KR20180124272A - 기체 입자조절장치 및 이를 이용한 스팀처리시스템 - Google Patents

기체 입자조절장치 및 이를 이용한 스팀처리시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치 및 이를 이용한 스팀처리시스템은 기체를 공급받는 챔버, 상기 기체를 냉각하여 상기 기체의 입자크기를 증가시키는 냉각기, 상기 기체를 가열하여 상기 기체의 입자크기를 감소시키는 가열기 및 상기 냉각기 및 상기 가열기를 통하여, 상기 기체의 입자크기가 조절된 기체가 상기 챔버 외부로 토출되는 토출부를 포함할 수 있다.

Description

기체 입자조절장치 및 이를 이용한 스팀처리시스템{APPARATUS FOR STEAM PARTICLE SIZE CONTROL AND SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 기체 입자조절장치 및 이를 이용한 스팀처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기체의 입자크기를 조절하는 챔버를 구비한 기체 입자조절장치 및 이를 이용한 스팀처리시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 웨이퍼, 화면표시 장치의 기판은 여러 공정을 거쳐 제조되며, 각 공정에서 미립자, 여러 금속을 함유한 무기물 및 폴리머화합물 등의 유기오염물이 발생한다. 이 오염물은 기판의 품질에 큰 영향을 미치는 문제를 발생한다. 또한, 산업이 발달함에 따라 기판의 미세화 동향은 90 → 65 → 45nm로, 점점 미세화되며 이에 따라 회로 패턴의 미세화, 고밀도화, 고집적화, 배선의 다층화가 진행됨에 따라 제조공정이 복잡해지고 제조 공정수도 계속 증가하고 있다. 뿐만 아니라, 칩 면적도 증대되고 웨이퍼 지름도 200mm에서 300mm로 대구경화되어 파티클(이물 미립자), 금속불순물, 표면 흡착 화학물질 등 미세(미량) 오염물질을 줄일 수 있는 스팀을 이용한 세정공정이 요구되고 있는 실정이다.
최근 들어, 스팀을 이용하여 기판을 세정할 경우, 다른 세정 공정보다 기판의 세정 효율을 향상시켜 파티클을 용이하게 제거하지만 비 획일화된 입자 크기를 갖는 스팀으로 인해 미세한 회로패턴이 구비된 기판의 세정부분으로 침투하지 못하여 기판상에 비세정면이 발생하는 문제가 있다.
또한, 고압으로 분사되는 스팀 중 입자의 크기가 큰 스팀의 경우, 미세화된 기판의 회로패턴의 붕괴원인이며, 이는 곧 완성된 기판의 수율에 영향을 미치는 문제가 있다.
이에 따라 전체 공정의 30% 이상을 차지하는 세정공정은 기판 제조간 반복적으로 사용되고 있으며, 기판의 미세화에 따라 더욱 엄격한 세정 효율의 관리가 요구되고 있어 세정을 위한 공정장비의 설계와 공정조건의 최적화 등을 위한 다양한 기술개발이 요구되어지고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 토출되는 기체의 입자크기가 조절되는 기체 입자조절장치 및 이를 이용한 스팀처리시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 기체의 입자크기를 조절하여 공정에 최적화된 기체를 공급하는 기체 입자조절장치 및 이를 이용한 스팀처리시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 가열기 및 냉각기를 이용하여 기체 입자크기의 균일성을 확보하는 기체 입자조절장치 및 이를 이용한 스팀처리시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치는 기체를 공급받는 챔버, 상기 기체를 냉각하여 상기 기체의 입자크기를 증가시키는 냉각기, 상기 기체를 가열하여 상기 기체의 입자크기를 감소시키는 가열기 및 상기 냉각기 및 상기 가열기를 통하여, 상기 기체의 입자크기가 조절된 기체가 상기 챔버 외부로 토출되는 토출부를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 챔버는 상기 기체의 입자크기를 단계적으로 조절하는 적어도 하나 이상의 분리기를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 분리기는 상기 기체가 상기 챔버 내부에서 외부로 토출되는 이동방향에 따라, 상기 챔버 내부의 윗면과 상기 분리기의 윗면 사이의 간격 및 상기 챔버 내부의 밑면과 상기 분리기의 밑면 사이의 간격 중 적어도 하나 이상의 간격이 순차적으로 작아질 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 분리기는 상기 기체가 상기 챔버 내부에서 외부로 토출되는 이동방향에 따라, 상기 챔버 내부의 윗면과 상기 분리기의 윗면 사이의 간격 및 상기 챔버 내부의 밑면과 상기 분리기의 밑면 사이의 간격이 동일할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 챔버 내부의 윗면과 상기 분리기의 윗면 사이의 간격보다 큰 입자크기를 가지는 기체는 상기 이동방향으로 진행하지 못하고, 상기 분리기를 따라 상기 챔버 내부의 밑면으로 진행할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 챔버 내부의 밑면으로 진행되는 기체는 상기 가열기에 의해 입자크기가 감소되어, 상기 챔버 내부의 윗면으로 진행할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 챔버는 상기 기체가 상기 챔버 내부에서 외부로 토출되는 이동방향에 따라, 폭이 확대되는 형상을 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 챔버는 상기 기체가 상기 챔버 내부에서 외부로 토출되는 이동방향에 따라, 폭이 확대되는 형상 및 상기 폭이 좁아지는 형상을 순차적으로 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 챔버는 원통형상을 포함하고, 상기 원통형상 중심에 구비되는 냉각기; 및 상기 원통형상 외부에 구비되는 가열기를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 챔버는 상기 기체가 상기 챔버 내부에서 외부로 토출되는 이동방향에 따라, 직경이 확대되는 형상을 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 챔버는 상기 기체가 상기 챔버 내부에서 외부로 토출되는 이동방향에 따라, 직경이 확대되는 형상 및 상기 직경이 좁아지는 형상을 순차적으로 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 액체는 물 및 순수 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 기체는 스팀 및 과열증기 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치 및 이를 이용한 스팀처리시스템은 물을 공급받아 저장하고, 가열부가 구비되어 스팀을 생성하는 스팀 생성부, 상기 스팀을 냉각하는 냉각기 및 상기 스팀을 가열하는 가열기를 구비하여, 상기 스팀의 입자크기를 조절하는 챔버 및 상기 챔버를 통하여 상기 입자크기가 조절된 스팀이 외부로 분사되는 노즐부를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 