KR101857928B1

KR101857928B1 - 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치 및 제조방법

Info

Publication number: KR101857928B1
Application number: KR1020170174185A
Authority: KR
Inventors: 김무찬
Original assignee: 김무찬
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2018-06-19
Also published as: WO2019124709A1

Abstract

본 발명은, 해수를 취수하여 저장하는 해수취수탱크, 해수가 선회류에 의한 원심력을 통해 해수 내 이물질이 제거되게 하는 선회류 여과기, 해수 내 잔여 이물질이 침전되게 하는 해수저장탱크, 해수에 산소를 공급한 후, 압축노즐과 자석을 통과시켜 용존산소수로 제조하는 용존산소수제조기, 용존산소수가 전류 공급되는 전극에 의해 발생된 전기장을 통과되게 하면서 용존산소수 내 세균의 멸균 및 현탁물질을 분해하는 멸균장치, 용존산소수가 토르마린촉매와 게르마늄촉매 및 여과스트랩을 통과되게 하면서 용존산소수 내에 잔류하는 세균의 멸균 및 현탁물질을 분해하면서 여과하는 제1촉매여과기, 용존산소수가 활성탄촉매를 통과되게 하면서 용존산소수에 포함된 유기성화합물의 중화 및 잔류하는 현탁물질을 여과하는 제2촉매여과기, 용존산소수가 카트리지필터를 통과되게 하면서 용존산소수 내 미세 이물질을 제거하는 정밀여과기, 용존산소수가 역삼투막 필터를 고압으로 통과되게 하면서 식염수와, 식염수가 분리된 용존산소수로 분리 배출되게 하는 분리배출기, 분리배출기로부터 배출되는 식염수가 분리된 용존산소수의 전도도를 측정하여, 설정된 전도도에 부합하는 용존산소수는 음용수로 통과시키고 설정된 전도도 기준치를 초과하거나 기준치 미만인 용존산소수는 따로 분리 배출되게 하는 음용수선별기를 포함하는 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치를 제공한다.

Description

해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치 및 제조방법{Functional drinking water production apparatus and manufacturing method using seawater}

본 발명은 해수를 이용하여 음용 가능한 기능성 음용수를 만드는 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 해수를 이용한 음용수 내에는 나트륨과 칼륨 및 칼슘과 마그네슘 등의 천연미네랄 성분이 다량 함유되어 있으며, 산소 용존도가 높아 기능성 음료로 마실 경우 간 기능 활성, 이뇨작용 촉진, 숙취 억제 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

이러한, 해수를 이용하여 음용수로 제조하는 방법으로는, 해양 심층수 또는 해수 원수를 영구자석을 이용한 제1자기처리반응기의 자기력 작용과 동시에 제1오존발생기에서 발생하는 오존을 주입하여 피산화물질을 산화 및 응집시킨 후, 응집물질을 제1여과기에 의해 제거한 다음, 재차 제2자기처리반응기의 자기력을 작용시킴과 동시에 제2오존발생기에서 발생하는 오존을 주입하고, 재차 여러 차례 활성탄 촉매층을 통과시켜 여과시키는 방법이 있다.

그러나, 종래의 해수를 이용하여 음용수로 제조하는 방법은, 피처리수와 오존이 빠르고 효율적으로 혼합되기 어렵고, 원수 내의 오염물질을 활성탄 촉매층만을 이용하여 여과하기 때문에, 세균과 미세 이물질 등이 용존산소수 내에 그대로 잔류하거나, 오존이 용존되지 않은 채 원수 내에 그대로 잔류할 수 있는 문제도 있다.

이러한, 해수를 이용하여 음용수로 제조하는 방법에 대한 관련 기술은, 대한민국공개특허공보 제2011-0081924호(2011.07.15)에 제시된다.

