KR101184679B1 - 엘씨디 유기물 처리용 콜드트랩 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘씨디 유기물 처리용 콜드트랩 장치에 관한 것이다.
이에 본 발명의 기술적 요지는 엘씨디(LCD) 제조공정 중 컬러 증착(R/G/B/BM/OC 삼원색 등) 공정에서 발생되는 다량의 유해 유기물의 배출을 최소화하도록 하여 환경오염을 최소화함은 물론 진공펌프 등과 같은 배기측 장치의 손상 또는 고장을 방지하도록 하는 콜드트랩 장치에 관한 것으로, 본원의 콜드트랩 장치는 호퍼 본체와 핀 쿨러 앗세이로 크게 구성되되, 상기 핀 쿨러는 호퍼 본체를 기준으로 외부 작업자가 신속하고 용이하게 탈장착할 수 있도록 형성되어 핀 튜브에 고착된 유기물을 주기적으로 세척할 수 있도록 함으로써, 폭발 위험을 갖는 고온의 유기물이 배기라인에서 폭발하지 않도록 방지함은 물론 유기물 처리 효율이 크게 향상되는 것을 특징으로 한다.

Description

엘씨디 유기물 처리용 콜드트랩 장치{A Cold Trap for treatment of organic chemical}
본 발명은 엘씨디(LCD) 제조공정 중 컬러 증착(R/G/B/BM/OC 삼원색 등) 공정에서 발생되는 다량의 유해 유기물의 배출을 최소화하도록 하여 환경오염을 최소화함은 물론 진공펌프 등과 같은 배기측 후단 장치의 손상 또는 고장을 방지하도록 하는 콜드트랩 장치에 관한 것으로, 특히 본원의 콜드트랩 장치는 호퍼 본체와 핀 쿨러 앗세이로 크게 구성되되, 상기 핀 쿨러는 호퍼 본체를 기준으로 외부 작업자가 신속하고 용이하게 탈장착할 수 있도록 형성되어 핀 튜브에 고착된 유기물을 주기적으로 세척할 수 있도록 함으로써, 폭발 위험을 갖는 고온의 유기물이 배기라인에서 폭발하지 않도록 방지함은 물론 유기물 처리 효율이 크게 향상되는 것을 특징으로 하는 유기물 처리용 콜드트랩 장치에 관한 것이다.
일반적으로 콜드트랩은 유체의 경로상에 저온의 고체면을 두어 고체면과 유체 사이의 증기압이나 온도의 차이에 의해 특정 불순물(유기물 가스)을 고착시켜 제거하는 장치이다.
이에, 디스플레이 기판(LCD) 제조 공정에 있어서, 컬러 도포 공정(레드, 그린, 블루-삼원색 도포)을 마친 유기물 잔여가스는 진공 배기장치를 통해 외부로 배출되는데, 이러한 유기물 잔여가스 중에는 염화암모늄(NH4Cl) 가스 등이 포함되어 있다.
이러한, 염화암모늄 가스(유기물 가스)는 배기장치에 연결된 진공펌프 등에 유입될 경우 고체화되어 진공펌프 내부에 흡착된다.
이렇게 진공펌프 내부에 고착된 분말(유기물)은 제거하기가 극히 곤란하고, 이렇게 불순물(유기물)이 계속 쌓이면 진공펌프의 성능을 저하시켜 장치의 수명을 단축시키게 된다.
따라서, 공정 챔버의 배출구와 진공펌프 사이에는 콜드트랩을 설치하여 온도차이를 이용하여 유기물 가스에 포함되어 있는 이들 물질 등을 고착시켜 제거함으로써 진공 설비를 보호하고 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 종래의 콜드트랩의 예를 살펴보고 그 문제점에 대해 알아보기로 한다.
먼저 도 6에 도시된 종래의 콜드트랩은 가스투입관(11), 가스배출관(13), 외부케이스(18), 내부케이스(15), 냉각수관(17)을 구비하여 이루어진다.
이때, 상기 가스투입관(11)과 가스배출관(13)은 직각으로 배치되어 있으며, 가스투입관(11)을 통해 외부케이스(18) 내부로 들어온 가스는 가스배출관(13)을 통해 배출된다.
이때, 상기 냉각수관(17)은 가스를 냉각시키기 위한 저온의 물이 공급되는 관으로 내부케이스(15) 내에 코일 형태로 감겨져 있다.
즉, 통상의 콜드트랩 외부케이스(18) 내로 유입되는 가스 중에는 진공설비 보호를 위해 걸려내야 할 염화암모늄 가스를 포함하고 있다.
