KR102258142B1 - 유해가스 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 유해가스 처리장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유해가스 처리장치는, 유해가스가 유입되는 유입관과, 유입관과 연결되며 유입관으로부터 공급되는 유해가스를 가열하는 가열챔버와, 가열챔버 내부에 설치되며, 석영으로 이루어져 내부에 전열선이 수용되고 할로겐가스가 봉입된 내관과, 석영으로 이루어져 내관을 둘러싸며 내부에 불활성가스가 봉입된 외관을 포함하는 이중관으로 이루어져 유해가스를 복사 가열하는 적어도 하나의 이중관램프와, 가열챔버에 설치되어 전열선이 가열챔버 내측에 위치하도록 이중관램프를 고정하며 가열챔버를 밀폐하는 클램프부재와, 가열챔버 하부에 연결되며, 내부에 세정액이 채워져 가열챔버를 통과한 유해가스를 세정액으로 집진하는 습식챔버와, 습식챔버와 연결되어 습식챔버를 통과한 유해가스에 세정액을 분사하여 입자상 물질을 제거하는 세정챔버, 및 세정챔버 상부에 연결되어 세정챔버를 통과한 유해가스를 후처리하는 후처리챔버를 포함할 수 있다.

Description

유해가스 처리장치{Apparatus for treating hazardous gas}
본 발명은 유해가스 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고온으로 일정하게 발열하면서 열손실을 최소화하여 버닝 단계에서 유해물질의 제거 효율을 높이고, 배기관의 부식을 방지할 수 있는 유해가스 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체, 액정, 태양전지, LED 등의 제조 공정에서 배출되는 배기가스는 유해물질이 함유되어 있어 유독성, 폭발성, 부식성이 강하다. 이러한 배기가스는 인체에 유해할 뿐만 아니라 대기 중에 그대로 방출할 경우 심각한 대기 오염을 유발하므로, 배기가스에 함유된 유해물질의 농도를 기준치 이하로 낮추는 정화 과정을 거친 무해 가스만 대기 중에 방출하도록 법적으로 의무화되어 있다. 배기가스를 처리하는 방법에는, 배기가스를 가열하여 유해물질을 연소 또는 산화 또는 열분해시키는 버닝(burning) 방식과, 배기가스를 수조에 통과시켜 유해물질을 물에 용해시키는 습식(wetting) 방식이 있으며, 통상, 버닝 방식과 습식 방식을 결합한 혼합 방식이 널리 사용되고 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 유해물질이 함유된 배기가스는 유독성과 부식성이 강하므로, 히터의 열선에 코팅된 카본을 산화시켜 히터의 사용 기간을 단축시킨다. 따라서, 히터 외측에 스테인레스(SUS) 재질의 보호관을 덧씌워 카본의 산화를 방지하고 있는데, 이러한 보호관으로 인해 열손실이 발생하여 유해물질이 제대로 연소 또는 산화 또는 열분해되지 못할 뿐만 아니라 보호관 자체가 산화되는 문제가 발생하고 있다. 또한, 버닝 단계에서 유해물질이 제대로 제거되지 않은 배기가스가 습식 단계로 넘어감에 따라 정화 효율이 저하되어 배출 허용 기준을 만족시키지 못함은 물론, 습식 단계를 통과한 배기가스가 제대로 건조되지 않아 배기관을 산화시키는 문제도 발생하고 있다.
이에, 고온으로 일정하게 발열하면서 열손실을 최소화하여 버닝 단계에서 유해물질의 제거 효율을 높이고, 배기관의 부식을 방지할 수 있는 구조의 유해가스 처리장치가 필요하게 되었다.
