KR101747136B1 - 순환식 오존수 공급 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 순환식 오존수 공급 시스템은 잉여 오존수의 낭비를 방지하는 것은 물론, 계통 내의 온도 변화에 따른 오존수의 농도 차이를 해결할 수 있도록, 외부로부터 공급되는 원료수를 저장하기 위한 저수탱크와, 상기 원료수의 공급 및 순환을 위한 공급순환펌프, 한편으로는 오존가스생성기가 연결되고, 다른 한편으로는 상기 공급순환펌프로부터 상기 원료수의 유입이 가능하게 한 쌍으로 구비되어 상기 원료수에 오존가스를 섞어 오존수를 만드는 멤브레인 콘택터 및 상기 오존수를 필요로 하는 용수처로 보내고 남은 잔량을 상기 저수탱크로 다시 회수하기 위한 잔량회수관을 포함하며, 특히 상기 저수탱크 내부에는 외부에서 공급되는 상기 원료수의 수온으로 상기 오존수의 순환 및 회수에 따른 온도 변화를 억제할 수 있는 냉각모듈을 포함하여 이루어진다.

Description

순환식 오존수 공급 시스템{Circulating Ozone Water Supply System}

본 발명은 순환식 오존수 공급 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 순환 시스템으로 잉여 오존수의 낭비를 방지하는 것은 물론, 순환 계통 내의 온도 변화에 따른 오존수의 농도 차이를 해결할 수 있는 순환식 오존수 공급 시스템 관한 것이다.

일반적으로, 오존수는 정화, 표백, 살균, 탈취 등 광범위한 분야에 사용된다. 오존수는 화학적 처리방법에 사용되는 염소 소독 등에 비해 잔류 물질의 증발을 위한 대기 시간이 필요하지 않으며, 물에 포함되어 있는 난분해성 물질과 중금속을 산화 처리하는데 탁월한 효과를 나타낸다.

그러므로 오존수는 현재 친환경 제균 및 산화재 등으로 주목받고 있으며 향후 화학적 제균처리의 대체방법으로 각광받고 있다. 따라서 고농도의 오존수를 안정적으로 제조 및 공급하는 경우, 제균, 바이러스 제거나 살균청소, 폐수 및 오수처리, 유기농 작물재배, 축산폐수 및 축사관리 등 다양한 사업분야에 널리 적용할 수도 있다.

오존은 오존가스 자체를 사용하기도 하지만, 물에 오존을 혼합시킨 오존수를 주로 사용한다. 오존수의 제조시에는 오존을 물에 혼합시키는 기술이 중요한데, 그 제조 방법으로는, 터빈 교반식, 레디얼식, 디퓨져식 및 인젝터식 등의 방법이 있다.

터빈 교반식은 수조 저부에 오존화된 공기가 배관을 통해 분사될 때, 터빈 회전력에 의해 물의 회전시켜 오존화된 공기가 물과 섞이도록 하여 오존수를 제조하는 방법이며, 레디얼식은 수조 저부에 오존화된 공기가 배관을 통해 분사될 때, 펌프의 토출 압력으로 분사되는 물의 수압에 의해 와류를 만들어 오존가스를 함입시킴으로써 오존수를 제조하는 방법이다.

또한, 디퓨져식은 수조 저부의 오존화된 공기가 배관을 통해 디스크판의 작은 기공을 통해 오존가스를 미세화시켜 물과 접촉시킴으로써 오존수를 제조하는 방법이며, 인젝터식은 인젝터를 이용하여 펌프 압력에 의해 오존가스를 진공 상태의 인젝터 내부로 흡수시켜 물과 함께 산기시킴으로써 오존수를 제조하는 방법이다.

그러나, 전술한 터빈 교반식의 경우 오존수를 생성하기 위한 동력이 과다하게 소비되며 터빈 구동부가 물속에 잠수 상태로 유지되므로 유지, 관리, 보수가 어렵고, 레디얼식은 터빈 교반식을 개선한 면이 있지만 펌프동력을 이용하는데 따른 단점이 있다. 또, 디퓨져식은 수조의 수두가 5미터 이상 유지되어야 하므로 수조의 높이가 낮을 경우 효율이 떨어지고, 탁도가 높은 경우 1년에 1회 정도 청소가 필요하다는 문제점이 있다. 인젝터 방식의 경우, 관리상의 편의성은 있으나 접촉면적과 시간 등의 제약을 많이 받아 효율 면에서 다소 떨어진다는 문제점이 있다.

