KR20200115985A - 역류방지 댐퍼를 갖는 클린룸용 팬 필터 유닛 - Google Patents

역류방지 댐퍼를 갖는 클린룸용 팬 필터 유닛 Download PDF

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KR20200115985A
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조인수
유병옥
한경희
강종석
이성수
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주식회사 원방테크
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Abstract

본 발명은 본 발명은 반도체 및 액정 기기 생산 공정이 이루어지는 클린룸용 팬 필터 유닛에 관한 것으로서, 팬 필터 유닛 케이스(10)와, 팬 필터 유닛 케이스(10)에 내장되어 외부 공기를 실내로 강제 공급시키는 팬(21) 및, 팬(21)을 회전 구동시키는 구동 모터(22)로 이루어지는 팬 모듈(20)과, 팬(21)을 둘러싸게 설치되어 팬(21)의 회전으로 인해 유입되는 공기가 실내로 유입될 수 있게 안내시키는 가이드 유로(32)가 내부에 형성되며, 팬 필터 유닛 케이스(10)에 내장되는 가이드 박스(30)와, 팬 모듈(20)의 상부에 설치되어 팬(21)으로 인해 외부로부터 유입되는 공기에 함유된 먼지 및 이물질을 제거시키는 필터 모듈 및, 구동 모터(22)에 전원을 공급시키는 전원 모듈로 구성되되, 가이드 박스(30)에는 가이드 유로(32)를 개폐 시키는 판 형태의 부재로서, 가이드 유로(32)의 말단에 설치되며, 외부로부터 유입되어 가이드 유로(32)를 통과하는 공기의 풍압으로 인해 개방되고, 외부로부터의 공기 유입이 없을 경우 자중으로 가변되어 가이드 유로(32)의 말단을 차단시키는 역류방지 댐퍼(33)가 설치되는 것을 특징으로 하는 역류방지 댐퍼(33)를 갖는 클린룸용 팬(21) 필터 유닛을 제공하고자 한다.

Description

역류방지 댐퍼를 갖는 클린룸용 팬 필터 유닛{Fan filter unit for clean room having back draft prevention damper}
본 발명은 반도체 및 액정 기기 생산 공정이 이루어지는 클린룸용 팬 필터 유닛에 관한 것으로, 특히 역류방지 댐퍼를 갖는 팬 필터 유닛에 관한 것이다.
반도체나 액정 표시장치와 같이 먼지 기타 이물질이 흡입될 경우 불량이 발생하기 쉬운 제품의 생산 공정은 생산 공정이 이루어지는 실내가 먼지나 이물질이 유입되지 않는 청정한 상태로 유지되어야 한다.
따라서 상기 생산 공정이 이루어지는 공간에는 먼지나 이물질을 정화시킨 청정한 공기를 외부로부터 계속 주입시키고, 실내에서 발생되는 이물질 등은 공기와 함께 배출시킬 수 있도록 공기정화 설비가 설치되어 공기가 강제 순환된다.
외부로부터 실내로 공기를 주입시키는 경우 팬(21) 필터 유닛이 외부 공기를 유입시키고, 유입시키는 과정에서 외부 공기가 필터를 거친 후에 실내로 강제 유입될 수 있도록 팬(21)이 내부에 설치되어 외부로부터 전력을 공급받아 가동된다.
그런데 이와 같이 외부로부터 전력을 공급받음으로써 공기정화 설비가 가동될 경우, 공기정화 설비의 이상이 생기거나 또는 공기정화 설비를 가동시키는 외부 전원에 이상이 생겨 일시적으로 공기정화 설비의 가동이 중단될 경우가 문제이다.
이러한 문제가 발생하는 이유는 클린룸에는 자연 대류로 인한 외부로부터의 공기 침입 방지를 위해 양압을 형성시키기 위하여 외부로부터 지속적으로 필터를 통한 공기가 유입되기 때문에 클린룸은 외부에 비해서 기압이 높게 유지되므로 공기정화 설비의 가동이 중단될 경우 외부로 공기가 빠져나가려는 압력의 작용이 시작되기 때문이다.
만일 클린룸이 외부로부터 밀폐되어 공기의 유출이 억제되면 공기의 유동이 발생되지 않으나, 외부로 통하는 통로가 조금만 개방되어도 그 쪽을 향하여 공기들이 실내에서 유동되기 시작하며 와류가 형성될 수 있어서 실내에서 발생되는 이물질들이 이 과정에서 제품으로 일제히 유입될 수 있게 되어 치명적인 불량이 발생할 수 있다.
