KR100734191B1 - Cooling unit - Google Patents
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Abstract
냉각 대상 부재와 열교환하기 위한 냉매를 포함하는 냉각 장치는 냉매 통로와 냉각 수단을 포함한다. 냉매 통로는 냉매가 냉매 통로를 순환하도록 한다. 냉각 수단은 냉매를 냉매 통로에 공급하기 위해 냉매 통로와 연통된다. 냉각 수단은 냉동 회로, 압축기, 응축기, 감압 수단, 증발기, 냉매 공급 경로, 냉매 복귀 경로, 냉매 제어 수단, 그리고 제 1 압력 제어 수단을 포함한다. 냉매 제어 수단은 응축기를 냉매 통로와 연결함으로써 냉매가 기-액 2상 유동을 유지하게 하는 유량으로 냉매 통로를 순환하는 온 모드와, 응축기가 냉매 통로와 연결되지 못하게 함으로써 냉매가 냉매 통로를 순환하지 못하는 오프 모드를 가진다.The cooling device including a refrigerant for heat exchange with the member to be cooled includes a refrigerant passage and cooling means. The refrigerant passage allows the refrigerant to circulate through the refrigerant passage. The cooling means is in communication with the refrigerant passage to supply the refrigerant to the refrigerant passage. The cooling means includes a refrigeration circuit, a compressor, a condenser, a decompression means, an evaporator, a refrigerant supply path, a refrigerant return path, a refrigerant control means, and a first pressure control means. The refrigerant control means has on mode for circulating the refrigerant passage at a flow rate such that the refrigerant maintains a gas-liquid two-phase flow by connecting the condenser to the refrigerant passage, and the refrigerant does not circulate the refrigerant passage by preventing the condenser from connecting with the refrigerant passage. Can not have off mode.
Description
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉각장치를 보여주는 구성도이다.1 is a block diagram showing a cooling apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉각장치의 온-오프 제어를 설명하는 그래프이다.2 is a graph illustrating on-off control of a cooling apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉각장치의 샤워 플레이트 (2) 에서 최고 온도와 최저 온도 간의 온도변동과 냉매 통로 (3) 를 순환하는 탄화플루오르 R134a 의 유량과의 관계를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the relationship between the temperature fluctuation between the highest temperature and the lowest temperature and the flow rate of fluorocarbon R134a circulating in the
도 4 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉각장치를 보여주는 구성도이다.4 is a block diagram showing a cooling apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 5 는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉각장치를 보여주는 구성도이다.5 is a configuration diagram showing a cooling apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도 6 은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 냉각장치를 보여주는 구성도이다.6 is a configuration diagram showing a cooling apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
도 7 은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 냉각장치에서 탄화플루오르의 유통과 듀티비와의 관계를 설명하는 그래프이다.7 is a graph illustrating a relationship between the distribution of fluorocarbon and the duty ratio in the cooling apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 설명** Description of the main parts of the drawings *
2 : 샤워 플레이트 3 : 냉매 통로2: shower plate 3: refrigerant passage
8 : 온도 센서 (온도 검출 수단) 11 : 압축기8: temperature sensor (temperature detection means) 11: compressor
12 : 응축기 13 : 3방 밸브12
14 : 팽창 밸브 (감압 수단) 15 : 증발기14 expansion valve (decompression means) 15 evaporator
18 : 냉동 회로 18c, 18c1, 18c2 : 경로 (냉매 공급 경로)18:
18e : 경로 (냉매 복귀 경로) 10, 30, 50, 70 : 냉각기18e: path (refrigerant return path) 10, 30, 50, 70: cooler
21 : 온-오프 밸브 (냉매 제어 수단)21: on-off valve (refrigerant control means)
22 : 제 1 어큐뮬레이터 23 : 정압밸브 (압력 제어 수단)22: first accumulator 23: constant pressure valve (pressure control means)
24 : 제 2 어큐뮬레이터 41 : 리시버 (기-액 분리 수단)24: second accumulator 41: receiver (gas-liquid separation means)
본 발명은 냉각기에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 반도체 제조 장치에서 사용되는 정밀한 온도 제어가 필요한 냉각기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
반도체 제조 장치에 사용되는 냉각 장치와 같은 종래의 냉각 장치에서, 냉동 회로를 통해 순환하는 탄화플루오르 (fluorocarbon) 와 같은 주된 냉매는 물과 같은 보조 냉매를 냉각하고, 냉각된 보조 냉매는 냉각하려는 목적 부재를 냉각한다. 이 경우에 냉각하려는 목적 부재는 직접적으로 냉동 회로에 의해 냉각되지 않으나 간접적으로 보조 냉매를 통한 냉동 회로에 의해 냉각되고 그럼으로써 냉각 장치의 냉각 효율을 떨어뜨린다.In a conventional cooling apparatus such as a cooling apparatus used in a semiconductor manufacturing apparatus, a main refrigerant such as fluorocarbon circulating through a refrigeration circuit cools an auxiliary refrigerant such as water, and the cooled auxiliary refrigerant is an objective member to be cooled. To cool. In this case, the desired member to be cooled is not directly cooled by the refrigeration circuit but indirectly is cooled by the refrigeration circuit through the auxiliary refrigerant, thereby lowering the cooling efficiency of the cooling device.
상기 문제를 해결하기 위해, 냉각하려는 목적 부재가 냉동 회로를 순환하는 탄화플루오르와 같은 유일한 냉매에 의해 직접 냉각되는 냉각 장치는 심사되지 않은 일본 특허 공개 공보 (KOKAI) 2003-174016 호에 공개되어 있다. 이 냉각 장치에서, 냉동 회로의 압축기에 의해 압축된 냉매는 냉동 회로의 응축기에 의해 응 축되고, 응축된 냉매는 냉매의 유량을 조절하는 조정 밸브를 통해 진공 처리 장치의 서셉터 (susceptor) 에 형성된 냉매 통로로 전달되어 서셉터에 놓여진 본체를 냉각하도록 처리된다. 즉, 냉매 통로 자체는 소위 냉동 회로의 증발기라 불리우는 역할을 한다. 물체를 냉각한 냉매는 다시 냉동 회로를 순환하도록 응축기로 되돌려진다.In order to solve the above problem, a cooling apparatus in which the target member to be cooled is directly cooled by a unique refrigerant such as fluorocarbon circulating in a refrigeration circuit is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (KOKAI) 2003-174016. In this cooling apparatus, the refrigerant compressed by the compressor of the refrigerating circuit is condensed by the condenser of the refrigeration circuit, and the condensed refrigerant is formed in the susceptor of the vacuum processing apparatus through an adjustment valve that regulates the flow rate of the refrigerant. It is delivered to the refrigerant passage and processed to cool the body placed in the susceptor. In other words, the refrigerant passage itself serves as a so-called evaporator of the refrigeration circuit. The refrigerant that cools the object is returned to the condenser to circulate the refrigeration circuit again.
