KR102645795B1 - 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 실험실에서 발생되는 폐액이 저장되고, 배기구가 구비되는 저장통; 상기 저장통이 착탈 가능하게 안착되고, 투입구가 구비되어 상기 저장통과 상기 투입구가 연결되는 본체부재; 상기 투입구와 상기 저장통 사이에 구비되도록 상기 본체부재에 설치되고, 상기 투입구를 통해 공급되는 폐액이 저장되는 챔버; 상기 챔버에 저장되는 신규 폐액을 미소량 상기 저장통에 공급하여 반응 여부를 검사토록 하는 공급부; 및 상기 공급부의 작동에 의해 신규 폐액이 상기 저장통에 공급된 후에 신규 폐액과 기존 폐액 사이에서 반응이 발생되는지 판단하는 반응감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치 및 이의 제어방법 {Waste liquid storage system with explosion protection and control method thereof}
본 발명은 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 폐액이 저장통에 주입되면 기존의 폐액과 신규 폐액이 혼합되기 전에 챔버에 보관된 후에 미소량의 신규 폐액을 저장통이 공급하면서 반응여부를 확인하고, 반응 없이 신규 폐액이 저장되면 챔버에 보관된 신규 폐액 전체가 저장통으로 공급되어 신규 폐액이 급격하게 저장통에 공급되면서 기존의 폐액과 반응하여 폭발되는 것을 방지할 수 있는 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 크린룸, 화학실험실 등의 폐액발생처로부터 배출되는 산성 또는 알칼리성 폐액, 할로겐족 또는 비할로겐족 유기용제 등의 폐액들이 제대로 수거되어 처리되지 아니할 경우 환경을 오염시키고 인체에 유해하다는 것은 주지된 사실이다.
근래에는 전 세계적으로 환경문제에 대해 매우 민감한 추세에 있기 때문에 산성 또는 알칼리성 폐액, 폐유기용제 등의 폐액이 배출되는 모든 폐액발생처에서는 이러한 폐액을 전부 안전하게 수거하여 저장하고 이를 처리할 수 있도록 별도의 폐액 수거 및 저장 장치를 갖출 필요성이 있다.
폐액의 수거 및 저장을 위하여 종래에는 자연유하이송 방식의 폐액 수거 및 저장 장치와, 가압이송 방식의 폐액 수거 및 저장 장치가 이용되었다.
자연유하이송식 폐액 수거 및 저장 장치는 크린룸 등의 각 폐액발생처에 연결된 배관을 통해 폐액의 자중을 이용하여 자연유하 방식으로 폐액을 수거하여 저장설비에 저장한다.
이러한, 자연유하이송식 폐액 수거 및 저장 장치는 설치시 부대설비가 필요 없어 설치비용면에서 다소 유리하고 별도의 기기류를 설치할 필요가 없어 유지관리가 편리한 반면, 폐액이 배관을 따라 저장설비까지 이송되는 동안 배관의 막힘이 발생하거나 이송경로 중의 구배에 의해 배관 내에서 폐액이 정체하게 되는 현상으로 인해 배관 내에서 폐액의 역류 및 폐가스의 발생 등과 같은 문제점이 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서는 배관이 상대적으로 커져야 하는데, 그에 따라 설비의 설치비용이 증대되고 많은 공간을 차지하게 될 뿐만 아니라 배관이 커지더라도 위와 같은 문제점이 완전히 해결되지 않으며 공정상 통제가 어렵다는 한계가 존재한다.
가압이송식 폐액 수거 및 저장 장치는 각 폐액발생처에 펌프 등의 가압이송장치를 설치하고 배관을 통해 폐액을 수거하여 저장하도록 하는 방식으로서, 가압이송장치의 작동이 중단되는 경우 배관 내부에는 항상 폐액이 잔류하게 되어 배관의 부식 또는 손상을 초래하게 될 가능성이 있으며, 장기간 사용 시에는 가압이송장치에서 폐액이 누설되거나 배관 내에서 폐액이 반응하여 반응열 또는 가스를 발생시켜 설비를 손상시킬 우려가 높은 문제점이 있다.
