KR101976797B1 - 스팀생성장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 스팀생성장치는 순수를 저장하는 제 1 용기; 상기 제 1 용기 내부에 구비되며, 상기 순수를 가열하여 제 1 스팀을 생성하는 제 1 가열부, 상기 제 1 용기를 내부에 구비하며, 상기 제 1 용기의 외면으로 형성되는 공간에 순수를 저장하는 제 2 용기, 상기 공간에 구비되며, 상기 공간에 저장된 순수를 가열하여 제 2 스팀을 생성하는 제 2 가열부 및 상기 제 1 가열부 및 상기 제 2 가열부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제 1 용기는, 상기 제 1 스팀이 상기 공간으로 이동하는 제 1 배출공을 포함할 수 있다.

Description

스팀생성장치{APPARATUS FOR GENERATING STEAM}
본 발명은 스팀생성장치에 관한 것으로, 구체적으로는 용기 내부에서 스팀을 생성하되, 스팀의 재가열 및 용기 외부로 스팀 또는 과열증기의 배출이 용이한 배출공을 구비하는 스팀생성장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 웨이퍼, 화면표시 장치의 기판은 여러 공정을 거쳐 제조되며, 각 공정에서 미립자, 여러 금속을 함유한 무기물 및 폴리머화합물 등의 유기오염물이 발생한다. 이 오염물은 기판의 품질에 큰 영향을 미치는 문제를 발생한다. 또한, 산업이 발달함에 따라 기판의 미세화 동향은 90 → 65 → 45nm로, 점점 미세화되며 이에 따라 회로 패턴의 미세화, 고밀도화, 고집적화, 배선의 다층화가 진행됨에 따라 제조공정이 복잡해지고 제조 공정수도 계속 증가하고 있다. 뿐만 아니라, 칩 면적도 증대되고 웨이퍼 지름도 200mm에서 300mm로 대구경화되어 파티클(이물 미립자), 금속불순물, 표면 흡착 화학물질 등 미세(미량) 오염물질을 줄일 수 있는 브러쉬 및 물을 이용한 다양한 세정공정이 요구되고 있는 실정이다.
기판에 물을 공급하여 세정하는 경우, 기판이 미세화 및 대형화 됨에 따라 많은 양의 물이 소요되는데, 이러한 물은 고온 및 고압으로 기판에 분사할 때 기판의 세정 효율을 향상시킬 수 있다. 그러나 물을 대형화된 기판으로 분사하여 세정공정을 진행할 때 요구되는 많은 양의 물에 고온 및 고압으로 가열할 수 있는 히터를 제공하고, 별도의 물을 저장하는 탱크를 위한 공간확보가 어렵다. 또한, 물을 미세화된 기판으로 분사하여 세정공정을 진행할 경우 미세 파티클은 브러쉬를 통해 제거되는 공정을 수행한 후 물을 공급하여 세정하지만 기판으로부터 잘 제거 되지 않는 문제가 발생한다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 기판으로 고온 및 고압의 스팀을 분사하여 기판의 세정공정을 수행하는 기술이 개발되고 있지만, 스팀을 생성하는데 시간이 오래 소요되고, 가열을 위한 필요이상의 에너지가 소요되며, 지속적으로 일정한 스팀을 제공하지 못하는 문제점이 있다.
특히, 전체 공정의 30%이상을 차지하는 세정공정은 기판 제조간 반복적으로 사용되고 있으며, 기판의 미세화에 따라 더욱 엄격한 오염관리가 요구되고 있어 세정을 위한 공정장비의 설계와 공정조건의 최적화 등을 위한 다양한 기술개발이 요구되는 실정이다.
