KR100764557B1 - 압력차를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템을 갖는글로브 박스용 가스정제 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 압력차를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템을 갖는 글로브 박스용 가스정제 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세히, 글로브 박스용 가스정제 장치에 있어서, 가스의 이동 경로를 제공하는 배관(10)과; 수분과 산소를 제거하는 수분제거촉매제와 산소제거촉매제가 탑재된 타워(20)와; 가스에 유동 에너지를 공급하는 블로어(30)와; 상기 블로어(30) 통과 전후의 압력차에 의해 발생한 측정용배관(42) 내의 가스 흐름를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템(40);을 갖는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템을 갖는 글로브 박스용 가스정제 장치에 관한 것이다.
글로브 박스, 타워, 블로어, 산소, 수분, 농도
Description
도 1은 본 발명에 따른 압력차를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템을 갖는 글로브 박스용 가스정제 장치의 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 두개의 타워를 갖는 글로브 박스용 가스정제 장치의 개략도,
도 3는 본 발명에 따른 타워 상류에 블로어가 설치된 글로브 박스용 가스정제 장치의 개략도이고,
도 4는 본 발명에 따른 두개의 타워 사이에 블로어가 설치된 글로브 박스용 가스정제 장치의 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 배관 10a : 상류측 배관
10b : 중간부 배관 10c : 하류측 배관
20 : 타워 30 : 블로어
40 : 농도 측정 시스템 42 : 측정용배관
44 : 산소 농도 측정 센서 46 : 수분 농도 측정 센서
본 발명은 글로브 박스용 가스정제 장치에 있어서, 배관(10)과, 수분과 산소를 제거하는 수분제거촉매제와 산소제거촉매제가 탑재된 타워(20)와, 가스에 유동 에너지를 공급하는 블로어(30)와, 상기 블로어(30) 통과 전후의 압력차에 의해 발생한 측정용배관(42) 내의 가스 흐름를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템(40)을 갖는 것을 특징으로 하는 글로브 박스용 가스정제 장치에 관한 것이다.
가스정제 장치란 반도체 소자, 유기EL 소자, 전지개발 등의 실험실 또는 연구실에서 주로 사용되는 글로브 박스 장비의 내부에 진공 상태를 유지하거나 불활성 가스를 주입한 일정한 상태를 유지하여 사용자가 필요로 하는 상자 내부 환경을 필요한 시간 동안 연속적으로 이룰 수 있도록 수분 또는 산소만을 제거하거나 산소와 수분을 동시에 제거할 수 있는 글로브 박스 내부의 산소와 습기를 제거하는 장치이다.
가스정제장치는 산소와 수분을 제거기 위한 것이기에 작동중에 글로브 박스 또는 가스정제장치의 메인 배관을 유동중인 가스에 있어서 산소와 수분의 농도를 측정하는 것이 필요하였다.
종래 기술은 이를 위해 별도의 서큘레이션 펌프를 글로브 박스 내에 설치하고 별도의 배관을 통해 가스를 순환시켜 이 과정에서 농도를 측정하였다. 이 경우 서큘레이션 펌프가 글로브 박스 내에 설치됨에 따라 서큘레이션 펌프의 고장이 발 생한 경우 기밀 유지가 중요한 팩터인 글로브 박스 전체 뜯어 수리하여야 하는 문제점이 있었다. 또한, 서큘레이션 펌프의 작동으로 글로브 박스 내의 온도가 상승하여 적정 글로브 박스 내의 적정 온도를 유지하기 위해 가스를 추가로 냉각하여야 하는 문제점과, 서큘레이션 펌프의 작동을 위한 오일 등이 증발하여 고순도의 소정가스 성분 유지가 필요한 글로브 박스 내부를 오염시키는 문제점 등이 있었다.
