KR20240033850A

KR20240033850A - 용존산소 생성 장치

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Publication number: KR20240033850A
Application number: KR1020220112619A
Authority: KR
Inventors: 권기덕; 권길준
Original assignee: 권기덕; 권길준
Priority date: 2022-09-06
Filing date: 2022-09-06
Publication date: 2024-03-13

Abstract

본 발명은 용존산소 생성 장치에 관한 것으로, 가압펌프부와 에어펌프부가 물과 공기를 탱크부로 공급 및 저장하며, 탱크부 내에서 물과 공기가 고압으로 저장되어 마이크로버블을 포함하는 유체를 생성하고, 압력밸브부에 의해 내부 압력을 유지한 상태에서 유체를 배출하는 것이 가능한 용존산소 생성 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치는, 공기 및 물을 흡입하고 가압하여 마이크로버블을 포함하는 유체(流體, fluid)를 생성 및 저장하고, 생성 및 저장한 유체를 배출하며, 상기 용존산소 생성 장치는, 상기 마이크로버블을 포함하는 유체를 저장하는 탱크부, 인근의 수원으로부터 물을 흡입 및 가압하여 상기 탱크부로 공급하는 가압펌프부, 대기 중의 공기를 흡입 및 가압하여 상기 탱크부로 공급하여 마이크로버블을 포함하는 유체를 생성하는 에어펌프부, 상기 탱크부의 외측에 설치되며, 상기 탱크부의 내부 압력을 유지하면서, 상기 탱크부에 저장된 상기 마이크로버블을 포함하는 유체를 배출하는 압력밸브부 및 상기 탱크부, 상기 가압펌프부 및 상기 에어펌프부가 설치되는 바닥프레임을 포함한다.

Description

용존산소 생성 장치{DISSOLVED OXYGEN GENERATING DEVICE}

본 발명은 용존산소 생성 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가압펌프부와 에어펌프부가 물과 공기를 탱크부로 공급 및 저장하며, 탱크부 내에서 물과 공기가 고압으로 저장되어 마이크로버블을 포함하는 유체를 생성하고, 압력밸브부에 의해 내부 압력을 유지한 상태에서 유체를 배출하는 것이 가능한 용존산소 생성 장치에 관한 것이다.

용존산소는 물 또는 용액 속에 녹아있는 분자상태의 산소의 양을 의미한다. 보통 물 1L중의 산소량을 부피(ml) 또는 무게(mg)로 표시한다. 일반적으로 온도 및 염분이 낮을수록, 그리고 기압이 높을수록 용존산소량은 많아진다.

용존산소는 오염지표의 하나이며, 일반적으로는 생물화학적 산소요구량(BOD)과 역상관의 관계에 있어서 오염이 진행하면 할수록 용존산소는 저하한다. 용존산소는 물의 오염도가 낮고, 물속 식물의 광합성 양이 증가할수록 커진다. 수심이 얕고, 유속이 빠르며, 교란 흐름이 있을 때 증가한다. 수중의 산소는 수중 생물체의 생존을 위해 필수적이다. 이러한 산소는 호기성 박테리아와 다른 미생물들의 대사 과정에서 매우 중요하여 수중에 존재하는 오염물의 분해를 가능하게 한다. 물속에서 생활하는 어패류 및 호기성 미생물은 용존산소를 통해 호흡하며, 물속에 있는 유기물은 이것에 의해서 산화 분해된다. 용존산소의 부족은 단지 어패류의 사멸을 초래할 뿐만 아니라 유기물 등이 잔류하여 물의 오탁을 가져오게 한다. 용존 산소량은 많을수록 깨끗한 물이며, 일반적으로 2 ppm 이상이면 물에서 냄새가 나지 않고, 4 ppm 이상이면 물고기의 생존이 가능하다.

물의 용존산소양은 생물화학적 산소요구량(Biochemical oxygen demand, BOD)에 직접적으로 연관되어 있다. 용존산소가 부족하게 되면 어패류의 사멸을 초래할 뿐만 아니라 유기물 등이 잔류하여 물의 오염을 가져오게 된다.

우리나라 환경부에서 제시하고 있는 하천수의 생활환경 기준을 보면 자연환경보전지역의 상수원수 1급 기준의 용존산소는 17.5 mg/L 이고 용존산소가 5 mg/L 이하면 상수원수로 사용할 수 없다.

일반적으로 용존산소는 물 또는 용액 속에 녹아 있는 분자상태의 산소를 말한다. 이와 같은 용존산소는 어류의 생존과 폐수처리시 호기성 생물에도 영향을 미치므로 용존산소를 증가시키기 위하여 종래부터 다양한 기술이 소개되어 왔다. 예를 들면, 어항 속의 물에 공기를 계속 공급하여 기포 중 일부가 물에 용해되는 방식이나 폐수를 방류 전 폐수처리장에서 처리할 때 폐수 속에 산소를 공급하여 폐수 속의 미생물을 활성화시킴으로써 단시간 내에 물의 자정작용을 촉진시킴으로써 폐수를 정화시키는 방식이 있다.

따라서 용존산소의 농도가 부족하여 오염된 강, 바다, 호수, 양식장, 하수처리장, 분뇨처리장, 식물 뿌리의 호흡과 성장이 필요한 밭이나 과수원, 하우스 등 모든 환경 분야에 적용될 수 있는 용존산소 생성 장치의 필요성이 대두되고 있다. 또한 각 현장으로 이동하는 것이 용이한 용존산소 생성 장치의 필요성이 대두되고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1569999호 (2015년11월17일 공고) 대한민국 등록특허공보 제10-2336611호 (2021년12월07일 공고)

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 가압펌프부와 에어펌프부가 물과 공기를 탱크부로 공급 및 저장하며, 탱크부 내에서 물과 공기가 고압으로 저장되어 마이크로버블을 포함하는 유체를 생성하고, 압력밸브부에 의해 내부 압력을 유지한 상태에서 유체를 배출하는 것이 가능한 용존산소 생성 장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 용존산소 생성 장치는, 공기 및 물을 흡입하고 가압하여 마이크로버블을 포함하는 유체(流體, fluid)를 생성 및 저장하고, 생성 및 저장한 유체를 배출하며, 상기 용존산소 생성 장치는, 상기 마이크로버블을 포함하는 유체를 저장하는 탱크부, 인근의 수원으로부터 물을 흡입 및 가압하여 상기 탱크부로 공급하는 가압펌프부, 대기 중의 공기를 흡입 및 가압하여 상기 탱크부로 공급하여 마이크로버블을 포함하는 유체를 생성하는 에어펌프부, 상기 탱크부의 외측에 설치되며, 상기 탱크부의 내부 압력을 유지하면서, 상기 탱크부에 저장된 상기 마이크로버블을 포함하는 유체를 배출하는 압력밸브부 및 상기 탱크부, 상기 가압펌프부 및 상기 에어펌프부가 설치되는 바닥프레임을 포함한다.

