KR101250811B1 - 오존 온라인 인젝터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오존 온라인 인젝터에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 사용 용도에 따라서, 일정한 농도의 오존화된 물을 공급하고, 과잉의 오존은 오존 파괴기에서 처리하여 과잉 오존에 의한 오염을 방지하고, 적정 농도의 오존을 공급할 수 있도록 제작된 오존 온라인 인젝터를 제공하는 것이다.

Description

오존 온라인 인젝터 {Ozone On-line Injector}

본 발명은 오존 온라인 인젝터에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 오존 발생기에서 발생한 오존을 일정한 농도로 공급하기 위하여, 과잉의 오존을 제거함으로써, 일정한 농도의 오존화된 물을 공급하기 위한 오존 온라인 인젝터에 관한 것이다.

일반적으로 오존(O₃)은 산소(O₂)와 산소원자(O)가 불안정하게 결합된 것으로서, 가스상에서 무색이며, 얇은 막을 형성했을 경우는 푸른색을 띠게 되고, 액상에서 짙은 갈색, 즉 거의 검은색을 띠게 되며, 고체상태에서 보라 빛을 띠게 되는 산소와 동소체인 물질이다.

이러한 오존은 매우 특이한 냄새가 나는데 대부분의 사람이 0.015ppm만 되어도 그 냄새를 맡을 수 있으며, 천둥이 친 직후 전기 방전에 의해 오존이 생성되거나 우리 주위에서 사용하는 사무용 기기 즉, 복사기, 팩시밀리, 레이저 프린터 등도 고압전원을 사용하는 까닭에 소량이지만 오존이 발생 되므로 그 냄새를 맡아 볼 수 있다.

오존은 매우 불안정한 상태로 다른 가스처럼 저장하여 사용하는 것이 불가능하므로 코로나 방전이나 UV 소스로 발생시켜 사용하게 되며, 오존에는 하트리밴드(Hartely Band)라고 불리는 200-300 나노미터의 자외선의 파장흡수특성이 있고, 최고의 흡수파장은 가스상에서는 255.3 나노미터이고, 수중에서는 260 나노미터이며, 불안정하여 대기중 또는 수중에서 자기 분해된다.

이러한 오존의 효능은 생물들에 유해한 자외선 차단, 농약과 중금속 분해, 살균, 탈취, 공기정화 등 인체에 유익한 효능을 가지고 있어 친환경적 분야뿐만 아니라 일상생활에도 점차로 응용되고 있다. 오존은 전극 사이에서 충분한 높은 전압의 전기장을 가해 '코로나'를 발생시켜 마른 공기나 산소를 통과시킴으로써 생산할 수 있으며, 염소보다 5.6배 전후의 강한 산화력을 가지고 있어서 수처리할 때 철과 망간의 산화 및 응집효과가 개선된다. 또한, 오존은 난분해성 물질을 산화시켜 생분해성 물질로 전환시켜 준다. 특히 오존은 순간적인 살균작용이 있어 그 살균력은 불소(F) 다음으로 높아 염소의 7~8배나 된다. 오존은 쉽게 산소로 환원되므로 다른 가스처럼 저장하여 사용하는 것이 불가능하고 필요시 현장에서 만들어서 사용해야 한다.

이에 근거하여 현재까지 다양한 오존발생기가 개발되고 있다. 오존 발생 장치는 공기나 산소에 강한 에너지를 가하여 오존을 생성시키는 장치로서, 에너지를 가하는 방법에 따라 크게 두 가지로 나뉜다. 하나는, 자외선을 이용하는 방법이고, 다른 하나는 고전계 방전인 코로나 방전을 이용하는 방법이다. 이 중 코로나 방전을 이용하는 방법이 에너지 효율면에서 우수하고, 성능의 안정성과 조작 및 제어의 편리성을 얻을 수 있기 때문에 오늘날 대부분의 오존 발생 장치는 코로나 방전을 이용하고 있다. 대부분의 오존발생장치는 고전압을 이용하여 오존을 발생하도록 하고 있어 열이 발생되는데, 이렇게 발생된 열을 방열시키기 위해 전극 측에 별도의 냉각수단 등을 구비시켜 방열시킨다. 오존발생기에서 발생하는 오존의 농도는 오존발생기의 효율에 따라서 각각 상이하다. 물이나 공기 중에서 잔존하는 과잉의 오존은 특이한 냄새가 나서, 불쾌감을 줄 수 있어서, 과잉의 오존을 산소로 변환하여 공기중으로 배출하는 것이 바람직하다. 또한, 오존이 사용되는 용도에 따라서 적정한 오존 농도가 각각 상이하기 때문에, 적정한 농도의 오존을 공급하는 것이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 근거하여 개발된 것으로서, 적정한 농도의 오존을 공급함으로써, 과잉 오존으로 인한 악취를 제거하고, 사용 용도에 따라서 가장 적정한 농도의 오존을 공급하기 위함이다.

