KR20150085231A - 오존을 이용한 살균 및 정수장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직수 타입(Type)으로 유입되는 원수(原水)에 대해 전기분해식 오존발생기에서 생성된 살균수 및 상기 살균수에 남아 있는 불순물을 정수하여 생성시킨 살균 정수수(殺菌 淨水水)를 겸용으로 사용할 수 있도록 한 것이다.
이와 같은 본 발명은 구동전극에 교번전압을 인가하여 오존을 생성하는 오존발생기; 상기 오존발생기의 유입구를 통해 수조에 유입된 물을 상기 오존으로 살균하여 생성시킨 살균수를 수조로부터 유출시켜 주는 유출구; 상기 유출구 측에 연결된 메인유출관에 설치되어 상기 유입구 측에 연결된 메인유입관으로 유입되는 물의 유량을 감지하는 유량감지수단; 상기 유량감지수단에서 감지되는 유량감지신호의 여부에 따라 메인유입관을 거쳐 상기 오존발생기에 공급되는 물의 유입과 차단을 제어시켜 주기 위해 정수부 앞 단에 설치되는 제1제어밸브; 를 포함하고, 상기 메인유출관을 거쳐 제1분기유출관을 통해 유출되는 살균수 및 상기 메인유출관을 거쳐 제2분기유출관을 통해 유출되는 살균수에 남아 있는 불순물을 정수부에서 정수하여 생성시킨 살균 정수수를 제어부에 의해 선택적으로 유출과 차단을 제어시켜 주는 유출제어부를 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.

Description

오존을 이용한 살균 및 정수장치{APPARATUS FOR STERILIZATION AND PURIFIED WATER USING OZONE}
본 발명은 오존을 이용한 살균 및 정수장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 직수 타입(Type)으로 유입되는 원수(原水)에 대해 전기분해식 오존발생기에서 생성된 오존(O3)으로 살균하여 생성시킨 살균수(殺菌水) 및 상기 살균수에 남아 있는 불순물을 정수하여 생성시킨 살균 정수수(殺菌 淨水水)를 겸용으로 사용할 수 있도록 한 오존살균 정수기의 기술에 관한 것이다.
일반적으로 오존발생기(또는 "오존생성기"라고도 한다.)는 강한 산화력으로 살균이나 소독을 비롯한 탈색, 탈취, 표백, 세척 등의 성질을 가진 오존(O3)을 발생(또는 "생성"이라고도 한다.)시켜 인체에 유해한 농약류나 중금속 등을 산화 또는 중화시켜 줌은 물론 폐수의 정수처리 등에 유용하게 이용되고 있다.
특히, 상기 오존은 물에 대한 용해도가 0℃에서 0.105 g/100ml로써 페놀, 시안 등과 같은 유독성 물질의 분해가 가능한 것으로 알려져 있다.
또한, 상기 오존은 정화능력과 함께 산소로 다시 환원되어 2차적인 공해를 일으키지 않기 때문에 담배 연기나 악취를 발생하는 유해가스에 반응하여 환경개선이나 공해 처리수단 등으로 많이 이용되고 있다.
이와 같은 오존발생기는 주로 공기나 산소에 물리적, 화학적인 자극으로 에너지를 가하는 무성 방전법과 자외선을 조사하는 광화학 반응법 등에 의해 오존을 발생시켜 주게 된다.
상기 무성 방전법을 이용한 오존발생기는 서로 대향(對向)된 오존발생용 구동전극 사이에 유리 또는 세라믹 등과 같은 절연체를 끼워 놓고 이를 공기 중에 노출시킨 상태에서 상기 구동전극에 전압을 인가하여, 오존발생기를 통과하는 공기에서 오존을 발생시켜 주는 장치이다.
하지만, 상기 언급된 무성 방전법을 이용한 오존발생기는 질소가 다량 함유되어 있는 공기 중에서 순수한 산소만을 분리하여야 하기 때문에 이로 인해 생성되는 오존량이 적을 뿐만 아니라, 생성된 오존을 물에 용해시켜 주는 작업이 번거롭고 구조가 복잡하여 그 제작비가 많이 드는 단점이 있다.
이와 관련된 종래의 기술로는 실용신안등록출원 제20-2000-0019427호(2000년 07월 06일 출원)로 출원된 '수중 오존발생기(이를 '문헌1'이라 한다.)'가 널리 알려져 있다.
상기 언급된 문헌1에 대해 살펴보면, 오존발생용 금속전극(이를 "구동전극"이라고도 한다.)(53)을 직렬로 설치하고, 상기 금속전극(53)으로 인가되는 전류를 정전류 전원장치(2)로 제어하며, 물의 유입구 근처에 임펠러(55)를 설치하여서 오존을 생성시키는 오존 발생조(5)를 다수개 병렬로 배치시킨 구성에 의한 수중 오존발생기인 것을 그 특징으로 하고 있다.
하지만, 이와 같은 종래의 오존발생기는 구동이 중단된 후 정지시간을 초과한 상태에서 다시 재구동될 경우에는 기준치 이하의 오존수가 유출되어 사용할 우려가 있는 문제점을 초래하고 있다.
더불어, 종래의 오존발생기는 금속전극에 정전류 전원장치(2)로부터 한 방향으로만 계속해서 정전류가 공급되는 구성에 의해 상기 금속전극이 이온화되어 물에 용해되기 때문에 금속물질로 이루어진 금속전극의 표면이 점차적으로 닳아서 얇아지는 현상을 초래하게 된다.
