KR101031210B1 - 순수 및 초순수 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 이화학 실험실, 미생물 배양, 시약 조제, 병원 검사실 및 반도체 세척용 등 다양한 용도로 사용되는 순수와 초순수를 제조하는 장치에 관한 것으로서, 본 발명에서 제공하는 순수 및 초순수 제조장치는, 유입된 원수를 하나 이상의 필터를 사용하여 순수로 정제하는 순수제조모듈과; 상기 순수제조모듈에서 제조된 순수를 저장하는 저수탱크과; 상기 저수탱크에 저장된 순수를 공급받아 초순수로 정제하는 초순수제조모듈과; 상기 초순수제조모듈과는 연결되지 않고 상기 저수탱크에만 직접 연결되어 독립된 순환 경로를 형성하는 모듈로서, 순수를 살균 소독하는 자외선 체임버를 포함하고 상기 저수탱크에 저장된 순수를 공급받아 상기 자외선 체임버를 통해 살균 소독한 뒤 다시 저수탱크로 회수시키는 순수정화모듈과; 상기 저수탱크에 장착되어 저수탱크에 진동을 발생시키는 진동자; 및, 상기 저수탱크에 저장된 순수를 외부로 배출하기 위한 순수배출용 코크와 상기 초순수제조모듈에서 정제된 초순수를 외부로 배출하기 위한 초순수 배출용 취수구;를 포함하여 구성된 것을 그 기본적인 구성상의 특징으로 한다.

Description

순수 및 초순수 제조장치 {WATER PURIFYING DIVICE FOR MANUFACTURING PURE WATER AND ULTRA-PURE WATER}

도1은 종래에 사용되던 순수 및/또는 초순수 제조장치의 일반적인 구성을 도시한 개략도이다.

도2는 본 발명에서 제공하는 순수 및 초순수 제조장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도3은 본 발명에 있어서 순수의 생산 및 살균 소독 과정에 대한 제어의 흐름을 도시한 순서도이다.

도4는 본 발명에서 사용되는 진동자를 저수탱크에 설치한 예를 도시한 도면이다.

도5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 순수 및 초순수 제조장치에 대한 외부 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 순수제조모듈 20 : 순수정화모듈

30 : 초순수제조모듈 50 : 저수탱크

55 : 진동자

본 발명은 각종 이화학 실험실, 미생물 배양, 시약 조제, 병원 검사실 및 반도체 세척용 등 다양한 용도로 사용되는 순수와 초순수를 제조하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원수를 순수로 정제하는 순수제조모듈과 상기 순수제조모듈에서 정제된 순수를 처리하여 초순수로 정제하는 초순수제조모듈을 구비하여 사용자의 필요에 따라 순수와 초순수를 선택적으로 사용할 수 있도록 하되, 상기 순수모듈에서 정제된 순수를 살균처리할 수 있도록 자외선 살균수단을 포함하고 저수탱크에 저장된 순수를 일정 시간이 지나면 순환시켜 자외선 살균 소독을 함과 더불어 저수탱크에는 진동자를 구비하여 일정 시간마다 진동을 가하여 탱크 내벽에 유기물 입자 등이 붙어 미생물이 번식하는 것을 방지할 수 있도록 함으로써 저장된 정제수를 항상 신선한 상태로 유지할 수 있도록 한 순수 및 초순수 제조장치에 관한 것이다.

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

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

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

이러한 순수 또는 초순수를 제조하는 정수 시스템에 있어 기존의 장비를 살펴 보면, 기존에 사용되고 있던 순수 및 초순수 제조 장치는 도1에 도시된 것과 같이 개략적으로 외부에서 공급되는 원수를 정화하여 순수로 제조하는순수제조모듈(m1)과, 상기순수제조모듈(m1)에서 정제된 순수를 일시적으로 저장하기 위한 저수탱크(t)와, 상기 저수탱크(t)에 저장된 순수를 받아 정제하여 최종적으로 초순수를 제조하여 배출하는초순수제조모듈(m2)을 포함하여 구성되는 것이 일반적이다.

