KR20000018862U - 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템에 관한 것으로, 유입되는 해수를 가열 및 냉각하여 적정온도의 사용수로 배출하는 수온 자동제어 시스템에 있어서, 오존을 공급하는 오존공급수단; 상기 발생되는 오존을 유입되는 해수에 접촉시키는 오존접촉수단; 상기 해수에 접촉된 잔류오존을 제거하는 오존제거수단; 및 상기 해수의 수질에 비례하여, 오존 투입량을 조절하는 제어수단을 포함하여 구성되고, 또한 상기 유입되는 해수의 열을 교환하여 가열 또는 냉각시키는 열교환수단; 및 상기 해수에 스케일 제거용 약품을 투입한 후 강제 순환시켜, 상기 열교환수단의 스케일을 제거하는 스케일 제거수단을 포함하여 구성되어, 오존(ozone)을 이용하여 유입되는 해수를 살균 처리하고, 특히 해수의 수질 및 사용수의 수량에 따라 오존 투입량을 자동으로 조절함으로써, 해수에 존재하는 바이러스, 박테리아 및 병원균 등을 보다 효율적으로 살균하여 종묘배양 및 축양사업에 최적한 사용수를 제공하게 되며, 또한, 가열 및 냉각동작에 의해 축척되는 열교환기 내부의 스케일을 순환식 스케일 제거방식을 이용하여 용이하게 분해 및 제거함으로써, 복잡한 구조로 구성 및 조립된 열교환기를 직접 분해 및 조립하지 않아도 되어, 열교환기의 효율을 극대화시킬 수 있는 매우 유용한 고안인 것이다.

Description

해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템{Environment control system having a function to sterilizing sea water and to removing scale}

본 고안은, 일정온도로 가열 또는 냉각되는 해수(海水)를 혼합하여 적정온도의 사용수(水)로 배출하는 수온 자동제어 시스템에 있어서, 오존(ozone)을 이용하여 유입된 해수를 살균 처리하고, 또한 순환식 스케일(scale)제거방식을 이용하여 열교환기 내부의 스케일을 자동 세척함으로써, 수온조절은 물론, 수질개선 및 사용 에너지의 효율을 극대화하는 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템에 관한 것이다.

우선, 수온 자동제어 시스템은, 종묘배양 사업 및 축양사업에 사용되는 시스템으로, 양식어의 종류 및 크기 등에 따라 요구되는 적정온도의 해수를 공급하기 위하여, 유입되는 해수를 냉각 또는 가열하는 냉각기와 보일러가 사용되는 데, 통상적인 수온 자동제어 시스템의 구성 및 동작은 다음과 같다.

도 1은, 일반적인 종래의 수온 자동제어 시스템에 대한 구성을 개략적으로 도시한 것으로, 해수를 유입/배출하는 해수 펌프(1); 상기 배출되는 해수를 일정온도로 냉각시키는 냉수 열교환기(2) 및 냉각기(3); 상기 일정온도로 냉각된 냉수의 배출량을 조절하는 냉수 개폐밸브(5); 상기 해수 펌프(1)로부터 배출되는 해수의 배출량을 조절하는 해수 개폐밸브(4); 상기 해수 개폐밸브(4) 및 냉수 개폐밸브(5)를 통해 배출되는 해수 및 냉수를 일정온도로 가열시키는 온수 열교환기(6) 및 보일러(7); 상기 일정온도로 가열된 온수 또는 냉각된 냉수가 일시 저장되는 혼합탱크(8)와, 상기 혼합탱크(8)에 저장된 온수 또는 냉수의 온도를 측정하여 상기 해수 및 냉수 개폐밸브(4,5)의 개폐량을 조절하고, 또한 상기 냉각기(3) 및 보일러(7)의 작동을 제어하는 제어기(9)와, 상기 혼합탱크(8)에 저장된 온수 또는 냉수의 배출량을 조절하는 사용자 밸브(10)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 종래의 수온 자동제어 시스템에서, 해수 펌프(1)의 동작에 의해 유입/배출되는 해수는, 냉수 열교환기(2) 및 냉각기(3)에 의해 일정온도의 해수 즉, 냉수로 냉각된 후, 냉수 개폐밸브(5)의 개폐량에 따라 온수 열교환기(6)로 유입되고, 또한 상기 해수 펌프(1)의 동작에 의해 유입/배출되는 해수는, 상기 해수 펌프(1)와 온수 열교환기(6)의 사이에 설치된 해수 개폐밸브(4)의 개폐량에 따라 상기 온수 열교환기(6)로 유입된다.

