KR102382251B1 - 침전물의 파쇄제거 장치 및 파쇄제거 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 공장의 정화처리 시설을 이루는 침전조 등의 바닥에 침전되어 단단한 층을 이루고 있거나 또는 경화되어 있는 침전물을 효율적으로 제거하기 위한 장치 및 방법으로서, 수집 버킷에는 회전파쇄 부재가 구비되어 있어서 수집 버킷 전방의 침전물을 회전파쇄 부재가 회전하면서 파쇄하여 수집 버킷의 내부공간으로 밀어주고 이송관을 이용하여 파쇄된 침전물은 상향 이송시키며, 이송관의 상부 단부로 배출된 침전물을 거름망의 체가름에 의해 액체와 구분되어 수집하여 제거함으로써, 인력에 의하지 않고서도 큰 깊이를 가지는 침전조에 대해서도 바닥에 침전되어 있는 침전물을 매우 효율적으로 그리고 깨끗하게 제거하여 청소할 수 있게 되는 "침전물의 파쇄제거 장치 및 파쇄제거 방법"에 관한 것이다.

Description

침전물의 파쇄제거 장치 및 파쇄제거 방법{Cleaning Apparatus and Method of Solid Deposits}

본 발명은 침전조의 바닥에 침전되어 있는 침전물을 파쇄하여 제거하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 반도체 공장의 정화처리 시설을 이루는 침전조 등의 바닥에 침전되어 단단한 층을 이루고 있거나 또는 경화되어 있는 침전물을 효율적으로 제거하기 위한 장치 및 방법으로서, 수집 버킷을 구비하고 있되 수집 버킷에는 회전파쇄 부재가 구비되어 있어서 수집 버킷 전방의 침전물을 회전파쇄 부재가 회전하면서 파쇄하여 수집 버킷의 내부공간으로 밀어주고 파쇄된 침전물은 이송관을 이용하여 상향 이송시키며, 이송관의 상부 단부에서는 배출된 침전물을 거름망의 체가름에 의해 액체와 구분하여 수집 제거함으로써, 인력에 의하지 않고서도 큰 깊이를 가지는 침전조에 대해서도 바닥에 침전되어 있는 침전물을 매우 효율적으로 그리고 깨끗하게 제거하여 청소할 수 있게 되는 "침전물의 파쇄제거 장치 및 파쇄제거 방법"에 관한 것이다.

정화처리 시설의 침전조는 주기적으로 그 바닥의 청소가 필요하다. 특히, 반도체 제조공장의 정화처리 시설에서 침전조의 바닥에는 침전물이 단단하게 존재하거나 굳어져 있으므로 이를 주기적으로 청소하여 제거하는 것은 매우 중요하다. 그런데 반도체 제조공장의 경우, 정화처리 시설을 포함한 대부분의 시설은 연속적으로 사용되고 작동되어야 한다. 따라서 침전조가 사용되고 있는 상태 즉, 오염수가 존재하는 상태에서 침전조에서의 침전물 제거 및 청소작업이 이루어져야 하는 경우가 대부분이다.

특히, 반도체 제조공장의 정화처리 시설에 구비된 침전조는 그 규모가 매우 크기 때문에 이렇게 오염수가 존재하는 상태에서는 인력을 투입하여 침전물 제거 및 청소작업을 수행하는 것은 사실상 불가능하며, 기존의 장비를 사용한다고 하더라도 매우 어렵고 비효율적인 작업이 진행될 뿐만 아니라 침전물의 제거 및 청소 결과 역시 만족스럽지 못하게 될 수가 있다.

대한민국 등록특허 제10-2059775호에는 폐수장 침전조를 청소하기 위한 시스템이 개시되어 있으나, 이러한 종래의 청소 시스템은 반도체 제조공장의 정화처리 시설에 구비된 침전조와 같이 규모가 크고 침전물이 경화된 채로 존재하며 사용 중의 상태에서 청소작업이 이루어져야 하는 상황에는 적용할 수가 없다는 한계를 가지고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-2059775호(2019. 12. 26. 공고).