상기 가압펌프부는 제1 배관을 통해 상기 탱크부와 연결된 메인배관과 연결되며, 상기 제1 배관의 일단은 상기 가압펌프부의 일측과 결합되고, 상기 제1 배관의 타단은 상기 메인배관과 연결되며, 상기 메인배관의 일단은 막히고, 타단은 상기 탱크부의 상부에 결합되어 상기 가압펌프부가 흡입 및 가압하는 물은 상기 탱크부의 상부에서 상기 탱크부를 향해 하향이동하고, 상기 에어펌프부는 제2 배관을 통해 상기 탱크부와 연결된 상기 메인배관과 연결되며, 상기 제2 배관의 일단은 상기 에어펌프부의 일측에 결합되고, 상기 제2 배관의 타단은 상기 메인배관과 연결되어, 상기 에어펌프부를 통해 흡입 및 가압되어 공급되는 공기는, 상기 제2 배관을 통해 상기 메인배관을 향해 흐르며, 상기 메인배관에 진입한 공기는 상기 가압펌프부가 흡입 및 가압하는 물과 함께 상기 탱크부의 상부에서 상기 탱크부를 향해 하향이동하여 상기 탱크부로 공급되는 물 및 공기의 가압이 용이한 것을 특징으로 한다.

상기 가압펌프부는 3개가 구비되고, 상기 압력밸브부는 16개가 구비된다.

상기 바닥프레임의 하부에는 복수 개의 바퀴수단이 설치되어 이동가능하고, 상기 바닥프레임의 상부에는 상기 가압펌프부, 에어펌프부, 탱크부 및 압력밸브부를 보호하는 하우징이 설치된다.

본 발명인 용존산소 생성 장치에 따르면, 가압펌프부와 에어펌프부가 물과 공기를 탱크부로 공급 및 저장하며, 탱크부 내에서 물과 공기가 고압으로 저장되어 마이크로버블을 포함하는 유체를 생성하고, 압력밸브부에 의해 내부 압력을 유지한 상태에서 유체를 배출하는 것이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치를 간략히 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치의 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치의 바닥프레임과 하우징을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치 및 지지수단이 차량의 적재함에 실려있는 모습을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치가 지지수단을 통해 차량의 적재함에서 상차 또는 하차되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 적재함 및 지지수단에 각각 구비된 지지이동홈, 적재이동홈 및 적재고정홈을 보여주는 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 적재함에 용존산소 생성 장치의 상차가 완료된 모습을 보여주는 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 지지수단 상에서 용존산소 생성 장치가 상하차되어 바퀴수단이 지지이동홈에 밀착된 모습을 보여주는 측면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 지지수단 상에서 용존산소 생성 장치가 차폐함리프팅수단에 의해 상향된 모습을 보여주는 측면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 차폐함리프팅수단의 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 탱크부의 외면에 형성되는 액체헬륨관을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 액체헬륨관이 형성된 탱크부의 상부를 바라본 모습을 보여주는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 탱크부의 외면에 형성되는 액체헬륨관을 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액체헬륨관의 모습을 간략히 나타낸 블록도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 탱크부의 외면에 형성되는 액체헬륨관을 보여주는 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 액체헬륨관의 모습을 간략히 나타낸 블록도이다.
도 17은 본 발명에 따른 질량유량제어기를 보여주는 도면이다.
도 18은 도 17의 질량유량제어기를 간단히 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른 질량유량제어기의 또 다른 실시예이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

그리고 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함한다” 및/또는 “포함하는” 은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)는 강, 바다, 호수, 양식장, 하수처리장, 분뇨처리장, 식물 뿌리의 호흡과 성장이 필요한 밭이나 과수원, 하우스 등에도 설치되어 용존산소의 농도가 부족하여 오염된 모든 환경 분야에 적용될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)를 간략히 보여주는 도면이다.

본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)는, 도 1을 참조하면, 가압펌프부(10), 에어펌프부(20), 탱크부(30) 및 압력밸브부(40)를 포함한다.

본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)는, 공기 및 물을 흡입하고 가압하여 마이크로버블을 포함하는 유체(流體, fluid)를 생성 및 저장하고, 생성 및 저장한 유체를 배출한다. 상세하게는, 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)는, 공기 및 물을 고압으로 흡입 및 가압하여 탱크부(30)에 저장하며, 탱크부(30) 내에서 공기와 물을 가압함에 따라 공기를 물에 용해시켜 마이크로버블을 포함하는 유체를 생성한다. 탱크부(30) 내 생성되어 저장된 유체는 별도 조작에 의해 배출될 수 있다.

마이크로버블은 산소를 포함하는 공기를 물 속에 고농도로 용해시킨 것이다. 산소를 이용하여 마이크로버블을 발생시킬 경우 용존산소량이 증가한다. 마이크로버블의 크기는 5㎛(마이크로미터, 혹은 미크론, 1㎛=0.001㎜) 이하로, 눈으로 확인할 수 없는 초미세 기포로 일반 버블의 1/2,000 크기로 피부의 모공 25㎛ 보다 미세한 공기 입자이다.

가압펌프부(10)는, 인근의 수원으로부터 물을 흡입 및 가압하여 탱크부(30)로 공급한다. 한편, 본 명세서에서의 수원(水源)이란 용수(用水)의 공급원을 의미할 수 있으며, 이때의 용수는, 농업용수, 공업용수, 발전용수, 생활용수 등 특정한 목적을 위해 사용될 수 있는 해수 또는 육수를 의미할 수 있다. 가압펌프부(10)는, 물이 유입되는 별도의 관(미도시)를 통해 해수 또는 육수와 연결될 수 있다.

가압펌프부(10)는 제1 배관(1)을 통해 탱크부(30)와 연결된 메인배관(3)과 연결된다. 제1 배관(1)의 일단은 가압펌프부(10)의 일측에 결합되어 연결되고, 제1 배관(1)의 타단은 메인배관(3)에 결합되어 연결된다. 메인배관(3)의 일단은 막히고, 타단은 탱크부(30)의 상부에 결합되어 연결될 수 있다. 가압펌프부(10)에 의해 흡입 및 가압되는 물은 가압펌프부(10)의 일측을 통해 제1 배관(1)으로 흐르고 제1 배관(1)을 통해 상향이동한 후, 메인배관(3)을 통해 탱크부(30)의 상부에서 탱크부(30)를 향해 하향이동한다. 따라서 탱크부(30)로 공급되는 물은 메인배관(3)의 타단에서 하향 이동함에 따라 가압이 용이하고 내부 압력을 상승시켜 용존산소량을 더 높이는 데 용이하다. 가압펌프부(10)는, 공지의 모터(미도시)를 포함하며, 모터의 회전수를 제어하여 탱크부(30)로 공급되는 물의 압력을 조절할 수 있다. 이는 에어펌프부(20)도 마찬가지이며, 상세하게는, 에어펌프부(20)는, 공지의 모터(미도시)를 포함하며, 모터의 회전수를 제어하여 탱크부(30)로 공급되는 공기의 압력을 조절할 수 있다.

