KR101741644B1 - 고체 블럭을 이용하여 장기적이고 연속적인 사용이 가능한 이산화염소 생성장치 - Google Patents
고체 블럭을 이용하여 장기적이고 연속적인 사용이 가능한 이산화염소 생성장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 아염소산나트륨을 블록으로 고체화하여 장기적이고 연속적인 사용이 가능한 이산화염소 생성장치에 관한 것이다.
이를 위해, 고체화된 아염소산 블럭이 소정 각도에 따른 이격 거리를 두고 복수 개 장착되고 1회용 카트리지 형태로 교체할 수 있는 연속 투입기; 상기 연속 투입기에 투입된 아염소산 블럭에 미리 설정된 특정 파장을 갖는 자외선을 조사하는 광원; 상기 광원에 전원을 공급하는 전원; 및 상기 아염소산 블럭의 소진 여부에 따라 소진된 아염소산 블럭을 교체하고 상기 광원이 타 아염소산 블럭을 조사할 수 있게 상기 연속 투입기를 상기 소정 각도로 회전시키도록 제어하는 제어부를 포함하는 이산화염소 생성장치를 제공한다.
이를 위해, 고체화된 아염소산 블럭이 소정 각도에 따른 이격 거리를 두고 복수 개 장착되고 1회용 카트리지 형태로 교체할 수 있는 연속 투입기; 상기 연속 투입기에 투입된 아염소산 블럭에 미리 설정된 특정 파장을 갖는 자외선을 조사하는 광원; 상기 광원에 전원을 공급하는 전원; 및 상기 아염소산 블럭의 소진 여부에 따라 소진된 아염소산 블럭을 교체하고 상기 광원이 타 아염소산 블럭을 조사할 수 있게 상기 연속 투입기를 상기 소정 각도로 회전시키도록 제어하는 제어부를 포함하는 이산화염소 생성장치를 제공한다.
Description
본 발명은 이산화염소 생성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아염소산나트륨을 블록으로 고체화하여 장기적이고 연속적인 사용이 가능한 이산화염소 생성장치에 관한 것이다.
이산화염소는 여러 분야에서 광범위하게 응용되고 있어 매우 높은 상업적 및 산업적 중요성을 지니고 있다. 현재 이산화염소는 목재펄프, 종이, 유지(油脂), 석유, 수지(獸脂) 및 분말의 표백제로서 대량으로 소비되고 있다.
최근 잇따른 규제 해제로 인하여, 이산화염소는 식품 가공 산업에서 살균제 및 소독제로서 그 사용이 증가하여 왔다. 새 연방 지침은 육류, 유(乳)제품 제조업, 과일과 채소의 가공업, 및 가공 식품에 대해서 이산화염소의 사용을 허여한 바 있다. 대부분의 경우에 있어 이산화염소는 식료품의 관능 손상(organoleptic impairment)을 야기하지 않는다.
이산화염소는 또한 폐수 처리 산업에서 오염 조절제 및 식수 처리제로서 광범위하게 사용되고 있다. 이산화염소는 뛰어난 황 제거제이며, 폐수에 사용되는 세척탑에 채택되고 있고, 지방(脂肪) 정제, 가스 및 오일 산업에서도 채택되고 있다.
이산화염소는 그 독특한 특성으로 인하여 환경 및 미생물 조절제로서 그 사용이 증가하고 있다. 이산화염소는 특정산업 오염물질, 예컨대 황, 아민, 멜캅탄 및 시안화물에 대해서는 높은 반응 특이성을 보이지만, 암모니아 또는 대부분의 유기 화합물에 대해서는 반응성을 보이지 않는다.
이산화염소의 높은 선택적 특성은 살균 작용에 있어서 중요하다. 원하지 않는 살균 부산물 예컨대, 트리할로메탄과 폴리클로로바이페닐은 생성되지 않고, 염소나 하이포아염소산염이 생성된다. 이산화염소는 넓은 pH 범위에 걸쳐 그 효과를 나타내며, 용액에서 해리되지 않고(이온을 형성하지 않고), 빠른 살균 작용을 지니며, 처리 용액에서 축적되지도 않는다.
