KR20200029687A - 유기물 제조장치 및 이를 이용한 제조방법 - Google Patents

유기물 제조장치 및 이를 이용한 제조방법 Download PDF

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Abstract

유기물 제조장치가 제공된다. 유기물 제조장치는, 내부에 수용공간을 포함하는 외부관과, 상기 수용공간에 배치된 복수의 내부관을 포함하고, 상기 복수의 내부관은 적어도 하나의 로딩용 내부관 및 적어도 하나의 수거용 내부관을 포함하며, 상기 로딩용 내부관은 상기 로딩용 내부관의 연장방향인 제 1 방향으로 배치된 메쉬 보트를 포함한다.

Description

유기물 제조장치 및 이를 이용한 제조방법{MANUFATURING DEVICE OF ORGANIC AND METHOD FOR MANUFACTURING ORGANIC USING THE SAME}
본 발명은 유기물 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정제효율 및 공정 시간이 단축되고 대량생산에 적용 가능한 유기물 제조장치에 관한 것이다.
통상적으로 유기발광 소자용으로 사용되는 유기물은 정제를 필요로 한다. 유기물의 정제 기술은 합성된 물질 중에서 순수한 색소 성분만을 분리하여 박막 증착에 이용하기 위한 것으로, 유기물의 정제 기술 향상에 따라서 색순도 및 발광 효율이 개선되고, 그리고 유기발광 소자의 발광 수명이 연장된다.
유기발광 소자용으로 사용되는 유기물을 대량생산하기 위해서는 공정시간의 단축 및 정제효율이 향상된 유기물 재료의 정제 기술이 필수적이다. 유기발광 소자용으로 사용되는 유기물을 정제하기 위해서 통상적으로 승화 정제법을 이용하여 정제된다.
승화(sublimate)는 상평형도에서 3 중점 이하의 온도와 압력에서 발생하는 기체-고체상의 전이 현상을 지칭한다. 상압에서 가열하면 열분해되는 물질이라 할 지라도 3 중점 이하의 낮은 압력에서는 비교적 높은 온도에서도 분해되지 않는 상태가 유지된다.
이러한 성질을 이용하여 온도 기울기의 제어가 가능한 승화 장치 내에서, 합성된 물질을 가열하여 물질이 분해되지 않은 상태로 승화점이 다른 불순물과 분리하는 조작을 진공 승화법(vacuum sublimation method)이라 한다.
이러한 진공 승화법은 순수한 물리적인 방법으로서 보조 시약의 사용이나 그 이외의 화학적 방법에 의하지 않으므로 시료의 오염이 없고 분리율이 큰 장점을 가지고 있어서 유기발광 소자용 유기물의 정제에 유용한 방법이다.
현재 사용되고 있는 유기 발광 소자용 유기물의 정제 방법은 연속 승화 정제법(train sublimation)이다. 이 방법은 중공형인 긴 관의 끝부분에 정제 대상 물질을 위치시키고, 진공 펌프를 이용하여 관 내부를 진공화 시킨 상태에서 가열기로써 관을 가열하여 관 전체에 걸쳐 온도 기울기를 만드는 것이다.
이렇게 함으로써 분리하고자 하는 물질과 불순물의 승화점의 차이에 기인한 재결정 위치의 차이를 이용하여 물질을 분리할 수 있다.
유기발광소자에 사용되는 유기물의 제조과정 중 정제대상 유기물을 승화시키는 과정에서 재(ash)가 발생되어, 로딩용 내부관의 정제대상 유기물을 덮어 생산수율이 저하되고, 재(ash)가 수거용 내부관에 날림으로써 수거된 유기물의 품질이 저하될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 생산수율 및 품질을 향상시킬 수 있 유기물 제조장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 유기물 제조장치는, 내부에 수용공간을 포함하는 외부관과, 상기 수용공간에 배치된 복수의 내부관을 포함하고, 상기 복수의 내부관은 적어도 하나의 로딩용 내부관 및 적어도 하나의 수거용 내부관을 포함하며, 상기 로딩용 내부관은 상기 로딩용 내부관의 연장방향인 제 1 방향으로 배치된 메쉬 보트를 포함한다.
상기 로딩용 내부관과 상기 수거용 내부관 사이에 배치된 버퍼 내부관을 더 포함하고, 상기 버퍼 내부관은 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 배치된 메쉬 필터를 포함할 수 있다.
상기 메쉬 보트는 상기 제 1 방향을 따라 배치된 평탄면을 포함하며, 상기 평탄면은 금속재질의 메쉬 형상일 수 있다.
상기 메쉬 보트는 상기 평탄면을 다수 포함하고, 상기 다수의 평탄면은 상기 제 2 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 메쉬 필터는 프레임부와 필터부을 포함하며, 상기 필터부는 금속재질의 메쉬 형상일 수 있다.
상기 버퍼 내부관은 상기 메쉬 필터를 다수 포함하고, 상기 다수의 메쉬 필터는 상기 제 1 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 다수의 메쉬 필터에 각각 배치된 상기 필터부는 서로 중첩되지 않을 수 있다.
상기 다수의 메쉬 필터에 각각 배치된 상기 필터부는 일부 영역이 중첩될 수 있다.
상기 메쉬 필터는 상기 제 1 방향을 따라 이격된 제 1 메쉬 필터 및 제 2 메쉬 필터를 포함하고, 상기 제 1 메쉬 필터 및 제 2 메쉬 필터가 상기 버퍼 내부관을 상기 제 2 방향으로 자른 단면에 투영되는 경우 서로 다른 영역에 위치할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 유기물 제조방법은 메쉬 보트 상에 정제대상 유기물을 로딩하는 단계와, 상기 정제대상 유기물에 열을 가하여 상기 메쉬 보트의 상부 및 하부 양방향으로 승화시키는 단계 및 승화된 상기 정제대상 유기물 중 적어도 일부를 수득하는 단계를 포함한다.
상기 메쉬 보트 상에 정제대상 유기물을 로딩하는 단계 전에 내부에 수용공간을 포함하는 외부관과, 상기 수용공간에 배치된 복수의 내부관을 포함하고, 상기 복수의 내부관은 적어도 하나의 로딩용 내부관 및 적어도 하나의 수거용 내부관을 포함하며, 상기 로딩용 내부관은 상기 로딩용 내부관의 연장방향인 제 1 방향으로 배치된 상기 메쉬 보트를 포함하는 유기물 제조장치를 준비하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 유기물 제조장치는 상기 로딩용 내부관과 상기 수거용 내부관 사이에 배치된 버퍼 내부관을 더 포함하고, 상기 승화시키는 단계와 상기 수득하는 단계 사이에 상기 정제대상 유기물을 승화시키는 과정에서 발생되는 재를 필터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 버퍼 내부관은 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 배치된 메쉬 필터를 포함할 수 있다.
