KR20140127046A - 가스 정제 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

가스 정제 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1유체가 유입되는 유입구와 상기 제1유체 중 일부가 유출되는 유출구가 형성된 제1챔버 및 상기 제1챔버 내의 공기를 정제하여 상기 제1챔버로 투입하는 정제기를 포함한다.

Description

가스 정제 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PURIFYING GAS}
본 발명은 가스 정제 장치 및 방법에 관한 것이다.
다양한 산업분야에서 공정의 진행 시, 수분이나 산소 등으로부터 재료를 보호하기 위하여, 진공 펌프(vacuum pump) 류를 이용하여 밀폐된 챔버 내의 수분이나 산소 등을 흡입함으로써 챔버 혹은 일정 영역을 진공화시킨다.
일정 시간 동안 진공화가 진행되면, Glove Box 형태의 밀착된 장갑 등을 이용하여 수동으로 작업을 진행하거나 챔버 외부에 설치된 간단한 구성의 로봇 류를 통하여 공정이 자동 진행된다.
진공화하는 것 대신, 일부 불활성기체를 이용하며 소규모 형태로 일정 영역 내 가스 분위기를 관리하는 경우도 있으나, 이는 적용에 한계가 있다.
진공 챔버를 이용할 경우, 원하는 정도의 진공도를 유지하기 위하여 오랜 시간이 필요하며, 기류의 흐름 제어에 취약한 문제점이 있다.
이를 테면, 챔버 내부가 진공화 되면서 모터나 실린더 등 공정을 진행하기 위한 구동 유닛의 설치가 불가능하여, 제한적인 형태로 일부 구동 유닛만을 챔버 외부에 설치한 후 밀폐를 유지하면서 연결이 이루어져야 한다.
이에, 이러한 챔버를 이용하여 가능한 작업은 한계가 있으며, 챔버 내부의 감시/관리가 매우 어렵다.
또한, 공정 진행 사항 관리는 물론 유지, 보수 측면에서 내부에 대한 감시가 필요한데, 진공 상태에서는 사람의 눈에 의한 관측이 불가하고, 조명이나 카메라 설치도 불가하기 때문에 많은 제약을 가지고 있다.
전술된 불활성기체를 이용하여 운용하는 경우에도, 일반 가스정제기에 단순 연결된 정제장치로서, 적용 규모 자체가 매우 소규모로 한정되어 있으며, 세밀한 순도관리가 어렵고, 대형화 디스플레이 산업 등에 적용 시 비효율적인 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예는 대기로부터 격리가 가능한 동시에 이물관리가 가능하고, 챔버 내부에서 다양한 설비의 구동이 가능한 가스 정제 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1유체가 유입되는 유입구와 상기 제1유체 중 일부가 유출되는 유출구가 형성된 제1챔버 및 상기 제1챔버 내의 공기를 정제하여 상기 제1챔버로 투입하는 정제기를 포함하는, 가스 정제 장치가 제공된다.
이 때, 상기 제1유체는 불활성 기체로서, He, Ne, Ar 및 N2를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 정제기에는 제2유체가 유입되는 유입구 및 상기 제2유체가 상기 정제기 내에서 반응된 후 생성되는 반응가스가 유출되는 유출구가 형성될 수 있다.
또한, 상기 유출구에는 진공펌프가 설치될 수 있다.
또한, 상기 정제기로부터 정제된 공기를 상기 제1챔버로 투입하기 위한 블로워(blower)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 블로워의 후단에 설치되어, 공정 시 발생되는 열을 냉각하는 쿨러(cooler)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 정제기로 투입되기 위한 공기를 여과하는 제1필터부 및 상기 정제기로부터 정제된 공기를 여과하는 제2필터부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2필터는 상기 제1챔버에 설치될 수 있다.
