KR102075786B1 - 진공 증류 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 증류 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 시료의 휘발 속도를 균일하게 하고, 본체유닛의 상부에 석출 및 흡착이 발생하는 것을 방지하기 위한 진공 증류 장치에 관한 것이다. 본 발명의 구성은 염을 제거하기 위해 진공증류탑 형태로 마련된 본체유닛; 상기 본체유닛의 외측을 감싸도록 마련되어 상기 본체유닛의 내부를 조업 온도로 상승시키기 위한 히터유닛; 상기 본체유닛의 내부에 마련되며, 내부에 시료가 담기는 도가니유닛을 포함하며, 상기 도가니유닛은 상기 본체유닛의 벽면에 결합되어 상기 시료가 상기 본체유닛의 벽면측에 위치하도록 마련된 것을 특징으로 하는 진공 증류 장치를 제공한다.

Description

진공 증류 장치{VACUUM DISTILLATION APPARATUS}

본 발명은 진공 증류 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 시료의 휘발 속도를 균일하게 하고, 본체유닛의 상부에 석출 및 흡착이 발생하는 것을 방지하기 위한 진공 증류 장치에 관한 것이다.

진공 증류 공정은 물질의 포화증기압차를 이용해 분리 회수 하는 공정으로서, 공융염을 전해질로 전해정련 공정 한 후에, 이에 포함된 공융염을 제거하기 위해 이루어지게 된다.

그러나, 종래의 진공 증류 장치는 내부의 열 구배에 따라, 휘발 속도가 불균일하고, 휘발부 내에서 석출이 발생하는 문제가 있었다.

이하, 하기 도면을 참조하여 종래예의 문제를 구체적으로 설명하도록 한다.

도 1은 종래예에 따른 진공 증류 장치를 나타낸 예시도이고, 도 2는 종래예에 따른 진공 증류 장치 내 온도를 나타낸 예시도이다.

그리고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 종래예에 따른 진공 증류 장치 내 도가니의 형상을 나타낸 예시도이고, 도 4는 일반적인 진공 증류 장치 내 온도 구배를 나타낸 예시도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 것처럼, 종래예에 따른 진공 증류 장치(1)는 제1 몸체(2), 제2 몸체(3), 제3 몸체(4), 제1 가열체(5), 제2 가열체(6), 제3 가열체(7), 냉각체(8) 및 도가니(9)를 포함한다.

상기 제1 몸체(2)는 최상부의 휘발부 영역에 위치하며, 상기 제2 몸체(3)는 상기 제1 몸체(2)의 하부에 마련되어 석출 영역을 형성하며, 상기 제3 몸체(4)는 상기 제2 몸체(3)의 하부에 마련되어 회수 영역을 형성한다.

상기 제1 가열체(5)는 상기 제1 몸체(2)의 측면을 감싸도록 마련되어 상기 제1 몸체(2)의 내부를 기설정된 휘발 온도로 가열하도록 마련된다.

상기 제2 가열체(6)는 상기 제1 몸체(2)의 상부에 마련되어, 상기 제1 몸체(2)의 내부를 가열하도록 마련된다.

상기 제3 가열체(7)는 상기 제2 몸체(3)의 측면을 감싸도록 마련되며, 상기 제2 몸체(3)의 내부 온도를 염이 석출될 수 있는 석출 온도로 가열하도록 마련된다.

상기 냉각체(8)는 상기 제3 몸체(4)의 측면에 마련되며, 상기 제3 몸체(4)의 내부를 상온으로 냉각하여 염을 회수하도록 마련된다.

상기 도가니(9)는 상기 제1 몸체(2)의 내부 중앙에 위치하며, 내부에 시료(P)가 마련된다. 이처럼 마련된 상기 시료(P)에 포함된 염은, 상기 제1 몸체(2)의 내부에서 휘발되어 상기 제2 몸체(3)로 이송되어 석출되고, 제3 몸체(4)의 내부에서 회수된다.

