KR101337329B1 - 양방향 포집이 가능한 유기물 승화 정제장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기물 승화 정제장치에 관한 것으로서 베이스, 진공분위기가 조성되며 소정의 길이를 가지고 내부에 수용공간이 형성된 외부관, 상기 외부관 내부로 삽입되며 적어도 하나 이상으로 구성되어 정제대상물이 놓여지는 증발부 및 복수 개로 구성되어 상기 증발부의 양측에 배치되어 상기 정제대상물로부터 기화된 유기물을 양방향으로 포집하는 포집부를 포함하는 내부관, 내부의 진공상태를 조절하는 진공펌프 및 일측에 구비되어 선택적으로 개폐가 가능하도록 하는 도어를 포함하며, 상기 외부관에 결합되는 진공챔버 및 상기 외부관의 둘레를 감싸도록 구성되어 상기 외부관을 가열하는 히터유닛을 포함하는 양방향 포집이 가능한 유기물 승화 정제장치가 개시된다.

Description

양방향 포집이 가능한 유기물 승화 정제장치{Bidirectional Collectable Sublimation Purifying Apparatus of Organic Matter}

본 발명은 유기물의 승화를 통해서 유기물을 정제하는 장치에 관한 것으로서, 유기물의 승화를 위해서 가열에 사용되는 에너지의 손실을 줄임과 동시에 생산 효율을 증가시킨 양방향 포집이 가능한 유기물 승화 정제장치에 관한 것이다.

일반적으로 승화 정제장치는 유기 EL이나 OLED 소자의 발광체 또는 수송체로 사용 가능한 저분자 유기물의 불순물 제거를 위한 공정인 승화 정제공정에 사용된다.

그래서 종래에는 이와 같은 공정을 통해 불순물을 제거하여 순도가 높은 유기물을 정제하기 위한 유기물 승화 정제장치의 개발에 많은 연구가 진행되어왔다.

국내특허 10-2008-0073958호를 참조하여 종래에 개발된 유기물 승화 정제장치에 대해서 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

종래에 개발된 유기물(O) 승화 정제장치는 크게 내부관(20), 외부관(10), 히터(30), 진공챔버(40) 및 이송유닛(50)으로 구성된다.

상기 내부관(20)은 승화를 통해 정제할 정제대상물(R)을 일측에 배치하여 정제된 유기물(O)과 불순물을 분리한다.

그리고 상기 외부관(10)은 상기 내부관(20)을 내부에 수용할 수 있는 수용공간이 형성되며 소정의 길이를 가지고 진공상태를 유지하며 상기 내부관(20)에 열을 전달할 수 있도록 구성된다. 또한, 상기 외부관(10)은 일측에 상기 내부관(20)을 삽입할 수 있도록 선택적으로 개폐가 가능한 도어(12)가 구비된다.

상기 히터(30)는 상기 외부관(10)의 길이방향에 따른 일부를 감싸도록 형성되어 상기 외부관(10)을 가열한다. 이때, 상기 히터(30)는 길이방향에 따라 구획되어 독립적으로 구동함으로써, 상기 외부관(10)을 위치별로 각각 다른 온도로 가열하도록 구성된다.

상기 진공챔버(40)는 별도의 진공펌프(56)가 구비되고, 상기 외부관(10)의 길이방향에 따른 일측 끝단부에 결합되어 상기 진공펌프를 통해서 상기 진공챔버(40) 및 상기 외부관(10)의 내부를 진공상태로 만들 수 있도록 구성된다.

상기 이송유닛(50)은 크게 이송지지부(52) 및 이송바퀴(54)로 구성되며, 상기 이송지지대는 상기 외부관(10)의 내측에서 상기 외부관(10)의 길이 방향으로 배치되어, 상기 내부관(20)이 상기 외부관(10)의 내부 중앙에 위치되며 상기 외부관(10)의 내부면 전체를 길이방향으로 수평이동 할 수 있도록 상기 내부관(20)을 지지한다.

그리고 상기 이송바퀴(54)는 상기 이송지지부(52)와 상기 외부관(10)의 하부 내측면 사이에 배치되어, 회전을 통해서 상기 내부관(20)이 상기 외부관(10)에 삽입될 때 상기 이송지지부(52)가 함께 이동할 수 있도록 구성된다.

상기 이송유닛(50)은 상기 이송지지부(52) 및 이송바퀴(54)에 의해서 상기 내부관(20)이 상기 외부관(10)의 중앙부에 배치되도록 한다.

