WO2019112276A1 - Automated apparatus for sample pyrolysis - Google Patents

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WO2019112276A1
WO2019112276A1 PCT/KR2018/015214 KR2018015214W WO2019112276A1 WO 2019112276 A1 WO2019112276 A1 WO 2019112276A1 KR 2018015214 W KR2018015214 W KR 2018015214W WO 2019112276 A1 WO2019112276 A1 WO 2019112276A1
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reactor
gas
sample
closing means
opening
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PCT/KR2018/015214
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홍성원
이경미
안정애
최낙희
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주식회사 엘지화학
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    • G01N2001/4033—Concentrating samples by thermal techniques; Phase changes sample concentrated on a cold spot, e.g. condensation or distillation

Definitions

  • the present invention relates to a device for generating a gas of a sample for trapping or analyzing a generated gas in the sample due to thermal behavior of the sample (such as temperature increase, isothermal process)
  • the present invention relates to a device in which a series of processes provided for heating or heating a sample to generate gas according to the thermal behavior of the sample and collecting or analyzing the generated gas can be automatically controlled.
  • EGA evolved gas analysis
  • an Accelerating Rate Calorimeter As an apparatus for measuring the calorie of the battery.
  • ARC Accelerating Rate Calorimeter
  • an exothermic onset It is an accelerated speed calorimeter that accurately measures.
  • An automated sample pyrolysis apparatus which can be connected to the front of a gas analyzer or gas collector to collect or analyze gases generated by heating of a sample, in accordance with an embodiment of the present invention, the apparatus comprising:
  • a reactor in which the sample can be automatically accommodated therein; And a furnace surrounding the reactor and capable of heating the sample,
  • the carrier gas is automatically supplied into the reactor from the start of operation of the automated sample pyrolysis apparatus until the first predetermined condition is satisfied,
  • the gas generated in the sample inside the reactor is automatically supplied to the gas analyzer or the gas collector at a second preset condition
  • the supply of the carrier gas into the reactor is automatically stopped under the third preset condition and the supply of the gas generated in the sample in the reactor to the gas analyzer or the gas collector is stopped .
  • an apparatus for collecting or analyzing an internal generated gas due to thermal behavior of a sample for example, a battery itself
  • a method of thermally decomposing such a sample The process of capturing and measuring is automated.
  • This is totally different from the conventional secondary cell generation gas collecting apparatuses and collecting methods, and is capable of collecting the gas generated due to the thermal behavior of the sample (battery) and analyzing it more precisely in real time, It is possible to safely protect the operator from the danger such as the danger.
  • it has an advantage of collecting or analyzing all the gases generated in the sample (cell) such as O 2 , CO 2 , H 2 O, CO, etc. generated in the sample (electrode material) as well as electrolyte decomposition gas.
  • FIG. 1 and FIG. 2 respectively show a front perspective view and a rear perspective view of the automated sample pyrolyzing apparatus of the present invention.
  • Figs. 3A and 3B are views showing the case where the sample is housed in the reactor in the automated sample pyrolysis apparatus according to Fig. 1.
  • Fig. 3A and 3B are views showing the case where the sample is housed in the reactor in the automated sample pyrolysis apparatus according to Fig. 1.
  • FIG. 4A and 4B are diagrams showing a case where the sample is discarded to the outside of the reactor in the automated sample pyrolysis apparatus according to FIG.
  • An automated sample pyrolysis apparatus which can be connected to the front of a gas analyzer or gas collector to collect or analyze gases generated by heating of a sample, in accordance with an embodiment of the present invention, the apparatus comprising:
  • a reactor in which the sample can be automatically accommodated therein; And a furnace surrounding the reactor and capable of heating the sample,
  • the carrier gas is automatically supplied into the reactor from the start of operation of the automated sample pyrolysis apparatus until the first predetermined condition is satisfied,
  • the gas generated in the sample inside the reactor is automatically supplied to the gas analyzer or the gas collector at a second preset condition
  • the supply of the carrier gas into the reactor is automatically stopped under the third preset condition and the supply of the gas generated in the sample in the reactor to the gas analyzer or the gas collector is stopped .
  • the automated sample pyrolysis apparatus when the first preset condition is satisfied, the supply of the carrier gas into the reactor is automatically stopped, and the second preset condition And when it is satisfied, the supply of the carrier gas into the reactor is automatically started.
  • the first preset condition and the second preset condition are the same, and when the first predetermined condition is satisfied, As the supply of the gas is maintained, gas generated from the sample in the reactor automatically can be supplied to the gas analyzer or the gas collector.
  • the first predetermined condition may be that a first predetermined time has elapsed from the start of the supply of the carrier gas to the reactor .
  • the second predetermined condition is that the furnace reaches the first preset temperature or when the furnace reaches the first preset temperature And the second predetermined time elapses.
  • the first preset condition and the second preset condition are the same, and the second preset condition is a condition in which the supply of the carrier gas is started And the first predetermined time elapses from the time point.
  • the third preset condition is that the furnace reaches the second preset temperature or that the gas generated in the sample in the reactor And a third predetermined time has elapsed since the start of the supply to the gas analyzer or the gas collector.
  • a carrier gas opening / closing means for controlling the inflow of the carrier gas into the reactor
  • Analyzer opening / closing means for regulating the flow of the gas inside the reactor from the reactor to the gas analysis equipment or the gas collector;
  • an outlet opening / closing means for controlling the discharge of the gas in the reactor from the reactor to the outside of the automated sample pyrolysis apparatus.
  • the first and second predetermined conditions are satisfied from the start of operation of the automated sample pyrolysis apparatus, the carrier gas opening / The analyzer opening / closing means is in an off state, and when the first predetermined condition is satisfied, the outlet opening / closing means may be switched to the closed state.
  • the carrier gas opening / closing means when the first preset condition is satisfied, the carrier gas opening / closing means is switched to the closed state, and when the second predetermined condition is satisfied, The carrier gas opening / closing means and the analyzer opening / closing means may be switched to the open state.
  • the first preset condition and the second preset condition are the same, and when the first preset condition is satisfied, the carrier gas opening / And the analyzer opening / closing means may be switched to the open state.
  • the carrier gas opening / closing means and the analyzer opening / closing means are switched to a closed state, It can be switched to the open state.
  • the apparatus further includes cooling gas opening / closing means for controlling the inflow of cooling gas for cooling the reactor into the reactor, Is satisfied, the cooling gas opening / closing means may be switched to the open state.
  • a mass flow controller is disposed between the reactor and the carrier gas opening / closing means, and controls a flow rate of the carrier gas supplied to the reactor. As shown in FIG.
  • the flow rate of the gas in the reactor which is located between the reactor and the outlet opening / closing means and discharged from the reactor to the outside of the automated sample pyrolysis apparatus And a vent gas regulator for controlling the exhaust gas.
  • upper and lower ends of the reactor are open, and the reactor includes a reactor upper member located near upper and lower ends of the reactor, reactor top and reactor bottom, wherein the reactor top member and the reactor bottom member are respectively movable in the vertical direction through open upper and lower ends of the reactor, and the reactor top member and the reactor bottom member
  • One end of each of the lower members can seal the reactor so that the reactor, one end of the reactor top member, and one end of the reactor bottom member can constitute a sealed chamber.
  • an automatic sample pyrolysis apparatus comprising: a sample automatic supply member capable of storing the sample and automatically supplying the sample; and a sample injection unit for transferring the sample from the automatic sample supply member to the reactor And the like.
  • one end of each of the reactor top member and the reactor bottom end member is coupled to a spring, and the air cylinder connected to the spring causes the reactor top member And the up and down movement of each of the reactor lower end members.
  • the gas inside the reactor which is located between the reactor and the cooling gas opening / closing means and discharged from the reactor to the outside of the automated sample pyrolysis apparatus, And may further include a condenser for cooling.
  • FIG. 1 and 2 show an automated sample pyrolysis apparatus (hereinafter referred to as " automated sample pyrolysis apparatus ") for automatically collecting and measuring generated gas of a sample (for example, a battery) according to an embodiment of the present invention (100) according to an embodiment of the present invention.
  • &quot automated sample pyrolysis apparatus
  • FIG. 1 and 2 show an automated sample pyrolysis apparatus (hereinafter referred to as " automated sample pyrolysis apparatus ") for automatically collecting and measuring generated gas of a sample (for example, a battery) according to an embodiment of the present invention (100) according to an embodiment of the present invention.
  • a sample for example, a battery
  • the sample in order to collect and measure the generated gas due to the thermal behavior of the sample, the sample itself is introduced into a reactor 1, So that the gas generated in the sample can be collected.
  • a furnace 4 surrounds the side surface of the reactor 1 in order to heat the sample contained in the reactor 1 and the upper and lower ends of the reactor 1 can be opened.
  • the reactor 1 may further comprise a reactor top 2 and a reactor bottom 3.
  • the reactor upper end member 2 and the reactor lower end member 3 may be located near the open upper and lower ends of the reactor 1, respectively.
  • the reactor top member 2 and the reactor bottom member 3 each include a spring and the springs of the reactor top member 2 and the reactor bottom member 3 are connected to an air cylinder ,
  • the reactor upper end member 2 and the reactor lower end member 3 are allowed to move through the open upper and lower ends of the reactor 1 by the operation of the air cylinder so that the sample is stored in the reactor 1 (See Figs. 3A and 3B).
  • one end of each of the reactor upper end member 2 and the reactor lower end member 3 is connected to the air cylinder and coincides with the shape of the upper and lower ends of the reactor 1 which are opened. Thereby, the reactor upper end member 2 and the reactor lower end member 3 can move to the upper and lower open ends of the reactor 1 and can be combined with the reactor 1 to seal the reactor 1.
  • the reactor 1, one end of the reactor top member 2, and one end of the reactor bottom end member 3 can constitute a closed chamber.
  • One end of the reactor 1, the one end of the reactor upper end member 2 and one end of the reactor lower end member 3 are made of, for example, inconel or stainless steel (for example, SUS 310, 304, etc.) Can be produced.
  • the reactor 1, the reactor upper end member 2 and the reactor lower end member 3 function as heat transfer, sealing and explosion prevention from the furnace 4 at the time of sample heating to the sample stored in the reactor 1 , And can withstand high temperatures (for example, 600 DEG C).
  • the spring of the reactor upper member 2 and the spring of the reactor lower end member 3 may be made of, for example, Cr-Si alloy steel, and the maximum load may be 50 kgf.
  • the maximum load mass of each of the air cylinders connected to the respective springs of the reactor upper end member 2 and the reactor lower end member 3 may be 80 kg.
  • the furnace 4 surrounds the side surface of the reactor 1.
  • the furnace 4 can heat the sample stored in the reactor 1 and can be precisely controlled at 1 ⁇ ⁇ / min.
  • the furnace 4 may be, for example, a chamber heater, and the outside of the furnace 4 may be surrounded by a heat insulating material to prevent heat loss to the outside during sample heating.
  • the furnace 4 can raise or maintain the temperature of the reactor 1, and the manner of raising or maintaining the temperature of the reactor 1 can be variously set, and the heating rate and the holding time can be set variously.
  • the temperature of the reactor 1 can be adjusted up to 100 ° C at a rate of 10 ° C per minute or at a rate of 100 ° C.
  • the temperature of the reactor 1 may be maintained at a constant temperature as in the case of raising the temperature of the reactor 1 again after the temperature of the reactor 1 is maintained for a while.
  • the shape of the furnace 4 may be a right octagonal columnar shape surrounding the cylindrical reactor 1 as shown in Figs. 1 and 2.
  • the shapes of the reactor 1 and the furnace 4 of the present invention, The material and the like are not limited to those described above, and can be manufactured in a cylindrical or square pillar shape.
  • a terminal box is provided near the furnace (4), and the terminal box is a portion containing an electric wire for controlling the furnace (4).
  • a sample injector 5 capable of moving the sample from the automatic sample supply member 6 to be described later into the reactor 1 is provided in the vicinity of the reactor 1 and the furnace 4 surrounding the reactor 1, And the sample automatic feeding member 6 can be located.
  • An air cylinder may be connected to the sample injecting member 5 for movement of the sample injecting member 5.
  • the sample injecting member 5 injects the sample from the sample automatic supplying member 6 through the reactor 1 so that the sample (for example, one battery) can be moved into the reactor 1 surrounding the furnace 4 (1) to the upper end, along the upper end on the upper end of the furnace (4).
  • the sample for example, one battery
  • it may move in the vertical direction in some cases.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes may be made, for example, such that the sample injecting member 5 can be moved from the position where the operator is located to the reactor 1 surrounding the furnace 4.
  • the maximum load mass of each of the air cylinders connected to the sample injecting member 5 may be 80 kg.
  • the automatic sample supply member 6 may store at least one battery (e.g., a coin cell battery stack) as a sample, (5).
  • the automatic sample supply member 6 may be made of, for example, aluminum.
  • the order of the sample transfer and storage of the sample automatic supplying member 6 can be performed in the order of FIG. 3A to FIG. 3B.
  • the sample automatic feeding member 6 moves over the reactor 1 and the sample injecting unit 5 pushes the sample of the automatic sample feeding member 6 to the reactor 1, (1) into the inside.
  • the reactor top member 2 moves above the upper end of the reactor 1, and the reactor top member 2 and the reactor bottom end member 3 close the opened upper and lower ends of the reactor 1 to block the outside air.
  • one end of the reactor lower end member 3 is located at the open top end of the reactor 1 and one end of the sample reactor bottom end member 3 is located inside or at the top of the reactor 1,
  • the reactor lower end member 3 moves downward in the vertical direction so that one end of the reactor lower end member 3 seals the lower open end of the reactor 1,
  • One end of the reactor top member 2 can operate in such a manner as to cover and seal the open top of the reactor 1.
  • the sample is housed inside the sealed chamber by the reactor 1, one end of the reactor top member 2, and one end of the reactor bottom end member 3, as described above.
  • the present invention is not limited to the above description, and various modifications and changes can be made as to the movement and storage of the sample from the automatic sample supply member 6 to the reactor 1 in accordance with various environments in which the present invention is implemented.
  • a sample for example, a coin cell
  • the order of movement and discarding of the sample can be performed in the order of FIGS. 4A to 4B.
  • the reactor lower end member 3 on which the sample is placed is moved downward in the vertical direction from the reactor 1, and the reactor lower end member 3, Is positioned at the inlet of the waste portion 7 placed at the lower end of the reactor 1 and the sample is discarded into the waste portion 7 in the direction shown by the arrow in Fig.
  • one end of the reactor lower end member 3 on which the sample is placed is an inclined surface. When the sample is discarded, the sample slips along the inclined surface of one end of the reactor lower end member 3, 7). ≪ / RTI >
  • the reactor 1 is provided with a carrier gas open / close means 9, a cooling gas open / close means 10, a vent open / close means 11, and analyzer open / close means 12 may be connected.
  • the types and forms of the carrier gas opening / closing means 9, the cooling gas opening / closing means 10, the outlet opening / closing means 11, and the analyzer opening / closing means 12 are not limited. For example, can do.
  • the carrier gas opening / closing means 9, the cooling gas opening / closing means 10, the outlet opening / closing means 11 and the analyzer opening / closing means 12 are, for example, a carrier gas valve, a cooling gas valve, .
  • the carrier gas opening / closing means 9 regulates the inflow of the carrier gas into the reactor 1 by an on / off method.
  • the carrier gas may be, for example, helium (He) gas.
  • the carrier gas supply unit (not shown) is connected to the reactor 1 via a mass flow controller (MFC) 8 and a carrier gas opening / closing unit 9 through a pipe or a tube. That is, the flow rate control section 8 may be provided so as to be positioned between the reactor 1 and the carrier gas opening / closing means 9 in the flow path through which the carrier gas flows.
