KR102296375B1 - 콜드 플라즈마 기술을 이용한 농·어업용 대용량 살균수 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 콜드 플라즈마 기술을 이용한 농·어업용 대용량 살균수 제조장치에 관한 것으로, 콜드 플라즈마 기술을 이용하여 수중에 다량의 활성종인 라디칼을 생성하고 물과 라디칼을 긴밀하게 접촉시켜 대용량의 수질을 효과적으로 정화 및 살균하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 물탱크내 물을 콜드 플라즈마 처리부로 압송하는 수중 펌프, 물 속의 이물질을 제거하는 이물질 제거부, 물 속의 pH 농도와 수온, 수압, 및 탱크 내 공기 압력을 체크하는 수질 체크부, 체크된 수중 pH 농도와 수온, 수압, 및 탱크 내 공기 압력에 따라 세척용수, 일반용수, 농업용수, 어업용수에 사용 가능하도록 미리 설정된 기준 범위 이내의 값으로 물의 pH 농도 조절 및 살균 또는 정화를 위한 활성 라디칼을 발생하여 콜드 플라즈마 처리수를 생성하는 콜드 플라즈마 처리부, 플라즈마 처리수 내 활성 라디칼을 물과 긴밀하게 접촉시켜 라디칼 용존도를 높이는 이온수밀 접촉부, 콜드 플라즈마 처리수 내 기체를 분리시켜 제거한 후 환원부로 공급하는 기액 분리부, 기액 분리된 기체로부터 배오존을 제거하여 배출 공기를 정화하는 배오존 제거부, 및 기액 분리부에서 분리된 살균수를 물탱크로 다량 환원시키는 환원부를 포함하여, 식물이나 작물 재배 등에 안전한 살균수를 대용량으로 용이하게 제공할 수 있게 한다.
이를 위하여 본 발명은 물탱크내 물을 콜드 플라즈마 처리부로 압송하는 수중 펌프, 물 속의 이물질을 제거하는 이물질 제거부, 물 속의 pH 농도와 수온, 수압, 및 탱크 내 공기 압력을 체크하는 수질 체크부, 체크된 수중 pH 농도와 수온, 수압, 및 탱크 내 공기 압력에 따라 세척용수, 일반용수, 농업용수, 어업용수에 사용 가능하도록 미리 설정된 기준 범위 이내의 값으로 물의 pH 농도 조절 및 살균 또는 정화를 위한 활성 라디칼을 발생하여 콜드 플라즈마 처리수를 생성하는 콜드 플라즈마 처리부, 플라즈마 처리수 내 활성 라디칼을 물과 긴밀하게 접촉시켜 라디칼 용존도를 높이는 이온수밀 접촉부, 콜드 플라즈마 처리수 내 기체를 분리시켜 제거한 후 환원부로 공급하는 기액 분리부, 기액 분리된 기체로부터 배오존을 제거하여 배출 공기를 정화하는 배오존 제거부, 및 기액 분리부에서 분리된 살균수를 물탱크로 다량 환원시키는 환원부를 포함하여, 식물이나 작물 재배 등에 안전한 살균수를 대용량으로 용이하게 제공할 수 있게 한다.
Description
본 발명은 콜드 플라즈마 기술을 이용한 농·어업용 대용량 살균수 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 살균 또는 정화를 필요로 하는 원수 또는 양액 또는 재활용수 등을 수중 펌프로 유입시켜 필터링처리하고 수중 pH 농도나 온도, 압력 또는 탱크 내 공압 등의 조건을 체크하며, 콜드 플라즈마 기술을 이용하여 다량의 라디칼을 생성한 후 물과 라디칼을 긴밀하게 접촉시켜 수질을 효율적으로 살균 또는 정화하고 살균수 내 기체를 효율적으로 분리 및 제거하여 식물이나 작물 재배를 위한 농업용수, 수족관이나 양식장 내 어패류 등의 사육을 위한 어업용수를 대용량으로 즉시 제공할 수 있는 콜드 플라즈마 기술을 이용한 농·어업용 대용량 살균수 제조장치에 관한 것이다.
최근, 여러 가지 새로운 종류의 유해한 세균 및 바이러스가 출현하여 인류의 건강을 위협하게 되면서 야채, 과일, 생선 등과 같은 식자재 세척에 사용되는 물, 수영장이나 분수대 등에 사용되는 물, 또는 식물이나 작물 재배를 위한 농업용수, 수족관이나 양식장 내 어패류 등의 사육을 위한 어업용수 등에 존재하는 유해한 세균 등을 효과적으로 제거하기 위한 방법이 요구되고 있다.
이를 위하여 종래에는 염소와 같은 약품을 이용하여 화학적 방법으로 살균 또는 소독하거나 자외선이나 오존 등을 이용한 광화학적 방법으로 살균 또는 소독하는 방법 등이 주로 사용되고 있다.
그러나, 화학적 방법의 경우에는 인체, 식물이나 어패류 생장에 유해한 화학약품이 잔류할 경우 이들 화학약품의 흡수로 인해 오히려 건강을 해치거나 식물, 또는 어패류 등이 폐사할 우려가 있고, 광화학적 방법의 경우에는 자외선이나 오존이 유효하게 조사되는 범위 내에서만 살균이 가능하기 때문에 살균 용량 및 범위가 매우 제한이 되는 문제점이 있었다.
