KR101079704B1 - 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 웨이퍼, LCD 및 태양전지를 가공하는 가공장치에서 발생되는 부하열을 조절하는 온도조절장치로서, 내부가 냉수충진부와 온수충진부로 구획,분할되도록 격벽이 구비된 수조탱크와 상기 냉수충진부에 충진되는 유체를 냉각시키는 냉각장치와 상기 냉수충진부와 상기 온수충진부의 유체를 혼합한 후 상기 가공장치에 순환되게 공급하여 부하열을 조절하는 온도조절부로 이루어져, 별도의 가열수단을 설치하지 않아도 되는 효과가 있으며, 이에따른 설치비와 유지보수비용을 절감할 수 있는 효과와 전력사용량을 대폭감소시키는 효과가 있다.

이방변 밸브, 냉동기, 온도감지센서, 유로

Description

이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치{Temperature Control Apparatus for controlling load heating having Two way valve}

본 발명은 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉동기에 의해 냉각된 유체를 별도의 가열수단 없이 일정한 온도로 가공장치에 공급할 수 있어, 별도의 가열수단을 설치하지 않아도 되는 효과가 있으며, 이에따른 설치비와 유지보수비용을 절감할 수 있는 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 기판 가공장치는 반도체 웨이퍼, LCD, 태양전지 등을 가공하여 제품화 시키는 장치이다.

상기한 기판 가공장치는 반도체 웨이퍼나 LCD, 태양전지 등의 제조 공정에서 공정 온도의 변화로 인하여 제품의 불량 발생율이 현저히 상승하게 되는 문제점이 있었다.

이러한, 문제점을 해결하고자 종래에는 가공장치에는 냉동기가 연동되어, 상기한 부하열을 작업공정상 최적의 온도로 조절하게 된다. 상기한 냉동기는 유체가 충진된 탱크와 탱크의 유체를 냉각시키는 것으로 콤프레서,응축기 및 증발기로 구성된 냉각기와 냉각된 유체의 온도를 체크하는 온도감지센서와 온도감지센서의 신호를 전달받아 냉각된 유체의 온도를 가공장치의 공급온도로 상승되게 조절하는 히터로 이루어진다.

그러나, 종래의 부하열 조절장치는 냉동기에서 냉각된 유체를 가공장치의 공급온도로 조절하기 위해 히터로 가열하여 유체의 온도를 조절해야하는 번거로움과 부하열 조절장치에 별도의 히터와 제어장치를 설치해야하므로 설치비용과 유지보수비용이 과도하게 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉동기에 의해 냉각된 유체를 별도의 가열수단 없이 일정한 온도로 가공장치에 공급하는 한조의 이방변 밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 반도체 웨이퍼, LCD 및 태양전지 를 가공하는 가공장치에서 발생되는 부하열을 조절하는 온도조절장치로서, 내부가 냉수충진부와 온수충진부로 구획,분할되도록 격벽이 구비된 수조탱크와 상기 냉수충진부에 충진되는 유체를 냉각 시키는 냉각장치와 상기 냉수충진부와 상기 온수충진부의 유체를 혼합한 후 상기 가공장치에 순환되게 공급하여 부하열을 조절하는 온도조절부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각장치는 상기 냉수충진부의 내부에 배치되는 증발기와 상기 증발기에 냉매가스를 순환되게 공급하여 상기 냉수충진부의 유체를 냉각시키는 냉동기로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 온도조절부는 상기 냉수충진부와 연통되게 설치된 냉수유출관과, 상기 온수충진부와 연통되게 설치된 온수유출관과, 상기 가공장치에 인입되게 설치되어 상기 냉수유출관과 상기 온수유출관으로 부터 유체를 공급받아 부하열을 조절하고, 열교환된 유체를 재차 상기 냉수충진부와 상기 온수충진부에 전달하는 온도조절유로와, 상기 온도조절유로에 설치되어 상기 냉수충진부와 상기 온수충진부의 유체를 순환시키는 순환펌프와, 상기 순환펌프에 의해 순환되는 유체의 온도를 감지하는 온도감지센서와, 상기 냉수유출관 및 상기 온수유출관에 설치되어 유체의 이동을 단속하는 이방변밸브와, 상기 온도감지센서의 신호를 전달받아 상기 이방변밸브를 제어하는 제어부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가공장치의 내부에는 신속하게 부하열을 조절하도록 상기 수조탱크 및 상기 제어부가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 온수충진부에는 수위조절장치가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치은 냉동기에 의해 냉각된 유체를 별도의 가열수단 없이 일정한 온도로 가공장치에 공급할 수 있어, 별도의 가열수단을 설치하지 않아도 되는 효과가 있으며, 이에따른 설치비와 유지보수비용을 절감할 수 있는 효과와 전력사용량을 대폭감소시키는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 하기 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시하는 것이며, 본 기술 사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치를 나타낸 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치의 작동상태를 나타낸 흐름도이며, 도 3은 본 발명에 따른 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치의 다른 실시예를 나타낸 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 따른 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치의 또 다른 실시예를 나타낸 흐름도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명인 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치(1)(이하 온도조절장치)는 반도체 웨이퍼 및 LCD를 가공하는 가공장치에서 발생되는 부하열을 조절하는 온도조절장치로서, 수조탱크(2)와 냉각장치(3)와 온도조절부(4)로 구성된다.

