KR20070029315A - 오존수 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 살균 소독용 오존수 제조장치에 관한 것으로서, 유입관으로부터 공급되는 원수에 오존발생기로부터 오존가스가 공급 혼합되어 가압모터에 의해 배출토록 된 것에 있어서, 상기 가압모터로부터 인출되는 공급관의 일단에 공급관의 내부가 측방으로 확장된 압력실이 구비되어 있고, 이 압력실의 타측으로 배출관이 연결되어 이루어지는 특징을 가진다.

본 발명은 간단한 구성에 의해 고효율의 오존수를 얻을 수 있어서 제조원가를 절감하면서 살균 및 소독력이 뛰어난 오존수 제조장치를 제공할 수 있는 효과를 제공한다.

오존발생기, 가압모터, 압력실, 압축실, 공급관

Description

오존수 제조장치{device for manufacturing ozone water}

도 1 - 본 발명의 일실시예를 나타낸 설명도

도 2 - 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 개략 구성도

도 3 - 상기 도 2의 작용 설명도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

1 ; 유입관 2 ; 인젝터

3 ; 오존발생기 4 ; 가압모터

5 ; 공급관 6 ; 압력실

7 ; 압축실 8 ; 배출관

9 ; 압력밸브 11 ; 개폐밸브

본 발명은 식품재료나 각종 기구 등을 살균 소독하기 위한 오존수를 제조하는 장치에 관한 것으로서, 특히 간단한 구성에 의해 오존의 함유농도와 함유시간이 충분히 지속될 수 있으며, 연속적인 오존수의 공급이 가능토록 된 오존수 제조장치 에 관한 것이다.

일반적으로 식당에서는 많은 양의 음식물이나 음식물 재료를 취급하게 되어 이에 대한 위생 관리에 주의를 요하고 있는 바, 이러한 음식재료나 식기 등에 대한 살균, 소독이 제대로 이루어지지 못하여 위생상의 문제가 빈번하게 발생되고 있다.

특히, 학교나 군대 및 기타의 공공단체에서는 단체 급식을 통해 소속된 사람들의 건강을 균일하게 증진시키고 많은 사람들이 제한된 시간내에 질서정연하게 식사할 수 있도록 하고 있으며, 이러한 곳에서는 다량의 음식물과 다량의 식기들이 취급되므로 더욱 위생에 주의를 요하고 있다.

그리고, 음식물을 조리하기 위한 각종 식품재료들은 일반적으로 그대로 세정하여 사용되기 마련인데, 식품재료들은 나름대로 일반적인 세균,농약 등의 오염물질을 포함하고 있는 것이어서 이들에 대한 위생적인 처리가 미흡한 실정이고, 또한, 음식물이나 식기류를 다루는 조리실은 특히 위생에 주의를 요하는 장소이나 실제로 주방공간의 위생처리는 어렵고 미흡한게 사실로서 특별한 소독이나 살균시설이 되어 있지 않은 문제점이 있었다.

이에 따라, 근래에는 강한 산화력을 가지는 오존(O₃)가스를 물에 용해시킨 오존수를 이용하여 식품재료나 식기 또는 기타의 기구들을 살균 소독하도록 하는 장치가 사용되고 있는 바, 이러한 종래의 오존수 제조장치는 원수(原水) 탱크에 오존 발생기를 연결하여 오존가스를 원수 탱크에 공급하는 단순한 형태가 대부분 이었는데, 이는 오존가스가 기포 형태로 혼합되어 원수에 제대로 용해되지 못하고, 원수의 표면을 통해 쉽게 대기로 방출된다. 따라서, 오존수는 사용처에서 살균 및 소독의 효과를 충분히 얻기 전에 오존가스가 방출되어 살균 및 소독의 효과를 제대로 얻을 수 없었으며, 오존가스의 일시적인 방출로 인한 인체의 해로움과 대기의 오염을 유발시키는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해소하고 오존의 용해도를 높이기 위하여, 원수와 오존가스가 혼합된 오존수에 압력을 가하여 오존가스가 쉽게 방출되지 않도록 하는 방법 및 장치가 제안된 바 있으며, 선등록 특허 10-0353637호는 그 일례이다.

