고 소결 대상물이 안착되는 도가니(430) 및 서클 타입 안착부를 갖고 상기 발열체(410)가 안착되는 단열재 커버(420)를 포함한다. 이때, 상기 발열체(410)는 카트리지형 발열체로서, 상기 단열재 커버(420)의 안착부 및 상기 단열재 베이스(440)의 안착부에 각각 안착되도록 구성되어 손쉽게 교체가 가능하다. 또한, 상기 도가니(430)는 지르코니아 도가니일 수 있다.

즉, 상기 발열부(400)는 상기 도가니(430)에 안착된 소결 대상물 상하부에 서클 타입 구조의 발열체(410)가 위치하고 있는 구조로서, 상기 소결 대상물에 열에너지가 골고루 전달되어 소결 대상물의 강도 및 열수축률이 균질해지고, 표면 색상 및 광택 등 열처리 가공에 따른 소결 대상물의 품질이 전체적으로 향상될 수 있다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본체부(100)의 내측 상부에는 치과용 보철물 등을 소결 시키기 위한 가열실(200)이 마련되며, 내측 하부에는 덴탈 퍼니스(1000)의 내부 구성들을 제어하기 위한 제어부(700)가 마련된다.

일 실시예에 따르면, 본 발명의 덴탈 퍼니스(1000)는 상기 본체부(100)에 구비되는 적어도 하나의 공기 배출구와 연통되어 본체부(100) 내부의 가열된 공기를 냉각시키는 적어도 하나의 온도조절용 팬(110)을 더 포함할 수 있다. 상기 온도조절용 팬(110)이 구비됨에 따라 덴탈 퍼니스(1000) 내부의 공기 온도를 보다 용이하게 낮출 수 있어 온도 상승에 따른 내부 구성들의 손상 가능성이 낮아지게 된다.

가열실(200)은 치과용 보철물 등의 소결이 이루어지는 공간으로서, 상기 본체부(100)의 내측 상부에 마련되며 전면부가 오픈된 박스 형상으로 형성될 수 있다. 가열실(200)의 상부에는 가열실(200) 내부의 발열체(400)에 마이크로웨이브를 조사하는 마그네트론(500)이 장착될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 마그네트론(500)은 적어도 두개 구비되되, 전술한 서클 타입 구조의 발열체(410)로의 마이크로웨이브 조사를 용이하게 할 수 있도록 서로 기울어지게 배치되는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 상기 가열실(200)의 상부 지붕은 적어도 두개의 경사면을 갖도록 구성될 수 있으며, 상기 마그네트론(500)은 각각의 상기 경사면에 장착됨으로써 서로 기울어지게 배치될 수 있고, 이에 따라 서클 타입 구조의 발열체(410)로 보다 용이하게 마이크로웨이브를 조사할 수 있다.

단열 구조체(300)는 가열실(200)의 내부에 안착될 수 있으며, 상기 단열 구조체(300)는 내부에 배치되는 상기 발열부(400)의 열기가 외부로 전달되는 것을 방지하는 역할을 한다.

한편, 상기 단열 구조체(300)의 일측에는 상기 발열부(400)의 온도를 감지하는 온도감지센서(600)가 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 온도감지센서(600)는 상기 가열실(200)의 일측면 및 상기 단열 구조체(300)의 일측면을 관통하면서 상기 단열 구조체(300)의 내부까지 도달할 수 있도록 구성되며, 상기 발열부(400)의 온도를 감지하여 감지신호를 제어부(700)에 전송한다.

제어부(700)는 상기 본체부(100) 내측 하부에 구비되며, 상기 온도감지센서(600)의 감지신호를 수신하고, 상기 마그네트론(500)의 마이크로웨이브 출력 및 강도를 제어한다.

보다 구체적으로, 상기 제어부(700)은 초기 구동시에 설정 온도에 도달하기까지 상기 마그네트론(500)을 제어하여 상기 발열체(410)를 가열하도록 한다. 이후 상기 제어부(700)은 상기 온도감지센서(600)의 감지신호를 수신하여 상기 발열부(400)가 설정 온도에 도달되면 상기 마그네트론(500)을 구현된 PWM 제어 알고리즘에 의해 마이크로웨이브의 출력을 조절하는 방법으로 에너지를 절감하는 것이 가능하다.

일 실시예에 따르면, 본 발명의 덴탈 퍼니스(1000)는 상기 발열부(400)가 상기 단열 구조체(300)의 내부 또는 외부로 이동할 수 있도록 상기 발열부(400)의 높이를 조절하는 높이 조절부(800)를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 높이 조절부(800)는 상기 발열부(400)가 안착되는 실린더 플레이트(810) 및 상기 실린더 플레이트(810)를 상하로 움직이게 하는 전동 실린더(820)를 구비할 수 있다.

보다 구체적으로, 소결 대상물이 발열부(400)에 놓이기 전에는 상기 발열부(400)가 상기 단열 구조체(300) 하측 외부에 위치하고 있으며, 소결 대상물이 상기 발열부(400)에 놓이면 사용자 조작에 의해 상기 구동 실린더(820)가 구동되며, 이에 따라 상기 발열부(400)가 상기 단열 구조체(300) 내부에 위치할 수 있게 된다.

