KR101879578B1 - 무격막 전해조를 통해 생성된 살균수를 이용하는 혼합수 공급 장비 - Google Patents

Abstract

무격막 전해조를 통해 생성된 살균수를 이용하는 혼합수 공급 장비가 개시된다. 본 발명은, 외부로부터 공급되는 액체와 외부로부터 공급되는 기체가 혼합된 혼합수를 생성하는 혼합 장치, 혼합 장치가 상부에 설치되며, 혼합 장치로부터 혼합수가 공급되는 챔버, 및 챔버의 상부에 설치되며, 혼합수를 외부로 공급하는 인출구를 구비한다. 본 발명에 따르면, 기체가 혼합되어 있는 액체인 혼합수에서의 기체 용존율을 획기적으로 높일 수 있게 된다. 아울러, 본 발명에 따르면, 살균수에 혼합되어 있는 산소의 용존율을 획기적으로 높일 수 있게 된다.

Description

무격막 전해조를 통해 생성된 살균수를 이용하는 혼합수 공급 장비{Device for Providing Mixed Water Using Sterile Water Produced by Non-Diaphragm Electrolytic Cell}

본 발명은 혼합수 공급 장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기체가 혼합되어 있는 액체인 혼합수에서의 기체 용존율을 획기적으로 높일 수 있을 뿐만 아니라, 살균수에 혼합되어 있는 산소의 용존율을 획기적으로 높일 수 있는, 무격막 전해조를 통해 생성된 살균수를 이용하는 혼합수 공급 장비에 관한 것이다.

살균수를 제조하는 다양한 방법이 오래전부터 시도되어 왔으며, 최근에는 그 중에서 무격막 전해조를 이용하여 살균수를 제조하는 방법의 기술적 우수성이 주목되고 있다.

한편, 이와 같이 제조된 살균수에 산소, 이산화탄소, 질소 등의 다양한 기체를 필요에 따라 혼합함으로써, 기체 혼합 살균수를 제조하는 경우에 양식업, 수산업, 농업 등의 다양한 분야에서의 활용성을 높일 수 있을 것으로 기대되고 있다.

관련하여, 살균수에 기체를 효율적으로 혼합하고, 기체가 혼합된 살균수를 각 사용처로 배출함에 있어서, 기체의 용존율을 높일 수 있는 방법에 대한 기술 개발적 수요가 증가하고 있는 상황이다.

등록특허공보 제10-1080708호(2011.11.07.)

따라서, 본 발명의 목적은, 기체가 혼합되어 있는 액체인 혼합수에서의 기체 용존율을 획기적으로 높일 수 있을 뿐만 아니라, 살균수에 혼합되어 있는 산소의 용존율을 획기적으로 높일 수 있는, 무격막 전해조를 통해 생성된 살균수를 이용하는 혼합수 공급 장비를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 혼합수 공급 장비는, 외부로부터 공급되는 액체와 외부로부터 공급되는 기체가 혼합된 혼합수를 생성하는 혼합 장치(100); 상기 혼합 장치(100)가 상부에 설치되며, 상기 혼합 장치(100)로부터 상기 혼합수가 공급되는 챔버(300); 및 상기 챔버(300)의 상부에 설치되며, 상기 혼합수를 외부로 공급하는 인출구(200)를 포함한다.

바람직하게는, 상기 챔버(300)의 내부에 설치되어 있으며, 상기 혼합 장치(100)로부터 배출되는 혼합수를 상기 챔버(300)의 내부로 공급하는 공급관(180)을 더 포함한다.

또한, 상기 챔버(300) 내부에 저장된 상기 혼합수로부터 분리되어 상기 챔버(300) 내부의 상부에 부유된 상태에 있는 상기 기체가, 상기 공급관(180)과 상기 혼합 장치(100)의 연결 부위를 통해 상기 공급관(180) 내부로 유입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인출구(200)에 일단이 결합되고, 타단이 상기 챔버(300) 내부에 저장된 혼합수에 침지되며, 상기 혼합수를 상기 인출구(200)로 공급하는 인출관(250)을 더 포함한다.

