KR101721794B1 - 자동 탈포 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기포를 제거하는 탈포장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 방식의 탈포 방법을 수행할 수 있도록 하여 주는 자동화된 탈포장치에 관한 것이다.
본 발명에서는 탈포를 위하여 시료가 들어가는 밀폐용기, 상기 시료로부터 빠져 나온 기포를 액화시키는 콜드트랩, 상기 밀폐용기와 상기 콜드트랩을 연결하여 기포가 이동하는 통로를 만들어 주는 제1 배관, 상기 밀폐용기 및 상기 콜드트랩 내에 존재하는 공기를 뽑아내기 위한 펌프, 상기 콜드트랩과 상기 펌프를 연결하여 공기가 이동하는 통로를 만들어 주는 제2 배관, 상기 제1 배관에 의한 통로의 개폐를 위한 제1배관 밸브, 상기 액화된 기포를 배출하기 위하여 상기 콜드트랩의 상단부에 위치하는 통풍구 밸브와 상기 콜드트랩의 하단부에 위치하는 배출 밸브, 및 탈포를 위하여 상기 펌프, 상기 제1배관 밸브, 상기 통풍구 밸브, 및 상기 배출 밸브를 제어하는 제어기를 포함하는 탈포 장치가 개시된다.
본 발명에 의하면 단순 반복 작업의 공정을 개선함으로써 작업의 편리성을 증대할 수 있고, 탈포하고자 하는 시료에 따라 적정한 기포 액화 시간 및 기포 배출 시간 등을 설정하여 사용함으로써 최적의 탈포가 가능하도록 하는 효과가 있다.

Description

자동 탈포 방법{Automatic Degassing Apparatus and Method}

본 발명은 시료로부터 기포를 제거하는 탈포 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 방식의 탈포 방법을 수행할 수 있도록 하여 주는 자동화된 탈포 장치에 관한 것이다.

탈포 장치는 시료 내에 포함되어 있는 기포를 제거하기 위한 장치로서, 고분자 합성, 식품 제조, 화장품 제조, 의약품 제조 등에 일반적으로 널리 쓰이고 있으며 고체 파우더와 유기용매의 혼합물의 점도 증가를 위하여도 사용될 수 있고 연료전지 제조 과정에 사용될 수도 있다.

그런데 이러한 탈포 장치를 이용한 탈포 작업은 단순 반복 작업이 많다. 일 예로서 탈포를 위하여 작업자가 펌프의 가동/정지, 밸브의 열림/닫힘을 단순 반복적으로 해 주어야 한다. 이러한 단순 반복 공정이 개선될 필요가 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 새로운 밸브와 제어기를 도입함으로써 단순 반복 공정을 개선하는 탈포 장치 및 방법을 제공함에 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 시료에 포함되어 있는 기포를 제거하기 위한 탈포 장치는 탈포를 위하여 상기 시료가 들어가는 밀폐용기, 상기 시료로부터 빠져나온 기포를 액화시키는 콜드트랩, 상기 밀폐용기와 상기 콜드트랩을 연결하여 기포가 이동하는 통로를 만들어 주는 제1 배관, 상기 밀폐용기 및 상기 콜드트랩 내에 존재하는 공기를 뽑아내기 위한 펌프, 상기 콜드트랩과 상기 펌프를 연결하여 공기가 이동하는 통로를 만들어 주는 제2 배관, 상기 제 1 배관에 의한 통로의 개폐를 위한 제1배관 밸브, 상기 액화된 기포를 배출하기 위하여 상기 콜드트랩의 상단부에 위치하는 통풍구 밸브와 상기 콜드트랩의 하단부에 위치하는 배출 밸브, 및 탈포를 위하여 상기 펌프, 상기 제1배관 밸브, 상기 통풍구 밸브, 및 상기 배출 밸브를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.

그리고 상기 제1배관 밸브, 상기 통풍구 밸브, 및 상기 배출 밸브는 유기용매에도 녹지 않고 강한 테프론 재질의 솔레노이드 밸브일 수 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 시료에 포함되어 있는 기포를 제거하기 위한 상기한 탈포 장치에 의한 탈포 방법은 기포 액화시간인 제1시간과 액화된 기포 배출 시간인 제2시간을 설정하는 단계; 제1 배관 밸브는 열고, 콜드트랩의 통풍구 밸브 및 배출 밸브는 닫는 단계, 상기 제1시간 동안 펌프를 가동하여 상기 시료에 포함되어 있는 기포를 추출하여 액화하는 단계, 상기 제1 배관 밸브를 닫는 단계, 펌프의 가동을 정지시키는 단계, 및 상기 제2시간동안 상기 콜드트랩의 통풍구 밸브 및 배출 밸브를 열어 응축된 액체를 배출하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고 상기 제1시간은 50분으로 설정되고, 상기 제2시간은 10분으로 설정될 수 있고, 상기한 단계들은 반복하여 수행되면서 반복시마다 상기 제1시간과 제2시간을 변경하여 설정할 수 있다.

