KR100786625B1 - 선박용 복합 살균 정수장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하나의 정수장치내에 오존발생기와 자외선살균기를 장착시켜, 원수에 포함되어 있는 유해세균을 오존으로 일차 살균 처리하고, 또한 오존으로 살균 처리된 원수에 잔류할 수 있는 유해세균을 자외선으로 이차적으로 살균 처리토록 함으로서 원수에 포함되어 있는 각종 유해세균을 효과적으로 살균 처리할 수 있도록 함을 기술적 요지로 하는 선박용 복합 살균 정수장치를 제공한다.
선박용 복합 살균 정수장치, 산소발생기, 오존발생기, 오존살균기, 자외선살균기
Description
본 발명은 복합 살균 정수장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 원수에 포함되어 있는 유해세균을 오존으로 일차 살균 처리하고, 또한 자외선살균기를 이용하여 원수에 포함되어 있는 유해세균을 이차적으로 살균 처리할 수 있도록 한 선박용 복합 살균 정수장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이 선박을 포함하는 대부분의 정수시스템에는 음용수에 포함되어 있는 유해균을 살균처리할 목적으로 살균장치가 설치된다.
이러한 살균장치의 종류로는 화학적살균장치, 자외선살균장치, 산소 살균장치 및 오존 살균장치를 예로 들 수 있다.
첫 번째로 화학적 살균장치는 화학약품을 음용수에 투입하여 각종 유해세균을 살균토록 하는 방식이나, 이 화학적 살균장치는 인체에 유해한 화학약품이 음용수에 녹아들게 됨으로서 바람직한 살균방법은 아니라 할 수 있다.
두 번째의 자외선살균장치는 자외선을 음용수에 조사하여 음용수에 포함되어 있는 유해세균을 살균하는 방식이나, 이 자외선 살균장치는 순간적인 살균방법에 해당하며, 따라서 살균 처리된 음용수가 분기배관을 타고 각 사용처로 공급되는 과정에서 세균이 다시 번식할 수 있다는 단점이 있다.
세 번째의 산소 살균장치는 음용수에 산소를 포함시켜 음용수의 용존산소농도를 높여 유해세균을 살균하는 방식이다.
마지막으로 오존 살균장치는 순수한 산소의 동체인 오존을 전기적인 무성방전으로 생성하여, 이를 음용수에 불어넣어 각종 유해성 중금속 및 전염성 병원균을 살균처리하게 되는 방식이다.
그러나 음용수에는 자외선이나 산소 혹은 오존을 이용한 어느 한가지의 방법에만 살균되는 세균이 있는 반면, 자외선과 산소 그리고 오존을 동시에 사용하여야 만 완전하게 살균되는 세균이 있으며. 따라서 상기와 같이 자외선과 산소 그리고 오존등의 살균방식을 복합적으로 사용하여 음용수를 살균처리하기 위한 장치가 요구되고 있다.
따라서 본 발명은 원수에 포함되어 있는 유해세균을 오존으로 일차 살균 처리하고, 또한 자외선살균기를 이용하여 원수에 포함되어 있는 유해세균을 이차적으로 살균 처리할 수 있도록 한 선박용 복합 살균 정수장치를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 선박용 복합 살균 정수장치에 있어서, 에어공급라인을 통해 에어를 강제 흡입하는 컴프레셔와, 상기 컴프레셔에서 토출되는 에어를 공급받아 산소를 생성시키는 산소변환기로 구성되는 산소발생기와, 상기 산소발생기와 산소배출라인으로 연결되며 상기 산소발생기에서 생성된 산소를 공급받아 오존으로 변환시키는 오존셀로 구성되는 오존발생기와, 상기 오존발생기에서 발생한 오존과 원수공급라인에서 공급되는 원수를 혼합하는 인젝터와, 상기 인젝터에서 토출되는 원수와 오존을 재차 혼합하는 믹서로 구성되는 오존살균기 및 상기 오존살균기와 오존수배출라인으로 연결되며 상기 오존살균기에서 혼합된 오존수를 공급받는 하우징과, 상기 하우징의 공간부에 설치되며 외부에서 인가된 전원으로 점등하며 상기 하우징의 공간부로 공급된 오존수에 자외선을 조사하는 자외선 램프 및 상기 하우징에 설치되며 자외선으로 살균 처리된 살균수를 외부의 사용처로 배출하는 살균수 배출라인으로 구성되는 자외선 살균기를 포함함을 특징으로 한다.