이산화염소는 그 운반과 저장이 금지되어 있고 또 그 운반과 저장이 위험하기 때문에 대부분 현지에서 생산되어 소비된다. 이산화염소는 종래 몇몇 화학적 공정과 전기화학적 공정에 의해서 생산되어 왔다. 가장 일반적인 생산방법은 아염소산나트륨 수용액을 산성화시키는 방법이다. 황산이나 하이포아염소산과 같은 강산의 경우는 이산화염소의 높은 생성 수율을 갖지만, 시트르산이나 젖산과 같은 약산은 매우 낮은 생성 수율을 갖는다.
아염소산의 이산화염소로의 산성화는 하이포아염소산이나 염소 가스와 같은 염소 공여체가 존재하게 되면 그 수율이 크게 증가한다. 하이포아염소산, 강산 및 염소 가스를 현지에서 생산·저장해야 하기 때문에 부수적인 위험이 따르고, 최종 소비자에게 정규적인 검사의 부담을 준다.
전기화학 생성장치는 이러한 문제를 해결하기 위하여 고안된 것이다. 이러한 전기화학 생성장치는 단일의 전구물질을 이용하는데, 그러한 전구물질은 통상적으로 아염소산을 사용한다. 생성물질인 이산화염소는 기체 투과성 막에 의해서 전해질 용액으로부터 분리된다. 그러나 이렇게 생성된 이산화염소는 높은 비용의 소요를 수반하고 폭발성을 가진 수소 기체의 발생 등의 단점 때문에 광범위하게 사용되어지지 않고 있다. 그리고 이와 같은 전기화학 생성장치는 수소뿐만 아니라 많은 전력을 사용하고 구조의 복잡성으로 인해 제작비용이 매우 높다는 큰 단점이 있다.
보다 뛰어나고 대안적인 이산화염소의 생성 방법이 광화학적 산화 방법에 의한 것이다. 이산화염소와 염소의 옥시안니온(oxyanion)의 광화학적 반응에 대해서는 이.제이.브라운(E.J. Brown)과 엠. 쳉(M. Cheung)(1932)에 의해서 보고되었으며, 미국 특허 제2,043,284호, 제2,457,285호 및 제2,683,651호에 개시되어 있다.
광화학적 방법에 대한 보다 최근의 기술은 발명자가 피셔(Fisher)인 미국 특허 제4,414,180호 및 제4,456,511호에 개시되어 있다. 이 기술은 외부에서 형광 램프를 쪼여 아염소산나트륨으로부터 이산화염소를 생성하는 장치에 관한 것이다. 아염소산나트륨이 광화학적으로 산화됨으로써 이산화염소가 생성되게 되는데, 이산화염소는 수용액으로부터 질소가스 또는 기류와 함께 제거된다.
또한, 보다 더 상세한 기술은 발명자가 제이. 칼러라메(J. Callerame)인 미국 특허 제4,874,489호에 개시되어 있는데, 이 특허는 아염소산나트륨을 함유하는 관상 챔버(tubular chamber)를 개시하고 있다. 자외선 광원, 즉 저압 수은 증기 램프가 그 용기 내에 구비되고, 용기의 내벽은 연마된 알루미늄과 같은 자외선 반사기로 이루어져 있다. 이산화염소의 농도가 10 중량%에 도달하고, 전체 반응 생성물이 용기에서 소모되면 반응이 종료하게 된다. 10 중량%는 이산화염소의 폭발성 때문에 정해진 최고의 한계이다. 또한, 이와 같은 광화학적 방법을 이용한 이산화염소 생성장치에는 광원으로 자외선 램프를 많이 사용되고 있으나, 자외선 램프의 크기가 커서 장치의 소형화 경량화가 어렵고 이에 따른 전력손실이 크다는 단점이 있다.
