KR100617516B1 - 나선튜브를 이용한 자외선 살균기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나선튜브를 이용한 자외선 살균기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일정한 평면상에 나선형태로 감겨지는 자외선 투과재질의 튜브로 이루어진 튜브층을 최소한 2층 가지며, 이들이 일정한 간격을 두고 이격되어 상하로 적층되고, 이러한 튜브층의 입출구단이 연속적으로 연결된 튜브 연결체 및 상기 튜브 연결체의 각 튜브층간에 배치되는 자외선램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 나선튜브를 이용한 자외선 살균기에 관한 것이다.

본 발명을 통하여 단위면적당 자외선 살균파장의 접촉면적을 극대화할 수 있어서 여타의 튜브배열보다 한층 고효율의 살균효과를 얻을 수 있으며, 기존의 방식에 비하여 상대적으로 짧은 자외선램프의 사용이 가능하므로 보편적인 규격의 램프를 적용함으로써 저가의 장비제조가 가능하고, 수직으로 적층하는 방식이므로 증설시 별도의 공간을 더 필요로 하지 않는 장점이 있다.

나선튜브, 자외선, 살균기

Description

나선튜브를 이용한 자외선 살균기{Ultraviolet sterilizing device using spiral tubes}

도 1은 본 발명의 나선튜브를 이용한 자외선 살균기의 일 실시예에 적용되는 튜브층과 랙을 하부에서 본 저면도이다.

도 2는 본 발명의 나선튜브를 이용한 자외선 살균기의 일 실시예에 대한 시스템 단면 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 튜브 연결체 11 : 튜브

12: 튜브층 13 : 혼합기(Mixer)

20 : 자외선램프 30 : 랙(Rack)

31 : 방사형 지지프레임 32 : 원주면 지지프레임

40 : 하우징 41 : 지지대

42 : 자외선램프 연결구 43 : 개방구

44 : 송풍팬

본 발명은 나선튜브를 이용한 자외선 살균기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단위면적당 자외선 살균파장의 접촉면적을 극대화할 수 있어서 여타의 튜브배열보다 한층 고효율의 살균효과를 얻을 수 있으며, 기존의 방식에 비하여 상대적으로 짧은 자외선램프의 사용이 가능하므로 보편적인 규격의 램프를 적용함으로써 저가의 장비제조가 가능하고, 수직으로 적층하는 방식이므로 증설시 별도의 공간을 더 필요로 하지 않는 장점이 있는 나선튜브를 이용한 자외선 살균기에 관한 것이다.

일반적으로 폐수, 하수, 생수, 지하수와 같은 물이나 음료, 과즙, 야채즙, 녹즙, 우유, 주류 등을 포함한 다양한 종류의 액체를 살균함에 있어서, 염소소독 방식이나 기타의 살균방법이 환경에 미치는 영향이 크므로 오존이나 자외선 방식의 살균방법이 다양한 형태로 제안되고 있는 실정이다.

특히 자외선 살균의 경우는 별도의 부산물질의 발생이 적으므로 그 적용이 활발히 이루어지고 있으나 자외선램프를 액체 저장조에 단순히 담가 두는 경우에는 상기 살균의 대상이 되는 액체가 탁도가 떨어지는 현탁액인 경우에는 자외선의 침투가 어려워 살균의 범위가 좁은 문제점이 있고, 램프에 부유물 등이 부착되는 경우에는 자외선의 조사가 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

또한 수조 등의 저장조에 담그는 형태의 자외선램프는 저장조의 깊이에 해당하는 자외선램프를 사용하는데, 이 경우에는 상대적으로 긴 자외선램프를 사용하여야 하므로 자외선램프의 관리가 어려우며, 고가의 자외선램프를 구매해야하므로 시설비 및 유지보수 비용이 증대하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 단위면적당 살균을 위한 자외선 조사의 접촉면적을 극대화할 수 있어서 여타의 튜브배열보다 한층 고효율의 살균효과를 얻을 수 있으며, 기존의 방식에 비하여 상대적으로 짧은 자외선램프의 사용이 가능하여 보편적인 규격의 램프를 적용할 수 있어서 저가로 장비제조가 가능한 자외선 살균기의 개발이 절실한 실정이다.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 단위면적당 살균을 위한 자외선 조사의 접촉면적을 극대화할 수 있어서 여타의 튜브배열보다 한층 고효율로 자외선 조사가 가능한 자외선 살균기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명의 다른 목적은 짧은 자외선램프의 사용이 가능하여 보편적인 규격의 램프를 적용할 수 있어서 저가로 장비제조가 가능한 자외선 살균기를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

일정한 평면상에 나선형태로 감겨지는 자외선 투과재질의 튜브로 이루어진 튜브층을 최소한 2층 가지며, 이들이 일정한 간격을 두고 이격되어 상하로 적층되고, 이러한 튜브층의 입출구단이 연속적으로 연결된 튜브 연결체; 및,

상기 튜브 연결체의 각 튜브층간에 배치되는 자외선램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 나선튜브를 이용한 자외선 살균기를 제공한다.

