KR100889260B1

KR100889260B1 - 용수배관의 세정 및 살균 장치

Info

Publication number: KR100889260B1
Application number: KR1020070118204A
Authority: KR
Inventors: 조한식
Original assignee: 조한식
Priority date: 2007-11-20
Filing date: 2007-11-20
Publication date: 2009-03-17

Abstract

배관의 수명을 연장시키고, 위생적이고 청결한 배관상태를 유지시키도록 하는 용수배관의 세정 및 살균장치가 개시되어 있다. 이를 위하여 제5 제어밸브를 포함하는 급수관과, 온도가열기, 교반장치 및 폐오존 분해장치를 포함하는 저장탱크와, 순환펌프, 자화기 및 제1 인젝터를 포함하는 제1 순환배관과, 역지밸브를 포함하는 오존공급장치와, 오존공급배관과, 제1 산기관을 포함하는 제1 용해기 및 제2 용해기와, 제2 산기관을 포함하는 잉여오존 환수배관과, 제1 제어밸브를 포함하는 제2 순환배관과, 가압펌프, 제2제어밸브 및 제2 인젝터를 포함하는 세정수 공급배관과, 기포발생기와, 제3 제어밸브, 여과장치 및 제4 제어밸브를 포함하는 제3 순환배관을 가지는 용수배관의 세정 및 살균장치를 제공한다. 또한, 본 발명에 의한 배관의 세정 및 살균장치를 사용하면, 공기방울과 오존만을 이용해 배관을 세척하는 종래 기술의 경우 미생물 막의 완전 제거와 중금속의 침착으로 인한 피각질과 오존수 세정 후 잔여 연질 스케일 및 경질 스케일이 제거되지 않는 문제점을 개선할 수 있다.

Description

용수배관의 세정 및 살균 장치{CLEANING AND DISINFECTION EQUIPMENT FOR WATER PIPE}

본 발명은 용수배관의 세정 및 살균장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 용수배관의 세정 및 살균 효과를 현저히 개선시키도록 한 세정 및 살균장치에 관한 것이다.

일반적으로 주택, 아파트 빌딩 및 공장 등에 용수배관이 설치된다. 이처럼 설치되는 용수배관의 경우 한번 설치하면 장기간 사용하게 되는 특성상 시간이 경과함에 따라 배관 내부 표면에 미생물막이 쌓이게 되고 여기에 양극과 음극을 포함하는 국부전지가 형성된다.

도 1은 용수배관 내부 표면에서 형성되는 국부전지에 의한 녹덩어리의 생성 매커니즘을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 용수배관을 오랜기간 사용하면 배관 내부에 철 박테리아 등 미생물 막이 형성되고, 여기에 국부전지가 형성됨을 알 수 있다. 이렇게 형성 된 국부전지에 의해 내부에서 철이 용해되면서 덩어리 부분에서 철 이온이 산화철로 침착되어 덩어리가 점차 커지는데, 이러한 덩어리 안에는 철박테리아가 살게 되며 이로 인해 배관 내부에서 지속적으로 부식되는 문제점이 발생된다.

또한, 네덜란드 수도연구소에 의해 이루어진 급수배관 내의 미생물학적 연구에 따르면 금속의 부식과 관계없이 수돗물 중에 미생물의 영양분이 포함되어 있으면 배관내에 세균이 증가하게 된다.

도 2는 용수배관 내부 표면에 형성된 미생물막에 의해 배관 내부에 무척추 동물들이 생존하는 것을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 수돗물 중에 미생물의 영양분이 포함되어 있으면 배관내에 세균이 증가하여 배관내에 미생물막이 형성되고 이를 먹이로 하는 대형 무척추동물이 살게 되므로 주의할 것이 요구된다.

이와 같은 내용은 첨단환경기술 2004.7월호 P106 ~ 107에 개시되어 있다.

이에 따라 현재 배관의 스케일제거는 물론 비부식성 재질에 필연적으로 형성되는 미생물 막의 제거와 세균을 비롯한 각종 미생물을 살균할 수 있는 살균세정공법이 요구되고 있는 실정이다.

이러한 종래의 문제 해결을 위해 최근 용수배관 내부의 살균세정에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

예를 들어 대한민국 등록실용신안공보 제20-0389135호(2005년6월29일 등록)에 "오존수와 공기방울을 이용한 배관 세척장치"가 개시되어 있다.

이는 오존발생기에서 생성된 오존을 이용하여 배관의 내부를 세척하는 장치 에 관한 것으로, 저수조에 연결된 펌프의 공급관과 오존투입관의 연결부위에 장착되어, 상기 펌프를 통해 공급되어지는 물과 상기 오존발생기에서 생성된 오존을 동시에 유입시키기 위한 인젝터; 상기 인젝터의 분사구 측과 연결되어, 상기 인젝터를 통과한 물과 오존을 균일하게 혼합하기 위한 혼합기; 및 상기 혼합기와 배관 사이에 장착되며, 다량의 기포를 발생시키기 위한 기포발생부를 포함하도록 구성된 것이다.

