KR101278149B1 - 대용량 오존수 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 오존수 공급장치는, 외관을 형성하는 하우징, 외부로부터 물이 공급되고 물이 순환과정을 거쳐 오존가스와 결합되어 유입된 오존수를 교반시키기 위한 믹싱부, 상기 믹싱부에 공급된 물을 순환시키기 위한 펌프, 상기 펌프에 의해 상기 믹싱부로부터의 물이 유입되어 전기장에 의해 물의 클러스터를 분리시키는 클러스터분리부 및 오존발생기로부터 발생된 오존가스를 상기 클러스터분리부를 거친 물에 혼합시키기 위한 라인믹서를 포함함으로써, 본 발명은 잉여 오존가스를 최소화하고 오존수의 용해율을 극대화할 수 있는 대용량의 오존수 공급장치를 제공한다.

Description

대용량 오존수 공급장치{APPARATUS OF SUPPLYING OZONIC WATER}

본 발명은 오존수 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오존수를 발생하여 대량으로 공급하기 위한 장치에 관한 것이다.

오존은 산화작용을 통해 미생물들을 불활성화시키고 무해한 산소로 분해되어 식품산업 등에서 유용하게 사용될 수 있는 잠재성 높은 항균물질이라 할 수 있다.

오존은 불소 다음으로 산화력이 높아 유기물, 무기물 등과 높은 반응성을 가지고, 살균, 탈취, 탈색 효과가 있어, 염소보다 훨씬 더 빠르게 미생물을 사멸시키고, 처리과정 중에 pH를 조절할 필요가 없으며, 오존을 이용한 살균법은 다른 가공법에 비해 초기 설비비가 저렴하고 식품의 표면뿐만 아니라 조직 내부까지 살균할 수 있어 이에 대한 관심이 늘어나고 있는 실정이다.

이런 오존수의 기능에도 불구하고 활용되지 못한 점은 오존이 미생물 살균 효과가 있음에도 불구하고 오존가스 0.1ppm의 농도에서도 코와 목에 자극을 주고, 1ppm에서는 두통을 일으킬 수 있는 독성이 문제가 되기 때문에, 오존 발생장치에 오존가스 분해장치 및 오존수 세척탱크의 덮개를 설치하여 작업장에 오존가스 농도가 높아지는 것을 주의하여야 하기 때문이다.

이러한 이유로 오존가스를 오존수로 변환시켜 가정이나 산업설비에서 이를 이용하는 기술이 많이 개발되고 있다.

그러나, 기존의 오존수 제조방법에 의하면 그 용해율이 7~30% 정도 밖에 되지 않아 많은 잉여 오존가스가 발생하여 불필요하게 노출된 인체 및 기타 물질들은 오존의 강력한 산화력 때문에 좋지 않은 영향을 받게 되는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 고안된 것으로서, 본 발명은 잉여 오존가스를 최소화하고 오존수의 용해율을 극대화할 수 있는 대용량의 오존수 공급장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 오존수 공급장치는, 외관을 형성하는 하우징, 외부로부터 물이 공급되고 물이 순환과정을 거쳐 오존가스와 결합되어 유입된 오존수를 교반시키기 위한 믹싱부, 상기 믹싱부에 공급된 물을 순환시키기 위한 펌프, 상기 펌프에 의해 상기 믹싱부로부터의 물이 유입되어 전기장에 의해 물의 클러스터를 분리시키는 클러스터분리부 및 오존발생기로부터 발생된 오존가스를 상기 클러스터분리부를 거친 물에 혼합시키기 위한 라인믹서를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 믹싱부는, 급수관을 통해 물이 유입되어 채워질 수 있도록 마련되고, 혼합 후 잉여 오존가스가 외부로 배출되기 위한 배기관이 마련되며, 혼합된 오존수를 배출시키기 위한 배수구가 마련된 수조, 상기 수조 내에 수조보다 작은 직경으로 마련되고, 다수의 홀이 형성되어 있는 믹싱탱크 및 상기 믹싱탱크를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 회전모터를 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 수조에는 수위감지센서가 설치되고 상기 급수관에는 급수조절밸브가 형성됨으로써, 설정된 임계치를 초과하는 경우 상기 수위감지센서가 이를 감지하여 상기 급수조절밸브를 제어하여 급수를 차단시키는 것을 구체적인 특징으로 한다.

