KR200458752Y1 - 산소수 제조장치 - Google Patents

Abstract

물을 포함한 액체와 산소를 포함한 기체를 혼합하는 산소수 제조장치에 관한 것으로서, 윗면이 개방되고, 배출구가 형성된 원통형상의 케이스; 상기 케이스의 윗면에 결합되고, 물과 산소 또는 기체가 각각 유입되는 제1유입구와 제2유입구가 각각 형성된 덮개; 상기 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전축; 상기 회전축에 일정간격으로 설치되고, 외측 면에 톱니모양의 돌기가 일정하게 형성된 원판형상의 제1회전체; 상기 회전축에 일정간격으로 설치되고, 외측 면에 톱니모양의 돌기가 일정하게 형성되며, 상기 제1회전체 보다 큰 지름을 갖는 원판형상의 제2회전체; 상기 케이스의 내측 면에 일정간격으로 설치되고, 내측 면에 톱니모양의 돌기가 일정하게 형성되며, 내측 지름이 상기 제1회전체의 외측 지름보다 큰, 링 형상의 제1고정체; 상기 케이스의 내측 면에 일정간격으로 설치되고, 내측 면에 톱니모양의 돌기가 일정하게 형서되며, 내측 지름이 상기 제2회전체의 외측 지름보다 큰, 링 형상의 제2고정체; 및 상기 회전축을 회전시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

산소수

Description

산소수 제조장치{An Apparatus for Producing Water having High Density of Oxygen}

본 고안은 산소수 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고농도의 산소를 수중에 함유시킬 수 있는 산소수 제조장치에 관한 것이다.

산소수란 산소의 용존량(즉 용존산소량)이 일반적인 평균 용존산소량(대기 중 상온에서 대략 7 ppm이다)보다 큰 물을 말한다. 이러한 산소수는 언급한 바와 같이 물속에 함유된 산소량이 일반적인 물보다 많으므로, 식물이나 동물 또는 사람에게 유익하다.

예를 들어, 산소수를 어항이나 양식장에 공급하면, 어항이나 양식장에서 자라는 어류의 성장에 큰 도움을 줄 뿐만 아니라 어류들이 성장하면서 발생하는 배설물이나 기타 부유물이 포함된 물의 정화가 산소수에 함유된 고농도의 산소에 의해 더욱 빠르게 진행될 수 있는 장점이 있다.

아울러, 산소수를 식물재배에 사용하면, 식물재배에 따른 농산물의 수확량이 일반적인 농업용수를 공급했을 때 보다 약 10% 이상 증가한다는 농업진흥연구원의 연구결과도 있다.

또한, 산소수를 식수로 사용하면, 물을 통해서도 산소를 체내에 공급할 수 있으므로, 호흡기를 통한 호흡이 불편한 노약자들에게 작으나마 도움을 줄 수 있다.

따라서 이와 같은 산소수를 널리 저변확대하여 어업(특히 양식업)과 농업 등에 적극적으로 활요할 필요성이 있다.

한편, 이와 같이 유익한 산소수 제조장치는 크게 2가지 방식으로 산소수를 제조한다. 하나는 전기분해방식을 이용하여 산소수를 제조하는 것이고, 다른 하나는 미세한 구멍이 형성된 다수의 칸막이에 물과 산소를 동시에 가압하여 산소수를 제조하는 방식이다.

그러나, 전자의 방식을 취하는 산소수 제조장치는 제조 및 설치비용이 고가이고, 발생된 산소가 물속에 용존하기 보다는 기포형태로 발생하여 대기 중으로 사라지는 문제점이 있다.

그리고, 후자의 방식을 취하는 산소수 제조장치는 비교적 높은 농도의 용존산소량을 얻을 수 있는 장점이 있으나, 산소의 농도를 높이기 위해 상당히 높은 압력을 요구한다. 아울러, 후자의 산소수 제조장치는 생산된 산소수의 용존산소량이 대기 중에서 급격히 떨어지는 문제점이 있으므로(도 9 참조), 대량의 산소수를 필요로 하는 양식장이나 농산물 재배농가에서 활용되기 어렵다.

