KR101528712B1 - 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기 - Google Patents

산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기 Download PDF

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KR101528712B1
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Abstract

본 발명은 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기에 관한 것으로, 살균이 필요한 하천이나 저수지나 취수장에서 살균을 수행하기 위하여 살균이 필요한 오염수에 살균용 마이크로버블용수를 공급하여 오염수를 살균함과 동시에 오염수 내에 용존 산소량이 크게 되도록, 살균수 내에 산소와 오존이 용존된 상태로 마이크로버블 형태의 살균수를 공급하여 마이크로버블 내에 함침된 오존에 의한 살균력이 증대되면서 버블의 입경이 50㎛ 이하로 작으므로 낮은 부력과 느린 부상속도에 의하여 살균이 필요한 오염수 내에서 천천히 소멸하게 되므로 오염수 내에 완전히 용해되어 살균력이 최대로 되며 오염 수내에 용존산소의 함유량이 증대되어 건강한 물로의 복원이 가능하게 되는 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기에 관한 것이다.

Description

산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기{ A micro bubble apparatus }
본 발명은 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 공장 및 가정의 오폐수 또는 녹조류에 의해 오염되어 살균이 필요한 하천이나 저수지나 취수장에서 살균을 수행하기 위하여 살균이 필요한 오염수에 살균용 마이크로버블 용수를 공급하여 오염수를 살균함과 동시에 오염수 내에 용존 산소량이 크게 되도록, 살균수 내에 산소와 오존이 용존된 상태로 마이크로버블 형태의 살균수를 공급하여 마이크로버블 내에 함침된 오존에 의한 살균력이 증대되면서 버블의 입경이 50㎛ 이하로 작으므로 낮은 부력과 느린 부상속도에 의하여 살균이 필요한 오염수 내에서 천천히 소멸하게 되므로 오염수 내에 완전히 용해되어 살균력이 최대로 되며 오염수 내에 용존산소의 함유량이 증대되어 건강한 물로의 복원이 가능하게 되는 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기에 관한 것이다.
녹조류의 이상 번식에 의해 오염되는 하천이나 저수지의 용수 또는 산업폐수, 생활하수, 개인하수도, 정수장, 지하수, 산업용수 등에 의해 오염되는 용수에는 생태환경에 악영향을 미칠 수 있는 여러 가지의 난분해성 유기물질 등이 함유되어 있어, 이러한 오염수는 큰 사회문제로 야기되고 있다.
이들 난분해성 유기물질이 물속에 함유되어 발생되는 오염원으로는 각종 산업공정에서 배출되는 폐수, 도시하수, 개인생활오수, 공업용수, 정수시설 또는 녹조류의 이상 번식 등이다.
이들 난분해성 유기물질이 함유된 폐수, 정수, 하수에 대한 처리는 일반적인 처리방법으로는 처리가 불가능하며, 종래에는 이 난분해성 유기물질을 포함한 처리 대상수로부터 응집침전, 여과장치나 막분리 기술을 이용하여 고형물질 형태의 난분해성 물질을 분리하고 수용성 난분해성 유기물질은 과산화수소, 일반 오존 및 산소를 이용하여 산화, 분해하는 기술이 개발되었다.
상기한 바와 같이 난분해성 유기물질을 포함한 폐수, 정수, 하수를 처리하기 위해서는 전처리로서 응집침전, 생물학적처리, 여과 및 흡착처리 등을 적용하고 후처리로서 자외선조사처리, 촉매처리, 활성탄 흡착, 과산화수를 이용한 산화처리 등이 적용되고 있다. 하지만, 종래의 방법으로 난분해성 유기물질을 처리하는 데에는 유지관리비가 높고, 부산물인 슬러지가 많이 발생하며, 처리효율이 그다지 높지 않았다.
오존가스를 이용한 종래의 폐수 처리 장치로서, 한국실용신안등록번호 20-0252172호가 개시되어 있다. 상기 특허는 촉매 오존과 촉매 매질로서의 활성탄을 이용하여 상수원수 혹은 오폐수를 고도 처리하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 제안의 도 1 내지 도 3에 도시되어 있다.
