KR100668597B1 - 비가열식 유체 살균장치 - Google Patents
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Abstract
탁도나 고형물이 많은 유체나 자외선 투과율이 낮은 유체를 효율적으로 살균할 수 있으며, 또한 한 종류의 유체의 대량 살균이나 다품종 소량생산을 위한 유체의 살균을 가능하게 하는 비가열식 유체 살균장치가 개시되어 있다. 상기 비가열식 유체 살균장치는, 냉각수를 유입하여 저장하고 배출하기 위하여 냉각수 유입구와 냉각수 배출구가 일체로 형성된 밀폐형 냉각탱크; 상기 냉각탱크를 지지하는 다수의 지지프레임; 상기 다수의 지지프레임들 사이에 그 지지프레임의 상부로부터 하부까지 설치된 다수의 자외선 램프; 상기 냉각탱크의 일측면과 타측면을 가로질러서, 상기 다수의 자외선램프와 직각 방향으로 설치되는 유체배출관; 및 상기 유체배출관의 외주면상에 설치되고, 유체가 유입되는 유체입구와, 튜브의 적층부와, 상기 유체배출관에 연결되는 유체출구로 구성되는 나선형 적층튜브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
살균장치, 자외선램프, 유체배출관, 나선형 적층튜브, 냉각탱크
Description
도 1은 본 발명자에 의해 출원된 종래의 액체살균장치를 도시한 사시도;
도 2는 본 발명자에 의해 출원된 종래의 비가열식 액체살균장치를 도시한 사시도:
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치를 도시한 부분 절단 사시도;
도 4는 도 3의 내부를 측면에서 도시한 측면도;
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치를 도시한 부분 절단 사시도;
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치를 도시한 개략적인 단면도;
도 7은 본 발명에 따른 살균장치에 사용하는 와류발생기를 도시한 도면;
도 8은 유체가 유입되는 나선형 적층튜브의 유입구측에 자석을 설치하여 정전기를 방지하는 장치를 도시한 도면;
도 9는 유체가 유입되는 나선형 적층튜브의 유입구측에 전기적 자장을 설치하여 정전기를 방지하는 장치를 도시한 도면;
도 10은 정전기의 발생을 방지하기 위한 장치를 도시한 도면; 및
도 11은 본 발명의 제 4실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치의 개략적인 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 냉각탱크 13 : 냉각수 유입구
15 : 냉각수 배출구 20 : 자외선램프
21 : 석영관
25 : 지지프레임 30 : 나선형 적층튜브
31 : 유체입구 33 : 유체출구
35 : 적층부
본 발명은 비가열식 유체 살균장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 탁도나 고형물이 많은 유체나 자외선 투과율이 낮은 유체를 효율적으로 살균할 수 있으며, 또한 한 종류의 유체의 대량 살균이나 다품종 소량생산을 위한 유체의 살균을 가능하게 하는 비가열식 유체 살균장치에 관한 것이다.
일반적으로, 바이러스나 각종 세균에 오염된 혈액이나 탁도가 높거나 고형물 이 많은 유체를 자외선을 통해 살균할 경우에, 자외선의 투과율이 거의 없기 때문에 외부만 살균처리되고, 그 내부는 전혀 살균효과가 없는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명자는 대한민국 특허출원 제10-2003-0059940호(2003.08.28)에 "테프론튜브를 이용한 살균정화장치"를 개시한 바 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 특허는 테프론 튜브를 이용한 살균정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생활하수나 공장, 축산, 온천폐수 및 난분해성 염색폐수 등 각종 폐수처리 시스템에 필요한 고도의 살균/정화처리를 위한 것으로서 유/무기질이나 탁도가 심한 경우에도 살균이 가능하고, 난분해성 폐수와 각종 유/무기 화합물이 함유된 폐수를 정화할 수 있도록 한 테프론튜브를 이용한 살균정화장치(1)로, 각종 생활하수, 공장폐수 및 난분해성 염색폐수 등이 유출입되는 폐수입/출수구(101)(102)를 가지며, 폐단부(103)에 의해 일정한 수납공간부(104)가 각각 형성되고, 상기 폐수입수구(101)의 수납공간부(104)와 관통되게 설치되는 제1연결관(110)과; 상기 제1연결관(110)의 하부에 설치되며 살균/악취 및 중금속을 분해하기 위한 각종 처리제(10)(20)(30)(40)가 투입되기 위한 다수개의 투입연결관(120)과; 상기 제1연결관(110)과 대향되는 위치의 폐수출수구(102) 쪽에 동일 형상으로 형성되는 제2연결관(130)으로 구성되는 지지대(100)와; 상기 지지대(100)의 외주연에 자외선살균처리수단(200)이 나선형상으로 적층되게 설치되도록 구성된다.
