KR102498060B1 - 가스 공급유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스를 균일한 유량 및 유속으로 공급할 수 있는 가스 공급유닛에 관한 것으로, 상기 가스 공급유닛은 중공 형태로 마련되어 내측에 가스가 공급되고 개방된 상측으로 공급되는 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 유입홀이 형성된 내측 배관과, 상기 유입홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 연통홀이 형성된 중간 배관과, 상기 연통홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 공급홀이 형성된 외측 배관, 그리고 상기 외측 배관에서 반경 방향의 외측으로 돌출 형성되고 복수의 상기 공급홀을 통하여 배출되는 가스를 원주 방향으로 이동하도록 가이드하는 가이드 플레이트를 포함한다. 이러한 구성으로, 균일한 유량 및 유속으로 가스를 공급할 수 있다.

Description

가스 공급유닛{GAS SUPPLY DEVICE}

본 발명은 가스 공급유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스를 균일한 유량 및 유속으로 공급할 수 있는 가스 공급유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 적층 콘덴서, 고전압 콘덴서 등을 포함한 세라믹 콘덴서, 압전 세라믹 등의 압전재료, 마이크로파 유전체, 반도체 콘덴서, PTC서미스터, NTC서미스터, 세라믹 센서 등의 반도체 세라믹스의 원료로는 티탄산 바륨(BaTiO₃), 티탄산산지루콘산연(PbZrTiO₃), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO₂), 희토류산화물, 그라스 재료, 산화알루미늄, 산화 규소 등의 산화물, 혹은 이들의 복합물이 이용된다.

상기한 세라믹 전자부품은 세라믹 원료를 소정의 형상으로 성형하여 성형체로 제조된 후, 오븐에서 탈바인더 공정과 소성로에서의 소성 공정 및 냉각 공정을 차례로 거침으로써 적층 세라믹 콘덴서의 제작이 완료된다.

이와 같은, 세라믹 콘덴서를 제조하는 공정은, BaTiO₃, CaCa₃, MnO, Glass Frit 등의 원료 분말에 유기물 성분인 바인더를 첨가하여 슬러리(slurry)를 제조하고, 상기 슬러리를 유전체 시트로 하는 세라믹 시트가 성형되며, 상기 세라믹 시트의 표면에 Ni, Cu, Pd, Pd/Ag 소재의 금속 성분인 내부전극을 패턴 인쇄하여 상기 내부전극이 인쇄된 세라믹 시트가 다층으로 적층됨에 의해서 적층시트가 제조되고, 상기 적층시트를 500~1300㎏f/㎠의 압력으로 압착한 후에 압착된 적층시트를 소정의 길이로 절단함으로써 직육면체 형상의 세라믹 콘덴서가 제조된다.

또한, 상기 세라믹 콘덴서는 오븐에서 230 ~ 350℃의 온도로 가소(bake-out)되어 바인더 성분이 제거되는 탈바인더 공정과, 900 ~ 1300℃의 온도로 10 ~ 24시간 동안 소성하는 소성 공정, 및 소성 완료 후 저온으로 냉각하는 냉각공정을 연속적으로 거치게 되고, 상기 소성로에서 소성된 세라믹 콘덴서는 그 외주면에 외부전극 및 단자전극의 도포에 의한 도금 처리에 의하여 세라믹 콘덴서가 완성된다.

여기서, 유기물 성분인 바인더와 금속 성분인 내부전극 및 세라믹 성분인 세라믹 시트로 이루어진 세라믹 콘덴서를 적층하는데 사용된 바인더는 탈바인더 공정인 가소 공정에서 효과적으로 제거되도록 함으로써, 상호 이질적 특성의 세라믹 성형체의 비정합성(mismatching)에 의해 발생될 수 있는 들뜸(delamination)이나, 크랙(crack)불량이 방지되도록 하는 것이 세라믹 성형체의 품질 특성을 제어하는 중요한 공정 변수로 작용된다.

