KR100553225B1 - 수평식 자외선 살균 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 수평식 자외선 살균 장치는, 액체의 유입관과 배출관을 포함하는 챔버(chamber) 및 챔버 상부의 결합 가능한 자외선 살균 모듈(module)을 포함하고, 자외선 살균 모듈은 챔버로 유입된 액체에 자외선을 조사하는 복수의 자외선 램프, 자외선 램프와 각각 대응되는 복수의 케이블(cable), 자외선 램프를 지지하는 제 1 및 제 2지지대, 제 1 및 제 2지지대와 결합되는 상판, 상판의 상면에 부착된 제 1 및 제 2손잡이, 그리고 상판에 설치되어 자외선 램프로부터 조사되어 챔버 내를 통과하는 자외선의 액체에서의 세기를 감지하는 복수의 자외선 감지 센서를 포함하고, 자외선 감지 센서의 자외선 감지면은 자외선 램프로부터 각각 다른 거리로 형성된다. 상술한 바와 같은 구성에 의해, 챔버 내의 자외선의 세기 및 자외선의 액체의 투과율이 측정되는 것이 가능하고, 시간의 경과에 따라 방사 광원인 자외선 램프로부터의 광의 세기가 줄어드는 것을 감지할 뿐만 아니라 광원의 출력이 감소하는 것인지 또는 액체 자체의 자외선 투과율이 변화되는 것인지를 확인하는 것이 가능하므로, 정화될 액체에 대한 충분한 정화 및 살균을 실행하도록 살균설비를 제어하는 것이 가능하다.
투과율, 모듈, 케이블, 자외선 램프, 자외선 챔버

Description

수평식 자외선 살균 장치{Horizontal UV sterilizer}
도 1은 종래의 수평식 자외선 살균 장치의 분해 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수평식 자외선 살균 장치의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수평식 자외선 살균 장치에서의 자외선 센서의 제 1부착 형태의 확대도, 및
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평식 자외선 살균 장치에서의 자외선 센서의 제 2부착 형태의 확대도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
200: 수평식 자외선 살균 장치 210: 자외선 살균 모듈
211,212,213: 자외선 램프 214 : 제 1 지지대
215 : 제 1 지지대 216: 상판
217,218 : 손잡이 219 : 케이블
221: 챔버 222: 유입관
223: 배출관 231, 233, 235: 자외선 감지 센서
241, 242, 243: 홀더 251 : 제 1 케이블
252 : 제 2 케이블 253 : 제 2 케이블
본 발명은 수평식 자외선 살균 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광원인 자외선 램프의 액체에 대한 자외선 투과율을 용이하게 확인하는 것이 가능한 수평식 자외선 살균 장치에 관한 것이다.
자외선(UV) 살균 장치는 주로 240 내지 280nm 범위 내의 파장을 가진 전자파를 정화할 액체에 조사하여 살균을 실시한다. 이와 같은 수평식 자외선 살균 장치는 가정 급수나 공공의 상하수도 처리, 산업 공장으로의 급수, 가정 폐수 등에 많이 사용되고 있으며, 병원균이 존재하여 인체에 해를 끼칠 우려가 있는 장소에서도 또한 사용된다.
상술한 용도 등에 사용되는 종래의 수평식 자외선 살균 장치에 대하여 도면을 통하여 설명하겠다.
도 1은 종래의 수평식 자외선 살균 장치의 분해 사시도이다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 수평식 자외선 살균 장치(100)는 상부가 개방된 챔버(chamber; 121) 및 챔버(121) 상부에 결합되며 챔버(121)로 유입되는 액체에 자외선을 조사하여 살균하는 모듈(module; 110)을 포함한다. 그리고, 자외선 살균 모듈(110)은 챔버 상부에 결합되는 상판(116), 상판(116) 하부면의 양단에서 상기 챔버안쪽을 향하도록 설치되는 제 1 및 제 2지지대(114 및 115), 제 1 및 제 2지지대(114 및 115) 사이에 설치되는 복수의 자외선 램프들(111, 112 및 113)을 포함한다. 그리고, 복수의 자외선 램프들(111, 112 및 113)은 각각 외부 전력을 공급하는 케이블(151, 152 및 153)과 연결되어 있다.
