KR20200025394A - 오존을 이용한 원수 정화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하우징, 상기 하우징을 관통하는 원수 공급관을 통해 공급되는 원수를 전처리하는 전처리부, 상기 전처리부에 의해 전처리된 원수 및 오존 발생부로부터 공급되는 오존 가스를 공급받는 기액 혼합부, 제1 에어 공급관을 통해 공급되는 에어에서 질소를 제거시키는 질소 제거부, 상기 질소 제거부로부터 에어를 공급받아 오존 가스를 발생시키는 상기 오존 발생부 및 상기 기액 혼합부에 의해 혼합된 정화수를 저장하는 정화수 저장탱크를 포함하는 오존을 이용한 원수 정화 장치로서, 본 발명에 의하면, 다양한 원수에 적용이 가능하고, 냄새의 잔존을 억제할 수 있으며, 소형화가 가능하다.

Description

오존을 이용한 원수 정화 장치{SYSTEM OF PURIFYING WATER USING OZONE}

본 발명은 물을 정화하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오존을 이용하여 다양한 원수를 정화하는 장치에 관한 것이다.

오존은 산화작용을 통해 미생물들을 불활성화시키고 무해한 산소로 분해되어 식품산업 등에서 유용하게 사용될 수 있는 잠재성 높은 항균물질이라 할 수 있다.

오존은 불소 다음으로 산화력이 높아 유기물, 무기물 등과 높은 반응성을 가지고, 살균, 탈취, 탈색 효과가 있어, 염소보다 훨씬 더 빠르게 미생물을 사멸시키고, 처리과정 중에 pH를 조절할 필요가 없으며, 오존을 이용한 살균법은 다른 가공법에 비해 초기 설비비가 저렴하고 식품의 표면뿐만 아니라 조직 내부까지 살균할 수 있어 이에 대한 관심이 늘어나고 있는 실정이다.

이런 오존수의 기능에도 불구하고 잘 활용되지 못하는 것은 오존이 미생물 살균 효과가 있음에도 불구하고 오존가스 0.1ppm의 농도에서도 코와 목에 자극을 주고, 1ppm에서는 두통을 일으킬 수 있는 독성이 문제가 되기 때문에, 오존 발생장치에 오존가스 분해장치 및 오존수 세척탱크의 덮개를 설치하여 작업장에 오존가스 농도가 높아지는 것을 주의하여야 하기 때문이다.

이러한 이유로 오존가스를 오존수로 변환시켜 가정이나 산업설비에서 이를 이용하는 기술이 많이 개발되고 있다.

그러나, 기존의 오존수 제조방법에 의하면 그 용해율이 7~30% 정도 밖에 되지 않아 많은 잉여 오존가스가 발생하여 불필요하게 노출된 인체 및 기타 물질들은 오존의 강력한 산화력 때문에 좋지 않은 영향을 받게 되는 문제가 있었다.

또한, 어느 특정한 원수에만 적용 가능한 정화장치만이 개발되고, 우수나 지하수 등 다양한 원수를 복합적으로 정화할 수 있는 장치는 부재하였으며, 특히 지하수의 경우에는 오존을 이용하여 정화하더라도 특유의 냄새가 잔존하게 되어 음용에 사용하는 데에는 한계가 존재하였다.

그리고, 고농도 오존에 의한 정화를 위해 장치 내지 시설의 크기가 커질 수밖에 없어 가정이나 소규모 사업장에서 이를 활용하기 어려운 면이 있었다.

한국공개특허공보 제10-2009-0028708호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 고안된 것으로서, 본 발명은 다양한 원수에 적용이 가능하고, 냄새의 잔존을 억제할 수 있으며, 소형화 가능한 오존을 이용한 원수 정화 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 관점에 의한 오존을 이용한 원수 정화 장치는, 하우징, 상기 하우징을 관통하는 원수 공급관을 통해 공급되는 원수를 전처리하는 전처리부, 상기 전처리부에 의해 전처리된 원수 및 오존 발생부로부터 공급되는 오존 가스를 공급받는 기액 혼합부, 제1 에어 공급관을 통해 공급되는 에어에서 질소를 제거시키는 질소 제거부, 상기 질소 제거부로부터 에어를 공급받아 오존 가스를 발생시키는 상기 오존 발생부 및 상기 기액 혼합부에 의해 혼합된 정화수를 저장하는 정화수 저장탱크를 포함한다.

