KR20020091988A - 다수의 자외선 램프를 구비하는 수처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다수의 자외선 램프를 구비하여, 그로부터 발생하는 자외선에 의한 물의 살균 처리뿐만 아니라 상기 자외선에 의하여 발생되는 오존 가스를 최대한 이용함으로써 수처리 효율을 극대화한 새로운 고도산화처리법(Advanced Oxidation Process: A.O.P.)에 의한 수처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세히, 상기 수처리 장치는 처리해야 할 물을 수처리 장치 내로 공급하는 제 1 파이프와, 이중 석영관으로 이루어진 다수의 자외선 램프와, 상기 자외선 램프에 공기를 공급하는 제 2 파이프와, 상기 자외선 램프로부터 발생하는 오존 가스를 수집하여 상기 제 1 파이프로 공급하는 제 3 파이프와, 상기 다수의 자외선 램프를 통과하여 처리된 물을 배출하기 위하여 수처리 장치로부터 수조의 하부까지 수직으로 연장되는 제 4 파이프와, 상기 제 1 파이프가 설치된 공간 및 상기 다수의 자외선 램프가 설치된 공간 사이를 구획하되 제 1 파이프를 통하여 도입된 물이 상기 자외선 램프가 설치된 공간으로 이동할 수 있도록 하는 통로를 구비한 제 1 벽, 및 상기 자외선 램프가 설치된 공간과 상기 제 4 파이프가 설치된 공간 사이를 구획하되 상기 자외선 램프를 통과한 물이 상기 제 4 파이프로 공급될 수 있도록 하는 통로를 구비한 제 2 벽을 구비하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 다수의 자외선 램프를 구비하여, 그로부터 발생하는 자외선에 의한 물의 살균 처리뿐만 아니라 상기 자외선에 의하여 발생되는 오존 가스를 최대한 이용함으로써 수처리 효율을 극대화한 새로운 수처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세히, 본 발명은 다수의 자외선 램프를 구비하는 수처리 장치로서, 상기 다수의 자외선 램프는 이중 석영관으로 구성되어 이로부터 공기 중의 산소를 오존 가스로 효율적으로 전환할 수 있고, 또한 상기 발생된 오존 가스를 수집하여 효율적으로 이용할 수 있음과 동시에, 오존 처리된 물이 상기 다수의 자외선 램프를 통과하도록 함으로써 자외선에 의한 처리도 동시에 받도록 하여, 종래 수처리 장치에 비하여 보다 효율적으로 물을 살균, 정화처리 할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.
공기 중이나 물 속의 미생물의 살균 및 정화, 그리고 악취를 발생시키는 유기물의 분해 등을 위하여 자외선 램프가 널리 사용되고 있다. 자외선은 대략 0.1nm로부터 400nm에 이르는 영역의 파장을 가지는 빛으로서 비교적 높은 에너지를 가지며 미생물의 세포막에 직접 조사하는 경우 미생물의 세포벽 또는 세포막을 파괴하여 그것의 DNA를 파괴하거나 그것의 증식을 방해함으로써 미생물을 살균하는 효과를 가진다. 반면, 인간에게 있어서 자외선은 눈이나 피부를 자극하는 것 외에는 큰 해를 끼치지 않는 것으로 알려져, 위생을 요하는 시설, 즉, 음식점이나 가축의 축사, 저장 창고, 식품 공장, 수족관, 정화처리장 또는 병원 등에서 자외선 발생 램프를 설치하여 사용하고 있다.
한편, 오존(O3)은 대기 중에 0.1ppm 이상 존재하는 경우 인체에 유해하나, 역시 살균 및 탈취와 유기물 제거 효과를 가지는 것으로 알려져, 정화조 및 수처리 장치, 그리고 축사 등의 탈취 장치에 많이 사용되고 있다.
최근에는 자외선과 오존을 동시에 사용하여 미생물의 살균, 정화, 유기물의 분해 및 탈취 효과를 얻기 위한 여러 장치들이 개발되고 있다. 상기한 바와 같이, 자외선과 오존, 또는 오존과 과산화수소수, 또는 철염과 과산화수소수 등을 복합적으로 이용하여 미생물의 살균, 유기물의 분해 및 탈취 효과를 얻는 것을 고급 또는 고도산화법(Advanced Oxidation Process: AOP)이라 한다.
