KR102245913B1 - 이산화염소 제조시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이산화염소 제조시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 화학반응을 통해 이산화염소를 생성하는 원료를 공급하는 원료공급부, 상기 원료공급부와 연결되어 원료를 공급받아 혼합하는 혼합용기를 가지는 혼합부를 포함하고, 상기 혼합부는 상기 혼합용기의 외부와 연결되어 혼합용기 내부에 공기를 도입하는 공기공급부, 상기 혼합용기 내에서 상기 원료의 혼합에 의해 생성된 이산화염소를 포집하는 포집부를 포함하며, 상기 원료공급부로부터 공급되는 원료는 액체상이고, 상기 공기공급부는 상기 혼합용기의 내부에 구비되는 일단으로부터 혼합용기 외부의 타단까지 연장되는 공기공급관을 포함하되, 상기 공기공급관의 일단은 혼합용기 내부에 공급된 원료에 잠기도록 구비되어 정량비율로 계근된 원료를 혼합용기 내에 공급한 후 혼합용기 내로 공급되는 공기에 의한 와류를 통해 국소적인 부분에서 원료를 혼합함으로써 순수 이산화염소를 생성하여 정제수에 용해시켜 분사가능한 이산화염소수를 생성하고, 이산화염소수 생성과정에서 용해되는 이산화염소 양에 상응하는 만큼의 이산화염소가 혼합되어 생성되도록 하여 저장이 용이하고 폭발의 위험성이 없는 이산화염소 제조시스템에 관한 것이다.

Description

이산화염소 제조시스템{Chlorine Dioxide Manufacturing System}
본 발명은 이산화염소 제조시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 화학반응을 통해 이산화염소를 생성하는 원료를 공급하는 원료공급부, 상기 원료공급부와 연결되어 원료를 공급받아 혼합하는 혼합용기를 가지는 혼합부를 포함하고, 상기 혼합부는 상기 혼합용기의 외부와 연결되어 혼합용기 내부에 공기를 도입하는 공기공급부, 상기 혼합용기 내에서 상기 원료의 혼합에 의해 생성된 이산화염소를 포집하는 포집부를 포함하며, 상기 원료공급부로부터 공급되는 원료는 액체상이고, 상기 공기공급부는 상기 혼합용기의 내부에 구비되는 일단으로부터 혼합용기 외부의 타단까지 연장되는 공기공급관을 포함하되, 상기 공기공급관의 일단은 혼합용기 내부에 공급된 원료에 잠기도록 구비되어 정량비율로 계근된 원료를 혼합용기 내에 공급한 후 혼합용기 내로 공급되는 공기에 의한 와류를 통해 국소적인 부분에서 원료를 혼합함으로써 순수 이산화염소를 생성하여 정제수에 용해시켜 분사가능한 이산화염소수를 생성하고, 이산화염소수 생성과정에서 용해되는 이산화염소 양에 상응하는 만큼의 이산화염소가 혼합되어 생성되도록 하여 저장이 용이하고 폭발의 위험성이 없는 이산화염소 제조시스템에 관한 것이다.
일반적으로 이산화염소(ClO2)는 강한 살균력, 산화력, 탈취력이 있고 다른 염소계 소독제에 비해 살균소독력이 2.5배 정도 강한 것으로 알려져있다. 또한, 이산화염소는 유기화합물과 반응하지 않아 발암성 물질인 트리할로메탄(THMs), 할로아세틱액시드(HAAs), 할로아세토나이트릴(HANs) 등의 유기 할로겐계 화합물을 생성하지 않으므로 하수 및 폐수의 살균소독 및 탈취제로 널리 사용되고 있다.
이산화염소는 빛과 고온에 의해 자연계에서 신속하게 분해되며 잔류성이 없어 친환경성 소독제로 널리 사용되고 있다. 이산화염소의 제법은 여러 종류가 있으나, 오늘날 주로 사용되는 제법은 아래 화학식과 같이 아염소산나트륨(NaClO2)과 무수구연산(C6H8O7, 트리카르복시산)을 반응시켜 기체상의 이산화염소를 수득하는 것이다.
15NaClO2 + 4C6H8O7 → 12ClO2 + 4C6H5Na3O7 + 3NaCl + 6H2O
그러나, 이산화염소는 보관 및 취급이 어려운 물질로, 압력하에서 폭발성이 있어 압축시킬 수 없고 가스상태로 저장하는 것이 어렵다. 이에 따라 도 1에서와 같이 종래의 이산화염소 제조는 대형 탱크에서 기체상의 이산화염소를 생성한 후 이를 따로 반응시켜 수용액으로 저장하는데, 이산화염소의 저장과 사용에 있어서 효율성과 편리성이 떨어지는 단점이 있다.
한국등록특허공보 10-0926790호(2009.11.06)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로,
본 발명의 목적은, 화학반응을 통해 이산화염소를 생성하는 원료를 공급하는 원료공급부, 상기 원료공급부와 연결되어 원료를 공급받아 혼합하는 혼합용기를 가지는 혼합부를 포함하고, 상기 혼합부는 상기 혼합용기의 외부와 연결되어 혼합용기 내부에 공기를 도입하는 공기공급부, 상기 혼합용기 내에서 상기 원료의 혼합에 의해 생성된 이산화염소를 포집하는 포집부를 포함하며, 상기 공기공급부는 상기 포집부를 통해 유출된 이산화염소에 상응하는 양의 공기를 도입하여 상기 혼합용기 내부의 원료를 혼합시킴으로써 정량비율로 계근된 원료를 혼합용기 내에 공급한 후 혼합용기 내로 공급되는 공기에 의한 와류를 통해 국소적인 부분에서 원료를 혼합함으로써 순수 이산화염소를 생성하여 정제수에 용해시켜 분사가능한 이산화염소수를 생성하고, 이산화염소수 생성과정에서 용해되는 이산화염소 양에 상응하는 만큼의 이산화염소가 혼합되어 생성되도록 하여 저장이 용이하고 폭발의 위험성이 없는 이산화염소 제조시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 혼합용기 내부 원료에 잠긴 상기 공기공급관 일단으로 공기가 공급되어 원료의 국소적인 혼합을 통해 이산화염소를 생성함으로써 필요한 만큼의 이산화염소만 생성할 수 있는 이산화염소 제조시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 포집부는 포집부에 형성되는 음압에 의해 상기 혼합용기 내부의 이산화염소를 흡인하며, 상기 혼합용기 내외부에 형성되는 기압차에 의해 혼합용기 외부의 공기가 상기 공기공급관을 통해 혼합용기 내로 공급되도록 함으로써 공기 공급에 동력이 필요하지 않은 이산화염소 제조시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 혼합부에서 생성된 이산화염소를 액체에 용해시켜 이산화염소수를 생성하는 이산화염소수 생성부 및 상기 이산화염소수 생성부 내에서 미세기포를 분사하여 이산화염소와 액체의 혼합을 촉진하는 미세기포 분사장치를 더 포함하고, 상기 미세기포 분사장치는 상기 포집부와 연결되어 미세기포 분사 시 이산화염소를 흡인하도록 함으로써 이산화염소수의 생성에 소모된 이산화염소의 양에 상응하는 만큼의 이산화염소를 제조할 수 있는 이산화염소 제조시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 미세기포 분사장치는 일측에서 타측으로 갈수록 내경이 축경되도록 구비되며 일단에 형성된 유입구를 통해 유체를 유입받는 유입부, 일측에서 타측으로 갈수록 내경이 확경되며 타단에서 형성된 배출구를 통해 상기 이산화염소수 생성부 내로 유체와 함께 미세기포를 배출하는 배출부 및 상기 유입부와 배출부 사이에서 실질적으로 일정한 내경을 가지면서 연장되며 일면에 형성되는 제1흡입구를 통해 이산화염소를 유입받아 기포를 생성하는 기포생성부를 포함하며, 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 배출구로 이동하면서 벤츄리 효과에 의해 상기 제1흡입구를 통해 이산화염소를 유입받도록 