KR20230086821A - Heat treatment furnace supply and exhaust device - Google Patents

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KR20230086821A
KR20230086821A KR1020210172698A KR20210172698A KR20230086821A KR 20230086821 A KR20230086821 A KR 20230086821A KR 1020210172698 A KR1020210172698 A KR 1020210172698A KR 20210172698 A KR20210172698 A KR 20210172698A KR 20230086821 A KR20230086821 A KR 20230086821A
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사토루 나카니시
하재욱
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(주) 한국제이텍트써모시스템
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Abstract

열처리로의 급배기 장치에 관하여 개시한다. 본 발명은, 기판의 가열 건조를 위해 기판을 수용하는 챔버를 구비하고, 상기 챔버 내부에는 복수의 히터 유닛들을 실장하여 상기 히터 유닛들로부터 발생되는 열을 통해 기판을 가열하거나 건조 시키고, 상기 챔버 내의 온도 분위기를 조성하기 위해 프로세스 가스를 공급하는 급기부 및 상기 챔버 내부에 누적되는 파티클을 배출시키기 위하여 상기 챔버 내 고온 기류를 하는 배기부를 포함하는 열처리로의 급배기 장치에 있어서, 상기 챔버내 배기 기류를 외부로 배기 시키기 위해 상기 챔버의 일측에 구비되는 배기 덕트; 및상기 배기 덕트를 경유하도록 배치되어 상기 챔버의 내부로 가스를 공급하는 급기관;을 포함하여 구성될 수 있다.A supply and exhaust device for a heat treatment furnace is disclosed. The present invention includes a chamber accommodating a substrate for heating and drying the substrate, mounting a plurality of heater units inside the chamber to heat or dry the substrate through heat generated from the heater units, and An air supply and exhaust device for a heat treatment furnace comprising an air supply unit for supplying a process gas to create a temperature atmosphere and an exhaust unit for generating a high-temperature air flow in the chamber to discharge particles accumulated in the chamber, wherein the exhaust air flow in the chamber Exhaust duct provided on one side of the chamber to exhaust to the outside; and an air supply pipe disposed to pass through the exhaust duct to supply gas into the chamber.

Description

열처리로의 급배기 장치{Heat treatment furnace supply and exhaust device}Heat treatment furnace supply and exhaust device {Heat treatment furnace supply and exhaust device}

본 발명은 열처리로의 급배기 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 챔버내 고온의 배기 기류를 회수하여 급기 가스의 온도를 상승시킨 후 히터를 통해 챔버 내부로 공급하도록 유도하도록 하여 히터의 설계 용량을 줄이고, 소비전력을 저감시키는 열처리로의 급배기 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a supply and exhaust device for a heat treatment furnace, and more particularly, to reduce the design capacity of the heater by recovering the high-temperature exhaust airflow in the chamber, raising the temperature of the supply gas, and then supplying it to the inside of the chamber through a heater , It relates to a supply and exhaust device for a heat treatment furnace that reduces power consumption.

디스플레이 디바이스를 구성하는 글라스 기판은 챔버로 이루어지는 열처리로에 투입한 후 열처리 공정을 통해 제조하게 되는데, 기판 제품의 자체 성능 저하를 막고 제품 불량율을 낮추어 고품질 고수율의 기판을 제조하기 위하여, 열처리 시 각 공정마다 온도 조건을 만족시키도록 설계되어 있다. 또한, 완제품의 수율 향상을 위해서는 열처리 시 기판의 면내 편차가 적을수록 좋기 때문에 보다 고성능의 열처리로가 요구되고 있어, 열처리로에 관한 지속적인 개선이 이루어지고 있다. 기판을 제조하는데 있어서 온도 관리와 온도 균일도는 양품의 기판 품질과 수율 유지를 위해 반드시 필요하다. 예를 들면, 열처리 오븐을 통한 기판 제조 공정에서는 기판 표면에 유기물층이 형성되어 일정량의 수분을 포함할 수 있기 때문에 수분을 증발시키는 건조 공정을 필요로 하고 있다. 글라스 기판 제조 공정에서는 기판 표면에 감광막을 코팅하기 전에 세정공정을 거치고 세정공정 후에는 수분을 제거하기 위한 가열 건조 공정을 수행하고 있으며, 이와 관련하여, 국내등록특허공보 10-1238560 및 국내공개특허공보 10-2013-0028322에는 'LCD 글라스 오븐 챔버'가 제안되어 있다.The glass substrate constituting the display device is put into a heat treatment furnace consisting of a chamber and then manufactured through a heat treatment process. It is designed to satisfy temperature conditions for each process. In addition, in order to improve the yield of the finished product, since the smaller the in-plane deviation of the substrate during heat treatment, the better. Therefore, a higher performance heat treatment furnace is required, and continuous improvement of the heat treatment furnace is being made. In manufacturing substrates, temperature management and temperature uniformity are absolutely necessary to maintain the quality and yield of substrates of good products. For example, in a substrate manufacturing process using a heat treatment oven, a drying process for evaporating moisture is required because an organic material layer is formed on the surface of the substrate and may contain a certain amount of moisture. In the glass substrate manufacturing process, a cleaning process is performed before coating the photoresist film on the surface of the substrate, and a heating and drying process is performed to remove moisture after the cleaning process. 10-2013-0028322 proposes 'LCD glass oven chamber'.

