KR920008007B1 - Method of cleaning object - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 미스트함유 가스를 발생하는 장치의 1실시예의 설명도.1 is an explanatory diagram of one embodiment of an apparatus for generating a mist-containing gas;
제2도는 미스트함유 가스를 발생하는 장치의 다른 실시예의 설명도.2 is an explanatory diagram of another embodiment of an apparatus for generating a mist-containing gas.
제3도는 제2도의 장치의 상부의 단면도.3 is a cross-sectional view of the top of the apparatus of FIG.
제4도는 그 중앙부를 따라 취한 제2도의 장치의 단면도.4 is a sectional view of the apparatus of FIG. 2 taken along its central part.
제5도는 본 발명이 실제로 반도체 제조공장에 적용된 전체 시스템의 개략 설명도.5 is a schematic illustration of the overall system to which the present invention is actually applied in a semiconductor manufacturing plant.
제6도는 미스트함유 가스 발생장치의 후방에 설치될 수 있는 열 교환기의 설명도.6 is an explanatory diagram of a heat exchanger that may be installed behind the mist-containing gas generator.
제7도는 제6도의 열교환기의 상부의 단면도.7 is a sectional view of the upper part of the heat exchanger of FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 탱크 2, 45 : 분사노즐1
40 : 사이클론 41 : 원통부40: cyclone 41: cylindrical portion
42 : 공기입구 43 : 출구관42: air inlet 43: outlet pipe
44 : 냉수 분사관 47 : 증발관44 cold
48 : 필터 49 : 물탱크48: filter 49: water tank
본 발명은 대상물(objective) 클리이닝(cleaning) 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 LSI 또는 VLSI를 제조하는 공장, 생약을 제조하는 공장, 외과수술실, 정밀기계 세척공장 및 멸균식품을 제조하는 공장, 또는 그런 공장 및 실내에 놓여 있는 물건과 그 속에서 옷을 입고 있는 직원, 환자 등을 클리이닝하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an object cleaning method, specifically, a plant for producing LSI or VLSI, a plant for manufacturing herbal medicine, a surgical room, a precision instrument washing plant and a plant for producing sterile food, or It is about how to clean such objects in the factory and indoors, and the staff, patients, etc. dressed in them.
특히, 본 발명은 입방 피이트당 0.5미크론 이하의 미스트입자를 50,000개 이상 함유하는 공기를 VLSI 제조공장, 멸균식품공장, 이들 공장에서 직원들이 작업개시 전에 들어가는 공기 샤우어실, 또는 중환자실로 송기하여 대상물을 클리이닝하는 방법에 관한 것이다.In particular, the present invention is to send the air containing more than 50,000 microparticles of less than 0.5 microns per cubic foot to a VLSI manufacturing plant, a sterile food factory, an air shower room, or intensive care unit that employees enter before starting work in these plants It relates to a method of cleaning.
일반적으로, 병원, 생약공장, 연구실 등은 먼지나 미생물을 함유하지 않는 깨끗한 대기를 필요로 한다. 따라서, 공기가 공기 필터를 사용함으로써 깨끗해지거나 공기 커어튼이 입구 및 출구에 설치되거나 한다. 그러나, 이런 방법들은 충분히 깨끗해진 가스를 제공할 수 없으며, 공기 샤우어실을 적용하더라도 충분히 깨끗한 가스를 얻을 수 있게 하지 못한다.In general, hospitals, herbal plants and laboratories require a clean atmosphere free of dust and microbes. Thus, air may be cleaned by using an air filter or air curtains may be installed at the inlet and outlet. However, these methods cannot provide a sufficiently clean gas, and even if an air shower room is applied, it is not possible to obtain a sufficiently clean gas.
