KR101667882B1 - 부식가스의 수분제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 부식가스가 이송되는 공간으로의 열전달효율을 향상시켜 응축효율을 증대함은 물론, 이송되는 부식가스와 열교환접촉을 면적을 증대시켜 응축이 더욱 효율적으로 이루어지도록;
내부에 부식가스가 이송되는 이동공간을 가지며 상기 이동공간으로 부식가스를 유입시키는 유입구와 외부로 토출하는 토출구와 상기 이동공간에서 응축된 응축수를 배출하도록 된 배출구를 가지는 챔버(chamber)와, 상기 챔버에 열을 공급하도록 된 열공급수단을 포함하여 이루어지는 부식가스의 수분제거장치에 있어서; 상기한 챔버는, 상단에 사이 간격을 가지면서 상기 유입구와 토출구가 각각 구비되며 내부에 상기 이동공간이 상기 유입구와 토출구와 연통되게 형성되고 하단에 상기 이동공간과 연통되는 상기 배출구가 구비된 '통' 형상의 몸체를 가지며; 상기 몸체의 이동공간에는 상기 유입구와 토출구의 사이를 구획하여 분리하되 하단의 일부가 연통되어 부식가스가 상기 유입구 측에서 토출구로 이동하도록 구비된 격벽이 마련되고; 상기 몸체는, 열을 전달하는 금속재질의 베이스층과 상기 베이스층에서 상기 이동공간과 접하는 면에 도포되어 내식성을 구현하는 테프론도포층을 포함하여 이루어지는 부식가스의 수분제거장치를 제공한다.

Description

부식가스의 수분제거장치{A condencer for corrosion gas}

본 발명은, 부식가스에 함유된 응축하여 제거하는 부식가스의 수분제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 부식가스가 이송되는 공간으로의 열전달효율을 향상시켜 응축효율을 증대함은 물론, 이송되는 부식가스와 열교환접촉을 면적을 증대시켜 응축이 더욱 효율적으로 이루어질 수 있도록 된 부식가스의 수분제거장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조 공정이나 화학 공정 등에서 배출되는 가스에는 다량의 부식성 가스(HCI, HF, CI2, SF6 등)가 포함되어 있다.

따라서, 이러한 부식성 가스의 성분과 함유량을 분석하기 위하여 분석 장비로 배출가스의 성분을 분석하는 전처리 과정이 필요하게 된다.

상기에서 배출가스는 다량의 부식성 가스 외에 수분이 포함되어 있다.

이와 같이, 수분이 포함된 상태에서 배출가스 시료가 분석장비에 투입되는 경우에는 상기 수분이 분석장비에 악영향을 끼치게 됨으로써 분석 성분의 신뢰성을 현저히 저하하는 문제점이 있다.

이에 따라, 배출가스의 시료 분석의 전처리 과정으로서, 시료 내부에 포함된 수분을 제거하는 수분 제거 작업이 필요하다.

상기와 같은 전처리 과정에 사용되는 수분 제거 장치는 수분을 흡착할 수 있는 수분 흡착 물질을 이용하거나 또는 온도차에 의한 수분 응결을 통해 수분을 제거하는 방법이 제안되어 사용되고 있다.

한편, 한국특허공개번호 제10-2012-0013098호(명칭: 부식성 가스 스크러버 중의 수분제거 시스템)에서는, 공보에 기재된 바와 같이, 유입되는 분석용 시료를 복수의 라인에 선택적으로 분배하는 분배수단과 상기 복수의 라인에 각각 설치되어 시료의 수분을 제거하는 한 쌍의 제습수단을 구비하고, 콘트롤러를 이용하여 상기 시료를 각 라인에 선택적으로 투입함과 동시에 제습을 하도록 된 수분제거 시스템이 기재되어 있다.

이에 따라, 반도체 공정이나 화학 공정 과정에서 배출되는 부식성 가스가 다량 함유된 배출가스의 복식 구조를 통해 교대로 연속적인 수분 제거하도록 되어 있다.