본 발명은, 피처리수인 해수 내의 이물질과 각종 세균을 안정적으로 제거하여 안전한 음용수로 제조할 수 있게 하는 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치 및 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 해수를 취수하여 저장하는 해수취수탱크, 상기 해수취수탱크와 연결되어, 상기 해수취수탱크로부터 상기 해수를 공급받은 후, 상기 해수가 선회류에 의한 원심력을 통해 상기 해수 내 이물질이 제거되게 하는 선회류 여과기, 상기 선회류 연과기와 연결되어, 상기 선회류 여과기를 통해 이물질이 제거된 상기 해수를 저장하면서, 상기 해수 내 잔여 이물질이 침전되게 하는 해수저장탱크, 상기 해수저장탱크와 연결되어, 상기 해수저장탱크로부터 유입되는 상기 해수에 산소를 공급한 후, 압축노즐과 자석을 통과시켜 용존산소수로 제조하는 용존산소수제조기, 상기 용존산소수제조기와 연결되어, 상기 용존산소수제조기로부터 공급되는 상기 용존산소수가 전류를 공급받는 전극에 의해 발생된 전기장을 통과되게 하면서 상기 용존산소수 내 세균의 멸균 및 현탁물질을 분해하는 멸균장치, 상기 멸균장치와 연결되어, 상기 멸균장치로부터 공급되는 상기 용존산소수가 토르마린촉매와 게르마늄촉매 및 여과스트랩을 통과되게 하면서 상기 용존산소수 내에 잔류하는 세균의 멸균 및 현탁물질을 분해하면서 여과하는 제1촉매여과기, 상기 촉매여과기와 연결되어, 상기 제1촉매여과기로부터 공급되는 상기 용존산소수가 활성탄촉매를 통과되게 하면서 상기 용존산소수에 포함된 유기성화합물의 중화 및 잔류하는 현탁물질을 여과하는 제2촉매여과기, 상기 제2촉매여과기와 연결되어, 상기 제2촉매여과기로부터 공급되는 상기 용존산소수가 카트리지필터를 통과되게 하면서 상기 용존산소수 내 미세 이물질을 제거하는 정밀여과기, 상기 정밀여과기와 연결되어, 상기 정밀여과기로부터 공급되는 상기 용존산소수가 역삼투막 필터를 고압으로 통과되게 하면서 식염수와, 식염수가 분리된 용존산소수로 분리 배출되게 하는 분리배출기, 상기 분리배출기와 연결되어, 상기 분리배출기로부터 배출되는 식염수가 분리된 상기 용존산소수의 전도도를 측정하여, 설정된 전도도에 부합하는 상기 용존산소수는 음용수로 통과시키고 설정된 전도도 기준치를 초과하거나 기준치 미만인 상기 용존산소수는 따로 분리 배출되게 하는 음용수선별기를 포함하는 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치를 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 해수취수탱크에 저장된 해수를 고압으로 선회류 여과기에 공급하면서, 상기 해수의 선회류에 의한 원심력을 통해 상기 해수 내 이물질을 제거하는 단계, 이물질이 제거된 상기 해수를 용존산소수제조기에 공급한 다음, 상기 해수가 산소와 혼합된 상태로 압축노즐과 자석을 반복적으로 통과되게 하면서 용존산소수로 만드는 단계, 상기 용존산소수를 멸균장치로 공급하면서 상기 멸균장치 내 전극으로의 전류공급에 따라 발생하는 전기장을 통과되게 하면서 상기 용존산소수 내 세균의 멸균 및 현탁물질을 분해하는 단계, 상기 멸균장치를 통과한 상기 용존산소수가 제1촉매여과기의 토르마린촉매와 게르마늄촉매 및 여과스트랩을 통과되게 하면서 세균의 재멸균 및 현탁물질을 분해하면서 여과하는 단계, 상기 제1촉매여과기를 통과한 상기 용존산소수가 제2촉매여과기의 활성탄촉매를 통과되게 하면서 유기성화합물 중화 및 잔류하는 현탁물질을 여과하는 단계, 상기 제2촉매여과기를 통과한 상기 용존산소수가 정밀여과기의 카트리지필터를 통과되게 하면서 미세 이물질을 제거하는 단계, 상기 정밀여과기를 통과한 상기 용존산소수가 분리배출기의 역삼투압필터를 고압으로 통과되게 하면서 용존산소수와 식염수로 분리 배출하는 단계, 상기 분리배출기를 통과한 상기 용존산소수가 음용수선별기를 통과하면서 용존산소수의 전도도에 따라 음용가능한 기능성음용수와 음용이 불가능한 배출수로 분리하는 단계를 포함하는 해수를 이용한 기능성 음용수 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치 및 제조방법은, 선회류여과기에서 이물질이 일차적으로 제거된 해수를 용존산소수제조기에서 용존산소수로 제조한 후, 멸균장치의 전기장과 제1촉매여과기의 토르마린촉매와 게르마늄촉매 및 여과스트랩 및 제2촉매여과기의 활성탄촉매를 통과되게 하면서 세균 멸균 및 현탁물질을 분해상태로 여과한다. 그리고, 정밀여과기에서 미세 이물질을 제거한 후, 분리배출기에서 식염수와 식염수가 분리된 용존산소수로 분리하고, 음용수선별기는 식염수가 분리된 용존산소수의 전도도를 측정하여 음용가능한 용존산소수를 선별 배출되게 하는 바, 이물질과 각종 세균이 안정적으로 제거된 안전한 기능성음용수를 제조되게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 용존산소수제조기의 용존산소수발생부 구성단면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 멸균장치의 구성단면도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 제1촉매여과기의 구성단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수를 이용한 기능성 음용수 제조방법의 공정도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예의 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치는, 해수취수탱크(110), 선회류여과기(120), 해수저장탱크(130), 용존산소수제조기(140), 멸균장치(150), 제1촉매여과기(160), 제2촉매여과기(170), 정밀여과기(180), 분리배출기(190), 음용수선별기(200)를 구비하고 있다.

상기 해수취수탱크(110)는 해수, 보다 바람직하게는 중층 해수를 저장하는 탱크이다. 이러한, 상기 해수취수탱크(110)에는 유입파이프(미도시)를 연결 구비하여, 상기 해수를 저장할 수 있게 한다. 그리고, 상기 해수취수탱크(110)는 복수개를 구비하여, 상기 해수를 일정기간 동안 저류한 후, 이후 설명될 선회류여과기(120)로 공급되게 할 수도 있다.

상기 선회류여과기(120)는 상기 해수취수탱크(110)로부터 상기 해수를 공급받은 후, 상기 해수 내에 포함된 이물질을 제거하는 여과기이다. 즉, 상기 선회류여과기(120)는 상기 해수취수탱크(110)와 배관을 통해 연결되어, 상기 해수취수탱크(110)에 저장된 상기 해수를 이송펌프(121)에 의해 고속으로 공급받게 되고, 이렇게 고속으로 공급되는 상기 해수는 선회류에 의한 원심력을 통해 이물질이 하방의 소집통(미도시)으로 분리된 후 외부로 배출되고, 이물질이 분리된 상기 해수는 상방으로 배출되면서 이후 설명될 해수저장탱크(130)에 저장된다.

상기 해수저장탱크(130)는 상기 선회류여과기(120)로부터 이물질을 제거한 상기 해수를 공급받아 저장하는 탱크이다. 이러한, 상기 해수저장탱크(130)는 상기 선회류여과기(120)와 배관을 통해 연결되며, 상기 선회류여과기(120)로부터 공급받은 해수를 저장한 후, 상기 해수 내 잔여 이물질이 침전되게 한다. 이같이, 상기 해수저장탱크(130)는 상기 선회류여과기(120)에서 일차적으로 이물질이 분리된 상기 해수를 다시 저장한 상태로 상기 해수 내 이물질을 침전되게 하는 바, 이후 설명될 제1촉매여과기(160)로의 이물질 유입을 최소화할 수 있게 한다. 이렇게, 상기 해수저장탱크(130)에 저장된 상기 해수는 이송펌프(131)에 의해 용존산소수제조기(140)로 이동된다.

