KR102304343B1 - 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 유체 보관 탱크에서 이물질 입자 카운팅 대상이 되는 유체를 공급받아 구비된 입자 카운터로 이송시키는 제1 공급라인; 퍼지가스 보관 탱크에서 입자 카운팅 시의 결로 방지를 위한 퍼지가스를 공급받아 입자 카운터로 이송시키는 제2 공급라인; 한 쌍의 금속 패널로 구비되어, 제1 공급라인 및 제2 공급라인을 봉입하도록 하는 하우징; 제어부가 인가하는 전력을 이용하여 흡열 반응을 일으키는 흡열부와, 발열 반응을 일으키는 발열부가 구비된 열전 소자로서, 흡열부가 하우징의 일 영역에 맞닿도록 설치하여 하우징을 냉각시키는 열전 소자; 및 열전 소자의 발열부와 맞닿도록 설치되고, 일 측에 구비된 제1 팬(Fan)을 통해 유입된 외부 공기를 이용하여 발열부와의 열 교환이 이루어지도록 하고, 타 측에 구비된 제2 팬을 통해 열 교환된 공기를 외부로 토출하도록 하는 공랭 쿨러;를 포함하되, 하우징에는, 열전 소자와, 단열을 위해 구비되는 단열 블록이 기 설정된 패턴으로 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템에 관련된 것으로서, 구체적으로는 상온이나 그 이상의 온도에서 유체가 기화되어 입자로 카운팅되는 현상을 방지하도록 하기 위하여, 입자 카운터로 이송되는 유체 및 퍼지가스를 냉각 처리하여 입자 카운터에서의 계수 결과에 대한 신뢰성을 증대하기 위한 기술과 관련된 것이다.
일반적으로 입자 카운팅 장치는, 측정 대상 유체에 함유된 미세 입자를 ppm(parts per million) 또는 ppb(parts per billion)으로 산출하기 위해 측정 대상 유체에 함유되어 있는 미세 입자의 수를 계수하는 장치이다.
이러한 입자 계수 장치는 대기 중의 미세 입자를 계수하여 대기 오염도를 측정하는 장치 및 물에 포함된 미세 입자를 계수하여 수질 오염도를 측정하는 장치로 구분되기도 하며, 입자 계수 장치는 그 방식에 따라 광학적 성능을 이용한 입자 계수 장치 및 화학적 성능을 이용한 입자 계수 장치로 분류될 수 있다.
한편, 입자 계수기 중 광학적 성능을 이용한 OPC(Optical Particle Counter)는 측정 대상인 유체가 저장된 저장고를 미세한 투명관으로 연결하여 유체를 유동시킨 후, 광원으로부터의 빛을 이용하여 유체에 함유된 미세 입자를 계수하는 것이 일반적이다.
종래 기술의 한 예로서, 한국 공개 특허 제10-2004-0015254호의 입자측정시스템 및 입자측정방법을 살펴보면, 유체가 유입되는 작동 유체 저장조, 작동 유체를 포화시키는 포화기, 작동 유체의 미세 입자를 응축하여 액체 입자로 성장시키는 응축기, 응축기로부터 배출되는 액체 입자를 계수하는 입자 계수 유닛 및 액체 입자의 흐름을 유도하는 배기라인으로 구성된 흡입 펌프를 포함하는 입자 계수 장치가 개시된다.
그러나, 상기의 선행 기술에서는 배기 라인을 따라 외부 배출되는 액체 입자 및 이를 함유한 기체가 응축기를 통과하는 과정에서 냉각된 상태이기 때문에 상대적으로 저온 상태이고, 이에 상대적으로 고온 상태인 배기라인을 따라 유동하는 과정에서 온도 차이에 의한 결로 현상이 발생하게 되어, 입자 계수 장치의 심각한 오류를 초래하거나, 물방을 이물질 입자로 판단하여 계수 결과에 대한 오차가 극심해지는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 상온이나 그 이상의 온도에서 유체가 기화되어 입자로 카운팅되는 현상을 방지하도록 하기 위하여, 입자 카운터로 이송되는 유체 및 퍼지가스를 냉각 처리하여 입자 카운터에서의 계수 결과에 대한 신뢰성을 증대하기 위한 기술을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템은, 유체 보관 탱크에서 이물질 입자 카운팅 대상이 되는 유체를 공급받아 구비된 입자 카운터로 이송시키는 제1 공급라인; 퍼지가스 보관 탱크에서 입자 카운팅 시의 결로 방지를 위한 퍼지가스를 공급받아 입자 카운터로 이송시키는 제2 공급라인; 한 쌍의 금속 패널로 구비되어, 제1 공급라인 및 제2 공급라인을 봉입하도록 하는 하우징; 제어부가 인가하는 전력을 이용하여 흡열 반응을 일으키는 흡열부와, 발열 반응을 일으키는 발열부가 구비된 열전 소자로서, 흡열부가 하우징의 일 영역에 맞닿도록 설치하여 하우징을 냉각시키는 열전 소자; 및 열전 소자의 발열부와 맞닿도록 설치되고, 일 측에 구비된 제1 팬(Fan)을 통해 유입된 외부 공기기를 이용하여 발열부와의 열 교환이 이루어지도록 하고, 타 측에 구비된 제2 팬을 통해 열 교환된 공기를 외부로 토출하도록 하는 공랭 쿨러;를 포함하되, 하우징에는, 열전 소자와, 단열을 위해 구비되는 단열 블록이 기 설정된 패턴으로 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.