그러나, 도 4에 도시된 것처럼 A, B, C 영역에서 각각 온도 편차가 발생하기 때문에, 상기 도가니(9)에서 휘발되는 염의 휘발속도가 불균일하고, 휘발 영역의 일부 위치에서 석출이 발생하는 문제가 있다.

특히, 휘발 영역에서 석출되는 염은 상기 제1 몸체(2)의 상부 벽에 닿으면서 석출 및 흡착되고, 흡착된 염은 유체 흐름을 막아 에너지 효율을 낮추고, 휘발부 내 온도가 더욱 불균일해지도록 하는 문제가 있다.

한국등록특허 제10-1310106호

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 시료의 휘발 속도를 균일하게 하고, 본체유닛의 상부에 석출 및 흡착이 발생하는 것을 방지하기 위한 진공 증류 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 염을 제거하기 위해 진공증류탑 형태로 마련된 본체유닛; 상기 본체유닛의 외측을 감싸도록 마련되어 상기 본체유닛의 내부를 조업 온도로 상승시키기 위한 히터유닛; 상기 본체유닛의 내부에 마련되며, 내부에 시료가 담기는 도가니유닛을 포함하며, 상기 도가니유닛은 상기 본체유닛의 벽면에 결합되어 상기 시료가 상기 본체유닛의 벽면측에 위치하도록 마련된 것을 특징으로 하는 진공 증류 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 본체유닛은, 최상부에 위치하며, 내부에 상기 염이 휘발되는 영역을 형성하도록 마련된 휘발부; 상기 휘발부의 하부에 연장 형성되며, 상기 염이 석출되는 영역을 형성하도록 마련된 석출부; 상기 석출부의 하부에 연장 형성되며, 석출된 상기 염을 회수하는 영역을 형성하도록 마련된 회수부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 히터유닛은, 상기 휘발부의 벽면에 마련되며, 상기 도가니유닛의 내측에 위치한 상기 염이 휘발되도록 열을 가하는 제1 가열부; 상기 휘발부의 상부 벽면에 형성되며, 상기 휘발부의 내부를 승온시키도록 마련된 제2 가열부; 및 상기 석출부의 벽면에 형성되며, 상기 석출부의 내부 온도를 상기 염이 석출되어 상기 회수부로 이동될 수 있도록 가열하는 제3 가열부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 가열부와 제2 가열부 사이에 마련된 제1 단열부; 상기 제1 가열부와 상기 제3 가열부 사이에 마련된 제2 단열부; 및 상기 제3 가열부와 상기 회수부 사이에 마련된 제3 단열부를 포함하는 단열유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회수부의 외측 벽면을 감싸도록 마련된 냉각유닛을 더 포함하며, 상기 냉각유닛은 상기 석출부에서 석출되어 상기 회수부로 이송된 상기 염을 회수하도록 상기 회수부의 내부를 상온으로 냉각시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 도가니유닛은, 상기 휘발부의 내부에 원기둥 형태로 형성되며, 외주면이 상기 휘발부의 내주면과 인접하도록 마련된 외측기둥부; 상기 외측기둥부의 내측에 형성되며, 외주면이 상기 외측기둥부의 내주면과 이격되도록 마련된 내측기둥부; 상기 외측기둥부의 하부와 상기 내측기둥부 사이의 바닥면을 형성하여 상기 시료가 수용되는 바닥부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 내측기둥부는, 상기 외측기둥부에 비해 길이가 짧고, 상면이 상기 외측기둥부의 상면보다 낮은 높이에 위치하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 내측기둥부에는, 상부와 하부가 연통되도록 마련된 연통공이 형성되며, 상기 연통공은 상기 시료 내에서 휘발된 상기 염이 상기 석출부로 이송하는 경로를 형성하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 도가니유닛은, 상기 외측기둥부의 상부를 덮도록 마련된 커버부; 및 상기 커버부의 중앙에 형성된 통공홀을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 진공 증류 장치를 이용한 염 제거 장치를 제공한다.