상기 용존산소수제조기(140)는 상기 해수저장탱크(130)로부터 공급되는 상기 해수를 용존산소수로 제조하는 제조기이다. 이러한, 상기 용존산소수제조기(140)는 상기 해수저장탱크(130)와 배관을 통해 연결되며, 이송펌프(148)를 통해 상기 해수저장탱크(130)로부터 해수를 공급받은 후, 상기 해수가 산소와 혼합된 상태로 압축노즐(146) 및 자석(147)을 통과하며 용존산소수가 제조되게 한다. 이렇게, 제조된 용존산소수의 분자는 작아지게 되면서 이후 설명될 멸균장치(150)를 통한 살균 효과도 증대되게 된다. 여기서, 상기 용존산소수제조기(140)는 산소발생부(141), 용존산소수발생부(142)를 포함한다.

상기 산소발생부(141)는 대기 중의 공기를 흡입한 후, 90% 이상의 농도를 가지는 순수상태의 산소를 발생되게 한다. 이러한, 상기 산소발생부(141)는 용존산소수발생부(142) 내측에 연결 설치되어, 발생된 산소를 용존산소수발생부(142)로 전달되게 한다. 이때, 상기 산소발생부(141)는 발생된 산소를 용존산소수발생부(142)로 나노크기의 버블 상태로 배출되게 한다. 이같이, 상기 산소발생부(141)는 상기 용존산소수발생부(142) 내부에서 상기 해수와 혼합되는 산소를 나노버블 크기로 공급되게 하면서, 이후 상기 멸균장치(150)로 배출되는 해수가 나노버블 크기의 산소가 혼합된 용존산소수가 되게 한다.

상기 용존산소수발생부(142)는 상기 산소발생부(141)에서 발생된 산소 및 상기 해수저장탱크(130)로부터 공급되는 상기 해수를 혼합하면서 분자상태가 작아진 용존산소수가 되게 한다. 도 2를 참조하면, 상기 용존산소수발생부(142)는 버블발생탱크(143), 압축노즐(146), 자석(147)으로 구성된다. 여기서, 상기 버블발생탱크(143)는 상기 해수저장탱크(130) 및 상기 산소발생부(141)로부터 발생된 산소를 혼합하는 탱크이다. 이러한, 상기 해수저장탱크(130)의 하단에는 상기 해수저장탱크(130)로부터 해수를 공급받아 내측으로 유입되게 하는 해수유입구(144)가 형성된다. 그리고, 상기 해수저장탱크(130)의 상단에는 내측으로 유입된 후 산소와 혼합된 상기 해수를 이후 설명될 멸균장치(150)로 배출되게 하도록 해수배출구(145)가 형성된다. 여기서, 상기 압축노즐(146)과 자석(147)은 상기 해수저장탱크(130)의 내측에 하단에서 상단 방향으로 상호 이격되게 복수개를 순차적으로 번갈아가면서 배치되게 설치한다. 이때, 상기 압축노즐(146)은 상기 해수와 산소를 압축되게 하고, 상기 자석(147)은 12,000헤르츠의 진동을 발생시켜 상기 해수가 확산되게 하면서 상기 해수의 분자를 작아지게 한다.

상기 멸균장치(150)는 상기 용존산소수제조기(140)로부터 공급되는 상기 용존산소수 내 세균의 멸균 및 현탁물질을 분해되게 한다. 즉, 상기 멸균장치(150)는 상기 용존산소수에 전기장을 가하면서 상기 용존산소수 세균의 멸균 및 현탁물질의 분해가 이루어지게 한다. 이러한, 상기 멸균장치(150)는 상기 용존산소수제조기(140)의 버블발생탱크(143)의 해수배출구(145)와 배관을 통해 연결되어, 상기 용존산소수제조기(140)에서 배출되는 상기 용존산소수를 공급받게 된다. 도 3을 참조하면, 상기 멸균장치(150)는 멸균본체(151), 멸균전극(154), 멸균전원공급부(155)를 포함한다.

상기 멸균본체(151)는 상기 용존산소수의 유입 및 유입된 상기 용존산소수 내 세균의 멸균 및 현탁물질의 분해가 이루어지는 공간을 제공하는 관 형상을 가지는 부분이다. 이러한, 상기 멸균본체(151)의 길이방향 일단에는 상기 용존산소수제조기(140)로부터 상기 용존산소수를 공급받아 내측으로 유입되게 하도록 입력구(152)가 형성된다. 그리고, 상기 멸균본체(151)의 길이방향 타단에는 세균의 멸균 및 현탁물질의 분해가 완료된 상기 용존산소수를 이후 설명될 제1촉매여과기(160)로 배출되게 하는 출력구(153)가 형성된다.

상기 멸균전극(154)은 상기 멸균본체(151) 내측에 설치된 상태로 멸균전원공급부(155)로부터 전류를 공급받아, 상기 멸균본체(151) 내측에서 전기장이 발생되게 한다. 이러한, 상기 멸균전극(154)은 중공을 가지는 상태로 상기 멸균본체(151) 내측에 삽입 배치되는 음전극(154a)과 상기 음전극(154a)의 내측에 삽입 배치되는 양전극(154b)으로 구성된다.

상기 멸균전원공급부(155)는 상기 멸균전극(154)에서 전기장을 발생시킬 수 있도록 상기 멸균전극(154)으로 전류를 공급한다. 이러한, 상기 멸균전원공급부(155)는 상기 멸균전극(154)과 연결되도록 설치하며, 상기 멸균전원공급부(155)에서 상기 멸균전극(154)으로 공급되는 전압은 15000~22000V이며, 소모전력은 10~30W일 수 있다.

