KR20230070168A - 집진기 및 집진 방법 - Google Patents
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Abstract
[과제] 작은 스페이스에도 설치 가능하며, 효율 좋게 집진할 수 있는 집진기를 제공한다.
[해결 수단] 집진기(1)는 도체에 의해 형성되는 제1 전극층(12)과, 도체에 의해 형성되고, 평면시에 있어서 제1 전극층(12)을 덮는 크기를 가지고, 두께 방향으로 관통하는 결손부(관통구멍(14H), 슬릿(14S))를 가지고, 평면시에 있어서 제1 전극층(12)을 덮는 크기를 가지고, 제1 전극층(12)에 대향하여 배치되는 제2 전극층(14)과, 절연성의 재질에 의해 형성되고, 제1 전극층(12) 및 제2 전극층(14)을 절연하고, 제1 전극층(12) 및 제2 전극층(14)과 함께 1장의 층 구조를 형성하는 절연층(제1 절연층(13), 제2 절연층(15))을 갖춘다.
[해결 수단] 집진기(1)는 도체에 의해 형성되는 제1 전극층(12)과, 도체에 의해 형성되고, 평면시에 있어서 제1 전극층(12)을 덮는 크기를 가지고, 두께 방향으로 관통하는 결손부(관통구멍(14H), 슬릿(14S))를 가지고, 평면시에 있어서 제1 전극층(12)을 덮는 크기를 가지고, 제1 전극층(12)에 대향하여 배치되는 제2 전극층(14)과, 절연성의 재질에 의해 형성되고, 제1 전극층(12) 및 제2 전극층(14)을 절연하고, 제1 전극층(12) 및 제2 전극층(14)과 함께 1장의 층 구조를 형성하는 절연층(제1 절연층(13), 제2 절연층(15))을 갖춘다.
Description
본 발명은 집진기 및 집진 방법에 관한 것이다.
예를 들면, 반도체 제조 장치와 같은 장치의 내부, 또는 장치의 근방에서 발생하는 미세한 진애(파티클)는 이 장치에 의해 제조되는 가공물에 이물 불량 등의 악영향을 미치는 경우가 많다. 따라서, 장치의 내부나 근방 등, 가공물 근방의 파티클을 감소시켜 청정하게 할 필요가 있다.
이 점에 관하여, 필터 집진 방식, 전기 집진 방식, 전계 커튼 방식 등의 기술이 제안되고 있다.
필터 집진 방식은 이미 비산해 있는 파티클을 공기 덕트에 의해 흡인하고 그 공기를 필터에 의해 여과한다. 따라서, 비산 전의 파티클은 집진할 수 없고, 또 압력 손실도 크기 때문에, 집진 효율이 나쁘다.
전기 집진식은 파티클을 이오나이저에 의해 코로나 방전하여 대전시키고, 대전된 파티클을 대항하는 전극쌍의 일방의 전극에 집진한다. 따라서, 집진기의 주위가 대전되어 버리고, 또 장치가 대형화되어 설치 장소를 선택할 수 없다.
이오나이저를 생략한 집진 장치(예를 들면, 특허문헌 1.)도 제안되었지만, 전극쌍의 사이에 공기를 통하는 구조를 취하기 때문에, 공간 절약화에는 한계가 있다.
전계 커튼 방식은 유전체 내에 묻어 넣은 다상의 선상 전극에 교류를 인가하여 한쪽 방향으로 진행하는 불균형 전계를 발생시켜, 대전된 파티클을 부상시키고 진행 방향으로 반송시켜, 집진한다. 이 장치에서도, 장치가 대형화되어, 설치 장소를 선택할 수 없다.
따라서, 작은 스페이스에도 설치 가능하며, 효율 좋게 집진할 수 있는 집진기 및 집진 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 도체에 의해 형성되는 제1 전극층과, 도체에 의해 형성되고, 두께 방향으로 관통하는 결손부를 가지고, 평면시에 있어서 상기 제1 전극층을 덮는 크기를 가지고, 상기 제1 전극층에 대향하여 배치되는 제2 전극층과, 절연성의 재질에 의해 형성되고, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층을 절연하고, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층과 함께 1장의 층 구조를 형성하는 절연층을 갖추는 집진기를 제공한다.
본 발명에 의하면, 작은 스페이스에도 설치 가능하며, 효율 좋게 집진할 수 있는 집진기 및 집진 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 집진기의 외관 사시도이다.
도 2는 집진기의 도 1에 있어서의 AA선 단면도이다.
도 3은 집진기의 각 층의 평면도이다.
도 4는 집진기에 발생하는 전계의 모습을 나타내는 단면도이다.
도 2는 집진기의 도 1에 있어서의 AA선 단면도이다.
도 3은 집진기의 각 층의 평면도이다.
