KR101725379B1 - 화학 반응기의 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다종의 약액을 화학 반응기에 공급하고, 반응기내의 온도와 반응기 내의 약액의 농도 및 변화 상태를 감지하여 원하는 약액을 선택하여 화학 반응기에 원하는 양 만큼 공급함과 아울러 반응기 내부의 온도를 조절하는, 화학 반응기의 제어 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 화학 반응기의 제어 장치는 화학 반응기에 다종의 약액을 선택적으로 소정량 만큼 주입하는 약액 공급 밸브와, 상기 화학 반응기의 내측에 설치되어 발열동작하는 히터와, 상기 화학 반응기내의 온도를 감지하도록 구성된 온도 센서와, 상기 화학 반응기내에 주입된 약액의 농도 및 변화 상태를 감지하도록 구성된 측정 셀과, 상기 온도 센서 및 측정 셀로부터 감지신호를 입력받아 화학 반응기내의 온도와 약액의 농도 및 변화 상태를 확인하고 이에 상응하여 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 상기 화학 반응기의 정보를 디스플레이하는 표시부와, 상기 제어부로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 상기 히터에 인가되는 전원을 단속하도록 구성된 히터 구동부와, 상기 제어부로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 상기 약액 공급 밸브의 구동을 제어하는 약액 공급 밸브 구동부를 포함한다.

Description

화학 반응기의 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING CHEMICAL REACTOR}

본 발명은 화학 반응기의 제어 장치에 관한 것으로, 특히 다종의 약액을 화학 반응기에 공급하고, 반응기 내의 온도와 반응기 내의 약액의 농도 및 변화 상태를 감지하여 원하는 약액을 선택하여 화학 반응기에 원하는 양 만큼 공급함과 아울러 반응기 내부의 온도를 조절하는, 화학 반응기의 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 화학 반응기는 시료에 다종의 약액을 가하여 소정 온도에서 화학 반응을 일으키는 장치이다. 종래의 화학 반응기는 반응기 외부에서 열을 가하여 화학 반응을 촉진하는 구조를 가지며, 직접 가열 방식 또는 마이크로파 가열 방식을 주로 사용하므로 화학 반응 온도까지 온도를 상승시키기 위해서는 시간이 많이 걸리며 온도 관리가 용이하지 않았다. 또한, 종래의 화학 반응기는 다종의 약액을 사용하기 위해 다채널의 복수의 솔레노이드 밸브를 사용하기 때문에 비용이 많이 들며 전체 구조가 복잡해진다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 반응기내의 온도와 반응기 내의 약액의 농도 및 변화 상태를 감지하여 원하는 약액을 선택하여 화학 반응기에 원하는 양 만큼 공급함과 아울러 반응기 내부의 온도를 조절하는, 화학 반응기를 제어하는 장치를 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 의한 화학 반응기의 제어 장치는, 화학 반응기에 다종의 약액을 선택적으로 소정량 만큼 주입하는 약액 공급 밸브, 상기 화학 반응기의 내측에 설치되어 발열동작하는 히터, 상기 화학 반응기내의 온도를 감지하도록 구성된 온도 센서, 상기 화학 반응기내에 주입된 약액의 농도 및 변화 상태를 감지하도록 구성된 측정 셀, 상기 온도 센서 및 측정 셀로부터 감지신호를 입력받아 화학 반응기내의 온도와 약액의 농도 및 변화 상태를 확인하고 이에 상응하여 제어신호를 출력하는 제어부, 상기 제어부로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 상기 화학 반응기의 정보를 디스플레이하는 표시부, 상기 제어부로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 상기 히터에 인가되는 전원을 단속하도록 구성된 히터 구동부, 및 상기 제어부로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 상기 약액 공급 밸브의 동작을 제어하는 약액 공급 밸브 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 실시형태에 의한 화학 반응기의 제어 장치에 있어서, 상기 약액 공급 밸브는, 다종의 약액이 인입되도록 구성된 원형의 고정판과, 상기 고정판의 상부에 오링 밀착되며 모터에 의해 회전 동작되어 다종의 약액중 하나를 선택하여 배출하도록 구성된 원형의 회전판을 포함하며, 상기 고정판에는 다종의 약액 공급관이 각각 끼워지는, 복수의 환형 약액 주입로가 형성되어 있으며, 상기 고정판의 정중앙에 펌프로 연결되는 펌프 연결관이 끼워지는 펌프 연결로가 형성되어 있으며, 상기 회전판에는 상기 고정판의 상부에서 하나의 약액을 선택하여 유동시키도록 유체 선택 홈이 형성되어 있으며, 상기 유체 선택홈과 연통되어 약액을 배출하도록 구성된 약액 배출공으로서 상기 화학 반응기에 약액을 공급하는 약액 공급관이 끼워지는 약액 배출공이 형성될 수 있다.

