KR200453691Y1 - 산소수 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 산소수 제조장치에 관한 것으로서, 혼입탱크 및 원수혼합탱크가 다중 챔버의 구조를 가지도록 함으로써, 내부에서의 산소수 유동 경로를 더욱 증가시키게 되고 이로 인해 원수에 대한 산소의 완전 용해를 더욱 신속하게 촉진할 수 있는 산소수 제조장치에 관한 것이다.

Description

산소수 제조장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING OF OXYGEN WATER}

본 고안은 산소수 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산소수의 순환 유로 거리를 증가시킴으로써, 산소의 공급량을 최소화하면서 산소의 완전 용해를 촉진하여 사용자가 원하는 용존 산소량을 가지는 산소수를 신속하게 제공할 수 있는 산소수 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 토양재배에 따른 식물의 성장에 필요한 기본요소로 물, 산소 그리고 기타 요소들을 필요로 한다.

특히, 산소는 식물의 성장에 필요로 하는 여러 가지 요소들 중에서 가장 중요한 기체이다.

이러한 산소가 용해된 물을 식물에 공급하여 식물의 생장을 촉진하는 장치에 대한 일례로 대한민국 등록특허공보 755,513호(이하, '종래기술'이라 함)에 개시되어 있으며, 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 종래기술에 따른 산소수 제조장치를 나타내는 구성도이다.

도시한 바와 같이, 종래기술에 따른 산소수 제조장치는, 원수를 공급하는 원수펌프(P1)와, 상기 원수와 산소수가 함께 저장되는 수조통(10)과, 상기 수조통(10)으로부터 원수 및 산소수를 흡입하고 순환시키는 관수제어수단(20)과, 상기 관수제어수단(20)에 연결되어 산소를 공급하는 산소발생기(30)와, 상기 관수제어수단(20)으로부터 배출되는 산소, 산소수 및 원수가 섞여 고농도 산소수가 제조되는 산소수 혼입탱크(40)와, 상기 산소수 혼입탱크(40)의 고농도 산소수를 수조통으로 이동시키는 산소수이동관(50)과, 상기 수조통(10)의 산소수를 배출시키기 위한 배출펌프(P4) 및 이를 제어하기 위한 컨트롤제어부(60)로 구성된다.

한편, 상기 수조통(10)의 상부에는 원수펌프(P1)의 토출구와 연결되는 원수배출관이 결합되어 있으며, 일측에는 통기공이 형성되어 있다.

여기서, 상기 통기공은 수조통(10)의 내부에 설치되어 원수 또는 산소수에 포함된 용존산소량(DO)을 감지하기 위한 용존산소량 감지기(70)의 입출통로의 역할로도 수행된다.

이러한 용존산소량 감지기(70)는 컨트롤제어부(60)와 서로 연결되어 있다.

또한, 상기 수조통(10) 아래쪽에는 원수 또는 산소수가 순환될 수 있도록 하는 수조통배출구가 형성되어 있다.

상기 관수제어수단(20)은 농작물 재배에 따른 채소 또는 식물이 필요로 하는 용존산소량에 따라 상기 수조통(10)의 원수 또는 산소수를 흡입하여 순환 시키는 것으로, 상기 수조통(10)의 수조통배출구로부터 원수 또는 산소수를 흡입하는 순환펌프(P2)와 상기 순환펌프(P2)의 배출구측과 연통되어 원수 또는 산소수를 흡입함과 동시에 후술할 산소발생기(30)로부터 산소를 공급받아 함께 배출시키는 보조펌프(P3)로 구성된다.

상기 순환펌프(P2)는 흡입구와 배출구를 형성하며, 상기 흡입구에는 전술한 수조통배출구와 연결되는 제1순환배관이 설치된다.

또한, 상기 순환펌프(P2)의 배출구에는 후술할 산소수 혼입탱크(40)와 연결되는 제2순환배관이 설치된다.

아울러, 상기 보조펌프(P3)는 상기 순환펌프(P2)와 동일한 흡입구와 배출구를 형성하되, 후술할 산소발생기(30)와 연결되도록 이루어져 산소가 공급되도록 이루어져 있다.

또한, 보조펌프(P3)의 배출구는 산소수 혼입탱크(40)와 연결되도록 한다.

한편, 상기 산소수 혼입탱크(40)는 순환펌프(P2)로부터 배출되는 원수 및 산소수와 상기 보조펌프(P3)로부터 배출되는 산소수 및 산소가 섞여 고농도 산소수를 제조할 수 있는 것이다.

이러한, 상기 산소수 혼입탱크(40)의 바닥면에는 산소수의 배출을 위한 배출구가 형성되어 있다.

한편, 산소수이동관(50)은 산소수를 수송하기 위한 관으로서, 내부가 관통된 원형의 형성으로 제작되어 수조통(10)과 산소수 혼입탱크(40) 사이에 설치된다.

또한, 컨트롤제어부(60)는 전술한 각 구성과 전기적으로 연결되어 구동 및 정지 등을 조작하여 제어할 수 있도록 하며, 특히 용존산소량 감지기(70)로부터 용존산소량의 값을 인가받아 그 값을 제어할 수 있도록 한다.

아울러, 배출펌프(P4)는 상기 수조통(10)으로부터 산소수를 농작물별, 구역별로 배출시키는 역할을 수행한다.

그러나, 이러한 종래기술에 따른 산소수 제조장치에서, 사용자가 원하는 대략 40ppm의 용존산소 농도를 가지는 산소수를 제공하기 위해서는 상당한 양의 산소가 공급되어야만 하는 문제점이 발생하였다.