이때 역류되는 공기로 인하여 팬이 역방향으로 회전될 경우 공기 역류가 가속되면서 실내에는 외부로 빠져나가려는 공기 흐름이 와류로 형성되어 짧은 시간 내에 실내에서 발생된 이물질이 대량으로 유동됨으로써 불량 발생률을 더욱 높일 수 있다.
따라서 이와 같은 문제 해결을 위해 종래에는 도 1에 도시된 등록특허공보 제10-1374114호 '팬 필터 유닛의 역류 방지 댐퍼 및 그 조립 방법'과 같은 장치의 개발이 시도되었다.
상기 종래기술은 밑면이 오픈된 케이스(21)와, 케이스(21)의 상부면 및 적어도 한 측면에 형성된 복수개의 에어 유입구(22)와, 각 에어 유입구(22)의 어느 한 측면에 부착되어 각 에어 유입구(22)의 에어 유동 방향에 따라 각 에어 유입구(22)를 개폐시키는 개폐 유닛(30)들로 구성되어, 팬 필터 유닛(10)의 동작이 멈출 경우 개폐 유닛(30)이 상승기류의 힘으로 에어 유입구(22)를 차단시킴으로써 역류를 방지시키는 것을 특징으로 한다.
다만 상기 종래기술에서는 개폐 유닛(30)이 에어 유입구(22)를 밀폐시키기 위해서는 상부로 가변되어야 하므로 개폐 유닛(30)의 자중으로 인해 밀폐 상황을 유지시키기가 힘들므로 일시적인 밀폐 이후 실내 공기 유동이 정지되면 다시 개폐 유닛(30)이 자중으로 인해 하부로 가변될 수밖에 없어 또다시 실내 공기가 상승되는 기류가 발생하게 되고, 이로써 실내 이물질이 실내 공간으로 퍼지는 현상을 억제하기 힘든 문제점이 있다.
이러한 현상을 철저하게 방지시키려면 개폐 유닛(30) 또한 외부 전력으로 구동되어 실내 밀폐 상태를 유지시켜야 하지만, 개폐 유닛(30)을 전력으로 구동시키기 위한 설비비의 증가 및 개폐 유닛(30)의 제작비용이 상당히 소요되므로 현실적으로 구현시키기 힘들며, 또한 개폐 유닛(30)의 구동 전력은 팬(21) 필터 유닛의 구동 전력과 동일할 수밖에 없으므로 외부 전력이 문제가 생길 경우에는 개폐 유닛(30)마저 작동되지 않으므로 더욱 많은 문제가 야기될 수 있다.
특히 반도체와 액정 표시장치는 우리나라 산업의 중추를 이루는 것으로서 치열한 국제적인 경쟁 하에서는 조금이라도 품질이 높으면서 동시에 원가를 절감시키는 기술이 절실한 상황이므로 이러한 역류 방지와 같이 품질과 비용에 직결되는 문제의 해결은 시급한 문제이다.
따라서 팬 필터 유닛의 가동이 정지될 경우 언제라도 실내를 확실하게 밀폐시킴으로써 클린룸 내부의 공기 역류로 인한 와류를 억제시킬 수 있으면서도 또한 일체의 전력 구동이 필요 없어 제작 및 설치비용이 저렴하여 손쉽게 적용 가능한 간단한 구조를 가지는 역류 방지 구조를 갖는 팬 필터 유닛의 기술이 간절히 요청된다.
등록특허공보 제10-1374114호(공고일자: 2014. 03. 14)
이에 본 발명은 팬 필터 유닛의 가동이 정지될 경우 언제라도 실내를 확실하게 밀폐시킴으로써 클린룸 내부의 공기 역류로 인한 와류를 억제시킬 수 있으면서도 또한 일체의 전력 구동이 필요 없어 제작 및 설치비용이 저렴하여 손쉽게 적용 가능한 간단한 구조를 가지는 역류 방지 댐퍼를 갖는 팬 필터 유닛을 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 역류방지 댐퍼(33)를 갖는 클린룸용 팬(21) 필터 유닛은 팬 필터 유닛 케이스(10)와, 팬 필터 유닛 케이스(10)에 내장되어 외부 공기를 실내로 강제 공급시키는 팬(21) 및, 팬(21)을 회전 구동시키는 구동 모터(22)로 이루어지는 팬 모듈(20)과, 상기 팬(21)을 둘러싸게 설치되어 팬(21)의 회전으로 인해 유입되는 공기가 실내로 유입될 수 있게 안내시키는 가이드 유로(32)가 내부에 형성되며, 상기 팬 필터 유닛 케이스(10)에 내장되는 가이드 박스(30)와, 상기 팬 모듈(20)의 상부에 설치되어 팬(21)으로 인해 외부로부터 유입되는 공기에 함유된 먼지 및 이물질을 제거시키는 필터 모듈 및, 상기 구동 모터(22)에 전원을 공급시키는 전원 모듈; 로 구성되되, 상기 가이드 박스(30)에는 가이드 유로(32)를 개폐 시키는 판 형태의 부재로서, 가이드 유로(32)의 말단에 설치되며, 외부로부터 유입되어 가이드 유로(32)를 통과하는 공기의 풍압으로 인해 개방되고, 외부로부터의 공기 유입이 없을 경우 자중으로 가변되어 가이드 유로(32)의 말단을 차단시키는 역류방지 댐퍼(33)가 설치된다.