또한, 가압이송식 폐액 수거 및 저장 장치는 부대설비가 많아 초기투자 비용과 운영비가 많이 소요되어 비경제적일 뿐 아니라, 기기류가 많고 설치개소도 많아 유지관리 및 공정통제가 불편한 문제점이 있었다. 특히, 펌프 등의 가압이송장치가 폐액에 직접 노출됨으로써 가압이송장치가 쉽게 부식되고 손상되어 기능을 상실하게 되는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 산성 또는 알칼리성 폐액 수거 및 저장 장치가 개발되었으며, 종래기술에 따른 폐액 수거 및 저장 장치는, 내부의 진공상태로 인한 흡인력에 의하여 폐액발생처로부터 산성 또는 알칼리성 폐액을 강제 흡입하여 수거하고 저장하는 폐액 저장조와, 폐액 저장조 내부에 진공을 형성하기 위한 진공형성장치와, 폐액에 의하여 발생된 폐가스를 수집하여 정화한 후 외기로 배출하는 폐가스 정화장치를 포함하며; 진공형성장치는, 순환수가 저장되는 순환수 저장조와, 순환수 저장조 내의 순환수를 가압하여 압송하므로써 순환시키는 순환펌프와, 순환펌프에 의해 가압 압송된 순환수가 통과되면서 벤츄리 원리에 따라 압력차에 의한 흡인력을 발생시켜 상기 폐액 저장조 내부의 기체를 흡입하여 상기 폐액 저장조 내부를 진공상태로 유지시키는 벤츄리관 구조의 이젝터를 포함하여 구성된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0435847호(2004년 06월 16일 공고, 발명의 명칭 : 폐액의 수거 및 저장 장치)에 개시되어 있다.
종래기술에 따른 폐액의 수거 및 저장 장치는, 담수되어 있던 기존의 폐액과 신규로 투입되는 신규 폐액이 서로 반응하여 폭발되는지 여부를 확인할 수 있는 별도의 기술구성이 구비되지 않기 때문에 기존의 폐액과 신규 폐액이 서로 반응하여 폭발되는 물질인 경우에 신규 패액을 저장 장치에 공급하면 저장 장치 내부에서 신규 폐액과 기존의 폐액이 서로 반응하여 폭발되면서 안전사고가 발생될 수 있는 문제점이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 폐액이 저장통에 주입되면 기존의 폐액과 신규 폐액이 혼합되기 전에 챔버에 보관된 후에 미소량의 신규 폐액을 저장통이 공급하면서 반응여부를 확인하고, 반응 없이 신규 폐액이 저장되면 챔버에 보관된 신규 폐액 전체가 저장통으로 공급되어 신규 폐액이 급격하게 저장통에 공급되면서 기존의 폐액과 반응하여 폭발되는 것을 방지할 수 있는 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치 및 이의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 실험실에서 발생되는 폐액이 저장되고, 배기구가 구비되는 저장통; 상기 저장통이 착탈 가능하게 안착되고, 투입구가 구비되어 상기 저장통과 상기 투입구가 연결되는 본체부재; 상기 투입구와 상기 저장통 사이에 구비되도록 상기 본체부재에 설치되고, 상기 투입구를 통해 공급되는 폐액이 저장되는 챔버; 상기 챔버에 저장되는 신규 폐액을 미소량 상기 저장통에 공급하여 반응 여부를 검사토록 하는 공급부; 및 상기 공급부의 작동에 의해 신규 폐액이 상기 저장통에 공급된 후에 신규 폐액과 기존 폐액 사이에서 반응이 발생되는지 판단하는 반응감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 공급부는, 상기 투입구와 상기 챔버 사이에 설치되어 상기 챔버 내부로 폐액을 공급 또는 차단하는 제1밸브; 및 상기 챔버와 상기 저장통 사이에 설치되어 상기 저장통 내부로 폐액을 공급 또는 차단하는 제2밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, (a) 투입구가 구비되는 본체부재에 신규 폐액을 저장통 공급 전에 챔버에 저장하는 단계; (b) 상기 챔버에 저장된 신규 폐액의 미소량을 상기 저장통에 공급하고, 상기 저장통 또는 상기 챔버의 무게 변화 또는 압력 변화를 감지하는 단계; (c) 상기 저장통의 무게 변화량 또는 압력 변화량이 상기 챔버의 무게 변화량 또는 압력 변화량과 비교하여 설정치 이상으로 큰지 판단하는 단계; (d) 상기 저장통의 무게 변화량 또는 압력 변화량이 상기 챔버의 무게 변화량 또는 압력 변화량과 비교하여 설정치 이상 크면 신규 폐액과 기존 폐액 사이에 반응이 