KR20220124728A - 제습 공조 장치 - Google Patents

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Abstract

제습 공조 장치는 대기 중의 공기를 치환하여 수분을 제거하고, 상기 수분이 제거된 가스를 챔버로 공급하여 챔버의 제1 수분 농도를 제2 수분 농도로 감소시키는 가스 치환기와, 챔버의 가스를 순환시켜 챔버를 제2 수분 농도보다 목표 수분 농도 범위로 유지하는 정제기를 포함한다.

Description

제습 공조 장치
실시예는 제습 공조 장치에 관한 것이다.
반도체나 OLED 등의 전자산업 분야 제조공정에서는 수분 등과 같은 불순물이 극미량 존재하여도 수율에 직접적인 영향을 미치게 된다.
따라서, 반도체나 OLED 등 전자부품/제품의 제조공정은 외부와 기밀하게 차단된 상태에서 매우 높은 수준으로 정제된 CDA(Clean Dry Air) 가스로 치환한 챔버 (‘글로브박스’로 불리기도 함) 내에서 수행되고 있다.
종래에는 먼저 질소 가스나 CDA 가스로 챔버 내의 수분 농도를 감소시킨 후, 챔버를 순환시켜 목표 수분 농도로 유지시킨다. 예컨대, 질소 가스나 CDA 가스를 이용하여 챔버 내의 수분 농도가 209,000ppm으로부터 50ppm으로 감소된다.
종래에는 50ppm의 수분 농도로 감소시키기 위해 대용량의 질소 가스가 소모되므로, 고가의 공정 유지 비용이 소요된다.
종래에는 질소 가스의 유량이 일정하게 챔버에 공급되지 않기 때문에, 챔버에서 질소 가스의 유량을 일정하게 조절하기 위한 별도의 장치가 필요하다.
종래에는 질소 가스를 공급하는 배관 등이 설치되어야 해서, 장치 구조가 복잡하다.
실시예는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
실시예의 다른 목적은 공정 유지 비용이 절감된 제습 공조 장치를 제공한다.
실시예의 또 다른 목적은 장치 구조가 단순한 제습 공조 장치를 제공한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 실시예의 일 측면에 따르면, 제습 공조 장치는, 대기 중의 공기를 치환하여 수분을 제거하고, 상기 수분이 제거된 가스를 챔버로 공급하여 상기 챔버의 제1 수분 농도를 제2 수분 농도로 감소시키는 가스 치환기; 및 상기 챔버의 가스를 순환시켜 상기 챔버를 상기 제2 수분 농도보다 목표 수분 농도 범위로 유지하는 정제기를 포함한다.
실시예에 따른 제습 공조 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 가스 치환기가 대기 중의 공기를 직접 치환하여 수분을 제거하고 이 수분이 제거된 가스를 챔버로 공급하여 챔버 내의 수분 농도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 장시간 동안 수시로 챔버 내의 온도를 제1 수분 농도가 제2 수분 농도로 감소시켜야 하는 상황에서 비용이 별도로 소요되지 않아, 공정 유지 비용이 현저하게 절감될 수 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 정제기가 동작되기 전에 가스 치환기에 의해 챔버 내의 제1 수분 농도가 제2 수분 농도로 감소되고, 이어서 정제기에 의해 제2 수분 농도보다 낮은 목표 수분 농도 범위로 조절되므로, 이에 따라, 챔버의 제습이 효율적으로 관리될 수 있다. 또한, 제1 수분 농도에서 목표 수분 농도 범위로 신속히 조절 가능하므로, 제습 효율이 향상될 수 있다. 특히, 가스 치환기가 비용이 발생되는 가스통의 가스를 이용하지 않고, 널려 있는 대기 중의 공기를 이용하여 챔버에 공급할 가스를 생성할 수 있어, 공정 유지 비용이 현저히 감소될 수 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 분산판의 복수의 홀 직경이 하우징의 제1 영역(분산판 위에 정의된 영역)의 중심으로부터 외측으로 갈수록 커지도록 하여 제2 영역(분산판 아래에 정의된 영역)에서의 대기 중의 공기가 제1 영역의 중심부에 집중적으로 흐르지 않고 제1 영역의 전체로 골고루 흐를 수 있다. 이에 따라, 제2 영역의 전체 영역에서 흡습제에 의해 제2 영역으로 균일하게 공급된 대기 중의 공기에서 수분이 제거되므로, 제1 영역에 충진된 흡습제의 흡습에 의한 포화가 제1 영역의 전체에서 균일하게 이루어져 흡습 성능이 향상될 수 있다. 아울러, 분산판의 복수의 홀 직경에 의해 제2 영역에서의 대기 중의 공기가 제1 영역으로 균일하게 분배됨으로써, 흡습제의 포화 시점이 더 늦어져 재생 공정 또한 더 늦어지므로 재생 공정 횟수가 줄어 제습 효율이 향상될 수 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 이중 코일 구조의 히터 유닛이 구비됨으로써, 수분 촉매의 재생 시 히터 유닛에 의한 열원이 하우징의 제1 영역의 전체 흡습제에 균일하게 흡수되어 고른 온도 구배가 형성되고, 흡착재의 재생 가능 온도의 도달 시간이 단축될 수 있으며, 재생 공정 시간이 단축될 수 있다는 장점이 있다.
