KR970004198Y1

KR970004198Y1 - 수처리 장치

Info

Publication number: KR970004198Y1
Application number: KR2019940004263U
Authority: KR
Inventors: 문재덕
Original assignee: 문재덕
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1994-03-04
Publication date: 1997-05-06
Also published as: KR950027501U

Abstract

내용없음.

Description

수처리 장치

제1도는 본 고안의 구성도

제2도는 본 고안 수중오존발생장치의 사시도

제3도는 본 고안 정수필터의 단면구성도

제4도는 본 고안 동자회수 장치의 단면구성도

제5도는 종래 자화수 장치의 단면구성도

제6도는 본 고안 전원부 및 제어부의 회로블록도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 공급관 4 : 전치필터

6 : 수중오존발생장치 8 : 정수필터

10 : 이온수장치 12 : 동자화수장치

14 : 연결판 16,18,20,22 : 전자변

24 : 분류관 26 : 배출관

28 : 입수공 30 : 출수공

32 : 기판 34, 36 : 대향전극

38,40 : 외부전극단자 42 : 구형파 전압

44 : 휴지시간 46 : 구형파 발생기

48 : 필터 50 : 맥반석 도너츠

52 : 세라믹도너츠 54 : 은활성탄

56 : 관체 58 : 자심

60 : 코일 62 : 펄스파전압

64 : 펄스파 발생기 66 : 장치전원부

68 : 마이콤 전원부 70 : 정현파 맥류발생

72 : 조작부 74 : 감지기

76 : 정현파 맥류전압

본 고안은 음용수용 정수장치의 개량에 관한 것으로, 특히 정수장치내에 통상의 공기중 오존발생장치 대용으로 수중오존발생장치(수중전기분해형오존발생장치)를 부설하여 송풍기나 산포기(기포발생기 carrier air)등을 사용하지 않고도 적정량의 오존이 수중으로 바로 용존되게 함으로서 여과부에 주로 개생번식하는 병원성 세균이나 바이러스, 곰팡이 및 이끼류 등의 유해미생물들을 살균, 소독하도록 하고, 중금속을 산화침번시키며, 고분자 유기물질, (발암성물질)이 분해제거된 정화수(고급음용수)가 제공되도록 하고, 아울러 살균소독용 오존수와 동자화 활성수 및 알팔수가 각기 제공될 수 있도록 함을 목적으로 한 정수 및 수처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 정수장치의 여과부(필터부)에는 공급수 및 공기중으로부터 혼입된 각종 병원성 세균이나 발테리아, 곰팡이 및 이끼류 등의 번식처로 제공되므로 여과형 정수장치에서 가장 취약한 부분 중의 하나임은 공지의 사실이다.

상기한 여과형 정수장치의 취약점을 보완하기 위하여 정수장치에 공기중 오존발생장치를 설치하여 공기중에서 오존이 발생되도록 한 다음 송풍기나 기포발생기를 이용하여 오존이 함유된 반송공기(carrier air)를 수중으로 주입하여 수중에 오존이 용존되도록 하므로서, 수중이나 여과부에 기생번식하는 각종 세균이나 바이러스, 곰팡이, 이끼류 등을 살균소독하도록 한 것 또한 공지의 사실이다. (1960년경부터 유럽 등지에서 상수도 정화용으로 사용되었으며, 최초의 사용은 1906년 프랑스의 Needs 지방에서 상수의 살균시설로서 공기중 오존발생장치가 사용된 바 있다.)

상기한 바와 같은 정수장치에 사용된 공기중 오존발생장치는 고전압방 전에너지로 공기중의 산소분자를 산소원자(O)와 여기 산소분자(O₂ ^*)로 변환하게 되어 다음 화학식과 같이 분해되었던 산소원자(O)와 여기 산소분자(O₂ ^*)가 서로 결합하면서 오존(O₃)이 생성되도록 한 것이다.

20₂→ 20 + O₂

O₂ ^*+ O → O₃

그러나, 공기중에는 질소(N₂)가 산소에 비해 월등히 많은 량으로 존재하고 있으므로, 고정압 방전으로 산소분자를 분해하면 산소원자와 여기 산소분자 뿐만 아니라 질소원자(N)와 여기 질소분자(N₂ ^*)가 함께 분해 및 생성되면서 이들이 산소원자(O)나 여기 산소분자(O₂ ^*)와 같이 결합하게 되어 아래 화학식에서 처럼 매우 유독한 산화질소물(NO, NO₂, NO₃, N₂O₅등)이 생성되며,

N₂→ N + N

N + xO → NOx(x는 1, 2, 3이다)

N₂ ^*+ 50 → N₂O₅

이때, 생성되는 산화질소물의 부피발생량은 발생되는 오존부피량의 1/10-1/1000 정도가 일반적이다.

