(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2012년09월14일
(11) 등록번호 10-1183363
(24) 등록일자 2012년09월10일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
C23C 16/00 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2005-0013556
(22) 출원일자 2005년02월18일
심사청구일자 2010년02월10일
(65) 공개번호 10-2006-0042985
(43) 공개일자 2006년05월15일
(30) 우선권주장
04003928.1 2004년02월20일
유럽특허청(EPO)(EP)
(56) 선행기술조사문헌
KR 10-0171627 B1
JP 06-277494 A
US 4859375 A
US 4582480 A
(73) 특허권자
씨에스 크린 시스템즈 아게
독일연방공화국, 데-85737 이스마닝, 프라운호퍼
슈트라쎄 4
(72) 발명자
숄츠, 크리스토프
독일, 데-83666 바키르헨, 리이데른 55
(74) 대리인
김태원
전체 청구항 수 : 총 11 항 심사관 : 김상준
(54) 발명의 명칭 버블러를 리필링하기 위한 장치 및 방법
(57) 요 약
액체 물질(3)을 증발시키고 그리고 이것을 소비 장치(user)로 이송시키기 위해, 버블러(1)가 제공되고, 이것 내
로 캐리어 가스(7)가 이송된다. 최소 레벨(4)이 달성될 때, 상기 액체 물질(3)의 정확한 양이 레저버 탱크(15)로
부터 리필된다. 이 목적을 위해, 중간 탱크(25)가 제공되며, 상기 중간 탱크는 비활성 가스로 압력 P1 까지 채워
진다. 비활성 가스(21)는 P1 보다 더 높은 압력 P2 에서 레저버 탱크(15)로 적용된다. 상기 중간 탱크(25)는 레
저버 탱크(15)와 연결되며, 그 결과로서 상기 액체 물질(3)의 특정 양이 중간 탱크(25)로 흐르며 그리고 연결 라
인(17)을 통해 버블러(1)로 이송되며, 비활성 가스(32)는 P2 보다 더 낮은 압력 P3 에서 연결 라인(17)에 우선
적용된다.
대 표 도 - 도1
등록특허 10-1183363
- 1 -
특허청구의 범위
청구항 1
액체 물질(3)을 포함하는 탱크(2)를 구비하고, 액체 물질(3)을 증발시키고 이것을 공급 라인(9)을 통해 소비 장
치로 이송시키기 위해, 탱크 내로 캐리어 가스가 캐리어 가스 라인(7)을 통해 이송되는, 최소한 하나의 버블러
(1)를 리필링하는 장치로서,
액체 물질(3)로 채워지고, 액체 물질 내로 침지 튜브(16)가 연장되며, 침지 튜브(16)는 연결 라인(17)을 통해
버블러(1)와 연결되는, 레저버 탱크(15);
레저버 탱크(15)의 가스 챔버(19)에 연결되고, 밸브(22)를 구비하는, 비활성 가스 라인(21);
액체 물질(3)을 버블러(1) 내로 채우기 위한 연결 라인(17) 내의 충전 밸브(18);
공급 라인(9) 내의 밸브(12);
캐리어 가스 라인(7) 내의 밸브(8);
버블러(1) 내의 레벨 센서(5); 및
버블러(1)의 리필링을 위해, 최소 레벨(4)에 도달할 때 레벨 센서(5)에 의해 작동되는, 상기 밸브들을 작동시키
는 제어 장치
를 구비하는, 최소한 하나의 버블러(1)를 리필링하는 장치에 있어서,
레저버 탱크(15)보다 작은 체적을 갖는 중간 탱크(25);
중간 탱크(25)에 연결되고, 밸브(29)를 구비하는, 비활성 가스 라인(28);
중간 탱크(25)를 연결 라인(17)에 연결시키고, 밸브(24)를 구비하는, 접합 라인(23);
침지 튜브(16)와 접합 라인(23) 사이의 연결 라인(17) 내의 밸브(31);
밸브(33)를 구비하고, 접합 라인(23)과 충전 밸브(18) 사이에서 연결 라인(17)에 연결되는, 비활성 가스 라인
(32); 및
접합 라인(23)과 비활성 가스 라인(32) 사이에서 연결 라인(17)에 연결되는 연결 라인(17) 내의 밸브(34)
를 구비하는 것을 특징으로 하는, 최소한 하나의 버블러(1)를 리필링하는 장치.