종래, 자외선 및 오존을 이용한 고급산화법에 의한 정수처리 장치 및 그 방법에 관한 발명으로서, "고도정수처리장치 및 그 방법"에 관한 특허 제149049호(정 상기 외)가 있다. 상기 특허는, 오존발생기로부터 제공되는 오존과 내부에 설치된 자외선 램프로부터의 자외선을 이용하여 OH 라디칼로 된 유기물 분해물질을 생성함으로써 오염수를 살균 처리하는 제1차 정수처리부, 상기 제1차 정수처리부에서 미처리된 오염물질을 입상활성탄으로 된 흡착수단에 의해 흡착시킴으로써 잔류하는 오염물질을 흡착처리하는 제2차 정수처리부, 상기 제1차 정수처리부와 제2차 정수처리부 사이에서 역세정 작용을 수행하는 역세정부, 및 오존을 이용하여 재차 살균 처리가 시행되는 제3차 정수처리부를 포함하여 구성된 고도 정수처리장치 및 이를 이용한 고도 정수처리 방법을 개시하였다.
상기 특허에서는, 자외선 램프는 제1차 정수처리부 내에 위치하며, 오존발생기는 외부에 별도로 설치되어 제1차 정수처리부 내에 있는 공기분사기를 통하여 제1차 정수처리부로 오존 가스가 공급되도록 구성된다. 따라서, 제1차 정수처리부 내에서 오존 및 자외선에 의한 고도산화법에 의한 정수 처리가 이루어지고, 이렇게 정수 처리된 물은 제3차 정수처리부에서 상기 오존발생기에 의하여 공급되는 오존에 의하여 다시 한번 정화 처리된다.
이와 같이, 종래의 자외선 및 오존을 이용한 고도산화법에 의한 정수처리 장치는, 주로 각각 별도로 구성되는 자외선 발생기 및 오존발생기를 사용하여, 그로부터 발생하는 자외선 및 오존을 함께 사용하여 물을 살균 처리하는 방법을 사용하였다.
물론, 자외선 램프를 사용하여 그로부터 발생하는 자외선에 의한 살균 효과 및, 상기 자외선 램프를 지나도록 공기를 공급해줌으로써 상기 공기가 오존으로 전환되도록 하여 오존에 의한 살균 및 유기물 분해 효과도 가지도록 하는 물의 살균 및 정화 처리를 위한 자외선 및 오존 발생 장치도 개시되었다(실용신안등록 제 216078 호를 참조하라). 그러나, 상기 등록실용신안에서 개시된 자외선 및 오존 발생 장치로부터 발생할 수 있는 오존의 양은 소규모의 수족관 내에 설치되어 그 내부의 물을 살균, 정화 처리하기에 적합한 정도로서, 대규모의 수조나 정화조에 설치되어 고급산화법에 의하여 대량의 물을 효율적으로 정화 처리할 수 있는 정도의 것은 아니었다.
본 발명은 별도의 오존 발생기를 설치하지 않고도 다수의 자외선 램프로부터생성되는 오존 가스를 효율적으로 이용함으로써, 대규모의 수조나 정화조에 저장된 물을 자외선 및 오존에 의한 고급산화법에 의하여 효율적으로 살균 및 정화 처리할 수 있는 수처리 장치를 제공하는 것을 첫 번째 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 처리해야 할 물의 유량에 관계없이 일정 용량의 펌프를 사용하여 일정한 처리 효율을 유지할 수 있는 자외선 및 오존을 이용한 수처리 장치를 제공하는 것을 두 번째 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 청소 및 유지 관리가 간편한 다수의 자외선 램프를 구비한 수처리 장치를 제공하는 것을 세 번째 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 다수의 자외선 램프를 구비하는 수처리 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 2는 도 1 에 나타난 수처리 장치의 뚜껑을 벗기고 바라본 평면도이고,
도 3은 상기 수처리 장치를 도 2의 A-A 선을 따라 절단하여 화살표 방향에서 바라본 단면도이고,
도 4는 상기 수처리 장치 내에 설치된 다수의 자외선 램프의 어셈블리를 개략적으로 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 제 1 파이프 20: 자외선 램프
30: 제 2 파이프 40: 제 3 파이프
50: 제 4 파이프 60: 제 1 벽
70: 제 2 벽 80: 제 3 벽
90: 제 4 벽
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 첫 번째 측면에 따르면,
처리해야 할 물을 수처리 장치 내로 공급하는 제 1 파이프와,
이중 석영관으로 이루어진 다수의 자외선 램프와,
상기 자외선 램프에 공기를 공급하는 제 2 파이프와,
상기 자외선 램프로부터 발생하는 오존 가스를 수집하여 상기 제 1 파이프로 공급하는 제 3 파이프와,
상기 다수의 자외선 램프를 통과하여 처리된 물을 배출하기 위하여 수처리 장치로부터 수조의 하부까지 연장되는 제 4 파이프와,
상기 제 1 파이프가 설치된 공간 및 상기 다수의 자외선 램프가 설치된 공간 사이를 구획하되 제 1 파이프를 통하여 도입된 물이 상기 자외선 램프가 설치된 공간으로 이동할 수 있도록 하는 통로를 구비한 제 1 벽, 및
상기 자외선 램프가 설치된 공간과 상기 제 4 파이프가 설치된 공간 사이를 구획하되 상기 자외선 램프를 통과한 물이 상기 제 4 파이프로 공급될 수 있도록 하는 통로를 구비한 제 2 벽을 구비하는 수처리 장치가 제공된다.
