KR20110103179A - 진공펌프 열을 이용한 질소가스 분사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공펌프 열을 이용한 질소가스 분사장치에 관한 것으로, 진공펌프에서 발산되어 소모되는 열을 적극 활용함으로써 질소가스를 가열하기 위한 별도의 열원 없이도 고온의 질소가스를 공급하여 반응부산물 가스의 고형화를 방지할 수 있도록 한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 외부에서 공급되는 질소가스를 내부 유로를 통해 경유시키고, 진공펌프에서 발산되는 열을 흡입하고, 상기 흡입된 열에 의해 외부에서 공급되는 질소가스를 내부로 경유시키면서 가열하는 열교환기와, 열교환기에서 가열된 질소가스를 반응부산물 가스가 이송되는 배관으로 공급하는 분사유닛을 포함하여 이루어진다.

Description

진공펌프 열을 이용한 질소가스 분사장치{NITROGEN GAS INJECTION APPARATUS USING HEAT OF DRY PUMP}

본 발명은 반도체 및 LCD 제조공정에 사용되는 질소가스 분사장치에 관한 것으로, 특히, 진공펌프에서 발산되어 소모되는 열을 적극 활용함으로써 질소가스를 가열하기 위한 별도의 열원 없이도 고온의 질소가스를 공급하여 반응부산물 가스의 고형화를 방지할 수 있는 진공펌프 열을 이용한 질소가스 분사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조공정은 크게 전 공정(Fabrication 공정)과 후 공정(Assembly 공정)으로 이루어지며, 전 공정이라 함은 각종 프로세스 챔버(Chamber)내에서 웨이퍼(Wafer)상에 박막을 증착하고, 증착된 박막을 선택적으로 식각하는 과정을 반복적으로 수행하여 특정의 패턴을 가공하는 것에 의해 이른바, 반도체 칩(Chip)을 제조하는 공정을 말하고, 후 공정이라 함은 상기 전 공정에서 제조된 칩을 개별적으로 분리한 후, 리드프레임과 결합하여 완제품으로 조립하는 공정을 말한다.

이때, 상기 웨이퍼 상에 박막을 증착하거나, 웨이퍼 상에 증착된 박막을 식각하는 공정은 프로세스 챔버 내에서 실란(Silane), 아르신(Arsine) 및 염화 붕소 등의 유해 가스와 수소 등의 프로세스 가스를 사용하여 고온에서 수행되며, 상기 공정이 진행되는 동안 프로세스 챔버 내부에는 각종 발화성 가스와 부식성 이물질 및 유독 성분을 함유하는 반응부산물 가스가 다량으로 발생한다.

따라서 반도체 제조공정에는 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 프로세스 챔버를 진공상태로 만들어 주는 진공펌프의 후측에는 상기 프로세스 챔버에서 배출되는 반응부산물 가스를 정화시킨 후 대기로 방출하는 스크루버(Scrubber)를 설치한다.

하지만, 프로세스 챔버로부터 발생된 유독성 반응부산물 가스가 프로세스 챔버로부터 각 배관(15a,15b)을 통해 진공펌프 및 스크루버에 이르는 과정에서 쉽게 고형화되어 누적된 후 막힘현상이 발생하곤 하였다.

따라서 이처럼 반응부산물 가스가 고형화되어 막힘현상이 발생하던 문제를 해소하기 위한 방편으로 배관(15a,15b)의 일정 구간을 히터로 감싸서 배관(15a,15b) 내에 온도를 따뜻하게 유지하는 자켓 히터(Jaket Heater)방식이 사용되고 있고, 최근에는 자켓 히터방식이 배관(15a,15b) 의 많은 부분을 감싸야 하기 때문에 설치비용이 높고 효율성이 떨어지던 문제를 해소하기 위해 한국공개특허 2005-88649에 개시된 바와 같이 반응부산물 가스가 흐르는 배관 특히, 진공펌프의 유출측 배관 내부에 고온의 질소가스를 분사하는 방식의 질소가스 분사장치(12)가 개발되었다.

