KR100463896B1

KR100463896B1 - 오존수 생성 시스템 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100463896B1
Application number: KR10-2002-0017219A
Authority: KR
Inventors: 조수환
Original assignee: 동우기연 주식회사
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: US6808637B2; KR20030078285A; US20030183585A1; JP2003305348A; CN1448345A

Abstract

본 발명은 오염된 물을 환경친화적으로 재생산하기 위한 오존수 생성 시스템에 관한 것으로, 특히 오존수 생성기구를 옥내외에서 유로조건에 관계없이 범용적으로 이용 할 수 있게 하고, 오존발생 조건을 최적 상태로 유지하여 전체적으로 오존수 생성 시스템의 성능을 향상 시키는 한편 오존수 배출과정에서 배수구 막힘에 따른 물의 역류 징후를 사전에 검출하여 시스템 성능저하를 방지하고 사용 안정성을 제공하기 위한 오존수 생성 시스템과 그 시스템 제어방법에 관한 것이다.

본 발명의 오존수 생성 시스템은, 오존블럭으로 유입되는 공기의 도입 경로에서 유입 공기를 정화.제습하는 유입공기조절기구와, 유입공기조절기구를 통해 정화 건조된 공기로 오존을 형성하고 물공급라인과 오존가스라인으로 연결되고, 오존가스라인과 물공급라인이 만나는 위치에는 첵크밸브를 구비하여 물분사에 의해 오존가스를 물에 용존 시키는 인젝터와, 오존가스가 용존된 1차 오존수를 유입시켜 물과 오존을 2차 용존 오존수로 만들어, 용존된 액상의 오존수는 그대로 배수관을 통해 내보내고 기상의 오존은 리턴라인을 통해 재유입시켜 재 용존과정을 거치도록 기액분리가 가능한 일정한 공간이 있는 기액분리기와, 기액분리기의 내부 공간을 따라 설치되어 오존수의 수위를 검출하고, 그 유량상태에 따라 물공급라인을 제어하여 물의 역류를 방지하는 기구를 포함한다.

본 발명의 시스템 제어방법은, 인젝터를 통해 물을 가속시켜 오존을 흡입하여 물과 오존을 혼합하고, 기액분리기를 통해 오존을 물로 부터 분리하며, 기액분리 과정 또는 배출구측 막힘에 따라 물 공급이 계속되고 물의 배출이 중단된 상태를 이상 수위로 검출하여, 수위 검출정보가 한계수위인 경우 워터솔레노이드밸브를 차단하고, 기액분리기상의 물 배수 통로를 열어 배출하며, 기액분리기상의 물이 모두 배출되어 검출 센서를 통해 물의 배출 상태를 확인하여 임의의 지연 시간을 두어 워터솔레노이드밸브에 전원을 공급하여 물을 재급수 하는 단계로 실행된다. 따라서, 오존수 생성 시스템의 성능과 안정성,운전의 효율성등이 크다.

Description

오존수 생성 시스템 및 그 제어방법{The Method and System for Generating Ozonied-Water and control method thereof}

일반적으로, 물에 오존이 섞인 상태, 즉 물을 용존 오존수로 생성하기 위한 오존수 생성장치는 물에 오존을 함입시켜 오존에 의한 정화력과 살균력 등의 기대 효과를 얻을 목적으로 구성된 장치로 알려져 있다. 그 오존수 생성장치들은 오존수 생성방식에 따라 가압인젝터방식, 산기방식, 벤튜리인젝터방식 등이 있다.

이중 가입인젝터압방식의 대표적인 오존수 생성기구는, 도 1과 같이 외부 공기를 흡입하여 공기를 목적지로 강제로 보내는 에어펌프(10), 에어펌프(10)를 통해 보내지는 공기중 산소를 오존으로 변화시키는 오존발생체(11)를 구비하는 오존발생기(12), 오존발생기(12)를 거쳐서 나오는 오존과 수원(12)측 으로부터 공급되는 물을 섞어 주는 교합부(14), 수원(12)에서 교합부(14)로 공급되는 물의 흐름을 제어하기 위한 물공급라인(15)에 설치된 솔레노이드밸드(16)등으로 이루어진다.

상기 오존수 생성기구는, 에어펌프(10)에서 일반공기를 강제로 오존발생기(12)로 보내면 오존발생기(12)에서 공기중 산소를 오존으로 변화시키고 변화된 오존은 일부가 다시 산소로 분해되기도 하지만 대부분 교합부(14)로 밀려들어가 물에 섞여 수원(13)으로부터 공급되는 물을 오존수로 배출시키도록 되어 있다.

따라서, 가압인젝터방식의 오존수 생성기구는 에어펌프(10)에 의해 압력이 걸린 상태에서 물을 물공급라인(15)으로 통과 시키면서 형성되는 부압을 이용하여 오존을 교합부(14)를 축으로 빨아들여 기체와 액체가 혼합된 상태의 오존수 즉, 물에 오존이 녹아 있는 용존 오존수로 배출하는 것이다.

