KR102325814B1 - 스크러버용 버너 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 관 형상이며 제 1 본체를 구비하는 제 1 노즐과, 관 형상이며 상기 제 1 본체의 외주면을 감싸도록 위치하는 제 2 본체를 구비하는 제 2 노즐 및 관 형상이며 상기 제 2 본체의 외주면을 감싸도록 위치하는 제 3 본체를 구비하는 제 3 노즐을 포함하는 스크러버용 버너를 개시한다.
Description
본 발명은 전자 산업 공정에서 발생되는 폐가스를 처리하는 스크러버에 장착되는 스크러버용 버너에 관한 것이다.
반도체 생산 공정, LCD 생산 공정 또는 OLED 생산 공정과 같은 전자 산업 공정에서 발생되는 폐가스는 VOC, PFC 가스, 수분 및 기타 이물질등의 혼합물로 구성된다. 상기 폐가스는 반도체 식각 공정 또는 화학 증착 공정 중에 발생되는 많이 발생되며, 지구 온난화를 촉진시키는 가스를 포함하고 있다. 또한, 상기 폐가스에 포함된 PPC가스는 처리시 분해가 잘 안되는 가스로 알려져 있다. 상기 폐가스에 포함된 PFC 가스는 가열 방식, 흡착 방식 또는 플라즈마 방식의 스크러버에 의하여 처리되고 있다.
상기 가열 방식의 스크러버는 일반적으로 불꽃을 생성하여 폐가스를 가열하는 버너부와, 버너부의 하부에 장착되어 폐가스의 연소 및 반응을 진행시켜 부산물 입자를 생성하는 반응 챔버 및 반응 챔버의 하부에 일측이 위치하여 부산물 입자와 수용성 폐가스를 포집하는 수조 탱크를 포함할 수 있다. 상기 버너부는 공급되는 산화제와 연료를 이용하여 화염을 형성하고 폐가스를 가열하여 분해할 수 있다. 상기 폐가스는 공정에 따라 배출되는 가스의 종류와 함량이 다를 수 있다. 따라서, 상기 버너부는 폐가스의 보다 효율적인 연소를 위하여 폐가스의 종류에 따라 적정한 화염을 형성할 필요가 있다.
본 발명은 폐가스의 연소 과정에서 일산화탄소와 질소산화물의 발생을 저감할 수 있는 스크러버용 버너를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 스크러버용 버너는 관 형상이며 인 제 1 본체를 구비하는 제 1 노즐과, 관 형상이며 상기 제 1 본체의 외주면을 감싸도록 위치하는 제 2 본체를 구비하는 제 2 노즐 및 관 형상이며 상기 제 2 본체의 외주면을 감싸도록 위치하는 제 3 본체를 구비하는 제 3 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 스크러버용 버너는 상기 제 1 노즐이 산화제를 분사하며, 상기 제 2 노즐이 연료 또는 연료와 산화제가 혼합된 혼합 가스를 분사하며, 상기 제 3 노즐이 산화제 또는 연료와 산화제가 혼합된 혼합 가스를 분사할 수 있다. 이때, 상기 제 1 노즐에서 분사되는 산화제는 상기 제 1 노즐에서 분사되는 산화제는 상기 제 3 노즐에서 분사되는 산화제와 산소의 함량이 다를 수 있다.
또한, 본 발명의 스크러버용 버너는 상기 제 1 본체의 내부에 형성되어 상기 제 1 노즐에서 분사되는 산화제가 흐르는 통로인 제 1 통로와, 상기 제 1 본체의 외주면과 제 2 본체의 내주면 사이에 형성되어 상기 제 2 노즐에서 분사되는 연료 또는 연료와 산화제의 혼합 가스가 흐르는 제 2 통로 및 제 2 본체의 외주면과 제 3 본체의 내주면 사이에 형성되어 상기 제 3 노즐에서 분사되는 산화제 또는 연료와 산화제의 혼합 가스가 흐르는 제 3 통로를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 스크러버용 버너는 상기 제 1 본체와 제 2 본체 및 제 3 본체가 동일한 중심 축을 가지도록 위치할 수 있다.
또한, 본 발명의 스크러버용 버너는 상기 제 1 본체와 제 2 본체 및 제 3 본체의 하단이 서로 동일한 높이에 위치할 수 있다.
또한, 본 발명의 스크러버용 버너는 상기 제 1 본체와 제 2 본체 및 제 3 본체의 하단이 서로 다른 높이에 위치할 수 있다.