이러한 문제점을 피하려 서큘레이션 펌프를 글로브 박스의 외부에 설치한다해도, 서큘레이션 펌프 자체 구조가 외부 환경과 완벽한 기밀을 유지할 수 없는 재료(플라스틱) 및 구조(주물이 아님)로 형성된 이유로, 그 내부로 외부의 정제되지 않은 가스(산소, 수분)가 유입되어 실제 글로브 박스 내의 가스의 산소 또는 수분 농도보다 높은 농도가 측정되는 측정오차를 갖게 되거나, 산소와 수분의 내부 유입으로 가스정제 장치 소정의 목적을 달성할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 국산제품이 거의 전무한 서큘레이션 펌프는 고가인 이유로 전체적인 가스정제 장치 생산 원가를 증가시키는 문제점이 있었다. 본 발명은 이러한 문제점을 없애기 위해 다년간의 출원인의 노력에 의해 고안되었으며, 이러한 노력의 결과 산소 수분 농도 측정을 위해 이러한 서큘레이션 펌프를 사용하지 않아도 되는 가스정제 장치를 개발하게 되었다.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 서큘레이션 펌프가 글로브 박스 내에 설치됨에 따라 서큘레이션 펌프의 고장이 발생한 경우 기밀 유지가 중요한 팩터인 글로브 박스 전체 뜯어 수리하여야 하는 문제점 과, 서큘레이션 펌프의 작동으로 글로브 박스 내의 온도가 상승하여 적정 글로브 박스 내의 적정 온도를 유지하기 위해 가스를 추가로 냉각하여야 하는 문제점과, 서큘레이션 펌프의 작동을 위한 오일 등이 증발하여 고순도의 소정가스 성분 유지가 필요한 글로브 박스 내부를 오염시키는 문제점 등이 해결된 압력차를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템을 갖는 글로브 박스용 가스정제 장치를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 서큘레이션 펌프 자체 구조가 외부 환경과 완벽한 기밀을 유지할 수 없는 재료로 구성되었기에 그 내부로 외부의 정제되지 않은 가스(산소, 수분 포함)가 유입되어 실제 글로브 박스 내의 가스의 산소 수분 농도보다 높은 농도가 측정되는 측정오차를 갖게 되거나, 산소와 수분의 내부 유입으로 가스정제 장치 소정의 목적을 달성할 수 없는 문제점을 갖지 않는 글로브 박스용 가스정제 장치를 제공하기 위함이다.
또한, 고가의 서큘레이션 펌프를 사용하지 않고도 산소 및 수분의 농도 측정이 가능한 압력차를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템을 갖는 글로브 박스용 가스정제 장치를 제공하기 위함이다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압력차를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템을 갖는 글로브 박스용 가스정제 장치는, 글로브 박스용 가스정제 장치에 있어서, 가스의 이동 경로를 제공하는 배관(10)과; 수분과 산소를 제거하는 수분제거촉매제와 산소제거촉매제가 탑재된 타워(20)와; 가스에 유 동 에너지를 공급하는 블로어(30)와; 상기 블로어(30) 통과 전후의 압력차에 의해 발생한 측정용배관(42) 내의 가스 흐름를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템(40);을 갖는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 의한 를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 상세히 설명한다.
본 발명에 있어 가스정제 장치는 타워뿐 아니라 블로어, 타워, 및 농도 측정 시스템을 포함하는 개념이다. 도 1은 본 발명에 따른 압력차를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템을 갖는 글로브 박스용 가스정제 장치의 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배관(10)은, 글로브 박스(1)와 타워(20)를 연결하는 상류측 배관(10a)과, 타워(20)와 블로어(30)를 연결하는 중간부 배관(10b)과, 블로어(30)로부터 나온 가스를 글로브 박스(1) 내부로 유입시키는 하류측 배관(10c)으로 구성된다.
타워(20)에는 수분과 산소를 제거하는 수분제거촉매제와 산소제거촉매제가 탑재된다. 본 발명의 발명자인 김철영이 특허출원인으로 등재된 특허출원번호 10-2004-0007411에 기재된 내용은 본 발명의 명세서에 기재된 것으로 한다. 도 2는 본 발명에 따른 두개의 타워를 갖는 글로브 박스용 가스정제 장치의 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 타워(20)는 수분제거촉매제 타워(24)와 산소제거촉매제 타워(22)가 별도로 구성되어 서로 배관으로 연결될 수 있지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 수분제거촉매제 타워와 산소제거촉매제를 모두 하나의 타워(20)에 탑재하여 구성될 수도 있다.
도 3는 본 발명에 따른, 타워(20) 상류에 블로어(30)가 설치된 글로브 박스 용 가스정제 장치의 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 두개의 타워 사이에 블로어가 설치된 글로브 박스용 가스정제 장치의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 블로어(30)는 타워(20) 하류에 설치된다. 하지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 타워 상류에 설치될 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 타워 사이에 설치될 수 있다. 블로어(30)는 가스에 유동 에너지를 공급하기 위한 것이며, 전술한바와 같이 그 위치는 타워(20) 하류가 바람직하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 측정용배관(42)의 상단(42a)은 상기 하류측 배관(10c)의 일지점에 연통되고, 상기 측정용배관(42)의 하단(42b)은 상기 중간부 배관(10b)의 일지점에 연통되며, 산소 농도 측정 센서(44)와 수분 농도 측정 센서(46)는 측정용배관(42)에 구비된다.