대한민국 등록특허 제10-1635388호 (2016. 06. 27.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 고온으로 일정하게 발열하면서 열손실을 최소화하여 버닝 단계에서 유해물질의 제거 효율을 높이고, 배기관의 부식을 방지할 수 있는 유해가스 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 처리장치는, 유해가스가 유입되는 유입관과, 상기 유입관과 연결되며, 상기 유입관으로부터 공급되는 상기 유해가스를 가열하는 가열챔버와, 상기 가열챔버 내부에 설치되며, 석영으로 이루어져 내부에 전열선이 수용되고 할로겐가스가 봉입된 내관과, 석영으로 이루어져 상기 내관을 둘러싸며 내부에 불활성가스가 봉입된 외관을 포함하는 이중관으로 이루어져 상기 유해가스를 복사 가열하는 적어도 하나의 이중관램프와, 상기 가열챔버에 설치되어 상기 전열선이 상기 가열챔버 내측에 위치하도록 상기 이중관램프를 고정하며 상기 가열챔버를 밀폐하는 클램프부재와, 상기 가열챔버 하부에 연결되며, 내부에 세정액이 채워져 상기 가열챔버를 통과한 상기 유해가스를 상기 세정액으로 집진하는 습식챔버와, 상기 습식챔버와 연결되어 상기 습식챔버를 통과한 상기 유해가스에 상기 세정액을 분사하여 입자상 물질을 제거하는 세정챔버, 및 상기 세정챔버 상부에 연결되어 상기 세정챔버를 통과한 상기 유해가스를 후처리하는 후처리챔버를 포함한다.
상기 클램프부재는, 상기 전열선과 연결되어 상기 외관 외부로 인출된 제1 단자와 제2 단자가 노출되는 상기 이중관램프의 일단부가 상기 가열챔버 외부에 위치하도록 상기 이중관램프를 고정할 수 있다.
상기 이중관램프는, 상기 내관과 상기 외관 사이에 개재되어 상기 내관과 상기 외관 사이의 간격을 일정하게 유지시키는 적어도 하나의 간격유지부를 더 포함할 수 있다.
상기 간격유지부는 한 쌍의 탄성클립을 포함하고, 상기 탄성클립은, 상기 내관을 파지하는 탄성파지부와, 상기 탄성파지부의 양단부로부터 각각 연장되며 상기 탄성파지부가 상기 내관을 파지하는 방향과 대향된 방향으로 굴절되어 상기 외관에 지지되는 탄성지지부로 이루어질 수 있다.
상기 이중관램프는, 상기 내관의 내측면에 링 형상으로 돌출 또는 만입된 적어도 하나의 파지부와, 링 형상으로 형성되며 상기 파지부에 파지되어 상기 내관을 지지하는 내관지지부를 더 포함할 수 있다.
상기 후처리챔버는, 일 측이 상기 세정챔버와 연통되며, 회전류를 형성하여 발생시킨 흡입력으로 상기 유해가스에 잔존하는 상기 입자상 물질을 분리하는 사이클론 방식의 집진챔버와, 상기 집진챔버 상부에 연결되어 상기 입자상 물질이 분리된 상기 유해가스를 건조하는 건조챔버를 포함할 수 있다.
상기 건조챔버는 마이크로파를 발생시켜 상기 유해가스에 포함된 수분입자를 진동시켜 건조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가열챔버 내부에 이중관 구조의 할로겐 히터를 적용함에 따라 고온으로 일정하게 발열하면서 열손실을 최소화할 수 있어 버닝 단계에서 유해물질의 제거 효율을 높일 수 있음은 물론, 부식에 취약한 종래의 문제를 해결할 수 있다.
또한, 세정 단계를 거친 배기가스를 사이클론 방식으로 추가 집진한 후 마이크로파를 조사하여 건조함에 따라, 배기가스의 정화 효율을 높일 수 있음은 물론, 배기가스로 인한 배기관의 부식을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 처리장치를 도시한 도면이다.
도 2는 이중관램프를 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 이중관램프를 종 방향으로 절단하여 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 5는 후처리챔버를 확대하여 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 유해가스 처리장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 처리장치에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 유해가스 처리장치는 반도체, 액정, 태양전지, LED 등의 제조 공정에서 배출되는 배기가스에 포함된 오염물질, 예를 들어, 불소계 화합물, 미세부산물 등을 정화 처리하는 장치이다.