상기 메쉬 보트는 상기 제 1 방향을 따라 배치된 평탄면을 포함하며, 상기 평탄면은 금속재질의 메쉬 형상일 수 있다.
상기 메쉬 보트는 상기 평탄면을 다수 포함하고, 상기 다수의 평탄면은 상기 제 2 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 메쉬 필터는 프레임부와 필터부을 포함하며, 상기 필터부는 금속재질의 메쉬 형상일 수 있다.
상기 버퍼 내부관은 상기 메쉬 필터를 다수 포함하고, 상기 다수의 메쉬 필터는 상기 제 1 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 다수의 메쉬 필터에 각각 배치된 상기 필터부는 서로 중첩되지 않을 수 있다.
상기 다수의 메쉬 필터에 각각 배치된 상기 필터부는 일부 영역이 중첩될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 생산수율 및 품질이 향상된 유기물 제조장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 실시예에 따른 유기물 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 유기물 제조장치의 외부관 및 내부관을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 유기물 제조장치의 로딩용 내부관을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 유기물 제조장치의 메쉬 보트를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 8 각각은 본 실시예에 따른 유기물 제조장치의 메쉬 보트의 예시를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 유기물 제조장치의 버퍼 내부관을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 실시예에 따른 유기물 제조장치의 메쉬 필터를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11 내지 도 15 각각은 본 실시예에 따른 유기물 제조장치의 메쉬 필터의 예시를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 유기물 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 유기물 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조로 할 때, 본 실시예에 따른 유기물 제조장치(100)는, 내부에 수용공간을 포함하는 외부관(120)과, 외부관(120)의 수용공간에 배치되어 있는 내부관(110)과, 외부관(120)의 외부에 배치되는 가열수단(130)과, 외부관(120)과 가열수단(130) 사이에 배치되는 열전도관(170)과, 열전도관(170) 말단부에 배치된 냉각부(160) 및 외부관(120)과 연결되어 외부관(120) 내부 및 내부관(110)에 저압상태를 제공하기 위한 진공펌프(140)를 포함할 수 있다.
외부관(120)은 내부에 포함된 수용공간이 중공관 형태로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
내부관(110)은 한 개의 구성으로 이루어지지 않고 복수 개로 구성되어 외부관(120)의 내부의 수용공간에 외부관(120)의 연장방향인 제 1 방향(X) 따라 연속적으로 배치될 수 있다. 또한, 복수 개의 내부관(112, 114, 116, 118)은 정제대상 유기물(150) 로딩시 및 정제 작업 완료 후 서로 분리가 가능하다.
복수개의 내부관(112, 114, 116, 118)은 정제대상 유기물(150)을 로딩하기 위한 적어도 하나의 로딩용 내부관(112)과 정제된 유기물을 수거하기 위한 적어도 하나의 수거용 내부관(116, 118) 및 로딩용 내부관(112)과 수거용 내부관(116, 118) 사이에 배치된 버퍼 내부관(114)을 포함한다.
여기서, 버퍼 내부관(114)은 로딩용 내부관(112)과 로딩용 내부관(112)에 인접한 수거용 내부관(116)의 온도차에 의하여 로딩용 내부관(112)의 온도가 저하되는 것을 방지하기 위한 것으로 버퍼 내부관(114)은 로딩용 내부관(112)의 가열온도와 동일하거나 높은 온도로 가열될 수 있다.
수거용 내부관(116, 118)은 서로 다른 물질을 각각 수득하는 복수의 수거용 내부관(116, 118)으로 구성될 수 있으며, 복수의 수거용 내부관(116, 118)은 로딩용 내부관(112)보다 진공펌프(140) 쪽에 배치될 수 있다.
본 실시예에 따른 유기물 제조장치(100)의 로딩용 내부관(112)에는 정제대상 유기물(150)을 로딩하기 위한 메쉬 보트(MB)가 로딩용 내부관(112)의 연장방향인 제 1 방향(X)으로 배치될 수 있다.
이와 같은 메쉬 보트(MB)에 정제대상 유기물(150)을 로딩하여 승화시킴으로써, 상부 및 하부 양방향으로 승화가 될 수 있게 되어, 정제대상 유기물(150)을 승화시키는 과정에서 발생되는 재(ash)가 로딩용 내부관(112)의 정제대상 유기물(150)을 덮어 정제 공정이 중단되는 현상을 방지한다.
나아가, 메쉬 보트(MB)를 다수의 층으로 배치하여 정제대상 유기물(150)을 나누어 로딩함으로써, 정제시간을 단축시킴과 동시에 수율을 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 버퍼 내부관(114)에는 제 1 방향(X)에 수직한 제 2 방향(Y)으로 배치된 메쉬 필터(MF)가 배치될 수 있다.
버퍼 내부관(114)에 배치된 메쉬 필터(MF)는 유기발광소자 제조용 유기물의 정제과정 중 정제대상 유기물(150)을 승화시키는 과정에서 발생된 재(ash)를 필터링함으로써 수거용 내부관(116, 118)에 재(ash)가 유입되어 수거된 유기물의 품질이 저하되는 것을 방지한다.
메쉬 보트(MB) 및 메쉬 필터(MF)에 대해서는 차후 좀 더 자세히 살펴보도록 한다.
그리고, 로딩용 내부관(112)은 적어도 한쪽 면이 개방되거나 밀폐되어 있는 형태일 수 있다.
본 실시예에서는, 로딩용 내부관(112)의 진공펌프(140)쪽의 면은 개방되어 있으며 진공펌프(140) 반대쪽의 면은 밀폐되어 있는 형태를 일례로 설명한다. 이와 같은 구조를 가짐으로 로딩용 내부관(112)의 외측으로 유동되는 유기물 중 일부는 로딩용 내부관(112) 한쪽에 배치된 밀폐면에 막혀 다시 진공펌프(140) 쪽으로 유동하게 되며, 이를 통하여 상기 밀폐면에서 결정화되는 유기물을 최소화하는 것이 가능하여 수율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
한편, 가열수단(130)은 외부관(120)을 따라 분리된 2개 이상의 독립된 가열장치를 포함할 수 있으며, 본 실시예에서는 4개의 가열장치(132, 134, 136, 138)를 포함하는 것을 일례로 설명한다.
각각의 가열장치(132, 134, 136, 138)는 동일한 온도 또는 상이한 온도로 가열되어 그에 따른 복수의 내부관(112, 114, 116, 118)의 온도가 동일하거나 상이하게 조절될 수 있게 한다.
그리고, 외부관(1200)과 복수개의 가열장치(132, 134, 136, 138) 사이에는 열전도관(170)이 배치되며, 열전도관(170)은 복수개의 가열장치(132, 134, 136, 138)에서 발생하는 열을 전도시키는 역할을 하며, 서로 다른 온도로 가열된 내부관(112, 114, 116, 118)의 온도를 감지하기 위한 온도센서(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
또한, 열전도관(170) 말단부에 냉각라인을 설치하여 내부관(112, 114, 116, 118)을 냉각시키기 위한 냉각부(160)를 배치할 수 있다.
