KR102551079B1 - 노즐 - Google Patents

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앤드류 시레이
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에드워즈 리미티드
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Abstract

저감 장치를 위한 노즐 및 방법이 개시된다. 노즐은 프로세싱 툴로부터의 배출 스트림을 처리하도록 작동 가능한 저감 장치를 위한 것이며, 노즐은 노즐 본체 및 배출 스트림 회전기를 포함하며, 노즐 본체는, 배출 스트림을 수용하도록 작동 가능한 노즐 입구와, 노즐 출구와, 노즐 입구와 노즐 출구 사이에서 연장되고 배출 스트림을 노즐 입구로부터 노즐 출구로의 유동 방향으로 이송하도록 작동 가능한 도관을 한정하며, 배출 스트림 회전기는 배출 스트림에 회전 성분을 부여하여 배출 스트림을 유동 방향 주위로 회전시키도록 구성된다. 이러한 방식으로, 배출 스트림은 노즐 본체를 통과함에 따라 회전된다. 그러한 회전하는 배출 스트림을 수용할 때 저감 장치에 의해 달성되는 파괴율 효율은 회전하지 않는 배출 스트림에 비해 현저하게 향상되는 것으로 밝혀졌다.

Description

노즐
본 발명은 저감 장치(abatement apparatus)를 위한 노즐 및 방법에 관한 것이다.
저감 장치는 알려져 있으며, 예를 들어 반도체 또는 평판 디스플레이 제조 산업에서 사용되는 제조 프로세싱 툴(manufacturing processing tool)로부터의 배출 가스 스트림을 처리하는데 전형적으로 사용된다. 그러한 제조 동안에, 프로세싱 툴로부터 펌핑된 배출 가스 스트림에는 잔류 과불화 화합물(perfluorinated compound; PFC) 및 다른 화합물이 존재한다. PFC는 배출 가스로부터 제거하기 어려우며, PFC가 비교적 높은 온실 활동(greenhouse activity)을 하는 것으로 알려져 있기 때문에 환경으로의 PFC의 방출은 바람직하지 않다.
알려진 저감 장치는 연소를 이용하여 배출 가스 스트림으로부터 PFC 및 다른 화합물을 제거한다. 전형적으로, 배출 가스 스트림은 PFC 및 다른 화합물을 함유하는 질소 스트림이다. 연료 가스가 배출 가스 스트림과 혼합되고, 그러한 가스 스트립 혼합물은 유공 가스 버너(foraminous gas burner)의 배출면에 의해 측방향으로 둘러싸인 연소 챔버 내로 이송된다. 연료 가스 및 공기는 유공 버너에 동시에 공급되어 배출면에서의 무염 연소(flameless combustion)에 영향을 미치며, 유공 버너를 통과하는 공기의 양은 버너에 공급되는 연료 가스뿐만 아니라, 연소 챔버 내로 분사된 가스 스트림 혼합물 내의 모든 가연성 물질도 연소시키기에 충분하다.
배출 가스 스트림을 처리하기 위한 기술이 존재하지만, 이들 기술은 그 자체의 단점을 갖는다. 따라서, 배출 가스 스트림을 처리하기 위한 개선된 기술을 제공하는 것이 요망된다.
제 1 양태에 따르면, 프로세싱 툴로부터의 배출 스트림을 처리하도록 작동 가능한 저감 장치를 위한 노즐이 제공되며, 상기 노즐은 노즐 본체 및 배출 스트림 회전기(effluent stream rotator)를 포함하며, 노즐 본체는, 배출 스트림을 수용하도록 작동 가능한 노즐 입구와, 노즐 출구와, 노즐 입구와 노즐 출구 사이에서 연장되고 배출 스트림을 노즐 입구로부터 노즐 출구로의 유동 방향으로 이송하도록 작동 가능한 도관을 한정하며, 배출 스트림 회전기는 배출 스트림에 회전 성분을 부여하여 배출 스트림을 유동 방향 주위로 회전시키도록 구성된다. 제 1 양태는 일부의 입구 노즐의 문제점이 이러한 노즐을 사용하여 달성된 배출 스트림의 파괴율 효율(destructive rate efficiency)이 원하는 것보다 낮을 수 있다는 것이라는 것을 인식하고 있다.
