KR19990008868U - 디퓨저 부착 자외선 살균 장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 수조에 저장된 물을 살균하기 위한 살균장치에 관한 것이다. 본 고안은 설치가 용이하고, 자외선 램프를 수용하는 관에 산화철 등 불순물이 부착되는 것을 방지하며, 오존의 자외선에 의한 광분해 메커니즘을 이용한 효과적인 살균장치를 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 살균 장치는 자외선 발생기와, 오존 등의 기체 디퓨저와, 이들의 결합 장치와, 이들을 수조에 고정하는 고정장치를 구비한다. 자외선 발생기는 수직 방향으로 배향되는 자외선 램프와, 자외선 램프를 수용하고 램프를 물로부터 보호하기 위한 램프 보호관과, 램프 보호관을 지지하기 위하여 이격 배치되는 다수의 지지판을 구비한다. 각 지지판에는 보호관을 삽입하기 위한 제1구멍 및 결합장치를 위한 제2구멍 그리고 물의 흐름을 위한 채널이 형성되어 있다. 기체 디퓨저는 자외선 발생기의 하단에 부착되며, 다수의 구멍을 갖는 본체와 기체 유입관을 구비한다. 결합 장치는 제2구멍을 통해 연장되는 막대로 구성된다.
Description
본 고안은 수조에 저장된 물을 살균하기 위한 살균장치에 관한 것으로서, 특히 기체 디퓨저가 부착된 자외선 살균 장치에 관한 것이다.
자외선 살균 장치는 자외선 램프에서 발생하는 살균 파장(253.7 nm)을 이용하여 물 속의 세균, 바이러스 등 유해 미생물을 살균한다. 살균 효율은 물 속의 탁도, 용존 물질, 조사거리 등에 의해 좌우된다. 그런데, 물 속에 있는 용존 철은 자외선 파장에 산화된다. 이 산화철이 석영관에 달라붙어 조사 장애가 발생한다. 석영관에 달라붙은 산화철은 제거하기 위하여 자주 청소하여야 하는데, 이때마다 램프를 끄고 켜야 한다. 램프의 점멸이 잦으면 램프 수명이 짧아진다는 문제점이 있다.
한편 자외선 살균장치와 함께 오존을 이용하여 살균하는 방법이 도입되었다. 이를 위하여 오존 디퓨저를 수조의 바닥에, 자외선 램프를 수조의 상부에 수평 또는 수직 방향으로 배치시키는 방법이 제시되었다. 그러나, 오존 디퓨저를 바닥에 설치하는 작업은 많은 시간과 높은 숙련도를 요구한다. 오존 디퓨저와 자외선 램프를 별도로 설치해야 하는 점도 불편하였다. 자외선 램프를 벽면에 움직이지 않게 안정된 상태를 유지하도록 고정해야 하므로 별도의 지지대도 필요하였다.
본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 자외선 램프를 수용하는 관에 산화철이 부착되는 것을 방지하는 살균 장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 수조 내에 용이하게 설치할 수 있는 살균 장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 자외선 살균기가 별도의 지지대가 없이도 안정된 상태를 유지할 수 있는 살균 장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 물 속에 오존을 공급하고, 용존 오존의 자외선에 의한 광분해 메커니즘을 이용하여 빠른 시간 내에 유리산소와 OH 래디컬을 형성하여 살균하고 용존 산소의 양을 증가시키는 살균 장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 디퓨저로부터 나오는 오존 기포가 자외선 램프에 근접하여 상승하게 함으로써 살균 효과를 높일 수 있는 살균 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 수조에 설치된 본 고안에 따른 살균장치를 도시한 도면.
도 2는 본 고안의 따른 살균 장치의 사시도.
