KR20130001838A - 미네랄수 처리장치 - Google Patents

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Abstract

미네랄수 처리장치가 개시된다. 본 발명에 의한 미네랄수 처리장치에 의할 때 원수에 저온 플라즈마 방식에 의해 생성된 오존을 융해시킨 다음 석영관 내부로 유입시키면서 스파이럴 티타늄 패널과 UV램프에 의한 광촉매반응을 거치게 한 다음 비로소 미네랄 혼합기를 통해 미네랄 혼합수를 제조함으로써 유기물에 의한 화학작용이나 세균번식을 원천적으로 차단하고, 이후 벤츄리 장비를 통한 처리공정을 거친 후 전기분해를 거침으로써 효과적으로 수산화라디칼을 만들어내고 이를 통한 산화반응을 촉진하는 공정을 제공한다. 이에 따라 저분자 구조의 고활성화된 미네랄수를 얻는 것이 가능해진다.

Description

미네랄수 처리장치{APPARATUS OF PROCESSING MINERAL WATER}
본 발명은 수처리장치에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 미네랄 혼합수를 처리하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 미네랄은 광물질이라고도 하며, 단백질, 지방, 탄수화물, 비타민과 함께 5대 영양소의 하나로서, 인체내에서 여러 가지 생리활성에 참여하고 있다. 무기염류 중 인체를 구성하는 원소인 Ca, P, K, Na, Cl, Fe, I, Cu, Co, Mn 등의 원소는 미량으로도 충분하지만 없어서는 안되는 것들이다. 따라서, 이들 무기염류의 섭취가 부족하면, 각종 결핍증을 유발한다.
미네랄(광물질)은 영양섭취를 위한 식품, 각종 결핍증을 치료하기 위한 의약품, 식물의 영양을 공급하기 위한 비료, 산업용 오폐수 정화를 위한 수 처리제, 축산농가의 농 축산폐수 정화 제, 수산물 양식장 처리 등 다양하게 활용이 되고 있으며 식물의 경우, 비료를 충분히 준다고 하여도 미네랄이 없으면 영양분을 흡수할 수 없으며 동식물 경우에 있어 미량요소 공급으로 생리장해를 예방하고 병해충에 대한 저항성을 증진할 수 있다.
현대과학은 미네랄 원소의 균형이 인체의 세포, 체액, 효소, 근육, 골격 등을 이루는데 없어서는 안될 필수물질이라고 규명하고 있다. 인체 내 미네랄이 부족하게 되거나 균형을 잃게 되면 필연적으로 인체 내 각종 장기의 생화학 기능이 떨어지고 면역기능에도 영향을 받게 되어 인체의 음과 양의 균형이 깨지면서 각종 질병에 쉽게 걸리게 되고 건강의 균형을 잃게 된다. 이렇듯 미네랄은 인체 내로 흡수된 후 비록 소량이지만 인체 내 모든 신진대사를 조율하는 역할을 수행하는 영양소이다.
구체적으로 미네랄이 인체 내에서 수행하는 생명 유지활동을 살펴보면 체내 생화학적 전기적 시스템 운영의 기본요소로서, 체내의 화학적, 전기적 시스템 운영의 기본요소로 신경자극의 전달, 근육수축 등 인체의 생화학적, 전기적 작용을 담당하는 각종 효소의 생성과 기능에 필수적인 요소이다.
또한, 미네랄의 균형 있는 섭취는 인간의 염기도를 약알칼리성으로 유지시켜 줌으로써 스스로의 면역력을 강화시키고 질병의 자율치료능력을 향상시켜준다. 만약 미네랄이 부족하여 산성 체질이 되면 건강을 유지하기 어렵다는 사실은 새삼 말할 필요도 없거니와 이를 알칼리 체질로 전환시켜주는 물질이 바로 미네랄이다.
또한, 신체를 구성하는 많은 미네랄 중에서 칼슘과 인은 뼈와 치아 같은 경조직을 구성하는데 중요하다. 뼈와 치아의 칼슘, 인 불소 등의 농도는 경조직의 발달에 많은 영향을 준다. 아연, 구리, 망간 등은 연결조직의 형성에 필수적이다. 또한 신체 내에서 많은 중요한 기능을 하는 호르몬, 효소, 비타민 등은 미네랄을 구성 성분으로서 함유한다.
또한, 세포막을 통과하여 세포 내외로 이동하는 물의 방향과 양은 미네랄의 농도에 의해서 결정된다. 미네랄의 균형이 이루어지지 않는 경우에는 체액의 축적 또는 탈수를 일으키기도 한다.