본 발명의 두 번째 측면에 따르면,
상기 본 발명의 첫 번째 측면에 따르는 수처리 장치에 있어서,
상기 다수의 자외선 램프는 상기 램프들에 공기를 공급하기 위한 제 2 파이프 및 상기 램프에서 생성된 오존 가스를 수집하기 위한 제 3 파이프를 사이에 두고 상기 파이프들에 수직으로 양쪽에 나란히 병렬 배치되고,
이 때 상기 양쪽에 나란히 병렬 배치된 자외선 램프 사이의 공간을 나누되 그 일부를 통하여 물이 이동할 수 있는 통로를 구비한 제 3 벽을 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 세 번째 측면에 따르면,
상기 본 발명의 첫 번째 측면에 따르는 수처리 장치의 구성에 더하여,
상기 제 2 벽의 상부에, 상기 자외선 램프가 설치된 공간의 상부에 존재하는 오존을 배출하여 상기 제 4 파이프 내로 공급하기 위한 튜브가 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 제공된다.
본 발명의 네 번째 측면에 따르면,
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 수처리 장치들에 있어서, 상기 다수의 자외선 램프들이 상기 제 2 및 제 3 파이프와 연결된 상태로 하나의 어셈블리를 이룸으로써, 수처리 장치로부터 일괄하여 분리하거나 장착할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 제공된다.
상기 여러 측면으로 구현될 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 수처리 장치는 처리해야 할 물을 공급하는 부분, 공급된 물을 처리하기 위해 자외선 및 오존 가스를 생성하는 부분, 상기 램프에 의해 생성된 오존 및 자외선에 의하여 처리된 물을 수조로 배출하는 부분들을 포함하여 구성되며, 상기 각 부분들은 수처리 장치 내에서 다수의 벽에 의해 각각의 공간으로 분리되고, 처리해야 할 물은 상기 다수의 벽에 형성된 통로를 통하여 상기 각 부분들이 위치하는 공간 사이를 이동함으로써 수처리 효율을 현저히 개선할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 따른 본 발명의 수처리 장치 내에서 처리를 요하는 물이 이동하면서 상기 다수의 자외선 램프에 의하여 생성되는 오존 및 자외선에 의하여 살균 및 정화 처리되는 과정은 다음과 같다.
상기 구성에 기재된 바와 같이, 제 1 파이프를 통해 처리해야 할 물이 수처리 장치 내로 공급되면, 그 물은 먼저 제 3 파이프를 통하여 제 1 파이프로 공급되는 오존 가스와 접촉하며 산화 반응을 일으킨다. 상기 오존 가스는 제 2 파이프를 통하여 상기 다수의 자외선 램프로 공급된 공기 중의 산소가 상기 램프 내에서 자외선에 의하여 오존으로 전환되어 생성된 것이다. 이렇게 생성된 오존 가스는 상기 램프로부터 제 3 파이프로 수집되며, 제 3 파이프는 제 1 파이프로 상기 오존 가스를 공급한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 수처리 장치 내에서 오존 가스와 처음 접촉한 물은 상기 제 1 벽에 형성된 통로를 통하여 상기 다수의 자외선 램프가 설치된 공간으로 이동한다. 여기서, 물은 자외선 램프의 외부에서 램프를 따라 이동하면서 램프로부터 조사되는 자외선 처리를 받는다. 이렇게 오존과 자외선의 처리를 모두 받은 물은 상기 제 2 벽을 통하여 다음 공간으로 이동한다. 상기 공간에는, 처리된 물을 수조로 배출하기 위한 제 4 파이프가 설치되어 있다. 처리된 물은 상기 공간으로 들어와 제 4 파이프를 통하여 수조로 배출된다.
