KR100948680B1 - 열평형 순환 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 열평형 순환 장치는, 내부에 유체를 수용하는 탱크, 상기 유체를 가열하는 가열부, 상기 탱크의 내부에 회전 가능하게 구비되며, 상기 가열된 유체가 균일한 열평형 상태를 유지하도록 상기 유체를 순환시키는 회전부, 및 상기 회전부를 회전 구동시키는 구동부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 탱크 내 유체의 균일한 열평형 상태를 유지하며, 순환 대류시 열손실을 최소화할 수 있다.
프로펠러, 자성, 모터, 탱크, 열평형

Description

열평형 순환 장치{Apparatus for circulating of heat balance}
본 발명은 열평형 순환 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탱크 내부의 가열된 유체를 균일한 열평형 상태로 유지하도록 순환시키는 열평형 순환 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자 제조시 웨이퍼 세정 장치용 순수 공급라인에서 공급되는 DIW(De-ionized Water) 등을 사용한다.
상기 DIW(De-ionized Water) 등과 같은 유체는 탱크 내부에서 반도체 소자 제조 공정에서 필요한 온도로 가열되며, 가열되는 유체는 열평형 순환 장치에 의해 순환되어 균일한 열평형 상태를 유지하게 된다.
도 1은 종래의 열평형 순환 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 열평형 순환 장치는 소정의 유체를 수용하는 탱크(1)와, 유체를 가열하는 히터(3)와, 탱크(1)의 외부에 구비되어 히터(3)에 의해 가열된 탱크(1) 내 유체의 균일한 열평형 상태를 유지하도록 유체를 순환시키는 순환 펌프(P)(5)와, 탱크(1)와 순환 펌프(5)를 연결하는 순환 배관(7) 및 밸브(8a, 8b) 등을 구비한다.
상기와 같이 구성된 종래의 열평형 순환 장치는 히터(3)에 의해 가열된 탱크(1) 내 유체를 순환 펌프(5)를 이용하여 순환시킴으로써 열평형 상태를 촉진시킨다.
그러나, 종래의 열평형 순환 장치는 히터(3)에 의해 가열된 탱크(1) 내 유체의 열평형 상태를 촉진시키기 위해 순환 펌프(5) 및 배관(7) 등을 이용하므로, 균일한 열평형 상태를 기대할 수 없으며, 열손실이 발생하는 문제가 있다.
또한, 순환 펌프(5) 및 배관(7) 등의 설치 비용이 추가되며, 순환 펌프(5) 및 배관(7) 설치에 따른 공간 소모 등의 문제가 있다.
또한, 순환 펌프(5)에 의해 토출되어진 유체가 탱크(1) 내 유체의 국부적인 수면에 떨어짐으로 인해 전체적인 열평형 상태를 형성하기 위한 시간 차가 발생하여 효율이 감소하는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 탱크 내 유체의 균일한 열평형 상태를 유지하며, 순환 대류시 열손실을 최소화할 수 있는 열평형 순환 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 열평형 순환 장치는, 내부에 유체를 수용하는 탱크, 상기 유체를 가열하는 가열부, 상기 탱크의 내부에 회전 가능하게 구비되며, 상기 가열된 유체가 균일한 열평형 상태를 유지하도록 상기 유체를 순환시키는 회전부, 및 상기 회전부를 회전 구동시키는 구동부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 열평형 순환 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 히터에 의해 가열된 탱크 내 유체를 프로펠러를 이용하여 순환시킴으 로써, 균일한 열평형 상태를 기대할 수 있고, 열손실을 최소화할 수 있다.
둘째, 기존의 순환 펌프 및 배관 등을 제거함으로써, 설치 비용을 절감할 수 있고, 설치 공간의 효율적인 사용이 가능하다.
셋째, 구동 모터 및 자성체를 이용하여 탱크 내부의 프로펠러를 회전시킴으로써, 탱크 내 유체의 누출(leak) 발생을 최소화할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 특허청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열평형 순환 장치를 상세히 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열평형 순환 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 열평형 순환 장치는 탱크(10), 가열부(20), 회전부(30) 및 구동부(40) 등을 구비한다.
상기 탱크(10)는 내부에 소정의 유체를 수용한다. 상기 유체는 반도체 소자 제조시 웨이퍼 세정 장치용 순수 공급라인에서 공급되는 DIW(De-ionized Water) 등을 포함한다.
상기 가열부(20)는 상기 유체를 가열하여 반도체 소자 제조시 필요한 온도로 승온한다. 본 실시예에서 가열부(20)는 상기 유체를 직접적으로 가열하도록 탱크(10)의 내부에 구비되는 히터(heater)(이하, 참조부호 20으로 설명함)를 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형태의 구성이 가능하다. 예를 들면, 가열부(20)는 상기 유체를 간접적으로 가열하도록 탱크(10)의 외부에 구비될 수 있다.
