KR101661502B1 - 약액 혼합용 매니폴드 및 이를 포함하는 실시간 혼합 약액 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 약액 혼합용 매니폴드 및 이를 포함하는 실시간 혼합 약액 공급 장치에 관한 것으로, 적어도 2가지의 약액들을 원하는 비율에 따라 혼합하여 공급하는 약액 공급 장치에 적용되어 상기 약액들을 혼합하여 공급하는 약액 혼합용 매니폴드에 있어서, 상기 약액 혼합용 매니폴드는 상기 약액들이 각각 주입되는 적어도 2개의 주입구; 상기 주입구가 결합되어 상기 약액들이 주입되며, 원주면의 측면을 갖는 혼합챔버; 및, 상기 혼합챔버로부터 외부로 혼합된 약액을 배출하는 배출구를 포함하고, 상기 주입구는 상기 혼합챔버의 원주면에 접하는 주입방향을 갖도록 상기 원주면에 접하여 상기 혼합챔버에 결합하고, 상기 각 주입구는 상기 혼합챔버의 상하방향으로 서로 이격하여 배치되는 것을 특징으로 하는 약액 혼합용 매니폴드 및 이를 포함하는 실시간 혼합 약액 공급 장치에 관한 것이다.

이를 통하여 종래의 반도체 또는 LCD 제조공정에서 사용되는 혼합 조성물을 만들어 사용하는 경우, 별도의 혼합탱크를 구비하여 혼합된 조성물을 제조하여 보관한 후, 이를 공급하는데, 이에 비하여 본 발명의 경우는 실시간으로 바로 혼합하여 공급할 수 있고, 혼합비 제어를 실시간으로 헌팅 없이 제어할 수 있으므로 혼합탱크가 필요 없고, 혼합비 변경에 즉각적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.

약액, 혼합, 매니폴드

Description

약액 혼합용 매니폴드 및 이를 포함하는 실시간 혼합 약액 공급 장치 {MANIFOLD FOR CHEMICAL MIXING AND REAL TIME SUPPLY SYSTEM FOR MIXED CHEMICAL COMPOSITION}

본 발명은 약액 혼합용 매니폴드 및 이를 포함하는 실시간 혼합 약액 공급 장치에 관한 것으로, 종래의 반도체 또는 LCD 제조공정에서 사용되는 혼합 조성물을 만들어 사용하는 경우, 별도의 혼합탱크를 구비하여 혼합된 조성물을 제조하여 보관한 후, 이를 공급하는데, 이에 비하여 본 발명의 경우는 실시간으로 바로 혼합하여 공급할 수 있고, 혼합비 제어를 실시간으로 헌팅(HUNTING) 없이 제어할 수 있으므로 혼합탱크가 필요 없고, 혼합비 변경에 즉각적으로 대응할 수 있는 약액 혼합용 매니폴드 및 이를 포함하는 실시간 혼합 약액 공급 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정이나, LCD 제조공정 등에는 다양한 조성물이 각 공정별로 사용되어진다. 이와 같은 조성물 중에는 다양한 성분의 약액을 혼합하여 요구되는 조성물로 제조되는 경우가 많다.

따라서 상기와 같은 혼합 약액을 제조하기 위해서는 도 7에 도시한 바와 같이, 각각의 성분이 되는 약액들(L1, L2, L3, L4)을 하나의 혼합탱크에 필요한 양만 큼 공급한 후, 이를 교반기 등을 통하여 혼합하고, 이에 대한 조성비를 확인한 후, 조성비가 요구조건을 만족하면 필요한 양만큼 공급하고, 나머지는 혼합탱크에 그대로 보관하는 방법을 적용하고 있다.

그러나 이와 같은 구성에서는 많은 부피를 차지하고, 설비비용이 많이 드는 혼합탱크를 구비하여야 하고, 혼합약액의 수요가 많은 경우에도 일단 혼합과정을 별도로 거쳐야 하고, 혼합약액의 수요가 적은 경우에는 불필요하게 장기간 이를 보관하여야 하므로, 혼합 약액의 수용에 발 빠르게 대처하지 못하는 문제점이 있다.

