KR102194033B1 - 인체 및 물품의 크린룸 이동을 위한 패스박스 - Google Patents

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이홍란
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Abstract

패스박스의 정화 정밀도를 높이고, 인체와 물건이 동시에 출입 가능하도록 하는 고도화된 구조를 갖는 패스박스를 제공한다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 및 물품의 크린룸 이동을 위한 패스박스는, 작업자가 출입 가능하도록 개폐되는 메인 도어 및 메인 도어의 하부측 일부에 형성되어 물체가 출입 가능하도록 개폐되는 서브 도어를 포함하는 제1 도어 및 제1 도어와 동일한 제2 도어가 전면 또는 후면에 각각 형성된 본체; 본체의 하면 중앙 측에 제1 도어로부터 제2 도어를 향하는 제1 방향으로 마련된 라인으로서, 인체 이동 라인과 물체 이동 라인을 포함하는 이동 라인; 객체의 이동 라인 상의 위치를 센싱하는 객체 위치 감지 센서; 본체의 내측면 중 제1 도어 측에 설치되며, 제1 도어로부터 외부를 향해 에어가 분사되어 진입되는 작업자 및 물체 중 어느 하나인 객체의 이물질을 제거하는 제1 에어 커튼을 포함하는 제1 클리닝부; 제1 클리닝부로부터 제1 방향으로 후방에 설치되며, 제1 클리닝부를 통과한 객체에 잔존하는 이물질을 센싱하는 제1 센서부; 본체의 내측면 중 제1 센서부로부터 제1 방향으로 후방에 설치되며, 제1 센서부의 센싱 결과에 따라서 서로 다른 세기로 에어를 분사하는 복수의 제2 에어 커튼 및 주위의 공기를 흡입하여 흡입된 공기로부터 이물질을 제거하고, 이물질이 제거된 공기를 다시 본체의 내측에 분사하는 공기 정화 장치를 포함하는 제2 클리닝부; 제2 클리닝부로부터 제1 방향으로 후방에 설치되며, 제2 클리닝부를 통과한 객체에 잔존하는 이물질을 센싱하는 제2 센서부; 및 객체 위치 감지 센서로부터 감지된 객체의 위치에 따라서 제1 클리닝부, 상기 제1 센서부, 제2 클리닝부 및 제2 센서부의 동작을 제어하고, 제2 센서부의 센싱 결과에 따라서 적어도 이동 라인, 제2 클리닝부 및 제2 도어의 개폐를 제어하는 제어 단말;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

인체 및 물품의 크린룸 이동을 위한 패스박스{PASSBOX FOR PASS BOX FOR MOVING HUMAN BODY AND ITEMS TO CLEAN ROOM}
본 발명은 반도체 제조 공정을 위한 크린룸 설비실에 대한 작업자 및 물건의 출입을 위한 패스박스에 관한 것으로, 구체적으로는 패스박스의 정화 정밀도를 높이고, 인체와 물건이 동시에 출입 가능하도록 하는 고도화된 구조를 갖는 패스박스 설계 기술에 관한 것이다.
클린룸(Cleanroom)은 공중의 미립자, 공기의 온ㆍ습도, 실내 압력 등이 일정하게 유지되도록 제어된 방이다. 공업용과 의료용(바이오클린룸)으로 나누어지는데, 공업용은 주로 전자ㆍ정밀 기기의 제조에 이용되고, 의료용은 제어 조건 외에 생물 미립자의 제어가 규제되어 수술실 등에 사용된다. 미립자의 제거에는 일반적으로 고성능 필터인 FFU(Fan Filter Unit)가 사용되고 있다.
클린룸은 청정실 또는 무균실이라고도한다. 극미산업에서는 미세한 먼지나 세균도 커다란 영향을 미치기 때문에 제품의 질이나 수율을 높이기 위해서는 공기 중의 미세먼지를 제거하고 청정상태를 유지해야 한다.
미국은 산업용 클린룸의 기준을 10, 100, 1000 클래스(Class) 등으로 규정하고 있다. 1000클래스는 PDP 제조용(1입방피트 당 0.5μm의 먼지 1000개 미만 및 5μm의 먼지가 없어야 함), 100클래스는 LCD 제조용(1입방피트 당 0.5μm의 먼지 100개 미만 및 5μm의 먼지가 없어야 함), 10클래스는 반도체 제조용(1입방피트 당 0.5μm의 먼지 10개 미만 및 5μm의 먼지 입자가 없어야 함) 등으로 이용된다.
이러한 크린룸의 경우, 작업자 및 작업에 필요한 물건 등이 출입되는 경우, 외부의 미세먼지 및 이물질 등이 유입되는 경우를 방지하기 위해서, 크린룸 내부에는 청정실의 천정 등에 고성능 필터 및 환기 시설이 갖추어지고, 출입문에는 패스박스(Passbox)로 지칭되는 설비가 설치된다.
