KR102043037B1 - 용수 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 불순물이 포함된 용수를 처리하여 처리수로 정화하는 장치로서, 용수의 부유물을 여과하는 제1 필터부, 하나 이상의 행, 열 및 단의 배열을 이루고, 제1 필터부와 연결되며 내부에 여과된 용수를 저장하는 용수 저장부, 용수 저장부와 연결되고 제1 저장부로부터 공급받은 용수의 온도를 보정하는 히팅부, 히팅부와 연결되고 용수를 재여과하는 제2 필터부, 제2 필터부와 연결되고 제2 여과부로부터 공급받은 용수를 제1 처리수 및 제1 농축수로 분리하는 제1 분리부 및 제1 분리부와 연결되고 제1 농축수를 재여과하여 획득한 제2 농축수를 용수저장부로 이동시키는 제2 분리부를 포함하는 용수 처리 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 제1 분리부 및 제2 분리부를 통해 각각 상이한 수질의 용수에 대한 용수 처리가 가능하여, 양질의 처리수를 대량 생산할 수 있고, 의도적으로 상이한 수질을 갖는 처리수를 획득할 수 있어 각각 다른 수질의 처리수를 요구하는 복수의 공정에 유연하게 처리수를 공급할 수 있기 때문에 범용성이 크며, 버려지는 용수 및 농축수를 회수할 수 있어, 보다 높은 회수율로 처리수를 생산할 수 있다.
Description
본 발명은 용수 처리 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는 용수의 오염도에 따라 정화하여 처리수를 생성하는 장치에 관한 것이다.
처리수는 제조 공정에서 사용되는 화학물 및 제품 표면의 불순물을 세척하거나, 제품 자체에 삽입되어 냉각을 시키는 냉각수 등의 역할을 수행한다. 특히, 정밀 공정이 요구되는 반도체 등의 고부가가치 산업에서는 처리수가 필연적으로 사용된다. 또한, 처리수는 제품의 제조 공정에서 사용되는 바 제품 성능을 크게 좌우할 수 있는 핵심 요소라고 볼 수 있어, 엄격한 수질을 요한다.
이와 같은 처리수는 일반적인 용수를 정수 처리하여 유기물 및 유기물을 완벽히 제거함으로써 순수를 생산한다. 상세하게, 선행문헌 1(대한민국 등록특허 제10-0826971호)는 용수를 응집, 침전, 필터링하여 정수시키는 용수 정수장치를 개시하였고, 다양한 산업 현장에서는 상기와 같은 방법을 이용하고 있다. 하지만, 선행문헌 1의 경우 하나 이상의 산업 현장에서 요구되는 처리수의 수질이 다른 경우, 이를 충족하기 위해 불필요한 정수 공정이 수반되므로 생산 효율이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 선행문헌 1의 경우 용수가 유입 및 여과되는 과정에서 용수에 함유된 유해물질, 유기물 및 무기물 등의 미생물로 인해 문제점이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 없다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 용수를 분리막에 통과시키는 과정에서 고압의 유체를 가함으로써 역삼투압의 원리로 용수를 정화하는 RO 설비의 사용이 증가하고 있다. 하지만 이는 분리막에 부착된 불순물 및 농축수를 제대로 청소하지 않는 경우 여과에 대한 효율이 극히 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명의 기술적 과제는 용수의 오염도에 대응하여 각각 다른 처리 공정을 거침으로써, 양질의 처리수를 획득할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 각각 상이한 수질을 갖는 처리수를 획득할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 용수의 여과 과정에서 발생하는 농축수 및 불순물을 용이하게 제거하고 농축수를 재차 분리막을 이용하여 처리함으로써 처리수를 추가로 획득할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 불순물이 포함된 용수를 처리하여 처리수로 정화하는 장치로서, 용수의 부유물을 여과하는 제1 필터부, 하나 이상의 행, 열 및 단의 배열을 이루고, 제1 필터부와 연결되며 내부에 여과된 용수를 저장하는 용수저장부, 용수저장부와 연결되고 제1 저장부로부터 공급받은 용수의 온도를 보정하는 히팅부, 히팅부와 연결되고 용수를 재여과하는 제2 필터부, 제2 필터부와 연결되고 제2 여과부로부터 공급받은 용수를 제1 처리수 및 제1 농축수로 분리하는 제1 분리부 및 제1 분리부와 연결되고 제1 농축수를 재여과하여 획득한 제2농축수를 용수저장부로 이동시키는 제2 분리부를 포함하는 용수 처리 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 제1 분리부 및 제2 분리부를 통해 각각 상이한 수질의 용수에 대한 용수 처리가 가능하여, 양질의 처리수를 대량 생산할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 의도적으로 상이한 수질을 갖는 처리수를 획득할 수 있어, 각각 다른 수질의 처리수를 요구하는 복수의 공정에 유연하게 처리수를 공급할 수 있기 때문에, 범용성이 크다.
