KR20140079779A - 오존수 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

오존수 제조 방법 및 제조 장치 Download PDF

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아사히 유키자이 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는, 오존수 제조 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 오존 발생 수단과, 유체를 공급하는 수단과, 상기 공급되는 유체에 오존을 용해시키는 오존 용해 수단과, 상기 오존 용해 수단에 의해 전부 용해되지 않았던 오존을 분리하는 기액 분리 수단을 갖는 오존수 제조 방법에 있어서, 상기 오존 용해 수단과 상기 기액 분리 수단이 동일 라인상에서 하나의 유닛을 구성하고, 적어도 2개의 상기 유닛이, 상기 유체를 공급하는 수단으로부터 병렬로 분기된 각 라인상에 각각 배치되고, 한쪽의 유닛의 상기 기액 분리 수단에 의해 분리된 오존이 다른 쪽의 유닛의 오존 용해 수단에 이송된다.

Description

오존수 제조 방법 및 제조 장치{OZONATED WATER MANUFACTURING METHOD AND MANUFACTURING APPARATUS}
본 발명은 잉여 오존을 이용한 오존수 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래의 오존수 제조의 기구는 도 10에 도시한 바와 같이, 오존 발생 수단(101)으로부터의 오존을 포함하는 가스는, 오존 용해 수단(102)에 의해 수 중에 용해 혼합된다. 이 오존 혼합물은 기액 분리 수단(103)에 들어가고, 물에 전부 용해되지 않은 오존은 잉여 오존으로서 분리된다. 이 잉여 오존은 폐오존 처리 수단(104)을 통하고, 산소로 환원되어 대기 중에 방출된다. 그리고, 기액 분리 수단(103)으로부터 오존수가 공급된다.
그러나, 상기 구성의 오존수 제조 장치에서는, 오존 발생 수단(101)으로부터 공급되는 오존의 40∼50％ 정도가 용해될 뿐이고, 전부 용해되지 않은 오존은 폐오존 처리 수단(104)에 의해 산소로 환원되고, 대기 중에 방출되어 버린다고 하는 문제가 있었다.
이 문제에 대해 오존 발생 수단과, 가압 공급되는 수 중에 오존을 용해시키는 2개의 오존 용해 수단과, 오존수 중의 잉여 오존을 분리하는 잉여 오존 분리 수단으로 구성되고, 상기 잉여 오존 분리 수단의 급수구에 연결되는 물 공급 배관에, 2열의 병렬 배관부를 형성하여, 각각에 상기 오존 용해 수단을 개재 장착함과 함께, 한쪽의 상기 오존 용해 수단에는 상기 오존 발생 수단을 접속하고, 다른 쪽의 상기 오존 용해 수단에는, 상기 잉여 오존 분리 수단으로부터 배출되는 오존을 귀환시켜, 오존 용해율을 높이도록 한 오존수 제조 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 오존수 제조 장치(201)(도 11 참조)는 잉여 오존 분리 장치(202)에 의해 분리된 오존을, 오존 분해 장치(228)에 의해 산소로 환원하여 대기에 방출하지 않고 이젝터(216)로 귀환시켜 용해시키므로, 잉여 오존을 효과적으로 활용하여, 오존 용해율이 높은 오존수를 제조할 수 있다.
그러나, 오존 귀환 파이프(224)에 의해 귀환한 오존은 수돗물에 용해 혼합되고, 급수구(203)의 바로 앞에서 합류되고, 다시, 급수구(203)로부터 잉여 오존 분리 장치(202)의 오존수 탱크(205)에 저류되게 되고, 저농도로 된 귀환 오존의 잉여 오존이 3번 분리되는 것으로 되어, 귀환 오존이 희석된다고 하는 문제가 있다. 또한, 병렬 배관부(214a)의 이젝터(216)의 노즐의 구경과 디퓨저의 직경을, 병렬 배관부(214b)의 것보다 확장함과 함께, 병렬 배관부(214a)의 수돗물량을 많게 함으로써, 오존 혼합율을 일정하게 하고 있지만, 병렬 배관부(214b)의 수돗물량이 적어지면 이젝터(216)에서의 귀환 오존의 인입력이 작아지고, 결과, 귀환 오존이 혼합 용해될 수 없는 문제가 새롭게 발생하는 것으로 된다.
또한, 복수의 오존 용해 수단과 기액 분리 수단을 설치하고, 상기 오존 용해 수단의 1개에 의해 오존 발생 수단으로부터 유출되는 오존 가스를 포함하는 기체를 수계통으로부터 공급되는 수 중에 불어넣어 오존을 용해하고, 얻어진 오존 함유수로부터 미용해의 오존 가스를 포함하는 기체 성분을 기액 분리 수단으로 분리하고, 분리한 기체 성분을 다른 오존 용해 수단에 공급하고, 거기서 수계통으로부터 공급되는 수 중에 불어넣어 오존 가스를 용해하도록 구성한 것을 특징으로 하는 오존수 제조 시스템이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).
상기 오존수 제조 시스템의 프로세스의 하나로서, 수계통(304) 외에 다른 수계통(304a)을 설치하고, 수계통(304)에 설치한 기액 분리 수단(307)에 의해 분리된 오존을 고농도로 포함하는 기체 성분을 다른 수계통(304a)에 설치한 다른 오존 용해 수단(302a)에 공급하는 프로세스가 있다(도 12 참조). 도 12의 상측에 도시하는 수계통(304)에는, 순환 펌프(329), 오존 용해 수단(302), 기액 분리 수단(307) 및 오존 이용 설비(305) 상류측으로부터 하류측으로 순서대로 설치되고, 오존 용해 수단(302)에는 오존 발생 수단(301)으로부터의 오존을 포함하는 기체가 불어넣어진다. 또한, 순환 펌프(329)의 입구측에는 원수 공급 장치(303)로부터의 수계통(304)이 합류된다. 도 12의 하측에 나타내는 다른 수계통(304a)에는 다른 순환 펌프(329a), 다른 오존 용해 수단(302a) 및 다른 오존 이용 설비(305a)가 상류측으로부터 하류측으로 순서대로 설치되고, 다른 오존 용해 수단(302a)에는 상기 기액 분리 수단(307)에 의해 분리된 오존을 고농도로 포함하는 기체 성분이 불어넣어진다. 또한, 다른 순환 펌프(329a)의 입구측에는 다른 원수 공급 장치(303a)로부터의 다른 수계통(304a)이 합류된다. 순환 펌프(329)를 운전함으로써, 수계통(304)의 계통수는 오존 용해 수단(302)에 유입되고, 거기서 오존 발생 수단(301)으로부터의 오존을 포함하는 기체가 불어넣어지고, 수계통(304)의 하류측에 오존수와 기체 성분의 기액 혼합체가 유출된다. 기액 혼합체는 이어서 기액 분리 수단(307)에 유입되고, 거기서 오존을 고농도로 포함하는 기체 성분이 오존수로부터 분리된다. 오존수는 그것보다 하류측에 설치한 오존 이용 설비(305)에 유입되고, 분리된 기체 성분은 배관(f)으로부터 다른 수계통(304a)에 설치한 다른 오존 용해 수단(302a)에 유입된다. 한편, 다른 순환 펌프(329a)를 운전함으로써, 다른 수계통(304a)의 계통수는 다른 오존 용해 수단(302a)에 유입되고, 거기서 상기 기액 분리 수단(307)으로부터의 오존 가스를 포함하는 기체 성분이 불어넣어지고, 그 하류측에 오존수와 기체 성분의 기액 혼합체가 유출된다. 기액 혼합체는 이어서 다른 오존 이용 설비(305a)에 유입되고, 사용이 종료된 비교적 저농도의 오존수가 하류측에 배출된다. 그리고 배출한 오존수는 다른 순환 펌프(329a)를 거쳐 다시 다른 오존 용해 수단(302a)으로 순환한다.