오존수 생성기구는 물과 오존의 적절한 혼합 정도의 유지가 성능과 관계되므로 다양한 주변장치들을 필요로 한다. 예를들면, 오존과 물을 섞는 교합부나 부압을 발생시키기 위한 인젝터, 투입되는 공기의 양을 조절하거나 기체와 액체를 분리하는 기액분리기 등은 물과 오존의 혼합상태를 안정적이고 일정하게 유지하여 최적의 용존 오존수로 가공하기 위한 보조기구들로서, 오존수 생성기구들의 배치 및 구조 변경을 통하여 발전된 오존수 생성시스템을 제공한 기술의 예는 다음과 같다.

본 출원인에 의해 소개된 대한민국 등록실용신안 등록번호 제208109호의 '오존수 생성장치'는, 솔레노이드밸브(인젝터) 구조를 변경하고, 교합부로 들어가는 오존라인에 기포분리기를 설치하여, 에어펌프 없이 물의 압력 상승만으로 오존의 유입이 가능하도록 하였고, 물과 오존의 혼합 배출과정에서 혼합되지 않은 잔류오존의 배출을 방지하여, 전체적으로 에어펌프를 두지 않는데 따라 부품감소 및 소형화가 가능하도록 하였고, 오존의 재활용과 오존에 의한 인체 상해 문제 그리고 주변 부품의 파손 문제를 해결할 수 있도록 하였다.

본 출원인에 의해 소개된 또 다른 대한민국 등록실용신안 등록번호 제203244호의 '오존수 생성장치'는, 유로상에서 솔레노이드밸브와 인젝터의 별도 설치에 따르는 유로길이의 확보 문제를 솔레노이드밸브와 인젝터의 통합 적용을 통해, 유로길이의 단축과 에어펌프를 대체하면서도 적절한 오존수를 얻을 수 있도록 하였다.

그러나, 이와 같은 종래의 기술들은 인위적으로 발생시킨 오존과 물을 혼합시키는데 있어서 유로의 구조 변경에 관한 기술로서, 오존발생 과정에서 공기중의 이물질과 습기에 노출되어 발생되는 문제점을 개선하지는 못했다.

또한, 시스템 운전중 발생 되는 배수관측 막힘은 그 막힘 빈도에 관계없이 물이 정상적인 경로를 이탈, 역류되어 세팅된 물과 오존의 혼합균형을 깨뜨림과 동시에 정상적인 오존수로의 배출이 불가능해지므로 전체적으로 유로 성능저하와 함께 고숙련자의 보수점검을 받아야만 하는 번거로움도 따랐다.

또한, 가정이나 공중업소 등에서 쉽고 간단하게 이용할 수 있는 구체적인 시스템 설계와 오존수 생성기구를 효율적으로 통제하고 운전하기 위한 구체적인 방안이 제시되지 못했다.

따라서 본 발명의 목적은 옥내외에서 유로조건에 관계없이 범용적으로 이용 할 수 있는 오존수 생성장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 오존수 생성기구중 하나인 오존발생 조건을 최적 상태로 유지하여 전체적으로 오존수 생성 시스템의 성능을 향상 시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 오존수 배출과정에서 배출구 막힘에 따른 물의 역류 징후를 사전에 검출하여 시스템 성능저하를 방지하고 사용 안정성을 제공하는것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 오존수 생성 시스템 운전에서 비교적 발생 빈도가 높은 물의 역류 현상을 정상운전으로 전환시키는 시스템 제어방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오존수 생성 시스템은, 외부 공기중 산소를 받아들여 이를 오존으로 변화시키는 오존발생체를 갖는 오존블럭과, 오존블럭을 거쳐서 나오는 오존과 수원측으로부터 공급되는 물을 섞어 주는 교합부와, 수원측에서 교합부로 공급되는 물의 흐름을 제어하기 위해 물공급라인에 설치되는 솔레노이드밸드와, 기체와 액체를 분리하는 기액분리기로 이루어지는 오존수 생성장치에 있어서,

상기 오존블럭으로 유입되는 외부 공기의 도입 경로상에 에어솔레노이드밸브를 중심으로 유입 공기를 정화시키고 제습하는 유입공기조절기구와,

상기 유입공기조절기구를 통해 정화 건조된 공기로 오존을 형성하고 그 오존가스를 물과 혼합시켜 주기위해 물공급라인과 오존가스라인으로 연결되고, 그 오존가스라인과 물공급라인이 만나는 위치에는 첵크밸브를 구비하여 물의 유속을 통한 물분사에 의해 체크밸브를 개방시켜 오존가스를 물에 용존 시키는 인젝터와,

