KR101756109B1 - 고농도 오존용존수 제조장치 - Google Patents

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Abstract

여과기;
상기 여과기와 연결된 물탱크;
상기 물탱크와 연결된 펌프;
상기 펌프와 연결된 벤츄리관;
상기 벤츄리관과 연결된 제1가스용존압력장치;
상기 제1가스용존압력장치와 연결된 제2가스용존압력장치;로 연결구성된 것을 특징으로 하는 고농도 오존용존수 제조장치.

Description

고농도 오존용존수 제조장치{Manufacturing device of high concentrated ozone-dissolved water}
물에 연속으로 압력을 가하고 다수의 천공된 매쉬를 통과하여 고농도 오존용존수를 제조하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 물속에 살균력을 갖도록 하기 위하여 염소를 투입하거나, 오존가스를 물속에 주입시켜 살균하기도 한다. 특히 오존가스를 이용할 경우에는 강력한 살균력을 가진 고농도 오존용존수를 만들기 위해 오존가스량을 다량 투입하여 사용하기도 한다.
그러나 원수통에 투입되는 염소는 물속에 트리할로메탄이란 성분을 남기게 되어 2차 오염이나 암의 발병원인이 되기도 한다.
또한 오존가스를 생성하는 오존발생기가 고가이며 오존가스의 용존효율을 높이기 위하여 다량의 오존가스를 투입할 경우에는 경제적인 비용과 배오존의 피해도 심각하게 된다는 것이 예상된다.
특히, 발명자가 취득한 특허 제10-1030061호, 제10-1269866호(발명자 :조기원, 명칭:수산기발생장치 및 이를 이용한 수산기용존수 제조방법)에서, 수산기수를 만들기 위한 전단계인 고농도 오존용존수를 만들기 위해 물분해장치를 사용하여 물을 각각의 물분자로 분해하고, 별도의 압력장치를 이용하여 혼합된 물과 오존가스를 용존시키고 있으나, 이로 인한 비용이나 미쳐 용존되지 않은 오존가스를 처리하기 위한 금속활성탄의 소모품의 비용과 장비규격과 설비의 규모가 커져 경제적인 부담이 커지는 원인이 되기도 한다.
이에 물분해장치와 압력장치의 기능을 하나의 기능으로 합친 가스용존압력장치와 배오존을 획기적으로 제거하는 제2가스용존압력장치를 개발하게 되었다.
대한민국특허등록번호 10-1030061(2011.04.12) 대한민국특허등록번호 10-1269866(2013.05.27)
종래의 기술로는 3.0ppm이상의 고농도 오존용존수를 제조하기 위하여 에너지 소비가 크고, 시설의 규모가 커져서 설비 가격뿐만 아니라 배오존의 위험성과 늘어난 작업시간으로 인한 인건비 부담이 늘어나 고효율 저비용의 효과를 만족하기 어렵다.
이에 따라서 본 발명은 저비용으로 배오존을 획기적으로 줄이고 운영관리비를 줄이면서 고농도의 오존 용존수 제조장치를 구성하고자 하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 하기와 같은 구성을 갖도록 한다.
여과기;
상기 여과기와 연결된 물탱크;
상기 물탱크와 연결된 펌프;
상기 펌프와 연결된 벤츄리관;
상기 벤츄리관과 연결된 가스용존압력장치;로 구성하여 상기 과제를 해결한다.
또한, 상기 가스용존압력장치는 복수개를 두어 제1가스용존압력장치와 제2가스용존압력장치로 연결구성하여 상기의 과제를 해결한다.
여기서 물과 분리된 오존을 다시 리턴하는 관을 통하여 벤츄리관으로 연결구성한다.
또한, 상기 제1가스용존압력장치는
일방에는 액체가 주입하도록 구성된 상기액체주입구(151);
타방에는 액체가 통과하지 못하도록 폐쇄되도록 구성되어있는 막힘판;
상기 막힘판과 상기 액체주입구는 관으로 구성되어진 원통형 제1관(153);
상기 원통형 제1관 주위에 구성된 다수의 홀;
상기 원통형 제1관을 에워싸면서 구성한 원통형 제2관(154);
상기 원통형 제2관을 에워싸면서 구성한 원통형 제3관(155);
상기 원통형 제1관과 상기 원통형 제2관에 구성되어진 다수의 홀;로 구성한다.
