KR20170014922A - 비연속식 급수시설용 자외선 소독 장치 - Google Patents

비연속식 급수시설용 자외선 소독 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자외선을 이용하여 식수를 소독하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비연속식 급수시설에 적합한 자외선 소독 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 소독 수조(110); 상기 소독 수조(110) 내에 설치되어서 상기 소독 수조(110)에 저장된 물을 소독하는 자외선 램프(120); 상기 소독 수조(110)에서 소독된 물이 유입되어서 저장되는 식수 공급 수조(130); 상기 소독 수조(110)와 상기 식수 공급 수조(130)를 연결하는 연결관(150); 상기 연결관(150) 상에 설치되어서 상기 소독 수조(110)로부터 상기 식수 공급 수조(130)로의 물 유입을 제어하는 밸브(160); 및 상기 자외선 램프(120)의 점멸과 상기 밸브(160)의 개폐를 제어하는 제어기(170)를 포함하며, 상기 제어기(170)는 상기 밸브(160)가 닫힌 상태에서 상기 자외선 램프(120)의 점등 후 안정화 시간이 경과한 후에 상기 밸브(160)를 여는 것을 특징으로 하는 비연속식 급수시설용 자외선 소독 장치가 제공된다.

Description

비연속식 급수시설용 자외선 소독 장치 {ULTRAVIOLET STERILIZATION APPARATUS FOR WATER SUPPLY EQUIPMENT OPERATING IN NON-CONTINUOUS MANNER}
본 발명은 자외선을 이용하여 식수를 소독하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비연속식 급수시설에 적합한 자외선 소독 장치에 관한 것이다.
학교, 어린이집, 용양병원 등 집단급식시설의 경우 병원성 미생물에 의한 집단 발명의 위험성을 포함하고 있으며, 특히, 지하수를 직접 사용하는 시설의 경우 반드시 소독 설비를 갖춰야 한다. 일반적인 집단급식시설의 경우 염소와 자외선을 많이 사용하고 있는데, 염소의 경우 잔류할 경우 발암물질 생성 위험과 냄새 등의 악여향 가능성이 있으며 차염소산, 염산 또는 소금 등 외부에서 추가적인 약품을 주입해야 한다. 자외선의 경우 염소에 비해 안전하고 유지관리가 용이하지만 잔류성이 없다. 또한, 일반적인 자외선 소독의 경우 1초 이내의 짧은 체류시간 동안 병원성 미생물을 소독하도록 설계되어 있는데, 균인할 유량을 처리하는 정수장 등과 달리 공공급식시설은 식사 시간 등에 물 사용량이 급증하는 등 비연속적으로 사용하게 된다. 따라서, 자외선 램프가 점등 후 안정화 시간 등을 고려하면 초기 공급수의 경우 불완전한 소독 가능성이 높다. 따라서 공공급수시설의 비연속식 물 사용을 고려한 자외선 소독 장치의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0485897 "자외선 물 살균 장치"(2005.04.29.) 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1199558 "멸균 냉온수 공급기기"(2012.11.12.) 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 20-0374174 "순환식 식수생성장치"(2005.01.24.)
본 발명의 목적은 비연속식 급수시설에서 사용하기 적합한 것으로서 자외선 램프의 안정화 시간을 고려하여 초기 불완전 소독의 문제를 해결하는 자외선 소독 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,
소독 수조(110); 상기 소독 수조(110) 내에 설치되어서 상기 소독 수조(110)에 저장된 물을 소독하는 자외선 램프(120); 상기 소독 수조(110)에서 소독된 물이 유입되어서 저장되는 식수 공급 수조(130); 상기 소독 수조(110)와 상기 식수 공급 수조(130)를 연결하는 연결관(150); 상기 연결관(150) 상에 설치되어서 상기 소독 수조(110)로부터 상기 식수 공급 수조(130)로의 물 유입을 제어하는 밸브(160); 및 상기 자외선 램프(120)의 점멸과 상기 밸브(160)의 개폐를 제어하는 제어기(170)를 포함하며, 상기 제어기(170)는 상기 밸브(160)가 닫힌 상태에서 상기 자외선 램프(120)의 점등 후 안정화 시간이 경과한 후에 상기 밸브(160)를 여는 것을 특징으로 하는 비연속식 급수시설용 자외선 소독 장치가 제공된다.
