KR102612978B1 - 혼합 시스템 - Google Patents

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김재구
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나가세 엔지니어링 서비스 코리아(주)
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Abstract

본 발명은 초순수와 고농축 화학 물질이 동시에 공급되어 상기 초순수와 고농축 화학 물질이 혼합됨에 따라 제1 혼합 물질을 생성하는 제1 혼합 수단; 상기 제1 혼합 수단에 연결되어 상기 제1 혼합 물질이 이송되는 제1 이송 라인; 상기 제1 이송 라인 상에 형성되어 상기 제1 혼합 물질을 재차 혼합시켜 제2 혼합 물질을 생성하는 제2 혼합 수단; 상기 제1 이송 라인에 연결되어 상기 제2 혼합 물질이 공급되고, 공급된 상기 제2 혼합 물질을 제3 혼합 수단에 의해 재차 혼합하여 생성된 제3 혼합 물질을 저장하는 혼합 탱크; 상기 혼합 탱크에 연결되어 상기 제3 혼합 물질이 이송되는 제2 이송 라인; 상기 제2 이송 라인에 연결되어 상기 제3 혼합 물질이 공급되고, 공급된 상기 제3 혼합 물질을 제4 혼합 수단에 의해 재차 혼합하여 생성된 제4 혼합 물질을 저장하는 저장 탱크; 및 상기 저장 탱크에 연결되어 상기 제4 혼합 물질을 이송하는 제3 이송 라인;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 혼합 시스템을 통해 사용 장소에서 고농축의 화학 물질과 초순수를 혼합하여 사용함으로써, 고 위험 화학 물질의 운송량을 최소화함에 따라 물류비용 절감과 운송 중 발생하는 사고에 의한 환경오염 및 인명 피해를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

Description

혼합 시스템 {MIXING SYSTEM}
본 발명은 혼합 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 혼합 시스템을 통해 사용 장소에서 고농축의 화학 물질과 초순수를 혼합하여 사용함으로써, 고 위험 화학 물질의 운송량을 최소화함에 따라 물류비용 절감과 운송 중 발생하는 사고에 의한 환경오염 및 인명 피해를 최소화 할 수 있는 혼합 시스템에 관한 것이다.
반도체, 디스플레이 등의 첨단 산업 제품을 제조하는 공정에는 각종 액체 상태의 화학 물질이 사용되고 있다. 이러한 화학 물질은 제조 장소에서 여러 가지 운송 방법에 의해 사용 장소까지 운송되어 진다.
근래의 반도체, 디스플레이 등의 제조 공정은 제조 패턴이 세밀해짐은 물론, 생산량이 폭증하고 있어 상기 화학 물질의 사용량이 대폭 증가하고 있다.
상기와 같이 상기 화학 물질의 사용량이 증가함에 따라 상기 화학 물질의 운송량도 증가하고 있는데, 운송량 증가에 따라 운송 중 발생하는 사고 등에 의해 상기 화학 물질이 외부로 유출되는 사례가 빈번하여 이에 따른 환경오염, 인명 피해 등이 빈번하게 발생되는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제10-0190042(1999.01.19)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 혼합 시스템을 통해 사용 장소에서 고농축의 화학 물질과 초순수를 혼합하여 사용함으로써, 고 위험 화학 물질의 운송량을 최소화함에 따라 물류비용 절감과 운송 중 발생하는 사고에 의한 환경오염 및 인명 피해를 최소화 할 수 있는 혼합 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 초순수와 고농축 화학 물질이 동시에 공급되어 상기 초순수와 고농축 화학 물질이 혼합됨에 따라 제1 혼합 물질을 생성하는 제1 혼합 수단; 상기 제1 혼합 수단에 연결되어 상기 제1 혼합 물질이 이송되는 제1 이송 라인; 상기 제1 이송 라인 상에 형성되어 상기 제1 혼합 물질을 재차 혼합시켜 제2 혼합 물질을 생성하는 제2 혼합 수단; 상기 제1 이송 라인에 연결되어 상기 제2 혼합 물질이 공급되고, 공급된 상기 제2 혼합 물질을 제3 혼합 수단에 의해 재차 혼합하여 생성된 제3 혼합 물질을 저장하는 혼합 탱크; 상기 혼합 탱크에 연결되어 상기 제3 혼합 물질이 이송되는 제2 이송 라인; 상기 제2 이송 라인에 연결되어 상기 제3 혼합 물질이 공급되고, 공급된 상기 제3 혼합 물질을 제4 혼합 수단에 의해 재차 혼합하여 생성된 제4 혼합 물질을 저장하는 저장 탱크; 및 상기 저장 탱크에 연결되어 상기 제4 혼합 물질을 이송하는 제3 이송 라인;에 의해 달성된다.