여기서 상기 다수의 홀의 구성은 액체의 입구측의 직경보다 액체의 출구측의 직경이 더 작은 구성으로 구성된다.
또한, 상기 제2가스용존압력장치는 복수 개의 박막격판을 구성 배치하여 과제를 해결한다.
4개의 군으로 나누어서 구성하는 것이 효과적이다.
바람직하기로는 상기 복수 개의 박막격판은 홀의 배치가 어긋나도록 배치하여 구성한다.
더욱 바람직하기로는 상기 복수 개의 박막격판은 여러 개의 군으로 나누어 배치 구성하여 효과를 높일 수있다.
여기서, 상기 물탱크에서 분리된 배오존을 파괴하는 배오존 파괴히터를 더 구성하여 발생할지도 모르는 배오존을 처리한다.
배오존이 없는 3.0ppm이상의 고농도 오존용존수를 제조하는 장치로써, 고농도 오존용존수를 제조하기 위하여 기존에 장치로 인하여 지출되는 고비용 저효율의 비능률의 장치를 저비용 고효율을 갖도록 하는 장치이다.
또한, 3.0ppm이상의 고농도 오존용존수를 사용 중에 발생하는 배오존을 줄이기 위한 활성탄종류의 소모품 부담이 없으며 장치의 규모로 인한 설비부담과 작업시간 단축으로 인한 품질개선의 성능을 향상시키는 것으로 경제적인 효과가 크다.
따라서, 본 발명의 기술로 제반성능이 만족되고, 안전성의 확보가 가능하다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 고농도 오존용존수 제조장치를 나타내는 도이다.
도2a는 제1가스용존압력장치에 관한 도이다.
도2b는 구멍단면이 원뿔형상을 띤 다수의 구멍이 천공되어진 길이방향으로 절단된 파이프면 "A"를 보이는 도이다.
도2c는 파이프를 1/2면을 길이방향으로 절단하여 내부면을 보이는 도이다.
도3a는 제2가스용존압력장치의 구성을 보이는 도이다.
도3b는 "B"의 절단면을 보이는 도이다.
도3c는 격판의 내부에서 보이는 도이다.
도4는 장치의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다.
도면1은 본 발명의 실시예에 의한 배오존이 없는 고농도 오존용존수를 제조하는 장치의 도면이다.
본 발명의 실시예에 의한 장치(100)는 본체케이스(110), 제1 및 제2여과기(120), 펌프(130), 벤츄리관(140), 제1가스용존압력장치(150), 오존발생장치(160), 제2가스용존압력장치(170), 밸브(180), 물탱크(190), 드레인밸브(200), 공기구멍(210), 볼탑(220), 리턴배관(230), 투시창(240)과 배오존파괴히터(250)를 포함하여 구성한다.
상기의 본체케이스(110)와 물탱크(190), 여과기(120), 펌프(130), 벤츄리(140), 제1가스용존압력장치(150), 제2가스용존압력장치(170), 밸브(180), 드레인밸브(200), 볼탑(220)은 오존가스성분에 견딜 수 있는 재질로 구성되며, 물의 공급관 입구에 여과기(120)와 출구 배관 끝에 밸브(180)를 연결하여 설치한다.
상기의 여과기(120)는 물탱크(190) 안에 이물질의 혼입을 막고, 여과기(120)의 거름망 청소를 위한 개폐가 가능하도록 하며, 장비 운전의 연속성을 위하여 여과기(120)를 추가 설치한다.
상기의 물탱크(190)는 상부에 공기구멍(210)을 만들어 배오존파괴히터(250)와 연결시키며, 물탱크(190) 속에는 여과기(120)에 연결하여 볼탑(220)을 설치하며, 물탱크(190) 전면에는 투시창(240)을 설치하여 외부에서도 물탱크의 내부를 볼 수 있도록 하는 것이고, 바닥에는 드레인 밸브(200)를 연결하여 물탱크 내부의 잔류물을 제거하는데 사용되는 구성이다.