그러나, 상기 특허의 기술내용은 냉각시스템이 없으며, 유체의 대량생산이나 다품종 소량생산에는 적합하지 않은 문제점이 있었고, 고형물이 많거나 탁도가 심한 유체는 와류현상이 일어나지 않아 살균력이 저하되며,공간이 협소한 곳에 설치가 불가능하여 식품살균에 적합하지 않은 문제점이 있다.
또한, 본 발명자는 대한민국 특허출원 제10-2005-0036667호(2005.05.02)에 "비가열 유체 살균장치"를 출원한 바 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 특허는 비가열식 유체살균장치(100)로서, 유체가 유입되는 유입관(111)이 형성된 유입프레임(110); 살균처리된 유체가 배출되는 유출관(121)이 형성된 유출프레임(120); 상기 유입프레임(110)과 유출프레임(120) 사이에서, 나선축을 중심으로 나선형으로 형성되어, 유체의 유로를 형성하는 나선튜브(130); 상기 나선튜브를 향해 살균파를 조사하는 복수의 살균파발생수단(150); 상기 유입관(111)에 결합되어 유체를 일시 저장하는 탱크(112); 및 상기 탱크(112)에 저장된 상기 유체를 상기 유입프레임(110)을 향해 강제적으로 인입시키는 펌프(115)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 비가열식 유체살균장치에 따르면, 식품의 재료가 되는 분체 또는 유체를 가열하지 않고도 비가열식으로 효과적으로 살균할 수 있다.
그러나, 상기 특허의 기술내용인 비가열식 유체 살균장치도 냉각시스템이 없으며, 살균 유체의 대량생산이나 다품종 소량생산에는 적합하지 않은 문제점이 있었다. 또한 공간이 협소한 곳 또는 정전기 발생에 의해 이물질이 생기는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 자외선이 투과하지 못하는 액상물질이나 탁도가 높은 유체 또는 고형물이 많은 유체를 가열 또는 접촉하지 않으면서도 효과적으로 살균할 수 있도록 한 비가열식 유체 살균장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 유체를 단시간내에 대량으로 살균할 수 있도록 하는 비가열식 유체 살균장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다품종의 유체를 단시간내에 한꺼번에 살균할 수 있도록 하는 비가열식 유체 살균장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 와류발생기를 사용함으로써 살균력을 극대화시킬 수 있도록 하는 비가열식 유체 살균장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 나선형 적층튜브 내부에 형성되는 스케일을 방지할 수 있도록 한 비가열식 유체 살균장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 나선형 적층튜브에 발생되는 정전기를 방지할 수 있도록 한 비가열식 유체 살균장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치는,
냉각수를 유입하여 저장하고 배출하기 위하여 냉각수 유입구와 냉각수 배출 구가 일체로 형성된 밀폐형 냉각탱크;
상기 냉각탱크를 지지하는 다수의 지지프레임;
상기 다수의 지지프레임들 사이에 그 지지프레임의 상부로부터 하부까지 설치된 다수의 자외선 램프;
상기 자외선 램프가 각각 내장되는 다수의 석영관;
상기 냉각탱크의 일측면과 타측면을 가로질러서, 상기 다수의 자외선램프와 직각 방향으로 설치되는 유체배출관; 및
상기 유체배출관의 외주면상에 설치되고, 유체가 유입되는 유체입구와, 튜브의 적층부와, 상기 유체배출관에 연결되는 유체출구로 구성되는 나선형 적층튜브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 나선형 적층튜브가 상기 유체배출관의 외주면상에 복수개 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치는,
냉각수를 유입하여 저장하고 배출하기 위한 밀폐형 냉각탱크;
상기 냉각탱크의 상부에 설치되는 유체 유입관;
상기 냉각탱크의 내부에 수직하게 설치된 다수의 수직지지프레임;