  • the flow rate control unit 8 precisely controls the flow rate of the carrier gas supplied into the reactor 1.
  • the flow rate control range of the flow rate control unit 8 is 0 to 200 mL, and the response speed is within 1 second (i.e., when the response speed from the main control unit ), And the accuracy may be 1.0% (for example, controlled to 99 to 101 mL when the flow rate to be regulated is 100 mL).
  • the carrier gas is supplied from the carrier gas supply section to the flow rate control section 8 , The flow rate of the carrier gas is adjusted to a range of 0 to 200 mL (for example, the opening / closing degree is adjusted) as the carrier gas passes the flow rate control unit 8. Further, The carrier gas is supplied to the reactor 1 via the open carrier gas opening and closing means 9. If the carrier gas opening and closing means 9 is closed, the carrier gas is not supplied to the reactor 1.
  • the outlet opening and closing means 11 is provided for discharging the gas inside the reactor 1 (for example, the gas inside the reactor 1, the gas generated from the sample, etc.) in an on / off manner, (1) to the cooling gas outlet (not shown).
  • the reactor 1 is connected to an outlet outside the automated sample pyrolysis apparatus 100 via a discharge tube opening and closing means 11 and a vent gas regulator (not shown) through a tube or tube.
  • the gas inside the reactor 1 can be connected to the outlet of the outside through the open outlet opening / closing means 11 via the outlet gas regulating section, and can be discharged to the outside. That is, the exhaust gas control unit may be disposed between the reactor 1 and the outlet opening / closing means 11 in the flow path through which the gas inside the reactor 1 is discharged to the outside.
  • the exhaust gas control part may be, for example, a pressure regulator capable of controlling the flow rate of the exhaust gas, the pressure setting range may be 0.02 to 0.2 MPa, and the maximum supply pressure may be 1.0 MPa.
  • the outlet opening / closing means 11 controls opening / closing, and the outlet gas adjusting portion can adjust the amount of gas discharged to the outside.
  • the analyzer opening / closing means 12 regulates the flow of gas and carrier gas generated in the sample in the reactor 1 into the gas analyzer or the gas collecting device (not shown) by an on / off method.
  • the reactor 1 may be connected to a gas analyzer or a gas collector (not shown) via a condenser 13 and an analyzer opening / closing means 12 by a tube or tube.
  • Gas analyzers for example, are equipped with MS instruments, GC instruments, IR (FT-IR, NIR), various gas sensors (O 2 sensor, CO 2 sensor, etc.) and laser analyzer A device applied together, and the like.
  • the capacitor 13 may be, for example, stainless steel (SUS (steel use stainless 304, SUS 310, etc.), or may be an air-cooled gas cooling device.
  • the cooling gas opening / closing means 10 regulates the inflow of the cooling gas into the reactor 1 in an open / close manner (on / off). After the flow of the coolant gas into the gas analyzer or the flow of gas into the gas collector for analyzing the gas generated by thermal decomposition of the sample in the reactor 1 is stopped, the reactor 1 and the furnace May be supplied into the reactor 1 in order to lower the temperature of the reactor 4 (for example, to lower the temperature to room temperature).
  • the cooling gas may be, for example, an inert gas (helium, etc.), nitrogen (N 2 ) gas, or air.
  • the cooling gas supply unit (not shown) is connected to the reactor 1 via a cooling gas opening / closing unit 10 by a tube or a tube.
  • the carrier gas opening / closing means 9 and the cooling gas opening / closing means 10 described above serve to control the inflow of gas, respectively, and can be made of, for example, stainless steel (SUS 316 as one embodiment) Can be 250 psi.
  • the discharge port opening / closing means 11 and the analyzer opening / closing means 12 described above respectively control the flow direction of the gas and can be made of, for example, stainless steel (SUS 316 as one embodiment)
  • the pressure can be 250 psi.
  • the automated sample pyrolysis apparatus 100 is in the standby mode until the temperature of the furnace 4 reaches the experiment start temperature.
  • the reactor upper end member 2 located at the upper end of the reactor 1 moves upward in the vertical direction
  • the automatic sample supplying member 6 moves over the reactor 1 and the sample injecting unit 5 moves the sample automatic
  • the sample of the supply member 6 is pushed into the reactor 1.
  • the reactor top member 2 moves above the upper end of the reactor 1, and the reactor top member 2 and the reactor bottom end member 3 close the opened upper and lower ends of the reactor 1 to block the outside air.
  • the carrier gas opening and closing means 9 is opened and the outlet opening and closing means 11 is opened so that the carrier gas is supplied to the carrier gas supply portion
  • the carrier gas is supplied into the reactor 1, and the air inside the reactor 1 is replaced with the carrier gas.
  • the cooling gas opening / closing means 9 and the analyzer opening / closing means 12 are kept closed.
  • the analyzer opening and closing means 11 may be closed so that the gas inside the reactor 1 can be discharged through the analyzer opening and closing means 12 instead of the analyzer opening and closing means 12 being in the open state,
  • the analyzer opening / closing means 12 may not be connected to the gas analyzer or the gas collecting device.
  • the predetermined condition for example, when a predetermined time has elapsed from the start of the supply of the carrier gas into the reactor 1, the replacement of the air inside the reactor 1 with the carrier gas is completed, It will proceed automatically as a follow-up process.
  • the predetermined time from the start of the supply of the carrier gas can be variously changed according to the environment in which the present invention is implemented. In one embodiment, since the time at which the air in the reactor 1 is replaced with the carrier gas differs depending on the volume inside the reactor 1, etc., the supply of the carrier gas is started in accordance with the volume inside the reactor 1, The preset time from the time point can be adjusted.
  • the volume of the inside of the reactor 1 is 20 mL
  • the outlet opening / closing means 11 is in the closed state at the time when 10 minutes (that is, a predetermined time) Can be switched.
  • the volume of the reactor 1 may be, for example, 20 mL, but it can be variously applied by changing the design, and the supply time of the carrier gas can be variously set from several seconds (sec) to several hours.
  • the opening and closing means 9 and the outlet opening and closing means 11 are closed and the furnace 4 is heated to a first predetermined temperature.
  • the gas opening and closing means 9 and the analyzer opening and closing means 12 are opened and the carrier gas is supplied into the reactor 1 via the carrier gas opening and closing means 9 and generated by thermal decomposition of the sample in the reactor 1
  • the gas and the carrier gas are supplied to the gas analyzer or the gas collecting device via the analyzer opening and closing means 11. At this time, the cooling gas opening / closing means 10 is kept closed.
  • the means 12 is opened and at the same time the outlet opening and closing means 11 is closed.
  • the carrier gas is continuously supplied into the reactor 1 via the carrier gas opening / closing means 9, and the gas and the carrier gas generated by thermal decomposition of the sample in the reactor 1 are supplied to the analyzer opening / To the gas analyzer or the gas collector.
  • the cooling gas opening / closing means 10 is kept closed.
  • the analyzer opening / closing means 12 is automatically opened when the temperature of the furnace 4 is raised and reaches the first predetermined temperature (for example, 300 ° C)
  • the gas and the carrier gas generated by thermal decomposition of the sample are supplied to the gas analyzer or the gas collector.
  • the discharge opening / closing means 11 is automatically closed and the analyzer opening / closing means 12 is opened,
  • the gas opening and closing means 9 is kept in the open state and the gas and the carrier gas generated by the thermal decomposition of the sample in the reactor 1 are supplied to the gas analyzer or the gas collecting device.
  • analysis or collection of gas generated by pyrolysis of the sample may be carried out by further subdivided sections.
  • the outlet opening / closing means 11 is automatically closed and the analyzer opening / closing means 12 is opened when a predetermined time elapses from the start of the supply of the carrier gas, (9) remains in an open state to supply gas and carrier gas generated by pyrolysis of the sample in the reactor (1) to the gas analyzer or gas collector.
  • the carrier gas opening / closing means 9 and the analyzer opening / closing means 12 are automatically closed while the temperature of the furnace 4 is raised automatically at a second preset temperature (for example, 150 ° C).
  • the carrier gas opening / closing means 9 and the analyzer opening / closing means 12 are automatically opened, The gas and the carrier gas generated by thermal decomposition of the sample in the inside are supplied to the gas analyzer or the gas collector.
  • the carrier gas opening / closing means 9 and the analyzer opening / closing means 12 are automatically closed when the fourth preset temperature (for example, 400 ° C) ) Is heated.
  • the carrier gas opening / closing means 9 and the analyzer opening / closing means 12 are automatically opened,
  • the gas and the carrier gas generated by thermal decomposition of the sample in the inside are supplied to the gas analyzer or the gas collector.
  • the temperature of the furnace 4 reaches the sixth preset temperature, that is, when the temperature of the furnace 4 is lower than the predetermined temperature, for example, the gas generated by pyrolysis of the sample
  • the carrier gas opening / closing means 9 and the analyzer opening / closing means 12 are closed (off).
  • the cooling gas opening / closing means 10 and the outlet opening / closing means 11 are turned on. Accordingly, since the carrier gas opening / closing means 9 and the analyzer opening / closing means 12 are closed, the carrier gas is no longer supplied into the reactor 1 and the gas generated in the sample is not supplied to the gas analyzer or the gas collector .
  • the cooling gas flows from the cooling gas supply section (not shown) through the cooling gas opening / closing means 10 into the inside of the reactor 1 to lower the temperatures of the reactor 1 and the furnace 4, Is discharged from the reactor 1 through the outlet opening / closing means 11 to the outside of the automated sample pyrolysis apparatus 100 through an outlet (not shown).
  • a sample for example, a coin cell
  • the reactor lower end member 3 on which the sample is placed is moved downward in the vertical direction from the reactor 1, and the reactor lower end member 3, Is positioned at the inlet of the waste portion 7 placed at the lower end of the reactor 1 and the sample is discarded into the waste portion 7 in the direction shown by the arrow in Fig.
  • the above-described preset temperatures may be set based on the temperature of the furnace 4 as described above, but may be set based on the temperature inside the reactor 1, as the case may be.
  • the predetermined temperatures are preset in the main control unit connected to the automatic sample pyrolysis apparatus 100. When the temperature sensed by the temperature sensor installed in the furnace 4 reaches the preset temperature, The automated sample pyrolysis apparatus 100 can be operated.
  • a supply time and a supply interval of a sample (for example, a battery) of the automatic sample supply member 6 may be set in advance in the control unit or the control unit or a sample (battery) It is possible to automatically supply the sample (battery) from the sample automatic supplying member 6 to the sample injecting member 5 when the sensor installed in the waste portion 7 detects that the sample is stored.
  • the operator can manually control the sample pyrolysis apparatus 100 through the main control unit according to various environments in which the present invention is implemented, for example, analysis conditions and time of gas generated from the sample.
  • the main control unit includes a touch panel type display.
  • the operator may touch the panel to preliminarily input conditions or the like regarding the automated operation mode of the automated sample pyrolysis apparatus 100, and the automated sample pyrolysis apparatus 100 may automatically operate according to a preset method, It is also possible to manually control the sample pyrolysis apparatus 100 by touching the panel.
  • the preset temperature of the furnace 4, the flow rate setting of the flow rate controller 8, and the setting of the number of samples are referred to as " Method ", and up to four "Methods" can be stored for example.
  • the color of each button on the screen displayed at the time of operation can be changed so that the operation of each component of the automated sample pyrolysis apparatus 100 can be confirmed.
  • the sample (the battery itself) is heated to collect the generated gas in accordance with the thermal behavior of the battery (i.e., temperature increase, isothermal temperature, etc.)
  • the process of collecting and measuring the gas is automated. That is, the automated sample pyrolysis apparatus 100 according to the present invention includes a plurality of open / close means systems (not shown) for heating the sample (the battery itself) to collect and measure the generated gas due to the thermal behavior of the sample , A furnace, a reactor, and a temperature control system, and these components are automatically controlled, and correspond to an automated system capable of sequentially evaluating a plurality of samples (secondary batteries).
  • the Accelerating Rate Calorimeter (ARC), evolved gas analysis (EGA), and automation functions are integrated.
  • the safety evaluation device such as the conventional ARC only evaluates the endothermic reaction and the exothermic reaction.
  • the device according to the present invention confirms the gas (EGA) generated by heating or isothermal heating of the sample like ARC, So that the reaction can be analyzed by an automatic control method.
  • the present invention it is possible to collect gas generated due to the thermal behavior of a sample (cell) to analyze it more precisely in real time, while safely protecting workers from danger such as battery ignition or explosion.
  • it has an advantage of collecting or analyzing all the gases generated in the sample (cell) such as O 2 , CO 2 , H 2 O, CO, etc. generated in the sample (electrode material) as well as electrolyte decomposition gas.
  • each component of the automated sample pyrolysis apparatus 100 is not limited to those shown in FIGS. 1 and 2 and the description thereof, Various modifications and changes can be made to suit various environments.
  • the apparatus for analyzing the gas generated inside the battery by using a battery (secondary battery, coin cell) as the sample and heating the same has been described.
  • the present invention is not limited to this, It can also be used for trapping and measuring the gas that is generated.
  • the term " connection " used in the present invention includes cases where each component is directly connected and indirectly connected through another component.
  • an apparatus for collecting or analyzing an internal generated gas due to thermal behavior of a sample for example, a battery itself
  • a method of thermally decomposing such a sample The process of capturing and measuring is automated.
  • This is totally different from the conventional secondary cell generation gas collecting apparatuses and collecting methods, and is capable of collecting the gas generated due to the thermal behavior of the sample (battery) and analyzing it more precisely in real time, It is possible to safely protect the operator from the danger such as the danger.
  • it has an advantage of collecting or analyzing all the gases generated in the sample (cell) such as O 2 , CO 2 , H 2 O, CO, etc. generated in the sample (electrode material) as well as electrolyte decomposition gas.

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Abstract

The present invention relates to an apparatus for generating gas from a sample (battery) by pyrolysis of the sample in order to collect or analyze gas generated inside the sample due to the thermal behaviors of the sample. More specifically, provided is an apparatus wherein not only gas generated due to the thermal behaviors of a sample (battery) can be generated by heating the sample (battery itself), but also a series of processes provided to collect or analyze the generated gas can be automatically controlled.

Description

자동화된 시료 열분해 장치Automated sample pyrolysis device
본 출원은 2017.12.04. 출원된 한국특허출원 10-2017-0164993호 및 2018.12.03. 출원된 한국특허출원 10-2018-0153259호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, This application is a continuation-in- Korean Patent Application No. 10-2017-0164993 and No. 2018.12.03. Claims the benefit of priority based on Korean Patent Application No. 10-2018-0153259,
해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.All the contents disclosed in the Korean patent application are incorporated herein by reference.
본 발명은 시료의 열적 거동(승온, 등온 등의 과정)에 따른 시료 내부의 발생 가스의 포집 또는 분석을 위하여 시료의 가스를 발생시키는 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 시료(예를 들면 전지 자체)를 가열하여 시료의 열적 거동에 따른 가스를 발생시키는 한편, 발생되는 가스를 포집 또는 분석하는 데에 제공되는 일련의 과정들이 자동화로 제어될 수 있는 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a device for generating a gas of a sample for trapping or analyzing a generated gas in the sample due to thermal behavior of the sample (such as temperature increase, isothermal process) The present invention relates to a device in which a series of processes provided for heating or heating a sample to generate gas according to the thermal behavior of the sample and collecting or analyzing the generated gas can be automatically controlled.