즉, 원하는 용존산소량을 가지는 산소수를 배출시키기 위해서는 적어도 다수회의 사이클 순환을 거쳐야만 했고 이러할 때마다 산소가 추가로 공급되어지는 단점이 발생하였다.

덧붙여, 공급되는 산소를 원수에 충분히 용해시키기 위한 별도의 구성이 마련되어 있지 않으므로, 산소의 과다 소모가 발생하였고 이로 인해 산소수 제공을 위한 많은 시간이 소요되었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안한 것으로서, 사용자가 원하는 용존산소농도를 가지는 산소수를 얻기 위한 산소수의 반복 순환 횟수를 최소화하여 종래에 비해 산소공급량을 감소시키는 반면에 산소수의 유동 경로를 증가시켜 원수에 대한 산소의 용해를 촉진하여 사용자가 원하는 용존산소량을 가지는 산소수를 신속하게 제공할 수 있는 산소수 제조장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 산소수 제조장치의 제1실시예는, 산소를 공급하는 산소공급부; 상기 산소공급부의 산소와 원수공급부의 원수의 토출 양정을 조절하는 순환펌프; 상기 원수공급부와 순환펌프 사이에 설치되어 원수의 온도를 하강시키는 순간 냉각기; 상기 순환펌프로부터 토출된 원수와 산소의 혼합물인 산소수가 유입되어 내부에서 순환하는 챔버 구조로 이루어진 복수의 혼입탱크; 상기 혼입탱크로부터 배출된 산소수를 상기 순환펌프로 리턴시키는 리턴배관; 및 상기 산소공급부와 순환펌프의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 혼입탱크는, 내부에 통로가 형성되는 중공체로 이루어져 각기 수용되는 복수의 보조 챔버와, 상기 보조 챔버와의 사이에 통로가 형성되도록 상기 보조 챔버가 수용되는 주챔버와, 상기 보조 챔버의 상부 또는 하부에 교대로 형성되며 이웃하는 다른 보조 챔버로 산소수를 이동시키기 위한 유출공을 포함하고, 상기 보조 챔버의 중앙으로 유입되는 산소수가 보조 챔버들의 통로를 순차로 유동하여 주챔버의 통로를 거쳐 배출되는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 산소수 제조장치의 제2실시예는, 산소를 공급하는 산소공급부; 상기 산소공급부의 산소와 원수공급부의 원수의 토출 양정을 조절하는 순환펌프; 상기 순환펌프로부터 토출된 원수와 산소의 혼합물인 산소수가 유입되어 내부에서 순환하는 챔버 구조로 이루어진 복수의 혼입탱크; 상기 혼입탱크로부터 배출된 산소수를 상기 순환펌프로 리턴시키는 리턴배관; 상기 순환펌프와 리턴배관 사이에 설치되어 산소의 용해를 촉진시킬 수 있도록 하는 산소수의 순환 구조로 이루어진 원수혼합탱크; 상기 원수혼합탱크의 유입구에 설치되는 레듀사에 상기 리턴배관과 연결되어 혼입탱크 내의 압력보다 낮은 산소수를 투입 가능하며, 원수펌프의 토출 양정에 따라 산소 소비량을 줄이면서 산소수 효율을 높일 수 있는 리턴 흡입구; 및 상기 산소공급부와 순환펌프의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 혼입탱크는, 내부에 통로가 형성되는 중공체로 이루어져 각기 수용되는 복수의 보조 챔버와, 상기 보조 챔버와의 사이에 통로가 형성되도록 상기 보조 챔버가 수용되는 주챔버와, 상기 보조 챔버의 상부 또는 하부에 교대로 형성되며 이웃하는 다른 보조 챔버로 산소수를 이동시키기 위한 유출공을 포함하고, 상기 보조 챔버의 중앙으로 유입되는 산소수가 보조 챔버들의 통로를 순차로 유동하여 주챔버의 통로를 거쳐 배출되는 것을 특징으로 한다.

상기 유출공은 보조 챔버의 상단으로부터 일정 간격이 이격되어 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 혼입탱크의 배출구 또는 원수혼합탱크의 토출구에는 산소수와 접촉하는 센싱부와, 상기 센싱부와 용이하게 착탈 가능하도록 연결되며 센싱부의 측정 신호를 전달받아 내부 연산한 후 제어부로 송신하도록 PCB를 포함하는 연산부와, 센싱부의 일부를 덮는 커버로 이루어진 DO 센서가 설치된 것을 특징으로 한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 고안에 따른 산소수 제조장치에 의하면, 혼입탱크 및 원수혼합탱크가 다중 챔버의 구조를 가지도록 함으로써, 내부에서의 산소수 유동 경로를 더욱 증가시키게 되고 따라서 원수에 대한 산소의 완전 용해를 더욱 신속하게 촉진할 수 있는 효과가 있다.

또한, 혼입탱크를 복수로 구비시킴에 따라 산소수 유동 경로를 더욱 증가시킬 수 있게 된다.

아울러, 리턴배관을 통해 일정 이상의 산소가 함유된 원수를 피드백시킴으로써, 사용자가 원하는 용존 산소량을 가지는 산소수의 제조를 더욱 신속하게 할 수 있게 된다.

또한, 순간 냉각기를 통해 원수의 온도를 일정 이상 하강시킴에 따라 원수에 공급되는 산소가 더욱 쉽게 용해되도록 할 수 있다.

