일반적으로, 반도체 및 LCD 산업의 발달로 웨이퍼 및 LCD 패널 제조 시 사용되는 화학물질로 인해 다량의 VOC가 발생하고 있는 실정으로서, 이러한 VOC를 처리하기 위해서 VOC처리로터(1)가 채용되고 있다.
상기 VOC처리로터(1)는 유기용제를 포함하는 가스를 흡착요소로 이루어진 회전가능한 VOC처리로터(1)의 단면 사이에 통과시켜서 유기용제를 흡착요소에 흡착시키고, 흡착요소에 부착한 유기용제를 역방향으로 열풍을 불어 보내서 분리하고 또한 불어 날려 버림으로써 정화해서 이 흡착요소를 재사용가능한 상태로 회복시키기 위한 장치이다.
종래의 흡착소자를 구비한, 특히 유기용제용의 회전형흡착기(500)는, 흡착존(1a), 냉각존(1c) 및 재생존(1b)으로 구분하는 유지케이스의 속에서 VOC처리로터(1)를 회전시키고, 그에 의해 VOC처리로터(1)의 한쪽의 단면에 흡착존 및 재생존을 일시적으로 설정하고, VOC처리로터(1)표면이 흡착존(1a)을 통과할 때 유기용제를 포함한 가스를 VOC처리로터(1)에 지지시킨 흡착소자에 의해 유기용제를 흡착시키고, 냉각존(1c)에 유기용제의 비점온도인 180℃∼200℃를 상회하는 온도로 가열된 재생용공기를 상기한 단면과는 반대쪽의 단면으로부터 흡착소자 내를 통과시킴으로써 흡착된 유기용제를 제거하고 있다.
유기용제를 포함한 가스 중, 예를 들면, 반도체부품 제조공정 등에서 발생하는 가스는, 예를 들면 DMSO(디메킬 술폭시드), MEA(모노에타놀 아민), HMDS(헥사 메틸렌 디실라잔) 등의 유기화합물을 포함하고 있다. 이들 유기화합물은 180℃∼200℃라고 하는 재생온도에서는 충분히 제거할 수 없다. 이 때문에 이와 같은 유기화합물은 VOC처리로터(1)에 축적되어 갈 뿐이어서, 성능열화나 VOC처리로터 소실을 일으키는 원인이 된다. 이와같은 유기화합물을 제거하기 위해서는 200∼350℃로 가열된 높은 온도의 공기를 재생존(1b)에서 VOC처리로터(1)로 보내지 않으면 안된다.
도 1은 종래의 VOC저감장치를 나타낸 블록도로서, 처리공기는 냉각기(2)에 의해 냉각된 후, 처리팬(3)에 의하여 허니컴상 처리자재로 이루어진 VOC처리로터(1)의 흡착존(1a)에 이송되고, 이 처리된 공기는 흡착존(1a)을 통과하여 처리된다. 이 흡착존(1a)을 나오는 처리 공기는, 대상공간(100)에 공급되게 된다.
또, 처리팬(3)에 의해 VOC처리로터(1)에 이송되는 냉각후의 처리 공기의 일부는 VOC처리로터(1)의 냉각존(1c)에 도입된다. 이에 따라, 재생존(1b)에 앞서, 냉각존(1c)이 냉각되어, 다음 공정의 흡착에 준비하게 되는 것이다.
또한, 냉각존(1c)을 통과한 후의 공기는 재생팬(4)에 의해 재생용 히터(5)로 이송되어 가열된 후, VOC처리로터(1)의 재생존(1b)에 공급되게 되는 바, 이에 따라, VOC처리로터(1)는 재생존(1b)을 통과하고 있는 중에, 가열 공기에 의해 가열되어 흡착 유기용제가 이탈되어 제거되는 것이다.
상기한 바와 같이, VOC처리로터(1)가 정속으로 회전하는 도중에, VOC처리로터(1)는 공기를 흡착존(1a)에서 처리하고, 가열 공기에 의해 재생존(1b)에서 수분이 제거되어 탈습되고, 그런 다음에, 냉각존(1c)으로 냉각된 후, 흡착존(1a)에 재차 공기의 처리를 수행한다. 이에 따라, 대상공간(100)에 처리 후의 청정 공기가 연속적으로 공급되는 것이다.
