KR20150038766A - Chiller for process equipment with leakage blocking function of toxic gas and discoloration detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공정 설비용 칠러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각유체의 산화에 의하여 발생되는 유독성 가스를 감지하고 누설을 차단할 수 있는 유독성 가스의 누설 차단 기능을 갖는 공정 설비용 칠러 및 변색검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to a chiller for a process facility, and more particularly, to a chiller and a color fading detector for a process facility having a function of blocking a toxic gas from leaking, which can detect a toxic gas generated by oxidation of a cooling fluid .
반도체 소자는 실리콘 웨이퍼(Silicon wafer)의 표면에 개별 소자(Discrete device), 집적회로(Integrated circuit, IC)의 패턴(Pattern)이 포토리소그래피(Photolithography), 증착(Deposition), 플라즈마 에칭(Plasma etching) 등과 같은 일련의 반도체 공정(Semiconductor process)에 의하여 형성되어 제조된다. 반도체 소자의 품질은 웨이퍼의 품질과 공정 제어의 정밀도에 의하여 결정된다. 반도체 공정의 제어 변수 중에 중요한 변수의 하나로 웨이퍼 표면의 온도가 있다. Semiconductor devices can be fabricated by patterning discrete devices and integrated circuits (ICs) on the surface of silicon wafers by photolithography, deposition, plasma etching, And the like are formed and manufactured by a series of semiconductor processes. The quality of the semiconductor device is determined by the quality of the wafer and the precision of the process control. One of the important parameters in semiconductor process control variables is the temperature of the wafer surface.
공정 설비용 칠러는 웨이퍼의 표면을 화학적 또는 물리적으로 반응시키는 과정에서 발생하는 체임버(Chamber) 및 웨이퍼 척(Wafer chuck)의 온도 상승을 제어하여 안정된 공정 진행을 통한 양질의 웨이퍼를 생산하기 위한 장비이다. 이러한 칠러는 반도체의 제조뿐만 아니라, 평판 디스플레이(Flat panel display, FPD), 발광다이오드(Light emitting diode, LED) 등의 제조 공정에도 많이 사용되고 있다. Chiller for process equipment is a device for producing high quality wafers by controlling the temperature rise of chambers and wafer chucks generated during the process of chemically or physically reacting wafers surface . Such a chiller is widely used not only in the manufacture of semiconductors but also in manufacturing processes of flat panel displays (FPD), light emitting diodes (LEDs) and the like.
공정 설비용 칠러는 압축, 응축, 팽창, 증발의 과정을 거치는 냉동 사이클(Refrigerating cycle), 오토 케스케이드(Auto cascade) 방식을 이용한 냉동 사이클, 그리고 냉각수(Process cooling water)를 활용한 냉각 사이클을 이용한다. 일반적으로 칠러는 온도 영역에 따라 냉매(Refrigerant)를 이용하는 냉동 사이클과 냉각수를 이용하는 냉각 사이클을 구비하는 하이브리드 방식(Hybrid form)으로 구성된다. The process equipment chiller uses a refrigerating cycle through compression, condensation, expansion and evaporation processes, a refrigeration cycle using an auto cascade method, and a cooling cycle using cooling water. Generally, a chiller is composed of a hybrid type having a refrigeration cycle using a refrigerant and a cooling cycle using cooling water according to a temperature range.
한국 특허등록 제10-1268055호 "산업용 칠러"는 설비, 예를 들면 반도체 공정 설비를 순환하는 냉각유체, 즉 브라인(Brine)의 온도를 냉동 사이클에 의하여 제어하고 있다. 냉동 사이클은 기본적으로 증발기(Evaporator), 압축기(Compressor), 응축기(Condenser)와 팽창밸브(Expansion valve)를 구비하고 있다. 냉각유체의 온도는 증발기에서 냉매와의 열교환에 의하여 제어된다. 히터(Heater)가 냉각유체를 수용하는 탱크에 설치되어 있다. 히터는 탱크에 수용되어 있는 냉각유체를 가열하여 냉각유체의 온도를 일정하게 유지한다. Korean Patent No. 10-1268055 "Industrial Chiller" controls the temperature of a cooling fluid, i.e., a brine circulating in a facility, for example, a semiconductor processing facility, by a refrigeration cycle. The refrigeration cycle basically includes an evaporator, a compressor, a condenser, and an expansion valve. The temperature of the cooling fluid is controlled by heat exchange with the refrigerant in the evaporator. A heater is installed in a tank that receives the cooling fluid. The heater heats the cooling fluid contained in the tank to keep the temperature of the cooling fluid constant.
