KR101915287B1 - 혼합 유체 분사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 혼합 유체 분사 장치는 적어도 2이상의 서로 다른 유체를 혼합하여 제1혼합 유체를 생성하는 제1혼합부, 상기 제1혼합 유체와 적어도 1이상의 유체를 혼합하여 제2혼합 유체를 생성하는 제2혼합부, 및 복수의 가속유로 및 상기 복수의 가속유로와 개별적으로 연결되는 복수의 분사구멍을 통하여, 상기 제2혼합 유체를 외부로 분사하는 토출부를 포함하고, 상기 복수의 분사구멍 각각은 상기 토출부 하면에 폭보다 길이가 긴 타원(ellipse) 형태로 형성되고, 상기 타원의 타원장축(apsidal line)이 가상의 2직선과 일치하도록 배열될 수 있다.

Description

혼합 유체 분사 장치{APPARATUS FOR JETTING MIXED FLUID}
본 발명은 혼합된 유체를 균일하게 분사하되, 가공이 용이한 혼합 유체 분사 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 박막 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정, 세정 공정 및 연마 공정 등과 같은 다양한 단위 공정들이 반복적으로 수행되어 제조된다.
특히, 세정 공정은 이들 단위 공정들을 수행할 때 반도체 기판의 표면에 잔류하는 작은 파티클(small particles) 이나 오염물(contaminants) 및 불필요한 막을 제거한다. 최근, 반도체 기판에 형성되는 패턴이 미세화됨에 따라 세정 공정의 중요도는 더욱 커지고 있다.
이러한 세정 공정은, 반도체 기판 상의 오염물질을 화학적 반응에 의해 식각 또는 박리시키는 화학 용액 처리 공정, 화학 용액 처리 공정에 의해 약액 처리된 반도체 웨이퍼를 순수(deionizewater; DIW)로 세척하는 린스 공정, 및 린스 처리된 반도체 웨이퍼를 건조하는 건조 공정으로 이루어진다.
일반적으로, 화학 용액 처리 공정은 약액을 공급하는 노즐을 반도체 기판의 상부에 배치시키고, 노즐은 반도체 기판의 상면에 약액을 분사하여 반도체 기판을 세척한다. 이러한 화학 용액 처리 공정은 사용된 약액에 따라 환경 오염을 유발할 수 있고, 환경 오염을 방지하기 위한 공정 등이 요구되어 세정 비용이 고가인 경우가 많다.
한편, 이러한 화학 용액을 사용하지 않고 반도체 기판을 세정하는 기술이 개발되고 있는데, 일 예로, 순수와 스팀이 반도체 기판으로 분사되어, 세정면을 세정하는 기술이 개발되고 있다.
현재, 순수와 스팀으로 세정을 수행하는 기술은 유체를 분사하는 노즐의 구조가 복잡하여 가공이 어려운 단점이 있고, 노즐의 분사구멍의 형상에 따라 세정면이 균일하게 세정되지 않는 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 순수(DIW) 및 스팀(steam) 등을 포함하는 혼합 유체를 세정면에 분사하는 경우, 혼합 유체를 세정면에 균일하게 분사하는 혼합 유체 분사 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 제작 또는 가공이 용이한 분사구멍의 형상 및 배치를 포함하는 혼합 유체 분사 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 금형을 통한 대량생산에 적합한 조립식 구조를 가지는 혼합 유체 분사 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 혼합 유체 분사 장치는 적어도 2이상의 서로 다른 유체를 혼합하여 제1혼합 유체를 생성하는 제1혼합부, 상기 제1혼합 유체와 적어도 1이상의 유체를 혼합하여 제2혼합 유체를 생성하는 제2혼합부, 및 복수의 가속유로 및 상기 복수의 가속유로와 개별적으로 연결되는 복수의 분사구멍을 통하여, 상기 제2혼합 유체를 외부로 분사하는 토출부를 포함하고, 상기 복수의 분사구멍 각각은 상기 토출부 하면에 폭보다 길이가 긴 타원(ellipse) 형태로 형성되고, 상기 타원의 타원장축(apsidal line)이 가상의 2직선과 일치하도록 배열될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 가상의 2직선 중 서로 다른 직선에 배열되어 인접하는 분사구멍들은 양 끝단이 서로 일정부분 오버랩(overlap)되도록 배열될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제1혼합부는 상기 적어도 2이상의 서로 다른 유체를 공급하는 적어도 2이상의 유체 공급부를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 2이상의 서로 다른 유체는 압축건조공기(compressed dry air; CDA) 및 스팀을 포함하고, 상기 제1혼합 유체는 상기 압축건조공기(CDA) 및 상기 스팀이 혼합된 2류 혼상 