KR102401924B1 - 디보란 합성 및 정제 장치 및 상기 디보란 합성 및 정제 장치의 원료 물질 누설 차단 방법 - Google Patents
디보란 합성 및 정제 장치 및 상기 디보란 합성 및 정제 장치의 원료 물질 누설 차단 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102401924B1 KR102401924B1 KR1020200144717A KR20200144717A KR102401924B1 KR 102401924 B1 KR102401924 B1 KR 102401924B1 KR 1020200144717 A KR1020200144717 A KR 1020200144717A KR 20200144717 A KR20200144717 A KR 20200144717A KR 102401924 B1 KR102401924 B1 KR 102401924B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- raw material
- supply pipe
- material supply
- synthesis
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B6/00—Hydrides of metals including fully or partially hydrided metals, alloys or intermetallic compounds ; Compounds containing at least one metal-hydrogen bond, e.g. (GeH3)2S, SiH GeH; Monoborane or diborane; Addition complexes thereof
- C01B6/06—Hydrides of aluminium, gallium, indium, thallium, germanium, tin, lead, arsenic, antimony, bismuth or polonium; Monoborane; Diborane; Addition complexes thereof
- C01B6/10—Monoborane; Diborane; Addition complexes thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0053—Details of the reactor
- B01J19/0073—Sealings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/30—Loose or shaped packing elements, e.g. Raschig rings or Berl saddles, for pouring into the apparatus for mass or heat transfer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
- B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B6/00—Hydrides of metals including fully or partially hydrided metals, alloys or intermetallic compounds ; Compounds containing at least one metal-hydrogen bond, e.g. (GeH3)2S, SiH GeH; Monoborane or diborane; Addition complexes thereof
- C01B6/34—Purification; Stabilisation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
개시되는 디보란 합성 및 정제 장치가 로드셀과, 압력 센서와, 누설 차단 제어부와, 누설 차단 밸브를 포함함에 따라, 원료 공급 배관 및 바이패스 관에서의 원료 물질의 누설이 있는 경우, 상기 원료 물질의 누설이 자동적으로 차단될 수 있게 되는 장점이 있다.
Description
본 발명은 디보란 합성 및 정제 장치 및 상기 디보란 합성 및 정제 장치의 원료 물질 누설 차단 방법에 관한 것이다.
디보란(Diborane, B2H6)은 화학적으로 활발하고 휘발성이 있는 붕소의 수소화물이며 보레인의 한 종류로, 상온에서 안정하며, 유기화합물과 강하게 환원작용을 하여 환원제로 많이 쓰인다.
이러한 디보란은 반도체 공정의 도핑(doping)용 가스로 사용되고, 삼염화붕소와 수소의 혼합 기체를 감압(10mmHg)하에서 하여 구리 전극을 사용하여 방전해서 얻는 등 다양한 방식으로 수득될 수 있다.
이와 같은 디보란 합성 및 정제 장치에 관한 종래 기술에 대한 특허문헌으로 아래 제시된 특허문헌이 제시될 수 있다.
종래의 디보란 합성 및 정제 장치는 원료 물질을 합성하면서 형성된 디보란, 삼불화붕소(BF3) 등을 함유한 합성 물질을 형성하는 합성조와, 삼불화붕소 제거를 위하여 상기 합성조에서 합성된 상기 합성 물질을 흡착하는 흡착조와, 콜드 트랩(cold trap)을 통해 기타 물질을 제거하고 디보란 만을 남기는 정제조를 포함한다.
상기 정제조를 포함하여 이후의 정제 과정을 거치면서 순수한 디보란이 수득될 수 있게 된다.
그러나, 이러한 종래 기술에 의하면, 원료 물질 합성이 이루어지는 상기 합성조에 원료 물질이 배치식(batch-type)으로 공급됨으로써, 디보란의 연속적인 합성 및 정제가 불가능한 단점이 있었다.
또한, 종래 기술에 의하면, 상기 합성조와 상기 흡착조를 연결하는 합성 흡착 연결 배관 및 상기 합성조 사이의 밀폐가 제대로 되지 않아서, 상기 합성 흡착 연결 배관과 상기 합성조 사이의 틈을 통해 상기 디보란이 누설될 위험이 있는 단점이 있었다.