따라서, 이로 인해 상기 금속전극 사이의 간격이 넓어지게 되어 물의 저항값이 증가하게 되고, 이는 결국 오존량의 생성을 감소시키는 문제점이 있는 실정이다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 직수 타입(Type)으로 유입되는 원수(原水)에 대해 전기분해식 오존발생기에서 생성된 오존(O3)으로 살균하여 생성시킨 살균수(殺菌水)에 대해서는 각종 살균 용도로 사용하고, 더불어 상기 살균수에 남아 있는 불순물을 정수하여 생성시킨 살균 정수수에 대해서는 음용수(飮用水)로 사용할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 오존을 생성하는 오존발생기가 일정시간 이상 중단되어 정지시간을 초과한 상태에서 다시 재구동될 때마다 유출구를 기점으로 하여 메인유출관과 제1 및 제2분기유출관에 잔류되어 있는 오존 농도가 기준치 이하의 살균수 및 살균 정수수가 유출콕을 통해 선(先) 유출될 때까지 경고에 의한 표시제어를 하여, 항상 기준치 이상의 오존 농도로 생성된 살균수 및 살균 정수수를 사용할 수 있도록 함에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 오존발생기에 구비된 오존 생성용 구동전극에 일정한 주기로 +, - 극성이 변화하는 교번전압을 공급시켜 주기 때문에 상기 구동전극의 마모를 줄여주고, 더 나아가서 상기 교번전압에 의해 쌍방향으로 오존의 생성을 한층 더 극대화시켜 줄 수 있도록 함에 또 다른 목적이 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 과제를 해결하기 위한 구성수단으로는 구동전극에 교번전압을 공급받아 오존을 생성하는 오존발생기와 상기 오존발생기의 유입구를 통해 수조에 유입된 물을 상기 오존으로 살균하여 생성시킨 살균수를 유출시켜 주는 유출구가 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 유출구 측에 연결된 메인유출관에 설치되어 상기 유입구 측에 연결된 메인유입관으로 유입되는 물의 유량을 감지하는 유량감지수단이 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 유량감지수단에서 감지되는 유량감지신호의 여부에 따라 메인유입관을 거쳐 상기 오존발생기에 공급되는 물의 유입과 차단을 제어시켜 주기 위한제1제어밸브가 유입구 앞 단에 설치 구성된 것을 그 특징으로 한다.
그리고, 상기 메인유출관을 거쳐 제1분기유출관을 통해 유출되는 살균수 및 상기 메인유출관을 거쳐 제2분기유출관을 통해 유출되는 살균수에 남아 있는 불순물을 정수부에서 정수하여 생성시킨 살균 정수수를 제어부에 의해 선택적으로 유출과 차단을 제어시켜 주는 유출제어부를 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 과제를 해결하기 위한 또 다른 구성수단으로는 교번전압을 구동전극에 공급시켜 오존을 생성하는 오존발생기와 상기 교번전압에 대한 극성유지시간을 제어하는 제어부가 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 오존발생기의 유입구를 통해 수조에 유입된 물을 상기 오존으로 살균하여 생성시킨 살균수를 유출시켜 주는 유출구가 구성된 것을 그 특징으로 한다.
그리고, 상기 유출구에 연결된 메인유출관을 거쳐 제1분기유출관을 통해 유출되는 살균수 및 상기 메인유출관을 거쳐 제2분기유출관을 통해 유출되는 살균수에 남아 있는 불순물을 정수부에서 정수하여 생성시킨 살균 정수수를 제어부에 의해 선택적으로 유출과 차단을 제어시켜 주는 유출제어부를 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
이하, 본 발명이 해결하고자 하는 과제 및 해결수단들은 첨부한 도면들에 나타난 다양한 일실시사례들의 상세한 설명을 통해서 보다 더 명백하여 질 것이다.
이와 같이 본 발명은 직수 타입으로 유입되는 원수에 대해 전기분해식 오존발생기에서 생성된 오존으로 살균하여 생성시킨 살균수에 대해서는 각종 살균 용도로 사용하고, 더불어 상기 살균수에 남아 있는 불순물을 정수하여 생성시킨 살균 정수수에 대해서는 음용수로 겸용 사용할 수 있는 유익한 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 오존을 생성하는 오존발생기가 일정시간 이상 중단되어 정지 시간을 초과한 상태에서 다시 재구동될 때마다 유출구를 기점으로 하여 메인유출관과 제1 및 제2분기유출관에 잔류되어 있는 오존 농도가 기준치 이하의 살균수 및 살균 정수수가 유출콕을 통해 선(先) 유출될 때까지 경고에 의한 표시제어를 하여, 항상 기준치 이상의 오존 농도로 생성된 살균수 및 살균 정수수를 사용할 수 있는 또 다른 유용한 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 오존발생기에 구비된 오존 생성용 구동전극에 일정한 주기로 +, - 극성이 변화하는 교번전압을 공급시켜 주기 때문에 상기 구동전극의 마모를 줄여줌과 함께 더 나아가서 상기 교번전압에 의해 쌍방향으로 오존의 생성을 더욱 극대화시켜 주는 또 다른 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 오존을 이용하여 살균 및 정수가 이루어지는 장치를 개략적으로 나타낸 제1실시사례 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 오존을 이용하여 살균 및 정수가 이루어지는 장치를 개략적으로 나타낸 제2실시사례 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 오존발생기의 수조에 구비된 구동전극을 통해서 오존이 쌍방향으로 생성되는 원리를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 오존발생기의 구동전극에 공급되는 교번전압의 생성주기를 나타낸 파형도이다.
도 5는 본 발명에 따는 도 1 및 도 2에 있어서, 유출제어부의 구성을 상세하게 나타낸 제1실시사례 도면이다.
도 6은 본 발명에 따는 도 1 및 도 2에 있어서, 유출제어부의 구성을 상세하게 나타낸 제2실시사례 도면이다.
도 7은 본 발명에 있어서 도 5 및 도 6에 있어서, 유출제어부에 구비된 제2제어밸브와 제3제어밸브의 동작상태를 나타낸 도표이다.