이와 같이 구성된 종래의 유기물 승화 정제장치는 상기 내부관(20)이 상기 외부관(10) 내부로 보다 쉽게 삽입되도록 하며, 상기 내부관(20)이 상기 외부관(10)의 둘레를 중심으로 중앙부에 배치되도록 함으로써, 상기 정제대상물(R)로부터 기화되어 정제되는 상기 유기물(O)이 상기 내부관(20)에 균일하게 포집되도록 하였다.

하지만, 이와 같이 상기 내부관의 일측에 상기 정제대상물이 놓여지고 타측에 정제된 상기 유기물이 포집되도록 형성되면, 상기 가열유닛은 상기 정제대상물을 승화시키기 위해서 상기 외부관의 일측에서 가열온도가 타측에 비해서 상대적으로 높은 온도를 가지도록 가열한다.

여기서, 상기 외부관의 양측 끝단부는 외부와 직접적으로 접촉이 되기 때문에 열 손실이 발생하며, 상기 정제대상물이 놓여지는 일측이 직접적으로 외부와 접촉하기 때문에 상대적으로 온도가 낮은 타측에 비해서 더욱 많은 에너지 손실이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 종래의 유기물 승화 정제장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 내부관에 놓여지는 정제대상물로부터 정제된 유기물이 양측으로 이동하여 포집되며 에너지 손실을 줄이고 생산성을 증가시킬 수 있는 양방향 포집이 가능한 양방향 포집이 가능한 유기물 승화 정제장치를 제공함에 있다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 베이스, 진공분위기가 조성되며 소정의 길이를 가지고 내부에 수용공간이 형성된 외부관, 상기 외부관 내부로 삽입되며 적어도 하나 이상으로 구성되어 정제대상물이 놓여지는 증발부 및 복수 개로 구성되어 상기 증발부의 양측에 배치되어 상기 정제대상물로부터 기화된 유기물을 양방향으로 포집하는 포집부를 포함하는 내부관, 내부의 진공상태를 조절하는 진공펌프 및 일측에 구비되어 선택적으로 개폐가 가능하도록 하는 도어를 포함하며, 상기 외부관에 결합되는 진공챔버 및 상기 외부관의 둘레를 감싸도록 구성되어 상기 외부관을 가열하는 히터유닛을 포함한다.

또한, 상기 히터유닛은 길이방향을 따라서 복수 개로 구획되도록 형성되며, 각각은 서로 다른 온도로 구동하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 증발부는 하나로 구성되어 상기 내부관의 길이방향에 따른 중앙부에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

여기서, 상기 히터유닛은 상기 외부관의 중앙부에서 끝단부로 갈수록 상기 정제대상물을 가열하는 온도가 낮아지는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 제 1항에 있어서,

상기 증발부는 복수 개로 구성되어 상기 내부관의 길이방향을 따라 서로 이격되어 배치되고,

상기 포집부는 복수 개로 구성되어 상기 내부관의 길이방향을 따라 상기 증발부 양측에 배치되어 상기 유기물을 포집하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 히터유닛은 복수 개로 구획되어 상기 증발부를 감싸는 영역이 상기 포집부를 감싸는 영역에 비해서 상대적으로 더 높은 온도로 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 히터유닛은 적어도 과반이 상기 외부관의 상부영역에 배치되는 제 1가열부 및 적어도 과반이 상기 외부관의 하부영역에 배치되는 제 2가열부를 포함하며, 상기 베이스에 결합되고 상기 제 1가열부 및 상기 제 2가열부가 독립적으로 구동하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 진공챔버는 한 쌍으로 구성되어 상기 외부관을 중심으로 양측 끝단부에 대향하도록 배치되어 상기 외부관과 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

진공상태의 외부관 및 내부관의 내부에서 정제대상물을 가열하여 승화되는 유기물을 수집하여 정제하는 유기물 승화장치에 있어서, 외부관은 양단부에 외부와 접촉하며 열 손실이 발생하는 버퍼영역을 가지며, 상기 버퍼영역과 인접한 부분이 히터유닛에 의해서 가열되는 온도가 상대적으로 낮으며 승화된 유기물이 포집되는 영역이 위치하도록 함으로써, 버퍼영역을 통한 열 손실을 줄이고 에너지 소모를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 외부관을 가열하는 히터유닛이 복수 개의 가열부로 구성되어 적어도 하나 이상의 상기 가열부가 독립적으로 구동되어 상기 외부관 및 상기 내부관의 상하부 온도차이가 발생하지 않도록 함으로써, 가열에 의해 기화된 상기 유기물이 상기 내부관 내부에 고르게 포집되어 순도가 높은 유기물을 수집할 수 있는 효과가 있다.