두 가지 이상의 물질이 몸속에서 동시에 작용하여 서로 흡수 및 작용효과를 저해시키는 관계를 길항적 관계(antagonistic relationship)라 하는데,대부분의 미네랄은 길항적 관계를 지니는 미네랄을 한 개 이상 가지고 있다. 이들이 우리 몸속에서 함께 만나면 서로를 몸 밖으로 밀어내거나 작용을 억제하게 된다. 예를 들어서, 우리 몸의 여러 가지 생리현상에서 중요한 역할을 하는 아연(Zn)은 카드뮴(Cd), 칼슘(Ca), 구리(Cu), 철(Fe), 셀레늄(Se) 등의 중요 미네랄과 길항하여 이들의 흡수나 작용을 저해하는 것으로 알려지고 있다. 아연이 몸에 좋다고 지나치게 많은 량을 섭취한다면 셀레늄(Se) 결핍에 의한 암 발생 등의 그릇된 효과가 나타날 수도 있다.
다른 예로 마그네슘(Mg)은 칼슘(Ca), 망간(Mn), 인(P)과 길항작용을 하는 것으로 알려져 있다. 골밀도 개선을 위해 칼슘(Ca)을 많이 섭취하는 경우 뼈의 또 다른 중요성분인 마그네슘(Mg)의 결핍이 와서 골다공증의 개선이 안 될 수도 있다. 길항작용을 다른 측면에서 보면 우리 몸이 균형 있는 미네랄 섭취를 필요로 하고 한다는 의미라고 할 수 있다.
미네랄은 촉매로서 기능하기도 하는데 그 중, 마그네슘은 탄수화물, 단백질, 지방의 분해, 합성과정에 필요하며, 그 외 구리, 칼슘, 망간, 아연 등 많은 종류의 미네랄들은 체내의 이화작용과 동화작용에서 촉매로서 또는 효소의 구성성분으로 필요하다. 또한 몇몇 영양소의 흡수율은 미네랄에 의해서 더 증가되기도 한다.
또한, 신체 내부에서 대사과정 중에 발생한 프리 래디컬(Free-Radicals)이나 음식물 등을 통해서 들어오는 외부 독소를 해독하는 역할도 수행한다.
또한, 미네랄은 각종 질병에 대한 면역증강과 함께 사료의 변패를 막아주고, 중화 작용으로 양이온결합에 의해 각종 노폐물 중금속 등을 중화, 배설시키는 등, 항균력을 강화시킬 수 있다.
미네랄은 양이온 흡착능력으로 암모니아 등 각종 악취를 흡착 분해하고 수질오염의 원인이 되는 질소, 인 등을 감소시키고, 가축의 위내 pH상승 억제 및 젖산, 메탄, 암모니아가스 생성 억제로 Heat Stress를 경감시킨다.
이러한 까닭에 식품이나 화장품의 제조는 물론, 약재의 원료 등 다양한 기술분야에서 다양한 용도로 미네랄수를 이용하여 왔다.
그러나, 종래기술에 의한 미네랄수 처리방법에 의할 때 식물이나, 광천수, 암석 등 천연자원을 그대로 이용하여 제조함으로써 불필요한 미네랄 성분이 포함되는 문제점이 있었다.