본 발명은 디보란의 연속적인 합성 및 정제가 가능한 디보란 합성 및 정제 장치 및 상기 디보란 합성 및 정제 장치의 원료 물질 누설 차단 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 합성 흡착 연결 배관과 합성조 사이에서의 원료 물질 누설이 방지될 수 있는 디보란 합성 및 정제 장치 및 상기 디보란 합성 및 정제 장치의 원료 물질 누설 차단 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 디보란 합성 및 정제 장치는 원료 물질을 이용하여 디보란을 합성하는 합성조; 상기 합성조에서 상기 디보란 합성 과정에서 상기 디보란과 함께 형성되는 제거 대상 물질을 흡착을 통해 제거하는 흡착조; 상기 흡착조를 경유하면서 상기 제거 대상 물질이 제거된 상기 디보란을 정제하는 정제조; 상기 원료 물질의 외부 공급원으로부터 상기 원료 물질을 상기 합성조로 연속적으로 공급하는 원료 공급 배관; 및 상기 합성조의 케이스와 상기 원료 공급 배관 사이를 밀폐시키는 바이패스 밀폐 부재;를 포함하고,
상기 바이패스 밀폐 부재는 상기 합성조의 상기 케이스 중 상기 원료 공급 배관과 대면되는 면이 일정 깊이로 함몰되어 형성되는 가압 홀과, 상기 원료 공급 배관 중 상기 합성조의 외측 부분과 상기 가압 홀을 연결시켜, 상기 원료 공급 배관을 통해 상기 합성조로 유동되는 상기 원료 물질 중 일부가 바이패스되어 상기 가압 홀로 유입되는 통로가 되는 바이패스 관과, 상기 가압 홀에 배치되고, 탄성 변형될 수 있는 물질로 이루어지되, 상기 가압 홀 중 상기 바이패스 관과 연결되는 면과는 이격되고, 상기 가압 홀 중 상기 원료 공급 배관과 접하는 면과는 밀접되도록 배치되는 변형 가압체를 포함하고,
상기 원료 공급 배관을 통해 상기 합성조로 유동되는 상기 원료 물질 중 일부가 상기 바이패스 관을 통해 상기 가압 홀로 유입되어, 상기 가압 홀 내의 상기 변형 가압체를 가압해주고, 그에 따라 상기 변형 가압체가 탄성 변형되면서 상기 가압 홀 중 상기 바이패스 관과 연결되는 면을 제외한 상기 가압 홀의 다른 내면들 및 상기 원료 공급 배관과 밀착됨으로써, 상기 변형 가압체에 의해 상기 원료 공급 배관과 상기 합성조의 상기 케이스 사이가 밀폐될 수 있고,
상기 원료 공급 배관의 외면 중 상기 변형 가압체와 대면되는 면에 변형 확장홀이 형성되고, 상기 변형 확장홀은 상기 원료 공급 배관의 외측에서 그 내측으로 갈수록 점진적으로 넓어지는 사다리꼴 단면 형태로 형성되고,
상기 원료 공급 배관을 통한 상기 원료 물질의 유동이 발생되면, 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관을 통해 유동된 것에 의해, 상기 변형 가압체가 눌리면서 변형되고, 그에 따라 상기 변형 가압체의 전면부가 상기 변형 확장홀의 내부로 확장되어, 상기 변형 가압체가 상기 가압 홀은 물론 상기 변형 확장홀까지도 채우게 됨으로써, 상기 원료 공급 배관과 상기 합성조의 상기 케이스 사이가 밀폐될 수 있게 되는 것으로서,
상기 디보란 합성 및 정제 장치는
상기 원료 공급 배관의 벽체에 매립되되, 상기 변형 확장홀의 바닥면에 노출되도록 배치되어, 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체에 가해지는 압력을 감지하는 로드셀; 상기 원료 공급 배관 상에 설치되어, 상기 원료 공급 배관을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력을 직접 감지하는 압력 센서; 상기 로드셀에서 감지되는 압력값 및 상기 압력 센서에서 감지되는 압력값을 입력받아서, 상기 로드셀에서 감지되는 압력값인 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체에 가해지는 압력이 미리 설정된 바이패스 압력값을 초과하는지 여부와, 상기 압력 센서에서 감지되는 압력값인 상기 원료 공급 배관을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력이 미리 설정된 원료 공급 압력값을 초과하는지 여부를 체크할 수 있는 누설 차단 제어부; 및 상기 원료 공급 배관 상에 설치되어, 상기 누설 차단 제어부의 명령에 따라 상기 원료 공급 배관을 개폐시킬 수 있는 누설 차단 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 디보란 합성 및 정제 장치는
상기 원료 공급 배관의 벽체에 매립되되, 상기 변형 확장홀의 바닥면에 노출되도록 배치되어, 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체에 가해지는 압력을 감지하는 로드셀; 상기 원료 공급 배관 상에 설치되어, 상기 원료 공급 배관을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력을 직접 감지하는 압력 센서; 상기 로드셀에서 감지되는 압력값 및 상기 압력 센서에서 감지되는 압력값을 입력받아서, 상기 로드셀에서 감지되는 압력값인 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체에 가해지는 압력이 미리 설정된 바이패스 압력값을 초과하는지 여부와, 상기 압력 센서에서 감지되는 압력값인 상기 원료 공급 배관을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력이 미리 설정된 원료 공급 압력값을 초과하는지 여부를 체크할 수 있는 누설 차단 제어부; 및 상기 원료 공급 배관 상에 설치되어, 상기 누설 차단 제어부의 명령에 따라 상기 원료 공급 배관을 개폐시킬 수 있는 누설 차단 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 디보란 합성 및 정제 장치는 상기 원료 공급 배관의 벽체에 매립되되, 상기 변형 확장홀의 바닥면에 노출되도록 배치되어, 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체에 가해지는 압력을 감지하는 로드셀; 상기 원료 공급 배관 상에 설치되어, 상기 원료 공급 배관을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력을 직접 감지하는 압력 센서; 상기 로드셀에서 감지되는 압력값 및 상기 압력 센서에서 감지되는 압력값을 입력받아서, 상기 로드셀에서 감지되는 압력값인 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체에 가해지는 압력이 미리 설정된 바이패스 압력값을 초과하는지 여부와, 상기 압력 센서에서 감지되는 압력값인 상기 원료 공급 배관을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력이 미리 설정된 원료 공급 압력값을 초과하는지 여부를 체크할 수 있는 누설 차단 제어부; 및 상기 원료 공급 배관 상에 설치되어, 상기 누설 차단 제어부의 명령에 따라 상기 원료 공급 배관을 개폐시킬 수 있는 누설 차단 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 원료 물질 누설 차단 방법은 상기 디보란 합성 및 정제 장치에 적용되는 것으로서,
