KR101386611B1 - Unit for trapping nano-particle and apparatus for manufacturing nano-particle having the same - Google Patents

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KR101386611B1
KR101386611B1 KR1020130003947A KR20130003947A KR101386611B1 KR 101386611 B1 KR101386611 B1 KR 101386611B1 KR 1020130003947 A KR1020130003947 A KR 1020130003947A KR 20130003947 A KR20130003947 A KR 20130003947A KR 101386611 B1 KR101386611 B1 KR 101386611B1
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trap
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장보윤
이진석
김준수
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한국에너지기술연구원
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    • B01D—SEPARATION
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
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    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
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    • B01D2247/08—Means for controlling the separation process

Abstract

Provided in the present invention is a nanoparticle trapping unit. The unit comprises: an outer tube installed at flow paths transferring nanoparticle; an inner tube arranged inside the outer tube, and guiding the flow paths in the direction different from each other; and a trap part installed inside the inner tube, and having a screw-shaped trap collecting the nanoparticle transferred through the flow paths. In addition, provided in the present invention is a nanoparticle collecting apparatus having the nanoparticle trap unit.

Description

나노 입자 트랩 유닛 및 이를 갖는 나노 입자 포집 장치{UNIT FOR TRAPPING NANO-PARTICLE AND APPARATUS FOR MANUFACTURING NANO-PARTICLE HAVING THE SAME}Nano particle trap unit and nano particle collecting device having the same {UNIT FOR TRAPPING NANO-PARTICLE AND APPARATUS FOR MANUFACTURING NANO-PARTICLE HAVING THE SAME}

본 발명은 나노 입자 포집 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조된 나노 입자를 효율적으로 포집할 수 있는 나노 입자 트랩 유닛 및 이를 갖는 나노 입자 포집 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a nanoparticle collecting device, and more particularly to a nanoparticle trap unit and nanoparticle collecting device having the same that can efficiently collect the produced nanoparticles.

일반적으로, 나노 와이어 또는 나노 입자와 같은 나노 물질로 이루어진 나노 소재는 자기기록매체, 촉매, 도전성 페이스트, 자성유체, 연마제와 같은 기능성 소재로 광범위한 범위에 응용된다.Generally, nanomaterials made of nanomaterials such as nanowires or nanoparticles are applied to a wide range of functional materials such as magnetic recording media, catalysts, conductive pastes, magnetic fluids, and abrasives.

예컨대, 상기 나노 소재 중 실리콘 나노분말은 태양전지와 LED와 같은 광전변환/광변환 소재, 리튬 이온 이차전지와 같은 전자 소재로도 응용 가능하다.For example, the silicon nanopowder of the nanomaterials may be applied to photoelectric conversion / light conversion materials such as solar cells and LEDs, and electronic materials such as lithium ion secondary batteries.

상기와 같은 나노 소재는 나노 입자 포집 장치를 사용하여 나노 입자로 제조된다.Such nanomaterials are made of nanoparticles using a nanoparticle capture device.

상기 나노 입자는 제조된 후, 나노 입자 포집 장치에 포함되는 도가니 내부에 생성된다.After the nanoparticles are manufactured, they are generated inside a crucible included in the nanoparticle collecting device.

실리콘 나노분말은 고상반응법, 액상반응법 및 기상반응법에 의해 제조 될 수 있다.Silicon nanopowder may be prepared by solid phase reaction, liquid phase reaction, and vapor phase reaction.

실리콘 나노분말을 제조하기 위하여 대한민국 공개특허 제10-2010-0124681호(2010년 11월 29일) 및 대한민국 등록특허 제10-1081864호(휘발성이 우수한 고순도 SiOx 나노 분말 제조방법 및 그 제조장치)에는 제조된 나노입자 포집 및 포집장치에 대한 상세한 언급이 없는 실정이다.In order to manufacture silicon nano powder, Korean Patent Publication No. 10-2010-0124681 (November 29, 2010) and Korean Patent No. 10-1081864 (Method for producing high purity SiOx nanopowder having excellent volatility and a manufacturing apparatus thereof) There is no detailed description of the manufactured nanoparticle collecting and collecting device.

근래에 들어, 상기 제조되는 나노 입자를 외부로 일정 공간에 포집할 수 있는 기술에 대한 개발이 요구된다.In recent years, the development of a technology capable of collecting the nanoparticles produced in a predetermined space to the outside is required.

여기서, 상기 나노 입자 포집 장치에서 제조되는 잔류 나노 입자를 효율적으로 포집할 수 있는 기술이 요구된다.Here, a technique for efficiently collecting residual nanoparticles produced in the nanoparticle collecting device is required.

본 발명과 관련된 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-1053836호가 있으며, 상기 선행 문헌에는 실리콘 나노입자를 포획하는 포획부를 갖는 실리콘 나노 입자 포집 장치에 대한 기술이 개시된다.
Prior art related to the present invention is Republic of Korea Patent No. 10-1053836, the prior art discloses a technology for collecting silicon nanoparticles having a capture portion for trapping the silicon nanoparticles.

본 발명의 목적은, 제조된 나노 입자를 배출 유로를 따라 배출시키면서 나노 입자의 포집율을 향상시킬 수 있는 나노 입자 트랩 유닛 및 이를 갖는 나노 입자 포집 장치에 관한 것이다.
An object of the present invention relates to a nano particle trap unit and a nano particle collecting device having the same, which can improve the collection rate of nano particles while discharging the produced nano particles along the discharge flow path.

일 양태에 있어서, 본 발명은 나노 입자 트랩 유닛을 제공한다.In one aspect, the present invention provides a nanoparticle trap unit.

