KR0172185B1 - 폐가스 유해성분 처리장치와 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 폐가스, 불활성기체 및 공기가 각각 유입되는 유입헤드와, 유입헤드로부터의 폐가스, 불활성 기체 및 공기를 혼합한 혼합가스를 가열하여 반응시켜 미세입자의 반응물을 생성하는 가열챔버와, 가열챔버내의 상부에서 공기와 폐가스가 반응하는 것을 억제하기 위한 반응방지수단과, 가열챔버와 연통되고 내벽에 부착된 미세입자를 포집하는 포집장치와, 포집장치와 결합수단을 통해 연결되어 포집된 미세입자를 저장하는 포집용기를 포함하는 폐가스 처리장치가 제공된다.

상기한 구성에 따르면, 배기되는 반도체공정의 화학적 증착공정 또는 플라즈마 에칭공정 등과 같은 공정에서 배출되는 유독가스를 보다 완벽히 처리함으로써 유독가스로 인한 환경오염 및 재해를 방지할 수 있다.

Description

폐가스 유해성분 처리장치와 방법

본 발명은 폐가스의 유해성분을 제거하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 제조공정, 예를 들어, 화학적 증착공정 또는 플라즈마 에칭공정 등으로부터 배출되는 폐가스를 보다 완벽히 처리함으로써 폐가스의 유독성분으로 인한 환경오염을 방지하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

반도체 제조공정에서는 각종 유독성, 부식성, 인화성 가스를 다량으로 사용한다. 예를 들어 CVD 공정에서는 다량의 실란, 디클로로 실란, 암모니아, 산화질소, 아르신, 포스핀, 디보린, 보론, 트리클로라이드 등을 사용하는데, 제조공정 중에서는 이들 중 소량만이 소비되고, 배출되는 폐가스는 비교적 고농도의 유독물질을 함유한다. 또한 저압 CVD공정, 플라즈마강화 CVD, 플라즈마 에칭, 에피택시 증착 등과 같은 여러 반도체 공정들에서도 각종의 유독성 폐가스를 생성한다.

현재 이러한 폐가스를 대기에 방출하기 전에 폐가스 중의 유독성 물질을 제거하는 것이 환경법적으로 의무화되어 있다. 따라서 반도체 제조공정으로부터 유출되는 폐가스를 처리하기 위한 여러 가지의 방법들이 연구되고 실용화되어 왔으나, 현재까지 개발된 폐가스 처리장치는 만족할만한 성능과 효과를 거두지 못하였고 많은 결함들이 발견되어 왔다.

종래의 전형적인 폐가스 처리방법은 크게 습식과 건식으로 대별해 볼수 있으나, 이들은 각각 비용면에서나 효율면에서 나름대로의 문제점을 내포하고 있다.

습식방법은 폐가스내에 물을 비산시켜 물과 반응하는 유독성분의 반응입자를 수집하는 방법으로, 유독성분을 배출하는 측면에 있어서는 우수한 성능을 갖고 있다고 할 수 있으나, 처리공정 중에 부산물에 의해서 드레인을 손상시킬 수 있고, 물방울 입자가 배기통로쪽으로 비산함으로써 배기덕트를 부식시킬 수 있으며, 사용된 물은 폐기 전에 반드시 유해반응물 및 각종 수용성 오염물질을 제거하여야 한다는 단점이 있다.

제1도는 습식 폐가스 처리장치의 구성을 나타내는 개략적인 도면이다.

도시된 바와 같이, 배출되는 폐가스 및 공기가 유입되는 유입챔버(120)와, 유입챔버의 하부에 설치되어 폐가스와 공기의 혼합가스를 고온으로 만드는 가열챔버(104)와, 가열챔버(104)의 하부에 위치하여 물과 고온의 혼합가스를 혼합하는 혼합챔버(108)와, 혼합챔버(108)의 저면에 설치된 포집관(107) 및 포집된 물질을 외부로 배출하기 위한 드레인(109)으로 구성된다.

이하 이러한 습식 폐가스 처리장치에 있어서 유독성분을 포집하는 과정을 설명한다.

먼저 폐가스유입관(101)을 통하여 유입된 폐가스는 공기유입관(102)을 통해 유입된 공기와 유입챔버(120)에서 혼합되어 가열챔버(104)로 이송된다.

이송된 혼합 폐가스는 가열챔버에 설치된 히팅코일(105)에 의해서 가열된다. 히팅코일은 벽면 내부, 외부 또는 벽면내에 설치될 수 있는데 이 예에서는 벽면내에 설치되어 있다.

다음에 혼합챔버(108) 상부에 설치된 물유입관(103)의 단부노즐(106)을 통하여 물이 빠른 속도로 분사되면, 고온의 혼합가스는 물과 반응하여 유독성분이 고체 또는 액체성분으로 석출된다.