본 실시예에 따른 유기물 제조장치(100)는 외부관(120)의 내부 및 내부관(112, 114, 116, 118)을 저압상태로 만들기 위하여 진공펌프(140)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 외부관(120) 내부의 압력을 10-5Pa 내지 200Pa이 되도록 할 수 있는 용량을 가지는 진공펌프(140)가 배치될 수 있다.
이와 같은 구성에 따르면, 가열수단(130)의 동작에 의하여 로딩용 내부관(112)의 메쉬 보트(MB)에서 상부 및 하부 양방향으로 승화된 유기물이 진공펌프(140)의 구동에 의하여 버퍼 내부관(114)을 통과하며 수거용 내부관(116, 118)으로 이동되어 결정화된다. 모든 작업 완료 후 수거용 내부관(116, 118) 에 결정화된 유기물을 회수하여 이용할 수 있게 된다.
특히, 본 실시예의 유기물 제조장치(100)는 로딩용 내부관(112)과 수거용 내부관(116, 118) 사이에 버퍼 내부관(114)이 배치되고, 버퍼 내부관(114)에 메쉬 필터(MF)를 배치하여 유기물을 승화시키는 과정에서 발생된 재(ash)를 필터링하게 된다.
도 2는 실시예에 따른 유기물 제조장치의 외부관 및 내부관을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조로 할 때, 본 실시예에 따른 유기물 제조장치(도 1의 100)는, 내부에 수용공간을 포함하는 외부관(120)과, 외부관(120)의 수용공간에 배치되어 있는 복수개의 내부관(112, 114, 116, 118) 및 외부관(120)과 연결되어 외부관(120) 내부 및 내부관(110)에 저압상태를 제공하기 위한 진공펌프(140)를 포함할 수 있다.
여기서, 외부관(120)은 내부에 진공분위기가 조성되며 소정의 길이를 가지고 내부에 내부관(110)이 수용될 수 있도록 구성될 수 있다.
외부관(120)은 내부관(110)이 중앙부에서 외부관(120)의 연장방향인 제 1 방향(X)을 따라 이동 가능하도록 내측 하부에 별도의 이송수단(미도시)이 구비되어 내부관(110)을 삽입하도록 구성될 수 있으며, 이와 달리 상기 이송수단을 구비하지 않고 내부관(110)을 직접 밀어 삽입되도록 구성될 수도 있다.
내부관(110)은 외부관(120)보다 작은 직경을 가지며, 외부관(120)에 대응하여 소정의 길이를 가지고 외부관(1200)의 내부로 삽입될 수 있다.
내부관(110)은 한 개의 구성으로 이루어지지 않고 복수 개로 구성되어 제 1 방향(X)을 따라 연속적으로 배치될 수 있다.
그리고, 복수개의 내부관(112, 114, 116, 118)은 정제대상 유기물(150) 로딩시 및 정제 작업 완료 후 서로 분리가 가능하도록 구성될 수 있다.
복수개의 내부관(112, 114, 116, 118)은 정제대상 유기물(150)을 로딩하기 위한 적어도 하나의 로딩용 내부관(112)과 정제된 유기물을 수거하기 위한 적어도 하나의 수거용 내부관(116, 118) 및 로딩용 내부관(112)과 수거용 내부관(116, 118) 사이에 배치된 버퍼 내부관(114)을 포함할 수 있다.
여기서, 복수개의 내부관(112, 114, 116, 118)이 로딩용 내부관(112), 버퍼 내부관(114), 제 1 수거용 내부관(116), 제 2 수거용 내부관(118)이 순차적으로 배열된 것을 일례로 설명한다.
정제대상 유기물(150)은 유기발광소자 제조용 유기물일 수 있다. 예를 들어, 발광층 형성용 유기물, 정공주입층 형성용 유기물, 정공수송층 형성용 유기물, 전자주입층 형성용 유기물 및 전자수송층 형성용 유기물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 로딩용 내부관(112)에 배치된 정제대상 유기물(150)은 고체분말로 이루어질 수 있으며, 재결정 온도가 다른 다양한 물질이 혼합되어 있을 수 있다.
대체로 사용자가 원하는 목적물은 고온영역에서 재결정되며, 사용자가 원하지 않는 불순물은 저온영역에서 재결정된다.
즉, 유기물 제조장치(도 1의 100)의 복수의 내부관(112, 114, 116, 118)은 서로 다른 가열장치(도 1의 132, 134, 136, 138) 에 의하여 서로 다른 온도로 가열될 수 있으며, 혼합된 물질이 기상으로 복수의 내부관(112, 114, 116, 118)을 통과하면서, 각 내부관(112, 114, 116, 118)의 해당 온도에 대응하는 응축 온도 또는 재결정 온도를 가진 물질이 액상 또는 고상으로 추출됨으로써 특정 물질을 분리할 수 있게 된다.
보다 구체적으로 제조과정을 살펴보면, 진공펌프(140)를 이용하여 복수의 내부관(112, 114, 116, 118)의 내부를 진공상태로 만든다. 예를 들어, 진공펌프(140)를 이용하여 복수의 내부관(112, 114, 116, 118)을 약 200Pa 정도의 진공상태로 만들 수 있다.
여기서, 로딩용 내부관(112)이 진공펌프(140)쪽의 면은 개방되어 있고, 진공펌프(140) 반대쪽의 면은 밀폐되어 있는 형태를 가지므로, 진공화 되는 과정에서 미세한 압력 기울기가 형성된다. 즉, 로딩용 내부관(112)에서 수거용 내부관(116, 118)으로 갈수록 압력이 낮아지는 압력 기울기가 형성된다.
그리고, 각 가열장치(도 1의 132, 134, 136, 138)를 동작시켜 복수의 내부관(112, 114, 116, 118)을 서로 다른 온도로 가열한다. 예를 들어, 로딩용 내부관(112)에서 제 2 수거용 내부관(118)으로 갈수록 온도가 낮아질 수 있다. 다만, 버퍼 내부관(114)은 로딩용 내부관(112)과 로딩용 내부관(112)에 인접한 제 1 수거용 내부관(116)의 온도차에 의하여 로딩용 내부관(112)의 온도가 저하되는 것을 방지하기 위하여 로딩용 내부관(112)과 동일하거나 높은 온도로 가열될 수 있다.
이때, 각각의 로딩용 내부관(112), 버퍼 내부관(114), 제 1 수거용 내부관(116) 및 제 2 수거용 내부관(118)내에서는 일정한 온도를 가지게 되나, 로딩용 내부관(112), 버퍼 내부관(114), 제 1 수거용 내부관(116) 및 제 2 수거용 내부관(118) 전체에 걸쳐서는 온도 분포가 형성된다.
로딩용 내부관(112)에 위치한 정제대상 유기물(150)이 승화점 이상으로 가열하게 되면 정제대상 유기물(150)이 승화되기 시작한다.