그리고, 상기 질소 제거부는 일 단은 상기 제1 에어 공급관과 연결되고, 타 단은 상기 오존 발생부와 연결되는 제2 에어 공급관과 연결되며, 내부에 질소를 걸러내기 위한 막(membrane)이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 질소 제거부로부터 질소를 공급받고, 상기 오존 발생부로부터 오존 가스를 공급받는 에어 건조부를 더 포함한다.

그래서, 상기 질소 제거부로부터 질소는 상기 질소 제거부에 형성된 막의 전단에 연결되는 제2 에어 공급관을 통해 상기 에어 건조부로 공급되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 에어 건조부는 상기 질소 제거부로부터 질소 공급관을 통해 질소를 공급받고, 상기 에어 건조부에는 상기 질소 공급관의 후단에 질소를 걸러내기 위한 막(membrane)이 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 오존 발생부는 오존 자외선 램프를 이용하여 오존 가스를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 기액혼합부는, 물과 오존가스가 혼합된 혼합물을 공급하는 공급부, 외형을 이루는 본체, 상기 본체의 내부에 배치되고, 상기 공급부로부터 상기 혼합물을 공급받아 분사하는 제1분사부와, 상기 제1분사부에서 상기 혼합물을 분사시켜 거품을 생성하는 거품발생부와, 상기 거품발생부를 거쳐 생성된 거품이 혼합수로 변환되고 변환된 혼합수를 상기 본체의 내면에 분사시키며 상기 본체의 내부압력을 상승시키는 하나 이상의 제2분사부를 구비하는 오존수생성부 및 상기 본체에 상기 제2분사부를 통해 분사된 혼합수를 배출하는 배출부를 포함하여, 상기 거품발생부를 통해 상기 혼합물을 거품으로 변환하여 접촉면적을 증가시켜서 용존 가스량을 상승시키는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 오존발생부로부터의 오존 가스를 유입시키고 원수의 역류를 방지시키기 위한 역류방지부를 더 포함하고, 상기 역류방지부는, 일단에 투입구와 타단에 상기 투입구와 연결되는 수용공간이 형성되고 원수가 지나가는 원수라인의 한 부분에 결합되는 몸체와, 양단이 개구되고 외부에서 가스를 공급받는 유입구가 형성되며 상기 몸체와 결합하는 헤드부 및 상기 수용공간에 설치되고 상기 유입구 쪽의 작용압력이 상기 투입구 쪽의 작용압력보다 높을 때에만 상기 유입구가 개방되는 역류방지밸브 및 상부는 오존가스공급기와 연결되고 하부는 상기 원수가 지나가는 원수라인에 연결되는 보조역류방지유닛을 포함한다.

본 발명의 오존을 이용한 원수 정화 장치에 의하면,

첫째, 지하수, 우수, 상수도 등을 복합 필터에 의해 전처리하고 냄새를 제거하여 정화시킴으로써 음용 가능하게 정화가 가능하게 한다.

둘째, 오존의 농도를 극대화하여 정화 효율의 극대화를 도모할 수가 있다.

셋째, 소형화 및 용량에 따른 패키지가 가능하여 가정이나 소규모 사업장에 적극 활용할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명에 따른 우수 정화 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 우수 정화 시스템의 우수 취수 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 우수 정화 시스템의 오존수 정화장치를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 오존수 정화장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 오존수 정화장치의 하부 일 구성을 도시한 것이다.
도 6 내지 도18 은 본 발명에 따른 오존수 정화장치의 일 구성을 별도로 도시한 것이다.
도 19는 본 발명에 따른 태양전지 차양장치를 개략적으로 도시한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 오존을 이용한 원수 정화 장치를 도시한 것이다. 그리고, 도 2 및 도 3은 도 1을 일부 분해하여 도시한 것이다. 이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 오존을 이용한 원수 정화 장치를 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 오존을 이용한 원수 정화 장치는 가정이나 소규모에서의 사용이 가능하도록 하우징(110)에 의해 패키지화되어 각 구성들을 하우징에 수용할 수가 있어 설치 장소에 맞게 제작 및 설치가 용이하게 한다.

이는 또한, 오존에 의한 정화 효율이 극대화됨으로써 가능한 것이다.

하우징(110)의 형상은 도시와 다를 수는 있으며, 바람직한 실시예에서 하우징(110)은 2층 구조로 구성될 수 있으나, 도시에서는 2층에 해당하는 하우징이 생략된 것이다.