일반적으로, 최근 리튬 이온 전지의 발화 및 폭발 사고가 발생하는 등 이차 전지의 안전성에 대한 문제가 대두되고 있다. 이에 대한 원인은 다양하나, 그 중에서도 전지 내부의 열적 퇴화에 따른 양극재의 구조붕괴 및 전해질 분해에서 다량의 가스가 발생하여 전지 내부 압력을 증가시키고 이에 따른 전지의 스웰링(swelling), 폭발, 발화 등의 현상이 연쇄적으로 일어남이 리튬 이온 전지의 발화 및 폭발 사고 등의 원인 중의 하나이다.In general, there has been a problem in safety of a secondary battery such as a recent ignition and explosion of a lithium ion battery. There are many reasons for this, but among them, a large amount of gas is generated due to structural degradation of the cathode material and decomposition of the electrolyte due to thermal degeneration of the inside of the battery, thereby increasing the internal pressure of the battery, causing swelling, explosion, Is a cause of ignition and explosion of lithium ion battery.
한편, 종래 기술로서, EGA(Evolved gas analysis) 방법은 파이롤라이저(pyrolyzer)를 이용하여 시료를 열분해시켜 발생하는 가스를 분석하는 기술이 있으며, 종래의 EGA-MS(Evolved gas analysis-Mass spectrometer)와 같이 전지 소재를 약 10mg 이하로 취하여 이를 열분해 하여 발생하는 가스를 분석하는 장치가 있다.In the conventional evolved gas analysis (EGA) method, there is a technique for analyzing gas generated by thermally decomposing a sample using a pyrolyzer, and a conventional EGA-MS (Evolved gas analysis-mass spectrometer) There is an apparatus for analyzing gas generated by taking the battery material to about 10 mg or less and pyrolyzing it.
또한, 종래의 전지의 열적 특성 평가 기술에서, 전지의 열량을 측정하기 위한 장비로서 ARC(Accelerating Rate Calorimeter)가 있으며, 이는 단열 환경에서 배터리의 열안정성을 측정하기 위해 열분해 개시점(exothermic onset)를 정확하게 측정하는 가속 속도 열량계이다.Further, in the conventional technology for evaluating the thermal characteristics of a battery, there is an Accelerating Rate Calorimeter (ARC) as an apparatus for measuring the calorie of the battery. In order to measure the thermal stability of the battery in an adiabatic environment, an exothermic onset It is an accelerated speed calorimeter that accurately measures.
상기한 종래 기술은 고체 및 액체 시료가 미량인 경우에만 적용할 수 있으며, 전지 자체의 열적 거동에 따른 가스 발생 특성을 파악하기 어렵다는 단점이 있다. 따라서, 전지 자체의 열적 거동에 따른 내부 발생가스를 포집하여 분석하는 데에 제공하기 위한 신규 장치의 개발이 요구된다. 즉, 종래의 열분해 분석법(TPD-MS 등)에서는 적용할 수 없는, 전지 자체의 열적 거동에 따라 발생하는 가스를 분석할 수 있는 새로운 개념의 장치가 요구된다. The above-mentioned prior art is applicable only when a small amount of solid and liquid samples are present, and it is difficult to grasp the gas generation characteristics according to the thermal behavior of the battery itself. Therefore, it is required to develop a new device for capturing and analyzing the internal generated gas due to the thermal behavior of the battery itself. That is, a new concept device capable of analyzing the gas generated according to the thermal behavior of the battery itself, which is not applicable to the conventional pyrolysis analysis method (TPD-MS, etc.), is required.
본 발명의 일 실시예에 따른, 시료의 가열로 발생하는 가스를 포집 또는 분석할 수 있도록 가스 분석 장비 또는 가스 포집기의 전단에 연결될 수 있는, 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서:An automated sample pyrolysis apparatus, which can be connected to the front of a gas analyzer or gas collector to collect or analyze gases generated by heating of a sample, in accordance with an embodiment of the present invention, the apparatus comprising:
상기 시료가 자동으로 내부에 수용될 수 있는 리액터(reactor); 및 상기 리액터를 둘러싸고 상기 시료를 가열할 수 있는 퍼니스(furnace)를 포함하고,A reactor in which the sample can be automatically accommodated therein; And a furnace surrounding the reactor and capable of heating the sample,
상기 자동화된 시료 열분해 장치의 작동 개시 시점부터 제 1 미리 설정된 조건이 만족되기 전까지 자동으로 상기 리액터 내부로 캐리어 가스가 공급되고, The carrier gas is automatically supplied into the reactor from the start of operation of the automated sample pyrolysis apparatus until the first predetermined condition is satisfied,
제 2 미리 설정된 조건에서, 자동으로 상기 리액터 내부의 상기 시료에서 발생하는 가스가 상기 가스 분석 장비 또는 상기 가스 포집기로 공급되고,The gas generated in the sample inside the reactor is automatically supplied to the gas analyzer or the gas collector at a second preset condition,
제 3 미리 설정된 조건에서, 자동으로 상기 리액터 내부로의 상기 캐리어 가스의 공급이 중단되고, 상기 리액터 내부의 상기 시료에서 발생하는 가스의 상기 가스 분석 장비 또는 상기 가스 포집기로의 공급이 중단되는 것을 특징으로 할 수 있다.The supply of the carrier gas into the reactor is automatically stopped under the third preset condition and the supply of the gas generated in the sample in the reactor to the gas analyzer or the gas collector is stopped .
본 발명에 따르면, 시료(예를 들면, 전지 자체)의 열적 거동에 따른 내부의 발생가스를 포집 또는 분석하는 데에 제공할 수 있으면서도, 이러한 시료(전지 자체)를 열분해하여 전지 내부에서 발생하는 가스를 포집하고 측정하는 과정들이 자동화된다. 이는, 종래 기술의 이차 전지 발생가스 포집 장치 및 포집 방법들과 전혀 상이한 것으로서, 시료(전지)의 열적 거동에서 발생하는 가스를 포집하여 실시간으로 보다 정밀하게 분석할 수 있도록 하는 한편, 전지 발화나 폭발 등의 위험으로부터 작업자를 안전하게 보호할 수 있는 장점이 있다. 아울러, 시료(전극 소재)에서 발생하는 O 2, CO 2, H 2O, CO 등뿐만 아니라 전해질 분해 가스 등 시료(전지)에서 발생하는 모든 가스를 포집 혹은 분석할 수 있도록 한 장점이 있다. According to the present invention, it is possible to provide an apparatus for collecting or analyzing an internal generated gas due to thermal behavior of a sample (for example, a battery itself), and also to provide a method of thermally decomposing such a sample The process of capturing and measuring is automated. This is totally different from the conventional secondary cell generation gas collecting apparatuses and collecting methods, and is capable of collecting the gas generated due to the thermal behavior of the sample (battery) and analyzing it more precisely in real time, It is possible to safely protect the operator from the danger such as the danger. In addition, it has an advantage of collecting or analyzing all the gases generated in the sample (cell) such as O 2 , CO 2 , H 2 O, CO, etc. generated in the sample (electrode material) as well as electrolyte decomposition gas.
도 1 및 도 2는 본 발명의 자동화된 시료 열분해 장치의 정면 사시도 및 후면 사시도를 각각 도시한다.FIG. 1 and FIG. 2 respectively show a front perspective view and a rear perspective view of the automated sample pyrolyzing apparatus of the present invention.
도 3a 및 3b는 도 1에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에서, 시료를 리액터 내부로 수납하는 경우를 도시하는 도면이다.Figs. 3A and 3B are views showing the case where the sample is housed in the reactor in the automated sample pyrolysis apparatus according to Fig. 1. Fig.
도 4a 및 4b는 도 1에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에서, 시료를 리액터 외부로 폐기하는 경우를 도시하는 도면이다.4A and 4B are diagrams showing a case where the sample is discarded to the outside of the reactor in the automated sample pyrolysis apparatus according to FIG.
본 발명의 일 실시예에 따른, 시료의 가열로 발생하는 가스를 포집 또는 분석할 수 있도록 가스 분석 장비 또는 가스 포집기의 전단에 연결될 수 있는, 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서:An automated sample pyrolysis apparatus, which can be connected to the front of a gas analyzer or gas collector to collect or analyze gases generated by heating of a sample, in accordance with an embodiment of the present invention, the apparatus comprising:
상기 시료가 자동으로 내부에 수용될 수 있는 리액터(reactor); 및 상기 리액터를 둘러싸고 상기 시료를 가열할 수 있는 퍼니스(furnace)를 포함하고,A reactor in which the sample can be automatically accommodated therein; And a furnace surrounding the reactor and capable of heating the sample,
상기 자동화된 시료 열분해 장치의 작동 개시 시점부터 제 1 미리 설정된 조건이 만족되기 전까지 자동으로 상기 리액터 내부로 캐리어 가스가 공급되고, The carrier gas is automatically supplied into the reactor from the start of operation of the automated sample pyrolysis apparatus until the first predetermined condition is satisfied,
제 2 미리 설정된 조건에서, 자동으로 상기 리액터 내부의 상기 시료에서 발생하는 가스가 상기 가스 분석 장비 또는 상기 가스 포집기로 공급되고,The gas generated in the sample inside the reactor is automatically supplied to the gas analyzer or the gas collector at a second preset condition,
제 3 미리 설정된 조건에서, 자동으로 상기 리액터 내부로의 상기 캐리어 가스의 공급이 중단되고, 상기 리액터 내부의 상기 시료에서 발생하는 가스의 상기 가스 분석 장비 또는 상기 가스 포집기로의 공급이 중단되는 것을 특징으로 할 수 있다.The supply of the carrier gas into the reactor is automatically stopped under the third preset condition and the supply of the gas generated in the sample in the reactor to the gas analyzer or the gas collector is stopped .
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 제 1 미리 설정된 조건이 만족되면, 자동으로 상기 리액터 내부로의 캐리어 가스의 공급이 중단되고, 상기 제 2 미리 설정된 조건이 만족되면, 자동으로 상기 리액터 내부로의 캐리어 가스 공급이 개시되는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, in the automated sample pyrolysis apparatus according to an embodiment of the present invention, when the first preset condition is satisfied, the supply of the carrier gas into the reactor is automatically stopped, and the second preset condition And when it is satisfied, the supply of the carrier gas into the reactor is automatically started.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 제 1 미리 설정된 조건과 상기 제 2 미리 설정된 조건은 동일하고, 상기 제 1 미리 설정된 조건이 만족되면, 상기 리액터 내부로 캐리어 가스의 공급은 유지되면서, 자동으로 상기 리액터 내부의 상기 시료에서 발생하는 가스가 상기 가스 분석 장비 또는 상기 가스 포집기로 공급될 수 있다.Also, in the automated sample pyrolyzing apparatus according to an embodiment of the present invention, the first preset condition and the second preset condition are the same, and when the first predetermined condition is satisfied, As the supply of the gas is maintained, gas generated from the sample in the reactor automatically can be supplied to the gas analyzer or the gas collector.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 제 1 미리 설정된 조건은 상기 캐리어 가스의 상기 리액터로의 공급을 개시한 시점으로부터 제 1 미리 설정된 시간이 경과하는 것일 수 있다.Further, in the automated sample pyrolysis apparatus according to an embodiment of the present invention, the first predetermined condition may be that a first predetermined time has elapsed from the start of the supply of the carrier gas to the reactor .