청구항 2
제1항에 있어서,
압력 제어기들(35, 36, 37)이 각각, 레저버 탱크(15)에 연결된 비활성 가스 라인(21) 내에, 중간 탱크(25)에 연
결된 비활성 가스 라인(28) 내에, 그리고 연결 라인(17)에 연결된 비활성 가스 라인(32) 내에 제공되는 것을 특
징으로 하는, 최소한 하나의 버블러(1)를 리필링하는 장치.
청구항 3
제1항에 있어서,
비활성 가스 라인(28)을 통한 비활성 가스의 적용시 중간 탱크(25)가 완전히 비워지도록 접합 라인(23)은 중간
탱크(25)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 최소한 하나의 버블러(1)를 리필링하는 장치.
청구항 4
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 버블러(1)의 탱크(2)에는 밸브(14)를 구비한 가스 배출 라인(13)이 위치하는 것을 특징으로 하는, 최소한
하나의 버블러(1)를 리필링하는 장치.
청구항 5
등록특허 10-1183363
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제4항에 있어서,
레저버 탱크(15)에 연결된 비활성 가스 라인(21), 연결 라인(17)에 연결된 비활성 가스 라인(32) 및 버블러(1)
에 연결된 가스 배출 라인(13) 중 최소한 하나는 진공에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 최소한 하나의 버
블러(1)를 리필링하는 장치.
청구항 6
제1항 또는 제2항에 있어서,
수 개의 버블러들이 수 개의 소비 장치들에 대해 제공되고, 침지 튜브(16)로부터 비활성 가스 라인(32)으로의
연결 라인(17)의 섹션은 연결 라인(17)의 주 섹션을 형성하며, 이로부터 개별 라인들(17', 17", 17"') 각각이
각각의 버블러(1)로 안내되는 것을 특징으로 하는, 최소한 하나의 버블러(1)를 리필링하는 장치.
청구항 7
제6항에 있어서,
연결 라인(17)의 섹션(17'), 또는 비활성 가스 라인(32)과 버블러(1) 사이의 개별 라인들(17', 17", 17"')은 라
이저 형상인 것을 특징으로 하는, 최소한 하나의 버블러(1)를 리필링하는 장치.
청구항 8
제6항에 있어서,
각각의 개별 라인(17', 17", 17"')은 비활성 가스 라인(32)과 각각의 버블러(1)의 충전 밸브(18) 사이에서 밸브
(38', 38", 38"')를 구비하는 것을 특징으로 하는, 최소한 하나의 버블러(1)를 리필링하는 장치.
청구항 9
제6항에 따른 장치를 가지고 최소한 하나의 버블러(1)를 리필링하기 위한 방법에 있어서,
최소 레벨(4)이 도달된 후에, 레벨 센서(5)는 다음 단계들:
(1.) 캐리어 가스 라인(7) 내의 밸브(8) 그리고 공급 라인(9) 내의 밸브(12)의 폐쇄 그리고 버블러(1)의 비움에
이어서, 미리 정해진 압력(P1)이 중간 탱크(25)에 연결된 비활성 가스 라인(28)을 통해 비워진 중간 탱크(25)
내에 설정되는 단계;
(2.) 레저버 탱크(15)에 연결된 비활성 가스 라인(21)을 통해, 압력이 중간 탱크(25)의 단계 (1.)에서 설정된
압력(P1)보다 높은, 미리 정해진 압력(P2)이 레저버 탱크(15) 내에 설정되는 단계;
(3.) 레저버 탱크(15) 내의 압력(P2)과 중간 탱크(25) 내의 압력(P1) 사이의 압력 차이에 상응하는 액체 물질
(3)의 양을 중간 탱크(25)로 이송하기 위하여 레저버 탱크(15)가 중간 탱크(25)에 연결되는 단계;
(4.) 레저버 탱크(15)와 중간 탱크(25) 사이의 연결이 단절되는 단계;
(5.) 연결 라인(17)에 연결된 비활성 가스 라인(32)을 통해, 중간 탱크(25)의 단계 (3.)에서 달성된 압력보다
낮은 압력(P3)이 중간 탱크(25)의 접합 라인(23)과 버블러(1) 사이의 연결 라인(17)의 섹션(17') 내에 그리고
버블러(1) 내에 설정되는 단계; 및
(6.) 중간 탱크(25) 내에 포함된 액체 물질(3)을 접합 라인(23)과 버블러(1) 사이의 연결 라인(17)의 섹션(1
7')으로 그리고 버블러(1)로 이송시키기 위하여, 중간 탱크(25)와 버블러(1)가 서로 연결되는 단계
를 수행하는 제어 장치를 작동시키는 것을 특징으로 하는, 최소한 하나의 버블러(1)를 리필링하기 위한 방법.
