KR101745908B1 - 스크러버 - Google Patents

Abstract

스크러버가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 건식유닛 및 습식유닛을 포함하되, 상기 건식유닛은 냉각채널이 마련된 연소챔버를 포함하고, 상기 습식유닛은, 하단에 상기 건식유닛을 거친 배출가스가 유입되는 유입구가 구비되고, 상단에 유입된 배출가스가 방출되는 유출구가 구비되어, 배출가스가 상부로 유동되도록 형성된 하우징; 상기 유입구에 인접하도록 상기 하우징 내부에 배치되는 제1충진제박스; 상기 제1충진제박스 상부에 이격 배치되어 상기 제1충진제박스를 향해 하부로 물을 분사하는 제1분사노즐; 상기 제1분사노즐 상부에 이격 배치되는 제2충진제박스; 상기 제2충진제박스 상부에 이격 배치되며, 상기 제2충진제박스를 향해 하부로 물을 분사하는 센터노즐과, 상기 하우징 내벽을 향해 측방으로 물을 분사하는 측방노즐을 구비하는 제2분사노즐; 상기 제2분사노즐 상부에 이격 배치되며, 하단의 개구가 상단의 개구보다 작게 형성되고, 이중벽 구조로 내부에 냉각수가 유동될 수 있도록 형성되어, 배출가스로부터 수분을 응결 제거하는 수분제거부; 및 상기 수분제거부 상부에 이격 배치되어 외기를 상기 하우징 내부로 안내하되, 관로 내부에 외기를 가열하는 전열관이 구비된 외기유입관;을 포함하는, 스크러버가 제공될 수 있다.

Description

스크러버 {SCRUBBER}

본 발명은 반도체 제조공정 등의 배출가스를 처리하는 스크러버에 관한 것이다.

화학 증기 점착, 플라즈마 에칭 등 반도체 제조공정에서는 실란, 디클로롤실란, 암모니아, 산화질소, 아르신, 포르핀, 디포린 등의 유독성 가스가 사용될 수 있다. 따라서 이들 제조공정의 배출가스에는 BCl3, Cl2, HCL, HF 등의 유해성분이 함유될 수 있다. 스크러버는 이와 같이 유해성분을 함유한 배출가스를 외기로 방출시키기 전 정화 처리하는 설비 중 하나이다.

스크러버가 배출가스를 처리하는 방식은 크게 습식 처리법과 건식 처리법이 알려져 있다.

습식 처리법은 배출가스를 물이나 알칼리성 수용액에 기액 접촉시켜 유해성분을 중화시키거나 흡수 처리하는 방식이다. 분사노즐을 통해 물 또는 알칼리성 수용액을 분사하고, 분사영역에 배출가스를 통과시키는 구조가 대표적이다. 습식 처리법은 비교적 구조가 간단하고 대용량의 설비를 구출할 수 있으나, 연소식 처리법에 비해 고농도의 배출가스 처리에 한계가 있으며, 비수용성의 유해성분에는 정화 처리가 어렵다는 단점이 있다.

건식 처리법은 배출가스를 가열 산화시키는 연소식과, 흡착제를 사용한 흡착식으로 다시 구분될 수 있다.

흡착식은 건식 처리법의 일종으로, 충진된 흡착제 내부로 배출가스를 통과시키고, 유해성분과 흡착제 간 반응에 의해 유해성분을 흡착 제거하는 방식이다. 이러한 흡착식 처리법은 다른 처리법에 비해 시스템 구성이 간소하여 사용 및 취급이 용이한 이점이 있다. 흡착제로는 알루미나, 소석회, 알루미나 실리케이트, 제올라이드 등의 무기 흡착제, 활성탄, 무기 흡착제를 담체로 알칼리 화합물이나 산성 화합물을 처리한 첨착 무기 흡착제, 흡착 기능이 있는 레진 종류, 활성탄에 화학물질을 처리한 첨착 활성탄 등 다양한 종류가 사용될 수 있으며, 필요에 따라 2종 이상의 흡착제가 사용되기도 한다.

연소식 처리법은 연소챔버 내에서 배출가스를 연소시켜 유해성분을 열분해하는 방식이다. 특히, 연소식 처리법은 가연성 가스의 처리에 탁월한 효과를 가지고 있어 반도체 제조공정 등의 고농도 배출가스 처리에 적합한 이점이 있다. 다만, 연소식 처리법은 열분해를 위해 고온의 환경이 요구되어 안전상의 문제점 및 경제성이 단점으로 지적되며, 잘 연소되지 않는 수용성 가스의 처리에는 부적절한 한계가 있다.