도 1종래의 유기물 승화 정제장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기물 승화 정제장치의 개략적인 구성을 나타내는 사시도;
도 3은 도 2의 유기물 승화 정제장치의 구성을 나타내는 측면도;
도 4는 도 2의 유기물 승화 정제장치에서 유기물이 승화되어 포집되는 상태를 나타낸 도면;
도 5는 도 2의 가열유닛에서 제 1가열부 및 제 2가열부가 상하방향으로 형성된 상태를 나타낸 도면; 및
도 6은 도 2의 유기물 승화 정제장치에서 복수 개의 증발부가 이격되어 배치된 상태를 나타낸 도면이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 유기물 승화 정제장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정형태로 한정하려는 것이 아니라 본 실시예를 통해서 좀더 명확한 이해를 돕기 위함이다.

또한, 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기물 승화 정제장치의 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기물 승화 정제장치의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 유기물 승화 정제장치의 구성을 나타내는 측면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 유기물 승화 정제장치는 크게 베이스(100), 외부관(200), 내부관(300), 진공챔버(400) 및 히터유닛(500)으로 구성된다.

상기 베이스(100)는 지면으로부터 일정높이 이격되도록 상면에 상기 외부관(200), 상기 내부관(300), 상기 진공챔버(400) 및 상기 히터유닛(500)이 배치된다.

상기 외부관(200)은 내부에 진공분위기가 조성되며 소정의 길이를 가지고 내부에 상기 내부관(300)이 수용될 수 있도록 구성된다. 여기서, 상기 외부관(200)은 상기 내부관(300)이 중앙부에서 길이방향을 따라 이동 가능하도록 내측 하부에 별도의 이송수단(미도시)이 구비되어 상기 내부관(300)을 삽입하도록 구성될 수도 있으며, 이와 달리 상기 이송수단을 구비하지 않고 상기 내부관(300)을 직접 밀어 삽입되도록 구성될 수도 있다. 본 실시예에서 상기 내부관(300)은 별도의 상기 이송수단을 구비하지 않고 상기 내부관(300)을 상기 외부관(200) 내부로 직접 밀어 넣는 구성으로 이루어져 있다.

상기 내부관(300)은 상기 외부관(200)보다 작은 직경을 가지며 상기 외부관(200)에 대응하여 소정의 길이를 가지고 상기 외부관(200)의 내부로 삽입 가능하도록 형성되며, 복수 개의 영역으로 구획되어 중앙부에 정제대상물(R)이 놓여지도록 구성된다. 여기서, 상기 정제대상물(R)은 불순물이 포함된 유기물(O)의 원료로, 상기 정제대상물(R)은 고체상태에서 일정수준으로 온도가 상승하면 불순물을 제외한 상기 유기물(O)이 기화되며, 다시 온도가 내려가면 상기 유기물(O)이 다시 고체상태로 상변화가 일어난다.

상기 내부관(300)은 한 개의 구성으로 이루어지지 않고 복수 개로 구성되어 길이방향을 따라 연속적으로 배치되며 각각의 상기 내부관(300)에 상기 정제대상물(R)이 놓여지거나, 상기 정제대상물(R)로부터 승화된 상기 유기물(O)이 포집되도록 구성될 수 있다.

본 실시예에서 상기 내부관(300)은 복수 개로 구성되어 길이방향을 따라 연속적으로 배치된다. 이와 같이 구성된 상기 내부관(300)은 상기 외부관(200) 내부로 삽입되며 상기 정제대상물(R)이 놓여지고 길이방향에 따른 양방향으로 기화된 상기 정제대상물(R)이 포집된다.

상기 내부관(300)은 상기 외부관(200) 내부로 삽입되며 적어도 하나 이상으로 구성되어 정제대상물(R)이 놓여지는 증발부(310) 및 복수 개로 구성되어 상기 증발부(310)의 양측에 배치되어 상기 정제대상물(R)로부터 기화된 상기 유기물(O)을 양방향으로 포집하는 포집부(320)를 포함하여 구성된다. 즉, 복수 개로 이루어진 상기 내부관(300) 각각은 상기 포집부(320) 또는 상기 증발부(310)를 적어도 하나 이상 가지도록 구성된다.

