KR101981274B1 - 제논 및 크립톤 분리 방법 - Google Patents

제논 및 크립톤 분리 방법 Download PDF

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Abstract

개시되는 제논 및 크립톤 분리 방법이 (a) 공급 탱크로부터 제논 및 크립톤을 함유한 혼합 가스를 공급하는 단계; 및 (b) 상기 (a) 단계에서 공급된 혼합 가스를 저온 액화 및 충전물 경유를 통해 분리하는 단계;를 포함함에 따라, 열교환기, 제논 흡탈착기 등이 별도로 구비될 필요가 없고, 그에 따라 제논과 크립톤이 함유된 혼합 가스에서 제논과 크립톤을 분리 정제하기 위한 분리 부재의 설치에 소요되는 공간 및 비용을 저감시킬 수 있게 되는 장점이 있다.

Description

제논 및 크립톤 분리 방법{Xenon and krypton separating method}
본 발명은 제논 및 크립톤 분리 방법에 관한 것이다.
제논(xenon)은 원소주기율표 상에서 5주기 18족에 속하는 비활성 기체로, 원소 기호는 Xe, 녹는점은 -111.7℃, 끓는점은 -108.12℃, 밀도는 5.894g/L이고, 색깔과 냄새가 없는 단원자 분자로 공기 중에 극미량 함유되어 있다.
크립톤(krypton)은 원소주기율표 상에서 4주기 18족에 속하는 기체로, 원소 기호는 Kr, 녹는점은 -157.36℃, 끓는점은 -153.22℃, 밀도는 3.749g/L이고, 단원자 분자 기체로 반응성이 거의 없어 비활성 기체라고도 하며 색깔과 냄새가 없고 공기 중에 적은 양이 존재한다.
이러한 제논 및 크립톤은 반도체 웨이퍼 등의 제조 공정에서 필수 요소로 사용되어져야 하는데, 공기 중에 극미량만 함유되어 있는 특성 때문에, 반도체 웨이퍼 등의 제조 공정에서 이미 사용된 제논 및 크립톤의 회수가 요구되고 있다.
반도체 웨이퍼 등의 제조 공정에서 이미 사용된 제논 및 크립톤은 산소 등의 이물질과 혼합된 상태의 혼합 가스 상태로 존재하는데, 이러한 혼합 가스 내에서 순수한 제논 및 크립톤을 분리하기 위한 여러 기술이 개발되어 오고 있고, 그러한 분리 기술의 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 특허문헌의 그 것이다.
그러나, 위 특허문헌을 포함한 종래 기술에 의하면, 액화질소와 혼합 가스가 열교환되도록 하기 위한 열교환기와, 상기 열교환기를 경유하면서 저온화된 혼합 가스 중 동결된 제온을 흡착시키는 제논 흡탈착기를 구비하여야 하고, 그에 따라 혼합 가스를 분리 정제하기 위한 분리 부재가 매우 긴 탑 형태로 형성되어져야 해서, 그 설치에 소요되는 공간 및 비용이 과다한 단점이 있었다.
또한, 위 특허문헌을 포함한 종래 기술에 의하면, 혼합 가스를 분리 정제하기 위한 분리 부재가 임의로 기울어지는 경우, 이를 감지할 수가 없어서, 안전 사고가 발생될 수 있는 단점이 있었다.
