KR102586340B1 - 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템 - Google Patents

선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템에 관한 것으로서, 소정의 염화 입자와 용해액이 교반되어 염수 용액이 제조되는 공간을 제공하는 챔버 유닛; 챔버 유닛으로 용해액을 제공하는 인렛 유닛; 용해액을 선택적으로 토출하여 챔버 유닛 내부에 와류가 형성되도록 하는 플로우 생성 유닛; 챔버 유닛의 상부로부터 하향 이동하는 소정의 염화 입자를 향해 용해액을 선택적으로 분사하는 노즐 유닛; 챔버 유닛의 내부에 선택적으로 배치되어 용해액이 고르게 교반되도록 하는 로테이팅 유닛; 챔버 유닛 내의 용해액의 농도를 선택적으로 측정하여 소정의 농도 정보를 산출하는 센싱 유닛; 및 소정의 농도 정보를 제공받아, 유저로 하여금 용해액의 농도를 선택적으로 콘트롤하도록 하는 콘트롤 유닛을 포함하는 기술적 사상을 개시한다.

Description

선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템{System of solution for snow removal production with function of selectively regulating concentration}
본 발명은 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 염수 용액을 제조하기 위하여 챔버 내에 와류를 발생시켜 염화 입자와 용해액이 교반되도록 하며, 교반된 용해액의 염도 농도를 측정하고 자동으로 조절하면서 연속적으로 염수 용액을 제조하는 시스템에 관한 기술 분야이다.
제설은 겨울철에 눈이 내림에 따라서 교통이나 장소의 확보를 위한 목적으로 눈이나 얼음을 없애는 행위로 정의할 수 있다.
제설작업의 가장 중요한 목표는 도로의 통행을 유지하는 것이다.
겨울철 짧은 시간 동안 많은 눈이 내릴 때 도로 제설이 제대로 되지 않을 경우, 도로 빙판화에 따른 교통사고가 급증하고 교통이 마비되는 등 적설 피해가 발생한다.
대부분의 제설 작업은 기계 장비에 의하여 이루어지며 제설 시스템에 따라서 눈을 밀어내고, 쓸고, 불어내고, 녹이게 된다.
일반적으로 제설 작업은 제설 차량을 활용하여 주로 염화 칼슘이나 소금 같은 제설제를 살포하게 된다.
그러나, 건식 제설제를 지면에 살포하면 제설제가 지면에서 구르게 되어 원하는 위치에 포설하기 어려우며 제설 효과가 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 염화 칼슘 혹은 염화 나트륨을 몰에 녹이는 과정에는 많은 시간이 소요되며, 염화 칼슘 혹은 염화 나트륨을 안정적인 양으로 공급하기 위해서는 제설액 제조에 대한 필수적으로 교반이 이루어져야 한다.
이와 관련된 선행 특허문헌의 예로서 “제설제 교반 장치 (등록번호 제10-0676406호, 이하 특허문헌1이라 한다.)”이 존재한다.
특허문헌1에 따른 발명의 경우, 외부로부터 투입된 물과 상단의 개구부를 통해 투입된 제설제를 제공받아 저장하는 교반탱크; 교반탱크의 내부 일측에 설치되되 투입된 제설제에 포함된 이물질을 걸러냄과 아울러 투입된 제설제 덩어리를 포집하는 여과부재; 교반탱크에 저장된 물과 제설제를 소정의 프로펠러와 모터를 통해 교반하는 교반수단; 교반탱크의 개구부의 상단 일측에 설치되되 외부로부터 공급된 제설제 포대를 절개함에 따라 쏟아진 제설제를 도어를 통해 교반탱크의 여과부재로 배출하는 제설제투입부재; 교반탱크의 하단에 연결된 배수라인 상에 설치되어 교반된 제설제 수용액을 배수라인을 통해 외부로 배출하는 오토밸브; 오토밸브를 통해 배출되는 제설제 수용액에 포함된 이물질을 2차로 필터링하는 필터부재; 필터부재를 통해 배출되는 제설제 수용액을 소정의 배출라인을 통해 외부의 저장탱크로 전달하는 이송펌프; 및 소정의 입력명령이나 설정프로그램에 따라 교반수단, 오토밸브 및 이송펌프 등의 작동을 순차적으로 제어하는 컨트롤러;로 이루어져 있다.
또 다른 특허문헌의 예로서 "제설용 염수용액 제조장치(등록번호 제10-2351797호, 이하 특허문헌 2라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌 2에 따른 기술적 사상은, 제설용 염수용액 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단일의 장치에 염화칼슘과 물을 모두 투입하고, 혼합과 파쇄가 자동적으로 진행되어 염수제조시간을 단축시킬수 있음과 동시에, 장치 전체의 규모를 기존에 비해 작게 구성하여 다양한 장소에 설치가 가능토록 구성하여, 사용에 제한이 없도록 하는 제설용 염수용액 제조장치에 관한 것이다.
