KR200209102Y1 - 노즐 분사식 차아 염소산 칼슘 용해장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 할로겐 계의 소독약으로 화학식 Ca(OCl)₂, 분자량 142.98의 대표적인 고체 살균, 표백제인 차아 염소산 칼슘(Calcium Hypochlorite)의 효과적인 용해 방법에 관한 것이다. 즉, 차아 염소산 칼슘은 저수조(우물)에 직접 투척하여 자연 용해에 의한 유리 염소 살균과 잔류 염소가 유지되는데, 고안된 용해기를 저장조, 마그네트펌프와 함께 이용한 것으로 배수지로 향하는 급수관의 인입라인에서 물을 보급 받아 저장조에 채운다음, 마그네트펌프를 이용하여 용해기에서 고체 약품을 신속하게 용해시키고 조절하여 이를 주입할 수 있도록 한 장치의 고안이다.

본 고안은 고체 염소(차아 염소산 칼슘)를 사용하는 염소투입기에 있어 기존 교반 방식 대신 사용할 수 있게 한 것으로 농어촌 간이 급수 시설에 매우 적합하다 하겠다. 이는 그 동안 고가이면서 보존 기간이 짧아 이용에 어려움이 있는 액체 염소(이산화 염소, 차아 염소산 나트륨)에 비해, 경제성이 있고 간편한 방식으로 고체약품과 물을 이용해서, 원하는 농도의 액체 염소를 만들어 이를 투입할 때 공급수의 법정 기준치(0.2∼0.4ppm) 이내로 잔류 염소 농도를 일정하게 유지할 수 있도록 하여 준다.

이 용해 장치는, 용해기 하단 및 중앙에 분사 노즐을 장착하여 시간 설정에 의해 약품의 아래 부분부터 안정하게 용해하여 일정량의 약품을 저장조에 용해시켜 담게 된다. 본 고안은 용해기에 한 번 약품을 저장해 주면, 한달 또는 그 이상의 기간동안 지속적으로 매일 일정한 용해량을 얻을 수 있으므로, 관리가 어려운 간이급수시설 및 농촌 등지에서의 관리자 없이 소독 시설 운용에 확실한 잔류 염소 유지를 위한 안전하며 편리한 장치라 할 수 있다.

Description

노즐 분사식 차아 염소산 칼슘 용해장치{The type of jet nozzle. The melting system of calcium hypochlorite}

가격이 저렴하고 보존성이 좋은 고체 염소(차아 염소산 칼슘)를 저수조에 직접 투입하거나 저장 탱크에서 교반하지 아니하고 용해기에서 물에 의해 용해되어 저장 탱크 내에 담아져 잔류물인 생석회가 바닥에 쌓이는 것을 방지하고, 균일한 용해량과 일정 염소 농도를 유지하도록 함으로써, 신뢰성 및 정확성을 향상시킨다. 이는 용해기 내에 필터가 있어 용해시 분사수가 필터의 방파작용에 의해 필터 상단에 2∼3cm의 포말 파고를 형성 약품의 하층 접촉면만 균일하게 용해하거나＜도2 참조＞, 중앙에 있는 전방위노즐로 많은 양을 쉽게 용해하고＜도3 참조＞ 용해기 콘형 하단의 밸브는 불순물 혼입을 방지하거나 배출함으로써 완벽한 용해율실현과 소독 장치의 수명을 연장시킨다.

정부가 WTO 이후 농어촌 구조개선 사업의 일환으로 시작된 농어촌 생활 용수 사업은 전국에 산재한 수많은 촌락에 양질의 식수를 공급하는 사업으로서 지방 자치단체가 관장하여 지역주민의 음용수를 공급하기 위해 수도법 18조 2항 규정에 의하여 침전지, 여과지 소독 시설을 갖추는 바 수질이 양호할 때는 다만 소독 시설만을 설치하도록 시행 규칙을 두고 있다. 따라서 종래의 소독 시설에서의 약품 투입 방법은 저수조에 바로 넣거나, 정량주입펌프를 이용할 경우 저장탱크 안에 직접투입하여 교반을 통해 용해시키는 방법을 사용했으나, 차아 염소산 칼슘은 물에 잘녹는 반면 침적시 유효 염소의 지속 시간이 4∼5시간으로 짧아, 초기에 감소율을 계산하여 많은 양을 투입하면 농도가 높아지게 되며, 그렇지 않을 경우 시간 경과 후 농도가 낮아져 재차 투입을 요하게 된다. 저장 탱크 및 저수조에 유입량을 계산하여 저장 약품을 직접 투입하는 수직흄관의 적층식 투하방법은 온도와 습도에 의한 영향으로 약품끼리 엉겨 붙음으로 인해 정량투입이 곤란한 점이 있다. 이러한 방법은 또한 배수조 내에 많은 침전물(석회)이 쌓이게 되어 침전물의 누적으로 오염과 잔류 염소 농도 유지에 신뢰도가 떨어지게 되는 문제점이 생기게 된다.