상기 수조탱크(2)는 내부가 냉수충진부(21)와 온수충진부(22)로 구획,분할되도록 중앙에 격벽(23)이 구비되며, 상기 냉수충진부(21) 및 상기 온수충진부(22)에는 유체가 충진되며 상기 유체는 통상의 물이 사용된다. 이때 상기 유체는 상기 온도조절부(4)에 의해 냉각되어 상기 가공장치(100)의 부하열을 낮출 수 있는 액상의 물질이면 어느것이 사용되도 무방하다.

이때, 상기 격벽(23)은 도 1에 도시된 바와 같이 수조탱크(2)의 높이보다 낮게 형성되어, 열교환되 유입되는 유체가 냉수충진부(21) 또는 온수충진부(22)에서 넘칠경우 유체가 격벽(23)을 넘어 상호 이동(overflow)되게 구성된다.

상기 냉각장치(3)는 냉수충진부(21)에 충진된 유체를 일정온도로 냉각시키는 것으로서, 이러한 냉각장치(3)는 상기 냉각장치는 상기 냉수충진부의 내부에 배치되는 증발기(31)와 상기 증발기(31)에 냉매가스를 순환되게 공급하여 상기 냉수충진부의 유체를 냉각시키는 냉동기(32)로 구성된다.

상기 증발기(31)는 도 1에 도시된 바와 같이 가스순환배관에 의해 상기 냉수 충진부(21)의 중앙에 배치되게 하는 것이 바람직하며, 상기 냉동기(32)는 상기 증발기(31)에 냉매가스를 순환시켜 충진된 유체를 일정온도로 냉각시키도록 통상의 콤프레서, 응축기, 팽창밸브로 구성된다.

이때, 상기 냉수충진부(21)에는 상기 냉동기(32)와 연동되게 온도센서가 더 구비되어, 상기 온도센서의 신호에 의해 상기 냉동기가 냉매가스의 공급을 제어함으로서, 상기 냉수충진부(21)에 충진된 유체가 설정온도로 냉각,유지되게 하는 것이 바람직하다.

상기 온도조절부(4)는 상기 냉수충진부(21)와 상기 온수충진부(22)의 유체를 혼합한 후 상기 가공장치(100)에 순환되게 공급하여 부하열을 조절하는 것으로서, 이에 이와 같은 온도조절부(4)는 상기 가공장치(100)에 일부가 인입되어 발생되는 부하열(기판 가공시 발생되는 열)을 조절하도록 상기 냉수충진부(41)와 연통되게 하향으로 돌출형성된 설치된 냉수유출관(41)과, 상기 온수충진부(22)와 연통되게 하향으로 돌출되게 설치된 온수유출관(42)과, 도 1에서와 같이 일부가 상기 가공장치(100)에 인입되게 설치되고 상기 냉수유출관(41)과 상기 온수유출관(42)으로 부터 유체를 공급받아 가공장치의 부하열을 조절하며, 열교환된 유체를 재차 상기 냉수충진부(21)와 상기 온수충진부(22)에 전달하는 배관형태의 온도조절유로(43)와, 상기 온도조절유로(43)에 설치되어 상기 냉수충진부(21)와 상기 온수충진부(22)의 유체를 순환시키는 순환펌프(44)로 구성된다.