종래의 수평식 자외선 살균 장치(100)는, 유입관(122)을 통하여 챔버(121)내로 폐수가 유입되고, 자외선 살균 모듈(110)의 자외선 램프(111, 112 및 113)에서 자외선이 방사되어 폐수에 대한 살균 또는 정화를 실행한다. 또한, 상판(116)의 상부에는 제 1 및 제 2손잡이(117 및 118)가 설치될 수 있고, 제 1 및 제 2손잡이(117 및 118)를 이용하여 자외선 살균 모듈(110)을 챔버(121)로부터 분리하여 자외선 램프(111, 112 및 113) 등을 교체하는 것이 가능하다.
한편, 액체 살균에 있어서 살균될 대상인 액체 내의 미생물의 살균 효율은 미생물에 조사되는 자외선의 양, 즉, 자외선의 조사량에 의해 결정된다. 자외선 조사량은 다음의 수식에 의해 결정된다.
Figure 112003513409650-pat00001
(D: 자외선 조사량, I: 자외선 강도, Tm: 미생물의 자외선 접촉 시간)
여기서, 자외선 강도는 광원에서 방출되는 자외선의 세기와 방출된 자외선이 액체를 통과하는 정도, 즉 자외선 투과율에 의해 결정되며, 미생물의 자외선 접촉 시간은 살균 설비를 통과하는 유량에 의해 결정된다. 따라서 자외선에 의한 살균의 효율을 결정하는 요소는 광원으로부터 발생되는 자외선의 세기, 액체의 자외선 투과율, 그리고 유량이다.
이와 같은 이유로 챔버 내로 유입되는 액체에 대한 가장 적절한 정화 및 살균을 실행하기 위해서는 챔버 내부를 주기적으로 모니터링(monitoring)하여서 액체의 유량, 자외선의 세기 및 방사되는 자외선의 파장에 있어서의 액체의 자외선 투과율을 정확히 파악하여야 한다. 그 이유는 상술한 요소가 기(旣)설정된 한계 이하로 떨어지는 등의 문제가 발생되면 자외선 광의 조절 등의 보정 조치를 취하여야 하기 때문이다.
챔버에 흐르는 액체의 유량은 공지된 종래의 기술로 용이하게 측정되고, 자외선의 세기 및 액체의 자외선 투과율은 방사되는 자외선을 감지함으로써 파악될 수 있다. 이것은 곧 챔버 내에 자외선 감지 센서 등과 같은 자외선을 감지할 수 있는 감지 기구가 설치되어야 함을 의미한다.
수평식 자외선 살균 장치의 챔버 내에 흐르는 액체의 자외선 투과율을 측정하기 위해서는 상술한 바와 같이 장치 내에 하나 이상의 자외선 감지 센서가 설치되어야 한다. 그런데, 센서를 하나만 사용하거나 광원과 동일 거리에 설치되는 복수의 센서를 사용하는 경우에는 시간의 경과에 따라 방사 광원인 자외선 램프로부터의 광의 세기가 변화하는 것을 감지하는 것이 가능하지만, 시간의 경과에 따라 광원의 출력이 변화하는 것인지 또는 액체의 자외선 투과율이 변화되는 것인지를 확인할 수는 없다.