또한, DO 센서를 센싱부, 센싱부와 착탈 가능한 연산부로 형성시킴에 따라 센싱부의 교체를 좀 더 쉽게 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 산소수 제조장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 고안의 제1실시예에 따른 산소수 제조장치를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 고안의 제2실시예에 따른 산소수 제조장치를 나타내는 구성도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 혼입탱크 및 원수혼합탱크를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 2 및 도 3의 DO 센서를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 본 고안의 실시예에 따른 제어부를 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 2는 본 고안의 제1실시예에 따른 산소수 제조장치를 나타내는 구성도이고, 도 3은 본 고안의 제2실시예에 따른 산소수 제조장치를 나타내는 구성도이며, 도 4는 도 2 및 도 3의 혼입탱크 및 원수혼합탱크를 나타내는 단면도이고, 도 5는 도 2 및 도 3의 DO 센서를 나타내는 분해 사시도이며, 도 6은 본 고안의 실시예에 따른 제어부를 개략적으로 나타내는 도면이다.

제1실시예

본 고안의 제1실시예에 따른 산소수 제조장치는 음용이 가능한 가정용 및 업소용 고농도 냉산소수를 제공하는 것으로서, 도 2에 도시한 바와 같이, 순환펌프(240), 산소공급부(110), 혼입탱크(120), DO 센서(130) 및 제어부(140)를 포함하여 이루어진다.

상기 순환펌프(240)는 원수가 저장되는 외부의 원수공급부인 원수저장부와 원수공급배관(101)을 통해 연결되어 원수와, 산소공급부(110)로부터 제공되는 산소를 후술하는 혼입탱크(120)로 공급한다. 여기서, 상기 원수저장부는 원수가 저장된 탱크, 별도의 급수장치 등 다양하게 적용될 수 있다.

이러한 순환펌프(240)는 후술하는 제어부(140)에 의해 그 토출 양정 즉, 토출압이 가변적으로 조절 가능하도록 이루어진다.

상기 산소공급부(110)는 순환펌프(240)에 산소공급배관(111)을 통해 연결되어 산소를 공급하기 위한 것으로서, 공지기술인 멤브레인, PSA 방식 등의 다양한 방식이 적용된 산소발생기 또는 상기 산소발생기에 의해 제조된 산소가 저장된 산소탱크 등으로 적용될 수 있다.

또한, 상기 산소공급배관(111)에는 산소의 공급량을 조절하도록 산소공급밸브(112)가 설치되며, 이러한 산소공급밸브(112)는 제어부(140)에 의해 그 개방도가 자유롭게 조절 가능한 전동밸브 구체적으로, 솔레노이드밸브로 적용이 가능하다.

본 고안에 따른 실시예에서, 상기 원수공급배관(101)에는 공급되는 원수의 온도를 하강시키도록 순간 냉각기(102)가 더 설치된다.

따라서, 상기 순간 냉각기(102)를 경유한 산소수의 온도 하강을 유도하여 산소공급부(110)로부터 상기 순환펌프(240)로 유입된 산소가 원수에 대해 신속 및 효율적으로 용해되도록 할 수 있다.

상기 혼입탱크(120)는 상기 순환펌프(240)의 토출측과 배관을 통해 연결되어 순환펌프(240)로부터 토출된 원수와 산소의 혼합물인 산소수가 저장되는 챔버 역할을 하게 된다.

이러한 혼입탱크(120)는 원수와 산소의 균일한 혼합 즉, 산소의 완전 용해를 위해서, 산소수의 이동 경로를 좀 더 증가시키기 위한 용도로 다수가 연결되어 형성될 수 있다.

이때, 상기 복수의 혼입탱크(120)는 상호간에 산소수의 유입 및 배출이 가능하도록 연결되어 있다.

본 고안의 실시예에서는 특징적으로, 상기 순환펌프(240)로부터 토출된 산소수가 최종적으로 외부로 배출되기 전까지 최대한 그 이동경로를 증가시켜 원수와 산소의 균일한 혼합을 좀 더 향상시키기 위해, 상기 혼입탱크(120)는 그 내부에서 산소수가 다수회 순환하도록 다중 챔버의 구조로 이루어진다.

구체적으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 혼입탱크(120)는 내부에 통로가 형성되는 중공체로 이루어져 각기 수용되는 복수의 보조 챔버(122)와, 상기 보조 챔버(122)와의 사이에 통로가 형성되도록 상기 보조 챔버(122)가 수용되는 주챔버(121)를 포함하게 된다.

한편, 도 4에서 혼입탱크(120)는 하나의 주챔버(121)와 3개의 보조 챔버(122)로 구성되는 4중 챔버의 구조를 가지지만, 반드시 이에 한정되지 않으며 그 이상의 다중 챔버 구조로 이루어질 수도 있다.

여기서, 상기 보조 챔버(122)는 상기 주챔버(121)의 내부에 주챔버(121)와의 사이에 공간이 형성되도록 설치되고 상호간에도 사이 공간이 형성되도록 순차적으로 다수개가 설치되어 있다.

한편, 상기 혼입탱크(120)는 내부 수용공간이 밀폐된 구조로서, 그 상부에는 가장 내측의 보조 챔버(122)와 연통되는 유입구(123)가 형성되고, 상기 주챔버(121)의 상하부에는 각각 산소수가 배출되는 제1 또는 제2 토출구(124,125)가 형성되어 있다.