상기 제1촉매여과기(160)는 상기 멸균장치(150)로부터 공급되는 상기 용존산소수 내에 잔류하는 세균의 멸균 및 현탁물질을 분해하면서 여과한다. 즉, 상기 제1촉매여과기(160)는 상기 용존산소수를 촉매에 통과되게 하면서 세균의 멸균 및 현탁물질을 분해하면서 여과되게 한다. 이러한, 상기 제1촉매여과기(160)는 상기 멸균장치(150)의 멸균본체(151)에 형성된 출력구(153)와 배관을 통해 연결되어, 상기 멸균장치(150)로부터 배출되는 상기 용존산소수를 공급받게 된다. 도 4를 참조하면, 상기 제1촉매여과기(160)는 촉매여과탱크(161), 토르마린촉매(165), 게르마늄촉매(166), 여과스트랩(167)을 포함한다.

상기 촉매여과탱크(161)는 상기 용존산소수의 유입 및 유입된 상기 용존산소수 내 잔여 세균의 멸균 및 현탁물질을 분해하면서 여과가 이루어지는 공간을 제공하는 탱크이다. 이러한, 상기 촉매여과탱크(161)의 상단 일측에는 상기 멸균장치(150)의 멸균본체(151)로부터 배출되는 상기 용존산소수를 공급받아 내측으로 유이보디게 하도록 용존산소수유입구(162)가 형성된다. 그리고, 상기 촉매여과탱크(161)의 하단 일측에는 잔여 세균의 멸균 및 현탁물질을 분해상태로 여과된 상기 용존산소수를 이후 설명될 제2촉매여과기(170)로 배출되게 하는 용존산소수배출구(163)가 형성된다. 또한, 상기 촉매여과탱크(161)의 상단 내측에는 상기 용존산소수유입구(162)의 하단 테두리 부분과 연결되도록 설치되어, 상기 용존산소수유입구(162)를 통해 유입되는 상기 용존산소수를 분산상태가 되게 하는 분산노즐(164)을 구비할 수 있다.

상기 토르마린촉매(165)는 상기 촉매여과탱크(161) 내로 공급되는 상기 용존산소수 내 잔여 세균의 멸균 및 현탁물질을 분해되게 한다. 이러한, 상기 토르마린촉매(165)는 상기 용존산소수를 전기분해하면서 세균의 멸균과 현탁물질의 분해 및 탈취효과도 제공한다. 여기서, 상기 토르마린촉매(165)는 상기 촉매여과탱크(161) 내로 공급되는 상기 용존산소수를 여러번 통과되게 할 수 있도록 상기 촉매여과탱크(161) 내측에 상하방향으로 상호 이격되게 복수개를 설치할 수 있다.

상기 게르마늄촉매(166)는 상기 촉매여과탱크(161) 내로 공급되는 상기 용존산소수 내 세균의 멸균되게 한다. 이러한, 상기 게르마늄촉매(166)는 상기 토르마린촉매(165) 사이에 배치되도록 상기 촉매여과탱크(161) 내측에 삽입상태로 결합 설치한다.

여기서, 상기 토르마린촉매(165) 및 상기 게르마늄촉매(166)는 상기 촉매여과탱크(161) 내로 유입되는 상기 용존산소수를 약알칼리성을 가지도록 하여, 부드럽고 개운한 느낌을 제공한다.

상기 여과스트랩(167)은 상기 토르마린촉매(165) 및 상기 게르마늄촉매(166)를 통과한 상기 용존산소수 내 미세 이물질을 제거한 후, 상기 촉매여과탱크(161)의 용존산소수배출구(163)로 배출되게 한다. 이러한, 상기 여과스트랩(167)은 상기 토르마린촉매(165) 및 상기 게르마늄촉매(166)보다 하방에 배치되도록 상기 촉매여과탱크(161) 하단 내측에 삽입되게 설치한다.

그리고, 상기 제1촉매여과기(160)의 촉매여과탱크(161)에는 상기 촉매여과탱크(161) 내 상기 토르마린촉매(165) 및 상기 게르마늄촉매(166)와 상기 여과스트랩(167)에 여과된 이물질들을 제거하도록 역세정되게 하는 역세정장치(168)를 연결 구비할 수 있다. 즉, 상기 역세정장치(168)는 상기 촉매여과탱크(161)로 공급되는 상기 용존산소수의 공급 방향을 변경되게 하면서 상기 토르마린촉매(165) 및 상기 게르마늄촉매(166)와 상기 여과스트랩(167)의 역세정이 이루어지게 한다.

상기 제2촉매여과기(170)는 상기 제1촉매여과기(160)로부터 공급되는 상기 용존산소수 내의 유기성화합물의 중화시킴과 더불어 상기 용존산소수 내 현탁물질을 여과한다. 즉, 상기 제2촉매여과기(170)는 상기 용존산소수를 촉매에 통과되게 하면서 유기성화합물의 중화 및 현탁물질을 여과되게 한다. 이러한, 상기 제2촉매여과기(170)는 상기 제1촉매여과기(160)의 촉매여과탱크(161)에 형성된 용존산소수배출구(163)와 배관을 통해 연결되어, 상기 제1촉매여과기(160)로부터 배출되는 상기 용존산소수를 공급받게 된다. 여기서, 상기 제2촉매여과기(170)는 상기 용존산소수를 공급받아 여과할 수 있는 공간을 제공하는 제2여과탱크(171a)와, 상기 제2여과탱크(171a) 내부에 설치되어, 상기 제2여과탱크(171a) 내부로 유입되는 상기 용존산소수 내 유기성화합물의 중화 및 현탁물질을 여과되게 하는 활성탄촉매(171)를 구비한다. 이때, 상기 제2여과탱크(171a)의 일측에는 상기 제1촉매여과기(160)의 촉매여과탱크(161)에 형성된 용존산소수배출구(163)와 배관을 통해 연결되어, 상기 제2여과탱크(171a) 내부로 용존산소수를 유입되게 하는 여과유입구(171b)가 형성된다. 그리고, 상기 제2여과탱크(171a)의 타측에는 상기 활성탄촉매(171)를 통과하면서 유기성화합물의 중화 및 현탁물질이 여과된 상기 용존산소수를 이후 설명될 정밀여과기(180)로 배출되게 하는 여과배출구(171c)가 형성된다.

