KR20210036611A

KR20210036611A - 전기 집진 장치

Info

Publication number: KR20210036611A
Application number: KR1020190118788A
Authority: KR
Inventors: 윤종필
Original assignee: 윤종필
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2021-04-05
Also published as: KR102270824B1

Abstract

전기 집진 장치가 제공된다. 이는 하우징과, 하우징 내 유해가스의 인입측에 배치된 필터부와, 하우징 내 배치되어 필터부로부터 처리 가스를 전달받아 전기적인 집진을 수행하는 집진부와, 필터부 및 집진부의 아래에 배치되어 필터부 및 집진부의 세정에 사용된 물이 수용되는 수조부를 포함한다. 수조부는 수용된 물을 내부에서 회전시키는 물 회전 수단을 구비한다. 필터부와 집진부에는 각각 세정을 위한 세정부들이 배치되어 배정된 요소들을 세정한다.

Description

전기 집진 장치{ELECTROSTATIC PRECIPITATOR}

본 발명은 전기 집진 장치 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다량의 미세입자가 발생되는 반도체 제조 공정에 바람직하게 적용되는 전기 집진 장치에 관한 것이다.

반도체 제조 시설에서는 다양한 유해가스가 발생되고 있다. 이를 저감하기 위해 일반적으로 1차 처리 스크러버로 처리하고 있으나, 그 후단에서는 정부 규제 대상 물질의 미세입자가 다량 발생된다. 특히, 반도체 제조 공정 중 파우더가 많이 배출되는 디퓨전 공정은 1차 처리 설비인 POU 스크러버 후단 덕트에 파우더가 적체되는 문제가 자주 발생하고 있다. 이 때문에 빈번한 PM(Pre Maintenance)이 요구되고 있으며, 장기적으로 설치되어 운영되어야 할 유해가스 처리 설비가 안정성과 신뢰성을 인정받지 못하고 있다. 미세먼지 배출 규제가 강화되고 있기 때문에 공정 중 발생하는 미세입자를 효율적으로 처리할 수 있는 장치가 필요하다. 반도체 제조 공정은 쉴새 없이 미세입자가 발생되기 때문에, 미세 입자 처리 장치 자체에도 미세 입자가 퇴적되기 때문에 미세 입자의 처리와 함께 세정을 병행하여야 한다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 감안한 것으로서, 자동 세정 요소들을 구비하여 장시간 안정적으로 미세 입자를 처리할 수 있는 전기 집진 장치를 제공한다.

본 발명은 전기 집진 장치를 제공하며, 이는: 하우징; 상기 하우징 내 유해가스의 인입측에 배치된 필터부; 상기 하우징 내 배치되어 상기 필터부로부터 처리 가스를 전달받아 전기적인 집진을 수행하는 집진부; 및 상기 필터부 및 상기 집진부의 아래에 배치되어 상기 필터부 및 상기 집진부의 세정에 사용된 물이 수용되는 수조부;를 포함하고, 상기 수조부는 수용된 물을 내부에서 회전시키는 물 회전 수단을 구비한다.

상기 물 회전수단은 물을 상기 수조부 내벽과 나란한 방향으로 배출하도록 설치되는 하나 이상의 배출꼭지를 포함할 수 있다.

상기 수조부는 수용된 물을 배출하도록 설치되는 드레인 노즐, 드레인 배관 및 펌프를 구비할 수 있다.

상기 하나 이상의 배출꼭지는 상기 드레인 배관의 드레인된 물의 일부를 공급받도록 상기 드레인 배관에 연결될 수 있다.

상기 수조부의 내부 바닥면은 경사면이고, 상기 노즐은 경사면의 하위에 배치될 수 있다.

상기 집진부는: 방전극과 집진판이 설치되는 집진실; 상기 집진실의 요소들에 전압을 인가하기 위하여 마련되는 전기장치 요소들이 배치되는 절연실; 상기 집진실의 요소들을 세정하도록 배치되는 복수개의 노즐을 포함하는 제1세정부; 및 상기 절연실의 요소들을 세정하도록 배치되는 복수개의 노즐을 포함하는 제2세정부;를 포함할 수 있다.