또한, 상기 배기관을 통해 배출되는 잉여 오존가스는 상기 배기관과 연결된 배오존처리부에 의해 분해되어 배출되되,

상기 배오존처리부는, 상기 배기관을 가열시킴으로써 상기 배기관을 지나는 오존가스에 열을 가하는 서스히팅부재, 상기 배기관으로 배출되는 오존가스를 필터링하기 위한 필터 및 여과된 오존가스를 외부로 배출시키기 위한 배기팬; 으로 구성되는 것을 보다 구체적인 특징으로 한다.

한편, 상기 클러스터분리부는 유입된 물의 경로를 강제시키기 위한 분리판 및 전압을 인가받아 전기장을 유발시키는 전극봉을 포함하고,

상기 전극봉은 하나 이상의 절곡부를 가지는 것을 보다 구체적인 특징으로 한다.

본 발명에 따르면,

첫째, 전기장을 이용하여 물의 클러스터를 분해시킴으로써, 같은 양의 오존을 가지고 오존가스와 원수의 접촉면을 넓혀 오존수의 용해율을 극대화하여 고농도의 오존수의 제조가 가능하고, 대용량으로 오존수의 공급이 가능하다.

둘째, 기존에 오존수의 농도를 높이기 위해 탱크에 오존을 강제로 주입시켜 순환하여 제조한 것에 비해, 전기소모량이 절감되어 제조단가가 절약되어 에너지 친화적이다.

셋째, 잉여 오존가스의 양을 감소시키며 정화 후 배출시킴으로써 환경 친화적이다.

도1은 본 발명에 따른 오존수 공급장치를 도시한 것이다.
도2는 본 발명에 따른 오존수 공급장치의 내부 일 구성을 상면에서 본 것이다.
도3 및 도4는 본 발명에 따른 오존수 공급장치의 내부 일 구성을 측면에서 본 것이다.
도5 내지 도8은 본 발명에 따른 오존수 공급장치의 일 구성을 별도로 도시한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

도1은 본 발명에 따른 오존수 공급장치를 도시한 것이고, 도2는 본 발명에 따른 오존수 공급장치의 내부 일 구성을 상면에서 본 것이며, 도3 및 도4는 본 발명에 따른 오존수 공급장치의 내부 일 구성을 측면에서 본 것이다.

도1 내지 도4를 참조하면, 본 발명에 따른 오존수 공급장치(100)는 하우징(H), 오존발생기(O), 믹싱부, 클러스터분리부(130), 라인믹서(140), 펌프(150) 및 배오존처리부(160) 등으로 구성된다.

하우징(H)은 외관을 형성하고, 믹싱부, 클러스터분리부(130), 라인믹서(140) 및 펌프(150) 등이 수용되는 공간을 제공하며, 외부에 조작스위치(S)가 마련된다.

오존발생기(O)는 오존가스를 발생시키기 위한 구성으로 하우징(H) 상부에 결합 내지 거치된다.

하우징(H)에 내포되는 믹싱부는, 수조(111), 급수관(112), 믹싱탱크(113), 회전모터(114) 등으로 구성된다.

수조(111)는 물이 채워지고 오존수가 믹싱되어 오존수를 배출시키기 위한 것으로서, 수조에는 배기관(111a), 배수구(111b) 및 급수관(112)이 형성되어 있다.