이와 같이 상기 내부관(300)이 복수 개로 구성됨으로써, 상기 내부관(300) 내에 포집된 상기 유기물(O)의 회수가 용이하게 된다.

본 실시예에 따른 상기 내부관(300)의 배치 및 구성에 대해서 보다 상세하게 살펴보면, 상기 증발부(310)는 상기 내부관(300)의 길이방향에 따른 내부에 위치하여 상기 정제대상물(R)이 놓여진다. 여기서, 상기 증발부(310)는 복수 개로 구성되어 길이방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수도 있으며, 도시된 바와 같이 상기 증발부(310)가 하나로 구성되어 상기 내부관(300)의 길이방향에 따른 중앙부에 배치될 수 있다.

상기 포집부(320)는 상기 증발부(310)를 기준으로 상기 내부관(300)의 길이방향을 따라 양측에 복수 개로 구획되어 상기 정제대상물(R)을 포집한다. 즉, 상기 포집부(320)는 상기 증발부(310)에 놓여진 상기 정제대상물(R)에서 승화된 상기 유기물(O)을 상기 증발부(310) 기준으로 양측에서 포집한다.

여기서, 상기 포집부(320)는 복수 개의 영역으로 구획되어 구성됨으로써, 각각의 영역에 따라 포집되는 상기 유기물(O)의 종류를 구분하여 수집할 수 있다.

이와 같이 구성된 상기 외부관(200) 및 상기 내부관(300)은 다양한 재질로 구성될 수 있지만, 상기 정제대상물(R)의 정제를 위해서 불순물이 포함되지 않은 쿼츠로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 도면에 도시된 바와 같이 본 실시예 에서는 상기 외부관(200) 및 내부관(300)이 원통형태로 형성되었지만, 원통형태뿐만 아니라 상기 외부관(200) 내부로 상기 내부관(300)이 삽입 가능하도록 형성된다면 어떤 형태라도 적용이 가능하다.

상기 히터유닛(500)은 상기 히터유닛(500)은 상기 외부관(200)의 둘레를 따라서 복수 개의 가열부로 구성되며, 길이방향에 따른 상기 외부관(200)의 일부를 감싸도록 형성되어 적어도 하나 이상의 상기 가열부가 독립적으로 작동하여 상기 외부관(200)을 가열하도록 구성된다. 그리고 상기 히터유닛(500)에 의해서 상기 외부관(200)이 가열되면 상기 내부관(300)도 함께 가열되고 상기 내부관(300)에 놓여진 상기 정제대상물(R)에서 상기 유기물(O)이 기화, 또는 승화된다.

상기 히터유닛(500)의 구성에 대해서 보다 상세하게 살펴보면, 상기 히터유닛(500)은 상기 외부관(200)의 길이방향을 따라서 복수 개로 구획되도록 형성되며, 각각은 서로 다른 온도로 구동하도록 구성된다. 여기서, 상기 히터유닛(500) 각각의 구획된 영역에서 상기 외부관(200)을 가열하는 온도는 상기 증발부(310)와 상기 포집부(320)의 구성에 따라 달라지도록 구성되며, 상기 증발부(310)를 감싸는 영역이 상기 포집부(320)를 감싸는 영역에 비해서 상대적으로 더 높은 온도로 가열하도록 구성된다.

도 3을 살펴보면, 도시된 바와 같이 상기 증발부(310)가 상기 내부관(300)의 길이방향에 따른 중앙부에 배치되고 상기 포집부(320)가 상기 증발부(310)를 중심으로 양방향에 배치되도록 구성된다. 여기서, 상기 히터유닛(500)은 상기 증발부(310)와 상기 포집부(320)의 위치에 대응하도록 상기 외부관(200)의 중앙부에서 끝단부로 갈수록 상기 정제대상물(R)을 가열하는 온도가 낮아지게 배치된다.

그래서 상기 히터유닛(500)이 상기 외부관(200)을 가열하면, 상기 외부관(200)의 내부 온도가 순차적으로 증가함으로써, 도 3에 도시된 바와 같이 상대적으로 온도가 높은 상기 내부관(300)의 중앙부에 놓여진 상기 정제대상물(R)에서 상기 유기물(O)이 기화되어 기체상태가 된 후, 상대적으로 온도가 낮은 상기 내부관(300)의 양단부에서 다시 고체상태가 되어 포집된다.