그리고, 상기 제2촉매여과기(170)의 제2여과탱크(171a)에는 상기 제2여과탱크(171a) 내 상기 활성탄촉매(171)에 여과된 이물질들을 제거하도록 역세정되게 하는 역세정장치(172)를 연결 구비할 수 있다. 즉, 상기 역세정장치(172)는 상기 제2여과탱크(171a)로 공급되는 상기 용존산소수의 공급 방향을 변경되게 하면서 상기 활성탄촉매(171)의 역세정이 이루어지게 한다.

상기 정밀여과기(180)는 상기 제2촉매여과기(170)로부터 공급되는 상기 용존산소수 내 잔여하는 미세 이물질을 제거한다. 즉, 상기 정밀여과기(180)는 상기 용존산소수를 필터에 통과되게 하면서 상기 용존산소수 내의 미세 이물질을 여과한 후, 이후 설명될 분리배출기(190)로 배출되게 한다. 이러한, 상기 정밀여과기(180)는 상기 제2촉매여과기(170)의 제2여과탱크(171a)에 형성된 여과배출구(171c)와 배관을 통해 연결되어, 상기 제2촉매여과기(180)로부터 배출되는 상기 용존산소수를 공급받게 된다. 여기서, 상기 정밀여과기(180)는 상기 용존산소수를 공급받아 미세 이물질을 제거할 수 있는 공간을 제공하는 정밀여과탱크(180a)와, 상기 정밀여과탱크(180a) 내부에 설치되어, 상기 정밀여과탱크(180a) 내부로 유입되는 상기 용존산소수 내 미세 이물질을 걸러내는 카트리지필터(181)를 구비한다. 이때, 상기 정밀여과탱크(180a)의 일측에는 상기 제2촉매여과기(170)의 제2여과탱크(171a)에 형성된 여과배출구(171c)와 배관을 통해 연결되어, 상기 정밀여과탱크(180a) 내부로 용존산소수를 유입되게 하는 필터유입구(180a)가 형성된다. 그리고, 상기 정밀여과탱크(180a)의 타측에는 상기 카트리지필터(181)를 통과하면서 미세 이물질이 여과된 상기 용존산소수를 이후 설명될 분리배출기(190)로 배출되게 하는 필터배출구(180c)가 형성된다.

상기 분리배출기(190)는 상기 정밀여과기(180)로부터 공급되는 상기 용존산소수에서 식염수를 분리되게 한다. 즉, 상기 분리배출기(190)는 상기 용존산소수를 고압으로 필터를 통과되게 하면서 용존산소수와 식염수로 분리한 후, 각각 용존산소수와 식염수로 분리 배출되게 한다. 이러한, 상기 분리배출기(190)는 상기 정밀여과기(180)의 상기 정밀여과탱크(180a)에 형성된 필터배출구(180c)와 배관을 통해 연결되어, 상기 정밀여과기(180)로부터 배출되는 상기 용존산소수를 공급받게 된다. 여기서, 상기 분리배출기(190)는 상기 용존산소수를 공급받아 식염수를 분리할 수 있는 공간을 제공하는 분리탱크(191a)와, 상기 분리탱크(191a) 내부에 설치되어, 상기 분리탱크(191a) 내부로 유입되는 상기 용존산소수에서 식염수를 분리하는 역삼투압필터(191)를 구비한다. 이때, 상기 분리탱크(191a) 일측에는 상기 정밀여과기(180)의 정밀여과탱크(180a)에 형성된 필터배출구(180c)와 배관을 통해 연결되어, 상기 분리탱크(191a) 내부로 용존산소수를 유입되게 하는 분리유입구(191b)가 형성된다. 그리고, 상기 분리탱크(191a)의 타측에는 상기 역삼투압필터(191)를 통과하면서 분리된 용존산소수를 배출되게 하는 용존산소수분리구(191c)와 식염수를 배출되게 하는 식염수분리구(191d)가 형성된다.

또한, 상기 분리배출기(190)의 분리탱크(191a)에는 상기 정밀여과기(180)로부터 배출되는 상기 용존산소수가 상기 분리유입구(191b)를 통해 상기 분리탱크(191a) 내측에 고압상태로 공급되게 하는 고압펌프(192)를 연결 구비할 수 있다.

더불어, 상기 분리배출기(190)의 분리탱크(191a)에는 상기 식염수분리구(191d)를 통해 배출되는 식염수의 일부를 다시 고압펌프(192) 방향으로 보내 상기 정밀여과기(180)를 통해 배출되는 용존산소수와 혼합상태로 회수되게 하는 회수펌프(193)를 연결 구비할 수 있다. 이러한, 상기 회수펌프(193)는 상기 고압펌프(192)를 통해 상기 분리배출기(190)의 분리탱크(191a)로 유입되는 용존산소수의 압력을 증대시킴으로써, 상기 고압펌프(192)를 통한 에너지 소모량을 감소시키게 한다.

상기 음용수선별기(200)는 상기 분리배출기(190)로부터 배출되는 용존산소수를 음용 가능한 용존산소수와 음용 불가능한 용존산소수로 분리 배출되게 한다. 즉, 상기 음용수선별기(200)는 상기 분리배출기(190)로부터 분리 배출되는 용존산소수의 전도도를 측정하여, 설정된 전도도에 부합하는 상기 용존산소수는 음용수로 통과하도록 이동되게 하고, 설정된 전도도 기준치를 초과하거나 미만인 상기 용존산소수는 음용불가능한 상태로 배출되도록 이동되게 한다. 이러한, 상기 음용수선별기(200)는 상기 분리배출기(190)로부터 배출되는 용존산소수의 전도도를 측정하는 전도도측정기(201)와, 상기 전도도측정기(201)에서 측정된 용존산소수의 전도도에 따라 상기 용존산소수를 음용수로 배출되게 하거나 음용불가능한 상태로 배출되게 이동방향을 제어하는 분리밸브(202)를 구비한다.