상기 자외선 소독 장치는 상기 식수 공급 수조(130)의 수위를 측정하는 수위 센서(140)를 더 포함하며, 상기 제어기(170)는 상기 식수 공급 수조(130)의 수위가 내려가서 설정된 기준 수위(h2)에 도달할 때 꺼진 상태의 상기 자외선 램프(120)를 점등하는 것이 바람직하다.
상기 제어기(170)는 상기 밸브(160)가 열려 있는 동안 상기 자외선 램프(120)의 점등 상태를 계속 유지하는 것이 바람직하다.
상기 밸브(160)는 솔레노이드 밸브일 수 있다.
상기 소독 수조(110)에는 격벽(111a, 111b)에 의해 분리되고 그 내부에 상기 자외선 램프(120)가 설치되는 둘 이상의 단위 소독 공간(112a, 112b, 112c)이 마련되며, 상기 격벽(111a, 111b)에는 이웃한 두 단위 소독 공간을 연결하는 개구부(113a, 113b)가 마련되며, 상기 개구부(113a, 113b)는 상기 소독 수조(110) 내에서 물이 상하로 번갈아 이동하면서 배출되도록 배치될 수 있다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 소독 수조에서 자외선 램프의 점등 후 안정화 시간이 경과된 후에 소독 수조의 물이 식수 공급 수조로 유입되도록 밸브의 작동이 제어기에 의해 제어되므로, 자외선을 이용한 식수 소독 장치에서 초기 불완전 소독된 물이 식수로 공급되는 문제가 해결된다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비연속식 급수시설용 자외선 소독 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면으로서, 작동 상태를 차례대로 도시한 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비연속식 급수시설용 자외선 소독 장치(이하, '소독 장치'라 약칭)(100)는 물에 대한 자외선 소독이 이루어지는 소독 수조(110)와, 소독 수조(110) 내에 설치되는 다수의 자외선 램프(120)와, 소독 수조(110)에서 소독된 물이 이동하여 저장되는 식수 공급 수조(130)와, 식수 공급 수조(130) 내의 수위를 측정하는 수위 센서(140)와, 소독 수조(110)와 식수 공급 수조(130)를 연결하는 연결관(150)과, 연결관(150) 상에 설치되어서 연결관(150)을 개폐하는 밸브(160)와, 다수의 자외선 램프(120), 수위 센서(140) 및 밸브(160)와 전기적으로 연결된 제어기(170)를 포함한다.
소독 수조(110)에는 소독 대상 물이 저장되며, 소독 수조(110)에 저장된 물은 소독 수조(110) 내에 설치되는 다수의 자외선 램프(120)에 의해 소독된다. 소독 수조(110)의 길이방향 양단에는 소독 수조(110)로 물을 공급하는 공급관(A)과 연결관(150)이 연결된다. 본 실시예에서는 공급관(A)이 소독 수조(110)의 하부에 연결되고, 연결관(150)이 소독 수조(110)의 상부에 연결되는 것으로 설명한다. 소독 수조(110)의 내부에는 길이방향을 따라서 차례대로 배치되는 제1, 제2 격벽(111a, 111b)이 마련된다. 본 실시예에서는 격벽(111a, 111b)이 2개인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 격벽의 수는 적절히 변경될 수 있다. 두 격벽(111a, 111b)에 의해 소독 수조(110) 내에는 길이방향을 따라서 차례대로 배치되고 자외선 램프(120)가 각각 설치되는 제1, 제2, 제3 단위 소독 공간(112a, 112b, 112c)이 마련된다. 제1 단위 소독 공간(112a)에 공급관(A)이 연결되며, 제1 단위 소독 공간(112a)은 제2 단위 소독 공간(112b)과 제1 격벽(111a)에 의해 구분된다. 제1 격벽(111a)의 상단에는 제1 단위 소독 공간(112a)과 제2 단위 소독 공간(112b)을 연통시키는 제1 개구부(113a)가 마련된다. 제1 개구부(113a)를 통해 제1 단위 소독 공간(112a) 내의 물이 제2 단위 소독 공간(112b)으로 이동하게 된다. 제2 단위 소독 공간(112b)은 제3 단위 소독 공간(112c)과 제2 격벽(111b)에 의해 구분된다. 제2 격벽(111b)의 하단에는 제2 단위 소독 공간(112b)와 제3 단위 소독 공간(112c)을 연통시키는 제2 개구부(113b)가 마련된다. 제2 개구부(113b)를 통해 제2 단위 소독 공간(112b) 내의 물이 제3 단위 소독 공간(112c)으로 이동하게 된다. 제3 단위 소독 공간(112c)에는 연결관(150)이 연결된다. 공급관(A) 및 연결관(150)의 연결 위치와, 제1, 제2 개구부(113a, 113b)의 형성 위치에 의해 공급관(A)을 통해 유입된 물은 위아래로 번갈아 이동하면서 연결관(150)을 통해 배출된다. 이러한 구조는 소독 수조(110) 내에서 가능한 긴 경로를 거친 후 배출되도록 하여 자외선 램프(120)에 의한 소독 효율을 향상시킨다. 소독 수조(110)는 항상 채워진 상태를 유지하도록 공급관(A)으로부터 물을 공급받는다.