물탱크(190)에 연결된 220V용 1kw 또는 0.75kw펌프(130)를 통과한 물은 펌프(130)에 연결된 벤츄리관(140)을 통과하며 이 벤츄리관(140)을 이용하여 오존발생장치(160)를 사용하여 공기에서 추출한 산소 4.0L/min로 만들어진 5g/hr의 오존가스를 물속에 혼입하도록 한다.
상기의 벤츄리관(140)을 통해 혼합된 물과 오존가스를 벤츄리관(140)에 연결된 제1가스용존압력장치(150)로 통과시키며, 이때의 펌프(130)배관 내의 압력은 1.0-4.0kg/㎥ 으로 하며, 제1가스용존압력장치(150)에 연결된 제2가스용존압력장치(170)를 통과시켜 물속의 제1가스용존압력장치에서도 용존되지 않은 오존가스를 다시 한번 오존이 용존되도록 압력을 가해주고 그리고 난후에도 용존되지 않은 오존가스는 벤츄리관(140)으로 리턴하는 관(145)을 구성하고, 제2가스용존압력장치(170)에 연결된 밸브(180)를 통해 배오존이 없는 3.0ppm이상의 고농도 오존용존수를 토출시킨다.
도면2를 중심으로 살펴보면 하기와 같다.
상기의 제1가스용존압력장치(150)는 도면2a 내지 2c와 같다.
도2a는 제1가스용존압력장치의 구성도이다. 상기 제1가스용존압력장치의 입구 부분(151)을 지나는 물은 제2가스용존압력장치(170)로 이동하기 위하여는 화살표방향으로 물이 이동되어야만 가능한 것이다.
도2a는 제1가스용존압력장치의 구성도이다.
액체주입구와 액체출구로 구성된 나노버블장치에 있어서,
일방에는 액체가 주입하도록 구성된 상기액체주입구(151);
타방에는 액체가 직선방향으로 통과하지 못하도록 폐쇄되도록 막힘판을 구성하고,
상기 막힘판과 상기 액체주입구는 관으로 구성되어진 원통형 제1관(153);
상기 원통형 제1관 주위에 구성된 다수의 홀;
상기 원통형 제1관을 에워싸면서 구성한 원통형 제2관(154);
상기 원통형 제2관을 에워싸면서 구성한 원통형 제3관(155);
상기 원통형 제1관과 상기 원통형 제2관에 구성되어진 다수의 홀;로 구성하여 나노버블장치를 구성한다.
여기서 상기 원통형 제3관은 나노버블액체출구(152)와 연통되어지도록 구성한다.
상기 막힘판은 상기 원통형 제2관을 구성할 때에 한번에 구성할 수도 있다.
도2b는 내외부 파이프(153,154)의 두께면을 보이는 도이다.
내부에서 외부로의 방향에서 보는 것으로 상기 다수의 홀의 구성은 액체의 입구측의 직경(a)보다 액체의 출구측의 직경(b)이 더 작은 구성으로 구성한다.
테이퍼 형태로 좁게 구성되는 홀을 물이 통과하면서 물입자가 잘게 부셔져서 나노버블을 만들게 되는 것이다.
또한, 상기 다수홀의 구성이 테이퍼형상인 것이다.
이렇게 구성할 때 저렴한 가격으로 간단한 구성으로 나노버블을 일으키는 것이다.
도2c는 파이프(153)의 내부를 길이방향으로 1/2로 절단하여 도시한 것으로 홀의 내부는 큰 홀(a)이고 외부는 작은 홀(b)의 크기에 해당하는 것이다.
즉, 구멍단면이 원뿔형상을 띤 다수의 구멍이 천공되어진 파이프를 단수 또는 복수로 사용하여 제작된다.
상기 제1가스용존장치는 복수개를 직렬로 구성하는 것이 효과를 더욱 높일 수 있다.
도면3을 중심으로 설명하면 하기와 같다.
도3a는 제2가스용존압력장치의 개략도이다. 복수 개의 홀이 구성된 박막격판을 보이는 것으로 복수 개의 박막격판을 도면에서는 두개씩 3개의 군(173,174,175)과 박막격판을 3개로 구성하고 하나의 군(176)으로 제2가스용존압력장치(170)를 구성하였다.
군을 나누되 4개의 군으로 하는 것이 가장 효과적이다.
한개의 군을 통과할 때마다 압력은 0.1kg/(m의 크기로 압력이 저감된다.