상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 도가니의 위치가 휘발부 내에 균일한 온도 영역에 위치하도록 함으로써, 휘발부 내 온도 구배로 인해 휘발부 내에서 염이 석출되는 문제를 방지할 수 있다.

특히, 본 발명에 따르면, 휘발부 내 상부 벽에서 염이 석출 및 흡착되는 문제를 방지할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래예에 따른 진공 증류 장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 종래예에 따른 진공 증류 장치 내 온도를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 종래예에 따른 진공 증류 장치 내 도가니의 형상을 나타낸 예시도이다.
도 4는 일반적인 진공 증류 장치 내 온도 구배를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증류 장치를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도가니유닛의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도가니유닛의 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도가니유닛의 상면도이다.
도 9는 종래예에 따른 도가니의 위치와 본 발명의 제1 실시예에 따른 도가니유닛의 위치를 위치별 온도와 함께 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도가니유닛의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도가니유닛의 종단면도이다.
도 12는 종래예에 따른 도가니에 수용된 염과 본 발명의 제2 실시예에 따른 도가니유닛에 수용된 염의 휘발시 유체 흐름을 나타낸 예시도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유도 가열이 이루어지는 진공 증류 장치의 예시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증류 장치를 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도가니유닛의 사시도이다.

그리고, 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도가니유닛의 종단면도이고, 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도가니유닛의 상면도이다.

도 5 내지 도 8에 도시된 것처럼, 제1 실시예에 따른 진공 증류 장치(100)는 본체유닛(110), 히터유닛(120), 단열유닛(130), 냉각유닛(140) 및 도가니유닛(150)을 포함한다.

상기 본체유닛(110)은 상기 진공 증류 장치(100)의 몸체를 형성하며, 휘발부(111), 석출부(112), 회수부(113)를 포함하여 진공증류탑 형태로 마련될 수 있다.

상기 휘발부(111)는 상기 본체유닛(110)의 최상부에 위치하며, 내부에 염이 휘발되는 영역을 형성하도록 마련될 수 있다.

상기 석출부(112)는 상기 휘발부(111)의 하부에 연장 형성되며, 상기 염이 석출되는 영역을 형성하도록 마련될 수 있다.

상기 회수부(113)는 상기 석출부(112)의 하부에 연장 형성되며, 석출된 상기 염을 회수하는 영역을 형성하도록 마련될 수 있다.

이처럼 마련된 상기 휘발부(111), 상기 석출부(112) 및 상기 회수부(113)는 일체화되어 연장 형성될 수 있으며, 진공증류탑 형태로 마련될 수 있다.

상기 히터유닛(120)은 상기 본체유닛(110)의 외측을 감싸도록 마련되어 상기 본체유닛의 내부를 조업 온도로 상승시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 히터유닛(120)은 제1 가열부(121), 제2 가열부(122) 및 제3 가열부(123)를 포함할 수 있다.

상기 제1 가열부(121)는 상기 휘발부(111)의 벽면에 마련되며, 상기 도가니유닛(150)의 내측에 위치한 상기 염이 휘발되도록 상기 휘발부(111)의 내부에 열을 가해 승온시킬 수 있다.

상기 제2 가열부(122)는 상기 휘발부(111)의 상부 벽면에 형성되며, 상기 휘발부(111)의 내부를 승온시키도록 마련될 수 있다.

상기 제3 가열부(123)는 상기 석출부(112)의 벽면에 형성되며, 상기 석출부(112)의 내부 온도를 상기 염이 석출될 수 있는 온도로 가열할 수 있다.

상기 단열유닛(130)은 제1 단열부(131), 제2 단열부(132) 및 제3 단열부(133)를 포함하며, 인접한 가열부 사이에 마련되어 휘발 영역, 석출 영역, 회수 영역이 상호 구분되도록 할 수 있다.