또한, 상기 제1챔버의 외부에 위치되는 제2챔버를 더 포함하되, 상기 정제기, 상기 블로워 및 상기 쿨러는 상기 제2챔버에 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 가스 정제 장치를 이용하여 가스 정제하는 가스 정제 방법으로서, 제1챔버에, 상기 제1챔버의 내부에서 유동 가능한 제1유체가 유입되는 단계, 상기 제1챔버 내의 공기가 필터부를 통과하는 단계, 상기 필터부를 통과한 공기가 정제기로 유입되는 단계, 상기 정제기에서 정제된 공기가 상기 필터부로 유입되는 단계, 상기 필터부를 통과한 공기가 제1챔버로 유입되는 단계 및 상기 제1유체 중 일부가 상기 제1챔버의 외부로 유출되는 단계를 포함하는, 가스 정제 방법에 제공된다.
이 때, 상기 정제기에 제2유체를 유입시켜 상기 정제기 내에 포화된 가스와 반응시키고, 반응 후 생성된 가스를 유출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 정제기에서 발생된 열을 냉각하기 위하여 쿨러에 냉각수를 유입시킨 후, 상기 냉각수를 상기 쿨러의 외부로 유출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 필터부에 의해 제1 및 제2공간으로 구분되어, 상기 제1 및 제2공간으로 제1유체를 유동 가능한 유로가 형성된 제1챔버 및 상기 제1챔버 내의 제1유체를 정제하여 상기 제1챔버로 투입하는 정제기를 포함하는, 가스 정제 장치가 제공된다.
이 때, 상기 필터부를 통과한 유체가 유입되는 멤브레인(membrane)이 설치될 수 있다.
또한, 상기 멤브레인을 통과한 유체가 유입되는 다공(多孔) 플레이트가 설치될 수 있다.
또한, 상기 다공 플레이트를 통과한 유체가 상기 유로를 거쳐 상기 필터부로 유입되도록 하는 블로워(blower)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 블로워의 후단에 설치되어, 공정 시 발생되는 열을 냉각하는 쿨러(cooler)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 블로워 및 상기 쿨러는 상기 제1공간의 내부 또는 외부에 설치될 수 있다.
또한, 상기 정제기에는 제2유체가 유입되는 유입구 및 상기 제2유체가 상기 정제기 내에서 반응된 후 생성되는 반응가스가 유출되는 유출구가 형성될 수 있다.
또한, 상기 유출구에는 진공펌프가 설치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전술한 가스 정제 장치를 이용하여 가스 정제하는 가스 정제 방법으로서, 제1챔버의 제1공간 내에 위치되는 제1유체가 필터부로 유입되는 단계, 상기 필터부를 통과한 제1유체가 상기 제1챔버의 제2공간으로 유입되는 단계, 상기 제2공간 내의 제1유체가 유로를 따라 상기 제1공간의 열변환부에 의해 상기 제1공간으로 유입되는 단계, 상기 제1챔버 내의 제1유체가 정제기로 유입되는 단계 및 상기 정제기에서 정제된 공기가 상기 제1챔버로 유입되는 단계를 포함하는, 가스 정제 방법이 제공된다.
이 때, 상기 필터부를 통과한 제1유체가 멤브레인(membrane)을 통과하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 멤브레인을 통과한 제1유체가 다공(多孔) 플레이트를 통과하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 정제기에 제2유체를 유입시켜 상기 정제기에 포화된 가스와 반응시키는 단계 및 상기 반응 후 생성된 가스를 유출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 정제기에서 발생된 열을 냉각하기 위하여 쿨러에 냉각수를 유입시킨 후, 상기 냉각수를 상기 쿨러의 외부로 유출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 정제 장치 및 방법은 고순도의 불활성기체로 유지 관리되는 챔버를 이용함으로써 대기로부터 격리가 가능한 동시에 이물관리가 가능하고, 챔버 내부에서 다양한 설비의 구동이 가능하여 공정을 효율적으로 진행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 정제 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 정제 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 정제 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 정제 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 정제 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
이하 도면을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 정제 장치 및 방법을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 정제 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 정제 장치는 제1챔버(1), 정제기(21), 블로워(221) 및 쿨러(222)를 포함할 수 있다.
