KR101859593B1

KR101859593B1 - 크린룸용 기류제어 시스템

Info

Publication number: KR101859593B1
Application number: KR1020180012294A
Authority: KR
Inventors: 오영근
Original assignee: 오영근
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2018-05-18

Abstract

본 발명은 크린룸용 기류제어 시스템에 관한 것으로, 크린룸 내로 분사되는 에어의 기류를 제어하기 위하여 상기 크린룸의 상부에 설치되고, 상기 크린룸의 바닥면을 향해 수직방향으로 에어를 분사시켜 수직하강기류를 형성하는 수직하강에어분사부; 상기 크린룸의 하부에 설치되고, 상기 크린룸의 천정을 향해 수직방향으로 에어를 분사시켜 수직상승기류를 형성하는 수직상승에어분사부; 상기 크린룸의 양측면에 설치되고, 바닥면의 수평방향으로 에어를 분사시켜 상기 수직하강기류와 상기 수직상승기류 사이로 수평기류를 형성하는 수평에어분사유닛; 및 상기 크린룸의 하부 중앙에 설치되고, 상기 크린룸 내의 에어를 흡입하여 외부로 배출시키는 석션부;를 포함하여 구성된다. 본 발명에 의하면, 크린룸 내에 형성되는 수직하강기류, 수직상승기류 및 수평기류가 제각기 대상물에 부딪혀 대상물에 달라붙은 이물질을 용이하게 분리시킬 수 있고, 석션부를 통해 분리된 이물질을 흡입하여 크린룸의 외부로 용이하게 배출시킬 수 있다.

Description

크린룸용 기류제어 시스템{AIR CONTROLLING SYSTEM FOR CLEANROOM}

본 발명에 따른 크린룸용 기류제어 시스템은 크린룸 내에 에어를 분사하고, 이때 발생되는 이물질을 크린룸의 외부로 배출시킬 수 있는 크린룸용 기류제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 크린룸(Clean Room)은 생산 공정에서 중대한 방해를 초래하는 공기 중의 부유 입자, 또는 제품이나 생산라인에 묻어나는 파티클 등(이하, '이물질' 이라 함)을 제거하기 위한 것으로서, 반도체 제조 공정, 평면디스플레이(LCD 등) 제조 공정, 화약 약품 제조 공정, 생물 실험 공정 등에 사용되고 있다.

전술한, 크린룸과 관련된 종래의 선행기술로 등록특허공보 제10-0160384호(1998.08.18) "반도체 크린 룸의 에어 배출시스템"이 개시되어 있다. 선행기술에 따른 배출시스템은 주행을 위한 레일부, 개구율을 갖는 그레이팅, 에어량을 조절하는 에어 댐핑수단을 포함하여 구성된다. 이러한, 크린룸은 에어 댐핑수단을 조절하는 것에 의해 그레이팅과 레일부로 배출되는 에어 양을 동일하게 하여 크린룸 내에 수직기류를 형성하여 청정도를 유지할 수 있다.

그러나, 종래의 크린룸은 천정에서 공급되는 에어가 수직기류를 형성하여 바닥의 그레이팅 및 레일부로 배출된다. 여기서, 크린룸 내로 제품을 유입하거나, 크린룸 내에서 제품을 제조하는 공정시 발생되는 이물질은 오로지 전술한 수직기류에 의해 단순히 하강하게 된다. 이 경우, 이물질은 제품, 제품의 생산라인 또는 제품의 포장용기 등(이하, '대상물'이라 함) 또는 종래의 그레이팅이나 레일부 등의 상측부분이나 단턱부분 등에 걸려 더이상 하강하지 못하기 때문에 크린품의 외부로 배출될 수 없는 문제점 뿐만 아니라, 오히려 대상물 또는 종래의 그레이팅이나 레일부 등에 달라붙는 문제점도 있었다. 즉, 종래의 크린룸은 대상물 또는 그레이팅이나 레일부 등에 달라붙은 이물질을 분리시키에 용이하지 못한 구조를 이루기 때문에 크린룸 내의 청정도를 완벽히 유지할 수 없어 제품의 불량을 초래하고, 이로 인하여 제품의 생산효율을 저하시키는 문제점이 있었다.

한국등록특허 제10-0160384호(1998.08.18) "반도체 크린 룸의 에어 배출시스템"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 크린룸 내로 분사되는 에어의 유동경로, 즉 기류를 제어하여 대상물에 달라붙은 이물질을 용이하게 분리시킬 수 있는 크린룸용 기류제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 전술한 기류제어를 통해 크린룸 내의 일부 공간에만 와류를 형성함으로써, 이의 와류를 통해 대상물에 달라붙은 이물질을 용이하게 분리시킬 수 있는 크린룸용 기류제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이때, 대상물로부터 분리되는 이물질이 전술한 와류가 형성되는 크린룸 내의 일부 공간(이하, '와류형성공간'이라 함)에만 머물도록 할 수 있는 크린룸용 기류제어 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.