상기 각각의 수직지지프레임 상에 설치된 다수의 자외선램프;
상기 자외선 램프가 각각 내장되는 다수의 석영관;
상기 냉각탱크의 내부에 가로방향으로 길게 설치된 유체 배출관;
상기 수직지지프레임들 사이에 위치되며, 일측은 상기 유체 유입관에 연결되고 타측은 상기 유체배출관과 동심으로 연통되도록 설치되는 다수의 나선형 적층튜브;
유체를 공급하기 위하여 상기 유체유입관의 입구부에 연결된 펌프; 및
상기 유체의 이송 및 전원을 제어하기 위한 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치는,
냉각수를 유입하여 저장하고 배출하기 위한 밀폐형 냉각탱크;
상기 냉각탱크의 상부에 설치되고, 유체의 이동을 제한하기 위한 다수의 밸브들이 설치된 메인관;
상기 밸브들 사이의 상기 메인관에 연결되는 다수의 유체유입관;
상기 냉각탱크의 내부에 수직하게 설치된 다수의 수직지지프레임;
상기 각각의 수직지지프레임 상에 설치된 다수의 자외선램프;
상기 자외선 램프가 각각 내장되는 다수의 석영관;
상기 수직지지프레임들 사이에 위치되며, 상기 메인관에 연결되는 유체입구와 유체출구를 구비하는 다수의 나선형 적층튜브;
살균된 유체를 배출하기 위하여 상기 나선형 적층튜브의 유체출구에 각각 연결되는 다수의 유체배출관;
유체를 공급하기 위하여 상기 유체유입관의 입구부에 연결된 펌프; 및
상기 유체의 이송 및 전원을 제어하기 위한 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 비가열식 유체 살균장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적 및 구성상의 특징은 첨부된 도면 및 이하에서 기술되는 본 발명의 상세하고 바람직한 실시예들의 설명에 의하여 더욱 명확하게 될 것이다. 또한, 도면들에서 서로 동일 내지 유사한 부분들은 설명 및 이해의 편의상 동일 내지 유사한 참조 부호들로 기재되어 있는 점에 주목할 필요가 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서는, 특히 탁도가 높고 고형물이 많아서 자외선 투과율이 낮은 유체를 살균하기 위한 살균장치들을 개시하고 있다. 상기 살균장치들은 튜브를 나선형으로 적층하여 구성하고, 그 나선형 적층튜브를 밀폐형 탱크에 수용함으로써, 자외선램프에 의해 유체를 살균시키고 탱크 안의 냉각수에 의해 냉각처리될 수 있도록 하는 구조를 갖는 것이 핵심기술인 것이다.
도 3는 본 발명의 제 1실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치를 도시한 부분 절단 사시도이고, 도 4는 도 3의 내부를 측면에서 도시한 측면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치는 냉각수를 유입하여 저장하고 배출할 수 있는 밀폐형 냉각탱크(10) 를 구비한다. 상기 냉각탱크(10)는 다수의 지지프레임(25)에 의해 지지되어 있다. 상기 다수의 지지프레임(25)들 사이에는 그 지지프레임(25)의 상부로부터 하부까지 다수의 자외선 램프(20)들이 설치되며, 상기 다수의 자외선 램프(20)들은 도시되지는 않았지만, 전원공급장치에 연결되어 있다. 또한, 상기 자외선 램프(20)들은 각각 석영관(21) 내부에 내장되어 있어, 냉각수에 접촉하지 않도록 밀폐되어 있다.
또한, 상기 밀폐형 냉각탱크(10)의 하부에는 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 유입구(13)가 일체로 형성되어 있고, 그의 상부에는 냉각수를 배출하기 위한 냉각수 배출구(15)가 일체로 형성되어 있다.
상기 냉각수 유입구(13) 및 배출구(15)에는 별도의 호스(미도시)나 펌프(미도시)가 연결되어 냉각수의 공급을 원활하게 할 수 있으며, 이러한 내용들은 당업계에서 일반적으로 사용하는 구성요소들로서 본 발명에서는 상세하게 언급하지 않도록 한다.
또한, 상기 밀폐형 냉각탱크(10)의 일측면과 타측면을 가로질러 유체배출관(37)이 설치된다. 상기 유체배출관(37)은 상기 다수의 자외선램프(20)와 직각 방향으로 설치되는 것이 바람직하다.