한편, 이후 본 명세서에 첨부된 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 도면을 참고하여 상세히 설명하는 바와 같이, 상기 다수의 자외선 램프로는 제 2 파이프를 통하여 공기가 공급되고, 또한 상기 자외선 램프들로부터 생성된 오존 가스는 제 3 파이프로 수집되어야 하므로, 공기의 이동과 오존의 수집, 및 파이프들과의 관계를 고려한 다수 개 램프들의 효율적인 배치를 위하여, 상기 파이프들은 상기 수처리 장치 내의 상부 공간에 수평으로 배치되고, 상기 다수의 자외선 램프는 상기 파이프들과 수직인 구조로 장치 내에 세워진 형태로 배열되는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는, 상기 본 발명의 두 번째 측면에서와 같이, 상기 다수의 자외선 램프들은 상술한 바와 같이 두 개의 파이프에 수직하여 세워지는 구조로 될 뿐만 아니라, 상기 파이프들을 사이에 두고, 다수의 자외선 램프들이 상기 파이프들 양쪽으로 나란히 병렬 배치되는 것이 더욱 좋다.
한편, 상기 구성에 나타난 바와 같이, 본 발명의 장치에 사용되는 다수의 자외선 램프들은 모두 이중 석영관으로 구성되는데, 바람직하게 안쪽의 석영관 내에는 자외선을 발생시킬 수 있는 기체가 봉입되어 있고, 안쪽 석영관과 바깥쪽 석영관 사이의 공간은 진공으로 구성되어, 여기에 상술한 제 2 파이프로부터 공기가 공급된다. 공기가 공급되면, 상기 공기 중의 산소는 자외선 램프로부터 조사되는 자외선에 의하여 오존으로 전환되며, 생성된 오존은 자외선 램프로부터 배출되어 상술한 제 3 파이프에서 수집된다. 수집된 오존 가스는 제 1 파이프로 보내져 수처리 장치로 공급되어 물과 혼합된다.
본 발명의 세 번째 측면을 보다 상세히 설명하면, 본 발명에 따른 수처리 장치는 상기 제 2 벽의 상부에 상기 다수의 자외선 램프가 설치된 공간의 상부에 존재하는 오존을 배출하기 위한 튜브를 더욱 포함하여 구성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수처리 장치는 그 내부가 다수의 벽에 의하여 각각의 공간으로 나뉘어져 있고, 이렇게 나뉜 공간 사이를, 상기 벽들에 형성된 통로를 통하여, 각 공간에서 각각 단계별 살균 및 정화 처리를 받기 위하여 물이 이동하게 된다. 이와 같은 구조에 따라, 상기 장치를 작동하고 있는 동안은 장치 내 각 공간에는 항상 일정 수위 이상으로 물이 채워지게 된다. 이 때, 상기 발명의 세 번째 측면에서와 같이 제 2 벽의 상부에 제 4 파이프로 연결되는 튜브가 끼워지는 경우에는, 상기 벽과 접하는 다른 한 쪽 공간, 즉, 다수의 자외선 램프가 설치된 공간의 수위는 상기 제 2 벽의 상부에 끼워진 튜브의 위치 이하로 조절되게 된다. 즉, 수위가 상기 튜브 위치 보다 높아지려고 하는 경우에는, 물이 상기 튜브를 통해 제 4 파이프가 있는 공간으로 빠져 다수의 자외선 램프가 설치된 공간의 수위는 상기 튜브의 위치 아래로 유지된다.