또 다른 특허문헌의 예로서 "염수 제조시간을 단축한 염수 제조장치(등록번호 제10-1535562호, 이하 특허문헌3이라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌 3의 발명에 따르면, 교반탱크 내의 마이크로버블 챔버의 내부에 설치된 회전날개가 애지테이터와 함께 연동 회전하는 과정에서 상기 마이크로버블 챔버의 내부로 유입된 외부 공기가 교반탱크의 내부로 방출할 때 마이크로버블로 변환되면서 염수와의 충돌을 통해 용해력을 높일 수 있도록 하고, 상기 교반탱크의 내주면에 간격을 두고 경사상으로 설치된 다수의 나선형 베플판을 따라 염수가 경사상으로 상승 유동하면서 더욱 골고루 교반될 수 있도록 함을 발명의 특징으로 한다.
기존 특허 문헌들의 경우, 제설액을 교반하기 위하서 교반 탱크 내에 미리 물을 수용해서 준비하여야 하므로 물을 수용하는 시간, 교반하는 시간, 제설액 이동 시간에 대한 시간적 제약이 존재한다는 단점이 있으며, 작업자가 염수 탱크에 설치된 염도를 직접 확인해야 한다는 문제점이 존재한다.
등록번호 제10-0676406호 등록번호 제10-2351797호 등록번호 제10-1535562호
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결하고자 하는 과제를 제시한다.
첫째, 와류 장치를 이용하여 염도 농도를 자동으로 조절하여 염수 용액을 제조하고자 한다.
둘째, 염수 탱크 내부에 염도 센서가 설치되어, 염수 용액의 염도를 실시간으로 측정하고 염수 용액의 농도를 선택적으로 조절할 수 있도록 한다.
셋째, 염수 탱크 내부의 유량을 감지하여 만수위가 되면 자동으로 저장탱크로 이송하여 연속적인 염수 제조가 이루어지도록 한다.
본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템은 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템은 소정의 염화 입자와 용해액이 교반되어 염수 용액이 제조되는 공간을 제공하는 챔버 유닛(chamber unit); 상기 챔버 유닛에 인접하게 배치되어, 상기 챔버 유닛으로 용해액을 제공하는 인렛 유닛(inlet unit); 상기 챔버 유닛 내부에 배치되어 상기 인렛 유닛으로부터 상기 용해액을 제공받아, 상기 용해액을 선택적으로 토출하여 상기 챔버 유닛 내부에 와류가 형성되도록 하는 플로우 생성 유닛; 상기 챔버 유닛의 내부에 배치되어, 상기 챔버 유닛의 상부로부터 하향 이동하는 상기 소정의 염화 입자를 향해 상기 용해액을 선택적으로 분사하는 노즐 유닛(nozzle unit); 상기 챔버 유닛의 내부에 선택적으로 배치되어 상기 용해액이 고르게 교반되도록 하는 로테이팅 유닛(rotating unit); 상기 챔버 유닛의 내부에 구비되어 상기 챔버 유닛 내부의 상기 용해액의 농도를 선택적으로 측정하여 소정의 농도 정보를 산출하는 센싱 유닛(sensing unit); 및 상기 센싱 유닛으로부터 상기 소정의 농도 정보를 제공받아, 유저로 하여금 상기 용해액의 농도를 선택적으로 콘트롤하도록 하는 콘트롤 유닛(control unit)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 상기 플로우 생성 유닛은, 상기 챔버 유닛의 일측에 수직하게 배치되어 상기 용해액이 상기 챔버 유닛 내부로 유입되도록 하는 관로를 제공되는 파이프부; 및 상기 파이프부의 외주면으로부터 돌출 형성되어 상기 챔버 유닛 내부로 상기 용해액을 선택적으로 토출하는 복수 개의 슈팅부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 상기 복수 개의 슈팅부는, 상기 파이프부의 외주면으로부터 층상으로 병렬적으로 배치되며 미리 설정된 방향으로 상이하게 돌출 형성됨에 따라서 상기 용해액을 토출하여 상기 챔버 유닛 내에서 와류를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 상기 노즐 유닛은, 상기 챔버 유닛의 상부를 향해 돌출 형성되어, 상기 챔버 유닛의 상부로부터 낙하하는 상기 소정의 염화 입자를 향하여 상기 용해액을 선택적으로 분사하는 제1노즐부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 상기 노즐 유닛은, 상기 챔버 유닛의 하부를 향해 돌출 형성되어 상기 슈팅부로부터 형성된 와류를 향하여 분사하여, 상기 용해액이 고르게 믹싱되도록 하는 제2노즐부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 상기 센싱 유닛은, 상기 챔버 유닛 내부에 배치되어 상기 챔버 유닛 내부의 상기 용해액의 농도를 측정하여 소정의 농도 정보를 산출하는 농도 센싱부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 상기 농도 센싱부는, 상기 챔버 유닛 내부를 임의 구획하여 복수 개의 미리 설정된 영역을 세팅하고, 상기 복수 개의 미리 설정된 영역 별로 상기 소정의 농도 정보를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 상기 콘트롤 유닛은, 상기 유저로 하여금 상기 용해액의 미리 결정된 농도 정보가 입력되도록 하는 유저 입력부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 상기 콘트롤 유닛은, 상기 농도 센싱부로부터 측정된 상기 소정의 농도 정보를 토대로, 상기 용해액이 상기 소정의 농도 정보에서 상기 유저로부터 입력된 상기 미리 결정된 농도가 되도록 상기 인렛 유닛으로부터 상기 용해액이 선택적으로 유입되도록 하는 인렛 콘트롤부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 상기 콘트롤 유닛은, 상기 복수 개의 미리 설정된 영역 중 적어도 하나 이상의 상기 미리 설정된 영역의 상기 소정의 농도 정보가 상기 미리 결정된 농도 정보 이상 또는 이하가 측정되면, 상기 미리 설정된 영역에 와류를 형성하도록 상기 슈팅부의 토출 세기 또는 토출 방향을 선택적으로 조절하여 와류를 형성하는 슈팅 콘트롤부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 상기 로테이팅 유닛은, 