그러나, 냉매의 끓는 점보다 높은 온도에 이르게 되는 냉각 대상 부재가 항상 냉매의 끓는 점 이상의 온도로 유지하게 되는 경우에 상기 참조한 냉각 장치가 적용될 때, 상기 냉각 장치의 조정 밸브가 냉매의 유량을 제어하는 종래의 냉각 방법에서는 냉매의 끓는 점 이상의 온도에 있는 냉각 대상 부재 때문에 냉각 대상 부재를 일정한 온도로 유지할 수 없게 된다. 즉, 냉각하려는 목적 부재의 일부분이 일정한 온도로 유지되더라도, 다른 부분은 일정한 온도로 유지될 수 없다. 그 결과, 냉각 대상 부재의 온도는 불규칙적이다. 구체적으로, 냉각 통로에서 흐르는 냉매의 유량이 극도로 작을 때, 냉매가 냉매 통로의 입구에 인접한 곳에 있는 냉각 대상 부재를 냉각할 수 있을지라도, 그 냉매는 냉매 통로의 중간에서 완전히 증발되어 드라이 아웃되어, 증발 잠열을 사용하는 열흡수가 수행되지 못한다. 이 경우에, 냉매 통로의 출구에 인접하는 냉각하려는 목적 부재의 일부분의 온도는 냉매 통로의 입구 인접부의 온도보다 증가된다. 즉, 냉각하려는 목적 부재의 온도는 불규칙적이다. 다른 한편으로, 냉매 통로에 흐르는 냉매의 유량이 지나치게 클 경우, 냉매 통로의 입구에 근접한 냉각하려는 목적 부재의 일부분은 과냉각되어, 온도 제어를 할 수 없게 되고 냉각하려는 목적 부재는 소정의 온도로 유지 될 수 없다.However, when the cooling device referred to above is applied when the cooling target member that reaches a temperature higher than the boiling point of the refrigerant is always maintained at a temperature higher than the boiling point of the refrigerant, the adjustment valve of the cooling device controls the flow rate of the refrigerant. In the conventional cooling method, the member to be cooled cannot be maintained at a constant temperature because of the member to be cooled at a temperature above the boiling point of the refrigerant. That is, even if a part of the target member to be cooled is kept at a constant temperature, the other part cannot be kept at a constant temperature. As a result, the temperature of the member to be cooled is irregular. Specifically, when the flow rate of the refrigerant flowing in the cooling passage is extremely small, even if the refrigerant can cool the member to be cooled adjacent to the inlet of the refrigerant passage, the refrigerant is completely evaporated and dried out in the middle of the refrigerant passage. However, heat absorption using latent heat of evaporation cannot be performed. In this case, the temperature of the portion of the target member to be cooled adjacent to the outlet of the refrigerant passage is increased above the temperature of the inlet adjacent portion of the refrigerant passage. That is, the temperature of the target member to be cooled is irregular. On the other hand, if the flow rate of the coolant flowing in the coolant passage is excessively large, a part of the target member to be cooled close to the inlet of the coolant passage is overcooled, so that the temperature control cannot be performed and the target member to be cooled can be maintained at a predetermined temperature. Can't.
본 발명은 냉각하려는 목적 부재를 원하는 온도로 실질적으로 일정하게 냉각할 수 있는 냉각 장치를 제공하는 것이다.The present invention is to provide a cooling device capable of cooling the target member to be cooled substantially to a desired temperature.
본 발명은 냉각하려는 목적 부재를 원하는 온도로 실질적으로 일정하게 냉각할 수 있는 냉각 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling device capable of cooling a desired member to be cooled substantially to a desired temperature.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 냉각하려는 목적 부재와 열을 교환하기 위한 냉매를 포함하는 냉각 장치는 냉매 통로와 냉각 수단을 포함한다. 냉매 통로는 냉매 통로를 냉매가 순환할 수 있게 한다. 냉각 수단은 냉매를 냉매 통로에 공급하기 위한 냉매 통로와 연통된다. 냉각 수단은 냉동 회로, 압축기, 응축기, 감압 수단, 증발기, 냉매 공급 경로, 냉매 복귀 경로, 냉매 제어 수단과 제 1 압력 제어 수단을 포함한다. 냉동 회로는 냉매가 회로를 통해 순환할 수 있도록 한다. 압축기는 냉동 회로에 배치된다. 응축기도 또한 냉동 회로에 배치된다. 감압 수단도 또한 냉동 회로에 배치된다. 증발기도 또한 냉동 회로에 배치된다. 냉매 공급 경로의 한쪽 단부는 응축기와 감압 수단 사이의 냉동 회로의 일부에 연결되고 다른 단부는 냉매 통로의 입구에 연결된다. 냉매 복귀 경로의 한쪽 단부는 냉매 통로의 출구에 연결되고 다른 단부는 감압 수단으로부터 하류에 위치하고 감압 수단과 압축기 사이에 냉동 회로의 일부에 연결된다. 냉매 제어 수단은 응축기를 냉매 통로와 연결하거나 응축기로 하여금 냉매 통로와 연통하지 못하도록 냉매 공급 경로에 배치된다. 제 1 압력 제어 수단은 냉매 통로에서 압력을 제어하기 위해 냉매 공급 경로에 역시 배치되어 있다. 냉매 제어 수단은 응축기를 냉매 통로와 연통하도록 하여 냉매가 기-액 2상 유동을 유지하는 것을 가능하게 하는 유량으로 냉매가 냉매 통로를 통해 순환할 수 있게 하는 온 모드 (on mode) 와, 응축기가 냉매 통로와 연통하는 것을 막아서 냉매가 냉매 통로를 순환하는 것을 막는 오프 모드 (off mode) 를 가지고 있다.According to one embodiment of the present invention, a cooling device including a refrigerant for exchanging heat with an object member to be cooled includes a refrigerant passage and cooling means. The refrigerant passage allows the refrigerant to circulate through the refrigerant passage. The cooling means communicates with the refrigerant passage for supplying the refrigerant to the refrigerant passage. The cooling means includes a refrigeration circuit, a compressor, a condenser, a decompression means, an evaporator, a refrigerant supply path, a refrigerant return path, a refrigerant control means and a first pressure control means. The refrigeration circuit allows the refrigerant to circulate through the circuit. The compressor is placed in the refrigeration circuit. The condenser is also arranged in the refrigeration circuit. Decompression means are also arranged in the refrigeration circuit. Evaporators are also placed in the refrigeration circuit. One end of the refrigerant supply path is connected to a part of the refrigeration circuit between the condenser and the decompression means and the other end is connected to the inlet of the refrigerant passage. One end of the refrigerant return path is connected to the outlet of the refrigerant passage and the other end is located downstream from the decompression means and connected to a part of the refrigeration circuit between the decompression means and the compressor. Refrigerant control means are arranged in the refrigerant supply path to connect the condenser to the refrigerant passage or to prevent the condenser from communicating with the refrigerant passage. The first pressure control means is also arranged in the refrigerant supply path to control the pressure in the refrigerant passage. The refrigerant control means has an on mode in which the condenser communicates with the refrigerant passage and allows the refrigerant to circulate through the refrigerant passage at a flow rate that enables the refrigerant to maintain a gas-liquid two-phase flow. It has an off mode that prevents the refrigerant from circulating through the refrigerant passage by preventing communication with the refrigerant passage.
