KR101604709B1 - 오존 반응조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원수와 오존이 혼합된 오존혼합수가 유입되도록 일단에 원수배관이 설치되고, 혼합된 오존혼합수를 사용처에 공급하는 공급관이 일단에 설치되는 오존 반응조에 있어서, 상기 오존 반응조의 내측에서 상기 공급관의 단부에 방사상으로 형성되는 다수의 분기구; 및 관으로 되어 상기 분기구에 각각 조립되고, 선단부에는 연속 반복적으로 날개부가 형성되면서 이 날개부의 사이로 유입구가 형성되는 다수의 유입관; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 공급관으로 유입되는 물이 유입관과 날개부 등과 최대한 많은 접촉을 통해 오존의 용해도를 높일 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Description

오존 반응조{REACTOR VESSELS FOR OZONE}

본 발명은 오존 반응조에 관한 것으로서, 특히 반응조의 내부에서 오존 반응이 용이하게 활성화되도록 함으로써 효과적인 오존수의 공급이 이루어질 수 있도록 된 오존 반응조에 관한 것이다.

오존수의 강한 산화력과 오존의 자기 분해성에 의한 환경에 대한 저부하 때문에, 다양한 분야에서 오존수가 사용되고 있다.

일반적으로, 오존수는 정화, 표백, 살균 등에 사용된다. 이러한 오존수는 화학적 처리방법에 사용되는 염소 소독 등의 처리 방식에 비해 잔류 물질의 증발을 위한 대기 시간을 필요로 하지 않으며, 물에 포함되어 있는 난분해성 물질과 중금속을 산화 처리하는데 탁월한 효과를 보인다.

따라서 수영장이나 정수장 또는 폐수 및 오수처리장 등에서 물의 정화, 살균을 하는데 주로 사용되며, 이러한 오존은 물에 혼합시킨 형태의 오존수를 주로 사용하게 되는데, 일반적으로는 원수를 공급하는 배관에 오존을 주입하여 오존 반응조에 유입되도록 함으로써 오존 반응조에서 오존수로 혼합된 것을 공급관을 통해 사용처로 공급되도록 하고 있다.

이러한 오존에 의한 충분한 소독 효과를 얻기 위해서는 높은 농도의 오존을 공급하는 것이나, 바람직하게는 공급된 오존이 물과 효과적으로 혼합되도록 하는 것이다.

그러나 오존은 기체의 성질로 되어 있어서 물과 쉽게 혼합되지 않고 불균형적인 알갱이 형태로 존재하게 되며, 물과의 효과적인 혼합을 위해서는 오존의 알갱이를 보다 잘게 부수어야만 하고, 이를 위해 오존 반응조의 내부에 다양한 형태의 도구나 통로를 형성하여 오존의 혼합률을 높이도록 하고 있다.

이러한 상황에서, 오존수를 단순히 이송하거나 무조건 순환하거나 하는 것은 오존 및 공급수의 과잉 사용 및 오존수 제조설비의 과대 설계로 이어져서 비용의 손실이 커지게 되는 문제가 있었다.

특허문헌 1은 선행기술 중 하나로서 이를 참조하면, 오폐수 및 기체가 유입/배출되는 반응조와; 상기 반응조의 내부를 상하 다단으로 구획하여 유입된 오폐수 및 가스기포가 순차적으로 상향 이동하여 가스체류공간을 형성함으로써 가스의 체류시간 및 용존량을 증가시키고, 가스의 분자량 차이로 인한 농도 구배 형성 및 촉매반응에 의한 가스 농도의 증가로 산화반응을 활성화시킬 수 있는 적어도 하나 이상의 가스 분리부와; 그리고 상기 적어도 하나 이상의 가스 분리부의 하부에 구비되며, 촉매층을 형성하여 촉매반응을 활성화시킴으로써 오폐수와 접촉시 화학적인 반응을 일으켜서 오폐수를 처리하는 화학적 처리수단을 포함하는 수처리 장치로 되어 있다.

이러한 특허문헌 1 역시 오존의 혼합률을 높이기 위해 다층의 촉매층과 반복적인 이동관을 설치하는 등 그 구성이 복잡하게 이루어져 있음을 알 수 있다.

특히 용도에 따라 오존 반응조의 구조를 달리 할 수 있지만, 오염이 심각한 폐수일수록 특허문헌 1과 같은 적극적 반응을 위한 구성을 필요로 할 것이나, 수영장이나 정수장과 같은 덜 오염된 물의 소독에도 상기와 같은 복잡한 구조의 오존 반응조를 적용한다면 매우 불합리한 적용이 될 것이고, 그렇다고 단순한 혼합만이 이루어지는 형태의 반응조를 적용한다면 소독 효과가 미미하거나 오존의 낭비가 심하게 되는 문제가 있는 것이다.