공개특허 제 10-2006-0018459호, 공개일자: 2006.03.02., 발명의 명칭: 크립톤가스와 제논가스 분리방법 및 그 장치
본 발명은 제논과 크립톤이 함유된 혼합 가스에서 제논과 크립톤을 분리 정제하기 위한 분리 부재의 설치에 소요되는 공간 및 비용을 저감시킬 수 있는 제논 및 크립톤 분리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 제논과 크립톤을 분리 정제하기 위한 분리 부재가 임의로 기울어지는 경우 이를 감지할 수 있는 제논 및 크립톤 분리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법은 (a) 공급 탱크로부터 제논 및 크립톤을 함유한 혼합 가스를 공급하는 단계; 및 (b) 상기 (a) 단계에서 공급된 혼합 가스를 저온 액화 및 충전물 경유를 통해 분리하는 단계;를 포함하고, 상기 (b) 단계는 (b-1) 상기 (a) 단계에서 공급된 혼합 가스가 냉매 수용 케이스 내부로 유입되는 단계와, (b-2) 상기 (b-1) 단계에서 유입된 혼합 가스가 상기 냉매 수용 케이스 내측 하부에 수용된 저온 냉매를 경유하면서 저온 액화되는 단계와, (b-3) 상기 (b-2) 단계에서 저온 액화된 혼합 가스 중의 액화된 제논과 기체 상태인 크립톤이 분리 부재 내에 충전된 상기 충전물을 경유하면서 분리되는 단계를 포함하는 제논 및 크립톤 분리 방법에 있어서,
상기 제논 및 크립톤 분리 방법은 상기 분리 부재에 배치된 기울어짐 센싱 부재를 통해 상기 분리 부재의 수직도를 감지하는 단계;를 더 포함하고,
상기 기울어짐 센싱 부재는 상기 분리 부재에 설치되고 내부가 빈 형태로 형성되는 기울어짐 센싱 부재 케이스와, 상기 기울어짐 센싱 부재 케이스 내부의 상단에서 반구형으로 돌출되는 회동 연결 링과, 상기 회동 연결 링에 회동 가능하게 걸려 중력 방향으로 향하도록 회동될 수 있는 회동체와, 상기 회동체의 말단에 상기 회동체에 대해 회동될 수 있도록 힌지에 의해 연결되되 중력 방향으로 향하도록 연장되는 회동 연장체와, 상기 회동 연장체의 말단부에 배치되는 회동 마그넷과, 상기 기울어짐 센싱 부재 케이스의 내부의 저면에 배치되어, 상기 회동 연장체에 매달려 회동되는 상기 회동 마그넷의 자력 변화를 감지하는 기울어짐 감지 홀 센서를 포함하고, 상기 분리 부재가 기울어지기 시작하면, 상기 분리 부재의 기울어지는 정도만큼 상기 회동체 및 상기 회동 연장체가 중력 방향으로 회동되면서 상기 회동 마그넷의 위치가 변동됨에 따라 상기 기울어짐 감지 홀 센서에 의해 감지되는 자력이 변화됨으로써, 상기 분리 부재의 기울어짐이 감지될 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법에 의하면, 제논 및 크립톤 분리 방법이 (a) 공급 탱크로부터 제논 및 크립톤을 함유한 혼합 가스를 공급하는 단계; 및 (b) 상기 (a) 단계에서 공급된 혼합 가스를 저온 액화 및 충전물 경유를 통해 분리하는 단계;를 포함함에 따라, 열교환기, 제논 흡탈착기 등이 별도로 구비될 필요가 없고, 그에 따라 제논과 크립톤이 함유된 혼합 가스에서 제논과 크립톤을 분리 정제하기 위한 분리 부재의 설치에 소요되는 공간 및 비용을 저감시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법을 보이는 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법을 구성하는 제논 및 크립톤의 구체적인 분리 방법을 보이는 순서도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법을 구현하기 위한 제논 및 크립톤 분리 장치의 구성을 개략적으로 보이는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법을 구현하기 위한 제논 및 크립톤 분리 장치를 구성하는 분리 부재 내부를 보이는 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법을 구현하기 위한 제논 및 크립톤 분리 장치를 구성하는 분리 부재에 적용된 기울어짐 센싱 부재가 정상적인 상태일 때의 모습을 보이는 단면도.
도 6는 도 5에 도시된 기울어짐 센싱 부재가 일정량 기울어진 상태일 때의 모습을 보이는 단면도.
도 7은 도 6에 도시된 기울어짐 센싱 부재가 최대값으로 기울어진 상태일 때의 모습을 보이는 단면도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법을 보이는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법을 구성하는 제논 및 크립톤의 구체적인 분리 방법을 보이는 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법을 구현하기 위한 제논 및 크립톤 분리 장치의 구성을 개략적으로 보이는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법을 구현하기 위한 제논 및 크립톤 분리 장치를 구성하는 분리 부재 내부를 보이는 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법을 구현하기 위한 제논 및 크립톤 분리 장치를 구성하는 분리 부재에 적용된 기울어짐 센싱 부재가 정상적인 상태일 때의 모습을 보이는 단면도이고, 도 6는 도 5에 도시된 기울어짐 센싱 부재가 일정량 기울어진 상태일 때의 모습을 보이는 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 기울어짐 센싱 부재가 최대값으로 기울어진 상태일 때의 모습을 보이는 단면도이다.
도 1 내지 도 7을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법은 (a) 공급 탱크(110)로부터 제논 및 크립톤을 함유한 혼합 가스를 공급하는 단계 및 (b) 상기 (a) 단계에서 공급된 혼합 가스를 저온 액화 및 충전물 경유를 통해 분리하는 단계를 포함한다.
