KR100792396B1 - 파티션 구조형 가열유닛과 이를 이용한 히팅장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파티션 구조형 가열유닛과 이를 이용한 히팅장치를 개시하며,

원통형상의 본체(121)와, 유동홀(122a)이 형성된 수직 파티션(122)과, 유동홀(123a)이 형성된 수평 파티션(123)을 다수 직교 설치하여서 되는 열전달부(120); 상기 본체(121)의 일측에 설치되어 반응가스가 도입되는 원통형상의 도입부(130);및 상기 본체(121)의 타측에 설치되어 반응가스가 배출되는 원통형상의 배출부(140)으로 이루어진 가열유닛을 제공하며, 여기에 상기 가열유닛(110)을 수용하는 본체(210), 냉각수 튜브(220), 단열재(230)로 이루어진 수용부(200)와; 상기 튜브(220)의 온도를 제어하는 제어부(300)와; 상기 열선(110)에 전원을 공급하기 위한 전력공급부(400)를 포함하는 가열유닛을 이용한 히팅장치이다.

상기 반응가스를 파티션에 의해 형성되는 이동통로를 따라 이동하게 하여 열선에서 발생된 열로서 반응가스가 가열되게 하여 작은 사이즈의 히팅장치로서 적당하며,가열성능도 확보된다.

수직 파티션, 수평 파티션, 반응가스, 가열

Description

파티션 구조형 가열유닛과 이를 이용한 히팅장치{Partition type heating unit and there of heating apparatus}

도 1은 종래의 히팅장치에 관한 개념도이고,

도 2a 내지 2d는 본 발명 파티션 구조형 가열유닛을 이용한 히팅장치의 단면도 및 측면도들이고,

도 3a,3b는 본 발명 히팅장치의 파티션 구조형 가열유닛의 단면도 및 사시도이고,

도 4a 내지 도 4b는 본 발명 히팅장치의 히팅장치의 파티션 구조형 가열유닛의 다른 실시예의 단면도 및 사시도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100:가열유닛,110:열선,120:열전달부, 121:본체, 122:수직 파티션,
122a:유동홀, 123,123-1:수평 파티션,123a,123-1a:유동홀, 130:도입부,
140:배출부,200:수용부, 210:본체, 220: 냉각수 튜브, 230:단열재,
300:제어부 400: 전력공급부,

본 발명은 반응가스을 가열하기 위한 파티션 구조형 가열유닛과 이를 이용한 히팅장치에 관한 것으로 특히, 화학기상증착공정에 사용되는 반응가스를 내부에 유동홀이 형성되어 있는 파티션을 통해 반응가스가 이동하는 동안 외부 열선의 열이 전달됨에 의해 반응가스가 고열로 가열되어 증착 효율을 향상시키는 파티션 구조형 가열유닛과 이를 이용한 히팅장치에 관한 것이다.

일반적으로 화학기상증착공정에서 반응가스를 미리 가열하는 장치로서 도 1에서 도시되는 바와 같은 구성이 제안되고 있다. 즉, 반응가스가 이동할 수 있는 석영튜브(30)와 상기 석영튜브(30)의 외측에 설치되는 라인 히터(50)와 상기 석영튜브(30)내에 설치되는 세라믹볼(40)등으로 구성된다.

이때 상기 라인 히터(50)에 의해 열을 공급받은 세라믹볼(40)이 상기 반응가스에 열을 공급하게 되어 가열을 하게 된다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 히팅장치는 부피가 커지게 되어 석영튜브(30)의 길이를 연장하기가 어렵고 또한 상기 석영튜브(30)내에 설치되는 세라믹볼(40)이 많이 배치하기가 어려워서 충분한 가열을 하는 것이 곤란한 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 화학기상증착공정에 사용되는 반응가스를 내부에 유동홀이 형성되어 있는 파티션을 통해 이동하게 하여 상기 이동하는 동안 열선에서 발생하는 열이 반응가스를 가열토록하는 가열유닛을 제공하는 데에 그 목적이 있으며, 이러한 가열유닛으로서 증착효율이 향상된 히팅장치를 제공하는 데에도 그 목적이 있다.

상술한 목적은 원통형상의 본체와 상기 본체의 내부에 수직방향으로 균일한 간격을 두고 다수개 배치되는 한편 반응가스이 이동하기 위한 유동홀이 형성되는 수직 파티션과 수평방향으로 설치되는 것으로서 유동홀이 형성되는 수평 파티션으로 되는 열전달부와 상기 본체의 양측에 설치되어 반응가스이 도입되는 원통형상의 도입부와 상기 도입부의 반대측에 설치되어 반응가스이 배출되는 원통형상의 배출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 파티션 구조형 히팅장치에 의해 달성될 수 있다.

