KR200326897Y1 - 광촉매 살균정화기가 설치된 냉온정수장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 세균 등으로 감염될 수 있는 냉온정수기 또는 저수조가 있는 정수장치를 광촉매 분해반응을 이용한 가 부착된 광촉매 살균 냉온정수장치에 관한 것이다.
본 고안의 광촉매 살균 냉온정수장치는 1 ~ 155와트의 자외선 램프가 들어있는 석영관 주위로 광촉매 코팅 지지체가 충진된 광촉매 살균정화기가 설치된 저수조 하부의 물이 광촉매 살균정화기의 상부로 유입시키는 유도관이 있어 저수조의 수위와 관계없이 광촉매 살균정화기 전체를 거치면서 일정한 살균정화능력을 갖는 구조를 특징으로 하는 광촉매 살균 냉온정수장치이다.
Description
본 고안은 광촉매 살균정화기(40)가 설치된 정수장치의 저수조 내의 세균 및 오염물질(汚染物質)로 오염된 물을 살균 정화하여 배출시킬 수 있는 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저수조 공기유입 구멍으로 세균 및 오염물질(汚染物質)의 유입되는 냉온정수기 또는 저수조가 있는 정수장치의 오염된 물을 저수조의 수위에 영향을 받지 않으면서 일정하게 살균정화 처리할 수 있는 자외선(紫外線)이 조사된 광촉매 살균정화기(40)가 설치된 광촉매 살균 냉온정수장치(17, 18)에 관한 것이다.
일반적으로 음용수 정수장치는 고형물을 제거하기 위한 필터(30)외에 유기물을 제거하기 위한 활성탄 필터(31, 32)와 미세 필터(33) 또는 역삼투(逆渗透) 방식으로정수하여, 저장조로 보내어 냉각하여 저장하거나, 그대로 마시는 형태이다.
일반적으로 필터로 정수된 물을 바로 마시는 경우, 오염된 필터를 사용한 경우나 사용기한을 넘기는 등 특별한 경우를 제외하고는 안심하고 마실 수 있으나, 역삼투방식 정수기 처럼 순간 정수용량이 작은 경우나, 정수기를 통과한 물을 시원하게 또는 뜨겁게 하여 마시기 위하여 저수조를 부착하게 되는데, 대부분의 세균 및 오염물질이 저수조에서 발생하고 있다.
도 2에는 지하수, 수돗물 등을 정화 처리하는 일반적인 냉온정수장치(16)에 대한 구조를 나타낸 것으로, 이러한 방법들은 필터를 주기적으로 각 필터별 사용기한을 넘지 않도록 교환해 주지 않으면 효과를 기대할 수 없고, 특히 정수된 물을 보관하는 저수조의 공기구멍(11a)을 통해 공기가 유입되는 구조적인 특징으로 인해 전 단계에서 아무리 철저한 정화가 이뤄졌다 하여도 공기와 함께 유입되는 부유균에 의한 저수조의 세균감염은 필연적으로, 저수조가 있는 정수장치들은 세균으로 오염된 채로 사용하고 있었다.
도 2에는 냉온 정수장치(16)의 세균에 감염에 대한 문제점을 해결하기 위해서 저수조(11)에 자외선 살균기(15a)가 부착된 냉온정수장치(15)는 자외선 살균기(15a)로 세균을 살균처리 하고자 하였으나, 살균력이 있는 자외선(254nm)은 수중에서 침투력이 1~2mm정도에 불과하여 자외선 램프(45)를 보호하고 있는 석영관(41) 외벽 주변만이 살균이 되어 수조내부를 살균할 수 없고, 자외선 살균기(15a)에서 살균 처리된 물과 살균되지 않는 물이 혼합되어 살균처리가 불확실하다. 또한 저수조(11) 내의 수위가 낮아질 때는 살균력도 낮아지는 등 살균력을제대로 발휘할 수 없어 하부의 냉각기 겸용 냉수저수조(12)가 세균의 오염을 피할 수 없게되었고, 자외선 살균기(15a)로는 환경호르몬 등과 같은 오염물질 도한 분해할 수 없는 단점이 있다.
이러한 이유에서 정수기로 정수된 물은 모두 안전하다는 잘못된 인식이 여름철 수인성 전염병을 대대적으로 전파할 수 있는 위험성이 있어 감염된 물의 세균들을 효과적으로 제거하여 안심하고 먹을 수 있는 살균장치의 개발이 요구되었다.
