KR20060108951A - 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식화학유체 투입방법 및 시스템 - Google Patents

액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식화학유체 투입방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액체저장탱크 내에 투입되는 각종 화학약품의 농도를 검측하는 센서들이 설치된 시료분석검지통에 다수개(도면상으로는 3개)의 액체저장탱크 중 첫번째 액체저장탱크로부터 일정 시간만큼 시료를 투입하여 그 시료내의 화학약품의 농도를 상기 센서가 검측하고, 그 검측된 화학약품의 농도가 설정 기준치 이상 또는 이하일 경우에, 별도로 구비된 약품통에서 해당 화학약품의 묽거나 진한 용액을 상기 첫번째 액체저장탱크에 투입하게 되며,
상술한 일련의 과정, 즉 액체저장탱크에서 시료분석검지통에 시료를 투입하는 과정과, 시료분석검지통에 투입된 시료를 검측하는 과정과, 검측된 시료의 화학약품의 농도에 따라 약품통에서 해당 화학약품의 묽거나 진한 용액을 상기 해당 액체저장탱크에 투입하는 과정이 타이머에 의해 일정시간 지속적으로 이루어지고 그 타이머의 설정시간이 종료되면 다수개의 액체저장탱크 중 두번째 액체저장탱크의 시료가 상기 시료분석검지통에 투입되면서 상술한 바와 같은 일련의 과정을 반복하게 되며, 다수개의 액체저장탱크 중 마지막 액체저장탱크까지 모두 작업이 종료되었으면 다시 첫번째 액체저장탱크부터 상술한 일련의 과정을 반복하게 함으로써, 순환적이고 지속적으로 액체내에 함유된 화학약품의 농도유지 및 보정이 이루어지도록 구성한 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입방법 및 시스템에 관한 것이다.

Description

액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입방법 및 시스템{Circulation chemistry fluid input method and system for chemicals density maintain and revision contained in liquid}
도 1은 본 발명상의 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입방법 및 시스템을 설명하기 위한 구성도.
도 2는 본 발명상의 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입 시스템에서 제어부의 동작순서를 설명하기 위한 블록도.
도 3은 본 발명상의 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입 시스템의 동작순서를 나타낸 블록도.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
S. 순환식 화학유체 투입 시스템 10, 20, 30. 액체저장탱크
40, 41, 42. 시료투입관 43. 헤더(header)
50. 시료분석검지통 60. 제어부
71, 72, 73. 약품통 80, 81, 82. 약품이송관
90. 약품혼합조 91, 91a. 헤더(header)
92, 93, 94. 약품공급관 C1, C2, C3. 체크밸브
P1, P2, P3. 시료공급펌프 S1, S2, S3. 센서
T1, T2, T3. 전자밸브 V1, V2, V3. 전자밸브
Y1. 드레인밸브 Y2. 공급밸브
Y3. 드레인밸브 CP1, CP2, CP3. 약품공급펌프
MP. 메인이송펌프
본 발명은 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액체저장탱크 내에 투입되는 각종 화학약품의 농도를 검측하는 센서들이 설치된 시료분석검지통에 다수개(도면상으로는 3개)의 액체저장탱크 중 첫번째 액체저장탱크로부터 일정 시간만큼 시료를 투입하여 그 시료내의 화학약품의 농도를 상기 센서가 검측하고, 그 검측된 화학약품의 농도가 설정 기준치 이상 또는 이하일 경우에, 별도로 구비된 약품통에서 해당 화학약품의 묽거나 진한 용액을 상기 첫번째 액체저장탱크에 투입하게 되며, 그러한 일련의 과정, 즉 액체저장탱크에서 시료분석검지통에 시료를 투입하는 과정과, 시료분석검지통에 투입된 시료를 검측하는 과정과, 검측된 시료의 화학약품의 농도에 따라 약품통에서 해당 화학약품의 묽거나 진한 용액을 상기 해당 액체저장탱크에 투입하는 과정이 타이머에 의해 일정시간 지속적으로 이루어지고 그 타이머의 설정시간이 종료되면 다수개의 액체저장탱크 중 두번째 액체저장탱크의 시료가 상기 시료분석검지통에 투입되면서 상술한 바와 같은 일련의 과정을 반복하게 되며, 다수개의 액체저장탱크 중 마지막 액체저장탱크까지 모두 작업이 종료되었으면 다시 첫번째 액체저장탱크부터 상술한 일련의 과정을 반복하게 함으로써, 순환적이고 지속적으로 액체내에 함유된 화학약품의 농도유지 및 보정이 이루어지도록 구성한 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입방법 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 수영장이나 목욕탕 또는 각종 화학용액을 제조하는 현장에는 여러개의 액체저장탱크가 구비되어 있고, 그 각각의 액체저장탱크에는 고가의 센서들이 설치되어 있어 상기 액체저장탱크에 투입된 약품들의 농도를 지속적으로 검측하도록 구성되어 있다.
