KR101019635B1 - 착탈 가능한 버닝월을 구비한 스크러버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 버닝월에 관한 것으로, 보다 자세하게는 네일 플렌지 하부에 버닝 월을 착탈 가능하도록 하여 유지 및 보수가 용이하도록 함은 물론, 네일 플렌지 상부에 소켓을 장착하여 네일 플렌지와 버닝월의 결합부 틈새로 유해가스가 유출되는 것을 방지하는 착탈 가능한 버닝월을 구비한 스크러버에 관한 것이다.
본 발명의 착탈 가능한 버닝월을 구비한 스크러버는 버너가 장착된 매니폴드 하부에 위치하며, 외주면에 제1 걸이가 형성되어 있는 네일 플렌지; 상기 제1 걸이에 착탈되기 위한 제2 걸이가 형성되어 있는 원통형의 버닝월; 및 상기 네일 플렌지에 장착되기 위한 장착판이 외주면에 형성되어 있으며, 일정 높이를 지니고 상기 네일 플렌지 및 버닝월 내부에 장착되는 가스유출 방지벽이 형성되어 있는 소켓을 포함함에 기술적 특징이 있다.
연소 챔버, 건식 처리부, 버닝월, 착탈, 스크러버, 가스 처리장치

Description

착탈 가능한 버닝월을 구비한 스크러버{Scrubber having detachable burning wall}
본 발명은 버닝월에 관한 것으로, 보다 자세하게는 네일 플렌지 하부에 버닝 월을 착탈 가능하도록 하여 유지 및 보수가 용이하도록 함은 물론, 네일 플렌지 상부에 소켓을 장착하여 네일 플렌지와 버닝월의 결합부 틈새로 유해가스가 유출되는 것을 방지하는 착탈 가능한 버닝월을 구비한 스크러버에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서 웨이퍼 상에 박막을 형성하거나 식각을 하기 위해 사용하는 다양한 종류의 반응가스는 산화성분, 인화성분 및 유독성분 등을 갖고있기 때문에 사용을 마친 반응가스(이하, 폐가스라 칭함)를 그대로 대기 중에 방출할 경우 인체에 유해할 뿐만 아니라 환경 오염을 유발시킨다.
따라서 반도체 설비의 배기 라인에는 폐가스의 산화성분, 인화성분 및 유독성분 등을 제거한 후 대기중으로 배출시키기 위한 스크러버가 설치된다.
이와 같이 반도체 폐가스를 제거하는 스크러버는 크게 세가지로 분류할 수 있다.
첫째는 간접 연소 습식형으로서, 유도가열 방식을 이용하여 폐가스를 태운 후 물을 이용해서 한번 더 걸러주는 힛웨트 스크러버(heatwet scrubber)다.
둘째는 습식형으로서 물을 이용하여 폐가스를 포집한 후, 물을 정화하는 방법으로 웨트 스크러버(wet scrubber)이다.
셋째는 직접 연소 습식형으로서, 고온의 불꽃으로 폐가스를 태운 후 물을 이용해서 포집하는 방법으로 번웨트 스크러버(burnwet scrubber)라고도 한다.
반도체 폐가스는 주로 실리콘을 포함한 가스가 가장 많으며, 이것은 상기 힛웨트 스크러버 또는 번웨트 스크러버를 이용하였을 경우 다량의 파우더를 생성하는 특성이 있다.
종래의 스크러버에 사용되는 폐가스를 연소하는 건식 처리부의 경우 다양한 공정 조건 및 장비의 상태와는 관계없이 한번 조립되면 그 조립 상태를 변경하지 못하고 계속 사용하여야 하는 단점이 있다.
따라서 건식 처리부는 사용 기간이 오래됨에 따라 폐가스 연소에 의해 생성된 파우더가 쌓이게 되고 이에 따라 내부 압력이 커짐으로써, 정화된 폐가스를 적절하게 배출하지 못한다는 단점이 있다.