그리고, 크린룸 내에 전술한 와류형성공간이 차지하는 비율을 조절하여 대상물의 일부 또는 전체에 달라붙은 이물질을 분리시킬 수 있는 크린룸용 기류제어 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 대상물의 높이를 감지하여 전술한 와류형성공간의 비율이 자동적으로 조절될 수 있는 크린룸용 기류제어 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 크린룸용 기류제어 시스템은 크린룸 내로 분사되는 에어의 기류를 제어하기 위한 것으로, 상기 크린룸의 상부에 설치되고, 상기 크린룸의 바닥면을 향해 수직방향으로 에어를 분사시켜 수직하강기류를 형성하는 수직하강에어분사부; 상기 크린룸의 하부에 설치되고, 상기 크린룸의 천정을 향해 수직방향으로 에어를 분사시켜 수직상승기류를 형성하는 수직상승에어분사부; 상기 크린룸의 양측면에 설치되고, 바닥면의 수평방향으로 에어를 분사시켜 상기 수직하강기류와 상기 수직상승기류 사이로 수평기류를 형성하는 수평에어분사유닛; 및 상기 크린룸의 하부 중앙에 설치되고, 상기 크린룸 내의 에어를 흡입하여 외부로 배출시키는 석션부;를 포함하여 달성할 수 있다.

전술한, 상기 수평에어분사유닛은 상기 수평기류를 통해 상기 수직하강기류와 상기 수직상승기류를 서로 분리시킴과 동시에 이에 부딪히는 상기 수직하강기류 및 상기 수직상승기류를 상기 수평기류의 분사방향으로 유도하고, 상기 수평기류를 상기 크린룸의 측면 높이방향으로 승강시켜 상기 크린룸 내의 상기 수직하강기류가 차지하는 공간과 상기 수직상승기류가 차지하는 공간의 비율을 조절할 수 있다.

그리고, 상기 수직하강에어분사부, 상기 수직상승에어분사부, 상기 수평에어분사유닛 및 상기 석션부에 의해 각각의 상기 수직하강기류, 상기 수직상승기류 및 상기 수평기류의 흐름이 제어될 수 있다.

또한, 상기 수평기류를 경계로 상기 수평기류와 상기 크린룸의 바닥면 사이에 와류가 형성되는 와류형성공간이 마련될 수 있다.

전술한, 상기 수평에어분사유닛은 상기 크린룸의 측면 높이방향을 따라 이동가능하게 설치되는 판넬; 상기 판넬의 전방에 설치되어 상기 수평기류를 형성하도록 에어를 분사하는 적어도 하나의 에어분사노즐; 상기 판넬 및 에어분사노즐을 상기 크린룸의 측면 높이방향으로 승강시키는 승강부; 및 상기 승강부를 제어하는 컨트롤러;를 포함한다.

그리고, 상기 승강부는 상기 판넬의 후방에 설치되는 모터; 상기 크린룸의 측면에 설치되고, 측면 높이방향을 따라 배치되는 래크; 및 상기 모터의 회전축에 설치되고, 상기 래크와 맞물리게 배치되며, 상기 회전축의 회전에 연동되어 회전하면서 상기 래크의 길이방향을 따라 승강되는 피니언;을 포함한다.

또한, 상기 수평에어분사유닛은 상기 크린룸의 측면에 설치되고, 상기 크린룸 내에 존재하는 대상물의 높이를 측정한 측정값을 상기 컨트롤러에 전송하는 높이측정센서;를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 컨트롤러는 상기 모터를 정회전시켜 상기 판넬 및 에어분사노즐을 상승시키는 제1버튼; 상기 모터를 역회전시켜 상기 판넬 및 에어분사노즐을 하강시키는 제2버튼; 및 상기 높이측정센서를 통해 전송받은 측정값에 대응하는 높이로 상기 에어분사노즐을 승강시키는 제어부;를 포함한다.

삭제

본 발명에 따른 크린룸용 기류제어 시스템에 의하면, 크린룸 내에 형성되는 수직하강기류, 수직상승기류 및 수평기류가 제각기 대상물에 부딪혀 대상물에 달라붙은 이물질을 용이하게 분리시킬 수 있고, 석션부를 통해 분리된 이물질을 흡입하여 크린룸의 외부로 용이하게 배출시킬 수 있다.

특히, 수직하강기류, 수직상승기류, 수평기류 및 석셕부에 의한 기류제어를 통해 크린룸의 일부 공간에만 와류를 용이하게 형성할 수 있고, 이의 와류를 이용하여 대상물 전체에 달라붙은 이물질을 더욱 용이하게 분리시킬 수 있다.

이때, 전술한 와류형성공간에만 분리된 이물질이 머물러 있기 때문에 분리된 이물질이 크린룸 전체로 비산하는 것을 방지할 수 있고, 분리된 이물질이 와류의 흐름을 따라 석션부로 자연스럽게 유동되어 석션부에 의해 크린룸의 외부로 배출될 수 있다. 즉, 크린룸 내의 이물질을 제거하여 청정도를 유지시킬 수 있다.

그리고, 승강부를 통해 수평기류의 높이를 용이하게 조절할 수 있고, 이를 통해 크린룸 내에 와류형성공간이 차지하는 비율을 용이하게 조절할 수 있다. 즉, 대상물에 대응하는 크기나 높이만큼의 와류를 형성하여 대상물의 일부 또는 전체에 달라붙은 이물질을 용이하게 제거할 수 있다.

또한, 제어부를 통해 높이측정센서에 의해 측정된 대상물이 높이값만큼 수평기류의 높이가 자동적으로 조절됨으로써, 크린룸 내에 존재하는 대상물에 따라 크린룸 내에 와류형성공간이 차지하는 비율이 자동적으로 조절될 수 있다. 즉, 대상물에 대응하는 크기나 높이만큼의 와류가 자동적으로 형성되어 대상물의 일부 또는 전체에 달라붙은 이물질을 용이하게 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 크린룸의 각 공간을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 크린룸용 기류제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 각 기류들의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 크린룸의 기류제어 방법의 구성도를 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에 사용된 용어가 당해 용어의 일반적 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

한편, 이하에 기술될 장치의 구성이나 시스템은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성소요들을 나타낸다.