상기 유체배출관(37)의 외주면상에는 나선형 적층튜브(30)가 설치되는데, 상기 나선형 적층튜브(30)는 호스를 감은 구조 또는 영사기의 필름을 감아 놓은 구조의 형태를 취하고 있으며, 유체가 유입되는 유체입구(31)와, 튜브의 적층부(35)와, 상기 유체배출관(37)에 연결되는 유체출구(33)로 구성된다.
상기 튜브의 적층부(35)는 원형으로 감긴 구조로서 상기 유체 배출관(37)과 동심을 이루도록 설치된다.
도시되지는 않았지만, 상기 유체입구(31)에는 유체를 공급하는 장치(미도시)들이 연결되며, 그러한 구성들은 이미 당업계에 공지된 기술로서 구체적으로 설명하지 않도록 한다.
이하, 본 발명의 제 1실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치의 작동에 대하여 상세히 설명한다.
전원공급장치(미도시)에 의해 다수의 자외선 램프(20)에 전원을 공급하여 자외선 램프(20)를 작동시킨다. 그리고, 냉각탱크(10)에 냉각수 유입구(13)를 통해 냉각수를 공급한다. 그 후에, 나선형 적층튜브(30)의 유체입구(31)를 통해 살균하고자 하는 유체를 주입시킨다. 주입된 유체는 나선형 적층튜브(30)의 적층부(35)를 이송하면서 살균처리된 후, 유체출구(33)를 통해 유체배출관(37)으로 이송되어 수집된다. 이때, 유체는 나선형 적층튜브(30)의 긴 적층부(35)를 이송하면서, 보다 긴 시간 동안 자외선 살균에 노출되어 효과적인 살균처리를 할 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치를 도시한 부분 절단 사시도이다.
본 발명의 제 2실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치는 냉각탱크(10)의 크기가 가로방향으로 길어지고, 유체배출관에 다수의 나선형 적층튜브가 설치되는 것을 제외하고는 본 발명의 제 1실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하였으며, 그에 대한 구성 및 동작의 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 제 2실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치는 다수의 나선형 적층튜브(30a),(30b)를 구비하는 것으로, 한 종류의 유체를 대량으로 살균처리할 때에 사용할 수 있는 것이다.
즉, 유체입구(31a,31b)를 통해 유입된 유체는 각각의 나선형 적층튜브(30a,30b)를 지나면서 살균되고, 유체출구(33a,33b)를 경유하여 유체배출관(37)을 통해 수집장소에 수거되는 것이다.
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치는 냉각탱크(330)의 내부에 다수의 자외선 램프(360)를 설치한 수직지지프레임을 복수개 설치하고, 그 사이사이에 나선형 적층튜브를 설치함으로써, 한 종류의 유체를 대량으로 살균할 수 있으며, 그 살균력도 크게 향상시킨 장치이다. 또한, 상기 자외선램프(360)는 각각 석영관(361)의 내부에 내장되어 있어, 냉각수와 접촉하지 않도록 밀폐되어 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 냉각탱크(330)의 내부쪽 상부에 상부지지패널(351)을 설치하고 그 하부에 하부지지패널(353)을 설치하며, 상기 상부지지패널(351)과 상기 하부지지패널(353) 사이에는 수직하게 다수의 수직지지프레임 (341,342,343)을 설치한다. 또한, 상기 냉각탱크(330)의 내부에 가로방향, 즉 수직지지프레임에 직각방향으로 유체 배출관(335)을 설치한다.
그리고, 상기 제 1수직지지프레임(341)과 제 2수직지지프레임(342) 사이에는 나선형 적층튜브(363)를 설치한다.
또한, 상기 제 2수직지지프레임(342)와 제 3수직지지프레임(343) 사이에도 나선형 적층튜브(365)를 설치한다.
상기 나선형 적층튜브(363),(365)는 본 발명의 제 1실시예에서와 동일하게 상기 유체배출관(335)과 동심으로 설치되고 그와 연통된다.
상기와 같이 다수의 수직지지프레임들 사이에는 각각 나선형 적층튜브가 위치하여, 상기 유체배출관(335)에 연통되도록 설치된다. 이러한 반복적인 살균처리 유니트들은 사용용도나 목적에 따라서 복수개 설치될 수 있다.
