WO2015122696A1 - 배기가스 처리를 위한 파우더 발생장치 - Google Patents

배기가스 처리를 위한 파우더 발생장치 Download PDF

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WO2015122696A1
WO2015122696A1 PCT/KR2015/001398 KR2015001398W WO2015122696A1 WO 2015122696 A1 WO2015122696 A1 WO 2015122696A1 KR 2015001398 W KR2015001398 W KR 2015001398W WO 2015122696 A1 WO2015122696 A1 WO 2015122696A1
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blocking plate
inner space
disposed
blocking
housing
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PCT/KR2015/001398
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Inventor
변철수
최경락
Original Assignee
한국생산기술연구원
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia

Definitions

  • FIG. 9 is an external view of a powder generator according to a second embodiment of the present invention.
  • first blocking plate 121 and the second blocking plate 122 are arranged in a direction parallel to the height direction of the inner space 113 as shown in FIGS. It is alternately arranged along the longitudinal direction of the space 113.
  • the first blocking plate 121 is disposed such that an upper end thereof is in contact with the upper side of the housing, and the second blocking plate 122 is disposed so that the lower end thereof is in contact with the diaphragm 130.
  • the exhaust gas introduced through the inlet 111 is changed in the flow path by the first blocking plates 121 and 221 and the second blocking plates 122 and 222 which are alternately arranged with each other so that the exhaust gas flows from the upper part to the lower part along the height direction.
  • the first blocking plates 121 and 221 and the second blocking plates 122 and 222 which are alternately arranged with each other so that the exhaust gas flows from the upper part to the lower part along the height direction.
  • first blocking plate 121 and the second blocking plate 122 are arranged in a direction parallel to the height direction of the inner space 113 as shown in FIGS. It is alternately arranged along the longitudinal direction of the space 113.
  • first blocking plate 121 is disposed such that one end thereof is in contact with the third side portion 116 of the housing, and the second blocking plate 122 has one side thereof as the fourth side portion 117 of the housing. It is arranged to contact with.
  • first side part 114 and the second side part 115 refer to a pair of side surfaces facing each other in the housing 110, and the first blocking plate contacting the first side part 114 of the housing ( One end of 121 refers to one end of the second blocking plate 122 which is in contact with the second side 115 of the housing and positioned opposite to each other.
  • first side portion 114 and the second side portion 115 refer to a pair of side surfaces connecting the third side portion 116 and the fourth side portion 117.
  • the inner space 113 is disposed between the side end of the first blocking plate 121 and the first side part 114 of the housing 110, the side end of the second blocking plate 122, and the second end of the housing 110. Between the side portions 115, passages through which exhaust gases can move are formed.
  • the first blocking plate ( 121 and the second blocking plate 122 when the first blocking plate 121 and the second blocking plate 122 are alternately arranged along the height direction of the inner space 113, the first blocking plate ( 121 and the second blocking plate 122 may be inclined at an angle with respect to the horizontal plane.
  • first blocking plate 121 is disposed so that one end is in contact with the first side portion 114 of the housing and the other end is inclined downward with respect to the horizontal plane.
  • one end of the second blocking plate 122 is disposed to be in contact with the second side portion 115 of the housing, and the other end thereof is disposed to be inclined downward with respect to the horizontal plane.
  • the heating means 150 when the heating means 150 is disposed between the first blocking plate 121 and the second blocking plate 122, the heating means 150 may be arranged parallel to the horizontal plane, the first blocking Note that the plate 121 and the second blocking plate 122 may be installed to have the same slope.
  • the diaphragm 130 serves to partition the hopper 140 and the inner space 113 provided at the lower side of the housing 110 and is generated through contact with the blocking plate 120. It serves as a passage to allow powder to gather toward the hopper 140.
  • the heating means 150 is disposed between the first blocking plate 121 and the second blocking plate 122 disposed adjacent to each other, as shown in Figures 1 to 8, the first blocking plate And 121 and the second blocking plate 122 are arranged in parallel with each other.
  • the surfaces of the first blocking plate 121 and the second blocking plate 122 are heated by the heat generated from the heating means 150. Therefore, the powder particles generated while the exhaust gas passes through are better deposited on the surfaces of the first blocking plate 121 and the second blocking plate 122.
  • the surface of the heating means 150 disposed between the first blocking plate 121 and the second blocking plate 122 is also very hot, thereby increasing the deposition of powder particles on the surface of the heating means 150.
  • the heating means 150 may be a cartridge heater may be used, or a pipe heater of the 'I', 'U' or 'W' shape may be used, and the heating means 150 is a blocking plate ( Although shown as being disposed in a direction parallel to the longitudinal direction of the 121,122, but is not limited to this may be disposed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the blocking plate (121,122) and staggered with respect to the longitudinal direction of the blocking plate (121,122) Note that it may be deployed.