챔버는 상기 스팀의 입자크기를 단계적으로 조절하는 적어도 하나 이상의 분리기를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 분리기는 상기 스팀이 상기 챔버에서 상기 노즐부로 이동하는 이동방향에 따라, 상기 챔버 내부의 윗면과 상기 분리기의 윗면 사이의 간격 및 상기 챔버 내부의 밑면과 상기 분리기의 밑면 사이의 간격 중 적어도 하나 이상의 간격이 순차적으로 작아질 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 분리기는 상기 스팀이 상기 챔버에서 상기 노즐부로 이동하는 이동방향에 따라, 상기 챔버 내부의 윗면과 상기 분리기의 윗면 사이의 간격 및 상기 챔버 내부의 밑면과 상기 분리기의 밑면 사이의 간격이 동일할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 챔버는 상기 스팀이 상기 챔버에서 상기 노즐부로 이동하는 이동방향에 따라, 폭이 확대되는 형상을 순차적으로 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 챔버는 상기 스팀이 상기 챔버에서 상기 노즐부로 이동하는 이동방향에 따라, 폭이 확대되는 형상 및 상기 폭이 좁아지는 형상을 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 챔버는 원통형상을 포함하고, 상기 원통형상 중심에 구비되는 냉각기 및 상기 원통형상 외부에 구비되는 가열기를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 챔버는 상기 스팀이 상기 챔버에서 상기 노즐부로 이동하는 이동방향에 따라, 직경이 확대되는 형상을 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 챔버는 상기 스팀이 상기 챔버에서 상기 노즐부로 이동하는 이동방향에 따라, 직경이 확대되는 형상 및 상기 직경이 좁아지는 형상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기체 입자조절장치 및 이를 이용한 스팀처리시스템의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 토출되는 기체의 입자크기가 조절할 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 기체의 입자크기를 조절하여 공정에 최적화된 기체를 공급할 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 가열기 및 냉각기를 이용하여 기체 입자의 균일성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치에 포함되는 배출부, 챔버 및 토출부를 사시도로 나타내는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기체 입자조절장치에서 적어도 하나 이상의 분리기가 구비된 챔버를 나타내는 도면이다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기체 입자조절장치의 통하는 기체의 입자 크기 및 흐름을 나타내는 도면이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기체 입자조절장치에서 적어도 하나 이상의 분리기가 구비된 챔버를 나타내는 도면이다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기체 입자조절장치의 통하는 기체의 입자 크기 및 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치의 챔버를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치에 적어도 하나 이상의 챔버가 구비된 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기체 입자조절장치에 포함되는 원통형 챔버를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기체 입자조절장치에 포함되는 원통형 챔버의 단면을 나타내는 도면이다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치의 챔버를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치의 챔버 내부에서 기체의 입자크기가 조절되는 예를 단면으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치의 입자크기별 생성량을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스팀처리시스템을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
다만, 이하의 도 1 내지 도 12를 통하여 설명되는 기체 입자조절장치 및 이를 이용한 스팀처리시스템은, 본 발명에 따른 특징적인 기능을 소개함에 있어서, 필요한 구성요소만이 도시된 것으로서, 그 외 다양한 구성요소가 기체 입자조절장치 및 이를 이용한 스팀처리시스템에 포함될 수 있음은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 기체 입자조절장치(100)는 챔버(130), 가열기(132), 냉각기(133) 및 토출부(150)을 포함할 수 있다.
먼저, 챔버(130)는 외부의 공급원(미도시)으로부터 기체를 공급받아 챔버(130)에 구비된 가열기(132) 또는 냉각기(133)를 통하여 기체의 입자크기를 단계적으로 조절할 수 있다.
이때, 챔버(130)의 내부는 사용자의 필요에 따라 대기압 상태일 수 있으며, 진공상태일 수 있다.
가열기(133) 또는 냉각기(132)는 기체가 챔버(130) 내부에서 외부로 토출되는 이동방향과 수직한 방향으로 기체를 가열 및 응축시켜 기체의 입자크기를 조절할 수 있다.
예를 들어, 챔버(130) 외부로 토출되는 기체의 입자크기를 3μm으로 설정할 경우, 가열기(133)는 3μm보다 큰 기체입자를 가열하고, 냉각기(132)는 3μm보다 작은 기체입자를 냉각하여 기체의 입자크기를 조절할 수 있다.
가열기(133) 및 냉각기(132) 위치는 기체의 이동방향에 따라 챔버(130)의 양단에 위치할 수 있으며, 기체의 이동방향과 수직한 방향을 따라 챔버(130)의 상하방향 또는 좌우방향 중 적어도 하나 이상의 방향에 위치할 수 있다.
또한, 챔버(130)는 적어도 하나 이상의 분리기(131, 131n)를 포함할 수 있다.
분리기(131, 131n)는 챔버(130) 내부의 기체의 입자 크기를 단계적으로 조절할 수 있으며, 가열기(133) 또는 냉각기(132)에 의해 조절된 기체가 통과하는 간격이 구비될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기체 입자조절장치(100)에서 적어도 하나 이상의 분리기(131, 131n)는 도 3a 및 도 3b를 통하여 더 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치에 포함되는 배출부, 챔버 및 토출부를 사시도로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 기체 입자조절장치(200)는 기체생성부(210), 배출부(220), 챔버(230) 및 토출부(250)를 포함할 수 있다.