본 고안은 위와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 고 농도의 용존산소량을 함유하면서 시간에 따른 용존산소량의 변화가 비교적 적은 산소수를 생산할 수 있는 산소수 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 한 실시예에 따르면, 물을 포함한 액체와 산소를 포함한 기체를 혼합하는 산소수 제조장치로서, 윗면이 개방되고, 배출구가 형성된 원통형상의 케이스; 상기 케이스의 윗면에 결합되고, 물과 산소 또는 기체가 각각 유입되는 제1유입구와 제2유입구가 각각 형성된 덮개; 상기 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전축; 상기 회전축에 일정간격으로 설치되고, 외측 면에 톱니모양의 돌기가 일정하게 형성된 원판형상의 제1회전체; 상기 회전축에 일정간격으로 설치되고, 외측 면에 톱니모양의 돌기가 일정하게 형성되며, 상기 제1회전체 보다 큰 지름을 갖는 원판형상의 제2회전체; 상기 케이스의 내측 면에 일정간격으로 설치되고, 내측 면에 톱니모양의 돌기가 일정하게 형성되며, 내측 지름이 상기 제1회전체의 외측 지름보다 큰, 링 형상의 제1고정체; 상기 케이스의 내측 면에 일정간격으로 설치되고, 내측 면에 톱니모양의 돌기가 일정하게 형서되며, 내측 지름이 상기 제2회전체의 외측 지름보다 큰, 링 형상의 제2고정체; 및 상기 회전축을 회전시키는 구동수단을 포함하는 산소수 제조장치가 제공된다.

바람직하게는, 상기 제1회전체와 상기 제2회전체는 각각 2장 이상씩 연속하 여 설치되고, 상기 제1고정체와 상기 제2고정체는 각각 상기 제1회전체와 상기 제2회전체의 설치위치에 대응되도록 상기 케이스에 설치되는 것이 좋다.

또한, 상기 제1회전체, 상기 제2회전체, 상기 제1고정체, 상기 제2고정체는 인접한 부재의 돌기가 서로 어긋나도록 배치되는 것이 좋다.

또한, 상기 덮개에는 상기 제1유입구를 통해 유입되는 액체와 상기 제2유입구를 통해 유입되는 기체의 혼합 시 기포가 발생하도록, 기체미세화수단이 더 설치되는 것이 좋다.

또한, 상기 기체미세화수단은 상기 제2유입구에 설치되는 필터부재인 것이 좋다.

본 고안의 산소수 제조장치는 비교적 간단한 구조를 통해 고 농도의 산소수를 생산할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 고안의 산소수 제조장치는 산소수의 연속적인 생산이 가능함은 물론이고 내부의 회전체와 고정체의 배치구조 및 배치 수의 변경을 통해 산소수의 용존산소량의 변경도 가능하므로, 대량의 산소수와 고 농도의 산소수를 필요로 하는 대형 양식장이나 대형 농산물 재배지에 활용이 가능하다.

아울러, 본 고안의 산소수 제조장치는 기체미세화수단을 통해 수중의 산소를 미세기포 형태로 용존시킬 수 있으므로, 산소수에 의해 효과를 증대시킬 수 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설 명한다.

아래에서 본 고안을 설명함에 있어서, 본 고안의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 고안의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

(제1실시 예)

도 1은 본 고안의 제1실시 예에 따른 산소수 제조장치의 분리 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 산소수 제조장치의 결합 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 산소수 제조장치의 사용상태를 나타낸 단면도이다.

본 고안의 제1실시 예에 따른 산소수 제조장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 케이스(110), 덮개(120), 다수의 제1회전체(140), 다수의 제2회전체(150), 다수의 제1고정체(160), 다수의 제2고정체(170), 구동수단(180)을 포함한다.