이하 첨부 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 반응가스 즉, 화학기상증착공정에 사용되는 반응가스를 미리 가열하기 위한 것으로서 상술한 바와 같이 상기 반응가스를 파티션을 통과시키면서 이동하게 하여 상기 이동하는 동안 상기 열선에 의해 발생된 열이 전달되게 하는 것으로서 이하 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 설명하기로 한다.

첨부 도면중 도 2a 내지 도 2d는 본 발명 파티션 구조형 가열유닛을 이용한 히팅장치의 단면도 및 측면도들이다.
본 발명은 열을 발생하여 반응가스에 열을 전달하는 가열유닛(100)과 상기 가열유닛(100)을 수용하는 수용부(200)와 상기 가열유닛(100)의 온도를 제어하는 제어부(300)와 상기 가열유닛(100)에 전력을 공급하는 전력공급부(400)로 구성된다.

상기 수용부(200)는 내부가 빈 중공형상의 본체(210)로 되는데 내부에는 후술하는 가열유닛(100)이 배치된다. 상기 수용부(200)와 상기 가열유닛(100)의 사이에는 열전달을 차단하기 위한 단열재(230)가 배치되어 발생된 열이 밖으로 유출되는 것을 방지하게 된다. 또한 상기 수용부(200)의 본체(210)는 두께부분에 냉각수의 이동을 위한 냉각수 튜브(220)가 설치되어 상기 수용부(200)가 과열되는 것을 방지하게 된다. 그리고 상기 본체(210)의 일측에는 상기 가열유닛(100)의 온도를 제어하기 위한 제어부(300)와 전력공급을 위한 전력공급부(400)가 배치된다.

한편 상기 수용부(200)의 본체는 도 2a 및 도 2d에 나타난 바와 같이 원통 형상으로 실시하지만 도 2d에 나타난 바와 같이 사각형 단면을 가지는 형상도 가능하다.

이하 도 3a와 도 3b를 참조하여 가열유닛(100)에 대해 설명하기로 한다.

첨부 도면중 도 3a,3b는 본 발명 히팅장치의 파티션 구조형 가열유닛의 단명도와 사시도이다. 이 도면에서 도시하는 바와 같이 상기 가열유닛(100)은 전력을 공급받아 열을 발생시키는 열선(110)과 상기 열선(110)에서 발생한 열을 반응가스에 전달시키는 열전달부(120) 그리고 상기 반응가스를 도입 및 배출시키는 도입부(130)와 배출부(140)로 구성된다.

상기 열전달부(120)는 원통형상의 본체(121)와 상기 본체(121)내부에 균일한 간격으로 배치되는 것으로 수직방향으로 설치되는 수직 파티션(122)과 수평방향으로 설치되는 수평 파티션(123)으로 구성된다. 상기 수직 파티션(122)은 원판형상으로서 상기 반응가스가 이동할 수 있는 유동홀(122a)이 형성되어 있다. 이는 수평방향으로 설치되는 수평 파티션(123)의 경우에도 동일하게 유동홀(123a)이 형성되어 있다. 따라서 각 파티션과 유동홀에 의해 반응가스가 상기 유동홀(122a)(123a)들을 통과하면서 상기 열선(110)에서 발생된 열이 전달되는 것이다.

한편, 첨부 도면 도 4a,4b는 본 발명 히팅장치의 파티션 구조형 가열유닛의 다른 실시예의 단면도와 사시도이다.
이 도면에서 도시하는 가열유닛(100)은 상기 수평 파티션(123)에 추가로 수평 파티션(123-1)을 더 구비하여서 된다. 이것은 수평 파티션(123-1)이 추가되므로서 내부에서의 이동시간이 증가하므로 가열효과가 증대될 수 있기 때문이다.

또한 상기 본체(121)의 양측에는 반응가스가 도입되고 배출되는 도입부(130)와 배출부(140)가 형성되어 있다.

상기 도입부(130)는 반응가스가 도입되는 원통형상의 도입홀(131)을 형성하고, 이 도입홀(131)을 중심으로 동심원상으로 원통형상의 단열부(132)가 형성된다. 이러한 동심원상 단열부는 배출부(140)의 경우에도 같다.즉, 반응가스가 배출되는 배출홀(141)과 이 배출홀(141)을 중심으로 동심원상으로 단열부(142)가 형성된다.