상기 챔버 유닛의 상부에 배치되어 상기 로테이팅 유닛이 회전하기 위한 동력을 제공하는 로테이팅 모터(rotating motor)부; 및 상기 챔버 유닛의 상부로부터 장방향으로 축이 형성되어 상기 로테이팅 모터부로부터 동력을 제공받아 상기 축의 방향으로 회전하는 로테이팅 샤프트(rotating shaft)부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 상기 로테이팅 유닛은, 상기 로테이팅 샤프트부의 중앙부에 수평하게 돌출 형성되어 상기 로테이팅 샤프트부의 회전에 의하여 상기 용해액이 교반되도록 하는 미들 아지테이팅(middle agitating)부; 및 상기 로테이팅 샤프트부의 하부에 선택적으로 제공되어 미리 설정된 앵글로 돌출 형성되어 상기 로테이팅 샤프트부의 회전에 상기 용해액이 교반되도록 하는 언더 아지테이팅(under agitating)부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 챔버 내에 와류가 발생되어 와류를 통한 염화 입자와 용해액이 교반이 이루어지도록 하여 염수 용액을 제조할 수 있게 된다.
둘째, 유저가 원하고자 하는 염수 농도를 입력하고 용해액을 유입하거나 와류를 형성하여 염수 용액의 농도를 선택적으로 조절할 수 있게 된다.
셋째, 챔버 내부의 각각의 영역 별로 농도를 감지하고, 용해액을 유입하거나 와류를 선택적으로 형성하여 유저가 원하고자 하는 농도를 얻을 수 있게 된다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 단면도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 제2단면도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 플로우 생성 유닛 및 노즐 유닛의 부분 확대도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 센싱 유닛이 도시된 부분 확대도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 농도 센싱부에 따라 복수 개의 미리 설정된 영역이 구획된 것을 도시한 단면도이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 슈팅 콘트롤부의 개념도이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 인렛 콘트롤부의 개념도이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 센싱 유닛의 블록도이다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 콘트롤 유닛의 블록도이다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 로테이팅 유닛의 부분 확대도이다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 단면도이다. 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 제2단면도이다. 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 플로우 생성 유닛 및 노즐 유닛의 부분 확대도이다. 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 센싱 유닛이 도시된 부분 확대도이다. 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 농도 센싱부에 따라 복수 개의 미리 설정된 영역이 구획된 것을 도시한 단면도이다. 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 슈팅 콘트롤부의 개념도이다. 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 인렛 콘트롤부의 개념도이다. 도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 센싱 유닛의 블록도이다. 도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 콘트롤 유닛의 블록도이다. 도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 로테이팅 유닛의 부분 확대도이다.
종래의 염수 용액 제조 장치의 경우, 작업자가 염수 탱크에 설치된 염도계에서 염도를 직접 확인하면서 제조를 해야 된다는 번거로움이 있으며, 정확성과 내구성이 떨어진다는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 경우, 도1에 도시된 바와 같이, 와류 장치를 이용하여 염화 입자와 용해액을 교반시키며, 교반된 염수 용액의 염도 농도를 자동으로 조절하면서 작업자가 원하고자 하는 염수 용액을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 경우, 도2에 도시된 바와 같이, 챔버 유닛(chamber unit, 10), 인렛 유닛(inlet unit, 100), 플로우 생성 유닛(200), 노즐 유닛(nozzle unit, 300), 센싱 유닛(sensing unit, 400), 콘트롤 유닛(control unit, 500), 및 로테이팅 유닛(rotating unit, 600)을 포함하게 된다.
먼저, 챔버 유닛(10)의 경우, 도1및 도2에 도시된 바와 같이, 소정의 염화 입자와 용해액이 교반되어 염수 용액이 제조되는 공간을 제공하는 구성이다.
챔버 유닛(10)은 소정의 염화 입자, 예컨대, 염화 칼슘, 염화 칼륨, 염화 나트륨, 염화 마그네슘 등과 같은 제설제로서 정의할 수 있으며, 용해액은 예컨대 물로서, 소정의 염화 입자는 용질이 되며 용해액은 용매가 되어 염수 용액을 제조할 수 있게 된다.
챔버 유닛(10)은 염수 용액을 제조하기 위한 공간을 형성하여 내부에서 소정의 염화 입자와 용해액의 교반이 이루어지며, 목적하는 염도 농도의 용해액, 즉 염수 용액이 생성되면 외부로 염수 용액을 이송하게 된다.
이때, 챔버 유닛(10)에서 교반되어 완성된 용해액이 만수위가 되면 완성된 용해액을 자동으로 저장 탱크로 이동시켜 연속적으로 염수 용액을 제조할 수 있도록 한다.
