KR19990070053A - 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치 - Google Patents

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이순영
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김태호
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윤종용
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Abstract

본 발명은 공기중의 수분을 냉각응축시켜서 오염물을 제거하는 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치는, 공기가 통과되도록 밀폐된 공간의 전방과 후방에 흡기구와 배기구를 각각 형성하고, 상기 흡기구와 배기구 사이를 다수개의 칸막이로 칸막음하며, 소정의 칸막이에 필요에 따라서 각각 각종의 필터, 제습기, 가열기, 송풍기, 댐퍼 또는 이들의 조합 등을 선택하여 배치함으로써 공기를 정화하여 청정실에 청정공기를 공급하게 하는 습식 공기청정장치에 있어서, 소정의 칸막이에 설치되고, 공기가 통과하며 냉각되는 동안 공기중에 포함된 수분이 응축하여 응축수가 되는 과정에서 상기 응축수에 오염물질이 흡착 또는 용해되도록 함으로써 공기를 정화시키는 냉각응축기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서, 이온입자 등 오염물질의 제거율을 향상시키고, 구조가 간단하며, 설치비를 절감할 수 있게 하는 효과를 갖는다.

Description

냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치
본 발명은 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 공기중의 수분을 냉각응축시켜서 오염물을 제거하는 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치에 관한 것이다.
현대는 과학산업 및 첨단기술산업시대로서 생산공정의 초정밀화, 고순도화, 고순도화, 무균화 추세에 맞추어 첨단제품의 성능과 수율을 향상시키기 위하여 청정생산환경이 요구된다.
이러한 생산공간의 환경을 청정하게 만드는 다양한 형태의 각종 설비중에서 공기청정장치는 청정기술의 핵심으로서 특히 반도체분야에서는 청정실에 청정공기를 공급해주는 장치로 널리 사용되고 있다.
이러한 공기청정장치는 클린룸의 이온오염을 방지하도록 일반적으로 습식 공기청정장치를 널리 사용한다.
습식 공기청정장치란, 따로 준비된 청정수를 공기와 접촉시켜서 공기중에 포함된 오염물질 즉, 분진, 가스, 이온입자, 세균 등을 청정수에 흡착 또는 용해시킴으로써 공기중의 오염물을 제거하는 장치이다.
통상적인 종래의 습식 공기청정장치을 도1에 도시하였다.
도1에서와 같이, 다수개의 칸막이가 직렬로 배치된 밀폐된 공간의 전방과 후방에 각각 공기가 통과하여 오염물질이 제거되도록 흡기창(10) 및 배기구(25)를 설치하고, 상기 다수개의 칸막이에 필요에 따라 제습기(11), 예열기(12), 필터(13), 안내날개(14), 분사기(15), 안내판(16), 흡열기(17), 가열기(18), 습식필터(19), 정류판(20), 송풍기(21), 체크댐퍼(22), 제습기(23) 및 헤파필터(24) 등을 선택하여 연속적으로 배열되는 구성이다.
상기 제습기(11)는 유입되는 공기의 습도를 제어하고, 상기 예열기(12)는 정화될 공기의 온도를 제어하며, 상기 필터(13)는 공기중에 포함된 분진을 제거하고, 상기 안내날개(14)는 공기의 흐름을 골고루 분산시켜주는 역할을 한다.
또한, 종래의 습식 공기청정장치는, 상술되어진 바와 같이 공기를 청정수에 접촉시켜서 공기중에 포함된 오염물질 즉, 분진, 가스, 이온입자, 세균 등을 청정수에 흡착 또는 용해시킴으로써 공기중의 오염물을 제거하도록 공기중에 청정수를 분사하는 상기 분사기(15)와, 상기 청정수의 접촉면적을 넓게 하고, 상기 청정수를 수거하도록 형성된 상기 안내판(16)을 구비한다.