로딩용 내부관(112)에서 승화된 정제대상 유기물(152)은 압력 기울기에 따라 로딩용 내부관(112)으로부터 버퍼 내부관(114)을 통과하여 제 1, 제 2 수거용 내부관(116, 118)으로 이동하게 된다.
이때, 로딩용 내부관(112)에서 승화된 정제대상 유기물(152)은 버퍼 내부관(114)을 통과하여 제 1 수거용 내부관(116)으로 이동하고, 제 1 수거용 내부관(116)의 온도에 따라 승화된 정제대상 유기물에 포함된 일부 물질이 응축 또는 재결정될 수 있다.
그리고, 제 1 수거용 내부관(116)의 온도에서도 응축 또는 재결정되지 않은 물질은 제 2 수거용 내부관(118)으로 이동하고, 제 2 수거용 내부관(118)의 온도에 따라 승화된 정제대상 유기물(152)에 포함된 일부 물질이 응축될 수 있다. 이러한 원리를 이용하여 해당 복수의 내부관(112, 114, 116, 118)의 온도에 따라서 목적하는 물질을 수득할 수 있게 된다.
특히, 본 실시예의 유기물 제조장치(도 1의 100)는 로딩용 내부관(112)에 정제대상 유기물(150)을 로딩하기 위한 메쉬 보트(MB)가 로딩용 내부관(112)의 연장방향인 제 1 방향(X)으로 배치될 수 있다.
메쉬 보트(MB)는 정제대상 유기물(150)이 안착할 수 있는 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2)을 포함할 수 있다. 다만, 이는 일 예시이며, 하나의 평탄면 또는 3개 이상의 평탄면을 포함할 수도 있다.
여기서, 제 1, 제2 평탄면(PF1, PF2) 각각은 다수의 홀을 포함하는 금속재질의 메쉬(Mesh) 형상일수 있다.
그리고, 제 1, 제2 평탄면(PF1, PF2)은 스테인레스 스틸로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 알루미늄, 금, 은, 백금, 니켈, 테플론 등으로 이루어질 수도 있다.
제 1, 제 2 평탄면(PF1, PF2) 각각에 포함된 다수의 홀은 정제대상 유기물(150)인 고체분말이 제 1, 제 2 평탄면(PF1, PF2) 상부에 안착될 수 있을 정도로 미세하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 정제대상 유기물(150)인 고체분말은 다수의 홀을 통과하지 못하고, 승화된 정제대상 유기물(152)은 다수의 홀을 통과할 수 있도록 다수의 홀 각각의 폭을 0.001um 내지 0.1um로 이루어질 수 있다.
그리고, 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2) 각각에 포함된 홀의 폭은 서로 동일할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2) 각각에 포함된 홀의 폭이 서로 상이할 수도 있다.
또한, 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2)은 제 1 방향(X)에 수직한 제 2 방향(Y)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 여기서, 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2)의 이격거리가 너무 작으면 열 전달 및 승화된 유기물(152)의 유동에 어려움이 있고, 간격이 너무 크면 로딩용 내부관(112)에 대한 공간 활용도가 떨어지는 점을 고려하여, 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2)은 제 2 방향(Y)으로 로딩용 내부관(112)을 균등하게 분할하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 로딩용 내부관(112)의 하부면(112a)과 제 1 평탄면(PF1) 사이의 거리(d1)와 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2) 사이의 거리(d2) 및 제 2 평탄면(PF2)과 로딩용 내부관(112)의 상부면(112b)의 거리(d3)는 각각 동일할 수 있다.
이와 같은 메쉬 보트(MB)의 구조를 통하여 제, 1 제 2 평탄면(PF1, PF2) 상부로 승화된 유기물(152)의 유동을 향상시킴과 동시에 로딩용 내부관(112)의 하부면(112a)에 정제대상 유기물(150)을 로딩할 수 있게 함으로써 정제대상 유기물(150)의 로딩용량을 증가시켜 정제시간을 단축시킬 수 있게 된다.
특히, 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2) 각각은 금속재질의 메쉬 형상을 가지므로, 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2) 각각에 로딩된 정제대상 유기물(150)은 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2) 각각의 상부 및 하부 양방향으로 승화될 수 있게 되어 정제시간을 단축시킬 수 있게 되어 제조공정의 생산율을 증가시킬 수 있게 된다.
나아가, 정제대상 유기물(150)을 승화시키는 과정에서 발생되는 재(ash) (154)는 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2)의 다수의 홀을 통과하지 못하므로, 정제대상 유기물(150)을 승화시키는 과정에서 발생되는 재(154)가 로딩용 내부관(112)의 정제대상 유기물(150)의 상부를 덮는 경우에도 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2)의 하부 방향으로 승화가 진행되므로 정제 공정이 중단되는 현상을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 본 실시예의 유기물 제조장치(도 1의 100)는 로딩용 내부관(112)과 수거용 내부관(116, 118) 사이에 배치된 버퍼 내부관(114)에 제 1 방향(X)에 수직한 제 2 방향(Y)으로 메쉬 필터(MF1, MF2)가 배치된다.
버퍼 내부관(114)에는 복수의 메쉬 필터(MF1, MF2)가 배치될 수 있으며, 복수의 메쉬 필터(MF1, MF2)는 서로 엇갈리며 배치될 수 있다.
또한, 복수의 메쉬 필터(MF1, MF2)는 승화된 유기물(152)의 원활한 유동을 위하여 제 1 방향(X)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.
복수의 메쉬 필터(MF1, MF2) 각각은 다수의 홀이 포함된 금속재질의 메쉬 형상으로 이루어진 필터부를 포함할 수 있다.
필터부는 스테인레스 스틸로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 알루미늄, 금, 은, 백금, 니켈, 테플론 등으로 이루어질 수도 있다.
필터부에 포함된 다수의 홀 각각의 폭은 0.001um 내지 0.1um로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 승화된 정제대상 유기물(152)은 통과시키고 정제대상 유기물(150)을 승화시키는 과정에서 발생된 재(154)는 필터링함으로써 수거용 내부관(116, 118)에 재(ash)가 유입되어 수거된 유기물의 품질이 저하되는 것을 방지한다.
필터부는 스테인레스 스틸로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 알루미늄, 금, 은, 백금, 니켈, 테플론 등으로 이루어질 수도 있다.
이와 같이 본 실시예의 유기물 제조장치(도1의 110)는 로딩용 내부관(112)에 메쉬 보트(MB)를 배치하고 메쉬 보트(MB)의 제 1, 제 2 평탄면(PF1, PF2)에 정제대상 유기물(150)을 로딩하여 제 1, 제 2 평탄면(PF1, PF2) 상부 및 하부 양방향으로 승화될 수 있게 한다.