즉, 상기 순환펌프(240)로부터 토출된 산소수는 배관 단부에 연결된 레듀사 등을 통해 상기 유입구(123)로 유도되어 가장 내측의 보조 챔버(122) 내부로 유입된다.

덧붙여, 상기 보조 챔버(122)들에는 가장 내측의 보조 챔버(122)로부터 순차적으로 이웃하는 보조 챔버(122)로 산소수를 이동시키기 위한 유출공(126)이 형성되어 있다.

따라서, 상기 산소수는 유출공(126)을 통해 어느 하나의 보조 챔버(122)로부터 배출되어 이웃하는 다른 보조 챔버(122)로 유입이 가능하게 된다. 즉, 산소수는 보조 챔버(122)들의 통로를 순차로 순환하여 주챔버(121)의 통로를 거쳐 제1 또는 제2 토출구(124,125)로 배출된다.

이러한 유출공(126)은 각각의 보조 챔버(122)의 상부 또는 하부에 형성될 수 있다. 이때, 상기 유출공(126)은 보조 챔버(122)의 상단으로부터 일정 간격이 이격되어 있다.

이로 인하여, 유입구(123)를 통해 산소수가 유입된 상태에서, 이 중에 산소는 주챔버(121) 및 보조 챔버(122)의 상단부의 일정 공간 내에 압축된 상태로 잔류하게 되는데, 이와 같이 상단부에 잔류된 압축 산소는 그 팽창 압력을 통하여 유동하는 물과 산소에 다시 압력을 가하게 되므로 일정 시간이 경과한 후에는 혼입탱크(120)를 통하여 순간적으로 고농도의 산소수를 만들 수 있게 된다.

또한, 상기 혼입탱크(120) 상부에 상존하는 압축된 산소의 팽창력으로 인하여 순환펌프(240) 흡입부에 제공되는 산소를 지속적으로 주입하지 않고 간헐적으로 주입하더라도, 아주 적은 양의 산소로 혼입탱크(120)를 통하여 고농도의 산소수를 만들어 배출 가능하게 된다.

더불어, 전술한 바와 같이, 상기 보조 챔버(122)에 대한 상부 유출공(126)의 설치 위치로 인하여 혼입탱크(120) 내의 산소수의 상한 위치를 항상 일정하게 유지할 수 있게 되므로 수위센서가 필수 구성요소일 필요가 없게 된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 고안의 실시예에서는 상기 산소수가 혼입탱크(120)에 수용되어 외부로 배출되기 전까지의 소요시간을 더욱 증대시키도록 즉, 원수와 산소의 체류시간을 증가시켜 원수와 산소의 균일한 혼합을 상승시킴과 더불어 잔류 산소를 이웃하는 다음 보조 챔버 내에서 이용이 가능하도록 하기 위해서 상기 유출공(126)은 보조 챔버(122)의 상하부에 교대로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 가장 내측의 보조 챔버(122)에는 그 하부에 유출공(126)이 형성되고, 상기 보조 챔버(122)에 인접한 또 다른 보조 챔버(122)에는 그 상부에 유출공(126)이 형성되며, 상기 복수의 상호 간에 인접한 보조 챔버(122)에 이러한 식으로 유출공(126) 형성위치가 교대로 변경되도록 한다.

한편, 전술한 바와 같이, 상기 혼입탱크(120)는 상호간에 산소수가 유입 및 배출이 가능하도록 연결되는 복수로 이루어지는데, 도 2에 도시한 바와 같이, 혼입탱크(120)들은 상기 유입구(123)에 대해 상기 제1, 제2 토출구(124,125)가 교대로 배관을 통해 연결되어 있다.

여기서, 산소수는 이러한 구조로 연결되는 복수의 혼입탱크(120)들 간의 상호 압력차에 의해 혼입탱크(120)들 내부를 순환하게 된다.

구체적으로, 순환펌프(240)로부터 토출된 산소수는 가장 먼저 제1혼입탱크의 유입구로 유입되어 제1혼입탱크의 내부를 순환한 후, 제1혼입탱크의 제2 토출구(125)를 통해 배출된다.

이러한 산소수는 제1혼입탱크와 연결된 제2혼입탱크의 유입구로 유입되어 제2혼입탱크의 내부를 순환한 후, 제2혼입탱크의 제1 토출구(124)를 통해 배출된다.

간략하자면, 순차적으로 상기 제1혼입탱크와 제2혼입탱크는 제1혼입탱크의 제2 토출구와 제2혼입탱크의 유입구를 연결하는 배관을 통해 상호 연통되고, 제2혼입탱크와 제3혼입탱크는 제2혼입탱크의 제1 토출구와 제3혼입탱크의 유입구를 연결하는 배관을 통해 상호 연통되며, 나머지 혼입탱크(120)들도 이러한 식의 연결 구조가 교대로 반복되도록 한다.

이때, 상기 배관이 연결되지 않는 나머지 토출구들은 폐쇄된 상태를 가진다.

따라서, 상기 혼입탱크(120)를 다중 챔버의 구조로 형성시킴에 따라 얻어지는 효과와 동일하게 원수와 산소의 체류시간을 증가시켜 원수와 산소의 균일한 혼합을 상승시킬 수 있게 된다. 아울러, 잔류 산소를 이웃하는 다음 혼입탱크(120)에서 이용이 가능하게 된다.

한편, 상기 혼입탱크(120)들을 순환한 산소수는 마지막 혼입탱크(120)의 하부에 형성된 제2 토출구(125)를 통해 외부로 배출된다.