유체를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제1혼합부는 상기 적어도 2이상의 서로 다른 유체가 상기 제2혼합부에 도달하는 시간, 도달 경로 및 상기 제2혼합부에 도달하는 순간의 도달 속도 중 적어도 하나 이상을 감소시킬 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제2혼합부는 상기 적어도 1이상의 유체를 공급하는 적어도 1이상의 다른 유체 공급부를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 1이상의 서로 다른 유체는 순수(deionizewater; DIW)를 포함하고, 상기 제2혼합 유체는 압축건조공기(CDA), 스팀 및 상기 순수(DIW)가 혼합된 3류 혼상 유체를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 제2혼합부는 상기 토출부 방향으로 수축관 구조에서 확관 구조를 가지는 소닉노즐형상을 가지도록 형성될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 토출부는 상기 가상의 2직선을 기준으로 서로 분리되는 상단부, 연결부 및 하단부가 상기 연결부를 중심으로 상하 방향으로 접합되어 형성될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 상단부 및 상기 하단부는 서로 마주보는 일면에 형성되는 리세스(recess) 또는 홈(groove)을 포함하고, 상기 상단부의 리세스 또는 홈은 상기 하단부의 리세스 또는 홈과 마주보지 않도록 엇갈려 배열될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 연결부는 상기 상단부 및 상기 하단부와 마주보는 양면 모두에 형성되는 리세스 또는 홈을 포함하고, 상기 연결부의 리세스 또는 홈은 상기 상단부 및 상기 하단부의 리세스 또는 홈과 마주보도록 배열될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 연결부의 리세스 또는 홈과 마주보는 상기 상단부 및 상기 하단부의 리세스 또는 홈은 상기 상단부, 상기 연결부 및 상기 하단부가 상기 연결부를 중심으로 상하 방향으로 접합되면, 상기 타원(ellipse) 형태를 형성할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 상단부, 상기 연결부 및 상기 하단부의 리세스 또는 홈은 미리 제작된 금형을 통하여 형성될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 가상의 2직선의 간격은 미리 설정된 기준에 따라 가변될 수 있다.
본 발명에 따른 혼합 유체 분사 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 순수 및 스팀 등을 포함하는 혼합 유체를 세정면에 분사하는 경우, 혼합 유체를 세정면에 균일하게 분사할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 제작 또는 가공이 용이한 분사구멍의 형상 및 배치를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 금형을 통한 대량생산에 적합한 조립식 구조를 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혼합 유체 분사 장치의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혼합 유체 분사 장치를 분해한 사시도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혼합 유체 분사 장치의 하단에 구비되는 분사구멍을 형성하는 구성을 분해하여 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시 예들에 따른 혼합 유체 분사 장치에서, 분사구멍을 형성하는 구성을 조립한 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시 예들에 따른 혼합 유체 분사 장치에서, 분사구멍을 형성하는 구성을 조립한 다른 예를 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 5를 통하여 설명되는 혼합 유체 분사 장치는, 본 발명에 따른 특징적인 기능을 소개함에 있어서, 필요한 구성요소만이 도시된 것으로서, 그 외 다양한 구성요소가 혼합 유체 분사 장치에 포함될 수 있음은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혼합 유체 분사 장치의 단면을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 혼합 유체 분사 장치는 혼합부(110) 및 토출부(120)를 포함할 수 있다. 여기서, 혼합부(110)는 제1혼합부(111) 및 제2혼합부(112)를 포함할 수 있다.