따라서, 최근에는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 인체, 식물이나 어패류 생장에 유해하지 않으면서도 살균 및 정화능력이 탁월하고 게다가 저가로 대용량의 살균수 공급이 가능하여 식물이나 작물 재배 등의 농업용, 또는 수족관이나 양식장 내 어패류 등의 사육을 위한 어업용수로도 다량 사용할 수 있는 대용량의 살균수 제조장치가 요구되고 있다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 살균 또는 정화를 필요로 하는 원수 또는 양액 또는 재활용수 등을 수중 펌프로 유입시켜 필터링하고 수중 pH 농도나 온도, 압력 또는 탱크 내 공압 등의 조건을 체크하여 해당 체크값을 표시하거나 인터넷 환경에서 관제서버로 전송하며, 콜드 플라즈마 기술을 이용하여 원수 또는 양액 또는 재활용수 등에 다량의 라디칼을 생성한 후 물과 라디칼을 긴밀하게 접촉시켜 수질을 효율적으로 살균 또는 정화하고 살균수 내 기체를 효율적으로 분리 및 제거하여 식물이나 작물 재배 등에 유익한 농업용수, 수족관이나 양식장 내 어패류 등의 사육에 유익한 어업용수로 즉시 대용량 제공할 수 있도록 하며, 또한 살균수에서 분리된 기체의 유해성분을 배기 통로에서 필터링하여 배출함으로써 유해 배기가스 등에 의한 대기오염 또는 환경오염 등을 줄일 수 있는 콜드 플라즈마 기술을 이용한 농·어업용 대용량 살균수 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태는, 압력 작용으로 물탱크내 물을 배관을 통해 콜드 플라즈마 처리부로 압송하는 수중 펌프, 수중 펌프에 의해 물탱크에서 압송되는 물의 이물질을 제거하는 이물질 제거부, 이물질 제거부를 거친 물의 수중 pH 농도와 수온, 수압, 및 탱크 내 공기 압력을 체크하는 수질 체크부, 수질 체크부에서 체크된 수중 pH 농도와 수온, 수압, 및 탱크 내 공기 압력에 따라 세척용수, 일반용수, 농업용수, 어업용수에 사용 가능하도록 미리 설정된 기준 범위 이내의 값으로 물의 pH 농도 조절 및 살균 또는 정화를 위한 콜드 플라즈마를 포함하는 활성 라디칼을 발생하여 콜드 플라즈마 처리수를 생성하는 콜드 플라즈마 처리부, 콜드 플라즈마 처리부에서 생성된 플라즈마 처리수를 통과시켜 콜드 플라즈마 처리수 내 활성 라디칼을 물과 긴밀하게 접촉시켜 콜드 플라즈마 살균수의 라디칼 용존도를 높이는 이온수밀 접촉부, 이온수밀 접촉부에서 콜드 플라즈마 처리수를 공급받아 콜드 플라즈마 처리수 내에 용존하는 기체를 물과 분리시켜 제거한 후 환원부로 공급하는 기액 분리부, 기액 분리부에서 물과 분리된 기체로부터 배오존을 제거하여 배출 공기를 정화하는 배오존 제거부, 및 기액 분리부에서 기체가 분리된 살균수를 물탱크로 다량 환원시키는 환원부를 포함하는, 콜드 플라즈마 기술을 이용한 농·어업용 대용량 살균수 제조장치이다.
본 발명의 다른 실시 형태는, 수질 체크부에서 체크된 수중 pH 농도나 온도, 압력 또는 탱크 내 공기압력에 관련된 수질정보를 표시하는 수질정보 표시부, 및 인터넷 환경 구축시 수질정보를 미리 지정된 URL의 서버로 전송하는 수질정보 전송부를 더 포함하는, 콜드 플라즈마 기술을 이용한 농·어업용 대용량 살균수 제조장치이다.
본 발명에 따른 기술을 이용한 농업용 대용량 살균 정화장치에 의하면, 원수 또는 양액 또는 재활용수 등을 수중 펌프로 유입시켜 필터링처리를 통해 부유 물질 등의 이물질을 제거하고 수중 pH 농도나 온도, 압력 또는 탱크 내 공압 등의 조건을 체크하여 해당 수치값을 표시하며, 콜드 플라즈마 기술을 이용하여 원수 또는 양액 또는 재활용수 등에 다량의 라디칼을 생성한 후 3중 구조의 격벽으로 이루어진 이온수밀 접촉부를 통해 물과 라디칼을 긴밀하게 접촉시켜 수질을 효율적으로 살균 및 정화하고 살균수 내 기체를 효율적으로 분리 및 제거하여 식물이나 작물 재배 등에 유익한 농업용수, 수족관이나 양식장 내 어패류 등의 사육에 유익한 어업용수를 대용량으로 즉시 제공할 수 있도록 하며, 또한 살균수에서 분리된 기체의 배기통로에서 기체 내에 함유된 유해성분을 필터링하여 배출할 수 있도록 함으로써 유해 배기가스 등에 의한 대기오염 또는 환경오염 등을 줄일 수 있는 이점을 제공한다.
또한 본 발명에 따르면, 수질 체크부에서 체크된 수중 pH 농도나 온도, 압력 또는 탱크 내 공기압력에 관련된 수질정보를 표시하거나 인터넷 환경에서 수질정보를 미리 지정된 URL의 서버로 전송할 수 있게 되므로 현장의 관리자 등이 수질 정보를 쉽게 인식하여 참고할 수 있게 하며, 또한 관제센터의 서버 등에서 추후 필요에 따라 해당 수질 정보들을 활용하여 세척용수, 일반용수, 농업용수, 또는 어업용수 등의 수질정보를 효율적으로 관리할 수 있게 하는 이점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 콜드 플라즈마 기술을 이용한 농·어업용 대용량 살균수 제조장치의 구성을 예시한 개략도이다.
도 2는 도 1의 콜드 플라즈마 처리부의 내부 구성을 예시한 상세도이다.