다수의 자외선 램프(120)는 3개로서 소독 수조(110)에 형성된 3개의 단위 소독 공간(112a, 112b, 112c)에 하나씩 설치되어서, 점등 후 안정된 상태에서 정상적인 소독 기능을 수행하게 된다. 본 실시예에서 자외선 램프(120)는 식수 소독용으로 통상적으로 사용되는 저압 자외선 램프인 것으로 설명한다. 자외선 램프(120)는 점등 3분 후 90% 이상의 출력(안정화 시간 3분)을 보인다. 자외선 램프(120)는 제어기(170)에 의해 작동이 제어되어서 점멸된다.
식수 공급 수조(130)는 소독 수조(110)의 아래에 위치하며 소독 수조(110)을 거쳐 소독되어서 식수로 공급될 물이 저장된다. 식수 공급 수조(130)는 상하로 연장되는 연결관(150)을 통해 소독 수조(110)와 연결된다. 식수 공급 수조(130)에는 식수 공급용 수도 꼭지(B)가 연결된다. 식수 공급 수조(130)에는 식수 공급 수조(130)에 저장된 식수의 수위를 측정하는 수위 센서(140)가 설치된다.
수위 센서(140)는 식수 공급 수조(130)에 설치되어서 식수 공급 수조(130)에 저장된 식수의 수위를 측정하고 이를 전기적 신호로 제어기(170)에 전달한다.
연결관(150)는 상하로 연장되어서 소독 수조(110)와 식수 공급 수조(130)를 연결한다. 연결관(150)을 통해 소독 수조(110)에 저장된 물이 자중에 의해 식수 공급 수조(130)로 이동한다. 연결관(150)을 통한 물의 이동은 밸브(160)에 의해 제어된다.
밸브(160)는 연결관(150) 상에 설치되어서 연결관(150)을 통한 물의 이동을 제어한다. 밸브(160)는 제어기(170)에 의해 제어되어서 개폐된다. 본 실시에에서는 밸브(160)로 솔레노이드 밸브가 사용되는 것으로 설명하는데 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 밸브(160)가 열린 상태이면 소독 수조(110) 내의 물이 연결관(150)을 통해 식수 공급 수조(130)로 이동하고, 밸브(160)가 닫힌 상태이면 소독 수조(110) 내의 물은 식수 공급 수조(130)로 이동하지 못하게 된다.
제어기(170)는 다수의 자외선 램프(120), 수위 센서(140) 및 밸브(160)와 전기적으로 연결되며, 수위 센서(140)로부터 입력된 식수 공급 수조(130)의 수위 신호를 이용하여 자외선 램프(120)의 점멸과 밸브(160)의 개폐를 제어하는 신호를 출력한다. 도시되지는 않았으나 제어기(170)는 자외선 램프(120)의 점등 후 안정화 시간을 체크하기 위한 타이머를 구비한다. 제어기(170)에 의한 소독 장치(100)의 작동을 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 초기에 식수 공급 수조(130)에는 소독된 상태의 식수가 가득 채워진 상태(수위 h1)가 유지된다. 도 1의 상태에서 수도 꼭지(B)를 개방해 수초간만 사용하여 도 2에 도시된 바와 같이 식수 공급 수조(130)의 수위가 h1보다 낮은 수위 h2 이하로 떨어지지 않은 경우 자외선 램프(120)는 꺼진 상태를 유지하고 밸브(160)는 닫힌 상태를 유지하도록 제어기(170)는 자외선 램프(120)와 밸브(160)의 작동을 제어한다. 도 2의 상태에서 식수를 더 사용하여 도 3에 도시된 바와 같이 식수 공급 수조(130)의 수위가 더 낮아져서 h2에 도달하면, 자외선 램프(120)는 점등되고 밸브(160)는 닫힌 상태를 그대로 유지하도록 제어기(170)는 자외선 램프(120)와 밸브(160)의 작동을 제어하며, 타이머(미도시)를 이용하여 자외선 램프(120)의 점등 시간을 체크한다. 도 3의 상태에서 식수를 더 사용하면, 도 4에 도시된 바와 같이 식수 공급 수조(130)의 수위는 h2보다 낮은 h3 쪽을 향해 낮아지게 되는데, 수위가 낮아지는 과정에서 자외선 램프(120)의 점등 후 안정화 시간(본 실시예에서는 3분)에 도달하면 제어기(170)는 밸브(160)를 개방하여 소독 수조(110)에서 목표(50 mW/㎠.sec) 수준으로 자외선 처리된 물을 식수 공급 수조(130)로 유입시켜서 식수 공급 수조(130)의 수위를 높인다. 또한, 소독 수조(110)로는 공급관(A)을 통해 물이 계속 유입되고, 소독 수조(110) 내의 물은 상하로 이동하는 경로를 거치면서 이동하게 된다. 