더불어 종래의 건식 처리부는 내부의 유지 및 보수를 위해 나사를 풀어야 한다. 즉, 건식 처리부 전체를 분리하여야 하므로 오랜 시간이 소요된다는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 홈과 제1 걸이가 형성되어 있는 네일 플렌지, 네일 플렌지의 제1 걸이에 착탈되기 위한 제2 걸이가 형성되어 있는 버닝월, 네일 플렌지의 홈에 장착되기 위한 장착판과 일정 높이를 지니고 네일 플렌지 및 버닝월 내부에 장착되는 가스유출 방지벽이 형성되어 있는 소켓을 포함하는 착탈 가능한 버닝월을 구비한 스크러버를 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 버너가 장착된 매니폴드 하부에 위치하며, 외주면에 제1 걸이가 형성되어 있는 네일 플렌지; 상기 제1 걸이에 착탈되기 위한 제2 걸이가 형성되어 있는 원통형의 버닝월; 및 상기 네일 플렌지에 장착되기 위한 장착판이 외주면에 형성되어 있으며, 일정 높이를 지니고 상기 네일 플렌지 및 버닝월 내부에 장착되는 가스유출 방지벽이 형성되어 있는 소켓을 포함하는 착탈 가능한 버닝월을 구비한 스크러버에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 네일 플렌지는 상기 소켓의 장착판이 장착되기 위한 홈을 포함함이 바람직하다.
또한, 본 발명의 상기 네일 플렌지는 하나 이상의 제1 공기주입구 및 제1 공기유출구를 포함함이 바람직하다.
또한, 본 발명의 상기 버닝월은 내벽과 외벽으로 되어 있으며 내벽과 외벽 사이에 공기이동통로를 포함함이 바람직하다.
또한, 본 발명의 상기 버닝월은 하나 이상의 제2 공기주입구 및 제2 공기유출구를 포함함이 바람직하다.
또한, 본 발명의 상기 제1 공기유출구과 상기 제2 공기주입구는 공기가 이동할 수 있도록 연결되어있는 착탈 가능한 버닝월을 구비함이 바람직하다.
또한, 본 발명의 상기 소켓의 재질은 인코넬 또는 SUS임이 바람직하다.
따라서 본 발명의 착탈 가능한 버닝월을 구비한 스크러버는 네일 플렌지의 외주면에 형성된 제1 걸이에 버닝월의 제2 걸이가 착탈 가능하도록 함으로써, 스크러버의 유지 및 보수가 용이하다는 효과가 있다.
또한, 네일 플렌지와 버닝월 내부에 소켓의 가스유출 방지벽이 장착되도록 함으로써, 네일 플렌지와 버닝월의 결합부 틈새로 유해가스가 유출되는 것을 방지하는 효과가 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 가스 스크러버의 사시도이다.
본 발명의 가스 스크러버(100)는 건식 처리부(110), 습식 처리부(180), 포집부(190) 및 가스 유출구(195)를 포함한다.
건식 처리부(110)는 매니폴드(120), 버너(130), 버닝월(140) 및 회전노즐(170)을 포함한다.
매니폴드(120)는 가스 유입구(122)를 통해 유입되는 유해가스를 버닝월(140)로 보내주는 역할을 한다. 매니폴드(120) 내부에는 버너(130)가 존재하는데, 사전에 연소가스 유입구(124)를 통해 연소가스를 유입시켜 놓고 메인 장비로부터 프로세스를 진행하라는 신호를 받으면 점화기(126)가 버너(130)를 점화하게 되며, 점화 여부는 플레임 센서(flame sensor)(미도시)를 통해 확인한다.
매니폴드(120)의 일측에는 연소가스 유입구(124) 및 산소(공기) 유입구(미도시)가 존재한다. 연소가스는 LNG 또는 LPG인 것이 바람직하나, 그 제한이 있는 것은 아니다.
매니폴드(120)를 통과한 유해가스는 매니폴드(120)의 하부에 있는 버닝월(140)로 들어가게 되며, 버너(130)의 화염 및 열에 의해 유해가스는 연소 또는 열분해 된다.
버너(130)는 세라믹 튜브와 SUS 가드 콘(steel use stainless guard cone)을 포함한다. 세라믹 튜브 안에서 불꽃이 형성되며, 형성된 불꽃은 연소가스에 의해 버너(120) 밖으로 밀려나온다. 이로써, 불꽃의 세기가 유량 및 압력 변동에 영향을 받지 않고 유지될 수 있다. 즉, 불꽃은 안정적이며 고온 유지에 탁월하다.