여기서 상기 가이드 박스(30)는 바람직하게는 팬(21)의 설치 위치와 동일한 높이로 설치된다.
이 경우 상기 가이드 박스(30)는 바람직하게는 내부 중심에 팬(21)이 배치되고, 팬(21)을 중심으로 하여 방사상으로 뻗어나가는 형태의 복수개의 가이드 유로(32)가 형성되며, 상기 가이드 유로(32)의 형태는 팬(21)이 회전되는 방향을 향하여 나선형의 소용돌이 형태로 형성되고, 모든 가이드 유로(32)의 시작 부위는 서로 인접되어 가이드 유로(32)의 시작 부위의 폭의 합은 팬(21)을 둘러싸는 동심원의 원주의 길이와 일치되며, 가이드 유로(32)는 끝단으로 갈수록 바람직하게는 폭이 점진적으로 확장되는 형태로 형성됨으로써, 팬(21)의 회전으로 인하여 소용돌이 형태로 불어나가는 공기는 가이드 유로(32)를 통과하는 과정에서 공기의 진행에 대한 저항이 최소화 되면서도 공기가 배출되는 가이드 유로(32)의 끝단의 폭도 제한되어, 공기 유입 효율이 일정 정도로 유지되면서도 공기 역류가 발생 가능한 통로의 폭이 최소화된다.
이때 상기 가이드 박스(30)는 내부에 바람직하게는 팬(21)과 가이드 유로(32)가 수용 가능하도록 상면과 저면이 넓게 형성되는 육면체로 제작되고, 가이드 유로(32)는 네 개가 형성되어, 가이드 박스(30)의 네 개의 측면에 각각 하나씩 가이드 유로(32)의 끝단이 형성되며, 상기 역류방지 댐퍼(33)는 가이드 유로(32)의 끝단에 하나씩 설치되되, 가이드 유로(32)의 끝단은 가이드 박스(30)의 각 측면의 전체 면적 중에서, 팬(21)이 회전될 때 팬(21)이 상기 측면에 접근하는 측에 형성되고 팬(21)이 상기 측면에서부터 멀어지는 측은 밀폐됨으로써, 가이드 유로(32)를 통과하여 클린룸 내부로 배출되는 공기의 흐름이 최소한의 저항을 받으면서도 가이드 유로(32)의 끝단 단면적이 최소화될 수 있다.
또한 이때 상기 역류방지 댐퍼(33)는 비닐 섬유 또는 수지 재질로 이루어지는 내측 판과, 연질 플라스틱 또는 비닐 소재로 이루어져서 내측 판의 테두리에 결합되는 프레임(331)으로 이루어지며, 상기 프레임(331)의 상부에는 바람직하게는 수평 방향의 주름이 형성되고, 주름을 기준으로 상측의 부위가 가이드 유로(32) 끝단의 상부에 결합됨으로써, 상기 주름 하부 부위가 주름 상부 부위에 대해 상대 가변이 가능해져서, 가이드 유로(32)를 통해 클린룸 내부로 배출되는 공기의 압력으로 용이하게 개방되면서도 공기의 압력이 없을 경우 역류방지 댐퍼(33)의 자중으로 인해 가이드 유로(32) 끝단이 차단된다.
이 경우 상기 팬 필터 유닛 케이스(10)의 천정 중에서 역류방지 댐퍼(33)가 개방될 때 바람직하게는 역류방지 댐퍼(33)와 대면되는 지점에는 탄성 재질의 스토퍼(34)가 설치됨으로써, 일시에 역류가 발생될 경우 역류방지 댐퍼(33)가 스토퍼(34)와 접촉될 때 탄성 반동력으로 인해 즉시 하강하면서 가이드 유로(32)의 끝단을 밀폐시킨다.