상기 (b) 단계는 (b-1) 상기 (a) 단계에서 공급된 혼합 가스가 냉매 수용 케이스(131) 내부로 유입되는 단계와, (b-2) 상기 (b-1) 단계에서 유입된 혼합 가스가 상기 냉매 수용 케이스(131) 내측 하부에 수용된 저온 냉매를 경유하면서 저온 액화되는 단계와, (b-3) 상기 (b-2) 단계에서 저온 액화된 혼합 가스 중의 액화된 제논과 기체 상태인 크립톤이 분리 부재(135) 내에 충전된 상기 충전물을 경유하면서 분리되는 단계를 포함한다.
상기 (b-3) 단계에서의 상기 충전물은 라시히 링(raschig ring)인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제논 및 크립톤 분리 방법은 상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계 사이에서, 상기 공급 탱크(110)로부터 상기 분리 부재(135) 쪽으로 공급되는 상기 혼합 가스 중의 불순물인 산소를 산소 제거 부재(115) 및 수분 제거 부재(120)에서 제거하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 제논 및 크립톤 분리 방법은 상기 분리 부재(135)에 배치된 기울어짐 센싱 부재(160)를 통해 상기 분리 부재(135)의 수직도를 감지하는 단계를 더 포함한다.
본 실시예에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법을 구현하기 위한 제논 및 크립톤 분리 장치(100)는 상기 공급 탱크(110)와, 분리 유닛(130)을 포함한다.
도면 번호 101은 상기 공급 탱크(110)와 상기 분리 유닛(130) 내의 상기 분리 부재(135)를 연결하는 공급 배관이고, 도면 번호 102는 상기 분리 부재(135)를 경유하면서 분리된 크립톤이 크립톤 저장 탱크(150)로 유동되는 크립톤 유동 배관이고, 도면 번호 103은 상기 분리 부재(135)를 경유하면서 분리된 제논이 제논 저장 탱크(155)로 유동되는 제논 유동 배관이다.
도면 번호 170은 상기 제논 및 크립톤 분리 장치(100)의 각종 구성요소의 작동을 제어할 수 있는 제어 부재이다.
상기 공급 탱크(110)는 반도체 웨이퍼 등을 제조하는 공정에서 이미 사용된 제논 및 크립톤을 함유한 혼합 가스를 저장하고, 상기 분리 유닛(130) 쪽으로 공급할 수 있는 것이다.
상기 분리 유닛(130)은 상기 공급 탱크(110)로부터 공급된 상기 혼합 가스 중의 제논 및 크립톤을 분리하기 위한 것으로, 상기 냉매 수용 케이스(131)와, 상기 분리 부재(135)를 포함한다.
상기 냉매 수용 케이스(131)는 그 내측 하부에 액체 질소 등의 저온 냉매가 수용되어 있는 것이고, 상기 공급 배관(101)이 관통된다.
도면 번호 140은 상기 냉매 수용 케이스(131)의 하부로 상기 저온 냉매를 공급해주는 저온 냉매 공급 부재이고, 도면 번호 104는 상기 저온 냉매 공급 부재와 상기 냉매 수용 케이스(131)의 하부를 연결해주는 냉매 충진 배관이다.
상기 분리 부재(135)는 상기 냉매 수용 케이스(131) 내에 설치되고, 상기 공급 배관(101)을 통해 상기 공급 탱크(110)로부터 공급되어 상기 냉매 수용 케이스(131)를 경유한 혼합 가스가 유입되고, 상기 냉매 수용 케이스(131)를 경유한 혼합 가스 중의 액화된 제논과 기체 상태인 크립톤 분리를 위한 충전물(137)이 그 내부에 충전된 것이다.
상기 분리 부재(135)의 하부에 상기 공급 배관(101) 및 상기 제논 유동 배관(103)이 연결되고, 상기 분리 부재(135)의 상부에 상기 크립톤 유동 배관(102)이 연결된다.
상기 분리 부재(135) 내부에 충전된 상기 충전물(137)은 라시히 링으로 제시될 수 있다. 상기 라시히 링은 허니컴 구조 등 다양한 구조로 이루어질 수 있고, 세라믹 등 다양한 물질로 이루어질 수 있다.