제2가스용존장치(170)는 액체가 들어오는 입구(171)와 출구(172)임을 보인다.
다수 개를 배치구성을 할수록 더욱 효과를 나타내는 것이다.
네번째의 군은 복수의 박막격판을 5개이상을 두는 것이 보다 효과적이다.
도3b는 "B" 부분을 보이는 단면도이다. 쐐기형의 홀을 다수개 구성한 것을 보이는 도이다. 제2군의 복수의 격판에 대하여 액체가 흐르는 것을 도시한 것으로 액체가 들어가는 입구(c)는 간격이 넓고 액체가 나가는 출구는 간격이 좁도록(d) 홀이 구성되어 있는 것을 알 수 있다.
또한, 격판이 서로 약간씩 어긋나서 액체가 흐를 때에 격판을 지날때마다 서로 부딛혀서 버블을 더욱 만들수 있도록 구성한 것이다.
도3c는 내부에서 입구방향에서 출구방향으로 보이는 도이다. 쐐기형으로 홀을 구성하는 것으로 보이는 도이다. 균일하게 홀이 구성된 것을 보이는 것이지만 균일하게 할 필요성은 없다.
즉, 도2a 내지 도2c 에 도시된 제2가스용존압력장치를 170에 설치하여도 무방하다. 역시 교대로 도3a 내지 도3c에 도시된 제1가스용존압력장치를 150에 설치하여도 무방하다.
또한, 제2가스 용존압력장치를 두군데 모두인 150,170에 구성하여도 좋다.
이와 마찬가지로, 제1가스 용존압력장치를 150,170에 모두 구성하여도 좋은 것이다.
이에 대하여 청구범위에서도 이에 따라서 권리보호범위로 기재한다.
상기의 제2가스용존압력장치(170)는 도면 3c와 같이 구멍단면이 원뿔형상을 띤 지름 1mm이하이고, 다수로 천공된 매쉬를 일정한 간격으로 다수 겹쳐 제작되며, 상기의 밸브(180)는 토출되는 3.0ppm이상의 고농도 오존용존수의 양을 시간당 1톤에서 0.3톤 이내로 조절하여 공급하도록 하며, 용존오존수를 사용하지 않을 경우에는 펌프(130)를 보호하고 장치에 무리가 가지 않도록 용존오존수가 순환하도록 리턴배관(230)을 설치한다.
도면4에 대하여 설명하면 하기와 같다.
여과기(120)를 통과한 물은 물탱크(190)로 입수가 되고 펌프(130)에 의하여 물이 벤츄리관(140)으로 빠르게 이동하면서 오존발생장치(160)에서 노즐(145)을 통하여 오존가스가 벤츄리관(140)에서 물과 혼합되는 것이다.
벤츄리관(140)에서 제1가스용존압력장치(150)를 통과하여 제2가스용존압력장치(170)를 통하여 고농도의 오존수가 제조되는 것이다.
배오존 파괴히터(250)는 안전장치로써 물탱크(190)의 공기구멍(210)에 연결되어 물탱크(190) 속의 용존되지 않은 미량의 배오존을 파괴하여 식약청에서 규정한 법규로서 대기중에 오존가스가 방출되는 허용기준치인 0.06ppm이하를 지키기 위하여 설치한다.
본 발명의 실시예에 의한 고농도 오존용존수 제조장치는 물입자를 더 잘게 분해하기 위하여 기존의 발명자가 출원하여 등록한 물분해장치와 물과 오존가스가 혼합된 상태의 물에 압력을 주기 위한 압력관이 나뉘어진 기능을 하나로 만든 가스용존압력장치(150)를 이용하여, 배관내부에 오존가스와 혼합된 물이 자체압력을 가지고 가스용존압력장치(150)를 통과할 때 혼입된 물이 각각의 물분자로 분해됨과 동시에 물속의 압력을 순간적으로 확산시키고 상승시키도록 하여 물속에 혼입된 오존가스를 용존시켜주고, 또한 배오존의 배출방지를 위하여 설치된 소모품인 금속활성탄의 기능을 대신하는 방법으로써 제2가스용존압력장치(170)를 거치게 하여 물속의 오존가스를 분리하여 벤츄리(140)로 한번 더 리턴시켜 혼입시키고 동시에, 장치내부를 통과하는 액체나 기체의 분리와 압력을 연속적이고 반복적으로 가해주어 기계적, 화학적 또는 전기적으로 추가적인 외부의 도움없이 자체 펌프의 동력으로 배오존없는 3.0ppm이상의 고농도 오존용존수를 제조하여 배출시키는 장치이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이고, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 : 고농도 오존용존수 제조장치
110 : 본체케이스 120 : 제1및 제2여과기
130 : 펌프 140 : 벤츄리
150 : 제1가스용존압력장치 151 : 액체주입구
152 : 가스용존압력장치의 출구 153 : 원통형 제1관
154 : 원통형 제2관 155 :원통형 제3관 160 : 오존발생장치
170 : 제2가스용존압력장치 171 :제2가스용존압력장치의 용기 입구
172 : 제2가스용존압력장치의 용기 출구
173,174,175,176:복수의 박막격판의 군 180 : 밸브
190 : 물탱크 200 : 드레인밸브.