도 3은 본 고안에 따른 살균 장치의 지지판의 사시도
도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따른 디퓨저의 부분 사시도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
9 : 살균 장치12 : 자외선 발생기
14 : 디퓨저24 : 디퓨저 본체
30 : 입구관36 : 디퓨저 하우징
41 : 석영관44 : 자외선 램프
46 : 상부 지지판48 : 하부 지지판
50 : 중간 지지판62 : 금속막대
76 : 끈80 : 제1구멍
81 : 채널83 : 제2구멍
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 수조에 저장된 물을 살균하기 위한 자외선 살균 장치에 있어서, 수직 방향으로 배향되는 자외선 램프와 상기 자외선 램프를 수용하고 램프를 물로부터 보호하기 위한 램프 보호관을 구비하는 자외선 발생기와, 상기 자외선 발생기의 하단에 부착되며 기체 유입관을 구비하는 기포 발생 수단과, 상기 자외선 발생기와 상기 기포 발생 수단을 결합하기 위한 결합 수단과, 상기 결합된 자외선 발생기와 상기 기포 발생 수단을 수조 내에 설치하기 위한 설치 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 살균 장치를 제공한다.
본 고안의 다른 측면에 따르면, 수조에 저장된 물을 살균하기 위한 자외선 살균 장치에 있어서, 수직 방향으로 배향되는 자외선 램프와, 상기 자외선 램프를 수용하고 램프를 물로부터 보호하기 위한 램프 보호관과, 상기 램프 보호관을 지지하기 위하여 이격 배치되는 다수의 지지판을 구비하며, 각 지지판에는 제1구멍 및 제2구멍이 형성되고, 상기 제1구멍에는 보호관이 삽입되며, 상기 지지판을 연결하는 막대가 각 지지판의 상기 제2구멍을 통하여 연장되는 자외선 발생기와, 상기 자외선 발생기의 하단에 부착되며, 다수의 구멍을 갖는 본체와 기체 유입관을 구비하는 기체 디퓨저와, 상기 자외선 발생기와 상기 기체 디퓨저를 결합하기 위한 결합 수단과, 상기 결합된 자외선 발생기와 상기 기체 디퓨저를 수조 내에 설치하기 위한 설치 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 살균 장치가 제공된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 고안에 따른 살균 장치를 수조에 설치된 상태로 도시하고 있다. 살균 장치(9)는 자외선 발생기(12)와, 자외선 발생기(12)의 일단에 부착된 기체 디퓨저(14)와, 자외선 발생기(12)와 기체 디퓨저(14)를 결합하기 위한 금속 막대(62)와, 자외선 발생기를 수조 내에 설치하기 위한 설치용 끈(76)으로 구성된다. 살균 장치(9)는 디퓨저(14)가 하부에 위치하도록 수조(19) 내에 설치된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 자외선 발생기(12)는 석영관(41)과 자외선 램프(44)로 이루어진다. 석영관(41)은 단면이 원형인 길다란 관이며 중공형이다. 석영관(41)의 일단부는 적절한 방법에 의해 물이 관내로 들어오지 못하도록 폐쇄된다.
자외선 램프(44)는 통상의 살균용 자외선 램프이다. 자외선 램프는 석영관(41)의 폐쇄되지 않는 다른 단부를 통하여 석영관(41)에 삽입된다. 자외선 램프(44)는 양단에 연결된 도선(43)을 통하여 전기가 공급된다. 램프의 도선(43)은 커넥터(55) 통하여 외부 전기 공급 도선과 연결된다.
석영관(41)의 다른 단부는 마개(52)에 의해 폐쇄된다. 마개(52)에는 외부 전기 공급 도선을 수용할 수 있는 전선관(57)이 부착된다. 외부 전기 공급 도선은 전선관(57)과 마개(52)를 통하여 연장되어 커넥터(55)를 거쳐 램프(44)의 도선(43)과 연결된다. 석영관(41)은 내부의 램프(44)를 물로부터 격리시키며, 자외선이 투과할 수 있다. 자외선을 투과시킬 수 있으며 물로부터 램프(44)를 격리시킬 수 있는 것이라면 어느 것이라도 석영관 대신 램프 보호관으로 사용할 수 있다.