그런데, 일례로서 목욕탕의 경우, A욕조와 B욕조 및 C욕조에 각기 동일한 종류의 센서들을 설치함에 따라 비용이 많이 소요되고 또한 각 욕조들에 투입된 화학약품의 농도를 수작업으로 맞추어 주다보니 화학약품이 과다투입되거나 너무 적게 투입되는 등 화학약품의 일정한 농도유지가 어려웠으며, 작업자가 수시로 센서의 검측결과를 체크하여 그에 따른 조치를 취해야 하므로 매우 번거로운 문제점이 있 었다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 액체저장탱크에 투입되는 화학약품의 농도를 검측하는 센서들을 하나의 시료분석검지통에 모두 설치하여 그 시료분석검지통에서 여러개의 액체저장탱크로부터 순차적으로 일정한 시간을 주기로 지속적이고 반복적으로 시료를 검측하여 그 시료내의 화학약품의 농도가 설정 기준치 이상 또는 이하일 경우에, 그 시료를 공급한 액체저장탱크에, 해당 화학약품의 묽거나 진한 용액을 투입함으로써 액체저장탱크에 함유된 화학약품의 농도유지 및 보정이 이루어지도록 한 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입방법 및 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수개의 액체저장탱크와; 액체저장탱크에 함유된 화학약품의 농도를 검측하는 센서가 부착된 시료분석검지통과; 시스템을 제어하는 제어부와; 액체저장탱크에 함유된 화학약품들의 묽거나 진한 용액을 저장하고 있는 다수개의 약품통과; 약품혼합조로 구성되고,
상기 액체저장탱크로부터 상기 시료분석검지통으로 시료가 투입되며 상기 시료분석검지통에서 시료내의 화학약품의 농도를 검측하고, 그 검측된 수치에 따라 상기 제어부에 의해 상기 약품통에 저장된 화학약품을 상기 약품혼합조에 공급하면 그 약품혼합조에서 교반된 화학약품을 상기 시료를 공급한 해당 액체저장탱크에 공급하는 일련의 과정이 각각의 액체저장탱크별로 타이머에 의해 설정된 작동시간에 따라 1 ~ n개의 액체저장탱크까지 순차적이고 반복적으로 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성을 상세히 설명한다.
본 발명상의 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입 시스템(S)은, 액체저장탱크Ⅰ에서 액체저장탱크 n까지 그 수에 제한되지 않으나 본 발명에서는 설명의 편의상 도 1과 같이 액체저장탱크Ⅰ(10)에서 액체저장탱크Ⅲ(30)까지 구비하고, 그 액체저장탱크(10)(20)(30)들에는 각각 시료공급펌프(P1)(P2)(P3)를 부착하며 그 시료공급펌프(P1)(P2)(P3)들에는 각각 시료투입관(40)(41)(42)을 설치한다.
상기 시료투입관(40)(41)(42)들은 헤더(43)에 연결하고, 그 헤더(43)는 상기 액체저장탱크(10)(20)(30)에 함유된 화학약품의 농도를 검측하는 센서(S1)(S2)(S3)들이 구비된 시료분석검지통(50)에 설치하되, 상기 시료투입관(40)(41)(42)의 끝단에는 각각 전자밸브(V1)(V2)(V3)를 설치한다.
상기 시료분석검지통(50)에는 시료를 외부로 배출할 수 있도록 드레인밸브(Y1)와 시료를 약품혼합조(90)에 직접 공급할 수 있도록 공급밸브(Y2)를 설치하며, 상기 시료분석검지통(50)에 구비된 센서(S1)(S2)(S3)들은 제어부(60)에 연결시킨다.
상기 제어부(60)에는 액체저장탱크(10)(20)(30)에 함유된 약품의 묽거나 진한 용액들을 저장하고 있는 다수개의 약품통(71)(72)(73)에 설치된 약품공급펌프(CP1)(CP2)(CP3)들의 전원을 연결하고, 상기 약품공급펌프(CP1)(CP2)(CP3)에 설치된 약품이송관(80)(81)(82)은 약품혼합조(90)에 연결시킨다.