한편, 열처리로를 통해 디스플레이 디바이스에 적용되는 기판을 제조하기 위해서는 각 공정 마다 온도 조건을 세팅하여 제어하도록 되어 있는데, 온도를 승온시키기 위한 메인 히터로서 IR 방식의 히터(plate heater, kanthal선이 내장된 quartz 봉 형상의 heater 등)를 구비하여 구성되며, 부가적으로 챔버 내의 온도 분위기 조성과 누적되는 분진 등의 파티클을 배출시키기 위하여 챔버에 CDA, N2 등의 가스를 공급하는 급기 및 배기 계통을 구비하고 있으며, 가스 공급시 온도 편차를 제어하여 정해진 공정 조건에 부합하는 온도로 공급하도록 되어 있다. 그러나, 기존의 열처리로에 적용되고 있는 급배기 장치에 따르면, 급기의 경우, 열처리로가 설치되는 공장 내에서 약 20℃ 내외의 상온 상태의 가스를 공급받아 인-라인 히터를 통해 공정 온도 조건에 적합한 온도까지 승온 후 챔버 내부에 공급하도록 되어 있고, 배기의 경우, 챔버내 고온의 기류를 덕트를 통해 외부로 방출하도록 되어 있다.On the other hand, in order to manufacture a substrate applied to a display device through a heat treatment furnace, temperature conditions are set and controlled for each process. quartz rod-shaped heater, etc.), and additionally equipped with an air supply and exhaust system for supplying gases such as CDA and N2 to the chamber in order to create a temperature atmosphere in the chamber and discharge particles such as accumulated dust. When gas is supplied, the temperature deviation is controlled to supply the gas at a temperature that meets the predetermined process conditions. However, according to the air supply and exhaust system applied to the existing heat treatment furnace, in the case of air supply, room temperature gas of about 20 ° C is supplied in the factory where the heat treatment furnace is installed, and the gas is supplied to the process temperature condition through the in-line heater. After raising the temperature to an appropriate temperature, it is supplied to the inside of the chamber, and in the case of exhaust, the high-temperature airflow in the chamber is discharged to the outside through a duct.

따라서, 기존 열처리로의 급배기 장치는, 급기의 경우, 20℃ 내외의 상온 상태의 가스를 인-라인 히터를 통해 공정 온도 조건에 적합한 온도까지 승온 후 챔버 내부에 공급하도록 되어 있어 챔버 내에 급기 가스 온도를 상승시키기 위한 인-라인 히터의 충분한 용량 확보 설계가 요구되고 있고, 이로 인해 비례적으로 소비 전력이 과다하게 투입되고 소비되는 문제가 있다. 이에 따라, 본 발명은, 기존 열처리로의 급배기 장치의 구조 변경을 통해, 배기시 버려지는 챔버내 고온의 배기 기류를 회수하여 급기 가스의 온도를 상승시킨 후 인-라인 히터를 통해 챔버 내부로 공급하도록 함으로써, 급기 가스 승온을 위한 히터의 설계 용량을 줄이고, 소비전력을 저감시키는 새로운 열처리로의 급배기 장치를 제안하고자 한다.Therefore, in the case of supplying air, the supply and exhaust device of the existing heat treatment furnace is designed to raise the temperature of gas at room temperature around 20 ° C through an in-line heater to a temperature suitable for the process temperature condition, and then supply the supply air into the chamber. A design for securing sufficient capacity of an in-line heater to increase the temperature is required, and as a result, there is a problem in that power consumption is excessively inputted and consumed proportionally. Accordingly, the present invention recovers the high-temperature exhaust airflow in the chamber discarded during exhausting by changing the structure of the supply and exhaust device of the existing heat treatment furnace, raises the temperature of the supply gas, and then returns it to the inside of the chamber through an in-line heater. By supplying, it is proposed to propose a new heat treatment furnace supply and exhaust device that reduces the design capacity of the heater for raising the temperature of the supply gas and reduces power consumption.

특허문헌 1. 국내 등록특허공보 제10-1238560호(공고일2013년02월28일)Patent Document 1. Korean Registered Patent Publication No. 10-1238560 (published on February 28, 2013)

특허문헌 2. 국내 등록특허공보 제10-0722154호(공고일2007년05월28일)Patent Document 2. Korean Registered Patent Publication No. 10-0722154 (Announcement date May 28, 2007)

특허문헌 3. 국내 공개특허공보 제10-2013-0028322호(공개일2013년03월19일)Patent Document 3. Domestic Patent Publication No. 10-2013-0028322 (published on March 19, 2013)

본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 배기 과정에서 버려지는 배기 폐열을 열교환기를 통해 회수하여 챔버 급기 가스 온도를 상승시키는 열처리로의 급배기 장치를 제공하는데 있다.One of the technical problems to be solved by the present invention is to provide a supply and exhaust device for a heat treatment furnace that increases the temperature of a chamber supply air by recovering exhaust waste heat discarded in the exhaust process through a heat exchanger.

본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 열처리로의 인-라인 히터의 용량 저감 설계 및 소비전력을 저감시키는 열처리로의 급배기 장치를 제공하는데 있다.One of the technical problems to be solved by the present invention is to provide a design for reducing the capacity of an in-line heater of a heat treatment furnace and a supply and exhaust device for a heat treatment furnace that reduces power consumption.