상기 제안에서는 오존 가스, 활성탄, 폐수를 동일한 공간인 반응조에 위치시킴으로써 폐수를 처리하게 되는 기술을 개시하고 있는데, 이러한 기술은 하부에서 공급되는 오존 가스가 활성탄 내에서 포집되어 버블이 커지는 등의 문제를 가지고 있어서 폐수처리의 효율이 좋지 않다는 문제점이 있었다.
또 다른 제안으로서, 한국등록특허 제10-0940758호가 개시되어 있는 바, 상기 특허는 상기 등록실용신안과 동일하게 활성탄 필터를 사용하여 폐수를 처리하게 되며, 특히 오존수 생성부에 벤투리 인젝터(venturi tube)를 사용하여 벤투리 관을 이용하여 오존 버블을 생성하고 있는데, 오존수를 생성하기 위해 오존을 벤투리 관을 통과하여 원수에 용해하여 존재하게 하거나 기포 형태로 함유하게 하기 위해서는 다량의 오존을 원수 내부에 주입해야 하므로 먼저 오존발생기의 전력이 다량으로 소모되어야 하며, 동시에 원수에 다량의 오존을 주입하고 나노버블 함유 오존살균수를 조성하기 위해 급수펌프, 벤투리 인젝터, 버블 오존수 생성기, 오존나노버블 발생기, 오존가스 수용기, 세라믹 다공질체, 스테틱 믹서, 오존수 통로, 가이드 베인, 베인 지지대 등의 매우 많은 구성요소가 구비되어야 하며 이 때문에 상기 구성요소가 독자적인 작동효과를 수행하도록 각각의 구성요소를 배열하여 설치하기 위한 공간이 필수적으로 커야 하며 따라서 그 유지 관리비가 많이 소요된다는 문제점이 있었다.
실용신안등록 제20-0252172호, 등록특허 제10-0940758호
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 살균이 필요한 오염수를 살균을 수행하기 위하여 살균용 마이크로버블용수가 공급되어 오염수가 살균됨과 동시에 오염수 내에 산소의 용존량이 크게 되도록 살균수 내에 산소와 오존이 용존된 상태로 마이크로버블형태의 살균수를 공급하여, 마이크로버블 내에 함침된 오존 및 산소에 의한 살균력이 증대되면서 버블의 입경이 50㎛ 이하로 작으므로 낮은 부력과 느린 부상속도 및 긴 유동거리에 의하여 살균이 필요한 오염수 내에서 유동하면서 소멸하게 되므로 오염수 내에 완전히 용해되어 살균력이 최대로 되며 오염수 내에 용존산소의 함유량이 증대되어 건강한 물로의 복원이 가능하게 되는 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은, 마이크로버블 함유 살균수를 조성하는 구성요소를 단순화하면서, 특히 벤투리 관을 사용하지 않아 종래 대비 약 20~30% 정도의 오존만을 사용하여 종래의 오존소요량을 대폭 절감하여 전력소모량을 줄이고, 적은 오존량으로도 살균 및 정화에 필요한 양의 오존 또는 산소가 용존되거나 기포 형태로 함유될 수 있도록 하기 위해 과포화상태를 이용하는 가압용해방식(Dissolved gas type)과 하이브리드 방식인 수동력적 방법(Hydrodynamic type) 중에서 캐비테이션 방식(Cavitation type)을 함께 적용하여 집적화함으로써, 마이크로버블 함유 살균수를 효과적이고 효율적으로 조성할 수 있는 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기의 목적은, 살균수를 조성하기 위한 원수가 유입되는 원수유입관과; 상기 원수에 주입되는 오존을 공급하는 오존공급관과; 상기 원수유입관에 그 일단이 연결되면서 상기 원수유입관으로 유입되는 원수와 상기 오존공급관으로 공급되는 오존을 혼합하여 조성되는 포화오존 용존수를 마이크로버블 함유 살균수로 조성하게 되는 혼합기와; 상기 혼합기 내부에 설치되면서 원형 형상으로 형성되고 날카로운 톱니날이 형성되어 오존이 용존되어 있고 오존기포가 포함된 포화오존 용존수를 분할하면서 미세화 및 버블화하는 회전원판과 상기 혼합기 외부에 설치되면서 상기 회전원판을 회전시키는 동력을 제공하는 모터를 포함하여 이루어져 상기 혼합기 내부를 1차적으로 가압하게 되면서 마이크로버블 함유 살균수를 형성하는 마이크로버블 발생부와; 상기 혼합기의 타단에 연결되어 있어 상기 마이크로버블 발생부에서 발생하는 마이크로버블 함유 살균수를 가압용해조에 유동시키는 마이크로버블수 