에어펌프부(20)는 대기 중의 공기를 흡입하고 일정 압력 이상으로 압축하여 탱크부(30)로 공급 및 저장한다. 에어펌프부(20)는 대기 중의 공기를 탱크부(30)로 공급할 때 고압상태에서 공급하며, 공기를 탱크부(30)로 가압시켜 탱크부(30) 내부의 압력을 높일 수 있다. 따라서 탱크부(30) 내부에 저장된 물과 공기가 만나고 고압의 상태에서 공기가 물에 용해되어 마이크로버블을 포함하는 유체가 생성된다.

에어펌프부(20)는 제2 배관(5)을 통해 메인배관(3)과 연결되어 탱크부(30)로 공기를 공급한다. 상세하게는 제2 배관(5)의 일단은 에어펌프부(20)의 일측에 결합되고 제2 배관(5)의 타단은 메인배관(3)의 일단 및 타단 사이 즉 중심부 부근에 결합되어 연결될 수 있다. 따라서 에어펌프부(20)를 통해 흡입 및 가압되어 공급되는 공기는 제2 배관(5)을 통해 메인배관(3)을 향해 흐르고. 메인배관(3)에 진입한 공기는 물과 함께 흘러 탱크부(30)의 상부에서 하향이동하여 탱크부(30)로 이동하여 저장된다. 따라서 탱크부(30)로 흡입 및 가압되어 공급되는 물 및 공기의 가압이 더욱 용이할 수 있다.

에어펌프부(20)는 공압식 또는 유압식 등의 공지된 공기압축기(空氣壓縮機), 즉 에어 컴프레서(Air compressor)를 포함한다.

탱크부(30)는 마이크로버블을 포함하는 유체를 고압상태에서 저장한다. 전술한 가압펌프부(10) 및 에어펌프부(20)는 탱크부(30)로 물과 공기를 고압으로 공급하여 탱크부(30) 내에서 마이크로버블을 포함하는 유체를 생성한다. 즉 탱크부(30) 내에서 공기가 물 속에 용해되면서 마이크로버블이 생성되며, 생성된 마이크로버블을 포함하는 유체가 생성된다. 한편 가압펌프부(10) 및 에어펌프부(20)는 탱크부(30) 내 유체가 저장된 상태에서 계속적으로 고압의 물과 공기, 특히 공기를 공급하여 물 속에 공기를 용해하여 용존산소량을 높일 수 있다. 탱크부(30)의 내부로 공급되는 공기 및 물의 비율은 2:8일 수 있다.

압력밸브부(40)는 탱크부(30)의 외측에 설치된다. 압력밸브부(40)의 개방에 따라 탱크부(30)의 내부 압력을 유지하면서 탱크부(30)에 저장된 마이크로버블을 포함하는 유체가 외부로 배출된다.

압력밸브부(40)는, 탱크부(30)와 연결되며 탱크부(30) 내 저장된 유체의 배출을 조절한다. 탱크부(30)와 압력밸브부(40)는, 유체가 이동하는 별도의 관(41)으로 연결된다. 탱크부(30) 내 저장된 유체는 고압의 상태이며 압력밸브부(40)가 개방되면 탱크부(30) 내 저장된 유체는 용존산소 생성 장치(100) 밖으로 배출된다.

한편, 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)의 물, 공기 및 마이크로버블을 포함하는 유체는 단일 방향으로만 이동하며 따라서 제1 배관(1), 제2 배관(5), 메인배관(3) 및 별도의 관의 각 결합부 부분에는 공지된 체크밸브(check valve, 미도시)가 결합되어 물, 공기 및 마이크로버블을 포함하는 유체는 단 방향으로만 이동한다.

본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)는, 탱크부(30), 가압펌프부(10) 및 에어펌프부(20)가 설치되는 바닥프레임(50)을 더 포함한다.

바닥프레임(50) 상에는 탱크부(30), 가압펌프부(10) 및 에어펌프부(20)가 고정 설치됨에 따라 바닥프레임(50)을 운반하여 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)를 이동시킬 수 있다.

바닥프레임(50)을 통한 용존산소 생성 장치(100)의 이동과 관련하여 도 3 내지 도 10을 참조하여 후술하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)의 일 실시예를 보여주는 도면이다.

본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)는 복수 개의 가압펌프부(10)를 포함할 수 있으며, 일 실시예로서, 도 2를 참조하면, 3 개의 가압펌프부(10)를 포함할 수 있다. 3 개의 가압펌프부(10)의 일측에는 각각 제1 배관(1)의 일단이 결합된다. 각 가압펌프부(10)의 제1 배관(1)은 상향을 향해 연장되도록 형성되고, 제1 배관(1)들은 메인배관(3)과 서로 결합된다.

또한 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)는, 탱크부(30)의 외측에 설치되는 압력밸브부(40)를 복수 개 포함할 수 있으며, 일 실시예로서 16개의 압력밸브부(40)를 포함할 수 있다. 복수 개의 압력밸브부(40)는 서로 이격되도록 설치되며, 각 압력밸브부(40)는 양 쪽의 다른 압력밸브부(40)와 그 높이에서 다소 차이를 가질 수 있도록 형성된다. 따라서 각 압력밸브부(40)를 통해 마이크로버블을 포함하는 유체를 배출할 때 양 쪽의 다른 압력밸브부(40)에 의한 간섭을 방지한다.

도 3은 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치의 바닥프레임과 하우징을 보여주는 도면이다.

본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)는, 전술한 바와 같이, 바닥프레임(50)을 포함한다. 바닥프레임(50)의 상부에는, 탱크부(30), 가압펌프부(10) 및 에어펌프부(20)가 고정 설치된다. 한편, 바닥프레임(50)의 하부에는 복수 개의 바퀴수단(120)이 설치될 수 있다. 복수 개의 바퀴수단(120)은 바닥프레임(50)의 하부에 양 측면의 앞뒤로 쌍을 이루도록 구비될 수도 있다. 바닥프레임(50)의 하부에 복수 개의 바퀴수단(120)이 설치됨에 따라 용존산소 생성 장치(100)가 필요한 현장, 즉 , 바다, 호수, 양식장, 하수처리장, 분뇨처리장, 식물 뿌리의 호흡과 성장이 필요한 밭이나 과수원, 하우스 등의 현장(이하, ‘현장’이라함)으로 이동하거나, 현장 내에서 이동할 수 있다.

한편 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)는 적재함(B)을 구비하는 차량(A)에 실려 현장으로 이동할 수 있다. 용존산소 생성 장치(100)는, 후술하게 될, 와이어부(210, 211)의 동작에 의해 적재함(B)에서 상하차될 때 바퀴수단(120)에 의해 이동할 수 있다. 바퀴수단(120)은 공지의 바퀴 및 그 바퀴의 결합구조를 따른다.

본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)는, 차량에 실려 이동할 때 용존산소 생성 장치(100)의 각 구성, 즉, 가압펌프부(10), 에어펌프부(20), 탱크부(30), 압력밸브부(40), 제1 배관(1), 메인배관(3) 및 제2 배관(5) 등의 구성들을 보호하는 하우징(121)을 더 포함할 수 있다. 하우징(121)은 바닥프레임(50)의 상부에 결합되어 용존산소 생성 장치(100)의 각 구성을 보호할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100) 및 지지수단(300)이 차량(A)의 적재함(B)에 실려있는 모습을 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)가 지지수단(300)을 통해 차량(A)의 적재함(B)에서 상차 또는 하차되는 모습을 보여주는 도면이다.