제1챔버(1)는, 다양한 설비가 설치되도록 하기 위한 것으로서, 설비를 대기로부터 격리시키는 동시에 이물 관리가 가능하도록 하는 역할을 한다.
이 때, 제1챔버(1)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1유체가 유입되는 유입구(In(Ⅰ))와 제1유체 중 일부가 유출되는 유출구(Out(Ⅰ))가 형성된다.
여기에서, 제1유체는 불활성 기체일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 진공 분위기를 조성하는 대신 안정적인 분자구조로 인하여 화학반응을 하지 않는 불활성 기체를 제1챔버 내에 채워줌으로써, 제1챔버 내 분위기를 조성하도록 한다.
이러한 불활성 기체에는 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 질소(N2) 등이 포함될 수 있으며, 단원자 분자에서는 주로 아르곤(Ar), 다원자 분자에서는 삼중결합으로 이루어져 있어 구조적인 안정감을 가지고 있는 질소(N2)를 주로 사용한다. 반도체 또는 디스플레이와 같은 전자산업에서는 가스 흐름의 관리가 용이한 질소(N2)를 주로 사용한다.
보다 상세하게, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1챔버(1)에 형성된 유입구(In(Ⅰ))로 불활성 기체, 즉 순도가 높은 질소가스를 제1챔버(1)에 유입시킨 후, 유입된 질소가스 중의 일부를 유출구(Out(Ⅰ))를 통해 유출시킬 수 있다(퍼징, purging).
이 때, 제1챔버(1)의 유입구(In(Ⅰ)) 전단 및 유출구(Out(Ⅰ))의 후단에는 압력 게이지(미도시)와 밸브(4)가 설치될 수 있다.
이로 인해, 질소가스를 제1챔버(1)에 압력을 가하여 유입 및 유출시킬 수 있으며, 유입되거나 유출되는 양을 조절할 수도 있다.
도 1에서는, 유입구(In(Ⅰ))가 제1챔버(1)의 상부에, 유출구(Out(Ⅰ))가 제1챔버(2)의 하부에 위치되도록 도시되었으나, 기체의 분자량에 따라 위치를 변경하여 질소가스를 위에서 아래로 또는 아래에서 위로 흐르도록 할 수 있다.
한편, 제1챔버(1)에는 필터부가 하나 이상 설치될 수 있다.
제1챔버(1)에 질소가스가 유입되면, 제1챔버(1) 내에 원래 존재하던 공기는 후술되는 정제기(21)로 유입되어 정제되도록 하는데, 정제기(21)로 유입되기 전 공기를 제1필터부(11)로 투입(In(Ⅱ))하여 1차 여과되도록 할 수 있다.
그리고, 후술되는 정제기(21)에서 정제된 공기가 제1챔버(1)에 재 투입되면, 제2필터부(12)를 통해 2차 여과된 후 배출(Out(Ⅱ))되도록 할 수도 있다(순환, circulation).
본 발명의 일 실시예에서는 이러한 필터부가 제1 및 제2필터부(11, 12)로 구성되도록 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 정제기(21)는 제1챔버(1)로부터 유입된 제1챔버(1) 내의 공기를 정제한 후 제1챔버(1)로 재 투입시킨다.
이를 위해, 정제기(21)에는 제1챔버(1) 혹은 제1챔버(1) 내에 설치된 제1필터(11)로부터 공기가 유입될 수 있으며, 정제된 공기가 제1챔버(1)로 재 투입되도록 정제된 공기를 유출할 수도 있다.
또한, 정제기(21)에는 제2유체가 유입되는 유입구(In(Ⅲ))와 제2유체가 정제기(21) 내에서 반응한 후 생성된 오염된 가스가 유출되는 유출구(Out(Ⅲ))가 형성될 수 있다.