  • the heating means 150 may be provided in the form of a hot wire arranged in a zigzag manner inside the blocking plate 220, hot water through a pipe disposed inside the blocking plate 220. Note that may be provided in a circulated form.
  • the heating means 150 is provided inside the first blocking plate 221 and the second blocking plate 222
  • the first blocking plate 221 and the second blocking plate 222 are shown in FIGS.
  • the side end of the first blocking plate 221 may be in contact with the third side portion 116 of the housing and the side end of the second blocking plate 222 may be in contact with the fourth side portion 117.
  • one end of the first blocking plate 221 is disposed to contact the first side part 114 of the housing, and one end of the second blocking plate 222 is the second side part of the housing. Note that they may be arranged to contact each of the 115.
  • the heating means 150 may be further disposed between the plurality of blocking plates 321 and 322. Through this, the exhaust gas moving along the path formed between the first blocking plate 321 and the second blocking plate 322 is blocked by the cooling means 350 and the first blocking plate 321 and the second blocking plate. As the surface of the plate 322 is cooled and the temperature is increased by the heating means 150, the amount of powder generated and the amount of adhesion may be further increased.
  • Powder generator according to an embodiment of the present invention has the advantage of increasing the amount of powder generated by increasing the flow distance and the residence time of the exhaust gas by alternately arranged a plurality of blocking plates on the flow path of the exhaust gas. .
  • the powder generating apparatus has an advantage that can effectively collect the powder generated during the movement of the exhaust gas by arranging the diaphragm formed through the hole on the lower side of the housing and the hopper portion on the lower side of the diaphragm have.
  • the powder generating apparatus has an advantage of increasing the amount of powder generated by increasing the deposition of powder particles generated by increasing the temperature of the blocking plate to which the exhaust gas collides with the heating means.

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Abstract

파우더 발생장치가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 파우더 발생장치는 유입구 및 유출구를 갖추고 내부공간이 구비되는 하우징; 판상의 부재로 이루어지고 배기가스가 굴곡진 경로로 이동할 수 있도록 상기 내부공간에 서로 평행하게 이격 배치되는 복수 개의 차단판; 상기 차단판을 가열할 수 있도록 상기 내부공간에 배치되는 가열수단; 및 상기 내부공간의 하부측에 배치되어 배기가스가 상기 내부공간을 통과하면서 발생된 파우더를 포집하는 호퍼부;를 포함하고, 다수 개의 통공이 관통형성된 격판을 통해 상기 내부공간 및 호퍼부가 구획되고, 상기 복수 개의 차단판은 제1차단판 및 제2차단판을 포함하며, 상기 제1차단판 및 제2차단판이 서로 교번적으로 배열된다.

Description

배기가스 처리를 위한 파우더 발생장치
본 발명은 파우더 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수 개의 차단판이 배기가스의 경로 상에 교번적으로 배열되어 배기가스가 굴곡진 경로를 따라 이동되도록 함으로써 배기가스의 유동거리 및 잔류시간을 늘려 파우더 발생률을 높일 수 있는 파우더 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조장치 중에서 증착장비나 식각장비와 같이 기체의 공정반응에 사용하는 장치는 필연적으로 배기가스를 발생시킨다. 이러한 배기가스에는 환경 및 인체에 치명적인 나쁜 영향을 미치는 유독기체 혹은 파우더가 포함되어 있다. 이로 인해, 배기가스를 대기 중에 그대로 방출하는 것은 매우 위험한 일이며 법으로도 엄격히 금지되어 있다.
이러한 배기가스로부터 유독기체나 파우더를 포집하기 위한 장치는 스크러버라고 불리우며, 방식에 따라 크게 습식과 건식으로 구분되어 있다. 습식의 경우는 거의 완벽하게 유독기체나 파우더를 포집할 수 있지만, 장치가 복잡하고 유지보수가 까다롭다는 단점이 있으며 2차 환경오염을 발생시킬 우려가 있다.
건식의 경우는 습식에 비해 비교적 장치가 간단하지만 효율면에서 다소 떨어지는 문제점이 있다.
앞서 언급한 배기가스는 그 자체가 파우더가 아닐지라도 그 중에 미세 파우더를 포함하는 경우가 매우 흔하며, 약간의 물리적, 화학적인 영향에 의해서도 파우더로 쉽게 변할 수 있다. 배기가스로부터 파우더를 생성시키는 방법으로는 크게 세가지가 알려져 있다.
첫째, 배기가스 중에 포함된 미세 입자에 전하를 띄게 한 뒤 전하를 띈 집진판에서 미세입자를 붙잡는 방식이며, 이러한 가정에서 미세 입자는 보다 큰 크기의 파우더로 변하게 된다.