청구항 10
제9항에 있어서,
단계 (6.)에 이어서:
(7.) 레저버 탱크(15)가 비워지고,
(8.) 액체 물질(3)이 연결 라인(17) 내에서 비워진 레저버 탱크(15) 내로 다시 흡입되는 것을 특징으로 하는,
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최소한 하나의 버블러(1)를 리필링하기 위한 방법.
청구항 11
제9항에 있어서,
중간 탱크(25)는 버블러(1)보다 낮게 위치하고, 단계 (5.)에서, 버블러(1) 내의 압력이 중간 탱크(25) 내의 압
력(P2)으로부터 버블러(1)와 중간 탱크(25) 사이의 높이 차이에 기인하는 정수압을 뺀 것과 같을 때, 중간 탱크
(25)로부터 연결 라인(17)과 버블러(1)로의 액체 물질(3)의 이송이 완료되는 것을 특징으로 하는, 최소한 하나
의 버블러(1)를 리필링하기 위한 방법.
명 세 서
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 액체 물질을 증발시키고 그것을 소비 장치(user)로 공급하기 위하여, 캐리어 가스(carrier gas)를[0002]
액체 물질로 이송하기 위해 이용되는, 특허청구범위 제1항 및 제9항의 전제부에 따르는 버블러를 리필링하기
위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
이와 같은 장치 및 방법은 이미 공지된다. 예를 들면 소비 장치(user)는 화학적 증착(chemical vapor[0003]
deposition)(CVD)을 위한 리액터(reactor)가 될 수 있다. 이러한 CVD 리액터들은 집적
마이크로회로들(integrated microcircuits) 및 유사한 전자 부품들에 사용된다. 이러한 부품들의 증가하는 엄
격한 요구조건들을 만족시키기 위해, 매우 높은 순도(purity)의 물질들이 화학적 증착 공정에 사용되어야한다.
상기 관련된 물질들은 통상적으로 액체 형태의 유기 메탈릭(organic metallic) 및 세미-메탈릭(semi-metallic)
화합물이다.
매우 높은 순도의 요구조건에 추가적으로, CVD 리액터 내의 특정된 가스 혼합물 조성을 갖는 정확한 컴플라이[0004]
언스, 그리고 따라서 상기 CVD 리액터로 이송되는 물질의 일관된 양을 보증하는 것이 또한 중요하다. 상기
CVD 리액터로의 라인 내의 증발된 물질의 응결에 기인한 조성의 변화를 방지하기 위하여, 상기 버블러를 리액
터에 가능한 가까이 위치시키는 것이 필요하다. 따라서 상기 버블러는 작은 부피를 가져야만 하며, 이것은 자
주 리필되어야 한다는 것을 의미한다. 이 목적을 위해, 공지된 장치에서는 상기 액체 물질이 레저버 탱크에서
나와 비활성 기체를 가지는 버블러로 이동한다.
버블들이 액체 물질을 통해 상승하기 때문에 상기 CVD 리액터로 이송된 물질의 양은 액체 물질 내의 캐리어[0005]
가스 버블들에 의해 횡단되는 거리에 의존한다. 버블러 내의 액체 물질의 증발 때문에, 이 거리는 점진적으로
더 짧게 되며, 그리고 캐리어 가스 내의 증발된 물질의 양은 점진적으로 감소한다. 공지 장치에서는, 최소 레
벨과 최대 레벨에 대해 각각 레벨 센서들을 제공함에 의해 결과하는 콘센트레이션 변화들이 가능한 낮게 유지
된다.
