KR20180002917A - Rapid cooling device and heat-treat oven system having the device - Google Patents

Rapid cooling device and heat-treat oven system having the device Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a rapid cooling apparatus, and a heat treatment oven system having the same, in particular, to an apparatus for rapidly cooling a heat treatment chamber within a shorter time in a manufacturing process in which heat treatment such as heating and cooling is repeatedly performed within a short time. The rapid cooling apparatus of the present invention comprises: a circulation pipe (100) in which air is circulated; an inlet side three-way valve (210) provided at one side of the circulation pipe (100) to selectively introduce any one of a cooling object air and air from the circulation pipe (100); a first cooling unit (300) for cooling the air introduced from the inlet side three-way valve (201) by exchanging heat with cooling water; a second cooling unit (400) for additionally cooling the air passing through the first cooling unit (300) by exchanging heat with a refrigerant of a cooling cycle; a blower (500) for transferring cool air passing through the second cooling unit (400); and an outlet side three-way valve (220) for discharging the cool air from the blower (500) to any one of a cooling object chamber and the circulation pipe (100). Accordingly, when a display panel or a semiconductor wafer or the like is manufactured, the maintenance time is reduced to increase productivity of products. Also, the cooling efficiency can be improved to reduce a process time, and thus operation costs for the heat treatment oven can be reduced.

Description

급속 냉각 장치 및 이를 구비한 열처리 오븐 시스템{RAPID COOLING DEVICE AND HEAT-TREAT OVEN SYSTEM HAVING THE DEVICE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a rapid cooling apparatus and a heat-

본 발명은 급속 냉각 장치 및 이를 구비한 열처리 오븐 시스템에 관한 것으로서 특히, 가열 및 냉각과 같은 열처리가 짧은 시간 내에 반복적으로 수행되는 제조 공정 상에서 보다 빠른 시간 내에 열처리 챔버를 급속 냉각시키기 위한 장치로써, 디스플레이 패널이나 반도체 웨이퍼 등의 제조 시, 유지보수 시간을 줄여 제품의 생산성을 높이는 한편, 냉각 효율을 높여 공정 시간을 줄일 수 있어 열처리 오븐에 대한 운용비용을 저감시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rapid cooling apparatus and a heat treatment oven system having the rapid cooling apparatus. More particularly, the present invention relates to a rapid cooling apparatus for rapidly cooling a heat treatment chamber in a manufacturing process in which heat treatment such as heating and cooling is repeatedly performed in a short time, The present invention relates to a device capable of reducing the maintenance time of a panel or a semiconductor wafer to improve the productivity of the product while reducing the processing time by increasing the cooling efficiency and reducing the operation cost of the heat treatment oven.

최근 들어 대형 TV나 컴퓨터와 같은 전기/전자기기의 급속한 발달 및 보급에 따라 디스플레이 패널이나 반도체 웨이퍼 등의 기술 역시 비약적으로 발전하고 있는 실정이다.In recent years, the rapid development and spread of electric / electronic devices such as large-sized TVs and computers have led to dramatic development of display panel and semiconductor wafer technologies.

이러한 디스플레이 패널의 대형화 및 고해상도화는 물론 반도체 웨이퍼의 고집적화가 급속히 진행되고 있는 오늘날의 실정에 비추어 볼 때, 그 제조 설비가 담당하는 역할은 한층 더 중요시되고 있다.In view of the fact that such a display panel is becoming larger and higher in resolution, and the semiconductor wafer is highly integrated, the role of the manufacturing facility is becoming more important.

일반적으로, 디스플레이 패널이나 반도체 웨이퍼 등을 제조하는 공정에서는 제조 특성상 가열이나 냉각과 같은 열처리를 수행해야만 한다.Generally, in a process for producing a display panel or a semiconductor wafer, a heat treatment such as heating or cooling must be performed due to its manufacturing characteristics.

즉, 디스플레이 패널이나 반도체 웨이퍼와 같은 열처리 대상물을 열처리 오븐에 넣은 상태에서, 가열하거나 냉각함으로써 열처리를 수행하고 있다.That is, heat treatment is performed by heating or cooling the object to be heat treated such as a display panel or a semiconductor wafer in a heat treatment oven.

최근에는 이러한 열처리 오븐 내에서의 열처리 온도를 다단으로 제어하거나 장시간 열처리를 행하는 경향이 높아지고 있다.In recent years, there has been a tendency to control the heat treatment temperature in such a heat treatment oven in multiple stages or to conduct heat treatment for a long time.

예를 들어, 가열되어 있는 상태의 열처리 오븐을 보다 빠른 시간 내에 신속하게 반복적으로 냉각시킬 필요가 있는 것이다.For example, it is necessary to rapidly and repeatedly cool the heat treatment oven in a heated state in a shorter time.

따라서, 디스플레이 패널이나 반도체 웨이퍼와 같은 열처리 대상물의 제조 시 열처리 오븐에 대한 냉각 속도는 생산량과 직결되는 중요한 인자로 작용하는 것이다.Accordingly, the cooling rate for the heat treatment oven during the production of the heat treatment object such as the display panel or the semiconductor wafer is an important factor directly connected to the production amount.

도 1은 종래의 자연 냉각식 열처리 오븐을 도시하는 평단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a plan sectional view showing a conventional natural cooling type heat treatment oven.

도 1에 도시한 바와 같은 종래의 자연 냉각식 열처리 오븐은, 상온의 공기가 공기 급기구(10)를 통하여 급기된 후, 순환 송풍기(20)에 의하여 열처리 오븐(2) 내부 전체를 순환하도록 함으로써, 열처리 오븐(2) 내부를 자연 냉각시키는 형태이다.The conventional natural cooling type heat treatment oven as shown in FIG. 1 is configured to circulate the entire interior of the heat treatment oven 2 by the circulating blower 20 after air at room temperature is supplied through the air supply mechanism 10 , And the inside of the heat treatment oven (2) is naturally cooled.

여기에서, 도면부호 30은 열처리 오븐(2) 내의 공기를 일부 배기시킬 수 있는 공기 배기구이며, 도면부호 40은 공기 가열 히터이다.Here, reference numeral 30 denotes an air vent which can partially exhaust air in the heat treatment oven 2, and reference numeral 40 denotes an air heating heater.

즉, 도 1에 도시한 종래의 자연 냉각식 열처리 오븐은, 기본적으로 상온의 공기를 이용하여 냉각을 실시하며, 냉각을 수행하기 위한 공기가 열처리 오븐(2) 내부 전체를 순환하고 있었다.That is, in the conventional natural cooling type heat treatment oven shown in FIG. 1, cooling is performed using air at room temperature, and air for cooling is circulated throughout the heat treatment oven 2.

이에 따라, 종래의 자연 냉각식 열처리 오븐은, 냉각 효율이 낮고 열처리 오븐(2)을 냉각시키는데 비교적 오랜 시간이 소요된다는 단점을 가지고 있었다.Accordingly, the conventional natural cooling type heat treatment oven has a disadvantage in that the cooling efficiency is low and it takes a relatively long time to cool the heat treatment oven 2.

도 2는 종래의 강제 냉각식 열처리 오븐을 도시하는 일부절결 사시도이며, 도 3은 종래의 강제 냉각식 열처리 오븐에 대한 요부를 도시하는 정단면도이다.FIG. 2 is a partially cut-away perspective view showing a conventional forced cooling type heat treatment oven, and FIG. 3 is a front sectional view showing a main part of a conventional forced cooling type heat treatment oven.

종래의 강제 냉각식 열처리 오븐은 도 2에 도시한 바와 같이, 열처리 오븐(2)의 중앙을 가로지르도록 다공성 파이프 형태의 노즐(50)을 배치하고, 냉각수를 통해 상온 보다 낮은 온도로 냉각 시킨 공기를 상기 노즐(50)로 분사하고 있다.As shown in FIG. 2, a conventional forced cooling type heat treatment oven is provided with a nozzle 50 in the form of a porous pipe so as to cross the center of a heat treatment oven 2, and air To the nozzle (50).

이에 따라, 도 2 및 도 3에 예시한 바와 같이 상기 노즐(50)로부터 분사된 냉기는 열처리 대상물(1) 사이 공간을 통해 양측으로 이동한 후, 배기되는 것이다.Accordingly, as illustrated in FIGS. 2 and 3, the cool air jetted from the nozzle 50 is moved to both sides through the space between the heat treatment objects 1, and is then exhausted.

이러한 종래의 강제 냉각식 열처리 오븐은, 냉각수로 냉각시킨 공기를 이용한다는 점과, 이러한 냉기가 열처리 오븐(2) 내부 전체를 순환하지 않는다는 점에서 자연 냉각식 열처리 오븐에 비해 냉각 속도에 차이가 있었다.This conventional forced cooling type heat treatment oven has a difference in cooling rate compared to a natural cooling type heat treatment oven in that air cooled with cooling water is used and that such cold air is not circulated throughout the heat treatment oven 2 .

하지만, 열처리 오븐(2) 내에 냉각을 위한 공기의 공급 방식 및 순환 형태에 따라서 냉각 속도에 영향을 미치지만, 궁극적으로는 보다 낮은 온도의 차가운 냉기를 공급하는 것이 열처리 오븐(2)의 냉각 속도에 가장 큰 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.However, although the cooling rate is influenced by the mode of supplying air and the type of circulation for cooling in the heat treatment oven 2, it is ultimately difficult to supply cold cool air of a lower temperature to the cooling rate of the heat treatment oven 2 And it was confirmed that it had the greatest influence.

즉, 종래의 자연 냉각식 또는 강제 냉각식 열처리 오븐과 같이, 열처리 오븐(2)의 냉각을 위해 단순히 상온의 공기나, 또는 냉각수만으로 냉각된 공기를 이용하는 데에는 분명 한계가 있었다.That is, there has been a definite limit to using the air at room temperature or the air cooled only by the cooling water for the cooling of the heat treatment oven 2, as in the conventional natural cooling type or forced cooling type heat treatment oven.

이는 종래에 있어서 열처리 오븐(2)에 대한 냉각 속도를 크게 저하시키고, 이로 인해 열처리 오븐(2)에 대한 많은 유지보수 시간을 필요로 하며, 냉각을 위해 보다 많은 송풍량이 요구되기 때문에 열처리 오븐(2)의 운용비용 또한 높아지게 된다는 기술상의 문제점이 있었다.This is because the cooling rate for the heat treatment oven 2 is conventionally greatly lowered, which requires a lot of maintenance time for the heat treatment oven 2 and a larger amount of air blowing is required for cooling. ) Is also increased.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 디스플레이 패널이나 반도체 웨이퍼 등의 제조 시 반복적으로 수행되는 가열 및 냉각의 열처리를 보다 빠른 시간 내에 수행할 수 있음으로써, 유지보수 시간을 줄여 제품의 생산성을 높이는 한편, 냉각 효율을 높여 공정 시간을 줄일 수 있어 열처리 오븐에 대한 운용비용을 저감시킬 수 있도록 하는 급속 냉각 장치 및 이를 구비한 열처리 오븐 시스템을 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a display panel or a semiconductor wafer, which can perform heat treatment repeatedly during heating and cooling, The present invention is to provide a rapid cooling apparatus and a heat treatment oven system including the same that can reduce the operation time for the heat treatment oven because the cooling efficiency and the process time can be reduced.