이하 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명은 나선튜브를 이용한 자외선 살균기에 관한 것으로 일정한 평면상에 나선형태로 감겨지는 자외선 투과재질의 튜브(11)로 이루어진 튜브층(12)을 최소한 2층 가지며, 이들이 일정한 간격을 두고 이격되어 상하로 적층되고, 이러한 튜브층(12)의 입출구단이 연속적으로 연결된 튜브 연결체(10) 및 상기 튜브 연결체(10)의 각 튜브층(12)간에 배치되는 자외선램프(20)를 포함하여 구성된다.

이에 대한 바람직한 실시예는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이 각 튜브층(12)은 일정한 평면상에 나선형태로 감겨지는 자외선 투과재질의 튜브(11)로 이루어진다. 이와 같은 튜브층(12)은 최소한 2층을 가지며 도2에 도시한 바와 같이 다수의 층으로 구성할 수 있다. 또한 이러한 각 튜브층(12)은 도 2에 도시한 바와 같이 일정한 간격을 두고 이격되어 상하로 적층된다. 또한 각 튜브층(12)은 별도로 각각 존재하는 것이 아니라 유로상으로는 일체로 연결된 것으로 상기 도 1에 도시한 입출구단이 도2에 도시한 바와 같이 서로 연결되어 적층형태로 구성된다.

상기 자외선 투과재질의 튜브(11)는 자외선이 통과할 수 있는 재질로서, 바람직하게는 자외선을 투과하면서 자외선에 의하여 열화 되지 않는 재질이 좋고, 더욱 바람직하게는 유체의 이동을 확인할 수 있도록 투명인 것이 좋으며, 이러한 재질의 구체적인 예로는 불소수지 튜브 더욱 바람직하게는 테프론 튜브를 사용하는 것을 들 수 있다.

이에 추가하여 상기 튜브(11)상에는 살균과정중에 튜브내의 액체를 혼합하여 고른 살균이 이루어지도록 하는 혼합기(13)를 더 포함한다. 바람직하게는 상기 튜브 연결체의 각 튜브층은 각 층별로 분리되고, 각 튜브층간에 연결구가 형성되며, 상기 연결구상에 튜브내의 유체를 혼합하는 혼합기(13)를 더 포함하도록 구성할 수 있으며 이에 대한 구체적인 예는 도 2에 도시한 바와 같다. 즉, 살균기내의 액체는 긴 튜브층을 연속적으로 지나면서 라미나 플로우(Laminar Flow)의 형태를 가지므로 이 경우에는 튜브표면에 가까운 유체의 경우는 살균률이 높고 안쪽으로 갈수록 살균률이 떨어질 수 있다. 이를 방지하기 위해서 액체의 고른 혼합이 이루어지도록 하는 것이 좋으므로 튜브상에 혼합기(13)를 설치하고, 바람직하게는 살균이 이루어지고 있는 튜브층(12)보다는 각 층을 지나 다음층으로 이동하는 튜브상에 이를 설치하는 것이 혼합 및 살균의 효율과 살균기의 구조를 단순하게 구성하는데 좋 다. 뿐만 아니라 아래에서 기술할 다단 구성의 경우에 어차피 단별로 연결구가 형성되므로 이를 활용하는 측면에서도 이와 같은 구성이 바람직하다. 상기 혼합기(13)는 공지의 다양한 유체 혼합기가 이에 적용될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 예로는 와류발생 혼합기를 들 수 있고, 이는 내부에 와류를 형성할 수 있도록 블레이드나 칸막이 등이 형성된 것이다.