이와 같이 구성한 오존수 제조 시스템에 의하면, 오존 발생 수단으로 발생한 오존 가스를 불필요하게 버리지 않고 재이용하므로, 종래의 시스템보다 운전 비용을 대폭 저하시킬 수 있고, 오존의 이용률이 극히 높으므로 오존 발생 수단의 용량도 작게 할 수 있지만, 다른 수계통(304a)을 설치하기 위해 별도 다른 원수 공급 장치가 필요 불가결하여, 시스템이 증대하고 또한 복잡해지고, 결과로서 설치 비용, 러닝 코스트도 높아진다.
일본 특허 제2976875호 공보 일본 특허 공개 제2004-188246호 공보
본 발명은 이상과 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 전부 용해되지 않은 잉여 오존을 효과적으로 활용하여, 저비용이고 또한 오존 용해 효율이 높은 오존수 제조 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
오존 발생 수단과, 유체를 공급하는 수단과, 상기 공급되는 유체에 오존을 용해시키는 오존 용해 수단과, 상기 오존 용해 수단에 의해 전부 용해되지 않았던 오존을 분리하는 기액 분리 수단을 갖는 오존수 제조 방법에 있어서,
상기 오존 용해 수단과 상기 기액 분리 수단이 동일 라인상에서 하나의 유닛을 구성하고, 적어도 2개의 상기 유닛이, 상기 유체를 공급하는 수단으로부터 병렬로 분기된 각 라인상에 각각 배치되고, 한쪽의 유닛의 상기 기액 분리 수단에 의해 분리된 오존이 다른 쪽의 유닛의 오존 용해 수단으로 이송되는 것을 제1 특징으로 한다.
각 유닛의 오존 용해 수단을 제1 오존 용해 수단, 제2 오존 용해 수단으로 하고, 상기 제1 오존 용해 수단의 흡입 압력(부압)과 상기 제2 오존 용해 수단의 흡입 압력(부압)의 비가, 이하의 관계식을 만족시키는 것을 제2 특징으로 한다.
[관계식 1]
A/B≥0.28
A:제1 오존 용해 수단의 흡입 압력(게이지압)
B:제2 오존 용해 수단의 흡입 압력(게이지압)
상기 제1 오존 용해 수단의 흡입 압력(게이지압)이 -5㎪ 이하인 것을 제3 특징으로 하고, 상기 제1 오존 용해 수단을 통과하는 유체의 최대 선속도가 5.42m/sec 이상, 또한, 유체가 통과하는 방향을 축으로 하는 축에 대한 최대 단면적과 최소 단면적비가, 이하의 관계식을 만족시키는 것을 제4 특징으로 한다.
[관계식 2]
C/D≥2.2
C:단면적의 최대값
D:단면적의 최소값
오존 발생기와, 유체 공급 장치와, 상기 공급 장치에 의해 공급되는 유체에 오존을 용해시키는 오존 용해 장치와, 상기 오존 용해 장치에 의해 전부 용해되지 않았던 오존을 분리하는 기액 분리 장치를 갖는 오존수 제조 장치에 있어서,
적어도 제1 오존 용해 장치와 상기 제1 오존 용해 장치와 동일 라인상에 배치된 제1 기액 분리 장치를 구비하는 제1 유닛과, 제2 오존 용해 장치와 상기 제2 오존 용해 장치와 동일 라인상에 배치된 제2 기액 분리 장치를 구비하는 제2 유닛을 구비하고, 상기 제1 오존 용해 장치와 상기 제2 오존 용해 장치의 상류측에, 제1 유량 조절 밸브와 제2 유량 조절 밸브가 각각 배치되고, 상기 제1 기액 분리 장치와 상기 제2 기액 분리 장치의 하류측에 기액 분리 후의 오존수의 배압을 조정하는 제1 배압 조절 밸브와 제2 배압 조절 밸브가 각각 배치되고, 상기 유체 공급 장치로부터 유체가 공급되는 라인으로부터 병렬로 분기된 각 라인상에 상기 제1 유닛과 상기 제2 유닛이 배치되고, 상기 제1 기액 분리 장치가 상기 제2 오존 용해 장치와 연결되어 있는 것을 제5 특징으로 한다.
상기 제1 오존 용해 장치의 흡입 압력(부압)과, 상기 제2 오존 용해 장치의 흡입 압력(부압)의 비가, 이하의 관계식을 만족시키는 것을 제6 특징으로 한다.
[관계식 1]
A/B≥0.28
A:제1 오존 용해 장치의 흡입 압력(게이지압)
B:제2 오존 용해 장치의 흡입 압력(게이지압)
상기 제1 오존 용해 장치의 흡입 압력(게이지압)이 -5㎪ 이하인 것을 제7 특징으로 하고, 상기 제1 오존 용해기를 통과하는 유체의 최대 선속도가 5.42m/sec 이상, 또한, 유체가 통과하는 방향을 축으로 하는 축에 대한 최대 단면적과 최소 단면적비가, 이하의 관계식을 만족시키는 것을 제8 특징으로 한다.
[관계식 2]
C/D≥2.2
C:단면적의 최대값
D:단면적의 최소값
또한, 상기 오존 용해 장치가, 이젝터 또는 아스피레이터인 것을 제9 특징으로 하고, 상기 이젝터가, 직경 축소부, 스로트부, 직경 확장부가 연속해서 형성되어 있는 것을 제10 특징으로 하고,
상기 이젝터가 제1 입구부와, 길이 방향으로 연장 형성된 제1 통로부를 갖고, 상기 제1 입구부로부터 제1 통로부에 걸쳐 제1 입구 유로를 형성하는 제1 유로 형성 수단과,
제2 입구부와, 상기 제1 통로부의 주위를 포위하는 테이퍼면을 따라 연장 형성된 제2 통로부를 갖고, 상기 제2 입구부로부터 상기 제2 통로부에 걸쳐 제2 입구 유로를 형성하는 제2 유로 형성 수단과,
세경부와, 직경 확장부와, 출구부를 갖고, 상기 세경부로부터 상기 직경 확장부 및 상기 출구부에 걸쳐 유로 면적이 확대되고, 또한, 상기 세경부의 단부에 있어서 상기 제1 입구 유로 및 상기 제2 입구 유로에 각각 연통하는 출구 유로를 형성하는 제3 유로 형성 수단과,
상기 제1 입구 유로 및 상기 제2 입구 유로 중 적어도 한쪽에 있어서 선회류를 발생시키는 선회류 발생 수단을 구비하는 것을 제11 특징으로 한다.