또한 공정상의 필요에 따라 혼합 약액의 조성비를 바꿀 필요가 있거나, 성분을 바꿀 필요가 있는 경우에 기존에 만들어 놓은 혼합약액을 폐기해야하는 문제가 있고, 필요에 따라서 다른 혼합약액을 제조하는 경우에도 변경에 많은 시간과 비용이 드는 문제점 있다.

따라서 공정변경에 따라서 실시간으로 대체할 수 있고, 좁은 공간에서도 설치가 용이하며, 설치비 부담이 적은 약액 공급 장치의 개발이 절실한 실정이다.

또한, 이와 같은 실시간 공급 장치의 경우에 문제가 되는 것은, 실시간으로 약액의 혼합이 이루어지고, 혼합된 약액이 바로 공급되어지므로, 상기 약액의 혼합이 빠른 시간 안에 이루어져, 조성비를 확인하는 구간에서는 균일하게 혼합이 완료되어야 하고, 이와 같이 혼합된 약액에서 각 약액 조성비의 시간에 따른 변화가 적여야 비로써 실시간 공급이 가능한데, 도 1에 도시한 바와 같은 종래의 약액 혼합용 매니폴드의 경우에는, 각 매니폴드를 통하여 유입(실선 화살표)되는 약액이 혼합챔버의 벽면에 부딪히면서 역압(back pressure, 점선 화살표)이 발생하여 유입되 는 약액이 혼합챔버로 들어오는 유입을 방해하게 된다. 따라서 이와 같은 역압에 의하여, 유입량이 고르지 못하여 실시간 농도의 헌팅(hunting)과 같은 농도변화가 발생하는 문제점이 있다.

따라서 혼합효율이 높고, 역압 발생을 최소화할 수 있는 약액 혼합용 매니폴드의 개발도 절실한 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명은 혼합효율이 높고, 역압 발생을 최소화할 수 있는 약액 혼합용 매니폴드를 제공하고, 이를 통하여 종래의 반도체 또는 LCD 제조공정에서 사용되는 혼합 조성물을 만들어 사용하는 경우, 별도의 혼합탱크를 구비하여 혼합된 조성물을 제조하여 보관한 후, 이를 공급하는데, 이에 비하여 본 발명의 경우는 실시간으로 바로 혼합하여 공급할 수 있고, 혼합비 제어를 실시간으로 헌팅(HUNTING) 없이 제어할 수 있으므로 혼합탱크가 필요 없고, 혼합비 변경에 즉각적으로 대응할 수 있는 약액 혼합용 매니폴드 및 이를 포함하는 실시간 혼합 약액 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

적어도 2가지의 약액들을 원하는 비율에 따라 혼합하여 공급하는 약액 공급 장치에 적용되어 상기 약액들을 혼합하여 공급하는 약액 혼합용 매니폴드에 있어서,

상기 약액 혼합용 매니폴드는

상기 약액들이 각각 주입되는 적어도 2개의 주입구;

상기 주입구가 결합되어 상기 약액들이 주입되며, 원주면의 측면을 갖는 혼합챔버; 및,

상기 혼합챔버로부터 외부로 혼합된 약액을 배출하는 배출구를 포함하고,

상기 주입구는 상기 혼합챔버의 원주면에 접하는 주입방향을 갖도록 상기 원주면에 접하여 상기 혼합챔버에 결합하고, 상기 각 주입구는 상기 혼합챔버의 상하방향으로 서로 이격하여 배치되는 것을 특징으로 하는 약액 혼합용 매니폴드를 제공한다.