구체적으로, 상기 제1 단열부(131)는 상기 제1 가열부(121)와 상기 제2 가열부(122) 사이에 마련될 수 있으며, 상기 제2 단열부(132)는 상기 제1 가열부(121)와 상기 제3 가열부(123) 사이에 마련될 수 있다. 그리고, 상기 제3 단열부(131)는 상기 제3 가열부(123)와 상기 회수부(113) 사이에 마련될 수 있다.

이처럼 마련된 상기 제1 단열부(131), 제2 단열부(132) 및 제3 단열부(133)는 인접한 가열부에 의해 온도가 제어되는 각 휘발 영역, 석출 영역, 회수 영역의 온도가 구분되어 휘발 영역에서는 염의 휘발만 일어나도록 하고, 석출 영역에서는 염의 석출만 일어나도록 하며, 회수 영역에서는 염의 회수만 일어나도록 할 수 있다.

상기 냉각유닛(140)은 상기 회수부(113)의 외측 벽면을 감싸도록 마련될 수 있다.

구체적으로, 상기 냉각유닛(140)은 상기 석출부(112)에서 석출되어 상기 회수부(113)로 이송된 상기 염을 회수하도록 상기 회수부(113)의 내부를 상온으로 냉각시킬 수 있다.

상기 도가니유닛(150)은 상기 본체유닛(110)의 내부에 마련되며, 내부에 시료(P)가 담기도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 도가니유닛(150)은 상기 본체유닛(110)의 벽면에 결합되어 상기 시료(P)가 상기 본체유닛(110)의 벽면측에 위치하도록 마련될 수 있다.

구체적으로, 제1 실시예에 따른 상기 도가니유닛(150)은 외측기둥부(151), 내측기둥부(152), 바닥부(153) 및 연통공(154)을 포함한다.

상기 외측기둥부(151)는 상기 휘발부(111)의 내부에 원기둥 형태로 형성되며, 외주면이 상기 휘발부(111)의 내주면과 인접하도록 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 외측기둥부(151)는 상기 휘발부(111)의 내부에 가장 온도가 높은 곳에 위치할 수 있으며, 외주면이 상기 휘발부(111)의 내주면과 접하거나, 인접하도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 외측기둥부(151)는 내측의 상부와 하부가 상호 연통되도록 마련될 수 있다.

상기 내측기둥부(152)는 상기 외측기둥부(151)의 내측에 형성되며, 외주면이 상기 외측기둥부(151)의 내주면과 이격되도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 내측기둥부(152)는 상기 외측기둥부(151)의 내측에 형성되되, 상기 외측기둥부(151)와 상기 내측기둥부(152) 사이에 시료가 담길 수 있는 공간이 형성되도록 상호 이격되어 마련될 수 있다. 그리고, 상기 내측기둥부(152)는 상부와 하부가 상호 연통되도록 마련될 수 있다.

상기 바닥부(153)는 상기 외측기둥부(151)의 하부와 상기 내측기둥부(152) 사이의 바닥면을 형성하여 상기 시료(P)를 수용하도록 마련될 수 있다.

즉, 상기 도가니유닛(150)은 상기 외측기둥부(151)와 상기 내측기둥부(152) 사이의 하부가 상기 바닥부(153)에 의해 막혀진 형태로 마련되며, 이 위치에 상기 시료(P)가 수용될 수 있다.

또한, 상기 내측기둥부(152)의 외주면의 위치는 상기 휘발부(111) 내 온도 구배를 고려하여 배치될 수 있다.

일 예로, 상기 휘발부(111) 내의 온도는 측면의 벽면과 가까울수록 상기 제1 가열부(121)와 인접하여 상기 휘발부(111) 내의 중앙 영역에 비해 온도가 높고 일정하다. 반면에, 상기 휘발부(111) 내의 중앙 영역의 온도는, 중앙과 가까울수록 상측과 하측의 온도가 낮아져 온도 구배가 심화된다.