그러나, 상기 튜브의 실질적으로 중요한 기능은, 상기한 바와 같이, 상기 다수의 자외선 램프가 설치된 공간의 상부에 위치하는 오존 가스를 상기 제 4 파이프내로 공급하기 위한 것이다. 이는, 최초에 제 1 파이프를 통하여 상기 다수의 자외선 램프에 의해 생성된 오존 가스와 혼합된 물이, 상기 다수의 자외선 램프가 설치된 공간으로 이동하면서, 물 속에 녹아 있던 오존 가스 중 일부가 공기 중으로 발산되는 경우, 이 오존 가스를 수집하여 다시 한번 이용함으로써 수처리 효과를 높이기 위한 것이다. 상기 튜브는, 바람직하게 상기 제 4 파이프 내로 연장되고, 따라서, 상기 튜브를 통해 공급되는 오존 가스는 수조 내로 보내져 수조 내의 물을 산화 처리하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 수처리 장치로 공급되는 물은, 바람직하게, 수처리 장치가 그 위에 설치되는 수조 내의 물이다. 따라서, 본 발명의 수처리 장치에 따르면, 바람직하게, 수처리 장치에 의하여 처리된 물이 수조로 배출되고, 이렇게 배출된 물은 다시 수처리 장치로 공급되는 반복적인 순환 구조를 취함으로써, 일반적인 수처리 장치에서와 같이 수처리 용량이 유량에 의존하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 수처리 장치는, 처리해야 할 물의 유량에 관계없이 일정 용량의 펌프를 사용하여 높은 수처리 효율을 유지할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리 장치를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 다수의 자외선 램프를 구비하는 수처리 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
상기 도면에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 수처리 장치(100)는 처리하고자 하는 물이 저장된 수조(200) 위에 설치하여 사용할 수 있다. 바람직하게, 수처리 장치(100)로부터 수조 하부까지 수직으로 연장된 파이프(50)들은, 이후 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하는 바와 같이, 상기 수처리 장치(100)에 의하여 처리된 물을 수조(200)로 배출하기 위한 것이다. 더욱 바람직하게, 상기 파이프(50)를 통하여 수처리 장치(100)에서 생성된 오존 가스를 처리된 물과 함께 수조(200) 아래로 깊이 공급함으로써, 수조 내에서 살균 및 유기물 분해 효과 등을 일으킬 수 있다. 또한, 파이프(50)가 수조 아래까지 깊이 연장되는 경우, 수조 내에 오존 가스 냄새가 발생할 염려가 없다. 그러나, 이 때 미량의 잉여 오존 가스가 수면 위에 위치함으로써, 공기 오염에 의한 수질 오염을 방지하는 역할도 한다.
상기 도면에서 펌프(11)는 수조(200) 내의 물을 제 1 파이프(10)를 통하여 수처리 장치(100) 내로 공급한다. 제 1 파이프(10)는 수처리 장치(100)의 상부로 수평으로 연장되다가, 그로부터 수처리 장치(100)의 내부를 향하여 수직 아래로 연장되는 두 개의 파이프들(10a)로 분기된다. 펌프(32)는 파이프(33)를 통하여 공기를 수처리 장치(100) 내로 공급한다.
도 2는 도 1 에 나타난 수처리 장치의 뚜껑을 벗기고 바라본 평면도이다.
상기 도면에 나타난 바와 같이, 상기 수처리 장치(100)는 상기 제 1 파이프(10)로부터 수직 아래로 연장되는 두 개의 분기된 파이프들(10a)이 각각 위치하는 공간, 다수의 자외선 램프(20)들이 위치하는 공간, 및 처리된 물이 상기 장치로부터 배출될 수 있도록 하는 제 4 파이프(50)들이 배치된 공간으로 나뉘어져 있다. 상기 제 1 파이프로(10)부터 분기된 두 개의 파이프가 위치하는 공간과 상기 다수의 자외선 램프(20)들이 위치하는 공간 사이를 나누는 것이 제 1 벽(60)이고, 다수의 자외선 램프(20)들이 위치하는 공간과 제 4 파이프(50)들이 위치하는 공간 사이를 나누는 것이 제 2 벽(70)이다.
상기 도면에 나타난 바와 같이, 다수의 자외선 램프(20)들은 상기 램프들에서 생성되는 오존 가스를 수집하여 상기 제 1 파이프로 공급하는 제 3 파이프(40) 양쪽으로 나란히 병렬 배치되어 있음을 알 수 있다. 이 때에는, 상기 두 줄의 자외선 램프(20) 사이에도 각각의 공간을 나누는 제 3 벽(80)이 존재한다.
한편, 도 1에서 본 것과 같이, 상기 제 1 파이프(10)로부터 분기된 두 개의 파이프들(10a)이 각각 위치하는 공간 사이를 나누는 제 4 벽(90)도 존재한다.
상기 벽들(60, 70, 80, 90)은 본 발명의 수처리 장치(100) 내 공간을 수직으로 분할함으로써, 각 공간에 위치하는 수처리 장치의 부분들의 수처리 효율을 높인다. 따라서, 본 발명에 따른 수처리 장치는 비교적 작은 용량으로도 높은 수처리 효과를 나타낼 수 있도록 한다.
상기 도면에 나타난 바와 같이, 각각의 자외선 램프(20)들에는 자외선 램프에서 생성된 오존 가스를 상기 제 3 파이프(40)로 공급하기 위한 튜브(41), 및 상기 도면에는 나타나 있지 않으나 상기 오존 가스의 발생을 위해 상기 각각의 자외선 램프(20)에 외부의 공기를 공급하기 위한 제 2 파이프(30)로부터 연장되는 튜브(31)들이 연결되어 있다.