이에 따라, 정제대상 유기물(150)을 승화시키는 과정에서 발생되는 재(154)가 로딩용 내부관(112)의 정제대상 유기물(150)의 상부를 덮어 제조 공정이 중단되는 현상을 방지함과 동시에 제조공정의 생산율을 증가시킬 수 있게 한다.
나아가, 버퍼 내부관(114)에 복수의 메쉬 필터(MF1, MF2)를 이격 배치하여 수거용 내부관(116, 118)에 재(154)가 유입되는 것을 효과적으로 방지하여 제조된 유기물의 품질을 향상시킬 수 있게 한다.
도 3은 본 실시예에 따른 유기물 제조장치의 로딩용 내부관을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 실시예에 따른 유기물 제조장치의 메쉬 보트를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 내부에 수용공간을 포함하는 로딩용 내부관(112)과, 로딩용 내부관(112)의 수용공간에 배치된 메쉬 보트(MB)가 나타나 있다.
로딩용 내부관(112)은 내부에 포함된 수용공간은 중공관 형태의 일 수 있으며, 로딩용 내부관(112)의 단면은 원형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 로딩용 내부관(112)의 단면은 타원형, 다각형등 다양한 형태일 수 있다.
로딩용 내부관(112)은 석영, 유리, 또는 보로실리케이트 유리, 등의 투명한 재질이나, 또는 금속으로 이루어질 수 있다.
로딩용 내부관(112)의 수용공간에는 정제대상 유기물(도 2의 150)을 로딩하기 위한 메쉬 보트(MB)가 로딩용 내부관(112)의 연장방향인 제 1 방향(X)으로 배치될 수 있다.
메쉬 보트(MB)의 평면은 제 1 방향(X)으로 장변이 배치된 직사각형 형상일 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상을 가질 수 있다.
메쉬 보트(MB)는 정제대상 유기물(도 2의 150)이 안착할 수 있는 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2)을 포함할 수 있다. 다만, 이는 일 예시이며, 하나의 평탄면 또는 3개 이상의 평탄면을 포함할 수도 있다.
제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2)은 제 1 방향(X)에 수직한 제 2 방향(Y)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 여기서, 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2)의 이격거리가 너무 작으면 열 전달 및 승화된 유기물의 유동에 어려움이 있고, 간격이 너무 크면 내부관에 대한 공간 활용도가 떨어지는 점을 고려하여, 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF)은 제 2 방향(Y)으로 로딩용 내부관(112)을 균등하게 분할하여 배치될 수 있다.
그리고, 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2)은 서로 완전히 중첩되며 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 일부가 중첩되는 형태로 배치될 수도 있다.
메쉬 보트(MB)의 제 1 평탄면(PF1)과 제 2 평탄면(PF2)은 로딩용 내부관(112)과 일정거리 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 로딩용 내부관(112)의 상부면(도 2의 112b)과 제 2 평탄면(PF2)을 이격 배치하여 제 2 평탄면(PF2) 상부로 승화된 유기물(도 2의 152)의 유동을 향상시키고, 로딩용 내부관(112)의 하부면(도 2의 112a)과 제 1 평탄면(PF1)을 이격 배치하여 로딩용 내부관(112)의 하부면(도 2의 112a)에 정제대상 유기물(도 2의 150)을 로딩할 수 있게 함으로써 정제대상 유기물(도 2의 150)의 로딩용량을 증가시켜 정제시간을 단축시킬 수 있게 된다.
도 4를 참조하여 메쉬 보트(MB)를 좀 더 구체적으로 설명하면, 메쉬 보트(MB)는 직사각형 형상의 제 1, 제 2 메쉬 보트 유닛(MBU1, MBU2)과, 제 1, 제 2 메쉬 보트 유닛(MBU1. MBU2)을 연결하는 연결부재(CP)를 포함할 수 있다.
제 1, 제 2 메쉬 보트 유닛(MBU1. MBU2) 각각은, 평탄면(PF)과 평탄면(PF)의 단부에 배치된 측벽(SW)을 포함할 수 있다.
평탄면(PF)은 직사각형 형상을 수 있으나 이에 한정된 것은 아니며, 다양한 형상을 가질 수 있다.
그리고, 평탄면(PF)은 다수의 홀(H)이 포함된 금속재질의 메쉬 형상일 수 있다.
평탄면(PF)은 스테인레스 스틸로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 알루미늄, 금, 은, 백금, 니켈, 테플론 등으로 이루어질 수도 있다.
평탄면(PF) 각각에 포함된 다수의 홀(H)은 정제대상 유기물(도 2의 150)인 고체분말이 평탄면(PF) 상부에 안착될 수 있을 정도로 미세하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 정제대상 유기물(도 2의 150)인 고체분말은 다수의 홀(H)을 통과하지 못하고, 승화된 정제대상 유기물(도 2의 152)은 다수의 홀(H)을 통과할 수 있도록 다수의 홀 각각의 폭(W)은 0.001um 내지 0.1um로 이루어질 수 있다.
제 1, 제 2 메쉬 보트 유닛(MBU1. MBU2) 각각에 배치된 평탄면(PF)에 포함된 홀(H)의 폭(W)은 서로 동일할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1, 제 2 메쉬 보트 유닛(MBU1. MBU2) 각각의 평탄면에 포함된 홀의 폭(W)은 서로 상이할 수도 있다.
측벽(SW)은 평탄면의 단부 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 예를 들어, 평탄면(PF)의 4개의 단부 각각에 측벽(SW)이 배치된 구조일 수 있으며, 4개의 단부 중 버퍼 내부관(도 2의 114)에 인접한 단부의 측벽(SW)만 생략된 구조일 수 있다.
제 1, 제 2 메쉬 보트 유닛(MBU1. MBU2) 사이에는 제 1, 제 2 메쉬 보트 유닛(MBU1. MBU2)을 제 2 방향(Y)으로 연결하는 연결부재(CP)가 배치될 수 있다.
연결부재(CP)는 바(bar)형태로 제 1, 제 2 메쉬 보트 유닛(MBU1. MBU2) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 연결부재(CP)는 제 1, 제 2 메쉬 보트 유닛(MBU1. MBU2)의 모서리를 서로 연결하는 형태로 배치될 수 있다.