본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)는, 도 4 및 도 5를 참조하면, 차량(A)의 적재함(B)에 적재된 후 차량(A)과 함께 이동할 수 있다. 차량(A)의 적재함(B) 일측에는, 적재함(B)에서 탈부착 가능하고, 적재함(B)의 일단부와 지면 사이에 놓여져 용존산소 생성 장치(100)의 상하차 시 용존산소 생성 장치(100)를 지지하는 지지수단(300)을 포함한다.

차량(A)은 화물이 적재되는 적재함(B)을 구비한다. 차량(A)은, 예를 들어, 주로 화물을 운반하기에 적합하게 제작된 트럭일 수 있으며, 적재함(B)에 지붕이 있는 트럭과 없는 트럭 모두 포함한다. 차량(A)은, 일 실시예로서, 1톤 트럭일 수 있다. 1톤 트럭은, 예를 들어, 1톤 일반카고 차량(A) 또는 1톤 탑차 원바디 차량(A)을 포함한다. 1톤 트럭의 경우, 적재규격의 넓이는, 160cm이고, 길이는 275~285cm이며, 적재함(B)의 지상고는 80cm이다. 본 발명에 따른 차량(A)이 1톤 트럭인 경우, 1톤 트럭의 적재함(B)에 실리는 용존산소 생성 장치(100)는 1톤 트럭의 적재함(B)에 적재가 가능하도록 내부공간의 가로, 세로, 높이가 각각 120cm, 140cm, 140cm로 제작될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)가 적재될 수 있도록 제작된 전용 차량(A)일 수 있다.

본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)는, 차량(A)의 적재함(B) 상에 상하차 가능하다.

본 발명에 따른 지지수단(300)은, 차량(A)의 적재함(B)에서 탈부착 가능하도록 제작된다. 지지수단(300)은 용존산소 생성 장치(100)가 상차되어 차량(A)이 이동할 때에는 도 4와 같이 용존산소 생성 장치(100)와 함께 적재함(B) 상에 적재되어 이동하고, 용존산소 생성 장치(100)가 상하차될 때에는 도 5와 같이 적재함(B)의 일단부와 지면 사이에 놓인 후, 상하차되는 용존산소 생성 장치(100)를 지지한다. 지지수단(300)의 탈부착은 인력에 의해 가능할 수도 있고, 별도의 공지된 공압 또는 유압 방식의 리프팅 수단을 통해서 이루어질 수도 있다.

한편, 본 명세서에서는 차량(A)의 후단, 즉 운전석에 반대되는 방향을 적재함(B)의 일측, 일단부 또는 일단방향이라 하고, 운전석을 향한 방향을 적재함(B)의 타측, 타단부 또는 타단방향이라 한다.

본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)와 지지수단(300)은 차량(A)의 적재함(B)에 적재된 후, 차량(A)이 이동하여 현장에 함께 이동할 수 있다. 용존산소 생성 장치(100)가 차량(A)과 함께 현장에 도착하면, 지지수단(300)은 차량(A)의 일단부와 지면 사이에 놓여져 용존산소 생성 장치(100)가 하차될 때 다리의 역할을 하며, 이는 용존산소 생성 장치(100)가 차량(A)의 적재함(B)에 상차될 때에도 마찬가지다.

본 발명에 따른 차량(A)은 전동 와이어(211)를 포함하는 와이어부(210, 211)를 포함한다. 차량(A)은 차량(A)의 운전석과 적재함(B) 사이에 구비되는 측면고정부(200)를 포함한다. 측면고정부(200)는 운전석과 적재함(B) 사이, 즉 적재함(B)의 타단부에서 상향으로 형성될 수 있다. 측면고정부(200)의 상단부에는, 일 실시예로서 와이어부(210, 211)가 설치된다.

본 발명에 따른 와이어부(210, 211)는 용존산소 생성 장치(100)의 상하차 시 동력을 전달한다. 와이어부(210, 211)는 용존산소 생성 장치(100)의 하우징(121)과 연결되는 와이어(211)와 그 와이어(211)가 감기는 와이어몸체(210)를 포함한다. 와이어몸체(210)는 전동에 의해 와이어(211)를 감거나 풀 수 있다. 와이어(211)의 일단은 하우징(121)의 와이어체결수단(101, 103)에 연결된다. 예를 들어 와이어(211)의 일단은 후크가 형성되고, 후크는 와이어체결수단(101, 103)이 포함하는 고리에 걸릴 수 있다. 와이어(211)의 타단은 와이어몸체(210)에 감긴다. 와이어부(210, 211)는 용존산소 생성 장치(100)의 상차 시에는 하우징(121)을 지지수단(300) 상에서 끌어당기는 역할을 하고, 용존산소 생성 장치(100)의 하차 시에는 용존산소 생성 장치(100)의 하중을 완화한다. 용존산소 생성 장치(100)는 중량이 크기 때문에 와이어부(210, 211)는 차량(A)에서의 상하차 시 용존산소 생성 장치(100)에 장력을 전달하여 취급 안정성을 담보한다.

본 발명에 따른 와이어체결수단(101, 103)은, 하우징(121)의 상면에 구비되는 제1 와이어체결수단(101)과, 하우징(121)의 측면에 구비되는 제2 와이어체결수단(103)을 포함한다. 와이어(211)의 일단은, 제1 와이어체결수단(101)과 결합될 수도 있고, 또는 제2 와이어체결수단(103)과 결합될 수도 있다. 용존산소 생성 장치(100)가 지지수단(300) 상에서 상차 또는 하차될 때에는 와이어(211)의 일단은, 도 5와 같이, 하우징(121)의 측면에 구비되는 제2 와이어체결수단(103)과 결합되어 상차 시 용존산소 생성 장치(100)를 적재함(B) 상으로 끌거나, 하차 시 용존산소 생성 장치(100)의 하중을 완화하는 것이 바람직하다. 그러나 용존산소 생성 장치(100)의 적재함(B) 상으로 상차가 완료될 때에는, 도 4와 같이 와이어(211)의 일단은 제1 와이어체결수단(101)에 결합되어 완전하게 하우징(121)이 측면고정부(200)에 밀착되도록 하는 것이 바람직할 것이다. 용존산소 생성 장치(100)가 측면고정부(200)에 밀착되면, 제2 와이어체결수단(103)은 측면고정부(200)가 구비한 밀착홈(203)에 밀착될 수 있다. 밀착홈(203)은 제2 와이어체결수단(103)이 삽입되어 밀착될 수 있도록 그 크기가 결정된다. 밀착홈(203)에 밀착된 제2 와이어체결수단(103)에 의해 차량(A)의 이동 시 용존산소 생성 장치(100)의 흔들림이 방지될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 적재함(B) 및 지지수단(300)에 각각 구비된 지지이동홈(310), 적재이동홈(110) 및 적재고정홈(123)을 보여주는 평면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 적재함(B)에 용존산소 생성 장치(100)의 상차가 완료된 모습을 보여주는 평면도이다.