이어, 상기 온수 열교환기(6)에 유입된 해수 또는 냉수는, 온수 열교환기(6) 및 보일러(7)에 의해 가열된 후, 혼합탱크(8)로 유입되는 데, 이때, 상기 제어기(9)는 혼합탱크에 유입된 온수 또는 냉수의 온도를 측정하여, 사용자가 요구 설정한 온도와 비교하고, 비교결과, 사용자가 설정한 보다 낮은 경우에는, 상기 온수 열교환기(6)와 보일러(7)를 작동시켜 혼합탱크(8)에 유입되는 해수의 온도를 상승시킨다.

한편, 상기 비교결과 사용자가 설정한 보다 높은 경우에는, 상기 온수 열교환기(6)와 보일러(7)의 작동을 중지시키고, 상기 냉수 열교환기(2)와 냉각기(3)를 작동시켜 혼합탱크(8)에 유입되는 해수의 온도를 하강시킴으로써, 사용자가 설정한 온도와 일치되는 사용수가 상기 사용자 밸브(10)를 통해 배출될 수 있도록 자동 제어하게 되는 것이다.

그러나, 이와 같이 구성 및 동작되는 종래의 수온 자동제어 시스템에서는, 상기 냉수 열교환기(7) 및 냉각기(3)에 의해 일정온도로 냉각되는 냉수와, 상기 해수 펌프(1)로부터 직접 유입되는 상온 해수가 모두 온수 열교환기(6)를 거쳐 혼합탱크(8)에 유입되므로, 상기 혼합탱크(8)의 해수 온도를 조절하기 위해서는, 상기 온수 열교환기(6) 및 보일러(7)의 작동을 반드시 온/오프 시켜야만 한다.

예를들어, 상기 혼합탱크(8)의 해수 온도를 하강시키기 위해서는, 상기 온수 열교환기(6) 및 보일러(7)의 작동을 강제로 오프(off)시키고, 상기 냉수 열교환기(2) 및 냉각기(3)의 작동을 온(on)시켜야 하므로, 상기 보일러(7) 작동의 잦은 온/오프로 인해 에너지가 많이 소모되는 문제점이 있으며, 또한, 신속한 수온 조절이 이루어지지 못하여, 대량의 사용수를 제공하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 최근 제안된 "상온해수 혼합방식에 의한 수온 자동 제어 시스템"(실용신안 공개번호: 97-48722)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 해수를 각각 유입/배출하는 다수의 해수 펌프(21,22,23)와, 상기 배출되는 해수를 일정온도로 가열시키는 온수 열교환기(25) 및 보일러(24)와, 상기 일정온도로 가열된 온수의 배출량을 조절하는 온수 개폐밸브(28)와, 상기 해수 펌프(22)로부터 배출되는 해수의 배출량을 조절하는 해수 개폐밸브(29)와, 상기 해수 펌프(23)로부터 배출되는 해수를 일정온도로 냉각시키는 냉수 열교환기(26) 및 냉각기(27)와, 상기 일정온도로 냉각된 냉수의 배출량을 조절하는 냉수 개폐밸브(30)와, 상기 온수 개폐밸브(28), 해수 개폐밸브(29) 및 냉수 개폐밸브(30)를 통해 배출되는 온수, 해수 및 냉수를 일시 저장하는 혼합탱크(32)와, 상기 혼합탱크(32)에 저장된 온수, 해수 및 냉수의 온도를 측정하여 상기 개폐밸브(28,29,30)의 개폐량을 조절함과 아울러, 상기 보일러(24) 및 냉각기(27)의 작동을 제어하는 제어기(31)와, 상기 혼합탱크(32)에 저장된 온수, 해수 및 냉수의 배출량을 조절하는 사용자 밸브(33)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 상온해수 혼합방식에 의한 수온 자동 제어 시스템은, 상기 온수 열교환기(25) 및 보일러(24)에 의해 가열된 온수와, 상기 냉수 열교환기(26) 및 냉각기(27)에 의해 냉각된 냉수, 그리고 해수 펌프(22)로부터 직접 배출되는 상온 해수를 적절한 비율로 혼합하여, 사용자가 요구 설정한 온도의 사용수로 배출하게 된다.