본 발명에 의한 오존을 이용한 원수 정화 장치는 필터(120) 및 여제(130)를 포함하는 전처리부와, 오존가스와 원수를 혼합하는 기액 혼합부(300), 질소제거부(220), 오존 발생부(230), 에어 건조부(240), 정화수 저장탱크(600) 등을 포함한다.

우수, 상수, 지하수 등의 원수는 원수 공급관(111)을 통해서 오존을 이용한 원수 정화 장치 내부로 유입되어 전처리부에 의해 전처리된 후 기액 혼합부(300)로 공급된다.

전처리부는 필터(120)와 여제(130)로 구성되고, 다양한 원수에 대응하기 위해 필터(120)는 각각 파티클, 활성탄, 은나노 등에 의해 원수를 여과시킬 수 있도록 복수로 구성되는 복합 필터로 구성된다.

필터(120)를 거친 원수는 이온교환수지를 포함하는 여제(130)로 공급되어, 이온교환수지에 의해서 원수 속에 있는 각종 이온을 제거할 수 있게 한다.

전처리부에 의해 이와 같이 전처리된 원수는 기액 혼합부(300)로 공급되어, 또한 기액 혼합부(300)로 공급되는 오존 가스와 혼합됨으로써 오존에 의한 정화가 이루어지게 된다.

전처리부로부터 기액혼합부로의 원수의 이동을 위해 관로 상 펌프(P)가 구성된다.

본 발명의 오존 가스는 에어를 오존 발생부(230)에서 오존 가스로 생성하여 공급하게 된다.

그리고, 오존 가스의 농도의 증대와 습기 및 냄새의 제거를 위해 질소 제거부(220)와 에어 건조부(240)를 더 포함한다.

에어는 제1 에어 공급관(210)을 통해 외부로부터 공급되고, 공급된 에어는 질소 제거부(220)를 거치게 된다.

즉, 질소 제거부(220)의 일 단은 제1 에어 공급관(210)과 연결되고, 타 단은 제2 에어 공급관(220)과 연결되어 질소 제거부(220)를 거친 에어가 제2 에어 공급관(220)을 통해 오존 발생부(230)로 공급이 된다.

질소 제거부(220)에는 질소를 걸러내는 막(membrane)이 형성되어 막에 의해 질소가 제2 에어 공급관(220)으로 공급되는 것을 차단시키고, 경로상 막의 전단에 질소 공급관(222)이 연통되어 질소 공급관(222)을 통해서 걸러진 질소는 에어 건조부(240)로 공급되게 한다.

오존 발생부(230)는 오존 가스를 발생시키기 위한 것으로서, 오존 자외선 램프가 이용될 수 있고, 공급된 에어를 오존 가스로 생성시켜 제1 오존 공급관(231)을 통해서 에어 건조부(240)로 오존 가스를 공급시킨다.

에어 건조부(240)는 일 단에는 제1 오존 공급관(231)과 연결되어 오존 발생부(230)로부터의 오존 가스를 공급받고, 타 단에는 제2 오존 공급관(241)이 연결되어 제2 오존 공급관(241)을 통해서 기액 혼합부(300)로 오존 가스를 공급시키게 된다.

에어 건조부(240)에도 질소를 걸러내는 막(membrane)이 형성되고, 오존 가스의 경로상 막 이전 경로 상에서 질소 공급관(222)과 연통이 된다.

그래서, 오존 가스는 에어 건조부(240)를 통과하면서 공급된 질소에 의해서 건조되도록 한다.

오존 가스에 수분이 과다하면 방전 불량, 오존 분리 분량 및 냄새의 잔존 영향이 발생하게 되는데, 본 발명에서는 에어 건조부(240)에 의해서 오존 가스의 수분을 말림으로써 이를 해소하고, 특히 오존 특유의 냄새를 제거함으로써 정화된 정화수의 음용이 가능할 수 있게 한다.

그리고, 막 이전 경로상에는 질소 배출관(미도시)이 연결되어 공급된 질소가 배출될 수 있게 하며, 질소 배출관은 질소 공급관(222)과 대향되는 타 측에 마련되는 것이 바람직하다.

즉, 질소 공급관(222)은 에어 건조부(240)의 상측, 질소 배출관은 에어 건조부(240)의 하측에 연결될 수 있다.

다음, 기액 혼합부(300)는 오존 발생부(230)로부터 공급되는 오존 가스와 전처리부를 거친 원수를 고농도로 혼합하기 위한 구성이며, 오존 가스는 에어 건조부(240)와 기액 혼합부(300) 간에 구비되는 오류방지부를 거쳐 공급될 수 있다.