본 발명에 따른 크린룸용 기류제어 시스템(100)을 설명하기에 앞서, 크린룸(10)에 대하여 간략히 설명하면 아래와 같다.

크린룸(10)은 외부와 격리되어 공중의 미립자, 공기의 온ㆍ습도, 실내 압력 등이 일정하게 유지되도록 제어되는 밀폐공간으로, 도 1에 도시된 바와 같이 전실(11), 주입실(12), 합성/정제실(13), 세척실(14), 건조실(15) 및 포장실(16)을 포함한다.

전실(11)은 생산공정이 진행되기 전에 재료나 생산공정에 의해 완성된 제품을 포장하기 위한 포장용기 등이 드나들고, 생산공정이 진행된 후에 완성된 제품이나 제품이 포장된 포장용기 등이 드나들 수 있는 공간으로, 일측의 출입구를 통해 외부와 연통되고, 타측의 다른 출입구를 통해 후술할 다른 공간과 연통된다.

주입실(12)은 전술한 전실(11)과 동일한 공간으로, 일측의 출입구를 통해 포장실(16)과 연통되고, 타측의 다른 출입구를 통해 후술할 합성/정제실(13)과 연통된다.

합성/정제실(13)은 재료를 이용한 제품의 생산공정이 이루어지는 공간으로, 일측의 출입구를 통해 주입실(12)과 연통되고, 타측의 다른 출입구를 통해 세척실(14)과 연통된다.

세척실(14)은 재료나 제품, 포장용기 등을 세척하기 위한 공간으로, 일측의 출입구를 통해 합성/정제실(13)과 연통되고, 타측의 출입구를 통해 다른 세척실(14) 또는 건조실(15)과 연통된다.

건조실(15)은 전술한 세척실(14)을 통해 세척된 제품이나 포장용기 등을 건조시키는 공간으로, 일측의 출입구를 통해 세척실(14)과 연통되고, 타측의 출입구를 통해 후술할 포장실(16)과 연통된다.

포장실(16)은 제품을 포장용기에 포장하는 공간으로, 일측의 출입구를 통해 건조실(15)과 연통되고, 타측의 출입구를 통해 주입실(12)과 연통되고, 타측의 또 다른 출입구를 통해 전실(11)과 연통된다.

예컨대, 전술한 공간을 갖는 크린룸(10) 내에서 제품을 생산하고, 출고시키기까지의 과정을 간략히 설명하면 아래와 같다.

먼저, 제품을 생산하기 위한 재료를 전실(11)로 입고시킨 후, 포장실(16) 및 주입실(12)을 거쳐 합성/정제실(13)로 이동시킨다.

다음, 합성/정제실(13) 내의 생산공정을 통해 공급받은 재료를 이용하여 제품을 생산한다.

다음, 완성된 제품을 세척실(14)로 이동시켜 세척한 후, 포장실(16)로 이동시킨다.

그리고, 제품을 포장하기 위한 포장용기 역시 전실(11)로 입고시킨 후, 포장실(16), 주입실(12), 합성/정제실(13)을 거쳐 세척실(14)로 이동시킨다.

다음, 세척실(14) 내로 이동된 포장용기를 세척한 후, 포장실(16)로 이동시킨다.

다음, 포장실(16)로 이동된 포장용기에 세척이 완료된 제품을 포장한다.

다음, 제품이 포장된 포장용기를 전실(11)로 이동시킨 후, 외부로 출고시킨다.

한편, 크린룸(10)은 수막룸(17) 및 임시포장실(18)을 더 포함할 수 있다.

수막룸(17)은 작업자가 작업복으로 옷을 갈아 입거나, 입고 있던 작업복을 평상복으로 갈아 입을 수 있는 공간으로, 일측의 출입구를 통해 전실(11)과 연통된다.

임시포장실(18)은 생산되는 제품을 별개로 포장하여 샘플을 만들거나, 재료 또는 다른 샘플 등을 검사하기 위한 공간으로, 일측의 출입구를 통해 전실(11)과 연통된다.

이와 같은, 크린룸(10)은 제품의 불량이나 품질 저하를 방지하기 위하여, 생산공정에서 중대한 방해를 초래하는 공기 중의 부유 입자, 또는 제품, 생산라인 또는 포장용기 등에 묻어나는 파티클 등(이하, '이물질' 이라 함)을 제거할 수 있는 기술이 매우 중요하다.

이를 위한, 본 발명에 따른 크린룸용 기류제어 시스템(100)은 크린룸(10)의 각 공간으로 분사되는 에어의 기류를 제어할 수 있는 구성으로, 수직하강에어분사부(110), 수직상승에어분사부(130), 수평에어분사유닛(150) 및 석션부(170)를 포함한다.

