KR101814579B1 - 화재와 배관 부식의 감지가 가능한 스크러버 장치 - Google Patents

화재와 배관 부식의 감지가 가능한 스크러버 장치 Download PDF

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Abstract

메인 챔버로부터 배출되는 유해가스를 열분해하고 안정화된 처리가스를 대기로 방출하며, 밀폐된 단일의 본체를 구비하고, 상기 본체의 내부에서 열에 의해 상기 구성부품이나 케이블을 구성하는 물질의 특성이 변화하여 발생하는 냄새를 감지하는 냄새 감지기가 상기 본체의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 화재와 배관 부식의 감지가 가능한 스크러버 장치가 개시된다.

Description

화재와 배관 부식의 감지가 가능한 스크러버 장치{Scrubber apparatus capable for detecting fire and corrosion of pipe}
본 발명은 스크러버 장치에 관한 것으로, 특히 화재와 배관의 부식을 감지할 수 있는 스크러버 장치에 관련한다.
반도체 제조공정 중에는 수많은 유해가스들이 사용되는데 공정에서 사용된 후 폐기되어 외부로 배출시키는 역할을 하는 것이 진공 펌프와 그 유해가스를 처리하는 것이 스크러버이다.
메인 챔버에서 사용된 각종 유해가스는 원격지에 위치하는 진공펌프로 이송하여 폐가스 처리장치인 스크러버에서 처리된 후 외부로 반출된다. 여기서, 진공펌프는 유해가스를 스크러버로 전달하는 기능 이외에 메인 챔버를 진공화하는 기능을 한다.
스크러버는 유해가스를 정화하는 장치로 700℃ 내지 1,500℃의 고온을 사용하기 때문에 화재의 위험성을 항상 안고 있다.
따라서, 종래에는 통상 스크러버 내부에서 발생하는 화재를 감지하기 위해 연기 감지기를 사용하여 왔다.
그러나, 연기 감지기는 말 그대로 화재시 발생하는 연기를 감지하는 센서이기 때문에 화재로 인해 연기가 발생한 이후에만 화재를 감지할 수 있어 화재에 대한 대응이 늦다는 문제점이 있다.
한편, 스크러버 내부에는 상기와 같이 고온 환경이다 보니 처리 중에 발생하는 부산물에 의해 배관 부식이 발생하여 가스가 누설되는 일이 생기는데, 배관 부식에 의한 유해가스와 부산물의 누설을 감지하기 위한 별도의 장치가 없다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 화재로 인한 연기가 발생하기 전에 화재를 감지하여 화재에 신속하게 대응할 수 있는 스크러버 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 화재 감지와 동시에 유해가스와 부산물의 누설을 감지할 수 있는 스크러버 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 모든 종류의 유해가스를 저비용으로 감지할 수 있는 스크러버 장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 메인 챔버로부터 배출되는 유해가스를 열분해하고 안정화된 처리가스를 대기로 방출하는 스크러버 장치에 있어서, 밀폐된 단일의 본체를 구비하고, 상기 본체의 내부에서 열에 의해 상기 구성부품이나 케이블을 구성하는 물질의 특성이 변화하여 발생하는 냄새를 감지하는 냄새 감지기가 상기 본체의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 화재와 배관 부식의 감지가 가능한 스크러버 장치에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 본체의 상부에 상기 본체의 내부와 연통하는 본체 배출구를 설치할 수 있다.
바람직하게, 상기 냄새 감지기가 측정한 감지신호의 전압값이 기설정 값 이상이면, 상기 스크러버 장치는 상기 측정된 감지신호를 네트워크를 통하여 관리서버에 전달한다.
바람직하게, 상기 냄새 감지기는 상기 본체의 내부로 누설되는 유해가스에 함유된 부취제의 냄새를 더 감지할 수 있다.
상기한 구조에 의하면, 본체 내부의 대상물이 열을 받아 물질의 특성이 변하면서 발생하는 냄새를 냄새 감지기로 감지하여 대응할 수 있어 화재 예방을 하거나 화재에 대응하는 시간을 줄일 수 있다.
또한, 본체 내부에서 유해가스의 누출이 있어도 감지영역이 본체 내부로 한정되므로 신속하게 감지할 수 있다.
또한, 유해가스에 부취제를 함유시켜 냄새(향)를 갖도록 함으로써 최소의 비용으로 본체 내부에서 누설되는 모든 종류의 유해가스의 누출을 감지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스크러버 장치의 외관도를 나타낸다.
도 2는 내부 구성도이다.
도 3은 냄새 감지기를 구비한 스크러버 장치를 이용한 시스템도이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 스크러버 장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스크러버 장치의 외관도를 나타내고, 도 2는 내부 구성도이다.
내부가 밀폐된 단일의 본체(110)의 상면에는 본체 배출구(114)와 처리가스 배출구(152)가 각각 설치되고, 측면에 제어패널(118)이 설치된다.
본체(110) 내부는 외부로부터 가스나 연기가 흡입될 수 있는 정도로 밀폐되며, 상면에 설치된 본체 배출구(114)에 의해 음압을 유지하여 본체(110) 외부보다 낮은 압력으로 된다.
도 2를 보면, 본체(110) 내부에는 격자 프레임(112)으로 구성되고, 프레임(112)에 각 구성부품이 설치되는데, 특별히 한정되지는 않지만, 구성부품이 설치되는 구역과 배관이 설치되는 구역을 구분하여 내부구조를 컴팩트하고 잘 정리되도록 할 수 있다.
