KR101570438B1 - 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 이용한 가공액 공급 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 이용한 가공액 공급 시스템에 관한 것으로서, 종래의 폐절삭유와 같은 환경오염을 유발시키는 가공액이 아니라 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 통해 생산된 불순물을 제거한 초순수에 가까운 증류수를 공작기계장치로 RS485 TCP/IP 통신망을 통해 자동 공급함으로써, 기계공작장치(와이어 커팅기)의 부식을 방지하고 장비의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 공작기계의 특성에 따라 초순수 증류수에 미량의 절삭유를 혼합시킴으로써 종래의 폐절삭유와 같은 환경오염을 유발시키지 않을 뿐만 아니라, 방전전극을 이용한 와이어 커팅기와 같은 공작기계장치에 본 발명의 실시 예에 의해 획득 가능한 가공액을 사용할 경우 고정밀도 작업이 가능한 독특한 특징이 있다.
Description
본 발명은 가공액 공급 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 증류수 자동공급 장치에 공급되는 원수를 정화하는 마이크로필터(Micro Filter)의 오염을 감지하여 자동으로 세정하는 정수 장치와 절삭유를 혼합시킨 가공액 시스템을 구현함으로써, 고가의 역삼투압(Reverse Osmosis Membrane) 필터의 사용량을 줄이고 절삭유 폐수 배출로 인한 환경오염을 크게 저감시키도록 한 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 이용한 가공액 공급 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 기계가공장치에는 가공 정밀도에 따라 절삭유, 정제수와 같은 가공액이 사용된다. 특히 고정밀가공을 요하는 방전가공일 경우 특정 형상의 전극공구를 사용하는 램형 방전가공과 금속 와이어를 가공 전극으로 사용하는 와이어 컷(Wire Cut) 방전 가공으로 대별된다.
와이어 컷 방전가공을 이용한 와이어 커팅기는 램형 방전가공 방식에 비해 가공공정이 간단하며, 강한 장력을 갖는 와이어를 감으면서 와이어와 가공물 사이에 방전(放電)을 발생시켜 가공하는 기계로서, 기계 가공에서는 불가능한 경도가 매우 높거나 복잡한 형상도 가공할 수 있어, 플라스틱몰드 금형의 제작 등 그 응용분야가 급속히 증가하고 있다.
이러한 와이어 커팅기는 방전 시 발생되는 고열을 냉각시키기 위한 가공액 공급 장치가 요구된다. 가공액 공급 장치는 가공액 공급방식에 따라 크게 가공액을 와이어 전극과 피가공물에 가공액을 분사시키는 분사식과, 가공액 탱크 내부에 가공액을 저장시켜 피가공물을 침지시키는 침지식이 있다. 이들 방식의 가공액은 대부분 물을 이용하게 되는데 와이어 커팅기의 성능향상, 가공정밀도, 수명 등을 고려하여 순도의 물, 즉 증류수를 사용하게 된다.
그러나 종래의 와이어 커팅기는 가공액 공급시에 일반적인 필터로 여과된 수돗물을 사용하는 경우가 많은데, 여과된 수돗물 속에는 염소와 산화물질, 중금속이나 이온성 물질 등의 불순물을 여전히 포함하고 있어 와이어 커팅기의 전극이나 전극 고정부 등을 부식시키는 경우가 있다. 특히 이온성 물질의 경우 가공부위에서 전극과 피가공물에서 발생되는 방전을 방해하고 불균일한 저항 발생으로 가공정밀도를 저하시킨다. 또한, 가공 후 발생되는 오염된 가공액은 폐기물 처리를 하여 방출하여야 하므로 처리비용 발생 및 환경오염을 일으키는 주범이 되는 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하고자 대한민국「등록특허공보 제10-0696064호(2007.03.10)의 와이어 커팅기용 증류수 자동공급시스템」이 제안된 바 있다(도 1 참조).