여기서, 염화암모늄 가스는 압력이 1 torr 일 때, 약 150℃ 이하의 온도에서 응고되어 분말(powder)을 형성한다.
따라서, 냉각수관(19)에 의해 온도가 낮아진 콜드트랩 내부에 염화암모늄 가스가 들어오면 응고되어 분말이 된다.
이러한 분말은 콜드트랩 내부에 그대로 고착되어 잔존하게 되고, 나머지 가스는 가스배출관(13)을 통해 배출된다.
즉 콜드트랩은 가스의 응고점의 차이를 통해 염화암모늄 가스만을 걸러내는 기능을 하게 된다.
이에, 공정이 진행되면 염화암모늄 분말은 콜드트랩 내부에 계속 흡착되어 쌓이게 된다.
따라서, 장기간 흡착된 분말을 제거하지 않으면 냉각 효율을 떨어뜨리고 심지어 콜드트랩의 배관이 막히는 현상이 발생한다.
그러나 종래의 콜드트랩은 냉각 효율성 향상과 배관 막힘을 방지하기 위해 일정 주기마다 사전 예방 정비(Preventive Maintenance)를 하게 되는데, 종래의 콜드트랩의 경우 그 내부가 복잡하고 특히 냉각수관 표면에 분말이 흡착될 경우 그 제거가 상당히 곤란한 실정이다.
또한, 종래의 콜드트랩은 내부의 불순물을 제거하기 위해 콜드트랩을 분해하기 위해서 가스투입관의 조인트부(13), 가스배출관의 조인트부(14), 내부케이스의 조인트부(15) 모두 3개의 조인트부를 해체해야 하는 바, 이는 3개의 조인트부가 삼각형 형태로 배치되어 있어 이를 해체하는데 시간이 많이 걸리고, 해체에 따른 장치의 손상이 발생할 우려가 많아 소비자로 하여금 관리와 세척가 용이한 콜드트랩의 출시가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 호퍼 본체와 핀 쿨러 앗세이로 구성되는 콜드트랩 장치가 형성되되, 상기 핀 쿨러는 호퍼 본체를 기준으로 외부 작업자가 신속하고 용이하게 탈장착할 수 있도록 형성되어 핀 튜브에 고착된 유기물을 주기적으로 세척할 수 있도록 함으로써, 폭발 위험을 갖는 고온의 유기물이 배기라인에서 폭발하지 않도록 방지함은 물론 유기물 처리 효율이 크게 향상되는 것을 특징으로 하는 유기물 처리용 콜드트랩 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명에 따른 핀 쿨러는 작업자로 하여금 간편한 탈장착성과 탁월한 유비 보수성(세척, 청소)이 확보되도록 형성되어 장치의 내구성이 개선되고, 이에 전체적인 제품(장비)의 품질이 향상되는 것을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 콜드트랩 장치는 함체 내부에 공간부(110)가 형성되되, 상기 함체의 일방향 및 타방향에는 유기물 가스가 이송될 수 있도록 서로 관통된 복수의 이송관(120)이 형성되고, 상기 함체의 외주면 일측에는 이송관(120)과 직교되는 방향으로 개구된 출입구(130)가 형성되는 호퍼 본체(100)와; 상기 호퍼 본체의 내부 공간부(110)에 장착되도록 형성되되, 장착되는 방향을 기준으로 전방과 후방에는 각각 워터챔버(210)가 형성되고, 이격된 복수의 워터챔버(210) 사이에는 외주면에 핀(221)을 갖는 다수개의 튜브(220)가 형성되어 튜브의 각 단부가 워터챔버(210)와 연통하도록 형성되며, 장착되는 방향을 기준으로 후방측 워터챔버에는 복수의 순환관(230)이 형성되어 체결되도록 하는 핀 쿨러(200)가; 구성되어 이루어진다.
이때, 상기 호퍼 본체(100)는 출입구 외주면에 체결홈(151)을 갖는 체결용 플랜지(150)가 형성되어 힌지(161)에 의해 회동되는 다수개의 클램프(160)가 체결홈(151)에 간섭없이 회동될 수 있도록 형성되고, 상기 핀 쿨러(200)는 체결용 플랜지(150)에 대응되는 후방측 워터챔버에 조립홈(241)을 갖는 조립용 플랜지(240)가 형성되어 힌지(161)로부터 회동된 클램프(160)가 체결홈 및 조립홈(151,241)에 삽입된 후 조임나사(162)에 의해 조립됨으로서, 핀 쿨러(200)가 호퍼 본체(100)에 대하여 탈장착될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 호퍼 본체의 출입구(130)는 이송관(120)과 직교되는 전후 방향 또는 상하 방향으로 개구되어 핀 쿨러(200)가 호퍼 본체에 대하여 전후 방향으로 탈장착되거나 상하 방향으로 탈장착될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이에, 상기 호퍼 본체(100)는 하부에 지지다리(170)가 형성되되, 상기 지지다리의 하단에는 이송용 캐스터(171)가 구비되어 이동 및 운반이 용이한 것이 바람직하다.