본 발명의 목적은 세정공정간 다중의 용기에 저장된 순수를 가열 또는 재가열하여 스팀을 생성하는 시간을 단축하는 스팀생성장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중의 용기에서 생성된 스팀이 배출되는 배출공이 스팀생성장치의 중심을 기준으로 서로 반대방향으로 형성되어, 생성된 스팀의 이동거리 또는 체류시간을 증가시켜 스팀의 열 전달 효율을 향상시키는 스팀생성장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 각각의 용기에서 생성된 스팀이 혼합되어 지속적으로 온도를 일정하게 유지하는 스팀생성장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 각각의 용기 내부에 구비된 복수의 가열부를 통해 스팀을 재가열하거나 과열증기를 생성하여 고온 및 고압의 스팀 또는 과열증기를 생성하는 스팀생성장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스팀생성장치는 순수를 저장하는 제 1 용기; 상기 제 1 용기 내부에 구비되며, 상기 순수를 가열하여 제 1 스팀을 생성하는 제 1 가열부; 상기 제 1 용기를 내부에 구비하며, 상기 제 1 용기의 외면으로 형성되는 공간에 순수를 저장하는 제 2 용기; 상기 공간에 구비되며, 상기 공간에 저장된 순수를 가열하여 제 2 스팀을 생성하는 제 2 가열부; 및 상기 제 1 가열부 및 상기 제 2 가열부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제 1 용기는, 상기 제 1 스팀이 상기 공간으로 이동하는 제 1 배출공을 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제 1 배출공은 상기 제 1 스팀을 상기 공간 중 상기 순수가 없는 부분으로 이동시킬 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제 2 용기는 상기 제 1 스팀 및 상기 제 2 스팀 중 적어도 하나 이상을 재가열하여 과열증기를 생성하는 제 3 가열부를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제 2 용기는 상기 과열증기, 상기 제 1 스팀 및 상기 제 2 스팀 중 적어도 하나 이상을 상기 제 2 용기 외부로 이동시키는 제 2 배출공을 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제 1 스팀은 상기 공간에서 상기 제 2 스팀과 혼합될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제 1 배출공 및 상기 제 2 배출공은 상기 제 1 배출공의 제 1 중심 가상선 및 상기 제 2 배출공의 제 2 중심 가상선이 0°가 아닌 일정한 각을 이루도록 형성될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제 1 배출공 및 상기 제 2 배출공은 상기 스팀생성장치의 중심을 기준으로 서로 반대방향으로 형성될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제 1 배출공 및 상기 제 2 배출공 중 적어도 하나 이상은 상기 제 1 스팀 또는 상기 제 2 스팀의 이동 방향에 따라, 폭이 동일하게 형성될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제 1 배출공 및 상기 제 2 배출공 중 적어도 하나 이상은 상기 제 1 스팀 또는 상기 제 2 스팀의 이동 방향에 따라, 폭이 점진적으로 좁아질 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제 1 배출공 및 상기 제 2 배출공 중 적어도 하나 이상은 상기 제 1 스팀 또는 상기 제 2 스팀의 이동 방향에 따라, 폭이 점진적으로 넓어질 수 있다.
실시 예에 있어서, 제 n 용기를 내부에 구비하며, 상기 제 n 용기의 외면으로 형성되는 공간에 순수를 저장하여, 스팀 또는 과열증기를 생성하는 제 m 용기를 더 포함할 수 있다.(상기 n은 2이상의 자연수, m=n+1)
실시 예에 있어서, 상기 제 2 가열부는 상기 공간에 저장된 순수를 가열하는 적어도 2개 이상의 가열기를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 스팀생성장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 세정공정간 다중의 용기에 저장된 순수를 가열하여 스팀을 생성하는 시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 다중의 용기에서 생성된 스팀이 배출되는 배출공이 스팀생성장치의 중심을 기준으로 서로 반대방향으로 형성되어, 생성된 스팀의 이동거리 또는 체류시간을 증가시켜 스팀의 열 전달 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 각각의 용기에서 생성된 스팀이 혼합되어 지속적으로 온도를 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 각각의 용기 내부에 구비된 복수의 가열부를 통해 스팀을 재가열하거나 과열증기를 생성하여 고온 및 고압의 스팀 또는 과열증기를 생성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스팀생성장치의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스팀생성장치에 포함되는 배출공의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 스팀생성장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 스팀생성장치를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
다만, 이하의 도 1 내지 도 6을 통하여 설명되는 스팀생성장치는, 본 발명에 따른 특징적인 기능을 소개함에 있어서, 이외 다양한 구성요소가 스탬생성장치에 포함될 수 있음은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스팀생성장치의 단면을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 스팀생성장치(10)는 제 1 용기(110), 제 1 가열부(120), 제 2 용기(130), 제 2 가열부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.