본 발명에 따른 오존 온라인 인젝터는 오존발생기에서 발생한 오존이 오존배출구를 통하여 유입되어 상기 유입된 오존을 분배하는 분배기와, 분배기와 배관을 통하여 연결되어 상기 오존이 공급되고, 물공급관을 통하여 공급되는 물에 상기 배관을 통하여 공급되는 오존이 용해되어 오존화된 물을 생성시키는 온라인 믹서와, 분배기에서 온라인 믹서로 공급된 오존 이외의 나머지 과잉의 오존을 산소로 변환하여 공기중으로 배출하는 오존파괴기와, 온라인 믹서에서 오존화된 물을 배관을 통하여 공급받아서 불순물을 분리하는 기/액 분리기를 포함한다.

또한, 상기 온라인 믹서는 오존과 물이 잘 섞일 수 있도록 교반기를 구비할 수 있고, 상기 온라인 믹서는 배관 내부에 구비될 수 있다. 더욱이, 상기 기/액 분리기는 가열기를 구비하여 가열에 의하여 불순물을 분리할 수 있고, 상기 기/액 분리기는 가열기에 의하여 가열되어, 불순물이 배출되도록 드레인관을 구비하되, 상기 드레인관을 통하여 배출되는 오존은 상기 오존파괴기에서 처리될 수 있다. 기/액 분리기 내부의 가열기의 열원은 상기 오존발생기에서 발생하는 열원을 이용하여 가열시킬 수 있다. 더욱이, 상기 기/액 분리기 하부에는 상기 기/액 분리기에서 불순물이 분리된 오존화된 물을 공급하는 오존공급관을 더 포함할 수 있고, 상기 오존공급관으로 공급되지 않은 나머지 오존화된 물은 상기 온라인 믹서로 회귀될 수 있다.

본 발명에 따른 오존 온라인 인젝터를 사용하게 되면, 오존이 필요한 곳에 적정한 농도의 오존을 공급할 수 있다. 또한, 오존 발생기에서 발생된 과잉 오존을 오존 파괴기에서 파괴함으로써, 과잉 오존으로 인한 오염 발생을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 오존발생기에서 발생한 오존이 오존 온라인 인젝터를 통해서 공급되는 것을 개략적으로 도시한 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 오존 온라인 인젝터(100)의 개략도를 도시한 것이다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명인 오존 온라인 인젝터에 대해서 상세하게 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 오존발생기에서 발생한 오존이 오존 온라인 인젝터를 통해서 공급되는 것을 개략적으로 도시한 개략도이다. 도 1을 참조하면, 오존발생기(10)에서 발생한 오존이 오존 온라인 인젝터(100)로 공급되어 배관을 통해서 공급되는 것을 볼 수 있다. 오존발생기(10)에서 오존을 발생시키기 위해서 액체 산소탱크(20)를 이용하여 오존발생기(10)에 산소를 공급하여 오존을 생성하고, 이와 같은 반응으로 발생한 열원을 냉각시키기 위해서 냉각수(30)를 공급한다. 상기 오존발생기(10)에서 발생한 열원은 하기에서 설명되는 기/액 분리기 내부의 가열기의 열원으로 이용될 수 있다. 오존발생기(10)에서는 기체 상태의 오존을 발생시켜서 이를 오존 온라인 인젝터(100)로 공급하고, 오존 온라인 인젝터(100)는 오존이 필요한 곳에 배관을 통하여 오존화된 물(ozonized water)을 공급한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 오존 온라인 인젝터는 산소를 주입하여 오존을 발생시키는 오존 발생기(10)와, 오존발생기(10)에서 발생한 오존은 오존배출구(12) 통해서 유입되어 상기 유입된 오존을 분배하는 분배기(40)와, 상기 분배기(40)에서 배관(41)을 통해서 공급되는 오존과 물공급관(57)을 통해서 공급되는 물에 상기 배관(41)을 통해서 공급되는 오존이 용해되어 오존화된 물을 생성시키는 온라인 믹서(60)와, 상기 분배기(40)에서 상기 온라인 믹서(60)로 분배되지 않은 과잉의 오존이 배관(42)을 통하여 공급되어 공급된 오존을 산소로 변환하여 공기중으로 배출하는 오존파괴기(50)와, 온라인 믹서(60)에서 오존이 물에 용해된 오존화된 물(ozonized water)에서 불순물을 분리시키는 기/액 분리기(70)를 포함할 수 있다.

