KR101337336B1 - 독립적인 가열부를 구비한 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 일측에 정제대상물이 놓여지고 타측에서 기화 및 승화된 상기 정제대상물이 포집되는 내부관, 내부의 진공상태를 조절하는 진공펌프 및 일측에 구비되어 선택적으로 개폐가 가능하도록 하는 도어를 포함하며, 상기 외부관에 결합되는 진공챔버 및 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 히터유닛을 포함하는 독립적인 가열부를 구비한 유기물 승화 정제장치가 개시된다.

Description

독립적인 가열부를 구비한 유기물 승화 정제장치{Sublimation Purifying Apparatus of Organic Matter Having Independently Heating Part}

본 발명은 유기물의 승화를 통해서 유기물을 정제하는 장치에 관한 것으로서, 유기물의 승화를 위해서 가열되는 히터유닛의 내부에서 대류현상이 발생하지 않도록 상하부의 온도가 균일하게 가열하는 히터유닛을 구비한 독립적인 가열부를 구비한 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 불순물의 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 위치 별로 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 기화 및 승화되어 정제되는 상기 유기물(O)이 상기 내부관(20)에 균일하게 포집되도록 하였다.

하지만, 외부관의 상부와 하부의 히터를 일체로 사용하므로 동일한 전류를 흘려주어도 외부관 바깥의 뜨거운 공기가 위로 올라가는 대류 현상으로 인하여 상부가 더 뜨거워지는 현상이 발생한다. 또한 상기 내부관(20)이 상기 외부관(10)의 중앙부에 배치됨으로써, 상기 내부관(20)과 외부관의 사이의 공간에서 대류현상에 의해 상부의 온도가 더 올라가 정제되는 상기 유기물(O)이 고르게 포집되지 않았다. 이로 인해 유기물(O)의 순도가 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 상기 외부관(10)을 둘러싼 상기 히터(30)에 의해서 상기 외부관(10)이 고정된 상태가 되어, 상기 외부관(10)의 수리 및 교체가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 종래의 유기물 승화 정제장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 복수 개의 가열부가 독립적으로 제어되는 히터유닛을 구비하여 내부에서 유기물의 승화를 통해서 정제하는 외부관의 내부 온도를 균일하게 함으로써 대류현상이 발생하지 않도록 하는 독립적인 가열부를 구비한 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 일측에 정제대상물이 놓여지고 타측에서 기화 및 승화된 상기 정제대상물이 포집되는 내부관, 내부의 진공상태를 조절하는 진공펌프 및 일측에 구비되어 선택적으로 개폐가 가능하도록 하는 도어를 포함하며, 상기 외부관에 결합되는 진공챔버 및 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 히터유닛을 포함한다.

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또한, 상기 제 1가열부는 상기 외부관의 길이방향에 따른 외면을 감싸는 형태로 형성되며 상기 외부관의 상부를 가열하고, 상기 제 2가열부는 상기 베이스에 결합되며 상기 외부관을 중심으로 상기 제 1가열부와 대향하도록 형성 및 배치되어 상기 외부관을 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 제 1가열부는 일측이 상기 제 2가열부의 일측과 회전 가능하도록 결합되어 상기 제 2가열부의 일측을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 히터유닛은 일측이 상기 제 1가열부에 결합되고 타측이 상기 베이스 또는 상기 제 2가열부 중에서 어느 한 곳에 결합되어 상기 제 1가열부의 회전 시 발생하는 하중을 지지하는 탄성부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

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

또한, 상기 진공챔버는 상기 베이스에 상기 외부관의 횡 방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 외부관은 상기 도어를 통해서 삽입되는 상기 내부관이 내부에서 슬라이딩 가능하도록 하는 별도의 이송수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 내부관은 길이방향을 따라서 복수 개의 영역으로 구획되는 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.