또한, 상기 온도조절부(4)는 상기 온도조절유로(43)에 설치되며 상기 순환펌프(44)에 의해 순환되는 유체의 온도를 감지하는 온도감지센서(45)와 상기 냉수유 출관(41) 및 상기 온수유출관(42)에 설치되어 유체의 이동을 단속하는 이방변밸브(46)와 상기 온도감지센서(45)의 신호를 전달받아 상기 이방변밸브(46)들을 제어하는 제어부(47)가 더 포함되어 구성되며, 상기 제어부(47)는 상기 순환펌프(44)의 작동을 제어하게 된다.

이때, 상기 온도조절유로(43)는 열교환된 유체가 상기 냉수충진부(21) 및 상기 온수충진부(22)에 각각 전달되도록 단부가 분기되게 설치된다.

도 3을 참조하면, 상기에서는 이방변밸브가 구비된 수조탱크(2)가 가공장치 외부에 설치되어, 유체의 온도를 조절하여 가공장치로 공급하는 것으로 설명 및 도면에 나타내고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

예를들면, 상기 가공장치(100)의 내부에 신속하게 부하열을 조절하도록 상기 수조탱크(2) 및 상기 제어부(47)가 설치되어, 상기 제어부의 제어신호에 의해 가공장치(100)로 전달되는 유체의 경로가 짧아 이동중 온도변화없이 일정한 온도로 유체를 공급할 수 있게 되고, 정밀하게 제어할 수 있게 된다.

도 4를 참조하면, 상기에서는 열교환된 유체를 온도조절유로(43)를 통해 상기 냉수충진부(21) 및 상기 온수충진부(22)에 전달되게 구성된다.

이때, 상기 온수충진부(22)에는 양변기에 적용되는 통상의 수위조절장치(221)를 더 설치하여 상기 수위조절장치(221)의 작동에 따라 온수충진부(22)로 우선 열교환된 유체를 유입시킨 다음 상기 냉수충진부(21)로 유체를 유입시키게 된 다.

상기와 같이 구성된 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치(1)의 작동관계를 설명하면, 최초 상기 냉수충진부(21)와 상기 온수충진부(22)의 유체를 상기 가공장치(100)에 공급하게 되고, 가공장치(100)에서 부하열을 흡수하여 되돌아 오는 설정온도(15℃)보다 높아진 유체가 냉수충진부(21)와 온수충진부(22)에 각각 충진된다.

이때, 상기 냉각장치(3)는 냉수충진부(21)에 충진된 유체의 온도를 설정온도(15℃)보다 1~3℃정도 낮게 유지되도록 상기 증발기(31)에 냉매가스를 공급하게 되고, 상기 온수충진부(22)에는 가공장치(100)에서 전달되는 순환되는 설정온도보다 높아진 온도의 유체가 충진된다.

이후, 제어부(47)가 신호를 보내 냉수유출관(41)의 이방변밸브(46)를 개방함과 아울러 상기 순환펌프(44)를 구동시키면 냉수충진부(21)의 유체가 상기 온도조절유로(43)를 따라 이동되는데, 이때 상기 가공장치(100)로 유입되는 유체의 온도는 설정온도(15℃)를 유지해야 하므로, 입구측(가공장치의 인입전) 온도조절유로(43)의 유체 온도가 설정온도(15℃) 보다 이하일 경우 상기 온도감지센서(45)가 이를 감지하여 그 신호를 상기 제어부(47)에 전달하게 되고, 상기 제어부(47)는 상기 온수유출관(42)의 이방변밸브(46)를 점차 개방하고 상기 냉수유출관(41)의 이방변밸브(46)를 점차 폐쇄하여 냉수충진부(41)의 유체와 온수충진부(22)의 유체를 혼합시켜 유체의 온도를 설정온도(15℃)로 유지시킨 다음 상기 가공장치(100)에 공급 하게 된다.