오존을 발생시키기 위하여 오존발생기(10)의 주입가스구(11)를 통하여 산소가 공급되면, 오존발생기(10) 내부에서의 전극 반응에 의해서 오존이 발생된다. 발생된 오존은 오존배출구(12)를 통하여 기체상의 오존을 배출하게 된다. 배출된 오존은 분배기(40)로 유입되고, 상기 분배기(40)는 상기 오존발생기(10)에서 발생된 기체상의 오존을 배관(41)을 통하여 온라인 믹서(60)로 공급한다. 과잉의 나머지 오존은 배관(42)을 통하여 오존파괴기(50)로 유입되는데, 유입된 오존은 오존파괴기(50) 내에서 반응에 의하여 오존을 산소로 생성하여 대기중으로 배출하게 된다. 과잉의 오존은 악취가 발생하므로 산소로 변환하여 공기중으로 배출되는 것이 바람직하다. 상기 분배기(40) 내에는 적정한 오존농도를 감지하는 센서가 포함될 수 있다. 상기 센서에 의해서 적정한 농도의 오존을 감지하여 과잉의 오존은 오존파괴기(50)로 유입된다.

오존파괴기(50)는 기체상태의 오존을 기체상태의 산소로 변환하는 장치에 해당된다. 과잉의 오존은 불필요하기 때문에 기체상태의 산소로 배출되는 것이 바람직하며, 분배기(40)에서 적정한 농도의 오존이 온라인 믹서(60)로 공급되고, 나머지 과잉의 오존이 처리될 수 있도록 할 뿐만 아니라, 상기 기/액 분리기(70) 내에서 발생된 과잉의 오존도 산소로 변환하여 공기 중으로 배출시킬 수 있다.

온라인믹서(60)는 기체상의 오존이 공급되는 배관(41)과 물이 공급되는 물공급관(57)이 만나서 하나의 배관(58)이 형성되는 위치에 구비되며, 공급되는 오존이물과 용해될 수 있도록 한다. 물은 펌프(82) 작동으로 배관(55) 및 필터(56)를 통과하여 배관(57, 58)으로 유입된다. 온라인 믹서(60) 내부에는 오존이 물에 잘 용해될 수 있도록 물을 교반할 수 있는 교반기(미도시)를 구비할 수 있다.