제 1 파이프(10)와 제 3 파이프(40) 사이에는 오존 가스의 전달을 위한 튜브(42)가 연결되는데, 이들 튜브는 특히, 상기에서 설명한 두 개의 파이프들(10a)이 상기 제 1 파이프(10)로부터 분기되는 위치에 각각 연결된다. 처리해야 할 물은 상기 제 1 파이프(10)를 통하여 수송되어 상기 두 개의 분기된 파이프들(10a)을 통하여 수처리 장치(100) 내로 공급되므로, 이 때 상기 분기된 파이프(10a) 내에는 진공이 형성된다. 따라서, 상기 분기된 파이프들(10a)에 연결된 튜브(42)들을 통해 공급되는 오존 가스는 상기 진공의 영향으로 상기 분기된 파이프들(10a)로 빨려 들어간다. 따라서, 오존 가스는 물과 재빨리 혼합되면서 물을 살균, 산화 처리하게 된다.
도 3은 상기 수처리 장치를 도 2의 A-A 선을 따라 절단하여 화살표 방향에서 바라본 단면도이다.
상기 도면에 나타난 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수처리 장치에서 다수의 자외선 램프(20)들은 장치 내에 수직으로 세워져 제 2 파이프(30) 및 제 3 파이프(40)를 사이에 두고 양쪽에 병렬로 배치된다.
상기 제 2 파이프(30)로부터는 튜브(31)를 통하여 자외선 램프(20) 내로 공기가 공급되고, 공급된 공기는 앞서 설명한 바와 같이, 자외선 램프의 이중 석영관의 바깥 쪽 공간을 통하여 화살표 방향으로 램프를 따라 아래로 이동하면서, 램프로부터 나오는 자외선에 의하여 공기 중의 산소가 오존으로 전환된다. 이렇게 전환된 오존 가스를 포함하는 공기는, 자외선 램프의 하부에 화살표로 표시한 것과 같이, 자외선 램프의 하단에 연결된 튜브(41)를 통하여 제 3 파이프(40)로 수집된다. 이와 같은 방식으로, 다수의 자외선 램프(20) 각각에서 생성된 오존 가스는 상기 제 3 파이프(40)에 수집되고, 수집된 오존 가스는 튜브(42)를 통하여 제 1 파이프(10)로 공급되어 처리수와 혼합된다. 바람직하게, 상기 튜브(42)는 제 1 파이프(10) 내에서 분기된 파이프(10a)를 따라 아래로 연장되어 상기 파이프(10a) 내에서 오존 가스가 공급수와 잘 혼합될 수 있도록 한다. 이와 같이, 수처리 장치(100) 내로 공급되는 물은 처음에 다수의 자외선 램프(20)에 의해 발생된 오존 가스에 의하여 살균 및 정화 처리된다.
상기와 같이, 제 1 파이프(10)를 통하여 오존 가스와 혼합된 물은, 제 1 벽(60) 하부에 마련된 통로(61)를 통하여 다수의 자외선 램프(20)가 설치된 공간으로 이동한다. 이동된 물은 화살표 방향으로 자외선 램프의 외부에서 램프를 따라 상승하면서 램프로부터 조사되는 자외선에 의한 처리를 받게 된다. 자외선 처리를 받으며 상승한 물은, 병렬로 배치된 두 줄의 자외선 램프 사이를 가로막고 있는 제 3 벽(80)의 상부에 형성된 통로(81)를 통하여, 역시 자외선 램프(20)들이 다수 배치된 다음 공간으로 이동하게 된다. 상기 공간에서는, 물은 화살표 방향으로 자외선 램프(20)를 따라 아래쪽으로 이동하면서, 또다시 상기 램프(20)들로부터 조사되는 자외선에 의한 살균 및 정화 처리를 받게 된다.
이렇게 이동한 물은, 상기 자외선 램프(20)들이 설치된 공간과 처리된 물을 배출하기 위한 제 4 파이프(50)가 설치된 공간 사이를 나누는 제 2 벽(70)의 하부에 형성된 통로(71)를 통하여, 상기 제 4 파이프(50)가 설치된 공간으로 이동하게 된다. 이동한 물은 다시 화살표 방향으로 상승하다가, 제 4 파이프(50)를 통하여 수처리 장치(100) 외부로 배출되게 된다.
한편, 상기 제 2 벽(70)의 상단에는, 바람직하게 상기 다수의 자외선 램프(20)들이 설치된 공간의 상부에 포집되는 오존 가스들을 배출하기 위한튜브(51)가 끼워진다. 상기 튜브(51)는 상기 제 4 파이프(50) 내부로 연장한다.
