KR102521378B1 - 스크러버, 이를 포함하는 스크러버 시스템, 및 스크러버의 구동 방법 - Google Patents

스크러버, 이를 포함하는 스크러버 시스템, 및 스크러버의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아크의 집중을 방지하고 하우징의 식각을 최소화할 수 있는 스크러버한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버는 구동 전압이 인가되는 전극, 및 상기 전극을 감싸며 방전 공간을 형성하는 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 플라즈마를 배출시키는 토출구와 상기 토출구와 연결되며 하부로 갈수록 외측으로 확장된 확장부를 포함할 수 있다.

Description

스크러버, 이를 포함하는 스크러버 시스템, 및 스크러버의 구동 방법{SCRUBBER, SCRUBBER SYSTEM INCLUDING THE SAME, AND SCRUBBER OPERATING METHOD}
본 발명은 반도체 제조 공정 등에서 발생되는 다량의 파우더와 함께 배출되는 과불화화합물(PFCs)이나 휘발성 유기화합물(VOC)을 제거하는 스크러버, 스크러버 시스템, 및 스크러버 구동 방법에 관한 것이다.
알려진 바에 따르면, 플라즈마로 고온의 반응을 유도하거나 고온의 환경을 만들어 주기 위해, 아크 플라즈마(Arc Plasma), 마이크로웨이브 플라즈마(Microwave Plasma), 용량결합 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma) 및 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 등의 기술이 사용된다. 이 기술들은 각 기술에 따른 장점과 단점 및 플라즈마 발생을 위한 반응기에서 구조적인 차이점을 가진다.
스크러버에서 고전압으로 대전된 전극과 접지된 하우징 사이에 아크가 형성되는데, 아크로 인하여 하우징이 과도하게 식각되면 하우징이 손상되고 하우징 내부에 저장된 냉각수가 유출되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 아크의 집중을 방지하고 하우징의 식각을 최소화할 수 있는 스크러버를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 아크를 안정적으로 회전시킬 수 있는 스크러버를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 아크가 플라즈마 발생기 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있는 스크러버를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버는 구동 전압이 인가되는 전극, 및 상기 전극을 감싸며 방전 공간을 형성하는 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 플라즈마를 배출시키는 토출구와 상기 토출구와 연결되며 하부로 갈수록 외측으로 확장된 확장부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버는 상기 하우징에 하부에 고정 설치되며 아크를 회전시키는 자석을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 확장부의 하단에는 내측으로 돌출된 아크유지 돌기가 형성되며, 상기 아크유지 돌기는 상기 하우징의 둘레방향으로 이어져 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 확장부의 내면은 상기 하우징의 중심축에 대하여 5도 내지 45도로 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 확장부에서 상기 아크는 상기 하우징의 중심축에 대하여 경사지게 휘어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 하우징은 상기 전극을 감싸는 전극 수용부와 상기 전극 수용부의 하부에 연결되며 하부로 갈수록 좁아지는 도입부와 상기 도입부와 상기 확장부를 연결하는 아크 통로를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 하우징은 냉각수가 수용된 냉각부를 더 포함하고, 상기 냉각부는 상기 아크 통로에서 상기 확장부까지 이어져 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 전극 수용부에는 플라즈마를 유도하는 반응가스가 유입되는 반응가스 공급구와 과불화화합물을 포함하는 처리가스가 유입되는 처리가스 공급구가 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 확장부의 하단의 직경은 상기 전극 수용부의 직경보다 더 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 자석은 상기 확장부를 향하는 경사면을 갖고 하부로 갈수록 폭이 점진적으로 감소하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 자석은 상기 확장부를 이루는 벽면 내부에 삽입되며, 상기 하우징의 중심축에 대하여 경사지게 