먼저, 제 1 용기(110)는 제 1 스팀을 제 2 용기(130)에 공급한다. 여기서, 제 1 용기는 순수공급부(160)로부터 순수를 공급받아 제 1 용기(110) 내부에 저장하며, 제 1 용기(110) 내부에 저장된 순수는 제 1 용기(110) 내부에 구비된 제 1 가열부(120)를 통해 가열되어 제 1 스팀으로 생성된다. 여기서, 생성된 제 1 스팀은 제 1 배출공(111)을 통해 제 1 용기(110) 외부로 배출되어 제 2 용기(130) 내부로 이동하게 된다.
그리고, 제 2 용기(130)는 제 1 용기(110)를 내부에 구비하며 제 1 용기(110) 외면으로 형성되는 공간(Space1)에 순수공급부(160)로부터 순수를 공급받아 제 2 용기(130) 내부에 공급된 순수를 저장하며, 제 2 용기(130) 내부에 저장된 순수는 제 2 용기(130) 내부에 구비된 제 2 가열부(140)를 통해 가열되어 제 2 스팀으로 생성된다.
이때, 공간(Space1)은 제 1 용기(110)의 외부일 수 있으며, 제 2 용기(130) 내부에서 순수가 없는 부분일 수 있고, 제 1 스팀과 제 2 스팀이 혼합되는 구간일 수 있다. 또한, 공간(Space1)은 제 1 배출공(111)을 통해 제 2 용기(130)에 저장된 순수가 제 1 용기(110)로 유입되지 않는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
제 2 가열부(140)는 공간(Space1)에 저장된 순수를 가열하는 적어도 2개 이상의 가열기(141, 142)를 포함할 수 있다.
도면에는 도시하지 않았지만, 가열기(141, 142)의 개수 및 간격은 필요에 따라 변경될 수 있으며, 이는 세정이 필요한 공정의 난이도에 따라 가열기(141, 142)에 대한 변형 실시 예로서 적용이 가능하다.
여기서, 제 1 용기(110) 및 제 2 용기(130)로부터 생성되는 제 1 스팀 및 제 2 스팀은 제 2 배출공(131)을 통해 제 2 용기(130) 외부로 배출되어 기판(s)을 세정하기 위한 노즐(300)로 이동할 수 있다.
그 결과, 제 1 용기(110) 및 제 2 용기(130)로부터 생성되는 제 1 스팀 및 제 2 스팀은 공간(Space1)에서 혼합되어, 본 발명에 따른 스팀생성장치는 생성된 스팀의 양을 증가시키고, 스팀의 이동거리 및 체류시간을 증가시킬 수 있게 된다.
그리고, 제 1 용기(110)와 제 2용기(130)에 저장되는 순수(DIWATER)는 증류수, 초순수를 이용하여 반도체 기판 및 글라스 기판을 세정하는 액체로, 양이온(양전하를 띈 이온)과 음이온(음전하를 띈 이온)을 제거한 수지컬럼 방법으로 제조되거나 원수에 녹아있는 염을 제거하는 탈염장치 통한 역삼투 방법 등으로 제조된 순수(DIWATER)를 포함할 수 있다.