그러므로, 폐수에 대한 액체의 자외선 투과율을 보다 정밀하게 측정하기 위해서는, 챔버에 복수의 센서를 설치하고 설치된 복수의 센서를 모두 광원으로부터의 거리를 다르게 하여, 시간의 경과에 따른 광원 출력 감소 여부 및 액체 자체의 자외선 투과율 변화 여부를 확인할 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 챔버 내의 자외선의 세기 및 액체의 자외선 투과율이 측정 가능할 뿐만 아니라, 시간의 경과에 따라 광원의 출력이 변화하는 것인지 또는 액체 자체의 자외선 투과율이 변화되는 것인지를 확인하는 것이 가능하도 록 복수의 센서가 설치되는 수평식 자외선 살균 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수평식 자외선 살균 장치는, 상부가 개방된 챔버 및 챔버 상부에 결합되며 챔버로 유입되는 액체에 자외선을 조사하여 살균하는 자외선 살균 모듈을 포함하고, 자외선 살균 모듈은 챔버 상부에 결합되는 상판, 상판 하부면의 양단에서 상기 챔버 안쪽을 향하도록 설치되는 제 1 및 제 2지지대, 제 1 및 제 2지지대 사이에 설치되는 복수의 자외선 램프, 제 1 및 제 2지지대 사이의 상판에 설치되어 자외선 램프로부터 조사되어 챔버 내를 통과하는 자외선의 액체에서의 세기를 감지하는 복수의 자외선 감지 센서를 포함하고, 자외선 감지 센서의 자외선을 감지하는 자외선 감지면은 상기 자외선 램프로부터 각각 다른 거리로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 복수의 자외선 감지 센서는 자외선 램프의 길이 방향에 따라 일렬로 설치되거나, 자외선 램프의 길이 방향의 수직 방향에 따라 일렬이며 각각의 자외선 감지면이 자외선 램프의 자외선 방사 방향에 수직으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성에 의해, 챔버 내의 자외선의 세기 액체의 자외선 투과율이 측정되는 것이 가능하고, 또한 시간의 경과에 따라 방사 광원인 자외선 램프로부터의 광의 세기가 변화하는 것을 감지할 뿐만 아니라 시간의 경과에 따라 광원의 출력이 변화하는 것인지 또는 액체 자체의 자외선 투과율이 변화되는 것인지를 확인하는 것이 가능하다.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수평식 자외선 살균 장치에 대해 자세히 설명한다. 동일 참조 번호는 동일 부분을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수평식 자외선 살균 장치의 분해 사시도이다. 도 2에 도시된 본 발명에 따른 수평식 자외선 살균 장치(200)는 도 1의 종래의 수평식 자외선 살균 장치와 유사하나, 도 2를 참조하여 간략하게 설명하여 보면, 본 발명의 수평식 자외선 살균 장치(200)는 상부가 개방된 챔버(chamber; 221) 및 챔버(221) 상부에 결합되며 챔버(221)로 유입되는 액체에 자외선을 조사하여 살균하는 자외선 살균모듈(module; 210)로 구성되어 있다.
상기 자외선 살균 모듈(210)은 챔버(221) 상부에 결합되는 상판(216)과, 상기 상판(216) 하부면의 양단에서 수직 하향으로 고정되고, 상기 챔버 안쪽을 향하도록 서로 대향하여 설치되는 제 1 지지대(214) 및 제 2지지대(215)와, 상기 제 1 및 제 2지지대(214 및 215) 사이에 설치되는 복수개의 자외선 램프들(211, 212, 213)을 포함한다.
이때, 상기 복수개의 자외선 램프들(211, 212, 213)은 각각 외부 전력을 공급하는 제 1 케이블(251), 제 2 케이블(252) 및 제 3 케이블(253)과 연결되어 있고, 상기 제 1 케이블(251), 제 2케이블(252), 제 3 케이블(253)은 상기 상판(216)의 상측 외부에 설치된 하나의 케이블(219)에서 각각 분기 되어져서 각각의 자외선 램프들과 연결되도록 설치되어 있다.
상기 챔버(221)의 좌측부에는 유입관(222)이 연결 고정되어 있고, 상기 챔버(221)의 우측부에는 배출관(223)이 연결 고정되어 있다.
