KR102346707B1 - 가스 스크러버 기반의 흄제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 스크러버 기반으로 흡기의 흄을 제거하는 장치에 있어서: 분기판(11)에 의하여 하향과 상향 유로를 형성하고, 상면에 흡배기를 위한 덕트소켓(15)을 갖춘 본체(10); 상기 본체(10)의 유로 상에 저수조(21), 폴링부(22), 살수부(23), 데미스터부(24)를 순차적으로 구비하는 스크러빙수단(20); 상기 본체(10)의 내부에 탑재되어 스크러빙수단(20)에 중화제를 공급하는 약액공급수단(30); 및 상기 본체(10)의 전면챔버(13)에서 배관의 유로 전환과 부분 착탈이 가능하도록 구성되는 배관부재(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 특정 장소에서 발생하는 강산성의 유해한 가스를 스크러빙으로 처리하여 배출함에 주요부의 구조 개선을 통하여 주기적인 유지관리가 편리하도록 하므로 장기간 사용에도 정화기능의 실효성을 보장하는 효과가 있다.

Description

가스 스크러버 기반의 흄제거 장치 {Fume removal apparatus based on gas scrubber}

본 발명은 흄후드 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 특정 장소에서 발생하는 유해한 가스를 처리하여 청정한 상태로 배출하는 가스 스크러버 기반의 흄제거 장치에 관한 것이다.

반도체 공정의 클린룸이나 실험실 등에서 발생되는 유해가스는 독립적으로 배치되는 흄후드를 통해 유입되며, 흄후드 내의 유해가스는 별도로 연결 설치되는 덕트를 통해 스크러빙 방식으로 처리된 후에 대기로 배출된다. 스크러버는 유해가스를 물과 약품에 접촉시켜 세정ㆍ정화한다. 흄후드와 스크러버가 하나로 통합되는 구조는 설치에 소요되는 면적은 물론 처리 경로를 축소하므로 경비의 절감과 처리의 신속성 측면에서 유리하다.

이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 하기의 한국 등록특허공보 제1324717호, 한국 공개특허공보 제2018-0055343호 등과 같은 특허문헌이 알려져 있다.

전자는 장치본체; 장치본체의 일부 영역에 구획 배치되며, 내부에 배플이 설치되어 유해가스가 유입되는 후드부; 후드부의 후방에 배치되어 상기 후드부에서 전달되는 유해가스를 처리하는 스크러빙부; 및 상승되는 유해가스를 스크러빙부로 가이드하는 가이드 유로;를 포함한다. 이에, 설치공간 감소, 처리시간 감소, 설치비와 운용비 감소 등의 효과를 기대한다.

후자는 유해가스를 세정액으로 세정시키는 충진제; 세정액탱크로부터 이동한 세정액이 분출되는 세정액분출부; 충진제의 상부에 형성되고, 세정가스에 포함된 미스트를 분리하여 제거하는 데미스터; 및 미스트가 제거된 세정가스가 배출되는 가스배출부;를 포함한다. 이에, 접촉면적을 넓혀 처리효율을 높이고, 막힘과 압력 손실 현상을 방지하는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 스크러빙 방식에 필수적인 주기적 유지관리의 측면을 고려하지 않아 장기간 정화의 실효성을 기대하기 어렵다.