본 발명자는 연구결과 물방울이 작아 질수록 그 표면 장력이 작아지며, 물방울이 0.5미크론 이하의 미스트 입자가 될 때 미세한(microscopic) 물체가 강하게 부착되며, 더우기 그러한 미스트 입자를 입방 피이트당 50,000개 이상 함유한 가스를 물체에 가할 경우, 그 가스는 미세한 먼지 뿐 아니라 비루스, 박테리아, 모올드균류 및 그 속에 존재하는 포자에도 부착되어 그들을 멀리 운반함으로써 대상물을 클리이닝할 수 있음을 발견했다. 또한, 그런 미세한 물방울이 부유하는 가스 분위기는 분위기 자체를 클리이닝 할 뿐만 아니라, 물방울이 존재하더라도 각 미스트 입자가 본질적으로 0.5미크론 이하인 경우, 미스트 입자의 수효가 많아도, 그 대상물이 젖지 않는다고 하는 기대하지 않던 이점도 제공하는 것을 알았다. 또, 다른 시험의 결과, 보통의 가스를 미세한 물방울이 부유하는 기체 분위기 내로 통과시킬 때 그 보통의 가스는 고도로 클리이닝되며 그렇게 고도로 클리이닝된 가스를 각종 방, 구역 및 다른 관계된 장소에 직접 공급될 수 있음을 발견했다. 본 발명은 이 새로운 지식에 기초하여, 미세한 물방울이 부유하는 가스에 대한 산업적으로 유용한 제조방법에 관한 다양한 실험과 연구를 반복함으로써 완성되었다.The inventors found that the smaller the water droplets, the smaller the surface tension. When the water droplets became mist particles of 0.5 microns or less, the microscopic objects were strongly attached, and more than 50,000 such particles were contained per cubic foot. When a gas was applied to an object, it was found that the gas could be attached to viruses, bacteria, moulds and spores present in them as well as to fine dust, thus cleaning the object by transporting them away. In addition, the gas atmosphere in which such fine water droplets are suspended not only cleans the atmosphere itself, but when each mist particle is essentially 0.5 microns or less even if water droplets exist, it is not expected that the object will not get wet even if the number of mist particles is large. It was also found to provide benefits that were not. In addition, as a result of other tests, when ordinary gas is passed into a gaseous atmosphere in which fine droplets are suspended, the normal gas is highly cleaned and the highly cleaned gas can be directly supplied to various rooms, areas and other related places. Found that it can. Based on this new knowledge, the present invention has been completed by repeating various experiments and studies on industrially useful manufacturing methods for a gas containing fine water droplets.
따라서, 본 발명의 주 목적은 주로 0.5미크론 이하의 미스트 입자가 다수 부유하는 가스로 대상물을 클리이닝하는 방법을 제공하는 것이다.It is therefore a primary object of the present invention to provide a method for cleaning an object with a gas which is predominantly suspended in mist particles of less than 0.5 microns.
본 발명에 따른 주로 0.5미크론 이하의 미스트 입자가 다수 부유하고 있는 공기는 후술하는 것과 같은 장치에 의해 발생될 수 있다. 비활성가스가 요구될 경우에는 공기 대신에 질소가스를 사용할 수 있음은 물론이다.The air in which the majority of mist particles of 0.5 microns or less in accordance with the present invention are suspended can be generated by an apparatus as described below. If inert gas is required, it is of course possible to use nitrogen gas instead of air.
제1도에는, 미스트를 함유하는 가스를 발생하기 위한 본원 발명의 가장 기본적 장치가 개시되어 있으며, 동 장치는 탱크(1)의 측면에 구비된 다수의 물 분사노즐(2)을 갖는다. 이들 노즐(2)은, 대향하는 측면상에 설치된 노즐과 서로 약간 어긋나도록 번갈아 배치, 즉, 대면하는 노즐들이 동일한 직선상에 배치되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 각 물 분사노즐(2)로 부터 분사된 물은 점선 D로 도시한 바와 같이 탱크(1)의 내부를 가로질러 대향측면에 때려서 미시적 물방울 E를 형성하여 탱크(1)에 충전된다. 이 상태하에서, 가스가 화살표 A로 도시한 바와같이 탱크(1)의 저부로 부터 상부로 송기되어, 가스는 미세한 물방울을 쉽게 함유한 후 탱크(1)의 상부에 형성된 출구를 통해 배출되어, 미스트가 부유하는 소망의 가스로 제공된다. 필요에 따라, 1개 이상의 배플판(도시하지 않음)을 탱크(1) 내에 수직 또는 일정한 각도로(직렬, 병렬 또는 번갈아) 배치하고, 물 제트가 각 버플판을 때려서 미세한 물방울을 형성하도록 상기 장치를 구성해도 좋다. 미세한 물방울을 함유한 가스는 주로 0.5미크론 이하의 미스트 입자를 함유하도록 필터를 통과한 후 대상물을 클리이닝하기 위해 사용된다. 이 경우, 어떠한 형식의 필터도 사용 가능하다. 필터를 통과할 때 1미크론 이상의 큰 물방울은 필터와 충돌하면 충격에 의해 부서지며, 증발을 통해 사라지므로 큰 물방울들은 실질적으로 제거된다.In FIG. 1, the most basic apparatus of the present invention for generating a gas containing mist is disclosed, which apparatus has a plurality of water injection nozzles 2 provided on the side of the tank 1. These nozzles 2 are preferably alternately arranged so as to deviate slightly from the nozzles provided on the opposing side surfaces, that is, such that the nozzles facing each other are not arranged on the same straight line. Water injected from each water jet nozzle 2 is filled into the tank 1 by striking the opposite side across the interior of the tank 1 as shown by the dotted line D to form microscopic droplets E. Under this condition, gas is blown from the bottom of the tank 1 to the top as shown by arrow A, and the gas easily contains fine water droplets and then is discharged through an outlet formed at the top of the tank 1, and mist Is provided as a desired gas that is suspended. If necessary, one or more baffle plates (not shown) are arranged in the tank 1 at vertical or constant angles (serial, parallel or alternating), and the apparatus such that the water jet strikes each baffle plate to form fine droplets. May be configured. A gas containing fine water droplets is used to clean the object after passing through the filter to mainly contain mist particles of 0.5 microns or less. In this case, any type of filter can be used. As it passes through the filter, larger droplets of more than 1 micron are broken by impact when it collides with the filter and disappear through evaporation, so large droplets are virtually eliminated.