본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 열교환기를 챔버 내부 배기 덕트 공간 내에 설치하여 열손실을 줄이고, 급기 인-라인 히터의 소비전력을 더 낮추는 열처리로의 급배기 장치를 제공하는데 있다.One of the technical problems to be solved by the present invention is to provide an air supply and exhaust device for a heat treatment furnace that reduces heat loss by installing a heat exchanger in an exhaust duct space inside a chamber and further lowers power consumption of an air supply in-line heater.

상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 기판의 가열 건조를 위해 기판을 수용하는 챔버를 구비하고, 상기 챔버 내부에는 복수의 히터 유닛들을 실장하여 상기 히터 유닛들로부터 발생되는 열을 통해 기판을 가열하거나 건조 시키고, 상기 챔버 내의 온도 분위기를 조성하기 위해 프로세스 가스를 공급하는 급기부 및 상기 챔버 내부에 누적되는 파티클을 배출시키기 위하여 상기 챔버 내 고온 기류를 하는 배기부를 포함하는 열처리로의 급배기 장치에 있어서, 상기 챔버내 배기 기류를 외부로 배기 시키기 위해 상기 챔버의 일측에 구비되는 배기 덕트; 및 상기 배기 덕트를 경유하도록 배치되어 상기 챔버의 내부로 가스를 공급하는 급기관;을 포함하여 구성될 수 있다.According to the present invention, the above objects are provided with a chamber accommodating the substrate for heating and drying the substrate, and a plurality of heater units are mounted in the chamber to heat or dry the substrate through heat generated from the heater units. and an air supply unit for supplying a process gas to create a temperature atmosphere in the chamber and an exhaust unit for generating a high-temperature air flow in the chamber to discharge particles accumulated in the chamber. an exhaust duct provided at one side of the chamber to exhaust the exhaust air flow in the chamber to the outside; and an air supply pipe disposed to pass through the exhaust duct to supply gas into the chamber.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 챔버의 내부에 열교환기를 매입형으로 배치하여 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the heat exchanger may be disposed in a buried type inside the chamber.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 배기 덕트의 내부에 열교환기를 매입형으로 배치하여 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the heat exchanger may be disposed in a buried type inside the exhaust duct.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 열교환기가 핀형 또는 플레이트형 열교환기 중에서 선택된 어느 하나를 배치하여 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the heat exchanger may be configured by arranging any one selected from among fin-type and plate-type heat exchangers.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 급기관이 상기 열교환기에 매입형으로 설치하여 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the air supply pipe may be installed in the heat exchanger as an embedded type.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 급기관의 일단에는 가스 히터를 구비하여 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a gas heater may be provided at one end of the air supply pipe.

본 발명은, 열교환기를 사용하여 배기 폐열 회수를 통해 챔버 급기 가스 온도를 상승시키는 효과가 있다.The present invention has an effect of increasing the temperature of the chamber supply air gas through exhaust waste heat recovery using a heat exchanger.

또한, 본 발명은, 열처리로의 인-라인 히터의 용량 저감 설계 및 소비전력을 저감시키는 열처리로의 급배기 장치를 제공하는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of providing a capacity reduction design of an in-line heater of a heat treatment furnace and a supply and exhaust device for a heat treatment furnace that reduces power consumption.

또한, 본 발명은, 열교환기를 챔버 내부 배기 덕트 공간 내에 설치하여 열손실을 줄이고, 급기 인-라인 히터의 소비전력을 낮추는 열처리로의 급배기 장치를 제공하는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of providing an air supply and exhaust device for a heat treatment furnace that reduces heat loss and lowers power consumption of an air supply in-line heater by installing a heat exchanger in an exhaust duct space inside the chamber.

또한, 본 발명은, 열교환기를 사용하여 배기 폐열 회수를 통해 챔버 내 급기 가스 온도를 신속하게 상승시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of rapidly increasing the temperature of the air supply gas in the chamber through exhaust waste heat recovery using a heat exchanger.

도 1은 열처리로의 전체 구조를 보인 예시이다.
도 2는 열처리로의 정면을 보인 예시이다.
도 3은 열처리로의 평면을 보인 예시이다.
도 4는 열처리로의 일측면을 보인 예시이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 열처리로의 급배기 장치를 나타낸 예시이다.
도 6은 도 5의 A부를 확대도로 나타낸 예시이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 열처리로의 급배기 장치를 발췌하여 나타낸 것으로 급배기 상태를 나타낸 예시이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 열처리로의 급배기 장치를 일측면도로 나타낸 예시이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 열처리로의 급배기 장치를 구성하는 열교환기의 예시이다.1 is an example showing the overall structure of a heat treatment furnace.
2 is an example showing the front of the heat treatment furnace.
3 is an example showing a plane of a heat treatment furnace.
4 is an example showing one side of a heat treatment furnace.
5 is an example showing a supply and exhaust device for a heat treatment furnace according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an example showing an enlarged view of portion A of FIG. 5 .
7 is an example of a supply and exhaust state of a supply and exhaust device of a heat treatment furnace according to an embodiment of the present invention.
8 is an example showing a side view of a supply and exhaust device for a heat treatment furnace according to an embodiment of the present invention.
9 is an example of a heat exchanger constituting a supply and exhaust device of a heat treatment furnace according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 '열처리로의 급배기 장치'를 설명한다.Hereinafter, a 'supply and exhaust device for a heat treatment furnace' according to a preferred embodiment of the present invention will be described.