유해가스 처리장치는 가열챔버 내부에 이중관 구조의 할로겐 히터를 적용함에 따라 고온으로 일정하게 발열하면서 열손실을 최소화할 수 있어 버닝 단계에서 유해물질의 제거 효율을 높일 수 있음은 물론, 부식에 취약한 종래의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 세정 단계를 거친 배기가스를 사이클론 방식으로 추가 집진한 후 마이크로파를 조사하여 건조함에 따라, 배기가스의 정화 효율을 높일 수 있음은 물론, 배기가스로 인한 배기관의 부식을 효과적으로 방지할 수 있는 특징이 있다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 유해가스 처리장치(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 처리장치를 도시한 도면이고, 도 2는 이중관램프를 확대하여 도시한 도면이며, 도 3은 도 2의 이중관램프를 종 방향으로 절단하여 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 A 부분을 확대하여 도시한 도면이며, 도 5는 후처리챔버를 확대하여 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 유해가스 처리장치(1)는 유입관(10)과, 가열챔버(20)와, 적어도 하나의 이중관램프(30)와, 클램프부재(40)와, 습식챔버(50)와, 세정챔버(60), 및 후처리챔버(70)를 포함한다.
유입관(10)은 유해가스가 유입되는 관으로, 일단부가 유해가스를 생성하는 제조설비와 연결되고 타단부가 후술할 가열챔버(20)에 연결된다. 제조설비는 예를 들어, 반도체 제조설비, 액정 제조설비, 태양전지 제조설비, LED 제조설비 등일 수 있으며, 유해가스는 예를 들어, 에칭 및 증착 공정 등에 사용되는 공정가스와 공정가스 반응으로 생성되는 미세부산물 등이 포함된 가스, 보다 구체적으로, 불소계 화합물을 함유한 가스일 수 있다. 유입관(10)은 가열챔버(20) 상부에 적어도 하나가 연결될 수 있으며, 도시된 바와 같이, 가열챔버(20)에 복수 개의 유입관(10)이 연결된 경우, 복수 개의 유입관(10)은 서로 병렬로 배치될 수 있다. 각각의 유입관(10)은 도시된 바와 같이, 단일 관로로 이루어질 수 있으나, 이에 한정될 것은 아니며, 필요에 따라, 복수의 관로를 하나의 매니폴드로 통합하여 다기관 형태의 유입관(10)을 형성할 수도 있다. 즉, 유입관(10)은 유해가스를 유입하여 가열챔버(20)로 공급할 수 있는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
가열챔버(20)는 내부에 공간이 형성된 통 형상의 부재로 형성되어 유입관(10)과 연결되며, 유입관(10)으로부터 공급되는 유해가스를 가열하여 열분해한다. 도면 상에는 가열챔버(20)가 원통형 구조로 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 가열챔버(20)의 형상은 사각통, 다각통 등으로 다양하게 변형될 수 있다. 가열챔버(20) 내부에는 적어도 하나의 이중관램프(30)가 직립하여 설치된다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 이중관램프(30)는 가열챔버(20)로 유입된 유해가스를 복사 가열하는 것으로, 유입관(10)과 인접한 위치에 복수 개가 분산 배치될 수 있다. 이중관램프(30)는 내관(31)과 외관(32)을 포함하여 이중관으로 이루어진다. 내관(31)은 석영으로 이루어져 내부에 전열선(33)이 수용되고 할로겐가스가 봉입되며, 외관(32)은 석영으로 이루어져 내관(31)을 둘러싸며 내부에 불활성가스, 예를 들어, 질소(N2)가 봉입된다. 즉, 전열선(33)이 내관(31) 내부에서 발열하면, 외관(32)을 통해 열이 발산되어 가열챔버(20)로 유입된 유해가스가 복사 가열되며, 이로 인해, 유해가스에 포함된 불소계 화합물이 고온에서 산화되어 분해될 수 있다. 