그리고, 한국특허등록번호 제10-1508972호(명칭: 열전도성 플라스틱 냉각관을 구비한 스크러버용 제습장치)에서는, 공보에 기재된 바와 같이, 진공펌프를 통해 메인설비로부터 유입되는 유독성 가스를 포함하는 유해가스를 정화시켜 배기덕트로 배출하는 스크러버와 일체로 설치되거나 상기 배기덕트에 설치되되, 상기 스크러버로부터 배출되는 배기가스가 유입되는 유입구와, 상기 유입구와 연통된 제습공간과, 상기 제습공간과 상기 배기덕트를 연통시키는 배출구가 구비된 제습챔버와, 상기 제습챔버의 제습공간에 다단으로 설치되어 상기 제습공간으로 유입된 배기가스에 포함된 유독성 가스를 냉각시켜 응축시키는 다수의 열전도성 플라스틱 냉각관을 포함하는 제습장치기 기재되어 있다.

이에 따라, 유독성 가스 처리과정 중 발생하는 수분에 의해 형성되는 배기덕트의 응축수를 최소화하여 배기덕트의 부식을 방지하도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 부식가스의 수분제거장치들은, 부식가스가 이송되는 공간에서의 열교환효율을 효율적으로 증대하지 못하여 응축효율을 극대화하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 부식가스가 이송되는 공간으로의 열전달효율을 향상시켜 응축효율을 증대함은 물론, 이송되는 부식가스와 열교환접촉을 면적을 증대시켜 응축이 더욱 효율적으로 이루어질 수 있도록 된 부식가스의 수분제거장치를 제공하는 것에 있다,

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부식가스의 수분제거장치는, 내부에 부식가스가 이송되는 이동공간을 가지며 상기 이동공간으로 부식가스를 유입시키는 유입구와 외부로 토출하는 토출구와 상기 이동공간에서 응축된 응축수를 배출하도록 된 배출구를 가지는 챔버(chamber)와, 상기 챔버에 열을 공급하도록 된 열공급수단을 포함하여 이루어지는 부식가스의 수분제거장치에 있어서; 상기한 챔버는, 상단에 사이 간격을 가지면서 상기 유입구와 토출구가 각각 구비되며 내부에 상기 이동공간이 상기 유입구와 토출구와 연통되게 형성되고 하단에 상기 이동공간과 연통되는 상기 배출구가 구비된 '통' 형상의 몸체를 가지며; 상기 몸체의 이동공간에는 상기 유입구와 토출구의 사이를 구획하여 분리하되 하단의 일부가 연통되어 부식가스가 상기 유입구 측에서 토출구로 이동하도록 구비된 격벽이 마련되고; 상기 몸체는, 열을 전달하는 금속재질의 베이스층과 상기 베이스층에서 상기 이동공간과 접하는 면에 도포되어 내식성을 구현하는 테프론도포층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 몸체에는 내측면에서 상기 이동공간 측 방향으로 돌출되어 이동공간에서 이동되는 부식가스와의 접촉면적을 증대시켜 부식가스의 이송을 지체시키도록 '판' 형상의 판체로 이루어진 충돌판체가 마련된 것을 특징으로 한다.

상기한 충돌판체는, 금속재질의 베이스층과 상기 베이스층에서 상기 이동공간과 접하는 면에 도포되어 내식성을 구현하는 테프론도포층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 열공급수단은, 상기 챔버가 위치된 공간을 구성하는 기체에 설치되는 열전소자로 이루어져 열전소자에서 발생된 냉각열을 상기 챔버로 공급하도록 된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 부식가스의 수분제거장치는, 상기 열공급수단을 구성하는 열전소자를 통해 인가되는 냉각열을 열전도율이 높은 금속을 포함하는 몸체로 인가하도록 되어 있어, 부식가스가 이동되는 이동공간으로 냉각열을 효율적으로 전달하여 부식가스와 열교환하도록 됨에 따라 부식가스에 함유된 수분의 응축을 효율적으로 향상시켜 성능을 증대시키는 효과를 가진다.