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 제 2 미리 설정된 조건은 상기 퍼니스가 제 1 미리 설정된 온도에 도달하는 것 또는 상기 퍼니스가 상기 제 1 미리 설정된 온도에 도달한 후 제 2 미리 설정된 시간이 경과하는 것일 수 있다.Further, in the automated sample pyrolyzing apparatus according to an embodiment of the present invention, the second predetermined condition is that the furnace reaches the first preset temperature or when the furnace reaches the first preset temperature And the second predetermined time elapses.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 제 1 미리 설정된 조건과 상기 제 2 미리 설정된 조건은 동일하고, 상기 제 2 미리 설정된 조건은 상기 캐리어 가스의 공급을 개시한 시점으로부터 상기 제 1 미리 설정된 시간이 경과하는 것일 수 있다.Also, in the automated sample pyrolysis apparatus according to an embodiment of the present invention, the first preset condition and the second preset condition are the same, and the second preset condition is a condition in which the supply of the carrier gas is started And the first predetermined time elapses from the time point.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 제 3 미리 설정된 조건은 상기 퍼니스가 제 2 미리 설정된 온도에 도달하는 것 또는 상기 리액터 내부에서의 상기 시료에서 발생하는 가스의 상기 가스 분석 장비 또는 상기 가스 포집기로의 공급 개시 시점 이후 제 3 미리 설정된 시간이 경과하는 것일 수 있다.Also, in the automated sample pyrolysis apparatus according to an embodiment of the present invention, the third preset condition is that the furnace reaches the second preset temperature or that the gas generated in the sample in the reactor And a third predetermined time has elapsed since the start of the supply to the gas analyzer or the gas collector.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 리액터로의 상기 캐리어 가스의 유입을 조절하는 캐리어 가스 개폐 수단; Further, in the automated sample pyrolysis apparatus according to an embodiment of the present invention, a carrier gas opening / closing means for controlling the inflow of the carrier gas into the reactor;
상기 리액터 내부의 가스의 상기 리액터로부터 상기 가스 분석 장비 또는 상기 가스 포집기로의 유입을 조절하는 분석기 개폐 수단; 및Analyzer opening / closing means for regulating the flow of the gas inside the reactor from the reactor to the gas analysis equipment or the gas collector; And
상기 리액터 내부의 가스의 상기 리액터로부터 상기 자동화된 시료 열분해 장치 외부로의 배출을 조절하는 배출구 개폐 수단을 더 포함할 수 있다.And an outlet opening / closing means for controlling the discharge of the gas in the reactor from the reactor to the outside of the automated sample pyrolysis apparatus.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 자동화된 시료 열분해 장치의 작동 개시 시점부터 상기 제 1 미리 설정된 조건이 만족되기 전까지, 상기 캐리어 가스 개폐 수단 및 상기 배출구 개폐 수단은 개방(on) 상태이고, 상기 분석기 개폐 수단은 폐쇄(off) 상태이고, 제 1 미리 설정된 조건이 만족되면, 상기 배출구 개폐 수단은 폐쇄 상태로 전환되는 것일 수 있다.Also, in the automated sample pyrolysis apparatus according to an embodiment of the present invention, the first and second predetermined conditions are satisfied from the start of operation of the automated sample pyrolysis apparatus, the carrier gas opening / The analyzer opening / closing means is in an off state, and when the first predetermined condition is satisfied, the outlet opening / closing means may be switched to the closed state.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 제 1 미리 설정된 조건이 만족되면, 상기 캐리어 가스 개폐 수단이 폐쇄 상태로 전환되고, 상기 제 2 미리 설정된 조건이 만족되면, 상기 캐리어 가스 개폐 수단 및 상기 분석기 개폐 수단이 개방 상태로 전환되는 것일 수 있다.Also, in the automated sample pyrolysis apparatus according to an embodiment of the present invention, when the first preset condition is satisfied, the carrier gas opening / closing means is switched to the closed state, and when the second predetermined condition is satisfied, The carrier gas opening / closing means and the analyzer opening / closing means may be switched to the open state.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 제 1 미리 설정된 조건과 상기 제 2 미리 설정된 조건은 동일하고, 상기 제 1 미리 설정된 조건이 만족되면, 상기 캐리어 가스 개폐 수단은 개방 상태로 유지되고 상기 분석기 개폐 수단이 개방 상태로 전환되는 것일 수 있다.In the automated sample pyrolyzing apparatus according to an embodiment of the present invention, the first preset condition and the second preset condition are the same, and when the first preset condition is satisfied, the carrier gas opening / And the analyzer opening / closing means may be switched to the open state.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 제 3 미리 설정된 조건이 만족되면, 상기 캐리어 가스 개폐 수단 및 상기 분석기 개폐 수단은 폐쇄 상태로 전환되고, 상기 배출구 개폐 수단은 개방 상태로 전환되는 것일 수 있다.Further, in the automated sample pyrolyzing apparatus according to an embodiment of the present invention, when the third preset condition is satisfied, the carrier gas opening / closing means and the analyzer opening / closing means are switched to a closed state, It can be switched to the open state.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 리액터를 냉각하기 위한 냉각 가스의 상기 리액터로의 유입을 조절하는 냉각 가스 개폐 수단을 더 포함하고, 상기 제 3 미리 설정된 조건이 만족되면, 상기 냉각 가스 개폐 수단이 개방 상태로 전환되는 것일 수 있다.Further, in the automated sample pyrolysis apparatus according to an embodiment of the present invention, the apparatus further includes cooling gas opening / closing means for controlling the inflow of cooling gas for cooling the reactor into the reactor, Is satisfied, the cooling gas opening / closing means may be switched to the open state.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 리액터와 상기 캐리어 가스 개폐 수단 사이에 위치하고, 상기 리액터로 공급되는 상기 캐리어 가스의 유량을 제어하는 유량 제어부(mass flow controller)를 더 포함할 수 있다.In an automated sample pyrolysis apparatus according to an embodiment of the present invention, a mass flow controller is disposed between the reactor and the carrier gas opening / closing means, and controls a flow rate of the carrier gas supplied to the reactor. As shown in FIG.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 리액터와 상기 배출구 개폐 수단 사이에 위치하고, 상기 리액터로부터 상기 자동화된 시료 열분해 장치의 외부로 배출되는 상기 리액터 내부의 가스의 유량을 제어하는 배출 가스 조절부(vent gas regulator)를 더 포함할 수 있다.Also, in the automated sample pyrolysis apparatus according to an embodiment of the present invention, the flow rate of the gas in the reactor, which is located between the reactor and the outlet opening / closing means and discharged from the reactor to the outside of the automated sample pyrolysis apparatus And a vent gas regulator for controlling the exhaust gas.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 리액터의 상하단은 개구되고, 상기 리액터는, 상기 리액터의 개구된 상하단 부근에 위치하고 상기 시료를 수직 이동할 수 있는 리액터 상단 부재(reactor top) 및 리액터 하단 부재(reactor bottom)를 더 포함하고, 상기 리액터 상단 부재 및 상기 리액터 하단 부재는 각각 상기 리액터의 개구된 상하단을 통과하여 수직 방향으로 이동가능하고, 상기 리액터 상단 부재 및 상기 리액터 하단 부재의 각각의 일단부는 상기 리액터를 밀폐할 수 있어, 상기 리액터, 상기 리액터 상단 부재의 일단부 및 상기 리액터 하단 부재의 일단부는 밀폐된 챔버를 구성할 수 있다.In the apparatus for pyrolysis of an automated sample according to an embodiment of the present invention, upper and lower ends of the reactor are open, and the reactor includes a reactor upper member located near upper and lower ends of the reactor, reactor top and reactor bottom, wherein the reactor top member and the reactor bottom member are respectively movable in the vertical direction through open upper and lower ends of the reactor, and the reactor top member and the reactor bottom member One end of each of the lower members can seal the reactor so that the reactor, one end of the reactor top member, and one end of the reactor bottom member can constitute a sealed chamber.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 시료를 수납하여 자동으로 공급할 수 있는 시료 자동 공급 부재, 및 상기 시료 자동 공급 부재로부터 상기 리액터로 상기 시료를 이동시키는 시료 주입부를 더 포함할 수 있다.Further, in the automated sample pyrolysis apparatus according to an embodiment of the present invention, there is provided an automatic sample pyrolysis apparatus comprising: a sample automatic supply member capable of storing the sample and automatically supplying the sample; and a sample injection unit for transferring the sample from the automatic sample supply member to the reactor And the like.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 리액터 상단 부재 및 상기 리액터 하단 부재의 각각의 일단부는 각각 스프링에 결합되고, 상기 스프링에 연결된 에어 실린더에 의하여 상기 리액터 상단 부재 및 상기 리액터 하단 부재 각각의 상하 이동이 가능할 수 있다.Further, in the automated sample pyrolysis apparatus according to an embodiment of the present invention, one end of each of the reactor top member and the reactor bottom end member is coupled to a spring, and the air cylinder connected to the spring causes the reactor top member And the up and down movement of each of the reactor lower end members.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서, 상기 리액터와 상기 냉각 가스 개폐 수단 사이에 위치하고, 상기 리액터로부터 상기 자동화된 시료 열분해 장치의 외부로 배출되는 상기 리액터 내부의 가스를 냉각하는 컨덴서(condenser)를 더 포함할 수 있다.Further, in the automated sample pyrolysis apparatus according to an embodiment of the present invention, the gas inside the reactor, which is located between the reactor and the cooling gas opening / closing means and discharged from the reactor to the outside of the automated sample pyrolysis apparatus, And may further include a condenser for cooling.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 시료의 발생 가스를 자동으로 포집 또는 측정하기 위한 자동화된 시료 열분해 장치를 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, an automated sample pyrolysis apparatus for automatically collecting or measuring the generated gas of a sample according to an embodiment of the present invention will be described in detail. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. For convenience of explanation, the size and shape of each constituent member shown may be exaggerated or reduced have.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시료의 (예를 들면, 전지)의 발생 가스를 자동으로 포집하고 측정하기 위한 자동화된 시료 열분해 장치(이하, “자동화된 시료 열분해 장치”라 함)(100)의 정면 사시도 및 후면 사시도를 각각 도시한다. 각 도면에서 대응되는 구성요소들은 동일한 도면부호를 사용하여 설명하고 있지만, 각 도면에서 이해를 돕기 위하여 경우에 따라 일부 구성요소를 생략하거나 위치를 일부 변경하여 설명한다.1 and 2 show an automated sample pyrolysis apparatus (hereinafter referred to as " automated sample pyrolysis apparatus ") for automatically collecting and measuring generated gas of a sample (for example, a battery) according to an embodiment of the present invention (100) according to an embodiment of the present invention. In the drawings, corresponding elements are denoted by the same reference numerals, but in order to facilitate understanding in the drawings, some elements are omitted or parts of the positions are partially changed.
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치(100)에서는, 시료의 열적 거동에 따른 내부의 발생가스를 포집하여 측정하기 위하여, 시료 자체를 열분해기인 리액터(reactor)(1) 내부에서 가열하여 시료 내부에서 발생하는 가스를 포집할 수 있도록 하였다. 리액터(1) 내부에 수납된 시료를 가열하기 위하여 퍼니스(furnace)(4)가 리액터(1)의 측면을 둘러싸고 있고, 리액터(1)의 상하단은 개구될 수 있다. 리액터(1)는 리액터 상단 부재(reactor top)(2)와 리액터 하단 부재(reactor bottom)(3)를 더 포함할 수 있다. 리액터(1)의 개구된 상하단 부근에는 각각 리액터 상단 부재(2)와 리액터 하단 부재(3)가 위치할 수 있다. 리액터 상단 부재(2)와 리액터 하단 부재(3)는 각각 스프링(spring)을 포함하고, 리액터 상단 부재(2)와 리액터 하단 부재(3)의 스프링은 각각 에어 실린더(air cylinder)에 연결되어 있어, 에어 실린더의 작동으로 리액터 상단 부재(2)와 리액터 하단 부재(3)는 리액터(1)의 개구된 상하단을 통과하여 이동이 가능하고, 후술할 바와 같이 시료를 리액터(1) 내부에 수납하도록 제어될 수 있다(도 3a 및 도 3b 참조). 또한, 리액터 상단 부재(2)와 리액터 하단 부재(3)의 각각의 일단부들은 에어 실린더에 연결되어 있고 리액터(1)의 개구된 상하단의 형상과 일치한다. 그에 따라, 리액터 상단 부재(2)와 리액터 하단 부재(3)는 리액터(1)의 개구된 상하단으로 이동하여 리액터(1)와 결합되어 리액터(1)를 밀폐할 수 있다. 즉, 리액터(1), 리액터 상단 부재(2)의 일단부, 및 리액터 하단 부재(3)의 일단부는 밀폐된 챔버를 구성할 수 있다. 리액터(1), 리액터 상단 부재(2)의 일단부, 및 리액터 하단 부재(3)의 일단부는 예를 들면 인코넬(inconel), 또는 스테인리스 스틸(예를 들면, SUS 310, 304, 등) 등으로 제작될 수 있다. 리액터(1), 리액터 상단 부재(2), 및 리액터 하단 부재(3)는 시료 가열시의 퍼니스(4)로부터의 리액터(1) 내부에 수납된 시료로의 열전달, 밀폐, 방폭의 기능을 하며, 고온(예를 들면, 600℃)에도 견딜 수 있다. 리액터 상단 부재(2)의 스프링 및 리액터 하단 부재(3)의 스프링은 예를 들면, Cr-Si 합금강(Cr-Si alloy steel)으로 제작될 수 있으며, 최대 하중은 50kgf일 수 있다. 리액터 상단 부재(2)의 스프링 및 리액터 하단 부재(3)의 각각의 스프링에 연결된 에어 실린더들의 각각의 최대 부하 질량은 80kg일 수 있다. First, in the automated sample pyrolysis apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, in order to collect and measure the generated gas due to the thermal behavior of the sample, the sample itself is introduced into a reactor 1, So that the gas generated in the sample can be collected. A furnace 4 surrounds the side surface of the reactor 1 in order to heat the sample contained in the reactor 1 and the upper and lower ends of the reactor 1 can be opened. The reactor 1 may further comprise a reactor top 2 and a reactor bottom 3. The reactor upper end member 2 and the reactor lower end member 3 may be located near the open upper and lower ends of the reactor 1, respectively. The reactor top member 2 and the reactor bottom member 3 each include a spring and the springs of the reactor top member 2 and the reactor bottom member 3 are connected to an air cylinder , The reactor upper end member 2 and the reactor lower end member 3 are allowed to move through the open upper and lower ends of the reactor 1 by the operation of the air cylinder so that the sample is stored in the reactor 1 (See Figs. 3A and 3B). Further, one end of each of the reactor upper end member 2 and the reactor lower end member 3 is connected to the air cylinder and coincides with the shape of the upper and lower ends of the reactor 1 which are opened. Thereby, the reactor upper end member 2 and the reactor lower end member 3 can move to the upper and lower open ends of the reactor 1 and can be combined with the reactor 1 to seal the reactor 1. That is, the reactor 1, one end of the reactor top member 2, and one end of the reactor bottom end member 3 can constitute a closed chamber. One end of the reactor 1, the one end of the reactor upper end member 2 and one end of the reactor lower end member 3 are made of, for example, inconel or stainless steel (for example, SUS 310, 304, etc.) Can be produced. The reactor 1, the reactor upper end member 2 and the reactor lower end member 3 function as heat transfer, sealing and explosion prevention from the furnace 4 at the time of sample heating to the sample stored in the reactor 1 , And can withstand high temperatures (for example, 600 DEG C). The spring of the reactor upper member 2 and the spring of the reactor lower end member 3 may be made of, for example, Cr-Si alloy steel, and the maximum load may be 50 kgf. The maximum load mass of each of the air cylinders connected to the respective springs of the reactor upper end member 2 and the reactor lower end member 3 may be 80 kg.
퍼니스(4)는 리액터(1)의 측면을 둘러싸고 있다. 퍼니스(4)는 리액터(1) 내부에 수납된 시료를 가열할 수 있고, 1℃/min으로 정밀하게 제어될 수 있다. 퍼니스(4)는 예를 들면, 칸탐 히터일 수 있고, 퍼니스(4)의 외부는 시료 가열 시에 외부로 열이 손실되는 것을 방지하도록 단열재로 둘러싸여 있을 수 있다. 퍼니스(4)는 리액터(1)의 온도를 승온하거나 유지할 수 있으며, 리액터(1)의 온도를 승온하거나 유지하는 방식은 다양하게 설정이 가능하고, 승온 속도 및 유지 시간도 다양하게 설정할 수 있다. 예를 들어, 리액터(1)의 온도를 100°C까지 분당 10°C의 속도로 승온하거나 100°C 의 속도로 승온하는 경우와 같이 승온 속도 조절이 가능하고 100°C 로 1시간 또는 2시간 동안 리액터(1)의 온도를 유지한 후 다시 리액터(1)의 온도를 승온하는 경우와 같이 리액터(1)의 온도를 일정 온도로 유지할 수도 있다. 퍼니스(4)의 형상은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 원통형의 리액터(1)를 둘러싼 정팔각 기둥 형상일 수 있지만, 본 발명의 리액터(1) 및 퍼니스(4)의 각각의 형상, 재질 등은 상술한 바에 한정되지 않고, 원기둥 또는 사각기둥 형상으로 제작될 수 있는 등 다양한 변형, 변경이 가능하다. 퍼니스(4) 근처에는 단자 박스가 마련되며, 단자 박스는 퍼니스(4)를 제어하는 전기선이 들어있는 부분이다.The furnace 4 surrounds the side surface of the reactor 1. The furnace 4 can heat the sample stored in the reactor 1 and can be precisely controlled at 1 占 폚 / min. The furnace 4 may be, for example, a chamber heater, and the outside of the furnace 4 may be surrounded by a heat insulating material to prevent heat loss to the outside during sample heating. The furnace 4 can raise or maintain the temperature of the reactor 1, and the manner of raising or maintaining the temperature of the reactor 1 can be variously set, and the heating rate and the holding time can be set variously. For example, the temperature of the reactor 1 can be adjusted up to 100 ° C at a rate of 10 ° C per minute or at a rate of 100 ° C. The temperature of the reactor 1 may be maintained at a constant temperature as in the case of raising the temperature of the reactor 1 again after the temperature of the reactor 1 is maintained for a while. The shape of the furnace 4 may be a right octagonal columnar shape surrounding the cylindrical reactor 1 as shown in Figs. 1 and 2. However, the shapes of the reactor 1 and the furnace 4 of the present invention, The material and the like are not limited to those described above, and can be manufactured in a cylindrical or square pillar shape. A terminal box is provided near the furnace (4), and the terminal box is a portion containing an electric wire for controlling the furnace (4).