따라서, 상기 내측기둥부(152)의 외주면의 위치는, 상기 시료(P)가 상기 외측기둥부(151)와 상기 내측기둥부(152) 사이에 수용되었을 때 상하 방향의 온도 구배가 기설정된 수치 이하를 만족하여 균일한 것으로 나타나도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 내측기둥부(152)는, 상기 외측기둥부(151)에 비해 길이가 짧고, 상면이 상기 외측기둥부(151)의 상면보다 낮은 높이에 위치하도록 마련될 수 있다.

상기 연통공(154)은 상기 내측기둥부(152)의 상부와 하부가 연통되도록 마련된 부분을 지칭하며, 상기 연통공(154)은 상기 시료(P) 내에서 휘발된 상기 염이 상기 석출부(112)로 이송하는 경로를 형성할 수 있다.

도 9는 종래예에 따른 도가니의 위치와 본 발명의 제1 실시예에 따른 도가니유닛의 위치를 위치별 온도와 함께 나타낸 예시도이다.

도 9의 (a)에 도시된 것처럼, 종래의 진공 증류 장치의 도가니(9)는 시료가 휘발 영역의 중앙에 위치했기 때문에, 상하 방향의 온도 편차가 크게 발생했고, 그 결과, 휘발 속도가 불균일한 문제가 있었다. 또한, 종래의 도가니(9)에서 휘발된 시료는 휘발되어 상승하다가 곧바로 상대적으로 저온의 영역을 곧바로 만나 휘발 영역 내에서 석출되고, 석출된 염이 휘발영역의 상부 벽에 흡착되어 제대로 회수가 되지 않는 문제가 있었다.

그러나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증류 장치(100)는 도 9의 (b)에 도시된 것처럼, 시료가 상기 휘발부(111)의 내부 벽면측에 인접하게 위치한 상태가 되도록 상기 도가니유닛(150)이 마련된다.

이처럼, 상기 시료가 상기 휘발부(111)의 내부 벽면측에 인접하게 마련될 경우, 상기 도가니유닛(150) 내 온도 편차가 적기 때문에 휘발 속도가 균일하고, 휘발된 염이 내측기둥부(152) 내측의 상기 연통공(154)을 통해 하측으로 빠져나가 석출되기 때문에, 상기 휘발부(111)의 상부 벽면에 석출된 염이 흡착되는 문제를 방지할 수 있다.

이처럼 마련된 상기 진공 증류 장치(100)는 염 제거 장치에 적용될 수 있다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도가니유닛의 사시도이고, 도11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도가니유닛의 종단면도이며, 도 12는 종래예에 따른 도가니에 수용된 염과 본 발명의 제2 실시예에 따른 도가니유닛에 수용된 염의 휘발시 유체 흐름을 나타낸 예시도이다.

도 10 내지 도 12를 더 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 진공 증류 장치(200)는 제1 실시예에 따른 진공 증류 장치(100)의 본체유닛(110), 히터유닛(120), 단열유닛(130), 냉각유닛(140)을 갖는다. 그러나, 이러한 구성은 제1 실시예의 구성과 동일한 바, 구체적인 설명은 생략하도록 하며, 차이가 있는 도가니유닛(250)의 구성에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 진공 증류 장치(200)의 도가니유닛(250)은 본체유닛의 내부에 마련되며, 내부에 시료가 담기도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 도가니유닛(250)은 상기 본체유닛의 벽면에 결합되어 상기 시료(P)가 상기 본체유닛의 벽면측에 위치하도록 마련될 수 있다.

구체적으로, 제2 실시예에 따른 상기 도가니유닛(250)은 외측기둥부(251), 내측기둥부(252), 바닥부(253), 연통공(254), 커버부(255) 및 통공홀(256)을 포함한다.