또한, 본 발명의 스크러버용 버너는 상기 제 1 본체와 제 2 본체의 하단이 서로 동일한 높이에 위치하며, 상기 제 3 본체의 하단이 상기 제 1 본체와 제 2 본체의 하단보다 하부에 위치할 수 있다.
또한, 본 발명의 스크러버용 버너는 상기 제 1 본체와 제 2 본체 사이에 위치하여 상기 제 1 본체와 제 2 본체 사이의 이격 거리를 유지하는 제 1 이격 부재 및 상기 제 2 본체와 제 3 본체 사이에 위치하여 상기 제 2 본체와 제 3 본체 사이의 이격 거리를 유지하는 제 2 이격 부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 이격 부재와 제 2 이격 부재는 다공성 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 스크러버용 버너는 유입되는 폐가스의 종류에 따라 내측에 위치하는 제 1 노즐과 외측에 위치하는 제 3 노즐로 공급되는 산화제의 종류를 변경하여 화염의 안정성을 증가시키고 배출되는 일산화탄소와 질소산화물의 발생을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 스크러버용 버너는 외측에 위치하는 제 3 노즐의 단부가 내측에 위치하는 노즐보다 하부로 돌출되므로 화염 주위로 유입되는 폐가스에 의하여 화염이 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 스크러버용 버너는 외측에 위치하는 제 3 노즐의 재질을 내부식성 재질로 형성하여 폐가스에 의하여 부식되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 스크러버용 버너는 다공성 재질의 이격 부재가 노즐들 사이를 지지하므로 노즐간 간격이 일정하게 유지되어 연료 및 산화제가 균일하게 공급되고 화염이 일정하게 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버용 버너의 수직 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A에 대한 수평 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B에 대한 수평 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크러버용 버너의 수직 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버용 버너가 장착된 스크러버의 부분 수직 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A에 대한 수평 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B에 대한 수평 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크러버용 버너의 수직 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버용 버너가 장착된 스크러버의 부분 수직 단면도이다.
이하, 첨부된 도면과 실시예를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버용 버너에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시예들에 따른 스크러버용 버너에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버용 버너의 수직 단면도이다. 도 2는 도 1의 A-A에 대한 수평 단면도이다. 도 3은 도 1의 B-B에 대한 수평 단면도이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크러버용 버너의 수직 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버용 버너(10)는, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 제 1 노즐(110)과 제 2 노즐(120) 및 제 3 노즐(130)을 포함한다. 상기 스크러버용 버너(10)는 제 1 이격 부재(140) 및 제 2 이격 부재(150)를 더 포함할 수 있다. 상기 스크러버용 버너(10)는 제 1 노즐(110)과 제 2 노즐(120) 및 제 3 노즐(130)이 동일한 중심축을 가지는 3중관 형태를 이루도록 형성될 수 있다. 상기 스크러버용 버너(10)는 반도체 공정 폐가스 처리용 스크러버에 장착되어 폐가스를 연소시킬 수 있다.
상기 스크러버용 버너(10)는 처리되는 폐가스의 종류에 따라 제 1 노즐(110)과 제 2 노즐(120) 및 제 3 노즐(130)에서 연료와 산화제를 선택적으로 분사할 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 노즐(110)은 산화제를 분사하고, 제 2 노즐(120)은 연료를 분사하며, 제 3 노즐(130)은 산화제를 분사할 수 있다. 또한, 상기 제 1 노즐에서 분사되는 산화제의 산소 함량과 제 3 노즐에서 분사되는 산화제의 산소 함량이 서로 다를 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 노즐(110)에서 분사되는 산화제는 산소 함량이 제 3 노즐(130)에서 분사되는 산화제의 산소 함량보다 상대적으로 많을 수 있다. 이러한 경우에, 상기 스크러버용 버너(10)는 제 1 노즐(110)에서 분사되는 산화제로 제 2 노즐(120)에서 분사되는 연료가 확산되면서 내측에 화염을 안정적으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 스크러버용 버너(10)는 제 3 노즐(130)에서 분사되는 산화제에 의하여 화염을 안정적으로 유지할 수 있다. 또한, 상기 제 1 노즐에서 분사되는 산화제는 산소의 함량이 제 3 노즐에서 분사되는 산화제의 산소 함량보다 상대적으로 작을 수 있다.