이와 같이 오존수의 뛰어난 산화 처리 효과에도 불구하고 고농도의 오존수에 대한 안정적인 제조 및 공급은 여전히 곤란한 문제점을 안고 있는 실정이다.

우선, 앞서 언급한 오존수 제조방법들의 경우, 각각의 접촉시간이나 외부온도에 따라 다소간의 차이는 있을 수 있으나 용해율이 5~30% 정도밖에 되지 않아 많은 양의 잉여 오존가스가 발생하므로 고농도의 오존수를 만드는데 제한적일 수밖에 없다.

특히, 잉여 오존가스의 경우 오존의 강력한 산화력으로 인해 노출된 인체 및 기타물질들에 좋지 않은 영향 즉, 오존가스 0.1ppm의 농도에서도 코와 목에 자극을 주고, 1ppm에서는 두통을 일으킬 수 있는 독성 등이 문제가 된다.

따라서 종래의 오존수 제조 및 공급장치들의 경우 잉여 오존가스의 량을 최소화하면서 오존수의 용해율은 극대화해 줄 수 있는 용해장치에 초점을 맞춰 개술개발을 진행해 왔다. 예를 들면, 대한민국 등록특허 제931,007호(2009.12.02., 이하 '종래기술이라 함)와 같은 기술을 들 수 있다.

상기한 종래기술은 오존가스와 원수와의 접촉면적을 압소바, 서스망, 타공판, 라인믹스 등을 이용하여 짧은시간 극대화해 줌으로써 같은 부피의 오존수 믹싱탱크 안에서 고농도의 오존수를 제조할 수 있도록 구성된 제품이다.

상기의 종래기술은 같은 양의 오존을 가지고 오존가스와 원수의 접촉면을 넓혀 고농도의 오존수를 제조하는 아이템임으로 전기소모량을 절감할 수 있다는 일부 기술효과를 발휘한다.

그러나, 온도에 따른 오존수의 농도 변화에 대응하는 하는 것이 미흡하며 특히, 잉여 오존가스의 양을 줄이는 데 있어 특별한 기술적 효과를 기대하기가 어렵다.

즉, 상기의 종래기술은 그전까지 오존수의 농도를 높이기 위해 탱크에 오존을 강제로 주입, 순환시켜 일정 농도의 오존수를 만드는 방식을 개량, 발전시킴으로써, 오존수의 생성 과정에서 유발되는 과도한 전기요금과 같은 문제점을 해결하는 면이 없지 않으나, 잉여 오존수에 대한 과도한 폐기처분이라는 문제점을 말끔히 해결하지 못한다.

본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점으로부터 착안 된 것으로, 오존수의 과잉 낭비를 효과적으로 방지할 수 있는 순환식 오존수 공급 시스템을 제공한다.

특히, 본 발명은 순환 계통 내의 온도 변화 즉, 과잉 오존수의 재순환에 따른 온도 변화에서 유발되는 오존수의 농도 차이를 별도의 에너지 소모가 없는 냉각모듈을 통해 균일하게 보장할 수 있는 순환식 오존수 공급 시스템을 제공하기 위한 것이라 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 순환식 오존수 공급 시스템은 외부로부터 공급되는 원료수를 저장하기 위한 저수탱크와, 상기 원료수의 공급 및 순환을 위한 공급순환펌프, 한편으로는 오존가스생성기가 연결되고, 다른 한편으로는 상기 공급순환펌프로부터 상기 원료수의 유입이 가능하게 한 쌍으로 구비되어 상기 원료수에 오존가스를 섞어 오존수를 만드는 멤브레인 콘택터 및 상기 오존수를 필요로 하는 용수처로 보내고 남은 잔량을 상기 저수탱크로 다시 회수하기 위한 잔량회수관을 포함하여 이루어진다.

특히, 상기 저수탱크 내부에는 외부에서 공급되는 상기 원료수의 수온으로 상기 오존수의 순환 및 회수에 따른 온도 변화를 억제할 수 있는 냉각모듈을 포함한다.

상기 냉각모듈은, 제어부에 의한 입출밸브 제어 상태에 따라 상기 원료수의 흐름을 상기 저수탱크 속으로 유도하는 냉매호스와, 상기 저수탱크 속 저수량으로부터 상기 냉매호스의 배치가 잠기도록 유지하는 홀더부재를 포함하는 형태로 실시할 수 있다.

또한, 상기 멤브레인 콘택터와 연결되면서 동시에 상기 멤브레인 콘택터에서 상기 용수처로 연계된 오존수관로로 연결된 유지보수모듈을 더 포함하는 형태로도 실시 가능하다.