또한, 미네랄수의 대량 생산시 각각의 용도에 부합하는 특성을 가지도록 생산하는데 어려움이 있을 뿐 아니라 복잡한 공정의 플랜트 설비를 구비하고 운용하는데 막대한 비용이 발생한다는 문제점이 있었다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 본 발명은 UV와 티타늄 반응에 의한 광촉매 기술과, 저온 플라즈마에 의한 오존발생기를 결합함으로써 우수한 특성을 갖는 미네랄수를 제조할 수 있는 미네랄수 처리장치의 제공을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미네랄수 처리장치는 투명 석영 재질로 제조되되 내부가 빈 원통형상을 갖는 석영관(221); 및
일측방향으로 길게 재단된 다음 나선형상으로 절곡되어 상기 석영관(221) 내부에 길이 방향을 따라 삽입된 티타늄 재질의 스파이럴 티타늄 패널(222);을 구비하되 서로 평행하게 배열된 한 쌍의 반응튜브(220);
상기 반응튜브(220) 마다 양측에 한 쌍씩 구비된 UV발광수단(230);
상기 한 쌍의 반응튜브(220) 및 두 쌍의 UV발광수단(230)이 길이방향에 따라 수납되며, 내측면이 반사면으로 이루어지되, 양측 끝단이 개구된 원통형 반사판(241); 및 상기 원통형 반사판(241)의 양측 끝단에 각각 조립되면 상기 원통형 반사판(241)의 개구를 막으며, 동시에 상기 한 쌍의 석영관(221)의 양 끝단에 체결되어 상기 한 쌍의 석영관(221)을 고정하는 한 쌍의 캡(242);을 구비하는 하우징(240);
외부로부터 공급되는 원수를 상기 한 쌍의 캡(242) 가운데 어느 하나를 관통하여 상기 한 쌍의 석영관(221) 가운데 어느 하나의 일측 끝단으로 인입시키는 제1인입관(221); 상기 어느 하나의 석영관(221)의 타측 끝단과 다른 하나의 석영관(221)의 일측 끝단을 연결하는 제1연결관(213); 및 상기 다른 하나의 석영관(221)의 타측 끝단에 연결되되 상기 한 쌍의 캡(242) 가운데 어느 하나를 관통하여 상기 석영관(221)으로부터 배출되는 원수를 외부로 배출시키는 제1배출관(212)를 갖는 제1이송관(210); 및
저온 플라즈마 방식으로 오존을 발생시키되, 상기 하우징(240) 외부에서 상기 제1인입관(221)에 연결되어 발생된 오존을 상기 제1인입관(221) 내부를 흐르는 원수에 융해시키는 오존발생기(250);를 구비하는 플라즈마 수처리수단(200);
Si, Ca, K, Fe, Mn, Ti, Na, P, S, I, Mu, V, Cu, Co, Cr, Sr 가운데 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 미네랄 분말을 고온소성한 다음 분쇄하여, 다공성의 블록으로 제조한 미네랄 블록(330);
상기 미네랄 블록이 삽입되어 밀봉되는 혼합기 하우징(320); 및
상기 혼합기 하우징(320) 일측을 관통하여 연결되되 상기 제1배출관(212)으로부터 배출되는 원수를 상기 혼합기 하우징(320)으로 인입시키는 제2인입관(311); 및 상기 혼합기 하우징(320) 타측을 관통하여 상기 혼합기 하우징(320) 내부의 미네랄 혼합수를 배출시키는 제2배출관(312);를 포함하는 제2이송관(310)을 구비하는 미네랄 혼합기(300);
다수의 타공이 형성된 아연재질의 다수의 아연 타공판(422); 및 상기 다수의 아연 타공판(422)이 내부에서 일정 간격으로 서로 평행하게 배열되는 제1하우징(421);을 포함하는 제1벤츄리 수단(420);
다수의 타공이 형성된 마그네슘재질의 다수의 아연 타공판(432); 및 상기 다수의 마그네슘 타공판(432)이 내부에서 일정 간격으로 서로 평행하게 배열되는 제1하우징(431);을 포함하는 제1벤츄리 수단(430); 및
상기 제1하우징(421)의 일측과 상기 제2하우징(431)의 일측을 관통하여 연결하는 제3연결관(413); 상기 제1하우징(421) 또는 제2하우징(431) 가운데 어느 하나의 타측을 관통하여 연결되되 상기 제2배출관(312)로부터 배출된 미네랄 혼합수를 인입시키는 제3인입관(411); 및 상기 제1하우징(421) 또는 제2하우징(431) 가운데 나머지 하나의 타측을 관통하여 연결되되 미네랄 혼합수를 외부로 배출시키는 제3배출관(412);을 포함하는 제3이송관(410);을 포함하는 벤츄리 수단(400);
상기 제3배출관(412)로부터 배출되는 미네랄 혼합수가 유입되는 전해조; 및
상기 전해조 내부에 구비되어 상기 미네랄 혼합수에 전류를 인가하는 음극과 양극 한 쌍으로 이루어지는 단자;를 구비하는 전기분해수단(500);을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 의할 때 원수에 저온 플라즈마 방식에 의해 생성된 오존을 융해시킨 다음 석영관 내부로 유입시키면서 스파이럴 티타늄 패널과 UV램프에 의한 광촉매반응을 거치게 한 다음 비로소 미네랄 혼합기를 통해 미네랄 혼합수를 제조함으로써 유기물에 의한 화학작용이나 세균번식을 원천적으로 차단하고, 이후 벤츄리 장비를 통한 처리공정을 거친 후 전기분해를 거침으로써 효과적으로 수산화라디칼을 만들어내고 이를 통한 산화반응을 촉진하는 공정을 제공한다.