그리고, 위 칼러라메의 특허와 유사하게, 미국 특허 제4,877,500호는 염소와 산소의 혼합물과 하이포아염소산나트륨의 수용액을 이용하여 광화학적 방법으로 이산화염소를 생성하는 기술을 개시하고 있다. 칼러라메의 특허에서처럼, 이산화염소의 최고 농도가 10 중량%에 도달할 때까지 수용액이 관상 용기내에 머물게 된다. 후에, 이산화염소를 함유하는 전체 반응 내용물이 회수되어 사용지로 운반되게 된다. 이러한 산소와 염소의 광화학적 반응에서 두번의 폭발이 발생했다는 보고가 있었다.
광화학적 방법에 있어 안전성을 개선한 기술이 발명자가 심슨(Simpson)인 미국 특허 제6,171,558호에 개시되어 있다. 이 특허는 수성 아염소산염을 함유한 용기 내에 자외선 램프를 구비시킨 기술을 개시하고 있다. 이 기술에서 수성 아염소산염은 공기 또는 기체 살포에 의해 회류관을 회류한다. 이러한 구성으로 인하여 이산화염소가 효과적으로 회수되게 됨으로써 이산화염소의 축적에 따른 폭발 위험성을 감소시키는 것이다.
종래의 광화학적 방법들에 있어서 안전성은 다소 개선되었지만, 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 새로운 아염소산나트륨의 연속적인 공급이 불가능하고, 또한 염화나트륨이나 염소산염 등 소모된 반응 생성물의 제거가 불가능하다.
둘째, 아염소산나트륨을 물에 용해시킨 후 그 용액 속에 자외선 램프를 삽입하여 이산화염소를 발생시키는데, 이산화염소가 용액 속에 녹아 있기 때문에 공기 중으로 기체 발산속도가 느린 단점이 있다.
세째, 용액으로 사용하기 때문에 장기 보관이 어려운 문제가 있다.
네째, 기존 전기화학적 및 광화학적 생성장치는 장치 구성이 복잡하고 대형화로 공간적이 제약이 있고, 이에 따른 제작비용이 높다는 단점이 있다.
이처럼, 이산화염소는 광범위하게 산업적으로 또 상업적으로 응용되고 있어 그 사용이 증가할 가능성이 높다. 특히, 살균의 불안정성 및 유통과정의 문제로 과실부분에 있어 막대한 폐기손실 비용을 양산하고 있고, 제품포장 때문에 검사에 소요되는 시간의 낭비가 막대할 뿐만 아니라, 안전한 먹거리에 대한 우려가 증대되고, 식중독 등 병원성 균 차단에 대한 필요성 증대와 함께 부패방지 및 보존성 증대에 대한 기술 개발이 필요성 때문에, 이산화염소의 안정적이고 효율적인 생성장치의 개발이 절실히 필요하다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 아염소산염과 자외선이 광화학 반응을 일으켜 이산화염소를 생성하는 장치에 관한 것으로, 아염소산나트륨을 블록으로 고체화하여 카트리지 형식으로 손쉽게 교체할 수 있어 사용상의 편의를 가져오고 자외선 모듈이 직접 블록화된 아염소산 나트륨을 조사하므로 이산화염소 기체가 공간으로 발산하는 속도를 높여 공간살균의 효과를 극대화할 수 있는 이산화염소 생성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해, 본 발명은 고체화된 아염소산 블럭이 소정 각도에 따른 이격 거리를 두고 복수 개 장착되고 1회용 카트리지 형태로 교체할 수 있는 연속 투입기; 상기 연속 투입기에 투입된 아염소산 블럭에 미리 설정된 특정 파장을 갖는 자외선을 조사하는 광원; 상기 광원에 전원을 공급하는 전원; 및 상기 아염소산 블럭의 소진 여부에 따라 소진된 아염소산 블럭을 교체하고 상기 광원이 타 아염소산 블럭을 조사할 수 있게 상기 연속 투입기를 상기 소정 각도로 회전시키도록 제어하는 제어부를 포함하는 이산화염소 생성장치를 제공한다.