또한 유수형 살균장치가 설치된 정수장치는 저수조의 물을 유수형 살균장치로 순환을 시키는 형태로 이루어져서 별도의 펌프와 같은 이송장치가 필요하고, 살균 정화되지 않는 물과 혼합되어 완벽한 살균을 기대하기가 어렵다는 문제점과 냉수 층의 물을 계속하여 순환시키므로 물의 온도를 상승시켜 냉각시스템을 가동시키는 시간이 길어져 에너지 소모가 많은 단점이 있다.
본 고안은 상기와 같은 문제점들을 일소하기 위해 고안된 것으로, 필터로 정화된 저수조(11) 물은 수위와 상관없이 광촉매 살균정화기(40)를 통해 배출되는 구조로 설계하여 저수조 내의 물이 세균에 오염되어 있다 하더라도 광촉매 살균정화기(40)를 통과하면서 살균 정화될 수 있도록 하였다
통상적으로 광촉매에 밴드갭(band gap) 에너지 이상의 빛(자외선)을 쪼여주면 전자와 정공이 생성되고, 이들에 의해 물이나 산소가 분해하여 강력한 산화력을 가진 수산기 라디칼(Hydroxy Radical)이 생성되어 수중의 오염물질을 분해하거나세균을 살균을 한다. 이러한 광촉매 기능을 하는 물질로는 산화티탄 (TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석 (SnO2) 등이 있으며, 이 중에서 내산, 내 알칼리성이고, 인체에 무해한 산화티탄을 무기 또는 금속재료에 코팅하여 자외선이 조사되는 반응기에 충진하여 오염된 물을 통과시켜 살균정화 처리한다.
광촉매 표면에 생성된 정공과 전자는 재결합 속도가 대단히 빠르기 때문에 광화학 반응에 이용하는 데에는 한계가 있어서 Pt, Ni, Mn, Ag, W, Cr, Mo, Zn 등의 금속 또는 산화물을 첨가하여 정공과 전자의 재결합 속도를 지연시킴으로써 유기물질과 접촉 가능성을 증가시켜 반응활성을 높여 효과적으로 사용할 수 있다.
유해 화학물질이 광촉매 표면에서 분해되는 원리는 OH 라디칼이 보유하는 120kcal/mol 정도의 에너지에 비해 C-C, C-N, C-H, O-H, N-H 등과 같은 유기 화합물의 결합 에너지는 100kcal/mol 전후로 상대적으로 작기 때문에 OH 라디칼로 용이하게 분해할 수 있다는 것이다.
광촉매의 살균작용은 균의 세포내의 효소와 호흡계에 작용하는 효소등을 파괴시켜 살균 또는 항균작용을 하는 것으로 균이나 곰팡이의 번식을 막고, 이들이 내놓는 독소도 분해할 수 있다.
기존의 항균제는 약효성분을 방출하여 균의 발육을 저지하거나, 사멸시키는 것에 반해 광촉매의 살균 작용은 균이나 곰팡이의 원인이 되는 유기물을 분해하고, 또 내성균을 만들지 않는다. 또한 산화티탄 광촉매는 촉매로서 작용할 뿐 스스로 변화되지 않기 때문에 반영구적으로 사용할 수 있고, 빛이 있으면 효과가 반영구적으로 지속된다.
광촉매 살균정화기(40)가 설치된 저수조(11)의 수위에 상관없이 일정한 살균정화능력을 갖기 위해서는 저수조(11) 하부의 물이 광촉매 살균정화기(40) 상부로 유입되어 하부의 배출구(12b)로 배출되는 구조를 가져야 한다. 이를 위하여 내측 관(42)외부에 내측관 보다 직경이 큰 외측 관(43)을 설치하여 내측관(42)과 외측관(43)의 빈 공간을 타고 내측관 (42) 상부의 유입구멍(42a)으로 유입되는 구조로 설계하는 것과, 저수조의 물은 반듯이 광촉매 살균정화기(40)를 통해서만 배출되는 구조를 채택하였다.