도 4는 집진기에 발생하는 전계의 모습을 나타내는 단면도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 집진기를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시형태의 집진기(1)의 외관 사시도, 도 2는 집진기(1)의 도 1에 있어서의 AA선 단면도, 도 3은 집진기(1)의 각 층의 평면도이다.
도 1에서 도 2에 도시하는 바와 같이, 집진기(1)는 지지 기반층(11)과, 제1 전극층(12)과, 제1 절연층(13)과, 제2 전극층(14)과, 제2 절연층(15)과, 흡착층(16)을 갖춘다.
제1 전극층(12) 및 제2 전극층(14)에는 전원 장치(2)가 접속된다.
지지 기반층(11)은 절연체, 보다 바람직하게는 절연성의 합성 수지에 의해 형성되는 층이다.
제1 전극층(12)은 도체에 의해 형성되는 층이다. 도체로서는, 예를 들면, 금박, 도전성의 합성 수지, 카본 등을 들 수 있다. 제1 전극층은 지지 기반층(11)의 일방의 면에 설치된다.
제1 절연층(13)은 절연체, 보다 바람직하게는 전계를 방해하지 않는 절연성의 합성 수지에 의해 형성되는 층이다. 전계를 방해하지 않는 절연성의 합성 수지는, 예를 들면, 폴리이미드를 들 수 있다. 제1 절연층(13)은 지지 기반층(11)의 제1 전극층(12)이 설치되는 측에 설치되고, 지지 기반층(11)과 함께, 또는 제1 절연층(13) 단독에 의해, 제1 전극층(12)을 둘러싸, 절연한다.
제2 전극층(14)은 도체에 의해 형성되는 층이다. 도체로서는, 예를 들면, 금박, 도전성의 합성 수지, 카본 등을 들 수 있다. 제2 전극층(14)은 제1 절연층(13)을 사이에 끼고, 제1 전극층(12)에 대향하는 위치에 설치된다. 제2 전극층(14)은, 두께 방향으로 관통하는 결손부를 가지고, 평면시에 있어서 제1 전극층(12)을 덮는 크기를 가진다.
제2 절연층(15)은 절연체, 보다 바람직하게는 전계를 방해하지 않는 절연성의 합성 수지에 의해 형성되는 층이다. 전계를 방해하지 않는 절연성의 합성 수지는, 예를 들면, 폴리이미드를 들 수 있다. 제2 절연층(15)은 제2 전극층(14)을 사이에 끼고, 제1 절연층(13)에 대향하는 위치에 설치되고, 제1 절연층(13)과 함께, 또는 제2 절연층(15) 단독에 의해, 제2 전극층(14)을 둘러싸고, 절연한다.
흡착층(16)은, 제2 절연층(15)을 사이에 끼고, 제2 전극층(14)에 대향하는 위치에 설치된다. 흡착층(16)은 미세한 진애(파티클)를 흡착하여 붙잡아 두는데 적합한 재질에 의해 형성된다. 흡착층(16)의 재질로서는 점착제, 분자간력이 높은 재질, 마찰력이 큰 재질을 적당하게 선택하여 채용할 수 있다.
집진기(1)는 지지 기반층(11), 제1 전극층(12), 제1 절연층(13), 제2 전극층(14), 제2 절연층(15), 흡착층(16)의 순으로 층 형상의 한 장의 시트 형상 또는 판 형상으로 형성된다.
제1 절연층(13) 및 제2 절연층(15)은 일체로 형성되어도 된다. 또한, 지지 기반층(11)은 제1 절연층(13) 및 제2 절연층(15)과 같은 재질을 사용하여 제1 절연층(13) 및 제2 절연층(15)과 일체로 형성되어도 된다.
도 2와 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 집진기(1)는 평면시에 있어서, 예를 들면, 정방형으로 형성할 수 있다. 이하, 집진기(1)가 정방형으로 형성되는 예에 대해 설명하지만, 집진기(1)는 다른 형상이어도 상관없다.
지지 기반층(11), 제1 절연층(13), 제2 절연층(15), 및 흡착층(16)은 1변이 길이(L1)의 평면시에 있어서 거의 동일한 정방형 및 크기로 형성된다.
제2 전극층(14)은 1변이 길이(L1)보다 짧은 길이(L2)의 정방형으로 형성된다.
제1 전극층(12)은 1변이 길이(L2)보다 짧은 길이(L3)의 정방형으로 형성된다.
따라서, 흡착층(16)측으로부터의 평면시에 있어서, 제1 전극층(12)은 제2 전극층(14)의 내부에 들어가고, 제2 전극층(14)은 지지 기반층(11), 제1 절연층(13), 제2 절연층(15), 및 흡착층(16)의 내부에 들어간다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 전극층(12)은 제1 전극층(12)의 가장자리가 제2 전극층(14)의 가장자리보다도 폭(W) 이상 내측이 되도록 형성된다. 폭(W)은 5mm 이상인 것이 바람직하다.