그러나 상기 특허기술은 수돗물을 순수 증류수로 제조하는 기술은 뛰어나지만 오염정도가 심한 원수를 여과하는 마이크로 필터를 세정하는 기능이 없기 때문에 값비싼 역삼투압(RO멤브레인) 필터의 수명 단축으로 증류수 생산 비용이 높아질 뿐만 아니라 폐수처리에 따른 비용이 증가하는 문제점이 여전히 남아 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 증류수 자동공급 장치에 공급되는 원수를 정화하는 마이크로필터(Micro Filter)에 센서와 워터베인(Water Vane)을 통해 자가 세정하여 증류수를 생산하는 장치와 공작기계제어기 간에 RS485 TCP/IP 통신망을 구축함으로써, 초순수에 가까운 증류수 생산과, 이를 미량의 절삭유와 혼합시킨 가공액을 와이어 커팅기와 같은 방전전극을 갖는 초정밀 공작기계에 사용할 경우 부식 방지는 물론 전해질의 제거로 가공정밀도가 향상되며, 미량의 폐수 배출로 인한 환경오염을 크게 저감시키도록 한 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 이용한 가공액 공급 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 의하면, 유입되는 원수를 와류 현상에 의해 세정 기능을 갖는 워터베인(130)이 2개의 마이크로필터(140)에 장착되어 1차 및 2차로 여과하는 마이크로필터부(Micro Filter Unit,100)와; 상기 마이크로필터부(100)의 후단에 설치되며 상기 원수를 여과한 후 배관을 통해 여과수에 함께 섞여 있는 염소성분이나 녹성분 및 미세입자를 제거하는 침전필터부(Sediment Filter Unit,200)와; 상기 침전필터부(200)에 의해 흡착 여과된 정수를 필터링하며 정수의 양을 늘리기 위하여 역삼투압필터를 다수개로 병렬 구성하는 역삼투압필터부(Reverse Osmosis Membrane Filter Unit,300)와; 상기 역삼투압필터부(300)를 경유한 여과수를 100~280nm의 파장이 짧은 자외선(UV-C) 램프를 통해 여과수에 포함된 각종 미생물을 살균하는 UV-C램프(Ultraviolet-C Lamp,400)와; 상기 UV-C램프(400)를 통과한 정수를 필터링하며, 반복적인 이온교환을 통해 전해질을 제거하는 이온교환수지필터부(Polisher Filter Unit,500)와; 상기 유입되는 원수와 상기 워터베인(130)으로 공급되는 세정수를 수질감지용 센서(610)와 인터록회로를 통해 단속 제어하기 위한 고압펌프제어부(600)를 갖는 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치가 포함되며, 또한, 상기 이온교환수지필터부(500)로부터 배출된 정수를 저장하는 정수저장탱크(700)의 수위감지센서(710)와 솔레노이드밸브 S6을 통해 상기 정수저장탱크를 단속하고 상기 정수저장탱크의 밸브를 개폐시키는 다수개의 솔레노이드밸브 S7과 절삭유를 저장하는 절삭유탱크(800)의 밸브를 개폐시키는 다수개의 솔레노이드밸브 S8을 단속하여 정수와 절삭유를 일정 비율로 혼합시키는 혼합기(910)를 구비하는 혼합구동부(900)와, 상기 혼합구동부(900)에 명령을 하달하는 공작기계제어기(1000)간에는 RS485 TCP/IP 통신망을 통해 가공액이 공작기계장치(와이어 커팅기)로 자동 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 이용한 가공액 공급 시스템을 제공한다.
본 발명의 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 이용한 가공액 공급 시스템에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
초순수에 가까운 증류수 생산이 가능하고, 이를 미량의 절삭유와 혼합시킨 가공액을 와이어 커팅기와 같은 방전전극을 갖는 초정밀 공작기계에 사용할 경우 장비의 부식 방지는 물론 전해질의 제거로 정밀한 공작가공이 이루어지며, 미량의 폐수 배출로 인한 환경오염을 크게 저감시킬 수 있는 독특한 효과가 있다.
