KR20100060144A - 수처리용 자외선 살균 램프 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수처리용 자외선 살균 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광관에서 방사되는 자외선이 발광관과 석영 쟈켓과의 사이에 있는 공기층에 흡수되어 소독 효과를 떨어뜨리는 문제를 방지하기 위하여 발광관과 석영 쟈켓과의 사이 공간을 300nm이하의 짧은 파장이 잘 투과할 수 있도록 발광관의 봉지부와 석영 쟈켓의 끝단을 용융하여 접합시켜 발광관을 이중 구조로 하고, 발광관과 석영 쟈켓과의 사이 공간을 진공 또는 불활성 기체를 봉입하여, 파장 300nm 이하의 자외선 조사 효율을 향상시키고 살균 및 소독 효과를 극대화 하기 위한 자외선 살균 램프의 제조 방법 및 자외선 소독 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 진공 상태를 만들어 주기 때문에, 진공 펌프 및 다른 장치들이 불필요 하게 되고, 간단한 구조로 제작이 가능하여 비용을 절감하는 효과가 있다.
수처리. 자외선 살균, 발광관, 석영 쟈켓, 파장, 진공,
Description
본 발명은 수처리용 자외선 살균 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저압 및 아말감, 중압 자외선 살균 램프의 발광관을 이중 구조로 하고, 발광관과 석영 쟈켓과의 사이 공간을 진공 또는 불활성 기체를 봉입하여, 파장 300nm 이하의 자외선 조사 효율을 향상시키는 자외선 살균 램프의 제조 방법 및 자외선 살균 시스템에 관한 것이다.
최근 하수처리 시설의 방류수 수질기준이 강화되어 시행됨에 따라, 병원성 미생물의 상수원 유입을 차단하기 위한 노력이 진행 되고 있다. 병원성 미생물을 살균하는 방법에는 화학 약품에 의한 방법과 자외선(UV)을 이용한 방법이 있다. 화학 약품에 의한 방법으로는 염소 소독이 사용되고 있으나, 염소 소독시에는 처리수에 함유되어 있는 잔류 염소로 인하여 생성되는 트리할로메탄(THM)의 생성 및 취급상의 안전문제, 방류 수역의 생태계에 미치는 영향등으로 인하여 재검토가 필요하다고 알려져 있다. 따라서 화학적 처리방법을 대신하여 자외선에 의한 살균처리나 오존에 의한 물리적 처리기술이 각광받고 있다.
자외선 살균처리에 사용되고 있는 램프로서는 저압 수은등 및 아말감, 중압 램프등이 있는데, 하루에 수십만톤의 방류수를 소독하기 위해서는 엄청난 램프의 수량이 필요하게 되고, 따라서 램프의 수량을 줄이기 위해서는 램프의 효율을 극대화 해야할 필요가 절실해졌다.
일반적인 자외선 소독 시스템은 도1의 쳄버(8)에 설치된 석영 쟈켓(7)의 내부에 자외선 램프를 장착하여 사용하게 되는데, 램프가 점등되면 발광관(1)에서 자외선이 방사되어 석영 쟈켓(7)을 투과하게 되고, 투과된 자외선에 의해 살균 작용이 이루어지게 된다. 하지만 300nm이하의 자외선중 살균선인 254nm의 일부는 발광관과 석영 쟈켓 사이의 공기층에 흡수되어 버리고, 특히 산소를 오존(Ozone)으로 바꾸어주는 185nm의 짧은 파장은 흡수성이 높고 투과력이 매우 낮기 때문에, 발광관과 석영 쟈켓 사이의 공기층에 완전히 흡수되어 투과하지 못하기 때문에 실제 소독에 도움을 주지 못하게 되어 소독 효과를 떨어뜨리는 문제가 있다.
본 발명은 자외선 소독 장치에 있어서, 발광관에서 방사되는 자외선이 발광관과 석영 쟈켓과의 사이에 있는 공기층에 흡수되어 소독 효과를 떨어뜨리는 문제를 방지하여, 램프의 살균 및 소독 효과를 극대화 하기 위한 자외선 살균 램프의 제조 방법 및 자외선 소독 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 발광관과 석영 쟈켓과의 사이 공간을 300nm이하의 짧은 파장이 잘 투과 할 수 있는 조건을 형성하기 위하여 발광관의 봉지(seal)부와 석영 쟈켓의 끝단을 용융하여 접합시키고, 그 내부 공간을 진공, 또는 불활성 기체를 봉입하여 이루어진 것에 특징이 있다.
