KR101658527B1

KR101658527B1 - 유해가스 제습 냉각 클리닝장치

Info

Publication number: KR101658527B1
Application number: KR1020150032367A
Authority: KR
Inventors: 마상동; 주재훈
Original assignee: 마상동; 주재훈
Priority date: 2015-03-09
Filing date: 2015-03-09
Publication date: 2016-09-22

Abstract

본 발명은 유해가스 제습 냉각 클리닝장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유해가스가 배출되는 장비나 공정에 설치하여 열전소자의 특성을 이용, 좁은 공간에서 제습 및 냉각 효과를 극대화할 수 있도록 하는 클리닝장치에 대한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 유해가스 제습 냉각 클리닝장치는, 일측면은 발열하고 타측면은 흡열하는 다수의 열전소자와, 상기 다수 열전소자의 일측면에 부착되고 내부에 물이 흐르는 수로관이 지그재그로 형성된 핫블록과, 상기 다수 열전소자의 타측면에 부착되고 양측이 개방되는 공기통로를 형성하며, 상기 공기통로 상에 위치하도록 다수의 냉각핀이 돌출 형성되는 한 쌍의 쿨싱크, 및 상기 쿨싱크의 개방된 양측과 유해가스를 배출하는 덕트의 도중에 각각 결합되어 상기 공기통로와 덕트를 연동하는 브래킷을 포함하여 구성된다.

Description

유해가스 제습 냉각 클리닝장치 {TOXIC GAS DEHUMIDIFICATION COOLING CLEANING DEVICE}

본 발명은 유해가스 제습 냉각 클리닝장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유해가스가 배출되는 장비나 공정에 설치하여 열전소자의 특성을 이용, 좁은 공간에서 제습 및 냉각 효과를 극대화할 수 있도록 하는 클리닝장치에 대한 것이다.

반도체 제조 공정이나 산업현장에서 발생하는 유해가스는 인체에 극히 해로운 것으로 알려져 있으며 이러한 유해가스를 제거하기 위한 여러 가지 처리법이 있다.

그 중에 일반적으로 사용하는 방법으로는 습식 처리법과 건식 처리법이 있다.

습식 처리법은 배기가스와 세척액이 충전탑에서 서로 향류 방향으로 흐르면서 기-액 접촉을 통하여 유독가스를 중화시키거나 흡수 처리하는 방법이다.

여기서 세척액은 일반적으로 NaOH와 같은 염기성 수용액을 사용하고, 이러한 습식 처리방법은 배기가스 처리 장치가 반응 생성물로 막히게 되어 효율이 급격히 떨어지는 문제점을 안고 있다.

건식 처리법은 유독가스를 고온으로 열 분해하는 방법과 흡착제를 이용하여 흡착 제거하는 방법으로 구분된다.

고온으로 열 분해하는 방법으로는 히터를 이용한 간접가열 방식과 LPG 등과 같은 가스를 이용한 직접가열방식으로 구분된다.

이러한 방법은 고농도의 가스를 처리하는데 적합하지만, 히터 또는 LPG를 사용하여 고온으로 올리기 때문에 안전성에 문제가 있으며, 외부로부터 열원을 사용하기 때문에 운전비가 많이 든다는 문제가 있다.

한편, 유해가스와 물과의 친화적 용해성 성질을 이용, 샤워식 분무 방식으로 유해가스를 제거 후 대기에 배출시키는 방법이 있으나, 이 방법은 유해가스의 약 90% 정도만 제거되는 문제가 있다.

또한, 상기한 샤워식 분무 방식은 일정시간이 지나면 표면에 제조(예를 들어 반도체) 공정 중에 발생하는 파우더가 제습기 표면의 찬 공기로 인해 달라붙는 현상이 발생하고 이로 인해 가스 유로가 막혀 공정이 중단되는 일이 발생하는 문제점이 있었다.

