KR101485420B1

KR101485420B1 - 산업시설용 콜드트랩

Info

Publication number: KR101485420B1
Application number: KR1020140006459A
Authority: KR
Inventors: 강선희
Original assignee: (주) 티에스코퍼레이션
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2015-01-26

Abstract

본 발명은 산업시설용 콜드트랩에 관한 것으로서, 각종 산업시설 중 특히 반도체 생산공정에서 공정 중에 가열된 뜨거운 공기를 냉각시키도록 하여 뜨거운 공기가 외부로 배출되는 것을 방지하고 냉각과정에서 각종 불순물을 포획 제거하기 위하여 개발된 것으로;
일측면은 관형으로 돌출되어 끝단 외경이 단턱지게 확장되는 열풍공급 플렌지관이 장착되고, 상기 열풍공급 플렌지관의 반대측면에는 관형으로 돌출되어 끝단 외경이 단턱지게 확장되는 열풍배기 플렌지관이 장착되며, 내부에는 직육면의 공간부가 형성되는 함체와;
상면과 저면이 막힌 원통형으로 형성되고 중간에는 상하부 공간을 격리하는 제1 격벽이 형성되고, 하부의 공간에서 함체 외부로 관통 연결되는 냉각수 주입관과, 상부의 공간에서 함체 외부로 관통 연결되는 냉각수 배출관을 구비하여 함체의 내부 공간의 일측 모서리에 입설 고정되는 제1 매니폴더와;
상면과 저면이 막힌 원통형으로 형성되어 상기 제1 매니폴더와 인접한 모서리에 입설 고정되는 제2 매니폴더와;
일단은 상기 제1 매니폴더의 하부에 연결된 후 수평 연장되어 수 회 180도 절곡이 반복된 지그재그 형으로 연장된 후 상기 제2 매니폴더의 하부와 연결되는 제1 냉각관과, 절곡되어 좌우 방향으로 연장된 형상을 가진 상기 제1 냉각관을 좌우 방향으로 고정하면서 전후 방향으로 수십 개가 장착 배열되는 제1 냉각핀으로 이루어지는 하부 냉각수관로와;
일단은 상기 제1 매니폴더의 상부에 연결된 후 수평 연장되어 수 회 180도 절곡이 반복된 지그재그 형으로 연장된 후 상기 제2 매니폴더의 상부와 연결되는 제2 냉각관과, 절곡되어 좌우 방향으로 연장된 형상을 가진 상기 제2 냉각관을 좌우 방향으로 고정하면서 전후 방향으로 수십 개가 장착 배열되는 제2 냉각핀으로 이루어지는 상부 냉각수관로로 구성됨을 특징으로 하는 산업시설용 콜드트랩에 관한 것이다.

Description

산업시설용 콜드트랩{The cold trap for a industrial facilities}

본 발명은 산업시설용 콜드트랩에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 각종 산업시설 중 특히 반도체 생산공정에서 공정 중에 가열된 뜨거운 공기를 냉각시키도록 하여 뜨거운 공기가 외부로 배출되는 것을 방지하고 냉각과정에서 각종 불순물을 포획 제거하기 위하여 개발된 산업시설용 콜드트랩에 관한 것이다.

각종 산업현장에서 건조작업 또는 화학적인 증착 작업 등의 다양한 공정에서 뜨거운 열풍을 생성하거나 공정 중에 생성되기도 하며 과거에는 이러한 열풍을 별다른 공정 없이 외부로 배출했었다.

하지만 이러한 열풍의 경우 다량의 유해한 물질 및 미세 분진을 포함하기에 심각한 환경 오염의 원인이 되기도 하고 여름철 열섬현상(heat island)의 원인이 되기도 한다.

따라서 열풍을 냉각하여 오염물질을 포집하기 용이한 상태로 만든 후 배출하는 것이 바람직하다.

특히 반도체의 생산 공정 중에는 특정의 목적을 위하여 가스를 주입하는 식각공정, 이온주입공정, 금속공정, 화학증착공정 등에서는 불활성 기체인 N, Ar 및 각종 유독성을 가진 기체가 사용되며 배기될 때에 여러 가지 잔여가스나 공정 생성물을 포함하게 되며 특히 화학 증착공정에서 배출되는 가스는 다량의 염화암모늄을 포함하므로 이를 응고시켜 포집할 필요성이 있다.

이에 기존에는 열전소자나 냉매를 사용하는 콜드트랩이 사용되고 있으나 그 운용비용이 많이 소모되며 단가가 상당히 고가라는 문제점이 있었다.