따라서 수영장이나 정수장 등에서의 물을 소독, 정수할 수 있는데 적합한 오존 반응조의 필요성이 대두되기에 이르렀다.

1. 대한민국 특허 제10-0686191호

본 발명은 전술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 구성을 단순화하면서 오존의 효과적인 혼합이 이루어질 수 있도록 함으로써 제반 비용을 절감할 수 있도록 된 오존 반응조의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 원수와 오존이 혼합된 오존혼합수가 유입되도록 일단에 원수배관이 설치되고, 혼합된 오존혼합수를 사용처에 공급하는 공급관이 일단에 설치되는 오존 반응조에 있어서, 상기 오존 반응조의 내측에서 상기 공급관의 단부에 방사상으로 형성되는 다수의 분기구; 및 관으로 되어 상기 분기구에 각각 조립되며, 선단부에는 연속 반복적으로 방사상의 날개부가 형성되면서 이 날개부의 사이에는 내측으로 점차 좁아지는 형태의 유입구가 형성되고, 상기 날개부의 중간에는 칸막이가 형성되어 있는 다수의 유입관; 을 포함하여 이루어짐으로써 상기 오존혼합수가 상기 유입구로 유입되면서 날개부와의 접촉으로 인해 오존과 원수의 혼합이 원활하게 이루어지도록 하는 특징이 있다.

따라서 오존 혼합수가 공급관으로 유입되면서 상기 다수의 유입관을 거치면서 날개부 등과의 접촉으로 보다 미세하게 분해되어 물과의 혼합률을 높이게 된다.

상기 공급관의 단부 일단에는 베어링이 설치되어 그 하단부가 상기 분기구와 함께 자유 회전될 수 있도록 된 것이다.

삭제

이에 따라 오존 반응조 내부의 물의 흐름에 의해 공급관의 하단부가 자유로 회전하게 되며, 이 회전에 의해 물과의 강한 접촉이 이루어지면서 오존의 혼합이 더욱 세밀하게 이루어질 수 있다.

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본 발명에 따른 오존 반응조는, 반응조 내의 혼합수를 공급하기 위한 공급관 단부에 방사상으로 다수의 유입관을 설치하고 이 유입관에는 다수의 날개부가 형성되도록 함으로써 유입관으로 유입되는 물이 날개부 등과 강하게 접촉되면서 물 속에 기포화되어 있는 오존들을 보다 잘게 부수어 줌으로써 오존의 혼합률을 높여서 적은 농도의 오존으로도 향상된 살균 및 소독 효과를 얻을 수 있는 것이다.

더불어 비교적 단순한 구성의 오존 반응조에 의해 충분한 살균 효과를 얻을 수 있음으로써 오존의 낭비를 줄이고, 제조원가를 줄이는 등 제반 비용을 절감할 수 있는 효과도 아울러 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 오존 반응조의 개략 공정도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 나타낸 공급관 하단부 사시도.
도 3은 상기 도 2의 분리사시도.
도 4는 상기 도 2의 평면도.
도 5a는 본 발명에 따른 유입관의 작용 상태를 나타낸 일부단면도.
도 5b는 본 발명에 따른 유입관의 작용 상태를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 공급관 하단부 측면도.
도 7은 상기 도 6의 작용을 나타낸 일부 사시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 유입관의 단면도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 유입관의 사시도.
도 10은 상기 도 9의 작용 상태를 나타낸 일부 단면도.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도면에서 동일 명칭 부분에 대해서는 동일 부호를 적용하였다.

도 1은 본 발명에 따른 오존 반응조의 개략 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 나타낸 공급관 하단부 사시도이며, 도 3은 상기 도 2의 분리사시도이고, 도 4는 상기 도 2의 평면도이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 유입관의 작용 상태를 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 반응조(1)의 상측 일단으로는 원수배관(10)이 관통 설치되고, 하측 일단에는 사용처에 물을 공급하는 공급관(20)이 관통 설치되어 있으며, 원수배관(10)에는 오존공급기(2)로부터 공급되는 오존을 혼합 공급하기 위한 혼합기(3)가 설치되어 있다.

원수배관(10)의 단부는 반응조(1)의 내부에서 상측을 향하도록 되어 있고, 공급관(20)의 단부는 반응조(1)의 내부에서 하측을 향하도록 함으로써 물이 반응조(1) 내에서 고루 순환되면서 공급관(20)을 통해 배출되도록 되어 있다.

즉, 오존기체는 반응조(1)의 상측으로 올라가는 성질이 있기 때문에, 물을 상측으로 분사함으로써 반응조(1)의 상단부에도 물이 압력을 받아서 하측으로 순환하도록 하는 것이다.