먼저, 기체생성부(210)는 외부의 공급원으로부터 액체를 공급받아 저장하고 구비된 가열부(미도시)를 통해 액체를 가열하여 기체를 생성할 수 있다. 기체생성부(210)로 공급되는 액체는 물 및 순수 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 기체의 사용용도에 따라 선택적으로 적용될 수 있다. 일반적으로, 순수(DIWATER)는 양이온(양전하를 띈 이온)과 음이온(음전하를 띈 이온)을 제거하는 수지컬럼 방법으로 제조되거나 원수에 녹아있는 염을 제거하는 탈염장치 통한 역삼투 방법 등으로 제조될 수 있다.
또한, 액체를 가열하여 생성된 기체는 스팀 및 과열증기 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 기체의 사용용도에 따라 가열온도가 선택적으로 적용될 수 있다. 여기서, 스팀은 순수를 가열하여 생성되는 수증기로, 압력과 온도에 따라 스팀의 특성이 달라지며, 포화상태의 스팀은 일반적으로 포화증기로 정의할 수 있다.
이러한 포화상태의 스팀은 습포화증기와 건포화증기로 세분화되어 분류될 수 있다. 그리고, 포화상태의 스팀은 일정의 포화온도를 넘지 않은 액체상태인 순수가 기체상태의 물과 공존하고 있는 상태로, 증발하는 속도와 응축되는 속도가 같은 상태를 포함할 수 있다. 이때, 포화상태의 스팀은 보통 100℃~150℃의 가열원으로 생성될 수 있다.
또한, 과열증기는 포화상태의 스팀을 더욱 가열함에 따라 어떤 압력에서도 포화온도(100℃~150℃)이상의 가열원으로 생성될 수 있다.
이때, 가열부(미도시)에서 액체를 가열하여 기체를 생성하는 가열방식은 어떤 것을 사용해도 무방하다.
그 중, 바람직한 가열 방식은 스팀 및 과열증기를 생성하기 위하여 순수 및 스팀에 열을 전달하는 공정에 따라 전기가열 방식을 포함할 수 있다. 이러한 전기가열 방식은 도체의 용기에 직접 전류를 통하여 가열하는 직접 저항가열 방식과 열의 복사, 대류 또는 전도를 통하여 가열하는 간접 저항가열 방식을 포함할 수 있으며, 아크발생을 통한 직접 또는 간접 아크가열 방식을 포함할 수 있다. 또한, 전기가열 방식은 교류자기장을 이용하여 자기장 내에 놓여진 도체의 용기에 발생하는 히스테리시스 손실과 와류 손실을 이용하여 도체의 용기를 직접 가열하는 고주파 가열방식인 유도가열과 고주파 교류전기장 내에 놓인 유전체(절연체) 내에 발생하는 유전체 손실을 이용해 유전체를 가열하는 유전가열을 포함할 수 있다.
배출부(220)는 기체생성부(210) 외부에 마련되어 기체생성부(210)에서 생성된 기체를 챔버(230)로 공급할 수 있다.
챔버(230)는 배출부(220)로부터 공급된 기체의 입자크기를 조절하여 토출부(250)로 공급할 수 있으며, 이를 위해 냉각기(232) 및 가열기(233)를 포함할 수 있다.
또한, 챔버(230)에서 기체를 냉각하는 냉각기(232) 및 기체를 가열하는 가열기(233) 는 사용자의 필요에 따라 변경되어도 무방하다.
토출부(250)는 챔버(230)를 통과하며 입자크기가 조절된 기체를 외부로 토출할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 배출부(220)는 기체생성부(210) 외부에 마련되어 기체생성부(210)로부터 배출된 기체를 챔버(230)로 공급할 수 있다. 이때, 배출부(220)는 기체생성부(210)와 챔버(230) 입장에서 배출된 기체를 챔버(230)로 공급하는 공급라인일 수 있다.
또한, 배출부(220)는 도 2에 도시된 바와 같이, 기체의 이동방향에 따라 폭이 확대되는 형상으로 형성될 수 있으며, 이러한 배출부(220)의 형상은 기체의 이동방향에 따라, 기체가 이동하는 공간의 폭을 확대하여, 기체 입자가 배출부(220) 내부에서 고르게 분포될 수 있도록 한다.
챔버(230)는 배출부(220)로부터 공급된 기체의 입자크기를 조절하여 토출부(250)로 공급할 수 있다. 이때, 챔버(230)는 분리기(미도시), 냉각기(232) 및 가열기(233)를 포함할 수 있다.
토출부(250)는 배출부(220)의 폭과 동일한 길이를 가지며, 챔버(230)를 통해 입자크기가 조절된 기체(251)를 외부로 토출시킬 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 기체 입자조절장치(200)는 토출부(250)를 통해 토출되는 기체(251)가 균일한 입자크기를 가지고 외부로 토출될 수 있게 한다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기체 입자조절장치에서 적어도 하나 이상의 분리기가 구비된 챔버를 나타내는 도면이고, 도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기체 입자조절장치의 통하는 기체의 입자 크기 및 흐름을 나타내는 도면이다.
이하 설명에서는 본 발명의 기체 입자조절장치 의 작용을 구체적으로 설명한다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 하나의 예일 뿐이며, 본 발명에 따른 적어도 하나 이상의 분리기(331, 331n)의 배치구조로 한정되지 않음은 당업자에게 자명할 것이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 챔버(330)는 분리기(331), 다른 분리기(331n), 냉각기(332) 및 가열기(333)를 포함할 수 있다.