따라서, 전수장치에 공기중 오존발생장치를 채용할 경우에는 부수적으로 생성된 산화질소물들이 물과 결합되면서 아래 화학식에서와 같이 유독한 질산이 생성되어 정수속에 용존함유되므로서 인체에 매우 유해하다.

2NO + H₂O → 2HNO₃

또한, 상기한 종래의정수장치는 오존발생효율이 투입절력의 5% 이하로 극히 낮으며, 생성된 오존이 혼재된 공기(반송공기)를 공급수 또는 처리수중에 강제로 혼입하기 위하여 산포기와 송풍기가 자연 필요로 하게 된다.

또한, 오존은 수증기와 비교적 잘 결합하는 성질이 있으므로 오존발생에 이용되는 원료공기는 수분을 제거해줄 필요성이 있어서, 공기중 오존발생장치에는 제습장치가 부수적으로 필요하게 된다.

따라서, 이들을 부설하는데 따르는 장치의 복잡성과 경제적 부담이 가중되고 장치의 부피가 자연증대 될 뿐아니라, 부설된 장치들은 구멍막힘, 효율감소 및 소음 등이 동반되고 고장이나 노후(경년변화)등으로 인하여 전기점검이나 수리가 불가피하게 됨은 주지의 사실이다.

또한, 공기중의 오존을 수중으로 완전히 용존시키는 기술은 간단하지 못하며, 충분한 정도(99%)로 용존시키기 위해서는 장치가 매우 커지거나 비용상승이 초래되므로 상기한 바와 같이 송풍기와 산포기의 도움을 받아 수중으로 오존이 혼입 용존되도록 하고 있는바, 이때 혼입된 오존이 수중으로 전량 용존되지 못하고 반송공기와 더불어 정수장치가 설치된 실내(생활공간)로 유출 또는 누출될 소지를 항상 갖고 있어서 수중으로 혼입되지 않은 오존이 실내 공기중의 오존환경기준치인 0.1ppm 이상으로 누출되는 경우에는 인체에 각종 해악을 초래하는 문제점이 있었다.

또한, 제5도와 같이 정수필터(100)의 상하로 영구자석(102)이 다수 내장된 어댑터(104)를 물공급통(106)의 하부중앙에 설치하여 수도물이 어댑터(104)내로 유입된 다음, 영구자석(102)과 정수필터(100)를 차례로 지나면서 정수 및 자화수가 되어 정수통(108)으로 저장되도록 하고, 또한 정수기내의 스케일과 중금속제거 및 세균생성억제를 목적으로 한 정수기의 자화장치가 실용신안 출원공고 제93-1138호로 고안된 바 있다.

이는 영구자석(ferrite 자석 및 회토류자석)에서 발생된 자력선에 의해서 수도물속에 함유된 각종 중금속이온(Ca++, Mg++, SiO₂등)들이 렌쯔(Lenz)의 법칙이나 플래밍(Fleming)의 법칙에 의해서 중성원소화(Ca, Mg, SiO₂) 하거나 이온화(Ca, Mg, SiO₂)한다고 하나, 렌쯔 및 플래밍의 법칙은 물질의 이온화와는무관한 전자유도(電磁誘導) 관계식으로서 시판되는 영구자석(102)의 자력만으로는 수도물 중의 중금속 이온을 중성원소화시킬 수 있을 정도의 충분한 에너지가 되지 못한다.

즉, 물분자가 갖는 활력(F)은 물분자가 지닌 가전자(valance electron)의 전하량(e)과 회전속도(υ) 그리고 외부자계의 세기(H)와 자화수 처리공간(S)에 의해 아래식과 같이 주어지므로, 외부자력(H)을 강력하게 하거나, 또는 자화수 처리공간(S)을 상대적으로 적게 함이 요구되는 반면에 자화수 처리공간은 수압등의 간계로 매우 적게 할 수가 없고 영구자석 제조상의 한계성에 의하여 외부자력의 증강 또는 한계점이 있을 뿐만 아니라 설치된 영구자석의 경우에도 배치구조상 단시간 내에 자력을 상실하게 되어 자화수 장치로서의 그 효과가 미미한 등의 문제점을 안고 있다.