그러나, 레벨 센서들은 원래 비교적 부정확하고, 그리고 특별히 신뢰할 만하지 못하다. 따라서 2 개의 레벨 센[0006]
서들의 사용은 중요한 문제점들과 관련된다. 추가로, 사용된 액체 물질들은 종종 발화성이 있고, 그리고 따라
서 최대 레벨을 위한 레벨 센서의 기능 불량에 기인한 버블러로부터의 이러한 물질의 배출은 주요한 위험을 나
타낼 수 있다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
본 발명의 목적은 버블러 내의 최소 및 최대 레벨들을 따라 작동을 정확하고 신뢰성 있게 하는 단순한 리필링[0007]
시스템을 제공하는 것이다.
발명의 구성 및 작용
상기 목적은 특허청구범위 제1항에 기술된 장치를 갖는 본 발명에 따라 달성된다. 특허청구범위 제2항 내지 제8[0008]
항은 본 발명에 따르는 장치의 유리한 실시예들을 제공한다.
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특허청구범위 제9항은 본 발명에 따르는 버블러의 리필링을 위한 바람직한 방법을 기술하며, 이것은 특허청구범[0009]
위 제10항 및 제11항에 따르는 특징들 내에서 더욱 구체화된다.
본 발명에 따르면, 액체 물질의 정확하게 한정되는 양이 리필링 작업 동안에 버블러로 이송된다. 상기 정확한[0010]
한정은 전적으로 압력 측정에 의해 지배된다. 퍼밀 범위(per mil range) 이내로 정확한 상업적으로 이용가능한
압력 센서들이 있기 때문에, 버블러내의 레벨은 본 발명에 따라서 정확하게 설정될 수 있다.
버블러 내의 액체 물질의 증발를 위해 사용되는 캐리어 가스는 비활성 기체로 예를 들면 아르곤과 같은 희가스[0011]
(noble gas)이다. 레저버 탱크, 중간 탱크, 그리고 상기 레저버 탱크와 거기에 연결되는 비활성 기체 라인을 통
한 버블러 사이의 연결 라인으로 이송되는 비활성 기체는 또한 아르곤과 같은 희가스가 될 수 있다.
최소 레벨을 검출하기 위해 본 발명에 따라 사용되는 레벨 센서는 예를 들면, 열 센서, 플로우트, 또는 초음파[0012]
또는 레이더 센서, 또는 유사한 것들이 될 수 있다.
연결 라인이 버블러로 연결되며 그리고 공급 라인이 소비 장치로 연결된다. 캐리어 가스 라인의 일부를 형성하[0013]
는 침지 튜브는 버블러 내의 액체 물질 내로 침지되어, 증발된 액체 물질을, 액체 물질을 통해 상승하는 캐리어
가스 버블들과 테이크업 하게된다.
상기 과정의 초기로부터 캐리어 가스의 안정한 흐름에 소비 장치로의 증발된 물질을 공급하기 위하여, 밸브를[0014]
갖는 가스 배출 라인이 공급 라인에 또한 제공되며, 이것을 통해 증발된 물질을 갖는 캐리어 가스가 소비 장치
로의 공급 라인이 개방되기 전에 먼저 이송된다.
중간 탱크는 바람직하게는 중앙 레저버 탱크에 가깝게 위치하는 반면에, 버블러는 일반적으로 소비 장치에 가깝[0015]
게 위치하며, 레저버 탱크 및 중간탱크는 일반적으로 버블러 및 소비 장치 보다 낮게 위치한다. 구성시, 연결
라인은 라이저(riser)의 형상이 될 수 있고, 레저버 탱크 및 중간 탱크로부터 버블러까지 종종 수 미터의 길이
가 될 수 있다.
수 개의 버블러들은 중간 탱크를 통해 중앙 레저버 탱크를 이용하여 채워질 수 있으며, 레저버 탱크 내의 침지[0016]
튜브로부터 비활성 가스 라인으로의 연결 라인의 섹션은 연결 라인의 주 섹션을 형성하고, 이로부터 라이저 형
상의 개별 라인들이 각각의 버블러들로 안내된다. 비활성 가스 라인과 각각의 버블러들 사이에는, 각 개별 라인
내에 밸브가 있다. 비활성 가스 라인 내의 압력 조절기는 버블러에 대한 라이저들 내의 압력들을 개별적으로
설정하는데 이용될 수 있으며, 이것은 예를 들면 상이한 플로어(floors) 상에 위치할 수 있다.