여기서, 상기순수제조모듈(m1)은 원수를 정화하여 순수로 제조하기 위해 여러 단계의 필터를 포함하고 있는데, 통상적으로 외부에서 입수된 수돗물 등의 원수 는 전처리 필터(prefilter)와 카본 필터(carbon filter) 및 역삼투압 필터(Reverse Osmosis membrane filter)를 차례로 통과하면 물 속에 포함되어 있던 각종 오염물의 대부분이 제거되어 순수 물로서 생성된다. 이와 같이 순수제조모듈(m1)에서 생성된 순수는 초순수제조모듈(m2)에 구비된 활성탄소 필터, 이온교환 필터(DI filter) 자외선 살균램프(UV lamp), 한외여과막(UF membrane)및 최종 필터 등을 통과하면서 잔여 오염물들이 제거되어 최종적으로 초순수로서 제조되며, 상기와 같이 제조된 순수 또는 초순수는 사용자의 선택에 의해 배출 코크 등을 통해 외부로 배출되어 그 활용 용도에 따라 적절하게 사용되게 된다.

한편, 이상과 같은 순수 및 초순수 제조 시스템의 경우 일반적으로 상기순수제조모듈(m1)과초순수제조모듈(m2) 사이에 저수탱크(t)를 구비하고 있음으로써 상기순수제조모듈(m1)에서 생성된 순수를 일단 저수탱크(t)에 저장하여 두었다가 사용자가 순수 또는 초순수를 사용하고자 할 때 상기 저수탱크에서 바로 순수를 배출하거나 상기초순수제조모듈(m2)에서 저수탱크(t)에 저장된 순수를 받아 처리하여 초순수로 배출하도록 하는 구조를 가지고 있다.

이와 같이 구성된 이유는, 초순수에 비해 상대적으로 생산 속도가 느린 순수의 생산 속도를 고려한 것으로서, 즉, 통상적으로 순수제조모듈(m1)에서 순수를 제조하는 역삼투압 방식의 경우 그 특성상 생산 속도가 매우 느리기 때문에, 평상시에순수제조모듈(m1)을 가동하여 미리 순수를 생성, 상기 저수탱크에 저장하여 두었다가 사용자가 순수 혹은 초순수를 필요로 할 때, 상기 저수탱크에 저장된 순수를 배출하거나 혹은 정제하여 초순수로 배출함으로써 가급적 대기시간 없이 바로 순수 또는 초순수를 사용할 수 있도록 하기 위함이다.

그런데, 상기와 같은 종래의 순수/초순수 제조 시스템의 경우, 버퍼의 역할을 하는 저수탱크를 구비하고 있음으로써 급작스럽게 사용량이 많지 않은 이상 순수 또는 초순수를 필요시마다 바로 사용할 수 있는 장점이 있는 반면, 미리 제조하여 저장해 둔 순수를 사용하게 됨으로써 장기간 사용하지 않는 경우 저수탱크 내에 보관되어 있던 순수 내에서 미생물이 번식하여 물이 오염될 수 있는 우려가 있었다. 즉, 저수탱크 내에 보관되는 순수의 경우 각종 필터를 통해 원수 내에 포함된 미생물의 먹이가 될 수 있는 각종 유기물이 거의 제거된 상태이지만 저수탱크 내에 저장된 후 상당 시간이 경과하면 물 속에 남아 있는 미량의 유기물을 먹이로 미생물이 번식할 수 있으며, 이는 직접적으로 수질을 떨어뜨리는 원인이 되는 것은 물론 이와 같이 오염된 순수를 정제 처리하여 초순수를 생성하는 초순수모듈에서의 탈이온 필터, 자외선 살균램프, 한외여과막 등에 많은 부하를 줌으로써 필터 수명에도 좋지 않은 영향을 끼치게 되는 문제가 있었다.