이러한 본 발명에 따른 급속 냉각 장치는, 공기가 유통 가능하게 마련되는 순환 관로와; 상기 순환 관로의 일측에 마련되어, 냉각 대상 공기 또는 상기 순환 관로로부터의 공기 중 어느 하나를 선택적으로 유입하는 입구측 3방 밸브와; 상기 입구측 3방 밸브로부터 유입되는 공기를 냉각수와 열교환 하여 냉각시키는 제1냉각부와; 상기 제1냉각부를 통과한 공기를 냉각사이클의 냉매와 열교환 하여 추가 냉각시키는 제2냉각부와; 상기 제2냉각부를 통과한 냉기를 압송하는 송풍기와; 상기 송풍기로부터의 냉기를 냉각 대상 챔버 또는 상기 순환 관로 중 어느 하나로 유출시키는 출구측 3방 밸브를 포함함으로써 달성된다.The rapid cooling device according to the present invention includes: a circulation conduit in which air can be circulated; An inlet side three-way valve provided on one side of the circulation duct for selectively introducing any one of air to be cooled or air from the circulation duct; A first cooling unit that cools the air introduced from the inlet-side three-way valve by heat exchange with the cooling water; A second cooling unit for further cooling the air passing through the first cooling unit by exchanging heat with the refrigerant in the cooling cycle; A blower for feeding cold air passing through the second cooling unit; And an outlet-side three-way valve for discharging the cool air from the blower to any one of the cooling object chamber and the circulation duct.

여기에서, 상기 제1냉각부 및 상기 제2냉각부는 단열재를 포함하는 내부 챔버 내에 형성되고, 상기 내부 챔버는 단열재를 포함하는 외부 챔버 내에 수용되어 2중 챔버를 형성하는 것이 가능하다.Here, the first cooling portion and the second cooling portion are formed in an inner chamber including a heat insulating material, and the inner chamber is accommodated in an outer chamber including a heat insulating material to form a double chamber.

이와 더불어, 상기 제1냉각부는 서로 다른 직경의 통공이 형성된 다공패널이 다수 적층된 확산판부재와; 상기 확산판부재를 감싸 접촉하도록 배관되어, 냉각수 순환장치로부터 공급되는 냉각수가 내부로 순환하는 열교환 코일을 포함하는 것이 좋다.In addition, the first cooling unit may include a diffusion plate member in which a plurality of perforated openings having different diameters are formed; And a heat exchange coil piped so as to surround the diffusion plate member so that the cooling water supplied from the cooling water circulation device circulates inside.

이때, 상기 확산판부재는 서로 정렬된 통공을 통하여 공기가 순차적으로 통과하도록 적층된 전면 패널과, 중간 패널과, 배면 패널을 포함하고; 상기 중간 패널에는 제1직경의 통공이 형성되고; 상기 배면 패널에는 상기 제1직경을 초과하는 제2직경의 통공이 형성되며; 상기 전면 패널에는 상기 제1직경을 초과하는 직경의 입구와 상기 제1직경의 출구를 이루어 경사진 내주면을 갖는 테이퍼 형상의 통공이 형성되는 것이 바람직할 것이다.The diffuser plate member includes a front panel, an intermediate panel, and a rear panel stacked so that air passes sequentially through holes aligned with each other; A through-hole having a first diameter is formed in the intermediate panel; A through hole having a second diameter exceeding the first diameter is formed on the back panel; Preferably, the front panel is formed with a tapered through-hole having an inlet having a diameter exceeding the first diameter and an inclined inner circumferential surface having the outlet having the first diameter.

또한, 상기 제2냉각부는 냉매가 순환하여 냉각사이클을 구성하는 냉각기에 연결되어, 내부로 순환하는 냉매와 외부를 통과하는 공기 사이에 열교환을 실시하는 열교환기와; 상기 열교환기를 통과한 공기로부터 이물질을 여과시키는 필터부재를 포함하는 것이 양호하다.The second cooling unit may include a heat exchanger connected to a cooler that circulates the refrigerant to form a cooling cycle, and performs heat exchange between the refrigerant circulating inside and the air passing through the outside; And a filter member for filtering the foreign substances from the air passing through the heat exchanger.

바람직하게는, 상기 입구측 3방 밸브 및 상기 출구측 3방 밸브는 전기적 신호에 따라 절환되는 전자 절환 밸브인 것이다.Preferably, the inlet-side three-way valve and the outlet-side three-way valve are electromagnetic switching valves that are switched in accordance with an electrical signal.

다음으로, 본 발명에 따른 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템은, 열처리 대상물을 열처리 하는 열처리 챔버와, 상기 열처리 챔버를 수용하는 본체와, 상기 열처리 챔버 내부의 공기 또는 상기 열처리 챔버 외부와 상기 본체 내부 사이의 공기 중 어느 하나를 연결 관로로 유입하는 흡기용 3방 밸브와, 상기 열처리 챔버와 상기 흡기용 3방 밸브 사이에 연결되어 상기 열처리 챔버로부터의 공기를 외부로 유출시키거나 또는 상기 흡기용 3방 밸브로 유통시키는 배기용 3방 밸브를 포함하는 열처리 오븐과; 공기가 유통 가능하게 마련되는 순환 관로와; 상기 순환 관로의 일측에 마련되어, 상기 연결 관로로부터의 공기 또는 상기 순환 관로로부터의 공기 중 어느 하나를 선택적으로 유입하는 입구측 3방 밸브와; 상기 입구측 3방 밸브로부터 유입되는 공기를 냉각수와 열교환 하여 냉각시키는 제1냉각부와; 상기 제1냉각부를 통과한 공기를 냉각사이클의 냉매와 열교환 하여 추가 냉각시키는 제2냉각부와; 상기 제2냉각부를 통과한 냉기를 압송하는 송풍기와; 상기 송풍기로부터의 냉기를 상기 열처리 챔버 내부 또는 상기 순환 관로 중 어느 하나로 유출시키는 출구측 3방 밸브를 포함하는 급속 냉각 장치를 포함함으로써 달성된다.Next, a heat treatment oven system having a rapid cooling device according to the present invention includes a heat treatment chamber for heat-treating an object to be heat-treated, a body for accommodating the heat treatment chamber, An air intake three-way valve for introducing any one of the air in the interior of the heat treatment chamber and the air in the interior thereof into the connection channel; and a third three-way valve connected between the heat treatment chamber and the third air intake valve for discharging air from the heat treatment chamber to the outside, A heat treatment oven including a three-way exhaust valve for circulation to the three-way valve; A circulation conduit in which air can be circulated; An inlet side three-way valve provided at one side of the circulation conduit for selectively introducing air from the connection conduit or air from the circulation conduit; A first cooling unit that cools the air introduced from the inlet-side three-way valve by heat exchange with the cooling water; A second cooling unit for further cooling the air passing through the first cooling unit by exchanging heat with the refrigerant in the cooling cycle; A blower for feeding cold air passing through the second cooling unit; And an outlet side three-way valve for discharging the cool air from the blower to either the heat treatment chamber or the circulation conduit.

여기에서, 상기 제1냉각부 및 상기 제2냉각부는 단열재를 포함하는 내부 챔버 내에 형성되고, 상기 내부 챔버는 단열재를 포함하는 외부 챔버 내에 수용되어 2중 챔버를 형성하는 것이 가능하다.Here, the first cooling portion and the second cooling portion are formed in an inner chamber including a heat insulating material, and the inner chamber is accommodated in an outer chamber including a heat insulating material to form a double chamber.

이와 더불어, 상기 제1냉각부는 서로 다른 직경의 통공이 형성된 다공패널이 다수 적층된 확산판부재와; 상기 확산판부재를 감싸 접촉하도록 배관되어, 냉각수 순환장치로부터 공급되는 냉각수가 내부로 순환하는 열교환 코일을 포함하는 것이 좋을 것이다.In addition, the first cooling unit may include a diffusion plate member in which a plurality of perforated openings having different diameters are formed; And a heat exchange coil which is piped so as to surround the diffusion plate member and circulates the cooling water supplied from the cooling water circulation device to the inside.

이때, 상기 확산판부재는 서로 정렬된 통공을 통하여 공기가 순차적으로 통과하도록 적층된 전면 패널과, 중간 패널과, 배면 패널을 포함하고; 상기 중간 패널에는 제1직경의 통공이 형성되고; 상기 배면 패널에는 상기 제1직경을 초과하는 제2직경의 통공이 형성되며; 상기 전면 패널에는 상기 제1직경을 초과하는 직경의 입구와 상기 제1직경의 출구를 이루어 경사진 내주면을 갖는 테이퍼 형상의 통공이 형성되는 것이 바람직할 것이다.The diffuser plate member includes a front panel, an intermediate panel, and a rear panel stacked so that air passes sequentially through holes aligned with each other; A through-hole having a first diameter is formed in the intermediate panel; A through hole having a second diameter exceeding the first diameter is formed on the back panel; Preferably, the front panel is formed with a tapered through-hole having an inlet having a diameter exceeding the first diameter and an inclined inner circumferential surface having the outlet having the first diameter.

또한, 상기 제2냉각부는 냉매가 순환하여 냉각사이클을 구성하는 냉각기에 연결되어, 내부로 순환하는 냉매와 외부를 통과하는 공기 사이에 열교환을 실시하는 열교환기와; 상기 열교환기를 통과한 공기로부터 이물질을 여과시키는 필터부재를 포함하는 것이 양호하다.The second cooling unit may include a heat exchanger connected to a cooler that circulates the refrigerant to form a cooling cycle, and performs heat exchange between the refrigerant circulating inside and the air passing through the outside; And a filter member for filtering the foreign substances from the air passing through the heat exchanger.

바람직하게는, 상기 입구측 3방 밸브와, 상기 출구측 3방 밸브와, 상기 흡기용 3방 밸브와, 상기 배기용 3방 밸브는; 전기적 신호에 따라 절환되는 전자 절환 밸브인 것이다.Preferably, the inlet-side three-way valve, the outlet-side three-way valve, the intake-air three-way valve, and the exhaustion three- And is an electronic switching valve that is switched in accordance with an electrical signal.

이상과 같은 본 발명은 디스플레이 패널이나 반도체 웨이퍼 등의 제조 시 반복적으로 수행되는 가열 및 냉각의 열처리를 보다 빠른 시간 내에 수행할 수 있음으로써, 유지보수 시간을 줄여 제품의 생산성을 높이는 한편, 냉각 효율을 높여 공정 시간을 줄일 수 있어 열처리 오븐에 대한 운용비용을 저감시킬 수 있는 발명인 것이다.As described above, according to the present invention, heat treatment for heating and cooling, which is repeatedly performed in manufacturing a display panel or a semiconductor wafer, can be performed in a shorter period of time, thereby reducing maintenance time to increase product productivity, Thereby reducing the operating time for the heat treatment oven.

도 1은 종래의 자연 냉각식 열처리 오븐을 도시하는 평단면도,
도 2는 종래의 강제 냉각식 열처리 오븐을 도시하는 일부절결 사시도,
도 3은 종래의 강제 냉각식 열처리 오븐에 대한 요부를 도시하는 정단면도,
도 4는 본 발명의 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템을 도시하는 개략적인 구성도,
도 5는 본 발명의 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템에 있어서 제1냉각부 및 제2냉각부를 도시하는 도,
도 6은 본 발명의 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템에 있어서 제1냉각부의 세부 구성을 도시하는 도,
도 7은 본 발명의 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템에 대한 작동예를 도시하는 도.1 is a plan view showing a conventional natural-cooling type heat treatment oven,
2 is a partially cutaway perspective view showing a conventional forced cooling type heat treatment oven,
FIG. 3 is a front sectional view showing a main part of a conventional forced cooling type heat treatment oven,
4 is a schematic diagram showing a heat treatment oven system having a rapid cooling device of the present invention,
5 is a view showing a first cooling unit and a second cooling unit in a heat treatment oven system having a rapid cooling apparatus of the present invention.
6 is a diagram showing a detailed configuration of a first cooling section in a heat treatment oven system having a rapid cooling apparatus of the present invention,
7 is a view showing an operation example of a heat treatment oven system having a rapid cooling device of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to this, the terms used in the specification and claims should not be construed in a dictionary sense, and the inventor may, on the principle that the concept of a term can be properly defined in order to explain its invention in the best way And should be construed in light of the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments shown in the present specification and the drawings are only exemplary embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are presented. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may exist.