둘째, 기체 상태의 배기가스라 하더라도 온도가 낮아지면 고체로 변하는 성질을 이용하는 것이다. 저압화학기상장치에서 실란과 암모니아를 반응시켜 기판 위에 질화막을 형성하는 공정 중 그 반응 부산물로 염화암모늄이 생성되어 배기되는데 염화암모늄은 온도를 낮추면 파우더로 변하는 성질이 있다. 이런 배기가스에 대해서는 액체질소 또는 냉각수를 이용하는 냉각트랩을 써서 냉각 트랩 벽면에 파우더를 생성시킬 수 있다.
셋째, 기체 상태의 배기 가스를 다시 한번 태워서 배기가스로부터 비교적 큰 크기의 입자 형태의 화합물을 생성하는 것이다. 대표적인 예로는 반응하고 남은 실란을 산소를 써서 태우면 입자 형태의 이산화규소가 생성된다.
앞서 언급된 방법에 의해 생성된 파우더는 대한민국 공개특허 제10-2006-0079296호에서와 같이 그대로 트랩 혹은 스크러버의 바닥에 쌓이거나 뒷단의 섬유 형태의 메쉬필터에서 포집된다. 따라서, 지금까지는 파우더 포집 장치인 트랩 혹은 스크러버에 대해 그 내부를 주기적으로 청소해주거나 필터를 주기적으로 교환해주어야 하는 등 주기적인 유지보수 작업이 요구되었다. 이는 반응실 내에서의 증착이나 에칭과 같은 주공정을 중단해야 하므로 생산성을 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 배기가스의 유동 경로 상에 복수 개의 차단판을 교번적으로 배치함으로써 배기가스의 유동거리 및 잔류시간을 증가시키되 차단판에 파우더가 효과적으로 침착하도록 할 수 있는 파우더 발생장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 하우징의 하부측에 통공이 형성된 격판을 배치하고 격판의 하부측에 호퍼부를 마련함으로써 차단판에 침착된 파우더가 이후 온도교번, 차단판과 침착물의 물질의 종류 차이 등으로 인해 탈착되어 중력에 의해 밑으로 떨어질 때 배기가스의 이동 중 발생되는 파우더를 효과적으로 모을 수 있는 파우더 발생장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 가열수단을 배치하여 배기가스가 부딪히는 차단판의 온도를 높여줌으로써 발생된 파우더 입자의 침착을 높일 수 있는 파우더 발생장치를 제공하는 데 있다.
더욱이, 본 발명은 냉각수단을 배치하여 배기가스가 부딪히는 차단판의 온도를 낮춰줌으로써 발생된 파우더 입자의 침착을 높일 수 있는 파우더 발생장치를 제공하는 데 있다.
이상과 같이 본 발명에 의해 차단판에 침착된 후 탈착됨으로써 발생되는 파우더는 중력에 의해 밑으로 떨어져서 모인 후에 회수될 수 있으며, 차단판으로부터 비산되어 배기 가스에 실려 이동되는 파우더는 별도의 포집장치, 가령, 필터 또는 대한민국 공개특허 제10-2009-0031231호에서와 같은 메쉬 스크러버에서 다시 모을 수 있게 된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 유입구 및 유출구를 갖추고 내부공간이 구비되는 하우징; 판상의 부재로 이루어지고 배기가스가 굴곡진 경로로 이동할 수 있도록 상기 내부공간에 서로 평행하게 이격 배치되는 복수 개의 차단판; 상기 차단판을 가열할 수 있도록 상기 내부공간에 배치되는 가열수단; 및 상기 내부공간의 하부측에 배치되어 배기가스가 상기 내부공간을 통과하면서 발생된 파우더를 포집하는 호퍼부;를 포함하고, 다수 개의 통공이 관통형성된 격판을 통해 상기 내부공간 및 호퍼부가 구획되고, 상기 복수 개의 차단판은 제1차단판 및 제2차단판을 포함하며, 상기 제1차단판 및 제2차단판이 서로 교번적으로 배열되는 파우더 발생장치를 제공한다.
