KR20080097605A - 가스 불순물 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 수분사물 경사교류형 엘리미네이터에 관련한 것으로서, 특히, 채널 구조를 통과하는 가스 불순물을 제거하기 위해 채널 관로 도중에 설치되는 엘리미네이터에 있어서, 상기 엘리미네이터는 다수의 파상 주름 단면을 갖는 걸름판을 일정각도로 교호 경사지게 다수 적층하여 형성되고, 상기 이웃하여 경사 배열된 파상 걸름판의 파상 유동로가 일정 각도로 경사지게 교차되어, 상기 채널을 따라 직선형으로 유동되는 가스와 불순물이 통과되지 않고 각각의 유동통로를 경사방향으로 부딪혀 경사 유동하면서 필터링되어 낙하되도록 구성된 것을 특징으로 하여, 송풍팬의 저 동력화를 도모하기 위해, 상기 걸름판을 수평 또는 수직으로 교호하여 경사지게 적층 배열한 엘리미네이터 구조를 안출하여, 엘리미네이터의 조립시 필요한 절차를 간소화시켜 비용을 절약하는 효과와 설치 완료시 걸름판의 깊이 축소를 도모할 수 있도록 하였다.

Description

가스 불순물 제거 장치{Gas eliminator for semiconductor facility}

도 1은 종래의 가스 불순물 제거 장치를 편입한 외기 공조기의 구성을 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 의한 가스 불순물 제거 장치의 사시도,

도 3은 도 2에서 본 발명에 의한 가스 불순물 제거 장치의 내부 구조를 도시한 일부 분해사시도,

도 4는 도 3의 선 A-A에 따른 가스 불순물 제거장치의 단면도, 및

도 5는 본 발명에 따른 가스 불순물 제거장치의 엘리미네이터 구조를 나타내기 위한 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 가스 불순물 제거장치의 노즐이 전방에 배치된 경우에서 도 5의 엘리미네이터의 프레임과 걸름판의 수직 적층 배열 상태를 나타내기 위한 분해 조립 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 가스 불순물 제거장치의 노즐이 상방에 배치된 경우에서 본 발명의 엘리미네이터의 걸름판의 수평 적층 배열 상태를 나타내기 위한 분해 조립 사시도, 및

도 8은 도 6의 엘리미네이터를 채용한 가스 불순물 제거장치의 평면상 구조를 나타낸 도 4에 대응하는 단면 구조도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

3 : 외기 공조기 13 : 액 분사 노즐

15 : 걸름판 17 : 고정판

19 : 가스 유통 경로 20 : 필터 고정 프레임

50 : 엘리미네이터

본 발명은 엘리미네이터 및 이를 이용한 가스 불순물 제거장치에 관한 것으로, 특히 이웃하여 경사 배열된 파상 걸름판의 직선형 파상 유동로 즉, 골부위가 일정 각도로 경사지게 교차되어, 가스 유동 경로를 따라 직선형으로 유동되는 가스와 불순물이 통과되지 않고 각각의 유동통로를 경사방향으로 부딪혀 경사 유동하면서 필터링되어 용이하게 낙하되도록 함으로써, 공기정화능을 가 한층 높인 엘리미네이터 및 이를 이용한 가스 불순물 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체나 액정 등의 전자 디바이스 제품은 공기 온,습도 및 실내 압력을 일정하게 하고, 동시에 공기중의 부유 입자가, 한정된 청정도레벨 (일반적으로는 미국연방 규격 209D)로 관리된 환경, 소위 클린룸(CR)에서 제조되고 있는 것은 이미 알려져 있다.

그리고, 최근 공기중에 ppb 레벨로 포함되는 NH3, SO2, SO4, NOx, Cl, VOC 또는, F 가스(이하, 가용성 가스 불순물이라 한다)를 서브 ppb 레벨까지 저하시켜 높은 청정도의 환경에 대해서도 엄격한 관리가 요구되게 되었다.

따라서 , 가용성 가스 불순물의 제거는 외기 공조기의 가습 및 온도 제어, 혹은 클린룸 내 공기 순환계에서의 공기를 순환시키면서 필요한 처리를 수행하는 시스템의 온도 제어(냉각)와는 독립된 수단, 예를 들면 케미컬필터에 의해 이루어지고 있었다.