또한, 상기 제 1 노즐(110)은 산화제를 분사하고, 제 2 노즐(120)과 제 3 노즐(130)은 연료를 분사할 수 있다. 이러한 경우에 상기 스크러버용 버너(10)는 제 1 노즐(110)에서 분사되는 산화제와 제 2 노즐(120)과 제 3 노즐(130)에서 분사되는 연료가 접촉되어 화염을 형성한다. 특히, 상기 스크러버용 버너(10)는 연료가 내측에 분사되는 산화제 방향으로 확산되면서 상대적으로 내측에 안정적인 화염을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제 1 노즐(110)은 산화제를 분사하고, 제 2 노즐(120)과 제 3 노즐(130)은 연료와 산화제를 혼합하여 분사할 수 있다. 또한, 상기 제 1 노즐(110)과 제 3 노즐(130)은 산화제를 분사하고, 제 2 노즐(120)은 연료와 산화제를 혼합하여 분사할 수 있다. 이러한 경우에 상기 스크러버용 버너(10)는 연료의 일부가 사전에 산화제와 혼합되어 분사되면서 화염을 형성하므로 질소산화물의 생성을 저감시킬 수 있다.
상기 산화제는 산소, CDA, 공기, 산소+공기, 산소+CDA, 산소+질소, CDA+질소, 공기+질소, 산소+공기+질소가 사용될 수 있다. 또한, 상기 연료는 수소(Hydrogen, H2), 메탄(Methane, CH4), 프로판(Propane, C3H8), 도시가스(Natural Gas, CH4+C3H8+etc)가 사용될 수 있다. 또한, 상기 연료는 모든 탄화수소계 연료(CnHm)가 사용될 수 있다.
이하의 설명에서는 내측, 내측면 또는 내주면은 도 1에서 제 1 노즐(110)의 중심축 방향을 향하는 방향 또는 면이며, 외측, 외측면 또는 외주면은 그 반대 방향 또는 면을 의미한다. 또한, 상측 또는 상면은 도 1에서 상부를 향하는 방향 또는 면이며, 하측 또는 하면은 도 1에서 하부를 향하는 방향 또는 면을 의미한다.
상기 제 1 노즐(110)은 제 1 본체(111) 및 제 1 공급관(113)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 노즐(110)은 스크러버용 버너(10)에서 가장 내측에 위치할 수 있다. 상기 제 1 노즐(110)은 산화제를 분사할 수 있다. 상기 제 1 노즐(110)은 산화제가 흐르는 제 1 통로(110a)를 형성할 수 있다.
상기 제 1 본체(111)는 상부와 하부가 개방된 관 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제 1 본체(111)는 내부에 제 1 통로(110a)를 형성할 수 있다. 상기 제 1 본체(111)는 제 1 내경과 제 1 외경 및 제 1 높이를 가질 수 있다. 상기 제 1 본체(111)는 상부와 하부에서 제 1 내경이 동일할 수 있다. 또한, 상기 제 1 본체(111)는 상부와 하부에서 제 1 외경이 동일할 수 있다. 즉, 상기 제 1 본체(111)는 직선 형상의 관으로 형성될 수 있다. 상기 제 1 내경은 분사되는 산화제의 량에 따라 적정한 직경으로 결정될 수 있다. 즉, 상기 제 1 내경은 산화제가 흐르는데 필요한 제 1 통로(110a)의 수평 단면적에 대응되는 직경으로 결정될 수 있다.
상기 제 1 본체(111)는 필요한 강도와 내열성에 따라 제 1 외경이 결정되며, 적정한 두께로 형성될 수 있다. 상기 제 1 높이는 스크러버용 버너(10)가 장착되는 스크러버의 구조에 따라 적정한 높이로 형성될 수 있다. 상기 제 1 본체(111)는 하단이 평면을 이루도록 형성될 수 있다. 상기 제 1 본체(111)는 스테인레스 스틸과 같은 내부식성 금속 재질로 형성될 수 있다. 상기 제 1 본체(111)는 F 또는 Cl과 같은 성분과 접촉될 수 있으므로 내부식성 재질로 형성될 수 있다.
상기 제 1 공급관(113)은 제 1 본체(111)와 동일한 내경을 갖는 관으로 형성될 수 있다. 상기 제 1 공급관(113)은 스크러버용 버너(10)가 형성되는 위치에 따라 직선 또는 곡선을 이루도록 형성될 수 있다. 상기 제 1 공급관(113)은 하단이 제 1 본체(111)의 상단과 연결되며, 외부에서 공급되는 산화제를 제 1 본체(111)로 공급한다.