또한, 상기 진공챔버는 상기 외부관 및 상기 내부관 내부로 불활성가스를 선택적으로 공급하는 가스공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

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

첫째, 진공상태의 외부관 및 내부관의 내부에서 정제대상물을 가열하여 승화되는 유기물을 수집하여 정제하는 유기물 승화장치에서, 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 기화 및 승화된 상기 유기물이 상기 내부관 내부에 고르게 포집되어 순도가 높은 유기물을 수집할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 외부관의 외측을 감싸는 형태로 형성되며 복수 개의 가열부가 회전을 통해서 일측이 분리 가능하도록 구성됨으로써, 상기 가열부가 회전하여 상기 외부관의 고정상태를 해제할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 상기 외부관의 끝단부에 구비된 진공챔버가 상기 외부관의 길이방향을 따라서 베이스와 슬라이딩 가능하도록 결합됨으로써, 가열에 의해 외부관이 팽창하여 파손되는 것을 방지할 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 히터유닛의 구성을 나타내는 도면;
도 5는 도 2의 히터유닛이 회전하는 상태를 나타내는 도면;
도 6은 도 2의 외부관이 횡 방향으로 이동하는 상태를 나타내는 도면; 및
도 7은 도 2의 유기물 승화 정제장치에서 유기물이 승화되어 포집되는 상태를 나타내는 도면이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 독립적인 가열부를 구비한 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 독립적인 가열부를 구비한 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.

상기 유기물 승화 정제장치는 크게 베이스(100), 외부관(200), 내부관(300: 도 3참조), 진공챔버(400, 500) 및 히터유닛(600)으로 구성된다.

상기 베이스(100)는 지면으로부터 일정높이 이격되도록 상면에 상기 외부관(200), 상기 내부관(300), 상기 진공챔버(400, 500) 및 상기 히터유닛(600)이 배치된다.

상기 외부관(200)은 내부에 진공분위기가 조성되며 소정의 길이를 가지고 내부에 상기 내부관(300)이 수용될 수 있도록 구성된다. 그리고 상기 외부관(200)은 상기 내부관(300)이 중앙부에서 길이방향을 따라 이동 가능하도록 내측 하부에 별도의 이송수단이 구비된다.

상기 이송수단은 상기 내부관(300)이 상기 외부관(200) 내부로 슬라이딩을 통해서 삽입될 수 있도록 구성되며, 본 실시예에서 상기 이송수단은 상기 외부관(200)의 내측 하부에 길이방향을 따라서 복수 개로 구성된 이송롤러(220)로 구성된다. 여기서, 상기 이송롤러(220)는 상기 내부관(300)이 상기 외부관(200)의 내부로 슬라이딩이동을 할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 상기 내부관(300)이 상기 외부관(200)의 중앙부에 위치할 수 있도록 상기 외부관(200)과 소정거리 이격되게 지지한다.

상기 내부관(300)은 상기 외부관(200)에 대응하여 소정의 길이를 가지고 상기 외부관(200)의 내부로 삽입 가능하도록 형성되며, 복수 개의 영역으로 구획되어 일측 끝단부의 영역에 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 기화 및 승화되며, 다시 온도가 내려가면 상기 유기물(O)이 다시 고체상태로 상변화가 일어난다.

상기 내부관(300)이 복수 개의 영역으로 구획됨으로써, 각각의 영역에 따라서 포집되는 상기 유기물(O)의 종류를 구분하여 수집할 수 있다.

또한, 상기 내부관(300)은 상기 이송롤러(220)에 의해서 상기 외부관(200)의 중앙부에서 길이방향을 따라 이동한다. 이에 따라서 상기 내부관(300)에 놓여지는 상기 정제대상물(R)의 삽입이 쉬워짐과 동시에 정제되어 포집된 상기 유기물(O)의 회수도 용이하게 된다.

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(600)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(600)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 및 승화된다.

여기서, 상기 히터유닛(600)은 상기 외부관(200)의 길이방향에 따른 일부를 감싸도록 형성되지만, 접촉되지 않고 소정거리만큼 이격되어 상기 히터유닛(600)의 중간부에 상기 외부관(200)이 배치되도록, 상기 외부관(200)의 외주면의 둘레보다 상기 히터유닛(600)의 내주면의 둘레가 크도록 형성된다.

본 실시예에서 복수 개의 상기 가열부는 한 쌍으로 이루어진 제 1가열부(620) 및 제 2가열부(640)로 구성된다. 상기 제 1가열부(620)는 적어도 과반이 상기 외부관(200)의 상부영역에 배치되고 상기 제 2가열부(640)는 적어도 과반이 상기 외부관(200)의 하부영역에 배치되며, 상기 베이스(100)에 결합되고 상기 제 1가열부(620) 및 상기 제 2가열부(640)가 독립적으로 구동된다.

상기 제 1가열부(620)는 상기 외부관(200)의 길이방향에 따른 외면의 일부를 감싸는 형태로 형성되어 상기 외부관(200)의 상부를 가열한다.