유동관과; 상기 마이크로버블수 유동관을 통해 공급된 마이크로버블 함유 살균수를 진동시키면서 2차적으로 가압하도록, 내부 진입부 및 토출부 두 곳에 진동을 위한 진동부가 설치되어 있으며, 내부에 2차적인 가압을 위한 다수의 부분 격벽이 설치되어 있는 가압용해조와; 상기 가압용해조 내부에서 진동하면서 가압된 마이크로버블 함유 살균수를 외부로 토출하게 되는 토출관과; 상기 가압용해조의 상부에 형성되어 있으면서 상기 가압용해조 내의 압력을 설정 범위에서 일정하게 유지하면서 마이크로버블 함유 살균수에 용해되지 않은 오존을 다시 상기 혼합기로 공급하도록 상기 오존공급관에 연결되는 바이패스관과; 상기 토출관과 연결되어 있으면서 토출관을 통해 토출되는 마이크로버블 함유 살균수의 입자크기를 조절하는 버블수 크기조절부와; 상기 가압용해조 내부의 압력을 표시하는 압력계와; 상기 오존공급관을 통해 공급되는 오존의 양을 조절하는 오존량 조절기를; 포함하여 이루어지는 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 가압용해조는 단면이 사각형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 가압용해조의 진동부는 원통 형상으로 형성되어 있으며 내부에는 중앙을 향해 돌출되는 다수의 돌출날개가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기는 오존을 발생하는 오존발생기를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기는, 살균이 필요한 오염수에 살균용 마이크로버블용수를 공급하여 오염수가 살균됨과 동시에 오염수 내에 산소의 용존량이 크게 되도록 살균수 내에 산소와 오존이 용존된 상태로 마이크로버블형태의 살균수를 공급하여, 마이크로버블 내에 함침된 오존 및 산소에 의한 살균력이 증대되면서 버블의 입경이 50㎛ 이하로 작으므로 낮은 부력과 느린 부상속도에 의하여 살균이 필요한 오염수 내에서 소멸하게 되므로 오염수 내에 완전히 용해되어 살균력이 최대로 되며 오염수 내에 용존산소의 함유량이 증대되어 건강한 물로의 복원이 가능하게 되어, 오염수의 수질 및 수역의 환경을 파괴하지 않고 살균처리가 가능하고, 오염물에 대한 중화 또는 응집 등의 처리를 위한 약품의 첨가가 불필요하며, 침전, 여과와 같은 종래의 방식에 비해 작은 공간 및 적은 비용이 소요되며, 환경에 무해한 약재를 함께 사용하여 살균이 필요한 경우에는 마이크로버블과 혼합하여 살포할 수 있어 약재 사용량을 최소화할 수 있는 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기는, 마이크로버블 함유 살균수를 조성하는 장치의 구성요소를 단순화하면서 벤투리 관을 사용하지 않아 전력소모량이 적으면서도 적은 오존량으로도 살균 및 정화에 필요한 양의 오존이 용존되거나 기포 형태로 함유될 수 있도록 하기 위해 과포화상태를 이용하는 가압용해방식과 캐비테이션 방식을 함께 적용하여 마이크로버블 함유 살균수를 효과적이고 효율적으로 조성할 수 있어, 전력소모를 절감하며 장치의 소형화가 가능하며 장치의 제조원가를 낮출 수 있는 경제적 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기의 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기의 실제 사진.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기의 혼합기의 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기의 가압용해조의 진동부의 실제 사진.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기의 가압용해조의 부분 격벽의 종단면도 및 평단면도.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일실시예에 따른 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기의 실제 사진들.