이 고상 또는 액상의 석출물과 미반응가스는 포집관(107)을 경유하여, 유해하지 않은 미반응가스는 배기관(110)과 이것에 연장되는 배기덕트를 통해 외부로 배출되고, 고상 또는 액상의 석출물은 드레인(109)을 통하여 외부로 배출된다.

그러나 이러한 장치에 있어서, 노즐(106)을 통해서 비산된 물이 가열챔버(104)의 측면으로부터 튀어올라 가열챔버내의 고온의 혼합가스와 화학반응하여 가열챔버 내면에 스케일을 형성함으로써 히팅코일의 열효율을 떨어뜨리고, 장치의 수명을 단축시킨다. 또한 석출물의 일부가 포집관(107)과 드레인(109)에 쌓여 가스의 원활한 배출에 장애를 일으키고, 부식현상을 발생시킨다.

제2도는 건식 폐가스 처리장치를 나타내기 위한 개략적인 구성도이다.

도시된 바와 같이, 상부의 혼합부(303)와, 혼합부 하부의 연소챔버(304)와, 그 하부의 석출챔버(305)와, 석출된 물질을 포집하기 위한 포집용기(308)와, 이들 장치 전체를 둘러싸며 냉각공기를 흡입하여 정제된 가스와 혼합하여 덕트로 유도하는 외벽(309)으로 구성된다.

이하 건식 폐가스 처리장치에 의해 폐가스가 처리되는 과정을 설명한다.

먼저 폐가스 유입관(301)를 통해 유입된 폐가스는 기체연료 유입관(302)을 통하여 유입된, 예를 들어, LNG 나 LPG 등의 기체연료와 혼합부(303)에서 혼합되어 연소챔버(304)로 이송된 후, 연소챔버(304)내에서 연소장치(미도시)에 의해서 연소된다.

이때 폐가스 중의 유독성분, 예를 들면, 실란은 산소 또는 공기와 함께 연소되어 실리콘 디옥사이드 입자를 생성되는데, 생성된 입자는 매우 미세하며, 석출챔버(305)내의 모터(미도시)에 의해 회전하는 원뿔형상의 가이드(306)에 의해서 석출챔버의 내벽(313)의 벽면을 따라서 하강하여 포집용기(308)에 포집된다.

또한, 연소된 후의 정제된 기체(315)는 외벽(309)과 포집용기(308)사이의 슬릿(316)으로 유입되는 냉각 공기(307)와 혼합되어 외벽(309) 내부와 내벽(313) 외부에 형성된 공간을 통해 덕트(314)로 이송되어 덕트에서 재필터링된 후에 외부에 배출된다. 미설명부호 310은 스크레이퍼로 벽면에 부착된 분진을 긁어서 포집용기(308)에 떨어지게 한다.

그러나 이와 같은 건식장치에 있어서는, 석출된 미세입자가 연소장치(미도시)를 막을수 있고, 경우에 따라서는 고장을 일으킬 수 있다. 또한 이 장치에서는 폭발의 위험성이 상존하는 연소기체를 사용하고 있어 관리상의 어려움이 있으며, 연료소모에 따른 경제적 부담이 따르게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 폐가스의 유독성분의 처리효율을 향상시킨 폐가스 처리장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 폭발의 위험성을 감소시켜 폐가스를 가열하여 안전성 높은 처리장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 비용이 적게드는 폐가스 처리장치를 제공하는데 있다.

제1도는 종래 습식 유독성분 처리장치의 구성을 나타낸 부분절단 사시도이고,

제2도는 종래 건식 유독성분 처리장치의 구성을 나타낸 부분절단 사시도이고,

제3도는 본 발명의 개략적인 구성을 나타내기 위한 정면도이고,

제4도는 본 발명의 유입헤드와 반응방지수단을 나타낸 단면도이고,

제5도는 본 발명의 유입헤드내에 설치된 가스관, 환형 불활성기체 유입공 및 환형 공기 유입공을 설명하기 위한 절단면도이고,

제6도는 본 발명의 포집장치와 포집용기를 나타낸 단면도이고,

제7도는 본 발명의 스크레이퍼 수단을 나타낸 부분절단 사시도이고,

제8도는 본 발명의 구동수단을 나타낸 사시도이고,

제9도는 본 발명의 결합수단 및 포집용기를 나타낸 분리 사시도이고,

제10도는 제9도의 A부분의 확대 단면도이다.