공개번호 제10-2013-0016850호(공개일자 2013년02월19일)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제조 공정의 마지막 공정(예를 들어 반도체 제조공정 중 유해가스 배출 끝단부나, 전자공장 납연 제거 배출부 끝단부)에서 잔류 유해성분을 완전히 제거한 후 배출할 수 있도록 하는 유해가스 제습 냉각 클리닝장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 압력센서로 입출구의 압력차를 검출하여 압력차가 큰 경우 노즐을 통해 물을 분사하여 제조(예를 들어 반도체) 공정 중에 발생하는 파우더를 제거함으로써, 배출되는 가스 유로가 파우더에 의해 막혀 공정이 중단되는 것을 방지할 수 있는 유해가스 제습 냉각 클리닝장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

그리고 본 발명은 열전소자를 이용하여 좁은 공간에서 제습 및 냉각 효과를 향상시키고, 온도센서로 입출구 온도차를 검출하여 수시로 원하는 온도대로 조절함으로써 전력 손실을 최소화할 수 있는 유해가스 제습 냉각 클리닝장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 제습 냉각 클리닝장치는, 일측면은 발열하고 타측면은 흡열하는 다수의 열전소자;

상기 다수 열전소자의 일측면에 부착되고 내부에 물이 흐르는 수로관이 지그재그로 형성된 핫블록;

상기 다수 열전소자의 타측면에 부착되고 양측이 개방되는 공기통로를 형성하며, 상기 공기통로 상에 위치하도록 다수의 냉각핀이 돌출 형성되는 한 쌍의 쿨싱크; 및

상기 쿨싱크의 개방된 양측과 유해가스를 배출하는 덕트의 도중에 각각 결합되어 상기 공기통로와 덕트를 연동하는 브래킷;

을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 다수의 열전소자가 부착되는 핫블록의 일면이나 쿨싱크의 일면에, 열전소자와 대응되는 크기의 스페이서가 소정의 높이로 다수 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하나의 쿨싱크는 반원형이거나 ㄷ자 형상으로, 대칭을 이루는 상대방 쿨싱크와 결합하여 원형 또는 사각형의 공기통로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 한 쌍의 쿨싱크는 평판으로 이루어져 소정거리 이격된 상태에서 플레이트와 결합하여 사각형의 공기통로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 클리닝장치의 입출구측 브래킷에는 입출구의 온도차나 압력차를 검출하기 위한 온도센서나 압력센서가 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 클리닝장치의 입구측 브래킷에는 상기 온도센서나 압력센서와 연동하여 쿨싱크 내부에 세정제나 물을 분사하는 노즐이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 제조 공정의 마지막 공정(예를 들어 반도체 제조공정 중 유해가스 배출 끝단부나, 전자공장 납연 제거 배출부 끝단부)에서 잔류 유해성분을 완전히 제거한 후 배출할 수 있다.

또한, 압력센서로 입출구의 압력차를 검출하여 압력차가 큰 경우 노즐을 통해 물을 분사하여 제조(예를 들어 반도체) 공정 중에 발생하는 파우더를 제거함으로써 배출되는 가스 유로가 파우더에 의해 막혀 공정이 중단되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 열전소자를 이용하여 좁은 공간에서 제습 및 냉각 효과를 향상시키고 온도센서로 입출구 온도차를 검출하여 수시로 원하는 온도대로 조절함으로써 전력 손실을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 의한 클리닝장치의 조립 사시도이다.
도 3은 도 2를 다른 각도에서 본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 클리닝장치의 분해 사시도이다.
도 5는 도 2에 의한 클리닝장치의 조립 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 클리닝장치의 분해 사시도이다.
도 7은 도 6에 의한 클리닝장치의 조립 사시도이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝장치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 의한 클리닝장치의 조립 사시도이며, 도 3은 도 2를 다른 각도에서 본 사시도이다.

도시된 클리닝장치(100)는 유해가스를 배출하는 덕트의 도중에 설치되는 것으로서, 핫블록(110), 열전소자(120), 쿨싱크(130), 브래킷(140), 노즐(160), 온도센서(170) 및 압력센서(180)를 포함하여 구성된다.

상기 핫블록(110)(hot block)은 내부에 물이 흐르는 수로관이 지그재그로 형성되는 것으로, 열전소자(120)와 부착하는 타측면(내측면)에는 열전소자(120)와 같은 크기를 갖는 다수의 스페이서(112)가 소정의 높이를 갖고 종횡으로 형성된다.

상기 다수의 스페이서(112)에 각각 부착되는 열전소자(120)는 양면 중 일면이 흡열하면 그 반대면은 발열하는 소자이다.

본 발명에서는 핫블록(110)의 스페이서(112)에 부착되는 열전소자(120)의 일측면에서 발열하고, 그 타측면에서 흡열하도록 구성된다.

