KR20090123479A - 폐가스 처리장치 - Google Patents

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Abstract

반도체, 평판 디스플레이 등의 제조에 사용된 인체 유해물질, 공해유발물질 등을 포함하는 폐가스의 처리장치가 개시된다. 본 발명에 따른 폐가스 처리장치는 폐가스를 정화 처리하는 열처리부, 상기 열처리부에 의하여 상기 폐가스가 처리되는 처리공간을 제공하는 챔버 및 상기 폐가스를 상기 챔버 내로 유입시키는 폐가스 유입관 내에 적층되는 파우더를 제거하기 위하여 상기 유입관 내로 분사되는 가스를 공급하는 가스공급부를 포함하여 구성된다.
반도체, 디스플레이, 챔버, 파우더

Description

폐가스 처리장치{Waste Gas Purification Apparatus}
본 발명은 폐가스 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐가스가 유입되는 폐가스 유입관 내에 적층되는 파우더를 제거하여 폐가스 처리 효율을 높일 수 있는 폐가스 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 산업은 그 유용성만큼이나 복잡하면서도 매우 정교한 정밀도를 요구하는 많은 종류의 제조설비 및 제조공정을 필요로 한다. 이러한 반도체 제조공정이나 LCD 제조공정 등은 그 공정 특성상, 인체에 치명적인 각종 유독성, 부식성, 인화성 가스를 다량으로 사용하는 것이 일반적이다.
예를 들어 대표적인 반도체 제조 공정 중 하나인 CVD(Chemical Vapor Deposition)공정에서는 다량의 실란, 디클로실란, 암모니아, 산화질소, 아르신, 포스핀, 디보론, 보론, 트리클로라이드 등의 유독성 가스를 사용한다.
이러한, CVD공정 이외에도 플라즈마에칭, 에피택시증착, 스퍼터링 등과 같은 여러 종류의 반도체 공정들에서도 상술한 각종 유독성가스를 다량으로 사용하고 있다.
그런데, 상술한 바와 같은 반도체 제조공정이나 LCD 제조공정에 사용되는 가 스는 그 독성이 매우 심각하여 제조공정 후에 이 유독성가스를 아무런 순화과정 없이 대기 중으로 무단 방출할 경우, 인체 및 생태계에 심각한 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 종래의 생산라인에서는 라인 내부의 일정 영역에 폐가스를 전담 처리할 수 있는 폐가스처리장치를 배치하고, 이 폐가스처리장치를 이용하여 반도체 제조 공정 중 발생하는 유독성가스의 유해성분의 함량을 허용농도 이하로 낮추는 무해화 처리과정을 필수적으로 거쳐서 대기 중으로 배출시켜야 한다.
이러한 무해화 처리과정은 가열 분해 후 다른 가스와의 혼합을 통해 고체 분말 형태로 석출하거나, 수용성 가스의 경우 물에 용해시켜서 배출하는 방법을 사용하고 있다.
최근에는 상기의 폐가스를 가열하여 열 분해하는 방법으로 플라즈마 아크 토치를 사용하는 방식을 주로 사용하고 있다.
폐가스를 처리하기 위하여 상기 폐가스는 폐가스 유입관으로부터 챔버 내로 유입된다. 상기 폐가스 유입관에 상기 폐가스가 유입되는 과정에서 파우더가 적층되는 문제점이 발생하였다.
이처럼, 상기 폐가스가 상기 폐가스 유입관에 적층됨에 따라 상기 폐가스가 상기 챔버 내로 유입이 원활하게 이루어 지지 않아 상기 폐가스를 처리하는 효율이 저하되는 문제점이 발생하였다.
또한, 상기 파우더를 제거하기 위하여 작업을 중단하고 상기 폐가스 유입관 을 청소해야 하기 때문에 작업의 효율성이 저하되는 문제점도 발생하였다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 폐가스가 유입되는 폐가스 유입관에 가스를 분사하는 폐가스 처리장치를 제공하는 것에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 폐가스를 정화 처리하는 열처리부, 상기 열처리부에 의하여 상기 폐가스가 처리되는 처리공간을 제공하는 챔버 및 상기 폐가스를 상기 챔버 내로 유입시키는 폐가스 유입관 내에 적층되는 파우더를 제거하기 위하여 상기 유입관 내로 분사되는 가스를 공급하는 가스공급부를 포함하여 구성되는 폐가스 처리장치를 제공한다.