내관(31) 내부에 할로겐 가스가 봉입됨에 따라, 텅스텐 필라멘트로 이루어진 전열선(33)이 고온에서 산화되는 것을 방지하여 장치 수명을 연장시킬 수 있고, 외관(32) 내부에 질소 가스가 봉입됨에 따라, 외관(32) 내부의 부품들, 예를 들어, 후술할 간격유지부(34)를 비롯하여 전력 공급선(도시되지 않음)이 고온에서 산화되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 이중관램프(30)는 복수 개가 가열챔버(20) 내부에 병렬로 설치될 수 있으며, 각각 1000° 이상의 고온, 보다 구체적으로, 2200° 이상으로 발열할 수 있다. 가열챔버(20) 내부에 이중관램프(30)가 설치됨에 따라, 고온으로 일정하게 발열하면서 열손실을 최소화할 수 있어 버닝 단계에서 유해물질의 제거 효율을 높일 수 있고, 부식에 취약했던 종래의 문제도 해결할 수 있다. 특히, 이중관램프(30)에서 열과 빛이 함께 발산되므로, 열에 의한 산화와 함께 빛에 의한 산화가 이중으로 이루어져 불소계 화합물이 보다 효과적으로 열분해될 수 있다.
내관(31)과 외관(32) 사이에는 적어도 하나의 간격유지부(34)가 개재될 수 있다. 간격유지부(34)는 내관(31)과 외관(32) 사이의 간격을 일정하게 유지시키는 것으로, 예를 들어, 내관(31)의 상단부 측과 하단부 측에 각각 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이중관램프(30)는 1000° 이상의 고온으로 발열하므로, 내관(31) 또는 외관(32)이 열에 의한 변형으로 휠 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 내관(31)과 외관(32) 사이에 간격유지부(34)가 개재되며, 간격유지부(34)는 내관(31)을 기준으로 서로 대칭되게 배치되는 한 쌍의 탄성클립(34a)을 포함할 수 있다. 탄성클립(34a)은 금속재로 형성되며, 내관(31)의 외측면을 파지하는 탄성파지부(341)와, 탄성파지부(341)의 양단부로부터 각각 연장되며 탄성파지부(341)가 내관(31)을 파지하는 방향과 대향된 방향으로 굴절되어 외관(32)의 내측면에 지지되는 탄성지지부(342)로 이루어져, 내관(31)과 외관(32)에 각각 지지력을 제공할 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 탄성파지부(341)와 탄성지지부(342)를 구분하여 설명하였으나, 탄성파지부(341)와 탄성지지부(342)는 서로 일체 구조로써, 탄성클립(34a)의 각 영역이 구획된 것일 수 있다.
또한, 내관(31)에는 적어도 하나의 파지부(35)가 형성되고, 각각의 파지부(35)에 내관지지부(36)가 고정될 수 있다. 파지부(35)는 내관(31)의 내측면에 링 형상으로 돌출 또는 만입 형성되며, 복수 개가 내관(31)의 길이 방향을 따라 이격 배치될 수 있다. 각각의 파지부(35)는 내관(31)과 일체로 형성되며, 내관지지부(36)는 링 형상의 금속재로 형성되며 파지부(35)에 파지되어 내관(31)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 파지부(35)가 내관(31)의 내측면에 돌출 형성되는 경우, 도시된 바와 같이, 한 쌍이 서로 이격되어 각각 내관(31)으로부터 돌출될 수 있으며, 한 쌍의 파지부(35) 사이에 내관지지부(36)가 삽입될 수 있다. 반대로, 파지부(35)가 내관(31)의 내측면에 만입 형성되는 경우, 단일 개로 형성되어 내측에 내관지지부(36)가 삽입될 수 있다. 파지부(35)와 내관지지부(36)가 내관(31)을 지지하고, 간격유지부(34)가 내관(31)과 외관(32) 사이를 지지함으로써, 내관(31) 또는 외관(32)이 열에 의해 변형되는 것을 최소화할 수 있다.