상기와 같은 구성은 공기방울과 오존을 이용해 배관 내부를 세척하고 있으나, 오존수 용해기술의 미흡으로 저 농도의 오존수를 사용함으로써, 효과가 미비하다. 또한 실험결과 폴리에틸렌(Polyethylene)관과 같은 비 부식성 재질의 배관은 미생물 막의 완전 제거와 중금속의 침착되어 생성되는 망간 및 철 등의 피각질과 아연도 강관과 같은 부식성 재질에서의 스케일이 제대로 제거되지 않는다는 문제점이 있다.

또한, 예를 들어 대한민국 공개특허공보 제10-1992-0015052호(1994년3월12일 공개)에 "가정용 보일러의 배관스케일 제거제"가 개시되어 있다.

이는 보일러 배관의 스케일 제거제에 관한 것으로, 구연산 20중량%, 인산(H₃PO₄) 10중량%, 계면활성제 10중량%, 에칠알콜 10중량%, 촉매제 5중량%, 부식방지제 1중량% 및 물 46 중량%로 혼합하여 조성된 세관제 조성물에 관한 것이다. 이렇게 조성된 세관제 조성물을 배관의 관수용량에 5 중량% 희석하여 24시간 순환시킨 후, 방류함으로써 배관내부를 세관작업하는 것이다.

이러한 구연산을 이용한 배관 세관제 조성물은 구연산을 포함한 세관제를 관수용량에 희석함으로써, 배관내에 관수의 흐름에 따라 배관 내벽에 쌓인 관석이 분해제거된다. 그러나 단순히 관수의 흐름에 따라 배관 내벽을 세관하는 것에는 그 한계가 있어 관석을 분해 제거하는 능력이 미비하다는 문제점이 있다. 이에 분해제거 능력을 향상시킬 수 있는 방법이 요구되고 있는 실정이다.

따라서 본 발명의 목적은 고농도의 오존과 세정제(구연산 또는 옥살산)를 이용해 음수용 용수배관 또는 공업용 배관을 살균세정함으로써, 배관 내벽의 살균, 미생물 막, 철, 망간 같은 중금속 피각질, 및 스케일을 제거하여 위생적이고 청결한 배관상태를 유지함은 물론, 배관의 수명을 연장시키도록 하는 용수배관의 세정 및 살균장치를 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 급수관으로부터 유입되는 물, 세정제 및 잉여오존이 저장 및 혼합되는 저장탱크; 상기 저장탱크에 저장된 물, 세정제 및 잉여오존이 혼합된 세정수를 순환시키는 제1 순환배관; 상기 저장탱크로부터 제1 순환배관에 혼합된 세정수를 순환시키도록 구동하는 순환펌프; 상기 순환펌프를 통해 유입된 혼합된 세정수의 물 분자를 분해하는 자화기; 오존 역류를 방지하는 역지밸브를 포함하고 오존을 발생시키는 오존공급장치; 상기 오존공급장치로부터 발생되는 오존을 상기 제1 순환배관에 1차로 공급시키는 오존공급배관; 상기 오존공급장치로부터 발생된 오존이 오존공급배관을 통해 상기 제1 순환배관으로 공급되도록 하는 제1 인젝터; 상기 제1 순환배관에 2차로 오존을 공급시키도록 상기 오존공급장치로부터 발생되는 오존을 오존공급배관을 통해 공급받아 용해시키는 제1 산기관을 포함하는 제1 용해기 및 제2 용해기; 상기 제2 용해기로부터 발생되는 잉여오존을 상기 저장탱크로 환수되도록 제2 용해기와 저장탱크 사이에 형성된 잉여오존 환수배관; 상기 제1 용해기 및 제2 용해기로부터 2차로 오존을 공급받은 상기 제1 순환배관 내부에 흐르는 세정수가 상기 저장탱크로 순환하도록 제1 순환배관과 저장탱크 사이에 형성된 제2 순환배관; 상기 제1 용해기 및 제2 용해기로부터 2차로 오존을 공급받은 상기 제1 순환배관 내부에 흐르는 세정수가 세정대상인 용수배관으로 투입될 수 있도록 제1 순환배관과 세정대상인 용수배관 사이에 형성된 세정수 공급배관; 기포를 발생시키는 기포발생기; 상기 기포발생기로부터 발생되는 기포를 상기 세정수 공급배관으로 공급하는 제2 인젝터; 상기 세정대상인 용수배관의 세정 후 세정수를 상기 저장탱크로 회수하도록 상기 용수배관의 배출부분(W)과 저장탱크로 물을 급수하는 상기 급수관과 연결되는 제3 순환배관; 및 상기 제3 순환배관에 흐르는 상기 용수배관의 배출부분(W)을 통해 유입된 세정수를 세정하는 여과장치를 포함하는 용수배관의 세정 및 살균장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 세정 및 살균장치의 저장탱크는 급수관으로부터 유입된 물을 가열시키는 온도가열기와, 저장탱크에 저장된 세정제와 세정수 또는 세정제, 세정수 및 잉여오존을 교반하여 용해효율을 향상시키는 교반장치와, 저장탱크 내부에 존재하는 폐오존을 산소로 분해시켜 저장탱크 외부로 방출시키는 폐오존 분해장치를 포함하는 용수배관 세정 및 살균장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 세정 및 살균장치의 잉여오존 환수배관은 일측 단부가 제2 용해기와 연결되고 타측 단부는 저장탱크 내부 하부쪽까지 형성되며, 저장탱크로 환수되는 오존을 용해시키도록 저장탱크 쪽 단부에 제2 산기관을 더 포함하는 용수배관 세정 및 살균장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 세정 및 살균장치는 제2 순환배관 내부에 흐르는 세정수의 흐름을 제어하도록 제2 순환배관에 형성된 제1 제어밸브와, 상기 세정수 공급배관 내부에 흐르는 세정수의 흐름을 제어하도록 세정수 공급배관에 형성된 제2 제어밸브와, 상기 제3 순환배관 내부에 흐르는 세정수의 흐름을 제어하도록 제3 순환배관에 형성된 제3 제어밸브 및 제4 제어밸브와, 상기 급수관 내부에 흐르는 물의 흐름을 제어하도록 급수관에 형성된 제5 제어밸브를 더 포함하는 용수배관 세정 및 살균장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 세정 및 살균장치는 세정수 공급배관에 제1 순환배관으로부터 흐르는 세정수를 세정대상인 용수배관으로 흐르도록 구동하는 가압펌프를 더 포함하는 용수배관 세정 및 살균장치를 제공한다.