본 발명에 따른 지지수단(300)의 상면에는, 도 6을 참조하면, 용존산소 생성 장치(100)의 바퀴수단(120)이 밀착되는 복수 개의 지지이동홈(310)이 형성된다. 지지이동홈(310)은, 용존산소 생성 장치(100)의 적재함(B)에서의 상하차 시 가이드가 가능하도록 하방을 향해 소정의 각도를 갖는 유선형의 홈 형태를 가질 수 있다. 지지이동홈(310)은 한 쌍이 구비될 수 있으며, 바퀴수단(120)의 각 바퀴의 간격에 맞도록 형성된다.

본 발명에 따른 바퀴수단(120)은, 다시 도 5를 참조하면, 지지수단(300) 상에서 이동하여 적재함(B)으로부터 상하차될 때 복수개의 지지이동홈(310)에 밀착되어 움직인다. 따라서 용존산소 생성 장치(100)가 지지수단(300) 상에서 이동할 때 그 이동의 가이드가 가능하다.

본 발명에 따른 적재함(B)의 상면에는, 다시 도 6을 참조하면, 지지이동홈(310)과 동일한 형태의 적재이동홈(110)이 형성될 수 있다. 따라서 와이어몸체(210)가 와이어(211)를 감아 용존산소 생성 장치(100)가 측면고정부(200)를 향해 이동하여 상차될 때에도 적재함(B) 상에서도 바퀴수단(120)이 적재이동홈(110)과 밀착되어 이동할 수 있다.

본 발명에 따른 적재함(B)의 상면 타단부에는, 도 6 및 도 7을 참조하면, 용존산소 생성 장치(100)가 측면고정부(200)를 향해 밀착하도록 이동할 때 바퀴수단(120)이 걸려 고정될 수 있는 적재고정홈(123)이 형성된다. 적재고정홈(123)에 바퀴수단(120)이 걸림에 따라 상차가 완료된 용존산소 생성 장치(100)는 차량(A)이 이동하여도 고정된 상태로 유지될 수 있도록 한다. 상차가 완료된 용존산소 생성 장치(100)는 바퀴수단(120)이 적재고정홈(123)에 걸려 고정됨과 동시에 밀착홈(203)에 제2 와이어체결수단(103)이 밀착되어 더욱 견고히 고정될 수 있다. 한편 적재고정홈(123)에는 차량(A) 이동 시 용존산소 생성 장치(100)로 향하는 진동 및 움직임을 최소화하기 위한 탄성수단(미도시)이 더 포함될 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 지지수단(300) 상에서 용존산소 생성 장치(100)가 상하차될 때 바퀴수단(120)이 지지이동홈(310)에 밀착된 모습을 보여주는 측면도이다.

본 발명에 따른 용존산소 생성 장치(100)의 바퀴수단(120)은, 도 8을 참조하면, 지지이동홈(310)에 밀착되어 이동한다. 바퀴수단(120)은 좌우 한 쌍이 구비될 수 있으며 각 바퀴수단(120)의 중심축을 연결하는 바퀴축(122)을 더 포함할 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 지지수단(300) 상에서 용존산소 생성 장치(100)가 차폐함리프팅수단(130)에 의해 상향된 모습을 보여주는 측면도이고, 도 10은 본 발명에 따른 차폐함리프팅수단(130)의 일 실시예를 보여주는 도면이다.

본 발명에 따른 바닥프레임(50)의 하단부에는, 도 9를 참조하면, 용존산소 생성 장치(100)를 상향 이동시키는 복수 개의 차폐함리프팅수단(130)을 더 포함할 수 있다. 차폐함리프팅수단(130)은 바닥프레임(50)을 상향 이동시키는 것이 가능하여 용존산소 생성 장치(100)의 수평을 유지하도록 한다. 차폐함리프팅수단(130)의 저면은 적재함(B) 또는 지지수단(300)의 상면에 접할 수 있고, 따라서 적재함(B) 또는 지지수단(300) 상에서 용존산소 생성 장치(100)가 상승하는 것이 가능하다. 따라서 현장의 불규칙한 노면 상에서도 적재함(B) 또는 지지수단(300) 상에서 용존산소 생성 장치(100)의 수평을 유지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 차폐함리프팅수단(130)은, 도 10을 참조하면, 공압 또는 유압방식의 리프트일 수 있다. 차폐함리프팅수단(130)은, 공압 또는 유압장치(131)와, 그 공압 또는 유압장치를 제어하는 제어봉(133)을 더 포함할 수 있다. 차폐함리프팅수단(130)의 저면은 적재함(B) 또는 지지수단(300) 상에 접하고, 차폐함리프팅수단(130)의 상면은 바닥프레임(50)의 하면에 접한다.

도 11은 본 발명에 따른 탱크부의 외면에 형성되는 액체헬륨관을 보여주는 도면이다.

본 발명에 따른 탱크부(30)의 외면에는, 도 11을 참조하면, 내부 공간을 따라 극저의 액체 헬륨(liquid helium)이 흐르는 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)이 형성된다. 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)은 탱크부(30)의 외면을 둘러 형성될 수 있다. 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)은, 일 실시예로서, ‘U’ 자 형태일 수 있다. ‘U’ 자 형태의 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)의 일단 및 타단은 바닥프레임(50)을 향해 형성되고, 일단에서 타단으로 향하는 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)의 중간 지점 즉 곡선 형태 부분은 탱크부(30)의 상부를 향해 형성될 수 있다. 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)의 일단 및 타단은, 액체헬륨공급장치(39)와 연결된다. 한편, 도면에서는 도시의 편의상 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)의 일단 및 타단이 액체헬륨공급장치(39)와 연결되는 모습은 도시하지 않았다.

본 발명에 따른 복수 개의 액체헬륨관(31, 33, 35, 37) 각각의 일단 및 타단은 탱크부(30)의 하부에 구비되는 액체헬륨공급장치(39)와 연결될 수 있다. 액체헬륨공급장치(39)는, 연결된 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)의 일단을 통해 액체헬륨관(31, 33, 35, 37) 내부로 극저온의 액체 헬륨, 일 실시예로서 ?268℃의 액체 헬륨을 공급하고, 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)의 타단을 통해 액체 헬륨을 회수한다.

도 12는 본 발명에 따른 액체헬륨관이 형성된 탱크부의 상부를 바라본 모습을 보여주는 평면도이다.

액체헬륨관(31, 33, 35, 37)은 복수 개가 탱크부(30)의 외면에 형성될 수 있으며, 일 실시예로서 도 12를 참조하면, 탱크부(30)의 상부에 형성된 제1 배관(1)과의 결합부분을 중심으로 방사형으로 형성될 수 있다. 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)을 통해 흐르는 극저온의 액체 헬륨은 탱크부(30) 내 온도 상승을 능동적으로 억제하여 탱크부(30)의 내부에 저장된 유체 내 용존산소량이 줄어드는 것을 막는다.

본 발명에 따른 탱크부(30)는, 탱크부(30) 내 압력과 온도를 측정하는 센서부(미도시)를 포함한다. 센서부는 압력센서 및 온도센서를 포함한다. 압력센서는 탱크부(30) 내 공간에 저장된 유체의 압력을 감지하여 탱크부(30) 내 압력 변화를 감지할 수 있다. 온도센서는 탱크부(30) 내 저장된 유체의 온도를 감지할 수 있다.

