KR100576969B1 - 오염 물질 흡착 구조체 - Google Patents

오염 물질 흡착 구조체 Download PDF

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서희준
조혁진
우창욱
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한국항공우주연구원
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Abstract

본 발명은, 내부에 냉각 유체 공급구 및 냉각 유체 배출구를 구비하는 열 진공 챔버용 오염 물질 흡착 구조체에 있어서, 프레임; 프레임에 장착되고, 냉각 유체의 유입구 및 유출구를 구비하는 하나 이상의 오염 물질 흡착판; 일단은 냉각 유체 공급구와 연결되고, 타단은 오염 물질 흡착판 유입구와 연결되는 유입 라인; 일단은 오염 물질 흡착판 유출구와 연결되고, 타단은 냉각 유체 배출구와 연결되는 유출 라인; 및 프레임에 장착되어, 프레임의 이동을 가능하게 하는 프레임 이동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 열진공 챔버용 오염 물질 흡착 구조체를 제공한다.

Description

오염 물질 흡착 구조체{a decontaminating structure for a thermal vacuum chamber}
도 1은 열 진공 챔버 및 내부에 배치된 오염 물질 흡착 구조체에 대한 개략적인 상태 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 오염 물질 흡착 구조체의 개략적인 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 오염 물질 흡착 구조체의 오염 물질 흡착판의 부분 분해 사시도.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 오염 물질 흡착판의 하단 및 유입 라인의 개략적인 부분 분해 사시도.
도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 오염 물질 흡착판의 상단 및 유출 라인의 개략적인 부분 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각 유체 리저버.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 프레임 이동 수단의 일예로서의 이동 휠에 대한 부분 확대도.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 오염 물질 흡착판 곡면체에 대한 개략적인 분해 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10...열 진공 챔버 20...슈라우드
30...열 진공 챔버 지지대 100...오염 물질 흡착 구조체
110...프레임 120...오염 물질 흡착판 평면체
120'...오염 물질 흡착판 곡면체 120a, 120'a...오염 물질 흡착판
121...유동판 122...엠보싱
123...냉각 유체 유동 경로 124...오염 물질 흡착판 유입구
125...오염 물질 흡착판 유출구 130...유입 라인
131...유입 라인 연결구 132...벨로우즈 연결부
133...냉각 유체 공급구 연결부 140...유출 라인
141...유출 라인 연결구 142...벨로우즈 연결부
143...냉각 유체 배출구 연결부 150...프레임 이동 수단
151...이동 휠 지지축 152...이동 휠 덮개
153...이동 휠 200...냉각 유체 제어 밸브
210...냉각 유체 리저버 210a...냉각 유체 리저버 헤드
210b...냉각 유체 리저버 본체 211...냉각 유체 리저버 유입구
212...냉각 유체 리저버 유출구
213...냉각 유체 수위 센서 장착구 220...냉각 유체 수위 센서
221...도선 230...냉각 유체 제어 밸브
본 발명은 오염 물질 흡착 구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열 진공 챔버 내 오염 물질을 선 제거하기 위한 베이크-아웃 공정시 사용되는 오염 물질 흡착 구조체를 제공하는 것이다.
우주 환경은 고진공 환경과, 고온 및 극저온 환경으로 대변되는 가혹 환경이다. 이와 같은, 가혹 환경 하에서 작동하는 위성체는 지상에서와는 다른 특성을 나타내게 된다. 특히, 고진공 환경, 예를 들어 10-2 torr 이하의 진공 환경 하에서는 위성체의 부품들로부터 탈기 현상(outgassing)이 발생한다. 이와 같은 탈기된 물질들은 이차 면경(second surface mirror), 광학 렌즈, 태양 전지 커버 글라스 등과 같은 위성체의 중요 요소에 부착되어 위성체를 오염시킴으로써, 열 제어, 전력 생산 및 관측 기능과 같은 위성체의 작동을 저해하거나, 경우에 따라서는 위성체의 기능을 상실케 할 수도 있다.
따라서, 위성체 등이 우주 환경에 노출되기 전에 위성체 등을 모사 우주 환경에 노출시켜, 탈기 현상으로 인한 오염 물질을 선처리하거나 또는 오염 물질이 다량 발생되는 부위를 관측함으로써, 위성체에 대한 작동 및/또는 설계 신뢰도를 증대시킨다.