(특허 문헌 1) 대한민국실용신안등록 제20-0182138-0000호 (2000년03월03일) (특허 문헌 2) 대한민국공개특허 제10-2000-0056317호 (2000년09월15일) (특허 문헌 3) 대한민국공개특허 제10-2006-0013926호 (2006년02월14일) (특허 문헌 4) 대한민국특허등록 제10-1184679-0000호 (2012년09월14일) (특허 문헌 5) 대한민국특허등록 제10-1258826-0000호 (2013년04월23일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 각종 산업시설에서 발생하는 열풍을 냉각한 후 배출하도록 하는 콜드트랩이 저렴한 제작단가와 저렴한 운용비용이 소모되면서 냉각 효과를 높일 수 있는 산업시설용 콜드트랩을 개발하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일측면은 관형으로 돌출되어 끝단 외경이 단턱지게 확장되는 열풍공급 플렌지관이 장착되고, 상기 열풍공급 플렌지관의 반대측면에는 관형으로 돌출되어 끝단 외경이 단턱지게 확장되는 열풍배기 플렌지관이 장착되며, 내부에는 직육면의 공간부가 형성되는 함체와;

상면과 저면이 막힌 원통형으로 형성되고 중간에는 상하부 공간을 격리하는 제1 격벽이 형성되고, 하부의 공간에서 함체 외부로 관통 연결되는 냉각수 주입관과, 상부의 공간에서 함체 외부로 관통 연결되는 냉각수 배출관을 구비하여 함체의 내부 공간의 일측 모서리에 입설 고정되는 제1 매니폴더와;

상면과 저면이 막힌 원통형으로 형성되어 상기 제1 매니폴더와 인접한 모서리에 입설 고정되는 제2 매니폴더와;

일단은 상기 제1 매니폴더의 하부에 연결된 후 수평 연장되어 수 회 180도 절곡이 반복된 지그재그 형으로 연장된 후 상기 제2 매니폴더의 하부와 연결되는 제1 냉각관과, 절곡되어 좌우 방향으로 연장된 형상을 가진 상기 제1 냉각관을 좌우 방향으로 고정하면서 전후 방향으로 수십 개가 장착 배열되는 제1 냉각핀으로 이루어지는 하부 냉각수관로와;

일단은 상기 제1 매니폴더의 상부에 연결된 후 수평 연장되어 수 회 180도 절곡이 반복된 지그재그 형으로 연장된 후 상기 제2 매니폴더의 상부와 연결되는 제2 냉각관과, 절곡되어 좌우 방향으로 연장된 형상을 가진 상기 제2 냉각관을 좌우 방향으로 고정하면서 전후 방향으로 수십 개가 장착 배열되는 제2 냉각핀으로 이루어지는 상부 냉각수관로로 구성됨을 특징으로 한다.

아울러, 상기 하부 냉각수관로와 상부 냉각수관로의 사이에는 중간 냉각수관로를 추가로 구비하고, 상기 제1 매니폴더의 제1 격벽은 하부 냉각수관로와 중간 냉각수관로의 사이에 위치하며, 상기 제2 매니폴더에는 상부 냉각수관로와 중간 냉각수관로의 사이 공간을 분리하는 격벽을 추가로 구비하고, 상기 냉각수 배출관은 제2 매니폴더의 상부와 연결되며;

상기 함체에는 열풍공급 플렌지관을 지나 열풍이 상하로 분기되어 하나는 상부 냉각수관로의 상면을 지나 다시 저면을 감싸도록 반전되고 다시 반전하여 중간 냉각수관로의 상면을 지나도록 하고, 다른 하나는 하부 냉각수관로의 저면을 지나 다시 상면을 감싸도록 반전되고 다시 반전하여 중간 냉각수관로의 저면을 지난 후 상호 병합되어 열풍배기 플렌지관으로 배출되도록 하는 가이드덕트를 구비함을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 전기를 필요로 하는 열전소자나 고가의 냉매를 사용하지 않고 냉각수를 이용하여 열풍의 온도를 효과적으로 저하시킬 수 있도록 하여 초기 구입비용과 운용비용이 줄어드는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 평단면도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정단면도
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 측면도
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정단면도

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 평단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정단면도로서, 일측면은 관형으로 돌출되어 끝단 외경이 단턱지게 확장되는 열풍공급 플렌지관(11)이 장착되고, 상기 열풍공급 플렌지관(11)의 반대측면에는 관형으로 돌출되어 끝단 외경이 단턱지게 확장되는 열풍배기 플렌지관(12)이 장착되며, 내부에는 직육면의 공간부(13)가 형성되는 함체(1)와;