상기 나노 입자 트랩 장치는 나노 입자가 이송되는 유로(90)에 설치되는 아우터 튜브(100)와; 상기 아우터 튜브(100)의 내부에 배치되며, 상기 유로를 서로 다른 방향으로 안내하는 이너 튜브(200); 및 상기 이너 튜브(200)의 내부에 설치되며, 상기 유로를 따라 이송 되는 나노 입자를 포집하는 스크류 형상의 트랩을 갖는 트랩부(300)를 포함한다.The nanoparticle trap device may include an outer tube 100 installed in a flow path 90 through which nanoparticles are transported; An inner tube (200) disposed inside the outer tube (100) and guiding the flow paths in different directions; And a trap part 300 installed inside the inner tube 200 and having a screw trap configured to collect nanoparticles transferred along the flow path.

상기 아우터 튜브(100)는, 상기 이송 되는 유로(90)와 연결되는 원통 형상의 아우터 튜브 몸체(110)와, 상기 아우터 튜브 몸체(110)의 상단으로부터 상기 아우터 튜브 몸체(110)의 중앙부를 따라 하향 경사지어 입자 유입구(130a)를 형성하는 입자 유입 부재(130)를 구비하는 것이 바람직하다.The outer tube 100 has a cylindrical outer tube body 110 connected to the conveyed flow path 90, and along the central portion of the outer tube body 110 from an upper end of the outer tube body 110. It is preferable to have the particle inflow member 130 which inclines downward and forms the particle inflow opening 130a.

상기 아우터 튜브 몸체(110)의 하단에는, 상기 이송 되는 유로(90)와 연결되는 제 1연결구(120)가 형성된다.The lower end of the outer tube body 110, the first connector 120 is connected to the transport passage 90 is formed.

상기 이너 튜브(200)는, 상기 아우터 튜브 몸체(110)의 내부에 배치되고, 바닥면에 제 2연결구(221)가 형성되는 원통 형상의 이너 튜브 몸체(210)와, 상기 제 1연결구(111)와 상기 제 2연결구(221)를 에워싸도록 상기 이너 튜브 몸체(210)와 상기 아우터 튜브 몸체(110) 사이를 지지하며, 다수의 제 1개구를 갖는 제 1지지 부재(120)를 구비하는 것이 바람직하다.The inner tube 200 is disposed inside the outer tube body 110, and has a cylindrical inner tube body 210 having a second connector 221 formed at a bottom thereof, and the first connector 111. And a first support member 120 having a plurality of first openings to support the inner tube body 210 and the outer tube body 110 to surround the second connector 221. It is preferable.

상기 나노입자 트랩부(300)는, 상기 이너 튜브 몸체(210)의 바닥면에서 상기 제 1연결구(111)를 에워싸도록 일정 높이를 갖고, 다수의 제 2개구가 형성되는 제 2지지 부재(220)와, 상기 제 2지지 부재(220)의 상단에 배치되는 유도판과, 상기 유도판의 상단으로부터 세워져 설치되는 일정 길이의 고정축과, 상기 고정축에 설치되는 상기 트랩을 구비하는 것이 바람직하다.The nanoparticle trap part 300 has a predetermined height so as to surround the first connector 111 at the bottom surface of the inner tube body 210, and a second support member having a plurality of second openings ( 220, a guide plate disposed on an upper end of the second support member 220, a fixed shaft of a predetermined length standing up from an upper end of the guide plate and a trap provided on the fixed shaft is preferably provided. Do.

상기 트랩은, 상기 고정축(330)을 따라 형성되는 스크류 형상의 블레이드일 수 있다.The trap may be a screw-shaped blade formed along the fixed shaft 330.

상기 블레이드에는 서로 다른 홀의 크기를 갖는 다수의 이 형성될 수도 있다.A plurality of teeth having different hole sizes may be formed in the blade.

또한, 상기 나노 입자 트랩 유닛은, 재순환 유닛(400)을 더 구비할 수 있다.In addition, the nanoparticle trap unit may further include a recycling unit 400.

상기 재순환 유닛(400)은, 상기 이너 튜브의 내부에 설치되며, 상기 이너 튜브로 유동되는 기체의 유량을 측정하는 유량 측정기(410)와, 상기 제 1연결구와 연결되는 배출 유로와, 상기 아우터 튜브 상단의 배출 유로를 연결하는 바이패스 유로(450)와, 상기 배출 유로에 설치되며, 상기 배출 유로 또는 상기 바이패스 유로를 선택적으로 개폐하는 방향 제어 밸브(430)와, 상기 바이 패스 유로 상에 설치되는 펌프와, 상기 측정되는 유량이 기설정되는 기준 유량 이상을 이루는 경우, 상기 방향 제어 밸브를 구동하여 상기 바이 패스 유로를 개방하고 상기 펌프(440)를 구동하는 제어부(460)를 구비하는 것이 바람직하다.The recirculation unit 400 is installed inside the inner tube, and measures a flow rate of the gas flowing into the inner tube 410, a discharge passage connected to the first connector, and the outer tube. A bypass flow passage 450 connecting the discharge flow passage at the upper end, a direction control valve 430 installed in the discharge flow passage, and selectively opening and closing the discharge flow passage or the bypass flow passage, and installed on the bypass flow passage; And a controller 460 for driving the directional control valve to open the bypass flow path and driving the pump 440 when the measured flow rate reaches or exceeds a predetermined reference flow rate. Do.

상기 재순환 유닛은 상기 고정축을 회전시키는 회전 모터(420)를 더 구비할 수 있다.The recirculation unit may further include a rotary motor 420 for rotating the fixed shaft.

상기 제어부는 상기 측정되는 유량이 기설정되는 기준 유량 이상을 이루도록 상기 회전 모터를 구동시키는 것이 바람직하다.
Preferably, the control unit drives the rotating motor so that the measured flow rate is equal to or greater than a predetermined reference flow rate.

다른 양태에 있어서, 본 발명은 나노 입자 포집 장치를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a nanoparticle collecting device.