급수관(112)은 외부로부터 물이 수조(111)로 공급되기 위한 구성으로 대체로 수조(111) 상측에 형성된다. 급수관(112)에는 급수조절밸브(112a)가 형성되고, 수조(111)에 배치된 수위감지센서(111c)가 수조(111)에 급수된 물의 양을 감지하여 설정된 임계치를 초과하는 경우 수위감지센서(111c)가 급수조절밸브(112a)를 제어함으로써, 급수를 차단시키게 된다. 임계치는 제조시 또는 추후 설정가능하며, 수위를 상,중,하 또는 High, Medium, Low 등으로 나눠서 설정하고, 이를 조작스위치(S)에서 선택가능하도록 한다.

본 발명은 오존수를 믹싱하여 외부로 공급할 뿐 아니라, 수조에 세척물을 투입하여 세척기로서도 기능할 수 있는데, 세척기로서 사용하는 경우에 세척물에 따라 수위를 조절하여 실시하는 것이 바람직하다.

다음으로, 배기관(111a)은 수조(111) 내에서 물과 오존이 혼합되고 발생한 잉여 오존가스가 외부로 빠져나가기 위한 구성으로, 잉여 오존가스가 배출되기 위해서는 대체로 수조(111) 상측에 형성되어야 하며, 배기관(111a)을 통해 수조(111)에서 배출된 잉여 오존가스는 배기관(111a)으로부터 연결된 후술할 배오존처리부(160)를 통해 잉여 오존가스를 최소화하여 제거시키게 된다.

그리고, 급수관(112)은 혼합된 오존수를 외부로 공급시키기 위한 연결관으로 이는 수조(111)의 하측에 형성되어 혼합과정을 마친 후 밸브 등의 수단을 개방시켜 오존수를 외부로 공급하게 한다.

수조(111) 내에는 수조(111)보다 직경이 작은 원통형의 믹싱탱크(113)가 구비되고, 믹싱탱크(113)에는 다수의 홀이 형성되어 이를 통해 오존수가 믹싱탱크(113) 내로 유입되도록 한다.

그리고, 수조(111) 하단에는 회전모터(114)가 배치되고 샤프트 등이 믹싱탱크(113)의 하단과 회전모터(114)를 연결하여 회전모터(114)의 동력에 의해 믹싱탱크(113)가 회전되도록 한다. 이는 믹싱탱크(113) 내의 오존수에 회전운동을 불러일으켜 물에 대한 오존가스의 용해도를 증가시킨다.

수조(111)의 상측 벽면에 형성된 순환관(120)은 수조(111) 내에 공급된 물이 클러스터분리부(130) 및 라인믹서(140)에 공급되어 물이 오존발생기(O)로부터 공급되는 오존가스와 혼합된 후 수조(111) 내로 재급수될 수 있도록 한다. 이는 순환관(120)과 연결된 펌프(150)의 구동력에 의해 이루어지고, 이를 통해 물에 오존가스를 주입시켜 강제로 혼합을 실시하는 것에 비해 고농도의 오존수를 발생시킴으로써 효율을 증가시킨다.

펌프(150)에 의해 수조(111)로부터의 물이 순환관(120)을 통해 클러스터분리부(130)로 공급되면, 물은 클러스터분리부(130)에 의해 물의 클러스터 단위가 축소된다.

물은 많은 수의 물 분자가 클러스터(Cluster)를 형성하여 이루어진다. 클러스터의 크기가 작아지면 물 맛이 좋아지고, 용해성, 삼투성, 활력성 등이 좋아진다는 연구결과들이 발표되고 있다. 본 발에서는 물이 단순히 오존가스와 결합되는 것이 아니라, 클러스터분리부(130)에 의해 클러스터를 축소시킴과 동시에 물과 접촉하는 전기장의 세기 및 접촉시간을 극대화하여 물에 함유된 미네랄 등 고유의 물성에 변화를 주지 않고, 용해력, 대사력, 삼투력, 활성력 등의 성징을 증대시켜 오존수의 기능을 극대화한 것이다.

도5를 참조하면, 클러스터분리부(130)는 분리판(131), 승압기(132), 전극봉(133) 등을 포함한다.

분리판(131)은 순환관(120)을 통해 유입되는 물의 경로를 강제시킴으로써 물이 접하는 전기장의 세기와 접촉시간을 강제하기 위한 것으로, 물의 경로에 수평한 방향으로 형성된다.