본 발명의 일측면에 의하면 폐가스, 불활성기체 및 공기가 각각 유입되는 유입헤드와, 유입헤드로부터의 폐가스, 불활성 기체 및 공기를 혼합하여 형성되는 혼합가스를 가열에 의해 반응시켜 미세입자의 반응물을 생성하는 가열챔버와, 가열챔버의 상부에서 공기와 폐가스의 반응을 억제하기 위해 가열챔버 내부 상측에 형성된 반응방지수단과, 가열챔버와 연통되고 내벽에 부착된 미세입자를 포집하는 포집장치와, 포집장치와 결합수단을 통해 연결되어 포집된 미세입자를 저장하는 포집용기를 포함하는 폐가스 처리장치가 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 폐가스, 불활성기체 및 공기를 각각 유입하는 단계와, 유입부 근처에서 폐가스와 공기의 상호반응을 억제하여 폭발을 방지하는 단계와, 기체들을 혼합가열하여 반응시켜 미세입자의 분진을 생성하는 단계와, 미세입자를 포집하는 단계와, 포집된 미세입자를 모으고 정제된 가스는 외부로 방출하는 단계를 포함하는 폐가스 처리방법이 제공된다.

이하 폐가스 처리장치의 구성과 작용을 첨부된 도면에 의해서 보다 상세히 설명한다.

제3도를 참조하면, 본 발명의 처리장치는 상부에 설치된 폐가스와 불활성 기체, 예를 들어, 질소와 공기가 각각 유입되는 유입헤드(10)와, 유입헤드의 하부에 설치되며 폐가스, 공기 및 불활성기체의 혼합가스를 가열하는 가열챔버(20)와, 가열된 혼합가스를 재가열하는 2차 가열장치(30)와, 가열된 혼합가스에 공기를 유입시키는 2차 공기 유입부(40)와, 석출된 미세분진을 포집하는 포집장치(60) 및 포집된 미세분진을 저장하는 포집용기(70)를 포함한다.

이와 같이 구성된 폐가스 처리장치에 폐가스가 유입헤드(10)에 유입하면 질소를 포함하는 불활성기체에 의해서 반응방지수단(80)까지 유도되고, 반응방지수단(80)에 의해 가열챔버(20)의 상부에서는 공기와 폐가스의 반응이 억제되고, 챔버(20)의 일정 높이 이하에서만 폐가스와 공기와의 반응이 일어나도록 설계되어 있다. 또한 가열챔버에서 반응후 반응 석출물인 미세분진과 기체는 2차 가열장치(30)에 의해서 가열되고, 2차공기 유입부(40)의 고속의 공기흐름에 의하여 포집장치(60)로 유도된다. 포집장치(60)에서 포집된 분진은 포집용기(70)에 축적된다. 또한 정제된 기체는 포집용기(70)의 상부에 형성된 가스배출용 구멍(79)을 통하여 배출되고, 이 기체는 외부에서 불어넣어 주는 냉각공기에 유도되어 하부용기(50)의 내부와 포집장치(60)사이에 형성된 공간부를 거쳐 덕트를 통해서 외부로 배출된다.

제4도는 본 발명의 처리장치의 유입헤드(10)와 가열챔버(20)를 도시한 단면도이며, 제5도는 유입헤드(10)를 보다 상세히 나타낸 부분절단 사시도이다.

원통형 유입헤드(10)의 측면에는 폐가스를 유입하기 위한 폐가스 유입공들(12, 12)이 방사상 형태로 원통의 중심을 향하여 적어도 하나 이상 형성된다.

또한 원통형 유입헤드(10)의 하부 중앙에는 폐가스와 불활성기체를 혼합하여 배출하기 위한 배출공(13)이 형성된다. 배출공(13)에 대향하여 유입헤드(10)의 상부 중앙에는 완충공(11)이 형성된다.

폐가스 유입공들(12, 12), 배출공(13) 및 완충공(11)은 제4도에 도시된 바와 같이 십자형상으로 교차영역(19)에서 서로 연통된다. 이 실시예에서 폐가스 유입공의 중심단부에는 강한 분출력을 얻기 위해 작은 직경을 갖는 분출부분들(12', 12')이 형성되어 있지만, 폐가스 유입공 자체를 테이퍼지도록 하여 분출부분들을 별도로 형성하지 않아도 된다.

완충공(11) 및 배출공(13)의 교차영역 부분은 상기 분출부분들(12', 12')의 직경과 거의 동일한 직경을 갖는다. 완충공(11)의 상부측 개구부는 고무 등의 밀페수단(16)으로 밀봉되며, 불활성 기체, 특히 질소를 유입하기 위한 불활성기체 유입관(15)이 밀폐수단을 관통하여 배출공(13)까지 연장되어 있다.

불활성기체 유입관(15)의 직경은 완충공(11) 및 배출공(13)의 교차영역 부분의 직경보다는 작다. 또한 불활성기체 유입관(15)은 폐가스 배출공의 분출부분들(12', 12')의 중심보다 아래쪽에 놓이도록 설계되며, 바람직하게는 배출공(13)의 내부까지 연장된다.