상기 나노 입자 포집 장치는 나노 입자를 제조하는 나노 입자 제조부; 및 상기 나노 입자 제조부와 연결되는 상기 나노 입자 트랩 유닛을 포함한다.
The nanoparticle collecting device is a nanoparticle manufacturing unit for manufacturing a nanoparticle; And the nanoparticle trap unit connected to the nanoparticle manufacturing unit.

본 발명은 제조된 나노 입자를 나노입자 이송 유로를 따라 배출시키면서 나노 입자의 포집율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
The present invention has the effect of improving the capture rate of the nanoparticles while discharging the prepared nanoparticles along the nanoparticle transport passage.

도 1은 본 발명의 나노 입자 트랩 유닛을 갖는 나노 입자 포집 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따르는 나노 입자 트랩 유닛을 보여주는 분해 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따르는 나노 입자 트랩 유닛을 보여주는 결합 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따르는 재순환 유닛을 구비한 나노 입자 트랩 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따르는 나노 입자 트랩 유닛의 동작을 보여주는 흐름도이다.1 is a view showing the configuration of a nanoparticle collecting device having a nanoparticle trap unit of the present invention.
2 is an exploded cross-sectional view showing a nanoparticle trap unit according to the present invention.
3 is a cross sectional view of a combination showing a nanoparticle trap unit according to the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a nanoparticle trap unit with a recycling unit according to the present invention.
5 is a flow chart showing the operation of the nanoparticle trap unit according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 나노 입자 트랩 유닛 및 이를 갖는 나노 입자 포집 장치를 설명하도록 한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a nanoparticle trap unit and a nanoparticle trap device having the same.

도 1은 본 발명의 나노 입자 트랩 유닛을 갖는 나노 입자 포집 장치의 구성을 보여준다.1 shows a configuration of a nanoparticle collecting device having a nanoparticle trap unit of the present invention.

도 1을 참조 하면, 본 발명의 나노 입자 트랩 유닛(20)은 아우터 튜브(100)와, 이너 튜브(200)와, 트랩부(300)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the nanoparticle trap unit 20 of the present invention includes an outer tube 100, an inner tube 200, and a trap part 300.

아우터 튜브(100)는 나노입자 이송 유로(90)를 통하여 나노 입자 제조부(10)와 연결된다. 상기 나노입자 이송 유로(90)에는 진공 펌프(91)가 설치된다.The outer tube 100 is connected to the nanoparticle manufacturing unit 10 through the nanoparticle transport channel 90. A vacuum pump 91 is installed in the nanoparticle transport channel 90.

상기 아우터 튜브(100)는 나노입자 이송 유로(90) 상에 설치된다. 상기 나노입자 이송 유로(90)는 외부에서 제조된 실리콘 나노 입자 및 이를 이송하는 가스가 이송되는 유로일 수 있다.The outer tube 100 is installed on the nanoparticle transport channel 90. The nanoparticle transport channel 90 may be a channel for transporting the silicon nanoparticles manufactured outside and the gas transporting the nanoparticles.

도면에 도시되지는 않았지만, 상기 나노 입자 제조부(10)에는 본 발명의 나노 입자 트랩 유닛(20)이 다수개 연결될 수 있다. 따라서, 하나의 나노 입자 트랩(20)에서 입자 포집을 마치면, 다른 나노 입자 트랩(20)에서 입자를 포집할 수 있도록 구성할 수 있다.Although not shown in the figure, a plurality of nanoparticle trap units 20 of the present invention may be connected to the nanoparticle manufacturing unit 10. Therefore, when the particle collection is finished in one nanoparticle trap 20, the other nanoparticle trap 20 can be configured to collect the particles.

즉, 다수의 나노 입자 트랩(20)은 나노 입자 제조부(10)에 병렬을 형성하여 연결될 있다.
That is, the plurality of nanoparticle traps 20 may be connected in parallel to the nanoparticle manufacturing unit 10.

도 2와 도 3은 본 발명에 따르는 나노 입자 트랩 유닛을 보여준다.2 and 3 show a nanoparticle trap unit according to the invention.

도 2 및 도 3을 참조 하면, 상기 아우터 튜브(100)의 상단과 하단은 상기 나노입자 이송 유로와 연결된다.2 and 3, the top and bottom of the outer tube 100 is connected to the nanoparticle transport passage.

상기 아우터 튜브(100)는 아우터 튜브 몸체(110)와, 입자 유입 부재(130)로 구성된다.The outer tube 100 includes an outer tube body 110 and a particle inflow member 130.

상기 아우터 튜브 몸체(110)는 원통 형상으로 형성된다. 상기 아우터 튜브 몸체(110)의 바닥면 중앙부에는 제 1연결구(111)가 형성된다.The outer tube body 110 is formed in a cylindrical shape. A first connector 111 is formed at the center of the bottom surface of the outer tube body 110.

상기 입자 유입 부재(130)는 상기 아우터 튜브 몸체(110) 상단에서 아우터 튜브 몸체(110) 중앙부를 따라 하향 경사지도록 형성되고, 그 중앙부에는 입자 유입구(130a)가 형성된다.The particle inflow member 130 is formed to be inclined downward along the center of the outer tube body 110 at the top of the outer tube body 110, and a particle inlet 130a is formed at the center thereof.

상기 아우터 튜브 몸체(110)의 상단과 상기 제 1연결구(111)는 나노입자 이송 유로(90)와 연결된다. 따라서, 상기 입자 유입구(130a)는 상기 나노입자 이송 유로(90)에 노출된다.The upper end of the outer tube body 110 and the first connector 111 is connected to the nanoparticle transport passage (90). Thus, the particle inlet 130a is exposed to the nanoparticle transport channel 90.

상기 입자 유입 부재(130)는 경사판(131)과, 입구판(132)으로 구성된다.The particle inflow member 130 includes an inclined plate 131 and an inlet plate 132.

