KR102530853B1

KR102530853B1 - 제습기

Info

Publication number: KR102530853B1
Application number: KR1020220090624A
Authority: KR
Inventors: 길이권
Original assignee: 아이디에스 주식회사
Priority date: 2022-07-21
Filing date: 2022-07-21
Publication date: 2023-05-10

Abstract

본 발명은 반도체 제조공정에서 발생하는 배기가스에 포함된 수분이나 분진 등을 제거하기 위한 제습기에 관한 기술로서, 냉각 튜브의 손상을 방지하고, 냉각 튜브와 버퍼홀더에 응집된 분진 및 이물질 등을 세척하여 제거할 뿐만 아니라 배기가스에 포함된 수분이나 분진 및 유해물질 등을 제거하는 제습기에 관한 기술이다.
이러한 본 발명의 주요 구성은, 안쪽에 내관이 배치되어 이중으로 형성되는 챔버; 상기 챔버의 하부에 부착 설치되고, 챔버와 내관을 지지하는 하부 조인트 플랜지; 상기 챔버의 상부에 결합 설치되는 상부 플랜지; 상기 상부 플랜지의 상측 중앙부에 부착 설치되는 상부 조인트 플랜지; 상기 챔버의 내부 공간에 이중으로 감겨 설치되며, 냉각수가 공급되는 외측튜브와 내측튜브로 구성된 냉각 튜브를 포함하고,
상기 챔버의 내부 공간에 끼워져 설치되며, 외측튜브를 감싸 보호하는 버퍼홀더; 상기 챔버의 내부 공간에서 하부 조인트 플랜지의 상부에 놓여 설치되는 하부필터; 및 상기 챔버의 내부 공간에 길이 방향으로 설치되는 세척노즐;을 포함하여 구현된다.

Description

제습기 {Dehumidifier}

본 발명은 반도체 제조공정에서 발생하는 배기가스에 포함된 수분이나 분진 등을 제거하기 위한 제습기에 관한 기술로서, 보다 상세하게 설명하면 제습기의 챔버(chamber) 내부에 냉각 튜브가 이중으로 설치되고, 튜브를 보호하는 버퍼홀더와 세정수를 분사하는 세척노즐이 설치됨으로써, 냉각 튜브의 손상을 방지하고, 튜브와 버퍼홀더에 응집된 분진 및 이물질 등을 세척하여 제거할 뿐만 아니라 배기가스에 포함된 수분이나 분진 및 유해물질 등을 제거하는 제습기에 관한 기술이다.

일반적으로, 반도체 제조공정에서 발생하는 배기가스는 온도(50~70℃)와 습도(90% 이상)가 높고, 산성가스와 같은 유해가스, 반응 부산물 입자, 수분 등을 포함하고 있으며, 이러한 배기가스는 공정설비의 스크러버(scrubber)에서 연소 및 수처리 과정을 통하여 유해 성분이 제거된 후, 공정 라인의 배기덕트로 배출된다.

근래 반도체 제조공정에서 가장 널리 사용되는 스크러버는 배기가스를 연소한 후, 냉각수를 이용해서 정화하는 번-웨트(burn-wet), 플라스마-웨트(plasma-wet), 히트-웨트(heat-wet) 스크러버가 적용되고 있다.

배기가스 처리과정에서 수용성 가스가 용해된 수분은 배기관에 부착되어 배기관을 부식시키는 문제가 있으며, 또한 배기가스를 연소하는 과정에서 발생한 이산화규소(SiO2) 등의 파우더 부산물을 포함하는 수분에 의해 배기관이 막히는 문제도 있다.

따라서, 습도가 낮은 외부 공기를 배기가스와 혼합하여 배기가스의 습도를 낮추는 방법과, 스크러버의 후속 설비에 제습기(除濕機)를 설치하여 수분을 제거하는 방법 등이 사용되고 있다.

기존 반도체 제조공정에서 배기가스의 수분을 제거하는 제습기의 선행기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1866397호(공정 폐가스 처리용 제습기)가 제시된 바 있다.

이러한 선행기술은 스크러버에서 배출되는 폐가스가 상하로 엇갈려 이격되는 저온의 냉각 튜브 사이로 통과하도록 하여 냉각 튜브와 폐가스의 접촉 면적을 증가시킴으로써, 냉각 튜브의 표면에 수분을 응축시켜 효율적으로 제거하는 효과를 제공한다.