즉, 일정온도로 가열된 온수와, 일정온도로 냉각된 냉수 그리고, 상온 해수가 각각 상호 독립적으로 혼합탱크(32)에 유입되기 때문에, 사용수의 온도 조절 특히, 예를들어, 혼합탱크(32)에 저장된 사용수의 온도를 하강시키기 위하여 현재 작동 중인 온수 열교환기(25) 및 보일러(24)를 강제 오프(Off)시키지 않아도 되므로, 보일러(24) 작동의 잦은 온/오프에 따른 에너지 낭비를 방지하게 되고, 또한 보일러(24) 및 냉각기(27)의 연속동작에 의해 대량의 사용수를 신속하게 공급할 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같은 상온해수 혼합방식에 의한 수온 자동 제어 시스템과, 도 1을 참조로 설명한 종래의 수온 자동제어 시스템은, 모두 사용수의 온도 조절에 국한되어 제작 및 제안된 것으로, 수온 조절은 물론, 수질 개선이 요구되는 종묘배양 사업 및 축양사업에 사용되기에는 부적절한 문제점이 있었다.

또한, 상기 냉수 및 온수 열교환기 내부에 축척되는 찌꺼기 즉, 스케일(scale)에 의해 상기 냉각기 및 보일러의 에너지 효율이 극히 저하되는 데, 상기 스케일을 제거하기 위해서는, 도 3에 도시한 바와 같이 복잡한 구조로 구성 및 조립된 열교환기를 수작업으로 분해 조립해야만 하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 오존(ozone)을 이용하여 유입되는 해수를 살균 처리하고, 또한 순환식 스케일 제거방식을 이용하여 열교환기 내부의 스케일(scale)을 자동 세척함으로써, 수온 조절 및 수질 개선이 동시에 이루어지도록 하는 한편, 열교환기의 효율을 극대화하는 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템을 제공하고자 하는 데, 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 수온 자동제어 시스템에 대한 구성을 도시한 것이고,

도 2는 종래의 또다른 수온 자동제어 시스템에 대한 구성을 도시한 것이고,

도 3은 일반적인 열교환기의 구성을 도시한 것이다.

도 4는 본 고안의 실시예에 따른 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 수온 자동제어 시스템에 대한 전체구성을 도시한 것이고,

도 5는 본 고안의 실시예에 따른 오존 살균기의 구성을 도시한 것이고,

도 6은 본 고안의 실시예에 따른 스케일 제거기의 구성을 도시한 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50 : 해수 펌프 51 : 살균처리기

52 : 공기 공급기 53 : 수량계

54, 55 : 냉수 열교환기 56, 64 : 스케일 제거기

58, 59 : 온수 열교환기 60 : 바이패스 밸브

61 : 쿨링타워 62 : 히터

63 : 보일러 65 : 혼합탱크

66 : 사용자 밸브 67 : 제어기

100 : 컴퓨터

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템은, 유입되는 해수를 가열 및 냉각하여 적정온도의 사용수로 배출하는 수온 자동제어 시스템에 있어서, 오존을 공급하는 오존공급수단; 상기 공급되는 오존을 유입되는 해수에 접촉시키는 오존접촉수단; 상기 해수에 접촉된 잔류오존을 제거하는 오존제거수단; 및 상기 해수의 수질에 비례하여, 오존 투입량을 조절하는 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,