상기 인젝터를 경유하면서 물에 오존가스가 용존된 1차 오존수를 유입시켜 물과 오존을 2차 용존 오존수로 만들고 그 과정에서 물에 오존이 용존된 액상의 오존수는 그대로 배수관을 통해 내보내고 물과 용존되지 못한 기상의 오존은 리턴라인을 통해 재유입시켜 3차 또는 그 이상의 재 용존과정을 거치도록 기액분리가 가능한 일정한 공간을 갖는 직립형 기액분리기와,

상기 기액분리기의 내부 공간을 따라 설치되어 오존수의 수위를 검출하고, 그 유량상태에 따라 물공급라인을 제어하여 물의 역류를 방지하는 기구를 포함하는 오존수 생성 시스템을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은, 오존수 생성을 위한 오존수 생성 시스템의 제어방법에 있어서,

구동회로보드에서 물공급라인을 개폐하는 워터솔레노이드를 오픈시켜 물을 시스템 내부로 공급하고, 인젝터를 통해 물을 가속시켜 오존을 흡입하여 물과 오존을 혼합하는 단계와,

상기 단계로부터 물에 오존이 혼합된 오존수를 용존시키면서 용존되지 않은 오존의 배출은 억제하여 재용존 시키기 위해 기액분리기를 통해 오존을 물로 부터 분리하는 단계와,

상기 기액분리기를 통한 기액분리 과정 또는 기액분리기의 배수관측 막힘 상태에서 물 공급이 계속되어 기액분리기의 수위가 높아지면 이를 이상 수위로 검출하는 단계와,

상기 기액분리기의 이상 수위 검출 단계로부터 검출된 기액분리기의 수위 검출정보가 만수위인 경우 워터솔레노이드밸브를 차단하여 물 공급을 중지시키고, 기액분리기상의 물 배수 통로인 배수관 막힘을 해제하여 기액분리기 내의 물을 배출하는 단계와,상기 기액분리기상의 물이 모두 배출되어 검출 센서를 통해 물의 배출 상태를 확인하여 임의의 지연 시간을 두어 워터솔레노이드밸브에 전원을 공급하여 물을 재급수 하는 단계로 이루어지는 오존수 생성 시스템의 제어방법을 특징으로 한다.

이렇게 오존수 생성시스템을 구성하면 오존발생 조건을 최적화 시킬 수 있으며, 전체적으로 시스템 성능 저하는 방지하고 안정성과 시스템 성능을 항상 시킬수 있고, 오존의 재순환을 통해 오존 용존량을 배가 시킬 수 있으며, 시스템 유지 보수에 따르는 불편을 줄일 수 있는 한편, 옥내외에서 유로조건에 관계없이 범용적으로 이용 할 수 있다.

도 1은 일반적인 오존수 생성 기구의 개략도

도 2는 본 발명에 따른 오존수 생성 시스템의 전체를 보인 배치도

도 3은 본 발명의 유입공기조절기구의 구성을 나타낸 것으로,

(a)는 정단면도 (b)는 (a)의 측단면도

도 4는 본 발명에 따른 인젝터의 구성을 나타낸 단면도

도 5는 본 발명에 따른 기액분리기의 내부 및 물의 역류방지기구를 설명하기 위한 단면도

도 6은 본 발명에 따른 시스템 운전 조건을 설명하기 위한 것으로 특정 히팅블럭의 공기유동 상태를 설명하기 위한 유로 참고도

도 7은 도 6의 비교 참고도

도 8은 본 발명의 실시예에 따라 두 개의 히팅블럭을 운용하는 공기유입 조건에서 에어솔레노이드밸브의 개방시간과 히팅블록들간의 구동시간을 비교적으로 표시한 테이블 표

도 9는 도 5의 기액분리기의 구성에 따라 물의 재급수 시기를 지연시키는 제어방법의 예를 나타낸 플로우 챠트

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

20:오존블럭 30:에어솔레노이드밸브(3-WAY)

40:유입공기조절기구 41:공기흡입포프

42:재킷 43,43a:히팅블럭

44:필터 45:제습층(실리카겔)

46:전극판

47:정특성서미스터소자(PCT:Positive Temperatiure Coefficient)

50:물공급라인 51:오존가스라인

52:첵크밸브 53:배수관

54:리턴라인

55:로드센서(ROD) 60;인젝터

61:인젝터홀 70:기액분리기

73:가이드 74:로드센서

75:워터솔레노이드밸브

이하, 본 발명의 실시예를 도면 도 2 내지 도 9를 참고로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 오존수 생성 시스템은, 외부 공기중 산소를 받아들여 오존으로 변화시키는 오존발생체가 있는 오존블럭과, 오존블럭을 거쳐서 나오는 오존과 수원측으로부터 공급되는 물을 섞어 주는 교합부와, 수원측에서 교합부로 공급되는 물의 흐름을 제어하기 위해 물공급라인에 솔레노이드밸드를 설치하여 구성되는 오존수 생성장치에서, 유입공기조절수단, 인젝터, 기액분리기, 기액분리기상의 오존수 역류를 방지하는 수단을 구성한 특징이 있다.

