그만큼글로브박스 폐쇄 루프 순환 시스템은 본질적으로 가스 정화, 순환 전력 및 압력 제어를 통합하는 정밀 폐쇄 루프 시스템입니다. 핵심 목적은 단순히 '공기를 제거'하는 것이 아니라 챔버 내부의 불활성 가스를 지속적으로 순환하고 자체 정화하여 장기적으로 물과 산소 수준을 1ppm 미만의 매우 낮은 수준으로 유지할 수 있도록 하는 것입니다. Mikrouna 글로브박스 폐쇄 루프 순환 시스템은 순환 전원 및 가스 전달, 불순물 정화, 압력 및 밸브 논리 제어, 정화 컬럼 재생, 모니터링 피드백 조절의 5가지 작동 단계로 구성됩니다.
1단계: 순환 전력 및 가스 공급
폐쇄 루프 순환은 완전히 밀폐된 회로입니다. 작동 가스는 고순도 아르곤 또는 질소이며 가변 주파수 순환 팬은 전체 시스템의 전원 역할을 합니다. Mikrouna 팬의 유량은 90m³/h이며, 다양한 모델은 필요에 따라 145 또는 180m³/h와 같은 더 높은 유량을 제공할 수 있습니다. 팬은 글로브박스 챔버 내부에서 불활성 가스를 끌어와 스테인리스 스틸 배관을 통해 정화 컬럼 장치로 전달합니다. 정화 후 깨끗한 불활성 가스가 글로브박스 챔버로 반환되어 폐쇄 회로를 형성합니다. 가스가 직접 외부로 배출되지 않고 시스템 내에서만 순환하여 고순도 불활성가스의 보존성을 극대화합니다.
글로브박스 순환 배관은 연결된 공정 챔버까지 확장될 수 있어 해당 챔버 내부의 가스가 동시에 순환에 참여하고 물과 산소가 제거되도록 합니다. 순환 루프에는 공압 앵글 밸브와 통합 솔레노이드 밸브가 장착되어 있습니다. PLC는 작동 조건에 따라 밸브를 자동으로 켜고 꺼서 재생 중에 정제 컬럼을 격리하는 동시에 메인 글로브박스 순환이 중단 없이 계속되도록 보장합니다.
2단계: 정제 컬럼 내부의 수분 및 산소 제거
팬에 의해 밀려난 혼합가스는 구리 촉매 5kg과 분자체 5kg이 채워진 정제탑 용기로 들어갑니다. 가스는 먼저 분자체 층을 통과하며, 여기서 미세 다공성 구조가 가스 흐름에서 물 분자를 물리적으로 흡착하여 탈수를 완료합니다. 그런 다음 가스는 구리 촉매층을 통해 흐르며, 여기서 구리 원소는 가스 흐름의 산소와 화학적으로 반응하여 산소를 제거합니다. 정화된 고순도 불활성 가스는 배관을 통해 글로브박스 챔버로 다시 흘러 챔버 내부의 물과 산소 농도를 감소시킵니다.
반복된 순환 후에는 챔버 내부의 물과 산소가 충전재에 지속적으로 포집되고, 물과 산소의 수준은 점차적으로 1ppm 범위로 감소합니다. 동시에 글로브박스 내부의 0.3μm 필터는 순환 가스에서 분말과 먼지를 필터링하여 필러 분말이 챔버로 다시 운반되어 샘플을 오염시키는 것을 방지할 수 있습니다.
3단계: 조정된 압력 및 밸브 제어
폐쇄 루프 순환 시스템은 완전히 견고하게 밀봉되어 있지 않습니다. 시스템은 지속적으로 챔버 압력을 모니터링하고 약간의 양압을 유지합니다. 순환팬의 작동으로 인해 압력 변동이 발생하므로 시스템이 자동으로 소량의 불활성 가스를 공급하여 압력 손실을 보상합니다. 압력이 너무 높으면 시스템이 자동으로 압력 완화를 위해 통풍구를 엽니다. 압력이 너무 낮으면 밀봉 문제가 있을 수 있음을 나타내는 경보가 발생합니다.
4단계: 정제 능력을 회복하기 위한 정제 컬럼 재생
지속적인 순환 후, 분자체는 흡착된 물로 포화되고, 구리 촉매는 대부분 산화구리로 전환되어 정화 능력이 감소됩니다. 시스템은 재생될 정제 컬럼을 주 순환 루프에서 분리하고 5~10%의 수소/불활성 가스 혼합물을 도입합니다. 정제탑이 가열되고, 수소는 산화구리를 활성 원소 구리로 환원시킵니다. 분자체는 고온에서 흡착된 수분을 방출하고, 수분은 재생 배기가스와 함께 시스템 밖으로 배출됩니다.
환원 및 탈착이 완료된 후 가열을 중단하고 불활성 가스를 사용하여 정제 컬럼을 퍼지 및 냉각합니다. 충전재는 물과 산소를 제거하는 능력을 회복하고 밸브는 컬럼을 폐쇄 루프 순환에 다시 연결하도록 전환됩니다. 전체 재생 과정은 PLC에 의해 자동으로 제어되므로 수동 조작이 필요하지 않습니다.
5단계: 모니터링, 피드백 및 폐쇄 루프 규제
샘플링 인터페이스는 폐쇄 루프 배관에 설치됩니다. 물과 산소 분석기는 순환하는 가스를 지속적으로 샘플링하고 실시간 물과 산소 데이터를 PLC에 제공합니다. 재료가 불순물을 방출하거나 밀봉 누출로 인해 물과 산소 수준이 상승하는 경우 시스템은 팬을 고속으로 유지하고 순환 흐름을 증가시켜 불순물 제거를 가속화합니다. 표시기가 오랫동안 안정적으로 사양 내에서 유지되면 가변 주파수 팬의 속도가 느려져 에너지 소비가 줄어듭니다.
Mikrouna 글로브박스 폐쇄 루프 순환 시스템은 폐쇄 회로를 통해 반복적으로 흐르는 불활성 가스, 지속적으로 불순물을 포집하는 정화 매체, 포화 후 매체를 복원하는 재생 및 센서 기반 피드백 조절에 의존합니다. 이러한 기능을 통해 글로브박스 챔버 및 글로브박스와 통합된 연결된 프로세스 챔버가 장기간에 걸쳐 고순도, 무수, 무산소 불활성 분위기를 유지할 수 있습니다.