또한, 상기 다수의 나선형 적층튜브들은 모두 유체유입관(320)에 연결되어 있어, 유체유입관(320)에 유입된 유체를 다수의 나선형 적층튜브로 이동시켜 살균함으로써, 한번에 대량의 유체를 살균할 수 있는 것이다.
상기 유체유입관(320)과 상기 각각의 나선형 적층튜브(363),(365)들 사이에는 와류발생기(370)와 스케일방지기(380)가 각각 장착될 수 있으며, 그에 대한 상세한 설명은 하기에 서술하도록 한다.
또한, 상기 유체유입관(320)의 전방에는 유체를 이송하기 위한 펌프(315)가 설치되고, 유체의 유량이나 전원의 공급 및 차단 등을 제어하기 위한 제어부(310)가 설치된다.
상기 유체유입관(320)의 일측에는 유체유입관(320), 나선형 적층튜브(363), 유체배출관(335) 등을 세척하기 위한 세척수 유입관(323)을 설치할 수 있고, 각종 처리제를 투입하기 위한 처리제 유입관(325)을 설치할 수 있다.
상기 처리제로는 살균처리되는 유체를 어떻게 가공처리할 것인가에 따라 과산화수소, 펜톤, 광촉매(TiO2), 액화산소/오존 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 냉각탱크(330)는 냉각수가 저장되어 상기 자외선 램프(360)에 의한 열이나 유체 자체의 열을 냉각시키는 역할을 한다.
본 발명의 제 3실시예에서 사용되는 나선형 적층튜브는 본 발명의 제 1실시예에서 사용되는 나선형 적층튜브와 동일한 형태를 갖는다.
도 7은 본 발명에 따른 살균장치에 사용하는 와류발생기를 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 와류발생기는 금속이나 플라스틱 재질로 제작되며, 그 내부에 스크류(373)를 설치하여, 유체에 와류현상을 발생시키는 것이다. 이송되는 유체에 와류현상이 발생하면 유체의 자외선 접촉효율을 우수하게 하여 살균력을 크게 증대시킬 수 있는 것이다.
또한, 탁도나 유기물 등이 많은 액체는 나선형 적층튜브와의 접촉에 의한 정전기 현상이 발생하여 튜브 관 내벽에 스케일이 생김으로써, 자외선 살균시 살균력이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 이하에서는 스케일 방지 및 정전기 발생을 방 지하기 위한 장치를 설명하도록 한다.
도 8은 유체가 유입되는 나선형 적층튜브의 유입구측에 자석을 설치하여 정전기를 방지하는 장치를 도시한 도면이고, 도 9는 유체가 유입되는 나선형 적층튜브의 유입구측에 전기적 자장을 설치하여 정전기를 방지하는 장치를 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 나선형 적층튜브(363)의 유입구측 외주부에 자석(381)을 설치하면, 자석의 자기장이 유체의 분자를 균일하게 배열시켜 줌으로써 정전기를 방지할 수 있고, 결국 튜브 내벽에 형성되는 스케일을 방지할 수 있는 것이다.
또 다른 예로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 나선형 적층튜브(363)의 유입구측 외주부에 전선코일(385)을 설치하고, 그 전선코일(385)에 전원(387)을 공급하여 주면, 전기적 자장이 유체의 분자를 균일하게 배열시켜 줌으로써 정전기를 방지할 수 있고, 결국 튜브 내벽에 형성되는 스케일을 방지할 수 있게 된다.
또 다른 실시예로서, 정전기의 발생을 방지하기 위한 장치가 도 10에 도시되어 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 나선형 적층튜브(363)의 외주면에 동선(369)을 간헐적으로 나선형으로 감은 후에, 동선을 접지시킨다. 이러한 구성을 통해서, 튜브 내부에서 유체에 의해 발생할 수 있는 정전기를 접지시킴으로써 정전기를 방지할 수 있는 것이다.
이하, 본 발명의 제 3실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치의 작동을 설명 하면 다음과 같다.