도 5 내지 도 8 각각은 본 실시예에 따른 유기물 제조장치의 메쉬 보트의 예시를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 유기물 제조장치(도 1의 100)의 메쉬 보트(MB)는 단일의 메쉬 보트 유닛(MBU)으로 이루어질 수 있다. 즉, 메쉬 보트(MB)는 평탄면(PF)과 평탄면(PF)의 단부에 배치된 측벽(SW)으로 이루어질 수 있으며, 이 경우, 연결부재(CP)는 생략될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 유기물 제조장치(도 1의 100)의 메쉬 보트(MB)는 3개의 메쉬 보트 유닛(MBU1, MBU2, MBU3)으로 이루어질 수 있다. 즉, 제 1, 제 2 및 제 3 메쉬 보트 유닛(MBU1, MBU2, MBU3)으로 이루어 질 수 있고, 제 1, 제 2 및 제 3 메쉬 보트 유닛(MBU1, MBU2, MBU3) 각각은 평탄면(PF)과 평탄면(PF)의 단부에 배치된 측벽(SW)으로 이루어질 수 있으며, 이 경우, 제 1, 제 2 메쉬 보트 유닛(MBU1, MBU2) 사이 및 제 2, 제 3 메쉬 보트 유닛(MBU2, MBU3) 사이에 각각 연결부재(CP)가 배치될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제 1, 제 2 메쉬 보트 유닛(MBU1, MBU2) 각각은 동일한 크기를 가지며, 제 1 메쉬 보트 유닛(MBU1) 및 제 2 메쉬 보트 유닛(MBU2) 일부가 중첩되는 형태로 배치될 있고, 도 8을 참조하면, 제 1 메쉬 보트 유닛(MBU1) 및 제 2 메쉬 보트 유닛(MBU2)은 서로 다른 크기로 이루어질 수도 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 유기물 제조장치(도1의 100)의 메쉬 보트(MB)는 로딩용 내부관(도3의 112)의 크기, 정제대상 유기물(도 2의 150)의 종류 및 가열온도 등에 따라 단일 또는 복수의 메쉬 보트 유닛(MBU)으로 이루어질 수 있으며, 복수의 메쉬 보트 유닛(MBU)은 동일하거나 서로 다른 크기를 가지며 다양한 형태로 배치될 수 있다.
도 9는 본 실시예에 따른 유기물 제조장치의 버퍼 내부관을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 10은 본 실시예에 따른 유기물 제조장치의 메쉬 필터를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 버퍼 내부관(114)은 내부에 수용공간을 포함하는 중공관 형태의 일 수 있다. 버퍼 내부관(114)의 단면은 원형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 버퍼 내부관(114)의 단면은 타원형, 다각형등 다양한 형태일 수 있다.
버퍼 내부관(114)은 석영, 유리, 또는 보로실리케이트 유리, 등의 투명한 재질이나, 또는 금속으로 이루어질 수 있다.
버퍼 내부관(114)에는 정제대상 유기물(도 2의 150)을 승화시키는 과정에서 발생되는 재(도 2의 154)가 수거용 내부관(도 2의 116, 118으로 유입되는 것을 방지하기 위하여 버퍼 내부관(114)에 연장방향인 제 1 방향(X)에 수직한 제 2 방향(Y)으로 메쉬 필터(MF1, MF2)가 배치될 수 있다.
특히, 버퍼 내부관(114)에는 승화된 유기물(도 2의 152)의 유동을 원활하게 함과 동시에 유기물을 승화시키는 과정에서 발생되는 재(도 2의 154)를 효과적으로 차단하기 위하여 복수의 메쉬 필터(MF1, MF2)가 버퍼 내부관(114)에 연장방향인 제 1 방향(X)으로 이격되며, 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.
예를 들어, 버퍼 내부관(114)의 단면이 원형인 경우 반원 형상의 제 1, 제 2 메쉬 필터(MF1, MF2)가 제 1 방향(X)으로 이격되며 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 즉, 제 1 메쉬 필터(MF1)와 제 2 메쉬 필터(MF2)가 버퍼 내부관(114)을 제 2 방향(Y)으로 자른 원형 단면의 서로 다른 영역에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 3 개 이상의 메쉬 필터(MF)가 버퍼 내부관(114)의 원형 단면의 서로 다른 영역에 배치될 수도 있고, 복수의 메쉬 필터(MF)가 버퍼 내부관(114)의 원형 단면의 일부 영역에서 중첩되는 형태로 배치될 수도 있다.
도 10을 참조하면, 제 1, 제 2 메쉬 필터(MF1, MF2) 각각은 필터부(FT)와 프레임부(FR)를 포함할 수 있다.
필터부(FT)는 다수의 홀(H)이 포함된 금속재질의 메쉬 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 필터부(FT)는 스테인레스 스틸로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 알루미늄, 금, 은, 백금, 니켈, 테플론 등으로 이루어질 수도 있다.
필터부(FT)에 포함된 다수의 홀(H) 각각의 폭(W)은 0.001um 내지 0.1um로 미세하게 이루어질 수 있다. 이에 따라, 승화된 정제대상 유기물(도 2의 152)은 통과시키고 정제대상 유기물(도 2의 150)을 승화시키는 과정에서 발생된 재(도 2의 154)는 필터링함으로써 수거용 내부관(도 2의 116, 117)에 재(도 2의 154)가 유입되어 수거된 유기물의 품질이 저하되는 것을 방지한다.
제 1, 제 2 메쉬 필터(MF1, MF2) 각각의 필터부(FT)에 포함된 홀(H)의 폭(W)은 서로 동일할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1, 제 2 메쉬 필터(MF1, MF2) 각각의 필터부(FT)에 포함된 홀(H)의 폭(W) 0.001um 내지 0.1um 범위내에서 서로 상이할 수도 있다.
제 1, 제 2 메쉬 필터(MF1, MF2) 각각의 필터부(FT)에 포함된 홀(H)의 폭(W)이 서로 동일한 경우 동일 공정에서 제작할 수 있으므로 공정상 이점이 있으며, 제 1, 제 2 메쉬 필터(MF1, MF2) 각각의 필터부(FT)에 포함된 홀(H)의 폭(W)이 서로 다른 경우 서로 다른 크기의 재(도 2의 154)를 선별하여 필터링할 수 있으므로 기체의 유동성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
프레임부(FR)는 필터부(FT)의 테두리를 둘러싸는 형태로 배치될 수 있으며, 이에 따라, 프레임부(FR)의 형상은 필터부(FT)의 형상에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
제 1, 제 2 메쉬 필터(MF1, MF2) 사이에는 제 1, 제 2 메쉬 필터(MF1, MF2) 를 연결하여 제 1, 제 2 메쉬 필터(MF1, MF2)의 서로 엇갈리는 배치 관계를 고정시키는 고정부재(TP)가 배치될 수 있다.
고정부재(TP)는 바(bar)형태로 제 1, 제 2 메쉬 필터(MF1, MF2) 각각의 프레임부(FR)를 서로 연결하는 형태로 배치될 수 있다.
이와 같이, 서로 이격되어 엇갈리게 고정된 제 1, 제 2 메쉬 필터(MF1, MF2)를 버퍼 내부관(도 9의 114)에 삽입하고, 로딩용 내부관(도 2의 112)과 수거용 내부관(도 2의 116, 118) 사이에 버퍼 내부관(도 9의 114)을 배치함으로써, 로딩용 내부관(도 2의 112)에서 승화된 유기물(도 2의 152)이 수거용 내부관(도 2의 116, 118)으로 유동되는 것을 원활하게 함과 동시에 로딩용 내부관(도 2의 112)에서 유기물을 승화시키는 과정에서 발생되는 재(도 2의 154)가 수거용 내부관(도 2의 116, 118)으로 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있게 된다.