수직하강에어분사부(110)는 크린룸(10) 내에 수직하강기류(A1)를 형성하는 구성으로, 도 2에 도시된 바와 같이 크린룸(10)의 상부에 설치된다. 자세하게는, 수직하강에어분사부(110)는 에어를 분사하는 노즐(111)이 크린룸(10)의 천정 부분에 설치되되, 크린룸(10)의 바닥면을 향해 수직하게 배치된다. 이러한, 노즐(111)은 복수로 마련되어 크린룸(10)의 천정 전체에 등간격으로 설치될 수 있고, 단일(미도시)로 마련되어 크린룸(10)의 천정에 설치될 수도 있다. 이에 따라, 수직하강에어분사부(110)는 크린룸(10)의 상부로부터 바닥면을 향해 수직방향으로 에어를 분사하여 수직하강기류(A1)를 형성할 수 있다.

예컨대, 수직하강에어분사부(110)의 노즐(111)로부터 분사되는 에어는 크린룸(10)의 천정에 설치되는 헤파필터(P)를 통과하여 크린룸(10)의 내부로 분사되는 것이 바람직하다. 이는, 수직하강에어분사부(110)의 노즐(111)로 분사되는 에어중에 포함된 미세한 이물질 등을 여과시키기 위함이다.

따라서, 수직하강에어분사부(110)는 수직하강기류(A1)를 통해 크린룸(10) 내에 부유하는 이물질을 크린룸(10)의 바닥면으로 가라앉혀 이물질의 비산을 방지할 수 있고, 이물질을 후술할 석션부(170)로 유도할 수도 있다.

한편, 수직하강에어분사부(110)를 통해 형성되는 수직하강기류(A1)은 전술한 목적 외에 크린룸(10) 내에 존재하는 대상물(1)에 달라붙은 이물질을 분리시키기 위한 목적도 있다. 그러나, 대상물(1)에 달라붙은 이물질은 수직하강기류(A1)의 기류 흐름에 의해 대상물(1)의 상측부분이나 단턱부분 등에 걸려 더이상 하강하지 못하고, 오히려 짖눌리는 상태로 대상물(1)에 더욱 달라붙게 되는 문제점이 발생될 수 있고, 이로 인해 후술할 석션부(170)로 유도될 수도 없는 문제점이 발생될 수도 있었다. 이를 방지하기 위하여, 본 발명에 따른 크린룸용 기류제어 시스템(100)은 후술할 수직상승에어분사부(130), 수평에어분사유닛(150), 석션부(170) 및 전술한 수직하강에어분사부(110)의 연계를 통해 기류를 제어하여 대상물(1)에 달라붙은 이물질을 용이하게 분리시켜 제거할 수 있다.

수직상승에어분사부(130)는 크린룸(10) 내에 수직상승기류(A2)를 형성하는 구성으로, 도 2에 도시된 바와 같이 크린룸(10)의 하부에 설치된다. 자세하게는, 수직상승에어분사부(130)는 에어를 분사하는 노즐(131)이 크린룸(10)의 바닥면 부분에 설치되되, 크린룸(10)의 천정을 향해 수직하게 배치된다. 이러한, 노즐(131)은 복수로 마련되어 크린룸(10)의 바닥면에 등간격으로 설치될 수 있고, 단일(미도시)로 마련되어 크린룸(10)의 바닥면에 설치될 수도 있다. 이에 따라, 수직상승에어분사부(130)는 크린룸(10)의 내부, 즉 크린룸(10)의 하부로부터 천정을 향해 수직방향으로 에어를 분사하여 수직상승기류(A2)를 형성할 수 있다.

여기서, 수직상승에어분사부(130)는 크린룸(10)의 바닥면에 설치된다고 설명하였으나 크린룸(10)의 바닥면 전체에 설치되는 것은 아니며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 후술할 석션부(170)를 제외한 크린룸(10)의 바닥면 나머지 부분에 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 수직상승에어분사부(130)는 전술한 수직상승에어분사부(130)와 엇갈리는 상태로 배치되는 것이 바람직하다. 이는, 대상물(1)에 수직하강기류(A1)와 수직상승기류(A2)가 엇갈리게 부딪히도록 하여 대상물(1)에 달라붙은 이물질을 효과적으로 분리시키기 위함이다.

예컨대, 수직상승에어분사부(130)의 노즐(131)로부터 분사되는 에어는 크린룸(10)의 바닥면에 설치되는 헤파필터(P)를 통과하여 크린룸(10)의 내부로 분사되는 것이 바람직하다. 이는, 수직상승에어분사부(130)의 노즐(131)로부터 분사되는 에어중에 포함된 미세한 이물질 등을 여과시키기 위함이다.

그리고, 수직상승에어분사부(130)의 노즐(131)로부터 분사되는 에어는 크린룸(10)의 바닥면에 설치되는 그레이팅(G)(grating)의 격자 사이로 용이하게 빠져나갈 수 있다.

따라서, 수직상승에어분사부(130)는 수직상승기류(A2)를 통해 전술한 수직하강기류(A1)에 의해 크린룸(10)의 바닥면에 가라앉아 그레이팅(G)의 격자부분에 걸린 이물질 또는 대상물(1)의 상측이나 단턱부분에 걸린 이물질 등을 분리시킬 수 있다.

수평에어분사유닛(150)은 크린룸(10) 내에 수평기류(A3)를 형성하는 구성으로, 도 2에 도시된 바와 같이 크린룸(10)의 양측에 제각기 설치된다. 이러한, 수평에어분사유닛(150)은 판넬(151), 에어분사노즐(153), 승강부(155) 및 컨트롤러(157)를 포함한다.