또한, 종래의 습식 공기청정장치는, 상기 분사기(15)와 안내판(16)을 거친 공기의 온도를 제어하는 흡열기(17) 및 가열기(18)를 구비하고, 오염입자를 제거하는 습식필터(19)와, 공기의 흐름을 정류하는 정류판(20)을 구비하며, 공기압을 이용하여 공기의 흐름을 유발시키는 송풍기(21)와, 송풍기(21)에 설치되어 공기의 흐름을 확인할 수 있는 체크댐퍼(Check Damper)(22)와, 배기되기 전에 공기의 습도를 최종적으로 제어하는 제습기(23) 및 미세알갱이를 필터링하는 규격화된 헤파필터(HEPA Filter)(24) 등을 구비한다.
따라서, 흡기창(10)을 통하여 유입된 공기중에 포함된 오염물질을 청정수에 흡착 또는 용해시킴으로써 공기중의 오염물을 제거할 수 있는 동시에, 오염물이 제거된 청정공기의 습도, 온도 등을 제어하여 배기구를 통하여 청정실에 공급할 수 있다.
그러나, 반도체 소자 회로의 선폭이 매우 미세해지고 있는 최근의 반도체공정에서는 청정도의 규제가 더욱 엄격해지고 있으며, 분자오염(Molecular Contamination)의 제어까지도 필요로 하고 있으므로 종래의 습식 공기청정장치를 사용하는 데 한계가 있고, 특히 종래의 습식 공기청정장치는 암모니아 이온입자와, 설비부식유발의 가능성이 있는 황화물(SOX), 질화물(NOX) 등의 이온입자제어가 취약하다는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 습식 공기청정시스템은, 상기 청정수를 상기 안내판에 분사하기 위하여 청정수 리필 시스템(Refil System) 및 청정수공급라인을 따로 설치하여야 하고, 정화효율을 높이기 위해 고온다습한 상태로 형성했던 공기를 다시 실온의 적당한 습도를 유지시키기 위하여 온도조절을 위한 흡열기, 가열기 및 제습기 등을 설치하여야 하는 등 구조가 매우 복잡해지고, 설치비가 많이 드는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 이온입자 등의 오염물질 제거율을 향상시키고, 구조가 간단하며, 설치비를 절감할 수 있게 하는 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치를 제공함에 있다.
도1은 종래의 습식 공기청정장치를 나타낸 개략도이다.
도2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치를 나타낸 개략도이다.
도3은 도2의 냉각응축기의 작동상태를 나타낸 도면이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10, 30: 흡기창 11, 31: 제습기
12, 32: 예열기 13, 33: 필터
14: 안내날개 15: 분사기
16: 안내판 17: 흡열기
18, 38: 가열기 19: 습식필터
20: 정류판 21, 41: 송풍기
22, 42: 체크댐퍼 23, 43: 제습기
24, 44: 헤파필터 25, 45: 배기구
34: 중간필터 35: 1차 냉각응축기
36: 2차 냉각응축기 39: 가습기
46: 케미컬필터 50: 냉매
51: 냉매관 52: 냉각핀
53: 응축수
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치는, 공기가 통과되도록 밀폐된 공간의 전방과 후방에 흡기구와 배기구를 각각 형성하고, 상기 흡기구와 배기구 사이를 다수개의 칸막이로 칸막음하며, 소정의 칸막이에 필요에 따라서 각각 각종의 필터, 제습기, 가열기, 송풍기, 댐퍼 또는 이들의 조합 등을 선택하여 배치함으로써 공기를 정화하여 청정실에 청정공기를 공급하게 하고, 소정의 칸막이에 설치되며, 공기가 통과하며 냉각되는 동안 공기중에 포함된 수분이 응축하여 응축수가 되는 과정에서 상기 응축수에 오염물질이 흡착 또는 용해되도록 함으로써 공기를 정화시키는 냉각응축기를 포함하여 이루어진다.