케이스(110)는 대체로 원통형상의 부재로서, 다수의 회전체들(140, 150)과 다수의 고정체들(160, 170)을 수용한다. 케이스(110)의 윗면(112)은 이들 부재들이 쉽게 설치 및 분리될 수 있도록 개방되며, 케이스(110)의 측면, 더욱 상세하게는 측면 하부에는 케이스(110)의 내부에 물질이 외부로 배출될 수 있는 배출구(114)가 형성된다. 아울러, 케이스(110)의 내부에는 다수의 고정체들(160, 170)이 움직이지 않고 단단히 고정될 수 있도록 케이스(110)의 반경 중심을 향해 돌출된 키(116)가 형성된다. 한편, 배출구(114)에는 도시되지 않았으나 케이스(110)로부터 배출되는 산소수의 유량과 배출시점을 조절하기 위한 밸브가 설치될 수 있다.

덮개(120)는 케이스(110)의 개방된 윗면(112)을 밀폐시키는 부재로서, 볼트 와 너트 등의 체결수단에 의해 케이스(110)의 위쪽에 결합된다. 덮개(120)에는 액체(특히 물)와 기체(특히 산소)를 케이스(110)의 내부로 공급하기 위한 제1유입구(122)와 제2유입구(124)가 형성된다. 즉, 제1유입구(122)는 액체를 저장한 탱크(도시되지 않음)와 연결되고, 제2유입구(124)는 기체를 저장한 탱크(도시되지 않음)와 연결된다. 한편, 각각의 유입구(122, 124)에는 도시되지 않았으나 공급유량을 조절하기 위한 밸브가 설치될 수 있다. 아울러 덮개(120)의 가장자리 또는 덮개(120)와 케이스(110)의 밀착면에는 두 부재 간의 기밀을 위한 기밀부재(예를 들어 고무패킹)가 더 설치될 수 있다.

회전축(130)은 케이스(110)의 중앙에 케이스(110)의 길이방향을 따라 길게 설치된다. 회전축(130)의 일 단은 케이스(110)의 바닥을 뚫고 돌출되며, 타 단은 케이스(110)의 내부에서 케이스(110)의 윗면을 벗어나지 않는 범위까지 연장된다. 회전축(130)에는 키(132)가 회전축(130)의 길이방향을 따라 길게 형성된다. 이 키(132)는 회전축(130)에 설치되는 다수의 회전체들(140, 150)이 회전축(130)과 일체로 회전될 수 있도록, 이들 회전체들(140, 150)을 회전축(130)에 고정시키는 구실을 한다. 한편, 도 1에는 도시되어 있지 않으나, 회전축(130)과 케이스(110)의 결합부위(즉 회전축(130)이 케이스(110)를 관통하는 케이스(110)의 바닥면)에는 회전축(130)의 회전을 허용하면서, 회전축(130)과 케이스(110)의 경계면으로 케이스(110)에 수용된 물질이 새어나가지 않도록 하는 베어링과 기밀부재가 설치된다. 이러한 구성은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 공지된 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제1회전체(140)는 대체로 얇은 원판형태의 부재로서, 둘레에 원주방향을 따라 일정간격으로 돌출된 다수의 돌기(142)를 갖는다. 제1회전체(140)의 중심에는 회전축(130)이 끼워지는 구멍(143)과 회전축(130)의 키(132)가 끼워지는 키홈(144)이 각각 형성된다. 이와 같이 형성된 제1회전체(140)는 전체적으로 중앙에 구멍(143)이 뚫린 톱니바퀴의 형태를 이루며, 회전축(130)의 길이방향을 따라 일정간격으로 설치된다.