도 4는 본 발명의 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템을 도시하는 개략적인 구성도이며, 도 5는 본 발명의 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템에 있어서 제1냉각부 및 제2냉각부를 도시하는 도이다.FIG. 4 is a schematic view showing a heat treatment oven system having a rapid cooling apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a schematic view illustrating a first cooling unit and a second cooling unit in a heat treatment oven system having a rapid cooling apparatus according to the present invention. Fig.

그리고, 도 6은 본 발명의 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템에 있어서 제1냉각부의 세부 구성을 도시하는 도로서, 도 6의 (a)는 사시도이며, 도 6의 (b)는 분해사시도이고, 도 6의 (c)는 정단면도이다.6 (a) is a perspective view showing a detailed configuration of a first cooling section in a heat treatment oven system having a rapid cooling apparatus of the present invention, and Fig. 6 (b) is an exploded perspective view And Fig. 6 (c) is a front sectional view.

또한, 도 7은 본 발명의 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템에 대한 작동예를 도시하는 도로서, 도 7의 (a)는 냉각된 공기를 열처리 오븐(2)에 공급하지 않는 순환 상태이며, 도 7의 (b)는 냉각된 공기를 열처리 오븐(2)에 공급하는 배출 상태이고, 도 7의 (c)는 냉각된 공기를 열처리 오븐(2)에 공급하여 순환하는 상태를 각각 나타낸다.7 is a view showing an operation example of a heat treatment oven system having a rapid cooling device according to the present invention. Fig. 7 (a) is a circulation state in which cooled air is not supplied to the heat treatment oven 2 , FIG. 7 (b) shows a state in which the cooled air is supplied to the heat treatment oven 2, and FIG. 7 (c) shows a state in which the cooled air is supplied to the heat treatment oven 2 and circulated.

본 발명의 급속 냉각 장치 및 이를 구비한 열처리 오븐 시스템은 디스플레이 패널이나 반도체 웨이퍼 등의 열처리 대상물의 제조 시 반복적으로 수행되는 가열 및 냉각의 열처리를 보다 빠른 시간 내에 수행할 수 있음으로써, 유지보수 시간을 줄여 제품의 생산성을 높이는 한편, 냉각 효율을 높여 공정 시간을 줄일 수 있어 열처리 오븐(2)에 대한 운용비용을 저감시킬 수 있는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.The rapid cooling apparatus and the heat treatment oven system having the same according to the present invention can perform heat treatment of heating and cooling repeatedly performed in manufacturing a heat treatment object such as a display panel or a semiconductor wafer in a shorter time, The productivity of the product can be reduced, the cooling efficiency can be increased, and the process time can be reduced, so that the operation cost for the heat treatment oven 2 can be reduced.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

우선, 본 발명의 급속 냉각 장치는 도 4에 도시한 바와 같이, 공기가 유통 가능하게 마련되는 순환 관로(100)와; 상기 순환 관로(100)의 일측에 마련되어, 냉각 대상 공기 또는 상기 순환 관로(100)로부터의 공기 중 어느 하나를 선택적으로 유입하는 입구측 3방 밸브(210)와; 상기 입구측 3방 밸브(201)로부터 유입되는 공기를 냉각수와 열교환 하여 냉각시키는 제1냉각부(300)와; 상기 제1냉각부(300)를 통과한 공기를 냉각사이클의 냉매와 열교환 하여 추가 냉각시키는 제2냉각부(400)와; 상기 제2냉각부(400)를 통과한 냉기를 압송하는 송풍기(500)와; 상기 송풍기(500)로부터의 냉기를 냉각 대상 챔버 또는 상기 순환 관로(100) 중 어느 하나로 유출시키는 출구측 3방 밸브(220)를 포함하는 것이 바람직하다.First, as shown in FIG. 4, the rapid cooling apparatus of the present invention comprises: a circulation duct 100 in which air can be circulated; An inlet side three-way valve 210 provided at one side of the circulation duct 100 for selectively introducing any one of the air to be cooled or air from the circulation duct 100; A first cooling unit 300 for cooling the air introduced from the inlet-side three-way valve 201 by exchanging heat with cooling water; A second cooling unit 400 for further cooling the air passing through the first cooling unit 300 by heat exchange with the refrigerant in the cooling cycle; A blower 500 for feeding cool air having passed through the second cooling unit 400; And an outlet-side three-way valve (220) for discharging the cool air from the blower (500) to one of the cooling object chamber and the circulation duct (100).

이러한 급속 냉각 장치(3)는 이후에 설명할 열처리 오븐(2)을 급속 냉각시키기 위하여 개발되었지만, 이러한 열처리 오븐(2)에만 한정되는 것은 아니며 냉기를 공급하여 신속한 냉각이 요구되는 어떠한 장치에도 연결하여 설치할 수 있을 것이다.Although this rapid cooling device 3 has been developed for rapid cooling of the heat treatment oven 2 to be described later, it is not limited to such a heat treatment oven 2 but may be connected to any device requiring rapid cooling by supplying cold air You will be able to install it.

따라서, 이하에서는 급속 냉각 장치(3)에 대하여 먼저 설명하고, 이러한 급속 냉각 장치(3)가 예를 들어 열처리 오븐(2)에 연결된 상태에서 작동하는 것을 예시적으로 설명할 것이다.Therefore, hereinafter, the rapid cooling apparatus 3 will be described first, and the rapid cooling apparatus 3 will be described as an example of operating in a state of being connected to the heat treatment oven 2, for example.

본 발명에 따른 급속 냉각 장치는 크게 순환 관로(100), 입구측 3방 밸브(210), 제1냉각부(300), 제2냉각부(400), 송풍기(500), 그리고 출구측 3방 밸브(220)를 포함하는 것이다.The rapid cooling apparatus according to the present invention mainly includes a circulation line 100, an inlet side three-way valve 210, a first cooling unit 300, a second cooling unit 400, a blower 500, And a valve 220.

먼저, 순환 관로(100)는 그 내부로 냉기가 유통 가능한 중공 파이프로 이루어진 것으로, 가급적 공기의 흐름을 저해하지 않도록 직관으로 배관되는 것이 좋다.First, the circulation duct 100 is formed of a hollow pipe through which cold air can flow, and is preferably piped by an intuitive pipe so as not to disturb the flow of air as much as possible.

이러한 상기 순환 관로(100)는 물론이고, 이후에 설명할 다양한 구성요소를 서로 연결시켜 공기를 유통시키는 다수의 관로들 또한 그 단면 형상을 원형으로 예시하였다.In addition to the circulation duct 100, a plurality of ducts for circulating air by connecting various components to be described later are also illustrated in a circular shape.

하지만, 그 이외에 사각형이나 다각형 등 다양한 형상으로 형성할 수 있을 것이며, 그 형상에 제한은 없을 것이다.However, it may be formed in various shapes such as a square or a polygonal shape in addition to the shape, and the shape thereof is not limited.

다만, 상기 순환 관로(100)를 포함하는 모든 관로는 그 외부로의 열손실이 발생치 않도록 하기 위하여, 가급적 단열재 등으로 감싼 단열 닥트로 구성하는 것이 바람직할 것이다.However, it is preferable that all pipelines including the circulation duct 100 are formed of a heat insulating duct wrapped with a heat insulating material or the like as much as possible in order to prevent heat loss to the outside.

다음으로, 입구측 3방 밸브(210)는 상기 순환 관로(100)의 일측인 도면상 우측에 연통 설치되는 것으로, 외부로부터 유입되는 냉각 대상 공기 또는 상기 순환 관로(100)로부터의 냉각 공기 중 어느 하나를 선택적으로 유입하는 것이다.Next, the inlet-side three-way valve 210 is connected to the right side of the circulation line 100 on the right side in the figure, and is connected to either the cooling air to be introduced from the outside or the cooling air from the circulation line 100 One is selectively introduced.

여기에서 냉각 대상 공기라 함은 냉각시킬 필요가 있는 고온의 공기를 의미하는 것으로, 외부의 공기가 될 수도 있으며, 또는 열처리 오븐(2)으로부터의 공기가 될 수도 있을 것이다.Here, the object air to be cooled refers to the high-temperature air that needs to be cooled, and may be external air or air from the heat treatment oven 2.

이러한 입구측 3방 밸브(210)는 2웨이 밸브로서 사용자가 직접 수동으로 조작하여 유로를 전환할 수 있는 것도 적용 가능하지만, 본 발명에 있어서는 사용자에 의해 전달되는 전기적 제어 신호에 따라 자동으로 절환 가능한 밸브가 더 바람직할 것이다.The inlet-side three-way valve 210 is a two-way valve that can be manually operated by the user to manually switch the flow path. In the present invention, however, the inlet- A valve would be more desirable.

이를 위해, 상기 입구측 3방 밸브(210)에는 예를 들어 구동모터(211)나 솔레노이드와 같은 구동원을 마련하여, 이러한 구동원에 의해 동작하는 것이 가능하다.To this end, the inlet-side three-way valve 210 may be provided with a driving source such as a driving motor 211 or a solenoid, for example.

다음으로, 제1냉각부(300)는 상술한 입구측 3방 밸브(210)로부터 유입된 공기가 공급되는 구성으로, 상기 입구측 3방 밸브(210)와 상기 제1냉각부(300) 사이에는 별도의 관로를 통해 서로 연결되어 있다.Next, the first cooling unit 300 is configured to supply the air introduced from the inlet-side three-way valve 210 to the inlet-side three-way valve 210 and the first cooling unit 300 Are connected to each other through separate channels.

상기 제1냉각부(300) 내부에서는 유입된 공기와 저온의 냉각수가 서로 열교환을 실시하게 되며, 이 열교환을 통해 상기 제1냉각부(300) 내에서는 공기가 1차적으로 냉각된다.In the first cooling unit 300, the introduced air and the low-temperature cooling water exchange heat with each other, and the air is primarily cooled in the first cooling unit 300 through the heat exchange.

이와 같이 제1냉각부(300)에서 1차적으로 냉각된 공기는 바로 제2냉각부(400)를 통과하면서 2차적으로 다시 냉각될 것이다.Thus, the air primarily cooled in the first cooling unit 300 will be cooled again while passing through the second cooling unit 400.

상기 제2냉각부(400)에서는 냉각사이클을 구성하여 순환하고 있는 저온의 냉매와 공기가 서로 열교환을 실시함으로써, 추가적인 냉각이 이루어지는 것이다.In the second cooling unit 400, a cooling cycle is formed to perform heat exchange between the circulating low-temperature refrigerant and the air, thereby further cooling.

이러한 제1냉각부(300) 및 제2냉각부(400)는 별도로 구획되어 있는 공간 내에 각각 마련되는 것도 가능하지만, 본 발명에 있어서는 도 5에 예시한 바와 같이 냉각 공기의 흐름을 저해하지 않고 열손실이 적도록 동일 공간 내에 함께 마련되는 것도 가능할 것이다.The first cooling unit 300 and the second cooling unit 400 may be provided in separate spaces. However, in the present invention, as shown in FIG. 5, It is also possible to provide them together in the same space so as to reduce the loss.

특히, 본 발명에 있어서 상기 제1냉각부(300) 및 상기 제2냉각부(400)는 단열재를 포함하는 내부 챔버 내에 형성되고, 상기 내부 챔버는 단열재를 포함하는 외부 챔버(600) 내에 수용되어 2중 챔버를 형성하는 것이 바람직하다.Particularly, in the present invention, the first cooling portion 300 and the second cooling portion 400 are formed in the inner chamber including the heat insulating material, and the inner chamber is accommodated in the outer chamber 600 including the heat insulating material It is preferable to form a double chamber.