리액터(1) 및 리액터(1)를 둘러싼 퍼니스(4)의 부근에는 시료를 후술할 시료 자동 공급 부재(6)로부터 리액터(1) 내부로 이동시킬 수 있는 시료 주입 부재(sample injector)(5) 및 시료 자동 공급 부재(6)가 위치할 수 있다. 시료 주입 부재(5)의 이동을 위하여 시료 주입 부재(5)에는 에어 실린더가 연결될 수 있다. 예를 들면, 시료 주입 부재(5)는, 퍼니스(4)가 둘러싸고 있는 리액터(1) 내부로 시료(예를 들면, 한 개의 전지)를 이동시킬 수 있도록, 시료 자동 공급 부재(6)로부터 리액터(1) 상단부까지, 퍼니스(4)의 상단부 상에서 상단부를 따라 수평방향으로 이동할 수 있다. 추가적으로, 경우에 따라서는 수직방향으로 이동할 수도 있다. 본 발명은 상술한 바에 한정되지 않고, 작업자가 위치한 지점으로부터 퍼니스(4)가 둘러싸고 있는 리액터(1)까지 시료 주입 부재(5)가 이동할 수 있도록 제작될 수도 있는 등 다양한 변형, 변경이 가능하다. 시료 주입 부재(5)에 연결된 에어 실린더들의 각각의 최대 부하 질량은 80kg일 수 있다. A sample injector 5 capable of moving the sample from the automatic sample supply member 6 to be described later into the reactor 1 is provided in the vicinity of the reactor 1 and the furnace 4 surrounding the reactor 1, And the sample automatic feeding member 6 can be located. An air cylinder may be connected to the sample injecting member 5 for movement of the sample injecting member 5. For example, the sample injecting member 5 injects the sample from the sample automatic supplying member 6 through the reactor 1 so that the sample (for example, one battery) can be moved into the reactor 1 surrounding the furnace 4 (1) to the upper end, along the upper end on the upper end of the furnace (4). In addition, it may move in the vertical direction in some cases. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes may be made, for example, such that the sample injecting member 5 can be moved from the position where the operator is located to the reactor 1 surrounding the furnace 4. The maximum load mass of each of the air cylinders connected to the sample injecting member 5 may be 80 kg.
시료 자동 공급 부재(6)에는 시료인 적어도 하나의 전지들(예를 들면, 코인 셀 전지의 스택(coin cell battery stack))이 수납될 수 있고, 미리 설정된 시간 등에 따라 자동으로 전지를 시료 주입 부재(5)로 제공할 수 있다. 시료 자동 공급 부재(6)는 예를 들면, 알루미늄(Aluminium) 등으로 제작될 수 있다.The automatic sample supply member 6 may store at least one battery (e.g., a coin cell battery stack) as a sample, (5). The automatic sample supply member 6 may be made of, for example, aluminum.
도 3a 및 도 3b를 참조하여, 시료 자동 공급 부재(6)로부터 리액터(1)까지로의 시료(예를 들면 코인 셀 전지)의 이동 및 수납에 관하여 설명하면 다음과 같다. 시료 자동 공급 부재(6)의 시료 이동 및 수납의 순서는 도 3a에서 도 3b의 순서로 수행될 수 있다. 미리 설정된 조건(예를 들면 미리 설정된 시간 등)이 되면, 시료 자동 공급 부재(6)는 리액터(1) 위로 이동하고, 시료 주입부(5)가 시료 자동 공급 부재(6)의 시료를 밀어서 리액터(1) 내부로 넣어준다. 다음, 리액터 상단 부재(2)가 리액터(1)의 상단부 위로 이동하고, 리액터 상단 부재(2) 및 리액터 하단 부재(3)가 리액터(1)의 개구된 상하단을 닫아서 외부 공기를 차단시킨다. 추가적으로 예를 들면, 일 실시양태로, 리액터(1)의 개구된 상단부에 리액터 하단 부재(3)의 일단부가 위치하고 시료 리액터 하단 부재(3)의 일단부가 리액터(1)의 내부 또는 상단에 위치하고, 리액터 하단 부재(3)의 일단부 위에 시료가 올려지면, 리액터 하단 부재(3)가 수직방향으로 하단으로 이동하여 리액터 하단 부재(3)의 일단부가 리액터(1)의 개구된 하단을 밀폐하고, 리액터 상단 부재(2)의 일단부는 리액터(1)의 개구된 상단을 덮어 밀폐하는 방식으로 동작할 수 있다. 다른 실시양태로서, 리액터 하단 부재(3)의 일단부가 리액터(1)의 개구된 하단을 밀폐하고 있고, 리액터(1) 내부로 시료가 놓여지면 리액터 상단 부재(2)의 일단부는 리액터(1)의 개구된 상단을 덮어 밀폐하는 방식으로 동작할 수도 있다. 정리하면, 시료는 상술한 바와 같이, 리액터(1), 리액터 상단 부재(2)의 일단부, 및 리액터 하단 부재(3)의 일단부에 의한 밀폐된 챔버 내부에 수납된다. 본 발명은 상술한 바에 한정되지 않고, 본 발명이 구현되는 다양한 환경에 맞게, 시료 자동 공급 부재(6)로부터 리액터(1)까지로의 시료의 이동 및 수납에 관하여 다양한 변형, 변경이 가능하다. 3A and 3B, a description will be given of the movement and storage of a sample (for example, a coin cell) from the sample supply member 6 to the reactor 1 as follows. The order of the sample transfer and storage of the sample automatic supplying member 6 can be performed in the order of FIG. 3A to FIG. 3B. The sample automatic feeding member 6 moves over the reactor 1 and the sample injecting unit 5 pushes the sample of the automatic sample feeding member 6 to the reactor 1, (1) into the inside. Next, the reactor top member 2 moves above the upper end of the reactor 1, and the reactor top member 2 and the reactor bottom end member 3 close the opened upper and lower ends of the reactor 1 to block the outside air. In addition, for example, in one embodiment, one end of the reactor lower end member 3 is located at the open top end of the reactor 1 and one end of the sample reactor bottom end member 3 is located inside or at the top of the reactor 1, When the sample is placed on one end of the reactor lower end member 3, the reactor lower end member 3 moves downward in the vertical direction so that one end of the reactor lower end member 3 seals the lower open end of the reactor 1, One end of the reactor top member 2 can operate in such a manner as to cover and seal the open top of the reactor 1. One end of the reactor lower end member 3 seals the lower opened end of the reactor 1 and one end of the reactor upper end member 2 is connected to the reactor 1 when the sample is placed inside the reactor 1, Lt; RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI > In summary, the sample is housed inside the sealed chamber by the reactor 1, one end of the reactor top member 2, and one end of the reactor bottom end member 3, as described above. The present invention is not limited to the above description, and various modifications and changes can be made as to the movement and storage of the sample from the automatic sample supply member 6 to the reactor 1 in accordance with various environments in which the present invention is implemented.
또한, 도 4a 및 4b를 참조하여, 리액터(1)로부터 폐기부(7)까지로의 시료(예를 들면 코인 셀 전지)의 이동 및 폐기에 관하여 설명하면 다음과 같다. 시료의 이동 및 폐기 순서는 도 4a에서 도 4b의 순서로 수행될 수 있다. 후술할 바와 같이 시료의 열분해로 발생하는 가스의 분석 또는 포집이 종료되면, 시료가 놓여진 리액터 하단 부재(3)가 리액터(1)로부터 수직방향으로 아래로 이동하여 시료가 놓여진 리액터 하단 부재(3)의 일단부가 리액터(1)의 하단에 놓인 폐기부(7)의 입구에 위치하게 되고 도 4b에 화살표도 도시된 방향으로 폐기부(7) 내부로 시료가 폐기된다. 예를 들면, 시료가 놓여지는 리액터 하단 부재(3)의 일단부는 경사면으로 되어 있어, 시료의 폐기 시에, 리액터 하단 부재(3)의 일단부의 경사면을 따라 시료가 미끄러져 하단에 놓인 폐기부(7)로 떨어지는 방식으로 구현될 수도 있다. Moving and disposing of a sample (for example, a coin cell) from the reactor 1 to the waste portion 7 will be described with reference to Figs. 4A and 4B. The order of movement and discarding of the sample can be performed in the order of FIGS. 4A to 4B. As described later, when analysis or trapping of gas generated by pyrolysis of the sample is completed, the reactor lower end member 3 on which the sample is placed is moved downward in the vertical direction from the reactor 1, and the reactor lower end member 3, Is positioned at the inlet of the waste portion 7 placed at the lower end of the reactor 1 and the sample is discarded into the waste portion 7 in the direction shown by the arrow in Fig. For example, one end of the reactor lower end member 3 on which the sample is placed is an inclined surface. When the sample is discarded, the sample slips along the inclined surface of one end of the reactor lower end member 3, 7). ≪ / RTI >
한편, 리액터(1)에는 캐리어 가스 개폐 수단(carrier gas open/close means)(9), 냉각 가스 개폐 수단(cooling gas open/close means)(10), 배출구 개폐 수단(vent open/close means)(11), 및 분석기 개폐 수단(analyzer open/close means)(12)이 연결될 수 있다. 캐리어 가스 개폐 수단(9), 냉각 가스 개폐 수단(10), 배출구 개폐 수단(11), 및 분석기 개폐 수단(12)의 각각의 종류나 형태는 제한이 없으나, 예를 들어, 밸브이거나 밸브를 포함할 수 있다. 캐리어 가스 개폐 수단(9), 냉각 가스 개폐 수단(10), 배출구 개폐 수단(11), 및 분석기 개폐 수단(12)은 예를 들어, 각각 캐리어 가스 밸브, 냉각 가스 밸브, 배출구 밸브, 및 분석기 밸브로 구현될 수도 있다. 캐리어 가스 개폐 수단(9)은 개폐 방식(on/off)으로 리액터(1)로의 캐리어 가스의 유입을 조절한다. 캐리어 가스는 예를 들면, 헬륨(He) 가스일 수 있다. 캐리어 가스 공급부(미도시)는 관이나 튜브(tube) 등으로 유량 제어부(mass flow controller; MFC)(8) 및 캐리어 가스 개폐 수단(9)을 경유하여 리액터(1)로 연결되어 있다. 즉, 유량 제어부(8)는 캐리어 가스가 흐르는 유로에서 리액터(1)와 캐리어 가스 개폐 수단(9) 사이에 위치하도록 마련될 수 있다. 유량 제어부(8)는 리액터(1) 내부로 공급되는 캐리어 가스의 유량을 정밀하게 제어한다. 가령, 유량 제어부(8)의 유량 제어 범위는 0 내지 200mL이고, 응답속도는 1초 이내(즉, 후술할 메인 제어부(예를 들면, 터치 판넬을 구비한 메인 제어부로부터의 응답속도가 1초 이내)이고, 정확도는 1.0%(예를 들면, 조절되는 유량이 100mL인 경우에 99~101 mL로 제어됨)일 수 있다. 부연하면, 캐리어 가스 공급부로부터 캐리어 가스가 유량 제어부(8)로 공급되고, 캐리어 가스가 유량 제어부(8)를 지나감에 따라 유량이 예를 들면 0 내지 200mL의 범위로 조절된다(즉, 개폐 정도가 조절된다). 또한, 유량 제어부(8)를 통과한 캐리어 가스는 개방된 캐리어 가스 개폐 수단(9)을 경유하여 리액터(1)로 공급된다. 만약, 캐리어 가스 개폐 수단(9)이 폐쇄되어 있는 경우에는 캐리어 가스가 리액터(1)로 공급되지 않는다.On the other hand, the reactor 1 is provided with a carrier gas open / close means 9, a cooling gas open / close means 10, a vent open / close means 11, and analyzer open / close means 12 may be connected. The types and forms of the carrier gas opening / closing means 9, the cooling gas opening / closing means 10, the outlet opening / closing means 11, and the analyzer opening / closing means 12 are not limited. For example, can do. The carrier gas opening / closing means 9, the cooling gas opening / closing means 10, the outlet opening / closing means 11 and the analyzer opening / closing means 12 are, for example, a carrier gas valve, a cooling gas valve, . ≪ / RTI > The carrier gas opening / closing means 9 regulates the inflow of the carrier gas into the reactor 1 by an on / off method. The carrier gas may be, for example, helium (He) gas. The carrier gas supply unit (not shown) is connected to the reactor 1 via a mass flow controller (MFC) 8 and a carrier gas opening / closing unit 9 through a pipe or a tube. That is, the flow rate control section 8 may be provided so as to be positioned between the reactor 1 and the carrier gas opening / closing means 9 in the flow path through which the carrier gas flows. The flow rate control unit 8 precisely controls the flow rate of the carrier gas supplied into the reactor 1. For example, the flow rate control range of the flow rate control unit 8 is 0 to 200 mL, and the response speed is within 1 second (i.e., when the response speed from the main control unit ), And the accuracy may be 1.0% (for example, controlled to 99 to 101 mL when the flow rate to be regulated is 100 mL). In addition, the carrier gas is supplied from the carrier gas supply section to the flow rate control section 8 , The flow rate of the carrier gas is adjusted to a range of 0 to 200 mL (for example, the opening / closing degree is adjusted) as the carrier gas passes the flow rate control unit 8. Further, The carrier gas is supplied to the reactor 1 via the open carrier gas opening and closing means 9. If the carrier gas opening and closing means 9 is closed, the carrier gas is not supplied to the reactor 1. [
또한, 배출구 개폐 수단(11)은 개폐 방식(on/off)으로 리액터(1) 내부의 가스(가령, 리액터(1) 내부의 가스, 시료에서 발생하는 가스, 등을 포함)의 배출, 즉 리액터(1)로부터 냉각 가스 배출구(미도시)로의 배출을 조절한다. 리액터(1)는 관이나 튜브 등으로 배출구 개폐 수단(11) 및 배출 가스 조절부(vent gas regulator)(미도시)를 경유하여 자동화된 시료 열분해 장치(100) 외부의 배출구로 연결되어 있다. 부연하면, 리액터(1)의 내부의 가스는 개방된 배출구 개폐 수단(11)을 지나 배출 가스 조절부를 경유하여 외부의 배출구로 연결되어 외부로 배출될 수 있다. 즉, 리액터(1)의 내부의 가스가 외부로 배출되도록 흐르는 유로에서 배출 가스 조절부는 리액터(1)와 배출구 개폐 수단(11) 사이에 위치하도록 마련될 수 있다. 배출 가스 조절부는 예를 들면, 배출 가스의 유량을 제어할 수 있는 압력 조절기일 수 있고, 압력 설정 범위는 0.02Mpa 내지 0.2Mpa일 수 있고 최고 공급 압력은 1.0Mpa일 수 있다. 정리하면, 배출구 개폐 수단(11)은 개폐여부를 제어하고, 배출 가스 조절부는 외부로 배출되는 가스의 양을 조절할 수 있다. The outlet opening and closing means 11 is provided for discharging the gas inside the reactor 1 (for example, the gas inside the reactor 1, the gas generated from the sample, etc.) in an on / off manner, (1) to the cooling gas outlet (not shown). The reactor 1 is connected to an outlet outside the automated sample pyrolysis apparatus 100 via a discharge tube opening and closing means 11 and a vent gas regulator (not shown) through a tube or tube. In addition, the gas inside the reactor 1 can be connected to the outlet of the outside through the open outlet opening / closing means 11 via the outlet gas regulating section, and can be discharged to the outside. That is, the exhaust gas control unit may be disposed between the reactor 1 and the outlet opening / closing means 11 in the flow path through which the gas inside the reactor 1 is discharged to the outside. The exhaust gas control part may be, for example, a pressure regulator capable of controlling the flow rate of the exhaust gas, the pressure setting range may be 0.02 to 0.2 MPa, and the maximum supply pressure may be 1.0 MPa. In summary, the outlet opening / closing means 11 controls opening / closing, and the outlet gas adjusting portion can adjust the amount of gas discharged to the outside.
