WO2019172491A1 - 세정액 칼럼 및 이를 포함하는 석영관 세척장치 - Google Patents

세정액 칼럼 및 이를 포함하는 석영관 세척장치 Download PDF

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WO2019172491A1
WO2019172491A1 PCT/KR2018/008626 KR2018008626W WO2019172491A1 WO 2019172491 A1 WO2019172491 A1 WO 2019172491A1 KR 2018008626 W KR2018008626 W KR 2018008626W WO 2019172491 A1 WO2019172491 A1 WO 2019172491A1
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WO
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cleaning
cleaning liquid
quartz tube
air
microbubble
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PCT/KR2018/008626
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English (en)
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Inventor
황우철
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주식회사 에코셋
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • C02F1/325—Irradiation devices or lamp constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/102—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration with means for agitating the liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B1/00—Cleaning by methods involving the use of tools
    • B08B1/30—Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/32—Details relating to UV-irradiation devices
    • C02F2201/324—Lamp cleaning installations, e.g. brushes

Definitions

  • the present invention relates to a cleaning liquid column and a quartz tube cleaning apparatus including the same, and more particularly, a cleaning liquid column and a quartz tube including the same, which can shorten the cleaning efficiency and the cleaning time by cleaning the surface of the quartz tube with a micro bubble mixture cleaning liquid. It relates to a washing device.
  • This scale is a generic name including all non-stick precipitates and coagulations of the inorganic substance, and the various ions (mainly calcium, magnesium, silica, aluminum, etc.) in the water to be treated are supersaturated solution state. Precipitates and crystallizes.
  • This scale adheres to the quartz tube surface of the ultraviolet sterilizer, which is one component of the water treatment apparatus, to contaminate the quartz tube surface. If the surface of the contaminated quartz tube is left unwashed for a long time, the amount of ultraviolet rays irradiated to the microorganisms decreases, and the sterilization treatment efficiency rapidly decreases, and the quartz tube needs to be replaced without being able to reach its end of life due to contamination. Therefore, the scale that adheres to the quartz tube surface must be removed periodically or aperiodically.
  • Figure 1 is a view showing a quartz tube cleaning apparatus according to the prior art.
  • Figure 1 is a mechanical-chemical cleaning device (also called ActicleanTM) manufactured and sold by Trojan, which is a method of injecting the ultraviolet disinfection module to the ground and injecting the disinfection module separately using a pumping device.
  • ActicleanTM mechanical-chemical cleaning device manufactured and sold by Trojan
  • This product contains a chemical cleaning solution in a constant volume collar (1) surrounding the outer surface of the quartz tube, and moves the collar (1) back and forth along the quartz tube (2) by driving a motor or hydraulic system to remove contaminants. It's taking a way out.
  • the amount of the chemical cleaning liquid filled in the collar (1) has a problem that the amount of the chemical cleaning liquid itself is gradually contaminated by the use of the cleaning device or the amount is insufficient.
  • the cleaning liquid when the capacity of the chemical cleaning liquid is insufficient inside the collar 1, the cleaning liquid is present only in the lower portion, the cleaning efficiency of the upper surface of the quartz tube 2 is seriously lowered, and the chemical cleaning liquid is contaminated by contaminants.
  • the chemical cleaning solution itself has a problem in that the ability to dissolve contaminants is degraded and the overall quartz tube cleaning performance is lowered.
  • An object of the present invention is to provide a cleaning liquid column and a quartz tube cleaning apparatus including the same, which can shorten the cleaning efficiency and cleaning time by cleaning the surface of the quartz tube with a microbubble mixed solution.
  • a geared motor for generating a rotational force by forward or reverse rotation;
  • a screw shaft rotating forward or reversely according to the forward or reverse rotation of the geared motor;
  • a drive nut connected to the screw shaft and moving left and right according to forward rotation or reverse rotation of the screw shaft;
  • a collar frame configured to move left or right according to left and right movement of the drive nut;
  • the collar comprises: an outer casing; A cleaning liquid inlet and a cleaning liquid outlet formed in the outer casing; A rotating rotor formed to enclose the surface of the quartz tube in the outer casing, and rotating around the surface of the quartz tube by the cleaning liquid introduced through the cleaning liquid inlet; And a friction cleaning part interposed between the rotary rotor and the quartz tube surface.
  • the friction cleaning part may include at least one of a polymer resin-based nonwoven fabric, a brush, and a porous body.
  • the rotor may be a rotor hole for allowing the cleaning liquid introduced through the cleaning liquid inlet to penetrate the friction cleaning unit.
  • the quartz ring may be formed to surround and fix the surface of the quartz tube, and may further include a wear ring to prevent the eccentricity of the quartz tube.
  • a cleaning liquid storage tank for storing the cleaning liquid; A first flow path through which the cleaning liquid stored in the cleaning liquid storage tank flows; An air supply unit supplying air to the cleaning liquid flowing through the first flow path and mixing the air; A feed pump for pumping an air mixed cleaning liquid mixed with air by the air supply unit; A micro-bubble generating unit for converting air contained in the air-mixing cleaning liquid supplied from the supply pump into micro-bubbles to generate a micro-bubble mixed cleaning liquid in which the micro-bubbles and the cleaning liquid are mixed; And a washing module having a quartz tube disposed therein and having a washing liquid column configured to receive the microbubble mixture washing liquid generated by the microbubble generating unit through a second flow path and to wash the surface of the quartz tube.
  • the cleaning liquid column the geared motor for generating a rotating force by rotating forward or reverse;
  • a screw shaft rotating forward or reversely according to the forward or reverse rotation of the geared motor;
  • a drive nut connected to the screw shaft and moving left and right according to forward rotation or reverse rotation of the screw shaft;
  • a collar frame configured to move left or right according to left and right movement of the drive nut;
  • the collar comprises: an outer casing; A cleaning liquid inlet and a cleaning liquid outlet formed in the outer casing; A rotating rotor formed to enclose the surface of the quartz tube in the outer casing, the rotating rotor being formed to rotate around the surface of the quartz tube by the cleaning liquid introduced through the cleaning liquid inlet; And a friction cleaning part interposed between the rotary rotor and the quartz tube surface.
  • the air supply unit may be formed in the form of a venturi tube having an air inlet for introducing external air.
  • the micro-bubble generating unit may recover at least a portion of the generated micro-bubble mixture cleaning liquid to the cleaning liquid storage tank.
  • the microbubble mixed cleaning liquid recovered from the microbubble generating unit to the cleaning liquid storage tank is mixed with the cleaning liquid stored in the cleaning liquid storage tank to circulate the first flow path. can do.
  • one side of the micro-bubble generating unit is formed with a micro-bubble recovery port communicating with the cleaning liquid storage tank, the other side of the micro-bubble generating unit is in communication with the second flow path A connector can be formed.
  • the washing liquid column may communicate with a third flow path flowing into the washing liquid storage tank.
  • the third flow path may be provided with a flow rate sensor for measuring the flow rate change of the cleaning liquid or a hydraulic sensor for measuring the hydraulic change amount of the cleaning liquid.
  • quartz tube cleaning apparatus after the completion of the quartz tube cleaning, may further include an air pump for supplying air for recovering the remaining cleaning liquid in the cleaning liquid column.
  • the surface of the quartz tube can be cleaned with a microbubble mixed cleaning liquid to reduce the cleaning efficiency and the cleaning time.
  • FIG. 1 is a view showing a quartz tube cleaning apparatus according to the prior art.
  • FIG. 2 is a view conceptually showing a quartz tube cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a detailed view of an embodiment of part A of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a view showing another embodiment of a portion A of FIG. 2 in detail.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a view showing a washing liquid column disposed inside the washing module.
  • FIG. 8 is a view showing a collar that is one component of a cleaning column.
  • FIG. 9 is a view showing the flow of the cleaning liquid when the cleaning liquid supply in the quartz tube cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing the flow state of the cleaning liquid when the cleaning liquid recovery in the quartz tube cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 11 to 19 are views for explaining the effect of the quartz tube cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view conceptually showing a quartz tube cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the quartz tube cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention, the cleaning liquid storage tank 100, air supply unit 200, supply pump 300, microbubble generating unit 400, washing Module 500, air pump 600.
  • the cleaning solution storage tank 100 has a predetermined size and shape, and a space for accommodating the chemical cleaning solution is formed therein.
  • the chemical cleaning liquid (hereinafter referred to as 'cleaning liquid') is a solution for removing a scale fixed on the surface of a quartz tube by a chemical reaction, and may be, for example, a solution in which phosphoric acid is diluted to 3-5%.
  • An air outlet 110 may be formed at an upper surface or an upper side of the cleaning liquid storage tank 100 to draw air from the cleaning liquid storage tank 100 to the outside.
  • the level sensor 120 for detecting the level of the chemical cleaning liquid contained in the cleaning liquid storage tank 100 may be formed at a predetermined position of the cleaning liquid storage tank 100 or at a position spaced apart from the cleaning liquid storage tank 100.
  • a first flow path L1 through which the cleaning liquid stored in the cleaning liquid storage tank 100 flows is formed at a lower surface or a lower side of the cleaning liquid storage tank 100.