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스크러버 시스템은, 플라즈마 아크를 발생시켜 토출하는 스크러버, 상기 스크러버로부터 가스를 전달받아 물을 분사하여 습식 처리하는 습식 처리부를 포함하며, 상기 스크러버는, 구동전압이 인가된 전극, 상기 전극을 감싸며 방전 공간을 형성하는 하우징, 및 상기 하우징에 하부에 고정 설치되며 아크를 회전시키는 자석을 포함하고, 상기 하우징은 플라즈마를 배출시키는 토출구와 상기 토출구와 연결되며 하부로 갈수록 외측으로 확장된 확장부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 확장부의 내면은 상기 하우징의 중심축에 대하여 5도 내지 45도로 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 확장부에서 상기 아크는 상기 하우징의 중심축에 대하여 경사지게 휘어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스크러버의 구동 방법은 전극에 구동 전압을 인가하여 아크를 생성하는 아크 생성 단계, 반응가스를 상기 전극이 삽입된 하우징 내부로 공급하여 플라즈마를 생성시키는 플라즈마 생성 단계, 처리가스를 회전 유동시키면서 상기 하우징 내부로 공급하여 상기 아크를 연장시키며 상기 하우징의 중심축에 경사지게 배치된 확장부까지 상기 아크를 연장하여 상기 아크의 회전 반경을 증가시키는 아크 연장 단계, 및 자석을 이용하여 상기 아크를 회전시키는 아크 회전 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 아크 연장 단계는 확장부의 하단에서 내측으로 돌출된 아크유지 돌기까지 아크를 연장시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버, 스크러버 시스템, 및 스크러버 구동 방법은 확장부와 자석을 구비하여 확장부에 의하여 아크가 하우징의 중심에서 이탈되어 회전 반경이 증가될 수 있으며 이에 따라 자석에 의한 로렌쯔의 힘이 증가하여 아크를 안정적으로 회전시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면 확장부와 자석을 이용하여 아크를 안정적으로 회전시켜서 아크에 의한 하우징의 식각을 현저히 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크러버 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크러버를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크러버의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크러버를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 스크러버를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 스크러버를 도시한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크러버 시스템에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크러버 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크러버를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 스크러버 시스템(1000)은 스크러버(100), 습식 처리부(300), 습식 타워(400)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 스크러버 시스템(1000)은 스크러버(100)에서 발생시킨 고온의 플라즈마를 이용하여 반도체 제조공정에서 발생되는 과불화화합물을 포함하는 처리가스를 열분해시킨다. 그리고, 습식 처리부(300)와 습식 타워(400)에서 열분해된 처리가스에 포함되어 있는 수용성 유해 가스와 이물 입자가 포집된 후에 무해 가스만 외부로 배출된다.
습식 처리부(300)는 노즐과 수조를 포함할 수 있으며, 스크러버(100)에서 전달된 가스에 물을 분사하여 가스에 포함된 불화 수소 등의 불순물을 포집하고, 용해시킨다. 습식 타워(400)는 필터와 노즐을 포함하여 추가적으로 전달된 가스에 물을 분사하여 불순물을 포집, 용해시킨다.
스크러버(100)는 아크와 반응가스에 의하여 형성되는 고온의 플라즈마를 이용하여 처리가스를 분해한다. 스크러버(100)는 구동 전압으로 대전된 전극(120)과 전극(120)을 감싸며 내부에 아크가 발생되는 방전 공간을 제공하는 하우징(110)과 하우징(110)의 하단에 연결된 반응기(160)와 하우징(110)의 하부에 고정된 자석(141)을 포함할 수 있다.
전극(120)은 막대 형상으로 이루어지며 내부에는 냉각수가 이동하는 냉각수 통로(121)가 형성될 수 있다. 전극(120)에는 전원이 연결되며 전극(120)은 구동전압이 인가될 수 있다. 여기서 전원은 교류 전원으로 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 직류 전원으로 이루어질 수 있으며, 구동전압은 아크의 형성을 위한 충분한 전압으로 이루어질 수 있다.