원추 사다리꼴 형상의 오목부가 형성된 본체와, 상기 오목부에 끼워 맞추어지는 볼록부가 형성된 노즐 부재를 구비하고, 상기 제1 입구 유로는, 상기 노즐 부재의 내부에 형성되고, 상기 제2 입구 유로는, 상기 오목부의 내주면과 상기 볼록부의 외주면 사이 및 상기 오목부가 형성된 상기 본체의 단부면과 상기 볼록부가 형성된 상기 노즐 부재의 단부면 사이에 형성되고, 상기 출구 유로는, 상기 본체의 내부에 형성되고, 상기 선회류 발생 수단은, 상기 오목부의 내주면과 상기 볼록부의 외주면 중 적어도 한쪽 및 또는 상기 본체의 단부면과 상기 노즐 부재의 단부면 중 적어도 한쪽에, 둘레 방향으로 복수 형성된 홈부에 의해 구성되는 것을 제12 특징으로 한다.
상기 홈부는, 상기 오목부의 내주면과 상기 볼록부의 외주면 중 적어도 한쪽에 형성되고, 상기 오목부 및 상기 볼록부는, 상기 오목부에 상기 볼록부를 끼워 맞추었을 때에, 상기 오목부의 내주면과 상기 볼록부의 외주면이 서로 동일한 경사각으로 되고, 또한, 상기 오목부의 내주면과 상기 볼록부의 외주면의 적어도 일부가 서로 접촉하도록 구성되고, 또한, 상기 홈부는, 상기 오목부 및 상기 볼록부 중 적어도 한쪽의 상류측 단부로부터 중간부에 걸쳐 형성되고, 상기 중간부의 하류측에는, 상기 오목부의 내주면과 상기 볼록부의 외주면 사이에, 유로 단면적이 일정한 유로가 형성되어 있는 것을 제13 특징으로 한다.
상기 본체는, 양단부의 내주면에 암나사부가 형성된 원통부와, 상기 원통부의 측면으로부터 돌출 설치되고, 단부에 상기 제2 입구부가 형성된 접속부를 갖는 케이싱부와, 일단부에 상기 케이싱부의 일단부측의 상기 암나사부에 나사 결합되는 수나사부가 형성되고, 타단부에 상기 오목부가 형성되고, 내부에 상기 출구 유로가 형성된 유로부를 갖고, 상기 노즐 부재는, 상기 제1 입구 유로측의 일단부에 형성된 상기 볼록부와, 상기 제1 입구 유로의 반대측의 타단부에 형성되고, 외주면에 상기 케이싱부의 타단부측의 상기 암나사부에 나사 결합되는 수나사부가 형성된 원기둥부와, 상기 볼록부와 상기 원기둥부 사이에 형성된 대략 원기둥 형상의 중간부를 갖고, 상기 중간부의 외경은, 상기 원기둥부의 외경보다도 작고, 또한, 상기 중간부에 이어지는 상기 볼록부의 단부의 외경보다도 작고, 상기 제2 입구 유로는, 상기 오목부의 내주면과 상기 볼록부의 외주면 사이 및 상기 중간부의 주위에 형성되어 있는 것을 제14 특징으로 한다.
본 발명은 이상과 같은 구성으로 이루어지고, 이하의 우수한 효과가 얻어진다.
(1) 병렬 배관부를 형성함으로써, 단일 배관보다도 가압 공급되는 액체의 압력이 낮아지므로, 저렴한 공급 수단이 사용 가능하게 된다.
(2) 병렬 배관부를 형성함으로써, 단일 배관보다도 가압 공급되는 액체의 압력이 낮아지므로, 오존수를 다량으로 제조할 수 있다.
(3) 잉여 오존이 효과적으로 활용되므로, 오존 용해 효율이 높은 오존수를 제조할 수 있다.
(4) 잉여 오존이 효과적으로 활용되어, 배출되는 오존량이 감소하므로, 잉여 오존을 처리하는 설비에 드는 비용을 낮게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 오존수 제조 프로세스를 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태의 오존수 제조 장치를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태의 이젝터를 도시하는 종단면도이다.
도 4는 도 3의 주요부 확대도이다.
도 5는 도 3의 이젝터의 본체에 형성된 홈부를 도시하는 정면도이다.
도 6은 도 3의 이젝터의 본체에 형성된 홈부의 다른 베리에이션을 도시하는 정면도이다.
도 7은 도 3의 이젝터의 노즐에 형성된 홈부를 도시하는 정면도이다.
도 8은 도 3의 이젝터의 노즐에 형성된 홈부의 다른 베리에이션을 도시하는 정면도이다.
도 9a는 본 발명의 제1 실시 형태의 다른 이젝터를 도시하는 종단면도이다.
도 9b는 도 9a의 노즐을 도시하는 사시도이다.
도 10은 종래의 오존수 제조 시스템의 흐름도이다.
도 11은 다른 종래의 오존수 제조 장치의 개략 구성도이다.
도 12는 다른 종래의 오존수 제조 시스템의 프로세스 흐름도이다.
(제1 실시 형태)
이하, 본 발명에 있어서의 제1 실시 형태에 대해 도 2부터 도 4를 기초로 설명하지만, 본 발명이 본 실시 형태로 한정되지 않은 것은 물론이다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는 물을 유체로서 사용하는 예로 설명한다.
도 2에 있어서, 본 발명의 오존수 제조 장치는, 오존 발생기(1), 유체 공급 장치(2)와, 2개의 가스 자흡식 오존 용해 장치(3a, 3b)와, 전부 용해되지 않았던 잉여 오존(5a, 5b) 등의 가스를 분리하는 2개의 기액 분리 장치(4a, 4b)와, 오존 용해 장치(3a, 3b) 각각에 공급되는 물의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브(7a, 7b)와, 기액 분리 장치(4a, 4b) 후의 오존수의 배압을 조정하는 배압 조절 밸브(8a, 8b)와, 잉여 오존(5b)을 처리하는 폐오존 처리 장치(9)로 구성되어 있다. 잉여 오존이라 함은 오존 용해 장치에 의해 전부 용해되지 않았던 오존을 말한다.
펌프 등의 유체 공급 장치(2)를 사용하여 가압 공급된 물은, 2병렬로 배관 접속된 제1 오존 용해 장치(3a), 제2 오존 용해 장치(3b)에 각각 공급된다. 오존 발생기(1)로부터 발생한 오존은 제1 오존 용해 장치(3a)에 의해 자흡되고 제1 오존 용해 장치(3a) 내에서 물과 혼합된다. 제1 오존 용해 장치(3a)로부터 토출되는 오존 혼합물은 제1 기액 분리 장치(4a)에 의해 용존할 수 없었던 오존을 포함하는 제1 잉여 오존(5a)과 제1 오존수(6a)로 분리되고, 또한 제1 잉여 오존(5a)은 제2 오존 용해 장치(3b)에 의해 자흡되고, 제2 오존 용해 장치(3b) 내에서 분기된 물과 혼합된다. 제2 오존 용해 장치(3b)로부터 토출되는 오존 혼합물을 제2 기액 분리 장치(4b)에 의해 용존할 수 없었던 오존을 포함하는 제2 잉여 오존 가스(5b)와 제2 오존수(6b)로 분리되고, 제1 오존수(6a)와 제2 오존수(6b)는 합류된다. 제2 잉여 오존 가스(5b)는 폐오존 처리 장치(9)에 의해 산소 가스로 환원되고 방출된다. 제1 오존 용해 장치(3a) 및 제2 오존 용해 장치(3b)에의 물의 유량을 조절하기 위해, 제1 유량 조절 밸브(7a) 및 제2 유량 조절 밸브(7b)가 사용되고, 제1 기액 분리 장치(4a), 제2 기액 분리 장치(4b)에서의 압평형을 유지하도록 제1 배압 조절 밸브(8a), 제2 배압 조절 밸브(8b)에 의해 배압이 조정된다.