상기 약품혼합조(90)에는 드레인밸브(Y3)와 메인이송펌프(MP)를 설치하고 그 메인이송펌프(MP)는 헤더(91)에 연결하며, 그 헤더(91)에 연결된 약품공급관(92)(93)(94)을 액체저장탱크Ⅰ(10) 내지 액체저장탱크Ⅲ(30)에 연결하되, 각각의 약품공급관(92)(93)(94)에는 전자밸브(T1)(T2)(T3) 및 체크밸브(C1)(C2)(C3)를 설치하여서 본 발명상의 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입 시스템(S)이 구성된다.
이상과 같이 구성된 본 발명상의 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입 시스템을 이용한 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입방법을 다음에 설명한다.
첨부된 도면 도 2 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 액체저장탱크Ⅰ(10)의 타이머Ⅰ이 작동하면 전자밸브 V1과 시료공급펌프 P1이 작동되어 액체저장탱크Ⅰ의 시 료가 시료분석검지통(50)에 투입된다.
이어서, 투입된 시료내의 화학약품의 농도를 시료분석검지통(50)의 각종 센서(S1)(S2)(S3)가 검측하고 그 검측된 수치를 제어부(60)로 전송한다.
상기 제어부(60)는 전송된 수치중 어느 하나 또는 둘 이상의 화학약품의 농도 수치가 설정 기준치 이하일 경우에 그 해당 화학약품이 진한 농도로 저장되어 있는 약품통(71)(72)(73)의 약품공급펌프(CP1)(CP2)(CP3)를 기동시키고, 반대로 화학약품의 농도 수치가 설정 기준치 이상일 경우에는 그 해당 화학약품이 묽은 농도로 저장되어 있는 약품통(71)(72)(73)의 약품공급펌프(CP1)(CP2)(CP3)를 기동시킴과 동시에 전자밸브 T1을 개방시킴으로써 상기 약품통(71)(72)(73)으로부터 약품혼합조(90)로 투입된 약품은 다시 메인이송펌프(MP)에 의해 액체저장탱크Ⅰ(10)에 투입되어 액체저장탱크Ⅰ(10)에 함유된 화학약품의 농도를 보정하게 된다.
다음으로, 타이머Ⅰ의 설정된 시간이 종료되면 곧이어 타이머Ⅱ가 작동되면서 상술한 바와 같은 방식으로 액체저장탱크Ⅱ(20)의 시료가 시료분석검지통(50)에 투입되는데, 이 때 시료분석검지통(50)의 공급밸브 Y2와 약품혼합조(90)의 드레인밸브 Y3를 수십초간 개방하여 줌으로써 시료분석검지통(50)에 잔류된 액체저장탱크Ⅰ(10)의 시료 및 약품혼합조(90)에 잔류된 화학약품을 씻어 낸다.
상기 타이머Ⅱ가 미리 설정된 시간만큼 동작되어 종료되면 이어서 타이머Ⅲ가 동작되어, 상술한 일련의 과정을 반복하게 되며, 타이머Ⅲ가 종료되면 다시 타이머Ⅰ이 동작되면서 액체저장탱크Ⅰ(10)에서 액체저장탱크Ⅲ(30)까지 순차적으로 반복되면서 액체저장탱크(10)(20)(30)에 함유된 화학약품의 농도 검측 및 농도 보정이 이루어짐으로써 화학약품의 농도를 지속적으로 일정하게 유지시키게 된다.
여기서, 상기 액체저장탱크(10)(20)(30)의 시료의 화학약품 농도가 설정 기준치에 적합할 경우에는 드레인밸브 Y1만 개방하여 시료를 외부로 배출시키게 된다. 또한 약품통(71)(72)(73)의 개수가 적은 경우에는 약품혼합조(90)의 구성을 생략하고 바로 약품이송관(80)(81)(82)을 헤더(91a)에 연결하여 액체저장탱크(10)(20)(30)에 직접적으로 약품을 공급시킬 수 있다.
이상과 같은 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입방법 및 시스템을 목욕탕의 욕조에 적용한 일실시예를 이하에 설명한다.
실 시 예
◇ 실험조건 ◇
1) 적용 욕조 : A욕조, B욕조, C욕조, D욕조
2) 투입약품 : 차아염소산나트륨(NaOCl)
3) 용 매 : 물
4) 투입약품 농도 : 0.6%
5) 설치 센서수 : 2EA(모델 : CRN-96R)
6) 센서 설정 기준치 : 2.05~3.5ppm
PH 7.5~8
7) 온도 : A, B, C욕조 - 39~40℃
D욕조 - 22℃
8) 물의 양 : A욕조, B욕조 - 2.5ton
C욕조 - 3.0ton
D욕조 - 8.5ton
9) 타이머 설정시간 : A욕조, B욕조, C욕조 - 5분
D욕조 - 6분
◇ 실험결과 ◇
1) 각 욕조 공히 시료분석검지통에 시료를 투입한 후 약 30초후 측정치 출력됨.