상기 선등록 특허를 살펴보면, 오존 발생기로부터 오존가스를 발생시키는 단계; 원수를 인젝터 내부를 통해 공급하면서, 그 유속에 의한 압력 강하를 이용하여 상기 발생된 오존가스를 상기 인젝터 내부로 유입시켜 상기 원수와 오존가스가 혼합된 기포상 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 형성된 기포상 혼합물을 왕복가능한 격벽에 의해 구분된 2개의 격실을 갖는 가압탱크의 그 2개의 격실중 어느 하나로 공급하고, 그 공급되는 기포상 혼합물의 그 격실내에서의 압력이 일정수준에 도달하면 그 압력에서 일정시간동안 지속시켜 오존수를 형성한 다음 외부로 배출하고, 동시에 상기 2개의 격실중 다른 하나의 격실에 상기 인젝터로부터 나오는 기포상 혼합물을 절환공급하고 이에 따라 상기 격벽이 이동하고, 그 격실내에서의 압력이 일정수준에 도달하면 그 압력에서 일정시간 지속시켜 오존수를 형성한 다음 다시 외부로 배출하며, 이같은 과정을 반복수행함으로써 2개의 격실내에서 오존수가 연속적으로 제조되는 오존수 제조 및 배출단계;를 포함하는 오존수 제조방법 및 장치를 특징으로 하고 있음을 알 수 있다.

즉, 이동 가능한 격벽에 의해 구획되는 2개의 격실에 순차적으로 오존수를 공급하면서 각각 일정시간 압축한 다음 배출하도록 함으로써 오존가스가 원수에 최대한 용해될 수 있도록 한 것이다.

또한, 이러한 선등록 장치에서는 보다 효과적인 압축을 위해 별도의 피스톤을 이용하여 압축시키는 기술도 제안하고 있다.

이와 같은 선등록 기술은 오존수의 충분한 살균 및 소독력을 얻을 수 있으나, 제조장치의 구성이 복잡하고 제조원가가 비싸서 비경제적인 문제점이 있었고, 연속적인 오존수의 원활한 공급이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서 그 목적은, 간단한 구성에 의해 고효율의 오존수를 얻을 수 있어서 제조원가를 절감하면서 살균 및 소독력이 뛰어난 오존수 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 오존가스의 용해율이 높아서 살균 및 소독력이 뛰어난 오존수를 연속적으로 공급할 수 있도록 된 오존수 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 유입관으로부터 공급되는 원수에 오존발생기로부터 오존가스가 공급 혼합되어 가압모터에 의해 배출토록 된 것에 있어서, 상기 가압모터로부터 인출되는 공급관의 일단에 공급관의 내부가 측 방으로 확장된 압력실이 구비되어 있고, 이 압력실의 타측으로 배출관이 연결되어 이루어지는 특징이 있다.

이에 따라, 가압모터로부터 공급되는 오존수는 압력실의 타단으로 연결된 배출관의 직경이 상대적으로 좁으므로 압력실에서 강하게 압축되면서 오존가스가 원수에 효과적으로 용해되어 배출관을 통해 배출되는 것이다.

상기 배출관에는 압력실의 압력을 조절할 수 있는 압력밸브와 물의 흐름에 따라 전원을 온오프시키면서 오존발생기와 가압모터를 동작시키는 센서가 설치된다.

상기 압력실은 공급관과 동일한 형태로서 관의 직경이 공급관보다 큰 것으로 형성될 수 있다.

상기 압력실의 내부에는 공급관에 대하여 상측으로 보다 확장된 압축실이 구비될 수 있다.

상기 압축실에는 다수의 칸막이가 설치되어 오존수에 가해지는 압력을 증대시킬 수 있다.