석영관(41)을 지지하기 위하여 상부 지지판(46), 하부 지지판(48), 중간 지지판(50)이 제공된다. 상부 지지판(46)은 석영관(41)의 마개(52) 가까이 배치된다. 하부 지지판(48)은 폐쇄된 일단부 근처에 배치된다. 중간 지지판(50)은 상부 지지판(46)과 하부 지지판(48) 사이에 배치된다. 본 고안의 바람직한 실시예에서는 중간 지지판(50)이 한 개이지만 두 개 이상일 수도 있다. 중간 지지판(50)을 생략할 수도 있다.
도 3을 참조하면, 각각의 지지판(46,48,50)은 중앙에 형성된 석영관(41)을 수용하기 위한 원형의 제1구멍(80)을 갖는다. 또한 지지판(46,48,50)은 물 및 기포의 흐름을 위한 다수의 채널(81)을 갖는다. 채널(81)은 원형의 관통 구멍으로 이루어지며 석영관(41) 삽입용 제1구멍(80) 주위에 동심원상으로 배치된다. 그러나, 채널(81)의 형상 및 배치는 이에 한정되는 것이 아니며, 물의 흐름을 원활하게 하는 것이라면 어떠한 것이라도 좋다. 지지판(46,48,50)은 금속 막대(62)가 통과할 수 있는 제2구멍(83)을 갖는다. 각 지지판(46,48,50)은 고무 또는 합성 수지로 만들어지나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직한 실시예에서 지지판(46,48,50)은 원형이나 이에 한정되는 것은 아니며, 석영관을 지지할 수 있고 물의 흐름을 원활하게 할 수 있는 형상이라면 어느 것이라도 사용할 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 기체 디퓨저(14)는 자외선 발생기(12)와 일체로 부착되는데, 석영관의 폐쇄된 단부 근처에서 부착되도록 배치된다. 기체 디퓨저(14)는 디퓨저 본체(24)와, 디퓨저 본체를 지지하기 위한 본체의 일단부에 결합된 상판(26)과, 다른 단부에 결합된 하판(28)을 구비한다. 디퓨저 본체(24)는 원통형이며, 다수의 미세 구멍이 형성되어 있다. 상판(26)은 자외선 살균기(12)의 하부 지지판(48)과 맞닿아 있다. 상판(26)과 하판(28)에는 결합용 구멍이 있다. 디퓨저 본체(24)의 일단부 기체가 유입되는 입구관(30)이 구비되어 있다. 입구관(30)에는 연결 튜브(32)가 연결된다. 연결 튜브(32)는 수조 외부로 연장되어 기체 공급 장치에 연결된다. 다른 실시예에서는 디퓨저의 하부에 디퓨저 하우징(36)이 설치될 수도 있다. 디퓨저 하우징(36)에 대해서는 후술한다.
도 2를 참조하면 살균 장치(9)는 자외선 발생기(14)와 기체 디퓨저(14)를 결합하기 위하여 금속 막대(62)를 구비한다. 금속 막대(62)는 지지판(46,48,50)의 제2구멍(83)과 디퓨저(12)의 상판(26)과 하판(28)의 결합 구멍을 관통하여 연장된다. 상기 금속 막대(62)의 양단에는 나사(64)가 형성되어 있다. 너트(69)가 자외선 발생기(12) 상부 지지판(46)과 디퓨저(14)의 하판(28) 각각의 양측에 제공되어 자외선 발생기(12)와 디퓨저(14)를 결합한다. 자외선 발생기(12)와 기체 디퓨저(14)의 결합 방법 및 그 수단은 이러한 금속 막대(62)에 제한되는 것은 아니며, 자외선 발생기(12)와 기체 디퓨저(14)를 결합할 수 있는 것이라면 어느 것이라도 사용할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 끈(76)이 금속 막대(62)에 제공된다. 이 끈(76)은 수조(19)의 천장부에 마련된 돌기의 구멍에 고정된다 (도 1 참조). 끈(76)을 수조(19)에 고정하면, 살균 장치(9)는 도 1에 도시된 바와 같이, 디퓨저(14)가 자외선 발생기(12)의 아래에 오도록 수직방향으로 배향된다. 그러나, 살균 장치(9)를 수조에 설치하는 방법 및 수단은 이에 한정되지 않는다.
