KR100325624B1 - 자연발화성가스의 안전교육장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자연발화성가스의 안전교육장치에 관한 것으로, 본 발명의 자연발화성가스의 안전교육장치는 배관 내에 있는 산소를 퍼지(purge)시키기 위한 불연성가스를 공급하는 불연성가스 공급부와, 산소와 결합하여 자연적으로 발화되는 가스를 공급하는 발화성가스 공급부와, 불연성가스 공급부로부터 공급되는 불연성가스의 배출량을 조정하여 배관 내에 있는 산소를 퍼지시킨 후 발화성가스 공급부로부터 공급되는 발화성가스의 소정 양을 노즐(nozzle)로 배출시켜 점화시키는 유량 제어부와, 유량 제어부를 통해 배출되는 발화성가스의 역류를 방지하는 역류 방지부로 구성하여 산소와 결합하면 자연적으로 발화되는 독성가스의 자연 발화되는 현상을 보여줌으로써 발화성가스를 다루는 작업자가 발화성가스를 더욱 조심하게 사용함으로써 안전사고를 예방할 수 있도록 함에 있다.
Description
본 발명은 자연발화성가스의 안전교육장치에 관한 것으로, 특히 외부로 유출되면 대기중에 있는 산소와 결합하여 자연적으로 발화되는 자연발화성가스에 대한 경각심을 사용자에게 교육시키기 위한 자연발화성가스의 안전교육장치에 관한 것이다.
반도체소자 제조 산업이나 화학제조 산업 분야에서는 다양한 자연발화성가스를 사용하게 된다. 자연발화성가스로는 사일렌(SiH4), 포스핀(PF3), 아신(AsH3) 등이 있으며, 각각의 자연발화성가스는 대기중에 있는 산소와 결합하면 자연적으로 발화되는 성질을 가지고 있다. 자연적으로 발화되는 성질을 갖는 사일렌(SiH4), 포스핀(PF3), 아신(AsH3) 등의 가스는 특히 반도체 소자 제조 분야에 많이 사용되고 있다.
반도체 소자 제조에 사용되는 사일렌(SiH4)는 반도체 기판 위에 비정질이나 다결정 실리콘막을 형성하기 위해 사용되며, 포스핀(PF3), 아신(AsH3) 등은 반도체 기판 위에 반도체 소자의 전기적인 성질을 결정하는 도펀트(dopant)로 사용된다. 사일렌(SiH4), 포스핀(PF3), 아신(AsH3) 등의 자연발화성가스를 사용하여 반도체 기판 위에 비정질이나 다결정막을 형성하거나 전기적인 성질을 형성하기 위해 화학침적장치(CVD)나 이온주입장치가 사용된다.
화학침적장치나 이온주입장치는 공정이 진행될 반도체 기판이 적재되면 반도체소자 제조 공정에 사용되는 가스를 주입하게 된다. 주입되는 자연발화성가스는 가스 용기로부터 주입되어 배관을 통해 반도체 화학침적장치나 이온주입장치로 공급된다. 화학침적장치나 이온주입장치로 공급되는 과정에서 자연발활성가스가 누출되는 경우에 심각한 화재사고가 발생하게 된다. 이로 인해 인적 및 재산적 피해가 발생된다.
자연발화성가스의 누출로 인한 피해를 방지하기 위해 자연발화성가스를 사용하는 장치를 정비하는 사람이나 이를 사용하는 작업자 등의 세심한 주의가 요구된다. 이러한 세심한 주의가 요구됨에도 불구하고 시간이 지나면 자연발화성가스의 위험성에 대한 인식이 줄어들게 된다. 이를 방지하기 위해 자연발화성가스의 위험을 주기적으로 교육시킬 수 있는 장치가 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 외부로 유출되면 대기중에 있는 산소와 결합하여 자연적으로 발화되는 자연발화성가스를 안전하게 유출시켜 발화시킬 수 있는 자연발화성가스의 안전교육장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 외부로 유출되면 대기중에 있는 산소와 결합하여 자연적으로 발화되는 성질을 갖는 자연발화성가스에 대한 경각심을 사용자에게 교육시킴에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 자연발화성가스를 다루는 작업자에게 자연발화성가스의 위험성을 교육시킴으로써 자연발화성가스에 대한 안전사고를 예방함에 있다.
도 1은 본 발명의 자연발화성가스의 안전교육장치의 외부 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 자연발화성가스의 안전교육장치의 가스 배관도,
도 3은 도 1에 도시된 자연발화성가스의 안전교육장치의 제어회로의 구성 을 나타낸 블럭도이다.