또한, 본 고안에 따른 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템은, 유입되는 해수를 가열 및 냉각하여 적정온도의 사용수로 배출하는 수온 자동제어 시스템에 있어서, 상기 유입되는 해수의 열을 교환하여 가열 또는 냉각시키는 열교환수단; 및 상기 해수에 스케일 제거용 약품을 투입한 후 강제 순환시켜, 상기 열교환수단의 스케일을 제거하는 스케일 제거수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 4는, 본 고안의 실시예에 따른 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템의 전체구성을 개략적으로 도시한 것으로, 해수를 유입 및 배출하는 해수 펌프(50); 상기 배출되는 해수를 오존을 이용하여 살균 처리하는 살균처리기(51); 상기 살균처리기(51)에 공기를 공급하는 공기 공급기(52); 상기 살균 처리된 해수의 수량을 측정하는 수량계(53); 상기 살균 처리된 해수를 냉각시키는 복수의 냉수 열교환기(54,55) 및 냉각기(57); 상기 냉각기(57)의 응축열을 이용하여 상온 해수를 가열시키는 온수 열교환기(58); 상기 온수 열교환기(58)의 가열동작 이후, 상기 냉각기(57)로 되돌아오는 궤환수(水)를 개폐시키는 바이패스 밸브(60); 상기 궤환수를 일정온도로 냉각시켜 상기 냉각기(57)로 궤환시키는 쿨링타워(61); 상기 온수 열교환기(58)에 의해 가열된 온수를 히터(62) 또는 보일러(63)를 이용하여 일정온도의 온수로 가열시키는 온수 열교환기(59); 상기 냉수 열교환기(54,55) 및 온수 열교환기(58,59) 내부의 스케일(scale)을 순환식 스케일 제거방식을 이용하여 각각 제거하는 스케일 제거기(56,64); 상기 온수 및 냉수 열교환기를 거친 냉수 및 온수 그리고, 상기 살균 처리된 상온 해수가 적정비율로 혼합하는 혼합탱크(65); 상기 혼합탱크(65)에 저장된 사용수를 사용자의 선택에 따라 복수의 배출구로 배출하는 사용자 밸브(66); 외부 컴퓨터(100)와 인터페이스하면서 상기 혼합탱크(65)에 저장된 사용수의 수온, 수질 및 수량에 따라 상기 각 구성의 기기들을 제어하는 제어기(67)를 포함하여 구성되는 데, 상기 살균처리기(51)는, 유입되는 해수에 오존을 접촉시키는 오존 접촉기(510); 및 상기 해수에 접촉된 잔류오존을 제거하는 오존 제거기(511)를 포함하여 구성되며, 상기 공기 공급기(52)는, 외부로부터 공기를 유입하여 배출하는 에어펌프(520)와, 상기 배출되는 공기를 일정온도로 냉각시키는 에어 냉각기(521)와, 상기 냉각된 공기의 불순물을 여과시키는 에어 필터(521)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 고안의 실시예에 따른 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템의 동작은, 먼저 상기 해수 펌프(51)에 의해 유입/배출되는 상온 해수가 살균처리기(51)에 유입되면, 상기 살균처리기(51)는 해수의 수질에 따라 즉, 해수에 포함된 병원균의 정도에 따라 적정량의 오존을 투입하여 상기 병원균을 살균 처리한 후, 살균 처리된 해수에 잔류하는 잔류오존을 다시 제거하게 되는 데, 상기 투입되는 오존은, 상기 오존 접촉기(510)에 의해 해수와 다단계로 접촉하게 되며, 상기 제거되는 잔류오존은, 상기 오존 제거기(511) 내부에 설치된 활성탄 필터의 필터링 동작 및 역세 동작에 의해 다단계로 제거된다.

한편, 상기 살균동작에 필요한 공기의 공급은, 외부로부터 공기를 유입하여 배출하는 에어펌프(520)와, 상기 배출되는 공기를 일정온도로 냉각시키는 에어 냉각기(521)와, 상기 냉각된 공기에 포함된 불순물을 여과시키는 에어 필터(521)에 의해 공급된다.

이와같이 오존에 의해 살균 처리된 해수는, 상기 수량계(53)에 의해 수량 측정된 후, 상기 냉수 및 온수 열교환기(54,55,58) 그리고, 혼합탱크(65)에 각각 유입되고, 상기 냉수 열교환기(54,55)에 유입된 해수는, 상기 냉각기(57)에 의해 일정온도의 냉수로 냉각되어 상기 혼합탱크(65)로 유입된다.

