KR100437901B1 - 염소투입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저수조의 수위와 수온에 따라 염소투입량을 산정하여 살균 및 소독의 효과를 극대화하고, 저수조 내부에서 다량의 기포를 생성시키고 물과 염소가 혼합된 혼합수를 지속적으로 순환되게 함으로써 용존산소량을 증가시킴은 물론, 기포와 순환에 의해 투입된 염소분말의 용해정도를 높여 바닥면에 침전되지 않게하며, 저수조 내부에서 염소농도를 균일하게 유지되도록 하는 염소투입장치에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 혼합탱크의 상면 중앙부에는 염소분말이 투입되어 저장되는 염소투입기가 설치되고, 상기 혼합탱크의 상면 중앙부 일측에는 상기 염소투입기에 유입된 염소분말을 일정량 배출시키는 정량모터가 설치되고, 상기 혼합탱크의 상면 중앙부 타측에는 혼합탱크 내부로 공기를 유입시키는 에어펌프가 설치되고, 상기 혼합탱크의 일측에는 물의 고.저수위를 측정하여 전기적신호를 발생하는 수위감지센서부가 설치되고, 상기 혼합탱크의 타측에는 염소와 물이 고르게 혼합된 혼합수를 일정량 배출하는 정량펌프가 설치되고, 상기 혼합탱크의 일측에는 내부에서 혼합수를 강제 순환시키는 순환펌프가 설치되고, 상기 염소투입기 내측 저부에는 상기 정량모터의 구동에 의해 염소분말을 염소배출구를 통해 배출시키는 이송스크류가 설치되고, 상기 정량펌프에 연결되어 정량의 혼합수를 외부로 배출하기 위한 제 1 배관이 혼합탱크 내부에 설치되고, 상기 순환펌프에 연결되어 순환노즐을 통하여 혼합수를 순환시키는 제 2 배관이 혼합탱크 내부에 설치되고, 상기 에어펌프에 연결된 에어공급관을 통해 기포를 발생시키는 기포분산기가 혼합탱크 내부 바닥면에 설치되고, 상기 수위감지센서부에 고정 설치되어 유입된 물의 고.저수위를 감지하는 고.저수위감지센서가 혼합탱크 내부에 설치되고, 상기 혼합탱크의 내벽 일측에는 혼합수의 온도를 감지하여 그에 비례하는 전기적신호를 출력하는 온도감지센서가 설치되어 구성된 것에 특징이 있다.

Description

염소투입장치{Apparatus for injecting chlorine}

본 발명은 염소투입장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 저수조의 수위와 수온에 따라 염소투입량을 산정하여 살균 및 소독의 효과를 극대화하고, 저수조 내부에서 다량의 기포를 생성시키고 물과 염소가 혼합된 혼합수를 지속적으로 순환되게 함으로써 용존산소량을 증가시킴은 물론, 기포와 순환에 의해 투입된 염소분말의 용해정도를 높여 바닥면에 침전되지 않게하며, 저수조 내부에서 염소농도를 균일하게 유지되도록 하는 염소투입장치에 관한 것이다.

일반적으로 지하수 또는 수도물 공급시 살균 및 소독을 실행하기 위하여 적정량의 염소가 용해된 물(이하 "혼합수"라함)을 공급하게 되고, 이러한 혼합수를 생성하는 염소투입장치가 널리 사용되고 있다. 특히, 수도물이 공급되지 않는 섬이나 산간 지방에는 관정으로부터 지하수를 끌어올려 대형의 저수조에 임시 저장하고, 이 저수조에 저장된 물을 배관을 통해 원거리에 떨어진 사용자에게 식수로서 공급하고 있으며, 이와 같이 지하수를 임시 저장하는 저장조에 소독 및 살균을 위한 혼합수를 생성하는 염소투입장치의 구비는 필수적이다.