버닝월(140)은 가스가 위에서 아래로 흐르는 방식(top-down flow)으로 원활한 가스의 흐름을 유도한다. 따라서, 일부 유해가스가 버너(130)에 의해 연소되어 생성된 파우더가 버닝월(140)을 클로깅(clogging)하는 것을 방지할 수 있다.
그리고 버닝월(140)은 착탈이 가능한 구조로 되어 있어, 건식 처리부(110)의 유지 및 보수가 용이하다.
회전노즐(170)은 버닝월(140) 외부에 장착되어 있다. 회전노즐(170)에서 분사된 물이나 용매는 유해가스를 용해시킨다. 또한, 회전노즐(170)에서 분사된 물이나 용매는 버닝월(140) 외부 및 건식 처리부(110) 내부를 냉각시킴으로써, 버닝월(140)이 고온 하에서 유해가스와 반응하여 부식되는 것을 방지한다.
습식 처리부(180)는 연소되지 않은 수용성 유해가스를 제거하기 위한 것으로, 복수 개의 칼럼, 배플보드(183), 흡착제(미도시), 분사노즐(186)을 포함한다. 그리고 부식을 방지하기 위해, 습식 처리부(180) 내부 및 외부는 테프론으로 코팅됨이 바람직하다.
습식 처리부(180)는 복수의 칼럼을 병렬로 배치한 사각 구조로 되어있기 때문에 유해가스가 습식 처리부(180)를 통과하는 이동거리가 길어진다. 이는 유해가스와 물이나 용매가 접촉하는 면적 및 시간을 길게 함으로써, 수용성 유해가스의 제거 효율을 증대시킨다.
배플보드(183)는 유해가스 유로를 보다 길게 하기 위해 복수의 층으로 서로 엇갈린 형태로 칼럼 내에 형성되는 것이 바람직하다.
흡착제는 배플보드(183) 상에 위치하며, 폴리 프로필렌 또는 테프론 등으로 이루어진다. 그리고 흡착제 내부의 구멍은 가스와 물의 접촉 면적 및 접촉 시간을 증가시켜 수용성 가스 및 파우더가 효율적으로 제거되도록 한다.
분사노즐(186)은 물이나 용매를 분사하여, 건식 처리부(110)에서 유입된 유해가스와 파우더를 포집 또는 용해시켜 포집부(190)로 떨어지도록 한다.
포집부(190)는 물이나 용매에 의해 떨어진 파우더 및 폐수가 모이는 곳으로, 건식 처리부(110)와 습식 처리부(180) 하부에 있으며, 이들과 일체형으로 제작된다. 그리고 부식을 방지하기 위해 포집부(190) 내부 및 외부는 테프론으로 코팅됨이 바람직하다.
포집부(190)는 순환 펌프(미도시) 및 pH 센서(미도시)를 포함한다.
순환 펌프는 포집부(190)에 있는 가스가 용해된 폐수를 회전노즐(170) 및 분사노즐(186)에 재공급함으로써 폐수를 재활용한다.
pH 센서는 포집부(190)에 포집된 폐수의 pH 값을 측정한다. 폐수의 pH 값이 설정치 이하로 산성인 경우, 제어부는 염기성 용액을 포집부(190)로 공급하도록 한 다. 염기성 용액은 수산화 나트륨(NaOH) 수용액임이 바람직하나, 그 종류에는 제한이 없다.
반대로, pH 센서 측정 결과 포집부(190)에 포집된 폐수의 pH 값이 설정치 이상으로 염기성인 경우, 제어부는 산성 용액을 포집부(190)로 공급하도록 한다.
가스 유출구(195)는 습식 처리부(180) 상부에 형성되어 있으며, 이를 통해 가스 스크러버(100)에서 처리된 가스가 외부로 배출된다.
위의 가스 스크러버(100)는 본 발명에 따른 일 실시예에 불과하다. 위의 가스 스크러버(100) 이외의 그 어떤 스크러버에도 아래 설명할 착탈 가능한 버닝월(140)을 적용할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 버닝월의 사시도이다.