본 발명의 일실시예에 따른 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기를 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 명백히 하기 위해 공지의 구성요소는 그 자세한 설명을 생략하기로 하며, 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서, '포화오존 용존수'는 원수에 오존이 혼합되어 오존이 원수에 용해되어 존재하고 있거나 오존기포로 원수 내에 포함되어 함유되어 있는 물을 의미하며, '마이크로버블 함유 살균수'는 상기 '포화오존 용존수' 내에 용해되어 존재하거나 기포로 함유되어 있는 오존이 50㎛ 이하의 크기인 마이크로 미터 이하의 입자 크기로 분할되어 미세화된 오존버블이 함유되어 있는 살균용 물을 의미하는 것으로, 그 크기가 반드시 1㎛ 단위가 아닌 수십 내지 수백 ㎛ 크기를 포괄적으로 의미하는 것으로 이해하여야 할 것이다.
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기를 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기는 먼저 살균수를 조성하기 위한 원수가 유입되는 원수유입관(10)이 구비된다. 원수를 원활하게 유입하기 위해 유입펌프(11)가 설치될 수 있으며, 원수의 양을 조절하는 조절밸브(12)가 설치되어 상기 원수유입관(10)에 연결될 수 있다.
상기 원수유입관(10)을 통해 유입되는 원수에 살균을 위한 오존을 공급하여 원수에 용해되어 존재하거나 기포로 함유되도록 하는 오존공급관(20)이 상기 원수유입관(10)에 연결되어 설치된다. 상기 오존공급관(20)을 통해 공급된 오존은 상기 원수 내에 용해되어 존재할 수도 있으며 또는 용해되지 않은 채 원수 내에 기포 형태로 포함되면서 함유될 수도 있다.
상기 원수유입관(10)과 오존공급관(20)을 통해 유입되는 상기 원수와 오존은 혼합기(30) 내부에서 혼합되게 된다. 상기 원수유입관(10)과 연결된 상기 혼합기(30)로 유입되는 원수와 오존이 혼합되어 조성되는 포화오존 용존수는 오존이 용해되어 존재할 수도 있으며 또는 용해되지 않은 채 기포 형태로 함유될 수 있는데, 상기 혼합기(30)의 내부에 형성되는 후술하는 마이크로버블 발생부(40)의 회전원판(41)에 의해 상기 포화오존 용존수는 더욱 분할되면서 미세화 및 버블화되면서 더 잘게 쪼개지면서 용해되거나 더 작은 입자 크기의 기포로 함유하게 되어 마이크로버블 함유 살균수로 조성된다.
상기 혼합기(30)는, 첨부된 도 3을 참조하면, 그 단면은 상부는 관형(管形)의 형상으로 형성되어 있고 중간부 및 하부는 원형의 형상으로 형성되어 있어, 도 3의 화살표 방향으로, 상기 포화오존 용존수의 수압에 의해 포화오존 용존수가 상부 관로→중하부 원형관로→상부 관로 방향으로 유동하게 되며, 회전하는 마이크로버블 발생부(40)의 회전원판(41)에 부딪히면서 포화오존 용존수는 상기 혼합기 내부에서 먼저 1차적으로 가입되면서 마이크로버블 함유 살균수로 조성되게 된다.
상기 포화오존 용존수를 마이크로버블 함유 살균수로 조성하게 되는 상기 혼합기(30)의 내부에는 마이크로버블 발생부(40)의 회전원판(41)이 형성되어 있다. 상기 마이크로버블 발생부(40)는 상기 회전원판(41)과 회전원판(41)의 회전동력을 제공하는 모터(42)를 포함하여 이루어지는데, 상기 회전원판(41)은 상기 혼합기(30)의 내부에 형성되고 상기 모터(42)는 상기 혼합기(30)의 외부에 별도로 인접하여 설치 형성되어 있다.