단순 반복 작업의 공정을 개선함으로써 작업의 편리성을 증대할 수 있고, 탈포하고자 하는 시료에 따라 적정한 기포 액화 시간 및 기포 배출 시간 등을 설정하여 사용함으로써 최적의 탈포가 가능하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탈포 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탈포 장치에 의한 탈포 방법을 도시한 도면이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 비록 특정 실시 예로 설명하더라도 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탈포 장치를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면 탈포 장치는 기포를 탈취하여야 하는 시료가 들어가는 밀폐용기(110), 밀폐용기(110)로부터 제1 배관(160)을 통해 빠져나온 기포를 액화시키고, 상부의 통풍구(Vent) 밸브(145)와 하부의 배출 밸브(143)를 포함하는 콜드트랩(120), 밀폐용기(110)와 콜드트랩(120) 내에 존재하는 공기를 뽑아내어 시료로부터 기포가 빠져나오도록 유도하는 펌프(130), 밀폐용기(110)와 콜드트랩(120)을 연결시켜 기포가 빠져나가는 통로를 만들어주면서, 이 통로의 열림/닫힘을 가능케 하는 밸브(141)를 포함하는 제1 배관(160), 콜드트랩(120)과 펌프(130)를 연결하여 밀폐용기(110) 및 콜드트랩(120)으로부터 공기가 빠져나가는 통로를 만들어주는 제2 배관(170) 및 상기 밸브들(141, 143, 145)의 열림/닫힘과 펌프의 동작을 제어하는 제어기(150)를 포함할 수 있다.

밀폐용기(110)는 시료가 들어가는 곳으로서 일 예로서 고체 파우더와 솔벤트와 같은 유기용매의 혼합물의 점도 증가를 위하여 탈포장치를 사용하는 경우 상기 고체 파우더와 유기용매의 혼합물이 밀폐용기(110)에 들어가 있게 된다. 이러한 밀폐용기(110)는 도 1에는 도시되어 있지 않지만 뚜껑을 가지고 있어 시료를 넣은 후 공기가 빠져나가거나 유입되지 않도록 뚜껑을 닫아 밀폐시킬 수 있다.

콜드트랩(120)은 냉각장치에 의해 3도 정도로 냉각되어 있어 밀폐용기(110) 내의 시료로부터 빠져나온 기포가 콜드트랩(120)에서 냉각되어 액화되고 콜드트랩(120)의 하단부에 모이게 된다. 콜드트랩(120)은 상단부에 통풍을 위한 통풍구 밸브(145)와 하단부에 액화된 기포를 배출하기 위한 배출 밸브(143)를 포함한다. 시료내에 있는 기포를 액화시키는 공정 동안에는 상기 2개의 밸브(143, 145)가 닫혀 있고, 액화된 기포를 배출하는 동안에는 상기 2개의 밸브(143, 145)를 열어 놓는다. 상단부에 위치한 통풍구 밸브(145)를 통하여 공기가 유입됨에 따라 배출을 쉽게 하기 위함이다. 상기 밸브(143, 145)들은 유기용매에도 녹지 않고 강한 테프론 재질의 솔레노이드밸브를 사용할 수 있다.

펌프(130)는 밀폐용기(110)와 콜드트랩(120) 내의 공기를 뽑아내어 진공을 만들어 주는 것으로 이에 의해 밀폐용기(110) 내의 시료에 갇혀있던 기포가 빠져나와 콜드트랩(120) 쪽으로 이동하게 된다.

그리고 밀폐용기(110)와 콜드트랩(120) 사이에 공기와 기포의 이동 수단인 제 1 배관(160)이 존재하고, 또한 콜드트랩(120)과 펌프(130) 사이에도 공기가 이동하기 위한 제2 배관(170)이 존재한다. 제1 배관(160)은 테프론 재질의 솔레노이드밸브(141)를 포함하고 있으며 이는 공정 중에 기포가 밀폐용기(110)로부터 콜드트랩(120)으로 빠져나가는 동안에는 열려 있고, 콜드트랩(120)에서 액화된 기포를 외부로 방출하는 동안에는 닫혀 있어 기포가 다시 밀폐용기(110) 쪽으로 돌아가는 것을 방지해 준다.

