KR100904999B1 - 샘플링캐리어 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 샘플링캐리어는, 포집된 샘플가스를 저장하는 용기본체와, 용기본체에 구비되어 가스를 용기본체 내로 유입하기 위한 유입포트와, 상기 용기본체에 구비되어 상기 유입포트와 동일 면상에 배치되며 용기본체 내의 가스를 외부로 배출하기 위한 배출포트와,유입포트로 유입된 가스를 용기본체 내부로 유도하여 용기본체의 기저부로부터 확산분출되도록 하는 블로잉파이프를 포함하여 구성된다.

상기 블로잉파이프는 유입포트와 일직선상으로 이어진 직선관타입 내지는 유입포트와 일직선으로 이어지는 직선관부와, 상기 직선관부에서 분기형성된 다수개의 분기관부로 구성된 분기관타입으로 이루어진다.

이와 같은 본 발명에 따른 샘플링캐리어에 의하면, 블로잉파이프에 의해 퍼지가스가 용기본체 내부에서 강하게 분출되고, 유입포트와 배출포트가 동일한 방향으로 배치된 특성상, 퍼지가스의 혼류상태가 강하게 형성됨으로써 잔존가스 및 이물질이 용이하게 배출되며, 기체와 접하는 구성요소의 내면이 전해연마 처리된 특성상, 이물질의 점착 정도가 낮아짐으로써 퍼지작업의 효율이 향상된다는 이점이 있다.

Description

샘플링캐리어{sampling carrier}

본 발명은 초고순도가스의 분석을 위해 사용되는 샘플링캐리어에 관한 것이다.

일반적으로 반도체, 액정패널, 태양전지 패널 등의 전자기기를 제조하는 공정에는 각종 초고순도 가스를 필요로 하는데, 이에 사용되는 초고순도 가스는 불순물의 함유량이 극소량으로 제한된다.

따라서, 초고순도 가스는 순도유지를 위하여 주기적으로 불순물 검사 및 분석을 시행하게 되며, 초고순도 가스의 검사는 작업장에서 채취한 가스샘플을 별도의 검사시설로 운반하여 시행하게 되는데, 채취한 가스샘플을 운반하기 위하여 샘플링캐리어를 사용하게 된다.

도 1에 나타난 것과 같이 종래의 샘플링캐리어(10)는 저장공간을 형성하는 실린더형태의 용기본체(11)와, 상기 용기본체(11)의 일측면 구비된 유입포트(12), 상기 유입포트(11)의 반대측에 구비된 배출포트(13), 용기본체(11)의 내부압력을 표시하기 위한 압력게이지(14)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 유입포트(12)와 배출포트(13)는 용기본체(11)의 내부를 외부와 연통시키는 일종의 관으로서 각 포트(12)(13)에는 개폐밸브(121)(131)가 구비되어 있다.

압력게이지(14)는 도면에서와 같이 배출포트(13) 상에 구비되거나, 별도로 용기본체(11)에 장착될 수 있다.

이러한 종래기술에 의하면 샘플링캐리어(10)의 유입포트(12)를 작업현장의 가스이송라인과 연결하여 일정량의 샘플가스를 포집하게 되며, 샘플가스가 포집된 샘플링캐리어를 검사시설로 운반하여 검사작업을 시행하게 되는 것이다.

한편, 이러한 종래의 샘플링캐리어(10)는 다양한 종류의 초고순도가스에 대해 반복적으로 사용되는 만큼, 초고순도가스 검사의 신뢰성이 유지되기 위하여서는 검사에 앞서 용기본체(11)내의 잔존가스와 기타 불순물을 제거하는 퍼지(purge)작업이 매우 중요한 요인으로 작용하게 된다.