이와 같은 구성에 의해서 상기 증발부(310)에 놓여진 상기 정제대상물(R)로부터 상기 유기물(O)이 승화되어 기체상태로 양방향 이동을 한 후 상기 포집부(320)에 상기 유기물(O)이 포집됨으로써, 상기 정제대상물(R)로부터 상기 유기물(O)을 추출할 수 있다.

이와 같이, 상기 정제대상물(R)이 상기 내부관(300)의 길이방향에 따른 중앙부에 놓여짐으로써, 복수 개로 구획된 상기 히터유닛(500) 중에서 상기 증발부(310)에 인접한 영역이 가장 높은 온도로 상기 외부관(200)을 가열하며 상기 포집부(320)와 인접한 영역이 상기 포집부(320)보다 낮은 온도로 상기 외부관(200)을 가열한다.

이에 따라, 도시된 바와 같이 상기 외부관(200)은 상기 가열유닛의 가열온도에 따라 크게 세 가지의 영역으로 나누어진다.

도시된 도면을 살펴보면, A영역은 상기 히터유닛(500)에 의해서 가장 높은 온도로 가열되는 영역으로써, 상기 증발부(310)가 위치하며 상기 증발부(310)의 가열을 위해서 가장 많은 에너지가 소모되는 영역이다. 그리고 B영역은 상기 히터유닛(500)에 의해서 가열되는 영역이긴 하지만 A영역에 비해서 상대적으로 낮은 온도로 가열되어 기체상태의 상기 유기물(O)이 포집되는 영역이다.

C영역은 상기 외부관(200) 내부와 외부의 온도 차에 의해서 손실되는 열을 최소화 시키기 위해서 형성된 버퍼영역이다. 여기서, 버퍼영역이라 함은 상기 히터유닛(500)에 의해서 가열되는 영역과 외부와의 열교환을 최소화시켜 열 손실을 막음으로써 에너지 손실을 최소화시키기 위해서 형성된 공간으로써 열 손실이 낮은 대류를 통해서 외부와의 경계가 형성되도록 한다.

종래에는 상기 포집부(320)와 상기 증발부(310)가 상기 내부관(300)의 양단부에 각각 배치됨으로써, 상기 히터유닛(500)에서 가장 높은 온도로 가열하는 영역이 끝단부에 배치되어 대기중으로의 열 손실이 큰 문제점이 있었다.

한편, 복수 개의 상기 포집부(320)가 위치하는 B영역은 상기 히터유닛에 의해서 각각의 상기 포집부(320)가 서로 다른 온도로 가열된다. 일반적으로, 상기 정제대상물(R)에는 다양한 종류의 유기물이 포함되어 있으며 유기물 각각은 서로 다른 온도에서 승화된다. 이에 따라 복수 개의 상기 포집부(320)는 상기 히터유닛(500)에 의해 서로 다른 온도를 유지하기 때문에, 상기 포집부(320) 각각에는 서로 다른 성질의 상기 유기물(O)이 포집된다. 그리고 사용자는 복수 개의 상기 포집부(320) 중에서 원하는 성질의 상기 유기물(O)을 채취하게 된다.

상기 진공챔버(400)는 상기 외부관(200)의 양단에 연결되어 선택적으로 상기 외부관(200) 내부를 진공상태로 만들도록 하는 것으로써, 내부의 진공상태를 조절하는 진공펌프(420) 및 일측에 구비되어 선택적으로 개폐가 가능하도록 하는 도어(440)를 포함하여 구성된다.

본 실시예에서 상기 진공챔버(400)는 한 쌍으로 구성되어 상기 외부관(200)의 길이방향 양측 끝단부에 서로 대향하도록 결합되며, 상기 베이스(100)에 슬라이딩 가능하도록 결합되고 상기 도어(440)를 통해서 선택적으로 개폐가 가능하도록 구성된다.

상기 도어(440)는 개폐를 통해서 상기 진공챔버(400)를 통과하여 상기 외부관(200) 내부로 상기 내부관(300)이 삽입되도록 한다.

상기 진공챔버(400)는 상기 진공챔버(400) 및 상기 외부관(200)의 진공상태를 조절하는 진공펌프(420)가 구비되어 상기 진공챔버(400), 상기 외부관(200) 및 상기 내부관(300)의 진공상태를 조절한다. 본 실시예에서 상기 진공펌프(420)는 상기 진공챔버(400) 각각에 연결되도록 한 쌍으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 진공펌프(420)는 고진공펌프와 저진공펌프로 분리되어 구성될 수 있다.