여기서, 제1 오존 용해 장치(3a)에서의 흡입압 Ps1(게이지압)과 제2 오존 용해 장치(3b)에서의 흡입압 Ps2(게이지압)의 비 Ps1(게이지압)/Ps2(게이지압)는 0.28 이상이 좋다. 0.28보다 낮은 조건에 있어서, 제1 오존 용해 장치(3a)의 물의 유량을 낮게 하고, 제2 오존 용해 장치(3b)의 물의 유량을 크게 하거나, 또는 제1 오존 용해 장치(3a)의 통수 구경을 크게 하고, 제2 오존 용해 장치(3b)의 통수 구경을 작게 하게 되어, 제1 오존 용해 장치에 있어서 오존 발생 수단으로부터의 고농도 오존의 혼합 용해 성능이 저하되고, 오존수의 용존 오존 농도가 저하될 우려가 있다.
또한, 제1 오존 용해 장치(3a)에서의 흡입압 Ps1(게이지압)은 -5㎪ 이하인 것이 바람직하다. -5㎪＜Ps1(게이지압)＜0㎪에서는 안정된 흡입 성능이 얻어지지 않고, 0㎪≤Ps1(게이지압)이면 블로어 등, 오존을 송기하는 수단이 별도 필요해지기 때문에, 비용이 증대한다.
또한, Ps1(게이지압)을 -5㎪ 이하로 유지하기 위해서는 제1 오존 용해 장치(3a)에 있어서, 어느 정도의 유속 및 차압 즉, 어느 정도의 유속의 차가 필요하고, 최대 선속도 LV1max가, LV1max≥5.42m/sec 또한, 유체가 통과하는 방향을 축으로 하는 축에 대한 최대 단면적의 최소 단면적에 대한 비가 2.2 이상인 것이 바람직하다.
LV1max가 5.42m/sec 미만이면, 통수부 최대 단면적/통수부 최소 단면적이 2.2 이상에 있어서도, Ps1(게이지압)≤-5㎪을 유지하는 것은 곤란하고, 마찬가지로, 통수부 최대 단면적/통수부 최소 단면적이 2.2 미만이면 LV1max가 5.42m/sec 이상이어도 Ps1(게이지압)≤-5㎪을 유지하는 것은 곤란해지기 때문이다.
이하, 도 3∼도 9를 참조하여 본 발명이 제1 실시 형태에 관한 이젝터에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 이젝터의 구성을 도시하는 종단면도이며, 도 4는 도 3의 주요부 확대도이다. 이 이젝터는, 외형이 대략 원기둥 형상인 본체(11)와, 본체(11)에 끼워 맞추어지는 외형이 대략 원기둥 형상인 노즐 부재(12)를 갖는다.
본체(11)의 일단부면에는, 노즐 부재(12)가 끼움 삽입되는 수용부(16)가 형성되고, 타단부면에는, 출구 유로(15)를 형성하는 출구 개구부(31)가 형성되어 있다. 수용부(16)의 내주면의 개구측에는 암나사부(21)가 형성되어 있다. 수용부(16)의 바닥면(32)에는 원환 형상 홈부(20)가 형성되고, 원환 형상 홈부(20)의 외주면은 암나사부(21)의 대략 연장선상에 위치하고 있다. 본체(11)의 내부에는, 수용부(16)의 바닥면에 형성되고, 출구 개구부(31)를 향해 원추 사다리꼴 형상으로 직경 축소하는 직경 축소부(17), 직경 축소부(17)에 연속 형성된 원기둥 형상의 세경부로 되는 스로트부(18) 및 스로트부(18)에 연속 형성되고, 출구 개구부(31)를 향해 원추 사다리꼴 형상으로 직경 확장하는 직경 확장부(19)가 각각 본체(11)의 중심축(원기둥의 중심축)과의 동축상에 형성되어 있다. 이들 직경 축소부(17)와 스로트부(18) 직경 확장부(19)에 의해, 직경 축소부(17)로부터 출구 개구부(31)에 걸쳐 벤추리 효과를 갖는 출구 유로(15)가 형성되어 있다. 또한, 직경 확장부(19)의 단부로부터 출구 개구부(31)까지는, 원통면에 의해 유로가 형성되어 있다.
도 5는 본체(11)의 수용부(16)의 바닥면(32)의 정면도(도 3의 A-A선 단면도)이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 본체(11)의 주면(周面)에는, 둘레 방향 소정 위치(도 5에서는 정상부)에 제2 입구 개구부(30)가 형성되고, 제2 입구 개구부(30)는 원환 형상 홈부(20)에 연통하고 있다. 수용부(16)의 바닥면(32)에는, 원환 형상 홈부(20)로부터 직경 축소부(17)의 주연에 걸쳐 복수의 방사 곡선 형상의 홈부가 둘레 방향 등간격으로 형성되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 노즐 부재(12)는 외주면에 수나사부(24)가 형성된 원기둥부(22)와, 원기둥부(22)의 일단부면에 원기둥부(22)와 동축에서 원추 사다리꼴 형상으로 돌출 형성된 돌출부(23)를 갖는다. 원기둥부(22)의 타단부면에는 제1 입구 개구부(29)가 형성되고, 돌출부(23)의 단부면에는 토출구(25)가 형성되어 있다. 노즐 부재(12)의 내부에는, 유로의 도중으로부터 토출구(25)를 향해 직경 축소된 원추 사다리꼴 형상의 테이퍼부(26)가 노즐 부재(12)의 중심축과 동축상에 형성되고, 제1 입구 개구부(29)로부터 토출구(25)에 걸쳐, 출구측에서 좁혀지는 제1 입구 유로(13)가 형성되어 있다. 또한, 제1 입구 개구부(29)로부터 테이퍼부(26)의 일단부 및 테이퍼부(26)의 타단부까지는, 원통면에 의해 유로가 형성되어 있다.
노즐 부재(12)의 수나사부(24)는 원기둥부(22)의 단부면(33)이 본체(11)의 수용부(16)의 바닥면(32)에 접촉할 때까지 본체(11)의 수용부(16)의 암나사부(21)에 밀봉 상태로 나사 결합되어, 노즐 부재(12)가 본체(11)의 수용부(16)에 끼움 삽입되어 있다. 이때, 본체(11)의 직경 축소부(오목부)(17) 내에 돌출부(23)(볼록부)가 수용되고, 본체(11)의 수용부(16)의 바닥면(32)에 형성된 홈부(34)와 노즐 부재(12)의 돌출부(23)측의 단부면(33)에 의해 연통 유로(27)가 형성되어 있다. 또한, 본체(11)의 직경 축소부(17)의 내주면(테이퍼면)과 노즐 부재(12)의 돌출부(23)의 외주면(테이퍼면) 사이에는 클리어런스가 형성되고, 이 클리어런스에 의해 테이퍼면을 따라 환 형상 유로(28)가 형성되어 있다.
