KR20220063597A - 초순수 제조 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 순수가 저장되는 탱크; 상기 탱크가 착탈 가능하게 장착되는 급수부; 및 상기 급수부로부터 공급되는 순수를 정제하는 정제부;를 포함하며, 상기 탱크에 저장된 순수는, 상기 탱크가 상기 급수부에 장착되면, 상기 급수부를 경유하여 상기 정제부로 유동 가능한 상태가 되는 것을 특징으로 한다.

Description

초순수 제조 시스템{ULTRA-PURE WATER MANUFACTURING SYSTEM}

본 발명은, 각종 이화학 실험실, 미생물 배양, 시약 조제, 병원 검사실 및 반도체 세척용 등 다양한 용도록 사용되는 초순수를 제조하는 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는, 다양한 실험실 규모에 호환되어 사용될 수 있고, 특히, 휴대성과 편의성이 증가된 초순수 제조 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 각종 이화학 실험실, 미생물 배양, 약품 제조, 병원 검사실, 화장품 제조 및 반도체 세척용으로 사용되는 물의 경우, 다른 일반적인 용도로 사용되는 산업 용수들에 비해 물의 순도가 실험 결과나 제품 품질 등에 미치는 영향이 매우 크므로 물의 정화 정도가 매우 중요하다고 할 수 있으며, 이에 따라, 유럽, 미국 등 선진국에서는 물론 우리나라에서도 물 그레이드(grade)를 법으로 규정하고 있다.

따라서, 상기와 같은 실험실이나 제약 업계, 반도체 제조 시설 등에서 사용되는 물의 경우 일반 원수를 정제하여 높은 순도를 갖도록 처리하여 사용하고 있으며, 이러한 시설에서 사용되는 물은 그 정화의 정도에 따라 25℃ 온도 보정상태에서 저항치가 0.25 ~ 4㏁·㎝인 순수(純水; pure water)와 저항치가 18.2㏁·㎝ 이상인 초순수(超純水; ultra pure water) 2가지 등급으로 나눌 수 있다.

여기서, 상기 순수는 일반적인 이화학 실험, 시약조제, 무균수, 병원 검사실 및 초순수 제조장치의 전처리용 등으로 사용되며, 초순수(超純水)는 보다 정밀을 요하는 분석기기, 생명공학, 반도체 용수 및 생화학 분야 등 특히 물의 순도가 중요시되는 분야에서 주로 사용된다.

이러한 초순수를 제조하는 시스템에 있어서 기존의 장비를 살펴 보면, 외부에서 공급되는 원수를 정화하여 순수로 제조하는 순수제조모듈과, 상기 순수제조모듈에서 정제된 순수를 일시적으로 저장하기 위한 저수탱크와, 상기 저수탱크에 저장된 순수를 받아 정제하여 최종적으로 초순수를 제조하여 배출하는 초순수제조모듈을 포함하여 구성되는 것이 일반적이다.

여기서, 상기 순수제조모듈은 원수를 정화하여 순수로 제조하기 위해 필터를 포함하고 있는데, 통상적으로 외부에서 입수된 수돗물 등의 원수는 전처리 필터(prefilter)와 카본 필터(carbon filter) 및 역삼투압 필터(Reveres Osmosis filter)를 차례로 통과하면 물 속에 포함되어 있던 각종 오염물의 대부분이 제거되어 순수 물로서 생성된다. 이와 같이 순수제조모듈에서 생성된 순수는 초순수제조모듈에 구비된 활성탄소필터, 이온교환 필터(DI filter), 자외선 살균램프(UV lamp), 한외여과막(UF membrane) 및 최종 필터 등을 통과하면서 잔여 오염물들이 제거되어 최종적으로 초순수로서 제조되며, 상기와 같이 제조된 순수 또는 초순수는 사용자의 선택에 의해 급수 코크를 통해 외부로 배출되어 그 활용 용도에 따라 적절하게 사용되고 있다.

한편, 종래의 초순수 제조 시스템은, 순수제조모듈과 초순수제조모듈 사이에 저수 탱크를 구비하고 있음으로써 순수제조모듈에서 생성된 순수를 일단 저수 탱크에 저장하여 두었다가 사용자가 순수 또는 초순수를 사용하고자 할 때 상기 저수 탱크에서 바로 순수를 배출하거나 초순수제조모듈에서 저수 탱크에 저장된 순수를 받아 처리하여 초순수로 배출하도록 하는 구조를 가지고 있다.

하지만, 위와 같이 구성된 종래의 초순수 제조 시스템은, 상기 저장 탱크를 비롯하여 순수제조모듈과 초순수제조모듈의 전체적인 부피가 큰 관계로 인하여, 초순수를 필요로 하는 각종 사용처에 설비되기에는 많은 제약이 따른다.

예컨대, 각 실험실마다 초순수 제조 시스템을 마련하기에는 설치 공간의 제약이 따르기 때문에, 별도의 공간에만 초순수 제조 시스템을 설비할 수밖에 없다. 이에 따라, 실험자는 별도의 공간에 마련된 초순수 제조 시스템으로 이동한 뒤 초순수를 얻어오는 번거로운 과정을 수행해야 한다.

또한, 종래의 초순수 제조 시스템은, 장시간 동안 순수 또는 초순수의 사용이 없는 경우 저장 탱크에 저장된 순수 내에서 미생물이 번식되어 순수가 쉽게 오염되는 문제점이 있다.

이에 따라, 저장 탱크에 저장된 순수를 주기적으로 순환시키는 방식이 종래의 초순수 제조 시스템에 적용되고 있다.