먼저, 제1혼합부(111)는 적어도 2이상의 서로 다른 유체를 혼합할 수 있다. 이를 위해서, 제1혼합부(111)는 서로 다른 유체를 공급받을 수 있는 적어도 2이상의 유체 공급부(140, 150)를 포함할 수 있다.
도 1은 제1혼합부(111)에 2개의 서로 다른 유체를 공급하는 제1유체 공급부(140) 및 제2유체 공급부(150)가 포함된 예를 나타내고 있다 그러나, 이는 설명의 편의를 위한 하나의 일 예일 뿐이며, 본 발명에 따른 제1혼합부(111)가 2개의 유체 공급부만을 포함하는 것으로 한정되지 않음은 당업자에게 자명할 것이다.
이하의 설명에서는 제1혼합부(111)가 2개의 유체 공급부(140, 150)를 포함하는 예를 구체적으로 설명한다.
한편, 제1혼합부(111)는 유체가 수용되는 제1수용부를 포함할 수 있다. 여기서, 제1수용부는 앞서 설명한 제1유체 공급부(140) 및 제2유체 공급부(150)와 물리적으로 연결될 수 있고, 제1유체 공급부(140) 및 제2유체 공급부(150)로부터 서로 다른 2개의 유체를 공급받을 수 있다.
그 결과, 제1유체 공급부(140) 및 제2유체 공급부(150)로부터 공급되는 서로 다른 2개의 유체는 제1수용부에서 서로 혼합되어 체류할 수 있게 된다.
특히, 본 발명에 따르면 제1유체 공급부(140) 및 제2유체 공급부(150)로부터 공급되는 서로 다른 2개의 유체는 압축건조공기(compressed dry air; CDA) 및 스팀을 포함할 수 있다. 이러한 경우 제1혼합부(111)에 포함되는 제1수용부에는 압축건조공기(CDA)와 스팀이 혼합된 2류 혼상 유체(CDA + steam)가 수용되게 된다.
그리고, 본 발명에 따른 제1혼합부(111)는 제1수용부 내부에 분산부(113)를 포함할 수 있다. 여기서, 분산부(113)는 제1수용부 상부에서 공급되어 혼합되는 혼합 유체(2류 혼상 유체)가 제1수용부 하부와 연결되는 제2혼합부(112) 또는 해당 제2혼합부(112)에 구비되는 개별 연결구멍에 균일하게(일정하게) 공급될 수 있도록 한다.
도 1에 도시된 분산부(113)의 단면은 부채꼴 형태로서, 부채꼴 형태의 경사진 2개의 면은 제1유체 공급부(140) 및 제2유체 공급부(150) 방향을 향하고, 경사진 2개의 면을 연결하는 호는 제2혼합부(112)를 향하도록 배치되어 있음을 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 혼합 유체 분사 장치는 이러한 분산부(113)의 형상 및 배치를 통해서, 제1혼합부(111) 상부에서 공급되는 서로 다른 2개의 유체가 직접적으로 제2혼합부(112)에 도달되지 않도록 할 수 있다.
구체적으로, 분산부(113)에 도달한 서로 다른 2개의 유체의 입장에서 해당 분산부(113)가 진행 방향에 존재하는 장애물이 되고, 해당 장애물로 인해서 서로 다른 2개의 유체가 제1수용부 하단에 위치하는 제2혼합부(112)로 진행하여 도달하는 시간 및 도달 경로가 증가하게 되고, 제2혼합부(112)에 도달하는 순간의 속도도 감소하게 된다.
즉, 본 발명에 따른 혼합 유체 분사 장치는 분산부(113)로 인해 제1혼합부(111)에서 혼합된 2류 혼상 유체가 제2혼합부(112)에 균일하게 공급되는 효과를 얻을 수 있게 된다.