이에 따라, 저분자 구조의 고활성화된 미네랄수를 얻는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명에 의한 미네랄수 처리장치가 플랜트에 시공된 형태를 나타내는 개념도이며,
도 2는 플라즈마 수처리수단의 구조를 나타내는 참고도이며,
도 3은 미네랄 혼합기의 구조를 나타내는 참고도이며,
도 4는 벤츄리 수단의 구조를 나타내는 참고도이며,
도 5는 본 발명에 의한 미네랄수 처리장치를 기능적으로 표시한 블록도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 한편, 본 발명을 명확히 하기 위하여 본 발명의 구성과 관련없는 내용은 생략하기로 하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명한다.
한편, 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 "~수단", "~부", "~모듈", "~블록"으로 명명된 구성요소들은 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명에 의한 미네랄수 처리장치가 플랜트에 시공된 형태를 나타내는 개념도이다.
도 1에 도시된 바에 의할 때, 본 발명에 의한 미네랄수 처리장치는 원수공급수단(100), 플라즈마 수처리수단(200), 미네랄 혼합기(300), 벤츄리 수단(400), 전기분해수단(500), 펌프(600), 리저브 탱크(700) 및 콘트롤 패널(800)을 구비한다.
원수공급수단(100)은 플라즈마 수처리수단(200)으로 원수를 공급한다. 원수는 기본적인 정수처리가 된 물이면 족하며, 원수공급수단(100)은 종래기술에 의한 정수기 또는 수돗물 공급수단을 이용할 수 있다.
한편, 원수는 플라즈마 수처리수단(200)에 의하여 오존과 광촉매에 의한 산화작용을 받는다.
플라즈마 수처리수단(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(240) 내부에 반응튜브(220)와 UV발광수단(230)이 실장되어 있으며, 반응튜브(220)로 인입되는 원수에 저온 플라즈마 오존발생기(250)에 의해 생성되는 오존이 융해된다.
도 2를 참조하여 플라즈마 수처리수단(200)의 구조를 더욱 상세히 살펴보기로 한다.
도 2의 (a)에 도시된 바에 의할 때 반응튜브(220)는 UV 파장대의 광투과성이 우수한 석영재질의 투명한 석영관(221)과 상기 석영관 내부에 삽입되는 스파이럴 티타늄 패널(222)을 구비한다.
한편, UV발광수단(230)은 자외선을 조사하는 UV램프(231)와, 상기 UV램프(231)가 마운팅되는 UV램프 마운팅부(232)로 이루어진다.
이때, 바람직하게는 UV램프 마운팅부(232)의 내측면 즉, UV램프(231)를 바라보는 면은 빛을 반사하는 반사면으로 됨이 바람직하며, 조사각도를 모아주는 집중형 조명이 될 수 있도록 반응튜브(220)를 향해 오목한 형상을 가짐이 바람직하다.
한편, 도 2의 (a)에 도시된 바에 의하면 한 쌍의 UV발광수단(230)이 반응튜브(220)를 중심으로 서로 대칭되는 위치에 배치된 것을 확인할 수 있다.
이 경우, UV램프 마운팅부(232)의 내측면이 오목한 형상을 가짐으로써 양 측의 UV발광수단(230)이 반응튜브(220)를 향해 조사하고, 굴절되거나 산란된 빛을 다시 양 측의 UV램프 마운팅부(232)의 내측면이 모아줌으로써 조사효율을 향상시킨다.
조사된 자외선은 석영관(221)을 통과하여 스파이럴 티타늄 패널(222)에 충돌하여 반응한다.
석영관은 고순도의 무수규산(SiO2)로 이루어지며 화학적으로 안정화되어 있다. 뿐만 아니라 광 투과성이 우수하여 자외선 영역대의 파장의 빛을 투과시킬 수 있다. 또한, 전기 절연성이 높고, 내산성이 매우 높아 내부로 인입되는 원수의 ph와 무관하게 오존 및 광촉매에 의한 반응을 가능케 한다.
스파이럴 티타늄 패널(222)은 이산화 티타늄(TiO2) 패널을 일측방향으로 길게 재단한 다음 나선형상으로 절곡시킨 후 석영관(221) 내부에 삽입되어 고정된다.
이산화 티타늄 패널은 자외선이 조사되면 음전하를 갖는 전자(e-)와 양전하를 갖는 정공(h+)이 분리되는데, 정공은 원수 내에서 수산화라디컬을 형성한다.
또한 전자는 티타늄 패널(222)에 흡착되어 있는 산소를 산소이온으로 생성시키는데 이 산소이온은 산화반응의 중간체와 과산화물을 생성하든가 과산화 수소를 통하여 물의 반응을 일으킨다.