이러한 이중관램프(30)는 클램프부재(40)에 의해 고정될 수 있다.
클램프부재(40)는 가열챔버(20)에 설치되어 전열선(33)이 가열챔버(20) 내측에 위치하도록 이중관램프(30)를 고정하며 가열챔버(20)를 밀폐할 수 있다. 다시 말해, 클램프부재(40)는 가열챔버(20) 상단에 설치되어 가열챔버(20)를 밀폐하되, 전열선(33)이 가열챔버(20) 내측에 위치하도록 이중관램프(30)를 직립 고정한다. 보다 구체적으로, 클램프부재(40)는 전열선(33)과 연결되어 외관(32) 외부로 인출된 제1 단자(33a)와 제2 단자(33b)가 노출되는 이중관램프(30)의 일단부가 가열챔버(20) 외부에 위치하도록 이중관램프(30)를 고정할 수 있다. 즉, 클램프부재(40)는 제1 단자(33a)와 제2 단자(33b)가 형성된 이중관램프(30)의 끝단부를 가열챔버(20) 외부로 고정하여, 석영과 금속의 열팽창계수 차이로 인한 파손을 방지할 수 있다. 클램프부재(40)는 이중관램프(30)를 가열챔버(20) 내부에 밀폐 고정한다. 외관(32) 외부로 인출된 제1 단자(33a)와 제2 단자(33b)는 각각 전력 공급선과 연결되어 전열선(33)에 전력을 제공하며, 전열선(33)은 전력을 제공받아 발열할 수 있다. 전술한 바와 같이, 이중관램프(30)는 직립 설치되므로, 전열선(33) 또한 직립 배치될 수 있으며, 이에 따라, 전열선(33)의 하단과 제2 단자(33b) 사이를 연결하는 전선은 나선형을 이루며 내관(31)의 외측을 둘러쌀 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 가열챔버(20) 내부에 복수 개의 이중관램프(30)가 설치되는 경우, 클램프부재(40)는 각각의 이중관램프(30)를 고정하는 클램프를 포함하여 복수 개의 이중관램프(30)를 동시에 고정할 수 있다.
한편, 가열챔버(20) 하부에는 습식챔버(50)가 연결된다. 습식챔버(50)는 내부에 세정액이 채워져 가열챔버(20)를 통과한 유해가스를 세정액으로 집진하는 것으로, 여기서, 세정액이라 함은 오염물질을 용해시킬 수 있는 액체, 예를 들어, 물, 물이 아닌 다른 액체, 물과 다른 물질의 혼합물 중 어느 하나일 수 있다. 습식챔버(50)는 내부에 세정액을 수용할 수 있는 수용공간이 형성된 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 가열챔버(20)와 후술할 세정챔버(60) 등을 지지하기 위해 보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 습식챔버(50)는 도시된 바와 같이, 적어도 두 개의 서로 다른 연결통로(50a, 50b)를 통해, 가열챔버(20) 및 세정챔버(60)와 상호 연결될 수 있다. 그러나, 이에 한정될 것은 아니며, 유해가스 처리장치(1)의 전체적인 구조, 유해가스 처리장치(1)가 설치되는 장소의 구조 등을 고려하여 다양한 형태로 습식챔버(50)를 구현할 수 있다. 습식챔버(50) 상부에는 세정챔버(60)가 연결된다.
세정챔버(60)는 습식챔버(50)와 연결되어 습식챔버(50)를 통과한 유해가스에 세정액을 분사하여 입자상 물질을 제거하는 것으로, 여기서, 세정액이라 함은, 습식챔버(50) 내부에 채워진 세정액과 동일한 것일 수 있다. 세정챔버(60)는 내부에 분사노즐(61)이 설치될 수 있는 수용공간이 형성된 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 분사노즐(61)은 일 측에 연결된 공급관(도시되지 않음)을 통해 세정액을 공급받아 세정챔버(60) 내부에 분사할 수 있다. 분사노즐(61)로부터 분사된 세정액은 세정챔버(60)에서 유해가스와 접촉하여 입자상 물질과 함께 자중에 의해 낙하하여 습식챔버(50) 내부에 채워지고, 입자상 물질이 제거되어 정화된 유해가스는 후처리챔버(70)로 배출될 수 있다.