이와 같이 구성된 유기물 승화 정제장치의 상기 유기물(O) 정제 과정에 대해서 살펴보면, 먼저 복수 개의 상기 내부관(300) 중에서 중앙에 위치하는 상기 내부관(300)에 상기 정제대상물(R)이 놓여지고, 길이방향에 따른 양측에 상기 포집부(320)가 구비되는 상기 내부관(300)이 위치하여, 복수 개의 상기 내부관(300)이 연속적으로 상기 도어(440)를 통해서 상기 외부관(200) 내부로 삽입된다.

그리고 상기 히터유닛(500)의 동작에 의해서 상기 내부관(300) 및 상기 외부관(200)의 내부온도가 상승하게 되고 이에 따라서 상기 정제대상물(R)에서 상기 유기물(O)이 기화되고 불순물은 그 상태로 남게 된다.

기화된 상기 유기물(O)은 상기 내부관(300) 내부에서 기체상태로 유지되며 횡 방향으로 이동된다. 이동하는 상기 유기물(O)은 상기 내부관(300)의 길이방향을 따라 상기 증발부(310)를 중심으로 양측으로 이동한 후 온도가 낮아짐에 따라 기체상태의 상기 유기물(O)이 상기 포집부(320)에 포집된다.

이와 같은 과정을 통해서 상기 정제대상물(R)에서 불순물을 제외한 상기 유기물(O)만을 수집할 수 있다.

이와 같이 구성되어 종래와 달리 상기 내부관(300)은 상기 증발부(310)가 상기 내부관(300)의 일측에 배치되지 않고 승화된 상기 유기물(O)이 양방향으로 이동하여 포집되도록 구성됨으로써, 상기 포집부(320)의 개수를 증가시키며 최소의 버퍼영역을 가짐과 동시에 단위부피당 정제된 상기 유기물(O)의 생산성을 증가시킬 수 있다.

다음으로, 도 4를 참조하여 상기 정제대상물(R)로부터 상기 유기물(O)이 승화되어 포집되는 과정에 대해서 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 도 2의 유기물 승화 정제장치에서 유기물(O)이 승화되어 포집되는 상태를 나타낸 도면이다.

도 4의 (a)를 살펴보면, 상기 진공챔버(400)에 구비된 상기 도어(440)가 열리고 상기 도어(440)에 의해서 열린 개구부를 통해 상기 내부관(300)이 삽입된다. 이때, 상기 내부관(300)의 중앙부에 배치된 상기 증발부(310)에 상기 정제대상물(R)이 놓여진다. 그리고 상기 도어(440)를 통해서 상기 내부관(300)이 상기 외부관(200)의 내측으로 투입되어 상기 외부관(200)의 내측 중심부에 안착된다.

이어서, 도 4의 (b)와 같이 상기 내부관(300)이 상기 외부관(200)에 삽입된 후, 상기 도어(440)는 닫힌 상태가 되며 상기 진공펌프(420)를 통해서 상기 진공챔버(400) 및 상기 외부관(200)의 내부가 진공상태가 된다.

그리고 도 4의 (c)와 같이 상기 히터유닛(500)이 동작하며 상기 외부관(200)을 가열한다. 상기 외부관(200)이 가열됨에 따라서 내부의 온도가 상승하고 이에 따라서 상기 내부관(300)에 높여진 상기 정제대상물(R)에서 상기 유기물(O)이 기화하게 된다. 이때, 상기 히터유닛(500)은 상기 외부관(200)의 길이방향을 따라 구획되어 서로 다른 온도로 상기 외부관(200)을 가열하며 중앙부에서 양단부로 갈수록 온도가 낮아진다.

상기 유기물(O)이 기화되어 상기 내부관(300)의 양단부로 이동을 하다가 온도가 낮아짐에 따라서 상기 포집부(320)에 포집된다. 이때, 상기 유기물(O)은 다양한 복수 개가 기체 상태로 상기 내부관(300) 내부에서 양단부로 이동하며 온도가 낮에 짐에 따라 승화점이 높은 순서대로 복수 개의 상기 포집부(320)에 나누어서 포집된다. 이와 같이 포집된 상기 유기물(O)은 상기 복수 개의 포집부(320)에 포집되며 사용자가 원하는 성질의 상기 유기물(O)을 채집하여 사용한다.

다음으로, 도 5를 참조하여 상기 히터유닛(500)의 변형된 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 도 2의 가열유닛에서 제 1가열부(510) 및 제 2가열부(520)가 상하방향으로 형성된 상태를 나타낸 도면이다.