따라서, 저감 장치 노즐이 제공될 수 있다. 저감 장치는 프로세싱 툴에 의해 제공된 배출 스트림을 처리하는 것일 수 있다. 노즐은 노즐 본체 또는 하우징을 포함할 수 있다. 노즐 본체는 노즐 입구 또는 구멍을 제공하거나 한정할 수 있다. 노즐 입구는 배출 스트림을 수용하거나 제공받을 수 있다. 노즐 본체는 또한 노즐 출구 또는 구멍을 한정하거나 구비할 수 있다. 노즐 본체는 노즐 입구와 노즐 출구 사이에서 연장되거나 노즐 입구와 노즐 출구를 결합시키는 도관 또는 튜브를 한정하거나 구비할 수 있다. 도관은 배출 스트림을 노즐 입구로부터 노즐 출구로 이송하거나 전달할 수 있다. 노즐 입구로부터 노즐 출구로의 배출 스트림의 이동은 노즐 본체를 통한 배출 스트림의 유동 방향을 한정할 수 있다. 노즐은 또한 배출 스트림 회전기 또는 스피너(spinner)를 포함할 수 있다. 회전기는 배출 스트림에 회전 또는 스핀 성분을 부여하거나, 야기하거나 도입하도록 구성되거나 배열될 수 있다. 그러한 회전 성분은 배출 스트림을 유동 방향 주위로 회전시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 배출 스트림은 노즐 본체를 통과함에 따라 회전된다. 그러한 회전하는 배출 스트림을 수용할 때 저감 장치에 의해 달성되는 파괴율 효율은 회전하지 않는 배출 스트림에 비해 현저하게 향상되는 것으로 밝혀졌다.
일 실시예에서, 배출 스트림 회전기는 유동 방향에 의해 한정된 유동 축을 중심으로 배출 스트림을 회전시키도록 구성된다. 따라서, 배출 스트림 회전기는 도관을 통해 연장되는 축을 중심으로 원주방향으로 배출 스트림을 회전시킬 수 있다. 다시 말해서, 회전은 도관을 따라 연장되는 축에 대해 횡방향인 평면 내에서 발생할 수 있다.
일 실시예에서, 배출 스트림 회전기는 배출 스트림을 소용돌이(vortex)로 회전시키도록 구성된다. 따라서, 회전기는 배출 스트림이 노즐 출구로부터 연장되는 소용돌이를 형성하게 한다. 소용돌이의 축은 도관을 따라 연장되는 유동 축과 대체로 정렬될 수 있다.
일 실시예에서, 배출 스트림 회전기는 도관의 표면으로부터 직립하는 돌출 구조체(protruding structure)를 포함한다. 따라서, 돌출부 또는 요소는 도관의 표면으로부터 연장되어, 배출 스트림과 상호 작용하고, 배출 스트림이 도관을 통해 유동함에 따라 회전을 부여할 수 있다.
일 실시예에서, 돌출 구조체는 세장형이고, 도관의 표면을 따라 연장된다.
일 실시예에서, 돌출 구조체는 나선형이다. 나사산과 같은 나선형 구조체를 형성하는 것은 배출 스트림을 회전시키기 위한 편리하고 효과적인 배열이다. 또한, 그러한 구조체는 전형적으로, 도관 내에서 막힘을 유발할 수 있는 부스러기(debris) 또는 분말이 모이는 것을 방해한다.
일 실시예에서, 도관은 반경 R을 가지며, 돌출 구조체는 약 1/16R 내지 3/16R, 및 전형적으로 1/8R의 도관 내로의 직립 높이를 갖는다.