한국 등록특허 제2025609호(이하 "특허문헌 1"이라 지칭)에는 "전자부품 제조용 가스 오븐"이 개시되어 있다. 하지만, 특허문헌 1에 개시되어 있는 가스 오븐은 챔버가 박스 형태로 구성되어 있어서 가스가 챔버 내부에 공급될 때 대상체의 위치에 따라서 가스의 공급 유량, 온도 등이 균일하지 않아 대상체의 배치 위치에 따라 품질이 달라지는 문제가 있다. 또한, 박스 형태로 구성되어 가스가 챔버 내부로 공급되면 가스가 공급되는 입구측 모서리 부분과 가스가 배출되는 출구측 모서리 부분에는 가스가 공급되지 않는 데드존(dead zone)이 발생하여 대상체의 품질에 악영향을 미치는 문제가 있다.

한국 등록특허 제2025609호 (2019.11.04)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 균일한 유량으로 챔버 내부에 가스를 공급하여 대상체의 배치 위치에 따른 온도 불균일을 방지하고, 챔버 내부에 데드존의 형성 없이 가스를 공급할 수 있는 가스 공급유닛을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 가스 공급유닛으로 통하여 배출되는 가스가 챔버 내부의 일정 영역까지 일정 속도 이상으로 균일한 유속을 가지면서 유동하도록 가스를 공급할 수 있는 가스 공급유닛을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 공급유닛은, 중공 형태로 마련되어 내측에 가스가 공급되고, 개방된 상측으로 공급되는 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 유입홀이 형성된 내측 배관; 중공 형태로 마련되어 내측에 상기 내측 배관이 배치되고, 상기 유입홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 연통홀이 형성된 중간 배관; 중공 형태로 마련되어 내측에 상기 중간 배관이 배치되고, 상기 연통홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 공급홀이 형성된 외측 배관; 및 상기 외측 배관에서 반경 방향의 외측으로 돌출 형성되고, 복수의 상기 공급홀을 통하여 배출되는 가스를 원주 방향으로 이동하도록 가이드하는 가이드 플레이트;를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 가이드 플레이트는, 복수로 마련되고, 복수의 상기 공급홀 각각에 이웃하여 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 가이드 플레이트는, 상기 외측 배관에서 반경 방향으로 돌출된 제1 플레이트; 및 상기 제1 플레이트의 단부에서 원주 방향으로 절곡 형성된 제2 플레이트;를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 제2 플레이트는, 상기 외측 배관에서 반경 방향으로 특정 거리 이격된 위치에서 유동하는 가스의 속도가 특정 속도 이상을 만족하도록 절곡 형성될 수 있다.

일 예로, 상기 제2 플레이트는, 상기 제1 플레이트에 대하여 90~150도 각도를 가지도록 절곡 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛은 원뿔 형태로 마련되어 상기 내측 배관의 내측에 배치되고, 상기 내측 배관의 개방된 상측으로 공급되는 가스가 상기 내측 배관의 길이 방향으로 형성된 유입홀을 통하여 균일한 유량으로 배출되도록 가이드하는 가이드부;를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.

여기서, 상기 연통홀은, 길이 방향 및 원주 방향을 따라서 상기 유입홀과 서로 다른 위치에 형성되고, 상기 유입홀보다 많은 수로 형성되며, 상기 유입홀보다 직경이 작게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 공급홀은, 길이 방향 및 원주 방향을 따라서 상기 연통홀과 서로 다른 위치에 형성되고, 상기 연통홀보다 많은 수로 형성되며, 상기 연통홀보다 직경이 작게 형성될 수 있다.

나아가, 상기 내측 배관과 상기 중간 배관 사이의 간격이 상기 중간 배관과 상기 외측 배관 사이의 간격보다 좁게 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 내측 배관은, 단면이 반원 형태로 마련되어 상기 유입홀의 하측 둘레에 구비되고, 개방된 상측을 통하여 공급되는 가스에 저항으로 작용하여 가스의 유동 방향을 상기 유입홀로 유도하는 유도부;를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.