상기 경사판(131)은 상기 아우터 튜브 몸체(110)의 상단으로부터 상기 중앙부를 따라 하향 경사지도록 형성된다.The inclined plate 131 is formed to be inclined downward from the upper end of the outer tube body 110 along the central portion.

상기 입구판(132)은 상기 경사판(131)의 끝단에서 하방을 따라 일정 길이 연장되어 상기 입자 유입구(130a)를 형성한다.
The inlet plate 132 extends a predetermined length downward from the end of the inclined plate 131 to form the particle inlet 130a.

상기 이너 튜브(200)는 이너 튜브 몸체(210)와, 트랩부(300)로 구성된다.The inner tube 200 includes an inner tube body 210 and a trap part 300.

상기 이너 튜브 몸체(210)는 상기 아우터 튜브 몸체(110)의 내부에 배치된다. 여기서, 상기 이너 튜브 몸체(210)의 외벽과 상기 아우터 튜브 몸체(110)의 내벽 사이에는 일정 간격 이격된다.The inner tube body 210 is disposed inside the outer tube body 110. Here, the inner wall of the inner tube body 210 and the inner wall of the outer tube body 110 is spaced a predetermined distance apart.

상기 이너 튜브 몸체(210)의 바닥면 중앙부에는 제 2연결구(211)가 형성된다. 상기 제 2연결구(211)는 상기 제 1연결구(111)와 위치가 일치되는 것이 좋다.A second connector 211 is formed at the center of the bottom surface of the inner tube body 210. The second connector 211 is preferably the same position as the first connector 111.

상기 제 1지지 부재(120)는 아우터 튜브 몸체(110)의 바닥면과 상기 이너 튜브 몸체(210)의 하단을 서로 지지한다.The first support member 120 supports the bottom surface of the outer tube body 110 and the lower end of the inner tube body 210.

상기 제 1지지 부재(120)는 일정 높이를 이루고, 다수의 제 1개구(121)를 갖는다.The first support member 120 has a predetermined height and has a plurality of first openings 121.

상기 제 1지지 부재(120)는 상기 제 1,2연결구(111,211)를 에워싸도록 형성된다.The first support member 120 is formed to surround the first and second connectors 111 and 211.

상기 구성을 참조 하면, 본 발명에서는 제 1유로(a)와 제 2유로(b)를 이룬다.Referring to the above configuration, in the present invention, the first passage (a) and the second passage (b).

상기 제 1유로(a)는 입자 유입구(130a)와 이너 튜브(200) 및 제 1,2연결구(111,211)를 연결하는 유로이다.The first passage (a) is a passage connecting the particle inlet 130a, the inner tube 200, and the first and second connectors 111 and 211.

상기 제 2유로(b)는 상기 입자 유입구(130a)와, 이너 튜브(200) 및 아우터 튜브(100)의 사이 공간에서 제 1지지 부재(120)의 제 1개구(121)를 거쳐 제 1연결구(111)를 잇는 유로이다.
The second flow path (b) is a first connector through the first opening 121 of the first support member 120 in the space between the particle inlet (130a), the inner tube 200 and the outer tube (100) It is a flow path connecting (111).

상기 트랩부(300)는 제 2지지 부재(220)와, 유도판(320)과, 고정축(330) 및 트랩(310)으로 구성된다.The trap part 300 includes a second support member 220, a guide plate 320, a fixed shaft 330, and a trap 310.

상기 제 2지지 부재(220)는 이너 튜브(200)의 바닥면에 일정 높이를 이루어 설치된다.The second support member 220 is installed to have a predetermined height on the bottom surface of the inner tube 200.

상기 제 2지지 부재(220)는 제 2연결구(211)를 에워싸도록 형성된다.The second support member 220 is formed to surround the second connector 211.

상기 유도판(320)은 상기 제 2지지 부재(220)의 상단에 설치된다.The guide plate 320 is installed on an upper end of the second support member 220.

상기 유도판(320)은 상기 제 2지지 부재(220)의 중앙부로부터 외측을 따라 점진적으로 하향 경사지도록 형성된다.The guide plate 320 is formed to be gradually inclined downward from the center of the second support member 220 along the outside.

상기 고정축(330)은 일정 길이를 이루어 상기 유도판(320)의 중앙부에 세워지도록 설치된다.The fixed shaft 330 has a predetermined length is installed to stand in the center of the guide plate 320.

상기 트랩(310)은 상기 고정축(330)에 설치된다.The trap 310 is installed on the fixed shaft 330.

상기 트랩(310)은 스크류 형상의 블레이드인 것이 좋다. 상기 블레이드는 제 1유로(a)를 따라 유동되는 나노 입자가 실질적으로 트랩되는 부분이다.The trap 310 is preferably a screw-shaped blade. The blade is a portion where the nanoparticles flowing along the first flow path (a) are substantially trapped.

상기 스크류 형상의 블레이드인 트랩(310)은, 내부 공간에서 일정 이상의 면적을 이루도록 형성되는 것이 좋다. 따라서, 나노 입자의 대부분은 상기 트랩(310)에서 포집될 수 있다.The trap 310, which is the screw-shaped blade, may be formed to have a predetermined area or more in an internal space. Thus, most of the nanoparticles can be collected in the trap 310.

상기 블레이드에는 다수의 메쉬(311)가 형성된다. 상기 (311)의 홀 크기는 서로 다르게 형성될 수 있다.A plurality of meshes 311 are formed on the blade. The hole size of the 311 may be formed differently.

상기 메쉬(311)는 기체 및 나노 입자를 용이하게 포집할 수 있다.The mesh 311 may easily collect gas and nanoparticles.

상기의 메쉬(311)가 형성되지 않는 경우에, 트랩(310)의 내부의 온도차에 의하여 나노 입자를 용이하게 포집할 수 있다.
When the mesh 311 is not formed, nanoparticles can be easily collected by the temperature difference inside the trap 310.