이러한 염소투입장치는 대한민국 특허 공개번호 제 1999-73199호(공개일자: 1999년10월05일), 특허 공개번호 제 1999-40181호(1999년06월05일), 대한민국 실용신안 공개번호 제 1999-35413호(공개일자:1999년09월06일), 실용신안 등록번호 제 235500호(등록일자:2001년06월12일)에서 제안된 바 있다.

즉, 특허 공개번호 제 1999-73199호(발명의 명칭:자동염소투입장치 및 방법)및 실용신안 공개번호 제 1999-35413호(고안의 명칭:염소투입기의인젝터)는 물에혼입되는 염소가스의 농도를 실시간으로 측정하여 항상 적정량의 염소가스를 혼합하면서, 액화염소통의 염소가스가 떨어지면서 기계가 정지될 때에 배관 내부에 진공이 걸려 물이 역류되는 것을 방지하고, 배관설비가 정전에 의해 순간적으로 정지되거나 펌프 등의 고장으로 정지되는 경우에 물이 역류되는 것을 방지하고 있다.

그리고, 특허 공개번호 제 1999-40181호는 복수개의 투입관, 지지대, 고정대,높이조정부재로 이루어진 고체염소 투입장치를 제안하고 있으며, 실용신안 등록번호 제 235500호(고안의 명칭:정량 염소 투입장치)는 자동 전자유량계를 케이스 내에 내장하여 물 사용량(유량)을 정확히 파악한 후 정량 염소주입펌프에서 살균에 필요한 염소량을 정량 투입하도록 되어 있다.

이와 같은 종래의 염소투입장치는 가스 또는 고체형태의 염소를 사용하고 있어 그 주입장치의 기계적 구성이 매우 복잡할 뿐만 아니라, 항시 일정량의 염소 만을 투입할 수 있도록 되어 있어 염소투입량이 변화될 수 있는 요건 즉, 수위는 물론 세균의 번식에 직접적인 영향을 줄수 수온에 따라 염소투입량을 량을 증감할 수 없게 되어 사실상 살균 및 소독의 효과를 보기 어려운 문제점이 있는 것이다.

또한, 염소와 물이 혼합되는 혼합탱크 내부에는 별도의 교반장치가 설치되지 않아 가스 또는 고체형태의 염소가 혼합탱크 내에 투입될 경우 미처 물에 용해되지 않은 염소가 저수조 바닥면에 침전되는 현상이 발생하게 되고, 이 침전된 염소로 인해 과다한 염소의 투입이 야기되어 오히려 인체에 유해 성분으로 작용할 뿐만 아니라 혼합탱크 내부에서 염소농도를 균일하게 유지할 수 없는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로써, 지하수를 임시로저장하는 저장조에 소독 및 살균에 사용되는 염소를 분말형태로 사용하고, 이 염소분말의 투입량을 혼합탱크에 유입된 수위와 수온에 따라 마이크로프로세서인 제어부에서 연산 및 산출하여 정량모터의 이송스크류에 의해 투입함으로써 물의 량과 세균의 번식에 결정적인 요인이 되는 수온에 의해 최적량의 염소 투입으로 인한 살균 및 소독의 효과를 극대화 한 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 혼합탱크 바닥면으로부터 다량의 기포를 생성함과 동시에 혼합탱크 내부에서 혼합수를 지속적으로 순환되게 함으로써 용존산소량을 증가시킴은 물론, 기포와 순환에 의해 투입된 염소분말의 용해정도를 높여 바닥면에 침전되지 않게하며, 혼합탱크 내부에서 염소농도를 균일하게 유지되도록 한 것을 기술적 과제로 한다.