상기 제1세정부는 물과 에어가 혼합되어 분사되는 이류체 노즐을 포함할 수 있다.

상기 제2세정부는 에어 노즐과 수 노즐을 구비하는 하나 이상의 노즐 세트를 포함할 수 있다.

상기 하나 이상의 노즐 세트 각각은 수 노즐로 소정 시간 세정 후 에어 노즐로 소정 시간 건조할 수 있다.

본 발명에 따르면, 반도체 제조 공정에서 발생하는 다량의 미세 입자를 효율적으로 처리할 수 있는 전기 집진 장치가 제공된다. 이러한 전기 집진 장치는 필터와 집진부의 요소들을 세정한 물이 수조 내에서 회전함으로써 함유된 미세 입자들이 퇴적되는 것이 방지된다. 또한, 집진실의 경우에는 에어와 물이 혼합된 이류체 노즐을 채용하여 상대적으로 강한 압력으로 세정수를 분사하여 미세 입자를 제거할 수 있다. 또한 절연실의 경우에는 세정수와 에어를 번갈아 분사하여 세정 후 건조까지 빠르게 수행될 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 집진 장치를 개략적으로 도시한 정단면도이다.
도 2는 도 1의 전기 집진 장치에 채용된 집진부를 보여주는 도면으로서, (a)는 정단면도이고 (b)는 (a)의 우측에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1의 전기 집진 장치에 채용된 절연실을 보여주는 도면으로서, (a)는 정단면도이고 (b)는 평면도이며 (c)는 세정 과정을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 전기 집진 장치에 채용된 수조부를 보여주는 도면으로서, (a)는 정단면도이고 (b)는 평단면도이다.
도 5는 도 1의 전기 집진 장치의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 집진 장치는 하우징(1), 하우징(1) 내 유해가스의 인입측에 배치된 필터부(2), 하우징(1) 내 배치되어 필터부(2)로부터 처리 가스를 전달받아 전기적인 집진을 수행하는 집진부(3), 및 필터부(2)와 집진부(3)의 아래에 배치되어 필터부(2) 및 집진부(3)의 세정에 사용된 물이 수용되는 수조부(4)를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 집진 장치는 수조부(4) 내에서 물이 내벽을 따라 회전하는 구성을 채택한다. 그럼으로써 미세 입자가 벽체 등에 퇴적되지 않게 된다. 이를 위해서, 수조부(4)는 물 회전 수단을 구비한다. 물 회전수단은 물을 수조부(4) 내벽과 나란한 방향으로 배출하도록 설치되는 하나 이상의 배출꼭지(44)를 포함할 수 있다.

하우징(1)은 장치의 요소들을 수용 및 지지하는 역할을 수행한다. 하우징(1)은 필터부(2), 집진부(3), 및 수조부(4)를 위한 공간을 제공하고, 그들을 지지한다.

유해가스가 인입되는 측의 하우징(1) 내에는 필터부(2)가 배치된다. 필터부(2)는 2개의 필터(21, 22)를 구비할 수 있다. 1단계 필터(21)는, 예를 들어, 10 마이크로 이하의 입자를 필터링하도록 구성된다. 2단계 필터(22)는, 예를 들어, 1 내지 5 마이크로 입자를 필터링하도록 구성된다. 이와 같이 필터부(2)를 다단계로 배치할 경우 실질적으로 필터의 사용 주기가 길어지고 필터링 효율이 높다. 단일 필터를 사용할 경우에 1 내지 5 마이크로 입자를 필터링 하는 필터를 배치하여야 하는데, 5 마이크로 이상의 입자의 다수가 먼저 필터를 막게 되는 현상이 발생할 수 있기 때문에, 본 발명에서와 같이 다단계 필터를 배치하면 미세 필터가 조기에 막히는 현상이 발생하지 않는다. 필터부(2)에는 필터(21, 22)를 세정할 수 있는 제3세정부(51)가 배치된다. 제3세정부(51)는 1 및 2단계 필터(22)에 세정수를 분사할 수 있는 복수개의 노즐을 포함한다.