또한, 상기 연속 투입기는, 일면이 개방되고 타면은 폐쇄되어 개방된 투입구를 통해 상기 아염소산 블럭이 장착되는 공간으로서 케이스와, 상기 케이스를 소정 각도의 이격거리를 두고 측면에 복수 개 형성한 회전봉과, 상기 회전봉의 하부에 형성되어 상기 제어부의 명령에 따라 상기 회전봉을 소정 각도 회전시키는 서보 모터와, 상기 케이스에 탑재된 아염소산 블럭의 소진 여부를 감지하는 센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 케이스 내측면에 고정되어 상기 케이스에 장착된 상기 아염소산 블럭을 지지하는 지지판과, 상기 지지판의 하단에 설치되는 스프링을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서는 상기 지지판이 이동하는 상기 케이스의 내측면의 최상부에 형성되는 것이 바람직하고, 상기 지지판이 상기 스프링의 탄성력에 따라 이동하면서 상기 센서와 접촉할 때 상기 센서가 상기 아염소산 블럭의 소진 여부를 감지하고 감지 신호를 상기 제어부에 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 특정파장을 갖는 자외선은, 190nm 내지 390nm 파장을 갖는 자외선인 것이 바람직하며, 상기 자외선 광원은, 중수소 램프 또는 UV 램프가 선택될 수 있다.
또한, 상기 아염소산 블럭은, CMC(Carboxymethyl cellulose) 칼슘, PVA(Polyvinyl Alchol), 젤라틴(gelatin), 펙틴(pectin), 카라지난(carrageenan) 중에서 어느 하나가 선택되고, 상기 선택된 물질과 아염소산나트륨을 혼합하여 고체화하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 이산화염소 생성장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 아염소산나트륨을 블록으로 고체화하여 카트리지 형식으로 손쉽게 교체할 수 있어 사용상의 편의를 가져올 수 있다.
둘째, 자외선 모듈이 직접 블록화된 아염소산 나트륨을 직접 조사하므로 이산화염소 기체가 공간으로 발산하는 속도를 높여 공간살균의 효과를 극대화할 수 있다.
세째, 다루기 위험한 산을 쓰지 않아 매우 안전한 장치를 제공할 수 있다.
네째, 블록화로 인해 고농도로 제작이 가능하며, 장기 사용(현재 6개월 연속사용)이 가능하다.
다섯째, 구조가 간단하여 소형으로 제작이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이산화염소 생성장치의 구성을 나타내는 개략도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이산화염소 생성장치의 구성을 나타낸 평면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이산화염소 생성장치에서 아염소산 블럭의 초기 장착 및 사용시의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이산화염소 생성장치의 구성을 나타낸 평면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이산화염소 생성장치에서 아염소산 블럭의 초기 장착 및 사용시의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는"으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이산화염소 생성장치의 구성을 나타내는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이산화염소 생성장치의 구성을 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이산화염소 생성장치에서 아염소산나트륨 블럭의 초기 장착과 사용시의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이산화염소 생성장치(100)는, 고체화된 아염소산나트륨 블럭(130)을 1회용 카트리지 형태로 장착할 수 있는 연속 투입기(115)와, 상기 연속 투입기(115)에 투입된 아염소산나트륨 블럭(130)에 미리 설정된 특정 파장을 갖는 자외선을 조사하는 광원(160)과, 상기 광원(150)에 전원을 공급하는 전원(171)과, 상기 아염소산나트륨 블럭의 소진 여부에 따라 상기 연속 투입기(115)를 회전시키도록 제어하는 제어부(172)를 구비하고, 상기 전원(171)과 제어부(172)는 일체형으로 하나의 제어 모듈(170)로 형성할 수 있다. 이때, 상기 광원은 상기 전원(171)과 연결하여 선택적으로 자외선 광을 조사할 수 있고, 상기 제어부(172)는 복수 개 장착된 아염소산 블럭 중에서 어느 하나가 소진되면 타 아염소산 블럭으로 자외선 광원이 조사되게 회전하거나 교체 여부를 알려준다.