F = eυH//S

한편, 대향하는 수중전극에 전기에너지를 인가하여 물준자(H₂O)를 전기분해하므로서, 생성되는 오존이 수중으로 바로 용존되도록 한 수중(액중) 오존발생장치를 출원인이 특허 제54405호로 발명한 바 있으며, 이는 아래 화학식에서와 같이(w, x, y, z는 상수이다.)

zH₂O → wH₂+ xO₂+ yO₃

↑

전기에너지

수중의 물분자로부터 물분자 크기 정도의 극히 미세한 오존분자가 직접생성되어 수중으로 바로 혼입용존되므로서 오존발생효율이 높을 뿐 아니라 공기중에서 발생된 오존을 수중으로 주입하기 위한 산포기나 송풍기등이 불필요하게 되고, 전기분해할 때 공기(즉 N₂)와 격리되므로 인체에 유해한 산화질소물이나 질산 등이 발생되지 않으며, 또한 분해된 고순도의 산소(O₂)가 음용수 중에 다량 함유됨으로 매우 유용한 음료수를 취할 수 있게 된다.

이때, 수중오존발생장치크기가 소형인 경우 전기분해할 때 발생되는 수소(H₂)는 미량이므로 물에 그대로 방류가 가능하나 수중오존발생장치의 크기가 커져서 발생되는 수소(H₂)가 다량일 경우에는 물(오존수)가 유리되도록 설치된 별도의 통로와 백금촉매층을 통과하도록 함으로서 아래 화학식에서와 같이 수소가 산화제거된다.

2H₂+ O₂→ 2H₂O

또한, 적정량의 오존(0.1∼0.3ppmm)이 함유된 도존수는 강력한 살균력과 소독기증을 갖게 되어 일반적인 염소소독법으로는 살균이 거의 불가능한 바이러스나 조류(藻類), 이끼 및 곰팡이류싸지 완벽하게 살균소독할 수 있으며, 이 오존수가 정수필터로 인입되면 정수필터 내에 기생하는 병원성세균 등을 완벽하게 살균소독하게 되고 여분의 오존은 정수필터를 구성하고 있는 할성탄이나 은활성탄을 통과하면서 아래 화학식과 같이 완전히 제거되어 완전무균의 고정도 음용수가 되며, 음용수기준에 필요한 탄산가스(CO₂)도 부가되는 장점을 지니게 된다.

20₃+ 6C → 6CO₂

또한, 알칼리성식품(감자 등)이나 알칼리성 음용수가 체에 매우 유효함은 공지의 사실이며, 수중에 판전극을 평행하도록 대향 설치한 다음 맥류전압을 인가하면(직류가 아니므로 수전해는 일어나지 않는다.) 수중이온이 극성에 따라 대향전극으로 각각 분리되면서 산성을 지닌 물과 알칼리성을 지닌 물로 구분되며 이들을 분리 배출하도록 한 다음 알칼리성 물만 취할 수 있도록 한 이온수장치가 공지된 바 있다.

본 고안은 앞서 기술한 바와 같은 공기중 오존발생장치가 부설된 종래의 수처리 장치가 갖는 문제점을 해소하기 위하여 고안한 것으로 수처리장치 내에 공기중 오존발생장치 대신에 출원인의 특허 제54405호 액중오존발생장치를 부설하여 송풍기와 산포기 및 제습장치의 사용을 생략하고, 수중으 불순물제거 및 중금속이 산화되도록 하며, 수처리 장치(조수장치)와 공지의 이온발생장치, 그리고 동자화수(動磁化水)장치를 부가 설치하여 전자변으로 살균소독용 오존수와 정화수, 이온수 및 동자화 활력수를 각각 선택 사용할 수 있도록 하되, 동자화수 장치는 고전압 펄스에 의한 강력하고 순간적인 전자력(電磁力)으로 자화활력수가 되도록 하고, 또한, 각 장치의 구동용 전원을 공용하도록 하여 제작비와 제작공정이 절감되도록 하며, 부피와 무게를 소형화할 수 있도록 한것으로, 이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안의 전체 구성도로 물(공급수)이 공급되는 공급관(2)에 공급수중의 고체불순물 등을 등을 여과하는 통상의 전치필터(4)와, 전치필터(4)에 의해 여과된 물중의 각종 세균 등을 오존으로 소독 및 살균처리하고 또한 고분자 유기물질을 저분자 유기물질로 분해시킬 뿐만 아니라 수중으로 오존을 혼입시켜 살균소독수 기능을 부과하는 수중오존발생장치(6)와 오존처리된 물중의 유해한 각종 유기성분물 등의 각종 불순물들을 여과하고 또한 물의 맛이나 질을 향상시키는 조수장치가 부설된 정수필터(8)와, 정수된 물을 이온화하기 위한 이온수장치(10)와 이온화된 물을 자화(활력화)하기 위한 동자화수장치(12)를 연결관(14)으로 연결하되, 연결관(14)에 마이콤(MICOM)에 개폐되는 전자변(16, 18, 20, 22 : 전자개폐밸브)이 일측에 각각 연결된 분류관(24)을 연결하고, 전자변(16)(18)(20)(22)의 타 측에는 배출관(26)을 연결하여 오존수, 정화수, 이온수 및 자화수가 배출관(26)을 통하여 선택적으로 각각 배출할 수 있도록 한다.