본 발명에 의한 용수배관의 세정 및 살균장치를 사용하면, 종래의 공기방울과 오존을 사용하는 배관세척장치에서 문제시 되는 오존수의 용해기술 미흡으로 인한 세정효과가 미비한 문제점을 현저하게 개선할 수 있다. 또한, 공기방울과 오존만을 이용해 배관을 세척하는 종래 기술의 경우 미생물 막의 완전 제거와 중금속의 침착으로 인한 피각질 및 부식에 의한 스케일(녹)이 제대로 제거되지 않는 문제점을 개선할 수 있다.

이에 따라 배관의 수명을 연장시킴은 물론, 보다 위생적이고 청결한 배관상태를 유지시키도록 하는 장치이다.

또한, 본 발명은 세정제를 구연산 또는 옥살산을 사용함으로써 음수용 용수배관 뿐만 아니라 공업용배관까지 활용범위를 극대화시켰다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 용수배관의 세정 및 살균장치를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 용수배관의 세정 및 살균장치를 설명하기 위한 장치 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 용수배관의 세정 및 살균장치는 저장탱크(20), 제1 순환배관(60), 순환펌프(70), 자화기(80), 오존공급장치(100), 오존공급배관(120), 제1 인젝터(90), 제1 용해기(140), 제2 용해기(150), 잉여오존 환수배관(160), 제2 순환배관(180), 세정수 공급배관(210), 기포발생기(230), 제2 인젝터(240), 제3 순환배관(290), 및 여과장치(300)를 포함한다.

보다 상세히 설명하면, 급수관(10)으로부터 유입되는 물, 세정제(구연산 또는 옥살산) 및 잉여오존이 저장 및 혼합되는 저장탱크(20); 상기 저장탱크(20)에 저장된 물, 세정제 및 잉여오존이 혼합된 세정수를 순환시키는 제1 순환배관(60); 상기 저장탱크(20)로부터 제1 순환배관(60)에 혼합된 세정수를 순환시키도록 구동하는 순환펌프(70); 상기 순환펌프(70)를 통해 유입된 혼합된 세정수의 물분자를 분해하는 자화기(80); 오존 역류를 방지하는 역지밸브(110)를 포함하고 오존을 발생시키는 오존공급장치(100); 상기 오존공급장치로부터 발생되는 오존을 상기 제1 순환배관에 1차로 공급시키는 오존공급배관(120); 상기 오존공급장치(100)로부터 발생된 오존이 오존공급배관(120)을 통해 상기 제1 순환배관(60)으로 공급되도록 하는 제1 인젝터(90); 상기 제1 순환배관(60)에 2차로 오존을 공급시키도록 상기 오존공급장치(100)로부터 발생되는 오존을 오존공급배관(120)을 통해 공급받아 효율적으로 용해시키는 제1 산기관(130)을 포함하는 제1 용해기 및 제2 용해기(140)(150); 상기 제2 용해기(150)로부터 발생되는 잉여오존을 상기 저장탱크(20)로 환수되도록 제2 용해기(150)와 저장탱크(20) 사이에 형성된 잉여오존 환수배관(160); 상기 제1 용해기(140) 및 제2 용해기(150)로부터 2차로 오존을 공급받은 상기 제1 순환배관(60) 내부에 흐르는 세정수가 상기 저장탱크(20)로 순환하도록 제1 순환배관(60)과 저장탱크(20) 사이에 형성된 제2 순환배관(180); 상기 제1 용해기(140) 및 제2 용해기(150)로부터 2차로 오존을 공급받은 상기 제1 순환배관(60) 내부에 흐르는 세정수가 세정대상(250)인 용수배관(280)으로 투입될 수 있 도록 제1 순환배관(60)과 세정대상(250)인 용수배관(280) 사이에 형성된 세정수 공급배관(210); 기포를 발생시키는 기포발생기(230); 상기 기포발생기(230)로부터 발생되는 기포를 상기 세정수 공급배관(210)으로 공급하는 제2 인젝터(240); 상기 세정대상(250)인 용수배관(280)의 세정수(구연산 또는 옥살산 수용액)를 제3순환배관을 통하여 일정시간 동안 순환시켜 세정하고 세정 후 상기 저장탱크(20)로 세정수를 회수하도록 상기 용수배관(280) 배출부분(W)과 저장탱크(20)로 물을 급수하는 상기 급수관(10)과 연결되는 제3 순환배관(290); 및 상기 제3 순환배관(290)에 흐르는 상기 용수배관(280) 배출부분(W)을 통해 유입된 세정수를 세정하는 여과장치(300)를 포함한다.