위성체 등의 오염 물질 선처리 및 관측을 위하여 사용되는 모사 우주 환경은 주로 열 진공 챔버 내에서 이루어진다. 열 진공 챔버는 외부에 배치되는 진공 펌프를 통하여 챔버 내의 기체를 외부로 배출시킴으로써 고진공 상태, 예를 들어 10-6 torr 이하의 고진공 상태를 유지한다. 또한, 열 진공 챔버 내에는 슈라우드(shroud)와 같은 열 교환기가 구비되어, 열 진공 챔버 내에 배치되는 위성체 등과 열 교환을 이룬다.
위성체 등으로부터 탈기되는 오염 물질의 선처리 및 이의 관측시 열 진공 챔버 내에는 오염 방지판이 구비되어, 고진공 하의 위성체로부터 탈기된 물질에 의해 위성체 내지 위성체 부품이 오염되는 것을 방지한다. 대한민국 등록 특허 제 315552호에는 -180℃ 이하로 유지되어 탈기된 물질을 흡착시키는 구조의 오염 방지판이 개시되어 있다.
한편, 위성체 등의 선처리 및 관측을 위하여 사용되는 열 진공 챔버는, 위성체 등의 선처리 및 관측 이전에 먼저 베이크-아웃 공정을 거쳐야 한다. 즉, 열 진공 챔버의 내벽 내지 슈라우드 표면에 흡착되어 있는 오염 물질 및/또는 고진공 상태의 열 진공 챔버 내벽 내지 슈라우드 자체로부터 탈기된 물질이, 선처리 등의 과정에서 위성체를 오염시키는 위험성이 있다. 따라서, 이와 같은 위험성을 방지하기 위하여, 선처리 등의 과정 이전에 먼저 열 진공 챔버 내를 고진공, 고온 상태로 형성하여 오염 물질을 제거하는 베이크-아웃 공정이 선행되어야 한다.
하지만, 상기한 종래 기술에 따른 오염 방지판은 소량의 오염 물질을 제거하는데 사용될 뿐, 대량의 오염 물질을 제거하는 데는 적합하지 않을 뿐만 아니라, 열 진공 챔버의 일측 내지 슈라우드 뒤편과 같이 장착 위치도 제한되어, 열 진공 챔버 내의 오염 물질을 원활하게 흡착시키는 데 난점이 있다.
본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 열 진공 챔버의 베이크-아웃 공정에서 발생되는 오염 물질을 보다 원활하고 효과적으로 제거하는 오염 물질 흡착 구조체를 제공함을 목적으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따르면, 본 발명은, 내부에 냉각 유체 공급구 및 냉각 유체 배출구를 구비하는 열 진공 챔버용 오염 물질 흡착 구조체에 있어서, 프레임; 프레임에 장착되고, 냉각 유체의 유입구 및 유출구를 구비하는 하나 이상의 오염 물질 흡착판; 일단은 냉각 유체 공급구와 연결되고, 타단은 오염 물질 흡착판 유입구와 연결되는 유입 라인; 일단은 오염 물질 흡착판 유출구와 연결되고, 타단은 냉각 유체 배출구와 연결되는 유출 라인; 및 프레임에 장착되어, 프레임의 이동을 가능하게 하는 프레임 이동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 열진공 챔버용 오염 물질 흡착 구조체를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 오염 물질 흡착 구조체는 냉각 유체 제어 장치를 더 구비한다. 이와 같은 구조에 의하여, 오염 물질 흡착 구조체 내로 유입되는 냉각 유체의 유량을 제어하여 냉각 유체가 유동하는 오염 물질 흡착판의 냉각 정도를 조정함으로써, 오염 물질을 오염 물질 흡착판 외면에 보다 효과적으로 흡착시키는 오염 물질 흡착 구조체를 제공할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 오염 물질 흡착 구조체(100)가 열 진공 챔버(10)에 유입된 상태를 나타내는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 열 진공 챔버(10)는 지면의 상부에 배치되고, 열 진공 챔버(10)는 위성체와 같은 대상체의 반입을 위해 개폐 가능한 구조의 열 진공 챔버 헤드(10a) 및 열 진공 챔버 본체(10b)를 구비한다. 열 진공 챔버(10) 내부를 진공 상태로 만들기 위한 진공 펌프 등과 같은 구성 요소들은 생략되었다.