본 발명의 구체적인 실시사례를 설명함에 있어서, 본 발명의 도면에 의해 도시되어 있고, 이에 따른 구성과 동작들은 적어도 하나의 일실시 사례로서 설명되어 지는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심적인 구성 및 동작들이 제한받지는 않아야 할 것이다.
참고로, 본 발명에서 설명되는 각 도면들에 부호를 표기함에 있어서 동일한 구성요소는 비록 다른 도면에 표기되더라도 가능한 동일한 부호를 부여하였음에 특히 유의하여야 할 것이다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 구성수단 내지는 동작에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 직수(直水) 타입(Type)으로 공급되는 원수(原水) 즉, 물에 대해 전기분해식 오존발생기(이를 "오존생성기"라고도 한다.)(100)에서 생성된 오존(Ozone, O3)으로 살균하여 생성시킨 살균수(殺菌水)(이를 "오존수"라고도 한다.)(110)에 대해 각종 살균 용도로 사용하거나, 또는 상기 살균수(110)에 남아 있는 잔류성 이물질이나 부유물질(이하 "불순물"이라 한다.) 예컨데, 세균이나 바이러스, 염소, 농약 성분을 비롯하여 특히, 백분 성분(이는 수돗물이 증발하면 남게 되는 백색 가루를 의미하는 것이며, 물체의 표면에 백색의 얼룩을 생기게 하거나 또는 관(Pipe)의 내부에 달라붙어 막히게 하는 요인이 됨.) 등을 정수부(910)에 의해 정수처리(이를 "필터링(Filtering)"이라고도 한다.)하여 생성시킨 살균 정수수(殺菌 淨水水)(111)를 음용수(飮用水)로 겸용 사용할 수 있도록 한 오존살균 정수기를 제공하는 것을 그 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서 상기 정수부(910)에 사용되는 필터(Filter) 방식에는 활성탄(Activated Carbon) 필터방식를 비롯하여 이온교환수지 필터방식, 중공사막 필터방식, 나노필터방식, 역삼투압 필터방식 중에서 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
더불어, 본 발명에 따른 상기 언급된 살균수(110)를 생성하기 위한 수단으로는 첨부된 도 3에 나타낸 바와 같이 오존발생용 구동전극(P1, P2)을 서로 대향(對向)되게 소정의 이격간격(D1)을 유지하도록 오존발생기(100)에 구비된 수조(101) 내에 별도의 고정수단(도시 생략함.)으로 설치하고, 상기 구동전극(P1, P2)에 정전류 직류전원에 의한 +, - 극성이 변화하는 교번전압을 인가시켜, 상기 구동전극(P1, P2) 사이를 통과하는 수조(101)의 물을 전기분해하여 오존(O3)을 생성시킨 다음 상기 오존(O3)으로 살균하여 살균수(110)를 생성시켜 주게 된다.
다시 말해서, 상기 언급된 전기분해로 오존(O3)이 생성되는 화학반응식에 대해 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 전기분해에 의해 수조(101)에 공급되는 물이 해리되면, 아래의 식(1)과 같이 산소와 수소발생 반응이 이루어지게 된다.
식(1) : 2H2O → O2 + 4H+ + 4e-
이어서, 식(2) 및 식(3)과 같은 오존생성 반응이 이루어지게 된다.
식(2) : H2O + O2 → O3 + 2H+ + 2e-
식(3) : 3H2O → O3 + 6H+ + 6e-
여기서, H는 수소, O는 산소, H2O는 물을 나타내고, O3는 오존(Ozone)이다.
다음은 본 발명의 과제를 해결하기 위한 구성수단 및 동작에 대해 첨부된 도면들을 참조하여 그 일실시 사례를 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 오존발생기(100)에는 첨부된 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 소정의 수압을 가진 물이 메인유입관(311)을 통해서 직수(直水) 타입(Type)으로 로 상기 오존발생기(100)에 구비된 수조(101)에 화살표(가) 방향으로 유입시켜 주는 구성으로 된다.
이때, 상기 수조(101)는 원형상, 원기둥형상, 사각형상 등으로 다양한 형상과 크기로 구비시켜 주되, 이는 살균수(110) 및 살균 정수수(111)를 직수 타입으로 사용하는 장소나 사용량, 목적, 용도 등에 따라 한 개를 사용하거나, 또는 직렬이나 병렬, 직병렬 등으로 다수 개 연결하여 사용하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기 오존발생기(100)의 유입구(121)를 통해 수조(101)에 유입된 물을 공급받아 오존발생용 구동전극(P1, P2)에 교번전압을 인가하여 전기분해식으로 생성된 오존으로 살균하여 생성시킨 살균수(110)를 유출구(122)를 통해 메인유출관(312)을 거쳐 유출제어부(900)에 구비된 유출콕(Cock)(241 내지 243) 중에서 오픈(Open)된 어느 하나로 유출시켜 주는 구성으로 된다.
또한, 상기 유출구(122) 측에 연결된 메인유출관(312)에 설치되어 상기 유입구(121) 측에 연결된 메인유입관(311)으로 유입되는 물의 유량을 감지하는 유량감지수단(230)이 구성된다.
그리고, 상기 유량감지수단(230)에서 감지되는 유량감지신호(S1)의 여부에 의해 메인유입관(311)을 거쳐 상기 오존발생기(100)에 공급되는 물의 유입과 차단을 제어시켜 주는 제1제어밸브(211)를 유입구(121) 앞 단에 설치시켜 주는 구성으로 된다.