본 발명에 따른 하우징(121)은, 폼 코어부재(미도시) 및 다층 단열재(미도시)를 포함하여 단열 성능을 향상시킨다.

폼 코어부재는 다층 단열재의 외부에 위치하여 하우징(121)의 외면을 이룬다. 폼 코어부재의 내부는 진공유리구슬이 포함된 폼 코어층으로 이루어진다. 폼 코어부재의 외면은 철강 판재(Steel Sheet)로 이루어진다.

폼 코어부재의 내측에는 다층 단열재가 위치한다. 다층 단열재(MLI, Multi-Layer Insulation)는 여러 층의 얇은 시트로 구성된 단열재이다. 다층 단열재는 우주의 위성, 발사체 및 MRI(자기 공명 영상) 스캐너와 같은 의학과 같은 다른 분야에서도 사용된다. 우주에서 다층 단열재는 최대 1800K의 극한 추위와 열로부터 위성과 로켓을 보호한다.

도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 탱크부의 외면에 형성되는 액체헬륨관을 보여주는 도면이고, 도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액체헬륨관의 모습을 간략히 나타낸 블록도이다.

본 발명에 따른 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)은 전술한 바와 같이, ‘U’ 자 형태로 탱크부(30)의 외면을 둘러 형성된다. 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)은 복수 개가 구비되고, 각 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)은 독립적으로 액체헬륨공급장치(39)에 일단과 타단이 연결되어 액체헬륨을 공급받아 탱크부(30) 내 유체의 온도상승을 막아 유체의 용존산소량을 유지한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)은, 도 13 및 도 14를 참조하면, 복수 개의 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)을 서로 연결하는 복수 개의 액체헬륨연결관(1100)을 더 포함한다. 이때 각 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)을 일정길이마다 분할하는 지점에 탱크부(30) 내 온도를 감지하는 분할온도센서(미도시)가 더 포함될 수 있다. 분할온도센서는 탱크부(30) 내 복수 개의 지점에서 유체의 온도를 감지한다. 이때 어느 특정 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)에 인접한 지점에서 유체의 온도 변화가 감지되는 경우, 바람직하게는 온도 상승이 감지된 경우, 해당 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)과 인접한 다른 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)에서 액체 헬륨이 공급되어 액화 수소의 온도 변화가 감지된 지점을 빠르게 냉각시킬 수 있다.

액체헬륨연결관(1100)은 질량유량제어기(1101, 질량유량계, 질량 유량 컨트롤러, MFC, Mass Flow Controller)를 포함한다. 질량유량제어기(1101)는 유량을 측정 및 제어한다. 질량유량제어기(1101)는 유체 및 가스를 사용자가 원하는 유량만큼 흐르도록 정밀하고 정확하게 조절하는 역할을 수행하는 기기이다. 질량유량제어기(1101)의 대부분은 압력이나 온도를 수정하지 않고 직접 유량 계측이 가능함은 물론, 높은 수준의 전기 출력이 가능하고, 작은 유량 변화를 잘 감지할 수 있는 높은 민감도를 지니고, 작은 압력 손실을 가지며, 넓은 압력 범위에도 적용이 가능한 장점을 지니고 있는 열전도 방식(열전달 방식)의 센서를 채용하여 사용하고 있다.

본 발명에 따른 질량유량제어기(1101)는 어느 한 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)에서 다른 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)으로 액체 헬륨을 공급할 수 있으며, 분할온도센서에 의해 온도 변화가 감지된 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)으로 액체 헬륨의 유량을 제어하면서 공급한다. 한편, 액체헬륨관(31, 33, 35, 37) 또는 액체헬륨연결관(1100)은, 액체 헬륨의 압력을 조절하는 레귤레이터(미도시), 액체 헬륨의 압력을 측정하는 액체 헬륨 압력 측정기(미도시), 공급되는 액체 헬륨의 불순물 등을 걸러내는 필터(미도시), 각종 밸브(미도시)를 더 포함할 수 있다.

한편, 탱크부(30) 내 온도 변화는 용존산소량의 감소와 연결된 중요한 부분이며, 따라서 본 명세서에서는 단일의 질량유량제어기(1101)가 아닌 어느 하나의 질량유량제어기(1101, 1201)에 문제가 발생했을 때 다른 질량유량제어기(1101, 1201)가 작동하여 탱크부(30) 내 온도 변화를 최대한 억제할 수 있는 액체헬륨연결관(1100, 1200)을 개시한다.

도 15는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 탱크부의 외면에 형성되는 액체헬륨관을 보여주는 도면이고, 도 16은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 액체헬륨관의 모습을 간략히 나타낸 블록도이다. 도 17은 본 발명에 따른 질량유량제어기를 보여주는 도면이고, 도 18은 도 17의 질량유량제어기를 간단히 나타낸 도면이다.

한편, 도 13 및 도 14는 액체헬륨연결관(1100)이 단일의 질량유량제어기(1101)를 포함하는 것이 도시되어 있고, 도 15 및 도 16은 액체헬륨연결관(1100, 1200)이 두 개의 질량유량제어기(1101, 1201)를 포함하는 것이 도시되어 있다.

이하에서는 도 13 및 도 14의 제1 질량유량제어기(1101)를 도 15 및 도 16을 참조하여 설명하며, 제1 질량유량제어기(1101)와 제2 질량유량제어기(1201)의 각 구성은 서로 동일하다. 본 명세서에서 제2 액체헬륨연결관(1200)의 각 구성 중 도면에 도시되지 않은 것은 제1 액체헬륨연결관(1100)의 각 구성으로 대체하여 이해할 수 있다. 이는 도면부호의 경우도 같다. 예를 들어 도면 상 도시되지 않은 제2 제어회로부는 제1 제어회로부(1120)의 도면부호로 대체하여 기재하도록 한다.

제1 질량유량제어기(1101)는, 도 15 내지 도 18을 참조하면, 제1 메인라인(1110), 제1 센서라인(1111), 제1 바이패스라인(1113), 제1 제어회로부(1120) 및 제1 조절밸브(1104)를 포함한다.

제1 메인라인(1110)은, 어느 한 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)으로부터 액체 헬륨이 공급되는 관일 수 있다. 이때 액체 헬륨의 흐름은 도 18에 도시된 A 방향과 같다.

제1 센서라인(1111)은 금속제로 이루어지는 원형 튜브를 통하여 액체 헬륨이 흐를 수 있다. 이때 흐르는 액체 헬륨의 방향은 도 18에 도시된 B 방향과 같다. 이 튜브의 상류측과 하류측에 각각 제1 감지코일(1115, sensing coil)을 감아 전압을 인가하면, 자기발열 저항체에 의해 가열이 되고 튜브로 액체 헬륨을 흘려 액체 헬륨의 흐름에 따라 감지코일 양측에서는 온도변화가 발생한다. 액체 헬륨이 흐르지 않는 경우와 흐르는 경우, 온도 차이가 발생하는데 제1 센서라인(1111)의 제1 감지코일(1115)는 그 변화된 값, 즉 온도차를 제1 제어회로부(1120)로 출력한다. 따라서 제1 질량유량제어기(1101)를 통해서 흐르는 액체 헬륨의 실제 유량을 측정할 수 있다.