제2도, 제3도 및 제4도는 내부에 미스트가 부유하고 온도가 제어되는 가스를 발생하는데 더욱 효율적인 장치를 도시한다.2, 3 and 4 show a more efficient apparatus for generating a gas with a mist suspended therein and a temperature controlled gas.
이하, 1예로서, 냉각된 미스트 함유가스의 발생에 대해 기술키로 한다. 가열된 미스트 함유가스는 하기의 냉각 시스템을 가열 시스템으로 대체함으로써 용이하게 발생될 수 있다.Hereinafter, as an example, a description will be given of the generation of the cooled mist-containing gas. The heated mist containing gas can be easily generated by replacing the following cooling system with the heating system.
제2도에서, 사이클론(40)은 그 원통부(41)의 상부에 접선방향으로 설치된 공기입구(42)를 갖는다. 원통부(41)의 중앙에는 하방으로 신장하는 출구관(43)이 설치된다. 출구관(43)의 주위에는 냉수 분사관(44)이 출구관(43)과 동축상으로 설치되어 있다. 분사관(44)에는 다수의 분사노즐(45)이 설치되어 있다. 사이클론(40)의 원통부(41)내에는 냉동기의 증발관(47)이 배치되어 있다. 증발관(47)과 분사노즐(45)은 그 위치가 서로 약간 또는 완전히 어긋나도록 배치될 수 있으며, 분사노즐(45)로 부터의 물이 분무 또는 제트의 형태로 증발관(47)의 대응부상에 수직으로 분사하도록 위치된다. 필터(48), 물탱크(49) 및 펌프(55)가 사이클론(40)의 원추부(51)의 하단부에 순서대로 설치된다. 따라서 냉수는 화살표 B방향으로, 즉 펌프(50), 재순환관(46), 분사관(44), 사이클론의 원통부(41), 사이클론의 원추부(51), 필터(48), 물탱크(49) 및 펌프(50)의 순서로 재순환된다. 냉매 특히 고온 냉매(1℃ 내지 5℃)는 화살표 C방향으로 증발관(47)을 통해 순환한다. 가스는 화살표 A방향으로 입구(42)를 통해 사이클론(40) 내로 유입되며, 사이클론(40)내에서 냉각되면서 미시적 물방울을 함유한 후 용도에 적합한 가스가 되어 출구관(43)을 통과한다. 분사관(44)에 설치된 분사노즐(45)로 부터 D에서 분사 또는 분무된 물이 E에서와 같이 원통부(41)의 측면 및/또는 냉동기의 증발관(47)에 충동될 때, 미스트입자가 발생되며(그와 동시에 증발관(47)에 충돌되는 수류는 관(47)을 통해 유동하는 냉매의 열교환에 의해 냉각되며), 물방울이 냉각된다. 화살표 A와 같이 가스는 그러한 상태의 공간부를 통과하면서 미세한 물방울을 함유하며 냉각된 물방울과의 열교환을 통해 냉각되어 필요한 가스가 된다.In FIG. 2, the
제5도는 본 발명의 방법이 실제로 64킬로 바이트램의 대량 제조공장에 적용되는 전체 시스템을 개략 도시하고 있다. 상술한 작동에 의해 사이클론(40) 내에 발생된 미스트함유 가스는 화살표 A와 같이, 물방울 제거 사이클론(50) 내로 보내어진다. 특히, 사이클론(40)으로부터 배출된 가스는 사이클론(50)의 측벽에 접선 방향으로 설치된 입구를 통해 물방울 제거 사이클론(50)에 도입된다. 가스가 물방울 제거 사이클론(50) 내에서 순환하는 동안, 과도하고 입자가 큰 물방울은 제거되어 미스트 입자의 적어도 90%가 0.5미크론 이하로 된 가스가 제공되며, 그 가스는 사이클론(50)의 중앙부에 설치된 출구관을 통해 유출된다.5 schematically shows the overall system in which the method of the present invention is actually applied to a mass production plant of 64 kilobytes of RAM. The mist-containing gas generated in the