도 4를 참조하면, 본 고안의 다른 실시예에서는 디퓨저(14)의 하부가 디퓨저 하우징(36)으로 둘러싸여 있다. 디퓨저 하우징(36)은 일단부가 폐쇄되고 다른 단부가 개방된 원통형이다. 디퓨저 하우징(36)은 개방된 일단부(86)를 통하여 디퓨저(14)를 수용한다. 하우징(36)의 하부에는 물이 유입될 수 있는 유입 구멍(88)이 마련되어 있다. 디퓨저(14)의 입구관(30)은 하우징(36)의 벽을 관통하여 외부로 연장된다.
이하 도 1를 참조하여 본 고안에 따른 살균 장치(9)의 작용에 대해 설명한다. 자외선 살균기(12)는 자외선 램프(44)에서 발생하는 살균 파장(253.7 nm)을 이용하여 물 속의 세균, 바이러스 등 유해 미생물을 살균한다. 디퓨저(14)에 연결 튜브(32)와 입구관(30)을 통하여 공기가 공급되면, 디퓨저(14)에서 기포가 발생한다. 기포는 석영관(41) 주위를 거쳐 위로 상승한다. 기포의 상승과 함께 물도 함께 상승하여 물의 순환이 이루어진다. 자외선 램프(44)의 자외선이 순환되는 물에 포함된 유해 미생물을 제거한다. 지지판(46,48,50)의 채널을 통하여 물이 유동할 수 있으므로, 석영관의 아주 가까운 위치에서도 물과 기포의 흐름이 형성된다.
디퓨저에 공기 대신 오존(O3)을 공급할 수 있다. 오존은 자외선 영역의 빛을 흡수하며, 특히 파장이 254 nm인 자외선을 흡수하는 성질이 가장 강하다. 이 자외선에 의해 오존은 물분자(H2O)와 반응하여 O3(Ozonide 래디컬)과 HO2 -이 생성되고, 이 반응의 결과로 유리 산소와 OH 래디컬이 생성된다. 이를 통하여 살균 작용이 이루어진다.
도 4를 참조하면, 물은 디퓨저 하우징(36)의 하부 유입 구멍(88)을 통하여 하우징(36) 내로 유입된다. 유입된 물은 상부의 개방된 부분을 통하여 기포와 함께 상승한다.
이와 같은 구성과 작용에 의해 본 고안은 다음과 같은 효과를 가진다. 디퓨저(14)가 자외선 살균기(12)의 수직 방향의 바로 아래에 위치하므로 디퓨저(14)에서 발생하는 기포의 상승과 함께 물의 흐름이 석영관 주위에서 생긴다. 석영관(14)를 지지하는 지지판(80)에도 채널(81)이 형성되어 있으므로, 물과 기포의 흐름이 석영관과 아주 근접한 곳에서도 원활하게 이루어진다. 이에 따라, 석영관에 산화철 등 산화된 물질 또는 불순물이 달라붙는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. 따라서 석영관에서 산화철을 제거하는 청소를 자주 할 필요가 없어진다. 자외선 램프(44) 점멸회수도 감소하므로 램프(44)의 수명이 연장된다. 또한 물의 흐름은 수조에 저장된 전체 물에 자외선을 조사할 수 있게 하므로 전체 수조의 물에 포함된 미생물을 살균할 수 있고 2차 오염도 방지할 수 있다.