상면과 저면이 막힌 원통형으로 형성되고 중간에는 상하부 공간을 격리하는 제1 격벽(21)이 형성되고, 하부의 공간에서 함체(1) 외부로 관통 연결되는 냉각수 주입관(22)과, 상부의 공간에서 함체(1) 외부로 관통 연결되는 냉각수 배출관(23)을 구비하여 함체(1)의 내부 공간의 일측 모서리에 입설 고정되는 제1 매니폴더(2)와;

상면과 저면이 막힌 원통형으로 형성되어 상기 제1 매니폴더(2)와 인접한 모서리에 입설 고정되는 제2 매니폴더(3)와;

일단은 상기 제1 매니폴더(2)의 하부에 연결된 후 수평 연장되어 수 회 180도 절곡이 반복된 지그재그 형으로 연장된 후 상기 제2 매니폴더(3)의 하부와 연결되는 제1 냉각관(41)과, 절곡되어 좌우 방향으로 연장된 형상을 가진 상기 제1 냉각관(41)을 좌우 방향으로 고정하면서 전후 방향으로 수십 개가 장착 배열되는 제1 냉각핀(42)으로 이루어지는 하부 냉각수관로(4)와;

일단은 상기 제1 매니폴더(2)의 상부에 연결된 후 수평 연장되어 수 회 180도 절곡이 반복된 지그재그 형으로 연장된 후 상기 제2 매니폴더(3)의 상부와 연결되는 제2 냉각관(51)과, 절곡되어 좌우 방향으로 연장된 형상을 가진 상기 제2 냉각관(51)을 좌우 방향으로 고정하면서 전후 방향으로 수십 개가 장착 배열되는 제2 냉각핀(52)으로 이루어지는 상부 냉각수관로(5)로 구성됨을 특징으로 하는 산업시설용 콜드트랩을 나타내었다.

본 발명은 기본적으로 냉각수를 이용하여 열풍을 냉각하기 위한 것으로 열풍이 공간부(13)를 지나면서 하부 냉각수관로(4)와 상부 냉각수관로(5)에 의하여 냉각되어 배기되는 구조를 가진다.

이때 냉각과정에서 응결되는 수증기를 비롯한 각종 물질은 하부의 호퍼(8)를 형성하여 결로배출구(81)를 통하여 배출되는 구조를 가지는 것이 바람직하다.

본원의 냉각수의 흐름은 냉각수 주입관(22)을 통하여 제1 매니폴더(2)의 하부 공간에 유입된 후 하부 냉각수 관로(4)의 제1 냉각관(41)을 따라 제2 매니폴더(3)로 이동한다.

이때 제2 매니폴더(3)에서는 냉기를 빼앗겨 온도가 높은 냉각수는 상승하여 냉각수의 주입압력에 의하여 상부 냉각수관로(5)의 제2 냉각관(51)을 지나 제1 매니폴더(1)의 상부공간에 유입된 후 냉각수 배출관(23)을 통해 배출되는 것이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 측면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정단면도로서, 상기 하부 냉각수관로(4)와 상부 냉각수관로(5)의 사이에는 중간 냉각수관로(6)를 추가로 구비하고, 상기 제1 매니폴더(2)의 제1 격벽(21)은 하부 냉각수관로(4)와 중간 냉각수관로(6)의 사이에 위치하며, 상기 제2 매니폴더(3)에는 상부 냉각수관로(5)와 중간 냉각수관로(6)의 사이 공간을 분리하는 격벽(미도시)을 추가로 구비하고, 상기 냉각수 배출관(23)은 제2 매니폴더(3)의 상부와 연결되며;

상기 함체(1)에는 열풍공급 플렌지관(11)을 지나 열풍이 상하로 분기되어 하나는 상부 냉각수관로(5)의 상면을 지나 다시 저면을 감싸도록 반전되고 다시 반전하여 중간 냉각수관로(6)의 상면을 지나도록 하고, 다른 하나는 하부 냉각수관로(4)의 저면을 지나 다시 상면을 감싸도록 반전되고 다시 반전하여 중간 냉각수관로(6)의 저면을 지난 후 상호 병합되어 열풍배기 플렌지관(12)으로 배출되도록 하는 가이드덕트(7)를 구비함을 특징으로 실시 예를 제시하였다.