한편, 도 3a 및 도 3b에 도시된 구성 중 챔버(330), 냉각기(332) 및 가열기(333)는 앞서 도 1 내지 도 2의 챔버(130, 230), 냉각기(132, 232) 및 가열기(133, 233)를 통해 설명한 바와 같으므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 분리기(331)는 챔버(330) 내부에 적어도 하나 이상으로 구비될 수 있으며, 기체가 챔버(330) 내부에서 외부로 토출되는 이동방향에 따라 챔버(330) 내부의 윗면과 분리기(331)의 윗면 사이의 간격 및 챔버 내부(330)의 밑면과 분리기(331)의 밑면 사이의 간격 중 적어도 하나 이상의 간격이 순차적으로 작아질 수 있다.
또한, 분리기(331)는 챔버(330) 내부에 기체의 이동방향에 따라 설정된 이격거리(A")를 가지고 다른 분리기(311n)와 이웃하게 구비될 수 있다. 그 결과, 기체의 이동방향에 따라 구비된 분리기(331)를 통과하는 기체는 다른 분리기(331n)의 길이에 따라 기체의 입자크기가 단계적으로 조절되어 토출부(350)로 공급될 수 있다.
여기서, 이격거리(A")는 분리기(331)와 다른 분리기(331n)에 의해 결정될 수 있다.
도 3a에 도시된 분리기(331)를 기준으로 살펴보면, 기체가 배출부(320)에서 토출부(350)로 이동하는 기체의 이동방향에 따라 챔버(330) 내부의 윗면과 분리기(331)의 윗면 사이에 공극간격(A), 챔버(330) 내부의 밑면과 분리기(331)의 밑면 사이에 공극간격(A') 및 분리기(331)와 다른 분리기(331n) 사이에 이격거리(A")가 같은 길이임을 확인할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 챔버(330) 내부의 윗면과 분리기(331)의 윗면 사이에 공극간격(A)이 챔버(330) 내부의 밑면과 분리기(331)의 밑면 사이에 공극간격(A') 및 분리기(331)와 다른 분리기(331n) 사이에 이격거리(A")와 같기 때문에, 이 영역에서 존재하는 기체는 동일한 입자크기를 가지게 된다.
한편, 본 발명에 따른 기체 입자조절장치는 냉각기(332)와 가열기(333)를 통하여 기체의 입자크기를 추가적으로 조절할 수 있다.
챔버(330) 내부의 윗면과 분리기(331)의 윗면 사이에 공극간격(A)을 통과한 기체가 이보다 작아진 챔버(330) 내부의 윗면과 다른 분리기(331n)의 윗면 사이에 공극간격(B)를 통과하면서 기체의 입자크기는 더욱 작아질 수 있다.
여기서, 다른 분리기(331n)가 또 다른 분리기와 이웃하여 설정되는 이격거리(B")는 챔버(330) 내부의 윗면과 다른 분리기(331n)의 윗면 사이에 공극간격(B)와 같을 수 있다.
즉, 기체 이동방향을 기준으로 챔버(330) 내부의 윗면과 분리기(331)의 윗면 사이에 공극간격(A)이 챔버(330) 내부의 윗면과 분리기(331n)의 윗면 사이에 공극간격(B)보다 클 경우, 토출부(350)로 토출되는 기체의 입자크기는 작아질 수 있다.
반대로, 챔버(330) 내부의 윗면과 분리기(331)의 윗면 사이에 공극간격(A)이 챔버(330) 내부의 윗면과 분리기(331n)의 윗면 사이에 공극간격(B)보다 작을 경우, 토출부(350)로 토출되는 기체의 입자크기는 커질 수 있다.
냉각기(332)는 기체의 이동방향에 따라 챔버(330) 내부의 윗면과 분리기(331)의 윗면 사이에 공극간격(A)을 지나가는 기체 중 입자크기가 챔버(330) 내부의 윗면과 분리기(331)의 윗면 사이에 공극간격(A)보다 작은 기체를 냉각하여 기체의 응축이 발생되게 함으로써 기체의 입자크기를 크게 조절할 수 있다.
가열기(333)는 냉각기(332)에 의해 기체의 입자크기가 커지고, 챔버(330) 내부의 밑면으로 이동한 기체를 가열하여 챔버(330) 내부의 밑면과 분리기(331)의 밑면 사이에 공극간격(A')를 통과하도록 함으로써 기체의 입자크기를 작게 조절할 수 있다.
그 결과, 본 발명에 따른 기체 입자조절장치는 냉각기(332)와 가열기(333)를 통하여 기체의 입자크기를 조절하고, 냉각기(332)와 가열기(333)를 구간을 반복적으로 거친 기체가 분리기(331, 331n)들을 통과함으로써 균일한 입자크기를 가진 기체가 토출부(350)로 토출될 수 있게 한다.
예를 들어, 챔버(330)를 통해 최종 토출되는 기체의 입자크기가 제 3 기체(c)일 경우, 도 3b에 도시된 바와 같이, 배출부(320)를 통해 챔버(330)로 유입된 제 1 기체(a)는 챔버(330) 내부의 윗면과 분리기(331)의 윗면 사이에 공극간격(A)을 통과하여 분리기(331)와 다른 분리기(331n) 사이에 이격거리(A")구간에서 제 1 기체(a) 입자크기보다 작아진 제 2 기체(b)로 존재할 수 있다.
또한, 제 2 기체(b)는 챔버(330) 내부의 윗면과 다른 분리기(331n)의 윗면 사이에 공극간격(B)을 통과하여 다른 분리기(331n)가 또 다른 분리기와 이웃하여 설정되는 이격거리(B")구간에서 제 2기체(b) 입자크기보다 작아진 제 3 기체(c)로 존재할 수 있다.
이때, 냉각기(332)는 기체의 이동방향에 따라 챔버(330) 내부의 윗면과 분리기(331)의 윗면 사이에 공극간격(A)을 지나가는 제 1 기체 중 입자크기가 챔버(330) 내부의 윗면과 분리기(331)의 윗면 사이에 공극간격(A)보다 작은 기체를 냉각하여 기체의 응축이 발생되게 함으로써 제 2 기체(b)의 입자크기로 조절하거나 제 2 기체(b)의 입자크기보다 크게 조절할 수 있다.