먼저, 제어부(310)의 제어에 의해 다수의 자외선 램프(360)에 전원을 공급하고, 펌프(315)를 작동시켜 유체유입관(320)을 통해 살균하고자 하는 유체를 이송시키면, 이송된 유체는 다수의 와류발생기를 통해 다수의 나선형 적층튜브(363, 365)로 이송된다. 이송된 유체는 나선형 적층튜브(363,365)를 따라 이동하면서 다수의 자외선 램프(360)에 의해 방출된 자외선에 의해 살균처리된다. 살균처리가 완료된 유체는 유체배출관(335)에 수집되어 최종적으로 수집장치(미도시)에 수거된다. 이러한 살균처리시에 발생되는 열은 냉각탱크(330)의 내부에 저장된 냉각수에 의해 냉각된다.
도 11은 본 발명의 제 4실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치의 개략적인 도면이다.
본 발명의 제 4실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치는 각각의 유체유입관과 각각의 유체배출관을 구비하는 것을 제외하고는 본 발명의 제 3실시예에 유사하다. 본 발명의 제 4실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치는 다품종의 유체를 동시에 살균하기 위한 장치로서, 하나의 유체를 살균하는 구성부품들을 하나의 유니트로 하며, 그러한 유니트들이 복수개만큼 냉각탱크 내부에 설치되어 있는 것이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치는 냉각수를 저장하기 위한 냉각탱크(430)와 상기 냉각탱크(430)의 상부에 설치되는 메인관(410)을 구비한다.
상기 냉각탱크(430)의 내부쪽 상부에 상부지지패널(448)을 설치하고 그 하부에 하부지지패널(449)을 설치하며, 상기 상부지지패널(448)과 상기 하부지지패널(449) 사이에는 수직하게 다수의 수직지지프레임(441,442,443)을 설치한다.
상기 다수의 수직지지프레임에는 다수의 자외선램프(450)가 설치된다. 상기 자외선램프(450)는 각각 석영관(455)의 내부에 내장되어 있어, 냉각수와 접촉하지 않도록 밀폐되어 있다.
그리고, 제 1수직지지프레임(441)과 제 2수직지지프레임(442) 사이에는 제 1나선형 적층튜브(421)를 설치한다.
또한, 상기 제 2수직지지프레임(442)와 제 3수직지지프레임(443) 사이에도 제 2나선형 적층튜브(422)를 설치한다.
상기 제 1 및 제 2나선형 적층튜브(421),(422)는 본 발명의 제 1실시예에서와 동일한 형상을 갖는다.
제 1나선형 적층튜브(421)는 유체입구(425)가 상기 메인관(410)에 연결되고, 유체출구(427)가 제 1유체배출관(451)에 연결되며, 제 2나선형 적층튜브(433)는 유체입구(426)가 상기 메인관(410)에 연결되고, 유체출구(428)가 제 2유체배출관(452)에 연결된다.
또한, 상기 메인관(410)에는 일정간격을 두고 유체의 이동을 제한하기 위한 제 1밸브(401), 제 2밸브(402), 제 3밸브(403)들이 설치된다. 상기 밸브들을 사용목적에 따라 더 많이 설치될 수도 있다.
따라서, 상기 제 1밸브(401)과 제 2밸브(402) 사이에 제 1나선형 적층튜브 (421)의 유체입구(425)가 연결되고, 상기 제 2밸브(402)와 제 3밸브(403) 사이에 제 2나선형 적층튜브(422)의 유체입구(426)가 연결된다.
또한, 펌프(460)와 제어부(470)에 의해 이송된 유체를 공급하는 제 1유체유입관(411)은 제 1밸브(401)와 제 2밸브(402) 사이에 연결되고, 제 2유체유입관(412)은 제 2밸브(402)와 제 3밸브(403) 사이에 연결된다.
본 발명의 제 4실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치는 본 발명의 제 3실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치에서와 같이 와류발생기, 스케일방지기 및 정전기 방지기 등을 동일하게 사용할 수 있으며, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이하, 본 발명에 제 4실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치의 작동에 대하여 설명한다.