열 진공 챔버(10)는 열 진공 챔버 지지대(30)에 의하여 지지된다. 열 진공 챔버 지지대(30)는 열 진공 챔버 헤드 지지대(30a)와 열 진공 챔버 본체 지지대(30b)를 포함한다. 열 진공 챔버 헤드(10a)는 열 진공 챔버 헤드 지지대(30a)에 의하여 지지되고, 열 진공 챔버 본체(10b)는 열 진공 챔버 본체 지지대(30b)에 의하여 지지된다.
열 진공 챔버 지지대(30)는 지면 또는 플레이트 상에 형성된 이송 레일(31)을 따라 이동 가능한 구성을 취할 수도 있다. 즉, 열 진공 챔버 헤드 지지대(30a) 및/또는 열 진공 챔버 본체 지지대(30b)의 하부에는 이송 레일(31)과 맞물리는 이송 가이드부(미도시)가 형성되어, 열 진공 챔버 헤드 지지대(30a) 및/또는 열 진공 챔버 본체 지지대(30b)는 슬라이드 운동을 할 수 있다. 이와 같은 열 진공 챔버 지지대(30)의 슬라이드 운동에 의하여, 열 진공 챔버 헤드(10a) 및 열 진공 챔버 본체(10b)가 서로 맞물리거나 또는 분리 이격됨으로써, 열 진공 챔버(10)를 폐쇄시 키거나 개방시킬 수 있는데, 이송의 용이함을 위하여 열 진공 챔버 본체 지지대(30b) 상의 열 진공 챔버 본체(10b)는 고정되어 있고, 열 진공 챔버 헤드 지지대(30a) 상에 배치된 열 진공 챔버 헤드(10a)만이 열 진공 챔버 도어로서 이송 레일(31)을 따라 이송 가능한 구조를 취하는 것이 바람직하다.
열 진공 챔버(10)의 내부에는 슈라우드(20, shroud)가 구비되는데, 슈라우드(20)는 열 진공 챔버(10) 내의 열 교환을 담당한다.
도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 오염 물질 흡착 구조체(100)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 오염 물질 흡착 구조체(100)는 프레임(110), 하나 이상의 오염 물질 흡착판(120a), 유입 라인(130), 유출 라인(140), 및 프레임 이동 수단(150)을 구비한다.
프레임(110)은 오염 물질 흡착 구조체(100)의 틀을 형성하여, 다른 구성 요소들을 장착 및 지지한다. 오염 물질 흡착판(120a)은 프레임(110)에 의하여 지지되고, 오염 물질 흡착판(120a)의 내부에는 냉각 유체가 유동한다. 유입 라인(130)은 오염 물질 흡착판(120a)과 연결되어 외부로부터 공급된 냉각 유체를 오염 물질 흡착판(120a)으로 공급한다. 유출 라인(140)은 오염 물질 흡착판(120a)과 연결되어 오염 물질 흡착판(120a)을 경유한 냉각 유체를 외부로 배출시킨다. 프레임 이동 수단(150)은 프레임(110), 특히 프레임(110)의 하부에 장착되어, 프레임(110)의 원활한 이송을 가능하게 한다.
이하에서는, 상기한 일실시예에 따른 오염 물질 흡착판 구조체(100)의 구성 요소들에 대하여 보다 자세하게 설명한다.
프레임(110)은 오염 물질 흡착판 구조체(100)의 틀을 형성하여, 오염 물질 흡착판(120a) 및 유입 라인(130)/유출 라인(140) 등을 지지한다. 여기서, 프레임(110)은 한 개의 프레임 플레이트와 수 개의 프레임 바아에 의하여 눕혀진 삼각 기둥 형상을 구성하는 것으로 도시되었으나, 프레임(110)은 이에 국한되지 않고, 수 개의 프레임 바아 만으로 구성될 수도 있고, 프레임 바아의 단면도 삼각형, 사각형 또는 원형일 수도 있는 등, 설계 사양에 따라서 다양한 구조를 취할 수도 있다.