가열기(333)는 냉각기(332)에 의해 챔버(330) 내부의 밑면으로 이동한 제 2 기체(b)의 입자크기보다 큰 기체를 가열하여 챔버(330) 내부의 밑면과 분리기(331)의 밑면 사이에 공극간격(A')를 통과하도록 함으로써 제 2 기체(b)의 입자크기로 조절하거나 제 2 기체(b)의 입자크기보다 작게 조절할 수 있다.
그 결과, 기체 입자조절장치(300)는 기체의 이동방향에 따라 적어도 하나 이상의 분리기(331, 331n)를 통과하면서 제 1 기체(a)의 입자크기를 기준으로 순차적으로 작아지는 제 3 기체(c)를 생성함으로써 토출부(350)로 기체 입자크기가 동일한 기체들이 토출될 수 있다.
이때, 분리기(331, 331n)는 기체의 입자크기를 조절하기 위한 격벽일 수 있다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기체 입자조절장치에서 적어도 하나 이상의 분리기가 구비된 챔버를 나타내는 도면이고, 도 4b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기체 입자조절장치의 통하는 기체의 입자 크기 및 흐름을 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도4b에 도시된 바와 같이, 챔버(430)는 분리기(431), 다른 분리기(431n), 냉각기(432) 및 가열기(433)를 포함할 수 있다.
한편, 도 4a 및 도4b에 도시된 구성 중 분리기(431), 다른 분리기(431n), 냉각기(432) 및 가열기(433)는 앞서 도 3a 및 도 3b의 분리기(331), 다른 분리기(331n), 냉각기(332) 및 가열기(333)를 통해 설명한 바와 같으므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 분리기(431)를 기준으로 살펴보면, 기체가 배출부(420)에서 토출부(450)로 이동하는 기체의 이동방향에 따라 챔버(430)의 밑면과 분리기(431)의 밑면 사이에 공극간격(A')는 챔버(430)의 밑면과 다른 분리기(431n)의 밑면 사이에 공극간격(B')과 같은 길이임을 확인할 수 있다. 그러나, 챔버(430)의 윗면과 분리기(431)의 윗면 사이에 공극간격(A)는 챔버(430)의 윗면과 다른 분리기(431n)의 윗면 사이에 공극간격(B')보다 큰 길이임을 확인할 수 있다.
그 결과, 본 발명에 따른 기체 입자조절장치는 가열기(433)를 통하여 챔버(430)의 윗면과 분리기(431)의 윗면 사이에 공극간격(A)보다 좁은 챔버(430)의 밑면과 분리기(431)의 밑면 사이에 공극간격(A')를 통과하도록 챔버(430)의 밑면에 위치하는 기체를 더 높은 온도로 가열함으로써, 균일한 입자크기를 가진 기체가 토출부(450)로 토출되는 시간을 상대적으로 단축할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치의 챔버를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 챔버(530)는 기체가 챔버(530) 내부에서 외부로 토출되는 이동방향에 따라, 폭이 확대되는 형상 및 폭이 좁아지는 형상을 순차적으로 포함할 수 있다.
그 결과, 배출부(520)를 통해 챔버(530) 내부로 유입되는 기체는 폭이 확대되는 챔버(530)의 형상에 따라 유속이 감소하여 챔버(530) 내부에서 설정된 기체의 입자크기 조절하기 위한 시간이 증가될 수 있다.
또한, 토출부(550)를 통해 챔버(530) 외부로 토출되는 기체는 폭이 좁아지는 챔버(530)의 형상에 따라 유속이 증가하여 기체가 응축되는 시간이 감소되고, 그에 따라 도 2의 챔버(230)와 비교하여 상대적으로 응축이 되지 않는 기체가 제공될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치에 적어도 하나 이상의 챔버가 구비된 예를 나타내는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 기체 입자조절장치(600)의 챔버(630)는 적어도 하나 이상의 조절기(630a, 630b)을 포함할 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 구성 중 챔버(630)는 앞선 도 3a 및 도 3b의 챔버(330)와 도 3a 및 도 3b의 챔버(430)를 통해 설명한 바와 같으므로 중복되는 설명은 생략한다.
챔버(630)는 제 1 조절기(630a)와 제 2 조절기(630b)가 결합되어 구성될 수 있으며, 제 1 조절기(630a) 및 제 2 조절기(630b) 내부에는 길이가 서로 다른 분리기가 구비될 수 있다.
이때, 제 1 조절기(630a) 내부의 분리기(631a)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 분리기(331)와 동일한 형태로 형성되어 있음을 확인할 수 있으며, 제 2 조절기(630b) 내부의 분리기(631b)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 분리기(431)와 동일한 형태로 형성되어 있음을 확인할 수 있다.
그 결과, 도 6의 경우 제 1 조절기(630a) 및 제 2 조절기(630b)를 통해 기체의 이동방향을 길게 가져감으로써, 기체의 입자크기를 보다 정교하게 조절할 수 있고, 결국 기체가 필요한 공정에 따라 최적화된 기체를 공급할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기체 입자조절장치에 포함되는 원통형 챔버를 나타내는 도면이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기체 입자조절장치에 포함되는 원통형 챔버의 단면을 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 기체 입자조절장치(700, 800)의 챔버(730, 830)는 냉각기(732, 832) 및 가열기(733, 833)를 포함할 수 있다.
한편, 도 7 및 도 8에 도시된 구성 중 챔버(730, 830), 냉각기(732, 832) 및 가열기(733, 833)는 앞서 도 1의 챔버(130), 냉각기(132) 및 가열기(133)를 통해 설명한 바와 같으므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 기체 입자조절장치(700, 800)의 챔버(730, 830))는 원통형상으로 형성될 수 있다. 또한, 원통형상의 챔버(730, 830) 중심에는 냉각기(732, 832)가 구비되고, 원통형상의 챔버(730, 830) 외부에는 가열기(733, 833)가 구비될 수 있다.