본 발명은 자외선 소독 장치에 있어서, 발광관에서 방사되는 자외선이 발광관과 석영 쟈켓과의 사이에 있는 공기층에 흡수되어 소독 효과를 떨어뜨리는 문제를 방지하여, 램프의 살균 및 소독 효과를 20 ∼ 25퍼센트(％) 향상시킬수 있다. 또한, 발광관의 봉지(seal)부와 석영 쟈켓의 끝단을 용융하여 접합시켜 진공 상태를 만들어 주기 때문에, 진공 펌프 및 장비들이 불필요 하게 되고, 간단한 구조로 제작이 가능하여 비용을 절감하는 효과가 있다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도3은 발광관(1)과 석영 쟈켓(7)과의 사이 공간(9)을 진공, 또는 불활성 기체를 봉입 할 수 있도록 발광관(1)의 봉지부(6)와 석영 쟈켓(7)의 끝단을 용융하여 접합시킨 자외선 살균 램프의 구조도 이다. 이러한 자외선 살균 램프의 제조 공정은 다음과 같다.
발광관(1)은 자외선을 잘 투과 할 수 있는 석영관(Quartz tube)으로 되어 있고, 양 끝단에 서로 대향하는 전극(2)이 배치되어 있으며, 이 전극에 전원을 인가해 주기 위하여 몰리브덴 박(Mo-foil)(3)과 몰리브덴 리드와이어(Mo lead wire)(5)로 용접되어 있는 전극 조립체가 구성되게 된다. 이 전극 조립체와 석영관과를 수 소 및 산소 버너(Burner)로 가열하여 용융 접합시켜 봉지(Seal)부(6)가 만들어지고, 자외선을 방사 할 수 있는 방전 공간이 생기게 된다. 이 방전 공간을 진공시킨 후 수은 및 시동용 희가스를 봉입하면 발광관이 완성되게 된다. 이 발광관의 봉지부에는 램프를 점등 했을때 방사되는 열 및 자외선을 반사하는 반사판이 설치되고, 발광관 봉지부의 끝단은 외측 석영 쟈켓(7)과의 접합이 용이하도록 외경을 크게 만들어 준다. 그 다음 발광관을 지지하는 지그(Jig)에 장착하여 석영 쟈켓과 중심을 일치 시킨후 한쪽 단면을 버너로 가열하여 용융 접합(8)하게 된다. 그리고 발광관을 지지하는 지그를 탈착후 반대측 단면을 접합하면 이중관 구조가 만들어지게 된다. 이 이중관 구조에서 발광관과 석영 쟈켓과의 공간을 진공, 또는 질소를 약 400(Torr) 봉입 시킨 후 봉지를 행하면 자외선 살균 램프가 완성되게 된다
이러한 이중관 구조의 자외선 살균 램프는 처리수와 램프와의 사이에 자외선 투과를 방해하는 공기층이 존재하지 않기 때문에 램프의 자외선 방사 효율을 극대화 할 수 있는 것이다.
제 1도는 종래 기술에 의한 수처리용 석영 쟈켓 및 자외선 살균 램프의 설명도이다
제 2도는 종래 기술에 의한 수처리용 자외선 살균 램프의 설비 장착 실시예이다.
제 3도는 본 발명에 의한 수처리용 자외선 살균 램프의 설명도이다.
제 4도는 본 발명에 의한 수처리용 자외선 살균 램프의 설비 장착 실시예이다.
제 5도는 본 발명에 의한 수처리용 자외선 살균 램프의 다른 실시예의 설명도이다.
Claims (3)
- 수처리용 자외선 소독 장치에 있어서, 발광관과 석영 쟈켓과의 사이 공간을 300nm이하의 짧은 파장이 잘 투과할 수 있는 조건을 형성하기 위하여 발광관의 봉지부와 석영 쟈켓의 끝단을 용융하여 접합시키고, 그 내부 공간을 진공, 또는 불활성 기체를 봉입하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자외선 살균 램프 및 장치.
- 청구항 1에 있어서, 발광관의 봉지부와 석영 쟈켓의 끝단 접합부 사이에 램프를 점등 했을때 방사되는 열 및 자외선을 반사하는 반사판이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선 살균 램프.
- 청구항 1 및 청구항 2의 램프를 도 5에서와 같이 이중관 구조가 아닌 일반 석영 쟈켓 내에서 사용할 경우, 이 이중관 램프와 석영 쟈켓과의 사이 공간이 1(mm)에서 5(mm) 이내인 것을 특징으로하는 자외선 살균 램프 장치.
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