상기와 같이 구성되는 나노 입자 트랩 유닛은 나노 입자 제조부와 연결된다.The nanoparticle trap unit configured as described above is connected to the nanoparticle manufacturing unit.

도 1을 참조 하면, 상기 나노 입자 제조부(10)는 고순도의 나노 분말을 대량 생산할 수 있는 장치일 수 있다.Referring to FIG. 1, the nanoparticle manufacturing unit 10 may be a device capable of mass-producing high purity nanopowders.

상기 나노 입자 제조부(10)는 대한민국 공개특허 제10-2010-1024681호에 기재되는 진공 챔버와, 용융 도가니와, 유도 용융부 및 가스 투입부를 구비하는 장치 일 수 있다.The nanoparticle manufacturing unit 10 may be a device having a vacuum chamber, a melting crucible, an induction melting unit and a gas input unit described in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-1024681.

또한, 상기 나노 입자 제조부(10)는 상기 공개 특허 외, 일정의 물질을 나노 입자를 제조 할 수 있는 장치이면, 이를 모두 포함할 수 있다.In addition, the nanoparticle manufacturing unit 10 may include all of these, if the device that can produce nanoparticles of a predetermined material, in addition to the published patent.

본 발명에 따르는 나노입자 이송 유로(90)는 상기 진공 챔버와 연결될 수 있다.Nanoparticle transport channel 90 according to the invention can be connected to the vacuum chamber.

상기 나노입자 이송 유로(90) 상에는 진공 펌프(91)가 설치될 수 있다.
The vacuum pump 91 may be installed on the nanoparticle transport channel 90.

도 1 내지 도 3을 참조 하여, 본 발명의 나노 입자 트랩 유닛의 작용을 설명하도록 한다.1 to 3, it will be described the operation of the nanoparticle trap unit of the present invention.

상기 나노 입자 제조부(10)는 나노 입자를 제조한다. 상기 나노 입자는 실리콘 나노 입자일 수 있다.The nanoparticle manufacturing unit 10 manufactures nanoparticles. The nanoparticles may be silicon nanoparticles.

상기 진공 펌프(91)는 상기 나노입자 이송 유로(90)에 진공을 형성한다. 상기 나노 입자 및 나노 입자 제조부(10) 내의 가스와 같은 기체는 상기 나노입자 이송 유로(90)를 따라 배출된다.The vacuum pump 91 forms a vacuum in the nanoparticle transport channel 90. Gas, such as the gas in the nanoparticles and the nanoparticle manufacturing unit 10 is discharged along the nanoparticle transport passage (90).

상기 나노 입자 및 기체는 상기 나노입자 이송 유로(90)를 따라 아우터 튜브 몸체(110)의 내부로 유입된다.The nanoparticles and gas are introduced into the outer tube body 110 along the nanoparticle transport channel 90.

이때, 상기 아우터 튜브 몸체(110)의 상단에 설치된 입자 유입 부재(130)는 상기 나노 입자 및 기체를 아우터 튜브 몸체(110) 내부로 용이하게 유입되도록 안내한다.In this case, the particle inlet member 130 installed on the upper portion of the outer tube body 110 guides the nanoparticles and gas to be easily introduced into the outer tube body 110.

상기 입자 유입 부재(130)의 경사판(131)은 나노 입자 및 기체를 상기 입자 유입구(130a)로 안내한다.The inclined plate 131 of the particle inlet member 130 guides the nanoparticles and the gas to the particle inlet 130a.

상기 나노 입자 및 기체는 상기 입자 유입구(130a)를 통하여 아우터 튜브 몸체(110) 내부로 유입된다.The nano particles and gas are introduced into the outer tube body 110 through the particle inlet 130a.

상기 나노 입자 및 기체는 이너 튜브(200) 내부로 유입된다.The nanoparticles and gas are introduced into the inner tube 200.

상기 이너 튜브(200)로 유입된 나노 입자 및 기체는 스크류 형상의 트랩(310)을 거치면서 일정의 와류를 형성한다.The nanoparticles and gas introduced into the inner tube 200 form a vortex while passing through a trap 310 having a screw shape.

상기 나노 입자는 상기 트랩(310)인 블레이드 외면에 일정량 트랩 또는 포집된다.The nanoparticles are trapped or collected in a predetermined amount on the blade outer surface of the trap 310.

상기 기체는 블레이드에 형성되는 (311) 및 트랩(310) 외부 공간을 통하여 제 2연결구(211)로 유동된다.The gas flows to the second connector 211 through an outer space 311 and the trap 310 formed in the blade.

이때, 상기 기체 및 잔류 나노 입자는 제 1유로(a)를 따라 제 2지지 부재(220)의 제 2개구(221)를 통과하여 제 2연결구(211)로 배출된다.At this time, the gas and the remaining nanoparticles are discharged to the second connector 211 through the second opening 221 of the second support member 220 along the first flow path (a).

상기 제 2연결구(211)로 배출되는 기체 및 잔류 나노 입자는 깔때기 형상으로 형성되는 연결 부재(211)를 통하여 배출 유로로 배출된다.The gas and the remaining nanoparticles discharged to the second connector 211 are discharged to the discharge passage through the connection member 211 formed in the funnel shape.

상술된 제 1개구(121)와 상기 제 2개구(221)는 입자 포집으로 인하여 막힐 수 있는 일정의 최소 직경 이상을 이루도록 형성되는 것이 좋다.The first opening 121 and the second opening 221 described above may be formed to have a predetermined minimum diameter or more that may be blocked due to particle collection.

따라서, 상기 제 1,2개구(121,221)는 입자 포집 과정에서 막히지 않을 수 있다.
Therefore, the first and second openings 121 and 221 may not be blocked in the particle collecting process.

한편, 상기 트랩(310)에 나노 입자가 일정량 트랩되면, 이너 튜브(200) 내의 컨덕턴스는 일정 이하로 감소된다.On the other hand, when a certain amount of nanoparticles trapped in the trap 310, the conductance in the inner tube 200 is reduced below a certain amount.