이때, 상기 유량감지신호(S1)가 제어부(400)에서 판별되면, 상기 제어부(400)는 제1제어밸브(211)를 오픈(Open)시켜 메인유입관(311)을 통해 오존발생기(100)에 물을 공급시켜 주기 위한 제어신호를 출력하고, 반면에 상기 유량감지신호(S1)가 제어부(400)에서 판별되지 않으면, 상기 제어부(400)는 제1제어밸브(211)를 차단(Closed)시켜 메인유입관(311)을 통해 오존발생기(100)에 공급되는 물을 차단시켜 주기 위한 제어신호를 출력하는 구성으로 된다.
다시 말해서, 상기 유출제어부(900)에 구비된 유출콕(Cock)(241 내지 243) 중에서 어느 하나가 오픈(Open)되면, 노멀-차단형(Normal-Closed Type)의 전자밸브(Solenoid Controlled Valve)로 구비된 제1제어밸브(211)가 제어부(400)에 의해 오픈(Open)제어된 상태에서 물을 메인유입관(311)을 통해 오존발생기(100)에 구비된 유입구(121)를 거쳐 수조(101)에 유입시켜 주는 작용을 하게 된다.
더불어, 상기 유입구(121) 측의 제1제어밸브(211) 앞 단에는 메인유입관(311)을 통해 오존발생기(100)의 수조(101)로 유입되는 물의 유압을 일정하게 유지시켜 오존의 생성 농도를 일정하게 유지시켜 주기 위한 수단으로 감압밸브(Valve)(250)를 설치시켜 주는 구성으로 된다.
이때, 본 발명은 상기 감압밸브(250)에 의해 항상 기준치(예컨데, 0.1ppm) 이상의 오존 농도로 생성된 살균수(110) 및 살균 정수수(111)를 유출콕(241 내지 243)으로 유출시켜 사용할 수 있는 작용을 하게 되는데, 물론 상기 언급된 오존 농도의 기준치는 예를 든 것이며, 이는 살균수(110) 및 살균 정수수(111)를 사용하는 용도와 목적 등에 따라 달라질 수 있는 것이다.
한편, 상기 유량감지신호(S1)가 제어부(400)에서 판별되면, 즉 유출콕(241 내지 243) 중에서 어느 하나가 오픈(Open)되어 물이 유출될 경우에는 상기 제어부(400)는 정전류 전원을 생성하는 전원부(600)의 구동에 이어 오존발생기(100)의 구동전극(P1, P2)에 교번전압을 생성하여 공급하는 스위칭부(500)를 구동시켜 주기 위한 제어신호를 출력하고, 반면에 상기 유량감지신호(S1)가 제어부(400)에서 판별되지 않으면, 즉 유출콕(241 내지 243)이 모두 잠겨(Closed) 물이 유출되지 않을 경우에는 상기 제어부(400)는 정전류 전원을 생성하는 전원부(600)와 오존수발생기(100)의 구동전극(P1, P2)에 교번전압을 생성하여 공급하는 스위칭부(500)를 오프(Off)시켜 주기 위한 제어신호를 출력하는 구성으로 된다.
더불어, 상기 유량감지수단(230)에서 감지된 유량의 변화에 따른 스위칭부(500)에서 출력되는 전류(i1)를 전류검출수단(510)에서 검출(또는 "감지"라고도 한다.)하고, 이때 상기 전류검출수단(510)에서 검출된 전류(i1)를 기준전류(io)와 비교하여 상기 스위칭부(500)에 정전류 전원을 공급하기 위한 전압가변 제어신호를 전원부(600)에 출력하는 제어부(400)를 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 상기 메인유출관(312)을 거쳐 제1분기유출관(321)을 통해 유출되는 살균수(110) 및 상기 메인유출관(312)을 거쳐 제2분기유출관(322)을 통해 유출되는 살균수(110)에 남아 있는 불순물을 정수부(910)에서 정수시킨 살균 정수수(111)를 제어부(400)에 의해 선택적으로 유출과 차단을 제어시켜 주는 유출제어부(900)를 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
다음은 본 발명의 과제를 해결하기 위한 또 다른 구성수단 및 동작에 대해 첨부된 도면들을 참조하여 그 일실시 사례를 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.
첨부된 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 오존발생기(100)는 교번전압을 구동전극(P1, P2)에 인가하여 오존을 생성하고, 상기 교번전압에 대한 극성유지시간(T1)을 제어부(400)에 의해 제어시켜 주는 구성으로 된다.
또한, 앞에서 이미 언급된 바와 같이 상기 오존발생기(100)의 유입구(121)를 통해 수조(101)에 유입된 물을 상기 오존으로 살균하여 생성시킨 살균수(110)를 유출시켜 주는 유출구(122)가 구성된다.
그리고, 본 발명은 상기 유출구(122)에 연결된 메인유출관(312)을 거쳐 제1분기유출관(321)을 통해 유출되는 살균수(110) 및 상기 유출구(122)에 연결된 메인유출관(312)을 거쳐 제2분기유출관(322)을 통해 유출되는 살균수(110)에 남아 있는 불순물을 정수부(910)에서 정수시킨 살균 정수수(111)를 제어부(400)에 의해 선택적으로 유출과 차단을 제어시켜 주는 유출제어부(900)를 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
한편, 이와 같이 구성된 본 발명에 있어서 상기 유출제어부(900)는 첨부된 도 5에 나타낸 바와 같이 메인유출관(312)에 연결된 분기점(A)을 기점으로 하여 제1분기유출관(321)을 통해 유출콕(241)으로 유출되는 살균수(110)에 대한 유출과 차단(Closed)을 제어시켜 주는 제2제어밸브(212)가 구성되고, 더 나아가서 상기 분기점(A)을 기점으로 하여 제2분기유출관(322)을 통해 또 다른 유출콕(242)으로 유출되는 살균 정수수(111)에 대한 유출과 차단(Closed)을 제어시켜 주는 제3제어밸브(213)를 정수부(910) 앞 단에 설치시켜 주는 구성으로 된다.