상기에서 전치필터(4)는 공급수 중의 각종 불순물을 일차적으로 여과함으로서 후단에 연결되는 수중오존발생장치(6)의 전극에 불순물이 부착되어 오존발생을 방해하는 것을 방지하기 위한 것으로 섬유상필터와 활성탄필터로 구성할 수 있다.

제2도는 수중오존발생장치(6)의 구성도로, 연결관(14)에 의해 입, 출수공(28)(30)이 형성된 수중오존발생장지(6)내의 기판(32)상에 일정간격을 두고 대향하는 한쌍의 전극(34)(36)을 고정설치하고, 두전극(34)(36)에는 외부전극단자(38)(40)을 통하여 전원이 공급되게 한다.

상기에서 두전극(34)(36)으로 인가하는 전원은 오존처리수의 양에 따라 달라지나 처리수의 양이 적은 경우에는 5∼50볼트(volt)가 적합하고, 처리수의 양이 비교적 많은 경우에는 50∼150볼트가 적합하다.

이때, 인가되는 전압은 1초 내지 300초의 시간 중 적절한 시간주기를 가지면서 정의 전압(+)과 부의 전압(-)으로 교번되는 구형파전압(positive and negative sq- uare wave)(42)을 인가함으로서 오존발생과 동시에 두전극(34)(36)으로 불순물이 부착되는 것을 방지할 수 있으며, 구형파의 정부교번기간 사이에 적절한 휴지시간(44)을 설정(0.1∼1000ms)함으로서 구형파 발생기(46)의 출력반도체소자를 보호할 수 있게 되며, 이때 구형파전압(42)은 절연변압기(TRANS)를 특별히 사용함으로서 사용자가 누전이나 감전의 위험성이 없어진다.

정수필터(8)는 2차 필터로서 전치필터(4)에서 여과되지 못한 불순물 또는 수중오존발생장치(6)에서 소독 및 살균처리된 각종 세균이나 바이러스, 이끼류 및 분해된 유기물질 등을 재여과하며, 필터(48)는 통상의 섬유상필터와 활성탄필터와 중공사(中孔絲)필터로 구성된다.

상기의 정수필터(8)에서 음용수 기준조건에 부합하도록 여러종류의 조수(造水)장치를 부가할 수 있다.

즉, 제3도에서 도시한 바와 같이 정수필터(8)의 전단에 필터(48)을 내설하고 필터(48)의 후측에 맥반석 다공도너트(50 : 고온으로 소성된 링형상의 다공성 맥반석으로 미네랄을 제공한다.)와 같은 미네랄 방출물을 부가설치하여 음용수 중에 미네랄이 함유될 수 있도록 할 수 있으며, 또한 고온으로 소성되어 원적외선을 방출하는 다공성 바이오 세라믹도너츠(52)를 부가설치하여 음용수를 활성화하여 부드럽게 할 수 있으며, 또한 은활성탄(54)을 부가설치하여 세계보전기구(WHO)의 음용수기준에 부합하도록 물의 맛이나 질을 향상시킬 수 있다.

또한, 필요에 따라서는 필터(48)와 은활성탄(54)층을 매우 작게 하거나 일체화함으로서 정수필터(8)의 부피를 크게 줄여 제작비를 낮추고 제조공정을 줄일 수 있으며, 또한 필터(48)를 여과능력이 우수하고 저렴한 중공탄소사 섬유필터로 대체함으로서 경비절감을 실현할 수도 있다.