도 1은 열처리로의 전체 외관을 보인 예시이다. 도 2는 열처리로의 정면을 보인 예시이다. 도 3은 열처리로의 평면을 보인 예시이다. 도 4는 열처리로의 측면을 보인 예시이다.1 is an example showing the overall appearance of a heat treatment furnace. 2 is an example showing the front of the heat treatment furnace. 3 is an example showing a plane of a heat treatment furnace. 4 is an example showing the side of a heat treatment furnace.

도 1 내지 도 4에 도시된 도면은 열처리로(100)의 전체 구조를 보인 것으로 챔버(200)로 이루어지는 열처리로(100)의 예시이다.The drawings shown in FIGS. 1 to 4 show the entire structure of the heat treatment furnace 100 and are examples of the heat treatment furnace 100 including the chamber 200 .

열처리로(100)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 기판을 열처리 하기 위하여 열처리 대상 기판을 챔버(200) 안에 마련된 각단에 넣거나 열처리 공정이 완료된 기판을 챔버(200)로부터 반출하기 위해 후면부에는 도어부(110)를, 전면부에는 셔터부(120)를 각각 구비할 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 4 , the heat treatment furnace 100 puts a substrate to be heat treated in each stage provided in the chamber 200 in order to heat the substrate, or carries out a substrate on which the heat treatment process has been completed from the chamber 200. The door unit 110 may be provided on the front side, and the shutter unit 120 may be provided on the front side.

또한, 열처리로(100)는 가열 또는 건조를 필요로하는 기판을 수용하는 챔버(200)를 구비하고, 챔버(200) 내에는 발열체로 이루어지는 복수의 히터 유닛(300)들을 실장하여 그 히터 유닛(300)들로부터 발생되는 열로 기판을 가열하거나 수분을 증발 건조 시키도록 구성된다.In addition, the heat treatment furnace 100 includes a chamber 200 accommodating a substrate requiring heating or drying, and a plurality of heater units 300 made of heating elements are mounted in the chamber 200, and the heater unit ( 300) to heat the substrate or to evaporate and dry moisture.

그리고, 열처리로(100)는 챔버(200)의 일측으로 프로세스 가스를 포함하는 유체를 유입시키는 급기구 및 챔버(200)내 유체를 배기시키는 배기구를 구비하고, 챔버(200)를 지지하고 받쳐주는 러그들을 포함하는 프레임 및 히터 유닛(300)의 발열선을 접속시켜 전류를 통전시키는 다수의 부스바들이 접속된 도전부를 포함하여 구성되고 있다.In addition, the heat treatment furnace 100 includes a supply port for introducing a fluid containing a process gas into one side of the chamber 200 and an exhaust port for exhausting the fluid in the chamber 200, and supports and supports the chamber 200. It is configured to include a frame including lugs and a conductive portion to which a plurality of busbars that conduct current by connecting a heating wire of the heater unit 300 are connected.

그리고, 도 1 및 도 4에서, 미설명 부호 '210'과 '220'은 챔버(200)의 '내외부 케이싱'이다. 그리고, 미설명 부호 '230'은 챔버(200)에 냉각 기류를 형성하여 챔버(200)의 내부에 구성된 냉각 기류 유도로를 통해 챔버를 균일한 온도 분포로 냉각시키는 '냉각 재킷'이다. 미설명 부호 '240'은 피드 스루들을 돌출시켜 이를 통해 챔버내(200)로 전원을 공급하는 '전원공급부'이다.Also, in FIGS. 1 and 4 , reference numerals '210' and '220' denote 'inner and outer casings' of the chamber 200. Also, reference numeral '230', which is not described, is a 'cooling jacket' that forms a cooling airflow in the chamber 200 and cools the chamber with a uniform temperature distribution through a cooling airflow induction path configured inside the chamber 200. Reference numeral '240', which is not explained, is a 'power supply unit' that protrudes feed throughs and supplies power to the chamber 200 through them.

참고로, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같은, 열처리로를 구성하는 기본적인 구성들, 예를 들면, 챔버의 구조 및 히터 유닛, 그리고 히터 유닛에 전원을 공급하는 부스바를 포함하는 도전부 및 전원공급부의 구성은 본 발명과 직접 관련이 없다. 다만, 프로세스 가스(N2 등)의 급기 및 배기 계통이 본 발명의 급배기 장치와 관련될 수 있다. 그리고, 열처리로의 기본적인 해당 구성들은 본 발명의 요지와 무관하고 공지된 구성들이므로 본 발명의 구성 및 동작 설명에서 생략하는 것으로 한다.For reference, as shown in FIGS. 1 and 4 , the basic components constituting the heat treatment furnace, for example, the structure of the chamber and the heater unit, and the conductive part including the bus bar supplying power to the heater unit and the power supply The configuration of the supply unit is not directly related to the present invention. However, the air supply and exhaust system of the process gas (N2, etc.) may be related to the supply and exhaust device of the present invention. In addition, since the basic configurations of the heat treatment furnace are known configurations irrelevant to the gist of the present invention, they will be omitted from the configuration and operation description of the present invention.