이 중 패스박스는, 작업자 및 물건 등이 출입되는 경우 이물질의 유입을 방지하기 위해서, 미세먼지의 흡입 및 필터 구조와 함께, 에어워셔(Air-Washer) 등이 설치되어, 에어워셔를 이용하여 작업복 및 물건에 흡착된 이물질을 제거하고, 필터를 통해서 해당 이물질을 제거하여 크린룸에 이물질이 유입되는 것을 방지하는 구조 및 내부를 전방 및 하방의 도어를 이용하여 차례로 개폐함으로써 이물질이 패스박스 내부에서 제거되도록 하는 구조를 갖고 있다.
특히, 기존의 기술들 중, 한국 등록 실용신안 제20-0425118호 등에서는, 크린룸으로 반입되는 물품에 대한 파쇄 등을 방지하기 위한 기술을 게시하고 있는 등, 크린룸에서의 물품 또는 인체 반입 시의 안정성을 높이기 위한 기술 및 한국 등록 특허 제10-1372997호 등에서는 소형의 패스박스에 있어서 무균성을 높이기 위한 기술이 게시되어 있다.
그러나, 이러한 패스박스는 단순히 에어워셔, 이동구조 등만을 포함하고 있어, 실제 패스박스에 의하여 작업복이나 물품에 이물질이 제거되었는지 여부를 확인할 방법이 없고, 이물질이 제거되지 않은 경우에 이물질을 제거하기 위한 추가 공정을 진행할 수 있는 방법이 없어, 패스박스에 의한 크린룸의 청정도 유지에 대한 확인 및 유지 관리가 어려운 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해서 고안된 것으로서, 자동 이동 수단 및 다단계의 센싱 및 이물질 제거 과정이 가능하도록 하는 패스박스의 고도화된 구조를 제공하여, 크린룸 출입 시의 패스박스를 통한 완전한 이물질 제거 및 이에 대한 모니터링이 가능하도록 하는 기술을 제공하는 데 일 목적이 있다.
또한, 본 발명은 인체 및 물체의 출입이 동시에 가능하도록 하는 동시에, 인체 및 물체에 대한 일원화된 효율성 높은 이물질 제거가 가능하도록 하는 기술을 제공하는 데 다른 목적이 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 및 물품의 크린룸 이동을 위한 패스박스는, 작업자가 출입 가능하도록 개폐되는 메인 도어 및 상기 메인 도어의 하부측 일부에 형성되어 물체가 출입 가능하도록 개폐되는 서브 도어를 포함하는 제1 도어 및 상기 제1 도어와 동일한 제2 도어가 전면 또는 후면에 각각 형성된 본체; 상기 본체의 하면 중앙 측에 상기 제1 도어로부터 상기 제2 도어를 향하는 제1 방향으로 마련된 라인으로서, 인체 이동 라인과 물체 이동 라인을 포함하는 이동 라인; 상기 객체의 이동 라인 상의 위치를 센싱하는 객체 위치 감지 센서; 상기 본체의 내측면 중 상기 제1 도어 측에 설치되며, 상기 제1 도어로부터 외부를 향해 에어가 분사되어 진입되는 작업자 및 물체 중 어느 하나인 객체의 이물질을 제거하는 제1 에어 커튼을 포함하는 제1 클리닝부; 상기 제1 클리닝부로부터 상기 제1 방향으로 이격된 위치에 설치되며, 상기 제1 클리닝부를 통과한 객체에 잔존하는 이물질을 센싱하는 제1 센서부; 상기 본체의 내측면 중 상기 제1 센서부로부터 상기 제1 방향으로 이격된 위치에 설치되며, 상기 제1 센서부의 센싱 결과에 따라서 서로 다른 세기로 에어를 분사하는 복수의 제2 에어 커튼 및 주위의 공기를 흡입하여 흡입된 공기로부터 이물질을 제거하고, 이물질이 제거된 공기를 다시 본체의 내측에 분사하는 공기 정화 장치를 포함하는 제2 클리닝부; 상기 제2 클리닝부로부터 상기 제1 방향으로 이격된 위치에 설치되며, 상기 제2 클리닝부를 통과한 객체에 잔존하는 이물질을 센싱하는 제2 센서부; 및 상기 객체 위치 감지 센서로부터 감지된 객체의 위치에 따라서 상기 제1 클리닝부, 상기 제1 센서부, 상기 제2 클리닝부 및 상기 제2 센서부의 동작을 제어하고, 상기 제2 센서부의 센싱 결과에 따라서 적어도 상기 이동 라인, 상기 제2 클리닝부 및 상기 제2 도어의 개폐를 제어하는 제어 단말;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이동 라인은, 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향의 반대방향으로 상기 객체가 자동 이동되도록 하는 벨트 라인이며, 상기 제어 단말은, 상기 제2 센서부의 센싱 결과, 상기 객체에 잔존하는 이물질이 발견되는 경우, 상기 이동 라인을 제어하여 상기 제2 클리닝부로 객체가 이동되도록 한 뒤, 상기 객체 위치 감지 센서에 의하여 상기 객체가 상기 제2 클리닝부에 