＊도면의 주요 부분에 대한 부호 설명＊
10: 불연성가스 공급부 20: 발화성가스 공급부
30: 유량 제어부 41: 역류 방지부
42: 노즐 50: 유량제어장치
본 발명의 자연발화성가스의 안전교육장치는 배관 내에 있는 산소를 퍼지(purge)시키기 위한 불연성가스를 공급하는 불연성가스 공급부와, 산소와 결합하여 자연적으로 발화되는 가스를 공급하는 발화성 가스공급부와, 불연성가스 공급부로부터 공급되는 불연성가스의 배출량을 조정하여 배관 내에 있는 산소를 퍼지시킨 후 발화성가스 공급부로부터 공급되는 발화성가스의 소정 양을 노즐(nozzle)로 배출시켜 점화시키는 유량 제어부와, 유량 제어부를 통해 배출되는 발화성가스의 역류를 방지하는 역류 방지부로 구성됨을 특징으로 한다.
불연성가스 공급부로부터 공급되는 불연성가스는 질소, 헬륨, 네온, 아르곤 및 크세논 중 하나의 가스가 선택되어 사용되며 발화성가스 공급부로부터 공급되는 발화성가스는 사일렌, 포스핀 및 아신 중 하나의 가스가 선택되어 사용되고, 발화성가스 공급부는 발화성가스를 저장하는 용기와, 용기에 저장된 발화성가스를 개폐시키는 공기밸브셔터(air valve shutter)와, 공기밸브셔터를 개폐시키기 위한 공기를 공급하는 공기공급밸브와, 공기밸브셔터의 개폐에 의해 공급되는 발화성가스의 역류를 방지하는 역류방지밸브로 구성됨을 특징으로 한다.
유량 제어부는 불연성가스 공급부로부터 공급되는 불연성가스의 흐름을 1차 개폐시키는 제1밸브와, 제1밸브를 통해 흐르는 불연성가스의 양을 조정하는 제1레귤이터(regulator)와, 제1레귤이터에 의해 조정된 불연성가스 양의 흐름을 2차개폐시키는 제2밸브와, 제1레귤이터와 제2밸브의 사이에 설치되는 노말 오픈 밸브(normal open valve)와, 발화성가스 공급부로부터 공급되는 발화성가스의 흐름을 1차 개폐시키는 제3밸브와, 제3밸브를 통해 흐르는 발화성가스의 양을 조정하는 제2레귤이터와, 제2레귤이터에 의해 조정된 발화성가스 양의 흐름을 2차 개폐시키는 제4밸브로 구성됨을 특징으로 한다.
유량제어부는 배출되는 불연성가스와 발화성가스의 공급량을 자동으로 조절하기 위한 유량제어장치가 구비되며, 유량제어장치는 기능을 선택하기 위한 스위치부와, 스위치부로부터 출력되는 스위치신호에 따라 발화성가스 공급부와 유량제어부를 제어하여 불연성가스와 발화성가스의 흐름을 조정하고 조정된 결과에 따른 제어신호를 출력하는 제어기와, 제어기로부터 출력되는 제어신호를 수신받아 표시하는 표시부로 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 자연발화성가스의 안전교육장치의 외부 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 자연발화성가스의 안전교육장치의 가스 배관도이고, 도 3은 도 1에 도시된 자연발화성가스의 안전교육장치의 제어회로의 구성을 나타낸 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 배관 내에 있는 산소를 퍼지(purge)시키기 위한 불연성가스를 공급하는 불연성가스 공급부(10)와, 산소와 결합하여 자연적으로 발화되는 가스를 공급하는 발화성가스 공급부(20)와, 불연성가스 공급부(10)로부터 공급되는 불연성가스의 배출량을 조정하여 배관 내에 있는 산소를 퍼지시킨 후 발화성가스 공급부(20)로부터 공급되는 발화성가스의 소정 양을 노즐(42)로 배출시켜 점화시키는유량 제어부(30)와, 유량 제어부(30)를 통해 배출되는 발화성가스의 역류를 방지하는 역류 방지부(41)로 구성된다.
본 발명의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 자연발화성가스의 안전교육장치의 외관은 도 1에 도시된 바와 같이, 케이스(case)(10)의 일측에는 불연성가스 공급부(10)와 발화성가스 공급부(20)가 접속 연결(도시 않음)되며 각각에서 공급되는 각각의 불연성가스와 발화성가스의 양과 흐름을 조정하는 유량 제어부(30)와 유량제어장치(50)가 장착된다. 유량 제어부(30)와 유량제어장치(50)가 장착된 케이스(1)의 상측에는 소정의 길이를 갖는 배관이 설치되며 배관의 일측단에 노즐(42)이 조립 장착된다. 노즐(42)을 통해 발화성가스가 배출되는 경우 자연 발화되는 발화성가스로 인한 케이스(1)의 손상을 방지하기 위해 노즐(42)과 케이스(1)는 안전한 거리를 유지하도록 설치된다.