또한, 본 발명에 따르면 버려지는 용수 및 농축수를 회수할 수 있어, 보다 높은 회수율로 처리수를 생산할 수 있고, 용수 처리 공정에 임하는 작업자의 작업 환경을 현저하게 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용수 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 필터부 및 용수저장부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용수 저장부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용수 저장부의 각 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 보관부의 각 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 관부를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 농축수 이동부를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 농축수 이동부의 이동을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 농축수 저장부를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 필터부 및 용수저장부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용수 저장부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용수 저장부의 각 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 보관부의 각 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 관부를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 농축수 이동부를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 농축수 이동부의 이동을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 농축수 저장부를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 용수 처리 장치의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용수 처리 장치를 나타내는 도면이다.
본 발명을 설명하기에 앞서, "용수"는 불순물이 함유된 물로서 제품을 제조하는 과정에서 사용하기 어려워 정수 과정이 필요한 물을 뜻한다. 또한, "처리수"는 용수를 여과한 후 사용 가능한 물을 뜻하며, "농축수"는 용수를 여과한 후 불순물이 다량 함유된 물을 뜻한다. 즉, "농축수"는 용수에서 처리수를 제외한 나머지 물을 뜻한다. 또한, 도 1에서 "시작"은 용수를 처리하는 과정의 시작을 뜻하고, "종료"는 각각의 제1 처리수(c1) 및 제2 처리수(c2)의 획득을 뜻한다. 또한, "상측 방향"은 별도의 언급이 없는 한 도면에서의 상측 방향을 뜻하고, "하측 방향"은 상측 방향의 반대 방향을 뜻한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용수 처리 장치는 용수를 여과하는 제1 필터부(100), 제1 필터부(100)와 연결되어 제1 필터부(100)로부터 공급받은 용수를 저장하는 용수저장부, 용수저장부와 연결되어 용수저장부로부터 공급받은 용수를 가열하는 히팅부(400), 히팅부(400)와 연결되어 용수를 재여과하는 제2 필터부(500), 제2 필터부(500)와 연결되어 공급받은 용수를 제1 처리수(c1) 및 제1 농축수(d1)로 분리하는 제1 분리부(600) 및 제1 분리부(600)와 연결되어 공급받은 제1 농축수(d1)를 재여과함으로써 제2 농축수(d2)를 획득하고 이를 용수저장부로 이동시키는 제2 분리부(800)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 필터부(100) 및 용수저장부를 나타내는 도면이다.
제1 필터부(100)는 용수를 처음으로 여과하는 구성이다. 상세하게, 제1 필터부(100)는 별도로 구비된 집수시설로부터 용수를 공급받아 여과한 후, 이를 제2 배관(p2)을 통해 용수저장부로 이동시킨다. 이를 위해, 제1 필터부(100)는 다중 여과부(101) 및 정밀 여과부(102)를 포함한다. 다중 여과부(101)는 용수에 함유된 불순물 중 질량 및 부피가 큰 입자를 갖는 불순물을 선택적으로 제거하는 선처리 역할을 수행한다. 상세하게, 다중 여과부(101)의 내부는 개구되고, 다중 여과부(101)의 내부에는 복수로 형성되는 판 형상의 여과재가 적층되어 구비된다. 보다 상세하게, 복수 개의 여과재는 복수 개의 공극을 구비하고, 상측 방향에서 하측 방향을 향할수록 구비되는 공극의 직경이 감소한다. 이에 따라, 용수는 하측 방향으로 이동할수록 질량 및 부피가 큰 불순물부터 질량 및 부피가 작은 불순물까지 순차적으로 여과된다. 다중 여과부(101)를 통해, 용수에 포함된 입자성 물질을 선별하여 제거할 수 있어, 후술할 용수분리부에서 보다 용이하게 용수를 농축수 및 처리수로 분리할 수 있다. 한편, 다중 여과부(101)를 통과한 용수는 제1 배관(p1)을 통해 정밀 여과부(102)로 이동된다.
정밀 여과부(102)는 다중 여과부(101)를 통과한 용수를 보다 정확하게 여과하는 구성이다. 이를 위해 정밀 여과부(102)의 내부에는 망 형상의 거름부가 구비되되, 상기 거름부의 망 간격은 선술한 여과재의 공극의 크기보다 작도록 구비된다. 보다 바람직한 실시예로서, 거름부의 망 간격은 5 마이크로미터로 구비되어 용수에 함유된 미세입자를 용이하게 제거할 수 있다. 정밀 여과부(102)를 통해, 용수분리부에서 사용되는 필터 등에 미세입자가 들러붙어 고장이 발생하는 경우를 미연에 방지할 수 있다. 상기와 같은 정밀 여과부(102)를 통과한 용수는 제2 배관(p2)을 통해 용수저장부에 저장된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용수 저장부를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용수 저장부의 각 구성을 나타내는 단면도이다.
용수 저장부는 제1 필터부(100)를 통해 전처리된 용수를 공급받아 저장하는 구성이다. 이를 위해, 용수 저장부는 하나 이상의 행, 열 및 단의 배열을 이루어 순차적으로 적층된 구조로 형성된다. 또한, 용수 저장부는 제1 보관부(200) 및 제2 보관부(300)로 구분된다.