또한, 이와는 달리 본 발명에 있어서 상기 유출제어부(900)는 첨부된 도 6에 나타낸 바와 같이 메인유출관(312)에 연결된 분기점(A)을 기점으로 하여 제1분기유출관(321)을 통해 유출콕(243)으로 유출되는 살균수(110)에 대한 유출과 차단(Closed)을 제어시켜 주는 제2제어밸브(212)가 구성되고, 더 나아가서 상기 분기점(A)을 기점으로 하여 제2분기유출관(322)을 통해 상기 유출콕(243)으로 유출되는 살균 정수수(111)에 대한 유출과 차단(Closed)을 제어시켜 주는 제3제어밸브(213)를 정수부(910) 앞 단에 설치시켜 주되, 이때 상기 제2제어밸브(212)를 거쳐 유출되는 살균수(110) 및 상기 제3제어밸브(213)를 거쳐 유출되는 살균 정수수(111)는 유출콕(243)의 앞 단에 연결된 합류점(B)에서 합류시켜 주는 구성으로 된다.
이때, 상기 제2제어밸브(212)와 제3제어밸브(213)는 첨부된 도 7에 나타낸 바와 같이 제어부(400)의 제어에 의해 오픈(Open)과 차단(Closed)을 상대적으로 대응시켜 제어동작이 이루어지기 때문에 이를 통해 살균수(110) 및 살균 정수수(111)에 대한 선택적인 유출 동작이 이루어지게 되는 것이다.
한편, 본 발명에 있어서 상기 오존발생기(100)는 첨부된 도 5에 나타낸 바와 같이 그 설치환경에 따라 사용이 잠시 정지된 상태에서 설정부(800)에서 설정된 소정의 정지시간(H1)(예컨데, 20분, 30분 등)을 초과한 상태에서 재구동될 때마다 새로 생성된 살균수(110)가 유출구(122)를 기점으로 하여 메인유출관(312)과 제1분기유출관(321)을 거쳐 유출콕(241)에 이르는 구간(L1)을 통과하여 유출될 때까지의 경과시간(H2) 동안 제어부(400)를 통해서 경고표시부(410)에 구비된 제1표시수단(411)으로 경고를 표시하여 주는 구성으로 된다.
또한, 본 발명에 있어서 상기 오존발생기(100)는 첨부된 도 5에 나타낸 바와 같이 그 설치환경에 따라 사용이 잠시 정지된 상태에서 설정부(800)에서 설정된 소정의 정지시간(H1)(예컨데, 20분, 30분 등)을 초과한 상태에서 재구동될 때마다 새로 생성된 살균 정수수(111)가 유출구(122)를 기점으로 하여 메인유출관(312)과 제2분기유출관(322)을 거쳐 유출콕(242)에 이르는 구간(L2)을 통과하여 유출될 때까지의 경과시간(H2) 동안 제어부(400)를 통해서 경고표시부(410)에 구비된 제1표시수단(411)으로 경고를 표시하여 주는 구성으로 된다.
마찬가지로, 본 발명에 있어서 상기 오존발생기(100)는 첨부된 도 6에 나타낸 바와 같이 그 설치환경에 따라 사용이 잠시 정지된 상태에서 설정부(800)에서 설정된 소정의 정지시간(H1)(예컨데, 20분, 30분 등)을 초과한 상태에서 재구동될 때마다 새로 생성된 살균수(110)가 유출구(122)를 기점으로 하여 메인유출관(312)과 제1분기유출관(321)을 거쳐 유출콕(243)에 이르는 구간(L3)이나, 또는 살균 정수수(111)가 유출구(122)를 기점으로 하여 메인유출관(312)과 제2분기유출관(322)을 거쳐 유출콕(243)에 이르는 구간(L3)을 통과하여 유출될 때까지의 경과시간(H2) 동안 제어부(400)를 통해서 경고표시부(410)에 구비된 제1표시수단(411)으로 경고를 표시하여 주는 구성으로 된다.
더불어, 본 발명은 상기 경과시간(H2)이 지나면 제1표시수단(411) 예컨데, 적색의 경고 표시가 오프(Off)제어됨과 동시에 경고표시부(410)에 구비된 예컨데, 녹색의 제2표시수단(412)을 온(On)제어시켜 사용자에게 경고 해지표시를 하여 주게 된다.
아울러, 상기 경고표시부(410)에 구비된 제1표시수단(411)과 제2표시수단(412)은 엘이디(LED) 등과 같은 램프로 표시하거나, 또는 음성이나 멜로디 등으로 사용자에게 다양하게 알려주는 것도 가능할 것이다.
이와 같이 본 발명은 오존살균 정수기의 사용자로 하여금 항상 기준치(예컨데, 통상 0.1ppm) 이상의 오존 농도로 생성된 살균수(110) 및 살균 정수수(111)를 사용할 수 있도록 하는 유용한 작용을 하게 되는 것이다.
한편, 본 발명에 있어서 상기 제어부(400)는 유출구(122) 측에 연결된 메인유출관(312)에 설치되어 유입구(121) 측에 연결된 메인유입관(311)으로 유입되는 물의 유량을 감지하는 유량감지수단(230)에서 감지된 유량의 변화에 따른 스위칭부(500)에서 출력되는 전류(i1)를 전류검출수단(510)에서 검출(또는 "감지"라고도 한다.)하고, 이때 상기 전류검출수단(510)에서 검출된 전류(i1)를 기준전류(io)와 비교하여, 상기 스위칭부(500)에 정전류 전원을 공급하기 위한 전압가변 제어신호를 외부로부터 전원(700)이 공급되는 전원부(600)에 출력시켜 주는 구성으로 된다.