일 실시예에서, 돌출 구조체는 도관을 따라 적어도 부분적으로 연장된다. 따라서, 돌출 구조체는 도관의 임의의 부분 상에 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 노즐은 복수의 돌출 구조체를 포함한다. 따라서, 구조체는 불연속성을 가질 수 있고, 그리고/또는 다수의 구조체가 제공될 수 있다. 돌출 구조체의 개수 및 돌출 구조체가 도관을 점유하는 정도는 배출 스트림의 유동이 영향을 받는 양에 영향을 미친다는 것이 이해될 것이다.
일 실시예에서, 복수의 돌출 구조체는 다줄 나사산 배열(multi-start thread arrangement)을 한정한다.
일 실시예에서, 배출 스트림 회전기는 배출 스트림에 회전 성분을 부여하는 유체를 이송하도록 위치된 적어도 하나의 이차 입구(secondary inlet)를 포함한다. 따라서, 배출 스트림과 상호 작용하는 유체를 통과시키는 입구 또는 구멍이 제공될 수 있다. 특히, 유체의 운동량은 배출 스트림의 유동 방향을 부분적으로 변화시켜 배출 스트림이 회전하게 할 수 있다.
일 실시예에서, 이차 입구는 도관 내에서 접선방향 성분(tangential component)을 갖는 유체를 도입하도록 배향된다.
일 실시예에서, 이차 입구는 도관에 대해 접선방향으로 유체를 도입하도록 배향된다.
일 실시예에서, 이차 입구는 도관 내에서 유동 방향 성분을 갖는 유체를 도입하도록 배향된다.
일 실시예에서, 노즐은 복수의 이차 입구를 포함한다.
일 실시예에서, 복수의 이차 입구는 도관 주위에 원주방향으로 위치된다.
일 실시예에서, 유체는 배출 스트림 및 이차 스트림 중 적어도 하나를 포함한다.
제 2 양태에 따르면, 프로세싱 툴로부터의 배출 스트림을 처리하도록 작동 가능한 저감 장치를 위한 노즐을 제공하는 것 ― 노즐은 노즐 본체를 포함하며, 노즐 본체는, 배출 스트림을 수용하도록 작동 가능한 노즐 입구와, 노즐 출구와, 노즐 입구와 노즐 출구 사이에서 연장되고 배출 스트림을 노즐 입구로부터 노즐 출구로의 유동 방향으로 이송하도록 작동 가능한 도관을 한정함 ―, 및 배출 스트림 회전기를 사용하여, 배출 스트림에 회전 성분을 부여하여 배출 스트림을 유동 방향 주위로 회전시키는 것을 포함하는, 방법이 제공된다.
일 실시예에서, 회전시키는 것은 유동 방향에 의해 한정된 유동 축을 중심으로 배출 스트림을 회전시키는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 회전시키는 것은 배출 스트림을 소용돌이로 회전시키는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 배출 스트림 회전기로서 도관의 표면으로부터 직립하는 돌출 구조체를 제공하는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 돌출 구조체는 세장형이고, 도관의 표면을 따라 연장된다.
일 실시예에서, 돌출 구조체는 나선형이다.
일 실시예에서, 도관은 반경 R을 가지며, 돌출 구조체는 약 1/16R 내지 3/16R, 및 전형적으로 1/8R의 도관 내로의 직립 높이를 갖는다.
일 실시예에서, 상기 방법은 돌출 구조체를 도관을 따라 적어도 부분적으로 연장시키는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 복수의 돌출 구조체를 제공하는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 복수의 돌출 구조체로서 다줄 나사산 배열을 제공하는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 배출 스트림 회전기로서 적어도 하나의 이차 입구를 제공하는 것, 및 배출 스트림에 회전 성분을 부여하는 유체를 이송하도록 적어도 하나의 이차 입구를 위치시키는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 도관 내에서 접선방향 성분을 갖는 유체를 도입하도록 이차 입구를 배향시키는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 도관에 대해 접선방향으로 유체를 도입하도록 이차 입구를 배향시키는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 도관 내에서 유동 방향 성분을 갖는 유체를 도입하도록 이차 입구를 배향시키는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 복수의 이차 입구를 제공하는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 도관 주위에 원주방향으로 복수의 이차 입구를 위치시키는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 유체는 배출 스트림 및 이차 스트림 중 적어도 하나를 포함한다.