도 1은 종래의 와이어 커팅기용 증류수 자동공급 시스템을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 개략적으로 나타낸 전체 블록도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치에 대한 마이크로필터부에 장착되는 워터베인을 나타낸 도면
도 4는 상기 도 3의 워터베인에 대한 상세한 설명을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치에 대한 유입원수와 세정수를 단속하기 위한 인터록회로의 구성을 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치에 대한 고압펌프제어부를 구체적으로 나타낸 블록도
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 이용한 가공액 공급 시스템에 대한 기술적 구성을 구체적으로 나타낸 블록도
도 8은 상기 도 7을 응용한 다수개의 공작기계장치로 가공액을 공급하기 위한 복합 시스템을 나타낸 블록도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 개략적으로 나타낸 전체 블록도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치에 대한 마이크로필터부에 장착되는 워터베인을 나타낸 도면
도 4는 상기 도 3의 워터베인에 대한 상세한 설명을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치에 대한 유입원수와 세정수를 단속하기 위한 인터록회로의 구성을 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치에 대한 고압펌프제어부를 구체적으로 나타낸 블록도
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 이용한 가공액 공급 시스템에 대한 기술적 구성을 구체적으로 나타낸 블록도
도 8은 상기 도 7을 응용한 다수개의 공작기계장치로 가공액을 공급하기 위한 복합 시스템을 나타낸 블록도
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치에 대한 기술적 구성은 크게, 마이크로필터부(Micro Filter Unit,100), 침전필터부(Sediment Filter Unit,200), 역삼투압필터부(Reverse Osmosis Membrane Filter Unit,300), UV-C램프(Ultraviolet Lamp,400), 이온교환수지필터부(Polisher Filter Unit,500), 고압펌프제어부(600) 및 수질감지용 센서(610)로 구성된다.
도 2를 참조하여, 상기 마이크로필터부(Micro Filter Unit,100)는, 외부에서 유입되는 원수를 2개의 마이크로필터(140)를 통해 1차 및 2차로 여과하되, 강력한 와류 현상에 의해 세정 기능을 갖는 워터베인(Water Vane,130)이 상기 2개의 마이크로필터(140)의 외경에 각각 장착된다. 상기 워터베인(130)은 후술되는 고압펌프제어부(600)에 의해 상기 마이크로필터(140)를 수동 혹은 자동으로 세정하게 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 마이크로필터부(100)와 워터베인(130)은 유입되는 원수에 포함된 흙먼지, 찌꺼기, 각종 침전물과 부유물 등과 같은 미세불순물을 원수에서부터 초기에 제거하게 된다. 상기 마이크로필터(140)의 여과입도는 1 마이크론(Micron) 이하인 것이 바람직하다.
또한, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 마이크로필터부(100)는 원수를 유입시키는 원수유입구(Water Source Inlet,111)와 여과된 물을 배출하는 배출구(Discharge Port,112) 및 세정수를 유입시키는 세정수피팅부(Wash Water Fittings unit,113)를 구비하는 필터하우징커버(Filter Housing Cover,110)와 스크류 형상(Screw Type)을 갖고 강력한 와류 현상을 유발시키는 워터베인(130)과 원수를 여과하기 위한 마이크로필터(140)를 내장시키기 위한 필터하우징(Filter Housing,120)과 상기 필터하우징의 하부에는 상기 워터베인(130)에 의해 세정된 오염물질을 배출하기 위한 드레인솔레노이드밸브(Drain Solenoid Valve,160)를 장착하기 위한 수단이 구비된다. 더하여 상기 필터하우징(120)의 상부에는 상기 필터하우징커버(110)의 밀폐처리를 위한 고무 또는 실리콘 재질의 오링(122)이 구비되고, 상기 마이크로필터(140)는 상기 세정수를 통해 여과된 원수(혹은 여과수)가 배출되는 여과수 배출통로(141)가 형성된다.
여기서 도 2와 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 워터베인(Water vane,130)은 상기 마이크로필터(140)의 외경을 따라 스크류 형상(Screw Type)으로 감겨지며 지름 3~6mm의 동 파이프 혹은 녹방지를 위한 다이캐스팅 된 알루미늄 파이프를 사용한다. 또한, 상기 워터베인(130)은 상기 마이크로필터(140)와 1~3mm의 공극(Air gap,150)을 갖도록 하여 세정 시에 오염물질은 다수개의 분사노즐(Spray nozzle,131)을 통한 분사 압력과 중력에 의해 상기 마이크로필터(140)의 하부 쪽으로 흘러내리도록 한다.