그러나, 종래의 VOC처리로터를 채용한 VOC저감장치에서는, VOC처리로터(1)에 의해 재생된 재생공기방출통로를 통해 재생공기를 외부로 방출함에 있어, 처리유닛의 초기 기동시 내부 음압 형성으로 인해 VOC처리로터가 역회전하거나, 또는 VOC저감장치의 모든 구성요소를 턴오프 시 재생용 히터에 축열된 열로 인해 화재발생의 위험이 존재하는 등의 단점을 내포하고 있었다.
이하, 본 발명에 따른 VOC저감장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 종래의 처리장치를 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 VOC저감장치의 VOC처리로터 분할 구도를 나타낸 개략 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 VOC저감장치 제어방식을 나타낸 순서도이다.
도면에 예시된 바와 같이, 본 발명에 따른 VOC저감장치 특히, VOC처리로터의 구조를 해석함에 있어, 그의 양측이 각각 부채꼴로 분할되어 관통된 덕트들로 이루어진 분할수단에 의해 VOC처리로터의 일부를 구획한 종래의 구조로써 해석함을 원칙으로 한다.
본 발명에 따른 VOC저감장치의 VOC처리로터(1)는, 실리카 겔(silica gel), 제오라이트(zeolite), 활성탄 등의 흡착제를 이용한 흡착제층을 VOC처리로터의 구성 요소로서 로터의 회전방향을 따라 연속적으로 배치한 것으로, 종래와 같이, VOC처리로터의 회전축선을 따르는 방향으로 기체를 통과시킬 수 있는 원통 형상의 흡착 VOC처리로터(1)를 채용하고 있다.
본원의 VOC저감장치은, 허니컴상 처리자재로 이루어진 VOC처리로터(1)와, 상기 VOC처리로터(1)를 회전 구동하는 회전구동수단(M)을 포함한다.
여기에서, 흡착 VOC처리로터(1)는 흡착제층을 VOC처리로터(1)의 구성요소로서 VOC처리로터(1)의 회전방향으로 연속 배치한 것이면, 회전축선 방향으로 기체를 통과시킬 수 있는 원반 형상의 VOC처리로터(1)를 채용해도 좋다.
또한, 부호(3)는 외기(OA)를 도입하는 처리팬이고, 부호 (4)는 냉각존(1c)를 통과한 후의 공기를 재생용 히터(5)로 이송함과 동시에 제1 및 제2 재생팬 및 외부로 급송하기 위한 재생팬으로서 채용되어 있고, 또 부호(7)는 대상공간(100)에 처리처리존에서 처리된 공기를가열하기 위한 처리공기용 히터(7)이다.
도 3에 있어, 부호(100)는, 예를 들어, 전자부품, 약제, 필름, LCD, 반도체)의 제조 작업을 수행하는 대상공간과 같은 청정실이고, 이 청정실에는 흡착 VOC처 리로터(1)를 사용하는 처리장치에 의해 생성되는 유기화합물이 제거 처리된 공기(SA, 절대온도 0.03g/KgDA의 공기)를 공급하는 바, 이 청정 공기(SA)를 공급함에 따라 대상공간(100) 등을 필요한 청정 분위기(예를 들어, 절대온도(습도) 0.07g/KgDA의 분위기)를 유지하게 된다.
또한, 상기 흡착 VOC처리로터(1)의 회전 경로는, VOC처리로터(1)의 회전방향에 있어서, 재생존(1b), 냉각존(1c), 흡착존(1a)으로 구획되어 있고, 이들 3개의 존을 상기 기재순으로 VOC처리로터(1) 회전 방향에 연이어 배열되는 배치로 한 것으로, 흡착 VOC처리로터(1)의 회전에 수반하여, VOC처리로터(1)의 각 부분을 재생존(1b), 냉각존(1c), 제2 흡착존(1a)의 순서로 이행한다.
또한, 상기와 같은 VOC저감장치는, 허니컴상 처리자재로 이루어진 VOC처리로터(1)와, 상기 VOC처리로터(1)를 회전 구동하는 회전구동수단(M)으로 이루어지고, 실내의 VOC를 처리하기 위해 실내에 포함되어 있는 VOC를 흡착하는 VOC처리로터(1)의 냉각존(1c)을 통과한 후의 공기가 재생팬(4)에 의해 재생용 히터(5)로 이송되어 가열된 후, VOC처리로터(1)의 재생존(1b)에 공급되어, 재생존(1b)을 통과하면서 가열공기에 의해 가열되어 흡착 수분이 이탈되어 재생공기방출통로를 통해 배기되어 제거되도록 구성되어 있다.