이상과 같이 반응가스는 상기 도입홀(131)에 도입되어 다수 형성된 수직 파티션(122)과 수평 파티션(123)(123-1)들의 유동홀(122a)(123a)들을 차례로 거치면서 고열의 가스로 되어 배출부(140)에서 배출된다.

상기 본체(121)와 각 파티션(122,123)의 재질은 내열성과 화학적 안정성이 높은 석영을 사용하는 것이 바람직하다.

상술한 가열유닛을 이용하여 높은 가열 성능을 발휘하는 소형의 히팅장치를 구현할 수 있다.

이상과 같이 반응가스 즉, 화학기상증착공정에 사용되는 반응가스를 상술한 바와 같은 수직,수평파티션들에 의해 형성되는 유동홀을 따라 이동하게 하여 외측의 열선에서 발생한 고열의 반응가스로 배출되게 하는 가열유닛을 제공하게 되며, 이러한 가열유닛을 이용한 히팅장치에 의하여 여러타입의 화학기상증착장치등에서 요구되는 가열성능의 변경없는 소형의 히팅장치를 제공할 수 있게 되는 효과를 갖는다.

Claims (8)

1. 열선(110)에 의해 발생한 열을 반응가스에 전달하기 위한 파티션 구조형 가열유닛(100)에 있어서,

   원통형상의 본체(121)와, 상기 본체(121)의 내부에 수직방향으로 균일한 간격을 두고 다수개 배치되는 한편 반응가스가 이동하기 위한 유동홀(122a)이 형성되는 수직 파티션(122)과, 유동홀(123a)이 형성되고 수평방향으로 설치되는 수평 파티션(123)으로 서로 직교하여 설치되는 열전달부(120);

   상기 본체(121)의 일측에 설치되어 반응가스가 도입되는 원통형상의 도입부(130);및

   상기 본체(121)의 타측에 설치되어 반응가스가 배출되는 원통형상의 배출부(140)를 포함하는 파티션 구조형 가열유닛.
2. 제1항에 있어서

   상기 수평 파티션(123)의 하면에 상기 수평 파티션(123)과 같은 유동홀(123a-1a)이 형성된 수평 파티션(123-1)을 더 포함하는 파티션 구조형 가열유닛.
3. 제1항에 있어서

   상기 도입부(130)는 반응가스가 도입되는 원통형상의 도입홀(131)과 상기 도입홀(131) 주위에 열전달을 차단하기 위한 동심원상의 단열부(132)가 형성되고, 상기 배출부(140)는 반응가스가 배출되는 원통형상의 배출홀(141)과 상기 배출홀(141) 주위에 열전달을 차단하기 위한 동심원상의 단열부(142)가 형성되는 것을 특징으로 하는 파티션 구조형 가열유닛.
4. 파티션 구조형 가열유닛을 이용한 히팅장치에 있어서,

   원통형상의 본체(121)와, 유동홀(122a)이 형성되는 수직 파티션(122),유동홀(123a)이 형성되는 수평 파티션(123)이 직교하여 본체(121) 내부에 다수 배치되는 열전달부(120)와, 상기 본체(121)의 일측에 설치되는 반응가스 도입부(130)와, 상기 본체(121)의 타측에 설치되는 반응가스 배출부(140)와, 상기 본체(121)의 외측에 권취되는 열선(110)으로 이루어지는 가열유닛(100);

   상기 가열유닛(110)을 수용하되 상기 도입부(130)와 배출부(140)는 양측으로 노출되는 중공형의 본체(210)와, 상기 본체(210)의 두께부에 설치되는 냉각수 튜브(220)와, 상기 본체(210)내 공간에 채워지는 단열재(230)로 이루어진 수용부(200);

   상기 본체(210)의 외측에 설치되어 상기 가열유닛(100)의 온도를 제어하는 제어부(300);및

   상기 열선(110)에 전원을 공급하기 위하여 본체(210)에 접속되는 전력공급부(400)를 포함하는 파티션 구조형 가열유닛을 이용한 히팅장치.
5. 삭제
6. 제4항에 있어서,

   상기 수용부(200)의 본체(210)는 원통형인 것을 특징으로 하는 파티션 구조형 가열유닛을 이용한 히팅장치.
7. 제4항에 있어서,

   상기 수용부(200)의 본체(210)는 사각형인 것을 특징으로 하는 파티션 구조형 가열유닛을 이용한 히팅장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서

   상기 가열유닛(100)의 본체(121)와, 수직 파티션(122) 및 수평 파티션(123, 123-1)의 재질이 석영인 것을 특징으로 하는 파티션 구조형 가열유닛.

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