또한, 상기 호퍼 본체의 이송관(120)은 서로 대칭되는 사다리꼴 형태로 이루어지되, 유기물 가스가 유입되는 측과 배출되는 측의 단부는 직경이 좁게 형성되고, 중앙 공간부(110)는 이송관(120)의 입출되는 측 단부보다 직경이 크게 형성되며, 상기 중앙 공간부(110)의 저면에는 세척용 배수 드레인(111)이 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 핀 쿨러의 워터 챔버(210)는 내부에 구획된 다수개의 격벽(211)이 형성되되, 상기 핀 쿨러가 호퍼 본체에 장착되는 방향을 기준으로 전방측에 해당되는 워터 챔버의 격벽은 후방측에 해당되는 워터 챔버의 격벽과 단면 형상이 서로 이격되도록 배열되고, 상기 복수의 워터 챔버를 연결하는 다수개의 튜브(220)는 이격된 격벽으로 인해 구획된 공간을 지그재그로 연통시킬 수 있도록 형성되어 냉각수의 흐름이 순환관으로 하여금 일방향으로 순환할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 핀 쿨러의 핀(221)은 원형판 형태로서, 튜브(220)의 외주면에 다수개가 결합된 후 용착되도록 하는 것이 바람직하다.
이에, 상기 핀 쿨러(200)는 워터챔버 하부에 로울러(260)가 형성되되, 상기 로울러(260)는 호퍼 본체의 공간부(110) 내에 형성된 하부측 레일(112)과 대응되어 안착되며, 조립용 플랜지의 면상에 형성된 손잡이(250)로 하여금 밀고 당겨 호퍼 본체에 대한 핀 쿨러의 용이한 탈장착이 수행되도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 호퍼 본체의 공간부(110)로 유입되는 유기물 가스의 온도는 500℃ 내외의 고온으로서, 핀 쿨러(200)에 의해 냉각될 수 있도록 냉각수가 공급되어 상기 유기물 가스가 핀(221)을 갖는 튜브(220)에 고착된 후 50~80℃ 이하의 온도로 배출되도록 하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 워터 챔버 사이에 결합된 핀(221)을 갖는 튜브(220)는 종방향 및 횡방향 단면이 지그재그로 배열되되, 다층으로 적층되어 유기물 가스의 이송시 와류가 발생되어 고착율을 최대화하도록 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 콜드트랩 장치는 호퍼 본체를 기준으로 외부 작업자가 신속하고 용이하게 탈장착할 수 있도록 형성되어 핀 튜브에 고착된 유기물을 주기적으로 세척할 수 있도록 함으로써, 폭발 위험을 갖는 고온의 유기물이 배기라인에서 폭발하지 않도록 방지함은 물론 유기물 처리 효율이 크게 향상되며, 이러한 탈장착성과 탁월한 유비 보수성(세척, 청소)에 의해 장치의 내구성이 개선됨은 물론 제품의 품질이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 콜드트랩의 정면도,
도 2는 도 1의 측면도,
도 3은 도 1의 평단면도,
도 4는 본 발명에 따른 콜드트랩의 출입구의 실시예가 다른 것을 나타낸 예시도,
도 5는 본 발명에 따른 핀 쿨러 하부에 로울러가 형성되고, 호퍼 본체의 공간부에 레일이 형성된 것을 나타낸 예시도,
도 6은 종래의 콜드트랩 장치를 나타낸 예시도이다.
다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.
먼저 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 콜드트랩 장치는 크게 호퍼 본체와 핀 쿨러로 이루어진다.
이때, 상기 호퍼 본체(100)는 함체 내부에 공간부(110)가 형성되되, 상기 함체의 일방향 및 타방향에는 유기물 가스가 이송될 수 있도록 서로 관통된 복수의 이송관(120)이 형성되고, 상기 함체의 외주면 일측에는 이송관(120)과 직교되는 방향으로 개구된 출입구(130)가 형성되어 이루어진다.