본 발명의 수평식 자외선 살균 장치(200)는, 상기 유입관(222)을 통하여 챔버(221)내로 폐수가 유입되고, 자외선 살균 모듈(210)의 자외선 램프(211, 212, 213)에서 자외선이 방사되어 폐수에 대한 살균 또는 정화를 실행한 후, 상기 배출관(223)을 통해 배출된다.
또한, 상판(216)의 상부에는 제 1 및 제 2손잡이(217,218)가 설치되어 상기 자외선 살균모듈(210)을 제1 손잡이(217) 및 제 2손잡이(218)를 잡고 들어 올리므로서 챔버(221)로부터 분리하여 자외선 램프(211,212,213)를 용이하게 교체할 수 있다.
한편, 상기 상판(216)에 설치된 제 1 손잡이 및 제 2손잡이(217,218) 사이에는 제 1 자외선 감지센서(231), 제 2 자외선 감지센서(233) 및 제 3 자외선 감지센서(235)가 설치되어 있다.
상기와 같은 본원발명의 구성은 제 1자외선 감지 센서(231), 제 2자외선 감지센서(233) 및 제 3자외선 감지 센서(235)가 자외선 살균 모듈(210)의 상판(216)에 더 설치되어 있는 점이 종래의 기술과 다르다.
상기 제 1자외선 감지 센서(231), 제 2자외선 감지 센서(233) 및 제 3자외선 감지 센서(235)의 부착 형태는 도 3 및 도 4를 통하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수평식 자외선 살균 장치에서의 자외선 센서의 제 1부착 형태의 확대도이다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 제 1자외선 감지 센서(231), 제 2자외선 감지 센서(233) 및 제 3자외선 감지 센서(235)는 상판(216)에 자외선 램프(211)의 길이 방향에 따라 일렬로 형성된 제 1, 2 및 3홀더(holder; 241, 242 및 243)에 부착 설치된다. 이에 의해 각 자외선 감지 센서(231, 233 및 235)는 상판(216)으로부터 분리 가능하다.
제 1자외선 감지 센서(231), 제 2자외선 감지 센서(233) 및 제 3자외선 감지센서(235)의 각 감지면(232, 234 및 236)은 상판(216)을 관통하여 자외선 램프(211)를 향하도록 설치된다. 각 자외선 감지 센서(231, 233 및 235)의 상판(216)으로부터 자외선 램프(211) 방향으로 돌출된 길이(t1, t2 및 t3)는 제 1자외선 감지 센서(231), 제 2자외선 감지 센서(233) 및 제 3자외선 감지 센서(235) 가 각각 다르게 설정된다. 이말은 곧, 제 1자외선 감지 센서(231), 제 2자외선 감지 센서(233) 및 제 3자외선 감지 센서(235)의 각 감지면(232, 234 및 236)의 자외선 램프와의 거리(11, 12 및 13)가 다름을 의미한다.
상술한 바와 같이 각 감지면(232, 234 및 236)의 자외선 램프와의 거리(11, 12 및 13)를 동일하지 않도록 구성함으로서, 시간의 경과에 따라 광원인 자외선 램프(211)의 출력이 변화하는 것인지 또는 액체 자체의 자외선 투과율이 변화되는 것인지를 확인하는 것이 가능하다.
각 자외선 감지 센서(231, 233 및 235)에서 측정된 자외선 강도를 이용하여 액체의 자외선 투과율을 계산하는 방법은 다음과 같다.
Figure 112003513409650-pat00002
여기서,
S1, S2, S3는 제 1, 제 2 및 제 3자외선 감지 센서의 강도,
L은 광원의 길이,
T는 액체의 자외선 투과율(%),
K는 자외선 센서의 자외선 감지면의 오염으로 인한 강도의 감소,
11, 12, 13는 자외선 램프로부터 센서의 감지면까지의 거리를 나타낸다.