본 고안의 실시예에서, 상기 복수의 혼입탱크(120) 중 마지막 혼입탱크(120)에는 마지막 탱크의 주챔버(121) 내부의 압력을 측정하기 위한 압력센서(150)가 더 설치된다.

이러한 압력센서(150)는 혼입탱크(120)로부터 최종적으로 배출되는 산소수의 압력 즉, 상기 주챔버(121) 내부의 압력을 측정하여 사용자의 요구 압력치와 차이가 발생할 경우 그 산소수 배출 압력을 조절하기 위한 것이다.

구체적으로, 상기 제어부(140)는 압력센서(150)의 측정값을 기준으로 순환펌프(240)의 토출압 또는 토출 양정 즉, 순환펌프(240)의 기동과 회전수를 조절하게 되는데, 압력센서(150)의 측정값이 사용자의 요구치 이하일 경우 제어부(140)는 순환펌프(240)가 원수를 유입하고 DO농도를 증가시키도록 제어신호를 출력한다. 즉, 상기 마지막 혼입탱크(120)로부터 산소수가 외부로 배출되면, 상기 혼입탱크(120)의 내부 압력은 일정 이상 하강하게 되므로, 일정의 용존산소농도를 가지는 산소수를 계속적으로 배출하기 위해서는, 순환펌프(240)의 기동과 회전수를 상승시켜 전술한 압력을 상승시키는 것이 바람직하다.

이와 동시에, 상기 제어부(140)는 산소공급밸브(112)를 개방하여 산소의 추가 공급이 가능하도록 한다.

상기 DO 센서(130)는 산소수에 함유된 용존 산소량을 측정하기 위한 것으로서, 상기 복수의 혼입탱크(120) 중 마지막 혼입탱크(120)의 산소수 배출구와 연결된 배관 상에 설치되어 있다.

여기서, 상기 DO 센서(130)는 도 5에 도시한 바와 같이, 산소수와 접촉하는 센싱부(131)와, 상기 센싱부(131)와 용이하게 착탈 가능하도록 연결되며 센싱부(131)의 측정 신호를 전달받아 내부 연산한 후 제어부(140)로 송신하도록 PCB를 포함하는 연산부(132)와, 센싱부(131)의 일부를 덮는 커버로 이루어진다.

구체적으로, 상기 센싱부(131)에는 복수의 연결핀(133)이 구비되어 있으며, 연산부(132)에는 상기 연결핀(133)이 삽입되는 소켓이 구비되어 있다.

따라서, 사용자는 센싱부(131)의 이상 발생시 연산부(132)로부터 센싱부(131)를 쉽게 분리할 수 있게 되며, 새로운 부품으로 교체시 센싱부(131)의 연결핀(133)을 소켓이 삽입하여 용이하게 교체할 수 있게 된다.

이러한 DO 센서(130)의 측정값은 상기 제어부(140)로 입력되어지며, 그 측정값이 사용자의 요구치 미만일경우, 상기 제어부(140)는 상기 산소공급밸브(112)를 더욱 개방하여 산소 공급량을 증대시키게 된다.

한편, 전술한 상기 복수의 혼입탱크(120) 중 마지막 혼입탱크(120)의 산소수 배출구에 연결되는 배관 상에는 외부 배출되는 산소수의 온도를 체크하기 위한 온도 센서(미도시)가 더 설치될 수 있다.

이러한 온도 센서는 상기 DO 센서(130)의 센싱부(131) 또는 커버에 일체로 구비될 수도 있다.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 마지막 혼입탱크(120)의 산소수 배출구와 DO 센서(130)의 사이에는 제1 전동식 삼방밸브(160) 즉, 솔레노이드 밸브가 더 설치되고, 상기 제1 전동식 삼방밸브(160)의 어느 하나의 배출측에는 원수공급배관(101)과 연결되도록 리턴배관(170)이 설치되어 있다.

그러나, 반드시 이에 한정되지는 않으며, 상기 제1 전동식 삼방밸브(160)는 DO 센서(130)의 후방 즉, 도면상 DO 센서(130)의 우측에 설치되어도 무방하다.

한편, 상기 제어부(140)는 DO 센서(130)의 용존 산소량 측정값이 설정 기준치 미만일경우, 상기 제1 전동식 삼방밸브(160)의 개방 유로를 제어하여 산소수가 최종 배출되지 않도록 함과 동시에 리턴배관(170)을 통해 산소수가 원수공급배관(101)으로 피드백되도록 한다.

따라서, 상기 원수공급배관(101)으로 피드백된 산소수에 산소공급부(110)로부터 공급된 산소를 더욱 공급함에 따라 용존 산소량을 적정 요구치 이상으로 신속하게 증가시킬 수 있게 된다.

구체적으로, 상기 원수공급배관(101)에 제2 전동식 삼방밸브(180)를 설치하고, 제2 전동식 삼방밸브(180)의 어느 하나의 배출측을 원수공급배관(101)에 연결하고, 다른 하나의 배출측을 리턴배관(170)과 연결되도록 한다.

그러므로, 상기 리턴배관(170)을 통해 피드백되는 산소수는 제2 전동식 삼방밸브(180)를 거쳐서 원수공급배관(101)으로 재유입된다. 여기서, 상기 제2 전동식 삼방밸브(180)는 제1 전동식 삼방밸브(160), 산소공급밸브(112)와 마찬가지로 상기 제어부(140)에 의해 그 개방도가 조절된다.