오염 물질 흡착판(120a)은 프레임(110)에 의하여 지지되는데, 프레임에 고정 장착될 수도 있고, 경우에 따라서는 오염 물질 흡착판(120a)은 프레임(110)으로부터 연장된 흡착판 연장 지지부(111, 도 4b 참조)에 의하여 단순하게 지지되는 구조를 취할 수도 있다. 여기서, 구체적으로 도시되지는 않았으나, 오염 물질 흡착판(120a)과 이를 지지하는 프레임(110) 사이에는 전도(conduction)에 의한 열 전달을 방지 내지 최소화시키기 위하여, 오염 물질 흡착판(120a)과 프레임(110) 사이에 테르폰(Teflon)과 같은 단열재가 배치되는 간접적인 지지구조를 취하는 것이 바람직하다. 즉, 이와 같은 간접적인 지지구조를 취함으로써, 오염 물질 흡착판(120a) 내부에서 유동하는 극저온의 냉각 유체가 오염 물질 흡착판(120a) 표면을 통하여 프레임(120)과 열 전달을 이루는 것을 방지 내지 최소화시키는 것이 오염 물질 흡착판(120a)의 성능을 최대화시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 오염 물질 흡착 구조체(100)는 복수 개의 오염 물질 흡착판(120a)을 구비하고, 복수 개의 오염 물질 흡착판(120a)은 동일 평면 상에 배치되어 오염 물질 흡착판 평면체(120)를 형성한다. 본 일실시예에서, 오염 물질 흡착판 구조체(100)는 두 개의 오염 물질 흡착판 평면체(120)를 구비하는데, 각각의 오염 물질 흡착판 평면체(120)는 서로 대향하도록 프레임(110)에 의하여 지지된다.
두 개의 오염 물질 흡착판 평면체(120)의 상단 간 거리는 하단 간 거리보다 작게 형성된다. 즉, 각각의 오염 물질 흡착판 평면체(120)는 오염 물질 흡착 구조체(100)의 이동 방향에 수직한 평면 상에서 보아 삼각형의 서로 이격된 두 개의 빗변을 이루도록 배치된다. 이와 같이, 프레임(110) 및 오염 물질 흡착판(120a)이, 오염 물질 흡착 구조체(100)의 이동 방향에 수직한 평면 상에서 보아 삼각형 타입으로 구성됨으로써, 오염 물질 흡착 구조체(100)는 안정적인 구조를 취할 수 있다는 장점이 있다.
오염 물질 흡착판(120a)은 이중 벽 구조의 오염 물질 흡착판(120a)일 수도 있다. 도 3에는 이중 벽 구조의 오염 물질 흡착판(120a)의 일부에 대한 부분 확대도가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이중 벽 구조의 오염 물질 흡착판(120a)은 서로 대향하는 두 개의 유동판(121)을 포함한다. 각각의 유동판(121) 표면에는 다수 개의 엠보싱(122)이 형성되고, 어느 한 유동판(121)에 형성된 엠보싱(122)들은 다른 유동판(121)에 형성된 엠보싱(122)들과 대응되도록 배치된다. 엠보싱(122)들에 의하여 유동 공간이 형성되고, 도면 부호 "123"으로 표시되는 유동 경로를 따라 냉각 유체가 유동 공간을 유동하게 된다.
엠보싱(122)의 형태는 어느 일 형태에 국한되는 것은 아니다. 즉, 엠보싱(122)은 사각형 타입 이외에도 원형일 수 있는 등, 냉각 유체의 유동 설계 조건에 따라 다양한 구성을 취할 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 오염 물질 흡착판(120a)은 이중 벽 구조를 갖는 것으로 기술되었으나, 본 발명에 따른 오염 물질 흡착판이 이에 한정되지는 않는다. 즉, 오염 물질 흡착판은 서로 대향하는 두 개의 플레이트와, 이들 플레이트와 접하며 이들 플레이트 사이에 배치되는 유동 파이프를 구비하는 파이프형 오염 물질 흡착판으로 구성될 수도 있는 등, 내부에서 냉각 유체가 유동 가능하고, 외부에 오염 물질이 흡착될 수 있는 구조를 취하는 범위에서, 다양한 변형이 가능하다.
오염 물질 흡착판(120a)은 냉각 유체를 유입 및 배출시키기 위한 오염 물질 흡착판 유입구(124) 및 오염 물질 흡착판 유출구(125)를 포함한다. 오염 물질 흡착판 유입구(124)는 오염 물질 흡착판(120a)의 하단에 배치되고, 오염 물질 흡착판 유출구(125)는 오염 물질 흡착판(120a)의 상단에 배치된다. 오염 물질 흡착판 유입구(124) 및 오염 물질 흡착판 유출구(125)의 배치 위치는 이와 같은 구성을 취함으로써, 냉각 유체가 오염 물질 흡착판(120a)의 내부를 유동하는 동안, 냉각 유체가 오염 물질 흡착판(120a)의 외부와 열 교환을 통하여 기화되는 부분을 포함한 냉각 유체를 오염 물질 흡착판(120a) 내부에서 효율적으로 유동시킬 수 있다.
