KR100852399B1

KR100852399B1 - 승화정제장치용 콜드트랩

Info

Publication number: KR100852399B1
Application number: KR1020070012851A
Authority: KR
Inventors: 장세헌
Original assignee: 주식회사 지우기술
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2008-08-14
Also published as: KR20080073956A

Abstract

개시된 내용은 승화정제장치용 콜드트랩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수단에 의해 소정온도로 냉각되는 다공질금속을 몸체 내부에 삽입하여 상기 다공질금속을 통과하는 공기중의 이물질을 걸러내도록 하고, 몸체의 플랜지를 통해 배기라인상에 용이하게 탈착되게 하여 유지보수가 용이한 승화정제장치용 콜드트랩에 관한 것이다.

이러한 승화정제장치용 콜드트랩은 진공챔버와 진공펌프사이의 배기라인상에 배치되는 콜드트랩에 있어서, 관형 몸체;와, 상기 몸체의 외측에 접촉되며 입수관과 출수관이 형성되어 냉매가 순환하는 냉각수단;과, 진공챔버와 진공펌프의 배기라인에 접속되도록 상기 몸체의 양단에 형성된 플랜지; 및, 상기 몸체의 내부로 삽입되는 다공질금속;을 포함하여 달성된다.

콜드트랩, 다공질금속, 플랜지, 힌지클램프

Description

승화정제장치용 콜드트랩{Cold trap for sublimation purifying apparatus}

도 1a는 종래 승화정제장치의 콜드트랩을 나타낸 단면도,

도 1b는 또 다른 종래 콜드트랩의 구성도,

도 2는 본 발명 승화정제장치용 콜드트랩의 단면도,

도 3은 본 발명 승화정제장치용 콜드트랩의 분해단면도,

도 4는 도 2의 A-A'선 단면도,

도 5는 본 발명 승화정제장치용 콜드트랩의 다공질금속의 부분확대사진,

도 6a 내지 도 6c는 본 발명 승화정제장치용 콜드트랩의 힌지클램프의 해제작용을 나타낸 작용단면도,

도 7은 본 발명 승화정제장치용 콜드트랩의 다른실시예의 단면도,

도 8은 본 발명 승화정제장치용 콜드트랩의 또다른 실시예의 단면도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110:몸체, 120:냉각수단, 130:플랜지,

131:요홈부, 140:힌지클램프, 141:제1고정편,

142:제2고정편, 143:볼트, 144:홈부,

145:삽입홈, 146:나비너트, 150:다공질금속.

본 발명은 냉각수단에 의해 소정온도로 냉각되는 다공질금속을 몸체 내부에 삽입하여 상기 다공질금속을 통과하는 공기중의 이물질을 걸러내도록 하고, 몸체의 플랜지를 통해 배기라인상에 용이하게 탈착되게 하여 유지보수가 용이한 승화정제장치용 콜드트랩에 관한 것이다.

일반적으로 진공펌프로 진공챔버의 배기라인을 통해 진공챔버 내부의 공기를 외부로 배출시켜 진공챔버 내부를 진공상태로 유지하게 되는데, 승화정제기와 같이 진공챔버 내부에서 가스가 발생되는 경우에는 내부가스가 배기라인을 통해 빠져나가 진공펌프를 통과하면서 진공펌프를 손상시킬 뿐만 아니라, 진공펌프에서 발생되는 오일증기(oil mist)가 진공챔버 내부로 유입되어 진공챔버를 오염시키는 문제점이 발생된다.

따라서, 종래에는 도 1a와 같이 진공챔버(11)와 진공펌프(12)를 연결하는 배기라인(L)상에 금속용기(14)를 배치하고, 상기 금속용기(14) 내에 냉각수나 액체질소 같은 냉매를 통과시키는 냉각수단(15)의 동관(15a)을 코일형태로 감아주거나, 도 1b와 같이 배기라인(L)에 금속의 세선을 직조한 망 형태의 필터뭉치(21)에 냉각수를 순환시키는 코일(22)을 안에 넣어 기화물이 냉매와 열교환되면서 응결되어 상기의 금속용기(14) 또는 필터뭉치(21)에 부착되도록 하는 방법으로 오염물질을 잡아주었다.