제1 보관부(200)는 제2 배관(p2)을 통해 제1 필터부(100)와 연결되고, 제1 필터부(100)로부터 공급받은 용수를 저장한다. 이를 위해, 제1 보관부(200)는 제2 보관부(300)의 상측 방향에 위치하고 내부는 개구되며, 하면에는 관통홀(h)이 구비되어 제2 보관부(300)와 연결된다. 따라서, 용수를 보관한 후 하측 방향에 위치한 제2 보관부(300)로 이동시킬 수 있다.
또한, 제1 보관부(200)는 깊이 측정부(210)를 포함한다. 깊이 측정부(210)는 제1 보관부(200)의 내부에 위치한 용수의 수심을 측정하는 구성으로서, 하면이 개구된 막대 형상으로 형성되고 상면은 제1 보관부(200)의 상면과 접하도록 구비된다. 하지만, 깊이 측정부(210)의 형상은 이에 한정되지 않고 관 형상 등으로 형성되어 내부에 권취부(211) 및 회전수 측정부(212)를 수용할 수 있다. 또한, 제1 보관부(200)는 부유부(220)를 더 포함한다. 부유부(220)는 제1 보관부(200)의 수심을 측정하기 위해 구비되는 구성으로서, 용수의 수심에 대응되어 수면 상에 부유된다. 이를 위해 부유부(220)는 깊이 측정부(210)의 하측에 구비되고 후술할 권취부(211)와 와이어(w) 연결되며, 소정의 부력을 갖는다. 보다 바람직한 실시예로서, 부유부(220)는 스티로폼 등의 재질로 구비될 수 있다. 따라서, 부유부(220)는 제1 보관부(200)의 내부에 위치한 용수의 상면 상에 부상하고, 용수의 추가적인 유입에 따른 용수의 수심 증가에 대응하여 상측 방향으로 이동된다.
권취부(211)는 부유부(220)를 상측 방향 및 하측 방향으로 이동시키는 구성이다. 상세하게, 권취부(211)는 부유부(220)와 연결되는 와이어(w)를 권취 및 권출함으로써, 부유부(220)를 상측 방향 및 하측 방향으로 이동시켜 와이어(w)의 장력을 유지시킨다. 이를 위해, 권취부(211)는 롤러 형상으로 구비되고 깊이 측정부(210)의 내부에 배치된다. 또한, 권취부(211)는 와이어(w)가 느슨해지는 것을 방지하기 위해, 와이어(w)를 권취 및 권출한다. 선술한 바와 같이, 제1 보관부(200)의 내부로 용수가 유입되어 용수의 수심이 증가할 경우, 부유부(220)는 상측 방향으로 상승하는데, 이 과정에서 권취부(211)는 와이어(w)를 권취함으로써 와이어(w)가 느슨해지는 것을 방지한다. 또한, 권취부(211)가 와이어(w)를 권취하기 위해 일 방향으로 회전하는 과정에서, 회전수 측정부(212)는 권취부(211)의 일 방향으로의 회전수를 측정한다. 회전수 측정부(212)는 권취부(211)의 일 방향으로의 회전수를 통해 용수의 수심을 측정하기 위한 구성이다. 상세하게, 회전수 측정부(212)는 용수의 유입에 따른 부유부(220)의 상승에 대응하여 일 방향으로 회전하는 권취부(211)의 회전수를 측정한다. 이를 위해, 회전수 측정부(212)는 깊이 측정부(210)의 내부에 구비되고 권취부(211)와 전기적으로 연결된다. 또한, 회전수 측정부(212)는 측정한 권취부(211)의 일 방향으로의 회전수를 후술할 제어부(230)로 송신한다. 회전수 측정부(212)를 통해 제1 보관부(200)에 위치한 용수의 수심을 측정할 수 있기 때문에, 작업자는 제1 보관부(200)의 내부를 일일이 관측하지 않아도 제1 보관부(200) 내부의 수심을 파악할 수 있어 편의성을 현저하게 증대시킬 수 있다.
제어부(230)는 제1 보관부(200)의 범람 여부를 판단한다. 이를 위해, 제어부(230)는 미리 저장된 기준 회전수를 포함한다. 상세하게, 제어부(230)는 회전수 측정부(212)를 통해 권취부(211)의 일 방향으로의 회전수를 수신받고 이를 기준 회전수와 비교한다. 보다 바람직한 실시예로서, 기준 회전수는 용수가 제1 보관부(200)의 내부에서 외부로 범람하기 직전까지 권취부(211)가 일 방향으로 회전한 회전수를 뜻한다. 따라서, 권취부(211)의 회전수가 기준 회전수보다 크거나 같은 경우 용수는 제1 보관부(200)의 내부에서 범람할 가능성이 매우 높은 것을 뜻한다. 이에 따라, 제어부(230)는 제1 보관부(200)가 범람할 예정인 것으로 인식하고, 해당되는 제1 보관부(200)와 연결된 제2 배관(p2)을 폐쇄함으로써 상기 제1 보관부(200)를 향해 용수가 추가로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 반면, 권취부(211)의 회전수가 기준 회전수보다 작은 경우, 용수는 제1 보관부(200)의 내부에서 범람하지 않는 것을 뜻한다. 따라서, 제어부(230)는 제1 보관부(200)가 범람하지 않는 것으로 판단하고 해당되는 제1 보관부(200)로 용수가 계속 유입되도록 제2 배관(p2)을 개방한다. 상기와 같은 구성 및 과정을 통해, 작업자는 제1 보관부(200)의 내부를 확인하지 않고도 제1 보관부(200)의 범람을 미연에 방지할 수 있어, 작업 관련 편의성을 증대시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 보관부(300)의 각 구성을 나타내는 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 관부(301)를 나타내는 도면이다.