2) 각 욕조마다 검측된 투입약품의 농도가 설정 기준치보다 낮아 약품통의 약품공급펌프가 기동되어 욕조에 차아염소산나트륨을 공급.
3) 각 욕조별 투입약품의 농도가 설정 기준치까지 도달하는데 소요된 시간.
A욕조, B욕조, C욕조 - 각각 1사이클 당 5분씩 2사이클
D욕조 - 1사이클 6분, 2사이클 3분
◇ 총 소요시간 ◇
1사이클 약 21분(15분+6분) + 2사이클 약 18분(15분+3분) = 약 39분 소요
◇ 소요시간을 단축시키기 위한 요건 ◇
- 기기의 부식에 영향을 미치지 않는 한도내에서, 약품의 농도가 높은 것을 사용할 것.
- 약품공급펌프 및 메인이송펌프의 용량이 큰 것을 사용할 것.
- 탱크 내의 액체가 유동성이 커야 투입한 약품의 혼합이 쉽게 이루어지며 약품투입에 대한 정밀도가 높아짐.
다음 표는 상술한 바와 같은 타이머에 의한 시퀀스 제어방식이 아닌 PLC제어방식을 채택하였을 경우의 장ㆍ단점을 시퀀스 제어방식과 비교하여 나타낸 비교표이다.
<표>
Figure 112005019209820-PAT00001
위 표에서 보는 바와 같이 위 두 방식의 가장 큰 특징은 타이머에 의한 시퀀스 제어방식일 경우, 각 탱크별로 설정된 타이머의 시간에 따라 A탱크에서 D탱크까지 순차적으로 약품을 공급하게 되며, 따라서, 각 탱크 공히 똑같은 시간으로 타이머를 설정하였을 경우에는 탱크 용량이 가장 작은 D탱크의 농도보정이 가장 먼저 완료된다.
반면, PLC제어방식일 경우에는, 탱크의 용량에 상관없이 순차적으로 '가'탱크부터 약품의 농도보정을 완료한 후 '나'탱크로 넘어가게 된다. 따라서, 하나의 탱크에 한번에 많은 양의 약품이 투입되므로 과도하게 약품이 투입될 우려가 있고 마지막 탱크인 '라'탱크까지 농도보정이 이루어지기까지는 상당한 시간이 소요되므 로 '라'탱크는 약품의 농도가 현저히 부족한 상태에서 장시간 방치되게 된다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 의하여, 하나의 시료분석검지통에 설치된 각종 센서들로부터 다수개의 액체저장탱크에 함유된 화학약품의 농도를 검측하여 그 검측결과에 따라 자동적으로 반복적이고 지속적으로 화학약품의 농도유지 및 보정이 이루어지도록 함으로써, 종래와 같이 다수개의 액체저장탱크에 각각 각종 센서들을 설치함에 따른 설치비용 및 자재비용을 절감할 수 있고, 각 액체저장탱크에 투입된 화학약품의 농도를 수작업으로 맞추지 않아도 됨으로 화학약품이 과다투입되거나 너무 적게 투입되는 등 화학약품의 일정한 농도유지가 어려웠던 문제점을 해소할 수 있으며, 작업자가 수시로 센서의 검측결과를 체크하여 그에 따른 조치를 취해야 했던 번거로운 작업을 하지 않아도 됨으로 시간과 인력의 낭비를 줄일 수 있을 뿐 아니라 시스템의 구조가 간단하여 제작비가 저렴하고 설치가 용이하여 수영장, 목욕탕, 화학제 제조공장 등 폭넓은 범위에 적용이 용이하다.