또한, 상기 다수개의 분사노즐(131)은 상기 마이크로필터(140)와 대향되게 일정한 지름을 갖도록 천공하되, 15~30˚각도로 하향되게 천공함으로써, 상기 워터베인(130)의 세정수유입구(132)와 상기 세정수피팅부(113)가 상호 연결되어 후술되는 고압펌프제어부(600) 및 수질감지용 센서(610)에 의해 고압의 세정수가 유입될 경우 스크류 형상을 갖는 상기 워터베인(130)의 강력한 와류 현상으로 인해 상기 마이크로필터(140)에 찌든 어떠한 오염물질도 용이하게 탈거하게 된다.
또한, 상기 마이크로필터(140)에서 탈거된 오염물질은 상기 드레인솔레노이드밸브(160)를 통해 폐수처리 된다. 그리고 상기 워터베인(130)은 상기 필터하우징커버(110)의 세정수피팅부(113)와 볼트로 체결 가능하도록 함으로써, 탈부착이 용이하여 별도의 세척이 가능한 특징이 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 지금까지 어떠한 증류수 자동공급 장치에서도 제안된 바 없는 유입되는 원수를 1차 및 2차로 강력한 와류 현상으로 세정하는 장치를 구현함으로써, 원수여과 초기단계에서부터 상기 마이크로필터(140)에 찌든 오염물질을 제거하여 증류수 자동공급 장치에 후속되는 각종 여과필터들에 부담을 줄일 수 있기 때문에 역삼투압필터 등의 값비싼 필터의 잦은 교체를 억제하고 필터들에 과도하게 오염된 폐수배출을 줄일 수 있는 독특한 특징이 있고 할 것이다.
도 2를 참조하여, 상기 침전필터부(Sediment Filter Unit,200)는, 상기 유입되는 원수를 여과하는 상기 마이크로필터부(100)의 후단에 설치되며, 상기 원수를 여과한 후 배관을 통해 물에 함께 섞여 있는 염소성분이나 녹성분을 제거해 줄 뿐만 아니라 흙, 모래 등 미세입자까지 제거하게 된다.
이러한 상기 침전필터부(200)를 세정 기능을 갖는 상기 마이크로필터부(100)의 후단에 설치함으로써, 종래의 증류수 자동공급 장치에 적용된 불용성 유기물, 잔류염소, 휘발성 유기 화합물(VOCs), 합성세제, 탁도 등을 제거하는 역할을 하며, 숯을 고온에서 수증기 처리하여 제조한 활성탄 또는 화학 섬유를 원료로 한 활성탄소필터부(Activated Carbon Filter Unit)를 대체할 수 있는 특징이 있다.
도 2를 참조하여, 상기 역삼투압필터부(Reverse Osmosis Membrane Filter Unit,300)는, 상기 침전필터부(200)에 의해 흡착 여과된 정수를 여과하는 역할을 하는 수단으로서, 역삼투막은 미세한 기공을 가진 여과막으로 0.0001㎛정도의 기공 크기를 가지고 대부분의 중금속, 이온물질, 미생물 및 탁도유발물질 등을 제거하게 된다. 필터의 수명 연장이나 효율 향상을 위해서는 유입되는 원수의 일부만을 사용하므로 대부분의 물은 폐수 배출용인 드레인솔레노이드밸브 S5를 통해 그대로 방출되게 된다. 상기 역삼투막필터부(300)에 의해 여과된 정수의 양은 적으므로 정수의 양을 늘리기 위하여 다수개의 역삼투압필터를 병렬로 구성한다.