발생되는 것으로 판단하여 비상 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치 및 이의 제어방법은, 저장통에 투입되는 폐액을 저장통 외부에 보관하는 챔버가 구비되고, 챔버로부터 극소량의 신규 폐액을 저장통이 공급하여 기존 폐액과 신규 폐액이 반응하는지 확인하는 공급부 및 반응감지부가 구비되므로 신규 폐액을 안전하게 저장통에 공급할 수 있고, 신규 폐액과 기존 폐액의 반응으로 발생되는 폭발을 방지할 수 있어 안전사고를 예방할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 폭방 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치 및 이의 제어방법은, 미소량의 신규 폐액을 저장통에 투입하여 반응이 발생되는 경우에는 챔버 및 저장통의 무게 변화를 감지하여 신규 폐액과 기존 폐액의 반응여부를 판단하고, 무게 변화 및 압력 변화가 나타나지 않는 경우에는 공급부의 구동에 의해 챔버에 저장된 폐액이 저장통으로 공급될 수 있어 신규 폐액과 기존 폐액의 혼합에 의해 발생되는 폭발을 방지할 수 있고, 폐액 폭발에 의한 안전사고를 예방할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저자장치가 도시된 사사도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치가 도시된 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치가 도시된 블록도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치 및 이의 제어방법의 일 실시예를 설명한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저자장치가 도시된 사사도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치가 도시된 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치가 도시된 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치는, 실험실에서 발생되는 폐액이 저장되고, 배기구가 구비되는 저장통(10)과, 저장통(10)이 착탈 가능하게 안착되고, 투입구(34)가 구비되어 저장통(10)과 투입구(34)가 연결되는 본체부재(30)와, 투입구(34)와 저장통(10) 사이에 구비되도록 본체부재(30)에 설치되고, 투입구(34)를 통해 공급되는 폐액이 저장되는 챔버(50)와, 챔버(50)에 저장되는 신규 폐액을 미소량 저장통(10)에 공급하여 반응 여부를 검사토록 하는 공급부(76)와, 공급부(76)의 작동에 의해 신규 폐액이 저장통(10)에 공급된 후에 신규 폐액과 기존 폐액 사이에서 반응이 발생되는지 판단하는 반응감지부(70)를 포함한다.
따라서 작업자가 투 입구(34)를 통해 신규 폐액을 공급하면 공급부(76)의 작동에 의해 챔버(50)에 신규 폐액이 저장되고, 신규 폐액이 저장된 후에는 공급부(76)의 작동에 의해 신규 폐액의 미소량이 저장통(10)이 공급된다.
상기한 바와 같이 서로 종류가 다른 폐액이 혼합되는 경우에는 반응이 생성될 수 있고, 반응이 지속되어 폭발이 발생될 수 있는데, 본 실시예는, 미소량의 신규 폐액을 저장통(10)에 공급하여 신규 폐액과 기존 폐액 사이의 반응 여부를 확인한 후에 챔버(50)에 저장된 나머지 모든 신규 폐액을 저장통(10)에 공급하므로 신규 폐액과 기존 폐액 사이의 반응에 의한 폭발을 방지할 수 있게 된다.
본 실시예의 공급부(76)는, 투입구(34)와 챔버(50) 사이에 설치되어 챔버(50) 내부로 폐액을 공급 또는 차단하는 제1밸브(77)와, 챔버(50)와 저장통(10) 사이에 설치되어 저장통(10) 내부로 폐액을 공급 또는 차단하는 제2밸브(78)를 포함한다.
따라서 작업자가 스위치(36)를 개방으로 조작하여 제1밸브(77)를 개방한 후에 신규 폐액을 투입구(34)를 통해 주입하면 투입구(34)를 따라 공급되는 신규 폐액이 챔버(50)에 저장되고, 신규 폐액의 공급이 완료되어 스위치(36)를 폐쇄로 조작하면 제1밸브(77)가 폐쇄된 후에 제2밸브(78)가 설정시간 동안 짧게 개방되면서 신규 폐액의 미소량이 저장통(10)으로 공급된다.