전극(120)은 하우징(110) 내부에 삽입되어 하우징(110)의 높이방향으로 이어져 형성되며, 전극(120)에는 전극(120) 내부로 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 포트(123)가 형성될 수 있다.
하우징(110)은 내부 공간을 갖는 원통 형상으로 이루어질 수 있으며, 전극(120)의 외표면과 하우징(110)의 내표면 사이에서 방전갭(G1)을 형성한다. 하우징(110)은 전기적으로 접지될 수 있으며, 이를 위해서 하우징(110)의 상부에는 세라믹으로 이루어진 절연부재(117)가 설치될 수 있다. 하우징(110)의 하부에는 처리가스가 배출되는 토출구(118)가 형성된다.
하우징(110)은 전극(120)을 감싸는 전극 수용부(111)와 전극 수용부(111)의 하부에 연결되며 하부로 갈수록 좁아지는 도입부(112)와 도입부(112)의 하부에 형성된 아크 통로(113)와 아크 통로(113)의 하부에 형성된 확장부(114)를 포함할 수 있다. 전극 수용부(111)는 원통형으로 이루어지고, 방전갭(G1)을 두고 전극(120)에서 이격된다. 도입부(112)는 전극 수용부(111)의 하부에 연결되며 하부로 갈수록 직경이 점진적으로 감소하도록 형성될 수 있다. 아크 통로(113)는 원형의 관으로 이루어지며 도입부(112)와 확장부(114)를 연결한다.
확장부(114)는 하우징(110)의 하부에 형성되며 확장부의 하단에 토출구(118)가 형성된다. 확장부(114)는 하부로 갈수록 외측으로 확장되어 확장부(114)의 내경은 하부로 갈수록 점진적으로 증가하도록 형성된다. 또한, 확장부(114)의 내면은 하우징(110)의 중심축(X1)에 대하여 경사각(A1)을 갖도록 경사지게 형성된다. 여기서 경사각(A1)은 5도 내지 45도로 이루어질 수 있다. 경사각(A1)이 5도 보다 더 작으면 아크(AC)가 하우징(110)의 중심축에서 충분한 거리로 이격되지 못하는 문제가 있으며, 경사각(A1)이 45도 보다 더 크면 아크(AC)의 하단에 형성되는 아크점이 확장부의 하부까지 이동하지 못하고 확장부(114)와 아크 통로(113)가 연결된 모서리에 위치할 수 있다.
확장부(114)의 하단의 직경(D2)은 전극 수용부(111)의 직경(D1)보다 더 크게 형성될 수 있으며, 이에 따라 아크(AC)가 하우징(110)의 중심에서 충분히 이격될 수 있다. 또한, 확장부(114)의 길이는 아크 통로(113)의 길이의 1/2보다 더 길게 형성될 수 있으며, 확장부(114)의 길이는 아크 통로(113)의 길이보다 더 길게 형성될 수도 있다. 확장부(114)가 충분히 길게 형성되면 아크(AC)의 길이가 길어져서 효율이 향상될 뿐만 아니라 아크(AC)가 하우징(110)의 중앙에서 보다 멀리 이격될 수 있다.
하우징(110)은 냉각수가 수용된 냉각부(116)를 더 포함할 수 있으며, 냉각부(116)는 도입부(112)에서 확장부(114)의 외측에 형성될 수 있다. 냉각부(116)는 도입부(112), 아크 통로(113), 확장부(114)의 외측에 형성되어 하우징(110)을 냉각한다. 하우징(110)에는 냉각수 입구(138)와 냉각수 출구(139)가 형성되며 냉각수 입구(138)와 냉각수 출구(139)는 냉각부(116)와 연결된다. 냉각부(116)가 확장부(114)까지 이어지면 아크점이 위치하는 확장부(114)를 안정적으로 냉각시킬 수 있다.