그러나, 종래의 초순수 제조 시스템은, 종래의 초순수 제조 시스템은, 순수제조모듈에서 생성된 순수를 지속적으로 저장해 놓기 위해 저장 탱크가 통상 50리터 이상으로 용량이 큰 관계로 인하여, 탱크를 포함한 순환 경로의 구현을 하지 못하고, 따라서 탱크에서의 미생물 증식을 효과적으로 방지하지 못한다.

이에 따라, 탱크에 직접 진동 장치를 달아 주기적으로 진동을 가하여 탱크 벽면에서 미생물이 증식하는 것을 방지하기 위한 기술이 제시된 바 있으나, 이는 탱크 결합 부품의 느슨해짐을 유발하여 구조적 문제를 발생시키는 문제점이 확인되고 있다.

따라서, 본 출원인은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명을 제안하게 되었으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는, 대한민국 등록특허 제10-0987646호의 '순수 및 초순수 제조장치의 제어방법'이 있다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 협소한 초수순 사용처에서도 초순수를 제조하여 사용할 수 있도록 구성된 초순수 제조 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 순수제조모듈과 초순수제조모듈을 서로 분리시키고도 초순수 사용처에서 초순수를 직접 제공받을 수 있도록 구성된 초순수 제조 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 순수를 저장하는 저장 탱크의 휴대성을 증가시켜, 상기 저장 탱크가 서로 분리된 순수제조모듈과 초순수제조모듈을 연결하는 이동식 매개체가 되도록 구성된 초순수 제조 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 초순수를 제조하는 과정에서 저장된 순수 또는 유동중인 순수를 UV 살균방식으로 살균하고, 이때, 순수로 조사되는 UV 조사면적 및 조사시간을 증가시켜 살균효율을 상승시킨 초순수 제조 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 순수가 저장되는 탱크; 상기 탱크가 착탈 가능하게 장착되는 급수부; 및 상기 급수부로부터 공급되는 순수를 정제하는 정제부;를 포함하며, 상기 탱크에 저장된 순수는, 상기 탱크가 상기 급수부에 장착되면, 상기 급수부를 경유하여 상기 정제부로 유동 가능한 상태가 될 수 있다.

또한, 상기 급수부는, 상기 탱크가 수용될 수 있는 내부 공간을 구비한 하우징을 포함하며, 상기 하우징의 일측은 상기 탱크가 삽입 또는 이탈될 수 있도록 개방 가능한 구조로 형성될 수 있다.

또한, 상기 하우징에는 상기 탱크에 저장된 순수를 1차적으로 살균하는 제1살균부;가 마련되는 것을 포함하며, 상기 제1살균부는, 상기 하우징에 상기 탱크가 수용되면, 상기 탱크의 내부에서부터 방사방향으로 자외선을 조사할 수 있다.

또한, 상기 탱크의 전체 부위 또는 일부 부위는 빛이 투과되는 재질로 제작되어 빛 투과 영역을 형성할 수 있다.

또한, 상기 제1살균부는, 상기 하우징의 내면에서 상기 하우징의 내부 공간을 향해 돌출되게 마련되는 자외선 조사 모듈로 구성될 수 있다.

또한, 상기 탱크에는 상기 자외선 조사 모듈이 삽입될 수 있는 홈부가 마련되며, 상기 홈부는 상기 빛 투과 영역으로 형성되며, 상기 하우징의 내부 공간으로 상기 탱크가 삽입되었을 때, 상기 자외선 조사 모듈이 상기 탱크의 내부 중심을 향해 배치될 수 있도록 상기 탱크에 형성될 수 있다.

또한, 상기 급수부는 상기 탱크에 진동을 발생시키는 진동부를 더 포함하며,상기 진동부는, 상기 하우징의 내부 공간에 상기 탱크가 삽입되어 안착되었을 때, 상기 탱크의 외면과 마주하는 상기 하우징의 내면에 마련될 수 있다.

또한, 상기 급수부에서 공급되는 순수를 순환시켜 상기 탱크로 안내하는 순환 라인를 더 포함하며, 상기 순환 라인에는 상기 순수 또는 초순수에 포함된 용존 산소를 제거하는 탈기부;가 마련될 수 있다.

또한, 상기 탱크에 저장된 순수의 양을 감지하여 사용자에게 순수의 충전시기를 알려주는 센싱부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 탱크는 2~5리터의 순수가 저장될 수 있는 용량을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 초순수 제조 시스템은, 순수 저장 탱크가 사용자에 의해 운반될 수 있도록 휴대 가능한 구조를 가지므로, 협소한 공간을 가지는 초순수 사용처에서도 초순수를 직접 제조하여 사용할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 초순수 제조 시스템은, 순수를 제조하기 위한 설비와 분리된 구조를 가지므로, 각 초순수 사용처마다 저렴한 비용으로 설치되어 사용자에게 초순수를 직접적으로 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 초순수 제조 시스템은, 초순수를 얻기 위하여, 사용자가 실험실 외부로 이동하는 번거로운 과정을 수행하지 않도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 초순수 제조 시스템은, 저장된 순수와 유동 중인 순수를 자외선으로 살균하는 구성을 제공하므로, 순도 높은 초순수를 사용자에게 제공할 수 있고, 더불어, 탱크 또는 파이프 내에 미생물이 번식하는 현상을 사전에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초순수 제조 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탱크와 급수부의 구성을 보여주는 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정제부의 살균부 구성을 보여주는 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 살균부의 평단면도.
도 5는 도 3에 도시된 살균부에 제2중공부가 마련된 상태를 보여주는 사시도.
도 6 본 발명의 일 실시예에 따른 정제부의 필터부 구성을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터부의 분할부 구성을 보여주는 도면.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 초순수 제조 시스템이 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초순수 제조 시스템(100)은, 순수를 제조하는 순수 제조 시스템과 분리되어 초순수만 제조할 수 있도록 구성된 것에 특징이 있으며, 이에 따라, 협소한 공간을 구비한 각종 초순수 사용처에 적용되어 사용자들이 즉각적이고 편리하게 초순수를 제공받아 사용할 수 있도록 하는 것에 특징이 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초순수 제조 시스템(100)은, 순수가 저장되는 탱크(200); 상기 탱크가 착탈 가능하게 장착되는 급수부(300); 및 상기 급수부(300)로부터 공급되는 순수를 정제하는 정제부(400)를 포함할 수 있다.

