KR101029602B1

KR101029602B1 - 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버

Info

Publication number: KR101029602B1
Application number: KR1020100110876A
Authority: KR
Inventors: 김도연; 오세종
Original assignee: (주)암텍
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2011-04-15

Abstract

본 발명은 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버에 관한 것으로, 나노 계측 공간(S1)의 상부에 구획 형성된 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)의 내부에 설치되는 팬 필터 유닛(50)이 공기공급측 진동소음 저감수단을 포함하여 구성되어 팬 필터 유닛(50)과 공기 유동 과정에서 발생하여 나노 계측 공간(S1)에 전달되는 진동과 소음을 저감시킬 수 있어 나노 계측 공간(S1)을 나노 계측 환경으로 유지될 수 있게 되며, 나노 계측 공간(S1) 내의 공기를 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)로 복귀시키는 공기복귀 덕트(60)를 금속성 흡음재로 구성함으로써 팬 필터 유닛(50)과 공기 유동 과정에서 발생하여 나노 계측 공간(S1)로 전달되는 진동과 소음을 저감시킬 수 있게 되어 나노 계측 공간(S1)을 나노 계측 환경으로 유지할 수 있게 되고, 나노 계측 공간(S1)의 하부에 구비되어 시스템 내부 공기를 외부로 배출시키는 공기 배출부(70)에 배기 머플러(72)를 구비하여 외부의 진동과 소음이 나노 계측 공간(S1) 내부로 전달되는 것을 최소화할 수 있어 나노 계측 공간(S1)을 나노 계측 환경으로 유지할 수 있도록 한 것이다.

Description

소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버{Acoustical noise isolation chamber mounting fan filter unit with muffler for nano measuring instrument}

본 발명은 나노 계측장비용 방음 챔버에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 소음과 진동을 최소화하고 청정도를 클린룸 수준으로 유지할 수 있도록 한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버에 관한 것이다.

일반적으로 원자현미경은 수천만 배의 배율로 물질의 원자단위까지 볼 수 있는 차세대 초정밀 계측장비이다. 또한 전자현미경은 진공에서만 작동되는 데 비해 원자현미경은 대기 중에서도 사용이 가능하고, 물체의 형상뿐만 아니라 시료의 전기적, 자기적, 물리적 특성 등도 알아낼 수 있다. 따라서 반도체, HDD(Hard Disk Drive), FPD(Flat Panel Display)는 물론 정밀 화학, 분자 생물학 등 각종 연구에 활용되고 있다.

이러한 원자현미경 등의 나노 계측장비는 미세 진동과 소음에도 민감할 뿐만 아니라 시료의 특성상 상위 클래스의 공기청정도를 유지하는 챔버 내에 설치하여 사용하고 있다.

여기서 공기청정도를 유지하는 방법으로서는 원자현미경 등 나노 계측장비가 설치되는 나노 계측 챔버의 상부에 팬 필터 유닛(Fan Filter Unit; FFU)을 설치하여 팬에서 발생된 다운 플로우 공기가 나노 계측 챔버 내부로 공급되도록 하고, 나노 계측 챔버로 공급된 공기가 다시 팬 필터 유닛측으로 순환하도록 하는 방법이 사용되고 있다.

팬 필터 유닛은 통상적인 클린룸에서 사용되는 것으로, 나노 계측 챔버의 상부에 설치되는 팬 필터 챔버와, 상기 팬 필터 챔버의 내부에 설치되는 팬 및 상기 팬 필터 챔버의 하단에 설치되는 필터를 포함한다.

그러나 종래의 팬 필터 유닛은 팬 필터 챔버가 단순히 박스형으로 형성되어 그 내부에 팬을 설치하고 그 하부에 필터를 설치한 것이기 때문에 팬에서 발생하는 소음과 진동이 나노 계측 챔버로 전달되어 나노 계측 환경을 제공하지 못하는 문제점이 있다.

또한 종래에는 팬 필터 유닛에서 나노 계측 챔버로 공급된 공기가 팬 필터 유닛 측으로 복귀(return)하도록 하기 위하여 나노 계측 챔버와 팬 필터 유닛 사이에 공기복귀용 덕트를 설치하고 있는바, 이러한 공기복귀용 덕트는 팬 필터 유닛에서 발생하는 진동과 소음을 나노 계측 챔버로 전달하는 역기능을 가지게 되어 만족할만한 나노 계측 환경을 제공하지 못하는 문제점이 있다.

상기 공기복귀용 덕트를 부직포 등 공극을 가지는 흡음재로 구성하여 진동과 소음이 나노 계측 챔버로 전달되지 않도록 하는 것을 고려해 볼 수 있으나, 결로현상 등에 의하여 생기는 습기가 그 공극에 스며들어 지속적으로 습기를 함유하게 되기 때문에 나노 계측 챔버 내의 습도를 최적 상태로 유지할 수 없게 된다.