이에 의해, 제2 입구 개구부(30)로부터 원환 형상 홈부(20), 연통 유로(27) 및 환 형상 유로(28)를 통하여 본체(11)의 스로트부(18)에 연통하고, 출구측에서 좁혀지는 제2 입구 유로(14)가 형성되어 있다. 또한, 본체(11)의 수용부(16)의 바닥면(32)과 노즐 부재(12)의 돌출부(23)측의 단부면(33)은 접촉하고 있어도 되고, 접촉하지 않고 양자간에 적당한 클리어런스가 형성되어도 된다. 클리어런스가 형성되어 있는 경우, 클리어런스의 부분과 홈부(34)의 부분이, 원환 형상 홈부(20)와 환 형상 유로(28)를 연통하는 연통 유로(27)를 형성한다.
홈부(34)의 형상은 도 5에 도시한 것으로 한정되지 않고, 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이, 노즐 부재(12) 내의 제1 입구 유로(13)의 중앙 축선에 대해 편심하여 직선 형상으로 복수의 홈부(34b)를 형성해도 된다. 즉, 노즐 부재(12) 내의 유로 중앙 축선과는 교차하지 않고 직경 방향 외측으로 연장되는 직선을 따라 홈부(34b)를 형성해도 되고, 선회류를 발생시키기 위해 직경 축소부(17)의 주연부의 원주에 대해 정접하여 연통하고 있으면, 홈부(34)의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 홈부(34)의 단면 형상 및 홈부(34)의 개수에 대해서도 특별히 한정되지 않는다.
또한, 본체(11) 및 노즐 부재(12)의 재질은, 사용하는 유체에 의해 침범되지 않은 재질이면 특별히 한정되지 않고, 폴리염화비닐, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등 어느 것이어도 좋다. 특히 유체에 부식성 유체를 사용하는 경우에는, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합 수지 등의 불소 수지인 것이 바람직하고, 불소 수지제이면 부식성 유체에 사용할 수 있고, 부식성 가스가 투과해도 배관 부재의 부식의 우려가 없어지므로 적합하다. 본체(11) 또는 노즐 부재(12)의 구성재를 투명 또는 반투명한 부재로 해도 되고, 이 경우에는 유체의 혼합의 상태를 육안으로 확인할 수 있으므로 적합하다. 유체 혼합기에 흘리는 물질에 따라서는 각 부품의 재질은 철, 구리, 구리 합금, 황동, 알루미늄, 스테인리스, 티타늄 등의 금속이나 합금이어도 된다. 특히 유체가 식품인 경우, 위생적이고 수명이 긴 스테인리스가 바람직하다. 본체(11)와 노즐 부재(12)의 조립 방법은 나사 부착, 용접, 용착, 접착, 핀 고정, 끼워 맞춤 등의 내부 유체의 밀폐성이 유지되는 방법이면 어느 방법이어도 된다. 제1 입구 개구부(29), 제2 입구 개구부(30) 및 출구 개구부(31)에는 각각 유체를 도입 및 배출하기 위한 배관(도시하지 않음)이 접속되지만, 그 접속 방법은 특별히 한정되지 않는다.
도 7, 도 8을 참조하여 다른 연통 유로(27)의 구성을 설명한다. 상기 구성에서는, 본체(11)의 수용부(16)의 바닥면(32)에 홈부(34)를 형성하여 연통 유로(27)를 형성하였지만, 다른 구성에서는, 노즐 부재(12)의 돌출부(23)측의 단부면(33)에 홈부(34)를 형성한다. 도 7은 이젝터의 주요부 구성을 도시하는 도면이며, 노즐 부재(12)를 도 3의 출구 개구부(31)측에서 보았을 때의 정면도이다. 또한, 도 3, 4와 동일한 개소에는 동일한 부호를 부여한다. 이하에서는 본체(11)측에 홈부(34)를 형성한 형태와의 상위점을 주로 설명한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 노즐 부재(12)의 단부면(33)에는 연통 유로(27)를 형성하는 홈부(35)가 형성되어 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 본체(11)의 수용부(16)의 바닥면(32)에 홈부는 형성되어 있지 않다. 홈부(35)는 노즐 부재(12)의 단부면의 외주연으로부터 돌출부(23)의 근원 주연에 형성된 외주 홈부(36)의 원주에 대해 정접하여 연통하도록 방사 곡선 형상으로 형성되고, 본체(11)에 노즐 부재(12)를 나사 결합하였을 때에 노즐 부재(12)의 홈부(35)와 본체(11)의 수용부(16)의 바닥면(32)에 의해 연통 유로(27)가 형성된다. 이에 의해, 제2 입구 개구부(30)로부터 원환 형상 홈부(20), 연통 유로(27), 환 형상 유로(28)를 통하여 본체(11)의 스로트부(18)에 연통하는 제2 입구 유로(14)가 형성된다. 이 경우, 연통 유로(27)를 흐른 유체는, 돌출부(23)의 외주면을 따른 선회류로 된다.
또한, 홈부(35)는 도 7에 도시한 바와 같은 방사 곡선 형상으로 한정되지 않고, 도 8에 도시한 바와 같은 유로의 중앙 축선에 대해 편심하여 직선 형상으로 형성된 홈부(35)이어도 되고, 외주 홈부(36)의 원주에 대해 정접하여 연통하고 있으면 그 형상은 특별히 한정되지 않는다. 또한, 홈의 단면 형상 및 홈의 개수에 대해서도 특별히 한정되지 않는다.
본 실시 형태와 같이 노즐 부재(12)측에 홈부(35)를 형성함으로써, 분해 시의 홈부(35)의 청소가 용이해진다고 하는 이점과, 노즐 부재(12)를 홈부(35)의 구성을 변화시킨 다른 노즐 부재(12)로 교환함으로써, 주유체의 도입 조건이나 부유체의 흡인 조건을 용이하게 변경할 수 있다고 하는 이점이 있다.
도 9a 및 도 9b를 참조하여 다른 이젝터를 사용한 형태에 대해 설명한다. 노즐 부재(12)의 돌출부(23)는 원기둥부(22)의 일단부면에 원기둥부(22)와 동축에서, 돌출부(23)의 최대 외경보다 작은 외경을 갖고, 원기둥 형상으로 돌출된 중간부(38)가 형성되어 있다. 중간부(38)의 단부면에는 외주면에 나선 홈부(37)가 형성되어 있는 돌출부(23)가 중간부(38)와 동축에서 형성되어 있다. 나선 홈부(37)는 돌출부(23)의 상류측의 단부면으로부터 중간에 걸쳐 형성되어 있다. 돌출부(23)의 나선 홈부(37)가 형성된 부분의 외주면과 직경 축소부(17)의 나선 홈부(37)에 상대하는 부분의 내주면은 동일한 경사 각도를 갖고 접촉하고 있다. 또한, 나선 홈부(37)의 하류측의, 직경 축소부(17)의 내주면과 돌출부(23)의 외주면으로 이루어지는 클리어런스는, 그 상류측과 하류측의 유로 단면적이 대략 동일하게 되어 있다. 또한, 돌출부(23)와 직경 축소부(17)의 하류측의 단부면은 대략 동일면상, 또는 돌출부(23)의 단부면이 직경 축소부(17)의 단부면보다 약간 하류측에 위치하고 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 본체(11)는 측면에 제2 입구부가 형성된 접속부(39)가 설치되고, 양단부의 내주면에는 암나사부(40)를 갖는 원통 형상의 본체 케이싱부(41)와, 일단부에 암나사부(40)에 나사 결합되는 수나사부(42)가 형성되고, 타단부에 직경 축소부(17)가 형성되고, 내부에는 출구 유로(15)가 형성된 본체 유로부(43)로 구성되어 있다. 도 9a는 다른 이젝터의 구성을 도시하는 종단면도이며, 도 9b는 도 9a의 노즐 부재(12)의 구성을 도시하는 사시도이다. 또한, 도 3, 4와 동일한 개소에는 동일한 부호를 부여한다.