상술한 제1 공급라인 및 제2 공급라인 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공급라인은, 유체 및 퍼지가스 중 적어도 어느 하나의 물질의 이송 방향으로, 나선을 이루며 권선된 나선형 공급라인으로 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상술한 제1 공급라인 및 제2 공급라인 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공급라인은, 유체 및 퍼지가스 중 적어도 어느 하나의 물질의 이송방향으로, 하나 이상의 절곡부가 반복적으로 형성된 지그재그형 공급라인으로 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상술한 제1 공급라인 및 제2 공급라인 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공급라인에는, 외면에서부터 돌출된 하나 이상의 돌출부를 마련하고, 돌출부를 서멀그리스(Thermal Grease) 처리하여, 돌출부가 냉각면을 확장하는 냉각 보조 부재로서 이용되도록 하는 것이 바람직하다.
또한 상술한 열전 소자의 발열부는, 발열부보다 상대적으로 큰 면적으로 준비된 금속 재질의 방열판과 맞닿도록 접합되어, 발열부에서 방열판으로 전도된 열의 방열 효율이 증대되도록 하고, 방열판 및 열전소자의 흡열부가 이루는 표면에는, 서멀그리스가 도포되어 서멀그리스 레이어를 형성함으로써, 흡열부에서의 냉각 효율이 증대되도록 하는 것이 바람직하다.
또한 상술한 입자 카운터는, 유체에 레이저 빔을 조사하는 광 조사부; 및 광 조사부로부터 조사된 레이저 빔이 이물질 입자에 의해 산란된 산란광을 수광하는 수광부;를 포함하여, 수광부에서 포착된 산란광을 기초로 유체에 포함된 이물질 입자의 수를 카운팅하는 것이 바람직하다.
또한 상술한 입자 카운터는, 입자 카운터에 구비된 챔버로 이송된 유체를 향해 레이저 빔을 적어도 2회조사하고, 서로 다른 시점에 포착된 일 단위 유체에 대한 산란광을 비교하여, 챔버에서 카운팅된 이물질 입자의 수에 대한 유효성을 검사를 수행하는 것이 바람직하다.
또한 상술한 유효성 검사의 수행 결과, 일 단위 유체에 대해 카운팅된 이물질 입자 수에 대한 오차가 기 설정된 임계 오차를 초과하는 경우, 제어부가 열전 소자에 인가하는 전력 공급 조건 및, 퍼지가스 탱크의 공급 조건 중 적어도 어느 하나를 포함하는 조건을 변경하여, 일 단위 유체에 대한 이물질 입자 수에 대한 카운팅이 재수행되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 제어부가 상기 열전 소자에 인가하는 전력 공급 조건 및, 상기 퍼지가스 탱크의 공급 조건 중 적어도 어느 하나를 포함하는 조건을 변경하여 입자 카운터에 구비된 챔버의 내부 온도를 조절한 후, 일 단위 유체에 대한 이물질 입자 수에 대한 카운팅이 재수행되도록 함으로써, 입자 카운터의 카운팅 정확도가 증대되도록 하는 것이 바람직하다.
또한 상술한 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템에는, 제1 공급라인을 통해 이송되는 유체에 포함된 기포를 포집하기 위해 제1 공급라인이 이루는 경로 상에 배치되는 버블트랩(Bubble trap)을 더 포함하되, 버블트랩은, 하우징을 기준으로, 하우징에 유입되는 유체의 유입 방향에 구비되는 제1 버블 트랩 및, 하우징에서 유출되는 유체의 유출 방향에 구비되는 제2 버블트랩을 포함하도록 하여, 최소한 둘 이상의 버블트랩이 구비될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한 상술한 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템에는, 제2 버블트랩과 인접한 경로 상에 구비되어 상기 제2 버블트랩에서 기포가 포집된 유체에 잔존하는 기체를 제거하기 위한 탈기 수단;을 더 포함하여, 제2 버블트랩에서 기포가 포집된 유체를 입자 카운터로 이송하기 직전에 최종적으로 기포 제거 처리가 수행될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상온이나 그 이상의 온도에서 유체가 기화되며 발생하는 기포가 이물질 입자로 카운팅되는 현상을 방지하도록 함으로써, 입자 계수기의 계수 결과에 대한 신뢰성을 향상할 수 있다는 효과가 있다.
특히 본 발명에서는 펠티에 효과를 이용한 열전 소자를 통해 입자 카운터로 공급되는 유체 및 퍼지가스의 온도를 낮추도록 기능함으로써, 유체의 기포 발생 및 챔버 벽의 결로 현상 발생을 효과적으로 방지하여 입자 카운팅 결과에 대한 신뢰성을 더욱 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 서멀그리스에 의해 열전 소자의 설치 면적에 비해 현저히 증대된 방열 효과를 제공함은 물론이고, 유체 및 퍼지가스의 공급라인의 냉각면을 확장시켜 열전 소자의 에너지 부하를 최소화할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이물질 입자의 카운팅 결과에 대한 유효성 검사를 수행하는 것은 물론이고 유체에 포함된 기포의 제거가 1회 이상 단계적으로 수행됨에 따라, 입자 카운팅 결과에 대한 오차 발생률을 현저히 저감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템의 개략적인 구성도를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템의 평면도를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템의 측면도를 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템에 구비되는 열전 소자의 예를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템에 구비되는 공급 경로의 다양한 형상적 특징을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템에 구비되는 공급 경로에 냉각보조부재로서 형성된 돌출부의 형상을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자 카운터에서 광학적 수단을 이용하여 이물질 입자를 카운팅하는 프로세스의 개념도를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 카운팅된 이물질 입자의 수에 대한 유효성 검사 수행의 흐름도를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 이물질 입자카운팅 장치에서 기포제거 처리가 수행되는 프로세스를 개략적으로 나타난 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템의 평면도를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템의 측면도를 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템에 구비되는 열전 소자의 예를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템에 구비되는 공급 경로의 다양한 형상적 특징을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템에 구비되는 공급 경로에 냉각보조부재로서 형성된 돌출부의 형상을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자 카운터에서 광학적 수단을 이용하여 이물질 입자를 카운팅하는 프로세스의 개념도를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 카운팅된 이물질 입자의 수에 대한 유효성 검사 수행의 흐름도를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 이물질 입자카운팅 장치에서 기포제거 처리가 수행되는 프로세스를 개략적으로 나타난 도면.