상기 오존수배출라인에는 순환라인의 일단이 연결되며, 상기 순환라인의 타단은 상기 원수공급라인에 연결되도록 구성한다.
상기 하우징의 일측에는 오존수에서 발생한 오존가스를 배출하는 가스배출관을 설치함이 바람직하다.
상기 가스배출관에는 솔레노이드밸브가 설치되며, 상기 솔레노이드밸브는 상 기 하우징에 저장된 오존수의 수위차를 감지하는 레벨스위치의 스위칭동작에 따라 상기 가스배출관을 선택적으로 개폐시키도록 구성함이 바람직하다.
본 발명에 따른 선박용 복합 살균 정수장치는 하나의 정수장치에 오존살균기 및 자외선살균기를 장착시켜, 원수에 포함되어 있는 유해세균을 오존으로 일차 살균 처리하고, 또한 오존으로 살균 처리된 원수에 잔류할 수 있는 유해세균을 자외선으로 이차적으로 살균 처리토록 함으로서 뛰어난 정수효과를 구현할 수 있는 작용효과를 가진다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 기술하기로 한다.
첨부된 도 1과 도 2는 본 발명의 선박용 복합 살균 정수장치를 도시한 도면들이다.
도 1, 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 선박용 복합 살균 정수장치(100)는 산소발생기(A)와, 오존발생기(B), 그리고 오존살균기(C) 및 자외선살균기(D)로 크게 구성된다.
상기 산소발생기(A)는 에어공급라인(10)을 통해 공급되는 에어를 이용하여 산소를 생성시키는 수단으로서, 이 공기공급라인(10)상에는 산소발생기(A)를 구성 하는 다수의 구성품들인 에어필터(12), 사일런스(14), 컴프레셔(16), 릴리프밸브(18), 에어라지에이터(20), 산소변환기(22), 레귤레이터(24) 및 산소저장탱크(26)가 설치된다.
상기 에어필터(12)는 공기공급라인(10)으로 공급되는 공기중에 포함되어 있는 이물질을 걸러주게 된다.
상기 사일런스(14)는 공기가 에어필터(12)를 통과하는 과정에서 발생하는 소음을 제거하게 된다.
상기 컴프레셔(16)는 에어를 상기 공기공급라인(10)을 통해 강제 흡입하고, 흡입된 공기를 압축하여 토출시키게 된다. 한편, 상기 컴프레셔(16)의 외형을 이루는 케이스의 바닥면에는 완충스프링과 방진고무를 더 설치함이 바람직하며, 이는 선박을 운항하는 과정에서 발생하는 롤링현상시, 케이스에 전해지는 충격을 이중으로 완화시키도록 하기 위함이다.
상기 릴리프밸브(18)는 컴프레셔(16)에서 토출되는 에어의 압력을 일정하게 유지시켜 주는 수단이다.
상기 에어라지에이터(20)는 컴프레셔(16)의 작동과정에서 발생하는 열을 냉각시키는 수단이다.
상기 산소변환기(22)는 컴프레셔(16)에서 토출되는 에어를 공급받아 오존변환기(A)의 원료가 되는 산소로 변환시키는 수단으로서, 이 산소변환기(A)의 원리는 널리 알려져 있는 공지의 기술인 흡착 및 탈착에 의한 PSY방식을 이용함이 바람직하다.
상기 레귤레이터(24)는 산소변환기(22)를 거쳐 발생한 산소를 일정한 압력으로 토출시키게 된다.
상기 산소저장탱크(26)는 레귤레이터(24)에서 토출되는 산소를 압축상태로 저장하는 수단이다.