위치됨을 감지 시, 상기 제2 클리닝부를 재작동시키도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기 제1 클리닝부 및 상기 제2 클리닝부가 본체의 내부에서 상하로 이동되도록 하는 승강 수단; 및 상기 승강 수단에 설치되어 상기 객체와의 거리를 측정하는 거리 감지 센서;를 더 포함하고, 상기 제어 단말은, 상기 객체 위치 감지 센서에 의하여 상기 객체가 상기 제1 클리닝부 및 상기 제2 클리닝부에 위치됨을 감지 시, 상기 거리 감지 센서에 따라서 상기 승강 수단을 제어하여 상기 제1 클리닝부 및 상기 제2 클리닝부와 상기 객체 사이의 간격이 기설정된 기준 거리가 되도록 제어한 뒤 상기 제1 클리닝부 및 상기 제2 클리닝부가 작동하도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기 제어 단말은, 상기 제1 도어의 메인 도어가 미개방된 채로 상기 제1 도어의 서브 도어가 개폐됨을 감지 시에만, 상기 거리 감지 센서에 따라서 상기 승강 수단을 제어하여 상기 제1 클리닝부 및 상기 제2 클리닝부와 상기 객체 사이의 간격이 기설정된 기준 거리가 되도록 제어한 뒤 상기 제1 클리닝부 및 상기 제2 클리닝부가 작동하도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기 공기 정화 장치는, 상기 본체의 내부에서 공기를 흡입하는 흡입 팬이 설치된 흡입부; 상기 흡입부로부터 유입되는 공기를 공급받고, 외부 전원에 의하여 동작하여 공기 내의 이물질을 이온화시키는 방전전극 및 상기 방전전극에 의하여 이온화된 이물질을 집진하는 집진 전극을 포함하는 집진모듈; 및 상기 집진모듈로부터 배출되는 공기를 상기 본체의 내부에 배출하는 배출부;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 외부와 연결된 제1 도어를 오픈 시, 에어 워셔가 1차적으로 외부를 향하여 공기를 분사하도록 작동하여, 작업자 및 물건의 반입을 위한 제1 도어의 오픈 시에 이물질의 유입을 최대한 방지하게 된다. 이후, 제1 센서부, 제2 클리닝부 및 제2 센서부에 의하여, 이물질이 작업자의 작업복 및 물건에 얼마나 흡착되어 있는지 여부를 센싱하여, 1회 이상의 이물질 제거 프로세스가 수행되어, 제2 센서부에 의하여 이물질이 존재하지 않음을 감지 시, 제2 도어를 오픈하여 인체 및 물체의 크린룸에 대한 입장을 허가하도록 제어하게 된다.
이에 의하면, 크린룸 출입 시의 패스박스를 통한 완전한 이물질 제거 및 이에 대한 모니터링이 가능하기 때문에 크린룸의 청정도 유지를 최대로 달성할 수 있는 효과가 있다.
동시에, 출입문을 인체의 출입이 가능한 메인 도어 및 물체의 출입이 가능한 서브 도어로 구성하고, 해당 도어의 오픈에 따라서 클리닝부의 승강을 제어함으로써, 인체와 물체가 동시에 출입이 가능하고, 이물질 제거 효율을 최대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 및 물품의 크린룸 이동을 위한 패스박스의 외형에 대한 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 및 물품의 크린룸 이동을 위한 패스박스의 내부 구조를 설명하기 위한 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 및 제2 도어의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 4 및 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 승강 수단의 기능을 설명하기 위한 도면.
도 6 및 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 클리닝부의 구조 및 기능을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 집진 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면.
이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편 이하의 설명에 있어서, 도면에 기재된 사항은 본 발명의 각 구성의 기능을 설명하기 위하여 일부의 구성이 생략되거나, 과하게 확대 또는 축소되어 도시되어 있으나, 해당 도시 사항이 본 발명의 기술적 특징 및 권리범위를 한정하는 것은 아닌 것으로 이해됨이 당연할 것이다.