근래에는 상기와 같은 각 처리법의 장단점을 고려하여 2가지 이상의 처리법을 혼용하는 혼합식 스크러버가 널리 사용되고 있다. 대표적으로, 연소식 처리법과 습식 처리법을 혼용하는 혼합식 스크러버가 알려져 있다. 일 예로, 등록특허공보 제10-1405166호(특허문헌 1)는 배출가스를 연소식 처리하는 연소챔버와 습식 처리하는 용해챔버를 구비한 스크러버를 개시하고 있다.

한편, 상기와 같은 혼합식 스크러버는 통상 주기적인 관리가 요구되는데, 대표적인 관리 항목은 부식 및 파우더 점착과 관련된다. 즉, 장치 특성상 일정기간 사용 후에는 부식 및 파우더 점착 등이 발생되어 점검이나 교체 작업이 요구되는 것이다. 다만, 이러한 점검이나 교체 작업은 장치의 가동 중단을 수반하여 결과적으로 설비의 효율을 떨어뜨리기 때문에, 그 주기를 연장하거나 교체 작업 등을 간편하게 하기 위한 기술들이 지속적으로 연구되고 있다.

부연하면, 파우더의 점착은 연소챔버에서 배출가스가 열분해되면서 발생된 파우더가 수분과 함께 챔버, 덕트 등의 내벽에 들러붙는 현상이다. 이와 같은 파우더의 점착은 배출가스의 유동을 방해하고 장치의 효율을 저하시키는 주된 원인이 될 수 있다. 종래 파우더 점착 방지를 위한 다양한 방법이 제안된 바 있으나, 현실적으로 그 작용 효과 등에 한계가 있어 통상 주기적인 제거에 의해 유지 관리되고 있다.

또한, 혼합식 스크러버 등에서 빈번하게 발생되는 문제점 중 하나는 배출가스 중의 수분으로 인해 챔버, 덕트 등에 부식이 발생되는 것이다. 즉, 배출가스에 함유된 다량의 수분이 부식성이 강한 플루오린(fluorine) 계열의 성분 등과 결합되어 통상 SUS 재질로 이루어진 덕트 등을 부식시키는 것이다. 따라서 종래 배출가스 중의 수분을 제거하기 위해 외기를 도입시키거나 별도의 수분제거수단을 설치하는 등의 방법이 제안되어 왔다. 일 예로, 등록특허공보 제10-1427301호(특허문헌 2)는 연소챔버의 후단에 수분제거유닛을 설치하고, 수분제거유닛을 통해 배출가스로부터 수분을 응결 제거하는 구성을 제안한 바 있다. 그러나 이러한 종래의 방법에도 불구하고, 배출가스의 수분으로 인한 부식은 여전히 발생되고 있으며, 이에 대한 보다 나은 해결책이 요구된다.

등록특허공보 제10-1405166호(2014년 06월 02일 등록) 등록특허공보 제10-1427301호(2014년 07월 31일 등록)