이에, 상기 호퍼 본체의 이송관(120)은 서로 대칭되는 사다리꼴 형태로 이루어지되, 유기물 가스가 유입되는 측과 배출되는 측의 단부는 직경이 좁게 형성되고, 중앙 공간부(110)는 이송관(120)의 입출되는 측 단부보다 직경이 크게 형성되며, 상기 중앙 공간부(110)의 저면에는 세척용 배수 드레인(111)이 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 호퍼 본체의 상단에는 내부 청소를 위해 별도의 세척용 니플이 더 구비되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 호퍼 본체(100)는 출입구 외주면에 체결홈(151)을 갖는 체결용 플랜지(150)가 형성되어 힌지(161)에 의해 회동되는 다수개의 클램프(160)가 체결홈(151)에 간섭없이 회동될 수 있도록 형성되고, 상기 핀 쿨러(200)는 체결용 플랜지(150)에 대응되는 후방측 워터챔버에 조립홈(241)을 갖는 조립용 플랜지(240)가 형성되어 힌지(161)로부터 회동된 클램프(160)가 체결홈 및 조립홈(151,241)에 삽입된 후 조임나사(162)에 의해 조립됨으로서, 핀 쿨러(200)가 호퍼 본체(100)에 대하여 탈장착될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 호퍼 본체의 출입구(130)는 이송관(120)과 직교되는 전후 방향 또는 상하 방향으로 개구되어 핀 쿨러(200)가 호퍼 본체에 대하여 전후 방향으로 탈장착되거나 상하 방향으로 탈장착될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 호퍼 본체(100)는 하부에 지지다리(170)가 형성되되, 상기 지지다리의 하단에는 이송용 캐스터(171)가 구비되어 이동 및 운반이 용이한 것이 바람직하다.
이에, 상기 핀 쿨러(200)는 상기 호퍼 본체의 내부 공간부(110)에 장착되도록 형성되되, 장착되는 방향을 기준으로 전방과 후방에는 각각 워터챔버(210)가 형성되고, 이격된 복수의 워터챔버(210) 사이에는 외주면에 핀(221)을 갖는 다수개의 튜브(220)가 형성되어 튜브의 각 단부가 워터챔버(210)와 연통하도록 형성되며, 장착되는 방향을 기준으로 후방측 워터챔버에는 복수의 순환관(230)이 형성되어 체결되도록 형성된다.
이때, 상기 핀 쿨러의 워터 챔버(210)는 내부에 구획된 다수개의 격벽(211)이 형성되되, 상기 핀 쿨러가 호퍼 본체에 장착되는 방향을 기준으로 전방측에 해당되는 워터 챔버의 격벽은 후방측에 해당되는 워터 챔버의 격벽과 단면 형상이 서로 이격되도록 배열되고, 상기 복수의 워터 챔버를 연결하는 다수개의 튜브(220)는 이격된 격벽으로 인해 구획된 공간을 지그재그로 연통시킬 수 있도록 형성되어 냉각수의 흐름이 순환관으로 하여금 일방향으로 순환할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 핀 쿨러의 핀(221)은 원형판 형태로서, 튜브(220)의 외주면에 다수개가 결합된 후 용착되도록 하는 것이 바람직하다.
이에, 상기 핀 쿨러(200)는 워터챔버 하부에 로울러(260)가 형성되되, 상기 로울러(260)는 호퍼 본체의 공간부(110) 내에 형성된 하부측 레일(112)과 대응되어 안착되며, 조립용 플랜지의 면상에 형성된 손잡이(250)로 하여금 밀고 당겨 호퍼 본체에 대한 핀 쿨러의 용이한 탈장착이 수행되도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 호퍼 본체의 공간부(110)로 유입되는 유기물 가스의 온도는 500℃ 내외의 고온으로서, 핀 쿨러(200)에 의해 냉각될 수 있도록 냉각수가 공급되어 상기 유기물 가스가 핀(221)을 갖는 튜브(220)에 고착된 후 50~80℃ 이하의 온도로 배출되도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 배기라인의 폭발을 방지하고 후단 장치의 손상 또는 고장을 방지하기 위함이다.