도 3은 도 1의 이온수밀 접촉부의 내부 구성을 예시한 상세도이다.
도 4는 도 1의 기액 분리부의 내부 구성을 예시한 상세도이다.
도 2는 도 1의 콜드 플라즈마 처리부의 내부 구성을 예시한 상세도이다.
도 3은 도 1의 이온수밀 접촉부의 내부 구성을 예시한 상세도이다.
도 4는 도 1의 기액 분리부의 내부 구성을 예시한 상세도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 콜드 플라즈마 기술을 이용한 농·어업용 대용량 살균 정화장치의 구성과 동작 및 그에 의한 작용 효과를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 콜드 플라즈마 기술을 이용한 농·어업용 대용량 살균수 제조장치의 구성을 예시한 개략도이고, 도 2 내지 도 4는 각각 도 1의 콜드 플라즈마 처리부(140), 이온수밀 접촉부(150), 및 기액 분리부(16)의 내부 구성을 예시한 상세도들로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 콜드 플라즈마 기술을 이용한 농·어업용 대용량 살균수 제조장치는, 물탱크(100)에 설치되는 수중 펌프(110), 이물질 제거부(120), 수질 체크부(130), 콜드 플라즈마 처리부(140), 이온수밀 접촉부(150), 기액 분리부(160), 배오존 제거부(170), 및 환원부(180)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이러한 본 발명은 수질 체크부(130)에서 체크된 수중 pH 농도나 온도, 압력 또는 탱크 내 공기압력 등에 관련된 수질정보를 표시하는 수질정보 표시부(131), 및 인터넷 환경 구축시 상기 체크된 수질정보를 미리 지정된 URL의 서버로 전송하는 수질정보 전송부(132)를 더 포함하여 다른 실시 형태로 구현될 수 있다.
야채, 과일, 생선 등과 같은 식자재 세척에 사용되는 세척용수, 수영장이나 분수대 등에 사용되는 일반용수, 식물이나 작물 재배를 위한 농업용수, 또는 수족관이나 양식장 내 어패류 등의 사육을 위한 어업용수로 사용할 대용량의 물탱크(100)가 구비된다.
수중 펌프(110)는 상기 물탱크(100)에 설치되며, 압력 작용으로 물탱크(100)내 물을 배관을 통해 콜드 플라즈마 처리부(140)로 압송한다.
이물질 제거부(120)는 물탱크(100)와 연결되는 배관에 설치되어 수중 펌프(110)에 의해 물탱크(100)에서 압송되는 수중 이물질, 부유물 등을 이물질 제거용 필터를 이용하여 제거한다.
수질 체크부(130)는 이물질 제거부(120)의 후단에 설치되어 이물질 제거부(120)를 거쳐 이물질, 부유물 등이 제거된 후 콜드 플라즈마 처리부(140)의 수조(141) 내부로 유입되는 물의 수중 pH 농도와 수온, 수압, 및 탱크 내 공기 압력 등에 관련된 수질정보를 체크하고, 수질정보 체크 결과값을 수질정보 표시부(131)와 수질정보 전송부(132) 및 콜드 플라즈마 처리부(140)로 각각 전달한다.
수질정보 표시부(131)는 수질 체크부(130)에서 체크된 수중 pH 농도나 온도, 압력 또는 탱크 내 공기압력 등에 관련된 수질정보를 액정 디스플레이수단 등을 통해 외부에 표출하여, 현장의 작업자들로 하여금 야채, 과일, 생선 등과 같은 식자재 세척에 사용되는 세척용수, 수영장이나 분수대 등에 사용되는 일반용수, 식물이나 작물 재배를 위한 농업용수, 또는 수족관이나 양식장 내 어패류 등의 사육을 위한 어업용수 등의 수질정보를 쉽게 인식하여 참고할 수 있게 한다.
수질정보 전송부(132)는 미리 지정된 적어도 하나 이상의 관제서버에 대한 URL 정보를 저장할 수 있으며, 전송 유/무선 통신수단을 구비하여 유선 또는 무선 인터넷 환경 구축시 상기 수질 체크부(130)에서 체크된 수중 pH 농도나 온도, 압력 또는 탱크 내 공기압력 등의 수질정보를 미리 지정된 URL의 관제서버로 전송함으로써, 관제센터의 서버 등에서 추후 필요에 따라 해당 수질 정보들을 활용하여 야채, 과일, 생선 등과 같은 식자재 세척에 사용되는 세척용수, 수영장이나 분수대 등에 사용되는 일반 용수, 또는 식물이나 작물 재배를 위한 농업용수, 수족관이나 양식장 내 어패류 등의 사육을 위한 어업용수 등의 수질정보를 관리할 수 있도록 한다.
콜드 플라즈마 처리부(140)는 이물질 제거부(120)의 후단에 설치되어 이물질, 부유물 등이 제거된 후의 물을 공급받으며, 수질 체크부(130)를 통해 체크된 수중 pH 농도와 수온, 수압, 및 탱크 내 공기 압력에 따라, 야채, 과일, 생선 등과 같은 식자재 세척에 사용되는 세척용수, 수영장이나 분수대 등에 사용되는 일반용수, 식물이나 작물 재배를 위한 농업용수, 수족관이나 양식장 내 어패류 등의 사육을 위한 어업용수 등에 사용 가능하도록 미리 설정된 기준 범위 이내의 값으로 물의 pH 농도 조절 및 살균 또는 정화를 위한 콜드 플라즈마 등을 포함하는 활성 라디칼을 발생시킨다. 이때 콜드 플라즈마 처리부(140)에서는 20~40℃ 범위 내의 저온 수중에서 1500V, 21KHz의 콜드 플라즈마 기술을 이용한 고전압 방전을 발생시켜 수중에 콜드 플라즈마를 발생시키고 오존, OH 라디칼, 과산화수소수, 수하 전자 등을 포함하는 다량의 활성종이 수중에서 용존되고 플라즈마 에너지에 의해 전기적으로 하전된 콜드 플라즈마 처리수를 생성한다.