상기와 같은 기술적 과제로하는 본 발명은 급수구를 통해 물이 유입되는 혼합탱크가 구비되고, 이 혼합탱크 내부에서 염소와 물이 혼합되어 배수구를 통해 일정량 배출되는 염소투입장치에 있어서, 상기 혼합탱크의 상면 중앙부에는 염소분말이 투입되어 저장되는 염소투입기가 설치되고, 상기 혼합탱크의 상면 중앙부 일측에는 상기 염소투입기에 유입된 염소분말을 일정량 배출시키는 정량모터가 설치되고, 상기 혼합탱크의 상면 중앙부 타측에는 혼합탱크 내부로 공기를 유입시키는 에어펌프가 설치되고, 상기 혼합탱크의 일측에는 물의 고.저수위를 측정하여 전기적신호를 발생하는 수위감지센서부가 설치되고, 상기 혼합탱크의 타측에는 염소와 물이 고르게 혼합된 혼합수를 일정량 배출하는 정량펌프가 설치되고, 상기 혼합탱크의 일측에는 내부에서 혼합수를 강제 순환시키는 순환펌프가 설치되고, 상기 염소투입기 내측 저부에는 상기 정량모터의 구동에 의해 염소분말을 염소배출구를 통해 배출시키는 이송스크류가 설치되고, 상기 정량펌프에 연결되어 정량의 혼합수를 외부로 배출하기 위한 제 1 배관이 혼합탱크 내부에 설치되고, 상기 순환펌프에 연결되어 순환노즐을 통하여 혼합수를 순환시키는 제 2 배관이 혼합탱크 내부에 설치되고, 상기 에어펌프에 연결된 에어공급관을 통해 기포를 발생시키는 기포분산기가 혼합탱크 내부 바닥면에 설치되고, 상기 수위감지센서부에 고정 설치되어 유입된 물의 고.저수위를 감지하는 고.저수위감지센서가 혼합탱크 내부에 설치되고, 상기 혼합탱크의 내벽 일측에는 혼합수의 온도를 감지하여 그에 비례하는 전기적신호를 출력하는 온도감지센서가 설치되어 구성된 것에 특징이 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 염소투입장치의 평면도.

도 1b는 도 1a의 A-A선 단면도.

도 1c는 도 1a의 B-B선 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 염소투입장치의 제어블록도.

도 3은 본 발명에 따른 염소투입장치의 동작흐름도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

50 : 염소투입장치 51 : 염소투입기 52 : 진동판

53 : 진동편 54 : 정량모터 55 : 이송스크류

56 : 염소배출구 57 : 에어펌프 58 : 순환펌프

59 : 정량펌프 60 : 수위감지센서부 61 : 고수위감지센서

62 : 저수위감지센서 63 : 제 1 배관 64 : 급수구

65 : 혼합탱크 66 : 에어공급관 68 : 기포분산기

69 : 순환노즐 70 : 제 2 배관 71 : 온도감지센서

72 : 배수구

도 1a는 본 발명에 따른 염소투입장치(50)의 평면도이며, 도 1b는 도 1a의 A-A선 단면도이고, 도 1c는 도 1a의 B-B선 단면도로서, 급수구(64)를 통해 유입되는 물이 저장되는 혼합탱크(65)의 상면 중앙부에는 염소가 투입되어 저장되는 염소투입기(51)가 설치되고, 혼합탱크(65)의 상면 중앙부 일측에는 후술되는 제어부(80)에 의해 구동되어 염소투입기(51)에 유입된 염소를 일정량 배출시키는 정량모터(54)가 설치된다.

또한, 상기 염소투입기(51) 내측 저부에는 정량모터(54)의 구동에 의해 염소투입기(51) 내부에 유입된 염소를 염소배출구(56)를 통해 이송시키는 이송스크류(55)가 설치되고, 이 염소투입기(51) 내부에는 이송스크류(55)와 접촉되는 진동편 (53)에 의해 지지되어 염소투입기(51) 내부에 유입된 염소의 응고를 방지하는 진동판(52)이 일정한 기울기로서 설치된다.

상기 혼합탱크(65)의 상면 중앙부 타측에는 후술되는 제어부(80)에 의해 구동되어 혼합탱크(65) 내부로 공기를 유입시켜 용존산소량을 높이고 염소가 바닥면에 침전되는 현상을 방지하기 위해 공기를 공급하는 에어펌프(57)와, 혼합탱크(65) 내부의 혼합수를 강제 순환시켜 혼합수의 혼합농도를 고르게하고 염소가 침전되는 현상을 방지하기 위한 순환펌프(58)가 설치된다.