먼저, 상기 탱크(200)의 전체 부위 또는 일부 부위는 빛이 투과되는 재질로 제작되어 빛 투과 영역을 형성할 수 있다. 이는, 후술할 제1살균부(320)에서 제공되는 자외선이 통과되어 탱크(200)에 저장된 순수를 살균하기 위해서다.

상기 탱크(200)는, 본 발명의 일 실시예에서는 약 2리터~5리터의 순수가 저장될 수 있는 용량을 가지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 탱크(200)는, 사람이 쉽게 휴대한 채 이동할 수 있도록 하고, 더불어, 초순수 사용처에서의 요구량을 동시에 만족하기 위하여, 약 2리터~5리터의 순수가 저장될 수 있는 크기로 제작될 수 있다.

상기 탱크(200)에는 그 내부 공간에 순수를 주입하기 위한 주입구가 형성될 수 있고, 또한, 사용자가 간편힌 휴대한 채 이동할 수 있도록 손잡이부가 마련된다.

상기 급수부(300)는, 상기 탱크(200)에 저장된 순수를 전달받아 후술할 정제부(400)로 공급하는 역할을 한다. 다시 말해, 상기 탱크(200)에 저장된 순수는 상기 탱크(200)가 상기 급수부(300)에 장착되면, 상기 급수부(300)를 경유하여 상기 정제부(400)로 유동 가능한 상태가 될 수 있다.

상기 급수부(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 탱크(200)가 수용되어 안착될 수 있는 내부 공간을 구비한 하우징(310)의 형태로 구현될 수 있다.

하우징(310)은, 초순수 사용처에 마련되는 구성요소로서, 상기 탱크(200)가 삽입 또는 이탈될 수 있도록 그 일측은 개방되어 있다. 참고로, 본 발명의 일 실예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(310)의 상부가 개방된 상태를 이루고 있으며, 이 상부는 도시되지 않은 커버에 의하여 개폐될 수 있다. 즉, 하우징(310)은 개방 가능한 구조로 제작될 수도 있다.

한편, 탱크(200)의 저면과 대응되는 하우징(310)의 바닥면에는, 탱크(220)의 배출구(230)와 연통 가능하게 연결되는 급수구(미도시)가 마련될 수 있다.

이때, 탱크(220)의 배출구(230)가 급수구에 결합되면, 배출구(230)에 마련된 밸브(231)가 개방되어 탱크(200)에 저장된 순수가 하우징(310)의 급수구와 연통 가능하게 연결된 급수 라인을 통하여 정제부(400)로 공급될 수 있다. 즉, 탱크(220)가 하우징(310)의 내부 공간으로 삽입되어 안착되면 탱크(220)에 저장된 순수가 급수 라인을 통하여 정제부(400)로 공급될 수 있다.

참고로, 탱크(220)의 배출구(230)에 마련된 밸브(231)가 하우징(310)의 급수구(미도시)에 마련된 접촉부재(미도시)에 가압되어 개폐되는 구조는 해당분야의 당업자라면 쉽게 실시할 수 있는 공지의 구성이므로 본 발명의 명세서상에서는, 발명의 요지가 모호해지지 않도록, 그 구체적인 구성설명이 생략된다.

또한, 본 발명에서는 상기 하우징(310)이 'ㄷ'자 형태의 단면을 가지는 것으로 도면상에 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 순수가 저장된 탱크를 안정적으로 지지할 수 있는 형태라면 다양한 형태로 구현될 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 급수부(300)는, 탱크(200)에 저장된 순수를 1차적으로 살균하는 제1살균부(320)를 포함할 수 있다.

상기 제1살균부(320)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(310)의 내부 공간으로 탱크(200)가 삽입되어 안착되면, 상기 탱크(200)의 내측 중앙부에서부터 방사방향으로 자외선을 조사하도록 구성될 수 있다.

제1살균부(320)는, UV 램프나, 자외선을 조사하는 LED로 구성된 자외선 조사 모듈로 구성될 수 있으며, 상기 하우징(310)의 바닥면에서부터 상향으로 돌출되게 마련될 수 있다.

한편, 상기 탱크(200)는, 하우징(310)에 마련된 자외선 조사 모듈에 대응될 수 있도록, 도 2에 도시된 바와 같이, 홈부(240)를 형성할 수 있다.

상기 홈부(240)는, 상기 탱크(200)에 위치된 상기 빛 투과 영역으로 형성되며, 상기 탱크(200)가 하우징(310)의 내부 공간에 삽입될 때 하우징(310)에서 돌출되게 마련된 자외선 조사 모듈이 삽입될 수 있는 공간을 제공하여 탱크(200)가 자외선 조사 모듈에 간섭되지 않고 하우징(310)의 내부 공간에 안착될 수 있도록 한다.