이처럼 본 발명은 자외선이 직접 고체화된 아염소산나트륨 블럭(130)에 조사되어 상기 아염소산나트륨 블럭(130)과 광화학 반응을 일으켜 설치 공간에 이산화염소 기체를 생성하는 장치에 관한 것으로, 상기 아염소산나트륨 블럭(130)은 1회용 카트리지 형태로 모두 사용된 경우에는 연속 투입기(115)에서 갈아끼우는 형태로 교체가 가능하며, 상기 아염소산나트륨 블럭(130)은 상기 연속 투입기(115)에 소정거리를 두고 여러 개 장착도 가능하여 하나가 소진되면 상기 연속 투입기(115)가 소정 각도로 회전하여 자외선이 다른 아염소산나트륨 블럭(130)을 조사하는 방식으로 장기적이고 연속적인 이산화염소를 생성할 수 있게 한다.
구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이산화염소 생성장치(100)에서, 연속 투입기(115)는 고체화된 아염소산나트륨 블럭(130)이 장착되는 적재부 또는 저장부라고 할 수 있는데, 원통 형태의 회전봉(110)의 외측면을 따라 90도 간격으로 균등하게 4분면으로 분할되고, 각 1/4 면마다 아염소산나트륨 블럭(130)이 장착되는 케이스(120)를 형성하고, 각 케이스(120) 마다 상기 아염소산나트륨 블럭(130)이 장착되므로, 4개의 블럭이 저장될 수 있다. 이때, 외측면을 따라 90도 간격으로 4 등분하면 4개가 블럭이 가능하나, 60도 간격으로 6 등분하면 6개의 블럭이 가능한 형태로, 적재공간 또는 장착공간에 여러 개 형성할 수 있다. 또한, 각 케이스(120)에 장착된 아염소산나트륨 블럭(130)은 자외선을 조사하는 광원(160)과 대향되게 형성되어 직접 자외선의 조사가 조사가 가능하게 설치되고, 상기 자외선의 조사에 따라 아염소산나트륨 블럭(130)이 모두 사용되면, 회전봉(110)의 하부에 형성된 서보모터(150)가 상기 회전봉(110)을 90도 간격으로 회전하여 다른 케이스에 장착된 아염소산나트륨 블럭(130)에 자외선이 조사되게 하고, 소진된 블럭은 교체할 수 있게 하여 연속적인 이산화염소 기체의 생성이 가능하게 한다.
일반적으로 아염소산나트륨(NaClO2)은 고체분말형태로 이동과 보관이 용이하지 못하지만, 블럭 고체화로 형성하게 되면 이동성이 좋고 장기 보관이 가능하여 사용하기 편한 장점이 있다.
이를 위해, 본 발명에서는 아염소산나트륨을 블럭 고체화하는데, 이에 대해 자세히 살펴보면 다음과 같다. 즉, CMC(Carboxymethyl cellulose) 칼슘, PVA(Polyvinyl Alchol), 젤라틴(gelatin), 펙틴(pectin), 카라지난(carrageenan) 중에서 어느 하나가 선택되고, 반응기에서 선택된 물질과 아염소산나트륨을 혼합하여 형성하며, 반응기 내부에 교반기를 설치하거나 외부에 탈장착 가능한 교반기 설치를 통해 마그네틱 바를 휘저어 반응속도를 높일 수 있다. 이때, 선택된 물질에 혼합되는 아염소산나트륨의 중량비는 1~20%의 범위 내에서 조절될 수 있다.
가령, 셀룰로오스, PVA, 젤라틴, 펙틴, 카라지난 중에서 선택된 어느 1가지 물질 2g을 서서히 가열하여 녹인다. 이후, 선택된 물질이 끈적하게 될 때까지 저어주면서 녹인다. 이어, 입자들이 전혀 안 보이는 시점(점성이 어느 정도 생겼을 때)에 아염소산나트륨 고체 5g을 넣어주고, 선택된 물질 입자와 아염소산나트륨 입자의 두 입자가 보이지 않을 때까지 저어준다. 이후, 서늘한 곳에서 네모모양으로 만들어서 식힌다. 이때, 고체화되는 모양은 단면이 사각형에 한정되는 것이 아니라 연속 투입기(115)에 적재 또는 장착되는 형태에 따라, 그 단면이 원형, 삼각형 등 다양하게 형성될 수 있다. 이어서, 약 3일간 건조하면 단단한 아염소산나트륨으로 고체화 블럭을 형성하게 된다.