여기서 콜드 플라즈마 처리부(140)는 도 2에 예시된 바와 같이 물탱크(100)에서 압송된 물의 입/출수를 위한 입수구(141a)와 출수구(141b)가 서로 반대방향에 형성된 수조로 이루어지며, 입수구(141a)는 수조의 측벽 하부에 형성되고 출수구(141b)는 수조의 측벽 상부에 형성된다. 또한 콜드 플라즈마 처리부(140)는 수조 내부에 하부격벽(142a)과 상부격벽(142b)이 입수구(141a)와 출수구(141b)에 대하여 수직하게 일정간격을 두고 엇갈리게 배치되어 수조 내에서 유로가 상하로 굽이치도록 다수의 세부 공간(143a-143c)으로 분리 구성되는 분리수조(141)로 구성되고, 이러한 분리수조(141)의 각 세부 공간(143a-143c) 내 20~40℃의 수중에서 다수의 플라즈마 토치(144a-144e)에 의해 적어도 1회 이상의 고전압 방전을 발생시켜 수중에 콜드 플라즈마를 생성하도록 구성될 수 있다.
이온수밀 접촉부(150)는 콜드 플라즈마 처리부(140)의 후단에 설치되며, 콜드 플라즈마 처리수 내 활성 라디칼을 물과 긴밀하게 접촉시켜 콜드 플라즈마 처리부 내 라디칼 용존도를 높이며, 콜드 플라즈마 처리수를 기액 분리부(160)로 공급하는 유로를 형성한다.
여기서 이온수밀 접촉부(150)는 도 3에 예시된 바와 같이 일측에 입수구(151a)가 형성되어 콜드 플라즈마 처리부(140)와 연결되고 타측에 출수구(151b)가 형성되어 기액 분리부(160)와 연결되는 중공형의 배관(150a)으로 이루어지며, 배관(150a)의 내부에는 입수구(151a)에서 출수구(151b)까지 이어지는 종격벽(152)이 내설되어 관내 유로가 종방향을 따라 제1유로(152a)와 제2유로(152b)로 분할 형성된다. 또한 상기 제1유로(152a)와 제2유로(152b)를 형성하는 배관(150a)의 각 내벽에는 다수 개의 제1격벽(153a)과 제2격벽(153b)이 일정간격을 두고 상호 엇갈리게 배치되되 유체의 흐름을 방해하도록 관의 중심부를 향하여 수직하게 배치되어 각 유로(152a,152b) 내에서 유속 및 유압을 감소시키도록 구성된다. 여기서 상기 종격벽(152)은 관내 유체의 흐름이 배관의 길이방향을 따라 물결모양을 형성하도록 지그재그형 격벽으로 형성되는 것이 바람직하다.
기액 분리부(160)는 이온수밀 접촉부(150)에서 라디칼 용존도가 증가된 콜드 플라즈마 처리수를 공급받아 콜드 플라즈마 처리수 내에 용존하는 기체를 물과 분리시켜 제거하여 콜드 플라즈마 살균수를 만든 후 환원부(180)로 공급한다.
이를 위하여 기액 분리부(160)는 도 4에 예시된 바와 같이 콜드 플라즈마 처리부(140)에 의해 처리된 콜드 플라즈마 처리수를 수용 가능한 크기의 수조(161)를 구비할 수 있다. 이러한 기액 분리부(160)의 수조(161)에는 처리수 유입을 위한 유입구(161a)가 수조의 측벽 상부 일측에 형성되고, 콜드 플라즈마 살균수의 배출을 위한 배출구(161b)가 수조의 측벽 하부 일측에 형성된다. 또한 이러한 기액 분리부(160)의 수조(161)에는 유체에서 분리된 기체의 배출을 위한 배기구(161c)가 수조의 상면에 형성되고, 상기 배출구(161b)를 통한 배수가 이루어지지 못할 경우 일정 높이의 수위에서 수조(161) 내부의 물을 외부로 유출시키기 위한 유출구(161d)가 수조의 측벽 상부의 일정 높이에 형성된다.
또한 상기 수조(161)의 유입구(161a)에는 이온수밀 접촉부(150)의 출수구(151b)와 연결되는 처리수 유입배관(162)이 삽입되어 수조(161) 내 저부까지 연장 설치되며, 이온수밀 접촉부(150)의 출수구(151b) 측 배관과 상기 처리수 유입배관(162) 사이에는 기액 분리부(160)로 유입되는 처리수의 압력 또는 유량 조절을 위한 압력/유량 조절밸브(166)가 설치된다.
또한 상기 수조(161)의 배출구(161b)에는 살균수 배출배관(163)이 삽입 설치되되 환원부(180)의 배수펌프(181)까지 연장되어 설치되며, 이러한 살균수 배출배관(163)에는 수조(161) 내 저부에서 살균수를 흡입할 수 있도록 수조(161) 내 저부를 향하여 개방된 저부 흡입구(163a)를 형성하여 수조 내 저부의 살균수를 흡입하여 외부로 배출할 수 있도록 구성된다.
