KR101234950B1 - 화학물 블렌딩 장치 및 이의 작동 방법 - Google Patents

화학물 블렌딩 장치 및 이의 작동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학 용액을 블렌딩하고 공급하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 연속적인 블렌딩 장치를 포함한다. 이 연속적인 블렌딩 장치는 출력을 모니터링하고, 블렌딩 장치를 연속적으로 조정하여 적어도 제1 용액의 미리 정해진 배합을 얻는다. 중앙 모니터링 장치는 연속적으로 용액을 평가하고, 용액의 미리 정해진 배합을 유지하기 위해 필요한 블렌더의 출력을 조정한다. 상기 장치는 적어도 제1 탱크 장치를 포함한다. 또한, 이 탱크 장치로부터 이송되는 임의의 용액은 중앙 모니터링 장치가 요구하는 바에 따라 연속적으로 모니터링되고, 평가되며 조정된다.

Description

화학물 블렌딩 장치 및 이의 작동 방법{CHEMICAL BLENDING SYSTEM AND METHOD OF OPERATING THE SAME}
본 발명은 화학 용액을 블렌딩하고 공급하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
2종 이상의 유체(액체 또는 가스)를 함께 결합하여 정해진 혼합물을 형성하는 것은 많은 산업 공정 및 상업적인 제품에 있어서 기본적인 것이다. 통상적으로, 이러한 결합은 불연속적인 배치(batch)에서 수행된다. 그러한 배치법(batch process)에서, 소정량의 제1 유체가 첨가된 다음, 소정량의 제2 유체가 첨가된다. 이들 2종의 유체는 기계식으로 혼합되어, 결과적인 혼합물이 샘플링된다. 필요하다면, 제1 또는 제2 유체 중 어느 한 유체의 추가의 양을 더욱 첨가하여, 혼합물의 조성을 정제할 수 있다. 소망하는 성분을 얻고 나면, 배치는 중간 사용자 또는 최종 사용자에게 전달된다.
이러한 타입의 배칭 또는 블렌딩 방법은 반도체 공정, 제약품, 생체 의료용 제품, 식품 가공 제품, 가정용품, 개인용품, 석유 제품, 화학 제품 및 많은 다른 일반적인 산업적 액체 제품을 포함하는 많은 산업 부문에서 일반적인 것이다.
배치 처리 또는 배칭은 많은 결점 및 한계를 수반한다. 예컨대, 통상 대형 탱크를 필요로 하며, 이 방법은 시간 소모적일 수 있기 때문에, 통상적으로 대용적 의 배치가 동시에 준비된다. 이러한 대규모는 매우 큰 제조 공간을 필요로 하며, 대형 배치 용적은 비교적 고정되고, 유연성이 없는 제조 스케쥴을 지시한다. 구성 유체 측정의 상대적인 부정확성을 극복하기 위해서, 대용적은 전형적으로 배칭된다. 대용적은 이러한 에러를 총배치량에 대한 소정 비율로 감소시키는 것을 돕는다. 배칭의 다른 결점은 배치가 종종 시간이 경과함에 따라 그 유동학적 또는 화학적 특성이 변한다는 것이다. 이러한 에이징 효과(aging effect)는 많은 배합에 있어서 일반적인 것이며, 시간이 경과함에 따라 중간 사용자 또는 최종 사용자에게 성분을 보내기 이전에 많은 조정이 이루어지게 한다. 배칭은 탱크를 개방시키거나 부분적으로 개방시킬 수도 있으며, 유체가 대기로 노출되게 할 수도 있다. 이것은 원치 않는 화학물 오염, 화학물 분해 및 미생물 오염을 초래할 수 있다.
배칭은 또한 대용적으로 유체 성분을 함께 혼합하는 데 있어서의 어려움을 초래할 수도 있다. 사실상, 종종 성분들은 단지 어렵게 혼합될 수 있으며, 균질해지도록 장기간의 교반을 필요로 한다. 상이한 레벨의 대형 탱크는 상이한 비율의 유체 혼합물을 갖는 것이 일반적이라는 것도 잘 알려져 있다. 사실상, 통상 배칭에 관련된 대용적으로 인해 클리닝이 느리고, 번거로우며 자동화하기 어려워진다. 대용적의 클리닝 폐기물이 생성되어 폐기 및 오염의 문제를 초래한다.
이들 여러 개의 실질적인 결점 및 한계로 인해, 유체 생성물을 제조하는 대안의 수단이 모색되어 왔다. 배치 공정에 대한 한가지 대안적인 방법은 연속적인 블렌딩으로 알려져 있다.
연속적인 블렌딩은 단지 필요에 따라 또는 요구에 기초하여 유체 생성물을 형성하도록 구성 유체를 결합하는 개념을 구현한다. 본질적으로, 유체 생성물은 요구시에 필요한 비율로 형성된다. 필요한 비율은 통상적으로 액체 제품을 패키징하는 유체 충전 장비의 요건에 기초한다.
배치 처리 장치와는 다른 연속적인 블렌딩 장치의 이점은 명백하다. 대형 배치 준비와 유지 탱크를 제거하는 능력은 장치의 소용적을 초래하고, 보다 많은 생성물 혼합 유연성, 보다 빠른 생성물 배합 턴어라운드 및 매우 낮은 자본 비용을 초래한다. 연속적인 블렌딩은 또한 우수한 생성물 배합 정확도 및 품질을 이룰 수 있고, 유체 생성물 처리와 유체 생성물 패키징 간의 배리어를 제거할 수 있다. 연속적인 블렌딩은 폐기, 클린업 시간 및 폐기물 용적을 매우 감소시킬 수 있다. 더욱이, 혼합이 간단하여, 훨씬 더 균질한 배합을 초래한다. 유체 생성물의 에이징 효과도 매우 많이 제거된다. 실제 문제는 연속적인 블렌딩 장치를 최대 정확도, 사용의 유연성 및 넓은 범위의 상업적인 분야에서의 용례에 대한 융통성을 갖도록 구성 및 작동시키는 방법에 관한 것이다.
다양한 액체 가공 산업, 특히 음료 가공 및 식품 가공으로부터 유래하는 연속적인 스트림 블렌딩을 위한 다양한 구성들이 제안되어 왔다. 이들 구성은 유량계 및 비례적분미분(PID; Proportional-Integral-Derivative ) 피드백 제어 루프를 사용하는 비례 흐름 제어(ratio flow control)에 기초하는 연속적인 흐름 비례 장치 또는 블렌딩 장치를 개발하고 판매하고자하는 시도를 해왔다.
이것은 출력, 제어 변수가 일반적으로 몇몇 사용자 정의 셋포인트와 몇몇 측정된 처리 변수 간의 에러에 기초하는 피드백 컨트롤러 타입이다. 비례적분미분 컨트롤러의 각 요소는 에러로부터 취한 특정 작용을 참조한다.
- 비례 : 게인을 곱한 에러(Kp). 이것은 조정 가능한 증폭기이다. 많은 장치에서, Kp는 처리 안정성의 원인이 된다. Kp가 너무 낮으면 PV가 어긋날 수 있고, Kp가 너무 높으면 PV가 진동할 수 있다.
- 적분 : 게인을 곱한 에러의 적분(Ki). 많은 장치에서, Ki는 에러를 O으로 조정하는 원인이 되지만, Ki를 너무 높게 설정하면 진동이나 불안정성이나 적분누적이나 액추에이터 포화가 초래된다.
- 미분 : 게인을 곱한 에러의 변화율(Kd). 많은 장치에서, Kd는 장치의 응답성의 원인이 된다. Kd가 너무 높으면 PV가 진동할 것이고, Kd가 너무 낮으면 PV가 느리게 응답할 것이다. 설계자는 또한 미분 작용이 에러 신호에서의 임의의 노이즈를 증폭시킨다는 점에 유의해야 한다.
이러한 타입의 연속적인 혼합기의 예로는 미국 위스콘신주 뉴베를린에 소재하는 H & K Inc.에 의해 소개된 "Contimix"를 들 수 있다. 일반적으로, 이러한 구성은, 스트림들 간의 소망하는 흐름비를 유지하고자 하도록 흐름 제어 디바이스를 비례적으로 조절하는 데 유량계, 가장 빈번하게는 코리올리 질량 유량계로부터의 유량 신호를 사용하고, 전체 장치의 총 흐름을 비례적으로 조절하는 데 전체 장치의 요구 비율을 나타내는 다른 신호를 사용하는, 가변 오리피스 밸브 또는 속도 제어 펌프를 사용하여 액체 스트림의 연속적인 흐름을 조정하는 것에 의존한다.
이러한 흐름 구성을 이용하는 연속적인 블렌딩 장치는 복수의 주요한 설계 문제에 직면한다. 우선, 장치의 전체 출력이 증감함에 따라, 각 스트림에 관해 일정한 응답 시간 및 용량 변화율이 변동할 것이다. 따라서, 변동하는 출력 명령 신호에 의해, 각각의 스트림이 상이한 비율로 반응하여 비례 흐름의 손실을 야기하고, 이것은 새로운 셋포인트에 도달할 때 각 스트림의 오버슈트 또는 언더슈트에 의해 더욱 악화된다. 또한, 각 스트림의 유량이 변하기 때문에, 다른 스트림 또는 스트림들의 유량을 불안정하게 하여 난조 또는 진동을 야기한다. 이러한 공통적인 제어 문제는 블렌딩된 스트림의 정확도에 대한 심각한 손실을 야기할 수 있다. 명백하게, 비례적분미분 루프 컨트롤러는, 본질적으로 안정성 또는 제어의 용이함을 위해 설계되지 않은 복잡한 장치를 제어하도록 설계된다. 상기 컨트롤러는 비실시간, 통계적인 방식으로 상호 작용하는 흐름 스트림의 복수의 독립 변수 및 의존 변수를 처리하고, 이력에 기초하여 변화하는 파라메터에 대응한다.
또한, 피드백 신호 변화로 인해 흐름이 피드백 신호를 생성하는 유량계의 허용 가능한 범위를 초과하여 또는 그 미만으로 일시적으로 흐르게 된다는 다른 문제가 일어날 수 있다. 소프트웨어 또는 하드웨어 안전도에 있어서도 이것이 발생할 수 있으며, 이하에서 보다 충분히 논의하겠지만, 만족스러운 정확도를 얻도록 코리올리 질량 유량계를 통과하는 흐름을 정해진 범위 내로 유지하기 위한 요구 사항은 명확하게 설명할 수 있다.