유입 라인(130)은 각각의 오염 물질 흡착판(120a)에 냉각 유체를 공급한다. 유입 라인(130)은 프레임(110)을 구성하는 프레임 플레이트 일면 상에 배치되는데, 유입 라인(130)의 지지가 이에 국한되는 것은 아니다. 유입 라인(130)의 일단은 냉각 유체 공급구 연결부(133)를 통하여 열 진공 챔버(10) 내에 배치된 냉각 유체 공급구(11)와 연결되고, 타단 및/또는 선단은 오염 물질 흡착판(120a)에 구비된 오염 물질 흡착판 유입구(124, 도 4b 참조)와 연결되어, 외부로부터 공급되는 냉각 유체를 오염 물질 흡착판에 공급한다. 도 2에서 유입 라인(130)은 오염 물질 흡착판(120a)에 냉각 유체를 공급하기 위한 공통의 유입 라인(130)으로 구성되었으나, 유입 라인(130)은 각각의 오염 물질 흡착판(120a)에 대하여 개별적으로 구비될 수도 있다.
도 4a에는 유입 라인(130)과 오염 물질 흡착판 유입구(124)와의 결합 관계의 일예가 도시되어 있다. 유입 라인(130)의 외주면에는 오염 물질 흡착판 유입구(124)와의 결합을 위한 유입 라인 연결구(131)가 구비되고, 이를 통하여 유입 라인(130)을 관류하는 냉각 유체가 오염 물질 흡착판(120a)으로 유입된다.
유입 라인(130)은 강성 라인으로 구성될 수도 있으나, 체적 변화로 인한 손상을 방지하기 위하여 적어도 일부가 플렉서블 라인으로 구성될 수도 있다. 즉, 극저온 상태의 냉각 유체가 유입되는 경우, 오염 물질 흡착판(120a) 등을 포함한 구성 요소들에 체적 변화가 발생한다. 이와 같은 체적 변화는 응력 집중을 발생시켜 각각의 구성 요소들이 파손될 위험성을 증대시키기 때문에, 유입 라인(130)의 적어도 일부를 플렉서블 라인으로 구성함으로써, 오염 물질 흡착판(120a)과 같은 구성 요소의 수축으로 인하여 이와 연결된 유입 라인(130)에 응력이 집중됨을 방지 할 수 있고, 궁극적으로 응력 집중으로 인한 유입 라인(130) 등의 파손을 방지할 수 있다.
유입 라인(130)이 취할 수 있는 플렉서블 라인의 형태는 다양한데, 그 중에서도 도 4a에 도시된 바와 같이 접철 가능한 벨로우즈 타입을 취함으로써, 유입 라인(130)과 연결되는 구성 요소의 수축으로 인한 응력 집중을 방지할 뿐만 아니라, 유입 라인(130) 자체의 수축으로 인한 응력 집중도 방지할 수 있다.
유출 라인(140)은 각각의 오염 물질 흡착판(120a)으로부터 유출되는 냉각 유체를 외부로 배출시킨다. 유출 라인(140)은 프레임(110)의 상단에 배치되어 프레임(110)에 의하여 지지되는데, 유출 라인(140)은 프레임(110)에 고정 장착될 수도 있고, 경우에 따라서는 프레임(110)으로부터 연장되는 유출 라인 연장 지지부(112, 도 4b 참조)에 의하여 단순하게 지지되는 구조를 취할 수도 있다.
도 2에서 유출 라인(140)도 유입 라인(130)처럼 공통의 라인으로 구성되었으나, 개개의 오염 물질 흡착판(120a)에 대하여 개별적으로 구비될 수도 있는 등, 다양한 구성을 취할 수 있다.
도 4b에는 유출 라인(140)과 오염 물질 흡착판 유출구(125)와의 결합 관계에 대한 일예가 도시되어 있다. 유출 라인(140)의 일단은 오염 물질 흡착판 유출구(125)와 연결되고, 타단은 열 진공 챔버(10) 내에 배치된 냉각 유체 배출구(120)와 연결되어, 오염 물질 흡착판(120a)을 경유한 냉각 유체를 외부로 배출시킨다. 유출 라인(140)의 외주면에는 오염 물질 흡착판 유출구(125)와의 결합을 위한 유출 라인 연결구(141)가 구비되고, 이를 통하여 오염 물질 흡착판(120a)을 관류한 냉각 유체가 유출 라인(140)을 통하여 냉각 유체 배출구(120)를 거쳐 외부로 배출된다.