제2 보관부(300)는 용수를 저장하고, 저장된 용수를 히팅부(400)로 이동시키기 위한 공간을 제공하는 구성이며, 히팅부(400)로 이동되기 전의 용수에 대해 탈취 작업을 진행하는 구성이다. 이를 위해, 제2 보관부(300)는 제1 보관부(200)의 하측 방향에 구비되고, 선술한 관통홀(h)을 통해 상면이 제1 보관부(200)의 하면과 연결된다. 또한, 제2 보관부(300)는 내부가 개구되며, 내부에는 용수를 탈취시키는 관부(301)를 더 포함한다. 관부(301)는 용수를 탈취시켜 제2 보관부(300)의 내부에 위치시키는 구성이다. 이를 위해, 관부(301)는 제2 보관부(300)의 내부에 구비되고 3차원 나선의 관 형상으로 구비된다. 상세하게, 관부(301)의 일단은 관통홀(h)과 연결되고, 타단은 하측 방향을 향하도록 구비된다. 이에 따라, 관부(301)는 제1 보관부(200)로부터 유입되는 용수를 일단에서 타단으로 이동시켜, 용수를 제2 보관부(300)의 내부에 보관할 수 있다. 또한, 관부(301)는 용수를 탈취하기 위한 냄새 제거부(302)를 더 포함한다. 이를 위해, 냄새 제거부(302)는 관부(301)의 형상에 대응되는 관 형상으로 형성되되 관부(301)에 삽입되도록 구비된다. 상세하게, 관부(301)의 내측 둘레면에는 관 형상의 냄새 제거부(302)가 형성되되, 냄새 제거부(302)의 일단은 관통홀(h)과 연결되고 타단은 하측 방향을 향하도록 구비된다. 이에 따라, 용수는 관부(301)를 통과하는 과정에서 냄새 제거부(302)와 지속적인 면접촉을 이루게 되고, 이 과정에서 냄새 제거부(302)에 의해 탈취되어 제2 보관부(300)의 하측으로 이동된다. 보다 바람직한 실시예로서, 냄새 제거부(302)는 다공질의 활성탄 및 카본 재질의 활성탄소 재질로 구비됨으로써, 보다 용이하게 용수를 탈취할 수 있다. 또다른 실시예로서, 냄새 제거부(302)는 알칼리성을 갖는 석회 등의 분말이 응집된 재질로 구비됨으로써, 냄새 제거부(302)는 용수에 함유된 산성 성분과 접촉하여 이를 중화시킬 수 있다. 3차원 나선 형상의 관부(301) 및 냄새 제거부(302)가 구비됨에 따라, 용수가 관부(301)의 일단에서 타단으로 이동되는 과정에서 탈취 및 중화시킬 수 있다. 또한, 용수가 제1 보관부(200)에서 제2 보관부(300)의 내부로 도달하기까지 소요되는 시간을 의도적으로 지연함으로써, 용수의 탈취 및 중화 효과를 현저하게 증가시킬 수 있다. 추가적으로, 용수로부터 발생하는 악취를 미연에 방지함으로써 작업 공간에 위치한 작업자의 작업상 편의를 제공하는 효과를 갖는다. 상기의 과정을 통해 탈취된 용수는 제2 보관부(300)의 내부에 위치한 후, 제3 배관(P3)을 통해 히팅부(400)로 이동된다.
히팅부(400)는 용수저장부와 연결되고, 용수저장부로부터 공급받은 용수를 가열하는 구성이다. 상세하게, 히팅부(400)는 제3 배관(P3)을 통해 제2 보관부(300)와 연결되고, 제4 배관(P4)을 통해 제2 필터부(500)와 연결된다. 또한, 히팅부(400)는 내부에 복수 개의 핀을 구비하는 열 교환기의 형식으로 구비되고 스팀이 순환되어 용수를 소정의 온도 이상으로 상승시킨다. 히팅부(400)가 구비됨으로써, 용수를 후술할 제1 분리부(600)에서 여과하는 과정에서 보다 용이하게 용수가 여과될 수 있다. 보다 바람직한 실시예로서, 제2 보관부(300) 및 히팅부(400)의 사이에는 용수를 보다 용이하게 히팅부(400)로 이동시키기 위한 별도의 펌프가 더 구비될 수 있다.