한편, 상기 리턴배관(170)에는 피드백되는 산소수의 역류를 방지하도록 체크밸브(171)가 더 설치되는 것이 바람직하다.

상기 제어부(140)는 도 6에 도시한 바와 같이, 제어판넬(141)을 포함하여 이루어지며, 상기 제어판넬(141)에는 디스플레이창(142), 복수의 설정키(143), 디스플레이 및 전원 입력 상태 등을 나타내는 led램프(144) 등이 구비되어 있다.

상기 디스플레이창에는 DO 농도, 산소수 온도, 하한 DO농도 수치, 상한 DO 농도 수치등이 디스플레이된다.

여기서, 상기 하한 DO농도 수치와 상한 DO 농도 수치는 사용자에 의해 입력됨과 동시에 디스플레이되는 값으로서, 제어부(140)를 구성하는 마이컴에서는 상기 설정된 하한 DO농도 수치와 상한 DO 농도 수치 사이의 용존산소 농도를 가지는 산소수를 배출하도록 전술한 순환펌프(240), 산소공급밸브(112)등을 제어하게 된다.

이러한 제어판넬(141)은 가정 또는 업소의 벽면에 부착되어 사용자가 쉽게 제어할 수 있으며, 후술하는 제2실시예의 경우, 일예로 활어차 운전석에 구비되어 사용자가 운전중에도 그 제어가 가능하도록 할 수 있다.

도면에서 상기 혼입탱크(120)는 복수 개가 서로 연결된 구성으로 되어 있으나 단지 하나만 설치하고 혼입탱크(120)의 내부에 많은 보조 챔버(122)를 두도록 하여도 좋다.

제2실시예

본 고안의 제2실시예에서는 전술한 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하기로 하며 중복 설명은 생략하기로 한다.

본 고안의 제2실시예에 따른 산소수 제조장치는 농작물에 산소수를 공급하거나 양어장, 활어차, 수족관 등에 적용되는 농업용 및 수산용 고농도 산소수를 제공하는 것으로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 원수혼합탱크(200), 연결배관(210), 산소공급부(110), 혼입탱크(120), 리턴배관(170) 및 제어부(140)를 포함하여 이루어진다.

상기 원수혼합탱크(200)는 원수가 저장되는 외부의 원수저장부와 원수공급배관(101)을 통해 연결되어 원수를 후술하는 복수의 혼입탱크(120)로 공급한다.

여기서, 상기 원수공급배관(101)에는 일정 이상의 토출압을 발생시키는 원수펌프(100)가 더 설치되어 있다.

한편, 상기 원수저장부는 원수가 저장된 탱크, 별도의 급수장치 등 다양하게 적용될 수 있으며, 이러한 원수펌프(100)는 후술하는 제어부(140)에 의해 그 토출 양정 즉, 토출압이 가변적으로 조절 가능하도록 이루어진다.

상기 원수혼합탱크(200)는 원수 및 후술하는 산소공급부(110)에 의해 공급된 산소가 후술하는 혼입탱크(120)를 순환한 후 피드백되어 저장되는데, 원수와 산소의 혼합 즉, 산소의 용해를 좀 더 신속하게 촉진시키도록 산소수의 내부 순환이 가능한 다중 챔버 구조를 가진다.

즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 원수혼합탱크(200)는 전술한 제1실시예의 혼입탱크(120)와 후술하는 혼입탱크(120)와 동일하게 주챔버(121), 보조 챔버(122)를 가진다.

다만, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 원수혼합탱크(200)의 상부에는 후술하는 산소수의 피드백을 위한 리턴배관(170)과 연결되는 리턴 흡입구(220)가 구비되어 있다. 이러한 리턴 흡입구(220)는 원수혼합탱크(200)의 유입구에 설치되는 레듀사의 일측에 형성될 수 있다. 상기 리턴 흡입구(220)는 혼입탱크(120) 내의 압력보다 낮은 대기압의 산소나 순환수도 투입 가능하며, 원수펌프(100)의 토출 양정에 따라 산소 소비량을 현저히 줄이면서 산소수 효율을 높일 수 있게 된다.

상기 연결배관(210)은 상기 원수혼합탱크(200)의 토출구와 연결되며, 순차적으로 삼방밸브(230)와 순환펌프(240)가 설치되어 있다.

상기 삼방밸브(230)는 후술하는 제어부(140)에 의해 개방도의 제어가 용이한 솔레노이드밸브로 적용이 가능하며, 이러한 삼방밸브(230)의 일측에는 산소수의 외부 배출을 위한 토출배관이 연결되고 상기 토출배관에는 산소수의 용존산소 농도를 체크하기 위한 DO 센서(130)가 설치되어 있다.

여기서, 상기 DO 센서(130)는 원수혼합탱크(200)와 삼방밸브(230) 사이의 연결배관(210) 상에 설치될 수 있으며, 전술한 제1실시예의 DO 센서(130)와 동일한 구조를 가진다.

한편, 상기 순환펌프(240)는 제어부(140)에 의해 동작이 제어되어 원수혼합탱크(200)로부터 토출된 원수 또는 산소수를 흡입하여 후술하는 혼입탱크(120)로 유입시키기 위한 것으로서, 이러한 순환펌프(240)에는 전술한 제1실시예와 동일하게 산소 공급을 위한 산소공급부(110)가 연결되어 있다.

