KR101625463B1 - Pcb 개발을 위한 전해수 생성방법 - Google Patents

Pcb 개발을 위한 전해수 생성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강산성과 강알칼리성의 전해수를 생성하는 장치에 있어서; 투입관(22)으로 원수를 공급하는 원수탱크(10); 수용된 전해질용액을 투입관(22)으로 공급하는 전해질용액탱크(20); 상기 투입관(22)의 하류측에 복수의 전해조(33)를 구비하고, 제1배출관(25)과 제2배출관(26)으로 전해수를 분리하는 전해수단(30); 생성된 전해수의 일부를 회수관(42)과 세정제탱크(15)로 회수하여 전해수단(30)으로 재순환시키는 회수수단(40); 및 상기 투입관(22), 제1배출관(25), 제2배출관(26) 상의 유량을 조절하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 다량의 용수를 취급하는 양산 현장에서 생력화 시스템을 기반으로 강산성을 지닌 전해수와 강알칼리성을 지닌 전해수를 안정적이면서 경제적으로 공급할 수 있는 효과가 있다.

Description

PCB 개발을 위한 전해수 생성방법{Method for producting electrolytic water for PCB development}
본 발명은 전해수 생성방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 강산성을 지닌 전해수와 강알칼리성을 지닌 전해수를 안정적으로 공급할 수 있는 PCB 개발을 위한 전해수 생성방법에 관한 것이다.
대부분의 산업 분야에서 전해수의 계면활성으로 세정력과 침투력을 높이는 특성의 적용이 기대되며, 이는 폐수를 줄여서 환경오염 문제를 해결하려는 노력으로 이어진다. 근래에는 IT산업의 부흥과 더불어 PCB, 반도체 등에도 강산성의 차아염수산수와 강알칼리성의 수산화나트륨이 세정액으로 활용된다.
이와 관련되는 선행기술문헌으로서, 한국 공개특허공보 제2003-0071018호(선행문헌 1), 한국 등록실용신안공보 제0250783호(선행문헌 2) 등이 공지된다.
선행문헌 1은 수도물을 원수로서 전기 분해하여 알카리 이온수와 강산성수를 소망에 따라서 토수하는 다기능 전해수 생성 장치의 개량에 관련되고, 소망에 따라서 원수에 전해질을 첨가하여 강산성수를 토수할 때 안정한 특성의 토수를 얻기 위한 기구를 제안한다. 이에, 원수의 공급량의 약간의 변동에 대하여 전해조 부하의 변동을 축소하여 안정한 수질의 강산성수를 얻는 효과를 기대한다.
선행문헌 2는 전해조에서 배출되는 물이 양극실에서는 음극수로, 음극실에서는 양극수로 변환하여 배출관을 통해 유로전환부의 내부로 이동되며, 이동된 양극수와 음극수가 유로전환부재를 통과하여 동시에 양극수 및 음극수가 배출되도록 함으로서, 세정시에 버리던 물을 활용하여 물의 손실을 방지하고, 시스템의 내부는 히타를 이용하여 부품의 동파를 방지하는 효과를 기대한다.
그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 PCB의 양산 현장과 같이 다량의 용수가 소요되고 폐기되는 분야에서 전해수 생성을 위한 시스템을 안정적이고 경제적으로 운영하기에 한계성을 보인다.