제2회전체(150)는 제1회전체(140)보다 얇으나 제1회전체(140)의 지름(d1)보다 큰 지름(d2)을 갖는 원판형태의 부재로서, 둘레에 원주방향을 따라 일정간격으로 돌출된 다수의 돌기(152)를 갖는다. 제2회전체(150)의 중심에는 제1회전체(140)와 마찬가지로 회전축(130)이 끼워지는 구멍(153)과 회전축(130)의 키(132)가 끼워지는 키홈(154)이 각각 형성된다. 이와 같이 형성된 제2회전체(150)는 제1회전체(140)보다 크고 얇은 톱니바퀴의 형태를 이루며, 회전축(130)의 길이방향을 따라 일정간격으로 설치된다(본 실시 예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 제1회전체(140)의 사이사이에 설치된다). 바람직하게는 제2회전체(150)는 제2회전체(150)의 돌기들(152)이 상하 인접한 제1회전체(140)의 돌기들(142)과 서로 어긋나도록 배치되는 것이 좋다.

제1고정체(160)는 대체로 얇은 링 형태의 부재로서, 안쪽 면을 따라 일정간격으로 돌출된 다수의 돌기(162)를 갖는다. 제1고정체(160)의 안쪽 면에는 케이스(110)의 키(116)가 끼워지는 키홈(164)이 형성된다. 이와 같이 형성된 제1고정체(160)는 전체적으로 안쪽 면에 톱니가 형성된 링 형태를 이루며, 케이스(110)의 길이방향을 따라 일정간격으로 설치된다. 한편, 제1고정체(160)의 안쪽 지름(다수의 돌기(162)가 이루는 가상 원의 지름; D1)은 제1회전체(140)가 삽입될 수 있도록, 제1회전체(140)의 바깥 지름(다수의 돌기(142)가 이루는 가상 원의 지름; d1)보다 크다. 바람직하게는 제1고정체(160)의 안쪽 지름(D1)과 제1회전체(140)의 바깥 지름(d1)의 편차는 3 ~ 7 ㎜인 것이 좋다. 아울러, 제1고정체(160)의 안쪽 지름(D1)은 회전체들(140, 150)과 고정체들(160, 170)이 형성하는 간극이 최적화될 수 있도록, 제2회전체(150)의 바깥 지름(d2)과 같거나 또는 더 큰 것이 좋다(도 2 참조).

제2고정체(170)는 제1고정체(160)보다 두꺼운 링 형태의 부재로서, 안쪽 면을 따라 일정간격으로 돌출된 다수의 돌기(162)를 갖는다. 제2고정체(170)의 안쪽 면에는 케이스(110)의 키(116)가 끼워지는 키홈(174)이 형성된다. 이와 같이 형성된 제2고정체(170)는 전체적으로 안쪽 면에 톱니가 형성된 링 형태를 이루며, 케이스(110)의 길이방향을 따라 일정간격으로 설치된다(본 실시 예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 제1고정체(160)의 사이사이에 설치된다). 바람직하게는 제2고정체(170)는 제2고정체(170)의 돌기들(172)이 상하 인접한 제1고정체(160)의 돌기들(162)과 서로 어긋나도록 배치되는 것이 좋다. 한편, 제2고정체(170)의 안쪽 지름(다수의 돌기(172)가 이루는 가상 원의 지름; D2)은 제2회전체(150)가 삽입될 수 있도록, 제2회전체(150)의 바깥 지름(다수의 돌기(152)가 이루는 가상 원의 지름;d2)보다 크다. 바람직하게는 제2고정체(170)의 안쪽 지름(D2)과 제2회전체(150)의 바깥 지름(d2)의 편차는 3 ~ 7 ㎜인 것이 좋다.

구동수단(180)은 회전축(130)을 회전시키는 부재로서, 케이스(110)의 아래쪽에 설치된다. 구동수단(180)은 바람직하게는 회전축(130)의 고속회전을 가능케 하고 아울러 회전축(130)의 회전속도 변경을 가능케 하는 변속장치를 구비한 모터인 것이 좋다. 참고로, 회전축(130)은 구동수단(180)의 구동축일 수도 있다.