제1 전극층(12)의 두께(T1)는 제1 절연층(13)의 두께(T2)보다 얇다. 또, 제2 전극층(14)의 두께(T3)는 제2 절연층(15)의 두께(T4)보다 얇다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 평면시에 있어서, 지지 기반층(11), 제1 전극층(12), 제1 절연층(13), 제2 절연층(15), 및 흡착층(16)은 결손부를 갖지 않고, 각각 하나의 면으로 형성된다.
이에 대해, 제2 전극층(14)은 결손부로서 동일한 간격으로 설치되고, 두께 방향으로 관통하는 원형의 관통구멍(14H)을 가진다. 관통구멍(14H)은, 예를 들면 내경이 5mm∼15mm이며, 인접하는 관통구멍(14H)과의 간격은 10mm∼30mm이다.
제2 전극층(14)의 변형예의 제2 전극층(14A)은 결손부로서 슬릿(14S)을 가진다. 슬릿(14S)은 제2 전극층(14A)의 1변으로부터 이 1변에 대향하는 변을 향하여 번갈아 설치된다. 따라서, 흡착 불균일을 방지할 수 있다.
결손부는 제2 전극층(14)으로의 통전이 방해되지 않도록 설치된다.
도 4는 집진기(1)에 발생하는 전계의 모습을 나타내는 단면도이다. 도 4에 있어서, 흰색 화살표(X) 및 화살표(Y)는 전계를 나타낸다.
제1 전극층(12) 및 제2 전극층(14)의 일방에 전원 장치(2)의 플러스극이, 타방에 마이너스극이 접속되어, 통전이 행해진다.
파티클이 절연물인 경우는, 그 절연물의 대전하기 쉬운 극과 반대인 극을 제2 전극층(14)에 접속하는 것이 집진 효율의 점에서 바람직하다.
제2 전극층(14)으로부터의 전계는, 화살표(X)로 나타내는 바와 같이 제2 전극층(14)으로부터 제2 절연층(15) 및 흡착층(16)을 통과하여, 파티클이 존재하는 공간에 도달하고, 흡착층(16) 및 제2 절연층(15)을 다시 통과하고, 제2 전극층(14)의 결손부를 지나 제1 절연층(13)을 통과하고, 화살표(Y)로 나타내는 제1 전극층(12)으로부터의 전계와의 균형부에 이른다.
따라서, 집진기(1)의 흡착층(16)의 외측 방향에 불균형 전계가 생성되게 되고, 외측 방향의 전계에 의해 파티클이 가공물 등으로부터 튕겨져, 내측 방향의 전계에 의해 파티클은 전계를 따라 이동하여 흡착층(16)에 흡착된다. 여기에서, 불균형 전계란 전계의 상쇄에 의해 균형부가 되는 방향성을 갖지 않는 플러스-마이너스 O 지점을 제외한 범위를 가리키며, 방향성을 가진 쿨롱력이 발생해 있는 전계를 말한다. 본 실시형태에서는, 제1 전극층(12)은 도 4 정면시에 있어서 제2 전극층(14)과 같은 위치 높이가 아니고, 제1 절연층(13)을 사이에 끼고, 또한 제1 절연층(13)의 하방에 배치된다. 따라서, 전계의 균형부가 도 4 화살표(X)의 상단이 아니고, 화살표(X)와 화살표(Y)가 마주 향하는 위치, 즉 집진기(1)의 내부에 존재하기 때문에, 전계 내에 들어간 먼지를 항상 도 4의 화살표(X)로 나타내는 일정한 방향으로 이동시켜, 집진기(1)의 상단면에 설치한 흡착층(16)에 집진하는 것이 가능하게 된다.
여기에서, 제2 전극층(14)은 평면시에 있어서 제1 전극층(12)의 전체면을 덮는다. 따라서, 제2 전극층(14)으로부터의 전계의 방향이 모두 결손부 방향, 즉 집진기(1)의 평면시 내측 방향으로 모이기 때문에, 파티클이 집진기(1)의 외측으로 비산하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전계의 내부에서는, 파티클이 도체나 일부의 절연물일 경우에는 정전 유도에 의한 대전이, 절연물이나 반도체일 경우에는 유전 분극에 의한 대전이 발생하고, 어느 경우에도 파티클은 대전된다.
대전된 파티클은 전계를 타고 반송되어, 흡착층(16)에 의해 흡착된다.
여기에서, 실험 결과에 대해 설명한다. 본 실시형태의 집진기(1)를 60mm×60mm로 형성하여 실험을 행했다.