상기 회전원판(41)은, 첨부된 도 3을 참조하면, 원판 형상으로 형성되어 있으며, 외주면을 따라서 날카로운 톱니날(41a)이 형성되어 있으며 중간부에도 유사한 형태의 날카로운 톱니날(41a)이 형성되어 있어, 외주면 및 중간부에 형성되어 회전하게 되는 상기 톱니날(41a)에 의해 상기 혼합기(30) 내부에서 유동하게 되는 상기 포화오존 용존수는 상기 회전하는 톱니날(41a)에 부딪히면서 더욱 잘게 쪼개지게 되어 오존이 용존되어 있는 용존수의 입자 크기가 더욱 작아지게 되고 또한 용존수 내에 기포 형태로 함유되어 있는 오존 역시 상기 톱니날(41a)에 부딪히면서 더욱 잘게 쪼개지며 용존수에 용존되거나 더 작은 입자 크기로 분할되면서 기포 형태로 포함되어 함유되게 되는 것이다.
상기의 방식은 상기 혼합기(30) 내부에서 상기 회전원판(41) 및 톱니날(41a)에 의해 포화오존 용존수에 마이크로버블을 발생시키는 방식으로, 과포화상태를 이용한 가압용해방식과 하이브리드 방식인 수동력적 방법 중에서 캐비테이션 방식을 함께 적용하여 포화오존 용존수를 마이크로버블 함유 살균수로 효과적이고 효율적으로 변환하여 조성하는 방식이다.
이와 같이, 포화오존 용존수 또는 그 내부에 함유되는 오존이 상기 혼합기 내부에서 상기 회전원판(41)에 의해 가압되면서 더욱 잘게 쪼개져 입자 크기가 작아지게 되어 조성되는 마이크로버블 함유 살균수 또는 그 내부에 함유되는 오존은 구형(球形)의 계면을 가지는 기포 내부에서 표면장력이 기체를 압축하는 힘으로 인해 발생되는 초미세 기포의 자기 가압 효과로 인해 기포가 압축되면서 기포 표면에 이온류(음이온)가 표면에 농축되게 되고, 농축된 이온류가 기포의 외면을 감싸게 되는 외부 장막으로 작용하게 되어 기포 내부의 기체가 흩어져 사라지게 되는 현상이 방지됨으로써, 마이크로버블 내의 기체의 흩어져 사라짐 없이 마이크로버블로서 안정화되고 그 상태를 오래 동안 지속하게 되는 것이다.
외부 전원이 인가되면 작동하게 되며 상기 회전원판(41)에 회전동력을 제공하게 되는 모터(42)는 상기 혼합기(30)의 외부에 인접하여 설치되어 있으며 구동축(미도시)을 통해 상기 모터(42)의 동력을 상기 회전원판(41)에 전달하는데, 상기 구동축을 포함하는 모터(42)는 공지의 구성요소로서 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
마이크로버블수 유동관(50)은 상기 혼합기(30)의 타단에 바로 연결되어 있어, 상기 혼합기(30) 내부에서 상기 마이크로버블 발생부(40)에 의해 조성되는 마이크로버블 함유 살균수는 상기 마이크로버블수 유동관(50)을 통해 가압용해조(60)로 유동하게 된다.
상기 가압용해조(60)는 상기 마이크로버블수 유동관(50)을 통해 공급되는 마이크로버블 함유 살균수를 진동시키면서 2차적으로 가압하게 된다. 첨부된 도 4, 도 5a 및도 5b를 참조하면, 상기 마이크로버블수 유동관(50)에 연결되어 마이크로버블 함유 살균수가 진입하게 되는 상기 가압용해조(60)의 진입부에는 진동부(61)가 형성되어 있다. 상기 진동부(61)는, 단면이 원형인 원통 형상으로 형성되어 있으며 그 내면에는 내부 중앙을 향해 돌출되는 다수의 돌출날개(61a)가 2단으로 형성되어 본 발명의 마이크로버블발생기가 외부 전압을 인가받아 작동을 개시하게 되면 이에 따라 상기 진동부(61)의 다수의 돌출날개(61a)는 그 자리에서 진동하게 된다.