이외에도, 상기 저수탱크와 상기 멤브레인 콘택터 및 상기 드레인 탱크는 상기 오존수 생성 중에 발생하는 가스 배출을 위한 배기포트와 연결, 구성할 수 있다.

상기 공급순환펌프는 자기부상펌프인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 순환식 오존수 공급 시스템에 의하면, 용수처에서 필요로 하는 오존수의 양을 제외하고 남은 잔량을 저수탱크로 다시 회수하는 잔량회수관을 구비함으로써, 상기 오존수의 과잉 낭비를 효과적으로 방지하는 기술효과를 얻는다.

특히, 본 발명의 실시 예에 따른 순환식 오존수 공급 시스템에 의하면, 외부에서 공급되는 원료수의 수온으로 오존수의 순환 및 회수에 따른 온도 변화를 억제할 수 있는 냉각모듈을 채택함으로써, 잉여 오존수의 재순환에 따른 온도 상승으로 인한 오존수의 농도 차이를 별도의 에너지 소모 없이 일정하게 유지할 수 있는 등 오존수의 품질향상을 도모한다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 순환식 오존수 공급 시스템에 의하면, 냉매호스와 홀더부재로 이루어지는 냉각모듈을 저수탱크 내부에 비치함으로써, 냉각모듈의 배치를 위한 별도의 공간을 추가로 더 구비할 필요가 없으므로 시스템의 외형이 비대해지는 것을 방지할 수 있다.

나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 순환식 오존수 공급 시스템에 의하면, 공급순환펌프를 자기부상펌프로 적용함으로써, 임펠러 축의 마모 및 고장과 같은 잔고장으로 인한 시스템의 순환 계통 장애를 미연에 방지하는 등 고품질의 오존수 공급을 위한 공정상의 장애를 줄일 수 있는 기술효과를 얻는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 순환식 오존수 공급 시스템을 도시한 계통도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 순환식 오존수 공급 시스템의 냉각모듈을 도시한 모식도이다.

먼저, 각 도면에서의 도면부호는 구성요소들 간의 관련성을 쉽게 파악할 수 있도록 나름의 관련 정도에 따라 나눠 붙이되 어느 정도 관련 정도가 긴밀한 부류들에 대해서는 되도록 동일한 일련번호를 적용하였다.

본 출원에서 사용하는 용어는 단지 본 발명에 따른 순환식 오존수 공급 시스템에 대한 이해를 돕는 차원에서 특정 실시 예를 들어 설명하였지만, 이러한 실시 예로부터 본 발명의 기술사상 자체를 한정하려는 의도는 아님을 밝혀둔다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해하여야 한다.

또한, 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하려는 의도가 아님을 미리 이해하고 받아 들여야 한다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 순환식 오존수 공급 시스템의 기술구성을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따른 순환식 오존수 공급 시스템은 도 1에서 도시한 바와 같이 일체의 기술구성이 소정의 캐비닛 또는 하우징 내에 일괄 구비된 형태로, 저수탱크(10)와 공급순환펌프(20), 오존가스생성기(30)와 멤브레인 콘택터(40) 외에 잔량회수관(50)을 포함하는 형태로 구비된다.

상기 저수탱크(10)는 외부로부터 공급되는 원료수 즉, 초순수물을 저장하기 위한 것으로, 비점착성, 내열성, 비유성, 낮은 마찰계수 및 내약품성이 뛰어난 테프론(PTFE) 소재의 적정 용량형으로 구성할 수 있다. 예를 들면, 50 내지 70리터 용량형 등 다양한 형태로 실시할 수 있다.

상기 저수탱크(10)는 덮개 쪽에 각종 입출 밸브가 구비되고, 상기 덮개와 몸체의 입구 사이에는 밀봉을 위해 다양한 종류의 가스켓이 삽입, 배치될 수 있다.

또한, 상기 저수탱크(10)는 내부 저수량을 체크할 수 있는 소정의 수단이 구비된 형태로도 실시가능하다. 예를 들면, 각종 수위센서나 수위 확인을 위한 투명 튜브를 포함하여 이루어지는 형태 등을 들 수 있다.

상기 공급순환펌프(20)는 상기 원료수의 공급 및 순환을 위한 동력을 제공하는 것으로, 다양한 형태의 임펠러 구조의 펌프를 적용할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 순환식 오존수 공급 시스템에서는 상기 공급순환펌프(20)를 자기부상펌프로 적용, 실시하는 것이 좋다.

상기 자기부상펌프의 경우, 임펠러 회전을 위한 구동축이 생략되어 작동으로 인한 마찰이나 마모 등에 따른 고장을 방지할 수 있는 기술효과를 얻는다.