상기 열전소자(120)의 타측면에 부착되는 쿨싱크(130)(cool sink)는, 열전소자(120)와 접촉하는 일측면은 핫블록(110)과 대응되는 크기로 평판으로 이루어지고, 그 타측면 반원형을 이루어, 대칭을 이루는 상대방의 쿨싱크(130)와 마주보고 결합함으로써 양측이 개방되는 원형의 공기통로를 형성한다.

이때 쿨싱크(130) 일측면의 평판에는 열전소자(120)의 같은 크기를 갖는 다수의 스페이서(132)가 소정의 높이를 갖고 종횡으로 형성되어 상기 열전소자(120)의 타측면에 부착되고, 반원형을 이루는 타측면에는 다수의 냉각핀(134)이 돌출 형성되어 원형의 공기통로 상에 배열된다.

상기 열전소자(120)에 부착되는 핫블록(110)의 타측면과 쿨싱크(130)의 일측면에 스페이서(112,132)를 다수 돌출 형성하는 이유는 열전소자(120)의 두께가 3-4mm로 얇아 핫블록(110)과 쿨싱크(130) 간의 간격이 좁아짐으로써 열교환 효율이 떨어지기 때문이다.

즉, 간격이 좁은 경우 열전소자(120)의 일측면에서 발열하는 열이 반대측의 쿨싱크(130)에 악영향을 미치고, 열전소자(120)의 타측면에서 흡열하는 열(냉기)이 반대측의 핫블록(110)에 악영향을 미치므로, 그 간격을 넓히기 위해 스페이서(112,132)를 돌출 형성하여 열교환 효율을 향상시킨다.

상기 두 반원형 쿨싱크(130)의 접하는 면에는 플랜지(136)가 형성되고 상기 플랜지(136)에는 공기의 누출을 막을 수 있도록 패킹홈이 형성되어 두 반원형 쿨싱크의 결합시 패킹(152)이 끼워진다.

상기 두 반원형 쿨싱크(130)에 의해 형성되는 공기통로 상의 개방된 양측은 덕트에 결합하여 덕트와 연통할 수 있도록 원통형 브래킷(140)이 결합되며 이에 의해 2개의 원통형 브래킷(140) 중 하나는 클리닝장치(100)의 입구가 되고 다른 하나는 클리닝장치(140)의 출구가 된다.

이때 원통형 브래킷(140)에 형성된 입출구는 쿨싱크(130)에 의한 원형의 공기통로보다 작은 크기로 형성되어 쿨싱크(130)와 브래킷(140)을 결합하기 위해 브래킷(140)에 외측으로 원형의 플랜지(142)가 형성된다.

이때에도 상기 플랜지(142)와 쿨싱크(130)의 접하는 면에는 공기의 누출을 막을 수 있도록 패킹홈이 형성되어 서로 결합시 패킹(154)이 끼워진다.

본 실시예에서 클리닝장치(100)는 전체적으로 원통 형상을 하게 된다.

덕트와 상기 클리닝장치(100)의 입구를 통해 유해가스 및 분진을 포함하는 공기가 클리닝장치(100) 내부로 유입되는 경우 열전소자(120)의 타측면에서는 흡열하여 쿨싱크(130)를 통해 클리닝장치(100) 내부에 있는 냉각핀(134)의 열을 빼앗게 된다.

따라서 클리닝장치(100)의 내부가 냉각 및 제습되어 유해가스 및 분진이 자중에 의해 낙하하거나 클리닝장치(100) 내부의 냉각핀(134) 등에 부착된다.

또한, 열전소자(120)의 일측면에서 발열하는 열은 수로관이 형성된 핫블록(110)에 의해 수냉식 열교환이 이루어져 냉각된다.

한편, 상기 클리닝장치(100)의 입구와 출구 즉, 원통형 브래킷(140)에는 온도센서(170)와 압력센서(180)가 각각 구비되어 입출구의 온도차와 압력차를 각각 검출하고, 그 온도와 압력의 변화로 쿨싱크(130) 내부에 부착된 유해가스나 분진의 변화를 감지한다.

또한, 클리닝장치(100)의 입구에는 상측에 노즐이 설치되어 외부로부터 관을 통해 세정제나 물을 공급받아 쿨싱크(130) 내부에 분사한다.