이때, 상기 스위칭부(500)에서 생성되어 오존발생기(100)의 수조(101)에 설치된 구동전극(P1, P2)에 인가되는 +, - 극성의 교번전압에 대한 극성유지시간(T1)은 첨부된 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 제어부(400)에서 15초 내외로 제어시켜 주는 것이 구동전극(P1, P2) 표면의 마모방지에 유리하나, 이는 수조(101)에 설치되는 구동전극(P1, P2)의 이격간격(D1)이나 물의 종류, 유량, 온도, 경도, 수압 등 제반적인 환경요인을 고려하여 10 내지 20초 범위로 제어동작이 이루어지도록 하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기 극성유지시간(T1) 사이의 극성 스위칭 대기시간(T2)은 0.5초 내외로 제어시켜 주는 것이 구동전극(P1, P2)을 비롯하여 오존수(110)의 생성의 극대화나 스위칭부(500)의 회로를 보호하기 위한 측면에서 유리하기 때문에 본 발명은 이를 감안하여 0.1 내지 2초 범위로 제어부(400)에서 제어동작이 이루어지도록 하는 것이 바람직할 것이다.
다시 말해서, 상기 극성 스위칭 대기시간(T2)이 0.1초 이하로 짧게 되면 오존수(110)의 생성량은 증가하나 스위칭부(500)의 회로에 부하가 걸려 무리가 따를 수 있고, 반대로 상기 극성 스위칭 대기시간(T2)이 2초 이상으로 길게 되면 스위칭부(500)의 회로 보호에는 유리하나 오존수(110)의 생성량이 감소할 우려가 있을 수 있기 때문이다.
한편, 본 발명은 첨부된 도 1, 도 2 및 도 5, 도 6에 나타낸 바와 같이 유출제어부(900)에 구비된 유출콕(241 내지 243)이 설치된 인접한 부위의 벽 등에 유선방식 또는 무선방식의 원격제어기(또는 "리모콘"이라고도 한다.)로 구비된 원격제어수단(810)에 의해 원격으로 상기 오존발생기(100)의 구동을 편리하게 제어시켜 주거나, 또는 유출제어부(900)에 구비된 제2제어밸브(212) 및 제3제어밸브(213)을 원격으로 제어하여 살균수(110) 및 살균 정수수(111)의 사용을 편리하게 제어시켜 주는 기능적인 동작을 수행하게 된다.
물론, 상기 원격제어수단(810)은 유선방식 또는 무선방식의 음성제어기(또는 "음성인식기"라고도 한다.)를 포함하여 구성시켜 주는 것도 가능할 것이다.
한편, 본 발명에 있어서 오존발생기(100)에 구비된 구동전극(P1, P2)은 첨부된 도 3에 나타낸 바와 같이 끝 부분이 뾰족한 침상(針狀)형으로 구비시켜, 이로 인해 상기 구동전극(P1, P2) 사이를 통과하는 수조(101)의 물을 전기분해에 의한 오존의 생성에 유리한 작용을 하게 된다.
본 발명에 있어서 상기 구동전극(P1, P2)은 앞에서 언급된 침상(針狀)형 외에 원형, 평판형, 톱날형상, 메시(Mesh)형 등 다양하게 구비시켜 주는 것도 가능할 것이고, 더 나아가서 메인유입관(311)을 통해서 오존발생기(100)의 수조(101)에 유입되는 물의 종류나 온도, 경도, 유량 등에 따라 구동전극(P1, P2)을 적어도 하나 이상 또는 다수 개로 구비하여 이를 직렬로 결선하거나, 또는 병렬로 결선하는 방식에 의해 오존의 농도 저하를 방지시켜 주도록 하는 것이 바람직할 것이다.
다시 말해서, 상기 메인유입관(311)을 통해서 오존발생기(100)의 수조(101)에 유입되는 물의 종류 예컨데, 지하수의 경우 미네랄이 함유된 물이나 수돗물의 경우 철분 등이 함유된 물을 비롯하여, 상기 수조(101)에 유입되는 물의 유량에 따라 전기적인 저항값이 일정하지 않기 때문에 오존 농도를 앞에서 언급된 기준치 이상(예컨데, 0.1ppm)으로 생성시켜 주기가 어렵게 되는 것이다.
따라서, 본 발명은 이를 방지하기 위한 수단으로 앞에서 언급된 바와 같이 메인유입관(311)을 통해서 오존발생기(100)의 수조(101)에 유입되는 물의 종류에 따라 저항값이 변화하거나, 또는 메인유입관(311)을 통해서 오존발생기(100)의 수조(101)에 유입되는 물의 유량에 따라 오존을 생성시키는 구동전극(P1, P2)에 정전류 전원을 공급하여 주기 위한 전원부(600)를 구성시켜 주게 된다.
예컨데, 상기 전원부(600)는 제어부(400)의 제어에 의해 20 내지 120볼트(V) 범위에서 적절한 전압으로 선택하여 출력시켜 주는 구조로 되고, 이는 제어부(400)에 의해 오존발생용 구동전극(P1, P2) 사이를 흐르는 물의 저항값이 높을 경우에는 그 전압을 더 높게 가변시켜 주고, 반대로 물의 저항값이 낮을 경우에는 그 전압을 더 낮게 가변시켜 주는 동작을 하게 되는데, 이때 상기 전원부(600)에는 별도로 구비된 스위치(도시 생략함.)를 통해서 외부로부터 전원(700)이 공급되는 구성으로 된다.
한편, 본 발명은 상기 전원부(600)에서 출력되는 정전류 전원으로 +, - 극성의 교번전압을 생성하여 오존발생기(100)의 수조(101)에 구비된 구동전극(P1, P2)에 공급시켜 주되, 더 나아가서 상기 구동전극(P1, P2)에 대한 표면의 마모를 줄여 줌과 함께 상기 교번전압에 의해 쌍방향으로 오존 생성에 극대화를 도모할 수 있도록 스위칭부(500)를 구성시킨 것을 그 특징으로 한다.