유출 라인(140)은 강성 라인으로 구성될 수도 있으나, 유입 라인(130)처럼 적어도 일부가 플렉서블 라인으로 구성되어, 체적 변화로 인한 구성 요소의 파손을 방지할 수 있고, 플렉서블 라인은 도 4b에 도시된 바와 같이, 접철 가능한 벨로우즈 타입으로 구성되어, 체적 변화로 유발되는 응력 집중으로 인한 유출 라인(140)의 파손을 방지할 수도 있다. 유출 라인(140)은 설계 사양에 따라 다양한 구성을 취할 수 있으나, 유입 라인(130)을 통하여 유입된 극저온의 냉각 유체가 열 전달을 통한 급속한 기화로 인하여 팽창되는 경우 부피 팽창에 따른 과도한 압력 증가로 인한 구성 요소의 파손을 방지하기 위하여, 유출 라인(140)은 유입 라인(130)보다 큰 단면적을 가지는 것, 바람직하게는 유출 라인(140)의 단면 유효 직경이 유입 라인(130)의 단면 유효 직경보다 2배 이상인 것이 바람직하다.
프레임 이동 수단(150)은 프레임(110)의 하부에 장착된다. 프레임 이동 수단(150)은 휠 타입으로서 복수 개의 이동 휠(153)을 포함할 수 있다. 각각의 이동 휠(153)은 열 진공 챔버(10)의 내벽 및/또는 슈라우드(20)의 표면과 접하며 이동한다. 경우에 따라서는, 프레임 이동 수단으로서의 이동 휠(153)과 열 진공 챔버(10)의 내벽 및/또는 슈라이드(20)의 표면과 접하는 부분의 면적을 증대시켜 보다 안정적으로 지지하고, 오염 물질 흡착 구조체(100)의 보다 원활한 이동을 가능하게 하도록, 이동 휠(153)이 열 진공 챔버(10) 내부 부분과 접하는 접점에서의 접선과 프레임(110)으로부터 연장되는 이동 휠(153)의 중심축이 수직을 이루도록 배치될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(110)으로부터 이동 수단 지지축(151)이 연장된다. 이동 휠 지지축(151)의 일단에는 이동 휠(153)이 장착되는데, 경우에 따라서는, 이동 휠(153)을 보호하기 위한 이동 휠 덮개(152)가 더 구비될 수도 있다. 여기서, 이동 휠 지지축(151)의 중심축은 선 A-A로 표시되고, 열 진공 챔버(10)의 내부는 선 B-B로 표시되고, 이동 휠(153)과 열 진공 챔버(10)의 내부가 접하는 지점은 도면 부호 "O"로 표시되며, 지점 "O"에서의 접선은 선 C-C로 표시되는데, 이동 휠 지지축(151)의 중심축인 선 A-A는 선 C-C에 수직하여, 프레임(110)은 열 진공 챔버(10) 내부에서 보다 안정적으로 지지되며 이동할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 오염 물질 흡착 구조체(100)에는 냉각 유체의 유동을 제어하기 위한 냉각 유체 제어 장치(200)가 더 구비될 수도 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 냉각 유체 제어 장치(200)는 냉각 유체 리저버(210)와, 냉각 유체 수위 센서(220)와, 냉각 유체 제어 밸브(230)를 포함한다.
도 5에는 냉각 유체 리저버(210) 및 냉각 유체 수위 센서(220)에 대한 부분 확대 단면도가 도시되어 있다. 냉각 유체 리저버(210)는 서로 분리 가능한 냉각 유체 리저버 헤드(210a) 및 냉각 유체 리저버 본체(210b)를 구비하는 것으로 도시되었으나, 이에 국한되지 않고 일체형으로도 구성될 수 있다.
냉각 유체 리저버 본체(210b)의 하면 측에는 냉각 유체 리저버 유입구(211)가 구비되고, 측면에는 냉각 유체 리저버 유출구(212)가 구비된다. 냉각 유체 리저버 유입구(211) 및 냉각 유체 리저버 유출구(212)는 유출 라인(140)과 연결되어 유체 소통됨으로써, 오염 물질 흡착판(120a)을 경유한 냉각 유체를 수용하고, 일정 수위가 넘을 경우 유출 라인(140)의 냉각 유체 배출구 연결부(143)과 연결된 냉각 유체 배출구(12)를 통하여 외부로 유체를 배출시킨다.