판넬(151)은 후술할 에어분사노즐(153)이 설치되고, 이의 에어분사노즐(153)을 이동시키기 위한 구성으로, 도 3에 도시된 바와 같이 판재 형태를 이룬다. 이러한, 판넬(151)은 후술할 승강부(155)와 연결되어 크린룸(10)의 높이방향을 따라 승강될 수 있는데, 이의 자세한 설명은 승강부(155)와 함께 설명한다.

한편, 판넬(151)은 양측 끝단이 크린룸(10)의 측면에 형성되는 레일홈(10a)에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한, 레일홈(10a)은 판넬(151)이 승강부(155)에 의해 크린룸(10)의 높이방향으로 승강될 때, 후술할 래크(155b)와 피니언(155c)이 맞물린 상태를 유지하도록 지지하는 역할을 하고, 판넬(151)이 승강되는 이동경로를 제공하기 위함이다. 예컨대, 판넬(151)은 양측 끝단에 롤러(미도시)가 설치되어 레일홈(10a)의 내측면을 따라 더욱 용이하게 승강될 수도 있다.

에어분사노즐(153)은 전술한 수평기류(A3)를 형성하도록 크린룸(10) 내로 에어를 분사하는 구성으로, 판넬(151)의 전방 일측면에 적어도 하나의 노즐(153a)이 설치될 수 있으나, 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이 다수개의 노즐(153a)이 등간격으로 설치되는 것이 바람직하다. 이러한, 노즐(153a)은 바닥면의 수평방향으로 배치되고, 이의 후단에 공기압이 주입되는 호스(153b)가 연통상태로 연결된다. 이에 따라, 에어분사노즐(153)은 크린룸(10)의 내부, 즉 크린룸(10)의 측면으로부터 마주하는 측면을 향해 바닥면의 수평방향으로 에어를 분사하여 수평기류(A3)를 형성할 수 있다.

여기서, 수평기류(A3)는 전술한 수직하강기류(A1)와 수직상승기류(A2) 사이로 흐름에 따라 크린룸(10) 내의 공간을 수직하강기류(A1)가 존재하는 공간과 수직상승기류(A2)가 존재하는 공간으로 분리할 수 있다. 이때, 수평기류(A3)를 경계로 수직상승기류(A2)가 존재하는 공간에는 와류가 형성되는 와류형성공간(S)이 마련될 수 있는데, 이러한 와류형성공간(S)은 본 발명에 따른 크린룸용 기류제어 시스템(100)의 각 구성들의 연계에 의해 형성되는 것으로, 나머지 각 구성에 대하여 설명한 후, 자세히 설명하도록 한다.

그리고, 수평기류(A3)는 이에 부딪히는 수직하강기류(A1)와 수직상승기류(A2)의 기류를 분사방향, 즉 바닥면의 수평방향으로 유도하여 후술할 석션부(170)의 흡입영역(A4)에 도달하도록 할 수 있다.

승강부(155)는 전술한 판넬(151) 및 이에 설치된 에어분사노즐(153)을 승강시키기 위한 구성으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 모터(155a), 래크(155b) 및 피니언(155c)을 포함한다.

모터(155a)는 후술할 피니언(155c)에 회전력을 전달하기 위한 구성으로, 외부의 전원을 인가받아 일측에 마련되는 회전축에 회전력을 전달하는 통상적인 구조로, 더이상의 자세한 설명은 생략한다. 이러한, 모터(155a)는 도 3에 도시된 바와 같이 별도의 연결브라켓을 통해 판넬(151)의 후방 일측면에 설치될 수 있다. 이에 따라, 모터(155a)는 회전축의 끝단에 설치되는 후술할 피니언(155c)을 용이하게 회전시킬 수 있다.

래크(155b)는 후술할 피니언(155c)이 이동되는 이동경로를 제공하는 구성으로, 도 3에 도시된 바와 같이 곧고 평평한 막대에 직선상으로 이가 형성되는 통상적인 구조로, 더이상의 자세한 설명은 생략한다. 이러한, 래크(155b)는 도 2에 도시된 바와 같이 크린룸(10)의 측면에 설치되고, 크린룸(10)의 측면 높이방향을 따라 배치된다. 이에 따라, 래크(155b)는 이에 맞물리는 후술할 피니언(155c)을 크린룸(10)의 높이방향으로 안내할 수 있다.

피니언(155c)은 전술한 래크(155b)의 길이방향을 따라 이동되는 구성으로, 도 2에 도시된 바와 같이 통상적인 기어 형태의 구조로, 더이상의 자세한 설명은 생략한다. 이러한, 피니언(155c)은 도 3에 도시된 바와 같이 전술한 모터(155a)의 회전축 끝단에 고정설치되고, 전술한 래크(155b)에 맞물리게 배치된다. 이에 따라, 피니언(155c)은 회전축의 회전방향을 따라 회전되고, 래크(155b)의 길이방향을 따라 이동될 수 있다.

컨트롤러(157)는 전술한 모터(155a)를 제어하는 구성요소로, 도 2에 도시된 바와 같이 크린룸(10)의 외부에 설치될 수 있고, 크린룸(10)의 내부에 설치(미도시)될 수도 있다. 예컨대, 컨트롤러(157)는 모터(155a)에 설치될 수 있는 제어모듈과 유/무선 통신을 통해 연결되어 모터(155a)를 제어할 수 있다. 이러한, 컨트롤러(157)는 제1버튼(157a), 제2버튼(157b) 및 제어부(157c)를 포함한다.