퍼지작업은 유입포트(12)를 통해 퍼지가스를 주입함과 동시에 배출포트(13)를 개방된 상태로 유지으로써 퍼지가스와 함께 잔존가스 및 불순물이 혼류되어 배출되도록 하는 방식으로 이루어지는데, 종래기술에서는 유입포트(12)와 배출포트(13)가 용기본체(11)의 서로 대응되는 방향에 구비되는 특성상 용기본체(11) 내에서의 퍼지가스의 흐름이 크게 확산되지 않고 유입포트(12)에서 곧바로 배출포트(13)측으로 이어지기 때문에 퍼지작업의 신뢰성 및 작업효율이 낮다는 문제점이 유발된다.

즉, 유입포트(12)를 통해 유입된 퍼지가스가 배출포트(13) 측으로 단방향으 로 유동되기 때문에 잔존가스를 휩쓸어 나가기 위한 퍼지가스의 혼류현상이 강하게 형성되지 않고, 용기본체(11) 등의 내면에 미세하게 점착된 기타 불순물에 대한 퍼지가스의 타격 또한 약하기 때문에, 만족할 만한 수준의 퍼지 신뢰도를 얻기 위해서는 퍼지작업에 많은 시간을 필요로 한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 퍼지 작업시 용기본체 내부에서 퍼지가스와 잔존가스가 강하게 혼류를 형성하고, 포집장치의 내부표면처리에 의해 불순물의 부착을 최소화함으로써, 퍼지작업의 효율이 향상되도록 하는 샘플링캐리어를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 샘플링캐리어는, 포집된 샘플가스를 저장하는 용기본체, 상기 용기본체에 구비되어 가스를 용기본체 내로 유입하기 위한 유입포트, 상기 용기본체에 구비되어 상기 유입포트와 동일 면상에 배치되며 용기본체 내의 가스를 외부로 배출하기 위한 배출포트, 상기 유입포트로 유입된 가스를 용기본체 내부로 유도하여 용기본체의 기저부로부터 확산분출되도록 하는 블로잉파이프(blowing pipe)를 포함하여 구성된다.

상기 블로잉파이프는 유입포트와 일직선상으로 이어진 직선관타입 내지는 유 입포트와 일직선으로 이어지는 직선관부와, 상기 직선관부에서 분기형성된 다수개의 분기관부로 구성된 분기관타입으로 이루어진다.

상기 블로잉파이프의 각 분기관부는 상기 직선관부의 선단에서 분기형성되거나 상기 직선관부의 중간에서 분기형성될 수 있다.
상기 용기본체의 내면 및 유입포트의 내면, 배출포트의 내면, 블로잉파이프의 내면은 모두 전해연마 처리된다.

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이와 같이, 본 발명에 따른 샘플링캐리어에 의하면, 블로잉파이프에 의해 퍼지가스가 용기본체 내부에서 강하게 분출되고, 유입포트와 배출포트가 용기본체의 동일면상에 배치된 특성상, 퍼지가스의 혼류상태가 강하게 형성됨으로써 잔존가스 및 이물질이 용이하게 배출되며, 기체와 접하는 구성요소의 내면이 모두 전해연마 처리된 특성상, 이물질의 점착 정도가 낮아짐으로써 퍼지작업의 효율이 향상된다는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 내용을 첨부된 도 2 부터 도 5b까지 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 2에 나타난 것과 같이 본 발명에 따른 샘플링캐리어(20)는, 포집된 샘플가스를 저장하는 용기본체(21)와, 상기 용기본체(21)에 구비되어 가스를 용기본 체(21) 내로 유입하기 위한 유입포트(22)와, 용기본체(21)내의 가스를 외부로 배출하기 위한 배출포트(23)와, 용기본체(21)의 내부압력을 표시하기 위한 압력게이지(24)와, 상기 유입포트(22)를 통해 유입되는 가스를 용기본체(21) 내부로 유도하여 용기본체(21)의 기저부로부터 확산분출되도록 하는 블로잉파이프(blowing pipe)(25)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 배출포트(23)는 용기본체(21)에서 유입포트(22)와 동일한 면상에 배치되며, 유입포트(22)와 배출포트(23)에는 각각 개폐밸브(221)(231)가 구비되어 있다.