또한, 본 고안의 살균 장치는 자외선 살균기(12)에 디퓨저(14)가 부착되어 있으므로 수조 내에 설치하는 것이 용이하다. 또한 자외선 살균기의 하부에 부착된 디퓨저의 하중에 의해 살균 장치는 별도의 지지대 없이 살균 장치를 수조의 천장에 매다는 것만으로도 안정된 상태를 유지하는 효과가 있다.
디퓨저(14)에 오존을 공급하여 오존 기포를 수조에 저장된 물 속에서 발생시키면, 자외선만으로 살균하는 것보다 살균 효과가 증대한다. 특히 디퓨저(14)가 자외선 살균기(12)의 바로 아래에 위치하므로, 상승하는 오존 기포에 자외선이 잘 조사된다. 지지판(46)의 채널(81)은 오존의 기포가 석영관의 아주 근접한 위치를 지나게 한다. 이에 따라, 오존으로부터 OH 래디컬이 빠른 시간 내에 생성되므로 살균 효과는 더욱 커진다. 또한 오존의 반응 결과 형성되는 유리 산소는 물 속의 용전 산소의 양을 늘이는 효과가 있다.
디퓨저 하우징(36)은 하부로부터 물이 유입되어 상부로 흐르게 하므로 물의 흐름이 원활하게 해주는 효과가 있다.
Claims (5)
- 수조에 저장된 물을 살균하기 위한 자외선 살균 장치에 있어서,수직 방향으로 배향되는 자외선 램프와 상기 자외선 램프를 수용하고 램프를 물로부터 보호하기 위한 램프 보호관을 구비하는 자외선 발생기와,상기 자외선 발생기의 하단에 부착되며, 기체 유입관을 구비하는 기포 발생수단과,상기 자외선 발생기와 상기 기포 발생 수단을 결합하기 위한 결합 수단과,상기 결합된 자외선 발생기와 상기 기포 발생 수단을 수조 내에 설치하기 위한 설치 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 살균 장치.
- 수조에 저장된 물을 살균하기 위한 자외선 살균 장치에 있어서,수직 방향으로 배향되는 자외선 램프와, 상기 자외선 램프를 수용하고 램프를 물로부터 보호하기 위한 램프 보호관과, 상기 램프 보호관을 지지하기 위하여 이격 배치되는 다수의 지지판을 구비하며, 각 지지판에는 제1구멍 및 제2구멍이 형성되어 있으며, 상기 제1구멍에는 상기 보호관이 삽입되며, 상기 지지판을 연결하는 막대가 각 지지판의 상기 제2구멍을 통하여 연장되는 자외선 발생기와,상기 자외선 발생기의 하단에 부착되며, 다수의 구멍을 갖는 본체와 기체 유입관을 구비하는 기체 디퓨저와,상기 자외선 발생기와 상기 기체 디퓨저를 결합하기 위한 결합 수단과,상기 결합된 자외선 발생기와 상기 기체 디퓨저를 수조 내에 설치하기 위한 설치 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 살균 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 지지판은 보호관 주위에 배치되며 물 또는 상기 디퓨저에서 발생하는 기포를 통과시키는 다수의 채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 살균 장치.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 디퓨저는 본체의 양단에 부착되며 구멍이 형성된 상판 및 하판을 구비하며, 상기 결합 수단은 상기 자외선 발생기의 지지판에 형성된 상기 제2구멍과 상기 상판 및 하판에 형성된 구멍을 통하여 연장되는 상기 막대인 것을 특징으로 하는 살균 장치.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 디퓨저는 상기 디퓨저 본체의 하단의 적어도 일부분을 수용할 수 있으며, 하부에는 물의 유입구가 형성되어 있고, 상부에는 유출구를 형성된 디퓨저 하우징(36)을 구비하는 것을 특징으로 하는 살균 장치.
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