가열기(733,833)는 챔버(730, 830) 내부에서 이동하는 기체를 가열하여 기체의 입자크기를 작게 조절하는 구성으로, 챔버(730, 830) 내외부에서 공급되는 전기적인 에너지에 의해 가열을 수행하기 위한 가열코일일 수 있다.
즉, 가열기(733, 833)는 가열코일이고, 챔버(730, 830) 외부에 권선되어 인가되는 전류에 따라 가열될 수 있다. 구체적으로, 전류가 가열코일을 통과하면 정해진 방향으로 자기장이 생성되고, 가열코일이 권선된 챔버(730, 830) 표면에서는 가열코일에 의해 생성된 자기장에 유도되는 전류가 발생하게 된다.
이때, 가열코일이 권선된 챔버(730, 830) 표면에 유도된 전류는 가열코일에 흐르는 전류와 반대방향이다.
그 결과, 방향이 다른 전류에 의해 생성된 와전류는 가열코일로 구성된 가열기(733, 833)와 가열코일이 권선된 챔버(730, 830)의 주위에서 열을 발생시켜 챔버(730, 830) 내부로 공급된 기체의 입자크기를 조절할 수 있다.
도면에 도시하지는 않았지만, 본 발명의 기체 입자조절장치의 챔버(730, 830)를 가열하는 방식은 재질에 따라 다양하게 적용될 수 있으며, 금속을 포함하는 챔버(730, 830)를 가열하는 유도가열과 비금속을 포함하는 챔버(730, 830)를 가열하는 유전가열로 구분될 수 있지만 본 발명에서는 유전가열도 유도가열로 넓게 해석될 수 있다.
또한, 가열코일로 구성된 가열기(733, 833)는 챔버(730, 830)의 크기, 가열코일의 회전수 및 공정에 따라 필요한 전력을 공급받을 수 있으며, 가열코일로 구성된 가열기(733, 833)는 챔버(730, 830)의 윤곽에 따라 권선되어 챔버(730, 830)의 크기 및 형상과 일치되어 가열될 수 있다.
냉각기(732, 832)는 챔버(730, 830) 중심에 구비될 수 있으며, 챔버(730, 830) 내부에서 이동하는 기체를 냉각하여 기체의 입자 크기를 크게 조절할 수 있다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치의 챔버를 나타내는 도면이다.
도 9a 및 9b를 참조하면, 챔버(930)는 기체가 챔버(930) 내부에서 외부로 토출되는 이동방향에 따라, 직경이 확대되는 형상이거나 직경이 확대되는 형상 및 직경이 좁아지는 형상을 순차적으로 포함할 수 있다.
그 결과, 배출부(920)를 통해 챔버(930) 내부로 유입되는 기체는 직경이 확대되는 챔버(930)의 형상에 따라 유속이 감소하여 챔버(930) 내부에서 설정된 기체의 입자크기 조절하기 위한 시간이 증가될 수 있다.
또한, 토출부(950)를 통해 챔버(930) 외부로 토출되는 기체는 직경이 좁아지는 챔버(930)의 형상에 따라 유속이 증가하여 기체가 응축되는 시간이 감소되고, 그에 따라 도 2의 챔버(230)와 비교하여 상대적으로 응축이 되지 않는 기체가 제공될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치의 챔버 내부에서 기체의 입자크기가 조절되는 예를 단면으로 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 도 7에 도시된 기체 입자조절장치를 가운데를 기준으로 길이방향으로 자른 단면임을 확인할 수 있으며, 챔버(1030)는 냉각기(1032) 및 가열기(1033)를 포함할 수 있다.
한편, 도 10에 도시된 구성 중 냉각기(1032) 및 가열기(833)는 앞선 도 7의 냉각기(732) 및 가열기(733)를 통해 설명한 바와 같으므로 중복되는 설명은 생략한다.
구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 제 1 기체 입자(a), 제 2 기체 입자(b) 및 제 3 기체 입자(c)는 기체의 이동방향에 따라 챔버(1030) 내부로 공급되는 것을 확인할 수 있다.
먼저, 기체의 이동방향에 따라 챔버(1030) 내부로 공급된 제 1 기체 입자(a), 제 2 기체 입자(b) 및 제 3 기체 입자(c)는 각각이 서로 다른 기체의 입자크기를 가질 수 있다. 이때, 제 1 기체 입자(a)는 제 2 기체 입자(b)보다 작고 제 2 기체 입자(b)는 제 3 기체 입자(c)보다 작다.
즉, 기체의 입자크기는 제 1 기체 입자(a)에서 제 3 기체 입자(c)로 갈수록 커질 수 있다(제 1 기체 입자(a) < 제 2 기체 입자(b) < 제 3 기체 입자(c)).
여기서, 챔버(1030)가 기체의 이동방향에 따라 챔버(1030) 내부로 공급된 제 1 기체 입자(a), 제 2 기체 입자(b) 및 제 3 기체 입자(c) 중 제 2 기체 입자(b)의 크기를 갖는 기체를 토출부(1050)로 공급할 경우, 제 1 기체 입자(a)는 냉각기(1032)에 의해 냉각되어 제 2 기체 입자(b)의 크기로 조절될 수 있으며, 제 3 입자는 가열기(833)에 의해 가열되어 제 2 기체 입자(b)의 크기로 조절될 수 있다.
결국, 본 발명에 따른 기체 입자조절장치는 챔버(1030)에 구비된 냉각기(1032) 및 가열기(1033)로 인해 기체의 입자크기를 조절함으로써, 기체의 입자크기를 균일하게 조절할 수 있다.