또한, 본 발명은 상기 제1 혼합 수단에 공급되는 초순수와 고농축 화학 물질의 공급 비율을 조절하는 공급 조절부; 상기 초순수와 고농축 화학 물질이 공급되는 유량을 측정하는 유량 측정부; 및 상기 제3 혼합 물질의 농도를 측정하는 농도 측정부;를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 공급 조절부는 상기 초순수의 공급 압력에 따라 상기 고농축 화학 물질의 공급 압력을 제어하여 상기 초순수와 상기 고농축 화학 물질의 공급 비율을 조절하는 것을 특징으로 하는 혼합 시스템.
또한, 상기 공급 조절부는 상기 초순수와 고농축 화학 물질의 공급 비율을 조절하여 상기 제3 혼합 물질의 농도를 반복적으로 변화시킬 수 있다.
또한, 상기 제2 이송 라인은 일 측이 상기 혼합 탱크의 하부와 연결되고, 타 측은 상기 저장 탱크의 측면에 연결될 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 저장 탱크에 저장된 제4 혼합 물질의 농도를 측정하는 농도 측정부; 상기 저장 탱크로 초순수를 공급하는 초순수 공급부; 상기 저장 탱크로 고농축 화학 물질을 공급하는 고농축 화학 물질 공급부; 및 상기 저장 탱크로 공급되는 초순수 및 고농축 화학 물질의 유량을 측정하는 유량 측정부;를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 농도 측정부에 의해 측정된 상기 제4 혼합 물질의 농도가 기준 농도와 일치하지 않으면, 상기 초순수 공급부 및/또는 상기 고농축 화학 물질 공급부를 통해 초순수 및/또는 고농축 화학 물질이 상기 저장 탱크로 공급되어 상기 제4 혼합 물질의 농도를 상기 기준 농도와 일치시킬 수 있다.
또한, 상기 혼합 탱크의 내부 공간과 상기 저장 탱크의 내부 공간은 서로 상이한 부피를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 혼합 탱크의 내부 공간은 상기 저장 탱크의 내부 공간보다 작게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 혼합 탱크의 하부에 일 측이 연결되고, 타 측이 상기 혼합 탱크의 상부에 연결되어 상기 혼합 탱크 내부의 제3 혼합 물질을 순환시키는 제1 순환 라인;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제3 이송 라인에서 분기되어 상기 저장 탱크의 상부와 연결되도록 형성되는 제2 순환 라인; 및 상기 제2 순환 라인 상에 형성되어 상기 제2 순환 라인을 개폐하는 개폐 밸브;를 더 포함할 수 있다.
이에 의해, 본 발명은 혼합 시스템을 통해 사용 장소에서 고농축의 화학 물질과 초순수를 혼합하여 사용함으로써, 고 위험 화학 물질의 운송량을 최소화함에 따라 물류비용 절감과 운송 중 발생하는 사고에 의한 환경오염 및 인명 피해를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 복수 개의 혼합 수단에 의해 고농축의 화학 물질과 초순수를 재차 혼합함으로써, 초정밀 농도를 유지하면서 대용량의 혼합액을 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 혼합 시스템의 전체적인 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 혼합 시스템의 제1 혼합 수단을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 혼합 시스템의 혼합 탱크를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 혼합 시스템의 저장 탱크를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 혼합 시스템의 혼합 탱크 및 저장 탱크 내의 혼합 물질의 농도를 도시한 그래프이다.