상기 실시형태에 의한 화학 반응기의 제어 장치에 있어서, 상기 약액 공급 밸브 구동부는, 상기 제어부로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 상기 펌프에 인가되는 전원을 단속하도록 구성된 펌프 구동부와, 상기 제어부로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 상기 모터에 인가되는 전원을 단속하도록 구성된 모터 구동부를 포함할 수 있다.

상기 실시형태에 의한 화학 반응기의 제어 장치에 있어서, 상기 펌프는 정량 펌프일 수 있다.

본 발명의 실시형태에 의한 화학 반응기의 제어 장치에 의하면, 화학 반응기내의 온도와 반응기 내의 약액의 농도 및 변화 상태를 감지하여 원하는 약액을 선택하여서 화학 반응기에 원하는 양 만큼 공급함과 아울러 화학 반응기 내부의 온도를 조절하는 방식을 채택하였으므로, 화학 반응기에 대해서 연속적인 무인 원격 측정 및 제어를 가능하게 함으로써 생산성을 개선할 수 있으며, 화학 반응기에 대한 안전하고 쾌적한 관리를 가능하게 한다는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시형태에 의한 화학 반응기의 제어 장치에 의하면, 화학 반응기에 다종의 약액을 주입하기 위해 종래의 고가이며 구성이 복잡한 복수의 솔레노이드 밸브를 사용하는 대신에 고정판과 회전판으로 구성된 약액 공급 밸브를 사용함으로써 종래에 비해 비용이 저렴하고 구성이 간단해진다는 다른 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시형태에 의한 화학 반응기의 제어 장치에 의하면, 화학 반응기내에 히터를 장착하여 온도를 상승시키는 방식을 채택했기 때문에 종래에 비해 화학 반응 온도까지 도달하는 시간이 단축되었으며, 히터를 원격으로 제어하는 방식이므로 온도 관리가 수월하다는 또 다른 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 화학 반응기의 제어 장치의 외관을 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 화학 반응기의 제어 장치의 유체 흐름을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 화학 반응기의 제어 장치에 포함되는 약액 공급 밸브의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 화학 반응기의 제어 장치에 대한 블록 구성도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 화학 반응기의 제어 장치의 외관을 도시하는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 화학 반응기의 제어 장치의 유체 흐름을 도시하는 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 화학 반응기의 제어 장치에 포함되는 약액 공급 밸브의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 화학 반응기의 제어 장치에 대한 블록 구성도이다.

본 발명의 실시예에 의한 화학 반응기의 제어 장치는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 약액 공급 밸브(40), 히터(20), 온도 센서(100), 측정 셀(110), 제어부(200), 표시부(300), 히터 구동부(310) 및 약액 공급 밸브 구동부(320)를 포함한다.