역류방지부는, 역류방지밸브(410), 보조역류방지유닛(420) 및 바이패스 수단을 포함하며, 도 4 및 도 5는 역류방지밸브(410)의 동작을, 도 6은 보조역류방지유닛(420)을 별도로 도시한 것이다.

역류방지밸브(410)는, 오존 가스가 공급되는 제2 오존공급관(241)으로 원수가 역류하는 것을 방지하기 위한 것이다.

몸체(411)는, 대략 외면이 단차진 원통형으로, 상단 내부에는 수용공간(412)이 형성되고, 하단에는 수용공간(412)의 내경보다 작은 투입구(430)가 수용공간(412)과 연결되어 형성된다.

또한, 몸체(411)의 상부 및 하부에는 수나사가 형성되고, 원수가 지나가는 라인에 몸체(411)의 하부가 끼워져 나사결합된다.

헤드부(440)는, 대략 외면이 단차진 원통형으로, 상단은 개구되고, 하부에는 몸체(411)의 상부에 나사결합하도록 암나사가 형성되며, 몸체(411)의 내부에는 암나사와 개구를 연결하는 유입구가 형성된다. 이에 따라, 헤드부(440)가 몸체(411)에 결합하면, 헤드부(440)의 개구, 유입구, 수용공간(412) 및 투입구(430)가 차례대로 연결된다.

여기서, 헤드부(440)의 상단에는 가스를 공급하는 공급관과 연결되도록 캡(450)이 나사결합될 수 있다.

그리고, 유입구를 개폐하기 위한 이동편(460) 및 스프링(470)을 포함한다.

이동편(460)은, 대략 상단이 반구형으로 형성되되 외경이 수용공간(412)의 내경에 대응하고, 하단은 상단의 외경보다 작게 형성되며, 이동편(460)의 상단 둘레에는 길이방향으로 적어도 하나의 통로(460a)가 형성된다.

또한 이동편(460)은, 수용공간(412)에 삽입되어 상하로 이동한다.

이에 따라, 이동편(460)이 수용공간(412)에 삽입되면, 이동편(460)에 형성된 통로(460a)에 의해서 유입구와 투입구(430)가 서로 연결된다.

스프링(470)은, 이동편(460)의 하단에 끼워지고, 수용공간(412)에 삽입된다.

이에 따라, 스프링(470)이 이동편(460)을 상부로 밀고 있어서, 평상시에는 이동편(460)이 유입구를 차단한 상태를 유지한다.

여기서 이동편(460)은, 하단의 표면적이 상단의 표면적보다 크게 형성되고, 이동편(460)의 하단에는 홈이 더 형성될 수 있다. 이는 이동편(460)이 유입구에 밀착된 상태에서 원수가 수용공간(412)에 채워지면, 이동편(460)의 상부 쪽과 하부 쪽은 압력평형이 이루어진다. 왜냐하면, 원수가 이동편(460)의 통로(460a)를 통해서 이동편(460)의 상부에도 원수가 채워지기 때문이다. 이때, 이동편(460)의 하단의 표면적이 상단의 표면적보다 크기 때문에 원수가 이동편(460)을 상부로 밀고 있어서 이동편(460)이 하부로 이동하는 현상이 제거된다.

만약, 이동편(460)의 상단의 표면적이 하단의 표면적보다 크게 형성되면, 원수가 이동편(460)을 상부로 미는 힘 보다 하부로 미는 힘이 더 커져서 이동편(460)이 순간적으로 하부로 이동하여 유입구가 순간적으로 열릴 수도 있다.

하지만, 본 발명에서는 이동편(460)의 하단의 표면적이 상단의 표면적보다 크기 때문에 원수가 이동편(460)을 하부로 미는 힘 보다 상부로 미는 힘이 크기 때문에 유입구가 열리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 이동편(460)의 외경이 수용공간(412)의 내경에 대응하므로 이동편(460)이 전후좌우로 유동하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 외부에서 충격 또는 진동이 가해져도 이동편(460)이 전후좌우로 유동하는 것을 방지함으로써, 유입구가 개방되는 것을 견고하게 차단할 수 있다.

보조역류방지유닛(420)은, 제2 오존 공급관(241)과 연결되어 오존 가스를 공급받아 역류방지밸브(410)로 공급하며, 공급되는 가스의 압력을 일정하게 유지함과 동시에 가스공급수단으로 원수가 역류하는 것을 2차적으로 차단하는 것으로, 본체(421), 부력밸브(422)를 포함한다.