보다 상세하게, 제1챔버(1)로부터 정제기(21)에 유입된 공기는 정제기(21) 내의 필터에 의해 수분 및 산소 등이 포집되어 정제가 된다.
이 때, 이러한 반복된 과정에서, 정제기(21)에 수분 및 산소가 포화될 수 있는데, 포화된 수분 및 산소를 제거하기 위하여 정제기(21)에 제2유체를 유입시킨다.
여기에서, 제2유체는 수소(H2)/질소(N2)의 혼합가스 일 수 있다.
정제기(21)의 유입구(In(Ⅲ))에 수소(H2)/질소(N2)의 혼합가스를 투입하여 수분 및 산소를 제거함으로써 정제기(21)를 복원시키며, 불필요한 오염된 가스는 유출구(Out(Ⅲ))를 통해 흡입 및 배기시킨다(재생, regeneration).
이때, 유출구(Out(Ⅲ))의 후단에는 진공펌프(211)가 설치될 수 있다.
블로워(221)는, 정제기(21)로부터 정제된 공기를 가이드하여 제1챔버(1)로 유입시키기 위해 설치된다.
여기에서, 블로워(221)의 후단에는 공정 시 불가피하게 발생되는 열을 냉각시키기 위하여 쿨러(cooler)가 설치될 수도 있다.
이 때, 쿨러는 팬(fan) 형태로 구성될 수도 있지만, 배관을 통해 냉각수를 유입 및 유출시킴으로써 냉각을 수행할 수도 있다.
이를 위해, 쿨러에는 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각수를 유입 및 유출하기 위한 유입구(In(Ⅳ)) 및 유출구(Out(Ⅳ))가 형성될 수 있다(쿨링, cooling).
한편, 전술한 정제기(21), 블로워(221) 및 쿨러(222)는 제1챔버(1)와는 분리된 제2챔버(2) 내에 설치될 수도 있다.
상기의 퍼징, 순환, 재생, 쿨링 공정은 각 공정에 따라 필요한 순도, 택트 타임(tact time), 설비의 유지/보수에 따른 가스 교체 주기 등에 따라 각 모드를 단독 또는 혼용하여 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 정제 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 전술된 가스 정제 장치를 이용하여 가스를 정제하는 가스 정제 방법에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2를 참조하면, 먼저, 제1챔버(1)에, 제1챔버(1)의 내부에서 유동할 수 있는 제1유체가 유입된다(S110).
제1챔버(1)에 제1유체가 유입됨에 따라, 제1챔버(1) 내에 존재하던 공기가 제1필터부(11)로 유입되어 제1필터부(11)를 통과하게 된다(S120).
그리고, 제1필터부(11)에서 필터링된 공기는 배관을 따라 정제기(21)로 유입된다(S130).
정제기(21)에서 정제된 공기는 다시 배관을 따라 제2필터부(12)로 유입되며(S140), 제2필터부(12)에서 필터링된 공기는 제1챔버(1)로 다시 유입된다(S150).
이 때, 정제기(21)에서 정제 시 발생되는 열을 냉각하기 위하여 쿨러에 냉각수를 유입시킨 후, 냉각수를 쿨러의 외부로 유출하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
필터링된 공기가 제1챔버(1)로 유입됨에 따라, 제1챔버(1) 내에 존재하던 제1유체 중 일부가 제1챔버(1)의 외부로 유출된다(S160).
한편, 상기의 S110 내지 S160의 과정은 수 회 반복될 수 있다. 이러한 일련의 과정을 수행 시 정제기(21)에는 수분이나 산소 등이 포화될 수 있는데, 포화된 가스를 제거하기 위하여 제2유체를 유입시키고, 제2유체와 포화된 가스를 반응시켜 생성된 반응 가스를 유출하는 단계가 더 포함될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 정제 장치를 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 정제 장치를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4에서, 도 1과 동일한 구성은 동일 부호를 사용하여 나타내었으며, 동일한 구성에 따른 설명은 생략하도록 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 정제 장치는 제1챔버(1', 1˝) 및 정제기(21)를 포함할 수 있다.