또한 기존 반도체 제조공정에서 스크러버의 후속 설비에 배치되어 배기가스의 수분을 제거하는 제습기의 선행기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1843262호(제습기)가 제시된 바 있다.

이러한 선행기술은 제습기가 부식에 강하며, 파우더의 제거가 간편하고, 설치가 용이할 뿐만 아니라 냉각 튜브에서 배출된 냉각 유체를 입구로 흘려보낼 수 있으므로, 냉각된 유체에 의해 주변온도를 급속히 낮춤으로써, 제습 효율을 극대화하는 효과를 제공한다.

그러나, 기존 선행기술에서 제시된 "제습기"는 배기가스를 저온으로 냉각하는 냉각 튜브에 실리콘 계열의 분진이나 또는 이물질 등이 달라붙어 응집되므로, 배기가스의 냉각효율이 저하되고, 냉각 튜브가 쉽게 부식될 뿐만 아니라 충격이나 마찰로 인하여 냉각 튜브가 쉽게 손상되는 문제점이 있다.

즉, 냉각 튜브의 표면에 산성가스가 용해된 수분과 분진 등이 달라붙어 응집됨으로써, 배기가스의 냉각효율이 저하되고, 냉각 튜브가 쉽게 부식되는 한편 냉각 튜브가 챔버 안에서 충격이나 마찰로 인해 손상되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1413747호. 대한민국 등록특허 제10-1706112호. 대한민국 등록특허 제10-1843262호. 대한민국 등록특허 제10-1866397호. 대한민국 등록특허 제10-2167358호.

본 발명은 기존 선행기술에서 제시된 "제습기"에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 제습기의 챔버 내부에 냉각 튜브가 이중으로 감겨 설치되고, 냉각 튜브를 보호하는 버퍼홀더와 세정수를 분사하는 세척노즐이 설치됨으로써, 배기가스의 냉각효율을 높이는 한편 냉각 튜브의 손상을 방지하고, 냉각 튜브와 버퍼홀더의 표면에 달라붙어 응집된 분진이나 이물질 등을 세정수로 세척하여 제거하는 제습기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,

안쪽에 내관이 배치되어 이중으로 형성되는 챔버; 상기 챔버의 하부에 부착 설치되고, 챔버와 내관을 지지하는 하부 조인트 플랜지; 상기 챔버의 상부에 결합 설치되는 상부 플랜지; 상기 상부 플랜지의 상측 중앙부에 부착 설치되는 상부 조인트 플랜지; 상기 챔버의 내부 공간에 이중으로 감겨 설치되며, 냉각수가 공급되는 외측튜브와 내측튜브로 구성된 냉각 튜브를 포함하고,

상기 챔버의 내부 공간에 끼워져 설치되며, 외측튜브를 감싸 보호하는 버퍼홀더; 상기 챔버의 내부 공간에서 하부 조인트 플랜지의 상부에 놓여 설치되는 하부필터; 및 상기 챔버의 내부 공간에 길이 방향으로 설치되는 세척노즐;을 포함하여 구현된다.

또한 본 발명의 실시예로서, 챔버는 안쪽에 내관이 배치되어 이중으로 구성되고, 상기 챔버와 내관 사이의 공간에 냉각수가 주입되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예로서, 버퍼홀더는 챔버의 내부 공간에서 내관의 안쪽에 끼워져 설치되며, 상하 원통 형태로 구성되는 한편 외주면에 일정한 간격으로 다수개의 홀이 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예로서, 하부필터는 일정한 간격으로 다수개의 홀이 관통 형성되고, 배기가스가 챔버의 내부 공간으로 유입되기 전에 배기가스에 포함된 분진이나 이물질 등을 흡착하여 제거하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예는 챔버 내부에 냉각 튜브가 이중으로 감겨 설치되고, 냉각 튜브를 보호하는 버퍼홀더와 세정수를 분사하는 세척노즐이 설치됨으로써, 배기가스의 냉각효율을 높이는 한편 냉각 튜브의 손상을 방지하고, 냉각 튜브와 버퍼홀더의 표면에 달라붙어 응집된 분진이나 이물질 등을 세정수로 세척하여 제거하는 효과가 있다.