또한, 분석기 개폐 수단(12)은 개폐 방식(on/off)으로 리액터(1) 내부의 시료에서 발생하는 가스 및 캐리어 가스의 가스 분석 장비 또는 가스 포집기(미도시)로의 유입을 조절한다. 리액터(1)는 관이나 튜브 등으로 컨덴서(condenser)(13) 및 분석기 개폐 수단(12)을 경유하여 가스 분석 장비 또는 가스 포집기(미도시)와 연결될 수 있다. 가스 분석 장비는 예를 들면, EGA 장비에 MS 기기나 GC 기기, 또는 IR(FT-IR, NIR)과 각종 가스 센서(O 2 센서, CO 2 센서 등), 레이저 분석기(산소 분석용) 등이 함께 적용된 장치, 등일 수 있다. 컨덴서(13)는 예를 들면, 스테인리스 스틸(일 실시양태로서 SUS (steel use stainless) 304, SUS 310, 등) 재질로 제작될 수 있고, 공냉식 가스 냉각 장치일 수 있다.The analyzer opening / closing means 12 regulates the flow of gas and carrier gas generated in the sample in the reactor 1 into the gas analyzer or the gas collecting device (not shown) by an on / off method. The reactor 1 may be connected to a gas analyzer or a gas collector (not shown) via a condenser 13 and an analyzer opening / closing means 12 by a tube or tube. Gas analyzers, for example, are equipped with MS instruments, GC instruments, IR (FT-IR, NIR), various gas sensors (O 2 sensor, CO 2 sensor, etc.) and laser analyzer A device applied together, and the like. The capacitor 13 may be, for example, stainless steel (SUS (steel use stainless 304, SUS 310, etc.), or may be an air-cooled gas cooling device.
또한, 냉각 가스 개폐 수단(10)은 개폐 방식(on/off)으로 리액터(1)로의 냉각 가스의 유입을 조절한다. 냉각 가스는, 리액터(1) 내부의 시료의 열분해로 발생하는 가스의 분석을 위하여 가스 분석 장치로의 유입 또는 가스의 포집을 위하여 가스 포집기로의 유입이 모두 종료되고 나면, 리액터(1) 및 퍼니스(4)의 온도를 낮춰주기 위하여(예를 들면, 상온으로 낮춰 주기 위하여) 리액터(1) 내부로 공급될 수 있다. 냉각 가스는 예를 들면, 불활성 가스(헬륨, 등), 질소(N 2) 가스, 또는 공기일 수 있다. 냉각 가스 공급부(미도시)는 관이나 튜브 등으로 냉각 가스 개폐 수단(10)을 경유하여 리액터(1)와 연결되어 있다. The cooling gas opening / closing means 10 regulates the inflow of the cooling gas into the reactor 1 in an open / close manner (on / off). After the flow of the coolant gas into the gas analyzer or the flow of gas into the gas collector for analyzing the gas generated by thermal decomposition of the sample in the reactor 1 is stopped, the reactor 1 and the furnace May be supplied into the reactor 1 in order to lower the temperature of the reactor 4 (for example, to lower the temperature to room temperature). The cooling gas may be, for example, an inert gas (helium, etc.), nitrogen (N 2 ) gas, or air. The cooling gas supply unit (not shown) is connected to the reactor 1 via a cooling gas opening / closing unit 10 by a tube or a tube.
상술한 캐리어 가스 개폐 수단(9) 및 냉각 가스 개폐 수단(10)은 각각 가스의 유입을 제어하는 역할을 하고 예를 들면 스테인리스 스틸(일 실시양태로서 SUS 316) 재질로 제작될 수 있고 최고 사용 압력은 250 psi일 수 있다. 또한, 상술한 배출구 개폐 수단(11) 및 분석기 개폐 수단(12)은 각각 가스의 유입 방향을 제어하는 역할을 하고 예를 들면 스테인리스 스틸(일 실시양태로서 SUS 316) 재질로 제작될 수 있고 최고 사용 압력은 250 psi일 수 있다. The carrier gas opening / closing means 9 and the cooling gas opening / closing means 10 described above serve to control the inflow of gas, respectively, and can be made of, for example, stainless steel (SUS 316 as one embodiment) Can be 250 psi. The discharge port opening / closing means 11 and the analyzer opening / closing means 12 described above respectively control the flow direction of the gas and can be made of, for example, stainless steel (SUS 316 as one embodiment) The pressure can be 250 psi.
본 발명에 따른 자동화된 시료 열분해 장치(100)의 작동이 자동으로 제어되는 방식에 관하여 설명한다.The manner in which the operation of the automated sample pyrolysis apparatus 100 according to the present invention is automatically controlled will be described.
시료의 Of the sample 리액터(1)로의Into the reactor 1 이동 및 수납 Movement and storage
먼저, 터치 판넬에서 시작 버튼을 누르면 퍼니스(4)의 온도가 실험 시작 온도로 도달할 때까지 자동화된 시료 열분해 장치(100)가 대기 모드에 있게 된다. 다음, 리액터(1)의 상단에 위치하던 리액터 상단 부재(2)가 수직방향으로 위로 이동하게 되면, 시료 자동 공급 부재(6)가 리액터(1) 위로 이동하고 시료 주입부(5)가 시료 자동 공급 부재(6)의 시료를 밀어서 리액터(1) 내부로 넣어준다. 다음, 리액터 상단 부재(2)가 리액터(1)의 상단부 위로 이동하고, 리액터 상단 부재(2) 및 리액터 하단 부재(3)가 리액터(1)의 개구된 상하단을 닫아서 외부 공기를 차단시킨다. 보다 자세한 설명은 도 3a 및 도 3b에 관하여 상술한 설명을 참조한다.First, when the start button is pressed on the touch panel, the automated sample pyrolysis apparatus 100 is in the standby mode until the temperature of the furnace 4 reaches the experiment start temperature. Next, when the reactor upper end member 2 located at the upper end of the reactor 1 moves upward in the vertical direction, the automatic sample supplying member 6 moves over the reactor 1 and the sample injecting unit 5 moves the sample automatic The sample of the supply member 6 is pushed into the reactor 1. Next, the reactor top member 2 moves above the upper end of the reactor 1, and the reactor top member 2 and the reactor bottom end member 3 close the opened upper and lower ends of the reactor 1 to block the outside air. For a more detailed description, refer to the description given above with reference to FIGS. 3A and 3B.
리액터Reactor (1) 내부의 (1) Inside 캐리어carrier 가스로의 치환 Substitution of gas furnace
리액터(1) 내부에 시료가 수납되고, 리액터(1) 내부가 밀폐된 다음, 캐리어 가스 개폐 수단(9)이 개방(on)되고, 배출구 개폐 수단(11)이 개방되어, 캐리어 가스 공급부(미도시)로부터 리액터(1) 내부로 캐리어 가스가 공급되어 리액터(1) 내부의 공기가 캐리어 가스로의 치환이 이루어진다. 이 때, 냉각 가스 개폐 수단(9) 및 분석기 개폐 수단(12)은 계속 폐쇄(off)상태에 있다. 경우에 따라서는, 배출구 개폐 수단(11)이 폐쇄 상태에 있고, 분석기 개폐 수단(12)이 개방 상태에 있는 대신에 리액터(1) 내부의 가스가 분석기 개폐 수단(12)을 지나 배출될 수 있도록 분석기 개폐 수단(12)에는 가스 분석 장치 또는 가스 포집기가 연결되어 있지 않을 수도 있다.The carrier gas opening and closing means 9 is opened and the outlet opening and closing means 11 is opened so that the carrier gas is supplied to the carrier gas supply portion The carrier gas is supplied into the reactor 1, and the air inside the reactor 1 is replaced with the carrier gas. At this time, the cooling gas opening / closing means 9 and the analyzer opening / closing means 12 are kept closed. The analyzer opening and closing means 11 may be closed so that the gas inside the reactor 1 can be discharged through the analyzer opening and closing means 12 instead of the analyzer opening and closing means 12 being in the open state, The analyzer opening / closing means 12 may not be connected to the gas analyzer or the gas collecting device.
한편, 미리 설정된 조건이 되면, 예를 들어 리액터(1) 내부로 캐리어 가스의 공급을 개시한 시점으로부터 미리 설정된 시간이 경과하면, 리액터(1) 내부의 공기가 캐리어 가스로의 치환이 종료되어 후술할 후속 과정으로 자동으로 진행하게 된다. 캐리어 가스의 공급을 개시한 시점으로부터 미리 설정된 시간은 본 발명이 구현되는 환경에 따라 다양하게 변경할 수 있다. 일 실시양태로서, 리액터(1) 내부의 부피, 등에 따라 리액터(1) 내부의 공기가 캐리어 가스로의 치환되는 시간은 상이하므로, 리액터(1) 내부의 부피, 등에 따라 캐리어 가스의 공급을 개시한 시점으로부터 미리 설정된 시간이 조절될 수 있다. 예를 들면, 리액터(1) 내부의 부피가 20 mL 일 때, 캐리어 가스의 공급을 개시한 시점으로부터 10 분(즉, 미리 설정된 시간)이 경과한 시점에 배출구 개폐 수단(11)이 폐쇄 상태로 전환될 수 있다. 다시 말하면, 리액터(1)의 부피는 예를 들어 20mL 일 수 있지만, 설계를 변경하여 다양하게 적용될 수 있고, 캐리어 가스의 공급 시간도 수초(sec) 부터 수시간까지 다양하게 설정될 수 있다.On the other hand, when the predetermined condition is met, for example, when a predetermined time has elapsed from the start of the supply of the carrier gas into the reactor 1, the replacement of the air inside the reactor 1 with the carrier gas is completed, It will proceed automatically as a follow-up process. The predetermined time from the start of the supply of the carrier gas can be variously changed according to the environment in which the present invention is implemented. In one embodiment, since the time at which the air in the reactor 1 is replaced with the carrier gas differs depending on the volume inside the reactor 1, etc., the supply of the carrier gas is started in accordance with the volume inside the reactor 1, The preset time from the time point can be adjusted. For example, when the volume of the inside of the reactor 1 is 20 mL, when the outlet opening / closing means 11 is in the closed state at the time when 10 minutes (that is, a predetermined time) Can be switched. In other words, the volume of the reactor 1 may be, for example, 20 mL, but it can be variously applied by changing the design, and the supply time of the carrier gas can be variously set from several seconds (sec) to several hours.
시료의 열분해로 발생하는 가스의 분석 또는 Analysis of gas resulting from pyrolysis of the sample or 포집의Capture 개시 Start
일 실시양태로서는, 상술한 리액터(1) 내부의 공기의 캐리어 가스로의 치환 과정에서, 미리 설정된 조건이 되면, 예를 들어 캐리어 가스의 공급을 개시한 시점으로부터 미리 설정된 시간이 경과하면 자동으로 캐리어 가스 개폐 수단(9) 및 배출구 개폐 수단(11)이 폐쇄되고 퍼니스(4)를 제 1 미리 설정된 온도까지 승온한다. 다음, 미리 설정된 조건이 되면, 예를 들어 캐리어 가스의 공급을 개시한 시점으로부터 미리 설정된 시간이 경과하거나 퍼니스(4)가 제 1 미리 설정된 온도(예를 들면, 300 ℃)가 되면, 자동으로 캐리어 가스 개폐 수단(9) 및 분석기 개폐 수단(12)이 개방되어 리액터(1) 내부로 캐리어 가스 개폐 수단(9)을 경유하여 캐리어 가스가 공급되고, 리액터(1) 내부의 시료의 열분해로 발생하는 가스 및 캐리어 가스가 분석기 개폐 수단(11)을 경유하여 가스 분석 장치 또는 가스 포집기로 공급되게 된다. 이 때, 냉각 가스 개폐 수단(10)은 계속 폐쇄 상태이다.In one embodiment, in the process of replacing the air in the reactor 1 with the carrier gas, when the predetermined condition is met, for example, when a predetermined time has elapsed from the start of the supply of the carrier gas, The opening and closing means 9 and the outlet opening and closing means 11 are closed and the furnace 4 is heated to a first predetermined temperature. Next, when the preset condition is reached, for example, a predetermined time has elapsed from the start of the supply of the carrier gas or the furnace 4 reaches the first predetermined temperature (for example, 300 DEG C) The gas opening and closing means 9 and the analyzer opening and closing means 12 are opened and the carrier gas is supplied into the reactor 1 via the carrier gas opening and closing means 9 and generated by thermal decomposition of the sample in the reactor 1 The gas and the carrier gas are supplied to the gas analyzer or the gas collecting device via the analyzer opening and closing means 11. At this time, the cooling gas opening / closing means 10 is kept closed.
다른 실시양태로서는, 상술한 리액터(1) 내부의 공기의 캐리어 가스로의 치환 과정에서, 미리 설정된 조건이 되면, 예를 들어 캐리어 가스의 공급을 개시한 시점으로부터 미리 설정된 시간이 경과하면 자동으로 분석기 개폐 수단(12)이 개방되고 동시에 배출구 개폐 수단(11)은 폐쇄된다. 그에 따라, 리액터(1) 내부로 캐리어 가스 개폐 수단(9)을 경유하여 캐리어 가스가 계속 공급되고, 리액터(1) 내부의 시료의 열분해로 발생하는 가스 및 캐리어 가스는 분석기 개폐 수단(11)을 경유하여 가스 분석 장치 또는 가스 포집기로 공급되게 된다. 마찬가지로, 이 때, 냉각 가스 개폐 수단(10)은 계속 폐쇄 상태이다.As another embodiment, in the process of replacing the air in the reactor 1 with the carrier gas, when the predetermined condition is met, for example, when a preset time elapses from the start of the supply of the carrier gas, The means 12 is opened and at the same time the outlet opening and closing means 11 is closed. As a result, the carrier gas is continuously supplied into the reactor 1 via the carrier gas opening / closing means 9, and the gas and the carrier gas generated by thermal decomposition of the sample in the reactor 1 are supplied to the analyzer opening / To the gas analyzer or the gas collector. Similarly, at this time, the cooling gas opening / closing means 10 is kept closed.
보다 구체적인 예를 들면, 첫째로, 미리 설정된 조건이 되면, 예를 들어 캐리어 가스의 공급을 개시한 시점으로부터 미리 설정된 시간이 경과하면 자동으로 캐리어 가스 개폐 수단(9) 및 배출구 개폐 수단(11)이 폐쇄되고 퍼니스(4)를 승온하고, 제 1 미리 설정된 온도(예를 들어 300°C)가 되면 자동으로 캐리어 가스 개폐 수단(9) 및 분석기 개폐 수단(12)이 개방되어 리액터(1) 내부의 시료의 열분해로 발생하는 가스 및 캐리어 가스가 가스 분석 장치 또는 가스 포집기로 공급되게 된다.More specifically, for example, first, under predetermined conditions, for example, when a predetermined time has elapsed from the start of the supply of the carrier gas, the carrier gas opening / closing means 9 and the outlet opening / closing means 11 And the analyzer opening / closing means 12 is automatically opened when the temperature of the furnace 4 is raised and reaches the first predetermined temperature (for example, 300 ° C) The gas and the carrier gas generated by thermal decomposition of the sample are supplied to the gas analyzer or the gas collector.
둘째로, 미리 설정된 조건이 되면, 예를 들어 캐리어 가스의 공급을 개시한 시점으로부터 미리 설정된 시간이 경과하면 자동으로 배출구 개폐 수단(11)이 폐쇄되고 분석기 개폐 수단(12)이 개방되는 한편, 캐리어 가스 개폐 수단(9)은 개방 상태로 그대로 유지하여, 리액터(1) 내부의 시료의 열분해로 발생하는 가스 및 캐리어 가스가 가스 분석 장치 또는 가스 포집기로 공급되게 된다.Secondly, under a preset condition, for example, when a predetermined time elapses from the start of the supply of the carrier gas, the discharge opening / closing means 11 is automatically closed and the analyzer opening / closing means 12 is opened, The gas opening and closing means 9 is kept in the open state and the gas and the carrier gas generated by the thermal decomposition of the sample in the reactor 1 are supplied to the gas analyzer or the gas collecting device.