함으로써 미세기포를 통해 이산화염소의 효율적인 용해와 소독력이 우수한 살균수를 생성할 수 있는 이산화염소 제조시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 기포생성부는 일측에 형성되는 제1흡입구를 통해 내부로 이산화염소를 유입받는 외경부, 상기 외경부 내부에서 외경부와 이격된 채 형성되며 내부에 액체가 흐르도록 연장되는 내경부를 포함하며, 상기 내경부는 적어도 하나 이상의 공기흡입부를 포함하여 상기 공기흡입부를 통해 기체가 내경부 내로 유입되고, 상기 공기흡입부는 상기 내경부의 주변을 따라 내경부의 내외측을 관통하는 복수개의 흡입공으로 형성되며, 상기 흡입공은 흡입공으로부터 상기 내경부의 중심까지의 직선과 소정의 각도를 이루면서 사선 방향으로 형성되도록 함으로써 이산화염소와 정제수의 혼합성이 증대되는 이산화염소 제조시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 내경부는 적어도 일부의 흡입공이 형성된 내주면에 내경부의 축 방향으로 함입연장되는 내측홈을 더 포함하고, 상기 내측홈은 유입부 측에서 내측홈이 함입되도록 내경부의 외측으로 경사져 형성되는 전방경사와 배출부 측에서 내경부의 내측으로 경사져 형성되는 후방경사를 포함하며, 상기 흡입공은 내측홈의 유입부 측에 형성되도록 함으로써 와류를 통한 기포생성이 증대되는 이산화염소 제조시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 배출부는 일면에 형성된 제2흡입구를 통해 유체 미세기포의 형성을 보조하거나 오염수를 정화하는 첨가제를 추가로 유입받되, 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 배출구로 이동하면서 벤츄리 효과에 의해 상기 제1흡입구를 통해 기체를 유입받고 상기 제2흡입구를 통해 첨가제를 유입받으며, 상기 제2흡입구를 통해 유입되는 첨가제는 산화제나 미생물이 혼입된 액체상이도록 하여 소독력이 우수한 미세기포의 생성이 가능한 이산화염소 제조시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 포집부는 생성된 이산화염소를 혼합용기 외부로 이송하는 포집관을 포함하되, 상기 포집관은 분기되어 일측은 미세기포 분사장치와 연결되고 다른 일측은 외부와 연통되며, 외부와 연결된 다른 일측에는 혼합용기 내부의 압력에 따라 선택적으로 개폐되는 밸브를 구비하여 안정성이 증대된 이산화염소 제조시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 포집부는 포집관의 일단으로부터 혼합용기 내부의 일측으로 갈수록 확경되는 포집구 및 상기 포집구 측으로 이동하는 이산화염소의 유동으로 인해 회전하는 회전자를 더 포함하여 이산화염소의 포집력이 증대된 이산화염소 제조시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 공기공급부는 상기 공기공급관 일단에 공급된 공기의 확산을 통해 난류 생성을 유도하는 분산체를 더 포함하여 혼합용기 내로 유입되는 공기가 분산되어 이산화염소의 생성이 증대되는 이산화염소 제조시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 분산체는 공기공급관 일단에서 연장되며 둘레를 따라 복수의 통공이 형성된 분산팁을 포함하여 와류생성을 통해 혼합용기 내에서의 국소적인 혼합이 촉진되는 이산화염소 제조시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 확산체는 적어도 일부가 상기 분산팁의 통공이 형성된 부분에 상응하는 높이에 구비되며 공기공급관 측에서 상기 분산팁 측으로 갈수록 확경되면서 형성되는 분산캡과 상기 분산팁의 일측에서 공기의 분산에 따라 회전하도록 구비되는 스월러를 포함하여 와류생성을 증대시키는 이산화염소 제조시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 화학반응을 통해 이산화염소를 생성하는 원료를 공급하는 원료공급부, 상기 원료공급부와 연결되어 원료를 공급받아 혼합하는 혼합용기를 가지는 혼합부를 포함하고, 상기 혼합부는 상기 혼합용기의 외부와 연결되어 혼합용기 내부에 공기를 도입하는 공기공급부, 상기 혼합용기 내에서 상기 원료의 혼합에 의해 생성된 이산화염소를 포집하는 포집부를 포함하며, 상기 공기공급부는 상기 포집부를 통해 유출된 이산화염소에 상응하는 양의 공기를 도입하여 상기 혼합용기 내부의 원료를 혼합시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 원료공급부로부터 공급되는 원료는 액체상이고, 상기 공기공급부는 상기 혼합용기의 내부에 구비되는 일단으로부터 혼합용기 외부의 타단까지 연장되는 공기공급관을 포함하되, 상기 공기공급관의 일단은 혼합용기 내부에 공급된 원료에 잠기도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 혼합용기 내부 원료에 잠긴 상기 공기공급관 일단으로 공기가 공급되어 원료의 국소적인 혼합을 통해 이산화염소를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 포집부는 포집부에 형성되는 음압에 의해 상기 혼합용기 내부의 이산화염소를 흡인하며, 상기 혼합용기 내외부에 형성되는 기압차에 의해 혼합용기 외부의 공기가 상기 공기공급관을 통해 혼합용기 내로 공급되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 혼합부에서 생성된 이산화염소를 액체에 용해시켜 이산화염소수를 생성하는 이산화염소수 생성부 및 상기 이산화염소수 생성부 내에서 미세기포를 분사하여 이산화염소와 액체의 혼합을 촉진하는 미세기포 분사장치를 더 포함하고, 상기 미세기포 분사장치는 상기 포집부와 연결되어 미세기포 분사 시 이산화염소를 흡인하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 미세기포 분사장치는 일측에서 타측으로 갈수록 내경이 축경되도록 구비되며 일단에 형성된 유입구를 통해 유체를 유입받는 유입부, 일측에서 타측으로 갈수록 내경이 확경되며 타단에서 형성된 배출구를 통해 상기 이산화염소수 생성부 내로 유체와 함께 미세기포를 배출하는 배출부 및 상기 유입부와 배출부 사이에서 실질적으로 일정한 내경을 가지면서 연장되며 일면에 형성되는 제1흡입구를 통해 이산화염소를 유입받아 기포를 생성하는 기포생성부를 포함하며, 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 배출구로 이동하면서 벤츄리 효과에 의해 상기 제1흡입구를 통해 이산화염소를 유입받는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 기포생성부는 일측에 형성되는 제1흡입구를 통해 내부로 이산화염소를 유입받는 외경부, 상기 외경부 내부에서 외경부와 이격된 채 형성되며 내부에 액체가 흐르도록 연장되는 내경부를 포함하며, 상기 내경부는 적어도 하나 이상의 공기흡입부를 포함하여 상기 공기흡입부를 통해 기체가 내경부 내로 유입되고, 상기 공기흡입부는 상기 내경부의 주변을 따라 내경부의 내외측을 관통하는 복수개의 흡입공으로 형성되며, 상기 흡입공은 흡입공으로부터 상기 내경부의 중심까지의 직선과 소정의 각도를 이루면서 사선 