상기 실시 예는 추가로 구비된 중간 냉각수 관로(5)에 의하여 냉각효울을 높일 수 있도록 하는 것이 기본적은 개념이다.

도한 추가적으로 열풍이 공간부(13)에서 더 오래 머물 수 있도록 가이드덕트(7)를 구비하여 열풍의 이동 경로 상에 두번의 180도 반전되는 경로를 형성하여 냉각 효율을 높이도록 한 것이다.

1 : 함체
11 : 열풍공급 플렌지관 12 : 열풍배기 플렌지관
13 : 공간부
2 : 제1 매니폴더
21 : 제1 격벽 22 : 냉각수 주입관
23 : 냉각수 배출관
3 : 제2 매니폴더
4 : 하부 냉각수관로
41 : 제1 냉각관 42 : 제1 냉각핀
5 : 상부 냉각수관로
51 : 제2 냉각관 52 : 제2 냉각핀
6 : 중간 냉각수관로
7 : 가이드덕트
8 : 호퍼
81 : 결로배출구

Claims

일측면은 관형으로 돌출되어 끝단 외경이 단턱지게 확장되는 열풍공급 플렌지관(11)이 장착되고, 상기 열풍공급 플렌지관(11)의 반대측면에는 관형으로 돌출되어 끝단 외경이 단턱지게 확장되는 열풍배기 플렌지관(12)이 장착되며, 내부에는 직육면의 공간부(13)가 형성되는 함체(1)와;
상면과 저면이 막힌 원통형으로 형성되고 중간에는 상하부 공간을 격리하는 제1 격벽(21)이 형성되고, 하부의 공간에서 함체(1) 외부로 관통 연결되는 냉각수 주입관(22)과, 상부의 공간에서 함체(1) 외부로 관통 연결되는 냉각수 배출관(23)을 구비하여 함체(1)의 내부 공간의 일측 모서리에 입설 고정되는 제1 매니폴더(2)와;
상면과 저면이 막힌 원통형으로 형성되어 상기 제1 매니폴더(2)와 인접한 모서리에 입설 고정되는 제2 매니폴더(3)와;
일단은 상기 제1 매니폴더(2)의 하부에 연결된 후 수평 연장되어 수 회 180도 절곡이 반복된 지그재그 형으로 연장된 후 상기 제2 매니폴더(3)의 하부와 연결되는 제1 냉각관(41)과, 절곡되어 좌우 방향으로 연장된 형상을 가진 상기 제1 냉각관(41)을 좌우 방향으로 고정하면서 전후 방향으로 수십 개가 장착 배열되는 제1 냉각핀(42)으로 이루어지는 하부 냉각수관로(4)와;
일단은 상기 제1 매니폴더(2)의 상부에 연결된 후 수평 연장되어 수 회 180도 절곡이 반복된 지그재그 형으로 연장된 후 상기 제2 매니폴더(3)의 상부와 연결되는 제2 냉각관(51)과, 절곡되어 좌우 방향으로 연장된 형상을 가진 상기 제2 냉각관(51)을 좌우 방향으로 고정하면서 전후 방향으로 수십 개가 장착 배열되는 제2 냉각핀(52)으로 이루어지는 상부 냉각수관로(5)로 구성됨을 특징으로 하는 산업시설용 콜드트랩.
제 1항에 있어서, 상기 하부 냉각수관로(4)와 상부 냉각수관로(5)의 사이에는 중간 냉각수관로(6)를 추가로 구비하고, 상기 제1 매니폴더(2)의 제1 격벽(21)은 하부 냉각수관로(4)와 중간 냉각수관로(6)의 사이에 위치하며, 상기 제2 매니폴더(3)에는 상부 냉각수관로(5)와 중간 냉각수관로(6)의 사이 공간을 분리하는 격벽(미도시)을 추가로 구비하고, 상기 냉각수 배출관(23)은 제2 매니폴더(3)의 상부와 연결되며;
상기 함체(1)에는 열풍공급 플렌지관(11)을 지나 열풍이 상하로 분기되어 하나는 상부 냉각수관로(5)의 상면을 지나 다시 저면을 감싸도록 반전되고 다시 반전하여 중간 냉각수관로(6)의 상면을 지나도록 하고, 다른 하나는 하부 냉각수관로(4)의 저면을 지나 다시 상면을 감싸도록 반전되고 다시 반전하여 중간 냉각수관로(6)의 저면을 지난 후 상호 병합되어 열풍배기 플렌지관(12)으로 배출되도록 하는 가이드덕트(7)를 구비함을 특징으로 하는 산업시설용 콜드트랩.