또한, 상기 복수 개의 제1차단판 및 제2차단판은 상기 내부공간의 높이방향과 평행한 방향으로 배치되어 상기 내부공간의 길이방향을 따라 교번적으로 배열되고, 상기 제1차단판은 상부단이 상기 하우징에 접하도록 배치되고 상기 제2차단판은 하부단이 상기 격판에 접하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 제1차단판 및 제2차단판은 상기 내부공간의 높이방향과 평행한 방향으로 배치되어 상기 내부공간의 길이방향을 따라 교번적으로 배열되고, 상기 제1차단판은 일측단이 상기 하우징의 제3측부에 접하도록 배치되고 상기 제2차단판은 일측단이 상기 하우징의 제4측부에 접하도록 배치되며, 상기 제3측부 및 제4측부는 서로 마주하는 하우징의 측면일 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 제1차단판 및 제2차단판은 상기 내부공간의 높이방향을 따라 교번적으로 배열되고, 상기 제1차단판은 일단이 상기 하우징의 제1측부에 접하도록 배치되고 상기 제2차단판은 일단이 상기 하우징의 제2측부에 접하도록 배치되며, 상기 제1측부 및 제2측부는 서로 마주하는 하우징의 측면일 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 제1차단판 및 제2차단판은 상기 내부공간의 높이방향과 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 제1차단판 및 제2차단판은 수평면에 대하여 일측이 일정각도 서서히 경사지게 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제1차단판 및 제2차단판은 상기 하우징의 제1측부 및 제2측부와 접하지 않는 자유단부 측이 상기 수평면에 대하여 하방으로 기울어질 수 있다.
또한, 상기 가열수단은 서로 이웃하게 배치되는 제1차단판 및 제2차단판 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 차단판은 내부 공간부를 갖는 함체형상으로 구비되고, 상기 가열수단은 상기 내부 공간부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 가열수단은 카트리지 히터일 수 있다.
또한, 상기 가열수단은 파이프 히터일 수 있다.
또한, 상기 제1차단판 및 제2차단판의 내부에는 상기 차단판을 냉각하기 위한 냉각수단이 구비될 수 있다.
또한, 상기 차단판은 내부 공간부를 갖는 함체형상으로 구비되고, 상기 냉각수단은 상기 내부 공간부에 배치되는 배관을 통해 냉각수가 유동 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파우더 발생장치는 배기가스의 유동 경로 상에 복수 개의 차단판을 교번적으로 배치하여 배기가스의 유동거리 및 잔류시간을 증가시킴으로써 파우더의 발생량을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우더 발생장치는 하우징의 하부측에 통공이 형성된 격판을 배치하고 격판의 하부측에 호퍼부를 마련함으로써 배기가스의 이동 중 발생되는 파우더를 효과적으로 모을 수 있는 장점이 있다.
더욱이, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우더 발생장치는 가열수단을 배치하여 배기가스가 부딪히는 차단판의 온도를 높여줌으로써 발생된 파우더 입자의 침착을 높여 파우더의 발생량을 높일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 파우더 발생장치를 나타낸 외관도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 파우더 발생장치의 절개도.
도 3은 도 2에서 배기가스의 흐름을 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 파우더 발생장치의 절개도.
도 5는 도 4에서 배기가스의 흐름을 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 파우더 발생장치의 절개도.
도 7은 도 6에서 배기가스의 흐름을 나타낸 개략도.
도 8은 도 7의 변형예를 나타낸 개략도.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 파우더 발생장치의 외관도.
도 10은 도 9의 절개도.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 파우더 발생장치를 나타낸 외관도.
도 12는 도 11의 절개도.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파우더 발생장치를 더욱 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 파우더 발생장치(100,200,300,400,500)는 배기가스가 통과하는 하우징(110)의 내부공간(113)에 복수 개의 차단판(120,220)이 배기가스의 이동경로에 대하여 서로 교번적으로 배열된다.
이를 통해, 상기 배기가스가 굴곡진 경로를 따라 이동됨으로써 배기가스의 유동거리 및 잔류시간을 늘려 파우더 발생률을 높일 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우더 발생장치(100,200,300,400,500)는 도 1 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 하우징(110), 차단판(120,220), 격판(130) 및 호퍼부(140)를 포함한다.
상기 하우징(110)은 상기 배기가스가 유출입되는 유입구(111) 및 유출구(112)가 구비된다. 그리고 상기 하우징(110)은 상기 유입구(111)를 통해 유입된 배기가스가 유출구(112) 측으로 통과할 수 있도록 하부가 개방된 내부공간(113)을 갖는 함체형상으로 구비된다.
이때, 상기 내부공간(113)에는 상기 배기가스의 유동경로를 따라 복수 개의 차단판(120,220)이 서로 평행하도록 이격배치된다. 여기서, 상기 복수 개의 차단판(120,220)은 판상의 부재로 이루어지고, 상기 내부공간(113)에 평행하게 이격배치되며, 서로 교번하여 배열됨으로써 상기 유입구(111)를 통해 유입된 배기가스가 굴곡진 경로를 따라 이동할 수 있도록 한다.
이를 위해, 상기 복수 개의 차단판(120,220)은 복수 개의 제1차단판(121,221)과 제2차단판(122,222)을 포함하며, 상기 제1차단판(121,221) 및 제2차단판(122,222)이 교번적으로 배열된다.