본 발명은 클린룸 환경을 조성하기 위한 팬 필터 유닛 및 공기 유동 과정에서 발생하는 진동과 소음이 나노 계측 챔버로 전달되지 않도록 하여 나노 계측 환경을 충족시킬 수 있도록 한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 팬 필터 유닛에서 발생한 진동과 소음이 팬 필터 유닛 설치 공간과 나노 계측 공간을 연결하는 공기복귀 덕트를 통하여 나노 계측 챔버로 전달되는 것을 방지하여 나노 계측 환경을 충족시킬 수 있도록 한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 외부의 진동과 소음이 공기 배출부를 통해 나노 계측 공간으로 전달되는 것을 방지할 수 있도록 한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버를 제공하려는 것이다.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 상판과 벽체 및 바닥판에 의해 박스형으로 형성되고, 중앙부의 공기 공급공과 외곽측의 공기 복귀공을 가지는 구획판에 의하여 나노 계측 공간과 팬 필터 유닛 설치 공간로 구획되며, 전면측에 계측장비 수납구와 도어를 구비한 본체 캐비닛과; 상기 나노 계측 공간의 내부에 설치되어 나노 계측 장비가 탑재되는 나노 계측 장비용 정반과; 상기 팬 필터 유닛 설치 공간의 내부에 설치되어 공기를 상기 나노 계측 공간으로 공급함과 아울러 상기 나노 계측 공간 내의 공기를 상기 팬 필터 유닛 설치 공간으로 복귀시키기 위한 팬 필터 유닛을 포함하며, 상기 팬 필터 유닛은 공기 흡입구를 가지는 상판과 벽체 및 개구부를 가지는 바닥판에 의하여 박스형으로 구성되어 상기 구획판 상에 고정, 설치되고, 상기 상판에 형성된 공기 흡입구에 흡입단이 연결된 공기 흡입팬과, 상기 상판과 벽체 및 바닥판에 의해 형성되는 내부공간에 공기공급측 진동소음 저감수단과, 상기 바닥판의 하부에 설치되는 필터 부재를 포함하여 구성되는 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버를 제공한다.

상기 공기공급측 진동소음 저감수단은, 상기 상판과 벽체 및 바닥판에 의하여 형성되는 내부공간을 제 1 공기 유동공간과 제 2 공기 유동공간 및 공기 확산공간으로 구획하는 제 1 및 제 2 격판과, 상기 제 1 공기 유동공간 내에 설치되어 공기를 중앙측에서 외곽측으로 유동되도록 안내하는 제 1 공기선회 가이드와, 상기 제 2 공기 유동공간 내에 설치되어 공기를 외곽측에서 중앙측으로 유동하도록 안내하는 제 2 공기선회 가이드와, 상기 제 1 격판의 외곽 일측에 천공되어 상기 제 1 공기 유동공간 내에서 상기 제 1 공기선회 가이드에 의해 외곽측으로 안내된 공기가 상기 제 2 공기 유동공간의 외곽측으로 유입되도록 하는 외곽측 통기공과, 상기 제 2 격판의 중앙에 천공되어 상기 제 2 공기 유동공간 내에서 상기 제 2 공기선회 가이드에 의해 중앙측으로 안내된 공기가 상기 공기 확산공간의 중앙측으로 유입되도록 하는 중앙측 통기공을 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

상기 공기공급측 진동소음 저감수단은, 상기 제 1 공기 유동공간과 상기 제 2 공기 유동공간에 구비되어 와류발생을 방지하는 구석측 공기 가이드편을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

상기 공기 확산공간은, 공기 확산공간의 중앙측으로 유입된 공기를 그 하부에 설치되는 필터 부재의 표면적에 대응하여 확산시키기 위한 확산공간을 가지도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 공기 복귀공과 상기 나노 계측 공간 사이에는 상기 공기 흡입팬과 공기 유동 과정에서 발생하는 진공 · 소음이 상기 공기 복귀공을 통하여 상기 나노 계측 공간에 전달되는 것을 방지하기 위한 공기복귀측 진동소음 흡수수단을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

상기 공기복귀측 진동소음 저감수단은, 상기 나노 계측 공간의 내부 가장자리에서 그 상단이 상기 공기 복귀공에 상단이 연결되고 하방으로 연장되어 그 하단이 상기 나노 계측 공간에 연통되며, 금속성 흡음재로 이루어지는 공기 복귀덕트를 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

상기 본체 캐비닛의 상단에 형성되는 외부공기 흡입구와, 상기 외부공기 흡입구를 개폐하는 외부공기 흡입구 개폐기구와, 상기 본체 캐비닛의 나노 계측 공간의 하부에 구획판에 의해 구획되어 상기 바닥판과 상기 구획판 사이에 형성되는 예비 공간과, 상기 예비 공간과 상기 바닥판에 설치되어 상기 나노 계측 공간과 팬 필터 유닛 설치 공간 내의 공기를 배출하기 위한 공기 배출부를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

상기 공기 배출부는, 상기 구획판에 천공되는 배기공과, 상기 구획판의 하부에 결합되어 상기 배기공을 통하여 상기 나노 계측 공간에 연통되는 배기 헤더와, 상기 배기 헤더의 하부에 결합되어 상기 배기 덕트의 덕트 공간에 연통되는 배기 머플러와, 상기 본체 캐비닛의 바닥판에 천공된 공기 방출공과, 상기 바닥판의 하부에 결합되어 상기 공기 방출공을 통해 상기 예비 공간에 연통됨과 아울러 그 하단이 외부와 연통되는 배기 밸브를 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