또한 하우징(110)에는 반응가스 통로(131), 반응가스 분사홀(132), 반응가스 공급구(136)가 형성될 수 있다. 반응가스 공급구(136)는 전극 수용부(111)에 연결되며, 하우징(110)에 플라즈마 생성을 위한 반응가스를 공급한다. 여기서 반응가스는 질소, 이산화탄소 등의 불활성 가스로 이루어질 수 있으며 반응 가스는 아크 방전 과정을 통하여 플라즈마를 형성한다.
반응가스 통로(131)는 전극 수용부(111)의 둘레 방향으로 이어져 형성되며, 반응가스 분사홀(132)은 반응가스 통로와 하우징(110)의 내부 공간을 연결한다. 복수의 반응가스 분사홀(132)은 하우징의 둘레 방향으로 이격 배치되며, 반응가스 분사홀(132)은 회전 유동을 유도할 수 있도록 하우징(110)의 중심에 대하여 편심된 방향으로 이어질 수 있다.
자석(141)은 하우징(110)에 하부에 설치되며 아크(AC)를 회전시킨다. 자석(141)은 영구자석으로 이루어질 수 있으며, 고리 형상으로 이루어지거나 하우징(110)의 둘레 방향으로 복수의 자석(141)이 이격 배치될 수 있다. 또한, 자석(141)은 확장부(114)의 외측에서 냉각부(116)의 하부에 위치할 수 있다.
아크(AC)는 최초 도입부(112) 또는 전극 수용부(111)와 전극(120) 사이에 형성되며, 가스의 이동에 따라 점차 연장되어 확장부(114)까지 이동할 수 있다. 확장부(114)에서 아크(AC)는 하우징(110)의 중심축에 대하여 경사지게 휘어지며, 이에 따라 아크(AC)와 하우징(110)의 중심축(X1) 사이의 거리가 증가한다.
자석(141)에 의하여 아크(AC)에는 로렌츠의 힘이 작용하며, 아크(AC)의 반경이 증가할수록 아크(AC)에는 더 큰 힘이 작용한다. 확장부(114)가 형성되지 않으면 아크(AC)의 회전 반경이 작거나 0에 가까워질 수 있어 아크(AC)가 회전하지 못하고 집중되어 하우징(110)이 과도하게 식각될 수 있다. 그러나 본 제1 실시예와 같이 확장부(114)가 형성되면 아크(AC)의 회전 반경(r1)이 증가하여 아크(AC)가 보다 안정적으로 회전할 수 있다. 또한, 확장부(114)만 형성되고 자석(141)이 설치되지 않으면 회전 반경(r1)이 증가하더라도 아크(AC)가 회전할 수 없어서 과도한 식각을 피할 수 없으나, 본 실시예에 따르면 확장부(114)가 형성되고, 자석(141)이 설치되므로 아크(AC)가 안정적으로 회전하여 아크(AC)에 의한 손상을 최소화할 수 있다.
반응기(160)는 대략 원통 형상으로 이루어지며 토출구(118)에 연결된다. 본 제1 실시예에서는 하우징(110)의 하부에 반응기(160)가 연결된 것으로 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 하우징(110)이 충분히 길게 형성된 경우에는 반응기(160)가 생략될 수도 있다. 이 경우에는 하우징(110)이 직접 습식 처리부(300)와 연결된다.
반응기(160)는 처리가스가 분해되는 공간을 제공하며 반응기에는 처리가스가 공급되는 처리가스 공급구(137)가 형성될 수 있다. 여기서 처리가스는 과불화화합물을 포함하는 분해대상 가스를 의미한다. 하우징(110)에서 배출되는 고온의 플라즈마는 처리가스를 가열하여 화염을 형성하며, 반응기(160) 내부에서 처리가스는 분해될 수 있다. 반응기(160)에서 배출된 가스는 습식 처리부(300)로 이동한다. 반응기(160)의 외측에는 반응기의 냉각을 위한 냉각부가 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크러버의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 스크러버 구동 방법은 전극(120)에 구동 전압을 인가하여 아크(AC)를 생성하는 아크 생성 단계(S101), 반응가스를 전극(120)이 삽입된 하우징(110) 내부로 공급하여 플라즈마를 생성시키는 플라즈마 생성 단계(S102), 처리가스를 회전 유동시키면서 하우징(110) 내부로 공급하여 아크(AC)를 연장시키며 확장부(114)까지 아크(AC)를 연장하여 아크(AC)의 회전 반경을 증가시키는 아크 연장 단계(S103), 및 자석(141)을 이용하여 아크(AC)를 회전시키는 아크 회전 단계(S104)를 포함할 수 있다.