상기 튜브(51)에 의하여, 다수의 자외선 램프(20)가 설치된 공간에는, 상기 튜브(51)의 위치에 따라 수위가 조절된다. 즉, 상기 튜브(51) 아래까지만 물이 차게 되는데, 이 때 물이 채워지지 않는 상부 공간에는, 물 속에 녹아 있던 오존 가스들이 포집될 수 있다. 상기 오존 가스는, 최초에 장치 내로 공급되는 물에 상기 제 1 파이프(10)를 통해 공급된 오존 가스가 녹아 있던 것이, 물의 이동 및 상승으로 인하여 공기 중으로 발산한 오존 가스이다. 상기 튜브(51)는 이와 같이 포집된 오존 가스를 제 4 파이프(50) 내로 공급함으로써, 자외선 처리되어 배출되는 물 또는 물이 배출되어 들어가는 수조 속으로 상기 오존 가스를 분사함으로써, 오존 가스에 의한 산화 처리가 다시 한번 일어나도록 한 것이다. 이에 따라, 상기 수처리 장치(100) 내에서는 생성된 오존 가스를 최대한 이용할 수 있게 된다.
한편, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 제 4 파이프(50)는 수처리 장치(100)로부터 수조(200) 하부 깊이까지 수직 아래로 연장하므로, 상기 파이프(50) 내로 공급된 오존 가스가 수조(200) 내로 충분히 녹아들 수 있다. 따라서, 상기 오존 가스에 의한 수조(200) 내 물의 산화 처리 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 수조 주위의 공기 중으로 불쾌한 오존 냄새를 유출시키지 않는다. 그러나, 이 때 미량의 잉여 오존 가스가 수면 위에 위치함으로써 공기 오염에 의한 수질 오염을 방지하는 역할도 한다.
또한, 상기 제 4 파이프(50)는 상기 도면에 나타낸 바와 같이, 그 입구에 비하여 그 하단이 좁게 구성되어 있다. 이와 같은 구성에 따르면, 파이프의 내경이좁아짐에 따라 압력이 증가하여 이를 통과하는 유체의 유속이 빨라진다. 따라서, 배출되는 물 및 오존 가스는 상기 파이프(50) 내부에서 재빨리 혼합되면서 수조(200) 내로 떨어지는 효과를 가질 수 있다. 이에 따라 오존에 의한 수처리 효율도 높아질 수 있다.
바람직하게, 상기 다수의 자외선 램프들은, 상술한 제 2 파이프(30) 및 제 3 파이프(40), 그리고 제 2 파이프(30) 하부와 연결되어 병렬 배치된 자외선 램프들 사이의 공간을 나누는 제 3 벽(80), 및 상기 제 3 벽(80)과 수직으로 연결되며 상기 자외선 램프들을 지지하는, 수처리 장치로부터 분리될 수 있는 별도의 바닥부(85)와 함께 하나의 어셈블리를 이룬다. 이러한 어셈블리 구조에 의하여, 상기 다수의 자외선 램프들은 일체로 상기 수처리 장치(100) 내에 장착되거나 이로부터 분리될 수 있어, 자외선 램프들의 청소 및 유지 관리가 간편하게 될 수 있다.
도 4는 도 3에 나타난 상기 다수의 자외선 램프의 어셈블리를 그 측면에서 바라본 개략도이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 다수의 자외선 램프들은 상기 제 3 벽(80)과 그 상부에 배치되는 제 2 파이프(30) 및 제 3 파이프(40)를 사이에 두고, 다른 한 쪽의 동일한 자외선 램프의 배치와 함께 일체로 구성됨을 알 수 있다. 따라서, 상기 자외선 램프들을 청소하거나 유지, 수선할 때에는, 상기 어셈블리를 수처리 장치로부터 일괄적으로 빼내거나 장착할 수 있다. 이를 위하여, 상기 수처리 장치(100)에는 상기 제 3 벽(80)의 전단부 및 후단부를 끼웠다 뺐다 할 수 있도록 레일부가 형성된다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 레일부는, 수처리 장치 내에서 상기 다수의 자외선 램프의 어셈블리가 설치될 공간의 전후 벽면 상에서 대략 중앙 부근에 각각 두 줄씩의 안내 돌출부(82)들로 구성될 수 있다. 상기 돌출부(82)들에 의하여 구획되는 홈 내에 상기 제 3 벽(80)의 전후단면이 꼭 맞게 끼워질 수 있다. 따라서, 관리자는 수처리 장치의 상부로부터 상기 자외선 램프의 어셈블리를 상기 홈에 용이하게 끼웠다 뺐다 함으로써 자외선 램프의 어셈블리를 청소, 유지 및 관리할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 수처리 장치는, 그것의 유지 및 관리에 있어서도 매우 편리하다.