또한 이하의 설명에 있어서 하나의 기술적 특징 또는 발명을 구성하는 구성요소를 설명하기 위하여 다수의 도면이 동시에 참조되어 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 및 물품의 크린룸 이동을 위한 패스박스의 외형에 대한 개략적인 구성도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 및 물품의 크린룸 이동을 위한 패스박스의 내부 구조를 설명하기 위한 측면도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 및 제2 도어의 구조를 설명하기 위한 도면, 도 4 및 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 승강 수단의 기능을 설명하기 위한 도면, 도 6 및 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 클리닝부의 구조 및 기능을 설명하기 위한 도면, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 집진 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
상술한 도면들을 동시에 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 및 물품의 크린룸 이동을 위한 패스박스는, 본체(1), 이동 라인(20), 객체 위치 감지 센서(40), 제1 클리닝부(50), 제1 센서부(60), 제2 클리닝부(70), 제2 센서부(80) 및 제어 단말(90)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본체(1)는 작업자가 출입 가능하도록 개폐되는 메인 도어(11) 및 메인 도어(11)의 하부측 일부에 형성되어 물체가 출입 가능하도록 개폐되는 서브 도어(12)를 포함하는 제1 도어(10) 및 제1 도어(10)와 동일한 제2 도어(20)가 전면 또는 후면에 각각 형성된 구성으로서, 본 발명이 일 실시예에 따른 패스박스의 외형을 형성하는 구성으로 이해될 것이다. 즉 제1 도어(10)의 메인 도어(11) 및 서브 도어(12)는 동일하게 제2 도어(20)에 형성될 것이며, 각각의 개폐 방향은 선택적으로 형성될 수 있다.
메인 도어(11) 및 서브 도어(12)에는 각각 시건장치가 형성되며 도어 외면에는 미세먼지 등의 이물질의 차단을 위한 고무 패킹 등의 구조가 형성되어 있음이 바람직하다. 또한 메인 도어(11) 및 서브 도어(12)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 메인 도어(11) 및 서브 도어(12)의 개폐를 감지하기 위한 접촉 센서(111, 121)가 설치될 수 있다. 이는 후술하는 승강 수단 등의 제어를 위해서 제어 단말(90)에 연결되어, 접촉 센서(111, 112)의 감지 결과가 제어 단말(90)에 전송될 수 있다.
제1 도어(10)는 외부와, 제2 도어(20)는 크린룸 내부와 연결됨으로써, 크린룸에 입장 시에는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 도어(10) 측으로부터 제2 도어(20) 측 방향(L1)으로, 크린룸으로부터 외부로 나갈 때는 제2 도어(20) 측으로부터 제1 도어(10) 측 방향(L2)으로 작업자 및 물체가 각각 이동되는 것으로 이해될 것이다.
이동 라인(30)는 본체(1)의 하면 중앙 측에 제1 방향(L1)으로 마련된 라인이다. 이는 상술한 바와 같이 크린룸에 입장 시를 가정한 방향으로서, 이와 반대 방향(L2)으로 마련되는 개념을 포함한다. 이동 라인(30)은 인체 이동 라인 및 물체 이동 라인을 포함하는데, 본 발명의 도 2 등에서는 인체 이동 라인 및 물체 이동 라인이 하나의 이동 라인으로서 표시되어 있으나, 필요에 따라서 별도의 라인으로도 구성될 수 있다.
이때 도 2 등에 도시된 바와 같이, 이동 라인(30)은 제1 방향(L1) 및 제2 방향(L2)으로 객체를 자동 이동시키는 벨트 라인으로서, 후술하는 제어 단말(90)에 의하여 그 동작 및 동작 방향이 제어되는 것을 특징으로 한다.
객체 위치 감지 센서(40)는 예를 들어 초음파 센서 및 영상 감지 센서, 라이다 센서 등, 객체가 이동 라인(30) 상의 어느 위치에 존재하는지 여부를 파악할 수 있는 모든 센서를 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. 도 1 및 2 등에서는 객체 위치 감지 센서(40)의 높이가 개략적으로 도시되어 있으나, 바람직하게는, 이동 라인(30)의 바로 상부측에 본체(1)의 내측벽에 설치되는 것으로 이해될 수 있고, L1 및 L2 방향으로 감지 범위 및 감지 종류에 따라서 복수개가 설치될 수 있다.
예를 들어 객체 위치 감지 센서(40)가 라이다 센서, 카메라 및 영상 분석 장치 등 면 단위의 감지 및 감지된 값이 객체 인식 여부 및 객체의 위치를 파악할 수 있는 센서인 경우, 본체(1) 내측벽에 1 또는 2개 등의 소수의 센서가 설치될 수 있으며, 초음파 센서 등 객체 인식 여부만을 파악할 수 있는 경우, 바람직하게는 적어도 메인 도어(10)와 제1 클리닝부(50) 사이, 제1 클리닝부(50)와 제1 센서부(60) 사이, 제1 센서부(60)와 제2 클리닝부(70) 사이, 제2 클리닝부(70)와 제2 센서부(80) 사이, 제2 센서부(80)와 제2 도어(20) 사이에 복수개의 센서(41)가 각각 설치되어, 그 감지 여부, 초음파 센서의 식별 정보 및 초음파 센서의 설치 위치 정보에 따라서 각 객체의 위치를 판별할 수 있도록 할 수 있다.