바람직하게는 상기 튜브층(12)은 상기 나선의 중심으로부터 일정거리로 바깥으로 향한 방사형 지지프레임(31)과 상기 방사형 지지프레임(31)의 끝단을 연결하고 상부로 일정높이의 벽면을 형성하는 원주면 지지프레임(32)으로 이루어지고 상기 튜브층(12)을 상부에 담는 튜브고정용 랙(Rack)(30)을 더 포함하는 것이 좋다. 이를 통하여 하부에서 조사되는 자외선이 랙(30)의 빈 공간을 통하여 튜브에 조사되는 면적을 최대화하고 튜브의 적재가 용이하도록 할 수 있다. 이에 대한 구체적인 실시예는 도 1에 도시한 바와 같고, 도 2의 경우에 이와 같은 랙(30)상에 튜브가 나선형으로 적재된 단면을 보여준다. 이를 통하여 튜브층(12)의 나선배열이 용이하고, 적층 및 이동이 용이한 효과가 있다. 또한 상기 방사형 지지프레임(31)은 평평한 형태로 구성할 수 있으며, 바람직하게는 튜브가 나선으로 정배열 할 수 있도록 도 2에 그 단면을 도시한 바와 같이 튜브의 단면에 대응하는 요홈을 가지도록 하여 튜브의 나선형성이 용이하도록 할 수 있다. 이외에 각 나선별로 튜브를 고정하도록 방사형 지지프레임(31)의 상부쪽으로 일정한 간격으로 돌출되어 설치되는 가이드 핀을 가지는 형태로 구성할 수도 있다.

또한 상기 랙(30)으로 지지된 랙과 튜브의 결합체는 도 1에 도시한 바와 같이 형성될 수 있으며, 이는 도 2에 도시한 바와 같이 상기 랙(30)의 끝단을 지지하는 지지대(41)에 의하여 지지될 수 있고, 이에 따라 형성된 각 튜브층(12) 사이의 상기 자외선램프(20)는 도 2에 도시한 바와 같은 자외선램프 연결구(42)에 연결되도록 할 수 있다. 상기 지지대(41)는 가능한 랙(30)과의 접촉면적을 최소화하는 것이 자외선 조사면적을 증대하므로 바람직하다. 따라서 본 발명은 상기 랙(30)의 끝단을 지지하는 지지대(41) 및 상기 자외선램프의 연결구(42)를 내부에 구비하고, 상기 튜브 연결체(10), 랙(30) 및 자외선램프(20)를 내부에 포함하고, 불투명재질로 이루어진 하우징(40)을 더 포함할 수 있다. 상기 자외선램프 연결구(42)는 자외선램프(20)의 지지뿐만 아니라 이에 전원을 공급하는 역할도 함께 수행하는 것은 물론이다.

상기 하우징(40)의 불투명의 의미는 기본적으로는 자외선의 투과를 막는 의미이며, 바람직하게는 자외선 및 가시광선을 모두 차단하는 것이 좋다. 이를 위하여 상기 하우징은 살균기의 위생성을 고려하여 스테인리스 스틸로 구성하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 살균기는 상기 튜브층(12)의 이송 및 보관을 더욱 용이하게 하도록 하기 위해서는 상기 튜브층(12)은 상기 랙(30)에 대응하는 상부 랙을 더 포함하도록 구성할 수 있다. 이를 통하여 상기 튜브층(12)은 상부 및 하부에 랙을 가지므로 이송중에 나선이 풀어지는 등의 문제가 발생하지 않게 된다.

이에 추가하여 본 발명의 살균기의 상기 하우징(40)은 상부 및 하부에 개방구(43)를 가지고 상부 또는 하부에 냉각용 공기를 순환시키는 송풍팬(44)을 더 포함하도록 구성할 수 있다. 자외선의 조사로 인하여 하우징 내부는 온도가 상승하게 되는데 이때 살균의 대상이 되는 액체가 우유, 과즙, 야채즙이나 녹즙 같이 온도에 민감한 물질인 경우에는 이러한 액체의 변성을 막기 위하여 상기 기술한 바와 같은 냉각 구조가 필요하다. 상기 냉각을 위한 송풍팬(44)은 상기 개방구(43)의 상부 또는 하부, 어느 쪽에도 설치가 가능하고, 이에 대한 구체적인 예는 도 2에 도시한 바와 같다.

또한 본 발명의 살균기에 적용되는 상기 자외선램프(20)는 바람직하게는 상기 튜브층의 나선의 중심으로부터 방사형으로 배치되는 것이 좋다. 이를 통하여 균일한 조사가 가능하며, 상대적으로 짧은 자외선램프의 사용이 가능하므로 저가의 자외선램프를 사용할 수 있으며, 이를 통하여 살균기의 제작, 유지, 보수비용 등을 절감할 수 있다. 또한 상기 자외선램프(20)의 보호를 위하여 상기 자외선램프는 이를 감싸는 석영관을 더 포함하여 구성할 수도 있다.