이때, 입자 유입구(130a)로 유입되는 나노 입자 및 기체는 제 2유로(b)로 유동된다.At this time, the nanoparticles and the gas flowing into the particle inlet 130a flows into the second channel (b).

상기 제 2유로(b)로 유동되는 나노 입자 및 기체는 제 1지지 부재(120)의 제 1개구(121)를 통하여 제 1연결구(111) 및 배출 유로(90)로 배출된다.The nanoparticles and the gas flowing into the second passage (b) are discharged to the first connector 111 and the discharge passage 90 through the first opening 121 of the first support member 120.

따라서, 본 발명에 따르는 실시예는 이너 튜브의 내부에 일정량의 나노 입자를 포집할 수 있다.Therefore, the embodiment according to the present invention can collect a certain amount of nanoparticles in the inner tube.

도면에 도시되지 않았지만, 본 발명에 따르는 실시예는 이너 튜브 내의 컨덕턴스를 측정하는 측정기를 구비할 수도 있다.Although not shown in the drawings, embodiments according to the present invention may have a meter for measuring conductance in the inner tube.

상기 측정기는 측정되는 컨덕턴스를 제어 모듈로 전송하고, 상기 제어 모듈은 상기 전송되는 컨덕턴스가 기준 컨덕턴스에 이르는 지를 판단하여 이를 표시 장치를 통하여 외부에 알려 줄 수도 있다.
The measuring unit may transmit the measured conductance to the control module, and the control module may determine whether the transmitted conductance reaches a reference conductance and inform the outside through the display device.

도 4는 본 발명에 따르는 재순환 유닛을 구비한 나노 입자 트랩 유닛을 보여준다. 4 shows a nanoparticle trap unit with a recycling unit according to the invention.

도 4를 참조 하면, 본 발명의 나노 입자 트랩 유닛(20)은 재순환 유닛(400)을 더 구비할 수 있다.Referring to FIG. 4, the nanoparticle trap unit 20 of the present invention may further include a recycling unit 400.

상기 재순환 유닛(400)은 유량 측정기(410)와, 바이패스 유로(450)와, 방향 제어 밸브(430)와, 펌프(440)와, 제어부(460)로 구성된다.The recirculation unit 400 includes a flow meter 410, a bypass flow path 450, a direction control valve 430, a pump 440, and a controller 460.

상기 유량 측정기(410)는 이너 튜브(200) 내부에서의 기체의 유량을 측정하여, 이를 제어부(460)로 전송한다.The flow meter 410 measures the flow rate of the gas in the inner tube 200, and transmits it to the control unit 460.

상기 바이 패스 유로(450)는 제 1연결구(111)와 연결되는 나노입자 이송 유로(90)와, 아우터 튜브(100) 상단에 연결되는 나노입자 이송 유로(90)를 서로 연결한다.The bypass passage 450 connects the nanoparticle transfer passage 90 connected to the first connector 111 and the nanoparticle transfer passage 90 connected to the upper end of the outer tube 100.

상기 방향 제어 밸브(430)는 상기 바이 패스 유로(450) 상에 설치된다. 상기 방향 제어 밸브(430)는 제어부(460)로부터 전기적 신호를 전달받아 바이패스 유로(450)를 개폐한다.The direction control valve 430 is installed on the bypass flow path 450. The direction control valve 430 receives the electrical signal from the controller 460 to open and close the bypass flow path 450.

상기 펌프(440)는 상기 바이패스 유로(450) 상에 설치된다.The pump 440 is installed on the bypass flow path 450.

상기 제어부(460)는 상기 유량 측정기(410)로부터 측정되는 유량이 기설정되는 기준 유량 이상을 이루는 경우, 상기 방향 제어 밸브(430)를 구동하여 상기 바이 패스 유로(450)를 개방하고 상기 펌프(440)를 구동할 수 있다.The controller 460 opens the bypass flow path 450 by driving the directional control valve 430 when the flow rate measured from the flow rate meter 410 is equal to or greater than a preset reference flow rate. 440 may be driven.

상기 제어부(460)는 표시부(470)와 연결된다. 상기 제어부(460)는 상기 표시부(470)를 사용하여 상기 측정되는 기체 유량, 바이패스 유로(450)의 개폐 여부를 외부로 표시할 수 있다.The controller 460 is connected to the display unit 470. The controller 460 may display the measured gas flow rate and the bypass flow path 450 to the outside using the display unit 470.

이에 더하여, 상기 재순환 유닛(400)은 상기 고정축(330)을 회전시키는 회전 모터(420)를 더 구비할 수 있다.In addition, the recirculation unit 400 may further include a rotary motor 420 for rotating the fixed shaft 330.

상기 제어부(460)는 상기 측정되는 유량이 기설정되는 기준 유량 이상을 이루도록 상기 회전 모터(420)를 구동시킬 수 있다.The controller 460 may drive the rotary motor 420 such that the measured flow rate is greater than or equal to a predetermined reference flow rate.

따라서, 상기 고정축(330)에 설치되는 트랩(310)은 고정축(330)의 회전에 연동된다.Therefore, the trap 310 installed on the fixed shaft 330 is linked to the rotation of the fixed shaft 330.

상기 회전되는 트랩(310)으로 인하여 이너 튜브(200) 내부에서의 유동 속도는 증가된다.Due to the rotating trap 310, the flow rate inside the inner tube 200 is increased.

상기 유동 속도의 증가로 인하여, 상기 회전되는 트랩(310)에 트랩되는 나노 입자의 양은 회전되지 않는 경우에 비하여 상대적으로 빠른 시간에 이루어질 수 있다.
Due to the increase in the flow rate, the amount of nanoparticles trapped in the rotating trap 310 may be made in a relatively fast time compared to the case that is not rotated.