제어부(470)의 제어에 의해 다수의 자외선 램프(450)에 전원을 공급하고, 펌프(470)를 작동시키면, 제 1유체유입관(411)을 통해 살균하고자 하는 제 1유체가 이송되고, 제 2유체유입관(412)을 통해 제 2유체가 이송되게 된다. 이때, 제 1밸브(401)와 제 2밸브(402) 및 제 3밸브(403)는 폐쇄된다. 그러면, 각각의 유체는 나선형 적층튜브(421),(422)를 통해 이송되면서 다수의 자외선 램프(450)에 의해 방출된 자외선에 의해 살균처리된다. 살균처리가 완료된 제 1유체는 제 1유체배출관(451)을 통해 배출되어 수집되고, 제 2유체는 제 2유체배출관(452)을 통해 배출되어 수집된다. 이러한 살균처리시에 발생되는 열을 냉각탱크(430)의 내부에 저장된 냉각수에 의해 냉각된다.
이러한 본 발명의 제 4실시예에 따른 비가열식 유체 살균처리장치에 의하면, 다품종의 유체를 동시에 살균처리할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 비가열식 유체 살균장치에 따르면, 첫째 자외선이 투과하지 못하는 액상물질이나 탁도가 높은 유체 또는 고형물이 많은 유체를 가열 또는 접촉하지 않으면서도 효과적으로 살균할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 유체를 단시간내에 대량으로 살균할 수 있으며, 다품종의 유체를 단시간내에 동시에 살균할 수 있는 장점이 있다.
세째, 와류발생기를 사용함으로써 유체에 와류현상을 제공하여 살균력을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.
네째, 유체가 유동하는 튜브의 내벽에 이물질이 붙지 않도록 정전기 발생을 억제시킬 수 있다.
다섯째, 유체가 나선형 튜브를 통과함으로써 유체의 내외부 전체를 효과적으로 살균할 수 있다.
여섯째, 튜브의 내부를 용이하게 세척함으로써, 튜브 내부에 발생할 수 있는 오염원을 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.
Claims (11)
- 냉각수를 유입하여 저장하고 배출하기 위하여 냉각수 유입구(13)와 냉각수 배출구(15)가 일체로 형성된 밀폐형 냉각탱크(10);상기 냉각탱크(10)를 지지하는 다수의 지지프레임(25);상기 다수의 지지프레임(25)들 사이에 그 지지프레임(25)의 상부로부터 하부까지 설치된 다수의 자외선 램프(20);상기 자외선 램프(20)가 각각 내장되는 다수의 석영관(21);상기 냉각탱크(10)의 일측면과 타측면을 가로질러서, 상기 다수의 자외선램프(20)와 직각 방향으로 설치되는 유체배출관(37); 및상기 유체배출관(37)의 외주면상에 설치되고, 유체가 유입되는 유체입구(31)와, 튜브의 적층부(35)와, 상기 유체배출관(37)에 연결되는 유체출구(33)로 구성되는 나선형 적층튜브(30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 비가열식 유체 살균장치.
- 제 1항에 있어서,상기 나선형 적층튜브(30)가 상기 유체배출관(37)의 외주면상에 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 비가열식 유체 살균장치.
- 냉각수를 유입하여 저장하고 배출하기 위한 밀폐형 냉각탱크(330);상기 냉각탱크(330)의 상부에 설치되는 유체 유입관(320)상기 냉각탱크(330)의 내부에 수직하게 설치된 다수의 수직지지프레임(341,342,343);상기 각각의 수직지지프레임 상에 설치된 다수의 자외선램프(360);상기 자외선 램프(360)가 각각 내장되는 다수의 석영관(361);상기 냉각탱크(330)의 내부에 가로방향으로 길게 설치된 유체 배출관(335);상기 수직지지프레임(341,342,343)들 사이에 위치되며, 일측은 상기 유체 유입관(320)에 연결되고 타측은 상기 유체배출관(335)과 동심으로 연통되도록 설치되는 다수의 나선형 적층튜브(363,365);유체를 공급하기 위하여 상기 유체유입관(320)의 입구부에 연결된 펌프(315); 및상기 유체의 이송 및 전원을 제어하기 위한 제어부(310);를 포함하는 것을 특징으로 하는 비가열식 유체 살균장치.