그러나 종래의 질소가스 분사장치(12)는 질소가스 공급라인(15c)을 통해 외부에서 공급되는 상온의 질소가스를 고온으로 가열하기 위해 별도의 히터(11)를 필수적으로 구비해야만 하였다. 따라서, 별도의 히터(11) 설치에 따른 초기비용이 과다하게 요구되는 것은 물론, 전력 소모가 높은 히터(11)의 운전에 따른 유지비용이 지속적으로 발생하는 문제점이 야기되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 진공펌프에서 발산되어 소모되는 열을 활용하여 질소가스를 가열함으로써 반응부산물 가스의 고형화를 방지할 수 있는 진공펌프 열을 이용한 질소가스 분사장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 진공펌프 열을 이용한 질소가스 분사장치는, 외부에서 공급되는 질소가스를 내부 유로를 통해 경유시키고, 진공펌프에서 발산되는 열을 흡입하고, 상기 흡입된 열에 의해 외부에서 공급되는 질소가스를 내부로 경유시키면서 가열하는 열교환기와; 상기 열교환기에서 가열된 질소가스를 반응부산물 가스가 이송되는 배관으로 공급하는 분사유닛을 포함하여 이루어지는 것을 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 열교환기는, 상기 진공펌프로부터 발산되는 열을 흡수할 수 있도록 열교환기 몸체가 상기 진공펌프 표면에 밀착되고, 상기 유로는 열교환기 몸체 내부에서 구불구불하게 굽이져 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 열교환기 유로의 형성을 위해, 상기 열교환기 몸체 내에는 다수의 격판이 이격되게 전후방향으로 배치되되 교번하여 좌우로 치우치도록 배치된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 열교환기의 몸체는 내부에 열전달을 위한 유체가 채워지는 수용부를 구비하고, 상기 수용부에는 구부구불 굽이진 형태로 만곡된 관로가 그 내부에 상기 유로를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 분사유닛은, 반응부산물 가스가 이송되는 배관과의 연결을 위해 각각 플랜지를 구비한 한 쌍의 플랜지 배관과; 상기 한 쌍의 플랜지 배관 사이에서 상기 플랜지 배관의 벽체를 따라 링 형태로 결합되고 상기 열교환기로부터 가열된 질소가스를 공급받아 상기 플랜지 배관의 내부로 공급하는 분사노즐을 포함하여 이루어지며, 상기 분사노즐은, 원주방향을 따라 공급된 질소가스가 이동 가능하도록 내부에 중공이 형성되고, 상기 내부 중공과 연통되어 공급받은 질소가스가 상기 플랜지 배관 내부에 분사되도록 하는 다수의 분사공을 구비하되, 상기 분사공은 상기 플랜지 배관의 내주면으로부터 돌출된 위치에서 반응부산물 가스의 흐름방향으로 분사되도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 분사노즐은, 원주방향을 따라 외측에 형성되어 상기 플랜지 배관의 벽체와 결합되는 결합부와; 원주방향을 따라 상기 결합부의 내측에 형성되어 상기 플랜지 배관 내주면으로부터 돌출되도록 하고, 상기 분사공이 상기 반응부산물 가스가 유출되는 방향으로 형성된 돌출부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 분사노즐은 원주방향을 따라 분할된 제1분할부와 제2분할부의 결합으로 이루어지며, 상기 제1분할부에는 원주방향을 따라 상기 중공의 일부 또는 전부를 형성하는 제1흐름홀이 구비되고, 상기 제2분할부에는 상기 분사공이 상기 제1흐름홀에 대응하여 연통되도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 돌출부 중 분사공이 형성되지 않은 반대편의 내주면은 반응부산물 가스에 대한 저항을 줄일 수 있도록 점진적으로 내경이 넓어지도록 하여 상기 플랜지 배관의 내주면과의 두께차를 줄인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 분사유닛은 반응부산물 가스가 이송되는 배관 중 진공펌프의 유출측 배관에 적어도 하나 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 의한 진공펌프 열을 이용한 질소가스 분사장치는, 진공펌프에서 발상되어 소모되는 열을 적극 활용함으로써 질소가스를 가열하기 위한 별도의 열원 없이도 고온의 질소가스를 공급하여 반응부산물 가스의 고형화를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 열교환기가 납작하게 형성되어 진공펌프의 표면에 밀착되기 때문에 효과적으로 진공펌프의 열을 흡수할 수 있다.