한편, 액체 염소를 사용하여 저장탱크 내에 붓고, 정량 펌프로 토출하여 염소 농도를 유지하거나, 배수지로 향하는 관정사의 송수관에 직접 적당량의 액체 염소를 주입하는 경우 소모량만큼의 액체 염소를 계속 보충해주어야 하는 번거로움과 액체 염소가 가지는 유효 기간 내에 소모해야 하는 등의 문제점이 있다. 게다가 액체 염소는 경제적인 면에서 가격이 비싸서 현재 농촌 실정에서는 효율적이지 못한 것이 현실이다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것이다.

고체 염소(차아 염소산 칼슘)를 이용함으로써, 액체염소를 사용할 때의 경제적인 문제와 장기 보존 및 유지에 관한 문제를 해결하고, 고체 염소의 사용에서 야기되는 침전물(CaO)과 유효염소의 시간차에서 오는 부정확한 농도유지문제를 기술적으로 보완한다. 즉, 노즐분사식 용해방법과 필터링 시스템을 이용하여 완전용해율과 불순물을 침적 걸러내어 저장탱크 내로의 유입을 방지하고, 그렇게 함으로써 저장탱크 내에 침전물의 생성 및 누적을 감소시킨다. 또, 잔류염소 감소율을 계산하여 시간 설정된 자동 용해 시스템을 이용하여 필요한 양만큼 주기적으로 차아 염소산 칼슘을 용해하여 저장할 수 있어 항상 일정한 농도를 유지한다. 이는 마그네트 펌프가 설정된 시간 동안 작동하여 용해기에 적층된 차아 염소산 칼슘이 건조상태에 있다가 용해시간 만큼 일정한 용해량을 지속적으로 발생함으로써, 저장탱크 내 염소 농도가 일정하게 유지되고 관리상의 편리를 도모할 수 있다.

도 1은 본 고안에 의한 차아 염소산 칼슘 용해 장치의 외관 사시도

도 2는 본 고안에 추가된 하단 분사식 용해기를 나타낸 사시도

도 3은 도 1에 표시된 용해기의 사시도

＜ 도 1의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞

① 용해기 ② 저장조 - 마그네트 펌프 연결 호스

③ 마그네트펌프 ④ 마그네트펌프 - 용해기 연결 호스

⑤ 용해기 - 저장조 연결 호스 ⑥ 저장조

＜ 도 2 용해기의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞

① 받침판 ② 분사 노즐 ③ 필터

④ 불순물 배출 밸브 ⑤ 배수구 ⑥ 수압 조절 밸브

⑦ 용해기 뚜껑 ⑧ 유입구 ⑨ 고정판

＜ 도 3 용해기의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞

① 분사 노즐 ② 필터 ③ 배수구

④ 불순물 배출 밸브 ⑤ 유입구 ⑥ 용해기 뚜껑

⑦ 고정판 ⑧ 수압 조절 밸브 ⑨ 수직나사조절밸브

- 구성품 및 역할

본 구성품은 ＜도 1＞과 같으며 ＜도 3＞ 용해기의 주요 부분에 대한 설명은 다음과 같다. 물이 유입구(5)와 분사 노즐(1) 부분이 같이 연결되어 있어서 용해기 중앙에 수직으로 설치된 노즐 부분에서의 유량과 유속 및 유압은 마그네트펌프의 사양에 의존하게 된다. 노즐의 구멍의 크기는 2mm이고 구멍간의 간격은 16mm이며 사방을 향해있고 분사노즐 상단에 수직나사조절밸브(9)를 설치하여 노즐수를 조정 용해율 조절이 가능토록 되어있다. 따라서, 전 방면으로 일정하게 물이 분사되어 균일한 용해를 가능하게 한다. 용해기 뚜껑(6)은 용해기 내의 압력을 항상 일정하게 해 주는 역할을 하게 된다. 고정판(7)이 있음으로써 작동시 용해기에 작용되는 진동이나 기울어짐에 의한 악영향을 방지한다.

＜도 2＞ 용해기의 주요 부품에 대한 설명은 다음과 같다.

받침판(1)은 분사 노즐(2)의 구멍 간격과 같은 간격으로 그림과 같이 되어 있어서 약품 저장 및 노즐에서 분사되는 물이 약품을 녹이는 데 아무런 장애가 없도록 하였다. 분사 노즐(2) 구멍은 2mm, 간격은 16mm로 방향은 위쪽 45도 양방향으로 20ℓ/min 용량의 마그네트펌프의 압력수에 의해 분사되면 상단의 30∼50메쉬의 필터(PVC망)(3)을 통과하면서 방파작용에 의한 2∼3cm의 포말 파고를 형성 상단의 차아 염소산 칼슘의 접촉면을 균일하게 고른 용해를 유도한다. 불순물 배출 밸브(4)는 아래 방향에 설치되어 개폐기능을 갖으며, 필터를 통과한 미세한 분말과 기타 찌꺼기, 불순물 등이 콘형에 침적되면 제거하기 위한 장치이다. 수압조절 밸브(6)는 90도 회전으로 개폐기능을 갖으며 순환 호스와 같이 부착되어, 열어주는 정도에 따라서 분사되는 물의 압력을 조절해 준다.