본 발명에 의한 가스 공급유닛에 따르면, 가스 공급유닛에서 공급되는 가스를 챔버의 높이 방향으로 균일하게 공급할 수 있고, 챔버 내부에 데드존의 형성 없이 가스를 공급할 수 있어 대상체의 배치 위치에 따른 온도 불균일을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 가스 공급유닛의 외측 배관에 가이드 플레이트를 구비하여 외측 배관에서 배출되는 가스가 챔버 내부의 일정 영역까지 일정 속도 이상으로 균일한 유속을 가지면서 유동하도록 가스를 공급할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛을 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛을 개략적으로 도시해 보인 평면도,
도 3은 도 2의 A-A' 영역을 절단하여 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛이 적용된 가스 오븐을 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛을 통하여 챔버 내부로 공급되는 가스의 유속을 해석하여 개략적으로 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛에서 120도 각도로 절곡된 가이드 플레이트가 적용된 상태의 가스의 유속을 해석하여 개략적으로 나타낸 도면,
도 7은 가이드 플레이트가 구비되지 않은 가스 공급유닛을 통하여 챔버 내부로 공급되는 가스의 유속을 해석하여 개략적으로 나타낸 도면,
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛에서 다양한 각도로 절곡된 가이드 플레이트가 적용된 상태의 가스의 유속을 해석하여 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛을 개략적으로 도시해 보인 사시도 및 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-A' 영역을 절단하여 개략적으로 도시해 보인 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛(100)은 내측 배관(110), 중간 배관(120), 외측 배관(130)인 3중 배관으로 구성된다. 즉, 상기 내측 배관(110)에 가스가 공급되면 상기 내측 배관(110)을 통과한 가스가 상기 내측 배관(110)과 상기 중간 배관(120) 사이로 유입되고, 상기 중간 배관(120)을 통과한 가스는 상기 외측 배관(130)을 통과하여 외부로 배출된다.

이러한 다중 배관을 차례로 통과하면서 가스가 배출되면 하나의 배관을 통과하여 배출되는 구성과 비교하여, 배관의 길이 방향을 따라 배출되는 가스의 유량을 보다 균일하게 배출할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 내측 배관(110)은 중공 형태로 마련되어 내측에 가스가 공급되고, 개방된 상측으로 공급되는 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 유입홀(111)이 형성된다.

상기 중간 배관(120)은 중공 형태로 마련되어 내측에 상기 내측 배관(110)이 배치되고, 상기 유입홀(111)을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 연통홀(121)이 형성된다.

상기 외측 배관(130)은 중공 형태로 마련되어 내측에 상기 중간 배관(120)이 배치되고, 상기 연통홀(121)을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 공급홀(131)이 형성된다.

여기서, 상기 내측 배관(110)과 상기 중간 배관(120) 사이의 간격이 상기 중간 배관(120)과 상기 외측 배관(130) 사이의 간격보다 좁게 형성된다.

그리고, 상기 연통홀(121)은 길이 방향 및 원주 방향을 따라서 상기 유입홀(111)과 서로 다른 위치에 형성되고, 상기 유입홀(111)보다 많은 수로 형성되며, 상기 유입홀(111)보다 직경이 작게 형성된다.

또한, 상기 공급홀(131)은 길이 방향 및 원주 방향을 따라서 상기 연통홀(121)과 서로 다른 위치에 형성되고, 상기 연통홀(121)보다 많은 수로 형성되며, 상기 연통홀(121)보다 직경이 작게 형성된다.

즉, 내측에서 외측으로 갈수록 가스가 통과하는 홀의 직경이 작아지면서 홀의 수량이 많아지게 형성하여 가스의 유동 속도를 평준화하여 최종적으로 배출되는 가스의 유량을 균등하게 할 수 있다.

또한, 상기 유입홀(111)과 상기 연통홀(121) 및 상기 연통홀(121)과 상기 공급홀(131)은 반경 방향 및 배관의 길이 방향으로 서로 다른 위치에 형성된다. 즉, 상기 유입홀(111)에서 배출된 가스가 바로 상기 연통홀(121)로 배출되면 가스의 유동 속도를 균등화함에 효과가 없다.

따라서, 상기 내측 배관(110)과 상기 중간 배관(120) 사이에 공간에서 유동하여 상기 내측 배관(110)의 상측에 형성된 유입홀(111)을 통하여 유입된 가스와 상기 내측 배관(110)의 하측에 형성된 유입홀(111)을 통하여 유입된 가스가 상기 내측 배관(110)과 상기 중간 배관(120) 사이에 공간에서 혼합되면서 가스의 유동 속도를 어느 정도 평준화하면서 상기 연통홀(121)을 통하여 상기 중간 배관(120)과 상기 외측 배관(130) 사이로 배출된다.