또한, 본 발명은 열교환기의 내부로 질소가스를 안내하는 유로가 구불구불하게 굽이져 형성되기 때문에 질소가스를 충분한 시간을 두고 가열할 수 있다.

또한, 본 발명은 질소가스의 공급이 반응부산물 가스의 흐름방향과 일치한 방향으로 이루어지기 때문에 반응부산물 가스의 흐름을 방해하지 않는다.

또한, 본 발명은 분사노즐의 분사공이 막힐 염려가 없다.

또한, 본 발명은 분사노즐 몸체에 대하여 반응부산물 가스의 급격한 접촉을 방지하는 곡면부에 의해 분사노즐의 돌출부로 인해 반응부산물 가스의 흐름이 방해받지 않게 된다.

또한, 본 발명은 분사노즐이 원주방향을 따라 이분할 된 후 결합되도록 구성되어 제작이 용이하며, 플랜지 배관에 링 형태의 분사노즐을 간단히 설치하는 구성에 의해 플랜지 배관에 이중벽을 구축하거나 하는 난해하고 복잡한 공정 없이 저렴하고 간단하여 제작 및 설치할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 분사유닛은 시중에 나와 있는 플랜지 배관을 그대로 활용할 수 있기 때문에 이를 제작하기 위한 별도의 시설이나 비용이 필요치 않다.

도 1은 종래기술에 의한 질소가스 분사장치를 설명하기 위한 참조구성도.
도 2는 본 발명에 의한 질소가스 분사장치의 설치상태도.
도 3은 본 발명에 따른 열교환기의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 구성을 설명하기 위한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 분사유닛의 설치상태도.
도 6은 본 발명에 따른 분사유닛의 구성을 설명하기 위한 분해사시도.
도 7은 본 발명에 따른 분사유닛의 분사노즐을 설명하기 위한 참조사시도.
도 8은 도 7의 I-I에 따른 단면도.
도 9는 변형된 실시예에 따른 본 발명의 구성을 설명하기 위한 열교환기의 단면도.

이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 진공펌프에서 외부로 발산되어 소모되는 열을 적극 활용함으로서 질소가스를 가열하기 위한 별도의 열원 없이도 고온의 질소가스를 진공펌프의 유출측 배관에 공급할 수 있도록 구성된다. 이렇게 공급되는 고온의 질소가스는 진공펌프의 유출측 배관에서 반응부산물 가스가 갑작스런 압력변화에도 불구하고 고형화되지 않도록 방지하는 역할을 하게 된다.

아래에서는 본 발명에 의한 진공펌프를 이용한 질소가스 분사장치의 구성에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 질소가스 분사장치의 설치상태도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 고온의 열을 외부로 발산하는 진공펌프 표면에 밀착된 상태로 설치되어 상온의 질소가스를 고온의 질소가스로 가열하는 열교환기(10)를 구비하며, 이에 더해 열교환기(10)에서 가열된 고온의 질소가스를 진공펌프의 유출측 배관(15b)으로 공급해주는 분사유닛(20)을 포함하여 구성된다.

이처럼 본 발명은 종래기술과 달리 히터와 같은 별도의 열원 없이도 낭비되는 진공펌프의 열을 이용하여 질소가스를 가열할 수 있도록 한 것이다. 아래에서는 상기 구성요소들을 중심으로 본 발명의 구성을 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 열교환기의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기(10)는 중공의 몸체(111)와 상기 몸체(111) 내부에서 유로(112)를 형성시켜주는 다수의 격판(113)으로 이루어지며, 전술된 것처럼 진공펌프와 질소가스 사이에서 열교환에 의해 질소가스를 가열하는 역할을 한다.

상기 열교환기(10)의 몸체(111)는 진공펌프 표면에 넓은 면적으로 적촉되어 밀착되도록 납작한 형태로 형성되는데, 도면에서는 납작한 사각통 형태로 형성된 것을 볼 수 있다. 이처럼 넓은 접촉면적을 갖도록 형성된 열교환기(10) 몸체(111)는 진공펌프 상면에 설치되는 것이 바람직하다. 이는 진공펌프에서 내부에서 발생된 열이 주로 그 상면을 통해 외부로 발산되는 관계로 열교환기(10)가 진공펌프 상면에 설치되는 것이 보다 효과적인 열교환을 가능케 하기 때문이다.