이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편 이하의 설명에 있어서, 도면에 기재된 사항은 본 발명의 각 구성의 기능을 설명하기 위하여 일부의 구성이 생략되거나, 과하게 확대 또는 축소되어 도시되어 있으나, 해당 도시 사항이 본 발명의 기술적 특징 및 권리범위를 한정하는 것은 아닌 것으로 이해됨이 당연할 것이다.
본 발명은 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 관련된 것으로서, 본 발명은 상온이나 그 이상의 온도에서 유체가 기화되어 입자로 카운팅되는 현상을 방지하도록 하기 위하여, 입자 카운터로 이송되는 유체 및 퍼지가스를 냉각 처리하여 입자 카운터에서의 계수 결과에 대한 신뢰성을 증대하기 위한 기술을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이하의 설명에 있어서 하나의 기술적 특징 또는 발명을 구성하는 구성 요소를 설명하기 위하여 도 1 내지 7의 도면이 하나 이상 동시 참조될 수 있을 것이다.
구체적으로 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템의 개략적인 구성도, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템의 평면도, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템의 측면도, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템에 구비되는 열전 소자의 예, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템에 구비되는 공급 경로의 다양한 형상적 특징의 예, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자 카운터에서 광학적 수단을 이용하여 이물질 입자를 카운팅하는 프로세스의 개념도, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 카운팅된 이물질 입자의 수에 대한 유효성 검사 수행의 흐름도로 이해될 수 있을 것이다.
먼저 도 1을 참조하여 본 발명에 대한 세부 설명을 개진하여 보면, 본 발명의 유체 내 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템(10)은 유체 보관 탱크(100) 및 퍼지가스 보관 탱크(110)에서 입자 카운터(20)로 연결되는 공급 라인 상에 설치되는 것으로, 이를 통해 기존의 입자 카운터(20)에 즉각적으로 적용할 수 있는 구조의 냉각 시스템(10)을 제공하게 되어 그 활용도가 매우 높은 장점이 있다.
더욱 상세한 설명을 위해 도 2의 평면도 및 도 3의 측면도를 동시 참조하여 보면, 본 발명에서 개시하는 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템(10)은, 유체 보관 탱크(100)에서 이물질 입자 카운팅 대상이 되는 유체를 공급받아 구비된 입자 카운터(20)로 이송시키는 제1 공급라인이 구비되고, 퍼지가스 보관 탱크(110)에서 입자 카운팅 시의 결로 방지를 위해 사용되는 퍼지 가스를 공급받아 입자 카운터(20)로 이송 시키는 제2 공급라인(12)이 구비된다.
구체적으로 상술한 제1 공급라인 및 제2 공급라인(12)은 일 단부는 유체 보관 탱크(100) 및 퍼지가스 보관 탱크(110)와 연결되고, 타단부는 본 발명의 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템(10)과 연결되는 것으로, 통상의 이송 라인에 구비된 밸브 구성이 포함되어 밸브의 개폐 동작에 따라 유체 카운터로 공급되는 유체 및 퍼지 가스의 공급량 제어가 수행될 수 있을 것이다.
또한, 상술한 제1 공급라인 및 제2 공급라인(12)은, 설치면에 대향하여 동일한 수직선상에 위치하도록 함이 바람직하고, 그 소재는 바람직하게 금속 소재 중 서스(SUS, Steel Use Stainless) 소재로 구비됨이 바람직하다.
구체적으로 상술한 서스 소재는, 스테인리스 강의 일종으로 화학성분상 분류로 Fe(철)-Cr(크롬)로 이루어진 300계와, Fe(철)-Cr(크롬)-Ni(니켈)로 이루어진 400계로 분류할 수 있는데, 본 발명에서는 열 전도성이 우수한 것으로 알려진 400계 서스 소재가 이용됨이 바람직할 것이다.
또한 본 발명의 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템(10)에는 제1 패널 및 제2 패널을 포함하는 한 쌍의 금속 소재 패널(13)이 구비되어, 상술한 제1 공급 라인 및 제2 공급 라인을 봉입하도록 하는 하우징이 포함될 수 있다.
이때, 본 발명에서는 상술한 하우징 역시 금속 소재로서 서스 소재가 이용될 수 있고, 서스 소재 중에서도 열 전도성이 우수한 400계 서스 소재가 이용될 수 있을 것이다.
또한 상술한 하우징은 제1 패널 및 제2 패널 사이에 제1 공급 라인 및 제2 공급라인(12)을 포함시켜 제1 패널과 제2 패널을 긴밀하게 접합함으로써 제1 공급라인 및 제2 공급라인(12)을 봉합하도록 함이 바람직할 것이며, 이를 도 3의 측면도를 참조하여 설명하면, 제1 패널과 제2 패널의 접합면이 점선으로 표시되어 있음을 알 수 있다.
이때 상술한 제1 패널과 제2 패널의 접합 수단은, 통상적으로 사용되는 수지 기반의 접착제에 의한 접합이 이루어지거나, 용접에 의한 접합이 이루어지는 등의 다양한 접합 방식이 이용될 수 있고, 본 발명은 이에 제한하지 않는다.
한편 본 발명의 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템(10)에는 제어부가 인가하는 전력을 이용하여 흡열 반응을 일으키는 흡열부(141)와, 발열 반응을 일으키는 발열부(142)가 접합되어 있는 p/n접합 구조를 갖는 열전 소자(14)가 구비될 수 있다.
구체적으로 상술한 열전 소자(14)는 서로 다른 종류의 도체를 접합하여 전류를 흐르게 할 때 접합부에 줄(Joul's heat)외에 발열 또는 흡열이 일어나는 현상인 펠티어 효과(Peltier Effect)를 이용한 소자의 개념으로, 열전 소자(14) 또는 펠티어 소자로 통칭된다.