상기한 바와 같이 미소량의 신규 폐액이 저장통(10)에 공급된 후에 일정 시간 동안 반응감지부(70)의 작동에 의해 신규 폐액과 기존 폐액 사이에 반응이 일어나는지 판단하게 되고, 신규 폐액과 기존 폐액 사이에 반응이 일어나지 않으면 제2밸브(78)가 완전히 개방되어 챔버(50)에 저장된 신규 폐액이 모두 저장통(10)에 공급되어 저장된다.
본 실시예의 반응감지부(70)는, 챔버(50) 또는 저장통(10)의 무게 변화를 감지하는 무게감지센서(72)와, 챔버(50) 또는 저장통(10) 내부의 압력 변화를 측정하는 압력계(74)를 포함한다.
따라서 미소량의 신규 폐액이 저장통(10)에 공급된 후에 저장통(10)의 무게 변화량 및 압력 변화량이 챔버(50)의 무게 변화량 및 압력 변화량과 비교하여 설정치 이상 크게 측정되면 미소량의 신규 폐액과 기존 폐액이 서로 반응하여 기포가 발생되는 것으로 판단하게 된다.
상기한 바와 같이 미소량의 신규 폐액과 기존 폐액 사이에서 반응이 발생되면 본체부재(30)에 구비되는 출력부(80)에 의해 반응신호가 출력되므로 작업자는 본체부재(30)로부터 저장통(10)을 분리시켜 기존 폐액을 배출시키거나 별도의 폐액 배출장치를 구동시켜 기존 폐액을 배출시킬 수 있다.
본 실시예의 무게감지센서(72)는, 챔버(50)와 저장통(10) 사이에 설치되어 저장통(10)을 거치하여 무게를 감지할 수 있으며, 챔버(50)를 지지하여 챔버(50)의 무게를 감지할 수 있다.
상기한 바와 같은 기술구성에 의해 이루어지는 폭방 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치 제어방법을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치 제어방법은, 투입구(34)가 구비되는 본체부재(30)에 신규 폐액을 저장통(10) 공급 전에 챔버(50)에 저장하는 단계와, 챔버(50)에 저장된 신규 폐액의 미소량을 저장통(10)에 공급하고, 저장통(10) 또는 챔버(50)의 무게 변화 또는 압력 변화를 감지하는 단계와, 저장통(10)의 무게 변화량 또는 압력 변화량이 챔버(50)의 무게 변화량 또는 압력 변화량과 비교하여 설정치 이상으로 큰지 판단하는 단계와, 저장통(10)의 무게 변화량 또는 압력 변화량이 챔버(50)의 무게 변화량 또는 압력 변화량과 비교하여 설정치 이상 크면 신규 폐액과 기존 폐액 사이에 반응이 발생되는 것으로 판단하여 비상 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
따라서 제1밸브(77)를 개방상태로 전환시켜 챔버(50)를 개방한 후에 투입구(34)를 통해 신규 폐액을 공급하면 챔버(50)에 신규 폐액이 저장되고, 스위치(36)를 조작하여 제1밸브(77)를 폐쇄하면 제2밸브(78)가 설정 시간 동안 개방되어 미소량의 신규 폐액을 저장통(10)에 공급한 후에 챔버(50)의 무게 및 압력 변화량과 저장통(10)의 무게 및 압력 변화량을 감지하면서 신규 폐액과 기존 폐액 사이에 반응이 일어나는지 감지하게 된다.
상기한 바와 같이 미소량의 신규 폐액이 저장통(10)에 공급된 후에 설정 시간 동안 반응이 발생되지 않으면 제어부(100)로부터 송신되는 구동신호에 의해 제2밸브(78)가 개방되어 챔버(50)에 저장되었던 신규 폐액이 저장통(10)에 공급되어 저장된다.
반대로, 미소량의 신규 폐액이 저장통(10)에 공급된 후에 설정 시간 동안 반응이 발생되면 제어부(100)로부터 송신되는 구동신호에 따라 출력부(80)가 구동되어 작업자에게 반응 발생을 표시하게 되므로 작업자는 저장통(10)에 저장된 기존 폐액을 배출시키게 된다.