상기 배기 머플러는 그 내부의 머플러 공간이 격판에 의하여 지그재그형으로 형성되며, 금속성 흡음재로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버는 나노 계측 공간의 상부에 구획 형성된 팬 필터 유닛 설치 공간의 내부에 설치되는 팬 필터 유닛이 공기공급측 진동소음 저감수단을 포함하여 구성되어 있으므로 팬 필터 유닛과 공기 유동 과정에서 발생하여 나노 계측 공간에 전달되는 진동과 소음을 저감시킬 수 있어 나노 계측 공간을 나노 계측 환경으로 유지될 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버는 나노 계측 공간 내의 공기를 팬 필터 유닛 설치 공간로 복귀시키는 공기복귀 덕트가 금속성 흡음재로 구성되어 있으므로 팬 필터 유닛과 공기 유동 과정에서 발생하여 나노 계측 공간으로 전달되는 진동과 소음을 저감시킬 수 있게 되어 나노 계측 공간을 나노 계측 환경으로 유지할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버는 나노 계측 공간의 하부에 구비되어 시스템 내부 공기를 외부로 배출시키는 공기 배출부에 배기 머플러를 구비한 것이므로 외부의 진동과 소음이 나노 계측 공간 내부로 전달되는 것을 최소화할 수 있어 나노 계측 공간을 나노 계측 환경으로 유지할 수 있게 된다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버의 바람직한 실시 예를 보인 것으로,
도 1은 본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버의 정면도,
도 2는 본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버의 본체 캐비닛을 구조를 보인 종단 정면도,
도 3은 본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버의 본체 캐비닛을 제외한 부분의 종단 정면도,
도 4는 본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버의 종단 정면도,
도 5는 본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버의 종단 측면도,
도 6은 본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버의 팬 필터유닛의 분해 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하다.

본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 나노 계측 공간(S1)과 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)로 구획되는 본체 캐비닛(10)과; 상기 나노 계측 공간(S1)의 내부에 설치되어 나노 계측 장비(미도시)가 탑재되는 나노 계측 장비용 정반(40)과; 상기 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)의 내부에 설치되어 공기를 상기 나노 계측 공간(S1)으로 공급함과 아울러 상기 나노 계측 공간(S1) 내의 공기를 상기 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)으로 복귀시키기 위한 팬 필터 유닛(50)을 포함한다.

상기 본체 캐비닛(10)은 도 2에 도시한 바와 같이, 상판(11)과 벽체(12) 및 바닥판(13)에 의해 박스형으로 형성된다.

상기 상판(11)과 벽체(12) 및 바닥판(13)은 단열 및 소음차단이 가능한 패널, 예컨대 스텐리스 강판으로 된 내, 외 판재 사이에 단열재를 충전한 패널로 구성할 수 있으며, 그 내측에 형강 등으로 된 복수의 수평프레임(14a)과 복수개의 수직프레임(14b)들에 볼트와 너트 등으로 고정 부착하는 것이 바람직하다.

상기 본체 캐비닛(10)의 내부에는 상기 나노 계측 공간(S1)과 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)을 구획하기 위하여 구획판(15)(16)이 설치된다.

상기 구획판(15)에는 중앙부에 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)측 공기를 나노 계측 공간(S1)측으로 공급하기 위한 공기 공급공(15a)이 형성되며, 외곽측에는 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)측 공기가 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)로 복귀시키기 위한 공기 복귀공(15b)이 형성된다.

상기 구획판(16)은 나노 계측 공간(S1)의 하부에 예비 공간(S3)을 구획하는 것이다.

상기 본체 캐비닛(10)을 구성하는 벽체(12)의 저면부에는 나노 계측 장비를 수납하기 위한 계측장비 수납구(12a)가 구비되고, 상기 계측장비 수납구(12a)는 도어(20)에 의하여 개폐된다. 도면에서 21은 도어(20)의 손잡이이다.

상기 상판(11)에는 외부공기 흡입구(11a)가 구비되며, 상기 외부공기 흡입구(11a)는 외부공기 흡입구 개폐기구(30)에 의해 개폐된다. 상기 외부공기 흡입구 개폐수단(30)은 도시 예와 같이 도어 형태로 구성할 수도 있으며, 밸브 형태로 구성할 수 있다.

상기 바닥판(13)에는 시스템을 이동시키기 쉽게 하기 위한 복수개의 캐스터(17)와, 시스템을 지지하기 위한 지지대(18)가 구비된다.

상기 나노 계측 공간(S1)의 하부측에는 나노 계측 장비(미도시)를 탑재하기 위한 나노 계측 장비용 정반(40)이 구비된다.

상기 나노 계측 장비용 정반(40)은 상기 구획판(16) 상에 정반 지지대(41)에 의해 지지된다.

상기 팬 필터 유닛(50)은 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상판(51)과 벽체(52) 및 바닥판(53)에 의하여 박스형으로 구성되어 상기 구획판(15) 상에 고정된다.

상기 상판(51)에 형성된 공기 흡입구(51a)에 흡입단이 연결된 공기 흡입팬(58)과, 그 내부공간에 설치되는 공기공급측 진동소음 저감수단 및, 하단측에 설치되는 필터 부재(59)를 포함한다.

상기 바닥판(53)에는 상기 필터 부재(59)의 표면적에 대응하는 개구면적을 가지는 개구부(53a)가 형성된다.