본 발명에 따르는 장치에서는, 최소 레벨이 최소 레벨 센서에 의해 검출될 때, 상기 레벨 센서는 제어 장치를[0017]
작동시키며, 이것은 그 다음 적절한 밸브들의 작동에 의해 다음 단계들을 수행한다:
(1) 캐리어 가스 라인 내의 밸브 그리고 공급 라인 내의 밸브는 폐쇄되며, 그리고 버블러는 예를 들면 가스 배[0018]
출 라인 또는 연결 라인으로 연결된 비활성 가스 라인을 통해 액체 물질(3)의 증기압으로 배출된다. 빈 중간 탱
크에는, 미리 정해진압력(P1)이 탱크로 연결되는 비활성 가스 라인을 통해 설정된다.
(2) 미리 정해진 압력(P2)은 레저버 탱크에 연결된 비활성 가스 라인을 통해 레저버 탱크 내에 설정되며, 상기[0019]
압력은 중간 탱크 내의 단계 (1)에서 설정된 압력(P1) 보다 더 크다.
(3) Boyle/Mariott's law, P x V = 일정 에 따르는 레저버 탱크 내의 압력(P2)과 중간 탱크 내의 압력(P1) 사[0020]
이의 압력 차이 x 중간 탱크의 부피에 상응하는 액체 물질의 양을 중간 탱크로 채우기 위하여, 레저버 탱크는
중간 탱크와 연결된다.
(4) 레저버 탱크와 중간 탱크 사이의 연결이 차단된다. 이는 지금 중간 탱크내에 정확하게 정해진 양의 액체 물[0021]
질이 있음을 의미한다.
(5) 연결 라인에 연결된 비활성 가스 라인을 통해, 압력(P3)이 중간 탱크의 접합 라인과 버블러 사이의 연결 라[0022]
인의 섹션 내에, 그리고 버블러 내에 설정되며, 상기 압력은 단계(3)에서 중간 탱크 내에서 달성된 압력보다
더 작다.
(6) 중간 탱크 내의 압력(P2)과 버블러 내의 그리고 비활성 가스 라인과 버블러 사이의 연결 라인의 섹션 내의[0023]
압력(P3)과의 압력 차이로부터 중간 탱크와 버블러 사이의 높이 차이에 기인하는 정수압을 뺀 것에 상응하는 액
체 물질의 양을 버블러 내로 채우기 위하여, 중간 탱크와 버블러는 서로 연결된다. 이것은 중간 탱크내의 정확
하게 미리 정해진 양이 중간 탱크로부터 버블러로 이송되었음을 의미한다.
등록특허 10-1183363
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연결 라인을 비우기 위하여, 다음의 단계들이 그 다음에 또한 수행된다면 유리하다:[0024]
(7) 레저버 탱크가 비워진다, 그리고[0025]
(8) 연결 라인 내의 액체 물질이 비워진 레저버 탱크내로 다시 흡입된다. [0026]
버블러의 충전 이후에, 캐리어 가스는 버블러 내의 액체 물질로 이송되며, 거기에 함유된 증발된 액체 물질을[0027]
갖는 캐리어는, 증발된 물질을 갖는 캐리어 가스의 안정된 흐름이 도달될 때까지, 가스 배출 라인을 통해 우선
배출되며, 이 시점에서 소비 장치로의 공급 라인이 개방된다.
본 발명에 따르는 셋-업(set-up)은 상당히 증가하는 안전성 효과를 갖는다. 예를 들면 최대 레벨을 위한 레벨[0028]
센서가 압력 제어기들 또는 센서들에 의해 대체되며, 이것은 상당히 보다 더 신뢰할 만하며 그리고 정확하고 그
리고 또한 보다 덜 비싸게 된다. 레벨 센서들이 single-point-of-failure devices 인 반면에, 본 발명에 따르
면 여유성(redundancy)이 제공되는데, 이는 단계 1 내지 6 의 각각에 2 개의 압력 센서들이 포함되기 때문이다.
또한, 연결 라인은 버블러의 리필링 기간 동안만 채워지며, 그리고 그렇지 않으면 즉, 대부분의 시간 동안 프로
덕트-프리(product-free) 이다.
