KR200303113Y1 - 자외선 살균소독장치의 램프 보호를 위한 튜브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 상하수를 살균소독 할 수 있는 자외선 살균소독장치의 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 램프의 파손을 방지할 수 있고 자외선 조사율을 높일수 있는 자외선 살균소독장치의 램프 보호를 위한 튜브에 관한 것이다.

본 고안은 일측 내연에 결합수단이 구비된 중공형의 베이스와, 상기 베이스 내면 일측에 결합수단을 구비하여 결합되는 램프 홀더와, 상기 램프 홀더에 일측이 삽입,결합되고 타측은 자유단인 살균램프를 포함하여 구성된 자외선 살균소독장치의 램프 보호를 위한 튜브에 있어서, 상기 살균램프 외연에 이격되어, 상기 살균램프를 감싸는 불소수지 튜브가 상기 램프 홀더에 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

자외선 살균소독장치의 램프 보호를 위한 튜브{Protection tube for lamp of ultraviolet disinfection systems}

본 고안은 상하수를 살균소독 할 수 있는 자외선 살균소독장치의 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 램프의 파손을 방지할 수 있고 자외선 조사율을 높일수 있는 자외선 살균소독장치의 램프 보호를 위한 튜브에 관한 것이다.

살균램프(disinfection lamp)를 이용한 자외선 살균소독장치(ultraviolet disinfection systems)는 상하수 살균소독 처리시에 환경호르몬 유기화합물등 환경에 악영향을 미치는 부생성물을 생성하지 않는 장점이 있기 때문에 근래에 들어 각광받고 있다.

또한, 소독속도가 빠르고 처리수에 염소 등의 약품을 첨가하지 않기 때문에 살균소독 후 살균약품을 제거할 필요가 없는 장점이 있다.

자외선 살균소독장치의 장점을 설명하면 하기와 같다.

자외선 살균소독장치는 자외선이 균체의 세포막을 투과하여 직접 심장부인 DNA사슬에 손상을 주기 때문에 아주 단시간에 소독이 가능하다. 그러나, 염소와 오존에 의한 소독에서는 균체의 세포막부터 파괴하여 균체를 녹여 소독하고, 수중의 타유기물과도 무차별로 반응하기 때문에 소독 시간이 길다. 소독시간은 자외선이 3~5초인데 반해서 염소는 15분 오존은 10분 정도 걸리게 된다.

또한, 상기에 언급한 바와 같이 자외선 소독은 타 유기물과는 반응하지 않기 때문에 유독성 부생성물을 생성하지 않는다. 따라서, 유독 물질을 일절 지니지 않는 안전하고 환경에 적합한 물이 방류되는 장점이 있다.

일반적으로, 자외선 살균램프를 이용한 자외선 살균소독장치는 상하수가 통과하는 유동관로에 설치하여 약 253.7nm의 파장을 갖는 자외선을 상하수에 조사(irradiation)함으로써 상하수에 포함된 미생물을 사멸시키게 된다.

종래 기술에 따른 자외선 살균램프에 장착되던 석영 유리 튜브는 하기와 같은 문제점이 있다.

자외선 살균소독장치의 석영 유리 튜브 방식은 석영 유리 튜브 표면에 오염성분이 부착되어 주기적으로 와이퍼(Wiper)를 작동시켜 세정함으로써 유지관리에 문제점이 있다.

또한, 석영 유리 튜브는 세정시 와이퍼를 주기적으로 작동시킴으로써 석영 유리 튜브 표면의 흠집으로 인한 투과성이 떨어지며, 외부충격에 약하여 석영 유리 튜브가 파손될 수 있을 뿐만 아니라 램프도 함께 파손될 수 있는 문제점이 있다.

상기와 같이 램프가 파손될 경우 램프안에 포함된 수은이 2차 처리수에 다량 포함되는 위험성을 내포하고 있었다.

살균램프의 교환은 보통 1년 6개월을 주기로 하게 되는데 , 살균램프의 유지보수기간이 가까워지면 살균램프를 보호하기 위한 종래의 석영 유리 튜브에 오염성분이 부착되어 자외선 조사율이 떨어지는 단점이 있었다.