각체 위치 감지 센서(40)에 의하여, 제어 단말(90)에서는 이동 수단(30)에 의하거나 작업자의 경우 자체 이동에 의하여 작업자 또는 물체 중 어느 하나인 객체의 이동 시, 객체의 위치를 감지하여, 후술하는 제1 클리닝부(50), 제1 센서부(60), 제2 클리닝부(70), 제2 센서부(80)의 동작을 제어하게 된다. 즉 예를 들어 제1 도어(10)의 개방이 접촉 센서(111)에 의하여 감지되고, 제1 도어(10)와 제1 클리닝부(50) 사이의 센서에 객체가 감지되면, 제1 클리닝부(50)를 동작하게 하는 등의 기능이 수행되는 것이다.
한편 제1 클리닝부(50)는, 도 1, 2 및 5에 도시된 바와 같이 본체의 내측면 중 상기 제1 도어 측에 설치되며, 상기 제1 도어로부터 외부를 향하는 방향(D1)으로 에어가 분사되어 진입되는 작업자 및 물체 중 어느 하나인 객체의 이물질을 제거하는 제1 에어 커튼(51)을 포함하는 구성으로서, 그 에어 분사력 등은 패스박스의 사이즈 등에 따라서 서로 다르게 설정될 수 있다.
또한 제1 클리닝부(50)의 공기 분사 영역은 사각 영역으로 설명될 수 있으나, 원형, 타원형, 모듈형 등 다양한 형태로 구성될 수 있고, 제1 에어 커튼(51)의 형태 역시 그 구현에 따라서 도면과 다르게 형성될 수 있다.
제1 센서부(60)는 복수의 센서(61)를 포함하여, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 제1 클리닝부(50)로부터 제1 방향(L1)으로 이격된 위치에 설치되며, 제1 클리닝부(50)를 통과한 객체에 잔존하는 이물질을 센싱하는 기능을 수행한다.
제1 센서부(60)는 예를 들어 감지 영역 내의 미세먼지 및 이물질의 존재 여부 및 양을 센싱하거나, 객체의 외면에 흡착된 미세먼지 등의 이물질의 존재 여부 및 양을 센싱할 수 있는 모든 센서를 포함하고, 해당 센서의 센싱 값을 제어 단말(90)에 전송하는 통신 모듈을 포함하는 구성이다.
본 발명에서 미세먼지 센싱이 가능한 센서는, 입자 계수기 및 광센서 등 이물질 및 미세먼지에 의하여 산란된 빛의 양을 검출하여 측정하는 원리를 활용한 센서를 포함한다. 또한, 객체 외면에 흡착된 미세먼지 및 이물질의 경우, 공기 중의 이물질의 양에 따라서 간접적으로 추론되거나, 객체 외면에 대한 광센서 및 이에 의한 빛의 산란 정도를 측정하는 원리로 직접 센싱하는 센서 등을 활용하여 센싱될 수 있다.
본 발명에서 제2 센서부(80) 역시 복수의 센서(81)로 구성되며, 제1 센서부(60)와 동일한 구성 및 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또는 제2 센서부(80)의 경우 제1 센서부(60)보다 더욱 예민한 센싱이 필요할 수 있어, 그 스펙이 서로 다를 수 있다.
제2 클리닝부(70)는 도 2 및 6 등에 도시된 바와 같이, 본체(1)의 내측면 중 제1 센서부(60)로부터 제1 방향(L1)으로 이격된 위치에 설치되며, 제1 센서부(60)의 센싱 결과에 따라서 서로 다른 세기로 에어를 분사하는 복수의 제2 에어 커튼(714) 및 주위의 공기를 흡입하여 흡입된 공기로부터 이물질을 제거하고, 이물질이 제거된 공기를 다시 본체(1)의 내측에 분사하는 공기 정화 장치(72)를 포함하는 세트 구성을 의미한다.
제2 에어 커튼(714)는 외형 바디(71)에 설치된다. 이는 제1 클리닝부(50)의 제1 에어 커튼(51)과 동일한 구성이며, 각 에어 커튼(51, 714)는 예를 들어, 공기 분사를 위한 순환 팬(Fan), 공기 순환 라인 및 공기 순환 라인에 설치된 헤파(Hefa) 필터 등을 포함하여, 외부 또는 크린룸 내부의 공기를 흡입하여 분사하도록 할 수 있다.
이때 제1 에어 커튼(51) 및 제2 에어 커튼(714)의 동작은 상술한 바와 같이 제어 단말(90)에 의하여 제어될 수 있으며, 제어 단말(90)은 객체 위치 감지 센서(40) 및 제1 센서부(60)의 감지 결과에 따라서 제1 에어 커튼(51) 및 제2 에어 커튼(714)의 동작 여부 및 제2 에어 커튼(714) 각각의 동작 세기(P1, P2)를 도 6과 같이 제어할 수 있다. 제2 에어 커튼(714)의 동작 세기의 경우, 물체의 파손 및 이동이나 작업자가 다치는 것을 방지하기 위해서, 이물질의 양에 따라서 이물질을 제거할 수 있는 최소한의 공기를 분사하기 위해서 그 세기가 제어될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
한편 제2 센서부(80)는 제2 클리닝(70)부로부터 제1 방향(L1)으로 이격된 위치에 설치되며, 제2 클리닝부(70)를 통과한 객체에 잔존하는 이물질을 센싱하는 기능을 수행한다. 제2 센서부(80)는 상술한 바와 같이 제1 센서부(60)와 동일한 구조 및 구성을 포함하는 것으로 이해될 것이다.