아마도, 이들 설계 및 비례적분미분 제어 구조가 직면하게 되는 주요한 문제는 흐름 스트림 장치의 시작 및 정지에 대한 불가피한 필요성과 함께 발생한다. 정지-시작 이벤트가 일어날 때, 균형 잡히고 정확한 흐름 및 블렌딩 상태로 장치를 다시 작동시키는 것은 매우 어렵다. 이 문제는 너무 지속적이어서, 거의 모든 설치 장치는 잠시 동안의 필러 장비의 정지 동안 블렌딩 흐름이 계속되는 것을 허용하는 수백 갤런의 용량에 이르는 서지 탱크의 사용에 의존해왔다.
서지 탱크의 사용에 있어서도, 블렌딩 흐름을 정지시켜야만 하는 경우, 장기간의 필러 정지로 인해, 흐름을 재개할 시에 스트림은 올바른 유량이 재확립될 때까지 전환되어야 하거나, 서지 탱크는 불량한 결합 흐름 비율이 만족스럽게 "희석"되어 정확한 블렌딩의 손실을 방지하도록 매우 커야 한다. 어느 방법이든지 상당량의 폐기물, 감소된 블렌딩 정확도, 증가된 장치 복잡성 및 증가된 장치 용적을 초래하고, 이에 따라 연속적인 블렌딩을 추구하는 노력을 감소시킨다.
따라서, 해당 산업에서는 이러한 모든 문제를 해결하는 블렌딩 장치를 필요로 한다. 요구 사항에 있어서의 연속적인 변화를 수용할 수 있는 것과 아울러, 고도로 정밀한 블렌딩 정확성을 유지하는 블렌딩 장치가 필요하다. 전체 화학물 공급 및 저장 체계에 통합되는 블렌딩 장치도 필요하다. 복수의 블렌딩된 용액을 생성하며, 이들 블렌딩된 용액을 복수의 최종 사용자에게 높은 생산율로 공급할 수 있고, 높은 분석능을 지닌 블렌딩 장치가 필요하다. 최종 사용자에게 이송되기 전에 일시적으로 용기에 저장될 수 있는 혼합 생성물을 교정할 수 있는 혼합 장치가 필요하다. 해당 산업에서는, 초기 구성 요소, 중간 혼합물 및 최종 용액 혼합물의 화학 성분을 추적하고 확인하는 능력을 갖는 블렌딩 장치가 필요하다.
본 발명은 화학물 블렌딩 장치를 제공한다. 이 장치는
- 도관 장치에 혼합 구역을 포함하고, 실시간 제어식으로 제1 용액을 형성하는 블렌더 장치에서, 혼합 구역으로 연속적으로 유입되는 적어도 제1 화학물 스트림과 제2 화학물 스트림을 연속적으로 혼합하는 것과,
- 제1 용액을 연속적으로 모니터링하여, 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제1 용액의 출력 신호를 생성하는 것과,
- 제1 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 연속적으로 조정하는 것과,
- 화학물 분배 장치에 연결되고 적어도 제1 탱크 및 제2 탱크를 포함하는 제1 탱크 장치로 제1 용액을 유입하는 것과,
- 배합이 미리 정해진 제2 용액을 제1 탱크 장치로부터 화학물 분배 장치로 이송하는 것과,
- 제2 용액을 연속적으로 모니터링하여, 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제2 용액 출력 신호를 생성하는 것,
- 제1 용액을 제1 탱크 장치로 이송하는 것, 그리고 제2 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 연속적으로 조정하는 것
을 포함한다.
본 발명의 이들 및 다른 특징, 양태 및 장점은 이하의 설명과 첨부된 청구 범위를 참조함으로써 보다 양호하게 이해될 것이다.
본 발명의 특징 및 목적을 더욱 이해하기 위해, 첨부 도면- 유사한 요소는 동일하거나 유사한 참조 부호가 부여됨 -과 함께 이하의 상세한 설명을 참조해야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 블렌딩 장치의 예시적인 실시예의 도식적인 다이어그램이다.
도 2는 본 발명에 따른 블렌딩 장치의 다른 예시적인 실시예의 도식적인 다이어그램이다.
도 3은 본 발명에 따른 블렌딩 장치의 또 다른 예시적인 실시예의 도식적인 다이어그램이다.
도 4는 본 발명에 따른 복수의 블렌딩 장치의 예시적인 실시예의 도식적인 다이어그램이다.
도 5는 본 발명에 따른 복수의 블렌딩 장치의 다른 예시적인 실시예의 도식적인 다이어그램이다.
도 6은 본 발명에 따른 복수의 블렌딩 장치의 또 다른 예시적인 실시예의 도식적인 다이어그램이다.
참고로 본원에 포함되는, 1999년 12월 20일자로 출원된 미국 특허 제09/468,411호에 개시되어 있는 바와 같이, 종래 기술의 결점뿐만 아니라 당업자에게 공지되어 있거나 그렇지 않은 다른 결점도 해결하는 연속적인 블렌더가 개발되 었다.
본 발명의 기구 및 공정 모니터링 장비에 관하여 사용되는 용어, "연속적인"은 중단되지 않는 실시간 모니터링 및 디지털 제어 및 알고리즘을 포함하는 용액의 배합의 조정을 일컫는다. "연속적인"이라는 용어의 사용은 이러한 모니터링 및 조정을 수행하기 위해 이 장치가 아날로그, 즉 연속적인 신호만을 사용해야 하고, 불연속적인, 즉 디지털 신호를 사용할 수 없다는 것을 의미하는 것으로 의도되지는 않는다.
본 발명의 방법 및 처리 장비에 관하여 사용되는 용어, "연속적인"은 처리의 중단없이 실질적으로 동시에 생성물을 공급 및 제거하는 방법을 설명하고, 이러한 장치를 배치 장치와 구별하는 데 사용된다. "연속적인"이라는 용어의 사용은 이 장치가 임의의 중단없이 계속해서 작동할 것이라는 것, 또는 작동할 필요가 있다는 것을 의미하는 것으로 의도되지는 않는다.
본 명세서에서 사용되는 용어, "중앙 모니터링" 또는 "중앙 모니터링 장치"는 원격 센서의 중앙 모니터링과 원격 처리 액추에이터(스티치, 밸브, 흐름 컨트롤러 등)의 제어를 허용하는, 당업자에게 공지되어 있는 임의의 장치를 일컫는다. 이러한 중앙 모니터링 장치는 다소 국부적으로 위치할 수도 있고, 서버 또는 당업자에게 공지되어 있는 데이터 전송 장치를 통해 접근되는 원격 스테이션에 위치할 수도 있다. 이러한 중앙 모니터링 장치는 진단 또는 보수 작업을 수행하기 위해서 랩탑 또는 다른 휴대용 디바이스를 통해 현장의 오퍼레이터와 인터페이싱하는 능력을 가질 수 있다. 그러한 중앙 모니터링 장치의 몇몇 예로는 DCS(Distributed Control System) 또는 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 네트워크가 있다.
기본 원리는 연속적인 공정 사이클에서 생성물을 블렌딩하면서 제어식으로 정확도와 품질을 유지하는 것이다. 이 방법은 각각의 성분의 주입율에 관한 주요한 제어로서 농도 모니터 표시를 사용하여 주입 지점에서의 성분의 공급을 변화시키는 것에 의해 달성된다. 이러한 방법은 개별 교정 단계들에서 성분들을 추가하는 것에 의해 연속적인 공정 사이클에서 생성물을 블렌딩한 후, 농도 모니터 기기 세트를 사용하여 이들 단계를 제어한다.
도 1은 본 발명에 따른 블렌딩 장치(100)의 예시적인 실시예를 도시한 도식적인 다이어그램이다. 블렌딩 장치(100)는 제1 화학물 스트림(104), 제2 화학물 스트림(110), 블렌더 장치(113), 제1 탱크 장치(117) 및 화학물 분배 장치(123)를 포함한다.
제1 화학물 스트림(104)은, 중앙 모니터링 장치(124)에 의해 모니터링되는 제1 제어 수단 출력 신호(106)를 생성하는 제1 흐름 제어 수단(105)을 통과한다. 제2 화학물 스트림(110)은 중앙 모니터링 장치(124)에 의해 모니터링되는 제2 흐름 제어 수단 출력 신호(112)를 생성하는 제2 흐름 제어 수단(111)을 통과한다. 그 후, 제1 화학물 스트림(104)과 제2 화학물 스트림(110)이 블렌더 장치(113)에서 혼합되어, 제1 용액(114)이 형성된다. 제1 용액 출력 신호(115)가 생성되어, 중앙 모니터링 장치(124)에 의해 모니터링된다. 제1 용액(114)을 위해 미리 정해진 배합을 얻기 위해, 중앙 모니터링 장치(124)는 제1 용액 출력 신호(115)의 특성에 기 초하여 제1 흐름 제어 수단(105) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(111) 중 어느 하나가, 제1 화학물 스트림(104)의 유량 및/또는 제2 화학물 스트림(110)의 유량을 조정하도록 명령할 것이다. 중앙 모니터링 장치(124)가, 제1 용액(114)을 위해 미리 정해진 배합이 사양 내에 있다는 것을 나타내는 제1 용액 출력 신호(115)를 수신할 때까지, 블렌더 장치(113)로부터의 출력 스트림은 배출구(116)로 지향된다.
제1 용액(114)이 사양 내에 있으면, 블렌더 장치로부터의 출력 스트림은 더 이상 배출구(116)로 지향되지 않고, 대신에 제1 탱크 장치(117)로 지향된다. 필요에 따라, 제2 용액(120)이 제1 탱크 장치(117)로부터 제거되어 화학물 분배 장치(123)를 향해 지향된다. 이 제2 용액(120)이 제1 탱크 장치(117)로부터 제거될 때, 제2 용액 출력 신호(121)가 중앙 모니터링 장치(124)에 의해 모니터링된다. 제2 용액(120)을 위해 미리 정해진 배합을 얻기 위해, 중앙 모니터링 장치(124)는 제2 용액 출력 신호(121)의 특성에 기초하여 제1 흐름 제어 수단(105) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(111) 중 어느 하나가, 제1 탱크 장치(117)로 지향될 제1 화학물 스트림(104)의 유량 및/또는 제2 화학물 스트림(110)의 유량을 조정하도록 명령할 것이다. 중앙 모니터링 장치(124)가, 제2 용액(120)을 위해 미리 정해진 배합이 사양 내에 있다는 것을 나타내는 제2 용액 출력 신호(121)를 수신할 때까지, 제1 탱크 장치(117)로부터의 출력 스트림은 다시 제1 탱크 장치(117)로 재순환된다(122). 제2 용액(120)이 사양 내에 있으면, 제1 탱크 장치로부터의 출력 스트림은 더 이상 재순환(122)하지 않고, 대신에 화학물 분배 장치(123)로 지향된다. 대안으로서, 제1 용액(114)은 제1 탱크 장치(117)를 우회하여(125) 화학물 분배 장치(123)로 지 향될 수 있다.