본체(421)는, 내부에 일정한 크기의 내부공간이 형성된 대략 길이가 긴 탱크 형태로, 상단에는 제2 오존 공급관(241)과 연결되도록 가스를 주입받는 가스유입부(423)가 마련되고, 역류방지밸브(410)와 연결되도록 가스공급부(424)가 마련된다.

또한 본체(421)는, 본체(421)의 하부로 원수가 유입되도록 본체(421)의 하단에 라인과 연결되는 원수유입부(425)가 마련되고, 본체(421)의 하부 일측에는 본체(421)의 내부로 원수가 일정량 이상 유입되면 원수를 본체(421) 밖으로 배출하는 오버플로부(426)가 마련된다. 이에 따라, 오버플로부로 인하여 본체(421)의 내부에는 일정범위의 압력을 형성할 수 있어서 가스를 원활하게 공급할 수 있다.

부력밸브(422)는, 대략 구 형태로, 물에 뜨는 가벼운 재질로 형성되고, 본체(421)의 내부에 삽입된다.

이에 따라, 본체(421)의 하단으로 원수가 유입되면, 부력밸브(422)가 원수에 의해서 상승하고, 일정량 이상의 원수가 본체(421)의 내부로 유입되면 오버플로부(426)를 통해서 원수를 본체(421) 밖으로 배출한다.

또한, 원수의 압력이 갑자기 크게 상승하면, 원수가 본체(421)의 내부로 급 상승하면서 부력밸브(422)가 본체(421)의 상단에 밀착되어 본체(421)의 상단을 차단한다. 따라서, 부력밸브(422)가 본체(421)의 상단을 차단함으로써, 원수가 가스공급수단으로 역류하는 것을 방지할 수 있다.

만약, 가스의 압력이 갑자기 크게 상승하면, 원수가 본체(421) 밖으로 배출되고, 부력밸브(422)는 하부로 이동하며, 가스는 오버플로부(426)를 통해서 본체(421) 밖으로 배출될 수 있다. 이에 따라, 본체(421)의 내부가 고 압력으로 인하여 손상되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 오버플로부(426)는 주지된 기술을 이용하는바 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 바이패스수단은 역류방지밸브(410)의 전단과 후단에 형성되는 체크밸브(480) 및 바이패스밸브(490)로 구성된다. 오존수의 농도와 용량을 능동적으로 조절하기 위해 필요시 체크밸브(480)에 의해 흐름을 차단시키고 바이패스밸브(480) 간 바이패스관을 형성함으로써 물을 바이패스시킨다.

도7 내지 도11은 기액혼합부(300)를 도시한 것으로, 기액혼합부(300)는 유입된 물과 오존 가스를 고농도로 혼합시킨다.

기액혼합부(300)는, 본체(310), 공급부(320), 혼합수생성부(330), 배출부(340), 버블발생부(350), 압력측정부(360), 감압밸브(370)를 포함한다.

본체(310)는, 대략 상단 및 하단이 막힌 원통 형태이고, 하단에는 내부에 잔존물을 제거하도록 밸브(V)가 설치된다.

공급부(320)는, 공급관(321), 펌프(322 또는 P) 및 유량조절부(323)를 포함한다.

공급관(321)은, 대략 파이프 형태로 본체(310) 및 후술할 몸체(331)를 수평하게 관통하여 설치된다. 이때, 공급관(321)의 끝단에는 공급관(321)에 허용압력 이상으로 압력이 상승하면 공급관(321)의 압력을 제거하도록 밸브(미도시)가 설치될 수 있다.

펌프(322 또는 P)는, 공급관(321)과 연결되고 몸체(331)의 외부에 배치되며, 물과 오존가스가 혼합된 혼합물을 공급관(321)에 공급한다.

유량조절부(323)는, 공급관(321)과 연결되되 펌프(322 또는 P)와 본체(310) 사이에 배치되고, 혼합물의 공급량 및 혼합물의 분사압력을 조절한다.

혼합수생성부(330)는, 몸체(331), 거품발생부(332), 제1분사부(333), 타공판(334), 다리(335) 및 제2분사부(336)를 포함한다.

몸체(331)는, 대략 상단 및 하단이 막힌 원통형으로 본체(310)보다 작게 형성되며, 본체(310)의 내부에 배치되되, 몸체(331)의 하단과 본체(310) 사이에 다리(335)가 설치되어 대략 본체(310)의 내부 중간에 배치된다.

거품발생부(332)는, 대략 원통형태의 메쉬(M)가 몸체(331)의 내부 천장에 설치된다. 이에 따른 설명은 후술한다.