한편, 도 10은 설명의 편의를 위한 일 예를 나타낸 것으로, 본 발명에 포함되는 챔버(1030), 기체의 입자크기 및 그에 따른 효과는 도 10의 구성으로 한정되는 것은 아니다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 입자조절장치의 입자크기별 생성량을 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 도시된 그래프의 Y축은 기체의 양를 나타내고, X축은 기체의 입자크기를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
또한, 제 1 변곡선(1110)은 일반적인 기체생성장치로부터 생성되는 기체의 양과 기체의 입자크기를 도시한 것이며, 제 2 변곡선(1120)은 본 발명에 따른 기체 입자조절장치로부터 생성되는 기체의 양과 기체의 입자크기를 도시한 것이다.
이때, 본 발명의 기체 입자조절장치에서 토출되는 기체가 제 2 기체 입자(b)의 크기로 설정된 경우, 제 2 기체 입자(b)가 생성되는 영역에서의 제 1 변곡선(1110)이 갖는 기체의 양과 제 2 변곡선(1120)이 갖는 기체의 양이 확연한 차이를 보이는 것을 알 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스팀처리시스템을 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 스팀처리시스템(1200)은 스팀생성부(1210), 배출부(1220), 챔버(1230), 제어부(1240) 및 노즐부(1250)를 포함할 수 있다.
먼저, 스팀생성부(1210)는 외부의 공급원으로부터 물을 공급받아 저장하고 구비된 가열부(미도시)를 통해 물을 가열하여 스팀을 생성할 수 있다. 스팀생성부(1210)로 공급되는 물은 순수 및 초순수 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 스팀의 사용용도에 따라 선택적으로 적용될 수 있다. 일반적으로, 순수(DIWATER)는 양이온(양전하를 띈 이온)과 음이온(음전하를 띈 이온)을 제거하는 수지컬럼 방법으로 제조되거나 원수에 녹아있는 염을 제거하는 탈염장치 통한 역삼투 방법 등으로 제조될 수 있다.
또한, 물을 가열하여 생성된 기체는 스팀 및 과열증기 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 기체의 사용용도에 따라 가열온도가 선택적으로 적용될 수 있다. 여기서, 스팀은 순수를 가열하여 생성되는 수증기로, 압력과 온도에 따라 스팀의 특성이 달라지며, 포화상태의 스팀은 일반적으로 포화증기로 정의할 수 있다.
이러한 포화상태의 스팀은 습포화증기와 건포화증기로 세분화되어 분류될 수 있다. 그리고, 포화상태의 스팀은 일정의 포화온도를 넘지 않은 액체상태인 순수가 기체상태의 물과 공존하고 있는 상태로, 증발하는 속도와 응축되는 속도가 같은 상태를 포함할 수 있다. 이때, 포화상태의 스팀은 보통 100℃~150℃의 가열원으로 생성될 수 있으며, 기압에 따라 가열을 위한 온도는 변화될 수 있다.
또한, 과열증기는 포화상태의 스팀을 더욱 가열함에 따라 어떤 압력에서도 포화온도(100℃~150℃)이상의 가열원으로 생성될 수 있다.
이때, 가열부(미도시)에서 액체를 가열하여 기체를 생성하는 가열방식은 어떤 것을 사용해도 무방하다.
그 중, 바람직한 가열 방식은 스팀 및 과열증기를 생성하기 위하여 순수 및 스팀에 열을 전달하는 공정에 따라 전기가열 방식을 포함할 수 있다. 이러한 전기가열 방식은 도체의 용기에 직접 전류를 통하여 가열하는 직접 저항가열 방식과 열의 복사, 대류 또는 전도를 통하여 가열하는 간접 저항가열 방식을 포함할 수 있으며, 아크발생을 통한 직접 또는 간접 아크가열 방식을 포함할 수 있다. 또한, 전기가열 방식은 교류자기장을 이용하여 자기장 내에 놓여진 도체의 용기에 발생하는 히스테리시스 손실과 와류 손실을 이용하여 도체의 용기를 직접 가열하는 고주파 가열방식인 유도가열과 고주파 교류전기장 내에 놓인 유전체(절연체) 내에 발생하는 유전체 손실을 이용해 유전체를 가열하는 유전가열을 포함할 수 있다.
배출부(1220)는 스팀생성부(1210) 외부에 마련되어 스팀생성부(1210)에서 생성된 스팀을 챔버(1230)로 공급할 수 있다.
챔버(1230)는 배출부(1220)로부터 공급된 스팀의 입자크기를 조절하여 노즐부(1250)로 공급할 수 있으며, 이를 위해 냉각기(1232) 및 가열기(1233)를 포함할 수 있다.
또한, 챔버(1230)는 적어도 하나 이상의 분리기(1231, 1231n)를 포함할 수 있으며, 챔버(1230)의 내부는 사용자의 필요에 따라 대기압 상태일 수 있으며, 진공상태일 수 있다.
분리기(1231, 1231n)는 챔버(1230) 내부에 공급된 스팀의 입자크기를 단계적으로 조절할 수 있으며, 가열기(1233) 또는 냉각기(1232)에 의해 조절된 스팀이 통과하는 간격이 구비될 수 있다.
챔버(1230)는 스팀이 챔버(1230)에서 노즐부(1250)로 이동하는 이동방향에 따라, 폭이 확대되는 형상일 수 있으며, 스팀이 챔버(1230)에서 노즐부(1250)로 이동하는 이동방향에 따라, 폭이 확대되는 형상 및 폭이 좁아지는 형상일 수 있다. 또한, 챔버(1230)는 원통형상을 포함할 수 있으며, 원통형상 중심에 구비되는 냉각기 및 원통형상 외부에 구비되는 가열기를 더 포함할 수 있다.
챔버(1230)는 스팀이 챔버(1230)에서 노즐부(1250)로 이동하는 이동방향에 따라 직경이 확대되는 형상일 수 있으며, 직경이 확대되는 형상 및 상기 직경이 좁아지는 형상을 포함할 수 있다.