본 발명에서는 상술한 열전 소자(14)에서 흡열 반응이 일어나는 흡열부(141)를 하우징의 일 영역에 맞닿도록 설치하여 하우징을 냉각시키도록 기능할 수 있으며, 흡열부(141)에 의해 하우징이 냉각되면 하우징의 서스 소재가 제1 공급라인(11) 및 제2 공급라인(12)으로 냉기를 전달하여 입자 카운터(20)로 이송되는 유체 및 퍼지가스의 온도를 낮추도록 기능할 수 있게 된다.
한편 상술한 유체의 온도 저하는, 입체 카운터로 이송되는 유체가 상온이나 그 이상의 온도에서 기화되어 기포가 발생하는 현상 발생을 방지하게 됨으로써, 기포를 이물질 입자로 인식하여 유체에 카운팅된 이물질 입자의 수에 대한 오차를 저감하도록 기능할 수 있게 됨에 따라, 보다 명확한 이물질 입자 카운팅 결과를 도출할 수 있게 된다.
마찬가지로 상술한 퍼지가스의 온도 저하는, 퍼지가스의 급격한 온도 변화에 의한 스트레스 발생을 최소화하면서, 퍼지가스를 냉각함에 따른 스팀 응축으로 입자 카운터(20)에 구비된 챔버(21)에 존재하는 산소를 더욱 효과적으로 흡입하여, 챔버(21) 벽에 대한 결로 현상 발생을 방지할 수 있게 됨으로써, 입자 카운터(20)에서 결로 현상에 의해 발생된 물방울 등을 이물질로 카운팅하는 오류 발생을 현저히 줄일 수 있는 효과를 도출할 수 있게 된다.
이때, 본 발명에서는 상술한 퍼지가스로 아르곤 가스 및 질소 가스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 불활성 가스가 이용되는 것으로 이해됨이 바람직할 것이다.
또한, 본 발명의 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템(10)은 열전 소자(14)의 발열부(142)와 맞닿도록 설치되고, 일 측에 구비된 제1 팬(Fan, 151)을 통해 유입된 외기를 통해 발열부(142)와의 열 교환이 이루어지도록 하고, 타 측에 구비된 제2 팬(151)을 통해 열 교환된 공기를 외부로 토출하도록 하는 공랭 쿨러(15)가 포함될 수 있다.
이때 상술한 제1 팬(151) 및 제2 팬(151)은 동시 구동하여 제1 팬(151)을 통해 유입된 외부 공기가 제2 팬(151)을 통해 배출될 수 있도록 하는 공기 흐름을 형성하여 열전 소자(14)의 발열부(142)를 통해 방출되는 열을 공랭식으로 냉각하도록 하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.
한편 이때, 본 발명의 더욱 바람직한 실시 예에서는, 상술한 열전 소자(14)의
즉 이를 통해 본 발명에서는 열전 소자(14)의 발열부(142)에 상대적으로 큰 면적으로 준비된 금속 재질의 방열판(1420)과 맞닿도록 접합되어 발열부(142)에서 방열판(1420)으로 전도된 열의 방열 효율이 증대되도록 할 수 있다.
이에 대한 한 실시 예로서 도 4를 참조하여 보면, 도 4의 A에서 열전 소자(14)에 비해 상대적으로 큰 면적으로 준비된 방열판(1420)의 전면 현상을 살펴볼 수 있다.
이때 도 4의 B를 참조하여 보면, 도 4의 B에서는 열전 소자(14)의 발열부(142)와 방열판(1420)의 접합 구조를 더욱 상세히 살펴볼 수 있는데, 도 4의 B에 도시된 도면으로부터 본 발명의 열전 소자(14)가 방열판(1420), 열전소자의 발열부(142) 및 열전소자의 흡열부(141) 순으로 레이어드된 접합 구조로 이루어진다는 것을 알 수 있을 것이다.
또한 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이 본 발명의 더욱 바람직한 실시 예에서는, 방열판(1420) 및 열전 소자(14)의 흡열부(141)가 이루는 표면에, 서멀그리스(Thermal Grease, 1430)를 도포하여 서멀그리스(1430) 레이어를 형성하도록 할 수 있다.
이때 상술한 서멀그리스(1430)는, 열 전도성을 증가시켜주는 서멀 컴파운드(Thermal Compound)의 일종으로 바람직하게는 열 전도가 높은 은 및 구리 중 적어도 어느 하나의 물질이 함유된 서멀그리그가 이용될 수 있을 것이다.
이러한 서멀그리스(1430)는, 흡열부(141)에 의한 냉각 효과를 효과적으로 하우징에 전달하여 하우징을 냉각시키는 것에 대한 냉각 효율을 증대하도록 기능하는 것으로 이해될 것이며, 본 발명에서는 이러한 기능 수행에 의하여 열전 소자(14)의 부하를 최소화하면서도 열전 소자(14)의 효율을 극대화할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
한편 상술한 하우징에는 열전 소자(14)만이 설치될 수도 있으나, 바람직하게는 열전 소자(14)와 함께 단열을 위해 구비되는 단열 블록(16)이 기 설정된 패턴으로 배열되도록 설치될 수 있다.
이때 상술한 단열 블록(16)은, 스티로폼, 우레탄폼, 아이소핑크, 글라스울, 셀룰로오스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 단열재를 블록 형상으로 가공한 단열재가 이용될 수 있는 것으로 이해될 수 있을 것이다.