한편, 제4도는 본 고안에 따르는 동자화수(動磁化水)장치(12)의 단면 구성도로서, 관체(56)의 외면에 동자계 발생용 자심(磁心)(58)을 삽입 고정하고, 자삼(58)의 외면에 동자계발생용 코일(60)을 감은 다음 코일(60)에 고정압의 펄스(62)가 인가되도록 펄스발생기(64)에 접속하여 정자력(靜磁力)에 비해 월등히 강력한 순간동자력(動磁力)이 발생되도록 한다.

즉, 종래의 자화수 장치는 명세서의 서두에서 언급한 바와 같이 음용수에 영구자석에 의한 약한 정자력만 인가작용되고, 장치의 배치구조상 영구자석의 자력이 단시간 내에 크게 감소되어 충분한 활력수를 얻을 수 없으나, 본 고안에서는 고전압 펄스에 의해서 강력한 동자력(動磁力)이 반복적으로 발생되어 물분자에 인가 작용되므로 충분한 크기의 활력수를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 필요에 따라 동자력의 크기를 인가전압으로 조절할 수 있고 장시간 사용에도 자력이 감소되는 등의 문제점이 전혀 없어진다.

즉, 자심(58)에 권취된 코일(60)로 고전압이 펄스파(62)를 순간적으로 반복(pulsive)하여 인가하면 매우 강력한 수간자력(動磁力)이 발생되어 물분자에 인가되므로서, 정자력(靜磁力)으로는 얻을 수 없는 큰 활력수를 얻을 수 있게 되고, 이때의 동자력은 인가되는 펄스의 전압(V)이나 펄스으 주기(T) 및 자심(58)의 재질과 권취코일(60)의 굵기와 권선수 등을 적절히 설정함으로서 동자력의 크기를 임의로 가변할 수 있게 된다.

이때, 코일(60)에 직류전류를 인가하여서 큰 자력을 얻을 수도 있으나 펄스전류(62)를 사용함으로 절건이 되어 효과적이었으나, 소모전력이 적은 소형인 경우에는 질류전류를 사용할 수 있으며, 이 경우에는 펄스파 발생기(64)를 생략할 수 있어서 경비를 절감할 수 있다.

제6도는 본 고안의 전원부 및 제어부의 회로개략도로, 전원트랜스(TRANS)로 변압된 교류전압(AC)을 장치전원부(66)와 마이콤전원부(68)로 각각 인가하여 직류정전압을 발생출력하도록하고, 장치전원부(66)의 출력전압은 구형파 발생기(46)와 정현파 맥류발생기(70) 및 펄스파 발생기(64)에 각각 인가되도록 접속하여 이들이 동작될 수 있도록 한다.

구평파 발생기(46)의 출력단자에는 수중오존발생장치(6)의 외부전극단자(38)(40)를 접속하여 두전극(34)(36)에서 오존이 발생되도록 하고, 정현파 맥류발생기(70)의 출력단자에는 이온수장치(10)를 접속하여 이온수가 발생되도록 하고, 펄스파 발생기(64)의 출력단자에는 동자화수장치(12)의 코일(60)을 접속하여 자화수(활력수)가 각각 발생되도록 한다.

마이콤 전원부(68)의 출력전압은 마이콤(MICOM)에 접속하여 동작될 수 있도록 하고, 마이콤의 일측 출력단자에는 각 전자변(16)(18)(20)(22)을 제어(개폐)할 수 있도록 접속하여 조작부(72)로 온존수, 정화수, 이온수 및 자화수를 선택하여 배출할 수 있도록 하고, 마이콤의 타측 출력단자에는 구형파 발생기(46)와 정현파 맥류발생기(70) 및 럴스파 발생기(64)의 제어단자를 각각 접속하여 파평발생기들(46)(70)(64)의 전압과 주파수 및 휴지시간을 적절히 제어할 수 있도록 하고, 또한 ON, OFF를 제어할 수 있도록 한다.

또한, 마이콤으로 하여금 전치필터(4), 수중오존발생장치(6), 정수필터(8)와 기타(48)(50)(52)(54), 이온수장치(10) 그리고 동자화수장치(12)의 각각의 필터나 각각의 장치의 작동시간을 적산(積算)하여 각 필터나 각 장치의 수명을 표시하게 하거나, 설정된 기준수명시간과 비교하여 교환시비를 표시해 주는 역할(alarm 기능을 하게 할 수도 있다.

본 고안에서 조작부(72)로 상기한 오존수, 정화수, 이온수들 중 희망수를 선택하면 이에 부합하는 전자변과 파형발생기가 연동되어 선택된 희망수가 배출될 수 있도록 한다.