또한, 바람직하기로는, 상기 냉각응축기는, 공기를 냉각시키도록 압축기로 압축되어 응열기와 증발기 사이를 순환하는 냉매와; 상기 공기와 접촉되어 상기 공기의 온도를 일정수준 이하로 떨어뜨리도록 상기 냉매의 저온부가 순환되는 냉매관; 및 상기 공기와 상기 냉매관의 접촉면적이 넓게 형성되도록 상기 냉매관에 돌출되어 형성된 냉각핀;을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 냉각응축기는, 상기 냉각핀에 응축되는 응축수를 수거하여 청정장치의 외부로 배출시켜서 정화처리할 수 있도록 상기 냉매관의 하방에 설치된 응축수배출라인을 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치는, 소정의 칸막이에 상기 냉각응축기를 통과할 공기를 미리 예열시켜 주는 예열기를 설치할 수 있고, 소정의 칸막이에 상기 냉각응축기를 통과할 공기를 미리 필터링하는 각종의 필터(Filter)류를 설치할 수 있으며, 소정의 칸막이에 상기 냉각응축기를 통과한 건조공기의 습도를 높여주기 위하여 가습기를 설치할 수 있다.
또한, 본 발명의 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치는, 소정의 칸막이를 사이에 두고 상기 흡기구와 상기 배기구의 공기압차를 발생시켜서 상기 흡기구에서 상기 배기구로의 공기흐름을 유발하는 송풍기를 상기 냉각응축기와 상기 배기구 사이에 설치할 수 있고, 상기 냉각응축기와 상기 배기구 사이의 소정의 칸막이에 청정공기의 습도를 제어하기 위하여 제습기를 설치할 수 있다.
또한, 본 발명의 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치는, 상기 냉각응축기와 상기 배기구 사이의 소정의 칸막이에 공기의 미세알갱이를 제거하도록 규격화된 헤파필터(HEPA Filter)와, 공기의 이온알갱이를 제거하도록 케미컬필터(Chemical Filter)를 선택적으로 설치할 수 있다.
또한, 본 발명의 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치는, 다수개의 칸막이에 상기 냉각응축기를 각각 연달아 설치하는 것이 가능하다.
한편, 상기 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치는, 청정실에 외부의 공기를 유입시키는 외조기(외부 공기 조화기)형태로 설치되거나 청정실의 공기를 순환시키는 순환기(내부 순환 공기 조화기)형태로 설치될 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치를 나타낸 개략도이다.
도3은 도2의 냉각응축기의 작동상태를 나타낸 도면이다.
먼저 도2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치는, 공기가 통과되도록 밀폐된 공간의 전방과 후방에 흡기창(30)과 배기구(45)를 각각 형성하고, 상기 흡기창(30)과 배기구(45) 사이를 다수개의 칸막이로 칸막음하며, 소정의 칸막이에 필요에 따라서 각각 각종의 필터(33)(34), 제습기(31)(43), 가열기(38), 송풍기(21), 댐퍼 또는 이들의 조합 등을 선택하여 배치함으로써 공기를 정화하여 청정실에 청정공기를 공급하게 하는 공기청정장치로서, 소정의 칸막이에 설치되고, 공기가 통과하며 냉각되는 동안 공기중에 포함된 수분이 응축하여 응축수가 되는 과정에서 상기 응축수에 오염물질이 흡착 또는 용해되도록 함으로써 공기를 정화시키는 냉각응축기(35)(36)를 구비한다.
또한, 도3에서 도시된 바와 같이, 상기 냉각응축기(35)(36)는, 공기를 냉각시키도록 압축기로 압축되어 응열기와 증발기 사이를 순환하는 냉매(50)와, 상기 공기와 접촉되어 상기 공기의 온도를 일정수준 이하로 떨어뜨리도록 상기 냉매의 저온부가 순환되는 냉매관(51) 및 상기 공기와 상기 냉매관(51)의 접촉면적이 넓게 형성되도록 상기 냉매관(51)에 돌출되어 형성된 냉각핀(52)을 구비하는 구성이다.
또한, 상기 냉각응축기(35)(36)는, 상기 냉각핀(52)에 응축되는 응축수(53)를 수거하여 청정장치의 외부로 배출시켜서 정화처리할 수 있도록 상기 냉매관(51)의 하방에 설치된 응축수배출라인(도시하지 않음)을 구비한다.