후처리챔버(70)는 세정챔버(60) 상부에 연결되어 세정챔버(60)를 통과한 유해가스를 후처리하는 것으로, 집진챔버(71)와 건조챔버(72)를 포함한다.
집진챔버(71)는 일 측이 세정챔버(60)와 연통되어 세정챔버(60)를 통과한 유해가스에 잔존하는 입자상 물질을 분리하는 것으로, 회전류를 형성하여 흡입력을 발생시키는 사이클론 방식의 원심분리기를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 집진챔버(71)는 세정챔버(60)와 연통되는 하부에 흡입팬(711)이 설치되며, 흡입팬(711)은 회전류를 형성하여 발생시킨 흡입력으로 유해가스를 흡입할 수 있다. 이 때, 흡입팬(711)이 직접 회전하여 회전류를 형성할 수도 있고, 직접 회전하지 않고 고정된 상태로 회전류를 형성할 수도 있다. 흡입팬(711)이 직접 회전하여 회전류를 형성하는 경우, 집진챔버(71)에 고정된 링 형상의 몸체(711a) 내측에 복수 개의 블레이드(711b)가 프로펠러 형태로 회전 가능하게 결합되어 전력으로 구동될 수 있다. 반대로, 흡입팬(711)이 고정된 상태로 회전류를 형성하는 경우, 집진챔버(71)에 고정된 링 형상의 몸체(711a) 내부에 복수 개의 블레이드(711b)가 고정 결합될 수 있으며, 유해가스가 블레이드(711b) 사이를 통과하면서 회전 유동할 수 있다. 흡입팬(711)에 의해 집진챔버(71) 내부로 흡입된 유해가스는 원심력에 의해 입자상 물질이 분리되며, 분리된 입자상 물질은 집진챔버(71) 내주면을 선회하면서 하부로 모일 수 있다. 집진챔버(71)는 도시된 바와 같이, 흡입팬(711)이 설치되는 부분이 바닥면보다 높게 형성되어 바닥면과 단차지므로, 유해가스로부터 분리된 입자상 물질이 바닥면에 용이하게 모아질 수 있다. 그러나, 집진챔버(71) 하부에 흡입팬(711)이 설치되는 것으로 한정될 것은 아니며, 회전류를 형성하여 흡입력을 발생시킬 수 있는 다양한 구조로 변형될 수 있다. 집진챔버(71) 상부에는 건조챔버(72)가 연결된다.
건조챔버(72)는 집진챔버(71)에서 입자상 물질이 분리된 유해가스, 즉, 정화가스를 건조하는 것으로, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론(721)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 마그네트론(721)은 건조챔버(72) 측부에 설치되며, 발생시킨 마이크로파로 정화가스에 포함된 수분을 진동시켜 건조할 수 있다. 마그네트론(721)의 상측과 하측에는 각각 금속망(722)이 설치되므로, 마이크로파가 외부로 투과되지 않고 반사되도록 유도할 수 있다. 건조챔버(72)를 통과하는 공기 속에 포함된 수분은 마이크로파에 의해 진동을 하여 더 작은 입자로 분해되거나 증발하여 금속망(722)을 쉽게 통과할 수 있다. 즉, 금속망(722)은 공기의 유출입은 가능하게 하며 마이크로파의 통과는 방지하여 에너지 손실을 줄이고 건조챔버(72) 밖으로 마이크로파가 방출되는 것을 막을 수 있다. 건조챔버(72)가 정화가스를 건조함으로써, 정화가스로 인한 배기관의 부식을 방지할 수 있다. 그러나, 마그네트론(721)이 건조챔버(72) 측부에 설치되고, 마그네트론(721)의 상측과 하측에 각각 금속망(722)이 설치되는 것으로 한정될 것은 아니며, 정화가스를 건조시킬 수 있는 다양한 구조로 변형될 수 있다.