또한, 상기 챔버(300) 내부에 저장된 상기 혼합수로부터 분리되어 상기 챔버(300) 내부의 상부에 부유된 상태에 있는 상기 기체가, 상기 인출관(250)과 상기 인출구(200)의 연결 부위를 통해 상기 인출구(200)로 공급되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 혼합 장치(100)는, 외부로부터 공급되는 액체가 유입되는 제1 유입구(110), 상기 제1 유입구(110)로부터 유입되는 상기 액체와 혼합되는 기체가 유입되는 제2 유입구(120), 상기 제1 유입구(110)로부터 유입된 액체와 상기 제2 유입구(120)로부터 유입된 기체가 혼합되는 혼합구(130), 및 상기 혼합구(130)에서 상기 기체와 혼합된 상기 액체가 배출되는 배출구(140)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배출구(140)를 통해 배출되는 액체는 맥동 현상을 수반하며 배출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 액체는 무격막 전해조로부터 생성된 살균수인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 기체가 혼합되어 있는 액체인 혼합수에서의 기체 용존율을 획기적으로 높일 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따르면, 살균수에 혼합되어 있는 산소의 용존율을 획기적으로 높일 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합수 공급 장비의 구조를 나타낸 도면,
도 2는 도 1에서의 A 영역의 확대도,
도 3은 도 1에서의 B 영역의 확대도,및
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합수 공급 장비에 구비된 혼합 장치의 구조를 나타내는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합수 공급 장비의 구조를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합수 공급 장비는 혼합 장치(100), 인출구(200), 및 챔버(300)를 포함한다.

혼합 장치(100)는 외부로부터 공급되는 물 또는 살균수 등의 액체와, 외부로부터 공급되는 산소, 이산화탄소, 질소 등의 기체를 혼합하여 혼합수를 생성한다.

한편, 혼합 장치(100)가 살균수와 산소를 혼합하는 경우에 이와 같이 생성된 혼합수는 양어장으로 공급되어 양어장의 위생 처리와 산소 공급용으로 활용 가능하다.

아울러, 본 발명을 실시함에 있어서 혼합 장치(100)에 공급되는 살균수는 상기 액체는 무격막 전해조를 이용하여 생성된 살균수가 됨이 바람직할 것이다.

혼합 장치(100)는 도 1에서와 같이 삽입구(160)를 통해 챔버(300)의 상부에 결합되어 있으며, 혼합 장치(100)를 통해 생성된 혼합수는 삽입구(160)에 결합된 공급관(180)을 통해 챔버(300)의 내부로 공급된다.

챔버(300)는 내부에 설치되어 있는 공급관(180)을 통해 혼합 장치(100)로부터 혼합수를 공급받으며, 공급받은 혼합수는 도 1에서와 같이 챔버(300) 내부에 저장된다.

한편, 챔버(300) 내부에 저장되어 있는 혼합수에 혼합되어 있는 기체는 챔버(300) 내부의 압력이 낮아지는 경우에 혼합수로부터 분리되어 챔버(300) 내부의 상부 공간에 부유되게 되며, 이와 같이 챔버(300) 내부의 상부 공간에 부유된 기체는 도 2에서와 같이 삽입구(160)와 공급관(180)의 결합 부위에서의 이격 공간을 통해 다시 공급관(180) 내부로 유입되게 되며, 이와 같이 공급관(180) 내부로 재유입된 기체는 공급관(180)을 통해 이동하는 혼합수와 다시 혼합됨으로써, 혼합수에서의 기체의 혼합율을 더욱 높일 수 있게 된다.

구체적으로, 도 2에서와 같이, 공급관(180)은 삽입구(160)의 외부에 삽입되는 방식으로 결되되, 공급관(180)과 삽입구(160)의 결합 부위에 돌기 또는 나사산을 형성함으로써, 공급관(180)과 삽입구(160) 사이의 결합 부위에서의 이격 공간을 형성하며, 이와 같은 이격 공간을 통해 유입되는 기체는 이격 공간을 통과하며 미세화되며, 미세화된 기체는 공급관(180)을 통해 챔버(300)로 배출되는 혼합수에 추가로 혼합되게 된다.

한편, 인출구(200)는 챔버(300)의 상부에 설치되며, 인출관(250)을 통해 공급된 챔버(300) 내부의 혼합수를 외부로 공급한다.

도 1에서와 같이, 인출관(250)은 일단은 인출구(200)에 결합되며, 타단은 챔버(300) 내부에 저장되어 있는 혼합수에 침지된 상태에서 혼합수를 인출구(200)로 공급하는 기능을 수행한다.