또한 본 발명의 실시예는 버퍼홀더가 냉각 튜브를 외부에서 감싸므로, 충격이나 마찰로 인해 냉각 튜브가 손상되는 것을 방지하며, 세척노즐이 세정수를 고압 분사하여 냉각 튜브와 버퍼홀더의 표면에 달라붙어 응집된 분진이나 이물질 등을 세척하여 제거함으로써, 냉각 튜브의 부식을 방지하는 한편 배기가스의 냉각효율을 높이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에서 실시예를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에서 실시예를 나타낸 정단면도.
도 3은 본 발명에서 실시예를 나타낸 측단면도.
도 4는 본 발명에서 버퍼홀더와 하부필터의 설치상태를 나타낸 측단면도.
도 5는 본 발명에서 버퍼홀더와 냉각 튜브의 설치상태를 나타낸 평단면도.
도 6은 본 발명에서 냉각 튜브의 설치상태를 나타낸 측단면도.
도 7은 본 발명에서 세척노즐을 나타낸 측면도.
도 8은 본 발명에서 제습기의 작동상태를 나타낸 측단면도.
도 9는 본 발명에서 제습기의 설치상태를 나타낸 측면도.

본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로, 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시예에 따른 주요 구성은, 안쪽에 내관(11)이 배치되어 이중으로 형성되는 챔버(10); 상기 챔버(10)의 하부에 부착 설치되고, 챔버(10)와 내관(11)을 지지하는 하부 조인트 플랜지(20); 상기 챔버(10)의 상부에 결합 설치되는 상부 플랜지(30); 상기 상부 플랜지(30)의 상측 중앙부에 부착 설치되는 상부 조인트 플랜지(40); 상기 챔버(10)의 내부 공간에 이중으로 감겨 설치되며, 냉각수가 공급되는 외측튜브(70)와 내측튜브(80)로 구성된 냉각 튜브를 포함하고,

상기 챔버(10)의 내부 공간에 끼워져 설치되며, 외측튜브(70)를 감싸 보호하는 버퍼홀더(50); 상기 챔버(10)의 내부 공간에서 하부 조인트 플랜지(20)의 상부에 놓여 설치되는 하부필터(60); 및 상기 챔버(10)의 내부 공간에 길이 방향으로 설치되는 세척노즐(90);을 포함하여 이루어진다.

상기 실시예의 주요 구성에서 챔버(10)는 배기가스의 제습 공간을 구비하는 기능으로서, 상기 챔버(10)는 도면에서 도 1 내지 도 3과 같이, 내부에 공간이 구비된 원통 형태로 구성됨이 바람직하고, 상하 소정 길이로 형성되며, 안쪽에 내관(11)이 배치되어 이중으로 구성된다.

상기에서 내관(11)은 챔버(10)와의 사이에 공간이 마련되도록 챔버(10)의 내경보다 작은 직경으로 형성되며, 챔버(10)의 내측면에서 소정 거리로 이격되어 배치된다.

한편 챔버(10)와 내관(11) 사이에 마련된 공간에는 냉각수가 주입되며, 상기 냉각수로 인하여 챔버(10)와 내관(11)의 온도를 낮추므로, 챔버(10)의 내부 공간으로 유입되는 배기가스의 온도를 보다 낮추게 된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 하부 조인트 플랜지(20)는 챔버(10)와 내관(11)을 지지하는 기능으로서, 상기 하부 조인트 플랜지(20)는 도면에서 도 1 내지 도 3과 같이, 내측에 장공이 관통 형성되고, 상부 가장자리 둘레에 챔버(10)와 내관(11)이 용접 등으로 부착 설치된다.

한편 하부 조인트 플랜지(20)는 도면에서 도 9와 같이, 저면부에 배기가스가 유입되는 배기덕트(100)가 연결 설치되며, 상기 배기덕트(100)에서 하부 조인트 플랜지(20)의 장공을 통해 챔버(10)의 내부 공간으로 배기가스가 유입된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 상부 플랜지(30)는 챔버(10)의 상부에 결합되어 내부 공간을 밀폐하는 기능으로서, 상기 상부 플랜지(30)는 도면에서 도 1 내지 도 3과 같이, 중앙부에 장공이 관통 형성되고, 챔버(10)의 상부에 결합 설치된다.

상기에서 상부 플랜지(30)는 챔버(10)와의 사이에 패킹이 설치되어 기밀성을 높이며, 도면에서 도 8과 같이, 다수개의 클램프(31)를 통해 챔버(10)의 상부에 조립 및 분리가 용이하도록 설치된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 상부 조인트 플랜지(40)는 상부 플랜지(30)에 부착되어 배기가스가 배출되는 기능으로서, 상기 상부 조인트 플랜지(40)는 도면에서 도 1 내지 도 3과 같이, 원통 형태로 형성되고, 상부 플랜지(30)의 상측 중앙부 장공에 끼워져 부착 설치된다.