구체적으로 설명하면, 상기 제1차단판(121) 및 제2차단판(122)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 내부공간(113)의 높이방향과 평행한 방향으로 배치되며 상기 내부공간(113)의 길이방향을 따라 교번적으로 배열된다. 그리고, 상기 제1차단판(121)은 상부단이 상기 하우징의 상부측에 접하도록 배치되고 상기 제2차단판(122)은 하부단이 상기 격판(130)에 접하도록 배치된다.
이를 통해, 상기 내부공간(113)은 제1차단판(121)의 하부단 및 격판(130) 사이, 제2차단판(122)의 상부단 및 하우징(110)의 상부측 사이에 각각 배기가스가 이동할 수 있는 통로가 형성된다.
이에 따라, 상기 유입구(111)를 통해 유입된 배기가스는 서로 교번적으로 배열된 제1차단판(121,221) 및 제2차단판(122,222)에 의해 흐름 경로가 변경되어 높이방향을 따라 상부에서 하부로 이동한 후 하부에서 상부로, 다시 상부에서 하부로 굴곡진 경로를 따라 이동함으로써 전체적으로 지그재그 방식으로 굴곡진 경로를 따라 이동하게 된다.
이로 인해, 본 발명의 일실시예에 따른 파우더 발생장치(100)는 상기 유입구(111)로부터 유출구(112)까지 이동하는 배기가스의 유동경로가 길어짐에 따라 상기 차단판(120,220)과의 접촉면적이 늘어나 전체적인 반응면적이 늘어난다.
더불어, 상기 내부공간(113) 내에서 배기가스의 유동거리 및 잔류시간이 늘어나게 되므로 종래에 비해 반응효율이 높아져 파우더의 발생량을 높일 수 있게 된다.
또한, 상기 복수 개의 차단판(120)은 상기 내부공간(113)과 평행한 세로방향으로 수직하게 배치됨으로써, 상기 차단판(120)의 표면에서 일어나는 반응을 통해 발생된 파우더가 상기 차단판(120)에 들러붙지 않고 자중에 의해 하부로 떨어질 수 있도록 한다.
다른 실시예로, 상기 제1차단판(121) 및 제2차단판(122)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 내부공간(113)의 높이방향과 평행한 방향으로 배치되며 상기 내부공간(113)의 길이방향을 따라 교번적으로 배열된다. 그리고, 상기 제1차단판(121)은 일측단이 상기 하우징의 제3측부(116)에 접하도록 배치되고 상기 제2차단판(122)은 일측단이 상기 하우징의 제4측부(117))에 접하도록 배치된다.
여기서, 상기 제3측부(116) 및 제4측부(117)는 상기 하우징(110)에서 서로 마주하는 한 쌍의 측면을 지칭하며, 상기 하우징의 제3측부(116)에 접하는 제1차단판(121)의 일측단은 상기 하우징의 제4측부(117)에 접하는 제2차단판(122)의 일측단과 서로 반대방향에 위치하는 측단을 지칭한다.
이를 통해, 상기 내부공간(113)은 제1차단판(121)의 측단 및 하우징(110)의 제3측부(116) 사이, 제2차단판(122)의 측단 및 하우징(110)의 제4측부(117) 사이에 각각 배기가스가 이동할 수 있는 통로가 형성된다.
이에 따라, 상기 유입구(111)를 통해 유입된 배기가스는 서로 교번적으로 배열된 제1차단판(121,221) 및 제2차단판(122,222)에 의해 흐름 경로가 변경되어 도 4를 기준으로 전방에서 후방으로 이동한 후 후방에서 전방으로, 다시 전방에서 후방으로 굴곡진 경로를 따라 이동함으로써 전체적으로 지그재그 방식으로 굴곡진 경로를 따라 이동된다.
이로 인해, 본 발명의 일실시예에 따른 파우더 발생장치(200)는 상기 유입구(111)로부터 유출구(112)까지 이동하는 배기가스의 유동경로가 길어짐에 따라 상기 차단판(120)과의 접촉면적이 늘어나 전체적인 반응면적이 늘어난다.
더불어, 상기 내부공간(113) 내에서 배기가스의 유동거리 및 잔류시간이 늘어나게 되므로 종래에 비해 반응효율이 높아져 파우더의 발생량을 높일 수 있게 된다.
이때, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 복수 개의 차단판(121,122)은 상기 내부공간(113)과 평행한 세로방향으로 수직하게 배치됨으로써, 상기 차단판(120)의 표면에서 일어나는 반응을 통해 발생된 파우더가 상기 차단판(120)에 들러붙지 않고 자중에 의해 하부로 떨어질 수 있게 된다.