여기서 상기 역삼투압필터부(300)에도 상기 마이크로필터부(100)와 같이 자동 세정 기능을 갖는 워터베인(130)을 필터하우징의 내외부에 장착할 수 있다. 만약, 상기 역삼투압필터부(300)의 필터하우징 내외부에 워터베인(130)을 장착할 경우 상기 역삼투압필터부(300)의 필터하우징의 내부는 상기 워터베인(130)이 장착될 수 있을 정도로 충분한 공간 확보가 이루어져야 할 것이다. 그러나 외부에 별도의 장치를 부가할 경우 새로운 금형을 성형하지 않고서도 기존의 필터 하우징 제품을 그대로 활용할 수 있는 특징이 있다.
도 2를 참조하여, 상기 UV-C램프(Ultraviolet-C Lamp,400)는, 상기 역삼투압필터부(300)를 경유한 여과수를 100~280nm의 파장이 짧은 자외선(UV-C) 램프를 통해 살균함으로써 여과수에 포함된 각종 미생물들이 서식할 수 없도록 파괴시키는 수단이다.
여기서 자외선(紫外線, Ultraviolet)이란 전자기파 스펙트럼에서 보라색 띠에 인접한 사람의 육안에는 보이지 않는 영역으로 10에서 400 나노미터의 파장 영역을 가진다. 일반적인 X선이나 감마선보다 투과성은 낮지만 가시광에 비해 에너지가 높은 편이기 때문에 인간의 피부나 작은 생물체에 영향을 미친다. 충분히 에너지가 높은 전자기파는 생체 조직을 파괴시킬 수 있기 때문에 작은 미생물들을 파괴시킬 수 있고, 그 때문에 자외선은 일상에서 소독기 등의 살균용으로 사용된다.
따라서 본 발명의 실시 예에서는 UV-C램프(400)를 이용하여 상기 역삼투압필터부(300)를 경유한 여과수를 살균함으로써 여과수에 포함된 각종 미생물들을 파괴시켜 필터나 여과수에 미생물들이 서식할 수 없도록 사전에 예방할 수 있는 특징이 있다.
도 2를 참조하여, 상기 이온교환수지필터부(Polisher Filter Unit,500)는, 상기 역삼투막필터부(300)에 의해 여과된 정수를 필터링하여 전해질을 제거하는 수단으로서, 와이어 커팅 방전가공 시에 저항이 고르게 분포되지 않아 가공정밀도를 저하시키는 전해질(Electrolyte)을 효율적으로 제거하기 위해 다수개의 이온교환수지필터를 직렬로 연결시킨다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 이온교환수지필터부(500)를 통과한 최종 증류수는 저장탱크(미도시)에 저장되거나 와이어 커팅기(미도시)와 같은 공작기계장치로 연결되어 공급하게 된다.
여기서, 이온교환(Ion Exchange)이란 물질 속에 포함되어 있는 이온이 그 물질과 접촉해 있는 용액에 이온을 방출하고 대신 용액 중에서 다른 이온을 받아들이는 현상을 말한다. 이러한 이온교환작용을 나타내는 물질, 즉 이온교환체의 일종으로 물에 불용성인 합성수지를 이온교환수지라 한다. 이온교환수지는 3차원의 입체적 구조를 가진 고분자화합물, 즉 모체(母體)에 이온교환 기능을 가진 이온교환기가 공유결합으로 안정하게 결합하여 수지표면에 골고루 고정 분포되어 있는데, 이온교환기의 종류에 따라 양이온교환수지, 음이온교환수지 및 양쪽성이온교환수지 등이 있다. 또한, 이온교환수지는 입자 상태로 가공되는 것이 보통이지만 막 상태로 만들어 사용하기도 하는데, 경수(센물)를 연화시키는 정도의 장치로부터 바닷물의 담수화, 순도가 높은 물을 만드는 장치까지 실용화되어 있으며, 역으로 용존 이온을 회수할 목적으로 사용되기도 한다.
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 상기 직렬로 연결된 다수개의 이온교환수지필터부(500)는 상기 마이크로필터부(100)와 상기 침전필터부(200) 및 상기 역삼투막필터부(300)에 의해 여과된 정수를 반복적인 이온교환을 통해 전해질을 효과적으로 제거하게 되므로 이온수지를 크게 절감(약 70%)할 수 있는 독특한 특징이 있다.