한편, 스파이럴 티타늄 패널(222)의 재료인 이산화 티타늄에는 루틸(rutile)형, 아나타제(anatase)형, 브루카이트(vrookite)형의 3종류의 결정구조가 있으며, 그 가운데 활성이 높은 아나타제(anatase)형을 사용함이 바람직하다.
도 2의 (b)에 도시된 바에 의하면 하우징(240)은 원 모양의 단면을 가지되 일측방향으로 길게 연장된 원통형 반사판(241)과 상기 원통형 반사판(241)의 양측 개구를 막는 한 쌍의 캡(242)을 구비한다.
한편, 하우징(240) 내부에는 한 쌍의 반응튜브(220)가 평행하게 배열되며, 각각의 반응튜브(220) 상하로 UV발광수단(230)이 한 쌍씩 마주하며 배열됨을 확인할 수 있다.
이때, 반응튜브(220)는 바람직하게는 그 양 끝단이 각각 캡(242)의 내측면에 접하여 고정된다.
한편, 제1인입관(211)은 상기 한 쌍의 캡(242) 가운데 어느 하나를 관통하여 상기 한 쌍의 반응튜브(220) 가운데 어느 하나에 연결된다. 이에 따라 상기 제1인입관(211)을 통해 원수가 상기 한쌍의 반응튜브(220) 가운데 어느 하나로 인입된다.
한편, 제1배출관(212)은 상기 한 쌍의 캡(242) 가운데 나머지 하나를 관통하여 상기 한 쌍의 반응튜브(220) 가운데 나머지 하나에 연결된다. 그리고, 제1연결관(213)은 상기 한 쌍의 반응튜브(220)를 서로 연결한다.
이에 의해 상기 제2인입관(211)을 통해 반응튜브(220)로 인입된 원수는 제1배출관(212)을 통해 상기 하우징(240)의 외부로 배출되게 된다.
이때, 중요한 점은 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 제1인입관(211)에 저온 플라즈마 오존발생기(250)가 연결되며, 저온 플라즈마 오존발생기(250)에 의해 생성되는 오존이 상기 제1인입관(211)을 흐르는 원수에 융해되어 상기 반응튜브(220)로 인입된다는 것이다.
플라즈마는 전기장속에서 가속된 전자가 중성가스에서 분리되는데, 분리된 전자는 음전하를 띄며 원래의 분자는 양전하를 띈다. 이와 같이 이온과 전자가 존재하는 상태를 플라즈마 상태라고 하는데, 플라즈마 상태에서는 같은 수의 전자와 이온이 존재하므로 전기적으로 중성이다.
상기 저온 플라즈마 오존발생기(250)에서는 화학반응성 요구사항을 만족시키면서 동시에 열손상을 초래하지 않는 저온 플라즈마 방식이 사용된다.
이러한 저온 플라즈마 오존발생기(250)는 저온 플라즈마 방식에 의하여 오존기체를 상기 제1인입관(211)을 흐르는 원수에 융해시킴으로써 오존수를 생성한다.
바람직하게는 저온 플라즈마 오존발생기(250)는 BDB 방전을 이용한다. BDB 방전을 이용하는 것에 의하여 대기압 하에서도 글로우(Glow)방전이 가능하며, 방전구조의 구성이 커패시터(Capacitor)이므로 AC전원의 인가에 의한 방전이 가능하게 된다.
한편, 저온 플라즈마 오존발생기(250)에 의하여 발생된 오존은 상온에서 무색의 기체로서 코를 자극하는 비릿한 냄새를 가지며, 자외선을 흡수하여 화학반응을 일으키는 특징을 가진다.
오존에 의한 산화반응에서 라디칼체인 반응에 의해 생산된 수산화래디컬은 산성용액 또는 염기성 용액에서 강한 산화제로서 역할을 하여 대부분의 유기화합물을 이산화탄소로 분해한다.
한편, 제1인입관(211)에서 오존이 융해된 원수는 반응튜브(220)를 거치는데, 이때 UV램프(231)을 통해 조사된 자외선과 반응을 일으킨다.
이와 같은 구성을 갖는 플라즈마 수처리수단(200)을 거치면서 저온 플라즈마 방식에 의한 오존수와 자외선의 반응을 통한 수산화래디컬의 생성, 자와선과 이산화 티타늄의 광촉매 반응을 통해 원수에 포함된 유기물질은 완전히 제거되어 미네랄수의 처리를 위한 전처리 과정이 완료된다.
한편, 이와 같이 플라즈마 수처리수단(200)을 거친 원수는 제2인입관(311)을 통해 미네랄 혼합기(300)로 인입된다.