아울러, 상기 워터 챔버 사이에 결합된 핀(221)을 갖는 튜브(220)는 종방향 및 횡방향 단면이 지그재그로 배열되되, 다층으로 적층되어 유기물 가스의 이송시 와류가 발생되어 고착율을 최대화하도록 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100 ... 호퍼 본체 110 ... 공간부
111 ... 배수 드레인 112 ... 레일
120 ... 이송관 130 ... 출입구
150 ... 체결용 플랜지 151 ... 체결홈
160 ... 클램프 161 ... 힌지
162 ... 조임나사 170 ... 지지다리
171 ... 캐스터 200 ... 핀 쿨러
210 ... 워터챔버 211 ... 격벽
220 ... 튜브 221 ... 핀
230 ... 순환관 240 ... 조립용 플랜지
241 ... 조립홈 250 ... 손잡이
260 ... 로울러

Claims (10)

  1. 함체 내부에 공간부(110)가 형성되되, 상기 함체의 일방향 및 타방향에는 유기물 가스가 이송될 수 있도록 서로 관통된 복수의 이송관(120)이 형성되고, 상기 함체의 외주면 일측에는 이송관(120)과 직교되는 방향으로 개구된 출입구(130)가 형성되는 호퍼 본체(100)와; 상기 호퍼 본체의 내부 공간부(110)에 장착되도록 형성되되, 장착되는 방향을 기준으로 전방과 후방에는 각각 워터챔버(210)가 형성되고, 이격된 복수의 워터챔버(210) 사이에는 외주면에 핀(221)을 갖는 다수개의 튜브(220)가 형성되어 튜브의 각 단부가 워터챔버(210)와 연통하도록 형성되며, 장착되는 방향을 기준으로 후방측 워터챔버에는 복수의 순환관(230)이 형성되어 체결되도록 하는 핀 쿨러(200)가; 구성되어 이루어진 엘씨디 유기물 처리용 콜드트랩 장치에 있어서,
    상기 호퍼 본체(100)는 출입구 외주면에 체결홈(151)을 갖는 체결용 플랜지(150)가 형성되어 힌지(161)에 의해 회동되는 다수개의 클램프(160)가 체결홈(151)에 간섭없이 회동될 수 있도록 형성되고, 상기 핀 쿨러(200)는 체결용 플랜지(150)에 대응되는 후방측 워터챔버에 조립홈(241)을 갖는 조립용 플랜지(240)가 형성되어 힌지(161)로부터 회동된 클램프(160)가 체결홈 및 조립홈(151,241)에 삽입된 후 조임나사(162)에 의해 조립됨으로서, 핀 쿨러(200)가 호퍼 본체(100)에 대하여 탈장착될 수 있도록 형성되며, 상기 호퍼 본체의 이송관(120)은 서로 대칭되는 사다리꼴 형태로 이루어지되, 유기물 가스가 유입되는 측과 배출되는 측의 단부는 직경이 좁게 형성되고, 상기 내부 공간부(110)는 이송관(120)의 입출되는 측 단부보다 직경이 크게 형성되되, 내부 공간부(110)의 저면에는 세척용 배수 드레인(111)이 형성되고,
    상기 핀 쿨러(200)의 워터 챔버(210)는 내부에 구획된 다수개의 격벽(211)이 형성되되, 상기 핀 쿨러(200)가 호퍼 본체(100)에 장착되는 방향을 기준으로 전방측에 해당되는 워터 챔버의 격벽은 후방측에 해당되는 워터 챔버의 격벽과 단면 형상이 서로 이격되도록 배열되고, 상기 복수의 워터 챔버를 연결하는 다수개의 튜브(220)는 이격된 격벽으로 인해 구획된 공간을 지그재그로 연통시킬 수 있도록 형성되어 냉각수의 흐름이 순환관으로 하여금 일방향으로 순환할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 엘씨디 유기물 처리용 콜드트랩 장치.
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  7. 제 1항에 있어서, 상기 핀 쿨러(200)의 핀(221)은 원형판 형태로서, 튜브(220)의 외주면에 다수개가 결합된 후 용착되도록 하는 것을 특징으로 하는 엘씨디 유기물 처리용 콜드트랩 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 핀 쿨러(200)는 워터챔버 하부에 로울러(260)가 형성되되, 상기 로울러(260)는 호퍼 본체의 공간부(110) 내에 형성된 하부측 레일(112)과 대응되어 안착되며, 조립용 플랜지의 면상에 형성된 손잡이(250)로 하여금 밀고 당겨 호퍼 본체(100)에 대한 핀 쿨러(200)의 용이한 탈장착이 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 엘씨디 유기물 처리용 콜드트랩 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 호퍼 본체의 공간부(110)로 유입되는 유기물 가스의 온도는 500℃의 고온으로서, 핀 쿨러(200)에 의해 냉각될 수 있도록 냉각수가 공급되어 상기 유기물 가스가 핀(221)을 갖는 튜브(220)에 고착된 후 50~80℃의 온도로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 엘씨디 유기물 처리용 콜드트랩 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 워터 챔버 사이에 결합된 핀(221)을 갖는 튜브(220)는 종방향 및 횡방향 단면이 지그재그로 배열되되, 다층으로 적층되어 유기물 가스의 이송시 와류가 발생되어 고착되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 엘씨디 유기물 처리용 콜드트랩 장치.
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