이때, 상기 발열부(400)는 실린더 플레이트(810)에 안착된 단열 소재의 판상형 밀폐부(310) 상에 놓이게 되며, 상기 발열부(400)가 상기 높이 조절부(800)에 의해 상기 단열 구조체(300) 내부에 진입함과 동시에 상기 단열 구조체(300)의 하측 개방부는 상기 밀폐부(310)에 의해 밀폐된다.

한편, 제어부(700)는 사용자의 조작에 따라 소결 대상물이 안착된 상기 발열부(400)를 상기 가열실(200) 내부 또는 외부로 이동시키는 전동 실린더(820)를 제어하게 된다.

이처럼, 상기 높이 조절부(800)가 구비됨에 따라 발열부(400)가 상기 가열실(200) 및 상기 단열 구조체(300) 내외부로 이동할 수 있게 되어 사용자는 부품 교체가 필요한 경우 또는 내부 청소가 필요한 경우 보다 용이하게 작업을 수행할 수 있으며, 이에 따라 덴탈 퍼니스(1000)의 사용 안정성이 향상될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 본 발명의 덴탈 퍼니스(1000)는 상기 본체부(100) 외측에 장착되는 디스플레이부(900)를 더 포함할 수 있다.

디스플레이부(900)는 사용자의 조작 또는 입력에 따라 상기 마그네트론(500), 상기 높이 조절부(800) 및 상기 온도조절용 팬(110)을 제어하기 위한 제어 신호를 입력받아 상기 제어부(700)에 전송한다. 또한, 디스플레이부(900)는 가열실(200)과 높이 조절부(800)의 상태를 사용자에게 표시한다.

이에 따라, 사용자는 상기 디스플레이부(900)를 통해 보다 용이하게 덴탈 퍼니스(900)의 상태를 파악하고 조작할 수 있어 사용자 편의성이 향상될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1000 덴탈 퍼니스
100 본체부
110 온도조절용 팬
200 가열실
300 단열 구조체
400 발열부
410 발열체
420 단열재 커버
430 도가니
440 단열재 베이스
500 마그네트론
600 온도감지센서
700 제어부
800 높이 조절부
900 디스플레이

Claims (7)

1. 본체부;
   상기 본체부 내부에 구비되는 가열실;
   상기 가열실에 배치되는 단열 구조체;
   발열체가 장착되고 내부에 소결 대상물이 안착되며, 상기 단열 구조체 내부에 배치되는 발열부;
   상기 가열실 상측에 설치되어 상기 발열체로 마이크로웨이브를 조사하는 마그네트론;
   상기 발열부의 온도를 감지하는 온도감지센서; 및
   상기 온도감지센서의 감지신호를 수신하고, 상기 마그네트론을 제어하는 제어부를 포함하되,
   상기 발열체는 SiC 소재의 서클(circle) 타입 구조를 갖으며, 상기 소결 대상물의 상하부에 위치하도록 구성되는 덴탈 퍼니스.
2. 제1항에 있어서,
   상기 발열부는 서클 타입 안착부를 갖고 상기 발열체가 안착되는 단열재 베이스, 상기 단열재 베이스 상측에 구비되고 소결 대상물이 안착되는 도가니 및 서클 타입 안착부를 갖고 상기 발열체가 안착되는 단열재 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 덴탈 퍼니스.
3. 제1항에 있어서,
   상기 발열부가 상기 단열 구조체의 내부 또는 외부로 이동할 수 있도록 상기 발열부의 높이를 조절하는 높이 조절부를 더 포함하고,
   상기 높이 조절부는 상기 발열부가 안착되는 실린더 플레이트 및 상기 실린더 플레이트를 상하로 움직이게 하는 전동 실린더를 구비하는 것을 특징으로 하는 덴탈 퍼니스.
4. 제1항에 있어서,
   상기 마그네트론은 적어도 두개 구비되되, 서클 타입 구조의 상기 발열체로의 마이크로웨이브 조사를 용이하게 할 수 있도록 서로 기울어지게 배치되는 것을 특징으로 하는 덴탈 퍼니스.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는 사용자의 조작에 따라 소결 대상물이 안착된 상기 발열부를 상기 가열실 내부 또는 외부로 이동시키는 전동 실린더를 제어하는 것을 특징으로 하는 덴탈 퍼니스.
6. 제5항에 있어서,
   상기 본체부에 구비되는 적어도 하나의 공기 배출구와 연통되어 가열된 공기를 배출시키는 적어도 하나의 온도조절용 팬(FAN)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 덴탈 퍼니스.
7. 제6항에 있어서,
   상기 본체부 외측에 장착되어,
   사용자의 조작 또는 입력에 따라 상기 마그네트론, 상기 높이 조절부 및 상기 온도조절용 팬을 제어하기 위한 제어 신호를 입력받아 상기 제어부에 전송하며,
   상기 가열실과 높이 조절부의 상태를 사용자에게 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 덴탈 퍼니스.

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