또 다른 실시예로, 상기 제1차단판(121) 및 제2차단판(122)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 내부공간(113)의 높이방향과 수직한 방향으로 배치되며 상기 내부공간(113)의 높이방향을 따라 교번적으로 배열된다. 그리고, 상기 제1차단판(121)은 일단이 상기 하우징의 제1측부(114)에 접하도록 배치되고 상기 제2차단판(122)은 일단이 상기 하우징의 제2측부(115))에 접하도록 배치된다.
여기서, 상기 제1측부(114) 및 제2측부(115)는 상기 하우징(110)에서 서로 마주하는 한 쌍의 측면을 지칭하며, 상기 하우징의 제1측부(114)에 접하는 제1차단판(121)의 일단은 상기 하우징의 제2측부(115)에 접하는 제2차단판(122)의 일측단과 서로 반대방향에 위치하는 단부를 지칭한다. 더불어, 상기 제1측부(114) 및 제2측부(115)는 상기 제3측부(116) 및 제4측부(117)를 연결하는 한 쌍의 측면을 지칭한다.
이를 통해, 상기 내부공간(113)은 제1차단판(121)의 측단 및 하우징(110)의 제1측부(114) 사이, 제2차단판(122)의 측단 및 하우징(110)의 제2측부(115) 사이에 각각 배기가스가 이동할 수 있는 통로가 형성된다.
이에 따라, 상기 유입구(111)를 통해 유입된 배기가스는 서로 교번적으로 배열된 제1차단판(121,221) 및 제2차단판(122,222)에 의해 흐름 경로가 변경되어 도 7을 기준으로 좌측에서 우측으로 이동한 후 우측에서 좌측으로, 다시 좌측에서 우측으로 굴곡진 경로를 따라 이동함으로써 전체적으로 지그재그 방식으로 굴곡진 경로를 따라 이동된다.
이로 인해, 본 발명의 일실시예에 따른 파우더 발생장치(300)는 상기 유입구(111)로부터 유출구(112)까지 이동하는 배기가스의 유동경로가 길어짐에 따라 상기 차단판(120)과의 접촉면적이 늘어나 전체적인 반응면적이 늘어난다.
더불어, 상기 내부공간(113) 내에서 배기가스의 유동거리 및 잔류시간이 늘어나게 되므로 종래에 비해 반응효율이 높아져 파우더의 발생량을 높일 수 있게 된다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제1차단판(121) 및 제2차단판(122)은 상기 내부공간(113)의 높이방향을 따라 교번적으로 배열되는 경우, 상기 제1차단판(121) 및 제2차단판(122)이 수평면에 대하여 일정각도 기울어지게 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1차단판(121)은 일단이 상기 하우징의 제1측부(114)에 접하도록 배치되고 타단은 상기 수평면에 대하여 하방으로 기울어지게 배치된다. 더불어, 상기 제2차단판(122)은 일단이 상기 하우징의 제2측부(115))에 접하도록 배치되며 타단은 상기 수평면에 대하여 하방으로 기울어지게 배치된다.
이를 통해, 상기 제1차단판(121) 및 제2차단판(122)을 통해 발생된 파우더는 하방으로 기울어지게 배치되는 제1차단판(121) 및 제2차단판(122)을 따라 하방으로의 이동이 유도될 수 있도록 한다. 이로 인해, 상기 파우더는 상기 제1차단판(121) 및 제2차단판(122)의 상부면에 적재되지 않고 순차적으로 하방으로 이동될 수 있게 된다.
여기서, 상기 제1차단판(121) 및 제2차단판(122) 사이에 가열수단(150)이 배치되는 경우 상기 가열수단(150)은 수평면에 대하여 평행하게 배치될 수도 있고, 상기 제1차단판(121) 및 제2차단판(122)과 동일한 기울기를 갖도록 설치될 수도 있음을 밝혀둔다.
한편, 상기 내부공간(113)의 하부에는 다수 개의 통공(132)이 관통형성된 격판(130)이 배치되어 상기 차단판(120)에서 발생된 파우더가 상기 통공(132)을 통해 하부측으로 배출될 수 있도록 한다.
이와 같은 격판(130)은 상기 하우징(110)의 하부측에 구비되는 호퍼부(140) 및 내부공간(113)을 구획하는 역할을 수행함과 동시에, 차단판(120)과의 접촉을 통해 발생된 파우더가 상기 호퍼부(140) 측으로 모일 수 있도록 하는 통로 역할을 수행한다.
상기 호퍼부(140)는 상기 내부공간(113)의 하부측 - 더욱 자세하게는, 상기 격판(130)의 하부측에 배치되어 배기가스가 상기 내부공간(113)을 통과하면서 차단판(120)과의 반응을 통해 발생된 파우더를 포집하는 역할을 한다.