또한 광촉매 살균정화기(40)는 부착하고자 하는 정수장치의 저수조의 용량에 따라 사용하는 자외선 램프(45)의 용량과 크기를 변화하여 제작이 가능하고, 냉각기 겸 저수조 형태를 갖는 기존의 냉온정수장치(16), 자외선 살균기(15a)가 설치된 저수조를 갖는 냉온정수장치(15), 집단 거주시설 등의 냉온정수장치(18), 아파트 등의 공동 집수조 등에도 설치가 가능하여 응용범위가 넓다.
본 고안에 사용되는 광촉매 코팅 지지체(50)는 산의 농도와 처리시간을 조정하여 표면 일부를 용출시키는 방법으로 산처리 전 표면(52a) 상태보다도 큰 표면적을 가지는 지지체 표면(52b)을 얻을 수 있도록 하였으며, 이처럼 지지체의 표면(52a)을 거칠게 하면, 광촉매와 지지체 표면의 접착력(接着力)이 증대되고, 또한 증가된 표면적으로 광촉매 코팅막(52c)의 표면적도 증가되어 광촉매 분해반응 효율이 증가되는 효과가 있다.
광촉매 살균정화기(40)에 충진되는 지지체(50)는 세라믹, 유리등의 비드 형태가 충진이 쉽고 취급이 용이하여 가장 많이 고려되지만, 충진시 공극율이 낮아압력손실이 크다. 이에 반해 금속재질의 스프링 형태(55) 또는 중공(中空) 원통형(56) 형태는 그 크기, 모양, 굵기가 다양하게 변경 가능하여 광촉매 코팅 지지체(50)로 사용할 경우 압력손실을 줄이고, 광촉매 표면적을 크게 하고, 빛의 조사량을 늘릴 수 있으며, 대형으로 제작시 제품의 무게를 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 광촉매 살균정화기(40)가 설치된 광촉매 살균 냉온정수장치의 계통도를 나타낸 도면
도 2는 기존 자외선 살균기가 설치된 정수장치와 냉온정수장치의 구조를 나타낸 도면
도 3은 광촉매 살균정화기(40)가 설치된 집단시설의 광촉매 냉온 살균정수장치의 계통도를 나타낸 도면
도 4는 광촉매 살균정화기의 단면도.
도 5는 지지체 표면을 부식시킨 외표면 형상의 이미지를 나타낸 도면
도 6은 스프링형 및 원통형 튜브 지지체 형상을 나타낸 도면
도 7은 광촉매 살균정화기에 망형 광촉매 코팅 지지체가 삽입된 형상을 나타낸 도면
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 광촉매 살균정화기가 설치된 냉온 정수기 10a : 저수조 뚜껑
10b : 기밀고무 10c : 필터 정화수 유입관
11 : 필터 정화수 저수조 11a : 공기 유입구
11b : 레벨 스위치 또는 밸브 11c : 필터 정화수 유입구
11d : 자외선 살균기 11e : 필터 정화수 배출구
12 : 냉각기 및 냉수 저수조 12a : 밀폐용 뚜껑
12b : 살균 정화수 배출구 12c : 가열기 유입구
12d : 냉수 배출 콕크 12e : 살균정화 냉수 배출구
13 : 가열기 및 열수 저수조 13a : 열수 배출 콕크
14 : 냉매관 15 : 자외선살균 냉온정수장치
16 : 일반 냉온정수장치
17 : 광촉매 살균기가 설치된 가정용 또는 업소용 광촉매 살균 냉온정수장치
18 : 광촉매 살균기가 설치된 집단시설 광촉매 살균 냉온정수장치
20 : 이송펌프 또는 수도관 30 : 고형물 제거필터(Sediment Filter)
31 : 전 카본 필터(Pre-carbon Filter)
32 : 후 카본 필터(Post Carbon Filter) 33 : 멤브레인 필터
40 : 광촉매 살균정화기 41 : 석영관
42 : 내측 관 42a : 내측 관 유입 구멍
43 : 외측 관 44 : 오링(O-Ring)
45 : 자외선 램프 45a : 전원 공급선
46 :광촉매 살균정화기 헤드(Head) 46a :광촉매 살균정화기 뚜껑
46b : 고정나사 46c : 외측관 고정턱
46d : 내측관 고정턱 47 : 배출구 아답터
47a : 배출 유도관 50 : 광촉매 코팅 지지체
52a : 지지체 표면 52b : 산처리한 지지체 표면
52c : 광촉매 코팅막 55 : 스프링형 지지체
56 : 원통형 지지체 57a : 피치
57b : 두께 57c : 지름
57d : 길이 58 : 튜브 형 망 지지체
본 고안은 광촉매 살균정화기(40)가 설치된 정수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저수조(11)가 있는 정수장치의 물 중의 세균과 오염물질을 저수조의 수위에 영향을 받지 않고 일정한 살균력과 오염물질 분해력을 갖는 광촉매 살균정화기(40)가 설치된 광촉매 살균정수장치(17, 18)에 관한 것이다.