상기 멤브레인 콘택터(40)는 오존가스와 상기 원료수를 섞어 적정 농도의 오존수를 생성하기 위한 기술구성에 해당한다. 즉, 상기 멤브레인 콘택터(40)는 한편으로는 오존가스생성기(30)와 연결, 구성되고, 다른 한편으로는 상기 공급순환펌프(20)로부터 상기 원료수의 유입이 가능하게 구비된 한 쌍으로 구성할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 순환식 오존수 공급 시스템은 상기 멤브레인 콘택터(40)에서 생성된 상기 오존수를 필요한 용수처로 보내고, 상기 용수처에서 사용하고 남은 잔량은 다시 상기 저수탱크(10)로 환수 가능하도록 구성된다. 즉, 상기 용수처와 상기 저수탱크(10) 사이에 소정의 잔량회수관(50)이 구비된 형태로 이루어진다.

이와 같은 순환식의 경우, 잔량의 반복적인 회수로 인한 계통 내부의 온도 상승이 불가피하게 되고, 이러한 온도 변화는 궁극적으로 오존수의 농도를 일정하게 유지하지 못하는 원인이 되는 등의 문제점이 된다.

이러한 문제점으로부터 종래에는 별도의 동력원에 의해 가동되는 냉각장치를 추가로 더 구비하는 등의 기술형태를 개시하고 있으나, 이는 추가되는 기술구성으로 인한 시스템의 설계사양이 복잡해지고 별도의 전력 소모로 인한 연료효율이 떨어지는 등의 또 다른 문제점을 유발한다.

본 발명의 실시 예에 따른 순환식 오존수 공급 시스템은 외부에서 공급되는 상기 원료수의 수온으로 상기 오존수의 순환 및 회수에 따른 온도 변화를 저지할 수 있는 냉각모듈(60)을 포함하는 기술구성상의 특징을 가진다.

특히, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 냉각모듈(60)은 상기 저수탱크(10) 내부에 배치된다.

이와 같이 상기 저수탱크(10) 내부에 상기 냉각모듈(60)을 배치한 구조는 전체 시스템의 체적를 줄이는 기술효과를 얻는다. 아울러, 본 발명의 냉각모듈(60)은 시스템 내부에 별도의 설치공간을 추가로 더 구비하는 데 필요한 설계변경 등의 번거로움을 생략하는 것 또한 가능하게 된다.

상기 냉각모듈(60)은 도 2에서 도시한 바와 같이 소정의 냉매호스(61)와, 이 냉매호스(61)의 배치를 설정하기 위한 홀더부재(62)를 포함하는 형태 등 다양하게 실시할 수 있다.

상기 냉매호스(61)는 상기 원료수의 흐름을 상기 저수탱크(10) 속으로 유도하기 위한 일종의 유로 수단으로 제어부(70)의 시스템 제어 상태에 따라 제어되는 입출밸브(61a)(61b)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 입출밸브(61a)(61b)는 상기 저수탱크(10)의 덮개 바깥쪽에 배치하는 것이 좋다.

상기 홀더부재(62)는 상기 저수탱크(10) 속에 안치되어 상기 냉매호스(61)의 배치 패턴을 일정 형태로 설정할 수 있도록 하기 위한 것으로, 되도록 상기 저수탱크(10) 속의 저수량으로부터 상기 냉매호스(61)의 배치 상태가 잠기도록 유지하는 형태로 실시하는 것이 좋다.

상기 홀더부재(62)는 높이가 서로 다른 두 판재를 크로스 형태로 겹쳐 안정적인 스탠딩 자세를 유지할 수 있도록 구성한다. 특히, 높이가 서로 다른 두 판재 상에는 상기 냉매호스(61)의 세팅을 위한 구멍 이외에 분할된 상기 저수탱크(10) 내부 공간들 사이를 연통시키는 복수의 통공(62a)을 포함하여 이루어진다.

본 발명의 실시 예에 따른 순환식 오존수 공급 시스템은 상기 저수탱크의 청소나 고장 시 수리와 같은 일련의 작업을 용이하게 실시할 수 있도록 소정의 유지보수모듈(90)을 포함하는 형태로도 실시가능하다.

이와 같은 상기 유지보수모듈(90)은, 도 1의 계통도에서 확인할 수 있는 바와 같이 상기 멤브레인 콘택터(40)와 연결되는 동시에 상기 멤브레인 콘택터(40)에서 상기 용수처로 연계되는 오존수관로(80)로도 연결, 구성된 형태로 실시하는 것이 좋다.