상기 공기공급측 진동소음 저감수단은 상기 상판(51)과 벽체(52) 및 바닥판(53)에 의하여 형성되는 내부공간을 제 1 공기 유동공간(S51)과 제 2 공기 유동공간(S52) 및 공기 확산공간(S53)으로 구획하는 제 1 및 제 2 격판(54)(55)과,

상기 제 1 공기 유동공간(S51) 내에 설치되어 공기를 중앙측에서 외곽측으로 유동되도록 안내하는 제 1 공기선회 가이드(56)와,

상기 제 2 공기 유동공간(S52) 내에 설치되어 공기를 외곽측에서 중앙측으로 유동하도록 안내하는 제 2 공기선회 가이드(57)와,

상기 제 1 격판(54)의 외곽 일측에 천공되어 상기 제 1 공기 유동공간(S51) 내에서 상기 제 1 공기선회 가이드(56)에 의해 외곽측으로 안내된 공기가 상기 제 2 공기 유동공간(S52)의 외곽측으로 유입되도록 하는 외곽측 통기공(56a)과,

상기 제 2 격판(55)의 중앙에 천공되어 상기 제 2 공기 유동공간(S52) 내에서 상기 제 2 공기선회 가이드(57)에 의해 중앙측으로 안내된 공기가 상기 공기 확산공간(S53)의 중앙측으로 유입되도록 하는 중앙측 통기공(55a)을 포함한다.

상기 제 1 공기 유동공간(S51)과 상기 제 2 공기 유동공간(S52)에는 와류발생을 방지하기 위한 구석측 공기 가이드편(56a)(57a)이 구비된다.

상기 구석측 공기 가이드편(56a)(57a)은 제 1 공기 유동공간(S51)과 제 2 공기 유동공간(S52) 내의 공기 유동경로 상의 코너 부분에서 와류가 형성되는 것을 방지하기 위한 것이다. 상기 구석측 공기 가이드편(56a)(57a)은 제 1 공기 유동공간(S51)과 제 2 공기 유동공간(S52)을 구성하는 상기 벽체(52)의 구석부분에 대하여 45도 각도로 설치하는 것이 바람직하다.

상기 공기 확산공간(S53)은 공기 확산공간(S53)의 중앙측으로 유입된 공기를 그 하부에 설치되는 필터 부재(59)의 표면적에 대응하여 확산시키기 위한 확산공간을 구성하는 것이다.

도시 예에서는 2개의 격판(54)(55)에 의하여 2개의 공기 유동공간(S51)(S52)과 1개의 공기 확산공간(S53)이 형성되도록 한 예를 들고 있으나, 1개의 격판에 의하여 2개의 공기 유동공간이 형성되도록 구성할 수도 있다.

상기 팬 필터 유닛(50)의 벽체(52) 하단은 상기 본체 캐비닛(10)의 구획판(15) 상에 고정, 지지하며, 상기 제 1 공기선회 가이드(56)와 제 1 구석측 공기 가이드편(56a)은 그 상하단을 상기 상판(51)과 격판(54)에 각각 고정, 지지하고, 상기 제 2 공기선회 가이드(57)와 제 2 구석측 공기 가이드편(57a)은 그 상하단을 상기 격판(54)(55)에 각각 고정, 지지할 수 있다. 이를 위하여 상기 벽체(52)의 하단과 상기 제 1 및 제 2 공기선회 가이드(56)(57)와 제 1 및 제 2 구석측 공기 가이드편(56a)(57a)의 상하단에는 절곡부(도면 부호 없음)를 형성하여 이들 절곡부를 볼트와 너트 등에 의하여 상기 구획판(15), 상판(51)과 격판(54)(55)에 고정, 지지할 수 있다.

상기 벽체(52)는 도시 예와 같이 하나의 부재로 구성할 수도 있으나, 상반부와 하반부로 구분하여 결합하는 구성으로 할 수도 있다.

또한 본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버는 상기 구획판(15)에 형성되어 상기 나노 계측 공간(S1)과 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)을 연통시키는 공기 복귀공(15b)을 통하여 상기 공기 흡입팬(58)에서 발생하는 진공 · 소음이 나노 계측 공간(S1)에 전달되는 것을 방지하기 위한 공기복귀측 진동소음 흡수수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 공기복귀측 진동소음 흡수수단은 상기 나노 계측 공간(S1)의 내부 가장자리에서 그 상단이 상기 공기 복귀공(15b)에 상단이 연결되며 하방으로 연장되는 공기 복귀덕트(60)를 포함하여 구성된다.

상기 공기 복귀덕트(60)는 금속성 흡음재로 구성하는 것이 바람직하다. 상기 공기 복귀덕트(60)를 금속성 흡음재로 구성하는 이유는, 일반적으로 널리 사용되는 부직포 등의 흡음재와는 달리 나노 계측 공간(S1) 내의 습도를 최적 상태로 유지할 수 있게 되기 때문이다.

즉, 부직포 등 일반적으로 널리 사용되는 흡음재로 구성할 경우, 결로현상 등에 의하여 생기는 습기가 그 공극에 스며들어 지속적으로 습기를 함유하게 되기 때문에 나노 계측 챔버 내의 습도를 최적 상태로 유지할 수 없게 된다. 이에 대하여 금속성 흡음재는 결로현상 등에 의하여 생긴 습기가 스며들지 않고 그 표면에 응집된 상태로 남아 있게 되고, 추후 계측 시료를 교체할 때 또는 운전을 중지하였을 때 그 표면에 남아 있는 습기를 닦아냄으로써 나노 계측 공간(S1) 내의 습도를 최적 상태로 유지하는 데 유리하기 때문이다.