상기 급수관(10)으로부터 유입되는 물, 세정제 및 잉여오존이 저장 및 혼합되는 저장탱크(20)는 내부에 저장된 상기 물을 가열시켜 세정제의 용해효율을 향상시키고 세정효과를 촉진시키도록 하는 온도가열기(40)를 더 포함한다. 상기 온도가열기(40)는 상기 저장탱크(20) 내부에 저장된 물을 가열시킬 수 있는 곳이라면 어느 곳에 위치하여도 무방하다.

상기 저장탱크(20) 내부에는 최초 물과 세정제가 저장되고, 상기 세정제는 물에 용해되어 세정제 수용액으로 변한다. 이 후, 본 발명의 세정 및 살균장치가 동작되면 상기 저장탱크(20) 내부에는 잉여오존이 추가적으로 저장된다. 이로써 상기 저장탱크(20) 내부에는 물, 세정제 수용액 및 잉여오존이 혼합된 세정수가 저장된다.

상기 저장탱크(20)는 내부에 저장된 물, 세정제 수용액 및 잉여오존을 교반하여 용해효율을 향상시키는 교반장치(30)를 더 포함한다. 또한, 상기 저장탱크(20) 내부에 있는 폐오존(저장탱크(20)에 저장된 잉여오존이 더 이상 용해되지 않은 오존)을 산소로 분해시켜 외부로 방출시키는 폐오존 분해장치(50)를 더 포함한다. 폐오존 분해장치(50)는 상기 저장탱크(20) 상부에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 저장탱크(20)에 저장된 세정제 수용액은 용수배관 내벽에 침착된 피각질을 제거하고, 또한 오존은 용수배관 내벽에 점착된 미생물 막을 분해제거 하고 세균을 비롯한 각종 미생물을 살균한다. 상기 급수관(10)을 통해 유입되는 물과 혼합되는 세정제는 물 100ℓ에 5 내지 10㎏의 비율로 혼합(용해)하는 것이 바람직하고 세정제가 혼합되는 물은 40 내지 50℃로 가열하는 것이 바람직하다.

본 발명의 세정제는 세정대상에 따라 용수배관일 경우 구연산 또는 공업용배관일 경우 옥살산을 선택적으로 사용한다. 이로써 본 발명의 활용범위를 용수배관 뿐만 아니라 공업용배관까지 넓게 사용가능하도록 한다.

상기 피각질 제거, 살균 및 미생물 막, 스케일(녹)을 제거하는 세정제로 사용되는 구연산 및 옥살산과 오존의 특징을 살펴보면 다음과 같다.

구연산은(citric acid) 화학식 C₆H₈O₇로 많은 식물의 씨나 과즙 속에 유리상태의 산으로 함유되어 있다. 당류를 기질로 하여 미생물을 배양했을 때, 배양액 속에 시트르산이 축적되는 것을 시트르산 발효라고 하는데, 현재 생산되는 시트르 산 대부분이 이 방법을 통해 만들어진다. 식품에 첨가하거나, 분석시약 또는 혈액응고저지제로 사용된다.

구연산의 용도로는 과즙 ㅇ청량음료에 첨가하거나, 의약품 이뇨성 음료에 신맛을 내는 외에 분석시약으로도 사용된다. 또, 혈액응고에는 칼슘이온이 필요한데, 시트르산은 칼슘이온을 포착(捕捉)하므로 혈액응고저지제로 사용된다.

옥살산은 화학식 C₂H₂O₄이고 흡습성 고체이며 분자량 90.0, 비중 1.90(25℃)을 가진다. 이러한 옥살산은 두 개의 카르복시 그룹을 가지고 있기 때문에 두 개의 카르복시 그룹을 형성할 수 있고, 두 개의 염, 에스테르수지 유도체 등을 형성할 수 있다. 이에 염기성 옥살산염은 용해도가 매우 낮아 희토류 금속의 추출과 정제에 매우 용이하게 사용된다.

옥살산은 염류의 형태로 매우 많은 식물류속에 함유되어 있다. 식물에 따라 옥살산의 함량에 차이가 있으며, 특히 많은 것으로는 채소 중에서 죽순ㅇ시금치 등을 들 수 있다. 이들은 많을 경우 함량이 약 1％ 정도인 것도 있다. 그 밖에 채소 중에 함유되어 있는 옥살산은 떫은 맛 성분으로서 식품에 나쁜 맛을 주는 경우도 있지만 토마토처럼 신맛으로서 맛 성분을 돕는 경우도 있다.