집진부(3)는 WET E.P로서 필터부(2)를 통과한 유해가스에 대하여 전기 집진 처리를 수행한다. 집진부(3)는 방전극(31) 및 집진판(32)이 배치되는 집진실과 집진실의 요소들에 전압을 인가하기 위해 마련되는 전기장치 요소들이 배치되는 절연실(33)을 포함한다.

도 2의 (a) 및 (b)는 집진부(3)의 집진실을 보여주는 도면으로서, (a)는 개략적인 정단면도이고 (b)는 (a)를 우측에서 바라본 도면이다.

집진실에는 방전극(31), 집진판(32), 및 제1세정부(52)가 배치된다. 또한 집진실에는 가로방향으로 형성된 수개의 개폐가능한 점검구(34)가 마련되어 원활한 유지보수가 가능하도록 한다.

집진부(3)는 코로나 방전 원리를 이용한 전기집진이 수행되어, 집진실에서 0.1 마이크로 이상의 입자들이 포집된다. 점성이 강한 파우더들이 방전극(31), 집진판(32) 등에 부착되고 있으며, 이들이 고착될 경우 일반적인 물 세정으로는 완전하게 세척되지 않는다. 따라서, 에어를 주입하여 물과 에어의 혼합물이 고압으로 분사될 수 있도록 제1이류체 노즐(521)을 적용한다. 도시한 바와 같이, 제1세정부(52)의 제1이류체 노즐(521)들은 종방향과 횡방향으로 배열된 복수개가 배치되어, 할당된 영역(방전극 및 집진판)에 대하여 집중 세정 동작을 수행한다.

도 3의 본 발명의 전기 집진 장치에 채용된 절연실을 보여주는 도면으로서, (a)는 정단면도이고 (b)는 평면도이며 (c)는 공정 플로우를 나타낸다.

집진부(3)의 절연실(33)에는 코로나 방전을 위하여 집진실의 방전극(31), 집진판(32) 등과 같은 요소들에 전압을 인가하기 위한 전기장치 요소들이 배치된다. 예를 들어 절연실(33)에는 애자(332)와 같은 요소들이 배치될 수 있다. 파우더가 많이 발생되는 공정에서는 이러한 절연실(33)에도 파우더가 적체되어 집진 동작에 문제를 일으키게 된다. 따라서, 본 발명에서는 절연실(33)에 대한 세정 구성을 채용한다. 예를 들어, 절연실(33)의 요소들을 세정할 수 있는 제2세정부(53)를 포함한다. 제2세정부(53)는 세정수와 에어를 각각 분사하는 세정수 노즐(531)과 에어 노즐(532)이 분리된 노즐 세트인 제2이류체 노즐(531, 532)을 포함한다. 이러한 제2이류체 노즐(531, 532)은 적정한 시간차로 세정수와 물을 각각 분사하여 세정과 건조를 수행한다. 예를 들어, 세정을 위해 세정수 노즐(531)로 약 5초간 세정수를 분사하고, 이어 에어 노즐(532)로 에어를 30초간 분사하여 건조시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 전기 집진 장치에 채용된 수조부를 도시한 도면으로서, (a)는 정단면도이고 (b)는 평면도이다.

수조부(4)는 필터부(2)와 집진부(3)의 아래에 배치되어, 필터부(2)와 집진부(3)에 대한 세정 후 낙하되는 세정수가 모인다. 이러한 세정수에는 파우더가 포함되어 있고, 시간이 경과하면 수조부(4) 내에 적체될 수 있다. 수조부(4) 내에 파우더가 적체되는 것을 방지하기 위한 구성을 채용한다.

수조부(4)는 수용된 물을 배출하도록 설치되는 드레인 노즐(41), 드레인 배관(미도시), 및 펌프(미도시)를 포함한다. 또한, 수조부(4)는 내부 바닥면(43)이 경사면이고, 경사면의 하위 부근에 드레인 노즐(41)이 배치되어 자연스럽게 해당 부위에 퇴적되는 파우더들을 배출할 수 있게 된다.