도 1은 본 고안의 실시 예에 따른 광촉매 살균정화기(40)가 부착된 가정용 또는 업소용 광촉매 살균 냉온정수장치(17)를 도시한 것으로 원수(20)는 고형물과 유기성 오염물질을 제거하는 필터(30, 31, 32, 33)를 거치면서 통상적인 오염물질이 제거되어 마시기에 적당한 물로 정화되어 저수조(11)로 연결된 관(10c)을 통하여 보내지고, 레벨스위치 또는 밸브(11b)를 설치하여 저수조의 물이 넘치는 것을 방지하였고, 주로 저수조의 뚜껑(10a)에 고정하는 광촉매 살균정화기(40)는 헤드(46), 내측 관(42), 외측관(43), 오링(44), 광촉매 코팅 지지체(50)으로 구성되어 있고, 저수조(11) 하부의 물이 외측 관(43) 내부를 따라 올라가 상부의 유입구멍(42a)으로 유입되어 자외선이 조사되는 석영관(41) 외벽과 내측관(42) 내벽사이에 충진된 광촉매 코팅 지지체(50)를 통과하면서 세균 또는 오염물질이 살균 분해되면서 정화되어 하부의 배출구(12b)를 통하여 냉각기 겸 냉수 저수조(12)로 보내져서 냉각 또는 가열되어 배출콕크(12d, 13a)로 배출되어 마시게 되는 구조이다.
또한 냉각기 겸 냉수 저수조(12)는 외부 공기가 차단되는 구조 이여야만 추가 오염을 막을 수 있고, 배출콕크(12d, 13a)로 물을 배출시에 광촉매 살균정화기(40)를 통하여 지속적으로 냉각기 겸 냉수 저수조(12)로 물이 공급될 수 있다.
도 3은 본 고안의 실시 예에 따른 광촉매 살균정화기(40)가 부착된 집단시설의 정수장치를 도시한 것으로 도 1의 경우와 비슷하나, 광촉매 살균정화기(40)가 냉각기 겸 냉수 저수조(12)에 직접 설치된 것과 살균 정화된 물이 배출되는 배출관(12b)이 냉수 배출콕크(12d)가 연결된 관(47a)과 직접연결 하거나, 배출구 아답터(47)와 유도관(47a)으로 연결 배출 콕크(12d)를 통하여 배출되어 마시는 형태이다.
도 4는 광촉매 살균정화기(40)의 구조를 나타낸 종단면도로서, 자외선 램프(45)는 한쪽 끝이 막히고, 직경은 램프의 관경보다 1mm 이상 커서 램프가 자유로이 들어갈 수 있고, 램프보다 10mm 이상 길고, 두께는 수압과 충격을 견딜 수 있는 1mm 이상의 석영관(41) 내부에 삽입되어 있고, 광촉매 살균기 헤드(46) 중심부를 상하로 관통하여 석영관(41) 외경에 맞게 구멍이 뚫린 에 삽입되어 오링(44)에 의하여 기밀이 유지되고 고정되어 있다. 자외선의 누출을 막고 램프의 탈 부착을 원활히 하기 위하여 광촉매 살균기 헤드(46) 상부에 자외선 램프(45)의 전원을 공급하는 전선이 통과할 수 있는 구멍이 뚫린 뚜껑(46a)을 나사(46b)로 고정하였다.