그리고, 상기 혼합탱크(65)의 일측에는 물의 수위를 측정하는 수위감지센서부(60)가 설치되며, 상기 혼합탱크(65)의 타측에는 후술되는 제어부에 의해 구동되어 염소분말이 물에 고르게 혼합된 혼합수를 일정량 배출하는 정량펌프(59)가 설치된다.

상기 혼합탱크(65) 내부에는 정량펌프(59)에 연결 설치되어 정량의 혼합수를 외부로 배출하기 위한 제 1 배관(63)과, 순환펌프(58)에 연결 설치되어 순환노즐 (69)을 통하여 혼합수를 순환시켜 혼합농도를 고르게하고 염소가 침전되는 현상을 방지하기 위한 제 2 배관(70)이 설치된다.

또한, 상기 에어펌프(57)에 연결 설치된 에어공급관(67)을 통해 물에 녹지않은 염소분말이 침전되지 않도록 기포를 발생시키기 위한 기포분산기(68)와, 수위감지센서부(60)에 고정 설치되어 물의 고.저수위를 감하는 고.저수위감지센서(61) (62)가 구비되며, 혼합탱크(65)의 내벽 일측에는 혼합수의 온도를 감지하여 그에비례하는 전기적신호를 출력하는 온도감지센서(71)가 설치된다.

미설명부호 66은 필터이며, 72는 배출구이고, V1은 급수밸브이고, V2는 역류방지용 체크밸브이다.

도 2는 본 발명에 따른 염소투입장치의 제어블록도이며, 도 3은 본 발명에 따른 염소투입장치의 동작흐름도로서, 혼합탱크(65)에 유입된 물의 수위를 감지하는 수위감지센서부(60)의 고.저수위감지센서(61)(62)와, 혼합탱크(65)에 유입된 물의 온도를 감지하는 온도감지센서(71)와, 시스템의 전원공급 및 자동/수동스위치 등이 설치된 조작부(83)의 출력단에는 신호변환부(82)를 통해 제어부(80)에 연결되며, 이 제어부(80)의 출력단에는 드라이브(81)를 통해 정량펌프(59), 에어펌프 (57), 순환펌프(58), 정량모터(54) 및 혼합탱크(65)의 수위, 물의 온도, 펌프 및 모터의 구동상태를 알리는 램프 등이 설치된 표시부(84)가 연결된다.

상기 제어부(80)는 도 3에 도시된 바와 같이 혼합탱크(65)내에 유입된 물의 수위 및 온도에 따라 최적량의 염소를 투입할 수 있도록 정량모터(54)를 제어하고, 또한 무인급수장치가 구동되지 않을 경우 정량펌프(59)와 정량모터(54)는 자동으로 정지시키고 순환펌프(58)와 에어펌프(57) 만을 가동하는 프로그램이 내장되어 있다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 염소투입장치의 작용관계를 도 1a 내지 도 3에 의해 설명하면 다음과 같다.

먼저 염소분말을 염소투입기(51)에 투입한 상태에서 조작부(83)에 설치된 파워스위치를 온상태로 조작하게 되면 시스템의 각 장치에 전원이 공급되어 동작가능한 상태가 되어 초기화(단계 101)하게 되며, 이 상태에서 조작부(83)의 자동/수동스위치를 자동으로 설정하게 되면 염소투입장치(50)가 자동으로 동작하는 모드로 전환(단계 102, 103)됨으로써 제어부(80)에서는 드라이브(81)를 통해 순환펌프(58)와 에어펌프(57)를 강제로 가동(단계 103)시키게 된다.

이러한 상태에서 혼합탱크(65)의 일측에 설치된 급수구(64)를 통해 물이 유입되어 수위가 상승하게 되면 수위감지센서부(60)에 설치된 고.저수위감지센서(61) (62)에 의해 고수위 또는 저수위를 감지하게 되고, 제어부(80)에서는 상기 고.저수위감지센서(61)(62)의 출력을 읽어들여 혼합탱크(65)내에 유입되는 물의 수위를 판독(단계 104)하게 된다.