불활성기체 유입관(15)으로부터 분사된 불활성기체로 인하여 교차영역(19)의 압력이 저하하게 되고, 이 압력저하에 따라서 폐가스는 폐가스 유입공(12)을 따라서 자연스럽게 교차영역(19)으로 유입되어 배출공(13)으로 배출된다. 즉 폐가스는 유입공(12)과 교차영역(19) 사이의 압력차에 의해서 교차영역(19)으로 향하게 되고, 불활성기체와 함께 배출공(13)으로 배출되게 된다.

가열챔버(20)내 상부에는 배출공(13)의 인접부에서 불활성기체와 혼합된 폐가스가 즉각적으로 공기와 반응하는 것을 방지하기 위한 반응방지수단(100)이 형성되어 있다.

반응방지수단(100)은 상기 배출공(13)을 중심으로 동심원상으로 일정 간격 이격설치된 다수의 격벽들(25, 26, 27)과 격벽들 사이에 형성된 통로들(26' , 27')에 소정의 기체를 유입시키는 다수의 환형 분출공들(21, 22)로 구성된다.

다수의 격벽들에서 제 1 격벽(26)은 배출공(13)을 둘러싸서 제 1 통로(24')를 형성하여 배출공(13)으로부터의 불활성기체가 혼합된 폐가스를 안내하고, 제 2 격벽(18)은 제 1 격벽과 소정거리 이격되어 설치되어 제 1 격벽과의 사이에 제 2 통로(26')를 형성하여 환형 불활성기체 분출공(22)으로부터의 불활성기체를 안내하며, 제 3 격벽(25)은 제 2 격벽과 소정거리 이격되어 설치되어 제 2 격벽과의 사이에 제 3 통로(27')를 형성하여 환형 공기 분출공(21)으로부터의 공기를 안내한다. 격벽들이 동심원상으로 이격 설치되어 있기 때문에 제 1, 제 2 및 제 3 통로는 각각 원통형을 이룬다.

환형 불활성기체 분출공 및 공기 분출공은 상기 유입헤드(10)의 측면에 형성된 반응방지용 불활성기체 유입공(17) 및 공기유입공(18)과 각각 연통된다. 제 1 격벽(26)의 길이는 다른 격벽들에 대해 어떠한 길이도 가질 수 있으나 다른 격벽들에 대해 길게 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유입헤드(10)로 소정의 기체들이 유입되어 가열챔버(20)내 반응방지수단(100)을 통하여 가열챔버(20)내 소정위치에서 반응이 발생하는 과정을 설명한다.

먼저 기상의 불활성기체가 불활성기체 유입관(15)을 통하여 유입되어 고속으로 분사되면 교차영역(19)과 폐가스 유입공(12) 사이에 압력차가 발생하여 폐가스가 폐가스 유입공의 분출부분(12')으로부터 불활성기체 유입관과 교차영역(19) 사이의 틈을 통하여 배출공(13)으로 배출된다. 이때 배출공에서는 상기 불활성기체와 폐가스가 혼합된다. 이 혼합가스는 제 1 격벽(26)에 의한 제 1 통로(24')로 안내된다.

다음에 반응방지용 불활성기체 유입공(17)으로 유입된 불활성기체는 환형 불활성기체 분출공(22)을 통하여 고속으로 분출되어 제 1 격벽 및 제 2 격벽에 의해 형성된 제 2 통로(26')로 안내된다. 공기 유입공(18)으로 유입된 공기는 환형 공기 분출공(22)을 통하여 고속으로 분출되어 제 2 격벽 및 제 3 격벽에 의해 형성된 제 3 통로(27')로 안내된다.

이때 제 2 통로(26')를 통하여 안내된 불활성기체는 고속도로 분출되기 때문에 제 1 통로(24')를 통하여 안내되는 불활성기체와 폐가스의 혼합 가스를 둘러싸므로서 일종의 차단막을 형성한다. 즉, 분출된 혼합가스에 대하여 반응방지용 불활성기체는 차단막을 형성하여 혼합가스가 방사상으로 확산되는 것을 방지하면서 가열챔버내 소정위치까지 진행한다. 또한 제 3통로(27')를 통하여 안내된 공기도 반응방지용 불활성기체에 의해 혼합가스와 분리된 상태로 가열챔버내의 소정위치까지 진행한다.