본 발명의 실시예들은 배출가스 중의 수분을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 스크러버를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예들은 부식 방지 성능이 개선된 스크러버를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예들은 점착된 파우더의 제거나 유지 관리가 용이한 스크러버를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 배출가스를 연소식 처리하는 건식유닛; 및 상기 건식유닛을 거친 배출가스를 습식 처리하는 습식유닛;을 포함하되, 상기 건식유닛은, 배출가스가 가열 산화되는 내부공간을 구비하며, 외벽 내부에 냉각채널이 마련된 연소챔버; 및 배출가스의 유입을 위한 배관구조와, 상기 내부공간을 가열하기 위한 가열수단을 구비하는 상부구조;를 포함하고, 상기 습식유닛은, 하단에 상기 건식유닛을 거친 배출가스가 유입되는 유입구가 구비되고, 상단에 유입된 배출가스가 방출되는 유출구가 구비되어, 배출가스가 상부로 유동되도록 형성된 하우징; 상기 유입구에 인접하도록 상기 하우징 내부에 배치되는 제1충진제박스; 상기 제1충진제박스 상부에 이격 배치되어 상기 제1충진제박스를 향해 하부로 물을 분사하는 제1분사노즐; 상기 제1분사노즐 상부에 이격 배치되는 제2충진제박스; 상기 제2충진제박스 상부에 이격 배치되며, 상기 제2충진제박스를 향해 하부로 물을 분사하는 센터노즐과, 상기 하우징 내벽을 향해 측방으로 물을 분사하는 측방노즐을 구비하는 제2분사노즐; 상기 제2분사노즐 상부에 이격 배치되며, 하단의 개구가 상단의 개구보다 작게 형성되고, 이중벽 구조로 내부에 냉각수가 유동될 수 있도록 형성되어, 배출가스로부터 수분을 응결 제거하는 수분제거부; 및 상기 수분제거부 상부에 이격 배치되어 외기를 상기 하우징 내부로 안내하되, 관로 내부에 외기를 가열하는 전열관이 구비된 외기유입관;을 포함하는, 스크러버가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 스크러버는 배출가스 중의 수분을 응결 제거하는 수분제거부와 가열된 외기를 배출가스와 혼합하여 방출하도록 하는 외기유입관을 함께 구비함으로써, 배출가스 중의 수분을 보다 효과적으로 제거할 수 있으며, 이로 인한 관련부품의 부식 또한 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 스크러버는 제2분사노즐의 측방노즐과 정류판을 통해 하우징 내벽에 수막을 형성함으로써, 배출가스와의 접촉을 방지하고 내벽의 부식 또한 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 스크러버는 하우징과 별개로 형성되어 충진제가 충진되는 제1, 2충진제박스를 구비하고, 이와 같은 제1, 2충진제박스가 슬라이드 방식을 통해 하우징 측면으로 인출 가능하도록 형성됨으로써, 충진제에 점착된 파우더의 제거 작업이나 충진제의 교체 작업이 용이한 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1충진제박스의 개략도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제2분사노즐의 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시된 정류판의 개략도이다.
도 5는 도 1에 도시된 전열관의 개략도이다.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 다만, 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아님을 알려둔다. 또한, 이하의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로, 불필요하게 본 발명의 기술적 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지의 구성에 대해서는 상세한 기술을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버(10)의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 스크러버(10)는 건식유닛(100)을 포함할 수 있다.

건식유닛(100)은 배출가스를 연소식 처리하는 것으로, 연소챔버(110)를 구비할 수 있다. 연소챔버(110)는 배출가스가 가열 산화되는 소정의 내부공간(111)을 구비할 수 있다. 또한, 연소챔버(110)는 외벽 내부에 냉각채널(112)을 구비할 수 있다. 냉각채널(112)에는 냉각수가 유동되어 고온의 내부공간(111)과 연소챔버(110) 외부를 단열시키게 된다. 이러한 냉각채널(112)은 스크러버 또는 연소챔버에 있어서 종래 알려진 바 있다.

건식유닛(100)은 연소챔버(110) 상부에 배치되는 상부구조(120)를 구비할 수 있다. 상부구조(120)는 내부공간(111)을 가열하기 위한 가열수단(121)을 포함할 수 있다. 가열수단(121)은 버너, 히터, 봉히터, 플라즈마 토치 등 공지된 다양한 가열수단을 포함할 수 있다. 또한, 상부구조(120)는 배출가스의 유입을 위한 배관, 연소에 필요한 보조가스의 유입을 위한 배관 등 각종 배관라인을 포함할 수 있다.

상기와 같은 건식유닛(100)은 종래 공지된 것과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 단, 후술할 바와 같이 본 실시예의 스크러버(10)는 연소챔버(110)의 냉각을 위한 냉각수를 다른 구성요소들에서 함께 사용하게 되므로, 적어도 연소챔버(110)는 외벽에 냉각채널(112)이 구비된 타입으로 형성됨이 바람직하다.

한편, 본 실시예의 스크러버(10)는 습식유닛(200)을 포함할 수 있다.

습식유닛(200)은 건식유닛(100)을 거친 배출가스를 습식 처리할 수 있다. 즉, 습식유닛(200)은 물, 용해액 등을 분사하여 배출가스 중의 유해성분을 중화하거나 함유된 수용성 성분을 용해 제거할 수 있다. 습식유닛(200)은 건식유닛(100)과 인접하게 배치될 수 있으며, 배출가스는 습식유닛(200)의 하부로 유입되어 상부를 향해 유동될 수 있다. 이는 종래의 수처리탑 등과 유사하다. 습식유닛(200)의 상세한 내부 구성에 대하여는 후술하기로 한다.

또한, 본 실시예의 스크러버(10)는 연결유닛(300)을 포함할 수 있다.