상기와 같은 공기중에 포함된 가스 불순물의 제거 수단으로서는, 종래로부 터 케미컬필터 처리에 의한 제거 방법(건식 제거방법)과，활력 액 접촉에 의한 제거 방법이 알려져 있다. 전자의 건식 제거방법은 공기중의 가스 불순물을 화학 결합에 의해 제거되는 것으로 가스 불순물의 종류에 따라 소재의 종류나 처리 방법 및 화학 물질의 종류가 다르다.

한편, 후자의 활력 액 접촉에 의한 제거는 액적의 분무나 기공율이 높은 표면적이 큰 충전제에 액상 물자를 공급한 것에 의해 가스 불순물을 제거하는 방식이다.

또, 이와 같은 가스 불순물 제거 장치(1)는, 도 1 및 도 2에 예시된 바와 같이, 흡수성의 소재를 판상에 성형한 흡수성의 걸름판(15)을 박스형태로 고정하기 위한 절결구(11)가 병렬 배치된 플레이트(17 : 이하 고정판이라 통칭한다)와 이 절결구(11)에 수직으로 절첩된 상기 걸름판(15)을 삽입하여 상술한 챔버(3) 내부에 내장되는 엘리미네이터를 채용하는 그 자세한 설치예는 다음과 같다.

먼저, 도 2 에 도시된 바와 같이 상기 가스 불순물 제거 장치는 상기 액 분사 노즐(13)과 박스형태의 프레임으로 짜여진 엘리미네이터(5)로 대분되는데, 상기 액 분사 노즐(13)은 액적이 상기 엘리미네이터(5)에 도달 가능하도록 상기 엘리미네이터(5) 전부에 소정의 간격을 두고 설치되며 불순물을 함유한 가스는 도시한 바와 같이 F방향에서 수평하게 유통되는 구조로 되어 있다.

그리고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 엘리미네이터(5)는 걸름판(15)을 지지하기 위한 고정자를 구비하고 상기 고정자는 상기 걸름판(15)을 박스형태로 고정하기 위해 평면 상에 파형 절결구(11)가 병렬 형성된 플레이트형태의 고정판(17)과, 상기 고정판(17)의 절결구(11)에 수직 방향으로 상기 걸름판(15)을 삽입하여 구획 형성하여 구성되어 있다.

또, 도 3을 참조하여 설명하면, 상기 절결구(11)에는 상기 걸름판(15)의 삽입 시 밀폐된 상태가 아닌, 배수 낙하가 이루어지도록 일측에 제1 배수구(11a)가, 타측에 제2 배수구(11b)가 절결구(11)의 산형부 일측에 반복적으로 형성되어 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 고정판(17)의 4 코너부의 상하면에는 각각 대향하여 돌출된 돌기부(31)가 형성되며, 이 돌기부(31)에는 이 돌기부(31)가 삽입 고정되도록 중공의 지지바아(30)가 접속되어 상기 이웃하는 고정판(17)들끼리 상호 지지되도록 구성되어 있다.

또, 이와 같은 가스 불순물 제거 장치는 상기와 같은 공기중에 함유된 가스 불순물의 제거의 일환으로서, 상술한 바와 같은 액 접촉에 의한 제거방식으로 액적의 분무나 기공율이 높은 표면적이 큰 충전제에 액상 물자를 공급한 것에 의해 가스 불순물을 흡착처리하여 제거하는 데 사용된다.

또한, 상기 액접촉에 의한 가스 불순물 제거 장치는 복수개의 걸름판(15)을 소정의 간격을 두고 거듭 기대어 세워 산형 공구 고정판(17)에 의해 고정되고 불순물을 함유한 가스는 도 4에 도시된 바와 같이 F방향에서 상기 걸름판(15)의 사이를 통해 지그재그로 유통하게 된다.

이때, 상기 걸름판(15) 사이를 유통하는 가스 불순물이 함유된 기류는 상기 걸름판이 산형상으로 상하로 연속되어 있기 때문에, 각 산형 부위 마다 불필요한 공기저항이 발생하여, 그 산형부위의 경사면에 먼지가 퇴적되어 가스 불순물을 제거하는 방식을 채용함에 따라, 공기 도입용 송풍팬(P, 흡입팬 포함)의 동력의 효율을 저하시키는 경우가 발생함으로써, 불필요하게 큰 동력의 구동모터를 채용해야만 하는 단점을 내포하고 있었다.