참고로, 미 설명된 도면부호 148은 회전축(130)의 끝에 결합하여 회전체들(140, 150)의 이탈을 방지하는 수단이다. 한편, 본 실시 예에서 도면부호 148은 물과 산소의 혼합이 더욱더 원활하게 이루어질 수 있도록 왕관형태의 부재와 너트로 구성되었으나, 경우에 따라 단순한 너트만으로 구성될 수 있다.

이와 같이 이루어진 산소수 제조장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1회전체(140)와 제2회전체(150)가 회전축(130)에 교대로 설치되고, 제1고정체(160)와 제2고정체(170)가 각각의 내부에 제1회전체(140)와 제2회전체(150)를 수용할 수 있도록 케이스(110)에 교대로 설치되는 구조를 갖는다. 특히, 제1회전체(140)와 제2회전체(150) 그리고 제1고정체(160)와 제2고정체(170)의 두께가 서로 상이하므로, 제1고정체(160)의 안쪽 지름이 제2회전체(150)의 바깥 지름보다 크거나 같음에도 불구하고 유체가 유동할 수 있는 유로가 형성된다.

다음에서는 본 실시 예에 따른 산소수 제조장치(100)의 사용상태를 도 3을 참조하여 설명하겠다.

산소수 제조장치(100)가 작동하면, 물과 산소(기체상태 임)가 각각 제1유입구(122)와 제2유입구(124)를 통해 케이스(110)의 내부로 공급되고, 구동수단(180)에 의해 회전축(130)이 고속으로 회전된다(바람직하게는 4000rpm).

그러면, 케이스(110)의 내부로 공급된 물과 산소는 고속으로 회전하는 회전체들(140, 150)과 정지된 고정체들(160, 170)의 사이(특히 돌기들 사이)를 지나면서 서로 혼합된다(실질적으로 산소기체가 물 속에 용존된다). 그리고 이와 같이 물과 산소가 혼합된 유체(즉, 산소수)는 케이스(110)의 하부에 형성된 배출구(114)를 통해 외부로 배출된다. 여기서 산소수는 고속으로 회전하는 다수의 회전체들(140, 150)과 정지된 고정체들(160, 170) 사이를 통과하는 물과 산소의 지속적인 충돌에 의해 계속적으로 생산된다. 따라서 본 고안에 따르면 비교적 고 농도의 산소수를 지속적으로 생산할 수 있다.

(제2실시 예)

도 4는 본 고안의 제2실시 예에 따른 산소수 제조장치의 분리 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 산소수 제조장치의 결합 단면도이다.

본 실시 예에 따른 산소수 제조장치(100)는 회전체들(140, 150)과 고정체들(160, 170)의 배치구조에 있어서 제1실시 예와 차이점을 갖는다. 참고로, 제1실시 예와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 사용하고, 이들 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 예의 산소수 제조장치(100)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 동일한 크기의 제1회전체(140)와 동일 크기의 제2회전체(150)가 연속적으로 각각 배치된 구조를 갖는다. 여기서 연속 설치된 회전체들(140, 150)은 자신들의 돌기들(142, 152)이 (상하) 인접한 회전체들(140, 150)의 돌기들(142, 152)과 어긋나게 위치되도록 배치된다. 이러한 배치형태는 연속 설치된 고정체들(160, 170)도 마찬 가지로 적용된다.

이와 같이 이루어진 본 실시 예는 동일 크기의 회전체들(140, 150)과 동일 크기의 고정체들(160, 170)이 연속적으로 배치된 구조이므로, 케이스(110)의 내부로 유입된 유체(특히, 물)의 순환이 제1실시 예에 비해 원활하다. 그러나, 본 실시 예는 연속된 회전체들(140, 150)과 고정체들(160, 170)이 앞서 언급한 바와 같이 돌기들(142, 152, 162, 172) 서로 어긋나게 배치되어 있으므로, 물과 산소의 혼합력이 크게 떨어지지 않는다.