여기서, 상기 열교환기(10) 몸체(111) 및 격판(113)의 재질은 알루미늄, 구리, 스테인리스 스틸 등과 같이 열교환 효과가 뛰어난 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 질소가스의 유입과 유출을 위해 유입구(111a)와 유출구(111b)가 각각 구비되어 질소가스 공급라인(15c)과 연결된다.

상기 열교환기(10) 몸체(111) 내부에서 질소가스를 경유시키는 유로(112)는 구불구불하게 굽이져 형성되며, 이를 위해 다수의 격판(113)이 이격되게 전후방향으로 배치되되 교번하여 좌우로 치우친 형태로 배치된다. 이로써 도 4에서 화살표로 표시된 질소가스의 흐름이 지그재그 형태로 안내된다. 이같은 구성에 따르면 상기 열교환기(10) 몸체(111)에 유입된 질소가스가 몸체(111) 내부에 머물면서 열교환할 수 있는 시간이 길어지게 된다. 단, 상기 유로(112)의 길이는 질소가스의 온도를 얼마나 높일지에 따라 조절하면 된다. 예컨대, 질소가스의 온도를 상대적으로 높게 하려면 상기 유로(112)의 길이를 보다 길게 하면 되고, 질소가스의 온도를 상대적으로 낮게 하려면 상기 유로(112)의 길이를 보다 짧게 하면 되는 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 분사유닛의 설치상태도이고, 도 6은 본 발명에 따른 분사유닛의 구성을 설명하기 위한 분해사시도이다. 그리고 도 7은 본 발명에 따른 분사유닛의 분사노즐을 설명하기 위한 참조사시도이고, 도 8은 도 7의 I-I에 따른 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분사유닛(20)은 진공펌프의 유출측 배관(15b)에 설치된다(상황에 따라서는 프로세스 챔버의 유출측, 진공펌프의 유입측, 스크루버의 유입측과 유출측 중 배관 중 어느 부위에라도 선택적으로 설치될 수도 있음은 물론이다. 다만, 실시예에서는 압력의 급격한 변화로 인해 질소가스가 고형화되기 쉬운 진공펌프의 유출측 배관(15b)에 설치된 것을 예시하여 설명하기로 한다.). 상기 분사유닛(20)은 진공펌프의 유출측 배관에(15b) 간단히 설치할 수 있을 뿐만 아니라 질소가스의 분사방향을 반응부산물 가스의 흐름방향과 일치하게 하여 반응부산물 가스의 흐름을 방해하지 않으며, 제작 및 설치가 용이하도록 구성된다.

이같은 질소가스 분사유닛(20)은 링 형태를 갖는 분사노즐(120)과, 플랜지 배관(130)을 포함한다.

상기 분사노즐(120)은 상기 한 쌍의 플랜지 배관(130) 사이에서 상기 플랜지 배관(130)의 벽체를 따라 링 형태로 결합되어 상기 플랜지 배관(130)의 내부로 질소를 공급할 수 있도록 설치된다. 이를 위해 상기 분사노즐(120) 내부는 질소가스를 공급받아 순환시키는 중공(121,123)으로 형성되고 상기 중공(121,123)과 연통되어 질소가스를 분사하기 위한 다수의 분사공(124)이 형성된다. 특히 상기 분사공(124)은 상기 플랜지 배관(130)의 내주면으로부터 돌출된 위치에서 상기 반응부산물 가스의 흐름방향과 일치하게 분사되도록 형성된다. 이를 위한 상기 분사노즐(120)의 구성을 보다 구체적으로 설명하면 아래와 같다.