이러한 본 발명의 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치는, 냉각응축기(35)(36) 전방의 칸막이에 상기 냉각응축기(35)(36)를 통과할 공기의 습도를 1차로 조절하는 제습기(31)를 설치하며, 상기 냉각응축기(35)(36)를 통과할 공기를 미리 예열시켜 주는 예열기(32)를 설치하고, 상기 냉각응축기(35)(36)를 통과할 공기를 미리 필터링하는 각종의 필터(33) 및 중간필터(34)를 설치한다.
또한, 본 발명의 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치는, 냉각응축기(35)(36)의 후방 칸막이에 상기 냉각응축기(35)(36)를 통과한 건조공기의 습도 및 온도를 높여주기 위하여 가열기(38) 및 가습기(39)를 설치하고, 상기 흡기창(30)과 상기 배기구(45)의 공기압차를 발생시켜서 상기 흡기창(30)에서 상기 배기구(45)로의 공기흐름을 유발하는 송풍기(41)를 설치한다.
또한 송풍기(41)에는 체크댐퍼(Check Damper)(42)를 설치하여 송풍량을 확인할 수 있도록 한다.
또한, 상기 냉각응축기(35)(36)와 상기 배기구(45) 사이에 청정공기의 습도를 최종 제어하기 위하여 제습기(43)를 설치하고, 상기 냉각응축기(35)(36)와 상기 배기구(45) 사이의 소정의 칸막이에 공기의 미세알갱이를 제거하도록 규격화된 헤파필터(HEPA Filter)(44) 및 공기의 이온알갱이를 제거하도록 케미컬필터(Chemical Filter)(46)를 설치한다.
이러한, 본 발명의 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치는, 응축효율을 향상시키기 위하여 2개의 칸막이에 상기 1차 및 2차 냉각응축기(35)(36)를 각각 연달아 설치한다.
한편, 상기 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치는, 청정실에 외부의 공기를 유입시키는 외조기(외부 공기 조화기)형태로 설치될 수 있으나 고품질의 청정공기를 청정실에 공급하기 위하여 청정실의 내부공기를 계속하여 순환시키는 순환기(내부 순환 공기 조화기)형태로 설치되는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치의 동작관계를 설명하면, 송풍기(41)에 의해 흡기창(30)을 통하여 공기청정장치의 내부로 유입된 공기는 상기 냉각응축기(35)(36)를 통과하기 전에 1차로 제습기(31)와 예열기(32)를 통과하면서 정화가 용이하도록 최적의 온도와 습도로 제어되고, 다양한 종류의 필터(33) 및 중간필터(35)를 통과하면서 1차 정화된다.
상기 필터(33)와 중간필터(34)를 통과한 공기는, 본 발명의 1차 및 2차 냉각응축기(35)(36)의 냉매관(51)을 통과하면서 냉각되는 동안 공기중에 포함된 수분이 응축하여 상기 냉각핀(52)의 표면에서 응축수(53)가 되고, 상기 응축수(53)에 오염물질이 흡착 또는 용해되어 배수처리된다.
이때 상기 응축수(53)가 상기 냉각핀(52)에 얼어 붙지 않고 상기 냉각핀(52)을 따라 흘러내리도록 냉매(50)의 온도를 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 2차 냉각응축기(36)를 통과한 청정공기가 송풍기(41)에 의해 상기 가열기(38)와 가습기(39) 및 제습기(43)를 통과하면서 습도 및 온도가 조절되고, 최종적으로 청정공기에 포함될지도 모르는 오염입자 및 이온알갱이를 제거하기 위하여 상기 청정공기는 규격화된 헤파필터(HEPA Filter)(44) 및 케미컬필터(Chemical Filter)(46)를 통과하고, 배기구(45)를 통하여 청정실에 공급된다.
이때 송풍기(41)에 설치된 체크댐퍼(Check Damper)(42)를 이용하여 상기 송풍량을 조절할 수 있으며, 상기 케미컬필터(46)에는 카운터(Counter)이온기를 부착하여 통과하는 공기의 오염정도를 확인할 수 있다.