예컨대, 시스템 내부의 압력이 사용자의 요구치 이하일 경우 제어부(140)는 원수펌프(100)를 통해 원수를 유입하고 순환펌프(100)와 산소공급부(110)를 기동시켜서 DO농도를 증가시키도록 제어신호를 출력한다.

상기 산소공급부(110)는 순환펌프(240)에 산소를 공급하기 위한 것으로서, 별도의 산소발생장치 또는 산소저장장치, 상기 산소발생장치 또는 산소저장장치와 순환펌프(240)를 연결하는 산소공급배관(111), 상기 산소공급배관(111)에 설치되는 산소공급밸브(112)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 산소공급밸브(112)는 제어부(140)에 의해 개방 제어가 용이한 솔레노이드밸브로 적용되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 산소수 제조장치의 초기 운전시에는 원수혼합탱크(200)로부터 산소수가 아닌 원수만 토출되지만, 일정 시간이 경과되면 후술하는 산소공급부(110)로부터 산소가 공급된 원수 즉, 산소수가 원수혼합탱크(200)로 유입되어 토출구를 통해 배출된다.

상기 연결배관(210)의 후방 단부에는 전술한 제1실시예와 마찬가지로 복수의 혼입탱크(120)가 순차적으로 연결되어 있다.

상기 혼입탱크(120)는 상기 연결배관(210)을 경유한 산소수가 유입되는 부분으로서, 전술한 제1실시예의 혼입탱크(120)와 마찬가지로 상호간에 산소수의 유입 및 배출이 가능하도록 순차적으로 연결되어 복수개 구비되어 있다.

이러한 혼입탱크(120)는 그 내부에서 산소수의 유동 경로를 증가시켜 원수에 대한 산소의 완전 용해를 더욱 촉진시키기 위한 것이고, 전술한 제1실시예의 혼입탱크(120)와 동일한 내부 구조를 가지므로 중복 설명은 생략하기로 한다.

상기 리턴배관(170)은 복수의 혼입탱크(120) 중 마지막 혼입탱크(120)의 산소수 배출구와 원수혼합탱크(200)를 연결하여 혼입탱크(120)로부터 배출된 산소수를 원수혼합탱크(200)로 안내하는 유로 역할을 한다. 여기서, 상기 리턴배관(170)은 산소수의 유동 경로를 증가시켜 산소의 완전 용해가 좀 더 신속하게 이루어지도록 함으로써 산소공급부(110)로부터 공급되는 산소량을 최소화하면서 제어부(140)에 설정된 산소수의 용존산소량 값에 신속하게 도달하도록 할 수 있도록 하게 된다.

이러한 리턴배관(170)에는 리턴되는 산소수의 역류를 방지하도록 별도의 체크밸브가 더 설치되는 것이 바람직하다.

상기 제어부(140)는 원수펌프(100), 삼방밸브(230), 순환펌프(240) 및 산소공급부(110)의 동작을 제어하도록 설치된다. 즉, 원수펌프(100)의 동작 ON에 의해 원수는 원수혼합탱크(200)로 유입된다.

상기 원수혼합탱크(200)로부터 배출된 원수는 연결배관(210)을 따라 이동하는 도중에 산소공급부(110)로부터 산소를 공급받게 되며, 이러한 산소수는 복수의 혼입탱크(120) 내부를 순환한 후 배출되어 리턴배관(170)을 통해 다시 원수혼합탱크(200)로 다시 유입된다.

한편, 상기 제어부(140)는 DO 센서(130)의 용존산소량 측정값을 입력받아 기설정값 미만이면, 삼방밸브(230)의 개방을 제어하여 산소수가 연결배관(210)을 경유하여 산소가 더 공급되는 상태로 혼입탱크(120) 내부로 유입되도록 한다.

반대로, 상기 DO 센서(130)의 측정값이 기설정값 이상이면, 상기 제어부(140)는 삼방밸브(230)의 개방을 제어하여 산소수가 삼방밸브의 일측에 연결된 토출배관을 통해 외부로 배출되도록 한다.

이때, 상기 산소수는 동시에 혼입탱크(120)로 유입될 수도 있다. 즉, 상기 제어부(140)는 DO 센서(130)의 측정값을 입력받아 산소수의 용존 산소량이 기설정값 미만이거나 사용자의 설정 범위 밖에 있을 경우, 상기 원수혼합탱크(200)로부터 배출된 산소수가 혼입탱크(120)로 재유입되록 삼방밸브(230)의 개방을 제어한다.

반대로, 상기 제어부(140)는 상기 용존 산소량이 기설정값 이상이거나 설정 범위 내에 있고 사용자의 요구에 의해 산소수를 외부 배출시키고자 할 경우, 상기 원수혼합탱크(200)로부터 배출된 산소수가 삼방밸브(230)의 일측을 통해 외부로 배출되도록 삼방밸브(230)의 개방을 제어한다.

한편, 상기 제어부(140)는 제1실시예에 기재된 바와 마찬가지로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 제어부(140)는 도 6에 도시한 바와 같이, 제어판넬(141)을 포함하여 이루어지며, 상기 제어판넬(141)에는 디스플레이창(142), 복수의 설정키(143), 디스플레이 및 전원 입력 상태 등을 나타내는 led램프(144) 등이 구비될 수 있다.

또한, 상기 디스플레이창에는 DO 농도, 산소수 온도, 하한 DO농도 수치, 상한 DO 농도 수치 등이 디스플레이되도록 할 수 있다.