석영관(41) 외부로 삽입되는 내측관(42)은 양쪽 끝의 직경이 다른 구조로, 직경이 큰 상부는 광촉매 살균기 헤드(46)의 아래턱(46d)으로 삽입되어 오링(44)으로 고정하거나, 나사 산으로 고정하고, 직경이 큰 관의 길이는 석영관(41)이 헤드(46)에 삽입된 보다 5 ~ 20mm 길게 하고, 석영관의 직경보다 1 ~ 30mm 큰 관으로 하고, 직경이 작은 배출구(12b)는 물의 흐름이 원활하도록 10 ~20mm 관으로 축소한 구조이고, 내측 관(42) 상부에 뚫린 유입구멍(42a)은 헤드(46) 아래턱(46d) 밑 경계 면에서 아래쪽을 1 ~ 20mm 떨어진 위치에 직경이 3~10mm인 구멍이 2~4개 있다.
내측관(42) 내벽과 석영관(41) 외벽사이에 이산화티탄을 주성분으로 하는 광촉매가 코팅된 지지체(50)가 삽입되고, 석영관(41) 내부에 있는 자외선 램프(45)로 부터 방사되는 자외선이 석영관을 통과하여 광촉매에 조사되고, 이곳을 오염된 물이 지나가면서 광분해반응이 일어나 살균 및 분해되어 물을 살균 정화하게 된다.
광촉매 살균정화기(40)의 상부로 저수조의 물이 수위와 상관없이 유입되어야만 일정한 살균정화능력을 발휘할 수 있으므로, 내측 관(42) 상부의 구멍(42a)까지 저수조 밑면의 물을 유입하기 위해 내측 관(42) 직경보다 0.5~20mm 큰 외측 관(43)을 내측 유리관(42) 고정부 위쪽에 위치한 위턱(46c)에 삽입하여 내측관과 마찬가지로 오링(44) 또는 나사 산으로 고정하고, 외측 관(43)의 길이는 저수조 밑면의 10~50mm에 위치할 수 있도록 한다.
외측 관(43)은 수위가 낮을 때에도 저수조 밑면에서 물이 외측 관(43) 안쪽 면과 내측 관(42) 바깥면 사이의 공간을 따라 광촉매 살균정화기(40)의 내측 관(42) 상부의 유입구멍(42a)으로 유입될 수 있도록 함으로서, 저수조 수위와 상관없이 저수조의 물이 광촉매 살균정화기(40) 전체를 거치면서 항상 일정한 살균정화력을 발휘할 수 있도록 하는 역할을 한다.
도 1과 같이 광촉매 살균정화기(40)가 저수조(11)에 설치되는 경우에는, 냉각기 겸 냉수 저수조(12)는 반듯이 공기 유입이 되지 않도록 뚜껑(12a)은 밀폐가 유지되는 구조로 하여 외부로부터 세균과 오염물질의 유입이 없도록 하여야 하고, 또한 공기가 유입되면 배출 밸브(12d, 13a)를 개방하여도 저수조(11)의 물이 냉각기 겸 냉수 저수조(12)로 공급되지 않게 되어 배출 밸브(12d, 13a)로 물이 나오지 않을 수 있으므로 특히 주의하여야 한다.
광촉매 살균정화기(40)에서 광촉매 분해반응이 일어나는 석영관(41)과 내측 관(42) 사이는 빈 공간으로 두고, 내측관 표면을 광촉매로 코팅하여 사용하여도 광촉매에 의한 살균 및 분해 효과를 기할 수 있으나, 광촉매 살균정화기(40)의 효율을 극대화하기 위해 광촉매가 코팅된 금속 망, 스프링, 비드 등 다양한 형태의 광촉매 코팅 지지체(50)를 충진하여 사용한다.
광촉매 코팅 지지체(50)의 형태가 스프링인 경우, 굵기(57b)가 0.1 ~ 3mm이고, 지름(57c)이 1~15mm, 피치(57a)가 0.1~10mm 인 긴 스프링을 석영관(41)과 내측 관(42) 사이를 한 줄로 돌려가며 충진하여 사용하거나, 상기의 스프링 내부에 직경이 작은 스프링을 삽입하여 석영관 둘레를 한 줄로 돌려가며 충진하거나, 스프링 내부 공간에 비드 형태의 광촉매 지지체를 삽입하여 석영관 둘레를 한 줄로 돌여가며 충진하여 광촉매와 물의 접촉과 빛의 조사가 원활하게 하여 분해반응 효율을 크게 할 수 있다.