한편 제어 단말(90)은 상술한 바와 같이, 객체 위치 감지 센서(40)로부터 감지된 객체의 위치에 따라서 제1 클리닝부(50), 제1 센서부(60), 제2 클리닝부(70) 및 제2 센서부(80)가 객체가 각 구성에 위치됨을 감지 시 각 구성이 동작하도록 그 동작을 제어하고, 제2 센서부(80)의 센싱 결과에 따라서 적어도 이동 라인(30), 제2 클리닝부(70) 및 제2 도어(20)의 개폐를 제어한다. 특히 제2 센서부(80)의 감지 값에 따라서 객체가 제2 센서부(80)에 위치되어 제어 단말(90)에 의하여 제2 센서부(80)가 동작하는 시점에, 미세먼지가 크린룸의 스펙에 따라서 요구되는 양을 초과하는 것으로 감지되는 경우, 제2 도어(20)가 오픈되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
특히 이동 라인(30)의 제어를 통해서, 제어 단말(90)은 제2 센서부(80)의 센싱 결과, 객체에 잔존하는 이물질이 발견되는 경우, 이동 라인(30)을 제어하여 제2 클리닝부(70)로 객체가 재이동되도록 L2 방향으로 이동하기 위해서 제어한 뒤, 객체 위치 감지 센서(40)에 의하여 객체가 제2 클리닝부(70)에 위치됨을 감지 시, 제2 클리닝부(70)를 재작동시키도록 제어하는 것이 바람직하다.
이때 제2 클리닝부(70)의 동작 시간은, 예를 들어 이동 라인(30)이 연속적으로 움직이도록 기능하는 경우, 이동 라인(30)이 L2 방향으로 객체가 이동되도록 동작한 후 일시적으로 정지하였다가, 다시 L1 방향으로 객체가 이동되도록 함을 감지 시 동작을 시작하고, 객체 위치 감지 센서(40) 중 제2 클리닝부(70)와 제2 센서부(80) 사이의 센서에 객체가 감지되거나, 센서에 의하여 제2 클리닝부(70)와 제2 센서부(80) 사이에 객체가 위치되는 것으로 감지되는 경우 동작을 정지하는 방식으로 설정될 수 있다. 이동 라인(30)이 불연속적으로 움직이도록, 즉 각 구성에 해당하는 위치에 객체가 이동되는 경우 이동 라인(30)의 동작이 멈추었다가 객체의 이동이 필요할 때 동작하도록 제어되는 경우라면, 제어 단말(90)에 의하여 셋팅된 값(예를 들어 10초) 동안 동작되도록 제어될 것이다.
이러한 제2 클리닝부(70)의 동작 시간은, 제1 클리닝부(50), 제1 센서부(60), 제2 클리닝부(70) 및 제2 센서부(80) 모두에 동일한 원리로 적용될 수 있을 것이다.
한편, 제2 클리닝부(70) 중 공기 정화 장치(72)는 도 7에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 즉, 공기 정화 장치(72)는 흡입부(721), 집진모듈(722) 및 배출부(723)으로 구성될 수 있다.
흡입부(721)는 바람직하게는 이물질의 비중 및 제2 에어 커튼(714)에 의한 공기의 하부 측 분사를 고려하여, 도 7에 도시된 바와 같이 본체(1)의 내부 중 이동 라인(30)에 인접한 하부 측 내측벽에 설치될 수 있다. 흡입부(721)는 흡입 라인(7213), 흡입 팬(7212) 및 헤파 필터(7211) 등을 포함하여, 집진모듈(722)에 대한 공기의 이동력 및 이동 경로를 제공하는 동시에 1차적으로 미세먼지를 제거하는 기능을 수행한다.
집진모듈(722)은 도 8에 도시된 바와 같이, 헤파 필터 등 화학적 방식과의 시너지를 얻기 위해서, 외부 전원(7223)에 의하여 동작하여 공기 내의 이물질을 이온화시키는 방전전극(7221) 및 방전전극에 의하여 이온화된 이물질을 집진하는 집진 전극(7222)을 포함하는 전기 집진장치를 의미한다.
이때 외부 전원(7223)은 본 발명의 각 구성들에 대한 동작을 위한 전원을 공급하는 장치와 동일한 장치를 의미함이 바람직할 것이나, 집진모듈(722)의 동작에 필요한 전원 형태에 따라서, 펄스 발생기, 변압기 등의 전력 변환 장치 및 각종 스위치 회로를 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 도 8에 도시된 바와 같이 방전전극(7221) 및 집진전극(7222) 사이를 절연하는 절연체(7224) 역시 설치될 수 잇다.