도 5는 본 발명에 따르는 나노 입자 트랩 유닛의 동작을 보여주는 흐름도이다.5 is a flow chart showing the operation of the nanoparticle trap unit according to the present invention.

도 4 및 도 5를 참조 하여, 재순환 유닛의 작용을 상세하게 설명한다.4 and 5, the operation of the recycling unit will be described in detail.

제어부(460)는 진공 펌프(91)를 작동시킬 수 있다.The control unit 460 may operate the vacuum pump 91.

나노 입자는 나노 입자 제조부(10)로부터 나노입자 이송 유로(90)를 따라 아우터 튜브 (100)로 유입된다.Nanoparticles are introduced into the outer tube 100 along the nanoparticle transport channel 90 from the nanoparticle manufacturing unit 10.

상기 아우터 튜브(100)로 유입된 나노 입자 및 기체는 이너 튜브(200)로 유입된다.Nano particles and gas introduced into the outer tube 100 is introduced into the inner tube 200.

상기 나노 입자는 트랩(310)에서 일정량 트랩되고, 하방의 나노입자 이송 유로(90)로 배출된다.The nanoparticles are trapped in the trap 310 by a certain amount, and discharged into the nanoparticle transport channel 90 below.

이때, 유량 측정기(410)는 이너 튜브(200)에서 유동되는 기체의 유량을 측정하여, 이를 제어부(460)로 전송한다.At this time, the flow rate meter 410 measures the flow rate of the gas flowing in the inner tube 200, and transmits it to the control unit 460.

이어, 회전 모터(420)를 구동할 지의 여부를 판단한다.Next, it is determined whether to drive the rotary motor 420.

회전 모터(420)를 구동하는 경우, 제어부(460)는 측정된 유량(Q1)이 기설정된 기준 유량(Qs) 이상을 이루는 지 판단한다(Qs < Q1).When driving the rotary motor 420, the controller 460 determines whether the measured flow rate Q1 is equal to or greater than the preset reference flow rate Qs (Qs <Q1).

상기 측정된 유량(Q1)이 기설정된 기준 유량(Qs) 이상을 이루는 경우, 제어부(460)는 방향 제어 밸브(430)를 구동하여 바이패스 유로(450)를 개방한다.When the measured flow rate Q1 is greater than or equal to the preset reference flow rate Qs, the controller 460 drives the direction control valve 430 to open the bypass flow path 450.

따라서, 잔류 나노 입자를 갖는 기체는 다시 아우터 튜브(100)의 내부로 유입될 수 있다. 그리고, 잔류 나노 입자는 트랩(310)에서 포집될 수 있다.Therefore, the gas having the residual nanoparticles may be introduced into the outer tube 100 again. Residual nanoparticles may be collected in the trap 310.

이어, 제어부(460)는 바이 패스 유로(450) 개방 상태를 표시부(470)를 통하여 외부에 표시할 수 있다.Subsequently, the controller 460 may display the bypass flow path 450 in an external state through the display unit 470.

그리고, 제어부(460)는 상기 바이패스 유로(450) 개방시점으로부터의 시간(T)이 기설정된 설정 시간(Ts)에 이르렀는지를 판단하고, 설정 시간(Ts)에 이른 경우에, 트랩 동작을 중지한다.The control unit 460 determines whether the time T from the opening of the bypass flow path 450 has reached a preset setting time Ts, and when the setting time Ts is reached, the control unit 460 performs a trap operation. Stop it.

상기 시간 측정은 바이패스 유로(450)가 개방되는 경우, 이에 대한 전기적 신호를 받아 시간(T)을 측정하는 타이머(미도시)를 사용할 수 있다. 상기 타이머는 상기 측정 시간을 제어부(460)로 전송할 수 있다.The time measurement may use a timer (not shown) for measuring the time (T) in response to the electrical signal when the bypass flow path 450 is opened. The timer may transmit the measurement time to the controller 460.

본 발명에 따르는 실시예는 이너 튜브를 통과하는 기체의 유량이 기준 유량을 이루면, 상기 기체를 재순환시켜 잔류 나노 입자를 재포집할 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, when the flow rate of the gas passing through the inner tube reaches the reference flow rate, the gas may be recycled to recapture the remaining nanoparticles.

10 : 나노 입자 제조부 20 : 나노 입자 트랩 유닛
90 : 배출 유로 100 : 아우터 튜브
110 : 아우터 튜브 몸체 120 : 제 1지지 부재
130 : 입자 유입 부재 200 : 이너 튜브
210 : 이너 튜브 몸체 220 : 제 2지지 부재
300 : 트랩부 310 : 트랩
320 : 유도판 330 : 고정축
400 : 재순환 유닛 410 : 유량 측정기
420 : 회전 모터 430 : 방향 제어 밸브
440 : 펌프 450 : 바이패스 유로
460 : 제어부 470 : 표시부10: nano particle manufacturing unit 20: nano particle trap unit
90: discharge passage 100: outer tube
110: outer tube body 120: first support member
130: particle inlet member 200: inner tube
210: inner tube body 220: second support member
300: trap 310: trap
320: guide plate 330: fixed shaft
400: recirculation unit 410: flow meter
420: rotary motor 430: directional control valve
440: pump 450: bypass flow path
460 control unit 470 display unit

Claims (9)