즉, 도 5에 도시한 바와 같이 하나의 내부 챔버 내에 제1냉각부(300) 및 제2냉각부(400)가 함께 마련되고, 이러한 내부 챔버가 다시 외부 챔버(600) 내에 수용된 상태로 구성되는 것이다.That is, as shown in FIG. 5, the first cooling unit 300 and the second cooling unit 400 are provided together in one inner chamber, and the inner chamber is again accommodated in the outer chamber 600 will be.

이때, 상기 내부 챔버는 물론 상기 외부 챔버(600)에 단열재를 적용하여 제1냉각부(300) 및 제2냉각부(400)에서 열손실이 발생치 않도록 하는 동시에 외부로부터 고온의 영향을 가급적 적게 받도록 하는 것이 좋을 것이다.At this time, heat insulation material is applied to the outer chamber 600 as well as the inner chamber so that heat loss is prevented from occurring in the first cooling unit 300 and the second cooling unit 400, and the influence of the high temperature from the outside is minimized It would be nice to have them.

특히, 상기 제1냉각부(300)는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 서로 다른 직경의 통공이 형성된 다공패널이 다수 적층된 확산판부재(310)와; 상기 확산판부재(310)를 감싸 접촉하도록 배관되어, 냉각수 순환장치(301)로부터 공급되는 냉각수가 내부로 순환하는 열교환 코일(320)을 포함하는 것이 바람직할 것이다.5 and 6, the first cooling unit 300 includes a diffusion plate member 310 in which a plurality of perforated openings having different diameters are formed, And a heat exchange coil 320 which is disposed so as to surround the diffusion plate member 310 and circulates the cooling water supplied from the cooling water circulation unit 301 to the inside.

여기에서, 상기 확산판부재(310)는 서로 다른 직경의 통공이 형성된 다공성 패널을 다수 적층시킨 것으로, 상기 제1냉각부(300)로 유입된 공기가 통공을 통과하면서 보다 넓은 면적으로 확산되도록 유도하는 역할을 하게 된다.Here, the diffusion plate member 310 is formed by stacking a plurality of porous panels having through holes of different diameters, and the air introduced into the first cooling unit 300 is guided to be diffused over a larger area while passing through the through holes. .

즉, 상기 확산판부재(310)는 이후 제2냉각부(400)에서의 열교환이 보다 더 효율적으로 이루어지도록 하기 위한 구성인 것이다.That is, the diffusion plate member 310 is configured to more efficiently perform the heat exchange in the second cooling unit 400 thereafter.

이러한 확산판부재(310)의 외표면에는 외부에 별도로 마련된 냉각수 순환장치(301)로부터 연속적으로 공급되는 냉각수를 공급받아 제1냉각부(300)를 통과하는 공기와 열교환을 실시하는 열교환 코일(320)이 배관되어 있다.The outer surface of the diffusion plate member 310 is provided with a heat exchange coil 320 for receiving cooling water continuously supplied from a cooling water circulation device 301 provided separately from the outside and performing heat exchange with air passing through the first cooling part 300 ).

상기 냉각수 순환장치(301)는 급수배관 및 펌프 등 주지의 구성을 포함하여 상기 열교환 코일(320)에 차가운 냉각수를 지속적으로 공급하여 순환하도록 하는 구성인 것이다.The cooling water circulating device 301 is a configuration including a well-known configuration such as a water supply pipe and a pump so as to continuously supply cold cooling water to the heat exchange coil 320 so as to circulate the cooling water.

이와 같은 열교환 코일(320)은 주변을 통과하는 공기와 접촉하여 열교환을 실시할 뿐 아니라, 상기 확산판부재(310)를 감싸 외표면에 접촉하도록 배관되어, 상기 확산판부재(310)로 냉기를 전도하는 역할도 하게 된다.The heat exchanger coil 320 is in contact with the air passing through the periphery to perform heat exchange as well as being piped so as to contact the outer surface of the diffuser plate member 310, It also serves to evangelize.

이에 따라, 상기 확산판부재(310)는 상술한 공기의 확산 뿐 아니라, 열교환용 핀의 역할도 수행할 수 있을 것이다.Accordingly, the diffusion plate member 310 may function not only as the air diffusion described above, but also as a heat exchange fin.

특히, 본 발명에 있어서 상기 확산판부재(310)는 도 6에 예시한 바와 같이, 서로 정렬된 통공을 통하여 공기가 순차적으로 통과하도록 적층된 전면 패널(311)과, 중간 패널(313)과, 배면 패널(315)을 포함하고; 상기 중간 패널(312)에는 제1직경의 통공(314)이 형성되고; 상기 배면 패널(315)에는 상기 제1직경을 초과하는 제2직경의 통공(316)이 형성되며; 상기 전면 패널(311)에는 상기 제1직경을 초과하는 직경의 입구와 상기 제1직경의 출구를 이루어 경사진 내주면을 갖는 테이퍼 형상의 통공(312)이 형성되는 것이 가장 바람직할 것이다.6, the diffusion plate member 310 includes a front panel 311, a middle panel 313, and a middle panel 313 stacked in order to allow air to pass sequentially through holes aligned with each other, Includes a back panel (315); A through-hole 314 of a first diameter is formed in the intermediate panel 312; The back panel 315 is formed with a through-hole 316 having a second diameter that exceeds the first diameter; It is most preferable that the front panel 311 is formed with a tapered through hole 312 having an inlet of a diameter exceeding the first diameter and an inclined inner circumferential surface of the outlet of the first diameter.

즉, 상기 확산판부재(310)는 3개의 다공성 패널인 전면 패널(311), 중간 패널(313), 그리고 배면 패널(315)을 포함할 수 있을 것이다.That is, the diffuser plate member 310 may include three porous panels: a front panel 311, an intermediate panel 313, and a back panel 315.

이러한 다공성 패널에는 각각 서로 다른 직경의 통공이 형성되어 있으며, 공기가 유입되는 측(도 6에 있어서 우측)으로부터 공기가 유출되는 측(도 6에 있어서 좌측)을 향하여 상기 전면 패널(311), 중간 패널(313), 그리고 배면 패널(315)이 순차적으로 적층되어 있는 것이다.These porous panels are each provided with through holes of different diameters. The front panel 311, the middle panel 311, the middle panel 311, the middle panel 311, The panel 313, and the back panel 315 are sequentially stacked.

이러한 다공성 패널 각각에 형성되어 있는 통공은 도 6의 (c)와 같이 그 중심이 일직선상에 정렬되어 있어, 3개의 다공성 패널이 적층되어 있어도 정렬된 각각 세 개의 통공을 통해 공기가 통과할 수 있는 것이다.As shown in FIG. 6 (c), the perforations formed in each of the porous panels are aligned in a straight line, so that even though three porous panels are stacked, air can pass through each of the three through- will be.

이때, 3개의 다공성 패널에 형성되는 통공의 직경을 모두 동일하게 설정한다면, 단순히 열교환 면적을 넓히는 역할밖에 할 수 없을 수 있다.At this time, if the diameters of the through holes formed in the three porous panels are all set to be the same, the heat exchanging area can be simply increased.

하지만, 본 발명에 있어서 상기 중간 패널(312)에는 비교적 작은 제1직경의 통공(314)이 형성되어 있으며, 이와 함께, 상기 배면 패널(315)에는 상기 제1직경을 초과하는 직경인 비교적 큰 제2직경의 통공(316)이 형성되어 있다.However, in the present invention, the intermediate panel 312 is formed with a relatively small first diameter hole 314, and the rear panel 315 is provided with a relatively large diameter A through hole 316 having a diameter of 2 is formed.

이와 더불어, 상기 전면 패널(311)에는 비교적 작은 직경인 상기 제1직경을 초과하는 확장된 직경의 입구와 상기 제1직경의 축소된 출구를 이루도록 경사진 내주면을 갖는 테이퍼 형상의 통공(312)이 형성된다.In addition, the front panel 311 is provided with a tapered through hole 312 having an inlet of an expanded diameter that exceeds the first diameter and a tapered inner circumferential surface to form a reduced outlet of the first diameter, .

즉, 3개의 다공성 패널이 적층되어 각각의 통공들이 순차적으로 형성하는 단면을 살펴보면, 전면 패널(311) 측으로 유입된 공기는 점차적으로 좁아지는 통공(312)을 따라 진행하면서 점차적으로 가속된다.That is, when three porous panels are laminated and each of the through holes sequentially formed, the air flowing toward the front panel 311 gradually accelerates along the progressively narrowing hole 312.

이후, 중간 패널(313)에 형성된 작은 직경의 통공(314)을 통과하자마자 배면 패널(315)에 형성된 큰 직경의 통공(316)을 만나면서 공기의 속도가 급격히 떨어지면서 디퓨저의 기능을 하는 동시에 단열팽창이 이루어지는 것이다.Thereafter, as soon as the air passes through the small-diameter through-hole 314 formed in the intermediate panel 313, it meets the large-diameter through-hole 316 formed in the back panel 315 and the air speed drops sharply to function as a diffuser, .

따라서, 상기 확산판부재(310)는 통공을 통과하는 공기를 넓게 확산시키는 디퓨저의 기능과 함께, 통과하는 공기를 단열팽창시켜 온도를 저하시키는 기능을 동시에 수행할 수 있는 것이다.Accordingly, the diffuser plate 310 can function as a diffuser to diffuse the air passing through the air hole in a wide range, and simultaneously perform a function of thermally expanding the air passing therethrough to lower the temperature.

그러므로, 상기 배면 패널(315)에 형성되는 통공의 형상을 상기 전면 패널(311)에 형성되는 통공과 동일한 형상으로 하되, 중간 패널(310)을 접하는 측의 통공보다 공기가 배출되는 반대편의 통공이 보다 넓은 직경의 개구를 갖도록 형성하여 디퓨저의 기능을 발휘하도록 구성될 수도 있다.Therefore, the shape of the through hole formed in the back panel 315 is the same as the shape of the through hole formed in the front panel 311, and the through hole on the side contacting the intermediate panel 310, And may be configured to have a wider diameter opening to exert the function of the diffuser.

또는, 상기 전면 패널(311)에 상기 배면 패널(315)의 제 2 직경 통공과 동일한 직경의 통공을 형성할 수도 있다.Alternatively, the front panel 311 may have a through-hole having the same diameter as the second diameter through-hole of the back panel 315.

여기에서, 상기 제1냉각부(300)의 전체 단면적에 대하여 넓은 면적의 확산판부재(310) 하나를 마련하여도 좋지만, 보다 바람직하게는 도 4 및 도 5에 예시한 바와 같이 여러 개의 확산판부재(310)로 분할하여 마련하는 것이 가능할 것이다.Here, one wide-area diffusing plate member 310 may be provided with respect to the entire cross-sectional area of the first cooling unit 300, but more preferably, as shown in Figs. 4 and 5, It is possible to divide it into the members 310.

또한, 필요에 따라서는 상기 제1냉각부(300)를 통과하는 공기가 둘 이상의 확산판부재(310)를 연속적으로 통과하여 지나갈 수 있도록, 여러 겹으로 다수를 배치하는 것도 가능할 것이다.In addition, if necessary, it is also possible to arrange a plurality of layers such that the air passing through the first cooling unit 300 passes through two or more diffusion plate members 310,

그리고, 상기 열교환 코일(320)은 상기 통공을 통과하려는 공기의 흐름을 저해하지 않도록 통공의 사이로 지그재그 형태를 이루어 배관되는 것이 바람직하다.The heat exchange coil 320 is preferably piped in a zigzag fashion between the through holes so as not to impede the flow of the air passing through the through holes.