아울러, 챔버 유닛(10)은 용량의 경우 4000L, 5000L, 6000L, 7000L 등 다양하게 제공될 수 있으며, 그 용량에는 제한이 없는 것이 바람직하다.
챔버 유닛(10)의 상부에는 호퍼 유닛(20)과 글라인딩 유닛(30)이 존재한다.
호퍼 유닛(20)은 도1및 도2에 도시된 바와 같이, 챔버 유닛(10)의 상부에 배치되어, 외부로부터 소정의 염화 입자를 제공받아 수용하며, 소정의 염화 입자가 챔버 유닛(10)으로 제공될 수 있도록 한다.
호퍼 유닛(20)은 염화 입자를 담은 포대를 절개하기 위하여 역 V자 형태의 형상을 구비한 절개부(미도시)가 제공된다.
호퍼 유닛(20)의 용량의 경우에도 다양한 크기로 형성되며 그 용량은 제한되지 않는 것이 바람직하다.
글라인딩 유닛(30)의 경우, 도1및 도2에 도시된 바와 같이, 챔버 유닛(10)의 상부 중 호퍼 유닛(20)의 하부에 배치되어 호퍼 유닛(20)으로부터 소정의 염화 입자를 제공받아 소정의 염화 입자를 분쇄하기 위한 구성이다.
글라인딩 유닛(30)은 복수 개의 블레이드(blade)가 구비되어, 복수 개의 블레이드가 회전하면서 소정의 염화 입자를 분쇄하며, 분쇄된 소정의 염화 입자는 챔버 유닛(10)으로 이동되도록 한다.
또한, 챔버 유닛(10)에는 도2에 도시된 바와 같이, 드레인 밸브(101), 분사 노즐 밸브(102), 염수 이송 밸브(103), 클린 밸브(104)가 구비된다.
드레인 밸브(101)는 잔여물을 드레인하여 제거할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
분사 노즐 밸브(102)의 경우, 노즐 유닛(300)으로 제공되는 용해액의 주입을 조절할 수 있는 기능을 수행한다.
염수 이송 밸브(103)의 경우, 목적하고자 하는 염수 용액이 제조되면, 염수 탱크로 보관하기 위하여 이송하는데 관여하는 구성이다.
클린 밸브(104)의 경우, 챔버 유닛(10) 내에 보관 중인 용해액을 이용하여 호퍼 유닛(20)이나 글라인딩 유닛(30)을 청소하는데 관여하는 구성이다.
인렛 유닛(100)의 경우, 도1및 도2에 도시된 바와 같이, 챔버 유닛(10)에 인접하게 배치되어 챔버 유닛(10)으로 용해액을 제공하는 구성이다.
인렛 유닛(100)은 챔버 유닛(10)의 일측에 구비되어, 외부로부터 용해액(물)을 챔버 유닛(10)으로 투입되도록 하는 구성이다.
인렛 유닛(100)은 후술하게 될 콘트롤 유닛(500)과 상호 연동되어 챔버 유닛(10) 내의 용해액의 농도와 유량에 따라서 자동으로 용해액을 제공할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
플로우 생성 유닛(200)의 경우, 도3에 도시된 바와 같이, 챔버 유닛(10) 내부에 배치되어 인렛 유닛(100)으로부터 용해액을 제공받아 용해액을 선택적으로 토출하여 챔버 유닛(10) 내부에 와류가 형성되도록 하는 구성이다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 플로우 생성 유닛(200)의 경우, 파이프(pipe)부(210) 및 슈팅(shooting)부(220)를 포함하게 된다.
먼저, 파이프부(210)의 경우, 챔버 유닛(10)의 일측에 수직하게 배치되어 용해액이 챔버 유닛(10) 내부로 유입되도록 하는 관로를 제공하는 구성이다.
파이프부(210)는 인렛 유닛(100)과 연동되어, 인렛 유닛(100)으로부터 용해액을 제공받아, 챔버 유닛(10)으로 용해액이 이동될 수 있도록 하는 내부 관로의 역할을 수행하게 된다.
슈팅부(220)의 경우, 파이프부(210)의 외주면으로부터 돌출 형성되어 챔버 유닛(10) 내부로 용해액을 선택적으로 토출하는 복수 개의 구성이다.
복수 개의 슈팅부(220)는 파이프부(210) 상에서 층상으로 배치되어, 복수 개의 슈팅부(220) 각각은 병렬적으로 제공되어, 각각의 슈팅부(220)를 통하여 용해액이 독립적으로 토출되도록 한다.
또한, 파이프부(210)의 외주면으로부터 병렬적으로 배치된 복수 개의 슈팅부(220)는 미리 설정된 방향으로 돌출 형성되며, 각각의 미리 설정된 방향으로 돌출 형성된 슈팅부(220)는 독립적으로 용해액을 토출하여 챔버 유닛(10) 내에서 와류를 형성하도록 한다.
노즐 유닛(300)의 경우, 도3에 도시된 바와 같이, 챔버 유닛(10)의 내부에 배치되어 챔버 유닛(10)의 상부로부터 하향 이동하는 소정의 염화 입자를 향해 용해액을 선택적으로 분사하는 구성이다.