이어 반응방지용 불활성기체의 분출속도가 약해지는 소정위치에서 차단막이 파괴되므로 반응이 시작되게 된다. 이와 같이 혼합가스와 공기의 반응이 반응방지수단(100)에 의해서 즉각적으로 이루어지지 않고 서서히 반응시킴에 따라, 혼합가스 특히 대기중 폭발 위험성이 상존하는 규소화합물계의 가스에 의한 폭발을 예방하여 안정성을 높였고, 폐가스 및 불활성기체의 혼합가스와 공기가 각 통로를 통하여 균일하게 분사되어 반응이 균일하게 이루어져 반응효율이 향상된다. 또한 불활성기체로 폐가스를 유도할 수 있기 때문에 구조가 단순화되어 고장이 감소된다.

공기와 혼합된 폐가스는 가열챔버(20)내에서 코일히터(미도시), 가스버너(미도시)와 같은 통상의 가열수단에 의해서 각종 유독성분이 열적반응을 하게 되어 분진 형태의 고상의 미세입자의 반응생성물로 석출되어 가열챔버(20)의 밑부분으로 하강된다. 통상 상기 반응생성물은 반응하기 전과 달리 유독성을 띄지 않는다.

미세입자를 함유한 혼합가스는 통상의 가열수단을 사용하는 2차 가열 장치(30)에 의해서 재차 가열됨으로써, 혼합가스의 냉각으로 인한 막힘이나 스케일 등의 제반 문제점이 방지되며, 유독성분과 공기가 계속적으로 열반응을 일으키게 되어 가열챔버(20)내에서 반응되지 않은 유독성분을 모두 반응시킨다.

바람직하게 2차 가열장치(30)의 하부에 연통된 2차 공기유입부(40)의 측면부에는 적어도 하나 이상의 공기분사 노즐(41)을 설치되어 공기를 아랫방향으로 분사시킨다. 이 분사된 공기에 의해서 가열챔버(20) 및 2차 가열장치(30) 내에서의 미세입자를 함유한 혼합가스의 흐름을 가속시키며, 혼합가스를 재반응시킨다.

제6도는 포집장치의 내부를 표시하기 위한 단면도로써, 도시된 바와 같이 2차 공기유입부(40)의 하부에는 포집장치(60)가 연통되어 설치된다.

포집장치(60)는 호퍼형상의 챔버(62)와, 챔버 내벽에 부착된 미세입자를 긁어내기 위한 스크레이퍼 수단(70)과, 스크레이퍼 수단(70)을 구동하는 구동장치(80)를 포함한다. 또한 바람직하게는 상기 챔버의 외벽에는 냉각장치(65)가 형성되어 챔버(62)를 냉각시켜 상기 반응생성물의 미세입자를 챔버 내벽에 부착시키므로써 포집효율이 상승한다.

제7도를 참조하면, 스크레이퍼 수단(70)은 원통형 베이스(71)와, 베이스의 일측 단부에서 연장된 적어도 하나 이상의 스크레이퍼날(72)과, 베이스에 부착고정되고 구동장치의 회전력을 전달하는 적어도 하나 이상의 전달부재(75, 75') 및 일측에 원뿔형 안내판(74)이 부착되고 타측은 베이스(71)에 고정되어 원통형 베이스의 수평단면에 대해 수직방향으로 중심에 위치한 회전로드(73)를 포함한다.

바람직하게는 제6도에 도시된 바와 같이, 안내판(74)에 부착된 미세입자를 제거하기 위한 적어도 하나의 스크레이퍼날(63)이 챔버 상측 내면에 지지대(64)로 고정되어 있다.

챔버내로 유입된 미세입자는 원뿔형 안내판(74)에 의해 챔버 내벽 근처로 안내되어 낙하하기 때문에 미세입자가 다시 상승하는 것을 가능한 방지할 수 있다. 또한 챔버 내벽으로부터 원통형 베이스(71)를 통하여 떨어지는 미세입자가 통과하기 때문에 베이스 내부에 가능한 큰 통과면적을 확보하는 것이 바람직하다.

이를 위해 이 실시예에서는 회전로드가 십자형의 4개의 고정바(76)에 의해 베이스에 고정되었지만 가능하다면 고정바의 개수를 줄이는 것이 바람직하다. 또한 스크레이퍼날(72)은 챔버 내벽에 밀착해야 하기 때문에 챔버의 단면형상과 동일한 형상을 갖는다.

제8도를 참조하면, 구동장치는 구동모터(81)와, 이 구동모터의 회전력을 90 °전환하여 회전축(83)에 전달하기 위한 베벨기어(82)와, 회전축(83)에 고정된 워엄(84) 및 이 워엄에 치차결합된 워엄휠(85)을 포함한다.