블렌더 장치(113)는 도관 장치에 혼합 구역을 포함한다. 제1 화학물 스트림(104)과 제2 화학물 스트림(110)은 이 혼합 구역에서 연속적으로 혼합되고 앞서 논의한 바와 같이 실시간으로 제어되며, 이에 의해 미리 정해진 배합으로 제1 용액(114)을 형성한다.
하나를 초과하는 조정이 블렌더 장치(113)로부터 동시에 요구되는, 예컨대 화학물 분배 장치(123)가 제1 용액(114)이 미리 정해진 배합이 아니라는 신호를 수신함과 동시에 제2 용액(120)이 미리 정해진 배합이 아니라는 신호를 수신할 수 있는 경우가 발생하면, 제2 용액(120)에 대한 조정이 제1 용액(114)에 대한 조정보다 훨씬 우선시될 수 있다. 일실시예에서는, 용액 배합의 조정 불량이 화학물 분배 장치(123)에서 발생하는 상태에 가까울수록, 상기 조정이 갖는 우선권은 보다 높아진다.
제1 화학물 스트림(104)은 제1 성분 탱크(101)로부터 얻을 수 있다. 이 제1 성분 탱크(101)는 제1 중량 측정 수단(102)을 가질 수 있으며, 이 중량 측정 수단은 중앙 모니터링 장치(124)에 의해 모니터링되는 제1 중량 측정 수단 출력 신호(103)를 생성할 수 있다. 제2 화학물 스트림(110)은 제2 성분 탱크(107)로부터 얻을 수 있다. 이 제2 성분 탱크(107)는 제2 중량 측정 수단(108)을 가질 수 있으며, 이 중량 측정 수단은 중앙 모니터링 장치(124)에 의해 모니터링되는 제2 중량 측정 수단 출력 신호(109)를 생성할 수 있다.
제1 탱크 장치(117)는 병렬이나 직렬로 작동되는 적어도 2개의 탱크, 즉 제1 탱크와 제2 탱크를 포함한다. 이들 탱크는 제3 중량 측정 수단(118)을 가질 수 있으며, 이 중량 측정 수단은 중앙 모니터링 장치(124)에 의해 모니터링되는 제3 중량 측정 수단 출력 신호(119)를 생성할 수 있다. 이들 제1 탱크 및 제2 탱크는 탱크 내에서의 균일한 블렌딩을 유지하는 데 사용될 수 있는 재순환 장치를 가질 수 있다. 제2 용액(120)이 미리 정해진 배합에서 벗어난 경우, 이 용액을 미리 정해진 배합으로 복귀시키기 위해 제1 화학물 스트림(104) 또는 제2 화학물 스트림(110) 중 어느 하나의 유량을 조정하는 데 걸리는 시간은 약 15분 미만일 수 있다. 이들 제1 탱크 및 제2 탱크는 화학물 분배 장치에 의해 적어도 3일 동안 일정하게 사용될 수 있도록 크기가 정해질 수 있다.
배출구(116)에 관해 앞서 논의한 배출 사이클은 미리 정해진 목표 배합을 얻기까지 8초 미만이 걸리도록 이루어질 수 있다. 배출구(116)에 관해 앞서 논의한 배출 사이클은 미리 정해진 목표 배합을 얻기까지 1 갤런 미만이 배출구로 지향되도록 이루어질 수 있다.
블렌더 장치(113)는 분당 약 80 리터 미만의 설계 유량을 갖도록 구성될 수 있다. 블렌더 장치(113)는 월당 1,000,000 갤런 미만의 설계 유량을 갖도록 구성될 수 있다. 블렌더 장치(113)는 월당 1,500,000 갤런 미만의 설계 유량을 갖도록 구성될 수 있다.
제1 용액(114) 및/또는 제2 용액(120) 중 어느 하나의 미리 정해진 배합은 블렌더 장치(113)에 의해서 약 0.003 중량%를 넘는 정확도 내로 유지될 수 있다. 제1 용액(114) 및/또는 제2 용액(120) 중 어느 하나의 미리 정해진 배합은 블렌더 장치(113)에 의해 약 0.01 중량%보다 큰 정확도 내로 유지될 수 있다.
제1 용액 및/또는 제2 용액은 이하의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 농도 기준에 대해 모니터링될 수 있다.
a) 전도율,
b) 음속,
c) 밀도,
d) 점성,
e) 굴절율,
f) 탁도,
g) 자동 적정, 및
h) 수동 해석적 검증.
제1 흐름 제어 수단(105) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(111)은 유량 및 압력 모두를 제어 및/또는 모니터링할 수 있다. 제1 흐름 제어 수단(105) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(111)은 온도를 모니터링할 수 있다. 제1 흐름 제어 수단(105) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(111)에 의해 형성된 결합 유량, 압력 및 온도 측정치는 제1 용액(114) 및/또는 제2 용액(120) 중 어느 하나를 위한 농도 계산 중에 온도를 표시하는 데 사용될 수 있다.
제1 흐름 제어 수단(105)과 제2 흐름 제어 수단(111)로부터의 유량 출력 신호 및 제1 용액 출력 신호(115)는 제1 성분 탱크(101)의 내용물의 초기 농도를 검증하기 위해서 제1 중량 측정 수단 출력 신호(103)와 함께 사용될 수 있다. 제1 흐름 제어 수단(105)과 제2 흐름 제어 수단(111)으로부터의 유량 출력 신호 및 제1 용액 출력 신호(115)는 제2 성분 탱크(107)의 내용물의 초기 농도를 검증하기 위해서 제2 중량 측정 수단 출력 신호(109)와 함께 사용될 수 있다.
시간에 따른 함수인 제1 중량 측정 수단 출력 신호(103)의 변화와, 시간에 따른 함수인 제2 중량 측정 수단의 출력 신호(109)의 변화는 제1 용액(114)의 유량을 검증하는 데 사용될 수 있다.
시간에 따른 함수인 제1 중량 측정 수단 출력 신호(103)의 변화와, 시간에 따른 함수인 제2 중량 측정 수단의 출력 신호(109)의 변화, 그리고 시간에 따른 함수인 제3 중량 측정 수단의 출력 신호(115)의 변화는 제2 용액(120)의 유량을 검증하는 데 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 블렌딩 장치(200)의 다른 예시적인 실시예를 도시한 도식적인 다이어그램이다. 블렌딩 장치(200)는 제1 화학물 스트림(204), 제2 화학물 스트림(210), 블렌더 장치(213), 제1 탱크 장치(217), 제2 탱크 장치(223) 및 화학물 분배 장치(229)를 포함한다.
제1 화학물 스트림(204)은, 중앙 모니터링 장치(230)에 의해 모니터링되는 제1 제어 수단 출력 신호(206)를 생성하는 제1 흐름 제어 수단(205)을 통과한다. 제2 화학물 스트림(210)은 중앙 모니터링 장치(230)에 의해 모니터링되는 제2 흐름 제어 수단 출력 신호(212)를 생성하는 제2 흐름 제어 수단(211)을 통과한다. 그 후, 제1 화학물 스트림(204)과 제2 화학물 스트림(210)이 블렌더 장치(213)에서 혼합되어, 제1 용액(214)이 형성된다. 제1 용액 출력 신호(215)가 생성되어, 중앙 모니터링 장치(230)에 의해 모니터링된다. 제1 용액(214)을 위해 미리 정해진 배합을 얻기 위해, 중앙 모니터링 장치(230)는 제1 용액 출력 신호(215)의 특성에 기초하여 제1 흐름 제어 수단(205) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(211) 중 어느 하나가, 제1 화학물 스트림(204)의 유량 및/또는 제2 화학물 스트림(210)의 유량을 조정하도록 명령할 것이다. 중앙 모니터링 장치(230)가, 제1 용액(214)을 위해 미리 정해진 배합이 사양 내에 있다는 것을 나타내는 제1 용액 출력 신호(215)를 수신할 때까지, 블렌더 장치(213)로부터의 출력 스트림은 배출구(216)로 지향된다.
제1 용액(214)이 사양 내에 있으면, 블렌더 장치로부터의 출력 스트림은 더 이상 배출구(216)로 지향되지 않고, 대신에 제1 탱크 장치(217)로 지향된다. 필요에 따라, 제2 용액(220)이 제1 탱크 장치(217)로부터 제거되어 제2 탱크 장치(223)를 향해 지향된다. 이 제2 용액(220)이 제1 탱크 장치(217)로부터 제거될 때, 제2 용액 출력 신호(221)가 중앙 모니터링 장치(230)에 의해 모니터링된다.
제2 용액(220)을 위해 미리 정해진 배합을 얻기 위해, 중앙 모니터링 장치(230)는 제2 용액 출력 신호(221)의 특성에 기초하여 제1 흐름 제어 수단(205) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(211) 중 어느 하나가, 제1 탱크 장치(217)로 지향될 제1 화학물 스트림(204)의 유량 및/또는 제2 화학물 스트림(210)의 유량을 조정하도록 명령할 것이다. 중앙 모니터링 장치(230)가, 제2 용액(220)을 위해 미리 정해진 배합이 사양 내에 있다는 것을 나타내는 제2 용액 출력 신호(221)를 수신할 때까지, 제1 탱크 장치(217)로부터의 출력 스트림은 다시 제1 탱크 장치(217)로 재순환된다(222).