다른 특정의 바람직한 양태는 첨부된 독립 청구항 및 종속 청구항에 기재되어 있다. 종속 청구항의 특징은 청구범위에 명시적으로 제시된 것 이외의 조합으로 그리고 적절하게 독립 청구항의 특징과 조합될 수 있다.
장치 특징이 기능을 제공하도록 작동 가능한 것으로 설명되는 경우, 이것은 그러한 기능을 제공하거나 그러한 기능을 제공하도록 적합화되거나 구성되는 장치 특징을 포함한다는 것이 이해될 것이다.
이제, 본 발명의 실시예가 첨부 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이다:
도 1은 일 실시예에 따른 저감 장치 조립체를 통한 개략적인 단면도이고,
도 2의 A 내지 C는 실시예에 따른 노즐을 도시하고,
도 3a 및 도 3b는 실시예에 따른 나사산 프로파일을 도시하고,
도 4는 상이한 구성 노즐에 의해 달성되는 파괴율 효율(DRE)을 나타내고,
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 노즐을 도시한다.
실시예를 보다 상세하게 논의하기 전에, 먼저 개요가 제공될 것이다. 실시예는 저감 장치 노즐을 제공한다. 노즐은 입구, 출구 및 도관을 갖는다. 입구는 배출 스트림을 수용하며, 배출 스트림은 도관을 통해 입구로부터 출구로 유동한다. 노즐은 유동 방향에 대해 횡방향인 평면 내에서 배출 스트림을 회전시키는 회전기(rotator)를 갖는다. 특히, 배출 스트림은 전형적으로 소용돌이로 회전되고, 배출 스트림은 도관을 따라 입구와 출구 사이에서 연장되는 축선을 중심으로 회전한다. 따라서, 회전기는 배출 스트림이 노즐을 통과할 때 배출 스트림을 회전시키고, 회전하는 배출 스트림을 처리 챔버 내로 전달한다. 일부 실시예에서, 회전기는 도관 내에 배치된 구조체를 포함하며, 이 구조체는, 전형적으로 도관 내로 연장되고 배출 스트림의 유동과 상호 작용하여 배출 스트림을 회전시키는 표면을 제공함으로써, 배출 스트림이 도관을 통해 유동할 때 배출 스트림과 상호 작용한다. 실시예는 또한 도관 내로 분사되는 유체를 제공하며, 그러한 유체와 배출 스트림 사이의 상호 작용이 배출 스트림을 회전시킨다.
저감 장치
도 1은 일 실시예에 따른 저감 장치 조립체(포괄적으로, 8)를 통한 개략적인 단면도이다. 저감 장치 조립체(8)는 전형적으로 진공 펌핑 시스템에 의해, 반도체 또는 평판 디스플레이 프로세싱 툴과 같은 제조 프로세싱 툴로부터 펌핑된 배출 가스 스트림을 처리한다. 배출 스트림은 노즐(12)의 입구(70)에서 수용된다. 배출 스트림은 노즐(12)의 입구(70)로부터 노즐(12)의 출구(80)로 이송되고, 원통형 처리 챔버(14) 내로 분사된다. 이러한 실시예에서, 저감 장치 조립체(8)는 원주방향으로 배열된 4 개의 노즐(12)을 포함하며, 각각의 노즐은 각각의 진공 펌프 시스템에 의해 각각의 툴로부터 펌핑된 배출 가스 스트림을 이송한다. 대안적으로, 단일의 프로세싱 툴로부터의 배출 스트림이 복수의 스트림으로 분할될 수 있고, 이들 스트림 각각은 각각의 노즐(12)로 이송된다. 각각의 노즐(12)은 처리 챔버(14)의 상부면 또는 유입면을 한정하는 세라믹 상부 플레이트(18)에 형성된 각각의 보어(bore)(16) 내에 위치된다.