또한 수조(161)의 배기구(161c)에는 배오존 제거부(170)로 연결되는 배기관(164)이 삽입 설치되어 액체와 분리된 기체가 수조(161) 내에서 배기관(164)을 통해 배오존 제거부(170)에 공급될 수 있도록 구성되며, 수조(161)의 유출구(161d)에는 수조(161)의 내측으로 오버플로우관(165)이 연설되되 수조(161) 내 저면부까지 그 길이가 연장 설치되어 상기 배출구(161b)를 통한 배수가 이루어지지 못할 경우 일정 높이의 수위에서 수조(161) 내부의 물을 외부로 유출시킬 수 있도록 구성된다.
배오존 제거부(170)는 활성탄 필터로 구성될 수 있으며, 기액 분리부(160)의 수조 상면에 형성된 배기구(161c)에 배기관(164)을 통해 설치되고, 기액분리부(160)에서 물과 분리된 기체가 유입되는 경우 그로부터 배오존을 제거하여 배출 공기를 정화한다.
환원부(180)는 배수펌프(181)로 구성되어 기액 분리부(160)의 수조(161) 하부의 배출구(161b)에 연설된 살균수 배출배관(163)에 연결 설치되며, 기액 분리부(160)에서 기체가 분리된 살균수를 물탱크(100)로 다량 환원시킨다.
이상과 같이 구성되는 본 발명에 의한 콜드 플라즈마 기술을 이용한 농·어업용 대용량 살균수 제조장치의 동작 및 그에 의한 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 야채, 과일, 생선 등과 같은 식자재 세척에 사용되는 세척용수, 수영장이나 분수대 등에 사용되는 일반용수, 식물이나 작물 재배를 위한 농업용수, 또는 수족관이나 양식장 내 어패류 등의 사육을 위한 어업용수 등으로 사용할 대용량의 물이 저장되는 물탱크(100)에서 수중 펌프(110)에 의해 물을 압송하여 이물질 제거부(120)로 유입시키면, 이물질 제거부(120)에서는 수중 펌프(110)에 의해 물탱크(100)에서 압송된 물속의 이물질 및 부유물 등을 이물질 제거용 필터를 이용하여 제거한 후 수질 체크부(130)에 유입시킨다.
수질 체크부(130)에서는 이물질 제거부(120)를 거쳐 이물질 제거된 후 콜드 플라즈마 처리부(140)의 수조(141) 내부로 유입되는 물의 pH 농도와 수온, 수압, 및 탱크 내 공기 압력 등에 관련된 수질정보를 체크하고, 아울러 상기 체크 결과값을 수질정보 표시부(131)와 수질정보 전송부(132) 및 콜드 플라즈마 처리부(140)로 각각 전달한다.
수질정보 표시부(131)는 수질 체크부(130)에서 체크된 수중 pH 농도나 온도, 압력 또는 탱크 내 공기압력 등에 관련된 수질정보를 액정 디스플레이수단 등을 통해 외부에 표출하여, 현장의 작업자들로 하여금 야채, 과일, 생선 등과 같은 식자재 세척에 사용되는 세척용수, 수영장이나 분수대 등에 사용되는 일반용수, 식물이나 작물 재배를 위한 농업용수, 또는 수족관이나 양식장 내 어패류 등의 사육을 위한 어업용수 등의 수질정보를 쉽게 인식하여 참고할 수 있게 한다.
수질정보 전송부(132)에서는 상기 수질 체크부(130)에서 체크된 수중 pH 농도나 온도, 압력 또는 탱크 내 공기압력 등의 수질정보를 유선 또는 무선 인터넷 환경 구축시 유/무선 통신수단을 통해 미리 지정된 URL의 서버로 전송한다, 이로써 관제센터의 서버 등에서는 추후 필요에 따라 해당 수질 정보들을 활용하여 야채, 과일, 생선 등과 같은 식자재 세척에 사용되는 세척용수, 수영장이나 분수대 등에 사용되는 일반 용수, 식물이나 작물 재배를 위한 농업용수, 또는 수족관이나 양식장 내 어패류 등의 사육을 위한 어업용수 등의 수질정보 들을 관리할 수 있게 될 것이다.
콜드 플라즈마 처리부(140)에서는 이물질 제거부(120)를 거쳐 이물질 제거된 후의 물을 공급받고, 수질 체크부(130)를 통해 체크된 결과값, 즉 물의 pH 농도와 수온, 수압, 및 탱크 내 공기 압력 등에 관련된 수질정보에 따라, 야채, 과일, 생선 등과 같은 식자재 세척에 사용되는 세척용수, 수영장이나 분수대 등에 사용되는 일반용수, 식물이나 작물 재배를 위한 농업용수, 또는 수족관이나 양식장 내 어패류 등의 사육을 위한 어업용수 등에 사용 가능하도록 미리 설정된 기준 범위 이내의 값으로 물의 pH 농도 조절 및 살균 또는 정화를 위한 콜드 플라즈마 등을 포함하는 활성 라디칼을 발생시킨다. 이때 콜드 플라즈마 처리부(140)에서는 이물질 제거된 후의 물을 입수구(141a)를 통해 공급받고, 1500V, 21KHz의 콜드 플라즈마 기술을 이용하여 수중에서 고전압 방전을 발생시켜 콜드 플라즈마를 발생시킴으로써 오존, OH 라디칼, 수하 전자 등을 포함하는 다량의 활성종이 수중에서 용존되고 플라즈마 에너지에 의해 전기적으로 하전된 콜드 플라즈마 처리수를 생성하여 출수구(141b)로 내보낸다. 이때 콜드 플라즈마 처리부(140)는 도 2에 예시된 바와 같이 상부가 개방된 하부격벽(142a)과 하부가 개방된 상부격벽(142b)이 수조 내부에 교대로 엇갈리게 형성되어 수조의 내부공간을 다수의 세부 공간(143a-143c)으로 분리시킨 분리수조(141)를 형성하게 되므로, 입수구(141a)를 통해 수조 내부로 유입된 물은 하부격벽(142a)과 상부격벽(142b)에 의해 상하로 굽이치면서 분리수조(141)의 세부 공간(143a-143c)을 순차적으로 거쳐 출수구(141b)로 출수될 수 있게 된다. 아울러 본 발명의 콜드 플라즈마 처리부(140)에서는 분리수조(141)의 각 세부 공간(143a-143c) 내의 수중에서는 다수의 플라즈마 토치(144a-144e)가 설치되어 1500V, 21KHz의 콜드 플라즈마 기술로 적어도 1회 이상의 고전압 방전을 발생시켜 를 생성할 수 있게 되므로, 본 발명의 콜드 플라즈마 처리부(140)를 거치게 되면 오존, OH 라디칼, 수하 전자 등을 포함하는 다량의 활성종이 수중에서 용존되고 플라즈마 에너지에 의해 전기적으로 하전된 높은 라디칼 용존도의 처리수를 얻을 수 있게 된다.