미네랄 혼합기(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 다공성의 미네랄 블록(330)과 상기 미네랄 블록(330)이 삽입되어 밀봉되는 혼합기 하우징(320) 및 상기 혼합기 하우징(320)의 일측을 관통하여 연결되되 상기 제1배출관(212)으로부터 배출되는 원수를 상기 혼합기 하우징(320)으로 인입시키는 제2인입관(311)과 상기 혼합기 하우징(320) 타측을 관통하여 상기 혼합기 하우징(320) 내부의 미네랄 혼합수를 배출시키는 제2배출관(312)을 포함하는 제2이송관(310)을 구비한다.
한편, 상기 다공성의 미네랄 블록(330)은 본 출원인의 특허출원 제10-2009-0122547호에 기재된 바와 같이 Si, Ca, K, Fe, Mn, Ti, Na, P, S, I, Mu, V, Cu, Co, Cr, Sr 가운데 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 미네랄 분말을 고온소성한 다음 분쇄하여 이를 다공성을 갖는 블록의 형태로 제조한 것이다.
이와 같은 미네랄 혼합기(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 직렬 또는 병렬적으로 연결되는 다수개의 미네랄 블록(330)을 포함하는 혼합기 하우징(320)들로 이루어질 수도 있다.
이러한 경우 각 혼합기 하우징(320)들은 제2연결관(313)을 통해 각각 연결될 수 있다.
제2인입관(311)을 통해 인입된 원수는 느린 속도로 혼합기 하우징(320)를 거쳐 미네랄 블록(330)에서 빠져나온 미네랄과 혼합됨으로써 미네랄 혼합수가 된다.
이러한 미네랄 혼합수는 제2배출관(312)를 통해 배출되어 벤츄리 수단(400)에서의 공정을 거치게 된다.
벤츄리 수단(420)은 도 4에 도시된 바와 같이 제1벤츄리 수단(420)과 제2벤츄리 수단(430)으로 나뉘어 진다.
한편, 제1벤츄리 수단(420)은 도 4에 도시된 바와 같이 다수의 아연 타공판(422)과 상기 다수의 아연 타공판(422)이 내부에서 일정 간격으로 서로 평행하게 배열되는 제1하우징(421)을 구비한다.
제2벤츄리 수단(430)은 다수의 마그네슘 타공판(432)과 상기 다수의 마그네슘 타공판(432)이 내부에서 일정 간격으로 서로 평행하게 배열되는 제2하우징(431)을 포함한다.
이때, 제1벤츄리수단(420)과 제2벤츄리수단(430)은 그 순서가 바뀌어도 무방하다.
상기 제1벤츄리 수단(420) 및 제2벤츄리 수단(430)으로 미네랄 혼합수를 인입시키고 배출시키는 제3이송관(410)은 상기 제1하우징(421)의 일측과 상기 제2하우징(431)의 일측을 관통하여 연결하는 제3연결관(413), 상기 제1하우징(421) 또는 제2하우징(431) 가운데 어느 하나의 타측을 관통하여 연결되되 상기 제2배출관(312)로부터 배출된 미네랄 혼합수를 인입시키는 제3인입관(411) 및 상기 제1하우징(421) 또는 제2하우징(431) 가운데 나머지 하나의 타측을 관통하여 연결되되 미네랄 혼합수를 외부로 배출시키는 제3배출관(412)을 포함한다.
한편, 상기 마그네슘 타공판(432) 및 아연 타공판(422)은 바람직하게는 타공 후 플라즈마 표면개질(Surface Modification) 처리하여 사용한다. 플라즈마 챔버에서 단시간 동안 개질처리를 함으로써 아연 타공판과 마그네슘 타공판의 표면을 활성화시킬 수 있다.
이러한 상기 마그네슘 타공판(432) 및 아연 타공판(422)의 표면에 형성된 다수의 타공은 바람직하게는 도 4에 도시된 바와 같이 나선을 그리는 형상으로 형성된다.
이에 따라 상기 타공을 지나는 미네랄 혼합수는 유속이 빠름은 물론 와류의 형태로 상기 타공의 측면에 압력을 가하면서 흐르게 된다.
한편, 베르누이의 정리에 의하여 유속이 빠른 곳에서는 압력이 낮아진다. 이와 같이 압력이 낮아지는 것에 의해 마그네슘 타공판(432)와 아연 타공판(422)에서 빠져나온 마그네슘, 아연 분자가 미네랄 혼합수에 균일하게 혼합된다.