상기와 같이, 상기 분리 부재(135) 내부가 상기 충전물(137)로 충전됨으로써, 상기 공급 배관(101)을 통해 상기 냉매 수용 케이스(131)를 경유한 혼합 가스는 상기 저온 냉매의 냉기에 의해 냉각되고, 그에 따라 상기 혼합 가스 중의 제논은 동결되고 크립톤은 기체 상태를 유지한 상태가 되어, 그 상태로 상기 분리 부재(135) 내부로 유입된 다음, 상기 분리 부재(135)를 경유하면서 상기 충전물(137)인 라시히 링에 의해 동결 상태인 제논은 상기 분리 부재(135)의 하부로 낙하되고, 기체 상태의 크립톤은 상승된다.
상기 분리 부재(135)의 하부로 낙하된 제논은 상기 제논 유동 배관(103)을 통해 상기 제논 저장 탱크(155)에 저장되고, 상기 분리 부재(135)의 상부로 유동된 크립톤은 상기 크립톤 유동 배관(102)을 통해 상기 크립톤 저장 탱크(150)에 저장된다.
물론, 상기 제논 저장 탱크(155) 및 상기 크립톤 저장 탱크(150) 전단에는 각각 제논과 크립톤을 압축시켜줄 수 있는 압축기(미도시) 등이 더 설치될 수 있다.
한편, 상기 제논 및 크립톤 분리 장치(100)는 상기 공급 탱크(110)로부터 상기 분리 부재(135) 쪽으로 공급되는 상기 혼합 가스 중의 불순물인 산소를 제거하기 위한 상기 산소 제거 부재(115)와, 상기 산소 제거 부재(115)를 경유한 상기 혼합 가스 중의 수분을 제거하는 상기 수분 제거 부재(120)를 포함한다.
상기 산소 제거 부재(115)와 상기 수분 제거 부재(120)는 상기 공급 배관(101) 상에 설치된다.
상기 산소 제거 부재(115)는 상기 공급 배관(101)을 따라 유동되는 혼합 가스에 수소를 첨가해주는 것이고, 상기 수분 흡착 부재는 실리카겔 등 수분을 흡착할 수 있는 물질이 내부에 배치된 것이다.
상기 수분 제거 부재(120)에서 상기 공급 배관(101)을 따라 유동되는 혼합 가스에 수소를 첨가해 주면, 상기 혼합 가스 중의 산소와 첨가된 수소가 촉매 반응에 의해 수분으로 변화되고, 그 수분이 그 후단의 상기 수분 흡착 부재에서 흡착되면서 제거될 수 있게 된다.
상기와 같이 산소 및 수분이 제거된 혼합 가스가 상기 분리 유닛(130)으로 유동된다.
한편, 상기 제논 및 크립톤 분리 장치(100)는 상기 분리 부재(135)에 배치되어, 상기 분리 부재(135)의 수직도를 감지하는 상기 기울어짐 센싱 부재(160)를 포함한다.
상세히, 상기 기울어짐 센싱 부재(160)는 상기 분리 부재(135)의 케이스(137)에 설치되고 내부가 빈 형태로 형성되는 기울어짐 센싱 부재 케이스(161)와, 상기 기울어짐 센싱 부재 케이스(161) 내부의 상단에서 반구형으로 돌출되는 회동 연결 링(162)과, 상기 회동 연결 링(162)에 회동 가능하게 걸려 중력 방향으로 향하도록 회동될 수 있고 일정 길이로 길게 형성되는 회동체(163)와, 상기 회동체(163)의 말단에 상기 회동체(163)에 대해 회동될 수 있도록 힌지(167)에 의해 연결되되 중력 방향으로 향하도록 일정 길이로 길게 연장되는 회동 연장체(168)와, 상기 회동 연장체(168)의 말단부에 배치되는 회동 마그넷(164)과, 상기 기울어짐 센싱 부재 케이스(161)의 내부의 저면에 배치되어 상기 회동 연장체(168)에 매달려 회동되는 상기 회동 마그넷(164)의 자력 변화를 감지하는 기울어짐 감지 홀 센서(166)를 포함한다.
상기 회동 연장체(168)와 상기 회동 마그넷(164)은 자중에 의해 항상 중력 방향을 향하게 되고, 상기 회동체(163)는 상기 힌지(167)가 후술되는 기울어짐 감지 접촉 센서(165)에 닿기 전까지는 중력 방향으로 향하게 된다.
감지 효과를 증진하기 위하여, 상기 기울어짐 감지 홀 센서(166)는 상기 기울어짐 센싱 부재 케이스(161)의 내부의 저면 상의 중앙과 그 양 측으로 일정 간격 이격되도록 세 개 이상으로 설치된다.