아크 생성 단계(S101)는 고전압으로 대전된 전극(120)과 접지된 하우징(110)을 이용하여 전극(120)의 외주면과 하우징(110)의 내주면 사이에 아크(AC)를 생성한다.
플라즈마 생성 단계(S102)는 질소 등의 반응 가스를 하우징(110) 내부로 공급하여 고온의 플라즈마를 생성시킨다.
아크 연장 단계(S103)는 하우징(110)의 하부에 형성된 확장부(114)까지 아크(AC)를 연장하여 아크(AC)의 하부가 하우징(110)의 중심축에 대하여 경사지게 휘어지도록 한다. 이에 따라 아크 연장 단계(S103)에서 아크(AC)의 하부의 회전 반경이 증가할 수 있다. 아크 연장 단계(S103)에서 하나의 아크점은 전극(120)의 하단에 위치하고, 다른 아크점은 확장부(114)의 하단에 위치할 수 있다.
아크 회전 단계(S104)는 하우징(110)에 설치된 자석(141)을 이용하여 아크(AC)에 로렌츠의 힘을 작용시켜서 아크(AC)를 회전시킨다. 이에 따라 아크(AC)의 회전에 의하여 하우징(110)이 과도하게 식각되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크러버에 대해서 설명한다. 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크러버를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 스크러버(100)는 아크유지 돌기(151)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 스크러버와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
확장부(114)의 하단에는 내측으로 돌출된 아크유지 돌기(151)가 형성된다. 아크유지 돌기(151)는 하우징(110)의 둘레 방향으로 이어져 형성되며 하우징(110)의 중심과 하부를 향하여 경사지게 돌출될 수 있다. 아크유지 돌기(151)는 고리 형상으로 이루어지며 하우징(110)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
이와 같이 아크유지 돌기(151)가 형성되면 아크점이 아크유지 돌기(151) 상에 형성되어 아크(AC)가 확장부(114)의 외측으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 아크유지 돌기(151)가 다른 부분보다 더 두껍게 형성되므로 하우징(110)의 손상을 최소화할 수 있다. 또한 아크유지 돌기(151)가 착탈 가능하게 결합되므로 아크유지 돌기(151)가 손상되면 아크유지 돌기(151)만 분리하여 교체할 수 있다.
한편, 본 제2 실시예에 따른 스크러버 구동 방법은 아크 생성 단계, 플라즈마 생성 단계, 아크 연장 단계, 및 아크 회전 단계를 포함할 수 있으며, 아크 연장 단계 및 아크 회전 단계에서 아크의 하단은 아크유지 돌기(151) 상에 위치할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 스크러버에 대해서 설명한다. 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 스크러버를 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 스크러버(100)는 자석(142) 및 처리가스 공급구(137)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 스크러버와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
자석(142)은 하우징(110)에 하부에 고정 설치되며 아크(AC)를 회전시킨다. 자석(142)은 영구자석으로 이루어질 수 있으며, 고리 형상으로 이루어지거나 하우징(110)의 둘레 방향으로 복수의 자석(142)이 이격 배치될 수 있다. 또한, 자석(142)은 확장부(114)의 외측에서 냉각부(116)의 하부에 위치할 수 있다.
자석(142)은 확장부(114)를 향하는 경사면(142a)을 갖고, 하부로 갈수록 폭이 점진적으로 감소하도록 형성될 수 있다. 이에 따라 자석(142)은 확장부(114)에 밀착되어 아크(AC)에 더 큰 회전력을 부여할 수 있다.