그 결과, 상기 제1냉각부(300)로 유입된 공기는 대략 20℃ 내외의 온도로 1차 냉각되며, 이후 냉각된 공기는 바로 제2냉각부(400)로 유입된다.As a result, the air introduced into the first cooling unit 300 is firstly cooled to a temperature of about 20 ° C., and then the cooled air is directly introduced into the second cooling unit 400.

본 발명에 있어서 상기 제2냉각부(400)는 냉매가 순환하여 냉각사이클을 구성하는 냉각기(401)에 연결되어, 내부로 순환하는 냉매와 외부를 통과하는 공기 사이에 열교환을 실시하는 열교환기(410)와; 상기 열교환기(410)를 통과한 공기로부터 이물질을 여과시키는 필터부재(420)를 포함하는 것이 바람직할 것이다.In the present invention, the second cooling unit 400 includes a heat exchanger (not shown) that is connected to a cooler 401 that forms a cooling cycle by circulating refrigerant, and performs heat exchange between the refrigerant circulating inside and the air passing through the outside 410); And a filter member 420 for filtering the foreign substances from the air passing through the heat exchanger 410.

즉, 본 발명에 있어서 상기 제2냉각부(400)는 도 5와 같이 열교환기(410) 및 필터부재(420)를 추가로 포함할 수 있을 것이다.That is, in the present invention, the second cooling unit 400 may further include a heat exchanger 410 and a filter member 420 as shown in FIG.

이때, 상기 열교환기(410)는 내부로 순환하는 냉매와 외부를 통과하는 공기 사이에 열교환을 실시하는 주지의 구성으로, 판형 열교환기 등 그 형식에 제한은 없을 것이다.At this time, the heat exchanger 410 is a well-known structure for performing heat exchange between the refrigerant circulating inside and the air passing through the outside, and there is no limitation on the type such as a plate heat exchanger.

여기에서, 상기 열교환기(410)는 그 내부로 차가운 냉매가 지속적으로 순환하도록 하기 위하여 외부에 마련된 냉각기(401)와 연결되어 있는 것이다.Here, the heat exchanger 410 is connected to a cooler 401 provided outside in order to continuously circulate cool refrigerant into the heat exchanger 410.

이러한 냉각기(401)는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 그리고 증발기를 포함하여 냉매가 순환하면서 주지의 냉각사이클을 구성하게 된다.The cooler 401 includes a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator so that the coolant circulates and constitutes a well-known cooling cycle.

이에 따라, 상기 제2냉각부(400)에 마련되는 열교환기(410)는 외부에 마련된 냉각기(401)에 있어서 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 가운데 증발기의 역할을 하는 것이다. Accordingly, the heat exchanger 410 provided in the second cooling unit 400 functions as a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator among the evaporators in the cooler 401 provided outside.

그 결과, 상기 제2냉각부(400) 내에서는 냉매에 의해 대략 -20℃에 이르는 낮은 온도까지 2차적으로 공기가 냉각될 수 있는 것이다.As a result, in the second cooling unit 400, the air can be secondarily cooled to a low temperature of approximately -20 ° C by the refrigerant.

또한, 제2냉각부(400) 내에는 상기 열교환기(410) 이후에 필터부재(420)를 추가함으로써, 제2냉각부(400)를 통과하는 냉각 공기에 포함되어 있을 수 있는 각종 이물질을 여과시키게 되는 것이다.A filter member 420 is added to the second cooling unit 400 after the heat exchanger 410 to filter various foreign substances that may be contained in the cooling air passing through the second cooling unit 400, .

이후, 제2냉각부(400)를 통과한 냉각 공기는 별도의 배관을 통해 송풍기(500)로 공급된다.Then, the cooling air having passed through the second cooling unit 400 is supplied to the blower 500 through a separate pipe.

상기 송풍기(500)는 정압을 통해 제2냉각부(400)를 통과한 냉각 공기를 이후 배관을 통해 출구측 3방 밸브(220)로 압송하는 역할을 하게 된다.The blower 500 functions to feed the cooling air having passed through the second cooling unit 400 through the positive pressure to the outlet three-way valve 220 through the pipe.

이와 함께, 상기 송풍기(500)는 부압을 형성함으로써, 앞서 설명한 제1냉각부(300) 및 제2냉각부(400)로 입구측 3방 밸브(210)로부터의 냉각 대상 공기가 유입되도록 하는 역할도 함께 할 것이다.In addition, the blower 500 forms a negative pressure so that the air to be cooled from the inlet three-way valve 210 flows into the first cooling unit 300 and the second cooling unit 400 .

이러한 송풍기(500)는 케이싱과 회전하는 임펠러를 포함하는 주지의 공기 송풍기일 것이며 그 형태나 방식에 제한은 없을 것이다.Such a blower 500 may be a known air blower including a casing and a rotating impeller, and there is no limitation on the form and the manner thereof.

상기 송풍기(500)로부터 출구측 3방 밸브(220)로 공급된 냉기는 외부에 연결된 냉각 대상 챔버 또는 상기 순환 관로(100) 중 어느 하나로 보내지게 된다.The cool air supplied from the blower 500 to the outlet three-way valve 220 is sent to either the cooling target chamber connected to the outside or the circulation duct 100.

여기에서 냉각 대상 챔버란 냉기를 공급하여 냉각을 실시할 필요가 있는 임의의 공간을 의미하는 것으로, 만약 본 발명의 급속 냉각 장치(3)가 열처리 오븐(2)에 설치된다면, 상기 냉각 대상 챔버란 열처리 오븐(2) 내에 마련되는 한정된 공간의 열처리 챔버(700)가 될 수 있을 것이다.Here, the cooling object chamber means an arbitrary space in which cooling is to be performed by supplying cold air. If the rapid cooling device 3 of the present invention is installed in the heat treatment oven 2, It may be a limited space heat treatment chamber 700 provided in the heat treatment oven 2.

이러한 출구측 3방 밸브(220) 또한 2웨이 밸브로서 사용자가 직접 수동으로 조작하여 유로를 전환할 수 있는 것도 적용 가능하지만, 본 발명에 있어서는 사용자에 의해 전달되는 전기적 제어 신호에 따라 자동으로 절환 가능한 밸브가 더 바람직할 것이다.The outlet three-way valve 220 may also be a two-way valve that can be manually operated by the user to manually switch the flow path. In the present invention, however, the outlet three- way valve 220 can be automatically switched according to the electrical control signal transmitted by the user A valve would be more desirable.

이를 위해, 상기 출구측 3방 밸브(220)에도 예를 들어 구동모터(221)나 솔레노이드와 같은 구동원을 마련하여, 이러한 구동원에 의해 동작하는 것이 가능할 것이다.To this end, the outlet-side three-way valve 220 may also be provided with a driving source such as a driving motor 221 or a solenoid, for example.

따라서, 본 발명에 있어서 상기 입구측 3방 밸브(210) 및 상기 출구측 3방 밸브(220)는 전기적 신호에 따라 절환되는 전자 절환 밸브인 것이 바람직하다.Therefore, in the present invention, the inlet-side three-way valve 210 and the outlet-side three-way valve 220 are preferably electromagnetic switching valves that are switched in accordance with an electrical signal.

본 발명의 급속 냉각 장치는 상술한 바와 같은 구성을 통해 입구측 3방 밸브(210)를 통하여 들어오는 공기를 제1냉각부(300) 및 제2냉각부(400)에서 2차에 걸쳐 냉각시키게 되는 것이다.The rapid cooling apparatus according to the present invention is configured such that the air entering through the inlet-side three-way valve 210 is cooled by the first cooling unit 300 and the second cooling unit 400 through the above- will be.

2차에 걸친 냉각 이후에는 송풍기(500)를 통해 출구측 3방 밸브(220)로 압송하게 되며, 냉각 대상 챔버를 냉각하고자 할 때에는 상기 출구측 3방 밸브(220)가 냉기를 상기 냉각 대상 챔버로 공급하게 되는 것이다.The cooling water is fed to the outlet three-way valve 220 through the blower 500. When the cooling target chamber is to be cooled, the outlet three-way valve 220 blows cool air to the cooling target chamber .

만약, 상기 냉각 대상 챔버를 냉각하지 않을 때, 즉 냉각 열처리를 수행하지 않을 때에는 상기 출구측 3방 밸브(220)가 냉기를 순환 관로(100)로 공급하게 되는 것이다.When the cooling object chamber is not cooled, that is, when the cooling heat treatment is not performed, the outlet three-way valve 220 supplies cool air to the circulation duct 100.

이에 따라, 상술한 순환을 반복하면서 냉각을 위해 보다 낮은 온도로 냉각된 공기를 미리 생성시켜 준비해 놓는 것이 가능하다.Accordingly, it is possible to prepare and prepare air cooled to a lower temperature in advance for cooling while repeating the above-described circulation.

이러한 본 발명의 급속 냉각 장치(3)의 작용에 대한 설명은 이하에서 열처리 오븐(2)에 적용한 것을 실예로 들어 상세히 설명하기로 한다.The operation of the rapid cooling apparatus 3 according to the present invention will be described in detail below with reference to the application to the heat treatment oven 2 in the following.

다음으로 본 발명의 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템은, 열처리 대상물을 열처리 하는 열처리 챔버(700)와, 상기 열처리 챔버(700)를 수용하는 본체(800)와, 상기 열처리 챔버(700) 내부의 공기 또는 상기 열처리 챔버(700) 외부와 상기 본체(800) 내부 사이의 공기 중 어느 하나를 연결 관로(900)로 유입하는 흡기용 3방 밸브(230)와, 상기 열처리 챔버(700)와 상기 흡기용 3방 밸브(230) 사이에 연결되어 상기 열처리 챔버(700)로부터의 공기를 외부로 유출시키거나 또는 상기 흡기용 3방 밸브(230)로 유통시키는 배기용 3방 밸브(240)를 포함하는 열처리 오븐(2)과; 공기가 유통 가능하게 마련되는 순환 관로(100)와; 상기 순환 관로(100)의 일측에 마련되어, 상기 연결 관로(900)로부터의 공기 또는 상기 순환 관로(100)로부터의 공기 중 어느 하나를 선택적으로 유입하는 입구측 3방 밸브(210)와; 상기 입구측 3방 밸브(210)로부터 유입되는 공기를 냉각수와 열교환 하여 냉각시키는 제1냉각부(300)와; 상기 제1냉각부(300)를 통과한 공기를 냉각사이클의 냉매와 열교환 하여 추가 냉각시키는 제2냉각부(400)와; 상기 제2냉각부(400)를 통과한 냉기를 압송하는 송풍기(500)와; 상기 송풍기(500)로부터의 냉기를 상기 열처리 챔버(700) 내부 또는 상기 순환 관로(100) 중 어느 하나로 유출시키는 출구측 3방 밸브(220)를 포함하는 급속 냉각 장치(3)를 포함할 수 있을 것이다.Next, a heat treatment oven system having a rapid cooling apparatus according to the present invention includes a heat treatment chamber 700 for heat-treating an object to be heat-treated, a main body 800 for accommodating the heat treatment chamber 700, And an air intake three-way valve 230 for introducing any one of the air in the heat treatment chamber 700 and the air in the interior of the body 800 to the connection duct 900, And an exhaust three-way valve 240 connected between the intake three-way valve 230 to discharge the air from the heat treatment chamber 700 to the outside or to flow to the intake three-way valve 230 A heat treatment oven 2; A circulation line 100 in which air can be circulated; An inlet side three-way valve 210 provided at one side of the circulation duct 100 for selectively introducing air from the connection duct 900 or air from the circulation duct 100; A first cooling unit 300 for cooling the air introduced from the inlet-side three-way valve 210 by exchanging heat with cooling water; A second cooling unit 400 for further cooling the air passing through the first cooling unit 300 by heat exchange with the refrigerant in the cooling cycle; A blower 500 for feeding cool air having passed through the second cooling unit 400; And a rapid cooling device 3 including an outlet-side three-way valve 220 for discharging the cold air from the blower 500 to either the heat treatment chamber 700 or the circulation duct 100 will be.