또한, 기존의 순수/초순수 제조 시스템에 따르면 그 사용시간이 늘어남과 함께 저수탱크에 저장된 물(순수) 속에 포함된 각종 잔여 불순물이나 미생물의 사체 등이 저수탱크의 내벽에 침착되는 문제가 있으며, 특히 이러한 미생물의 사체는 위생상의 문제뿐 아니라 일종의 독소로서 작용하여 수질에 치명적인 악영향을 미치는 바, 이에 따라 일정한 주기마다 상기 저수탱크를 분해하여 청소 및 소독을 해야 하 는 불편이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 순수/초순수 제조 시스템에서 나타난 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 구체적으로 본 발명은 원수를 정제하여 각종 실험실이나 제약 업계, 반도체 제조 시설 등에서 사용되는 순수 또는 초순수를 제조하는 정수 시스템에 있어서 저수탱크에 저장된 순수를 일정 시간이 지나면 순환시켜 자외선 살균 소독을 함과 더불어 저수탱크에는 진동자를 구비하여 일정 시간마다 진동을 가하여 탱크 내벽에 유기물 입자 등이 붙어 미생물이 번식하는 것을 방지할 수 있도록 함으로써 저장된 정제수(순수)를 항상 신선한 상태로 유지할 수 있도록 한 개선된 순수 및 초순수 제조장치를 제공하는 것을 그 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 원수를 정수하여 순수와 초순수를 제조하는 정수 장치로서, 원수를 정수하여 순수와 초순수를 제조하는 정수 장치로서, 하우징 내에 물의 흐름을 제어하는 밸브와 펌프, 물을 정수하는 필터링 수단 및 정수된 물을 저장하는 저수탱크를 구비한 순수 및 초순수 제조 장치에 있어서, 유입된 원수를 하나 이상의 필터를 사용하여 순수로 정제하는 순수제조모듈과; 상기 순수제조모듈에서 제조된 순수를 저장하는 저수탱크과; 상기 저수탱크에 저장된 순수를 공급받아 초순수로 정제하는 초순수제조모듈과; 상기 초순수제조모듈과는 연결되지 않고 상기 저수탱크에만 직접 연결되어 독립된 순환 경로를 형성하는 모듈로서, 순수를 살균 소독하는 자외선 체임버를 포함하고 상기 저수탱크에 저장된 순수를 공급받아 상기 자외선 체임버를 통해 살균 소독한 뒤 다시 저수탱크로 회수시키는 순수정화모듈과; 상기 저수탱크에 장착되어 저수탱크에 진동을 발생시키는 진동자; 및, 상기 저수탱크에 저장된 순수를 외부로 배출하기 위한 순수배출용 코크와 상기 초순수제조모듈에서 정제된 초순수를 외부로 배출하기 위한 초순수 배출용 취수구;를 포함하여 구성된 순수 및 초순수 제조장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 기본적인 구성에 대한 더욱 바람직한 구성으로서, 상기 저수탱크에는 진동자가 더욱 장착된 것을 특징으로 하는 순수 및 초순수 제조장치를 제공하며, 이때, 상기 진동자는 상기 저수탱크의 일측에 부착되어 저수탱크에 직접 진동을 가할 수 있도록 구성하는 것이 특히 바람직하다.

한편, 상기와 같은 본 발명에 있어서 상기 순수정화모듈에는 탈이온 필터가 더욱 포함되어 구성되는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 상기와 같은 본 발명의 순수 및 초순수 제조장치의 구성 및 작용 효과에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에서 제공하는 순수 및 초순수 제조장치는 본 발명은 각종 이화학 실험실, 미생물 배양, 시약 조제, 병원 검사실 및 반도체 세척용 등 다양한 용도로 사용되는 순수와 초순수를 하나의 장비로서 선택적으로 취수/사용할 수 있게 함으로써 설치공간을 최소화하고 사용상의 편의성을 도모함은 물론, 경제적인 면에서 매우 합리적으로 사용할 수 있도록 한 것이다.