또, 상기 VOC처리로터(1)와 재생용 히터(5)의 사이에는 온도센서부(TE) 및 써모 콘트롤러(TIC)가 설치되어 있다.
또한, 상기 온도센서부(TE)에 의해 측정된 온도가 상기 VOC처리로터(1)의 기동 초기 측정 온도로서의 제1 온도 이하일 경우에만 폐색되도록 상기 재생공기방 출통로(20)의 끝단 내주부에 제1 재생댐퍼(31)가 회전 가능하게 지지되어 있다.
또, 상기 재생공기방출통로(20)의 끝단 내주부의 제1 재생댐퍼(31)의 상류측에는 제2 재생댐퍼(33)가 회전 가능하게 지지되어 상기 재생공기방출통로(20)를 개폐 작동하게 구성되어 있다.
또, 상기 온도센서부(TE)에 의해 측정된 재생용 히터(5)의 주변 온도가 화재위험온도로서의 제2 온도 이상일 경우에는 소화제 및 방재용 폭발물과 같은 방재수단(O-Fire)의 시동을 개시함과 동시에, 냉각존(1c)과 재생존(1b) 사이의 재생통로(40)를 개폐하도록 상기 재생용 히터(5) 상류측의 재생통로(40) 내주부에 내화자재로 이루어진 내화댐퍼(41)가 회전 가능하게 지지되어 있다.
또한, 본 발명은 이와 같은 구성의 제1 및 제2 재생댐퍼, 내화댐퍼(41) 및 방재수단(O-Fire)을 작동 제어하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 재생용 히터(5)와 VOC처리로터(1) 주변의 온도 및 VOC처리로터(1)의 기동 여부 등의 여러 가지 조건에 따라 댐퍼의 온/오프를 자동으로 제어함으로써 VOC저감장치의 운전 효율을 극대화할 수 있는 VOC저감장치의 운전 제어 방법을 개시하고 있다.
이러한 VOC저감장치를 운용하는데 있어서, 장치 내부의 온도를 정확하게 파악함과 동시에, 일정 온도 이하로 유지하는 것은 중요하다. 장치 내부 공간의 온도가 원치않는 원인에 의해 급격하게 변화하는 경우, 즉, 장치로 공급되는 주전원이 차단(정전 등의 원인)되면 재생용 히터(5)에 남아있는 열기로 인해 화재의 위험이 있으므로, 이 경우에는 제1 및 제2 재생댐퍼(31, 33)가 개방되어 기존 유기 배기 덕트(11)의 흡입력으로 재생용 히터(5)로 실내 공기가 유입되어 히터를 식혀 재생용 히터(5)의 과열을 규제하도록 제어부에 의해 제어된다.
또한, 주전원이 복귀되면 제1 및 제2 재생댐퍼(31, 33)의 개도는 초기 설정상태로 복귀된다.
한편, 갑작스런 이상 상태로 인한 히터(5)의 과열(화재발생 등)으로 인해 온도센서부에서 제2 온도 이상으로 검지하게 되면, 유기 배기 덕트(11)와 실내로의 화염전파로 인한 화염 유입을 방지하기 위해, 제1 및 제2 재생댐퍼(31, 33)와 내화댐퍼(41)를 모두 폐쇄한 후, 방재수단(O-Fire)을 가동시켜 방재시키도록 제어부에 의해 제어된다.
또한, 상기 방재수단(O-Fire) 내에는 전원 등의 차단을 대비하여 자체 축전지를 내장하고 있어, 화재 시에는 자체 축전지의 전력으로 제2 재생댐퍼(33)를 폐쇄하도록 제1 솔레노이드밸브(MVD2)를 작동시키게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 VOC저감장치의 제어장치에 대한 블록도로서, 상기 장치 내부의 온도를 판정하여 공기 재생처리 환경에 따라 온도가 높아지거나(VOC처리로터 및 히터의 기동의 경우) 낮아져 있는(처리 로터 및 히터의 부작동의 경우) 실내 공기와 유기 배기 덕트측의 공기 연동이나, 이의 혼합을 제어하도록 적절히 대처하여 장치 내부 공간의 온도가 급격히 변화하는 것을 방지하도록 하였다.