상기 외측기둥부(251)는 상기 휘발부(111)의 내부에 원기둥 형태로 형성되며, 외주면이 상기 휘발부(111)의 내주면과 인접하도록 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 외측기둥부(251)는 상기 휘발부(111)의 내부에 가장 온도가 높은 곳에 위치할 수 있으며, 외주면이 상기 휘발부(111)의 내주면과 접하거나, 인접하도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 외측기둥부(251)는 내측의 상부와 하부가 상호 연통되도록 마련될 수 있다.

상기 내측기둥부(252)는 상기 외측기둥부(251)의 내측에 형성되며, 외주면이 상기 외측기둥부(251)의 내주면과 이격되도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 내측기둥부(252)는 상기 외측기둥부(251)의 내측에 형성되되, 상기 외측기둥부(251)와 상기 내측기둥부(252) 사이에 시료가 담길 수 있는 공간이 형성되도록 상호 이격되어 마련될 수 있다. 그리고, 상기 내측기둥부(252)는 상부와 하부가 상호 연통되도록 마련될 수 있다.

상기 바닥부(253)는 상기 외측기둥부(251)의 하부와 상기 내측기둥부(252) 사이의 바닥면을 형성하여 상기 시료(P)를 수용하도록 마련될 수 있다.

즉, 상기 도가니유닛(250)은 상기 외측기둥부(251)와 상기 내측기둥부(252) 사이의 하부가 상기 바닥부(253)에 의해 막혀진 형태로 마련되며, 이 위치에 상기 시료(P)가 수용될 수 있다.

또한, 상기 내측기둥부(252)의 외주면의 위치는 상기 휘발부(111) 내 온도 구배를 고려하여 배치될 수 있다.

일 예로, 상기 휘발부(211) 내의 온도는 측면의 벽면과 가까울수록 상기 제1 가열부(221)와 인접하여 상기 휘발부(111) 내의 중앙 영역에 비해 온도가 높고 일정하다. 반면에, 상기 휘발부(111) 내의 중앙 영역의 온도는, 중앙과 가까울수록 상측과 하측의 온도가 낮아져 온도 구배가 심화된다.

따라서, 상기 내측기둥부(252)의 외주면의 위치는, 상기 시료(P)가 상기 외측기둥부(251)와 상기 내측기둥부(252) 사이에 수용되었을 때 상하 방향의 온도 구배가 기설정된 수치 이하를 만족하여 균일한 것으로 나타나도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 내측기둥부(252)는, 상기 외측기둥부(251)에 비해 길이가 짧고, 상면이 상기 외측기둥부(251)의 상면보다 낮은 높이에 위치하도록 마련될 수 있다.

상기 연통공(254)은 상기 내측기둥부(252)의 상부와 하부가 연통되도록 마련된 부분을 지칭하며, 상기 연통공(254)은 상기 시료(P) 내에서 휘발된 상기 염이 상기 석출부(112)로 이송하는 경로를 형성할 수 있다.

상기 커버부(255)는 상기 외측기둥부(251)의 상부를 덮도록 마련될 수 있고, 상기 통공홀(256)은 상기 커버부의 중앙에 통공 형태로 마련될 수 있다.

이처럼 마련된 상기 커버부(255) 및 상기 통공홀(256)은 도 12에 도시된 바와 같이, 휘발된 염의 유체 흐름을 막아, 상기 염이 상기 휘발부(111) 내의 상대적으로 저온인 상부 벽면에 닿아 석출 및 흡착되는 문제를 방지할 수 있으며, 도가니 내 온도가 균일한 온도를 유지하도록 도울 수 있다.

이처럼 마련된 제2 실시예에 따른 진공 증류 장치(200)는 전술한 제1 실시예에 따른 진공 증류 장치(100)와 유사한 효과를 갖는다.

도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유도 가열이 이루어지는 진공 증류 장치의 예시도이다.