본 발명은 이제 도면을 참조로 실시예들을 기초로 보다 상세히 설명된다. 도 1 내지 6 은 버블러의 리필링을 위[0029]
한 개별 단계들을 갖는 본 발명에 따르는 개략적인 형태의 장치의 실시예를 나타낸다.
도 1 에 따르면, 버블러(1)는 액체 물질(3)로 채워지는 탱크(2)를 가지며, 그리고 도 1 에서 이것은 레벨 센서[0030]
(5)에 의해 검출되는 최소 레벨(4)을 갖는다.
침지 튜브(6)가 액체 물질(3)내에 침지되며, 이를 통해 캐리어 가스가 액체 물질(3)의 증발을 위해, 밸브(8)를[0031]
구비하는 캐리어 가스 라인(7)에 의해 액체 물질(3)로 이송된다.
증발된 액체 물질(3)은 공급 라인(9)을 통해, 도시되지 않은, 예를 들면 CVD 리액터 같은 소비 장치(user)로 이[0032]
송된다. 버블러(1)의 가스 챔버(11)로 연결된 공급 라인(9)은 밸브(12)를 구비한다. 가스 챔버(11)와 밸브(12)
사이에는, 밸브(14)를 갖는 가스 배출 라인(13)이 공급 라인(9)에 연결된다.
버블러(1)의 리필링을 위한 액체 물질(3)은 레저버 탱크(15)에 저장된다. 침지 튜브(16)은 레저버 탱크(15)내의[0033]
액체 물질(3) 내에 침지되며, 이것은 버블러(1)의 가스 챔버(11)를 구비한 연결 라인(17)에 의해 연결되며, 충
전 밸브(18)는 버블러(1)를 향하는 연결 라인(17)의 단부에 고정된다.
밸브(22)를 구비한 비활성 가스 라인(21)이 레저버 탱크(15)의 가스 챔버(19)에 연결된다. 레저버 탱크(15)는[0034]
또한 비활성 가스 라인(21)을 통해 비워질 수 있다.
레저버 탱크(15)를 향하는 연결 라인(17)의 단부에는 중간 탱크(25)가 밸브(24)를 갖는 접합 라인(23)을 통해[0035]
연결 라인(17)에 연결되며, 상기 중간 탱크는 레저버 탱크의 체적 보다 매우 더 작은 체적을 갖는다. 접합 라
인(23)은 중간 탱크(25)의 베이스(26)에 연결된다. 밸브(29)를 갖는 비활성 가스 라인(28)은 중간 탱크(25)의
상부에 연결된다.
접합 라인(23)과 침지 튜브(16) 사이에는, 또다른 밸브(31)가 연결 라인(17)내에 제공된다. 또한, 접합 라인[0036]
(23)과 충전 밸브(18) 사이에는, 밸브(33)를 갖는 비활성 가스 라인(32)이 레저버 탱크(5)를 향하는 연결 라인
(17)의 단부에서 다시 연결 라인(17)에 연결된다. 또하나의 밸브(34)는 접합 라인(23)과 비활성 가스 라인(32)
사이의 연결 라인(17)에 제공된다.
압력 제어기들(35, 36, 및 37)은 각각 레저버 탱크(15)의 가스 챔버(19)에 연결된 비활성 가스 라인에, 중간 탱[0037]
크(25)에 연결된 비활성 가스 라인(28)에, 그리고 연결 라인(17)에 연결된 비활성 가스 라인(32)에 제공된다.

중간 탱크(25)의 베이스(26)로의 접합 라인(23)의 연결을 통해, 상당히 높은 비활성 가스 압력이 중간 탱크(2[0038]
5)에 적용된다면, 액체 물질은 중간 탱크(25)로부터 완전히 비워지며, 이것은 도 3 및 4 에 도시되고 이하에서
훨씬 상세히 설명된다.
진공이 레저버 탱크(15)의 가스 챔버(19)에 연결된 비활성 가스 라인(21)에 연결될 수 있듯이, 유사한 진공 연[0039]
결이 연결 라인(17)에 연결된 비활성 가스 라인(32)에 이루어질 수 있다. 연결 라인과 버블러(1)의 탱크(2)를
비우기 위해, 진공이 또한 가스 배출 라인(13)에 적용될 수 있다.