한편 상부 조인트 플랜지(40)는 도면에서 도 9와 같이, 상부에 댐퍼(200)가 연결 설치되며, 챔버(10)의 내부 공간에서 수분이나 분진 및 유해물질 등이 제거된 배기가스가 상부 조인트 플랜지(40)를 통해 댐퍼(200)로 배출된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 냉각 튜브는 챔버(10)의 내부 공간으로 유입되는 배기가스를 냉각하여 수분을 제거하는 기능으로서, 상기 냉각 튜브는 도면에서 도 2 및 도 3과 같이, 외측튜브(70)와 내측튜브(80)로 구성되고, 챔버(10)의 내부 공간에 외측튜브(70)와 내측튜브(80)가 이중으로 감겨 설치된다.

상기에서 냉각 튜브를 구성하는 외측튜브(70)와 내측튜브(80)는 각각 별도의 펌프를 통해 냉각수가 순환하여 공급되고, 외측 단부에 배관이나 또는 호스가 연결되는 체결구(71)(72)(81)(82)가 구비되며, 상기 외측튜브(70)의 체결구(71)(72)는 챔버(10)의 외부에 배치되는 한편 상기 내측튜브(80)의 체결구(81)(82)는 상부 플랜지(30)의 상측에 배치된다.

한편 상기에서 외측튜브(70)는 도면에서 도 5 및 도 6과 같이, 챔버(10)의 내측 둘레에 상하 원통 형태로 감겨 설치되고, 상기 내측 튜브(80)는 외측튜브(70)의 안쪽에 상하 회오리 형태로 감겨 설치됨으로써, 배기가스의 접촉 면적을 넓여서 냉각효율을 높이게 된다.

따라서, 냉각 튜브는 펌프를 통해 저온의 냉각수가 순환 공급됨으로써, 배기가스를 급속히 냉각시켜 수분을 응결시키므로, 배기가스에 포함된 수분을 제거하게 된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 버퍼홀더(50)는 냉각 튜브를 감싸 보호하는 기능으로서, 상기 버퍼홀더(50)는 도면에서 도 2 내지 도 5와 같이, 챔버(10)의 내부 공간에서 내관(11)의 안쪽에 끼워져 설치되며, 상하 원통 형태로 구성되는 한편 외주면에 일정한 간격으로 다수개의 홀(51)이 관통 형성된다.

상기에서 버퍼홀더(50)는 챔버(10)의 내관(11)과 냉각 튜브를 구성하는 외측튜브(70) 사이에 배치됨으로써, 외측튜브(70)를 외부에서 감싸므로, 내관(11)과 외측튜브(70)의 접촉을 차단하여 충격이나 마찰로 인해 외측튜브(70)가 손상되는 것을 방지하게 된다.

한편 버퍼홀더(50)는 충격이나 진동을 완화할 수 있도록 완충재 또는 부직포를 사용하여 제작할 수 있으며, 배기가스가 다수개의 홀(51)을 통해 냉각수가 주입되는 챔버(10)의 내관(11)에 접촉하므로, 배기가스의 냉각효율을 보다 높이게 된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 하부필터(60)는 실리콘 계열의 분진이나 이물질 등을 흡착하는 기능으로서, 상기 하부필터(60)는 도면에서 도 2 내지 도 4와 같이, 챔버(10)의 내부 공간에서 하부 조인트 플랜지(20)의 상부에 놓여 설치되며, 일정한 간격으로 다수개의 홀(61)이 관통 형성된다.

상기에서 하부필터(60)는 부직포 또는 합성섬유를 사용하여 제작할 수 있으며, 배기가스가 배기덕트(100)에서 챔버(10)의 내부 공간으로 유입되기 전에 배기가스에 포함된 실리콘 계열의 분진이나 이물질 등을 1차적으로 흡착하여 제거하게 된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 세척노즐(90)은 세정수를 분사하여 냉각 튜브와 버퍼홀더(50)를 세척하는 기능으로서, 상기 세척노즐(90)은 도면에서 도 2 및 도 3과 같이, 챔버(10)의 내부 공간에 길이 방향으로 설치되며, 다수개의 분사공(91)이 일정한 간격으로 형성된다.