이러한 본 발명에서 제공하는 순수 및 초순수 제조장치에 대한 기본적인 구성은 도2에서 보는 바와 같이, 외부로부터 유입된 원수를 순수로 정제하는 순수제 조모듈(10)과; 상기 순수제조모듈(10)에서 제조된 순수를 저장하는 저수탱크(50)와; 순수를 살균 소독하는 자외선 체임버(21)를 포함하며 상기 저수탱크에 저장된 순수를 공급받아 이를 정화시킨 후 다시 저수탱크(50)로 회수시키는 순수정화모듈(20); 및, 상기 저수탱크(50)에 저장된 순수를 공급받아 초순수로 정제하는 초순수제조모듈(30);을 포함하여 구성되어 있다. 여기서 상기 순수정화모듈(20)에는 공급된 순수를 살균 소독하는 자외선 체임버(21)가 기본적으로 구비되어 구성되며, 여기에 더하여 순수로부터 각종 이온을 제거하는 탈이온필터(22)가 더욱 구비됨으로써 저수탱크(50)로부터 공급된 순수의 살균 소독과 동시에 이온 제거가 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 구성에 있어서, 상기 순수제조모듈(10)은 수돗물 등과 같은 보통의 원수를 외부로부터 공급받아 이를 필터링하여 순수로서 제조하는 장치 모듈에 해당한다. 이를 위해 상기 순수제조모듈(10)의 내부에는 오염 물질을 제거하기 위한 여러 단계의 필터들이 구비되어 있으며, 구체적으로는 원수 중에 포함된 부유물 및 입자 등을 여과하는 하나 이상의 프리필터(pre-filter)(11)와 원수 중에 포함된 염소 성분이나 냄새와 약간의 유기물을 제거하는 카본필터(12) 및 역삼투압 정수 방식에 의해 원수에 잔류하는 각종 이온성 중금속 및 미생물 등을 제거하는 역삼투압 필터(RO membrane)(13)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기와 같은 필터 구성에 있어서, 상기 프리필터(11)와 카본필터(12)는 역삼투압 필터(13)의 전단계에 위치하여 수도물 속의 염소 성분, 유기물, 각종 부유입자 등을 제거하는 전처리 여과 역할을 함으로써 역삼투압 필터(13)의 성능을 보호 하고 수명을 연장시켜 주는 기능을 한다. 그리고, 상기 역삼투압 필터(13)는 상기 순수제조모듈(10)에서 순수를 제조함에 있어 가장 핵심적인 기능을 담당하는 부분으로서 이 역삼투압 필터(13)에는 매우 얇은 반투과성 역삼투막이 구비되어 역삼투압 현상에 의해 원수를 순수로서 가공하며, 이러한 역삼투압 필터(13)를 거치면 원수 내에 포함된 중금속 이온 및 미생물 등 오염물의 대부분이 제거(무기이온 최대 99%, 각종 입자 99% 이상, 미생물 99% 이상, 용존 유기물(> 300MW) 99% 이상 제거)되어 순수 물로서 생성된다.

다음으로, 상기 저수탱크(50)는 상기와 같이 순수제조모듈(10)에서 생성된 순수를 보관하기 위한 것으로서, 이는 앞서 설명한 바와 같이 순수의 제조에 있어 가장 보편적으로 적용되는 역삼투압 방식의 경우 그 정수 메커니즘 상의 특징으로 인해 생산 속도가 매우 느리다는 한계가 있는바, 평상시 미리 순수를 제조하여 상기 저수탱크(50)에 저장하여 둠으로써 사용자의 요구가 있을 시 저수탱크(50) 내에 보관된 순수를 그대로 배출하거나 초순수제조모듈에 의해 초순수로 정제함으로써 순수 제조에 소요되는 시간 없이 바로 사용할 수 있도록 하기 위함이다.

이러한 저수탱크(50)는 사용 용량에 따라 적절한 크기로 제작하되 완전 밀폐식으로 제작하여 외부로부터의 2차 오염에 완벽하게 보호할 수 있도록 함이 바람직하며, 완전 밀폐식으로 하지 않을 경우에는 원칙적으로 에어 필터(air filter)를 장착하여 외부 공기에 의한 2차 오염을 방지할 수 있도록 한다. 또한, 상기 저수탱크(50)의 재질에는 특별한 제한이 없으나 불활성 폴리에틸렌과 같은 합성 수지 재질로 하는 것이 제조 비용이나 중량 등의 면에서 특히 바람직하다고 할 수 있다.

한편, 본 발명에 따르면, 상기 저수탱크(50)에는 진동을 발생시키는 장치인 진동자(振動子; vibrator)(55)가 더욱 장착되도록 구성할 수 있으며, 이 역시 바람직한 구성으로서 본 발명이 갖는 주요한 특징 중의 하나이다. 즉, 본 발명은 이와 같이 진동자(55)가 더욱 구비됨에 따라 상기 진동자(55)가 저수탱크 몸체 또는 저수탱크 내에 저장된 물을 진동시킴으로써 저수탱크(50)의 안쪽 벽면에 유기물, 부유 입자 및 미생물 등이 들러 붙어 고착되는 것을 막아 수질 저하를 방지할 수 있음과 동시에 저수탱크(50)를 분해하여 청소·소독하는 빈도를 줄일 수 있는 장점을 가지게 된다.

도4는 상기와 같은 진동자(55)를 저수탱크(50)에 설치한 예를 도시한 도면으로서, 도4에 도시된 것과 같이, 본 발명에 있어 상기 진동자의 설치는 저수탱크(50)의 벽체에 부착되어 저수탱크에 직접 진동을 가할 수 있도록 하는 것이 오염물의 고착 방지에 특히 바람직하지만, 이외에도 저수탱크 내에 저장된 물속에 잠겨지도록 설치하여 물에 진동을 가하는 방식도 충분히 고려할 수 있다. 이때, 상기 진동자(55)의 설치 위치는 특별한 제한 없이 저수탱크(50)의 측면 어느 곳에나 설치하여도 무방하며, 설치 갯수 역시 도4에는 측면 1개소에 부착된 형태를 예시하고 있으나, 양측 벽면에 1개씩 부착하는 등 저수탱크(50)의 크기에 따라서는 그 이상의 갯수로 설치하는 것도 가능하다.