또한 상기 역류방지 댐퍼(33)의 하단에는 바람직하게는 일 방향으로 만곡 되는 수직 단면을 가지는 양력 블레이드(333)가 역류방지 댐퍼(33)의 하단을 따라 길게 형성되게 설치되되, 상기 수직 단면은 역류방지 댐퍼(33)가 가이드 유로(32)의 끝단을 밀폐시키는 방향을 향하여 팽만되는 형태로 형성됨으로써, 하부에서 역류가 발생될 때 양력 블레이드(333)의 팽만되는 측인 볼록 면을 따라 지나가는 공기는 곡률이 형성되면서 볼록면의 인접 부위는 공기의 원심력으로 압력이 낮아지고, 양력 블레이드(333)의 볼록면 반대 면에 형성되는 오목 면에는 오목 면에 공기가 접근될수록 공기 흐름의 곡률 반경으로부터 멀어짐으로써 역류방지 댐퍼(33)가 가이드 유로(32) 끝단을 밀폐시키는 방향으로 이동될 수 있다.
본 발명에 따른 역류방지 댐퍼를 갖는 클린룸용 팬 필터 유닛은 팬 필터 유닛의 가동이 정지될 경우 언제라도 실내를 확실하게 밀폐시킴으로써 클린룸 내부의 공기 역류로 인한 와류를 억제시킬 수 있으면서도 또한 일체의 전력 구동이 필요 없어 제작 및 설치비용이 저렴하여 손쉽게 적용 가능한 간단한 구조를 가짐으로써, 품질 향상 및 생산 비용 절감을 실현시키는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 클린룸용 팬 필터 유닛의 정단면도,
도 2는 본 발명에 따른 팬필터 유닛의 평단면도,
도 3은 본 발명에 따른 팬 필터 유닛의 정단면도,
도 4는 도 2에서 가이드 박스의 평단면도,
도 5는 도 3의 추가 실시예를 나타내는 정단면도,
도 6은 역류방지 댐퍼의 분해사시도,
도 7은 양력 블레이드의 작용을 나타내는 개념도,
도 8은 도 5에서 양력 블레이드가 추가 설치된 실시예의 정단면도,
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 클린룸용 팬 필터 유닛은 도 2의 평단면도 및 도 3의 정단면도에 도시된 바와 같이 팬 필터 유닛 케이스(10)와, 팬 모듈(20)과, 가이드 박스(30)와, 필터 모듈 및 전원 모듈(미도시)로 구성된다.
팬 필터 유닛 케이스(10)는 팬 필터 유닛에 설치되는 모든 기구들을 수용하는 케이스이다. 재질은 통상의 팬 필터 유닛 케이스(10)와 마찬가지로 강성 재질일 수도 있으며, 수지 재질이나 기타 세라믹 재질일 수도 있다.
팬 모듈(20)은 팬 필터 유닛 케이스(10)에 내장되어 외부 공기를 실내로 강제 공급시키는 팬(21) 및, 팬(21)을 회전 구동시키는 구동 모터(22)로 이루어진다. 이때 구동 모터(22)는 팬(21)을 공기 유입 방향으로만 회전시키며, 공기 유입 방향의 반대 방향으로 팬(21)이 회전되는 것을 방지시키는 역회전 방지 스토퍼(34)(미도시)가 설치될 수도 있다.
가이드 박스(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 팬(21)을 둘러싸게 설치되어 팬(21)의 회전으로 인해 유입되는 공기가 실내로 유입될 수 있게 안내시키는 가이드 유로(32)가 내부에 형성되며, 팬 필터 유닛 케이스(10)에 내장된다. 따라서 팬 필터 유닛 케이스(10)와 가이드 박스(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 이중 박스 형태로 설치된다. 참고로 팬 필터 유닛 케이스(10)는 측면이 사방으로 개방된 형태일 수 있으며, 가이드 박스(30)는 후술하는 바와 같이 측면의 전부가 아닌 일부가 개방된다.
이와 같이 가이드 박스(30)는 측면 일부만이 개방됨으로써, 팬(21)이 정지될 때 후술하게 될 역류방지 댐퍼(33)가 측면을 차단시키기 전에 역류가 형성되는 힘이 가이드 박스(30)의 측면 전부가 개방되는 경우에 비해 억제된다.
필터 모듈은 팬 모듈(20)의 상부에 설치되어 팬(21)으로 인해 외부로부터 유입되는 공기에 함유된 먼지 및 이물질을 제거시킨다. 특히 본 발명에서는 역류방지 댐퍼(33)가 팬(21)을 통과한 공기를 차단시키는 위치에 설치됨으로써, 팬(21)의 상부에 직접적으로 필터 모듈이 설치될 수 있다.