워엄휠은 호퍼형상의 챔버(62)의 하부를 이루는 챔버 네크(62')를 둘러싸고 있다. 구동모터(81)는 반복적으로 회전방향을 전환하는 모터이다. 또한 구동모터의 회전력을 스크레이퍼날(72)에 전달하기 위해 워엄휠(85)과 스크레이퍼 수단의 원통형 베이스를 하나 이상의 전달부재를 통해 연결한다. 이 실시예에서는 워엄휠의 상부면과 하부면에 고정된 두 개의 전달부재(75, 75')를 이용하고 있다.

전달부재를 워엄휠과 베이스 사이에 연결시키려면 챔버 네크(62')를 통과해야 하며, 또한 전달부재가 일정각도 회전하기 위한 공간을 챔버 네크(62')상에 형성해야 한다는 필요성에 따라 챔버 네크(62')상에는 원주를 따라 소정각도로 슬릿(61)이 형성되어 있다.

슬릿이 형성되는 길이에 따른 각도는 스크레이퍼날의 개수 및 전달부재의 개수와 연관되는데, 예를 들어 이 실시예와 같이 스크레이퍼날이 두 개인 경우에는, 스크레이퍼날이 챔버의 전체 내벽을 커버하기 위해서는 적어도 180°만큼씩 정·역회전해야 하기 때문에 전달부재가 두 개인 경우에 상기 각도는 180°이상이 되어야 하고, 전달부재가 세 개인 경우에 상기 각도는 120°이상이 되어야 한다. 전달부재가 두 개 이상인 경우에는 슬롯들간에 겹치지 않도록 설치위치를 적절히 조정한다.

또한 슬롯(61)에 있어서 챔버 네크(62')와 베이스(71) 사이에 베이스가 회전하도록 소정의 틈이 형성되어 내부의 혼합가스가 누설될 우려가 있기 때문에 이를 방지하기 위해서는 슬릿의 상부, 하부 또는 양쪽에 경질고무 들의 0-링(86)을 설치할 수 있다.

또한 슬롯의 길이와 구동모터의 회전이 반전되는 타이밍을 일치시키기위해 슬롯의 끝부분에 리미트 스위치를 부착하여 간단한 구조로 효과를 갖게 할 수 있다. 즉, 전달부재가 리미트 스위치를 온-오프함에 따라 제어기(미도시)에서는 슬롯의 끝을 감지하여 구동모터의 회전방향을 반전시킨다.

제9도는 포집용기(90)와 챔버(62)와의 결합수단을 도시한 도면이다.

결합수단은 챔버 네크(62') 단부에서 소정거리 이격되어 형성된 제 1 지지플레이트(94)와, 제 1 지지플레이트에 대향하여 포집용기(90)의 안내통(91) 일측 단부로부터 소정거리 이격되어 설치된 제 2 지지플레이트(95)와, 제 1 및 제 2 지지플레이트상에 각각 형성된 한쌍의 로킹수단(92, 93, 96)으로 이루어진다.

제 1 및 제 2 지지플레이트는 소정의 두께를 가지며, 로킹수단은 제 1 플레이트의 수직하방으로 연장된 제 1 직경의 제 1 로드(92)와 제 1 로드에서 연장된 제 1 직경보다 큰 직경의 제 2 로드(92')와 제 2 로드에서 연장된 제 1 직경의 제 3 로드(92'')와 제 3 로드에서 연장된 제 2 직경의 제 4 로드(92''')로 이루어진 로킹로드 및 제 2, 제 4 로드에 대응하는 직경의 원형슬롯(96')과 이 원형슬롯의 좌우에 연장된 제 1, 제 3 로드에 대응하는 폭을 갖는 타원슬롯(96'')으로 이루어진 로킹슬롯(96)을 포함한다. 이때, 로킹슬롯(96)의 개수는 로킹로드의 개수와 일치한다.

또한 안내통(91) 일측 단부로부터 소정거리 이격된 부분의 직경은 상기 챔버 네크(62')의 직경보다 약간 작거나 크다.

이와 같은 로킹수단을 이용하여 챔버(62)와 포집용기(90)를 결합하면, 먼저 안내통(91)의 단부로부터 소정길이가 챔버 네크(62') 내부로 삽입되거나 그 반대로 챔버 네크(62')가 안내통내로 삽입되고, 로킹로드는 로킹슬롯(96)의 원형슬롯(96')에 삽입된다.

이 상태에서 후술하는 포집용기(90)의 커버(98)를 죄측이나 우측으로 회전시키면, 제 3 로드(92)가 타원슬롯(96'')로 밀려들어가면서 타원슬롯이 제 4 로드 단부에 걸리게 되어 챔버(62)와 포집용기(90)가 단단히 결합된다.

또한 포집용기(90)는 안내통(91)과, 안내통에 일체로 형성된 커버(98)와 저장용기(97)로 구성된다. 커버(98)의 표면에는 정제된 가스가 상승할 수 있도록 다수의 가스 배출용 홀들(99)이 형성되어 있고 모서리는 소정길이로 절곡성형되어 있다.