또, 상기 가스 불순물 제거 장치는 반도체나 액정 등의 전자 디바이스 제품에 따라 필요한 청정도 레벨 및 공기중의 부유 입자량에 차이가 나는 환경에 또는 CR로 유입되는 공기 중에 ppb 레벨로 포함되는 NH3, SO2, S04, NOx, Cl, Voc 또는 F 가스 등과 같은 가스 불순물의 성분에 따라 상기 걸름판(15)의 간격을 가능한 한 좁게 설정해야만 함으로써, 과다한 소비 전력을 사용하게 되는 바, 이를 해소하기 위해 걸름판(15)의 간격을 크게 하면, 수분사물이 상기 걸름판(15)의 하류로 비산되어, 이후의 필터링 공정을 위한 헤파필터가 습윤상태가 되어 파열되는 등의 문제점도 내포하고 있었다.

한편, 상기한 단점의 비산문제를 해소하기 위해 불필요하게 걸름판의 전후 깊이를 길게해야만 하는 바, 이에 따른 동력의 과다한 소요를 유발하게 됨은 물론이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선시키고자 안출한 것으로, 외기 공조기(챔버)에 삽입하기 위해 필요한 송풍팬의 저 동력화를 도모하기 위해, 상기 걸름판을 수평 또는 수직으로 교호하여 경사지게 적층 배열한 엘리미네이터 구조를 안출하여, 엘리미네이터의 조립시 필요한 절차를 간소화시켜 비용을 절약하는 효과와 설치 완료시 걸름판의 깊이 축소를 통한 가스 및 불순물 충돌 제거는 물론이고, 가스의 유동성을 획기적으로 개선하여 송풍팬의 소비 전력을 대폭적으로 저감할 수 있음과 동시에, 일방향으로 직선형으로 경사진 가스 유동 채널을 내부에 갖는 엘리미네이터를 채용함으로써, 자연스럽게 수비산방지도 도모할 수 있는 엘리미네이터 및 이를 채용한 가스 불순물 제거장치를 제공함에 주된 목적이 있는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 엘리미네이터 구조는,

채널 구조를 통과하는 가스 불순물을 제거하기 위해 채널 관로 도중에 설치되는 엘리미네이터에 있어서,

상기 엘리미네이터는 다수의 파상 주름 단면을 갖는 걸름판을 일정각도로 교호 경사지게 다수 적층하여 형성되고,

상기 이웃하여 경사 배열된 파상 걸름판의 파상 유동로가 일정 각도로 경사지게 교차되어, 상기 채널을 따라 직선형으로 유동되는 가스와 불순물이 통과되지 않고 각각의 유동통로를 경사방향으로 부딪혀 경사 유동하면서 필터링되어 낙하되 도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 가스 불순물 제거장치는, 가스 불순물이 유통 가능한 외기 공조기와 가스 불순물 제거수단으로서 액체입자를 발생시키는 액 분사 노즐과 불순물 제거 수단인 걸름판을 내장한 채널 구조를 특징으로 하는 가스 불순물 제거장치에 있어서, 상기 걸름판을 고정하기 위한 장방형 고정 프레임과, 이 프레임에 수직으로 절첩된 걸름판을 삽입하여 방형으로 내부에 당접하여 다중 적층하되, 상기 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 경사 배열된 걸름판을 구비한 엘리미네이터가 채용된 것을 특징으로 한다.

또, 이를 이용하여, 가스 불순물이 유통 가능한 외기 공조기와 가스 불순물 제거수단으로서 액체입자를 발생시키는 액 분사 노즐과 불순물 제거 수단인 걸름판을 내장한 채널 구조 내에서 유동하는 가스 불순물을 제거하는 방법에 있어서, 상기한 구성의 엘리미네이터를 사용하여 가스 불순물을 제거하는 방법에도 특징이 있다.

