KR102685293B1 - 물질 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

물질 처리 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 물질 처리 장치는 외부와 연통되며, 생성물 및 용융 염이 생성되는 반응 공간이 형성된 물질 반응부; 상기 물질 반응부와 결합되며, 상기 반응 공간과 선택적으로 연통되는 회수 공간이 형성된 물질 회수부; 상기 물질 회수부를 수용하며, 상기 반응 공간과 연통되는 진공 공간이 형성된 진공 형성부를 포함하며, 상기 물질 반응부는, 상기 반응 공간과 상기 회수 공간 사이에 위치되어, 상기 용융 염만을 선택적으로 투과시키는 반응 필터를 포함하고, 상기 진공 형성부는, 상기 진공 공간 및 상기 회수 공간의 압력을 조정하게 구성되는 펌프 부재를 포함하여, 상기 펌프 부재가 작동되어 상기 진공 공간 및 회수 공간의 압력이 강하되면, 상기 반응 공간과의 압력 차이에 의해 상기 용융 염이 상기 반응 필터를 통과하게 구성될 수 있다.

Description

물질 처리 장치{Substance treatment apparatus}
본 발명은 물질 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 서로 다른 물질 간의 반응 및 분리를 모두 수행할 수 있는 구조의 물질 처리 장치에 관한 것이다.
임의의 물질(반응물)을 반응시켜 새로운 물질(생성물)을 생성하고, 반응물과 생성물을 분리하기 위한 장치는 화학 공정에 있어 널리 사용되고 있다. 반응물과 생성물은 물리적, 화학적 성질을 이용하여 분리됨이 일반적이다.
특히, 용융 염을 다루는 공정의 경우, 염을 분리하기 위해 고온으로 가열하여 진공 증류를 통해 분리하는 방법이 널리 활용된다. 예를 들어, LiCl, LiCl-KCl 용융 염과 같이 증기압이 높은 염의 경우, 염 증류 장치를 이용하여 고체 상의 반응물 또는 생성물로부터 용융 염을 효과적으로 분리할 수 있다.
그런데, SrCl2, BaCl2 및 CaCl2 등과 같이 증기압이 낮은 염 성분은 상대적으로 높은 온도에서 기화된다. 상기와 같은 물리적 성질에 기인하여, 증기압이 낮은 염 성분이 함께 포함되어 있을 경우 고체 상의 반응물 또는 생성물로부터 용이하게 분리되기 어렵다.
특히, 사용이 완료된 핵 연료를 용융 염에 침지하여 핵종을 분리하는 공정의 경우, 상기와 같은 증기압이 낮은 염 성분을 포함하는 화합물이 형성된다. 따라서, 핵종을 분리하기 위해서는 액체 상인 용융 염과 고체 상인 반응물 또는 생성물을 분리하는 과정은 효율성이 저하되기 쉽다.
더 나아가, 반응물 또는 생성물의 크기가 극소하게 형성될 경우, 생성물의 손실이 발생될 여지가 있다. 이를 방지하기 위해 생성물이 고온의 용융 염에서 침전되기까지 대기하는 방법이 있으나, 과다한 시간이 요구된다.
한국등록특허문헌 제10-2306152호는 산소센서를 이용한 금속산화물의 용해도 분석방법, 산소센서를 이용한 금속산화물의 용해도 분석장치, 산소센서를 이용한 금속제련장치 및 산소센서를 이용한 금속제련방법을 개시한다. 구체적으로, 전해염과 금속산화물의 용융 염에서의 금속산화물의 용해도를 산소센서를 이용하여 모니터링하기 위한 방법 및 장치 등을 개시한다.
그런데, 상기 선행문헌이 개시하는 용해도 분석방법 및 분석장치 등은 용융 염의 증기압이 낮은 경우, 이를 반응물 또는 생성물과 효과적으로 분리하기 위한 방안을 제공하지 못한다.
국제공개특허문헌 제2017/127950호는 폐 경질 합금 회수를 위한 용융 염 화학 방법을 개시한다. 구체적으로, 경질 합금 방법에 사용되는 용융 염의 화학 물질을 화학적으로 회수하기 위한 방법을 개시한다.
그런데, 상기 선행문헌이 개시하는 용융 염 화학 방법은 용융 염과 반응물을 용이하게 혼합시키기 위한 방안을 제시할 뿐, 반응물 또는 생성물을 용융 염에서 효과적으로 분리하기 위한 방안을 제공하지 못한다.
한국등록특허문헌 제10-2306152호 (2021.09.28.) 국제공개특허문헌 제2017/127950호 (2017.08.03.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 증기압이 낮은 성분이 포함된 용융 염과 다른 물질을 효과적으로 분리할 수 있는 물질 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 증기압이 낮은 성분이 포함된 용융 염에서 분리된 물질을 효과적으로 회수할 수 있는 물질 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 증기압이 낮은 성분이 포함된 용융 염과 반응물을 효과적으로 혼합 및 반응시킬 수 있는 구조의 물질 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 외부와 연통되며, 생성물 및 용융 염이 생성되는 반응 공간이 형성된 물질 반응부; 상기 물질 반응부와 결합되며, 상기 반응 공간과 선택적으로 연통되는 회수 공간이 형성된 물질 회수부; 상기 물질 회수부를 수용하며, 상기 반응 공간과 연통되는 진공 공간이 형성된 진공 형성부를 포함하며, 상기 물질 반응부는, 상기 반응 공간과 상기 회수 공간 사이에 위치되어, 상기 용융 염만을 선택적으로 투과시키는 반응 필터를 포함하고, 상기 진공 형성부는, 상기 진공 공간 및 상기 회수 공간의 압력을 조정하게 구성되는 펌프 부재를 포함하여, 상기 펌프 부재가 작동되어 상기 진공 공간 및 회수 공간의 압력이 강하되면, 상기 반응 공간과의 압력 차이에 의해 상기 용융 염이 상기 반응 필터를 통과하게 구성되는, 물질 처리 장치가 제공된다.
상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 물질 처리 장치는 증기압이 낮은 성분이 포함된 용융 염과 다른 물질을 효과적으로 분리할 수 있다.
또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 물질 처리 장치는 증기압이 낮은 성분이 포함된 용융 염에서 분리된 물질을 효과적으로 회수할 수 있다.
또한, 상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 물질 처리 장치는 증기압이 낮은 성분이 포함된 용융 염과 반응물을 효과적으로 혼합 및 반응시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 물질 처리 장치를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 물질 처리 장치의 구성을 도시하는 정단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 물질 처리 장치의 구성을 도시하는 분해 사시도이다.
도 5는 도 1의 물질 처리 장치에 구비되는 결합 부재를 도시하는 사시도이다.
도 6은 도 5의 결합 부재를 도시하는 평면도이다.
도 7 내지 도 8은 도 1의 물질 처리 장치에 처리 대상 물질이 분리 및 추출되는 과정을 도시하는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
그러므로 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원 시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형 예가 있을 수 있다.
이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 "연통"이라는 용어는, 하나 이상의 부재가 서로 유체 소통 가능하게 연결됨을 의미한다. 일 실시 예에서, 연통은 관로, 파이프, 배관 등의 부재에 의해 형성될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 "통전"이라는 용어는, 하나 이상의 부재가 서로 전류 또는 전기적 신호를 전달 가능하게 연결됨을 의미한다. 일 실시 예에서, 통전은 도선 부재 등에 의한 유선의 형태 또는 블루투스, Wi-Fi, RFID 등의 무선의 형태로 형성될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 "상측", "하측", "좌측", "우측", "전방 측" 및 "후방 측"이라는 용어는 도 1에 도시된 좌표계를 참조하여 이해될 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 물질 처리 장치(10)가 도시된다.