따라서 본 실시 예는 대량의 산소수를 필요로 하면서 높은 용존산소량을 요구하지 않는 장소(예를 들어, 양식장이나 기타 농산물 재배지)에 활용하는데 적합하다. 참고로, 본 실시 예는 동일한 두께의 회전체들(140, 150)와 고정체들(160, 170)를 사용하기 위해, 제1회전체(140)와 제2회전체(150) 그리고 제1고정체(160)와 제2고정체(170)의 설치 수를 달리하여, 제1회전체(140)와 제2회전체(150)가 이루는 경계면에 틈새가 생기도록 하였다.

(제3실시 예)

도 6은 본 고안의 제3실시 예에 따른 산소수 제조장치의 결합 단면도이다.

본 실시 예에 따른 산소수 제조장치(100)는 기체미세화수단(190)을 더 구비한 점에 있어서 제1실시 예와 차이점을 갖는다. 참고로, 제1실시 예와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 사용하고, 이들 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제3실시 예에 따른 산소수 제조장치(100)는 도 6에 도시된 바와 같이 기체미 세화수단(190)을 더 구비한다. 기체미세화수단(190)는 제2유입구(124)를 통해 공급되는 산소기체를 더욱 미세화하여 물에 용이하게 흡수되도록 도와주는 구실을 한다. 기체미세화수단(190)으로는 HEPA 필터와 같이 고밀도의 필터가 좋다.

이와 같이 구성된 산소수 제조장치(100)는 산소기체의 미세화를 통해 용존산소량을 크게 향상시킬 수 있으므로, 고농도 용존산소량의 산소수를 필요로 하는 장소에 제공될 수 있다(예를 들어 산소수를 치료용 또는 건강보조용 식수로 사용하는 병원이나 기타 요양소).

한편, 본 실시 예에서는 기체미세화수단(190)을 산소기체를 미세화하는 수단으로 설명하였으나, 필요에 따라 제1유입구(122)를 통해 공급되는 물에 기포를 발생시켜 산소기체의 흡수를 원활하게 하는 기포발생수단으로 대체될 수 있다.

(실험 예)

다음에서는 위와 같이 이루어진 본 고안의 여러 실시 예를 통해 실험한 결과를 도표와 표를 참조하여 설명하겠다. 도 7은 산소공급량과 수중 용존산소량 간의 관계를 나타낸 도표이고, 도 8은 내부압력과 용존산소량의 관계를 나타낸 도표이고, 도 9은 시간경과에 따른 용존산소량의 변화를 나타낸 도표이고, 도 10은 산소수 제조장치의 회전수와 용존산소량의 관계를 나타낸 도표이다.

본 고안의 출원인은 본 고안의 산소수 제조장치를 통한 수차례의 실험을 통해 도 7 ~ 도 10의 도표와 표 1에 도시된 바와 같이 산소수 제조장치의 작동조건과 용존산소량 간의 관계를 얻을 수 있었다.

1. 산소(기체) 공급량과 용존산소량의 관계

출원인은 산소공급량과 용존산소량 간의 상관관계를 파악하기 위해, 제1유입구(122)를 통해 일정하게 물을 공급하면서(20ℓ/min) 제2유입구(124)를 통해 공급되는 산소의 양을 변화시켜 보았다.

실험결과, 도 7에 도시된 바와 같이, 산소의 공급량을 대략 200㏄/min까지 증가시킨 경우에는 용존산소량이 대략 31ppm까지 비교적 급격하게 증가였으나, 산소의 공급량을 300㏄/min 이상으로 증가시킨 경우에는 용존산소량이 그리 큰 폭으로 증가되지 않았다.

출원인은 이 실험을 통해 물 20ℓ/min에 대한 바람직한 산소공급량이 300㏄/min임을 파악하게 되었다.

2. (산소수 제조장치의) 내부압력과 용존산소량의 관계

출원인은 본 고안의 산소수 제조장치의 내부압력과 용존산소량 간의 상관관계를 파악하기 위해, 2가지 방법(첫 번째 방법은 물 공급량을 변화시키는 것이고, 두 번째 방법은 배출구(114)의 개방시점을 조절하는 것이다)을 이용하여 산소 제조장치의 내부압력을 변경시켜보았다.