이와 같은 본 발명의 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템은 상술한 급속 냉각 장치(3)가 디스플레이 패널이나 반도체 웨이퍼 등과 같이 열처리 대상물을 가열 또는 냉각하는 열처리 오븐(2)에 연결되도록 설치된 것이다.In the heat treatment oven system having the rapid cooling device of the present invention, the rapid cooling device 3 is connected to a heat treatment oven 2 for heating or cooling the object to be heat treated such as a display panel or a semiconductor wafer.

즉, 본 발명의 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템은 크게 열처리 오븐(2)과 급속 냉각 장치(3)를 포함한다.That is, the heat treatment oven system including the rapid cooling apparatus of the present invention includes a heat treatment oven 2 and a rapid cooling apparatus 3.

이때, 상기 열처리 오븐(2)은 다시 열처리 챔버(700), 본체(800), 흡기용 3방 밸브(230), 그리고 배기용 3방 밸브(240)를 포함하고 있다.The heat treatment oven 2 includes a heat treatment chamber 700, a main body 800, a three-way valve 230 for intake, and a three-way valve 240 for exhaust.

우선, 열처리 챔버(700)는 디스플레이 패널이나 반도체 웨이퍼 등과 같이 열처리 대상물을 수용한 상태에서 가열 또는 냉각을 통해 실질적인 열처리를 수행하는 단열 공간에 해당하는 것이다.First, the heat treatment chamber 700 corresponds to a heat insulating space, such as a display panel or a semiconductor wafer, which performs a substantial heat treatment through heating or cooling in a state where the object to be heat treated is accommodated.

이러한 열처리 챔버(700)는 열처리 오븐(2)의 본체(800) 내부에 마련될 것이다.The heat treatment chamber 700 may be provided inside the body 800 of the heat treatment oven 2.

이와 같은 열처리 오븐(2)의 본체(800)에는 상기 열처리 챔버(700)를 비롯하여, 순환용 블로워나 분사 노즐 등이 마련될 수 있을 것이며, 열처리를 위한 공기를 급기하기 위한 급기구나 배기하기 위한 배기구 등이 마련될 것이다.The main body 800 of the heat treatment oven 2 may be provided with the heat treatment chamber 700 as well as a circulation blower or an injection nozzle and may be provided with an air supply port for supplying air for heat treatment, Will be provided.

따라서, 본 발명의 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템에 있어서 열처리 챔버(700) 및 본체(800)를 포함하는 열처리 오븐(2)은, 도 1 또는 도 2에 예시한 종래의 열처리 오븐(2)과 유사하거나 동일한 구성이어도 가능하다.Therefore, in the heat treatment oven system equipped with the rapid cooling apparatus of the present invention, the heat treatment oven 2 including the heat treatment chamber 700 and the body 800 is provided with the conventional heat treatment oven 2 ) May be similar or identical to each other.

예를 들어, 도 1에 예시한 열처리 오븐(2)의 공기 급기구(10) 및 공기 배기구(40)에 상술한 급속 냉각 장치(3)가 연결되도록 설치할 수도 있는 것이다.For example, the rapid cooling device 3 may be connected to the air supply mechanism 10 and the air exhaust port 40 of the heat treatment oven 2 shown in FIG.

특히, 본 발명에 있어서는 도 4와 같이 상기 열처리 오븐(2)과 급속 냉각 장치(3) 사이에 흡기용 3방 밸브(230) 및 배기용 3방 밸브(240)가 추가적으로 마련되어 있다.Particularly, in the present invention, as shown in FIG. 4, a three-way valve 230 for intake and a three-way valve 240 for exhaust are additionally provided between the heat treatment oven 2 and the rapid cooling device 3.

상기 흡기용 3방 밸브(230)는 상기 열처리 챔버(700) 내부의 공기 또는 상기 열처리 챔버(700) 외부와 상기 본체(800) 내부 사이의 공기 중 어느 하나를 연결 관로(900)로 유입하기 위한 구성이다.The three-way valve for intake 230 is provided for introducing air in the heat treatment chamber 700 or air between the outside of the heat treatment chamber 700 and the inside of the body 800 into the connection pipe 900 .

여기에서 상기 연결 관로(900)는 단순히 흡기용 3방 밸브(230)와 입구측 3방 밸브(210)를 연결하기 위한 관로에 해당하는 것이다.Here, the connection duct 900 corresponds to a duct for connecting the three-way valve 230 for intake and the three-way valve 210 for inlet.

이때, 상기 흡기용 3방 밸브(230)는 상기 열처리 챔버(700) 외부와 상기 본체(800) 내부 사이의 버려지는 공기를 유입할 수 있음에 주목해야 할 것이다.At this time, it should be noted that the intake three-way valve 230 may introduce the discarded air between the outside of the heat treatment chamber 700 and the inside of the main body 800.

이러한 흡기용 3방 밸브(230) 또한 2웨이 밸브로서 사용자가 직접 수동으로 조작하여 유로를 전환할 수 있는 것도 적용 가능하지만, 본 발명에 있어서는 사용자에 의해 전달되는 전기적 제어 신호에 따라 자동으로 절환 가능한 밸브가 더 바람직할 것이다.The intake three-way valve 230 may also be a two-way valve that can be manually operated by a user to manually switch the flow path. In the present invention, however, the intake three-way valve 230 can be automatically switched according to the electrical control signal transmitted by the user A valve would be more desirable.

다음으로, 배기용 3방 밸브(240)는 상기 열처리 챔버(700)와 상기 흡기용 3방 밸브(230) 사이에 연결되어 상기 열처리 챔버(700)로부터의 공기를 외부로 유출시키거나 또는 상기 흡기용 3방 밸브(230)로 유통시키는 구성이다.The exhaust three-way valve 240 is connected between the heat treatment chamber 700 and the three-way valve for intake 230 to discharge the air from the heat treatment chamber 700 to the outside, Way valve (230).

이러한 배기용 3방 밸브(240) 또한 2웨이 밸브로서 사용자가 직접 수동으로 조작하여 유로를 전환할 수 있는 것도 적용 가능하지만, 본 발명에 있어서는 사용자에 의해 전달되는 전기적 제어 신호에 따라 자동으로 절환 가능한 밸브가 더 바람직할 것이다.The exhaust three-way valve 240 may also be a two-way valve that can be manually operated by the user to manually switch the flow path. In the present invention, however, the three way valve can be automatically switched according to the electrical control signal transmitted by the user A valve would be more desirable.

이를 위해, 상기 배기용 3방 밸브(240)와 상기 흡기용 3방 밸브(230)에도 예를 들어 구동모터(241)(231)나 솔레노이드와 같은 구동원을 마련하여, 이러한 구동원에 의해 동작하는 것이 가능할 것이다.For this purpose, a driving source such as a driving motor 241 (231) or a solenoid is provided in the exhaust three-way valve 240 and the intake three-way valve 230, It will be possible.

다음으로, 급속 냉각 장치(3)는 기본적으로 상술한 구성과 대부분 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Next, the rapid cooling device 3 is basically the same as the above-described configuration, and thus a duplicate description will be omitted.

본 발명의 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템에 있어서는 급속 냉각 장치(3)의 입구측 3방 밸브(210)가 상기 연결 관로(900)로부터의 공기 또는 상기 순환 관로(100)로부터의 공기 중 어느 하나를 선택적으로 유입하게 되는 것에 차이가 있다.In the heat treatment oven system equipped with the rapid cooling device of the present invention, the inlet three-way valve 210 of the rapid cooling device 3 is connected to the air from the connection pipe 900 or the air from the circulation pipe 100 There is a difference in that one of them is selectively introduced.

그 결과, 상술한 열처리 오븐(2)의 열처리 챔버(700) 내부 공기는, 공기 배기구(40)(도 1 참조)로부터 배기용 3방 밸브(240) 및 흡기용 3방 밸브(230)를 거쳐 연결 관로(900)를 통해 급속 냉각 장치(3)의 입구측 3방 밸브(210)로 유입될 수 있는 것이다.As a result, the air in the heat treatment chamber 700 of the heat treatment oven 2 described above flows from the air exhaust port 40 (see FIG. 1) through the exhaust three-way valve 240 and the intake three-way valve 230 Can be introduced into the inlet-side three-way valve (210) of the rapid cooling device (3) through the connection pipe (900).

또한, 급속 냉각 장치(3)에서 냉각된 공기는 출구측 3방 밸브(220)로부터 열처리 오븐(2)의 열처리 챔버(700)에 형성된 공기 급기구(10)(도 1 참조)로 공급될 수 있는 것이다.The air cooled in the rapid cooling device 3 can be supplied from the outlet three-way valve 220 to the air supply mechanism 10 (see FIG. 1) formed in the heat treatment chamber 700 of the heat treatment oven 2 It is.

그리고, 상술한 모든 3방 밸브인 상기 입구측 3방 밸브(210)와, 상기 출구측 3방 밸브(220)와, 상기 흡기용 3방 밸브(230)와, 상기 배기용 3방 밸브(240)는 전기적 신호에 따라 절환되는 전자 절환 밸브인 것이 바람직 할 것이다.The inlet side three-way valve 210, the outlet side three-way valve 220, the intake three-way valve 230, the exhaust three-way valve 240 Is preferably an electromagnetic switching valve that is switched in accordance with an electrical signal.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described with reference to FIG.

상기와 같이 구성된 본 발명의 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템은 기본적으로 3가지 모드로 작동할 수 있는 것이다.The heat treatment oven system having the rapid cooling device of the present invention configured as above can basically operate in three modes.

즉, 첫 번째 작동 모드는 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 열처리 오븐(2)이 냉각 열처리를 준비하고 있어 급속 냉각 장치(3)에서 차갑게 냉각된 공기를 생성하였지만 이를 열처리 오븐(2)에 공급하지 않고 순환 관로(100)를 통해 자체적으로 순환시키는 모드이다.That is, in the first operation mode, as shown in FIG. 7A, the heat treatment oven 2 prepares for a cooling heat treatment to generate coldly cooled air in the rapid cooling device 3, And circulates through the circulation duct 100 itself.

그리고, 두 번째 작동 모드는 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 열처리 오븐(2)이 냉각 열처리를 시작한 직후로서, 급속 냉각 장치(3)에서 차갑게 냉각된 공기를 열처리 오븐(2)에 공급하게 된다.7 (b), in the second operation mode, immediately after the heat treatment oven 2 starts the cooling heat treatment, the cooled cool air in the rapid cooling device 3 is supplied to the heat treatment oven 2 .

이때, 열처리 오븐(2)에 있던 뜨거운 공기를 외부로 배출시키는 동안, 열처리 챔버(700)의 외부와 본체(800) 내부 사이 공간으로부터 버려지는 공기를 흡입하여 냉각을 실시하는 모드이다.In this case, while the hot air in the heat treatment oven 2 is discharged to the outside, the air is sucked from the space between the outside of the heat treatment chamber 700 and the inside of the main body 800 to perform cooling.

마지막으로 세 번째 작동 모드는 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 열처리 오븐(2)으로부터 뜨거운 공기가 모두 배출된 이후, 열처리 오븐(2)의 차가운 공기를 흡입하여 냉각을 실시한 후, 다시 열처리 오븐(2)으로 냉기를 공급하여 순환시키는 모드인 것이다.Finally, in the third operating mode, as shown in Fig. 7 (c), after the hot air is completely exhausted from the heat treatment oven 2, the cold air in the heat treatment oven 2 is sucked and cooled, And the cool air is supplied to the heat treatment oven 2 for circulation.

이하에서 각각의 작동 모드에 따라 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation modes will be described in detail.