또한 스프링 지지체(55)에 있어서, 굵기(57b)가 0.1~3mm이고, 지름(57c)이 1~15mm, 길이(57d)는 5~25mm, 피치(57a)가 0.1~10mm 형태의 스프링을 석영관(41)과 내측 관(42) 사이 충진하여 사용할 수 있으며, 광촉매 코팅 지지체(50)의 형태가 원통형 지지체(56)인 경우, 지름(57c)이 3~15 mm이고, 두께(57b)가 1~5mm 관을 2 ~10 mm 길이(57d)로 자른 형태를 석영관(41)과 내측 관(42) 사이에 충진하여 사용하면 비드형태의 지지체를 충진하여 사용할 때 보다 압력 손실이 작고 자외선이 깊숙한 곳까지 조사되어 광촉매 분해반응 효율을 높게 할 수 있다.
광촉매 살균정화기(40)를 구성하는 내측 관 (42) 및 외측 관(43)의 재질은 유리, 스테인레스 스틸, 은, 은이 도금된 금속, 알루미늄 등으로 제작 가능하고, 또 이를 고정하는 광촉매 살균정화기 헤드(46)도 테프론, 폴리에틸렌수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리아세탈 수지, 스텐레스스틸, 알루미늄으로 가공할 수 있다.
도 3의 실시 예와 같이 집단시설에 사용가능한 대형 정수장치에 사용 가능한 광촉매 살균정화기(40)응 다양한 냉각기 겸용 저수조(12) 형태에 사용할 수 있도록 하기 위해 광촉매 살균정화기(40)의 내측 관(42) 하부의 배출구(12b)와 살균정화수 배출 유도관(47a)을 연결할 수 있는 어댑터(47)를 설치하여 냉수 배출콕크(12d)가 연결된 관에 연결하여 소형에서 대형 저수조까지 적용 가능토록 하였다.
본 고안에 사용한 광촉매 코팅 지지체(50)는 스테인레스스틸, 니켈, 은도금 금속, 은 등으로 가공한 스프링 형태의 지지체(55), 원통형 지지체(56))를 산으로 표면을 0.1 mm이하로 용출시키는 방법으로 광촉매가 코팅시 지지체(50)와 광촉매의 접착력을 크게 하고, 광촉매 코팅막(52c) 표면적을 크게 하여 광분해 반응활성을높게 하였다.
도 7은 스테인레스스틸, 구리, 니켈, 은, 알루미늄, 은도금 금속 등의 재질로 된 2mm 이하의 가는 1가닥 이상의 선으로 가공한 구멍크기가 0.1∼10 mm인 튜브형 망형태의 지지체(58)에 광촉매을 코팅하여 내측 관(42)과 석영관(41) 사이에 삽입하여 길이방향으로 밀어 넣어 지그재그로 주름이 잡히도록 하여 광촉매 코팅 지지체(50)의 표면적을 넓게 하고, 물의 접촉을 크게 하고, 자외선의 조사가 원활하여 분해반응의 효율이 높게 하였다.
또한 산화티탄을 코팅하는 과정에서, 산화티탄에 백금(Pt), 은(Ag), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 철(Fe), 마그네슘(Mg)의 금속 및 산화물을 산화티탄의 0.01∼5 % 까지 단독 또는 2개 이상 혼합 첨가하여 50∼500 ℃의 온도로 열처리하여 사용하여 광촉매 분해반응 효율을 향상시켰다.
자외선램프(45)의 출력을 변경 가능한 디밍안정기를 이용하여 자외선 램프(45)를 점등할 경우, 자외선 램프(45)의 출력을 배출 밸브(12d, 13a)가 열리는 경우를 감지하거나, 광촉매 살균정화기(40) 내부의 온도를 감지할 수 있는 센서와 연계하여 사용하면, 광촉매 살균정화기(40)로 물이 흐르는 경우에는 자외선 램프(45)가 100% 출력을 나타내고, 흐르지 않을 경우에는 5~10%의 출력으로 조절이 가능하여, 사용치 않을 경우 불필요한 에너지 소모를 줄이고 저수조(12) 내의 온도 상승을 최소화 할 수 있으며, 자외선 램프를 사용 여부에 따라 점등 소등을 반복하는 일반 안정기의 자외선 램프의 수명단축을 피할 수 있다.