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 내경부는 적어도 일부의 흡입공이 형성된 내주면에 내경부의 축 방향으로 함입연장되는 내측홈을 더 포함하고, 상기 내측홈은 유입부 측에서 내측홈이 함입되도록 내경부의 외측으로 경사져 형성되는 전방경사와 배출부 측에서 내경부의 내측으로 경사져 형성되는 후방경사를 포함하며, 상기 흡입공은 내측홈의 유입부 측에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 배출부는 일면에 형성된 제2흡입구를 통해 유체 미세기포의 형성을 보조하거나 오염수를 정화하는 첨가제를 추가로 유입받되, 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 배출구로 이동하면서 벤츄리 효과에 의해 상기 제1흡입구를 통해 기체를 유입받고 상기 제2흡입구를 통해 첨가제를 유입받으며, 상기 제2흡입구를 통해 유입되는 첨가제는 산화제 또는 미생물이 혼입된 액체상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 포집부는 생성된 이산화염소를 혼합용기 외부로 이송하는 포집관을 포함하되, 상기 포집관은 분기되어 일측은 미세기포 분사장치와 연결되고 다른 일측은 외부와 연통되며, 외부와 연결된 다른 일측에는 혼합용기 내부의 압력에 따라 선택적으로 개폐되는 밸브가 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 포집부는 포집관의 일단으로부터 혼합용기 내부의 일측으로 갈수록 확경되는 포집구 및 상기 포집구 측으로 이동하는 이산화염소의 유동으로 인해 회전하는 회전자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 공기공급부는 상기 공기공급관 일단에 공급된 공기의 확산을 통해 난류 생성을 유도하는 분산체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 분산체는 공기공급관 일단에서 연장되며 둘레를 따라 복수의 통공이 형성된 분산팁을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 분산체는 적어도 일부가 상기 분산팁의 통공이 형성된 부분에 상응하는 높이에 구비되며 공기공급관 측에서 상기 분산팁 측으로 갈수록 확경되면서 형성되는 분산캡을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 분산체는 상기 분산팁의 일측에서 공기의 분산에 따라 회전하도록 구비되는 스월러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은, 화학반응을 통해 이산화염소를 생성하는 원료를 공급하는 원료공급부, 상기 원료공급부와 연결되어 원료를 공급받아 혼합하는 혼합용기를 가지는 혼합부를 포함하고, 상기 혼합부는 상기 혼합용기의 외부와 연결되어 혼합용기 내부에 공기를 도입하는 공기공급부, 상기 혼합용기 내에서 상기 원료의 혼합에 의해 생성된 이산화염소를 포집하는 포집부를 포함하며, 상기 공기공급부는 상기 포집부를 통해 유출된 이산화염소에 상응하는 양의 공기를 도입하여 상기 혼합용기 내부의 원료를 혼합시킴으로써 정량비율로 계근된 원료를 혼합용기 내에 공급한 후 혼합용기 내로 공급되는 공기에 의한 와류를 통해 국소적인 부분에서 원료를 혼합함으로써 순수 이산화염소를 생성하여 정제수에 용해시켜 분사가능한 이산화염소수를 생성하고, 이산화염소수 생성과정에서 용해되는 이산화염소 양에 상응하는 만큼의 이산화염소가 혼합되어 생성되도록 하여 저장이 용이하고 폭발의 위험성이 없는 이산화염소 제조시스템을 제공하는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은, 상기 혼합용기 내부 원료에 잠긴 상기 공기공급관 일단으로 공기가 공급되어 원료의 국소적인 혼합을 통해 이산화염소를 생성함으로써 필요한 만큼의 이산화염소만 생성할 수 있는 이산화염소 제조시스템을 제공하는 효과가 있다.
본 발명은, 상기 포집부는 포집부에 형성되는 음압에 의해 상기 혼합용기 내부의 이산화염소를 흡인하며, 상기 혼합용기 내외부에 형성되는 기압차에 의해 혼합용기 외부의 공기가 상기 공기공급관을 통해 혼합용기 내로 공급되도록 함으로써 공기 공급에 동력이 필요하지 않도록 한다.
본 발명은, 혼합부에서 생성된 이산화염소를 액체에 용해시켜 이산화염소수를 생성하는 이산화염소수 생성부 및 상기 이산화염소수 생성부 내에서 미세기포를 분사하여 이산화염소와 액체의 혼합을 촉진하는 미세기포 분사장치를 더 포함하고, 상기 미세기포 분사장치는 상기 포집부와 연결되어 미세기포 분사 시 이산화염소를 흡인하도록 함으로써 이산화염소수의 생성에 소모된 이산화염소의 양에 상응하는 만큼의 이산화염소를 제조할 수 있는 효과를 수반한다.
본 발명은, 상기 미세기포 분사장치는 일측에서 타측으로 갈수록 내경이 축경되도록 구비되며 일단에 형성된 유입구를 통해 유체를 유입받는 유입부, 일측에서 타측으로 갈수록 내경이 확경되며 타단에서 형성된 배출구를 통해 상기 이산화염소수 생성부 내로 유체와 함께 미세기포를 배출하는 배출부 및 상기 유입부와 배출부 사이에서 실질적으로 일정한 내경을 가지면서 연장되며 일면에 형성되는 제1흡입구를 통해 이산화염소를 유입받아 기포를 생성하는 기포생성부를 포함하며, 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 배출구로 이동하면서 벤츄리 효과에 의해 상기 제1흡입구를 통해 이산화염소를 유입받도록 함으로써 미세기포를 통해 이산화염소의 효율적인 용해와 소독력이 우수한 살균수를 생성할 수 있다.
본 발명은, 상기 기포생성부는 일측에 형성되는 제1흡입구를 통해 내부로 이산화염소를 유입받는 외경부, 상기 외경부 내부에서 외경부와 이격된 채 형성되며 내부에 액체가 흐르도록 연장되는 내경부를 포함하며, 상기 내경부는 적어도 하나 이상의 공기흡입부를 포함하여 상기 공기흡입부를 통해 기체가 내경부 내로 유입되고, 상기 공기흡입부는 상기 내경부의 주변을 따라 내경부의 내외측을 관통하는 복수개의 흡입공으로 형성되며, 상기 흡입공은 흡입공으로부터 상기 내경부의 중심까지의 직선과 소정의 각도를 이루면서 사선 방향으로 형성되도록 함으로써 이산화염소와 정제수의 혼합성이 증대되는 효과를 도출한다.
본 발명은, 상기 내경부는 적어도 일부의 흡입공이 형성된 내주면에 내경부의 축 방향으로 함입연장되는 내측홈을 더 포함하고, 상기 내측홈은 유입부 측에서 내측홈이 함입되도록 내경부의 외측으로 경사져 형성되는 전방경사와 배출부 측에서 내경부의 내측으로 경사져 형성되는 후방경사를 포함하며, 상기 흡입공은 내측홈의 유입부 측에 형성되도록 함으로써 와류를 통한 기포생성이 증대되는 이산화염소 제조시스템을 제공하는 효과가 있다.
본 발명은, 배출부는 일면에 형성된 제2흡입구를 통해 유체 미세기포의 형성을 보조하거나 오염수를 정화하는 첨가제를 추가로 유입받되, 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 배출구로 이동하면서 벤츄리 효과에 의해 상기 제1흡입구를 통해 기체를 유입받고 상기 제2흡입구를 통해 첨가제를 유입받으며, 상기 제2흡입구를 통해 유입되는 첨가제는 산화제나 미생물이 혼입된 액체상이도록 하여 소독력이 우수한 미세기포의 생성이 가능한 효과를 제공한다.