한편, 상기 블로잉파이프는 그 형태에 따라 직선관타입, 분기관타입 등 다양한 타입으로 이루어질 수 있는데, 도 2에 나타난 것과 같이 직선관타입의 블로잉파이프(25)는 유입포트(22)와 일직선상으로 이어지는 단순직선관형태로 이루어진다.

그리고, 도 3과 도 4에 나타난 것과 같이 분기관타입의 블로잉파이프(26)(27)는 분기관의 배치구조에 따라 다양하게 이루어질 수 있는데, 구체적으로는 도 3에 나타난 것과 같이 직선관부(261)의 선단에서 분기관부(262)가 분기형성되는 이른바 선단형 내지는 도 4에 나타난 것과 같이 직선관부(271)의 중간에서 분기관부(272)가 분기형성되는 이른바 중간형 등으로 이루어질 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 샘플링캐리어의 퍼직작업에 대해 설명하면 다음과 같다.

우선, 퍼지작업은 퍼지가스를 용기본체(21)에 주입하는 이른바 주입단계와, 용기본체(21)에 주입된 퍼지가스와, 잔존가스 및 이물질을 배출하는 배출단계로 이루어진다고 볼 수 있는데, 퍼지가스 주입단계에서는 도 5a에 나타난 것과 같이 유입포트(22)의 개폐밸브(221)를 개방하고 배출포트(23)의 개폐밸브(231)를 차단한 상태에서 유입포트(22)를 통해 용기본체(21)내의 압력이 일정수준이 될 때까지 퍼지가스를 주입하게 된다.

유입포트(22)를 통해 주입된 퍼지가스는 블로잉파이프(25)를 통해 일정구간만큼 용기본체(21)의 내부로 유동한 다음 분출되며, 분출된 퍼지가스는 용기본체(21)의 내부의 바닥면에 강하게 충돌한 다음 크게 혼류를 일으키면서 배출포트(23)의 배치구조상 용기본체(21)의 내면을 타고 역방향으로 유동하게 된다.

따라서, 이와 같은 퍼지가스의 역유동 과정에서 용기본체(21)의 내부에 고여있던 잔존가스 및 이물질이 퍼지가스에 의해 휩쓸림과 동시에 용기본체(21)의 내면에 점착되어 있는 미세 이물질에 대해서도 강한충격이 가해짐으로써 점착된 이물질을 용기본체(21) 내면으로부터 분리하게 된다.

이어서, 진행되는 배출단계에서는 도 5b에 나타난 것과 같이 유입포트(22)의 개폐밸브(221)를 차단하고 배출포트(23)의 개폐밸브(231)를 개방하여 퍼지가스 및 잔존가스, 이물질이 배출포트(23)를 통해 외부로 배출되도록 하며, 배출이 완료된 후에 배출포트(23)의 개폐밸브(231)를 차단하여 퍼지작업을 마치게 된다.

그리고, 블로잉파이프에서 분출되는 퍼지가스의 초기 확산형태는 블로잉파이프의 타입에 따라 달라지게 되는데, 직선관타입의 블로잉파이프(25)에 의하면 주로 용기본체(21)의 저면을 향해 퍼지가스의 강한 충돌이 이루어지는 반면, 분기관타입 의 블로잉파이프(26)(27)에 의하면 용기본체(21)의 저면 뿐만 아니라 측면을 향해서도 퍼지가스가 강하게 분출된다.