여기서, 고체화 블럭으로 아염소산나트륨만을 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 가령, 이산화염소 생성물질(또는 용액)은 자외선 광에 노출됨으로써 광화학 반응에 의해 이산화염소를 생성하는 적어도 하나의 활성인자를 포함하는데, 상기 이산화염소 생성물질은 활성인자로서 아염소산나트륨(NaClO2) 또는 차아염소산칼슘(Ca(ClO)2)이 사용될 수 있다. 이에, 아염소산나트륨 뿐만아니라 차아염소산칼슘이 사용될 수 있고, 약 1중량% 내지 20 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 차아염소산칼슘은 아염소산나트륨과 이산화염소 생성량은 유사하지만, 보다 보관시간을 수개월 연장할 수 있고, 살균능력이 훨씬 뛰어난 큰 장점이 있다.
이렇게 고체화된 아염소산나트륨 블럭(이하, "아염소산 블럭"이라 함)은, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 연속 투입기(115)에 장착된다.
또한, 본 발명에 따른 이산화염소 생성장치(100)에 사용되는 연속 투입기(115)는, 일면이 개방되고 타면은 폐쇄되어 개방된 투입구(121)를 통해 아염소산 블럭(130)이 장착되는 공간으로서 케이스(120)과, 상기 케이스를 소정 각도의 이격거리를 두고 측면에 복수 개 형성한 회전봉(110)과, 상기 회전봉(110)의 하부에 형성되어 상기 회전봉(110)을 소정 각도 회전시키는 서보 모터(150)와, 상기 케이스(120)에 탑재된 아염소산 블럭(130)의 소진 여부를 감지하는 센서(111)를 포함한다. 이때, 제어부(172)는 상기 센서(111)로부터 소진 감지 신호를 전송받아 상기 서보 모터(150)를 구동시킨다.
또한, 상기 케이스(120) 내측면에 고정되어 상기 케이스(120)에 장착된 상기 아염소산 블럭(130)을 지지하는 지지판(122)과, 상기 지지판(122)의 하단에 설치되는 스프링(123)을 포함한다. 이는 아염소산 블럭(130)이 고체상태로 깨지기 쉬우므로 상기 스프링(123)을 통해 지지판(122)에 완충 지지된다
도 3a와 같이, 아염소산 블럭(130)이 여러 개의 케이스(120) 중 어느 하나에 처음 장착될 때, 투입구(121)을 통해 투입된 아염소산 블럭(130)은 상기 지지판(122)에 의해 지지되고, 상기 지지판(122)에 지지되는 아염소산 블럭(130)의 무게에 따라 상기 지지판(122)의 하부의 스프링(123)의 탄성력이 변화하게 된다.