실험결과 마그네슘과 아연, 그 가운데서도 특히 아연은 금속성의 미네랄 원소로서 미네랄 혼합기를 통한 다공성 필터의 제조에 적합하지 아니한 특성을 가지며, 단순히 다공성의 미네랄 블록을 통과하는 것에 의하여 충분히 혼합되지 아니함을 확인할 수 있었으며 이에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 특수하게 고안된 벤츄리 수단(400)을 이용하는 것이다.
한편, 벤츄리수단(400)을 거친 미네랄 혼합수는 제3배출관(412)를 통해 배출되어 전기분해수단(500)에서 마지막 공정을 거치게 된다.
전기분해수단(500)은 미네랄 혼합수가 유입되는 전해조(미도시) 및 상기 전해조 내부에 구비되어 상기 미네랄 혼합수에 전류를 인가하는 음극과 양극 한 쌍으로 이루어지는 단자(미도시)를 구비한다.
이와 같은 전기분해수단(500)을 통해 미네랄 혼합수는 재차 전기분해되어 수산화래디컬을 생산하게 된다.
도 5는 본 발명에 의한 미네랄수 처리장치를 기능적으로 표시한 기능블록도이다. 플라즈마 수처리수단(200)을 통한 전처리 후 미네랄 혼합기(300)에서 미네랄 혼합수를 생성하고 벤츄리 수단(400)을 거친 다음, 마지막으로 전기분해 처리가 이루어진 미네랄 혼합수는 리저브 탱크(700)에 저장된다.
이때, 전기분해수단(500)과 리저브 탱크(700) 사이에 불순물을 제거하기 위한 후처리 필터(미도시)를 더 구비할 수도 있으며, 후처리 필터는 공지의 것을 이용할 수도 있다.
이와 같은 공정이 수행될 수 있도록 별도의 펌프(600)가 더 구비됨이 바람직하다. 펌프(600)는 원수공급수단(100)에서 공급된 원수가 최종적으로 전기분해수단(500)을 거쳐 리저브 탱크(700)에 이를 수 있도록 펌핑한다.
한편, 광촉매 반응과 오존에 의한 산화반응은 주로 ph에 의해 영향을 받는데, 최종적으로 요구되는 미네랄 혼합수의 특성에 따라서 반응속도 등을 제어하기 위해 별도의 콘트롤 패널(800)이 더 구비될 수 있다.
바람직하게는 콘트롤 패널(800)은 각 공정단계 마다의 ph, 수온 기타의 상태를 측정하고, 펌프(600)를 제어하고, 오존발생량을 조절하는 등의 기능을 수행하게 된다.
이상 첨부 도면 및 상기와 같은 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 살펴보았으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 오직 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이며 상기와 같은 실시예에 국한되지 아니한다.
본 발명은 다양한 산업분야에 사용될 수 있는 미네랄수의 제조 및 처리 기술분야에 적용될 수 있다.
100 : 원수공급수단
200 : 플라즈마 수처리수단
210 : 제1이송관
211 : 제1인입관 212 : 제1배출관
213 : 제1연결관
220 : 반응튜브
221 : 석영관 222 : 스파이럴 티타늄 패널
230 : UV발광수단
231 : UV램프 232 : UV램프 마운팅부
240 : 하우징
241 : 원통형 반사판 242 : 캡
250 : 저온 플라즈마 오존발생기
300 : 미네랄 혼합기
310 : 제2이송관
311 : 제2인입관 312 : 제2배출관
313 : 제2연결관
320 : 혼합기하우징 330 : 미네랄 블록
400 : 벤츄리 수단
410 : 제3이송관
411 : 제3인입관 412 : 제3배출관
413 : 제3연결관
420 : 제1벤츄리 수단
421 : 제1하우징 422 : 아연 타공판
430 : 제2벤츄리 수단
431 : 제2하우징 432 : 마그네슘 타공판
500 : 전기분해수단
600 : 펌프
700 : 리저브 탱크
800 : 콘트롤 패널

Claims (3)

  1. 투명 석영 재질로 제조되되 내부가 빈 원통형상을 갖는 석영관(221); 및
    일측방향으로 길게 재단된 다음 나선형상으로 절곡되어 상기 석영관(221) 내부에 길이 방향을 따라 삽입된 티타늄 재질의 스파이럴 티타늄 패널(222);을 구비하되 서로 평행하게 배열된 한 쌍의 반응튜브(220);
    상기 반응튜브(220) 마다 양측에 한 쌍씩 구비된 UV발광수단(230);