도 9a에 도시한 바와 같이, 노즐 부재(12)의 원기둥부(22)의 일단부면에는, 원기둥부(22)와 동축에서 돌출부(23)의 최대 외경보다 작은 외경을 갖고, 원기둥 형상으로 돌출된 중간부(38)가 형성되어 있다. 중간부(38)의 단부면에는 외주면에 나선 홈부(37)가 형성되어 있는 돌출부(23)가 중간부(38)와 동축에서 형성되어 있다. 노즐 부재(12)는 돌출부(23)의 나선 홈부(37)가 형성된 부분의 외주면과 직경 축소부(17)의 나선 홈부(37)에 상대하는 부분의 내주면이 접촉하도록 본체 유로부(43)에 끼워 맞추어지고, 노즐 부재(12)와 본체 유로부(43)의 유로 축선을 맞춘 상태로 본체 케이싱부(41)에 나사 결합된다.
본체 유로부(43)의 상류측의 단부면과, 노즐 부재(12)의 원기둥부(22)의 하류측의 단부면, 중간부(38)의 외주면, 돌출부(23)의 상류측의 단부면으로 연통 유로(27)가 형성된다. 또한, 직경 축소부(17)의 내주면과 돌출부(23)의 외주면으로 형성되는 환 형상 유로(28)는 나선 홈부(37)를 포함하는 선회부(44)와 나선 홈부(37)의 하류측의 클리어런스로 이루어지는 평탄부(45)로 구성된다. 이에 의해, 제2 입구 개구부(30)로부터 원환 형상 홈부(20), 연통 유로(27), 환 형상 유로(28)를 통하여 본체 유로부(43)의 스로트부(18)에 연통하는 제2 입구 유로(14)가 형성된다. 이 경우, 환 형상 유로(28)를 흐르는 주유체는, 우선, 돌출부(23)의 상류측의 단부면으로부터 선회부(44)에 유입된다. 선회부(44)에 유입된 유체는 선회류로 되고, 평탄한 유로를 갖는 평탄부(45)를 흐름으로써, 환 형상 유로(28)의 전체 둘레에 있어서 균일하게 스로트부(18)에 유입된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 환 형상 유로(28)의 평탄부(45)의 상류측과 하류측의 유로 단면적은 대략 동일하게 되어 있다. 이에 의해, 주유체가 평탄부(45)를 흐를 때에, 주유체의 유속이나 유량, 선회류의 상태 등의 변동을 억제하여, 양호한 밸런스를 유지할 수 있다. 그로 인해, 안정적으로 제2 입구 유로(14)로부터 유입된 주유체가 스로트부(18)에서 효율적으로 부유체를 흡입할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 돌출부(23)와 직경 축소부(17)의 하류측의 단부면은 대략 동일면상, 또는 돌출부(23)의 단부면이 직경 축소부(17)의 단부면보다 약간 하류측에 위치하는 것이 바람직하다. 주유체가 환 형상 유로(28)를 통과하면, 환 형상 유로(28)의 출구 부근에서, 유로 단면적이 확대됨으로써 캐비테이션이 발생한다고 생각된다. 이와 같이, 캐비테이션이 발생하기 쉬운 부분에서 주유체와 부유체가 합류됨으로써, 주유체와 부유체가 보다 균일하게 혼합된다.
또한, 본 형태에 있어서, 본체(11)는 본체 케이싱부(41)와 본체 유로부(43)로 구성되어 있다. 본체 케이싱부(41)에 본체 유로부(43)와 노즐 부재(12)를 나사 결합함으로써, 연통 유로(27)나 환 형상 유로(28)의 형상 등을 용이하게 변경할 수 있으므로, 주유체의 도입 조건이나 부유체의 흡인 조건의 폭이 더욱 넓어진다고 하는 이점이 있다.
본 발명의 오존수 제조 장치에 의해 제조된 오존수는, 손·기기·수조·물·바닥·공기·온천·수영장 물·해수·환경 용수·의류·야채류·금속 부품류의 소독·살균·멸균·항균·정균·제균, 실리콘 웨이퍼·반도체 기판·포토마스크 기판·실리콘 물질·식재료·막·의류·야채류·금속 부품류의 세정, 포토레지스트 및 잔사의 제거·유기 화합물·무기 화합물·금속류의 산화, 상수·하수·공장 등의 사업장 폐수의 수 처리, 오염 지반 등의 정화·제염, 도금 처리의 전 처리, 식재료, 막, 의류, 야채류, 금속 부품류의 표면 처리, 펄프의 표백, 촉진 산화 처리 등에 사용된다.
실시예
이어서, 본 발명의 실시 형태를 이용하여 오존 용해 시험을 행하였다. 그 결과에 대해 이하에 나타낸다.
도 2와 같이, 수돗물을 저류한 수조로부터 펌프를 사용하여 2병렬로 배관 접속된 오존 용해 장치에 각각 급수된다. 오존 발생 장치로부터 발생한 오존은 제1 오존 용해 장치에 의해 자흡되고 제1 오존 용해 장치 내에서 수돗물과 혼합된다. 제1 오존 용해 장치로부터 토출되는 오존 혼합물을 제1 기액 분리 장치에 의해 용존할 수 없었던 오존을 포함하는 제1 잉여 오존과 제1 오존수로 분리된 후, 또한 제1 잉여 오존은 제2 오존 용해 장치에 의해 자흡되고, 제2 오존 용해 장치 내에서 분기된 수돗물과 혼합된다. 제2 오존 용해 장치로부터 토출되는 오존 혼합물을 제2 기액 분리 장치에 의해 용존할 수 없었던 오존을 포함하는 제2 잉여 오존과 제2 오존수로 분리된 후, 제1 오존수와 제2 오존수는 합류된다. 제2 잉여 오존은 오존 분해 장치에 의해 산소 가스로 환원되고 방출된다. 오존 발생 장치로부터 발생하는 오존 농도는 기상 오존 농도계를 사용하고, 합류 후의 오존수의 오존 농도는 액상 오존 농도계를 사용하여 측정하였다.
본 시험에 있어서는, 제조된 오존수의 액상 오존 농도 및 오존 발생 장치로부터 발생한 기상 오존 농도로부터, 단위 시간당 오존량을 산출하고, 다음 식에 의해 오존 용해 효율을 구하였다.
용해 효율(％)＝액상의 오존량/도입된 기상 오존량×100
[기상 오존 농도의 측정]
기상 오존 농도계:토아 DKK사제 OZ-30
[액상 오존 농도의 측정]
액상 오존 농도계:토아 DKK사제 OZ-20
본 발명에 있어서의 오존 용해 시험은 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 3 각각에 대해 행하였다. 그 시험 결과를 표 1∼표 3에 나타낸다.