즉 도 2의 평면도에 도시된 바와 같이, 단위 열전 소자(14)와 긴밀하게 맞닿아 있는 단열블록이 반복 패턴을 이루도록 배열되게 함으로써, 열전 소자(14)의 흡열부(141)에서 발생하는 냉기가 외부로 유실됨을 방지하고, 열전 소자(14)의 발열부(142)에서 발생하는 온기가 제1 공급라인(11) 및 제2 공급라인(12) 측으로 유입되는 것을 방지하여 방열 및 냉각 효율을 더욱 극대화할 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 예로서, 앞서 언급한 제1 공급라인(11) 및 제2 공급라인(12) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공급라인은 단순 일자형 공급라인이 이용될 수도 있으나, 바람직하게는 도 5의 A, B에 도시된 나선형 및 지그재그형 중 적어도 어느 하나를 포함하는 형상의 공급라인으로 구비될 수 있다.
먼저 도 5의 A를 참조하여 보면, 도 5의 A에서는 제1 공급라인(11) 및 제2 공급라인(12) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공급라인이 유체 및 퍼지 가스 중 적어도 어느 하나의 물질의 이송 방향으로 나선을 이루며 권선된 나선형 공급라인의 단면 형상이 도시되어 있고, 도 5의 B에서는, 제1 공급라인(11) 및 제2 공급라인(12) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공급라인이 유체 및 퍼지 가스 중 적어도 어느 하나의 물질의 이송 방향으로 하나 이상의 절곡부가 반복적으로 형성된 지그재그형 공급라인으로 구비된 단면 형상이 도시되어 있다.
이때, 도 5의 A 및 B의 실시 예에서는, 제1 공급라인(11) 및 제2 공급라인(12)이 동일하게 형성된 실시 예에 대해서만 도시하였으나, 제1 공급라인(11)은 나선형으로 제2 공급라인(12)은 지그재그형으로 구비하거나, 제1 공급라인(11)은 지그재그형으로 제2 공급라인(12)은 나선형으로 구비하는 등으로 다양하게 그 형상을 변경하여 구비되도록 할 수 있을 것이다.
이러한 공급라인의 형상적 특징은, 제1 공급라인(11)을 통해 이송되는 유체 및 제2 공급라인(12)을 통해 이송되는 퍼지가스의 냉기 접촉 시간을 길어지게 하여 냉각 효율을 증대하기 위함인 것으로 이해될 것이며, 이러한 냉각 효율의 증대는 유체가 기화하며 발생하는 기포를 입자로 인지하여 카운팅하거나, 챔버(21) 내벽의 결로 현상에 의해 발생하는 물방울을 입자로 인지하여 카운팅하는 등의 카운팅 오류를 저감할 수 있어 입자 카운터(20)의 계수 정확도를 증대하여 줄 수 있는 효과가 있다.
한편 본 발명의 더욱 바람직한 실시 예로서 도 6을 참조하여 보면, 본 발명에서는 제1 공급라인(11) 및 제2 공급라인(12) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공급라인의 외면 일 영역에서부터 돌출된 돌출부(110)가 하나 이상으로 마련되어, 하나 이상의 돌출부(110)가 마련될 수 있다.
이때, 상술한 돌출부(110) 역시 열 전도성이 좋게 하기 위해 금속 소재로 형성될 수 있을 것이며, 본 발명에서는 공급라인에 도 6과 같은 형상의 돌출부(110)를 다수 형성하여 돌출부(110)에 의한 냉각면을 확장하도록 기능하게 함으로써, 돌출부(110)를 냉각 보조 부재로서 이용되도록 하는 효과가 있다.
한편 상술한 돌출부(110)의 표면에는 앞서 언급한 서멀그리스(1430)를 도포하는 등의 표면 처리를 수행하여 냉기를 공급 라인 내부로 더욱 효과적으로 전달하도록 함이 바람직할 것이다.
또한, 도 5의 실시 예는 돌출부(110)가 가질 수 있는 일 형상으로, 균일한 너비를 갖는 돌출부(110)의 형상에 한정하여 설명하였으나, 외면에서부터 돌출부(110)의 끝 단으로 향할수록 돌출부(110)의 단면적이 점진적으로 증가 또는 감소하거나 굴곡진 형상의 돌출부(110)가 형성되는 등으로 외면에서 돌출된 형상을 갖도록 하여 냉각면을 확장하는 기능을 수행하는 돌출부(110)로 다양하게 변경되어 이용될 수 있을 것이다.
한편 앞서 언급하였듯이 본 발명의 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템(10)을 통과한 유체 및 퍼지가스는 입자 카운터(20)로 이송되게 된다.
도 7을 참조하여 상술한 입자 카운터(20)에 대한 세부적인 설명을 이어가면 입자 카운터(20)는, 유체에 레이저 빔을 조사하는 광 조사부 및 광 조사부로부터 조사된 레이저 빔이 이물질 입자에 의해 산란된 산란광을 수광하는 수광부(24)를 포함하여, 수광부(24)에서 포착된 산란광을 기초로 유체에 포함된 이물질 입자의 수를 카운팅하도록 기능하는 것으로 이해됨이 바람직하다.
또한 도 7에는 명시적으로 도시하지 않았으나, 수광부(24)에는 투과광 및 산란광 중 적어도 어느 하나의 레이저 빔을 집광하기 위해 기 설정된 초점거리로 배치된 집광 렌즈(23) 구성이 더 포함되거나, 광원(22)으로부터 방출되는 레이저 빔을 분산하기 위한 개산 렌즈 구성이 더 포함될 수도 있을 것이다.
한편 이러한 입자 카운터(20)는, 광조사부가 유체 내에 포함된 이물질 입자를 카운팅하기 위하여 광원(22)에서 방출된 레이저 빔을 유체로 조사하게 되는데, 이때, 유체로 조사된 레이저 빔 중, 이물질 입자에 충돌하지 않은 레이저 빔은 그대로 투과되어 투과광을 수광하기 위한 수광부(24)에 도달할 것이나, 이물질 입자에 충돌한 레이저 빔은 산란하게 되면서, 산란광을 수광하기 위해 구비된 하나 이상의 수광부(25)에 도달하게 된다.