특히 필터 모듈은 케미컬 필터 모듈(40)를 포함할 수 있다. 케미컬 필터 모듈(40)는 역류가 발생될 때 이물질이 유입되면 기능에 직접적인 손상이 가해지므로, 역류방지 댐퍼(33)를 기준으로 할 때 외부에 설치되어야 한다. 그러나 도 1에 도시된 종래기술에서는 역류방지 댐퍼(33)가 팬(21)의 상부에 설치되므로 필터 모듈은 그보다 더 높은 위치에 설치될 수밖에 없어 전체 팬(21) 필터 유닛이 점유하는 공간 및 높이가 너무 커지게 되는 문제가 있다. 이와 같이 팬(21) 필터 유닛의 높이가 커지게 되면 설치 가능한 덕트가 한정되거나 또는 덕트의 높이도 확장되어야 하므로 시공비용 상승 및 시공위치 한정의 문제가 발생된다.
하지만 본 발명에서는 이처럼 역류방지 댐퍼(33)가 팬(21)을 통과하여 유입되는 공기를 차단시킬 수 있는 위치에 배치됨으로써 이러한 문제가 해결되어 케미컬 필터 모듈(40)가 팬(21)의 수직 상부에 직접 설치될 수 있다. 이때 케미컬 필터 모듈(40)의 상부에는 프리 필터가 설치될 수 있다.
그리고 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이 전체 팬(21) 필터 유닛의 높이가 최소화 될 수 있도록 가이드 박스(30)는 팬(21)과 동일한 높이에 설치된다. 이때 팬(21)은 도 2에 도시된 것처럼 가이드 박스(30)의 중심에 배치되고, 가이드 박스(30) 내부에 설치된 가이드 유로(32)는 팬(21)을 중심으로 하여 방사상으로 뻗어 나가는 형태로 설치된다.
특히 도 4에 도시된 바와 같이 가이드 유로(32)는 팬(21)이 회전되는 방향을 향하여 나선형의 소용돌이 형태로 형성된다.
본 발명에서는 역류방지 댐퍼(33)뿐만 아니라 역류 기류의 형성 자체를 최대한 억제시킬 수 있도록 외부 공기가 유입되는 통로인 가이드 유로(32)의 끝단이 최소화 될 수 있게 가이드 박스(30)의 측면 중 일부에만 형성된다.
그러나 가이드 유로(32)가 형성된다는 것 자체가 팬(21)이 사방으로 트여 있는 경우에 비해 공기 유로가 좁아지는 결과가 초래되므로 유입되는 공기가 가이드 유로(32)를 통과하는 과정에서 저항을 받으므로 공기 유입 효율이 낮아지므로 팬(21)의 용량이나 속도를 더 올려야 될 수 있다.
하지만 본 발명에서는 가이드 유로(32)의 끝단이 최소화 되면서도 유입되는 공기가 최소한의 저항을 받으면서 원활하게 유입될 수 있도록 공기 흐름에 일치되는 나선형의 소용돌이 형태로 형성될 뿐만 아니라 가이드 유로(32)의 중앙 부위보다 가이드 유로(32)의 끝단 부위가 단면이 더 크게 제작되어 공기 저항이 최소화 되는 구조를 가진다.
왜냐하면 공기의 흐름은 팬(21)이 어느 한 방향으로만 회전되면서 발생되며, 팬(21)의 회전으로 발생되는 공기 흐름은 서로 분리된 각각의 날개가 공기를 원형으로 밀면서 동심원의 파동 형태로 형성되므로 소용돌이 형태로 형성된다.
따라서 공기 흐름은 균일하게 퍼지는 형태가 아니라 나선형의 형태로 퍼지므로 가이드 유로(32)의 형상을 팬(21)의 회전으로 형성되는 나선형의 형태에 부합되게 형성시킬 경우 결국 공기는 가이드 유로(32)를 통해 집중적으로 빠져나가게 되어 사방이 트여 있을 경우에 비해 공기의 유입 저항이 그다지 떨어지지 않는다.
하지만 그러면서도 나선형으로 가이드 유로(32)가 형성된 결과 가이드 박스(30)의 측면은 전체가 개방될 필요가 없게 되어 만에 하나 팬(21)이 정지되면서 역류가 발생될 조건이 갖추어 지더라도 역류 발생을 유발시키는 공기 통로의 크기가 좁아져서 역류 발생을 억제시키는 효과가 있다.
또한 도 4에 도시된 바와 같이 가이드 유로(32)의 시작점은 빈틈없이 서로 붙어있으므로 팬(21)으로 유발되는 공기의 방사 흐름이 막히는 지역 없이 공기는 원활하게 방사상으로 퍼질 수 있다.
그리고 가이드 박스(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 상면과 저면이 넓게 형성되는 육면체 박스 형태로 형성될 수 있으며 이때 가이드 유로(32)의 끝단은 네 개의 측면 각각에 하나씩 형성되며, 이때 가이드 유로(32)는 총 4개가 형성된다.