상기 제 2 노즐(120)은 제 2 본체(121)와 제 2 밀폐링(122) 및 제 2 공급관(123)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 노즐(120)은 스크러버용 버너(10)에서 제 1 노즐(110)의 외측에 위치할 수 있다. 상기 제 2 노즐(120)은 내측에 연료와 산화제중 적어도 어느 하나가 흐르는 제 2 통로(120a)를 형성할 수 있다. 상기 제 2 노즐(120)은 연료만을 분사하거나 연료와 산화제가 혼합된 혼합 가스를 분사할 수 있다.
상기 제 2 본체(121)는 상부와 하부가 개방된 관 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제 2 본체(121)는 제 2 내경과 제 2 외경 및 제 2 높이를 가질 수 있다. 상기 제 2 본체(121)는 상부와 하부에서 제 2 내경이 동일할 수 있다. 또한, 상기 제 2 본체(121)는 상부와 하부에서 제 2 외경이 동일할 수 있다. 즉, 상기 제 2 본체(121)는 직선 형상의 관으로 형성될 수 있다. 상기 제 2 내경은 제 1 본체(111)의 제 1 외경보다 큰 직경으로 형성될 수 있다.
상기 제 2 본체(121)는 중심 축이 제 1 본체(111)의 중심축과 동일하게 위치하도록 제 1 본체(111)의 외측에 위치할 수 있다. 예를 들면, 상기 제 2 본체(121)는 수평 단면을 기준으로 제 1 본체(111)와 동심원을 형성하도록 제 1 본체(111)와 결합될 수 있다. 상기 제 2 본체(121)는 내주면이 전체적으로 제 1 본체(111)의 외주면을 감싸도록 위치하여 제 2 통로(120a)를 형성할 수 있다. 즉, 상기 제 1 본체(111)가 제 2 본체(121)의 내측에 삽입될 수 있다. 또한, 상기 제 2 통로(120a)는 제 1 본체(111)의 외주면과 제 2 본체(121)의 내주면 사이의 공간으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 내경은 분사되는 연료 또는 혼합 가스의 양과 제 1 본체(111)의 외경에 따라 적정한 직경으로 결정될 수 있다. 즉, 상기 제 2 내경은 제 2 통로(120a)의 수평 단면적과 제 1 외경에 따라 결정될 수 있다. 상기 제 2 통로(120a)는 제 2 노즐(120)에서 분사되는 연료 또는 연료와 산화제의 혼합 가스가 흐르는 경로를 제공한다.
또한, 상기 제 2 높이는 스크러버용 버너(10)가 장착되는 스크러버의 구조에 따라 적정한 높이로 형성될 수 있다. 상기 제 2 높이는 제 1 본체(111)의 제 1 높이보다 작은 높이로 형성될 수 있다. 상기 제 2 본체(121)는 하단이 평면을 이루도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 2 본체(121)는 하단이 제 1 본체(111)의 하단과 동일한 높이에 위치하도록 제 1 본체(111)와 결합될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 본체(121)는 상단이 제 1 본체(111)의 상단보다 하부에 위치할 수 있다. 상기 제 2 본체(121)는 필요한 강도와 내열성에 따라 제 2 외경이 결정되며, 적정한 두께로 형성될 수 있다. 상기 제 2 본체(121)는 스테인레스 스틸과 같은 내부식성 금속 재질로 형성될 수 있다. 상기 제 2 본체(121)는 F 또는 Cl과 같은 성분과 접촉될 수 있으므로 내부식성 재질로 형성될 수 있다.
상기 제 2 밀폐링(122)은 제 2 관통홀(122a)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 밀폐링(122)은 제 2 본체(121)의 제 2 내경 또는 제 2 외경에 대응되는 직경을 가지는 판상으로 형성될 수 있다. 상기 제 2 관통홀(122a)은 제 1 본체(111)의 제 1 외경에 대응되는 직경으로 형성될 수 있다. 상기 제 2 밀폐링(122)은 제 2 본체(121)의 상단을 밀폐하면서 제 1 본체(111)가 삽입되는 경로를 제공한다. 상기 제 1 본체(111)는 제 2 관통홀(122a)을 통하여 제 2 본체(121)의 내측으로 삽입되어 결합된다.
상기 제 2 공급관(123)은 소정 내경을 갖는 관으로 형성될 수 있다. 상기 제 2 공급관(123)은 일단이 제 2 본체(121)의 상부에 결합되면서 제 2 통로(120a)와 연결될 수 있다. 상기 제 2 공급관(123)은 스크러버용 버너(10)가 형성되는 위치에 따라 직선 또는 곡선을 이루도록 형성될 수 있다. 상기 제 2 공급관(123)은 외부에서 공급되는 연료 또는 혼합 가스를 제 2 본체(121)로 공급한다.