도 3b와 같이, 아염소산 블럭(130)이 사용됨에 따라 상기 블럭의 크기가 작아지면 무게가 줄어들게 된다. 이에 따라 상기 지지판(122)의 하부의 스프링(123)은 초기의 아염소산 블럭(130)의 무게에 의해 압축된 상태에서, 아염소산 블럭(13)의 사용에 따라 무게가 줄어들게 되고 상기 스프링(123)이 팽창하면서 탄성력을 회복하게 된다. 도 3b에서는 상기 스프링(123)이 팽창하면서 지지판(122)이 소정 위치의 센서(111)에 닿아 제어부(172)로 감지 신호(회전신호)를 전달하게 되고, 제어부(172)는 서보 모터(150)가 상기 회전봉(110)을 회전하게 제어한다. 이때, 상기 센서(111)는 지지판(122)이 이동하는 케이스(120)의 내측면에 형성되는데, 아염소산 블럭의 소진 여부를 알려주기 위해서는 케이스(120)의 내측면의 최상부에 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 지지판(122)이 상기 스프링(123)의 탄성력에 따라 이동하면서 상기 센서(111)와 접촉할 때 상기 센서가 상기 아염소산 블럭의 소진 여부를 감지하고 감지 신호를 상기 제어부(172)에 전송하여, 명령을 전송받은 서보 모터(150)가 회전봉(110)을 회전시켜 타 아염소산 블럭으로 조사하게 하거나 소진된 케이스에 새로운 아염소산 블럭으로 교체 여부를 알려줄 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 광원(160)으로서 중수소 램프를 사용하는 것이 바람직한데, 그 외에도 UV LED 광원을 사용하는 것도 가능하고, 연속 투입기(115)의 케이스(120)에 적재된 아염소산 블럭(130)에 효율적으로 특정파장의 자외선 광을 조사할 수 있는 자외선 광원(160)이면 모두 가능하다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 중수소 램프는 아크 방전을 이용한 방전관의 하나로서 자외선 광의 광원(160)에 이용되며, 150~400nm 부근의 연속 스펙트럼 광을 얻을 수 있는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 종래의 광화학반응을 이용한 이산화염소 생성장치와 달리, 특정파장의 자외선 광을 연속 투입기(115)의 케이스(120)에 카트리지 형태로 끼워진 아염소산 블럭(130)에 직접 조사하는 것이 바람직한데, 그 파장은 190nm ~ 390nm에 이르는 특수파장을 사용한다. 그러므로, 본 발명의 실시예에서는 상기 파장 영역의 자외선 광을 발생시키는 중수소 램프를 사용하는 것이 바람직하다.
이처럼, 본 발명의 실시예에서 190nm ~ 390nm 영역의 파장의 자외선 광을 발생시키는 중수소 램프를 이용하는 광화학 반응에 의한 이산화염소 생성장치를 사용하는 이유는, 첫째, 단일물질을 사용하여 가격을 낮출 수 있는 장점이 있고, 둘째, 다루기 위험한 산을 쓰지 않아 매우 안전한 장치이고, 셋째, 중수소 램프를 의해 최소 30초 이상 작동시켰을 때 이산화염소가 약 50ppm 이상 생성하여 생산수율이 좋고, 넷째, 아염소산 블럭의 개수 또는 크기에 따라 이산화염소 농도조절이 용이하고, 고농도에서 이산화염소의 역겨운 냄새가 발생하지 않을 뿐만 아니라, 대량생산에 용이하여 양산성이 좋기 때문이다.
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 중수소 램프 또는 UV 램프(160)가 2개 형성될 수 있는데, 1개의 램프를 통해 자외선 광을 조사하면 저농도의 이산화염소 기체가 발산하는데, 고농도로 자외선 광을 발생시킬 때는 2개 모두를 온 시키는 형태로 구성할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 실시예에서는 자외선 광이 직접 아염소산 블럭을 조사하여 이산화염소 생성장치가 설치된 실내 또는 내부 공간으로 이산화염소 기체가 발생하기 때문에 실내 또는 내부 공간으로 상기 이산화염소 기체가 발산하는 속도가 높아 공간살균에 최적인 장점이 있다. 이에 따라, 기존의 아염소산나트륨 용액이 보관되는 반응기와 반응기 내부에서 생성된 이산화염소 가스는 반응기 내부에서 외부의 저장장치로 이동시켜 저장장치의 구성이 필요 없다. 즉, 별도의 반응기, 수조 탱크 형태의 저장조, 반응기와 저장조를 내외부로 연결하여 이산화염소 가스를 이동시키는 배출관 등의 구성이 필요 없어, 이산화염소 생성장치의 공간적 제약을 극복할 수 있고, 구조가 간단하여 소형으로 제작가능하고 제작비용을 절감시키는 효과가 있다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
100: 이산화염소 생성장치
110: 회전봉
111: 센서
120: 케이스
121: 아염소산 블럭 투입구
122: 지지판
123: 스프링
130: 아염소산 블럭
150: 서보 모터
160: UV 램프