또한, 도 1a에 도시된 바와 같이, 석영 유리 튜브는 정투과성의 성질을 띠기 때문에 조사율이 떨어져 살균효과가 떨어지는 단점이 있다.

따라서, 상기와 같은 종래 기술에 따른 문제점을 극복하기 위하여 램프 보호 튜브를 위한 세정 설비의 설치가 필요했고, 이에 따른 추가 비용 때문에 유지 보수 비용에 대한 부담이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 극복하고자 안출된 것으로서, 비접착성이고, 물이 묻지 않을 뿐만아니라 수중의 오염성분이 부착되지 않는 자외선 살균소독장치의 램프 보호를 위한 튜브를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1a는 종래 기술에 따른 석영 유리 튜브의 광투과성을 도시한 단면도.

도 1b는 본 고안에 따른 불소수지 튜브의 광투과성을 도시한 단면도.

도 2는 불소수지 튜브와 석영 유리 튜브의 살균율 추이를 나타낸 도표.

도 3은 본 고안에 따른 불소수지 튜브가 장착되는 저압수은램프와 종래기술에 따른 중압수은램프의 효율을 나타낸 도표.

도 4는 본 고안에 따른 불소수지 튜브의 단면도 및 측면도.

도 5는 본 고안에 따른 불소수지 튜브가 장착되는 일예를 도시한 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1: 불소수지 튜브 2: 살균램프

3: 램프홀더 4: 베이스

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안은 일측 내연에 결합수단이 구비된 중공형의 베이스와, 상기 베이스 내면 일측에 결합수단을 구비하여 결합되는 램프 홀더와, 상기 램프 홀더에 일측이 삽입,결합되고 타측은 자유단인 살균램프를 포함하여 구성된 자외선 살균소독장치의 램프 보호를 위한 튜브에 있어서, 상기 살균램프 외연에 이격되어, 상기 살균램프를 감싸는 불소수지 튜브가 상기 램프 홀더에 결합되는 것을 특징으로 하는 자외선 살균소독장치의 램프 보호를 위한 튜브를 제공 한다.

도 1b 내지 도 3을 참조하여 본 고안에 따른 불소수지 튜브가 장착되는 램프에 관한 배경 설명을 하고자 한다.

도 1b는 본 고안에 따른 불소수지 튜브의 광투과성을 도시한 단면도로서, 불소수지 튜브의 광확산성을 보여준다.

살균램프가 장착된 실제 자외선 소독장치에서의 살균효과 및 화학광량계의 비교 결과에서도 총 광투과량은 살균효과 및 화학광량계와 비례하기 때문에 본 고안에서 불소수지 튜브를 적용,장착하게 되었다.

도 2는 불소수지 튜브와 석영 유리 튜브의 살균율 추이를 나타낸 도표이며, 도 3은 본 고안에 따른 불소수지 튜브가 장착되는 저압수은램프와 종래기술에 따른 중압수은램프의 효율을 나타낸 도표이다.

이하, 도 2를 참조하여 본 고안에 따른 불소수지 튜브의 살균효과를 설명하고자 한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 하수처리장에서 실제로 장기간 불소수지와 석영유리를 사용한 장치의 살균성능의 추이를 도식화 해보았다. 도 2에서 보듯이 불소수지가 내오염성면에서 상당히 뛰어난 것을 확인 할수 있었다.

본 실험은 6개월간 지속 하였다. 불소수지 튜브와 석영 유리 튜브의 살균효과 차이는 실험 시작일로 부터 3개월 이후 현저한 차이를 보이기 시작했다.

일반세균과 대장균에 대한 살균효과 모두 불소수지 튜브가 월등함을 상기의 실험으로 부터 알 수 있었다.

이하, 표 1에서 불소수지 튜브와 석영 유리 튜브의 장단점을 요약하여 보았다.

[표 1] 불소수지 튜브와 석영 유리 튜브의 비교 분석 결과.