도 13을 더 참조하면, 제3 실시예에 따른 유도 가열이 이루어지는 진공 증류 장치(300)는 본체유닛(310), 냉각유닛(320), 도가니유닛(330) 및 유도가열유닛(340)을 포함할 수 있다.

상기 본체유닛(310)은 상기 유도 가열이 이루어지는 진공 증류 장치(300)의 몸체를 형성하며, 휘발부(311), 석출부(312), 회수부(313)를 포함하여 진공증류탑 형태로 마련될 수 있다.

상기 휘발부(311)는 상기 본체유닛(310)의 최상부에 위치하며, 내부에 염이 휘발되는 영역을 형성하도록 마련될 수 있다.

상기 석출부(312)는 상기 휘발부(311)의 하부에 연장 형성되며, 상기 염이 석출되는 영역을 형성하도록 마련될 수 있다.

상기 회수부(313)는 상기 석출부(312)의 하부에 연장 형성되며, 석출된 상기 염을 회수하는 영역을 형성하도록 마련될 수 있다.

이처럼 마련된 상기 휘발부(311), 상기 석출부(312) 및 상기 회수부(313)는 일체화되어 연장 형성될 수 있으며, 진공증류탑 형태로 마련될 수 있다.

상기 냉각유닛(320)은 상기 회수부(313)의 외측 벽면을 감싸도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 냉각유닛(320)은 상기 석출부(312)에서 석출되어 상기 회수부(313)로 이송된 상기 염을 회수하도록 상기 회수부(313)의 내부를 상온으로 냉각시킬 수 있다.

상기 도가니유닛(330)은 상기 본체유닛(310)의 상기 휘발부(311)의 내부에 마련되며, 내부에 시료가 담기도록 마련될 수 있다.

상기 도가니유닛(330)은, 도 13에 도시된 것처럼, 상기 휘발부(311)의 중앙에 위치하도록 마련될 수도 있고, 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 진공 증류 장치(100, 200)의 도가니유닛(150, 250)과 동일한 위치 및 형태로 마련되는 것도 가능하다.

또한, 상기 도가니유닛(330)은 유도 가열이 가능한 소재로 마련되거나, 벽면에 유도 가열이 이루어지는 피가열체가 구비된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 유도가열유닛(340)은 상기 본체유닛(310)의 외측에 마련되어 상기 도가니유닛(330)을 유도가열하도록 마련될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 유도가열유닛(340)은 상기 도가니유닛(330)이 위치하는 상기 휘발부(311)의 벽면측에 마련되어 상기 도가니유닛(330)내 시료에 포함된 염이 휘발되도록 유도가열을 수행할 수 있다.

이처럼 마련된 제3 실시예에 따른 유도 가열이 이루어지는 진공 증류 장치(300)는 상기 도가니유닛(330)이 상기 휘발부(311) 내에서 최고온을 유지하도록 함으로써, 에너지 효율 및 공정속도의 향상을 가능하게 할 수 있으며, 도가니유닛(330) 내에서의 온도 편차 발생으로 인해 염의 석출이 이루어지는 문제를 방지할 수 있다.

이처럼 마련된 유도 가열이 이루어지는 진공 증류 장치(300)는 염 제거 장치에 적용 가능하다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 종래의 진공 증류 장치
2: 제1 몸체 3: 제2 몸체
4: 제3 몸체 5: 제1 가열체
6: 제2 가열체 7: 제3 가열체
8: 냉각체 9: 도가니
100, 200: 진공 증류 장치
110: 본체유닛 111: 휘발부
112: 석출부 113: 회수부
120: 히터유닛 121: 제1 가열부
122: 제2 가열부 123: 제3 가열부
130: 단열유닛 131: 제1 단열부
132: 제2 단열부 133: 제3 단열부
140: 냉각유닛 150, 250: 도가니유닛
151, 251: 외측기둥부 152, 252: 내측기둥부
153, 253: 바닥부 154, 254: 연통공
255: 커버부 256: 통공홀
300: 유도 가열이 이루어지는 진공 증류 장치
310: 본체유닛 311: 휘발부
312: 석출부 313: 회수부
320: 냉각유닛 330: 도가니유닛
340: 유도가열유닛 P: 시료