이때, 희망수를 선택하면 해당하는 파형발생기가 먼저 동작된 다음 일정시간 (수초이내)경과후에 전자변이 개방되도록 하여 분류관(24)내에 정체되어 있던 물을 각 장치들로 충분히 처리한 다음 배출되게 할 수도 있으며, 공급관(2) 또는 각 연결관(14)에 공급수의 이동(흐름이나 유속)을 감지하는 감지기(74)를 설치한 다음 감지신호를 마이콤(MICOM)으로 입력하여 희망수가 배출될 때에 해당장치가 바로 동작되게 할 수도 있으며, 분기관(14)에 각각의 전자변을 사용한 것으로 일예를 들었으나 일체로 된 5방향 제어용 전자변을 사용할 수도 있다.

미설명부호 (90)은 정수필터(8)의 입수공, (92)는 정수필터(8)의 출수공, (94)는 고정 및 수로마개, (96)은 격판(SW)는 전원스위치, (F)는 퓨즈이다.

이와 같이 구성된 본 고안은 공급관(2)으로 수도수, 지하수, 생수 등이 계속 공급되도록 한 다음 스위치(SW)를 ON하여 전원을 공급하면 마이콤(MICOM)과 각 파평발생기(40)(70)(64)로 전원이 인가되고 전자변(16)(18)(20)(22)들은 전부 폐쇄된 상태로서 사용준비가 완료된다.

상기의 상태에서 살균소독용 오존수를 취하기 위하여 조작부(72)로 오존수를 선택하면 마이콤에 의해서 전자변(16)이 개방되면서 공급수가 전치필퍼(4)→수중오존발생장치(6)→전자변(16)→배출관(26)의 순으로 수로가 형성되어 흐르고, 동시에 마이콤(MICOM)으로부터 구형파 발생신호가 출력되어 구평파생기(46)가 구형파(42)를 출력하게 된다.

따라서, 수로를 따라 흐르는 공급수는 전치필터(4)를 지나면서 고체상의 불순물들이 1차 여과된 다음 수중오존발생장치(6) 내로 계속 유입되고, 수중오존발생장치(6)의 두전극(34)(36)으로는 구형파(42)가 인가되어 오존이 발생되므로 수중오존발생장치(6) 내를 유입통과하는 여과수중에는 발생된 오존이 바로 용존혼입되므로 배출관(26)으로 오존수가 배출된다.

상기에서 마이콤으로 구형파의 전압이나 주파수 및 휴지시간등을 적절히 제어할 수 있으므로 이 제어량에 따라 오존의 발생량도 필요에 따라 자동 또는 수동으로 가변할 수 있다.

이때 수중의 오존용존량을 필요와 용도에 따라 0.01∼0.30ppmm이 되도록 하면 배출되는 오존수는 매우 적절한 살균력과 소독력을 지니게 되며, 이때, 0.01ppmm은 살균력을 가지는 최소치이며, 0.30ppmm은 본장치에 필요한 최대 설정 오존발생량이다.

상기한 오존수는 수중에 혼입되어 기생번식하는 각종 병원성세균이나 바이러스, 이끼류, 곰팡이류 등을 살균소독할 뿐 아니라 각 가정의 야채나 과일 및 식기나 행주, 도마 등을 세척하면 이들의 표면에 주로 부착 또는 기생번식하는 각종 세균등을 완벽하게 사멸시킬 수 있게 되고, 이들으 표면에 부착된 농약류나 중금속을 산화, 제거시킬 수 있게 된다. (대장균의 경우 염소에 의한 살균력에 비해 오존수의 살균력은 무려 3.150배나 빠르게 살균되며, 염소로서는 살균력이 약한 바이러스나 발테리아의 경우도 10초 정도만 오존수로 처리하면 약 99%이상 간단히 사멸시킬 수 있게 된다.)

한편, 필요한 량의 오존수가 배출되어 조작부(72)로 전자변(16)을 폐쇄하면 수로가 차단되고 오존발생이 정지되며, 정화수를 취하고자 할 때에는 조작부(72)를 조작하여 정화수를 선택하면 마이콤에 의해 전자변(18)이 개방되면서 공급수가 전치필터(4)→수중오존발생장치(6)→정수필터(8)→전자변(18)→배출관(26)의 순으로 수로가 형성되어 흐르게 되고 동시에 마이콤으로부터 구형파 발생신호가 출력되어 수중오존발생장치(6) 내에 오존이 생성용존된다.