실시예의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 실시예의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 실시예에 따른 제습 공조 장치를 도시한다.
도 2는 실시예에 따른 가스 치환기를 도시한다.
도 3은 도 2의 가스 치환기에서 일부 하우징을 제거된 내부 모습을 도시한다.
도 4는 도 2의 가스 치환기를 도시한 단면도이다.
도 5는 상측 대각선 방향으로 본 코일 유닛과 분산판을 도시한다.
도 6은 하측 대각선 방향으로 본 코일 유닛과 분산판을 도시한다.
도 7은 분산판을 도시한 평면도이다.
도 8은 가스 치환기의 제1 영역의 온도 분포를 도시한다.
도 9는 흡습제 내에서 가스의 진행 경로를 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “B 및(와) C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐만아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 제습 공조 장치를 도시한다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 제습 공조 장치(100)는 가스 치환기(110) 및 정제기(200)를 포함할 수 있다. 실시예에 따른 제습 공조 장치(100)는 챔버(300)를 포함할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 실시예에 따른 제습 공조 장치(100)는 이보다 더 많은 구성 요소를 포함할 수도 있다.
실시예에서, 가스 치환기(110)는 대기 중의 공기를 치환하여 수분을 제거할 수 있다. 실시예에서, 가스 치환기(110)는 상기 수분이 제거된 가스를 챔버(300)로 공급할 수 있다. 이와 같이 수분이 제거된 가스에 의해 챔버(300)의 제1 수분 농도가 제2 수분 농도로 감소될 수 있다. 예컨대, 제1 수분 농도는 대기 상의 수분 농도와 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
실시예에 따르면, 가스 치환기(110)가 대기 중의 공기를 직접 치환하여 수분을 제거하고 이 수분이 제거된 가스를 챔버(300)로 공급하여 챔버(300) 내의 수분 농도를 감소시킬 수 있다. 다시 말해, 실시예에서는 별도의 비용을 들여 특정 가스를 구입할 필요가 없고, 대기 중에 공기에서 수분을 제거한 가스를 챔버(300) 내의 수분 농도를 감소시켜 주기 위한 가스로 활용할 수 있다. 이에 따라, 장시간 동안 수시로 챔버(300) 내의 온도를 제1 수분 농도가 제2 수분 농도로 감소시켜야 하는 상황에서 비용이 별도로 소요되지 않아, 공정 유지 비용이 현저하게 절감될 수 있다.
한편, 정제기(200)는 챔버(300)의 가스를 순환시켜 챔버(300)를 제2 수분 농도보다 낮은 목표 수분 농도 범위로 유지시킬 수 있다. 즉, 가스 치환기(110)에 의해 충분히 수분 농도가 낮아진 상태에서, 챔버(300) 내의 가스가 정제기(200)를 경유하여 다시 챔버(300)로 공급되도록 순환시켜, 챔버(300) 내의 수분 농도를 목표 수분 농도 범위로 조절할 수 있다.
정제기(200)는 챔버(300)로부터 공급된 가스의 산소나 수분을 제거한 후 다시 챔버(300)로 공급할 수 있다. 이를 위해, 정제기(200)는 흡습제 및/및 촉매제(미도시)를 포함할 수 있다. 흡습제로는 예컨대, 몰레큘러시브(Molecular sieve)가 사용되고, 촉매제로서 구리 입자가 사용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 흡습제에 의해 챔버(300)로부터 공급된 가스의 수분이 제거될 수 있다. 예컨대, 촉매제에 의해 챔버(300)로부터 공급된 가스의 산소가 분리되어 수증기(H2O)로 제거될 수 있다.