본 발명이 전체적으로 이 부분에서 요약되지는 않는다. 본 발명의 다소 다른 측면과 장점이 후술하는 설명과 첨부하는 도면과 함께, 본 발명의 원리를 예시하는 방법으로 설명함으로써 명백히 드러날 것이다.The invention is not summarized in this section as a whole. Some other aspects and advantages of the present invention will become apparent from the description of the principles of the invention, together with the following description and the accompanying drawings.
진보성이 있는 본 발명의 형상은 뒤따른 청구범위에서 밝히겠다. 본 발명의 목적과 장점이 첨부한 도면과 함께 바람직한 실시예에 대한 뒤따르는 상세한 설명을 참고함으로써 가장 이해가 잘 될 것이다.The inventive shape of the invention will be elucidated in the claims that follow. The objects and advantages of the invention will be best understood by reference to the following detailed description of the preferred embodiment in conjunction with the accompanying drawings.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉각장치를 이제부터 도 1 을 참고하여 설명한다. 제 1 실시예에서 냉각 수단의 역할을 하는 냉각기 (10) 와 냉매 통로 (3) 가 냉각장치를 구성하고 있다. The cooling apparatus according to the first embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. 1. In the first embodiment, the cooler 10 and the
진공 처리 장치 (1) 는 그 안에 진공실 (6) 을 포함한다. 진공실 (6) 안에 서셉터 (4) 가 제공되며, 이 서셉터 (4) 위에는 처리 대상물 (5) 이 위치한다. 진공실 (6) 상부에는 냉각 대상 부재인 샤워 플레이트 (2) 가 서셉터 (4) 와 마주보며 제공된다. 사워 플레이트 (2) 의 근처에서 진공 처리 장치 (1) 의 상부벽 (7) 내부에는 냉매 통로 (3) 가 제공된다. 또한 이 상부벽 (7) 내부에는, 온도 검출 수단으로서 역할을 하는 온도 센서 (8) 가 샤워 플레이트 (2) 근처에서 이 상부벽 (7) 의 온도를 검출하기 위하여 제공된다.The
냉각기 (10) 는 다이아프램식 (diaphragm type) 압축기 (11), 응축기 (12), 감압 수단인 팽창 밸브 (14), 증발기 (15) 및 냉매인 탄화플루오르 R134a (이하 탄화플루오르라고 함) 가 순환하는 냉동 회로 (18) 를 포함한다. 상기 압축기 (11) , 상기 응축기 (12), 상기 팽창 밸브 (14) 및 증발기 (15) 는 냉동 회로 (18) 에 위치된다. 이 냉동 회로 (18) 는 냉각수가 순환하는 냉각수로 (16) 를 포함한다. 상기 증발기 (15) 및 응축기 (12) 안에서, 냉동 회로 (19) 안의 탄화플루오르와 냉각수로 (16) 안의 냉각수 간의 열교환이 일어난다. 냉각수로 (16) 에서 증발기 (15) 와 응축기 (12) 사이에 밸브 (17) 가 설치되어 있다. 냉동 회로 (18) 에서 응축기 (12) 와 팽창 밸브 (14) 사이에는 분기점 (18a) 이 있으며, 이 분기점 (18a) 에서 냉동 회로 (18) 는 두 경로로 갈라진다. 한 경로 (18b) 는 감압 수단인 팽창 밸브 (14) 와 연통하면서 냉동 회로 (18) 의 일부를 구성하며, 다른 경로 (18c) 는 냉매 통로 (3) 의 입구 (3a) 와 연통한다. 상기 경로 (18c) 에는 온-오프 밸브 (21) 가 제공된다. 온-오프 밸브 (21) 가 열리면, 이 온-오프 밸브 (21) 는 냉매가 상기 경로 (18c) 를 통하여 냉매 통로 (3) 로 공급되게 한다. 온 오프 밸브 (21) 가 닫히면, 온 오프 밸브 (21) 는 냉매가 경로 (18c) 를 통해 냉매 통로 (3) 로 공급되는 것을 막는다. 온-오프 밸브 (21) 는 냉매 제어 수단을 형성한다. 또한, 상기 온-오프 밸브 (21) 가 열린 상태에서, 이 온-오프 밸브 (21) 는 냉매 공급 경로에서 제 1 압력 조절 수단인 팽창 밸브로서 역할을 한다. 상기 온-오프 밸브 (21) 는 온도 센서 (8) 와 함께 제어기 (9) 에 전기적으로 연결되어 있다. 제어기 (9) 에는 온도 센서 (8) 의 검출값에 대한 상한값과 하한값이 설정되어 있다. 상한값은 제 1 규정 온도 역할을 하며, 하한값은 제 2 규정 온도 역할을 한다. 또한, 팽창 밸브 (14) 와 증발기 (15) 사이에는 합류점 (18d) 이 있으며, 이 합류점 (18d) 은 냉매 복귀 경로를 형성하는 경로 (18e) 를 통하여 냉매 통로 (3) 의 출구 (3b) 와 연통한다. 이 경로 (18e) 에는 제 1 어큐뮬레이터 (22) 와 정압밸브 (23) 가 제공된다. 이 어큐뮬레이터 (22) 는 그 안에 액체 탄화플루오르를 모은다. 상기 정압밸브 (23) 는 냉매 통로 (3) 내의 압력을 일정한 값으로 조정하기 위해 냉매 복귀 경로에 설치되는 제 2 압력 조절 수단이다. The cooler 10 is circulated with a