한편, 도 3에서와 같이 인출구(200)와 인출관(250)의 결합 부위는 이격 공간을 형성하고 있으며, 챔버(300) 내부의 상부 공간에 부유된 기체는 인출구(200)와 인출관(250)의 결합 부위에서의 이격 공간을 통해 인출구(200)로 공급되게 되며, 이와 같이 인출구(200)로 공급된 기체는 인출구(200)를 통해 배출되는 혼합수와 다시 혼합됨으로써, 외부로 공급되는 혼합수에서의 기체의 혼합율을 더욱 높일 수 있게 된다.

구체적으로, 도 3에서와 같이, 인출관(250)은 인출구(200)의 내부에 삽입되는 방식으로 결되되, 인출관(250)과 인출구(200)의 결합 부위에 돌기 또는 나사산을 형성함으로써 해당 결합 부위에서의 이격 공간을 형성하며, 이와 같은 이격 공간을 통해 유입되는 기체는 이격 공간을 통과하며 미세화되며, 미세화된 기체는 인출구(200)를 통해 외부로 배출되는 혼합수에 추가로 혼합되게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 혼합 장치(100)에 의한 기체와 액체의 혼합(1차 혼합) 이외에도, 공급관(180)과 삽입구(160)의 결합 부위를 이용한 기체와 액체의 혼합(2차 혼합)이 실행될 뿐만 아니라, 인출구(200)와 인출관(250)의 결합 부위를 이용한 기체와 액체의 혼합(3차 혼합)이 실행됨으로써, 기체의 혼합율을 획기적으로 높일 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에서는 인출관(250)과 인출구(200)의 결합 부위를 통해 기체를 외부로 배출시킴으로써, 인출구(200)를 통한 혼합수의 유출에 따라 챔버(300) 내부에 기체층 만이 남게 되는 현상을 해소할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명을 실시함에 있어서는, 인출구(200)와 인출관(250)의 결합 부위를 나사 결합 방식으로 구현함으로서, 나사 결합 정도에 따라 결합 부위를 통한 기체의 외부로의 배출량을 조절할 수 있도록 함이 바람직할 것이다.

즉, 본 발명을 통해 살균수에 산소를 혼합하는 경우에는 살균수의 용존 산소량을 획기적으로 높일 수 있게 된다.

한편, 이하에서는 혼합 장치(100)에서의 액체와 기체의 혼합 원리에 대해 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합수 공급 장비에 구비된 혼합 장치(100)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 4에서와 같이, 본 발명에서의 혼합 장치(100)는 제1 유입구(110), 제2 유입구(120), 혼합구(130), 및 배출구(140)를 포함한다.

제1 유입구(110)로는 제1 유입구(110)에 체결되는 외부 공급관(180)으로부터 공급되는 물, 살균수 등의 액체가 유입되며, 이와 같이 제1 유입구(110)를 통해 혼합 장치(100) 내부로 유입된 액체는 제2 유입구(120)로부터 유입된 산소, 이산화탄소 가스 또는 질소 가스 등의 기체와 혼합구(130)에서 혼합되게 된다.

한편, 혼합구(130)에서 기체와 혼합된 액체는 배출구(140)를 통해 공급관(180)으로 공급되며, 이와 같이 배출구(140)를 통해 배출되는 기체 혼합 액체인 혼합수는 챔버(300)에 저장된다.

한편, 본 발명에 따른 혼합 장치(100)의 배출구(140)를 통해 배출되는 혼합수는 맥동 현상(SURGING)을 수반하며, 챔버(300) 내부로 배출되게 된다.

본 발명에서의 맥동 현상이란 배관 내에서의 자유 수면이 없는 액체의 흐름에 있어서, 액체의 압력과 토출량이 주기적으로 변동하는 현상으로서, 이는 배관에서의 주기적인 진동을 발생시킨다.

이와 같은 맥동 현상의 발생 원인은 여러가지가 있으나, 배관의 토출 관로가 길고, 배관의 내부에 에어 포켓 등의 공기가 괴어 있는 부분이 존재하는 경우에 발생하는 것으로 알려져 있다.

한편, 이와 같은 맥동 현상은 관내 유체의 원할한 흐름을 저해하는 요인으로서 일반적으로는 배관 내의 공기를 제거하거나, 관의 단면적, 유속, 유량을 조절하는 등과 같은 맥동 현상을 방지하기 위한 방법 등이 연구되고 있으나, 본 발명에서는 맥동 현상에 의해 발생되는 관내 진동과 관내 벽면에 가해지는 충격량을 통해 관내부를 세척 및 세정하는 방법을 제안하고 있다.