상기 제 3 노즐(130)은 제 3 본체(131)와 제 3 밀폐링(132) 및 제 3 공급관(133)을 포함할 수 있다. 상기 제 3 노즐은 스크러버용 버너(10)에서 제 2 노즐(120)의 외측에 위치할 수 있다. 상기 제 3 노즐(130)은 내측에 연료와 산화제중 적어도 어느 하나가 흐르는 제 3 통로(130a)를 형성할 수 있다. 상기 제 3 노즐(130)은 연료만을 분사하거나 연료와 산화제가 혼합된 혼합 가스를 분사할 수 있다.
상기 제 3 본체(131)는 상부와 하부가 개방된 관 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제 3 본체(131)는 제 3 내경과 제 3 외경 및 제 3 높이를 가질 수 있다. 상기 제 3 본체(131)는 상부와 하부에서 제 3 내경이 동일할 수 있다. 또한, 상기 제 3 본체(131)는 상부와 하부에서 제 3 외경이 동일할 수 있다. 즉, 상기 제 3 본체(131)는 직선 형상의 관으로 형성될 수 있다. 상기 제 3 내경은 제 2 본체(121)의 제 2 외경보다 큰 직경으로 형성될 수 있다. 상기 제 3 본체(131)는 중심 축이 제 1 본체(111)의 중심축과 동일하게 위치하도록 제 2 본체(121)의 외측에 위치할 수 있다. 예를 들면, 상기 제 2 본체(121)가 제 3 본체(131)의 내측에 삽입될 수 있다. 또한, 상기 제 3 본체(131)는 수평 단면을 기준으로 제 1 본체(111) 및 제 2 본체(121)와 동심원을 형성하도록 제 2 본체(121)와 결합될 수 있다.
상기 제 3 본체(131)는 내주면이 전체적으로 제 2 본체(121)의 외주면을 감싸도록 위치하여 제 3 통로(130a)를 형성할 수 있다. 상기 제 3 통로(130a)는 제 2 본체(121)의 외주면과 제 3 본체(131)의 내주면 사이의 공간으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제 3 내경은 분사되는 연료 또는 혼합 가스의 양과 제 2 본체(121)의 외경에 따라 적정한 직경으로 결정될 수 있다. 즉, 상기 제 3 내경은 제 3 통로(130a)의 수평 단면적과 제 2 외경에 따라 결정될 수 있다. 상기 제 3 통로(130a)는 제 3 노즐(130)에서 분사되는 산화제 또는 연료와 산화제의 혼합 가스가 흐르는 경로를 제공한다.
또한, 상기 제 3 높이는 스크러버용 버너(10)가 장착되는 스크러버의 구조에 따라 적정한 높이로 형성될 수 있다. 상기 제 3 높이는 제 2 본체(121)의 제 2 높이보다 작은 높이로 형성될 수 있다. 상기 제 3 본체(131)는 하단이 평면을 이루도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 3 본체(131)는 하단이 제 1 본체(111)의 하단 및 제 2 본체(121)의 하단과 동일한 높이를 이루도록 제 2 본체(121)와 결합될 수 있다. 상기 제 3 본체(131)는 상단이 제 2 본체(121)의 상단보다 하부에 위치할 수 있다.
한편, 다른 실시예에 따르면, 도 4를 참조하면, 상기 제 3 본체(131)는 하단이 제 1 본체(111) 및 제 2 본체(121)의 하단보다 하부에 위치하도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 1 본체(111)와 제 2 본체(121)는 서로 동일한 높이에 위치할 수 있다. 상기 제 3 본체(131)는 형성되는 화염의 외측을 감싸서 화염이 형성되는 영역으로 폐가스가 유입되는 것을 차단할 수 있다. 따라서, 상기 스크러버용 버너(10)는 반도체 공정에서 공급되는 폐가스에 의하여 화염이 꺼지는 현상을 예방할 수 있다. 특히, 상기 반도체 공정에서 공급되는 폐가스에 다량의 질소가 함유되는 경우에도 화염이 꺼지는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 스크러버용 버너(10)는 구체적으로 도시하지 않았지만, 제 1 본체(111)와 제 2 본체(121) 및 제 3 본체(131)의 하단이 높이가 서로 다르게 형성되면서 연료와 산화제의 사전 혼합에 따른 연소 효율 증가 또는 연료의 역환산에 따른 연소 효율 증가를 증가시킬 수 있다.