처리 챔버(14)는 원통형 튜브 형태의 유공 슬리브(foraminous sleeve)(20)의 배출면(21)에 의해 한정된 측벽을 갖는다. 유공 슬리브(20)의 유입면(23)과 원통형 외측 쉘(outer shell)(24) 사이에는 플리넘 용적부(plenum volume)(22)가 한정된다. 원통형 외측 쉘(24)은, 예를 들어 부유 가열(stray heating)로 인해 원통형 외측 쉘(24)의 온도가 상승되는 경우 외부면 온도를 안전한 레벨로 하강시키기 위해, 외측 절연 슬리브(outer insulating sleeve)(60) 내에 동심으로 에워싸여 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 냉각을 제공하기 위해, 냉각기가 외측 쉘 내에 또는 외측 쉘에 대해 위치될 수 있다.
가스는 유입 노즐(도시되지 않음)을 통해 플리넘 용적부(22) 내로 도입된다. 가스는 공기 및 가연성 가스 혼합물(예컨대, 탄화수소, 예를 들어 메탄), 또는 수증기, CO2와 같은 다른 화학종과 함께 공기 및 가연성 가스 혼합물의 블렌드일 수 있다. 가스는 도입되어 유공 슬리브(20)의 유입면(23)으로부터 배출면(21)으로 통과해서 처리 챔버(14)를 가열하도록 연소된다.
노즐
도 2의 A 내지 C는 실시예에 따른 노즐을 도시하는 단면도이다. 이들 실시예에서, 각각의 노즐(12A 내지 12C)은 16 ㎜의 내경 및 76 ㎜의 축방향 길이를 갖는다.
도 2의 A에서 알 수 있는 바와 같이, 한줄 나사산(single-start thread)(100A)이 노즐(12A)의 내부면(110A) 상에 제공된다. 작동 시에, 배출 스트림은 입구(70A)를 통해 도입되고, 출구(80A)를 향해 이동한다. 배출 스트림이 노즐(12A)을 통과함에 따라, 나사산(110A)의 존재는 배출 스트림이 노즐(12A)의 긴 축(elongate axis)을 중심으로 R 방향으로 노즐(12A) 내에서 원주방향으로 회전하기 시작하게 한다. 다시 말해서, 배출 스트림은 나사산(100A)의 상류면(upstream surface)과 상호 작용한다. 이러한 상호 작용은 노즐(12A)의 중심 축을 중심으로 한 회전 성분(R)을 부여한다. 다음에, 전형적으로 소용돌이 형태의 회전하는 배출 스트림이 처리 챔버(14)에 진입한다.
도 2의 B에서 알 수 있는 바와 같이, 한줄 나사산(100B)이 노즐(12B)의 내부면(110B) 상에 제공된다. 노즐(12B)은 나사산(100A)과 단면이 유사하지만 보다 미세한 피치를 갖는 나사산(100B)을 갖는다. 즉, 노즐(12B)의 축방향 길이 당 턴(turn)이 노즐(12A)에 비해 더 많다. 특히, 노즐(12B)은 5 개의 턴을 갖는 노즐(12A)에 비해 9 개의 턴을 갖는다. 작동 시에, 배출 스트림은 입구(70B)를 통해 도입되고, 출구(80B)를 향해 이동한다. 배출 스트림이 노즐(12B)을 통과함에 따라, 나사산(100B)의 존재는 배출 스트림이 노즐(12B)의 긴 축을 중심으로 R 방향으로 노즐(12B) 내에서 원주방향으로 회전하기 시작하게 한다. 다시 말해서, 배출 스트림은 나사산(100B)의 상류면과 상호 작용한다. 이러한 상호 작용은 노즐(12B)의 중심 축을 중심으로 한 회전 성분(R)을 부여한다. 다음에, 전형적으로 소용돌이 형태의 회전하는 배출 스트림이 처리 챔버(14)에 진입한다.