이때 노즐(160)은 외부에 연결되는 관에 결합되고 다수의 분사구멍이 형성되어 한 노즐(160)에서 다수의 분사구멍을 통해 물이나 세정제가 분사된다.

상기 노즐(160)은 온도센서(170) 및 압력센서(180)와 연동하여 입출구의 온도 및 압력의 변화로 쿨싱크(130) 내부에 부착된 유해가스나 분진의 변화를 감지해서 세정제나 물을 분사하여 쿨싱크(130) 내부에 흡착된 유해가스나 분진을 청소함으로써 효율적으로 유해가스나 분진을 제습 냉각할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 클리닝장치의 분해 사시도이고, 도 5는 도 2에 의한 클리닝장치의 조립 사시도이다.

도시된 클리닝장치(200)는 유해가스를 배출하는 덕트의 도중에 설치되는 것으로서, 핫블록(210), 열전소자(220), 쿨싱크(230), 브래킷(240), 노즐(260), 온도센서(270), 압력센서(280) 및 플레이트(290)를 포함하여 구성된다.

도 1의 일 실시예와 비교하여 쿨싱크(230)와 플레이트(290)를 제외한 나머지 구성의 구조 및 기능은 동일하므로 여기서는 쿨싱크(230) 및 플레이트(290)와 이에 대응되는 브래킷(240)에 대해서 설명한다.

상기 쿨싱크(230)는, 열전소자(220)와 접촉하는 일측면과 그 타측면이 핫블록(210)과 대응되는 크기를 갖는 하나의 평판으로 이루어지는 것으로, 일측면에는 열교환 효율을 향상시키기 위해 다수의 스페이서(232)가 돌출하고 그 타측면에는 다수의 냉각핀(234)이 형성된다.

도 1의 일 실시예에서는 쿨싱크(130)가 반원형으로 형성되어 대응되는 두 반원형 쿨싱크(130)를 결합하여 원통형의 공기통로를 형성할 수 있었으나, 도 4의 다른 실시예에서는 쿨싱크(230)가 평판으로 이루어져 쿨싱크(230)만으로 공기통로를 형성할 수 없다.

이에 플레이트(290)가 구비되는 바, 이 플레이트(290)는 서로 이격된 쿨싱크(230)의 상하측에 결합되어 평판의 쿨싱크(230)와 함께 양측이 개방되는 사각의 공기통로를 형성한다.

상기 쿨싱크(230)와 플레이트(290)에 의해 형성되는 공기통로의 개방된 양측은 덕트에 결합하여 덕트와 연통할 수 있도록 원통형 브래킷(240)이 결합되며, 이에 의해 2개의 원통형 브래킷(240) 중 하나는 클리닝장치(200)의 입구가 되고 다른 하나는 클리닝장치(200)의 출구가 된다.

이때 원통형 브래킷(240)에 형성된 입출구는 쿨싱크(230) 내부의 공기통로보다 작은 크기로 형성되어 쿨싱크(230) 및 플레이트(290)와 브래킷(240)을 결합하기 위해, 브래킷(240)에 외측으로 사각형의 플랜지가 형성된다.

따라서 본 실시예에서 클리닝장치(200)는 전체적으로 사각통 형상을 하게 된다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 클리닝장치의 분해 사시도이고, 도 7은 도 6에 의한 클리닝장치의 조립 사시도이다.

도시된 클리닝장치(300)는 유해가스를 배출하는 덕트의 도중에 설치되는 것으로서, 핫블록(310), 열전소자(320), 쿨싱크(330), 브래킷(340), 노즐(360), 온도센서(370) 및 압력센서(380)를 포함하여 구성된다.

도 1의 일 실시예와 비교하여 쿨싱크(330)와 브래킷(340) 및 노즐(360)을 제외한 나머지 구성의 구조 및 기능은 동일하므로 여기서는 쿨싱크(330)와 브래킷(340) 및 노즐(360)에 대해 설명한다.

상기 쿨싱크(330)는, 열전소자(320)와 접촉하는 일측면은 핫블록(310)과 대응되는 크기의 평판으로 이루어지고 그 타측면은 ㄷ자로 절곡된 형상을 하는 것으로, 일측면에는 열교환 효율을 향상시키기 위해 다수의 스페이서(332)가 돌출 형성되고 그 타측면에는 다수의 냉각핀(334)이 형성된다.