유해가스는 매니폴드(120)의 가스 유입구를 통해 가스 스크러버 안으로 들어와 네일 플렌지(150)를 통과한다.
네일 플렌지(150)는 버너(130)가 장착된 매니폴드(120) 하부에 있으며 홈(152) 및 제1 걸이(154)를 포함한다.
네일 플렌지(150)의 홈(152)은 네일 플렌지(150) 상면에 형성되어 있으며 홈(152)에 소켓(160)의 장착판(163)이 장착된다. 그리고 네일 플렌지(150)의 제1 걸이(154)는 네일 플렌지(150)의 외주면에 형성되어 있으며 제1 걸이(154)에 버닝월(140)의 제2 걸이(143)가 결합되어 있다. 또한, 네일 플렌지(150)는 소켓(160)의 가스유출 방지벽(166)이 통과할 수 있도록 가운데가 빈 형태를 지니고 있다.
네일 플렌지(150)를 지난 유해가스는 버닝월(140)을 통과한다.
버닝월(140)은 네일 플렌지(150)의 제1 걸이(154)에 결합되기 위한 제2 걸이(143)를 포함한다. 버닝월(140)은 내벽과 외벽으로 구성되어 있는데, 내벽과 외벽 사이에는 공기 이동 통로(146)가 형성되어 있으며 공기 이동 통로(146)에 공기가 유입되고 유출되기 위한 하나 이상의 제2 공기주입구(144) 및 제2 공기유출구(145)를 포함한다(도 3 참조).
버닝월(140)의 제2 걸이(143)는 버닝월(140) 상부에 그 둘레를 따라 형성되어 있으며 네일 플렌지(150)의 제1 걸이(154)에 결합된다. 버닝월(140)을 살짝 들어올려 회전시키면 버닝월(140)은 네일 플렌지(150)와 분리된다. 그리고 분리된 버닝월(140)을 아래로 당기면 버닝월(140)은 네일 플렌지(150)에서 완전히 분리된다. 물론, 위와 반대의 과정을 거쳐 버닝월(140)을 네일 플렌지(150)에 결합시킬 수 있다.
즉, 버닝월(140)은 네일 플렌지(150)에 손쉽게 착탈이 가능하기 때문에, 종래의 기술에서 개시한 바와 같이 나사를 풀어야 하는 번거로움 없이 손쉽게 버닝월(140) 및 건식 처리부(110)를 유지ㆍ보수할 수 있다.
가스 스크러버는 네일 플렌지(150)와 버닝월(140) 이외에도 매니폴드(120)로 부터 버닝월(140)에 유입되는 유해가스의 유출을 막기위해 소켓(160)을 더 포함할 수 있다.
소켓(160)은 유해가스가 버닝월(140)로 유입될 수 있도록 가운데가 비어 있는 형태를 지니며 장착판(163) 및 가스유출 방지벽(166)을 포함한다.
소켓(160)의 장착판(163)은 소켓(160)의 상부 외주면에 형성되어 있으며 네 일 플렌지(150) 상면에 형성되어 있는 홈(152)에 장착된다. 그리고 소켓(160)의 가스유출 방지벽(166)은 장착부(163) 하부에 일정 높이로 형성되어 있으며 네일 플렌지(150) 및 버닝월(140) 내부에 장착된다.
소켓(160)의 재질은 인코넬 및 SUS 중 선택되는 어느 하나로 형성되어 있으므로 유해가스에 의한 부식을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 착탈 가능한 버닝월의 분해도이고 도 4는 본 발명에 따른 버닝월의 결합부를 확대한 평면도이다.
본 발명은 버닝월(140)에 유입되는 유해가스의 유출을 방지하기 위해 소켓(160)을 포함하고 에어 퍼지(air purge) 기능을 도입한다.
우선, 소켓(160)의 가스유출 방지벽(166)은 매니폴드(120)로부터 유입되는 유해가스가 네일 플렌지(150)와 버닝월(140)의 결합부 틈새로 새어 나가는 것을 방지한다.