연결유닛(300)은 건식유닛(100)과 습식유닛(200) 간에 연결 설치될 수 있다. 연결유닛(300)은 건식유닛(100)을 거친 배출가스를 습식유닛(200)으로 안내할 수 있다. 즉, 건식유닛(100)에서 연소된 배출가스는 건식유닛(100) 하부로 배출되어 연결유닛(300)으로 유입될 수 있으며, 연결유닛(300)을 따라 유동되어 습식유닛(200) 하부로 공급될 수 있다. 필요에 따라, 연결유닛(300)에는 분사노즐 등이 마련되어 배출가스를 냉각 및 습식 처리하도록 구성될 수 있다. 또한, 연결유닛(300)의 하부에는 파우더나 처리수 등이 포집될 수 있는 드레인 탱크(310)가 배치될 수 있다. 이와 같은 연결유닛(300)은 종래 공지된 것과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다.

이하, 습식유닛(200)의 내부 구성에 대해 좀 더 상세히 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 습식유닛(200)은 하우징(210)을 구비할 수 있다. 하우징(210)은 소정의 내부공간을 구비할 수 있으며, 하단에는 배출가스가 유입되는 유입구(211)가, 상단에는 배출가스가 방출되는 유출구(212)가 마련될 수 있다. 배출가스는 하단의 유입구(211)로 유입되어 하우징(210) 내에서 상부로 유동될 수 있다.

습식유닛(200)은 제1충진제박스(220)를 구비할 수 있다. 제1충진제박스(220)는 유입구(211)에 인접하도록 하우징(210) 내 하단부에 배치될 수 있다. 제1충진제박스(220)는 배출가스의 유동경로를 연장하고, 배출가스와 물(또는, 용해액)과의 접촉면적을 늘려 반응효율을 증대시킬 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 제1충진제박스(220)의 개략도이다.

도 2를 참조하면, 제1충진제박스(220)는 충진제(221)가 충진되는 수납공간(222)을 구비할 수 있다. 충진제(221)는 수납공간(222)에 배치되어 제1충진제박스(220) 내부에 지지될 수 있다. 수납공간(222)의 상면 및 하면은 배출가스가 유통될 수 있도록 메쉬구조(223)로 형성될 수 있다.

충진제(221)는 재질은 폴리 프로필렌, 테프론 등으로 이뤄질 수 있으며, 대략 수㎜ 내지 수㎝ 크기의 다공성 물질로 형성될 수 있다. 충진제(221)는 구형, 원통형, 사면체, 육면체, 팔면체 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 종래 공지된 것과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다.

제1충진제박스(220)는 하우징(210)으로부터 독립적으로 분리 가능하도록 형성될 수 있다. 바람직하게, 제1충진제박스(220)는 하우징(210) 측면으로 분리 가능하도록 형성될 수 있다. 즉, 제1충진제박스(220)는 서랍식 또는 슬라이드 방식으로 하우징(210) 내 삽입하거나 하우징(210) 외부로 인출 가능하도록 형성될 수 있다. 또한, 제1충진제박스(220)에는 이와 같은 측방으로의 인출이 용이하도록 하우징(210) 외부로 노출된 손잡이(224)가 구비될 수 있다.

상기와 같이 분리 가능한 제1충진제박스(220)는 충진제(221)에 점착된 파우더를 제거하거나 충진제(221)의 교체 작업을 용이하게 하는 이점이 있다. 부연하면, 종래의 경우, 충진제는 하우징 내부의 소정 위치에 쌓여 있는 형태로 설치되어 충진제의 세척이나 교체를 위해서는 습식유닛의 하우징을 전체 분리하여야 하는 번거로움이 있게 된다. 따라서 본 실시예의 경우, 충진제(221)를 별도의 제1충진제박스(220) 내에서 수납하고, 제1충진제박스(220)를 하우징(210) 측면으로 분리 가능한 슬라이드 방식으로 형성함으로써, 충진제(221)의 세척이나 교체 작업을 용이하게 한 것이다.

다시 도 1을 참조하면, 습식유닛(200)은 제1충진제박스(220) 상부에 이격 배치되는 제1분사노즐(230)을 구비할 수 있다. 제1분사노즐(230)은 배출가스를 습식 처리할 수 있다. 즉, 제1분사노즐(230)은 하부로 물을 분사하여 배출가스를 냉각시키고, 수용성의 유해성분을 용해 제거할 수 있다.