한편, 냉각유체는 불소용액(Fluorine solution)으로 갈덴(상품명, Galdenㄾ SV, HV, ZT, 제조사 솔베이 솔레시스 에스.피.에이.(Solvay Solexis S.p.A.)), 노벡(상품명, 3M Novec Engineered Fluid, 제조사 쓰리엠(3M) 컴퍼니), 플루어리너트 용액(상품명, Fluorinert Electric Liquids, 제조사 쓰리엠(3M) 컴퍼니)을 통상적으로 사용하고 있다. 불소용액은 열 및 화학적 노출이 장기간 지속될 시 맹독성으로 변질되며, 이는 인체에 대단히 해롭다. 불소용액은 칠러의 정상 운전 중일 경우, 유체 펌프의 구동에 의하여 밀폐계를 이루어 순환하므로 무취이거나 냄새가 매우 약하여 냄새나 색깔로 불소용액의 변질 여부를 판단하기 어렵다. On the other hand, as the cooling fluid, a fluorine solution was used, which was prepared by adding a solution of a mixture of a solution of gallane (trade name: Galden ㄾ SV, HV, ZT, manufactured by Solvay Solexis SpA), Novec (trade name, 3M Novec Engineered Fluid, Fluorinert Electric Liquids, 3M Company, 3M Company) are commonly used. Fluoride solutions are highly toxic to the human body when they are exposed to heat and chemical exposure for long periods of time. In case of the normal operation of the chiller, the fluorine solution circulates through the closed system by the operation of the fluid pump, so it is difficult to judge whether the fluorine solution is altered due to odor or color due to odor or odor.
상기한 바와 같은 종래의 칠러에서 불소용액이 설비의 오동작, 작업자의 실수, 불순물의 혼입, 장시간 고온 상태에서의 사용 등으로 산화되면, 심한 악취와 함께 맹독성의 가스(불산가스 등)가 발생하는 경우가 있다. 맹독성의 불산가스는 배관이나 O-링과 같은 배관재의 침식할 뿐만 아니라, 누설될 경우 인체에 치명적인 손상을 가하게 된다. 그러나 종래의 칠러에는 불소용액이 산화될 경우, 이의 누설을 차단하기 위한 안전장치가 구비되어 있지 않다. 따라서 칠러가 사용되는 환경에서 작업하는 작업자와 고가 설비의 안전을 위협하고 있다.In the conventional chiller as described above, when the fluorine solution is oxidized due to malfunction of the equipment, mistake of the operator, mixing of impurities, use at a high temperature for a long time, or the like, a toxic gas (hydrofluoric acid gas, etc.) . In addition to the erosion of piping materials such as piping and O-rings, highly toxic H 2
본 발명은 상기와 같은 종래 칠러의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위한 것이다. 본 발명의 목적은, 냉각유체의 산화로 인해 발생되는 유독성 가스를 감지하고, 이의 누설을 사전에 차단할 수 있는 새로운 유독성 가스의 누설 차단 기능을 갖는 공정 설비용 칠러 및 변색검출장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional chiller. An object of the present invention is to provide a chiller and a discoloration detecting apparatus for a process facility having a function of detecting a toxic gas generated due to oxidation of a cooling fluid and preventing the leakage of the toxic gas.