승압기(132)의 (+)극이 전극봉(133)과 연결되고, 승압기(132)의 (-)극은 클러스터분리부(130)에 연결되어 일반전기(220V)를 고전압으로 승압시켜 전극봉(133)으로 하여금 고전기장을 유발시키게 한다. 전극봉(133)은 승압기(132)의 (+)극이 전기적으로 연결되는 스테인리스바(133a)와, 스테인리스바(133a)를 감싸는 세라믹층(133b)로 이루어진다. 이러한 전극봉(133)은 클러스터분리부(130)의 내면과 이격되게 배치됨과 아울러 분리판(131)과 저촉되지 않도록 배치되며, 단순한 바의 형태일 수 있으나, 물이 최대한의 전기장의 영향을 받을 수 있도록 하나 이상의 절곡부를 가지는 대략 “L”자 또는 “ㄹ”자 형상 또는 그 이상 절곡된 형상을 가진다.

클러스터분리부(130)에 의해 클러스터가 축소된 물은 순환관(120)을 통해 라인믹서(140)로 유입된다.

도6 및 도7을 참조하면, 라인믹서(140)는 기준축(141), 다수의 믹싱부재(142), 기체유입관(143)으로 구성된다.

라인믹서(140)는 순환관(120)을 통해 유입되는 물과 기체유입관(143)을 통해 유입되는 오존기체가 다수의 믹싱부재(142)를 경유하면서 접촉면적과 접촉시간을 늘림으로써 오존기체의 용해율을 높이기 위한 수단이다.

즉, 이를 위해 다수의 믹싱부재(142)가 라인믹서(140) 내의 기준축(141)에 끼워지는데, 다수의 믹싱부재(142)는 대체로 회전판과 타공판으로 구성되어 형성된 홀을 통과하면서 용해가 잘 이루어지고, 또한 회전에 의해서 보다 잘 섞이도록 하는 것이다. 이와 같은 믹싱부재는 오존기체가 물에 잘 용해될 수 있도록 접촉면적과 시간을 연장시킬 수 있는 다양한 형태로 변경가능하다.

믹싱부재의 예로서, 도7에 하나의 회전판(142a)과 하나의 타공판(142b)을 예시하였다. 예시된 회전판(142a)은 유체가 통과하면서 회전판(142a)이 회전될 수 있도록 홀을 형성시킨 것이고, 예시된 타공판(142b)은 작은 홀을 다수 형성시킴으로써 유체가 좁은 홀을 통과하면서 접촉이 왕성하도록 하는 것이다.

이와 같은 순환관(120)을 순환하여 최종적으로 라인믹서(140)를 거쳐 혼합된 오존수는 순환관(120)을 통해 수조(111)로 재공급됨으로써, 고농도의 오존수를 제조하여 공급하거나, 오존수를 이용하여 세척물을 세척할 수 있도록 한다.

마지막으로, 본 발명은 배기관(111a)을 통해 배출되는 잉여 오존가스가 배오존처리부(160)를 거쳐 외부로 배출되도록 한다.

도8에 도시된 것과 같이, 배오존처리부(160)는 서스히팅부재(161), 필터(162), 배기팬(163), 절연체(164)로 구성된다.

본 발명은 열에 취약한 오존가스를 히팅시켜서 배출시킴으로써 유해가스의 배출을 최소화하였다. 즉, 배기관(111a)을 감싸는 스테인레스 스틸 소재의 서스히팅부재(161)를 구성시키고, 이를 전열장치(미도시)와 열선으로 연결시킴으로써 서스히팅부재(161)가 가열되고, 그 열이 이를 지나는 배기관(111a)을 히팅시킴으로써, 배기관(111a)을 지나는 오존가스를 가열시켜 분해되도록 한다.