즉, 본 발명자는 혼합구(130)에 제1 유입구(110)를 통해 물 등의 액체가 공급되는 상태에서, 액체의 이동 경로와 수직되는 방향에서 제2 유입구(120)를 통해 이산화탄소 가스 등의 기체를 강제 주입하는 경우에 혼합 장치(100)의 배출구(140)를 통해 배출되는 혼합수는 맥동 현상(SURGING)을 수반하며, 챔버(300) 내부로 배출됨을 실험적으로 확인하였다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 배출구(140)를 통해 배출되는 혼합수에 의한 세정 및 살균의 효과를 증대시키기 위해 제2 유입구(120)를 통해 혼합구(130)에 공급되어 액체와 혼합되는 기체는 극미세 크기로 버블화된 이산화탄소 가스 등의 기체가 됨이 바람직할 것이다.

즉, 이산화탄소 가스 등의 기체가 액체 내에서 미세 기포를 형성하고 있다면, 혼합수에 의한 세정 및 살균의 효과는 더욱 증대될 수 있으며, 이를 위해 본 발명에서는 제2 유입구(120)와 혼합구(130) 사이에 소결체(150)를 설치함이 바람직할 것이다.

구체적으로, 제2 유입구(120)를 통해 공급되는 이산화탄소 가스 등의 기체는 소결체(150)를 통과하면서 마이크로 크기의 미세 입자로 분리되며, 미세 입자로 분리된 기체는 제1 유입구(110)를 통해 유입된 액체와 혼합구(130) 내에서 혼합됨으로써, 배출구(140)를 통해 배출되는 혼합수는 이산화탄소 가스 등에 의한 마이크로 버블을 함유하게 된다.

한편, 본 발명의 과정에서의 실험에 의하면, 혼합수가 맥동 현상을 수반하며 배출되는 경우에, 혼합수가 맥동 현상을 수반하지 않는 경우에 비해서 혼합수에 포함된 마이크로 버블은 쉽게 소멸되지 않고, 상대적으로 긴 유로를 통해서도 마이크로 버블에 의한 세정 및 살균력을 유지하는 것으로 확인되었다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 소결체(150) 이외에도 혼합구(130)내에서 기체와 혼합된 액체에 마이크로 버블이 내재되도록 하는 다양한 마이크로 버블화 장치 또는 수단이 사용될 수 있을 것이다.

한편, 도 4에서와 같이 혼합 장치(100)에서의 기체가 유입되는 제2 유입구(120)의 내부에는 역류 방지구(125)가 설치되어 있다.

구체적으로, 제2 유입구(120)를 통한 기체의 유입이 없는 경우에는 역류 방지구(125)를 탄성 지지하는 용수철 등의 탄성 부재(127)에 의해 역류 방지구(125)가 제2 유입구(120)를 제2 유입구(120)의 내부에서 차단함으로써, 혼합구(130) 내부의 액체가 제2 유입구(120)를 통해 역류하는 것을 방지하게 된다.

한편, 도 4에서와 같이 혼합 장치(100)에는 3-way 밸브(170)가 설치되어 있으며, 사용자는 3-way 밸브(170)를 조절함으로써, 액체의 공급로의 개폐를 제어함과 동시에 제1 유입구(110)의 개폐를 조절할 수 있게 된다.

즉, 사용자는 3-way 밸브(170)를 조절함으로써, 액체의 공급로를 개방함으로써, 물이 혼합구(130)로 공급되도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자는 3-way 밸브(170)를 조절함으로써, 물의 공급을 차단하고 제1 유입구(110)를 개방함으로써,제1 유입구(110)를 통해 살균수가 혼합구(130) 내부로 공급되도록 할 수도 있다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100: 혼합 장치, 110: 제1 유입구,
120: 제2 유입구, 130: 혼합구,
140: 배출구, 150: 소결체,
160: 삽입구, 170: 3-way 밸브,
180: 공급관, 200: 인출구,
250: 인출관, 300: 챔버.