제2 필터부(500)는 용수를 재여과하기 위한 구성이다. 상세하게, 제2 필터부(500)는 용수가 제1 분리부(600)에서 여과되기 전, 용수를 재여과함으로써 제1 분리부(600)가 보다 용이하게 용수를 여과할 수 있도록 한다. 이를 위해, 제2 필터부(500)는 선술한 제1 필터부(100)의 정밀 여과부(102)와 동일한 구성을 갖는다. 즉, 제2 필터부(500)에서는 제1 필터부(100)에서 여과되지 않은 미세입자를 재차 제거한다. 이를 통해, 제1 분리부(600)로 유입되는 용수의 수질을 향상시킬 수 있어 제1 분리부(600)의 여과 과정에서 미세입자에 의해 제1 분리부(600)가 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있다. 보다 바람직한 실시예로서, 제2 필터부(500) 및 제1 분리부(600)의 사이에는 용수의 압력을 높인 상태에서 제1 분리부(600)로 이동시키기 위한 별도의 고압펌프가 더 구비될 수 있다. 이는 제1 분리부(600)에서 역삼투압의 원리로 용수를 보다 용이하게 여과시키기 위함이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 농축수 이동부(700)를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 농축수 이동부(700)의 이동을 나타내는 단면도이다. 상세하게, 도 8a는 용수분리부의 외측에 구비되는 가이드홈(601) 및 제2 자성체(702)를 보다 용이하게 도시하기 위한 도면이고, 도 8b는 농축수 이동부(700)의 내부를 용이하게 도시하기 위한 단면도이다. 도 8 및 도 9를 설명하기에 앞서, 용수분리부는 제1 분리부(600) 및 제2 분리부(800)로 구분되고, 각각의 제1 분리부(600) 및 제2 분리부(800)는 동일한 역할을 수행한다. 이에 따라, 도 8 및 도 9에서는 복수 개의 용수분리부 중 제1 분리부(600)를 일례로 들어 설명하기로 한다.
제1 분리부(600)는 용수를 제1 처리수(c1) 및 제1 농축수(d1)로 분리하는 구성이다. 상세하게, 제1 분리부(600)는 제5 배관(P5)을 통해 제2 필터부(500)와 연결되어 재차 여과된 용수를 공급받는다. 여기서, 제1 분리부(600)는 용수를 제1 처리수(c1) 및 제1 농축수(d1)로 분리함으로써 반도체 등의 제품 제조 공정에 필요한 제1 처리수(c1) 및 불순물이 다량 함유된 제1 농축수(d1)를 생산한다. 즉, 제1 분리부(600)는 용수를 여과함으로써 보다 양질의 제1 처리수(c1) 및 제1 처리수(c1)의 형성 시 분리된 불순물을 포함하는 제1 농축수(d1)를 형성한다. 이를 위해, 제1 분리부(600)는 내부가 개구된 관 형상으로 형성되고, 내부에 별도로 구비되는 필터를 통해 용수를 여과한다. 보다 바람직한 실시예로서, 제1 분리부(600)는 역삼투압의 원리로 용수를 여과할 수 있도록 내주면이 복수의 통공으로 타공된 필터를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 분리부(600)는 고온 및 고압으로 분사되어 유입되는 용수에 대하여 보다 용이하게 제1 처리수(c1) 및 제1 농축수(d1)로 분리할 수 있다.
제1 분리부(600)의 외측 방향에는 가이드홈(601)이 더 구비된다. 가이드홈(601)은 후술할 제1 자성체(602)가 제1 분리부(600)의 일단에서 타단으로 이동하기 위한 경로를 제공한다. 이에 따라, 제1 자성체(602)는 가이드홈(601)에 삽입된 상태에서 가이드홈(601)을 따라 제1 분리부(600)의 길이 방향을 따라 일단 방향 및 타단 방향으로 왕복 이동할 수 있다. 보다 바람직한 실시예로서, 가이드홈(601)은 제1 자성체(602)의 개수에 대응되도록 형성됨으로써, 보다 용이하게 제1 자성체(602)를 이동시킬 수 있다.
가이드홈(601)에는 제1 자성체(602)가 삽입되어 구비된다. 제1 자성체(602)는 후술할 농축수 이동부(700)의 내부에 구비되는 제2 자성체(702)와의 자력을 이용하여 농축수 이동부(700)를 제1 분리부(600)의 내부에서 이동시키기 위한 구성이다. 이를 위해, 제1 자성체(602)는 자력을 갖는 전자석 및 영구자석 등으로 구비될 수 있다. 또한, 제1 자성체(602)는 선술한 가이드홈(601)의 개수에 대응되어 가이드홈(601)에 삽입 구비된다. 보다 바람직한 실시예로서, 도 9에서의 가이드홈(601)은 제1 분리부(600)의 상측 방향 및 하측 방향에 각각 1개씩 구비되므로, 제1 자성체(602) 또한 제1 분리부(600)의 상측 및 하측에 각각 1개씩 삽입되어 구비될 수 있다. 하지만, 1개의 가이드홈(601)에 구비되는 제1 자성체(602)의 개수는 이에 한정되지 않고, 하나 이상의 제1 자성체(602)가 가이드홈(601)에 삽입 구비됨으로써 보다 용이하게 농축수 이동부(700)를 제1 분리부(600)의 일단 및 타단 방향으로 왕복이동시킬 수 있다. 보다 더 바람직한 실시예로서, 제1 분리부(600)는 제1 자성체(602)와 전기적으로 연결되어 제1 자성체(602)를 가이드이동시키는 별도의 가이드이동부를 더 포함할 수 있다. 상세하게, 상기 별도의 가이드이동부는 제1 자성체(602)와 나사 등의 체결수단에 의해 체결된 상태에서 제1 분리부(600)의 일단 및 타단방향으로 이동됨으로써, 제1 자성체(602)를 보다 용이하게 가이드이동시킬 수 있다. 따라서, 작업자가 직접 손으로 제1 자성체(602)를 파지 및 이동시키기 않아도 농축수 이동부(700)를 이동시켜 제1 분리부(600) 내부에 구비된 불순물 및 제1 농축수(d1)를 배출시킬 수 있다.