다시 말해서, 장치 내부에서 화재가 발생하여 장치 내부의 온도가 높아 급격한 화염 차단을 필요로 할 때에는 온도가 높은 온도상승구역을 구획차단하는 방식으로, 장치 내부 공간의 산소포화도를 신속하게 낮춘 후, 방재수단을 가동시켜 화재를 소화할 수 있도록 제어되게 되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 VOC저감장치의 운전 제어 방법으로서는, VOC처리로터 및 재생용 히터의 운전과 연동하여 댐퍼를 작동함에 있어, 재생시 장치 내의 온도가 제1 온도 이하가 될 경우, 제1 재생댐퍼를 자동으로 폐쇄시키고, 화재 시, 장치 내의 온도가 제2 온도 이상이 될 경우, 제2 재생댐퍼 및 내화댐퍼(41)를 자동으로 폐쇄시킴에 있어, 방재수단에서 이를 감지하여, 자체 축전지의 전원으로 제2 재생댐퍼(33) 및 내화 댐퍼(41)를 자동으로 폐쇄시키도록 제어되는 것이다.
이때의 장치 내부의 온도 변화에 대해 설명하자면, VOC처리로터의 기동을 개시하면, 실외공기가 유입되어 재생용 히터(5)로 유입되는데, 이때, 재생팬(4)은 설정 회전수로 회전하면서 흡입력을 발생하여, VOC처리로터(1)을 거치면서 거의 냉각되지 않은 상태로 재생공기방출통로(20)를 거쳐 유기 배기 덕트(11)로 배기된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 VOC저감장치의 운전 제어 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도로서, 먼저, 초기 작동 시의 작동 여부를 제어하는 방법에 관하여 설명한다.
운전을 위해 도시하지 않은 키를 입력하면, 상기 VOC저감장치의 제어부에서는 온도센서부(TE)로부터 온도측정을 실시하여, 내부 온도가 제1 온도이하로 판정되면, 상기 제1 솔레노이드(MVD1)를 작동시켜 상기 제1 재생댐퍼(31)를 폐쇄 작동시킨다. 여기서, 상기 제2 재생댐퍼(33)는 항시 개방상태로 설정되어, 긴급 화재시에는 방재수단으로부터 전원을 인가받아 폐쇄상태로 급격히 작동 설정되도록 되어 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 VOC저감장치의 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 설명에 있어서 본 발명에 따른 VOC저감장치를 제어하는 방법이 적용되는 제어부(TIC)는 온도센서부(TE)로부터 감지되는 내부온도 정보에 따라 써모 콘트롤러(SMC)를 제어하여 재생팬(4) 및 처리팬(3)를 구동시키고, 스위치(SCR)를 온오프하여 재생용히터(5)를 구동시키며, 제1 솔레노이드(MVD1), 제2 솔레노이드(MVD2) 및 제3 솔레노이드 (MVD3)로 인가되는 전원을 제어하여 제1 재생댐퍼(31), 제2 재생댐퍼(33) 및 내화댐퍼(41)를 개폐할 수 있을 뿐만 아니라 VOC저감장치의 각 구성부를 구동 제어할 수 있음을 기본으로 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 VOC저감장치의 제어 방법을 도시한 순서도이다. 본 발명에 따른 VOC저감장치의 제어 방법은 장치의 전원 온 상태 또는 전원 오프에 따라 제어 방법이 달라진다.
도 5에 도시된 바와 같이, 우선 VOC저감장치에 대한 전원 공급 상태를 판단한다(S10).
즉, VOC저감장치를 제어하는 제어부(TIC)는 VOC저감장치의 전원 스위치가 전원 온 상태인지 전원 오프 상태인지를 판단한다.
만약 단계 S10에서 전원상태가 전원 온 상태일 경우, 재생팬 및 처리팬을 구동하고 제1 재생 댐퍼를 개방한 상태로 재생용히터를 구동시킨다(S30, S32, S34).
즉, 제어부(TIC)는 전원상태가 전원 온일 경우, 써모 큰트롤러(SMC)를 통해 재생팬(4) 및 처리팬(3)을 구동시키고 제1 솔레노이드(MVD1)에 전원을 인가하여 제1 재생 댐퍼(31)를 개방한 상태로 스위치(SCR)을 온시켜 재생용히터(5)를 구동시킨다.
이는 VOC저감장치의 구동 초기 단계로서 재생용 히터(5)를 통해 내부 온도를 상승시켜 내부로 송풍되는 공기의 온도를 높일 수 있게 된다.
다음, 단계 30, S32, S34에서 구동된 재생용히터에 의해 변동되는 내부 온도를 센싱하고, 센싱된 내부 온도가 기설정된 제2 온도 이상이 되는지를 판단한다(S50).