상기 분사노즐(120)은 크게 보면 결합부(126a,126b)와 돌출부(127a,127b)로 이루어지며, 상기 결합부(126a,126b)는 원주방향을 따라 외측에 형성되어 상기 플랜지 배관(130)의 벽체와 결합되고, 상기 돌출부(127a,127b)는 원주방향을 따라 상기 결합부(126a,126b)의 내측에 형성되어 상기 플랜지 배관(130) 내주면으로부터 돌출된다. 상기 돌출부(127a,127b)에는 다수의 분사공(124)이 반응부산물 가스가 유출되는 방향으로 형성된다. 이처럼 상기 분사공(124)이 반응부산물 가스가 유출되는 방향으로 형성되면 상기 플랜지 배관(130) 내부를 흐르는 반응부산물 가스와의 간섭이 사라지게 되어 분사되는 질소가스가 상기 반응부산물 가스의 흐름을 방해하지 않는 한편, 상기 반응부산물 가스에 의해 상기 질소가스의 분사가 방해를 받거나 상기 분사공(124)이 막혀버릴 염려가 거의 사라진다.

한편, 상기 분사노즐(120)은 제작의 편리함을 위해 원주방향을 따라 이분할된 제1분할부(120a) 제2분할부(120b)의 결합으로 이루어진다. 상기 제1분할부(120a)는 반응부산물 가스의 유입방향에 위치하고 제2분할부(120b)는 반응부산물 가스의 유출방향에 위치한다. 여기서, 상기 제1분할부(120a)에는 원주방향을 따라 상기 중공(121,123)의 일부(또는 전부)를 형성하는 제1흐름홀(121)이 구비되고 상기 제2분할부(120b)에는 상기 제1흐름홀(121)과 함께 중공(121,123)을 형성하는 제2흐름홀(123)이 구비된다. 또한, 상기 제2분할부(120b)에는 상기 분사공(124)이 상기 제1흐름홀(121)에 대응하여 연통되도록 형성된다. 단, 여기서 상기 제2분할부(121)에 상기 제2흐름홀(123)이 형성되지 않아도 중공(121,123)을 형성하는데 아무런 문제가 없다.

또한, 상기 제2분할부(123) 중 돌출부(127a)의 내주면에는 도 8에서 제시된 단면과 같이 반응부산물 가스에 대한 저항을 줄일 수 있도록 내경이 반응부산물의 유입측으로 갈수록 점차 넓어지도록 구성된다. 이는 상기 플랜지 배관(130) 내를 흐르던 반응부산물 가스가 상기 분사노즐(120)의 돌출부(127a,127b))에 의해 흐름이 방해되는 문제를 없애는 한편, 이젝터의 효과를 줄 수 있도록 하기 위함이다.

상기 플랜지 배관(130)은 각 배관들과의 연결을 용이하게 해주는 역할을 하는 것으로, 원관과 상기 원관의 양단에 각각 배관과의 연결을 위한 플랜지(131a,131b)가 구비된다. 이같은 플랜지 배관(130)은 시중에 나와 있는 규격 제품을 그대로 활용하여 사용할 수 있으며, 다만, 상기 분사노즐(120)을 중간에 설치하기 위해 제1플랜지 배관(130a)과 제2플랜지 배관(130b)으로 분할시켜준다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 진공펌프 열을 이용한 질소가스 분사장치의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 프로세스 챔버로부터 발생된 반응부산물 가스가 각 배관(15a,15b)를 따라 진공펌프의 흡입력에 의해 흐르면서 진공펌프를 경유한 후 스크루버를 거쳐 메인덕트(미도시됨)에 도달하고, 이후 흐름을 지속적으로 유지한다.

이때 질소가스 공급라인을 통해 공급되는 상온의 질소가스는 본 발명에 의한 질소가스 분사장치 중 진공펌프 표면에 설치된 열교환기(10)를 거쳐 고온으로 가열된 후 진공펌프의 유출측 배관(15b)에 설치된 질소가스 분사유닛(20)에 의해 진공펌프의 유출측 배관(15b) 내부에 공급된다.