더욱이, 상기 제어부(140)는 염분농도값을 감지하여 표시하도록 하는 장치를 추가적으로 포함하여, 염분농도에 따라 변하는 DO 센서(130)에 의한 산소농도측정값을 조정하도록 할 수도 있다.

한편, 도면에서 상기 혼입탱크(120)는 복수 개가 서로 연결된 구성으로 되어 있으나 단지 하나만 설치하고 혼입탱크(120)의 내부에 많은 보조 챔버(122)를 두도록 하여도 좋다.

이상에서는 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 실용신안 청구범위에서 청구된 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 실용신안 청구범위 내에 있게 된다.

100: 원수펌프 101: 원수공급배관
102: 순간 냉각기 110: 산소공급부
111: 산소공급배관 112: 산소공급밸브
120: 혼입탱크 121: 주챔버
122: 보조 챔버 123: 유입구
124: 제1 토출구 125: 제2 토출구
126: 유출공 130: DO 센서
131: 센싱부 132: 연산부
133: 연결핀 140: 제어부
141: 제어판넬 142: 디스플레이창
143: 설정키 144: led램프
150: 압력센서 160: 제1 전동식 삼방밸브
170: 리턴배관 171: 체크밸브
180: 제2 전동식 삼방밸브 200: 원수혼합탱크
210: 연결배관 220: 리턴 흡입구
230: 삼방밸브 240: 순환펌프

Claims (6)

1. 산소를 공급하는 산소공급부;
   상기 산소공급부의 산소와 원수공급부의 원수의 토출 양정을 조절하는 순환펌프;
   상기 원수공급부와 순환펌프 사이에 설치되어 원수의 온도를 하강시키는 순간 냉각기;
   상기 순환펌프로부터 토출된 원수와 산소의 혼합물인 산소수가 유입되어 내부에서 순환하는 챔버 구조로 이루어진 복수의 혼입탱크;
   상기 혼입탱크로부터 배출된 산소수를 상기 순환펌프로 리턴시키는 리턴배관; 및
   상기 산소공급부와 순환펌프의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되,
   상기 혼입탱크는,
   내부에 통로가 형성되는 중공체로 이루어져 각기 수용되는 복수의 보조 챔버와, 상기 보조 챔버와의 사이에 통로가 형성되도록 상기 보조 챔버가 수용되는 주챔버와, 상기 보조 챔버의 상부 또는 하부에 교대로 형성되며 이웃하는 다른 보조 챔버로 산소수를 이동시키기 위한 유출공을 포함하고, 상기 보조 챔버의 중앙으로 유입되는 산소수가 보조 챔버들의 통로를 순차로 유동하여 주챔버의 통로를 거쳐 배출되는 것을 특징으로 하는 산소수 제조장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 유출공은 보조 챔버의 상단으로부터 일정 간격이 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 산소수 제조장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 혼입탱크의 배출구에는 산소수와 접촉하는 센싱부와, 상기 센싱부와 용이하게 착탈 가능하도록 연결되며 센싱부의 측정 신호를 전달받아 내부 연산한 후 제어부로 송신하도록 PCB를 포함하는 연산부와, 센싱부의 일부를 덮는 커버로 이루어진 DO 센서가 설치된 것을 특징으로 하는 산소수 제조장치.
   
4. 산소를 공급하는 산소공급부;
   상기 산소공급부의 산소와 원수공급부의 원수의 토출 양정을 조절하는 순환펌프;
   상기 순환펌프로부터 토출된 원수와 산소의 혼합물인 산소수가 유입되어 내부에서 순환하는 챔버 구조로 이루어진 복수의 혼입탱크;
   상기 혼입탱크로부터 배출된 산소수를 상기 순환펌프로 리턴시키는 리턴배관;
   상기 순환펌프와 리턴배관 사이에 설치되어 산소의 용해를 촉진시킬 수 있도록 하는 산소수의 순환 구조로 이루어진 원수혼합탱크;
   상기 원수혼합탱크의 유입구에 설치되는 레듀사에 상기 리턴배관과 연결되어 혼입탱크 내의 압력보다 낮은 산소수를 투입 가능하며, 원수펌프의 토출 양정에 따라 산소 소비량을 줄이면서 산소수 효율을 높일 수 있는 리턴 흡입구; 및
   상기 산소공급부와 순환펌프의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되,
   상기 혼입탱크는,
   내부에 통로가 형성되는 중공체로 이루어져 각기 수용되는 복수의 보조 챔버와, 상기 보조 챔버와의 사이에 통로가 형성되도록 상기 보조 챔버가 수용되는 주챔버와, 상기 보조 챔버의 상부 또는 하부에 교대로 형성되며 이웃하는 다른 보조 챔버로 산소수를 이동시키기 위한 유출공을 포함하고, 상기 보조 챔버의 중앙으로 유입되는 산소수가 보조 챔버들의 통로를 순차로 유동하여 주챔버의 통로를 거쳐 배출되는 것을 특징으로 하는 산소수 제조장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 유출공은 보조 챔버의 상단으로부터 일정 간격이 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 산소수 제조장치.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 원수혼합탱크의 토출구에는 산소수와 접촉하는 센싱부와, 상기 센싱부와 용이하게 착탈 가능하도록 연결되며 센싱부의 측정 신호를 전달받아 내부 연산한 후 제어부로 송신하도록 PCB를 포함하는 연산부와, 센싱부의 일부를 덮는 커버로 이루어진 DO 센서가 설치된 것을 특징으로 하는 산소수 제조장치.

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