여기서, 거품발생부(332)는 메쉬(M)를 사용하였지만 동일한 구멍 또는 크기가 서로 다른 구멍이 형성된 타공판(미도시)이 사용될 수 있다.

제1분사부(333)는, 공급관(321)과 연결되는 수직관(333a)이 몸체(331)의 내부에 배치되고, 수직관(333a)의 상단에 회전노즐(333b)이 설치되되, 회전노즐(333b)이 메쉬(M)의 중앙에 삽입된다. 이때, 공급관(321)으로부터 혼합물을 공급받아서 메쉬(M)에 혼합물을 분사시키면, 혼합물이 메쉬(M)를 통과하면서 거품이 생성된다. 이에 따라, 혼합물의 접촉면적이 커져서 오존가스가 물에 잘 용해된다.

타공판(334)은, 대략 원판형태로 복수의 구멍이 형성되고, 수직관(333a)에 끼워지되 메쉬(M)의 하단에 설치된다. 즉, 거품발생부(332)에서 생성된 거품이 타공판(334)의 구멍을 통해 아래로 떨어짐으로써, 거품의 체류시간을 연장할 수 있고 거품이 사그라지면서 혼합수가 생성된다. 이에 따라, 기체가스와 액체의 결합시간을 연장함으로써 기체가 액체에 잘 녹아든다.

제2분사부(336)는, 몸체(331)의 하부에 배치되되 몸체(331)의 둘레에 복수가 설치된다. 즉, 타공판(334)을 통해 떨어진 혼합수는 몸체(331)의 바닥에 모이고, 바닥에 모인 혼합수는 제2분사부(336)를 통해 후술할 버블발생부(350)로 분사된다. 이에 따른 설명은 후술한다.

여기서, 제2분사부(336)는 분사범위를 넓히기 위해서 분사노즐이 복수로 형성되거나 수직인 길이 방향으로 슬릿 형태로 형성될 수 있다. 또한, 제2분사부(336)는 분사노즐이 후술할 버블발생부(350)를 향해 형성될 수 있다.

배출부(340)는, 일단은 본체(310)의 하부 둘레에 설치되어 본체(310)와 연결되고, 상부로 꺾여 형성된다. 또한, 배출부(340)는 본체(310)의 내부에 남아있는 잉여가스를 배출시키도록 배출부(340)의 상단에 배기부(341)가 설치된다.

버블발생부(350)는, 대략 복수의 구멍이 형성되되 직사각 형태의 타공패널을 사용하고, 제2분사부(336)에 대응하도록 몸체(331)의 상부 둘레에 복수가 설치된다. 이에 따라, 제2분사부(336)에서 분사된 혼합수가 부딪쳐 거품이 생성되고, 혼합수의 접촉면적이 늘어나면서 기체가 혼합수에 한번 더 녹아들어 양질의 혼합수가 생성된다.

압력측정부(360)는, 본체(310)의 상단에 설치되고, 본체(310)의 내부압력을 측정한다.

감압밸브(370)는, 본체(310)의 외부에 배치되되 일단이 본체(310)의 상단과 연결되고 타단은 공급관(321)과 연결되며, 본체(311)의 상단 연결 부위를 개폐한다. 즉, 압력측정부(360)로부터 측정된 압력이 설정압력(4K)을 초과하면 감압밸브(370)가 열리면서 본체(310)의 내부압력이 공급관(321)으로 바이패스되어 본체(310)의 내부압력이 떨어진다.

추가적으로, 상술한 배출부(340)의 배기구(341)를 통해 배출되는 잉여 오존가스를 최소화하기 위해 도 12에 도시된 배오존처리부(160)가 더 구성된다.

도12에 도시된 것과 같이, 배오존처리부(160)는 서스히팅부재(161), 필터관(162), 배기팬(163), 절연체(164)로 구성된다.

본 발명은 열에 취약한 오존가스를 히팅시켜서 배출시킴으로써 유해가스의 배출을 최소화하였다. 즉, 배기구(341)로부터 형성되는 배기관(미도시)을 감싸는 스테인레스 스틸 소재의 서스히팅부재(161)를 구성시키고, 이를 전열장치(미도시)와 열선으로 연결시킴으로써 서스히팅부재(161)가 가열되고, 그 열이 이를 지나는 배기관을 히팅시킴으로써, 배기관을 지나는 오존가스를 가열시켜 분해되도록 한다.