도 2의 C에서 알 수 있는 바와 같이, 한줄 나사산(100C)이 노즐(12C)의 내부면(110C) 상에 제공된다. 노즐(12C)은 단면이 나사산(100A)과 유사한 나사산(100C)을 갖지만, 이러한 실시예에서의 나사산은 도 2의 A의 것에 비해 더 큰 피치를 갖는 두줄 나사산(double-start thread)이다. 즉, 2 개의 나사산 각각에 대해, 노즐(12C)의 축방향 길이 당 턴이 노즐(12A)에 비해 더 적다. 작동 시에, 배출 스트림은 입구(70C)를 통해 도입되고, 출구(80C)를 향해 이동한다. 배출 스트림이 노즐(12C)을 통과함에 따라, 나사산(100C)의 존재는 배출 스트림이 노즐(12C)의 긴 축을 중심으로 R 방향으로 노즐(12C) 내에서 원주방향으로 회전하기 시작하게 한다. 다시 말해서, 배출 스트림은 나사산(100C)의 상류면과 상호 작용한다. 이러한 상호 작용은 노즐(12C)의 중심 축을 중심으로 한 회전 성분(R)을 부여한다. 다음에, 전형적으로 소용돌이 형태의 회전하는 배출 스트림이 처리 챔버(14)에 진입한다.
나사산 프로파일
도 3a 및 도 3b는 실시예에 따른 나사산 프로파일(thread profile)을 도시하고 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 나사산(100A)의 높이(H1)는 2 ㎜이고, 그 폭(T1)은 2 ㎜이며, 나사산(100A)은 나사산들 사이의 피치(P1)를 갖는다. 그러나, 이러한 크기의 노즐에 대해, 높이 및 폭은 전형적으로 1 ㎜ 내지 3 ㎜ 범위에서 선택된다. 도 3a에는 도시되지 않았지만, 나사산(100A)의 에지는 둥글다. 또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 나사산(100A)의 프로파일이 반전될 수 있다는 것이 이해될 것이며, 나사산(100A')은 대신에 노즐 벽 자체의 두께 내로 돌출된다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 나사산(100A')은 높이(H1)를 갖고, 폭(T2)을 가지며, 나사산들 사이의 피치(P1)를 갖는다.
파괴율 효율
도 4는 상이한 구성 노즐에 의해 달성되는 파괴율 효율(destructive rate efficiency; DRE)을 나타내고 있다.
결과 (1)은 EP 2 989 387 A1에 도시된 것과 같이 도그-레그 부분(dog-leg portion)을 갖는 기존의 유입 노즐 장치를 사용하여 상이한 속도의 배출 스트림에서의 파괴율 효율을 보여준다.
결과 (2)는 내부면 상의 나사산을 생략한, 도 1에 도시된 것과 같은 직선형 노즐에 대한 파괴율 효율을 보여준다. 알 수 있는 바와 같이, 그러한 직선형 노즐에 대한 DRE는 기존 노즐에 비해 떨어진다.
결과 (12C)는 노즐(12C)에 대한 DRE를 보여준다. 알 수 있는 바와 같이, 그러한 노즐의 DRE는 내부면 상에 나사산을 갖지 않는 직선형 노즐에 비해 개선된다.
결과 (12A)는 노즐(12A)의 DRE를 보여준다. 알 수 있는 바와 같이, 노즐(12A)의 DRE는 노즐(12C)에 비해 개선된다.
결과 (12B)는 노즐(12B)의 성능을 보여준다. 알 수 있는 바와 같이, DRE는 기존 노즐의 DRE와 일치하거나 초과하며, 도그-레그에서 분말 또는 부스러기(debris)가 모이는 문제를 회피한다.