이같이, 상기 음용수선별기(200)로부터 배출 이동되는 용존산소수에 마지막으로 필터를 통해 여과하면서 산소를 공급되게 하는 음용수여과기(210)를 구비할 수 있다. 이러한, 상기 음용수여과기(210)는 앞서 설명한 용존산소수제조기(140)와 동일한 구조를 가지는 것이 바람직한 바, 자세한 설명은 생략한다.

이와 같이, 구성되는 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치를 이용하여 기능성 음용수를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수를 이용한 기능성 음용수 제조방법의 공정도이다. 도 5를 참조하면, 먼저, 유입파이프를 통해 상기 해수취수탱크(110)에 해수를 저장한다. 이때, 상기 해수취수탱크(110)에 저장된 해수는 일정기간 동안 저류하여, 이물질이 침전되게 할 수 있다. 이같이, 상기 해수취수탱크(110)에 저장된 상기 해수는 상기 이송펌프(121)를 이용하여 상기 선회류여과기(120)로 공급되게 하면서, 상기 해수 내 이물질을 제거한다(S100). 즉, 상기 이송펌프(121)에 의해 상기 해수가 상기 선회류여과기(120)로 고압으로 공급되면, 상기 선회류여과기(120) 내에서 해수의 선회류에 의한 원심력으로 상기 해수 내 이물질이 분리된다.

상기 선회류여과기(120)를 통해 일차적으로 이물질이 제거된 상기 해수는 상기 해수저장탱크(130)에 저장된 후, 일정기간 동안 저류하여, 남아 있는 이물질 중 일부가 침전되게 한다. 그리고, 상기 해수저장탱크(130)에 저장된 상기 해수는 상기 산소발생부(141)에서 발생된 산소와 혼합된 상태로 상기 용존산소수제조기(140)의 버블발생탱크(143) 내측에 설치된 압축노즐(146)과 자석(147)을 통과하면서 용존산소수로 제조한다(S110).

이렇게, 상기 용존산소수제조기(140)에서 제조된 상기 용존산소수는 상기 멸균장치(150)로 공급된 후, 상기 멸균장치(150)에서 상기 용존산소수 내 세균의 멸균 및 현탁물질을 분해한다(S120). 즉, 상기 멸균장치(150)의 멸균본체(151) 내측으로 유입된 상기 용존산소수는 상기 멸균전원공급부(155)에서 전류를 공급받는 멸균전극(154)의 전기장을 통과하면서, 상기 전기장에 의해 상기 용존산소수 내 세균의 멸균 및 현탁물질의 분해가 이루어지면서 배출된다.

상기 멸균장치(150)로부터 배출되는 상기 용존산소수는 상기 제1촉매여과기(160)로 공급된 후, 상기 제1촉매여과기(160)에서 상기 용존산소수 내 세균의 재멸균 및 현탁물질을 분해하면서 여과되게 한다(S130). 즉, 상기 제1촉매여과기(160)의 촉매여과탱크(161) 내측으로 유입된 상기 용존산소수는 상기 토르마린촉매(165)와 게르마늄촉매(166)를 통과하면서 세균의 재멸균 및 현탁물질을 재분해가 이루어지고, 상기 여과스트랩(167)을 통해 여과상태로 배출되게 한다.

여기서, 상기 제1촉매여과기(160)로 상기 용존산소수 내 상기 세균의 재멸균 및 현탁물질을 분해하면서 여과시, 상기 역세정장치(168)가 상기 제1촉매여과기(160)의 토르마린촉매(165)와 게르마늄촉매(166) 및 여과스트랩(167)으로 상기 용존산소수를 역세정하도록 이동시킨 후, 역세정된 상기 용존산소수를 상기 제1촉매여과기(160) 외부로 배출되게 하는 작업을 수행할 수 있다.

이같이, 상기 제1촉매여과기(160)에서 세균의 재멸균 및 현탁물질을 분해하면서 여과된 상기 용존산소수는 상기 제2촉매여과기(170)로 공급된 후, 상기 제2촉매여과기(160)에서 상기 용존산소수 내 유기성화합물의 중화 및 잔류하는 현탁물질을 여과한다(S140). 즉, 상기 제2촉매여과기(170)의 제2여과탱크(171a) 내측으로 유입되는 상기 용존산소수는 상기 활성탄촉매(171)를 통과하면서 유기성화합물의 중화 및 잔류하는 현탁물질이 여과된 상태로 배출되게 한다.

여기서, 상기 제2촉매여과기(170)로 상기 용존산소수 내 상기 유기성화합물의 중화 및 현탁물질을 여과시, 상기 역세정장치(172)가 상기 제2촉매여과기(170)의 활성탄촉매(171)로 상기 용존산소수를 역세정하도록 이동시킨 후, 역세정된 상기 용존산소수를 상기 제2촉매여과기(170) 외부로 배출되게 하는 작업을 수행할 수 있다.

이후, 상기 제2촉매여과기(170)를 통과한 상기 용존산소수는 상기 정밀여과기(180)로 공급된 후, 상기 정밀여과기(180)에서 상기 용존산소수 내 미세 이물질이 제거된다(S150). 즉, 상기 정밀여과기(180)의 정밀여과탱크(180a) 내측으로 유입되는 상기 용존산소수는 상기 카트리지필터(181)를 통과하면서 미세 이물질을 여과된 상태로 배출되게 한다.