그러나, 이러한 형태의 종래방법들은 유속이 빠른 경우 공기중의 물질들을 효과적으로 걸러주지 못할 뿐만 아니라, 필터뭉치가 진공펌프의 흡입구측에 고정설치되어있으므로 필터의 교환 및 유지보수가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 냉각수단에 의해 소정온도로 냉각된 다공질금속을 몸체 내부에 삽입하여 상기 다공질금속을 통과하는 공기중의 이물질을 걸러내도록 하고, 몸체의 플랜지를 통해 배기라인상에 용이하게 탈착되게 하여 유지보수가 용이한 승화정제장치용 콜드트랩을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 배기라인상에 기밀하게 접속되도록 진공용 NW플랜지를 사용하고, 플랜지가 힌지클램프를 통해 고정되게 함으로써 별도의 공구나 도구없이도 조립, 분해가 손쉬운 승화정제장치용 콜드트랩을 제공하는 데에도 그 목적이 있다.

또한, 냉각수단이 몸체내의 다공질금속을 직접 관통하도록 하여 냉각효과를 증대시키는 승화정제장치용 콜드트랩을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명 승화정제장치용 콜드트랩은 진공챔버와 진공펌프사이의 배기라인상에 배치되는 콜드트랩에 있어서, 관형 몸체;와, 상기 몸체의 외측에 접촉되며 입수관과 출수관이 형성되어 냉매가 순환하는 냉각수단;과, 진공챔버와 진공펌프의 배기라인에 접속되도록 상기 몸체의 양단에 형성된 플랜지; 및, 상기 몸체의 내부로 삽입되는 다공질금속;을 포함하는 승화정제장치용 콜드트랩을 제공함으로써 달성된다.

상기 다공질금속은 단면적 단위의 기공률이 90~94%이고, 기공 수는 5~100ppi인 것이 바람직하다.

상기 다공질금속은 구리, 은, 알루미늄, 니켈중 어느 하나로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명 승화정제장치용 콜드트랩의 상기 플랜지는 힌지클램프에 의해 배기라인에 기밀하게 접속되는 NW플랜지인것이 바람직하다.

본 발명 승화정제장치용 콜드트랩의 상기 힌지클램프는 제1,제2고정편 일단이 힌지결합되고, 타단에는 볼트와, 상기 볼트가 걸려지는 홈부가 각각 형성되고, 상기 제1,제2고정편의 내측면에는 플랜지의 외연부가 삽입되는 삽입홈이 형성되며, 상기 볼트의 선단에는 나비너트가 형성된 것이 바람직하다.

본 발명 승화정제장치용 콜드트랩의 상기 냉각수단은 다공질금속 내부를 관통하는 냉각라인이 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 냉각라인은 코일형인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명 승화정제장치용 콜드트랩의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부도면중 도 2는 본 발명 승화정제장치용 콜드트랩의 단면도이고, 도 3은 본 발명 승화정제장치용 콜드트랩의 분해단면도이고, 도 4는 도 2의 A-A'선 단면도이다.

상기 도면들에서 도시하는 바와 같은 본 발명 승화정제장치용 콜드트랩은 진공트랩과 진공펌프를 연결하는 배기라인에 배치되는 관형 몸체(110)와, 상기 몸체(110)의 외측에서 몸체(110)를 냉각시키는 냉각수단(120)과, 상기 냉각수단(120)이 배기라인에 탈착가능하게 고정되도록 상기 몸체(110)의 양단에 설치되는 플랜지(130)와, 상기 냉각수단(120)을 통과하는 기체중의 이물질을 걸러내도록 상기 몸체(110) 내부에 삽입되는 다공질금속(150)을 포함하여 구성된다.

상기 몸체(110)는 진공챔버와 진공펌프 사이의 배기라인(L)상에 배치되는 관형의 금속파이프로 이루어진다.

상기 냉각수단(120)은 상기 몸체(110)의 외측에 배치되는 것으로, 내부에 냉각수 또는 액화질소등의 냉매가 순환할 수 있는 공간이 형성되고 양측에 입수관(121)과 출수관(122)이 형성된 스테인레스등의 금속재질로 구성된다.

상기의 플랜지(130)는 진공용 플랜지로서, 내측면에 요홈부(131)가 형성된 NW플랜지(norminal width type flange)가 사용된다. 이러한 플랜지(130)는 배기라인(L)의 접속단에도 형성되어, 한쌍의 플랜지들(130,130') 사이의 요홈부(131)에 O링등의 밀폐부재(R)가 삽입된 상태에서 힌지클램프(140)를 통해 체결되어 배기라인(L)과 기밀하게 연결된다.

여기서, 상기 힌지클램프(140)는 한쌍의 제1,제2고정편(141,142) 일단이 힌지(Hinge,H)결합되고, 타단에는 볼트(143)와, 상기 볼트(143)가 걸려지는 홈부(144)가 각각 형성되고, 제1고정편(141)과 제2고정편(142)의 내측면에는 플랜지(130)의 외연부가 삽입되는 삽입홈(145)이 각각 형성되며, 볼트의 선단에는 나비너트(146)가 형성된다.