실험결과, 도 8에 도시된 바와 같이, 용존산소량은 산소수 제조장치의 내부압력 크기와 대체로 비례하였으나, 그 변화기울기가 그리 크지 않았다. 따라서 출원인은 용존산소량을 증가시키는 방안 중 하나로 압력증가를 선택할 수 있으나, 이 방안이 그리 효과적인 방법이 아님을 파악하였다.

3. 산소수 제조장치 연결 수와 용존산소량의 관계

출원인은 산소수 제조장치의 직렬연결 대수와 용존산소량 간의 상관관계를 파악하기 위해, 동일한 운행조건의 산소수 제조장치를 직렬로 연결하여 보았다. 표 1은 그 실험결과이다.

실험결과, 산소수 제조장치의 직렬연결 수를 1대에서 3대까지 증가시킨 경우에는 용존산소량의 크기가 그리 큰 폭은 아니지만 대체로 비례하여 증가하였으나, 4대 이상에서는 용존산소량의 증가크기가 즐어듬을 알 수 있었다.

따라서, 출원인은 이 실험을 통해 산소수 제조장치의 이상적인 직렬연결 수가 3대를 넘지 못하고, 실질적으로 직렬연결 대수와 이에 따른 용존산소량의 증가비가 그리 크지 않음을 알게 되었다.

4. 산소수 저장기간과 용존산소량의 관계

출원인은 산소수의 저장시간과 용존산소량 간의 상관관계를 파악하기 위해, 본 고안의 산소수 제조장치와 종래의 산소수 제조장치에 의해 생산된 산소수를 수일 동안 대기 중에 방치해 두었다.

실험결과, 도 9에 도시된 바와 같이, 종래의 산소수 제조장치에 의해 생산된 산소수의 용존산소량은 하루만에 급격하게 감소되었고(약 60%), 약 5일 이후부터는 통상적인 물의 용존산소량(약 7 ppm)과 같아졌다. 반면, 본 고안의 산소수 제조장치에 의해 생산된 산소수의 용존산소량은 다음날 약 20% 감소되었고, 약 5일째에는 약 50% 감소되었다.

본 실험을 통해, 본 고안의 산소수 제조장치가 종래의 산소수 제조장치에 비해 용존산소량이 오랫동안 지속됨을 알 수 있었으나, 산소수의 저장기간(이상적으로는 5일)이 그리 길지 않음을 재차 확인하게 되었다.

5. (산소수 제조장치의) 회전수와 용존산소량의 관계

출원인은 본 고안의 산소수 제조장치의 회전수와 용존산소량 간의 상관관계를 파악하기 위해, 구동수단을 통한 회전축(130)의 회전수를 변화시켜 보았다.

실험결과, 도 10에 도시된 바와 같이, 물속의 용존산소량은 2500rpm에서 현저하게 증가하기 시작하여, 3500rpm 부근에서 급격하게 증가함을 알게 되었다. 다만, 회전축(130)을 지나치게 고속으로 회전시키면 물과 회전체의 마찰에 의해 수증기가 발생하므로, 3000 ~ 4000rpm 범위로 회전시키는 것이 바람직하다.

위에서 언급한 실험결과들은 모두 본 고안의 산소수 제조장치를 최적화하기 위한 운행조건들로서, 본 고안의 특징을 특별히 한정하는 것은 아니지만, 본 고안의 산소수 제조장치와 종래의 산소수 제조장치를 명확하게 구별하는 인자로서 활용될 수 있다.