이때, 제 1 배출공(111)과 제 2 배출공(131)은 제 1 배출공(111)의 중심 가상선(Imaginary Line1 : IL1)과 및 제 2 배출공(131)의 중심 가상선(Imaginary Line2 : IL2)의 각도(θ)가 0°가 아닌 일정한 각을 이루도록 형성될 수 있다. 또한, 제 1 배출공(111)과 제 2 배출공(131)은 스팀생성장치의 중심(Center Line : CL)을 기준으로 서로 반대 방향에 형성될 수 있다.
제어부(150)는 제 1 가열부(120) 및 제 2 가열부(140)의 동작을 제어한다.
한편, 본 발명에 따른 스팀생성장치에서 가열부(120, 140)를 통하여 순수를 가열하고, 그에 따라 스팀을 생성하는 가열방식으로 어떤 것이 사용되어도 무방하다. 바람직한 가열방식은 스팀 및 과열증기를 생성하기 위하여 순수 및 스팀에 열을 전달하는 공정에 따라 전기가열방식을 포함할 수 있다.
이러한 전기가열방식은 도체의 용기에 직접 전류를 통하여 가열하는 직접 저항가열방식과 열의 복사, 대류 또는 전도를 통하여 가열하는 간접 저항가열방식을 포함할 수 있으며, 아크 발생을 통한 직접 또는 간접 아크가열을 포함할 수 있다.
또한, 전기가열방식은 교류자기장을 이용하여 자기장 내에 놓여진 도체의 용기에 발생하는 히스테리시스손실과 와류손실을 이용하여 도체의 용기를 직접 가열하는 고주파 가열방식인 유도가열과 고주파 교류전기장 내에 놓인 유전체(절연체) 내에 발생하는 유전체 손실을 이용하여 유전체를 가열하는 유전가열을 포함할 수 있다. 이러한 전기가열방식의 특징으로는 연료의 연소 등과 같은 공해 요인이 없으며, 고온을 쉽게 얻을 수 있는 점이다. 또한, 전기가열방식은 온도제어가 용이하며, 절연체 내부가열이 가능하고 진공 또는 그 밖의 특정 환경에서의 가열이 가능할 뿐만 아니라 국부적인 가열을 수행할 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스팀생성장치에 포함되는 배출공의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 제 1 배출공(111) 및 제 2 배출공(131)은 제 1 스팀 및 제 2 스팀의 이동방향에 따라 폭이 동일하게 형성되어 있음을 확인할 수 있다.
그 결과, 스팀이 용기 외부로 이동시 균일하게 배출됨에 따라 균일한 스팀이 제공될 수 있다
도 3을 참조하면, 제 1 배출공(111) 및 제 2 배출공(131)은 제 1 스팀 및 제 2 스팀의 이동방향에 따라 폭이 점진적으로 좁아지게 형성되어 있음을 확인할 수 있다.
그 결과, 스팀이 용기 외부로 이동시 고압으로 배출됨에 따라 배출속도가 상승되고, 그에 따라 고압의 스팀이 제공될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제 1 배출공(111) 및 제 2 배출공(131)은 제 1 스팀 및 제 2 스팀의 이동방향에 따라 폭이 점진적으로 넓어지게 형성되어 있음을 확인할 수 있다.
그 결과, 스팀이 용기 외부로 이동시 넓게 배출됨에 따라 배출면적이 증가되고, 그에 따라 도 3의 배출공과 비교하여 상대적으로 저압의 스팀이 제공될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 스팀생성장치를 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 스팀생성장치를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 스팀생성장치(10)는 제 1 용기(110), 제 1 가열부(120), 제 2 용기(130), 제 2 가열부(140), 제 3 가열부(170) 및 제어부(150)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 용기(110), 제 1 가열부(120), 제 2 용기(130), 제 2 가열부(140) 및 제어부(150)는 위와 같은 구성에 대한 설명중 앞서 도 1 내지 도 4에서 중복되는 내용은 생략한다.
제 2 용기(130)는 내부에 제 1 스팀 및 제 2 스팀 중 적어도 하나 이상을 재가열하여 과열증기를 생성하는 제 3 가열부(170)를 포함할 수 있다.