상기 제 3 본체(131)는 필요한 강도와 내열성에 따라 제 3 외경이 결정되며, 적정한 두께로 형성될 수 있다. 상기 제 3 본체(131)는 스테인레스 스틸과 같은 내부식성 금속 재질로 형성될 수 있다. 상기 제 3 본체(131)는 F 또는 Cl과 같은 성분과 접촉될 수 있으므로 내부식성 재질로 형성될 수 있다.
상기 제 3 밀폐링(132)은 제 3 관통홀(132a)을 포함할 수 있다. 상기 제 3 밀폐링(132)은 제 3 본체(131)의 제 3 내경 또는 제 3 외경에 대응되는 직경을 가지는 판상으로 형성될 수 있다. 상기 제 3 관통홀(132a)은 제 2 본체(121)의 제 2 외경에 대응되는 직경으로 형성될 수 있다. 상기 제 3 밀폐링(132)은 제 3 본체(131)의 상단을 밀폐하면서 제 2 본체(121)가 삽입되는 경로를 제공한다. 상기 제 2 본체(121)는 제 3 관통홀(132a)을 통하여 제 3 본체(131)의 내측으로 삽입되어 결합된다.
상기 제 3 공급관(133)은 소정 내경을 갖는 관으로 형성될 수 있다. 상기 제 3 공급관(133)은 일단이 제 3 본체(131)의 상부에 결합되면서 제 3 통로(130a)와 연결될 수 있다. 상기 제 3 공급관(133)은 스크러버용 버너(10)가 형성되는 위치에 따라 직선 또는 곡선을 이루도록 형성될 수 있다. 상기 제 3 공급관(133)은 외부에서 공급되는 연료 또는 혼합 가스를 제 3 본체(131)로 공급한다.
상기 제 1 이격 부재(140)는 블록, 막대 또는 판상이며, 제 1 본체(111)와 제 2 본체(121) 사이의 거리에 대응되는 길이 또는 폭으로 형성될 수 있다. 상기 제 1 이격 부재(140)는 제 1 본체(111)의 외경과 제 2 본체(121)의 외경 사이의 거리에 대응되는 길이로 형성될 수 있다. 이러한 경우에 상기 제 1 이격 부재(140)는 내측단이 제 1 본체(111)의 외주면에 접촉되고, 외측단이 제 2 본체(121)를 관통하여 외주면으로 노출되도록 결합될 수 있다. 또한, 상기 제 1 이격 부재(140)는 제 1 본체(111)의 외경과 제 2 본체(121)의 내경 사이의 거리에 대응되는 길이로 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 제 1 이격 부재(140)는 내측단이 제 1 본체(111)의 외주면에 접촉되고 외측단이 제 2 본체(121)의 내주면에 접촉될 수 있다. 상기 제 1 이격 부재(140)는 내측단이 제 1 본체(111)의 외경 또는 내경에 대응되는 호 형상이고, 외측단이 제 2 본체(121)의 내경 또는 외경에 대응되는 호 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 이격 부재(140)는 다공성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 이격 부재(140)는 다공성판(Perforated Plate), 비드(Bead), 다공성 폼(Foam), 소결판(Sintering Plate), 금속 섬유(Metal Fiber), 적층 배드(Packed Bed)와 같은 재질로 형성될 수 있다.
상기 제 1 이격 부재(140)는 복수 개가 제 1 본체(111)의 높이 방향을 따라 이격되면서 위치할 수 있다. 또한, 상기 제 1 이격 부재(140)는 적어도 2개가 제 1 본체(111)의 원주 방향을 따라 서로 이격되면서 위치할 수 있다. 상기 제 1 이격 부재(140)는 제 1 본체(111)와 제 2 본체(121)를 지지하여 제 1 본체(111)와 제 2 본체(121)의 이격 거리를 유지한다. 보다 구체적으로는, 상기 제 1 이격 부재(140)는 내측과 외측이 각각 제 1 본체(111)와 제 2 본체(121)에 결합되어 제 1 본체(111)의 외주면과 제 2 본체(121)의 내주면 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 한다.