상기 압력실에는 다시 그 상측으로 돌출된 원통 형태의 압축실이 더 설치되어 그 내부가 연결되도록 구성될 수 있다. 여기서 상기 압축실은 길이에 비해 폭이 좁은 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 구체적인 내용을 첨부된 실시예로서의 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 나타낸 구성도로서 이를 참조하면, 수돗물이나 자연수 등의 원수가 유입되는 유입관(1)의 일단에는 인젝터(2)가 설치되어 이 인젝터(2)에 오존발생기(3)로부터 오존가스가 공급되도록 되어 있고, 유입관(1)은 가압모터(4)와 연결되어 있으며, 가압모터(4)는 원수와 오존가스가 혼합된 오존수를 공급관(5)을 통해 가압 공급하게 된다.

상기 공급관(5)의 일단에는 압력실(6)이 설치되어 있는데, 이 압력실(6)은 공급관(5)보다 확장된 내부크기를 갖고 있으며, 외측으로 연장된 압축실(7)을 형성하고, 이 압력실(6)의 타단으로 배출관(8)이 연결되어 있으며, 배출관(8)에는 압력실(6)에 작용하는 압력을 조절하는 압력밸브(9)와 물의 흐름을 감지하여 오존발생기(3)와 가압모터(4)를 온,오프시키는 센서(10)가 설치되어 있고, 배출관(8)의 단부에는 개폐밸브(11)가 설치되어 있다.

상기 압력실(6)은 원통형이나 사각형 등 어떠한 형태의 것을 사용하여도 무방하나, 일반적으로 사용되는 배관을 공급관(5)보다 큰 직경의 것을 사용하는 것이 바람직하며, 공급관(5)이나 배출관(8)이 압력실(6)에 대하여 중앙 또는 편심된 위치에 연결된다.

그리고, 상기 압축실(7)은 기체인 오존가스를 유도하기 위하여 상측으로 연장되는 것이 바람직하며, 그 내부에는 다수의 칸막이(12)를 구비하여 다수의 압축실(7)을 형성할 수 있다. 따라서 물의 흐름을 제어하고 단면적을 증대시켜서 보다 높은 압력이 작용할 수 있도록 할 수 있다.

상기 칸막이(12)는 도면에서와 같이 일측으로 정렬되도록 설치할 수 있으며, 다르게는 어긋난 형태로 마주하여 설치할 수도 있다.

이와 같이 구성되는 본원 장치의 구체적인 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 장치는 일반적으로 사용하는 수도관에 그대로 연결하여 사용할 수 있다.

개폐밸브(11)를 열면, 배관 내의 물이 흐르면서 센서(10)에 의해 전원이 온(on) 되어 오존발생기(3)와 가압모터(4)가 동작된다.

오존이 혼합된 물은 압력실(6)을 경유하면서 상대적으로 좁은 배출관(8)에 대하여 압력이 발생하게 되고, 액체와 기체의 압축률이 다르므로, 이 압력에 의해 물에 함유된 오존가스가 압축되어 물에 효과적으로 용해되는 것이다.

특히, 압력실(6)의 상측으로 압축실(7)이 형성되어 있어서 공급되는 물에 함유된 오존가스는 기체의 성질상 상측의 압축실(7)로 분리되어 압축실(7)의 상측으로 포집되며, 이 상태에서 가압모터에 의한 물의 가압에 의해 압력실(6)과 압축실(7)의 중간부분에서는 액체와 기체의 서로 다른 압축계수에 따라 기체인 오존가스가 지속적으로 압축되어 물에 용해되는 것이다.

따라서, 압력실(6)에 공급되는 오존수는 압축실(7)에서 작용하는 압력과 더불어 상대적으로 좁은 배출관(8)에 작용하는 압력에 의해 이중으로 가압되어 오존가스의 용해효과가 뛰어난 것이다.