한편, 배기가스가 통과하는 상기 내부공간(113)에는 파우더 입자의 침착을 높일 수 있도록 가열수단(150)이 배치될 수 있다. 이러한 가열수단(150)은 배기가스와 접촉되는 상기 복수 개의 차단판(120,220)의 표면을 가열할 수 있도록 배치된다.
이를 위해, 상기 가열수단(150)은 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이 서로 이웃하게 배치되는 제1차단판(121) 및 제2차단판(122) 사이에 배치되고, 상기 제1차단판(121) 및 제2차단판(122)과 서로 평행하게 배열된다.
이에 따라, 상기 가열수단(150)으로부터 발생되는 열에 의해 상기 제1차단판(121) 및 제2차단판(122)의 표면이 가열된다. 이로 인해, 배기가스가 통과하면서 발생되는 파우더 입자는 상기 제1차단판(121) 및 제2차단판(122)의 표면에 보다 잘 침착된다.
더불어, 제1차단판(121) 및 제2차단판(122) 사이에 배치되는 가열수단(150)의 표면 역시 매우 뜨거워 가열수단(150)의 표면에도 파우더 입자의 침착을 늘릴 수 있게 된다.
여기서, 상기 가열수단(150)은 카트리지 히터가 사용될 수도 있고 'I'자, 'U'자 또는 'W'자 형태의 파이프히터가 사용될 수도 있으며, 도면에는 상기 가열수단(150)이 차단판(121,122)의 길이방향과 평행한 방향으로 배치되는 것으로 도시하였지만 이에 한정하는 것은 아니며 상기 차단판(121,122)의 길이방향과 수직한 방향으로 배치될 수도 있으며 상기 차단판(121,122)의 길이방향에 대하여 엇갈리게 배치될 수도 있음을 밝혀둔다.
한편, 상기 가열수단(150)은 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 상기 제1차단판(221) 및 제2차단판(222)의 내부에 배치될 수도 있다. 즉, 상기 차단판(220)은 내부 공간부를 갖는 함체형상으로 구비되고, 상기 내부 공간부 상에 적어도 하나의 가열수단(150)이 삽입배치될 수 있다. 이를 통해, 상기 차단판(220)의 내부에서 열을 공급하여 배기가스가 접촉하는 차단판(120,220)의 표면온도를 높일 수도 있다.
더불어, 도시하지는 않았지만, 상기 가열수단(150)은 상기 차단판(220)의 내부에 지그재그방식으로 배열되는 열선의 형태로 구비될 수도 있으며, 차단판(220)의 내부에 배치되는 배관을 통해 온수가 순환되는 형태로 구비될 수도 있음을 밝혀둔다.
또한, 상기 가열수단(150)이 제1차단판(221) 및 제2차단판(222)의 내부에 구비되는 경우 상기 제1차단판(221) 및 제2차단판(222)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제1차단판(221)의 측단은 하우징의 제3측부(116)에 접하고 제2차단판(222)의 측단은 제4측부(117)에 접하도록 배치될 수도 있다. 더불어, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 제1차단판(221)의 일단은 하우징의 제1측부(114)에 접하도록 배치되며 제2차단판(222)의 일단은 하우징의 제2측부(115)에 각각 접하도록 배치될 수도 있음을 밝혀둔다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 파우더 발생장치(500)는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 상기 차단판(320)은 제1차단판(321) 및 제2차단판(322)으로 구비되고, 상기 제1차단판(321) 및 제2차단판(322)은 서로 교번적으로 배열되어 배기가스가 굴곡진 경로를 따라 이동할 수 있도록 하며, 상기 제1차단판(321) 및 제2차단판(322)의 내부에는 표면온도를 낮추기 위한 냉각수단(350)이 구비될 수도 있다.
이를 위해, 상기 차단판(320)은 내부 공간부를 갖는 함체형상으로 구비되고, 상기 내부 공간부에는 냉각수가 순환되는 배관(352)이 내장됨으로써 외부로부터 공급되는 냉각수가 상기 배관(352)을 따라 유동되어 상기 차단판(320)의 표면을 냉각시킬 수도 있다.
더불어, 상기 복수 개의 차단판(321,322) 사이에는 상기 가열수단(150)이 추가로 배치될 수도 있다. 이를 통해, 상기 제1차단판(321) 및 제2차단판(322) 사이에 형성된 경로를 따라 이동하는 배기가스는 상기 냉각수단(350)에 의해 상기 제1차단판(321) 및 제2차단판(322)의 표면이 냉각되고 가열수단(150)에 의해 온도가 높아짐으로써 파우더의 발생량 및 점착량을 더욱 높일 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파우더 발생장치는 배기가스의 유동 경로 상에 복수 개의 차단판을 교번적으로 배치하여 배기가스의 유동거리 및 잔류시간을 증가시킴으로써 파우더의 발생량을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우더 발생장치는 하우징의 하부측에 통공이 형성된 격판을 배치하고 격판의 하부측에 호퍼부를 마련함으로써 배기가스의 이동 중 발생되는 파우더를 효과적으로 모을 수 있는 장점이 있다.