제2혼합부(112)는 적어도 2이상의 서로 다른 유체를 혼합할 수 있다. 구체적으로, 제2혼합부(112)는 제1혼합부(111)와 물리적으로 연결되어, 제1혼합부(111)에서 혼합된 2류 혼상 유체를 공급받을 수 있고, 공급된 2류 혼상 유체와 혼합되는 또 다른 유체를 공급받을 수 있는 제3유체 공급부(160) 및 도입부(130)를 포함할 수 있다.
도 1은 제2혼합부(112)에 또 다른 하나의 유체를 공급하는 제3유체 공급부(160) 및 도입부(130)가 포함된 예를 나타내고 있다 그러나, 이는 설명의 편의를 위한 하나의 일 예일 뿐이며, 본 발명에 따른 제2혼합부(112)가 1개의 유체 공급부 및 1개의 도입부만을 포함하는 것으로 한정되지 않음은 당업자에게 자명할 것이다.
이하의 설명에서는 제2혼합부(112)가 1개의 유체 공급부(160) 및 1개의 도입부(130)를 포함하는 예를 구체적으로 설명한다.
한편, 제2혼합부(112)는 유체가 수용되는 제2수용부를 포함할 수 있다. 여기서, 제2수용부는 앞서 설명한 제1수용부와 물리적으로 연결될 수 있고, 제1수용부 또는 제1혼합부(111)로부터 2류 혼상 유체를 공급받을 수 있다. 이와 함께, 제2혼합부(112)는 제3유체 공급부(160) 및 도입부(130)를 통하여 또 다른 유체를 공급받을 수 있다.
그 결과, 제1수용부 또는 제1혼합부(111)로부터 공급되는 2류 혼상 유체와 제3유체 공급부(160) 및 도입부(130)를 통하여 공급되는 또 다른 유체는 제2수용부에서 서로 혼합되어 체류할 수 있게 된다.
한편, 제2혼합부(112)는 후술할 토출부(120)에 포함되는 복수의 가속유로(121)와 1 대 1로 대응되도록 복수의 제2수용부를 포함할 수 있다. 이에 관한 구체적인 설명은 도 2에서 계속한다.
특히, 본 발명에 따르면 제3유체 공급부(160) 및 도입부(130)를 통하여 공급되는 또 다른 유체는 순수(DIW)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 제2혼합부(112)에 포함되는 제2수용부에는 압축건조공기(CDA), 스팀 및 순수(DIW)가 혼합된 3류 혼상 유체(CDA + steam + DIW)가 수용되게 된다.
그리고, 본 발명에 따른 제2혼합부(112)에 포함되는 제2수용부의 하단은 수축관 구조에서 확관 구조를 가지는 소닉노즐형상을 가지도록 형성될 수 있다. 여기서, 소닉노즐형상은 압력에너지가 확관부분에서 속도로 전환되어 강한 추진력을 얻을 수 있는 구조를 포함한다.
토출부(120)는 제2혼합부(112)에 포함되는 제2수용부와 물리적으로 연결되어, 제2수용부에 수용된 3류 혼상 유체가 외부로 분사되도록 한다.
구체적으로, 토출부(120)는 내부에 복수의 가속유로(121)를 포함할 수 있고, 하면에는 해당 복수의 가속유로(121)와 개별적으로 연결되는 복수의 분사구멍(도 2의 222)을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 가속유로(121)는 제2수용부와 복수의 분사구멍(도 2의 222)을 연통시켜, 3류 혼상 유체가 증가된 유속으로 복수의 분사구멍(도 2의 222)을 통하여 외부로 분사되도록 한다. 일 예로, 본 발명에 따른 혼합 유체 분사 장치는 3류 혼상 유체가 외부로 분사될 때의 유속 증가를 위해서, 가속유로의(121) 길이가 약 100 내지 300mm에 해당하도록 제작될 수 있다.
한편, 가속유로(121)의 길이가 길어짐에 따라, 가속유로(121)의 가공 또는 분사구멍(도 2의 222)의 가공이 쉽지 않게 된다. 구체적으로, 가속유로(121) 또는 분사구멍(도 2의 222)은 일반 가공이 아닌 와이어방전 가공으로 형성될 수 있는데, 이러한 가공으로 소요되는 제조 비용은 결코 적지 않다.