Claims (10)

1. 염을 제거하기 위해 진공증류탑 형태로 마련된 본체유닛;
   상기 본체유닛의 외측을 감싸도록 마련되어 상기 본체유닛의 내부를 조업 온도로 상승시키기 위한 히터유닛;
   상기 본체유닛의 내부에 마련되며, 내부에 시료가 담기는 도가니유닛을 포함하며,
   상기 본체유닛은, 최상부에 위치하며, 내부에 상기 염이 휘발되는 영역을 형성하도록 마련된 휘발부를 포함하고,
   상기 도가니유닛은 상기 본체유닛의 벽면에 결합되어 상기 시료가 상기 본체유닛의 벽면측에 위치하도록 마련되고,
   상기 도가니유닛은,
   상기 휘발부의 내부에 원기둥 형태로 형성되며, 외주면이 상기 휘발부의 내주면과 인접하도록 마련된 외측기둥부;
   상기 외측기둥부의 내측에 형성되며, 외주면이 상기 외측기둥부의 내주면과 이격되도록 마련된 내측기둥부;
   상기 외측기둥부의 하부와 상기 내측기둥부 사이의 바닥면을 형성하여 상기 시료가 수용되는 바닥부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 증류 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체유닛은,
   상기 휘발부의 하부에 연장 형성되며, 상기 염이 석출되는 영역을 형성하도록 마련된 석출부;
   상기 석출부의 하부에 연장 형성되며, 석출된 상기 염을 회수하는 영역을 형성하도록 마련된 회수부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 증류 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 히터유닛은,
   상기 휘발부의 벽면에 마련되며, 상기 도가니유닛의 내측에 위치한 상기 염이 휘발되도록 열을 가하는 제1 가열부;
   상기 휘발부의 상부 벽면에 형성되며, 상기 휘발부의 내부를 승온시키도록 마련된 제2 가열부; 및
   상기 석출부의 벽면에 형성되며, 상기 석출부의 내부 온도를 상기 염이 석출되어 상기 회수부로 이동될 수 있도록 가열하는 제3 가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 증류 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1 가열부와 제2 가열부 사이에 마련된 제1 단열부;
   상기 제1 가열부와 상기 제3 가열부 사이에 마련된 제2 단열부; 및
   상기 제3 가열부와 상기 회수부 사이에 마련된 제3 단열부를 포함하는 단열유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 증류 장치.
   
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 회수부의 외측 벽면을 감싸도록 마련된 냉각유닛을 더 포함하며,
   상기 냉각유닛은 상기 석출부에서 석출되어 상기 회수부로 이송된 상기 염을 회수하도록 상기 회수부의 내부를 상온으로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 진공 증류 장치.
   
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 내측기둥부는,
   상기 외측기둥부에 비해 길이가 짧고, 상면이 상기 외측기둥부의 상면보다 낮은 높이에 위치하도록 마련된 것을 특징으로 하는 진공 증류 장치.
   
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 내측기둥부에는, 상부와 하부가 연통되도록 마련된 연통공이 형성되며,
   상기 연통공은 상기 시료 내에서 휘발된 상기 염이 상기 석출부로 이송하는 경로를 형성하도록 마련된 것을 특징으로 하는 진공 증류 장치.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 도가니유닛은,
   상기 외측기둥부의 상부를 덮도록 마련된 커버부; 및
   상기 커버부의 중앙에 형성된 통공홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 증류 장치.
   
10. 제 1 항에 따른 진공 증류 장치를 이용한 염 제거 장치.

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