KR20000012186A

KR20000012186A - 오존을이용한원수소독장치

Info

Publication number: KR20000012186A
Application number: KR1019990019405A
Authority: KR
Inventors: 신영일
Original assignee: 신영일
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2000-03-06
Also published as: KR100298226B1

Abstract

수원지에서 양수하는 원수를 소독하기 위해 오존을 발생시키고, 오존과 함께 발생하는 질산염을 제거한 후, 벤츄리관에 의해 혼합함으로써 원수와 혼합되는 오존의 비율을 향상시킨다. 공기를 흡입하여 제올라이트에 의해 질소를 제거하여 산소를 발생시키고, 그 산소에 고압방전을 가하여 오존을 발생시킨다. 발생된 오존은 열제거부에서 열이 제거되어 냉각되고, 질산염 제거부에서 오존과 함께 발생된 질산염이 제거된다. 질산염제거부에는 물이 충전되어 있으며, 이 물에 질산염이 녹아 제거된다. 질산염이 녹아있는 물은 보충수가 공급되어 질산염 제거부에서 외부로 배출된다. 수원지에서 흡입되는 원수에서 오존의 과포화상태를 검출하여 오존 과포화 상태일 경우 원수에 존재하는 오존을 산소로 환원한다. 이렇게 일정량 이하로 오존이 제거된 원수는 양수모터로 양수되어 오존혼합부에서 벤츄리관의 원리에 의해 오존과 혼합된다.

Description

오존을 이용한 원수소독장치{NATURAL WATER STERILIZER USING OZONE}

본 발명은 원수 소독장치에 관한 것으로, 특히 수원지에서 양수한 물을 소독하여 질좋은 원수로 처리하는 오존을 이용한 원수 소독장치에 관한 것이다.

수원지에서 원수를 양수하여 양어장이나 수영장등에 사용하는 경우 이 원수에는 수많은 세균, 바이러스 기타 미생물등이 존재한다. 이러한 원수를 소독하지 않고 양어장에 사용하는 경우, 각종 세균에 의해 양어장의 어류가 질병에 걸려 폐사함으로써 막대한 피해를 입을 수 있으며, 수영장에서도 소독을 안하고 사용하는 경우 수영을 즐기던 사람들에게 여러 가지 질병에 걸리게 할 수 있다.

이러한 원수를 소독하기 위하여 염소를 사용하는 경우 반복적인 소독에 의해 염소의 농도가 높아지면 어종이 폐사할 수도 있으며, 수영장을 이용하는 사람들의 눈을 상하게 할 수도 있다. 염소를 사용하지 않는 방법으로 오존에 의해 살균하는 방법이 종래 제안되었으며, 종래의 오존발생장치는 교류를 이용하여 고압을 발생시켜 오존을 만들었다. 그러나 이러한 교류에 의한 오존발생 방법은 전류가 과다하게 흐를수 있어 감전의 위험이 있었으며, 방전관이나 전극의 부식이 심해지는 문제가 있었다.

또한, 종래의 오존소독장치는 원수가 담겨있는 수조의 바닥에 오존공급관을 설치하여 오존을 배출함으로써 오존이 자연히 원수에 녹게하였지만, 이러한 방식은 발생된 오존의 30%만이 원수에 녹아 효율성이 낮았다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 오존을 발생시켜 수원지에서 흡입되는 원수를 소독하는 오존을 이용한 원수 소독장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 오존발생시 함께 발생하는 질산염을 제거할 수 있는 오존을 이용한 원수 소독장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 원수에 혼합되는 오존의 비율을 향상시키는 오존을 이용한 원수 소독장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 수단은 공기를 흡입하여 질소를 제거하여 산소를 발생시키는 산소발생부와; 상기 산소발생부에서 산소를 공급받아 오존을 발생시키는 오존발생부와; 상기 오존발생부에서 공급되는 오존에서 열을 제거하는 열제거부와; 상기 열제거부를 통하여 공급되는 오존에서 질산염을 제거하는 질산염제거부와; 상기 질산염 제거부에 물을 공급하는 질산염 제거수보충부와; 수원지에서 흡입되는원수에서 오존의 과포화상태를 검출하는 오존검출부와; 상기 오존검출부에서 오존 과포화 신호를 받으면 원수에 존재하는 오존을 산소로 환원하는 오존환원부와; 상기 오존환원부를 통과하는 원수를 펌핑하는 원수양수부와; 상기 원수양수부에서 공급되는 원수에 상기 질산염제거부를 통하여 공급되는 오존을 혼합하는 오존혼합부로 구성된다.