방전전극(7221)은 외부 전원(7223)으로부터 음전압이 인가되어 공기 유동 경로 중의 공기 중 오염된 물질에 음전하성을 인가하는 구성이다. 본 발명에서 음전압은 직류전압 또는 마이크로 펄스 전압 등 본 발명의 기능 수행을 위해서 오염된 물질을 이온화하는 기능을 수행하기 위한 다양한 전압의 형태를 포함한다.
집진전극(7222)에는 베이스 전압(양전압)이 인가되며 방전전극(7221)은 공기 이동 방향으로 길게 형성된 바 형태의 전극이며, 집진전극(7222)은 방전전극(7221) 인근에 방전전극(7221)과 이격되도록 배치되는 플래이트 형태의 전극임이 가스 처리 효율에서 바람직하다.
한편 배출부(723)는 배출 라인(7231)과 배출구(7232)를 포함하며, 배출 라인(7231)을 통해서 집진모듈(722)을 통해 정화된 공기가 이동되며, 배출구(7232)를 통해서 본체(1) 내부로 공기가 배출되도록 구성된다. 이를 위해서 배출구(7232)는 바람직하게는 도 2 등에 도시된 바와 같이 본체(1)의 내부 상면에 마련됨이 바람직하다.
한편, 도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 제1 클리닝부(50) 및 제2 클리닝부(70)에는 각각 제1 클리닝부(50), 정확히는 제1 에어 커튼(51)과 제2 클리닝부(70), 정확히는 제2 에어 커튼(714)의 외형 바디(71)가 본체(1)의 내부에서 상하고 이동되도록 하는 승강 수단(52, 712)이 각각 본 발명의 구성으로서 더 포함될 수 있다. 이때 각 승강 수단(52, 712)에는 객체와의 거리를 측정하는 초음파 또는 광센서 등의 거리 감지 센서(53, 713)가 설치됨으로써 본 발명의 추가적인 구성으로서 포함될 수 있다.
이때, 제어 단말(90)은, 객체 위치 감지 센서(40)에 의하여 객체가 제1 클리닝부(50) 및 제2 클리닝부(70)에 위치됨을 감지 시, 거리 감지 센서(53, 713)에 따라서 승강 수단(52, 712)을 제어하여 제1 클리닝부(50), 정확히는 제1 에어 커튼(51)과 제2 클리닝부(70), 정확히는 제2 에어 커튼(714)의 외형 바디(71)와 객체 사이의 간격이 기설정된 기준 거리(Ht)가 되도록 제어한 뒤 상기 제1 클리닝부 및 상기 제2 클리닝부가 작동하도록 제어하는 것이 바람직하다.
이는, 제1 클리닝부(50) 및 제2 클리닝부(70)를 구성하는 에어 커튼(51, 714)이의 공기 분사력이 객체의 높이가 작을 경우 충분히 전달되지 않아 이물질 제거 효과가 저하되는 것을 방지하기 위함이다.
이러한 승강 수단(52, 712)의 제어는, 상술한 바와 같이 객체의 높이에 따른 공기 분사력의 전달이 효율적으로 수행되도록 하는데, 보통 객체의 높이는, 객체가 작업자인지 물체인지 여부에 따라서 결정되며, 이는 상술한 메인 도어(11) 및 서브 도어(12)의 개폐 여부에 따라서 결정될 수 있다. 즉, 메인 도어(11)가 오픈되는 경우, 작업자가 출입하는 것으로 판단될 수 있으며, 패스박스의 본체(1)의 높이는 보통 인체의 높이보다 지나치게 클 필요가 없기 때문에, 객체가 작업자인 경우 불필요하게 승강 수단(52, 712)을 동작시킬 필요가 없다.