한편, 상기 산소저장탱크(26)에는 산소배출라인(28)이 설치되며, 상기 산소배출라인(28)은 산소저장탱크(26)에 저장되어 있는 산소를 오존발생기(B)로 배출시키게 된다.
상기 오존발생기(B)는 산소배출라인(28)을 통해 배출되는 산소를 오존으로 변환시키는 장치로서, 상기 산소배출라인(28)상에는 상기 오존발생기(B)를 구성하는 다수의 구성품들인 플로워메터(30)와, 오존셀(32), 그리고 체크밸브(34)가 설치된다.
상기 플로워메터(30)는 산소배출라인(28)을 통해 배출되는 산소의 배출량을 확인 및 조절하는 수단이다.
상기 오존셀(32)은 중고주파 무성방전방식으로 산소배출라인(28)에서 배출되는 산소를 오존으로 변환시키는 수단으로서, 이러한 오존변환방식은 이미 공지된 기술임에 따라 그 상세한 설명은 생략토록 한다.
상기 체크밸브(34)는 오존셀(32)에서 변환된 오존이 오존배출라인(36)을 통해 오존살균기(C)로 배출되는 과정에서 오존이 역류하는 것을 차단하게 된다.
상기 체크밸브(34)에는 오존배출라인(36)이 설치되며, 상기 오존배출라인(36)은 오존셀(32)에서 변환된 오존을 공급받아 오존살균기(C)로 배출시키게 된 다.
한편, 상기 오존발생기(C)에는 오존모니터(35)가 더 구비된다. 상기 오존모니터(35)는 후술하는 오존측정센서(74)에서 전송되는 원수에 용해되어 있는 오존농도를 육안으로 확인시켜 주는 장비이다.
상기 오존살균기(C)는 오존발생기(B)에서 생성된 오존을 원수공급라인(38)을 통해 공급되는 원수에 용해시켜 원수에 포함되어 있는 각종 유해세균을 일차적으로 살균 처리할 목적으로 사용되는 수단이다.
상기 오존살균기(C)는 인젝터(40)와, 믹서(44)를 포함하여 구성한다.
상기 인젝터(40)는 일측으로 오존배출라인(36)이 연결되고, 하단에는 원수공급라인(38)이 각각 연결 구성되어 상기 오존배출라인(36)에서 배출되는 오존과 상기 원수공급라인(38)에서 배출되는 원수를 서로 혼합시켜, 원수에 일정량의 오존을 용해시키는 수단이다. 이때 상기 인젝터(40)는 벤츄리관형태로 제작하여 유속차를 통해 원수속에 오존이 보다 더 용이하게 용해될 수 있도록 구성함이 바람직하다.
상기 원수공급라인(38)에는 펌프(42)가 더 구비된다. 상기 펌프(42)는 인젝터(40)로 공급되는 원수를 강제로 펌핑시켜 상기 인젝터(40)를 통과하는 원수 및 오존이 와류를 일으키도록 하여 원수에 오존을 보다 용이하게 용해시키게 된다.
상기 믹서(44)는 인젝터(40)와 연결라인(43)으로 연결되어 상기 인젝터(40)를 통과한 원수와 오존을 다시 혼합시켜 원수에 오존을 다시한번 용해시키게 된다.
상기 인젝터(40) 및 믹서(44)를 통해 원수에 용해된 오존은 자체 살균력으로 원수내의 각종 유해세균을 일차적으로 제거하게 된다.
한편, 상기 믹서(44)에는 오존수배출라인(46)이 연결되며, 상기 오존수배출라인(46)은 상기 믹서(44)를 통과한 원수와 오존의 혼합물인 오존수를 자외선 살균기(D)로 배출시키게 된다.
상기 오존수배출라인(46)에는 순환라인(48)의 일단이 연결되고, 상기 순환라인(48)의 타단은 전술한 원수공급라인(38)에 연결 구성된다. 상기 순환라인(48)은 자외선 살균기(D)에서 살균 처리된 살균수의 사용유무에 따라 상기 자외선 살균기(D)로 공급되는 오존수를 다시 원수공급라인(38)을 통해 인젝터(40) 및 믹서(44)로 순환시키게 된다.