본 발명의 일 측면에 따르면, 유독성 가스의 누설 차단 기능을 갖는 공정 설비용 칠러가 제공된다. 본 발명에 따른 유독성 가스의 누설 차단 기능을 갖는 공정 설비용 칠러는, 공정 설비의 냉각유체를 수용하는 탱크와, 냉각유체를 가열하기 위한 히터와, 냉각유체와 열교환을 위한 열교환기를 구비하는 공정 설비용 칠러에 있어서, 탱크 안에서 발생되는 유독성 가스를 배출할 수 있도록 탱크의 한쪽에 장착되어 있고, 빛의 투과를 위하여 투명한 부분을 갖는 가스배출튜브와; 투명한 부분을 통하여 관찰할 수 있도록 가스배출튜브 안에 장착되어 있으며, 유독성 가스와 반응하여 변색되는 가스반응 변색체와; 가스반응 변색체의 변색을 검출하여 변색검출신호를 출력하는 광센서와; 광센서로부터 입력되는 변색검출신호를 프로세싱하여 유독성 가스가 설정치 이상으로 발생된 것으로 판단되면 히터의 작동을 정지시키는 컨트롤러를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a chiller for a process facility having a function of preventing leakage of toxic gases. A chiller for a process facility having a leakage preventing function of a toxic gas according to the present invention comprises a tank for containing a cooling fluid of a process facility, a heater for heating the cooling fluid, and a process facility having a cooling fluid and a heat exchanger for heat exchange A gas exhaust tube mounted on one side of the tank for discharging toxic gas generated in the tank and having a transparent portion for transmitting light; A gas reaction discoloration body mounted in the gas discharge tube so as to be observable through a transparent portion, the gas reaction discoloration body being colored by reacting with a toxic gas; An optical sensor for detecting discoloration of the gas-responsive color change body and outputting a discoloration detection signal; And a controller for processing the discoloration detection signal input from the optical sensor and stopping operation of the heater when it is determined that the toxic gas is generated above the set value.
또한, 가스배출튜브 안에 가스반응 변색체를 지나는 유독성 가스를 여과하는 흡착필터가 더 장착되어 있다. 흡착필터는 예를 들면, 불산가스를 청정가스로 여과하여 안전한 환경을 조성한다. Further, an adsorption filter for filtering the toxic gas passing through the gas reactive coloring material in the gas exhaust tube is further mounted. The adsorption filter, for example, filters the hydrofluoric acid gas with a clean gas to create a safe environment.
본 발명의 다른 측면에 따른 변색검출장치는, 유독성 가스의 배출을 위한 통로를 가지며, 외부에서 관찰할 수 있도록 투명한 부분을 갖는 가스배출튜브와; 투명한 부분을 통하여 관찰할 수 있도록 통로 안에 장착되어 있으며, 유독성 가스와 반응하여 변색되는 가스반응 변색체와; 통로 안에 가스반응 변색체를 지나는 유독성 가스를 여과하도록 장착되어 있는 흡착필터를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a discoloration detection apparatus comprising: a gas discharge tube having a passage for discharging a toxic gas and having a transparent portion for observation from the outside; A gas reaction discoloration body mounted in the passage so as to be observed through a transparent part, the gas reaction discoloration body being colored by reacting with a toxic gas; And an adsorption filter mounted to filter the toxic gas passing through the gas-responsive chromatic bodies in the passages.
본 발명에 따른 유독성 가스의 누설 차단 기능을 갖는 공정 설비용 칠러 및 변색검출장치는, 불산가스 등과 같은 유독성 가스를 사전에 감지하고, 히터의 작동을 정지시켜 유독성 가스가 지속적으로 발생하는 것을 차단함으로써, 작업자와 고가의 공정 설비를 안전하게 보호할 수 있다. 또한, 유독성 가스의 여과에 의하여 작업자에게 안전한 환경을 조성할 수 있다. The chiller and the color change detection apparatus for a process facility having the function of preventing leakage of the toxic gas according to the present invention can prevent the toxic gas such as hydrofluoric acid gas and the like from being continuously detected by stopping the operation of the heater , The operator and the expensive process equipment can be safely protected. In addition, it is possible to create a safe environment for the operator by filtering the toxic gas.