오존(O₃)은 그리스어인 OZEIN(냄새)에서 유래된 것으로, 대기 중에 0.02% 정도 함유되어 있으며, 사람에게 상쾌한 느낌을 주는 요인이 되지만 다량일 때에는 불쾌감을 느끼게 한다. 이러한 오존 기체는 엷은 담청색을 지니고 있으나 육안으 로는 식별이 어렵다.

오존은 산소의 동위체로서 산소보다 잘 녹으며, 분자기호 O₃, 분자량 48g, 어는점 -251℃, 비중 1.7로, 3개의 원자 중 제삼의 원자는 결합이 약해 쉽게 분리되어 발생기 산소로 된다. 이 발생기 산소의 산화력은 염소의 5.6배, 살균력은 염소의 10 ~ 1,000배나 강하며, 냄새나 색깔을 남기지 않고, 화학적 성질을 남기지 않는 특성을 지니고 있다.

또한, 오존은 대사계의 효소에 영향을 끼쳐 불활성화(살균)시키는 염소와는 달리, 직접 세포벽 등 원형질을 파괴하고 바이러스의 RNA(Ribonucleic acid)와 DNA(Deoxyribonucleic acid)를 절단 손상시키고 불활성화시키는 특성이 있어 염소살균에 비해 살균력이 훨씬 강하고 확실하다. 즉, 오존은 일반세균, 비브리오균, 대장균 및 각종 세균을 박멸하고 페놀 및 중금속을 분해하며, 수돗물의 잔류 염소를 분해한다. 뿐만 아니라 물의 경도를 낮추고 용존 산소량을 증가시킨다.

이러한 오존은 상온에서 분해되어 산소로 변하므로 물속에 장시간 잔류하거나 수질을 변화시키지 않는다. 따라서 오존은 살균, 탈취, 소독 및 공기청정용으로 많이 사용된다.

상기와 같은 오존의 특성을 보다 상세히 설명하여 아래의 표 1에 개시한다.

[표 1]

살균력	분해력	탈취력
세균, 바이러스	독성, 잔류농약	악취
염소의 10 ~ 1,000배	과일, 야채 등의 잔류농약과 독성을 분해제거	공기, 식수, 식품의 정화
접촉 즉시 세균, 바이러스 박멸(염소는 바이러스 살균 불가)	기름 등을 산화시키고 중금속을 침전시키며 페놀 등을 100%제거	상,하수도의 탈취 및 탈색
살모넬라균, 비브리오균, O-157 등 병원성 세균을 박멸	철, 알루미늄, 망간 및 유황 등의 중금속을 산화 및 분해 제거	물의 탁도를 개선하고, 물맛을 부드럽게함
수명을 다하면 순수한 산소만 남음	유·무기물이 산화 및 분해되어 제거됨	냉장고, 화장실 및 지하실 등의 악취 제거
각종 의료뷴야의 살균소독에 광범위하게 사용	할로겐화 유기물의 제거	잔류세제, 살충제 제거

상기 제1 순환배관(60)은 저장탱크(20)로부터 혼합된 세정수가 내부에 순환되도록 저장탱크(20)와 인접한 부근에 위치한 순환펌프(70) 포함한다. 또한, 상기 순환펌프(70)를 통해 유입된 세정수의 물분자를 분해하는 상기 순환펌프(70)와 인접한 자화기(80)를 더 포함한다. 또한, 상기 오존공급장치(100)로부터 발생된 오존을 제1 순환배관(60)에 1차로 공급하는 상기 자화기(80)와 인접한 제1 인젝터(90)를 포함한다.

상기 자화기(80)는 자기에 의한 용수처리 기술이론으로써 강력한 자기장을 일으켜 일정이상의 자기 속도로 물이 통과하면 물분자의 덩어리가 나누어져 미세한 물분자로 변화시키는 장치이다. 이에 따라 상기 자화기(80)는 순환펌프(70)의 구동으로 인해 저장탱크(20)로부터 제1 순환배관(60)으로 유입된 세정수의 물분자를 미세한 물분자로 나누어 상기 제1 인젝터(90)를 통해 1차로 유입되는 오존과의 접촉면적을 넓게함으로서 오존의 용해도를 높이는 것이다.

상기 오존공급장치(100)는 오존을 발생하되, 발생되는 오존이 역류하는 것을 방지하는 역지밸브(110)를 포함한다. 상기 오존공급장치(100)로부터 발생되는 오존은 오존공급배관(120)을 통해 상기 제1 인젝터(90)로 공급되고, 또한 제1 용해기(140) 및 제2 용해기(150)의 제1 산기관(130)으로 공급된다.

상기 제1 용해기(140) 및 제2 용해기(150)는 상기 오존공급장치(100)로부터 발생된 오존을 상기 제1 산기관(130)을 통해 효율적으로 용해시켜 이를 상기 제1 순환배관(60)에 2차로 공급시킨다.