한편, 기존의 열처리로의 급배기 장치는, 급기의 경우, 20℃ 내외의 상온 상태의 가스를 인-라인 히터를 통해 공정 온도 조건에 적합한 온도까지 히터를 통해 강제 승온시킨 후 챔버 내부에 공급하도록 되어 있어 챔버 내에 급기 가스 온도를 상승시키기 위한 인-라인 히터의 용량을 충분히 확보하는 설계가 요구되고 있고, 이로 인해 히터의 용량이 과다하게 비대해지며, 비례적으로 소비 전력이 과다하게 투입되고 소비되는 문제가 있다.On the other hand, in the case of air supply, in the existing heat treatment furnace supply and exhaust device, forcibly raising the temperature of gas at room temperature around 20 ° C through an in-line heater to a temperature suitable for the process temperature condition through a heater, and then supplying it to the inside of the chamber. Therefore, a design that sufficiently secures the capacity of the in-line heater to raise the supply air temperature in the chamber is required, which causes the capacity of the heater to be excessively enlarged, and power consumption is excessively input and consumed proportionally. there is a problem

이에 따라, 본 발명은, 기존 열처리로의 급배기 장치 구조 변경을 통해, 배기 과정에서 버려지는 챔버내 고온의 배기 기류를 회수하여 급기 가스의 온도를 상승시킨 후 인-라인 히터를 통해 챔버 내부로 공급하도록 함으로써, 급기 가스 승온을 위한 히터의 설계 용량을 줄이고, 소비전력을 저감시키는 새로운 열처리로의 급배기 장치를 제시한다.Accordingly, the present invention recovers the high-temperature exhaust airflow in the chamber discarded in the exhausting process through a change in the structure of the supply and exhaust device of the existing heat treatment furnace, raises the temperature of the supply gas, and then returns it to the inside of the chamber through an in-line heater. By supplying it, we propose a new heat treatment furnace supply and exhaust device that reduces the design capacity of the heater for increasing the temperature of the supply gas and reduces power consumption.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 열처리로의 급배기 장치를 나타낸 예시이다. 도 6은 도 5의 A부를 확대도로 나타낸 예시이다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 열처리로의 급배기 장치를 발췌하여 나타낸 것으로 급배기 상태를 나타낸 예시이다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 열처리로의 급배기 장치를 일측면도로 나타낸 예시이다. 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 열처리로의 급배기 장치를 구성하는 열교환기의 예시이다.5 is an example showing a supply and exhaust device for a heat treatment furnace according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is an example showing an enlarged view of portion A of FIG. 5 . 7 is an example of a supply and exhaust state of a supply and exhaust device of a heat treatment furnace according to an embodiment of the present invention. 8 is an example showing a side view of a supply and exhaust device for a heat treatment furnace according to an embodiment of the present invention. 9 is an example of a heat exchanger constituting a supply and exhaust device of a heat treatment furnace according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 열처리로의 급배기 장치는, 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 외부에서 기판(미도시)이 투입되고, 이 기판의 가열 건조를 위해 기판을 수용하는 챔버(200)를 구비하고, 상기 챔버 (200) 내부에는 복수의 히터 유닛(300)들을 실장하여 상기 히터 유닛(300)들로부터 발생되는 열을 통해 기판을 가열하거나 건조 시키고, 상기 챔버(200) 내의 온도 분위기를 조성하기 위해 프로세스 가스를 공급하는 급기부(350) 및 상기 챔버 내부에 누적되는 파티클을 배출시키기 위하여 챔버(200) 내 고온 기류를 하는 배기부를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIGS. 5 to 9, the supply and exhaust device of the heat treatment furnace according to the present invention includes a chamber 200 for receiving a substrate (not shown) input from the outside and for heating and drying the substrate. A plurality of heater units 300 are mounted inside the chamber 200 to heat or dry a substrate through heat generated from the heater units 300, and create a temperature atmosphere in the chamber 200 It may be configured to include an air supply unit 350 for supplying process gas and an exhaust unit for generating high-temperature air flow in the chamber 200 to discharge particles accumulated in the chamber.

그리고, 본 발명에 따른 열처리로의 급배기 장치는, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 챔버(200)내 배기 기류를 외부로 배기 시키기 위해 상기 챔버(200)의 일측에는 배기 덕트(400)를 구비하여 구성될 수 있다.And, as shown in FIGS. 5 to 8 , in the supply and exhaust device of the heat treatment furnace according to the present invention, an exhaust duct 400 is provided on one side of the chamber 200 to exhaust the exhaust airflow in the chamber 200 to the outside. ).

그리고, 열처리로의 급배기 장치는, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 배기 덕트(400)를 경유하도록 배치되어 상기 챔버(200)의 내부로 가스를 공급하는 급기관(410)을 포함하여 구성될 수 있다.And, as shown in FIGS. 5 to 8 , the supply and exhaust device of the heat treatment furnace includes an air supply pipe 410 disposed to pass through the exhaust duct 400 to supply gas into the chamber 200. can be configured.