습식유닛(200)은 제1분사노즐(230) 상부에 이격 배치되는 제2충진제박스(240)를 구비할 수 있다. 제2충진제박스(240)는 전술한 제1충진제박스(220)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다.

습식유닛(200)은 제2충진제박스(240) 상부에 이격 배치되는 제2분사노즐(250)을 구비할 수 있다. 제2분사노즐(250)은 하부로 물을 분사하여 배출가스를 습식 처리할 수 있다. 또한, 제2분사노즐(250)은 하우징(210) 내벽을 향해 측방으로 물을 분사하여 하우징(210) 내벽에 일종의 수막(water film)을 형성할 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 제2분사노즐(250)의 개략도이다. 도 3은 제2분사노즐(250)을 상부에서 내려다 본 모습을 개략적으로 도시하고 있다.

도 3을 참조하면, 제2분사노즐(250)은 중앙에 배치되어 하부로 물을 분사하는 센터노즐(251)과, 센터노즐(251)을 중심으로 원형 고리 형태로 연장된 배관을 따라 배치된 복수개의 측방노즐(252)을 구비할 수 있다. 복수개의 측방노즐(252)은 센터노즐(251)을 중심으로 원주 방향을 따라 이격 배치될 수 있다. 이때, 센터노즐(251)은 하부의 제2충진제박스(240)를 향해 물을 분사하는 반면, 측방노즐(252)은 하우징(210) 내벽을 향해 물을 분사하도록 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 측방노즐(252)에서 분사된 물은 하우징(210) 내벽을 따라 흐르며, 일종의 수막을 형성할 수 있으며, 이와 같은 수막은 배출가스가 하우징(210) 내벽에 직접 접촉되는 것을 방지하여 내벽의 부식을 저감시키게 된다.

다시 도 1을 참조하면, 상기와 같은 수막의 형성을 촉진하기 위해 하우징(210) 내부에는 정류판(260)이 구비될 수 있다. 정류판(260)은 측방노즐(252)에서 분사되어 하우징(210)의 내벽을 따라 흐르는 물을 중간에서 포집하여 다시 아래로 흘려 보내줌으로써, 전술한 바와 같은 수막 형성 효과를 증대시킬 수 있다. 따라서 정류판(260)은 제2분사노즐(250) 하부로 이격 배치될 수 있으며, 보다 바람직하게는 제2충진제박스(240) 하부에 이격 배치될 수 있다. 제2분사노즐(250)에 인접한 부위는 측방노즐(252)을 통해 충분한 유량이 분사되어 비교적 수막이 양호한 상태를 유지하는데 반해, 제2충진제박스(240) 하부측은 제2분사노즐(250)로부터 상당히 이격되어 있고 제2충진제박스(240)로 인해 수막의 유동이 방해되어 상대적으로 분균일한 수막이 형성될 수 있기 때문이다.

도 4는 도 1에 도시된 정류판(260)의 개략도이다.

도 4를 참조하면, 정류판(260)은 원형 고리 형태로 연장 형성되어 하우징(210) 내벽과 인접하게 배치될 수 있으며, 소정의 상하 높이를 가지고 원형 고리 형태로 연장되어 하우징(210) 내벽과 이격 배치되는 측벽(261)과, 측벽(261) 하단으로부터 하우징(210) 내벽을 향해 하향 경사지게 연장되는 경사면(262)을 구비할 수 있다. 이때, 하우징(210) 내벽에 인접한 경사면(262) 하단은 내벽과의 사이에 소정의 갭(G)이 있도록 형성될 수 있다. 또한, 이와 같은 정류판(260)은 측벽(261)과 하우징(210) 내벽 간을 연결하는 지지바(263)에 의해 하우징(210) 내부에서 지지될 수 있으며, 지지바(263)는 복수개가 측벽(261)을 따라 이격 배치될 수 있다.