여기에서, 상기 가스공급부는 가스탱크 및 상기 가스탱크와 상기 폐가스 유입관을 상호 연결시키는 연결관을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐가스 처리장치에서, 상기 챔버의 하부에는 재결합방지가스 유입구를 구비하여 열 분해된 상기 폐가스가 재결합하는 것을 방지할 수 있다.
상기 재결합방지가스 유입구는 상기 가스공급부와 상호 연통되어 상기 폐가스가 재결합하는 것을 방지하기 위한 가스를 상기 가스탱크로부터 공급받을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐가스 처리장치에서, 파우더를 제거하기 위하여 상기 폐가스 유입관 내로 분사되는 가스는 공기 또는 질소 또는 산소 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
또한, 상기 유입관 내에 분사되어 파우더를 제거하는 가스와 상기 열 분해된 가스가 재결합되는 것을 방지하기 위한 가스는 동일 성분의 가스를 사용할 수 있다.
한편, 상기 연결관은 상기 폐가스 유입관과 재결합방지가스 유입구와 상호 연통되게 구비되어 상기 가스탱크에서 공급하는 가스 중에 냉각된 가스는 상기 재결합방지가스 유입구로 안내하고, 나머지는 상기 폐가스 유입관으로 안내하도록 벤추리튜브(Venturitube)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐가스 처리장치에서, 상기 열처리부는 상기 챔버의 상부에 위치하고, 플라즈마 토치를 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐가스 처리장치에서, 상기 챔버의 하부에는 상기 챔버에서 연소된 가스를 냉각하는 냉각부가 더 포함될 수 있다.
상기의 구성을 가지는 본 발명에 따른 폐가스 처리장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 상기 폐가스 유입관 내에 적층되는 파우더를 제거할 수 있도록 가스를 분사함으로써, 폐가스 유입관 내에 적층되는 파우더를 효과적으로 제거하여 상기 폐가스가 챔버 내로 유입이 원활하게 이루어져 상기 폐가스의 처리 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 폐가스 유입관 내에 적층되는 파우더를 제거하기 위하여 공정을 중단 하는 일없이 계속적인 가동이 가능하여 공정 중단에 따른 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 종래에 유입관 내에 적층되는 파우더를 제거하기 위하여 사용되었던 추가적인 장치를 생략할 수 있어 구조를 단순화 할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 기존에 사용되지 않고 버려졌던 고온의 가스가 상기 파우더를 제거하기 위해 재 사용됨으로 인하여 전체적인 공정에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
우선, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 폐가스 처리장치의 구성을 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐가스 처리장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 폐가스 처리장치는, 크게, 폐가스를 정화 처리하는 열처리부(100), 상기 폐가스가 처리되는 처리공간(210)을 제공하는 챔버(200), 상기 폐가스를 상기 챔버(200) 내로 유입시키는 유입관(260) 내에 적층되는 파우더(P)를 제거하기 위하여 상기 폐가스 유입관(260) 내로 분사되는 가스를 공급하는 가스공급부(300) 및 상기 챔버(200)에서 열 분해된 가스를 냉각하는 냉각부(400)를 포함하여 이루어진다.
본 실시예에서, 상기 가스공급부(300)로 공급되는 가스는 공기 또는 질소 또는 산소 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 열처리부(100)는 상기 챔버(200)의 상부에 위치하고, 아크 방전을 이용한 플라즈마 토치가 사용될 수 있다.
이러한 상기 열처리부(100)는 플라즈마 토치를 이용한 화염(F)으로 상기 챔버(200) 내부의 처리공간(210)에 고온의 열을 공급하여 상기 폐가스를 열 분해 시키는 역할을 담당한다.
상기 챔버(200)는 상기 폐가스 유입관(260)을 통하여 유입된 상기 폐가스가 상기 열처리부(100)의 플라즈마 토치에서 발생하는 화염(F)에 의하여 열 분해되는 처리공간(210)을 제공한다.