한편, 하우징(110)에는 처리가스 공급구(137), 처리가스 통로(134), 및 처리가스 분사홀(135)이 형성될 수 있다. 처리가스 공급구(137)는 처리가스 공급구(136)의 하부에서 전극 수용부(111)에 연결된다. 여기서 처리가스는 과불화화합물을 포함하는 분해대상 가스를 의미한다. 처리가스 통로(134)는 전극 수용부(111)의 둘레 방향으로 이어져 형성되며, 처리가스 분사홀(135)은 처리가스 통로(134)와 하우징(110)의 내부 공간을 연결한다. 복수의 처리가스 분사홀(135)은 하우징(110)의 둘레 방향으로 이격 배치되며, 처리가스 분사홀(135)은 회전 유동을 유도할 수 있도록 하우징(110)의 중심에 대하여 편심된 방향으로 이어질 수 있다.
처리가스 분사홀(135)은 전극(120)의 외주면을 향해서 처리가스를 분사하므로 종래의 반응기로 처리가스가 공급되는 경우에 비하여 고온 영역에 처리가스가 유입되어 플라즈마와 접촉하고, 처리가스가 고온 영역에 있는 시간이 증가하므로 처리가스가 보다 효율적으로 분해될 수 있다. 또한, 처리가스와 반응가스가 회전 운동을 유발하면서 공급되므로 처리가스와 분사가스에 의하여 아크의 회전력이 증가할 수 있을 뿐만 아니라 토출구(118)로 배출되는 가스의 양이 많으므로 아크의 길이가 안정적으로 유지될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 스크러버에 대해서 설명한다. 도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 스크러버를 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 스크러버(100)는 자석(143)과 냉각부(116)와 반응기(160)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 스크러버와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
자석(143)은 하우징(110)의 하부에 고정 설치되며 아크(AC)를 회전시킨다. 자석(143)은 영구자석으로 이루어질 수 있으며, 고리 형상으로 이루어지거나 하우징(110)의 둘레 방향으로 복수의 자석(143)이 이격 배치될 수 있다.
자석(143)은 확장부(114)를 이루는 벽면 내부에 고정 설치되고 하우징(110)의 중심축(X1)에 대하여 경사지게 배치될 수 있다. 냉각부(116)는 확장부(114)의 하부까지 이어지되 자석(143)의 외측에까지 형성될 수 있다. 이에 따라 자석(143)과 아크(AC)의 거리가 가까워질 수 있으며, 냉각부(116)에 의하여 하우징(110)의 하부까지 충분히 냉각될 수 있다.
한편, 처리가스 공급구(137)는 반응기(160)의 외벽에 연결되고, 반응기(160)의 외측에는 반응기(160)의 둘레방향으로 이어진 처리가스 통로(134)가 형성될 수 있다. 또한, 반응기(160)에는 처리가스 통로(134)와 반응기(160)의 내부 공간을 연결하는 처리가스 분사홀(135)이 형성되며, 처리가스 분사홀(135)은 회전 유동을 유도할 수 있도록 반응기(160)의 중심에 대하여 편심된 방향으로 이어질 수 있다. 이에 따라 처리가스가 반응기(160) 내부에서 스월을 형성하면서 분사될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
1000: 스크러버 시스템 100: 스크러버
110: 하우징 111: 전극 수용부
112: 도입부 113: 아크 통로
114: 확장부 116: 냉각부
117: 절연부재 118: 토출구
120: 전극 121: 냉각수 통로
123: 냉각수 포트 131: 반응가스 통로
132: 반응가스 분사홀 134: 처리가스 통로
135: 처리가스 분사홀 136: 반응가스 공급구
137: 처리가스 공급구 141, 142, 143: 자석
151: 아크유지 돌기 160: 반응기
300: 습식 처리부 400: 습식 타워

Claims (17)

  1. 구동 전압이 인가되는 전극; 및
    상기 전극을 감싸며 아크가 발생되는 방전 공간을 형성하는 하우징;
    을 포함하고,
    상기 하우징은 플라즈마를 배출시키는 토출구와 상기 토출구와 연결되며 하부로 갈수록 외측으로 확장된 확장부를 포함하며,