그러나, 본 발명에 따른 혼합 유체 분사 장치는 금형을 통한 대량생산에 적합한 조립식 구조로 제작되어 와이어방전 가공이 아닌 일반 가공으로 가속 유로 또는 분사구멍을 형성할 수 있다. 이와 관련된 구체적인 설명은 도 3을 통하여 계속한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혼합 유체 분사 장치를 분해한 사시도를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 앞서 도 1을 통하여 설명된 본 발명에 따른 혼합 유체 분사 장치의 개별 구성들을 보다 구체적으로 확인할 수 있다.
먼저, 제1혼합부(211)는 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 구성요소(211a, 211b, 211c)가 조립되어 형성될 수 있고, 내부에 분산부(213)를 포함할 수 있다. 여기서, 분산부(213)의 양쪽 끝단은 제1혼합부(211)의 양쪽 측면부를 이루는 구성요소(211b, 211c)에 삽입되어 물리적으로 고정될 수 있다.
그리고, 제1유체 공급부(240) 및 제2유체 공급부(250)는 제1혼합부(211)의 상면부와 다른 양쪽 측면부를 이루는 구성요소(211a)와 물리적으로 연결되어, 앞서 설명한 압축건조공기(CDA)와 스팀을 제1혼합부(211)의 제1수용부에 공급할 수 있다.
또한, 제2혼합부(212)는 앞서 설명한 바와 같이 복수의 제2수용부를 포함할 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 제2수용부는 제1혼합부(111)와 물리적으로 연결되어 2류 혼상 유체를 공급받을 수 있다.
이와 함께, 제2혼합부(212)는 제3유체 공급부(260) 및 도입부(230)를 통하여, 또 다른 유체를 공급받을 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 도입부(230)는 복수의 제2수용부와 물리적으로 연결되어 또 다른 유체를 제2수용부에 공급하게 된다.
즉, 본 발명에 따르면 제2혼합부(212)는 내부에 포함되는 복수의 제2수용부 각각에 압축건조공기(CDA), 스팀 및 순수(DIW)가 혼합된 3류 혼상 유체(CDA + steam + DIW)를 수용할 수 있게 된다.
그리고, 토출부(220)는 제2혼합부(212)에 포함되는 복수의 제2수용부와 물리적으로 연결되어, 복수의 제2수용부에 수용된 3류 혼상 유체가 외부로 분사되도록 한다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 토출부(220)는 내부에 복수의 가속유로(221)를 포함할 수 있고, 복수의 가속유로(221)는 복수의 제2수용부와 복수의 분사구멍(222)을 개별적으로 연통시킬 수 있고, 그 결과, 3류 혼상 유체는 증가된 유속으로 복수의 분사구멍(222)을 통하여 외부로 분사될 수 있다.
특히, 도 2의 하단부에 도시된 바와 같이 토출부(220)의 하면에 구비되어, 복수의 가속유로(221)와 개별적으로 연결되는 복수의 분사구멍(222) 각각은 폭보다 길이가 긴 타원(ellipse) 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 복수의 분사구멍(222)은 가상의 2 직선(도 4 및 도 5의 점선) 상에 직선으로 배열될 수 있다. 구체적으로, 복수의 분사구멍(222)의 형태인 타원의 타원장축(apsidal line)이 가상의 2직선(도 4 및 도 5의 점선)과 일치하도록 배열될 수 있다.
그리고, 가상의 2직선(도 4 및 도 5의 점선) 중 서로 다른 직선에 배열되는 분사구멍(222)은 양 끝단이 서로 일정부분 오버랩(overlap)되도록 배열될 수 있다.