또한 본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버는 상술한 바와 같이, 상기 나노 계측 공간(S1)과 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)로 구획되는 본체 캐비닛(10)과, 팬 필터 유닛(50)을 구비하여 공기를 나노 계측 공간(S1)과 팬 필터 유닛 설치 공간(S2) 내에서만 순환시켜 나노 계측 공간(S1) 내부를 나노 계측 환경으로 유지하도록 할 수도 있으나, 필요에 따라서 나노 계측 공간(S1)과 팬 필터 유닛 설치 공간(S2) 내의 공기를 배출하기 위한 공기 배출부(70)를 더 포함할 수 있다.

상기 공기 배출부(70)는 상기 구획판(16)에 천공되는 배기공(16a)과, 상기 구획판(16)의 하부에 결합되는 배기 헤더(71)와, 상기 배기 헤더(71)의 하부에 결합되는 배기 머플러(72)와, 상기 본체 캐비닛(10)의 바닥판(13)에 천공되는 공기 방출공(13a)과, 상기 바닥판(13)의 하부에 결합되는 배기 밸브(73)를 포함한다.

상기 배기 헤더(71)는 상기 배기공(16a)에 대응하여 상부에 형성되는 헤더 입구(71a)와, 상기 헤더 입구(71a)를 통해 상기 나노 계측 공간(S1)에 연통되는 배출공기 저류공간(71b) 및, 하부에 형성되는 헤더 출구(71c)를 포함한다.

상기 배기 머플러(72)는 상기 배기 헤더(71)의 헤더 출구(71c)에 대응하여 상부에 형성되는 머플러 입구(72a)와, 상기 머플러 입구(72a)와 헤더 출구(71c)를 통해 상기 배출공기 저류공간(71b)에 연통되며 격판(72c)에 의하여 지그재그형으로 형성되는 머플러 공간(72b)과, 하부에 형성되어 상기 머플러 공간(72b)을 상기 예비 공간(S3)에 연통시키는 머플러 출구(72d)를 포함한다.

상기 배기 머플러(72)는 금속성 흡음재로 구성하는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 공기 복귀 덕트(60)를 금속성 흡음재로 구성하는 이유와 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다.

상기 배기 밸브(73)는 도 1 및 도 5에 도시한 바와 같이, 밸브 몸체(73a)와, 상기 밸브 몸체(73a)를 상기 예비 공간(S3)에 연결하는 밸브 연결관(73b) 및 상기 밸브 몸쳬(73a)에 구비되어 밸브 몸체(73a)를 개폐하는 개폐 손잡이(73c)를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버의 작동에 대하여 설명한다.

본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버는 클린룸 내에 설치하여 원자현미경 등의 나노 계측 장비에 의하여 반도체, HDD, FPD 등은 물론 정밀 화학, 분자 생물학 등 각종 연구 및 생산 과정에서 시료의 전기적, 자기적, 물리적 특성 등을 검사함에 있어서 그 계측 조건에 최적한 환경을 제공하는 데 사용하게 된다.

상기 본체 캐비닛(10)의 상판(11)에 형성된 외부공기 흡입구(11a)와 상기 공기 배출부(70)를 폐쇄한 상태에서, 상기 본체 캐비닛(10)의 전면측에 구비된 도어(20)를 열고 상기 계측 장비 수납구(12a)를 통하여 상기 나노 계측 공간(S1)에 원자현미경 등의 나노 계측 장비를 탑재하거나 기 탑재된 원자현미경에 시료를 투입하고, 도어(20)를 닫는다.

도어(20)가 닫히면, 팬 필터 유닛(50)에 의해 정화, 처리된 공기가 나노 계측 공간(S1)에 다운 플로우(down flow)로서 공급되고, 나노 계측 공간(S1) 내의 공기는 다시 공기 복귀공(15b)을 통해 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)로 복귀하는 공기순환이 이루어지면서 나노 계측 공간(S1)과 팬 필터 유닛 설치 공간(S2) 내부를 클린룸과 동일한 조건, 즉 나노 계측에 최적한 환경으로 유지시키게 된다.

상기 공기 흡입팬(58)은 자동 또는 수동 조작에 의하여 작동될 수 있으며, 공기 흡입팬(58)이 가동되며, 상기 공기 흡입팬(58)이 가동되면, 팬 필터 유닛 설치 공간(S2) 내의 공기가 팬 필터 유닛(50)을 구성하는 상판(51)에 형성된 공기 흡입구(51a)를 통해 흡입되고, 상기 필터 부재(59)에 의하여 정화, 처리된 다음 나노 계측 공간(S1)으로 공급된다.

상기 공기 흡입팬(58)에 의하여 흡입되어 나노 계측 공간(S1)으로 공급되는 공기는 상기 공급측 진동소음 저감수단을 통과하게 된다. 이 과정에서 상기 공급측 진동소음 저감수단이 공기 흡입팬(58)에서 발생하는 진동과 소음 및 공기의 유동 과정에서 발생하는 진동과 소음을 저감시키게 된다.

이하, 상기 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)에서 나노 계측 공간(S1)으로 공기를 공급하는 과정에서 진동과 소음을 저감시키는 과정을 보다 구체적으로 설명한다.

상기 공기 흡입팬(58)에서 흡입된 공기는 팬 필터 유닛(50)을 구성하는 상판(51)에 형성된 공기 흡입구(51a)를 통하여 흡입된 공기는 상판(51)과 제 1 격판(54)에 의하여 형성된 제 1 공기 유동공간(S51)의 중앙측으로 유입된다.