또한, 상기 진동자의 방식으로는 기존에 알려진 방식들 예컨대, 편심 모터를 이용한 방식, 초음파 방식, 압전 세라믹을 이용한 방식들 중 적절한 방식을 선택하 여 사용할 수 있으며, 특히 상기와 같이 저수탱크(50)의 벽체에 부착되는 경우에는 편심 모터를 이용한 진동자를 사용하는 것이 제품가격이나 진동 출력 등의 면에서 가장 바람직하다. 한편, 상기 진동자(55)의 사용에 있어서는 타이머를 이용하여 일정 시간마다 지속적으로 진동을 가할 수 있도록 할 수도 있으며, 이때 타이머의 시간 간격 설정은 사용자가 적절한 시간으로 조절할 수 있도록 한다.

다음으로, 상기 순수정화모듈(20)은 상기에서 설명한 순수제조모듈(10)에 연결되어 상기 순수제조모듈(10)에서 제조된 순수를 살균·소독하는 기능을 하는 것으로서, 여기에는 유입된 순수 내에 포함된 세균을 살균하기 위하여 기본적으로 자외선 체임버(21)가 포함되어 구성된다. 상기 자외선 체임버(21)는 유입된 순수에 185nm 및 254nm의 파장을 갖는 자외선을 조사하는 자외선 램프를 갖도록 구성하는 것이 바람직한데, 이때, 185nm의 파장은 유기 물질을 산화시키는 역할을 하며, 254nm의 파장은 살균의 역할을 한다.

나아가, 상기 순수정화모듈(20)에는 더욱 바람직한 구성으로서 탈이온 필터(22)가 추가로 구비되도록 구성할 수 있다. 상기 탈이온 필터(22)는 물 속에 존재하는 각종 유·무기 이온을 제거함으로써 보다 깨끗한 순수를 사용할 수 있게 함과 더불어, 특히 유기 이온의 경우에는 그 자체로서 오염원의 역할을 할 뿐만 아니라 미생물의 먹이가 되어 세균 번식에 원인이 될 수 있는바 순수 단계에서 이러한 유기 이온을 제거해 줌으로써 미생물의 번식을 최대한 방지하고자 한 것이다.

다음으로, 본 발명의 구성에 있어서 상기 초순수제조모듈(30)은 전술한 순수제조모듈(10)에서 생산된 순수를 정제 처리하여 용존 이온 및 각종 잔여 불순물이 제거된 초순수로서 가공하는 장치 모듈로서, 상기 순수제조모듈(10)에서 생산된 순수는 일단 저수탱크(50)에 저장되었다가 필요시 상기 초순수제조모듈(30)로 공급되어 초순수로 최종 가공된 후 배출 코크를 통해 외부로 배출된다.

이를 위해 상기 초순수제조모듈(30)에는 공급받은 순수를 초순수로 가공하기 위해 촉매성 활성 카본 필터 및 이온 교환 레진을 이용한 탈이온 필터 등이 다단으로 구비되어 순수로부터 미세량의 용존 무기이온 및 일부 유기물을 제거하게 되며, 이와 함께 살균 및 유기물질을 산화시키기 위한 자외선 체임버나 박테리아, 파이로젠 등을 제거하여 분자생물 실험 등에 적합하도록 각종 초미세 필터, 한외여과막 및 최종 필터등이 더욱 구비되기도 한다.

한편, 본 발명의 바람직한 구성에 따르면, 본 발명에서 제공하는 순수 및 초순수 제조장치의 하우징 내부에는 누수감지센서(도5에서 식별부호 S로 표시)가 더욱 구비될 수 있다. 상기 누수감지센서는 물과 접촉하는 경우 전기적 신호를 발생하는 통상의 센서로서, 이러한 누수감지센서는 하우징 내부 바닥측에 설치됨으로써 상기한 저수탱크(50) 또는 기타 배관 등에서 누수가 발생한 경우 바닥으로 흘러 내려온 물과 접촉하여 누수 신호를 발생할 수 있도록 구성하는 것이 좋다. 따라서, 이러한 본 발명의 구성에 의하면 누수 발생시 이를 바로 감지하여 적절한 조치(부저 경보 또는 전원 차단, 공급수 차단 등)를 취할 수 있으므로 합선이나 내부 부식 등 누수로 인한 각종 피해를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 개략적인 구성을 도시한 도2 및 본 발명에 있어서의 전체적인 제어 흐름을 도시한 도3을 참조하여 본 발명에서 제공하는 순수 및 초순수 제조장치의 동작 과정을 간략히 설명한다.