Claims (3)

1. 외부로부터 공급되는 액체와 외부로부터 공급되는 기체가 혼합된 혼합수를 생성하는 혼합 장치(100);
   상기 혼합 장치(100)가 내부에 설치되며, 상기 혼합 장치(100)로부터 상기 혼합수가 공급되는 챔버(300); 및
   상기 챔버(300)에 설치되며, 상기 혼합수를 외부로 공급하는 인출구(200)
   를 포함하며,
   상기 혼합 장치(100)는, 외부로부터 공급되는 액체가 유입되는 제1 유입구(110), 상기 제1 유입구(110)로부터 유입되는 상기 액체와 혼합되는 기체가 유입되는 제2 유입구(120), 상기 제1 유입구(110)로부터 유입된 액체와 상기 제2 유입구(120)로부터 유입된 기체가 혼합되는 혼합구(130), 및 상기 혼합구(130)에서 상기 기체와 혼합된 상기 액체가 배출되는 배출구(140)를 포함하고,
   상기 배출구(140)를 통해 배출되는 혼합수는 맥동 현상(SURGING)을 수반하며, 상기 챔버(300) 내부로 배출되며,
   상기 제2 유입구(120)와 상기 혼합구(130) 사이에 상기 제2 유입구(120)를 통해 공급되는 기체를 미세 입자로 분리시키는 소결체(150)가 설치되고,
   상기 제2 유입구(120)의 내부에는 상기 혼합구(130) 내부의 액체가 상기 제2 유입구(120)를 통해 역류하는 것을 방지하는 역류 방지구(125)가 설치되며,
   상기 혼합 장치(100)는 상기 챔버(300)의 상부에 삽입구(160)를 통해 결합되고,
   상기 혼합 장치(100)는, 상기 혼합 장치(100)로부터 배출되는 혼합수를 상기 챔버(300)의 내부로 공급하는 공급관(180)을 더 포함하며,
   상기 챔버(300) 내부에 저장된 상기 혼합수로부터 분리되어 상기 챔버(300) 내부의 상부에 부유된 상태에 있는 상기 기체가, 상기 공급관(180)과 상기 삽입구(160)의 연결 부위에서의 이격 공간을 통해 상기 공급관(180) 내부로 유입되어, 상기 공급관(180)을 통해 이동하는 혼합수와 혼합되되,
   상기 삽입구(160)는 상기 공급관(180)의 내부에 삽입되는 방식으로 결합되고, 상기 공급관(180)과 삽입구(160)의 결합 부위에 형성된 돌기를 통해 상기 공급관(180)과 상기 삽입구(160)의 결합 부위에서의 이격 공간이 형성되며,
   상기 공급관(180)과 상기 삽입구(160)의 결합 부위에서의 이격 공간을 통해 유입되는 기체는 상기 돌기가 형성되어 있는 이격 공간을 통과하며 미세화되며, 미세화된 기체가 상기 공급관(180)을 통해 이동하는 혼합수와 혼합되고,
   상기 인출구(200)에 일단이 결합되고, 타단이 상기 챔버(300) 내부에 저장된 혼합수에 침지되며, 상기 혼합수를 상기 인출구(200)로 공급하는 인출관(250)을 더 포함하며,
   상기 챔버(300) 내부에 저장된 상기 혼합수로부터 분리되어 상기 챔버(300) 내부의 상부에 부유된 상태에 있는 상기 기체가, 상기 인출관(250)과 상기 인출구(200)의 연결 부위를 통해 상기 인출구(200)로 공급되고, 상기 인출구(200)로 공급된 기체는 상기 인출구(200)를 통해 배출되는 혼합수와 추가적으로 혼합되되,
   상기 인출관(250)은 상기 인출구(200)의 내부에 삽입되는 방식으로 결합되고, 상기 인출관(250)과 상기 인출구(200)의 결합 부위에 형성된 나사산을 통해 상기 인출관(250)과 상기 인출구(200)의 결합 부위에서의 이격 공간이 형성되고,
   상기 인출관(250)과 상기 인출구(200)의 결합 부위에서의 이격 공간을 통해 유입되는 기체는 상기 나사산이 형성되어 있는 이격 공간을 통과하며 미세화되며, 미세화된 기체가 상기 인출구(200)를 통해 배출되는 혼합수에 추가적으로 혼합되고,
   상기 인출구(200)와 상기 인출관(250)의 나사 결합 정도에 따라 상기 인출관(250)과 상기 인출구(200)의 결합 부위에서의 이격 공간을 통한 기체의 외부로의 배출량이 조절되는 것인 혼합수 공급 장비.
   
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