KR101395160B1 - 용존산소수 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용존산소수 제조장치에 관한 것으로, 오존발생기에서 발생한 오존과 피처리수가 혼합되어 공급되는 유입관(11)과, 내부의 용존산소수가 배출되는 배출관(12)이 구비되며, 내부에는 피처리수가 수용되는 공간이 마련된 본체(10)와; 본체(10)의 내부에 나선형으로 설치되고, 일단이 상기 유입관(11)과 연결되어 내부로 피처리수가 유입된 다음, 타단을 통해 상기 본체(10) 내부로 피처리수를 토출하는 나선관체(20)와; 나선관체(20)를 통해 토출되는 피처리수에 자력을 가하는 영구자석(30)과; 영구자석(30)을 통과한 피처리수를 압축 및 확산하여 토출하는 압축노즐(40)로 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 오존이 혼합된 피처리수 내의 오존을 용존산소로 환원시켜 빠르고 효율적으로 용존산소수를 제조할 수 있다.

Description

용존산소수 제조장치{Dissolved Oxygen Water Manufacturing Equipment}

본 발명은 용존산소수 제조장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 해수 등의 피처리수에 오존을 혼합한 다음, 피처리수 내의 오존을 용존산소로 환원시켜 용존산소수를 제조하는 장치에 관한 것이다.

일반적인 음용수는 정수기 등에 의해 정수된 물, 끓인 물, 증류수, 연수 등이 있는데, 정수된 물에는 인체에 유용한 미네랄 성분 등이 제거되며, 용존산소의 양도 감소되어 인체에 유익한 성분이 적고, 또한 끓은 물은 용존산소가 모두 증발되기 때문에 인체에 산소를 전혀 공급할 수 없다는 문제가 있다.

따라서 근래에는 인체의 혈중 산소 농도를 증가시켜 신진대사를 활발하게 함으로서 건강에 보다 이로움이 있는 용존산소수를 제조하여 음용하고 있다.

이와 같은 용존산소수를 제조하는 종래의 기술로는 등록특허 제678489호(산소수 제조장치 및 그 방법)가 개시되어 있다.

상기 특허문헌의 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 공급된 압축공기로부터 산소를 분리하는 산소발생수단(100); 산소발생수단(100)으로부터 발생한 산소를 공급받아 물에 용해시키는 접촉막(110); 및 공기를 공급받아 이를 산소발생수단(100)에 공급하는 제1 헤드와 산소발생수단(100)에 진공을 걸어주어 분리된 발생산소의 순도를 증가시킴과 동시에 이를 접촉막(110)에 가압하에 공급하는 제2 헤드를 포함하는 2헤드 압축기(120)로 구성된다.

그러나 상기 특허문헌의 장치는 산소발생수단(100)을 이용하여 고농도 산소를 발생시키고, 발생된 고농도 산소와 피처리수를 접촉막(110)에 통과시킴으로써 고농도의 산소는 고순도의 산소가 되면서 피처리수와 접촉 용해되도록 한 것으로, 고순도의 산소를 단순히 피처리수와 접촉시켜 용해되도록 유도하고 있어 고순도의 산소가 피처리수에 용해되어 용존산소로 환원되는 데에는 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 용존산소수 제조장치가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 피처리수 내에 산소가 쉽고 빠르게 용해될 수 있는 용존산소수 제조장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 용존산소수 제조장치를, 오존발생기에서 발생한 오존과 피처리수가 혼합되어 공급되는 유입관과, 내부의 용존산소수가 배출되는 배출관이 구비되며, 내부에는 피처리수가 수용되는 공간이 마련된 본체와; 상기 본체의 내부에 나선형으로 설치되고, 일단이 상기 유입관과 연결되어 내부로 상기 피처리수가 유입된 다음, 타단을 통해 상기 본체 내부로 상기 피처리수를 토출하는 나선관체와; 상기 나선관체를 통해 토출되는 상기 피처리수에 자력을 가하는 영구자석과; 상기 영구자석을 통과한 피처리수를 압축 및 확산하여 토출하는 압축노즐로 구성하는 것에 의해 달성된다.