먼저, 본 발명의 순수 및 초순수 제조장치에 전원이 공급되어 작동이 개시되면, 급수펌프(p1)를 동작시킴과 동시에 급수밸브(v1)를 열어 줌으로써 외부로부터 원수가 상기한 순수제조모듈(10)로 펌핑되어 공급되도록 한다(도3의 S1 단계). 한편, 상기 급수밸브(v1)를 비롯하여 본 발명의 장치 내에서 사용되는 밸브 요소들은 전기적 신호에 의해 개폐 동작의 제어가 가능한 솔레노이드 밸브를 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 순수제조모듈(10)로 공급된 수돗물 등의 원수는 다수개의 프리필터(11)에 의해 각종 부유 입자 등 이물질이 일차적으로 제거되고, 다시 카본필터(12)를 거치면서 원수 속에 포함되어 있던 염소 성분, 각종 유기물이 제거되며, 마지막으로 역삼투압 필터(13)를 통과하면 원수 내에 포함된 각종 오염물의 거의 대부분이 제거되어 순수 물로서 최종 생성된다(도3의 S2 단계).

상기와 같이 순수제조모듈(10)에서 순수가 생산되면, 이 순수는 일단 저수탱크(50)로 보내어져 저장되도록 한다. 여기서, 상기 저수탱크(50)에는 레벨 센서가 구비되어 있음으로써 내부에 저장된 순수의 수위를 감지할 수 있도록 하는 것이 좋으며, 이러한 레벨 센서는 예컨대 저수탱크 내 한계 수위에 해당하는 높이에 전기 접점을 삽입·위치시켜 상기 전기 접점에 물이 닿는 것으로 수위를 감지하는 접촉 식 수위감지수단이나 수압에 의해 접점이 눌려지도록 하는 압력 감지기 또는 포토센서를 이용해 수위를 측정하는 포토센서식 감지수단 등 수위 감지용으로서 기존에 널리 알려져 사용되고 있는 방식들 중 적당한 것을 선택하여 사용하면 된다.

여기서, 만일 레벨 센서에 신호가 감지되지 않는 경우(즉, 수위가 낮은 경우)에는 특별한 제어 신호를 보내지 않아 상기 순수제조모듈(10)에서 일정 수위에 도달할 때까지 계속적으로 순수를 생산하도록 하며, 저수탱크(50) 내에서 일정 수위에 도달하여 레벨 센서에 신호가 감지되면 상기한 급수펌프(P1)를 정지시킴과 동시에 급수밸브(V1)를 닫아 상기 순수제조모듈(10)에서 더 이상의 순수가 생산되지 않도록 제어한다(도3의 S3 단계, S4 단계).

이러한, 저수탱크(50) 내에서의 수위 감시는 본 발명의 정수 장치가 동작하는 동안에는 지속적으로 이루어지며, 만일 사용자의 요구에 의해 순수가 배출되거나 초순수로의 가공을 위해 초순수제조모듈(30)로 순수가 공급되어 저수탱크(50) 내의 순수가 소비됨으로써 저수탱크 내 수위가 저하되는 때에는 바로 상기한 S3 단계 및 S4 단계를 실행하여 저수탱크 내에 일정량 이상의 순수가 유지되도록 함으로써 사용자의 취수 요구에 항상 대처할 수 있도록 한다.

상기와 같은 과정에 의해 저수탱크(50)에 순수가 완전히 채워진 다음에는 타이머를 작동하여 일정한 시간이 경과하면 상기 저수탱크(50) 내에 저장된 순수를 순수정화모듈(20)로 보내어 정화시킨 다음 다시 저수탱크(50)로 회수되도록 한다(도3의 S5, S6, S7 단계). 즉, 상기 순수제조모듈(10)에 의해 생산된 순수가 저수탱크(50)에 저장되고 상당 시간이 경과하면 순수 속에 남아 있는 미량의 유기물 등 에 의해 세균이 번식할 우려가 있는바, 이를 방지하기 위해 시간을 설정하여 두고 이 시간이 경과하면 저장탱크(50) 내에 보관된 순수를 순환시켜 자외선에 의해 살균 소독함과 함께 미생물의 먹이가 될 수 있는 유기 이온을 제거함으로써 저장된 정제수(순수)를 항상 신선한 상태로 유지할 수 있도록 하기 위함이다.