케이스(1)의 내측에 장착된 유량 제어부(30)는 불연성가스와 발화성가스를 노즐(42)로 공급시 가스의 공급량을 조정하게 된다. 먼저, 노즐(42)로 발화성가스를 공급하기 위해 불연성가스 공급부(10)와 발화성가스 공급부(20)의 밸브(11a)(21a)를 각각 열게 된다. 불연성가스 공급부(10)와 발화성가스 공급부(20)의 밸브(11a)(21a)는 수동으로 열게 되며, 이 상태에서 케이스(1)의 전면에 부착된 스위치부(51)의 다수의 스위치(51a,51b,51c)를 선택하게 된다. 여기서 케이스(1)의 전면에 부착된 손잡이(1a)는 케이스(1)의 내부를 개방시 사용된다.
다수의 스위치(51a,51b,51c) 중 제1스위치(51a)는 전원을 온/오프(on/off)시 사용되며 제2스위치(51b)는 불연성가스의 공급시 사용되고 제3스위치(51c)는 발화성가스 공급시 사용된다. 제1스위치(51a)를 온시키면 유량제어장치(50)가 작동하여 유량 제어부(30)와 발화성가스 공급부(20)를 온시킨다. 이 상태에서 제2스위치(51b)를 온시키면 스위치신호를 수신받은 제어기(52)는 제1밸브(31)와 제2밸브(33)를 개방시킴과 동시에 노말오픈밸브(34)를 닫게 된다.
제1밸브(31)와 제2밸브(33)가 개방되면 불연성가스 공급부(10)로부터 공급되는 불연성가스에 의해 배관 내에 잔존하고 있는 산소를 노즐(42)을 통해 배출시키게 된다. 여기서 제1밸브(31)는 불연성가스 공급부(10)로부터 공급되는 불연성가스의 흐름을 1차 개폐시키며 제1밸브(31)를 통해 흐르는 불연성가스의 양은 제1레귤이터(32)에 의해 조정되고 제1레귤이터(32)에 의해 조정된 불연성가스 양의 흐름은 제2밸브(33)에 의해 2차 개폐된다.
불연성가스에 의해 배관 내에 있는 산소가 퍼지되면 제3스위치(51c)를 선택한다. 제3스위치(51c)에서 발생된 스위치신호를 수신받은 제어기(52)는 발화성가스 공급부(20)의 공기공급밸브(23)를 작동시켜 외부로부터 공급되는 공기를 공기밸브셔터(22)로 공급한다. 공기밸브셔터(22)는 노말 클로즈(normal close) 상태에 있다.
이 상태에서 공기공급밸브(23)를 통해 공기가 공급되면 공기의 압력에 의해 용기(21a)에 저장된 발화성가스를 배관을 통해 공급하게 된다. 여기서 손잡이(22a)는 수동 조작시 사용된다. 발화성가스 공급부(20)에는 발화성가스나 외부 공기가 용기(21) 내로 역류되지 않도록 역류방지밸브(24)가 설치된다.
발화성가스 공급부(20)에서 공급되는 발화성가스는 제어기(52)에 의해 온/오프되는 제3밸브(35)와 제4밸브(37)를 통해 노즐(42)로 배출된다. 배출되는 발화성가스의 양은 제2레귤레이터(36)에 의해 조정된다. 즉, 제3밸브(35)는 제어기(52)에 의해 발화성가스 공급부(20)로부터 공급되는 발화성가스의 흐름을 1차 개폐시키고, 제3밸브(35)를 통해 흐르는 발화성가스의 양은 제2레귤이터(36)에 의해 조정되며 제2레귤이터(36)에 의해 조정된 발화성가스 양의 흐름은 제4밸브(37)에 의해 2차 개폐된다.
제어기(52)에 의해 제어되어 제3밸브(35)와 제4밸브(37)를 통해 배출되는 발화성가스의 역류를 방지하기 위해 역류 방지부(41)가 설치된다. 역류 방지부(41)는 소정 양의 발화성가스가 노즐(42)를 통해 배출되어 대기 중에 있는 산소와 결합하여 자연 발화된 후 발화성가스가 배관을 통해 역류되는 것을 방지하게 된다. 제어기(52)에 의해 자동으로 제1 내지 제4밸브(31)(33)(35)(37)와 노말오픈밸브(34) 및 공기공급밸브(23)가 제어되기 위해 전자식 밸브가 사용되며, 불연성가스로는 질소, 헬륨, 네온, 아르곤 및 크세논 중 하나의 가스를 선택하여 사용하며 발화성가스는 사일렌, 포스핀 및 아신 중 하나의 가스를 선택하여 사용하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 산소와 결합하면 자연적으로 발화되는 독성가스의 자연 발화되는 현상을 보여줌으로써 발화성가스를 다루는 작업자가 발화성가스를 더욱 조심하게 사용함으로써 안전사고를 예방할 수 있는 효과를 제공한다.