상기 제 1 공기 유동공간(S51)에 유입된 공기는 상기 제 1 공기 유동공간(S51)에 설치된 제 1 공기선회 가이드(56)에 의해 상기 제 1 공기 유동공간(S51)의 중앙측에서 외곽측으로 안내된다. 이때 상기 제 1 공기 유동공간(S51)의 중앙측에서 외곽측으로 유동되는 공기는 그 구석 부분에 설치된 구석측 공기 가이드편(56a)에 의하여 안내되므로 상기 제 1 공기 유동공간(S51)의 구석 부분에서 발생할 수 있는 진동, 소음 발생 요소인 와류의 형성을 배제할 수 있게 된다.

상기 제 1 공기 유동공간(S51)의 외곽측으로 안내된 공기는 상기 제1 격판(54)의 외곽측에 형성된 외곽측 통기공(56a)을 통해 상기 제 1 격판(54)과 제 2 격판(55) 사이에 형성된 제 2 공기 유동공간(S52)의 외곽측으로 유입된다.

상기 제 2 공기 유동공간(S52)으로 유입된 공기는 상기 제 2 공기 유동공간(S52) 내에 설치된 제 2 공기선회 가이드(57)에 의하여 상기 제 2 공기 유동공간(S52)의 외곽측에서 중앙측으로 안내된다. 이때 상기 제 1 공기 유동공간(S51)의 중앙측에서 외곽측으로 유동되는 공기는 그 구석 부분에 설치된 구석측 공기 가이드편(56a)에 의하여 안내되므로 상기 제 1 공기 유동공간(S51)의 구석 부분에서 발생할 수 있는 진동, 소음 발생 요소인 와류의 형성을 배제할 수 있게 된다.

상기 제 2 공기 유동공간(S52)의 중앙측으로 안내된 공기는 상기 제 2 격판(55)의 중앙측에 형성된 중앙측 통기공(55a)을 통해 상기 제 2 격판(55)과 바닥판(53) 사이에 형성된 공기 확산공간(S53)의 중앙측으로 유입된다.

상기 공기 확산공간(S53)의 중앙측으로 유입된 공기는 상기 공기 확산공간(S53) 내에서 확산되고, 상기 공기 확산공간(S53)에서 확산된 공기는 상기 바닥판(53)에 형성된 개구부(53a)를 통해 상기 필터 부재(59)와 접촉하면서 여과 처리된다.

상기 필터 부재(59)에 의하여 여과 처리된 공기는 다운 플로우로서 상기 나노 계측 공간(S1)으로 공급된다.

상술한 바와 같이, 상기 상판(51)에 형성된 공기 흡입구(51a)에서 흡입된 공기가 곧바로 필터 부재(59)를 통해 나노 계측 공간(S1)으로 공급되지 않고, 흡입된 공기를 상기 제 1 공기 유동공간(S51) 내에서 상기 제 1 공기선회 가이드(56)에 의하여 중앙측에서 외곽측으로 선회 안내하고, 다시 상기 제 2 공기 유동공간(S52) 내에서 상기 제 2 공기선회 가이드(57)에 의하여 외곽측에서 중앙측으로 선회 안내함과 아울러 상기 공기 확산공간(S53)에서 확산시킨 다음, 상기 필터 부재(59)를 통해 여과 처리하여 나노 계측 공간(S1)에 공급하는 과정에서 상기 공기 흡입팬(58)에서 발생하는 진동과 소음 및 공기의 유동과정에서 발생하는 진동과 소음이 저감되어 상기 나노 계측 공간(S1)을 나노 계측에 최적한 환경으로 유지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 나노 계측 공간(S1)으로 공급된 공기는 상기 공기 흡입팬(58)의 흡인력에 의하여 상기 공기 복귀 덕트(60)와 공기 복귀공(15b)을 통해 다시 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)로 복귀하게 된다.

이때, 상기 공기 복귀 덕트(60)는 금속성 흡음재로 구성되어 있으므로 상기 팬 필터 유닛 설치 공간(S2) 내에서 상기 공기 흡입팬(58)과 공기 유동 과정에서 발생한 진동과 소음이 상기 공기 복귀 덕트(60)를 구성하는 금속성 흡음재에 의해 흡수되어 상기 공기 복귀공(15b)과 공기 복귀 덕트(60)를 통해 상기 나노 계측 공간(S1)으로 전달되는 것을 방지하게 된다.

따라서 상기 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)에서 발생하는 진동과 소음이 상기 나노 계측 공간(S1) 내의 계측 환경을 저해하는 일이 없게 된다.

이상에서는 본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버를 상기 본체 캐비닛(10)의 상판(11)에 형성된 외부공기 흡입구(11a)와 상기 공기 배출부(70)를 폐쇄한 상태에서 상기 나노 계측 공간(S1)과 팬 필터 유닛 설치 공간(S2) 내의 공기를 순환시키면서 상기 나노 계측 공간(S1)의 내부를 나노 계측 환경으로 유지하도록 운전하는 시스템 폐쇄 운전 모드로 운전하는 과정에 대하여 설명하였으나, 상기 외부공기 흡입구(11a)와 상기 공기 배출부(70)를 개방하여 외부공기가 상기 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)을 통해 상기 나노 계측 공간(S1)로 유입되고, 상기 나노 계측 공간(S1) 내의 공기가 외부로 배출되도록 하여 시스템 개방 운전 모드로 운전할 수도 있다.

상기 외부공기 흡입구(11a)의 개방은 상기 외부공기 흡입구 개폐기구(30)의 조작에 의하여 이루어지며, 상기 공기 배출부(70)의 개방은 상기 배기 밸브(73)의 개폐 손잡이(73c)를 조작하여 공기 방출구(13a)를 개방하는 것에 의하여 이루어진다.