공급관(20)의 단부에는 방사상으로 다수의 분기구(21)가 형성되어 있으며, 각 분기구(21)에는 유입관(30)들이 나사 조립된다.

유입관(30)은 선단부에 확장된 형태의 지지부(31)가 형성되어 있고, 이 지지부(31)의 전방으로 다수의 날개부(32)가 방사상의 형태로 형성되어 있다.

각 날개부(32)는 유입관(30)의 축 중심을 기준으로 방사상의 형태를 하고 있어서 각 날개부(32)의 사이로 점차 좁아지는 유입구(33)가 형성되어 있고, 날개부(32)의 중간에는 칸막이(34)가 형성되어 있다.

도면에서 미설명 부호 "4"는 잉여의 오존이 배출되는 밸브이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 살펴보면, 원수배관(10)으로부터 공급되는 원수에 오존 공급기(2)로부터 공급되는 오존이 혼합기(3)에서 혼합되어 원수배관(10)을 통해 반응조(1)로 유입된다.

원수배관(10)으로부터 공급되는 혼합수는 반응조(1)의 상측으로 분출되어 반응조(1)의 상단부로부터 하측으로 순환 이동하여 하측에 설치된 공급관(20)을 통해 사용처에 공급된다.

혼합수가 공급관으로 유입되기 위해서는 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이 유입관(30)으로 유입하게 되는데, 이 때 혼합수는 날개부(32)의 사이를 통해 유입구(33)로 유입되어 공급관(20)으로 배출되며, 이 과정에서 오존 알갱이는 다수의 날개부(32) 및 칸막이(34) 등과 접촉하면서 보다 잘게 부숴져서 물과의 혼합률을 높이게 되고, 그에 따라 소독 및 살균 효과가 향상되어진다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로서 이를 참조하면, 반응조(1) 내에서 공급관(20)의 단부 일단에 베어링(22)이 설치되어 공급관(20)의 단부가 회전될 수 있도록 구성되어 있다.

따라서, 공급관(20)의 단부에 방사상으로 설치되는 다수의 유입관(30)들은 공급관(20)의 단부와 더불어 자유 회전될 수 있다.

이 경우, 반응조(1)의 상측으로부터 순환되는 물의 압력에 의해 공급관(20)의 하단부는 자연스럽게 회전이 되고, 더불어 다수의 유입관(30)들이 회전되면서 반응조(1) 내의 물을 믹싱하게 되는 효과를 얻을 수 있으며, 주변에 와류를 형성하여 유입관(30)의 유입구(33)로 유입되는 물이 날개부(32)에 보다 강하게 접촉하게 됨으로써 오존의 세밀한 혼합이 이루어질 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 공급관(20)의 단부에 설치되는 유입관(30)의 내주연에 나선돌기(35)를 형성함으로써, 유입되는 물에 추가적인 와류의 형성으로 오존의 혼합률을 높이도록 된 것이다.

도 9 내지 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서 이를 참조하면, 유입관(30)의 내부에 회전날개(36)가 설치되어 물이 유입되는 압력에 의해 회전되도록 한 것이고, 이렇게 회전날개(36)가 회전되면 유입되는 물이 강하게 접촉됨과 동시에 회전되면서 더욱 오존의 혼합률을 높일 수 있게 된다.

이상에서와 같은 본 발명은 상기의 실시예에 한정하는 취지는 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경 실시될 수 있을 것이다. 예를 들면 유입관의 형상이나 날개부의 형상은 필요에 따라 다른 형태, 예를 들면 망 형태와 같이 변경 실시될 수 있을 것이다.

1 : 반응조 2 : 오존 공급기
3 : 혼합기 4 : 밸브
10 : 원수배관 20 : 공급관
21 : 분기구 22 : 베어링
30 : 유입관 31 : 지지부
32 : 날개부 33 : 유입구
34 : 칸막이 35 : 나선돌기
36 : 회전날개

Claims (6)

1. 원수와 오존이 혼합된 오존혼합수가 유입되도록 일단에 원수배관이 설치되고, 혼합된 오존혼합수를 사용처에 공급하는 공급관이 일단에 설치되는 오존 반응조에 있어서,
   상기 오존 반응조의 내측에서 상기 공급관의 단부에 방사상으로 형성되는 다수의 분기구; 및
   관으로 되어 상기 분기구에 각각 조립되며, 선단부에는 연속 반복적으로 방사상의 날개부가 형성되면서 이 날개부의 사이에는 내측으로 점차 좁아지는 형태의 유입구가 형성되고, 상기 날개부의 중간에는 칸막이가 형성되어 있는 다수의 유입관; 을 포함하여 이루어짐으로써 상기 오존혼합수가 상기 유입구로 유입되면서 날개부와의 접촉으로 인해 오존과 원수의 혼합이 원활하게 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 오존 반응조.
   
   
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