<냉각된 공기를 열처리 오븐(2)에 공급하지 않는 순환 모드>&Lt; Circulation mode in which the cooled air is not supplied to the heat treatment oven 2 &

이 작동 모드에서는 열처리 오븐(2)과 급속 냉각 장치(3)가 서로 연결되어 있지만, 실제로 어떠한 공기의 흐름도 서로 간에 발생치 않는 상태이다.In this operating mode, the heat treatment oven 2 and the rapid cooling device 3 are connected to each other, but actually no air flow is generated between them.

즉, 급속 냉각 장치(3)에서 냉각된 공기가 열처리 오븐(2)으로 공급되지 않고 자체적으로 순환하고 있는 모드인 것이다.In other words, the air cooled in the rapid cooling device 3 is not circulated to the heat treatment oven 2 but circulates itself.

이 상태에서는 입구측 3방 밸브(210)는 순환 관로(100)를 통해 유입되는 공기를 제1냉각부(300)로 보내 확산판부재(310) 및 열교환 코일(320)에 의해 1차적으로 냉각을 실시하게 된다.In this state, the inlet-side three-way valve 210 sends the air introduced through the circulation duct 100 to the first cooling unit 300 to be primarily cooled by the diffusion plate member 310 and the heat exchange coil 320 .

이후, 제2냉각부(400)에서는 열교환기(410)를 통해 2차적으로 냉각을 실시한 후 필터부재(420)를 거쳐 이물질이 여과된다.Then, in the second cooling unit 400, the cooling water is secondarily cooled through the heat exchanger 410, and the foreign matter is filtered through the filter member 420.

이후, 2차에 걸쳐 냉각된 공기는 송풍기(500)로부터 압송되어 출구측 3방 밸브(220)로 보내지지만, 상기 출구측 3방 밸브(220)는 냉각된 공기를 열처리 오븐(2)으로 공급하지 않고 다시 순환 관로(100)를 통해 입구측 3방 밸브(210)로 순환시키게 된다.Thereafter, the secondarily cooled air is fed from the blower 500 to the outlet three-way valve 220, and the outlet three-way valve 220 supplies the cooled air to the heat treatment oven 2 And then circulated to the inlet-side three-way valve 210 through the circulation line 100 again.

이에 따라, 열처리 오븐(2)에서 냉각 열처리를 하기 직전 급속 냉각 장치(3) 내부에서 매우 낮은 온도로 냉각된 공기를 미리 준비할 수 있는 것이다.Thus, the air cooled to a very low temperature can be prepared in advance in the rapid cooling device 3 immediately before the cooling heat treatment in the heat treatment oven 2 is performed.

<냉각된 공기를 열처리 오븐(2)에 공급하는 배출 모드><Discharge mode for supplying cooled air to the heat treatment oven 2>

이 작동 모드에서는 가열 열처리를 끝마친 열처리 오븐(2)의 뜨거운 공기는 외부로 배출시키고, 열처리 오븐(2)에 있어서 열처리 챔버(700)의 외부와 본체(800) 내부 사이 공간으로부터 공기를 흡입하여 냉각시켜서 열처리 오븐(2)에 공급하는 상태이다.In this operation mode, hot air in the heat treatment oven 2 that has completed the heating heat treatment is discharged to the outside, and air is sucked from the space between the outside of the heat treatment chamber 700 and the inside of the main body 800 in the heat treatment oven 2, And supplied to the heat treatment oven 2.

이 상태에서는 흡기용 3방 밸브(230)를 통해 열처리 챔버(700)의 외부와 본체(800) 내부 사이 공간으로부터 버려지는 공기를 흡입하여 연결 관로(900)로 유입된다.In this state, air discharged from the space between the inside of the main body 800 and the outside of the heat treatment chamber 700 is sucked through the three-way valve for intake air 230 and flows into the connection pipe 900.

이후, 입구측 3방 밸브(210)는 연결 관로(900)를 통해 유입되는 공기를 제1냉각부(300)로 보내 확산판부재(310) 및 열교환 코일(320)에 의해 1차적으로 냉각을 실시하게 된다.Thereafter, the inlet-side three-way valve 210 firstly conveys the air introduced through the connection pipe 900 to the first cooling section 300 to be primarily cooled by the diffusion plate member 310 and the heat exchange coil 320 .

이후, 제2냉각부(400)에서는 열교환기(410)를 통해 2차적으로 냉각을 실시한 후 필터부재(420)를 거쳐 이물질이 여과된다.Then, in the second cooling unit 400, the cooling water is secondarily cooled through the heat exchanger 410, and the foreign matter is filtered through the filter member 420.

이후, 2차에 걸쳐 냉각된 공기는 송풍기(500)로부터 압송되어 출구측 3방 밸브(220)로 보내지며, 상기 출구측 3방 밸브(220)는 냉각된 공기를 열처리 오븐(2)의 열처리 챔버(700) 내부로 공급하게 된다.Thereafter, the secondarily cooled air is fed from the blower 500 to the outlet side three-way valve 220, and the outlet side three-way valve 220 conveys the cooled air to the heat treatment furnace 2 And is supplied into the chamber 700.

그 결과, 상기 열처리 오븐(2)의 열처리 챔버(700) 내에서는 대략 -20℃에 이르는 차가운 냉각 공기에 의해 냉각 열처리가 시작되는 것이다.As a result, in the heat treatment chamber 700 of the heat treatment oven 2, the cooling heat treatment is started by the cold cooling air reaching approximately -20 占 폚.

이때, 상기 열처리 오븐(2) 내에 존재하던 뜨거운 공기는 공기 배기구(40)를 통해 배기용 3방 밸브(240)로 보내지며, 배기용 3방 밸브(240)는 뜨거운 공기를 외부로 배출시키게 되는 것이다.At this time, the hot air existing in the heat treatment oven 2 is sent to the exhaust three-way valve 240 through the air exhaust port 40 and the exhaust three-way valve 240 exhausts the hot air to the outside will be.

그 결과, 열처리 오븐(2) 내의 뜨거운 공기는 대기 중으로 배출시키는 반면, 열처리 챔버(700)의 외부와 본체(800) 내부 사이 공간으로부터 버려지는 공기를 흡입하여 냉각을 실시하게 되는 것이다.As a result, hot air in the heat treatment oven 2 is discharged into the atmosphere, while air sucked from the space between the outside of the heat treatment chamber 700 and the inside of the main body 800 is sucked and cooled.

<냉각된 공기를 열처리 오븐(2)에 공급하여 순환하는 모드>&Lt; Mode in which cooled air is supplied to the heat treatment oven 2 and circulated >

이 작동 모드에서는 열처리 오븐(2)의 뜨거운 공기가 모두 외부로 배출되어 열처리 오븐(2) 내에서 냉각 열처리를 마친 차가운 공기를 흡입하여 더 낮은 온도로 냉각시켜서 다시 열처리 오븐(2)에 공급하는 상태이다.In this operation mode, all of the hot air in the heat treatment oven 2 is discharged to the outside, the cold air having undergone the cooling heat treatment in the heat treatment oven 2 is sucked and cooled to a lower temperature and then supplied to the heat treatment oven 2 to be.

이 상태에서는 열처리 챔버(700)로부터의 차가운 공기가 배기용 3방 밸브(240) 및 흡기용 3방 밸브(230)를 거쳐 연결 관로(900)로 유입된다.In this state, the cold air from the heat treatment chamber 700 flows into the connection pipe 900 through the exhaust three-way valve 240 and the intake three-way valve 230.

이후, 입구측 3방 밸브(210)는 연결 관로(900)를 통해 유입되는 공기를 제1냉각부(300)로 보내 확산판부재(310) 및 열교환 코일(320)에 의해 1차적으로 냉각을 실시하게 된다.Thereafter, the inlet-side three-way valve 210 firstly conveys the air introduced through the connection pipe 900 to the first cooling section 300 to be primarily cooled by the diffusion plate member 310 and the heat exchange coil 320 .

이후, 제2냉각부(400)에서는 열교환기(410)를 통해 2차적으로 냉각을 실시한 후 필터부재(420)를 거쳐 이물질이 여과된다.Then, in the second cooling unit 400, the cooling water is secondarily cooled through the heat exchanger 410, and the foreign matter is filtered through the filter member 420.

이후, 2차에 걸쳐 냉각된 공기는 송풍기(500)로부터 압송되어 출구측 3방 밸브(220)로 보내지며, 상기 출구측 3방 밸브(220)는 냉각된 공기를 열처리 오븐(2)의 열처리 챔버(700) 내부로 공급하게 된다.Thereafter, the secondarily cooled air is fed from the blower 500 to the outlet side three-way valve 220, and the outlet side three-way valve 220 conveys the cooled air to the heat treatment furnace 2 And is supplied into the chamber 700.

그 결과, 상기 열처리 오븐(2)의 열처리 챔버(700) 내에서는 대략 -20℃에 이르는 차가운 냉각 공기에 의해 냉각 열처리가 수행되는 것이다.As a result, in the heat treatment chamber 700 of the heat treatment oven 2, the cooling heat treatment is performed by cold cooling air reaching approximately -20 캜.

열처리 오븐(2)을 통과한 비교적 차가운 공기는 다시 회수되어 급속 냉각 장치(3)로 순환하는 것을 반복하게 된다.The relatively cool air that has passed through the heat treatment oven 2 is recovered again and circulated to the rapid cooling device 3 repeatedly.

따라서, 본 발명의 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템은 기본적으로 냉각수를 통한 1차 냉각 및 냉매를 통한 2차 냉각을 통해 대략 -20℃의 차가운 냉각 공기를 열처리 오븐(2)에 공급하여 디스플레이 패널이나 반도체 웨이퍼와 같은 열처리 대상물을 냉각 열처리 할 수 있는 것이다.Accordingly, the heat treatment oven system having the rapid cooling device of the present invention basically supplies cold cooling air of approximately -20 ° C to the heat treatment oven 2 through the primary cooling through the cooling water and the secondary cooling through the refrigerant, The object to be heat-treated such as a panel or a semiconductor wafer can be subjected to a cooling heat treatment.

게다가, 제1냉각부(300)에는 확산판부재(310) 및 열교환 코일(320)이 마련되고, 제2냉각부(400)에는 열교환기(410) 및 필터부재(420)가 마련되어 보다 효율 높게 공기를 냉각하고 이물질을 제거하는 것이 가능한 것이다.In addition, the first cooling unit 300 is provided with the diffusion plate member 310 and the heat exchange coil 320, and the second cooling unit 400 is provided with the heat exchanger 410 and the filter member 420, It is possible to cool air and remove foreign matter.

이와 더불어, 전자 절환 밸브인 다수의 3방 밸브를 통해 유로를 적절하게 제어함으로써, 열처리 오븐(2)의 열처리 상황에 따라 냉각된 공기를 열처리 오븐(2)에 공급하지 않고 급속 냉각 장치(3) 자체적으로 순환시킬 수도 있다.In addition, by appropriately controlling the flow path through a plurality of three-way valves serving as electromagnetic switching valves, it is possible to cool the rapid cooling apparatus 3 without supplying the cooled air to the heat treatment oven 2 in accordance with the heat treatment condition of the heat treatment oven 2, It may circulate itself.

또한, 가열 열처리를 마친 뜨거운 공기는 배출시키는 동시에 열처리 챔버(700) 외부와 본체(800) 내부 사이의 버려지는 공기를 흡입하여 냉각시키는 것도 가능하여 효율 높게 공기를 냉각시켜 열처리 오븐(2)에 공급하는 것도 가능하다는 탁월한 이점을 지닌 발명인 것이다.In addition, it is also possible to discharge the hot air after the heating heat treatment and to cool the inhaled air between the outside of the heat treatment chamber 700 and the inside of the main body 800 to cool the air, and supply the air to the heat treatment oven 2 It is an invention with an excellent advantage that it is possible to do.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.The above embodiment is an example for explaining the technical idea of the present invention specifically, and the scope of the present invention is not limited to the above-mentioned drawings or embodiments.