이하, 본 발명의 일실시예에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 가스 불순물 제거장치의 엘리미네이터 구조를 나타내기 위한 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 가스 불순물 제거장치의 노즐이 전방에 배치된 경우에서 도 5의 엘리미테이터의 프레임과 걸름판의 수직 적층 배열 상태를 나타내기 위한 분해 조립 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 가스 불순물 제거장치의 노즐이 상방에 배치된 경우에서 본 발명의 엘리미네이터의 걸름판의 수 평 적층 배열 상태를 나타내기 위한 분해 조립 사시도이고, 도 8은 도 6의 엘리미네이터를 채용한 가스 불순물 제거장치의 평면상 구조를 나타낸 도 4에 대응하는 단면 구조도이다.

먼저, 본 발명은 도 5 내지 도 8에 도시한 바와 같이 상기 가스 불순물 제거 장치는 상기 액 분사 노즐(13)과 박스형태의 프레임(20)으로 짜여진 불순물 제거 수단으로 대분되는데 상기 액 분사 노즐(13)은 액적이 상기 걸름판(15, 즉 엘리미네이터(50)를 지향하는 방향)에 도달 가능하도록 상기 걸름판(15) 전부에 소정의 간격을 두고 설치되며 불순물을 함유한 가스는 도시한 바와 같이 F방향에서 수평하게 파상 유통되는 구조로 되어 있다.

또한, 상기 걸름판(15)은 상술한 실시 형태와 같이, 흡수성의 소재를 판상에 성형한 흡수성의 판을 적절히 조합시키고 배치한 세라믹 재질의 필터인 것으로 하며, 상기 걸름판(15)의 실시형태는 가스 불순물의 종류나 필요한 필터 효율에 따라 다양화가 가능하며 일례로 파상의 판재를 여러 단수 겹쳐 연결하거나 파상의 각도를 여러 형태로 변형 실시 가능토록 한다.

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 엘리미네이터(50)는, 채널 구조를 통과하는 가스 불순물을 제거하기 위해 채널 관로 도중에 설치되는 엘리미테이터(50) 다수의 파상 주름 단면을 갖는 걸름판(15)을 일정각도로 교호 경사지게 다수 적층하여 형성되어 있다.

또한, 상기 엘리미네이터(50)는, 상기 이웃하여 경사 배열된 파상 걸름판(15, ‥)의 파상 유동로가 일정 각도로 경사지게 교차되어, 상기 채널을 따라 직 선형으로 유동되는 가스와 불순물이 통과되지 않고 각각의 유동통로를 경사방향으로 부딪혀 경사 유동하면서 필터링되어 낙하되도록 구성되어 있다.

또, 상기 엘리미테이터(50)의 각각의 걸름판(15)의 주름 단면 형상은 산형상으로 구성되어도 된다.

또한, 본 발명은, 가스 불순물이 유통 가능한 외기 공조기와 가스 불순물 제거수단으로서 액체입자를 발생시키는 액 분사 노즐과 불순물 제거 수단인 걸름판(15)을 내장한 채널 구조를 특징으로 하는 가스 불순물 제거장치에서, 상기 걸름판(15)을 고정하기 위한 장방형 고정 프레임(20)과, 이 프레임(20)에 수직으로 절첩된 걸름판(15)을 삽입하여 방형으로 내부에 당접하여 다중 적층하되, 상기와 같이, 경사 배열된 걸름판(15)을 구비한 엘리미테이터(50)가 채용되는 가스 불순물 제거장치를 포함한다.

또, 상기 가스 불순문 제거장치를 이용하여, 가스 불순물이 유통 가능한 외기 공조기와 가스 불순물 제거수단으로서 액체입자를 발생시키는 액 분사 노즐과 불순물 제거 수단인 걸름판(15)을 내장한 채널 구조 내에서 유동하는 가스 불순물을 제거함에 있어, 상기한 경사 배열된 걸름판(15)을 구비한 엘리미테이터(50)를 사용하여 가스 불순물을 제거하는 방법을 포함함은 물론이다.

이로써, 상기 박스구조체(10)의 측면을 타고 유동하는 물의 하류 비산을 저지할 수 있음은 물론이고, 저감된 동력을 사용하는 송풍팬의 송풍력을 사용함으로써, 가 한층 엘리미네이터(50)의 하류로 물이 비산되는 것 또한 저지될 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 걸름판(15)은 흡습형 섬유판재로서 재질은 세라믹재로 이루어져 있다.