가열챔버(20), 습식챔버(50), 세정챔버(60), 후처리챔버(70)를 차례로 거쳐 정화된 유해가스는 후처리챔버(70) 상측에 연결된 배기관(도시되지 않음)을 통해 대기 중으로 배출된다.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 유해가스 처리장치(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 6 내지 도 8은 유해가스 처리장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명에 따른 유해가스 처리장치(1)는 가열챔버(20) 내부에 이중관 구조의 할로겐 히터를 적용함에 따라 고온으로 일정하게 발열하면서 열손실을 최소화할 수 있어 버닝 단계에서 유해물질의 제거 효율을 높일 수 있음은 물론, 부식에 취약한 종래의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 세정 단계를 거친 배기가스를 사이클론 방식으로 추가 집진한 후 마이크로파를 조사하여 건조함에 따라, 배기가스의 정화 효율을 높일 수 있음은 물론, 배기가스로 인한 배기관의 부식을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 6은 유해가스의 전체적인 흐름을 도시한 작동도이고, 도 7은 가열챔버 내부를 확대하여 도시한 작동도이며, 도 8은 후처리챔버 내부를 확대하여 도시한 작동도이다.
먼저, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면, 제조설비에서 생성된 유해가스는 유입관(10)으로 유입되어 가열챔버(20) 내부로 공급되며, 가열챔버(20) 내부에서 발열하는 적어도 하나의 이중관램프(30)에 의해 복사 가열된다. 보다 구체적으로, 전열선(33)은 제1 단자(33a)와 제2 단자(33b)로부터 전력을 제공받아 발열하며, 전열선(33)이 내관(31) 내부에서 발열함에 따라 외관(32)을 통해 열이 발산되어 가열챔버(20)로 공급된 유해가스가 복사 가열된다. 유해가스가 복사 가열되면, 유해가스에 포함된 불소계 화합물이 고온에서 산화되어 분해되므로, 유해가스가 1차 정화될 수 있다.
가열챔버(20)에서 1차 정화된 유해가스는 가열챔버(20) 하방에 위치한 습식챔버(50)로 이동하여 습식챔버(50) 내부에 채워진 세정액에 용해된다. 유해가스가 세정액에 용해됨에 따라 가열챔버(20)에서 선행 처리되지 않은 오염물질들이 대부분 세정액에 용해되어 수중에 포집될 수 있다.
습식챔버(50)를 통과한 유해가스는 습식챔버(50) 상방에 위치한 세정챔버(60)로 이동하여 잔존하는 입자상 물질이 추가로 제거된다. 즉, 세정챔버(60) 내부에 설치된 분사노즐(61)로부터 분사되는 세정액에 의해 유해가스에 남아 있는 입자상 물질이 재차 세정되며, 세정액은 입자상 물질과 함께 낙하하여 습식챔버(50) 내부에 채워진다.
세정챔버(60)를 통과한 유해가스는 후처리챔버(70)로 이동한다. 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 세정챔버(60)에서 입자상 물질이 제거된 유해가스는 흡입팬(711)이 형성하는 회전류에 의해 집진챔버(71) 내부로 흡입되며, 집진챔버(71) 내부에서 원심력에 의해 입자상 물질이 분리된다. 유해가스로부터 분리된 입자상 물질은 집진챔버(71) 내주면을 선회하면서 집진챔버(71) 하부로 모이며, 가열챔버(20), 습식챔버(50), 세정챔버(60)를 차례로 통과하면서 입자상 물질이 대부분 제거된 정화가스는 집진챔버(71) 상부에 위치한 건조챔버(72)로 이동한다.