이 경우 가이드 유로(32)의 끝단은 가이드 박스(30)의 각 측면의 전체 면적 중에서, 팬(21)이 회전될 때 팬(21)이 측면에 접근하는 측에 형성되고 팬(21)이 측면에서부터 멀어지는 측은 밀폐된다.
즉 가이드 박스(30)에서 어느 하나의 측면을 기준으로 볼 때 회전되는 어느 하나의 팬(21) 날개가 접근하는 지점에 가이드 유로(32)의 끝단이 형성되는 것이다. 이러한 가이드 끝단의 위치는 가이드 유로(32)가 나선형의 소용돌이 형태로 형성됨으로써 자연스럽게 형성되는 것이다. 왜냐하면 가이드 유로(32)를 더 확장시켜서 가이드 유로(32)의 끝단이 각 측면에서 팬(21)이 멀어지는 측에 형성될 경우에는 가이드 박스(30) 자체가 불필요하게 커지게 되며, 또한 이 경우에는 가이드 유로(32)의 끝단 단면적도 불필요하게 커지게 되기 때문이다.
한편 역류방지 댐퍼(33)는 각 가이드 유로(32) 끝단 마다 하나씩 설치된다. 이때 역류방지 댐퍼(33)의 상단이 가이드 유로(32) 끝단의 상부에 고정되고 역류방지 댐퍼(33)는 가변 가능하게 설치됨으로써 팬(21)이 정지될 때 역류방지 댐퍼(33) 자체의 자중으로 인해 역류방지 댐퍼(33)는 가이드 유로(32)의 끝단을 밀폐시킬 수 있다.
이때 역류방지 댐퍼(33)가 가이드 유로(32) 끝단의 상부에 고정되는 방법에 특별한 제한은 없으므로 힌지로 연결되어 가변 가능하게 설치될 수도 있다.
또는 역류방지 댐퍼(33)의 상부에 주름(미도시)이 형성되고, 주름이 마치 힌지 축과 유사하게 작용되어 주름을 기준으로 하부 부위가 가변됨으로써 가이드 유로(32)를 차단시킬 수도 있다.
그리고 역류방지 댐퍼(33)는 공기가 유입될 때 유입되는 공기가 저항을 최소로 받을 수 있도록 가벼운 재질로 제작될 수 있다. 일례로 도 6에 도시된 바와 같이 역류방지 댐퍼(33)는 비닐 섬유 또는 수지 재질로 이루어지는 내측 판과, 연질 플라스틱 또는 비닐 소재로 이루어져서 내측 판의 테두리에 결합되는 프레임(331)으로 이루어질 수 있다. 이때 상기 주름(미도시)은 프레임(331)의 상부에 형성된다.
그런데 팬(21) 필터 유닛은 통상적으로 천정에 설치되므로 공기 유입 효율을 높이기 위해서는 역류방지 댐퍼(33)가 일정한 각도 까지만 열리는 것이 더 좋은 경우가 있을 수 있다. 이런 경우를 위해 역류방지 댐퍼(33)가 일정한 각도까지만 개방되도록 역류방지 댐퍼(33)의 외면과 팬 필터 유닛 케이스(10)의 천정 사이에 스토퍼(34)가 도 5에 도시된 바와 같이 설치될 수 있다.
또한 스토퍼(34)는 탄성체로 형성될 수 있다. 스토퍼(34)가 탄성체로 형성되면 만일 팬(21)이 어떠한 이유로든 갑자기 정지하고, 역류가 형성될 경우 만에 하나 역류방지 댐퍼(33)가 일시적으로 개방되더라도 역류방지 댐퍼(33)가 스토퍼(34)에 충돌되자마자 탄성력으로 인해 신속하게 되튀어 가이드 유로(32)를 차단시킬 수 있다.
그리고 도 6에 도시된 바와 같이 역류방지 댐퍼(33)의 하단에는 일 방향으로 만곡 되는 수직 단면을 가지는 양력 블레이드(333)가 역류방지 댐퍼(33)의 하단을 따라 길게 형성되게 설치될 수 있다.
이 경우 상기 수직 단면은 역류방지 댐퍼(33)가 가이드 유로(32)의 끝단을 밀폐시키는 방향을 향하여 팽만되는 형태로 형성됨으로써, 하부에서 역류가 발생될 때 양력 블레이드(333)의 팽만되는 측인 볼록 면을 따라 지나가는 공기는 곡률이 형성되면서 볼록면의 인접 부위는 공기의 원심력으로 압력이 낮아지고, 양력 블레이드(333)의 볼록면 반대 면에 형성되는 오목 면에는 오목 면에 공기가 접근될수록 공기 흐름의 곡률 반경으로부터 멀어짐으로써 역류방지 댐퍼(33)가 가이드 유로(32) 끝단을 밀폐시키는 방향으로 이동된다.