기/액 분리기(70)는 오존화된 물과 불순물을 분리하는 장치이다. 기/액 분리기(70)는 온라인 믹서(60)에서 섞인 오존을 공급받아서 일정한 농도의 오존이 함유된 오존화된 물과 불순물을 분리하는 기능을 한다. 일정한 농도의 오존화된 물을 생성하기 위하여 기/액 분리기(70) 내부에는 가열기(미도시)를 구비할 수 있으며, 상기 가열기에 의하여 가열되어서, 불순물을 배출시키는 드레인관(71)을 구비할 수 있다. 상기 가열기의 열원은 오존발생기(10)에서 발생되는 열원을 이용할 수 있다. 상기 가열기를 이용하여 기/액 분리기(70)를 가열하는 경우에는 산소, 질소, 오존 등의 불순물이 드레인관(71)을 통해서 드레인될 수 있다. 상기 드레인관(71)을 통해서 배출되는 오존은 오존파괴기(50)에서 산소로 변환되어 공기중으로 배출될 수 있다. 상기 드레인관(71)을 통해서 배출되는 불순물 이외의 물은 가열에 의해 수증기 상태로 된 후, 액화되어 물이 되는 경우에 배관(72)을 통해서 기/액 분리기(70) 내부로 다시 유입될 수 있다. 기/액 분리기(70)의 하부에는 오존화된 물을 오존이 필요한 곳에 공급하는 오존공급관(80)을 더 포함할 수 있다. 기/액 분리기(70)의 작용에 의해서 적정한 농도를 함유하고 있는 오존화된 물은 오존공급관(80)을 통해서 오존이 필요한 곳으로 공급될 수 있다. 상기 오존공급관(80)으로 공급되지 않은 나머지 오존화된 물은 배관(81)을 통해서 상기 온라인 믹서(60)로 회귀될 수 있다. 상기 온라인 믹서(60)로 오존화된 물을 회귀시키기 위하여 펌프(82)가 작동된다. 이와 같은 순환식 방식으로 오존화된 물이 공급되어 보다 효율적으로 오존을 활용할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 오존발생기 20 : 액체 산소탱크
30 : 냉각수 40 : 분배기
50 : 오존파괴기 60 : 온라인 믹서
70 : 기/액 분리기 80 : 오존공급관
100 : 오존 온라인 인젝터

Claims (8)

1. 오존발생기에서 발생하는 오존을 공급하는 오존 온라인 인젝터에 있어서,
   상기 오존발생기에서 발생한 오존이 오존배출구를 통하여 유입되어 상기 유입된 오존을 분배하는 분배기와;
   상기 분배기와 배관을 통하여 연결되어 상기 오존이 공급되고, 물공급관을 통하여 공급되는 물에 상기 배관을 통하여 공급되는 오존이 용해되어 오존화된 물을 생성시키는 온라인 믹서와;
   상기 분배기에서 상기 온라인 믹서로 공급된 오존 이외의 나머지 과잉의 오존을 산소로 변환하여 공기중으로 배출하는 오존파괴기와;
   상기 온라인 믹서에서 배관을 통하여 상기 오존화된 물을 공급받아서 불순물을 분리하는 기/액 분리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 온라인 인젝터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 온라인 믹서는 오존과 물이 잘 섞일 수 있도록 교반기를 구비하는 것을 특징으로 하는 오존 온라인 인젝터.
3. 제1항에 있어서,
   상기 온라인 믹서는 배관 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 오존 온라인 인젝터.
4. 제1항에 있어서,
   상기 기/액 분리기는 내부에 가열기를 구비하여 가열에 의해 불순물을 분리하는 것을 특징으로 하는 오존 온라인 인젝터.
5. 제4항에 있어서,
   상기 기/액 분리기는 상기 가열기에 의하여 가열되어, 불순물이 배출되도록 드레인관을 구비하되,
   상기 드레인관을 통하여 배출되는 오존은 상기 오존파괴기에서 산소로 변환하여 공기중으로 배출되는 것을 특징으로 하는 오존 온라인 인젝터.
6. 제4항에 있어서,
   상기 기/액 분리기 내부의 가열기의 열원은 상기 오존발생기에서 발생하는 열원을 이용하여 가열시키는 것을 특징으로 하는 오존 온라인 인젝터.
7. 제1항에 있어서,
   상기 기/액 분리기 하부에는 상기 기/액 분리기에서 불순물이 분리된 오존화된 물을 공급하는 오존공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 온라인 인젝터.
8. 제7항에 있어서,
   상기 오존공급관으로 공급되지 않은 나머지 오존화된 물은 상기 온라인 믹서로 회귀되는 것을 특징으로 하는 오존 온라인 인젝터.

Images