한국 등록특허공보 제1324717호 "스크러빙 기능을 구비하는 흄 후드 장치" (공개일자 : 2013.12.19.) 한국 공개특허공보 제2018-0055343호 "가스 스크러버" (공개일자 : 2018.05.25.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 특정 장소에서 발생하는 강산성의 유해한 가스를 스크러빙으로 처리하여 배출함에 주요부의 구조 개선을 통하여 주기적인 유지관리가 편리하도록 하는 가스 스크러버 기반의 흄제거 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 가스 스크러버 기반으로 흡기의 흄을 제거하는 장치에 있어서: 분기판에 의하여 하향과 상향 유로를 형성하고, 상면에 흡배기를 위한 덕트소켓을 갖춘 본체; 상기 본체의 유로 상에 저수조, 폴링부, 살수부, 데미스터부를 순차적으로 구비하는 스크러빙수단; 상기 본체의 내부에 탑재되어 스크러빙수단에 중화제를 공급하는 약액공급수단; 및 상기 본체의 전면챔버에서 배관의 유로 전환과 부분 착탈이 가능하도록 구성되는 배관부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체는 정면에서 볼 때 하향 유로, 상향 유로, 전면챔버의 폭을 동일하게 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체는 저수조와 각 부를 관찰하도록 점검창을 구비하고, 점검창 중의 적어도 일부는 개폐 가능한 도어에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 약액공급수단은 전면챔버에 약품통, 약액펌프, pH감지기의 상단을 수용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 약품통은 안내레일과 수납다이를 이용하여 전면챔버에 출입 가능하게 지지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 배관부재는 살수펌프에 연결된 살수관에서 드레인관을 분기하고, 드레인관의 하류단을 오버플로우관의 하류단과 연결하여 구성되며, 일부 배관 상에 유니온과 수동밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 스크러빙수단은 저수조 상에 회전 구동되는 임펠러를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 특정 장소에서 발생하는 강산성의 유해한 가스를 스크러빙으로 처리하여 배출함에 주요부의 구조 개선을 통하여 주기적인 유지관리가 편리하도록 하므로 장기간 사용에도 정화기능의 실효성을 보장하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 정면에서 나타내는 외형도
도 2는 본 발명에 따른 장치를 일측에서 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 장치를 타측에서 나타내는 모식도
도 4는 본 발명에 따른 장치의 주요 배관을 나타내는 모식도
도 5는 본 발명에 따른 주요부의 작동을 나타내는 모식도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 가스 스크러버 기반으로 흡기의 흄을 제거하는 장치에 관하여 제안한다. 특정 장소에서 발생하는 강산성의 유해한 가스를 정화하는 장치를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 질산ㆍ황산 가스를 내포한 pH 4.5 정도의 흡기 흄을 pH 7~8 정도로 중성화시킴을 요체로 한다.

본 발명에 따르면 분기판(11)에 의하여 하향과 상향 유로를 형성하는 본체(10)가 상면에 흡배기를 위한 덕트소켓(15)을 갖춘 구조를 이루고 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본체(10)에 구성되는 분기판(11), 격벽판(12), 덕트소켓(15) 등이 나타난다. 분기판(11)은 본체(10)의 후면에 인접하여 수직으로 설치된다. 덕트소켓(15)은 부호 15A 및 15B로 나타내는 것처럼 상호 인접하게 배치된다. 덕트소켓(15)이 인접한 것은 외부의 흄 발생 장소에 대한 배관 용이성을 고려함이다. 부호 15A로 유입되는 흡기(유해가스)는 하향 유로를 거쳐 후술하는 저수조(21)에 이르고 이어서 상향 유로를 거쳐 부호 15B로 배기된다. 격벽판(12)은 본체(10)의 전면에 인접하게 설치되어 독립적인 전면챔버(13)를 형성한다. 전면챔버(13)는 경우에 따라 다수로 분할될 수 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체(10)는 정면에서 볼 때 하향 유로, 상향 유로, 전면챔버(13)의 폭을 동일하게 형성하는 것을 특징으로 한다.

도 2처럼 본체(10)의 측면에서 볼 때 하향 유로, 상향 유로, 전면챔버(13)의 폭(깊이)는 구조적으로 상이하다. 그러나 본체(10)의 정면에서 하향 유로, 상향 유로, 전면챔버(13)의 폭이 동일한 것은 유로 구조의 단순화 측면에서 유리하다. 유로 구조가 단순화되면 데드존에 의한 유해성분(입자)의 축적을 최소화하므로 정화 성능은 물론 유지관리의 용이성도 향상한다.

또한, 본 발명에 따르면 스크러빙수단(20)이 상기 본체(10)의 유로 상에 저수조(21), 폴링부(22), 살수부(23), 데미스터부(24)를 순차적으로 구비하는 구조를 이루고 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본체(10)의 하향 유로를 따라 저수조(21), 폴링부(22), 살수부(23), 데미스터부(24)가 설치된 상태를 나타낸다. 분기판(11)의 하측에 배치되는 저수조(21)는 외부의 상수도에서 급수하는 것이 바람직하다. 저수조(21)의 물은 살수펌프(27)에 의해 살수관(43)을 통하여 살수부(23)의 노즐에서 고르게 분사 또는 분무된다. 폴링부(22)는 분무되는 물에 의해 넓은 접촉 면적으로 흡착된 유해입자를 수집한다. 데미스터부(24)는 수세미 구조로 형성되어 배기 중의 수분과 잔류 유해입자를 제거한다. 폴링부(22)와 데미스터부(24)는 각각의 타공판을 개재하여 긴밀하게 지지한다.

이때, 전술한 것처럼 본체(10)의 정면에서 볼 때 저수조(21), 폴링부(22), 살수부(23), 데미스터부(24)는 동일한 폭으로 형성된다. 단순한 유로 구조에 세정 공간을 충분하게 확보하여 하여 정화 성능을 향상한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체(10)는 저수조(21)와 각 부를 관찰하도록 점검창(17)을 구비하고, 점검창(17) 중의 적어도 일부는 개폐 가능한 도어(18)에 설치되는 것을 특징으로 한다.