이렇게 유출된 미스트 함유 가스는 필터(F)가 구비된 관(P)을 통해 공기 샤워실(60)로 이송되어, 공기 샤워실(60)에 인접한 초 청결실(70)에서 작업하는 사람들을 클리이닝하여 준다. 동시에, 미스트 함유 가스의 일부는 직접 초 청결실(70)로 이송된다. 먼지를 함유하지 않는 이렇게 클리이닝된 가스는 초 청결실(70)로 이송되어 LSI의 제조에 사용되는 실리콘 기판을 세척하기 위해서 사용된다. 그리고, 필요에 따라, 미스트 함유 가스를 직접 사용하는 대신에 통상적인 공기를 가스의 샤워를 통해 클리이닝하여 클리이닝된 공기를 사용하는 것도 가능하다. 초 청결실(70) 내에서 사용되어진 가스는 그곳으로 부터 유출되어 관(P)과 팬(F)을 통해 사이클론(40)에 복귀되며, 이 사이클이 반복된다. 이러한 방법에 의해, 1입방 피이트의 공간중에 0.5미크론 보다 큰 먼지의 입자가 거의 포함되지 않는 극도로 세정된 상태로 초청결실을 유지하는 것이 가능함을 확인하였다. 한편, 보통의 공장에서는 1입당 피이트당 공기에 수만개의 먼지 입자가 부유되어 있다. 이러한 관점에서 본 발명의 방법이 상당히 양호하다는 것을 알 수 있다.The mist-containing gas discharged in this way is transferred to the
그리고, 제6도 및 제7도에 도시한 바와같이 물방울 제거 사이클론(50) 후방에 열교환기(100)를 설치하고 열교환기(100)를 통해 미스트 함유가스를 통과사킴으로써 가스를 최적 온도로 상승시킴과 동시에 미스트 입자를 보다 작게하여 그 효과를 증대시키는 것도 가능하다. 미스트 입자를 보다 작게하여 그 효과를 증대시키는 것도 가능하다. 이제 열교환기(100)에 대해 상술키로 한다. 배럴(101)의 중앙에 수직으로 신장하는 공기 배출관(105)을 설치한다. 공기 배출관(105)은 배럴(101) 외부에 설치된 공기덕트(105')와 연통한다. 따라서, 공기는 공기 흡입관(104)으로부터 내부로 선회하여 배럴(101)의 하부에 도달하며, 공기 배출관(105)의 하부로 부터 화살표 방향으로 상승한다. 추가해서, 배럴(101)의 내부에 외측관(106)과 내측관(107)을 설치한다. 각관 (106,107)의 하단부는 배럴(101)의 외부에 설치된 펌프(108)와, 연통하며, 그에 따라 냉수 또는 온수는 펌프를 통과하여 배럴(101)의 상부에 설치된 배출구(109,110)를 통해 배출된다. 배럴(101)의 상부와 하부에는 세척수관(111) 내에 형성된 다수의 물 분사노즐(111a,111b,…)이 설치되어 있다. 상기 노즐(111a,111b,…)은 각 관(106,107)의 수직열의 상부 및 하부 측부에 면하도록 배치되므로 세척수는 관(106,107)과, 배럴(101)의 내면 및, 공기 배출관(105)의 외면을 향해서 분사될 수 있다. 가스의 냉각에 의해 발생된 드레인 또는 세척수를 배럴(101)로 부터 드레인 할 수 있도록 원추부(102)의 하부에는 드레인 관(112')이 설치된다. 따라서, 공기 흡입관(104)으로 부터의 공기 내에 있는 먼지 등은 사이클론 효과에 의해 배럴(101) 내에서 분리되며, 관(106,107)에 의해 최적 온도로 가열 또는 냉각된다. 최적온도로 가열 또는 냉각된 공기는 공기 배출관(105)을 통해 유출된다. 한편, 분리된 먼지 등은 관(111)으로 공급되어 노즐(111a,111b,…) 밖으로 분사되는 물에 의해 세척될 수 있다.As shown in FIGS. 6 and 7, the
이렇게 처리된 가스는 0.5미크론 이하의 다수의 미스트 입자들을 가지므로, 어떤 대상물이라도 가스를 이용하여 클리이닝 할 수 있다.The gas thus treated has a number of mist particles of 0.5 microns or less, so any object can be cleaned using the gas.