비활성 가스 라인(32)과 충전 밸브(18) 사이의 연결 라인(17)의 섹션은 라이저(riser; 17')의 형태이다. 수개의[0040]
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소비 장치들을 위한 수개의 버블러들(1)이 중간 탱크(25)를 갖는 레저버 탱크(15)로부터 충전되어야 하는 상황
에서는, 침지 튜브(16)에서 비활성 가스 라인(17)까지의 연결 라인(17)의 섹션은 주 섹션을 형성하며, 이것으로
부터 개별 라인들(17', 17" 및 17'")이 각각의 경우에 도 1 에 개략적으로 도시된 바와 같이, 각각의 버블러
(1)로 안내된다. 라인들(17', 17" 및 17'")은 각각 비활성 가스 라인(32)과 각각의 버블러(1) 사이에서 밸브들
(38', 38" 및 38"')을 구비하며, 이것은 비활성 가스 라인(32)을 향하는, 개별 라인들(17', 17" 및 17'")의 단
부들에 위치한다.
본 발명의 또다른 설명으로서, 도 1 내지 6 의 조합으로 다음 실시예가 제공된다; 탱크 내의 비워진 챔버는 흰[0041]
색으로, 가스-충전된 챔버는 회색으로, 그리고 액체가 채워진 챔버들은 어두운 음영으로 나타난다. 이 실시예는
단지 하나의 라이저(17')를 갖는 즉, 밸브(38')가 없는 장치를 기술한다는 것이 또한 주의하여야 한다.
탱크(2)는 예를 들면 1,000 cm
3
의 체적을 갖는다. 도 1 에 따르는 버블러(1) 내의 액체 물질(3)의 레벨이 예를[0042]
들면 500 cm
3
의 최소 레벨로 떨어지면, 레벨 센서(5)는 도시되지 않은 제어 장치를 작동시키며, 이것은, 액체
물질(3)을 갖는 버블러(1)를 리필하기 위하여, 밸브들(8, 12, 14, 18, 22, 24, 29, 31, 33, 및 34)을 다음과
같이 작동시킨다:
제 1 단계 (도 1)[0043]
가스 배출 라인(13) 그리고 비활성 가스 라인(32)과 탱크(2) 사이의 연결 라인(17)의 섹션(17')을 통해 버블러[0044]
(1)의 탱크(2)를 비우기 위해, 밸브들(8, 12, 22, 24, 29, 31, 33, 및 34)은 폐쇄되며 그리고 밸브들(14 및
18)은 개방된다. 예를 들면 1,000 cm
3
의 체적을 갖는 중간 탱크(25)가 비워지며, 즉 이것은 어떤 액체 물질
(3)도 포함하지 않는다. 밸브(29)는 개방되며, 그리고 중간 탱크(25)는, 압력 제어기(36)가 중간 탱크(25) 내의
미리 정해진 압력(P1) 예를 들면 200,000 Pa 를 표시할 때까지, 비활성 가스로 채워진다. 밸브(29)는 그 다음에
폐쇄된다.
제 2 단계 (도 2)[0045]
밸브(22)는 개방되며, 그리고 압력 제어기(35)가 레저버 탱크(15)내의 미리 정해진 압력(P2)이 예를 들면[0046]
400,000 Pa 를 표시할 때까지, 비활성 가스 라인(21)을 통해 레저버 탱크(15) 내의 비워진 가스 챔버(19)로 비
활성 가스는 이송된다.
제 3 단계 (도 2)[0047]
레저버 탱크(15)를 중간 탱크(25)와 연결시키기 위해, 밸브들(24 및 31)이 개방된다. 그 후에, 중간 탱크의 가[0048]
스 챔버(20) 내의 압력이 P2, 즉 400,000 Pa 가 될 때까지, 액체 물질(3)이 레저버 탱크(15)에서 중간 탱크(2
5)로 흐른다. P x V = 일정 에 따라, 그 때 중간 탱크(25)는 500 cm
3
의 액체 물질(3)로 채워진다.
제 4 단계 (도 2) [0049]
밸브들(24 및 31)은 폐쇄되며, 이에 의해 레저버 탱크(15)와 중간 탱크(25) 사이의 연결 역할을 한다. 레저버[0050]
탱크(15)의 가스 챔버(19) 내의 압력이 밸브(22)를 통해 감소되며, 그리고 밸브(22)는 그 다음에 폐쇄된다. 이
것은 레저버 탱크(15)로부터 중간 탱크(25)로의 액체 물질(3)의 정확히 500 ml 의 이송 단계를 마무리한다.