상기에서 수로를 따라 흐르는 공급수는 전기한 반대로 여과수와 오존수를 차례로 변화되면서 살균소득수로서의 기능을 지닐 뿐 아니라 오존의 작용에 의해서 여과수가 탈취 및 정확된 상태이고, 전치필터(4)로 여과되지 않는 인체에 유해한 발암성의 고분자, 유기물질들은 오존에 의해 무해한 저분자 물질로 분해된다. (주로 고분자 형성의 구성기를 끊어서 분해함.) 또한, 계속적인 오존의 작용에 의해 공장폐수 등으로부터 유입되는 유해화학물질(폐놀, 시안, 벤젠화합물 등)등도 거의 완벽하게 분해되고 중금속(철, 망간, 납, 수온 등)도 거의 산화시켜서 산화중금속으로 변화시키게 된다.

이때 산화된 중금속은 탈이온화되고 또 분자가 커지고 무거워져서 침전 또는 정수필터(8)에 쉽게 여과며, 오존에 의해 살균, 소독, 표백, 탈취, 산화 및 분해된 공급수는 정수필터(8)로 유입되고, 정수필터의 선단에 위치한 필터(48)에 의해서 산화분해된 중금속 및 불순물들이 대부분 여과되고, 또한 잔류하는 오존은 완전히 제거되어 고순도화된 정화수가 배출된다.

따라서, 종래 정수장치의 가장취약점인 필터(8)에서의 세균번식과 기생문제가 제거되고 중금속, 고분자유기물 등이 분해산화되어 여과됨으로서 필터의 취약점이 말끔히 해소된다.

이때 공급수로 공급되는 수도물 원수자체에 미네랄 등이 부족하여 음용수 기준에 미흡한 경우에는 필토(48)의 후단에 위치한 맥반석, 바이오세라믹 및 온활성탄 등으로 구성된 조수장치에 의해서 미네랄이 다량 보급되므로 배출관(26)으로 음용수기준에 부합하는 음용수(정화수)가 배출되며, 필요한 량의 정화수를 얻은 다음 조작부(72)로 전자변(18)을 폐쇄시키면 수로가 차단되면서 정화수의 배출과 오존발생이 정지된다.

또한, 알칼리성 이온수를 얻고자 할 때에는 다시 조작부(72)를 조작하여 이온수를 선택하면 마이콤에 의해 전자변(20)이 개방되고, 공급수는 전치필터(4)→수중오존발생장치(6)→정수필터(8)→이온수장치(10)→전자변(20)→배출관(26)의 순으로 수로가 형성되어 흐르게 되고, 동시에 마이콤의 출력단으로부터 구형파 발생신호와 정현파 매맥류발생신호가 출력되어 구형파발생기(46)와 정현파 맥류발생기(70)가 구형파(42)와 정현파맥류(76)가 각각 출력되어 수중오존발생장치(6)와 이온수장치(10)가 동작하게 되고 전기한 과정으로 오존처리된 정화수는 이온수장치(10)를 지나면서 알칼리 이온수로 변화되어 배출관(26)으로 배출된다.

상기에서 수중오존발생장치(6)와 이온수장치(10)를 각각 별도로 구성할 수 있고, 수중오존발생장치(6)내에 이온수 발생전극을 내설하여 일체화(병용)할 수도 있으며, 이 또한 마이콤에 의해 정현파맥류의 전압이나 위상을 제어하여 이온수의 알칼리성 농도를 가변할 수 있게 되고, 필요한 량의 이온수를 얻은 후 조작부(72)로 전자변(20)을 폐쇄하면 이온수의 배출과 오존발생이 중지되고 이온수발생 또한 중지된다.

자화수(활력수)를 얻고자 할 때에는 조작부(72)를 조작하여 자화수를 선택하면 마이콤에 의해 전자변(22)이 개방되고 공급수는 전치필터(4)→수중오존발생장치(6)→정수필터(8)→이온수장치(I0)→동자화수장치(12)→전자변(22)→배출관(26)의 순으로 흐르고 동시에 마이콤의 출력단으로부터 구형파, 정현파맥류, 펄스파 발생신호가 각각 출력되어 수중오존발생장치(6)와 이온수장치(10) 및 동자화수장치(12)가 각각 동작하게 되고 전기한 과정으로 알칼리화된 이온수는 동자화수장치(12)를 지나면서 활성(活性)을 갖게 된다.