이처럼 본 발명에 의하면 별도의 히터 없이도 외부에서 공급되는 상온의 질소가스가 진공펌프 열에 의해 고온으로 가열되며, 가열된 질소가스가 진공펌프의 유출측 배관(15b)에 공급되면서 그 내부를 흐르는 반응부산물 가스가 온도 저하 및 급격한 압력 변화 등으로 인해 고형화되지 않고 이로 인해 중간에 누적되는 일 없이 원활한 흐름을 유지할 수 있는 것이다. 아래에서는 상기 질소가스가 열교환기(10)를 거쳐 진공펌프의 유출측 배관(15b)에 공급되는 과정을 보다 상세히 설명하기로 한디.

먼저, 미도시된 질소가스 공급지로부터 연결된 질소가스 공급라인(15c)을 통해 상온의 질소가스가 열교환기(10)로 이송된 후 유입구(111a)를 통해 열교환기(10) 몸체(111) 내부로 유입된다. 유입된 질소가스는 열교환기(10) 몸체(111) 내부에서 구불구불 굽이져 형성된 유로(112)를 따라 안내되어 지그재그 형태로 흐르게 된다. 이때 상기 열교환기(10) 몸체(111) 내부를 흐르는 질소가스는 진공펌프로부터 상기 열교환기(10) 몸체(111)로 전달된 고온의 열에 의해 가열된다. 이에 따라 상기 유로(112)를 흐르는 질소가스가 점진적으로 가열되어 상기 몸체(111)의 유출구(111b)를 통해 유출될 때에는 이미 고온의 상태로 변화되어 있다.

이후 상기 열교환기(10)를 통해 고온으로 가열된 질소가스는 상기 몸체(111)의 유출구(111b)를 통해 유출된 후 유출측의 질소가스 공급라인(15c)을 따라 분사유닛(20)의 질소공급관(112,122a,122b)을 통해 분사노즐(120)의 내부 중공(121,123)으로 공급되며, 상기 내부 중공(121,123)을 따라 순환하면서 질소 분사공(124)을 통해 거의 균일한 양으로 플랜지 배관(130) 내부에 분사된다. 이때 상기 분사공(124)을 통해 분사되는 질소가스는 반응부산물 가스가 유츨되는 방향으로 분사되어 반응부산물 가스의 흐름을 방해하지 않으면서 함께 섞이게 된다.

또한, 상기 반응부산물 가스는 질소가스와 혼합되기 전, 상기 분사노즐(120)에 처음 접할 때 반응부산물 가스의 유입방향에서 점진적으로 확대되는 형태를 갖는 곡면부(125)를 따라 흐르면서 급격한 충돌 혹은 접촉으로 인한 저항 없이 원활한 흐름을 유지할 수 있다.

이처럼 본 발명은 별도의 히터를 구비하지 않고서도 진공펌프의 열을 적극적으로 활용하여 상온의 질소가스를 고온으로 가열하여 진공펌프의 유출측 배관에 공급함으로써 배관 내를 흐르는 반응부산물 가스가 고형화되는 것을 방지하게 된다.

도 9는 변형된 실시예에 따른 본 발명의 구성을 설명하기 위한 열교환기의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 변형된 실시예에 따른 본 발명에서는 열교환기(10-2)의 몸체(111-2) 내부에 형성되는 유로를 굽이지게 형성하기 위해 변형 전 다수의 격판(113) 대신 구불구불 굽이져 형성된 만곡된 형태의 관로(112-2)가 사용된다.

이 경우 상기 열교환기(10-2)의 몸체(111-2) 내부는 열전달을 위한 유체(115)가 채워지는 수용부로 형성된다. 여기서 상기 열전달용 유체(115)는 다양한 것으로 구비될 수 있지만 단가 측면에서 물을 사용하는 것이 바람직하다.

이같이 변형된 구성에 따르면 수용부를 갖는 몸체(111) 외측으로부터 진공펌프의 열이 흡수되면 열전달용 유체(115)는 그 열을 만곡된 관로(112-2)까지 전달하는 역할을 한다. 그러면 만곡된 관로(112-2) 내부 유로를 따라 흐르는 질소가스가 전달된 열을 흡수하여 점진적으로 고온의 상태로 변화되는 것이다.