상기 제 2 이격 부재(150)는 블록, 막대 또는 판상이며, 제 2 본체(121)와 제 3 본체(131) 사이의 거리에 대응되는 길이 또는 폭으로 형성될 수 있다. 상기 제 2 이격 부재(150)는 제 2 본체(121)의 외경과 제 3 본체(131)의 외경 사이의 거리에 대응되는 길이로 형성될 수 있다. 이러한 경우에 상기 제 2 이격 부재(150)는 내측단이 제 2 본체(121)의 외주면에 접촉되고, 외측단이 제 3 본체(131)를 관통하여 외주면으로 노출되도록 결합될 수 있다. 또한, 상기 제 2 이격 부재(150)는 제 2 본체(121)의 외경과 제 3 본체(131)의 내경 사이의 거리에 대응되는 길이로 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 제 2 이격 부재(150)는 내측단이 제 2 본체(121)의 외주면에 접촉되고 외측단이 제 3 본체(131)의 내주면에 접촉될 수 있다. 상기 제 2 이격 부재(150)는 내측단이 제 2 본체(121)의 외경 또는 내경에 대응되는 호 형상이고, 외측단이 제 3 본체(131)의 내경 또는 외경에 대응되는 호 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제 2 이격 부재(150)는 다공성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 2 이격 부재(150)는 다공성판(Perforated Plate), 비드(Bead), 다공성 폼(Foam), 소결판(Sintering Plate), 금속 섬유(Metal Fiber), 적층 배드(Packed Bed)와 같은 재질로 형성될 수 있다.
상기 제 2 이격 부재(150)는 복수 개가 제 2 본체(121)의 높이 방향을 따라 이격되면서 위치할 수 있다. 또한, 상기 제 2 이격 부재(150)는 적어도 2개가 제 2 본체(121)의 원주 방향을 따라 서로 이격되면서 위치할 수 있다. 상기 제 2 이격 부재(150)는 제 2 본체(121)와 제 3 본체(131)를 지지하여 제 2 본체(121)와 제 3 본체(131)의 이격 거리를 유지한다. 보다 구체적으로는, 상기 제 2 이격 부재(150)는 내측과 외측이 각각 제 2 본체(121)와 제 3 본체(131)에 결합되어 제 2 본체(121)의 외주면과 제 3 본체(131)의 내주면 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 한다.
상기 스크러버용 버너(10)는 제 1 본체(111)와 제 2 본체(121)와 제 3 본체(131)가 서로 분리 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 2 본체(121)의 제 2 밀폐링(122)은 제 1 본체(111)의 외주면에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 또한, 상기 제 3 본체(131)의 제 3 밀폐링(132)은 제 2 본체(121)의 외주면과 분리 가능하게 결합될 수 있다. 또한, 상기 제 1 이격 부재(140)와 제 2 이격 부재(150)는 각각 제 1 본체(111)와 제 2 본체(121) 또는 2 본체와 제 3 본체(131)와 분리 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 상기 스크러버용 버너(10)는 어느 하나의 본체가 상대적으로 심하게 부식되는 경우에 해당 본체만을 교체함으로써 전체적인 유지 비용을 절감할 수 있다.
또한, 상기 스크러버용 버너(10)는 제 1 노즐(110)과 제 3 노즐(130)에서 분사되는 산화제를 조정하여 연료 과잉(rich)의 연소 조건으로 부분 산화 화염을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 스크러버용 버너(10)는 부분 산화 화염에 의하여 발생되는 수소 라디컬을 이용하여 NF3 및 CF4 DRE(%)를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 스크러버용 버너(10)는 반도체 공정에서 배출되는 폐가스의 종류 예를 들면, PFCs 가스의 종류에 따라 제 1 노즐(110)과 제 2 노즐(120)에서 분사되는 산화제의 종류를 달리하여 화염의 온도 및 강도를 조정함으로써 PFCs 가스의 DRE(%)를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 스크러버용 버너(10)는 제 1 노즐(110) 또는 제 3 노즐(130)에서 분사되는 산화제를 산소 또는 질소의 함량이 감소된 혼합 가스를 사용함으로써 연소 과정에서 발생되는 일산화탄소 및 질소산화물의 배출량을 감소시킬 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버용 버너가 장착되는 스크러버에 대하여 개략적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버용 버너가 장착된 스크러버의 부분 수직 단면도이다.
상기 스크러버는 스크러버용 버너(10)와 하우징(20) 및 폐가스 유입관(30)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 스크러버는 반도체 공정에서 배출되는 폐가스를 처리할 수 있다. 상기 스크러버는 하우징(20)과 폐가스 유입관(30)이 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 도 5에 도시된 구조는 예시적인 구조에 해당한다.
상기 스크러버는 구체적으로 도시하지 않았지만, 하우징(20)의 하부에 위치하여 폐가스를 연소시키는 연소 챔버 및 수조 탱크를 더 포함할 수 있다.