도 2와 도 5 및 도 6을 참조하여, 상기 고압펌프제어부(600)는 유입된 원수와 세정수를 증류수 자동공급 장치로 공급 제어하기 위한 수단으로서, ROM(601), 제어부(602), 표시부(603), 고압펌프(604), 모터(605), RAM(606) 및 수질감지용 센서(610)를 구비한다.
상기 ROM(601)은, 상기 마이크로필터부(100)의 필터하우징(120) 내부에 장착된 상기 수질감지용 센서(610)에 대응하는 오염정도를 비교하기 위한 기준값과 상기 고압펌프(604)를 제어하기 위한 PLC(Programable Logic Control) 프로그램이 사전에 설정되어 저장된다.
상기 제어부(602)는, 상기 수질감지용 센서(610)로부터 감지된 데이터를 리드(Read)/라이트(Write)하여 상기 ROM(601)에 저장된 기준값과 비교 연산하여 상기 마이크로필터부(100)의 필터하우징(120)에 내장된 워터베인(130)으로 세정수를 단속하도록 하는 솔레노이드밸브 S2와 상기 세정수에 의해 세척된 오염물질을 폐수처리하기 위한 드레인솔레노이드밸브 S4를 제어한다.
한편, 도 5를 참조하면, 상기 제어부(602)는, 상기 솔레노이드밸브 S2에 의해 상기 마이크로필터부(100)의 필터하우징(120)에 내장된 워터베인(130)으로 세정수가 공급될 경우 상기 마이크로필터부(100)의 필터하우징 커버(110)에 형성된 원수유입구(Water source inlet,111)로 유입되는 원수를 차단하는 솔레노이드밸브 S1을 단속 제어한다. 또 반대로, 정해진 시간 동안 세정수 공급이 중단되면 자동으로 솔레노이드밸브 S2와 드레인솔레노이드밸브 S4를 차단(OFF) 단속하고 솔레노이드밸브 S1을 온(ON) 단속하는 인터록회로(Interlock Circuit)가 구비되어 있다.
상기 인터록회로는 상기 고압펌프제어부(600)에 PLC(Programable Logic Control) 제어가 가능한 프로그램으로 상기 ROM(601)에 설정할 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 도 5는 사용자가 수동으로 조작할 수 있는 시이퀀스 타입(Sequence Type)이다. 즉, 도 5를 참조하면 스위치 BS1과 BS2 및 타이머 스위치 X3을 이용해서 수동 및 자동제어 설정이 가능하다.
본 발명의 실시 예에서 상기 시이퀀스 타입을 추가 적용한 것은, 상기 PLC(Programable Logic Control) 제어가 해제된 상태에서 수동 조작이 가능하도록 함으로써, 상기 수질감지용 센서(610)의 오동작으로부터 불필요한 세정과정을 회피하기 위함이다.
상기 표시부(603)는, 본 발명의 실시 예에 따른 증류수 자동공급 장치의 원수유입구(111)에 설치된 유량계를 통한 원수유입량과 각각의 필터부에 설치된 압력센서를 통한 압력정보, 폐수배출 파이프에 설치된 유량계를 통한 폐수배출량, 정수배출 파이프에 설치된 유량계를 통한 정수생산량 및 상기 수질감지용 센서(610)에서 감지된 오염정도를 아날로그/디지털 방식으로 나타냄으로써 사용자가 언제든지 용이하게 파악할 수 있다.
상기 고압펌프(604) 및 모터(605)는, 유입되는 원수를 상기 각각의 필터부로 공급하고 세정수를 상기 마이크로필터부(100)의 워터 베인(130)으로 공급하기 위한 수단이다.
상기 RAM(606)은, 본 발명의 실시 예에 따른 각종 필터부에 장착되는 상기 압력센서와 유량계에서 검침한 데이터가 디지털 방식으로 변환될 경우 이를 저장하여 상기 제어부(602)에 의해 상기 표시부(603)에 디지털 방식으로 나타낼 수 있다.