이와 같은 처리과정을 통해 콜드 플라즈마 처리부(140)의 출수구(141b)에서 나온 처리수는 이온수밀 접촉부(150)로 전달되고, 이러한 이온수밀 접촉부(150)에서는 콜드 플라즈마 처리부(140)에서 생성된 플라즈마 처리수를 통과시켜 물과 활성 라디칼을 긴밀하게 접촉시킨 후 기액 분리부(160)로 보낸다.
이때 이온수밀 접촉부(150)는 도 3에 예시된 바와 같이 중공형 배관(150a)의 내부에 입수구(151a)에서 출수구(151b)까지 이어지는 지그재그형 종격벽(152)이 내설되어 관내 유로가 종방향을 따라 제1유로(152a)와 제2유로(152b)로 분할 형성되어 있고, 또한 제1유로(152a)와 제2유로(152b)를 형성하는 배관(150a)의 각 내벽에는 다수 개의 제1격벽(153a)과 제2격벽(153b)이 일정간격을 두고 상호 엇갈리게 배치되되 관의 중심부를 향하여 수직하게 배치되어 유체의 흐름을 방해하도록 형성되므로, 각 유로(152a,152b) 내에서는 종격벽(152)과 각 격벽(153a,153b)에 의해 유속 및 유압이 감소되면서 아울러 유체의 흐름이 배관의 길이방향을 따라 물결모양으로 흐르게 되어 관내에서 활성 라디칼은 물과 긴밀하게 접촉될 수 있게 된다.
마지막으로 기액 분리부(160)에서는 이온수밀 접촉부(150)에서 생성된 콜드 플라즈마 처리수를 공급받아 콜드 플라즈마 처리수 내에 용존하는 기체를 물과 분리시켜 제거하여 콜드 플라즈마 살균수를 만든 후 환원부(180)로 공급한다. 여기서 기액 분리부(160)는 이온수밀 접촉부(150)에서 물과 활성 라디칼이 긴밀하게 접촉된 콜드 플라즈마 처리수를 수조(161)의 측벽 상면 일측에 형성된 유입구(161a) 및 처리수 유입배관(162)을 통해 공급받는다. 이때 수조(161)의 유입구(161a)에는 이온수밀 접촉부(150)의 출수구(151b)와 연결되는 처리수 유입배관(162)이 삽입되어 수조(161) 내 저부까지 연장 설치되므로 수조(161)에 유입되는 플라즈마 처리수는 수조 내 수면 아래로 직접 공급되어 저장되며 따라서 낙차에 의해 플라즈마 처리수의 액체와 기체가 강제 분리되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.
아울러 이온수밀 접촉부(150)의 출수구(151b) 측 배관과 처리수 유입배관(162) 사이에 연결된 압력/유량 조절밸브(166)를 이용하여 기액 분리부(160)의 수조(161)로 유입되는 처리수의 압력 또는 유량을 조절할 수 있게 된다.
한편, 수조 내 수면 아래로 직접 공급되어 저장되는 콜드 플라즈마 처리수는 저장 과정에서 액체와 기체가 분리되어 콜드 플라즈마 살균수로 변환되며, 이렇게 분리된 기체는 수조(161)의 상면에 형성된 배기구(161c) 및 배기관(164)을 통해 배오존 제거부(170)로 배출하게 되고, 기체가 분리된 콜드 플라즈마 살균수는 수조 내에 저장되어 환원부(180)의 배수 펌프(181)가 가동되는 경우 펌프의 압력에 의해 살균수 배출배관(163)에 형성된 저부 흡입구(163a)에서 배관 내부로 흡입되며, 수조(161)의 측벽 하부 일측에 형성된 배출구(161b)를 통해 외부로 배출할 수 있게 된다.
또한 상기와 같은 기액 분리부(160)에는 일정 높이의 수위에서 수조(161) 내부의 물을 외부로 유출시키기 위한 유출구(161d)가 수조의 측벽 상부의 일정 높이에 형성되어 있게 되므로, 상기와 같은 배출구(161b)를 통한 배수가 제대로 이루어지지 못할 경우 수조 내부의 수위가 일정 높이 이상으로 상승하게 되면 수조(161) 내 저부까지 연설된 오버플로우관(165) 및 유출구(161d)를 통해 콜드 플라즈마 처리수를 외부로 유출시킴으로써 수조(161) 내부의 수위를 일정 높이로 유지할 수 있게 된다.