이 실시 예에서는 수평방향으로 배관 구역과 부품 구역으로 구분하고, 이들 사이에 수직으로 연장하는 격벽(116)이 설치되는데, 격벽(116)을 중심으로 배관 구역과 부품 구역은 서로 연통한다.
최하부에는 Ÿ‡ 탱크(wet tank, 120)가 배치되고, Ÿ‡ 탱크(120) 위에 순환펌프(140)가 설치되고 측면에 배수펌프(130)가 설치된다.
Ÿ‡ 탱크(120)의 상면에는 U형 분기관을 통해 배기 타워(150)와 리액터(160)가 연결되고, 리액터(160)의 상부에는 인렛 어셈블리(170)이 연결되고, 배기 타워(150)의 상부에는 배출구(152)가 연결된다.
격벽(116)의 상부에는 냄새 감지기(180)가 설치되는데, 배관 구역에 설치된 각종 배관으로부터 누설되는 유해가스의 냄새나 부품 구역의 각 부품의 조인트로부터 누설되는 유해가스의 냄새를 검출하고 각종 부품이나 케이블이 연소할 때 발생하는 냄새를 검출한다.
냄새 감지기(180)는 악취 감지기이기도 한데, 금속산화물 반도체 표면에 냄새 물질 흡착에 의한 열전도도 변화, 전기전도도 변화를 백금선 코일의 양단에서 발생하는 저항치 변화로 측정한다.
이 실시 예에 의하면, 냄새 감지기(180)는 본체(110) 내에서 필수적으로 화재 감지를 수행하면서 선택적으로 유해가스의 누설을 감지한다.
먼저, 냄새 감지기(180)는 본체(110) 내부에서의 화재 발생을 신속하게 감지하여 이에 대응할 수 있다.
통상, 화재가 발생하여 연기가 발생하기 전에 화재가 발생한 대상물, 가령 PVC 부품이나 히트 재킷, 케이블류를 구성하는 물질의 특성 변화에 의해 냄새가 발생하는데, 냄새 감지기(180)는 이 냄새를 감지함으로써 화재에 의해 연기나 불꽃이 발생하기 전에 화재를 예측할 수 있다.
다시 말해, 대상물이 열을 받으면 물질의 특성이 변하면서 냄새가 먼저 발생하고, 더 많은 열을 받으면 연기가 발생하고 이어서 불꽃이 발생함으로써 시간적인 차이가 생긴다. 따라서, 열에 의해 대상물의 물질 특성이 변하여 냄새가 발생하는 시점에서 냄새 감지기(180)로 이를 감지하여 대응하게 되면 대응 시간을 줄일 수 있어 화재 예방에 효과적으로 대응할 수 있다.
선택적으로, 냄새 감지기(180)는 배관의 부식에 의해 본체(110)의 내부로 누설되거나, 또는 각 구성부품이나 배관의 조인트로부터 누설되는 유해가스의 냄새를 검출한다.
이를 위해 유해가스에는 제조시 부취제가 첨가되어 냄새(향)을 구비하도록 한다. 여기서, 유해가스는, 반도체 제조공정에 사용되는 250여 종의 가스 중에서 폭발성이나 인화성 또는 부식성이 있는 가스와 인체에 치명적인 악영향을 주는 가스를 의미한다.
이와 같이, 냄새 감지기(180)는 어떠한 종류의 유해가스라도 그 내부에 함유된 부취제의 냄새를 감지하기 때문에 유해가스의 종류에 따라 서로 다른 가스 감지기를 설치할 필요가 없어 설치 비용을 대폭적으로 줄일 수 있으며, 관리가 간단하고 용이하다는 이점을 갖는다.
한편, 본체(110) 내부에 유해가스가 누출되더라도 본체(110) 내부가 밀폐 상태를 유지하므로 내부에 잔류하기 때문에 누출 감지가 신속하게 이루어지고 그 결과 유해가스가 본체(110) 외부로 빠져나가기 전에 대응을 할 수 있어 외부 작업자의 신체에 악영향을 끼치지 않게 된다. 특히, 본체(110)의 내부와 연통하는 본체 배출구(114)를 설치하고 여기에 별도의 배관을 연결함으로써, 본체(110) 내부에 잔류하는 유해가스를 흡입펌프에 의해 신속하게 제거할 수 있고 본체(102)의 다른 부분을 통하여 외부로 누설되는 것을 최소화할 수 있다.
도 3은 냄새 감지기를 구비한 스크러버 장치를 이용한 시스템도이다.
메인 챔버(미도시)에서 증착이나 에칭 공정을 통하여 사용된 유해가스, 가령 NH3, PH3, F2, Cl2, HF3 등이 인렛 어셈블리(170)을 통하여 리액터(160)에 유입되면 리액터(160)에서 처리되어 처리수는 Ÿ‡ 탱크(120)에 수집되고 정화 처리된 처리가스는 배기 타워(150)를 통과하고 가스 배출구(152)를 통하여 외부로 배출된다.
이 과정에서, 가령 인렛 어셈블리(170), 리액터(160), Ÿ‡ 탱크(120) 등의 구성부품 사이를 연결하는 배관 사이의 연결 부분으로부터 유해가스가 누설되거나 배관 자체의 부식에 의해 유해가스가 누출되면, 본체(110)의 내부에 설치한 냄새 감지기(180)가 누출된 유해가스에 함유된 부취제의 냄새를 감지한다.
또한, 본체(110) 내부에 배치된 PVC 부품이나 히트 재킷, 케이블이 높은 열에 의해 화재가 발생하였는데 이들이 연소하여 연기가 발생하기 전에 이들을 구성하는 물질의 특성 변화에 의해 냄새가 발생하며, 냄새 감지기(180)는 이 냄새를 감지한다.
여기서, 냄새 감지기(180)에 의한 출력값이 일정한 전압값 범위, 가령 0 내지 20mV의 범위에서 유해가스의 누출이나 화재의 발생에 대한 기준값이 설정될 수 있다.
따라서, 설정된 기준값을 초과하여 전압값이 검출되면, 각 스크러버 장치(100)에 구비된 제어부(220)로 감지신호가 전달되고, 제어부(220)는 유선이나 무선 네트워크, 가령 LAN이나 WiFi 등을 적용한 내부 네트워크(210)를 통하여 감지신호를 관리서버(200)로 전달된다.
관리서버(200)는 중앙모니터링 관제실에 설치될 수 있으며 각 스크러버 장치(100)로부터 감지신호를 수신하여 기설정된 대응방법을 통보하는데, 가령 발생상황을 방송하여 작업자가 해당 스크러버 장치를 수동으로 제어하도록 하거나 대피명령을 발행하는 등의 동작을 수행할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.
100: 스크러버 장치
110: 본체
112: 격자 프레임
114: 본체 배출구
116: 격벽
120: Ÿ‡ 탱크
130: 배수펌프
140: 순환펌프
150: 배기 타워
160: 리액터(reactor)
170: 인렛 어셈블리
180: 냄새 감지기
200: 관리서버
210: 네트워크
220; 제어부