여기서, 본 발명에 따른 열처리로의 급배기 장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 열처리로(100)의 사각 평면을 기준으로 각 모서리 방향에 4개소에 각각 배치하여 구성될 수 있으며, 이들은 다수의 유로 덕트(미도시)를 통해 상통하도록 연결하여 구성될 수 있다.Here, the supply and exhaust device of the heat treatment furnace according to the present invention, as shown in FIG. 5, may be configured by arranging each at four locations in each corner direction based on the rectangular plane of the heat treatment furnace 100, and these are a number of It may be configured by connecting to communicate through a passage duct (not shown) of.

그리고, 프로세스 가스를 공급하는 급기관(410)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 다수의 급기 포트(411)들을 포함하여 구성될 수 있다.And, as shown in FIG. 8 , the air supply pipe 410 supplying the process gas may include a plurality of air supply ports 411 .

또한, 본 발명에 따른 열처리로의 급배기 장치는, 챔버(200)의 내부에 열교환기(420)를 매입형으로 배치하여 구성될 수 있다.In addition, the supply and exhaust device of the heat treatment furnace according to the present invention may be configured by disposing the heat exchanger 420 in a buried type inside the chamber 200 .

이렇게, 챔버(200)의 내부에 열교환기(420)를 매입형으로 배치하여 구성하는 경우, 챔버(200)의 내부 고온 기류에 의해 열교환기(420)를 통한 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.In this way, when the heat exchanger 420 is disposed inside the chamber 200 as a buried type, heat exchange performance through the heat exchanger 420 can be improved by high-temperature air flow inside the chamber 200 .

또한, 본 발명에 따른 열처리로의 급배기 장치는, 도 7에 도시된 바와 같이,배기 덕트(400)의 내부에 열교환기(420)를 매입형으로 배치하여 구성될 수 있다. 도 7을 참조하면, 배기 덕트(400)의 내부에 열교환기(420)가 매입형으로 배치되어 구성된 예로 나타나 있다.In addition, as shown in FIG. 7 , the heat exchanger 420 may be disposed inside the exhaust duct 400 in a buried type. Referring to FIG. 7 , an example in which the heat exchanger 420 is arranged in a buried type inside the exhaust duct 400 is illustrated.

이렇게, 배기 덕트(400)의 내부에 열교환기(420)를 매입형으로 배치하여 구성하는 경우, 배기 덕트(4000를 따라 배기되는 챔버(200)의 내부 고온 기류가 열교환기(420)와 열교환되어 버려지는 배기 가스에 포함된 고온의 폐열을 열교환기(420)를 통해 회수하여 급기관(410)을 통해 챔버(200) 내부로 공급하는 프로세스 가스(N2)의 공급 온도를 별도의 가열 없이 승온시켜 공급할 수 있게 된다.In this way, when the heat exchanger 420 is disposed inside the exhaust duct 400 as a recessed type, the high-temperature airflow inside the chamber 200 exhausted along the exhaust duct 4000 exchanges heat with the heat exchanger 420. The high-temperature waste heat included in the discarded exhaust gas is recovered through the heat exchanger 420 and the supply temperature of the process gas N2 supplied into the chamber 200 through the air supply pipe 410 is raised without separate heating. be able to supply

그리고, 열처리로의 급배기 장치는, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 배기 덕트(400)를 경유하도록 배치되어 상기 챔버(200)의 내부로 가스를 공급하는 급기관(410)을 포함하여 구성될 수 있다.And, as shown in FIGS. 5 to 8 , the supply and exhaust device of the heat treatment furnace includes an air supply pipe 410 disposed to pass through the exhaust duct 400 to supply gas into the chamber 200. can be configured.

즉, 본 발명에 따른, 열처리로의 급배기 장치는, 챔버(200)의 내부고 프로세스 가스를 공급하는 급기관(410)이 배기 덕트(400)를 경유하도록 구성되어 있으므로, 배기 과정에서 고온의 배기 가스의 폐열이 열교환기(420)를 통해 회수되고, 열교환기(420)를 통해 회수된 열은 프로세스 가스의 공급 시 급기관(410)을 승온시켜 공급 가스의 공급 온도를 별도의 에너지원을 사용하거나 가열 수단 없이 열교환기(420)를 통해 승온시켜 공급할 수 있게 된다.That is, since the air supply and exhaust device of the heat treatment furnace according to the present invention is configured so that the air supply pipe 410 for supplying the process gas to the inside of the chamber 200 passes through the exhaust duct 400, high temperature in the exhaust process Waste heat from the exhaust gas is recovered through the heat exchanger 420, and the heat recovered through the heat exchanger 420 raises the temperature of the air supply pipe 410 when the process gas is supplied, thereby reducing the supply temperature of the supplied gas to a separate energy source. It can be used or supplied by raising the temperature through the heat exchanger 420 without a heating means.

한편, 본 발명에 따르면, 열교환기(420)는 챔버(200)의 내부, 특히 배기 덕트(400)에 설치하는 것이 바람직할 수 있다.Meanwhile, according to the present invention, the heat exchanger 420 may be preferably installed inside the chamber 200, particularly in the exhaust duct 400.