제1버튼(157a)은 판넬(151) 및 에어분사노즐(153)을 상승시키는 구성으로, 눌림에 의해 전술한 제어모듈과 통신하여 모터(155a)의 회전축을 정회전시킬 수 있다. 이에 따라, 제1버튼(157a)은 판넬(151)을 상승시켜 이의 판넬(151)에 설치되는 에어분사노즐(153)을 용이하게 상승시킬 수 있다. 즉, 제1버튼(157a)은 판넬(151) 및 에어분사노즐(153)을 수동적으로 상승시킬 수 있다.

제2버튼(157b)은 판넬(151) 및 에어분사노즐(153)을 하강시키는 구성으로, 눌림에 의해 전술한 제어모듈과 통신하여 모터(155a)의 회전축을 역회전시킬 수 있다. 이에 따라, 제2버튼(157b)은 판넬(151)을 하강시켜 이의 판넬(151)에 설치되는 에어분사노즐(153)을 용이하게 하강시킬 수 있다. 즉, 제2버튼(157b)은 판넬(151) 및 에어분사노즐(153)을 수동적으로 하강시킬 수 있다.

제어부(157c)는 대상물(1)의 높이에 대응하는 높이로 판넬(151) 및 에어분사노즐(153)을 승강시키는 구성으로, 후술할 높이측정센서(159)를 통해 대상물(1)의 높이를 측정한 측정값을 전송받은 후, 제어모듈과 통신하여 모터(155a)의 회전축을 정회전 또는 역회전시킬 수 있다. 이에 따라, 제어부(157c)는 판넬(151) 및 에어분사노즐(153)을 측정된 대상물(1)의 높이에 대응하는 높이로 승강시킬 수 있다. 즉, 제어부(157c)는 판넬(151) 및 에어분사노즐(153)의 위치를 자동적으로 조절할 수 있다.

여기서, 제어부(157c)는 제3버튼을 통해 on/off 상태를 이룰 수 있다. 예컨대, 제어부(157c)는 on 상태일 경우 승강부(155)를 자동적으로 제어할 수 있는 상태를 유지할 수 있고, off 상태일 경우 승강부(155)를 자동적으로 제어하지 않는 상태를 유지할 수도 있다.

한편, 수평에어분사유닛(150)은 높이측정센서(159)를 더 포함할 수 있다.

높이측정센서(159)는 크린룸(10) 내에 존재하는 대상물(1)의 높이를 측정하는 구성요소로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 승강부(155)가 설치되지 않은 크린룸(10)의 내측면에 설치되고, 유/무선 통신을 통해 전술한 제어부(157c)와 연결될 수 있다. 이러한, 높이측정센서(159)는 도시된 바와 같이 크린룸(10)의 내측면에 설치되는 다수개의 감지센서들로 구성되고, 이러한 감지센서들 중 크린룸(10) 내에 존재하는 대상물(1)의 최상측에 위치한 감지센서가 갖는 높이값 즉, 대상물(1)의 측정값을 전술한 제어부(157c)로 전송할 수 있다. 예컨대, 높이측정센서(159)는 카메라로 구성되고, 이러한 카메라를 통해 크린룸(10) 내에 존재하는 대상물(1)을 촬영하여 이의 높이를 측정한 대상물(1)의 측정값을 전술한 제어부(157c)로 전송할 수도 있다. 이에 따라, 높이측정센서(159)는 대상물(1)의 높이를 용이하게 측정할 수 있고, 측정된 대상물(1)의 측정값을 유/무선 통신을 통해 제어부(157c)로 용이하게 전송할 수 있다.

따라서, 수평에어분사유닛(150)은 전술한 구성들을 통해 판넬(151) 및 에어분사노즐(153)을 수동적 또는 자동적으로 승강시켜 수평기류(A3)의 위치를 용이하게 조절할 수 있다. 즉, 수평에어분사유닛(150)은 크린룸(10) 내에 존재하는 대상물(1)에 따라 크린룸(10) 내에 수직하강기류(A1)이 차지하는 공간과 수직상승기류(A2)이 차지하는 공간의 비유을 용이하게 조절할 수 있다.

석션부(170)는 크린룸(10) 내의 에어를 흡입하여 이물질을 제거하는 구성으로, 통상적인 석션기로 구성될 수 있고, 이의 내부에 설치되는 회전팬을 통해 크린룸(10) 내의 에어를 흡입하며, 흡입된 에어를 회전팬의 회전방향, 즉 크린룸(10)의 외부방향으로 배출시킬 수 있다.

석션부(170)는 도 2에 도시된 바와 같이 크린룸(10)의 바닥면 하부에 설치된다. 자세하게는 석션부(170)는 에어를 흡입하는 노즐(171)이 크린룸(10)의 바닥면 부분에 설치되되, 크린룸(10)의 천정을 향해 수직하게 배치된다. 이러한, 노즐(171)은 도 3에 도시된 바와 같이 복수로 마련되어 크린룸(10)의 바닥면에 등간격으로 설치될 수 있고, 단일(미도시)로 마련되어 크린룸(10)의 바닥면에 설치될 수도 있다. 이에 따라, 석션부(170)는 크린룸(10)의 하부 중앙 부분에 흡입영역(A4)을 마련할 수 있다.

여기서, 석션부(170)는 도 3에 도시된 바와 같이 크린룸(10)의 하부 중앙으로부터 수평기류(A3)의 분사방향에 수직하는 방향으로 다수개 마련되는 것이 바람직하다. 이는, 도 4에 도시된 바와 같이 크린룸(10) 내의 수평기류(A3), 수직하강기류(A1) 및 수직상승기류(A2)이 크린룸(10)의 중앙으로 이동되도록 하기 위함이다.