본 고안은 공기 유입에 따른 부유균에 의한 오염된 저수조의 정수된 물을 저수조의 수위에 영향을 받지 않고 살균 정화할 수 있어 수인성 전염병 예방을 할 수 있는 정수장치로 기존 냉온정수장치의 세균감염 문제점을 해결할 수 있는 광촉매 살균정화기(40)가 부착된 광촉매 냉온 살균정수장치(17, 18)이다.
광촉매 살균정화기(40)에 충진하는 광촉매 코팅 지지체(50)가 크기와 형상 조절이 쉬운 금속재질의 스프링 형태(55)나 중공(中空) 원통형(56)을 사용하여 압력손실을 줄여 별도의 이송장치 없이 저수조의 물을 살균 정화할 수 있다.
또한 사용하는 지지체의 표면을 산 등을 이용하여 인위적으로 부식시켜 광촉매의 표면적과 부착력을 향상시켜 광촉매 분해효율을 향상시켰다.
자외선램프(45)를 가동시키는 안정기를 디밍안정기를 이용할 경우, 광촉매 살균정화기(40)로 물이 흐르지 않을 경우 자외선 램프(45)의 출력을 낮게 조절토록 하여 에너지 소모를 줄이고 저수조(12) 내의 온도 상승을 최소화 할 수 있다.
Claims (7)
- 광촉매 살균정화기(40)가 설치된 저수조가 있는 정수장치에 있어서, 원수(20) 중의 고형물과 유기성 오염물질을 제거하는 필터(30, 31, 32, 33)와, 정화된 물은 저수조(11)로 이송시키는 연결관(10c), 저수조의 물이 넘치는 것을 방지하는 레벨스위치 또는 밸브(11b)와, 광촉매 살균정화기(40)는 저수조(11) 중심부상부에 위치하는 저수조 뚜껑(10a)에 광촉매 살균정화기 헤드(46)고정되어 있고, 배출구(12b)는 저수조(11) 바닥과 냉각기 겸용 냉수 저수조(12)의 뚜껑(12a)의 배출구 기밀고무(10b)를 관통하여 냉각기 겸용 냉수 저수조 뚜껑(12a) 밑으로 10 ~60mm까지 삽입되어 있고, 냉각기 겸용 냉수 저수조(12)는 외부 공기 유입이 없고, 위쪽에 물을 80~95℃로 가열하는 가열기 및 열수 저수조(13)로 연결된 유입구(12c)와 열수 배출구(13a)가 있고, 하부에 살균정화 냉수 배출구(12e)에 연결된 냉수 배출구(12d)있고, 저수조(12)의 열수 유입구(12c) 보다 낮게 냉매관(14)이 부착되어 있어 것을 특징으로한 광촉매 살균정화기(40)가 부착된 광촉매 살균 냉온정수장치.
- 제 1항에 있어서 광촉매 살균정화기(40)에 있어서, 4 ~ 150와트의 자외선 램프(45)는 한쪽 끝이 막히고, 직경이 자외선 램프(45)의 관경보다 1mm 이상 크고, 길이는 자외선 램프(45)보다 10mm 이상 길고, 두께가 1mm 이상의 석영관(41) 내부에 삽입되어 있고, 광촉매 살균정화기 헤드(46) 중심부를 상하로 관통하여 석영관(41) 외경에 맞게 구멍이 뚫린 구멍에 삽입되어 오링(44)에 의하여 기밀이 유지되고, 석영관(41) 외부로 삽입되는 내측관(42)은 양쪽 끝의 직경이 다른 구조로, 직경이 큰 상부는 석영관(41)의 직경보다 1 ~ 30mm 큰 관으로 광촉매 살균정화기 헤드(46)의 아래턱(46d)으로 삽입되어 오링(44)또는 나사 산으로 고정하고, 직경이 큰 관의 길이는 광촉매 살균정화기 헤드(46)에 삽입되어 노출된 석영관(41) 길이보다 5 ~ 20mm 길고, 직경이 작은 배출구(12b)는 물의 흐름이 원활하도록 10~20mm 관으로 둥글게 축소하여 연결한 구조이고, 내측 관(42) 상부에 뚫린 유입구멍(42a)은 광촉매 살균정화기 헤드(46)의 아래턱(46d) 밑 경계 면에서 아래쪽을 1 ~ 20mm 떨어진 위치에 직경이 3~10mm인 구멍이 2~4개 있고, 석영관(41) 외벽과 내측관(41)의 내벽 사이의 공간에는 이산화티탄을 주성분으로 하고 백금(Pt), 은(Ag), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 철(Fe), 텅스텐(W) 또는 이들의 산화물 중 이산화티탄의 0.001∼5% 까지 단독으로 또는 2개 이상 첨가하여 코팅후 100~600℃의 온도로 열처리한 광촉매 코팅 지지체(50)가 충진되고, 내측관(42) 상부의 내측관 유입구멍(42a)으로 저수조(11) 하부의 물을 유도하는 외측관(43)은 내측 관(42) 직경보다 0.5~20mm 큰 관으로 내측관(42)이 고정되는 아래턱(46d) 위쪽에 위치한 위턱(46c)에 오링(44) 또는 나사 산으로 고정하고, 외측 관(43)의 길이는 저수조 밑면의 10~50mm에 위치한 것을 특징으로한 광촉매 살균정화기(40)가 부착된 광촉매 살균 냉온정수장치.