또한 바람직하게 저장용기(97)의 바닥과 측면이 이루는 각은 제9도의 A부분의 확대 단면도인 제10도에서와 같이 저장용기(97)로 쌓여진 석출물들이 홀들(99)을 통하여 배출되는 가스를 따라 상승하지 못하도록 예각을 이루고 있다.

또한 바람직하게 저장용기(97)는 내부에 쌓여진 석출물의 양을 측정할 수 있도록 투명한 재질을 이용하거나 관측창을 측면에 형성할 수 있다.

장시간 사용에 의해 저장용기(97)에 석출물이 충진되어 교환 또는 청소할 필요가 있을 때는 커버(98)를 좌측이나 우측으로 회전시켜 제 4 로드(92''')가 로킹슬롯(96)의 원형슬롯에 정합되도록 한 다음, 커버(98)를 들어올린 후 제 1 로드(92)가 타원슬롯에 밀려 들어가도록 좌측이나 우측으로 회전시킨다. 이에 따라 타원슬롯은 제 2 로드(92')에 걸리게 되어 커버(98)와 저장용기는 분리된 상태를 유지하며, 이때 미세 분진입자가 충진된 저장용기를 교체할 수 있다.

또한 가스 배출용 홀들(99)을 통하여 배출된 가스는 포집용기(90)와 외벽(110) 사이의 공간을 통하여 외부에서 유입되는 냉각공기와 함께 혼합되어 배기구(108)를 통하여 필터링된 후 외부 대기중으로 배출된다.

또한 처리 장치의 측면 하단부에는 높낮이 조절용의 조절장치(107)와 이동용 롤러(106)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 다수의 환형 유입공들과 동심원상으로 설치된 다수의 격벽들로 구성된 반응방지수단을 이용하여 가열챔버 내 상부에서의 반응을 억제함으로써 건식 처리장체에서 상존하는 폭발의 위험성을 감소시킬 수 있다.

또한 수냉식에서 발생하는 여러 가지의 문제점들, 즉, 가열챔버의 하부에 발생하는 스케일의 생성과, 반응후의 수처리문제를 원천적으로 제거한다.

또한 2차 가열장치를 설치하여 폐가스의 유해성분과 공기의 반응율을 상승시키고 2차공기를 유입시킴으로써 폐가스와 공기의 혼합가스의 흐름을 원활히 하고, 포집장치의 외벽에 냉각 코일을 설치하여 반응후의 폐가스의 온도를 급락시켜 포집장치내부에 흡착되게 유도하여 반응분진을 석출효율을 향상시키며, 포집장치내의 밀폐된 구조에서 석출물을 포집함으로써 정제된 기체를 재차 처리하여야 하는 어려움을 극복할 수 있다.

또한, 저장용기와 커버를 상호 분리가 용이한 구조를 택함으로써 석출물이 충진된 용기의 교체를 용이하게 하고, 더욱이 저장용기의 저면 모서리를 예각지게 형성함으로써 용기내벽을 따라서 정제가스와 함께 석출물이 비산되는 현상을 방지할 수 있다.

Claims (15)