본 실시예에서 도시된 바와 같이 상기 히터유닛(500)은 한 쌍으로 이루어진 제 1가열부(510) 및 제 2가열부(520)로 구성된다. 상기 제 1가열부(510)는 적어도 과반이 상기 외부관(200)의 상부영역에 배치되고 상기 제 2가열부(520)는 적어도 과반이 상기 외부관(200)의 하부영역에 배치되며, 상기 베이스(100)에 결합되고 상기 제 1가열부(510) 및 상기 제 2가열부(520)가 독립적으로 구동된다.

상기 제 1가열부(510)는 상기 외부관(200)의 길이방향에 따른 외면의 일부를 감싸는 형태로 형성되어 상기 외부관(200)의 상부를 가열한다.

그리고 상기 제 2가열부(520)는 상기 베이스(100)에 결합되며 상기 외부관(200)을 중심으로 상기 제 1가열부(510)와 대향하도록 형성 및 배치되어 상기 외부관(200)의 하부를 가열한다.

이와 같이 구성된 상기 히터유닛(500)은 상기 제 1가열부(510) 및 상기 제 2가열부(520)가 독립적으로 구동하도록 함으로써, 상기 히터유닛(500)에 의해서 가열되는 상기 외부관(200) 및 상기 내부관(300)의 내부온도가 균일하도록 가열한다. 그래서 상기 외부관(200) 및 상기 내부관(300)의 상부와 하부에서 온도차이가 발생하지 않으며, 상기 내부관(300) 내부에서 대류현상이 발생하지 않기 때문에, 기화된 상기 유기물(O)이 상기 내부관(300) 내부에서 균일하게 분포된다.

상기 제 1가열부(510)와 상기 제 2가열부(520)가 동일한 파우어값으로 상기 외부관(200)을 가열하면, 대류현상에 의해서 상기 외부관(200) 내부의 상부와 하부 온도가 다르게 된다. 그래서 상기 제 1가열부(510)와 상기 제 2가열부(520)가 서로 다른 파우어값으로 상기 외부관(200)을 가열하여 상기 외부관(200)의 내부온도가 균일하도록 함으로써, 기화된 상기 유기물(O)이 상기 내부관(300)의 우측영역 내면에 균일하게 포집되도록 한다.

다음으로, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 유기물 승화 정제장치에서 상기 내부관(300)의 변형된 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 6은 도 2의 유기물 승화 정제장치에서 복수 개의 증발부(310)가 이격되어 배치된 상태를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이 기본적인 구성은 상술한 유기물 승화 정제장치와 유사하지만, 상기 증발부(310)와 상기 포집부(320)의 배치가 변형된 형태이다.

상기 증발부(310)는 적어도 하나 이상으로 구성되며 상기 내부관(300)의 길이방향을 따라 서로 이격되어 배치된다. 여기서, 상기 증발부(310)는 상기 내부관(300)의 양측 끝단부에는 위치하지 않도록 구성된다.

본 실시예에서는 도시된 바와 같이 상기 증발부(310)가 한 쌍으로 구성되어 상기 내부관(300)의 길이방향에 따른 중앙부에서 양측으로 대칭되도록 서로 이격되어 배치된다. 여기서 상기 내부관(300)의 길이방향에 따른 중앙부라 함은 정 중앙이 아니라 중앙지점 부근의 영역을 의미한다.

상기 포집부(320)는 복수 개로 구성되어 상기 내부관(300)의 길이방향을 따라 상기 증발부(310) 양측에 배치되도록 구성된다. 즉, 상기 포집부(320)는 상기 증발부(310)를 중심으로 양 방향에 복수 개로 구획되어 배치되며 상기 내부관(300)의 길이방향에 따른 양단부에도 배치된다.

이와 같이 상기 증발부(310)가 복수 개로 구성되고 이에 대응하여 기화된 상기 유기물(O)이 양방향에서 포집되도록 상기 포집부(320)가 배치됨으로써, 상기 내부관(300)의 길이가 길어질 수 있으며 이에 따라 정제된 상기 유기물(O)을 대량으로 생산할 수 있다.

상기 히터유닛(500)은 상기 증발부(310) 및 상기 포집부(320)의 배치에 대응하도록 상기 증발부(310)를 감싸는 영역이 상기 포집부(320)를 감싸는 영역에 비해서 상대적으로 더 높은 온도로 가열하게 구성된다.