즉, 자외선 살균기(D)로 공급된 오존수를 살균 처리하여 음용수(즉, 살균수)로 사용하게 되면 사용된 양만큼의 오존수를 자외선 살균기(D)로 계속적으로 공급하여 오존수를 보충하게 되는 데, 만일 음용수의 사용이 정지될 경우에는 오존수는 더 이상 자외선 살균기(D)로 공급되지 않고, 오존수배출라인(46)에 연결되어 있는 순환라인(48)을 통해 원수공급라인(38)으로 유입된 후, 인젝터(40) 및 믹서(44)로 계속적으로 순환하며 필요이상의 오존수가 자외선 살균기(D)로 공급되는 것을 방지하게 된다. 이때 상기 순환라인(48)에는 별도의 체크밸브(47)를 설치하여 순환하는 오존수의 역류를 방지토록 한다.
상기 자외선 살균기(D)는 오존수배출라인(46)을 통해 공급된 오존수를 자외선으로 살균 처리하여 오존수에 잔류하는 유해세균을 재차 살균 처리하는 수단이다.
첨부된 도 3은 상기 자외선 살균기(D)의 구성을 상세하게 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 자외선 살균기(D)는 내부에는 일정량의 오존수를 저장하기 위한 공간부(51)를 구비하고, 상, 하단에는 유입구(54) 및 배출구(56)가 구비된 하우징(52)으로 외형을 이룬다. 상기 하우징(52)의 유입구(54)에는 전술한 오존수배출라인(46)이 연결되어, 오존수를 상기 하우징(52)의 공간부(51)로 유입시키게 된다. 또한 상기 하우징(52)의 배출구(56)에는 살균수배출라인(70)이 연결되며, 상기 살균수배출라인(70)은 상기 배출구(56)를 통해 배출되는 살균수(음용수)를 사용처로 공급하게 된다.
상기 하우징(52)의 내부 공간부(51)에는 복수개의 자외선램프(57)가 설치된다. 상기 자외선램프(57)는 외부에서 인가된 전원으로 점등하며 하우징(52)의 공간부(51)로 유입된 오존수를 살균하기 위한 자외선을 조사하게 된다.
한편, 상기 하우징(52)의 일측상단에는 가스배출관(58)이 연결되며, 상기 가스배출관(58)은 하우징(52)의 공간부(51)에 저장되어 있는 오존수에서 발생한 오존가스를 외부로 배출시키게 된다.
또한 상기 가스배출관(58)에는 솔레노이드밸브(60)가 장착된다. 상기 솔레노이드밸브(60)는 상기 하우징(52)에 설치되어 있는 레벨스위치(68)의 동작에 따라 상기 가스배출관(58)을 선택적으로 개폐시키게 된다. 이때 상기 레벨스위치(68)는 하우징(52)에 저장되어 있는 오존수의 수위차를 감지하여 솔레노이드밸브(60)를 동작시키게 된다.
구체적으로 상기 하우징(52)에는 연결관(62)을 통해 상기 하우징(52)의 내부 공간부(51)와 연통하며 하우징에 저장되어 있는 오존수를 공급받는 실린더(64)가 구비되고, 상기 실린더(64)의 내부에는 상기 오존수의 수위차에 따라 상, 하 이동하는 부력체(66)를 설치하며, 상기 부력체(66)에 상기 레벨스위치(68)를 연결 구성토록 한다.
상기한 구성을 통해 하우징(52)의 공간부(51)에 저장되어 있는 오존수를 음용하기 위해 사용하면 상기 공간부(51)에 저장되어 있는 오존수의 수위는 점차적으로 낮아지게 되는 데, 이때 실린더(64)내에 설치된 부력체(66)는 오존수의 낮아진 수위만큼 하강한 후, 설정된 하강높이에 도달하면 레벨스위치(68)가 솔레노이드밸브(60)를 동작시켜 가스배출관(58)을 개방시키게 되며, 이에 따라 하우징(52)의 공간부(51)에 존재하는 오존가스는 상기 가스배출관(58)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
그리고 오존수를 보충하기 위해 오존수배출라인(46)을 통해 하우징(52)의 공간부(51)로 오존수가 다시 공급되면 상기 공간부(51)에 존재하는 오존수의 수위는 점차적으로 높아지게 되는 데, 이때 부력체(66)는 오존수의 높아지는 수위만큼 상승한 후, 설정된 상승높이에 도달하면 레벨스위치(68)가 솔레노이드밸브(60)를 동작시켜 가스배출관(58)을 다시 폐쇄시켜 하우징(52)의 공간부(51)로 공급되는 오존수가 가스배출관(58)으로 배출되는 것을 차단하게 된다.