이상 설명한 바람직한 실시예는 본 발명을 제한하는 것이 아니며, 당업자는 상기 실시예에 개시된 본 발명을 용이하게 변경 및 수정할 수 있을 것이다. 그와 같은 변경 및 수정은 이하 첨부된 본원 발명의 청구범위에 기재된 발명의 구성 및 기본 정신을 벗어나지 않는 한 본 발명의 범위에 속한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 수처리 장치는 별도의 오존발생장치 없이도 다수의 자외선 램프에서만 생성되는 오존을 효과적으로 이용할 수 있도록 구성됨으로써, 에너지 효율적이면서도 자외선 및 오존에 의한 우수한 고도 정수 처리 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 수처리 장치는 반복적인 순환 처리 구조에 의하여, 비교적 적은 펌프 용량으로도 처리해야 할 물의 유량에 관계없이, 대형 수조 등에 설치되어 우수한 수처리 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명에 따른 수처리 장치는, 상기 다수의 자외선 램프가 하나의 어셈블리를 구성함으로써, 청소, 유지 및 관리에 있어서도 간편하다.
Claims (9)
- 처리해야 할 물을 수처리 장치 내로 공급하는 제 1 파이프와,이중 석영관으로 이루어진 다수의 자외선 램프와,상기 자외선 램프에 공기를 공급하는 제 2 파이프와,상기 자외선 램프로부터 발생하는 오존 가스를 수집하여 상기 제 1 파이프로 공급하는 제 3 파이프와,상기 다수의 자외선 램프를 통과하여 처리된 물을 배출하기 위하여 수처리 장치로부터 수조의 하부까지 연장되는 제 4 파이프와,상기 제 1 파이프가 설치된 공간 및 상기 다수의 자외선 램프가 설치된 공간 사이를 구획하되 제 1 파이프를 통하여 도입된 물이 상기 자외선 램프가 설치된 공간으로 이동할 수 있도록 하는 통로를 구비한 제 1 벽, 및상기 자외선 램프가 설치된 공간과 상기 제 4 파이프가 설치된 공간 사이를 구획하되 상기 자외선 램프를 통과한 물이 상기 제 4 파이프로 공급될 수 있도록 하는 통로를 구비한 제 2 벽을 구비하는 수처리 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 파이프 및 제 3 파이프는 모두 상기 수처리 장치 내 공간의 상부에 수평으로 설치되고, 상기 다수의 자외선 램프들은 별도의 튜브를 통하여 상기 파이프들과 각각 연결된 상태로 상기 수처리 장치 내에 수직으로 세워진 상태로 배열되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 자외선 램프들은 수처리 장치 내 상부 공간에 서로 접하여 수평으로 배치된 상기 제 2 파이프 및 제 3 파이프를 사이에 두고 그 양쪽에 수직으로 병렬 배치되며, 또한 상기 제 2 파이프와 제 3 파이프의 아래에는, 상기 양쪽에 나란히 병렬 배치된 자외선 램프 사이의 공간을 나누되 그 일부를 통하여 물이 이동할 수 있도록 한 통로를 구비한 제 3 벽을 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 수처리 장치는,상기 제 2 벽의 상부에, 상기 자외선 램프가 설치된 공간의 상부에 존재하는 오존을 배출하여 상기 제 4 파이프 내로 공급하기 위한 튜브가 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 자외선 램프들은 상기 수처리 장치로부터 분리될 수 있는 별도의 바닥부 상에 설치되며 상기 제 2 및 제 3 파이프와 연결된 상태로 어셈블리를 이룸으로써, 수처리 장치로부터 일괄하여 분리하거나 장착할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 다수의 자외선 램프들은 상기 수처리 장치로부터 분리될 수 있고 상기 제 3 벽과 수직으로 연결된 바닥부 상에 설치되어 어셈블리를이루며, 상기 제 3 벽의 전후단면은 상기 수처리 장치 내의 전후 벽면에 형성된 돌출부 사이에 끼워짐으로써, 상기 어셈블리를 상기 수처리 장치로부터 일괄하여 분리하거나 장착할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 파이프는 수처리 장치로부터 물을 배출하는 수조의 하부까지 수직으로 연장되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 파이프는 입구에 비하여 파이프 하단의 내경이 더 작은 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 처리해야 할 물은 상기 수처리 장치에 의해 처리한 물이 배출되는 수조로부터 순환, 공급되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
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