유체 회전기
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 노즐(12D)을 도시하고 있다. 도 5a는 단부 단면도이다. 도 5b는 측단면도이다. 이러한 실시예에서, 하나 이상의 원주방향으로 위치된 개구(180)가 노즐(12D)의 벽에 제공된다. 개구(180)는 노즐(12D)을 통한 배출 스트림의 유동과 상호 작용하기 위해 유체 스트림을 노즐(12D) 내로 도입하도록 배향된다. 특히, 개구(180)는 배출 스트림의 유동 방향에 대해 횡방향인 유동 성분을 갖는 방향으로 유체를 분사하도록 배열된다. 도 5a에서 알 수 있는 바와 같이, 전형적으로, 각각의 개구(80)는 노즐(12D)의 내부면(110D)에 대한 접선 방향(D)으로 유체를 분사하도록 배향된다. 유체의 도입은 배출 스트림과 상호 작용하여, 배출 스트림이 전술한 것과 유사한 방식으로 노즐(12D)의 중심 축을 중심으로 R 방향으로 회전하게 한다. 그러나, 이러한 배열의 장점은 나사산(100A 내지 100C)에 대한 필요성을 배제하여, 노즐(12D) 내에 부스러기가 모일 가능성을 감소시킨다는 것이다. 도 5b에서 알 수 있는 바와 같이, 개구(180)는 배출 스트림의 유동 방향(F)으로 있는 유동 성분을 제공하도록 경사져 있다. 다시 말해서, 개구(180)는 유체를 배출 스트림의 유동 방향으로 적어도 부분적으로 이동시키도록 경사져 있다. 이것은 안정적인 소용돌이를 제공하는 것을 돕는다.
따라서, 실시예는 저감 성능을 향상시키는 직통형 노즐 배열(straight through nozzle arrangement)에 대한 변형을 제공한다. 실시예는 이들 노즐의 유용한 작동 범위를 확장하여 유량을 낮추고자 한다.
실시예에서, 노즐은 내열성 및 내화학성 금속 합금, 예를 들어 ANC16으로 구성된다. 노즐은 전형적으로 주조 프로세스, 예를 들어 로스트 왁스 주조(lost wax casting)에 의해 형성된다. 일 실시예에서, 노즐의 내벽으로부터 돌출하는 적어도 하나의 나선형 베인(helical vane)은 적어도 부분적으로 유동 축의 방향으로 연장된다. 이러한 특징에 의해 NF3과 같은 가스의 저감 성능이 훨씬 더 향상된다는 것이 밝혀졌다. 이 개선은, 스월(swirl)이 베인에 의해 가스 내로 도입되어 성능을 향상시키는 것을 나타내는, 노즐 직경을 베인의 가장 좁은 치수의 직경으로 감소시킴으로써 얻어진 개선보다 상당히 크다. 실시예는 유입되는 프로세스 가스에서 스월을 의도적으로 유발한다. 변형예는 나선의 피치 및 줄수, 또한 가스 스트림 내로의 나선의 깊이, 즉 돌출량을 포함한다. 그러한 노즐은 유도 가열 및 가스 연소 버너를 포함하는 모든 복사 버너 제품과 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예가 첨부 도면을 참조하여 상세하게 개시되었지만, 본 발명은 정확한 실시예에 한정되지 않는다는 것과, 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 규정된 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 변경 및 변형이 당업자에 의해 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
8 : 저감 장치 조립체 12; 12A 내지 12D : 노즐
14 : 처리 챔버 16 : 보어
18 : 상부 플레이트 20 : 유공 슬리브
21 : 배출면 22 : 플리넘 용적부
23 : 유입면 24 : 외측 쉘
60 : 절연 슬리브 70; 70A 내지 70C : 입구
80; 80A 내지 80C : 출구 100A 내지 100C; 100A' : 나사산
110A 내지 110D : 내부면 180 : 개구
H1 : 높이 T1, T2 : 폭
P1 : 피치 D : 방향
R : 방향 F : 유동 방향

Claims (15)

  1. 프로세싱 툴로부터의 배출 스트림을 처리하도록 작동 가능한 저감 장치를 위한 노즐에 있어서,
    노즐 본체 및 배출 스트림 회전기를 포함하며,