제어부(1240)는 스팀생성부(1210)와 챔버(1230)의 동작을 제어할 수 있다.
노즐부(1250)는 챔버(1230)를 통과하며 입자크기가 조절된 기체를 외부로 토출할 수 있다.
결국, 본 발명에 따른 기체 입자조절장치는 토출되는 기체의 입자크기가 조절할 수 있고, 기체의 입자크기를 조절하여 공정에 최적화된 기체를 공급할 수 있다. 또한, 가열기 및 냉각기를 이용하여 기체 입자의 균일성을 확보할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
결국, 이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 분 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (21)

  1. 기체를 공급받는 챔버;
    상기 기체를 냉각하여 상기 기체의 입자크기를 증가시키는 냉각기;
    상기 기체를 가열하여 상기 기체의 입자크기를 감소시키는 가열기; 및
    상기 냉각기 및 상기 가열기를 통하여, 상기 기체의 입자크기가 조절된 기체가 상기 챔버 외부로 토출되는 토출부를 포함하는 기체 입자조절장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상기 기체의 입자크기를 단계적으로 조절하는 적어도 하나 이상의 분리기를 포함하는 기체 입자조절장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 분리기는,
    상기 기체가 상기 챔버 내부에서 외부로 토출되는 이동방향에 따라, 상기 챔버 내부의 윗면과 상기 분리기의 윗면 사이의 간격 및 상기 챔버 내부의 밑면과 상기 분리기의 밑면 사이의 간격 중 적어도 하나 이상의 간격이 순차적으로 작아지는 기체 입자조절장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 분리기는,
    상기 기체가 상기 챔버 내부에서 외부로 토출되는 이동방향에 따라, 상기 챔버 내부의 윗면과 상기 분리기의 윗면 사이의 간격 및 상기 챔버 내부의 밑면과 상기 분리기의 밑면 사이의 간격이 동일한 기체 입자조절장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 챔버 내부의 윗면과 상기 분리기의 윗면 사이의 간격보다 큰 입자크기를 가지는 기체는,
    상기 이동방향으로 진행하지 못하고, 상기 분리기를 따라 상기 챔버 내부의 밑면으로 진행하는 기체 입자조절장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 챔버 내부의 밑면으로 진행되는 기체는,
    상기 가열기에 의해 입자크기가 감소되어, 상기 챔버 내부의 윗면으로 진행하는 기체 입자조절장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상기 기체가 상기 챔버 내부에서 외부로 토출되는 이동방향에 따라, 폭이 확대되는 형상을 포함하는 기체 입자조절장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상기 기체가 상기 챔버 내부에서 외부로 토출되는 이동방향에 따라, 폭이 확대되는 형상 및 상기 폭이 좁아지는 형상을 순차적으로 포함하는 기체 입자조절장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는,
    원통형상을 포함하고,
    상기 원통형상 중심에 구비되는 냉각기; 및
    상기 원통형상 외부에 구비되는 가열기를 더 포함하는 기체 입자조절장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상기 기체가 상기 챔버 내부에서 외부로 토출되는 이동방향에 따라, 직경이 확대되는 형상을 포함하는 기체 입자조절장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상기 기체가 상기 챔버 내부에서 외부로 토출되는 이동방향에 따라, 직경이 확대되는 형상 및 상기 직경이 좁아지는 형상을 순차적으로 포함하는 기체 입자조절장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체는,
    물 및 순수 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 기체는,
    스팀 및 과열증기 중 적어도 하나 이상을 포함하는 기체 입자조절장치.
  13. 물을 공급받아 저장하고, 가열부가 구비되어 스팀을 생성하는 스팀 생성부;
    상기 스팀을 냉각하는 냉각기 및 상기 스팀을 가열하는 가열기를 구비하여, 상기 스팀의 입자크기를 조절하는 챔버; 및
    상기 챔버를 통하여 상기 입자크기가 조절된 스팀이 외부로 분사되는 노즐부를 포함하는 스팀처리시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상기 스팀의 입자크기를 단계적으로 조절하는 적어도 하나 이상의 분리기를 포함하는 스팀처리시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 분리기는,
    상기 스팀이 상기 챔버에서 상기 노즐부로 이동하는 이동방향에 따라, 상기 챔버 내부의 윗면과 상기 분리기의 윗면 사이의 간격 및 상기 챔버 내부의 밑면과 상기 분리기의 밑면 사이의 간격 중 적어도 하나 이상의 간격이 순차적으로 작아지는 스팀처리시스템.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 분리기는,
    상기 스팀이 상기 챔버에서 상기 노즐부로 이동하는 이동방향에 따라, 상기 챔버 내부의 윗면과 상기 분리기의 윗면 사이의 간격 및 상기 챔버 내부의 밑면과 상기 분리기의 밑면 사이의 간격이 동일한 스팀처리시스템.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상기 스팀이 상기 챔버에서 상기 노즐부로 이동하는 이동방향에 따라, 폭이 확대되는 형상을 순차적으로 포함하는 스팀처리시스템.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상기 스팀이 상기 챔버에서 상기 노즐부로 이동하는 이동방향에 따라, 폭이 확대되는 형상 및 상기 폭이 좁아지는 형상을 포함하는 스팀처리시스템.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 챔버는,
    원통형상을 포함하고,
    상기 원통형상 중심에 구비되는 냉각기; 및
    상기 원통형상 외부에 구비되는 가열기를 더 포함하는 스팀처리시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상기 스팀이 상기 챔버에서 상기 노즐부로 이동하는 이동방향에 따라, 직경이 확대되는 형상을 포함하는 스팀처리시스템.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상기 스팀이 상기 챔버에서 상기 노즐부로 이동하는 이동방향에 따라, 직경이 확대되는 형상 및 상기 직경이 좁아지는 형상을 포함하는 스팀처리시스템.
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