이와 더불어, 상기 몸체의 내부에서 부식가스와 접촉하는 내측면이 내식성이 높은 테프론 도포층으로 이루어져 부식이 방지되고, 상기 충돌판체를 통해 이동공간 상에서 이송되는 부식가스와 충돌면적을 증대시켜 이동을 지체시키도록 되어 있어, 이동공간에서의 부식가스의 이동시간을 효율적으로 증대시켜 응축효율을 더욱 향상시키는 효과를 가진다.

도 1은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 부식가스의 수분제거장치를 보인 개략 예시도.
도 2는, 본 발명에 따른 다른 실시 예에 의한 부식가스의 수분제거장치를 보인 개략 예시도.
도 3 내지 도 5는, 본 실시 예에 의한 부식가스의 수분제거장치를 구성하는 충돌판페를 보인 개략 예시도.
도 6은, 본 실시 예에 의한 부식가스의 수분제거장치의 사용 예를 보인 개략 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 부식가스의 수분제거장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1 내지 도 6은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 부식가스의 수분제거장치를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 부식가스의 수분제거장치(1)는, 내부에 부식가스가 이송되는 이동공간을 가지며 상기 이동공간으로 부식가스를 유입시키는 유입구(11)와 외부로 토출하는 토출구(12)와 상기 이동공간에서 응축된 응축수를 배출하도록 된 배출구(13)를 가지는 챔버(10)와, 상기 챔버(10)에 열을 공급하도록 된 열공급수단(20)을 가진다.

즉, 상기 열공급수단(20)에서 발생된 냉각열을 상기 챔버(10)가 공급받아, 이동공간에서 이동되는 부식가스와 열교환을 통해 응축시켜 부식가스에 함유된 수분을 응축하게 되는 것으로, 특히 반도체 제조 공정이나 화학 공정 등에서 배출되는 부식성 가스에 함유된 수분을 제거하는 것에 적용되어, 부식가스가 수분이 포함된 상태에서 분석장비에 투입되는 것을 방지하게 된다.

이와 같이 응축된 응축수는 상기 배출구(13)를 통해 배출되어 별도로 처리된다.

이러한 본 실시 예에 의한 부식가스의 수분제거장치(1)에서, 상기한 챔버(10)는, 상단에 사이 간격을 가지면서 상기 유입구(11)와 토출구(12)가 각각 구비되며 내부에 상기 이동공간이 상기 유입구(11)와 토출구(12)와 연통되게 형성되고 하단에 상기 이동공간과 연통되는 상기 배출구(13)가 구비된 '통' 형상의 몸체(14)를 가진다.

즉, 상기 유입구(11)를 통해 유입되는 부식가스가 상기 토출구(12)로 이동되어 토출 되는 중에 응축되고, 응축된 응축수는 상기 배출구(13)를 통해 배출된다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 수분제거장치(1)에서, 상기 몸체(14)의 이동공간에는, 도 1에서 도시된 바와 같이, 상기 유입구(11)와 토출구(12)의 사이를 구획하여 분리하되 하단의 일부가 연통되어 부식가스가 상기 유입구(11) 측에서 토출구(12)로 이동하도록 구비된 격벽(15)이 마련된다.

즉, 상기 유입구(11)로 유입되는 부식가스는 상기 격벽(15)으로 구획된 구획공간을 이동하여 상기 격벽(15)의 하단의 연통되는 부위를 경유하여 타 구획공간으로 이동된 후 상기 토출구(12)를 통해 토출되도록 되어 있다.

따라서, 부식가스의 이동공간에서의 이동거리 및 시간이 구조적으로 증대하여 응축효율이 증대된다.

상기에서, 몸체(14)에는 내측 면에서 상기 이동공간 측 방향으로 돌출되어 이동공간에서 이동되는 부식가스와의 접촉면적을 증대시켜 부식가스의 이송을 지체시키도록 '판' 형상의 판체로 이루어진 충돌판체(16)가 마련되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 충돌판체(16)를 통해 이동공간상에서 이송되는 부식가스와 충돌면적을 증대시켜 이동을 지체시키도록 되어 있어, 이동공간에서의 부식가스의 이동시간을 효율적으로 증대시켜 응축효율을 더욱 향상시키게 된다.