물질 처리 장치(10)에는 반응물 및 반응물과 화학적으로 반응되는 용융 염이 투입될 수 있다. 반응 결과인 생성물은 물질 처리 장치(10)의 내부에 생성되되, 잔여 반응물 및 용융 염과 용이하게 분리될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 물질 처리 장치(10)는 용융 염의 증기압이 낮은 경우, 즉 상대적으로 고온에서도 기화 가능한 성분을 포함하는 경우에도 생성물을 잔여 반응물 또는 용융 염과 효과적으로 분리할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 물질 처리 장치(10)는 반응물 및 용융 염의 반응 및 생성물의 분리가 단일의 장치에서 수행될 수 있다. 상기 과정들이 신속하면서도 효과적으로 수행될 수 있다.
더 나아가, 과다한 가열 과정 없이도 생성물이 반응물 또는 용융 염과 분리될 수 있으므로, 가열을 위해 요구되는 에너지가 절감될 수 있다.
물질 처리 장치(10)는 독립적으로 운용될 수 있다. 즉, 물질 처리 장치(10)에는 반응물 또는 용융 염이 직접 투입될 수 있다. 대안적으로, 물질 처리 장치(10)는 함께 공정을 수행하기 위한 다른 장치에 구비되어, 반응물 또는 용융 염을 공급받게 구성될 수 있다.
이하에서 설명될 물질 처리 장치(10)를 구성하는 각 구성 요소는 내열성 소재로 형성될 수 있다. 물질 처리 장치(10)는 소정의 온도만큼 가열된 상태로 작동되는 바, 열에 의한 손상이 방지되기 위함이다. 일 실시 예에서, 물질 처리 장치(10)의 각 구성 요소는 금속 또는 세라믹 소재로 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 실시 예에서, 물질 처리 장치(10)는 물질 반응부(100), 물질 회수부(200), 물질 유동부(300), 진공 형성부(400) 및 밀폐 가스켓(500)을 포함한다.
물질 반응부(100)는 반응물 및 용융 염이 투입되는 부분이다. 물질 반응부(100)의 내부에는 소정의 공간이 형성되어, 반응물 및 용융 염이 화학 반응될 수 있다.
물질 반응부(100)의 상기 공간은 외부와 연통된다. 도시된 실시 예에서, 물질 반응부(100)의 상측에는 반응 개구부(120)가 형성되어, 상기 공간이 외부와 연통될 수 있다. 이에 따라, 상기 공간에 반응물 및 용융 염이 투입되고, 이들을 반응시키기 위한 교반 부재(도 7 참조) 등이 삽입될 수 있다.
물질 반응부(100)의 상기 공간은 물질 회수부(200)의 회수 공간(230)과 부분적으로 연통된다. 반응이 진행된 후, 액체 상의 용융 염은 회수 공간(230)으로 유출될 수 있다.
물질 반응부(100)는 물질 회수부(200)와 결합된다. 구체적으로, 물질 반응부(100)는 그 일부 구성 요소, 즉 도시된 실시 예에서 반응 하우징(110)이 물질 회수부(200)의 회수 공간(230)에 부분적으로 수용된다.
후술될 바와 같이, 물질 회수부(200)는 물질 유동부(300) 및 진공 형성부(400)에 부분적으로 수용되는 바, 물질 반응부(100)는 물질 유동부(300) 및 진공 형성부(400)에 부분적으로 수용된다고 할 수 있을 것이다.
물질 반응부(100)는 밀폐 가스켓(500)과 결합된다. 구체적으로, 물질 반응부(100)의 반응 가스켓(150)과 밀폐 가스켓(500)이 결합되어, 물질 반응부(100)는 밀폐 가스켓(500)에 의해 지지된다. 일 실시 예에서, 반응 가스켓(150)과 밀폐 가스켓(500)은 서로 밀폐 결합되어, 회수 공간(230), 유동 공간(320) 및 진공 공간(420)의 기밀성이 보장될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 물질 반응부(100)는 반응 하우징(110), 반응 개구부(120), 반응 공간(130), 반응 필터(140) 및 반응 가스켓(150)을 포함한다.
반응 하우징(110)은 물질 반응부(100)의 외형을 형성한다. 반응 하우징(110)의 내부에는 외부와 연통되는 공간, 즉 반응 공간(130)이 형성된다.
반응 하우징(110)은 반응 가스켓(150)과 결합되어 함께 이동될 수 있다. 또한, 반응 하우징(110)은 회수 공간(230)에 부분적으로 수용되게 배치될 수 있다.
반응 하우징(110)은 그 내부에 공간이 형성되어 반응물 및 용융 염이 투입되어 반응되고, 생성물을 수용할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 반응 하우징(110)은 그 단면의 외주가 원형이고, 상하 방향으로 연장 형성된 원기둥 형상이다.
반응 하우징(110)의 상측 외주는 반응 가스켓(150)과 결합된다. 상기 결합에 의해, 반응 하우징(110)은 반응 가스켓(150)에 의해 지지될 수 있다.
반응 하우징(110)의 다른 부분, 도시된 실시 예에서 중간 부분 및 하측 부분은 회수 공간(230)에 수용될 수 있다.
반응 하우징(110)의 하측 단부에는 반응 필터(140)가 위치된다. 반응 하우징(110)에서 반응이 완료된 용융 염은 반응 필터(140)를 통해 회수 공간(230)으로 유동될 수 있다.
반응 하우징(110)의 상측 단부는 개방 형성된다. 개방 형성된 상기 부분은 반응 개구부(120)로 정의될 수 있다. 반응 하우징(110)의 내주면에 둘러싸여 형성되는 공간은 반응 공간(130)으로 정의될 수 있다.
반응 개구부(120)는 반응 하우징(110)의 내부에 형성된 반응 공간(130)과 외부를 연통한다. 반응 개구부(120)는 개방 형성되어, 반응물 또는 용융 염은 반응 개구부(120)를 통해 반응 공간(130)에 투입될 수 있다. 또한, 반응물 또는 용융 염을 교반하기 위한 교반 부재 또한 반응 개구부(120)를 통해 반응 공간(130)에 삽입될 수 있다.
반응 개구부(120)는 반응 하우징(110)의 연장 방향의 단부 중 물질 회수부(200)에 반대되는 일 측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부에 형성된다.
반응 공간(130)은 반응물 또는 용융 염이 투입되어 반응되는 공간이다. 반응 공간(130)에는 교반 부재가 삽입되어, 반응물 또는 용융 염이 교반될 수 있다.
반응 공간(130)은 반응 하우징(110)의 내부에 형성된다. 반응 공간(130)의 방사 방향은 반응 하우징(110)의 내주면에 의해 둘러싸인다.
반응 공간(130)은 반응 하우징(110)의 연장 방향과 같은 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 연장 형성된다. 반응 공간(130)의 연장 방향의 일 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 반응 개구부(120)와 연통된다. 상기 연통에 의해 반응 공간(130)은 외부와 연통될 수 있다.
반응 공간(130)의 연장 방향의 타 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부에는 반응 필터(140)가 위치된다. 반응 공간(130)에 체류되는 용융 염, 즉 반응이 완료된 용융 염은 반응 필터(140)를 통과하여 회수 공간(230)으로 유동될 수 있다.
반응 필터(140)는 반응 공간(130)과 회수 공간(230)을 선택적으로 연통한다. 달리 표현하면, 반응 필터(140)는 반응 공간(130)에 체류되는 반응물, 생성물 및 용융 염 중, 액상인 용융 염만을 선택적으로 투과시키게 구성된다.