또한 본 발명은

혼합용 약액들을 개별적으로 수용하는 적어도 2개의 약액 탱크;

상기 약액 탱크에 연결되어, 각 약액들을 정해진 공급량에 따라 개별적으로 이송하는 정량 이송 펌프;

상기 약액 혼합용 매니폴드를 포함하여, 상기 이송 펌프에 의하여 상기 약액 탱크로부터 연속적으로 유입되고, 흐름 중에서 혼합되며, 상기 약액들이 균일하게 혼합된 화학 조성물이 유출되는 연속식 혼합 장치;

상기 연속식 혼합 장치에서 유출되는 화학 조성물의 성분을 분석하는 조성 검출기;

상기 조성 검출기로부터 검출된 조성에 따라 상기 정량 이송 펌프의 공급량을 제어하는 제어기; 및,

상기 연속식 혼합 장치에서 제조되는 화학 조성물을 외부로 공급하는 공급기를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 혼합 약액 공급 장치를 제공한다.

본 발명의 약액 혼합용 매니폴드 및 이를 포함하는 실시간 혼합 약액 공급 장치에 따르면, 혼합효율이 높고, 역압 발생을 최소화할 수 있는 약액 혼합용 매니 폴드를 제공함으로써, 종래의 반도체 또는 LCD 제조공정에서 사용되는 혼합 조성물을 만들어 사용하는 경우, 별도의 혼합탱크를 구비하여 혼합된 조성물을 제조하여 보관한 후, 이를 공급하는데, 이에 비하여 본 발명의 경우는 실시간으로 바로 혼합하여 공급할 수 있고, 혼합비 제어를 실시간으로 헌팅(HUNTING) 없이 제어할 수 있으므로 혼합탱크가 필요 없고, 혼합비 변경이나, 혼합물 변경에 즉각적으로 대응할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이를 통하여 공정변경에 따라서 실시간으로 대체할 수 있고, 좁은 공간에서도 설치가 용이하며, 설치비 부담을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이하 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

본 발명은 약액 혼합용 매니폴드에 관한 것으로 적어도 2가지의 약액들을 원하는 비율에 따라 혼합하여 공급하는 약액 공급 장치에 적용되어 상기 약액들을 혼합하여 공급하는 약액 혼합용 매니폴드에 있어서, 상기 약액 혼합용 매니폴드(10)는 상기 약액들이 각각 주입되는 적어도 2개의 주입구(2); 상기 주입구(2)가 결합되어 상기 약액들이 주입되며, 원주면의 측면을 갖는 혼합챔버(4); 및, 상기 혼합챔버(4)로부터 외부로 혼합된 약액을 배출하는 배출구(6)를 포함하고, 상기 주입구(2)는 상기 혼합챔버(4)의 원주면에 접하는 주입방향을 갖도록 상기 원주면에 접하여 상기 혼합챔버(4)에 결합하고, 상기 각 주입구(2)는 상기 혼합챔버(4)의 상하방향으로 서로 이격하여 배치되는 구성을 가진다.

즉, 도 2에 그 구체적인 예를 도시한 바와 같이, 혼합챔버는 원주 측면을 가 지고, 주입구는 상기 원주 측면에 접하여 결합함으로써 점선의 화살표로 도시한 바와 같이 유입되는 약액은 혼합챔버의 원주 측면을 따라 유동하게 되어, 도 1에 도시한 바와 같은 기존의 매니폴드에 비하여 유체 저항을 줄이고, 역압을 받지 않고 유동하게 되는 거리를 증대하여, 약액 유입에 따른 역압 발생을 최소화할 수 있고, 유동의 혼합챔버 내에서의 회전운동에 따라 약액들 사이의 균일한 혼합이 이루어질 수 있도록 혼합 특성을 증대하는 것이다.