여기서, 제 3 가열부(170)는 공간(Space1)에 구비되며, 스팀을 재가열하는 적어도 2개 이상의 가열기(171, 172)를 포함할 수 있다.
이때, 제 3 가열부(170)는 제 1 용기(110) 및 제 2 용기(130)에서 생성된 스팀을 유도가열방식으로 가열하여 과열증기를 생성할 수 있다. 여기서, 과열증기는 포화상태의 스팀을 더욱 가열함에 따라 어떤 압력에서도 포화온도(100℃~150℃)이상의 증기온도(180℃~220℃)를 가진 증기로 포화증기보다 체적이 더욱 팽창하고 주로 동력용도로 사용되며 향상된 열효율을 가지기 때문에, 기판으로 분사되는 경우 고온의 가스체 형태로 기판과 접촉될 수 있다. 즉, 과열증기는 제 2 용기(130) 내부에서 생성된 스팀(포화증기)을 계속 가열 또는 재가열하여 생성되고 이러한 과열증기는 기체의 특성을 나타낼 수 있다.
이러한 과열증기는 상변화에 의한 잠열을 교환하고 분해환원 반응에 의한 표면 주파수 진동이 발생되도록 한다. 구체적으로, H2O 분해인 H2O의 H+ (수소이온) + OH- (수산화물) 분해반응 및 분해된 H+ (수소이온)과 OH- (수산화물)가 H2O 분자로 다시 환원되는 환원반응으로 발생되는 "에너지"가 기판 세정 메커니즘에 이용된다. 그리고 물방울 내부 기포가 붕괴되는 캐비테이션으로 인해서 세정면과 과열증기가 접촉시 접촉면에 매우 큰 압력이 발생하고, 이때, 발생된 압력을 이용하여 기판의 세정효과를 향상시킬 수 있다.
따라서, 과열증기는 제 1 용기(110) 및 제 2 용기(130)에서 생성된 스팀보다 높은 온도를 가짐으로써 기판을 더욱 효율적으로 세정할 수 있다.
제 3 가열부(170)는 스팀의 온도를 유지시키거나 또는 과열증기를 생성하는 구성으로 제어부(150)를 통해 제어되며, 가열을 위한 전류운반 컨덕터가 포함될 수 있다. 또한, 제 3 가열부(170)는 제어부(150)로부터 고주파 전류를 인가받아 코일 주위로 전류가 통과하여 자기장을 일으키고, 가열부의 표면 반대방향으로 전류가 흐른다. 이때, 자기장은 가열코일 주위에서 발생하게 되고 제 3 가열부(170)의 재질에 따라 가열하는 방식은 다양하게 적용될 수 있다. 그러나, 이는 설명의 편의를 위한 하나의 예일뿐이며, 여기서 설명된 본 발명이 제 3 가열부(170)만을 포함하는 것으로 한정되지 않는다. 이러한, 제3 가열부(170)에 대한 특징은 제 1 가열부(120) 및 제 2 가열부(140)에도 동일하게 적용될 수 있다.
즉, 제 1 가열부(120), 제 2 가열부(140) 및 제 3 가열부(170)를 포함할 수 있다. 가열부는 금속재질의 가열부를 가열하는 유도가열과 비금속재질의 가열부를 가열하는 유전가열로 구분될 수 있지만 본 발명에서는 유전가열도 유도가열로 넓게 해석될 수 있다. 또한, 금속재질의 가열부를 가열하는 유도가열은 가열코일이 가열부에 권선되고, 비금속재질의 가열부를 가열하는 유도가열은 내부 가열환경을 조성하기 위해 고주파 전류가 통과하는 2개의 전극 사이에 비금속재질의 가열부가 놓이게 된다. 이때, 가열코일은 유도가열을 목적으로 하는 전류 운반의 전도체로 동이 함유된 재질로 형성될 수 있다. 동은 전도성이 높아 전위차가 있어도 전류가 연속적으로 흐르도록 허용할 수 있다. 또한, 동은 표면 가열에 유리하고, 전도나 방사에 의한 초과 가열 손실을 줄이는데 충분한 전력을 가진 발생기로 사용될 수 있다. 가열부의 모양에 따라 코일을 감아 가열부를 가열하지만, 가열을 위한 에너지는 가열부의 크기, 코일의 회전수 및 공정에 따라 필요한 전력으로 조절될 수 있다.