이때 상기 나선관체는 스파이럴 튜브를 나선형으로 형성하여 된 것이 바람직하다.

그리고 상기 본체의 내측 중앙에는 상기 본체의 내부 공간을 구획하는 분리관이 더 설치되고, 상기 나선관체는 분리관의 외주면을 감싸도록 설치되며, 상기 배출관은 상기 분리관에 의해 구획된 내부 공간과 연통되도록 설치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 분리관의 내부에 상기 영구자석과 상기 압축노즐이 설치되되, 상기 영구자석과 상기 압축노즐이 교대로 복수 개 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 영구자석의 자력은 8000 ~ 11000 가우스인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명은 오존이 혼합된 피처리수를 스파이럴 튜브로 된 나선관체를 통과시킴으로서 충돌 및 혼합하여 오존이 용존산소로 더욱 빠르게 환원되도록 촉진하고, 나선관체를 통과한 피처리수는 영구자석과 압축노즐을 차례로 반복하여 통과하면서 자력이 가해진 피처리수가 압축 및 확산을 반복하고, 이 과정에서 피처리수 내의 산소가 용존산소로써 물에 더욱 쉽고 빠르게 용해된다.

도 1은 종래의 용존산소수 제조장치의 예를 보인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 용존산소수 제조장치의 예를 보인 사시도,
도 3은 도 2의 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 스파이럴 튜브의 예를 보인 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 용존산소수 제조장치의 사용 예를 보인 사용 상태도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면을 통해 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 오존발생기에서 생성된 오존을 피처리수와 혼합한 다음, 용존산소수로 만들기 위한 장치에 관한 것으로, 이러한 본 발명의 용존산소수 제조장치는 도 2에 도시된 바와 같이 본체(10), 나선관체(20), 영구자석(30), 압축노즐(40)로 구성된다.

본체(10)는 내부에 피처리수가 유입되어 용존산소수로 만들기 위한 일련의 구성들을 차례로 통과할 수 있도록 내부 공간이 마련된 구성으로, 이러한 본체(10)의 실시예로는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 내부에는 수용공간이 형성된 원통 형상의 구조로 실시되거나, 사각 형상의 구조로 실시될 수 있다.

이러한 본체(10)에는 피처리수가 유입되기 위한 유입관(11)과 유입된 피처리수가 용존산소수로 제조된 다음, 배출되는 배출관(12)이 각각 연통되도록 설치되는데, 이때 유입관(11)은 본체(10)의 상부 일측면을 관통하여 설치되고, 배출관(12)은 본체(10)의 상면 중앙을 관통하여 설치된다.

이와 같이 유입관(11)과 배출관(12)이 구성되는 것은 유입관(11)을 통해 유입되는 피처리수가 후술하는 나선관체(20)를 따라 본체(10)의 내측 하부 중앙으로 공급된 다음, 상부의 배출관(12)을 통해 배출되도록 유도하기 위함이다.

한편, 본체(10)의 유입관(11)을 통해 유입되는 피처리수는 일정한 양의 오존이 혼합된 상태로 공급되어야 하고, 이를 위해 유입관(11)의 상류측 유로 상에는 피처리수가 유입되는 관로(도시되지 않음)와 이 관로 내로 오존을 투입하는 오존발생기(도시되지 않음)가 설치된다.

이에 더해 관로에는 오존과 피처리수를 혼합함과 동시에 일정 압력으로 피처리수를 유로 내로 토출하는 혼합펌프(도시되지 않음)가 구비된다.

이러한 구성에 의해 피처리수가 혼합펌프에 의해 관로를 따라 유입관(11)으로 공급되는 과정에서 오존발생기에서 발생하는 오존이 피처리수에 혼입된 상태로 혼합펌프 내로 유입되고, 혼합펌프 내부의 임펠러 등에 의해 무수한 와류가 발생하면서 오존과 피처리수가 혼합된 다음, 유입관(11)을 통해 본체(10) 내부로 공급된다.