결국, 본 발명에 따른 혼합 유체 분사 장치의 토출부(220)는 위와 같은 복수의 분사구멍(222)을 통하여, 3류 혼상 유체를 외부로 분사하기 때문에, 타겟이 되는 세정면에 3류 혼상 유체가 균일하게 분사될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 오버랩 배열으로 인해서, 분사구멍(222)의 양 끝단에서 분사되는 3류 혼산 유체가 중첩될 수 있게 되고, 그에 따라 분사구멍(222)의 끝단에 해당하는 세정면에도 3류 혼상 유체가 균일하게 분사될 수 있게 된다.
한편, 도 2의 분해 사시도에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 혼합 유체 분사 장치는 금형을 통한 대량생산에 적합한 조립식 구조로 제작될 수 있다. 특히, 와이어방전 가공이 아닌 일반 가공으로 본 발명에 따른 혼합 유체 분사 장치의 가속 유로 또는 분사구멍을 형성할 수 있는데, 이는 도 3 내지 도 5를 통하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혼합 유체 분사 장치의 하단에 구비되는 분사구멍을 형성하는 구성을 분해하여 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 앞서 설명한 토출부(320)가 분해된 구성(321, 322, 323)을 토출부(320)의 하면 방향으로 바라본 예를 확인할 수 있다. 여기서, 분해된 구성(321, 322, 323) 중 가운데 구성(322)를 기준으로 상하에 위치하는 구성(321, 323)을 상하 방향으로 조립하면, 도 4와 같다.
한편, 도 3에 도시된 토출부(320)가 분해된 구성(321, 322, 323)은 상하 방향으로 리세스(recess) 또는 홈(groove)이 형성되도록 가공하여 제작될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시 예들에 따른 혼합 유체 분사 장치에서, 분사구멍을 형성하는 구성을 조립한 예를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 도 3에 도시된 토출부(320)가 분해된 구성(321, 322, 323)이 상하 방향으로 조립된 예(420)를 확인 할 수 있다. 구체적으로, 앞서 도 2에서 설명한 바와 같이 복수의 분사구멍(도 2의 222)의 형태인 타원의 타원장축(apsidal line)이 가상의 2직선(점선)과 일치하도록 배열되고, 서로 다른 직선에 배열되는 분사구멍(도 2의 222)은 양 끝단이 서로 일정부분 오버랩(overlap)됨을 확인할 수 있다.
즉, 가속유로 및 분사구멍의 통가공이 어려워 복수의 구성으로 분할하여 가공 후 접합하여 토출부(420)를 형성함에 있어서, 본 발명은 상하 방향으로 리세스 또는 홈이 형성되도록 가공한 후, 이들을 상하 방향으로 조립하여 원하는 토출부(420)를 형성할 수 있기 때문에, 가속유로 및 분사구멍의 가공이 용이하다. 본 발명에 따른 상하 방향으로 리세스 또는 홈을 형성하는 가공은 금형을 통한 대량생산에 적합하고, 이는 제조비용의 절감 및 생산량 증가에 지대한 영향을 미치게 된다.
결국, 본 발명에 따른 혼합 유체 분사 장치는 균일한 분사를 유지할 수 있으면서도 가공이 용이하고 금형을 통한 대량생산에 적합한 조립식 구조를 가지게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시 예들에 따른 혼합 유체 분사 장치에서, 분사구멍을 형성하는 구성을 조립한 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 도 4의 또 다른 예를 확인할 수 있는데, 가상의 2직선(점선)이 도 4의 예보다 좁게 배열되고 그에 따라 복수의 분사구멍(도 2의 222)은 도 4의 예에 비해 높은 밀도로 배열됨을 확인할 수 있다.
그에 따라 도 5의 토출부(520)는 높은 밀도로 2류 혼상 유체를 외부로 분사할 수 있고, 결국, 도 5의 토출부(520)는 도 4의 토출부(420)보다 높은 세정력을 가질 수 있게 된다.
결국, 본 발명에 따른 혼합 유체 분사 장치는 순수 및 스팀 등을 포함하는 혼합 유체를 세정면에 분사하는 경우, 혼합 유체를 세정면에 균일하게 분사할 수 있고, 제작 또는 가공이 용이한 분사구멍의 형상 및 배치를 포함하기 때문에, 금형을 통한 대량생산에 적합하다.