그리고 상기 제 2가열부(640)는 상기 베이스(100)에 결합되며 상기 외부관(200)을 중심으로 상기 제 1가열부(620)와 대향하도록 형성 및 배치되어 상기 외부관(200)의 하부를 가열한다.

상기 히터유닛(600)은 상기 제 1가열부(620) 및 상기 제 2가열부(640)가 독립적으로 구동하도록 함으로써, 상기 히터유닛(600)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 히터유닛(600)의 내측, 상기 외부관(200)의 내부 및 상기 내부관(300) 내부에서 대류현상이 발생하지 않기 때문에, 기화 및 승화된 상기 유기물(O)이 상기 내부관(300) 내부에서 균일하게 분포된다.

한편, 상기 제 1가열부(620) 및 상기 제 2가열부(640) 각각은 길이방향을 따라서 복수 개의 영역으로 구획되도록 형성되며, 왼쪽영역에서부터 순차적으로 온도가 감소하도록 구성된다. 여기서, 상기 제 1가열부(620) 및 상기 제 2가열부(640) 각각은 길이방향에 따라 구획하며 내측방향으로 연장되어 상기 외부관(200)의 외면에 접촉하지 않도록 돌출된 구획플레이트(630)가 구비된다.

상기 제 1가열부(620) 및 상기 제 2가열부(640) 각각은 길이방향에 따라 상기 외부관(200)을 가열하는 온도가 달라지도록 구성되었기 때문에, 상기 히터유닛(600)과 상기 외부관(200) 사이에 형성된 공간을 통해서 대류현상이 발생할 수 있다. 상기 히터유닛(600)과 상기 외부관(200) 사이에 대류현상이 발생하면, 길이방향에 따라 구획된 각각의 영역에서 상기 외부관(200)을 가열하는 온도가 변하게 된다.

그래서 상기 구획플레이트(630)를 구비함으로써, 상기 히터유닛(600)과 상기 외부관(200) 사이의 공간에서 대류현상이 발생하지 않도록 한다.

이와 같이, 상기 외부관(200)의 내부 온도가 순차적으로 증가 또는 감소함으로써, 도 3에 도시된 바와 같이 상대적으로 온도가 높은 상기 내부관(300)의 좌측 끝단부에 놓여진 상기 정제대상물(R)에서 상기 유기물(O)이 기화 및 승화되어 기체상태가 된 후, 상대적으로 온도가 낮은 상기 내부관(300)의 우측영역에서 다시 고체상태가 되어 포집된다.

한편, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 제 1가열부(620) 및 상기 제 2가열부(640) 각각은 상기 외부관(200)과의 사이 공간에 구비되어 상기 히터유닛(600)에 의해 가열되는 온도를 측정하는 복수 개의 온도센서(미도시)가 구비된다.

상기 온도센서는 상기 제 1가열부(620))에 의해서 상기 외부관(200)의 상부가 가열되는 온도와 상기 제 2가열부(640)에 의해서 상기 외부관(200)의 하부가 가열되는 온도를 측정함으로써, 동일한 위치에서의 상기 제 1가열부(620) 및 상기 제 2가열부(640)의 가열온도 조절을 통해서 상기 외부관(200)의 상부와 하부의 온도를 동일하도록 할 수 있다.

또한, 별도의 제어부(미도시)를 더 구비하여 상기 온도센서에서 측정된 온도를 바탕으로 상기 제 1가열부(620) 및 상기 제 2가열부(640)의 가열온도를 지속적으로 피드백 함으로써, 상기 히터유닛(600) 내부에서 대류현상이 발생하지 않도록 할 수 있다.

이와 같은 구성을 통해서, 상기 정제대상물(R)은 기화 및 승화되어 다시 고체상태로 포집되는 과정에 의해 상기 내부관(300)의 상부 및 하부에 균일하게 포집됨으로써 불순물을 제거하여 순도가 높은 상기 유기물(O)을 정제할 수 있다.

상기 진공챔버(400, 500)는 한 쌍으로 구성되어 상기 외부관(200)의 길이방향 양측 끝단부에 결합되며, 상기 베이스(100)에 슬라이딩 가능하도록 결합되고 선택적으로 개폐가 가능하도록 하는 도어(540)가 구비된다. 상기 진공챔버(400, 500)가 한 쌍으로 구성되어 상기 외부관(200)의 양측 끝단부에 결합됨으로써, 상기 외부관(200)이 상기 히터유닛(600)과 소정거리 이격되어 중간부에 배치될 수 있도록 지지한다.