즉, 제어부(TIC)는 온도센서부(TE)를 통해 측정되는 내부 온도와 초기 설정된 제2 온도를 비교하여 내부온도가 제2 온도 이상이 되는지를 판단한다.
이는 VOC저감장치의 내부온도를 근거로 장비 내부의 이상 유무를 판단할 수 있다.
이어, 단계 S50에서 판단된 내부 온도가 제2 온도 이상일 경우, 재생용히터를 정지하고 재생팬(4) 및 처리팬(3)을 정지하며 제1 및 제2 재생 댐퍼(31, 33)를 폐쇄한 상태로 내부에 소화제를 주입하여 내부 온도를 하강시킨다(S62, S64, S66, S68, S70, S72).
즉, 제어부(TIC)는 온도센서부(TE)를 통해 측정되는 내부 온도와 초기 설정된 제2 온도 이상이 될 경우, 스위치(SCR)를 오프하여 재생용히터(5)를 정지하고 써모 콘트롤러(SMC)를 제어하여 재생팬(4) 및 처리팬(3)을 정지시키며 제1 솔레노이드(MVD1) 및 제2 솔레노이드(MVD2)에 전원을 인가하여 제1 및 제2 재생 댐퍼(31, 33)를 폐쇄한 상태로 내부에 소화제를 주입하여 내부 온도를 하강시키도록 한다. 또한, 제어부(TIC)는 일정 시간 또는 적정 온도가 되었을 때 소화제 투입을 정지하여 내부 점검을 하도록 할 수 있다.
예를 들어, 갑작스런 이상 상태로 인한 히터(5)의 과열(화재발생 등)로 인해 온도센서부(TE)에서 제2 온도 이상으로 검지하게 되면, 유기 배기 덕트(11)와 실내로의 화염전파로 인한 화염 유입을 방지하기 위해, 제1 및 제2 재생댐퍼(31, 33)와 내화댐퍼(41)를 모두 폐쇄한 후, 방재수단을 가동시켜 방재시키게 된다.
만약, 단계 S50에서 판단된 내부 온도가 제2 온도 이하일 경우, 현재 운전 상태를 유지하도록 하게 된다.
이러한 과정을 통해 본 발명은 장치 내부의 온도를 정확하게 파악함과 동시에, 일정 온도 이하로 유지하도록 할 수 있다.
또한, 단계 S20에서 판단된 전원상태가 전원 오프 상태일 경우, 처리팬(4)을 정지하고 재생팬(3)을 구동하고 재생용 히터를 정지시킨다(S80, S82, S84).
이때, 정지된 재생용 히터(5)에 의해 변동되는 내부 온도를 센싱하고(S90), 센싱된 내부 온도가 기설정된 제1 온도 이하가 되는지를 판단한다(S100).
만약, 단계 S100에서 판단된 내부 온도가 제1 온도 이하일 경우, 재생팬(4)을 정지하고 제1 재생 댐퍼(31)를 폐쇄한 상태로 유지한다(S110, S112).
만약, 단계 S100에서 판단된 내부 온도가 제1 온도 이상일 경우, 재생용 히터를 정지한 상태로 처리팬(4)은 정지하고 재생팬(3)은 구동시켜서 내부 온도가 제1 온도 이하가 될 때까지 내부 온도를 경감시킨다(S110, S112).
즉, 제어부(TIC)는 단계 S80 내지 S112를 통해 장치 내부 공간의 온도가 원치 않는 원인에 의해 급격하게 변화하는 것을 방지하기 위하여 공급되는 전원이 차단(정전 등의 원인)되면 재생용 히터(5)에 남아있는 열기로 인해 화재의 위험이 있으므로, 이 경우에는 제1 및 제2 재생댐퍼(31, 33)가 개방되어 기존 유기 배기 덕트(11)의 흡입력으로 히터로 실내 공기가 유입되어 히터를 식혀 히터의 과열을 규제하도록 단계적으로 제어하게 된다.
또한, 주전원이 복귀되면 제1 및 제2 재생댐퍼(31, 33)의 개도는 초기 설정상태로 복귀된다.
따라서, 전술한 바와 같이, 소정온도로 상승된 장치 내부 공기가 외부로 배출됨과 동시에 외부의 공기가 과열 온도 조정 과정없이 실내로 유입됨으로써 건물 전체에 화재가 발생하는 경우가 발생하는 바, 본원에 따른 방재수단을 제어하는 방식을 채택함으로써, 소화 작동을 수행할 수 있는 장점이 있는 것이다.