	불소수지 튜브	석영 유리 튜브
유기물 오염의 부착	부착이 없다	1~2개월마다 청소 또는자동세정장치 필요
유지관리면	램프교환시 필요에 따라 세척	와이퍼를 이용한 세정
취급의 용이성	무게가 가볍고 보호관 자체가깨질 우려가 없기 때문에 취급이 용이하다. 또한 내부의 램프가 파손되어도 처리수 중에 유해한 수은이 사방에 흩어질 위험성이 없다.	무게가 무겁고 맨손으로 취급이 곤란하므로 별도의 끌어올리는 장치가 필요하다. 충격에 상당히 약해 깨졌을 경우 램프내 수은이 처리수 중에 흩어질 위험을 내재하고 있다.
자외선 투과율	확산성이 좋으므로 투과율은석영유리관과 동일	투과율 좋음
보호관 수명	7년 이상	1년~3년

이하, 도 3을 참조하여 불소수지 튜브가 장착되는 저압수은램프를 설명하여 본 고안의 이해를 돕고자 한다.

도 3은 중압 또는 고압 수은램프와 저압수은램프의 자외선 출력의 방사효율을 비교하기 위해서 단위소비전력(100W)당 각 파장의 자외선 출력(W)을 나타낸 것이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 단위소비전력(100W)당 254nm에서의 출력은 저압수은램프가 40W인 반면에 비해 중압수은램프에서는 5W이다. 저압 수은램프 쪽이 8배나 효율이 좋다는 것을 알 수 있다.

자외선 램프는 수은증기압에 의해 통상 다음과 같이 분류되어 사용되고 있다.

0.01mmHg 정도의 증기에서 수은 증기속 방전에 의해서 방사되는 자외선을 이용하는 램프이다. 저압 수은방전의 휘선중 더욱 더 강한 253.7nm의 빛을 직접 이용한 광원(살균램프)이다. 자외선으로 형광물질을 여기시켜 근자외선 또는 가시광선을 포함한 근자외선을 이용한 것으로 형광캐미칼램프 또는 블랙라이트형광램프라 불리고 있다. 저압 수은램프는 253.7nm만을 투과하는 램프이다.

일반적으로 고압(중압) 램프로 불리워지는 것은 1~10 기압의 수은 증기중에서 아크 방전시키는 것으로 고압(중압)램프는 자외선 이외에 다른 가시광선도 많이 방사되고 있다. 이 램프는 소용량(400W정도)에서 대용량(20KW정도)까지 다양하게 제작되고 있다.

저압 자외선 램프는 스펙트럼 거의가 253.7nm에 집중되고 있다. 이것은 저압하에 있어서 전자와 수은의 발광 스펙트럼의 90%이상이 253.7nm에 집중되고 있기 때문이다. 또한 상대 살균효과에서도 알 수 있듯이 253.7nm부근의 살균력은 다른 파장에 비해서 압도적으로 강력하다.

상기와 같은 이유 때문에 저압 자외선 램프가 일명 살균램프라 불리워지는 것은 타 파장을 내는 램프에 비해서 압도적으로 살균력이 강한 것에서 비롯된다. 이것에 비해서 고압램프와 초고압 램프로서는 살균선이라 불리는 200~300nm 부근에서의 에너지량에 비해서 장파장 부근의 출력이 상당히 높다.

따라서, 저압 램프와 같은 살균력을 얻으려고 하면 큰 전력을 필요로 하게 된다. 물론, 살균을 목적으로 하는 램프를 선정할 경우에는 저압 램프를 사용하는 것이 더욱더 효과적이다.

이밖에 살균장치로서 장치화한 경우 저압 램프는 살균력 출력의 효율이 좋기 때문에 살균율에 비해 전력량이 적게 들고 발열량이 적어 통수를 멈추더라도 비교적 문제는 발생하지 않는다. 또한 램프형식이 슬림이라 불리우는 방식으로 점등후 램프의 최대 출력까지 이르는 시간이 빠르고 ON/OFF등의 재현성도 강하고 단시간에 복귀하기 때문에 취급이 매우 간단하다.

이와 대조적으로 고압(중압)램프 및 초고압램프는 살균효율에 비해서 전력비가 많이 발생하고 발열량이 크기 때문에 통수를 멈추거나 라인을 정지했을 경우에는 수온이 단시간에 상승, 비등하는 등의 위험이 있다.