여기에서, 상기 폐가스 유입관(260)은 상기 챔버(200)의 가장자리 즉, 상기 챔버(200)의 접선방향을 따라, 상기 챔버(200)의 측면에 복수 개로 구비될 수 있다.
하지만, 이에 한정하지 않고 설계 조건에 따라 그 개수 및 위치는 다양하게 변화가 가능하다.
상기 챔버(200)의 하부와 상기 냉각부(400)의 상부 사이에 재결합방지가스 유입구(220)가 구비되어 상기 챔버(200) 내부의 처리공간(210)에서 열 분해된 상기 폐가스가 상기 냉각부(400)로 유입되기 전에 재결합하는 것을 방지할 수 있다.
상기 재결합방지가스 유입구(220)를 통하여 유입된 재결합방지가스는 상기 챔버의 하부에 구비된 재결합방지가스 분사구(222)를 통하여 상기 챔버(200) 내부의 처리공간(210)에서 열 분해된 상기 폐가스가 상기 냉각부(400)로 유입되기 전에 분사된다.
여기에서, 상기 재결합방지가스로는 상기 유입관(260) 내에 분사되어 파우더를 제거하는 가스와 동일한 성분의 가스가 사용될 수 있다.
본 실시예에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 재결합방지가스가 저장되어 있는 가스탱크(T), 상기 가스탱크(T)에 저장되어 있는 가스를 상기 폐가스 유입관(260)과 재결합방지가스 유입구(220)로 각각 안내하는 연결관(340)을 포함하는 가스공급부(300)가 구비되어 있다.
상기 연결관(340)은 벤추리튜브(Venturitube)가 구비되어 상기 가스탱크(T)에서 공급되는 가스를 상기 벤추리튜브(Venturitube)를 통과시킴으로써 냉각된 가스는 상기 재결합방지가스 유입구(220)로 안내되어 상기 열 분해된 가스가 재결합되는 것을 방지하는 역할을 담당한다.
또한, 나머지 고온의 가스는 상기 폐가스 유입관(260)으로 분사되어 상기 폐가스 유입관(260)내에 적층되는 파우더(P)를 제거하는 역할을 담당한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 연결관(340)으로부터 안내된 상기 고온의 가스는 상기 연결관(340)과 상기 폐가스 유입관(260)이 상호 연통되게 구비되는 분사구(320)를 통하여 상기 폐가스 유입관(260) 내로 분사되어 상기 폐가스 유입관(260) 내에 적층되는 파우더(P)를 상기 폐가스와 함께 상기 챔버(200) 내의 처리공간(210)으로 배출시키는 역할을 담당한다.
따라서, 상기 폐가스 유입관(260) 내에 적층되는 파우더를 제거하기 위하여 추가적인 장치가 없어도 상기 폐가스 유입관(260) 내에 적층되는 파우더(P)를 제거할 수 있는 효과가 있다.
상기 냉각부(400)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(200)의 하단에서 하부로 갈수록 단면적이 줄어들도록 경사지게 형성된 경사부(420) 및 상기 경사부의 하단에서 수직 방향 하부로 연장 형성된 연장부(440)를 포함하여 구성된다.
여기에서, 상기 냉각부(400)는 상기 챔버(200)의 연소공간(210)에서 열 분해되어 유입된 고온의 폐가스를 상온으로 냉각하는 역할을 담당한다.
상기 경사부(420)는 상기 챔버(200)와 연통하는 플렌지(410), 상기 경사부(420)의 상부 측면에 구비되는 퍼지가스 유입구(426), 상기 경사부(420)의 하부 측면에 구비되는 냉각수 주입관(422), 상기 경사부(420) 내부에 구비되어 상기 냉각수 주입관(422)으로부터 주입된 냉각수의 흐름을 안내하는 가이드(424)로 구성되어 있다.
또한, 경사부(420)의 내부에는 상기 챔버(200)의 연소공간(210)에서 상기 폐가스가 열 분해되는 과정에서 발생하는 파우더의 적층을 방지하는 차단판(412), 상기 차단판(412) 상에 구비되고, 상기 퍼지가스 유입구(426)와 연통되어 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스 분사구(428)를 더 포함하여 구성되어 있다.