다시 말해서, 상기 구동전극(P1, P2)에 전원부(600)에서 생성된 전류가 공급되면, 이때 구동전극(P1, P2) 근처에는 전기 이중층(Electric Double Layer)이 형성되기 때문에 저항값이 증가하는 요인으로 작용하게 되고, 이로 인해 전류가 감소하여 결국 오존의 생성량을 감소시키는 영향을 주게 되는 것이다.
이와 더불어, 상기 구동전극(P1, P2)의 표면에는 이온화된 물 외에 철분 등의 불순물이 흡착되기 때문에 구동전극(P1, P2)의 부피가 커지게 되고, 이 또한 저항값이 증가하는 요인으로 작용하여 전류가 감소하게 되고, 결국 오존의 생성량을 감소시키는 영향을 미치게 하는 것이다.
또 다른 한편으로, 상기 구동전극(P1, P2)이 이온화되어 물에 용해되기 때문에 금속 물질로 이루어진 구동전극(P1, P2)의 표면이 닳아서 얇아지는 현상이 초래되고, 이로 인해 첨부된 도 3에 나타낸 바와 같이 구동전극(P1, P2) 사이의 이격간격(D1)이 초기에 비해 넓어져서 결국 상기 이격간격(D1)에 비례하는 물의 저항값이 증가하게 되고, 이 또한 오존 생성량을 감소시키는 요인으로 작용하게 되는 것이다.
본 발명은 이를 방지하고자 상기 구동전극(P1, P2)의 재질을 백금이나 백금도금으로 구비하여 줄 경우에는 구동전극(P1, P2)의 스케일(Scale) 발생으로 인한 이온화 방지에 따른 구동전극(P1, P2) 표면의 마모를 줄일 수 있고, 만약 구동전극(P1, P2)의 표면이 마모된 경우에는 이격간격(D1)을 초기 상태로 좁게 조절하거나 신규 교체하여 오존의 생성을 원활하게 하도록 하는 것이 바람직할 것이다.
따라서, 본 발명은 스위칭부(500)를 통해서 전원부(600)로부터 출력되는 정전류 전원을 교번전압으로 생성시킨 다음 이를 구동전극(P1, P2)에 공급하여 줌으로써, 이로 인해 상기 구동전극(P1, P2)에 대한 표면 마모를 방지하여 주는 유용한 작용을 하게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위에서 다양한 변경과 수정 등이 가능함을 자명하게 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 언급된 바와 같은 다양한 실시사례들에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 특허청구 범위에 의하여 정해져야 함이 바람직할 것이다.
100 : 오존발생기
101 : 수조
110 : 살균수
111 : 살균 정수수
121 : 유입구
122 : 유출구
211 : 제1제어밸브(Valve)
212 : 제2제어밸브(Valve)
213 : 제3제어밸브(Valve)
230 : 유량감지수단
241 내지 243 : 유출콕(Cock)
250 : 감압밸브(Valve)
311 : 메인유입관
312 : 메인유출관
321 : 제1분기유출관
322 : 제2분기유출관
400 : 제어부
410 : 경고표시부
411 : 제1표시수단
412 : 제2표시수단
500 : 스위칭부
510 : 전류검출수단
600 : 전원부
700 : 전원
800 : 설정부
810 : 원격제어수단
900 : 유출제어부
910 : 정수부

Claims (17)

  1. 구동전극(P1, P2)에 교번전압을 인가하여 오존을 생성하는 오존발생기(100);
    상기 오존발생기(100)의 유입구(121)를 통해 수조(101)에 유입된 물을 상기 오존으로 살균하여 생성시킨 살균수(110)를 수조(101)로부터 유출시켜 주는 유출구(122);
    상기 유출구(122) 측에 연결된 메인유출관(312)에 설치되어, 상기 유입구(121) 측에 연결된 메인유입관(311)으로 유입되는 물의 유량을 감지하는 유량감지수단(230);
    상기 유량감지수단(230)에서 감지되는 유량감지신호(S1)의 여부에 따라 메인유입관(311)을 거쳐 상기 오존발생기(100)에 공급되는 물의 유입과 차단을 제어시켜 주기 위해 유입구(121) 앞 단에 설치되는 제1제어밸브(211); 를 포함하고,
    상기 메인유출관(312)을 거쳐 제1분기유출관(321)을 통해 유출되는 살균수(110); 및 상기 메인유출관(312)을 거쳐 제2분기유출관(322)을 통해 유출되는 상기 살균수(110)에 남아 있는 불순물을 정수부(910)에서 정수시킨 살균 정수수(111)를 제어부(400)에 의해 선택적으로 유출과 차단을 제어시켜 주는 유출제어부(900)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유입구(121) 측의 제1제어밸브(211) 앞 단에는 메인유입관(311)을 통해 오존발생기(100)의 수조(101)로 유입되는 물의 유압을 일정하게 유지시켜 주기 위한 감압밸브(250)가 설치된 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유량감지신호(S1)가 제어부(400)에서 판별되면, 상기 제어부(400)는 제1제어밸브(211)를 오픈(Open)시켜 주기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유량감지신호(S1)가 제어부(400)에서 판별되지 않으면, 상기 제어부(400)는 제1제어밸브(211)를 차단(Closed)시켜 주기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유량감지신호(S1)가 제어부(400)에서 판별되면, 상기 제어부(400)는 정전류 전원을 생성하는 전원부(600)의 구동에 이어 오존발생기(100)의 구동전극(P1, P2)에 교번전압을 생성하여 공급하는 스위칭부(500)를 구동시켜 주기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유량감지신호(S1)가 제어부(400)에서 판별되지 않으면, 상기 제어부(400)는 정전류 전원을 생성하는 전원부(600)와 오존수발생기(100)의 구동전극(P1, P2)에 교번전압을 생성하여 공급하는 스위칭부(500)를 오프(Off)시켜 주기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 유량감지수단(230)에서 감지된 유량의 변화에 따른 스위칭부(500)에서 출력되는 전류(i1)를 전류검출수단(510)에서 검출하고, 상기 전류검출수단(510)에서 검출된 전류(i1)를 기준전류(io)와 비교하여, 상기 스위칭부(500)에 정전류 전원을 공급하기 위한 전압가변 제어신호를 전원부(600)에 출력하는 제어부(400)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