시스템 개방 운전 모드는 상술한 시스템 폐쇄 운전 모드로 운전하는 과정에서 상기 나노 계측 공간(S1)과 팬 필터 유닛 설치 공간(S2) 내의 공기의 온도와 습도가 나노 계측 환경을 충족시키지 못한 상태로 되었을 경우, 외부공기를 도입하여 상기 나노 계측 공간(S1)과 팬 필터 유닛 설치 공간(S2) 내의 공기의 온도와 습도가 나노 계측 환경을 충족시키도록 하기 위한 운전 모드이다.

상기 시스템 개방 운전 모드에서는 상기 공기 흡입구 개폐기구(30)에 의해 폐쇄되어 있던 상기 외부공기 흡입구(11a)와, 상기 배기 밸브(73)에 의해 폐쇄되어 있던 상기 공기 방출구(13a)를 개방한 상태에서 상기 공기 흡입팬(58)을 가동하는 것이다.

시스템 개방 운전 모드에서 상기 공기 흡입팬(58)이 가동되면, 상기 공기 흡입팬(58)의 흡입력에 의하여 외부공기가 상기 외부공기 흡입구(11a)를 통해 상기 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)로 유입되고, 상기 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)로 유입된 외부공기는 상기 팬 필터 유닛(50)의 상판(51)에 형성된 공기 흡입구(51a)를 통해 상기 팬 필터 유닛(50)의 내부로 유입된다.

상기 팬 필터 유닛(50)의 내부로 유입된 공기는 상술한 바와 같은 과정을 통해 상기 나노 계측 공간(S1)로 공급되어 상기 나노 계측 공간(S1)의 내부를 나노 계측 환경으로 유지시키게 된다.

이 과정에서 진동과 소음을 저감시키는 작용은 상술한 바와 같으므로 반복 설명은 생략한다.

시스템 개방 운전 모드에서는 상술한 시스템 폐쇄 운전 모드와 달리 상기 공기 배출부(70)를 개방한 상태로 운전되므로 상기 나노 계측 공간(S1) 내의 공기가 외부로 배출된다.

상기 나노 계측 공간(S1) 내의 공기가 외부로 배출되는 과정을 구체적으로 설명하면, 상기 나노 계측 공간(S1) 내의 공기는 상기 구획판(16)에 형성된 배기공(16a)과 배기 헤더(71)의 헤더 입구(71a)를 통해 배출공기 저류공간(71b)로 유입되고, 상기 배출공기 저류공간(71b)로 유입된 공기는 헤더 출구(71c)와 머플러 입구(72a)를 통해 머플러 공간(72b)로 유입된다.

상기 머플러 공간(72b)으로 유입된 공기는 상기 격판(72c)에 의해 지그재그형으로 형성된 머플러 공간(72b)을 따라 유동하게 된다.

상기 머플러 공간(72b)을 유동하는 공기는 상기 머플러 출구(72d)와 여유 공간(S3)과 밸브 연결관(73b) 및 배기 밸브(73)를 통해 외부로 방출된다.

이러한 시스템 개방 운전 모드에서 상기 배기 머플러(72)는 머플러 공간(72b)이 격판(72c)에 의하여 지그재그형으로 형성되어 있기 때문에 외부의 진동과 소음이 흡수되어 외부의 진동과 소음이 상기 공기 배출부(70)를 통해 상기 나노 계측 공간(S1)로 전달되지 않게 된다.

또한 상기 배기 머플러(72)는 금속성 흡음재로 구성되어 있으므로 시스템 외부로부터 진동과 소음이 상기 공기 배출부(70)를 통해 상기 배기 공간(S3)과 나노 계측 공간(S1) 및 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)로 유입되는 것을 확실하게 차단할 수 있게 된다.

본 발명에 의한 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버는 상술한 시스템 개방 운전 모드로의 운전이 진행되어 상기 나노 계측 공간(S1), 팬 필터 유닛 설치 공간(S2) 배기 공간(S3) 내의 공기가 나노 계측 환경에 적합한 상태로 복원되면, 다시 시스템 폐쇄 운전 모드로 전환되도록 할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 예시된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예로서 설명하였으나, 본 발명은 실시 예와 도면에 의하여 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당업자에 의하여 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

10 : 본체 캐비닛 20 : 도어
30 : 외부공기 흡입구 개폐기구 40 : 나노 계측 장비용 정반
50 : 팬 필터 유닛 60 : 공기 복귀 덕트
70 : 공기 배출부 72 : 배기 머플러
73 : 배기 밸브