[실시예 1]
오존 용해 장치가, 수돗물 유량 10∼25L/min일 때의 급수압이 0.01∼0.05㎫, 흡입압(게이지압)이 -1∼-21㎪인 이젝터를 사용하여 오존 용해 시험을 행하고, 오존 용해 효율을 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
오존 용해 장치가, 수돗물 유량 10∼25L/min일 때의 급수압이 0.01∼0.09㎫, 흡입압(게이지압)이 -7∼-50㎪인 이젝터를 사용하여 오존 용해 시험을 행하고, 오존 용해 효율을 표 2에 나타내었다.
[실시예 3]
오존 용해 장치가, 수돗물 유량 10∼25L/min일 때의 급수압이 0.04∼0.27㎫, 흡입압(게이지압)이 -15∼-72㎪인 이젝터를 사용하여 오존 용해 시험을 행하고, 오존 용해 효율을 표 3에 나타내었다.
또한, Ps1(게이지압)과 Ps2(게이지압)의 비를 일정하게 하였을 때의, 각 Ps1(게이지압)에 있어서의 오존 자흡 성능을 조사하고, 그때의 결과를 표 4에 나타내었다.
또한, PV1과 Ps1(게이지압)의 관계에 대해 표 5에 나타내었다.
[비교예 1]
실시예 1에서 사용한 오존 용해 장치를 사용하고, 병렬 배관이 아닌 단독 배관에서 오존 용해 시험을 행하고, 그때의 오존 용해 효율을 표 1에 나타내었다.
[비교예 2]
실시예 2에서 사용한 오존 용해 장치를 사용하고, 병렬 배관이 아닌 단독 배관에서 오존 용해 시험을 행하고, 그때의 오존 용해 효율을 표 2에 나타내었다.
[비교예 3]
실시예 3에서 사용한 오존 용해 장치를 사용하고, 병렬 배관이 아닌 단독 배관에서 오존 용해 시험을 행하고, 그때의 오존 용해 효율을 표 3에 나타내었다.
표 1의 결과로부터, 동수 유량에 있어서, 실시예 1-1∼1-6의 급수압은 모두 비교예 1-1∼1-3보다도 낮은 것을 알 수 있다. 또한, 오존 용해 효율은 Ps1(게이지압)/Ps2(게이지압)＝0.11일 때만 감소하고 있었다.
표 2의 결과로부터, 동수 유량에 있어서, 실시예 2-1∼2-6의 급수압은 모두 비교예 2-1∼2-3보다도 낮은 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 2-1∼2-6의 오존 용해 효율은 비교예 2-1∼2-3보다도 높다.
표 3의 결과로부터, 동수 유량에 있어서, 실시예 3-1∼3-6의 급수압은 모두 비교예 3-1∼3-3보다도 낮은 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 3-1∼3-6의 오존 용해 효율은 비교예 3-1∼3-3보다도 높다.
표 1∼표 2의 결과로부터, 이젝터를 단독으로 사용하는 것보다도, 2병렬 배관을 형성하고, 2개의 이젝터를 사용하여 오존수를 제조하는 편이, 급수압이 낮다.
또한, Ps1(게이지압)/Ps2(게이지압)가 0.28 이상인 조건하에서는, 동수 유량에 있어서, 7∼19％ 이상의 용해 효율 향상이 보이고, 또한 급수압이 50％ 이상 감소하고 있다.
표 4로부터, 오존이 안정적으로 자흡 가능하게 되는 조건은 흡입압 Ps1(게이지압)이 Ps1≤-5㎪이었다.
또한, 표 5로부터 흡입압 Ps1(게이지압)이 Ps1≤-5㎪의 조건을 만족시키는 최대 선속도 LV1max는 LV1max≥5.42m/sec이다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
1 : 오존 발생기
2 : 유체 공급 장치
3a : 제1 오존 용해 장치
3b : 제2 오존 용해 장치
4a : 제1 기액 분리 장치
4b : 제2 기액 분리 장치
5a : 제1 잉여 오존
5b : 제2 잉여 오존
6a : 제1 오존수
6b : 제2 오존수
7a : 제1 유량 조절 밸브
7b : 제2 유량 조절 밸브
8a : 제1 배압 조절 밸브
8b : 제2 배압 조절 밸브
9 : 폐오존 처리 장치
10 : 이젝터
11 : 본체
12 : 노즐 부재
13 : 제1 입구 유로
14 : 제2 입구 유로
15 : 출구 유로
16 : 수용부
17 : 직경 축소부
18 : 스로트부
19 : 직경 확장부
20 : 원환 형상 홈부
21 : 암나사부
22 : 원기둥부
23 : 돌출부
24 : 수나사부
25 : 토출구
26 : 테이퍼부
27 : 연통 유로
28 : 환 형상 유로
29 : 제1 입구 개구부
30 : 제2 입구 개구부
31 : 출구 개구부
32 : 바닥면
33 : 단부면
34, 34b : 홈부
35, 35b : 홈부
36 : 외주 홈부
37 : 나선 홈부
38 : 중간부
39 : 접속부
40 : 암나사부
41 : 본체 케이싱부
42 : 수나사부
43 : 본체 유로부
44 : 선회부
45 : 평탄부
101 : 오존 발생 수단
102 : 오존 용해 수단
103 : 기액 분리 수단
104 : 폐오존 처리 수단
201 : 오존수 제조 장치
202 : 잉여 오존 분리 장치
203 : 급수구
205 : 오존수 탱크
214a, 214b : 병렬 배관부
216 : 이젝터
223 : 오존 발생기
224 : 오존 귀환 파이프
228 : 오존 분해 장치
301 : 오존 발생 수단
301a : 다른 오존 발생 수단
302 : 오존 용해 수단
302a : 다른 오존 용해 수단
302b : 제3 오존 용해 수단
303 : 원수 공급 장치
303a : 다른 원수 공급 장치
304 : 수계통
304a : 다른 수계통
305 : 오존 이용 설비
305a : 다른 오존 이용 설비
306 : 배기 가스 처리 장치
307 : 기액 분리 수단
329 : 순환 펌프
329a : 다른 순환 펌프
f : 배관

Claims (14)

  1. 오존 발생 수단과, 유체를 공급하는 수단과, 상기 공급되는 유체에 오존을 용해시키는 오존 용해 수단과, 상기 오존 용해 수단에 의해 전부 용해되지 않았던 오존을 분리하는 기액 분리 수단을 갖는 오존수 제조 방법에 있어서,
    상기 오존 용해 수단과 상기 기액 분리 수단이 동일 라인상에서 하나의 유닛을 구성하고, 적어도 2개의 상기 유닛이, 상기 유체를 공급하는 수단으로부터 병렬로 분기된 각 라인상에 각각 배치되고, 한쪽의 유닛의 상기 기액 분리 수단에 의해 분리된 오존이 다른 쪽의 유닛의 오존 용해 수단에 이송되는 것을 특징으로 하는, 오존수 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 유닛의 오존 용해 수단을 제1 오존 용해 수단, 제2 오존 용해 수단으로 하고, 상기 제1 오존 용해 수단의 흡입 압력(부압)과 상기 제2 오존 용해 수단의 흡입압(부압)의 비가, 이하의 관계식을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 오존수 제조 방법.