    상기 노즐 본체는,
    상기 배출 스트림을 수용하도록 작동 가능한 노즐 입구와,
    노즐 출구와,
    상기 노즐 입구와 상기 노즐 출구 사이에서 연장되고, 상기 배출 스트림의 연소 전에 상기 배출 스트림이 상기 노즐 출구에 도달하게끔 상기 배출 스트림을 상기 노즐 입구로부터 상기 노즐 출구로의 유동 방향으로 이송하도록 작동 가능한 도관을 한정하며,
    상기 배출 스트림 회전기는 상기 배출 스트림에 회전 성분을 부여하여 상기 배출 스트림을 상기 유동 방향 주위로 회전시키도록 구성되고,
    상기 배출 스트림 회전기는 상기 도관의 표면으로부터 직립하고 상기 도관의 표면을 따라 연장되는 세장형의 나선형 돌출 구조체를 포함하는
    노즐.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출 스트림 회전기는 상기 유동 방향에 의해 한정된 유동 축을 중심으로 상기 배출 스트림을 회전시키도록 구성되는
    노즐.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 배출 스트림 회전기는 상기 배출 스트림을 소용돌이로 회전시키도록 구성되는
    노즐.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도관은 반경 R을 갖고, 상기 돌출 구조체는 1/16R 내지 3/16R의 상기 도관 내로의 직립 높이를 갖는
    노즐.
  7. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 돌출 구조체를 포함하는
    노즐.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 돌출 구조체는 다줄 나사산 배열을 한정하는
    노즐.
  9. 제 1 항, 제 2 항 및 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배출 스트림 회전기는 상기 배출 스트림에 상기 회전 성분을 부여하는 유체를 이송하도록 위치된 적어도 하나의 이차 입구를 포함하는
    노즐.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 이차 입구는 상기 도관 내에서 접선방향 성분을 갖는 상기 유체를 도입하도록 배향되는
    노즐.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 이차 입구는 상기 도관에 대해 접선방향으로 상기 유체를 도입하도록 배향되는
    노즐.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 이차 입구는 상기 도관 내에서 유동 방향 성분을 갖는 상기 유체를 도입하도록 배향되는
    노즐.
  13. 제 9 항에 있어서,
    복수의 상기 이차 입구를 포함하는
    노즐.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 이차 입구는 상기 도관 주위에 원주방향으로 위치되는
    노즐.
  15. 프로세싱 툴로부터의 배출 스트림을 처리하도록 작동 가능한 저감 장치를 위한 노즐을 제공하는 것 ― 상기 노즐은 노즐 본체를 포함하며, 상기 노즐 본체는, 상기 배출 스트림을 수용하도록 작동 가능한 노즐 입구와, 노즐 출구와, 상기 노즐 입구와 상기 노즐 출구 사이에서 연장되고, 상기 배출 스트림의 연소 전에 상기 배출 스트림이 상기 노즐 출구에 도달하게끔 상기 배출 스트림을 상기 노즐 입구로부터 상기 노즐 출구로의 유동 방향으로 이송하도록 작동 가능한 도관을 한정함 ―, 및
    배출 스트림 회전기를 사용하여, 상기 배출 스트림에 회전 성분을 부여하여 상기 배출 스트림을 상기 유동 방향 주위로 회전시키는 것을 포함하고,
    상기 배출 스트림 회전기는 상기 도관의 표면으로부터 직립하고 상기 도관의 표면을 따라 연장되는 세장형의 나선형 돌출 구조체를 포함하는
    방법.
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