1. 한국 공개특허공보 제2003-0071018호 "다기능 전해수 생성 장치 및 그 전해수 생성 방법" (공개일자 : 2003. 9. 3.) 2. 한국 등록실용신안공보 제0250783호 "전해수 생성시스템" (공개일자 : 2001. 10. 19.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 다량의 용수를 취급하는 양산 현장에서 생력화 시스템을 기반으로 강산성을 지닌 전해수와 강알칼리성을 지닌 전해수를 안정적으로 공급할 수 있는 PCB 개발을 위한 전해수 생성방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전해조의 상류측에 원수탱크, 전해질용액탱크, 세정제탱크를 구비하고, 전해조의 하류측에 전해수저장탱크를 구비하여, 강산성 전해수와 강알칼리성 전해수를 생성하는 방법에 있어서; (a) 운전개시 입력에 따라 원수탱크와 전해질용액탱크를 개방하여 운전 서브루틴을 수행하는 단계; (b) 운전 서브루틴의 진행 과정에서 공급 유체의 유량, 전해조의 인가 전류, 상기 탱크들의 수위가 적정 범위인지 판단하는 단계; (c) 운전 서브루틴의 종료 시점에서 전해조의 세정 조건에 해당하는지 판단하는 단계; 및 (d) 상기 단계 (b) 또는 (c)에서 비정상으로 판단되는 경우 운전을 정지하고 설정된 작동을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (a)에서 운전 서브루틴은 원수펌프와 전해질펌프를 가동하고, SMPS를 통하여 전해조의 전극에 전원을 인가하고, 3방변을 가동하여 전해수의 저장, 배출, 회수량을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (c)는 제어기에 설정된 전해조의 누적 가동시간으로 판단하는 외에, 수동입력버튼을 통하여 선택된 입력을 인터럽트 처리신호로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (d)는 단계 (b)에서 비정상으로 판단되는 경우 운전표시램프와 디스플레이를 통하여 경보를 출력하고 운전정지 상태로 대기하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (d)는 단계 (c)에서 비정상으로 판단되는 경우 세정펌프를 작동하여 설정된 시간동안 세정과 헹굼을 수행하고 설정된 조건에 따라 운전을 개시하거나 운전정지 상태로 대기하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 다량의 용수를 취급하는 양산 현장에서 생력화 시스템을 기반으로 강산성을 지닌 전해수와 강알칼리성을 지닌 전해수를 안정적이면서 경제적으로 공급할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방법이 적용되는 전해수 생성장치를 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 방법을 수행하는 제어기를 나타내는 구성도
도 3은 도 2의 제어기의 입출력 상태를 예시하는 회로 블록도
도 4는 본 발명에 따른 전해수 생성방법의 일예를 나타내는 플로우차트
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 전해조(30)의 상류측에 원수탱크(11), 전해질용액탱크(12), 세정제탱크(15)를 구비하고, 전해조(30)의 하류측에 전해수저장탱크(13)(14)를 구비하여, 강산성 전해수와 강알칼리성 전해수를 생성하는 방법에 관하여 제안한다. 도 1은 전해조(30)를 밀폐된 함체에 제어기(40)와 함께 수용하고 배관포트를 통하여 외부의 원수탱크(11), 전해질용액탱크(12), 전해수저장탱크(13)(14), 세정제탱크(15)와 연결한 상태를 예시한다.
보다 구체적으로, 원수탱크(11)는 수돗물이나 지하수를 원수로 저장하고 일측의 투입관(16)을 통하여 전해조(30)에 공급하고, 전해질용액탱크(12)는 상기와 같은 원수에 소금을 혼합한 상태로 저장하고 타측의 투입관(16)을 통하여 전해조(30)에 공급하고, 전해수저장탱크(13)(14)는 전해조(30)에서 생성된 강산성 전해수와 강알칼리성 전해수를 별도로 저장한다. 전해조(30)는 양극과 음극의 전극판 사이에 이온투과격막을 배치한 유격막 구조로서 양극에서 강산성 전해수가 생성되고 음극에서 강알칼리성 전해수가 생성된다. 이와 같은 전해조(30)를 한 쌍으로 구성하는 경우 일측 전해조(30)의 양극과 타측 전해조(30)의 양극은 합류된 관로로 연결되어 각각의 전해수저장탱크(13)(14)로 이송된다.
도 2를 참조하면, 전해조(30)를 수용한 함체의 일면에는 제어기(40)가 설치된다. 제어기(40)는 외부로 노출된 패널 상에 수동입력버튼(41), 운전표시램프(43), 디스플레이(45) 등을 구비한다. 수동입력버튼(41)은 전원버튼, 운전버튼, 정지버튼, 세정버튼으로 구성된다. 운전표시램프(43)는 전원램프, 만수위램프, 복수의 에러램프를 포함하여 구성된다. 디스플레이(45)는 LCD 또는 LED 스크린을 구비하여 문자와 기호로 표시한다. 수동입력버튼(41)의 일측으로 운전 또는 세정 시간을 카운트하고 표시하는 타이머를 설치한다.
도 3을 참조하면, 제어기(40)는 SMPS(35)에 제어신호를 출력하고 SMPS(35)는 전해조(30)의 전극(전극판)으로 전원을 인가한다. 제어기(40)의 입력포트에는 유량센서(31), 전류센서(32), 수위센서(33), 수동입력버튼(41) 등이 연결된다. 제어기(40)의 출력포트에는 원수펌프(21), 전해질펌프(22), 3방변(23), 세정펌프(25), 밸브(27), 운전표시램프(43), 디스플레이(45) 등이 연결된다. 주요 구성품의 연결상태와 기능은 도 4의 플로우를 통하여 설명한다.