노즐 유닛(300)은 챔버 유닛(10) 내부의 상부에 배치되어, 하향 낙하하는 소정의 염화 입자를 향하여 수분이 분사되도록 하는 기능을 수행하게 된다.
노즐 유닛(300)으로부터 용해액에 분사됨에 따라서 소정의 염화 입자의 표면에 수막이 형성될 수 있으며, 용해액의 타격에 의하여 소정의 염화 입자는 공기 중에서 용해가 될 수도 있게 된다.
즉, 노즐 유닛(300)은 챔버 유닛(10)의 상부 또는 하부에 대한 위치 배치 및 분사 방향을 선택적으로 조절하여 용해액을 분사하는 구성이다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 노즐 유닛(300)의 경우, 제1노즐부(310) 및 제2노즐부(320)를 포함하게 된다.
제1노즐부(310)의 경우, 챔버 유닛(10)의 상부를 향해 돌출 형성되어 챔버 유닛(10)의 상부로부터 낙하하는 소정의 염화 입자를 향하여 용해액을 제1방향으로 선택적으로 분사하는 구성이다.
제2노즐부(320)의 경우, 소정의 염화 입자를 향하여 용해액을 분사하는 역할을 수행하는 동시에 챔버 유닛(10)의 하부를 향해 돌출 형성되어 슈팅부(220)로부터 형성된 와류를 향하여 용해액을 제2방향으로 분사하여 용해액이 고르게 믹싱되도록 하는 구성이다.
제1노즐부(310)와 제2노즐부(320)는 소정의 염화 입자를 향해 용해액을 분사하긴 하나, 각각 서로 상이한 방향으로 돌출 형성된다. 여기서 말하는 제1노즐부(310)의 제1방향은 챔버 유닛(10)의 상부에 도달하여 글라인딩 유닛(30)으로부터 배출되는 소정의 염화 입자에 도달할 수 있는 방향이며, 제2노즐부(320)의 제2방향은 챔버 유닛(10)의 하부에 도달하여 소정의 염화 입자 및 와류에 도달할 수 있는 방향으로 정의할 수 있다.
제2노즐부(320)는 제1노즐부(310)로부터 분사된 용해액에 노출되지 않은 소정의 염화 입자를 향해 제2방향으로 용해액을 분사함으로써 최대한 많은 양의 소정의 염화 입자가 용해액에 노출될 수 있도록 한다.
뿐만 아니라, 제2노즐부(320)는 복수 개의 슈팅부(220)로부터 형성된 와류를 향하여 용해액을 분사할 수 있으며, 이를 통해서 와류가 크게 형성된 곳과 적게 형성된 곳의 농도 편차를 줄이고 챔버 유닛(10) 내부에서 용해액의 농도가 고르게 형성될 수 있도록 한다.
센싱 유닛(400)의 경우, 챔버 유닛(10)에 구비되어 챔버 유닛(10) 내부의 용해액 농도를 선택적으로 측정하여 농도 정보를 산출하는 구성이다.
또한, 센싱 유닛(400)은 챔버 유닛(10) 내부로 유입된 용해액의 유량 정보와 수위 정보를 측정할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 센싱 유닛(400)의 경우, 도8에 도시된 바와 같이, 농도 센싱부(410), 및 유량 센싱부(420), 레벨 센싱부(430)를 포함하게 된다.
먼저, 농도 센싱부(410)의 경우, 챔버 유닛(10) 내부에 배치되어 챔버 유닛(10) 내부의 용해액의 농도를 측정하여 소정의 농도 정보를 산출하는 복수 개의 구성이다.
복수 개의 농도 센싱부(410)로부터 측정된 소정의 농도 정보는 유저에게 제공되어, 유저로 하여금 실시간으로 교반 중인 용해액의 염도 농도를 확인할 수 있도록 하는 효과를 얻게 된다.
또한, 농도 센싱부(410)는 챔버 유닛(10)의 내벽과 하부면에 적어도 하나 이상 설치되어, 챔버 유닛(10) 전체의 소정의 농도 정보를 산출할 수도 있으며, 챔버 유닛(10) 중 일부 영역의 소정의 농도 정보를 선택적으로 산출할 수 있게 된다.
보다 자세하게는 복수 개의 농도 센싱부(410)는 도5에 도시된 바와 같이, 챔버 유닛(10) 내부를 임의 구획하여 복수 개의 미리 설정된 영역을 세팅하고, 복수 개의 미리 설정된 영역 별로 소정의 농도 정보를 산출하도록 한다.
여기서 말하는 복수 개의 미리 설정된 영역은 실제 챔버 유닛(10) 상에서 육안으로 확인되지 않는 가상의 영역에 해당되는 개념적인 영역으로 정의할 수 있으며, 소정의 농도 정보가 측정됨에 따라서 전산상에서 확인 가능할 수 있게 된다.
복수 개의 미리 설정된 영역은 목적하는 바에 따라서 선택적으로 확장되며, 그 크기와 개수에는 제한이 없도록 한다.
농도 센싱부(410)는 복수 개의 미리 설정된 영역 별로 소정의 농도 정보를 산출할 수 있으며, 각각의 미리 설정된 영역 별로 소정의 농도 정보의 편차가 존재할 경우, 소정의 염화 입자와 용해액의 교반이 일부 영역에서만 이루어지는 것으로 확인할 수 있게 된다.