따라서, 외기 공조기(챔버)에 삽입하기 위해 필요한 송풍팬의 저 동력화를 도모하기 위해, 상기 걸름판(15)을 수평 또는 수직으로 교호하여 경사지게 적층 배열한 엘리미테이터(50) 구조를 창안함으로써, 엘리미테이터(50)의 조립시 필요한 절차를 간소화시켜 비용을 절약하는 효과와 설치 완료시 걸름판(15)의 깊이 축소를 통한 가스 및 불순물 충돌 제거는 물론이고, 가스의 유동성을 획기적으로 개선하여 송풍팬의 소비 전력을 대폭적으로 저감할 수 있도록 하였다.

이와 함께, 본원 발명은 길게 경사진 가스 유동 채널을 지그재그 형태를 구비한 기존의 엘리미테이터에 비해, 일방향으로 경사진 가스 유동 채널을 내부에 갖는 엘리미테이터를 채용함으로써, 자연스럽게 수 비산방지구조를 달성할 수 있게 되는 것이다.

이상의 명백한 설명과 같이 본 발명은, 외기 공조기(챔버)에 삽입하기 위해 필요한 송풍팬의 저 동력화를 도모하기 위해, 상기 걸름판을 수평 또는 수직으로 교호하여 경사지게 적층 배열한 엘리미네이터 구조를 안출하여, 엘리미네이터의 조립시 필요한 절차를 간소화시켜 비용을 절약하는 효과와 설치 완료시 걸름판의 깊이 축소를 통한 가스 및 불순물 충돌 제거는 물론이고, 가스의 유동성을 획기적으로 개선하여 송풍팬의 소비 전력을 대폭적으로 저감할 수 있음과 동시에, 일방향으로 직선형으로 경사진 가스 유동 채널을 내부에 갖는 엘리미네이터를 채용함으로 써, 자연스럽게 수비산방지도 도모할 수 있는 엘리미네이터 및 이를 채용한 가스 불순물 제거장치를 제공할 수 있는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (5)

1. 채널 구조를 통과하는 가스 불순물을 제거하기 위해 채널 관로 도중에 설치되는 엘리미네이터에 있어서,

   상기 엘리미네이터는 다수의 파상 주름 단면을 갖는 걸름판을 일정각도로 교호 경사지게 다수 적층하여 형성되고,

   상기 이웃하여 경사 배열된 파상 걸름판의 파상 유동로가 일정 각도로 경사지게 교차되어, 상기 채널을 따라 직선형으로 유동되는 가스와 불순물이 통과되지 않고 각각의 유동통로를 경사방향으로 부딪혀 경사 유동하면서 필터링되어 낙하되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수분사물 경사교류형 엘리미네이터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 엘리미네이터의 각각의 걸름판의 주름 단면 형상은 산형인 것을 특징으로 하는 수분사물 경사교류형 엘리미네이터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 걸름판은 수직으로 기립 배열된 것을 특징으로 하는 수분사물 경사교류형 엘리미네이터.
4. 가스 불순물이 유통 가능한 외기 공조기와 가스 불순물 제거수단으로서 액체 입자를 발생시키는 액 분사 노즐과 불순물 제거 수단인 걸름판을 내장한 채널 구조를 특징으로 하는 가스 불순물 제거장치에 있어서,

   상기 걸름판을 고정하기 위한 장방형 고정 프레임과, 이 프레임에 수직으로 절첩된 걸름판을 삽입하여 방형으로 내부에 당접하여 다중 적층하되, 상기 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 경사 배열된 걸름판을 구비한 엘리미네이터가 채용된 것을 특징으로 하는 가스 불순물 제거장치.
5. 가스 불순물이 유통 가능한 외기 공조기와 가스 불순물 제거수단으로서 액체입자를 발생시키는 액 분사 노즐과 불순물 제거 수단인 걸름판을 내장한 채널 구조 내에서 유동하는 가스 불순물을 제거하는 방법에 있어서,

   상기 제1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 엘리미네이터를 사용하여 가스 불순문을 제거하는 방법.

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