즉, 본 발명에서는 산란광을 수광하기 위해 구비된 수광부(25)에서 검출된 레이저 빔의 개수를 카운트하여, 유체 내에 포함된 이물질 입자 수를 유의하게 파악할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 수광부(24)로 도달한 산란광의 세기와 산란 각도를 입도 분석법에 적용(예를 들어
함수에 적용, 이때 
는 산란광의 세기, 
은 입사광의 세기,
는 산란각도, 
는 광원(22)의 파장, 
은 굴절률, 
는 입자의 직경임) 하여 산란 패턴을 측정하여 입자의 분포를 더 파악하도록 기능할 수도 있으며, 본 발명은 이에 제한하지 않는다.
한편 본 발명의 더욱 바람직한 실시 예에서는, 산란광에 기반한 유체 내의 이물질 입자 수의 카운팅 결과에 대한 신뢰성을 더욱 증대하고자, 유체 보관탱크로 유입된 일 단위 유체를 향해 레이저 빔을 적어도 2회 조사하여, 서로 다른 시점에 포착된 일 단위 유체에 대한 산란광을 비교함으로써, 카운팅된 이물질 입자의 수에 대한 유효성 검사를 수행하도록 할 수도 있다.
이에 상술한 유효성 검사에 대한 개략적인 흐름도가 도시된 도 8을 참조하여 보기로 하면, 먼저 본 발명에서는 일 단위 유체에 대한 제1 레이저 빔을 조사하는 S1 단계가 수행되고, S1 단계의 수행 후, 일 단위 유체에 대한 제2 레이저 빔을 조사하는 S2 단계가 수행되게 된다.
이때, S1 단계 및 S2 단계에서 레이저 빔 조사 대상이 되는 유체는 동일한 단위 유체인 것으로 이해될 것이며, 즉 이물질 입자 카운팅 대상이 되는 유체에 대하여 입자 카운터(20)의 기능 수행이 최소 2회 수행되도록 하는 것으로 이해될 수 있는 것이다.
한편 S2 단계의 수행 후에는, 앞서 S1 단계 및 S2 단계에서 유체를 향해 조사된 레이저 빔의 산란광 개수를 카운트하여 이물질 입자의 수를 비교하는 S3 단계가 수행될 수 있는데, 상술한 S3 단계의 수행 후에는, S1 단계의 수행에 의해 카운팅된 이물질 입자의 수에 대응하는 제1 이물질 입자 수와, S2 단계의 수행에 의해 카운팅된 이물질 입자의 수에 대응하는 제2 이물질 입자 수의 오차를 산출하여 산출된 오차를 임계 오차와 비교하는 S4 단계가 수행될 수 있다.
이때, S4 단계에 대한 일 예로서, 임계 오차가 10% 미만으로 설정되었다고 가정해볼 때, 산출된 오차가 10% 이하일 경우, 산란광 검출에 의한 이물질 입자 카운팅 결과의 유효성이 검증된 것으로 판단하여, 유효성 검사를 종료될 수 있으나, 반대의 경우로 산출된 오차가 10%를 초과하는 경우, 제어부가 열전 소자(14)에 인가하는 전력 공급 조건 및 제2 공급라인(12)를 통해 공급되는 퍼지가스의 공급 조건(예를 들어 퍼지가스의 공급량을 조절) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 설정 조건을 변경하는 S5 단계가 수행되어, S1 내지 S4 단계에 이르는 유효성 검사가 재수행되는 것으로 이해될 수 있을 것이다.
한편, S5 단계에서 공급 조건의 변경은, 열전 소자(14)에 공급되는 전력을 상향하여 냉각 성능이 점진적으로 증대되도록 하거나, 퍼지가스의 공급량을 점진적으로 늘리도록 하여 냉각 효율이 향상되도록 하는 공급 조건의 제어가 이루어지는 것으로 이해될 수 있을 것이다.
즉 다시 말해 상술한 S5 단계에서는 열전 소자에 인가되는 전력 공급 조건의 변경 및, 퍼지가스의 공급량에 대한 조건 변경을 통해 입자 카운터(20)에 구비된 챔버의 내부 온도를 조절한 후, 일 단위 유체에 대한 이물질 입자 수에 대한 카운팅이 재수행되도록 함으로써, 입자 카운터(20)가 필요로 하는 내부 분위기를 형성하여, 입자 카운터(20)의 카운팅 정확도를 증대하는 효과를 제공할 수 있게 되는 것이다.
또 다른 한편, 본 발명의 다른 실시 예로서 도 9를 동시 참조하여, 본 발명에 대한 더욱 바람직한 실시 예에 대한 설명을 이어가면, 본 발명에서는 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템(10)의 구성으로서, 제1 공급라인(11)을 통해 이송되는 유체에 포함된 기포를 포집하기 위해 제1 공급라인(11)이 이루는 경로 상에 배치되는 버블트랩(Bubble trap)을 더 포함할 수 있다.
이때 상술한 버블트랩은, 도 9에 도시된 바와 같이 하우징을 기준으로 하우징에 유입되는 유체의 유입 방향에 구비되는 제1 버블 트랩 및, 하우징에서 유출되는 유체의 유출 방향에 구비되는 제2 버블트랩을 포함하도록 하여 최소한 둘 이상의 버블트랩이 구비되도록 함이 바람직한데, 이는 하우징에서 펠티어 소자 등을 이용하여 유체의 온도를 낮추는 처리 과정의 전, 후 단계에서 유체에 포함된 기포를 제거하기 위함인 것으로 이해될 수 있을 것이다.