그리고, 상기 온수 열교환기(58)에 유입된 해수는, 상기 냉각기(57)의 동작에 따라 발생되는 응축열에 의해 1차 가열된 후, 후단에 연결된 온수 열교환기(59)로 다시 유입되어 상기 히터(62) 또는 보일러(63)에 의해 일정온도의 온수로 2차 가열된 후 상기 혼합탱크(65)에 유입되는 데, 상기 냉각기(57)의 응축열을 사용하는 온수 열교환기(58)의 열교환 동작 즉, 가열동작에 의해 다시 냉각기(57)로 되돌아오는 궤환수(水)의 온도가 일정온도 이상인 경우에는, 상기 궤환수를 냉각기(57)로 직접 통과시키는 바이패스 밸브(60)를 차단시켜, 상기 쿨링타워(61)를 거쳐 통과되도록 함으로써, 상기 냉각기(57)에 일정온도 이하인 궤환수만이 궤환도록 한다. 즉, 상기 온수 열교환기(58)의 가열동작에 의해 온도가 상승되는 일정온도 이상의 궤환수가 상기 냉각기(57)에 직접 궤환되지 않도록하여, 상기 냉각기(57)의 냉각기능이 저하되는 것을 사전에 방지한다.

한편, 상기 히터(62)와 보일러(63)의 동작은, 사용수의 수량에 따라 선택적으로 동작되는 데, 사용수의 수량이 적거나 또는 가열온도가 크게 요구되지 않는 경우, 상기 냉각기(57)의 응축열에 의해 1차 가열된 온수는, 전력을 사용하는 상기 히터(62)를 이용하여 2차 가열시키고, 상기 사용수의 수량이 많거나 또는 가열온도가 크게 요구되는 경우, 유류를 사용하는 상기 보일러(63)를 이용하여 급속 가열이 이루어지도록 한다.

따라서, 냉각기(57)에서 방열되는 폐열인 응축열을 이용하여 1차 가열동작을 수행시키고, 사용수의 수량 및 가열온도에 따라 저가의 전력을 사용하는 히터(62)를 이용하여 2차 가열동작을 수행시킴으로써, 해수 가열에 따른 비용을 최소화할 수 있게 된다.

상기와 같이 냉각 및 가열된 냉수 및 온수는, 상기 혼합탱크(65)로 직접 유입되는 상온해수와 적정 비율을 혼합되어 사용자가 요구 설정한 일정온도의 사용수로 혼합되며, 상기 혼합된 사용수는, 상기 제어기(67)에 의해 수온 및 수질 측정되고, 측정된 데이터는 상기 외부 컴퓨터(100)로 전송되어, 사용자가 설정한 기준값과 비교 분석된 후, 상기 비교 분석에 따른 제어 데이터가 상기 제어기(67)로 다시 전송된다. 이에 따라 상기 제어기(67)는, 전단에서 수행된 살균, 냉각 및 가열동작을 제어하게 되며, 상기 사용수는, 사용자의 선택에 의해 개폐되는 사용자 밸브(66)에 의해 복수의 배출구로 동시에 또는 선택적으로 배출된다.

한편, 상기 냉수 및 온수 열교환기(54,55,58,59) 내부의 스케일을 제거하는 상기 스케일 제거기(54,64)는, 후술되는 바와 같이, 유입되는 해수에 스케일 제거용 약품을 투입한 후, 순환펌프를 이용하여 강제 순환시켜 상기 열교환기 내부의 스케일을 분해 및 분리시키고, 분리된 스케일은, 필터를 이용하여 포집 추출하는 순환식 스케일 제거방식을 사용함으로써, 복잡한 구조의 열교환기를 분리 조립해야 하는 번거로움을 없앨 수 있게 된다.

참고로, 상기 순환식 스케일 제거방식을 이용하여 열교환기 내부의 스케일을 자동 세척하면서 연속적으로 냉수 및 온수를 공급하기 위해서는, 본 고안에서와 같이 복수의 냉수 및 온수 열교환기를 사용하는 것이 바람직하며, 또한 상기 복수의 열교환기를 동시에 작동시키는 경우, 열교환의 효과를 배가시킬 수 있게 된다.