그런데 단순히 주입구를 접선방향으로 결합하는 것만으로는 유입되는 약액 사이의 간섭을 최소화하지 못하므로, 이들 사이의 간섭을 최소화하기 위하여 접선 방향으로 접하는 각 주입구는 혼합챔버의 상하방향으로도 서로 이격하여 배치되는 것이 필요하다. 상기 이격거리는 다양한 범위에서 이를 조절할 수 있고, 이에 대한 구체적인 예로, 도 2에 도시한 바와 같이 각 주입구의 중심 사이의 거리가 주입구 직경의 절반 정도로 이를 구성하여 실질적으로는 주입구 사이가 일정정도 겹치는 구성을 가질 수도 있고, 도 3에 도시한 바와 같이 각 주입구의 중심 사이의 거리가 주입구 직경보다 크게 이를 구성하여 실질적으로는 주입구 사이가 겹치지 않게 구성을 가질 수도 있다. 즉, 도 2의 경우에는 혼합챔버 내에서의 회전방향이 시계 반대방향으로, 모두 일정한 회전방향을 이루도록 유입하는 경우에, 하나의 주입구를 기준으로 볼 때, 이와 인접하고 있는 다른 층의 유동이 해당 층의 약액 유입에 도움을 주는 형태로도 작용할 수 있으므로, 이와 같이 구성할 수도 있고, 도 3에 도시한 경우처럼 각 주입구 사이의 간섭을 줄이고자 하는 경우에는 충분한 이격거리를 유지하도록 할 수 있으며, 이 경우에는 각 층별로 간섭이 적으로 반드시 동일한 회전방향을 이루도록 각 주입구가 결합될 필요가 없고, 필요에 따라서 혼합일 단시간에 이루는 것이 더욱 요구되는 경우에는 각 층별로 유입되는 약액의 유입방향을 서로 반대가 되도록 구성할 수도 있다.

상기 상하방향 이격을 통하여 각 층별로 유동의 회전이 독립되어 간섭을 최소화하는 내용은 도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같다. 편의상 주입구는 도시하지 않고 굵은 실선 화살표(혼합챔버 뒤에 위치하는 경우는 점선으로 도시)로 이를 표시하였으며, 이와 같이 주입된 약액의 유동은 얇은 점선 화살표로 도시한 바와 같으며, 상기 주입구는 제조하고자 하는 혼합 조성물에 요구되는 약액의 수에 따라 이를 배치할 수 있고, 필요에 따라서는 예비적인 주입구를 더 구비할 수도 있다. 또한 상기 유입되는 약액은 혼합 후에도 그 물질이 그대로 유지되면서 요구되는 화학 조성물을 형성할 수도 있고, 유입되는 다른 약액과 반응하여 혼합 후에는 제3의 물질을 형성하여 요구되는 화학조성물을 형성할 수도 있다. 또한 상기 약액은 액상 및 분말을 포함하는 액상 또는 콜로이드 등 다양한 형태를 모두 포함한다.

바람직하게는 상기 주입구(2)는 상기 원주면에 접하여 상기 혼합챔버(4)에 결합함과 동시에 수평면에 대하여 예각으로 기울어진 형태로 상기 혼합챔버(4)에 결합하는 것이 좋다. 이에 대한 구체적인 예는 도 5 및 도 6의 (b)에 도시한 바와 같다. 이를 통하여 유동의 회전거리를 더욱 증가할 수 있으므로 역압 발생을 더욱 개선할 수 있고, 유동의 상하이동도 발생시켜 혼합효율도 더욱 증대할 수 있다. 또한 이 경우의 상기 주입구(2) 각각의 상하방향 이격은 상기 각 주입구(2)로부터 주입되는 약액의 혼합챔버(4) 내의 회전구간(R)(회전구간의 타원은 주입구로부터 유 입되는 약액의 이상적인 회전을 도시한 것으로 점선은 혼합챔버의 배면 쪽에 가깝게 회전하는 구간을 실선은 혼합챔버의 정면 쪽에 가깝게 회전하는 구간을 의미한다.)이 서로 겹치지 않도록, 각 주입구(2)로부터 주입되는 약액의 혼합챔버(4) 내의 회전구간(R)을 서로 벗어나도록 이격되는 것이 바람직하다. 이를 통하여 유입 약액 사이의 간섭을 최소화할 수 있고, 이에 대한 예는 도 5에 도시한 바와 같다.