미설명 부호 38은, 스위치(36)에 의해 발생되는 신호를 제1밸브(77) 또는 제2밸브(78)에 전달하는 인쇄회로기판(38)이고, 미설명 부호 12는, 저장통(10)에 설치되는 배기구(12)이고, 미설명 부호 32는, 본체부재(30)에 설치되는 바퀴(32)이다.
이로써, 폐액이 저장통에 주입되면 기존의 폐액과 신규 폐액이 혼합되기 전에 챔버에 보관된 후에 미소량의 신규 폐액을 저장통이 공급하면서 반응여부를 확인하고, 반응 없이 신규 폐액이 저장되면 챔버에 보관된 신규 폐액 전체가 저장통으로 공급되어 신규 폐액이 급격하게 저장통에 공급되면서 기존의 폐액과 반응하여 폭발되는 것을 방지할 수 있는 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
또한, 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치 및 이의 제어방법을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치 및 이의 제어방법이 아닌 다른 제품에도 본 발명의 저장장치 및 이의 제어방법이 사용될 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 저장통 12 : 배기구
30 : 본체부재 32 : 바퀴
34 : 투입구 36 : 스위치
38 : 인쇄회로기판 50 : 챔버
70 : 반응감지부 72 : 무게감지센서
74 : 압력계 76 : 공급부
77 : 제1밸브 78 : 제2밸브
80 : 출력부 100 : 제어부

Claims (3)

  1. 실험실에서 발생되는 폐액이 저장되고, 배기구가 구비되는 저장통;
    상기 저장통이 착탈 가능하게 안착되고, 투입구가 구비되어 상기 저장통과 상기 투입구가 연결되는 본체부재;
    상기 투입구와 상기 저장통 사이에 구비되도록 상기 본체부재에 설치되고, 상기 투입구를 통해 공급되는 폐액이 저장되는 챔버;
    상기 챔버에 저장되는 신규 폐액을 미소량 상기 저장통에 공급하여 반응 여부를 검사토록 하는 공급부; 및
    상기 공급부의 작동에 의해 신규 폐액이 상기 저장통에 공급된 후에 신규 폐액과 기존 폐액 사이에서 반응이 발생되는지 판단하는 반응감지부를 포함하고,
    상기 저장통의 무게 및 압력 변화량이 상기 챔버의 무게 및 압력 변화량과 비교하여 무게 변화량 또는 압력 변화량 중 어느 하나의 변화량이 설정치 이상 크면 신규 폐액과 기존 폐액 사이에 반응이 발생되는 것으로 판단하여 비상 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공급부는,
    상기 투입구와 상기 챔버 사이에 설치되어 상기 챔버 내부로 폐액을 공급 또는 차단하는 제1밸브; 및
    상기 챔버와 상기 저장통 사이에 설치되어 상기 저장통 내부로 폐액을 공급 또는 차단하는 제2밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치.

  3. (a) 투입구가 구비되는 본체부재의 상기 투입구를 통해 신규 폐액이 공급되면, 기존 폐액이 저장된 저장통 측으로 신규 폐액이 공급되기 전에 신규 폐액을 챔버에 저장하는 단계;
    (b) 상기 챔버에 저장된 신규 폐액의 미소량을 상기 저장통에 공급하고, 상기 저장통 및 상기 챔버의 무게 및 압력 변화를 감지하는 단계;
    (c) 상기 저장통의 무게 및 압력 변화량이 상기 챔버의 무게 및 압력 변화량과 비교하여 설정치 이상으로 큰지 판단하는 단계;
    (d) 상기 저장통의 무게 및 압력 변화량이 상기 챔버의 무게 및 압력 변화량과 비교하여 무게 변화량 또는 압력 변화량 중 어느 하나의 변화량이 설정치 이상 크면 신규 폐액과 기존 폐액 사이에 반응이 발생되는 것으로 판단하여 비상 신호를 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 챔버는, 상기 투입구와 상기 저장통 사이에 구비되도록 상기 본체부재에 설치되는 것을 특징으로 하는 폭발 방지 기능을 구비하는 폐액 저장장치 제어방법.
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