한편, 본 장치는 선박에 장착되어 사용되는 선박용 복합 살균정수 장치임으로 파도에 따라 선박이 좌, 우 또는 앞, 뒤로 흔들림으로 인해 배출가스량이 많지 않음에도 불구하고 선박의 유동에 따라 레벨 스위치(68) 및 솔레노이드 밸브(60)가 빈번하게 작동하여 성능을 저하시키는 것을 방지하기 위하여 부력체(66)가 작동해 서 레벨스위치(68)가 작동해도 일정시간이 지나서 솔레노이드 밸브(60)가 작동하도록 하는 지연장치를 추가로 구성함이 더욱 바람직할 것이다.
상기 하우징(52)의 하단부에는 드레인관(72)이 구비된다. 상기 드레인관(72)은 기기의 점검이나 혹은 살균수에 용해되어 있는 오존농도를 측정하기 위해 하우징(52)에 저장되어 있는 오존수를 별도로 배출시키는 관이다.
상기 드레인관(72)에는 오존측정센서(74)가 설치된다. 상기 오존측정센서(74)는 상기 드레인관(72)을 통과하는 살균수에 용해되어 있는 오존농도를 측정하여 전술한 오존모니터(35)로 전송하게 된다.
이하, 본 발명에 따른 선박용 복합 살균 정수장치의 작용을 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 기술하기로 한다.
본 발명에 따른 선박용 복합 살균 정수장치(100)는 산소발생기(A)를 통해 산소를 발생시킨 후, 발생한 산소를 오존발생기(B)에서 오존으로 변환한 후, 오존살균기(C)로 배출시켜 원수에 포함되어 있는 유해세균을 오존으로 일차 제거토록 하고, 이어서 오존이 용해되어 있는 오존수를 자외선 살균기(D)로 배출시켜 오존수에 잔류하는 유해세균을 자외선으로 재차 처리한 다음, 살균수 배출라인(70)을 통해 사용처로 공급하는 방식으로 진행된다.
먼저, 컴프레셔(16)의 구동에 따라 에어공급라인(10)을 통해 흡입된 에어는 산소변환기(22)로 공급되어 산소를 생성시킨 다음, 산소저장탱크(26)에 저장되어 진다.
이후, 산소저장탱크(26)에 저장되어 있는 산소는 산소배출라인(28)을 통해 오존발생기(B)를 구성하는 오존셀(32)로 배출되어 산소를 오존으로 변환시킨 다음, 오존배출라인(36)을 통해 오존살균기(C)를 구성하는 인젝터(40)로 배출되어 진다.이때 인젝터(40)로 오존이 배출됨과 동시에 원수는 펌프(42)의 펌핑동작에 따라 원수공급라인(38)을 통해 상기 이젝터(40)로 공급되어 진다.
상기 이젝터(40)로 공급된 원수와 오존은 서로 혼합된 후, 연결라인(43)을 통해 믹서(44)로 공급된 후, 상기 믹서(44)에서 재차 혼합과정을 거쳐 원수에 오존을 용해시켜 오존이 가지는 살균력을 이용하여 원수에 포함되어 있는 유해세균을 살균 처리하게 된다.