구체적인 제어에 있어서는, 타이머에 의해 설정된 시간이 경과하면(S5 단계), 저수탱크(50)에 연결된 순환펌프(P2)를 가동시킴과 동시에 순환밸브(V2)를 열어 저수탱크(50)로부터 순수가 순수정화모듈(20)로 펌핑되어 공급될 수 있도록 하며(S6 단계), 이와 함께 상기 순수정화모듈(20)의 자외선 체임버(21)를 작동을 개시하는 제어 신호를 냄으로써 유입되는 순수가 자외선에 의해 살균, 소독될 수 있도록 한다(S7 단계). 이때, 상기와 같이 저수탱크(50) 내의 순수를 순환, 소독시키는 시간은 대략 1시간당 20분 정도가 적당하다.

아울러, 본 발명의 바람직한 측면에 의하면, 상기 저수탱크(50)에는 진동자(55)가 더욱 구비됨으로써 저수탱크(50)에 직접적으로 혹은 저수탱크(50) 내에 저장된 순수에 진동을 가하여 물속에 포함된 각종 오염 물질들이 저수탱크(50)의 내측 벽면에 침착되는 것을 방지하도록 하고 있는바, 본 발명의 정수 장치의 작동을 제어함에 있어서는 상기 진동자(55)에 대한 제어가 더욱 포함되도록 함이 바람직하다.

즉, 전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 일정 시간마다 저장탱크(50) 내에 보관된 순수를 순수정화모듈(20)로 순환시켜 자외선에 의해 살균 소독함과 함께 미생물의 먹이가 될 수 있는 유기 이온을 제거하는 과정을 거치도록 하여 저장된 순 수 내에 미생물이 번식하는 것을 방지하고 있으나, 이와 같은 순환 과정에 의하더라도 순수 속에 미량으로 남아 있는 각종 유기 불순물 및 살균된 미생물 사체 등이 저수탱크(50) 내벽에 달라붙어 찌꺼기를 형성함으로써 이를 통해 미생물이 지속적으로 번식하게 되는 문제점이 있었다. 이에 대해 본 발명의 바람직한 측면에 의하면, 상기와 같이 진동자(55)를 더욱 구비하여 일정 시간마다 저수탱크(50)에 진동을 가해 줌으로써 저수탱크(50) 내벽에 불순물이 침착되는 것을 막아 주게 되는바, 이러한 본 발명에 의하면 저장된 정제수(순수)의 변질 우려 없이 항상 신선한 상태로 유지할 수 있는 효과를 기대할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기와 같은 진동자(55)에 대한 제어는 타이머에 의해 설정된 시간 간격에 따라 정해진 시간이 되면 장치 내에 설치된 상기 진동자(55)를 작동시키는 제어 신호를 발생하여 저수탱크(50)를 진동시키도록 함에 의해 이루어질 수 있으며(도3의 S8, S9 단계), 이때, 상기 진동자(55)를 가동시키는 타이머의 시간 간격은 저수탱크(50)의 용량이나 순수제조모듈(10)에서 생산된 순수의 이물질 제거 정도 등에 따라 미리 고정된 시간 간격을 사용할 수도 있지만 사용자의 입력에 의해 임의로 조절 가능하도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

한편, 본 발명의 바람직한 구성에 따르면, 본 발명에서 제공하는 순수 및 초순수 제조장치의 하우징 내부에는 물과 접촉하는 경우 신호를 발생하는 누수감지센서가 더욱 포함되도록 하고 있는바, 본 발명에 대한 제어 시스템을 구성함에 있어서는 상기와 같은 누수센서로부터 신호가 감지될 경우에 대한 인터럽트 제어를 더욱 포함하도록 한다(도3의 S10, S11 단계). 이때, 상기와 같은 누수감지센서의 누 수 신호에 대한 동작은 경보 부저를 울린다든지 전원을 차단거나 공급수를 차단하는 것과 같은 제어가 될 수 있다.