냉각 유체 리저버 헤드(210a)의 상단에는 냉각 유체 수위 센서 장착구(213)가 형성되어, 냉각 유체 수위 센서(220)가 장착된다. 냉각 유체 수위 센서(220)의 일단은 냉각 유체 리저버(210) 내측에 배치되고, 타단은 냉각 유체 리저버(210)의 외측에 배치되어 도선(221)을 통하여 냉각 유체 제어 밸브(230)와 연결된다. 냉각 유체 제어 밸브(230)는 유입 라인(130)의 선상에 배치된다.
냉각 유체 수위 센서(220)는 냉각 유체 리저버(210)에 수용되는 냉각 유체의 수위와의 접촉 여부 내지 전기적 신호의 변화 정도를 검출하여 이를 도선(221)을 거쳐 냉각 유체 제어 밸브(230)로 전달한다. 냉각 유체 제어 밸브(230)는 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있고, 작동 상태를 조절하기 위한 별도의 제어부를 구비할 수도 있으나, 도선(221)을 통하여 전달된 냉각 유체 수위 센서(220)의 신호에 의하여 직접 작동할 수도 있는 등, 어느 특정 형태에 국한되지는 않는다.
냉각 유체 제어 밸브(230)의 작동에 의하여 유입 라인(130)을 통하여 오염 물질 흡착판(120a) 내지 복수의 오염 물질 흡착판(120a)으로 유입되는 냉각 유체의 유량은 제어된다. 냉각 유체의 제어 정도는 단속적으로 이루어질 수도 있으나, 완전한 차단 또는 완전한 소통이 아닌, 유입 라인(130)의 개폐 정도를 연속적으로 조절할 수도 있는 등 다양한 방법으로 실시될 수 있다.
상기한 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 일예로서, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 오염 물질 흡착 구조체의 프레임이 사각 기둥 형태로 구성되어, 오염 물질 흡착판 평면체가 사각 기둥 형상 프레임의, 지면에 수직하는 네 면에 모두 장착되는 구조를 취할 수도 있고, 오염 물질 흡착판 평면체가 단일의 오염 물질 흡착판으로 구성될 수도 있다.
또한, 냉각 유체가 유동하는 오염 물질 흡착판이 호상(弧狀)으로 형성될 수도 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 오염 물질 흡착판(120'a)은 호상, 즉 곡면 형상으로 형성되고, 복수 개의 오염 물질 흡착판(120'a)이 오염 물질 흡착판 곡면체(120')를 형성한다. 본 실시예에서는 오염 물질 흡착판 곡면체(120')가 두 개가 구비된다. 두 개의 오염 물질 흡착판 곡면체(120')는 서로 대향하도록 배치된다. 이와 같은 구조에 의하여 오염 물질이 오염 물질 흡착판(120'a)에 흡착되는 정도를 최대화시킬 수 있는 등, 본 발명에 따른 오염 물질 흡착 구조체는 제조 단가 및 설계 사양에 따라 다양한 변형을 이룰 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 오염 물질 흡착 구조체에 따르면, 베이크-아웃 공정시 열 진공 챔버 내벽 및/또는 슈라우드로부터 배출되는 오염 물질을 원활하고 효과적으로 제거함으로써, 열 진공 챔버 내에서의 실제 열 진공 실험시 발생 가능한 오염 물질 증대로 인한 문제들을 제거할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 오염 물질 흡착 구조체는 프레임 이동 수단을 구비함으로써, 열 진공 챔버 내로 용이하게 투입 및 제거될 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 오염 물질 흡착 구조체는 냉각 유체 제어 장치를 더 구비함으로써, 오염 물질 흡착 구조체를 유동하는 냉각 유체의 과량 투입 내지 과소 투입을 방지함으로써, 냉각 유체를 통한 오염 물질 흡착판의 냉각 효율을 최적화시킬 수도 있다.
넷째, 본 발명에 따른 오염 물질 흡착 구조체는 설계 사양에 따라 다양한 형상의 오염 물질 흡착판을 구비함으로써, 오염 물질 흡착을 통한 오염 물질 제거 성능 및 작업 환경을 적절하게 조정할 수도 있다.