    [관계식 1]
    A/B≥0.28
    A:제1 오존 용해 수단의 흡입 압력(게이지압)
    B:제2 오존 용해 수단의 흡입 압력(게이지압)
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 오존 용해 수단의 흡입 압력(게이지압)이 -5㎪ 이하인 것을 특징으로 하는, 오존수 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 오존 용해 수단을 통과하는 유체의 최대 선속도가 5.42m/sec 이상, 또한, 유체가 통과하는 방향을 축으로 하는 축에 대한 최대 단면적과 최소 단면적비가, 이하의 관계식을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 오존수 제조 방법.
    [관계식 2]
    C/D≥2.2
    C:단면적의 최대값
    D:단면적의 최소값
  5. 오존 발생기와, 유체 공급 장치와, 상기 공급 장치에 의해 공급되는 유체에 오존을 용해시키는 오존 용해 장치와, 상기 오존 용해 장치에 의해 전부 용해되지 않았던 오존을 분리하는 기액 분리 장치를 갖는 오존수 제조 장치에 있어서,
    적어도 제1 오존 용해 장치와 상기 제1 오존 용해 장치와 동일 라인상에 배치된 제1 기액 분리 장치를 구비하는 제1 유닛과, 제2 오존 용해 장치와 상기 제2 오존 용해 장치와 동일 라인상에 배치된 제2 기액 분리 장치를 구비하는 제2 유닛을 구비하고, 상기 제1 오존 용해 장치와 상기 제2 오존 용해 장치의 상류측에, 제1 유량 조절 밸브와 제2 유량 조절 밸브가 각각 배치되고, 상기 제1 기액 분리 장치와 상기 제2 기액 분리 장치의 하류측에 기액 분리 후의 오존수의 배압을 조정하는 제1 배압 조절 밸브와 제2 배압 조절 밸브가 각각 배치되고, 상기 유체 공급 장치로부터 유체가 공급되는 라인으로부터 병렬로 분기된 각 라인상에 상기 제1 유닛과 상기 제2 유닛이 배치되고, 상기 제1 기액 분리 장치가 상기 제2 오존 용해 장치와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 오존수 제조 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 오존 용해 장치의 흡입 압력(부압)과, 상기 제2 오존 용해 장치의 흡입 압력(부압)의 비가, 이하의 관계식을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 오존수 제조 장치.
    [관계식 1]
    A/B≥0.28
    A:제1 오존 용해 장치의 흡입 압력(게이지압)
    B:제2 오존 용해 장치의 흡입 압력(게이지압)
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 오존 용해 장치의 흡입 압력(게이지압)이 -5㎪ 이하인 것을 특징으로 하는, 오존수 제조 장치.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 오존 용해 장치를 통과하는 유체의 최대 선속도가 5.42m/sec 이상, 또한, 유체가 통과하는 방향을 축으로 하는 축에 대한 최대 단면적과 최소 단면적비가, 이하의 관계식을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 오존수 제조 장치.
    [관계식 2]
    C/D≥2.2
    C:단면적의 최대값
    D:단면적의 최소값
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오존 용해 장치가, 이젝터 또는 아스피레이터인 것을 특징으로 하는, 오존수 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이젝터가, 직경 축소부, 스로트부, 직경 확장부가 연속해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 오존수 제조 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 이젝터가 제1 입구부와, 길이 방향으로 연장 형성된 제1 통로부를 갖고, 상기 제1 입구부로부터 제1 통로부에 걸쳐 제1 입구 유로를 형성하는 제1 유로 형성 수단과,
    제2 입구부와, 상기 제1 통로부의 주위를 포위하는 테이퍼면을 따라 연장 형성된 제2 통로부를 갖고, 상기 제2 입구부로부터 상기 제2 통로부에 걸쳐 제2 입구 유로를 형성하는 제2 유로 형성 수단과,
    세경부와, 직경 확장부와, 출구부를 갖고, 상기 세경부로부터 상기 직경 확장부 및 상기 출구부에 걸쳐 유로 면적이 확대되고, 또한, 상기 세경부의 단부에 있어서 상기 제1 입구 유로 및 상기 제2 입구 유로에 각각 연통하는 출구 유로를 형성하는 제3 유로 형성 수단과,
    상기 제1 입구 유로 및 상기 제2 입구 유로 중 적어도 한쪽에 있어서 선회류를 발생시키는 선회류 발생 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 오존수 제조 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    원추 사다리꼴 형상의 오목부가 형성된 본체와,
    상기 오목부에 끼워 맞추어지는 볼록부가 형성된 노즐 부재를 구비하고,
    상기 제1 입구 유로는, 상기 노즐 부재의 내부에 형성되고,
    상기 제2 입구 유로는, 상기 오목부의 내주면과 상기 볼록부의 외주면 사이 및 상기 오목부가 형성된 상기 본체의 단부면과 상기 볼록부가 형성된 상기 노즐 부재의 단부면 사이에 형성되고,
    상기 출구 유로는, 상기 본체의 내부에 형성되고,
    상기 선회류 발생 수단은, 상기 오목부의 내주면과 상기 볼록부의 외주면 중 적어도 한쪽 및 또는 상기 본체의 단부면과 상기 노즐 부재의 단부면 중 적어도 한쪽에, 둘레 방향으로 복수 형성된 홈부에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 오존수 제조 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 홈부는, 상기 오목부의 내주면과 상기 볼록부의 외주면 중 적어도 한쪽에 형성되고,
    상기 오목부 및 상기 볼록부는, 상기 오목부에 상기 볼록부를 끼워 맞추었을 때에, 상기 오목부의 내주면과 상기 볼록부의 외주면이 서로 동일한 경사각으로 되고, 또한, 상기 오목부의 내주면과 상기 볼록부의 외주면의 적어도 일부가 서로 접촉하도록 구성되고, 또한,
    상기 홈부는, 상기 오목부 및 상기 볼록부 중 적어도 한쪽의 상류측 단부로부터 중간부에 걸쳐 형성되고, 상기 중간부의 하류측에는, 상기 오목부의 내주면과 상기 볼록부의 외주면 사이에, 유로 단면적이 일정한 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 오존수 제조 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 본체는,
    양단부의 내주면에 암나사부가 형성된 원통부와, 상기 원통부의 측면으로부터 돌출 설치되고, 단부에 상기 제2 입구부가 형성된 접속부를 갖는 케이싱부와,
    일단부에 상기 케이싱부의 일단부측의 상기 암나사부에 나사 결합되는 수나사부가 형성되고, 타단부에 상기 오목부가 형성되고, 내부에 상기 출구 유로가 형성된 유로부를 갖고,
    상기 노즐 부재는,
    상기 제1 입구 유로측의 일단부에 형성된 상기 볼록부와,
    상기 제1 입구 유로의 반대측의 타단부에 형성되고, 외주면에 상기 케이싱부의 타단부측의 상기 암나사부에 나사 결합되는 수나사부가 형성된 원기둥부와,
    상기 볼록부와 상기 원기둥부 사이에 형성된 대략 원기둥 형상의 중간부를 갖고,
    상기 중간부의 외경은, 상기 원기둥부의 외경보다도 작고, 또한, 상기 중간부에 이어지는 상기 볼록부의 단부의 외경보다도 작고,
    상기 제2 입구 유로는, 상기 오목부의 내주면과 상기 볼록부의 외주면 사이 및 상기 중간부의 주위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 오존수 제조 장치.
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