약액 공급 밸브(40)는 화학 반응기(1)에 다종의 약액(제 1, 2, 3, 4, 5, 6 화학 약품)을 선택적으로 소정량 만큼 주입하는 역할을 한다. 좀더 상세하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 약액 공급 밸브(40)는, 다종의 약액이 인입되도록 구성된 원형의 고정판(41)과, 고정판(41)의 상부에 오링 밀착되며 모터(30)에 의해 회전 동작되어 다종의 약액중 하나를 선택하도록 구성된 원형의 회전판(43)을 포함한다. 고정판(41)에는 다종의 약액 공급관(t2)이 각각 끼워지는, 복수의 환형 약액 주입로(41b)가 형성되어 있으며, 고정판(41) 정중앙에 펌프(20)로 연결되는 펌프 연결관(t1)이 끼워지는 펌프 연결로(41a)가 형성되어 있다. 회전판(43)에는 유체 선택 홈(43a)과 약액 배출공(43b)이 형성되어 있다. 유체 선택 홈(43a)은 고정판(43)의 상부에서 하나의 약액을 선택하여 유동시키도록 형성되어 있다. 약액 배출공(43b)은 유체 선택홈(43a)과 연통되어 약액을 배출하도록 구성되어 있으며, 화학 반응기(1)에 약액을 공급하는 약액 공급관(도시 안됨)이 끼워진다.

히터(20)는 화학 반응기(1)의 내측에 설치되며 전원 인가시 발열동작을 하는 역할을 한다.

온도 센서(100)는 화학 반응기(1)내의 온도를 감지하도록 구성된 센서이다.

측정 셀(110)은 화학 반응기(1)내에 주입된 약액의 농도 및 변화 상태를 감지하도록 구성된 센서이다.

제어부(200)는 온도 센서(100) 및 측정 셀(110)로부터 각각 감지신호를 입력받아 화학 반응기(1)내의 온도와 약액의 농도 및 변화 상태를 확인하고 이에 상응하여 제어신호를 출력하는 마이크로컴퓨터이다. 한편, 제어부(200)는 온도 센서(100), 측정 셀(110), 표시부(300), 히터구동부(310), 약액 공급 밸브 구동부(320)와 유, 무선 통신가능한 이동 단말기(예컨대, 노트북, 퍼스널컴퓨터, PDA, PMP, 스마트폰 등)가 될 수 있다.

표시부(300)는 제어부(200)로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 화학 반응기(1)의 정보(예, 반응기내의 온도, 반응기내의 시료 처리 상황, 약액의 종류 및 농도 등)을 디스플레이하는 장치로서, 예컨대 모니터, LCD, PDP 등의 디스플레이 장치가 될 수 있다.

히터 구동부(310)는 제어부(200)로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 히터(10)에 인가되는 전원을 단속하도록 구성되어 있다.

약액 공급 밸브 구동부(320)는 제어부(200)로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 약액 공급 밸브(40)의 구동을 제어하도록 구성되어 있다. 좀더 상세하게는, 약액 공급 밸브 구동부(320)는, 제어부(200)로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 펌프(20)에 인가되는 전원을 단속하도록 구성된 펌프 구동부(321)와, 제어부(200)로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 모터(30)에 인가되는 전원을 단속하도록 구성된 모터구동부(323)를 포함한다.

펌프(20)는 예컨대, 정량 펌프로서, 약액 공급 밸브(40)에서 유동되는 약액에 배출압력을 제공하는 역할을 한다.

모터(30)는 구동축(30a)이 약액 공급 밸브(40)의 회전판(43)과 맞물려서 작동시 회전판(43)을 소정각도로 회전시키는 역할을 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 화학 반응기의 제어 장치의 작용을 설명하기로 한다.

제어부(200)는 온도 센서(100) 및 측정 셀(110)로부터 각각 감지신호를 입력받아 화학 반응기(1)내의 온도와 약액의 농도 및 변화 상태를 확인하여, 화학 반응기(1)내의 온도가 원하는 온도에 도달하지 않았을 경우 히터(10)를 작동시켜 원하는 온도에 도달하게 하며, 펌프(20) 및 모터(30)를 동작시켜 화학 반응기(1)내에 원하는 약액을 선택하여 원하는 양만큼 제공한다.