따라서, 본 발명에 따른 샘플링캐리어를 구성함에 있어서, 길이가 길고 직경이 작은 용기본체(21)(도 2 참조)를 사용하는 경우에는 간단한 구조의 직선관타입 블로잉파이프(25)를 조합하는 것이 바람직하며, 길이에 비해 직경이 큰 용기본체(21')(도 3, 도 4 참조)를 사용하는 경우에는 구조가 약간 복잡하지만 분기관타입의 블로잉파이프(26)(27)를 사용하여 보다 강한 혼류가 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 있어서는, 잔존가스 및 이물질이 접하는 구성요소 즉, 용기본체(21) 및 유입포트(22), 배출포트(23), 블로잉파이프 등이 스테인레스 계열(SUS304, SUS304L, SUS316, SUS316L 등)의 재질로 이루어지며, 그 내면이 모두 전해연마 처리된다.

전해연마는 금속의 양극용해현상을 이용하여 표면을 연마하는 방법으로서, 연마할 금속제품을 양극으로하고, 불용성인 금속전극을 음극으로 하여 연마욕속에서 직류전해하여 금속제품의 표면을 미세하게 용해시키는 연마방법이다.

전해연마에 의하면, 금속표면에 치밀한 금속산화물 피막(부동태)이 형성되고 금속표면의 주성분(Cr, Ni,Fe성분)의 조성변화로 인하여 내식성이 향상되며, 기계연마에 비해 평활한 금속표면을 형성하게 됨으로써 광택이 뛰어나고 가공표면에 미세요철이 형성되지 않기 때문에 미세불순물의 흡착이 방지된다.

도 1은 종래기술에 따른 샘플링캐리어의 구조 및 퍼지작업을 나타낸 단면예시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 직선관타입 샘플링캐리어의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 분기관타입 샘플링캐리어의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 분기관타입 샘플링캐리어의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 5a, 5b는 본 발명에 따른 샘플링캐리어의 퍼지작업을 순차적으로 나타낸 단면예시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20: 샘플링캐리어 21: 용기본체

22: 유입포트 23: 배출포트

25: 블로잉파이프 26: 블로잉파이프

261: 직선관부 262: 분기관부

27: 블로잉파이프 271: 직선관부

272: 분기관부

Claims (6)

1. 포집된 샘플가스를 저장하는 용기본체,

   상기 용기본체에 구비되어 가스를 용기본체 내로 유입하기 위한 유입포트,

   상기 용기본체에 구비되어 상기 유입포트와 동일 면상에 배치되며 용기본체 내의 가스를 외부로 배출하기 위한 배출포트,

   상기 유입포트로 유입된 가스를 용기본체 내부로 유도하여 용기본체의 기저부로부터 확산분출되도록 하는 블로잉파이프(blowing pipe)

   를 포함하여 구성됨으로써

   상기 유입포트를 통해 용기본체 내로 유입된 퍼지가스가 상기 블로잉파이프에 의해 확산분출되어 배출포트 측으로 역유동하면서 용기본체의 내면을 타격함과 동시에 퍼지가스의 혼류형성이 효과적으로 이루어지도록 하는 것

   을 특징으로 하는 샘플링캐리어.
2. 제1항에 있어서,

   상기 블로잉파이프는

   유입포트와 일직선상으로 이어진 직선관타입으로 이루어지는 것

   을 특징으로 하는 샘플링캐리어.
3. 제1항에 있어서,

   상기 블로잉파이프는

   유입포트와 일직선으로 이어지는 직선관부와, 상기 직선관부에서 분기형성된 다수개의 분기관부로 구성된 분기관타입으로 이루어지는 것

   을 특징으로 하는 샘플링캐리어.
4. 제3항에 있어서,

   상기 블로잉파이프의 각 분기관부는 상기 직선관부의 선단에서 분기형성된 것

   을 특징으로 하는 샘플링캐리어.
5. 제3항에 있어서,

   상기 블로잉파이프의 각 분기관부는 상기 직선관부의 중간에서 분기형성된 것

   을 특징으로 하는 샘플링캐리어.
6. 제1항에 있어서,

   상기 용기본체의 내면 및 유입포트의 내면, 배출포트의 내면, 블로잉파이프의 내면이 모두 전해연마 처리된 것

   을 특징으로 하는 샘플링캐리어.

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