상기 ㄷ자형 쿨싱크(330)는 대칭을 이루는 상대방의 쿨싱크(330)와 마주보고 결합함으로써 4각형의 공기통로를 형성하고 그 양측은 개방된다.

상기 ㄷ자형 쿨싱크(330)에 의해 형성되는 공기통로의 개방된 양측은 덕트에 결합하여 덕트와 연통할 수 있도록 원통형 브래킷(340)이 결합되며, 이에 의해 2개의 원통형 브래킷(340) 중 하나는 클리닝장치(300)의 입구가 되고 다른 하나는 클리닝장치(300)의 출구가 된다.

이때 원통형 브래킷(340)에 형성된 입출구는 쿨싱크(330)에 의해 형성된 공기통로보다 작은 크기로 형성되어 쿨싱크(330)와 브래킷(340)을 결합하기 위해 브래킷(340)에 외측으로 사각형의 플랜지(342)가 형성된다.

따라서 본 실시예에서 클리닝장치(300)는 전체적으로 사각통 형상을 하게 된다.

또한, 노즐(360)은 클리닝장치(300)의 입구에 설치되는 것으로, 외부와 연통되어 수직으로 세워지는 하나의 관의 다수의 노즐(360)이 장착되어 이루어진다.

이와 같은 본 발명에 따른 유해가스 제습 냉각 클리닝장치(100,200,300)는 덕트형의 통로에 연결되고 열전소자(120,220,320)를 이용, 제습 냉각이 가능하도록 쿨싱크(130,230,330) 구조물로 구성되어, 내부로 유입된 유해가스 및 분진 등을 온도에 따른 밀도차를 이용 쿨싱크(130,230,330) 내부에 흡착하며, 입출구에 구비된 온도센서(170,270,370) 및 압력센서(180,280,380)로 내부 공기 흐름의 변화를 감지해서 유해가스 및 분진 상태를 체크하여 노즐(160,260,360)을 이용해 유해가스 및 분진을 제거한다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 디자인으로 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

100,200,300: 클리닝장치 110,210,310: 핫블록
120,220,320: 열전소자 130,230,330: 쿨싱크
140,240,340: 브래킷 160,260,360: 노즐
170,270,370: 온도센서 180,280,380: 압력센서
290: 플레이트

Claims

일측면은 발열하고 타측면은 흡열하는 다수의 열전소자;
상기 다수 열전소자의 일측면에 부착되고 내부에 물이 흐르는 수로관이 지그재그로 형성된 핫블록;
상기 다수 열전소자의 타측면에 부착되고 양측이 개방되는 공기통로를 형성하며, 상기 공기통로 상에 위치하도록 다수의 냉각핀이 돌출 형성되되, 하나의 쿨싱크는 반원형이거나 ㄷ자 형상으로, 대칭을 이루는 상대방 쿨싱크와 결합하여 원형 또는 사각형의 공기통로를 형성하는 한 쌍의 쿨싱크; 및
상기 쿨싱크의 개방된 양측과 유해가스를 배출하는 덕트의 도중에 각각 결합되어 상기 공기통로와 덕트를 연동하는 브래킷; 을 포함하여 클리닝장치가 구성되되,
상기 다수의 열전소자가 부착되는 핫블록의 일면과 쿨싱크의 일면에, 열전소자의 일측면에서 발열하는 열이 반대측의 쿨싱크에 악영향을 미치지 않고 열전소자의 타측면에서 흡열하는 열(냉기)이 반대측의 핫블록에 악영향을 미치지 않도록, 열전소자와 같은 크기의 스페이서가 소정의 높이로 다수 형성되고,
상기 클리닝장치의 입출구측 브래킷에는 입출구의 온도차나 압력차를 검출하기 위한 온도센서나 압력센서가 구비되며,
상기 클리닝장치의 입구측 브래킷에는, 상기 온도센서나 압력센서의 온도차나 압력차로 쿨싱크 내부 공기 흐름의 변화를 감지해서 유해가스 및 분진 상태를 체크하여, 유해가스 및 분진 상태에 따라 쿨싱크 내부에 세정제나 물을 분사하는 노즐이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 유해가스 제습 냉각 클리닝장치.
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