제 1 실시예에 따른 냉각장치의 작동을 이하 도 1 을 참고하여 설명한다. 진공 처리 장치 (1) 가 진공 처리 장치 (1) 의 진공실 (6) 안에서 상기 처리 대상물 (5) 을 처리하기 시작될 때, 상기 압축기 (11) 가 시동되고 동시에 냉각수가 냉각수로 (16) 를 순환하여 냉각기 (10) 의 냉동 회로 (18) 가 작동되기 시작한다. 탄화플루오르가 증발기 (15) 에서 냉각수와 열교환할 때, 기-액 2상 유동 탄화플루오르는 증발되어, 압축기 (11) 에 도입된다. 탄화플루오르는 압축기 (11) 에 의해서 압축되고, 고온 고압의 가스 형태로 압축기로부터 배출된다. 압축기 (11) 로부터 배출된 기체 탄화플루오르가 증발기 (15) 에 의하여 냉각된 냉각수와 응축기 (12) 안에서 열교환을 할 때, 기체 탄화플루오르는 냉각 및 응축되어 액체 탄화플루오르로 된다. 응축기 (12) 에서 탄화플루오르가 응축된 후, 액체 탄화플루오르는 분기점 (18a) 에서 분리되어, 경로 (18b, 18c) 를 통하여 순환하게 된다. 후술하겠지만, 상기 온-오프 밸브 (21) 가 열리면, 경로 (18c) 를 순환한 탄화플루오르는 냉매 통로 (3) 에 공급된다. 이 때, 경로 (18c) 를 순환한 탄화플루오르는 팽창 밸브 역할을 하는 온-오프 밸브 (21) 에 의하여 감압되고, 기-액 2상 유동 형태로 냉매 통로 (3) 에 공급된다. 한편, 경로 (18b) 를 순환하는 탄화플루오르는 팽창 밸브 (14) 에 의해서 감압되어 기-액 2상의 탄화플루오르가 되고, 후술하는 바와 같이 경로 (18e) 를 통해 순환한 탄화플루오르와 합류점 (18d) 에서 만나게 된다. 이어서 기-액 2상 유동 탄화플루오르가 증발기 (15) 안으로 유입하면, 상술한 바와 같이, 기-액 2상 유동 탄화플루오르는 냉각수로 (16) 의 냉각수와 열교환하며, 이에 의하여 냉각수가 냉각된다. 그 후, 탄화플루오르는 압축기 (11) 로 돌아가서 냉동 회로 (18) 을 순환한다. The operation of the cooling apparatus according to the first embodiment is described below with reference to FIG. When the
이제부터 분기점 (18a) 에서 경로 (18c) 로 갈라진 탄화플루오르를 설명한다.The fluorocarbon diverged from the branching point 18a to the
기-액 2상 유동에서, 냉매의 온도는 냉매의 압력에 따라서 결정된다. 즉, 기-액 2상 유동 탄화플루오르의 온도는 냉매 통로 (3) 를 순환하는 탄화플루오르의 압력을 조정함으로써 제어된다. 따라서 정압밸브 (23) 와 온-오프 밸브 (21) 간의 압력은 기-액 2상 유동 탄화플루오르의 온도에 맞도록, 온-오프 밸브 (21) 와 정압밸브 (23) 에 의해서 조정된다.In the gas-liquid two-phase flow, the temperature of the refrigerant is determined in accordance with the pressure of the refrigerant. That is, the temperature of the gas-liquid two-phase flow fluorocarbon is controlled by adjusting the pressure of the fluorine carbide circulating in the
상기 처리 대상물 (5) 이 진공 처리 장치 (1) 의 진공실 (6) 에서 처리될 때 , 만일 온도 센서 (8) 에서의 검출값이 상한값 이상으로 상승하면, 제어기 (9) 는 온-오프 밸브 (21) 를 열어서 이 밸브 (21) 를 온 모드로 하여, 기-액 2상 유동 탄화플루오르가 냉매 통로 (3) 안으로 유입하게 한다. 이 때, 기-액 2상 유동 탄화플루오르는 입구 (3a) 로부터 출구 (3b) 까지 기-액 2상 유동을 유지할 수 있는 유량으로 냉매 통로 (3) 안에서 드라이 아웃 (dry out) 되지 않으면서 입구 (3a) 에서 출구 (3b) 까지 통과한다. 냉매 통로 (3) 내의 탄화플루오르가 기-액 2상 유동을 유지하기 때문에, 기-액 혼합물의 평균 온도는 입구 (3a) 에서부터 출구 (3b) 까지 일정한 값으로 유지된다. 기-액 2상 유동 형태로 출구 (3b) 를 통과해 순환한 탄화플루오르는 출구 (3b) 의 하류에 설치된 제 1 어큐뮬레이터 (22) 에 의하여 기체 및 액체로 분리되며, 이로 인해 액체 탄화플루오르가 제 1 어큐뮬레이터 (22) 로부터 하류로 유동하는 것이 방지된다. 액체 탄화플루오르가 제 1 어큐뮬레이터 (22) 에 쌓이기 때문에, 탄화플루오르가 출구 (3b) 근처에서 드라이 아웃 되려고 해도, 제 1 어큐뮬레이터 (22) 에 쌓인 액체 탄화플루오르가 출구 (3b) 근처에서 탄화플루오르의 드라이 아웃을 방지한다.When the
기-액 2상 유동 탄화플루오르가 냉매 통로 (3) 를 통해 순환하여 샤워 플레이트 (2) 를 냉각하면, 온도 센서 (8) 의 검출값이 저하된다. 온도 센서 (8) 의 검출값이 하한값이하로 떨어지면, 제어기 (9) 는 온-오프 밸브 (21) 를 닫아 온-오프 밸브 (21) 를 오프 모드에 두며, 이로 인해 탄화플루오르가 냉매 통로 (3) 안으로 공급되는 것이 방지된다. 따라서, 온-오프 밸브 (21) 는 온도 센서 (8) 의 검출값에 따라서 열리고 닫히며, 도 2 에서 보이듯이, 냉매가 냉매 통로 (3) 를 유량 Mopt 으로 순환하는 온 모드와 냉매가 냉매 통로 (3) 를 유통하지 않는 오프 모드가 반복되게 된다. 즉, 온-오프 제어가 수행되는 것이다.When the gas-liquid two-phase flow fluorocarbon circulates through the
냉매 통로 (3) 를 유통하는 탄화플루오르의 유량 Mopt 를 이제부터 설명한다. 냉매 통로 (3) 를 유통하는 탄화플루오르가 기-액 2상 유동을 유지할 수 있는 탄화플루오르의 유량 Mopt 를 검사하기 위해서, 일회의 온 모드시 온-오프 밸브 (21) 의 열림 시간을 변화시켜 일회의 온 모드에 대한 탄화플루오르의 유량을 변화시키고, 이렇게 해서 샤워 플레이트 (2) 의 최고 온도와 최저 온도의 온도차인 온도 변동을 측정한다. 측정된 결과는 도 3 에 대략적으로 나타나있다.Flow rate M opt of fluorocarbon flowing through the refrigerant passage (3) Will now be described. Fluorocarbon flowing through the
탄화플루오르의 유량 M 이 유량 M1 보다 작으면, 희망하는 온도차보다 큰 온도차가 발생한다. 이것은 작은 유량 M 때문에 출구 (3b) 근처 냉매 통로 (3) 의 한 부분에서 냉매 통로 (3) 를 유통하는 모든 탄화플루오르가 드라이 아웃되기 때문이다. 다시 말해서, 이것은 모든 탄화플루오르가 냉매 통로 (3) 에서 증발되고, 탄화플루오르의 증발 잠열을 이용한 샤워 플레이트 (2) 로부터의 열흡수가 수행되지 않고, 이 결과 기체 상태의 탄화플루오르의 온도가 상승하기 때문이다.When the flow rate M of the fluorocarbon is smaller than the flow rate M 1 , a temperature difference larger than the desired temperature difference occurs. This is because all the fluorocarbons flowing through the