본 발명의 실시예에 의한 화학 반응기의 제어 장치에 의하면, 화학 반응기내의 온도와 반응기 내의 약액의 농도 및 변화 상태를 감지하여 원하는 약액을 선택하여서 화학 반응기에 원하는 양 만큼 공급함과 아울러 화학 반응기 내부의 온도를 조절하는 방식을 채택하였으므로, 화학 반응기에 대해서 연속적인 무인 원격 측정 및 제어를 가능하게 함으로써 생산성을 개선할 수 있으며, 화학 반응기에 대한 안전하고 쾌적한 관리를 가능하게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 의한 화학 반응기의 제어 장치에 의하면, 화학 반응기에 다종의 약액을 주입하기 위해 종래의 고가이며 구성이 복잡한 복수의 솔레노이드 밸브를 사용하는 대신에 고정판과 회전판으로 구성된 약액 공급 밸브를 사용함으로써 종래에 비해 비용이 저렴하고 구성이 간단해진다는 다른 효과가 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 의한 화학 반응기의 제어 장치에 의하면, 화학 반응기내에 히터를 장착하여 온도를 상승시키는 방식을 채택했기 때문에 종래에 비해 화학 반응 온도까지 도달하는 시간이 단축되었으며, 히터를 원격으로 제어하는 방식이므로 온도 관리가 수월할 수 있다.

도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1: 반응기 10: 펌프
20: 히터 30: 모터
40: 약액 공급 밸브 100: 온도 센서
110: 측정 셀 200: 제어부
300: 표시부 310: 히터 구동부
320: 약액 공급 밸브 구동부

Claims (4)

1. 화학 반응기에 다종의 약액을 선택적으로 소정량 만큼 주입하는 약액 공급 밸브;
   상기 화학 반응기의 내측에 설치되어 발열 동작하는 히터;
   상기 화학 반응기내의 온도를 감지하도록 구성된 온도 센서;
   상기 화학 반응기내에 주입된 약액의 농도 및 변화 상태를 감지하도록 구성된 측정 셀;
   상기 온도 센서 및 측정 셀로부터 감지신호를 입력받아 화학 반응기내의 온도와 약액의 농도 및 변화 상태를 확인하고 이에 상응하여 제어신호를 출력하는 제어부;
   상기 제어부로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 상기 화학 반응기의 정보를 디스플레이하는 표시부;
   상기 제어부로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 상기 히터에 인가되는 전원을 단속하도록 구성된 히터 구동부; 및
   상기 제어부로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 상기 약액 공급 밸브의 동작을 제어하는 약액 공급 밸브 구동부를 포함하며:
   상기 약액 공급 밸브는, 다종의 약액이 인입되도록 구성된 원형의 고정판과, 상기 고정판의 상부에 오링 밀착되며 모터에 의해 회전 동작되어 다종의 약액중 하나를 선택하여 배출하도록 구성된 원형의 회전판을 포함하며,
   상기 고정판에는 다종의 약액 공급관이 각각 끼워지는, 복수의 환형 약액 주입로가 형성되어 있으며, 상기 고정판의 정중앙에 펌프로 연결되는 펌프 연결관이 끼워지는 펌프 연결로가 형성되어 있으며,
   상기 회전판에는 상기 고정판의 상부에서 하나의 약액을 선택하여 유동시키도록 유체 선택 홈이 형성되어 있으며, 상기 유체 선택홈과 연통되어 약액을 배출하도록 구성된 약액 배출공으로서 상기 화학 반응기에 약액을 공급하는 약액 공급관이 끼워지는 약액 배출공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 화학 반응기의 제어 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 약액 공급 밸브 구동부는,
   상기 제어부로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 상기 펌프에 인가되는 전원을 단속하도록 구성된 펌프 구동부와,
   상기 제어부로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 상기 모터에 인가되는 전원을 단속하도록 구성된 모터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 반응기의 제어 장치.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 펌프는 정량 펌프인 것을 특징으로 하는 화학 반응기의 제어 장치.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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