반응 필터(140)는 미세한 크기로 형성되는 복수 개의 연통공을 포함할 수 있다. 상기 연통공은 그 직경이 마이크로미터 단위로 형성될 수 있다. 미세한 크기의 반응 필터는 용융 염이 액상일 때 표면장력에 의해 중력에 의한 용융 염의 필터 통과를 방지하여 용융 염이 반응에 참여할 수 있게 해준다.
일 실시 예에서, 반응 필터(140)의 상기 연통공의 상기 직경은 용융 염의 직경 이상으로 형성되되, 반응물 또는 생성물의 직경 미만으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 용융 염만이 반응 필터(140)를 통과하여 회수 공간(230)으로 유동될 수 있다.
또한, 진공 형성부(400)에 진공 상태가 형성되지 않은 상태에서, 반응물, 생성물 및 용융 염은 반응 필터(140)를 통과하지 못하게 구성될 수 있다. 즉, 진공 형성부(400)의 내부 및 이와 연통되는 회수 공간(230)에 진공이 형성되어 음압이 발생될 때, 용융 염이 반응 필터(140)를 통과하여 회수 공간(230)으로 유동될 수 있다.
반응 필터(140)는 반응 공간(130)의 연장 방향의 상기 타 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부에 위치된다. 반응 필터(140)는 반응 공간(130)의 상기 타 단부를 덮으며 반응 하우징(110)에 결합된다. 따라서, 반응 필터(140)는 반응 하우징(110)의 하측 단부에 결합된다고 할 수 있을 것이다.
반응 필터(140)는 반응 하우징(110)과 결합되어, 반응 공간(130)의 용융 염을 선택적으로 통과시킬 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 반응 필터(140)는 원형의 단면을 갖고, 상하 방향의 두께를 갖는 원판 형상이다.
반응 가스켓(150)은 물질 반응부(100)가 밀폐 가스켓(500)과 결합되는 부분이다. 반응 가스켓(150)은 밀폐 가스켓(500)과 밀폐 결합될 수 있다. 이를 위해, 반응 가스켓(150)과 밀폐 가스켓(500)에 관통되는 체결 부재(미도시)가 구비될 수 있다.
반응 가스켓(150)은 반응 하우징(110)과 결합된다. 반응 가스켓(150)은 반응 하우징(110)과 함께 이동될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 반응 가스켓(150)의 내부에는 중공이 관통 형성된다. 반응 하우징(110)은 상기 중공에 관통되어, 그 외주면이 반응 가스켓(150)의 내면과 결합된다.
반응 가스켓(150)은 반응 하우징(110) 및 밀폐 가스켓(500)과 결합되고, 회수 공간(230), 유동 공간(320) 및 진공 공간(420)의 기밀성을 보장할 수 있는 임의의 형태로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 반응 가스켓(150)은 원형의 단면을 갖되, 그 내부에 상기 중공이 관통 형성된 환형의 단면을 갖고 상하 방향의 높이를 갖게 형성된다.
반응 가스켓(150)의 형상은 밀폐 가스켓(500)의 형상에 따라 결정되는 것이 바람직하다.
물질 회수부(200)는 반응이 완료된 후, 반응 공간(130)에서 배출된 용융 염을 수용한다. 물질 회수부(200)는 반응 공간(130)과 연통된다.
물질 회수부(200)로 유동된 용융 염은 물질 반응부(100)가 탈거된 후 회수될 수 있다. 물질 회수부(200)와 물질 반응부(100)는 탈거 가능하게 결합될 수 있다.
물질 회수부(200)는 물질 반응부(100)와 결합된다. 구체적으로, 물질 회수부(200)에는 반응 하우징(110)이 부분적으로 수용된다.
물질 회수부(200)는 물질 유동부(300)와 결합된다. 구체적으로, 물질 회수부(200)는 유동 공간(320)에 부분적으로 수용된다. 물질 회수부(200)는 물질 유동부(300)에 의해 지지될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 물질 회수부(200)는 회수 하우징(210), 회수 개구부(220), 회수 공간(230), 회수 단부(240) 및 회수 외주(250)를 포함한다.
회수 하우징(210)은 물질 회수부(200)의 외형을 형성한다. 회수 하우징(210)의 내부에는 외부와 연통되는 공간, 즉 회수 공간(230)이 형성된다.
회수 하우징(210)은 밀폐 가스켓(500)과 결합된다. 회수 하우징(210)은 밀폐 가스켓(500)의 내부에 관통 형성된 결합 관통부(530)에 관통 결합된다.
회수 하우징(210)은 물질 유동부(300)와 결합된다. 회수 하우징(210)은 물질 유동부(300)에 의해 지지될 수 있다.
회수 하우징(210)은 그 내부에 공간이 형성되어 반응 필터(140)를 통과한 용융 염을 수용할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 회수 하우징(210)은 그 단면의 외주가 원형이고, 상하 방향으로 연장 형성된 원기둥 형상이다.
이때, 회수 하우징(210)의 단면의 외주는 반응 하우징(110)의 단면의 외주보다 크되, 유동 하우징(310)의 단면의 내주보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
회수 하우징(210)의 상측 외주는 밀폐 가스켓(500)의 가이드 돌출부(540)에 의해 지지된다. 상기 지지에 의해, 회수 하우징(210)은 방사 방향으로 요동되지 않게 된다.
회수 하우징(210)의 하측 단부 면은 물질 유동부(300)의 하측 내면, 즉 유동 면(360)에 의해 지지된다. 회수 하우징(210)의 하측 단부의 외주는 물질 유동부(300)의 단턱부(370)에 의해 지지된다.
상기 지지에 의해, 회수 하우징(210)은 그 길이 방향(즉, 상하 방향) 또는 방사 방향으로 요동되지 않게 된다.
회수 하우징(210)의 상측 단부는 개방 형성된다. 개방 형성된 상기 부분은 회수 개구부(220)로 정의될 수 있다. 회수 하우징(210)의 내주면에 둘러싸여 형성되는 공간은 회수 공간(230)으로 정의될 수 있다.
회수 개구부(220)는 회수 하우징(210)의 내부에 형성된 회수 공간(230)과 외부를 연통한다. 회수 개구부(220)는 개방 형성되어, 물질 반응부(100)의 반응 하우징(110)이 관통될 수 있다.
회수 개구부(220)는 회수 하우징(210)의 연장 방향의 단부 중 반응 가스켓(150)을 향하는 일측 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부에 형성된다.
회수 공간(230)은 물질 반응부(100)에서 유출된 용융 염이 수용되는 공간이다. 회수 공간(230)은 반응 공간(130)과 연통되어, 용융 염이 유동될 수 있다. 회수 공간(230)은 반응 하우징(110)을 부분적으로 수용한다.
회수 공간(230)은 반응 필터(140)에 의해 반응 공간(130)과 선택적으로 연통될 수 있다. 즉, 회수 공간(230)은 진공 상태가 형성되는 경우에만, 반응 필터(140)를 통해 반응 공간(130)과 연통될 수 있다.
회수 공간(230)은 회수 하우징(210)의 내부에 형성된다. 회수 공간(230)의 방사 방향은 회수 하우징(210)의 내주면에 의해 둘러싸인다.
회수 공간(230)은 회수 하우징(210)의 연장 방향과 같은 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 연장 형성된다. 회수 공간(230)의 연장 방향의 일 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 회수 개구부(220)와 연통된다. 상기 연통에 의해 반응 하우징(110)은 회수 공간(230)에 부분적으로 수용될 수 있다.
회수 공간(230)의 연장 방향의 타 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 회수 하우징(210)의 하측 면에 의해 밀폐된다.