반면에, 유량 M 이 유량 M1 이상으로 증가하면, 탄화플루오르는 입구 (3a) 와 출구 (3b) 사이에서 드라이 아웃 없이 일정한 열흡수율을 유지하면서, 샤워 플레이트 (2) 를 냉각하여, 온도차가 Δt0 로 최소화된다.On the other hand, if the flow rate M increases above the flow rate M 1 , the fluorocarbon cools the
탄화플루오르의 유량 M 이 유량 M2 보다 크면, 유량 M 이 증가함에 따라 온도 차가 증가된다. 비록 이 경우에 탄화플루오르가 입구 (3a) 와 출구 (3b) 사이에서 드라이 아웃되지 않고 샤워 플레이트 (2) 를 냉각시키더라도, 너무 큰 유량 M 은 온 모드시 규정된 온도보다 샤워 플레이트 (2) 를 너무 많이 냉각시키게 된다. 결과적으로, 온도 차는 증가된다.If the flow rate M of the fluorocarbon is larger than the flow rate M 2 , the temperature difference increases as the flow rate M increases. Although the fluorocarbon in this case cools the
그래서 일회의 온 모드에 대한 탄화플루오르의 유량 Mopt 을 유량 M1 ~ 유량 M2 로 조정한다. 유량 Mopt 는 탄화플루오르가 기-액 2상 유동을 유지할 수 있는 탄화플루오르 유량에 대응한다. 추가적으로 유량 Mopt 는 샤워 플레이트 (2) 에서의 온도 변동을 최소화한다. 유량 M1 과 M2 는 냉매의 종류에 의해서만 결정되는 것이 아니라, 진공 처리 장치 (1) 의 샤워 플레이트 (2) 와 탄화플루오르간의 열교환량에 의해서도 결정된다. 그래서 각 대상 부재에 대해 동일한 실험을 수행하여 최적의 탄화플루오르 유량을 결정해야 한다.Thus, the flow rate M opt of fluorocarbon for one time on mode is adjusted from the flow rate M 1 to the flow rate M 2 . The flow rate M opt corresponds to the fluorocarbon flow rate at which the fluorocarbon can maintain a gas-liquid two-phase flow. In addition the flow rate M opt minimizes temperature fluctuations in the
상술한 것처럼, 온-오프 밸브 (21) 는 응축기 (12) 가 냉매 통로 (3) 와 연통할 수 있는 온 모드와 응축기 (12) 가 냉매 통로 (3) 와 연통하는 것을 막는 오프 모드를 갖는다. 온-오프 밸브 (21) 가 온 모드일 때, 탄화플루오르는 유량 Mopt 로 이 냉매 통로 (3) 에 신속히 공급되어, 냉매 통로 (3) 에서 탄화플루오르가 드라이 아웃되기 어렵게 된다. 온-오프 밸브 (21) 가 온 모드일 때, 탄화플루오르는 기-액 2상 유동 형태로 냉매 통로 (3) 을 유통하며, 그로 인해 탄화플루오 르가 냉매 통로 (3) 안을 유통하고 있는 동안 샤워 플레이트 (2) 의 어떤 위치에서도 실질적으로 동일한 방식으로 그 샤워 플레이트 (2) 와 열교환한다. 또한 온-오프 밸브 (21) 는 온 모드에서 오프 모드로 전환이 되기 때문에, 기-액 2상 유동 탄화플루오르는 상기 입구 (3a) 를 통하여 계속적으로 유통되지 않아서 탄화플루오르가 오직 입구 (3a) 만을 과도하게 냉각하는 것을 막는다.As described above, the on-off
본 실시예에서 온 모드와 오프 모드간의 전환은 온도 센서 (8) 의 검출값에 기초하여 수행되며, 이로 인해 샤워 플레이트 (2) 의 엄밀한 온도 조절이 가능하다.In the present embodiment, switching between the on mode and the off mode is performed based on the detected value of the
본 실시예에서 냉각 장치는 제 1 압력 조절 수단인 온-오프 밸브 (21) 에 추가적으로 제 2 압력 조절 수단인 정압밸브 (23) 도 포함하기 때문에, 냉매 통로 (3) 에서의 압력 조절은 엄밀하게 수행된다.Since the cooling device in this embodiment also includes a
응축기 (12) 를 냉각시키는 냉각수로 (16) 안의 냉각수는 증발기 (15) 에서 냉각된다. 그래서 기-액 2상 유동 탄화플루오르는 추가 냉각 능력을 가져서 효율적으로 이용된다.The cooling water in the cooling
본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉각 장치를 이제부터 도 4 를 참고하여 설명하겠다. 본 실시예에서 도 1 의 도면 부호와 동일한 도면 부호가 도 4 의 동일 또는 유사한 구성 요소에 사용되며, 이것에 대한 설명은 생략한다.A cooling apparatus according to a second embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. 4. In this embodiment, the same reference numerals as those of FIG. 1 are used for the same or similar components of FIG. 4, and the description thereof will be omitted.
제 2 실시예에 따른 냉각 장치는 온-오프 제어가 제 1 실시예의 분기점 (18a) 에 3방 밸브가 제공되어서 수행된다는 점에서 제 1 실시예의 냉각 장치와 차이가 있다. The cooling device according to the second embodiment differs from the cooling device of the first embodiment in that on-off control is performed by providing a three-way valve at the branch point 18a of the first embodiment.