도 1은 본 발명에 의한 원수 소독장치의 구성을 보이는 블록도,

도 2는 본 발명에 의한 원수 소독장치의 회로도,

도 3은 본 발명에 의한 승압장치의 회로도,

도 4는 본 발명에 의한 질산염제거부의 개략 구성을 보이는 구성도,

도 5는 본 발명에 의한 원수 양수부와 오존혼합부의 개략도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 산소발생부 20 : 오존발생부

30 : 열제거부 40 : 질산염제거부

50 : 질산염제거수 보충부 60 : 원수양수부

70 : 오존환원부 80 : 오존검출부

90 : 오존혼합부

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 1에 본 발명에 의한 원수 소독장치의 구성을 보이는 블록도가 도시된다.

산소발생부(10)는 공기를 흡입하여 질소를 제거하여 산소를 공급한다. 오존발생부(20)는 상기 산소발생부(10)에서 산소를 공급받아 방전에 의해 오존을 발생시킨다. 열제거부(30)는 상기 오존발생부(20)에서 발생하는 열을 제거한다. 질산염제거부(30)는 상기 오존발생부(20)에서 공급되는 오존에서 질산염을 제거한다. 질산염제거수 보충부(50)는 상기 질산염제거부(40)에 물을 공급한다. 원수(源水)양수부(60)는 수원지(水源池)에서 원수를 양수하여 상기 질산염제거부(40)에 공급함과 동시에 상기 원수에 오존을 혼합하기 위하여 오존혼합부(70)에 공급한다. 오존혼합부(90)는 상기 질산염 제거부(40)를 통하여 공급되는 오존과 상기 원수 양수부(60)에서 공급되는 원수를 혼합한다. 오존량 검출부(80)는 상기 원수양수부(60)에서 흡입하는 원수에서 오존량을 검출하여 오존 과포화상태를 검출하여 오존과포화 신호를 출력한다. 오존환원부(50)는 상기 오존량 검출부(80)에서 오존과포화 신호를 입력받아 상기 원수양수부(60)에서 흡입하는 원수에 존재하는 오존을 분해한다. 제어부(95)는 양수펌프(61)의 과열 상태를 감지하여 과열시 오프상태로 되는 모터 동작감지스위치(OCR), 산소발생부(10)의 과열상태를 감지하여 과열시 오프상태로 되는 온도감지 스위치(OTC), 본 장치의 습도를 감지하여 과다한 습도가 감지될 때 오프상태로 되는 습도감지스위치(HT)와 상기 원수양수부(60)가 흡입하는 원수에 존재하는 오존의 량을 검출하여 검출이 일정량 이상인 경우 오프상태로 되는 오존검출 스위치(ORP) 그리고 상기 양수펌프(61)가 양수하는 원수의 고속분사에 의한 감압작용 즉, 벤츄리에 의한 오존의 흐름이 없는 경우 오프상태로 되는 흐름감지 스위치(FLOW SW)를 구비한다.

이하 본 발명의 작용및 효과를 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

도 2에 본 발명에 의한 오존발생장치의 회로도가 도시된다.

전원스위치(SW1)를 온상태로 스위칭하면, 마그네틱 전자개폐기(MCA)가 구동하여 a접점 스위치(S11,S12)가 온상태가 된다. a접점 스위치(S11,S12)가 온상태가 되면 원수양수부(60)에 전원이 인가된다. 이때 양수펌프 스위치(SW2)를 온상태로 하면, 전자개폐기(MCB)가 구동하여 a접점 스위치(S21, S22)가 온 상태로 된다. 이에따라 양수펌프(61)에 전원이 공급되어 수원지에서 원수를 펌핑하게 된다. 또한, 전원스위치(SW1)의 온상태에 따라 타이머(P)가 동작한다. 타이머(P)는 24시간에 네 번 스위치(SW4)를 스위칭시켜 전자밸브(S/V)(34)를 온상태로 하여 보충수 탱크(35)로부터 질산연 제거수통(33)으로 질산염 제거수를 공급한다.