한편, 기액 분리부(160)의 배기구(161c)에는 활성탄 필터로 구성된 배오존 제거부(170)가 설치되어 있게 되므로, 기액 분리부(160)에서 물과 분리된 기체에 잔존하는 배오존을 배오존 제거부(170)에서 제거하여 정화된 공기가 배출될 수 있게 되며, 아울러 기액 분리부(160)의 살균수 배출배관(163)에 연결된 환원부(180)에서는 기액 분리부(160)에서 기체가 분리된 후의 콜드 플라즈마 살균수를 물탱크(100)로 다량 환원시킴으로써 세척용수, 일반용수, 농업용수, 또는 어업용수 등으로 사용 가능한 대용량의 콜드 플라즈마 살균수를 얻을 수 있게 된다.
이로써 본 발명은 원수 또는 양액 또는 재활용수 등을 수중 펌프로 유입시켜 필터링처리를 통해 부유 물질 등의 이물질을 제거하고 수중 pH 농도나 온도, 압력 또는 탱크 내 공압 등의 조건을 체크하여 해당 수치값을 표시하며, 콜드 플라즈마 기술을 이용하여 원수 또는 양액 또는 재활용수 등에 다량의 라디칼을 생성한 후 3중 구조의 격벽으로 이루어진 이온수밀 접촉부를 통해 물과 라디칼을 긴밀하게 접촉시켜 수질을 효율적으로 살균 및 정화하고 살균수 내 기체를 효율적으로 분리 및 제거하여, 야채, 과일, 생선 등과 같은 식자재 세척에 사용되는 세척용수, 수영장이나 분수대 등에 사용되는 일반용수, 식물이나 작물 재배 등에 유익한 농업용수, 수족관이나 양식장 내 어패류 등의 사육에 유익한 어업용수를 대용량으로 즉시 제공할 수 있도록 하며, 또한 살균수에서 분리된 기체의 배기통로에서 기체 내에 함유된 유해성분을 필터링하여 배출할 수 있도록 함으로써 유해 배기가스 등에 의한 대기오염 또는 환경오염 등을 줄일 수 있게 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 물탱크 110 : 수중펌프
120 : 이물질 제거부 130 : 수질 체크부
131 : 수질정보 표시부 132 : 수질정보 전송부
140 : 콜드 플라즈마 처리부 141 : 분리수조
141a,151a : 입수구 141b,151b : 출수구
142a : 하부격벽 142b : 상부격벽
143a-143c : 세부 공간 144a-144e : 플라즈마 토치
150 : 이온수밀 접촉부 150a : 배관
152 : 종격벽 152a : 제1유로
152b : 제2유로 153a : 제1격벽
153b : 제2격벽 160 : 기액 분리부
161 : 수조 161a : 유입구
161b : 배출구 161c : 배기구
161d : 유출구 162 : 처리수 유입배관
163 : 살균수 배출배관 163a : 저부 흡입구
164 : 배기관 165 : 오버플로우관
166 : 압력/유량 조절밸브 170 : 배오존 제거부
180 : 환원부 181 : 배수펌프
120 : 이물질 제거부 130 : 수질 체크부
131 : 수질정보 표시부 132 : 수질정보 전송부
140 : 콜드 플라즈마 처리부 141 : 분리수조
141a,151a : 입수구 141b,151b : 출수구
142a : 하부격벽 142b : 상부격벽
143a-143c : 세부 공간 144a-144e : 플라즈마 토치
150 : 이온수밀 접촉부 150a : 배관
152 : 종격벽 152a : 제1유로
152b : 제2유로 153a : 제1격벽
153b : 제2격벽 160 : 기액 분리부
161 : 수조 161a : 유입구
161b : 배출구 161c : 배기구
161d : 유출구 162 : 처리수 유입배관
163 : 살균수 배출배관 163a : 저부 흡입구
164 : 배기관 165 : 오버플로우관
166 : 압력/유량 조절밸브 170 : 배오존 제거부
180 : 환원부 181 : 배수펌프
Claims (7)
- 물탱크(100)에 설치되며, 압력 작용으로 물탱크(100)내 물을 배관을 통해 콜드 플라즈마 처리부(140)로 압송하는 수중 펌프(110);
상기 물탱크(100)와 연결되는 배관에 설치되며, 수중 펌프(110)에 의해 물탱크(100)에서 압송되는 수중 이물질, 부유물을 제거하는 이물질 제거부(120);
상기 이물질 제거부(120)의 후단에 설치되며, 이물질 제거부(120)를 거친 물의 수중 pH 농도와 수온, 수압, 및 탱크 내 공기 압력을 체크하는 수질 체크부(130);
상기 수질 체크부(130)에서 체크된 수중 pH 농도나 온도, 압력 또는 탱크 내 공기압력에 관련된 수질정보를 표시하는 수질정보 표시부(131);
인터넷 환경 구축시 상기 체크된 수질정보를 미리 지정된 URL의 서버로 전송하는 수질정보 전송부(132);
상기 수질 체크부(130)의 후단에 설치되며, 수질 체크부(130)를 통해 체크된 수중 pH 농도와 수온, 수압, 및 탱크 내 공기 압력에 따라, 세척용수, 일반용수, 농업용수, 어업용수에 사용 가능하도록 미리 설정된 기준 범위 이내의 값으로 물의 pH 농도 조절 및 살균 또는 정화를 위한 콜드 플라즈마를 포함하는 활성 라디칼을 발생하여 콜드 플라즈마 처리수를 생성하는 콜드 플라즈마 처리부(140);
상기 콜드 플라즈마 처리부(140)의 후단에 설치되며, 콜드 플라즈마 처리부(140)에서 생성된 플라즈마 처리수를 통과시켜 콜드 플라즈마 처리수 내 활성 라디칼을 물과 긴밀하게 접촉시켜 콜드 플라즈마 처리수의 라디칼 용존도를 높이는 이온수밀 접촉부(150);