주요 부분은 도 2와 같이, 오존블럭(20)으로 유입되는 외부 공기의 도입 경로상에 에어솔레노이드밸브(30)를 중심으로 유입 공기를 정화시키고 제습하는 유입공기조절기구(40), 유입공기조절기구(40)를 통해 정화 건조된 공기로 오존을 형성하고 그 오존가스를 물과 혼합시켜 주기 위해 물공급라인(50)과 오존가스라인(51)으로 연결되고, 그 오존가스라인(51)과 물공급라인(50)이 만나는 위치에는 첵크밸브(52)를 구비하여 물의 유속을 통한 물 분사에 의해 체크밸브(52)를 개방시켜 오존가스를 물에 용존 시키는 인젝터(60), 인젝터(60)를 경유하면서 물에 오존가스가 용존된 1차 오존수를 유입시켜 물과 오존을 2차 용존 오존수로 만들고 그 과정에서물에 오존이 용존된 액상의 오존수는 그대로 배수관(53)을 통해 내보내고 물과 용존되지 못한 기상의 오존은 리턴라인(54)을 통해 재유입시켜 3차 또는 그 이상의 재용존과정을 거치도록 기액분리가 가능한 일정한 공간이 있는 기액분리기(70), 기액분리기(70)의 내부 공간을 따라 설치되어 기액분리기(70)에 유입된 오존수의 한계수위를 검출하고, 그 유량상태에 따라 물공급라인(50)을 흐르는 물의 유동을 제어하여 물의 역류를 방지하는 기구이다.

유입공기조절기구(40)는, 도 2 및 도 3과 같이 공기흡입포트(41)를 구비하며 내부가 비워진 재킷(42)상의 히팅블럭(43)과, 재킷(42)의 공기흡입포트(41)를 중심으로 설치되어 흡입 공기를 여과하는 필터(44)와, 재킷(42)에 내장되어 필터(44)를 통과한 공기중 수분을 제습하는 제습층(45)으로 이루어지며, 그 히팅블럭(43)의 재킷(42)에는 전극판(46)이 내장되어 있으며, 자기온도제어기능을 갖는 정특성서미스터소자(47,PCT:Positive Temperatiure Coefficient)에 의해 발열되고, 제습층(45)으로서 건조제의 일종인 실리카겔(Silicagel)을 충진시켜 오존블럭(20)으로 유입되는 외부 공기를 정화 시키고 습기를 제거하여 오존블럭(20)상의 오존발생체(미도시)로 유입시킨다.

히팅블럭(43)(43a)은 도 2와 같이, 오존블럭(20)과 유로를 형성하는 공기유입라인(50)과 상통하는 에어솔레노이드밸브(30)를 중심으로 한 개 이상 배열될 수 있다.

예를들면, 공기를 정화하고 건조된 공기로 조성하여 에어솔레노이드밸브(30)를 경유하여 곧바로 오존블럭(20)으로 공기를 유입시키는 히팅블럭(43)과, 구동회로보드(55)의 운전 신호에 따라 정특성서미스터소자(47)를 작동시켜 습기를 포함한 실리카겔을 건조시키는 또 다른 히팅블럭(43a)을 에어솔레노이드밸브(30)에 연결하는 등 그 히팅블럭(43)(43a)은 한 개 또는 그 이상으로 배치할 수 있다.

히팅블럭(43)(43a)들은 에어솔레노이드밸브(30)와 외부공기유입관(58a)(58b)을 통해 각각 연결되어 있어 공기를 먼저 에어솔레노이드밸브(30)로 경유시키고, 그 에어솔레노이드밸브(30)의 한쪽 유로는 공기공급관(58c)을 통해 오존블록(20)과 연결되어 있다.

인젝터(60)는, 도 2 및 도 4와 같이 한쪽은 물공급라인(50)과 직접 연결되고 그 반대쪽은 기액분리기(70)측과 연결되며, 유로가 좁아지는 구간의 외부측으로 일정한 압력에서 개폐되도록 체크밸브(52)가 설치되어 있고, 공급되는 물의 분사를 유도하여 그 유속으로 첵크밸브(52)를 통해 오존가스를 유로 내부로 유입시키는 인젝터홀(61)을 구비한다.

기액분리기(70)는, 도 2 및 도 5와 같이 인젝터(60)로부터 출수되는 물의 유동흐름에 자연 회전상태를 줄수 있도록 그 형상을 선택하여 제작되었다. 형상은 원통형,사각,삼각 등의 통체도 가능하지만 원통형인 경우 물의 유동 흐름이 안정적이다. 또한, 기체와 액체를 중력으로 분리시킬 수 있도록 기액분리기(70)는 직립형 구조를 선택한다.