한편, a접점 스위치(S21,S22)가 온상태로 됨에 따라 산소발생부(10)에 전원이 인가되어 산소를 발생하게 된다. 산소발생부(10)는 공기를 흡입하여 질소를 제거함으로써 산소를 발생시키는 4개의 산소발생장치가 2개 1조(11,12)로 구성되어 있으며, 타이머 셀렉터(13)에 의해 2시간 간격으로 교대로 동작하게 된다. 타이머 셀렉터(13)가 제1산소발생장치(11)에 전원을 인가하면, 제1 및 제2팬(FN11,FN12)이 동작하여 환기하게 되고, 제1 및 제2히터(H11,H12)가 열을 발생시켜 질소제거장치인 제올라이트(Zeolite)에 열을 가하여 질소를 흡착 제거하고 산소를 발생시킨다. 제1 및 제2 램프(L11,L12)가 제1 및 제2히터(H11,H12)의 동작을 표시하게 된다. 이렇게 2시간 동안 제1 산소발생장치(11)가 동작을 한 후, 제 2산소발생장치(12)가 타이머 셀렉터(13)에 의해 전원이 인가되어 동작하게 된다. 제2산소발생장치(12)도 제1산소발생장치(11)와 동일한 구성을 가지며 2시간 동작하게 된다.

a접점 스위치(S21,S22)가 온상태로 됨에 따라 제어부(95)에 전원이 인가되어 전자개폐기(MCC)가 구동하여 a접점스위치(S31,S32)가 온상태로 된다. b 접점스위치(S4)는 전자개폐기(MCB)에 인터록(INTER LOCK)되어 전자개폐기(MCB)가 고장시 함께 차단된다. 제어부(95)는 양수펌프(61)의 과열 상태를 감지하여 과열시 오프상태로 되는 모터 동작감지스위치(OCR), 산소발생부(10)의 과열상태를 감지하여 과열시 오프상태로 되는 온도감지 스위치(OTC), 본 장치의 습도를 감지하여 과다한 습도가 감지될 때 오프상태로 되는 습도감지스위치(HT)와 상기 양수펌프(61)가 흡입하는 원수에 존재하는 오존의 량을 검출하여 검출이 일정량 이상인 경우 오프상태로 되는 오존검출 스위치(ORP) 그리고 상기 양수펌프(61)가 양수하는 원수의 고속분사에 의한 감압작용 즉, 벤츄리에 의한 오존의 흐름이 없는 경우 오프상태로 되는 흐름감지 스위치(FLOW SW)를 구비한다. 상기 모터 동작감지 스위치(OCR), 온도감지 스위치 (OTC), 습도감지스위치(HT),오존검출스위치(ORP)와 흐름감지 스위치(FLOW SW)들은 직렬로 연결되어 있기 때문에 상기 스위치들중 하나라도 이상을 감지하게 되면 오프상태가 되어 전자개폐기(MCC)를 오프상태가 되게 하므로 a접점 스위치(S31,S32)들은 오프상태가 되어 오존발생장치(20)의 전원이 끊어진다.

a접점스위치(S31,S32)가 온상태로 되면, 변환 및 정류장치(21)에 220V 상용 교류전원이 인가된다. 변환 및 정류장치(21)는 220V 상용 교류전원을 직류 115V로 변환한다. 변환 및 정류장치(21)에서 출력되는 직류 115V는 오존발생장치(20)에 입력되어 승압기(22)에 인가된다.승압기(22)는 16000V 직류를 발생시켜 방전을 일으킴으로써 산소에서 오존을 생성한다.

도3에 본 발명에 의한 승압장치의 회로도가 도시된다.

변환 및 정류장치(21)에서 출력되는 직류 115V는 입력단자(J2)에 인가되고, 제너다이오드(D1-D5)에 의해 전압강하되어 제너다이오드(D5)에 5.1∼6.2V가 걸리게 된다. 이전압은 발진기(IC1)의 전원으로 제공된다. 전원을 공급받은 발진기(IC1)는 발진하여 출력단자 3번핀으로 464.5 Hz의 삼각파를 출력한다. 이삼각파는 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되어 464.5Hz로 트랜지스터(Q1)가 스위칭되도록 한다. 이 스위칭에 의해 트랜스포머(TR3)의 일차측에 464.5Hz 12V의 삼각파가 입력되어 트랜스포머(TR3)의 이차측에 DC 16000V가 유도되어 방전하게 된다.