이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (14)

  1. 적어도 2이상의 서로 다른 유체를 혼합하여 제1혼합 유체를 생성하는 제1혼합부;
    상기 제1혼합 유체와 적어도 1이상의 유체를 혼합하여 제2혼합 유체를 생성하는 제2혼합부; 및
    복수의 가속유로 및 상기 복수의 가속유로와 개별적으로 연결되는 복수의 분사구멍을 통하여, 상기 제2혼합 유체를 외부로 분사하는 토출부를 포함하고,
    상기 복수의 분사구멍 각각은,
    상기 토출부 하면에 폭보다 길이가 긴 타원(ellipse) 형태로 형성되고, 상기 타원의 타원장축(apsidal line)이 가상의 2직선과 일치하도록 배열되되,
    상기 토출부는,
    상기 가상의 2직선을 기준으로 서로 분리되는 상단부, 연결부 및 하단부가 상기 연결부를 중심으로 상하 방향으로 접합되어 형성되고,
    상기 상단부 및 상기 하단부는,
    서로 마주보는 일면에 형성되는 리세스(recess) 또는 홈(groove)을 포함하고,
    상기 상단부의 리세스 또는 홈은,
    상기 하단부의 리세스 또는 홈과 마주보지 않도록 엇갈려 배열되는 혼합 유체 분사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가상의 2직선 중 서로 다른 직선에 배열되어 인접하는 분사구멍들은 양 끝단이 서로 일정부분 오버랩(overlap)되도록 배열되는 혼합 유체 분사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1혼합부는,
    상기 적어도 2이상의 서로 다른 유체를 공급하는 적어도 2이상의 유체 공급부를 포함하는 혼합 유체 분사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2이상의 서로 다른 유체는,
    압축건조공기(compressed dry air; CDA) 및 스팀을 포함하고,
    상기 제1혼합 유체는,
    상기 압축건조공기(CDA) 및 상기 스팀이 혼합된 2류 혼상 유체를 포함하는 혼합 유체 분사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1혼합부는,
    상기 적어도 2이상의 서로 다른 유체가 상기 제2혼합부에 도달하는 시간, 도달 경로 및 상기 제2혼합부에 도달하는 순간의 도달 속도 중 적어도 하나 이상을 감소시키는 분산부를 포함하는 혼합 유체 분사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2혼합부는,
    상기 적어도 1이상의 유체를 공급하는 적어도 1이상의 다른 유체 공급부를 포함하는 혼합 유체 분사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 1이상의 서로 다른 유체는,
    순수(deionizewater; DIW)를 포함하고,
    상기 제2혼합 유체는,
    압축건조공기(CDA), 스팀 및 상기 순수(DIW)가 혼합된 3류 혼상 유체를 포함하는 혼합 유체 분사 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2혼합부는,
    상기 토출부 방향으로 수축관 구조에서 확관 구조를 가지는 소닉노즐형상을 가지도록 형성되는 혼합 유체 분사 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는,
    상기 상단부 및 상기 하단부와 마주보는 양면 모두에 형성되는 리세스 또는 홈을 포함하고,
    상기 연결부의 리세스 또는 홈은,
    상기 상단부 및 상기 하단부의 리세스 또는 홈과 마주보도록 배열되는 혼합 유체 분사 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연결부의 리세스 또는 홈과 마주보는 상기 상단부 및 상기 하단부의 리세스 또는 홈은,
    상기 상단부, 상기 연결부 및 상기 하단부가 상기 연결부를 중심으로 상하 방향으로 접합되면, 상기 타원(ellipse) 형태를 형성하는 혼합 유체 분사 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 상단부, 상기 연결부 및 상기 하단부의 리세스 또는 홈은,
    미리 제작된 금형을 통하여 형성되는 혼합 유체 분사 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 가상의 2직선의 간격은,
    미리 설정된 기준에 따라 가변되는 혼합 유체 분사 장치.
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