상기 기울어짐 센싱 부재(160)는 상기 기울어짐 센싱 부재 케이스(161)에서 상기 힌지(167)에 대응되는 높이에 배치되어, 상기 힌지(167)의 접촉을 감지할 수 있는 기울어짐 감지 접촉 센서(165)를 포함하고, 상기 기울어짐 감지 접촉 센서(165)는 상기 기울어짐 센싱 부재 케이스(161) 내부에서 돌출된 형태를 이룬다.
상기 분리 부재(135)가 정상적인 자세인 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 회동체(163), 상기 회동 연장체(168) 및 상기 회동 마그넷(164)은 중력 방향으로 늘어진 상태가 되고, 상기 회동 마그넷(164)은 상기 기울어짐 감지 홀 센서(166) 중 중앙의 것에 의해 감지된 상태를 유지한다.
그러다가, 상기 분리 부재(135)가 임의로 기울어지기 시작하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 분리 부재(135)의 기울어지는 정도만큼 상기 회동체(163) 및 상기 회동 연장체(168)가 중력 방향으로 회동되면서 상기 회동 마그넷(164)의 위치가 변동됨에 따라 상기 기울어짐 감지 홀 센서(166)에 의해 감지되는 자력이 변화됨으로써, 상기 분리 부재(135)의 기울어짐이 감지될 수 있게 된다.
그러다가, 상기 분리 부재(135)가 최대값으로 기울어지면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 힌지(167)가 상기 기울어짐 감지 접촉 센서(165)와 접촉됨과 함께, 상기 힌지(167)가 상기 기울어짐 감지 접촉 센서(165)에 접촉되어 회동 저지됨으로써, 상기 회동체(163)에 비해 상기 회동 연장체(168)가 상대적으로 더 회동되면서, 상기 기울어짐 감지 홀 센서(166)에 의한 상기 회동 마그넷(164)의 자력 변화 감지 범위를 상기 회동 마그넷(164)이 벗어나게 되고, 그에 따라 상기 힌지(167)와 상기 기울어짐 감지 접촉 센서(165)의 접촉 감지 및 상기 기울어짐 감지 홀 센서(166)에 의한 상기 회동 마그넷(164)의 자력 변화 감지 범위 이탈 감지에 의해, 상기 분리 부재(135)의 최대 기울어짐이 감지될 수 있게 된다.
상기와 같은 상기 분리 부재(135)의 기울어짐과 그 기울어지는 정도에 대한 정보는 상기 제어 부재(170)로 전달된다.
상기와 같이 구성됨으로써, 상기 분리 부재(135)의 임의적인 기울어짐과 그 기울어지는 정도가 신속하게 감지될 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법을 구현하기 위한 상기 제논 및 크립톤 분리 장치(100)의 작동에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 공급 배관(101)을 따라 상기 공급 탱크(110) 내의 혼합 가스가 유동된다.
그러다가, 상기 수분 제거 부재(120)에서 상기 공급 배관(101)을 따라 유동되는 혼합 가스에 수소를 첨가해 주면, 상기 혼합 가스 중의 산소와 첨가된 수소가 촉매 반응에 의해 수분으로 변화되고, 그 수분이 그 후단의 상기 수분 흡착 부재에서 흡착되면서 제거될 수 있게 된다.
상기와 같이 산소 및 수분이 제거된 혼합 가스가 상기 분리 유닛(130)으로 유동된다.
상기 분리 유닛(130)으로 유동된 혼합 가스는 상기 냉매 수용 케이스(131)를 경유하면서 상기 저온 냉매의 냉기에 의해 냉각되고, 그에 따라 상기 혼합 가스 중의 제논은 동결되고 크립톤은 기체 상태를 유지한 상태가 되면서 상기 분리 부재(135)로 유입된다.
상기 분리 부재(135)로 유입된 혼합 가스는 상기 분리 부재(135)를 경유하면서 상기 충전물(137)인 라시히 링에 의해 동결 상태인 제논은 상기 분리 부재(135)의 하부로 낙하되고, 기체 상태의 크립톤은 상승된다.
상기 분리 부재(135)의 하부로 낙하된 제논은 상기 제논 유동 배관(103)을 통해 상기 제논 저장 탱크(155)에 저장되고, 상기 분리 부재(135)의 상부로 유동된 크립톤은 상기 크립톤 유동 배관(102)을 통해 상기 크립톤 저장 탱크(150)에 저장된다.