본 발명은, 상기 포집부는 생성된 이산화염소를 혼합용기 외부로 이송하는 포집관을 포함하되, 상기 포집관은 분기되어 일측은 미세기포 분사장치와 연결되고 다른 일측은 외부와 연통되며, 외부와 연결된 다른 일측에는 혼합용기 내부의 압력에 따라 선택적으로 개폐되는 밸브를 구비하여 안정성이 증대될 수 있다.
본 발명은, 상기 포집부는 포집관의 일단으로부터 혼합용기 내부의 일측으로 갈수록 확경되는 포집구 및 상기 포집구 측으로 이동하는 이산화염소의 유동으로 인해 회전하는 회전자를 더 포함하여 이산화염소의 포집력이 증대된다.
본 발명은, 공기공급부는 상기 공기공급관 일단에 공급된 공기의 확산을 통해 난류 생성을 유도하는 분산체를 더 포함하여 혼합용기 내로 유입되는 공기가 분산되어 이산화염소의 생성이 증대되는 효과를 가진다.
본 발명은, 상기 분산체는 공기공급관 일단에서 연장되며 둘레를 따라 복수의 통공이 형성된 분산팁을 포함하여 와류생성을 통해 혼합용기 내에서의 국소적인 혼합이 촉진되는 효과가 있다.
본 발명은, 상기 확산체는 적어도 일부가 상기 분산팁의 통공이 형성된 부분에 상응하는 높이에 구비되며 공기공급관 측에서 상기 분산팁 측으로 갈수록 확경되면서 형성되는 분산캡과 상기 분산팁의 일측에서 공기의 분산에 따라 회전하도록 구비되는 스월러를 포함하여 와류생성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 종래의 이산화염소 제조시스템을 도시한 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화염소 제조시스템의 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합부(30)를 도시한 도면
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 3의 A 부분을 확대한 도면
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 도 3의 A 부분을 확대한 도면
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세기포 분사장치(60)의 절개사시도
도 7은 도 6의 A-A' 단면도
도 8은 도 7의 B-B' 단면도
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세기포 분사장치(60)의 내경부(633)에 형성되는 내측홈(6333)을 도시한 도면
이하에서는 본 발명에 따른 이산화염소 제조시스템의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 공지의 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에서 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에서 사용된 정의에 따른다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니고, 다른 구성요소 또한 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 명세서에 기재된 "~부" 등의 용어는 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, 어떤 구성요소간 "연결"된다고 할 때, 이는 구성요소끼리 직접 접촉하며 체결된다는 것에 한정되는 것이 아니라 다른 구성요소를 통하여 체결되는 것을 포함하며, 체결되어있지 않더라도 소정의 힘이나 에너지를 전달할 수 있도록 배치된다는 것을 의미할 수 있다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이산화염소 제조시스템(1)을 도시한 도면이다. 도 2를 참고하면, 상기 이산화염소 제조시스템(1)은 정량비율로 계근된 원료를 혼합용기 내에 공급한 후 혼합용기 내로 공급되는 공기에 의한 와류를 통해 국소적인 부분에서 원료를 혼합함으로써 순수 이산화염소를 생성하여 정제수에 용해시켜 분사가능한 이산화염소수를 생성하고, 이산화염소수 생성과정에서 용해되는 이산화염소 양에 상응하는 만큼의 이산화염소가 혼합되어 생성되도록 하여 저장이 용이하고 폭발의 위험성이 없는 것을 특징으로 한다. 상기 이산화염소 제조시스템(1)은 원료공급부(10), 혼합부(30), 폐회수저장부(40), 이산화염소수 생성부(50) 및 상기 이산화염소수 생성부(50)에 구비되는 미세기포 분사장치(60)를 포함한다.
상기 원료공급부(10)는 화학반응을 통해 이산화염소를 생성하는 원료를 혼합부(30)로 공급한다. 이산화염소(ClO2)는 상온에서 기체로 존재하고, 강한 산화제로 작용하여 상술한 것과 같이 지속적인 살균력을 가지고 있다. 이산화염소의 제법으로는 염소산 염을 염화수소 등의 산과 반응시켜 수용액으로 생성할 수 있으며, 보편적으로는 아염소산나트륨(NaClO2)과 무수구연산(C6H8O7)을 반응시켜 기체상의 이산화염소를 수득할 수 있다. 본 발명에서는 화학적 반응에 의해 기체상의 이산화염소를 수득하기 때문에, 적어도 둘 이상의 원료를 혼합부(30)에 공급하는 것이 바람직하다. 원료공급부(10)는 제1원료탱크(11), 제1원료펌프(12), 제2원료탱크(13), 제2원료펌프(14), 제1원료계량기(15) 및 제2원료계량기(16)를 포함할 수 있다.
제1원료탱크(11)와 제1원료펌프(12)는 화학반응에 의해 이산화염소를 생성하는 제1원료를 후술하는 혼합부(30)로 공급하도록 구비된다. 소정의 부피를 가지면서 제1원료를 저장하는 제1원료탱크(11)로부터 제1원료펌프(12)가 제1원료를 혼합부(30)로 이송시킬 수 있다. 제2원료탱크(13), 제2원료펌프(14)는 화학반응에 의해 이산화염소를 생성하는 제2원료를 공급하도록 구비되며, 본 발명에서는 무수구연산을 공급함이 바람직하나, 무수구연산 외에 다른 원료를 공급할 수 있으며 상기 제1원료탱크(11) 및 제1원료펌프(12)와 같은 방식으로 구비될 수 있다. 제1원료와 제2원료는 바람직하게는 아염소산나트륨(NaClO2)과 무수구연산(C6H8O7)일 수 있다.
제1원료계량기(15) 및 제2원료계량기(16)는 제1원료와 제2원료를 정량비율로 계근하여 혼합부(30)로 공급한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 제1원료계량기(15) 및 제2원료계량기(16)는 아염소산나트륨(NaClO2)과 무수구연산(C6H8O7)을 15대 4의 몰비로 계근하여 공급할 수 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에서는 사용되는 원료에 따라 3개 이상의 원료탱크와 원료펌프 및 원료계량기가 구비될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합부(30)를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 3의 A 부분을 확대한 도면, 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 도 3의 A 부분을 확대한 도면이다. 도 3 내지 도 5를 참고하면, 상기 혼합부(30)는 상기 원료공급부(10)로부터 이산화염소의 생성에 필요한 원료를 공급받아 상기 원료를 혼합함으로써 이산화염소를 수득하는 부분이다. 상기 혼합부(30)에서는 바람직하게는 기체상의 이산화염소가 수득될 수 있다. 혼합부(30)는 혼합용기(31), 공기공급부(33), 압력센서(35) 및 포집부(37)를 포함할 수 있다.