제1 분리부(600)의 내부에는 농축수 이동부(700)가 더 구비된다. 농축수 이동부(700)는 제1 분리부(600)의 내부에 위치한 불순물 및 제1 농축수(d1)를 제1 분리부(600)의 외부로 이동시키는 구성이다. 상세하게, 제1 분리부(600)의 내부에 위치한 용수는 역삼투압의 원리에 의해 불순물을 다량 포함하는 제1 농축수(d1)가 발생하는데, 상기와 같은 제1 농축수(d1)가 제1 분리부(600)의 내부에 잔존하는 상태를 지속적으로 유지하는 경우 제1 분리부(600)의 기능이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 제1 분리부(600)를 정비하기 위해서는 제1 분리부(600)의 가동을 중지시킨 다음 이를 분해해야 하는데, 이는 생산 효율의 저하를 야기한다. 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 구성으로서 농축수 이동부(700)를 개시한다.
농축수 이동부(700)는 관 형상으로 형성되고, 외주면은 제1 분리부(600)의 내주면과 접하도록 구비된다. 여기서, 농축수 이동부(700)는 관 형상으로 구비되되, 일단의 내주면의 직경은 타단의 내주면의 직경보다 작도록 구비된다. 이는 불순물 및 제1 농축수(d1)가 농축수 이동부(700)의 타단 방향으로 보다 용이하게 이동되게 하고, 고압으로 분사되어 제1 분리부(600)의 일단에서 타단으로 이동되는 불순물 및 제1 농축수(d1)가 제1 분리부(600)의 일단 방향으로 역류하는 것을 방지하기 위함이다. 보다 바람직한 실시예로서, 농축수 이동부(700)의 내부에는 불순물 및 제1 농축수(d1)의 역류를 방지하는 역류 방지부(701)가 더 구비된다. 상세하게, 역류 방지부(701)는 판, 원판 등의 형상으로 형성되고 복수 개의 미세 통공이 구비되며, 둘레면은 농축수 이동부(700)의 내주면과 접하도록 구비된다. 이에 따라, 역류 방지부(701)는 농축수 이동부(700)의 타단에서 일단으로 향하는 불순물 및 제1 농축수(d1)의 역류를 미연에 방지할 수 있다. 또한, 농축수 이동부(700)의 타단은 개구되고 내측 방향으로 라운딩 처리되어 구비된다. 상세하게, 농축수 이동부(700)의 타단은 수직 방향으로의 단면이 깔대기 형상으로 구비되되, 타단 방향으로 구비되는 단면 부분이 일단 방향으로 구비되는 단면 부분보다 내측 방향으로 개구되는 "
"형상을 갖는다. 즉, 농축수 이동부(700)의 타단은 일단 방향을 향할수록 내주면의 직경이 점차 감소하는 깔대기 형상으로 구비된다. 따라서, 농축수 이동부(700)가 제1 분리부(600)의 내부에 위치한 상태에서 타단 방향으로 이동함에 따라, 제1 분리부(600)의 내주면에 구비된 불순물 및 제1 농축수(d1)를 제1 분리부(600)의 내주면으로부터 분리하고, 제1 분리부(600)의 타단으로 이동시켜 외부로 배출할 수 있다. 보다 바람직한 실시예로서, 제1 처리수(c1)는 별도로 구비되는 펌프 형태의 흡입 수단을 통해 불순물 및 제1 농축수(d1)와는 별개로 분리되어 포집될 수 있다.
농축수 이동부(700)는 제2 자성체(702)를 더 포함한다. 제2 자성체(702)는 농축수 이동부(700)를 제1 분리부(600)의 내부에서 이동시키기 위한 구성이다. 상세하게, 제2 자성체(702)는 제1 자성체(602)와의 자력을 이용하여 농축수 이동부(700)를 일단 방향 및 타단 방향으로 이동시킨다. 이를 위해, 제2 자성체(702)는 농축수 이동부(700)의 내부에 내설된다. 또한, 제2 자성체(702)는 제1 자성체(602)와 동일하게 전자석, 영구자석 등의 자력을 갖는 재질로 구비된다. 여기서, 제1 자성체(602) 및 제2 자성체(702) 간의 자력은 제1 분리부(600) 및 농축수 이동부(700) 간의 마찰력보다 큰 힘을 갖도록 구비된다. 따라서, 제1 자성체(602)가 가이드홈(601)을 따라 제1 분리부(600)의 일단에서 타단 방향으로 이동하는 것만으로도, 농축수 이동부(700)는 제1 자성체(602) 및 제2 자성체(702)의 자력을 이용하여 제1 분리부(600)의 타단 방향으로 동반 이동될 수 있다. 보다 바람직한 실시예로서, 제2 자성체(702)는 농축수 이동부(700)의 내부에 내설되되 환 또는 테 형상으로 구비되거나, 제1 자성체(602)의 형상에 대응되는 막대 형상으로 구비됨으로써, 제1 자성체(602)의 접근 시 보다 용이하게 자력의 영향을 받아 농축수 이동부(700)를 이동시킬 수 있다. 보다 더 바람직한 실시예로서, 농축수 이동부(700)는 제1 자성체(602) 및 제2 자성체(702) 간의 자력에 영향을 받지 않는 아연, 알루미늄, 구리, 니켈 등의 금속 재질로 구비되거나 선술한 금속들의 합금으로 구비됨으로써, 제1 자성체(602) 및 제2 자성체(702)는 보다 용이하게 자력에 의해 이동될 수 있다.