상기한 충돌판체(16)는, 상기 몸체(14)의 내측면과 상기 격벽(15)의 벽면에 형성되며 상부가 개구된 고정홈(171)을 가지는 고정부재(17)와, 상기 충돌판체(16)가 고정되며 상기 고정부재(17)의 고정홈(171)에 종단이 삽입되어 결합되는 고정봉(18)을 통해 상기 몸체(14)의 이동공간에 배치되도록 설치되는 것이 바람직하다.

상기 충돌판체(16)는, 상기 몸체(14)의 내측면과 상기 격벽(15)의 벽면과 사이 간격을 가지도록 배치되는 것이 바람직하며, 사이 간격을 통해 응축수가 자유 낙하되어 상기 이동공간상에서 최하부로 수집되도록 되는 것이 가장 바람직하다.

이와 더불어, 상기 충돌판체(16)는, 부식가스가 이동되는 이동방향 측 방향으로 벌어지는 경사각도를 가지면서 배치되는 것이 바람직하며, 부식가스가 상기 충돌판체(16)와 충돌하면서 원활하게 이동되도록 되는 것이 가장 바람직하다.

이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 부식가스의 수분제거장치(1)에서, 상기 몸체(14)와 상기 충돌판체(16)는, 열을 전달하는 금속재질의 베이스층(141)과 상기 베이스층(141)에서 상기 이동공간과 접하는 면에 도포되어 내식성을 구현하는 테프론도포층(142)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 열전도율이 높은 금속층을 포함하는 몸체(14)를 통해 부식가스가 이동되는 이동공간으로 냉각열을 효율적으로 전달하여 부식가스와 열교환하도록 됨에 따라 부식가스에 함유된 수분의 응축을 효율적으로 향상시켜 성능을 증대시키게 됨과 아울러, 상기 몸체(14)의 이동공간의 내부에서 부식가스와 접촉하는 면이 내식성이 높은 테프론도포층(142)으로 이루어져 부식이 효과적으로 방지되어 수명성능과 내구성능이 향상되어 경제적인 이익을 도모하게 된다.

그리고, 상기 베이스층(141)을 구성하는 금속은, 알루미늄 또는 스테인레스 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 특히 알루미늄으로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 부식가스의 수분제거장치(1)에서, 상기한 열공급수단(20)은, 상기 챔버(10)가 내부에 위치되게 수용되는 공간을 구성하는 기체(30)에 설치되는 열전소자로 이루어져 열전소자에서 발생된 냉각열을 상기 챔버(10)로 공급하도록 되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 열전소자를 통해 인가되는 전기에너지를 이용하여 상기 챔버(10)가 위치된 공간을 냉각하도록 효율적으로 냉각열을 발생시키도록 되어 있어, 에너지의 사용효율을 증대시킴은 물론, 공급되는 냉각열의 온도를 용이하게 조절할 수 있어, 수분의 응축을 더욱 효율적으로 수행할 수 있게 된다.

이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 부식가스의 수분제거장치(1)는, 도 6에서 도시된 바와 같이, 상기 챔버(10)가 병렬로 배치되는 각각의 기체(30) 내부에 각각 배치된 상태에서, 부식가스가 각각의 챔버(10)를 직렬로 경유하면서 응축되도록 적용되는 것이 바람직하며, 상기 각각의 챔버(10)에 구비된 각각의 배출구(13)와 연결되어 각각의 챔버(10)에서 응축된 응축수를 유입받아 분리하는 트랩(TRAP)수단(40)이 열전소자에 의해 냉각되는 별도의 기체(30) 내부에 배치되어 응축수를 처리하도록 되는 것이 가장 바람직하다.
즉, 상기 기체(30)는, 도 6에서 도시된 바와 같이, 복수 개가 각각 병렬로 배치되어, 상기 기체의 내부에 상기 챔버(10)가 각각 배치되되, 부식가스가 각각의 챔버(10)를 직렬로 경유하면서 응축되도록 구비되고; 상기 각각의 챔버(10)에 구비된 각각의 배출구(13)에는, 각각의 상기 챔버(10)에서 응축된 응축수를 유입받아 분리하는 트랩수단(40)이 열전소자에 의해 냉각되는 별도의 기체(30) 내부에 배치되어 응축수를 처리하도록 되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 직렬로 배치된 챔버(10)들을 통과하는 부식가스와 열교환하는 냉각열을 점차 낮아지는 온도를 통해 열교환되도록 하여 수분의 응축이 점차 증가하는 형태로 응축이 이루어지도록 되는 것이 가장 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 실시 예에 의한 부식가스의 수분제거장치(1)는, 챔버(10)를 구성하는 상기 몸체(14)를 열전도율이 높은 베이스층(141)과 내식성이 높은 테프론도포층(142)으로 이루어지며, 상기 충돌판체(16)를 통해 이동공간상에서 이송되는 부식가스와 충돌면적을 증대시켜 이동을 지체시키도록 된 것을 기술적 구성의 특징으로 한다.