110: 회전봉
111: 센서
120: 케이스
121: 아염소산 블럭 투입구
122: 지지판
123: 스프링
130: 아염소산 블럭
150: 서보 모터
160: UV 램프
Claims (8)
- 원통 형태의 회전봉과, 일면이 개방되고 타면은 폐쇄되어 개방된 투입구를 구비하고 상기 투입구를 통해 고체화된 아염소산 블럭이 장착되는 적재공간을 형성하고, 상기 적재공간은 복수개 설정되며, 상기 회전봉의 외측면을 따라 전체 360도의 회전각도에서 상기 설정된 적재공간의 수에 맞게 균등하게 분할되어 형성되는 케이스와, 상기 케이스 내측면에 고정되어 상기 케이스에 장착된 상기 아염소산 블럭을 지지하는 지지판과, 상기 지지판의 하단에 설치되는 스프링과, 상기 회전봉의 하부에 형성되어 상기 설정된 적재공간의 수에 맞게 분할된 회전 각도로 상기 회전봉을 회전시키는 서보 모터를 포함하는 연속 투입기;
상기 연속 투입기에 투입된 아염소산 블럭에 미리 설정된 특정 파장을 갖는 자외선을 조사하는 광원;
상기 광원에 전원을 공급하는 전원;
상기 케이스의 각각에 장착된 아염소산 블럭의 소진 여부를 감지하는 센서; 및
상기 지지판에 지지된 상기 아염소산 블럭의 무게가 감소하면 상기 스프링의 탄성력에 따라 이동하면서 상기 센서와 접촉하면 상기 센서로부터 상기 아염소산 블럭의 소진에 대한 감지 신호를 수신받아 상기 회전봉을 상기 분할된 회전 각도만큼 회전시키도록 상기 서보 모터를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성장치.
- 제1항에 있어서,
상기 센서는 상기 지지판이 이동하는 상기 케이스의 내측면의 최상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성장치.
- 제1항에 있어서,
상기 특정파장을 갖는 자외선은,
190nm 내지 390nm 파장을 갖는 자외선인 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성장치.
- 제1항에 있어서,
상기 자외선 광원은, 중수소 램프 또는 UV 램프인 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성장치.
- 제1항에 있어서,
상기 아염소산 블럭은, CMC(Carboxymethyl cellulose) 칼슘, PVA(Polyvinyl Alchol), 젤라틴(gelatin), 펙틴(pectin), 카라지난(carrageenan) 중에서 어느 하나가 선택되고, 상기 선택된 물질과 아염소산나트륨을 혼합하여 고체화하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성장치.
- 제5항에 있어서,
상기 아염소산나트륨 대신에 차아염소산칼슘을 혼합하여 고체화하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성장치.
- 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 선택된 물질에 혼합되는 아염소산나트륨 또는 차아염소산칼슘의 중량비는 1~20%의 범위에서 조절되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 생성장치.
- 삭제
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| KR1020150153877A KR101741644B1 (ko) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | 고체 블럭을 이용하여 장기적이고 연속적인 사용이 가능한 이산화염소 생성장치 |
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| KR1020150153877A KR101741644B1 (ko) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | 고체 블럭을 이용하여 장기적이고 연속적인 사용이 가능한 이산화염소 생성장치 |
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| KR20170052019A KR20170052019A (ko) | 2017-05-12 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20210073422A (ko) | 2019-12-10 | 2021-06-18 | 방지철 | 광촉매 작용의 나노용액 전구체 타블렛 제조 방법 및 그 조성물 |
| KR20230019392A (ko) * | 2021-07-29 | 2023-02-08 | 유한회사 네오클 | 이산화염소 기체의 실리카겔 흡착과 자외선 조사 및 활성탄 흡착 탈착 교대 프로세스를 활용한 악취 분자의 물리 화학적 제거시스템 및 방법 |
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