상기 도어(540)는 개폐를 통해서 상기 진공챔버(400, 500)를 통과하여 상기 외부관(200) 내부로 상기 내부관(300)이 삽입되도록 한다.

그리고 상기 진공챔버(400, 500)는 외부로부터 상기 진공챔버(400, 500)의 내부 및 상기 외부관(200)의 내부로 불활성가스(G: 도 7참조)를 투입하는 가스투입부(520)가 더 구비된다. 일반적으로 상기 불활성가스(G)는 질소, 아르곤 등이 사용될 수 있으며 상기 가스투입부(520)를 통해서 상기 불활성가스(G)를 투입 함으로써, 상기 내부관(300) 내부에 구비된 상기 정제대상물(R)이 산화되지 않도록 한다.

또한, 상기 진공챔버(400, 500)는 상기 진공챔버(400, 500) 및 상기 외부관(200)의 진공상태를 조절하는 진공펌프(420)가 구비되어 상기 진공챔버(400, 500), 상기 외부관(200) 및 상기 내부관(300)의 진공상태를 조절한다. 여기서, 상기 진공펌프(420)는 고진공펌프와 저진공펌프로 분리되어 구성될 수 있다.

한편, 상기 진공챔버(400, 500)는 한 쌍으로 구성되어있기 때문에 편의상 제 1챔버(400) 및 제 2챔버(500)로 구분하여 설명한다.

본 실시예에서는 상기 제 1챔버(400)에 상기 도어(540) 및 상기 가스투입부(520)가 구비되지 않고 상기 제 2챔버(500)에 상기 도어(540) 및 상기 가스투입부(520)가 구비된 구성이다.

그리고 상기 제 1챔버(400) 및 상기 제 2챔버(500) 각각은 하부에 연장된 형태로 형성되어 상기 베이스(100)와 슬라이딩 가능하도록 결합하는 지지대(460, 560)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 상기 지지대(460, 560)은 복수 개로 구성될 수 있다.

상기 지지대(460, 560)는 상부에 상기 제 1챔버(400) 및 상기 제 2챔버(500)와 결합되는 제 1결합부(462, 562) 및 하부에 상기 베이스(100)와 결합되는 제 2결합부(464, 564)를 가지며, 상기 제 1결합부(462, 562) 및 상기 제 2결합부(464, 564) 중에서 적어도 하나 이상은 슬라이딩 가능하도록 결합된다.

도시된 도면을 살펴보면, 상기 제 1결합부(462, 562)는 상기 제 1챔버(400) 및 상기 제 2챔버(500)에 고정된 상태로 결합되어 있고 상기 제 2결합부(464, 564)는 상기 베이스(100)에 구비된 슬라이딩가이드(110)에 슬라이딩 가능하도록 결합된다. 이때, 상기 슬라이딩가이드(110)는 미세한 이동이 가능한 LM가이드가 사용되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 유기물 승화 정제장치의 상기 유기물(O) 정제 과정에 대해서 살펴보면, 먼저 상기 내부관(300)의 좌측영역에 상기 정제대상물(R)이 놓여지고 상기 도어(540)를 통해서 상기 외부관(200) 내부로 삽입된다. 여기서, 상기 외부관(200)에 구비된 상기 이송롤러(220)에 의해서 상기 내부관(300)은 상기 외부관(200)의 내부로 삽입된다.

그리고 상기 진공펌프(420)를 동작하여 상기 진공챔버(400, 500) 및 상기 외부관(200)의 내부를 진공상태로 만든 후 상기 히터유닛(600)이 동작한다. 상기 히터유닛(600)의 동작에 의해서 상기 내부관(300) 및 상기 외부관(200)의 내부온도가 상승하게 되고 이에 따라서 상기 정제대상물(R)에서 상기 유기물(O)이 기화 및 승화되고 불순물은 그 상태로 남게 된다.

여기서, 상기 히터유닛(600)은 길이방향을 따라서 복수 개의 영역으로 구획되어 순차적으로 온도가 감소하도록 구성되며, 상기 내부관(300)의 좌측영역에서 가장 높은 온도로 상기 외부관(200)을 가열한다.