상기 혼합용기(31)는 원료공급부(10)와 연결되어 원료를 공급받고, 내부에서 원료의 혼합으로 인해 이산화염소가 수득된다. 바람직하게는 아염소산나트륨(NaClO2)과 무수구연산(C6H8O7)이 혼합되어 기체상의 이산화염소가 수득될 수 있다. 상기 혼합용기(31)는 내부에 교반기, 회전익 등의 교반수단을 결여할 수 있다. 아염소산나트륨(NaClO2)과 무수구연산(C6H8O7)은 혼합용기(31) 내에서 국소적으로 발생하는 혼합에 의해 이산화염소를 생성할 수 있다. 혼합용기(31)는 소정의 부피를 가지는 탱크로 구비될 수 있으며, 원료공급부(10)와 연결되어 원료를 공급받는 원료유입구(311), 포집부(37)와 연결되어 기체상의 이산화염소를 혼합용기 외부로 이송할 수 있도록 구비되는 기체유출구(313) 및 반응이 종료된 원료 및/또는 이산화염소 생성반응으로 생성된 염을 혼합용기 외부로 이송할 수 있도록 구비되는 폐회수유출구(315)가 형성될 수 있다. 상기 혼합용기(31)는 탱크로 구비되나 살수차 등의 이동수단에 구비될 수도 있다.
상기 공기공급부(33)는 혼합용기(31)의 외부와 연결되어 혼합용기 내부에 공기를 도입하도록 구비된다. 공기공급부(33)는 혼합용기(31) 내부의 이산화염소가 후술하는 포집부(37)를 통해 유출될 때 혼합용기(31) 내부와 외부의 압력차에 의해 외부의 공기를 유입함이 바람직하다. 공기공급부(33)는 공기공급관(331) 및 분산체(333)를 포함한다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 상기 공기공급관(331)은 상기 혼합용기의 내부에 구비되는 일단으로부터 혼합용기 외부의 타단까지 연장되어 구비된다. 상기 공기공급관(331)의 혼합용기(31) 내부의 일단은 공급된 원료에 잠기도록 연장될 수 있다. 따라서 공기공급관(331)을 통해 혼합용기(31) 내로 유입된 공기는 혼합용기(31) 내부에서 상승할 때 공기공급관 부근에서 제1원료와 제2원료 사이의 혼합을 야기한다. 혼합용기(31) 내부 압력은 대기압과 대비하여 매우 낮게 유지되고, 공기공급관(331)의 일단은 바람직하게는 약 0.3bar의 수두압력을 가지도록 원료에 잠겨있을 수 있다. 후술하는 포집부(37) 측에서 음압이 걸려 혼합용기(31) 내부의 이산화염소가 유출되면 압력차에 의해 외부 공기가 공기공급관을 통해 유입되면서 국소적인 혼합을 발생시킨다.
상기 분산체(333)는 공기공급관(331) 일단에 공급된 공기의 확산을 통해 난류 생성을 유도하도록 구비될 수 있다. 분산체(333)는 공기공급관(331)의 일단에서 공기가 단순히 상승하는 것이 아니라 여러 방향으로 유동하면서 와류를 형성하여 제1원료와 제2원료 사이의 혼합을 촉진하도록 구비될 수 있다. 상기 분산체(333)는 분산팁(3331)을 포함할 수 있다.
상기 분산팁(3331)은 공기공급관 일단에서 연장되도록 구비되며, 둘레에 복수의 통공(3331a)을 형성하여 공기공급관(331)을 통해 유입된 공기가 통공(3331a)을 통해 혼합용기(31) 내로 진행할 수 있도록 한다. 미세한 크기로 여러 방향으로 진행하는 공기는 국소적인 영역에서 원료 사이의 혼합을 촉진한다. 분산팁(3331)은 단부가 폐색되어 통공(3331a)을 통해서만 공기가 유동하도록 구비될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 분산팁(3331)은 단부가 개방되어 통공(3331a) 외에도 단부를 통해서 공기가 유동할 수도 있다.
상기 분산체(333)는 분산캡(3333)을 더 포함할 수 있다. 상기 분산캡(3333)은 적어도 일부가 상기 분산팁(3331)의 통공(3331a)이 형성된 부분에 상응하는 높이에 구비되며 공기공급관(331) 측에서 상기 분산팁 측(3331)으로 갈수록 확경되면서 형성될 수 있다. 도 4와 같이, 분산팁(3331)에서 토출되는 공기가 바로 상승하지 않고 분산캡(3333)에 의해 좀 더 넓은 영역으로 확산된 후 상승함으로써, 분산캡(3333) 아래의 공간에서 와류를 형성하며 원료 사이의 혼합을 촉진할 수 있다.
도 5를 참고하면, 상기 분산체(333)는 스월러(3335)를 더 포함할 수 있다. 상기 스월러(3335)는 상기 분산팁(3331)의 일측에서 공기의 분산에 따라 회전하도록 구비될 수 있다. 상기 스월러(3335)는 중심에서부터 비틀림각을 가지면서 연장되는 복수의 회전익을 가지고 공기공급관(331)을 통해 공기가 유입됨에 따라 회전하여 원료를 혼합할 수 있다.
다시 도 3을 참고하면, 상기 압력센서(35)는 혼합용기(31) 내의 압력을 측정하기 위해 구비된다. 혼합용기(31) 내의 압력은 내부 이산화염소 기체 양에 따라 상승하거나 하강할 수 있다. 압력센서(35)에서는 혼합용기(31) 내의 압력을 측정하여 압력이 높은 경우 이산화염소 기체를 따로 유출할 수 있도록 하고, 압력이 낮은 경우 별도로 기체 또는 공기가 유입되도록 할 수도 있다.
상기 포집부(37)는 원료의 혼합에 의해 생성된 이산화염소를 포집하도록 구비된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 이산화염소는 기체상으로 수득되므로, 기체상의 이산화염소를 효과적으로 포집하여 혼합용기 외부로 이송시킴이 바람직하다. 포집부(37)는 포집부에 형성되는 음압에 의해 상기 혼합용기 내부의 이산화염소를 흡인한다. 상기 포집부(37)는 이산화염소수 생성부(50)로 이산화염소를 이송시킬 수 있다. 상기 포집부(37)는 미세기포 분사장치(60)와 연결되어 이산화염소를 분사하도록 구비될 수 있다. 포집부(37)는 포집구(371), 회전자(373), 포집관(375) 및 밸브(377)를 포함할 수 있다.
상기 포집구(371)는 혼합용기(31) 내에 생성된 이산화염소를 포집하도록 구비되면, 후술하는 포집관(375)의 일단으로부터 혼합용기(31) 내부의 일측으로 갈수록 확경되면서 구비될 수 있다. 따라서 넓은 영역에서의 이산화염소가 포집부(37)를 통해 원활하게 이송될 수 있다.
상기 회전자(373)는 포집구(371) 측으로 이동하는 이산화염소의 유동으로 인해 회전하도록 구비될 수 있다. 회전자(373)는 포집구(371) 내측에서 이산화염소의 유동에 의해 회전하면서 이산화염소의 포집관 측으로의 유동을 더욱 촉진한다.
상기 포집관(375)은 이산화염소를 혼합용기 외부로 이송하도록 구비된다. 포집관(375)은 혼합용기(31)의 기체유출구(313)와 연통하도록 구비될 수 있다. 상기 포집관(375)은 분기되어 연장될 수 있는데, 일측은 후술하는 이산화염소수 생성부(50) 측으로 연장될 수 있으며, 미세기포 분사장치(60)와 공기흡입관(55)을 통해 연결될 수 있다. 다른 일측은 외부와 연통되도록 구비되어 안전성을 확보할 수 있다.