이하, 본 고안의 실시예에 따른 살균 처리동작에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는, 본 고안의 실시예에 따른 살균 처리기 및 그에 따른 구성을 도시한 것으로, 외부로부터 공기를 유입하여 배출하는 에어 펌프(520); 상기 배출되는 공기를 일정온도로 냉각시키는 에어 냉각기(521); 상기 냉각된 공기의 불순물을 여과시키는 에어 필터(521); 상기 불순물이 여과된 공기에 혼합될 오존을 발생시키는 오존발생기(71); 상기 오존발생기(71)에 인가되는 전압을 가변시켜 상기 오존 발생량을 조절하는 인버터(70); 상기 오존과 공기를 혼합하는 오존에어 혼합밸브(72); 상기 공기에 혼합된 오존을 해수 펌프(50)에 의해 유입되는 해수와 다단계로 접촉시키는 오존 접촉기(510); 상기 오존 접촉기(510)에 의해 접촉된 잔류오존을 활성탄 필터 및 역세 동작에 의해 다단계로 제거하는 오존 제거기(511); 및 상기 오존 제거기(511)로부터 배출되는 살균 처리된 해수의 수량을 측정하는 수량계(53)를 도시하고 있다.

상기와 같이 도시된 살균처리기 및 그에 따른 동작 설명은, 우선 상기 에어펌프(520), 에어 냉각기(521) 및 에어 필터(521)에 의해 불순물이 여과된 일정온도의 공기가 상기 오존에어 혼합밸브(72) 일측단으로 유입되고, 상기 인버터(70)에 의해 인가되는 전압에 따라 상기 오존 발생기(71)에 의해 발생되는 오존이, 상기 오존에어 혼합밸브(72) 타측단으로 유입되면, 상기 오존에어 혼합밸브(72)의 개폐량에 따라 적정 비율 즉, 적정농도의 오존이 상기 6단계로 구분 설치된 오존 접촉기(510)로 투입되는 데, 상기 오존 접촉기(510)에 투입된 오존은, 상기 해수 펌프(50)에 의해 유입되는 해수와 다단계로 혼합 및 접촉된다.

이때, 오존과 접촉된 해수의 수질은, 용존산소, 염도, PH 및 전도도등을 측정하여 데이터로 저장하고, 상기 데이터를 도 4를 참조로 전술한 바 있는 제어기(67)로 인터페이스하는 수질측정기(미도시)에 의해, 도 5에 도시한 P1 부분에서 측정되고, 상기 측정결과, 용존산소량이 부족한 경우, 상기 인버터(70)를 제어하여 오존 발생기(71)에 인가되는 전압을 증가시킴으로써, 상기 오존 발생기(71)에 의해 발생되는 오존 량을 증가시키거나 또는, 상기 오존에어 혼합밸브(72)의 개폐량을 조절하여 혼합되는 오존의 농도를 증가시킴으로써, 상기 P1 부분에서 검출되는 해수의 용존산소량이 설정된 기준값과 일치되도록 한다. 반면, 상기 측정결과, 용존산소량이 과다한 경우, 상기 인버터(70)를 제어하여 오존 발생기(71)에 인가되는 전압을 감소시킴으로써, 상기 오존 발생기(71)에 의해 발생되는 오존 량을 감소시키거나 또는, 상기 오존에어 혼합밸브(72)의 개폐량을 조절하여 혼합되는 오존의 농도를 감소시킴으로써, 상기 P1 부분에서 검출되는 해수의 용존산소량이 설정된 기준값과 일치되도록 한다.

한편, 상기 오존에 의해 살균 처리된 해수에 잔존하는 잔류오존은, 상기 오존 제거기(511) 내부에 설치된 활성탄 필터(미도시) 및 역세 동작에 의해 6단계로 제거되는 데, 상기 역세 동작은, 상기 활성탄 필터에 의해 여과된 침전물, 잔류물 및 부유물등을 제거하기 위한 것으로, 도 5에 도시한 바와 같이 해수를 강제 역순환시켜 역세 드레인(drain)을 통해 외부로 배출시키는 것이다.