도 1은 본 발명에 따른 공정 설비용 칠러의 구성을 나타낸 계통도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공정 설비용 칠러에서 변색검출장치의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공정 설비용 칠러의 다른 실시예를 나타낸 계통도이다.
도 4는 본 발명에 따른 칠러에서 3M의 FC-3283을 냉각유체로 사용한 경우 발생한 불산 가스의 농도 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 칠러에서 3M의 FC-40을 냉각유체로 사용한 경우 발생한 불산 가스의 농도 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 칠러에서 SOLVAY의 HT-170을 냉각유체로 사용한 경우 발생한 불산 가스의 농도 그래프이다.1 is a schematic diagram showing a configuration of a chiller for a process facility according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the configuration of a color fading detector in a chiller for a process facility according to the present invention.
3 is a schematic diagram showing another embodiment of a chiller for a process facility according to the present invention.
4 is a graph showing the concentration of hydrofluoric acid gas generated when 3M FC-3283 is used as a cooling fluid in the chiller according to the present invention.
5 is a graph showing the concentration of hydrofluoric acid gas generated when 3M FC-40 is used as a cooling fluid in the chiller according to the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the concentration of hydrofluoric acid gas generated when SOLVAY HT-170 is used as a cooling fluid in the chiller according to the present invention.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 본 발명에 따른 유독성 가스의 누설 차단 기능을 갖는 공정 설비용 칠러 및 변색검출장치에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a chiller and a color fading detector for a process facility having a leakage preventing function of a toxic gas according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공정 설비용 칠러(100)는 공정 설비(10)를 냉각시키기 위하여 냉각유체(2)로 브라인을 이용하는 냉동 사이클과 냉매(프레온가스)를 이용하는 냉각 사이클을 구비하는 하이브리드 방식으로 구성되어 있다. 브라인은 불소용액으로 갈덴, 노벡, 플루어리너트 용액이 사용될 수 있다. 공정 설비(10)는 웨이퍼의 증착을 위한 증착장비(Deposition equipment), 식각을 위한 식각장비(Etcher) 등의 반도체 공정 설비가 대표적이나, FDP, LED 등의 제조를 위한 공정 설비가 될 수도 있다. Referring to FIG. 1, a
냉각유체(2)는 탱크(20)에 수용되어 있다. 유독성 가스, 예를 들면 불소용액의 산화에 의하여 발생되는 인체에 상당히 유해한 불산가스의 배출을 위하여 가스 배출구(Vent hole: 22)가 탱크(20)의 한쪽에 형성되어 있다. 냉각유체(2)는 펌프(30)의 작동에 의하여 파이프라인(Pipeline: 24)을 따라 공정 설비(10)의 체임버(Chamber: 12)와 탱크(20) 사이를 순환한다. 가열수단으로 히터(32)가 탱크(20)에 수용되어 있는 냉각유체(2)를 가열하도록 탱크(20)에 설치되어 있다.The cooling fluid (2) is contained in the tank (20). A