제1 바이패스라인(1113)은 제1 바이패스(1114)를 포함한다. 제1 바이패스(1114)는 제1 센서라인(1111)에 흐르는 유량 이상의 유량을 측정하기 위한 것이다. 제1 바이패스(1114)는 제1 센서라인(1111)과 병렬로 연결된 별도의 라인을 통해 액체 헬륨의 흐름을 분배해 주는 역할을 한다. 이때 흐르는 액체 헬륨의 방향은 도 18에 도시된 C와 같다.

제1 조절밸브(1104)는 제1 제어회로부(1120)에 의해 유량을 제어하는 역할을 한다.

제1 제어회로부(1120)는 입력된 설정값과 제1 센서라인(1111)에서 검출한 검출값을 연산하여 제1 조절밸브(1104)를 제어한다.

제1 제어회로부(1120)는 사전에 입력된 설정값과 제1 센서라인(1111)으로부터 입력되는 흐름에 의한 온도차의 값을 토대로 검출한 질량유량을 비교하고, 입력된 설정값과 현재의 질량유량의 비교 결과를 토대로 유량을 줄이거나 늘리도록 제1 조절밸브(1104)를 제어한다. 또는 전술한 탱크부(30)의 특정 지점에서의 온도의 변화가 감지되면, 그 특정 지점의 온도가 낮아질 때까지 유량이 늘도록 제1 조절밸브(1104)를 제어할 수 있다. 이하 같다.

이와 같이 구성된 제1 질량유량제어기(1101)의 동작과정을 설명하면 다음과 같다. 액체 헬륨이 제1 질량유량제어기(1101)로 유입되면, 그 흐름은 제1 바이패스(1114)로 유입되기 전에 분리되어 제1 센서라인(1111)을 직접 통하게 되고, 제1 센서라인(1111)에서는 튜브를 통해 흐르는 액체 헬륨의 흐름에 따라 제1 감지코일(1115) 양측의 온도변화를 감지한 후 온도차의 값을 연결된 제1 제어회로부(1120)로 출력한다. 그러면 제1 제어회로부(1120)에서는 제1 센서라인(1111)로부터 입력되는 온도차의 값을 토대로 현재의 질량유량을 검출하고, 특정지점에서 변화된 온도값과 검출된 질량유량을 비교하여 제1 조절밸브(1104)의 개폐를 조절한다.

검출된 질량유량이 사용자가 사전에 설정한 입력 값보다 일정 범위 내에서 작은 경우 또는 액화 수소의 온도 변화가 감지된 지점의 온도가 낮아지지 않는 경우 제1 조절밸브(1104)를 더 개방하도록 제어하고, 검출된 질량유량이 사용자가 사전에 입력한 설정 값보다 일정 범위 내에서 크거나 액화 수소의 온도 변화가 감지된 지점이 온도가 낮아진 경우에는 제1 조절밸브(1104)를 닫도록 제어함으로써, 제1 바이패스(1114)를 통해 유입되는 액체 헬륨의 흐름을 조정하여 원하는 액체 헬륨 량이 출력되도록 한다.

액체 헬륨이 제1 질량유량제어기(1101)로 유입되면, 액체 헬륨의 흐름은 제1 바이패스(1114)로 유입되기 전 분리되어 제1 센서라인(1111)으로 직접 통하게 된다. 제1 센서라인(1111)에서는 질량유량을 측정한 후 그 측정값을 제1 제어회로부(1120)로 출력하며 제1 제어회로부(1120)에서는 기 입력된 설정 값 또는 변화된 온도 값과 제1 센서라인(1111)에서 검출한 값을 비교하여 제1 조절밸브(1104)의 개폐를 조절한다. 이러한 제1 조절밸브(1104)의 개폐의 조절을 통해, 제1 바이패스(1114)로 유입된 액체 헬륨의 흐름을 조절하여 소망하는 액체 헬륨 양을 유입시킬 수 있다.

액체헬륨관(31, 33, 35, 37)은, 다른 액체헬륨관(31, 33, 35, 37)으로부터 공급되는 액체 헬륨의 유량을 측정하고, 조절하는 액체헬륨연결관(1100, 1200)을 포함한다. 액체헬륨연결관(1100, 1200)은 복수 개가 포함될 수 있으며, 예를 들어, 액체헬륨연결관(1100, 1200)이 두 개가 포함되는 경우 이를 각각 제1 액체헬륨연결관(1100) 및 제2 액체헬륨연결관(1200)이라 한다.

제1 액체헬륨연결관(1100) 및 제2 액체헬륨연결관(1200)은, 각각 액체 헬륨의 유량을 측정하고 측정된 유량이 제어될 범위 외에서 일치하지 않거나 액화 수소의 온도 변화가 감지된 지점의 액화 수소의 온도가 다시 낮아진 경우 제1 액체헬륨연결관(1100) 또는 제2 액체헬륨연결관(1200)을 각각 차단하는 제1 차단밸브(1103) 또는 제2 차단밸브(1203)를 제어하는 제1 질량유량제어기(1101) 및 제2 질량유량제어기(1201)를 포함한다.

제1 질량유량제어기(1101)의 제1 센서라인(1111)은, 액체 헬륨의 유량을 측정한다. 제1 센서라인(1111)이 측정한 액체 헬륨의 유량은 제1 제어회로부(1120)로 출력되고, 제1 제어회로부(1120)는 출력된 액체 헬륨의 유량이 기 설정된 범위 밖에서 일치하지 않거나 액화 수소의 온도 변화가 감지된 지점의 액화 수소의 온도가 다시 낮아진 경우 제1 차단밸브(1103)을 제어하여 해당 액체헬륨연결관(1100)을 향한 액체 헬륨의 공급을 차단한다.

즉, 제1 액체헬륨연결관(1100)은 제1 질량유량제어기(1101)를 포함하고, 제2 액체헬륨연결관(1200)은 제2 질량유량제어기(1201)를 포함한다. 제1 질량유량제어기(1101)는 제1 조절밸브(1104)를 제어하여 액체 헬륨 공급유량을 조절하고, 제2 질량유량제어기(1201)는 제2 조절밸브를 제어하여 액체 헬륨 공급유량을 조절하는 한편, 제1 질량유량제어기(1101)는 제1 차단밸브(1103)를 제어하여 제1 액체헬륨연결관(1100)의 액체 헬륨 공급을 차단하고, 제2 질량유량제어기(1201)는 제2 차단밸브(1203)를 제어하여 제2 액체헬륨연결관(1200)의 액체 헬륨 공급을 차단한다. 조절밸브(1104)는 질량유량제어기(1101, 1201) 내 포함되고, 차단밸브(1103, 1203)는 액체헬륨연결관(1100, 1200) 내 포함될 수 있다.