이어서, 믹서(44)를 통과한 오존수는 오존수배출라인(46)을 통해 자외선 살균기(D)를 구성하는 하우징(52)내로 공급되어 오존수에 잔류하는 유해세균을 자외선으로 재차 살균처리한 후, 완전하게 살균 처리된 살균수를 사용처로 배출하게 된다. 이때 자외선 살균기(D)에서 살균 처리된 음용수를 사용치 않을 경우에는 오존수는 자외선 살균기(D)로 계속적으로 공급되지 않고, 순환라인(48)을 통해 원수공급라인(38)으로 배출된 후, 다시 인젝터(40) 및 믹서(44)를 거쳐 계속적으로 순환하게 된다.
한편, 자외선 살균기(D)로 공급된 오존수는 첨부된 도 2에 도시한 바와 같이 자외선램프(57)에서 조사되는 자외선의 살균력에 의해 유해세균이 완전히 제거된 상태에서 살균수 배출라인(70)을 통해 외부의 사용처로 배출되어 진다. 이때 살균 과정에서 하우징(52)내의 공간부(51)에 존재하는 오존수에서 발생한 오존가스는 레벨스위치(68)가 오존수의 수위를 감지한 후, 솔레노이드밸브(60)를 동작시킴으로서 오존가스를 가스배출관(58)을 통해 외부로 배출시키게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 선박용 복합 살균 정수장치의 동작흐름을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에서 도시하고 있는 복합 살균 정수장치의 상세구성을 도시한 도면.
도 3은 도 2에서 도시하고 있는 자외선 살균기의 구성을 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
A: 산소발생기 B: 오존발생기
C: 오존살균기 D: 자외선살균기
16: 컴프레셔 22: 산소변환기
28: 산소배출라인 32: 오존셀
36: 오존배출라인 38: 원수공급라인
40: 인젝터 44: 믹서
46: 오존수배출라인 48: 순환라인
52: 하우징 57: 자외선램프
58: 가스배출라인 60: 솔레노이드밸브
Claims (4)
- 선박용 복합 살균 정수장치에 있어서,에어공급라인(10)을 통해 에어를 강제 흡입하는 컴프레셔(16)와;상기 컴프레셔(16)에서 토출되는 에어를 공급받아 산소를 생성시키는 산소변환기(22)로 구성되는 산소발생기(A)와;상기 산소발생기(A)와 산소배출라인(28)으로 연결되며 상기 산소발생기(A)에서 생성된 산소를 공급받아 오존으로 변환시키는 오존셀(32)로 구성되는 오존발생기(B)와;상기 오존발생기(B)에서 발생한 오존과 원수공급라인(38)에서 공급되는 원수를 혼합하는 인젝터(40)와;상기 인젝터(40)에서 토출되는 원수와 오존을 재차 혼합하는 믹서(44)로 구성되는 오존살균기(C) 및 ;상기 오존살균기(C)와 오존수배출라인(46)으로 연결되며 상기 오존살균기(C)에서 혼합된 오존수를 공급받는 하우징(52)과;상기 하우징(50)의 공간부(51)에 설치되며 외부에서 인가된 전원으로 점등하며 상기 하우징(52)의 공간부(51)로 공급된 오존수에 자외선을 조사하는 자외선 램프(57) 및 ;상기 하우징(52)에 설치되며 자외선으로 살균 처리된 살균수를 외부의 사용 처로 배출하는 살균수 배출라인(70)으로 구성되는 자외선 살균기(D)를 포함함을 특징으로 하는 선박용 복합 살균 정수장치.
- 제 1항에 있어서,상기 오존수배출라인(46)에는 순환라인(48)의 일단이 연결되며, 상기 순환라인(48)의 타단은 상기 원수공급라인에 연결됨을 특징으로 하는 선박용 복합 살균 정수장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 하우징(52)의 일측에는 오존수에서 발생한 오존가스를 배출하는 가스배출관(58)이 설치됨을 특징으로 하는 선박용 복합 살균 정수장치.
- 제 3항에 있어서,상기 가스배출관(58)에는 솔레노이드밸브(60)가 설치되며, 상기 솔레노이드밸브(60)는 상기 하우징(52)에 저장된 오존수의 수위차를 감지하는 레벨스위치(68)의 스위칭동작에 따라 상기 가스배출관(58)을 선택적으로 개폐시키게 됨을 특징으로 선박용 복합 살균 정수장치.
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