상기 밸브(377)는 합용기 내부의 압력에 따라 선택적으로 개폐되도록 구비될 수 있다. 상기 밸브(377)는 포집관(375)에 구비되어 이산화염소가 포집관(375)을 통해 외부로 유동하도록 하거나 또는 차단할 수 있다. 바람직하게는 상기 압력센서(35)에서 측정한 혼합용기(31) 내부 압력이 설정치보다 높은 경우 밸브(377)를 개방하여 이산화염소가 외부로 이송되도록 할 수 있다.
다시 도 2를 참고하면, 상기 폐회수저장부(40)는 혼합용기(31)로부터의 폐회수를 저장하도록 구비된다. 혼합을 통해 이산화염소 생성반응이 종료된 원료는 혼합용기(31)로부터 제거되어 폐회수저장부(40)로 유출된다. 상기 폐회수저장부(40)는 폐회수저장탱크(41)와 저장밸브(43)를 포함한다.
상기 폐회수저장탱크(41)는 반응이 종료된 원료를 저장하도록 구비된다. 상기 저장밸브(43)는 선택적으로 개폐되어 혼합용기(31)로부터 반응이 종료된 원료를 폐회수저장탱크(41)로 배출할 수 있도록 한다. 본 발명의 일 실시예에서, 저장밸브(43)는 혼합용기(31) 내의 원료 수위를 유지하도록 할 수도 있다.
이산화염소수 생성부(50)는 생성된 이산화염소를 액체에 용해시켜 이산화염소수를 생성하도록 구비된다. 이산화염소를 정제수에 용해시킴으로써 순수이산화염소를 제조하여 소독 등에 사용할 수 있다. 이산화염소수 생성부(50)는 생성용기(51), 분사펌프(53) 및 기체흡입관(55)을 포함한다.
상기 생성용기(51)는 내부에 액체상의 정제수가 담겨있어 이산화염소의 용해 시 이산화염소수를 생성한다. 상기 생성용기(51)는 탱크로 구비될 수 있고 살수차 등에 탑재될 수 있다.
상기 분사펌프(53)는 생성용기(51) 내에서 후술하는 미세기포 분사장치(60)와 연결되어 동력을 통해 미세기포 분사장치(60)로 생성용기(51) 내 유체를 이송할 수 있도록 구비된다. 분사펌프(53)에 의해 생성용기(51) 내 정제수가 압송되어 미세기포 분사장치(60)를 통과하며, 이산화염소가 미세기포로 분사되면서 정제수에 효율적으로 용해될 수 있다.
상기 공기흡입관(55)은 후술하는 미세기포 분사장치(60)의 제1흡입구(631a)와 연결되어 이산화염소 기체를 공급할 수 있다.
도 6 내지 도 9를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 미세기포 분사장치(60)를 설명하면, 상기 미세기포 분사장치(60)는 미세기포 분사장치(60) 내부를 흐르는 액체에 기체를 공급하고 내부의 액체와 기체가 서로 혼합되면서 진행하여 배출시 미세기포가 형성되되, 기체와 별도로 산화제 또는 미생물재제 등의 첨가제를 추가로 공급하여 촉진산화수를 형성하고 미세기포와 함께 배출함으로써 이산화염소를 정제수에 효율적으로 용해시킬 수 있다. 미세기포 분사장치(60)는 분사펌프(53)로부터 정제수를 유입받을 수 있다. 상기 미세기포 분사장치(60)는 유입부(61), 기포생성부(63) 및 배출부(65)를 포함한다.
상기 유입부(61)는 일단에 형성된 유입구(61a)를 통해 미세기포 분사장치(60) 내로 유체, 바람직하게는 정제수를 유입받는다. 도 7을 참고하면, 상기 유입부(61)는 내벽(611)과 외벽(613)을 형성하면서 중공을 가진 관 형상을 가지고 일측에서 타측으로 연장될 수 있는데, 적어도 일부분의 내경이 일측에서 타측으로 갈수록 축경되도록 형성된다. d1의 직경을 가지는 유입구(61a)가 유입부(61)의 일단에 형성되는데, 배출부(65)가 구비되는 타측으로 갈수록 내벽(611)의 직경이 축경되도록 형성된다. 유입구(61a)의 직경보다 작은 소정 크기의 내경(d2)을 가지도록 축경된 내벽은 더이상 축경되지 않으면서 타측으로 연장될 수 있다.
후술하겠으나, 유입부(61)의 적어도 일부의 내경이 축경되면서 타측으로 연장되는 것은, 실질적으로 일정한 내경을 가지면서 연장되는 기포생성부(63) 및 적어도 일부의 내경이 상기 유입부(61) 쪽의 일측에서 유체가 배출되는 타측으로 갈수록 확경되는 배출부(65)의 형상과 함께, 단면적이 축소되었다가 확대되는 벤츄리관을 형성하게 된다. 유체가 벤츄리관을 통해 유동하는 경우 단면적이 넓은 곳에서는 압력이 높고 유체의 속도는 느리며, 단면적이 좁은 곳에서는 압력이 낮고 유체의 속도는 빠르게 되고, 단면적이 축소된 부분에서는 낮아진 압력에 의해 유체가 좁은 부분으로 혼입된다.
상기 기포생성부(63)는 상기 유입부(61)와 후술하는 배출부(65) 사이에서 실질적으로 일정한 내경을 가지면서 연장되어 유입부(61)와 배출부(65)를 연결하며, 기체를 유입받아 내부를 유동하는 유체, 바람직하게는 액체와 혼합하여 기포를 생성하도록 구비된다. 기포생성부(63)는 미세기포 분사장치(60)의 외부로부터 기체를 유입받을 수 있는데, 유입구(61a)로부터 연결되는 액체의 유로와 상이한 경로로부터 기체를 유입받으면 족하나, 바람직하게는 일면에 형성되는 기체 유입을 위해 외부와 연결된 기체흡입관(55)을 통해 이산화염소를 공급받을 수 있다. 상기 기포생성부(63)는 외경부(631) 및 내경부(633)를 포함한다.
상기 외경부(631)는 기포생성부(63)의 외곽에서 후술하는 내경부(633)를 감싸면서 형성되며, 외부로부터 내부로 이산화염소를 유입받도록 구비된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 상기 외경부(631)는 일면에 제1흡입구(631a)를 형성하는 원통 형상을 갖도록 구비되어 제1흡입구를 통해 외부로부터 기체를 유입받는데, 기체흡입관(55)과 연결됨으로써 혼합용기(31) 내의 이산화염소를 미세기포 분사장치(60) 내부로 도입할 수 있다. 상기 제1흡입구(631a)를 통해 외경부(631) 내로 유입되는 기체는 외부에서 가해지는 압력에 의해 도입될 수 있으나, 바람직하게는 유입부(61)와 내경부(633) 및 배출부(65)의 형상에 따라 발생하는 벤츄리 효과에 의해 외경부(631) 내료 유입될 수 있다. 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 유입부(61)의 내벽(611)은 적어도 일부가 유체가 유입되는 일측으로부터 타측으로 갈수록 축경되고, 배출부(65)의 내벽(651)은 적어도 일부가 유체가 배출되는 타측으로 갈수록 확경되며, 내경부(633)는 일정한 내경을 가지면서 연장되는데, 이에 따라 외부에서 기체의 도입을 위한 추가적인 동력 없이도 기체가 원활하게 유입될 수 있다.