그러므로 종래의 습식 공기청정장치처럼 청정수를 분사하고, 보충하는 청정수 리필 시스템 및 청정수공급라인청정수공급장치 등의 복잡한 시설이 필요하지 않으며, 공기중에 포함된 암모니아 이온입자와, 설비부식유발의 가능성이 있는 황화물(SOX), 질화물(NOX) 등의 이온입자오염물질 등 이온알갱이들의 제거율을 향상시킴으로써 분자오염(Molecular Contamination)의 제어가 가능하게 되었다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치에 의하면, 공기중의 수분을 냉각응축시켜서 오염물을 제거함으로써 이온입자 등의 오염물질 제거율을 향상시키고, 구조가 간단하며, 설치비를 절감할 수 있게 하는 효과를 갖는 것이다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (13)

  1. 공기가 통과되도록 밀폐된 공간의 전방과 후방에 흡기구와 배기구를 각각 형성하고, 상기 흡기구와 배기구 사이를 다수개의 칸막이로 칸막음하며, 소정의 칸막이에 필요에 따라서 각각 각종의 필터, 제습기, 가열기, 송풍기, 댐퍼 또는 이들의 조합 등을 선택하여 배치함으로써 공기를 정화하여 청정실에 청정공기를 공급하게 하는 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치에 있어서,
    소정의 칸막이에 설치되고, 공기가 통과하며 냉각되는 동안 공기중에 포함된 수분이 응축하여 응축수가 되는 과정에서 상기 응축수에 오염물질이 흡착 또는 용해되도록 함으로써 공기를 정화시키는 냉각응축기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각응축기는,
    공기를 냉각시키도록 압축기로 압축되어 응열기와 증발기 사이를 순환하는 냉매;
    상기 공기와 접촉되어 상기 공기의 온도를 일정수준 이하로 떨어뜨리도록 상기 냉매의 저온부가 순환되는 냉매관; 및
    상기 공기와 상기 냉매관의 접촉면적이 넓게 형성되도록 상기 냉매관에 돌출되어 형성된 냉각핀;
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각응축기는,
    상기 냉각핀에 응축되는 응축수를 수거하여 청정장치의 외부로 배출시켜서 정화처리할 수 있도록 상기 냉매관의 하방에 설치된 응축수배출라인을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    소정의 칸막이에 상기 냉각응축기를 통과할 공기를 미리 예열시켜 주는 예열기를 설치하는 것을 특징으로 하는 상기 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    소정의 칸막이에 상기 냉각응축기를 통과할 공기를 미리 필터링하는 각종의 필터(Filter)류를 설치하는 것을 특징으로 하는 상기 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    소정의 칸막이에 상기 냉각응축기를 통과한 건조공기의 습도를 높여주기 위하여 가습기를 설치하는 것을 특징으로 하는 상기 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    소정의 칸막이를 사이에 두고 상기 흡기구와 상기 배기구의 공기압차를 발생시켜서 상기 흡기구에서 상기 배기구로의 공기흐름을 유발하는 송풍기를 상기 냉각응축기와 상기 배기구 사이에 설치하는 것을 특징으로 하는 상기 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각응축기와 상기 배기구 사이의 소정의 칸막이에 청정공기의 습도를 제어하기 위하여 제습기를 설치하는 것을 특징으로 하는 상기 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각응축기와 상기 배기구 사이의 소정의 칸막이에 공기의 미세알갱이를 제거하도록 규격화된 헤파필터(HEPA Filter)를 설치하는 것을 특징으로 하는 상기 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각응축기와 상기 배기구 사이의 소정의 칸막이에 공기의 이온알갱이를 제거하도록 케미컬필터(Chemical Filter)를 설치하는 것을 특징으로 하는 상기 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    다수개의 칸막이에 상기 냉각응축기를 각각 연달아 설치하는 것을 특징으로 하는 상기 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치는,
    청정실에 외부의 공기를 유입시키는 외조기(외부 공기 조화기)형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치는,
    청정실의 공기를 순환시키는 순환기(내부 순환 공기 조화기)형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 냉각응축기를 갖는 습식 공기청정장치.
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