즉, 비교 도면으로 나타내지는 않았으나 예를 들면, 열교환기(420)를 챔버(200)의 외부에 별도의 유닛으로 구성하는 경우에는 열교환기 표면을 통한 열손실과 챔버(200)에서 열교환기(420)로 배기 기류 이동시 배관 표면을 통한 열손실이 발생하게 된다. 이로 인해 배기 가스의 온도가 낮아지게 되며, 급기 가스와의 열교환 효율이 낮아지게 된다.That is, although not shown in the comparison drawing, for example, when the heat exchanger 420 is configured as a separate unit outside the chamber 200, the heat loss through the surface of the heat exchanger and the heat exchanger 420 in the chamber 200 ), heat loss occurs through the pipe surface when the exhaust airflow moves. As a result, the temperature of the exhaust gas is lowered, and the heat exchange efficiency with the supply air is lowered.

이와 다르게, 도 7에 도시된 바와 같이, 열교환기(420)를 챔버(200)의 내부, 특히 배기 덕트(400) 공간 내에 설치하면, 외부에 설치하는 경우에 비해 열손실을 현저히 줄일 수 있으며, 급기 인-라인 히터의 소비전력을 더 낮출 수 있는 효과가 있다.Alternatively, as shown in FIG. 7, when the heat exchanger 420 is installed inside the chamber 200, particularly within the space of the exhaust duct 400, heat loss can be significantly reduced compared to when the heat exchanger 420 is installed outside, There is an effect of further lowering power consumption of the supply air in-line heater.

또한, 본 발명에 따른, 열처리로의 급배기 장치는, 열교환기(420)로서 바람직하게는 도 9에 도시된 바와 같이, 핀형의 열교환기를 선택하여 사용하는 것이 바람직할 수 있다.In addition, in the supply and exhaust device of the heat treatment furnace according to the present invention, as the heat exchanger 420, preferably, as shown in FIG. 9, it may be preferable to select and use a fin-type heat exchanger.

도 9를 참조하면, 핀형 열교환기(420)에 급기관(410)이 매입형으로 배치되어 있고, 이를 통해 챔버(200)에서 필요로 하는 프로세스 가스 급기시 프로세스 가스를 승온시키는 별도의 에너지원이나 가열수단 없이 배기 폐열을 회수하는 열교환기(420)를 통해 프로세스 가스를 열교환기(420)에 배입형으로 배치된 배기관(410)을 통해 승온된 상태로 급기시킬 수 있게 된다.Referring to FIG. 9, an air supply pipe 410 is disposed in a fin type heat exchanger 420 in a buried type, and through this, a separate energy source or a separate energy source for raising the temperature of the process gas when supplying the process gas required in the chamber 200 Through the heat exchanger 420 that recovers exhaust waste heat without a heating means, the process gas can be supplied in a heated state through the exhaust pipe 410 disposed in the heat exchanger 420 in an inlet type.

따라서, 급기관(410)은 도 9에 도시된 바와 같이, 열교환기(420)에 매입형으로 설치하여 배치하는 것이 바람직하며, 이 경우 비교되는 유사 배치 형식에 비해 급기관(410)을 통해 공급하는 프로세스 가스의 열교환 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, as shown in FIG. 9, it is preferable to install and arrange the air supply pipe 410 in a buried type in the heat exchanger 420, and in this case, supply through the air supply pipe 410 compared to a comparable similar arrangement type. It is possible to effectively improve the heat exchange performance of the process gas.

또한, 즉, 본 발명에 따른, 열처리로의 급배기 장치는, 도 8에 도시된 바와 같이, 급기관(410)의 일단에는 프로세스 가스를 직접 승온시키기 위한 가스 히터(430)를 구비하여 구성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 8, a gas heater 430 for directly raising the temperature of the process gas is provided at one end of the air supply pipe 410 as shown in FIG. 8. can

여기서, 급기관(410)에 설치되는 가스 히터(430)의 설계 용량은, 급기시 열교환기(430)를 통해 프로세스 가스의 온도 상승 작용을 얻을 수 있으므로, 가스 히터(430)의 설계 용량을 기존에 비해 현저히 낮추어 설계할 수 있고, 이를 통해 가스 히터(430)의 부피를 줄일 수 있어 전체 열처리로(100)의 설계 자유도가 증가되고, 저전력화와 에너지의 저소비화가 가능한 열처리로(100)의 설계가 가능하다.Here, the design capacity of the gas heater 430 installed in the air supply pipe 410 is the same as the existing design capacity of the gas heater 430, since the process gas temperature raising action can be obtained through the heat exchanger 430 during air supply. The design of the heat treatment furnace 100 can be significantly lowered than the design, and through this, the volume of the gas heater 430 can be reduced, thereby increasing the design freedom of the entire heat treatment furnace 100 and enabling low power consumption and low energy consumption. is possible

이와 같이, 본 발명은, 챔버내 고온의 배기 기류를 회수하여 급기 가스의 온도를 상승시킨 후 히터를 통해 챔버 내부로 공급하도록 유도하도록 하여 히터의 설계 용량을 줄이고, 소비전력을 저감시키는 열처리로의 급배기 장치를 제공할 수 있는 유리한 이점이 있다.As such, the present invention recovers the high-temperature exhaust airflow in the chamber, raises the temperature of the supply gas, and then induces it to be supplied into the chamber through the heater, reducing the design capacity of the heater and reducing power consumption. There is an advantageous advantage of being able to provide an air supply and exhaust system.

또한, 본 발명은, 열교환기를 사용하여 배기 폐열 회수를 통해 챔버 급기 가스 온도를 상승시키는 열처리로의 급배기 장치를 설계할 수 있는 이점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of being able to design a supply and exhaust device for a heat treatment furnace that increases the temperature of a chamber supply air gas through recovery of exhaust waste heat using a heat exchanger.