따라서, 석션부(170)는 크린룸(10) 내의 에어 및 이에 함유되는 이물질을 흡입하여 크린룸(10)의 외부로 배출시키는 목적 외에, 수평기류(A3), 수직하강기류(A1) 및 수직상승기류(A2)이 크린룸(10)의 하부 중앙으로 이동되도록 기류의 흐름을 제어하기 위한 목적도 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 크린룸용 기류제어 시스템(100)은 각 구성들의 연계를 통해 크린룸(10) 내의 일부 공간에만 와류형성공간(S)을 형성할 수 있다고 설명하였는데, 이를 자세히 설명하면 다음과 같다.

크린룸(10) 내의 기류는 도 4에 도시된 바와 같이 수평기류(A3)의 분사방향을 따라 수직하강기류(A1)와 수직상승기류(A2)가 크린룸(10)의 중앙으로 유도되어 석션부(170)의 흡입영역(A4)에 도달하게 되고, 다시 석션부(170)의 흡입력에 의해 수평기류(A3), 수직하강기류(A1) 및 수직상승기류(A2)가 크린룸(10)의 하부 중앙으로 이동된다. 이 경우, 크린룸(10) 내의 공간은 수직하강기류(A1)가 존재하는 공간과 수직상승기류(A2)가 존재하는 공간으로 분리된다. 이때, 크린룸(10)의 수직상승기류(A2)가 존재하는 공간에는 수직상승기류(A2)가 수평기류(A3)를 따라 이동되고, 다시 석션부(170)로 이동되는 흐름이 발생되는데, 이와 같은 흐름을 통해 와류가 발생된다. 즉, 크린룸(10)은 수평기류(A3)와 크린룸(10)의 바닥면 사이에 와류가 존재하는 와류형성공간(S)이 형성될 수 있다.

이와 같은, 본 발명에 따른 크린룸용 기류제어 시스템(100)은 와류형성공간(S)이 마련됨에 따라 이의 와류형성공간(S)에 형성되는 와류가 크린룸(10) 내에 존재하는 대상물(1) 전체에 부딪히며 대상물(1)에 달라붙은 이물질을 용이하게 분리시킬 수 있는 것은 물론, 분리된 이물질이 크린룸(10) 내의 수평기류(A3)에 가로막혀 수직하강기류(A1)가 존재하는 공간으로 비산되는 것을 방지하고, 분리된 이물질이 와류형성공간(S) 내의 기류흐름을 따라 유동되어 석션부(170)를 통해 크린룸(10)의 외부로 용이하게 배출되도록 할 수 있다.

그리고, 전술한 수평에어분사유닛(150)의 승강부(155)를 통해 수평기류(A3)의 위치를 조절하여 수직상승기류(A2)가 차지하는 공간, 즉 와류형성공간(S)의 비율을 용이하게 조절할 수 있기 때문에 대상물(1)에 달라붙은 이물질을 더욱더 효과적으로 분리시킬 수 있다.

한편, 전술한 본 발명에 따른 크린룸용 기류제어 시스템(100)을 이용한 크린룸의 기류제어 방법(200)은 도 5에 도시된 바와 같이 수직하강기류형성단계(S210), 수직상승기류형성단계(S230), 수평기류형성단계(S250), 및 석션단계(S270)를 포함한다.

수직하강기류형성단계(S210)는 도 3에 도시된 바와 같이 크린룸(10)의 상부로부터 크린룸(10)의 바닥면을 향해 수직방향으로 에어를 분사하여 수직하강기류(A1)를 형성한다.

수직상승기류형성단계(S230)는 도 3에 도시된 바와 같이 크린룸(10)의 하부로부터 크린룸(10)의 천정을 향해 수직방향으로 에어를 분사하여 수직상승기류(A2)를 형성한다.

수평기류형성단계(S250)는 크린룸(10)의 양측으로부터 바닥면의 수평방향으로 에어를 분사하여 전술한 수직하강기류(A1)와 수직상승기류(A2) 사이로 수평기류(A3)를 형성한다. 이에 따라, 수평기류형성단계(S250)는 크린룸(10) 내에 수직하강기류(A1)와 수직상승기류(A2)를 서로 분리시킴과 동시에 이의 수평기류(A3)에 부딪히는 수직상승기류(A2) 및 수직하강기류(A1)를 수평기류(A3)의 분사방향으로 유도할 수 있다.

석션단계(S270)는 크린룸(10)의 하부 중앙에 설치되는 석션부(170)를 통해 수평기류(A3) 및 이에 유도되는 수직하강기류(A1)와 수직상승기류(A2)를 흡입한다. 이에 따라, 석션단계(S270)는 수평기류(A3), 수직하강기류(A1) 및 수직상승기류(A2)를 크린룸(10)의 하부 중앙으로 유도할 수 있다.

따라서, 전술한 각 단계의 연계에 의하여, 도 4에 도시된 바와 같이 크린룸(10)의 내부에 형성되는 각 기류들(A1, A2, A3)의 흐름이 용이하게 제어될 수 있다. 이때, 전술한 각 단계에 의하여 크린룸(10) 내부에 형성되는 기류들의 흐름에 따라 크린룸(10)의 일부 공간, 즉 수평기류(A3)와 크린룸(10)의 바닥면 사이에 와류가 형성되는 와류형성공간(S)이 마련될 수 있다.