따라서, 통수를 멈추거나 라인을 정지할 경우에는 램프를 그때에 소등하든지 또는 별도의 냉각장치를 마련해야 한다. 또한 램프를 점등할 때에 점등 후 램프의 최대 출력까지 시간이 많이 걸린다. 따라서 한번 램프를 소등하면 재점등 하기까지 어느 정도의 시간이 필요하다.

이상과 같은 점에서도 자외선 램프를 살균장치로서 사용할 경우는 고압(중압)자외선 램프와 초고압램프보다 저압램프를 사용하는 쪽이 훨씬 취급이 용이하고 효율이 높다고 할 수 있다.

참고로, 본 고안의 불소수지 튜브는 상기에 언급한 자외선 저압램프에 장착됨을 언급한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

도 4는 본 고안에 따른 불소수지 튜브의 단면도 및 측면도로서, 본 고안에 따른 불소수지 튜브(1)를 보여 준다.

상기와 같은 불소수지 튜브(1)는 불소수지가 비접착성이며 물이 묻지 않으므로 수중의 오염성분이 부착하지 않아 제품의 유지보수가 용이하다.

또한, 불소수지의 빛 투과 성질이 광확산성에 있기 때문에 살균효과를 극대화 시킬수 있다.

도 5은 본 고안에 따른 불소수지 튜브가 장착된 일예를 도시한 측면도이다.

본 고안에 따른 불소수지 튜브(1)는 도 5에 도시된 직관형 살균램프에 한정되어 장착되는 것은 아니고, 살균램프의 제조방법 및 그 외형에 따라 변형 장착되어질 수 있다.

이하, 도 5을 참고하여 본 고안의 일적용예를 설명한다.

상기에 언급한 바와 같이 제조사별로 살균램프의 제조방법 및 외형에 따라 각 구성별 결합관계와 수단은 변형될 수 있고, 하기에서는 단지 본 고안에 따른 불소수지 튜브(1)가 장착되는 일적용예를 설명하고자 한다.

참고로, 본 고안에 적용되는 불소수지 튜브(1)는 내식성, 내후성(weatherresistance)이 좋고 저마찰성, 비점착성 등의 기계적 성질이 뛰어난 합성 수지이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 일측 내연에 결합수단이 구비된 중공형의 베이스(4)에 결합될 수 있도록 결합수단을 구비한 램프홀더(3)가 구성되어 있다.

상기 베이스(4)와 램프홀더(3)의 결합수단은 나사결합이 될수도 있고, 요홈등을 이용하여 삽입,체결 될수도 있다(미도시).

상기 램프홀더(3)의 일측은 상기 베이스(4)에 결합되고, 타측은 살균램프(2)가 결합된다. 상기 베이스(4)의 내부에는 상기 살균램프(2)에 전원을 공급하기 위한 전기적인 수단들이 구성되어 있다.

또한, 상기 램프홀더(3)에는 상기 살균램프(2)가 결합될 수 있도록 결합수단이 구성되어 있다(미도시).

불소수지 튜브(1)는 상기 살균램프(2) 보다 원주방향으로 일정거리 확대,이격되어 상기 램프홀더(3)에 장착됨으로써 본 고안이 완성 된다.

상기한 바와 같이, 본 고안에 따르면 내식성 및 내후성이 좋은 불소수지 튜브를 자외선 소독 장치의 살균램프에 장착함에 따라 자외선 소독 장치의 유지보수를 원활히 할 수 있을 뿐만아니라 자외선 조사율을 높일수 있는 효과가 기대된다.

Claims (1)

1. 일측 내연에 결합수단이 구비된 중공형의 베이스와, 상기 베이스 내면 일측에 결합수단을 구비하여 결합되는 램프 홀더와, 상기 램프 홀더에 일측이 삽입,결합되고 타측은 자유단인 살균램프를 포함하여 구성된 자외선 살균소독장치의 램프 보호를 위한 튜브에 있어서,

   상기 살균램프 외연에 이격되어, 상기 살균램프를 감싸는 불소수지 튜브가 상기 램프 홀더에 결합되는 것을 특징으로 하는 자외선 살균소독장치의 램프 보호를 위한 튜브.