이 외에 변형된 열교환기(10-2)의 유입구(111a-2)나 유출구(111b-2)는 변형전과 동일하게 구성된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

10,10-2 : 열교환기 111,111-2 : 열교환기 몸체
111a,111a-2 : 열교환기 유입구 111b,111b-2 : 열교환기 유출구
112 : 유로 112-2 : 내부 관로
113 : 격판 20 : 분사유닛
120 : 분사노즐 130 : 플랜지 배관

Claims (9)

1. 외부에서 공급되는 질소가스를 내부 유로를 통해 경유시키고, 진공펌프에서 발산되는 열을 흡입하고, 상기 흡입된 열에 의해 외부에서 공급되는 질소가스를 내부로 경유시키면서 가열하는 열교환기와;
   상기 열교환기에서 가열된 질소가스를 반응부산물 가스가 이송되는 배관으로 공급하는 분사유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공펌프 열을 이용한 질소가스 분사장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 열교환기는, 상기 진공펌프로부터 발산되는 열을 흡수할 수 있도록 열교환기 몸체가 상기 진공펌프 표면에 밀착되고, 상기 유로는 열교환기 몸체 내부에서 구불구불하게 굽이져 형성된 것을 특징으로 하는 진공펌프 열을 이용한 질소가스 분사장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 열교환기 유로의 형성을 위해, 상기 열교환기 몸체 내에는 다수의 격판이 이격되게 전후방향으로 배치되되 교번하여 좌우로 치우치도록 배치된 것을 특징으로 하는 진공펌프 열을 이용한 질소가스 분사장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 열교환기의 몸체는 내부에 열전달을 위한 유체가 채워지는 수용부를 구비하고, 상기 수용부에는 구부구불 굽이진 형태로 만곡된 관로가 그 내부에 상기 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 진공펌프 열을 이용한 질소가스 분사장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 분사유닛은,
   반응부산물 가스가 이송되는 배관과의 연결을 위해 각각 플랜지를 구비한 한 쌍의 플랜지 배관과;
   상기 한 쌍의 플랜지 배관 사이에서 상기 플랜지 배관의 벽체를 따라 링 형태로 결합되고 상기 열교환기로부터 가열된 질소가스를 공급받아 상기 플랜지 배관의 내부로 공급하는 분사노즐을 포함하여 이루어지며,
   상기 분사노즐은, 원주방향을 따라 공급된 질소가스가 이동 가능하도록 내부에 중공이 형성되고, 상기 내부 중공과 연통되어 공급받은 질소가스가 상기 플랜지 배관 내부에 분사되도록 하는 다수의 분사공을 구비하되, 상기 분사공은 상기 플랜지 배관의 내주면으로부터 돌출된 위치에서 반응부산물 가스의 흐름방향으로 분사되도록 형성된 것을 특징으로 하는 진공펌프 열을 이용한 질소가스 분사장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 분사노즐은,
   원주방향을 따라 외측에 형성되어 상기 플랜지 배관의 벽체와 결합되는 결합부와;
   원주방향을 따라 상기 결합부의 내측에 형성되어 상기 플랜지 배관 내주면으로부터 돌출되도록 하고, 상기 분사공이 상기 반응부산물 가스가 유출되는 방향으로 형성된 돌출부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 진공펌프 열을 이용한 질소가스 분사장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 분사노즐은 원주방향을 따라 분할된 제1분할부와 제2분할부의 결합으로 이루어지며,
   상기 제1분할부에는 원주방향을 따라 상기 중공의 일부 또는 전부를 형성하는 제1흐름홀이 구비되고, 상기 제2분할부에는 상기 분사공이 상기 제1흐름홀에 대응하여 연통되도록 형성된 것을 특징으로 하는 진공펌프 열을 이용한 질소가스 분사장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 돌출부 중 분사공이 형성되지 않은 반대편의 내주면은 반응부산물 가스에 대한 저항을 줄일 수 있도록 점진적으로 내경이 넓어지도록 하여 상기 플랜지 배관의 내주면과의 두께차를 줄인 것을 특징으로 하는 진공펌프 열을 이용한 질소가스 분사장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 분사유닛은 반응부산물 가스가 이송되는 배관 중 진공펌프의 유출측 배관에 적어도 하나 설치되는 것을 특징으로 하는 진공펌프 열을 이용한 가스 분사장치.

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