즉, 고정압 펄스파(62)가 인가되는 코일(60)과 자심(58)에 의해서 이온수에 강력한 동자력이 인가되면 물분자(H₂O)를 구성하고 있는 수소원자(H)와 산소원자(O)의 결합가전자(bonding valance electron)가 궤도운동을 하면서 생성되는 환상자계에 순간적이고 강력한 외부자계(동자력)가 반복 인가되므로 로렌쯔력(Lorentzforce)이 작용되어 결합가전자들이 활력을 갖게 되거나 (참고 ①강형부著 : 전기·전자재료, 청문각발행(1992) p.458∼p.459. 참고 ②박인수著 : 전자기학 청문각발행(1992) P.324∼p.326)물의 연결구조가 5각고리 구조에서 6각 고리구조로 변형되므로 음용시에 체내에 흡수가 용이해지는 이른바 강(强) 자화수(활력수)가 얻어지며, 이와같은 원리의 동자화수장치(12)는 음용수 수처리 장치로써 사용될 뿐 아니라 수중오존발생장치(6)와 이온수장치(10)와는 별도로 구성하여 동자화수 발생장치로서 단독으로 사용할 수 있으며, 또한 수로 관벽의 스케일 방지등의 산업적, 또는 작물재배용 등의 농업적으로도 폭넓게 사용할 수도 있다.

한편, 필요한 량의 이온수를 얻은 후 조작부(72)로 전자변(22)을 폐쇄시키면 수로의 차단으로 자화수의 배출 또한 정지되고 수중오존발생장치(6), 이온수장치(10) 및 동자화수장치(12) 또한 정지된다.

본 고안에서는 간단히 전치필터(4)와 수중오존발생장치(6)만으로 구성하면 환자와 접촉이 빈번한 의료인의 손세척용이나 간단한 의료도구소독, 기타의 살균소독전용으로 사용할 수 있으며 이 경우 세척 또는 소독대상물이 오존수 배출구로의 접근을 감지하는 근접센서를 채용하여 전자변이 자동으로 개폐되도록 하면 바람직하다.

이상에서와 같이 본 고안은 통상의 여과식 정수장치에 수중오존발생장치와 정화수장치 및 동자화수장치를 부가설치하므로서 송풍기와 산포기 및 제습기 등이 불필요 하고, 각 장치의 전원부를 공용화하므로써 제작비와 제작공정이 절감되고 소형화가 가능하며, 마이콤으로 제어되는 전자변의 선택에 의해 살균소독용 오존시 께끗한 정화수, 알칼리성 이온수, 자화된 활력수를 각각 간단히(one touch push) 취사선택하므로서 주방 등에서의 다양한 용도에 부응할 수 있는 등 국민의 건강증진에 크게 이바지할 수 있을 뿐만 아니라, 오존수, 이온수, 동자화수 장치로서 복합 또는 각각의 단독장치로서 산업적, 농·식품적으로 까지 폭넓게 적용할 수 있는 매우 유용한 고안이다.

Claims

전치필터(4)를 갖는 수처리 장치에 있어서, 전치필터(4)의 후단에 입, 출수공(28)(30)이 형성된 수중오존발생장치(6)를 연결관으로 연결하고, 수중오존발생장치(6)의 후단에 중공섬유사필터(48)와 다공도 너츠(54)와, 다공성 바이오 세라믹 도너츠(52)와 은활성탄(54)등으로 구성된 정수필터(8)를 연결관으로 연결하고, 정수필터(8)의 후단에 이온수장치(10)와 동자화수장치(12)를 연결관으로 연결하고, 수중오존발생장치(6)와 정수필터(8)와, 이온수장치(10)와 동자화수장치(12)의 배출관(24)에 마이콤(MICOM)의 제어에 의해 개폐되는 개폐밸브(16)(18)를 각각 설치하여 각각의 장치로 처리된 물을 선택적으로 사용할 수 있게 함을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항에 있어서, 한 개 이상의 연결관체(56) 외면에 동자계 발생용 자심(58)이 설치되고, 자심(58)의 외면에 동자게발생용코일(60)을 적정횟수 감고, 상기 코일(60)에 고정압 펄스발생기(64)를 접속하여 정자력에 비하여 월등히 강력한 순간 동자력이 발생되게 구성한 동자화수장치(12)를 연결관으로 연결하고, 동자화수장치(12)의 배출관에 마이콤(MICOM)의 제어를 받는 개폐밸브(22)를 설치하여서 된 수처리장치.