본 발명의 단계 (a)는 운전개시 입력에 따라 원수탱크(11)와 전해질용액탱크(12)를 개방하여 운전 서브루틴을 수행하는 과정으로 진행된다. 운전개시에 앞서 전원차단기 투입과 전원램프 확인을 거쳐 대기 상태로 유지한다. 제어기(40)는 수동입력버튼(41)의 운전버튼 누름을 판단하여(S10) 정상적인 운전을 위한 서브루틴 프로그램을 실행한다. 서브루틴 프로그램은 제어기(40)의 메모리에 갱신 가능한 상태로 탑재된다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (a)에서 운전 서브루틴은 원수펌프(21)와 전해질펌프(22)를 가동하고, SMPS(35)를 통하여 전해조(30)의 전극에 전원을 인가하고, 3방변(23)을 가동하여 전해수의 저장, 배출, 회수량을 조절하는 것을 특징으로 한다. 우선 원수탱크(11)의 투입관(16)에 설치된 원수펌프(21)와 밸브(27)가 가동되어 원수를 공급하고, 전해질용액탱크(12)의 투입관(16)에 설치된 전해질펌프(22)와 밸브(27)가 가동되어 전해질용액을 공급한다. 이어서 전해조(30)의 전극에 SMPS(35)의 전원이 인가되면 강산성 전해수와 강알칼리성 전해수가 생성된다. 3방변(23)은 강산성 전해수의 관로 및 강알칼리성 전해수의 관로에 각각 설치되는 동시에 상호 공통된 회수관(18) 상으로 연결된다. 이에 제어기(40)가 3방변(23)의 개도율을 제어하여 전해수저장탱크(13)(14)로 유동되는 저장량, 회수관(18)에서 배출관(17)로 유동되는 배출량, 회수관(18)에서 세정제탱크(15)로 유동되는 회수량을 조절할 수 있다.
본 발명의 단계 (b)는 운전 서브루틴의 진행 과정에서 공급 유체의 유량, 전해조(30)의 인가 전류, 상기 탱크들의 수위가 적정 범위인지 판단하는 과정으로 진행된다. 이는 투입관(16)의 적정 유량을 판단하고(S20), 전해조(30)의 전극에 대한 적정 전류를 판단하며(S30), 전해수저장탱크(13)(14)에 대한 적정 수위를 판단(S40)하는 일련의 단계로 이어진다. 일예로 운전버튼의 입력 시점에서 10초 경과후 유량센서(31)의 입력으로 분당 4리터의 유량이 유지되는지, 전류치가 20A 이하인지, 수위센서(33)의 입력으로 설정된 만수위에 도달하는지 판단한다. 물론 이러한 판단 과정에서 수동으로 생성수(전해수)를 점검하고 이상 감지시 정지버튼으로 운전 서브루틴 프로그램을 종료할 수 있다.
본 발명의 단계 (c)는 운전 서브루틴의 종료 시점에서 전해조(30)의 세정 조건에 해당하는지 판단하는 과정으로 진행된다. 일정 기간 전해가 진행되는 동안 전해조(30)의 전극, 이온투과격막, 센서 등에 스케일이 부착되면 전해수 품질 저하 등의 문제를 유발하므로 자동모드 또는 수동모드로 세정을 수행하는 것이 바람직하다. 세정조건을 판단하는 단계(S50)는 도 4의 예시처럼 반드시 상기한 단계 S20 내지 S40에 후속되는 것은 아니다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (c)는 제어기(40)에 설정된 전해조(30)의 누적 가동시간으로 판단하는 외에, 수동입력버튼(41)을 통하여 선택된 입력을 인터럽트 처리신호로 판단하는 것을 특징으로 한다. 자동모드의 경우 장치의 용량(규격)에 따라서 50시간, 100시간, 200시간 등의 설정이 가능하다. 수동모드의 경우 세정버튼을 누르면 설정된 일련의 세정작동이 수행된다. 어느 경우에나 세정 조건에 해당하면 제어기(40)에서 인터럽트 처리신호가 발생하여 운전 서브루틴을 중지하고 일련의 세정 서브루틴으로 진행된다. 세정 서브루틴이 종료되면 누적 시간을 초기화 하여 카운트를 시작한다.