이후, 상기 잔류오존이 제거된 해수의 수질은, 상기 수질측정기에 의해 도 5에 도시한 P2 부분에서 측정되고, 상기 측정결과, 잔류오존의 량이 많은 경우, 상기 인버터(70)를 제어하여 오존 발생기(71)에 인가되는 전압을 감소시킴으로써, 상기 오존 발생기(71)에 의해 발생되는 오존 량을 감소시키거나, 또는 상기 에어 혼합밸브(72)의 개폐량을 조절하여 혼합되는 오존의 농도를 감소시킴으로써, 상기 P2 부분에서 검출되는 잔류오존의 량이 설정된 기준값과 일치되도록 한다.

한편, 상기 오존 제거기(511)를 통해 배출되는 수량은, 상기 수량계(53)에 의해 측정되고, 상기 측정결과, 배출수량이 많은 경우, 상기 인버터(70)를 제어하여 오존 발생기(71)에 인가되는 전압을 증가시킴으로써, 상기 오존 발생기(71)에 의해 발생되는 오존 량을 증가시키거나 또는, 상기 오존에어 혼합밸브(72)의 개폐량을 조절하여 혼합되는 오존의 농도를 증가시키고, 반면, 상기 측정결과, 배출수량이 많은 경우, 상기 인버터(70)를 제어하여 오존 발생기(71)에 인가되는 전압을 감소시킴으로써, 상기 오존 발생기(71)에 의해 발생되는 오존 량을 감소시키거나 또는, 상기 오존에어 혼합밸브(72)의 개폐량을 조절하여 혼합되는 오존의 농도를 감소시킴으로써, 해수의 용존산소량이 설정된 기준값과 일치되도록 한다.

즉, 오존을 이용한 살균 처리동작은, 상기 오존 접촉기(510)에 유입된 해수의 수질과, 상기 오존 제거기(511)로부터 배출되는 해수의 수질 그리고, 상기 수량계(53)에 의해 측정된 배출수량에 따라 해수에 투입되는 오존의 농도 및 량을 가변 조절하여, 해수의 포함된 용존산소량이 적정량이 되도록 자동 제어되는 것이다.

참고로, 상기 오존의 특성에 대하여 간략히 설명하면 다음과 같다. 상기 오존은, 산소보다 13배나 물에 더 잘 용해되어 용존산소의 량을 크게 증가시키고, 물속에서의 산화작용, 살균작용 및 악취제거에 탁월한 효과를 갖는 특성이 있다. 또한, 철, 알루미늄, 마그네슘, 칼슘을 고체화시키고, 박테리아를 염소보다 3100배나 더 신속히 멸균 처리시키는 한편, 바이러스, 해포소자, 병균등을 살균시키고, 중금속을 침전시키며, 녹 방지 및 기름 산화에 탁월한 효과가 있다.

이하, 본 고안의 실시예에 따른 스케일 제거동작에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6은, 본 고안의 실시예에 따른 스케일 제거기 및 그에 따른 구성, 특히 도 4에 도시한 냉수 열교환기(54,55), 냉각기(57) 및 스케일 제거기(56)를 도시한 것으로, 상기 스케일 제거기(56)는, 스케일 제거용 약품을 저장 및 투입하는 약품 투입기(561); 상기 약품이 투입된 세척용 해수를 강제 순환시키는 순환펌프(560); 및 상기 순환펌프(560)에 의해 강제 순환되는 약품에 의해 분해 및 분리된 냉수 열교환기(54,55) 내부의 스케일을 여과하여 포집하는 필터(562)로 구성되는 한편, 상기 스케일 제거기(56)에 세척용 해수를 유입하기 위한 세척용 해수 입구와, 상기 세척용 해수를 배출하는 드레인이 마련되어 있다.

상기와 같이 구성되는 스케일 제거기(56)의 세척동작은, 먼저 상기 약품 투입기(561)에 저장된 스케일 제거용 약품이 상기 세척용 해수입구로부터 유입되는 해수와 혼합되고, 상기 약품이 혼합된 세척용 해수가, 상기 순환펌프(560)에 의해 도 6에 도시한 순환 방향으로 강제 순환되어, 냉수 열교환기(54,55)에 유입되면, 상기 유입된 세척용 해수에 의해 상기 냉수 열교환기(54,55) 내부의 스케일이 분해 및 분리되는 데, 이때 분리되는 스케일은 상기 필터(562)에 의해 여과 및 포집되어 추출 제거되고, 이후, 상기 세척동작이 완료되는 경우, 상기 순환되는 세척용 해수는 상기 드레인을 통해 외부로 배출된다.