그리고, 기액분리기(70)의 상부측은 막혀 있으나 기액분리기(70)를 통한 오존의 재용존 순환을 위해 리턴라인(54)이 기액분리기(70)의 입구측(71)과 연결되어있으며, 하부측은 배수관(53)과 연결되는 통로(72)가 형성되어 있다. 그리고 상부 구멍에는 분해 가능한 캡(76)이 씌워져 있다.

역류방지기구는, 2 및 도 5와 같이 기액분리기(70)의 상부에 뚫려진 구멍에 결합되는 가이드(73)와, 가이드(73)를 따라 기액분리기(70)의 내부 수직방향으로 결합되어 기액분리기(70) 내부의 수위가 일정지점에 이르는 지점을 만수위로 가정하여 기액분리기(70) 내의 수위를 검출하는 로드센서(74)와, 로드센서(74)의 검출정보에 따라 물공급라인(50)을 제어하기 위해 물공급라인(50)의 공급측에 설치된 워터솔레노이드밸브(75)의 결합 구조이다.

유입공기조절기구(40), 인젝터(60), 기액분리기(70), 기액분리기(70)상의 오존수 역류를 방지하는 기구들을 구비하는 본 발명의 오존수 생성 시스템은 이용 목적에 따라 구성 부품의 적절한 배치를 통해 가정용, 업소용, 산업용 등에 공용화 될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 구성에 따르는 오존수 생성 시스템의 특징과 동작 등을 오존수 생성 과정, 그리고 조작 및 운전모드를 통해 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 특징을 크게 구분하면, 구동회로보드(55)에 연동 가능한 한 개 이상의 히팅블럭(43)(43a)들과 물분사를 통해 유속으로 오존블럭(20)으로부터 오존을 유입시키기 위해 첵크밸브(52)의 복합 구조를 적용한 인젝터(60) 부분과, 기액분리기(70)에 물이 유입되면 물이 회전하면서 기액분리기(70) 상부쪽으로는 용존되지 못한 오존가스가 배출되어 리턴라인(54)을 따라 다시 물공급라인상으로 유입되어 용존되고, 기액분리기(70)의 하부쪽으로는 용존 오존수가 그대로 배출되는 기액분리기(70)에 의한 오존가스의 재순환 부분과,기액분리기(70) 안에 물이 유입되면서 물과 오존을 분리하고 그 분리과정 또는 대기 과정에서 물의 수량이 기액분리기(70)내의 한계 수위를 초과하는 경우 기액분리기(70)안으로 유입되는 물의 흐름을 워터솔레노이드밸브(75)를 통해 차단하는 물의 역류 제어 부분 및 기액분리기(70)에 오버플로우된 물의 배출 시간을 두기 위해 워터솔레노이드밸브(75)의 개방 시기를 인위적으로 지연시키는 워터솔래노이드밸브(75)의 제어부분과, 오존블럭(20)으로 유입되는 오염된 외부 공기가 히팅블럭(43)(43a)에서 제거되고 습기는 건조된 실리카겔에서 제거되어 깨끗하고 건조된 공기가 연속적으로 오존블럭(20)으로 유입되도록 한 부분 등이다. 여기서, 히팅블럭(43)(43a)의 배치 구성에 따라 오존블럭(20)으로 유입되는 공기의 제습 작용은 달라질 수 있으며, 시스템의 연속운전을 유지하는 경우에는 한 개 이상의 히팅블럭(43)(43a)을 배치하여 한번은 한쪽 히팅블럭(43)을 통해 공기를 여과 건조 유입시키고, 한쪽 히팅블럭(43)의 제습층(45)에 수분이 포화되면 정특성서미스터소자(47)를 통해 제습층(45)을 건조시키는 사이에 다른 한쪽의 히팅블럭(43a)을 통해 공기를 여과 건조 유입시킨다. 이 경우 에어솔레노이드밸브(30)는 삼방변(3-WAY)의 형식을 적용한다. 그러나, 반드시 한 개이상의 히팅블럭을 배치하지 않아도 된다. 즉, 시스템의 운전 시간이 약 5시간 이내이고 긴 휴지 시간이 있으면 히팅블럭의 제습층의 자연 건조도 가능하기 때문에 한 개의 히팅블럭으로도 제습 효과는 얻을 수 있다.

본 발명의 오존수 생성 시스템의 동작을 두 개의 히팅블럭(43)(43a)을 적용하는 경우로 가정하여 설명하면, 도 6 및 도 7과 같이 구동회로보드(55)에 장착되어 있는 스위치(미도시)를 ON시키면, 워터솔레노이드밸브(75)가 오픈되어 물공급라인(50)으로 물이 유입된다.