  8. 교번전압을 구동전극(P1, P2)에 인가하여 오존을 생성하는 오존발생기(100);
    상기 교번전압에 대한 극성유지시간(T1)을 제어하는 제어부(400); 를 포함하고,
    상기 오존발생기(100)의 유입구(121)를 통해 수조(101)에 유입된 물을 상기 오존으로 살균하여 생성시킨 살균수(110)를 유출시켜 주는 유출구(122);
    상기 유출구(122)에 연결된 메인유출관(312)을 거쳐 제1분기유출관(321)을 통해 유출되는 살균수(110); 및 상기 유출구(122)에 연결된 메인유출관(312)을 거쳐 제2분기유출관(322)을 통해 유출되는 살균수(110)에 남아 있는 불순물을 정수부(910)에서 정수시킨 살균 정수수(111)를 제어부(400)에 의해 선택적으로 유출과 차단을 제어시켜 주는 유출제어부(900)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어부(400)는 유출구(122) 측에 연결된 메인유출관(312)에 설치되어 유입구(121) 측에 연결된 메인유입관(311)으로 유입되는 물의 유량을 감지하는 유량감지수단(230)에서 감지된 유량의 변화에 따른 스위칭부(500)에서 출력되는 전류(i1)를 전류검출수단(510)에서 검출하고, 상기 전류검출수단(510)에서 검출된 전류(i1)를 기준전류(io)와 비교하여, 상기 스위칭부(500)에 정전류 전원을 공급하기 위한 전압가변 제어신호를 전원부(600)에 출력하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
  10. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 구동전극(P1, P2)에 공급되는 교번전압의 극성유지시간(T1)은 10 내지 20초이고, 상기 교번전압은 스위칭부(500)에서 생성되는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 극성유지시간(T1) 사이의 극성 스위칭 대기시간(T2)은 0.1 내지 2초인 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
  12. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 유출제어부(900)는 메인유출관(312)에 연결된 분기점(A)을 기점으로 하여 제1분기유출관(321)을 통해 유출콕(241)으로 유출되는 살균수(110)에 대한 유출과 차단을 제어시켜 주는 제2제어밸브(212); 및
    상기 분기점(A)을 기점으로 하여 제2분기유출관(322)을 통해 유출콕(242)으로 유출되는 살균 정수수(111)에 대한 유출과 차단을 제어시켜 주기 위해 정수부10) 앞 단에 설치되는 제3제어밸브(213)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
  13. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 유출제어부(900)는 메인유출관(312)에 연결된 분기점(A)을 기점으로 하여 제1분기유출관(321)을 통해 유출콕(243)으로 유출되는 살균수(110)에 대한 유출과 차단을 제어시켜 주는 제2제어밸브(212); 및
    상기 분기점(A)을 기점으로 하여 제2분기유출관(322)을 통해 유출콕(243)으로 유출되는 살균 정수수(111)에 대한 유출과 차단을 제어시켜 주기 위해 정수부10) 앞 단에 설치되는 제3제어밸브(213); 를 포함하고,
    상기 제2제어밸브(212)를 거쳐 유출되는 살균수(110) 및 상기 제3제어밸브(213)를 거쳐 유출되는 살균 정수수(111)는 유출콕(243)의 앞 단에 연결된 합류점(B)에서 합류되는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
  14. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 제2제어밸브(212)와 제3제어밸브(213)는 제어부(400)의 제어에 의해 오픈과 차단을 상대적으로 대응시켜 제어되는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
  15. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 오존발생기(100)는 정지시간을 초과한 상태에서 재구동될 때마다 새로 생성된 살균수(110)가 유출구(122)를 기점으로 하여 메인유출관(312)과 제1분기유출관(321)을 거쳐 유출콕(241)에 이르는 구간(L1)을 통과하여 유출될 때까지의 경과시간 동안 제1표시수단(411)으로 경고 표시하여 주는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
  16. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 오존발생기(100)는 정지시간을 초과한 상태에서 재구동될 때마다 새로 생성된 살균 정수수(111)가 유출구(122)를 기점으로 하여 메인유출관(312)과 제2분기유출관(322)을 거쳐 유출콕(242)에 이르는 구간(L2)을 통과하여 유출될 때까지의 경과시간 동안 제1표시수단(411)으로 경고 표시하여 주는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
  17. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 오존발생기(100)는 정지시간을 초과한 상태에서 재구동될 때마다 새로 생성된 살균수(110)가 유출구(122)를 기점으로 하여 메인유출관(312)과 제1분기유출관(321)을 거쳐 유출콕(243)에 이르는 구간(L3); 또는 살균 정수수(111)가 유출구(122)를 기점으로 하여 메인유출관(312)과 제2분기유출관(322)을 거쳐 유출콕(243)에 이르는 구간(L3)을 통과하여 유출될 때까지의 경과시간 동안 제1표시수단(411)으로 경고 표시하여 주는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 살균 및 정수장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150094399A (ko) * 2014-02-11 2015-08-19 코웨이 주식회사 살균기 및 살균기의 제어 방법

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