  • the first flow path L1 may have a tubular shape having a predetermined outer diameter and an inner diameter.
  • the first flow path L1 may be provided with a flow valve V1 connecting the cleaning liquid storage tank 100 and the supply pump 300 and selectively controlling the flow rate of the cleaning liquid flowing through the first flow path L1. .
  • the air supply unit 200 supplies air to the cleaning liquid flowing through the first flow path L1 to mix the cleaning liquid and air.
  • the air mixture cleaning liquid mixed with air flows into the supply pump 300.
  • the air supply unit 200 is formed in communication with the first flow path L1, and any means capable of supplying external air into the first flow path L1 is possible.
  • the air supply unit 200 may be an air inlet hole formed through a predetermined position of the first flow path L1.
  • the air supply unit 200 may be an air pump communicating with the first flow path L1.
  • the air supply unit 200 may be formed in the form of a venturi tube having an air inlet for introducing external air.
  • the venturi tube may be connected to an air passage L5 through which external air may flow.
  • the flow velocity is increased, thereby reducing the pressure in the narrow region.
  • a pressure gradient is formed by the pressure reduction, so that external air may enter the first flow path L1 through the air flow path L5 and be mixed with the cleaning liquid even without a separate air pump.
  • the air flow path L5 may be provided with a flow valve V2 for adjusting the flow rate of the air flowing into the venturi tube and a check valve V3 for preventing the air or the cleaning liquid from flowing back.
  • the supply pump 300 sucks the air supplied by the air supply unit 200 into the supply pump and first crushes it by the impeller in the supply pump to facilitate the generation of microbubbles.
  • the supply pump 300 pumps the air mixed cleaning liquid mixed with air to the microbubble generating unit 400 to accelerate the air mixed cleaning liquid.
  • the feed pump 300 forms a pressure gradient to allow the cleaning liquid to flow through the first to third flow paths.
  • the microbubble generating unit 400 converts the air contained in the air mixture cleaning solution supplied from the supply pump 300 into microbubbles to generate a microbubble mixture cleaning solution in which the microbubbles and the cleaning solution are mixed.
  • the microbubble generating unit 400 supplies at least a portion of the generated microbubble mixed cleaning solution to the cleaning solution storage tank 100, and supplies the remaining microbubble mixed cleaning solution to the cleaning module 500 in which the quartz tube is disposed. .
  • 3 is a detailed view of an embodiment of portion A of FIG. 2
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of FIG. 3
  • FIG. 5 is a detailed view of another embodiment of portion A of FIG. 2.
  • 6 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 5.
  • the cleaning liquid stored in the cleaning liquid storage tank 100 flows along the first flow path L1 and is mixed with the air supplied by the air supply unit 200 to the supply pump 300. Inflow.
  • the introduced air mixed washing liquid is pumped by the feed pump 300 and accelerated into the microbubble generating unit 400.
  • the microbubble generating unit 400 is formed in a shape capable of performing a spiral motion of the air mixed cleaning liquid introduced from the feed pump 300.
  • the microbubble generating unit 400 may be formed as a biconical space in which the diameter of the central portion is large and the diameter decreases toward both sides.
  • the central portion does not necessarily mean true center.
  • the biconical shape may be a symmetrical shape in which both conical shapes are symmetrical, and may be an asymmetrical shape in which both conical shapes are asymmetrical.
  • the biconical shape here is one example, but is not limited thereto.
  • the microbubble generating unit 400 may be formed as a polygonal pyramid-shaped space in which the cross-sectional area of the central portion is large and the cross-sectional area decreases toward both sides.
  • the air mixed washing solution introduced from the supply pump 300 strikes the wall surface of the space forming the microbubble generating unit 400 and performs a spiral motion while splitting a predetermined volume of air into the smaller volume of air bubbles. do.
  • a small volume of air is defined as differentiation
  • a small volume of air bubbles is defined as microbubbles.
  • Micro-bubbles may be formed in a micrometer size by the repetitive differentiation according to the repeated circulation of the cleaning liquid to be described later, it may be formed in a nanometer size.
  • the concave-convex structure 410 may be formed on the space wall forming the microbubble generating unit 400.
  • the uneven structure 410 may promote differentiation of air contained in the air mixture cleaning liquid while increasing the contact area with the air mixture cleaning liquid. That is, it is possible to promote the differentiation of the air by making the air hit the angled portion of the uneven structure 410 while increasing the area where the air and the wall surface can collide.
  • the microbubble recovery port 420 is formed at one side (right side in the drawing) of the microbubble generating unit 400, and the microbubble generating unit 400 is connected to the cleaning solution storage tank 100 through the microbubble recovery port 420. It can be formed in communication.
  • a connector 430 connected to the second flow path L2 may be formed at the other side (left side in the drawing) of the microbubble generating unit 400.
  • the inner diameter of the connector 430 is preferably formed larger than the diameter of the micro-bubble recovery port 420.
  • a guide protrusion 440 may be formed at the central portion of the micro bubble generator 400 to guide the flow direction of the introduced air mixed cleaning liquid. After the air-mixing cleaning liquid impinges on the guide protrusion 440, it may branch to both sides and differentiate while performing a spiral motion.
  • Part of the microbubble mixed cleaning solution generated by the microbubble generating unit 400 is recovered to the cleaning liquid storage tank 100 through the microbubble recovery port 420, and the rest of the microbubble mixing unit 400 flows through the second flow path L2. 500 to clean the quartz tube surface disposed in the cleaning module 500.
  • the microbubble mixed cleaning liquid recovered in the cleaning liquid storage tank 100 is mixed with the previously stored cleaning liquid and flows along the first flow path L1 to be mixed with the air supplied by the air supply unit 200 to the supply pump 300. Inflow.
  • the introduced air mixed washing liquid is pumped by the feed pump 300 and accelerated into the microbubble generating unit 400.
  • the air mixture cleaning liquid flowing into the microbubble generating unit 400 includes air supplied by the air supply unit 200 and firstly differentiated microbubbles.
  • air is first differentiated while colliding with the space wall forming the microbubble generating unit 400, and the primary differentiated microbubbles are collided with the space wall forming the microbubble generating unit 400. Secondary differentiation into volume microbubbles.
  • a portion of the first differentiated microbubble and a portion of the second differentiated microbubble are recovered to the cleaning liquid storage tank 100 through the microbubble recovery port 420, and the rest of the microbubbles are flown through the second flow path L2. It is introduced into the module 500 to clean the surface of the quartz tube disposed in the cleaning module 500.
  • the quartz tube cleaning device of the present invention since the pressure gradient is formed from the microbubble generating unit 400 to the cleaning liquid storage tank 100 by the supply pump 300, the cleaning liquid stored in the cleaning liquid storage tank 100 The flow does not flow to the microbubble generating unit 400 through the microbubble recovery port 420.
  • the air supplied from the air supply unit 200 is a micrometer size or nanometer through the repetitive circulation to the supply pump 300, the microbubble generating unit 400, the cleaning liquid storage tank 100 back to the supply pump 300 Can be converted into microbubbles of size.
  • the number of repeated cycles can be converted to a smaller size microbubble.
  • the quartz tube cleaning device of the present invention can be operated.
  • the guide member 450 is formed to guide the air mixed cleaning liquid introduced from the supply pump 300 to perform a spiral motion in the microbubble generating unit 400.
  • the microbubble recovery port 420 and the connector 430 are substantially the same as the above-described embodiment.
  • the guide member 450 accelerates and accelerates the spiral motion of the air mixture cleaning liquid. As a result, the flow rate of the air mixture washing liquid is increased, so that the flow rate of air contained in the air mixture washing liquid is also increased.
  • the guide member 450 may be formed in any shape as long as the guide member 450 has a shape capable of promoting the flow velocity of the microbubble generating unit 400.
  • the cleaning module 500 receives the microbubble mixed cleaning solution through the second flow path L2 and cleans the quartz tube surface disposed therein.
  • the cleaning module 500 includes a support (not shown) for fixing and supporting the quartz tube and a cleaning liquid column 510 for cleaning the surface of the quartz tube.
  • FIG. 7 is a view showing a washing liquid column disposed inside the washing module.
  • the cleaning liquid column 510 includes a geared motor 511, a screw shaft 512, a drive nut 513, a collar frame 514, and a collar 5150.
  • the geared motor 511 rotates forward or reverse to generate rotational force.
  • the screw shaft 512 rotates forward or reversely according to the forward or reverse rotation of the geared motor 511 with the rotation shaft of the geared motor 511.
  • the drive nut 513 is connected to the screw shaft 512 and moves left or right according to the forward or reverse rotation of the screw shaft 512.
  • the collar frame 514 is configured to move together left or right as the drive nut 513 moves.
  • the collar 5150 is connected to the second flow path L2.
  • the microbubble mixed cleaning liquid flowing through the second flow path L2 washes the surface of the quartz tube Q while flowing inside the collar 5150.
  • the screw shaft 512 rotates, and the drive nut 513 moves left and right with the collar frame 514 connected to the drive nut 513.
  • the collars 5150 respectively fastened to the color frame 514 move left and right along the surface of the quartz tube. While the collar 5150 moves from side to side, the microbubble mixed washing liquid flowing through the second flow path L2 flows into the washing liquid inlet 5251 to wash the surface of the quartz tube Q, and then the washing liquid outlet 5515. Is spilled through.
  • the collar 5150 includes an outer casing 5151, a cleaning liquid inlet 5152, a cleaning liquid outlet 5503, a rotary rotor 5504, a friction cleaning unit 5155, and a wear ring 5156. ), Wiper ring 5157.
  • the outer casing 5151 may be formed in a cylindrical shape surrounding the quartz tube Q surface.
  • a washing liquid inlet 5502 into which the microbubble mixed washing liquid flowing through the second flow path L2 flows, and a washing liquid outlet 5515 through which the microbubble mixed washing liquid washing the quartz tube surface flows are formed.
  • the rotary rotor 5504 is formed to surround the surface of the quartz tube Q in the outer casing 5151 and is formed to rotate around the surface of the quartz tube by the microbubble mixed cleaning liquid introduced through the cleaning liquid inlet 5502.
  • a friction cleaner 5155 may be interposed between the rotary rotor 5504 and the quartz tube surface.
  • the friction cleaning unit 5155 may be made of a polymer resin-based nonwoven fabric, a brush, a porous body, or the like.
  • the friction cleaning unit 5155 is fixed to the lower portion (quartz tube surface direction) of the rotary rotor 5504 and rotates with the rotation of the rotary rotor 5504.
  • the friction cleaning unit 5155 is formed so as to surround the quartz tube Q while contacting.
  • a rotor hole 5504a may be formed in the rotary rotor 5504 to smoothly penetrate the mixed microbubble cleaning solution into the friction cleaning unit 5155.
  • the friction cleaning unit 5155 contacts the surface of the quartz tube Q while rotating together with the rotating rotor 5504, and the scale adheres to the surface of the quartz tube. Remove foreign substances.
  • the friction cleaning unit 5155 washes the surface of the quartz tube by a chemical reaction by the microbubble mixed cleaning liquid penetrating into the friction cleaning unit 5155 through the rotor hole 5504a, and at the same time, the friction cleaning unit 5155 cleans the surface of the quartz tube. It rotates in contact with and can physically clean the surface of the quartz tube, further improving the cleaning efficiency.
  • the wear ring 5156 is formed to surround and fix the quartz tube Q, and prevents the quartz tube from being eccentric by the operation of the collar 5150 during washing.
  • the wiper ring 5157 is formed to surround the quartz tube on both sides of the outer casing 5151, and prevents the introduced microbubble mixed cleaning liquid from leaking to the outside.
  • the second flow path L2 may be branched by the number of the cleaning liquid columns 510 accommodated in the cleaning module 500. Referring to FIG. 2, since three cleaning liquid columns 510 are disposed in the cleaning module 500, the second flow path L2 is branched into three flow paths so that the cleaning liquid inlet 5515 is formed in each of the cleaning liquid columns 510. ) Can be introduced into. At this time, each flow path may be formed with a flow rate valve (V4) for adjusting the flow rate.
  • the flow valve V4 may be, for example, a solenoid valve.
  • a washing liquid outlet 5503 formed in each washing liquid column 510 communicates with a third flow path L3 flowing into the washing liquid storage tank 100.
  • the microbubble mixed washing liquid is discharged through the washing liquid outlet 5515 and recovered to the washing liquid storage tank 100 through the third flow path L3.
  • the microbubbles are partially dissipated when the quartz tube is washed.
  • the cleaning module 500 is referred to as a conventional cleaning solution, not a microbubble mixed cleaning solution.
  • the microbubbles may also be included in the cleaning solution during the recovery process.
  • a check valve V5 may be formed at a portion where the cleaning liquid outlet 5515 and the third flow path L3 are connected to each other.
  • the check valve V5 can prevent the cleaning liquid flowing out through the cleaning liquid outlet 5515 formed in one of the cleaning liquid columns 510 from flowing back to the cleaning liquid outlet 5503 formed in the other cleaning liquid column 510.
  • the third flow path L3 may be provided with a flow rate sensor S1 or a hydraulic pressure sensor S2 for measuring a change in flow rate of the cleaning liquid.
  • the flow rate sensor S1 or the hydraulic pressure sensor S2 detects a leak of the cleaning liquid by measuring a change in flow rate. Since the flow rate sensor S1 or the hydraulic pressure sensor S2 detects the leakage of the cleaning liquid from the change amount of the flow rate or the change amount of the hydraulic pressure, accurate quantitative measurement is not required.
  • the flow sensor S1 or the hydraulic sensor S2 When a change in the flow rate is detected by the flow sensor S1 or the hydraulic sensor S2, it may be determined that a leakage of the cleaning liquid occurs in the first flow path L1, the second flow path L2, or the cleaning module 500. In this case, the user may stop the operation of the device manually or automatically by the controller of the device itself. The operation of the apparatus can be stopped to prevent the cleaning liquid from leaking.
  • the third flow path L3 may be provided with a flow valve V6 for adjusting the flow rate of the cleaning liquid recovered to the cleaning liquid storage tank 100.
  • the flow valve V6 may be, for example, a solenoid valve.
  • the air pump 600 is used to recover the cleaning liquid remaining in the collar 5150 after the quartz tube cleaning is completed.
  • the air pump 600 supplies high pressure air to the second flow path L2 through the air flow path L4.
  • the air supplied to the second flow path L2 by the air pump 600 flows into the cleaning liquid inlet port 5502 through the branched flow channel and flows out to the cleaning liquid outlet port 5503.
  • the cleaning liquid remaining in the collar 5150 by the air introduced in this process flows out to the cleaning liquid outlet 5515 and flows through the third flow path L3 to be recovered to the cleaning liquid storage tank 100.
  • a check valve V7 is provided in the air flow path L4 to turn on / off the supply of air, and a check is provided in the second flow path L2 to prevent the microbubble mixed cleaning liquid from flowing into the cleaning module 500 at the time of recovery.
  • the valve V8 is installed.
  • the check valve V8 can prevent the air supplied from the air pump 600 from flowing back.
  • FIG. 9 is a view showing the flow of the cleaning liquid when the cleaning liquid supply in the quartz tube cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 10 is a cleaning liquid when the cleaning liquid recovery in the quartz tube cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention The flow state is shown.
  • the cleaning liquid stored in the cleaning liquid storage tank 100 flows along the first flow path L1 and is mixed with the air supplied by the air supply unit 200 and introduced into the supply pump 300.
  • the introduced air mixed washing liquid is pumped by the feed pump 300 and accelerated into the microbubble generating unit 400.
  • Part of the microbubble mixed cleaning solution generated by the microbubble generating unit 400 is recovered to the cleaning liquid storage tank 100 through the microbubble recovery port 420, and the rest of the microbubble mixing unit 400 flows through the second flow path L2. 500 to clean the quartz tube surface disposed in the cleaning module 500.
  • the cleaning liquid having washed the surface of the quartz tube is recovered to the cleaning liquid storage tank 100 via the third flow path L3.
  • a flow rate change of the cleaning liquid flowing through the third flow path L3 is detected by the flow sensor S1 or the hydraulic sensor S2, it is determined that the cleaning liquid is leaked and the operation of the apparatus is stopped manually or automatically.
  • the cleaning liquid stored in the cleaning liquid storage tank 100 does not flow along the first flow path L1.
  • the operation of the air pump 600 is operated, and the high pressure air flows through the air flow path L4 and is supplied to the second flow path L2. At this time, air is prevented from flowing back by the check valve V8 provided in the second flow path L2.
  • the third flow path L3 flows and is recovered to the cleaning liquid storage tank 100.
  • the quartz tube used in the ultraviolet disinfection equipment was tested using the quartz tube contaminated by long-term use in the sewage treatment plant.
  • the contaminated quartz tube is a very contaminated quartz tube that has an initial transmittance of less than about 5% at UVC 254 nm wavelength.It can be cleaned even if the quartz tube is physically wiped with phosphoric acid and water on toilet paper and other cleaners before the test.
  • the quartz tube of the state which cannot be removed was used.
  • the contaminated quartz tube was inserted into the cleaning solution column 510 to allow the cleaning solution to flow from the bottom up, and the Z region was intensively cleaned.
  • the cleaning solution used in the test was a cleaning solution diluted with 5% phosphate in distilled water, and the cleaning efficiency of the quartz tube was compared with the chemical cleaning solution when it was circulated and not circulated, with and without microbubbles. Test conditions are shown in [Table 1] below.
  • FIGS. 12 to 14 when the test result is compared with the acyclic cleaning (FIG. 12) in which the flow of the cleaning liquid of the chemical cleaning liquid is stopped, and the circulating cleaning (FIG. 13 and FIG. 14) which forms the flow of the cleaning liquid.
  • the cleaning method of the circulation type was very effective.
  • the cycle type was cleaned at about 1.5 hours, and the acyclic method did not complete cleaning even after 5 hours.
  • the permeability of the cleaned portion of the quartz tube was measured by a quartz tube permeability measuring apparatus, and the measurement results are shown in FIGS. 15 to 20.
  • the permeability deviation of the unused quartz tube is close to the permeability of the unused quartz tube in 1.5 hours compared to the unpolluted quartz tube in 1.5 hours. ) was more than about 12% after 5 hours contact with microfouling quartz.
  • FIG. 18 shows comparison of cleaning efficiencies for similar time slots according to cleaning methods.
  • the cyclic cleaning method showed a deviation within 10% after 1.5 hours with or without microbubbles, but the non-cyclic cleaning method showed a deviation of 33% or more with the uncontaminated quartz tube even after 2 hours.
  • the permeability of the quartz tube was 75% after 40 minutes of cyclic cleaning, and the permeability of the quartz tube circulated and cleaned with phosphoric acid alone was 76.5% after 90 minutes, and the permeability of the quartz tube in both conditions was within 2%. It was.

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Abstract

본 발명은 미세기포혼합 세정액으로 석영관 표면을 세척하여 세정 효율 및 세정 시간을 단축시킬 수 있는 세정액 칼럼 및 이를 포함하는 석영관 세척장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 세정액 칼럼은, 정회전 또는 역회전하여 회전력을 생성하는 기어드 모터; 상기 기어드 모터의 정회전 또는 역회전에 따라 정회전 또는 역회전하는 스크류 샤프트; 상기 스크류 샤프트에 연결 형성되어 상기 스크류 샤프트의 정회전 또는 역회전에 따라 좌측 또는 우측으로 이동하는 드라이브 너트; 상기 드라이브 너트의 좌측 또는 우측 이동에 따라 좌측 또는 우측으로 이동하도록 구성되는 칼라 프레임; 및, 상기 칼라 프레임에 체결되며, 석영관 표면을 따라 이동하면서 석영관 표면을 세척하는 칼라를 포함한다.

Description

세정액 칼럼 및 이를 포함하는 석영관 세척장치
본 발명은 세정액 칼럼 및 이를 포함하는 석영관 세척장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 미세기포혼합 세정액으로 석영관 표면을 세척하여 세정 효율 및 세정 시간을 단축시킬 수 있는 세정액 칼럼 및 이를 포함하는 석영관 세척장치에 관한 것이다.
수처리 장치를 포함한 일련의 장치나 장치의 운영에 따라 처리 대상 용수 내의 오염물질로 인한 스케일이 발생하게 된다. 이 스케일은 무기물 주체의 점착성이 없는 침전물, 응고물 등을 전부 포함하여 총칭하는 것으로, 처리 대상 용수 내에 존재하는 다양한 이온들(석회질을 포함하여 주로 칼슘, 마그네슘, 실리카, 알루미늄 등)이 과포화 용액 상태에서 침전, 결정화된다.
이러한 스케일은 수처리 장치의 일 구성요소인 자외선 살균기의 석영관 표면에 고착되어 석영관 표면을 오염시킨다. 오염된 석영관 표면을 장시간 세척을 방치할 경우, 미생물 등에 조사되는 자외선 양이 감소하여 살균 처리효율이 급격히 저하되고, 석영관은 오염으로 인해 재수명을 다하지 못하고 교체해야 하는 경우가 발생한다. 따라서, 석영관 표면에 고착되는 스케일은 주기적으로 또는 비주기적으로 제거되어야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 석영관 세척장치가 도시된 도면이다. 구체적으로 도 1은 Trojan사에서 제조 판매하는 기계-화학 세척장치(일명: ActicleanTM)로, 이 제품은 자외선 소독모듈을 지상으로 인양한 후 소독모듈 별로 별도로 펌핑 기구를 이용하여 주입하는 방식이다.
이 제품은 석영관 외주면을 감싸고 있는 일정한 용적의 칼라(1)에 화학세척용액을 담고, 이 칼라(1)를 모터 또는 유압시스템의 구동에 의해 석영관(2)을 따라 앞뒤로 이동시켜 오염물질을 제거하는 방식을 취하고 있다.
이때, 칼라(1) 내에 채워진 일정량의 화학 세정액은 세척장치의 운용으로 양이 부족해지거나 사용에 따라 점차 화학 세정액 자체가 오염되는 문제가 있다.
또한, 칼라(1) 내부에 화학 세정액의 용량이 부족할 경우, 하부에만 세정액이 존재하게 되어 석영관(2)의 상부면 세정 효율은 심각하게 낮아지게 되고, 오염 물질로 인하여 화학 세정액이 오염되는 경우, 화학 세정액 자체가 오염 물질의 용해 능력이 저하되어 전체적인 석영관 세척 성능이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 화학 세정액 자체의 유동이 거의 없어 모터나 유압에 의해 이동되는 빠른 시간 내에 오염 물질을 용해시키는 데는 한계가 있으며, 석영관 및 와이퍼링 교체시에는 자외선 소독설비의 운영을 중단하고, 소독모듈을 지상으로 인양하고, 화학세척용액을 드레인한 후, 석영관 및 와이퍼링을 교체하여야 하며, 교체 후에는 다시 화학세척용액을 칼라로 충전한 후, 모듈을 재 설치하고 가동을 시키는 하는 번거로움이 있다.
또한, 주입된 화학 세정액의 사용에 따른 보충이나 세정액 오염에 따른 교체시에도 상기와 동일하게 자외선 소독설비의 운영을 중단하고, 소독모듈을 인양하여야 하는 문제가 있다.
본 발명은 미세기포혼합 세정액으로 석영관 표면을 세척하여 세정 효율 및 세정 시간을 단축시킬 수 있는 세정액 칼럼 및 이를 포함하는 석영관 세척장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 세정액 칼럼은,
정회전 또는 역회전하여 회전력을 생성하는 기어드 모터; 상기 기어드 모터의 정회전 또는 역회전에 따라 정회전 또는 역회전하는 스크류 샤프트; 상기 스크류 샤프트에 연결 형성되어 상기 스크류 샤프트의 정회전 또는 역회전에 따라 좌우 이동하는 드라이브 너트; 상기 드라이브 너트의 좌우 이동에 따라 좌측 또는 우측으로 이동하도록 구성되는 칼라 프레임; 및, 상기 칼라 프레임에 체결되며, 석영관 표면을 따라 이동하면서 석영관 표면을 세척하는 칼라를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 세정액 칼럼에 있어서, 상기 칼라는, 외부 케이싱; 상기 외부 케이싱에 형성된 세정액 유입구와 세정액 유출구; 상기 외부 케이싱 내부에서 상기 석영관 표면을 감싸도록 형성되며, 상기 세정액 유입구를 통해 유입된 세정액에 의해 상기 석영관 표면 주위를 회전하도록 형성되는 회전 로터; 및, 상기 회전 로터와 상기 석영관 표면 사이에 개재되는 마찰 세정부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 세정액 칼럼에 있어서, 상기 마찰 세정부는 고분자 수지 계열 부직포, 브러쉬, 다공체 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 세정액 칼럼에 있어서, 상기 회전 로터는 상기 세정액 유입구를 통해 유입된 세정액이 상기 마찰 세정부에 스며들도록 하는 로터홀이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 세정액 칼럼에 있어서, 상기 석영관 표면을 감싸서 고정하도록 형성되어 상기 석영관의 편심을 방지하는 웨어링을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 석영관 세척 장치는,
세정액을 저장하는 세정액 저장탱크; 상기 세정액 저장탱크에 저장된 세정액이 유동하는 제1 유로; 상기 제1 유로를 유동하는 세정액에 공기를 공급하여 혼합시키는 공기 공급부; 상기 공기 공급부에 의해 공기가 혼합된 공기혼합 세정액을 펌핑하는 공급 펌프; 상기 공급 펌프로부터 공급된 공기혼합 세정액에 포함된 공기를 미세기포로 변환시켜서 미세기포와 세정액이 혼합된 미세기포혼합 세정액을 생성하는 미세기포 생성부; 및, 내부에 석영관이 배치되며, 제2 유로를 통해 상기 미세기포 생성부에서 생성된 미세기포혼합 세정액을 유입받아 석영관 표면을 세척하는 세정액 칼럼을 구비한 세척 모듈를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 석영관 세척 장치에 있어서, 상기 세정액 칼럼은, 정회전 또는 역회전하여 회전력을 생성하는 기어드 모터; 상기 기어드 모터의 정회전 또는 역회전에 따라 정회전 또는 역회전하는 스크류 샤프트; 상기 스크류 샤프트에 연결 형성되어 상기 스크류 샤프트의 정회전 또는 역회전에 따라 좌우 이동하는 드라이브 너트; 상기 드라이브 너트의 좌우 이동에 따라 좌측 또는 우측으로 이동하도록 구성되는 칼라 프레임; 및, 상기 칼라 프레임에 체결되며, 석영관 표면을 따라 이동하면서 석영관 표면을 세척하는 칼라를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 석영관 세척 장치에 있어서, 상기 칼라는, 외부 케이싱; 상기 외부 케이싱에 형성된 세정액 유입구와 세정액 유출구; 상기 외부 케이싱 내부에서 상기 석영관 표면을 감싸도록 형성되며, 상기 세정액 유입구를 통해 유입된 세정액에 의해 상기 석영관 표면 주위를 회전하도록 형성되는 회전 로터; 및, 상기 회전 로터와 상기 석영관 표면 사이에 개재되는 마찰 세정부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 석영관 세척 장치에 있어서, 상기 공기 공급부는 외부 공기를 유입할 수 있는 공기 유입구를 구비한 벤츄리관 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 석영관 세척 장치에 있어서, 상기 미세기포 생성부는 생성된 미세기포혼합 세정액의 적어도 일부를 상기 세정액 저장탱크로 회수시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 석영관 세척 장치에 있어서, 상기 미세기포 생성부에서 상기 세정액 저장탱크로 회수된 상기 미세기포혼합 세정액은 상기 세정액 저장탱크에 저장된 세정액과 혼합되어 상기 제1 유로를 순환 유동할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 석영관 세척 장치에 있어서, 상기 미세기포 생성부의 일측에는 상기 세정액 저장탱크와 연통하는 미세기포 회수구가 형성되고, 상기 미세기포 생성부의 타측에는 상기 제2 유로와 연통하는 연결구가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 석영관 세척 장치에 있어서, 상기 세정액 칼럼은 상기 세정액 저장탱크로 유동하는 제3 유로와 연통할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 석영관 세척 장치에 있어서, 상기 제3 유로에는 세정액의 유량 변화량을 측정하는 유량 센서 또는 세정액의 유압 변화량을 측정하는 유압 센서가 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 석영관 세척 장치에 있어서, 상기 석영관 세척 완료 후에, 상기 세정액 칼럼 내부에 잔존하는 세정액을 회수하기 위한 공기를 공급하는 에어 펌프를 더 포함할 수 있다.
기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 미세기포혼합 세정액으로 석영관 표면을 세척하여 세정 효율 및 세정 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 석영관 세척장치가 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척장치가 개념적으로 도시된 도면이다.
도 3은 도 2의 A 부분의 일 실시예가 상세하게 도시된 도면이다.
도 4는 도 3의 B-B’ 라인을 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 도 2의 A 부분의 다른 실시예가 상세하게 도시된 도면이다.
도 6은 도 5의 C-C’ 라인을 따라 절개한 단면도이다.
도 7은 세척 모듈 내부에 배치되는 세정액 칼럼이 도시된 도면이다.
도 8은 세정액 칼럼의 일 구성요소인 칼라가 도시된 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척장치에서 세정액 공급시의 세정액 유동 상태가 도시된 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척장치에서 세정액 회수시의 세정액 유동 상태가 도시된 도면이다.
도 11 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척장치의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 석영관 세척장치를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척장치가 개념적으로 도시된 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척장치는, 세정액 저장탱크(100), 공기 공급부(200), 공급 펌프(300), 미세기포 생성부(400), 세척 모듈(500), 에어 펌프(600)를 포함한다.
세정액 저장탱크(100)는 소정 크기 및 형상을 가지며, 내부에는 화학 세정액이 수용되는 공간이 형성된다. 화학 세정액(이하 ‘세정액’이라고 함)은 화학 반응에 의해 석영관 표면에 고착된 스케일을 제거하는 용액으로, 예를 들어 인산이 3 ~ 5%로 희석된 용액일 수 있다.
세정액 저장탱크(100)의 상면 또는 측면 상부에는 세정액 저장탱크(100) 내부의 공기를 외부로 인출하는 공기 배출구(110)가 형성될 수 있다. 또한, 세정액 저장탱크(100) 내부에 수용된 화학 세정액의 수위를 감지하는 수위 센서(120)가 세정액 저장탱크(100)의 소정 위치 또는 세정액 저장탱크(100)와 이격된 위치에 형성될 수 있다.
세정액 저장탱크(100)의 하면 또는 측면 하부에는 세정액 저장탱크(100)에 저장된 세정액이 유동하는 제1 유로(L1)가 형성된다. 제1 유로(L1)는 소정의 외경과 내경을 가지는 관 형상일 수 있다. 제1 유로(L1)는 세정액 저장탱크(100)와 공급 펌프(300)를 연결하고, 선택적으로 제1 유로(L1)를 유동하는 세정액의 유량을 제어하는 유량 밸브(V1)가 설치될 수 있다.
공기 공급부(200)는 제1 유로(L1)를 유동하는 세정액에 공기를 공급하여 세정액과 공기를 혼합시킨다. 공기가 혼합된 공기혼합 세정액은 공급 펌프(300)로 유입된다. 공기 공급부(200)는 제1 유로(L1)와 연통하여 형성되고 외부의 공기를 제1 유로(L1) 내부로 공급할 수 있는 모든 수단이 가능하다.
예를 들어, 공기 공급부(200)는 제1 유로(L1)의 소정 위치에 관통 형성된 공기 유입홀일 수 있다. 또한, 공기 공급부(200)는 제1 유로(L1)와 연통하는 에어 펌프일 수 있다.
또한, 공기 공급부(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 외부 공기를 유입할 수 있는 공기 유입구를 구비한 벤츄리관 형태로 형성될 수 있다. 벤츄리관은 외부의 공기가 유동할 수 있는 공기 유로(L5)와 연결될 수 있다. 제1 유로(L1)를 유동하는 세정액이 벤츄리관의 좁은 영역을 통과할 때, 유속이 빨라지게 되고, 이에 따라 좁은 영역에서의 압력이 감소하게 된다. 압력 감소에 의해 압력 구배가 형성되어, 별도의 에어 펌프가 없어도 외부의 공기는 공기 유로(L5)를 통해 제1 유로(L1)로 유입되어 세정액과 혼합될 수 있다. 공기 유로(L5)에는 벤츄리관으로 유동하는 공기의 유량을 조절하는 유량 밸브(V2)와 공기 또는 세정액이 역류하지 않도록 하는 체크 밸브(V3)가 형성될 수 있다.
공급 펌프(300)는 공기 공급부(200)에 의해 공급된 공기를 공급펌프 내로 흡입하고 공급펌프 내의 임펠러에 의해 1차 파쇄하여 미세기포 생성을 용이하게 한다. 또한 공급 펌프(300)는 공기가 혼합된 공기혼합 세정액을 미세기포 생성부(400)로 펌핑하여 공기혼합 세정액을 가속시킨다. 공급 펌프(300)는 압력 구배를 형성하여 세정액이 제1 내지 제3 유로를 유동할 수 있도록 한다.
미세기포 생성부(400)는 공급 펌프(300)로부터 공급된 공기혼합 세정액에 포함된 공기를 미세기포로 변환시켜서 미세기포과 세정액이 혼합된 미세기포혼합 세정액을 생성한다. 미세기포 생성부(400)는 생성된 미세기포혼합 세정액의 적어도 일부를 세정액 저장탱크(100)로 공급하고, 생성된 미세기포혼합 세정액의 나머지를 석영관이 배치된 세척 모듈(500)로 공급한다.
이에 대해, 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 도 3은 도 2의 A 부분의 일 실시예가 상세하게 도시된 도면이고, 도 4는 도 3의 B-B’ 라인을 따라 절개한 단면도이며, 도 5는 도 2의 A 부분의 다른 실시예가 상세하게 도시된 도면이고, 도 6은 도 5의 C-C’ 라인을 따라 절개한 단면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 세정액 저장탱크(100)에 저장된 세정액은 제1 유로(L1)를 따라 유동하고 공기 공급부(200)에 의해 공급된 공기와 혼합되면서 공급 펌프(300)로 유입된다. 유입된 공기혼합 세정액은 공급 펌프(300)에서 펌핑되어 가속되면서 미세기포 생성부(400)로 유입된다.
미세기포 생성부(400)는 공급 펌프(300)로부터 유입된 공기혼합 세정액이 나선 운동을 할 수 있는 형상으로 형성된다. 미세기포 생성부(400)는 중앙 부분의 직경이 크고 양측으로 갈수록 직경이 작아지는 쌍원추 형상의 공간으로 형성될 수 있다. 여기서, 중앙 부분은 반드시 정중앙을 의미하는 것은 아니다. 쌍원추 형상은 양측의 원추 형상이 대칭인 대칭형일 수 있고, 양측의 원추 형상이 비대칭인 비대칭형일 수 있다. 물론, 여기서 쌍원추 형상은 하나의 예시이며, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 미세기포 생성부(400)는 중앙 부분의 단면적이 크고 양측으로 갈수록 단면적이 작아지는 다각뿔 형상의 공간으로 형성될 수 있다.
공급 펌프(300)로부터 유입된 공기혼합 세정액은 미세기포 생성부(400)를 이루는 공간의 벽면에 부딪히면서 나선 운동을 하면서 공기혼합 세정액에 포함된 일정 부피의 공기는 쪼개지면서 더 작은 부피의 공기 방울로 된다. 본 명세서에서 일정 부피의 공기가 작은 부피로 되는 것을 분화로 정의하고, 작은 부피로 된 공기 방울을 미세기포로 정의한다. 미세기포는 후술하는 세정액의 반복 순환에 따른 반복 분화에 의해 마이크로미터 크기로 형성될 수 있고, 나노미터 크기로 형성될 수 있다.
미세기포 생성부(400)를 이루는 공간 벽면에는 요철 구조(410)가 형성될 수 있다. 요철 구조(410)는 공기혼합 세정액과의 접촉 면적을 늘리면서 공기혼합 세정액에 포함된 공기의 분화를 촉진시킬 수 있다. 즉, 공기와 벽면이 부딪힐 수 있는 면적을 늘리면서, 공기가 요철 구조(410)의 각진 부분에 부딪히도록 하여 공기의 분화를 촉진시킬 수 있다.
미세기포 생성부(400)의 일측(도면에서 우측)에는 미세기포 회수구(420)가 형성되고, 미세기포 생성부(400)는 미세기포 회수구(420)를 통해 세정액 저장탱크(100)와 연통하여 형성될 수 있다. 미세기포 생성부(400)의 타측(도면에서 좌측)에는 제2 유로(L2)와 연결되는 연결구(430)가 형성될 수 있다. 여기서, 연결구(430)의 내경은 미세기포 회수구(420)의 직경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 미세기포 회수구(420)의 직경이 연결구(430)의 내경보다 큰 경우, 미세기포 생성부(400)에서 생성된 미세기포들 중에서 제2 유로(L2)로 유동하는 미세기포가 상대적으로 감소하게 되어 미세기포에 의한 석영관 세척 효율이 감소될 수 있다.
한편, 미세기포 생성부(400)의 중앙 부분에는 유입된 공기혼합 세정액의 유동 방향을 가이드하는 가이드 돌기(440)가 형성될 수 있다. 공기혼합 세정액은 가이드 돌기(440)에 부딪힌 후, 양 측으로 분기되어 나선 운동을 하면서 분화될 수 있다.
미세기포 생성부(400)에서 생성된 미세기포혼합 세정액 중 일부는 미세기포 회수구(420)을 통해 세정액 저장탱크(100)로 회수되고, 나머지는 제2 유로(L2)를 유동하여 세척 모듈(500)로 유입되어 세척 모듈(500) 내에 배치된 석영관 표면을 세척한다.
세정액 저장탱크(100)로 회수된 미세기포혼합 세정액은 기 저장된 세정액과 혼합되어 다시 제1 유로(L1)를 따라 유동하면서 공기 공급부(200)에 의해 공급된 공기와 혼합되면서 공급 펌프(300)로 유입된다. 유입된 공기혼합 세정액은 공급 펌프(300)에서 펌핑되어 가속되면서 미세기포 생성부(400)로 유입된다. 이때, 미세기포 생성부(400)로 유입되는 공기혼합 세정액에는, 공기 공급부(200)에 의해 공급된 공기와 1차 분화된 미세기포가 포함된다. 미세기포 생성부(400)에서 공기는 미세기포 생성부(400)를 이루는 공간 벽면과 부딪히면서 1차 분화되고, 1차 분화된 미세기포는 미세기포 생성부(400)를 이루는 공간 벽면과 부딪히면서 더 작은 부피의 미세기포로 2차 분화된다.
1차 분화된 미세기포의 일부와 2차 분화된 미세기포의 일부는 다시 미세기포 회수구(420)을 통해 세정액 저장탱크(100)로 회수되고, 나머지는 제2 유로(L2)를 유동하여 세척 모듈(500)로 유입되어 세척 모듈(500) 내에 배치된 석영관 표면을 세척한다. 여기서, 본 발명의 석영관 세척장치 운영시에는, 공급 펌프(300)에 의해 미세기포 생성부(400)에서 세정액 저장탱크(100)로 압력 구배가 형성되므로, 세정액 저장탱크(100)에 저장된 세정액은 미세기포 회수구(420)을 통해 미세기포 생성부(400)로 유동하지 않게 된다.
이와 같이, 공기 공급부(200)에서 공급된 공기는 공급 펌프(300), 미세기포 생성부(400), 세정액 저장탱크(100) 다시 공급 펌프(300)로의 반복 순환을 통해서 마이크로미터 크기 또는 나노미터 크기의 미세기포로 변환될 수 있다. 물론, 반복 순환의 회수에 따라 더 작은 크기의 미세기포로도 변환될 수 있다.
또한, 반복 순환 중인 미세기포혼합 세정액의 일부만을 제2 유로(L2)를 통해 세척 모듈(500)로 공급되므로, 공급 펌프(300)의 펌프 부하가 감소되어 상대적으로 작은 압력을 발생시키는 펌프로도 본 발명의 석영관 세척장치를 가동시킬 수 있다.
도 5 및 도 6에는 미세기포 생성부(400)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 다른 실시예에 따른 미세기포 생성부(400)는 공급 펌프(300)로부터 유입된 공기혼합 세정액이 미세기포 생성부(400)에서 나선 운동을 하도록 가이드하는 가이드부재(450)가 형성된다. 미세기포 회수구(420)와 연결구(430)는 전술한 일 실시예와 실질적으로 동일하다. 가이드부재(450)는 공기혼합 세정액의 나선 운동을 촉진 가속시킨다. 이에 따라 공기혼합 세정액의 유동 속도가 빨라져서 공기혼합 세정액에 포함된 공기의 유동 속도도 빨라진다. 가속화된 공기가 미세기포 생성부(400)의 벽면 또는 가이드부재(450)에 충돌하면, 보다 더 작은 부피를 갖는 미세기포를 생성할 수 있게 된다. 가이드부재(450)는 미세기포 생성부(400)에서의 유속 흐름을 촉진시킬 수 있는 형상이면 어떤 형상으로 형성되어도 무방하다.
세척 모듈(500)은 제2 유로(L2)를 통해 미세기포혼합 세정액을 공급 받아서 내부에 배치된 석영관 표면을 세척한다. 세척 모듈(500)은 석영관을 고정 지지하는 지지대(미도시)와, 석영관 표면을 세척하는 세정액 칼럼(510)을 포함한다.
이하, 도 7을 참조하여 세척 모듈 내부에 배치되는 세정액 칼럼에 대해 설명한다. 도 7은 세척 모듈 내부에 배치되는 세정액 칼럼이 도시된 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 세정액 칼럼(510)은 기어드 모터(511)와, 스크류 샤프트(512)와, 드라이브 너트(513)와, 칼라 프레임(514)과, 칼라(5150)를 포함한다.
기어드 모터(511)는 정회전 또는 역회전하여 회전력을 생성한다. 스크류 샤프트(512)는 기어드 모터(511)의 회전축으로 기어드 모터(511)의 정회전 또는 역회전에 따라 정회전 또는 역회전한다. 드라이브 너트(513)는 스크류 샤프트(512)에 연결 형성되어 스크류 샤프트(512)의 정회전 또는 역회전에 따라 좌측 또는 우측으로 이동한다. 칼라 프레임(514)은 드라이브 너트(513)의 이동에 따라 좌측 또는 우측으로 함께 이동하도록 구성된다. 칼라(5150)는 제2 유로(L2)와 연결 형성된다. 제2 유로(L2)를 유동하는 미세기포혼합 세정액은 칼라(5150) 내부를 유동하면서 석영관(Q) 표면을 세척한다.
기어드 모터(511)의 회전에 따라 스크류 샤프트(512)가 회전하고, 드라이브 너트(513)는 드라이브 너트(513)에 연결된 칼라 프레임(514)과 함께 좌우로 이동한다. 칼라 프레임(514)의 이동에 따라 칼라 프레임(514)에 각각 체결된 칼라(5150)가 석영관의 표면을 따라 좌우로 이동한다. 칼라(5150)가 좌우로 이동하는 동안, 제2 유로(L2)를 유동하는 미세기포혼합 세정액은 세정액 유입구(5152)로 유입되어, 석영관(Q) 표면을 세척한 후, 세정액 유출구(5153)를 통해 유출된다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여, 칼라(5150)의 자세한 구성에 대해 설명한다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 칼라(5150)는 외부 케이싱(5151), 세정액 유입구(5152), 세정액 유출구(5153), 회전 로터(5154), 마찰 세정부(5155), 웨어링(5156), 와이퍼링(5157)을 포함한다.
외부 케이싱(5151)은 석영관(Q) 표면을 감싸는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 외부 케이싱(5151)에는 제2 유로(L2)를 유동하는 미세기포혼합 세정액이 유입되는 세정액 유입구(5152)와, 석영관 표면을 세척한 미세기포혼합 세정액이 유출되는 세정액 유출구(5153)가 형성될 수 있다.
회전 로터(5154)는 외부 케이싱(5151) 내부에서 석영관(Q) 표면을 감싸도록 형성되며, 세정액 유입구(5152)를 통해 유입된 미세기포혼합 세정액에 의해 석영관 표면 주위를 회전하도록 형성된다.
회전 로터(5154)와 석영관 표면 사이에는 마찰 세정부(5155)가 개재될 수 있다. 마찰 세정부(5155)는 고분자 수지 계열 부직포나 브러쉬, 다공체 등으로 구성될 수 있다. 마찰 세정부(5155)는 회전 로터(5154)의 하부(석영관 표면 방향)에 고정 형성되어, 회전 로터(5154)의 회전과 함께 회전한다. 또한, 마찰 세정부(5155)는 석영관(Q) 표면을 접촉하면서 감싸도록 형성된다. 한편, 회전 로터(5154)에는 유입된 미세기포혼합 세정액이 마찰 세정부(5155)에 원활하게 스며들도록 하는 로터홀(5154a)이 형성될 수 있다.
마찰 세정부(5155)는 미세기포혼합 세정액에 의해 회전 로터(5154)가 회전될 때, 회전 로터(5154)와 함께 회전하면서 석영관(Q) 표면을 접촉하여, 석영관 표면에 고착된 스케일 등의 이물질을 제거한다.
마찰 세정부(5155)는 로터홀(5154a)을 통해 마찰 세정부(5155)로 스며든 미세기포혼합 세정액에 의한 화학 반응으로 석영관 표면을 세척함과 동시에 마찰 세정부(5155)가 석영관 표면을 접촉하면서 회전하여 석영관 표면을 물리적으로 세척할 수 있게 되어 세척 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
웨어링(5156)은 석영관(Q)을 감싸서 고정하도록 형성되며, 세척 시에 칼라(5150)의 가동으로 석영관이 편심되는 것을 방지한다. 와이퍼링(5157)은 외부 케이싱(5151)의 양 측에서 석영관을 감싸도록 형성되며, 유입된 미세기포혼합 세정액이 외부로 누출되는 것을 방지한다.
제2 유로(L2)는 세척 모듈(500)에 수용된 세정액 칼럼(510)의 개수만큼 분기되어 형성될 수 있다. 도 2를 참조하면, 세척 모듈(500) 내에 3개의 세정액 칼럼(510)이 배치되어 있으므로, 제2 유로(L2)는 3개의 유로로 분기되어 각각의 세정액 칼럼(510)에 형성된 세정액 유입구(5152)로 유입될 수 있다. 이때, 각각의 유로에는 유량을 조절하는 유량 밸브(V4)가 형성될 수 있다. 유량 밸브(V4)는, 예를 들어 솔레노이드 밸브일 수 있다.
각각의 세정액 칼럼(510)에 형성된 세정액 유출구(5153)는 세정액 저장탱크(100)로 유동하는 제3 유로(L3)와 연통한다. 세정액 칼럼(510)에서 석영관 표면을 세척한 후, 미세기포혼합 세정액은 세정액 유출구(5153)를 통해 유출되어 제3 유로(L3)를 통해 세정액 저장탱크(100)로 회수된다. 회수되는 미세기포혼합 세정액에서 미세기포는 석영관 세척시에 일부 소멸된다. 세척 모듈(500) 이후의 과정에서는 미세기포혼합 세정액이 아니라 통상의 세정액으로 칭한다. 물론, 회수 과정의 세정액에도 미세기포가 포함될 수 있다.
세정액 유출구(5153)와 제3 유로(L3)가 연결되는 부분에는 체크 밸브(V5)가 형성될 수 있다. 체크 밸브(V5)는 어느 하나의 세정액 칼럼(510)에 형성된 세정액 유출구(5153)를 통해 유출된 세정액이 다른 세정액 칼럼(510)에 형성된 세정액 유출구(5153)로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
제3 유로(L3)에는 세정액의 유량 변화를 측정하는 유량 센서(S1) 또는 유압 센서(S2)가 설치될 수 있다. 유량 센서(S1) 또는 유압 센서(S2)는 유량 변화를 측정하여 세정액의 누수 여부를 감지한다. 유량 센서(S1) 또는 유압 센서(S2)는 유량의 변화량 또는 유압의 변화량으로부터 세정액의 누수 여부를 감지하는 것이므로, 정확한 정량 계측이 요구되는 것은 아니다.
유량 센서(S1) 또는 유압 센서(S2)에 의해 유량 변화가 감지되면, 제1 유로(L1), 제2 유로(L2) 또는 세척 모듈(500) 내부에서 세정액의 누수가 발생한 것으로 판단할 수 있으며, 사용자는 수동으로 또는 장치 자체의 제어부가 자동으로 장치의 가동을 중단할 수 있다. 장치 가동을 중단하여 세정액이 누수되는 것을 방지할 수 있다.
제3 유로(L3)에는 세정액 저장탱크(100)로 회수되는 세정액의 유량을 조절하는 유량 밸브(V6)가 형성될 수 있다. 유량 밸브(V6)는, 예를 들어 솔레노이드 밸브일 수 있다.
에어 펌프(600)는 석영관 세척 완료 후에, 칼라(5150) 내부에 잔존하는 세정액을 회수할 때 사용된다. 에어 펌프(600)는 공기 유로(L4)를 통해 제2 유로(L2)에 고압의 공기를 공급한다. 에어 펌프(600)로 제2 유로(L2)에 공급된 공기는 분기된 유로를 통해 세정액 유입구(5152)로 유입되어 세정액 유출구(5153)로 유출된다. 이 과정에서 유입된 공기에 의해 칼라(5150) 내부에 잔존하는 세정액은 세정액 유출구(5153)로 유출되고 제3 유로(L3)를 유동하여 세정액 저장탱크(100)로 회수된다. 공기 유로(L4)에는 공기의 공급을 온/오프하는 체크 밸브(V7)가 설치되고, 제2 유로(L2)에는 회수시에 미세기포혼합 세정액이 세척 모듈(500)로 유입되는 것을 차단하는 체크 밸브(V8)가 설치된다. 또한, 체크 밸브(V8)는 에어 펌프(600)에서 공급된 공기가 역류하는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 석영관 세척장치를 이용한 세척방법을 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척장치에서 세정액 공급시의 세정액 유동 상태가 도시된 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척장치에서 세정액 회수시의 세정액 유동 상태가 도시된 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 석영관 세척장치에서 세정액을 공급할 경우, 공급 펌프(300)의 동작을 가동(ON)하고, 에어 펌프(600)의 동작은 중단(OFF)한다.
세정액 저장탱크(100)에 저장된 세정액은 제1 유로(L1)를 따라 유동하면서 공기 공급부(200)에 의해 공급된 공기와 혼합되면서 공급 펌프(300)로 유입된다. 유입된 공기혼합 세정액은 공급 펌프(300)에서 펌핑되어 가속되면서 미세기포 생성부(400)로 유입된다.
미세기포 생성부(400)에서 생성된 미세기포혼합 세정액 중 일부는 미세기포 회수구(420)을 통해 세정액 저장탱크(100)로 회수되고, 나머지는 제2 유로(L2)를 유동하여 세척 모듈(500)로 유입되어 세척 모듈(500) 내에 배치된 석영관 표면을 세척한다. 석영관 표면을 세척한 세정액은 제3 유로(L3)를 경유하여 세정액 저장탱크(100)로 회수된다. 이때, 유량 센서(S1) 또는 유압 센서(S2)에 의해 제3 유로(L3)를 유동하는 세정액의 유량 변화가 감지되면, 세정액이 누수되는 것으로 판단하여 수동 또는 자동으로 장치의 가동을 중단한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 석영관 세척장치에서 세정액을 회수할 경우, 공급 펌프(300)의 동작은 중단(OFF)하고, 에어 펌프(600)의 동작을 가동(ON)한다.
공급 펌프(300)의 동작이 중단되어, 세정액 저장탱크(100)에 저장된 세정액은 제1 유로(L1)를 따라 유동하지 않게 된다. 에어 펌프(600)의 동작이 가동되어, 공기 유로(L4)를 통해 고압의 공기가 유동하여 제2 유로(L2)로 공급된다. 이때, 제2 유로(L2)에 설치된 체크 밸브(V8)에 의해 공기가 역류하는 것을 방지한다.
제2 유로(L2)에 공급된 공기는 분기된 유로를 통해 세정액 유입구(5152)로 유입되고, 유입된 공기에 의해 칼라(5150) 내부에 잔존하는 세정액은 세정액 유출구(5153)로 유출된 후, 제3 유로(L3)를 유동하여 세정액 저장탱크(100)로 회수된다.
다음으로, 도 11 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척장치의 효과에 대해 설명한다.
시험에는 자외선 소독설비에서 사용하는 석영관으로 하수처리장 내에서 장기간 사용으로 인하여 오염된 석영관을 이용하여 시험을 진행하였다. 오염된 석영관은 UVC 254nm파장에서 초기 투과도가 약 5% 미만으로 측정되는 오염 상태가 매우 심각한 석영관으로, 시험 전 석영관을 화장지 및 기타 클리너에 인산 및 물을 묻혀 물리적인 방법으로 닦아도 오염이 제거가 되지 않는 상태의 석영관을 사용하였다.
시험은 도 11과 같이 세정액 칼럼(510)에 오염된 석영관을 삽입하여 세정액이 아래에서 위로 흐르도록 하였으며, Z 영역이 집중적으로 세정되도록 하였다.
시험에 사용된 세정액은 인산염 5%를 증류수에 희석한 세정액으로 진행하였으며, 화학 세정액이 순환될 때와 순환되지 않을 때, 미세기포가 있을 때와 없을 때로 나누어 석영관의 세정 효율을 비교하였다. 시험 조건은 아래 [표 1]과 같다.
순번 시험 조건 비고
화학세정액 세정액 순환 여부
1 인산 5% 비순환 최대 접촉 시간 : 5 hr
2 인산 5% 순환 최대 순환 시간 : 90 min
3 인산 5% + 미세기포 순환 최대 순환 시간 : 90 min
도 12 내지 도 14는 [표 1]에 따라 진행한 시험 결과를 보여준다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 시험 결과 화학 세정액의 세정액의 유동이 정지된 상태인 비순환식 세정(도 12)과 세정액의 유동을 형성시킨 순환식 세정(도 13 및 도 14)과 비교하였을 때, 순환 형식의 세정 방법이 매우 효과적이었다. 순환 형식은 약 1.5시간에 세정이 종료되었으며, 비순환식 방법은 5시간이 경과한 후에도 세정이 완료되지 않았다.
세정액 순환 시험의 경우, 도 13과 같이 인산 단독으로 순환된 경우보다 도 14와 같이 미세기포(미세기포)혼합 세정액을 사용하면 세정 효율이 높아지는 것을 확인할 수 있었다.
세정 효율 향상의 정량적 검증을 위해 석영관 투과도 측정장치로 석영관의 세정된 부분의 투과도를 측정하였고, 측정 결과는 도 15 내지 도 20에 도시된 바와 같다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 순환식 세정(도 16)의 경우 미오염 석영관과 비교하여 1.5시간 만에 투과도 편차 7% 수준으로 미사용 석영관의 투과도에 근접해졌지만, 비순환식 세정(도 15)의 경우 5시간 접촉 후에도 미오염석영관과의 차이가 약12% 이상이었다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 세정액 단독순환으로 세정된 석영관(도 16)의 경우는 각 파장별 평균 약 7% 차이가 확인되었고, 미세기포혼합 세정액으로 세정된 석영관(도 17)은 사용되지 않은 새 석영관과 비교할 때 평균 약 3%정도의 파장별 투과도 차이가 확인되었다.
도 18은 세정 방식 별로 유사 시간대에 대한 각각의 세정 효율을 비교한 것을 보여준다. 순환식 세정방법은 1.5시간 후에 미세기포 유무와 상관없이 10% 이내의 편차를 나타내었지만, 비순환식 세정방법은 2시간 후에도 미오염 석영관과 편차가 33% 이상임을 알 수 있었다.
도 19를 참조하여, 254nm에서의 시간별 투과도 변화를 보면 미세기포의 존재 유무에 따라 세정 효율이 매우 달라졌다. 두 석영관 모두 세정 종료 후 미오염된 새 석영관의 투과도를 비교해 보면 3.5%, 7.8% 비교적 큰 차이는 나지 않았지만, 세정 시간에 따른 효율은 서로 달랐다.
미세기포혼합 세정액을 사용한 경우, 석영관의 투과도는 40분 순환 세정 후 75%였으며, 인산 단독으로 순환 세정된 석영관의 투과도는 90분 후 76.5%로 두 조건의 석영관 투과도가 약 2% 이내였다.
즉, 미세기포와 함께 세정된 석영관의 경우 약 40분 순환 세정만 하면, 인산단독 순환 세정을 90분 진행한 것과 동일 수준으로 미세기포가 포함된 순환식 세정이 2배 이상 빠른 속도로 처리가 가능함을 확인하였다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
[부호의 설명]
100 : 세정액 저장탱크 200 : 공기 공급부
300 : 공급 펌프 400 : 미세기포 생성부
500 : 세척 모듈 600 : 에어 펌프
L1 : 제1 유로 L2 : 제2 유로
L3 : 제3 유로

Claims (15)

  1. 정회전 또는 역회전하여 회전력을 생성하는 기어드 모터;
    상기 기어드 모터의 정회전 또는 역회전에 따라 정회전 또는 역회전하는 스크류 샤프트;
    상기 스크류 샤프트에 연결 형성되어 상기 스크류 샤프트의 정회전 또는 역회전에 따라 좌측 또는 우측으로 이동하는 드라이브 너트;
    상기 드라이브 너트의 좌측 또는 우측이동에 따라 함께 좌측 또는 우측으로 이동하도록 구성되는 칼라 프레임; 및,
    상기 칼라 프레임에 체결되며, 석영관 표면을 따라 이동하면서 석영관 표면을 세척하는 칼라
    를 포함하는 세정액 칼럼.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 칼라는,
    외부 케이싱;
    상기 외부 케이싱에 형성된 세정액 유입구와 세정액 유출구;
    상기 외부 케이싱 내부에서 상기 석영관 표면을 감싸도록 형성되며, 상기 세정액 유입구를 통해 유입된 세정액에 의해 상기 석영관 표면 주위를 회전하도록 형성되는 회전 로터; 및
    상기 회전 로터와 상기 석영관 표면 사이에 개재되는 마찰 세정부
    를 포함하는 세정액 칼럼.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 마찰 세정부는 고분자 수지 계열 부직포, 브러쉬, 다공체 중 적어도 어느 하나를 포함하는 세정액 칼럼.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 회전 로터는 상기 세정액 유입구를 통해 유입된 세정액이 상기 마찰 세정부에 스며들도록 하는 로터홀이 형성된 세정액 칼럼.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 석영관 표면을 감싸서 고정하도록 형성되어 상기 석영관의 편심을 방지하는 웨어링을 더 포함하는 세정액 칼럼.
  6. 세정액을 저장하는 세정액 저장탱크;
    상기 세정액 저장탱크에 저장된 세정액이 유동하는 제1 유로;
    상기 제1 유로를 유동하는 세정액에 공기를 공급하여 혼합시키는 공기 공급부;
    상기 공기 공급부에 의해 공급된 공기를 1차 파쇄하고, 공기가 혼합된 공기혼합 세정액을 펌핑하는 공급 펌프;
    상기 공급 펌프로부터 공급된 공기혼합 세정액에 포함된 공기를 미세기포로 변환시켜서 미세기포와 세정액이 혼합된 미세기포혼합 세정액을 생성하는 미세기포 생성부; 및,
    내부에 석영관이 배치되며, 제2 유로를 통해 상기 미세기포 생성부에서 생성된 미세기포혼합 세정액을 유입받아 석영관 표면을 세척하는 세정액 칼럼을 구비한 세척 모듈
    을 포함하는 석영관 세척 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 세정액 칼럼은,
    정회전 또는 역회전하여 회전력을 생성하는 기어드 모터;
    상기 기어드 모터의 정회전 또는 역회전에 따라 정회전 또는 역회전하는 스크류 샤프트;
    상기 스크류 샤프트에 연결 형성되어 상기 스크류 샤프트의 정회전 또는 역회전에 따라 좌측 또는 우측으로 이동하는 드라이브 너트;
    상기 드라이브 너트의 좌측 또는 우측 이동에 따라 좌측 또는 우측으로 이동하도록 구성되는 칼라 프레임; 및,
    상기 칼라 프레임에 체결되며, 석영관 표면을 따라 이동하면서 석영관 표면을 세척하는 칼라
    를 포함하는 석영관 세척 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 칼라는,
    외부 케이싱;
    상기 외부 케이싱에 형성된 세정액 유입구와 세정액 유출구;
    상기 외부 케이싱 내부에서 상기 석영관 표면을 감싸도록 형성되며, 상기 세정액 유입구를 통해 유입된 세정액에 의해 상기 석영관 표면 주위를 회전하도록 형성되는 회전 로터; 및
    상기 회전 로터와 상기 석영관 표면 사이에 개재되는 마찰 세정부
    를 포함하는 석영관 세척 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 공기 공급부는 외부 공기를 유입할 수 있는 공기 유입구를 구비한 벤츄리관 형태로 형성되는 석영관 세척 장치.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 미세기포 생성부는 생성된 미세기포혼합 세정액의 적어도 일부를 상기 세정액 저장탱크로 회수시키는 석영관 세척 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 미세기포 생성부에서 상기 세정액 저장탱크로 회수된 상기 미세기포혼합 세정액은 상기 세정액 저장탱크에 저장된 세정액과 혼합되어 상기 제1 유로를 순환 유동하는 석영관 세척 장치.
  12. 청구항 6에 있어서,
    상기 미세기포 생성부의 일측에는 상기 세정액 저장탱크와 연통하는 미세기포 회수구가 형성되고,
    상기 미세기포 생성부의 타측에는 상기 제2 유로와 연통하는 연결구가 형성되는 석영관 세척 장치.
  13. 청구항 6에 있어서,
    상기 세정액 칼럼은 상기 세정액 저장탱크로 유동하는 제3 유로와 연통하는 석영관 세척 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제3 유로에는 세정액의 유량 변화량을 측정하는 유량 센서 또는 세정액의 유압 변화량을 측정하는 유압 센서가 설치되는 석영관 세척 장치.
  15. 청구항 6에 있어서,
    상기 석영관 세척 완료 후에, 상기 세정액 칼럼 내부에 잔존하는 세정액을 회수하기 위한 공기를 공급하는 에어 펌프를 더 포함하는 석영관 세척 장치.
PCT/KR2018/008626 2018-03-06 2018-07-30 세정액 칼럼 및 이를 포함하는 석영관 세척장치 WO2019172491A1 (ko)

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