여기서, 전술한 각 단계는 동시에 이루어지거나 순차적으로 이루어질 수도 있다.

한편, 크린룸의 기류제어 방법(200)은 수평기류높이조절단계(S290)를 더 포함할 수 있다.

수평기류높이조절단계(S290)는 수평에어분사유닛(150)의 승강부(155)를 이용하여 수평기류(A3)를 형성하는 에어분사노즐(153)을 크린룸(10)의 측면 높이방향으로 승강시킨다. 이에 따라, 수평기류높이조절단계(S290)는 크린룸(10) 내에 수직하강기류(A1)가 존재하는 공간과 수직상승기류(A2)가 존재하는 공간의 비유을 조절할 수 있다. 즉, 수평기류높이조절단계(S290)는 크린룸(10) 내의 와류형성공간(S)이 차지하는 비율을 용이하게 조절할 수 있다.

한편, 수평기높이조절단계는 높이측정단계(S291)를 더 포함할 수 있다.

높이측정단계(S291)는 전술한 에어분사노즐(153)의 위치가 크린룸(10) 내에 존재하는 대상물(1)의 높이에 대응되는 높이로 자동조절되도록, 크린룸(10)의 측면에 설치되는 높이측정센서(159)를 통해 크린룸(10) 내에 존재하는 대상물(1)의 높이를 측정하고, 대상물(1)에 대한 측정값을 전술한 컨트롤러(157)의 제어부(157c)로 전송한다. 이에 따라, 높이측정단계(S291)는 크린룸(10) 내에 존재하는 대상물(1)의 높이에 따라 에어분사노즐(153)의 위치가 자동적으로 조절되도록 할 수 있다.

이러한, 본 발명에 따른 크린룸의 기류제어 방법(200)은 전술한 크린룸용 기류제어 시스템(100)을 이용하여 크린룸(10) 내에 형성되는 각 기류들의 흐름을 제어하고, 이러한 기류의 흐름을 통해 크린룸(10) 내의 일부 공간에만 와류가 형성되는 와류형성공간(S)을 마련할 수 있으며, 이러한 와류형성공간(S)의 비율을 조절할 수 있다. 즉, 크린룸의 기류제어 방법(200)은 크린룸용 기류제어 시스템(100)의 구성, 방법 및 작용 등을 설명한 바와 유사하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

이와 같은, 본 발명에 따른 크린룸용 기류제어 시스템(100) 및 이를 이용한 크린룸의 기류제어 방법(200)은 크린룸(10) 내에 형성되는 각 기류들의 흐름을 제어하여 크린룸(10) 내에 존재하는 대상물(1)에 달라붙은 이물질을 효과적으로 분리시킬 수 있고, 분리된 이물질을 크린룸(10)의 외부로 배출시켜 용이하게 제거할 수 있다.

10 : 크린룸
100 : 크린룸용 기류제어 시스템
110 : 수직하강에어분사부 130 : 수직상승에어분사부
150 : 수평에어분사유닛 151 : 판넬
153 : 에어분사노즐 155 : 승강부
157 : 컨트롤러 159 : 높이측정센서
170 : 석션부 S : 와류형성공간
A1 : 수직하강기류 A2 : 수직상승기류
A3 : 수평기류 A4 : 흡입영역
200 : 크린룸의 기류제어 방법
S210 : 수직하강기류형성단계 S230 : 수직상승기류형성단계
S250 : 수평기류형성단계 S270 : 석션단계
S290 : 수평기류높이조절단계 S291 : 높이측정단계

Claims

크린룸 내로 분사되는 에어의 기류를 제어하기 위한 크린룸용 기류제어 시스템에 있어서,
상기 크린룸의 상부에 설치되고, 상기 크린룸의 바닥면을 향해 수직방향으로 에어를 분사시켜 수직하강기류를 형성하는 수직하강에어분사부;
상기 크린룸의 하부에 설치되고, 상기 크린룸의 천정을 향해 수직방향으로 에어를 분사시켜 수직상승기류를 형성하는 수직상승에어분사부;
상기 크린룸의 양측면에 설치되고, 바닥면의 수평방향으로 에어를 분사시켜 상기 수직하강기류와 상기 수직상승기류 사이로 수평기류를 형성하는 수평에어분사유닛; 및
상기 크린룸의 하부 중앙에 설치되고, 상기 크린룸 내의 에어를 흡입하여 외부로 배출시키는 석션부;를 포함하고,
상기 수평에어분사유닛은,
상기 수평기류를 통해 상기 수직하강기류와 상기 수직상승기류를 서로 분리시킴과 동시에 이에 부딪히는 상기 수직하강기류 및 상기 수직상승기류를 상기 수평기류의 분사방향으로 유도하고, 상기 수평기류를 상기 크린룸의 측면 높이방향으로 승강시켜 상기 크린룸 내의 상기 수직하강기류가 차지하는 공간과 상기 수직상승기류가 차지하는 공간의 비율을 조절하며,
상기 수직하강에어분사부, 상기 수직상승에어분사부, 상기 수평에어분사유닛 및 상기 석션부에 의해 각각의 상기 수직하강기류, 상기 수직상승기류 및 상기 수평기류의 흐름이 제어되고,
상기 수평기류를 경계로 상기 수평기류와 상기 크린룸의 바닥면 사이에 와류가 형성되는 와류형성공간이 마련되는 것을 특징으로 하는 크린룸용 기류제어 시스템.
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