    상기 한 쌍의 반응튜브(220) 및 두 쌍의 UV발광수단(230)이 길이방향에 따라 수납되며, 내측면이 반사면으로 이루어지되, 양측 끝단이 개구된 원통형 반사판(241); 및 상기 원통형 반사판(241)의 양측 끝단에 각각 조립되면 상기 원통형 반사판(241)의 개구를 막으며, 동시에 상기 한 쌍의 석영관(221)의 양 끝단에 체결되어 상기 한 쌍의 석영관(221)을 고정하는 한 쌍의 캡(242);을 구비하는 하우징(240);
    외부로부터 공급되는 원수를 상기 한 쌍의 캡(242) 가운데 어느 하나를 관통하여 상기 한 쌍의 석영관(221) 가운데 어느 하나의 일측 끝단으로 인입시키는 제1인입관(221); 상기 어느 하나의 석영관(221)의 타측 끝단과 다른 하나의 석영관(221)의 일측 끝단을 연결하는 제1연결관(213); 및 상기 다른 하나의 석영관(221)의 타측 끝단에 연결되되 상기 한 쌍의 캡(242) 가운데 어느 하나를 관통하여 상기 석영관(221)으로부터 배출되는 원수를 외부로 배출시키는 제1배출관(212)를 갖는 제1이송관(210); 및
    저온 플라즈마 방식으로 오존을 발생시키되, 상기 하우징(240) 외부에서 상기 제1인입관(221)에 연결되어 발생된 오존을 상기 제1인입관(221) 내부를 흐르는 원수에 융해시키는 오존발생기(250);를 구비하는 플라즈마 수처리수단(200);
    Si, Ca, K, Fe, Mn, Ti, Na, P, S, I, Mu, V, Cu, Co, Cr, Sr 가운데 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 미네랄 분말을 고온소성한 다음 분쇄하여, 다공성의 블록으로 제조한 미네랄 블록(330);
    상기 미네랄 블록이 삽입되어 밀봉되는 혼합기 하우징(320); 및
    상기 혼합기 하우징(320) 일측을 관통하여 연결되되 상기 제1배출관(212)으로부터 배출되는 원수를 상기 혼합기 하우징(320)으로 인입시키는 제2인입관(311); 및 상기 혼합기 하우징(320) 타측을 관통하여 상기 혼합기 하우징(320) 내부의 미네랄 혼합수를 배출시키는 제2배출관(312);를 포함하는 제2이송관(310)을 구비하는 미네랄 혼합기(300);
    다수의 타공이 형성된 아연재질의 다수의 아연 타공판(422); 및 상기 다수의 아연 타공판(422)이 내부에서 일정 간격으로 서로 평행하게 배열되는 제1하우징(421);을 포함하는 제1벤츄리 수단(420);
    다수의 타공이 형성된 마그네슘재질의 다수의 마그네슘 타공판(432); 및 상기 다수의 마그네슘 타공판(432)이 내부에서 일정 간격으로 서로 평행하게 배열되는 제2하우징(431);을 포함하는 제2벤츄리 수단(430); 및
    상기 제1하우징(421)의 일측과 상기 제2하우징(431)의 일측을 관통하여 연결하는 제3연결관(413); 상기 제1하우징(421) 또는 제2하우징(431) 가운데 어느 하나의 타측을 관통하여 연결되되 상기 제2배출관(312)로부터 배출된 미네랄 혼합수를 인입시키는 제3인입관(411); 및 상기 제1하우징(421) 또는 제2하우징(431) 가운데 나머지 하나의 타측을 관통하여 연결되되 미네랄 혼합수를 외부로 배출시키는 제3배출관(412);을 포함하는 제3이송관(410);을 포함하는 벤츄리 수단(400);
    상기 제3배출관(412)로부터 배출되는 미네랄 혼합수가 유입되는 전해조; 및
    상기 전해조 내부에 구비되어 상기 미네랄 혼합수에 전류를 인가하는 음극과 양극 한 쌍으로 이루어지는 단자;를 구비하는 전기분해수단(500);을 구비하는 것을 특징으로 하는 미네랄수 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 아연 타공판(422) 및 마그네슘 타공판(432)의 평면에 형성된 타공은 와선형상으로 형성된 것임을 특징으로 하는 미네랄수 처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 원수 또는 미네랄 혼합수의 이송을 위한 펌프(600); 및
    상기 플라즈마 수처리수단(200), 상기 미네랄 혼합기(300), 상기 벤츄리 수단(400) 및 상기 전기분해수단(500) 내부의 원수 또는 미네랄 혼합수의 ph 또는 수온을 측정하고, 상기 펌프(600)를 제어하는 콘트롤 패널(800);을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 미네랄수 처리장치.

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