상기와 같이 제1 자성체(602), 제2 자성체(702) 및 농축수 이동부(700)가 구비됨에 따라, 제1 분리부(600)의 내부에 위치한 불순물 및 제1 농축수(d1)가 잔존하는 것을 방지할 수 있어, 제1 분리부(600)의 성능을 지속적으로 유지하고 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 작업자는 제1 분리부(600)를 별도로 청소해야 하는 별도의 작업을 생략할 수 있어 생산 효율을 현저히 높일 수 있다.
제2 분리부(800)는 선술한 제1 분리부(600)와 동일한 역할을 수행한다. 상세하게, 제2 분리부(800)는 제1 분리부(600)와 연결되고, 제1 분리부(600)에서 형성된 제1 농축수(d1)를 공급받아 제2 처리수(c2) 및 제2 농축수(d2)로 분리한다. 보다 바람직한 실시예로서, 제1 분리부(600) 및 제2 분리부(800)의 사이에는 후술할 농축수 저장부(900)가 더 구비되고, 제1 농축수(d1)는 농축수 저장부(900)의 내부에서 탈취될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 농축수 저장부(900)를 나타내는 단면도이다.
농축수 저장부(900)는 제1 분리부(600)로부터 분리된 제1 농축수(d1)를 저장하는 구성이다. 상세하게, 농축수 저장부(900)에서는 제1 농축수(d1)를 계류시키되, 제1 농축수(d1)로부터 발생하는 악취를 제거한다. 이를 위해, 농축수 저장부(900)는 제6 배관(P6)을 통해 제1 분리부(600)와 연결되고 내부가 개구되도록 형성된다. 보다 바람직한 실시예로서, 농축수 저장부(900)는 복수 개로 구비되고, 제2 분리부(800)와 각각 연결되어, 제1 농축수(d1) 이외에도 제2 농축수(d2)를 내부에 수용할 수도 있다. 또한, 각각의 농축수 저장부(900)의 외측 방향에는 오일 공급부(710)가 구비된다.
오일 공급부(901)는 제1 농축수(d1)로부터 발생하는 악취를 제거하는 구성이다. 상세하게, 선술했듯이 제1 농축수(d1)는 다량의 불순물을 포함하기 때문에 상기 불순물에 따른 악취가 발생하는데, 오일 공급부(901)는 제1 농축수(d1) 상에 오일층(o)을 형성함으로써 악취의 발생을 미연에 방지한다. 이를 위해, 오일 공급부(901)는 일단이 개구된 원통 형상으로 구비되어 내부에 오일이 탑재되고, 오일 공급부(901)의 일단은 농축수 저장부(900)의 내부와 연결된다. 농축수 저장부(900)의 내부에 제1 농축수(d1)가 위치한 상태에서, 오일 공급부(901)는 내부에 위치한 오일을 농축수 저장부(900)의 내부로 투입시킨다. 여기서, 오일 공급부(901)의 오일과 제1 농축수(d1)는 섞이지 않도록 구비되고, 오일은 제1 농축수(d1)보다 작은 밀도를 갖는다. 여기서, 오일 공급부(901)로부터 공급된 오일은 제1 농축수(d1)와 교반되지 않은 상태에서 제1 농축수(d1)의 상면에 적층됨으로써, 오일층(o)으로 형성된다. 이에 따라, 제1 농축수(d1)에 함유된 불순물로부터 발생하는 악취는 오일층(o)에 가로막혀 상측 방향으로 이동되지 않는다. 따라서, 제1 농축수(d1)로부터 발생하는 악취의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
한편, 농축수 저장부(900)의 내부에 위치한 제1 농축수(d1)는 제1 분리부(600)와 동일한 구성의 제2 분리부(800)로 이동되어 재차 여과된 후 제2 처리수(c2) 및 제2 농축수(d2)로 분리되고, 제2 처리수(c2)는 펌프 형태로 형성되는 별도의 제2 처리수 흡입부를 통해 포집되어 저장되며, 제2 농축수(d2)는 선술한 제1 보관부(200)로 이동되어 재차 여과 및 분리되도록 재활용된다.