제2 용액(220)이 사양 내에 있으면, 제1 탱크 장치로부터의 출력 스트림은 더 이상 재순환(222)하지 않고, 대신에 제2 탱크 장치(223)로 지향된다. 대안으로서, 제1 용액(214)은 제1 탱크 장치(217)를 우회하여(231) 제2 탱크 장치(223)로 지향될 수 있다. 필요하다면, 제3 용액(226)이 제2 탱크 장치(223)로부터 제거되어 화학물 분배 장치(229)로 지향된다. 이 제3 용액(226)이 제2 탱크 장치(223)로부터 제거될 때, 제3 용액 출력 신호(227)는 중앙 모니터링 장치(230)에 의해 모니터링된다. 제3 용액(226)을 위해 미리 정해진 배합을 얻기 위해, 중앙 모니터링 장치(230)는 제3 용액 출력 신호(227)에 기초하여 제1 흐름 제어 수단(205) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(211) 중 어느 하나가, 제2 탱크 장치(223)로 지향될 제1 화학물 스트림(204)의 유량 및/또는 제2 화학물 스트림(210)의 유량을 조정하도록 명령할 것이다. 중앙 모니터링 장치(230)가 제3 용액(226)을 위해 미리 정해진 배합이 사양 내에 있다는 것을 나타내는 제3 용액 출력 신호(227)를 수신할 때까지, 제2 탱크 장치(223)로부터의 출력 스트림은 다시 제2 탱크 장치(223)로 재순환된다(228). 제3 용액(226)이 사양 내에 있으면, 제2 탱크 장치로부터의 출력 스트림은 더 이상 재순환(228)되지 않고, 대신에 화학물 분배 장치(229)로 지향된다. 대안으로서, 제2 용액(220)은 제2 탱크 장치(223)를 우회하여(232) 화학물 분배 장치(229)로 지향될 수도 있다.
블렌더 장치(213)는 도관 장치에 혼합 구역을 포함한다. 제1 화학물 스트림(204)과 제2 화학물 스트림(210)은 앞서 논의한 바와 같이 이 혼합 구역에서 연속적으로 혼합되고 실시간으로 제어되며, 이에 의해 미리 정해진 배합으로 제1 용 액(214)을 형성한다.
하나를 초과하는 조정이 블렌더 장치(213)로부터 동시에 요구되는, 예컨대 화학물 분배 장치(229)가 제1 용액(214)이 미리 정해진 배합이 아니라는 신호와 제2 용액(220)이 미리 정해진 배합이 아니라는 신호 모두를 수신함과 동시에 제3 용액(226)이 미리 정해진 배합이 아니라는 신호를 수신할 수 있는 경우가 발생하면, 제3 용액(226)에 대한 조정이 제2 용액(220)에 대한 조정보다 우선시될 수 있고, 제2 용액에 대한 조정은 제1 용액(214)에 대한 조정보다 우선시될 수 있다. 일 실시예에서는, 용액 배합의 조정 불량이 화학물 분배 장치(229)에서 발생하는 상태에 가까울수록, 상기 조정이 갖는 우선권은 보다 높아진다.
제1 화학물 스트림(204)은 제1 성분 탱크(201)로부터 얻을 수 있다. 이 제1 성분 탱크(201)는 제1 중량 측정 수단(202)을 가질 수 있으며, 이 중량 측정 수단은 중앙 모니터링 장치(230)에 의해 모니터링되는 제1 중량 측정 수단 출력 신호(203)를 생성할 수 있다. 제2 화학물 스트림(210)은 제2 성분 탱크(207)로부터 얻을 수 있다. 이 제2 성분 탱크(207)는 제2 중량 측정 수단(208)을 가질 수 있으며, 이 중량 측정 수단은 중앙 모니터링 장치(230)에 의해 모니터링되는 제2 중량 측정 수단 출력 신호(209)를 생성할 수 있다.
제1 탱크 장치(217) 및/또는 제2 탱크 장치(223)는 각기 병렬이나 직렬로 작동되는 적어도 2개의 탱크를 포함한다. 이들 탱크는 제3 중량 측정 수단(218) 및/또는 제4 중량 측정 수단(224)을 가질 수 있으며, 이들 중량 측정 수단은 중앙 모니터링 장치(230)에 의해 모니터링되는 제3 중량 측정 수단 출력 신호(219) 및/또 는 제4 중량 측정 수단 출력 신호(225)를 생성할 수 있다. 이들 탱크는 탱크 내에서의 균일한 블렌딩을 유지하는 데 사용될 수 있는 재순환 장치를 가질 수 있다. 제2 용액(220) 및/또는 제3 용액(226) 중 어느 하나가 미리 정해진 배합에서 벗어난 경우, 이들 용액 중 어느 하나를 미리 정해진 배합으로 복귀시키기 위해 제1 화학물 스트림(204) 또는 제2 화학물 스트림(210) 중 어느 하나의 유량을 조정하는 데 걸리는 시간은 약 15분 미만일 수 있다. 이들 탱크는 화학물 분배 장치에 의해 적어도 3일 동안 일정하게 사용될 수 있도록 크기가 정해질 수 있다.
배출구(216)에 관해 앞서 논의한 배출 사이클은 미리 정해진 목표 배합을 얻기까지 8초 미만이 걸리도록 이루어질 수 있다. 배출구(216)에 관해 앞서 논의한 배출 사이클은 미리 정해진 목표 배합을 얻기까지 1 갤런 미만이 배출구로 지향되도록 이루어질 수 있다.
블렌더 장치(213)는 분당 약 80 리터 미만의 설계 유량을 갖도록 구성될 수 있다. 블렌더 장치(213)는 월당 1,000,000 갤런 미만의 설계 유량을 갖도록 구성될 수 있다. 블렌더 장치(213)는 월당 1,500,000 갤런 미만의 설계 유량을 갖도록 구성될 수 있다.
제1 용액(214) 및/또는 제2 용액(220) 및/또는 제3 용액(226) 중 어느 하나의 미리 정해진 배합은 블렌더 장치(213)에 의해서 약 0.003 중량%를 넘는 정확도 내로 유지될 수 있다. 제1 용액(214) 및/또는 제2 용액(220) 및/또는 제3 용액(226) 중 어느 하나의 미리 정해진 배합은 블렌더 장치(213)에 의해 약 0.01 중량%보다 큰 정확도 내로 유지될 수 있다.
제1 용액 및/또는 제2 용액 및/또는 제3 용액은 이하의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 농도 기준에 대해 모니터링될 수 있다.
a) 전도율,
b) 음속,
c) 밀도,
d) 점성,
e) 굴절율,
f) 탁도,
g) 자동 적정, 및
h) 수동 해석적 검증.
제1 흐름 제어 수단(205) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(211)은 유량 및 압력 모두를 제어 및/또는 모니터링할 수 있다. 제1 흐름 제어 수단(205) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(211)은 온도를 모니터링할 수 있다. 제1 흐름 제어 수단(205) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(211)에 의해 형성된 결합 유량, 압력 및 온도 측정치는 제1 용액(214) 및/또는 제2 용액(220) 중 어느 하나를 위한 농도 계산 중에 온도를 표시하는 데 사용될 수 있다.
제1 흐름 제어 수단(205)과 제2 흐름 제어 수단(211)로부터의 유량 출력 신호 및 제1 용액 출력 신호(215)는 제1 성분 탱크(201)의 내용물의 초기 농도를 검증하기 위해서 제1 중량 측정 수단의 출력 신호(203)와 함께 사용될 수 있다. 제1 흐름 제어 수단(205)과 제2 흐름 제어 수단(211)으로부터의 유량 출력 신호 및 제1 용액 출력 신호(215)는 제2 성분 탱크(207)의 내용물의 초기 농도를 검증하기 위해서 제2 중량 측정 수단의 출력 신호(209)와 함께 사용될 수 있다.
시간에 따른 함수인 제1 중량 측정 수단의 출력 신호(203)의 변화와, 시간에 따른 함수인 제2 중량 측정 수단의 출력 신호(209)의 변화는 제1 용액(214)의 유량을 검증하는 데 사용될 수 있다.
시간에 따른 함수인 제1 중량 측정 수단의 출력 신호(203)의 변화와, 시간에 따른 함수인 제2 중량 측정 수단의 출력 신호(209)의 변화, 그리고 시간에 따른 함수인 제3 중량 측정 수단의 출력 신호(219)는 제2 용액(220)의 유량을 검증하는 데 사용될 수 있다.
시간에 따른 함수인 제1 중량 측정 수단의 출력 신호(203)의 변화와, 시간에 따른 함수인 제2 중량 측정 수단의 출력 신호(209)의 변화와, 시간에 따른 함수인 제3 중량 측정 수단의 출력 신호(219)의 변화, 그리고 시간에 따른 함수인 제4 중량 측정 수단의 출력 신호(225)의 변화는 제3 용액(226)의 유량을 검증하는 데 사용될 수 있다.
도 3는 본 발명에 따른 블렌딩 장치(300)의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한 도식적인 다이어그램이다.
블렌딩 장치(300)는 제1 화학물 스트림(304), 제2 화학물 스트림(310), 블렌더 장치(313), 제1 탱크 장치(317), 제2 탱크 장치(323), 제3 탱크 장치(329) 및 최종 사용자(333)를 포함한다.
제1 화학물 스트림(304)은, 중앙 모니터링 장치(334)에 의해 모니터링되는 제1 제어 수단 출력 신호(306)를 생성하는 제1 흐름 제어 수단(305)을 통과한다. 제2 화학물 스트림(310)은 중앙 모니터링 장치(334)에 의해 모니터링되는 제2 흐름 제어 수단 출력 신호(312)를 생성하는 제2 흐름 제어 수단(311)을 통과한다. 그 후, 제1 화학물 스트림(304)과 제2 화학물 스트림(310)이 블렌더 장치(313)에서 혼합되어, 제1 용액(314)이 형성된다. 제1 용액 출력 신호(315)가 생성되어, 중앙 모니터링 장치(334)에 의해 모니터링된다. 제1 용액(314)을 위해 미리 정해진 배합을 얻기 위해, 중앙 모니터링 장치(334)는 제1 용액 출력 신호(315)의 특성에 기초하여 제1 흐름 제어 수단(305) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(311) 중 어느 하나가, 제1 화학물 스트림(304)의 유량 및/또는 제2 화학물 스트림(310)의 유량을 조정하도록 명령할 것이다. 중앙 모니터링 장치(334)가, 제1 용액(314)을 위해 미리 정해진 배합이 사양 내에 있다는 것을 나타내는 제1 용액 출력 신호(315)를 수신할 때까지, 블렌더 장치(313)로부터의 출력 스트림은 배출구(316)로 지향된다.