- 제 2항에 있어서, 광촉매 살균정화기(40)의 내측 관(42)과 외측 관(43)의 재질은 세라믹, 유리, 스텐레스스틸, 알루미늄, 은, 은이 도금된 금속관 중 선택된 어느 한 종으로 0.1 ~ 5mm 두께로 제작되고, 이산화 티탄을 주성분으로 하는 광촉매가 코팅된 것을 특징으로한 광촉매 살균정화기(40)가 부착된 광촉매 살균 냉온정수장치.
- 제 2항에 있어서, 광촉매 살균정화기(40)가 냉각기 겸용 냉수저수조(12)에 설치되는 경우, 내측 관(42) 배출구(12b)가 냉수 저수조(12) 하부나 측면의 냉수 배출구(12e)에 직접 연결하거나, 아답터(47)에 연결된 유도관(47a)을 이용하여 연결하는 것을 특징으로한 광촉매 살균정화기(40)가 부착된 광촉매 살균 냉온정수장치.
- 제 2항에 있어서, 광촉매 코팅 지지체(50)가 스프링형 지지체(55)인 경우, 굵기(57b)가 0.1~3mm이고, 지름(57c)이 1~15mm, 높이(57d)는 5~25mm, 피치(57a)가 0.1~10mm 형태이고, 원통형 지지체(56)인 경우, 지름(57c)이 3~15mm 이고, 두께(57b)가 1~5mm 관을 2~10 mm 길이(57d)로 자른 형태이며, 재질은 유리, 철, 니켈, 스텐레스스틸, 구리, 알루미늄, 은 중 어느 것 한가지를 산(酸)으로 표면을 0.1mm이하로 용출시켜 표면을 거칠게 하여 사용한 것을 특징으로한 광촉매 살균정화기(40)가 부착된 광촉매 살균 냉온정수장치.
- 제 2항에 있어서, 광촉매 살균정화기(40)에 충진되는 광촉매 코팅 지지체(50)가 철, 니켈, 스텐레스스틸, 구리, 은, 알루미늄 중 어느 것 한가지이고, 굵기(57b)가 0.1~3mm이고, 지름(57c)이 1~15mm, 피치(57a)가 0.1~10mm 인 스프링을 석영관(41)과 내측 관(42) 사이를 한 줄로 돌려가며 충진하여 사용한 것을 특징으로한 광촉매살균정화기(40)가 부착된 광촉매 살균 냉온정수장치.
- 제 2항에 있어서, 광촉매 살균정화기에 충진하는 광촉매 코팅 지지체(50)가, 스테인레스스틸, 구리, 니켈, 은, 알루미늄, 은도금 금속 중에서 선택된 1종의 재질로 한줄 이상의 2mm 이하의 가는 선으로 가공한 구멍이 1~10 mm인 튜브형 망(58)으로, 직경은 석영관보다 크고 내측관(42) 내경 보다는 작은 크기이고, 길이는 석영관(41) 보다 긴 것을 석영관(41) 외벽과 내측 관(42) 사이에 삽입 후 길이방향으로 밀어 넣어 지그재그로 주름 접히도록 하여 사용하는 것을 특징으로한 광촉매 살균정화기(40)가 부착된 광촉매 살균 냉온정수장치.
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