상기 다공질금속(open cell foam metal, 150)은 구리, 은, 알루미늄, 니켈중 어느 하나로 재질로 구성된 것으로, 단면적 단위의 기공률이 90~94%이고, 기공 수는 5~100ppi(Pore Per Inch)인 것이 사용된다.(도 5참조) 상기와 같은 다공질금속(150)의 기공률이나 기공 수가 너무 크면 공기중의 이물질을 걸러내는 효과가 저하되고, 기공률과 기공 수가 너무 작으면 공기의 흐름이 저하된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 승화정제장치용 콜드트랩의 결합상태를 설명한다.

첨부도면 도 2에서 나타난 바와 같이 본 발명의 콜드트랩의 몸체(110)는 진공챔버와 진공펌프를 연결하는 배기라인(L)상에 설치되는 것으로, 몸체(110)의 외측을 감싸고 있는 냉각수단(120)의 입수관(121)과 출수관(122)으로 냉매가 순환하면서 냉각수단 내부의 공간을 순환하면서 몸체(110)의 온도가 냉각된다.

그리고, 몸체(110)의 양단에 형성된 플랜지(130)와 배기라인(L)의 접속단에 형성된 플랜지(130')의 사이에 O링등의 밀폐부재(R)이 삽입된 상태에서 몸체(110)의 플랜지(130)와 배기라인(L)의 플랜지(130')를 고정시키는 힌지클램프(140)에 의해 고정되어 몸체(110)와 배기라인(L)이 기밀하게 체결된다.

삭제

이러한 힌지클램프(140)는 도 4에서 나타난 바와 같이 힌지(H)로 연결된 제1고정편(141)과 제2고정편(142)의 삽입홈(145)으로 몸체(110)의 플랜지(130)와 배기라인(L)의 플랜지(130')의 외연부가 삽입된 상태에서 제1고정편(141)에 형성된 볼트(143)를 제2고정편(142)의 홈부(144)로 삽입시킨 다음, 볼트(143) 선단의 나비너트(146)를 잠금방향으로 회전시켜 제1고정편(141)에 제2고정편(142)이 고정되게 함으로써 몸체(110)를 배기라인(L)에 기밀하게 연결되도록 한다.

이하, 상기와 같이 조립된 본 발명 승화정제장치용 콜드트랩의 작용을 설명한다.

상기와 같이 몸체(110)의 양단이 진공펌프와 진공챔버사이를 연결하는 배기라인(L)상에 기밀하게 조립된상태에서, 몸체(110)의 외부에 배치된 냉각수단(120)의 급수관(121)과 출수관(122)을 통해 냉각수 또는 액체질소등의 냉매가 공급되어 냉각수단의 내부 공간을 순환하면서 몸체(110)와 몸체(110)내에 삽입되어 있는 다공질금속(150)을 냉각시키게 된다.

이러한 상태에서 배기라인(L)을 통해 진공챔버내의 공기가 진공펌프를 향해 이동하는 경우나, 진공펌프로부터 공기가 역류하여 진공챔버내로 유입되는 경우 공기중에 포함되어있는 승화물질 또는 오일증기가 상기 몸체(110) 내에 삽입되어 있는 다공질금속(150)을 통과하면서 온도차에 의해 응결되어 다공질금속(150)에 들러붙게된다.

이때, 상기 다공질금속(150)은 단면적 단위의 기공률이 90~94%이고, 기공 수는 5~100ppi인 것이 사용되므로 유속에 큰 영향을 끼치지 않으면서도 공기중의 이물질들을 회수하는 효과가 우수하다.

이처럼 다공질금속(150)내에 들러붙은 공기중의 이물질들은 그 양이 많아질수록 다공질금속(150)의 필터효과가 저하되므로 일정기간마다 교환하거나 청소해주어야 하는데, 본 발명의 승화정제장치용 콜드트랩은 몸체(110) 양단의 플랜지(130)가 힌지클램프(140)에 의해 고정되어 있으므로 별도의 공구 없이 손쉽게 탈/부착시킬 있게 된다.

이하에서는 상기와 같은 힌지클램프(140)의 분해작용을 설명한다.

첨부도면중 도 6a내지 6c는 본 발명 승화정제장치용 콜드트랩의 힌지클램프의 작용을 나타낸 단면도들이다.