상기와 같이, 상기 제논 및 크립톤 분리 방법이 (a) 상기 공급 탱크(110)로부터 제논 및 크립톤을 함유한 혼합 가스를 공급하는 단계 및 (b) 상기 (a) 단계에서 공급된 혼합 가스를 저온 액화 및 충전물 경유를 통해 분리하는 단계를 포함함에 따라, 열교환기, 제논 흡탈착기 등이 별도로 구비될 필요가 없고, 그에 따라 제논과 크립톤이 함유된 혼합 가스에서 제논과 크립톤을 분리 정제하기 위한 분리 부재(135)의 설치에 소요되는 공간 및 비용을 저감시킬 수 있게 된다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 제논 및 크립톤 분리 방법에 의하면, 제논과 크립톤이 함유된 혼합 가스에서 제논과 크립톤을 분리 정제하기 위한 분리 부재의 설치에 소요되는 공간 및 비용을 저감시킬 수 있고, 제논과 크립톤을 분리 정제하기 위한 분리 부재가 임의로 기울어지는 경우 이를 감지할 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
100 : 제논 및 크립톤 분리 장치
101 : 공급 배관
102 : 크립톤 유동 배관
103 : 제논 유동 배관
104 : 냉매 충진 배관
110 : 공급 탱크
130 : 분리 유닛
131 : 냉매 수용 케이스
135 : 분리 부재
140 : 저온 냉매 공급 부재
150 : 크립톤 저장 탱크
155 : 제논 저장 탱크
160 : 기울어짐 센싱 부재
170 : 제어 부재

Claims (5)

  1. (a) 공급 탱크로부터 제논 및 크립톤을 함유한 혼합 가스를 공급하는 단계; 및 (b) 상기 (a) 단계에서 공급된 혼합 가스를 저온 액화 및 충전물 경유를 통해 분리하는 단계;를 포함하고, 상기 (b) 단계는 (b-1) 상기 (a) 단계에서 공급된 혼합 가스가 냉매 수용 케이스 내부로 유입되는 단계와, (b-2) 상기 (b-1) 단계에서 유입된 혼합 가스가 상기 냉매 수용 케이스 내측 하부에 수용된 저온 냉매를 경유하면서 저온 액화되는 단계와, (b-3) 상기 (b-2) 단계에서 저온 액화된 혼합 가스 중의 액화된 제논과 기체 상태인 크립톤이 분리 부재 내에 충전된 상기 충전물을 경유하면서 분리되는 단계를 포함하는 제논 및 크립톤 분리 방법에 있어서,
    상기 제논 및 크립톤 분리 방법은
    상기 분리 부재에 배치된 기울어짐 센싱 부재를 통해 상기 분리 부재의 수직도를 감지하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 기울어짐 센싱 부재는 상기 분리 부재에 설치되고 내부가 빈 형태로 형성되는 기울어짐 센싱 부재 케이스와, 상기 기울어짐 센싱 부재 케이스 내부의 상단에서 반구형으로 돌출되는 회동 연결 링과, 상기 회동 연결 링에 회동 가능하게 걸려 중력 방향으로 향하도록 회동될 수 있는 회동체와, 상기 회동체의 말단에 상기 회동체에 대해 회동될 수 있도록 힌지에 의해 연결되되 중력 방향으로 향하도록 연장되는 회동 연장체와, 상기 회동 연장체의 말단부에 배치되는 회동 마그넷과, 상기 기울어짐 센싱 부재 케이스의 내부의 저면에 배치되어, 상기 회동 연장체에 매달려 회동되는 상기 회동 마그넷의 자력 변화를 감지하는 기울어짐 감지 홀 센서를 포함하고, 상기 분리 부재가 기울어지기 시작하면, 상기 분리 부재의 기울어지는 정도만큼 상기 회동체 및 상기 회동 연장체가 중력 방향으로 회동되면서 상기 회동 마그넷의 위치가 변동됨에 따라 상기 기울어짐 감지 홀 센서에 의해 감지되는 자력이 변화됨으로써, 상기 분리 부재의 기울어짐이 감지될 수 있는 것을 특징으로 하는 제논 및 크립톤 분리 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b-3) 단계에서의 상기 충전물은 라시히 링(raschig ring)인 것을 특징으로 하는 제논 및 크립톤 분리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제논 및 크립톤 분리 방법은
    상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계 사이에서, 상기 공급 탱크로부터 상기 분리 부재 쪽으로 공급되는 상기 혼합 가스 중의 불순물인 산소를 산소 제거 부재 및 수분 제거 부재에서 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제논 및 크립톤 분리 방법.
  5. 삭제
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