한편 이러한 버블트랩은 예를 들어 미세 다공성 테프론(Teflon)막으로 기포를 포집하는 버블트랩이 이용되는 것으로 이해될 수 있을 것이며, 이러한 버블트랩의 기능 수행에 의하면, 입자 카운터(20)로 이송되는 유체 내에 기포가 효율적으로 제거되어, 기포를 입자로 카운팅하는 오류가 방지되므로, 더욱 신뢰도 높은 입자 카운팅 결과를 도출할 수 있게 된다는 효과를 도출 가능하다.
또한 본 발명의 또 다른 실시 예에서는, 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템(10)에, 전술한 제2 버블트랩과 인접한 제1 공급라인(11)의 경로 상에 구비되어, 제2 버블트랩에서 기포가 포집된 유체에 잔존하는 기체를 제거하기 위한 탈기 수단(예를 들어 도 9에 도시된 Degasser)더 포함하도록 할 수도 있다.
이때, 상술한 탈기 수단이 구비되는 것은, 제2 버블트랩에서 기포가 포집된 유체를 입자 카운터(20)로 이송하기 직전에 최종적으로 기포 제거 처리를 더 수행하여, 유체에 잔존할 수 있는 기포를 완전 제거되도록 하기 위함인 것으로 이해될 것이며, 바람직하게는 진공을 이용하여 유체 중의 용존 가스를 제거하는 진공 탈기기가 이용될 수 있다.
즉 본 발명에서는 이러한 탈기 수단이 구비됨에 따라, 입자 카운터(20)의 이물질 입자 카운팅 결과에 대한 신뢰성을 더욱 증대시킬 수 있다는 효과를 제공할 수 있게 된다.
아울러 도 9에 도시된 도면에서는 앞서 언급한 퍼지가스의 공급 조건을 변경하는 예로서 볼 밸브(Ball Valve)가 퍼지가스가 공급되는 제2 공급라인(12) 상에 구비되어 퍼지가스의 공급량을 조절하도록 하는 실시 예 역시 살펴볼 수 있을 것이다.
또한, 이에 더하여 본 발명에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 전술한 버블트랩 및 탈기 수단의 구동 및 성능의 향상을 위하여 버블트랩 및 탈기 수단의 일 측과 연결되도록 하는 진공펌프(예를 들어 다이아프램 진공펌프 등)가 더 구비되어 버블트랩 및 탈기 수단에 진공 환경을 조성하도록 할 수도 있을 것이며 본 발명은 이에 제한하지 않는다.
결과적으로 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상온이나 그 이상의 온도에서 유체가 기화되며 발생하는 기포가 이물질 입자로 카운팅되는 현상을 방지하도록 함으로써, 입자 계수기의 계수 결과에 대한 신뢰성을 향상할 수 있다는 효과가 있다.
특히 본 발명에서는 펠티에 효과를 이용한 열전 소자(14)를 통해 입자 카운터(20)로 공급되는 유체 및 퍼지가스의 온도를 낮추도록 기능함으로써, 유체의 기포 발생 및 챔버(21) 벽의 결로 현상 발생을 효과적으로 방지하여 입자 카운팅 결과에 대한 신뢰성을 더욱 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 서멀그리스(1430)에 의해 열전 소자(14)의 설치 면적에 비해 현저히 증대된 방열 효과를 제공함은 물론이고, 유체 및 퍼지가스의 공급라인의 냉각면을 확장시켜 열전 소자(14)의 에너지 부하를 최소화할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이물질 입자의 카운팅 결과에 대한 유효성 검사를 수행하는 것은 물론이고 유체에 포함된 기포의 제거가 1회 이상 단계적으로 수행됨에 따라 입자 카운팅 결과에 대한 오차 발생률을 현저히 저감할 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (10)
- 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템에 있어서,
유체 보관 탱크에서 이물질 입자 카운팅 대상이 되는 유체를 공급받아 구비된 입자 카운터로 이송시키는 제1 공급라인;
퍼지가스 보관 탱크에서 입자 카운팅 시의 결로 방지를 위한 퍼지가스를 공급받아 상기 입자 카운터로 이송시키는 제2 공급라인;
한 쌍의 금속 패널로 구비되어, 상기 제1 공급라인 및 상기 제2 공급라인을 봉입하도록 하는 하우징;
제어부가 인가하는 전력을 이용하여 흡열 반응을 일으키는 흡열부와, 발열 반응을 일으키는 발열부가 구비된 열전 소자로서, 상기 흡열부가 상기 하우징의 일 영역에 맞닿도록 설치하여 상기 하우징을 냉각시키는 열전 소자; 및
상기 열전 소자의 발열부와 맞닿도록 설치되고, 일 측에 구비된 제1 팬(Fan)을 통해 유입된 외부 공기를 이용하여 상기 발열부와의 열 교환이 이루어지도록 하고, 타 측에 구비된 제2 팬을 통해 열 교환된 공기를 외부로 토출하도록 하는 공랭 쿨러;를 포함하되,
상기 하우징에는,
상기 열전 소자와, 단열을 위해 구비되는 단열 블록이 기 설정된 패턴으로 배열되어 있고,
상기 제1 공급라인을 통해 이송되는 유체에 포함된 기포를 포집하기 위해 상기 제1 공급라인이 이루는 경로 상에 배치되는 버블트랩(Bubble trap)을 더 포함하되,
상기 버블트랩은,
상기 하우징을 기준으로, 상기 하우징에 유입되는 유체의 유입 방향에 구비되는 제1 버블 트랩 및, 상기 하우징에서 유출되는 유체의 유출 방향에 구비되는 제2 버블트랩을 포함하도록 하여, 최소한 둘 이상의 버블트랩이 구비될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 공급라인 및 상기 제2 공급라인 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공급라인은,
상기 유체 및 상기 퍼지가스 중 적어도 어느 하나의 물질의 이송 방향으로, 나선을 이루며 권선된 나선형 공급라인으로 구비되는 것을 특징으로 하는 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 공급라인 및 상기 제2 공급라인 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공급라인은,
상기 유체 및 상기 퍼지가스 중 적어도 어느 하나의 물질의 이송방향으로, 하나 이상의 절곡부가 반복적으로 형성된 지그재그형 공급라인으로 구비되는 것을 특징으로 하는 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 공급라인 및 상기 제2 공급라인 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공급라인에는,
외면에서부터 돌출된 하나 이상의 돌출부를 마련하고, 상기 돌출부를 서멀그리스(Thermal Grease) 처리하여, 상기 돌출부가 냉각면을 확장하는 냉각 보조 부재로서 이용되도록 하는 것을 특징으로 하는 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 열전 소자의 발열부는,
상기 발열부보다 상대적으로 큰 면적으로 준비된 금속 재질의 방열판과 맞닿도록 접합되어, 상기 발열부에서 상기 방열판으로 전도된 열의 방열 효율이 증대되도록 하고,
상기 방열판 및 상기 열전 소자의 흡열부가 이루는 표면에는,
서멀그리스가 도포되어 서멀그리스 레이어를 형성함으로써, 상기 흡열부에서의 냉각 효율이 증대되도록 하는 것을 특징으로 하는 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 입자 카운터는,
상기 유체에 레이저 빔을 조사하는 광 조사부; 및
상기 광 조사부로부터 조사된 레이저 빔이 상기 이물질 입자에 의해 산란된 산란광을 수광하는 수광부;를 포함하여, 상기 수광부에서 포착된 산란광을 기초로 상기 유체에 포함된 이물질 입자의 수를 카운팅하는 것을 특징으로 하는 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템.
- 제6항에 있어서,
상기 입자 카운터는,
상기 입자 카운터에 구비된 챔버로 이송된 유체를 향해 상기 레이저 빔을 적어도 2회조사하고, 서로 다른 시점에 포착된 일 단위 유체에 대한 산란광을 비교하여, 상기 챔버에서 카운팅된 이물질 입자의 수에 대한 유효성 검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 유효성 검사의 수행 결과,
상기 일 단위 유체에 대해 카운팅된 이물질 입자 수에 대한 오차가 기 설정된 임계 오차를 초과하는 경우,
상기 제어부가 상기 열전 소자에 인가하는 전력 공급 조건 및, 상기 퍼지가스 보관 탱크의 공급 조건 중 적어도 어느 하나를 포함하는 조건을 변경하여 상기 입자 카운터에 구비된 챔버의 내부 온도를 조절한 후, 상기 일 단위 유체에 대한 이물질 입자 수에 대한 카운팅이 재수행되도록 함으로써, 상기 입자 카운터의 카운팅 정확도가 증대되도록 하는 것을 특징으로 하는 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템에는,
상기 제2 버블트랩과 인접한 경로 상에 구비되어 상기 제2 버블트랩에서 기포가 포집된 유체에 잔존하는 기체를 제거하기 위한 탈기 수단;을 더 포함하여,
상기 제2 버블트랩에서 기포가 포집된 유체를 상기 입자 카운터로 이송하기 직전에 최종적으로 기포 제거 처리가 수행될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 유체 내의 이물질 입자 카운팅 장치에 설치되는 냉각 시스템.
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990070671A (ko) * | 1998-02-23 | 1999-09-15 | 윤종용 | 반도체장치 제조용 응축핵 카운터 |
| JPH11258139A (ja) * | 1997-12-17 | 1999-09-24 | L'air Liquide | 液体サンプル中の粒子を測定するための方法及びシステム |
| JP2000009642A (ja) * | 1998-06-24 | 2000-01-14 | Nec Yamagata Ltd | 液体中の微粒子計測装置 |
| JP2010078434A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Nagano Science Kk | 異常検知システム |
| KR20130085669A (ko) * | 2012-01-20 | 2013-07-30 | 박종하 | 열전달 융합 기술을 이용한 온수 및 냉수 공급 장치 |
| KR20140065287A (ko) * | 2012-11-21 | 2014-05-29 | (주)에이치시티 | 응축핵 입자 계수기 |
| KR101490328B1 (ko) * | 2014-09-23 | 2015-02-16 | 대한민국 | 입자 개수 농도 측정 장치 |
| KR20180134070A (ko) * | 2017-06-08 | 2018-12-18 | 엘지이노텍 주식회사 | 열변환장치 |
| KR101998875B1 (ko) * | 2018-05-30 | 2019-07-10 | 주식회사 앱스필 | 파티클 카운터용 외함 및 이를 구비한 초순수 생산 시스템 |
-
2021
- 2021-01-27 KR KR1020210011498A patent/KR102304343B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11258139A (ja) * | 1997-12-17 | 1999-09-24 | L'air Liquide | 液体サンプル中の粒子を測定するための方法及びシステム |
| KR19990070671A (ko) * | 1998-02-23 | 1999-09-15 | 윤종용 | 반도체장치 제조용 응축핵 카운터 |
| JP2000009642A (ja) * | 1998-06-24 | 2000-01-14 | Nec Yamagata Ltd | 液体中の微粒子計測装置 |
| JP2010078434A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Nagano Science Kk | 異常検知システム |
| KR20130085669A (ko) * | 2012-01-20 | 2013-07-30 | 박종하 | 열전달 융합 기술을 이용한 온수 및 냉수 공급 장치 |
| KR20140065287A (ko) * | 2012-11-21 | 2014-05-29 | (주)에이치시티 | 응축핵 입자 계수기 |
| KR101490328B1 (ko) * | 2014-09-23 | 2015-02-16 | 대한민국 | 입자 개수 농도 측정 장치 |
| KR20180134070A (ko) * | 2017-06-08 | 2018-12-18 | 엘지이노텍 주식회사 | 열변환장치 |
| KR101998875B1 (ko) * | 2018-05-30 | 2019-07-10 | 주식회사 앱스필 | 파티클 카운터용 외함 및 이를 구비한 초순수 생산 시스템 |
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