상기 내경부(633)는 외경부(631)의 내측에서 형성되며 내부에 액체가 흐르도록 연장되고, 유입부(61)의 타측과 후술하는 배출부(65)의 일측을 연결하면서 액체가 유동하는 유로를 제공하도록 구비된다. 내경부(633)의 내경은 유입부(61) 타측의 축경된 내경(d2)과 실질적으로 같게 형성될 수 있다. 도 6 및 도 7을 참고하면, 내경부(633)는 바람직하게는 외경부(631)와 이격된 채 형성되어 외경부(631)와 내경부(633) 사이에 이격공간(V)을 형성함으로써 제1흡입구(631a)를 통해 유입된 기체가 이격공간(V)을 경유하여 내경부(633) 내부로 유입되어 액체와 혼합될 수 있도록 구비될 수 있다. 그러나, 상기 외경부(631)와 내경부(633)는 매니폴드와 같이 형성되어 외경부(631)의 제1흡입구(631a)로 유입된 기체가 내경부(633) 내측으로 유입되도록 하는 형상과 같이 외경부(631)와 내경부(633) 사이에 이격공간(V)이 결여되는 구성을 배제하는 것은 아니다. 상기 내경부(633)는 공기흡입부(6331)와 내측홈(6333)을 포함할 수 있다.
도 7을 참고하면, 상기 공기흡입부(6331)는 외부로부터 유입되는 기체를 내경부(633) 내로 유입시키는 구성으로, 내경부(633)에 복수개 형성되어 여러번에 걸쳐 내경부(633) 내를 유동하는 액체에 기체를 도입할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 내경부(633) 내로 기체를 도입하는 공기흡입부(6331)가 내경부(633)의 세 부분에 걸쳐 형성될 수 있다. 상기 공기흡입부(6331)는 복수개의 흡입공(6331a)을 포함할 수 있다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 상기 흡입공(6331a)은 내경부(633)의 주변을 따라 내경부의 내외측을 관통하도록 형성되는데, 흡입공(6331a)이 복수개 형성됨으로써 제1흡입구(631a)를 통해 외경부(631) 내로 유입된 기체가 균일하게 내경부(633) 안쪽으로 도입된다. 상기 흡입공(6331a)은 기체와 액체의 원활한 혼합을 위하여 흡입공(6331a)으로부터 상기 내경부(633)의 중심까지의 직선과 소정의 각도를 이루면서 사선 방향으로 형성됨이 바람직하다. 도 8을 참고하면, 내경부(633) 내에는 액체가 유동하게 되는데, 액체의 유동속도가 빠르고, 유동하는 액체와 유입되는 기체의 점도 및 밀도 차이에 의해 기체가 중심 방향으로 공급되더라도 혼합이 원활하지 않게 된다. 그러나, 본 발명에 따른 흡입공(6331a)은 흡입공(6331a)이 형성된 위치로부터 내경부(633)의 중심(C)까지의 직선과 소정의 각도를 이루면서 사선 방향으로 형성될 수 있는데, 이에 따라 흡입공(6331a)을 통해 내경부(633) 내로 도입되는 기체가 내경부(633)의 중심 쪽으로 향하지 않고 중심에서 벗아난 방향으로 도입된다. 따라서, 내경부(633) 내부로 도입되는 기체는 흡입공(6331a)에 의해 스월링(swirling)되고, 중앙 부분을 유동하는 액체(F1)에 비해 외측 부분을 유동하는 액체(F2)는 기체와 원활하게 혼합되어 혼합층을 형성하고 기포가 발생하게 된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 상기 흡입공(6331a)이 흡입공(6331a)이 형성된 위치로부터 내경부(633)의 중심(C)까지의 직선과 30도 이상 45도 이하의 각도를 이루면서 6개 내지 10개가 형성될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 흡입공(6331a)이 형성된 위치로부터 내경부(633)의 중심(C)까지의 직선과 37.5도의 각도를 이루면서 45도의 간격으로 8개가 형성될 수 있다.
도 7 내지 도 9를 참고하면, 상기 내측홈(6333)은 적어도 일부의 상기 흡입공(6331a)이 형성된 부분에서 내경부(633)의 내주면에서 축방향으로 함입연장되는 구성으로, 흡입공(6331a)을 통해 도입되는 기체와 내경부(633) 내를 유동하는 액체의 혼합을 촉진할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 내경부의 세 부분에 걸쳐 공기흡입부(6331)가 형성되고 복수의 흡입공(6331a)이 구비되는데, 상기 내측홈(6333)은 유입부(61) 측에 가까운 공기흡입부(6331)에 형성되는 흡입공(6331a)에는 구비되지 않고, 나머지 흡입공(6331a)이 형성된 부분에 내측홈(6333)이 구비될 수 있다. 그러나, 모든 흡입공(6331a)이 형성된 부분에서 내측홈(6333)이 형성되는 것을 배제하지는 않는다. 상기 내측홈(6333)은 내경부(633)를 유동하는 액체의 유동경로를 변화시킴으로써 액체와 기체의 혼합을 촉진하고 기포를 생성할 수 있다.
도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 내측홈(6333)은 전방경사(6333a), 연장홈(6333b) 및 후방경사(6333b)를 가지면서 형성되는데, 상기 전방경사(6333a)는 유입부(61) 측에서 내측홈(6333)이 함입되도록 내경부의 외측으로 경사지며 내경부의 내주면과 90도 초과 180도 미만의 각도(r1)를 이루면서 형성되고, 연장홈(6333b)은 내주면과 실질적으로 평행하게 연장되면서 흡입공(6331a)이 형성되며, 후방경사(1333c)는 배출부 측에서 내경부의 내측으로 경사지며 내경부의 내주면과 90도 초과 180도 미만의 각도(r2)를 이루면서 형성된다. 내경부(633)의 중심에서 액체는 비교적 직선 방향으로 유동하나, 내측홈(6333)이 상기와 같이 구비됨에 따라 내경부(633)의 외주면에 근접한 부분에서는 도 9에서와 같이 내경부(633) 내를 유동하는 액체가 전방경사(6333a)에 의해 외측으로 유동하면서 흡입공(6331a)을 통해 도입되는 기체와 혼합되고, 후방경사(1333c)와 충돌하여 와류를 일으키면서 진행하게 된다. 또한, 상기 흡입공(6331a)은 연장홈(6333b)에서 유입부(61) 쪽으로 치우쳐 형성됨으로써 액체의 유동경로 변화시 기체와 더욱 혼합되도록 구비될 수 있다.
다시 도 6 및 도 7을 참고하면, 상기 배출부(65)는 유입된 액체와 미세기포를 배출하도록 구비된다. 상기 배출부(65)는 내벽(651)과 외벽을 형성하면서 중공을 가진 관 형상을 가지고 일측에서 타측으로 연장될 수 있는데, 적어도 일부분의 내경이 일측에서 타측으로 갈수록 확경되도록 형성된다. d3의 직경을 가지는 배출구(65a)가 배출부(65)의 타측 일단에 형성되고, 배출구(65a)가 구비되는 타측 일단으로 갈수록 내벽(651)의 직경이 확경되도록 형성될 수 있다.