셋째로, 시료의 열분해로 발생하는 가스의 분석 또는 포집을 보다 세분화된 구간별로 진행할 수도 있다. 미리 설정된 조건이 되면, 예를 들어 캐리어 가스의 공급을 개시한 시점으로부터 미리 설정된 시간이 경과하면 자동으로 배출구 개폐 수단(11)이 폐쇄되고 분석기 개폐 수단(12)이 개방되는 한편, 캐리어 가스 개폐 수단(9)은 개방 상태로 그대로 유지하여, 리액터(1) 내부의 시료의 열분해로 발생하는 가스 및 캐리어 가스를 가스 분석 장치 또는 가스 포집기로 공급한다. 다음, 제 2 미리 설정된 온도(예를 들어 150°C)가 되면 자동으로 캐리어 가스 개폐 수단(9) 및 분석기 개폐 수단(12)이 폐쇄되는 한편, 퍼니스(4)의 온도는 승온된다. 다음, 미리 설정된 조건이 되면, 예를 들어 제 3 미리 설정된 온도(예를 들어 300°C)가 되면, 자동으로 캐리어 가스 개폐 수단(9) 및 분석기 개폐 수단(12)이 개방되어 리액터(1) 내부의 시료의 열분해로 발생하는 가스 및 캐리어 가스가 가스 분석 장치 또는 가스 포집기로 공급되게 된다. 다음, 미리 설정된 조건이 되면, 예를 들어 제 4 미리 설정된 온도(예를 들어 400°C)가 되면 자동으로 캐리어 가스 개폐 수단(9) 및 분석기 개폐 수단(12)이 폐쇄되는 한편, 퍼니스(4)의 온도는 승온된다. 다음, 미리 설정된 조건이 되면, 예를 들어 제 5 미리 설정된 온도(예를 들어 600°C)가 되면, 자동으로 캐리어 가스 개폐 수단(9) 및 분석기 개폐 수단(12)이 개방되어 리액터(1) 내부의 시료의 열분해로 발생하는 가스 및 캐리어 가스가 가스 분석 장치 또는 가스 포집기로 공급되게 된다.Third, analysis or collection of gas generated by pyrolysis of the sample may be carried out by further subdivided sections. When the predetermined condition is met, for example, the outlet opening / closing means 11 is automatically closed and the analyzer opening / closing means 12 is opened when a predetermined time elapses from the start of the supply of the carrier gas, (9) remains in an open state to supply gas and carrier gas generated by pyrolysis of the sample in the reactor (1) to the gas analyzer or gas collector. Next, the carrier gas opening / closing means 9 and the analyzer opening / closing means 12 are automatically closed while the temperature of the furnace 4 is raised automatically at a second preset temperature (for example, 150 ° C). Next, when the predetermined condition is reached, for example, when the third predetermined temperature (for example, 300 ° C) is reached, the carrier gas opening / closing means 9 and the analyzer opening / closing means 12 are automatically opened, The gas and the carrier gas generated by thermal decomposition of the sample in the inside are supplied to the gas analyzer or the gas collector. Next, when the predetermined condition is reached, for example, the carrier gas opening / closing means 9 and the analyzer opening / closing means 12 are automatically closed when the fourth preset temperature (for example, 400 ° C) ) Is heated. Next, when the predetermined condition is met, for example, when the fifth predetermined temperature (for example, 600 ° C) is reached, the carrier gas opening / closing means 9 and the analyzer opening / closing means 12 are automatically opened, The gas and the carrier gas generated by thermal decomposition of the sample in the inside are supplied to the gas analyzer or the gas collector.
시료의 열분해로 발생하는 가스의 분석 또는 Analysis of gas resulting from pyrolysis of the sample or 포집의Capture 종료 End
상술한 시료의 열분해로 발생하는 가스의 분석 또는 포집이 진행되고 나서 미리 설정된 조건이 되면, 예를 들어, 퍼니스(4)의 온도가 제 6 미리 설정된 온도가 되면, 즉 시료의 열분해로 발생하는 가스의 분석 또는 포집의 종료 온도가 되면, 캐리어 가스 개폐 수단(9) 및 분석기 개폐 수단(12)은 폐쇄(off)된다. 동시에 냉각 가스 개폐 수단(10)과 배출구 개폐 수단(11)은 개방(on)된다. 그에 따라, 캐리어 가스 개폐 수단(9) 및 분석기 개폐 수단(12)은 폐쇄되므로 더 이상 캐리어 가스가 리액터(1) 내부로 공급되지 않고 또한 시료에서 발생하는 가스가 가스 분석 장비 또는 가스 포집기로 공급되지 않게 된다. 대신, 냉각 가스가 냉각 가스 공급부(미도시)로부터 냉각 가스 개폐 수단(10)을 지나 리액터(1) 내부로 유입되어 리액터(1)와 퍼니스(4)의 온도를 낮춰주고, 냉각 가스를 포함하는 리액터 내부의 리액터(1)로부터 배출구 개폐 수단(11)을 지나 배출구(미도시)를 통해 자동화된 시료 열분해 장치(100)의 외부로 배출되게 된다.When the temperature of the furnace 4 reaches the sixth preset temperature, that is, when the temperature of the furnace 4 is lower than the predetermined temperature, for example, the gas generated by pyrolysis of the sample The carrier gas opening / closing means 9 and the analyzer opening / closing means 12 are closed (off). At the same time, the cooling gas opening / closing means 10 and the outlet opening / closing means 11 are turned on. Accordingly, since the carrier gas opening / closing means 9 and the analyzer opening / closing means 12 are closed, the carrier gas is no longer supplied into the reactor 1 and the gas generated in the sample is not supplied to the gas analyzer or the gas collector . Instead, the cooling gas flows from the cooling gas supply section (not shown) through the cooling gas opening / closing means 10 into the inside of the reactor 1 to lower the temperatures of the reactor 1 and the furnace 4, Is discharged from the reactor 1 through the outlet opening / closing means 11 to the outside of the automated sample pyrolysis apparatus 100 through an outlet (not shown).
시료의 Of the sample 리액터(1)로부터의From the reactor 1, 폐기 Disposal
리액터(1)로부터 폐기부(7)까지로의 시료(예를 들면 코인 셀 전지)의 이동 및 폐기에 관하여 설명하면 다음과 같다. 후술할 바와 같이 시료의 열분해로 발생하는 가스의 분석 또는 포집이 종료되면, 시료가 놓여진 리액터 하단 부재(3)가 리액터(1)로부터 수직방향으로 아래로 이동하여 시료가 놓여진 리액터 하단 부재(3)의 일단부가 리액터(1)의 하단에 놓인 폐기부(7)의 입구에 위치하게 되고 중력에 의하여 도 4b에 화살표도 도시된 방향으로 폐기부(7) 내부로 시료가 폐기된다.Movement and disposal of a sample (for example, a coin cell) from the reactor 1 to the waste part 7 will be described as follows. As described later, when analysis or trapping of gas generated by pyrolysis of the sample is completed, the reactor lower end member 3 on which the sample is placed is moved downward in the vertical direction from the reactor 1, and the reactor lower end member 3, Is positioned at the inlet of the waste portion 7 placed at the lower end of the reactor 1 and the sample is discarded into the waste portion 7 in the direction shown by the arrow in Fig.
한편, 상술한 미리 설정된 온도들은 상술한 바와 같이 퍼니스(4)의 온도를 기준으로 설정될 수도 있지만, 경우에 따라서는 반응기(1) 내부의 온도를 기준으로 설정될 수도 있다. 또한, 상술한 미리 설정된 온도들은 자동화된 시료 열분해 장치(100)에 연결된 메인 제어부에 미리 설정 되어, 퍼니스(4)에 설치된 온도 센서에 의하여 감지된 온도가 이러한 미리 설정된 온도에 도달하면 상술한 바와 같은 방식으로 자동화된 시료 열분해 장치(100)가 작동할 수 있다. 마찬가지로, 상기 제어부 또는 제어 장치에 시료 자동 공급 부재(6)의 시료(예를 들면, 전지)의 공급 시점, 공급 간격 등이 미리 설정되어 있을 수도 있고, 또는 폐기부(7)에 시료(전지)가 수납되었음을 폐기부(7)에 설치된 센서가 감지하면 시료 자동 공급 부재(6)에서 시료 주입 부재(5)로 시료(전지)를 자동으로 공급할 수도 있다. 또한, 본 발명이 구현되는 다양한 환경, 가령 시료에서 발생하는 가스의 분석 조건이나 시간 등의 다양한 환경에 따라, 작업자가 자동화된 시료 열분해 장치(100)를 메인 제어부를 통해 수동으로 제어할 수도 있다.On the other hand, the above-described preset temperatures may be set based on the temperature of the furnace 4 as described above, but may be set based on the temperature inside the reactor 1, as the case may be. The predetermined temperatures are preset in the main control unit connected to the automatic sample pyrolysis apparatus 100. When the temperature sensed by the temperature sensor installed in the furnace 4 reaches the preset temperature, The automated sample pyrolysis apparatus 100 can be operated. A supply time and a supply interval of a sample (for example, a battery) of the automatic sample supply member 6 may be set in advance in the control unit or the control unit or a sample (battery) It is possible to automatically supply the sample (battery) from the sample automatic supplying member 6 to the sample injecting member 5 when the sensor installed in the waste portion 7 detects that the sample is stored. In addition, the operator can manually control the sample pyrolysis apparatus 100 through the main control unit according to various environments in which the present invention is implemented, for example, analysis conditions and time of gas generated from the sample.
이와 관련하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 시료 열분해 장치(100) 및 이에 연결되는 메인 제어부에 대해서 상세히 설명한다. 메인 제어부는 터치 패널 형식의 디스플레이를 포함한다. In this regard, an automated sample pyrolysis apparatus 100 according to an embodiment of the present invention and a main control unit connected thereto will be described in detail. The main control unit includes a touch panel type display.
작업자는 패널을 터치하여 자동화된 시료 열분해 장치(100)의 자동화되는 작동 방식에 관한 조건 등을 미리 입력할 수도 있으며 미리 설정된 방식에 따라 자동화된 시료 열분해 장치(100)가 자동으로 작동할 수도 있고, 패널을 터치하여 수동으로 자동화된 시료 열분해 장치(100)를 제어할 수도 있다. The operator may touch the panel to preliminarily input conditions or the like regarding the automated operation mode of the automated sample pyrolysis apparatus 100, and the automated sample pyrolysis apparatus 100 may automatically operate according to a preset method, It is also possible to manually control the sample pyrolysis apparatus 100 by touching the panel.
터치 패널 형식의 디스플레이를 통해서 미리 설정되는 온도들의 설정, 유량 제어부(8)의 유량 설정, 시료의 개수의 설정 등이 입력될 수 있다. 퍼니스(4)의 미리 설정되는 온도, 유량 제어부(8)의 유량 설정, 시료 개수의 설정을 “Method”라 명명하며, 각 “Method”를 예를 들면 4개까지 저장할 수 있다. 작동시에 디스플레이되는 화면 상의 각 버튼의 색상이 변경됨으로써, 자동화된 시료 열분해 장치(100)의 각 구성요소들의 작동 여부를 확인할 수 있다.Setting of temperatures preset in advance through the touch panel type display, flow rate setting of the flow rate controller 8, setting of the number of samples, and the like can be input. The preset temperature of the furnace 4, the flow rate setting of the flow rate controller 8, and the setting of the number of samples are referred to as " Method ", and up to four "Methods" can be stored for example. The color of each button on the screen displayed at the time of operation can be changed so that the operation of each component of the automated sample pyrolysis apparatus 100 can be confirmed.
이러한 본 발명에 따르면, 시료(전지 자체)를 가열하여 전지의 열적 거동(즉, 승온, 등온, 등)에 따른 내부의 발생가스를 포집하여 측정할 수 있도록 하면서도, 이러한 시료(전지) 내부에서 발생하는 가스를 포집하고 측정하는 일련의 과정들이 자동화된다. 즉, 본 발명에 따른 자동화된 시료 열분해 장치(100)는, 시료(전지 자체)를 가열하여 시료(전지)의 열적 거동에 따른 내부의 발생가스를 포집하여 측정할 수 있도록, 복수 개의 개폐 수단 시스템, 퍼니스, 리액터, 온도 제어 시스템을 포함하고 이러한 구성요소들이 자동으로 제어되는 장치로서, 복수 개의 시료(이차 전지)를 순차적으로 평가할 수 있는 자동화된 시스템에 해당한다. 정리하면, ARC(Accelerating Rate Calorimeter) 기능, EGA(Evolved gas analysis) 기능, 및 자동화 기능이 통합된 것이다. 이는, 종래 기술의 이차 전지 발생가스 포집 장치 및 포집 방법들과 전혀 상이한 것이다. 다시 말하면, 종래의 ARC와 같은 안전성 평가장비는 흡열, 발열반응만 평가하지만, 본 발명에 따른 장치는 ARC와 같이 시료를 가열 혹은 등온하면서 발생하는 가스를 확인(EGA)하여 시료의 열적 거동 시 화학적 반응을 자동 제어 방식으로 분석할 수 있도록 한 것이다. According to the present invention, the sample (the battery itself) is heated to collect the generated gas in accordance with the thermal behavior of the battery (i.e., temperature increase, isothermal temperature, etc.) The process of collecting and measuring the gas is automated. That is, the automated sample pyrolysis apparatus 100 according to the present invention includes a plurality of open / close means systems (not shown) for heating the sample (the battery itself) to collect and measure the generated gas due to the thermal behavior of the sample , A furnace, a reactor, and a temperature control system, and these components are automatically controlled, and correspond to an automated system capable of sequentially evaluating a plurality of samples (secondary batteries). In summary, the Accelerating Rate Calorimeter (ARC), evolved gas analysis (EGA), and automation functions are integrated. This is completely different from the secondary cell generation gas collecting apparatus and the collecting methods of the prior art. In other words, the safety evaluation device such as the conventional ARC only evaluates the endothermic reaction and the exothermic reaction. However, the device according to the present invention confirms the gas (EGA) generated by heating or isothermal heating of the sample like ARC, So that the reaction can be analyzed by an automatic control method.
또한, 본 발명에 따르면, 시료(전지)의 열적 거동에서 발생하는 가스를 포집하여 실시간으로 보다 정밀하게 분석할 수 있도록 하는 한편, 전지 발화나 폭발 등의 위험으로부터 작업자를 안전하게 보호할 수 있도록 한다. 아울러, 시료(전극 소재)에서 발생하는 O 2, CO 2, H 2O, CO 등뿐만 아니라 전해질 분해 가스 등 시료(전지)에서 발생하는 모든 가스를 포집 혹은 분석할 수 있도록 한 장점이 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to collect gas generated due to the thermal behavior of a sample (cell) to analyze it more precisely in real time, while safely protecting workers from danger such as battery ignition or explosion. In addition, it has an advantage of collecting or analyzing all the gases generated in the sample (cell) such as O 2 , CO 2 , H 2 O, CO, etc. generated in the sample (electrode material) as well as electrolyte decomposition gas.
또한, 본 발명에 따른 자동화된 시료 열분해 장치(100)의 각 구성요소들의 형상, 배치, 소재, 등은 도 1 및 도 2에 도시된 것 및 이에 관한 설명에 한정되지 않고, 본 발명이 구현되는 다양한 환경에 맞추어 다양한 변형, 변경이 가능하다. 또한, 시료로서 예를 들어 전지(이차 전지, 코인 셀)를 사용하여 이를 가열하여 전지 내부에서 발생하는 가스를 분석하는 장치에 관하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 기타 다른 시료의 가열, 발생하는 가스의 포집, 및 측정에도 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용하는 '연결”의 용어는 각 구성요소들이 직접적으로 연결되는 경우와 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 경우를 포함한다.In addition, the shape, arrangement, material, etc. of each component of the automated sample pyrolysis apparatus 100 according to the present invention are not limited to those shown in FIGS. 1 and 2 and the description thereof, Various modifications and changes can be made to suit various environments. Further, the apparatus for analyzing the gas generated inside the battery by using a battery (secondary battery, coin cell) as the sample and heating the same has been described. However, the present invention is not limited to this, It can also be used for trapping and measuring the gas that is generated. In addition, the term " connection " used in the present invention includes cases where each component is directly connected and indirectly connected through another component.