상기 유지보수모듈(90)은 유사시 상기 저수탱크(10)나 멤브레인 콘택터(40) 및 상기 오존수관로(80) 상의 원료수나 오존수를 따로 빼내기 위한 드레인 탱크(91) 및 드레인 펌프(92)를 포함하는 형태로 실시할 수 있다.

즉, 상기 제어부(70)는 유사시에 상기 공급순환펌프(20)의 작동을 멈추고, 상기 드레인 펌프(92)를 작동시킴으로써, 상기 저수탱크(10) 및 상기 멤브레인 콘택터(40)로 유입되는 상기 원료수와 상기 멤브레인 콘택터(40)에서 생성된 상기 오존수를 상기 드레인 탱크(91)로 인계하여 배수할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 순환식 오존수 공급 시스템은 상기 오존수 생성 중에 발생하는 가스 배출을 위한 배기포트(100)가 구비된 형태로도 실시가능하다.

이때, 상기 배기포트(100)는 상기 저수탱크(10)와 상기 멤브레인 콘택터(40) 및 상기 드레인 탱크(92)와 각각 연결, 구성하는 것이 좋다.

본 발명의 실시 예에 따른 순환식 오존수 공급 시스템에 의하면, 상기 오존수의 과잉 낭비를 효과적으로 방지하는 것은 물론, 외부에서 공급되는 원료수의 수온으로 오존수의 순환 및 회수에 따른 온도 변화를 억제함으로써, 잉여 오존수의 재순환에 따른 상기 오존수의 농도 차이를 일정하게 유지할 수 있는 등 오존수의 품질향상을 도모하는 기술효과를 도모한다.

10 : 저수탱크 20 : 공급순환펌프 30 : 오존가스생성기
40 : 멤브레인 콘택터 50 : 잔량회수관 60 : 냉각모듈
61 : 냉매호스 61a, 61b: 입출밸브 62 : 홀더부재
62a: 통공 70 : 제어부 80 : 오존수관로
90 : 유지보수모듈 91 : 드레인 탱크 92 : 드레인 펌프
100: 배기포트

Claims (7)

1. 외부로부터 공급되는 원료수를 저장하기 위한 테프론(PTFE) 소재의 저수탱크와, 상기 원료수의 공급 및 순환을 위한 공급순환펌프, 한편으로는 오존가스생성기가 연결되고, 다른 한편으로는 상기 공급순환펌프로부터 상기 원료수의 유입이 가능하도록 한 쌍으로 구비되어 상기 원료수에 오존가스를 섞어 오존수를 만드는 멤브레인 콘택터 및 상기 오존수를 필요로 하는 용수처로 보내고 남은 잔량을 상기 저수탱크로 다시 회수하기 위한 잔량회수관을 포함하여 이루어지는 순환식 오존수 공급 시스템에 있어서,
   외부에서 공급되는 상기 원료수의 수온으로 상기 오존수의 순환 및 회수에 따른 온도 변화를 저지하도록 상기 저수탱크 내부에 냉각모듈을 포함하고,
   상기 냉각모듈은,
   제어부에 의한 입출밸브 제어 상태에 따라 상기 원료수의 흐름을 상기 저수탱크 속으로 유도하는 냉매호스와;
   상기 저수탱크 속 저수량으로부터 상기 냉매호스의 배치가 잠기도록 유지하기 위한 복수의 통공을 포함하는 크로스 판재 형태의 홀더부재를 포함하는 순환식 오존수 공급 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에서,
   상기 멤브레인 콘택터와 연결되는 동시에 상기 멤브레인 콘택터에서 상기 용수처로 연계된 오존수관로로 연결된 유지보수모듈을 더 포함하는 순환식 오존수 공급 시스템.
5. 청구항 4에서,
   상기 유지보수모듈은 유사시 상기 멤브레인 콘택터로 유입되는 상기 원료수와 상기 멤브레인 콘택터에서 생성된 상기 오존수를 별도로 인계하는 드레인 탱크 및 드레인 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환식 오존수 공급 시스템.
6. 청구항 5에서,
   상기 저수탱크와 상기 멤브레인 콘택터 및 상기 드레인 탱크는 상기 오존수 생성 중에 발생하는 가스 배출을 위한 배기포트와 연결, 구성되는 것을 특징으로 하는 순환식 오존수 공급 시스템.
7. 청구항 1, 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에서,
   상기 공급순환펌프는 자기부상펌프인 것을 특징으로 하는 순환식 오존수 공급 시스템.

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