Claims (4)

  1. 메인 챔버로부터 배출되는 유해가스를 열분해하고 안정화된 처리가스를 대기로 방출하는 리액터를 구비하는 스크러버 장치에서,
    상기 리액터는 밀폐되어 음압을 유지하는 단일의 본체 내부에 수용되고,
    상기 본체의 상부에 상기 본체의 내부와 연통하고, 상기 본체의 내부에 잔류하는 유해가스를 외부로 배출할 수 있도록 하는 본체 배출구가 형성되며,
    상기 본체의 내부에서 열에 의해 구성부품이나 케이블을 구성하는 물질의 특성이 변화하여 발생하는 냄새를 감지하는 냄새 감지기가 상기 본체의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 화재와 배관 부식의 감지가 가능한 스크러버 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에서,
    상기 냄새 감지기가 측정한 감지신호의 전압값이 기설정 값 이상이면, 상기 스크러버 장치는 상기 측정된 감지신호를 네트워크를 통하여 관리서버에 전달하는 것을 특징으로 하는 화재와 배관 부식의 감지가 가능한 스크러버 장치.
  4. 청구항 1에서,
    상기 냄새 감지기는 상기 본체의 내부로 누설되는 유해가스에 함유된 부취제의 냄새를 더 감지하는 것을 특징으로 하는 화재와 배관 부식의 감지가 가능한 스크러버 장치.
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