먼저, 플랜지(130)로부터 힌지클램프(140)를 도 6a와 같이 제1고정편(141)의 볼트(143)선단에 체결되어 제2고정편(142)을 고정하고 있는 나비너트(146)를 고정해제방향으로 회전시켜 고정력을 해제시킨 다음, 도 6b와 같이 제1고정편(141)의 볼트(143)를 회동시켜 제2고정편(142)의 홈부(144)로부터 이탈되게 한다.

그리고 도 6c와 같이 힌지(H)고정된 제1고정편(141)과 제2고정편(142)을 바깥쪽으로 벌려 제1고정편(141)과 제2고정편(142)의 삽입홈(145)으로부터 몸체(110)와 배기라인(L)의 플랜지(130,130')가 이탈되게 하여 구속해제시킨다.

상기와 같이 본 발명의 몸체(110) 양측에서 몸체(110)와 배기라인(L)의 플랜지(130,130')를 구속하는 힌지클램프(140)를 분해시킴으로써 배기라인(L)상에서 몸체(110)를 손쉽게 이탈시킬 수 있게 된다. 따라서, 다공질금속(150)내에 들러붙어 있는 이물질들을 쉽게 제거할 수 있게 되며, 경우에 따라서는 몸체(110)를 교환하는 등 유지보수가 용이하게 된다.

첨부도면중 도 7은 본 발명 승화정제장치의 콜드트랩의 다른실시예를 나타낸 단면도로서, 도면에서 나타나는 바와 같이 양단에 각각 입수관(121)과 출수관(122)이 형성되어 냉각수 또는 액화질소와 같은 냉매가 순환하는 냉각수단(120)이 몸체(110)의 내부에 삽입되어 있는 다공질금속(150)을 관통하도록 설치되는 것이 가능하다. 또한, 도 8에서와 같이 상기의 냉각수단(120)은 몸체(110)내부에서 코일형으로 형성되어 다공질금속(150)의 온도를 냉각시키는 것도 가능할 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명 승화정제장치용 콜드트랩은 냉각수단에 의해 소정온도로 냉각된 다공질금속을 몸체 내부에 삽입하여 상기 다공질금속을 통과하는 공기중의 이물질을 걸러내도록 하고, 몸체의 플랜지를 통해 배기라인상에 용이하게 탈착되게 하여 유지보수가 용이한 효과가 있다.

또한, 배기라인상에 기밀하게 접속되도록 진공용 NW플랜지를 사용하고, 플랜지가 힌지클램프를 통해 고정되게 함으로써 별도의 공구나 도구없이도 조립, 분해가 손쉬운 효과가 있다 .

또한, 냉각수단이 몸체내의 다공질금속을 직접 관통하도록 하여 냉각효과를 증대시키는 효과도 있다.

Claims

진공챔버와 진공펌프사이의 배기라인상에 배치되는 콜드트랩에 있어서,

관형 몸체;

상기 몸체의 외측에 접촉되며 입수관과 출수관이 형성되어 냉매가 순환하는 냉각수단;

진공챔버와 진공펌프의 배기라인에 접속되도록 상기 몸체의 양단에 형성된 플랜지; 및,

상기 몸체의 내부로 삽입되는 다공질금속;을 포함하는 승화정제장치용 콜드트랩.
제 1항에 있어서,

상기 다공질금속은 단면적 단위의 기공률이 90~94%이고, 기공 수는 5~100ppi인 것을 특징으로 하는 승화정제장치용 콜드트랩.
제 2항에 있어서,

상기 다공질금속은 구리, 은, 알루미늄, 니켈중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 승화정제장치용 콜드트랩.
제 1항에 있어서,

상기 플랜지는 힌지클램프에 의해 배기라인에 기밀하게 접속되는 NW플랜지인것을 특징으로 하는 승화정제장치용 콜드트랩.
제 4항에 있어서,

상기 힌지클램프는 제1,제2고정편 일단이 힌지결합되고, 타단에는 볼트와, 상기 볼트가 걸려지는 홈부가 각각 형성되고, 상기 제1,제2고정편의 내측면에는 플랜지의 외연부가 삽입되는 삽입홈이 형성되며, 상기 볼트의 선단에는 나비너트가 형성된 것을 특징으로 하는 승화정제장치용 콜드트랩.
제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서,

상기 냉각수단은 다공질금속 내부를 관통하는 냉각라인이 형성되는 것을 특징으로하는 승화정제장치용 콜드트랩.
제 6항에 있어서,

상기 냉각라인은 코일형인것을 특징으로 하는 승화정제장치용 콜드트랩.