도 11 내지 도 15 각각은 본 실시예에 따른 유기물 제조장치의 메쉬 필터의 예시를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 12 를 참조하면, 제 1 메쉬 필터(MF1)와 제 2 메쉬 필터(MF2) 각각은 프레임부(FR)와 필터부(FT)를 포함하며, 고정부재(TP)를 통하여 서로 이격되어 배치되며, 제 1 메쉬 필터(MF1)와 제 2 메쉬 필터(MF2)는 서로 다른 형상을 가질 수 있다. 즉, 제 1 메쉬 필터(MF1)는 개구영역(OP)을 가지며, 제 2 메쉬 필터(MF2)는 제 1 메쉬 필터(MF1)의 개구영역(OP)에 대응하여 배치될 수 있다. 이에 따라, 제 1 메쉬 필터(MF1)와 제 2 메쉬 필터(MF2) 각각은 버퍼 내부관(도 9의 114)의 원형 단면의 서로 다른 영역에 배치될 수 있다.
도 13을 참조하면, 제 1 메쉬 필터(MF1), 제 2 메쉬 필터(MF2) 및 제 3 메쉬 필터(MF3) 각각은 프레임부(FR)와 필터부(FT)를 포함하며, 제 1, 2 고정부재(TP1, TP2)를 통하여 서로 이격되어 배치되며, 제 1 메쉬 필터(MF1)는 제 2, 제 3 메쉬 필터(MF1, MF2)와 다른 형상을 가질 수 있다. 그리고, 제 1 메쉬 필터(MF1), 제 2 메쉬 필터(MF2) 및 제 3 메쉬 필터(MF3) 각각은 버퍼 내부관(도 9의 114)의 원형 단면의 서로 다른 영역에 배치될 수 있다.
도 14를 참조하면, 제 1 메쉬 필터(MF1), 제 2 메쉬 필터(MF2), 제 3 메쉬 필터(MF3) 및 제 4 메쉬 필터(MF4) 각각은 프레임부(FR)와 필터부(FT)를 포함하며, 제 1, 제 2 및 제 3 고정부재(TP1, TP2, TP3)를 통하여 서로 이격되어 배치되며, 제 1 메쉬 필터(MF1), 제 2 메쉬 필터(MF2), 제 3 메쉬 필터(MF3) 및 제 4 메쉬 필터(MF4)는 동일한 형상을 가질 수 있다. 그리고, 제 1 메쉬 필터(MF1), 제 2 메쉬 필터(MF2), 제 3 메쉬 필터(MF3) 및 제 4 메쉬 필터(MF4)는 버퍼 내부관(도 9의 114)의 원형 단면의 서로 다른 영역에 배치될 수 있다.
도 15를 참조하면, 제 1 메쉬 필터(MF1)와 제 2 메쉬 필터(MF2) 각각은 프레임부(FR)와 필터부(FT)를 포함하며, 고정부재(TP)를 통하여 서로 이격되어 배치되며, 제 1 메쉬 필터(MF1)와 제 2 메쉬 필터(MF2)는 서로 다른 형상을 가질 수 있다. 그리고, 제 1 메쉬 필터(MF1)와 제 2 메쉬 필터(MF2)는 일부 영역이 중첩되며 배치될 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 유기물 제조장치(도 1의 100)의 메쉬 필터(MF)는 메쉬 필터(MF)의 홀(도 10의 H)의 폭(도 10의 W), 승화된 유기물(도 2의 152)의 종류 및 유기물을 승화시키는 과정에서 발생되는 재(도 2의 154)의 양 등에 따라 메쉬 필터(MF)의 수, 메쉬 필터(MF)의 형상, 복수의 메쉬 필터(MF)의 배치 및 중첩여부가 다양하게 변형될 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 유기물 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 도 1 및 도 2를 함께 참조하여 설명한다.
도 16, 도 1 및 도 2를 함께 참조하여, 유기물의 제조방법을 설명하면, 로딩용 내부관(112)의 메쉬 보트(MB)에 정제대상 유기물을 로딩한다(S210).
예를 들어, 메쉬 보트(MB)에 포함된 각각의 평탄면(PF1, PF2) 상부 및 로딩용 내부관(112)의 하부면(112a)에 정제대상 유기물(150)을 로딩한다.
그 다음으로, 진공펌프(140)를 이용하여 복수의 내부관(112, 114, 116, 118)의 내부를 진공상태로 만든다(S210).
예를 들어, 진공펌프(140)를 이용하여 복수의 내부관(112, 114, 116, 118)을 약 200Pa 정도의 진공상태로 만들 수 있으며, 로딩용 내부관(112)이 진공펌프(140)쪽의 면은 개방되어 있고, 진공펌프(140) 반대쪽의 면은 밀폐되어 있는 형태를 가지므로, 진공화 되는 과정에서 미세한 압력 기울기가 형성된다. 즉, 로딩용 내부관(112)에서 수거용 내부관(116, 118)으로 갈수록 압력이 낮아지는 압력 기울기가 형성된다.
그 다음으로, 정제대상 유기물(150)에 열을 가하여 메쉬 보트(MB) 상부 및 하부 양방향으로 승화시킨다(S230).
예를 들어, 각 가열장치(132, 134, 136, 138)를 동작시켜 복수의 내부관(112, 114, 116, 118)을 서로 다른 온도로 가열하여, 로딩용 내부관(112)에서 제 2 수거용 내부관(118)으로 갈수록 온도가 낮아지도록 한다. 다만, 버퍼 내부관(114)은 로딩용 내부관(112)과 로딩용 내부관(112)에 인접한 제 1 수거용 내부관(116)의 온도차에 의하여 로딩용 내부관(112)의 온도가 저하되는 것을 방지하기 위하여 로딩용 내부관(112)과 동일하거나 높은 온도로 가열될 수 있다.
이때, 각각의 로딩용 내부관(112), 버퍼 내부관(114), 제 1 수거용 내부관(116) 및 제 2 수거용 내부관(118)내에서는 일정한 온도를 가지게 되나, 로딩용 내부관(112), 버퍼 내부관(114), 제 1 수거용 내부관(116) 및 제 2 수거용 내부관(118) 전체에 걸쳐서는 온도 분포가 형성된다.
로딩용 내부관(112)에 위치한 정제대상 유기물(150)은 승화점 이상으로 가열하게 되면 승화되기 시작하며, 메쉬 보트(MB)의 각각의 평탄면(PF1, PF2) 에 로딩된 정제대상 유기물(150)은 평탄면의 상부 및 하부 양방향으로 승화된다.
그 다음으로, 버퍼 내부관(114)에 배치된 복수의 메쉬 필터(MF1, MF2)를 통하여 유기물을 승화시키는 과정에서 발생되는 재(154)를 필터링 한다(S240).