도 1 및 도 2에서, 본체(10)의 복수의 영역에 설치된 점검창(17)을 통하여 저수조(21), 폴링부(22), 살수부(23), 데미스터부(24)의 관찰이 용이하다. 전면챔버(13)에 설치된 하측의 도어(18)를 열면 저수조(21)를 관찰할 수 있는 점검창(17)이 드러난다. 특히 폴링부(22), 살수부(23), 데미스터부(24)는 상측의 도어(18) 상에 점검창(17)을 설치할 수도 있다. 도어(18)는 일측의 힌지와 타측의 레버를 갖춘 구조로서 패킹을 개재하여 장착된다. 도어(18)는 본체(10) 내부의 구성품에 대한 접근 용이성을 높이므로 유지관리 측면에서 유용하다.

또한, 본 발명에 따르면 약액공급수단(30)이 상기 본체(10)의 내부에 탑재되어 스크러빙수단(20)에 중화제를 공급하는 구조를 이루고 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 약액공급수단(30)이 약품통(31)을 기반으로 구성된 상태를 나타낸다. 약품통(31)은 질산ㆍ황산 가스를 내포한 강산성의 유해물질을 중화시키기 위한 알칼리성 약품을 저장한다. 약품통(31)의 약품은 약액펌프(37)에 의해 저수조(21)의 물과 혼합되므로 저수조(21)는 물론 살수부(23)와 폴링부(22)와 연계하여 정화 기능을 수행한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 약액공급수단(30)은 전면챔버(13)에 약품통(31), 약액펌프(37), pH감지기(35)의 상단을 수용하는 것을 특징으로 한다.

도 2처럼 하향 유로를 통하여 저수조(21)에 충돌하는 유해가스는 1차적으로 중성화되고 폴링부(22)와 살수부(23)를 거치면서 2차적으로 중성화된다. 이와 같은 중화 작용이 진행되는 동안 저수조(21)의 물은 점차 산성화된다. pH감지기(35)는 하단이 저수조(21)에 잠기지만 상단은 전면챔버(13)로 노출시킨다. 전면챔버(13)에는 약품통(31)과 약액펌프(37)도 배치하여 유지관리의 용이성을 확보한다. 조작패널(55)은 pH감지기(35)에 연결되어 측정값을 실시간으로 표시한다. 조작패널(55)은 pH감지기(35)와 인접하게 전면챔버(13)에 설치한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 약품통(31)은 안내레일(32)과 수납다이(33)를 이용하여 전면챔버(13)에 출입 가능하게 지지되는 것을 특징으로 한다.

도 5를 참조하면, 약품통(31)이 안내레일(32)과 수납다이(33) 상에 장착된 상태를 나타낸다. 안내레일(32)은 LM가이드와 같은 구조로 설치되고, 수납다이(33)를 슬라이딩 가능하게 지지한다. 수납다이(33)는 약품통(31)의 저면을 긴밀하게 지지하도록 서랍과 유사한 형태로 구성한다. 본 발명의 장치에서 약품통(31)은 가장 빈번한 유지관리가 필요한 구성품이다. 도 5(a)의 상태에서 도어(18)를 개방하고 도 5(b)의 상태로 약품통(31)을 인출하면 약품을 보충하거나 교체하기 편리하다. 물론 래크-피니언과 모터를 부가한 전동식 구동도 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면 배관부재(40)가 상기 본체(10)의 전면챔버(13)에서 배관의 유로 전환과 부분 착탈이 가능하도록 구성되는 구조를 이룬다.

도 4에서, 배관부재(40)의 적어도 일부가 전면챔버(13)에 내부에 수용된 상태를 나타낸다. 배관부재(40)는 스크러빙수단(20)에서 물을 공급하는 배관 외에 약액공급수단(30)에서 약품을 공급하는 배관도 포함한다. 배관의 유로 전환과 부분 착탈은 유지관리 과정에서 중요한 기술 사항이다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 배관부재(40)는 살수펌프(27)에 연결된 살수관(43)에서 드레인관(45)을 분기하고, 드레인관(45)의 하류단을 오버플로우관(47)의 하류단과 연결하여 구성되며, 일부 배관 상에 유니온(52)과 수동밸브(53)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 4에서, 배관부재(40)는 살수펌프(27)를 중심으로 살수관(43), 드레인관(45), 오버플로우관(47)이 심플한 경로로 연결되도록 구성된다. 저수조(21)는 급수관(41)과 볼탑(51)을 통해 외부의 수도관(도시 생략)과 연결된다. 살수펌프(27)는 유입관을 통해 저수조(21)의 하단측으로 연결되는 동시에 살수관(43)을 통해 살수부(23)와 연결된다. 오버플로우관(47)은 저수조(21)의 상단측으로 연결되어 일정 수위 이상을 물을 배출한다. 오버플로우관(47)의 하단은 본체(10)의 외부로 유도되는 별도의 호스를 갖출 수 있다. 드레인관(45)은 살수관(43)과 오버플로우관(47) 사이에 수평으로 연결하여 전체적인 배관의 단순성에 의한 유지관리 용이성을 높인다. 이와 같은 배관의 주요부를 연결하는 유니온(52)도 전면챔버(13)에 노출시키는 것이 좋다. 유입관, 살수관(43), 드레인관(45)에는 각각 유로를 단속하기 위한 수동밸브(53)를 설치한다.