서스히팅부재(162)는 전열장치와 열선으로 연결되고 배기관에 접촉, 구성되어 배기관에 열을 전달하는 히팅로드(161a)와, 배기관보다 큰 직경으로 배기관을 둘러싼 원통 형태의 히팅관(161b)으로 구성되는데, 이때 히팅로드(161a)의 다른 끝 단은 히팅관(161b)과 접촉, 구성됨으로써 히팅로드(161a)의 열이 히팅관(161b)에도 전달되어 배기관을 둘러싼 히팅로드(161a)의 내측 공간에 열을 가두는 역할을 하여 배기관에 충분한 열전달이 이루어지도록 한다.

이를 통해 대략 200℃ 내지 300의 열을 가함으로써 오존가스가 최대한 분해되고, 이를 거친 오존가스는 그 후단에 배치되는 필터(162)를 거침으로써 재차 걸러지도록 하는데, 히팅관(161b)의 열의 전달을 차단하기 위해 히팅관(161b)과 필터관(162) 사이에는 절연체(164)가 구성되는 것이 바람직하다.

필터관(162)은 다양하게 채용될 수 있는데, 카본필터를 적용하여 활성탄소에 의해 오존가스가 흡착되도록 하는 것이 바람직하다.

서스히팅부재(161)와 필터관(162)을 경유한 잉여 오존가스는 최종적으로 배기팬(163)의 흡입력에 의해 외부로 배출되도록 한다.

이같이 서스히팅부재에 의하지 않고 UV 램프를 설치하여 조사된 UV 램프에 의해 오존을 태우는 방식을 채용할 수도 있다.

한편, 도9에 도시된 바와 같이 제2분사부(336)는, 버블발생부를 향해 경사지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2분사부(336)에서 분사되는 오존수가 버블발생부(350)에 골고루 뿌려진다.

여기서, 도10에 도시된 바와 같이 타공판(334)은, 서로 다른 크기의 구멍이 복수로 형성될 수 있다. 이에 따라, 메쉬를 통해 생성된 혼합수와 거품이 타공판(334)에 체류하면서 함께 내려갈 수 있다.

도11에 도시된 바와 같이 버블발생부(350)는, 서로 다른 크기의 구멍이 복수로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2분사부(336)에서 분사된 혼합수 및 거품이 버블발생부(350)를 통과하면서 혼합수는 한번 더 거품이 되고 분사된 거품은 그대로 통과하여 접촉면적을 극대화하여 혼합수에 잔류하는 기체가스가 더욱 많은 양이 녹아들어 양질의 혼합수를 생성할 수 있다.

이와 같이 혼합된 오존수는 도 13에 도시된 라인믹서(500)를 통과한 후 정화수 저장탱크(600)로 공급된다.

도13 및 도 14를 참조하면, 라인믹서(500)는 기준축(510), 다수의 믹싱부재(520)으로 구성된다.

라인믹서(500)는 기액혼합부를 통해 혼합된 오존수의 오존가스 용해율을 더욱 증진시키는 역할을 하는 것으로서, 오존수가 다수의 믹싱부재(520)를 경유하면서 오존가스의 접촉면적과 접촉시간을 늘림으로써 오존가스의 용해율을 높이는 것이다.

즉, 이를 위해 다수의 믹싱부재(520)가 라인믹서 내의 기준축(510)에 끼워지는데, 다수의 믹싱부재(520)는 대체로 회전판과 타공판으로 구성되어 형성된 홀을 통과하면서 용해가 잘 이루어지고, 또한 회전에 의해서 보다 잘 섞이도록 하는 것이다. 이와 같은 믹싱부재는 오존기체가 물에 잘 용해될 수 있도록 접촉면적과 시간을 연장시킬 수 있는 다양한 형태로 변경가능하다.

믹싱부재의 예로서, 도14에 하나의 회전판(520a)과 하나의 타공판(520b)을 예시하였다. 예시된 회전판(520a)은 유체가 통과하면서 회전판(520a)이 회전될 수 있도록 홀을 형성시킨 것이고, 예시된 타공판(520b)은 작은 홀을 다수 형성시킴으로써 유체가 좁은 홀을 통과하면서 접촉이 왕성하도록 하는 것이다.

이렇게 제조된 정화수는 정화수 저장탱크(600)에 저장되게 되고, 공급수단에 의해 외부로 공급되어 사용되게 된다.

나아가, 정화수 저장탱크(600) 내에는 침적형 UV가 구비될 수 있고, 이에 정화수를 음용수로 사용하는 데 보다 도움이 되게 한다.