상기 차단판(412)은 퍼지가스 분사구(428)를 통하여 분사되는 고압의 퍼지가스에 의하여 적층되는 파우더를 제거하고 냉각수와 함께 연장부(440)로 배출된다.
이처럼, 상기 차단판(412)은 경사부(420)의 상부에 위치하여 상기 열처리 부(100)에 의해 상기 챔버(200) 내의 연소공간(210)에서 상기 폐가스가 열 분해되는 과정에서 발생되는 파우더가 적층됨으로써 발생되는 부식을 방지할 수 있다.
또한, 상기 냉각부(400) 상부의 경사면에 파우더 적층을 차단하고 상기 냉각수 주입관(422)으로부터 주입된 냉각수가 오버플로우(over-flow)되어 상기 챔버(200) 내부의 연소공간(210)으로 튀는 것을 방지하도록 경사지게 구비될 수 있다.
상기 연장부(440) 내부에는 상기 경사부(420)를 거쳐서 일정부분 냉각된 가스를 상온까지 냉각할 수 있도록 냉각수를 분무하는 복수 개의 냉각수 분사노즐(442)이 수직방향으로 일정 간격을 두고 배치된다.
본 실시예에서는 제1분사노즐(442a) 및 제2분사노즐(442b)이 수직방향으로 2개가 배치되어 있는 것을 예시하고 있지만, 이에 한정하지 않고 설계 조건에 맞게 다양하게 변화될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐가스 처리장치의 구성도;
도 2는 가스탱크 및 가스연결관을 나타내는 구성도;
도 3은 유입관 내에 가스를 분사하여 적층된 파우더를 제거하는 상태도; 및
도 4는 도 1의 냉각부의 구성도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 >
100: 열처리부 200: 챔버
210: 연소공간 220: 재결합방지가스 유입구
222: 재결합방지가스 분사구 260: 유입관
300: 가스공급부 320: 연결관
340: 벤추리튜브 400: 냉각부
410: 플렌지 412: 차단판
420: 경사부 422: 냉각수 주입관
424: 냉각수 가이드 426: 퍼지가스 유입구
428: 퍼지가스 분사구 440: 연장부
442: 분사노즐

Claims (9)

  1. 폐가스를 정화 처리하는 열처리부;
    상기 열처리부에 의하여 상기 폐가스가 처리되는 처리공간을 제공하는 챔버; 및
    상기 폐가스를 상기 챔버 내로 유입시키는 폐가스 유입관 내에 적층되는 파우더를 제거하기 위하여 상기 유입관 내로 분사되는 가스를 공급하는 가스공급부;
    를 포함하여 구성되는 폐가스 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가스공급부는,
    가스탱크; 및
    상기 가스탱크와 상기 폐가스 유입관을 상호 연결시키는 연결관;
    을 포함하여 구성되는 폐가스 처리장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 챔버의 하부에는 열 분해된 상기 폐가스가 재결합하는 것을 방지하기 위한 가스가 유입되는 재결합방지가스 유입구를 더 포함하는 폐가스 처리장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 재결합방지가스 유입구는,
    상기 가스공급부와 상호 연통되는 것을 특징으로 하는 폐가스 처리장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 파우더를 제거하기 위하여 공급되는 가스는,
    공기 또는 질소 또는 산소 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 폐가스 처리장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 유입관 내에 분사되어 파우더를 제거하는 가스와 상기 열 분해 된 가스가 재결합되는 것을 방지하는 가스는 동일한 성분의 가스인 것을 특징으로 하는 폐가스 처리장치.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 연결관은,
    상기 가스탱크에서 공급하는 가스 중에 냉각된 가스는 상기 재결합방지가스 유입구로 안내하고, 나머지 가스는 상기 폐가스 유입관으로 안내하도록 벤추리튜브(Venturitube)를 더 포함하는 폐가스 처리장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 열처리부는,
    상기 챔버의 상부에 위치하고, 플라즈마 토치를 이용하는 것을 특징으로 하는 폐가스 처리장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 챔버의 하부에는 상기 챔버에서 연소된 가스를 냉각하는 냉각부를 더 포함하여 이루어지는 폐가스 처리장치.
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