즉, 농도 센싱부(410)로부터 산출된 복수 개의 미리 설정된 각각의 영역 별로 소정의 농도 정보를 산출하여 유저로 하여금 챔버 유닛(10) 내부에서 교반이 이루어지지 않는 곳을 파악할 수 있도록 하여, 플로우 생성 유닛(200) 또는 노즐 유닛(300)을 콘트롤할 수 있도록 한다.
아울러, 도5에 도시된 바와 같이, 복수 개의 미리 설정된 영역에는 소정의 주소가 할당될 수 있으며, 소정의 주소에는 챔버 유닛(10) 내에서의 위치에 대한 정보가 포함되며, 문자와 숫자의 조합으로 이루어지도록 한다.
복수 개의 슈팅부(220)는 소정의 주소가 할당된 복수 개의 미리 설정된 영역 별로 용해액을 선택적으로 토출할 수 있도록 한다.
이를 위하여 복수 개의 슈팅부(220)는 각각 복수 개의 미리 설정된 영역과 상호 매칭되도록 하는 것이 바람직하다.
유량 센싱부(420)의 경우, 인렛 유닛(100)에 인접하게 배치되어, 인렛 유닛(100)을 통하여 유입되는 용해액의 유량 정보를 산출하도록 한다.
레벨 센싱부(430)의 경우, 챔버 유닛(10) 내에 농도 센싱부(410)에 인접하게 제공되어, 챔버 유닛(10) 내 수위를 측정하도록 한다.
콘트롤 유닛(500)의 경우, 센싱 유닛(400)으로부터 소정의 농도 정보를 제공받아, 유저로 하여금 용해액의 농도를 선택적으로 콘트롤하도록 하는 구성이다.
콘트롤 유닛(500)은 챔버 유닛(10), 인렛 유닛(100), 플로우 생성 유닛(200), 노즐 유닛(300), 센싱 유닛(400) 등 각각의 유닛들과 상호 연동되어, 용해액의 교반을 콘트롤할 수 있도록 한다.
또한, 콘트롤 유닛(500)의 유저의 단말기와 연동되어, 유저로 하여금 유저의 단말기를 활용하여 각각의 유닛들을 콘트롤하여 작업자가 작업 현장에 가지 않더라도 제조 및 관리할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
여기서 말하는 유저의 단말기는 염수 용액 제조가 진행되는 작업 현장의 단말기 또는 작업자가 소지하여 데이터를 입력하고 전송하고 송수신하는 기능을 수행하는 입출력장치로서, 관리자가 사용하는 스마트폰, pc, 태블릿, 노트북 모바일 등의 단말기가 될 수 있을 뿐만 아니라, 작업 현장에서 관리자가 조작할 수 있는 단말기로서 정의하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 콘트롤 유닛(500)의 경우, 도9에 도시된 바와 같이, 유저 입력부(510), 인렛 콘트롤(inlet control)부(520), 슈팅 콘트롤(shooting control)부(530)를 포함하게 된다.
유저 입력부(510)의 경우, 유저로 하여금 용해액의 미리 결정된 농도 정보가 입력되도록 하는 구성이다.
여기서 말하는 미리 결정된 농도 정보는 유저가 최종적으로 제조하고자 하는 염수 용액의 염도 농도로서 정의할 수 있으며, 미리 결정된 농도 정보는 유저에 의하여 목적하는 바에 따라서 선택적으로 세팅되도록 한다.
유저 입력부(510)에서 입력되는 미리 결정된 농도 정보는 염도 농도 측정 공식을 기반으로 얻을 수 있게 되는 것이 바람직하다.
인렛 콘트롤부(520)의 경우, 농도 센싱부(410)로부터 측정된 소정의 농도 정보를 토대로 용해액이 소정의 농도에서 미리 결정된 농도 정보가 되도록 인렛 유닛(100)으로부터 용해액이 선택적으로 유입되도록 하는 구성이다.
인렛 콘트롤부(520)는 소정의 농도 정보에 기초하여 용해액을 선택적으로 주입함으로써 챔버 유닛(10) 내부의 용해액의 농도를 선택적으로 조절할 수 있도록 한다.
도7에 도시된 바와 같이, 유저로부터 입력된 미리 결정된 농도 정보가 10%이며, 현재 소정의 농도 정보가 15%일 경우, 인렛 유닛(100)으로부터 용해액이 주입되도록 하여 챔버 유닛(10) 내부의 용해액의 농도를 10%으로 세팅되도록 하여 오차범위 0.5%의 고품질의 염수용액을 제조할 수 있도록 한다.
슈팅 콘트롤부(530)의 경우, 복수 개의 미리 설정된 영역 중 적어도 하나 이상의 미리 설정된 영역의 소정의 농도 정보가 미리 결정된 농도 정보 이상 또는 이하로 측정되면, 미리 설정된 영역에 와류를 형성하도록 슈팅부(220)의 토출 세기 또는 토출 방향을 선택적으로 조절하는 구성이다.
예컨대, 도6에 도시된 바와 같이, 슈팅 콘트롤부(530)는 복수 개의 미리 설정된 영역의 소정의 농도 정보를 제공받으며, 복수 개의 미리 설정된 영역 중, 미리 설정된 농도 와류 형성이 필요한 영역에 선택적으로 용해액을 선택적으로 토출할 수 있도록 한다.