제어기(150)는 시료로부터 기포를 탈취하기 위하여 상기한 밸브들(141, 143, 145) 및 펌프(130)를 제어할 수 있다. 제어기(150)에 의한 제어 방법의 일 실시 예는 하기한 도 2의 공정이 순서에 따라 진행되는 것일 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탈포 장치에 의한 탈포 방법을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면 제어기(150)는 먼저 기포 액화과정이 운영되는 제1시간과 액화된 기포를 배출하는 제2시간을 설정(S200)한다. 이는 탈포장치에서 탈포하는 시료의 종류, 시료의 양, 콜드트랩(120)에서의 액화 효율성, 및/ 또는 펌프(130)의 진공 효율을 고려하여 탈포가 최적으로 이루어질 수 있도록 설정할 수 있다. 그리고 제1배관 밸브(141)를 열고 콜드트랩의 통풍구 밸브(145) 및 배출밸브(143)를 닫는다(S210). 이후 펌프(130)를 가동한다(S220). 펌프를 가동하면 밀폐용기(110)와 콜드트랩(120)에 있던 공기가 펌프(130) 쪽으로 빨려들어가게 된다. 이와 함께 밀폐용기(110)에 있는 시료에서 기포가 빠져나와 콜드트랩(120) 쪽으로 이동하고, 차가운 콜드트랩(120) 내에서 응축되어 액화된다. 펌프(130)의 가동은 상기 설정된 제1 시간 동안 지속할 수 있다. 제어기(150)는 펌프(130)의 가동 후에 펌프(130)는 계속 운전시키면서 제1 배관 밸브(141)를 닫는다(S230). 이는 제1 배관(160)을 통하여 콜드트랩(120)으로 이동한 기포가 펌프(130) 운전 정지 시에 다시 밀폐용기(110) 쪽으로 되돌아가는 것을 방지하기 위함이다. 이후 제어기(150)는 펌프(130)의 가동을 정지시키고(S240) 콜드트랩(120)의 통풍구 밸브(145) 및 배출밸브(143)를 열어 콜드트랩(120) 내에서 응축되어 액화된 기포를 배출한다(S250). 제어기(150)는 펌프(130) 가동 정지 및 액화된 기포 배출을 제2시간 동안 지속할 수 있다. 그리고 제어기(150)는 제1시간 동안의 기포 액화와 제2시간 동안의 기포 배출 과정을 반복하여 수행할 수 있다. 이때 제어기(150)는 매 반복 시마다 최적의 탈포가 가능하도록 상기 제1시간과 제2시간의 설정을 변경할 수도 있다. 일 실시 예로서 매 탈포시 마다 탈포되는 양이 줄어들 수 있기 때문에 상기 제1시간과 제2시간을 매 반복 시에 일정 비율로 줄여서 설정할 수 있다.

본 발명에서 제시하는 탈포장치는 상기 제1시간과 제2시간을 제어기(150)에서 임의로 설정하여 수행할 수 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 탈포하고자 하는 밀폐용기(110) 내의 시료의 양이나 콜드트랩(120)에서의 액화 효율성, 펌프(130)의 진공 효율을 고려하여 상기 제1시간과 제2시간을 임의로 설정하여 탈포를 수행할 수 있다. 일 실시예로서 200L의 혼합물 시료를 탈포하기 위하여는 제1시간으로 50분을 설정하고 제2시간으로 10분을 설정하여 탈포를 수행할 수 있다. 이는 50분 정도의 기포 액화 지속 시에는 콜드트랩(120)에 있는 냉매에 의하여 펌프(230)의 진공 효율이 급격히 낮아질 수 있기 때문이다.

이처럼 본 발명에서 제시하는 탈포장치는 제어기(150)에 의하여 사람의 개입 없이 자동으로 탈포를 수행할 수 있다. 또한, 탈포하고자 하는 시료에 따라 적정한 기포 액화 시간(제1시간) 및 액화된 기포 배출 시간(제2시간) 등을 설정하여 사용함으로써 최적의 탈포가 가능하도록 할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 밀폐용기
120: 콜드트랩
130: 펌프
143: 배출밸브
145: 통풍구 밸브
150: 제어기
160: 제1 배관
170: 제2 배관

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 시료에 포함되어 있는 기포를 제거하기 위하여 상기 시료가 들어가는 밀폐용기, 상기 시료로부터 빠져나온 기포를 액화시키는 콜드트랩, 상기 밀폐용기와 상기 콜드트랩을 연결하는 제1 배관, 상기 밀폐용기 및 콜드트랩 내에 존재하는 공기를 뽑아내기 위한 펌프, 상기 콜드트랩과 상기 펌프를 연결하는 제2 배관, 제1 배관 밸브, 상기 콜드트랩의 상단부에 위치하는 통풍구 밸브, 상기 콜드트랩의 하단부에 위치하는 배출 밸브 및 상기 펌프, 상기 제1배관 밸브, 상기 통풍구 밸브 및 상기 배출 밸브를 제어하는 제어기를 포함하는 탈포 장치에 의한 탈포 방법에 있어서,
   기포 액화시간인 제1시간과 액화된 기포 배출 시간인 제2시간 설정하는 단계;
   상기 제1 배관 밸브는 열고, 상기 콜드트랩의 상기 통풍구 밸브 및 상기 배출 밸브는 닫는 단계;
   상기 제1시간 동안 상기 펌프를 가동하여 상기 시료에 포함되어 있는 기포를 추출하여 액화하는 단계;
   상기 제1 배관 밸브를 닫는 단계;
   상기 펌프의 가동을 정지시키는 단계; 및
   상기 제2시간 동안 상기 콜드트랩의 상기 통풍구 밸브 및 상기 배출 밸브를 열어 응축된 액체를 배출하는 단계;
   를 포함하는 탈포 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1시간은 50분으로 설정되고,
   상기 제2시간은 10분으로 설정되는,
   탈포 방법.
5. 제3항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 단계들이 반복하여 수행되는,
   탈포 방법.
6. 제5항에 있어서,
   반복시마다, 상기 제1시간과 상기 제2시간을 변경하여 설정하는,
   탈포 방법.
   

Images