제 5 단계 (도 3)[0051]
비활성 가스 라인(32)과 버블러(1) 사이의 연결 라인(17)의 섹션(17') 그리고 버블러(1)의 탱크(2)를 비활성 가[0052]
스로 채우기 위하여, 압력 제어기(37)가 예를 들면 50,000 Pa 의 미리 정해진 압력 P3 를 표시할 때까지, 밸브
들(18 및 33)이 개방된다. 그 다음 밸브(33)는 폐쇄된다.
제 6 단계 (도 4) [0053]
중간 탱크(25) 내의 가스 챔버(20)의 체적은, 400,000 Pa 의 압력에서 500 cm
3
이다. [0054]
비활성 가스 라인(32)과 버블러(1) 사이의 연결 라인(17)의 라이저 섹션(riser section; 17') 내의 가스 챔버[0055]
(11)의 체적은 250 cm
3
이며, 그리고 버블러(1)의 탱크(2)의 가스 챔버(11)의 체적은 500 cm
3
이다, 즉 라이저
(17')와 가스 챔버(11)의 총 체적은, 50,000 Pa 의 압력에서 750 cm
3
이다.
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밸브들(24 및 34)은 그 다음 개방된다. 이것은 500 cm
3
의 액체 물질(3)이 라이저(17') 및 버블러(1)로[0056]
이송되며, 250 cm
3
은 라이저(17')로, 그리고 250 cm
3
은 버블러(1)로 이송된다. 그 다음 버블러(1) 내의 최대 레
벨(38)이 도달된다. 1,000 cm
3
의 가스 챔버(20)를 구비한 비워진 중간 탱크(25)가 200,000 Pa이라면, 압력 평형
상태가 도달되고, 그리고 탱크(2)의 가스 챔버(11) 내의 압력은 200,000 Pa로부터 라이저(17')의 높이와 액체
물질(3)의 밀도에 의존하는 라이저(17')의 정수압을 뺀 것이다; 액체 물질로서 트리메틸(trimethyl) 알루미늄의
경우 정수압은 예를 들면 50,000 Pa이다.
제 7 단계 (도 5)[0057]
밸브(22)는 개방되고 레저버 탱크(15)는 비활성 가스 라인(21)을 통해 액체 물질(3)의 증기압으로 비워지며, 예[0058]
를 들면 트리메틸 알루미늄에 대한 증기압은 1.036 Pa 이다. 상기 밸브(22)는 그 다음 폐쇄된다.
제 8 단계 (도 6)[0059]
밸브들(31 및 34)은 개방되며, 이것의 결과로서 라이저(17')에 포함된 액체 물질 (250 cm
3
)은 다시 레저버 탱크[0060]
(15)로 흡입된다. 밸브들(31 및 34)는 그 다음 폐쇄된다.
단계 1 내지 4 는 액체 물질(3)을 레저버 탱크(15)로부터 중간 탱크(25)로 이송시키며, 그리고 단계 5 와 6 은[0061]
액체 물질(3)을 중간 탱크(25)로부터 버블러(1)로 이송시키는 반면에, 단계 7 과 8 의 목적은 리필링 과정의 완
료 후에 연결 라인(17)을 비우는 것이다.
따라서, 본 발명에 따르는 장치의 경우, 포착되어질 측정들이 없다. 리필링 사이클의 종료를 위해 준수될 어떤[0062]
과정 신호도 없다.
또한 본 발명에 따르는 장치의 경우, 리필링 사이클의 기간이 짧으며, 예를 들면 상기 실시예에 있어서 사이클[0063]
기간은 단지 약 1 분이다.
발명의 효과
본 발명은 버블러 내의 최소 및 최대 레벨들을 따라 작동을 정확하고 신뢰성 있게 하는 단순한 리필링 시스템[0064]
을 제공하는 효과가 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 내지 6 은 버블러의 리필링을 위한 개별 단계들을 갖는 본 발명에 따르는 도해적 형태의 장치의 실시예를[0001]
나타낸다.
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도면
도면1
도면2
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도면3
도면4
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도면5
도면6
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