이외에 본 발명은 상기 기술한 바와 같이 적층구조를 가지므로 이의 결합, 분리 및 설비의 증설을 용이하도록 하기 위하여 도 2에 도시한 바와 같이 상기 튜브 연결체(10)는 각 튜브층(12)별로 분리되도록 각 튜브층(12)간에 연결구가 형성 되며, 상기 하우징(40)은 각 튜브층(12) 또는 자외선램프(20)층별로 분리가 가능한 다단구조로 이루어지도록 할 수 있다. 이는 도 2에 도시한 바와 같이 자외선램프층과 튜브층(12)을 묶어서 하나의 단으로 하여 구성할 수도 있고, 자외선램프층, 튜브층(12)을 별도의 각 단으로 하여 구성할 수도 있다. 이를 통하여 별도의 복잡한 교체작업 없이 각 단별로 보수나 교체가 가능하며, 간단한 해체작업으로 언제든지 점검이 가능하며, 설비의 증설을 위해서는 단을 더 쌓아 올리는 것으로 설비 변경이 완료되므로 이를 용이하게 수행할 수 있으며, 대형으로 제작되어도 현장에서의 추가적인 면적을 요구하지 않으므로 증설시 비용부담을 최소화할 수 있는 부수적인 효과도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 나선튜브를 이용한 자외선 살균기에 따르면, 단위면적당 살균을 위한 자외선 조사의 접촉면적을 극대화할 수 있어서 여타의 튜브배열보다 한층 고효율로 자외선 조사가 가능하며, 혼합기를 통하여 고른 살균 및 살균효율의 증대를 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한 상대적으로 짧은 자외선램프의 사용이 가능하므로 저가의 자외선램프를 사용할 수 있으며, 이를 통하여 자외선 살균기의 제작뿐만 아니라 유지 및 보수비용 등을 절감할 수 있는 장점이 있다.

뿐만 아니라 다단 구성을 통하여 간단한 해체작업으로 언제든지 각 단별로 점검, 보수 및 교체가 가능하며, 설비의 증설을 위해서는 단을 더 쌓아 올리는 것 으로 증설이 완료되므로 증설시 현장에서의 추가적인 면적을 요구하지 않으므로 비용부담을 최소화할 수 있는 부수적인 효과도 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 발명의 상세한 설명, 실시예 및 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.

Claims (8)

1. 일정한 평면상에 나선형태로 감겨지는 자외선 투과재질의 튜브로 이루어진 튜브층을 최소한 2층 가지며, 이들이 일정한 간격을 두고 이격되어 상하로 적층되고, 이러한 튜브층의 입출구단이 연속적으로 연결된 튜브 연결체; 및,

   상기 튜브 연결체의 각 튜브층간에 배치되는 자외선램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 나선튜브를 이용한 자외선 살균기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 튜브층은 상기 나선의 중심으로부터 일정거리로 바깥으로 향한 방사형 지지프레임과 상기 방사형 지지프레임의 끝단을 연결하고 상부로 일정높이의 벽면을 형성하는 원주면 지지프레임으로 이루어지고 상기 튜브층을 상부에 담는 튜브고정용 랙(Rack)과,

   상기 랙의 끝단을 지지하는 지지대 및 상기 자외선램프의 연결구를 내부에 구비하고, 상기 튜브 연결체, 랙 및 자외선램프를 내부에 포함하고, 불투명재질로 이루어진 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나선튜브를 이용한 자외선 살균기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 튜브층은 상기 랙에 대응하는 상부 랙을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나선튜브를 이용한 자외선 살균기.
4. 제2항에 있어서,

   상기 하우징은 상부 및 하부에 개방구를 가지고 상부 또는 하부에 냉각용 공기를 순환시키는 송풍팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나선튜브를 이용한 자외선 살균기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 자외선램프는 상기 튜브층의 나선의 중심으로부터 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 나선튜브를 이용한 자외선 살균기.
6. 제2항에 있어서,

   상기 튜브 연결체는 각 튜브층별로 분리되도록 각 튜브층간에 연결구가 형성되며, 상기 하우징은 각 튜브층 또는 자외선램프층별로 분리가 가능한 다단구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 나선튜브를 이용한 자외선 살균기.
7. 제1항에 있어서,

   상기 튜브는 불소수지튜브 또는 테프론 튜브인 것을 특징으로 하는 나선튜브를 이용한 자외선 살균기.
8. 제1항에 있어서,

   상기 튜브 연결체의 각 튜브층은 각 층별로 분리되고, 각 튜브층간에 연결구가 형성되며, 상기 연결구상에 튜브내의 유체를 혼합하는 혼합기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나선튜브를 이용한 자외선 살균기.

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