제 2 실시예에서, 냉각 수단 역할을 하는 냉각기 (30) 와 냉매 통로 (3) 는 냉각 장치를 구성한다. 이 냉각기 (30) 에는 응축기 (12) 가 냉매 통로 (3) 와 팽창 밸브 (14) 중 어느 하나와 연통할 수 있게하는 3방 밸브 (13) 가 냉동 회로 (18) 의 분기점 (18a) 에 제공되어 있다. 이 3방 밸브 (13) 는 온도 센서 (8) 와 더불어 제어기 (9) 에 전기적으로 연결되어 있다. 이 3방 밸브 (13) 는 냉매 제어 수단과 냉매 공급 경로에 제공되는 제 1 압력 제어 수단을 구성한다. 즉, 3방 밸브 (13) 가 경로 (18c) 내의 냉매를 감압하도록 경로 (18c) 안에서 냉매의 순환을 조절한다. 제 2 실시예의 다른 구조는 실질적으로 제 1 실시예의 구조와 동일하다.In the second embodiment, the cooler 30 and the
제 2 실시예에서 샤워 플레이트 (2) 가 냉각될 필요가 없을 때, 제어기 (9) 는 응축기 (12) 가 팽창 밸브 (14) 와 연통할 수 있게 3방 밸브 (13) 의 방향을 설정한다. 상기 대상물 (5) 이 진공 처리 장치 (6) 의 진공실 (6) 에서 처리될 때, 만일 온도 센서 (8) 의 검출값이 상한값 이상으로 상승하면, 상기 제어기 (9) 는 응축기 (12) 가 냉매 통로 (3) 와 연통하도록 3방 밸브 (13) 의 방향을 전환시키며, 이로 인해 냉매 통로 (3) 에 탄화플루오르가 공급된다. 이 때, 탄화플루오르는 제 1 실시예의 경우처럼 입구 (3a) 에서 출구 (3b) 까지 기-액 2상 유동 형태를 유지할 수 있는 유량으로 냉매 통로 (3) 에 공급 된다. 만일 샤워 플레이트 (2) 가 냉각되어 온도 센서 (8) 의 검출값이 하한값 이하로 떨어지게 되면, 상기 제어기 (9) 는 응축기 (12) 가 팽창 밸브 (14) 와 다시 연통하도록 3방 밸브 (13) 의 방향을 전환시킨다. 다른 작용은 제 1 실시예의 작용과 실질적으로 동 일하다.When the
위에서 설명하였듯이, 온-오프 제어는 온도 센서 (8) 의 검출값에 기초하여 3방 밸브 (13) 의 방향을 전환시킴으로써 수행된다. 그래서, 제 1 실시예와 실질적으로 동일한 효과가 얻어진다. As described above, on-off control is performed by changing the direction of the three-
본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉각 장치를 이제부터 도 5 를 참고하여 설명한다. 본 실시예에서 도 1 의 도면 부호와 동일한 도면 부호가 도 5 의 동일 또는 유사한 구성 요소에 사용되며, 이것에 대한 설명은 생략한다. 제 3 실시예에 따른 냉각 장치는 제 1 실시예의 경로 (18c) 에 기-액 분리기가 제공된다는 점에서 제 1 실시예의 냉각 장치와 차이가 있다.A cooling device according to a third embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. 5. In the present embodiment, the same reference numerals as those of FIG. 1 are used for the same or similar components of FIG. 5, and a description thereof will be omitted. The cooling device according to the third embodiment differs from the cooling device of the first embodiment in that a gas-liquid separator is provided in the
본 실시예에서, 냉각 수단 역할을 하는 냉각기 (50) 와 냉매 통로 (3) 는 냉각 장치를 구성한다. 이 냉각기 (50) 는 온-오프 밸브 (21) 와 분기점 (18a) 사이에 제공되어 기-액 분리 수단의 역할을 하는 리시버 (receiver) (41) 를 포함한다. 이 리시버 (41) 는 기-액 2상 유동 탄화플루오르가 안에 모이는 탱크 (41a), 이 탱크 (41a) 안의 기상분과 연통되는 기상관 (41b), 이 탱크 (41a) 안의 액상분과 연통되는 액상관 (41c) 을 가지고 있다. 상기 기상관 (41b) 은 경로 (18c1) 의 한쪽 단부와 연결되어 있고, 이 경로의 다른 단부는 분기점 (18a) 이다. 한편 상기 액상관 (41c) 은 경로 (18c2) 의 한쪽 단부와 연결되어 있고, 이 경로의 다른 단부는 냉매 통로 (3) 의 입구 (3a) 에 연결되어 있다. 상기 경로 (18c1, 18c2) 는 냉매 공급 경로를 형성한다. 제 3 실시예의 다른 구조는 제 1 실시예의 구조와 동일하다.In this embodiment, the cooler 50 and the
본 발명에서 온-오프 밸브 (21) 가 열리면, 냉동 회로 (18) 를 순환하는 탄화플루오르의 적어도 일부는 분기점 (18a) 에서부터 경로 (18c1) 안으로 유통된다. 경로 (18c1) 를 유통하는 탄화플루오르는 리시버 (41) 의 기상관 (41b) 으로부터 탱크 (41) 안의 기상분으로 방출된다.When the on-off
냉동 회로 (18) 에서, 응축기 (12) 내의 탄화플루오르가 불충분한 냉각 때문에 액체 탄화플루오르로 완전히 응축되지 않으면, 기화된 탄화플루오르 혹은 공기와 같은 기체 성분이 분기점 (18a) 에서 액체 탄화플루오르와 섞이게 된다. 기체 성분을 포함한 이런 액체 탄화플루오르가 탱크 (41a) 안으로 들어가면, 액체 탄화플루오르는 상기 기체 성분으로부터 분리된다. 액상관 (41c) 을 통하여 경로 (18c2) 에 공급되는 탄화플루오르는 기체 성분을 포함하지 않는 액체 탄화플루오르이다. 기체 성분을 포함하지 않는 이런 액체 탄화플루오르가 기-액 2상 유동으로 냉매 통로 (3) 로 유통할 때, 탄화플루오르는 내포된 기체 성분에 영향받지 않는다. 그래서 탄화플루오르가 완전히 일정한 온도에서 냉매 통로 (3) 를 유통하여, 냉각 효율의 저하를 방지한다. 따라서, 샤워 플레이트 (2) 의 온도는 좀더 엄밀하게 제어될 수 있다. 다른 작용은 실질적으로 제 1 실시예의 작용과 동일해서 제 1 실시예에서 얻을 수 있는 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있다.In the
본 발명의 제 4 실시예에 따른 냉각 장치를 이제부터 도 6 를 참고하여 설명한다. 본 실시예에서 도 1 의 도면 부호와 동일한 도면 부호가 도 6 의 동일 또는 유사한 구성 요소에 사용되며, 이것에 대한 설명은 생략한다. 제 4 실시예에 따른 냉각 장치는 경로 (18e) 와 냉동 회로 (18) 사이에 있는 제 1 실시예의 합류점 (18d) 이 증발기 (15) 와 압축기 (11) 사이에 위치한다는 점이 제 1 실시예와 구별된다.A cooling apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. 6. In the present embodiment, the same reference numerals as those of FIG. 1 are used for the same or similar components of FIG. 6, and a description thereof will be omitted. The cooling apparatus according to the fourth embodiment is different from the first embodiment in that the