상기 진동부(61)의 돌출날개(61a)의 진동에 의해, 마이크로버블 함유 살균수에 용존되어 있거나 기포 상태로 함유되어 있는 마이크로버블은 진동하면서 버블 외면을 감싸는 농축이온류의 외부 장막이 더욱 견고해지면서 강화되게 되며, 상기 가압용해조(60)의 부분 격벽(62)에 의해 더욱 가압되면서 마이크로버블은 버블 내의 기체의 흩어져 사라짐 없이 더욱 안정화되면서 오래 동안 수중에 안정화되어 존재할 수 있으며, 마이크로버블은 서로 충돌하면서 입자 크기가 다시 쪼개지면서 매우 작아져 부력도 작게 되어 흐르는 수중에서도 1km 정도의 거리를 유동할 수 있으며, 마이크로버블 함유 살균수 내의 마이크로버블은 초미세 버블이 터져서 소멸할 때에 생기는 강한 에너지의 오존에 의해 수질정화작용을 지속적으로 수행할 수 있게 되는 것이다.
상기 가압용해조(60)의 진입부에 형성된 상기 진동부(61)는 후술하는 토출관(70)과 연결되는 상기 가압용해조(60)의 토출부에도 동일한 형상의 동일한 구조로 동일하게 형성되어 있는데, 상기 토출부에 연결된 토출관(70)으로 토출되는 가압된 마이크로버블 함유 살균수를 다시 한번 더 진동시켜 줌으로써, 마이크로버블은 다시 서로 부딪히면서 쪼개지면서 마이크로버블의 외면에 형성되는 농축이온류를 더욱 견고히 강화하고, 버블 내의 기체를 더욱 안정화하고, 버블의 잔류기간을 오래 동안으로 유지하게 하며, 부력을 작게 하여 더 먼 거리를 유동하게 하면서 피처리수에 대한 살균과 정화 작용을 더 효과적이면서도 효율적으로 수행할 수 있도록 한다.
상기 가압용해조(60)의 진입부와 토출부에는 상기 진동부(61)가 각각 형성되어 있으며, 그 내부에는 2차적인 가압을 위하여 다수개의 부분 격벽(62)이 설치되어 있다. 상기 부분 격벽(62)은, 첨부된 도 5a및 5b를 참조하면, 상기 가압용해조(60)의 상부 천정과 하부 바닥을 종방향으로 완전하게 연결하여 형성되어 있는 것이 아니라, 상부 또는 하부로는 부분적으로 개방되도록 하는 구조로 형성되어 있는데, 상기 가압용해조(60) 내부로 유입되는 마이크로버블 함유 살균수가 상기 진동부(61)에 의해 진동이 되고 상기 부분 격벽(62)에 의해 그 흐름이 막히면서 상기 부분 격벽(62)의 개방된 상부 또는 하부 및 내부 유동로를 통해 마이크로버블 함유 살균수가 상기 가압용해조(60) 내부에서 유동하면서 가압받게 되도록 하기 위함이다.
상기 가압용해조(60)는 통상적으로 단면 형상이 원형 또는 장방형의 사각 형상으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 본원 발명의 일실시예와 같이 그 단면 형상이 장방형의 사각 형상으로 형성되어 있는데, 이와 같은 사각 형상의 단면을 가지는 상기 가압용해조(60)는 마이크로버블 함유 살균수를 더 효과적이고 효율적으로 진동시키고 가압하기 위함으로서, 마이크로버블 함유 살균수를 진동시키고 가압하기 위한 상기 가압용해조(60)가 단면이 사각형상이 아니라 원형인 원통관의 형상으로 형성되어 있다면 액체 또는 기체가 원통관 내부에서 유동하면서 그 흐름을 부분적으로 막더라도 상하 4개의 모서리를 보유하게 되는 사각형상의 사각관에 대비하여 훨씬 그 유동 흐름이 원활하게 이루어지기 때문에, 2차적인 가압을 위해 상기 가압용해조(60)는 장방형의 사각 형상의 단면 형상으로 형성되어 있다.