상기 하우징(20)과 폐가스 유입관(30)은 스크러버에서 사용되는 일반적인 구조이므로 여기서 구체적인 설명을 생략한다.
상기 스크러버용 버너(10)는 상기에서 설명한 도 1 내지 도 4에 따른 스크러버용 버너(10)로 형성될 수 있다.
상기 스크러버는 스크러버용 버너(10)에서 화염이 형성되면, 폐가스 유입관(30)을 통하여 폐가스를 유입시켜 연소시킬 수 있다. 이때, 상기 폐가스 유입관(30)에서 유입되는 폐가스는 화염과 접촉되면서 가열되어 연소될 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 스크러버용 버너를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
110: 제 1 노즐 111: 제 1 본체
113: 제 1 공급관 120: 제 2 노즐
121: 제 2 본체 122: 제 2 밀폐링
123: 제 2 공급관 130: 제 3 노즐
131: 제 3 본체 132: 제 3 밀폐링
133: 제 3 공급관 140: 제 1 이격 부재
150: 제 2 이격 부재
113: 제 1 공급관 120: 제 2 노즐
121: 제 2 본체 122: 제 2 밀폐링
123: 제 2 공급관 130: 제 3 노즐
131: 제 3 본체 132: 제 3 밀폐링
133: 제 3 공급관 140: 제 1 이격 부재
150: 제 2 이격 부재
Claims (10)
- 관 형상이며 제 1 본체를 구비하는 제 1 노즐과,
관 형상이며 상기 제 1 본체의 외주면을 감싸도록 위치하는 제 2 본체를 구비하는 제 2 노즐 및
관 형상이며 상기 제 2 본체의 외주면을 감싸도록 위치하는 제 3 본체를 구비하는 제 3 노즐을 포함하며,
상기 제 1 본체와 제 2 본체 사이에 위치하여 상기 제 1 본체와 제 2 본체 사이의 이격 거리를 유지하는 제 1 이격 부재 및
상기 제 2 본체와 제 3 본체 사이에 위치하여 상기 제 2 본체와 제 3 본체 사이의 이격 거리를 유지하는 제 2 이격 부재를 포함하며,
상기 제 1 이격 부재는 블록 또는 막대 형상이며, 적어도 2개가 상기 제 1 본체의 원주 방향을 따라 이격되면서 위치하며,
상기 제 2 이격 부재는 블록 또는 막대 형상이며, 적어도 2개가 상기 제 2 본체의 원주 방향을 따라 서로 이격되면서 위치하는 것을 특징으로 하는 스크러버용 버너. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 노즐은 산화제를 분사하며,
상기 제 2 노즐은 연료 또는 연료와 산화제가 혼합된 혼합 가스를 분사하며,
상기 제 3 노즐은 산화제 또는 연료와 산화제가 혼합된 혼합 가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 스크러버용 버너. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 노즐에서 분사되는 산화제는 상기 제 3 노즐에서 분사되는 산화제와 산소의 함량이 다른 것을 특징으로 하는 스크러버용 버너. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 본체의 내부에 형성되어 상기 제 1 노즐에서 분사되는 산화제가 흐르는 통로인 제 1 통로와,
상기 제 1 본체의 외주면과 제 2 본체의 내주면 사이에 형성되어 상기 제 2 노즐에서 분사되는 연료 또는 연료와 산화제의 혼합 가스가 흐르는 제 2 통로 및
제 2 본체의 외주면과 제 3 본체의 내주면 사이에 형성되어 상기 제 3 노즐에서 분사되는 산화제 또는 연료와 산화제의 혼합 가스가 흐르는 제 3 통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크러버용 버너. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 본체와 제 2 본체 및 제 3 본체는 동일한 중심 축을 가지도록 위치하는 것을 특징으로 하는 스크러버용 버너. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 본체와 제 2 본체 및 제 3 본체는 하단이 서로 동일한 높이에 위치하는 것을 특징으로 하는 스크러버용 버너. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 본체와 제 2 본체 및 제 3 본체는 하단이 서로 다른 높이에 위치하는 것을 특징으로 하는 스크러버용 버너. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 본체와 제 2 본체는 하단이 서로 동일한 높이에 위치하며, 상기 제 3 본체는 하단이 상기 제 1 본체와 제 2 본체의 하단보다 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 스크러버용 버너. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 이격 부재와 제 2 이격 부재는 다공성 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크러버용 버너.
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