210 : 공기구멍 220 : 볼탑
230 : 리턴배관 240 : 투시창
250 : 배오존파괴히터

Claims (19)

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  9. 여과기;
    상기 여과기와 연결된 물탱크;
    상기 물탱크와 연결된 펌프;
    상기 펌프와 연결된 벤츄리관;
    상기 벤츄리관과 연결된 오존발생장치;
    상기 벤츄리관 구성의 뒷단에 상기 벤츄리관과 연결된 가스용존압력장치:
    상기 가스용존압력장치는 제1가스용존압력장치와 제2가스용존압력장치로 직렬로 연결구성되되,
    상기 벤츄리관에서 액체와 오존을 혼합한 후에 다시 상기 제1가스용존압력장치에서 오존이 액체가운데 잘용해되도록 하며 상기 제1가스용존압력장치를 통과한 혼합한 액체가 발생하는 배오존을 상기 벤츄리관과 연결하며,
    상기 제1가스용존압력장치는 일방에는 상기 벤츄리관으로부터 나온 액체가 주입되도록 구성된 액체주입구(151);
    타방에는 액체가 통과하지 못하도록 폐쇄되도록 구성되어있는 막힘판;
    상기 막힘판과 상기 액체주입구는 관으로 구성되어진 원통형 제1관(153);
    상기 원통형 제1관을 에워싸면서 구성한 원통형 제2관(154);
    상기 원통형 제1관 및 상기 원통형 제2관 주위에 구성된 다수의 홀;
    상기 원통형 제2관을 에워싸면서 구성한 원통형 제3관(155);
    상기 원통형 제3관과 연결된 액체출구(152)로 구성되며,
    상기 원통형 제1관(153)과 상기 원통형 제2관(154)에 구성된 다수의 홀은 액체의 주입구측의 직경보다 액체의 출구측의 직경이 더 작은 구성으로 구성되어지고,
    상기 제2가스용존압력장치의 일방에는 액체가 주입되도록 구성된 상기 제2가스용존압력장치의 용기입구(171);
    상기 제2가스용존압력장치의 타방에는 액체가 통과하는 상기 제2가스용존압력장치의 용기 출구(172);
    상기 제2가스용존압력장치의 일방과 상기 제2가스용존압력장치의 타방 사이에 다수개의 홀이 구성된 격판;
    상기 다수개의 홀의 구성된 상기 격판의 홀의 구성은 액체의 주입구 측의 직경보다 액체의 출구측의 직경이 더 작은 구성으로 구성되어지고,
    상기 격판은 복수개의 박막격판을 구성하며,
    상기 복수 개의 박막격판의 각각은 홀의 배치가 어긋나도록 각각 배치구성하고,
    상기 복수 개의 박막격판은 복수 개의 군으로 나누어 배치 구성하는 것을 특징으로 하는 고농도 오존용존수 제조장치.
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  11. 삭제
  12. 삭제
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  14. 제9항에 있어서 상기 복수 개의 군은 4개의 군으로 나누어 배치 구성하는 것을 특징으로 하는 고농도 오존용존수 제조장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제9항에 있어서 상기 물탱크에서 분리된 배오존을 파괴하는 배오존 파괴히터를 더 구성한 것을 특징으로 하는 고농도 오존용존수 제조장치.
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