또한, 상기 중간 배관(120)과 상기 외측 배관(130) 사이에서도 가스가 혼합되면서 가스의 유동 속도가 다시 평준화된 후 상기 공급홀(131)을 통하여 배출된다. 즉, 복수의 배관과 서로 다른 크기, 수량, 위치에 형성된 복수의 홀에 의하여 배관의 길이 방향을 따라 동일한 유량으로 가스를 공급할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛(100)은 상기 외측 배관(130)에서 반경 방향의 외측으로 돌출 형성되고, 복수의 상기 공급홀(131)을 통하여 배출되는 가스를 원주 방향으로 이동하도록 가이드하는 가이드 플레이트(132)를 더 포함한다.

즉, 상기 가이드 플레이트(132)는 복수로 마련되어, 복수의 상기 공급홀(131) 각각에 이웃하여 형성될 수 있다.

일 예로, 상기 가이드 플레이트(132)는, 도 2를 참조하면, 상기 외측 배관(130)에서 반경 방향으로 돌출된 제1 플레이트(133)와, 상기 제1 플레이트(133)의 단부에서 원주 방향으로 절곡 형성된 제2 플레이트(134)를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 제2 플레이트(134)는 상기 외측 배관(130)에서 반경 방향으로 가면서 가스의 유동 방향 및 속도가 균일하도록 가이드할 수 있다.

또한, 상기 제2 플레이트(134)는 상기 외측 배관(130)에서 반경 방향으로 특정 거리 이격된 위치인 유속 측정위치(도 6의 P)에서 유동하는 가스의 속도가 특정 속도 이상을 만족하도록 절곡 형성될 수 있다.

즉, 상기 제2 플레이트(134)는 상기 제1 플레이트(133)에 대하여 소정 각도를 가지도록 경사지게 형성되고, 상기 공급홀(131)을 통하여 배출되는 가스가 절곡 배치된 상기 제2 플레이트(134)에 의해 상기 외측 배관(130)의 원주 방향을 따라 공급되도록 가이드할 수 있다.

이때, 상기 제2 플레이트(134)의 절곡되는 각도에 따라서 상기 공급홀(131)을 통하여 배출된 가스의 유동 속도가 상기 외측 배관(130)에서 반경 방향으로 갈수록 달라지게 된다. 따라서, 대상체의 배치 위치 등 사용자의 사용 목적에 따라 상기 제2 플레이트(134)의 절곡 각도를 설정할 수 있다.

나아가, 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛(100)은 상기 유입홀(111)을 통하여 균일한 유량으로 가스가 배출되도록 가이드하는 가이드부(140)를 더 포함할 수 있다.

상기 가이드부(140)는 원뿔 형태로 마련되어 상기 내측 배관(110)의 내측에 배치되고, 상기 내측 배관(110)의 개방된 상측으로 공급되는 가스가 상기 내측 배관(110)의 길이 방향으로 형성된 유입홀(111)을 통하여 균일한 유량으로 배출되도록 가이드한다.

즉, 상기 내측 배관(110)의 개방된 상측으로 가스가 공급되면 가스의 공급 압력 및 유동 관성에 의해 공급되는 가스는 상기 내측 배관(110)의 최하단에서 채워지면서 상기 내측 배관(110)의 최하단에 형성된 유입홀(111)을 통하여 우선적으로 배출이 된다. 그리고, 상기 내측 배관(110)의 최하단에서 상측으로 가스가 채워져야만 상기 내측 배관(110)의 중간 위치 및 상측 위치에 형성된 유입홀(111)을 통하여 가스가 배출되므로, 상기 내측 배관(110)의 길이 방향을 따라 불균일하게 가스가 배출된다.

이에 본 발명에서는 아래로 갈수록 직경이 커지는 원뿔 형태의 가이드부(140)를 상기 내측 배관(110)에 배치하였다. 즉, 상기 가이드부(140)에 의해 상기 내측 배관(110)의 최하단 측으로 갈수록 공간이 작아지므로, 상기 내측 배관(110)의 최하단에서 최상단으로 가스가 채워지는 시간이 단축되어 상기 유입홀(111)을 통하여 배출되는 가스의 유량을 최단시간에 균일하게 할 수 있다. 추가적으로, 상기 내측 배관(110)의 상측에서 공급되는 가스가 상기 가이드부(140)의 측면과 충돌하여 가스 유동 방향이 상기 유입홀(111) 측으로 바뀌게 되므로, 상기 유입홀(111)을 통하여 배출되는 가스의 유량을 최단시간에 균일하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛(100)은 상기 내측 배관(110)의 길이 방향으로 형성된 상기 유입홀(111)을 통하여 배출되는 가스의 유량을 보다 균등하게 하기 위하여 상기 내측 배관(110)에 유도부(112)를 더 구비할 수 있다.