따라서, 도 3에 도시한 바와 같이, 복잡한 구조로 조립된 열교환기를 분해 조립하지 않고도, 순환식 스케일 제거방식을 이용하는 상기 스케일 제거기(56)에 의해 열교환기 내부의 스케일을 용이하게 제거할 수 있게 되는 것이다.

참고로, 상기 스케일 제거 동작은, 상기 냉수 및 온수 열교환기로부터 배출되는 해수의 스케일 량을 측정하는 열전도율 즉, 열교환기의 입출구 온도차에 의하 여 상기 세척동작이 자동으로 반복 또는 중지되도록 할 수도 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안에 따른 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템은, 오존(ozone)을 이용하여 유입되는 해수를 살균 처리하고, 특히 해수의 수질 및 사용수의 수량에 따라 오존 투입량을 자동으로 조절함으로써, 해수에 존재하는 바이러스, 박테리아 및 병원균 등을 보다 효율적으로 살균하여 종묘배양 및 축양사업에 최적한 사용수를 제공하게 되며, 또한, 가열 및 냉각동작에 의해 축척되는 열교환기 내부의 스케일을 순환식 스케일 제거방식을 이용하여 용이하게 분해 및 제거함으로써, 복잡한 구조로 구성 및 조립된 열교환기를 직접 분해 및 조립하지 않아도 되어, 열교환기의 효율을 극대화시킬 수 있는 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (8)

1. 유입되는 해수를 가열 및 냉각하여 적정온도의 사용수로 배출하는 수온 자동제어 시스템에 있어서,

   오존을 공급하는 오존공급수단;

   상기 공급되는 오존을 유입되는 해수에 접촉시키는 오존접촉수단;

   상기 해수에 접촉된 잔류오존을 제거하는 오존제거수단; 및

   상기 해수의 수질에 비례하여, 오존 투입량을 조절하는 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 오존접촉수단은, 상기 유입되는 해수와 오존을 다단계로 접촉시키는 것을 특징으로 하는 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 오존제거수단은, 상기 해수에 접촉된 잔류오존을 복수의 활성탄 필터 및 역세 동작에 의해 다단계로 제거하는 것을 특징으로 하는 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 오존공급수단은,

   인가되는 전압에 의해 오존을 발생시키는 오존발생기;

   외부 공기를 일정온도의 공기로 냉각 및 여과시켜 공급하는 공기공급기; 및

   상기 발생된 오존과 공급된 공기를 혼합 공급하는 혼합밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제어수단은, 상기 해수의 수질 및 수량에 따라 상기 오존발생기에 인가되는 전압을 가변시키거나 또는, 상기 혼합밸브의 개폐량을 조절하는 것을 특징으로 하는 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템.
6. 유입되는 해수를 가열 및 냉각하여 적정온도의 사용수로 배출하는 수온 자동제어 시스템에 있어서,

   상기 유입되는 해수의 열을 교환하여 가열 또는 냉각시키는 열교환수단; 및

   상기 해수에 스케일 제거용 약품을 투입한 후 강제 순환시켜, 상기 열교환수단의 스케일을 제거하는 스케일 제거수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 열교환수단은,

   상기 유입되는 해수의 열을 교환하여 가열시키는 복수의 온수 열교환기; 및

   상기 유입되는 해수의 열을 교환하여 냉각시키는 복수의 냉수 열교환기로 각각 구성되는 것을 특징으로 하는 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 스케일 제거수단은,

   상기 스케일 제거용 약품을 투입하는 약품 투입기;

   상기 약품이 투입된 해수를 강제 순환시키는 순환펌프; 및

   상기 약품에 의해 분리 제거되는 스케일을 포집하는 필터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 해수살균 및 스케일 제거 기능이 부가된 생물환경 제어 시스템.