이를 위하여 사전에 복수 개의 슈팅부(220)는 각각은 복수 개의 미리 설정된 영역에 타겟팅 되도록 하여, 와류 형성이 필요한 영역별로 복수 개의 슈팅부(220)를 선택적으로 작동될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
즉 콘트롤 유닛(500)을 통해, 용해액의 소정의 농도 정보가 미리 결정된 농도 정보가 될 수 있도록 하여 목적하는 염수 용액을 제조하며, 유량 센싱부(420)로부터 산출된 유량 정보에 따라서 유량 정보가 챔버 유닛(10)의 최대 교반 용량이 되면, 즉, 만수위가 되면, 미리 결정된 농도 정보가 된 용해액을 저장 탱크로 이동시키도록 하여 연속적으로 염수 제조가 가능하도록 한다.
로테이팅 유닛(600)의 경우, 챔버 유닛의 내부의 중심부에 선택적으로 배치되어 회전 운동을 함에 따라서 용해액이 고르게 교반되도록 하는 구성이다.
본 발명에 따른 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템의 로테이팅 유닛(600)은 도10에 도시된 바와 같이, 로테이팅 모터(rotating motor)부(610), 로테이팅 샤프트(rotating shaft)부(620), 미들 아지테이팅(middle agitating)부(630) 및 언더 아지테이팅(under agitating)부(640)를 포함하게 된다.
로테이팅 모터부(610)의 경우, 챔버 유닛(10)의 상부에 배치되어 상기 로테이팅 유닛(600)이 회전하기 위한 동력을 제공하는 구성이다.
로테이팅 샤프트부(620)의 경우, 챔버 유닛(10)의 상부로부터 장방향으로 축이 형성되어 로테이팅 모터부(610)로부터 동력을 제공받아 축의 방향으로 회전하는 구성이다.
미들 아지테이팅부(630)의 경우, 로테이팅 샤프트부(620)의 중앙부에 수평하게 돌출 형성되어 로테이팅 샤프트부(620)의 회전에 의하여 용해액이 교반되도록 하는 구성이다.
언더 아지테이팅부(640)의 경우, 로테이팅 샤프트부(620)의 하부에 선택적으로 제공되어 미리 설정된 앵글로 돌출 형성되어 로테이팅 샤프트부(620)의 회전에 용해액이 교반되도록 하는 구성이다.
언더 아지테이팅부(640)은 챔버 유닛(10)의 하부에서 회전함에 따라서, 챔버 유닛(10) 하부에 존재하는 소정의 염화 입자와 용해액이 믹싱될 수 있도록 한다.
이때, 언더 아지테이팅부(640)는 한 쌍의 언더 윙부(641)로 구성되어, 한 쌍의 언더 윙부(641) 중 일측의 언더 윙부(641a)가 미리 설정된 앵글로 형성되면, 타측의 언더 윙부(641b) 미리 설정된 앵글에 대칭되도록 형성된다.
즉, 한 쌍의 언더 윙부(641)는 대칭되도록 형성되며, 미리 설정된 앵글을 유지하면서 회전함에 따라서 챔버 유닛(10)의 하부에 가라앉은 소정의 염화 입자의 운동을 발생시켜, 용해될 수 있도록 한다.
본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.
10: 챔버 유닛
20: 호퍼 유닛
30: 글라인딩 유닛
100: 인렛 유닛
200: 플로우 생성 유닛
210: 파이프부
220: 슈팅부
300: 노즐 유닛
310: 제1노즐부
320: 제2노즐부
400: 센싱 유닛
410: 농도 센싱부
420: 유량 센싱부
430: 레벨 센싱부
500: 콘트롤 유닛
510: 유저 입력부
520: 인렛 콘트롤부
530: 슈팅 콘트롤부
600: 로테이팅 유닛
610: 로테이팅 모터부
620: 로테이팅 샤프트부
630: 미들 아지테이팅부
640: 언더 아지테이팅부

Claims (10)

  1. 소정의 염화 입자와 용해액이 교반되어 염수 용액이 제조되는 공간을 제공하는 챔버 유닛(chamber unit);
    상기 챔버 유닛에 인접하게 배치되어, 상기 챔버 유닛으로 용해액을 제공하는 인렛 유닛(inlet unit);
    상기 챔버 유닛 내부에 배치되어 상기 인렛 유닛으로부터 상기 용해액을 제공받아, 상기 용해액을 선택적으로 토출하여 상기 챔버 유닛 내부에 와류가 형성되도록 하는 플로우 생성 유닛;
    상기 챔버 유닛의 내부에 배치되어, 상기 챔버 유닛의 상부로부터 하향 이동하는 상기 소정의 염화 입자를 향해 상기 용해액을 선택적으로 분사하는 노즐 유닛(nozzle unit);
    상기 챔버 유닛의 내부에 선택적으로 배치되어 상기 용해액이 고르게 교반되도록 하는 로테이팅 유닛(rotating unit);
    상기 챔버 유닛에 구비되어 상기 챔버 유닛 내부의 상기 용해액의 농도를 선택적으로 측정하여 소정의 농도 정보를 산출하는 센싱 유닛(sensing unit); 및
    상기 센싱 유닛으로부터 상기 소정의 농도 정보를 제공받아, 유저로 하여금 상기 용해액의 농도를 선택적으로 콘트롤하도록 하는 콘트롤 유닛(control unit)을 포함하되,
    상기 플로우 생성 유닛은,
    상기 챔버 유닛의 일측에 수직하게 배치되어 상기 용해액이 상기 챔버 유닛 내부로 유입되도록 하는 관로를 제공되는 파이프부; 및
    상기 파이프부의 외주면으로부터 돌출 형성되어 상기 파이프부의 외주면으로부터 층상으로 병렬적으로 배치되며 미리 설정된 방향으로 돌출 형성됨에 따라서 상기 용해액을 토출하여 상기 챔버 유닛 내에서 와류를 형성하는 복수 개의 슈팅부를 포함하고,
    상기 노즐 유닛은,
    상기 챔버 유닛의 상부를 향해 돌출 형성되어, 상기 챔버 유닛의 상부로부터 낙하하는 상기 소정의 염화 입자를 향하여 상기 용해액을 선택적으로 분사하는 제1노즐부; 및
    상기 챔버 유닛의 하부를 향해 돌출 형성되어 상기 슈팅부로부터 형성된 와류를 향하여 분사하여, 상기 용해액이 고르게 믹싱되도록 하는 제2노즐부를 포함하며,
    상기 센싱 유닛은,
    상기 챔버 유닛 내부에 배치되어 상기 챔버 유닛 내부의 상기 용해액의 농도를 측정하여 소정의 농도 정보를 산출하는 농도 센싱부를 포함하되,
    상기 농도 센싱부는,
    상기 챔버 유닛 내부를 임의 구획하여 복수 개의 미리 설정된 영역을 세팅하고, 상기 복수 개의 미리 설정된 영역 별로 상기 소정의 농도 정보를 산출하고,
    상기 복수 개의 미리 설정된 영역에 소정의 주소가 할당되며, 상기 소정의 주소에는 상기 챔버 유닛 내에서의 위치에 대한 정보가 포함되며,
    상기 위치에 대한 정보는,
    문자와 숫자의 조합으로 이루어지며,
    상기 콘트롤 유닛은,
    상기 유저로 하여금 상기 용해액의 미리 결정된 농도 정보가 입력되도록 하는 유저 입력부; 및
    상기 복수 개의 미리 설정된 영역 중 적어도 하나 이상의 상기 미리 설정된 영역의 상기 소정의 농도 정보가 상기 미리 결정된 농도 정보 이상 또는 이하로 측정되면, 상기 미리 설정된 영역에 와류를 형성하도록 상기 슈팅부의 토출 세기 또는 토출 방향을 선택적으로 콘트롤하는 슈팅 콘트롤부를 포함하며,
    상기 슈팅 콘트롤부는,
    상기 복수 개의 미리 설정된 영역의 소정의 농도 정보를 제공받아, 상기 복수 개의 미리 설정된 영역 중 상기 미리 설정된 농도에 따라 와류 형성이 필요한 영역에 선택적으로 용해액을 토출하며,
    상기 복수 개의 슈팅부는,
    상기 소정의 주소가 할당된 상기 복수 개의 미리 설정된 영역별로 용해액을 선택적으로 토출할 수 있도록 하고, 각각의 상기 복수 개의 미리 설정된 영역과 상호 매칭되도록 하며, 상기 복수 개의 미리 설정된 영역에 타켓팅 되도록 하여, 와류 형성이 필요한 영역별로 상기 복수 개의 슈팅부를 선택적으로 작동되도록 하는 것을 특징으로 하는, 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 로테이팅 유닛은,
    상기 챔버 유닛의 상부에 배치되어 상기 로테이팅 유닛이 회전하기 위한 동력을 제공하는 로테이팅 모터(rotating motor)부; 및
    상기 챔버 유닛의 상부로부터 장방향으로 축이 형성되어 상기 로테이팅 모터부로부터 동력을 제공받아 상기 축의 방향으로 회전하는 로테이팅 샤프트(rotating shaft)부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 로테이팅 유닛은,
    상기 로테이팅 샤프트부의 중앙부에 수평하게 돌출 형성되어 상기 로테이팅 샤프트부의 회전에 의하여 상기 용해액이 교반되도록 하는 미들 아지테이팅(middle agitating)부; 및
    상기 로테이팅 샤프트부의 하부에 선택적으로 제공되어 미리 설정된 앵글로 돌출 형성되어 상기 로테이팅 샤프트부의 회전에 상기 용해액이 교반되도록 하는 언더 아지테이팅(under agitating)부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템.
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  9. 제1항에 있어서, 상기 콘트롤 유닛은,
    상기 농도 센싱부로부터 측정된 상기 소정의 농도 정보를 토대로, 상기 용해액이 상기 소정의 농도 정보에서 상기 유저로부터 입력된 상기 미리 결정된 농도가 되도록 상기 인렛 유닛으로부터 상기 용해액이 선택적으로 유입되도록 하는 인렛 콘트롤부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 선택적 농도 조절이 가능한 와류 방식의 염수 용액 제조 시스템.

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