상기 홈부(240)는, 탱크(200)가 하우징(310)의 내부 공간으로 삽입될 때, 하우징(310)에 마련된 자외선 조사 모듈이 탱크(200)의 내부 중심을 향해 배치될 수 있도록 상기 탱크(200)의 저면 중앙부에 형성될 수 있다. 상기 홈부(240)를 구획하는 상기 탱크(200)의 저면 중앙부는 탱크(200)의 내부 공간을 향해 돌출된 형태를 가지며, 이에 따라, 상기 자외선 조사 모듈(310)이 삽입될 수 있는 공간이 마련될 수 있다. 그리고, 상기 자외선 조사 모듈을 감싸는 형태로 수용하는 상기 탱크(200)의 부위가 상기 빛 투과 영역이라 할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 탱크(200)에 형성된 홈부(240)로 삽입된 제1살균뷰(310)는, 하우징(310)의 중심에서부터 방사방향으로 자외선을 조사하여, 탱크(200)에 저장된 순수를 살균할 뿐만 아니라, 특히, 탱크(200)의 내면에 미생물이 번식하는 것을 차단할 수 있다. 즉, 제1살균부(320)를 구성하는 자외선 조사 모듈이 탱크(200)의 내측 벽면을 향해 자외선을 조사할 수 있기 때문에, 그 벽면에 미생물이 번식되거나 또는 벽면이 오염되는 현상을 사전에 방지할 수 있다.

또한, 상기 급수부(300)는, 상기 하우징(310)의 내부 공간에 삽입되어 안착된 탱크(200)에 진동을 발생시키는 진동부(330)를 포함할 수 있다.

상기 진동부(330)는 주기적으로 상티 탱크(200)를 진동시켜 탱크(220)의 내벽면에 미생물이 번식 또는 증식하는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기 하우징(310)의 내부 공간에 상기 탱크(200)가 삽입되어 안착되었을 때, 상기 탱크(200)의 외면과 마주하는 상기 하우징(310)의 내면에 마련될 수 있다.

참고로, 본 발명의 일 실시예에서는 탱크(200)의 측면과 마주하는 하우징(310)의 내면에 다수개의 진동부(330)가 마련되는 것으로 도면 2에 도시되어 있다.

상기 진동부(330)는, 다양한 공지의 진동소자로 구성되어 상기 하우징(310)에 마련될 수 있으며, 일정한 시간적 간격을 두고서 탱크(200)에 진동을 전달할 수도 있고, 사용자에 의해 제어되어 탱크(200)에 진동을 전달할 수도 있다.

따라서, 진동부(330)에 의한 탱크(200)의 진동에 의하여 미생물의 번식이 더욱 억제될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 초순수 제조 시스템(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 급수부(300)에서 공급되는 순수를 순환시켜 탱크(200)로 안내하는 순환 라인(SP)을 더 포함할 수 있다.

상기 순환 라인(SP)은 급수부(300)와 정제부(400)를 서로 연결하는 제1파이프(P1)와 연통 가능하게 연결되거나, 또는, 정제부(400)와 초순수 배출 노즐(N)을 서로 연결하는 제2파이프(P2)에 연통 가능하게 연결될 수 있다.

다시 말해, 상기 순환 라인(SP)의 길이방향 일단은 제1파이프(P1) 또는 제2파이프(P2)와 연통 가능하게 연결되고, 그 길이방향 타단은 탱크(200)의 주입구(210)와 연통 가능하게 연결될 수 있다.

상기 순환 라인(SP)은 순수 또는 초순수가 유동되는 파이프(P1, P2)에 순수 또는 초순수가 장시간 동안 정체되었을 때 발생되는 미생물 번식, 오염 등을 사전에 방지하는 역할을 하며, 도시되지 않은 순환 펌프에 의해 주기적으로 순수 또는 초순수를 순환시킬 수 있다.

참고로, 상기 순환 라인(SP)과 파이프(P1, P2)의 연결 지점에는 3방향 솔레노이드 밸브가 마련될 수 있으며, 이 3방향 솔레노이드 밸브의 작동에 의하여 순수 또는 초순수의 유동 방향이 변경될 수 있다.

또한, 급수부(300)와 정제부(400)를 서로 연결하는 제1파이프(P1)에는 순수만 통과하기 때문에, 상기 제1파이프(P1)에 정체된 순수를 순환시켜 미생물의 번식 또는 제1파이프(P1)의 관내 오염을 방지할 수 있다.

또한, 정제부(400)와 초순수 배출 노즐(N)을 연결하는 제2파이프(P2)는 초순수가 통과하기 때문에 제2파이프(P2)에 정제된 순수를 순환시켜 미생물의 번식 도는 제2파이프P2)의 관내 오염을 방지할 수 있다.

사용자는 파이프(P1, P2) 내에 정체된 순수 또는 초순수를 주기적으로 순환시켜 미생물이 번식되는 현상과 파이프(P1, P2)의 내면이 오염되는 현상을 사전에 방지할 수 있다.

참고로, 상기 제1파이프(P1)에 정체된 순수만을 순환시키게 되면, 제2파이프(P2)에 정체된 초순수는 순환되지 못하는 단점이 발생되지만, 순수의 순환 시간이 초순수의 순환 시간보다 상대적으로 짧은 장점이 있다. 반대로, 제2파이프(P2)에 정체된 초수를 순환시키게 되면, 제1파이프(P1)에 정체된 순수까지 정제부(400)를 경유하여 순환되는 장점이 있지만, 순환 시간이 긴 단점이 있다.

따라서, 사용자는 이전에 운행되었던 초순수 제조 시스템(100)의 상태에 따라서 제1파이프(P1)에 정체된 순수만을 순환시키거나, 또는, 제2파이프(P2)에 정체된 초순수를 순환시킬 수 있다.

한편, 상기 순환 라인(SP)에는 순수 또는 초순수에 포함된 용존 산소를 제거하는 탈기부(500)가 마련될 수 있다.

상기 탈기부(500)는, 미생물이 가장 번식하기 적합한 구성요소 이전에 마련되는 것이 바람직하며, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 탱크(200)의 전단 부분에 배치된 순환 라인(SP)에 마련되어 순수 또는 초순수에 포함된 용존산소를 제거하는 것으로 도면 1에 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 제1파이프(P1)에 마련되어 급수부(300)와 정제부(400) 사이에 배치될 수도 있다.

또한, 상기 급수부(300)는, 상기 탱크(200)에 저장된 순수의 양을 감지하여 사용자에게 순수의 충전시기를 알려주는 센싱부(340);를 더 포함할 수 있다.

상기 센싱부(340)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(310)에 탱크(200)가 삽입되어 안착되었을 때, 상기 탱크(200)의 저면과 마주하는 상기 하우징(310)의 바닥면에 마련되어 상기 탱크(200)의 중량을 감지하는 로드 셀(Load cell)로 구현될 수 있다.

또한, 상기 센싱부(340)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 탱크(200)의 내측 하부에 마련되어 순수의 수위를 감지하는 컨덕티브 센서(Conductive sensor)로 구현될 수도 있다.

따라서, 사용자는 센싱부(340)에서 전달되는 센싱값을 기초로 하여 탱크(200)에 저장된 순수의 용량을 파악한 뒤, 순수가 소진되기 이전에 탱크(200)를 교체하거나, 또는, 탱크(200)에 순수를 채우는 과정을 실시할 수 있다. 예컨대, 탱크(200)에 저장된 순수가 모두 소진되어도 제1파이프(P1)와 제2파이프(P2)에는 순수 또는 초순수가 저장되어 있기 때문에 사용자는 하우징(310)에서 탱크(200)를 분리한 뒤 순수 제조모듈이 배치된 장소로 이동하여 탱크(200)에 순수를 다시 채운 후 하우징(310)에 재결합하면 초순수 제조과정이 끊김없이 지속적으로 운행될 수 있다.

상기 정제부(400)는, 급수부(300)에서 공급된 순수를 2차적으로 살균하는 제2살균부(410); 및 상기 제2살균부(410)를 경유한 순수를 전달받아 불순물을 걸러내는 필터부(420);를 포함할 수 있다.

상기 제2살균부(410)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 급수부(300)에서 공급된 순수가 유동될 수 있는 제1공간부(S1)를 형성하되 빛 투과가 가능한 투명 재질로 제작되는 제1중공부(411); 상기 제1중공부(411)의 길이방향 일측에 마련되는 자외선 조사 모듈(412); 및 상기 자외선 조사 모듈(412)에서 조사되는 자외선을 상기 제1중공부(411)의 제1공간부(S1)로 발산하는 확산시트(413);를 포함할 수 있다.

상기 제1중공부(411)는 빛이 투과될 수 있는 재질로 제작될 수 있으며, 도 3에는 되시되지 않았으나, 그 길이방향 일측에는 입수관(415a)이 마련된 상부캡(415)이 마련되고, 그 길이방향 타측에는 출수관(416a)이 마련된 하부캡(416)이 마련될 수 있다. 이에 따라, 급수부(300)에서 공급되는 순수는 출수관(416a)을 통하여 제1중공부(411)의 제1공간부(S1)로 유입될 수 있다. 그리고, 제1공간부(S1)로 유입된 순수는 상기 출수관(416a)을 통하여 외부로 배출될 수 있다.

상기 자외선 조사 모듈(412)은, 상기 제1공간부(S1)를 통과하는 순수에 자외선을 조사하여 살균하는 구성요소로서, 상기 제1중공부(411)의 외측 둘레부 전체에 마련되거나, 또는, 외측 둘레부 일부에 마련될 수 있다. 참고로, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 자외선 조사 모듄(412)이 제1중공부(411)의 하단측 둘레부에 마련되는 것으로 도시되어 있다.

상기 자외선 조사 모듈(412)은 상기 제1중공부(411)의 외면 전체에 마련된 상태에서 제1공간부(S1)로 자외선을 조사하는 것이, 순수를 효율적으로 살균하는 측면에서 바람직할 수는 있다. 하지만, 이러한 방식은 자외선 조사 모듈(412)을 배치하는 제1중공부(411)의 외면에 마련하는 작업과정을 번거롭게 하고, 제2살균부(410)의 제조단가를 상승시키는 단점이 있다.

따라서, 자외선 조사 모듈(412)에서 조사되는 자외선을 확산시켜 상기 제1공간부(S1)로 발산하는 확산시트(413)가 적용되는 것이 더 바람직하다.

상기 확산시트(413)은 상기 제1중공부(411)의 둘레면 전체를 감싸도록 마련될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 자외선 조사 모듈(412)에 조사되는 빛을 굴절 및 확산시켜 제1공간부(S1)의 중심으로 전달할 수 있다.

참고로, 상기 제1중공부(411)의 하단측에 마련된 자외선 조사 모듈(412)은 상기 제1중공부(411)의 길이방향을 따라 자외선을 조사할 수 있다. 즉, 상기 제1중공부(411)를 감싼 상태로 배치되는 상기 확산시트(413)의 길이방향 일단측으로 자외선을 조사할 수 있다. 또한, 상기 확산시트(413)로 전달되는 자외선이 외부로 누출되는 것을 방지하는 커버(미도시)가 상기 확산시트(413)를 에워싸는 형태로 마련될 수 있고, 다른 예로, 상기 제1중공부(411)의 외면과 마주하지 않는 확산시트(413)의 일면에 자외선을 차단하는 필름을 부착하거나 자외선 차단 물질을 코팅 또는 도포하여 자외선이 외부로 누출되는 것을 방지할 수도 있다.

한편, 상기와 같이 구성된 제2살균부(410)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1중공부(411)의 외면과 이격된 상태에서 상기 제1중공부(411)를 에워 싼 형태로 마련되어 상기 자외선 조사 모듈(412) 또는 상기 확산시트(413)가 마련될 수 있는 제2공간부(S2)를 형성하는 제2중공부(414);를 더 포함할 수 있다.

이때, 제2살균부(410)는, 제1중공부(411) 및 제2중공부(414)의 개방된 상부와 하부를 각각 차단하는 상부캡(413) 및 하부캡(414)을 더 포함할 수 있다. 또한, 상부캡(413)에는 급수부(300)에서 공급되는 순수를 전달받아 제1중공부(411)의 제1공간부(S1)로 안내하는 입수관(413a)이 마련되고, 하부캡(413)에는 제1공간부(S1)를 경유한 순수가 배출되는 출수관(414a)이 마련될 수 있다.

상기 제2중공부(414)는, 빛이 통과될 수 없는 재질로 제작될 수 있으며, 자외선 조사 모듈(412)과 확산시트(413)가 안정적으로 배치될 수 있는 제2공간부(S2)를 제공하여 상기 제1공간부(S1)로 자외선이 효율적으로 발산될 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성된 제2살균부(410)는, 제1중공부(411)의 제1공간부(S1)가 차지하는 크기, 즉, 부피 전체를 따라서 자외선을 발산할 수 있기 때문에, 유동되는 순수와 자외선 간의 접촉 면적이 증가시켜 살균 효율을 상승시킨다.

다시 말해, 순수가 유동되는 제1공간부(S1)를 기준으로 그 둘레 전체를 감싸는 제1공간부(S2)에 자외선 조사 모듈(412)이 마련될 수 있으므로, 제1공간부(S1)를 따라 흐르는 순수를 향해 사방에서 자외선이 조사될 수 있어서 살균 효율이 증대될 수 있다.

앞에서 설명되었던 제1살균부(320)는 탱크(200)에 저장된 상태의 순수를 살균하는 목적을 가지기 때문에, 탱크(200)의 내부공간 중심에서 부터 바깥방향으로 넓게 자외선을 조사하는 것이 효율적이다.

하지만, 상기 제2살균부(410)는, 유동중인 상태의 순수를 살균하는 목적을 가지기 때문에, 순수가 흐르는 제1중공부(411)를 향해 사방에서 자외선을 조사하는 것이 오히려 살균 효율을 증가시킬 수 있다.

한편, 상기 자외선 조사 모듈(412)은, UV 램프, 자외선을 발산하는 LED 모듈 등으로 구현될 수 있으며, 상기 제2공간부(S2)에 자외선 조사 모듈(412)만 마련될 경우에는 제2중공부(414)의 내면과 제1중공부(411)의 외면 사이에서 다양한 형태로 배치될 수도 있다. 예컨대, 자외선 조사 모듈(412)이 자외선을 조사하는 다수개의 LED로 구현되었을 경우에, 제2중공부(414)의 내면에 다수개로 일정 패턴을 가진 채 마련되어 제1중공부(411)의 제1공간부(S1)를 향해 자외선을 조사할 수 있고, 또 다른 예로, 제1중공부(411)의 외면에 다수개로 일정 패턴을 가진 채 마련되어 상기 제1공간부(S1)를 향해 자외선을 조사할 수도 있다.

이러한 자외선 조사 모듈(412)은, 그 구현예에 따라서 다양한 배치구조를 가진 채로 제2공간부(S2)에 마련될 수 있으나, 바람직하게는 제2공간부(S2) 내에서 제1중공부(411)의 길이방향 및 둘레방향을 따라 마련되어 제1공간부(S1)가 차지하는 부피 전체를 향해 자외선을 조사하도록 구성되는 것이 순수의 살균 효율을 증가시킬 수 있다.

참고로, 본 발명의 일 실시예에는, 상기 제1중공부(411)와 상기 제2중공부(414)가 원형의 단면을 가지는 것을 설명 및 도면상에 도시되어 있고, 이에 따라, 상기 제2공간부(S2)가 환형의 단면을 가지는 것으로 도면상에 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 제1중공부(411)와 상기 제2중공부(414)는 삼각형, 사각형, 다각형의 단면을 가질 수 있으며, 이에 따라, 상기 제2공간부(S2)도 삼각형, 사각형, 다각형의 고리 형태를 가질 수도 있다.

상기 필터부(420)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 카트리지(C)가 충진될 수 있는 공간부가 내부에 형성된 케이싱(421); 및 상기 케이싱(421)의 내측에 마련되어 상기 카트리지(C)가 충진되는 공간부를 다수개로 구획하는 분할부(422)를 포함할 수 있다.

상기 케이싱(421)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 전체적으로 원통의 형태를 가질 수 있으며, 그 상부와 하부에는 각각 캡(미도시)이 마련될 수 있다. 참고로, 본 발명의 일 실시예에서는 케이싱(431)의 내부 공간부를 보여주기 위하여 캡의 도시를 생략하였다, 아울러, 케이싱(421)이 형성하는 공간부가 원형의 단면을 가지는 것으로 도면상에 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 삼각형, 사각형, 다각형 등의 단면을 가질 수도 있다.

또한, 상기 케이싱(421)의 일측에는 제2살균부(410)에 의해 2차적으로 살균된 순수가 유입되는 입수관(421a)이 마련되고, 그 타측에는 상기 카트리지(C)를 경유한 초순수 배출되는 출수관(421b)이 마련될 수 있다.

상기 분할부(422)는, 상기 케이싱(421)의 내부 공간을 다수개로 나누며, 상기 케이싱(421)의 내부 공간으로 유입된 순수가 원주 방향을 따라 유동될 수 있도록 한다. 또한, 상기 분할부(422)는, 순수가 케이싱(421)의 내부 공간에서 분할부(422)에 의해 구획된 공간으로 유입될 때마다, 순수의 유동 방향을 전환 시키도록 구성될 수 있다.

즉, 상기 분할부(422)는, 카트리지(C)와 순수 간의 접촉 시간이 증가되어 필터링 효율이 상승될 수 있도록, 상기 케이싱(421)의 내부로 유입된 순수의 저류 시간을 최대한으로 늘릴 수 있다.

이러한 분할부(422)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 케이싱(421)의 내부 공간 중심에서 방사방향으로 연장되어 상기 케이싱(421)의 내면과 연결되는 다수개의 분할부재(422a, 422b, 422c, 422d) 및 상기 다수개의 분할부재(422a, 422b, 422c, 422d) 중 하나의 분할부재(422d)를 제외한, 나머지 분할부재(422a, 422b. 422c)에 형성되며, 상기 케이싱(421)의 내부로 유입된 순수가 통과되는 통공(422e);을 포함할 수 있다.

상기 분할부재(422a, 422b, 422c, 422d)는, 케이싱(421)의 내부 공간 중심을 기준으로 원주방향을 다라 서로 일정간격을 두고 배치될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 4개의 분할부재(422a, 422b, 422c, 422d)가 케이싱(421)의 내부 공간 중심을 기준으로 원주방향을 따라 배치되어 카트리지(C)가 채워질 공간 및 순수가 유동될 공간을 4개의 공간으루 등분할 하는 것을 설명 및 도면상에 도시된다.

한편, 상기 분할부재(422a, 422b, 422c, 422d)는, 본 발명의 일 실시예에서는 4개로 마련됨에 따라서 케이싱(421)의 내부 공간을 4개의 공간으로 나누는 것으로 도면 5에 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 분할부재(422a, 422b, 422c, 422d)는 케이싱(421)의 내부 공간에 적어도 2개 이상으로 마련될 수 있으며, 이에 따라, 케이싱(421)의 내부 공간을 적어도 2개 이상으로 구획할 수 있다.

상기와 같이 구성된 분할부재(422a, 422b, 422c, 422d)는, 케이싱(421)의 내부로 유입된 순수가 웨이브(Wave) 형태를 가진 채 원주방향을 따라 흐를 수 있도록 하여, 케이싱(421) 내에서 순수가 저류되는 시간을 증가시켜 필터링 효율을 상승시키며, 더 나아가서는, 도시되지 않은 펌프에 의하여 순수가 이동될 시에 발생되는 소음을 감쇄시키는 역할도 한다.

위와 같은 역할을 수행하기 위하여 상기 분할부재(422a, 422b, 422c, 422d)에는 통공(422e)이 마련될 수 있다.

상기 통공(422e)은, 상기 분할부재(422a, 422b, 422c, 422d)의 길이방향 일측 또는 타측에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 통공(422e)은, 케이싱(421)의 내부 공간으로 유입된 순수가 웨이브의 형태를 가진 채 원주방향을 따라 유동될 수 있도록, 상기 다수개의 분할부재(422a, 422b, 422c)에 교대로 위치를 달리하여 형성될 수 있다.

예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 통공(422e)이 형성되지 않은 분할부재(422d)를 기준으로 시계방향으로 이웃하여 배치된 분할부재(422a)의 일측 하부에통공(422e)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 분할부재(422a)를 기준으로 시계방향으로 이웃하여 배치된 분할부재(422b)의 일측 상부에 통공(422e)이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 통공(422e)이 형성되지 않은 분할부재(422d)를 기준으로 반시계방향으로 이웃하여 배치된 분할부재(422c)의 일측 하부에 통공(422e)이 형성될 수 있다.

이와 같이, 통공(422e)이 다수개의 분할부재(422a, 422b, 422c)의 길이방향을 따라 위치를 달리하여 각각 형성됨으로써 순수가 케이싱(421)의 내부 공간에서 웨이브의 형태를 가진 채로 원주방향을 따라 유동될 수 있다.

다시 말해, 케이싱(421)의 입수관(421a)을 통하여 케이싱(421)의 내부 공간으로 유입된 순수는, 화살표 A방향으로 하강된 후 통공(422e)을 경유하여 시계방향으로 이웃한 공간으로 유입될 수 있다. 그 다음, 순수는 화살표 B방향으로 상승된 후 통공(422e)을 경유하여 시계방향으로 이웃한 공간으로 유입될 수 있다. 그 다음, 순수는 하강된 후 통공(422e)을 경유하여 시계방향으로 이웃한 공간으로 유입되고, 마지막으로 순수는 화살표 C방향으로 상승된 후 케이싱(421)의 출수관(421b)으로 배출될 수 있다.

이와 같이, 순수는, 상승 또는 하강을 반복한 채 원주방향을 따라 유동될 수 있으며, 이러한 과정으로 인하여 케이싱(421)의 내부 공간에 충진된 카트리지(C)를 경유하는 순수의 유동시간이 증가될 수 있으므로 필터링 효율이 상승될 수 있다.

참고로, 통공(422e)이 형성되지 않은 분할부재(422d)와, 이 분할부재(422d)에서 시계방향으로 이웃하게 배치된 분할부재(422a)에 의하여 나누어진 공간은 케이싱(421)의 입수관(421a)과 연통 가능하게 연결될 수 있다. 한편, 통공(422e)이 형성되지 않은 분할부재(422d)와, 이 분할부재(422d)에서 반시계방향으로 이웃하게 배치된 분할부재(422c)에 의하여 나누어진 공간은 출수관(421b)과 연통 가능하게 연결될 수 있다.

한편, 상기 제2살균부(410)와 상기 필터부(420)로 구성된 정제부(400)의 전단과 후단에는 순수 또는 초순수의 전도도를 측정하는 전도도 센싱부(미도시)가 각각 마련될 수 있다.

상기 전도도 센싱부는, 급수부(300)에서 제2살균부(410)로 순수를 전달하는 제1파이프(P1)와, 필터부(420)를 경유한 초순수를 안내하는 제2파이프(P2)에 각각 마련될 수 있다.

전도도 센싱부는, 급수부(300)에서 배출된 순수의 전도도와 정제부(400)에서 배출된 초순수의 전도도를 각각 측정할 수 있으며, 사용자는 전도도 센싱부에서 측정된 값을 비교 분석하여 장치의 정상작동 여부를 파악하고, 더불어, 필터부(420)에 충진된 이온교환수지의 교체시키도 파악할 수 있다.

예컨대, 제1파이프(P1)에 마련된 전도도 센싱부의 측정값과 제2파이프(P2)에 마련된 전도도 센싱부의 측정값이 큰 차이를 보이지 않는다면, 사용자는 장치를 전체적으로 점검해볼 필요성이 있으며, 그 예로, 필터부(420)에 저장되는 이온교환수지의 상태를 파악하고 필요에 따라서는 교체할 수도 있다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구의 범위 뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 초순수 제조 시스템
200 : 탱크 210 : 주입구
220 : 손잡이부 230 : 배출구
240 : 홈부 300 : 급수부
310 : 하우징 320 : 제1살균부
330 : 진동부 340 : 센싱부
400 : 정제부 410 : 제2살균부
411 : 제1중공부 412 : 자외선 조사 모듈
413 : 확산시트 414 : 제2중공부
415 : 상부캡 416 : 하부캡
420 : 필터부 421 : 케이싱
422 : 분할부 422a, 422b, 422c 442d : 분할부재
422e : 통공 500 : 탈기부

Claims (10)

1. 순수가 저장되는 탱크;
   상기 탱크가 착탈 가능하게 장착되는 급수부; 및
   상기 급수부로부터 공급되는 순수를 정제하는 정제부;를 포함하며,
   상기 탱크에 저장된 순수는, 상기 탱크가 상기 급수부에 장착되면, 상기 급수부를 경유하여 상기 정제부로 유동 가능한 상태가 되는 것을 특징으로 하는 초순수 제조 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 급수부는,
   상기 탱크가 수용될 수 있는 내부 공간을 구비한 하우징을 포함하며,
   상기 하우징의 일측은 상기 탱크가 삽입 또는 이탈될 수 있도록 개방 가능한 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 초순수 제조 시스템.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 하우징에는 상기 탱크에 저장된 순수를 1차적으로 살균하는 제1살균부;가 마련되는 것을 포함하며,
   상기 제1살균부는, 상기 하우징에 상기 탱크가 수용되면, 상기 탱크의 내부에서부터 방사방향으로 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하는 초순수 제조 시스템.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 탱크의 전체 부위 또는 일부 부위는 빛이 투과되는 재질로 제작되어 빛 투과 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 초순수 제조 시스템.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1살균부는,
   상기 하우징의 내면에서 상기 하우징의 내부 공간을 향해 돌출되게 마련되는 자외선 조사 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 초순수 제조 시스템.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 탱크에는 상기 자외선 조사 모듈이 삽입될 수 있는 홈부가 마련되며,
   상기 홈부는 상기 빛 투과 영역으로 형성되며,
   상기 하우징의 내부 공간으로 상기 탱크가 삽입되었을 때, 상기 자외선 조사 모듈이 상기 탱크의 내부 중심을 향해 배치될 수 있도록 상기 탱크에 형성되는 것을 특징으로 하는 초순수 제조 시스템.
   
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 급수부는 상기 탱크에 진동을 발생시키는 진동부를 더 포함하며,
   상기 진동부는,
   상기 하우징의 내부 공간에 상기 탱크가 삽입되어 안착되었을 때, 상기 탱크의 외면과 마주하는 상기 하우징의 내면에 마련되는 것을 특징으로 하는 초순수 제조 시스템.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 급수부에서 공급되는 순수를 순환시켜 상기 탱크로 안내하는 순환 라인를 더 포함하며,
   상기 순환 라인에는 상기 순수 또는 초순수에 포함된 용존 산소를 제거하는 탈기부;가 마련되는 것을 특징으로 하는 초순수 제조 시스템.
   
9. 제 2 항에 있어서,
   상기 탱크에 저장된 순수의 양을 감지하여 사용자에게 순수의 충전시기를 알려주는 센싱부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초순수 제조 시스템.
   
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탱크는 2~5리터의 순수가 저장될 수 있는 용량을 가지는 것을 특징으로 하는 초순수 제조 시스템.

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