사용의 일예로서, 정상 작동시 드레인관(45)의 부호 45C 밸브만 폐쇄 상태를 유지하고 나머지 밸브는 개방시키지만, 저수조(21)의 배수가 필요한 경우 유입관의 부호 45A 밸브를 그대로 두고 살수관(43)의 부호 45B 밸브를 폐쇄시킨 후 부호 45C 밸브를 개방시킨다.

본 발명의 변형예로서, 상기 스크러빙수단(20)은 저수조(21) 상에 회전 구동되는 임펠러(25)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 5에서, 저수조(21)의 상측 수위에 인접하여 임펠러(25)가 설치된 상태를 나타낸다. 임펠러(25)는 저수조(21)의 수면 외에 수중을 포함하는 복수로 설치될 수 있다. 임펠러(25)의 일부는 하향 유로의 기류에 의하여 회전될 수도 있지만 별도의 모터로 회전시키는 구성을 포함한다. 어느 경우에나 임펠러(25)에 의해 유해가스를 저수조(21)에서 중성화시키는 정화 성능을 높인다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 본체 11: 분기판 12: 격벽판
13: 전면챔버 15: 덕트소켓 17: 점검창
18: 도어 20: 스크러빙수단 21: 저수조
22: 폴링부 23: 살수부 24: 데미스터부
25: 임펠러 27: 살수펌프 30: 약액공급수단
31: 약품통 32: 안내레일 33: 수납다이
35: pH감지기 37: 약액펌프 40: 배관부재
41: 급수관 43: 살수관 45: 드레인관
47: 오버플로우관 51: 볼탑 52: 유니온
53: 수동밸브 55: 조작패널

Claims (7)

1. 가스 스크러버 기반으로 강산성의 유해한 가스인 흡기의 흄을 제거하는 장치에 있어서:
   분기판(11)에 의하여 하향과 상향 유로를 형성하고, 상면에 흡배기를 위한 덕트소켓(15)을 갖춘 본체(10);
   상기 본체(10)의 유로 상에 저수조(21), 폴링부(22), 살수부(23), 데미스터부(24)를 순차적으로 구비하는 스크러빙수단(20);
   상기 본체(10)의 내부에 탑재되어 스크러빙수단(20)에 중화제를 공급하는 약액공급수단(30); 및
   상기 본체(10)의 전면챔버(13)에서 배관의 유로 전환과 부분 착탈이 가능하도록 구성되는 배관부재(40);를 포함하되,
   상기 약액공급수단(30)은 전면챔버(13)에 약품통(31), 약액펌프(37), pH감지기(35)의 상단을 수용하고,
   상기 약품통(31)은 안내레일(32)과 수납다이(33)를 이용하여 전면챔버(13)에 출입 가능하게 지지되며,
   상기 배관부재(40)는 살수펌프(27)에 연결된 살수관(43)에서 드레인관(45)을 분기하고, 드레인관(45)의 하류단을 오버플로우관(47)의 하류단과 연결하여 구성되며, 일부 배관 상에 유니온(52)과 수동밸브(53)를 구비하고,
   상기 스크러빙수단(20)은 저수조(21) 상에 회전 구동되는 임펠러(25)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 스크러버 기반의 흄제거 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체(10)는 정면에서 볼 때 하향 유로, 상향 유로, 전면챔버(13)의 폭을 동일하게 형성하는 것을 특징으로 하는 가스 스크러버 기반의 흄제거 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체(10)는 저수조(21)와 각 부를 관찰하도록 점검창(17)을 구비하고, 점검창(17) 중의 적어도 일부는 개폐 가능한 도어(18)에 설치되는 것을 특징으로 하는 가스 스크러버 기반의 흄제거 장치.
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