회수 공간(230)은 유동 공간(320)과 연통된다. 후술될 펌프 부재(440)가 작동되어 진공 공간(420)과 연통되는 유동 공간(320)에 음압, 일 예로 진공이 형성되면, 회수 공간(230)의 압력 또한 강하될 수 있다. 상기 연통은 회수 외주(250)와 유동 내주(340)가 이격되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 연통은 회수 단부(240)가 반응 가스켓(150)과 이격되어 형성될 수 있다.
회수 단부(240)는 회수 하우징(210)의 연장 방향의 일 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부로 정의될 수 있다. 회수 단부(240)는 회수 하우징(210)의 단면의 형상과 같이 환형(ring shape)으로 형성될 수 있다.
회수 단부(240)는 물질 반응부(100)와 이격되게 배치될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 회수 단부(240)는 물질 반응부(100)의 반응 가스켓(150)의 하면과 이격되게 배치된다. 회수 단부(240)와 반응 가스켓(150)의 하면 사이에는 소정의 공간이 형성된다. 상기 소정의 공간은 회수 공간(230)과 연통된다.
회수 단부(240)는 밀폐 가스켓(500)과 이격되게 배치될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 회수 단부(240)는 밀폐 가스켓(500)의 결합 관통부(530)를 둘러싸는 내주면과 이격되게 배치될 수 있다.
후술될 바와 같이, 회수 하우징(210)의 외주면을 지지하는 가이드 돌출부(540)는 밀폐 가스켓(500)의 내주를 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 즉, 서로 인접한 가이드 돌출부(540) 사이에는 회수 단부(240)와 반응 가스켓(150)의 하면 사이의 공간 및 유동 공간(320)과 각각 연통되는 공간이 형성된다.
이에 따라, 회수 공간(230)은 진공 공간(420) 및 유동 공간(320)과 함께 압력이 조정될 수 있다.
회수 외주(250)는 회수 하우징(210)의 외주면으로 정의될 수 있다. 회수 외주(250)는 물질 유동부(300)의 유동 내주(340)와 소정의 거리만큼 이격되게 배치된다. 상기 이격에 의해, 회수 외주(250)와 유동 내주(340) 사이에는 회수 공간(230) 및 유동 공간(320)과 각각 연통되는 공간이 형성된다.
회수 외주(250)의 일 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 단턱부(370)와 졉촉될 수 있다. 단턱부(370)는 방사상 외측에서, 회수 외주(250)를 둘러싸게 형성된다. 이에 따라, 회수 외주(250)는 단턱부(370)에 의해 그 방사 방향이 지지될 수 있다.
물질 유동부(300)는 물질 회수부(200)를 수용하는 공간을 형성한다. 물질 유동부(300)는 물질 회수부(200)의 회수 공간(230)과 연통된다.
진공 형성부(400)의 펌프 부재(440)의 작동에 따라 진공 공간(420)의 압력이 조정되면, 그에 따라 유동 공간(320)의 압력 또한 조정될 수 있다. 물질 유동부(300)는 진공 공간(420)과 연통된다.
물질 유동부(300)는 물질 회수부(200)와 결합된다. 물질 유동부(300)는 복수 개의 지점에서, 그 내부에 수용된 물질 회수부(200)를 지지한다. 도시된 실시 예에서, 물질 유동부(300)는 회수 하우징(210)의 하측 면 및 회수 외주(250)를 지지한다.
물질 유동부(300)는 진공 형성부(400)와 결합된다. 물질 유동부(300)는 진공 형성부(400)의 진공 공간(420)에 수용된다.
물질 유동부(300)는 밀폐 가스켓(500)과 결합된다. 물질 유동부(300)는 밀폐 가스켓(500)을 통해 진공 형성부(400)와 결합될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 물질 유동부(300)는 유동 하우징(310), 유동 공간(320), 유동 외주(330), 유동 내주(340), 유동 통공(350), 유동 면(360) 및 단턱부(370)를 포함한다.
유동 하우징(310)은 물질 유동부(300)의 외형을 형성한다. 유동 하우징(310)의 내부에는 외부와 연통되는 공간, 즉 유동 공간(320)이 형성된다.
유동 하우징(310)은 진공 형성부(400)와 결합된다. 구체적으로, 유동 하우징(310)은 진공 형성부(400)의 내부에 형성된 진공 공간(420)에 수용된다. 유동 하우징(310)은 진공 형성부(400)의 유로 형성 부재(430)의 방사상 내측에 위치된다.
유동 하우징(310)은 밀폐 가스켓(500)과 결합된다. 유동 하우징(310)은 그 상측 단부가 베이스(510)의 하측 면과 결합된다. 이에 따라, 유동 하우징(310)은 진공 형성부(400)의 내부에 안정적으로 유지될 수 있다.
유동 하우징(310)은 그 내부에 공간이 형성되어 물질 회수부(200)를 수용할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 유동 하우징(310)은 그 단면의 외주가 원형이고, 상하 방향으로 연장 형성된 원기둥 형상이다.
이때, 유동 하우징(310)의 단면의 외주는 회수 하우징(210)의 단면의 외주보다 크되, 밀폐 가스켓(500)의 내주(즉, 결합 관통부(530)의 외주)보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
유동 하우징(310)의 상측 단부의 외주는 밀폐 가스켓(500)의 베이스(510)의 하면과 결합된다. 유동 하우징(310)의 상측 단부는 개방 형성되어 유동 공간(320)을 외부와 연통한다. 회수 하우징(210) 및 회수 하우징(210)에 수용된 반응 하우징(110)은 유동 하우징(310)의 상측 단부를 통해 유동 공간(320)으로 수용될 수 있다.
유동 하우징(310)의 하측 단부, 구체적으로 하측 단부의 내면은 회수 하우징(210)을 지지한다. 이때, 유동 하우징(310)의 하측 단부의 내주에는 단턱부(370)가 형성되어, 회수 하우징(210)의 하측 단부의 외주, 즉 회수 외주(250)를 방사상 외측에서 지지하게 구성된다.
상기 지지에 의해, 물질 회수부(200) 및 물질 유동부(300)의 결합 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
유동 공간(320)은 물질 회수부(200)를 수용하고, 진공 공간(420)과 회수 공간(230)을 연통하는 공간이다. 유동 공간(320)은 회수 공간(230)과 연통되어, 회수 공간(230) 또한 펌프 부재(440)에 의해 압력이 조정될 수 있다. 유동 공간(320)은 회수 하우징(210)을 부분적으로 수용한다.
유동 공간(320)은 진공 공간(420)과 연통된다. 펌프 부재(440)가 작동되면, 진공 공간(420) 및 이와 연통된 유동 공간(320)의 압력 또한 조정될 수 있다. 이에 따라, 반응 공간(130)의 용융 염이 회수 공간(230)으로 유동되는 이송력이 형성될 수 있다.
유동 공간(320)은 유동 하우징(310)의 내부에 형성된다. 유동 공간(320)의 방사상 외측은 유동 내주(340)에 의해 부분적으로 둘러싸인다. 유동 공간(320)의 방사상 내측은 회수 외주(250)에 의해 부분적으로 둘러싸인다. 유동 공간(320)은 유동 내주(340) 및 회수 외주(250)가 이격되어 형성되는 공간으로 정의될 수 있다.
즉, 회수 하우징(210)을 기준으로 방사상 외측을 향하는 방향으로, 회수 외주(250), 유동 공간(320) 및 유동 내주(340)가 차례로 위치된다.
유동 공간(320)은 유동 하우징(310)의 연장 방향과 같은 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 연장 형성된다. 유동 공간(320)의 연장 방향의 일 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 개방 형성되어 밀폐 가스켓(500)의 결합 관통부(530) 및 회수 공간(230)과 연통된다.