제 4 실시예에서, 냉각 수단 역할을 하는 냉각기 (70) 와 냉매 통로 (3) 가 냉각 장치를 구성한다. 냉각기 (70) 에서, 경로 (18e) 와 냉동 회로 (18) 사이의 합류점 (18d) 은 증발기 (15) 와 압축기 (11) 사이에 위치한다. 이 냉각기 (70) 는 액체 탄화플루오르가 압축기 (11) 에 유입하는 것을 막기 위하여 합류점 (18d) 과 압축기 (11) 사이에 제공된 제 2 어큐뮬레이터 (24) 를 포함한다. 제 4 실시예의 다른 구성은 실질적으로 제 1 실시예의 구성과 동일하다.In the fourth embodiment, the cooler 70 and the
제 1 실시예의 경우처럼 샤워 플레이트 (2) 를 냉각시킨 탄화플루오르는 온-오프 밸브 (21) 에 의해서 제어되어 입구 (3a) 와 출구 (3b) 사이에서 기-액 2상 유동으로 유지된다. 탄화플루오르가 제 1 어큐뮬레이터 (22) 를 통과한 후에, 이 탄화플루오르는 보통 증발하여 냉동 회로 (18) 를 순환하는 탄화플루오르와 합류점 (18d) 에서 섞여 압축기 (11) 로 흡입된다. 그러나, 경로 (18e) 를 유통하는 탄화플루오르의 유량이 너무 많을 때 혹은 냉각기 (70) 의 온도가 상대적으로 낮을 때는, 제 1 어큐뮬레이터 (22) 로부터 하류로 액체 탄화플루오르가 흐를 가능성이 있다. 만일 액체 탄화플루오르가 냉동 회로 (18) 를 순환하는 탄화플루오르와 합류점 (18d) 에서 섞인 후 압축기 (11) 로 흡입된다면, 압축기 (11) 가 고장날 우려가 있다. 이러한 이유에서, 액체 탄화플루오르는 제 2 어큐뮬레이터 (24) 에서 모여서, 제 2 어큐뮬레이터 (24) 하류에서 완전히 기화되며, 이로 인하여 압축기 (11) 가 보호된다. 다른 작동은 실질적으로 제 1 실시예의 작용과 동일해서 제 1 실시예에서 얻을 수 있는 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있다.As in the case of the first embodiment, the fluorocarbon which cooled the
비록 냉동 회로 (18) 와 경로 (18e) 사이에 있는 제 1 실시예의 합류점 (18d) 이 제 4 실시예에서는 증발기 (15) 와 압축기 (11) 사이에 위치하지만, 제 2 및 제 3 실시예에 따른 냉각 장치의 각 합류점 (18d) 의 위치도 제 4 실시예에 적용될 수 있다. 이 경우, 제 2 어큐뮬레이터 (24) 는 압축기 (11) 와 증발기 (15) 사이에 위치한다. Although the
본 발명의 제 5 실시예에 따른 냉각 장치를 이하에 설명하겠다. 제 5 실시예에 따른 냉각 장치는 온 모드 및 오프 모드의 전체 시간에 대한 온 모드 시간의 비를 나타내는 듀티비 (duty ratio) 가 온도 센서 (8) 의 검출값에 기초하여 조정됨으로써 냉매 통로 (3) 에서의 탄화플루오르의 순환을 제어한다는 점에서 제 1 실시예와 구별된다. 본 명세서에서, 온 모드 시간은 온 모드 기간을 의미하며, 오프 모드 시간은 오프 모드 기간을 의미한다. 제 5 실시예의 구성은 실질적으로 제 1 실시예의 구성과 동일하다.A cooling device according to a fifth embodiment of the present invention will be described below. In the cooling device according to the fifth embodiment, the duty ratio representing the ratio of the on mode time to the total time of the on mode and the off mode is adjusted based on the detected value of the
도 1 에서 보이듯이, 제 1 실시예의 경우처럼 상기 대상물 (5) 은 진공 처리 장치 (1) 의 진공실 (6) 에서 처리된다. 상기 대상물 (5) 을 처리하는 동안에, 제어기 (9) 는 온-오프 밸브 (21) 를 개폐함으로써, 도 7 에서 도시된 것처럼 온-오프 밸브 (21) 를 탄화플루오르가 유량 Mopt 로 순환하는 온 모드와 탄화플루오르가 순환되지 않는 오프 모드에 교대로 두어서, 탄화플루오르를 냉매 통로 (3) 로 순환하게 한다. 온 모드 및 온 모드 시간 후의 오프 모드의 전체 시간은 일정 한 시간 ΔT 로 설정된다. 예를 들어, 냉매 통로 (3) 의 탄화플루오르의 순환은 듀티비 (R0) 에 의해 제어되고, 온 모드 시간은 Δt1 이고 오프 모드 시간은 Δt2 라 할 때, 듀티비 (R0) 는 Δt1/(Δt1+Δt2) 로 표시된다 (ΔT=Δt1+Δt2). 냉매 통로 (3) 안의 탄화플루오르의 순환이 듀티비 (R0) 로 제어되는 동안, 만일 온도 센서 (8) 의 검출값이 제 1 규정값 역할을 하는 상한값 이상으로 상승한다면, 제어기 (9) 는 상한값과 온도 센서 (8) 의 검출값의 온도차에 근거하여 듀티비를 R0 에서 R1 (>R0)으로 상승시킨다. 상기 제어기 (9) 는 듀티비 (R1) 에 따라서 온-오프 밸브 (21) 를 개폐하여, 냉매 통로 (3) 가 응축기 (12) 와 연통하게 하거나 냉매 통로 (3) 가 응축기 (12) 와 연통하는 것을 막는다. 따라서, 샤워 플레이트 (2) 에 대한 냉각 능력이 상승하여, 샤워 플레이트 (2) 의 온도는 내려간다. 그 후, 냉매 통로 (3) 안의 탄화플루오르의 순환이 듀티비 (R1) 로 제어되는 동안, 만일 온도 센서 (8) 의 검출값이 제 2 규정값 역할을 하는 하한값 이하로 떨어진다면, 제어기 (9) 는 하한값과 온도 센서 (8) 의 검출값의 온도차에 근거하여 듀티비를 R1 에서 R2 (<R0) 로 낮추게 된다. 상기 제어기 (9) 는 듀티비 (R2) 에 따라서 온-오프 밸브 (21) 를 개폐하여, 냉매 통로 (3) 가 응축기 (12) 와 연통하게 하거나, 냉매 통로 (3) 가 응축기 (12) 와 연통하는 것을 막는다. 따라서, 샤워 플레이트 (2) 에 대한 냉각 능력이 떨어져서 샤워 플레이트 (2) 의 온도가 상승한다. 다른 작용은 실질적으로 제 1 실시예의 작용과 동일하다.As shown in FIG. 1, the
상기 제어기 (9) 가 듀티비를 변화시키기 위해서 온도 센서 (8) 의 검출값과 상한값 혹은 하한값의 온도차에 따라서 듀티비의 증감량을 나타내는 맵 (map) 을 가지고 있다는 것이 주목된다.It is noted that the
상술한 것처럼, 상기 제어기 (9) 는 듀티비에 따라 온-오프 밸브 (21) 를 개폐하기 위해 온도 센서 (8) 의 검출값에 의거하여 듀티비를 변화시키고, 그로 인해 냉매 통로 (3) 가 응축기 (12) 와 연통하게 되거나, 냉매 통로 (3) 가 응축기 (12) 와 연통하는 것이 방지된다. 따라서, 상기 제어기 (9) 는 냉매 통로 (3) 에서 탄화플루오르의 순환을 제어한다. 결과적으로 샤워 플레이트 (2) 에 대한 냉각 능력이 민감하게 제어된다. 추가적으로 냉각 능력이 민감하게 제어되기 때문에, 샤워 플레이트 (2) 의 온도 분산이 감소한다.As described above, the