상기 잉여오존 환수배관(160)은 제2 용해기(150)로부터 발생된 잉여오존을 저장탱크(20)로 환수되도록 일측 단부는 상기 제2 용해기(150)와 연결되고 타측 단부는 상기 저장탱크(20) 내부 하부쪽까지 형성된다. 상기 저장탱크로 환수된 오존을 용해시키도록 저장탱크 쪽 단부에 형성된 제2 산기관(170)을 더 포함한다.

과잉 공급된 오존의 경우 상기 제2 산기관(170)을 거쳐도 용해되지 않으며, 이러한 용해되지 않은 오존은 상기 폐오존 분해장치(50)를 통해 산소로 분해되어 외부로 방출된다.

상기 제2 순환배관(180)으로 흐르는 세정수는 항시 흐르는 것이 아니라 세정수를 일정시간 순환시켜 고농도의 오존수와 균일한 세정제 수용액을 제조할 경우에만 흐르도록 한다. 이를 위해 상기 제2 순환배관(180) 내부에 흐르는 세정수의 흐 름을 제어하도록 제2 순환배관은 제1 제어밸브(190)를 더 포함한다. 상기 제1 제어밸브(190)는 상기 제1 순환배관(60)과 인접한 부근에 위치한다.

상기 세정수 공급배관(210)은 제2 제어밸브(200)를 더 포함한다. 제2 제어밸브(200)는 상기 제1 순환배관(60)과 인접한 부근에 위치한다. 상기 세정수 공급배관(210)은 내부에 흐르는 세정수가 세정대상(250)인 용수배관(280)으로 배출되도록 세정수를 가압하는 가압펌프(220)를 더 포함한다.

상기 제3 순환배관(290)은 용수배관(280)과 저장탱크(20)를 연결하며세정수를 순환시키는데 사용하고 세정을 마친 세정수를 저장탱크(20)로 회수할 경우에 사용한다. 이는 세정의 효율을 향상시키고 세정수에 용해된 세정제를 회수하여 재사용하도록 함으로써 경제성을 향상시키기 위함이다.

상기 제3 순환배관(290)은 내부 세정수의 흐름을 제어하도록 하는 상기 세정대상(250)인 용수배관(280)의 배출부분(W)에 인접하여 형성된 제3 제어밸브(310)와 상기 급수관(10)에 인접하여 형성된 제4 제어밸브(320)를 더 포함한다.

상기 제3 순환배관(290) 내부에 흐르는 세정수를 여과시키는 여과장치(300)의 위치는 상기 제3 제어밸브(310)와 제4 제어밸브(320) 사이 어느 곳에 위치하여도 무방하다.

또한, 상기 여과장치(300)는 활성탄, 모래(여과사) 및 부직포로 이루어져 상기 제3 순환배관(290) 내부에 흐르는 세정수를 세정한다.

상기 급수관(10)은 내부에 흐르는 물이 상기 저장탱크(20)로 급수되는 것을 제어하는 제5 제어밸브(330)를 더 포함한다. 상기 급수관(10)에 위치하는 제5 제어밸브(330)는 급수관(10)과 상기 제3 순환배관(290)이 접하는 부분을 기준으로 저장탱크(20) 반대쪽에 위치한다. 상기 제5 제어밸브(330)는 상기 제3 순환배관(290)에 흐르는 세정수를 저장탱크(20)로 회수할 때 제어하는 밸브이다.

상기와 같이 본 발명에 따르면 상기 제1 인젝터(90)를 통해 1차로 유입된 오존과 상기 자화기(80)를 통해 미세한 물 분자로 분해된 세정수 물분자와의 접촉면적을 넓게함으로써 오존의 용해도를 높인다. 또한 이렇게 용해된 오존에 상기 제1 산기관(130)의 동작에 의해 제1 용해기(140)와 제2 용해기(150)로부터 2차로 오존을 공급받음으로써 오존의 농도를 더욱 증가시킨다. 이로써 고농도의 오존수를 통해 세정대상(250)인 용수배관(280) 내벽의 보다 효과적인 살균세정을 가능케 한다.

도 4 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 배관 내부 표면의 살균세정을 나타낸 용수배관의 단면도들이다.

도 4를 참조하면, 세정대상(250)인 용수배관(280) 내부 표면에 피각질(260)이 침착된 것을 볼 수 있다. 이렇게 내부 표면에 피각질(260)이 침착된 용수배관(280)을 세정제가 혼합된 세정수를 이용하는 본 발명의 실시예에 의해 세정을 한다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의해 용수배관(280)의 내부 표면의 피 각질이 용해된 부분(270)을 통해 살균세정이 완료된 것을 확인 할 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의해 용수배관(280) 내부 표면에 침착된 피각질(260)이 완전히 용해된 상태(270)를 확인할 수 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하면 용수배관(280)은 폴리에틸렌관(PE : Polyethylene pipe)의 용수배관을 나타낸 도면이고, 도 7 내지 도 8은 아연도강관의 용수배관을 나타낸 도면들이다.