예를 들어, 로딩용 내부관(112)에서 승화된 정제대상 유기물(152) 및 유기물을 승화시키는 과정에서 발생되는 재(154)는 압력 기울기에 따라 로딩용 내부관(112)으로부터 버퍼 내부관(114)을 통과하여 제 1, 제 2 수거용 내부관(116, 118)으로 이동하게 되므로, 복수의 메쉬 필터(MF)를 버퍼 내부관(114)에 배치하여 유기물을 승화시키는 과정에서 발생되는 재(154)를 차단하게 한다.
그 다음으로, 수거용 내부관(116, 118)에서 정제된 유기물을 수득한다(S250).
예를 들어, 로딩용 내부관(112)에서 승화된 정제대상 유기물(152)은 버퍼 내부관(114)을 통과하여 제 1 수거용 내부관(116)으로 이동하고, 제 1 수거용 내부관(116)의 온도에 따라 승화된 정제대상 유기물에 포함된 일부 물질이 응축 또는 재결정될 수 있다.
그리고, 제 1 수거용 내부관(116)의 온도에서도 응축 또는 재결정되지 않은 물질은 제 2 수거용 내부관(118)으로 이동하고, 제 2 수거용 내부관(118)의 온도에 따라 승화된 정제대상 유기물(152)에 포함된 일부 물질이 응축될 수 있다. 이러한 원리를 이용하여 해당 복수의 내부관(112, 114, 116, 118)의 온도에 따라서 목적하는 물질을 수득할 수 있게 된다.
본 실시예의 유기물 제조장치(도 1의 100)는 로딩용 내부관(도 2의 112)에 메쉬 보트(도 2의 MB)를 배치하여 정제대상 유기물(도 2의 150)을 승화시키는 과정에서 발생되는 재(도 2의 154)가 로딩용 내부관(도 2의 112)의 정제대상 유기물(도 2의 150)을 덮어 제조공정이 중단되는 현상을 방지함과 동시에 제조공정의 생산율을 증가시키고, 버퍼 내부관(도 2의 114)에 메쉬 필터(도 2의 MF)를 배치하여 수거용 내부관(도 2의 116, 118)에 재(도 2의 154)가 유입되는 것을 방지하여 제조된 유기물의 품질을 향상시킬 수 있게 한다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 유기물 제조장치 110: 내부관
120: 외부관 130: 가열수단
140: 진공펌프 150: 정제대상 유기물
160: 냉각부 170: 열전도관
MB: 메쉬 보트 MF: 메쉬 필터
X: 제 1 방향 Y: 제 2 방향

Claims (20)

  1. 내부에 수용공간을 포함하는 외부관과, 상기 수용공간에 배치된 복수의 내부관을 포함하고,
    상기 복수의 내부관은 적어도 하나의 로딩용 내부관 및 적어도 하나의 수거용 내부관을 포함하며,
    상기 로딩용 내부관은 상기 로딩용 내부관의 연장방향인 제 1 방향으로 배치된 메쉬 보트를 포함하는 유기물 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로딩용 내부관과 상기 수거용 내부관 사이에 배치된 버퍼 내부관을 더 포함하고,
    상기 버퍼 내부관은 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 배치된 메쉬 필터를 포함하는 유기물 제조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 메쉬 보트는 상기 제 1 방향을 따라 배치된 평탄면을 포함하며, 상기 평탄면은 금속재질의 메쉬 형상인 유기물 제조장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 메쉬 보트는 상기 평탄면을 다수 포함하고, 상기 다수의 평탄면은 상기 제 2 방향을 따라 서로 이격되어 배치된 유기물 제조장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 메쉬 필터는 프레임부와 필터부을 포함하며, 상기 필터부는 금속재질의 메쉬 형상인 유기물 제조장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 버퍼 내부관은 상기 메쉬 필터를 다수 포함하고, 상기 다수의 메쉬 필터는 상기 제 1 방향을 따라 서로 이격되어 배치된 유기물 제조장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 다수의 메쉬 필터에 각각 배치된 상기 필터부는 서로 중첩되지 않는 유기물 제조장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 다수의 메쉬 필터에 각각 배치된 상기 필터부는 일부 영역이 중첩되는 유기물 제조장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 메쉬 필터는 반원 형상인 유기물 제조장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 메쉬 필터는 상기 제 1 방향을 따라 이격된 제 1 메쉬 필터 및 제 2 메쉬 필터를 포함하고, 상기 제 1 메쉬 필터 및 제 2 메쉬 필터가 상기 버퍼 내부관을 상기 제 2 방향으로 자른 단면에 투영되는 경우 서로 다른 영역에 위치하는 유기물 제조장치.
  11. 메쉬 보트 상에 정제대상 유기물을 로딩하는 단계;
    상기 정제대상 유기물에 열을 가하여 상기 메쉬 보트의 상부 및 하부 양방향으로 승화시키는 단계; 및
    승화된 상기 정제대상 유기물 중 적어도 일부를 수득하는 단계를 포함하는 유기물 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 메쉬 보트 상에 정제대상 유기물을 로딩하는 단계 전에 내부에 수용공간을 포함하는 외부관과, 상기 수용공간에 배치된 복수의 내부관을 포함하고, 상기 복수의 내부관은 적어도 하나의 로딩용 내부관 및 적어도 하나의 수거용 내부관을 포함하며, 상기 로딩용 내부관은 상기 로딩용 내부관의 연장방향인 제 1 방향으로 배치된 상기 메쉬 보트를 포함하는 유기물 제조장치를 준비하는 단계를 더 포함하는 유기물 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기물 제조장치는 상기 로딩용 내부관과 상기 수거용 내부관 사이에 배치된 버퍼 내부관을 더 포함하고, 상기 승화시키는 단계와 상기 수득하는 단계 사이에 상기 정제대상 유기물을 승화시키는 과정에서 발생되는 재를 필터링하는 단계를 더 포함하는 유기물 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 버퍼 내부관은 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 배치된 메쉬 필터를 포함하는 유기물 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 메쉬 보트는 상기 제 1 방향을 따라 배치된 평탄면을 포함하며, 상기 평탄면은 금속재질의 메쉬 형상인 유기물 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 메쉬 보트는 상기 평탄면을 다수 포함하고, 상기 다수의 평탄면은 상기 제 2 방향을 따라 서로 이격되어 배치된 유기물 제조방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 메쉬 필터는 프레임부와 필터부을 포함하며, 상기 필터부는 금속재질의 메쉬 형상인 유기물 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 버퍼 내부관은 상기 메쉬 필터를 다수 포함하고, 상기 다수의 메쉬 필터는 상기 제 1 방향을 따라 서로 이격되어 배치된 유기물 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 다수의 메쉬 필터에 각각 배치된 상기 필터부는 서로 중첩되지 않는 유기물 제조방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 다수의 메쉬 필터에 각각 배치된 상기 필터부는 일부 영역이 중첩되는 유기물 제조방법.
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