가스 유출을 효과적으로 방지하기 위해 가스유출 방지벽(166)은 네일 플렌지(150)와 버닝월(140)이 결합되는 부분 아래까지 내려오도록 높이를 형성함이 바람직하다.
그리고 본 발명은 에어 퍼지(air purge) 기능을 도입하기 위해 네일 플렌지(150)에 제1 공기주입구(156)와 제1 공기유출구(158)를 형성하고 버닝월(140)에 제2 공기주입구(144)와 제2 공기유출구(145)를 형성한다.
네일 플렌지(150)의 제1 공기주입구(156)는 네일 플렌지(150) 상부면에 하나 이상 형성되어 있고, 제1 공기유출구(158)는 네일플렌지(150) 하부면에 하나 이상 형성되어 있다.
공기는 네일 플렌지(150)의 제1 공기주입구(156)를 통해 주입되어 제1 공기유출구(158)로 빠져나가고, 이는 버닝월(140)의 제2 공기주입구(144)로 유입된다. 제1 공기유출구(158)와 제2 공기주입구(144)는 공기가 이동할 수 있도록 연결되어 있음이 바람직하다.
버닝월(140)의 제2 공기유입구(144)는 버닝월(140) 상부면에 하나 이상 형성되어 있고, 제2 공기유출구(145)는 버닝월(140) 하부면에 하나 이상 형성되어 있다.
제1 공기유출구(158)를 통해 제2 공기주입구(144)로 유입된 공기는 공기 이동 통로(146)를 지나 제2 공기유출구(145)로 빠져나간다.
이러한 에어 퍼지(air purge) 기능에 따른 공기 유입 경로를 따라 흘러가는 공기는 네일 플렌지(150)와 버닝월(140)의 결합부에서 버닝월(140) 안에 유입된 유해가스가 역류하여 생기는 가스 유출을 방지한다.
또한, 공기 이동 통로(146)로 지나가는 공기는 버너(130)에 의해 온도가 높아진 버닝월(140)을 냉각시켜 버닝월(140)이 고온 하에서 유해가스와 반응하여 부식되는 것을 방지한다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 가스 스크러버의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 버닝월의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 착탈 가능한 버닝월의 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 버닝월의 결합부를 확대한 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
140 : 버닝월 143 : 제2 걸이
146 : 공기 이동 통로 150 : 네일 플렌지
152 : 홈 154 : 제1 걸이
160 : 소켓 163 : 장착판
166 : 가스유출 방지벽

Claims (8)

  1. 버너가 장착된 매니폴드 하부에 위치하며, 외주면에 제1 걸이가 형성되어 있는 네일 플렌지;
    상기 제1 걸이에 착탈되기 위한 제2 걸이가 형성되어 있는 원통형의 버닝월; 및
    상기 네일 플렌지에 장착되기 위한 장착판이 외주면에 형성되어 있으며, 일정 높이를 지니고 상기 네일 플렌지 및 버닝월 내부에 장착되는 가스유출 방지벽이 형성되어 있는 소켓
    을 포함하는 착탈 가능한 버닝월을 구비한 스크러버.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 네일 플렌지는 상기 소켓의 장착판이 장착되기 위한 홈을 포함하는 착탈 가능한 버닝월을 구비한 스크러버.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 네일 플렌지는 하나 이상의 제1 공기주입구 및 제1 공기유출구를 포함하는 착탈 가능한 버닝월을 구비한 스크러버.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 버닝월은 내벽과 외벽으로 되어 있으며, 내벽과 외벽 사이에 공기이동통로를 포함하는 착탈 가능한 버닝월을 구비한 스크러버.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 버닝월은 하나 이상의 제2 공기주입구 및 제2 공기유출구를 포함하는 착탈 가능한 버닝월을 구비한 스크러버.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 공기유출구와 상기 제2 공기주입구는 공기가 이동할 수 있도록 연결되어 있는 착탈 가능한 버닝월을 구비한 스크러버.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 소켓의 재질은 인코넬 또는 SUS인 착탈 가능한 버닝월을 구비한 스크러버.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 공기유출구와 상기 제2 공기주입구는 공기가 이동할 수 있도록 연결되어 있는 착탈 가능한 버닝월을 구비한 스크러버.
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