건조챔버(72)로 이동한 정화가스는 마그네트론(721)이 발생하는 마이크로파와 접촉하여 수분이 건조된다. 마그네트론(721)의 상측과 하측에는 각각 금속망(722)이 설치되므로, 마그네트론(721)이 발생하는 마이크로파가 외부로 투과되지 않고 반사되면서 수분이 용이하게 건조될 수 있다. 건조된 정화가스는 배기관을 통해 대기 중으로 방출된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 유해가스 처리장치
10: 유입관 20: 가열챔버
30: 이중관램프 31: 내관
32: 외관 33: 전열선
33a: 제1 단자 33b: 제2 단자
34: 간격유지부 34a: 탄성클립
341: 탄성파지부 342: 탄성지지부
35: 파지부 36: 내관지지부
40: 클램프부재 50: 습식챔버
60: 세정챔버 61: 분사노즐
70: 후처리챔버 71: 집진챔버
711: 흡입팬 711a: 몸체
711b: 블레이드 72: 건조챔버
721: 마그네트론 722: 금속망

Claims (7)

  1. 유해가스가 유입되는 유입관;
    상기 유입관과 연결되며, 상기 유입관으로부터 공급되는 상기 유해가스를 가열하는 가열챔버;
    상기 가열챔버 내부에 설치되며, 석영으로 이루어져 내부에 전열선이 수용되고 할로겐가스가 봉입된 내관과, 석영으로 이루어져 상기 내관을 둘러싸며 내부에 불활성가스가 봉입된 외관을 포함하는 이중관으로 이루어져 상기 유해가스를 복사 가열하는 적어도 하나의 이중관램프;
    상기 가열챔버에 설치되어 상기 전열선이 상기 가열챔버 내측에 위치하도록 상기 이중관램프를 고정하며 상기 가열챔버를 밀폐하는 클램프부재;
    상기 가열챔버 하부에 연결되며, 내부에 세정액이 채워져 상기 가열챔버를 통과한 상기 유해가스를 상기 세정액으로 집진하는 습식챔버;
    상기 습식챔버와 연결되어 상기 습식챔버를 통과한 상기 유해가스에 상기 세정액을 분사하여 입자상 물질을 제거하는 세정챔버, 및
    상기 세정챔버 상부에 연결되어 상기 세정챔버를 통과한 상기 유해가스를 후처리하는 후처리챔버를 포함하되,
    상기 후처리챔버는,
    일 측이 상기 세정챔버와 연통되며, 회전류를 형성하여 발생시킨 흡입력으로 상기 유해가스에 잔존하는 상기 입자상 물질을 분리하는 사이클론 방식의 집진챔버와,
    상기 집진챔버 상부에 연결되어 상기 입자상 물질이 분리된 상기 유해가스를 건조하는 건조챔버를 포함하는 유해가스 처리장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 클램프부재는,
    상기 전열선과 연결되어 상기 외관 외부로 인출된 제1 단자와 제2 단자가 노출되는 상기 이중관램프의 일단부가 상기 가열챔버 외부에 위치하도록 상기 이중관램프를 고정하는 유해가스 처리장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 이중관램프는,
    상기 내관과 상기 외관 사이에 개재되어 상기 내관과 상기 외관 사이의 간격을 일정하게 유지시키는 적어도 하나의 간격유지부를 더 포함하는 유해가스 처리장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 간격유지부는 한 쌍의 탄성클립을 포함하고,
    상기 탄성클립은, 상기 내관을 파지하는 탄성파지부와, 상기 탄성파지부의 양단부로부터 각각 연장되며 상기 탄성파지부가 상기 내관을 파지하는 방향과 대향된 방향으로 굴절되어 상기 외관에 지지되는 탄성지지부로 이루어진 유해가스 처리장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 이중관램프는,
    상기 내관의 내측면에 링 형상으로 돌출 또는 만입된 적어도 하나의 파지부와,
    링 형상으로 형성되며 상기 파지부에 파지되어 상기 내관을 지지하는 내관지지부를 더 포함하는 유해가스 처리장치.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 건조챔버는 마이크로파를 발생시켜 상기 유해가스에 포함된 수분입자를 진동시켜 건조하는 유해가스 처리장치.
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