즉, 고.저수위감지센서(61)(62)에 의해 감지센 수위신호는 신호변환부(82)를 경유으로서 제어부(80)에서 읽어들일 수 있는 데이터로 변환 출력하게 되며, 이 데이터의 판독결과 혼합탱크(65)에 유입된 물이 고수위임이 판단(단계 105)되면, 급수밸브(V1)를 차단(단계 105a)하여 급수를 중단함과 동시에 혼합탱크(65)내부 일측에 설치된 온도감지센서(71)의 출력을 신호변환부(82)를 통해 읽어들여 수온을 판독(단계 106)하게 된다.

상기 제어부(80)는 수위감지센서부(60)인 고수위감지센서(61)와 온도감지센서(71)로부터 읽어들인 데이터를 기준으로 하여 혼합탱크(65)내에 투입하여야할 염소량을 연산(단계 107)하게 되고, 이러한 염소투입량의 연산이 완료됨이 판단(단계 108)되면 드라이브(81)를 통해 정량모터(54)를 구동시킴에 따라 이송스크류(55)가 회전하여 염소투입기(51)에 유입된 적정량의 염소분말을 연산된 량만큼염소배출구(56)를 통해 혼합탱크(65)로 투입(단계 109)하게 되며, 투입 완료시에는 정량모터(54)를 정지(단계 110, 111)시키게 된다.

여기서 수위감지센서부(60)와 온도감지센서(71)의 출력데이터를 기준으로 하여 염소투입량을 산정하는 이유는 물의 양에 따라 염소투입량은 정비례함은 당연하며, 수온에 따라 세균의 번식정도가 다르므로 수온에 비례하여 염소투입량을 증감시킴으로써 소독 및 살균의 효과를 극대화 하도록 한 것이다.

이때, 정량모터(54)가 구동되어 이송스크류(55)가 회전할 경우 진동판(52) 및 진동편(53)이 이송스크류(55)의 나사산과 불규칙적으로 접촉이 이루어져 진동판(52) 전체면에 진동이 가해지게 되며, 이 진동으로 인하여 염소투입기(51)에 유입된 염소분말이 응고되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 염소배출구(56)를 통해 혼합탱크(65) 내부로 염소분말이 투입되면 물에 용해되며, 미처 용해되지 않은 염소분말은 혼합탱크(65) 바닥면으로 침전되나, 에어펌프(57)로부터 발생되는 공기가 에어공급관(67)을 통해 기포분산기(68)로 전달됨으로써 다량의 기포를 발생하여 분산하게 되고, 이 분산된 기포에 의해 염소분말이 함께 비산됨으로써 혼합탱크(65)의 바닥면에 침전되는 현상을 방지하게 된다.

그리고, 순환펌프(58)의 구동으로 염소분말이 용해된 혼합수를 순환노즐(69)을 통해 혼합탱크(65)내에서 지속적으로 순환시킴에 따라 기포와 함께 비산되는 용해되지 않은 염소분말을 재용해될 수 있도록 촉진시킴은 물론, 염소분말이 용해되어진 혼합수의 농도를 고르게 분포시키게 된다.

상기 과정에서 제어부(80)에 의해 정량모터(54)를 구동하여 적정량의 염소를투입 완료한 상태에서 혼합탱크(65) 내에 염소분말과 물이 충분히 용해 및 혼합되는 일정시간이 경과됨이 인지(단계 112)되면 상기 제어부(80)에서는 드라이브(81)를 통해 정량펌프(59)를 구동하여 혼합수를 일정주기로 배수구(72)를 통해 메인급수관으로 배출(단계 113)하게 된다.