상기 가압모터(4)는 20㎏/㎠~30㎏/㎠의 용량의 것으로 사용하고, 압력조절밸브(11)를 통상의 정상수압인 2~3㎏/㎠로 열어놓는다면, 개폐밸브(11)를 틀어서 사용할 때, 압력실(6)에서는 유체의 수축, 팽창과 기체의 수축, 팽창의 압력의 차이 는, 계속 가압되는 기체와 유체의 압력으로 압력실(6)의 내부와 압축실(7)의 사이에서 각각 15㎏/㎠~20㎏/㎠ 이상으로 상호 압력을 가하게 되어, 인젝터를 통과하면서 기포 상태로 혼합된 오존가스는 물에 효과적으로 용해되면서 통과하게 되고, 이 때, 오존의 용존농도가 0.5~1.5ppm 이상(3~15분이상)의 오존수를 사용할 수 있게 된다.

일반적으로 오존수에 혼합되는 오존의 농도에 따라 살균이나 소독이 가능한 유효 농도가 있으며, 오존의 용존농도 1~1.2ppm으로 30초 내지 1분 이상 지속되는 것을 유효 살균농도 또는 경제적 살균농도라 하며, 오존농도와 살균시간은 제곱 비례한다고 볼 수 있다.

실험에 의하면, 어떠한 대조 균을 용존수 즉, 오존수(1~1.2ppm)에 투여하였을 경우 즉시 접촉 반응되기 시작하여 5~20초(최장-녹농균) 이내에 사멸되나, 실생활에서 대상물체를 오존수에 투여했을 경우 병원성 미생물(세균)은 표피에서는 즉시 반응하지만 물체의 점막이나 이물질에 혼합되어 있을 경우에는 이를 씻어서 제거할 때부터 반응 사멸하는 것임을 감안할 때, 상기 오존수는 최소 작업 및 접촉 시간이 최소 1~2분 이상을 기준으로 하는 것이 바람직하나, 오존의 용존 살균농도는 지속시간과의 상대적인 개념으로서, 즉 0.5~1ppm 내외서 3~5분 내외이면, 어떤 재료를 세척 살균하는데 충분하므로 소요경비를 무릅쓰고 과도하게 높은 농도와 시간을 유지할 필요는 없을 것이다.

이러한 점을 감안할 때, 상기와 같은 본 발명에 의하면, 간단한 구성에 의해 서 충분한 농도의 오존수를 연속적으로 공급할 수 있으며, 미리 오존수를 제조하여 저장할 필요 없이 언제라도 밸브를 열어서 사용할 수 있는 것이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 개략 구성도이고, 도 3은 상기 도 2의 설명도로서 이들 도면을 참조하면, 수돗물이나 자연수 등의 원수가 유입되는 유입관(21)의 일단에는 인젝터(22)가 설치되어 이 인젝터(22)에 오존발생기(23)로부터 오존가스가 공급되도록 되어 있고, 유입관(21)은 가압모터(24)와 연결되어 있으며, 가압모터(24)는 원수와 오존가스가 혼합된 오존수를 공급관(25)을 통해 가압 공급하게 된다.

상기 공급관(25)의 일단에는 압력실(26)이 설치되어 있는데, 이 압력실(26)은 공급관(25)보다 확장된 내부크기를 갖고 있으며, 외측으로 돌출 연장된 원통 형태의 압축실(27)이 한 개 또는 두 개 이상 구비되고, 이 압력실(26)의 타단으로 배출관(28)이 연결되어 있으며, 배출관(28)에는 압력실(26)에 작용하는 압력을 조절하는 압력밸브(29)와 물의 흐름을 감지하여 오존발생기(23)와 가압모터(24)를 온,오프시키는 센서(30)가 설치되어 있고, 배출관(28)의 단부에는 개폐밸브(31)가 설치되어 있다.

상기 압력실(26)은 원통형이나 사각형 등 어떠한 형태의 것을 사용하여도 무방하나, 일반적으로 사용되는 배관을 공급관(25)보다 큰 직경의 것을 사용하는 것이 바람직하며, 공급관(25)이나 배출관(28)이 압력실(26)에 대하여 중앙 또는 편심된 위치에 연결된다.