승압기(22)는 8개의 승압장치를 구비하며 4개의 동작스위치(SW21-SW24)에 의해 4단계로 구동된다. 제1동작스위치(SW21)가 온상태로 되는 경우 두 개의 승압장치가 구동되어 오존을 발생시키며, 제2동작스위치(SW22)가 온 상태로 되는 경우 네 개의 승압장치가 구동되어 오존 발생량이 두 개의 승압장치가 구동될 때보다 2배가량 발생한다. 마찬가지로 제3동작스위치(SW23) 를 온상태로 하면 여섯 개의 승압장치가 구동되고, 제4동작스위치(SW24)를 온상태로 하면 여덟 개의 승압장치가 구동되어 오존발생량이 3배, 4배 더 발생하게된다.

이렇게 오존이 발생하는 동안 열이 발생하기 때문에 이열을 제거하기 위해 오존은 열제거부(30)를 통과하면서 열을 빼앗겨 냉각된다. 냉각된 오존은 질산염제거부(40)로 공급된다.

도4에 본 발명에 의한 질산염제거부의 개략 구성을 보이는 구성도가 도시된다.

오존발생부(20)에서 발생하여 열제거부(30)에서 열교환된 오존은 유리관(31)내의 산기관(32)을 통하여 질산염 제거수통(33)에 공급된다. 질산염 제거수통(33)에는 물이 채워져 있으며, 오존이 물을 통과하면서 질산염은 물에 녹아 제거되고 오존만이 유리관(31)을 통해 오존혼합부(90)로 공급된다. 질산염 제거수통(33)의 물은 전자밸브(34)에 의해 보충수 탱크(35)로 부터 공급된다. 전자밸브(34)는 타이머(P:도2참조)에 의해 24시간에 네 번 개방되는데, 도2에 도시된 바와 같이 타이머(P)는 24시간에 네번 스위치(SW4)를 스위칭시킴에 따라 전자밸브(S/V)(34)가 온상태로 되어 보충수 탱크(35)를 개방한다. 상기 전자밸브(34)에 의해 보충수 탱크(35)가 24시간에 네 번 열려서 보충수 탱크(35)에 저장된 보충수를 질산염 제거수통(33)에 공급한다. 보충수탱크(35)는 양수펌프(61)로부터 물을 공급받는다.

도5에 본 발명에 의한 원수 양수부와 오존혼합부의 개략도가 도시된다.

오존검출부(80)는 수원지에서 흡입되는 원수에 존재하는 오존의 량을 검출하여 오존 과포화상태를 검출한다. 오존 환원부(70)는 오존검출부(80)에서 입력되는 오존 과포화 검출신호에 따라 원수에 자외선을 조사(照射)하여 오존을 산소로 환원한다. 오존 환원부(70)는 a접점스위치(S21,S22)에 각각 연결된 자외선 동작스위치(SW3)를 통해 트랜스포머(TR1)에 인가된다. 트랜스포머(TR1)는 자외선 램프(UL1,UL2)에 전원을 인가하여 자외선을 발생시킨다. 이렇게 수원지에서 흡입되는 원수는 자외선의 조사에 의해 오존이 일정량 이하로 유지된 상태에서 양수부(60)의 양수펌프(61)에 의해 오존혼합부(90)로 공급된다. 오존혼합부(90)는 벤츄리관의 형태로 되어 있으며, 오존발생부(20)에서 오존을 공급하는 오존공급관(92)이 오존혼합부(90)에 연결되고, 양수부(60)에서 원수를 공급하는 양수관(91)이 또한 오존혼합부(90)에 연결된다. 오존공급관(92)이 오존혼합관(90)에 연결되는 부위에서 양수관(91)은 그 끝이 좁혀져서 베르누이의 정리에 의해 압력이 떨어지도록 되어있다. 따라서, 양수관(91)을 통해 공급되는 원수는 오존공급관(92)의 연결부위에서 고속으로 분사되고, 그 고속분사에 의한 감압작용으로 오존공급관(92)에서 오존을 빨아들이게 된다. 빨아들여진 오존은 고속으로 분사되는 원수와 혼합되어 90%이상의 오존이 원수에 혼합되게 한다. 이 혼합률은 30% 정도의 혼합률을 갖는 종래의 오존혼합장치에 비해 60% 이상의 혼합률이 상승하는 효과를 가지게된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따라 양수된 원수(源水)를 분사하여 벤츄리관 원리에 의해 오존을 혼합함으로써 오존의 혼합률을 향상시킬 수 있고, 직류방식으로 오존을 발생시켜 전류가 극히 미약하므로 과다전류에 의한 감전의 위험을 방지할 수 있다.