동시에 오존블럭(20)에서는 구동회로보드(55)의 전원 신호를 감지하여 오존블럭(20)내부에 들어있는 오존발생체에 전원을 인가하여 오존을 간헐 또는 지속적으로 정해진 조건에 따라 발생시킨다.(오존의 발생 시기 및 주기 등은 구동회로보드(55)를 통해 제어 가능하다.)

연속적으로 물이 워터솔레노이드밸브(75)를 통과 하여 인젝터(60)로 유입되면서 물의 유속으로 인젝터(60) 내부에 있는 작은 인젝터홀(61)에서 물분사를 일으켜 물이 분사되면서 오존블럭(20)에서 발생된 오존이 첵크밸브(52)를 통하여 인젝터(60) 내부에 있는 작은 인젝터홀(61)로 흡입되어 오존가스가 물에 용존되면서 기액분리기(70) 안으로 유입된다.

인젝터(60) 그리고 기액분리기(70) 상호간에서 형성되는 물의 유동은 인젝터(60)를 경유하면서 물에 오존가스가 용존된 1차 오존수를 유입시켜 물과 오존을 2차 용존 오존수로 만들고 그 과정에서 물에 오존이 용존된 액상의 오존수는 그대로 배수관(53)을 통해 내보내고 물과 용존되지 못한 기상의 오존은 리턴라인(54)을 통해 재유입시켜 3차 또는 그 이상의 재 용존과정을 거친다.

히팅블록(43)에서는 도 6과 같이 오염된 외부공기가 필터를 거치면서 정화되고 또한 건조된 제습층(45)에서 공기중의 습기가 제습되어 깨끗하고 건조한 공기가 에어솔레노이브밸브(30)를 통하여 오존블럭(20)안으로 공급한다. 여기서 에어솔레노이드밸브(30)의 ③→①의 유로를 경유하는 히팅블럭(43)의 유로작동 시간은 대략5시간 정도이다.

도 7과 같이 또 다른 히팅블럭(43a)을 운영하는 경우 구동회로보드(55)의 작동 신호에 따라 정특성서미스터소자(47)를 작동하여 습기를 포함한 실리카겔의 제습층(45)을 약 1시간 동안 충분히 건조 시킨다. 이같은 두 개의 히팅블럭(43)(43a)을 적용하는 경우, 한쪽의 히팅블럭(43)이 공기의 정화 건조를 수행하고 다른 한쪽의 히팅블럭(43a)은 제습층(45)을 건조시키는 대기 형태로 히팅블럭(43)(43a)을 교대로 운영하면서 항상 맑고 건조된 공기를 오존블럭(20)으로 보낼 수 있는데, 한쪽의 히팅블럭(43)의 유로작동시간(대략 5시간)이 끝나면 도 7과 같이 다른 히팅블럭(43a)을 통해 공기를 정화 건조하여 에어솔레노이드밸브(30)의 ②→①의 유로를 따라 공기를 오존블럭(20)으로 공급한다. 참고로 오존발생체를 통해 오존을 생성하는 경우, 공기의 습도는 낮을수록, 불순물 함유량을 기준으로 순도는 높을 때 단위 시간당 오존생성량을 늘릴 수 있고 고품질의 오존생성이 가능하다.

도 8은 두 개의 히팅블럭(43)(43a)을 운용하는 공기유입 조건에서 에어솔레노이드밸브(30)의 개방시간과 히팅블록(43)(43a)의 구동시간을 비교적으로 표시한 테이블 표이다.

한편, 인젝터(60)에서 오존과 물이 혼합되어 1차적으로 용존된 오존수가 기액분리기(70)로 유입되어 2차적으로 기액분리기(70)안에서 물과 오존이 용존되어 배수관(53)을 통해 오존수로 배출되는데, 이 오존수가 얻고자 하는 오존수이다.

물에 용존되지 못한 오존은 기액분리기(70)안에서 상층부로 유동되어 리턴라인(54)을 따라 재유입되어 결과적으로 기액분리기(70)안에서 용존 되어 최종적으로 모든 오존은 버려지지 않고 물에 용존되어 배수관(53)을 통해 오존수로 배출된다.

본 발명에 따른 오존수 생성 시스템의 운전중 배수관(53)이 막히면 먼저 물이 기액분리기(70)를 채우게 되는데, 이때 한계 수위를 기액분리기(70) 안에 내장형으로 설치되어 있는 로드센서(74)에서 검출하여 워터솔레노이드밸브(75)을 클로스 시켜 물의 역류를 자체적으로 방지하고, 이와 함께 한계 수위로 검출되는 정보를 통해 오존블럭 및 히팅블럭 그리고 전장부품 등의 구동을 중지시킬 수 있으므로 역류에 의한 오존수 생성기구의 파손을 사전에 막을 수 있다. 여기서, 기액분리기(70)와 연결된 배수관(53)의 막힘은 물의 정상적인 배수가 불가능한 경우들, 예를들면 이물질에 의한 막힘 등에 따른 것으로 이는 수작업으로 기액분리기(70)의 통로(72)와 연결된 배수관(53)을 분해하여 수작업으로 간단히 이물질을 제거하여 막힘 상태를 해제할 수 있다.