- 작동 원리 및 작용

용해기(1)에 고체 염소(차아 염소산 칼슘)를 적당량 투입한 후, 마그네트펌프(3)를 작동시키면, 저장조(6) 내의 지하수가 호스(2)를 거쳐서 마그네트 펌프(3)에 의해, 호스(4)를 통해서 용해기(1)로 들어가고, 노즐을 통해서 분사되는 용해수에 의해서 약품이 녹게 된다. 약품이 녹아 있는 용액은 호스(5)를 통해서 저장조(6)로 유입되게 된다. 분사압력은 마그네트펌프가 유입구(15ø파이프)로 분당 20ℓ정도로 양수시 노즐구멍 크기와 개수 및 수압조절밸브에 달라지며 이는 용해율과 상관관계에 있다고 할 수 있다. 용해된 약품은 필터에 의해서 재차 걸러지게 되며, 이렇게 필터에 의해 걸러지지 않은 용해약품은 지속적인 물과의 접촉으로 인해 재차 용해가 되어, 실제로는 침전물이 거의 혼합되어 있지 않은 액체염소가 저장조(6)로 유입된다.

차아 염소산 칼슘은 물에 접촉되면 유효염소기간이 4∼5시간으로 짧은 점을 감안, 매일매일 물 사용량에 맞춰 약품양을 투입하는 번거로움이 있었는데 용해기에 한 달 분량 또는 그 이상의 약품을 투입하여 건조상태에 보관하고 용해시간에만 하단의 접촉면만 짧은 시간동안 용해하여 준다. 따라서 약품 보충 주기를 늘임으로써, 농촌 간이 급수 시설의 관리상의 편리를 극대화하고, 필터링 시스템을 이용하여 저장조 내에 침전물의 생성 및 누적을 없게 함으로써, 저장조 내의 염소 농도 변화를 최소화해서 신뢰성과 안전성을 향상시킨다. 이렇게 하여, 전문인이 없어 관리가 잘되지 않는 농촌 등지의 소독 시설 사용 시 최대한 믿을 수 있는 안전한 물을 공급할 수 있다.

Claims (3)

1. 저장조(6) 하단에 연결된 마그네트펌프 연결호스(2)로 저장조의 물이 마그네트펌프(3)로 유입되면 전기의 시간설정이나 스위치 동작에 의해 펌프가 가동하여 압력수를 용해기(1)에 호스(4)로 공급하고 용해기내의 노즐이 압력수를 분사하여 용해기에 적층된 차아 염소산 칼슘을 용해하여 용해된 액체염소가 용해기하단 공간에 모여지고 이것이 자연압에 의해 저장조 연결호스(5)에 의해 다시 저장조(6)로 담아지고 이를 시간설정의 써클레이션 운용함으로써 용해기에 저장된 약품 용해량을 조절하고 저장조의 액체염소가 정량펌프에 의해 소모되고 새물이 들어와 희석이 되더라도 항상 원하는 농도를 일정하게 유지 생성하여 주는 노즐 분사식 차아 염소산 칼슘 용해장치
2. ＜청구항 1＞에 있어서, 설치된 아크릴 원통형 용해기 ＜도 2 참조＞ 내부 중하단 위치에 유입구(15ø파이프)(8)에 45°의 상방향 12개(2mm)의 분사 노즐(2)로 마그네트펌프(20ℓ/min)의 공급수가 분사되면 약품을 받쳐줄 받침판(1)를 통과한 분사수가 다시 상단의 30메쉬 필터(3)를 통과하면서 방파작용에 의해 전체에 2∼3cm의 연동포물선 파고를 형성, 적층된 약품의 아랫쪽 접촉면을 균일하게 용해하고 이를 자연압에 의해 배수구(5)를 통해 용해된 액체염소를 저장조에 보내주고 압력수를 조정 용해속도를 조절할 수 있는 수압조절밸브(6)와 고정판(9), 용해기뚜껑(7) 이 있으며 내려앉은 불순물을 제거할 수 있는 불순물 배출밸브(4)가 있는 용해기를 갖춘 노즐 분사식 차아 염소산 칼슘 용해장치
3. ＜청구항 1＞에 있어서, 설치된 아크릴 원통형 용해기＜도3 참조＞ 중앙 내부에 수직으로 설치된 파이프에 16mm간격의 2mm의 홈이 사방전면 분사노즐(1)에 마그네트펌프의 압력수가 유입구(15ø파이프)(5)로 공급되고 상단에 노즐수를 조정하는 수직나사조절밸브(9)가 있고 또한 유량을 조절하는 수압조절밸브(8)와 용해기내에 약품을 받쳐주고 조각난 미세약품을 재용해해주는 필터(PVC망)(2)와 용해된 액체염소가 자연압에 의해 저장조로 담겨질 배수구(3)와 고정판(7), 용해기뚜껑(6)을 갖고 아래에 침전될 불순물을 제거하는 배수밸브(4)를 갖춘 용해기의 노즐 분사식 차아 염소산 칼슘 용해장치