상기 가압용해조(60) 내부에서 진동하면서 가압된 마이크로버블 함유 살균수는 상기 가압용해조(60)의 토출부에 연결되는 토출관(70)에 의해 외부로 토출되어 피처리수의 살균 및 정화를 위해 공급되게 된다.
상기 토출관(70)은 액체나 기체가 유동하게 되는 통로를 제공하는 것으로서, 공지의 유동관이 토출관(70)으로 사용되기 때문에 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기의 상기 가압용해조(60)의 상부에는 바이패스관(80)이 형성되어 있다. 상기 바이패스관(80)은 상기 가압용해조(60) 내의 압력을 설정 범위 이내에서 일정하게 유지하면서 마이크로버블 함유 살균수에 용존되지 못하거나 살균수 내에 기포 형태로 함유되지 못한 오존을 다시 상기 혼합기(30)로 공급하도록 상기 오존공급관(20)에 연결되어 있다. 상기 바이패스관(80)은 상기 오존공급관(20) 사이에 정압밸브(81)를 구비하고 있어, 상기 정압밸브(81)의 조절에 의해 상기 가압용해조(60) 내부의 압력을 설정 범위 이내에서 일정하게 유지하게 되는데, 상기 정압밸브(81)는 공지의 구성요소에 해당하여 정압밸브로서의 구조와 기능을 가진 것이라면 사용가능하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
그 일단이 상기 가압용해조(60)에 연결되어 상기 마이크로버블 함유 살균수를 외부로 토출하는 상기 토출관(70)의 타단에는 마이크로버블 함유 살균수의 입자 크기를 조절할 수 있는 버블수 크기조절부(90)가 연결되어 형성되어 있다. 상기 마이크로버블 함유 살균수에 용존되어 있거나 기포 형태로 함유되어 있게 되는 마이크로버블의 크기는 최대 50㎛ 이하의 매우 미세한 입자 크기를 가지게 되면서 외부로 토출되는데, 상기 버블수 크기조절부(90)는 저장조(미도시)에 저장하거나 피처리수의 살균 및 정화를 위해 공급되는 마이크로버블 함유 살균수의 입자 크기를 조절하여 그 유동량, 유동시간, 유동속도, 유동거리 등을 조절하게 된다.
상기 가압용해조(60)의 내부의 압력은 설정 범위 이내에서 일정하게 유지되어야 하는데, 센서를 포함한 압력계(100)는 그 측정 범위가 0~10kgf/cm²로서 상기 가압용해조(60) 내부의 압력을 감지 표시하여 이를 외부의 사용자에게 알려주게 된다. 상기 압력계(100)는 공지의 구성요소이므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 오존공급관(20)을 통해 원수에 혼합되는 오존의 양은 사용자가 외부에서 그 양을 조절할 수 있도록 오존량 조절기(110)가 설치된다. 상기 오존량 조절기(110)는 1분에 0~2500ml(cc)가 공급될 수 있는 0~2500ml/min 범위의 오존량 조절기가 사용되는데, 상기 오존량 조절기(110) 역시 통상적인 공지의 기체량 조절기를 사용할 수 있으므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 오존공급관(20)을 통해 원수에 혼합되는 오존을 발생하기 위해 본 발명의 일실시예에 따른 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기는 그 외부에 설치되어 오존을 공급하는 오존발생기(120)를 더 포함하여 이루어질 수 있는데, 상기 오존발생기(120)에서 발생시키는 오존은 상기 오존공급관(20)과 연결되어 살균수를 조성하게 되는 원수에 혼합되게 된다. 상기 오존발생기(120)는 공지의 구성요소이므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기에 의해 조성되는 마이크로버블 함유 살균수를 살균 및 정화가 필요한 피처리수에 공급하여, 마이크로버블 함유 살균수에 용존되어 있거나 기포 형태의 오존버블의 미세 버블수는 피처리수와 반응하여 자체적으로 대전 효과에 의해 안정화되어 있기 때문에 상온에서 가압된 조건 하에서 피처리수 내에서 장시간 보관되고 유지될 수 있으며, 초미세 기포가 가지는 기체용해효과와 더불어 자기 가압효과로 기포가 터지면서 소멸할 때 발생하는 산소 및 오존의 정화작용, 살균작용, 증가된 용존산소에 의한 피처리수 내에 생존하는 식생물의 면역력을 강화할 수 있어, 수질개선 및 식생물 생장환경 개선을 구현할 수 있게 되는 것이다.