더욱이, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우더 발생장치는 가열수단을 배치하여 배기가스가 부딪히는 차단판의 온도를 높여줌으로써 발생된 파우더 입자의 침착을 높여 파우더의 발생량을 높일 수 있는 장점이 있다.
상기에서 본 발명의 특정 실시예와 관련하여 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하였지만, 본 발명을 이와 같은 특정 구조에 한정하는 것은 아니다. 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 벗어나지 않고서도 용이하게 수정 또는 변경할 수 있을 것이다. 그러나, 이러한 단순한 설계변형 또는 수정을 통한 등가물, 변형물 및 교체물은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속함을 미리 밝혀둔다.
본 발명에 의하면, 배기가스의 유동거리 및 잔류시간을 증가시키고 파우더 입자의 침착을 높여줌으로써 파우더의 발생량을 높일 수 있고, 전체적인 크기를 획기적으로 줄일 수 있으며, 배기가스의 이동 중 발생되는 파우더를 효과적으로 모을 수 있다.

Claims (13)

  1. 유입구 및 유출구를 갖추고 내부공간이 구비되는 하우징;
    판상의 부재로 이루어지고 배기가스가 굴곡진 경로로 이동할 수 있도록 상기 내부공간에 서로 평행하게 이격 배치되는 복수 개의 차단판;
    상기 차단판을 가열할 수 있도록 상기 내부공간에 배치되는 가열수단; 및
    상기 내부공간의 하부측에 배치되어 배기가스가 상기 내부공간을 통과하면서 발생된 파우더를 포집하는 호퍼부;를 포함하고,
    다수 개의 통공이 관통형성된 격판을 통해 상기 내부공간 및 호퍼부가 구획되고, 상기 복수 개의 차단판은 제1차단판 및 제2차단판을 포함하고,
    상기 제1차단판 및 제2차단판이 서로 교번적으로 배열되는 파우더 발생장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1차단판 및 제2차단판은 상기 내부공간의 높이방향과 평행한 방향으로 배치되어 상기 내부공간의 길이방향을 따라 교번적으로 배열되고, 상기 제1차단판은 상부단이 상기 하우징에 접하도록 배치되고 상기 제2차단판은 하부단이 상기 격판에 접하도록 배치되는 파우더 발생장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1차단판 및 제2차단판은 상기 내부공간의 높이방향과 평행한 방향으로 배치되어 상기 내부공간의 길이방향을 따라 교번적으로 배열되고, 상기 제1차단판은 일측단이 상기 하우징의 제3측부에 접하도록 배치되고 상기 제2차단판은 일측단이 상기 하우징의 제4측부에 접하도록 배치되며, 상기 제3측부 및 제4측부는 서로 마주하는 하우징의 측면인 파우더 발생장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1차단판 및 제2차단판은 상기 내부공간의 높이방향을 따라 교번적으로 배열되고, 상기 제1차단판은 일단이 상기 하우징의 제1측부에 접하도록 배치되고 상기 제2차단판은 일단이 상기 하우징의 제2측부에 접하도록 배치되며, 상기 제1측부 및 제2측부는 서로 마주하는 하우징의 측면인 파우더 발생장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1차단판 및 제2차단판은 상기 내부공간의 높이방향과 수직한 방향으로 배치되는 파우더 발생장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1차단판 및 제2차단판은 수평면에 대하여 일측이 일정각도 서서히 경사지게 배치되는 파우더 발생장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1차단판 및 제2차단판은 상기 하우징의 제1측부 및 제2측부와 접하지 않는 자유단부 측이 상기 수평면에 대하여 하방으로 기울어지는 파우더 발생장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 가열수단은 서로 이웃하게 배치되는 제1차단판 및 제2차단판 사이에 배치되는 파우더 발생장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 차단판은 내부 공간부를 갖는 함체형상으로 구비되고, 상기 가열수단은 상기 내부 공간부에 배치되는 파우더 발생장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열수단은 카트리지 히터인 파우더 발생장치.
  11. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열수단은 파이프 히터인 파우더 발생장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 제1차단판 및 제2차단판의 내부에는 상기 차단판을 냉각하기 위한 냉각수단이 구비되는 파우더 발생장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 차단판은 내부 공간부를 갖는 함체형상으로 구비되고, 상기 냉각수단은 상기 내부 공간부에 배치되는 배관을 통해 냉각수가 유동되는 파우더 발생장치.
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