본 발명의 단계 (d)는 상기 단계 (b) 또는 (c)에서 비정상으로 판단되는 경우 운전을 정지하고 설정된 작동을 수행하는 것을 특징으로 한다. 단계 S20 내지 S50에서 설정된 조건을 벗어나는 것으로 판단되면 원수펌프(21)의 오프, 전해질펌프(22)의 오프, 전해조(30)의 오프를 진행한다. 설정된 작동은 제어기(40)를 통한 경보 출력을 포함하는 의미로 정의된다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (d)는 단계 (b)에서 비정상으로 판단되는 경우 운전표시램프(43)와 디스플레이(45)를 통하여 경보를 출력하고 운전정지 상태로 대기하는 것을 특징으로 한다. 운전표시램프(43)는 원수의 유량 부족, 전해 전류의 부적절, 탱크의 만수위에 대하여 각각의 에러램프를 발광시킨다. 디스플레이(45)는 현재의 상태를 운전대기, 정상가동, 세정작동 등으로 구분하여 표시하는 외에, 전술한 유량, 전류, 전압, 수위 등의 정보를 수치적으로 표시할 수 있다. 이외에 수동입력버튼(41)의 입력 상태를 운전표시램프(43)에 구비된 각각의 램프를 이용하여 점등 또는 점멸로 표시할 수 있다. 물론 이러한 것은 하나의 예시에 불과하고 다양한 패턴으로 경보와 표시가 가능하다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 단계 (d)는 단계 (c)에서 비정상으로 판단되는 경우 세정펌프(25)를 작동하여 설정된 시간동안 세정과 헹굼을 수행하고 설정된 조건에 따라 운전을 개시하거나 운전정지 상태로 대기하는 것을 특징으로 한다. 세정 서브루틴에 의한 작동은 크게 운전정지, 전해조 세정, 전해조 헹굼으로 진행된다. 운전정지는 설정된 순서로 원수펌프(21)의 오프, 전해질펌프(22)의 오프, 전해조(30)의 오프를 진행한다. 전해조 세정은 세정펌프(25)를 설정된 시간동안 가동한 후 오프하는 과정으로 진행된다. 전해조 헹굼은 원수펌프(21)를 가동하거나 도시에 생략되나 별도의 린스관과 펌프를 가동하여 진행한다.
이때, 본 발명의 세정 서브루틴은 세정펌프(25)를 작동하는 대신 전해조(30)의 전극에 역전압을 인가하는 방식도 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 강 전해수 생성을 위한 방법을 제시하고 있지만 미산성차아염소산수의 생성에 유사한 방식으로 적용할 수 있다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
11: 원수탱크 12: 전해질용액탱크
13, 14: 전해수저장탱크 15: 세정제탱크
16: 투입관 18: 회수관
21: 원수펌프 22: 전해질펌프
23: 3방변 25: 세정펌프
30: 전해조 31: 유량센서
32: 전류센서 33: 수위센서
35: SMPS 40: 제어기
41: 수동입력버튼 43: 운전표시램프
45: 디스플레이

Claims (5)

  1. 전해조(30)의 상류측에 원수탱크(11), 전해질용액탱크(12), 세정제탱크(15)를 구비하고, 전해조(30)의 하류측에 전해수저장탱크(13)(14)를 구비하여, 강산성 전해수와 강알칼리성 전해수를 생성하는 방법에 있어서;
    상기 전해조(30)를 밀폐된 함체에 제어기(40)와 함께 수용하고 배관포트를 통하여 외부의 원수탱크(11), 전해질용액탱크(12), 전해수저장탱크(13)(14), 세정제탱크(15)와 연결하고,
    (a) 운전개시 입력에 따라 원수탱크(11)와 전해질용액탱크(12)를 개방하여 운전 서브루틴을 수행하는 단계;
    (b) 운전 서브루틴의 진행 과정에서 공급 유체의 유량, 전해조(30)의 인가 전류, 상기 탱크들의 수위가 적정 범위인지 판단하는 단계;
    (c) 운전 서브루틴의 종료 시점에서 전해조(30)의 자동모드 또는 수동모드 세정 조건에 해당하는지 판단하는 단계; 및
    (d) 상기 단계 (b) 또는 (c)에서 비정상으로 판단되는 경우 운전을 정지하고 설정된 작동을 수행하되,
    상기 단계 (a)에서 3방변(23)을 가동하여 전해수의 저장, 배출, 회수량을 조절하고,
    상기 단계 (c)는 자동모드에서 제어기(40)에 설정된 전해조(30)의 누적 가동시간으로 판단하고, 수동모드에서 수동입력버튼(41)을 통하여 선택된 입력을 인터럽트 처리신호로 판단하며,
    상기 단계 (d)는 단계 (b)에서 비정상으로 판단되는 경우 운전표시램프(43)와 디스플레이(45)를 통하여 경보를 출력하고 운전정지 상태로 대기하고,
    상기 단계 (d)는 단계 (c)에서 비정상으로 판단되는 경우 세정펌프(25)를 작동하여 설정된 시간동안 세정과 헹굼을 수행하고 설정된 조건에 따라 운전을 개시하거나 운전정지 상태로 대기하는 것을 특징으로 하는 PCB 개발을 위한 전해수 생성방법.
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