유동 공간(320)의 상기 상측 단부를 통해 회수 하우징(210) 및 이에 수용된 반응 하우징(110)이 부분적으로 수용될 수 있다. 유동 공간(320)의 연장 방향의 타 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 유동 하우징(310)의 하면, 즉 유동 면(360)에 의해 밀폐된다.
유동 공간(320)의 방사상 외측은 유동 하우징(310)의 외주면에 관통 형성된 유동 통공(350)에 의해 진공 공간(420)과 연통된다.
유동 외주(330)는 유동 하우징(310)의 방사 방향의 외측 면을 형성한다. 유동 외주(330)는 유동 하우징(310)의 외측 옆면으로 정의될 수 있다.
유동 외주(330)는 유로 형성 부재(430)와 이격되게 배치된다. 유동 외주(330)와 유로 형성 부재(430) 사이에는 유동 공간(320)과 진공 공간(420)을 연통하기 위한 공간이 형성될 수 있다.
유동 외주(330)는 유동 하우징(310)의 외주면을 사이에 두고 유동 내주(340)를 마주하게 형성된다.
유동 내주(340)는 유동 하우징(310)의 방사 방향의 내측 면을 형성한다. 유동 내주(340)는 유동 하우징(310)의 내주면으로 정의될 수 있다.
유동 내주(340)는 회수 하우징(210)과 이격되게 배치된다. 유동 내주(340)와 회수 하우징(210) 사이에는 유동 공간(320)의 일부가 형성되어, 회수 공간(230)과 유동 공간(320)이 연통될 수 있다.
유동 외주(330) 및 유동 내주(340)에 관통되어 유동 통공(350)이 형성된다.
유동 통공(350)은 유동 하우징(310)의 외주에 관통 형성되어, 유동 공간(320)과 진공 공간(420)을 연통한다. 펌프 부재(440)에 의한 압력의 조정 과정은 유동 통공(350)을 통해 연통되는 유동 공간(320)에도 적용될 수 있다.
유동 통공(350)은 유동 공간(320)과 진공 공간(420)을 연통할 수 있는 임의의 위치에 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 실시 예에서, 유동 통공(350)은 유동 하우징(310)의 우측의 상측 단부에 인접하게 위치된다. 달리 표현하면, 유동 통공(350)은 밀폐 가스켓(500)에 인접하게 위치된다.
이때, 유동 통공(350)은 진공 형성부(400)의 펌프 부재(440)와 이격되게 위치될 수 있다. 달리 표현하면, 유동 통공(350)은 펌프 부재(440)와 반대 측에 위치될 수 있다. 도 2에 도시된 실시 예에서, 유동 통공(350)은 좌측에 배치되는 펌프 부재(440)에 반대되게 우측에 위치된다.
이에 따라, 분리된 용융 염 등에 의해 펌프 부재(440) 또는 유동 통공(350)이 막히는 상황이 방지될 수 있다.
유동 면(360)은 유동 하우징(310)이 연장되는 방향의 일 면, 도시된 실시 예에서 하측 면을 형성한다. 유동 면(360)은 유동 하우징(310)의 내부에 형성된 유동 공간(320)을 하측에서 밀폐하게 구성된다.
유동 면(360)은 회수 하우징(210)을 지지한다. 도시된 실시 예에서, 유동 면(360)의 상측 부분에는 회수 하우징(210)의 하측 단부가 안착된다.
유동 면(360)은 진공 하우징(410)의 하측 면과 이격되게 위치된다. 유동 면(360)과 진공 하우징(410) 사이에는 유동 통공(350)과 펌프 부재(440) 사이를 연통하는 진공 공간(420)의 일부가 형성된다.
유동 면(360)의 방사상 외측에는 단턱부(370)가 형성된다.
단턱부(370)는 유동 면(360)에 안착된 회수 하우징(210)을 방사 방향에서 지지한다. 단턱부(370)는 유동 면(360)의 외주에서 물질 반응부(100)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측을 향해 돌출 형성된다.
단턱부(370)는 유동 면(360)의 외주를 따라 연장 형성될 수 있다. 즉, 단턱부(370)는 그 단면 형상이 환형으로 형성된다.
단턱부(370)의 방사상 내측 부분은 회수 하우징(210)의 하측 단부의 외주와 접촉될 수 있다. 이에 따라, 회수 하우징(210)의 방사 방향의 요동이 방지될 수 있다.
단턱부(370)의 돌출 방향의 일 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 유동 하우징(310)의 하측 단부와 결합될 수 있다. 이에 따라, 유동 공간(320)의 하측이 밀폐되어, 유동 공간(320)은 유동 통공(350)을 통해서만 진공 공간(420)과 연통될 수 있다.
진공 형성부(400)는 물질 처리 장치(10)의 내부에 진공을 형성한다. 진공 형성부(400)가 진공을 형성함에 따라, 반응 공간(130)을 제외한 다른 공간, 즉 회수 공간(230), 유동 공간(320) 및 진공 공간(420)에는 음압(negative pressure)이 형성된다.
상기 음압에 의해, 반응 공간(130)에 수용된 용융 염을 반응 필터(140)를 통과하여 회수 공간(230)으로 유동시키는 이송력이 형성될 수 있다.
진공 형성부(400)는 물질 반응부(100)와 결합된다. 구체적으로, 진공 형성부(400)는 밀폐 가스켓(500)을 통해 물질 반응부(100)와 결합된다. 진공 형성부(400)는 물질 반응부(100)를 부분적으로 수용한다.
진공 형성부(400)는 물질 회수부(200)와 결합된다. 구체적으로, 진공 형성부(400)는 물질 유동부(300) 및 밀폐 가스켓(500)을 통해 물질 회수부(200)와 결합된다. 진공 형성부(400)는 물질 회수부(200)를 부분적으로 수용한다.
진공 형성부(400)는 물질 유동부(300)와 결합된다. 구체적으로, 진공 형성부(400)는 밀폐 가스켓(500)을 통해 물질 유동부(300)와 결합된다. 진공 형성부(400)는 물질 유동부(300)를 수용한다.
진공 형성부(400)는 밀폐 가스켓(500)과 결합된다. 진공 형성부(400)의 상측은 밀폐 가스켓(500)에 의해 덮이며 밀폐 가스켓(500)과 결합된다.
도시된 실시 예에서, 진공 형성부(400)는 진공 하우징(410), 진공 공간(420), 유로 형성 부재(430) 및 펌프 부재(440)를 포함한다.
진공 하우징(410)은 진공 형성부(400)의 외형을 형성한다. 진공 하우징(410)은 외부로 노출된다. 진공 하우징(410)의 내부에는 외부와 연통되는 공간, 즉 진공 공간(420)이 형성된다.
진공 하우징(410)은 밀폐 가스켓(500)과 결합된다. 진공 하우징(410)의 상측 단부에 형성되는 개구부는 밀폐 가스켓(500)에 의해 부분적으로 덮인다. 진공 하우징(410)은 밀폐 가스켓(500)을 통해 물질 반응부(100), 물질 회수부(200) 및 물질 유동부(300)와 결합된다.
진공 하우징(410)은 물질 반응부(100)의 부분(즉, 반응 하우징(110)의 일부), 물질 회수부(200)의 부분(즉, 회수 하우징(210)의 일부) 및 물질 유동부(300)를 수용한다.
진공 하우징(410)의 외주는 수용된 물질 반응부(100), 물질 회수부(200) 및 물질 유동부(300)를 방사상 외측에서 둘러싸며 연장된다. 진공 하우징(410)의 외주는 수용된 물질 반응부(100), 물질 회수부(200) 및 물질 유동부(300)와 이격되어, 그 사이에 진공 공간(420)의 일부가 형성될 수 있다.