상기 로드셀에 의해 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체에 가해지는 압력이 감지되어, 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체에 가해지는 압력이 상기 미리 설정된 바이패스 압력값을 초과하는지 여부가 상기 누설 차단 제어부에 의해 체크되는 단계; 상기 압력 센서에 의해 상기 원료 공급 배관을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력이 감지되어, 상기 원료 공급 배관을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력이 상기 미리 설정된 원료 공급 압력값을 초과하는지 여부가 상기 누설 차단 제어부에 의해 체크되는 단계; 상기 누설 차단 제어부에서 체크된 상기 미리 설정된 바이패스 압력값을 초과하는지 여부 및 상기 미리 설정된 원료 공급 압력값을 초과하는지 여부 중 적어도 하나에서 초과 감지가 있는지 여부가 상기 누설 차단 제어부에 의해 판단되는 단계; 및 상기 누설 차단 제어부에 의해 상기 초과 감지가 있는 것으로 판단되면, 상기 누설 차단 제어부가 상기 누설 차단 밸브로 상기 원료 공급 배관의 차단 명령을 내리고, 그에 따라 상기 누설 차단 밸브가 상기 원료 공급 배관를 닫아서 차단하게 되는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 디보란 합성 및 정제 장치 및 상기 디보란 합성 및 정제 장치의 원료 물질 누설 차단 방법에 의하면, 상기 디보란 합성 및 정제 장치가 로드셀과, 압력 센서와, 누설 차단 제어부와, 누설 차단 밸브를 포함함에 따라, 원료 공급 배관 및 바이패스 관에서의 원료 물질의 누설이 있는 경우, 상기 원료 물질의 누설이 자동적으로 차단될 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치의 구성을 개략적으로 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치를 구성하는 디보란 합성 부재의 내부를 보이는 단면도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치를 구성하는 바이패스 밀폐 부재가 적용된 모습을 보이는 단면도.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치를 구성하는 바이패스 밀폐 부재가 적용된 모습을 보이는 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 바이패스 밀폐 부재가 밀폐를 수행하는 모습을 보이는 단면도.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치를 구성하는 바이패스 밀폐 부재에 로스셀이 적용된 모습을 보이는 단면도.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치를 구성하는 합성조의 케이스 상에 원료 물질 누설을 차단하기 위한 각종 구성이 적용된 모습을 보이는 도면.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 원료 물질 누설 차단 방법을 보이는 순서도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치를 구성하는 디보란 합성 부재의 내부를 보이는 단면도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치를 구성하는 바이패스 밀폐 부재가 적용된 모습을 보이는 단면도.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치를 구성하는 바이패스 밀폐 부재가 적용된 모습을 보이는 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 바이패스 밀폐 부재가 밀폐를 수행하는 모습을 보이는 단면도.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치를 구성하는 바이패스 밀폐 부재에 로스셀이 적용된 모습을 보이는 단면도.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치를 구성하는 합성조의 케이스 상에 원료 물질 누설을 차단하기 위한 각종 구성이 적용된 모습을 보이는 도면.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 원료 물질 누설 차단 방법을 보이는 순서도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 디보란 합성 및 정제 장치 및 상기 디보란 합성 및 정제 장치의 원료 물질 누설 차단 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치의 구성을 개략적으로 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치를 구성하는 디보란 합성 부재의 내부를 보이는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치(100)는 합성조(110)와, 흡착조(120)와, 정제조(130)를 포함한다.
상기 합성조(110)는 원료 물질인 수소화붕소나트륨(NaBH4)와 삼불화붕소(BF3)를 이용하여 디보란을 합성하는 조이다.
상기 흡착조(120)는 상기 합성조(110)에서 상기 디보란 합성 과정에서 상기 디보란과 함께 혼합되어 있는 삼불화붕소 등의 제거 대상 물질을 흡착 공정을 통해 제거하는 조이다.
상기 정제조(130)는 상기 흡착조(120)를 경유하면서 상기 제거 대상 물질이 제거된 상기 디보란을 콜드 트랩 공정을 통해 정제하는 조이다.
본 실시예에서는, 상기 합성조(110)에는 상기 원료 물질의 외부 공급원으로부터 상기 원료 물질을 상기 합성조(110)로 연속적으로 공급하는 원료 공급 배관(101)이 연결됨으로써, 상기 합성조(110), 상기 흡착조(120) 및 상기 정제조(130)에 의한 상기 디보란 합성 및 정제 과정이 연속적으로 이루어진다.
상기 합성조(110) 내부에는 상기 원료 물질의 합성 촉진을 위한 충전제(112)가 충전되어 있는데, 이러한 충전제(112)로 라시히 링(raschig ring)이 제시될 수 있다. 상기 라시히 링은 허니컴 구조 등 다양한 구조로 이루어질 수 있고, 세라믹 등 다양한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 합성조(110) 내부에 상기 충전제(112)가 충전되어 있음으로써, 상기 합성조(110)로 공급된 상기 원료 물질의 합성이 촉진될 수 있게 된다.
도면 번호 102는 상기 합성조(110)와 상기 흡착조(120)를 연결하는 합성 흡착 연결 배관이고, 도면 번호 103은 상기 흡착조(120)와 상기 정제조(130)를 연결하는 흡착 정제 연결 배관이다.
본 실시예에서는, 상기 원료 공급 배관(101)은 상기 합성조(110)의 상부에 연결되고, 상기 합성조(110)와 상기 흡착조(120)를 연결하는 상기 합성 흡착 연결 배관(102)은 상기 합성조(110)의 하부에 연결됨으로써, 상기 합성조(110)로 공급된 상기 원료 물질이 상기 충전제(112)를 통해 하방으로 유동되면서 합성된 후 상기 흡착조(120)에서 유출될 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치(100)의 작동에 대하여 설명한다.
상기 원료 공급 배관(101)을 통해 상기 원료 물질이 상기 합성조(110)로 공급되면, 상기 합성조(110)에서 상기 디보란이 합성된다. 이 때, 상기 디보란 이외에도 삼불화붕소 등의 상기 제거 대상 물질도 혼합된 상태여서, 상기 디보란과 함께 상기 합성 흡착 연결 배관(102)을 통해 상기 흡착조(120)로 인입된다.
그런 다음, 상기 흡착조(120)에서 흡착 공정을 통해 상기 제거 대상 물질이 제거된다.
그런 다음, 상기 제거 대상 물질이 제거된 상기 디보란이 상기 흡착 정제 연결 배관(103)을 통해 상기 정제조(130)로 인입되어, 상기 정제조(130)에서 정제됨으로써, 순수한 상기 디보란이 형성될 수 있다.
상기와 같이, 상기 디보란 합성 및 정제 장치(100)가 상기 합성조(110), 상기 흡착조(120) 및 상기 정제조(130)를 포함하고, 상기 합성조(110)에 상기 원료 물질을 연속적으로 공급하는 원료 공급 배관(101)이 연결됨으로써, 상기 합성조(110), 상기 흡착조(120) 및 상기 정제조(130)에 의한 상기 디보란 합성 및 정제 과정이 연속적으로 이루어질 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예들에 따른 디보란 합성 및 정제 장치 및 상기 디보란 합성 및 정제 장치의 원료 물질 누설 차단 방법에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 제 1 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치를 구성하는 바이패스 밀폐 부재가 적용된 모습을 보이는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치는 원료 공급 배관(201)과, 합성조의 케이스(211)와 상기 원료 공급 배관(201) 사이를 밀폐시키는 바이패스 밀폐 부재(270)를 포함한다.
상기 바이패스 밀폐 부재(270)는 가압 홀(272)과, 바이패스 관(271)과, 변형 가압체(273)를 포함한다.
상기 가압 홀(272)은 상기 합성조의 상기 케이스(211) 중 상기 원료 공급 배관(201)과 대면되는 면이 일정 깊이로 함몰되어 형성되는 것이다.
상기 바이패스 관(271)은 상기 원료 공급 배관(201) 중 상기 합성조의 외측 부분에서 연장되어, 상기 합성조의 상기 케이스(211)를 관통하여 상기 가압 홀(272)까지 연장되는 관으로, 상기 원료 공급 배관(201) 중 상기 합성조의 외측 부분과 상기 가압 홀(272)을 연결시켜 주어, 상기 원료 공급 배관(201)을 통해 상기 합성조로 유동되는 원료 물질 중 일부가 바이패스되어, 상기 가압 홀(272)로 유입되는 통로가 되는 것이다.
상기 변형 가압체(273)는 상기 가압 홀(272)에 배치되고, 실리콘 고무 등 탄성 변형될 수 있는 물질로 이루어지되, 상기 가압 홀(272) 중 상기 바이패스 관(271)과 연결되는 면과는 이격되고, 상기 가압 홀(272) 중 상기 원료 공급 배관(201)과 접하는 면과는 밀접되도록 배치되는 것이다.
상기와 같이 구성되면, 상기 원료 공급 배관(201)을 통해 상기 합성조로 유동되는 원료 물질 중 일부가 상기 바이패스 관(271)을 통해 상기 가압 홀(272)로 유입되어, 상기 가압 홀(272) 내의 상기 변형 가압체(273)를 가압해주고, 그에 따라 상기 변형 가압체(273)가 탄성 변형되면서 상기 가압 홀(272) 중 상기 바이패스 관(271)과 연결되는 면을 제외한 상기 가압 홀(272)의 다른 내면들 및 상기 원료 공급 배관(201)과 밀착됨으로써, 상기 변형 가압체(273)에 의해 상기 원료 공급 배관(201)과 상기 합성조의 상기 케이스(211) 사이가 밀폐될 수 있도록 한다.
상기와 같이, 상기 바이패스 밀폐 부재(270)가 적용됨에 따라, 상기 원료 공급 배관(201)과 상기 합성조 사이에서의 디보란의 누설이 방지될 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치 및 상기 디보란 합성 및 정제 장치의 원료 물질 누설 차단 방법에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 제 1 실시예 및 본 발명의 제 2 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치를 구성하는 바이패스 밀폐 부재가 적용된 모습을 보이는 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 바이패스 밀폐 부재가 밀폐를 수행하는 모습을 보이는 단면도이다.
도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 본 실시예에서는, 원료 공급 배관(301)의 외면 중 변형 가압체(373)와 대면되는 면에 변형 확장홀(304)이 형성된다.
상기 변형 확장홀(304)은 상기 원료 공급 배관(301)의 외측에서 그 내측으로 갈수록 점진적으로 넓어지는 사다리꼴 단면 형태로 형성된다.
상기 변형 가압체(373)는 가압 홀(372)에 배치되고, 실리콘 고무 등 탄성 변형될 수 있는 물질로 이루어지되, 상기 가압 홀(372) 중 바이패스 관(371)과 연결되는 면과는 이격되고, 상기 가압 홀(372) 중 상기 변형 확장홀(304)과는 밀접되도록 배치된다.
상기 변형 가압체(373)의 내부(374)는 빈 공간으로 형성되되, 외부에 대하여 밀폐된 형태로 형성됨으로써, 상기 변형 가압체(373)가 탄성 변형될 수 있도록 한다.
상기 원료 공급 배관(301)을 통한 원료 물질의 유동이 발생되지 아니하는 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 변형 가압체(373)가 상기 변형 확장홀(304)과 대면되기만 하고, 상기 변형 확장홀(304)의 내부로 확장되지 아니한 상태를 유지한다.
그러다가, 상기 원료 공급 배관(301)을 통한 상기 원료 물질의 유동이 발생되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관(371)을 통해 유동된 것에 의해, 상기 변형 가압체(373)가 눌리면서 변형되고, 그에 따라 상기 변형 가압체(373)의 전면부가 상기 변형 확장홀(304)의 내부로 확장되어, 상기 변형 가압체(373)가 상기 가압 홀(372)은 물론 상기 변형 확장홀(304)까지도 채우게 됨으로써, 상기 원료 공급 배관(301)과 합성조의 케이스(311) 사이가 더욱 긴밀하게 밀폐될 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제 4 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치 및 상기 디보란 합성 및 정제 장치의 원료 물질 누설 차단 방법에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 제 1 실시예 내지 본 발명의 제 3 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치를 구성하는 바이패스 밀폐 부재에 로스셀이 적용된 모습을 보이는 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치를 구성하는 합성조의 케이스 상에 원료 물질 누설을 차단하기 위한 각종 구성이 적용된 모습을 보이는 도면이고, 도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 원료 물질 누설 차단 방법을 보이는 순서도이다.
도 6 내지 도 8을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 디보란 합성 및 정제 장치는 로드셀(480)과, 압력 센서(481)와, 누설 차단 제어부(482)와, 누설 차단 밸브(483)를 포함한다.
상기 로드셀(480)은 원료 공급 배관(401)의 벽체에 매립되되, 변형 확장홀(404)의 바닥면에 노출되도록 배치되어, 원료 물질 중 바이패스 관(471)을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체(473)에 가해지는 압력을 감지하는 것이다.
상기 압력 센서(481)는 상기 원료 공급 배관(401) 상에 설치되어, 상기 원료 공급 배관(401)을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력을 직접 감지하는 것이다.
상기 누설 차단 제어부(482)는 상기 로드셀(480)에서 감지되는 압력값 및 상기 압력 센서(481)에서 감지되는 압력값을 입력받아서, 상기 로드셀(480)에서 감지되는 압력값인 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관(471)을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체(473)에 가해지는 압력이 미리 설정된 바이패스 압력값을 초과하는지 여부와, 상기 압력 센서(481)에서 감지되는 압력값인 상기 원료 공급 배관(401)을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력이 미리 설정된 원료 공급 압력값을 초과하는지 여부를 체크할 수 있는 것이다.
상기 누설 차단 제어부(482)는 합성조의 케이스(411) 상에 설치될 수 있다.
여기서, 상기 미리 설정된 바이패스 압력값은 상기 바이패스 관(471)에서의 상기 원료 물질의 누설이 발생되지 아니한 정상 상태에서의 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관(471)을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체(473)에 가해지는 압력값이다.
또한, 상기 미리 설정된 원료 공급 압력값은 상기 원료 공급 배관(401)에서의 상기 원료 물질의 누설이 발생되지 아니한 정상 상태에서의 상기 원료 공급 배관(401)을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력값이다.
상기 누설 차단 밸브(483)는 상기 원료 공급 배관(401) 상에 설치되어, 상기 누설 차단 제어부(482)의 명령에 따라 상기 원료 공급 배관(401)을 개폐시킬 수 있는 것이다.
이하에서는 본 실시예에 따른 상기 디보란 합성 및 정제 장치의 원료 물질 누설 차단 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 로드셀(480)에 의해 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관(471)을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체(473)에 가해지는 압력이 감지되어, 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관(471)을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체(473)에 가해지는 압력이 상기 미리 설정된 바이패스 압력값을 초과하는지 여부가 상기 누설 차단 제어부(482)에 의해 체크된다(S400).
그런 다음, 상기 압력 센서(481)에 의해 상기 원료 공급 배관(401)을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력이 감지되어, 상기 원료 공급 배관(401)을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력이 상기 미리 설정된 원료 공급 압력값을 초과하는지 여부가 상기 누설 차단 제어부(482)에 의해 체크된다(S410).
상기 누설 차단 제어부(482)에서 체크된 상기 미리 설정된 바이패스 압력값을 초과하는지 여부 및 상기 미리 설정된 원료 공급 압력값을 초과하는지 여부 중 적어도 하나에서 초과 감지가 있는지 여부가 상기 누설 차단 제어부(482)에 의해 판단되어(S420), 상기 초과 감지가 있는 것으로 판단되면, 상기 누설 차단 제어부(482)가 상기 누설 차단 밸브(483)로 상기 원료 공급 배관(401)의 차단 명령을 내리고, 그에 따라 상기 누설 차단 밸브(483)가 상기 원료 공급 배관(401)를 닫아서 차단하게 된다(S430).
상기와 같이, 상기 디보란 합성 및 정제 장치가 상기 로드셀(480)과, 상기 압력 센서(481)와, 상기 누설 차단 제어부(482)와, 상기 누설 차단 밸브(483)를 포함함에 따라, 상기 원료 공급 배관(401) 및 상기 바이패스 관(471)에서의 상기 원료 물질의 누설이 있는 경우, 상기 원료 물질의 누설이 자동적으로 차단될 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 디보란 합성 및 정제 장치 및 상기 디보란 합성 및 정제 장치의 원료 물질 누설 차단 방법에 의하면, 디보란의 연속적인 합성 및 정제가 가능하고, 합성 흡착 연결 배관과 상기 합성조 사이에서의 원료 물질 누설이 방지될 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
100 : 디보란 합성 및 정제 장치
101 : 원료 공급 배관
102 : 합성 흡착 연결 배관
103 : 흡착 정제 연결 배관
110 : 합성조
112 : 충전제
120 : 흡착조
130 : 정제조
270 : 바이패스 밀폐 부재
480 : 로드셀
481 : 압력 센서
482 : 누설 차단 제어부
483 : 누설 차단 밸브
101 : 원료 공급 배관
102 : 합성 흡착 연결 배관
103 : 흡착 정제 연결 배관
110 : 합성조
112 : 충전제
120 : 흡착조
130 : 정제조
270 : 바이패스 밀폐 부재
480 : 로드셀
481 : 압력 센서
482 : 누설 차단 제어부
483 : 누설 차단 밸브
Claims (3)
- 원료 물질을 이용하여 디보란을 합성하는 합성조;
상기 합성조에서 상기 디보란 합성 과정에서 상기 디보란과 함께 형성되는 제거 대상 물질을 흡착을 통해 제거하는 흡착조;
상기 흡착조를 경유하면서 상기 제거 대상 물질이 제거된 상기 디보란을 정제하는 정제조;
상기 원료 물질의 외부 공급원으로부터 상기 원료 물질을 상기 합성조로 연속적으로 공급하는 원료 공급 배관; 및
상기 합성조의 케이스와 상기 원료 공급 배관 사이를 밀폐시키는 바이패스 밀폐 부재;를 포함하고,
상기 바이패스 밀폐 부재는
상기 합성조의 상기 케이스 중 상기 원료 공급 배관과 대면되는 면이 일정 깊이로 함몰되어 형성되는 가압 홀과,
상기 원료 공급 배관 중 상기 합성조의 외측 부분과 상기 가압 홀을 연결시켜, 상기 원료 공급 배관을 통해 상기 합성조로 유동되는 상기 원료 물질 중 일부가 바이패스되어 상기 가압 홀로 유입되는 통로가 되는 바이패스 관과,
상기 가압 홀에 배치되고, 탄성 변형될 수 있는 물질로 이루어지되, 상기 가압 홀 중 상기 바이패스 관과 연결되는 면과는 이격되고, 상기 가압 홀 중 상기 원료 공급 배관과 접하는 면과는 밀접되도록 배치되는 변형 가압체를 포함하고,
상기 원료 공급 배관을 통해 상기 합성조로 유동되는 상기 원료 물질 중 일부가 상기 바이패스 관을 통해 상기 가압 홀로 유입되어, 상기 가압 홀 내의 상기 변형 가압체를 가압해주고, 그에 따라 상기 변형 가압체가 탄성 변형되면서 상기 가압 홀 중 상기 바이패스 관과 연결되는 면을 제외한 상기 가압 홀의 다른 내면들 및 상기 원료 공급 배관과 밀착됨으로써, 상기 변형 가압체에 의해 상기 원료 공급 배관과 상기 합성조의 상기 케이스 사이가 밀폐될 수 있고,
상기 원료 공급 배관의 외면 중 상기 변형 가압체와 대면되는 면에 변형 확장홀이 형성되고,
상기 변형 확장홀은 상기 원료 공급 배관의 외측에서 그 내측으로 갈수록 점진적으로 넓어지는 사다리꼴 단면 형태로 형성되고,
상기 원료 공급 배관을 통한 상기 원료 물질의 유동이 발생되면, 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관을 통해 유동된 것에 의해, 상기 변형 가압체가 눌리면서 변형되고, 그에 따라 상기 변형 가압체의 전면부가 상기 변형 확장홀의 내부로 확장되어, 상기 변형 가압체가 상기 가압 홀은 물론 상기 변형 확장홀까지도 채우게 됨으로써, 상기 원료 공급 배관과 상기 합성조의 상기 케이스 사이가 밀폐될 수 있게 되는 디보란 합성 및 정제 장치에 있어서,
상기 디보란 합성 및 정제 장치는
상기 원료 공급 배관의 벽체에 매립되되, 상기 변형 확장홀의 바닥면에 노출되도록 배치되어, 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체에 가해지는 압력을 감지하는 로드셀;
상기 원료 공급 배관 상에 설치되어, 상기 원료 공급 배관을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력을 직접 감지하는 압력 센서;
상기 로드셀에서 감지되는 압력값 및 상기 압력 센서에서 감지되는 압력값을 입력받아서, 상기 로드셀에서 감지되는 압력값인 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체에 가해지는 압력이 미리 설정된 바이패스 압력값을 초과하는지 여부와, 상기 압력 센서에서 감지되는 압력값인 상기 원료 공급 배관을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력이 미리 설정된 원료 공급 압력값을 초과하는지 여부를 체크할 수 있는 누설 차단 제어부; 및
상기 원료 공급 배관 상에 설치되어, 상기 누설 차단 제어부의 명령에 따라 상기 원료 공급 배관을 개폐시킬 수 있는 누설 차단 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디보란 합성 및 정제 장치. - 삭제
- 제 1 항에 따른 디보란 합성 및 정제 장치에 적용되는 것으로서,
상기 로드셀에 의해 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체에 가해지는 압력이 감지되어, 상기 원료 물질 중 상기 바이패스 관을 통해 유동된 것에 의해 상기 변형 가압체에 가해지는 압력이 상기 미리 설정된 바이패스 압력값을 초과하는지 여부가 상기 누설 차단 제어부에 의해 체크되는 단계;
상기 압력 센서에 의해 상기 원료 공급 배관을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력이 감지되어, 상기 원료 공급 배관을 통해 유동되는 상기 원료 물질의 압력이 상기 미리 설정된 원료 공급 압력값을 초과하는지 여부가 상기 누설 차단 제어부에 의해 체크되는 단계;
상기 누설 차단 제어부에서 체크된 상기 미리 설정된 바이패스 압력값을 초과하는지 여부 및 상기 미리 설정된 원료 공급 압력값을 초과하는지 여부 중 적어도 하나에서 초과 감지가 있는지 여부가 상기 누설 차단 제어부에 의해 판단되는 단계; 및
상기 누설 차단 제어부에 의해 상기 초과 감지가 있는 것으로 판단되면, 상기 누설 차단 제어부가 상기 누설 차단 밸브로 상기 원료 공급 배관의 차단 명령을 내리고, 그에 따라 상기 누설 차단 밸브가 상기 원료 공급 배관를 닫아서 차단하게 되는 단계;를 포함하는 원료 물질 누설 차단 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200144717A KR102401924B1 (ko) | 2020-11-02 | 2020-11-02 | 디보란 합성 및 정제 장치 및 상기 디보란 합성 및 정제 장치의 원료 물질 누설 차단 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200144717A KR102401924B1 (ko) | 2020-11-02 | 2020-11-02 | 디보란 합성 및 정제 장치 및 상기 디보란 합성 및 정제 장치의 원료 물질 누설 차단 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220059298A KR20220059298A (ko) | 2022-05-10 |
| KR102401924B1 true KR102401924B1 (ko) | 2022-05-25 |
Family
ID=81591661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200144717A KR102401924B1 (ko) | 2020-11-02 | 2020-11-02 | 디보란 합성 및 정제 장치 및 상기 디보란 합성 및 정제 장치의 원료 물질 누설 차단 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102401924B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3013863A (en) | 1959-01-29 | 1961-12-19 | American Potash & Chem Corp | Method for the preparation of diborane |
| JP2012022172A (ja) | 2010-07-15 | 2012-02-02 | Toomo Co Ltd | 発光風船 |
| KR102304981B1 (ko) * | 2019-11-29 | 2021-09-27 | 주식회사 에프알디 | 디보란 합성 및 정제 장치 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4511868B2 (ja) * | 2004-04-26 | 2010-07-28 | 株式会社コガネイ | 可撓性タンクとこれを用いた薬液供給装置 |
| KR101799380B1 (ko) | 2016-04-05 | 2017-11-22 | (주)원익머트리얼즈 | 디보란 정제장치 및 정제방법 |
-
2020
- 2020-11-02 KR KR1020200144717A patent/KR102401924B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3013863A (en) | 1959-01-29 | 1961-12-19 | American Potash & Chem Corp | Method for the preparation of diborane |
| JP2012022172A (ja) | 2010-07-15 | 2012-02-02 | Toomo Co Ltd | 発光風船 |
| KR102304981B1 (ko) * | 2019-11-29 | 2021-09-27 | 주식회사 에프알디 | 디보란 합성 및 정제 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220059298A (ko) | 2022-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI495819B (zh) | 用於高容量儲存及輸送系統之真空致動閥 | |
| KR102380863B1 (ko) | 밸브 장치, 이 밸브 장치를 사용한 유체제어장치 및 반도체 제조 장치 | |
| KR20170120185A (ko) | 저장 및 송출 시스템으로부터 대기압 이하로 분배되는 유체에 대한 개선된 유동 안정성을 위한 변형된 진공 작동식 밸브 조립체 및 밀봉 메커니즘 | |
| WO2005090229A1 (en) | Hydrogen-generating device containing aqueous solution of chemical hydride as raw material | |
| KR102401924B1 (ko) | 디보란 합성 및 정제 장치 및 상기 디보란 합성 및 정제 장치의 원료 물질 누설 차단 방법 | |
| CN106029453B (zh) | 加压气体动力致动器和用于加压气体动力致动器的密封活塞杆 | |
| EP1367149B1 (en) | Fluorine gas generator | |
| JPWO2010001849A1 (ja) | 真空処理装置及びガス供給方法 | |
| KR102304981B1 (ko) | 디보란 합성 및 정제 장치 | |
| DE60133639D1 (de) | Unterdruckgiessverfahren und vorrichtung | |
| SU1674690A3 (ru) | Устройство дл уплотнени зернистых формовочных материалов импульсом давлени газообразной среды | |
| US6758243B2 (en) | Pressure accumulator, and method for producing the same | |
| KR101223924B1 (ko) | 가스 전달용 투과성 가스 어셈블리 | |
| JP2005077275A (ja) | 廃棄物収納容器 | |
| JP2008014474A (ja) | リリーフ弁及び燃料電池システム | |
| JP2005216982A (ja) | 真空処理装置及びそのパージ方法 | |
| WO2020158512A1 (ja) | 流路アセンブリ、この流路アセンブリを用いたバルブ装置、流体制御装置、半導体製造装置および半導体製造方法 | |
| KR102521600B1 (ko) | 디보란 합성 및 정제 장치 | |
| RU2372165C2 (ru) | Устройство подачи газа | |
| JPH0465316B2 (ko) | ||
| KR101267143B1 (ko) | 기체-고체 접촉기를 재시동시키는 장치 | |
| JP2008298128A (ja) | 高圧ガス安全装置 | |
| JPH1130399A (ja) | 半導体製造ガス用高圧ガス容器弁 | |
| JP2009216302A (ja) | 高温高圧発生装置 | |
| JP4419268B2 (ja) | 側圧による工作物の切断装置および切断方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |