WO2020013522A1 - 액체 혼합 공급장치 - Google Patents

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WO2020013522A1
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mixing
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이연범
임택규
임근복
조호준
김성수
안철수
김철영
양승화
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씨앤지하이테크 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a liquid mixing supply device, wherein in a liquid mixing supply device (1) for mixing a plurality of raw liquids having chemical components to supply a mixed liquid to a specified process, a raw liquid storage tank in which a plurality of raw liquids are stored respectively And a fixed pressure maintaining liquid supply unit 100 for selectively supplying each of the stock solutions transferred from the stock solution storage tank section 200 to a mixing device 300 in a state of maintaining a predetermined pressure.
  • a mixing device unit 300 for mixing a plurality of raw liquids supplied from the fixed pressure maintaining liquid supply unit 100; and a mixing tank unit for storing the mixed liquid transferred from the mixing device unit 300 ( 400); and, a concentration confirming unit 500 for confirming the concentration of the liquid delivered from the mixing tank 400; and a mixed liquid satisfying a predetermined concentration amount through the concentration confirming unit 500; Discharge line unit 600 for discharging the; and,
  • the liquid mixing supply device characterized in that consisting of; circulation line portion 700 for re-delivering the mixed liquid that does not meet the predetermined concentration amount through the check unit 500 to the mixing tank 400; It is about.
  • devices supplying liquid in various industrial manufacturing lines such as semiconductor process, LCD process, and pharmaceutical manufacturing process stabilize the supply pressure when the material supply pressure is unstable and too high, and realize precise dispensing operation due to the pressure reduction effect.
  • a pressure regulator, a differential pressure flow meter, and various sensors are used in combination.
  • the liquid pressure regulator depressurizes the liquid discharged at a high pressure from the pump and supplies it to the pro pump at an appropriate pressure.
  • the liquid pressure regulator maintains a constant outlet pressure in a situation in which the liquid inlet pressure varies.
  • the pressure regulator it is essential for the safe operation of numerous devices. It is recommended that the pressure regulator be selected to best suit the user's desired application, with important considerations such as type, material, inlet and outlet pressure, flow conditions, temperature, pressure, size, and other restrictions.
  • the differential pressure flow meter has a simple structure, can be applied to any liquid, gas, and steam, and has been widely used as an industrial flow meter for a long time.
  • the basic configuration of the differential pressure flow meter consists of a tightening mechanism and a differential pressure detector. If the tightening mechanism is installed in the middle of the pipeline where the fluid flows to narrow the passage area of the fluid, the pressure difference occurs before and after the resistance generated in the tightening mechanism. There is a constant relation between this pressure difference, that is, the differential pressure and the flow rate, which can be expressed by Bernoulli's principle. This principle is used for differential pressure flowmeters.
  • Typical differential pressure sensors include venturi tubes, orifices, flow nozzles, V-Cones, etc.
  • the differential pressure detectors can be classified into air, electronic, and optical type according to transmission method and measurement principle. Mainly dominated.
  • Patent Document 1 Method of manufacturing or supplying a liquid product (Korean Patent Publication No. 10-2014-0090639)" is published.
  • the method of preparing or supplying a liquid product of Patent Document 1 uses a plurality of gas-permeable hollow fibers in order to dissolve a gas containing carbon dioxide or nitrous oxide in a liquid, and a gas port communicating with the inside of the fiber.
  • a method of making or supplying a liquid product using a membrane contactor having an input port and an output port for a liquid in communication with the contactor interior space surrounding a fiber comprising: supplying the gas to the gas port at a controlled pressure Inputting the liquid at the liquid supply to the liquid at a pressure higher than the gas through a first valve comprising a first valve inlet port in communication with the liquid supply and a first valve outlet port in communication with the liquid inlet port; Supplying to a pot; and a main at the output port for the liquid through a supply tap.
  • supplying the liquid includes a supply start step of supplying being started and a supply stop step of supplying being interrupted, and wherein the first valve is Releasing the pressure rise of the liquid in communication with the space while being opened with a supply tap and shut off at the supply stop step, and while the first valve is kept blocked since the first valve is shut off; It is characterized in that it can prevent the fiber from submerging when there is no requirement for the liquid to flow.
  • a liquid pressure higher than the applied gas pressure is applied. And to prevent oversaturation of the carbonated liquid in the tube between the contactor and the feed tab. There was.
  • Patent Document 1 mainly supplies liquid directly from the main supply pipe, and the pressure change of the main liquid supply, the pressure change of the depressurization, or several equipments at the same time at the same time.
  • the change in the main supply pressure caused by the irregular change in the amount of the liquid supply is a lot of problems that the liquid supply output and the quality of the subsequent process is deteriorated.
  • an object of the present invention is the main nitrogen (N 2 ) gas in the vessel (vessel) for receiving the liquid supplied at a variable supply pressure of the liquid of the liquid mixing supply device configuration
  • the pressure which is changed by the external influence of the main supply pressure by installing a supply means and a pressurizing means for nitrogen (N 2 ) gas for fine pressure adjustment and configuring the fixed pressure holding liquid supply part to control the operation by monitoring the pressure inside the vessel in real time Nevertheless, it is operated to maintain a constant fixed pressure of the final supply stage to provide a very stable mixed liquid supply and to increase the operation rate of the equipment to provide a liquid mixing feeder to increase the production and quality.
  • the mixed liquid is re-delivered to the mixing tank unit to form a continuous circulation and the jet nozzle It is to provide a liquid mixing supply device capable of spraying the mixed liquid through the member and shortening the mixing time of the first mixed liquid.
  • the liquid mixture supply device in the liquid mixture supply device (1) for supplying a mixed liquid by mixing a plurality of raw liquids having a chemical component, a plurality of The stock solution storage tank unit 200 for storing the stock solution, respectively, and selectively supplying the stock solution to the mixing apparatus 300 while maintaining the stock solution at a predetermined pressure, respectively, from the stock solution storage tank 200.
  • the fixed pressure maintaining liquid supply unit 100 is formed with a vessel (110) for receiving a liquid to maintain a constant pressure, is fluidly connected to the vessel 110, a constant amount of liquid for maintaining a constant pressure Main liquid supply means 120 for supplying the to the vessel 110 is formed, the fluid is connected to the vessel 110, the main nitrogen (N 2 ) gas for maintaining a constant fixed pressure the vessel 110
  • a primary pressurizing means 130 for supplying the gas to the vessel 110 is fluidly connected to the vessel 110, and finely adjusts the pressure difference between the supply pressure of the liquid and the fixed pressure of the main nitrogen (N 2 ) gas.
  • Secondary pressurizing means 140 is formed to further supply or exhaust nitrogen (N 2 ) gas to maintain a constant pressure in the vessel 110, and is installed in the vessel 110 to be in the vessel 110.
  • a water level sensor 160 for detecting the level of the liquid is formed, the vessel 110 From the output pressure to maintain a constant discharge pressure of the liquid discharged it is characterized in that the holding means 170 is formed.
  • the abnormal overpressure when the abnormal overpressure is detected in the vessel 110, it characterized in that it further comprises an overpressure preventing exhaust means 150 for forcibly exhausting the nitrogen (N 2 ) gas from the vessel 110 to the outside.
  • main liquid supply means 120 extends between the first pump 122 and the first pump 122 and the vessel 110 for pumping a constant pressure liquid into the vessel 110.
  • a main liquid input stage autovalve 124 and a main liquid input stage pressure sensor 126 installed in the first conduit 121.
  • the primary pressurizing means 130 is a second pump 132, the second pump 132 and the vessel for pumping nitrogen (N 2 ) gas maintaining a constant fixed pressure into the vessel 110 It characterized in that it comprises a nitrogen gas extraction auto valve 134, and the main nitrogen gas pressure sensor 136 is installed in the second conduit 131 extending between (110).
  • the secondary pressurizing unit 140 may include a third pump 142, the third pump 142, and the vessel 110 for pumping fine pressure adjusting nitrogen (N 2 ) gas into the vessel 110.
  • An auto valve 144 for supplying nitrogen gas installed in a third conduit 141 extending therebetween, a fourth pump 148 for exhausting a part of nitrogen (N 2 ) gas supplied into the vessel 10, And a nitrogen gas exhaust auto valve 146 installed in the fourth conduit 145 extending between the fourth pump 148 and the vessel 110.
  • the output stage pressure holding means 170, the fifth pump 172, the fifth pump 172 and the vessel to perform the pumping operation to supply the liquid discharged from the vessel 110 to the demand destination An integrated flow meter 173, an output stage autovalve 174, a regulator 175, and an output stage pressure sensor 176 are installed in the fifth conduit 171 extending between 110.
  • the jet nozzle member 410 so as to spray the first mixed liquid that is re-delivered to the mixing tank 400 through the circulation line portion 700 and to shorten the mixing time ) Is further formed.
  • the main nitrogen (N 2 ) gas supply means and the fine pressure adjustment nitrogen in the vessel (vessel) for receiving the liquid supplied at a variable supply pressure of the liquid in the configuration of the liquid mixing supply device (N 2 ) By installing a gas pressurizing means and configuring the fixed pressure holding liquid supply unit to control the operation by monitoring the pressure inside the vessel in real time, despite the pressure changes due to the external influence of the main supply pressure of the final supply stage Operated to maintain a constant fixed pressure, it is possible to mix and supply highly stable multiple liquids and to increase the operation rate of the equipment, thereby increasing production and improving quality.
  • the mixed liquid is re-delivered to the mixing tank unit to inject the mixed liquid through the jet nozzle member, and the first mixing is performed.
  • FIG. 1 is a process diagram showing the overall process of the liquid mixing supply apparatus according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of the fixed pressure holding liquid supply of the configuration of the liquid mixing supply apparatus according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic block diagram of a fixed pressure holding liquid supply unit shown in FIG.
  • 4 and 5 is a flow chart showing a supply method performed by using a fixed pressure holding liquid supply of the configuration of the liquid mixing supply apparatus according to a preferred embodiment of the present invention
  • the liquid mixing supply device 1 is largely the stock solution tank 200, the fixed pressure maintaining supply unit 100, the mixing device unit 300, mixing The tank unit 400, the concentration check unit 500, the discharge line unit 600 and the circulation line unit 700.
  • the liquid mixing supply device 1 is a control unit for controlling the whole of the liquid mixing supply device 1 according to an embodiment of the present invention so that the operation can be made smoothly, fixed
  • a control device for controlling the pressure maintaining liquid supply unit 100 and an external power supply device are provided, interlocking components are provided, and the principle of configuring and operating the driving elements is well known in the field to which the present invention pertains. As it corresponds to the technical level, detailed description thereof will be omitted.
  • the stock solution storage tank 200 and the fixed pressure maintaining liquid supply unit 100 may be formed in plurality depending on the type of the stock solution.
  • the stock solution storage tank unit 200 is a component in which a plurality of stock solutions such as sulfuric acid solution, hydrogen peroxide solution, and HF solution are respectively stored, and the stock solution stored in the stock solution storage unit 200 will be described later.
  • Each fixed pressure holding liquid supply unit 100 is provided.
  • the fixed pressure holding liquid supply part 100 selectively mixes each of the undiluted solution delivered from the undiluted storage tank 200 at a constant pressure.
  • a vessel (110) for receiving a liquid to maintain a constant pressure the fluid is connected to the vessel 110, the appropriate amount of liquid for maintaining a constant pressure the vessel 110
  • the vessel 110 is installed in the water level sensor 160 for detecting the level of the liquid in the vessel 110 and the discharge pressure of the liquid discharged from the vessel 110 is kept constant It consists of an output stage pressure holding means 170 to.
  • the main liquid supply means 120 includes a first pump 122 for pumping a constant pressure maintaining liquid into the vessel 110, and extends between the first pump 122 and the vessel 110.
  • the main liquid input stage autovalve 124 and the main liquid input stage pressure sensor 126 installed in the first conduit 121 are included.
  • the first pressurizing means 130 includes a second pump 132 for pumping the main nitrogen (N 2 ) gas maintaining a constant fixed pressure into the vessel 110, the second pump 132 and the And a main nitrogen gas pressure sensor 136 installed in the second conduit 131 extending between the vessel 110.
  • the secondary pressurizing unit 140 includes a third pump 142 for pumping fine pressure adjusting nitrogen (N 2 ) gas into the vessel 110, and the third pump 142 and the vessel 110. It includes a nitrogen gas supply auto valve 144 installed in the third conduit 141 extending therebetween.
  • the secondary pressurizing unit 140 is a fourth pump 148, the fourth pump 148 and the vessel which is an exhaust pump for exhausting a part of nitrogen (N 2 ) gas supplied into the vessel 110.
  • a nitrogen gas exhaust autovalve 146 is installed in the fourth conduit 45 extending between the 110.
  • Overpressure preventing exhaust means 150 is made of a relief valve is installed in a separate conduit (not shown) in fluid connection with the vessel 110, the overpressure in the vessel 110 is detected as described above In this case, it performs a function of exhausting nitrogen (N 2 ) gas to the outside.
  • the output stage pressure maintaining means 170, the fifth pump 172 performs a pumping operation for supplying the liquid discharged from the vessel 110 to the demand destination of the next working stage, for example, a mixing chamber (not shown)
  • a pressure sensor 176 is provided.
  • the vessel 110 serves to maintain a constant pressure continuously by receiving a liquid introduced at a variable supply pressure of the liquid.
  • the pressure in 110 is set to the desired predetermined pressure.
  • the target pressure inside the vessel 110 may be set to 1 kgf / cm 2.
  • the fixed pressure holding liquid supply unit 100 will be described from the state in which the operation is first started.
  • the main liquid supply means 120 supplies the liquid into the vessel 110 at a predetermined predetermined pressure.
  • the main liquid supply means 120 supplies the liquid at a pressure of 0.7 kgf / cm 2 lower than a target pressure inside the vessel 110. do. That is, the main liquid input stage autovalve installed at the downstream side of the first pump 122 in the first conduit 121 by operating the first pump 122 of the main liquid supply means 120 according to a signal applied from the controller. 124 is opened to supply liquid, wherein the main liquid input pressure sensor 126 installed downstream of the first pump 122 in the first conduit 21 is directed from the first pump 22 toward the vessel 110. The pressure of the liquid supplied is sensed.
  • the control device is the fifth pump 172 and the output stage autovalve of the output stage pressure maintaining means 170. While the liquid supply to the mixing chamber (not shown) is stopped by turning off the operation of 174, the liquid input stage autovalve 124 of the main liquid supply means 120 is kept open. This allows continuous liquid supply into the vessel 110 (step S1).
  • the control device determines that the liquid level in the vessel 110 is at the lowest level LL. It is judged whether it has reached (step S2).
  • the control device as shown in the step S1 is the fifth pump 172 and the output stage auto valve 174 of the output stage pressure holding means 170.
  • the liquid input stage auto-valve 124 of the main liquid supply means 120 continues to open while the operation of the main liquid supply means 120 is turned off by stopping the supply of liquid to the next working stage, for example to a mixing chamber (not shown). In this state, the liquid is continuously supplied into the vessel 110.
  • the output stage autovalve 174 of the output stage pressure holding means 170 is operated to maintain an open state, thereby maintaining the vessel (
  • the liquid is supplied from 110 to the mixing chamber (not shown) which is the next working stage (step S3).
  • the control device operates the fifth pump 172 of the output stage pressure holding means 170 and opens the output stage autovalve 174 to transfer liquid from the vessel 110 via the fifth conduit 171, It is fed into a mixing chamber (not shown) of the working stage.
  • the cumulative flow meter 173 installed in the fifth conduit 171 calculates a proper supply amount of the liquid supplied from the vessel 110 to the outside, and the regulator 175 is an outlet of the liquid supplied from the vessel 110 to the outside.
  • the pressure is maintained by adjusting to an appropriate pressure, for example 0.7 kgf / cm 2.
  • the output pressure sensor 176 disposed downstream of the regulator 175 senses the pressure of the discharged liquid and sends it to the control device. This operation of the output stage pressure holding means 170 is performed at all times as long as the liquid level in the vessel 110 does not fall below the minimum level LL, and supplies a liquid having a constant fixed pressure to the next working stage. It will be supplied to the liquid demand.
  • the liquid for maintaining the fixed pressure is continuously supplied into the vessel 110 by the first pump 122, whereby the liquid level in the vessel 110 is maintained. Is raised above the low water level (L).
  • step S4 when the water level sensor 160 installed in the vessel 110 detects the liquid level in the vessel 110 and sends a water level detection signal to the control device, the control device is the liquid level in the vessel 110 is the highest level (H) It is judged whether or not is reached (step S4).
  • the main liquid input stage autovalve 124 is kept open and the liquid is continuously transferred to the vessel 110. Supply.
  • the main liquid input stage autovalve 124 is turned off and maintained in a closed state according to a signal applied from the control device, thereby maintaining the vessel 110.
  • the primary pressurizing means 130 operates according to a signal applied from the control device to supply nitrogen (N 2 ) gas of a constant fixed pressure to the vessel 110 (step S5). That is, the second pump 132 is operated in response to a signal applied from the control device to open the nitrogen gas withdrawal autovalve 134 installed downstream of the second pump 132 to receive nitrogen (N 2 ) gas.
  • the nitrogen gas pressure sensor 136 installed downstream of the nitrogen gas extraction auto valve 134 in the second conduit 131 is supplied from the second pump 132 to the vessel 110. Detects the pressure of nitrogen (N 2 ) gas.
  • control device calculates the supply pressure of the liquid delivered from the main liquid input pressure sensor 126 and the supply pressure of the main nitrogen (N 2 ) gas delivered from the nitrogen gas pressure sensor 136 secondary pressure means 140 ) To supply the nitrogen (N 2 ) gas for fine pressure control to the vessel 110 or to exhaust the nitrogen (N 2 ) gas pressure in the vessel (110).
  • control unit may add up the sum of these pressures based on the supply pressure of the liquid delivered from the main liquid input pressure sensor 126 and the supply pressure of the main nitrogen (N 2 ) gas delivered from the nitrogen gas pressure sensor 136. It is determined whether or not the vessel 110 is larger than a predetermined target pressure (step S6).
  • the third pump 142 is operated and nitrogen is supplied.
  • the gas supply autovalve 144 is opened to further supply the nitrogen pressure N 2 gas for fine pressure into the vessel 110 (step S7-1).
  • the auto valve 144 for supplying nitrogen gas Is turned off to maintain the closed state, the fourth pump 148, which is an exhaust pump, is operated, and the auto valve 146 for exhausting nitrogen gas is opened to remove nitrogen (N 2 ) gas from the vessel 110. It exhausts (step S7-2).
  • the control device is provided by the secondary pressurizing means 140 in the vessel 110. It is determined whether excessive overpressure beyond the adjustable range, that is, overpressure corresponding to a preset pressure level is detected (step S8).
  • control device opens the relief valve 150 to perform a function of forcibly exhausting nitrogen (N 2 ) gas to the outside (step S9-1).
  • control unit keeps the relief valve 150 in the closed state (step S9-2).
  • control device determines whether or not the liquid level in the vessel 110 has reached the low water level L by the exhaust operation of the nitrogen gas exhaust autovalve 146 (step S10).
  • the auto valve 146 for exhausting nitrogen gas as described above.
  • nitrogen (N 2 ) gas To exhaust the nitrogen (N 2 ) gas from the vessel 110 to continue.
  • the auto valve 416 for nitrogen gas exhaust as described above is opened. Off to keep it closed.
  • the liquid input stage autovalve 124 is opened in accordance with a signal applied from the control device to resume the supply of the liquid (S11).
  • the fixed pressure holding liquid supply unit 100 repeatedly performs the respective steps in the form of a closed loop, so that the supply pressure of the liquid (stock solution), which is changed by the external influence of the main supply pressure, is applied to the primary pressurizing means and fine. It is kept constant in the final feed end by the cooperative action of the regulating nitrogen gas pressurizing means.
  • the main line connecting the stock solution tank 200 and the fixed pressure maintaining liquid supply unit is preferably further provided with a main line auto valve 800 for adjusting the flow rate, flow rate and the like of the stock solution.
  • the mixing device unit 300 is a device for mixing a plurality of raw liquids supplied from the fixed pressure holding liquid supply unit 100, and may be formed in the form of a plurality of mixing units.
  • the mixing tank 400 is a component for storing the mixed liquid transferred from the mixing device 300 as shown in FIG. 1, and a jet nozzle member 410 is formed inside the mixing tank 400.
  • a jet nozzle member 410 is formed inside the mixing tank 400.
  • the main line connecting the mixing tank 400 and the mixing device unit 300, the main line auto valve 800 for adjusting the flow rate, flow rate, etc. of the mixed liquid is preferably further installed, the flow rate more than a certain In order to move the main line pump 900 is also preferably installed.
  • Concentration check unit 500 is a component for confirming the concentration of the liquid delivered from the mixing tank 400, as shown in Figure 1, connecting the concentration check unit 500 and the mixing tank 400
  • the main line is preferably further provided with a main line auto valve 800 for adjusting the flow rate, flow rate and the like of the mixed liquid, it is preferable that the main line pump 900 is also installed in order to move a certain flow rate or more.
  • the discharge line unit 600 is a component for discharging a mixed liquid satisfying a predetermined concentration amount through the concentration checking unit 500 for the next process.
  • Main line auto valve 800 for adjusting the flow rate, flow rate and the like of the mixed liquid is preferably further installed.
  • the circulation line unit 700 is a component for re-delivering the first mixed liquid that does not satisfy the predetermined concentration through the concentration checking unit 500 to the mixing tank 400.
  • the circulation line unit 700 may be further provided with a main line auto valve 800 for controlling the flow rate, flow rate and the like of the mixed liquid.

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Abstract

본 발명은 고정압력유지 액체공급부를 통해 베셀 내부와 약품 배관 내의 압력 감지센서에 의해 압력이 실시간 지속적으로 측정되고 압력 이상 발생시 신속한 배기가 이루어져 안정적인 원액이 공급되고, 원액을 혼합 후 기준 농도를 확인하여 기준 농도에 미치지 못할 경우에는 혼합된 액체를 혼합탱크부로 재전달하여 제트노즐부재를 통해 혼합된 액체를 분사시키고 1차 혼합된 액체의 혼합시간을 단축시켜 혼합 액체의 대량 생산과 안정적인 품질 확보가 가능하다는 장점이 있다.

Description

액체 혼합 공급장치
본 발명은 액체 혼합 공급장치에 관한 것으로서, 화학성분을 가지는 다수의 원액을 혼합하여 혼합된 액체를 지정된 공정에 공급하는 액체 혼합 공급장치(1)에 있어서, 다수의 원액이 각각 저장되는 원액저장탱크부(200);와, 각각의 상기 원액저장탱크부(200)로부터 전달된 각각의 원액을 일정압력으로 유지한 상태에서 선택적으로 혼합장치부(300)에 공급하는 고정압력유지 액체공급부(100);와, 상기 고정압력유지 액체공급부(100)로부터 공급된 다수의 원액을 혼합하는 혼합장치부(300);와, 상기 혼합장치부(300)로부터 전달된 혼합된 액체를 저장하는 혼합탱크부(400);와, 상기 혼합탱크부(400)로부터 전달된 액체의 농도량을 확인하는 농도확인부(500);와, 상기 농도확인부(500)를 통해 기설정된 농도량을 만족하는 혼합된 액체를 토출하는 토출라인부(600);와, 상기 농도확인부(500)를 통해 기설정된 농도량을 만족하지 못한 혼합된 액체를 상기 혼합탱크부(400)로 재전달하는 순환라인부(700);로 구성되는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 공급장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 공정, LCD 공정, 제약제조 공정 등의 각종 산업현장 제조라인에서 액체를 공급하는 장치는 재료 공급 압력이 불안전하고 너무 높을 때 공급 압력을 안정시키고 감압 효과로 인한 정밀한 디스펜싱 작업을 구현하기 위해서 펌핑장치 이외에 압력 레귤레이터, 차압식 유량계 및 각종 센서들을 조합하여 사용하고 있다.
이러한 액체 압력레귤레이터는 펌프에서 고압으로 토출된 액체를 감압하여 적정압으로 프로 펌프에 공급해 토출하는데, 액체의 공급압력(Inlet Pressure)이 다양하게 변화하는 상황에서 일정한 출구압력(Outlet Pressure)을 유지하는 장치로서, 수 없이 많은 장비를 안전하게 작동하기 위해 반드시 필요한 장비다. 압력 레귤레이터는 사용자가 원하는 작업에 가장 적합한 제품을 선택하는 것이 바람직한데, 이때 중요한 고려사항으로는 종류, 재질, 입구 및 출구 압력, 유량 조건, 온도, 압력, 크기, 기타 제한 사항 등이 있다.
한편, 차압식 유량계는 구조가 간단하고 액체, 기체, 증기 어느 것에도 적용이 가능하며, 오래전부터 공업용 유량계로 광범위하게 사용되어 왔다. 차압식 유량계의 기본구성은 조임기구와 차압 검출기로 구성되는데, 유체가 흐르는 관로 중간에 조임기구를 설치하여 유체의 통과면적으로 좁게 하면 조임기구에 발생하는 저항에 의하여 그 전후에 압력차가 발생하고, 이 압력차, 즉 차압과 유량과의 사이에는 베르누이의 원리에 의하여 표현할 수 있는 일정한 관계식이 있다. 이 원리를 이용한 것이 차압식 유량계이다. 차압을 발생시키는 센서로는 대표적인 것이 벤츄리 튜브, 오리피스, 유동노즐 V-Cone 등이 있고, 상기 차압검출기는 전송방식, 측정원리에 따라 공기식, 전자식, 광학식으로 크게 나눌 수 있으며, 현재는 전자식이 주종을 이루고 있다.
한편, 일 실시중인 액체공급장비로는 하기 특허문헌 1의 “액상 제품을 제조하거나 공급하는 방법(대한민국 공개특허공보 제10-2014-0090639호)”가 게시되어 있다.
상기 특허문헌 1의 “액상 제품을 제조하거나 공급하는 방법”은 이산화탄소 또는 아산화질소를 포함하는 기체를 액체에 용해시키기 위하여 다수의 기체 투과성 중공 섬유를 이용하되 상기 섬유의 내부와 연통하는 기체 포트와 상기 섬유를 둘러싼 상기 접촉기 내부 공간과 연통하는 액체용 입력 포트 및 출력 포트를 구비하는 멤브레인 접촉기를 이용하여 액상 제품을 제조하거나 공급하는 방법에 있어서, 상기 기체를 제어된 압력으로 상기 기체 포트에 공급하는 단계;와, 액체 공급부와 연통하는 제1 밸브 입구 포트와 액체용 입구 포트와 연통하는 제1밸브 출구 포트를 포함하는 제1밸브를 통하여 상기 기체보다 높은 압력으로 액체를 상기 액체 공급부에서 상기 액체용 입력 포트로 공급하는 단계;와, 공급탭을 통하여 상기 액체용 출력 포트에서 주위로 상기 기체가 용해되어 있는 액체를 공급하는 단계, 상기 액체를 공급하는 단계는 공급이 개시되는 공급 개시 단계 및 공급이 중단되는 공급 중단 단계를 포함하고, 상기 제1밸브는 상기 공급 개시 단계에서는 상기 공급탭과 함께 개방되고 상기 공급 중단 단계에서는 차단되며, 상기 제1밸브가 차단된 이후부터 상기 제1밸브가 차단된 상태로 유지되는 동안, 상기 공간과 연통하여 액체의 압력 상승을 해제하는 단계;를 포함하는 것이 특징으로서, 액체가 유동하기 위한 요건이 없는 경우에 섬유가 침수되는 것을 방지할 수 있다 액체가 공급되는 짧은 시간 동안, 인가된 기체 압력보다 높은 액체 압력이 적용된다 이는 멤브레인에 장기적인 영향을 미치지 않으며, 상기 접촉기와 상기 공급탭 사이의 튜브에서 탄산 액체가 과포화되는 것을 방지하는 장점이 있었다.
그러나, 상기 특허문헌 1의 “액상 제품을 제조하거나 공급하는 방법”은 주로 액체를 메인 공급배관에서 직접 공급하는 방식으로, 메인 액체 공급의 승압, 감압의 압력 변화나 메인배관에 수개의 장비를 동시에 연결하여 사용시 메인 공급 압력의 변화로 인하여 액체 공급량의 불규칙한 변화가 많이 발생하여 액체 공급 생산량과 후속 공정의 품질이 저하가 된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액체 혼합 공급장치의 구성 중 가변적인 액체의 공급압력으로 공급되는 액체를 수용하는 베셀(vessel)에 메인 질소(N2)가스 공급수단과 미세압력조정용 질소(N2)가스 가압수단을 설치하고 상기 베셀 내부의 압력을 실시간 모니터링하여 작동을 제어하는 고정압력유지 액체공급부를 구성함으로써, 메인 공급 압력의 대외적인 영향으로 변화하는 압력에도 불구하고 최종 공급단의 일정 고정압력을 유지시키도록 작동되어 매우 안정적인 혼합 액체의 공급이 가능하고 장비의 가동율을 상승시켜 생산량 증대와 품질이 향상되는 액체 혼합 공급장치를 제공하는 것이다.
또한, 고정압력유지 액체공급부로부터 공급되는 다수의 원액을 제트노즐부재를 통해 혼합 후 기준 농도를 확인하여 기준 농도에 미치지 못할 경우에는 혼합된 액체를 혼합탱크부로 재전달하여 연속적인 순환을 이루고 제트노즐부재를 통해 혼합된 액체를 분사시키고 1차 혼합된 액체의 혼합시간을 단축시키는 것이 가능한 액체 혼합 공급장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 액체 혼합 공급장치는, 화학성분을 가지는 다수의 원액을 혼합하여 혼합된 액체를 지정된 공정에 공급하는 액체 혼합 공급장치(1)에 있어서, 다수의 원액이 각각 저장되는 원액저장탱크부(200);와, 각각의 상기 원액저장탱크부(200)로부터 전달된 각각의 원액을 일정압력으로 유지한 상태에서 선택적으로 혼합장치부(300)에 공급하는 고정압력유지 액체공급부(100);와, 상기 고정압력유지 액체공급부(100)로부터 공급된 다수의 원액을 혼합하는 혼합장치부(300);와, 상기 혼합장치부(300)로부터 전달된 혼합된 액체를 저장하는 혼합탱크부(400);와, 상기 혼합탱크부(400)로부터 전달된 액체의 농도량을 확인하는 농도확인부(500);와, 상기 농도확인부(500)를 통해 기설정된 농도량을 만족하는 혼합된 액체를 토출하는 토출라인부(600);와, 상기 농도확인부(500)를 통해 기설정된 농도량을 만족하지 못한 혼합된 액체를 상기 혼합탱크부(400)로 재전달하는 순환라인부(700);로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정압력유지 액체공급부(100)는, 일정압력을 유지시키는 액체를 수용하는 베셀(vessel)(110)가 형성되고, 상기 베셀(110)에 유체 연결되고, 적정량의 일정압력유지용 액체를 상기 베셀(110)로 공급하기 위한 메인 액체공급수단(120)이 형성되며, 상기 베셀(110)에 유체 연결되고, 일정 고정압력을 유지하는 메인 질소(N2)가스를 상기 베셀(110)에 공급하기 위한 1차 가압수단(130)이 형성되고, 상기 베셀(110)에 유체 연결되고, 상기 액체의 공급압력과 상기 메인 질소(N2)가스의 고정압력과의 차압을 세밀하게 조정하도록 질소(N2)가스를 추가 공급하거나 배기하여 상기 베셀(110) 내의 압력을 일정하게 유지하기 위한 2차 가압수단(140)이 형성되며, 상기 베셀(110)에 설치되어 상기 베셀(110)내 액체의 수위를 감지하는 수위센서(160)가 형성되고, 상기 베셀(110)로부터 배출되는 액체의 배출압력을 일정하게 유지하기 위한 출력단 압력유지수단(170)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베셀(110)내에서 이상과압이 감지되는 경우 상기 베셀(110)로부터 질소(N2)가스를 외부로 강제 배기시키기 위한 과압방지 배기수단(150)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인 액체공급수단(120)은 일정압력 유지용 액체를 상기 베셀(110)내로 펌핑하기 위한 제1 펌프(122), 상기 제1 펌프(122)와 상기 베셀(110) 사이에서 연장되는 제1 도관(121)에 설치되는 메인 액체입력단 오토밸브(124), 및 메인 액체입력단 압력센서(126)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 1차 가압수단(130)은 일정 고정압력을 유지하는 질소(N2)가스를 상기 베셀(110)내로 펌핑하기 위한 제2 펌프(132), 상기 제2 펌프(132)와 상기 베셀(110) 사이에서 연장되는 제2 도관(131)에 설치되는 질소가스 인출용 오토밸브(134), 및 메인 질소가스 압력센서(136)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 2차 가압수단(140)은 미세 압력조정용 질소(N2)가스를 상기 베셀(110)내로 펌핑하기 위한 제3 펌프(142), 상기 제3 펌프(142)와 상기 베셀(110) 사이에서 연장되는 제3 도관(141)에 설치되는 질소가스 공급용 오토밸브(144), 상기 베셀(10)내로 공급된 질소(N2)가스의 일부를 배기하기 위한 제4 펌프(148), 및 상기 제4 펌프(148)와 상기 베셀(110) 사이에서 연장되는 제4 도관(145)에 설치되는 질소가스 배기용 오토밸브(146)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 출력단 압력유지수단(170)은, 상기 베셀(110)로부터 배출되는 액체를 수요처로 공급하기 위해 펌핑작업을 수행하는 제5 펌프(172), 상기 제5 펌프(172)와 상기 베셀(110) 사이에서 연장되는 제5 도관(171)에 설치되는 적산 유량계(173), 출력단 오토밸브(174), 레귤레이터(175), 및 출력단 압력센서(176)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 혼합탱크부(400)의 내측에는 상기 순환라인부(700)를 통해 상기 혼합탱크부(400)로 재전달되는 1차 혼합된 액체를 분사시키고 혼합시간이 단축되도록 제트노즐부재(410)가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 액체 혼합 공급장치의 구성 중 가변적인 액체의 공급압력으로 공급되는 액체를 수용하는 베셀(vessel)에 메인 질소(N2)가스 공급수단과 미세압력조정용 질소(N2)가스 가압수단을 설치하고 상기 베셀 내부의 압력을 실시간 모니터링하여 작동을 제어하는 고정압력유지 액체공급부를 구성함으로써, 메인 공급 압력의 대외적인 영향으로 변화하는 압력에도 불구하고 최종 공급단의 일정 고정압력을 유지시키도록 작동되어 매우 안정적인 다수 액체의 혼합과 공급이 가능하고 장비의 가동율을 상승시켜 생산량 증대와 품질이 향상된다는 장점이 있다.
또한, 고정압력유지 액체공급부로부터 공급되는 원액을 혼합 후 기준 농도를 확인하여 기준 농도에 미치지 못할 경우에는 혼합된 액체를 혼합탱크부로 재전달하여 제트노즐부재를 통해 혼합된 액체를 분사시키고 1차 혼합된 액체의 혼합시간을 단축시키는 것이 가능하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체 혼합 공급장치의 전체 공정 모습을 보인 공정도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체 혼합 공급장치의 구성 중 고정압력유지 액체공급부의 구성을 보인 모식도
도 3은 도 2에 나타낸 고정압력유지 액체공급부의 개략적인 블럭 다이어그램
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체 혼합 공급장치의 구성 중 고정압력유지 액체공급부를 이용하여 수행되는 공급방법을 나타낸 순서도
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 혼합 공급장치(1)를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1 또는 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 혼합 공급장치(1)는 크게 원액저장탱크부(200), 고정압력유지 공급부(100), 혼합장치부(300), 혼합탱크부(400), 농도확인부(500), 토출라인부(600) 및 순환라인부(700)로 구성된다.
설명에 앞서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 혼합 공급장치(1)는 그 작동이 원활히 이루어질 수 있도록 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 혼합 공급장치(1)의 전체를 제어하는 제어부, 고정압력유지 액체공급부(100)를 제어하는 제어장치, 외부의 전원인가장치 등의 연동되는 구성요소들이 구비되어 진 것으로서, 상기 구동요소들을 구성하고 작동되는 원리는 본 발명이 속하는 분야에서 널리 알려진 수준의 기술수준에 해당하므로, 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명에 있어서, 원액저장탱크부(200)와 고정압력유지 액체공급부(100)는 원액의 종류에 따라 다수개 형성되는 것이 가능하다.
먼저, 원액저장탱크부(200)에 대하여 설명한다. 상기 원액저장탱크부(200)는 도 1에 나타낸 것과 같이, 황산 약액, 과산화수소 약액, HF 약액 등의 다수의 원액이 각각 저장되는 구성요소로서, 상기 원액저장탱크부(200)에 저장된 원액은 후술할 각각의 고정압력유지 액체공급부(100)로 제공된다.
다음으로, 고정압력유지 액체공급부(100)에 대하여 설명한다. 상기 고정압력유지 액체공급부(100)는 도 1, 도 2 또는 도 3에 나타낸 것과 같이, 상기 원액저장탱크부(200)로부터 전달된 각각의 원액을 일정압력으로 유지한 상태에서 선택적으로 혼합장치부(300)에 공급하는 구성요소로서, 일정압력을 유지시키는 액체를 수용하는 베셀(vessel)(110), 상기 베셀(110)에 유체 연결되고, 적정량의 일정압력유지용 액체를 상기 베셀(110)로 공급하기 위한 메인 액체공급수단(120), 상기 베셀(110)에 유체 연결되고, 일정 고정압력을 유지하는 메인 질소(N2)가스를 상기 베셀(110)에 공급하기 위한 1차 가압수단(130), 상기 베셀(110)에 유체 연결되고, 상기 액체의 공급압력과 상기 메인 질소(N2)가스의 고정압력과의 차압을 세밀하게 조정하도록 질소(N2)가스를 추가 공급하거나 배기하여 상기 베셀(110) 내의 압력을 일정하게 유지하기 위한 2차 가압수단(140), 상기 베셀(110)에 설치되어 상기 베셀(110)내 액체의 수위를 감지하는 수위센서(160) 및 상기 베셀(110)로부터 배출되는 액체의 배출압력을 일정하게 유지하기 위한 출력단 압력유지수단(170)으로 이루어진다.
상기 메인 액체공급수단(120)은 일정압력 유지용 액체를 베셀(110)내로 펌핑하기 위한 제1 펌프(122)를 포함하고, 상기 제1 펌프(122)와 상기 베셀(110) 사이에서 연장되는 제1 도관(121)에 설치되는 메인 액체입력단 오토밸브(124), 및 메인 액체입력단 압력센서(126)를 포함한다.
상기 1차 가압수단(130)은 일정 고정압력을 유지하는 메인 질소(N2)가스를 베셀(110)내로 펌핑하기 위한 제2 펌프(132)를 포함하고, 상기 제2 펌프(132)와 상기 베셀(110) 사이에서 연장되는 제2 도관(131)에 설치되는 메인 질소가스 압력센서(136)를 포함한다.
상기 2차 가압수단(140)은 미세 압력조정용 질소(N2)가스를 베셀(110)내로 펌핑하기 위한 제3 펌프(142)를 포함하고, 상기 제3 펌프(142)와 상기 베셀(110) 사이에서 연장되는 제3 도관(141)에 설치되는 질소가스 공급용 오토밸브(144)를 포함한다.
또한, 상기 2차 가압수단(140)은 베셀(110)내로 공급된 질소(N2)가스의 일부를 배기하기 위한 배기펌프인 제4 펌프(148), 상기 제4 펌프(148)와 상기 베셀(110) 사이에서 연장되는 제4 도관(45)에 설치되는 질소가스 배기용 오토밸브(146)를 포함한다.
과압방지 배기수단(150)은 베셀(110)과 유체 연결되어 외부로 연장되는 별도의 도관(도시되지 않음)에 설치되는 릴리프 밸브로 이루어지며, 앞서 설명한 바와 같이 베셀(110)내의 과압이 감지되는 경우 질소(N2)가스를 외부에 배기시키는 기능을 수행한다.
상기 출력단 압력유지수단(170)은, 베셀(110)로부터 배출되는 액체를 다음 작업단의 수요처, 예를 들어 믹싱 챔버(도시되지 않음)로 공급하기 위해 펌핑작업을 수행하는 제5 펌프(172)를 포함하고, 상기 제5 펌프(172)와 상기 베셀(110) 사이에서 연장되는 제5 도관(171)에 설치되는 적산 유량계(173), 출력단 오토밸브(174), 레귤레이터(175), 및 출력단 압력센서(176)를 포함한다.
이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 상기 고정압력유지 액체공급부(100)를 이용한 고정압력유지 액체 공급방법에 대해 설명한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 베셀(110)은 가변적인 액체의 공급압력으로 도입되는 액체를 수용하여 지속적으로 일정압력을 유지시키는 역할을 하게 되는데, 이를 위해서 베셀(110)내의 압력은 원하는 소정의 압력으로 설정된다. 예를 들어, 베셀(110) 내부의 목표압력을 1kgf/㎠으로 설정할 수 있다.
설명의 편의를 위하여, 본 발명에 따른 고정압력유지 액체공급부(100)가 최초로 작동을 개시하는 상태로부터 설명한다.
상기 메인 액체공급수단(120)은 미리 설정한 소정의 압력으로 베셀(110)내로 액체를 공급하게 되는데, 예를 들어 베셀(110) 내부의 목표압력보다 낮은 0.7kgf/㎠의 압력으로 액체를 공급한다. 즉, 제어장치로부터 인가되는 신호에 따라 메인 액체공급수단(120)의 제1 펌프(122)를 작동시키고 제1 도관(121)에서 제1 펌프(122)의 하류에 설치된 메인 액체입력단 오토밸브(124)를 개방하여 액체를 공급하게 되는데, 이때 제1 도관(21)에서 제1 펌프(122)의 하류에 설치된 메인 액체입력단 압력센서(126)는 제1 펌프(22)로부터 베셀(110)쪽으로 공급되는 액체의 압력을 감지하게 된다.
상기 고정압력유지 액체공급부(100)가 작동을 개시하여 베셀(110)내의 액체 수위가 일정 수위에 도달할 때까지는 제어장치는 출력단 압력유지수단(170)의 제5 펌프(172) 및 출력단 오토밸브(174)의 작동을 오프(off)시켜서 믹싱 챔버(도시되지 않음)쪽으로의 액체 공급을 중단시킨 상태하에서, 메인 액체공급수단(120)의 액체입력단 오토밸브(124)를 계속 개방된 상태로 유지하여 베셀(110)내로 계속적인 액체 공급이 이루어지게 한다(단계 S1).
베셀(110)에 설치된 수위센서(160)가 베셀(110)내의 액체 수위를 감지하여 수위감지신호를 제어부(80)로 보내면, 제어장치는 베셀(110)내의 액체 수위가 최저수위(LL)에 도달하였는지 여부를 판단한다(단계 S2).
만약, 베셀(110)내의 액체 수위가 최저수위(LL)에 미달하는 경우, 상기 단계 S1에서와 같이 제어장치는 출력단 압력유지수단(170)의 제5 펌프(172) 및 출력단 오토밸브(174)의 작동을 오프(off)시켜서 다음 작업단, 예를 들어 믹싱 챔버(도시되지 않음)쪽으로의 액체 공급을 중단시킨 상태하에서, 메인 액체공급수단(120)의 액체입력단 오토밸브(124)를 계속 개방된 상태로 유지하여 베셀(110)내로 계속적인 액체 공급이 이루어지게 한다.
만약, 베셀(110)내의 액체 수위가 최저수위(LL) 이상으로 상승하게 되면, 출력단 압력유지수단(170)의 출력단 오토밸브(174)를 작동시켜서 개방된 상태를 유지하게 되고, 이에 의해 베셀(110)로부터 다음 작업단인 믹싱 챔버(도시되지 않음)로 액체를 공급하게 된다(단계 S3).
즉, 제어장치는 출력단 압력유지수단(170)의 제5 펌프(172)를 작동시키고 출력단 오토밸브(174)를 개방시켜서 베셀(110)로부터 액체를 제5 도관(171)을 거쳐서 예를 들어 다음 작업단의 믹싱 챔버(도시되지 않음)쪽으로 공급하게 된다. 이때, 제5 도관(171)에 설치된 적산유량계(173)는 베셀(110)로부터 외부로 공급되는 액체의 적정 공급량을 계산하고, 레귤레이터(175)는 베셀(110)로부터 외부로 공급되는 액체의 출구압력을 적정압력, 예를 들어 0.7kgf/㎠로 조절하여 유지시킨다. 레귤레이터(175)의 하류에 배치된 출력단 압력센서(176)는 배출 액체의 압력을 감지하여 제어장치로 송출한다. 출력단 압력유지수단(170)의 이와 같은 동작은 베셀(110)내의 액체 수위가 최저수위(LL) 밑으로 떨어지지 않는 한, 항시적으로 이루어지며, 일정 고정압력이 유지되는 액체를 다음 작업단의 공급액체 수요처로 공급하게 되는 것이다.
메인 액체입력단 오토밸브(124)는 계속적으로 개방된 상태를 유지하므로, 제1 펌프(122)에 의해서 고정압력유지용 액체가 베셀(110)내로 계속 공급되고, 이에 의해 베셀(110)내의 액체수위는 저수위(L) 이상으로 상승하게 된다.
다음에는, 베셀(110)에 설치된 수위센서(160)가 베셀(110)내의 액체 수위를 감지하여 수위감지신호를 제어장치로 보내면, 제어장치는 베셀(110)내의 액체 수위가 최고수위(H)에 도달하였는지 여부를 판단한다(단계 S4).
만약, 베셀(110)내의 액체 수위가 최고수위(H)에 도달하지 않았다면, 앞서 언급한 바와 같이 메인 액체입력단 오토밸브(124)를 개방된 상태로 계속 유지하여 액체를 계속적으로 베셀(110)로 공급한다.
만약, 액체 수위가 고수위(H) 이상에 도달하게 되면, 제어장치로부터 인가되는 신호에 따라 메인 액체입력단 오토밸브(124)가 오프(off)되어 폐쇄된 상태를 유지하게 되고 이에 의해 베셀(110)로의 액체공급을 중단시킨다. 이러한 상태에서, 제어장치로부터 인가되는 신호에 따라 1차 가압수단(130)이 작동하여 일정한 고정압력의 질소(N2)가스를 베셀(110)로 공급하게 된다(단계 S5). 즉, 제어장치로부터 인가되는 신호에 따라 제2 펌프(132)를 작동시켜서 제2 펌프(132)의 하류에 설치된 질소가스 인출용 오토밸브(134)를 개방하여 질소(N2)가스를 베셀(110)로 공급하게 되는데, 이때 제2 도관(131)에서 질소가스 인출용 오토밸브(134)의 하류에 설치된 질소가스 압력센서(136)는 제2 펌프(132)로부터 베셀(110)쪽으로 공급되는 질소(N2)가스의 압력을 감지하게 된다.
한편, 제어장치는 메인 액체입력단 압력센서(126)로부터 전달되는 액체의 공급압력과 질소가스 압력센서(136)로부터 전달되는 메인 질소(N2)가스의 공급압력을 계산하여 2차 가압수단(140)를 작동시켜서 베셀(110)로 미세압력 조절용 질소(N2)가스를 추가 공급하거나 또는 베셀(110)내의 질소(N2)가스 압력을 배기시킨다.
즉, 제어장치는 메인 액체입력단 압력센서(126)로부터 전달되는 액체의 공급압력과 질소가스 압력센서(136)로부터 전달되는 메인 질소(N2)가스의 공급압력을 기초로 하여 이들 압력의 합이 베셀(110)내에 기설정한 목표압력보다 큰 지 여부를 판단한다(단계 S6).
만약, 액체의 공급압력과 메인 질소(N2)가스의 공급압력의 합이 베셀(110) 내부의 목표압력, 예를 들어 1kgf/㎠에 미달하는 경우에는 제3 펌프(142)를 작동시키고 질소가스 공급용 오토밸브(144)를 개방시켜서 베셀(110)내로 미세압력 조절용 질소(N2)가스를 추가 공급한다(단계 S7-1).
만약, 공급액체의 공급압력과 메인 질소(N2)가스의 공급압력의 합이 베셀(110) 내부의 목표압력, 예를 들어 1kgf/㎠를 초과하는 경우에는, 질소가스 공급용 오토밸브(144)는 오프(off)시켜서 폐쇄된 상태를 유지하고, 배기펌프인 제4 펌프(148)를 작동시키고 질소가스 배기용 오토밸브(146)를 개방시켜서 베셀(110)로부터 질소(N2)가스를 배기시킨다(단계 S7-2).
베셀(110)내의 질소(N2)가스 압력을 외부로 배기시키기 위한 질소가스 배기용 오토밸브(146)의 작동과는 별도로, 제어장치는 베셀(110)내에 2차 가압수단(140)에 의해 조절할 수 있는 범위를 넘어설 정도의 지나친 과압, 즉 미리 설정한 압력수준에 해당하는 과압이 감지되는지 여부를 판단한다(단계 S8),
만약, 베셀(110)내에서 지나친 과압이 감지되는 경우, 제어장치는 릴리프 밸브(150)를 개방시켜서 질소(N2)가스를 외부에 강제 배기시키는 기능을 수행하게 된다(단계 S9-1).
만약, 베셀(110)내에서 지나친 과압이 감지되지 않는 경우에는, 제어장치는 릴리프 밸브(150)를 계속 폐쇄된 상태로 유지시킨다(단계 S9-2).
다음으로, 제어장치는 질소가스 배기용 오토밸브(146)의 배기 작동에 의해 베셀(110)내의 액체 수위가 저수위(L)에 도달하였는지 여부를 판단한다(단계 S10).
만약, 베셀(110)에 설치된 수위센서(160)가 베셀(110)내의 액체 수위를 감지하여 액체 수위가 저수위(L)에 도달하지 않은 경우에는, 앞서 설명한 바와 같이 질소가스 배기용 오토밸브(146)를 개방시켜서 베셀(110)로부터 질소(N2)가스를 배기시키는 동작을 계속 수행하게 된다.
만약, 베셀(110)에 설치된 수위센서(160)가 베셀(110)내의 액체 수위를 감지하여 액체 수위가 저수위(L)에 도달하는 경우, 앞서 설명한 바와 같이 질소가스 배기용 오토밸브(416)를 오프(off)시켜서 폐쇄된 상태를 유지한다. 이와 함께, 제어장치로부터 인가되는 신호에 따라 액체입력단 오토밸브(124)가 개방되어 액체의 공급을 재개하게 된다(S11).
즉, 고정압력유지 액체공급부(100)는 각각의 단계들을 폐루프의 형태로 반복적으로 수행하여, 메인 공급 압력의 대외적인 영향에 의해 변화하는 액체(원액)의 공급압력을 1차 가압수단 및 미세 조정용 질소가스 가압 수단의 협동작용에 의해 최종 공급단에서 일정하게 유지시킨다.
한편, 원액저장탱크부(200)와 고정압력유지 액체공급부를 연결하는 주라인에는 원액의 유속, 유량 등을 조절하는 주라인오토밸브(800)이 더 설치되는 것이 바람직하다.
다음으로, 혼합장치부(300)에 대하여 설명한다. 혼합장치부(300)는 도 1 에 나타낸 것과 같이, 고정압력유지 액체공급부(100)로부터 공급된 다수의 원액을 혼합하는 장치로서, 복수의 혼합 유닛형태로 이루어지는 것이 가능하다.
다음으로, 혼합탱크부(400)에 대하여 설명한다. 혼합탱크부(400)는 도 1에 나타낸 것과 같이, 혼합장치부(300)로부터 전달된 혼합된 액체를 저장하는 구성요소로서, 혼합탱크부(400)의 내측에는 제트노즐부재(410)가 형성되어 후술할 순환라인부(700)를 통해 혼합탱크부(400)로 재전달되는 1차 혼합된 액체를 분사시, 액체의 혼합시간이 단축되는 것을 가능하게 한다.
한편, 혼합탱크부(400)와 혼합장치부(300)를 연결하는 주라인에는 혼합된 액체의 유속, 유량 등을 조절하는 주라인오토밸브(800)가 더 설치되는 것이 바람직하고, 일정 이상의 유량을 이동시키기 위하여 주라인펌프(900)도 설치되는 것이 바람직하다.
다음으로, 농도확인부(500)에 대하여 설명한다. 농도확인부(500)는 도 1에 나타낸 것과 같이, 상기 혼합탱크부(400)로부터 전달된 액체의 농도량을 확인하는 구성요소로서, 농도확인부(500)와 혼합탱크부(400)를 연결하는 주라인에는 혼합된 액체의 유속, 유량 등을 조절하는 주라인오토밸브(800)가 더 설치되는 것이 바람직하고, 일정 이상의 유량을 이동시키기 위하여 주라인펌프(900)도 설치되는 것이 바람직하다.
다음으로, 토출라인부(600)에 대하여 설명한다. 토출라인부(600)는 도 1에 나타낸 것과 같이, 농도확인부(500)를 통해 기설정된 농도량을 만족하는 혼합된 액체를 다음 공정을 위해 토출하는 구성요소로서, 토출라인부(600)에는 혼합된 액체의 유속, 유량 등을 조절하는 주라인오토밸브(800)가 더 설치되는 것이 바람직하다.
다음으로, 순환라인부(700)에 대하여 설명한다. 순환라인부(700)는 도 1에 나타낸 것과 같이, 농도확인부(500)를 통해 기설정된 농도량을 만족하지 못한 1차 혼합된 액체를 상기 혼합탱크부(400)로 재전달하는 구성요소로서, 순환라인부(700)에는 혼합된 액체의 유속, 유량 등을 조절하는 주라인오토밸브(800)가 더 설치되는 것이 바람직하다.
도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 화학성분을 가지는 다수의 원액을 혼합하여 혼합된 액체를 지정된 공정에 공급하는 액체 혼합 공급장치(1)에 있어서,
    다수의 원액이 각각 저장되는 원액저장탱크부(200);
    각각의 상기 원액저장탱크부(200)로부터 전달된 각각의 원액을 일정압력으로 유지한 상태에서 선택적으로 혼합장치부(300)에 공급하는 고정압력유지 액체공급부(100);
    상기 고정압력유지 액체공급부(100)로부터 공급된 다수의 원액을 혼합하는 혼합장치부(300);
    상기 혼합장치부(300)로부터 전달된 혼합된 액체를 저장하는 혼합탱크부(400);
    상기 혼합탱크부(400)로부터 전달된 액체의 농도량을 확인하는 농도확인부(500);
    상기 농도확인부(500)를 통해 기설정된 농도량을 만족하는 혼합된 액체를 토출하는 토출라인부(600);
    상기 농도확인부(500)를 통해 기설정된 농도량을 만족하지 못한 혼합된 액체를 상기 혼합탱크부(400)로 재전달하는 순환라인부(700);로 구성되는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 공급장치(1).
  2. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 고정압력유지 액체공급부(100)는,
    일정압력을 유지시키는 액체를 수용하는 베셀(vessel)(110)가 형성되고,
    상기 베셀(110)에 유체 연결되고, 적정량의 일정압력유지용 액체를 상기 베셀(110)로 공급하기 위한 메인 액체공급수단(120)이 형성되며,
    상기 베셀(110)에 유체 연결되고, 일정 고정압력을 유지하는 메인 질소(N2)가스를 상기 베셀(110)에 공급하기 위한 1차 가압수단(130)이 형성되고,
    상기 베셀(110)에 유체 연결되고, 상기 액체의 공급압력과 상기 메인 질소(N2)가스의 고정압력과의 차압을 세밀하게 조정하도록 질소(N2)가스를 추가 공급하거나 배기하여 상기 베셀(110) 내의 압력을 일정하게 유지하기 위한 2차 가압수단(140)이 형성되며,
    상기 베셀(110)에 설치되어 상기 베셀(110)내 액체의 수위를 감지하는 수위센서(160)가 형성되고,
    상기 베셀(110)로부터 배출되는 액체의 배출압력을 일정하게 유지하기 위한 출력단 압력유지수단(170)이 형성되는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 공급장치(1).
  3. 청구항 제2항에 있어서,
    상기 베셀(110)내에서 이상과압이 감지되는 경우 상기 베셀(110)로부터 질소(N2)가스를 외부로 강제 배기시키기 위한 과압방지 배기수단(150)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 공급장치(1).
  4. 청구항 제2항에 있어서,
    상기 메인 액체공급수단(120)은 일정압력 유지용 액체를 상기 베셀(110)내로 펌핑하기 위한 제1 펌프(122), 상기 제1 펌프(122)와 상기 베셀(110) 사이에서 연장되는 제1 도관(121)에 설치되는 메인 액체입력단 오토밸브(124), 및 메인 액체입력단 압력센서(126)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 공급장치(1).
  5. 청구항 제2항에 있어서,
    상기 1차 가압수단(130)은 일정 고정압력을 유지하는 질소(N2)가스를 상기 베셀(110)내로 펌핑하기 위한 제2 펌프(132), 상기 제2 펌프(132)와 상기 베셀(110) 사이에서 연장되는 제2 도관(131)에 설치되는 질소가스 인출용 오토밸브(134), 및 메인 질소가스 압력센서(136)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 공급장치(1).
  6. 청구항 제2항에 있어서,
    상기 2차 가압수단(140)은 미세 압력조정용 질소(N2)가스를 상기 베셀(110)내로 펌핑하기 위한 제3 펌프(142), 상기 제3 펌프(142)와 상기 베셀(110) 사이에서 연장되는 제3 도관(141)에 설치되는 질소가스 공급용 오토밸브(144), 상기 베셀(10)내로 공급된 질소(N2)가스의 일부를 배기하기 위한 제4 펌프(148), 및 상기 제4 펌프(148)와 상기 베셀(110) 사이에서 연장되는 제4 도관(145)에 설치되는 질소가스 배기용 오토밸브(146)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 공급장치(1).
  7. 청구항 제2항에 있어서,
    상기 출력단 압력유지수단(170)은, 상기 베셀(110)로부터 배출되는 액체를 수요처로 공급하기 위해 펌핑작업을 수행하는 제5 펌프(172), 상기 제5 펌프(172)와 상기 베셀(110) 사이에서 연장되는 제5 도관(171)에 설치되는 적산 유량계(173), 출력단 오토밸브(174), 레귤레이터(175), 및 출력단 압력센서(176)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 공급장치(1).
  8. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 혼합탱크부(400)의 내측에는 상기 순환라인부(700)를 통해 상기 혼합탱크부(400)로 재전달되는 1차 혼합된 액체를 분사시키고 혼합시간이 단축되도록 위해 제트노즐부재(410)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 공급장치(1).
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