도 7을 참조하면, 아연도강관 용수배관(340)은 15년 정도 경과한 것으로 내부 표면에 녹(350)이 쌓인 것을 볼 수 있다. 내부 표면에 녹(350)이 쌓인 용수배관(아연도강관)(340)에 세정제가 혼합된 세정수를 이용하는 본 발명의 실시예에 의해 세정을 한다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의해 용수배관(아연도강관)(340)의 내부 표면의 녹(350)이 제거된 것을 확인 할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 용수배관의 세정 및 살균장치는 살균세정하고자 하는 용수배관의 오염정도, 시간 등 작업환경에 따라 세정방법을 달리 실시 할 수 있다.

첫째로, 물, 세정제 및 오존으로 혼합된 세정수를 살균세정하고자 하는 세정대상(250)의 용수배관(280)에 투입하여 세정한 후, 마지막으로 물과 오존만으로 혼합된 세정수(오존수라고도 함)로 용수배관을 마무리 세정을 한다. 상기 마무리 세정공정 시 사용하는 물과 오존만으로 혼합된 세정수(오존수)는 최초 사용한 세정 수(물, 세정제 및 오존으로 혼합된)를 저장탱크(20)로부터 제거한 후, 저장탱크(20)에 급수관(10)으로부터 물을 유입시켜 이를 오존과 혼합한 것이다.

둘째로, 세정하고자 하는 용수배관(280)에 상기 첫 번째 방법의 마무리 공정에서 사용된 물과 오존만으로 혼합된 세정수를 먼저 투입하여 살균 및 미생물 막을 제거한 후, 상기 첫 번째 방법과 동일한 공정으로 세정을 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 용수배관의 세정 및 살균장치의 동작흐름을 살펴보면 다음과 같다.(본 발명의 세정 및 살균장치에 사용되는 세정제는 살균세정 대상에 따라 용수배관의 경우 구연산을 사용하고 공업용배관의 경우 옥살산을 사용한다.

먼저, 제1 제어밸브(190)는 온(ON)시키고, 제2 제어밸브(200)는 오프(OFF)시킨다.

급수관(10)을 통해 유입된 물의 양에 따라 세정제를 5 내지 10% 투입하여 이를 용해시킨다. 이때 온도가열기(40)를 가동하여 세정수의 온도를 40 내지 50℃로 가열하고 교반장치(30)를 가동하여 용해시킨다.

이렇게 물과 세정제가 혼합된 세정수는 순환펌프(70)를 통해 제1 순환배관(60)으로 유입되고 자화기(80)를 거쳐 미세한 물 분자로 분해된다. 이렇게 분해된 세정수 물 분자는 제1 인젝터(90)를 통해 오존공급장치(100)로부터 발생되는 오존을 1차로 공급받아 공급받은 오존과 혼합된다. 상기 오존과 혼합된 세정수는 제1 및 제2 용해기(140)(150)로부터 2차로 공급되는 오존과 재차 혼합함으로써 고농 도의 세정수가 된다.

이때 상기 제2 용해기(150)로부터 과잉되는 잉여오존은 잉여오존 환수배관(160)을 통해 저장탱크(20)로 흐른다. 저장탱크(20)로 흐른 잉여오존은 상기 잉여오존 환수배관(160) 단부에 형성된 제2 산기관(170)에 의해 저장탱크(20) 내부에 저장된 물과 세정제이 혼합된 세정수에 용해된다.

상기 제1 및 제2 용해기(140)(150)를 거친 세정수는 제2 순환배관(180)을 통해 일정시간 순환시킨다.(이러한 순환 동작은 고농도의 세정수를 얻기 위함이다.) 이 후, 제1 제어밸브(190)를 오프(OFF)시키고, 제2 제어밸브(200)를 온(ON)시킨다.

이에 따라 고농도의 세정수는 가압펌프(220)의 구동에 의해 세정수 공급배관(210)으로 흐른다. 상기 세정수 공급배관(210)으로 유입된 세정수는 제2 인젝터(240)를 통해 기포발생기(230)로부터 발생되는 기포와 혼합되어 세정대상(250)인 용수배관(280)에 투입되고 제3순환배관을 통하여 일정시간 순환됨으로써 배관 내벽의 살균세정을 하게 된다.

살균세정을 마친 상기 용수배관(280)의 배출부분(W)을 통해 배출되는 세정수는 제3 순환배관(290)을 통해 급수관(10)으로 유입되고, 이 후 저장탱크(20)로 회수된다.