Claims

수원지에서 양수한 원수를 소독하는 장치에 있어서,

공기를 흡입하여 질소를 제거하여 산소를 공급하는 산소발생부와;

상기 산소발생부에서 산소를 공급받아 방전에 의해 오존을 발생시키는 오존발생부와;

상기 오존발생부에서 발생하는 열을 제거하는 열제거부와;

상기 오존발생부에서 공급되는 오존에서 질산염을 제거하는 질산염제거부와;

상기 질산염제거부에 질산염 제거수를 보충하는 질산염 제거수 보충부와;

수원지(水源池)에서 원수를 양수하여 상기 질산염제거수 보충부에 공급함과 동시에 상기 원수에 오존을 혼합하기 위하여 공급하는 원수양수부와;

상기 원수양수부에 흡입되는 원수에 존재하는 오존량을 검출하여 오존 과포화상태를 검출하는 오존량검출부와;

상기 오존량검출부에서 오존과포화 신호를 입력받아 상기 원수양수부에서 흡입하는 원수에 존재하는 오존을 분해하는 오존환원부와;

상기 질산염 제거부를 통하여 공급되는 오존과 상기 원수 양수부에서 공급되는 원수를 혼합하는 오존혼합부와;

상기 각부의 과열상태를 감지하고 상기 오존발생부의 오존의 흐름을 감지하여 그 상태에 따라 전원을 차단하는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 원수 소독장치.
제1항에 있어서, 상기 산소발생부는 4개의 산소발생장치를 구비하며, 2개 1조로 구성되어 2시간 간격으로 교대로 동작하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 원수 소독장치.
제1항에 있어서, 상기 오존발생부는 16000V 직류를 발생시켜 방전을 일으킴으로써 산소에서 오존을 생성하는 승압기를 구비하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 원수 소독장치.
제1항에 있어서, 상기 오존환원부는 자외선을 발생시켜 오존을 산소로 환원하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 원수 소독장치.
제1항에 있어서, 상기 질산염 제거부는 상기 오존발생부에서 발생되는 오존이 공급되는 산기관과; 그 내부에 질산염 제거수를 담고 있으며, 상기 산기관과 연통되어 상기 산기관에서 배출되는 오존에 포함된 질산염이 상기 질산염 제거수에 녹아 제거되는 질산염 제거수통과; 상기 질산염 제거수통에 연결되고, 상기 산기관을 외측에서 둘러싸고 상기 오존혼합부에 연결되는 유리관과; 상기 원수양수부에서 질산염 제거수를 공급받아 저장하는 보충수 탱크와; 상기 보충수 탱크를 일정시간 단위로 개방하여 상기 질산염 제거수통에 공급하는 전자밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 원수 소독장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 원수 양수부의 양수모터의 과열 상태를 감지하는 모터 동작감지스위치(OCR), 상기 오존발생부의 과열상태를 감지하는 온도감지 스위치(OTC), 상기 소독장치의 습도를 감지하는 습도감지스위치(HT)와 상기 원수양수부가 흡입하는 원수에 존재하는 오존의 량을 검출하는 오존검출 스위치(ORP) 그리고 상기 오존 혼합부에 공급되는 오존의 흐름을 감지하는 흐름감지 스위치(FLOW SW)를 직렬로 연결되게 구비하여 상기 스위치중 적어도 하나가 차단되면 상기 오존발생부의 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 원수 소독장치.
제1항에 있어서, 상기 오존 혼합부는 벤츄리관을 구비하여 상기 원수양수부에서 고속으로 공급되는 원수의 감압작용에 의해 상기 오존과 원수가 혼합되는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 원수소독장치.
제3항에 있어서, 상기 승압기는 소정주파수로 발진하는 발진기와; 상기 발진기의 발진출력에 의해 스위칭되는 트랜지스터와; 상기 트랜지스터의 스위칭에 의해 그 일차측에 상기 주파수의 발진파가 입력되어 그 이차측에 고압의 직류가 유도되어 방전하는 8개의 승압장치를 구비하며 4개의 동작스위치에 의해 2개씩 4단계로 구동되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 원수 소독장치.
제7항에 있어서,

상기 오존혼합부는 상기 오존발생부에서 오존을 공급하는 오존공급관과; 상기 오존혼합부에 연결되며 상기 오존공급관이 오존혼합관에 연결되는 부위에서 그 끝이 좁혀져 원수양수부에서 원수를 공급하는 양수관을 구비하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 원수 소독장치.