Claims

상판(11)과 벽체(12) 및 바닥판(13)에 의해 박스형으로 형성되고, 중앙부의 공기 공급공(15a)과 외곽측의 공기 복귀공(15b)을 가지는 구획판(15)에 의하여 나노 계측 공간(S1)과 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)로 구획되며, 전면측에 계측장비 수납구(12a)와 도어(20)를 구비한 본체 캐비닛(10)과;
상기 나노 계측 공간(S1)의 내부에 설치되어 나노 계측 장비가 탑재되는 나노 계측 장비용 정반(40)과;
상기 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)의 내부에 설치되어 공기를 상기 나노 계측 공간(S1)으로 공급함과 아울러 상기 나노 계측 공간(S1) 내의 공기를 상기 팬 필터 유닛 설치 공간(S2)으로 복귀시키기 위한 팬 필터 유닛(50)을 포함하며,
상기 팬 필터 유닛(50)은 공기 흡입구(51a)를 가지는 상판(51)과 벽체(52) 및 개구부(53a)를 가지는 바닥판(53)에 의하여 박스형으로 구성되어 상기 구획판(15) 상에 고정, 설치되고, 상기 상판(51)에 형성된 공기 흡입구(51a)에 흡입단이 연결된 공기 흡입팬(58)과, 상기 상판(51)과 벽체(52) 및 바닥판(53)에 의해 형성되는 내부공간에 공기공급측 진동소음 저감수단과, 상기 바닥판(53)의 하부에 설치되는 필터 부재(59)를 포함하여 구성되는 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버.
제 1 항에 있어서,
상기 공기공급측 진동소음 저감수단은,
상기 상판(51)과 벽체(52) 및 바닥판(53)에 의하여 형성되는 내부공간을 제 1 공기 유동공간(S51)과 제 2 공기 유동공간(S52) 및 공기 확산공간(S53)으로 구획하는 제 1 및 제 2 격판(54)(55)과,
상기 제 1 공기 유동공간(S51) 내에 설치되어 공기를 중앙측에서 외곽측으로 유동되도록 안내하는 제 1 공기선회 가이드(56)와,
상기 제 2 공기 유동공간(S52) 내에 설치되어 공기를 외곽측에서 중앙측으로 유동하도록 안내하는 제 2 공기선회 가이드(57)와,
상기 제 1 격판(54)의 외곽 일측에 천공되어 상기 제 1 공기 유동공간(S51) 내에서 상기 제 1 공기선회 가이드(56)에 의해 외곽측으로 안내된 공기가 상기 제 2 공기 유동공간(S52)의 외곽측으로 유입되도록 하는 외곽측 통기공(56a)과,
상기 제 2 격판(55)의 중앙에 천공되어 상기 제 2 공기 유동공간(S52) 내에서 상기 제 2 공기선회 가이드(57)에 의해 중앙측으로 안내된 공기가 상기 공기 확산공간(S53)의 중앙측으로 유입되도록 하는 중앙측 통기공(55a)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버.
제 2 항에 있어서,
상기 공기공급측 진동소음 저감수단은,
상기 제 1 공기 유동공간(S51)과 상기 제 2 공기 유동공간(S52)에 구비되어 와류발생을 방지하는 구석측 공기 가이드편(56a)(57a)을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버.
제 2 항에 있어서,
상기 공기 확산공간(S53)은,
공기 확산공간(S53)의 중앙측으로 유입된 공기를 그 하부에 설치되는 필터 부재(59)의 표면적에 대응하여 확산시키기 위한 확산공간을 가지는 것을 특징으로 하는 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버.
제 1 항에 있어서,
상기 공기 복귀공(15b)과 상기 나노 계측 공간(S1) 사이에는 상기 공기 흡입팬(58)과 공기 유동 과정에서 발생하는 진공 · 소음이 상기 공기 복귀공(15b)을 통하여 상기 나노 계측 공간(S1)에 전달되는 것을 방지하기 위한 공기복귀측 진동소음 흡수수단을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버.
제 5 항에 있어서,
상기 공기복귀측 진동소음 저감수단은,
상기 나노 계측 공간(S1)의 내부 가장자리에서 그 상단이 상기 공기 복귀공(15b)에 상단이 연결되고 하방으로 연장되어 그 하단이 상기 나노 계측 공간(S1)에 연통되며, 금속성 흡음재로 이루어지는 공기 복귀덕트(60)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버.
제 1 항에 있어서,
상기 본체 캐비닛(10)의 상단에 형성되는 외부공기 흡입구(11a)와, 상기 외부공기 흡입구(11a)를 개폐하는 외부공기 흡입구 개폐기구(30)와,
상기 본체 캐비닛(10)의 나노 계측 공간(S1)의 하부에 구획판(16)에 의해 구획되어 상기 바닥판(13)과 상기 구획판(16) 사이에 형성되는 예비 공간(S3)과,
상기 예비 공간(S3)과 상기 바닥판(13)에 설치되어 상기 나노 계측 공간(S1)과 팬 필터 유닛 설치 공간(S2) 내의 공기를 배출하기 위한 공기 배출부(70)를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버.
제 7 항에 있어서,
상기 공기 배출부(70)는,
상기 구획판(16)에 천공되는 배기공(16a)과,
상기 구획판(16)의 하부에 결합되어 상기 배기공(16a)을 통하여 상기 나노 계측 공간(S1)에 연통되는 배기 헤더(71)와,
상기 배기 헤더(71)의 하부에 결합되어 상기 배기 덕트(71)의 덕트 공간(71b)에 연통되는 배기 머플러(72)와,
상기 본체 캐비닛(10)의 바닥판(13)에 천공된 공기 방출공(13a)과,
상기 바닥판(13)의 하부에 결합되어 상기 공기 방출공(13a)을 통해 상기 예비 공간(S3)에 연통됨과 아울러 그 하단이 외부와 연통되는 배기 밸브(73)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버.
제 8 항에 있어서,
상기 배기 머플러(72)는 그 내부의 머플러 공간(72b)이 격판(72c)에 의하여 지그재그형으로 형성되며, 금속성 흡음재로 이루어짐을 특징으로 하는 소음기 일체형 팬 필터 유닛이 장착된 나노 계측장비용 방음 챔버.