Claims (4)

  1. 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입방법 및 시스템에 있어서,
    액체저장탱크Ⅰ(10)에서 액체저장탱크Ⅲ(30)까지 구비하고, 그 액체저장탱크(10)(20)(30)들에는 각각 시료공급펌프(P1)(P2)(P3)를 부착하며 그 시료공급펌프(P1)(P2)(P3)들에는 각각 시료투입관(40)(41)(42)을 설치하고, 상기 시료투입관(40)(41)(42)들은 헤더(43)에 연결하며, 그 헤더(43)는 상기 액체저장탱크(10)(20)(30)에 함유된 화학약품의 농도를 검측하는 센서(S1)(S2)(S3)들이 구비된 시료분석검지통(50)에 설치하되, 상기 시료투입관(40)(41)(42)의 끝단에는 각각 전자밸브(V1)(V2)(V3)를 설치하고, 상기 시료분석검지통(50)에는 시료를 외부로 배출할 수 있도록 드레인밸브(Y1)와 시료를 약품혼합조(90)에 직접 공급할 수 있도록 공급밸브(Y2)를 설치하며, 상기 시료분석검지통(50)에 구비된 센서(S1)(S2)(S3)들은 제어부(60)에 연결시켜서 구성되는 것을 특징으로 하는 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부(60)에는 액체저장탱크(10)(20)(30)에 함유된 약품의 묽거나 진한 용액들을 저장하고 있는 다수개의 약품통(71)(72)(73)에 설치된 약품공급펌프(CP1)(CP2)(CP3)들의 전원을 연결하고, 상기 약품공급펌프(CP1)(CP2)(CP3)에 설치된 약품이송관(80)(81)(82)은 약품혼합조(90)에 연결시키며, 상기 약품혼합조(90)에는 드레인밸브(Y3)와 메인이송펌프(MP)를 설치하고 그 메인이송펌프(MP)는 헤더(91)에 연결하며, 그 헤더(91)에 연결된 약품공급관(92)(93)(94)을 상기 액체저장탱크Ⅰ(10) 내지 액체저장탱크Ⅲ(30)에 연결하되, 각각의 약품공급관(92)(93)(94)에는 전자밸브(T1)(T2)(T3) 및 체크밸브(C1)(C2)(C3)를 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입 시스템.
  3. 상기 액체저장탱크Ⅰ(10)의 타이머Ⅰ이 작동하면 전자밸브 V1과 시료공급펌프 P1이 작동되어 액체저장탱크Ⅰ의 시료가 시료분석검지통(50)에 투입되고 투입된 시료내의 화학약품의 농도를 시료분석검지통(50)의 각종 센서(S1)(S2)(S3)가 검측하며 그 검측된 수치를 제어부(60)로 전송하고 상기 제어부(60)는 전송된 수치중 어느 하나 또는 둘 이상의 화학약품의 농도 수치가 설정 기준치 이하일 경우에 그 해당 화학약품이 진한 농도로 저장되어 있는 약품통(71)(72)(73)의 약품공급펌프(CP1)(CP2)(CP3)를 기동시키고, 반대로 화학약품의 농도 수치가 설정 기준치 이상일 경우에는 그 해당 화학약품이 묽은 농도로 저장되어 있는 약품통(71)(72)(73)의 약품공급펌프(CP1)(CP2)(CP3)를 기동시킴과 동시에 전자밸브 T1을 개방시킴으로써 상기 약품통(71)(72)(73)으로부터 약품혼합조(90)로 투입된 약품은 다시 메인이송펌프(MP)에 의해 액체저장탱크Ⅰ(10)에 투입되어 액체저장탱크Ⅰ(10)에 함유된 화학약품의 농도를 보정하도록 한 것을 특징으로 하는 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 타이머Ⅰ의 설정된 시간이 종료되면 곧이어 타이머Ⅱ가 작동되어 액체저장탱크Ⅱ(20)의 시료가 시료분석검지통(50)에 투입되고, 이 때 시료분석검지통(50)의 공급밸브 Y2와 약품혼합조(90)의 드레인밸브 Y3를 수십초간 개방하여 시료분석검지통(50)에 잔류된 액체저장탱크Ⅰ(10)의 시료 및 약품혼합조(90)에 잔류된 화학약품을 씻어 내며, 상기 타이머Ⅱ가 미리 설정된 시간만큼 동작되어 종료되면 이어서 타이머Ⅲ가 동작되어 액체저장탱크Ⅲ(30)에 함유된 화학약품의 농도보정이 이루어지고, 상기 타이머Ⅲ가 종료되면 다시 타이머Ⅰ이 동작되면서 액체저장탱크Ⅰ(10)에서 액체저장탱크Ⅲ(30)까지 순차적으로 작업이 반복 수행되면서 그 액체저장탱크(10)(20)(30)에 함유된 화학약품의 농도 검측 및 농도 보정이 이루어지고, 상기 액체저장탱크(10)(20)(30)에 함유된 화학약품 농도가 설정 기준치에 적합할 경 우에는 상기 시료분석검지통(50)의 드레인밸브 Y1만 개방하여 시료를 외부로 배출시키도록 한 것을 특징으로 하는 액체내의 화학약품 농도유지 및 보정을 위한 순환식 화학유체 투입방법.
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