이상과 같이, 본 발명에 의한 오존을 이용한 원수 정화 장치는 오존에 의한 고농도 정화가 가능하게 하고, 그럼에도 잔존 냄새 제거에 유리하며, 각종 원수를 복합적으로 정화 가능하면서, 소형화 및 패키지화 가능하여 가정 및 소규모 사업장에 적극적으로 용이하게 활용이 가능하게 한다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

110 : 하우징
120 : 필터 130 : 여제
220 : 질소 제거부
230 : 오존 발생부
240 : 에어 건조부
300 : 기액 혼합부
400 : 역류방지부
500 : 라인믹서
600 : 오존수 저장탱크

Claims (8)

1. 하우징;
   상기 하우징을 관통하는 원수 공급관을 통해 공급되는 원수를 전처리하는 전처리부;
   상기 전처리부에 의해 전처리된 원수 및 오존 발생부로부터 공급되는 오존 가스를 공급받는 기액 혼합부;
   제1 에어 공급관을 통해 공급되는 에어에서 질소를 제거시키는 질소 제거부;
   상기 질소 제거부로부터 에어를 공급받아 오존 가스를 발생시키는 상기 오존 발생부; 및
   상기 기액 혼합부에 의해 혼합된 정화수를 저장하는 정화수 저장탱크를 포함하는,
   오존을 이용한 원수 정화 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 질소 제거부는 일 단은 상기 제1 에어 공급관과 연결되고, 타 단은 상기 오존 발생부와 연결되는 제2 에어 공급관과 연결되며, 내부에 질소를 걸러내기 위한 막(membrane)이 형성된 것을 특징으로 하는,
   오존을 이용한 원수 정화 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 질소 제거부로부터 질소를 공급받고, 상기 오존 발생부로부터 오존 가스를 공급받는 에어 건조부를 더 포함하는,
   오존을 이용한 원수 정화 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 질소 제거부로부터 질소는 상기 질소 제거부에 형성된 막의 전단에 연결되는 제2 에어 공급관을 통해 상기 에어 건조부로 공급되는 것을 특징으로 하는,
   오존을 이용한 원수 정화 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 에어 건조부는 상기 질소 제거부로부터 질소 공급관을 통해 질소를 공급받고, 상기 에어 건조부에는 상기 질소 공급관의 후단에 질소를 걸러내기 위한 막(membrane)이 형성된 것을 특징으로 하는,
   오존을 이용한 원수 정화 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 오존 발생부는 오존 자외선 램프를 이용하여 오존 가스를 발생시키는 것을 특징으로 하는,
   오존을 이용한 원수 정화 장치.
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 기액혼합부는,
   물과 오존가스가 혼합된 혼합물을 공급하는 공급부;
   외형을 이루는 본체;
   상기 본체의 내부에 배치되고, 상기 공급부로부터 상기 혼합물을 공급받아 분사하는 제1분사부와, 상기 제1분사부에서 상기 혼합물을 분사시켜 거품을 생성하는 거품발생부와, 상기 거품발생부를 거쳐 생성된 거품이 혼합수로 변환되고 변환된 혼합수를 상기 본체의 내면에 분사시키며 상기 본체의 내부압력을 상승시키는 하나 이상의 제2분사부를 구비하는 오존수생성부; 및
   상기 본체에 상기 제2분사부를 통해 분사된 혼합수를 배출하는 배출부;를 포함하여,
   상기 거품발생부를 통해 상기 혼합물을 거품으로 변환하여 접촉면적을 증가시켜서 용존 가스량을 상승시키는 것을 특징으로 하는,
   오존을 이용한 원수 정화 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 오존발생부로부터의 오존 가스를 유입시키고 원수의 역류를 방지시키기 위한 역류방지부를 더 포함하고,
   상기 역류방지부는,
   일단에 투입구와 타단에 상기 투입구와 연결되는 수용공간이 형성되고 원수가 지나가는 원수라인의 한 부분에 결합되는 몸체와, 양단이 개구되고 외부에서 가스를 공급받는 유입구가 형성되며 상기 몸체와 결합하는 헤드부 및 상기 수용공간에 설치되고 상기 유입구 쪽의 작용압력이 상기 투입구 쪽의 작용압력보다 높을 때에만 상기 유입구가 개방되는 역류방지밸브; 및
   상부는 오존가스공급기와 연결되고 하부는 상기 원수가 지나가는 원수라인에 연결되는 보조역류방지유닛을 포함하는,
   오존을 이용한 원수 정화 장치.

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