상기 유도부(112)는 단면이 반원 형태로 마련되어 상기 유입홀(111)의 하측 둘레에 구비되고, 상기 내측 배관(110)의 개방된 상측을 통하여 공급되는 가스에 저항으로 작용하여 가스의 유동 방향을 상기 유입홀(111)로 유도할 수 있다.

그리고, 상기 유도부(112)는 상기 내측 배관(110)의 최상측에 형성된 유입홀(111)에서부터 중간측에 형성된 유입홀(111)까지만 형성될 수 있다. 즉, 최하측에서부터 가스가 채워지면서 배출되므로 최하측에 형성된 유입홀(111)에 상기 유도부(112)가 형성되면 오히려 배출을 방해할 수 있다. 따라서, 상기 내측 배관(110)의 중간측 위치에서부터 최하측 위치까지는 상기 유도부(112)가 형성되지 않는 것이 바람직하다.

또한, 상기 유도부(112)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내측 배관(110)의 내측면에서 중심으로 돌출된 길이가 상측에서 하측으로 갈수록 짧아지게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 내측 배관(110)의 상측에 형성된 유입홀(111)이 가장 늦게 가스가 배출되므로, 상측에 위치한 유도부(112)의 면적을 보다 넓게 형성하여 보다 많은 가스를 유입홀(111) 측으로 배출되도록 유도할 수 있다.

이러한 구성을 통하여, 상기 내측 배관(110)의 길이 방향 및 원주 방향을 따라 복수로 형성된 유입홀(111)을 통하여 균일한 유량으로 가스가 배출되도록 가이드 할 수 있어, 최종적으로 상기 외측 배관(130)에 형성된 복수의 공급홀(131)을 통하여 보다 균일하게 가스가 배출되도록 유도할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛을 가스 오븐에 설치하고, 가이드 플레이트의 절곡 각도에 따른 챔버 내부에서의 가스의 유속을 해석하여 가이드 플레이트의 절곡 각도를 최적화한 결과에 대하여 설명한다.

도 4는 상기 가스 공급유닛이 적용된 가스 오븐을 개략적으로 도시해 보인 단면도이고, 도 5는 상기 가스 공급유닛을 통하여 챔버 내부로 공급되는 가스의 유속을 해석하여 개략적으로 나타낸 도면이다.

그리고, 도 6은 상기 가스 공급유닛에서 120도 각도로 절곡된 가이드 플레이트가 적용된 상태의 가스의 유속을 해석하여 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 7은 가이드 플레이트가 구비되지 않은 가스 공급유닛을 통하여 챔버 내부로 공급되는 가스의 유속을 해석하여 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 상기 가스 오븐(10)은 중공을 가지고 상측이 개방된 챔버(200)와, 상기 챔버(200)의 개방된 상측에 체결되어 상기 챔버(200)의 내측에 가스를 공급하는 가스 공급유닛(100)과, 상기 챔버(200)에 배치되고 상기 가스 공급유닛(100)에서 공급되는 가스가 상기 챔버(200)의 개방된 상측으로 배출되도록 가이드하는 가스 배출유닛(300), 그리고 상기 가스 공급유닛(100)과 상기 가스 배출유닛(300)의 사이에 대상체가 위치하도록 대상체가 안착되는 안착 유닛(400)을 포함한다.

상기 가스 공급유닛(100)은 상기 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛(100)과 동일한 구성이므로, 이하에서는 구체적인 설명은 생략한다.

상기 가스 배출유닛(300)은 상부가 개방되고 상기 챔버(200)와 상기 가스 공급유닛(100)의 사이에 배치되며 대상체를 통과한 가스가 배출되도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 배출홀(311)이 형성된 배출부(310)와, 중심에 상기 가스 공급유닛(100)이 관통되게 체결되고 상기 배출부(310)의 개방된 상측을 폐쇄하도록 체결되어 상기 챔버(200)의 개방된 상측으로 가스의 유동을 가이드하는 배출 가이드(320), 그리고 상기 챔버(200)의 개방된 상측과 연결되고 상기 배출 가이드(320)를 통하여 배출되는 가스를 외부로 배출하는 배출유로(330)를 포함한다. 여기서, 상기 배출유로(330)는 상기 챔버(200)와 외부에 구비된 가스 수집부(미도시)를 연결하여 상기 가스 수집부로 배출되도록 구비될 수 있다.