본 발명에 따른 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기는 피처리수를 살균하고 정화하는 수질개선 장치의 제조산업에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 높은 발명이라고 할 수 있다.
10 : 원수유입관 20 : 오존공급관
30 : 혼합기 40 : 마이크로버블발생부
41 : 회전원판 42 : 모터
50 : 마이크로버블수 유동관 60 : 가압용해조
61 : 진동부 62 : 부분 격벽
70 : 토출관 80 : 바이패스관
90 : 버블수 크기조절부 100 : 압력계
110 : 오존량 조절기 120 : 오존발생기

Claims (4)

  1. 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기는,
    살균수를 조성하기 위한 원수가 유입되는 원수유입관(10)과;
    상기 원수에 주입되는 오존을 공급하는 오존공급관(20)과;
    상기 원수유입관(10)에 그 일단이 연결되면서 상기 원수유입관(10)으로 유입되는 원수와 상기 오존공급관(20)으로 공급되는 오존을 혼합하여 조성되는 포화오존 용존수를 마이크로버블 함유 살균수로 조성하게 되는 혼합기(30)와;
    상기 혼합기(30) 내부에 설치되면서 원형 형상으로 형성되고 날카로운 톱니날(41a)이 형성되어 오존이 용존되어 있고 오존기포가 포함된 포화오존 용존수를 분할하면서 미세화 및 버블화하는 회전원판(41)과, 상기 혼합기(30) 외부에 설치되면서 상기 회전원판(41)을 회전시키는 동력을 제공하는 모터(42)를 포함하여 이루어져 상기 혼합기(30) 내부에서 1차적으로 가압하게 되면서 마이크로버블 함유 살균수를 형성하는 마이크로버블 발생부(40)와;
    상기 혼합기(30)의 타단에 연결되어 있어 상기 마이크로버블 발생부(40)에서 발생하는 마이크로버블 함유 살균수를 가압용해조(60)에 유동시키는 마이크로버블수 유동관(50)과;
    상기 마이크로버블수 유동관(50)을 통해 공급된 마이크로버블 함유 살균수를 진동시키면서 2차적으로 가압하도록 하기 위해, 내부 진입부 및 토출부 두 곳에 진동을 위한 진동부(61)가 설치되어 있으며, 내부에 2차적인 가압을 위한 다수의 부분 격벽(62)이 설치되어 있고, 상기 진동부(61)는 원통 형상으로 형성되어 있으며 내부에는 중앙을 향해 돌출되는 다수의 돌출날개(61a)가 형성되어 있는 가압용해조(60)와;
    상기 가압용해조(60)에 연결되면서, 상기 가압용해조(60) 내부에서 진동하면서 가압되어 조성된 마이크로버블 함유 살균수를 외부로 토출하게 되는 토출관(70)과;
    상기 가압용해조(60)의 상부에 형성되어 있으면서 상기 가압용해조(60) 내의 압력을 설정 범위에서 일정하게 유지하면서 마이크로버블 함유 살균수에 용해되지 않은 오존을 다시 상기 혼합기(30)로 공급하도록 상기 오존공급관(20)에 연결되는 바이패스관(80)을; 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압용해조(60)는 단면이 사각형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기는,
    상기 토출관(70)과 연결되어 있으면서 토출관(70)을 통해 토출되는 마이크로버블 함유 살균수의 입자크기를 조절하는 버블수 크기조절부(90)와;
    상기 가압용해조(60) 내부의 압력을 표시하는 압력계(100)와;
    상기 오존공급관(20)을 통해 공급되는 오존의 양을 조절하는 오존량 조절기(110)와;
    오존을 발생하는 오존발생기(120)를; 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산소 및 오존을 포함한 살균용 마이크로버블발생기.
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