제1챔버(1', 1˝)는, 전술된 바와 같이, 다양한 설비가 설치되도록 하기 위한 것으로서, 설비를 대기로부터 격리시키는 동시에 이물 관리가 가능하도록 하기 위하여 구비된다.
이 때, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1챔버(1', 1˝)는 필터부(10)에 의해 제1공간(13)과 제2공간(14)으로 구분된다.
도 3 및 도 4에서는, 필터부(10)가 횡 방향으로 나열되도록 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 제1공간(13)과 제2공간(14)을 연결하여, 제1공간(13)과 제2공간(14)으로 유체를 유동 가능하도록 하는 유로(15)가 제1챔버(1', 1˝)의 일 측 또는 양 측에 구성될 수 있다.
보다 상세하게, 제1공간(13)에는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 그 의 내부 또는 외부에 각각 열변환부(22)가 구비될 수 있다.
여기에서, 도 4와 같이, 열변환부(22)가 제1챔버(1', 1˝)의 외부에 설치되는 경우, 유지, 보수가 용이하고, 기능 분리 면에서 유리한 장점이 있다.
열변환부(22)가 유로(15)를 통과한 유체를 안내하여 필터부(10)로 유입되도록 하기 위한 것으로서, 블로워(221) 및 쿨러(222)를 포함할 수 있다.
또한, 필터부(10)의 하부에는 필터부(10)를 통과한 가스가 유입되도록 멤브레인(membrane)(141)이 설치될 수 있다.
멤브레인(141)이란, 특정 물질 만을 선택적으로 여과하기 위한 장치로서, 필터부(10)에서 1차 여과된 가스를 멤브레인(141)으로 유입시켜 2차 여과하게 되면, 이물제거나 수분제거의 효율을 높일 수 있다.
멤브레인(141)을 통과한 가스는, 도 3 및 도 4와 같이, 제2공간(14)으로 유입되게 되는데, 이러한 제2공간(14)에 공정을 진행하고자 하는 설비나 장치 등을 설치할 수 있다.
그리고, 제2공간(14)의 하부에는 다공 플레이트(142)가 설치될 수 있다.
멤브레인(141)과 다공 플레이트(142)의 사이에 공정 설비나 장치 등을 설치하는 경우, 중력방향으로 층류 흐름(laminar flow)을 거치도록 하여 입자(particle) 관리나 순도 유지에 매우 유리하다.
층류 흐름에 따라 다공 플레이트(142)를 통과한 가스는 제2공간(14)의 바닥면인 가이드 플레이트(143)에 의해 안내되어 유로(15)로 유입되며, 유로(15)를 따라 제1공간(13)의 블로워(221) 및 쿨러(222)로 투입되어 필터부(10)로 재 투입되도록 할 수 있다.
그리고, 이러한 과정을 수 회 반복할 수도 있다.
한편, 정제기(21)는, 도 3 및 도 4와 같이, 제1챔버(1', 1˝) 내의 가스가 유입될 수 있으며, 유입된 가스를 정제한 후 제1챔버(1', 1˝)로 재 투입할 수 있도록 설치된다(순환, circulation).
이 때, 정제기(21)는 제1챔버(1', 1˝)와는 구분되는 제2챔버(2') 내에 위치될 수 있다.
정제기(21)에는 제2유체가 유입 및 유출되는 유입구 및 유출구가 형성됨으로써 정제 과정에 의해 축적된 오염된 가스를 제거하고, 정제기(21)를 복원할 수 있도록 한다(재생, regeneration).