상기 회전부(30)는 탱크의 내부에 회전 가능하게 구비되는 프로펠러(Propeller)(이하, 참조부호 30으로 설명함)를 포함한다. 프로펠러(30)는 가열부(20)에 의해 가열되는 유체가 균일한 열평형 상태를 유지하도록 상기 유체를 순환시킨다. 프로펠러(30)의 회전 방향은 프로펠러(30)의 전방에서 후방으로, 즉 도면 상에서는 좌측에서 우측 방향으로 유체의 순환이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 프로펠러(30)는 서로 대칭되도록 한 쌍의 날개로 구성되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 그 이상의 날개 개수를 갖는 프로펠러의 구성이 가능하다.
상기 구동부(40)는 프로펠러(30)를 자성을 이용하여 회전 구동시킨다.
상기 구동부(40)는 구동 모터(41), 샤프트(43) 및 자성체(45) 등을 구비한다.
상기 구동 모터(41)는 탱크(10)의 외부에 브래킷(미도시)에 의해 고정된다.
상기 샤프트(43)는 탱크(10)의 내부에 수평방향으로 길게 구비되며, 복수의 지지부재(미도시)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 샤프트(43)는 일단이 프로펠러(30)의 회전 중심부에 결합되며, 타단은 후술할 제 2 자성체(47)에 결합된다.
상기 자성체(45)는 구동 모터(41)의 회전 구동력을 자성에 의해 샤프트(43)에 전달하도록 구동 모터(41)와 샤프트(43)의 사이에 구비된다.
상기 자성체(45)는 구동 모터(41)의 회전축(41a)에 결합되는 제 1 자성체(46)와, 샤프트(43)의 타단에 결합되며 자성에 의해 제 1 자성체(46)와 연동되어 회전하는 제 2 자성체(47)를 구비한다. 즉, 제 1 자성체(46)와 제 2 자성체(47)는 탱크(10)의 외부와 내부에 각각 구비된다. 제 1 자성체(46)와 제 2 자성체(47)는 서로 인력이 작용하도록 자성이 형성된다. 예를 들어, 제 1 자성체(46)의 우측면에 N극이 형성되고, 이와 대응하는 제 2 자성체(47)의 좌측면에는 S극이 형성되거나, 반대로 제 1 자성체(46)의 우측면에 S극이 형성되고, 이와 대응하는 제 2 자성체(47)의 좌측면에는 N극이 형성되는 것이 바람직하다. 제 1 및 제 2 자성체(46)(47)는 원반, 다각판 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 열평형 순환 장치는 히터(20)가 탱크(10) 내부의 유체를 소정 온도로 가열하고, 탱크(10) 내부에 구비되 는 프로펠러(30)가 회전하여 히터(20)에 의해 가열되는 유체가 균일한 열평형 상태를 유지하도록 순환시킨다.
이때, 탱크(10)의 내부에 구비되는 프로펠러(30)는 탱크(10)의 외부에 구비되는 구동 모터(41)가 회전시 자성체(45)의 자성에 의해 회전하게 된다.
보다 상세하게는, 구동 모터(41)에 의해 제 1 자성체(46)가 회전하게 되면, 자성의 인력에 의해 제 2 자성체(47)가 제 1 자성체(46)와 연동하여 회전하게 된다. 제 2 자성체(47)가 회전하게 되면, 제 2 자성체(47)에 결합된 샤프트(43)가 회전하여 프로펠라(30)가 회전하게 된다. 즉, 구동 모터(41)의 회전 구동력이 자성에 의해 샤프트(43)에 전달되어 프로펠라(30)가 회전하게 된다. 프로펠러(30)가 회전하면, 탱크(10) 내부의 유체는 도면에 도시된 화살표 방향으로 순환하면서 균일한 열평형 상태를 유지하게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 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.
도 1은 종래의 열평형 순환 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열평형 순환 장치를 개략적으로 도시한 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 탱크 20 : 가열부, 히터
30 : 회전부, 프로펠러 40 : 구동부
41 : 구동 모터 43 : 샤프트
45 : 자성체 46 : 제 1 자성체
47 : 제 2 자성체

Claims (5)

  1. 내부에 유체를 수용하는 탱크;
    상기 유체를 가열하는 가열부;
    상기 탱크의 내부에 회전 가능하게 구비되며, 상기 가열된 유체가 균일한 열평형 상태를 유지하도록 상기 유체를 순환시키는 회전부; 및
    자성을 이용하여 상기 회전부를 회전 구동시키는 구동부를 포함하는 열평형 순환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전부는 프로펠러를 포함하는 열평형 순환 장치.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 구동부는,
    상기 탱크의 외부에 구비되는 구동 모터;
    상기 탱크의 내부에 구비되며, 상기 프로펠러에 연결되는 샤프트; 및
    상기 구동 모터와 상기 샤프트의 사이에 구비되며, 상기 구동 모터의 회전 구동력을 자성에 의해 상기 샤프트에 전달하는 자성체를 포함하는 열평형 순환 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 자성체는,
    상기 구동 모터의 회전축에 결합되는 제 1 자성체; 및
    상기 샤프트에 결합되며, 자성에 의해 상기 제 1 자성체와 연동되어 회전하는 제 2 자성체를 포함하는 열평형 순환 장치.
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