    상기 하우징은 상기 전극을 감싸는 전극 수용부와 상기 전극 수용부의 하부에 연결되며 하부로 갈수록 좁아지는 도입부와 상기 도입부와 상기 확장부를 연결하되 원형의 관으로 이루어진 아크 통로를 더 포함하고, 상기 도입부와 상기 확장부 사이에는 모서리가 형성되며,
    상기 확장부의 내면은 상기 하우징의 중심축에 대하여 5도 내지 45도로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 스크러버.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징에 하부에 고정 설치되며 상기 아크를 회전시키는 자석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 확장부의 하단에는 내측으로 돌출된 아크유지 돌기가 형성되며, 상기 아크유지 돌기는 상기 하우징의 둘레방향으로 이어져 형성된 것을 특징으로 하는 스크러버.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 확장부에서 상기 아크는 상기 하우징의 중심축에 대하여 경사지게 휘어지는 것을 특징으로 하는 스크러버.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 전극을 감싸는 전극 수용부와 상기 전극 수용부의 하부에 연결되며 하부로 갈수록 좁아지는 도입부와 상기 도입부와 상기 확장부를 연결하는 아크 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 하우징은 냉각수가 수용된 냉각부를 더 포함하고, 상기 냉각부는 상기 아크 통로에서 상기 확장부까지 이어져 형성된 것을 특징으로 하는 스크러버.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 전극 수용부에는 플라즈마를 유도하는 반응가스가 유입되는 반응가스 공급구와 과불화화합물을 포함하는 처리가스가 유입되는 처리가스 공급구가 연결된 것을 특징으로 하는 스크러버.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 확장부의 하단의 직경은 상기 전극 수용부의 직경보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 스크러버.
  10. 제2 항에 있어서,
    상기 자석은 상기 확장부를 향하는 경사면을 갖고 하부로 갈수록 폭이 점진적으로 감소하도록 형성된 것을 특징으로 하는 스크러버.
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 자석은 상기 확장부를 이루는 벽면 내부에 삽입되며, 상기 하우징의 중심축에 대하여 경사지게 배치된 것을 특징으로 하는 스크러버.
  12. 플라즈마 아크를 발생시켜 토출하는 스크러버;
    상기 스크러버로부터 가스를 전달받아 물을 분사하여 습식 처리하는 습식 처리부와 습식 타워를 포함하며,
    상기 스크러버는,
    구동전압이 인가된 전극, 및
    상기 전극을 감싸며 아크가 발생되는 방전 공간을 형성하는 하우징,
    을 포함하고,
    상기 하우징은 플라즈마를 배출시키는 토출구와 상기 토출구와 연결되며 하부로 갈수록 외측으로 확장된 확장부를 포함하며,
    상기 하우징은 상기 전극을 감싸는 전극 수용부와 상기 전극 수용부의 하부에 연결되며 하부로 갈수록 좁아지는 도입부와 상기 도입부와 상기 확장부를 연결하되 원형의 관으로 이루어진 아크 통로를 더 포함하고, 상기 도입부와 상기 확장부 사이에는 모서리가 형성되며,
    상기 확장부의 내면은 상기 하우징의 중심축에 대하여 5도 내지 45도로 경사지게 형성된 스크러버 시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 하우징에 하부에 고정 설치되며 상기 아크를 회전시키는 자석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버 시스템.
  14. 삭제
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 확장부에서 상기 아크는 상기 하우징의 중심축에 대하여 경사지게 휘어지는 것을 특징으로 하는 스크러버 시스템.
  16. 삭제
  17. 삭제
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