수학식 2, 수학식 3 및 수학식 4를 서로 나누면 아래와 같은 액체의 투과율에 관한 식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112003513409650-pat00003
S1, S2 및 S3와 11, 12 및 13는 측정 가능한 상수이므로, 상술한 공식을 통하여 액체의 자외선 투과율(T)을 구할 수 있다.
삽입되는 감지면(241, 242 및 243)의 길이를 다르게 하는 방법은 각각에 해당되는 센서를 개별 생산하는 방식도 있으나, 그 외 센서의 몸체와 감지면을 분리 가능하게 제작하고, 그 사이에 커넥터(connector)를 부착하는 방법이 있을 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평식 자외선 살균 장치에서의 자외 선 센서의 제 2부착 형태의 확대도이다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 제 1, 2 및 3홀더(241, 242 및 243)는 상판(216)의 폭방향으로 형성된다. 또한, 동일 광원인 자외선 램프(211)에서 방사되는 자외선의 직진성에 의해 부착되는 제 1자외선 감지센서(231), 제 2자외선 감지 센서(233) 및 제 3자외선 감지 센서(235)의 각 감지면(232, 234 및 236)이 광원을 수직으로 향해야 하므로, 제 1, 2 및 3홀더(241, 242 및 243)는 각각 부착되는 자외선 감지 센서(231, 233 및 235)의 감지면(232, 234 및 236)이 자외선 램프(211)에 수직하는 방향을 가지도록 기울어져 형성된다.
한편, 본 발명은 상술한 바 이외에도 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경 실시할 수 있음은 당 업계의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 이해할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수평식 자외선 살균 장치는, 복수의 자외선 감지 센서가 설치되고, 또한, 각 자외선 감지 센서와 광원과의 거리가 동일하지 않음으로 인해, 챔버 내의 자외선의 세기 및 자외선의 액체의 자외선 투과율이 측정되는 것이 가능하고, 또한, 시간의 경과에 따라 방사 광원인 자외선 램프로부터의 광의 세기가 변화하는 것을 감지할 뿐만 아니라 시간의 경과에 따라 광원의 출력이 감소하는 것인지 또는 액체 자체의 자외선 투과율이 변화되는 것인지를 확인하는 것이 가능하다. 이에 의해, 정화가 실행되는 챔버 내부의 자외선의 세기 및 방사되는 자외선 파장에 있어서의 액체의 자외선 투과율이 정확히 파악되므로, 광원의 출력변화 및 액체의 자외선 투과율 감시를 통해 시간의 경과에 상관없이 항상 적절한 살균효과, 즉 일정한 자외선 조사량 이상을 유지하도록 살균장치의 제어가 가능하다.

Claims (3)

  1. 정화될 액체가 유입되는 유입관과 정화된 액체가 배출되는 배출관을 포함하며 상부가 개방된 챔버(chamber); 및
    상기 챔버 상부에 결합되며, 상기 챔버로 유입되는 액체에 자외선을 조사하여 살균하는 자외선 살균 모듈(module); 을 포함하는 수평식 자외선 살균 장치에 있어서,
    상기 자외선 살균 모듈은,
    상기 챔버 상부에 결합되는 상판과,
    상기 상판 하부면의 양단에서 수직 하향으로 고정되고 상기 챔버 안쪽을 향하도록 서로 대향하게 설치되는 제 1 및 제 2지지대와,
    상기 제 1 및 제 2지지대 사이에 횡방향으로 고정 설치되는 복수개의 자외선 램프와,
    상기 제 1 및 제 2지지대 사이의 상기 상판에 설치되어 상기 자외선 램프로부터 조사되어 상기 챔버 내를 통과하는 자외선의 액체에서의 세기를 감지하는 복수개의 자외선 감지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평식 자외선 살균 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 복수개의 자외선 감지 센서는 상기 자외선 램프의 길이 방향에 따라 일렬로 설치되는 것을 특징으로 하는 수평식 자외선 살균 장치.
  3. 삭 제
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