이러한 구성으로, 도 4를 참조하면, 공급유로(150)가 외부의 가스 공급원과 상기 가스 공급유닛(100)을 연결하고 있고, 상기 공급유로(150)를 통하여 상기 가스 공급유닛(100)에 가스가 공급되면, 상기 가스 공급유닛(100)을 통하여 상기 챔버(200)의 내측 중심에서 높이 방향 및 반경 방향으로 균일한 유량으로 가스가 배출되면, 상기 안착 유닛(400)에 배치된 대상체를 통과한 후 상기 배출부(310)에 형성된 복수의 배출홀(311)을 통하여 배출된다.

그리고, 상기 배출홀(311)을 통과한 가스는 상기 배출부(310)와 상기 챔버(200) 사이의 공간을 통하여 상측으로 유동한 후 상기 챔버(200)와 상기 배출 가이드(320)를 따라서 이동한 후 상기 배출유로(330)로 유입되어 외부로 배출된다.

나아가, 상기 가스 배출유닛(300)은 상기 배출유로(330)에 구비되고, 배출되는 가스에 강제 유동을 발생시키는 구동팬(340)을 더 구비할 수 있다. 즉, 상기 배출유로(330)에 상기 구동팬(340)을 구비하여 상기 배출유로(330)를 통하여 배출되는 가스에 강제 유동을 발생시킬 수 있어서 보다 원활하게 상기 챔버(200)에서 가스를 배출할 수 있다.

상기 안착 유닛(400)은 상기 챔버(200)의 하측에 회전되게 배치되는 베이스 플레이트(410)와, 상기 베이스 플레이트(410)를 회전시키는 구동부(430)를 포함한다.

즉, 상기 베이스 플레이트(410)에 안착되고 상기 챔버(200)의 높이 방향을 쌓여있는 대상체에 균등하게 가스와 접촉시키기 위하여 상기 베이스 플레이트(410)가 회전하도록 마련될 수 있다.

이를 위하여, 상기 구동부(430)는 회전축이 상기 베이스 플레이트(410)에 체결되어 상기 베이스 플레이트(410)를 일 방향으로 회전시킬 수 있다.

이러한 구성으로, 본 발명의 실시예에 의한 상기 가스 공급유닛(100)을 통하여 상기 챔버(200)의 내측에 가스를 공급하면 상기 챔버(200) 내부에서의 가스 유동 속도가 도 5에 도시된 바와 같이 나타난다. 즉, 상기 가스 공급유닛에서 배출된 가스는 상기 가스 공급유닛에서 반경 방향으로 멀어질수록 속도가 감소함을 알 수 있다.

본 발명에서는 상기 가스 공급유닛(100)의 가이드 플레이트(132)의 절곡 각도를 변경하여 챔버 내부에서의 가스 유동 방향 및 속도를 균일하게 할 수 있다. 또한, 상기 가스 공급유닛(100)에서 반경 방향으로 특정 거리 이격된 위치인 유속 측정위치(P)에서 유동하는 가스의 속도가 특정 속도 이상을 만족하도록 절곡 형성될 수 있다.

여기서, 도 2를 참조하면, 상기 가이드 플레이트(132)의 절곡 각도는 상기 제1 플레이트(133)에 대한 상기 제2 플레이트(134)의 절곡 각도이다.

일 예로, 도 6의 (a)는 절곡 각도가 120도인 가이드 플레이트에서의 가스의 유동 속도를 나타낸 것이고, 도 6의 (b)는 절곡 각도가 120도인 가이드 플레이트가 구비된 경우의 챔버 내부에서의 가스 유동 속도를 나타낸 것이다. 그리고, 유속 측정위치(P)는 가스 공급유닛의 외측면에서 반경 방향으로 100mm 이격된 위치이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 절곡 각도가 120도인 가이드 플레이트가 구비된 경우에 상기 유속 측정위치(P) 이상의 지점까지 가스의 유동 속도가 3mm/sec가 됨을 확인할 수 있다.