제1 액체헬륨연결관(1100)과 제2 액체헬륨연결관(1200)은 함께 동작하지 않을 수 있다. 예를 들어 제1 차단밸브(1103)가 열려 제1 액체헬륨연결관(1100)에 액체 헬륨이 흐를 때는, 제2 액체헬륨연결관(1200)의 제2 차단밸브(1203)는 차단되어 제2 액체헬륨연결관(1200) 내 액체 헬륨은 흐르지 않는다. 동일하게 제2 차단밸브(1203)가 열려 제2 액체헬륨연결관(1200)에 액체 헬륨이 흐를 때는, 제1 액체헬륨연결관(1100)의 제1 차단밸브(1103)는 차단되어 제1 액체헬륨연결관(1100) 내 액체 헬륨은 흐르지 않는다. 따라서 어느 하나의 질량유량제어기(1101, 1201)가 고장난 경우, 다른 질량유량제어기(1101, 1201)를 포함하는 액체헬륨연결관(1100, 1200)이 동작하는 것이 가능하다.

도 19는 본 발명에 따른 질량유량제어기의 또 다른 실시예이다.

본 발명에 따른 질량유량제어기(1101, 1201)는, 도 19를 참조하면, 액체 헬륨의 공급 시 압력을 선형적으로 완화시켜주는 선형제어모듈(1130)을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 선형제어모듈(1130)은 질량유량제어기(1101, 1201)의 메인라인(1110)의 일측에 결합될 수 있다. 선형제어모듈(1130)은 내부공간에 액체 헬륨 등이 수용되는 선형제어실린더(1131)를 포함한다. 선형제어실린더(1131)의 일단은 액체 헬륨 등이 흐르는 메인라인(1110)과 연통된다. 따라서 메인라인(1110)과 연통된 선형제어실린더(1131)의 일단을 통해 액체 헬륨이 유입(D)되거나 배출될 수 있다.

선형제어실린더(1131)의 내부에는 메인라인(1110)과 연통된 일단 및 타단을 향해, 전진 및 후퇴하는 선형제어탄성체(1133)가 구비된다. 선형제어탄성체(1133)는 액체 헬륨이 선형제어실린더(1131) 내부로 유입(D)됨에 따라 연통된 타단을 향해 후퇴한다. 즉 선형제어모듈(1130)의 내부공간에 액체 헬륨 등이 수용됨에 따라 선형제어탄성체(1133)가 타단을 향해(도시 상 아랫방향) 이동하여 질량유량제어기(1101, 1201) 내 유입되는 액체 헬륨에 의한 압력을 서서히 올릴 수 있어 질량유량제어기(1101, 1201) 내 유입되는 액체 헬륨에 따른 최초 압력에 의한 질량유량제어기(1101, 1201)의 파손을 막을 수 있다.

본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1개의 유닛이 2개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2개 이상의 유닛이 1개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 또한, ‘장치’, ‘부재’ 등도 같다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

1 : 제1 배관 3 : 메인배관
5 : 제2 배관 10 : 가압펌프부
20 : 에어펌프부 30 : 탱크부
31 : 액체헬륨관 33 : 액체헬륨관
35 : 액체헬륨관 37 : 액체헬륨관
39 : 액체헬륨공급장치 40 : 압력밸브부
41 : 관 50 : 바닥프레임
100 : 용존산소 생성 장치 101 : 제1 와이어체결수단
103 : 제2 와이어체결수단 110 : 적재이동홈
120 : 바퀴수단 121 : 하우징
122 : 바퀴축 123 : 적재고정홈
130 : 차폐함리프팅수단 131 : 공압 또는 유압장치
133 : 제어봉 200 : 측면고정부
203 : 밀착홈 210 : 와이어몸체
211 : 와이어 300 : 지지수단
310 : 지지이동홈 1100 : 제1 액체헬륨연결관
1101 : 제1 질량유량제어기 1103 : 제1 차단밸브
1104 : 제1 조절밸브 1110 : 제1 메인라인
1111 : 제1 센서라인 1113 : 제1 바이패스라인
1114 : 제1 바이패스 1115 : 제1 감지코일
1116 : 제1 소관 1120 : 제1 제어회로부
1130 : 선형제어모듈 1131 : 선형제어실린더
1133 : 선형제어탄성체 1200 : 제2 액체헬륨연결관
1201 : 제2 질량유량제어기 1203 : 제2 차단밸브
1210 : 제2 메인라인 A : 차량
B : 적재함

Claims

공기 및 물을 흡입하고 가압하여 마이크로버블을 포함하는 유체(流體, fluid)를 생성 및 저장하고, 생성 및 저장한 유체를 배출하는 용존산소 생성 장치에 있어서,
상기 용존산소 생성 장치는,
상기 마이크로버블을 포함하는 유체를 저장하는 탱크부;
인근의 수원으로부터 물을 흡입 및 가압하여 상기 탱크부로 공급하는 가압펌프부;
대기 중의 공기를 흡입 및 가압하여 상기 탱크부로 공급하여 마이크로버블을 포함하는 유체를 생성하는 에어펌프부;
상기 탱크부의 외측에 설치되며, 상기 탱크부의 내부 압력을 유지하면서, 상기 탱크부에 저장된 상기 마이크로버블을 포함하는 유체를 배출하는 압력밸브부; 및
상기 탱크부, 상기 가압펌프부 및 상기 에어펌프부가 설치되는 바닥프레임;
을 포함하는 용존산소 생성 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가압펌프부는 제1 배관을 통해 상기 탱크부와 연결된 메인배관과 연결되며,
상기 제1 배관의 일단은 상기 가압펌프부의 일측과 결합되고,
상기 제1 배관의 타단은 상기 메인배관과 연결되며,
상기 메인배관의 일단은 막히고, 타단은 상기 탱크부의 상부에 결합되어 상기 가압펌프부가 흡입 및 가압하는 물은 상기 탱크부의 상부에서 상기 탱크부를 향해 하향이동하고,
상기 에어펌프부는 제2 배관을 통해 상기 탱크부와 연결된 상기 메인배관과 연결되며,
상기 제2 배관의 일단은 상기 에어펌프부의 일측에 결합되고,
상기 제2 배관의 타단은 상기 메인배관과 연결되어,
상기 에어펌프부를 통해 흡입 및 가압되어 공급되는 공기는, 상기 제2 배관을 통해 상기 메인배관을 향해 흐르며, 상기 메인배관에 진입한 공기는 상기 가압펌프부가 흡입 및 가압하는 물과 함께 상기 탱크부의 상부에서 상기 탱크부를 향해 하향이동하여 상기 탱크부로 공급되는 물 및 공기의 가압이 용이한 것을 특징으로 하는, 용존산소 생성 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 가압펌프부는 3개가 구비되는 것을 특징으로 하는, 용존산소 생성 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 압력밸브부는 16개가 구비되는 것을 특징으로 하는, 용존산소 생성장치.
청구항 1에 있어서,
상기 바닥프레임의 하부에는 복수 개의 바퀴수단이 설치되어 이동가능하고,
상기 바닥프레임의 상부에는 상기 가압펌프부, 에어펌프부, 탱크부 및 압력밸브부를 보호하는 하우징이 설치되는 것을 특징으로 하는, 용존산소 생성장치.