이렇게, 상기 정밀여과기(180)에서 배출되는 상기 용존산소수는 상기 고압ㅍ펌(192)를 통해 상기 분리배출기(190)에 고압상태로 유입되면서 용존산소수와 식염수로 분리 배출된다.(S160). 즉, 상기 분리배출기(190)의 분리탱크(191a) 내측으로 유입되는 상기 용존산소수는 상기 역삼투압필터(191)를 통과하면서 식염수 및 식염수가 분리된 용존산소수로 분리된 후 각각 별도의 배관으로 분리 배출된다. 여기서, 상기 식염수는 회수펌프(193)에 의해 다시 상기 분리배출기(190)의 용존산소수가 유입되는 입구 방향으로 이동되게 하면서, 상기 정밀여과기(180)에서 배출되는 용존산소수와 혼합된 후 상기 분리배출기(190)의 분리탱크(191a)로 회수되게 할 수 있다.

그리고, 상기 정밀여과기(180)에서 식염수가 분리된 용존산소수는 상기 음용수선별기(200)를 통과하면서, 상기 용존산소수의 전도도에 따라 음용가능한 기능성음용수와 음용이 불가능한 배출수로 분리된다(S170). 즉, 상기 음용수선별기(200)의 전도도측정기(201)에서 상기 용존산소수의 전도도를 측정하고, 측정된 용존산소수의 전도도에 따라 상기 분리밸브(202)는 상기 용존산소수를 기능성음용수로 배출되게 하거나 음용불가능한 배출수로 분리 배출이 이루어지게 한다.

이때, 상기 음용수선별기(200)로부터 음용이 가능한 기능성음용수로 배출 이동되는 용존산소수는 마지막으로 상기 음용수여과기(210)를 통과되게 할 수도 있다.

이와 같이, 일 실시예에 따른 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치 및 제조방법은, 상기 선회류여과기(120)에서 이물질이 일차적으로 제거된 상기 해수를 상기 용존산소수제조기(140)에서 용존산소수로 제조한 후, 상기 멸균장치(150)의 전기장과 상기 제1촉매여과기(160)의 토르마린촉매(165)와 게르마늄촉매(166) 및 여과스트랩(167) 및 상기 제2촉매여과기(170)의 활성탄촉매(171)를 통과되게 하면서 세균 멸균 및 현탁물질을 분해상태로 여과한다. 그리고, 상기 정밀여과기(180)에서 미세 이물질을 제거한 후, 상기 분리배출기(190)에서 식염수와 식염수가 분리된 용존산소수로 분리하고, 상기 음용수선별기(200)는 식염수가 분리된 용존산소수의 전도도를 측정하여 음용가능한 용존산소수를 선별 배출되게 하는 바, 이물질과 각종 세균이 안정적으로 제거된 안전한 기능성음용수를 제조되게 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

110: 해수취수탱크 120: 선회류여과기
130: 해수저장탱크 140: 용준산소수제조기
141: 산소발생부 142: 용존산소수발생부
150: 멸균장치 151: 멸균본체
154: 멸균전극 155: 멸균전원공급부
160: 제1촉매여과기 161: 촉매여과탱크
165: 토르마린촉매 166: 게르마늄촉매
167: 여과스트랩 170: 제2촉매여과기
171: 활성탄촉매 180: 정밀여과기
181: 카트리지필터 190: 분리배출기
191: 역삼투압필터 200: 음용수선별기
201: 전도도측정기 202: 분리밸브
210: 음용수여과기