상기 압축실(27)은 압력실(26)로부터 외측으로 길게 돌출된 형태를 취하고 있는데, 기체인 오존가스가 용이하게 포집될 수 있도록 압력실(26)에 대하여 상측으로 형성되는 것이 바람직하며, 각각 압력실(26)과 연결된 좁은 공간을 구성하게 된다.

이러한 구성의 작용을 살펴보면, 개폐밸브(31)를 열어서 배관 내의 물이 흐르게 되면, 센서(30)에 의해 전원이 온(on) 되어 오존발생기(23)와 가압모터(24)가 동작된다.

오존가스가 혼합된 물은 압력실(26)에 이르러 압축실(27)까지 충진되면서 상대적으로 좁은 배출관(28)에 대하여 압력이 발생하여 지속적으로 압축이 이루어지게 되고, 덜 용해된 오존가스가 압축실(27)로 상승 유입되면서, 지속적인 압력에 의해 오존가스가 압축되어 물에 효과적으로 용해된다.

특히, 상기 압축실(27)은 압력실(26)의 상측으로 위치하도록 하여, 물에 혼합된 오존가스가 압축실(27)의 상측으로 유입되면서 폐쇄된 압축실(27)에 대하여 하측으로부터 작용하는 물의 압력에 의해 보다 효과적인 용해가 이루어질 수 있다.

이렇게 형성된 오존수는 각종 식품재료나 식기 및 기타의 위생용품을 살균 세척하는데 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

특히, 기존의 수도관의 일단을 본원 장치의 유입관에 연결함으로써 공급되는 수돗물이 오존화되어 다시 수도관을 통해 가정이나 업소 등의 일반적인 최종 사용처로 공급되도록 하고, 기존의 수도밸브를 통해 오존수를 편리하게 사용할 수 있게 되며, 오존발생기와 가압모터의 동작을 중단하면, 일반 수돗물과 마찬가지로 사용할 수 있는 것이다.

이상에서 설명하고 도시한 바와 같은 본 발명은 상기의 실시예에 한정하는 취지는 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경 실시될 수 있을 것이다. 즉, 압력실이나 압축실의 크기와 형태 및 갯수는 임의대로 적용될 수 있을 것이다.

이상에서와 같은 본 발명은, 간단한 구성에 의해 고효율의 오존수를 얻을 수 있어서 제조원가를 절감하면서 살균 및 소독력이 뛰어난 오존수 제조장치를 제공할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 오존가스의 용해율이 높아서 살균 및 소독력이 뛰어난 오존수를 연속적으로 공급할 수 있어서, 오존수를 미리 제조하여 보관할 필요가 없으며, 일반 수도관에 연결할 경우 필요한 경우에만 편리하게 사용할 수 있는 유용한 효과를 제공한다.

Claims (5)

1. 유입관으로부터 공급되는 원수에 오존발생기로부터 오존가스가 공급 혼합되어 가압모터에 의해 배출토록 된 것에 있어서,

   상기 가압모터로부터 인출되는 공급관의 일단에 내부가 측방으로 확장된 압력실이 구비되어 있고, 이 압력실의 타측으로 압력실보다 작은 직경의 배출관이 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 오존수 제조장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 압력실의 내부에는 공급관에 대하여 보다 상측으로 확장된 압축실이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 오존수 제조장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 압축실에는 다수의 칸막이가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 오존수 제조장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 압축실은 상측으로 돌출된 형태의 압축실이 한 개 또는 두 개 이상 더 설치되어 그 내부가 압력실과 연결되도록 된 것을 특징으로 하는 오존수 제조장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 배출관에는 압력실의 압력을 조절할 수 있는 압력밸브와 물의 흐름에 따라 전원을 온,오프시키면서 오존발생기와 가압모터를 동작시키는 센서 및 개폐밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 살균 소독용 오존수 제조장치.

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