좀 더 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 블로어(30)는 상기 타워(20) 하류에 설치되고, 글로브 박스(1)와 타워(20)는 상류측 배관(10a)이 연결하고, 상기 타워(20)와 상기 블로어(30)는 중간부 배관(10b)이 연결하고, 상기 블로어(30)로부터 나온 가스는 하류측 배관(10c)을 통해 글로브 박스(1) 내부로 유입되고, 상기 측정용배관(42)의 상단(42a)은 상기 하류측 배관(10c)의 일지점에 연통되고, 상기 측정용배관(42)의 하단(42b)은 상기 중간부 배관(10b)의 일지점에 연통되며, 산소 농도 측정 센서(44)와 수분 농도 측정 센서(46)는 측정용배관(42)에 구비됨이 바람직하다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 압력차를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템을 갖는 글로브 박스용 가스정제 장치의 작용에 대해 설명하기로 한 다.
블로어(30) 작동시에 블로어(30) 통과 후 지점(A점)의 압력이 블로어(30) 통과 전 지점(B점) 압력보다 높아 기체는 측정용배관(42)을 통해 A점에서 B점으로 흐르게 되고 이 과정에서 가스를 샘플링하여 산소 및 수분의 농도(또는 함유량)을 측정하게 된다. 이로서 별도의 서큘레이션 펌프를 사용함으로써 생기는 많은 문제점들이 해결된다.
본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다양한 수정과 변형이 가능할 것이다.
본 발명에 따르는 경우 블로어(30) 통과 전후 양 지점의 압력차에 의해 발생 한 흐름을 이용해 가스를 샘플링하여 산소 및 수분의 농도(또는 함유량)을 측정함으로써 별도의 서큘레이션 펌프를 사용함으로써 생기는 많은 문제점들이 해결된다.
본 발명에 따르는 경우, 서큘레이션 펌프가 글로브 박스 내에 설치됨에 따라 서큘레이션 펌프의 고장이 발생한 경우 기밀 유지가 중요한 팩터인 글로브 박스 전체 뜯어 수리하여야 하는 문제점과, 서큘레이션 펌프의 작동으로 글로브 박스 내의 온도가 상승하여 적정 글로브 박스 내의 적정 온도를 유지하기 위해 가스를 추가로 냉각하여야 하는 문제점과, 서큘레이션 펌프의 작동을 위한 오일 등이 증발하여 고순도의 소정가스 성분 유지가 필요한 글로브 박스 내부를 오염시키는 문제점 등이 해결된 압력차를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템을 갖는 글로브 박스용 가 스정제 장치가 제공된다.
또한, 서큘레이션 펌프를 사용함으로써 발생하는 외부의 정제되지 않은 가스(산소, 수분 포함)의 유입에 따른 측정오차 문제점, 산소와 수분의 내부 유입으로 가스정제 장치 소정의 목적을 달성할 수 없는 문제점을 갖지 않는 글로브 박스용 가스정제 장치가 제공된다.
또한, 고가의 서큘레이션 펌프를 사용하지 않고도 산소 및 수분의 농도 측정이 가능하기에 글로브 박스용 가스정제 장치의 생산 원가를 낮출 수 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.
Claims (2)
- 글로브 박스용 가스정제 장치에 있어서,가스의 이동 경로를 제공하는 배관(10)과; 수분과 산소를 제거하는 수분제거촉매제와 산소제거촉매제가 탑재된 타워(20)와; 가스에 유동 에너지를 공급하는 블로어(30)와; 상기 블로어(30) 통과 전후의 압력차에 의해 발생한 측정용배관(42) 내의 가스 흐름를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템(40)을 포함하되,상기 블로어(30)는 상기 타워(20) 하류에 설치되고, 글로브 박스(1)와 타워(20)는 상류측 배관(10a)이 연결하고, 상기 타워(20)와 상기 블로어(30)는 중간부 배관(10b)이 연결하고, 상기 블로어(30)로부터 나온 가스는 하류측 배관(10c)을 통해 글로브 박스(1) 내부로 유입되고, 상기 측정용배관(42)의 상단(42a)은 상기 하류측 배관(10c)의 일지점에 연통되고, 상기 측정용배관(42)의 하단(42b)은 상기 중간부 배관(10b)의 일지점에 연통되며, 산소 농도 측정 센서(44)와 수분 농도 측정 센서(46)는 측정용배관(42)에 구비되는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템을 갖는 글로브 박스용 가스정제 장치.
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