도5는 상기와 같은 구성 및 작동을 하도록 이루어진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 순수 및 초순수 제조장치에 대한 외부 사시도(도어를 개방한 상태)이다. 도4에 도시된 것과 같이 본 발명의 순수 및 초순수 제조장치는 하우징(H) 내에 정수를 위한 각종 필터가 구비된 순수제조모듈(10)과 초순수제조모듈(30), 저수탱크(미도시), 순수정화모듈(미도시) 및 각종 펌프(P)와 밸브 등을 장착하여 제작될 수 있으며, 특히, 본 발명에서 제공하는 장치의 경우 외부에 순수 배출용 코크(RO)와 초순수 배출용 취수구(UP)가 각각 마련되어 순수 또는 초순수를 선택적으로 취수할 수 있도록 하고 있다.

따라서, 상기와 같은 본 발명은 단일의 장비를 이용하여 사용자의 필요에 따라 순수와 초순수를 선택하여 사용할 수 있으므로 설치공간을 최소화하여 공간의 활용도를 극대화할 수 있음과 동시에, 순수 제조기와 초순수 제조기를 개별적으로 구비하지 않아도 되므로 사용 편의성 및 경제성을 겸비하게 되어 각종 실험실, 미생물 배양, 약품 제조, 반도체 세척용 등 다양한 용도로 사용할 수 있는 순수 및 초순수 제조 장치로서 실용성이 매우 우수하다고 할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사 상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

상기와 같이 상세하게 설명된 본 발명에 따르면, 원수를 순수로 정제하는 순수제조모듈과 상기 순수제조모듈에서 정제된 순수를 처리하여 초순수로 정제하는 초순수제조모듈을 구비하여 사용자의 필요에 따라 순수와 초순수를 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써 단일의 장비를 이용하여 사용자의 필요에 따라 순수와 초순수를 선택하여 사용할 수 있으므로 설치공간을 최소화하여 공간의 활용도를 극대화할 수 있음과 동시에, 순수 제조기와 초순수 제조기를 개별적으로 구비하지 않아도 되므로 사용 편의성 및 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서 제공하는 순수 및 초순수 제조장치에 의하면, 상기 순수모듈에서 정제된 순수를 살균처리할 수 있도록 자외선 살균수단을 포함하고 저수탱크에 저장된 순수를 일정 시간이 지나면 순환시켜 자외선 살균 소독을 함으로써 저장된 정제수를 항상 신선한 상태로 유지할 수 있는 효과가 있으며, 나아가 상기 저수탱크에는 진동자를 구비하여 일정 시간마다 진동을 가하여 줌으로써 탱크 내벽에 유기물 입자 등이 침착되어 미생물이 번식하는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (5)

1. 원수를 정수하여 순수와 초순수를 제조하는 정수 장치로서, 하우징 내에 물의 흐름을 제어하는 밸브와 펌프, 물을 정수하는 필터링 수단 및 정수된 물을 저장하는 저수탱크를 구비한 순수 및 초순수 제조 장치에 있어서,

   유입된 원수를 하나 이상의 필터를 사용하여 순수로 정제하는 순수제조모듈;

   상기 순수제조모듈에서 제조된 순수를 저장하는 저수탱크;

   상기 저수탱크에 저장된 순수를 공급받아 초순수로 정제하는 초순수제조모듈;

   상기 초순수제조모듈과는 연결되지 않고 상기 저수탱크에만 직접 연결되어 독립된 순환 경로를 형성하는 모듈로서, 순수를 살균 소독하는 자외선 체임버를 포함하고 상기 저수탱크에 저장된 순수를 공급받아 상기 자외선 체임버를 통해 살균 소독한 뒤 다시 저수탱크로 회수시키는 순수정화모듈;

   상기 저수탱크에 장착되어 저수탱크에 진동을 발생시키는 진동자;

   상기 저수탱크에 저장된 순수를 외부로 배출하기 위한 순수배출용 코크와 상기 초순수제조모듈에서 정제된 초순수를 외부로 배출하기 위한 초순수 배출용 취수구; 를 포함하며,

   상기 순수정화모듈과 상기 진동자는 타이머에 설정된 시간이 경과하면 동작이 개시되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 순수 및 초순수 제조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 진동자는 상기 저수탱크의 벽체에 부착되어 저수탱크에 직접 진동을 가할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 순수 및 초순수 제조장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 순수정화모듈에는 탈이온 필터가 더욱 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 순수 및 초순수 제조장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 하우징 내부 바닥에는 물과 접촉하는 경우 신호를 발생하는 누수감지센서가 더욱 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 순수 및 초순수 제조장치.
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