반대로, 상기 온도감지센서(45)가 감지한 유체의 온도가 설정온도(15℃) 보다 이상이면 상기 제어부(47)의 신호에 따라 상기 온수유출관(42)의 이방변밸브(46)를 점차폐쇄하고 상기 냉수유출관(41)의 이방변밸브(46)를 점차개방하여 설정온도인 15℃를 유지시키게 된다.

여기서, 상기한 설정온도는 가공장치의 용량 및 가공품의 종류 등에 따가 가변될 수 있음은 물론이다.

상기한 바와 같이 온도감지센서(43)의 신호에 의해 제어부(46)가 상기 이방변밸브(46)들을 제어하여 일정한 온도의 유체를 별도의 가열수단 없이 가공장치에 공급하게 된다.

상기와 같이 가공장치에 의해 열교환된 유체는 상기 냉수충진부(21)와 상기 온수충진부(22)에 재차 충진되며, 냉수충진부(21)에 충진된 유체는 냉각장치(3)로 냉각시키게 된다. 이때, 수조탱크(2)는 냉수충진부와 온수충진부가 각각 나누어져 있어 냉각효율이 향상되며, 상기 냉수충진부와 상기 온수충진부의 크기는 상기 냉각장치의 용량 및 가공장치의 크기에 따라 가변되게 형성시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치를 나타낸 측면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치의 작동상태를 나타낸 흐름도이다.

도 3은 본 발명에 따른 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치의 다른 실시예를 나타낸 흐름도이다.

도 4는 본 발명에 따른 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치의 또 다른 실시예를 나타낸 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

1 : 온도조절장치 2 : 수조탱크

3 : 냉각장치 4 : 온도조절부

21 : 냉수충진부 22 : 온수충진부

221 : 수위조절장치 23 : 격벽

31 : 증발기 32 : 냉동기

41 : 냉수유출관 42 : 온수유출관

43 : 온도조절유로 44 : 순환펌프

45 : 온도감지센서 46 : 이방변밸브

47 : 제어부 100 : 가공장치

Claims (5)

1. 반도체 웨이퍼 및 태양전지를 가공하는 가공장치에서 발생되는 부하열을 조절하는 온도조절장치로서, 내부가 냉수충진부와 온수충진부로 구획,분할되도록 격벽이 구비된 수조탱크와 상기 냉수충진부에 충진되는 유체를 냉각시키는 냉각장치와 상기 냉수충진부와 상기 온수충진부의 유체를 혼합한 후 상기 가공장치에 순환되게 공급하여 부하열을 조절하는 온도조절부를 포함하되,

   상기 냉각장치는 상기 냉수충진부의 내부에 배치되는 증발기와

   상기 증발기에 냉매가스를 순환되게 공급하여 상기 냉수충진부의 유체를 냉각시키는 냉동기로 구성된 것을 특징으로 하는 이방변 밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 온도조절부는 상기 냉수충진부와 연통되게 설치된 냉수유출관과,

   상기 온수충진부와 연통되게 설치된 온수유출관과,

   상기 가공장치에 인입되게 설치되어 상기 냉수유출관과 상기 온수유출관으로 부터 유체를 공급받아 부하열을 조절하고, 열교환된 유체를 재차 상기 냉수충진부와 상기 온수충진부에 전달하는 온도조절유로와,

   상기 온도조절유로에 설치되어 상기 냉수충진부와 상기 온수충진부의 유체를 순환시키는 순환펌프와,

   상기 순환펌프에 의해 순환되는 유체의 온도를 감지하는 온도감지센서와,

   상기 냉수유출관 및 상기 온수유출관에 설치되어 유체의 이동을 단속하는 이방변밸브와,

   상기 온도감지센서의 신호를 전달받아 상기 이방변밸브를 제어하는 제어부로 이루어진 것을 특징으로 하는 이방변밸브가 구비된 부하열 제어용 온도조절장치.
4. 삭제
5. 삭제

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