이상에서 설명된 본 발명의 일 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 수분제거장치 11 : 유입구
12 : 토출구 13 : 배출구
14 : 몸체 141 : 베이스층
142 : 테프론도포층 15 : 격벽
16 : 충돌판체 17 : 고정부재
171 : 고정홈 18 : 고정봉
20 : 열공급수단 30 : 기체
40 : 트랩수단

Claims (4)

1. 내부에 부식가스가 이송되는 이동공간을 가지며 상단에 사이 간격을 가지면서 각각 구비되어 상기 이동공간으로 부식가스를 유입시키도록 된 유입구(11)와, 외부로 토출하도록 된 토출구(12)와, 하단에 상기 이동공간과 연통되어 응축된 응축수를 배출하도록 된 배출구(13)와, 상기 이동공간에 상기 유입구(11)와 토출구(12)의 사이를 구획하여 분리하되 하단의 일부가 연통되어 부식가스가 상기 유입구(11) 측에서 상기 토출구(12)로 이동하도록 구비된 격벽(15)을 포함하고, 열을 전달하는 금속재질의 베이스층(141)과 상기 베이스층(141)에서 상기 이동공간과 접하는 면에 도포되어 내식성을 구현하는 테프론도포층(142)으로 이루어진 '통' 형상의 몸체(14)를 가지는 챔버(10)와; 열전소자로 이루어져 발생된 냉각열을 상기 챔버(10)로 공급하도록 된 열공급수단(20);을 포함하여 이루어지는 부식가스의 수분제거장치(1)에 있어서;
   상기한 몸체(14)에는,
   내측면에서 상기 이동공간 측 방향으로 돌출되어 이동공간에서 이동되는 부식가스와의 접촉면적을 증대시켜 부식가스의 이송을 지체시키도록 '판' 형상의 판체로 이루어지며 금속재질의 베이스층과 상기 베이스층에서 상기 이동공간과 접하는 면에 도포되어 내식성을 구현하는 테프론도포층을 포함하여 이루어진 충돌판체(16)가 마련되되;
   상기한 충돌판체(16)는,
   상기 몸체(14)의 내측면과 상기 격벽(15)의 벽면에 사이 간격을 가지면서 부식가스가 이동되는 이동방향 측 방향으로 벌어지는 경사각도를 가지도록 배치되게 형성되며, 상부가 개구된 고정홈(171)을 가지는 고정부재(17)와, 상기 고정홈(171)에 종단이 삽입되어 결합되고 상기 충돌판체(16)가 고정되는 고정봉(18)을 통해 상기 이동공간에 배치되도록 설치되고;
   상기한 열전소자는,
   상기 챔버(10)가 내부에 위치되게 수용되는 공간을 구성하는 기체(30)에 설치되며;
   상기한 기체(30)는,
   복수 개가 각각 병렬로 배치되어, 상기 기체의 내부에 상기 챔버(10)가 각각 배치되되, 부식가스가 각각의 챔버(10)를 직렬로 경유하면서 응축되도록 구비되고;
   상기 각각의 챔버(10)에 구비된 각각의 배출구(13)에는,
   각각의 상기 챔버(10)에서 응축된 응축수를 유입받아 분리하는 트랩수단(40)이 열전소자에 의해 냉각되는 별도의 기체(30) 내부에 배치되어 응축수를 처리하도록 된 것을 특징으로 하는 부식가스의 수분제거장치.
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