상기와 같은 정류판(260)은 하우징(210) 내벽을 따라 흐르는 물(수막)을 일시적으로 포집하여 하단의 갭(G)을 통해 아래로 다시 흘려 보냄으로써, 하부측에도 보다 균일한 수막이 조성될 수 있도록 한다. 즉, 하우징(210) 내벽을 따라 흐르는 물은 측벽(261) 상단과 하우징(210) 내벽 사이의 개구부로 유입되어, 하우징(210) 내벽과 정류판(260) 사이의 공간에 일시적으로 저장되었다가, 다시 경사면(262) 하단의 갭(G)을 통해 아래로 흘러 내려가면서 정류판(260) 하부측에 보다 균일한 형태의 수막을 형성하게 된다. 특히, 정류판(260)은 하우징(210) 내벽과 갭(G)을 형성하는 부분이 경사면(262)으로 형성되어 있어 이와 같은 수막 형태의 흐름이 보다 쉽게 조성될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 습식유닛(200)은 제2분사노즐(250) 상부로 이격 배치되는 수분제거부(270)를 구비할 수 있다. 수분제거부(270)는 배출가스로부터 수분을 응결 제거하기 위한 것으로, 상하단이 개구된 깔대기 형상으로 형성되어 배출가스가 하단의 개구(271)를 통해 상단의 개구(272)로 유동되도록 형성될 수 있다. 이때, 수분제거부(270)는 하단의 개구(271)가 상단의 개구(272)보다 작게 형성될 수 있으며, 이중벽으로 형성되어 내부에 배출가스의 냉각을 위한 냉각수가 유동될 수 있다. 이와 같은 수분제거부(270)는 등록특허공보 제10-1427301호(특허문헌 2)에 개시된 수분제거유닛과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다.

한편, 습식유닛(200)은 수분제거부(270) 상부에 배치되는 외기유입관(280)을 구비할 수 있다. 외기유입관(280)은 하우징(210) 내부로 외기를 도입하여 배출가스와 혼합되도록 함으로써, 유출구(212)로 배출가스를 배출시키기 전 배출가스의 습도를 낮추게 된다.

이때, 본 실시예의 외기유입관(280)은 외기를 소정정도 승온시켜 하우징(210) 내부로 공급함으로써, 제습 효과를 보다 증대시키고 부식 방지 성능을 개선할 수 있다. 구체적으로, 외기유입관(280)은 관로 내부에 전열관(281)을 구비할 수 있으며, 이를 통해 외기를 소정정도 가열하여 하우징(210) 내부로 공급할 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 전열관(281)의 개략도이다.

도 5를 참조하면, 전열관(281)은 외기유입관(280)의 관로를 따라 나선형으로 형성될 수 있다. 나선형의 전열관(281)은 외기의 유동을 방해하지 않기 위함이며, 상대적으로 제작이 용이한 이점도 갖는다.

바람직하게, 나선형의 전열관(281)은 외기의 유동방향을 따라 외기유입관(280)의 후단으로 갈수록 나선 반경이 점차 커지게 형성될 수 있다. 즉, 전열관(281)은 전단의 나선 반경(R1)이 후단의 나선 반경(R2)보다 작게 형성될 수 있으며, 이러한 나선 반경이 후단으로 갈수록 점차 커지게 형성될 수 있다. 이러한 형태는 외기와의 열교환 효율을 증대시킬 수 있다.

부연하면, 외기유입관(280) 전단(도면상, 좌측)에서 외기는 상대적으로 빠른 유속을 가지며, 외기유입관(280) 중앙에 흐름이 집중될 수 있다. 따라서 이에 대응되는 전열관(281) 전단은 상대적으로 작은 나선 반경(R1)을 가지고, 중앙에 집중되는 외기와 열교환(가열)될 수 있다. 반면, 외기유입관(280) 후단으로 갈수록 하우징(210) 내부압력에 의해 외기의 흐름은 느려지게 된다. 외기의 유동방향을 따라 배치된 전열관(281)이 외기의 흐름을 일정부분 저해하는 것도 하나의 요인이 될 수 있다. 유속이 느려지면 상대적으로 외기는 외기유입관(280)의 횡단면 전체에 걸쳐 흐름이 조성되게 된다. 즉, 외기유입관(280) 후단에서는 상대적으로 내벽에 인접한 부위에서 외기의 흐름이 많아지게 된다. 따라서 전열관(281) 후단은 큰 나선 반경(R2)을 가지고, 내벽에 인접한 외기와 충분히 열교환(가열)될 수 있도록 한 것이다.

다시 도 1을 참조하면, 본 실시예의 스크러버(10)는 냉각수라인(400)을 더 포함할 수 있다.

냉각수라인(400)은 연소챔버(110)의 냉각채널(112)로 냉각수를 제공할 수 있다. 이는 종래 일반적인 냉각수라인(400)의 기능이다.

단, 본 실시예의 냉각수라인(400)은 상기에 더하여 수분제거부(270) 및 전열관(281)으로보 냉각수를 제공하도록 형성될 수 있다. 즉, 본 실시예에 있어서 연소챔버(110)를 냉각시키기 위한 냉각수는 수분제거부(270) 및 전열관(281)에서 공유 내지 재사용될 수 있다.