- 냉각수를 유입하여 저장하고 배출하기 위한 밀폐형 냉각탱크(430);상기 냉각탱크(430)의 상부에 설치되고, 유체의 이동을 제한하기 위한 다수의 밸브(401,402,403)들이 설치된 메인관(410);상기 밸브(401,402,403)들 사이의 상기 메인관(410)에 연결되는 다수의 유체유입관(411),(412);상기 냉각탱크(430)의 내부에 수직하게 설치된 다수의 수직지지프레임(441,442,443);상기 각각의 수직지지프레임 상에 설치된 다수의 자외선램프(450);상기 자외선 램프(450)가 각각 내장되는 다수의 석영관(455);상기 수직지지프레임(441,442,443)들 사이에 위치되며, 상기 메인관(410)에 연결되는 유체입구(425,426)와 유체출구(427,428)를 구비하는 다수의 나선형 적층튜브(421,422);살균된 유체를 배출하기 위하여 상기 나선형 적층튜브(421,422)의 유체출구(427,428)에 각각 연결되는 다수의 유체배출관(451);유체를 공급하기 위하여 상기 유체유입관(411,412)의 입구부에 연결된 펌프(460); 및상기 유체의 이송 및 전원을 제어하기 위한 제어부(470);를 포함하는 것을 특징으로 하는 비가열식 유체 살균장치.
- 제 4항에 있어서,상기 다수의 수직지지프레임은 제 1수직지지프레임(441), 제 2수직지지프레임(442), 및 제 3수직지지프레임(443)으로 구분되고,상기 제 1수직지지프레임(441)과 제 2수직지지프레임(442) 사이에는 제 1나선형 적층튜브(421)를 설치하고, 상기 제 2수직지지프레임(442)와 제 3수직지지프레임(443) 사이에도 제 2나선형 적층튜브(422)를 설치하며,상기 제 1나선형 적층튜브(421)의 유체출구(427)는 제 1유체배출관(451)에 연결되며, 제 2나선형 적층튜브(433)의 유체출구(428)는 제 2유체배출관(452)에 연 결되며,상기 다수의 밸브들은 제 1밸브(401), 제 2밸브(402), 및 제 3밸브(403)로 구분되며,상기 제 1밸브(401)과 제 2밸브(402) 사이의 메인관(410)에 상기 제 1나선형 적층튜브(421)의 유체입구(425)가 연결되고, 상기 제 2밸브(402)와 제 3밸브(403) 사이의 메인관(410)에 제 2나선형 적층튜브(422)의 유체입구(426)가 연결되며,상기 다수의 유체유입관(411,412)은 제 1유체유입관(411)과 제 2유체유입관(412)으로 구분되며,상기 제 1유체유입관(411)은 제 1밸브(401)와 제 2밸브(402) 사이에 연결되고, 상기 제 2유체유입관(412)은 제 2밸브(402)와 제 3밸브(403) 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 비가열식 유체 살균장치.
- 제 3항에 있어서,상기 유체유입관의 일측에는 유체유입관(320), 나선형 적층튜브(363) 및 유체배출관(335)을 세척하기 위한 세척수 유입관(323)을 더 설치하고, 각종 처리제를 투입하기 위한 처리제 유입관(325)을 더 설치하는 것을 특징으로 하는 비가열식 유체 살균장치.
- 제 4항에 있어서,상기 메인관(410)의 일측에는 나선형 적층튜브(363) 및 유체배출관(335)을 세척하기 위한 세척수 유입관(323)을 더 설치하고, 각종 처리제를 투입하기 위한 처리제 유입관(325)을 더 설치하는 것을 특징으로 하는 비가열식 유체 살균장치.
- 제 3항 또는 제 4항에 있어서,상기 나선형 적층튜브의 유입구측 외주부에 자석(381)을 더 설치하는 것을 특징으로 하는 비가열식 유체 살균장치.
- 제 3항 또는 제 4항에 있어서,상기 나선형 적층튜브의 유입구측 외주부에 전선코일(385)을 더 설치하고, 그 전선코일(385)에 전원(387)을 공급하는 것을 특징으로 하는 비가열식 유체 살균장치.
- 제 3항 또는 제 4항에 있어서,상기 나선형 적층튜브의 외주면에 동선(369)을 간헐적으로 나선형으로 감고, 상기 동선(369)을 접지시키는 것을 특징으로 하는 비가열식 유체 살균장치.
- 제 3항 또는 제 4항에 있어서,상기 나선형 적층튜브의 유입구측에 내부에 스크류(373)가 장착된 와류발생기(370)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비가열식 유체 살균장치.
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