기액분리기(70)의 수위를 검출하여 물의 역류를 방지하는 기구로는 도 5와 같은 물의 직접 접촉을 한계수위로 인식하는 로드센서(74) 방식 외에 다양한 기액분리기(70) 통체 안의 수압을 검출하여 물의 역류를 감지하는 형식과, 수면의 높이를 인식할 수 있는 근접센서 및 리미트 센서 적용 형식, 그리고 부력을 이용하여 기준자의 부상위치로 마이크로 스위치를 동작시켜 검출하는 형식 등을 선택적으로 적용할 수 있다.

본 발명에 따른 오존수 생성 시스템은 다음과 같은 방법으로 제어될 수 있다.구동회로보드(55)에서 물공급라인(50)을 개폐하는 워터솔레노이드(75)를 오픈시켜 물을 시스템 내부로 공급하고, 인젝터(60)를 통해 물을 가속시켜 오존을 흡입하여 물과 오존을 혼합하는 단계와, 상기 단계로부터 물에 오존이 혼합된 오존수를 용존시키면서 용존되지 않은 오존의 배출은 억제하여 재용존 시키기 위해 기액분리기(70)를 통해 오존을 물로 부터 분리하는 단계와, 상기 기액분리기(70)를 통한 기액분리 과정 또는 기액분리기(70)의 배수관(53)측 막힘 상태에서 물 공급이 계속되어 기액분리기(70)의 수위가 높아지면 이를 이상 수위로 검출하는 단계와, 상기 기액분리기(70)의 이상 수위 검출 단계로부터 검출된 기액분리기(70)의 수위 검출정보가 만수위인 경우 워터솔레노이드밸브(75)를 차단하여 물 공급을 중지시키고, 기액분리기상(70)의 물 배수 통로인 배수관(53) 막힘을 인위적으로 해제하여 기액분리기(70)내의 물을 배출하는 단계와, 상기 기액분리기(70)상의 물이 모두 배출되어 검출 센서를 통해 물의 배출 상태를 확인하여 임의의 지연 시간을 두어 워터솔레노이드밸브(75)에 전원을 공급하여 물을 재급수 하는 단계로 제어될 수 있다.도 9는 도 5에 표현된 기액분리기(70)의 기본 구성에 따라 물의 재급수 시기를 지연시키는 제어방법(지연회로)의 한 예를 나타낸 플로우 챠트이다. 물의 재급수 지연 시간은 기액분리기(70) 내의 충분한 물 배출 시간 보다 크게 한다. 즉, 급수 지연은 물의 배수 중단에 따라 기액분리기(70) 내에 채워진 물을 충분히 배출시킨 뒤 물의 급수를 실행시키기 위한 것으로, 수위센서로서 로드센서를 적용한 조건에서 다음과 같이 실행킬 수 있다.

구동회로보드에 구동 전원이 인가되면(S100), 워터솔레노이드밸브(75)가 차단되어 있는 상태에서 기액분리기(70)에 채워져 있던 물이 외부의 조작(자동조작) 또는 인위적 조작에 의하여 빠져나가 로드센서(74)가 물과 분리되는 시점으로부터 0~5초 후에 워터솔레노이드밸브(75)에 전원이 공급되어 물이 공급되도록 하는 S200~S500 단계로 실행되는 급수지연순서(방법), 또는 처음 작동시에는 기액분리기(70) 내의 물이 로드센서(74)와 접촉되어 워터솔레노이드밸브(75)가 차단되어 있으므로 지연회로를 이용하여 일정시간(0~5초) 동안 물을 자연 배출 시킨뒤 워터솔레노이드밸브(75)를 오픈 시키는 S100~S500 단계로 실행되는 급수 지연방법 등을 선택적으로 운용할 수 있다. 이와 같은 제어방법은 적용된 검출 센서의 기능 및 기액분리기(70)의 조건 등에 따라 달라질 수 있다.

이와 같은 본 발명의 오존수 생성 시스템은 수돗물, 지하수, 공업.농업용수 및 환경정화처리수, 보건위생처리수 등 다양한 물의 이용 및 사용 목적에 따라 옥내외에 간단하게 설치하여 다량의 물을 연속적으로 오존수로 처리할 수 있으므로 물의 오염을 친환경적으로 환원시키는데 효과적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 종전의 오존수 생성기구들로부터 얻을 수 없었던 시스템 안정성을 보장하고, 기능적으로는 오존발생 조건을 최적 상태로 유지하여 전체적으로 시스템 성능향상과 무인운전도 가능하게 하는 효과가 있다.