또한 상기 각 주입구(2)는 도 2 및 도 3의 (b)에 그 구체적인 예를 도시한 바와 같이, 바람직하게는 상기 혼합챔버(4)의 상부에서 보았을 때, 상기 혼합챔버(4)의 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 이격하여 배치되는 것이 혼합 효율을 개선하기 위하여 좋다.

상기 기술한 바와 같이 주입구를 표면에 접하게 배치하고, 유입된 약액이 원활히 혼합되도록 하기 위하여 상기 혼합챔버는 원주면 형태의 측면을 가지고, 혼합챔버 내에서 혼합된 조성물을 제공하는 배출구를 일 측에 가진다.

바람직하게는 상기 혼합챔버(4)의 배출구(6)는 상기 혼합챔버(4)의 상부에 위치하는 것이 좋다. 이를 통하여 혼합된 조성물이 압력에 의하여 밀려 올라가는 형태로 배출되므로, 유동이 안정되어지고, 혼합이 완성되어 배출될 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있으므로 좋다. 또한 더욱 바람직하게는 도 4에 표시한 바와 같이, 상기 각 주입구(2)는 상기 주입되는 약액 중에서 비중이 더 낮은 약액의 주입구(2)가 상하방향을 기준으로 더 하부에 위치하는 것이 좋다. 다시 말하면 하부에서 상부로 배치되어 있는 주입구 순서대로 비중이 가장 낮은 약액을 최하부에 비중이 가장 높은 약액을 최상부에 주입되도록 하여 상부로 배출되는 혼합된 조성물에 서 혼합이 더욱 고르게 이루어질 수 있도록 한다. 이는 유입되는 약액의 점도가 높거나, 유입되는 약액 사이에 반응을 통하여 제3의 물질이 형성되도록 하는 경우와 같이 반응성이 있는 경우에 더욱 유용하다.

또한 상기와 같이 높은 혼합성능을 요구하는 경우에는 필요에 따라 상기 혼합챔버의 배출구에 결합하는 라인 믹서를 더 포함하도록 할 수 있다. 이에 대한 구체적인 예는 도 2 및 도 8에 도시한 바와 같다. 상기 라인 믹서로는 통상의 라인 믹서(line mixer 또는 in-line mixer 또는 line static mixer)를 사용할 수 있다. 또한 상기 라인 믹서는, 도 8에 그 구체적인 예를 도시한 바와 같이, 다수의 난류 형성 부재(8a)가, 배관 내에 좌, 우 방향(유체의 직선 흐름을 방해하는 방향)으로 설치되어, 배관 내부를 흐르는 유체가 상기 난류 형성 부재(8a)와 부딪쳐, 유체의 흐름 방향이 바뀌도록 함으로써, 층류의 유체가 난류의 유체로 변환되면서, 유체들이 균일하게 혼합되도록 하는 장치이다. 상기 난류 형성 부재(8a)는 정적 관로 내 교반기의 역할을 하는 것으로서, 믹싱 엘리먼트(mixing element)라고도 한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 난류 형성 부재(8a)로는, 유체가 흐르는 배관의 장축에 대하여, 원료 성분의 비스듬한 흐름을 유도할 수 있도록, 비스듬한 경사면을 가지는 헬리컬 타입(helical type)의 믹싱 엘리먼트가 사용될 수 있다. 상기 난류 형성 부재(8a)는 스테인리스 스틸(stainless steel) 등과 같은 부식성 및 내구성이 강한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 바람직하게는 상기 혼합챔버(4)의 내면 중에서, 상기 주입구(2)의 출구에 접하는 내면에는 다수의 돌기(9) 또는 상기 주입구(2)의 주입방향에 수직한 방 향으로 평행하게 배치되는 다수의 리블렛(riblet)(9')이 형성되는 것이 좋다. 이에 대한 구체적인 예는 도 6에 도시한 바와 같다. 도 6의 (a)는 다수의 돌기가 배치된 경우를 도시한 것으로 도시한 경우 외에도 이보다 훨씬 더 미세한 수 마이크로에서 수 밀리미터의 직경을 가지는 비드를 내면에 도포하여 미세한 돌기 형상을 내면에 생성할 수 있으며, 이를 통하여 유동 자체의 흐름을 방해하지 않으면서도 내부에 미세한 난류를 형성하여 혼합이 잘 이루어질 수 있도록 할 수 있다. 또한 도 6의 (b)와 같이 리블렛을 형성하여 상기 돌기와 유사한 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 약액 혼합용 매니폴드를 적용한 경우는 통상의 도 1에 도시한 바와 같은 매니폴드를 적용한 경우에 비하여 역압 발생이 현저하게 줄어들어, 배관 내에서의 압력을 시간에 따라 측정한 결과, 압력 변동률이 종래의 경우에 비하여 1/5로 감소하는 효과를 얻을 수 있었다.