기화 및 승화된 상기 유기물(O)은 상기 내부관(300) 내부에서 기체상태로 유지되며 횡 방향으로 이동된다. 이동하는 상기 유기물(O)은 상기 내부관(300)의 우측영역으로 이동한 후 온도가 낮아짐에 따라 기체상태의 상기 유기물(O)이 상기 내부관(300)의 내면에 포집된다.

이때, 상기 히터유닛(600)은 상기 제 1가열부(620)와 상기 제 2가열부(640)로 구성되어 별도로 동작함으로써, 상기 내부관(300)의 내부온도가 균일하게 유지되기 때문에 상기 유기물(O)은 상기 내부관(300)의 내면에 균일하게 포집된다.

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

다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 히터유닛(600)의 세부적인 구성 및 동작에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 도 2의 히터유닛(600)의 구성을 나타내는 도면이고 도 5는 도 2의 히터유닛(600)이 회전하는 상태를 나타내는 도면이다.

상기 히터유닛(600)은 상기 제 1가열부(620) 및 상기 제 2가열부(640)로 구성되며 상기 제 1가열부(620) 및 상기 제 2가열부(640) 각각은 상기 외부관(200)의 길이방향을 따라서 복수 개의 영역으로 구획되어 독립적으로 서로 다른 온도로 상기 외부관(200)을 가열한다.

상기 복수 개의 영역 각각은 상기 정제대상물(R)이 높여지는 위치를 중심으로 길이방향을 따라 상기 외부관(200)을 가열하는 온도가 점점 낮아지도록 구성된다.

상기 제 1가열부(620)는 상기 외부관(200)의 상측 외면의 일부를 감싸도록 형성되어 상기 외부관(200)의 상부를 가열하고, 상기 제 2가열부(640)는 상기 외부관(200)을 중심으로 상기 제 1가열부(620)와 대응되는 형태로 형성되어 상기 베이스(100)에 결합되며 상기 외부관(200)의 하부를 가열한다. 이때, 상기 제 1가열부(620) 및 상기 제 2가열부(640)는 독립적으로 구동하여 서로 다른 온도로 상기 외부관(200)을 가열한다.

상기 제 1가열부(620)와 상기 제 2가열부(640)가 동일한 에너지로 상기 외부관(200)을 가열하면, 대류현상에 의해서 상기 외부관(200) 내부의 상부와 하부 온도가 다르게 된다. 그래서 상기 제 1가열부(620)와 상기 제 2가열부(640)가 서로 다른 에너지로 상기 외부관(200)을 가열하여 상기 외부관(200)의 내부온도가 균일하도록 함으로써, 기화 및 승화된 상기 유기물(O)이 상기 내부관(300)의 우측영역 내면에 균일하게 포집되도록 한다.

한편, 상기 제 1가열부(620)의 일측이 상기 제 2가열부(640)의 동일 측에 회전 가능하도록 결합되고 타측은 선택적으로 분리가 가능하도록 결합된다. 이와 같이 상기 제 1가열부(620) 및 상기 제 2가열부(640)의 일측이 회전 가능하도록 결합됨으로써, 상기 제 1가열부(620)의 회전에 의해서 선택적으로 상기 외부관(200)의 상부를 열림상태로 할 수 있다.

여기서, 일측이 상기 제 1가열부(620)에 결합되고 타측이 상기 베이스(100) 또는 상기 제 2가열부(640) 중에서 어느 한 곳에 결합되어 상기 제 1가열부(620)의 회전 시 발생하는 하중을 지지하는 탄성부(700)가 더 구비된다.

상기 탄성부(700)는 상기 제 1가열부(620)의 크기가 크고 무겁기 때문에 상기 제 1가열부(620)가 회전하여 열림상태가 될 때 하중을 지탱할 뿐만 아니라 보다 수월하게 열 수 있도록 한다. 이때, 상기 탄성부(700)는 유압식이나 공압식 액츄에이터일수 있고 일반적인 스프링이 사용될 수도 있다.

이어서, 도 5를 참조하여 상기 제 1가열부(620)가 회전하는 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 5의 (a)는 상기 제 1가열부(620)가 닫힘상태의 도면으로 상기 제 1가열부(620)와 상기 제 2가열부(640)의 동일 측이 접촉되어 고정된 상태이다. 이때는 상기 탄성부(700)가 늘어난 상태가 된다.