상술한 동작 흐름은 세정제와 오존이 혼합된 세정수의 동작흐름을 나타낸 것이며, 세정제를 제외한 물과 오존이 혼합된 세정수(오존수)를 이용해 용수배관(280)을 살균세정할 경우에도 동일하게 사용된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 배관세정장치를 설명하기 위한 장치 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

20 : 저장탱크 30 : 교반장치

40 : 폐오존분해장치 50 : 온도가열기

60 : 제1 순환배관 70 : 순환펌프

80 : 자화기 90 : 제1 인젝터

100 : 오존공급장치 120 : 오존공급배관

130 : 제1 산기관 140 : 제1 용해기

150 : 제2 용해기 160 : 잉여오존 환수배관

170 : 제2 산기관 180 : 제2 순환배관

210 : 세정수 공급배관 220 : 가압펌프

230 : 기포발생기 240 : 제2 인젝터

290 : 제3 순환배관 300 : 여과장치

Claims

급수관으로부터 유입되는 물, 세정제 및 잉여오존이 저장 및 혼합되는 저장탱크;

상기 저장탱크에 저장된 물, 세정제 및 잉여오존이 혼합된 세정수를 순환시키는 제1 순환배관;

상기 저장탱크로부터 제1 순환배관에 혼합된 세정수를 순환시키도록 구동하는 순환펌프;

상기 순환펌프를 통해 유입된 혼합된 세정수의 물 분자를 분해하는 자화기;

오존 역류를 방지하는 역지밸브를 포함하고 오존을 발생시키는 오존공급장치;

상기 오존공급장치로부터 발생되는 오존을 상기 제1 순환배관에 1차로 공급시키는 오존공급배관;

상기 오존공급장치로부터 발생된 오존이 오존공급배관을 통해 상기 제1 순환배관으로 공급되도록 하는 제1 인젝터;

상기 제1 순환배관에 2차로 오존을 공급시키도록 상기 오존공급장치로부터 발생되는 오존을 오존공급배관을 통해 공급받아 용해시키는 제1 산기관을 포함하는 제1 용해기 및 제2 용해기;

상기 제2 용해기로부터 발생되는 잉여오존을 상기 저장탱크로 환수되도록 제2 용해기와 저장탱크 사이에 형성된 잉여오존 환수배관;

상기 제1 용해기 및 제2 용해기로부터 2차로 오존을 공급받은 상기 제1 순환배관 내부에 흐르는 세정수가 상기 저장탱크로 순환하도록 제1 순환배관과 저장탱크 사이에 형성된 제2 순환배관;

상기 제1 용해기 및 제2 용해기로부터 2차로 오존을 공급받은 상기 제1 순환배관 내부에 흐르는 세정수가 세정대상인 용수배관으로 투입될 수 있도록 제1 순환배관과 세정대상인 용수배관 사이에 형성된 세정수 공급배관;

기포를 발생시키는 기포발생기;

상기 기포발생기로부터 발생되는 기포를 상기 세정수 공급배관으로 공급하는 제2 인젝터;

상기 세정대상인 용수배관과 저장탱크사이를 일정시간 동안 순환시켜 용수배관을 세정하고 세정 후 세정수를 상기 저장탱크로 회수하도록 상기 용수배관의 배출부분(W)과 저장탱크로 물을 급수하는 상기 급수관과 연결되는 제3 순환배관; 및

상기 제3 순환배관에 흐르는 상기 용수배관의 배출부분(W)을 통해 유입된 세정수를 세정하는 여과장치를 포함하는 용수배관의 세정 및 살균장치.
제 1 항에 있어서, 상기 저장탱크에 저장되어 세정수와 혼합되는 세정제는 세정수 100ℓ에 5㎏ 내지 10㎏의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 용수배관의 세정 및 살균장치.
제 1 항에 있어서, 상기 세정제는 세정대상에 따라 음수용 용수배관일 경우 구연산을 사용하고, 공업용배관일 경우 옥살산을 사용하는 것을 특징으로 하는 용수배관의 세정 및 살균장치.
제 1 항에 있어서, 상기 저장탱크는 급수관으로부터 유입된 물을 가열시키는 온도가열기와, 저장탱크에 저장된 세정제와 세정수 또는 세정제, 세정수 및 잉여오존을 교반하여 용해효율을 향상시키는 교반장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용수배관의 세정 및 살균장치.
제 1 항에 있어서, 상기 저장탱크는 내부에 존재하는 폐오존을 산소로 분해시켜 저장탱크 외부로 방출시키는 폐오존 분해장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용수배관의 세정 및 살균장치.
제 1 항에 있어서, 상기 잉여오존 환수배관의 일측 단부는 상기 제2 용해기와 연결되고 타측 단부는 상기 저장탱크 내부 하부쪽까지 형성되고, 상기 저장탱크로 환수되는 오존을 용해시키도록 저장탱크 쪽 단부에 제2 산기관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용수배관의 세정 및 살균장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 순환배관 내부에 흐르는 세정수의 흐름을 제어하도록 제2 순환배관에 형성된 제1 제어밸브;

상기 세정수 공급배관 내부에 흐르는 세정수의 흐름을 제어하도록 세정수 공급배관에 형성된 제2 제어밸브;

상기 제3 순환배관 내부에 흐르는 세정수의 흐름을 제어하도록 제3 순환배관에 형성된 제3 제어밸브 및 제4 제어밸브; 및

상기 급수관 내부에 흐르는 물의 흐름을 제어하도록 급수관에 형성된 제5 제어밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용수배관의 세정 및 살균장치.
제 1 항에 있어서, 상기 세정수 공급배관에 상기 제1 순환배관으로부터 흐르는 세정수를 세정대상인 용수배관으로 흐르도록 구동하는 가압펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용수배관의 세정 및 살균장치.