본 발명에 따른 공정 설비용 칠러(100)는 공정 설비(10)의 체임버(12)에 공급되는 냉각유체(2)의 온도를 냉매와의 열교환에 의하여 제어하기 위한 냉각장치(40)을 구비한다. 냉각장치(40)은 열교환기(42), 압축기(44), 응축기(46)와 팽창밸브(48)로 구성되어 있다. 냉매는 파이프라인(50)을 통하여 열교환기(42), 압축기(44), 응축기(46)와 팽창밸브(48)를 순환한다. 열교환기(42)는 탱크(20) 안에 설치되어 있는 증발기(42a)로 구성되어 있다. 압축기(44), 응축기(46)와 팽창밸브(48)는 탱크(20) 밖에 설치되어 있다. 응축기(46)는 파이프라인(52)을 통하여 외부에서 공급되는 공정 냉각수에 의하여 냉각된다. The
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공정 설비용 칠러(100)는 탱크(20)의 가스배출구(22)에서 배출되는 가스를 검출하는 변색검출장치(60)를 구비한다. 변색검출장치(60)는 가스배출튜브(Gas outlet tube: 62), 가스반응 변색체(64)와 광센서(66)로 구성되어 있다. 가스배출튜브(62)는 가스배출구(22)에 연통되어 불산가스를 배출하는 통로(62a)를 갖는다. Referring to FIGS. 1 and 2, a
투명한 부분으로 관찰창(62b)이 외부에서 통로(62a) 안을 관찰할 수 있도록 가스배출튜브(62)의 외면에 장착되어 있다. 다른 실시예에 있어서, 가스배출튜브(62)는 투명한 테플론(상품명, Teflon, 제조사 튜퐁)을 소재로 구성될 수 있다. 또한, 가스배출튜브(62)는 가스배출구(22)로부터 칠러(100) 밖으로 연장되는 파이프라인에 의하여 칠러(100) 밖에 설치될 수도 있다. And is attached to the outer surface of the
가스반응 변색체(64)는 통로(62a)를 따라 배출되는 불산가스에 반응하여 변색되도록 관찰창(62b)과 이웃하는 통로(62a) 안에 장착되어 있다. 가스반응 변색체(64)는 통로(62a)를 따라 불산가스의 배출을 허용할 수 있도록 통로(62a) 안에 장착되어 있다. 일례로, 가스반응 변색체(64)는 리트머스 시험지(litmus paper)로 구성될 수 있다. 리트머스 시험지는 리트머스 용액을 여과지에 흡수시켜 건조시킨 것으로, 적색과 청색의 두 가지 색상이 있다. 청색 리트머스 시험지는 수소이온지수(pH) 5.0보다 산성쪽에서 붉게 변하는 특성이 있다. 따라서 청색 리트머스 시험지는 불산가스에 반응하여 붉게 변하게 된다. 다른 예로, 가스반응 변색체(64)는 실리카겔(Silica gel), 알루미나(Alumina) 등의 담체에 발색시약이 코팅되어 구성될 수 있다. 가스반응 변색체(64)의 변색은 관찰창(62b)을 통하여 쉽게 관찰할 수 있다. The gas
광센서(66)는 가스반응 변색체(64)에 대하여 광신호를 발신하는 발광소자(66a)와, 가스반응 변색체(64)로부터 반사되는 광신호를 수신하여 변색검출신호를 출력하는 수광소자(66b)로 구성되어 있다. 컨트롤러(Controller: 70)가 광센서(66)의 수광소자(66b)에 연결되어 있다. 수광소자(66b)는 변색검출신호를 출력하여 컨트롤러(70)에 입력한다. 컨트롤러(70)는 수광소자(66b)로부터 입력되는 변색검출신호를 프로세싱하여 불산가스의 발생을 검출하고, 불산가스가 설정치 이상으로 발생된 것으로 판단되면 히터(32)의 작동을 제어한다. The
흡착필터(80)가 가스반응 변색체(64)를 통과한 불산가스를 청정가스로 여과하도록 가스배출튜브(62)의 통로(62a) 안에 수용되어 있다. 흡착필터(80)는 활성탄, 제오라이트(Zeolite) 등으로 구성될 수 있다. 불산가스는 흡착필터(80)를 지나면서 여과된 후 대기 중으로 배출된다. The
도 1을 다시 참조하면, 히터(32)의 상부에 냉각유체(2)의 수위를 감지하도록 레벨센서(Level sensor: 90)가 설치되어 있다. 레벨센서(90)는 냉각유체(2)의 수위를 검출하여 수위값을 컨트롤러(70)에 입력한다. 히터(32)가 노출될 정도로 냉각유체(2)의 수위가 낮아지면, 불산가스가 급속히 대량으로 발생하게 된다. 컨트롤러(70)는 레벨센서(90)로부터 입력되는 수위값이 설정되어 있는 설정수위값 이하, 즉 냉각유체(2)의 수위가 히터(32)가 노출될 정도로 낮아진 경우, 히터(32)의 작동을 정지시켜 공정 설비용 칠러(100)의 운전이 정지되도록 제어한다.Referring again to FIG. 1, a
지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 공정 설비용 칠러에 대한 작용을 설명한다. Hereinafter, the operation of the chiller for a process facility according to the present invention having such a configuration will be described.