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 반도체 제조공장의 정화처리 시설에 구비된 침전조와 같이 규모가 크며 오염수가 존재하며 침전물이 바닥에 경화되어 있는 상태의 침전조에 대해서도 직접적인 인력투입에 의한 청소작업을 수행하지 않고서 침전조의 바닥에 경화되어 있거나 단단하게 층을 이루고 있는 침전물을 효율적으로 파쇄하여 깨끗하게 제거 및 청소할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 배출구를 가진 오목한 수집 버킷; 회전축과 회전 블레이드를 포함하고 있어서 수집 버킷의 전방에서 침전물을 파쇄하여 후방으로 밀어주는 회전파쇄 부재; 수집 버킷과 연통되어 있는 이송관; 이송관의 내부에 구비되어 파쇄된 침전물이 들어오면 회전에 의해 상부로 이송하는 이송스크류; 이송관 상부의 개방단부로부터 배출되는 것을 체가름하여 액체와 파쇄된 침전물을 구분하게 되는 거름망; 및 수집 버킷과 이송관을 침전조의 내부에서 연직하게 세워서 위치시키고 유지하게 되는 설치 프레임을 포함하여 구성되어, 침전조 내부에서 전방을 향하여 진행하면서 침전조의 바닥에 굳어 있거나 적층되어 있는 침전물을 파쇄하여 제거하여 청소하게 되는 것을 특징으로 하는 침전물 파쇄제거 장치가 제공된다.

또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 침전조 내부에서 전방을 향하여 진행하면서 침전조의 바닥에 굳어 있거나 적층되어 있는 침전물을 파쇄하여 제거하여 청소하는 방법으로서, 상기한 본 발명의 침전물 파쇄제거 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 침전물 파쇄제거 방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, 인력에 의하지 않고서도 큰 깊이를 가지는 침전조에 대해서도 바닥에 침전되어 있는 침전물을 매우 효율적으로 그리고 깨끗하게 제거하여 청소할 수 있게 되는 매우 유용한 효과가 발휘된다.

특히, 본 발명에 의하면, 반도체 제조공장의 정화처리 시설에 구비된 침전조와 같이, 규모가 크고, 침전물이 경화된 채로 존재하며 오염수가 존재한 채로 사용 중인 침전조에 대해서도 침전물의 제거 및 청소작업이 원활하게 그리고 효율적으로 수행될 수 있다는 장점이 있다.

무엇보다도 본 발명에 의하면, 대규모의 침전조에 대해서, 인력 투입을 최소화한 상태로 청소작업을 수행할 수 있는 바, 안전사고의 발생을 예방할 수 있게 되는 장점이 발휘된다.

도 1은 침전조에 본 발명에 따른 침전물 파쇄제거 장치가 설치되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2 및 도 3은 각각 침전조에 본 발명에 따른 침전물 파쇄제거 장치가 설치되어 있는 상태를 상세히 보여주는 도 1의 화살표 A-A에 따른 개략적인 반단면 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 각각 본 발명의 침전물 파쇄제거 장치에 구비된 수집 버킷과 회전파쇄 부재, 그리고 회전파쇄 부재를 이루는 회전축과 회전 블레이드의 실시예, 및 압출부재를 구비한 실시예를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 침전물 파쇄제거 장치에서 이송관 상부와 거름망의 구성을 각각 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 부분 사시도이다.
도 9는 본 발명의 침전물 파쇄제거 장치에 구비된 거름망의 예를 보여주는 개략적인 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 본 발명을 설명함에 있어서, 침전물 파쇄제거 장치가 침전물을 제거하면서 진행하는 방향을 "전방"이라고 기재하고, 이와 반대되는 방향을 "후방"이라고 기재한다. 그리고 전방과 후방을 이어주는 방향은 "종방향"이라고 기재하고 수평면에서 이에 직교하는 방향을 "횡방향"이라고 기재한다.

도 1에는 침전조(200)에 본 발명에 따른 침전물 파쇄제거 장치(100)가 설치되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 2 및 도 3에는 각각 도 1의 화살표 A-A에 따른 개략적인 반단면 사시도로서 침전조(200)에 본 발명에 따른 침전물 파쇄제거 장치(100)가 설치되어 있는 상태가 각각 바라보는 방향을 달리하여 좀 더 상세히 도시되어 있다. 도 4 내지 도 6에는 각각 본 발명의 침전물 파쇄제거 장치(100)에 구비된 수집 버킷(1)과 회전파쇄 부재(2), 그리고 회전파쇄 부재(2)를 이루는 회전축(21)과 회전 블레이드(22) 등의 실시예, 그리고 압출부재(7)의 장착 구성에 대한 실시예를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 구체적으로 도 4 및 도 5는 회전 블레이드(22)의 형상만이 상이한 것으로서, 본 발명에서 회전 블레이드(22)는 침전물의 파쇄 및 후방 가압이동을 위하여 다양한 형태로 구성될 수 있다는 것을 보여주는 것이고, 도 6은 도 4에 예시된 실시예에서 압출부재(7)가 더 구비되어 있는 실시예를 보여주는 것이다.