보다 구체적으로 도 7을 참고하여 살펴보기로 한다. 비행기 날개의 상면과 같이 어떤 물체에 어느 한 방향으로 팽만 되는 형태의 굴곡이나 곡면이 형성되면 이 물체에 불어오는 바람은 굴곡이나 곡면으로 인해 직진하지 않고 곡률을 가지는 경로로 불게 된다.
이때 바람이 곡률을 가지고 불게 되면 곡률 중심으로부터 멀어지는 방향으로 원심력이 작용되므로 굴곡이나 곡면에 가까운 부위일수록 기압이 낮아져서 양력이 작용된다.
반대로 만곡되는 형태로 형성되는 물체에 바람이 불 경우에는 만곡 면에 불어오는 바람 또한 만곡 면에 근접하는 곡률을 가지고 불게 되는데 이때도 역시 곡률 중심으로부터 외부를 향하는 원심력이 작용하므로 팽만 되는 경우와 정반대로 만곡 면에 근접될수록 공기 압력이 높아지므로 공기는 만곡 면을 미는 형태로 힘을 작용시킨다.
본 발명에서도 동일한 원리로 도 7을 참고하면, 양력 블레이드(333)에서 볼록하게 형성되는 볼록 면(333a)의 전방에는 공기 압력이 낮아지고, 오목하게 형성되는 만곡 면(333b)의 후방에는 공기 압력이 커지므로 만곡 면(333b)에 공기가 충돌하는 압력이 커지므로 전체적으로 양력 블레이드(333)는 가이드 유로(32)를 차단시키는 방향으로 가변된다.
따라서 본 발명에서 양력 블레이드(333)는 도 8을 기준으로 할 때, 역류가 형성될 경우 역류방지 댐퍼(33)가 보다 더 신속하게 가이드 유로(32)를 차단시키는 방향으로 가변되게 촉진하는 작용을 하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
F : 힘의 방향 V1: 감압 부위
V2 : 가압 부위 10 : 팬 필터 유닛 케이스
20 : 팬 모듈 21 : 팬
22 : 구동 모터 30 : 가이드 박스
31 : 가이드 하우징 32 : 가이드 유로
33 : 역류방지 댐퍼 34 : 스토퍼
40 : 케미컬 필터 모듈 41 : 케미컬 필터
42 : 프리 필터 331 : 프레임
332 : 내측 판 333 : 양력 블레이드
333a : 볼록 면 333b : 만곡 면

Claims (7)

  1. 반도체 또는 액정 표시장치의 생산 공정이 이루어지는 클린룸에 정화된 공기를 공급시키는 팬(21) 필터 유닛으로서,
    팬 필터 유닛 케이스(10)와;
    팬 필터 유닛 케이스(10)에 내장되어 외부 공기를 실내로 강제 공급시키는 팬(21) 및, 팬(21)을 회전 구동시키는 구동 모터(22)로 이루어지는 팬 모듈(20)과;
    상기 팬(21)을 둘러싸게 설치되어 팬(21)의 회전으로 인해 유입되는 공기가 실내로 유입될 수 있게 안내시키는 가이드 유로(32)가 내부에 형성되며, 상기 팬 필터 유닛 케이스(10)에 내장되는 가이드 박스(30)와;
    상기 팬 모듈(20)의 상부에 설치되어 팬(21)으로 인해 외부로부터 유입되는 공기에 함유된 먼지 및 이물질을 제거시키는 필터 모듈; 및,
    상기 구동 모터(22)에 전원을 공급시키는 전원 모듈; 로 구성되되,
    상기 가이드 박스(30)에는 가이드 유로(32)를 개폐 시키는 판 형태의 부재로서, 가이드 유로(32)의 말단에 설치되며, 외부로부터 유입되어 가이드 유로(32)를 통과하는 공기의 풍압으로 인해 개방되고, 외부로부터의 공기 유입이 없을 경우 자중으로 가변되어 가이드 유로(32)의 말단을 차단시키는 역류방지 댐퍼(33)를 갖는 클린룸용 팬(21) 필터 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 박스(30)는 팬(21)의 설치 위치와 동일한 높이로 설치되는 것을 특징으로 하는 역류방지 댐퍼(33)를 갖는 클린룸용 팬(21) 필터 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 박스(30)는 내부 중심에 팬(21)이 배치되고, 팬(21)을 중심으로 하여 방사상으로 뻗어나가는 형태의 복수개의 가이드 유로(32)가 형성되며,
    상기 가이드 유로(32)의 형태는 팬(21)이 회전되는 방향을 향하여 나선형의 소용돌이 형태로 형성되고,
    모든 가이드 유로(32)의 시작 부위는 서로 인접되어 가이드 유로(32)의 시작 부위의 폭의 합은 팬(21)을 둘러싸는 동심원의 원주의 길이와 일치되며,