이때, 자외선 램프(120)는 점등 상태를 계속 유지하게 되는데, 수도 꼭지(B)를 닫은 경우에도 수위가 h1에 도달할 때까지는 자외선 램프(120)는 점등 상태를 유지한다. 수위가 h1에 도달하면 도 5에 도시된 바와 같이 밸브(160)는 닫히고, 자외선 램프(120)는 소독 수조(110)의 물이 충분히 소독되도록 점등 상태를 유지한 후 꺼지게 된다. 이와 같이, 소독 장치(100)는 자외선 램프(120)의 안정화 시간을 고려하여 자외선 램프(120)와 밸브(160)의 작동을 제어하여 식수 공급 수조(130)로 충분히 소독된 물을 유입시키므로, 초기 불완전 소독된 물이 식수로 공급될 우려가 없다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 비연속식 급수시설용 자외선 소독 장치
110 : 소독 수조 120 : 자외선 램프
130 : 식수 공급 수조 140 : 수위 센서
150 : 연결관 160 : 밸브
170 : 제어부

Claims (5)

  1. 소독 수조(110);
    상기 소독 수조(110) 내에 설치되어서 상기 소독 수조(110)에 저장된 물을 소독하는 자외선 램프(120);
    상기 소독 수조(110)에서 소독된 물이 유입되어서 저장되는 식수 공급 수조(130);
    상기 소독 수조(110)와 상기 식수 공급 수조(130)를 연결하는 연결관(150);
    상기 연결관(150) 상에 설치되어서 상기 소독 수조(110)로부터 상기 식수 공급 수조(130)로의 물 유입을 제어하는 밸브(160); 및
    상기 자외선 램프(120)의 점멸과 상기 밸브(160)의 개폐를 제어하는 제어기(170)를 포함하며,
    상기 제어기(170)는 상기 밸브(160)가 닫힌 상태에서 상기 자외선 램프(120)의 점등 후 안정화 시간이 경과한 후에 상기 밸브(160)를 여는 것을 특징으로 하는 비연속식 급수시설용 자외선 소독 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 식수 공급 수조(130)의 수위를 측정하는 수위 센서(140)를 더 포함하며,
    상기 제어기(170)는 상기 식수 공급 수조(130)의 수위가 내려가서 설정된 기준 수위(h2)에 도달할 때 꺼진 상태의 상기 자외선 램프(120)를 점등하는 것을 특징으로 하는 비연속식 급수시설용 자외선 소독 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기(170)는 상기 밸브(160)가 열려 있는 동안 상기 자외선 램프(120)의 점등 상태를 계속 유지하는 것을 특징으로 하는 비연속식 급수시설용 자외선 소독 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브(160)는 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 비연속식 급수시설용 자외선 소독 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 소독 수조(110)에는 격벽(111a, 111b)에 의해 분리되고 그 내부에 상기 자외선 램프(120)가 설치되는 둘 이상의 단위 소독 공간(112a, 112b, 112c)이 마련되며,
    상기 격벽(111a, 111b)에는 이웃한 두 단위 소독 공간을 연결하는 개구부(113a, 113b)가 마련되며,
    상기 개구부(113a, 113b)는 상기 소독 수조(110) 내에서 물이 상하로 번갈아 이동하면서 배출되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 비연속식 급수 시설용 자외선 소독 장치.
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CN114439076A (zh) * 2022-01-25 2022-05-06 上海太平洋制泵(集团)有限公司 一种具有紫外线消毒功能的二次供水设备
CN115650358A (zh) * 2022-11-14 2023-01-31 珠海格力电器股份有限公司 水箱紫外线杀菌方法、装置、计算机设备及存储介质

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