본 발명에 따른 침전물 파쇄제거 장치(100)에는, 전방면이 개방되어 있고 후방과 상하좌우는 막혀 있어서 오목한 내부공간이 형성되어 있는 바구니 형상의 수집 버킷(bucket)(1)이 구비되어 있다. 도 4 내지 도 6에 도시된 것처럼 수집 버킷(1)의 내부공간에는 회전파쇄 부재(2)가 구비되어 있다. 회전파쇄 부재(2)는 수집 버킷(1)의 내부공간을 가로질러 배치되는 회전축(21)과, 상기 회전축(21)에 결합되어 있어서 회전에 의해 침전물을 파쇄하는 회전 블레이드(blade)(22)를 포함하는 구성을 가진다. 따라서 수집 버킷(1)이 침전조(200) 내에 위치하여 침전조(200)의 바닥에 쌓여 있는 침전물에 놓인 상태에서 회전축(21)이 회전하게 되면 회전 블레이드(22)가 회전하면서 침전물을 파고들어 가면서 침전물을 파쇄하게 된다. 또한 회전 블레이드(22)에 의해 파쇄된 침전물은 후방으로 밀려가서 수집 버킷(1)의 내부공간으로 들어가게 된다.

필요에 따라서는 도면에 예시된 것처럼 수중 카메라와 같은 영상촬영장치(6)가 수집 버킷(1)에 설치될 수 있으며, 이러한 영상촬영장치(6)를 통해서 작업자는 침전조의 상황/상태 그리고 침전물의 파쇄 청소 과정, 침전조의 청소 상태 등을 영상을 통해서 확인하면서 관리/제어할 수 있게 된다.

더 나아가, 도 6에 예시된 것처럼 필요에 따라서는 수집 버킷(1)의 내부공간으로 밀려들어온 파쇄 침전물을 후술하는 이송관(3)을 향하여 밀어주는 압출부재(7)가 수집 버킷(1)의 내부 공간에서 이송관(3)의 입구 전방에 더 구비될 수 있다. 앞서 설명한 것처럼 회전 블레이드(22)에 의해 파쇄된 침전물은 후방으로 밀려가서 수집 버킷(1)의 내부공간으로 들어가게 되며, 후술하는 것처럼 파쇄된 침전물은 이송관(3)으로 흡입되어 이송된다. 이 때, 파쇄된 침전물이 더욱 효율적으로 이송관(3)으로 흡입될 수 있도록, 수집 버킷의 내부공간에는 파쇄된 침전물을 후술하는 이송관(3)의 입구를 향하여 밀어주는 압출부재(7)가 더 구비될 수 있는 것이다. 압출부재(7)가 구비되면 파쇄된 침전물이 용이하게 이송관(3)의 입구로 밀려들어갈 수 있게 되고, 그에 따라 이송관(3)을 통한 파쇄된 침전물의 이송이 더욱 원활하고 효율적으로 이루어질 수 있게 되는 매우 유용한 효과가 발휘된다.

이러한 압출부재(7)는 도 6에 예시된 것처럼 이송스크류(30)의 회전축에 직교하여 회전하게 되는 복수개의 회전날을 가지는 형태로 이루어져서 이송관(3)의 입구 부분에 배치될 수 있는데, 이 경우 회전날의 회전에 의해 이송관(3)의 입구로 기류가 형성되어 파쇄된 침전물이 자연스럽게 그리고 효율적으로 이송관(3)의 입구로 들어가게 된다. 이 때, 회전날의 회전은 후술하는 이송관(3)의 이송스크류 작동과 독립적으로 이루어질 수 있다. 그러나 압출부재(7)는 반드시 회전날의 형태로 이루어져야만 하는 것은 아니며, 파쇄 침전물에 압력을 가하여 이송관(3)의 입구로 밀어줄 수 있다면 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 또한 도 6에서는 도 4의 실시예에 압출부재(7)가 설치된 것으로 도시하였으나, 도 5의 실시예 및 기타 다른 실시예에도 압출부재(7)가 필요에 따라 상기한 방식으로 설치될 수 있다.

도면에는 도시되어 있지는 않으나, 수집 버킷(1)의 하면에는 침전조의 바닥에 닿을 때 침전조의 바닥을 손상시키지 않으면서도 수집 버킷(1)이 원하는 방향으로 용이하게 움직일 수 있도록 하는 바퀴부재가 구비될 수 있다. 바퀴부재로는 우레탄 재질의 것을 이용할 수 있다.