상기 수질감지용 센서(610)는, 상기 마이크로필터부(100)의 필터하우징(120)의 내부에 장착되어 상기 필터하우징(120)에 장착된 마이크로필터(140)의 오염정도를 감지하게 된다. 상기 수질감지용 센서(610)에서 감지된 데이터는 RAM(606)에 저장되어 상기 제어부(602)의 명령에 의해 상기 표시부(603)로 출력된다.
이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치는 종래의 와이어 커팅기용 증류수 자동공급 시스템(종래기술)의 문제점인 오염정도가 심한 원수를 1차 및 2차로 여과하는 마이크로필터(140)에 강력한 와류 현상을 유발시키는 워터베인(130)이 장착되어 고압펌프제어부(600)로 하여금 수동 및 자동으로 세척이 가능하도록 구현함으로써, 종래의 활성탄소필터부(Activated Carbon Filter Unit)를 제거하여 시스템 구조를 보다 단순화하고, 역삼투압필터부(Reverse Osmosis Membrane Filter Unit)에 다수개로 장착되는 값비싼 RO멤브레인의 잦은 교체를 억제하며, 유입되는 원수에 포함된 대부분의 오염물질을 초기단계에서 제거함으로써 폐수처리 비용을 크게 절감할 수 있는 독특한 특징이 있다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 이용한 가공액 공급 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 7을 참조하면, 본 발명은 전술한 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 이용한 가공액 공급 시스템을 구현하는데 그 특징이 있다.
즉, 상기 이온교환수지필터부(Polisher Filter Unit,500)로부터 배출된 정수를 저장하는 정수저장탱크(700)의 밸브를 개폐시키는 솔레노이드밸브 S7과 절삭유를 저장하는 절삭유탱크(800)의 밸브를 개폐시키는 솔레노이드밸브 S8을 단속하여 상기 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치에서 배출된 정수와 상기 절삭유탱크(800)에서 배출된 절삭유를 일정 비율로 혼합시키는 혼합기(910)를 구비하는 혼합구동부(900)가 구비된다. 또한, 상기 혼합구동부(900)에 명령을 하달하는 공작기계제어기(1000)가 더 포함된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 정수저장탱크(700)는, 수위감지센서(710)를 통해 상기 정수저장탱크(700)로 공급되는 정수가 넘치는 것을 단속하도록 상기 고압펌프제어부(600)로 검출된 수위데이터를 전송하여 솔레노이드밸브 S6을 단속한다. 즉, 상기 정수저장탱크(700)로 정수가 공급되지 않도록 상기 솔레노이드밸브 S6을 오프(OFF)시킨다.
도 8을 참조하면, 상기 정수저장탱크(700)의 밸브를 개폐시키는 다수개의 솔레노이드밸브 S7과 상기 절삭유탱크(800)의 밸브를 개폐시키는 다수개의 솔레노이드밸브 S8 및 상기 배출된 정수와 절삭유를 일정비율로 혼합시켜 가공액을 제조하는 다수개의 혼합기(910)를 구비하는 혼합구동부(900)가 구성된다.