또한, 본 발명은, 열처리로의 인-라인 히터의 용량 저감 설계 및 소비전력을 저감시키는 열처리로의 급배기 장치를 설계할 수 있는 이점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of being able to design a capacity reduction design of an in-line heater of a heat treatment furnace and a supply and exhaust device for a heat treatment furnace that reduces power consumption.

또한, 본 발명은, 열교환기를 챔버 내부 배기 덕트 공간 내에 설치하여 열손실을 줄이고, 급기 인-라인 히터의 소비전력을 낮추는 열처리로의 급배기 장치를 설계할 수 있는 이점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of designing a supply and exhaust device for a heat treatment furnace that reduces heat loss by installing a heat exchanger in an exhaust duct space inside the chamber and lowers power consumption of the supply air in-line heater.

또한, 본 발명은, 열교환기를 사용하여 배기 폐열 회수를 통한 챔버 급기 가스 온도를 저에너지 사용으로 빠른 시간안에 상승시킬 수 있는 유리한 이점이 있다.In addition, the present invention has an advantageous advantage in that the temperature of the chamber supply air can be raised within a short time using low energy through exhaust waste heat recovery using a heat exchanger.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 실시 예로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있으며 수정과 변형이 이루어진 것은 본 발명의 기술 사상에 포함된다.As described above, the present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but is not limited to the embodiment and can be practiced with modifications and variations within the scope of not departing from the gist of the present invention. It is included in the technical idea of the present invention.

100: 열처리로 110: 셔터부
120: 도어부 200: 챔버
210: 챔버의 내부 케이싱 220: 챔버의 외부 케이싱
230: 냉각 재킷 240: 전원공급부
300: 히터 유닛 350: 급기부
400: 배기 덕트 410: 급기관
411: 급기 포트 420: 열교환기
430: 가스 히터100: heat treatment furnace 110: shutter unit
120: door part 200: chamber
210: inner casing of chamber 220: outer casing of chamber
230: cooling jacket 240: power supply
300: heater unit 350: air supply
400: exhaust duct 410: air supply pipe
411: air supply port 420: heat exchanger
430: gas heater

Claims (6)

기판의 가열 건조를 위해 기판을 수용하는 챔버를 구비하고, 상기 챔버 내부에는 복수의 히터 유닛들을 실장하여 상기 히터 유닛들로부터 발생되는 열을 통해 기판을 가열하거나 건조 시키고, 상기 챔버 내의 온도 분위기를 조성하기 위해 프로세스 가스를 공급하는 급기부 및 상기 챔버 내부에 누적되는 파티클을 배출시키기 위하여 상기 챔버 내 고온 기류를 하는 배기부를 포함하는 열처리로의 급배기 장치에 있어서,
상기 챔버내 배기 기류를 외부로 배기 시키기 위해 상기 챔버의 일측에 구비되는 배기 덕트; 및
상기 배기 덕트를 경유하도록 배치되어 상기 챔버의 내부로 가스를 공급하는 급기관;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열처리로의 급배기 장치.To heat and dry the substrate, a chamber accommodating the substrate is provided, and a plurality of heater units are mounted inside the chamber to heat or dry the substrate through heat generated from the heater units and create a temperature atmosphere in the chamber. An air supply and exhaust device for a heat treatment furnace comprising an air supply unit for supplying process gas and an exhaust unit for generating a high-temperature air flow in the chamber to discharge particles accumulated in the chamber,
an exhaust duct provided at one side of the chamber to exhaust the exhaust air flow in the chamber to the outside; and
An air supply and exhaust device for a heat treatment furnace, characterized in that it is configured to include; an air supply pipe arranged to pass through the exhaust duct and supplying gas to the inside of the chamber. 제 1 항에 있어서,
상기 챔버의 내부에 열교환기가 매입형으로 배치되어 구성된 것을 특징으로 하는 열처리로의 급배기 장치.According to claim 1,
Supply and exhaust device for the heat treatment furnace, characterized in that the heat exchanger is arranged in a buried type inside the chamber. 제 1 항에 있어서,
상기 배기 덕트의 내부에 열교환기가 매입형으로 배치되어 구성된 것을 특징으로 하는 열처리로의 급배기 장치.According to claim 1,
The supply and exhaust device of the heat treatment furnace, characterized in that the heat exchanger is disposed in a buried type inside the exhaust duct. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 열교환기가 핀형 또는 플레이트형 열교환기 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열처리로의 급배기 장치.According to claim 2 or 3,
The supply and exhaust device of the heat treatment furnace, characterized in that the heat exchanger is made of any one selected from a fin-type or plate-type heat exchanger. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 급기관이 상기 열교환기에 매입형으로 설치된 것을 특징으로 하는 열처리로의 급배기 장치.According to any one of claims 1 to 3,
The supply and exhaust device of the heat treatment furnace, characterized in that the air supply pipe is installed in the heat exchanger in a buried type. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 급기관의 일단에 구비되는 가스 히터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열처리로의 급배기 장치.







According to any one of claims 1 to 3,
A supply and exhaust device for a heat treatment furnace, characterized in that it comprises a gas heater provided at one end of the air supply pipe.
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