    가이드 유로(32)는 끝단으로 갈수록 폭이 점진적으로 확장되는 형태로 형성됨으로써, 팬(21)의 회전으로 인하여 소용돌이 형태로 불어나가는 공기는 가이드 유로(32)를 통과하는 과정에서 공기의 진행에 대한 저항이 최소화 되면서도 공기가 배출되는 가이드 유로(32)의 끝단의 폭도 제한되어, 공기 유입 효율이 일정 정도로 유지되면서도 공기 역류가 발생 가능한 통로의 폭이 최소화 되는 것을 특징으로 하는 역류방지 댐퍼(33)를 갖는 클린룸용 팬(21) 필터 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가이드 박스(30)는 내부에 팬(21)과 가이드 유로(32)가 수용 가능하도록 상면과 저면이 넓게 형성되는 육면체로 제작되고,
    가이드 유로(32)는 네 개가 형성되어, 가이드 박스(30)의 네 개의 측면에 각각 하나씩 가이드 유로(32)의 끝단이 형성되며,
    상기 역류방지 댐퍼(33)는 가이드 유로(32)의 끝단에 하나씩 설치되되,
    가이드 유로(32)의 끝단은 가이드 박스(30)의 각 측면의 전체 면적 중에서, 팬(21)이 회전될 때 팬(21)이 상기 측면에 접근하는 측에 형성되고 팬(21)이 상기 측면에서부터 멀어지는 측은 밀폐됨으로써,
    가이드 유로(32)를 통과하여 클린룸 내부로 배출되는 공기의 흐름이 최소한의 저항을 받으면서도 가이드 유로(32)의 끝단 단면적이 최소화 될 수 있는 것을 특징으로 하는 역류방지 댐퍼(33)를 갖는 클린룸용 팬(21) 필터 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 역류방지 댐퍼(33)는 비닐 섬유 또는 수지 재질로 이루어지는 내측 판과, 연질 플라스틱 또는 비닐 소재로 이루어져서 내측 판의 테두리에 결합되는 프레임(331)으로 이루어지며,
    상기 프레임(331)의 상부에는 수평 방향의 주름이 형성되고, 주름을 기준으로 상측의 부위가 가이드 유로(32) 끝단의 상부에 결합됨으로 인해 상기 주름 하부 부위가 주름 상부 부위에 대해 상대 가변이 가능해짐으로써,
    가이드 유로(32)를 통해 클린룸 내부로 배출되는 공기의 압력으로 용이하게 개방되면서도 공기의 압력이 없을 경우 역류방지 댐퍼(33)의 자중으로 인해 가이드 유로(32) 끝단이 차단되는 것을 특징으로 하는 역류방지 댐퍼(33)를 갖는 클린룸용 팬(21) 필터 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 팬 필터 유닛 케이스(10)의 천정 중에서 역류방지 댐퍼(33)가 개방될 때 역류방지 댐퍼(33)와 대면되는 지점에는 탄성 재질의 스토퍼(34)가 설치됨으로써, 일시에 역류가 발생될 경우 역류방지 댐퍼(33)가 스토퍼(34)와 접촉될 때 탄성 반동력으로 인해 즉시 하강하면서 가이드 유로(32)의 끝단을 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 역류방지 댐퍼(33)를 갖는 클린룸용 팬(21) 필터 유닛.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 역류방지 댐퍼(33)의 하단에는 일 방향으로 만곡 되는 수직 단면을 가지는 양력 블레이드(333)가 역류방지 댐퍼(33)의 하단을 따라 길게 형성되게 설치되되, 상기 수직 단면은 역류방지 댐퍼(33)가 가이드 유로(32)의 끝단을 밀폐시키는 방향을 향하여 팽만되는 형태로 형성됨으로써, 하부에서 역류가 발생될 때 양력 블레이드(333)의 팽만되는 측인 볼록 면을 따라 지나가는 공기는 곡률이 형성되면서 볼록면의 인접 부위는 공기의 원심력으로 압력이 낮아지고, 양력 블레이드(333)의 볼록면 반대 면에 형성되는 오목 면에는 오목 면에 공기가 접근될수록 공기 흐름의 곡률 반경으로부터 멀어짐으로써 역류방지 댐퍼(33)가 가이드 유로(32) 끝단을 밀폐시키는 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 역류방지 댐퍼(33)를 갖는 클린룸용 팬(21) 필터 유닛.
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