도 1과 도 2를 참조하면, 펌프(30)의 작동에 의하여 탱크(20)로부터 펌핑되는 냉각유체(2)는 공정 설비(10)의 체임버(12)에 공급되어 체임버(12)의 온도를 제어한 후 탱크(20)로 회수된다. 계속해서, 펌프(30)의 작동에 의하여 냉각유체(2)는 파이프라인(24)을 따라 증발기(42a)에 보내진다. 증발기(42a)에서 냉각유체(2)와 냉매의 열교환에 의하여 냉각유체(2)의 온도가 낮춰지게 된다.1 and 2, the cooling
한편, 공정 설비용 칠러(100)의 고장, 작업자가 조작을 잘못하여 불소용액이 발열체들, 즉 히터(32), 펌프(30), 반도체 공정 설비(10)의 체임버(12) 등에 의하여 과도하게 가열되거나 불소용액에 불순물이 섞인 경우, 불소와 수소가 반응하여 불산가스가 생성되고, 불산가스는 탱크(20) 안에 모이게 된다. On the other hand, when the
탱크(20) 안의 불산가스는 가스배출튜브(62)를 통하여 배출된다. 가스반응 변색체(64)는 불산가스에 의하여 변색된다. 발광소자(66a)는 광신호를 가스반응 변색체(64)에대하여 발신한다. 수광소자(66b)는 가스반응 변색체(64)로부터 반사되는 광신호를 수신하여 변색검출신호를 출력하고, 변색검출신호를 컨트롤러(70)에 입력한다. 컨트롤러(70)는 수광소자(66b)로부터 입력되는 변색검출신호를 프로세싱하여 불산가스의 발생을 검출한다. The hydrofluoric acid gas in the
컨트롤러(70)는 불산가스가 설정치 이상으로 발생된 것으로 판단되면, 히터(32)의 작동을 정지시켜 유독한 불산가스가 계속해서 발생하는 것을 정지시킨다. 이때, 컨트롤러(70)는 비상등, 경보기 등을 작동시켜 작업자가 이상을 감지하고 대피하거나 문제를 해결하도록 표시한다. 한편, 컨트롤러(70)는 광센서(66)로부터 입력되는 변색검출신호가 일정 시간 이상으로 지속될 경우, 히터(32)의 작동을 정지시키도록 구성될 수도 있다. The
다음으로, 불산가스는 가스반응 변색체(64)를 지나 흡착필터(80)에 의하여 청정가스로 여과되어 대기 중으로 배출된다. 예를 들면, 불산가스는 흡착필터(80)의 수산화칼슘(Calcium hydroxide, Ca(OH)2)과 반응하여 불화칼슘(Calcium fluoride, CaF2)과 물을 생성한다. 따라서 작업자는 불산가스의 발생을 효과적으로 모니터링할 수 있으면서도 불산가스의 배출이 방지되어 작업자에게 안전한 환경을 조성할 수 있다. Next, the hydrofluoric acid gas is filtered by the
도 3에는 본 발명에 따른 공정 설비용 칠러의 다른 실시예가 도시되어 있다. 다른 실시예의 공정 설비용 칠러(200)가 도 3에 도시되어 있는 공정 설비용 칠러(100)와 다른 점은 증발기(42a)가 탱크(20)의 외부에 배치된 점이다.3 shows another embodiment of a chiller for process equipment according to the present invention. The
도 4는 본 발명에 따른 공정 설비용 칠러에서 3M의 FC-3283을 냉각유체로 사용한 경우 발생한 불산가스의 농도 그래프이다. 히터를 일정시간 고온으로 할 경우 FC-3283 냉각유체는 짧은 시간 동안 산화되어 HF 가스가 발생하고 안정한 상태로 복귀되는 특성을 보인다. 도 5는 본 발명에 따른 공정 설비용 칠러에서 3M의 FC-40을 냉각유체로 사용한 경우 발생한 불산가스의 농도 그래프이다. FC-40 냉각유체는 FC-3283보다 장시간 HF 가스가 발생하여 복귀가 늦으며, 독한 냄새가 나는 특성이 있다. 또한, 도 6은 본 발명에 따른 칠러에서 SOLVAY의 HT-170을 냉각유체로 사용한 경우 발생한 불산 가스의 농도 그래프이다. HT-170 냉각유체는 히터의 가열은 멈춘 후에도 계속하여 HF 가스가 발생하고 독한 냄새가 나는 특성이 있다. 따라서 컨트롤러는 사용하는 냉각유체의 특성에 따라서 제어를 달리하여야 한다. 예를 들면, FC-3283 냉각유체의 경우에는 일시적으로 HF가 발생한 후에 복귀하는 특성이 있으므로, 일정 시간 이상 유독 가스의 발생을 모니터링할 필요가 있다. 