즉, 도시된 바와 같이 상기 증발부(310)가 배치되어 상기 히터유닛(500)이 높은 온도로 상기 외부관(200)을 가열하는 A영역과 상대적으로 낮은 온도로 가열하며 A영역을 기준으로 양측에 위치하는 B영역이 배치된다.

여기서, 도 3을 참조하여 상술한 구성과 달리 A영역이 복수 개로 구성됨으로써 이에 따라 B영역도 복수 개로 구성되며, 외부로의 열 손실을 최소화 시키기 위한 버퍼영역인 C영역은 동일한 숫자로 구성된다.

즉, 상기 증발부(310) 및 상기 포집부(320)의 개수를 증가시킴에 따라 A영역과 B영역의 개수가 증가하고 외부로 열 손실이 되는 C영역의 개수는 증가하지 않도록 구성됨으로써, 사용되는 에너지를 최소화 시키며 정제된 상기 유기물(O)을 대량으로 정제할 수 있다. 이때, 상기 히터유닛(500)에 의해서 가열되는 온도가 A영역에 비해서 상대적으로 낮은 B영역이 외부로 발생하는 C영역과 인접하게 배치됨으로써, 상술한 것과 같이 열 손실을 최소화시킬 수 있다.

이와 같이 구성됨으로써, 상기 증발부(310) 및 상기 포집부(320)의 개수는 증가시키고 버퍼영역의 개수는 유지시켜 상기 내부관(300)의 단위 부피당 상기 유기물(O)의 생산성이 증가된다.

이상과 같이 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명한 실시예 외에도 본 발명의 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그러므로 본 실시예는 특정형태로 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 베이스 200: 외부관
300: 내부관 310: 증발부
320: 포집부 400: 진공챔버
420: 진공펌프 440: 도어
500: 히터유닛 510: 제 1가열부
520: 제 2가열부 R: 정제대상물
O: 유기물

Claims (8)

1. 베이스;
   진공분위기가 조성되며 소정의 길이를 가지고 내부에 수용공간이 형성된 외부관;
   상기 외부관 내부로 삽입되며 적어도 하나 이상으로 구성되어 정제대상물이 놓여지는 증발부 및 복수 개로 구성되어 상기 증발부의 양측에 배치되어 상기 정제대상물로부터 기화된 유기물을 양방향으로 포집하는 포집부를 포함하는 내부관;
   내부의 진공상태를 조절하는 진공펌프 및 일측에 구비되어 선택적으로 개폐가 가능하도록 하는 도어를 포함하며, 상기 외부관에 결합되는 진공챔버; 및
   상기 외부관의 둘레를 감싸도록 구성되어 상기 외부관을 가열하는 히터유닛;
   을 포함하는 유기물 승화 정제장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 히터유닛은,
   길이방향을 따라서 복수 개로 구획되도록 형성되며, 각각은 서로 다른 온도로 구동하는 것을 특징으로 하는 유기물 승화 정제장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 증발부는,
   하나로 구성되어 상기 내부관의 길이방향에 따른 중앙부에 배치되는 것을 특징으로 하는 유기물 승화 정제장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 히터유닛은,
   상기 외부관의 중앙부에서 끝단부로 갈수록 상기 정제대상물을 가열하는 온도가 낮아지는 것을 특징으로 하는 유기물 승화 정제장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 증발부는 복수 개로 구성되어 상기 내부관의 길이방향을 따라 서로 이격되어 배치되고,
   상기 포집부는 복수 개로 구성되어 상기 내부관의 길이방향을 따라 상기 증발부 양측에 배치되어 상기 유기물을 포집하는 것을 특징으로 하는 유기물 승화 정제장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 히터유닛은,
   복수 개로 구획되어 상기 증발부를 감싸는 영역이 상기 포집부를 감싸는 영역에 비해서 상대적으로 더 높은 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 유기물 승화 정제장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 히터유닛은,
   적어도 과반이 상기 외부관의 상부영역에 배치되는 제 1가열부 및 적어도 과반이 상기 외부관의 하부영역에 배치되는 제 2가열부를 포함하며, 상기 베이스에 결합되고 상기 제 1가열부 및 상기 제 2가열부가 독립적으로 구동하는 것을 특징으로 하는 유기물 승화 정제장치.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 진공챔버는,
   한 쌍으로 구성되어 상기 외부관을 중심으로 양측 끝단부에 대향하도록 배치되어 상기 외부관과 결합되는 것을 특징으로 하는 유기물 승화 정제장치.
   

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