본 명세서에서는 한정된 실시예에 대하여 기술되었으나, 이는 본 발명을 설명하기 위한 일예로서 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 내부에 냉각 유체 공급구 및 냉각 유체 배출구를 구비하는 열 진공 챔버용 오염 물질 흡착 구조체에 있어서,
    프레임;
    상기 프레임에 장착되고, 냉각 유체의 유입을 위한 오염 물질 흡착판 유입구 및 냉각 유체의 유출을 위한 오염 물질 흡착판 유출구를 구비하는 하나 이상의 오염 물질 흡착판;
    일단은 상기 냉각 유체 공급구와 연결되고, 타단은 상기 오염 물질 흡착판 유입구와 연결되는 유입 라인;
    일단은 상기 오염 물질 흡착판 유출구와 연결되고, 타단은 상기 냉각 유체 배출구와 연결되는 유출 라인; 및
    상기 프레임에 장착되어, 상기 프레임의 이동을 가능하게 하는 프레임 이동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 열진공 챔버용 오염 물질 흡착 구조체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 오염 물질 흡착판은 복수 개가 구비되고,
    상기 복수 개의 오염 물질 흡착판 중 적어도 두 개 이상이 동일 평면 상에 배치되어 형성되는 오염 물질 흡착판 평면체가 복수 개가 구비되며,
    각각의 오염 물질 흡착판 평면체는 서로 대향하게 배치되되, 상단간 거리가 하단간 거리보다 작은 삼각형 빗변 타입으로 배치되는 것을 특징으로 하는 열진공 챔버용 오염 물질 흡착 구조체.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 오염 물질 흡착판 유입구는 각각의 오염 물질 흡착판의 하단에 배치되고, 상기 오염 물질 흡착판 유출구는 각각의 오염 물질 흡착판의 상단에 배치되는 것을 특징으로 하는 열진공 챔버용 오염 물질 흡착 구조체.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 오염 물질 흡착판은, 서로 대향하는 두 개의 플레이트 표면의 엠보싱에 의하여 형성된 유로를 따라 냉각 유체가 유동하는 이중벽 오염 물질 흡착판인 것을 특징으로 하는 열진공 챔버용 오염 물질 흡착 구조체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 오염 물질 흡착판은 곡면 형상을 갖고, 복수 개가 구비되되,
    상기 복수 개의 오염 물질 흡착판 중 적어도 두 개 이상이 동일 곡면 상에 배치되어 형성되는 오염 물질 흡착판 곡면체가 복수 개가 구비되고,
    각각의 오염 물질 흡착판 평면체는 내곡면이 서로 대향하게 배치되도록, 상기 복수 개의 오염 물질 흡착판 곡면체는 원형 타입으로 배치되는 것을 특징으로 하는 열진공 챔버용 오염 물질 흡착 구조체.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 오염 물질 흡착판 유입구는 각각의 오염 물질 흡착판의 하단에 배치되고, 상기 오염 물질 흡착판 유출구는 각각의 오염 물질 흡착판의 상단에 배치되는 것을 특징으로 하는 열진공 챔버용 오염 물질 흡착 구조체.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 유입 라인 및 상기 유출 라인의 적어도 일부는 플렉서블 라인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 열진공 챔버용 오염 물질 흡착 구조체.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 플렉서블 라인은 길이 방향을 따라 접철 가능한 벨로우즈 라인인 것을 특징으로 하는 열진공 챔버용 오염 물질 흡착 구조체.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임 이동 수단은 복수 개의 이동 휠을 구비하고,
    상기 각각의 이동 휠의, 상기 프레임으로부터의 연결 중심축은, 상기 이동 휠 및 열진공 챔버 내면의 접선에 수직한 것을 특징으로 하는 열진공 챔버용 오염 물질 흡착 구조체.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 오염 물질 흡착판의 하류 및 상기 냉각 유체 배출구의 상류로, 상기 유출 라인에 구비되는 냉각 유체 리저버와;
    상기 냉각 유체 리저버의 내측 상단에 배치되어, 상기 리저버 내 냉각 유체의 일정 수위 도달 여부를 검출하는 센서와;
    적어도 상기 오염 물질 흡착판 유입구의 상류에 배치되어, 상기 센서로부터의 신호에 따라 냉각 유체의 유동을 제어하는 냉각 유체 제어 밸브;를 포함하는 냉각 유체 제어 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열진공 챔버용 오염 물질 흡착 구조체.
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