제1 용액(314)이 사양 내에 있으면, 블렌더 장치로부터의 출력 스트림은 더 이상 배출구(316)로 지향되지 않고, 대신에 제1 탱크 장치(317)로 지향된다. 필요에 따라, 제2 용액(320)이 제1 탱크 장치(317)로부터 제거되어 제2 탱크 장치(323)를 향해 지향된다. 이 제2 용액(320)이 제1 탱크 장치(317)로부터 제거될 때, 제2 용액 출력 신호(321)가 중앙 모니터링 장치(334)에 의해 모니터링된다. 제2 용액(320)을 위해 미리 정해진 배합을 얻기 위해, 중앙 모니터링 장치(334)는 제2 용액 출력 신호(321)에 기초하여 제1 흐름 제어 수단(305) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(311) 중 어느 하나가, 제1 탱크 장치(317)로 지향될 제1 화학물 스트림(304)의 유량 및/또는 제2 화학물 스트림(310)의 유량을 조정하도록 명령할 것이다. 중앙 모니터링 장치(334)가, 제2 용액(320)을 위해 미리 정해진 배합이 사양 내에 있다는 것을 나타내는 제2 용액 출력 신호(321)를 수신할 때까지, 제1 탱크 장치(317)로부터의 출력 스트림은 다시 제1 탱크 장치(317)로 재순환된다(322).
제2 용액(320)이 사양 내에 있으면, 제1 탱크 장치로부터의 출력 스트림은 더 이상 배출구(316)를 지향하지 않고, 대신에 제2 탱크 장치(323)로 지향된다. 대안으로서, 제1 용액(314)은 제1 탱크 장치(317)를 우회하여(335) 제2 탱크 장치(323)로 지향될 수 있다. 필요하다면, 제3 용액(326)이 제2 탱크 장치(323)로부터 제거되어 제3 탱크 장치(329)로 지향된다. 이 제3 용액(326)이 제2 탱크 장치(323)로부터 제거될 때, 제3 용액 출력 신호(327)는 중앙 모니터링 장치(334)에 의해 모니터링된다. 제3 용액(326)을 위해 미리 정해진 배합을 얻기 위해, 중앙 모니터링 장치(334)는 제3 용액 출력 신호(327)에 기초하여 제1 흐름 제어 수단(305) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(311) 중 어느 하나가, 제2 탱크 장치(323)로 지향될 제1 화학물 스트림(304)의 유량 및/또는 제2 화학물 스트림(310)의 유량을 조정하도록 명령할 것이다. 중앙 모니터링 장치(334)가, 제3 용액(326)을 위해 미리 정해진 배합이 사양 내에 있다는 것을 나타내는 제3 용액 출력 신호(327)를 수신할 때까지, 제2 탱크 장치(323)로부터의 출력 스트림은 제2 탱크 장치(323)로 재순환된다(328).
제3 용액(326)이 사양 내에 있으면, 제2 탱크 장치로부터의 출력 스트림은 더 이상 재순환(328)하지 않고, 대신에 제3 탱크 장치(329)로 지향된다. 대안으로 서, 제2 용액(320)은 제2 탱크 장치(323)를 우회하여(336) 제3 탱크 장치(329)로 지향될 수 있다. 필요하다면, 제4 용액(330)이 제3 탱크 장치(329)로부터 제거되어 최종 사용자(333)로 지향된다. 이 제4 용액(330)이 제3 탱크 장치(329)로부터 제거될 때, 제4 용액 출력 신호(331)는 중앙 모니터링 장치(334)에 의해 모니터링된다. 미리 정해진 배합을 얻기 위해, 중앙 모니터링 장치(334)는 제4 용액 출력 신호(331)에 기초하여 제4 용액(330)을 위해 제1 흐름 제어 수단(305) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(311) 중 어느 하나가, 제3 탱크 장치(329)로 지향될 제1 화학물 스트림(304)의 유량 및/또는 제2 화학물 스트림(310)의 유량을 조정하도록 명령할 것이다. 중앙 모니터링 장치(334)가, 제4 용액(329)을 위해 미리 정해진 배합이 사양 내에 있다는 것을 나타내는 제4 용액 출력 신호(331)를 수신할 때까지, 제3 탱크 장치(329)로부터의 출력 스트림은 제3 탱크 장치(329)로 재순환된다(332). 제4 용액(330)이 사양 내에 있으면, 제3 탱크 장치로부터의 출력 스트림은 더 이상 재순환(332)하지 않고, 대신에 최종 사용자(333)로 지향된다. 대안으로서, 제3 용액(326)은 제3 탱크 장치(329)를 우회하여(337), 최종 사용자(333)로 지향된다.
블렌더 장치(313)는 도관 장치에 혼합 구역을 포함한다. 제1 화학물 스트림(304)과 제2 화학물 스트림(310)은 앞서 논의한 바와 같이 이 혼합 구역에서 연속적으로 혼합되고 실시간으로 제어되며, 이에 의해 미리 정해진 배합으로 제1 용액(314)을 형성한다.
하나를 초과하는 조정이 블렌더 장치(313)로부터 동시에 요구되는, 예컨대 최종 사용자(333)가 제3 용액(326)이 미리 정해진 배합이 아니고, 제2 용액(320)이 미리 정해진 배합이 아니며, 제1 용액(314)이 미리 정해진 배합이 아니라는 신호를 수신함과 동시에 제4 용액(330)이 미리 정해진 배합이 아니라는 신호를 수신할 수 있는 경우가 발생하면, 제4 용액(330)에 대한 조정이 제3 용액(326)에 대한 조정보다 우선시될 수 있고, 제3 용액에 대한 조정은 제2 용액(320)에 대한 조정보다 우선시될 수 있으며, 제2 용액에 대한 조정은 제1 용액(314)에 대한 조정보다 우선시될 수 있다. 일 실시예에서는, 용액 배합의 조정 불량이 최종 사용자(333)에서 발생하는 상태에 가까울수록, 상기 조정이 갖는 우선권은 보다 높아진다.
제1 화학물 스트림(304)은 제1 성분 탱크(301)로부터 얻을 수 있다. 이 제1 성분 탱크(301)는 제1 중량 측정 수단(302)을 가질 수 있으며, 이 중량 측정 수단은 중앙 모니터링 장치(334)에 의해 모니터링되는 제1 중량 측정 수단 출력 신호(303)를 생성할 수 있다. 제2 화학물 스트림(310)은 제2 성분 탱크(307)로부터 얻을 수 있다. 이 제2 성분 탱크(307)는 제2 중량 측정 수단(308)을 가질 수 있으며, 이 중량 측정 수단은 중앙 모니터링 장치(334)에 의해 모니터링되는 제2 중량 측정 수단 출력 신호(309)를 생성할 수 있다.
제1 탱크 장치(317) 및/또는 제2 탱크 장치(323) 및/또는 제3 탱크 장치(329)는 각기 병렬이나 직렬로 작동되는 적어도 2개의 탱크를 포함한다. 이들 탱크는 제3 중량 측정 수단(318) 및/또는 제4 중량 측정 수단(324)을 가질 수 있으며, 이들 중량 측정 수단은 중앙 모니터링 장치(334)에 의해 모니터링되는 제3 중량 측정 수단 출력 신호(319) 및/또는 제4 중량 측정 수단 출력 신호(325)를 생성할 수 있다. 이들 탱크는 탱크 내에서의 균일한 블렌딩을 유지하는 데 사용될 수 있는 재순환 장치를 가질 수 있다. 제2 용액(320) 및/또는 제3 용액(326) 및/또는 제4 용액(330) 중 어느 하나가 미리 정해진 배합에서 벗어난 경우, 이들 용액 중 임의의 용액을 미리 정해진 배합으로 복귀시키기 위해 제1 화학물 스트림(304) 또는 제2 화학물 스트림(310) 중 어느 하나의 유량을 조정하는 데 걸리는 시간은 약 15분 미만일 수 있다. 이들 탱크는 최종 사용자에 의해 적어도 3일 동안 일정하게 사용될 수 있도록 크기가 정해질 수 있다.
배출구(316)에 관해 앞서 논의한 배출 사이클은 미리 정해진 목표 배합을 얻기까지 8초 미만이 걸리도록 이루어질 수 있다. 배출구(316)에 관해 앞서 논의한 배출 사이클은 미리 정해진 목표 배합을 얻기까지 1 갤런 미만이 배출구로 지향되도록 이루어질 수 있다.
블렌더 장치(313)는 분당 약 80 리터 미만의 설계 유량을 갖도록 구성될 수 있다. 블렌더 장치(313)는 월당 1,000,000 갤런 미만의 설계 유량을 갖도록 구성될 수 있다. 블렌더 장치(313)는 월당 1,500,000 갤런 미만의 설계 유량을 갖도록 구성될 수 있다.
제1 용액(314) 및/또는 제2 용액(320) 및/또는 제3 용액(326) 및/또는 제4 용액(330) 중 어느 하나의 미리 정해진 배합은 블렌더 장치(313)에 의해 약 0.003 중량%를 넘는 정확도 내로 유지될 수 있다. 제1 용액(314) 및/또는 제2 용액(320) 및/또는 제3 용액(326) 및/또는 제4 용액(330) 중 어느 하나의 미리 정해진 배합은 블렌더 장치(313)에 의해 약 0.01 중량%보다 큰 정확도 내로 유지될 수 있다.
제1 용액 및/또는 제2 용액 및/또는 제3 용액 및/또는 제4 용액은 이하의 그 룹으로부터 선택된 적어도 하나의 농도 기준에 대해 모니터링될 수 있다.
a) 전도율,
b) 음속,
c) 밀도,
d) 점성,
e) 굴절율,
f) 탁도,
g) 자동 적정, 및
h) 수동 해석적 검증.
제1 흐름 제어 수단(305) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(311)은 유량 및 압력 모두를 제어 및/또는 모니터링할 수 있다. 제1 흐름 제어 수단(305) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(311)은 온도를 모니터링할 수 있다. 제1 흐름 제어 수단(305) 및/또는 제2 흐름 제어 수단(311)에 의해 형성된 결합 유량, 압력 및 온도 측정치는 제1 용액(314) 및/또는 제2 용액(320) 중 어느 하나를 위한 농도 계산 중에 온도를 표시하는 데 사용될 수 있다.
제1 흐름 제어 수단(305)과 제2 흐름 제어 수단(311)로부터의 유량 출력 신호 및 제1 용액 출력 신호(315)는 제1 성분 탱크(301)의 내용물의 초기 농도를 검증하기 위해서 제1 중량 측정 수단의 출력 신호(303)와 함께 사용될 수 있다. 제1 흐름 제어 수단(305)과 제2 흐름 제어 수단(311)으로부터의 유량 출력 신호 및 제1 용액 출력 신호(315)는 제2 성분 탱크(307)의 내용물의 초기 농도를 검증하기 위해 서 제2 중량 측정 수단의 출력 신호(309)와 함께 사용될 수 있다.
시간에 따른 함수인 제1 중량 측정 수단의 출력 신호(303)의 변화와, 시간에 따른 함수인 제2 중량 측정 수단의 출력 신호(309)의 변화는 제1 용액(314)의 유량을 검증하는 데 사용될 수 있다.
시간에 따른 함수인 제1 중량 측정 수단의 출력 신호(303)의 변화와, 시간에 따른 함수인 제2 중량 측정 수단의 출력 신호(309)의 변화, 그리고 시간에 따른 함수인 제3 중량 측정 수단의 출력 신호(319)의 변화는 제2 용액(320)의 유량을 검증하는 데 사용될 수 있다.
시간에 따른 함수인 제1 중량 측정 수단의 출력 신호(303)의 변화와, 시간에 따른 함수인 제2 중량 측정 수단의 출력 신호(309)의 변화와, 시간에 따른 함수인 제3 중량 측정 수단의 출력 신호(319)의 변화, 그리고 시간에 따른 함수인 제4 중량 측정 수단의 출력 신호(325)의 변화는 제3 용액(326)의 유량을 검증하는 데 사용될 수 있다.
단일 블렌더 장치(313)를 사용하여, 2개 이상의 블렌딩 장치를 결합할 수 있다. 단일 블렌더 장치(313)를 사용하여 2개 이상의 블렌딩 장치(300)를 결합하는 경우, 최대 용적을 사용하는 화학물 블렌딩 장치(300)의 동작이 다음 최대 용적을 사용하는 장치에 비해 우선권을 갖는다. 단일 블렌더 장치(313)를 사용하여 2개 이상의 블렌딩 장치(300)를 결합하는 경우, 블렌더 장치에 대한 동시적인 요구가 있을 때 우선 순위를 수동으로 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 복수의 블렌딩 장치(400)의 예시적인 실시예를 도시 한 도식적인 다이어그램이다. 블렌딩 장치(400)는 제1 화학물 스트림(404), 제2 화학물 스트림(410), 제1 블렌더 장치(413), 블렌딩 장치(A), 블렌딩 장치(B) 및 블렌딩 장치(C)를 포함한다.
블렌딩 장치들(A, B, C)은 도 1을 참고하여 설명한 바와 같은 장치(100)이다. 블렌딩 장치(A)는 적어도 제1 화학물 스트림(404), 제2 화학물 스트림(410), 블렌더 장치(413), 제1 용액(A14), 배출구(A16), 제1 탱크 장치(A17), 제2 용액(A20) 및 화학물 분배 장치(A23)를 포함한다. 블렌딩 장치(B)는 적어도 제1 화학물 스트림(404), 제2 화학물 스트림(410), 블렌더 장치(413), 제1 용액(B14), 배출구(B16), 제1 탱크 장치(B17), 제2 용액(B20) 및 화학물 분배 장치(B23)를 포함한다. 블렌딩 장치(C)는 적어도 제1 화학물 스트림(404), 제2 화학물 스트림(410), 블렌더 장치(413), 제1 용액(C14), 배출구(C16), 제1 탱크 장치(C17), 제2 용액(C20) 및 화학물 분배 장치(C23)를 포함한다.
일례로서, 복수의 블렌딩 장치(400)는 통상적인 반도체 제조 설비에서 통상적인 서브 패브 설비(sub-fab installation)에 해당할 수 있다. 그러한 설비에서, 제1 화학물 스트림은 현상액, 계면 활성제, 탈이온수 등일 수 있다. 블렌딩 장치(A)는 특정 블렌딩된 용액, 즉 특정 농도를 갖는 특정 블렌딩된 용액을 제공할 수 있다. 제1 탱크(A17)는 그러한 설비에서 한정 탱크(qualification tank) 또는 데이 탱크(day tank)를 제공할 수 있다. 블렌딩 장치(A)에 관하여 도 1을 참고하여 전술한 처리를 실시할 때, 제1 탱크는 패브에 있는 툴에 여러 시간 이상 공급하기에 충분한 유체를 수용할 수 있다. 이 때, 블렌더 장치(413)는 탈이온수에 의해 퍼지되고 재교정되어, 블렌딩 장치(B) 또는 블렌딩 장치(C) 중 어느 하나에 의해 요구되는 용액 또는 농도를 블렌딩하는 데 이용 가능하다.
도 1을 참고하여 전술한 바와 같이, 블렌딩 장치(A)는 용액의 배합을 모니터링하고 확인할 수 있는 여러 지점을 갖는다. 교정이 필요하게 되는 경우, 그러한 교정은 도 1을 참고하여 전술한 바와 같이 실시될 수 있다. 중앙 모니터링 장치는 복수의 블렌딩 스트림을 동시에 모니터링하고 조정할 수 있다. 장치(400)에서 형성된 바와 같이 단일 블렌더 장치(113)를 사용하여 2개 이상의 블렌딩 장치(100)를 결합하면, 최대 용적을 사용하는 화학물 블렌딩 장치(100)의 동작이 다음의 최대 용적을 사용하는 장치보다 우선권을 갖는다. 단일 블렌더 장치(113)를 사용하여 2개 이상의 블렌딩 장치(100)를 결합하면, 블렌더 장치에 대한 동시적인 요구가 있을 경우 우선 순위를 수동으로 제어할 수 있다.
블렌딩 장치(400)의 원리는, 단일 블렌더 장치(113)를 사용하여 2개 이상의 블렌딩 장치(100)가 결합된 임의의 장치에 적용될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
도 5는 본 발명에 따른 복수의 블렌딩 장치(500)의 다른 예시적인 실시예를 도시한 도식적인 다이어그램이다. 블렌딩 장치(500)는 제1 화학물 스트림(504), 제2 화학물 스트림(510), 제1 블렌더 장치(513), 블렌딩 장치(A), 블렌딩 장치(B) 및 블렌딩 장치(C)를 포함한다.
블렌딩 장치들(A, B, C)은 도 2를 참고하여 설명한 바와 같은 장치(200)이다. 블렌딩 장치(A)는 적어도 제1 화학물 스트림(504), 제2 화학물 스트림(510), 블렌더 장치(513), 제1 용액(A14), 배출구(A16), 제1 탱크 장치(A17), 제2 탱크 장 치(A23), 제2 용액(A20), 제3 용액(A26) 및 화학물 분배 장치(A29)를 포함한다. 블렌딩 장치(B)는 적어도 제1 화학물 스트림(504), 제2 화학물 스트림(510), 블렌더 장치(513), 제1 용액(B14), 배출구(B16), 제1 탱크 장치(B17), 제2 탱크 장치(B23), 제2 용액(B20), 제3 용액(B26) 및 화학물 분배 장치(B29)를 포함한다. 블렌딩 장치(C)는 적어도 제1 화학물 스트림(504), 제2 화학물 스트림(510), 블렌더 장치(513), 제1 용액(C14), 배출구(C16), 제1 탱크 장치(C17), 제2 탱크 장치(C23), 제2 용액(C20), 제3 용액(C26) 및 화학물 분배 장치(C29)를 포함한다.
일례로서, 복수의 블렌딩 장치(500)는 통상적인 반도체 제조 설비에서 통상적인 서브 패브 설비에 해당할 수 있다. 그러한 설비에서, 제1 화학물 스트림은 현상액, 계면 활성제, 탈이온수 등일 수 있다. 블렌딩 장치(A)는 특정 블렌딩된 용액, 즉 특정 농도를 갖는 특정 블렌딩된 용액을 제공할 수 있다. 제1 탱크(A17) 또는 제2 탱크(A23)는 그러한 설비에서 한정 탱크 또는 데이 탱크를 제공할 수 있다. 블렌딩 장치(A)에 관하여 도 2을 참고하여 전술한 처리를 실시할 때, 제1 탱크는 패브에 있는 툴에 여러 시간 이상 공급하기에 충분한 유체를 수용할 수 있다. 이 때, 블렌더 장치(513)는 탈이온수에 의해 퍼지되고 재교정되어, 블렌딩 장치(B) 또는 블렌딩 장치(C) 중 어느 하나에 의해 요구되는 용액 또는 농도를 블렌딩하는 데 이용 가능하다.
도 2을 참고하여 전술한 바와 같이, 블렌딩 장치(A)는 용액의 배합을 모니터링하고 확인할 수 있는 여러 지점을 갖는다. 교정이 필요하게 되는 경우, 그러한 교정은 도 2를 참고하여 전술한 바와 같이 실시될 수 있다. 중앙 모니터링 장치는 복수의 블렌딩 스트림을 동시에 모니터링하고 조정할 수 있다. 장치(500)에서 형성된 바와 같이 단일 블렌더 장치(213)를 사용하여 2개 이상의 블렌딩 장치(200)를 결합하면, 최대 용적을 사용하는 화학물 블렌딩 장치(200)의 동작이 다음의 최대 용적을 사용하는 장치보다 우선권을 갖는다. 단일 블렌더 장치(213)를 사용하여 2개 이상의 블렌딩 장치(200)를 결합하면, 블렌더 장치(213)에 대한 동시적인 요구가 있을 경우 우선 순위를 수동으로 제어할 수 있다.
블렌딩 장치(500)의 원리는, 단일 블렌더 장치(213)를 사용하여 2개 이상의 블렌딩 장치(200)가 결합된 임의의 장치에 적용될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
도 6은 본 발명에 따른 복수의 블렌딩 장치(600)의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한 도식적인 다이어그램이다. 블렌딩 장치(600)는 제1 화학물 스트림(604), 제2 화학물 스트림(610), 제1 블렌더 장치(613), 블렌딩 장치(A), 블렌딩 장치(B) 및 블렌딩 장치(C)를 포함한다.
블렌딩 장치들(A, B, C)은 도 3을 참고하여 설명한 바와 같은 장치(300)이다. 블렌딩 장치(A)는 적어도 제1 화학물 스트림(604), 제2 화학물 스트림(610), 블렌더 장치(613), 제1 용액(A14), 배출구(A16), 제1 탱크 장치(A17), 제2 탱크 장치(A23), 제3 탱크 장치(A29), 제2 용액(A20), 제3 용액(A26), 제4 용액(A30) 및 최종 사용자(A33)를 포함한다. 블렌딩 장치(B)는 적어도 제1 화학물 스트림(604), 제2 화학물 스트림(610), 블렌더 장치(613), 제1 용액(B14), 배출구(B16), 제1 탱크 장치(B17), 제2 탱크 장치(B23), 제3 탱크 장치(B29), 제2 용액(B20), 제3 용액(B26), 제4 용액(B30) 및 최종 사용자(B33)를 포함한다. 블렌딩 장치(C)는 적어 도 제1 화학물 스트림(604), 제2 화학물 스트림(610), 블렌더 장치(613), 제1 용액(C14), 배출구(C16), 제1 탱크 장치(C17), 제2 탱크 장치(C23), 제3 탱크 장치(C29), 제2 용액(C20), 제3 용액(C26), 제4 용액(C30) 및 최종 사용자(C33)를 포함한다.
일례로서, 복수의 블렌딩 장치(600)는 통상적인 반도체 제조 설비에서 통상적인 서브 패브 설비에 해당할 수 있다. 그러한 설치에서, 제1 화학물 스트림은 현상액, 계면 활성제, 탈이온수 등일 수 있다. 블렌딩 장치(A)는 특정 블렌딩된 용액, 즉 특정 농도를 갖는 특정 블렌딩된 용액을 제공할 수 있다. 제1 탱크(A17), 제2 탱크(A23) 또는 제3 탱크(A29)는 그러한 설비에서 한정 탱크 또는 데이 탱크를 제공할 수 있다. 블렌딩 장치(A)에 관하여 도 3을 참고하여 전술한 처리를 실시할 때, 제1 탱크는 패브에 있는 툴에 여러 시간 이상 공급하기에 충분한 유체를 수용할 수 있다. 이 때, 블렌더 장치(613)는 탈이온수에 의해 퍼지되고 재교정되어, 블렌딩 장치(B) 또는 블렌딩 장치(C) 중 어느 하나에 의해 요구되는 용액 또는 농도를 블렌딩하는 데 이용 가능하다.
도 3을 참고하여 전술한 바와 같이, 블렌딩 장치(A)는 용액의 배합을 모니터링하고 확인할 수 있는 여러 지점을 갖는다. 교정이 필요한 경우, 그러한 교정은 도 3을 참고하여 전술한 바와 같이 실시될 수 있다. 중앙 모니터링 장치는 복수의 블렌딩 스트림을 동시에 모니터링하고 조정할 수 있다. 장치(600)에서 형성된 바와 같이 단일 블렌더 장치(313)를 사용하여 2개 이상의 블렌딩 장치(300)를 결합하면, 최대 용적을 사용하는 화학물 블렌딩 장치(300)의 동작이 다음의 최대 용적을 사용하는 장치보다 우선권을 갖는다. 단일 블렌더 장치(313)를 사용하여 2개 이상의 블렌딩 장치(300)를 결합하면, 블렌더 장치(313)에 대한 동시적인 요구가 있을 경우 우선 순위를 수동으로 제어할 수 있다.
블렌딩 장치(600)의 원리는, 단일 블렌더 장치(313)를 사용하여 2개 이상의 블렌딩 장치(300)가 결합된 임의의 장치에 적용될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
본 발명의 예시적인 실시예를 전술하였다. 본 발명은 다양한 변형물 및 대안의 형태를 가질 수 있지만, 여기에서는 본 발명의 특정 실시예를 상세히 설명하였다. 그러나, 특정 실시예의 설명은 본 발명을 개시된 특정 형태로 제한하도록 의도되는 것이 아니라, 그와 달리 본 발명은 첨부된 청구 범위에 의해 규정된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위 내에 속하는 모든 변형물, 등가물 및 대안을 포함한다.
물론, 임의의 그러한 실제적인 실시예의 개발에 있어서, 구현시마다 변하는 관련 장치 및 관련 사업 제약 조건에 대한 추종성과 같은 개발자의 특정 목표를 달성하도록 다양한 특정 구현 결정이 이루어져야 한다는 것을 이해할 것이다. 도한, 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적이지만, 그럼에도 불구하고 본 개시의 이점을 갖는 당업자가 일상적으로 실시할 것이라는 점을 이해할 것이다.
본 발명의 이들 및 다른 특징, 양태 및 장점은 이하의 설명 및 첨부된 청구 도면을 참조함으로써 보다 잘 이해될 것이다.
본 발명은 전술한 바람직한 실시예로 제한되는 것이 아니라, 이하에서 설명하는 청구 범위에 의해 한정된다.

Claims (54)

  1. 화학물 블렌딩 장치를 작동시키는 방법으로서,
    a) 도관 장치에 혼합 구역을 포함하고 실시간 제어식으로 제1 용액을 형성하는 블렌더 장치에서, 상기 혼합 구역으로 연속적으로 유입되는, 적어도 제1 화학물 스트림과 제2 화학물 스트림을 혼합하는 것과,
    b) 상기 제1 용액을 모니터링하여, 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제1 용액 출력 신호를 생성하는 것과,
    c) 상기 제1 용액의 미리 정해진 배합(formulation)을 유지하도록 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하는 것과,
    d) 상기 제1 용액을, 화학물 분배 장치에 연결되고 적어도 제1 탱크 및 제2 탱크를 포함하는 제1 탱크 장치로 유입하는 것과,
    e) 배합이 미리 정해진 제2 용액을 제1 탱크 장치로부터 화학물 분배 장치로 이송하는 것과,
    f) 상기 제2 용액을 모니터링하여, 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제2 용액 출력 신호를 생성하는 것, 그리고
    g) 상기 제2 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제1 탱크 장치로부터 나온 용액을 다시 제1 탱크 장치로 순환시키면서, 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하는 것
    을 포함하는 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 탱크 장치는 순환을 수행하도록 구성된 재순환 장치를 더 포함하는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 용액의 미리 정해진 배합은 0.003 중량%보다 큰 정확도 내로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 용액의 미리 정해진 배합은 0.01 중량%보다 큰 정확도로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 용액의 미리 정해진 배합은 0.003 중량%보다 큰 정확도 내로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 용액의 미리 정해진 배합은 0.01 중량%보다 큰 정확도로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 용액은
    a) 전도율,
    b) 음속,
    c) 밀도,
    d) 점성,
    e) 굴절율,
    f) 탁도,
    g) 자동 적정(auto titration), 및
    h) 수동 해석적 검증(manual analytical verification)
    으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 농도 기준에 대해 모니터링되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2 용액은
    a) 전도율,
    b) 음속,
    c) 밀도,
    d) 점성,
    e) 굴절율,
    f) 탁도,
    g) 자동 적정, 및
    h) 수동 해석적 검증
    으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 기준에 대해 모니터링되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 화학물 스트림의 유량은 제1 유량 제어 수단에 의해 제어되고, 제1 유량 제어로 인해 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제1 제어 수단 출력 신호가 생성되며, 제2 화학물 스트림의 유량은 제2 유량 제어 수단에 의해 제어되고, 제2 유량 제어로 인해 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제2 제어 수단 출력 신호가 생성되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 화학물 스트림은 제1 성분 탱크로부터 얻어지고, 상기 제2 화학물 스트림은 제2 성분 탱크로부터 얻어지는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  11. 화학물 블렌딩 장치를 작동시키는 방법으로서,
    a) 도관 장치에 혼합 구역을 포함하고 실시간 제어식으로 제1 용액을 형성하는 블렌더 장치에서, 상기 혼합 구역으로 연속적으로 유입되는, 적어도 제1 화학물 스트림과 제2 화학물 스트림을 혼합하는 것과,
    b) 상기 제1 용액을 모니터링하여, 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제1 용액 출력 신호를 생성하는 것과,
    c) 상기 제1 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하는 것과,
    d) 상기 제1 용액을, 적어도 제3 탱크 및 제4 탱크를 포함하는 제2 탱크 장치에 연결되고 적어도 제1 탱크 및 제2 탱크를 포함하는 제1 탱크 장치로 유입하는 것과,
    e) 배합이 미리 정해진 제2 용액을 제1 탱크 장치로부터 제2 탱크 장치로 이송하는 것과,
    f) 상기 제2 용액을 모니터링하여, 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제2 용액 출력 신호를 생성하는 것과,
    g) 상기 제2 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제1 탱크 장치로부터 나온 용액을 다시 제1 탱크 장치로 순환시키면서, 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하는 것과,
    h) 배합이 미리 정해진 제3 용액을 제2 탱크 장치로부터 화학물 이송 장치로 이송하는 것과,
    i) 상기 제3 용액을 모니터링하여, 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제3 용액 출력 신호를 생성하는 것, 그리고
    j) 상기 제3 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제2 탱크 장치로부터 나온 용액을 다시 제2 탱크 장치로 순환시키면서, 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하는 것
    을 포함하는 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 탱크 장치는 순환을 수행하도록 구성된 재순환 장치를 더 포함하는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제2 탱크 장치는 재순환 장치를 더 포함하는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제1 용액의 미리 정해진 배합은 0.003 중량%보다 큰 정확도 내로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제1 용액의 미리 정해진 배합은 0.01 중량%보다 큰 정확도로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제2 용액의 미리 정해진 배합은 0.003 중량%보다 큰 정확도 내로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 제2 용액의 미리 정해진 배합은 0.01 중량%보다 큰 정확도로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 제3 용액의 미리 정해진 배합은 0.003 중량%보다 큰 정확도 내로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  19. 제11항에 있어서, 상기 제3 용액의 미리 정해진 배합은 0.01 중량%보다 큰 정확도로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  20. 제11항에 있어서, 상기 제1 용액은
    a) 전도율,
    b) 음속,
    c) 밀도,
    d) 점성,
    e) 굴절율,
    f) 탁도,
    g) 자동 적정, 및
    h) 수동 해석적 검증
    으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 농도 기준에 대해 모니터링되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  21. 제11항에 있어서, 상기 제2 용액은
    a) 전도율,
    b) 음속,
    c) 밀도,
    d) 점성,
    e) 굴절율,
    f) 탁도,
    g) 자동 적정, 및
    h) 수동 해석적 검증
    으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 기준에 대해 모니터링되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  22. 제11항에 있어서, 상기 제3 용액은
    a) 전도율,
    b) 음속,
    c) 밀도,
    d) 점성,
    e) 굴절율,
    f) 탁도,
    g) 자동 적정, 및
    h) 수동 해석적 검증
    으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 기준에 대해 모니터링되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  23. 제11항에 있어서, 상기 제1 화학물 스트림의 유량은 제1 유량 제어 수단에 의해 제어되고, 제1 유량 제어로 인해 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제1 제어 수단 출력 신호가 생성되며, 상기 제2 화학물 스트림의 유량은 제2 유량 제어 수단에 의해 제어되고, 제2 유량 제어로 인해 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제2 제어 수단 출력 신호가 생성되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  24. 제11항에 있어서, 상기 제1 화학물 스트림은 제1 성분 탱크로부터 얻어지고, 상기 제2 화학물 스트림은 제2 성분 탱크로부터 얻어지는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  25. 화학물 블렌딩 장치를 작동시키는 방법으로서,
    a) 도관 장치에 혼합 구역을 포함하고 실시간 제어식으로 제1 용액을 형성하는 블렌더 장치에서, 상기 혼합 구역으로 연속적으로 유입되는, 적어도 제1 화학물 스트림과 제2 화학물 스트림을 혼합하는 것과,
    b) 상기 제1 용액을 모니터링하여, 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제1 용액 출력 신호를 생성하는 것과,
    c) 상기 제1 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하는 것과,
    d) 상기 제1 용액을, 적어도 제3 탱크 및 제4 탱크를 포함하는 제2 탱크 장치에 연결되고 적어도 제1 탱크와 제2 탱크를 포함하는 제1 탱크 장치로 유입하는 것과,
    e) 배합이 미리 정해진 제2 용액을 제1 탱크 장치로부터 제2 탱크 장치로 이송하는 것과,
    f) 상기 제2 용액을 모니터링하여, 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제2 용액 출력 신호를 생성하는 것과,
    g) 상기 제2 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제1 탱크 장치로부터 나온 용액을 다시 제1 탱크 장치로 순환시키면서, 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하는 것과,
    h) 배합이 미리 정해진 제3 용액을 제2 탱크 장치로부터 적어도 제5 탱크 및 제6 탱크를 포함하는 제3 탱크 장치로 이송하는 것과,
    i) 상기 제3 용액을 모니터링하여, 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제3 용액 출력 신호를 생성하는 것과,
    j) 상기 제3 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제2 탱크 장치로부터 나온 용액을 다시 제2 탱크 장치로 순환시키면서, 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하는 것과,
    k) 배합이 미리 정해진 제4 용액을 제3 탱크 장치로부터 최종 사용자에게 이송하는 것과,
    l) 상기 제4 용액을 모니터링하여, 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제4 용액 출력 신호를 생성하는 것, 그리고
    m) 상기 제4 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제3 탱크 장치로부터 나온 용액을 다시 제3 탱크 장치로 순환시키면서, 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하는 것
    을 포함하는 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제1 탱크 장치는 재순환 장치를 더 포함하는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  27. 제25항에 있어서, 상기 제2 탱크 장치는 재순환 장치를 더 포함하는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  28. 제25항에 있어서, 상기 제3 탱크 장치는 재순환 장치를 더 포함하는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  29. 제25항에 있어서, 상기 제1 용액의 미리 정해진 배합은 0.003 중량%보다 큰 정확도 내로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  30. 제25항에 있어서, 상기 제1 용액의 미리 정해진 배합은 0.01 중량%보다 큰 정확도로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  31. 제25항에 있어서, 상기 제2 용액의 미리 정해진 배합은 0.003 중량%보다 큰 정확도 내로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  32. 제25항에 있어서, 상기 제2 용액의 미리 정해진 배합은 0.01 중량%보다 큰 정확도로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  33. 제25항에 있어서, 상기 제3 용액의 미리 정해진 배합은 0.003 중량%보다 큰 정확도 내로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  34. 제25항에 있어서, 상기 제3 용액의 미리 정해진 배합은 0.01 중량%보다 큰 정확도로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  35. 제25항에 있어서, 상기 제4 용액의 미리 정해진 배합은 0.003 중량%보다 큰 정확도 내로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  36. 제25항에 있어서, 상기 제4 용액의 미리 정해진 배합은 0.01 중량%보다 큰 정확도로 유지되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  37. 제25항에 있어서, 상기 제1 용액은
    a) 전도율,
    b) 음속,
    c) 밀도,
    d) 점성,
    e) 굴절율,
    f) 탁도,
    g) 자동 적정, 및
    h) 수동 해석적 검증
    으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 농도 기준에 대해 모니터링되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  38. 제25항에 있어서, 상기 제2 용액은
    a) 전도율,
    b) 음속,
    c) 밀도,
    d) 점성,
    e) 굴절율,
    f) 탁도,
    g) 자동 적정, 및
    h) 수동 해석적 검증
    으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 기준에 대해 모니터링되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  39. 제25항에 있어서, 상기 제3 용액은
    a) 전도율,
    b) 음속,
    c) 밀도,
    d) 점성,
    e) 굴절율,
    f) 탁도,
    g) 자동 적정, 및
    h) 수동 해석적 검증
    으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 기준에 대해 모니터링되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  40. 제25항에 있어서, 상기 제4 용액은
    a) 전도율,
    b) 음속,
    c) 밀도,
    d) 점성,
    e) 굴절율,
    f) 탁도,
    g) 자동 적정, 및
    h) 수동 해석적 검증
    으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 기준에 대해 모니터링되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  41. 제25항에 있어서, 상기 제1 화학물 스트림의 유량은 제1 유량 제어 수단에 의해 제어되고, 제1 유량 제어로 인해 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제1 제어 수단 출력 신호가 생성되며, 제2 화학물 스트림의 유량은 제2 유량 제어 수단에 의해 제어되고, 제2 유량 제어로 인해 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제2 제어 수단 출력 신호가 생성되는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  42. 제25항에 있어서, 상기 제1 화학물 스트림은 제1 성분 탱크로부터 얻어지고, 상기 제2 화학물 스트림은 제2 성분 탱크로부터 얻어지는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  43. 화학물 블렌딩 장치를 작동시키는 방법으로서,
    a) 제1 용액을 형성하도록 블렌더 장치의 혼합 구역에서, 이 혼합 구역으로 연속적으로 유입되는 적어도 제1 화학물 스트림과 제2 화학물 스트림을 혼합하는 것과,
    b) 상기 제1 용액을 모니터링하여, 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제1 용액 출력 신호를 생성하는 것과,
    c) 상기 제1 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 상기 제1 용액 출력 신호에 기초하여 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하는 것과,
    d) 상기 제1 용액을 블렌더 장치로부터 적어도 제1 탱크 및 제2 탱크를 포함하는 제1 탱크 장치로 이송하는 것과,
    e) 상기 제1 탱크 장치로부터 제2 용액을 이송하는 것과,
    f) 상기 제2 용액을 모니터링하여, 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제2 용액 출력 신호를 생성하는 것과,
    g) 상기 제2 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제1 탱크 장치로부터 나온 용액을 다시 제1 탱크 장치로 순환시키면서, 상기 제2 용액 출력 신호에 기초하여 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하는 것과,
    h) 상기 제1 용액을 블렌더 장치로부터 적어도 제3 탱크 및 제4 탱크를 포함하는 제2 탱크 장치로 이송하는 것과,
    i) 상기 제2 탱크 장치로부터 제3 용액을 이송하는 것과,
    j) 상기 제3 용액을 모니터링하여, 중앙 모니터링 장치로 전송되는 제3 용액 출력 신호를 생성하는 것, 그리고
    k) 상기 제3 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제2 탱크 장치로부터 나온 용액을 다시 제2 탱크 장치로 순환시키면서, 상기 제3 용액 출력 신호에 기초하여 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하는 것
    을 포함하는 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 제1 탱크 장치와 제2 탱크 장치는 하나 이상의 반도체 처리 툴과 유체 소통하는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  45. 제43항에 있어서, 상기 제2 용액과 제3 용액 각각의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하는 것이 제1 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하는 것보다 우위에 있는 것인 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  46. 제43항에 있어서, 각각의 탱크 장치로부터의 용액의 사용 용적에 따라, 블렌더 장치로부터 제1 탱크 장치 및 제2 탱크 장치로의 제1 용액의 이송 우위를 제어하는 것을 더 포함하는 화학물 블렌딩 장치의 작동 방법.
  47. a) 제1 용액을 형성하도록 적어도 제1 화학물 스트림과 제2 화학물 스트림을 혼합하기 위한 혼합 구역을 갖는 블렌더 장치와,
    b) 하나 이상의 모니터링 장치와 하나 이상의 컨트롤러를 포함하는 제어 장치
    를 포함하는 화학물 블렌딩 장치로서, 상기 제어 장치는
    i) 상기 제1 용액을 모니터링하여, 제1 용액 출력 신호를 생성하고,
    ii) 상기 제1 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하며,
    iii) 상기 제1 용액을, 적어도 제1 탱크 및 제2 탱크를 포함하는 제1 탱크 장치로 이송하는 것을 제어하고,
    iv) 상기 제1 탱크 장치로부터 배합이 미리 정해진 제2 용액을 이송하는 것을 제어하며,
    v) 상기 제2 용액을 모니터링하여, 제2 용액 출력 신호를 생성하고,
    vi) 상기 제2 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제1 탱크 장치로부터 나온 용액을 다시 제1 탱크 장치로 순환시키는 것을 제어하면서, 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하도록 구성되는 것인 화학물 블렌딩 장치.
  48. 제47항에 있어서, 상기 제1 탱크 장치는 화학물 분배 장치에 연결되는 것인 화학물 블렌딩 장치.
  49. 제47항에 있어서, 상기 제1 탱크 장치와 유체 소통하는 반도체 처리 툴을 더 포함하는 화학물 블렌딩 장치.
  50. 제47항에 있어서, 상기 블렌더 장치에 결합된 제2 탱크 장치를 더 포함하고, 상기 제어 장치는 선택적으로 블렌더 장치를 제1 탱크 장치 및 제2 탱크 장치와 유체 소통하게 배치하도록 구성되는 것인 화학물 블렌딩 장치.
  51. 제47항에 있어서, 상기 제1 탱크 장치로부터의 제2 용액을 받도록 제1 탱크 장치에 결합된 제2 탱크 장치를 더 포함하고, 상기 제어 장치는
    상기 제2 탱크 장치로부터 배합이 미리 정해진 제3 용액을 이송하는 것을 제어하고,
    상기 제3 용액을 모니터링하여, 제3 용액 출력 신호를 생성하며,
    제3 용액의 미리 정해진 배합을 유지하도록 제2 탱크 장치로부터 나온 용액을 다시 제2 탱크 장치로 순환시키는 것을 제어하면서, 제1 화학물 스트림의 유량과 제2 화학물 스트림의 유량을 조정하도록 구성되는 것인 화학물 블렌딩 장치.
  52. 삭제
  53. 삭제
  54. 삭제
KR1020077026359A 2005-04-15 2006-04-12 화학물 블렌딩 장치 및 이의 작동 방법 KR101234950B1 (ko)

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