본 명세서에서 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 “~사이에”와 “바로~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어를 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 혼합 시스템에 관하여 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 혼합 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 초순수와 고농축 화학 물질이 동시에 공급되어 상기 초순수와 고농축 화학 물질이 혼합됨에 따라 제1 혼합 물질을 생성하는 제1 혼합 수단(100), 제1 혼합 수단(100)에 연결되어 상기 제1 혼합 물질이 이송되는 제1 이송 라인(300), 제1 이송 라인(300) 상에 형성되어 상기 제1 혼합 물질을 재차 혼합시켜 제2 혼합 물질을 생성하는 제2 혼합 수단(200), 제1 이송 라인(300)에 연결되어 상기 제2 혼합 물질이 공급되고 공급된 상기 제2 혼합 물질을 제3 혼합 수단(420)에 의해 재차 혼합하여 생성된 제3 혼합 물질을 저장하는 혼합 탱크(400), 혼합 탱크(400), 혼합 탱크(400)에 연결되어 상기 제3 혼합 물질이 이송되는 제2 이송 라인(500), 제2 이송 라인(500)에 연결되어 상기 제3 혼합 물질이 공급되고 공급된 상기 제3 혼합 물질을 제4 혼합 수단(610)에 의해 재차 혼합하여 생성된 제4 혼합 물질을 저장하는 저장 탱크(600) 및 저장 탱크(600)에 연결되어 상기 제4 혼합 물질을 이송하는 제3 이송 라인(700)을 포함한다.
먼저, 제1 혼합 수단(100)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 초순수와 고농축 화학 물질을 혼합하여 제1 혼합 물질을 생성하는 구성으로, 제1 혼합 수단(100)의 내부로 초순수를 공급하는 초순수 공급부(120)와 고농축 화학 물질을 공급하는 고농축 화학 물질 공급부(130)가 형성된다. 고농축 화학 물질 공급부(130)가 제1 혼합 수단(100)내부로 공급하는 고농축 화학 물질은 대표적으로 현상액(TMAH, Tetra Methyl Ammonium Hydroxide, 수산화테트라메틸암모늄(tetramethylammonium iodide), 암모니아수(NH₄OH) 및 불산(HF) 등일 수 있다.
또한, 초순수 공급부(120) 및 고농축 화학 물질 공급부(130)에는 그들 각각의 공급 유량을 측정할 수 있도록 유량 측정부(121, 131)가 각각 형성된다. 또한, 제1 혼합 수단(100)의 내부에는 초순수 공급부(120)와 고농축 화학 물질 공급부(130)의 고급 비율을 조절하는 공급 조절부(110)가 형성된다.
상술한 제1 혼합 수단(100)은 초순수 공급부(120)와 고농축 화학 물질 공급부(130)를 통해 공급되는 초순수 및 고농축 화학 물질을 혼합하여 제1 혼합 물질을 생성한다. 이때, 공급 조절부(110)는 상기 초순수의 공급 압력에 따라 상기 고농축 화학 물질의 공급 압력을 제어하여 상기 초순수와 상기 고농축 화학 물질의 공급 비율을 조절하게 된다. 제1 혼합 수단(100)에 의해 생성된 제1 혼합 물질의 농도는 약 0.01% 정도의 오차 범위를 가질 수 있다.
한편, 제1 이송 라인(300)은 내부에 이송 공간이 형성되는 소정 직경을 갖는 파이프 등으로 마련될 수 있으며, 일 측이 제1 혼합 수단(100)에 연결되고, 타 측이 혼합 탱크(400)에 연결되도록 설치된다.
이때, 제1 이송 라인(300)을 통해 이송되는 제1 혼합 물질을 재차 혼합 시키는 제2 혼합 수단(200)이 제1 이송 라인(300) 상에 형성된다. 상기한 제2 혼합 수단(200)은 내부에 스크류 등의 교반 부재가 형성되어 상기 교반 부재를 제1 혼합 물질이 통과함에 따라 제1 이송 라인(300)을 통해 이송되는 제1 혼합 물질이 재차 혼합되어 제2 혼합 물질이 생성된다. 상기와 같이 제2 혼합 수단(200)에 의해 재차 혼합되어 생성된 제2 혼합 물질은 제1 이송 라인(300)을 통해 혼합 탱크(400)로 이송된다. 이때, 제2 혼합 수단(200)에 의해 생성된 제2 혼합 물질의 농도는 약 0.01% 정도의 오차 범위를 가질 수 있다.
혼합 탱크(400)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에 저장 공간이 형성되는 용기로 마련될 수 있으며, 상기 내부 저장 공간은 외부와 완벽히 차단되도록 형성된다.
혼합 탱크(400)의 내부에는 제1 이송 라인(300)을 통해 공급되는 제2 혼합 물질을 재차 혼합하기 위한 제3 혼합 수단(420)이 형성된다. 상기한 제3 혼합 수단(420)은 스크류 등의 교반 부재로 마련되어 이 교반 부재를 제2 혼합 물질이 통과함에 따라 상기 제2 혼합 물질을 재차 혼합시켜 제3 혼합 물질을 생성하게 된다. 또한, 혼합 탱크(400)의 내부에는 제3 혼합 물질의 농도를 측정하기 위한 농도 측정부(430)가 형성된다. 제3 혼합 수단(420)에 의해 생성된 제3 혼합 물질의 농도는 약 0.001% 정도의 오차 범위를 가질 수 있다.
이때, 공급 조절부(110)는 상기 초순수와 고농축 화학 물질의 공급 비율을 조절하여 제3 혼합 물질의 농도를 반복적으로 변화시킬 수 있다. 도 5는 혼합 탱크(400)와 저장 탱크(600) 내의 혼합 물질의 농도를 도시한 그래프로, 혼합 탱크(400) 내부의 제3 혼합 물질은 사인 곡선을 따르도록 농도가 반복적으로 변화된다. 제3 혼합 물질의 농도가 변화되는 것에 대해 자세히 설명하면, 혼합 탱크(400) 내의 농도 측정부(430)가 제3 혼합 물질의 농도를 측정하고, 이의 농도에 따라 공급 조절부(110)가 초순수 또는 고농축 화학 물질의 공급량을 조절하여 제3 혼합 물질의 농도가 사인 곡선을 따라 변화하도록 하는 것이다. 상기 제3 혼합 물질의 농도를 사인 곡선에 따라 변화시키지 않으면, 오차 범위의 상한 또는 하한으로 농도가 유지되어 버려 제3 혼합 물질의 농도 오차를 0.01%로 유지하기 어려워 제4 혼합 물질의 농도 또한 오차 범위 내로 유지하기 어렵게 된다. 그러나 제3 혼합 물질의 농도를 사인 곡선에 따라 변화하게 하면, 제3 혼합 물질의 농도가 상한치 0.01%에서 하한치 0.01% 내로 반복적으로 변화하기 때문에, 실제적으로 저장 탱크(600)의 내부로 이송되는 제3 혼합 물질 농도의 오차 범위는 0.01%에 수렴하게 된다.
또한, 혼합 탱크(400)에는 혼합 탱크(400) 내부의 제3 혼합 물질을 순환시키기 위한 제1 순환 라인(410)이 형성된다. 제1 순환 라인(410)은 내부에 이송 공간이 형성되는 소정 직경을 갖는 파이프 등으로 마련될 수 있으며, 일 측이 혼합 탱크(400)의 하부에 연결되고 타 측은 혼합 탱크(400)의 상부에 연결되도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 순환 라인(410) 상에 펌프가 설치되어 상기 펌프의 작동에 의해 혼합 탱크(400) 내부의 제3 혼합 물질이 제1 순환 라인(410)을 통해 순환될 수 있다. 상기한 제1 순환 라인(410)의 펌프는 혼합 탱크(400) 내의 농도 측정부(430)의 측정값에 따라 작동되어 제3 혼합 물질을 순환시킬 수 있다. 즉, 농도 측정부(430)의 측정 결과 제3 혼합 물질의 혼합이 균일하게 이루어지지 않았거나, 측정된 농도가 기존 농도와 상이할 경우 제1 순환 라인(410)의 펌프가 작동되어 제3 혼합 물질을 혼합 탱크(400)의 상부로 순환시켜 제3 혼합 수단(420)에 의해 제3 혼합 물질이 재차 혼합되도록 한다.
제2 이송 라인(500)은 내부에 이송 공간이 형성되는 소정 직경을 갖는 파이프 등으로 마련되어 일 측이 혼합 탱크(400)의 하부와 연결되고, 타 측은 저장 탱크(600)의 측면에 연결된다. 상기한 제2 이송 라인(500)은 혼합 탱크(400)의 하부에 연결되기 때문에, 제3 혼합 물질의 자중에 의해 자유 낙하하여 저장 탱크(600)의 내부로 제3 혼합 물질이 이송된다. 이때, 제2 이송 라인(500)에는 Purge 밸브(510)가 형성되어 제2 이송 라인(500)을 통해 이송되는 제3 혼합 물질이 공기와 접촉되는 것을 방지한다.
한편, 저장 탱크(600)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 내부에 저장 공간이 형성되는 용기로 마련될 수 있으며, 상기 내부 저장 공간은 외부와 완벽히 차단되도록 형성된다.
저장 탱크(600)의 내부에는 제2 이송 라인(500)을 통해 공급되는 제3 혼합 물질을 재차 혼합하기 위한 제4 혼합 수단(610)이 형성된다. 상기한 제4 혼합 수단(610)은 스크류 등의 교반 부재로 마련되어 이 교반 부재를 제3 혼합 물질이 통과함에 따라 상기 제3 혼합 물질을 재차 혼합시켜 제4 혼합 물질을 생성하게 된다. 이때, 제3 혼합 물질이 제4 혼합 수단(610)에 의해 재차 혼합되어야 하기 때문에, 제2 이송 라인(500)의 타 측은 제4 혼합 수단(610)보다 상측에 위치되도록 저장 탱크(600)에 연결된다.
또한, 저장 탱크(600)의 내부에는 제4 혼합 물질의 농도를 측정하기 위한 농도 측정부(620)가 형성되며, 저장 탱크(600) 내부로 초순수를 공급하는 초순수 공급부(630) 및 고농축 화학 물질을 공급하는 고농축 화학 물질 공급부(640)가 형성된다. 이때, 초순수 공급부(630) 및 고농축 화학 물질 공급부(640)에는 그들 각각의 공급 유량을 측정할 수 있도록 유량 측정부(631, 641)가 각각 형성된다.
저장 탱크(600) 내부의 농도 측정부(620)는 제4 혼합 물질의 농도를 측정하는데, 측정된 제4 혼합 물질의 농도가 기준 농도와 일치하지 않으면, 초순수 공급부(630) 및/또는 고농축 화학 물질 공급부(640)를 통해 저장 탱크(600)의 내부로 초순수 및/또는 고농축 화학 물질을 공급하여 제4 혼합 물질의 농도를 기준 농도와 일치시킬 수 있다. 도 5는 혼합 탱크(400)와 저장 탱크(600) 내의 혼합 물질의 농도를 도시한 그래프로, 저장 탱크(600) 내의 제4 혼합 물질은 상술한 과정에 의해 균일한 농도를 유지할 수 있게 된다. 따라서 제4 혼합 수단(610)에 의해 생성된 제4 혼합 물질의 농도는 약 0.001% 정도의 오차 범위를 가질 수 있다.
상술한 혼합 탱크(400)와 저장 탱크(600)의 내부 저장 공간은 서로 상이한 부피를 갖도록 형성되는데, 혼합 탱크(400)의 내부 저장 공간이 저장 탱크(600)의 내부 저장 공간보다 작은 저장 공간을 갖도록 형성된다. 즉, 저장 탱크(600)의 내부 저장 공간이 혼합 탱크(400)의 내부 저장 공간보다 큰 부피를 가지도록 형성된다. 이때, 저장 탱크(600)의 내부 저장 공간은 혼합 탱크(400)의 내부 저장 공간보다 50% 이상 더 큰 부피를 갖도록 형성된다. 상기 제3 혼합 물질이 혼합 탱크(400)에서 저장 탱크(600)로 이송될 때 제2 이송 라인(500)을 통해 이송되는데, 제2 이송 라인(500)이 설치된 위치에 의해 상기 제3 혼합 물질은 혼합 탱크(400)에서 저장 탱크(600)로 자연 낙차에 의해서 이송된다. 즉, 제3 혼합 물질은 혼합 탱크(400)에서 저장 탱크(600)로 제2 이송 라인(500)을 통해 소량이 지속적으로 이송된다. 상기와 같이 이송되는 제3 혼합 물질은 저장 탱크(600)의 전체 부피에 비해 소량에 불과하므로 0.01%의 오차를 갖는 제3 혼합 물질이 저장 탱크(600)에 공급되어도 저장 탱크(600) 내에 저장된 제4 혼합 물질의 농도에 미치는 영향은 미미하게 된다. 저장 탱크(600)의 크기가 크면 클수록 제3 혼합 물질에 관계없이 제4 혼합 물질의 농도를 균일하게 유지할 수 있게 된다. 이상적으로는 저장 탱크(600)가 혼합 탱크(400)보다 약 300% 이상 크면 좋지만, 설치 위치의 환경적 제약 및 비용 등을 고려할 때, 저장 탱크(600)의 크기는 혼합 탱크(400)의 크기보다 최소 50% 이상만 크면 상기한 목적을 달성할 수 있다.
또한, 제3 이송 라인(700)은 내부에 이송 공간이 형성되는 소정 직경을 갖는 파이프 등으로 마련될 수 있으며, 일 측이 저장 탱크(600)에 연결되고, 타 측은 사용 장소로 연결되어 제3 이송 라인(700)을 통해 저장 탱크(600) 내부의 제4 혼합 물질이 사용 장소로 이송된다. 이때, 제3 이송 라인(700)에는 펌프가 구비되어 제4 혼합 물질의 원활한 이송이 가능하도록 한다.
이때, 제3 이송 라인(700)에는 제3 이송 라인(700)에서 분기되어 저장 탱크(600)의 상부와 연결되도록 형성되는 제2 순환 라인(710)이 더 형성되며, 제2 순환 라인(710) 상에 형성되어 제2 순환 라인(710)을 개폐하는 개폐 밸브(720)가 더 형성된다. 제2 순환 라인(710)은 내부에 이송 공간이 형성되는 소정 직경을 갖는 파이프 등으로 마련될 수 있으며, 일 측이 제3 이송 라인(700)에 연결되고, 타 측은 저장 탱크(600)의 상부에 연결되도록 형성된다. 저장 탱크(600) 내부의 농도 측정부(620)에 의해 측정된 제4 혼합 물질의 농도가 기준 농도와 상이할 경우, 개폐 밸브(720)가 개방되어 제4 혼합 물질이 제3 이송 라인(700) 및 제2 순환 라인(710)을 통해 저장 탱크(600)의 내부로 순환될 수 있다. 이때, 도시하지는 않았지만, 제3 이송 라인(700)에는 별도의 개폐 밸브(미도시)가 더 설치되어 제2 순환 라인(710)을 통해 제4 혼합 물질이 순환될 때, 사용 장소로 제4 혼합 물질이 이송되는 것을 방지한다. 상기 별도의 개폐 밸브(미도시)는 제2 순환 라인(710)이 분기된 지점보다 사용 장소 방향 측에 위치되도록 형성된다. 상기와 같이 제2 순환 라인(710)을 통해 저장 탱크(600)의 내부로 순환된 제4 혼합 물질은 제4 혼합 수단(610)에 의해 재차 혼합될 수 있다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 혼합 시스템은 사용 장소에서 고농축의 화학 물질과 초순수를 혼합하여 사용함으로써 고 위험 화학 물질의 운송량을 최소화함에 따라 물류비용 절감과 운송 중 발생하는 사고에 의한 환경오염 및 인명 피해를 최소화 할 수 있으며, 복수 개의 혼합 수단에 의해 고농축의 화학 물질과 초순수를 재차 혼합함으로써 초정밀 농도를 유지하면서 대용량의 혼합액을 제조할 수 있는 매우 뛰어난 효과가 있다.
이상으로 본 발명에 따른 혼합 시스템에 대한 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였다.
전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술 될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 제1 혼합 수단 110: 공급 조절부
120: 초순수 공급부 121: 유량 측정부
130: 고농축 화학 물질 공급부 131: 유량 측정부
200: 제2 혼합 수단 300: 제1 이송 라인
400: 혼합 탱크 410: 제1 순환 라인
420: 제3 혼합 수단 430: 농도 측정부
500: 제2 이송 라인 510: Purge 밸브
600: 저장 탱크 610: 제4 혼합 수단
620: 농도 측정부 630: 초순수 공급부
631: 유량 측정부 640: 고농축 화학 물질 공급부
641: 유량 측정부 700: 제3 이송 라인
710: 제2 순환 라인 720: 개폐 밸브

Claims (11)

  1. 초순수와 고농축 화학 물질이 동시에 공급되어 상기 초순수와 고농축 화학 물질이 혼합됨에 따라 제1 혼합 물질을 생성하는 제1 혼합 수단;
    상기 제1 혼합 수단에 연결되어 상기 제1 혼합 물질이 이송되는 제1 이송 라인;
    상기 제1 이송 라인 상에 형성되어 상기 제1 혼합 물질을 재차 혼합시켜 제2 혼합 물질을 생성하는 제2 혼합 수단;
    상기 제1 이송 라인에 연결되어 상기 제2 혼합 물질이 공급되고, 공급된 상기 제2 혼합 물질을 제3 혼합 수단에 의해 재차 혼합하여 생성된 제3 혼합 물질을 저장하는 혼합 탱크;
    상기 혼합 탱크에 연결되어 상기 제3 혼합 물질이 이송되는 제2 이송 라인;
    상기 제2 이송 라인에 연결되어 상기 제3 혼합 물질이 공급되고, 공급된 상기 제3 혼합 물질을 제4 혼합 수단에 의해 재차 혼합하여 생성된 제4 혼합 물질을 저장하는 저장 탱크; 및
    상기 저장 탱크에 연결되어 상기 제4 혼합 물질을 이송하는 제3 이송 라인;을 포함하고,
    상기 제1 혼합 수단에 공급되는 초순수와 고농축 화학 물질의 공급 비율을 조절하는 공급 조절부;
    상기 초순수와 고농축 화학 물질이 공급되는 유량을 측정하는 유량 측정부; 및
    상기 제3 혼합 물질의 농도를 측정하는 농도 측정부;를 더 포함하며,
    상기 공급 조절부는 상기 초순수의 공급 압력에 따라 상기 고농축 화학 물질의 공급 압력을 제어하여 상기 초순수와 상기 고농축 화학 물질의 공급 비율을 조절하는 것을 특징으로 하는 혼합 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공급 조절부는 상기 초순수와 고농축 화학 물질의 공급 비율을 조절하여 상기 제3 혼합 물질의 농도를 반복적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 혼합 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 이송 라인은 일 측이 상기 혼합 탱크의 하부와 연결되고, 타 측은 상기 저장 탱크의 측면에 연결되는 것을 특징으로 하는 혼합 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 혼합 탱크의 내부 공간과 상기 저장 탱크의 내부 공간은 서로 상이한 부피를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 혼합 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 혼합 탱크의 내부 공간은 상기 저장 탱크의 내부 공간보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 혼합 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 혼합 탱크의 하부에 일 측이 연결되고, 타 측이 상기 혼합 탱크의 상부에 연결되어 상기 혼합 탱크 내부의 제3 혼합 물질을 순환시키는 제1 순환 라인;을 더 포함하는 혼합 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제3 이송 라인에서 분기되어 상기 저장 탱크의 상부와 연결되도록 형성되는 제2 순환 라인; 및
    상기 제2 순환 라인 상에 형성되어 상기 제2 순환 라인을 개폐하는 개폐 밸브;를 더 포함하는 혼합 시스템.
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