예컨대, 제1 수분 농도는 대기 중의 수분 농도일 수 있다. 예컨대, 제1 수분 농도는 대략 209,000ppm일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 제2 수분 농도는 대략 50ppm일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 목표 수분 농도 범위는 대략 1ppm 내지 대략 10ppm일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
통상적으로, 챔버(300)가 대용량이므로 정제기(200)로 챔버(300) 내의 제1 수분 농도를 목표 수분 농도 범위로 감소시켜 유지하기는 어렵다. 이에 따라, 실시예에는 가스 치환기(110)가 추가될 수 있다. 따라서, 정제기(200)가 동작되기 전에 가스 치환기(110)에 의해 챔버(300) 내의 제1 수분 농도가 제2 수분 농도로 감소되고, 이어서 정제기(200)에 의해 제2 수분 농도보다 낮은 목표 수분 농도 범위로 조절되므로, 이에 따라, 챔버(300)의 제습이 효율적으로 관리될 수 있다. 또한, 제1 수분 농도에서 목표 수분 농도 범위로 신속히 조절 가능하므로, 제습 효율이 향상될 수 있다. 특히, 가스 치환기(110)가 비용이 발생되는 가스통의 가스를 이용하지 않고, 널려 있는 대기 중의 공기를 이용하여 챔버(300)에 공급할 가스를 생성할 수 있어, 공정 유지 비용이 현저히 감소될 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 가스 치환기를 도시한다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 가스 치환기(110)는 복수의 가스 치환기(111 내지 114)를 포함할 수 있다. 복수의 가스 치환기(111 내지 114)는 서로 인접하여 배치될 수 있다. 도면에는 4개의 가스 치환기(111 내지 114)가 도시되고 있지만, 이보다 더 적거나 더 많은 가스 치환기가 구비될 수도 있다.
예컨대, 복수의 가스 치환기(111 내지 114)는 짝수개로 구비될 수 있다. 예컨대, 복수의 가스 치환기(111 내지 114)는 2개, 4개, 6개, 8개 등으로 구비될 수 있다. 예컨대, 2개의 가스 치환기(111, 113)가 구비된 경우, 하나의 가스 치환기(111)가 대기 중의 공기에서 수분이 제거될 때 사용될 때 다른 가스 치환기(113)는 흡습제(도 9의 140)의 재생에 사용될 수 있다.
가스 치환기(111 내지 114)는 흡습제(140)를 포함할 수 있다. 이 흡습제(140)에 의해 대기 중의 공기에서 수분이 제거될 수 있다. 예컨대, 흡습제로는 몰레큘러시브가 사용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
가스 치환기(111 내지 114)가 장시간 사용되는 경우, 흡습제에 지속적으로 수분이 흡수되어 결국 포화 상태가 된다. 이러한 경우 흡습제에 의한 수분 제거 성능이 현저히 줄어들 수 있다. 따라서, 주기적으로 가스 치환기(111 내지 114)에 대한 재생 공정을 통해 흡습제의 성능을 원복시켜야 한다. 예컨대, 가스 치환기(111 내지 114)는 2주에 1회 재생 공정이 수행될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
만일 가스 치환기(111 내지 114)가 하나인 경우, 재생 공정이 수행될 경우 해당 가스 치환기(111 내지 114)가 수분 제거로 사용될 수 없다.
따라서, 가스 치환기(111 내지 114)가 짝수개로 구비된 경우, 하나의 가스 치환기가 재생 공정의 수행에 사용되더라도 다른 가스 치환기가 수분 제거로 사용될 수 있어, 챔버(300)의 제습 공정이 멈춰지지 않고 지속적으로 수행될 수 있다.
실시예에 따른 가스 치환기(111 내지 114)는 하우징(120)을 포함할 수 있다. 하우징(120)은 가스 치환기(111 내지 114)의 외형을 유지하고, 그 안에 수납될 구성 요소, 예컨대 히터 유닛(도 3의 130)과 분산판(도 3의 150)을 지지할 수 있다. 즉, 히터 유닛(130)과 분사판이 하우징(120) 내에 설치될 수 있다.
하우징(120)은 절연 성능과 지지 강도가 우수한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 스테인레스 스틸로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
하우징(120)의 형상은 예컨대, 분산판(150)의 외형에 대응될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 분산판(150)이 8각과 8 외측면을 갖는 형상을 갖는 경우, 하우징(120)의 외측면 또한 8각과 8 외측면을 가질 수 있다. 이와 같이, 분산판(150)의 형상에 대응되도록 하우징(120)이 형성됨으로써, 분산판(150)의 외측면이 하우징(120)의 내측면과 직접 접하도록 설치되어 분산판(150)과 하우징(120) 사이의 이격을 제거할 수 있다. 이에 따라 분산판(150)을 통해서만 대기 중의 공기가 분산판(150)의 상하로 이동 가능하도록 할 수 있다.
실시예에 따른 가스 치환기(111 내지 114)는 제1 배관(161) 및 제2 배관(162)을 포함할 수 있다.
예컨대, 제1 배관(161)은 대기 중의 공기가 유입되는 배관이고, 제2 배관(162)은 대기 중의 공기가 하우징(120) 내에 순환된 후 챔버(300)로 배출되는 배관일 수 있다. 따라서, 제1 배관(161)의 일측은 대기에 노출되어 언제든지 대기 중의 공기가 유입될 수 있다. 제2 배관(162)의 일측은 챔버(300)에 연결되어 제2 배관(162)에서 배출된 가스가 챔버(300)로 공급될 수 있다. 예컨대, 제2 배관(162)에서 배출된 가스는 대기 중의 공기에서 수분이 제거된 가스일 수 있다.
예컨대, 제1 배관(161) 및 제2 배관(162)은 하우징(120)의 일측, 예컨대 상측에 설치될 수 있다. 예컨대, 제1 배관(161)과 제2 배관(162)에서 하우징(120)의 상측에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 배관(161)과 제2 배관(162)은 하우징(120)의 중심에 인접하여 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 배관(161)은 하우징(120)의 중심의 제1 측에 설치되고, 제2 배관(162)은 하우징(120)의 중심의 제2 측에 설치될 수 있다.
예컨대, 인접하는 가스 치환기(111 내지 114) 각각의 제1 배관(161)은 제1 메인 배관(미도시)에 의해 연결될 수 있다. 제1 메인 배관과 제1 배관(161)은 일체로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
일 예로, 제1 가스 치환기(111)의 제1 배관(161)과 제2 가스 치환기(112)의 제1 배관(161)은 제1 메인 배관에 의해 연결되고, 제3 가스 치환기(113)의 제1 배관(161)과 제4 가스 치환기(114)의 제1 배관(161)은 또 다른 제1 메인 배관에 의해 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 가스 치환기(111)와 제2 가스 치환기(112)를 연결시키는 제1 메인 배관과 제3 가스 치환기(113)와 제4 가스 치환기(114)를 연결시키는 또 다른 제1 메인 배관은 서로 연결될 수 있다. 이러한 경우, 적어도 하나 이상의 게이트 밸브에 의해 제1 메인 배관과 또 다른 제1 메인 배관이 선택되어, 대기 중의 공기가 제1 메인 배관 또는 또 다른 제1 메인 배관으로 공급될 수 있다.
다른 예로, 제1 가스 치환기(111)의 제1 배관(161)과 제3 가스 치환기(113)의 제1 배관(161)은 제1 메인 배관에 의해 연결되고, 제2 가스 치환기(112)의 제1 배관(161)과 제4 가스 치환기(114)의 제1 배관(161)은 또 다른 제1 메인 배관에 의해 연결될 수 있다.
일 예로, 인접하는 가스 치환기(111 내지 114) 각각의 제2 배관(162)은 제2 메인 배관(미도시)에 의해 연결되고, 제2 메인 배관과 제2 배관(162)은 일체로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
예컨대, 제1 가스 치환기(111)의 제2 배관(162)과 제2 가스 치환기(112)의 제2 배관(162)은 제2 메인 배관에 의해 연결될 수 있다. 예컨대, 제3 가스 치환기(113)의 제2 배관(162)과 제4 가스 치환기(114)의 제2 배관(162)은 또 다른 제2 메인 배관에 의해 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 가스 치환기(111)와 제2 가스 치환기(112)를 연결시키는 제2 메인 배관과 제3 가스 치환기(113)와 제4 가스 치환기(114)를 연결시키는 또 다른 제2 메인 배관은 서로 연결될 수 있다. 이러한 경우, 적어도 하나 이상의 게이트 밸브에 의해 제2 메인 배관과 또 다른 제2 메인 배관이 선택되어, 대기 중의 공기가 제2 메인 배관 또는 또 다른 제2 메인 배관으로 공급될 수 있다.
다른 예로, 제1 가스 치환기(111)의 제2 배관(162)과 제3 가스 치환기(113)의 제2 배관(162)은 제2 메인 배관에 의해 연결되고, 제2 가스 치환기(112)의 제2 배관(162)과 제4 가스 치환기(114)의 제2 배관(162)은 또 다른 제2 메인 배관에 의해 연결될 수 있다.
실시예에 따른 가스 치환기(111 내지 114)는 전원 단자대(133)를 포함할 수 있다. 전원 단자대(133)는 히터 유닛(도 3의 130)에 포함될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
예컨대, 전원 단자대(133)는 하우징(120)의 상측에 설치될 수 있다. 예컨대, 전원 단자대(133)는 제1 배관(161)과 제2 배관(162)과 인접하여 배치될 수 있다. 예컨대, 전원 단자대(133)는 제1 배관(161)과 제2 배관(162)과 이격되어 설치될 수 있다.
예컨대, 인접하는 가스 치환기(111 내지 114) 각각의 전원 단자대(133)는 연결 라인(미도시)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 연결 라인을 통해 전원 단자대(133)에 전원이 인가될 수 있다.
도시되지 않았지만, 복수의 가스 치환기(111 내지 114)는 하나의 연결 라인에 전기적으로 연결되고, 복수의 가스 치환기(111 내지 114)와 연결 라인 사이에 분배기가 구비될 수 있다. 이러한 경우, 하나의 연결 라인으로 공급된 전원은 분배기에 의해 복수의 가스 치환기(111 내지 114) 중 적어도 하나 이상의 가스 치환기의 전원 단자대(133)로 공급될 수 있다.
도 3은 도 2의 가스 치환기에서 일부 하우징(120)을 제거된 내부 모습을 도시하고, 도 4는 도 2의 가스 치환기를 도시한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 가스 치환기(111 내지 114)는 분산판(150)을 포함할 수 있다.
하우징(120)은 내부가 빈 공간을 가질 수 있다. 이러한 공간은 분산판(150)에 의해 제1 영역(121)과 제2 영역(122)으로 구분될 수 있다. 즉, 하우징(120) 내의 공간 중에서 분산판 위의 공간이 제1 영역(121)으로 정의되고, 분산판 아래의 공간이 제2 영역(122)으로 정의될 수 있다.
예컨대, 분산판은 대기 중의 공기의 기류를 조절할 수 있다. 예컨대, 분산판은 대기 중의 공기의 기류를 균일하게 조절할 수 있다.
예컨대, 제1 배관(161)은 하우징(120)의 제1 측, 제1 영역(121) 및 분산판을 관통하여 제2 영역(122)에 연통될 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 분산판은 홀(155)을 포함할 수 있다. 홀(155)는 제1 배관(161)이 연결되기 위한 배관 연결 홀일 수 있다. 제1 배관(161)이 하우징(120)의 제1 측을 관통하여 제1 영역(121)에서 하부 방향으로 연장된 후 분산판의 홀(155)에 연결될 수 있다. 제1 배관(161)으로 유입된 대기 중의 공기는 제2 영역(122)으로 공급될 수 있다.
분산판은 복수의 홀(151 내지 153)을 포함할 수 있다. 복수의 홀(151 내지 153)의 직경은 서로 상이할 수 있다. 복수의 홀(151 내지 153)을 통해 대기 중의 공기가 흐를 수 있다. 예컨대, 복수의 홀(151 내지 153)을 통해 제1 배관(161)을 통해 제2 영역(122)으로 공급된 공기가 제1 영역(121)으로 흐를 수 있다.
일 예로, 복수의 홀(151 내지 153)의 직경은 수평 방향을 따라 제1 영역(121)의 중심으로부터 외측으로 갈수록 커질 수 있다. 이에 따라, 제2 영역(122)에서의 대기 중의 공기가 제1 영역(121)의 중심부보다는 주변부에서 더 많이 제1 영역(121)으로 흐를 수 있다.
이와 같이 분산판의 복수의 홀(151 내지 153) 직경에 의해 제2 영역(122)에서의 대기 중의 공기가 제1 영역(121)의 중심부에 집중적으로 흐르지 않고 제1 영역(121)의 전체로 골고루 흐를 수 있다. 이에 따라, 도 9에 도시한 바와 같이, 제2 영역(122)의 전체 영역에서 흡습제에 의해 제2 영역(122)으로 균일하게 공급된 대기 중의 공기에서 수분이 제거되므로, 제1 영역(121)에 충진된 흡습제의 흡습에 의한 포화가 제1 영역(121)의 전체에서 균일하게 이루어져 흡습 성능이 향상될 수 있다. 아울러, 분산판의 복수의 홀(151 내지 153) 직경에 의해 제2 영역(122)에서의 대기 중의 공기가 제1 영역(121)으로 균일하게 분배됨으로써, 흡습제의 포화 시점이 더 늦어져 재생 공정 또한 더 늦어지므로 재생 공정 횟수가 줄어 제습 효율이 향상될 수 있다.
다른 예로, 복수의 홀(151 내지 153)은 분산판의 중심부에 형성된 복수의 제1 홀(151)과 분산판의 중심부를 둘러싸는 주변부에 형성된 복수의 제2 홀(152, 153)을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제2 홀(152, 153)의 직경은 제1 홀(151)의 직경보다 클 수 있다.
예컨대, 복수의 제1 홀(151)의 직경은 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 복수의 제2 홀(152, 153)의 직경은 상이할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
따라서, 분산판의 주변부에 형성된 복수의 제2 홀(152, 153)의 직경이 분산판의 중심부에 형성된 복수의 제1 홀(151)의 직경보다 크므로, 제2 영역(122)에서의 대기 중의 공기가 제1 영역(121)의 중심부에 집중적으로 흐르지 않고 제1 영역(121)의 전체로 골고루 흐를 수 있다. 이에 따라, 도 9에 도시한 바와 같이, 제2 영역(122)의 전체 영역에서 흡습제에 의해 제2 영역(122)으로 균일하게 공급된 대기 중의 공기에서 수분이 제거되므로, 제1 영역(121)에 충진된 흡습제의 흡습에 의한 포화가 제1 영역(121)의 전체에서 균일하게 이루어져 흡습 성능이 향상될 수 있다. 아울러, 분산판의 주변부에 형성된 복수의 제2 홀(152, 153)의 직경이 분산판의 중심부에 형성된 복수의 제1 홀(151)의 직경보다 크므로, 제2 영역(122)에서의 대기 중의 공기가 제1 영역(121)으로 균일하게 분배될 수 있다. 이에 따라, 흡습제의 포화 시점이 더 늦어져 재생 공정 또한 더 늦어지므로 재생 공정 횟수가 줄어 제습 효율이 향상될 수 있다.
실시예에 따른 가스 치환기(111 내지 114)는 히터 유닛(130)을 포함할 수 있다. 히터 유닛(130)은 흡습제의 재생 공정에 사용될 수 있다. 즉, 흡습제가 지속적인 사용으로 인해 흡습제이 흡습 성능이 포화되는 경우, 흡습제에 정전기력에 의해 포집되어 있던 수분 분자가 히터 유닛(130)의 가열에 의해 열에너지를 얻어 흡습제로부터 분리되어 수증기로 배출될 수 있다. 이러한 수증기를 배출하기 위해 제1 배관(161) 및 제2 배관(162)이 아닌 별도의 배관(미도시)이 구비될 수 있다.
재생 공정시 CDA 가스가 하우징(120)의 제1 영역(121)에 주입되어, 이 CDA 가스에 의해 흡습제의 재생이 효율적으로 이루어질 수 있다.
예컨대, 히터 유닛(130)은 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 이중 코일 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 히터 유닛(130)은 하우징(120)의 제1 영역(121)에 설치될 수 있다.
예컨대, 히터 유닛(130)은 제1 히터(131), 제2 히터(132) 및 전원 단자대(133)를 포함할 수 있다.
예컨대, 제1 히터(131) 및 제2 히터(132)는 분산판 상에 배치될 수 있다. 제1 히터(131) 및 제2 히터(132)는 분산판의 상면에 인접하여 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
예컨대, 제1 히터(131) 및 제2 히터(132)는 전원 단자대(133)에 개별적으로 연결될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
예컨대, 제1 히터(131) 및 제2 히터(132)는 전원 단자대(133)에 공급된 전원에 의해 동시에 가열될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 제1 히터(131) 및 제2 히터(132) 각각의 가열 온도는 서로 상이할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 이를 위해, 제1 히터(131) 및 제2 히터(132)에 인가되는 전원이 상이할 수 있다.
예컨대, 제2 히터(132)의 가열 온도는 제1 히터(131)의 가열 온도와 같거나 클 수 있다. 제1 히터(131) 및 제2 히터(132)의 가열에 의한 열이 제1 영역(121)의 주변부보다는 중심부로 전달되어, 제1 영역(121)의 주변부의 온도보다는 중심부의 온도가 높을 수 있다. 따라서, 제1 영역(121) 전체에 균일하게 가열되도록 하기 위해, 제2 히터(132)의 가열 온도는 제1 히터(131)의 가열 온도보다 클 수 있다.
도시되지 않았지만, 제1 히터(131) 및 제2 히터(132)에 접하는 하우징(120)의 내면 상에 단열재가 설치될 수 있다. 단열재는 단열 물질이 하우징(120) 내면에 코팅되어 형성될 수도 있다. 이러한 단열재에 의해 하우징(120)의 제1 영역(121)에서의 열이 하우징(120) 외부로 손실되지 않아, 하우징(120)의 제1 영역(121)의 목표 가열 온도에 보다 신속히 도달할 수 있어 재생 공정이 신속히 이루어지고 재생 공정이 효율적으로 관리될 수 있다.