이상에서는 본 고안을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 고안은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

도 1은 본 고안의 제1실시 예에 따른 산소수 제조장치의 분리 사시도이고,

도 2는 도 1에 도시된 산소수 제조장치의 결합 단면도이고,

도 3은 도 2에 도시된 산소수 제조장치의 사용상태를 나타낸 단면도이고,

도 4는 본 고안의 제2실시 예에 따른 산소수 제조장치의 분리 사시도이고,

도 5는 도 4에 도시된 산소수 제조장치의 결합 단면도이고,

도 6은 본 고안의 제3실시 예에 따른 산소수 제조장치의 결합 단면도이고,

도 7은 산소공급량과 수중 용존산소량 간의 관계를 나타낸 도표이고,

도 8은 내부압력과 용존산소량의 관계를 나타낸 도표이고,

도 9은 시간경과에 따른 용존산소량의 변화를 나타낸 도표이고,

도 10은 산소수 제조장치의 회전수와 용존산소량의 관계를 나타낸 도표이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100: 산소수 제조장치 110: 케이스

112: 윗면 114: 배출구

120: 덮개 122: 제1유입구

124: 제2유입구 130: 회전축

132: 키 140, 150: 회전체

160, 170: 고정체

142, 152, 162, 172: 돌기 144, 154, 164, 174: 키홈

180: 구동수단 190: 기체미세화수단(또는 필터)

Claims (5)

1. 물과 산소를 혼합하여 산소수를 제조하는 장치로서,

   윗면이 개방되고, 배출구가 형성된 원통형상의 케이스;

   상기 케이스의 윗면에 결합되고, 물과 산소가 각각 유입되는 복수의 유입구가 형성된 덮개;

   상기 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전축;

   상기 회전축에 일정간격으로 설치되고, 외측 면에 톱니모양의 돌기가 일정하게 형성된 원판형상의 제1회전체;

   상기 회전축에 일정간격으로 설치되고, 외측 면에 톱니모양의 돌기가 일정하게 형성되며, 상기 제1회전체 보다 큰 지름을 갖는 원판형상의 제2회전체;

   상기 케이스의 내측 면에 일정간격으로 설치되고, 내측 면에 톱니모양의 돌기가 일정하게 형성되며, 내측 지름이 상기 제1회전체의 외측 지름보다 큰, 링 형상의 제1고정체;

   상기 케이스의 내측 면에 일정간격으로 설치되고, 내측 면에 톱니모양의 돌기가 일정하게 형성되며, 내측 지름이 상기 제2회전체의 외측 지름보다 큰, 링 형상의 제2고정체; 및

   상기 회전축을 회전시키는 구동수단을 포함하여 이루어지고,

   상기 제1회전체와 상기 제2회전체는 순차적으로 배열되고, 상기 제1고정체와 상기 제2고정체는 각각 상기 제1회전체와 상기 제2회전체의 설치위치에 대응하여 설치되며,

   상기 케이스의 내측 면에는 상기 제1고정체와 상기 제2고정체가 일체로 고정될 수 있도록 상기 케이스의 반경 중심을 향해 돌출된 키가 형성되고,

   상기 제1고정체와 상기 제2고정체의 외측 면에는 각각 상기 케이스의 키가 끼워지는 키홈이 형성되며,

   상기 회전축에는 상기 제1회전체와 상기 제2회전체가 일체로 고정될 수 있도록 길이방향을 따라 길게 돌출된 키가 형성되고,

   상기 제1회전체와 상기 제2회전체의 중심에는 상기 회전축이 끼워지는 구멍과 상기 회전축의 키가 끼워지는 키홈이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 산소수 제조장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제1 및 제2회전체와 상기 제1 및 제2고정체는 각각 2장 이상씩 연속하여 설치되는 것을 특징으로 하는 산소수 제조장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 제1회전체, 상기 제2회전체, 상기 제1고정체, 상기 제2고정체는 인접한 부재의 돌기가 서로 어긋나도록 배치되는 것을 특징으로 하는 산소수 제조장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 덮개에는 각각의 유입구를 통해 유입되는 물과 산소의 혼합 시 기포가 발생하도록, 기체미세화수단이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 산소수 제조장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 기체미세화수단은 산소 유입구에 설치되는 필터부재인 것을 특징으로 하는 산소수 제조장치.

Images