또한, HT-170 냉각유체는 일단 유독 가스가 검출되면, 즉시 히터의 작동을 정지할 필요가 있다.4 is a graph showing the concentration of hydrofluoric acid gas generated when 3M FC-3283 is used as a cooling fluid in a chiller for a process facility according to the present invention. When the heater is maintained at a high temperature for a certain time, the FC-3283 cooling fluid is oxidized for a short period of time to generate HF gas and return to a stable state. 5 is a graph showing the concentration of hydrofluoric acid gas generated when 3M FC-40 is used as a cooling fluid in a chiller for a process facility according to the present invention. The FC-40 cooling fluid has a characteristic that it generates more HF gas than the FC-3283 for a long time and returns a bad smell. 6 is a graph showing the concentration of hydrofluoric acid gas generated when the HT-170 of SOLVAY is used as a cooling fluid in the chiller according to the present invention. The HT-170 cooling fluid continues to generate HF gas even after the heating of the heater has stopped and has a characteristic odor. Therefore, the controller should be controlled differently depending on the characteristics of the cooling fluid used. For example, in the case of the FC-3283 cooling fluid, since there is a characteristic of returning after the occurrence of HF temporarily, it is necessary to monitor the generation of toxic gas for a certain period of time. In addition, once the toxic gas is detected, the HT-170 cooling fluid must immediately stop operating the heater.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다. 예컨대, 프레온 가스 대신에 공정 냉각수나 공기를 냉매로 사용하거나 열전소자(Thermo-electric module)를 이용하여 냉각유체를 냉각할 수 있다. 이 경우, 압축기와 팽창밸브를 사용할 필요가 없다. 대신에 파이프라인에 공정 냉각수를 통하거나 열전소자를 추가로 설치하고, 응축기 대신에 열교환기를 설치하여 칠러를 구성할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 되며, 특허청구범위에 의해서 해석되어야 한다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. For example, in place of the freon gas, the process cooling water or air can be used as a refrigerant, or a cooling fluid can be cooled using a thermo-electric module. In this case, it is not necessary to use a compressor and an expansion valve. Instead, a chiller can be constructed by passing process cooling water through the pipeline or by installing additional thermoelectric elements and installing a heat exchanger instead of the condenser. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments but should be interpreted by the claims.