2 : 열처리 오븐 3 : 급속 냉각 장치
100 : 순환 관로 210 : 입구측 3방 밸브
211, 221, 231, 241 : 구동모터 220 : 출구측 3방 밸브
230 : 흡기용 3방 밸브 240 : 배기용 3방 밸브
300 : 제1냉각부 301 : 냉각수 순환장치
310 : 확산판부재 311 : 전면 패널
312, 314, 316 : 통공 313 : 중간 패널
315 : 배면 패널 320 : 열교환 코일
400 : 제2냉각부 401 : 냉각기
410 : 열교환기 420 : 필터부재
500 : 송풍기 600 : 외부 챔버
700 : 열처리 챔버 800 : 본체
900 : 연결 관로2: Heat treatment oven 3: Rapid cooling device
100: circulation line 210: inlet-side three-way valve
211, 221, 231, 241: drive motor 220: outlet three-way valve
230: Three-way valve for intake air 240: Three-way valve for exhaust
300: first cooling section 301: cooling water circulation device
310: diffuser plate member 311: front panel
312, 314, 316: through hole 313: intermediate panel
315: back panel 320: heat exchange coil
400: second cooling section 401: cooler
410: heat exchanger 420: filter element
500: blower 600: outer chamber
700: heat treatment chamber 800: main body
900: Connection pipe

Claims (12)

공기가 유통 가능하게 마련되는 순환 관로와;
상기 순환 관로의 일측에 마련되어, 냉각 대상 공기 또는 상기 순환 관로로부터의 공기 중 어느 하나를 선택적으로 유입하는 입구측 3방 밸브와;
상기 입구측 3방 밸브로부터 유입되는 공기를 냉각수와 열교환 하여 냉각시키는 제1냉각부와;
상기 제1냉각부를 통과한 공기를 냉각사이클의 냉매와 열교환 하여 추가 냉각시키는 제2냉각부와;
상기 제2냉각부를 통과한 냉기를 압송하는 송풍기와;
상기 송풍기로부터의 냉기를 냉각 대상 챔버 또는 상기 순환 관로 중 어느 하나로 유출시키는 출구측 3방 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 급속 냉각 장치.A circulation conduit in which air can be circulated;
An inlet side three-way valve provided on one side of the circulation duct for selectively introducing any one of air to be cooled or air from the circulation duct;
A first cooling unit that cools the air introduced from the inlet-side three-way valve by heat exchange with the cooling water;
A second cooling unit for further cooling the air passing through the first cooling unit by exchanging heat with the refrigerant in the cooling cycle;
A blower for feeding cold air passing through the second cooling unit;
And an outlet-side three-way valve for discharging the cool air from the blower to any one of the cooling object chamber and the circulation duct. 제1항에 있어서,
상기 제1냉각부 및 상기 제2냉각부는;
단열재를 포함하는 내부 챔버 내에 형성되고, 상기 내부 챔버는 단열재를 포함하는 외부 챔버 내에 수용되어 2중 챔버를 형성하는 것을 특징으로 하는 급속 냉각 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first cooling unit and the second cooling unit comprise:
Wherein the inner chamber is formed in an inner chamber including a heat insulating material, and the inner chamber is accommodated in an outer chamber including a heat insulating material to form a double chamber. 제2항에 있어서,
상기 제1냉각부는;
서로 다른 직경의 통공이 형성된 다공패널이 다수 적층된 확산판부재와;
상기 확산판부재를 감싸 접촉하도록 배관되어, 냉각수 순환장치로부터 공급되는 냉각수가 내부로 순환하는 열교환 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 급속 냉각 장치.3. The method of claim 2,
The first cooling unit includes:
A diffusing plate member in which a plurality of perforated openings having different diameters are formed;
And a heat exchange coil which is piped so as to surround the diffusion plate member so as to be in contact therewith and to which the cooling water supplied from the cooling water circulation device circulates. 제3항에 있어서,
상기 확산판부재는;
서로 정렬된 통공을 통하여 공기가 순차적으로 통과하도록 적층된 전면 패널과, 중간 패널과, 배면 패널을 포함하고;
상기 중간 패널에는 제1직경의 통공이 형성되고;
상기 배면 패널에는 상기 제1직경을 초과하는 제2직경의 통공이 형성되며;
상기 전면 패널에는 상기 제1직경을 초과하는 직경의 입구와 상기 제1직경의 출구를 이루어 경사진 내주면을 갖는 테이퍼 형상의 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 급속 냉각 장치.The method of claim 3,
Wherein the diffuser plate member comprises:
A front panel, a middle panel, and a rear panel stacked so that air passes sequentially through through-holes aligned with each other;
A through-hole having a first diameter is formed in the intermediate panel;
A through hole having a second diameter exceeding the first diameter is formed on the back panel;
Wherein the front panel is formed with a tapered through hole having an inlet having a diameter exceeding the first diameter and an inclined inner circumferential surface having the outlet having the first diameter. 제4항에 있어서,
상기 제2냉각부는;
냉매가 순환하여 냉각사이클을 구성하는 냉각기에 연결되어, 내부로 순환하는 냉매와 외부를 통과하는 공기 사이에 열교환을 실시하는 열교환기와;
상기 열교환기를 통과한 공기로부터 이물질을 여과시키는 필터부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 급속 냉각 장치.5. The method of claim 4,
The second cooling unit comprises:
A heat exchanger connected to a cooler which circulates the coolant to constitute a cooling cycle and performs heat exchange between the refrigerant circulating inside and the air passing through the outside;
And a filter member for filtering the foreign substances from the air passing through the heat exchanger. 제5항에 있어서,
상기 입구측 3방 밸브 및 상기 출구측 3방 밸브는;
전기적 신호에 따라 절환되는 전자 절환 밸브인 것을 특징으로 하는 급속 냉각 장치.6. The method of claim 5,
The inlet-side three-way valve and the outlet-side three-way valve;
And is an electromagnetic switching valve that is switched in accordance with an electrical signal. 열처리 대상물을 열처리 하는 열처리 챔버와, 상기 열처리 챔버를 수용하는 본체와, 상기 열처리 챔버 내부의 공기 또는 상기 열처리 챔버 외부와 상기 본체 내부 사이의 공기 중 어느 하나를 연결 관로로 유입하는 흡기용 3방 밸브와, 상기 열처리 챔버와 상기 흡기용 3방 밸브 사이에 연결되어 상기 열처리 챔버로부터의 공기를 외부로 유출시키거나 또는 상기 흡기용 3방 밸브로 유통시키는 배기용 3방 밸브를 포함하는 열처리 오븐과;
공기가 유통 가능하게 마련되는 순환 관로와; 상기 순환 관로의 일측에 마련되어, 상기 연결 관로로부터의 공기 또는 상기 순환 관로로부터의 공기 중 어느 하나를 선택적으로 유입하는 입구측 3방 밸브와; 상기 입구측 3방 밸브로부터 유입되는 공기를 냉각수와 열교환 하여 냉각시키는 제1냉각부와; 상기 제1냉각부를 통과한 공기를 냉각사이클의 냉매와 열교환 하여 추가 냉각시키는 제2냉각부와; 상기 제2냉각부를 통과한 냉기를 압송하는 송풍기와; 상기 송풍기로부터의 냉기를 상기 열처리 챔버 내부 또는 상기 순환 관로 중 어느 하나로 유출시키는 출구측 3방 밸브를 포함하는 급속 냉각 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템.A three-way valve for intake, which introduces either air inside the heat treatment chamber or air between the inside of the heat treatment chamber and the inside of the main body into a connection channel, a heat treatment chamber for heat-treating the heat treatment object, a main body for accommodating the heat treatment chamber, And a three-way valve connected between the heat treatment chamber and the intake three-way valve for exhausting air from the heat treatment chamber to the outside or circulating the air to the intake three-way valve;
A circulation conduit in which air can be circulated; An inlet side three-way valve provided at one side of the circulation conduit for selectively introducing air from the connection conduit or air from the circulation conduit; A first cooling unit that cools the air introduced from the inlet-side three-way valve by heat exchange with the cooling water; A second cooling unit for further cooling the air passing through the first cooling unit by exchanging heat with the refrigerant in the cooling cycle; A blower for feeding cold air passing through the second cooling unit; And a rapid cooling device including an outlet side three-way valve for discharging the cold air from the blower to either the heat treatment chamber or the circulation duct. 제7항에 있어서,
상기 제1냉각부 및 상기 제2냉각부는;
단열재를 포함하는 내부 챔버 내에 형성되고, 상기 내부 챔버는 단열재를 포함하는 외부 챔버 내에 수용되어 2중 챔버를 형성하는 것을 특징으로 하는 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the first cooling unit and the second cooling unit comprise:
Wherein the inner chamber is formed in an inner chamber including a heat insulating material, and the inner chamber is accommodated in an outer chamber including a heat insulating material to form a double chamber. 제8항에 있어서,
상기 제1냉각부는;
서로 다른 직경의 통공이 형성된 다공패널이 다수 적층된 확산판부재와;
상기 확산판부재를 감싸 접촉하도록 배관되어, 냉각수 순환장치로부터 공급되는 냉각수가 내부로 순환하는 열교환 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템.9. The method of claim 8,
The first cooling unit includes:
A diffusing plate member in which a plurality of perforated openings having different diameters are formed;
And a heat exchanger coil piped so as to surround the diffusing plate member so as to circulate the cooling water supplied from the cooling water circulation device to the inside thereof. 제9항에 있어서,
상기 확산판부재는;
서로 정렬된 통공을 통하여 공기가 순차적으로 통과하도록 적층된 전면 패널과, 중간 패널과, 배면 패널을 포함하고;
상기 중간 패널에는 제1직경의 통공이 형성되고;
상기 배면 패널에는 상기 제1직경을 초과하는 제2직경의 통공이 형성되며;
상기 전면 패널에는 상기 제1직경을 초과하는 직경의 입구와 상기 제1직경의 출구를 이루어 경사진 내주면을 갖는 테이퍼 형상의 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템.10. The method of claim 9,
Wherein the diffuser plate member comprises:
A front panel, a middle panel, and a rear panel stacked so that air passes sequentially through through-holes aligned with each other;
A through-hole having a first diameter is formed in the intermediate panel;
A through hole having a second diameter exceeding the first diameter is formed on the back panel;
Wherein the front panel is formed with a tapered through hole having an inlet having a diameter exceeding the first diameter and an inclined inner circumferential surface having the outlet having the first diameter. 제10항에 있어서,
상기 제2냉각부는;
냉매가 순환하여 냉각사이클을 구성하는 냉각기에 연결되어, 내부로 순환하는 냉매와 외부를 통과하는 공기 사이에 열교환을 실시하는 열교환기와;
상기 열교환기를 통과한 공기로부터 이물질을 여과시키는 필터부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템.11. The method of claim 10,
The second cooling unit comprises:
A heat exchanger connected to a cooler which circulates the coolant to constitute a cooling cycle and performs heat exchange between the refrigerant circulating inside and the air passing through the outside;
And a filter member for filtering the foreign substances from the air passing through the heat exchanger. 제11항에 있어서,
상기 입구측 3방 밸브와, 상기 출구측 3방 밸브와, 상기 흡기용 3방 밸브와, 상기 배기용 3방 밸브는;
전기적 신호에 따라 절환되는 전자 절환 밸브인 것을 특징으로 하는 급속 냉각 장치를 구비한 열처리 오븐 시스템.12. The method of claim 11,
The inlet three-way valve, the outlet-side three-way valve, the intake three-way valve, and the exhaust three-way valve;
Wherein the electromagnetic switching valve is an electromagnetic switching valve that is switched according to an electrical signal.
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