바닥면에 대해 수직으로 세운 집진기(1)의 제1 전극층(12)에 2kv, 제2 전극층(14)에 제1 전극층(12)에 인가되는 전압보다 높은 역전압인 -4kv의 전압을 인가 했다.
집진기(1)의 흡착층(16)측에 간격을 두고 샘플을 실로 매달았다.
샘플이 10mm×0.5mm의 알루미늄박은 간격이 대략 100mm 정도의 거리까지 끌어당김 효과가 확인되었다.
샘플이 10mm×0.5mm의 실리콘 웨이퍼는 간격이 대략 50mm의 거리까지 끌어당김 효과가 확인되었다.
샘플이 10mm×0.5mm의 수지(아크릴 수지)는 간격이 대충 60mm의 거리까지 끌 당김 효과가 확인되었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 집진기(1)는 도체에 의해 형성되는 제1 전극층(12)과, 도체에 의해 형성되고, 평면시에 있어서 제1 전극층(12)을 덮는 크기를 가지고, 두께 방향으로 관통하는 결손부(관통구멍(14H), 슬릿(14S))를 가지고, 제1 전극층(12)에 대향하여 배치되는 제2 전극층(14)과, 절연성의 재질에 의해 형성되고, 제1 전극층(12) 및 제2 전극층(14)을 절연하고, 제1 전극층(12) 및 제2 전극층(14)과 함께 1장의 층 구조를 형성하는 절연층(제1 절연층(13), 제2 절연층(15))을 갖춘다.
또, 본 실시형태의 집진 방법은 제1 전극층(12)에 절연층(제1 절연층(13))을 사이에 끼고 대향하여 층 형상으로 배치되고, 평면시에 있어서 제1 전극층(12)을 덮는 크기를 가지는 제2 전극층(14)에 전압을 인가하고, 제1 전극층(12)에 전압을 인가함으로써, 제2 전극층(14)으로부터 외측 방향을 향하여 발생하는 전계를 제2 전극층(14)이 가지는 결손부(관통구멍(14H), 슬릿(14S))에 통과시켜 제1 전극층(12)에 도달하는 불균형 전계를 생성시키고, 이 불균형 전계를 따라 파티클을 반송시킨다.
따라서, 본 실시형태에 의하면, 작은 스페이스에도 설치 가능하며, 효율 좋게 집진할 수 있는 집진기를 제공할 수 있다고 하는 효과가 있다.
1 집진기
2 전원 장치
11 지지 기반층
12 제1 전극층
13 제1 절연층
14 제2 전극층
14A 제2 전극층
14H 관통구멍
14S 슬릿
15 제2 절연층
16 흡착층
2 전원 장치
11 지지 기반층
12 제1 전극층
13 제1 절연층
14 제2 전극층
14A 제2 전극층
14H 관통구멍
14S 슬릿
15 제2 절연층
16 흡착층
Claims (9)
- 도체에 의해 형성되는 제1 전극층과,
도체에 의해 형성되고, 두께 방향으로 관통하는 결손부를 가지고, 평면시에 있어서 상기 제1 전극층을 덮는 크기를 가지며, 상기 제1 전극층에 대향하여 배치되는 제2 전극층과,
절연성의 재질에 의해 형성되고, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층을 절연하고, 상기 제1 전극층 및 상기 제2 전극층과 함께 1장의 층 구조를 형성하는 절연층을 갖추는 집진기. - 제1항에 있어서,
상기 제1 전극층은 상기 제1 전극층의 가장자리가 상기 제2 전극층의 가장자리보다도 5mm 이상 내측이 되도록 형성되는 집진기. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 절연층을 사이에 끼고, 상기 제2 전극층에 대향하여 배치되는 흡착층을 더 갖추는 집진기. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연층을 사이에 끼고, 상기 제1 전극층에 대향하여 배치되는 지지 기반층을 더 갖추는 집진기. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결손부는 원형의 관통구멍인 집진기. - 제5항에 있어서,
상기 결손부는 내경이 5mm∼15mm이며, 인접하는 상기 결손부와의 간격이 10mm∼30mm인 집진기. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결손부는 슬릿인 집진기. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연층은 폴리이미드에 의해 형성되는 집진기. - 제1 전극층에 절연층을 사이에 끼고 대향하여 층 형상으로 배치되고, 평면시에 있어서 상기 제1 전극층을 덮는 크기를 가지는 제2 전극층에 전압을 인가하고,
상기 제1 전극층에 전압을 인가함으로서, 상기 제2 전극층으로부터 외측 방향을 향하여 발생하는 전계를 상기 제2 전극층이 가지는 결손부에 통과시켜 상기 제1 전극층에 도달하는 불균형 전계를 생성시키고, 상기 불균형 전계를 따라 파티클을 반송시키는 집진 방법.
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