10: 공정 설비 20: 탱크
30: 펌프 32: 히터
40: 냉각장치 42: 열교환기
60: 변색검출장치 62: 가스배출튜브
62a: 통로 62b: 관찰창
64: 가스반응 변색체 66: 광센서
70: 컨트롤러 80: 흡착필터
90: 레벨센서 100, 200: 공정 설비용 칠러10: process equipment 20: tank
30: Pump 32: Heater
40: cooling device 42: heat exchanger
60: discoloration detection device 62: gas discharge tube
62a:
64: gas reaction discoloration body 66: light sensor
70: controller 80: adsorption filter
90:
Claims (7)
상기 탱크 안에서 발생되는 유독성 가스를 배출할 수 있도록 상기 탱크의 한쪽에 장착되어 있고, 빛의 투과를 위하여 투명한 부분을 갖는 가스배출튜브와;
상기 투명한 부분을 통하여 관찰할 수 있도록 상기 가스배출튜브 안에 장착되어 있으며, 상기 유독성 가스와 반응하여 변색되는 가스반응 변색체와;
상기 가스반응 변색체의 변색을 검출하여 변색검출신호를 출력하는 광센서와;
상기 광센서로부터 입력되는 상기 변색검출신호를 프로세싱하여 상기 유독성 가스가 설정치 이상으로 발생된 것으로 판단되면 상기 히터의 작동을 정지시키는 컨트롤러를 포함하는 유독성 가스의 누설 차단 기능을 갖는 공정 설비용 칠러.1. A process equipment chiller comprising: a tank for containing a cooling fluid of a process facility; a heater for heating the cooling fluid; and a heat exchanger for heat exchange with the cooling fluid,
A gas discharge tube mounted on one side of the tank for discharging toxic gases generated in the tank, the gas discharge tube having a transparent portion for transmitting light;
A gas reaction discoloration body mounted in the gas discharge tube so as to be observed through the transparent portion and being discolored by reacting with the toxic gas;
An optical sensor for detecting discoloration of the gas reactive color material and outputting a discoloration detection signal;
And a controller for processing the discoloration detection signal input from the optical sensor and stopping the operation of the heater when it is determined that the toxic gas is generated above a set value.
상기 가스배출튜브 안에 상기 가스반응 변색체를 지나는 상기 유독성 가스를 여과하는 흡착필터가 더 장착되어 있는 유독성 가스의 누설 차단 기능을 갖는 공정 설비용 칠러.The method according to claim 1,
And an adsorption filter for filtering the toxic gas passing through the gas reactive chromatic body in the gas exhaust tube.
상기 히터의 상부에 상기 냉각유체의 수위를 검출하도록 설치되어 있는 레벨센서를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 레벨센서로부터 입력되는 수위값이 설정되어 있는 설정수위값 이하인 경우 상기 히터의 작동을 정지시키도록 구성되어 있는 유독성 가스의 누설 차단 기능을 갖는 공정 설비용 칠러.3. The method according to claim 1 or 2,
Further comprising a level sensor installed on the heater for detecting the level of the cooling fluid,
Wherein the controller is configured to stop the operation of the heater when a level value inputted from the level sensor is equal to or lower than a set water level value at which the level value is set.
상기 열교환기는 상기 탱크 안에 설치되어 있는 유독성 가스의 누설 차단 기능을 갖는 공정 설비용 칠러.The method of claim 3,
Wherein the heat exchanger has a leakage preventing function of a toxic gas installed in the tank.
상기 열교환기는 상기 탱크 밖에 설치되어 있는 유독성 가스의 누설 차단 기능을 갖는 공정 설비용 칠러.The method of claim 3,
Wherein the heat exchanger has a leakage preventing function of toxic gas installed outside the tank.
상기 투명한 부분을 통하여 관찰할 수 있도록 상기 통로 안에 장착되어 있으며, 상기 유독성 가스와 반응하여 변색되는 가스반응 변색체와;
상기 통로 안에 상기 가스반응 변색체를 지나는 상기 유독성 가스를 여과하도록 장착되어 있는 흡착필터를 포함하는 변색검출장치.A gas discharge tube having a passage for discharging the toxic gas and having a transparent portion for observation from the outside;
A gas reaction discoloration body mounted in the passage so as to be observed through the transparent portion and being discolored by reacting with the toxic gas;
And an adsorption filter mounted to filter the toxic gas passing through the gas reactive color material in the passage.
상기 가스반응 변색체의 변색을 검출하여 변색검출신호를 출력하는 광센서와;
상기 광센서로부터 입력되는 상기 변색검출신호를 프로세싱하여 상기 유독성 가스가 설정치 이상으로 발생된 것을 판단하는 컨트롤러를 더 포함하는 변색검출장치.The method according to claim 6,
An optical sensor for detecting discoloration of the gas reactive color material and outputting a discoloration detection signal;
Further comprising a controller for processing the discoloration detection signal input from the optical sensor to determine that the toxic gas has occurred above a set value.
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