또한 바람직하게는 수조부(4)는, 위에서도 간략하게 설명한 바와 같이, 물 회전 수단을 포함한다. 물 회전 수단은 수조부(4) 내 수용된 물을 수조 내에서 회전시키는 구성이다. 이를 위해서, 수조부(4)는 물을 수조부(4) 내벽을 향해, 또는 내벽과 나란한 방향으로 물을 배출하는 하나 이상의 배출꼭지(44)를 포함한다. 따라서 배출꼭지(44)에서 물이 배출될 때 수조부(4) 내의 물들이 내벽을 따라 회전하여 세정수 내의 파우더들이 벽에 부착되거나 퇴적되는 것을 억제한다. 배출꼭지(44)는 바람직하게는 드레인 배관에 연결되어, 배출되는 배출수의 일부를 배출꼭지(44)로 배출할 수 있다.

또한 수조부(4)에는 내부를 세정할 수 있는 제4세정부(42)를 포함할 수 있다. 이는 수조부(4)를 세정하기 위해 주기적으로 세정수를 분사하여 수조부(4) 내부를 세정한다.

도 5는 본 발명의 전기 집진 장치의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 먼저 도면에서 좌상측의 화살표로 나타낸 방향으로 유해가스가 유입되어, 필터부(2)에서 1 및 2 단계 필터링이 수행된 후, 필터링된 가스가 집진부(3)로 전달된다. 유해가스는 집진부(3)에서 코로나 방전에 의해 집진된 후 우상측의 화살표와 같이 배출된다. 이러한 본 발명의 전기 집진 장치는 유해가스 처리 과정 중에 각 요소에 대하여 세정을 실시함으로써 파우더가 적체나 퇴적되는 것을 방지할 수 있고, 장시간 가동하여도 파우더를 포함하는 오염물질의 배출이 원활하게 되어 빈번한 유지보수를 수행하지 않아도 된다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

1: 하우징, 2: 필터부, 3: 집진부, 4: 수조부, 21: 1단계 필터, 22: 2단계 필터, 31: 방전극, 32: 집진판, 33: 절연실, 41: 드레인 노즐, 42: 제4세정부, 43: 내부 바닥면, 44: 배출꼭지, 51: 제3세정부, 52: 제1세정부, 53: 제2세정부 332: 애자, 521: 제1이류체노즐, 531, 532: 제2이류체노즐

Claims

전기 집진 장치로서:
하우징;
상기 하우징 내 유해가스의 인입측에 배치된 필터부;
상기 하우징 내 배치되어 상기 필터부로부터 처리 가스를 전달받아 전기적인 집진을 수행하는 집진부; 및
상기 필터부 및 상기 집진부의 아래에 배치되어 상기 필터부 및 상기 집진부의 세정에 사용된 물이 수용되는 수조부;를 포함하고,
상기 수조부는 수용된 물을 내부에서 회전시키는 물 회전 수단을 구비하는 것인 전기 집진 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 물 회전수단은 물을 상기 수조부 내벽과 나란한 방향으로 배출하도록 설치되는 하나 이상의 배출꼭지를 포함하는 것인 전기 집진 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 수조부는 수용된 물을 배출하도록 설치되는 드레인 노즐, 드레인 배관 및 펌프를 구비하는 것인 전기 집진 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 하나 이상의 배출꼭지는 상기 드레인 배관의 드레인된 물의 일부를 공급받도록 상기 드레인 배관에 연결되는 것인 전기 집진 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 수조부의 내부 바닥면은 경사면이고, 상기 노즐은 경사면의 하위에 배치되는 것인 전기 집진 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 집진부는:
방전극과 집진판이 설치되는 집진실;
상기 집진실의 요소들에 전압을 인가하기 위하여 마련되는 전기장치 요소들이 배치되는 절연실;
상기 집진실의 요소들을 세정하도록 배치되는 복수개의 노즐을 포함하는 제1세정부; 및
상기 절연실의 요소들을 세정하도록 배치되는 복수개의 노즐을 포함하는 제2세정부;를 포함하는 것인 전기 집진 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제1세정부는 물과 에어가 혼합되어 분사되는 이류체 노즐을 포함하는 것인 전기 집진 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제2세정부는 에어 노즐과 수 노즐을 구비하는 하나 이상의 노즐 세트를 포함하는 것인 전기 집진 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 하나 이상의 노즐 세트 각각은 수 노즐로 소정 시간 세정 후 에어 노즐로 소정 시간 건조하는 것인 전기 집진 장치.