상기 배출부(65)는 제2흡입구(65b)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 제2흡입구(65b)는 배출부의 일면에 형성되어 미세기포의 형성을 보조하는 유체를 추가로 유입받고, 유입구를 통해 유입된 액체가 배출구로 이동하면서 벤츄리 효과에 의해 상기 제1흡입구를 통해 기체를 유입받고 상기 제2흡입구를 통해 유체를 유입받도록 하여 배출구에서 미세기포와 함께 촉진산화수가 형성되어 소독 효과를 증대시킬 수 있다. 제2흡입구(65b)는 첨가제공급관(미도시)을 통해 첨가제공급장치(미도시)와 연결되어 첨가제를 공급받을 수 있다. 이때, 제2흡입구(65b)를 통해 유입되는 유체는 벤츄리 효과에 의해 추가적인 동력공급 없이 미세기포 분사장치(60) 내로 도입될 수 있다. 상기 제2흡입구(65b)를 통해 유입되는 유체상의 첨가제는 기체상의 산화제일 수 있으나, 액체상의 산화제와 미생물이 혼입된 액체상일 수도 있다. 따라서, 종래의 제1흡입구(651a)를 통해서 도입이 불가능하던 액체상의 산화제 또는 첨가제를 미세기포 분사장치(60) 내로 도입함으로써 더욱 효과적으로 이산화염소수를 생성할 수 있으며, 산화제가 미세기포를 코팅하거나 오염수에 섞이면서 미세기포에 의한 소독 성능을 보조할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에서는 제2흡입구(65b)가 배출부(65)가 아닌 유입부(61)에 형성되어 기포생성부(63)에서의 기체 유입 전에 산화제 또는 미생물이 혼입된 액체상의 첨가제를 유입받을 수도 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 이산화염소 제조시스템 10: 원료공급부
30: 혼합부 31: 혼합용기
33: 공기공급부 331: 공기공급관
333: 분산체 3331: 분산팁
3333: 분산캡 3335: 스월러
40: 폐회수저장부 50: 이산화염소수 생성부
60: 미세기포 분사장치 61: 유입부
63: 기포생성부 631: 외경부
631a: 제1흡입공 633: 내경부
6331: 기체흡입부 6331a: 흡입공
6333: 내측홈 6333a: 전방경사
6333b: 연장홈 6333c: 후방경사
65: 배출부 65b: 제2흡입공

Claims (15)

  1. 화학반응을 통해 이산화염소를 생성하는 원료를 공급하는 원료공급부, 상기 원료공급부와 연결되어 원료를 공급받아 혼합하는 혼합용기를 가지는 혼합부, 상기 혼합부에서 생성된 이산화염소를 액체에 용해시켜 이산화염소수를 생성하는 이산화염소수 생성부 및 상기 이산화염소수 생성부 내에서 미세기포를 분사하여 이산화염소와 액체의 혼합을 촉진하며 상기 혼합부와 연결되어 미세기포 분사 시 이산화염소를 흡인하는 미세기포 분사장치를 포함하고,
    상기 혼합부는 상기 혼합용기의 외부와 연결되어 혼합용기 내부에 공기를 도입하는 공기공급부, 상기 혼합용기 내에서 상기 원료의 혼합에 의해 생성된 이산화염소를 포집하는 포집부를 포함하며,
    상기 공기공급부는 상기 포집부를 통해 유출된 이산화염소에 상응하는 양의 공기를 도입하여 상기 혼합용기 내부의 원료를 혼합시키되,
    상기 미세기포 분사장치는 일측에서 타측으로 갈수록 내경이 축경되도록 구비되며 일단에 형성된 유입구를 통해 유체를 유입받는 유입부, 일측에서 타측으로 갈수록 내경이 확경되며 타단에서 형성된 배출구를 통해 상기 이산화염소수 생성부 내로 유체와 함께 미세기포를 배출하는 배출부 및 상기 유입부와 배출부 사이에서 실질적으로 일정한 내경을 가지면서 연장되며 일면에 형성되는 제1흡입구를 통해 이산화염소를 유입받아 기포를 생성하는 기포생성부를 포함하며,
    상기 배출부는 일면에 형성된 제2흡입구를 통해 유체 미세기포의 형성을 보조하거나 오염수를 정화하는 첨가제를 추가로 유입받되, 상기 유입구를 통해 유입된 유체가 배출구로 이동하면서 벤츄리 효과에 의해 상기 제1흡입구를 통해 기체를 유입받고 상기 제2흡입구를 통해 첨가제를 유입받는 것을 특징으로 하는 이산화염소 제조시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 원료공급부로부터 공급되는 원료는 액체상이고, 상기 공기공급부는 상기 혼합용기의 내부에 구비되는 일단으로부터 혼합용기 외부의 타단까지 연장되는 공기공급관을 포함하되,
    상기 공기공급관의 일단은 혼합용기 내부에 공급된 원료에 잠기도록 구비되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 제조시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 혼합용기 내부 원료에 잠긴 상기 공기공급관 일단으로 공기가 공급되어 원료의 국소적인 혼합을 통해 이산화염소를 생성하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 제조시스템.
  4. 제3항에 있어서, 포집부는 포집부에 형성되는 음압에 의해 상기 혼합용기 내부의 이산화염소를 흡인하며, 상기 혼합용기 내외부에 형성되는 기압차에 의해 혼합용기 외부의 공기가 상기 공기공급관을 통해 혼합용기 내로 공급되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 제조시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 기포생성부는 일측에 형성되는 제1흡입구를 통해 내부로 이산화염소를 유입받는 외경부, 상기 외경부 내부에서 외경부와 이격된 채 형성되며 내부에 액체가 흐르도록 연장되는 내경부를 포함하며,
    상기 내경부는 적어도 하나 이상의 공기흡입부를 포함하여 상기 공기흡입부를 통해 기체가 내경부 내로 유입되고,
    상기 공기흡입부는 상기 내경부의 주변을 따라 내경부의 내외측을 관통하는 복수개의 흡입공으로 형성되며, 상기 흡입공은 흡입공으로부터 상기 내경부의 중심까지의 직선과 소정의 각도를 이루면서 사선 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 제조시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 내경부는 적어도 일부의 흡입공이 형성된 내주면에 내경부의 축 방향으로 함입연장되는 내측홈을 더 포함하고,
    상기 내측홈은 유입부 측에서 내측홈이 함입되도록 내경부의 외측으로 경사져 형성되는 전방경사와 배출부 측에서 내경부의 내측으로 경사져 형성되는 후방경사를 포함하며, 상기 흡입공은 내측홈의 유입부 측에 형성되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 제조시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2흡입구를 통해 유입되는 첨가제는 산화제 또는 미생물이 혼입된 액체상인 것을 특징으로 하는 이산화염소 제조시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 포집부는 생성된 이산화염소를 혼합용기 외부로 이송하는 포집관을 포함하되, 상기 포집관은 분기되어 일측은 미세기포 분사장치와 연결되고 다른 일측은 외부와 연통되며,
    외부와 연결된 다른 일측에는 혼합용기 내부의 압력에 따라 선택적으로 개폐되는 밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 이산화염소 제조시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 포집부는 포집관의 일단으로부터 혼합용기 내부의 일측으로 갈수록 확경되는 포집구 및 상기 포집구 측으로 이동하는 이산화염소의 유동으로 인해 회전하는 회전자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 제조시스템.
  12. 제3항에 있어서, 공기공급부는 상기 공기공급관 일단에 공급된 공기의 확산을 통해 난류 생성을 유도하는 분산체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 제조시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 분산체는 공기공급관 일단에서 연장되며 둘레를 따라 복수의 통공이 형성된 분산팁을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 제조시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 분산체는 적어도 일부가 상기 분산팁의 통공이 형성된 부분에 상응하는 높이에 구비되며 공기공급관 측에서 상기 분산팁 측으로 갈수록 확경되면서 형성되는 분산캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 제조시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 분산체는 상기 분산팁의 일측에서 공기의 분산에 따라 회전하도록 구비되는 스월러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 제조시스템.
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