이러한 고주파 유도가열을 위한 가열코일은 가열부에 따라 다양한 크기와 형태로 만들어질 수 있으며, 특히 가열부의 외형에 따라 일치되어 균일하게 가열될 수 있다.
도 6을 참조하면, 스팀생성장치(10)는 제 1 용기(110), 제 1 가열부(120), 제 2 용기(130), 제 2 가열부(140), 제 3 가열부(170), 제 3 용기(180), 제 4 가열부(190), 제 5 가열부(200) 및 제어부(150)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 용기(110), 제 1 가열부(120), 제 2 용기(130), 제 2 가열부(140), 제 3 가열부(170) 및 제어부(150)는 위와 같은 구성에 대한 설명중 앞서 도 1 내지 도 4에서 중복되는 내용은 생략한다.
제 2 용기(130)는 제 1 용기(110)를 내부에 구비하며, 제 1 스팀과 제 2 스팀을 제 2 배출공(131)을 통해 제 3 용기(180) 내부에 구비된 공간(Space2)으로 배출시킬 수 있다.
즉, 제 n 용기(130)를 내부에 구비하며, 제 n 용기(130)의 외면으로 형성되는 공간에 순수를 저장하여, 스팀 또는 과열증기를 생성하는 제 m 용기(180)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 n은 2이상의 자연수이고 m=n+1이다.
또한, 제 m 용기(180)는 내부에 저장된 순수를 가열하여 스팀을 생성하는 적어도 2개 이상의 가열기(191, 192, 193)를 포함하는 제 m 가열부(190)를 구비하며, 스팀을 재가열하여 과열증기를 생성하는 적어도 2개 이상의 가열기(201, 202, 203)를 포함하는 제 m+1 가열부(200)를 구비할 수 있다.
이때, 제 2 배출공(131)과 제 m 배출공(181)은 앞서 도 1에서 설명한 바와 마찬가지로 제 2 배출공(131)의 중심 가상선과 및 제 m 배출공(181)의 중심 가상선의 각도(θ)가 0°가 아닌 일정한 각을 이루도록 형성될 수 있다. 또한, 제 2 배출공(131)과 제 m 배출공(181)은 스팀생성장치의 중심을 기준으로 서로 반대 방향에 형성될 수 있다.
제어부(150)는 제 1 가열부(120), 제 2 가열부(140), 제 3 가열부(170), 제 m 가열부(190) 및 제 m+1 가열부(200)의 동작을 제어한다.
도면에는 도시하지 않았지만 제 m 용기(180), 제 m 가열부(190), 제 m+1 가열부(200)의 개수 및 간격은 필요에 따라 변경될 수 있으며, 제어부(150)는 스팀을 생성하는 가열부(120, 140, 190)의 동작을 제어하는 전원공급기와 과열증기를 생성하는 가열부(170, 200)의 동작을 제어하는 전원공급기를 포함할 수 있다. 이는 세정이 필요한 공정의 난이도에 따라 변형 실시 예로서 적용이 가능하다.