서스히팅부재(162)는 전열장치와 열선으로 연결되고 배기관(111a)에 접촉, 구성되어 배기관(111a)에 열을 전달하는 히팅로드(161a)와, 배기관(111a)보다 큰 직경으로 배기관(111a)을 둘러싼 원통 형태의 히팅관(161b)으로 구성되는데, 이때 히팅로드(161a)의 다른 끝 단은 히팅관(161b)과 접촉, 구성됨으로써 히팅로드(161a)의 열이 히팅관(161b)에도 전달되어 배기관(111a)을 둘러싼 히팅로드(161a)의 내측 공간에 열을 가두는 역할을 하여 배기관(111a)에 충분한 열전달이 이루어지도록 한다.

이를 통해 대략 200℃ 내지 300의 열을 가함으로써 오존가스가 최대한 분해되고, 이를 거친 오존가스는 그 후단에 배치되는 필터(162)를 거침으로써 재차 걸러지도록 하는데, 히팅관(161b)의 열의 전달을 차단하기 위해 히팅관(161b)과 필터(162) 사이에는 절연체(164)가 구성되는 것이 바람직하다.

필터(162)는 다양하게 채용될 수 있는데, 카본필터를 적용하여 활성탄소에 의해 오존가스가 흡착되도록 하는 것이 바람직하다.

서스히팅부재(161)와 필터(162)를 경유한 잉여 오존가스는 최종적으로 하우징(H)에 형성되는 배기팬(163)의 흡입력에 의해 외부로 배출되도록 한다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

100 : 오존수 공급장치
H : 하우징
O : 오존발생기
111 : 수조
112 : 급수관
113 : 믹싱탱크
114 : 회전모터
120 : 순환관
130 : 클러스터분리부
140 : 라인믹서
150 : 펌프
160 : 배오존처리부

Claims (7)

1. 삭제
2. 외관을 형성하는 하우징;
   외부로부터 물이 공급되고 물이 순환과정을 거쳐 오존가스와 결합되어 유입된 오존수를 교반시키기 위한 믹싱부;
   상기 믹싱부에 공급된 물을 순환시키기 위한 펌프;
   상기 펌프에 의해 상기 믹싱부로부터의 물이 유입되어 전기장에 의해 물의 클러스터를 분리시키는 클러스터분리부; 및
   오존발생기로부터 발생된 오존가스를 상기 클러스터분리부를 거친 물에 혼합시키기 위한 라인믹서; 를 포함하고,
   상기 믹싱부는,
   급수관을 통해 물이 유입되어 채워질 수 있도록 마련되고, 혼합 후 잉여 오존가스가 외부로 배출되기 위한 배기관이 마련되며, 혼합된 오존수를 배출시키기 위한 배수구가 마련된 수조;
   상기 수조 내에 수조보다 작은 직경으로 마련되고, 다수의 홀이 형성되어 있는 믹싱탱크; 및
   상기 믹싱탱크를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 회전모터;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존수 공급장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 수조에는 수위감지센서가 설치되고 상기 급수관에는 급수조절밸브가 형성됨으로써, 설정된 임계치를 초과하는 경우 상기 수위감지센서가 이를 감지하여 상기 급수조절밸브를 제어하여 급수를 차단시키는 것을 특징으로 하는 오존수 공급장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 배기관을 통해 배출되는 잉여 오존가스는 상기 배기관과 연결된 배오존처리부; 에 의해 분해되어 배출되는 것을 특징으로 하는 오존수 공급장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 배오존처리부는,
   상기 배기관을 가열시킴으로써 상기 배기관을 지나는 오존가스에 열을 가하는 서스히팅부재;
   상기 배기관으로 배출되는 오존가스를 필터링하기 위한 필터; 및
   여과된 오존가스를 외부로 배출시키기 위한 배기팬; 으로 구성되는 것을 특징으로 하는 오존수 공급장치.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 클러스터분리부는,
   유입된 물의 경로를 강제시키기 위한 분리판; 및
   전압을 인가받아 전기장을 유발시키는 전극봉;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 오존수 공급장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 전극봉은, 하나 이상의 절곡부를 가지는 것을 특징으로 하는 오존수 공급장치.
   

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