상기와 같은 용수 처리 과정을 통해, 제1 처리수(c1)는 제1 분리부(600)를 통해 형성되고, 제2 처리수(c2)는 제1 분리부(600) 및 제2 분리부(800)를 거쳐 형성된다. 상기와 같은 제1 처리수(c1) 및 제2 처리수(c2)는 상이한 수질로 구비되기 때문에, 각각의 공정에 요구되는 상이한 수질의 처리수를 용이하게 공급할 수 있어 범용성을 현저히 증가시키는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명의 냄새 제거부(302) 및 농축수 저장부(900)를 통해 용수 처리 과정에서 발생하는 악취를 미연에 제거할 수 있어 환경오염 및 작업자의 업무 환경 악화 문제를 획기적으로 해결할 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
Claims (4)
- 불순물이 포함된 용수를 처리하여 처리수로 정화하는 장치로서,
상기 용수를 여과하는 제1 필터부(100);
하나 이상의 행, 열 및 단의 배열을 이루고, 상기 제1 필터부(100)와 연결되며 내부에 여과된 상기 용수를 저장하는 용수 저장부;
상기 용수 저장부와 연결되어 공급받은 상기 용수를 가열하는 히팅부(400);
상기 히팅부(400)와 연결되고 상기 용수를 재여과하는 제2 필터부(500);
상기 제2 필터부(500)와 연결되고 상기 제2 필터부(500)로부터 공급받은 상기 용수를 제1 처리수(c1) 및 제1 농축수(d1)로 분리하는 제1 분리부(600);및
상기 제1 분리부(600)와 연결되고 상기 제1 농축수(d1)를 재여과하여 획득한 제2 농축수(d2)를 상기 용수 저장부로 이동시키는 제2 분리부(800);를 포함하며,
상기 용수 저장부는,
상기 제1 필터부(100)와 연결되는 제1 보관부(200) 및 상기 제1 보관부(200)의 하측 방향에 위치하는 제2 보관부(300)로 구분되고,
상기 제1 보관부(200)는,
상측에 구비되어 상기 제1 보관부(200)의 내부에 위치한 상기 용수의 수심을 측정하는 깊이 측정부(210);및
상기 깊이 측정부(210)의 하측에 구비되어 와이어(w) 연결되는 부유부(220);를 포함하며,
상기 깊이 측정부(210)는 내부에,
상기 용수의 유입에 의한 상기 부유부(220)의 상승에 대응하여, 일 방향으로 회전하여 상기 와이어(w)를 권취함으로써 장력을 유지시키는 권취부(211);
상기 권취부(211)와 전기적으로 연결되고, 상기 권취부(211)의 일 방향으로의 회전수를 측정하는 회전수 측정부(212);및
상기 회전수 측정부(212)를 통해 측정한 상기 회전수를 미리 저장된 기준 회전수와 비교하여 상기 제1 보관부(200)의 범람 여부를 판단하는 제어부(230);를 더 포함하되,
상기 권취부(211)의 회전수가 기준 회전수보다 크거나 같은 경우, 상기 제어부(230)는 상기 제1 보관부(200)의 범람을 인식하고 상기 제1 보관부(200)와 연결된 제2 배관(p2)를 폐쇄함으로써 범람을 방지하는 것을 특징으로 하는 용수 처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제2 보관부(300)는 내부에,
3차원 나선 형상으로 형성되고, 일단이 상기 제1 보관부(200)의 하면과 연결되어 하측 방향으로 용수를 이동시키는 관 형상의 관부(301)를 더 포함하고,
상기 관부(301)는 내측 둘레면에 상기 용수를 탈취시키는 관 형상의 냄새 제거부(302)가 형성됨으로써, 상기 용수는 상기 관부(301)의 일단에서 타단으로 이동되는 도중에 탈취되는 것을 특징으로 하는 용수 처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1 분리부(600)는,
내부에 구비되고 상기 제1 분리부(600)의 내부에 위치한 상기 제1 농축수(d1)를 일단에서 타단으로 이동시키는 관 형상의 농축수 이동부(700);를 포함하고,
상기 제1 분리부(600)의 외측에는 제1 자성체(602)가 구비되고,
상기 농축수 이동부(700)에는 상기 제1 자성체(602)와 대응되는 제2 자성체(702)가 구비되며,
상기 농축수 이동부(700)의 타단은 깔대기 형상으로 개구됨으로써, 상기 농축수 이동부(700)는 상기 제1 자성체(602) 및 제2 자성체(702)의 자력에 의해 상기 제1 분리부(600)의 타단으로 이동하여 상기 제1 분리부(600)의 내주면에 부착된 불순물 및 제1 농축수(d1)를 상기 제1 분리부(600)의 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 용수 처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1 분리부(600) 및 제2 분리부(800)의 사이에는,
내부에 상기 제1 농축수(d1)를 저장하는 원통 형상의 농축수 저장부(900)가 더 구비되고,
상기 농축수 저장부(900)의 외측 방향에는,
상기 농축수 저장부(900)의 저면에 저장된 상기 제1 농축수(d1)의 상면으로 상기 농축수보다 작은 밀도를 갖는 오일을 공급해 상기 제1 농축수(d1)의 상면에 오일층(o)을 형성시키는 오일 공급부(710)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 용수 처리 장치.
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