이에 따라서, 제어 단말(90)은, 제1 도어(10)의 메인 도어(11)가 미개방된 채로 제1 도어(10)의 서브 도어(12)가 개폐됨을 감지 시에만, 거리 감지 센서(53, 713)에 따라서 승강 수단(52, 712)을 제어하여 제1 클리닝부(50), 정확히는 제1 에어 커튼(51)과 제2 클리닝부(70), 정확히는 제2 에어 커튼(714)의 외형 바디(71)와 객체 사이의 간격이 기설정된 기준 거리(ht)가 되도록 제어한 뒤 제1 클리닝부(50), 정확히는 제1 에어 커튼(51)과 제2 클리닝부(70), 정확히는 제2 에어 커튼(714)이 작동하도록 제어하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 작업자가 출입 가능하도록 개폐되는 메인 도어 및 상기 메인 도어의 하부측 일부에 형성되어 물체가 출입 가능하도록 개폐되는 서브 도어를 포함하는 제1 도어 및 상기 제1 도어와 동일한 제2 도어가 전면 또는 후면에 각각 형성된 본체;
    상기 본체의 하면 중앙 측에 상기 제1 도어로부터 상기 제2 도어를 향하는 제1 방향으로 마련된 라인으로서, 인체 이동 라인과 물체 이동 라인을 포함하는 이동 라인;
    작업자 및 물체 중 어느 하나인 객체의 이동 라인 상의 위치를 센싱하는 객체 위치 감지 센서;
    상기 본체의 내측면 중 상기 제1 도어 측에 설치되며, 상기 제1 도어로부터 외부를 향해 에어가 분사되어 진입되는 작업자 및 물체 중 어느 하나인 객체의 이물질을 제거하는 제1 에어 커튼을 포함하는 제1 클리닝부;
    상기 제1 클리닝부로부터 상기 제1 방향으로 이격된 위치에 설치되며, 상기 제1 클리닝부를 통과한 객체에 잔존하는 이물질을 센싱하는 제1 센서부;
    상기 본체의 내측면 중 상기 제1 센서부로부터 상기 제1 방향으로 이격된 위치에 설치되며, 상기 제1 센서부의 센싱 결과에 따라서 서로 다른 세기로 에어를 분사하는 복수의 제2 에어 커튼 및 주위의 공기를 흡입하여 흡입된 공기로부터 이물질을 제거하고, 이물질이 제거된 공기를 다시 본체의 내측에 분사하는 공기 정화 장치를 포함하는 제2 클리닝부;
    상기 제2 클리닝부로부터 상기 제1 방향으로 이격된 위치에 설치되며, 상기 제2 클리닝부를 통과한 객체에 잔존하는 이물질을 센싱하는 제2 센서부; 및
    상기 객체 위치 감지 센서로부터 감지된 객체의 위치에 따라서 상기 제1 클리닝부, 상기 제1 센서부, 상기 제2 클리닝부 및 상기 제2 센서부의 동작을 제어하고, 상기 제2 센서부의 센싱 결과에 따라서 적어도 상기 이동 라인, 상기 제2 클리닝부 및 상기 제2 도어의 개폐를 제어하는 제어 단말;을 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 및 물품의 크린룸 이동을 위한 패스박스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동 라인은,
    상기 제1 방향 및 상기 제1 방향의 반대방향으로 상기 객체가 자동 이동되도록 하는 벨트 라인이며,
    상기 제어 단말은,
    상기 제2 센서부의 센싱 결과, 상기 객체에 잔존하는 이물질이 발견되는 경우, 상기 이동 라인을 제어하여 상기 제2 클리닝부로 객체가 이동되도록 한 뒤, 상기 객체 위치 감지 센서에 의하여 상기 객체가 상기 제2 클리닝부에 위치됨을 감지 시, 상기 제2 클리닝부를 재작동시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 인체 및 물품의 크린룸 이동을 위한 패스박스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 클리닝부 및 상기 제2 클리닝부가 본체의 내부에서 상하로 이동되도록 하는 승강 수단; 및
    상기 승강 수단에 설치되어 상기 객체와의 거리를 측정하는 거리 감지 센서;를 더 포함하고,
    상기 제어 단말은,
    상기 객체 위치 감지 센서에 의하여 상기 객체가 상기 제1 클리닝부 및 상기 제2 클리닝부에 위치됨을 감지 시, 상기 거리 감지 센서에 따라서 상기 승강 수단을 제어하여 상기 제1 클리닝부 및 상기 제2 클리닝부와 상기 객체 사이의 간격이 기설정된 기준 거리가 되도록 제어한 뒤 상기 제1 클리닝부 및 상기 제2 클리닝부가 작동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 인체 및 물품의 크린룸 이동을 위한 패스박스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 단말은,
    상기 제1 도어의 메인 도어가 미개방된 채로 상기 제1 도어의 서브 도어가 개폐됨을 감지 시에만, 상기 거리 감지 센서에 따라서 상기 승강 수단을 제어하여 상기 제1 클리닝부 및 상기 제2 클리닝부와 상기 객체 사이의 간격이 기설정된 기준 거리가 되도록 제어한 뒤 상기 제1 클리닝부 및 상기 제2 클리닝부가 작동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 인체 및 물품의 크린룸 이동을 위한 패스박스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공기 정화 장치는,
    상기 본체의 내부에서 공기를 흡입하는 흡입 팬이 설치된 흡입부;
    상기 흡입부로부터 유입되는 공기를 공급받고, 외부 전원에 의하여 동작하여 공기 내의 이물질을 이온화시키는 방전전극 및 상기 방전전극에 의하여 이온화된 이물질을 집진하는 집진 전극을 포함하는 집진모듈; 및
    상기 집진모듈로부터 배출되는 공기를 상기 본체의 내부에 배출하는 배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 및 물품의 크린룸 이동을 위한 패스박스.
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