또한 본체(10)의 내측 중앙에는 별도의 분리관(13)이 더 설치됨으로서 공간이 구획되는데, 이 분리관(13)을 통해 후술하는 나선관체(20)를 통과한 피처리수가 나선관체(20)의 외주면으로 유입되지 않도록 공간을 구획하여 정해진 유로를 따라 영구자석(30)과 압축노즐(40)을 차례로 통과하도록 유도하게 된다.

본체(10) 내부에 나선형으로 설치되어 일단이 유입관(11)과 연결됨으로서 피처리수가 내부로 유입되는 나선관체(20)는, 도 4에 도시된 바와 같이 스파이럴 튜브가 사용되는 것이 바람직한데, 이러한 스파이럴 튜브는 열교환기나 난방용 배관 등에서 열교환 성능을 향상시키기 위한 용도로 주로 사용되고 있으나, 본 발명에서는 스파이럴 튜브를 통과하는 과정에서 내벽과 피처리수가 무수히 충돌되게 유도함으로서 오존과 피처리수의 혼합 효율을 향상시키는 용도로 사용된다.

이와 같은 나선관체(20)는 오존의 산소기포와 피처리수가 나선관체(20) 내벽과 충돌하면서 무수한 와류가 생성되므로 산소와 피처리수의 접촉면적이 증대되고, 그 결과 산소가 더욱 빠르게 용해된다.

한편, 본 발명에 따른 나선관체(20)를 나선형으로 형성하여 본체(10) 내벽을 따라 설치하면, 스파이럴 튜브에 의한 유로가 더욱 길게 형성되고, 이에 더해 2열 이상의 복수 열로 나선관체(20)를 구성하여 보다 많은 양의 피처리수가 나선관체(20)를 빠르게 통과하도록 실시될 수 있다.

영구자석(30)은 나선관체(20)를 통과하여 분리막(13) 내부로 유입되는 피처리수에 자력을 가하는 구성으로, 이에 의해 피처리수 내의 오존이 용존산소로 더욱 쉽고 빠르게 용해된다.

한편, 영구자석(30)은 일정 크기 이상의 자력을 가지는 것이 바람직한데, 통상 물 분자의 경우 8000 ~ 11000 가우스에서 물 분자간의 결합력이 약해지는 것으로 알려져 있으며, 이에 따라 본 발명은 위 조건에 부합되도록 영구자석(30)의 설치 개수와 크기 등을 고려하여 설치되는 것이 바람직하다.

압축노즐(40)은 분리관(13) 내부에 설치되어 영구자석(30)을 통과한 피처리수가 다시 압축되어 토출되도록 하는 구성으로, 인젝터와 같이 피처리수를 압축한 다음, 고압 분사되면서 재차 확산되며, 이와 동시에 영구자석(30)에 의해 자력이 가해져 잔류오존이 용존산소로서 피처리수에 용해된다.

한편, 본 발명은 위와 같이 영구자석(30)에 의해 자력이 가해진 피처리수가 압축노즐(40)을 통과하면서 압축과 확산을 반복함으로써 잔류하는 오존의 양을 최소화하고, 용존산소량을 증대시키게 되는데, 이를 위해 영구자석(30)과 압축노즐(40)은 상하 복층의 구조로 복수 개가 교대로 설치됨으로써 그 효율을 증대시킴이 바람직하다.

이하에서는 본 발명에 따른 용존산소수 제조장치를 이용하여 피처리수를 용존산소수로 제조한 다음, 용존산소수 내의 용존산소량과 잔류오존의 농도 등을 검출하는 시험을 하였다.