그리고 도 5의 (b)와 같이 상기 제 1가열부(620)가 회전하여 열림상태가 될 때, 상기 탄성부(700)는 수축을 하면서 상기 제 1가열부(620)가 쉽게 회전을 할 수 있도록 한다. 상기 제 1가열부(620)가 회전하여 열림상태가 됨으로써, 상기 외부관(200)의 닫힘 상태가 해제되고, 이에 따라 사용자가 상기 외부관(200)을 수리 및 교체할 수 있도록 한다.

그리고 도시된 바와 같이, 상기 제 1가열부(620)의 일측에 별도의 손잡이(710)를 더 구비함으로써, 사용자가 보다 쉽게 상기 제 1가열부(620)의 열림상태를 조절할 수 있도록 한다.

다음으로, 도 6을 참조하여 상기 외부관(200)의 횡 방향 이동상태에 대해서 설명하면 다음과 같다.

도 6은 도 2의 외부관(200)이 횡 방향으로 이동하는 상태를 나타내는 도면이다.

도시된 도면을 살펴보면, 상기 외부관(200)의 내부에 상기 정제대상물(R)이 놓여진 상기 내부관(300)이 삽입되고 상기 히터유닛(600)이 상기 외부관(200)을 가열한다. 여기서, 상기 내부관(300)과 상기 외부관(200)은 온도에 따라 크게 팽창과 수축을 하지는 않지만, 상기 히터유닛(600)에 의해 가열되는 온도에 따라 작게나마 팽창과 수축을 할 수 있다.

여기서, 상기 내부관(300) 및 상기 외부관(200)은 쿼츠로 구성되어 있기 때문에 미세한 팽창과 수축에도 상기 외부관(200)이 파손될 수 있다. 그래서 상기 외부관(200)의 팽창과 수축에 따라, 상기 외부관(200)과 결합되어 지지하고 있는 상기 제 1챔버(400) 및 상기 제 2챔버(500)가 함께 횡 방향으로 이동이 가능하도록 구성된다.

상기 외부관(200)이 상기 히터유닛(600)에 의해서 가열됨으로써 상기 외부관(200)은 길이방향을 따라 팽창을 하고, 이에 따라서 도시된 바와 같이 상기 제 1챔버(400) 및 상기 제 2챔버(500)가 함께 이동을 한다.

여기서, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 외부관(200)은 상기 히터유닛(600)과 고정 결합되지 않으며, 상기 제 1챔버(400)와 제 2챔버(500) 중에서 어느 하나만 이동 가능하도록 구성 되더라도 동일한 효과를 볼 수 있다.

이와 같이, 상기 제 1챔버(400) 및 상기 제 2챔버(500)는 상기 베이스(100)와 결합될 때, 상기 외부관(200)의 길이방향을 따라서 슬라이딩 가능하도록 결합됨으로써, 상기 히터유닛(600)에 의해서 상기 외부관(200)이 가열됨에 따라 팽창하더라도 함께 슬라이딩을 하여 상기 외부관(200)의 파손을 방지할 수 있다.

다음으로, 도 7을 참조하여 상기 정제대상물(R)로부터 상기 유기물(O)이 승화되어 포집되는 전체적인 과정에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 7은 도 2의 유기물 승화 정제장치에서 유기물(O)이 승화되어 포집되는 상태를 나타내는 도면이다.

도 7의 (a)를 살펴보면, 상기 제 2챔버(500)상에 구비된 상기 도어(540)가 열리고 상기 도어(540)에 의해서 열린 개구부를 통해 상기 내부관(300)이 삽입된다. 이때, 상기 내부관(300)의 좌측영역 끝단부에 상기 정제대상물(R)이 놓여진다. 그리고 상기 도어(540)를 통해서 상기 내부관(300)이 상기 외부관(200)의 내측 하부에 구비된 상기 이송롤러(220)에 의해서 수월하게 상기 외부관(200)의 내측 중심부에 안착된다.

이어서, 도 7의 (b)와 같이 상기 내부관(300)이 상기 외부관(200)에 삽입된 후, 상기 도어(540)는 닫힌 상태가 되며 상기 제 1챔버(400)에 구비된 상기 진공펌프(420)를 통해서 상기 진공챔버(400, 500) 및 상기 외부관(200)의 내부가 진공상태가 된다.

그리고 도 7의 (c)와 같이 상기 히터유닛(600)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 기화 및 승화하게 된다. 이때, 상기 히터유닛(600)은 상기 외부관(200)의 길이방향을 따라 구획되어 서로 다른 온도로 상기 외부관(200)을 가열하며 우측으로 갈수록 온도가 낮아진다.