또한, 상기 혼합구동부(900)와 다수개의 공작기계제어기(1000)간에는 RS485 TCP/IP통신을 통해 가공액이 공작기계장치(와이어 커팅기)로 자동 공급될 수 있도록 데이터 통신망이 구축된다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 이용한 가공액 공급 시스템은 종래의 폐절삭유와 같은 환경오염을 유발시키는 가공액이 아니라 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 통해 생산된 불순물을 제거한 초순수에 가까운 증류수를 공작기계 장비로 공급함으로써, 기계공작장치(와이어 커팅기)의 부식을 방지하고 장비의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 공작기계의 특성에 따라 초순수 증류수에 미량의 절삭유를 혼합시킴으로써 종래의 폐절삭유와 같은 환경오염을 유발시키지 않을 뿐만 아니라, 방전전극을 이용한 와이어 커팅기와 같은 공작기계장치에 본 발명의 실시 예에 의해 획득 가능한 가공액을 사용할 경우 고정밀 작업이 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 마이크로필터부
110 : 필터하우징커버 111 : 원수유입구
112 : 배출구 113 : 세정수피팅부
120 : 필터하우징 122 : 오링
130 : 워터베인 131 : 분사노즐
140 : 마이크로필터 141 : 여과수 배출통로
150 : 공극 160 : 드레인솔레노이드밸브
200 : 침전필터부
300 : 역삼투압필터부
400 : UV-C램프
500 : 이온교환수지필터부
600 : 고압펌프제어부 601 : ROM
602 : 제어부 603 : 표시부
604 : 고압펌프 605 : 모터
606 : RAM 610 : 수질감지용 센서
700 : 정수저장탱크 710 : 수위감지센서
800 : 절삭유저장탱크
900 : 혼합구동부 910 : 혼합기
1000 : 공작기계제어기
110 : 필터하우징커버 111 : 원수유입구
112 : 배출구 113 : 세정수피팅부
120 : 필터하우징 122 : 오링
130 : 워터베인 131 : 분사노즐
140 : 마이크로필터 141 : 여과수 배출통로
150 : 공극 160 : 드레인솔레노이드밸브
200 : 침전필터부
300 : 역삼투압필터부
400 : UV-C램프
500 : 이온교환수지필터부
600 : 고압펌프제어부 601 : ROM
602 : 제어부 603 : 표시부
604 : 고압펌프 605 : 모터
606 : RAM 610 : 수질감지용 센서
700 : 정수저장탱크 710 : 수위감지센서
800 : 절삭유저장탱크
900 : 혼합구동부 910 : 혼합기
1000 : 공작기계제어기
Claims (3)
- 유입되는 원수를 와류 현상에 의해 세정 기능을 갖는 워터베인(130)이 2개의 마이크로필터(140)에 장착되어 1차 및 2차로 여과하는 마이크로필터부(Micro Filter Unit,100)와; 상기 마이크로필터부(100)의 후단에 설치되며 상기 원수를 여과한 후 배관을 통해 여과수에 함께 섞여 있는 염소성분이나 녹성분 및 미세입자를 제거하는 침전필터부(Sediment Filter Unit,200)와; 상기 침전필터부(200)에 의해 흡착 여과된 정수를 필터링하며 정수의 양을 늘리기 위하여 역삼투압필터를 다수개로 병렬 구성하는 역삼투압필터부(Reverse Osmosis Membrane Filter Unit,300)와; 상기 역삼투압필터부(300)를 경유한 여과수를 100~280nm의 파장이 짧은 자외선(UV-C) 램프를 통해 여과수에 포함된 각종 미생물을 살균하는 UV-C램프(Ultraviolet-C Lamp,400)와; 상기 UV-C램프(400)를 통과한 정수를 필터링하며, 반복적인 이온교환을 통해 전해질을 제거하는 이온교환수지필터부(Polisher Filter Unit,500)와; 상기 유입되는 원수와 상기 워터베인(130)으로 공급되는 세정수를 수질감지용 센서(610)와 인터록회로를 통해 단속 제어하기 위한 고압펌프제어부(600)를 갖는 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치가 포함되며,
또한, 상기 이온교환수지필터부(500)로부터 배출된 정수를 저장하는 정수저장탱크(700)의 수위감지센서(710)와 솔레노이드밸브 S6을 통해 상기 정수저장탱크를 단속하고 상기 정수저장탱크의 밸브를 개폐시키는 다수개의 솔레노이드밸브 S7과 절삭유를 저장하는 절삭유탱크(800)의 밸브를 개폐시키는 다수개의 솔레노이드밸브 S8을 단속하여 정수와 절삭유를 일정 비율로 혼합시키는 혼합기(910)를 구비하는 혼합구동부(900)와, 상기 혼합구동부(900)에 명령을 하달하는 공작기계제어기(1000)간에는 RS485 TCP/IP 통신망을 통해 가공액이 공작기계장치(와이어 커팅기)로 자동 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 이용한 가공액 공급 시스템. - 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020150090174A KR101570438B1 (ko) | 2015-06-25 | 2015-06-25 | 필터 세정 기능을 갖는 증류수 자동공급 장치를 이용한 가공액 공급 시스템 |
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