또한, 상기 유출구의 후단에는 진공펌프(211)가 설치될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 정제 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 전술된 가스 정제 장치를 이용하여 가스를 정제하는 가스 정제 방법에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 5를 참조하면, 먼저, 제1챔버(1', 1˝)의 제1공간(13) 내에 위치되는 제1유체가 필터부(10)로 유입된다(S210).
그리고, 필터부(10)를 통과한 제1유체는 제1챔버(1', 1˝)의 제2공간(14)으로 유입된다(S220).
이 때, 제2공간(14)으로 유입된 제1유체는 필터부(10)의 하부에 설치된 멤브레인(membrane)(141)을 통과하는 과정을 거칠 수 있다.
그리고, 멤브레인(141)을 통과한 제1유체는 다공(多孔) 플레이트(142)를 통과하는 단계를 더 거칠 수도 있다.
다공 플레이트(142)를 통과한 제1유체는 가이드 플레이트(143)에 의해 안내되어 유로(15)로 유입되며, 유로(15)를 따라 제1공간(13)의 열변환부(22)에 의해 제1공간(13)으로 유입된다(S230).
한편, 제1챔버(1', 1˝)의 내부에서 유동하는 제1유체는 유동 중에 정제기(21)로 유입될 수 있다(S240).
그리고, 정제기(21)에서 정제된 제1유체는 다시 제1챔버(1', 1˝)로 유입된다(S250).
이 때, 정제기(21)에서 정제 시 발생되는 열을 냉각하기 위하여 쿨러에 냉각수를 유입시킨 후, 냉각수를 쿨러의 외부로 유출하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
상기의 S210 내지 S250의 과정은 수 회 반복될 수 있다. 이러한 일련의 과정을 수행 시 정제기(21)에는 수분이나 산소 등이 포화될 수 있는데, 포화된 가스를 제거하기 위하여 제2유체를 유입시키고, 제2유체와 포화된 가스를 반응시켜 생성된 반응 가스를 유출하는 단계가 더 포함될 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
1, 1´, 1˝: 제1챔버 10: 필터부
11: 제1필터부 12: 제2필터부
13: 제1공간 14: 제2공간
141: 멤브레인 142: 다공 플레이트
143: 가이드 플레이트 15: 유로
2, 2´: 제2챔버 21: 정제기
211: 진공펌프 22: 열변환부
221: 블로워 222: 쿨러
3: 배관 4: 밸브
Ⅰ: 퍼징 Ⅱ: 순환
Ⅲ: 재생 Ⅵ: 쿨링

Claims (25)

  1. 제1유체가 유입되는 유입구와 상기 제1유체 중 일부가 유출되는 유출구가 형성된 제1챔버; 및
    상기 제1챔버 내의 공기를 정제하여 상기 제1챔버로 투입하는 정제기
    를 포함하는, 가스 정제 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1유체는 불활성 기체로서, He, Ne, Ar 및 N2를 포함하는 것인, 가스 정제 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정제기에는 제2유체가 유입되는 유입구 및 상기 제2유체가 상기 정제기 내에서 반응된 후 생성되는 반응가스가 유출되는 유출구가 형성된, 가스 정제 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유출구에는 진공펌프가 설치된, 가스 정제 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 정제기로부터 정제된 공기를 상기 제1챔버로 투입하기 위한 블로워(blower)를 더 포함하는, 가스 정제 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 블로워의 후단에 설치되어, 공정 시 발생되는 열을 냉각하는 쿨러(cooler)를 더 포함하는, 가스 정제 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 정제기로 투입되기 위한 공기를 여과하는 제1필터부 및 상기 정제기로부터 정제된 공기를 여과하는 제2필터부를 더 포함하는, 가스 정제 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2필터는 상기 제1챔버에 설치되는, 가스 정제 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1챔버의 외부에 위치되는 제2챔버를 더 포함하되,
    상기 정제기, 상기 블로워 및 상기 쿨러는 상기 제2챔버에 설치되는, 가스 정제 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 가스 정제 장치를 이용하여 가스 정제하는 가스 정제 방법으로서,
    제1챔버에, 상기 제1챔버의 내부에서 유동 가능한 제1유체가 유입되는 단계;
    상기 제1챔버 내의 공기가 제1필터부를 통과하는 단계;
    상기 제1필터부를 통과한 공기가 정제기로 유입되는 단계;
    상기 정제기에서 정제된 공기가 제2필터부로 유입되는 단계;
    상기 제2필터부를 통과한 공기가 제1챔버로 유입되는 단계; 및
    상기 제1유체 중 일부가 상기 제1챔버의 외부로 유출되는 단계
    를 포함하는, 가스 정제 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 정제기에 제2유체를 유입시켜 상기 정제기 내에 포화된 가스와 반응시키고, 반응 후 생성된 가스를 유출하는 단계를 더 포함하는, 가스 정제 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 정제기에서 발생된 열을 냉각하기 위하여 쿨러에 냉각수를 유입시킨 후, 상기 냉각수를 상기 쿨러의 외부로 유출하는 단계를 더 포함하는, 가스 정제 방법.