상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 기술자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구 범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.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. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. In addition, the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description. Also, all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
본 발명에 따르면, 시료(예를 들면, 전지 자체)의 열적 거동에 따른 내부의 발생가스를 포집 또는 분석하는 데에 제공할 수 있으면서도, 이러한 시료(전지 자체)를 열분해하여 전지 내부에서 발생하는 가스를 포집하고 측정하는 과정들이 자동화된다. 이는, 종래 기술의 이차 전지 발생가스 포집 장치 및 포집 방법들과 전혀 상이한 것으로서, 시료(전지)의 열적 거동에서 발생하는 가스를 포집하여 실시간으로 보다 정밀하게 분석할 수 있도록 하는 한편, 전지 발화나 폭발 등의 위험으로부터 작업자를 안전하게 보호할 수 있는 장점이 있다. 아울러, 시료(전극 소재)에서 발생하는 O 2, CO 2, H 2O, CO 등뿐만 아니라 전해질 분해 가스 등 시료(전지)에서 발생하는 모든 가스를 포집 혹은 분석할 수 있도록 한 장점이 있다. According to the present invention, it is possible to provide an apparatus for collecting or analyzing an internal generated gas due to thermal behavior of a sample (for example, a battery itself), and also to provide a method of thermally decomposing such a sample The process of capturing and measuring is automated. This is totally different from the conventional secondary cell generation gas collecting apparatuses and collecting methods, and is capable of collecting the gas generated due to the thermal behavior of the sample (battery) and analyzing it more precisely in real time, It is possible to safely protect the operator from the danger such as the danger. In addition, it has an advantage of collecting or analyzing all the gases generated in the sample (cell) such as O 2 , CO 2 , H 2 O, CO, etc. generated in the sample (electrode material) as well as electrolyte decomposition gas.

Claims (19)

  1. 시료의 가열로 발생하는 가스를 포집 또는 분석할 수 있도록 가스 분석 장비 또는 가스 포집기의 전단에 연결될 수 있는, 자동화된 시료 열분해 장치에 있어서:An automated sample pyrolysis apparatus capable of being connected to the front of a gas analyzer or gas collector for collecting or analyzing the gas generated by heating the sample, comprising:
    상기 시료가 자동으로 내부에 수용될 수 있는 리액터(reactor); 및A reactor in which the sample can be automatically accommodated therein; And
    상기 리액터를 둘러싸고 상기 시료를 가열할 수 있는 퍼니스(furnace)를 포함하고,A furnace surrounding the reactor and capable of heating the sample,
    상기 자동화된 시료 열분해 장치의 작동 개시 시점부터 제 1 미리 설정된 조건이 만족되기 전까지 자동으로 상기 리액터 내부로 캐리어 가스가 공급되고, The carrier gas is automatically supplied into the reactor from the start of operation of the automated sample pyrolysis apparatus until the first predetermined condition is satisfied,
    제 2 미리 설정된 조건에서, 자동으로 상기 리액터 내부의 상기 시료에서 발생하는 가스가 상기 가스 분석 장비 또는 상기 가스 포집기로 공급되고,The gas generated in the sample inside the reactor is automatically supplied to the gas analyzer or the gas collector at a second preset condition,
    제 3 미리 설정된 조건에서, 자동으로 상기 리액터 내부로의 상기 캐리어 가스의 공급이 중단되고, 상기 리액터 내부의 상기 시료에서 발생하는 가스의 상기 가스 분석 장비 또는 상기 가스 포집기로의 공급이 중단되는 것을 특징으로 하는, 자동화된 시료 열분해 장치. The supply of the carrier gas into the reactor is automatically stopped under the third preset condition and the supply of the gas generated in the sample in the reactor to the gas analyzer or the gas collector is stopped Wherein the pyrolysis apparatus is an automated pyrolysis apparatus.
  2. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제 1 미리 설정된 조건이 만족되면, 자동으로 상기 리액터 내부로의 캐리어 가스의 공급이 중단되고, When the first preset condition is satisfied, the supply of the carrier gas into the reactor is automatically stopped,
    상기 제 2 미리 설정된 조건이 만족되면, 자동으로 상기 리액터 내부로의 캐리어 가스 공급이 개시되는 것을 특징으로 하는, 자동화된 시료 열분해 장치.Characterized in that when said second predetermined condition is satisfied, the supply of carrier gas into said reactor is automatically started.
  3. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제 1 미리 설정된 조건과 상기 제 2 미리 설정된 조건은 동일하고,Wherein the first preset condition and the second preset condition are the same,
    상기 제 1 미리 설정된 조건이 만족되면, 상기 리액터 내부로 캐리어 가스의 공급은 유지되면서, 자동으로 상기 리액터 내부의 상기 시료에서 발생하는 가스가 상기 가스 분석 장비 또는 상기 가스 포집기로 공급되는, 자동화된 시료 열분해 장치.Wherein when the first preset condition is satisfied, the supply of the carrier gas into the reactor is maintained, and the gas generated from the sample in the reactor automatically is supplied to the gas analyzer or the gas collector. Pyrolysis apparatus.
  4. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제 1 미리 설정된 조건은 상기 캐리어 가스의 상기 리액터로의 공급을 개시한 시점으로부터 제 1 미리 설정된 시간이 경과하는 것인, 자동화된 시료 열분해 장치.Wherein the first preset condition is that a first predetermined time has elapsed from the time when the supply of the carrier gas to the reactor is started.
  5. 제 4 항에 있어서,5. The method of claim 4,
    상기 제 2 미리 설정된 조건은 상기 퍼니스가 제 1 미리 설정된 온도에 도달하는 것 또는 상기 퍼니스가 상기 제 1 미리 설정된 온도에 도달한 후 제 2 미리 설정된 시간이 경과하는 것인, 자동화된 시료 열분해 장치.Wherein the second predetermined condition is that a second predetermined time elapses after the furnace reaches a first preset temperature or after the furnace reaches the first predetermined temperature.
  6. 제 4 항에 있어서,5. The method of claim 4,
    상기 제 1 미리 설정된 조건과 상기 제 2 미리 설정된 조건은 동일하고,Wherein the first preset condition and the second preset condition are the same,
    상기 제 2 미리 설정된 조건은 상기 캐리어 가스의 공급을 개시한 시점으로부터 상기 제 1 미리 설정된 시간이 경과하는 것인, 자동화된 시료 열분해 장치.And the second predetermined condition is that the first predetermined time has elapsed from the start of the supply of the carrier gas.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,The method according to claim 5 or 6,
    상기 제 3 미리 설정된 조건은 상기 퍼니스가 제 2 미리 설정된 온도에 도달하는 것 또는 상기 리액터 내부에서의 상기 시료에서 발생하는 가스의 상기 가스 분석 장비 또는 상기 가스 포집기로의 공급 개시 시점 이후 제 3 미리 설정된 시간이 경과하는 것인, 자동화된 시료 열분해 장치.The third predetermined condition is that the furnace reaches the second preset temperature or that the gas generated in the sample inside the reactor is set to a third preset value after the start of the supply to the gas analyzer or the gas collector Wherein the time elapses.
  8. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 리액터로의 상기 캐리어 가스의 유입을 조절하는 캐리어 가스 개폐 수단; A carrier gas opening / closing means for controlling the flow of the carrier gas into the reactor;
    상기 리액터 내부의 가스의 상기 리액터로부터 상기 가스 분석 장비 또는 상기 가스 포집기로의 유입을 조절하는 분석기 개폐 수단; 및Analyzer opening / closing means for regulating the flow of the gas inside the reactor from the reactor to the gas analysis equipment or the gas collector; And
    상기 리액터 내부의 가스의 상기 리액터로부터 상기 자동화된 시료 열분해 장치 외부로의 배출을 조절하는 배출구 개폐 수단을 더 포함하는, 자동화된 시료 열분해 장치. Further comprising outlet opening and closing means for regulating the discharge of the gas inside the reactor from the reactor to the outside of the automated sample pyrolysis apparatus.
  9. 제 8 항에 있어서,9. The method of claim 8,
    상기 자동화된 시료 열분해 장치의 작동 개시 시점부터 상기 제 1 미리 설정된 조건이 만족되기 전까지, 상기 캐리어 가스 개폐 수단 및 상기 배출구 개폐 수단은 개방(on) 상태이고, 상기 분석기 개폐 수단은 폐쇄(off)상태이고,Wherein the carrier gas opening and closing means and the outlet opening and closing means are in an on state and the analyzer opening and closing means is in an off state until the first predetermined condition is satisfied from the start of operation of the automated sample pyrolysis apparatus, ego,
    제 1 미리 설정된 조건이 만족되면, 상기 배출구 개폐 수단은 폐쇄 상태로 전환되는, 자동화된 시료 열분해 장치.And the outlet opening / closing means is switched to the closed state when the first preset condition is satisfied.
  10. 제 9 항에 있어서,10. The method of claim 9,
    상기 제 1 미리 설정된 조건이 만족되면, 상기 캐리어 가스 개폐 수단이 폐쇄 상태로 전환되고,When the first predetermined condition is satisfied, the carrier gas opening / closing means is switched to the closed state,
    상기 제 2 미리 설정된 조건이 만족되면, 상기 캐리어 가스 개폐 수단 및 상기 분석기 개폐 수단이 개방 상태로 전환되는, 자동화된 시료 열분해 장치.And wherein the carrier gas opening / closing means and the analyzer opening / closing means are switched to an open state when the second preset condition is satisfied.
  11. 제 9 항에 있어서,10. The method of claim 9,
    상기 제 1 미리 설정된 조건과 상기 제 2 미리 설정된 조건은 동일하고,Wherein the first preset condition and the second preset condition are the same,
    상기 제 1 미리 설정된 조건이 만족되면, 상기 캐리어 가스 개폐 수단은 개방 상태로 유지되고 상기 분석기 개폐 수단이 개방 상태로 전환되는, 자동화된 시료 열분해 장치.Wherein when the first predetermined condition is satisfied, the carrier gas opening / closing means is kept open and the analyzer opening / closing means is switched to the open state.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, The method according to claim 10 or 11,
    상기 제 3 미리 설정된 조건이 만족되면, 상기 캐리어 가스 개폐 수단 및 상기 분석기 개폐 수단은 폐쇄 상태로 전환되고, 상기 배출구 개폐 수단은 개방 상태로 전환되는, 자동화된 시료 열분해 장치.Wherein when the third predetermined condition is satisfied, the carrier gas opening / closing means and the analyzer opening / closing means are switched to the closed state, and the outlet opening / closing means is switched to the open state.
  13. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12,
    상기 리액터를 냉각하기 위한 냉각 가스의 상기 리액터로의 유입을 조절하는 냉각 가스 개폐 수단을 더 포함하고,Further comprising cooling gas opening / closing means for regulating the flow of cooling gas for cooling the reactor into the reactor,
    상기 제 3 미리 설정된 조건이 만족되면, 상기 냉각 가스 개폐 수단이 개방 상태로 전환되는, 자동화된 시료 열분해 장치.And when the third predetermined condition is satisfied, the cooling gas opening / closing means is switched to the open state.
  14. 제 8 항에 있어서,9. The method of claim 8,
    상기 리액터와 상기 캐리어 가스 개폐 수단 사이에 위치하고, 상기 리액터로 공급되는 상기 캐리어 가스의 유량을 제어하는 유량 제어부(mass flow controller)를 더 포함하는, 자동화된 시료 열분해 장치.Further comprising a mass flow controller located between the reactor and the carrier gas opening / closing means for controlling a flow rate of the carrier gas supplied to the reactor.
  15. 제 8 항에 있어서,9. The method of claim 8,
    상기 리액터와 상기 배출구 개폐 수단 사이에 위치하고, 상기 리액터로부터 상기 자동화된 시료 열분해 장치의 외부로 배출되는 상기 리액터 내부의 가스의 유량을 제어하는 배출 가스 조절부(vent gas regulator)를 더 포함하는, 자동화된 시료 열분해 장치.Further comprising a vent gas regulator located between the reactor and the outlet opening and closing means for controlling a flow rate of gas in the reactor discharged from the reactor to the outside of the automated sample pyrolysis apparatus, A sample pyrolysis device.
  16. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 리액터의 상하단은 개구되고,The upper and lower ends of the reactor are open,
    상기 리액터는, 상기 리액터의 개구된 상하단 부근에 위치하고 상기 시료를 수직 이동할 수 있는 리액터 상단 부재(reactor top) 및 리액터 하단 부재(reactor bottom)를 더 포함하고,Wherein the reactor further comprises a reactor top and a reactor bottom located near the open upper and lower ends of the reactor and capable of vertically moving the sample,
    상기 리액터 상단 부재 및 상기 리액터 하단 부재는 각각 상기 리액터의 개구된 상하단을 통과하여 수직 방향으로 이동가능하고, The reactor upper end member and the reactor lower end member are respectively movable in the vertical direction through the open upper and lower ends of the reactor,
    상기 리액터 상단 부재 및 상기 리액터 하단 부재의 각각의 일단부는 상기 리액터를 밀폐할 수 있어, 상기 리액터, 상기 리액터 상단 부재의 일단부 및 상기 리액터 하단 부재의 일단부는 밀폐된 챔버를 구성할 수 있는, 자동화된 시료 열분해 장치.Wherein one end of each of the reactor upper end member and the reactor lower end member can seal the reactor so that one end of the reactor, the one end of the reactor upper end member, and one end of the reactor lower end member can constitute an airtight chamber, A sample pyrolysis device.
  17. 제 16 항에 있어서,17. The method of claim 16,
    상기 시료를 수납하여 자동으로 공급할 수 있는 시료 자동 공급 부재, 및A sample automatic feeding member capable of storing the sample and automatically feeding the sample; and
    상기 시료 자동 공급 부재로부터 상기 리액터로 상기 시료를 이동시키는 시료 주입부를 더 포함하는, 자동화된 시료 열분해 장치.And a sample injection unit for moving the sample from the sample automatic feeding member to the reactor.
  18. 제 16 항에 있어서,17. The method of claim 16,
    상기 리액터 상단 부재 및 상기 리액터 하단 부재의 각각의 일단부는 각각 스프링에 결합되고, 상기 스프링에 연결된 에어 실린더에 의하여 상기 리액터 상단 부재 및 상기 리액터 하단 부재 각각의 상하 이동이 가능한, 자동화된 시료 열분해 장치.Wherein one end of each of the reactor upper end member and the reactor lower end member is respectively engaged with a spring and the upper end of the reactor upper member and the lower reactor member can be moved up and down by an air cylinder connected to the spring.
  19. 제 13 항에 있어서,14. The method of claim 13,
    상기 리액터와 상기 냉각 가스 개폐 수단 사이에 위치하고, 상기 리액터로부터 상기 자동화된 시료 열분해 장치의 외부로 배출되는 상기 리액터 내부의 가스를 냉각하는 컨덴서(condenser)를 더 포함하는, 자동화된 시료 열분해 장치.Further comprising a condenser located between the reactor and the cooling gas opening / closing means for cooling the gas inside the reactor discharged from the reactor to the outside of the automated sample pyrolysis apparatus.
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