결국, 본 발명에 따른 스팀생성장치는 세정공정간 다중의 용기에 저장된 순수를 가열 또는 재가열하여 스팀을 생성하는 시간을 단축할 수 있고, 다중의 용기에서 생성된 스팀이 배출되는 배출공이 스팀생성장치의 중심을 기준으로 서로 반대방향으로 형성되기 때문에, 생성된 스팀의 이동거리 또는 체류시간을 증가시켜 스팀의 열 전달 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 각각의 용기에서 생성된 스팀이 혼합되어 지속적으로 온도를 일정하게 유지할 수 있고, 각각의 용기 내부에 구비된 복수의 가열부를 통해 스팀을 재가열하거나 과열증기를 생성하기 때문에, 고온 및 고압의 스팀 또는 과열증기를 생성할 수 있어, 세정공정에 용이하게 적용될 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다
따라서, 이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
10 : 스팀생장치 110 : 제 1 용기
111 : 제 1 배출공 120 : 제 1 가열부
130 : 제 2 용기 131 : 제 2 배출공
140 : 제 2 가열부 141, 142 : 가열기
150 : 제어부 160 : 순수공급부
170 : 제 3 가열부 180 : 제 3 용기, 제 m 용기
190 : 제 m 가열부 191, 192, 193 : 가열기
200 : 제 m+1 가열부 201, 202, 203 : 가열기
300 : 노즐

Claims (12)

  1. 순수를 저장하는 제 1 용기;
    상기 제 1 용기 내부에 구비되며, 상기 순수를 가열하여 제 1 스팀을 생성하는 제 1 가열부;
    상기 제 1 용기를 내부에 구비하며, 상기 제 1 용기의 외면으로 형성되는 공간에 순수를 저장하는 제 2 용기;
    상기 공간에 구비되며, 상기 공간에 저장된 순수를 가열하여 제 2 스팀을 생성하는 제 2 가열부; 및
    상기 제 1 가열부 및 상기 제 2 가열부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제 1 용기는,
    상기 제 1 스팀이 상기 공간으로 이동하는 제 1 배출공을 포함하고,
    상기 제 2 용기는,
    상기 공간에 구비되며, 상기 공간에 형성된 상기 제 1 스팀 및 상기 제 2 스팀 중 적어도 하나 이상을 재가열하여 과열증기를 생성하는 제 3 가열부를 포함하는, 스팀생성장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 배출공은,
    상기 제 1 스팀을 상기 공간 중 상기 순수가 없는 부분으로 이동시키는 스팀생성장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 용기는,
    상기 과열증기, 상기 제 1 스팀 및 상기 제 2 스팀 중 적어도 하나 이상을 상기 제 2 용기 외부로 이동시키는 제 2 배출공을 포함하는 스팀생성장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스팀은,
    상기 공간에서 상기 제 2 스팀과 혼합되는 스팀생성장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 배출공 및 상기 제 2 배출공은,
    상기 제 1 배출공의 제 1 중심 가상선 및 상기 제 2 배출공의 제 2 중심 가상선이 0°가 아닌 일정한 각을 이루도록 형성되는 스팀생성장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 배출공 및 상기 제 2 배출공은,
    상기 스팀생성장치의 중심을 기준으로 서로 반대방향으로 형성되는 스팀생성장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 배출공 및 상기 제 2 배출공 중 적어도 하나 이상은,
    상기 제 1 스팀 또는 상기 제 2 스팀의 이동 방향에 따라, 폭이 동일하게 형성되는 스팀생성장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 배출공 및 상기 제 2 배출공 중 적어도 하나 이상은,
    상기 제 1 스팀 또는 상기 제 2 스팀의 이동 방향에 따라, 폭이 점진적으로 좁아지는 스팀생성장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 배출공 및 상기 제 2 배출공 중 적어도 하나 이상은,
    상기 제 1 스팀 또는 상기 제 2 스팀의 이동 방향에 따라, 폭이 점진적으로 넓어지는 스팀생성장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    제 n 용기를 내부에 구비하며, 상기 제 n 용기의 외면으로 형성되는 공간에 순수를 저장하여, 스팀 또는 과열증기를 생성하는 제 m 용기를 더 포함하는 스팀생성장치. (상기 n은 2 이상의 자연수, m=n+1)
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 가열부는,
    상기 공간에 저장된 순수를 가열하는 적어도 2개 이상의 가열기를 포함하는 스팀생성장치.
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