나노 입자가 배출되는 유로에 설치되는 아우터 튜브;
상기 아우터 튜브의 내부에 배치되며, 상기 유로를 서로 다른 방향으로 안내하는 이너 튜브; 및
상기 이너 튜브의 내부에 설치되며, 상기 유로를 따라 배출되는 나노 입자를 포집하는 스크류 형상의 트랩을 갖는 트랩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 입자 트랩 유닛.
An outer tube installed in a passage through which nanoparticles are discharged;
An inner tube disposed inside the outer tube and guiding the flow path in different directions; And
The nanoparticle trap unit is installed in the inner tube, characterized in that it comprises a trap having a screw trap trap trapping the nanoparticles discharged along the flow path.
제 1항에 있어서,
상기 아우터 튜브는,
상기 배출되는 유로와 연결되는 원통 형상의 아우터 튜브 몸체와,
상기 아우터 튜브 몸체의 상단으로부터 상기 아우터 튜브 몸체의 중앙부를 따라 하향 경사지어 입자 유입구를 형성하는 입자 유입 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 나노 입자 트랩 유닛.
The method of claim 1,
The outer tube,
A cylindrical outer tube body connected to the discharge passage;
And a particle inflow member inclined downward from an upper end of the outer tube body along a central portion of the outer tube body to form a particle inlet.
제 2항에 있어서,
상기 아우터 튜브 몸체의 하단에는, 상기 배출 되는 유로와 연결되는 제 1연결구가 형성되고,
상기 이너 튜브는,
상기 아우터 튜브 몸체의 내부에 배치되고, 바닥면에 제 2연결구가 형성되는 원통 형상의 이너 튜브 몸체와,
상기 제 1연결구와 상기 제 2연결구를 에워싸도록 상기 이너 튜브 몸체와 상기 아우터 튜브 몸체 사이를 지지하며, 다수의 제 1개구를 갖는 제 1지지 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 나노 입자 트랩 유닛.
3. The method of claim 2,
At the bottom of the outer tube body, a first connector is formed that is connected to the discharge passage,
The inner tube,
A cylindrical inner tube body disposed inside the outer tube body and having a second connector formed at a bottom thereof;
And a first support member having a plurality of first openings for supporting between the inner tube body and the outer tube body to surround the first connector and the second connector.
제 3항에 있어서,
상기 트랩부는,
상기 이너 튜브 몸체의 바닥면에서 상기 제 1연결구를 에워싸도록 일정 높이를 갖고, 다수의 제 2개구가 형성되는 제 2지지 부재와,
상기 제 2지지 부재의 상단에 배치되는 유도판과,
상기 유도판의 상단으로부터 세워져 설치되는 일정 길이의 고정축과,
상기 고정축에 설치되는 상기 트랩을 구비하는 것을 특징으로 하는 나노 입자 트랩 유닛.
The method of claim 3, wherein
The trap unit,
A second support member having a predetermined height to surround the first connector at the bottom surface of the inner tube body, and having a plurality of second openings formed therein;
A guide plate disposed on an upper end of the second support member;
A fixed shaft having a predetermined length standing up from an upper end of the guide plate,
And a trap provided on the fixed shaft.
제 4항에 있어서,
상기 트랩은,
상기 고정축을 따라 형성되는 스크류 형상의 블레이드인 것을 특징으로 하는 나노 입자 트랩 유닛.
5. The method of claim 4,
The trap is,
Nanoparticle trap unit, characterized in that the screw-shaped blade formed along the fixed axis.
제 5항에 있어서,
상기 블레이드에는 서로 다른 홀의 크기를 갖는 다수의 이 형성되는 것을 특징으로 하는 나노 입자 트랩 유닛.
6. The method of claim 5,
The nanoparticle trap unit, characterized in that a plurality of teeth having different hole sizes are formed in the blade.
제 4항에 있어서,
상기 나노 입자 트랩 유닛은, 재순환 유닛을 더 구비하되,
상기 재순환 유닛은,
상기 이너 튜브의 내부에 설치되며, 상기 이너 튜브로 유동되는 기체의 유량을 측정하는 유량 측정기와,
상기 제 1연결구와 연결되는 배출 유로와, 상기 아우터 튜브 상단의 배출 유로를 연결하는 바이패스 유로와,
상기 배출 유로에 설치되며, 상기 배출 유로 또는 상기 바이패스 유로를 선택적으로 개폐하는 방향 제어 밸브와,
상기 바이 패스 유로 상에 설치되는 펌프와,
상기 측정되는 유량이 기설정되는 기준 유량 이상을 이루는 경우, 상기 방향 제어 밸브를 구동하여 상기 바이 패스 유로를 개방하고 상기 펌프를 구동하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 나노 입자 트랩 유닛.
5. The method of claim 4,
The nanoparticle trap unit is further provided with a recycling unit,
The recirculation unit,
A flow rate meter installed inside the inner tube and measuring a flow rate of the gas flowing into the inner tube;
A bypass flow passage connecting the discharge flow passage connected to the first connector and the discharge flow passage at the upper end of the outer tube;
A direction control valve installed in the discharge passage and selectively opening or closing the discharge passage or the bypass passage;
A pump installed on the bypass flow path,
And a control unit for driving the directional control valve to open the bypass flow path and driving the pump, when the measured flow rate is equal to or greater than a predetermined reference flow rate.
제 7항에 있어서,
상기 재순환 유닛은 상기 고정축을 회전시키는 회전 모터를 더 구비하되,
상기 제어부는 상기 측정되는 유량이 기설정되는 기준 유량 이상을 이루도록 상기 회전 모터를 구동시키는 것을 특징으로 하는 나노 입자 트랩 유닛.
8. The method of claim 7,
The recirculation unit is further provided with a rotary motor for rotating the fixed shaft,
The control unit is a nano-particle trap unit, characterized in that for driving the rotary motor to achieve a predetermined reference flow rate or more.
나노 입자를 제조하는 나노 입자 제조부; 및
상기 나노 입자 제조부와 연결되는 상기 제 1항 내지 제 8항 중 어느 하나의 나노 입자 트랩 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 입자 트랩 유닛을 갖는 나노 입자 포집 장치.Nano particle manufacturing unit for manufacturing nano particles; And
The nanoparticle trap unit having a nanoparticle trap unit, characterized in that it comprises a nanoparticle trap unit of any one of claims 1 to 8 connected to the nanoparticle manufacturing unit.
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