한편, 상기 단계 113의 과정을 반복하여 혼합탱크(65)의 수위가 감소되어 저수위감지센서(62)에 의해 감지(단계 116)될 경우 정량펌프(59)의 구동을 정지시킴과 동시에 급수밸브(V1)를 개방(단계 118)하여 급수구(64)를 통해 혼합탱크(65)내부에 물을 급수시키게 되며, 이 후 단계 105의 과정을 진행하게 되는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 지하수를 임시로저장하는 저장조에 소독 및 살균에 사용되는 염소를 분말형태로 사용하고, 이 염소분말의 투입량을 혼합탱크에 유입된 수위와 수온에 따라 마이크로프로세서인 제어부에서 연산 및 산출하여 정량모터의 이송스크류에 의해 투입함으로써 물의 량과 세균의 번식에 결정적인 요인이 되는 수온에 의해 최적량의 염소 투입으로 인한 살균 및 소독의 효과를 극대화 할 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 혼합탱크 바닥면으로부터 다량의 기포를 생성함과 동시에 혼합탱크 내부에서 혼합수를 지속적으로 순환되게 함으로써 용존산소량을 증가시킴은 물론, 기포와 순환에 의해 투입된 염소분말의 용해정도를 높여 바닥면에 침전되지 않게하며, 혼합탱크 내부에서 염소농도를 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 급수구(64)를 통해 물이 유입되는 혼합탱크(65)가 구비되고, 이 혼합탱크 (65) 내부에서 염소와 물이 혼합되어 배수구(72)를 통해 일정량 배출되는 염소투입장치에 있어서,

   상기 혼합탱크(65)의 상면 중앙부에는 염소분말이 투입되어 저장되는 염소투입기(51)가 설치되고,

   상기 혼합탱크(65)의 상면 중앙부 일측에는 상기 염소투입기(51)에 유입된 염소분말을 일정량 배출시키는 정량모터(54)가 설치되고,

   상기 혼합탱크(65)의 상면 중앙부 타측에는 혼합탱크(65) 내부로 공기를 유입시키는 에어펌프(57)가 설치되고,

   상기 혼합탱크(65)의 일측에는 물의 고.저수위를 측정하여 전기적신호를 발생하는 수위감지센서부(60)가 설치되고,

   상기 혼합탱크(65)의 타측에는 염소와 물이 고르게 혼합된 혼합수를 일정량 배출하는 정량펌프(59)가 설치되고,

   상기 혼합탱크(65)의 일측에는 내부에서 혼합수를 강제 순환시키는 순환펌프 (58)가 설치되고,

   상기 염소투입기(51) 내측 저부에는 상기 정량모터(54)의 구동에 의해 염소분말을 염소배출구(56)를 통해 배출시키는 이송스크류(55)가 설치되고,

   상기 정량펌프(59)에 연결되어 정량의 혼합수를 외부로 배출하기 위한 제 1배관(63)이 혼합탱크(65) 내부에 설치되고,

   상기 순환펌프(58)에 연결되어 순환노즐(69)을 통하여 혼합수를 순환시키는 제 2 배관(70)이 혼합탱크(65) 내부에 설치되고,

   상기 에어펌프(57)에 연결된 에어공급관(67)을 통해 기포를 발생시키는 기포분산기(68)가 혼합탱크(65) 내부 바닥면에 설치되고,

   상기 수위감지센서부(60)에 고정 설치되어 유입된 물의 고.저수위를 감지하는 고.저수위감지센서(61)(62)가 혼합탱크(65) 내부에 설치되고,

   상기 혼합탱크(65)의 내벽 일측에는 혼합수의 온도를 감지하여 그에 비례하는 전기적신호를 출력하는 온도감지센서(71)가 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 염소투입장치.
2. 제 1항에 있어서 상기 염소투입기(51) 내부에는 상기 이송스크류(55)와 접촉되는 진동편(53)에 의해 지지되는 진동판(52)이 설치된 것을 특징으로 하는 염소투입장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서 상기 정량모터(54)의 구동에 의해 혼합탱크 (65)로 배출되는 염소분말의 투입량은, 상기 혼합탱크(65)에 유입된 수위와 수온에 비례하여 산정되는 것을 특징으로 하는 염소투입장치.