온도 센서 (8) 의 검출값에 기초하여, 듀티비에 따라 온-오프 밸브를 제어하는 제 1 실시예의 듀티비를 변화시키기 위해서. 제 5 실시예는 제 1 실시예로부터 수정되었으며, 이로 인해 냉매 통로 (3) 가 응축기 (12) 와 연통하게 되거나, 냉매 통로 (3) 가 응축기 (12) 와 연통하는 것을 막음으로써 냉매 통로에서 탄화플루오르의 순환을 제어한다. 그러나, 제 5 실시예는 제 1 실시예의 상기 수정으로 한정되지 않는다. 듀티비에 따라서 3방 밸브 (13) 혹은 온-오프 밸브 (21) 를 제어하기 위해서, 제 5 실시예는 제 2 내지 제 4 실시예로부터 수정될 수도 있다. To change the duty ratio of the first embodiment controlling the on-off valve in accordance with the duty ratio based on the detected value of the
비록 제 1 내지 제 5 실시예에서 탄화플루오르가 냉매로서 사용되었지만, 냉매는 탄화플루오르에 제한되지 않는다. 프로판 혹은 이소부탄 같은 탄화수소가 사용될 수도 있다. 탄화플루오르 및 탄화수소 외에도 다른 혼합 냉매 또한 사용될 수 있다. 예를 들어 혼합 냉매 407C 가 혼합 냉매로 사용될 수 있다.Although fluorocarbon was used as the refrigerant in the first to fifth embodiments, the refrigerant is not limited to fluorine carbide. Hydrocarbons such as propane or isobutane may also be used. In addition to fluorocarbons and hydrocarbons, other mixed refrigerants may also be used. For example, mixed refrigerant 407C may be used as the mixed refrigerant.
비록 제 1 내지 제 5 실시예에서 이러한 냉각 장치는 반도체 제조 장치에 사용될 수 있지만, 이런 냉각 장치는 상기 용도에 제한되는 것은 아니다. 각 냉각 장치는 모든 냉각 대상 부재를 냉각시키는 장치로서 사용될 수 있으며, 특히 엄밀한 온도 제어가 필요한 냉각 장치로 사용될 수 있다.Although such cooling devices can be used in semiconductor manufacturing devices in the first to fifth embodiments, such cooling devices are not limited to the above applications. Each cooling device can be used as a device for cooling all the members to be cooled, and in particular can be used as a cooling device that requires strict temperature control.
비록 제 1 내지 제 5 실시예에서 다이어프램 (diaphragm) 식 압축기 (11) 가 압축기로 사용되었지만, 압축기는 이런 종류에 제한되지 않는다. 예를 들어 압축기가 반도체 제조 장치에 사용되는 냉각 장치에 사용될 때, 냉매에 오일이 혼입되지 않는 오일 프리 다이아프램식 압축기 (diaphragm type oil free comperssor) 가 바람직한다. 압축기가 다른 냉각 대상 부재를 냉각하는 냉각 장치에 사용될 때, 압축기는 오일 프리 압축기에 한정되지 않고, 종래의 피스톤식 압축기 혹은 스크롤식 압축기가 사용될 수 있다.Although the
비록 제 1 내지 제 5 실시예에서 온 모드에서 오프 모드로의 전환과 오프 모드에서 온 모드로의 전환 모두가 온도 센서 (8) 의 검출값에 기초하여 수행되지만, 양 전환 모두가 상술한 방식으로 수행되는 것에 한정되는 것은 아니다. 온-오프 밸브 (21) 는 온 모드의 시간을 소정시간으로 설정하고, 이 소정시간이 경과한 후에 자동적으로 오프 모드로 전환하게 구성될 수 있다.Although both the switching from the on mode to the off mode and the switching from the off mode to the on mode in the first to fifth embodiments are performed based on the detected value of the
이 경우, 상기 온-오프 밸브 (21) 가 온 모드로부터 정해진 시간이 지난 후에 확실히 오프 모드로 전환된다. 온-오프 밸브 (21) 가 온도 센서 (8) 의 검 출값에 기초하여 온 모드로부터 오프 모드로 전환되는 경우와 비교해서, 온도 센서 (8) 의 반응이 지연됨으로써 제어가 지연되고, 소위 오버슈트 (overshoot) 를 막을 수 있다.In this case, the on-off
비록 제 2 실시예에서 팽창 밸브 (14) 가 냉동 회로 (18) 에 배치되지만, 3방 밸브 (13) 에 팽창 밸브 (14) 의 감압 기능이 주어질 수 있다. 이 경우, 증발기 (15) 를 순환하는 탄화플루오르는 3방 밸브 (13) 에 의해서 감압된다. 이러하여 냉각 장치에서 부품의 수가 감소되어 냉동 회로가 복잡해지는 것을 막을 수 있게 한다.Although the
비록 제 1 내지 제 5 실시예에서 정압밸브 (23) 가 경로 (18e) 에 위치해 있지만, 냉매 통로 (3) 에서의 압력은 정압밸브 없이 단지 온-오프 밸브 (21) 와 3방 밸브 (13) 에 의해서 제어될 수도 있다. Although the
비록 본 발명의 설명한 실시예 및 그것의 수정은 첨부한 도면을 참고로 하여 여기서 자세히 설명됐지만, 본 발명은 전술한 실시예 및 설명한 변형예에 한정되지 않으며, 청구 범위에 있는 본 발명의 범위 및 요지를 벗어나지 않고서도 당업자에 의해서 다양한 변화 및 수정이 가능하다. Although the described embodiments of the present invention and modifications thereof have been described in detail herein with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments and described modifications, and the scope and spirit of the present invention in the claims Various changes and modifications are possible by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
본 발명은 기-액 2상 유동을 유지하는 유량으로 냉매 통로를 유통하고, 냉매 통로를 온 모드와 오프 모드를 갖는 개폐 밸브로 제어하여, 냉각 대상 부재를 원하는 온도로 실질적으로 일정하게 냉각할 수 있는 냉각 장치를 제공한다.The present invention distributes the refrigerant passage at a flow rate that maintains the gas-liquid two-phase flow, and controls the refrigerant passage with an on / off valve having an on mode and an off mode, thereby cooling the member to be cooled to a desired temperature substantially constant. To provide a cooling device.
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |