KR20000006148A - 분위기분석장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최소한 2개의 최초 기체 공급원(S₁, S₂,...)으로부터 적어도 한 요소의 수준을 샘플링하여 분석하는 장치에 관한 것으로서, 이 장치는 분지 도관(L_Pi), 방출 도관(L_Ei), 제2 도관(L_Si), 관련된 문제가 되는 최초 기체 공급원으로부터 각각의 방출 도관으로 또는 각각의 제2 도관을 통하여 예비 분석용 수집 지점으로 각 표본을 향하게 할 수 있는 각각의 유동 배향 요소(V_i), 상류부에서는 상기 수집 지점과 연결되고 하류부에서는 방출 지점(E)과 연결되는 제3 도관(L_T), 상류부에서는 상기 제3 도관과 연결되고 하류부에서는 분석기와 연결되는 적어도 한 개의 분석 도관(L_Ai)을 포함한다.

이러한 형식의 장치는 연속적인 태핑, 분석기 반응 시간의 최소화가 가능하도록 하고 대표적인 기체 표본이 분석기에 유입되도록 허용하며, 추가로 임의의 순서로 하나의 최초 기체 공급원으로부터 다른 공급원으로 각 측정점에 대하여 전적으로 조정가능한 어드레스 시간으로 변경하는 것이 가능하다.

Description

분위기 분석 장치{INSTALLATION FOR ANALYSING AN ATMOSPHERE}

본 발명은 분위기 분석 장치에 관한 것으로서, 상당히 구체적으로는 밀폐 공간의 여러 지점에서 이 공간이 사용하는 분위기의 한 개 이상의 요소를 또는 기체 분배망(gas distributuin network)의 한 개 이상의 요소를 다중 방식(multiplexing mode)(일괄 방식(batch mode): 변경될 수 있는 소정의 순서로 이루어지고 역시 변경될 수 있는 각 측정 지점에 대한 어드레스 시간이 있는, 상기 지점들에 대한 순차적 분석)으로 분석할 필요가 있는 경우를 다루기 위한 것이다.

산업용 기체(열처리 산업, 전자 산업, 식품 산업 등)를 사용하는 사람들에게는 자신의 담당 분야에서 사용하는 분위기의 한 개 이상의 성분에 대하여, 또는 선택적으로 분배 기체를 공정에 투입하기 전에 그 기체의 한 개 이상의 불순물(예를 들면, 산소나 아니면 수증기등)에 대하여 분석할 필요성이 빈번하게 요구되며 이러한 경향이 증가하는 추세이다. 이는 처리되고 있는 공작물에 대하여 포괄적인 품질 제어를 수행할 수 있도록 하기 위한 것이고, 이러한 포괄적인 품질 제어는 각 공작물이 처리되는 분위기 조건을 알 수 있다는 것을 전제로 하고 있다. 상기 분석은 이러한 상황에 이용된다.

따라서, 기체를 사용하는 사용자들은 종종 이러한 분위기 조건을 알 수 있기를 바라고, 또는 이를 추적 가능하게 표시하고 기록하기를 바라며, 나아가 그렇게 기록된 수치를 처리할 수 있기를 바란다.

이에 따라, 산업용 기체를 사용하는 상기 사용자들에게 관찰 대상인 다양한 분석 지점에서 기체 표본을 채취할 수 있도록 하는 분석 방법 및 장치를 제공할 수 있어야 한다는 점이 이해된다.

상기 방법 및 장치는 이하에 기재된 것들을 가능하게 하여야 한다:

- 문제가 되는 한 개 또는 복수개의 분석기의 응답 시간을 최소화할 것;

- 분석용 베이(bay)에 특히 이해될 수 있는 사실로서, 이 분석용 베이는 태핑(tapping) 지점으로부터 멀리 떨어져 있는 경우에 밀폐 공간의 분위기 또는 분석할 분배망에서 이송되는 기체를 대표하는 분석용 기체 표본이 제공되는 것을 보장할 것;

- 각 측정점의 순서와 무관하게 표본의 채취와 분석이 수행될 것;

- 주어진 측정점의 어드레스 시간이 어떠하든지, 분석될 종류와 사용되는 분석기의 형식에 따라 표본이 채취되고 분석이 수행될 것.

이러한 다중 방식을 적용하기 위하여, 분석할 각 채널의 전방에 순차적으로 배치되고 단계적 진행에 기초하는 회전식 밸브를 사용하는 것이 제안된 바 있다. 그러나, 이러한 회전식 밸브가 사용되는 경우, 특히 작동 강인성이 아직 입증되지 않은 복잡한 설비와 관련하여 사용되는 경우에 단점이 없지는 않으며, 무엇보다도 회전 방향 진행 상태가 매우 정확하게 유지되어야 하는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 특히 전술한 기술적 문제에 대한 해결 방법을 제시하는 것이다.

도 1은 단일의 분석 도관과 단일의 분석기를 사용하는, 본 발명에 따른 장치의 개략도이며,

도 2는 급송 탱크에서 제3 도관에 연결되는, 3개의 분석 도관과 3개의 분석기를 포함하는 본 발명에 따른 장치의 개략도이며,

도 3은 각각의 제2 도관 및 방출 도관에는 2방향 밸브가 제공되고 관련된 샘플링 도관, 방출 도관 및 제2 도관의 연결 지점에 의하여 형성되는 조합체로써 구성된, 본 발명에 따른 배향 요소의 실시예에 대한 도면이며,

도 4 및 5는 배기구로 이어지는 제3 도관으로부터 분지된 분석 도관이 있는, 본 발명에 따른 2개의 선택적인 실시예에 대한 도면이며,

도 6은 제3 도관이 분석 도관의 연결 지점의 하류에 배출구를 포함하고, 분석 도관은 압력 수두 손실을 발생시키는 요소를 구비하는, 본 발명에 따른 장치의 부분도이다.

최소한 두 개의 최초 기체 공급원으로부터, 적어도 한 개의 분석기를 사용하여 샘플링 검사 방법에 따라, 적어도 한 요소의 수준을 분석하는 장치로서, 본 발명에 따라 다음의 특징들을 포함한다.

- 분석 대상인 적어도 2개인 분석할 최초 기체의 공급원과;

- 각각 상류부에서는 상기 최초 기체 공급원들 중의 한 공급원과 연결되고 하류부에서는 각 유동 배향 요소와 연결되는, 적어도 두 개의 분지 도관(tapping line)과;

- 각각 상류부에서는 상기 배향 요소들 중의 한 요소와 연결되고 하류부에서는 방출 또는 저장 지점과 연결되는, 적어도 두 개의 방출 도관과;

- 각각 상류부에서는 상기 배향 요소들 중의 한 요소와 연결되고 하류부에서는 수집 지점과 연결되는 제2 도관으로서, 각 배향 요소는 관련된 최초 기체 공급원으로부터 각 방출 도관 또는 상기 수집 지점으로 상기 각 제2 도관을 통하여 이동하도록 표본의 방향을 설정할 수 있는, 적어도 두 개인 제2 도관과;

- 상류부에서는 상기 수집 지점과 연결되고 하류부에서는 방출 또는 저장 지점과 연결되는 제3 도관과;

- 각각 상류부에서는 상기 제3 도관과 연결되고 하류부에서는 상기 분석기(들) 중 한 개 이상의 분석기와 연결되는, 적어도 한 개인 분석 도관.

본 발명에 따른 분석 장치에는 추가로 이하의 특징들 중 한 개 이상의 특징이 있을 수 있다:

- 상기 분석 도관과 제3 도관의 연결점과 상기 수집 지점의 사이에 배치되는 펌핑(pumping) 요소;

- 상기 제3 도관은 상기 분석 도관이 제3 도관에 연결되는 지점의 하류에 역류 방지 밸브를 포함하는 것;

- 상기 제3 도관은 상기 분석 도관이 제3 도관에 연결되는 지점의 하류에 오버플로우(overflow)를 포함하고, 상기 분석 도관 또는 적어도 한 개의 분석 도관에는 압력 수두 손실을 발생시키는 요소가 제공되는 것;

- 상기 방출 도관 또는 적어도 한 개의 방출 도관에는 펌핑 요소가 제공되는 것;

- 상기 분석 도관 또는 각 분석 도관에는 경우에 따라 교정용 기체 또는 정화용 기체가 분석 대상인 기체의 분석기로 향하게 하는 배향 요소가 제공되는 것;

- 상기 배향 요소(들)은 3방향 솔레노이드 밸브로 구성되는 것;

- 상기 분지 도관의 상기 배향 요소(들)은 관련된 분지 도관, 방출 도관 및 제2 도관의 연결 지점에 의하여 형성되는 조합체로 구성되며, 각 제2 도관 및 방출 도관에는 상기 지점의 하류에 문제가 되는 도관을 통과하는 기체의 유동을 허용하거나 차단할 수 있는 요소가 제공되는 것;

- 분석 대상인 최초 공급원은 대기압보다 높은 압력 상태인 것;

- 분석 대상인 최초 공급원은 대기압과 실질적으로 동일하거나 그 이하의 압력 상태인 것;

- 상기 최초 공급원은 분배망으로부터 채취된 기체 표본으로 구성되는 것;

- 상기 장치는 복수개의 분석기를 포함하며, 상기 분석 도관들은 급송 탱크에서 상기 제3 도관과 연결되는 것;

- 상기 장치는 상기 제3 도관과 연결되는 단일의 분석 도관과 일렬로 배치되는 분석기들을 포함하는 것;

- 상기 장치는 분석기마다 한 개의 분석 도관을 포함하는 것.

본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련하여 서술하는, 그러나 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것은 아닌, 후술하는 실시예에 관한 기재로부터 드러난다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략도로서, 이 장치는 6개의 분지 도관(L_Pi)을 구비하며, 각 도관은 최초 기체 공급원(S_i)으로부터 시작하고 여과기(F_i)를 통과하여 본 실시예에서는 3방향 솔레노이드 밸브인 유동 배향 요소(V_i)와 연결된다.

최초 공급원은 예를 들어 분배망(대표적으로는 공정으로의 투입을 허용하기 전에 불순물을 조사하는 적용 분야)으로부터 채취된 기체 표본으로 구성될 수 있으며, 또는 선택적으로, 예로써, 기체 분위기를 사용하는 밀폐 공간(로, 터널, 저장 용기 등)의 다양한 지점에서 채취된 기체 표본으로 구성될 수 있다.

그러면, 분석 대상인 최초 공급원은, 경우에 따라 대기압 이상의 압력 상태(내부 압력이 수 바(bar) 내지 심지어 수십 바에 이르기도 하는 분배망에 관련된 경우)이거나, 또는 선택적으로 대기압과 실질적으로 동일하거나 그 이하의 압력 상태에 있다. 예를 들어, 산업용 기체를 사용하는 열처리 로나 식품 처리용 터널등의 다양한 밀폐 공간에 관한 경우에, 이러한 "개방된" 밀폐 공간 내의 압력은 수 밀리바의 범위 내에서 대기압과 동일하다(P = PA + (1 내지 50 mbar)).

본 발명에 따라, 제2 도관(L_Si)(수집 지점(R)에서 서로 연결됨) 및 방출 도관(L_Ei)은 각각 3방향 솔레노이드 밸브(E_i)에 연결되고, 본 실시예에서는 상기 방출도관들이 펌핑 요소(P_i)를 통하여 배출구(E_i)와 연결된다.

이상의 기재로부터 이해할 수 있듯이, 주어진 실시예에서는, 2개의 방출 도관이 한 개의 배출구 상에서 결합되며 예를 들어, 방출 도관(1, 2)은 한 개의 배출구(E₁)와 연결된다. 본 장치는 도시된 바와 같이, 6개의 도관을 구비하며, 따라서 단지 3개의 배출구(E₁, E₂, E₃)만을 포함한다.

도 1의 장치의 하류쪽에 대하여 계속하여 설명하면, 제3 도관(L_T)은 수집 지점(R)에서 시작하고, 펌핑 요소(P) 및 역류 방지 밸브(C)를 통과하여 기체를 배출구(E)로 방출시킬 수 있다.

분석 도관(L_A)은 이 제3 도관으로부터 분지되며, 3방향 솔레노이드 밸브(V_A)를 통과하여 분석기(A)로 분석 대상인 기체를 이송할 수 있다.

분석기(A)에는 또한 수용된 기체를 배출구(E_A)로 방출할 수 있는 기체 방출구가 제공된다.

본 설비는 3방향 솔레노이드 밸브(V_P)를 추가로 구비하며, 솔레노이드 밸브들(V_A, V_P)은 서로 협력하여 경우에 따라 분석 대상인 기체(도관(L_A)을 따라 흐름), 교정용 기체(도관(L_C)으로부터 채취됨), 또는 선택적으로 정화용 기체(도관(L_PR)으로부터 채취됨)를 분석 장치(A)로 향하게 할 수 있다.

참조 부호 1, 2 및 3은 솔레노이드 밸브(V₆)의 3방향을 표시하며, 이는 이밸브의 작동 및 일반적으로 도 1에 도시된 장치의 작동 방식을 설명하기 편리하게 하기 위한 것이다.

솔레노이드 밸브(V₆)의 코일이 온 상태이면, 경로 1-2가 사용된다, 즉 공급원(S₆)으로부터 채취된 기체는 수집 지점(R)으로 이송된다. 그러나, 솔레노이드 밸브(V₆)의 코일이 오프 상태이면, 경로 1-3이 사용되고, 이에 따라 공급원(S₆)으로부터 채취된 기체는 방출 도관(L_E6)을 따라 방출부(E₃)로 이송된다.

따라서, 도 1에서 도시된 다중 방식 분석 장치는 기체 표본을 6개의 상이한 지점으로부터 채취하여 이들을 분석기로 분배할 수 있으며, 장치를 이렇게 설계함으로써 도면에는 도시되지 않은 (자동화 유닛과 같은) 감시/제어 장치를 사용하여 다양한 분석 지점과 연속적으로 연결될 수 있고, 이는 수집 지점(R)을 통하여 주어진 기체 공급원을 분석기(A)로 향하게 함으로써 이루어지며, 그동안 공급원(S_i)으로부터 채취된 다른 모든 기체 표본들은 방출부(E_i)로 향하게 된다. 다음으로, 전 단계에서 분석 대상이었던 공급원은 그 방출부로 향하게 되고, 반면 다른 공급원의 솔레노이드 밸브가 이제 그 분석을 수행하도록 활성화되며, 다른 것들은 처리되지 않은 상태로 방치, 즉 배출부로 향하게 한다.

따라서, 이러한 형식의 장치는 6개의 최초 기체 공급원과 연속적으로 연결될 수 있으며, 분석기의 응답 시간을 최소화하고, 이 분석기가 공급원(S_i)의 분위기의 대표적인 기체 표본을 수용하도록 것을 보장하며, 특히 어떤 이유로 인하여 분석기가 분지 지점으로부터 매우 멀리 떨어져 있을 경우에 그러하다

또한, 이러한 형식의 장치는 최초 기체 공급원으로부터 다른 공급원으로 임의의 순서로 변경하는 것이 가능하며, 각 측정 지점에 대한 어드레스 시간은 전술된 제어 장치에 의하여 전적으로 조정가능하고, 예를 들어 소정의 측정 지점이 이를 테면 더 중요한 경우에 이를 더 엄밀하게 감시할 수 있다.

이와 유사하게, 소정의 데이타(예를 들어 처리 대상인 밀폐 공간의 분위기에 포함된 특정 요소의 수준에 대한 시간 프로파일)를 관찰하거나 기록하기 원하는 사용자들의 요구를 충족시키기 위하여, 표시나 저장의 목적으로 본 장치의 분석기(들)로부터 받은 신호를 재싱함으로써 본 발명에 따른 장치를 사용하는 것이 용이하다. 이 신호들은 필요하다면 순차적으로 처리되어, 한 개 이상의 검출 수준에 따라 경고 신호를 발생시킬 수 있으며, 또는 선택적으로 자동화 유닛을 사용하여 그것을 기초로 하여 한 개 이상의 기체 요소의 수준을 조정하는 것이 가능하다.

예로서, 최초 기체 공급원(S_i)이 분위기가 제어되는 열처리용 로와 같이 산업용 기체를 사용하는 한 개 이상의 밀폐 공간 상의 연결 지점이고, 이 밀폐 공간 내의 기체들은 실질적으로 대기압 상태인 경우를 고려하고자 한다.

다음으로, 추가하여 분석기(A)에는 그 자신의 펌핑 요소가 분석 장치와 일체로 제공되는 경우를 또한 고려해 볼 것이다.

그러면, 문제가 되는 최초 기체 공급원(다시 말하면, 기체가 밀폐 공간(들)으로부터 분지되어 나오는 지점)이 어떠하든지, 분지된 기체는 수집 지점(R)에 도달하고 이어서 압력이 실질적으로 대기압과 동일한 상태인 제3 도관(L_T)에 도달한다. 분석기(A)는 그 자신의 펌핑 요소를 통하여 제3 도관으로부터 갈라지는 도관(L_A)을 통하여 작동에 필요한 만큼의 유량만을 뽑아내며, 분지 지점(R)에 도달하였지만 분석기로 향하지 않는 기체의 잔류 부분은 배출구(E)로 제3 도관을 따라 방출된다.

따라서, 펌프들(P₁, P₂, P₃, P)은 분석용 베이와 분지 지점 사이의 거리에 따라 설계되고, 펌프(P)는 특히 수집 지점(R) 및 제3 도관(L_T)에 도달하는 유량이 분석기(A)가 작동되기 위하여 필요한 (따라서 펌프가 송출할) 유량보다 많도록 설계된다.

따라서, 도 1을 참조하면, 솔레노이드 밸브(V_A, V_P)는 서로 협력하여, 예를 들어 휴지 상태 또는 선택적으로 장치가 도관으로부터 차단되는 야간에, 도관(L_PR)으로부터 취한 정화용 기체 아니면 선택적으로 도관(L_C)으로부터 취한 교정용 기체를 분석기로 보낼 수 있으며, 이 경우 모든 분지 도관(L_Pi)은 완전히 차단되도록 또는 많은 유량이 흐르지만 관련된 배출구(E_i)와 연통되도록 구성된다는 사실이 쉽게 이해될 수 있다.

비록 도 1에 도시된 각 배향 요소들, 그리고 특히 각 분지 도관의 밸브(V_i)는 3방향 밸브로 구성되어 있지만, 도 3의 실시예에서 예로서 도시된 바와 같이 본발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 형식의 배향 요소가 고려될 수 있다. 도 3의 실시예의 경우 배향 요소(V)는 수집 지점(R)으로 향하는 제2 도관(L_S), 공급부(S)로부터 채취되는 분지 도관(L_P) 및 방출 도관(L_E)의 연결 지점으로서 구성되고, 각 도관(L_E, L_S)에는 각 도관 내의 기체 유동을 허용하거나 차단하는 2방향 밸브(각각 V_E및 V_S)가 상기 지점의 하류에 제공되며, 따라서 최초 기체 공급원(S)으로부터 취해진 기체를 순차적으로 필요에 따라 수집 지점(R)또는 선택적으로 방출부로 향하게 할 수 있는 것이 확실하다.

당업자에게는 명백한 사실이라고 판단되는 바로서, 비록 도 1의 장치가 분석 도관(L_A)이 제3 도관(L_T)로부터 분지되는 실시예를 나타내고 있지만, 다른 구성이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 또한 고려될 수 있으며, 그러한 구성은 본 명세서에 기초하여 사용되는 일반적인 구성의 범위 내에 들어온다고 생각하여야 하고, 여기에 따르면 장치는 "상류부에서는 제3 도관과 연결되고 하류부에서는 ... 적어도 한 개의 분석 도관"을 포함한다. 따라서, 도 4의 부분도는 도 1의 연결 상태를 다시 도시하며, 반면 도 5는 제3 도관이 분석 도관(L_A)으로부터 분지된다는 사실에 의하여 기재될 수 있는 변형례를 도시한다. 이러한 두 구성은 이하의 점에서 상호 교체 가능하다.

- 두 도관(분석 도관 및 제3 도관)은 모두 경우에 한 지점에서 "연결"(분지)된다.

- 고려할 수 있는 사항으로서, 도 5의 경우에 있어서도 제3 도관은 "그 상류부에서 수집 지점과 연결"되며, 다만 도면에서 참조 부호 L_CN으로 표시된 "연결" 도관부를 통한다.

따라서, 사용된 용어는 단지 부차적인 중요성만을 가지며, 강조되어야 할 것은 각 도관의 진정한 목적이라는 사실을 알 수 있다.

그러나, 언급되어야 할 사항으로서, 도 1 및 도 4의 구성은 제3 도관으로부터 분석 도관(L_A)에 의하여 분지된 기체가 배출구(E)와 연결되며, 따라서 이것이 대기압 상태에 있다고 더 신뢰할 수 있기 때문에 유리하다.

여기서 도 1에 대한 상세한 설명을 참조하면, 비록 분석기(A)가 자신의 펌핑 요소를 구비하는 것으로서 실시예가 안출되었지만, 자신의 펌핑 요소가 없는 분석 장치(A)를 고려할 수도 있으며, 이 경우 본 발명에 따라 도 6에서 개략적으로 도시된 구성을 채용하는 것도 역시 가능하다. 여기서, 제3 도관(L_T)은 분석 도관(L_A)이 제3 도관에 연결되는 지점의 하류에 오버플로우(D)를 포함하며, 반면 분석 도관(L_A)에는 압력 수두 손실을 발생시키는 요소(X)가 제공된다.

압력 손실 수두를 발생시키기 위한 이 요소는, 드로틀 밸브, 또는 선택적으로 개폐 밸브, 유량 제한기, 교정된 오리피스와 같은 요소에 의하여 널리 다양한 방식으로 형성될 수 있으며, 또는 선택적으로 매우 일반적인 방식으로 형성될 수 있고, 이는 압력 수두 손실의 발생은 도관 상의 당해 지점에서 사용되는 파이프선의 특정 구성에 의하여도 역시 실현될 수 있다는 것을 의미한다.

제3 도관에서 오버플로우를 구성하는 조합체(오버플로우는 상류 압력 조정기라고 생각할 수 있음)와 분석 도관에 있는 압력 수두 손실 발생용 요소는, 제3 도관 및 분석 도관 내의 압력이 상류에서 발생되는 변동에 관계없이 완전히 고정되기 때문에, 문제가 되는 분지 지점 및 문제가 되는 기체 도관 내의 기체 압력과 무관하게 분석기 내로 흐르는 따라서 분석 장치까지 도달하는 유량이 일정하다는 것을 보장한다는 사실이 이해될 수 있다.

분석 도관이 제3 도관으로부터 분지될 것인지 아니면 제3 도관이 분석 도관으로부터 분지될 것인지에 관하여는, 전술한 것과 동일하게 여기에 기재될 수 있다.

도 1은 단일의 분석기(A)를 포함하는 본 발명에 따른 분석 장치의 실시예를 도시하는 한편, 도 2는 3개의 분석기(A₁, A₂, A₃)를 포함하는 본 발명에 따른 분석 장치를 도시한다.

그러면, 도 2에서 도시된 실시예는, 수집 지점(R)의 상류에서, 도 1에서 도시된 실시예와 비교하여 달라진 것이 없으며, 이 때문에 이하에서는 수집 지점(R)의 하류부만을 다룰 것이다.

여기서 장치는 분석기마다 한 개씩의 분석 도관을 포함하며(각각 L_A1, L_A2및 L_A3), 각 분석 도관은 급송 탱크에서 제3 도관(L_T)과 연결되고, 이 급송 탱크는 제3 도관 상에서 어두운 색의 길이가 긴 요소로 표시되어 있다.

각 분석 도관은 추가로 배향 요소를 포함하며, 여기서는 3방향 솔레노이드밸브(V_A1, V_A2및 V_A3)로 구성된다.

전술한 경우에서와 같이, 여기서 각 분석기에는 수용된 기체를 배출구(각각 E_A1, E_A2및 E_A3)로 방출하도록 허용하는 기체 방출부가 역시 제공된다.

더 나아가, 이 장치에는 솔레노이드 밸브(V_P)가 있음을 알 수 있으며, 이 밸브는 각 솔레노이드 밸브(V_Ai)와 연결되어 정화용 기체(도관(L_PR)로부터 채취됨)나 교정용 기체(교정용 도관(L_C)로부터 채취됨)를 각 솔레노이드 밸브(V_Ai)로 향하도록 할 수 있고, 따라서 각 분석기로 향하도록 할 수 있다.

따라서, 이러한 형식의 장치는 각 분지 지점에 대하여 한 개 이상의 요소를 분석할 수 있도록 하며, 반면 수집 지점(R)의 상류에 있는 다양한 분석 지점의 연속적인 분지와 관련하여 도 1에서 이미 언급된 모든 이점을 유지한다는 사실을 인식할 수 있다.

전술한 도 3 내지 도 6의 변형예들은 도 2에 도시된 상기 장치의 범위 내에서 역시 채용될 수 있다(배향 요소는 T형 연결부와 2개의 2방향 밸브로 구성되거나, 또는 선택적으로 분석기들은 자신의 펌핑 요소를 구비하지 않고 압력 수두 손실을 발생시키는 요소를 통하여 공급받는다).

여기서, 솔레노이드 밸브(V_A3)의 3방향은, 이 솔레노이드 밸브와 이 장치의 일반적인 작동 방식을 명확하게 설명하기 위하여, 다시 참조 부호 1, 2 및 3으로 표시된다.

솔레노이드 밸브(V_A3)의 코일이 온 상태가 되면, 경로 1-2가 사용되고, 반면에 솔레노이드 밸브(V_A3)의 코일이 온 상태가 아니면, 경로 1-3이 사용된다.

이하에서는, 공급원(S₆)으로부터 채취된 기체가 수집 지점(R)으로 향하고, 다른 공급원들(S₁내지 S₅)로부터 채취된 다른 모든 표본들은 각각의 배출구(E₁내지 E₃)로 향하는 경우에 대하여 고려할 것이다.

공급원(S₆)으로부터 채취된 기체는 예를 들어 분석기(A₃)에 의하여 분석되고, 솔레노이드 밸브(V_A3)의 코일은 (분석 및 공정 제어 분야의 당업자에게는 매우 친숙한 전술한 제어 장치로서, 여기서는 기재되지 않은 보조 제어 장치에 의하여) 온 상태가 되어, 기체가 경로 1-2를 따라 흐르도록 허용하며, 반면 다른 솔레노이드 밸브(V_A1및 V_A2)는 온 상태가 아니고, 분석기(A₁및 A₂)가 조합체(V_P/L_PR)로부터 채취된 정화용 기체에 의하여 일소되도록 허용한다.

물론, 공급원(S₆)으로부터 채취된 기체 표본이 다른 분석기(A₁또는 A₂)에 의하여 역시 분석된다면, 분석 장치(A₃)를 정화용 기체로 정화하기 위하여 솔레노이드 밸브(V_A3)의 코일을 오프 상태로 할 수 있으며, 공급원(S₆)으로부터 채집된 기체 표본이 분석 장치(A₂)에 도달할 수 있도록 예를 들면 솔레노이드 밸브(V_A2)의 코일을 온 상태로 할 수 있다. 이 경우, 솔레노이드 밸브(V_A1)는 오프 상태로 유지되며,분석기(A₁)는 정화된다.

본 발명에 따른 장치에 의하여, 연속적인 태핑, 분석기 반응 시간의 최소화가 가능하고 대표적인 기체 표본이 분석기에 유입되도록 허용하며, 추가로 임의의 순서로 한 개의 최초 기체 공급원으로부터 다른 공급원으로 각 측정점에 대하여 전적으로 조정 가능한 어드레스 시간으로 변경되는 것이 가능하다.

Claims (15)

1. 최소한 2개의 최초 기체 공급원(S₁, S₂,...)으로부터, 샘플링 검사 방법에 따라, 적어도 한 개의 분석기(A₁, A₂,...)를 사용하여, 적어도 한 요소의 수준을 분석하는 분위기 분석 장치로서,

   - 적어도 2개인 분석할 최초 기체의 공급원(S₁, S₂,...)과;

   - 각각 상류부에서는 상기 최초 기체 공급원들 중의 한 공급원과 연결되고 하류부에서는 각 유동 배향 요소(V₁, V₂,...)와 연결되는, 적어도 2개의 분지 도관(L_P1, L_P2,...)과;

   - 각각 상류부에서는 상기 배향 요소들 중의 한 요소와 연결되고 하류부에서는 방출 또는 저장 지점(E₁, E₂,...)과 연결되는, 적어도 2개의 방출 도관(L_E1, L_E2,...)과;

   - 각각 상류부에서는 상기 배향 요소들 중의 한 요소와 연결되고 하류부에서는 수집 지점과 연결되는 제2 도관으로서, 각 배향 요소는 관련된 최초 기체 공급원으로부터 각 방출 도관 또는 수집 지점(R)으로 상기 각 제2 도관을 통하여 이동하도록 표본의 방향을 설정할 수 있는, 적어도 2개의 제2 도관(L_S1, L_S2,...)과;

   - 상류부에서는 상기 수집 지점과 연결되고 하류부에서는 방출 또는 저장 지점과 연결되는 제3 도관(L_T)과;

   - 각각 상류부에서는 상기 제3 도관과 연결되고 하류부에서는 적어도 한 개인 상기 분석기(들) 중의 적어도 한 분석기와 연결되는, 적어도 한 개인 분석 도관(L_Ai)

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 분위기 분석 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3 도관은 적어도 한 개인 상기 분석 도관과 제3 도관의 연결점과 상기 수집 지점의 사이에 배치되는 펌핑 요소(P)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분위기 분석 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제3 도관은 적어도 한 개인 상기 분석 도관이 제3 도관에 연결되는 지점의 하류에 역류 방지 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 분위기 분석 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 도관은 적어도 한 개인 상기 분석 도관이 제3 도관에 연결되는 지점의 하류에 배출부(D)를 포함하고, 적어도 한 개의 상기 분석 도관에는 압력 수두 손실을 발생시키는 요소(X)가 제공되는 것을 특징으로 하는 분위기 분석 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 방출 도관 또는 적어도한 개의 방출 도관에는 펌핑 요소(P_i)가 제공되는 것을 특징으로 하는 분위기 분석 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 분석 도관 또는 각 분석 도관에는 경우에 따라 교정용 기체 또는 정화용 기체가 분석할 기체에 대한 분석기로 향하게 하는 배향 요소가 제공되는 것을 특징으로 하는 분위기 분석 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 배향 요소(들)은 3방향 솔레노이드 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 분위기 분석 장치.
8. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 분지 도관의 상기 배향 요소(들)은 관련된 분지 도관, 방출 도관 및 제2 도관의 연결점에 의하여 형성되는 조합체로 구성되며, 각 제2 도관 및 방출 도관에는 상기 연결점의 하류에 문제가 되는 도관을 통과하는 기체의 유동을 허용하거나 차단할 수 있는 요소가 제공되는 것을 특징으로 하는 분위기 분석 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 최초 기체 공급원은 대기압보다 높은 압력 상태인 것을 특징으로 하는 분위기 분석 장치.
10. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 최초 공급원은 대기압과실질적으로 동일하거나 그 이하의 압력 상태인 것을 특징으로 하는 분위기 분석 장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 최초 기체 공급원은 기체 분배망으로부터의 분석용 배출구인 것을 특징으로 하는 분위기 분석 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 최초 기체 공급원은 기체 분위기를 사용하는 밀폐 공간의 여러 지점으로부터의 분석용 배출구인 것을 특징으로 하는 분위기 분석 장치.
13. 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 복수개의 분석기를 포함하며, 분석 도관(들)은 공급 탱크에서 제3 도관과 연결되는 것을 특징으로 하는 분위기 분석 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 제3 도관에 연결되는 단일의 분석 도관과 일렬로 배치되는 분석기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 분위기 분석 장치.
15. 제13항에 있어서, 분석기마다 한 개의 분석 도관을 포함하는 것을 특징으로 하는 분위기 분석 장치.