진공 하우징(410)은 그 내부에 공간이 형성되어 상기 구성 요소들을 수용하고, 유동 통공(350)과 연통되어 함께 음압이 형성될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 진공 하우징(410)은 그 단면의 외주가 원형이고, 상하 방향으로 연장 형성된 원기둥 형상이다.
이때, 진공 하우징(410)의 단면의 외주는 유동 하우징(310)의 단면의 외주보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
진공 하우징(410)의 상측 단부는 밀폐 가스켓(500)의 베이스(510)의 하면과 결합된다. 도 2에 도시된 실시 예에서, 진공 하우징(410)의 상측 단부는 베이스(510)의 하면의 외주와 결합된다.
진공 하우징(410)의 상측 단부는 개방 형성되어 진공 공간(420)을 외부와 연통한다. 이에 따라, 물질 유동부(300) 및 물질 유동부(300)에 수용된 물질 회수부(200) 및 물질 반응부(100)가 진공 하우징(410)의 내부에 수용될 수 있다.
진공 하우징(410)의 하측 면은 유동 면(360)과 이격되어, 그 사이에는 진공 공간(420)의 일부가 형성됨은 상술한 바와 같다.
진공 공간(420)은 펌프 부재(440)와 연통되어 압력이 조정되고, 유동 공간(320)과 연통되어 함께 압력이 조정되게 구성된다. 진공 공간(420)은 반응 하우징(110), 회수 하우징(210) 및 유동 하우징(310)을 수용한다.
진공 공간(420)은 진공 하우징(410)의 내부에 형성된다. 진공 공간(420)의 방사상 외측은 진공 하우징(410)의 내주면에 둘러싸인다. 진공 공간(420)의 상측은 밀폐 가스켓(500)에 의해 덮이고, 진공 공간(420)의 하측은 진공 하우징(410)의 하측 면에 의해 둘러싸인다.
진공 공간(420)은 서로 연통되는 복수 개의 부분으로 구획될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 실시 예에서, 진공 공간(420)은 유동 외주(330)와 유로 형성 부재(430) 사이에 형성되는 일 부분, 유로 형성 부재(430)와 진공 하우징(410)의 외주면 사이에 형성되는 다른 부분, 유동 면(360)과 진공 하우징(410)의 하측 면 사이에 형성되는 또 다른 부분을 포함한다.
진공 공간(420)의 상기 일 부분, 상기 다른 부분 및 상기 또 다른 부분은 서로 연통된다. 이에 따라, 진공 공간(420), 유동 공간(320) 및 이와 연통된 회수 공간(230)은 함께 압력이 조정될 수 있다.
진공 공간(420)은 펌프 부재(440)를 통해 외부와 연통된다. 진공 공간(420)의 압력은 펌프 부재(440)에 의해 조정될 수 있다. 일 실시 예에서, 진공 공간(420)의 압력은 진공 상태가 되도록 조정될 수 있다.
진공 공간(420)의 내부에는 유로 형성 부재(430)가 위치된다.
유로 형성 부재(430)는 진공 공간(420)을 부분적으로 구획한다. 유로 형성 부재(430)는 유동 통공(350)을 방사 방향에서 덮어, 이물질 등에 의한 유동 통공(350)의 막힘을 방지하게 구성된다. 또한, 유로 형성 부재(430)는 펌프 부재(440)에 의한 흡입(suction) 과정에서 형성되는 유체의 유출 유로 경로를 연장시키게 구성된다. 유로 형성 부재(430)에 의해, 진공 공간(420), 진공 공간(420) 및 회수 공간(230)은 충분한 시간 동안 압력이 조정되어, 용융 염을 유동시키기 위한 이송력이 충분한 크기만큼 형성될 수 있다.
유로 형성 부재(430)는 진공 공간(420)의 내부에 위치된다. 유로 형성 부재(430)는 진공 하우징(410)의 외주면과 같은 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 연장 형성된다.
유로 형성 부재(430)는 진공 공간(420)에 수용된 물질 반응부(100), 물질 회수부(200) 및 물질 유동부(300)를 방사 방향에서 둘러싸게 형성된다. 달리 표현하면, 유로 형성 부재(430)는 그 내부에 진공 공간(420)의 일부가 위치되고, 이를 둘러싸는 환형의 단면을 갖게 형성된다.
유로 형성 부재(430)의 연장 방향의 일 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 밀폐 가스켓(500)의 베이스(510)와 결합된다. 유로 형성 부재(430)의 연장 방향의 타 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 진공 하우징(410)의 하측 면과 이격되게 배치된다.
유로 형성 부재(430)의 내주면, 즉 방사상 내측 면은 유동 외주(330)와 이격되게 배치된다. 유로 형성 부재(430)의 외주면, 즉 방사상 외측 면은 진공 하우징(410)의 내주면과 이격되게 배치된다.
따라서, 유로 형성 부재(430)의 방사상 내측 및 방사상 외측에는 유동 공간(320)과 연통될 수 있는 충분한 공간이 각각 형성된다. 상기 공간들은 상술한 진공 공간(420)의 일 부분 및 다른 부분임이 이해될 것이다.
펌프 부재(440)는 진공 공간(420)의 압력을 조정하게 구성된다. 펌프 부재(440)는 외부 및 진공 공간(420)과 연통된다. 일 실시 예에서, 펌프 부재(440)는 진공 공간(420)의 유체를 배출시켜 진공 공간(420)의 압력을 진공 상태로 형성하게 구성될 수 있다.
이에 따라, 진공 공간(420)과 직접 연통되는(즉, 별도의 필터 없이) 유동 공간(320)의 압력 및 회수 공간(230)의 압력 또한 진공 상태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상압으로 유지되는 반응 공간(130)과 회수 공간(230) 사이에 압력 차이가 발생되어, 용융 염이 반응 필터(140)를 통과하기 위한 이송력이 형성될 수 있다.
펌프 부재(440)는 밀폐 가스켓(500)과 결합된다. 구체적으로, 펌프 부재(440)는 베이스(510)에 관통 형성되는 진공 통공(550)에 관통 결합된다. 펌프 부재(440)의 연장 방향의 일 단부, 도시된 실시 예에서 상측 단부는 외부로 노출된다. 펌프 부재(440)의 연장 방향의 타 단부, 도시된 실시 예에서 하측 단부는 진공 공간(420)에 노출된다.
펌프 부재(440)의 내부에는 중공이 형성된다. 상기 중공은 펌프 부재(440)의 연장 방향을 따라 관통 형성된다. 상기 중공에 의해, 진공 공간(420)과 외부가 연통될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 펌프 부재(440)는 상하 방향으로 연장 형성된 빨대(straw) 형상이다. 펌프 부재(440)는 진공 공간(420)의 압력을 조정할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다.
펌프 부재(440)는 진공 공간(420)의 압력을 다양하게 조정할 수 있다. 즉, 반응물 또는 생성물 및 용융 염의 종류 및 반응 속도 등 다양한 인자에 기인하여, 진공 공간(420)의 압력이 다양하게 조정될 수 있다.
밀폐 가스켓(500)은 진공 하우징(410)을 밀폐하여, 진공 공간(420)의 압력을 유지한다. 또한, 밀폐 가스켓(500)은 물질 처리 장치(10)의 다른 구성 요소와 각각 결합되어, 결과적으로 물질 처리 장치(10)의 각 구성 요소들을 결합시킨다.
밀폐 가스켓(500)은 물질 반응부(100)와 결합된다. 구체적으로, 밀폐 가스켓(500)은 물질 반응부(100)의 반응 가스켓(150)과 밀폐 결합된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 밀폐 가스켓(500)은 반응 가스켓(150)을 하측에서 지지하게 배치될 수 있다.
밀폐 가스켓(500)은 물질 회수부(200)와 결합된다. 밀폐 가스켓(500)에는 회수 하우징(210)이 관통되어, 밀폐 가스켓(500)의 내주에 형성된 가이드 돌출부(540)가 회수 하우징(210)의 상측 외주를 지지하게 구성된다.
밀폐 가스켓(500)은 물질 유동부(300)와 결합된다. 밀폐 가스켓(500)의 하측 면, 즉, 베이스(510)의 하측 면은 유동 하우징(310)의 상측 단부와 결합된다.
밀폐 가스켓(500)은 진공 형성부(400)와 결합된다. 밀폐 가스켓(500)의 하측 면, 즉, 베이스(510)의 하측 면은 진공 하우징(410)의 상측 단부와 결합된다.
일 실시 예에서, 밀폐 가스켓(500)은 상술한 구성들과 밀착 결합될 수 있다.
밀폐 가스켓(500)은 물질 반응부(100), 물질 회수부(200) 및 물질 유동부(300) 및 진공 형성부(400)와 결합될 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 밀폐 가스켓(500)은 원형의 단면을 갖고 상하 방향의 두께를 갖는 원판 형상이다.
도 5 내지 도 6에 도시된 실시 예에서, 밀폐 가스켓(500)은 베이스(510), 보스부(520), 결합 관통부(530), 가이드 돌출부(540) 및 진공 통공(550)을 포함한다.
베이스(510)는 밀폐 가스켓(500)의 외형의 일부를 형성한다. 도시된 실시 예에서, 베이스(510)는 밀폐 가스켓(500)의 하측 부분을 형성한다.
베이스(510)는 상술한 다양한 구성 요소와 결합된다. 베이스(510)는 상술한 다양한 구성 요소와 밀착 결합될 수 있다. 베이스(510)는 진공 공간(420)을 덮게 구성된다.
베이스(510)는 진공 공간(420)의 상측을 밀폐하고, 다른 구성 요소와 결합되어 이들을 지지할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 베이스(510)는 원형의 단면을 갖고, 상하 방향의 두께를 갖되 그 내부에 결합 관통부(530)가 관통 형성된 환형의 판형으로 형성된다.
베이스(510)의 상측에는 보스부(520)가 위치된다. 베이스(510)의 내부에는 결합 관통부(530)가 관통 형성된다. 베이스(510)의 내주, 즉 결합 관통부(530)를 둘러싸는 면에는 방사상 내측을 향해 가이드 돌출부(540)가 돌출 형성된다. 베이스(510)의 외주에 인접하게, 결합 관통부(530)의 방사상 외측에는 진공 통공(550)이 형성된다.
보스부(520)는 밀폐 가스켓(500)이 물질 반응부(100)와 결합되는 부분이다. 보스부(520)는 베이스(510)의 일 면, 도시된 실시 예에서 상측 면에서 상측을 향해 돌출 형성된다.
보스부(520)의 외주는 베이스(510)의 외주의 방사상 내측에 위치된다. 즉, 보스부(520)의 단면의 직경은 베이스(510)의 단면의 직경보다 작게 형성된다.
보스부(520)는 그 외주를 따라 연장 형성된다. 즉, 도시된 실시 예에서, 보스부(520)는 원형의 단면을 갖고, 상하 방향의 두께를 갖되 그 내부에 결합 관통부(530)가 관통 형성된 환형의 판형으로 구비된다. 보스부(520)의 형상은 반응 가스켓(150)의 형상에 따라 변경될 수 있다.
보스부(520)의 외주를 따라 복수 개의 관통공이 관통 형성될 수 있다. 상기 관통공은 반응 가스켓(150)의 외주를 따라 형성된 복수 개의 관통공과 맞춰질 수 있다. 상기 관통공에는 물질 반응부(100)와 밀폐 가스켓(500)을 결합시키기 위한 체결 부재가 관통 결합될 수 있다.
보스부(520)의 내부에는 결합 관통부(530)가 관통 형성된다.
결합 관통부(530)는 반응 하우징(110), 회수 하우징(210) 및 유동 하우징(310)이 관통 결합되는 공간이다. 결합 관통부(530)는 보스부(520)의 높이 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 연장된다. 결합 관통부(530)는 그 연장 방향의 각 단부, 즉 상측 단부 및 하측 단부가 각각 개방 형성된다.
결합 관통부(530)는 반응 하우징(110), 회수 하우징(210) 및 유동 하우징(310)을 수용할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 결합 관통부(530)는 가장 큰 직경의 단면으로 형성되는 유동 하우징(310)의 형상에 상응하게 원형의 단면을 갖고 상하 방향의 두께를 갖는 공간으로 형성된다.
결합 관통부(530)의 방사 방향은 베이스(510) 및 보스부(520)의 내주면에 둘러싸인다. 베이스(510)의 내주면에서는 가이드 돌출부(540)가 방사상 내측을 향해 돌출 형성된다.
가이드 돌출부(540)는 결합 관통부(530)에 수용된 유동 하우징(310)의 외주와 접촉되어, 유동 하우징(310)을 방사 방향에서 지지한다. 이에 따라, 유동 하우징(310)의 방사 방향의 요동이 방지될 수 있다.
가이드 돌출부(540)는 베이스(510)의 내주면, 즉 결합 관통부(530)를 방사상 외측에서 부분적으로 둘러싸는 면에 형성된다. 가이드 돌출부(540)는 결합 관통부(530)의 내측을 향해 돌출 형성된다.
가이드 돌출부(540)는 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 가이드 돌출부(540)는 베이스(510)의 내주면을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 가이드 돌출부(540)는 여섯 개 형성되어, 결합 관통부(530)의 중심에 대해 서로 소정의 각도를 이루며 이격되게 배치된다.
가이드 돌출부(540)는 유동 하우징(310)의 외주의 임의의 지점을 지지할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 가이드 돌출부(540)는 유동 하우징(310)의 외주의 상측 부분을 지지하게 구성된다.
따라서, 유동 하우징(310)의 외주의 상측은 가이드 돌출부(540)에 의해, 유동 하우징(310)의 외주의 하측은 단턱부(370)에 의해 지지될 수 있다. 이에 따라, 유동 하우징(310)의 방사 방향의 요동이 효과적으로 방지될 수 있다.
진공 통공(550)은 펌프 부재(440)가 관통되는 공간이다. 진공 통공(550)은 베이스(510)의 내부에, 베이스(510)의 외주에 인접하게 위치된다. 진공 통공(550)은 베이스(510)의 두께 방향, 도시된 실시 예에서 상하 방향으로 관통 형성된다.
진공 통공(550)은 펌프 부재(440)가 관통되어, 진공 공간(420)과 연통될 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시 예에서, 진공 통공(550)은 펌프 부재(440)의 외주의 형상에 따라 원형의 단면을 갖고 상하 방향의 높이를 갖는 원기둥 형상이다.
진공 통공(550)은 펌프 부재(440)가 결합될 수 있는 임의의 위치에 형성될 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이, 유동 통공(350)의 막힘 등이 방지되기 위해서는 진공 통공(550)이 유동 통공(350)에 반대되게 배치되는 것이 바람직하다.
이에, 도시된 실시 예에서, 우측에 치우치게 위치되는 유동 통공(350)에 반대되게 진공 통공(550)은 좌측에 치우치게 위치됨에 이해될 것이다.
이하, 도 7 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 물질 처리 장치(10)에 의한 반응물과 용융 염의 반응 및 반응 후 용융 염이 분리, 회수되는 과정을 상세하게 설명한다.
도 7을 참조하면, 반응 공간(130)에 반응물 및 용융 염이 투입된 상태가 도시된다. 반응물과 용융 염의 효과적인 반응을 위해, 이들을 교반시키기 위한 교반 부재(도면 부호 미부여)가 구비될 수 있다.
반응물과 용융 염의 반응이 진행되어 생성물이 형성되면, 용융 염이 회수되어야 한다.
이를 위해, 펌프 부재(440)가 작동되어 진공 공간(420)의 압력을 강하시킨다. 일 실시 예에서, 펌프 부재(440)는 진공 공간(420)의 압력을 진공 상태가 될 때까지 작동될 수 있다. 상술한 바와 같이, 펌프 부재(440)는 진공 공간(420)에 체류되는 유체를 강제로 배출하여 진공 공간(420)의 압력을 강하시킬 수 있다.
상기 과정에 의해 진공 공간(420)과 연통되는 유동 공간(320) 및 회수 공간(230)의 압력 또한 강하된다. 한편, 반응 공간(130)은 반응 개구부(120)에 의해 외부와 연통되므로 상압으로 유지된다. 이에 따라, 회수 공간(230), 유동 공간(320) 및 진공 공간(420)은 반응 공간(130)에 비해 음압 상태가 된다.
도 8을 참조하면, 형성된 음압 상태에 의해 액체 상의 용융 염이 유동되는 과정이 도시된다.
상술한 바와 같이, 반응 필터(140)는 액체 상의 용융 염보다 크되, 반응물 또는 생성물의 입자보다는 작은 크기를 갖게 형성되는 복수 개의 통공을 포함한다. 음압 상태가 형성되기 전, 액체 상의 용융 염은 표면 장력 등에 의해 반응 필터(140)를 통과하지 못한다.
음압 상태가 형성됨에 따라, 반응 공간(130)에서 회수 공간(230)을 향하는 방향의 이송력이 용융 염에 인가된다. 이에 따라, 반응 공간(130)에 체류되던 용융 염은 반응 필터(140)를 통과하여 회수 공간(230)으로 유동된다. 이때, 반응 필터(140)에 형성된 통공의 크기에 기인하여, 고체 상의 반응물 또는 생성물은 반응 필터(140)를 통과하지 못하고 반응 공간(130)에 잔류된다.
이에 따라, 반응물 또는 생성물과, 용융 염은 서로 다른 공간으로 분리될 수 있다. 이에, 물질 반응부(100)의 반응 공간(130)에 잔류되는 반응물 또는 생성물이 회수될 수 있다. 또한, 물질 회수부(200)와 탈거 가능하게 결합되는 물질 반응부(100)를 탈거하여 개방되는 회수 공간(230)에 포집된 용융 염 또한 회수될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 물질 처리 장치(10)는, 물질의 반응, 분리 및 회수 과정이 단일의 기기에서 수행될 수 있다. 이에 따라, 물질의 반응, 분리 및 회수 과정이 신속하고도 효율적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10: 물질 처리 장치 100: 물질 반응부
110: 반응 하우징 120: 반응 개구부
130: 반응 공간 140: 반응 필터
150: 반응 가스켓 200: 물질 회수부
210: 회수 하우징 220: 회수 개구부
230: 회수 공간 240: 회수 단부
250: 회수 외주 300: 물질 유동부
310: 유동 하우징 320: 유동 공간
330: 유동 외주 340: 유동 내주
350: 유동 통공 360: 유동 면
370: 단턱부 400: 진공 형성부
410: 진공 하우징 420: 진공 공간
430: 유로 형성 부재 440: 펌프 부재
500: 밀폐 가스켓 510: 베이스
520: 보스부 530: 결합 관통부
540: 가이드 돌출부 550: 진공 통공

Claims (10)

  1. 외부와 연통되며, 생성물 및 용융 염이 생성되는 반응 공간이 형성된 물질 반응부;
    상기 물질 반응부와 결합되며, 상기 반응 공간과 선택적으로 연통되는 회수 공간이 형성된 물질 회수부;
    상기 물질 회수부를 수용하며, 상기 회수 공간과 연통되는 진공 공간이 형성된 진공 형성부; 및
    상기 진공 공간에 수용되며, 상기 용융 염의 배출 유로의 일부를 형성하는 물질 유동부를 포함하며,
    상기 물질 반응부는,
    상기 반응 공간과 상기 회수 공간 사이에 위치되어, 상기 용융 염만을 선택적으로 투과시키는 반응 필터를 포함하고,
    상기 진공 형성부는,
    상기 진공 공간 및 상기 회수 공간의 압력을 조정하게 구성되는 펌프 부재를 포함하여,
    상기 펌프 부재가 작동되어 상기 진공 공간 및 회수 공간의 압력이 강하되면, 상기 반응 공간과의 압력 차이에 의해 상기 용융 염이 상기 반응 필터를 통과하게 구성되고,
    상기 물질 유동부는,
    상기 물질 회수부를 수용하는 유동 공간; 및
    상기 유동 공간을 둘러싸며, 상기 물질 회수부 및 상기 진공 형성부와 각각 이격되게 배치되는 유동 하우징을 포함하는,
    물질 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반응 필터는,
    상기 용융 염의 입자의 크기 이상이되, 상기 생성물의 입자의 크기 미만의 크기로 형성되는 복수 개의 관통공을 포함하는,
    물질 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 진공 형성부는,
    상기 진공 공간을 둘러싸는 진공 하우징; 및
    외부 및 상기 진공 공간과 각각 연통되며, 상기 진공 공간의 유체를 흡입하여 배출함으로써 상기 진공 공간의 압력을 강하시키게 구성되는 펌프 부재를 포함하는,
    물질 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 물질 유동부는,
    상기 유동 하우징의 외면에 관통 형성되어, 상기 유동 공간과 상기 진공 공간을 연통하는 유동 통공을 포함하는,
    물질 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 펌프 부재는,
    외부 및 상기 진공 공간과 각각 연통되며, 상기 진공 공간, 상기 유동 공간 및 상기 회수 공간의 유체를 흡입하여 배출함으로써 상기 진공 공간의 압력을 강하시키게 구성되는,
    물질 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유동 통공은 일 측에 치우치게 위치되고,
    상기 펌프 부재는 상기 일 측에 반대되는 타 측에 치우치게 위치되는,
    물질 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 물질 유동부는,
    상기 유동 공간을 하측에서 둘러싸며, 상기 물질 회수부를 하측에서 지지하는 유동 면; 및
    상기 유동 면의 외주에서 상측을 향해 돌출되며, 상기 유동 면의 외주를 따라 연장 형성되어 상기 물질 회수부의 하측 단부를 방사 방향에서 지지하게 구성되는 단턱부를 포함하는,
    물질 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 물질 반응부, 상기 물질 회수부 및 상기 진공 형성부와 각각 결합되는 밀폐 가스켓을 포함하고,
    상기 밀폐 가스켓은,
    상기 진공 공간을 덮으며 상기 진공 형성부와 결합되는 베이스;
    상기 베이스의 내부에 관통 형성되어, 상기 물질 반응부 및 상기 물질 회수부가 관통되는 결합 관통부를 포함하는,
    물질 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 물질 유동부는, 상기 물질 반응부 및 상기 물질 회수부를 수용하며, 상기 결합 관통부에 관통되어 상기 진공 공간에 수용되고,
    상기 밀폐 가스켓은,
    상기 결합 관통부를 둘러싸는 상기 베이스의 내주면에서 방사상 내측을 향해 돌출 형성되어, 상기 물질 유동부의 외주를 지지하게 구성되는 가이드 돌출부를 포함하는,
    물질 처리 장치.
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