이를 위해 먼저, 실시예 1로서 3회에 걸쳐 동일한 양의 피처리수 내에 동일한 양의 오존을 투입한 다음, 단순히 혼합펌프만을 이용하여 오존과 피처리수를 혼합하여 용존산소수를 제조하고, 용존산소수 내에 잔류하는 오존의 농도와 용존산소를 검출하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

그리고 실시예 2로서 실시예 1에서와 같이 3회에 걸쳐 실시예 1의 피처리수 양과 동일한 양의 피처리수 내에 동일한 양의 오존을 투입한 다음, 본 발명에 따른 용존산소수 제조장치를 이용하여 용존산소수를 제조하고, 제조된 용존산소수 내에 잔류하는 오존의 농도와 용존산소량을 검출하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.

구분	실시예 1
	1	2	3
오존주입량(㎎/L)	100	100	100
용존산소(㎎/L)	35	37	39
잔류오존(ppm)	2.5	2.32	2.2

구분	실시예 2
	1	2	3
오존주입량(㎎/L)	100	100	100
용존산소(㎎/L)	99	98.5	98
잔류오존(ppm)	0.048	0.045	0.05

표 1과 표 2의 결과를 비교하여 살펴보면, 통상의 방법에 의해 제조된 용존산수소 내의 용존산소량에 비해 본 발명에 따른 용존산소수 제조장치를 통해 제조된 용존산소수 내의 용존산소량이 더 많고, 더욱이 잔류하는 오존량도 적은 것을 알 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 용존산소수 제조장치를 이용하면 잔류오존량이 적으면서도 용존산소가 더욱 많이 포함된 용존산소수가 제조된다.

본 발명은 오존이 혼합된 피처리수를 스파이럴 튜브로 된 나선관체를 통과시킴으로서 충돌 및 혼합하여 오존이 용존산소로 더욱 빠르게 환원되도록 촉진하고, 나선관체를 통과한 피처리수는 영구자석과 압축노즐을 차례로 반복하여 통과하면서 피처리수가 압축 및 확산을 반복하고, 이 과정에서 피처리수 내의 산소가 용존산소로써 물에 더욱 쉽고 빠르게 용해된다.

10: 본체 11: 유입관
12: 배출관 13: 분리관
20: 나선관체 30: 영구자석
40: 압축노즐

Claims (5)

1. 오존발생기에서 발생한 오존과 피처리수가 혼합되어 공급되는 유입관(11)과, 내부의 용존산소수가 배출되는 배출관(12)이 구비되며, 내부에는 피처리수가 수용되는 공간이 마련된 본체(10)와;
   상기 본체(10)의 내부에 나선형으로 설치되고, 일단이 상기 유입관(11)과 연결되어 내부로 상기 피처리수가 유입된 다음, 타단을 통해 상기 본체(10) 내부로 상기 피처리수를 토출하는 나선관체(20)와;
   상기 나선관체(20)를 통해 토출되는 상기 피처리수에 자력을 가하는 영구자석(30)과;
   상기 영구자석(30)을 통과한 피처리수를 압축 및 확산하여 토출하는 압축노즐(40)로 이루어진 용존산소수 제조장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 나선관체(20)는 스파이럴 튜브를 나선형으로 형성하여 된 것을 특징으로 하는 용존산소수 제조장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체(10)의 내측 중앙에는 상기 본체(10)의 내부 공간을 구획하는 분리관(13)이 더 설치되고, 상기 나선관체(20)는 분리관(13)의 외주면을 감싸도록 설치되며, 상기 배출관(12)은 상기 분리관(13)에 의해 구획된 내부 공간과 연통되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 용존산소수 제조장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 분리관(13)의 내부에 상기 영구자석(30)과 상기 압축노즐(40)이 설치되되, 상기 영구자석(30)과 상기 압축노즐(40)이 교대로 복수 개 설치되는 것을 특징으로 하는 용존산소수 제조장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 영구자석(30)의 자력은 8000 ~ 11000 가우스인 것을 특징으로 하는 압축노즐(40)로 구성되는 용존산소수 제조장치.

Images