  13. 필터부에 의해 제1 및 제2공간으로 구분되어, 상기 제1 및 제2공간으로 제1유체를 유동 가능한 유로가 형성된 제1챔버; 및
    상기 제1챔버 내의 제1유체를 정제하여 상기 제1챔버로 투입하는 정제기
    를 포함하는, 가스 정제 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 필터부를 통과한 유체가 유입되는 멤브레인(membrane)이 설치된, 가스 정제 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 멤브레인을 통과한 유체가 유입되는 다공(多孔) 플레이트가 설치된, 가스 정제 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 다공 플레이트를 통과한 유체가 상기 유로를 거쳐 상기 필터부로 유입되도록 하는 블로워(blower)를 더 포함하는, 가스 정제 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 블로워의 후단에 설치되어, 공정 시 발생되는 열을 냉각하는 쿨러(cooler)를 더 포함하는, 가스 정제 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 블로워 및 상기 쿨러는 상기 제1공간의 내부 또는 외부에 설치되는, 가스 정제 장치.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 정제기에는 제2유체가 유입되는 유입구 및 상기 제2유체가 상기 정제기 내에서 반응된 후 생성되는 반응가스가 유출되는 유출구가 형성된, 가스 정제 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 유출구에는 진공펌프가 설치된, 가스 정제 장치.
  21. 제 13 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 따른 가스 정제 장치를 이용하여 가스 정제하는 가스 정제 방법으로서,
    제1챔버의 제1공간 내에 위치되는 제1유체가 필터부로 유입되는 단계;
    상기 필터부를 통과한 제1유체가 상기 제1챔버의 제2공간으로 유입되는 단계;
    상기 제2공간 내의 제1유체가 유로를 따라 상기 제1공간의 열변환부에 의해 상기 제1공간으로 유입되는 단계;
    상기 제1챔버 내의 제1유체가 정제기로 유입되는 단계; 및
    상기 정제기에서 정제된 제1유체가 상기 제1챔버로 유입되는 단계
    를 포함하는, 가스 정제 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 필터부를 통과한 제1유체가 멤브레인(membrane)을 통과하는 단계를 더 포함하는, 가스 정제 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 멤브레인을 통과한 제1유체가 다공(多孔) 플레이트를 통과하는 단계를 더 포함하는, 가스 정제 방법.
  24. 제 21 항에 있어서
    상기 정제기에 제2유체를 유입시켜 상기 정제기에 포화된 가스와 반응시키는 단계; 및
    상기 반응 후 생성된 가스를 유출하는 단계
    를 더 포함하는, 가스 정제 방법.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 정제기에서 발생된 열을 냉각하기 위하여 쿨러에 냉각수를 유입시킨 후, 상기 냉각수를 상기 쿨러의 외부로 유출하는 단계를 더 포함하는, 가스 정제 방법.
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