또한 본 발명은 상기 본 발명의 매니폴드를 구비하는 실시간 혼합 약액 공급 장치를 제공하는 바, 이는 혼합용 약액들을 개별적으로 수용하는 적어도 2개의 약액 탱크(20a, 20b, 20c, 20d); 상기 약액 탱크(20a, 20b, 20c, 20d)에 연결되어, 각 약액들을 정해진 공급량에 따라 개별적으로 이송하는 정량 이송 펌프(30); 상기 본 발명의 약액 혼합용 매니폴드(10)를 포함하여, 상기 이송 펌프(30)에 의하여 상기 약액 탱크(20a, 20b, 20c, 20d)로부터 연속적으로 유입되고, 흐름 중에서 혼합되며, 상기 약액들이 균일하게 혼합된 화학 조성물이 유출되는 연속식 혼합 장치(10'); 상기 연속식 혼합 장치(10')에서 유출되는 화학 조성물의 성분을 분석하는 조성 검출기(40); 상기 조성 검출기(40)로부터 검출된 조성에 따라 상기 정량 이송 펌프(30)의 공급량을 제어하는 제어기(50); 및, 상기 연속식 혼합 장치(10')에서 제조되는 화학 조성물을 외부로 공급하는 공급기(60)를 포함하여 구성된다.

이에 대한 구체적인 예는 도 8에 도시한 바와 같다. 이를 통하여 혼합탱크 없이 관의 흐름 중에서 혼합이 이루어지면서도 조성비를 일정하게 유지하면서 실시간 공급하는 것이 가능하여진다.

상기 약액 탱크는 도 7 내지 도 8에 공통적으로 적용가능한 통상의 탱크이고, 상기 약액 혼합용 매니폴드는 상기 기술한 바와 같으며, 상기 기술한 바와 같이, 상기 연속식 혼합 장치(10')의 약액 혼합용 매니폴드(10)는 상기 혼합챔버(4)의 배출구(6)에 결합하는 라인 믹서(8)를 더 포함하여 혼합효율을 증대할 수 있다. 이러한 라인 믹서(8)는 상기 기술한 바와 같이, 다수의 난류 형성 부재가 배관 내에 좌, 우 방향으로 설치되어, 배관 내부를 흐르는 유체가 상기 난류 형성 부재와 부딪쳐, 유체의 흐름 방향이 바뀌도록 함으로써, 유체들을 균일하게 혼합하는 형태를 가질 수 있음은 물론이다.

다음으로, 상기 정량 이송 펌프(30)는 통상의 정량 공급을 위한 이송 펌프가 이에 적용될 수 있으며, 바람직하게는 약액의 맥동을 방지하면서, 약액을 설정된 값에 따라 일정한 양으로 공급하는 무맥동 정유량 펌프인 것이 정확한 양 조절에 유리하여 좋다.

다음으로, 상기 조성 검출기(40)는 혼합된 화학 조성물의 성분을 분석하여 원하는 조성비가 얻어졌는지를 확인할 수 있는 통상의 조성 검출기가 이에 적용될 수 있으며, 바람직하게는 NIR(near infrared) 분광기를 사용하는 것이 높은 신뢰성 과 우수한 실시간 응답특성을 확보할 수 있고, 설치 및 변경이 용이하므로 좋다.

상기 조성 검출기로부터 검출된 조성비는 상기 제어기로 입력되어 제어기가 정량 이송 펌프를 적절히 조절하여 공급량을 조절할 수 있도록 한다. 도 8에 도시한 블록 사이의 점선 연결은 신호전달을 의미하며, 실선 연결은 유체흐름을 의미한다.

이와 같은 제어기의 제어를 통하여 제조된 화학 조성물은 최종적으로 공급기를 통하여 제공되어지며, 이에는 용기 등에 이를 충진하는 충진기나 제조공정의 공정라인에 직접 연결되는 경우를 들 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.

도 1은 일반적인 약액 혼합을 위한 매니폴드 형상을 개략적으로 도시한 사시도 도면이다.

도 2는 본 발명의 약액 혼합용 매니폴드에 대한 일 실시예를 개략적으로 도시한 사시도 도면으로서, 이에 부가하여 라인 믹서가 결합한 형태를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 약액 혼합용 매니폴드의 작동예를 설명하기 위한 다른 실시예로서, 이의 사시도 및 평면도를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4는 도 3에 도시한 본 발명의 약액 혼합용 매니폴드의 작동예를 설명하기 위한 다른 실시예의 유동 흐름을 도시한 사시도 및 정면도를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 약액 혼합용 매니폴드에 대한 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 정면도 도면이다.

도 6은 본 발명의 약액 혼합용 매니폴드에 적용되는 혼합챔버의 내부에 대한 다른 실시예들을 개략적으로 도시한 부분 단면도 도면이다.

도 7은 종래의 혼합탱크를 구비하는 혼합 약액 공급 장치의 시스템 개략도를 도시한 도면이다.

도 8은 본 발명의 약액 혼합용 매니폴드를 적용한 실시간 혼합 약액 공급 장치의 시스템 개략도를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2: 주입구 4: 혼합챔버

6: 배출구 8: 라인 믹서

8a: 난류 형성 부재 9: 돌기

9': 리블렛 10: 약액 혼합용 매니폴드

10': 연속식 혼합장치 20a, 20b, 20c, 20d: 약액 탱크

30: 정량 이송 펌프 40: 조성 검출기

50: 제어기 60: 공급기(충진기)

Claims (13)

1. 적어도 2가지의 약액들을 원하는 비율에 따라 혼합하여 공급하는 약액 공급 장치에 적용되어 상기 약액들을 혼합하여 공급하는 약액 혼합용 매니폴드에 있어서,

   상기 약액 혼합용 매니폴드는

   상기 약액들이 각각 주입되는 적어도 2개의 주입구;

   상기 주입구가 결합되어 상기 약액들이 주입되며, 원주면의 측면을 갖는 혼합챔버; 및,

   상기 혼합챔버로부터 외부로 혼합된 약액을 배출하는 배출구를 포함하고,

   상기 주입구는 상기 혼합챔버의 원주면에 접하는 주입방향을 갖도록 상기 원주면에 접하여 상기 혼합챔버에 결합하고, 상기 각 주입구는 상기 혼합챔버의 상하방향으로 서로 이격하여 배치되는 것을 특징으로 하고,