1. 폐가스, 불활성기체 및 공기가 각각 유입되는 유입헤드와; 상기 유입헤드로부터의 폐가스, 불활성 기체 및 공기를 혼합하여 형성되는 혼합가스를 가열에 의해 반응시켜 미세입자의 반응물을 생성하는 가열챔버와; 상기 가열챔버의 상부에서 상기 공기와 폐가스의 반응을 억제하기 위해 상기 가열챔버 내부 상측에 형성된 반응방지수단과; 상기 가열챔버와 연통되고 내벽에 부착된 상기 미세입자를 포집하는 포집장치와; 상기 포집장치와 결합수단을 통해 연결된 상기 포집된 미세입자를 저장하는 포집용기를 포함하는 폐가스 처리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 불활성기체는 질소인 폐가스 처리장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 가열챔버의 후단에 연결되어 상기 가열된 혼합가스를 재가열하는 2차 가열장치와; 상기 2차 가열장치의 후단에 연결되어 상기 포집장치의 전단에 공기를 유입시키는 2차 공기 유입부를 더 포함하는 폐가스 처리장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 유입헤드는 상기 유입헤드의 측면에 형성된 폐가스를 유입하기 위한 적어도 하나의 폐가스 유입공들과; 상기 유입헤드의 하부 중앙에 형성된 상기 폐가스와 상기 불활성기체를 혼합하여 배출하기 위한 배출공과; 상기 배출공에 대향하여 상기 유입헤드의 상부 중앙에 형성되며 유입된 상기 유입되는 폐가스의 완충작용을 하는 완충공을 포함하며, 상기 폐가스 유입공들, 배출공 및 완충공은 서로 연통되는 교차영역을 형성하는 폐가스 처리장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 완충공의 표면측 단부는 밀폐수단으로 밀봉되며, 불활성기체 유입관은 상기 밀폐수단을 관통하여 배출공까지 연장되는 폐가스 처리장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 반응방지수단은 상기 배출공을 중심으로 동심원상으로 일정간격 이격설치된 다수의 격벽들과; 상기 격벽들 사이에 형성된 통로들에 소정의 기체를 유입시키는 다수의 환형 분출공들을 포함하는 폐가스 처리장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 다수의 격벽들은 상기 배출공을 둘러싸서 제 1 통로를 형성하는 제 1 격벽과; 상기 제 1 격벽으로부터 소정 거리 이격되어 상기 반응방지용 불활성 기체 분출공을 둘러싸서 제 2 통로를 형성하는 제 2 격벽과; 상기 제 2 격벽으로부터 소정거리 이격되어 상기 공기 분출공을 둘러싸서 제 3 통로를 형성하는 제 3 격벽을 포함하며, 상기 제 1 격벽의 길이는 상기 제 2 및 제 3 격벽의 길이보다 긴 폐가스 처리장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 포집장치는 하부에 네크가 형성된 호퍼형상의 챔버와, 상기 챔버 내벽에 부착된 상기 미세입자를 긁어내기 위한 스크레이퍼 수단과, 상기 스크레이퍼 수단을 구동하는 구동장치를 포함하며, 상기 스크레이퍼 수단은 원통형 베이스와; 상기 베이스의 일측 단부에서 연장된 적어도 하나 이상의 스크레이퍼날과; 상기 베이스에 부착고정되고 상기 구동장치의 회전력을 전달하는 적어도 하나 이상의 전달부재와; 일측에 원뿔형 안내판이 부착되고 타측은 상기 베이스에 고정되어 상기 원통형 베이스의 수평단면에 대해 수직방향으로 중심에 위치한 회전로드를 포함하고, 상기 구동장치는 구동모터와; 상기 구동모터의 회전력을 회전축에 전달하기 위한 베벨기어와; 상기 회전축에 고정된 워엄과; 상기 워엄에 치차결합되고 상기 네크를 회전가능하게 둘러싸는 워엄휠을 포함하는 폐가스 처리장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 챔버의 외벽을 둘러싸는 냉각장치와; 상기 안내판에 부착된 상기 미세입자를 제거하기 위한 적어도 하나의 스크레이퍼날과; 상기 스크레이퍼날을 상기 챔버 상측 내면에 고정하기 위한 지지대를 더 포함하는 폐가스 처리장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 결합수단은 상기 가열챔버 후단에 형성된 챔버 네크 단부에서 소정거리 이격되어 형성된 제 1 지지플레이트와; 상기 제 1 지지플레이트에 대향하여 상기 포집용기의 안내통 일측 단부로부터 소정거리 이격되어 설치된 제 2 지지플레이트와; 상기 제 1 및 제 2 지지플레이트상에 각각 형성된 한 쌍의 로킹수단을 포함하는 폐가스 처리장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 포집용기는 안내통과; 상기 안내통에 일체로 형성되며 모서리가 절곡된 커버와; 상기 커버에 분리가능하게 부착되는 저장용기를 포함하는 폐가스 처리장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 커버의 표면에는 정제된 가스가 상승할 수 있도록 다수의 가스 배출용 홀들이 형성되며, 상기 저장용기의 바닥과 측면이 이루는 각은 예각인 폐가스 처리장치.
13. 폐가스, 불활성기체 및 공기를 각각 유입하는 단계와; 유입부 근처에서 상기 폐가스와 상기 공기의 상호반응을 억제하여 폭발을 방지하는 단계와; 상기 기체들을 혼합가열하여 반응시켜 미세입자의 분진을 생성하는 단계와; 상기 미세입자를 포집하는 단계와; 상기 포집된 미세입자를 모으고 정제된 가스는 외부로 방출하는 단계를 포함하는 폐가스 처리방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 폭발을 방지하는 단계는 상기 유입부 근처에 상기 폐가스와 상기 공기와의 사이에 상기 불활성기체의 차단막을 형성함으로써 반응을 억제시키는 폐가스 처리방법.
15. 제14 항에 있어서, 상기 미세입자의 분진을 생성하는 단계이후에 상기 미세입자의 분진이 함유된 혼합가스를 2차 가열하는 단계와 2차 유입공기에 의해 상기 혼합가스를 가속 및 재반응시키는 단계를 더 포함하는 폐가스 처리방법.