구체적으로, 냉각수라인(400)은 수분제거부(270), 냉각채널(112) 및 전열관(281)에 순차적으로 냉각수를 제공하도록 형성될 수 있다.

먼저 냉각수라인(400)은 저온의 냉각수를 습식유닛(200)의 하우징(210) 상단에 배치된 수분제거부(270)로 제공할 수 있다. 제공된 냉각수는 수분제거부(270)의 이중벽 내부를 유동되며 수분제거부(270)를 통과하는 배출가스를 냉각시키고, 이에 함유된 수분을 응결 제거하는데 사용될 수 있다.

수분제거부(270)를 거친 냉각수는 냉각수라인(400)에 의해 연소챔버(110)의 냉각채널(112)로 안내될 수 있다. 즉, 수분제거부(270)에서 사용된 냉각수를 연소챔버(110)에서 재사용하는 것이다. 연소챔버(110)의 냉각수는 상대적으로 수분제거부(270)에서 요구되는 냉각수에 비해 높은 온도를 가져도 무방하기 때문이다. 냉각채널(112)로 제공된 냉각수는 냉각채널(112)을 유동하면서 고온의 연소챔버(110) 내부를 외부로부터 단열시킬 수 있다.

연소챔버(110)를 거친 냉각수는 냉각수라인(400)에 의해 외기유입관(280)의 전열관(281)으로 안내될 수 있다. 즉, 연소챔버(110)에서 사용된 냉각수를 전열관(281)에서 재사용하는 것이다. 단, 이 경우 냉각채널(112)에서 나온 냉각수는 연소챔버(110) 내부의 고온으로 인해 고온의 상태에 있게 되며, 전열관(281)을 유동하며 하우징(210) 내부로 도입되는 외기를 소정정도 가열하는 기능을 하게 된다. 다시 말하면, 고온의 냉각수가 냉각수라인(400)을 통해 전열관(281)을 유동하게 되며, 외기는 외기유입관(280)을 통해 하우징(210) 내부로 유동되던 중 전열관(281)과 열교환하며 가열되는 것이다. 이와 같이 가열 또는 승온된 외기는 하우징(210) 내 배출가스와 혼합되어 보다 효과적으로 배출가스의 습도를 낮출 수 있게 된다.

한편, 전열관(281)에서 사용된 냉각수는 순환라인을 통해 다시 냉각되거나 하부의 드레인 탱크(310) 등으로 배출될 수 있다.

상기와 같이 냉각수라인(400)은 수분제거부(270), 냉각채널(112) 및 전열관(281)으로 냉각수를 순차적 제공하고 각 단계의 냉각수가 효과적으로 재사용될 수 있도록 할 수 있다. 이는 장치의 효율 증대에 기여할 수 있으며, 특히 외기의 가열을 위해 별도의 추가적인 가열수단이 요구되지 않음으로써, 종래 대비 새로운 기능 내지 구성품이 추가되면서도 장치의 효율은 그대로 유지할 수 있는 이점이 있게 된다.

이상에서 설명한 바, 본 발명의 실시예들에 따른 스크러버(10)는 배출가스 중의 수분을 응결 제거하는 수분제거부(270)와 가열된 외기를 배출가스와 혼합하여 방출하도록 하는 외기유입관(280)을 함께 구비함으로써, 배출가스 중의 수분을 보다 효과적으로 제거할 수 있으며, 이로 인한 관련부품의 부식 또한 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 스크러버(10)는 제2분사노즐(250)의 측방노즐(252)과 정류판(260)을 통해 하우징(210) 내벽에 수막을 형성함으로써, 배출가스와의 접촉을 방지하고 내벽의 부식 또한 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 스크러버(10)는 하우징(210)과 별개로 형성되어 충진제(221)가 충진되는 제1, 2충진제박스(220, 240)를 구비하고, 이와 같은 제1, 2충진제박스(220, 240)가 슬라이드 방식을 통해 하우징(210) 측면으로 인출 가능하도록 형성됨으로써, 충진제(221)에 점착된 파우더의 제거 작업이나 충진제(221)의 교체 작업이 용이한 이점이 있다.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 스크러버 100: 건식유닛
110: 연소챔버 120: 상부구조
200: 습식유닛 210: 하우징
220: 제1충진제박스 230: 제1분사노즐
240: 제2충진제박스 250: 제2분사노즐
260: 정류판 270: 수분제거부
280: 외기유입관 300: 연결유닛
310: 드레인 탱크 400: 냉각수라인