예컨대, 제2 히터(132)는 제1 히터(131)를 둘러싸도록 설치될 수 있다. 예컨대, 제1 히터(131)는 하우징(120)의 제1 영역(121)의 중심부에 근접하여 설치되고 전원 단자대(133)의 상측의 제1 영역(121)에 연결될 수 있다. 예컨대, 제2 히터(132)는 하우징(120)의 제1 영역(121)의 중심부를 둘러싸는 주변부에 설치되고 전원 단자대(133)의 상측의 제2 영역(122)에 연결될 수 있다.
예컨대, 제1 히터(131)는 전원 단자대(133)와 함께 폐루프 전기 통로를 형성할 수 있다. 즉, 전원 단자대(133)의 전류가 제1 히터(131)의 일측으로 흘러 타측을 통해 전원 단자대(133)로 흐를 수 있다. 예컨대, 제2 히터(132)는 전원 단자대(133)와 함께 폐루프 전기 통로를 형성할 수 있다. 즉, 전원 단자대(133)의 전류가 제2 히터(132)의 일측으로 흘러 타측을 통해 전원 단자대(133)로 흐를 수 있다.
예컨대, 제1 히터(131)는 수직 방향을 따라 복수로 권선된 제1 코일부(135)를 포함할 수 있다. 제1 코일부(135)의 일측과 타측이 전원 단자대(133)의 상측의 제1 영역(121)에 연결될 수 있다. 이러한 경우, 전원 단자대(133)의 전류가 제1 코일부(135)의 일측을 통해 제1 코일부(135)를 흐른 다음, 제1 코일부(135)의 타측을 통해 전원 단자대(133)로 흐를 수 있다.
예컨대, 제2 히터(132)는 수직 방향을 따라 복수로 권선된 제2 코일부(136)를 포함할 수 있다. 제2 코일부(136)의 일측과 타측이 전원 단자대(133)의 상측의 제2 영역(122)에 연결될 수 있다. 이러한 경우, 전원 단자대(133)의 전류가 제2 코일부(136)의 일측을 통해 제2 코일부(136)를 흐른 다음, 제2 코일부(136)의 타측을 통해 전원 단자대(133)로 흐를 수 있다.
예컨대, 제1 코일부(135)는 수직 방향을 따라 동일한 직경을 유지하고, 제2 코일부(136)는 수직 방향을 따라 동일한 직경을 유지할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
예컨대, 제2 코일부(136)는 제1 코일부(135)를 감싸도록 설치될 수 있다. 예컨대, 제1 코일부(135)와 제2 코일부(136)는 서로 이격될 수 있다. 이러한 경우, 제1 코일부(135)와 제2 코일부(136) 사이의 이격 거리는 제1 코일부(135)의 반경보다 작을 수 있다.
예컨대, 제1 코일부(135)의 하우징(120)의 제1 영역(121)의 중심부에 근접하여 배치되고, 제2 코일부(136)는 하우징(120)의 주변부에 배치될 수 있다.
예컨대, 대기 중의 공기가 유입되는 제1 배관(161)은 제1 코일부(135)의 내측에 배치될 수 있다. 즉, 제1 배관(161)은 제1 코일부(135)의 중공부에 배치될 수 있다. 제1 영역(121)에 제1 코일부(135)와 제2 코일부(136)이 배치되어, 제1 배관(161)이 설치될 공간적인 제약이 있다. 따라서, 제1 코일부(135)의 중공부에는 어떠한 구성 요소도 배치되지 않고 있으므로, 제1 코일부(135)의 중공부에 제1 배관(161)이 배치되어 단위 면적 내에서의 최적의 배치 구조가 가능하다.
이와 같이 제1 히터(131)와 제2 히터(132)가 배치됨으로써, 도 8에 도시한 바와 같이 제1 히터(131)와 제2 히터(132) 각각에 대응하는 부분(제1 및 제2 부분(165, 166))이 온도가 다른 부분(제3 부분(167))에 비해 높다. 예컨대, 제2 히터(132)에 대응하는 제2 부분(166)이 제1 히터(131)에 대응하는 제1 부분(165)보다 더 넓은 영역으로 높은 온도 분포를 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 및 제2 부분(165, 166)에서의 열이 주변, 즉 제3 부분(167)으로 전달되어 궁극적으로 제1 영역(121)에서 균일한 온도 구배가 얻어질 수 있다.