Claims

해수를 취수하여 저장하는 해수취수탱크와;
상기 해수취수탱크와 연결되어, 상기 해수취수탱크로부터 상기 해수를 공급받은 후, 상기 해수가 선회류에 의한 원심력을 통해 상기 해수 내 이물질이 제거되게 하는 선회류 여과기와;
상기 선회류 여과기와 연결되어, 상기 선회류 여과기를 통해 이물질이 제거된 상기 해수를 저장하면서, 상기 해수 내 잔여 이물질이 침전되게 하는 해수저장탱크와;
상기 해수저장탱크와 연결되어, 상기 해수저장탱크로부터 유입되는 상기 해수에 산소를 공급한 후, 압축노즐과 자석을 통과시켜 용존산소수로 제조하는 용존산소수제조기와;
상기 용존산소수제조기와 연결되어, 상기 용존산소수제조기로부터 공급되는 상기 용존산소수가 전류를 공급받는 전극에 의해 발생된 전기장을 통과되게 하면서 상기 용존산소수 내 세균의 멸균 및 현탁물질을 분해하는 멸균장치와;
상기 멸균장치와 연결되어, 상기 멸균장치로부터 공급되는 상기 용존산소수가 토르마린촉매와 게르마늄촉매 및 여과스트랩을 통과되게 하면서 상기 용존산소수 내에 잔류하는 세균의 멸균 및 현탁물질을 분해하면서 여과하는 제1촉매여과기와;
상기 제1촉매여과기와 연결되어, 상기 제1촉매여과기로부터 공급되는 상기 용존산소수가 활성탄촉매를 통과되게 하면서 상기 용존산소수에 포함된 유기성화합물의 중화 및 잔류하는 현탁물질을 여과하는 제2촉매여과기와;
상기 제2촉매여과기와 연결되어, 상기 제2촉매여과기로부터 공급되는 상기 용존산소수가 카트리지필터를 통과되게 하면서 상기 용존산소수 내 미세 이물질을 제거하는 정밀여과기와;
상기 정밀여과기와 연결되어, 상기 정밀여과기로부터 공급되는 상기 용존산소수가 역삼투막 필터를 고압으로 통과되게 하면서 식염수와, 식염수가 분리된 용존산소수로 분리 배출되게 하는 분리배출기; 및
상기 분리배출기와 연결되어, 상기 분리배출기로부터 배출되는 식염수가 분리된 상기 용존산소수의 전도도를 측정하여, 설정된 전도도에 부합하는 상기 용존산소수는 음용수로 통과시키고 설정된 전도도 기준치를 초과하거나 기준치 미만인 상기 용존산소수는 따로 분리 배출되게 하는 음용수선별기;를 포함하는 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 용존산소수제조기는,
대기 중의 공기를 흡입하여 산소를 발생시키는 산소발생부와,
상기 산소발생부 및 상기 상기 해수저장탱크와 연결되어, 상기 산소발생부에서 발생된 산소 및 상기 해수저장탱크로부터 공급된 상기 해수가 상기 압축노즐과 자석을 통과되게 하는 용존산소수발생부를 포함하는 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치.
청구항 2에 있어서,
상기 용존산소수발생부는,
하단에 상기 해수가 유입되는 해수유입구가 형성되고, 상단에 상기 해수가 배출되는 해수배출구가 형성된 버블발생탱크와,
상기 버블발생탱크의 내측에 하단에서 상단방향으로 순차적으로 배치되는 복수의 상기 압축노즐과 상기 자석을 포함하는 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 멸균장치는,
길이방향 일단에는 상기 용존산소수가 유입되는 입력구가 형성되고, 길이방향 타단에는 상기 용존산소수가 배출되는 출력구가 형성된 파이프 형상의 멸균본체와,
상기 멸균본체의 내측에 삽입 설치하는 멸균전극 및,
상기 멸균전극과 연결되며, 상기 멸균전극에서 전기장이 발생되도록 전류를 공급하면서 상기 멸균본체를 통과하는 상기 용존산소수 내 세균의 멸균 및 현탁물질을 분해되게 하는 멸균전원공급부를 포함하는 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1촉매여과기는,
상단에 상기 용존산소수가 유입되는 용존산소수유입구가 형성되고, 하단에 상기 용존산소수가 배출되는 용존산소수배출구가 형성되고, 상단 내측에는 상기 용존산소수유입구로부터 유입되는 상기 용존산소수를 분산되게 하는 분산노즐이 마련된 촉매여과탱크와,
상기 촉매여과탱크 내측에 상하방향으로 상호 이격되게 설치되는 복수개의 토르마린촉매와,
상기 토르마린촉매 사이에 배치되도록 상기 촉매여과탱크 내측에 삽입 설치되는 게르마늄촉매 및,
상기 토르마린촉매 및 상기 게르마늄촉매를 통과한 상기 용존산소수 내 미세 이물질을 제거하도록 상기 촉매여과탱크 하단 내측에 삽입 설치하는 여과스트랩을 포함하는 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 정밀여과기와 상기 분리배출기 사이에는 상기 정밀여과기에서 배출되는 상기 용존산소수를 상기 분리배출기 내측으로 고압으로 공급되게 하는 고압펌프와,
상기 분리배출기로부터 배출되는 식염수 중 일부를 상기 고압펌프에 의해 상기 분리배출기 방향으로 이동되는 상기 용존산소수와 혼합되어 회수되게 하는 회수펌프를 더 구비하는 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1촉매여과기 및 상기 제2촉매여과기에는 상기 토르마린 촉매 및 게르마늄촉매와, 활성탄 촉매를 각각 역세정하여 외부로 배출하는 역세정장치를 더 구비하는 해수를 이용한 기능성 음용수 제조장치.
해수취수탱크에 저장된 해수를 고압으로 선회류 여과기에 공급하면서, 상기 해수의 선회류에 의한 원심력을 통해 상기 해수 내 이물질을 제거하는 단계와;
이물질이 제거된 상기 해수를 용존산소수제조기에 공급한 다음, 상기 해수가 산소와 혼합된 상태로 압축노즐과 자석을 반복적으로 통과되게 하면서 용존산소수로 만드는 단계와;
상기 용존산소수를 멸균장치로 공급하면서 상기 멸균장치 내 전극으로의 전류공급에 따라 발생하는 전기장을 통과되게 하면서 상기 용존산소수 내 세균의 멸균 및 현탁물질을 분해하는 단계와;
상기 멸균장치를 통과한 상기 용존산소수가 제1촉매여과기의 토르마린촉매와 게르마늄촉매 및 여과스트랩을 통과되게 하면서 세균의 재멸균 및 현탁물질을 분해하면서 여과하는 단계와;
상기 제1촉매여과기를 통과한 상기 용존산소수가 제2촉매여과기의 활성탄촉매를 통과되게 하면서 유기성화합물 중화 및 잔류하는 현탁물질을 여과하는 단계와;
상기 제2촉매여과기를 통과한 상기 용존산소수가 정밀여과기의 카트리지필터를 통과되게 하면서 미세 이물질을 제거하는 단계와;
상기 정밀여과기를 통과한 상기 용존산소수가 분리배출기의 역삼투압필터를 고압으로 통과되게 하면서 용존산소수와 식염수로 분리 배출하는 단계; 및
상기 분리배출기를 통과한 상기 용존산소수가 음용수선별기를 통과하면서 용존산소수의 전도도에 따라 음용가능한 기능성음용수와 음용이 불가능한 배출수로 분리하는 단계를 포함하는 해수를 이용한 기능성 음용수 제조방법.
청구항 8에 있어서,
상기 제1촉매여과기로 세균의 재멸균 및 현탁물질을 분해하면서 여과하는 단계와, 상기 제2촉매여과기로 유기성화합물 중화 및 잔류하는 현탁물질을 여과하는 단계는, 토르마린촉매와 게르마늄촉매 및 여과스트랩, 또는 활성탄촉매를 각각 역세정하여 외부로 배출되게 하는 단계를 더 포함하는 해수를 이용한 기능성 음용수 제조방법.
청구항 8에 있어서,
상기 분리배출기를 통해 용존산소수와 식염수로 분리 배출하는 단계에서,
상기 식염수는 회수펌프에 의해 다시 상기 분리배출기의 용존산소수가 유입되는 입구 방향으로 이동되게 하면서 상기 용존산소수와 혼합되도록 회수하는 단계를 더 포함하는 해수를 이용한 기능성 음용수 제조방법.