본 발명에 있어서 가스로서는 통상 공기가 채용되었지만, 산화가 바람직하지 않을 때에는 이산화탄소, 질소 또는 희귀가스를 사용할 수도 있다. 한편, 산소를 채용해도 좋다. 다시 말하면, 필요에 따라 각종 적당한 가스 및 그 혼합물을 채용할 수 있다.In the present invention, air is usually employed as the gas, but when oxidation is not preferable, carbon dioxide, nitrogen or rare gas may be used. On the other hand, oxygen may be employed. In other words, various suitable gases and mixtures thereof may be employed as necessary.
본 발명의 방법에서 채용된 0.5미크론 이하의 미세 입자들은 극히 낮은 표면 장력을 가지므로 공기중에 부유하는 먼지나 대상물에 용이하게 부착한다. 어떠한 먼지도 미스트 입자가 부착되면 그 중량이 증가할 것이며, 이에 따라 그 먼지는 송풍에 의해 제거할 수 있을 것이다. 특히, 본 발명의 방법은 미세한 미스트입자를 채용하므로, 미세한 먼지 뿐 아니라 박테리아 및 비루스를 제거할 수 있도록, 대상물은 물리학적 및 생물학적으로 클리이닝될 수 있다. 종래, 비루스는 공기 필터 등에 의해 제거되고 있다. 그러나 비루스는 크기가 단지 0.5 내지 0.01미크론이므로, 이 종래의 방법에 의해서는 충분히 그것들을 제거할 수가 없다. 따라서, 본 발명의 방법에 의해서 실내를 클리이닝할 경우, 실내에 있는 사람들이 감기에 걸릴 가능성이 감소된다. 따라서, 본 발명은 병원, 약국, 실험실, 산부인과 병원 등에서 사용하기에 극히 적합하다.The fine particles of 0.5 microns or less employed in the method of the present invention have extremely low surface tension and thus easily adhere to dust or objects suspended in air. Any dust will increase in weight when the mist particles attach, so that the dust can be removed by blowing. In particular, the method of the present invention employs fine mist particles, so that the object can be cleaned both physically and biologically to remove fine dust as well as bacteria and viruses. Conventionally, the virus is removed by an air filter or the like. However, since viruses are only 0.5 to 0.01 microns in size, they cannot be sufficiently removed by this conventional method. Thus, when indoors are cleaned by the method of the present invention, the likelihood of people in the room getting cold is reduced. Thus, the present invention is extremely suitable for use in hospitals, pharmacies, laboratories, obstetrics and clinic.
그리고, 본 발명의 방법에 의해 각종 박테리아가 침투하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 동 방법은 식품 및 식품 제조공장 내의 장치를 세척하는데 채용될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 방법은 예를들어 냉동고기를 녹이고 샐러드, 야채, 생선, 드레스된 고기를 유지하기 위해 식품가게, 슈퍼마켓 등에서 사용하기에도 극히 적합하다. 특히, 본 발명의 방법에 의해, 통상적으로 각종 박테리아가 침투할 염려가 있기 때문에 그 제조가 제한되어 왔던 날로된 햄을 제조할 수도 있다.In addition, since various bacteria can be prevented from penetrating by the method of the present invention, the method may be employed to clean the apparatus in food and food manufacturing plants. Thus, the method of the present invention is also extremely suitable for use in food shops, supermarkets and the like, for example, to melt frozen meat and to maintain salads, vegetables, fish, dressed meat. In particular, according to the method of the present invention, raw ham, which has been limited in its production, can also be produced, since there is a possibility that various bacteria normally penetrate.
전술한 바와 같이, 본 발명의 방법은 그 초 청결도 때문에 정밀기계 및 외과수술용 기구의 세척에도 적용 가능하다. 그리고, 본 발명의 방법은 예를들어 폐세척과 같은 의학분야에서도 활용될 것이 기대된다.As mentioned above, the method of the present invention is also applicable to the cleaning of precision instruments and surgical instruments because of its ultra cleanliness. In addition, the method of the present invention is expected to be used in the medical field, for example, lung washing.
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