상기 이온수밀 접촉부(150)에서 생성된 콜드 플라즈마 처리수를 공급받아 콜드 플라즈마 처리수 내에 용존하는 기체를 물과 분리시켜 제거한 후 환원부(180)로 공급하는 기액 분리부(160);
상기 기액 분리부(160)의 수조 상면에 형성된 배기구(161c)에 배기관(164)을 통해 설치되어, 기액 분리부(160)에서 물과 분리된 기체로부터 배오존을 제거하여 배출 공기를 정화하는 배오존 제거부(170); 및,
배수펌프(181)로 구성되어 상기 기액 분리부(160)의 수조(161) 하부의 배출구(161b)에 연결된 살균수 배출배관(163)에 연결 설치되며, 기액 분리부(160)에서 기체가 분리된 살균수를 물탱크(100)로 다량 환원시키는 환원부(180);를 포함하여 구성되며,
상기 콜드 플라즈마 처리부(140)는,
물탱크(100)에서 압송된 물의 입/출수를 위한 입수구(141a)와 출수구(141b)가 수조의 서로 대향하는 측벽에 형성되고, 수조 내부에 하부격벽(142a)과 상부격벽(142b)이 상기 입수구(141a)와 출수구(141b)에 대하여 수직하게 일정간격을 두고 엇갈리게 배치되어 수조 내에서 유로가 상하로 굽이치도록 다수의 세부 공간(143a-143c)으로 분리 구성되는 분리수조(141)로 구성되고,
상기 분리수조(141)의 각 세부 공간(143a-143c) 내 20~40℃의 수중에서 다수의 플라즈마 토치(144a-144e)에 의해 적어도 1회 이상의 고전압 방전을 발생시켜 수중에 콜드 플라즈마를 생성하도록 구성되며,
상기 이온수밀 접촉부(150)는,
상기 일측에 입수구(151a)가 형성되어 콜드 플라즈마 처리부(140)와 연결되고 타측에 출수구(151b)가 형성되어 기액 분리부(160)와 연결되는 중공형의 배관(150a)으로 이루어지며,
상기 배관(150a)의 내부에는 입수구(151a)에서 출수구(151b)까지 이어지는 종격벽(152)이 내설되어 관내 유로가 종방향을 따라 제1유로(152a)와 제2유로(152b)로 분할 형성되고,
상기 제1유로(152a)와 제2유로(152b)를 형성하는 배관(150a)의 각 내벽에는 다수 개의 제1격벽(153a)과 제2격벽(153b)이 일정간격을 두고 상호 엇갈리게 배치되되 유체의 흐름을 방해하도록 관의 중심부를 향하여 수직하게 배치되어 각 유로(152a,152b) 내에서 유속 및 유압을 감소시키도록 구성되며,
상기 기액 분리부(160)는,
콜드 플라즈마 처리부(140)에 의해 처리된 콜드 플라즈마 처리수를 수용 가능한 크기의 수조(161)로 이루어지며,
상기 수조(161)에는 살균수 유입을 위한 유입구(161a)가 수조의 측벽 상부 일측에 형성되고, 콜드 플라즈마 살균수의 배출을 위한 배출구(161b)가 수조의 측벽 하부 일측에 형성되며, 유체에서 분리된 기체의 배출을 위한 배기구(161c)가 수조의 상면에 형성되고, 상기 배출구(161b)를 통한 배수가 이루어지지 못할 경우 일정 높이의 수위에서 수조(161) 내부의 물을 외부로 유출시키기 위한 유출구(161d)가 수조의 측벽 상부의 일정 높이에 형성되며,
상기 수조(161)의 유입구(161a)에는 이온수밀 접촉부(150)와 연결되는 처리수 유입배관(162)이 삽입되어 수조(161) 내 저부까지 연장 설치되고, 이온수밀 접촉부(150)와 상기 처리수 유입배관(162) 사이에는 기액 분리부(160)로 유입되는 살균수의 압력 또는 유량 조절을 위한 압력/유량 조절밸브(166)가 설치되며,
상기 수조(161)의 배출구(161b)에는 살균수 배출배관(163)이 삽입 설치되되 환원부(180)의 배수펌프(181)까지 연장되어 설치되고, 살균수 배출배관(163)에는 수조(161) 내 저부에서 살균수를 흡입할 수 있도록 수조(161) 내 저부를 향하여 개방된 저부 흡입구(163a)를 형성하여 수조 내 저부의 살균수를 흡입하여 외부로 배출할 수 있도록 구성되며,
상기 수조(161)의 배기구(161c)에는 배오존 제거부(170)로 연결되는 배기관(164)이 삽입 설치되어 액체와 분리된 기체가 수조(161) 내에서 배기관(164)을 통해 배오존 제거부(170)에 공급될 수 있도록 구성되고,
상기 수조(161)의 유출구(161d)에는 수조(161)의 내측으로 오버플로우관(165)이 연설되되 수조(161) 내 저면부까지 그 길이가 연장 설치되어 상기 배출구(161b)를 통한 배수가 이루어지지 못할 경우 일정 높이의 수위에서 수조(161) 내부의 물을 외부로 유출시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 콜드 플라즈마 기술을 이용한 농·어업용 대용량 살균수 제조장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 종격벽(152)은,
관내 유체의 흐름이 배관의 길이방향을 따라 물결모양을 형성하도록 지그재그형 격벽으로 형성되는 것을 특징으로 하는 콜드 플라즈마 기술을 이용한 농·어업용 대용량 살균수 제조장치. - 삭제
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