이와 비교하여, 도 7을 참조하면, 도 7은 가이드 플레이트가 구비되지 않은 가스 공급유닛에 의한 가스 유동 속도를 나타낸 것이다.

즉, 도 7의 (a)는 가이드 플레이트가 구비되지 않은 상태에서의 가스 공급유닛에서 배출되는 가스의 유동 속도를 나타낸 것이고, 도 7의 (b)는 가이드 플레이트가 구비되지 않은 경우의 챔버 내부에서의 가스 유동 속도를 나타낸 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 가이드 플레이트가 구비되지 않은 경우에는 상기 유속 측정위치(P)에서 원주 방향을 따라 서로 다른 유동 속도를 가지면서 가스가 유동하고 또한 유동 방향도 불균일한 것을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 가스 공급유닛에 가이드 플레이트를 구비하여 챔버 내부에서의 가스 유동을 반경 방향으로 균일하게 유동하도록 가이드 하면서, 가이드 플레이트의 절곡 각도를 조절하여 원하는 위치에서의 유동 속도 또한 설정할 수 있다.

도 8 및 도 9는 상기 가스 공급유닛에서 다양한 각도로 절곡된 가이드 플레이트가 적용된 상태의 가스의 유속을 해석하여 개략적으로 나타낸 도면이다.

보다 구체적으로, 도 8은 절곡 각도가 80도, 90도 110도인 가이드 플레이트가 적용된 상태의 가스 유동 속도를 나타낸 것이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 가이드 플레이트의 절곡 각도가 80도인 경우에는 챔버 내부에서 가스의 유동이 타원 형태로 나타나고, 유속 측정위치에서 가스의 유속이 불균일하게 나타나며, 또한 유속 측정위치에서 가스의 유속이 3m/s가 되지 않는 부분도 발생한다.

이와 비교하여, 가이드 플레이트의 절곡 각도가 90도 및 110도인 경우에는 챔버 내부에서 가스의 유동이 원형을 나타나고, 유속 측정위치에서 가스의 유속이 균일하게 나타나며, 또한 유속 측정위치에서 가스의 유속이 3m/s가 되도록 나타난다.

그리고, 도 9는 절곡 각도가 130도, 150도 160도인 가이드 플레이트가 적용된 상태의 가스 유동 속도를 나타낸 것이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 가이드 플레이트의 절곡 각도가 130도 및 150도인 경우에는 챔버 내부에서 가스의 유동이 원형을 나타나고, 유속 측정위치에서 가스의 유속이 균일하게 나타나며, 또한 유속 측정위치에서 가스의 유속이 3m/s가 되도록 나타난다.

하지만, 가이드 플레이트의 절곡 각도가 160도인 경우에는 챔버 내부에서 가스의 유동이 불균일하게 나타나고, 유속 측정위치에서 가스의 유속이 불균일하게 나타나며, 또한 유속 측정위치에서 가스의 유속이 3m/s가 되지 않는 부분도 발생한다.

따라서, 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛은 상기 가이드 플레이트의 절곡 각도를 90~150도 각도를 가지도록 절곡 형성할 수 있다. 즉, 상기 제2 플레이트를 상기 제1 플레이트에 대하여 90~150도 각도를 가지도록 절곡하여 형성할 수 있다.

이러한 구성으로, 본 발명의 실시예에 의한 가스 공급유닛은 가스 공급유닛에서 공급되는 가스를 챔버의 높이 방향으로 균일하게 공급하여 챔버 내부에 데드존의 형성 없이 가스를 공급할 수 있어 대상체의 배치 위치에 따른 온도 불균일을 방지할 수 있고, 가이드 플레이트를 통해 챔버 내부의 일정 영역까지 일정 속도 이상으로 균일한 유속을 가지면서 유동하도록 가스를 공급할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 : 가스 공급유닛 110 : 내측 배관
111 : 유입홀 112 : 유도부
120 : 중간 배관 121 : 연통홀
130 : 외측 배관 131 : 공급홀
132 : 가이드 플레이트 133 : 제1 플레이트
134 : 제2 플레이트 140 : 가이드부

Claims (10)