상기 유기물(O)이 기화 및 승화되어 상기 내부관(300)의 우측으로 이동을 하다가 온도가 낮아짐에 따라서 상기 내부관(300)의 우측영역에 포집된다. 여기서, 상기 유기물(O)이 상기 내부관(300)에 포집될 때, 상기 제 1가열부(620) 및 상기 제 2가열부(640)에 의해서 상기 내부관(300) 내부의 상하 온도차이가 없기 때문에 상기 내부관(300)의 둘레방향을 따라 균일하게 포집된다.

이와 같이, 기화 및 승화된 상기 유기물(O)이 상기 내부관(300)에 균일하게 포집됨으로써, 효과적으로 정제된 상기 유기물(O)을 수집할 수 있다.

한편, 상기 외부관(200)을 가열하여 상기 유기물(O)이 기화 및 승화될 때 상기 유기물(O)이 산화되지 않도록 상기 제 2챔버(500)에 구비된 상기 가스투입부(520)를 통해서 불활성가스(G)를 투입할 수 있다. 이는 선택적으로 사용할 수 있으며, 불활성가스(G)를 상기 외부관(200) 내부로 투입함으로써 순도가 높은 유기물(O)을 수집할 수 있다.

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 110: 슬라이딩가이드
200: 외부관 220: 이송롤러
300: 내부관 400: 제 1챔버
500: 제 2챔버 520: 가스투입부
540: 도어 460, 560: 지지대
600: 히터유닛 620: 제 1가열부
640: 제 2가열부 R: 정제대상물
O: 유기물

Claims (11)

1. 베이스;
   진공분위기가 조성되며 소정의 길이를 가지고 내부에 수용공간이 형성된 외부관;
   상기 외부관 내부로 삽입되며 일측에 정제대상물이 놓여지고 타측에서 기화 및 승화된 상기 정제대상물이 포집되는 내부관;
   내부의 진공상태를 조절하는 진공펌프 및 일측에 구비되어 선택적으로 개폐가 가능하도록 하는 도어를 포함하며, 상기 외부관에 결합되는 진공챔버; 및
   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 히터유닛;
   을 포함하는 독립적인 가열부를 구비한 유기물 승화 정제장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1가열부는 상기 외부관의 길이방향에 따른 외면을 감싸는 형태로 형성되어 상기 외부관의 상부를 가열하고,
   상기 제 2가열부는 상기 베이스에 결합되며 상기 외부관을 중심으로 상기 제 1가열부와 대향하도록 형성 및 배치되어 상기 외부관을 가열하는 것을 특징으로 하는 독립적인 가열부를 구비한 유기물 승화 정제장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1가열부는,
   일측이 상기 제 2가열부의 일측과 회전 가능하도록 결합되어 상기 제 2가열부의 일측을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 독립적인 가열부를 구비한 유기물 승화 정제장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 히터유닛은,
   일측이 상기 제 1가열부에 결합되고 타측이 상기 베이스 또는 상기 제 2가열부 중에서 어느 한 곳에 결합되어 상기 제 1가열부의 회전 시 발생하는 하중을 지지하는 탄성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립적인 가열부를 구비한 유기물 승화 정제장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 히터유닛은,
   길이방향을 따라서 복수 개로 구획되도록 형성되며, 각각은 서로 다른 온도로 구동하는 것을 특징으로 하는 독립적인 가열부를 구비한 유기물 승화 정제장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 진공챔버는,
   상기 베이스에 상기 외부관의 횡 방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 독립적인 가열부를 구비한 유기물 승화 정제장치.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 외부관은,
   상기 도어를 통해서 삽입되는 상기 내부관이 내부에서 슬라이딩 가능하도록 하는 별도의 이송수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공챔버를 구비한 유기물 승화 정제장치.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 내부관은,
   길이방향을 따라서 복수 개의 영역으로 구획되는 것을 특징으로 하는 독립적인 가열부를 구비한 유기물 승화 정제장치.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 진공챔버는,
    한 쌍으로 구성되어 상기 외부관을 중심으로 양측 끝단부에 대향하도록 배치되어 상기 외부관과 결합되는 것을 특징으로 하는 독립적인 가열부를 구비한 유기물 승화 정제장치.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 진공챔버는,
    상기 외부관 및 상기 내부관 내부로 불활성가스를 선택적으로 공급하는 가스공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립적인 가열부를 구비한 유기물 승화 정제장치.
    

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