Claims (7)
- 대기 중에 있는 산소와 결합하여 자연적으로 발화되는 독성가스의 위험성을 교육시키는 장치에 있어서,배관 내에 있는 산소를 퍼지시키기 위한 불연성가스를 공급하는 불연성가스 공급부;산소와 결합하여 자연적으로 발화되는 가스를 공급하는 발화성 가스공급부;상기 불연성가스 공급부로부터 공급되는 불연성가스의 배출량을 조정하여 배관 내에 있는 산소를 퍼지시킨 후 발화성가스 공급부로부터 공급되는 발화성가스의 소정 양을 노즐로 배출시켜 점화시키는 유량 제어부; 및상기 유량 제어부를 통해 배출되는 발화성가스의 역류를 방지하는 역류 방지부로 구성됨을 특징으로 하는 자연발화성가스의 안전교육장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 불연성가스 공급부로부터 공급되는 불연성가스는 질소, 헬륨, 네온, 아르곤 및 크세논 중 하나의 가스가 선택되어 사용됨을 특징으로 하는 자연발화성가스의 안전교육장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 발화성가스 공급부로부터 공급되는 발화성가스는 사일렌, 포스핀 및 아신 중 하나의 가스가 선택되어 사용됨을 특징으로 하는 자연발화성가스의 안전교육장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 발화성가스 공급부는 발화성가스를 저장하는 용기;상기 용기에 저장된 발화성가스를 개폐시키는 공기밸브셔터;상기 공기밸브셔터를 개폐시키기 위한 공기를 공급하는 공기공급밸브; 및상기 공기밸브셔터의 개폐에 의해 공급되는 발화성가스의 역류를 방지하는 역류방지밸브로 구성됨을 특징으로 하는 자연발화성가스의 안전교육장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유량 제어부는 상기 불연성가스 공급부로부터 공급되는 불연성가스의 흐름을 1차 개폐시키는 제1밸브;상기 제1밸브를 통해 흐르는 불연성가스의 양을 조정하는 제1레귤이터;상기 제1레귤이터에 의해 조정된 불연성가스 양의 흐름을 2차개폐시키는 제2밸브;상기 제1레귤이터와 상기 제2밸브의 사이에 설치되는 노말 오픈 밸브;상기 발화성가스 공급부로부터 공급되는 발화성가스의 흐름을 1차 개폐시키는 제3밸브;상기 제3밸브를 통해 흐르는 발화성가스의 양을 조정하는 제2레귤이터; 및상기 제2레귤이터에 의해 조정된 발화성가스 양의 흐름을 2차개폐시키는 제4밸브로 구성됨을 특징으로 하는 자연발화성가스의 안전교육장치.
- 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 유량제어부는 배출되는 불연성가스와 발화성가스의 공급량공급량으로 조절하기 위한 유량제어장치가 구비됨을 특징으로하는 자연발화성가스의 안전교육장치.
- 제 6 항에 있어서, 상기 유량제어장치는 기능을 선택하기 위한 스위치부;상기 스위치부로부터 출력되는 스위치신호에 따라 상기 발화성가스 공급부와 유량제어부를 제어하여 불연성가스와 발화성가스의 흐름을 조정하고 조정된 결과에 따른 제어신호를 출력하는 제어기; 및상기 제어기로부터 출력되는 제어신호를 수신받아 표시하는 표시부로 구성됨을 특징으로 하는 자연발화성가스의 안전교육장치.
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|---|---|---|---|---|
| KR102535498B1 (ko) | 2022-11-21 | 2023-05-26 | 이왕재 | 원격 가스 폭발 장치 |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| US5275571A (en) * | 1992-04-10 | 1994-01-04 | Symtron Systems, Inc. | Portable fire trainer |
| JPH09236559A (ja) * | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Shimadzu Corp | 自然発火試験装置 |
| KR100242945B1 (ko) * | 1997-01-23 | 2000-02-01 | 윤종용 | 가스 배기 시스템 |
-
2000
- 2000-03-09 KR KR1020000011729A patent/KR100325624B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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|---|---|---|---|---|
| KR102535498B1 (ko) | 2022-11-21 | 2023-05-26 | 이왕재 | 원격 가스 폭발 장치 |
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