1. 중공 형태로 마련되어 내측에 가스가 공급되고, 개방된 상측으로 공급되는 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 유입홀이 형성된 내측 배관;
   중공 형태로 마련되어 내측에 상기 내측 배관이 배치되고, 상기 유입홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 연통홀이 형성된 중간 배관;
   중공 형태로 마련되어 내측에 상기 중간 배관이 배치되고, 상기 연통홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 공급홀이 형성된 외측 배관; 및
   상기 외측 배관에서 반경 방향의 외측으로 돌출 형성되고, 복수의 상기 공급홀을 통하여 배출되는 가스를 원주 방향으로 이동하도록 가이드하는 가이드 플레이트;를 포함하고,
   상기 가이드 플레이트는,
   상기 외측 배관에서 반경 방향으로 돌출된 제1 플레이트; 및
   상기 제1 플레이트의 단부에서 원주 방향으로 절곡 형성된 제2 플레이트;를 포함하고,
   상기 제2 플레이트는,
   상기 제1 플레이트에 대하여 90~150도 각도를 가지도록 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 가스 공급유닛.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 플레이트는,
   복수로 마련되고, 복수의 상기 공급홀 각각에 이웃하여 형성된 것을 특징으로 하는 가스 공급유닛.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 플레이트는,
   상기 외측 배관에서 반경 방향으로 특정 거리 이격된 위치에서 유동하는 가스의 속도가 특정 속도 이상을 만족하도록 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 가스 공급유닛.
   
5. 삭제
6. 중공 형태로 마련되어 내측에 가스가 공급되고, 개방된 상측으로 공급되는 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 유입홀이 형성된 내측 배관;
   중공 형태로 마련되어 내측에 상기 내측 배관이 배치되고, 상기 유입홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 연통홀이 형성된 중간 배관;
   중공 형태로 마련되어 내측에 상기 중간 배관이 배치되고, 상기 연통홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 공급홀이 형성된 외측 배관;
   상기 외측 배관에서 반경 방향의 외측으로 돌출 형성되고, 복수의 상기 공급홀을 통하여 배출되는 가스를 원주 방향으로 이동하도록 가이드하는 가이드 플레이트; 및
   원뿔 형태로 마련되어 상기 내측 배관의 내측에 배치되고, 상기 내측 배관의 개방된 상측으로 공급되는 가스가 상기 내측 배관의 길이 방향으로 형성된 유입홀을 통하여 균일한 유량으로 배출되도록 가이드하는 가이드부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 공급유닛.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 연통홀은,
   길이 방향 및 원주 방향을 따라서 상기 유입홀과 서로 다른 위치에 형성되고, 상기 유입홀보다 많은 수로 형성되며, 상기 유입홀보다 직경이 작게 형성된 것을 특징으로 하는 가스 공급유닛.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 공급홀은,
   길이 방향 및 원주 방향을 따라서 상기 연통홀과 서로 다른 위치에 형성되고, 상기 연통홀보다 많은 수로 형성되며, 상기 연통홀보다 직경이 작게 형성된 것을 특징으로 하는 가스 공급유닛.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 내측 배관과 상기 중간 배관 사이의 간격이 상기 중간 배관과 상기 외측 배관 사이의 간격보다 좁게 형성된 것을 특징으로 하는 가스 공급유닛.
   
10. 중공 형태로 마련되어 내측에 가스가 공급되고, 개방된 상측으로 공급되는 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 유입홀이 형성된 내측 배관;
    중공 형태로 마련되어 내측에 상기 내측 배관이 배치되고, 상기 유입홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 연통홀이 형성된 중간 배관;
    중공 형태로 마련되어 내측에 상기 중간 배관이 배치되고, 상기 연통홀을 통하여 배출된 가스를 외측으로 배출하도록 원주 방향 및 길이 방향을 따라 복수의 공급홀이 형성된 외측 배관; 및
    상기 외측 배관에서 반경 방향의 외측으로 돌출 형성되고, 복수의 상기 공급홀을 통하여 배출되는 가스를 원주 방향으로 이동하도록 가이드하는 가이드 플레이트;를 포함하고,
    상기 내측 배관은,
    단면이 반원 형태로 마련되어 상기 유입홀의 하측 둘레에 구비되고, 개방된 상측을 통하여 공급되는 가스에 저항으로 작용하여 가스의 유동 방향을 상기 유입홀로 유도하는 유도부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 공급유닛.
    

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