Claims (3)

1. 배출가스를 연소식 처리하는 건식유닛(100);
   상기 건식유닛(100)을 거친 배출가스를 습식 처리하는 습식유닛(200); 및
   냉각수라인(400);을 포함하되,
   상기 건식유닛(100)은,
   배출가스가 가열 산화되는 내부공간(111)을 구비하며, 외벽 내부에 냉각채널(112)이 마련된 연소챔버(110); 및
   배출가스의 유입을 위한 배관구조와, 상기 내부공간(111)을 가열하기 위한 가열수단(121)을 구비하는 상부구조(120);를 포함하고,
   상기 습식유닛(200)은,
   하단에 상기 건식유닛(100)을 거친 배출가스가 유입되는 유입구(211)가 구비되고, 상단에 유입된 배출가스가 방출되는 유출구(212)가 구비되어, 배출가스가 상부로 유동되도록 형성된 하우징(210);
   상기 유입구(211)에 인접하도록 상기 하우징(210) 내부에 배치되는 제1충진제박스(220);
   상기 제1충진제박스(220) 상부에 이격 배치되어 상기 제1충진제박스(220)를 향해 하부로 물을 분사하는 제1분사노즐(230);
   상기 제1분사노즐(230) 상부에 이격 배치되는 제2충진제박스(240);
   상기 제2충진제박스(240) 상부에 이격 배치되며, 상기 제2충진제박스(240)를 향해 하부로 물을 분사하는 센터노즐(251)과, 상기 하우징(210) 내벽을 향해 측방으로 물을 분사하는 측방노즐(252)을 구비하는 제2분사노즐(250);
   상기 제1충진제박스(220)의 상부로 이격되고, 상기 제2충진제박스(240)의 하부로 이격되어 상기 하우징(210)의 내벽에 인접하게 배치된 정류판(260);
   상기 제2분사노즐(250) 상부에 이격 배치되며, 하단의 개구(271)가 상단의 개구(272)보다 작게 형성되고, 이중벽 구조로 내부에 냉각수가 유동될 수 있도록 형성되어, 배출가스로부터 수분을 응결 제거하는 수분제거부(270); 및
   상기 수분제거부(270) 상부에 이격 배치되어 외기를 상기 하우징(210) 내부로 안내하되, 관로 내부에 외기를 가열하는 전열관(281)이 구비된 외기유입관(280);을 포함하며,
   상기 냉각수라인(400)은,
   냉각수가 상기 수분제거부(270), 상기 냉각채널(112) 및 상기 전열관(281)을 순차적으로 유동하도록 냉각수의 유동경로를 형성하되,
   상기 정류판(260)은,
   상기 하우징(210) 내벽과 소정간격 이격 배치되어 원형 고리 형태로 연장 형성되는 측벽(261);
   상기 측벽(261) 하단으로부터 상기 하우징(210) 내벽을 향해 하향 경사지게 연장되되, 하단이 상기 하우징(210) 내벽과의 사이에 소정의 갭(G)을 형성하는 경사면(262); 및
   상기 측벽(261)과 상기 하우징(210) 내벽 간을 연결하는 복수의 지지바(263);를 포함하는, 스크러버.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1, 2충진제박스(220, 240)는,
   충진제(221)가 충진되는 수납공간(222)을 구비하고, 상기 수납공간(222)의 상면 및 하면이 배출가스가 유통될 수 있는 메쉬구조(223)로 형성되며, 슬라이드 방식으로 상기 하우징(210)으로부터 분리 가능하도록 형성되어, 상기 하우징(210)의 측방을 통해 상기 하우징(210) 내부로 삽입하거나 상기 하우징(210) 외부로 인출 가능하도록 형성되고,
   제2분사노즐(250)은,
   상기 측방노즐(252)이 복수개로 형성되되, 상기 복수개의 측방노즐(252)은 상기 센터노즐(251)을 중심으로 소정 반경을 가지고 원주 방향으로 이격 배치되며,
   상기 전열관(281)은,
   상기 외기유입관(280)의 관로를 따라 배치된 나선형으로 형성되되, 외기의 유동방향을 따라 전단의 나선 반경(R1)이 후단의 나선 반경(R2)보다 작게 형성되며, 후단으로 갈수록 나선 반경이 점차 커지도록 형성되는, 스크러버.
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