따라서, 실시예는 이중 코일 구조의 히터 유닛(130)이 구비됨으로써, 수분 촉매의 재생 시 히터 유닛(130)에 의한 열원이 하우징(120)의 제1 영역(121)의 전체 흡습제에 균일하게 흡수되어 고른 온도 구배가 형성되고, 흡착재의 재생 가능 온도의 도달 시간이 단축될 수 있으며, 재생 공정 시간이 단축될 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 실시예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 실시예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 실시예의 범위에 포함된다.
실시예는 제습이 요구되는 장치에 적용될 수 있다. 예컨대, 실시예는 제습이 요구되는 공정 장치에 적용될 수 있다. 예컨대, 실시예는 반도체나 디스플레이 패널의 제조 공정 장치에 적용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 대기 중의 공기를 치환하여 수분을 제거하고, 상기 수분이 제거된 가스를 챔버로 공급하여 상기 챔버의 제1 수분 농도를 제2 수분 농도로 감소시키는 가스 치환기; 및
    상기 챔버의 가스를 순환시켜 상기 챔버를 상기 제2 수분 농도보다 목표 수분 농도 범위로 유지하는 정제기를 포함하는
    제습 공조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 치환기는,
    제1 영역과 상기 제1 영역 아래의 제2 영역을 갖는 하우징;
    상기 제1 영역에 설치된 이중 코일 구조를 갖는 히터 유닛;
    상기 제1 영역에 충진된 흡습제; 및
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 설치된 분산판을 포함하는
    제습 공조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가스 치환기는,
    상기 하우징의 제1 측, 상기 제1 영역 및 상기 분산판을 관통하여 상기 제2 영역에 연통되는 제1 배관; 및
    상기 챔버에 연결되고, 상기 하우징의 제2 측을 관통하여 상기 제1 영역과 연통되는 제2 배관을 포함하는
    제습 공조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 공기는 상기 제1 배관을 통해 상기 제2 영역으로 공급되고, 상기 분산판을 경유하여 상기 제1 영역으로 공급되며, 상기 흡습제에 의해 상기 공기에서 수분이 제거된 후 상기 제2 배관을 통해 상기 챔버로 공급되는
    제습 공조 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2 영역은 공간인
    제습 공조 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 히터 유닛은,
    제1 히터;
    상기 제1 히터에 인접하여 설치된 제2 히터; 및
    상기 하우징의 일측에 설치되고 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터에 연결된 전원 단자대를 포함하는
    제습 공조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 히터는 상기 제1 히터를 둘러싸도록 설치되는
    제습 공조 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 히터는 상기 제1 영역의 중심부에 근접하여 설치되고,
    상기 제2 히터는 상기 제1 영역의 상기 중심부를 둘러싸는 주변부에 설치되는
    제습 공조 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 히터는 수직 방향을 따라 복수로 권선된 제1 코일부)를 포함하고,
    상기 제2 히터는 상기 수직 방향을 따라 복수로 권선된 제2 코일부를 포함하며,
    상기 제2 코일부는 상기 제1 코일부를 감싸도록 설치되는
    제습 공조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 코일부는 상기 중심부에 근접하여 배치되고,
    상기 제2 코일부는 상기 주변부에 배치되는
    제습 공조 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 분산판은 복수의 홀을 포함하는
    제습 공조 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 홀의 직경은 수평 방향을 따라 상기 제1 영역의 중심으로부터 외측으로 갈수록 커지는
    제습 공조 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 홀은
    상기 분산판의 중심부에 형성된 복수의 제1 홀과 상기 분산판의 상기 중심부를 둘러싸는 주변부에 형성된 복수의 제2 홀을 포함하고,
    상기 제2 홀은 상기 제1 홀의 직경보다 큰 직경을 갖는
    제습 공조 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 제1 홀의 직경은 동일한
    제습 공조 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 제2 홀의 직경은 상이한
    제습 공조 장치.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 분산판은 다각 형상을 갖는
    제습 공조 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 분산판은 8각 형상을 갖는
    제습 공조 장치.
  18. 제2항에 있어서,
    상기 흡습제는 몰레큘러시브인
    제습 공조 장치.
  19. 제2항에 있어서,
    상기 가스 치환기는 복수로 구성되는
    제습 공조 장치.
  20. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 가스 치환기 중에서 적어도 하나 이상 가스 치환기가 상기공기의 수분 제거에 사용될 때 나머지 가스 치환기는 상기 흡습제의 재생에 사용되는
    제습 공조 장치.
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