   상기 혼합챔버의 배출구는 상기 혼합챔버의 상부에 위치하며,

   상기 각 주입구는 상기 주입되는 약액 중에서 비중이 더 낮은 약액의 주입구가 상하방향을 기준으로 더 하부에 위치하되,

   하부에서 상부로 배치되어 있는 주입구 순서대로 비중이 가장 낮은 약액을 최하부에 주입되도록 하고, 비중이 가장 높은 약액을 최상부에 주입되도록 하고,

   상기 혼합챔버에서 혼합된 조성물은 상기 배출구를 통해 상부로 배출되는 것을 특징으로 하는 약액 혼합용 매니폴드.
2. 제1항에 있어서,

   상기 주입구는 상기 원주면에 접하여 상기 혼합챔버에 결합함과 동시에 수평면에 대하여 예각으로 기울어진 형태로 상기 혼합챔버에 결합하는 것을 특징으로 하는 약액 혼합용 매니폴드.
3. 제2항에 있어서,

   상기 주입구 각각의 상하방향 이격은 상기 각 주입구로부터 주입되는 약액의 혼합챔버 내의 회전구간이 서로 겹치지 않도록, 각 주입구로부터 주입되는 약액의 혼합챔버 내의 회전구간을 서로 벗어나도록 이격되는 것을 특징으로 하는 약액 혼합용 매니폴드.
4. 제1항에 있어서,

   상기 각 주입구는 상기 혼합챔버의 상부에서 보았을 때, 상기 혼합챔버의 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 이격하여 배치되는 것을 특징으로 하는 약액 혼합용 매니폴드.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,

   상기 혼합챔버의 배출구에 결합하는 라인 믹서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약액 혼합용 매니폴드.
8. 제1항에 있어서,

   상기 혼합챔버의 내면 중에서, 상기 주입구의 출구에 접하는 내면에는 다수의 돌기 또는 상기 주입구의 주입방향에 수직한 방향으로 평행하게 배치되는 다수의 리블렛(riblet)이 형성되는 것을 특징으로 하는 약액 혼합용 매니폴드.
9. 혼합용 약액들을 개별적으로 수용하는 적어도 2개의 약액 탱크;

   상기 약액 탱크에 연결되어, 각 약액들을 정해진 공급량에 따라 개별적으로 이송하는 정량 이송 펌프;

   제1항의 약액 혼합용 매니폴드를 포함하여, 상기 이송 펌프에 의하여 상기 약액 탱크로부터 연속적으로 유입되고, 흐름 중에서 혼합되며, 상기 약액들이 균일하게 혼합된 화학 조성물이 유출되는 연속식 혼합 장치;

   상기 연속식 혼합 장치에서 유출되는 화학 조성물의 성분을 분석하는 조성 검출기;

   상기 조성 검출기로부터 검출된 조성에 따라 상기 정량 이송 펌프의 공급량을 제어하는 제어기; 및,

   상기 연속식 혼합 장치에서 제조되는 화학 조성물을 외부로 공급하는 공급기를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 혼합 약액 공급 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 정량 이송 펌프는 약액의 맥동을 방지하면서, 약액을 설정된 값에 따라 일정한 양으로 공급하는 무맥동 정유량 펌프인 것인 것을 특징으로 하는 실시간 혼합 약액 공급 장치.
11. 제9항에 있어서,

    상기 연속식 혼합 장치의 약액 혼합용 매니폴드는 상기 혼합챔버의 배출구에 결합하는 라인 믹서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 혼합 약액 공급 장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 라인 믹서는 다수의 난류 형성 부재가 배관 내에 좌, 우 방향으로 설치되어, 배관 내부를 흐르는 유체가 상기 난류 형성 부재와 부딪쳐, 유체의 흐름 방향이 바뀌도록 함으로써, 유체들을 균일하게 혼합하는 것을 특징으로 하는 실시간 혼합 약액 공급 장치.
13. 제9항에 있어서,

    상기 조성 검출기는 NIR(near infrared) 분광기인 것을 특징으로 하는 실시간 혼합 약액 공급 장치.

Images