수집 버킷(1)에는 연직한 이송관(3)이 연결되어 있고, 이송관(3)의 내부 중공은 수집 버킷(1)의 내부공간과 연통되어 있다. 파쇄되어 수집 버킷(1)의 내부공간으로 밀려들어온 침전물은 이송관(3)으로 흡입되어 이송된다. 이 때, 도면에 예시된 것처럼 이송관(3) 내부에는 회전에 의해 물체를 위로 상승시키는 이송스크류(30)가 구비될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 수집 버킷(1)의 내부공간으로 밀려들어온 침전물은 이송관(3)에 구비된 이송스크류(30)의 회전에 의해 상향으로 이송된다. 이와 같이 이송스크류(30)를 이용하게 되면 침전물의 상향 이송이 더욱 효율적이고 원활하게 진행되는 장점이 있다. 그러나 필요에 따라서는 이송관(3)의 상부 단부에 흡입 펌프를 설치하여 흡입 압력으로 파쇄된 침전물을 상향 이송시킬 수도 있다.

본 발명에 따른 침전물 파쇄제거 장치(100)는 침전조가 비워져 있는 상태는 물론이고 침전조가 액체로 채워져 있는 상태에서도 침전물 제거작업을 위하여 사용될 수 있다. 이와 같이 침전조(200)가 액체로 채워져 있는 경우, 파쇄된 침전물이 이송관(3)에 의해 위로 상승 이송될 때 침전조에 있던 액체도 함께 상승하게 된다. 즉, 이송관(3) 상부의 개방단부에서는 액체와 파쇄된 침전물이 혼합되어 있는 상태의 것이 배출되는 것이다. 본 발명에서는 이와 같이 액체와 파쇄된 침전물이 혼합된 것에서 고액분리를 하기 위하여 거름망(4)이 이용된다. 즉, 본 발명의 침전물 파쇄제거 장치(100)에는 이송관(3)의 상부 개방단부에서 배출되는 것을 고액 분리시키기 위하여 거름망(4)이 구비될 수 있는 것이다.

도 7 및 도 8에는 각각 본 발명의 침전물 파쇄제거 장치(100)에서 이송관(3) 상부와 거름망(4)의 구성을 각각 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 부분 사시도가 도시되어 있고, 도 9에는 본 발명의 침전물 파쇄제거 장치(100)에 구비된 거름망(4)의 예를 좀 더 상세히 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도면의 실시예에서는 이송관(3)의 상부가 영문자 U자를 뒤집은 것처럼 그 개방단부가 아래를 항하고 있고, 개방단부의 아래에 거름망(4)이 위치하고 있다. 거름망(4)은 침전조(200)의 상단에 배치될 수 있는데, 침전조(200)의 상단을 가로 질러서 작업대 또는 가로 설치 프레임(8)을 배치하고, 작업대 또는 가로 설치 프레임(8) 위에 거름망(4)을 배치할 수 있다.

이와 같은 구성에서는 이송스크류(30)에 의해 아래에서 위로 이송된 파쇄된 침전물은 이송관(3) 상부의 개방단부를 통해서 배출되어 거름망(4)으로 떨어지게 된다. 따라서 이송관의 개방단부에서 배출된 액체와 혼합된 파쇄 침전물은 거름망(4)에 의해 체가름되어 액체와 구분되어 수집된다. 즉, 파쇄된 침전물("파쇄 침전물") 중 고체물은 거름망(4)에 남게 되고 액체는 다시 침전조로 낙하되어 회수되는 것이다. 도면에는 도시를 생략하였으나, 필요에 따라서는 거름망(4)에 이웃하여 파쇄 침전물을 다른 곳으로 이송하기 위한 이송 컨베이어 벨트가 설치될 수 있다. 이 경우, 거름망(4)에 파쇄 침전물이 걸러져 남겨져 있는 상태에서 거름망(4)을 기울이거나 또는 기타 다양한 방법에 의해 파쇄 침전물을 이송 컨베이어 벨트 위로 배출하고, 이송 컨베이어 벨트를 작동시켜 수집 장소로 용이하게 이송할 수 있게 된다.

한편, 수집 버킷(1)이 하단에 결합된 이송관(3)은 침전조 내에 수직하게 세워져 위치하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 설치 프레임(5)이 구비될 수 있다. 도 7 및 도 8에 상세히 도시된 것처럼 설치 프레임(5)은 침전조의 개방된 상면에서 횡방향으로 연장되어 배치되는 횡지지프레임(51)과, 상기 횡지지프레임(51)의 양단에서 연직하게 배치되는 수직지지프레임(52)을 포함하여 구성될 수 있다. 횡지지프레임(51)에 인양장치(53)를 설치하여 이송관(3)을 매달고, 인양장치(53)를 횡지지프레임(51)에 따라 움직여서 이송관(3) 및 수집 버킷(1)이 침전조(200) 내의 필요한 위치에 배치되게 만들 수 있다.

침전조(200)는 종방향으로 길게 연장된 형상을 가질 수 있다. 따라서 침전조(200)의 내부에 수집 버킷(1)이 위치한 상태에서 수집 버킷(1)이 전방을 향하여 이동하면서 회전파쇄 부재(2)가 침전조의 바닥에 있는 침전물을 파쇄하면서 제거하게 된다. 이를 위하여 설치 프레임(5)은 침전조(200)의 상단에서 전후방향으로 이동가능하도록 설치될 수 있다. 도면에 예시된 실시예의 경우, 2개의 동일한 형상을 가지는 침전조(200)가 횡방향으로 이웃하게 배치되어 있다. 따라서 이 경우에는 도면에 예시된 것처럼 설치 프레임(5)의 횡지지프레임(51)을 2개의 침전조를 모두 가로지르도록 배치될 수 있다. 1개의 침전조에 대해 이송관(3)과 수집 버킷(1)을 삽입 배치하여 침전물의 제거작업을 수행한 후에는 인양장치(53)로 이송관(3)과 수집 버킷(1)을 인양하고, 횡지지프레임(51)을 따라 이송관(3)과 수집 버킷(1)을 횡방향 이동시켜서 이웃하는 다른 침전조 내에 배치한 후에 동일한 방식으로 침전물 제거작업을 수행할 수 있다. 이를 통해서 2개의 침전조에 대해 순차적으로 그리고 매우 효율적으로 침전물 제거 작업을 수행할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 침전조 내부로 직접적인 인력을 투입하지 않고서도 상당한 연직 깊이를 가지는 침전조에 대해서도 바닥에 침전되어 있는 침전물을 매우 효율적으로 그리고 깨끗하게 제거하여 청소할 수 있게 된다.

1: 수집 버킷
2: 회전파쇄 부재
3: 이송관
4: 거름망
5: 설치 프레임
6: 영상촬영장치
7: 압출부재
100: 침전물 파쇄제거 장치
200: 침전조

Claims (4)

1. 반도체 공장의 정화처리 시설의 침전조(200)의 바닥에 굳어 있거나 적층되어 있는 침전물을 파쇄하여 제거하여 청소하게 되는 침전물 파쇄제거 장치(100)로서,
   오목한 내부공간을 가지는 수집 버킷(1);
   회전축(21)과 회전 블레이드(22)를 구비하고 있어서 수집 버킷(1)의 전방에서 침전물을 파쇄하여 수집 버킷(1)의 내부공간을 향하여 밀어주는 회전파쇄 부재(2);
   수집 버킷(1)과 연결되어 파쇄된 침전물을 이송하는 이송관(3);
   이송관(3)의 상부 개방단부로부터 배출되는 것을 체가름하여 액체와 파쇄된 침전물을 구분하게 되는 거름망(4); 및
   수집 버킷(1)과 이송관(3)을 침전조(200)의 내부에서 연직하게 세워서 위치시키고 유지시키도록 침전조(200)의 상부에 구비되는 설치 프레임(5)을 포함하여 구성되어,
   침전조(200) 내부에서 전방을 향하여 진행하면서 침전조(200) 바닥의 침전물을 청소하는 것을 특징으로 하는 침전물 파쇄제거 장치.
2. 제1항에 있어서,
   수집 버킷(1)의 내부 공간에서 이송관(3)의 입구 전방에는 파쇄된 침전물을 이송관(3)의 입구로 밀어주는 압출부재(7)가 구비되어 있고;
   이송관(3)의 내부에는 이송스크류(30)가 구비되어 있어서, 파쇄된 침전물을 회전에 의해 상부로 이송하는 것을 특징으로 하는 침전물 파쇄제거 장치.
3. 삭제
4. 침전조(200) 내부에서 전방을 향하여 진행하면서 침전조의 바닥에 굳어 있거나 적층되어 있는 침전물을 파쇄하여 제거하여 청소하는 방법으로서,
   청구항 제1항 또는 제2항에 따른 침전물 파쇄제거 장치(100)를 이용하는 것을 특징으로 하는 침전물 파쇄제거 방법.

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