또한, 시스템 운전에서 발생 빈도가 높은 물의 배수 막힘을 사전에 예방하여 제품 수명을 연장하여 고신뢰성 오존 생성기구를 제작할 수 있는 효과가 있다.

Claims

외부 공기중 산소를 받아들여 이를 오존으로 변화시키는 오존발생체를 갖는 오존블럭과, 오존블럭을 거쳐서 나오는 오존과 수원측으로부터 공급되는 물을 섞어 주는 교합부와, 수원측에서 교합부로 공급되는 물의 흐름을 제어하기 위해 물공급라인에 설치되는 솔레노이드밸드와, 기체와 액체를 분리하는 기액분리기로 이루어지는 오존수 생성장치에 있어서,

상기 오존블럭으로 유입되는 외부 공기의 도입 경로상에 에어솔레노이드밸브를 중심으로 유입 공기를 정화시키고 제습하는 유입공기조절기구와,

상기 유입공기조절기구를 통해 정화 건조된 공기로 오존을 형성하고 그 오존가스를 물과 혼합시켜 주기위해 물공급라인과 오존가스라인으로 연결되고, 그 오존가스라인과 물공급라인이 만나는 위치에는 첵크밸브를 구비하여 물의 유속을 통한 물분사에 의해 체크밸브를 개방시켜 오존가스를 물에 용존 시키는 인젝터와,

상기 인젝터를 경유하면서 물에 오존가스가 용존된 1차 오존수를 유입시켜 물과 오존을 2차 용존 오존수로 만들고 그 과정에서 물에 오존이 용존된 액상의 오존수는 그대로 배수관을 통해 내보내고 물과 용존되지 못한 기상의 오존은 리턴라인을 통해 재유입시켜 3차 또는 그 이상의 재 용존과정을 거치도록 기액분리가 가능한 일정한 공간을 갖는 직립형 기액분리기와,

상기 기액분리기의 내부 공간을 따라 설치되어 오존수의 수위를 검출하고, 그 유량상태에 따라 물공급라인을 제어하여 물의 역류를 방지하는 기구를 포함하는 오존수 생성 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 유입공기조절기구는, 공기흡입포트를 구비하는 재킷상의 히팅블럭과,

상기 재킷의 공기흡입포트를 중심으로 설치되어 흡입 공기를 여과하는 필터와,

상기 재킷에 내장되어 필터를 통과한 공기중 수분을 제습하는 제습층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 오존수 생성 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 인젝터는, 한쪽은 물공급라인과 직접 연결되고 그 반대쪽은 기액분리기측과 연결되며, 유로가 좁아지는 구간의 외부측으로 일정한 압력에서 개폐되도록 체크밸브가 설치되어 있고, 공급되는 물의 분사를 유도하여 그 유속으로 첵크밸브를 통해 오존가스를 유로 내부로 유입시키는 인젝터홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 오존수 생성 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 물의 역류방지기구는, 기액분리기의 상부에 뚫려진 구멍에 결합되는 가이드와,

상기 가이드를 따라 기액분리기의 내부 수직방향으로 결합되어 기액분리기내부의 수위가 일정지점에 이르는 지점을 한계 수위로 가정하여 기액분리기 내의 수위를 검출하는 로드센서와,

상기 로드센서의 검출정보에 따라 물공급라인을 제어하기 위해 물공급라인의 공급측에 설치된 워터솔레노이드밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오존수 생성 시스템.
오존수 생성을 위한 오존수 생성 시스템의 제어방법에 있어서,

구동회로보드에서 물공급라인을 개폐하는 워터솔레노이드를 오픈시켜 물을 시스템 내부로 공급하고, 인젝터를 통해 물을 가속시켜 오존을 흡입하여 물과 오존을 혼합하는 단계와,

상기 단계로부터 물에 오존이 혼합된 오존수를 용존시키면서 용존되지 않은 오존의 배출은 억제하여 재용존 시키기 위해 기액분리기를 통해 오존을 물로 부터 분리하는 단계와,

상기 기액분리기를 통한 기액분리 과정 또는 기액분리기의 배수관측 막힘 상태에서 물 공급이 계속되어 기액분리기의 수위가 높아지면 이를 이상 수위로 검출하는 단계와,

상기 기액분리기의 이상 수위 검출 단계로부터 검출된 기액분리기의 수위 검출정보가 만수위인 경우 워터솔레노이드밸브를 차단하여 물 공급을 중지시키고, 기액분리기상의 물 배수 통로인 배수관 막힘을 인위적으로 해제하여 기액분리기 내의 물을 배출하는 단계와,

상기 기액분리기상의 물이 모두 배출되어 검출 센서를 통해 물의 배출 상태를 확인하여 임의의 지연 시간을 두어 워터솔레노이드밸브에 전원을 공급하여 물을 재급수 하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오존수 생성 시스템의 제어방법.