상기에서 세척노즐(90)은 챔버(10)의 내부 중앙에서 상부 조인트 플랜지(40)의 외측으로 연장하여 길쭉하게 설치되며, 외측 단부에 배관이나 또는 호스가 연결되는 체결구(92)가 구비되고, 상측 분사공(91)의 상부에 노즐커버(93)가 끼워져 설치된다.

한편 세척노즐(90)은 별도의 펌프를 통해 세정수가 공급되며, 다수개의 분사공(91)을 통해 세정수를 미립자로 고압 분사함으로써, 외측튜브(70)와 내측튜브(80) 및 버퍼홀더(50)의 표면에 달라붙어 응집된 분진이나 이물질 등을 세척하여 제거하게 된다.

상기에서 노즐커버(93)는 다수개의 분사공(91)을 통해 미립자로 분사되는 세정수 입자가 외측튜브(70)와 내측튜브(80)의 상측으로 비산하는 것을 방지하여 외측튜브(70)와 내측튜브(80)의 세척효율을 보다 높이게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예는 챔버와 내관 사이의 공간에 냉각수가 주입되어 온도를 낮추므로, 챔버의 내부 공간으로 유입되는 배기가스의 온도를 보다 낮추고, 외측튜브의 안쪽에 내측튜브가 상하 회오리 형태로 감겨 설치됨으로써, 배기가스의 접촉 면적을 보다 넓여서 냉각효율을 높이게 된다.

또한 본 발명의 실시예는 버퍼홀더가 외측튜브를 감싸므로, 내관과 외측튜브의 접촉을 차단하여 충격이나 마찰로 인해 외측튜브가 손상되는 것을 방지하며, 세척노즐이 세정수를 고압 분사하여 외측튜브와 내측튜브 및 버퍼홀더의 표면에 달라붙어 응집된 분진이나 이물질 등을 세척하여 제거함으로써, 냉각 튜브의 부식을 방지하는 한편 배기가스의 냉각효율을 높이게 된다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

10: 챔버 11: 내관
20: 하부 조인트 플랜지 30: 상부 플랜지
31: 클램프 40: 상부 조인트 플랜지
50: 버퍼홀더 51: 홀
60: 하부필터 61: 홀
70: 외측튜브 80: 내측튜브
90: 세척노즐 91: 분사공
92: 체결구 93: 노즐커버
100: 배기덕트 200: 댐퍼

Claims

안쪽에 내관(11)이 배치되어 이중으로 형성되는 챔버(10); 상기 챔버(10)의 하부에 부착 설치되고, 챔버(10)와 내관(11)을 지지하는 하부 조인트 플랜지(20); 상기 챔버(10)의 상부에 결합 설치되는 상부 플랜지(30); 상기 상부 플랜지(30)의 상측 중앙부에 부착 설치되는 상부 조인트 플랜지(40); 상기 챔버(10)의 내부 공간에 이중으로 감겨 설치되며, 냉각수가 공급되는 외측튜브(70)와 내측튜브(80)로 구성된 냉각 튜브를 포함하고,
상기 챔버(10)의 내부 공간에 끼워져 설치되며, 외측튜브(70)를 감싸 보호하는 버퍼홀더(50);
상기 챔버(10)의 내부 공간에서 하부 조인트 플랜지(20)의 상부에 놓여 설치되는 하부필터(60); 및
상기 챔버(10)의 내부 공간에 길이 방향으로 설치되는 세척노즐(90);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 제습기.
제1항에 있어서,
챔버(10)는,
안쪽에 내관(11)이 배치되어 이중으로 구성되고, 상기 챔버(10)와 내관(11) 사이의 공간에 냉각수가 주입되는 것을 특징으로 하는 제습기.
제1항에 있어서,
버퍼홀더(50)는,
챔버(10)의 내부 공간에서 내관(11)의 안쪽에 끼워져 설치되며, 상하 원통 형태로 구성되는 한편 외주면에 일정한 간격으로 다수개의 홀(51)이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 제습기.
제1항에 있어서,
하부필터(60)는,
일정한 간격으로 다수개의 홀(61)이 관통 형성되고, 배기가스가 챔버(10)의 내부 공간으로 유입되기 전에 배기가스에 포함된 분진이나 이물질을 흡착하여 제거하는 것을 특징으로 하는 제습기.