KR20030073130A - 수중방전 발생 코어와 수중방전 발생 장치 및 이를 이용한수처리 시스템 - Google Patents

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KR20030073130A
KR20030073130A KR1020020012527A KR20020012527A KR20030073130A KR 20030073130 A KR20030073130 A KR 20030073130A KR 1020020012527 A KR1020020012527 A KR 1020020012527A KR 20020012527 A KR20020012527 A KR 20020012527A KR 20030073130 A KR20030073130 A KR 20030073130A
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에이치.김 앤더슨
윤영찬
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에이치.김 앤더슨
윤영찬
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Abstract

본 발명은 수중방전 셀들(Cells)을 가상 그물형 전극점들(Virtual Meshed Electrode Points)로 구성함으로써 활성산소(OH-, O-) 및 오존(O3)의 발생효율이 극히 우수한 수중방전 발생 코아(Water Breakdown Generator Core)와, 이 수중방전 발생 코어를 이용한 수중방전 발생 장치 및, 이 수중방전 발생 장치를 이용한 수처리 시스템을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 수중방전 발생 코아는, 우측 지지부와 좌측 지지부가 몸체를 지지하고 있으며 상기 좌측 및 우측 지지부는 상측 및 하측으로 각각 상기 몸체보다 일정 크기만큼 더 큰 크기를 갖고 있는 프레임과, 상기 몸체의 전면부와 배면부 사이에서 권취되는 제 1도선과, 상기 프레임의 우측 지지부와 좌측 지지부 사이에서 권취되는 제 2도선과, 상기 제 1도선을 동일 전위상태로 만들기 위한 제 1등전위수단과, 상기 제 2도선을 동일 전위상태로 만들기 위한 제 2등전위수단을 포함하여 구성되고, 본 발명의 수 처리 시스템에서는 유입된 물에서 상기 수중방전 발생 코아에 의하여 수중방전에 의하여 활성 산소를 발생시켜 상기 물을 활성화하는 수중방전 발생장치포함하여 구성된다.

Description

수중방전 발생 코어와 수중방전 발생 장치 및 이를 이용한 수처리 시스템 {Water Breakdown Generator Core, Water Breakdown Generator Apparatus and Water Treatment System Utilizing Water Breakdown Mechanism}
본 발명은 수중방전 발생 코어와 이 코어를 이용한 수중방전 발생 장치 및 이 수중방전 발생 장치를 이용한 수처리 시스템에 관한 것이다.
활성산소(O-, OH-) 및 오존(O3)은 산소동소체이고 오존(O3)은 기체상태에서 산소원자 3개가 정각 117°의 이등변 삼각형으로서 O - O - O 가 바이-라디칼(bi-radical)을 형성하고 있다. 오존은 산화전위가 2.07eV로써 불소(F) 다음으로 강한 산화력을 가지고 있을 뿐만 아니라 강력한 살균력도 가지고 있다. 이러한 산화환원반응을 이용하여 물속의 오염물질을 분해, 무해화 시키는데 사용되고 있다. 특히 오존은 산화작용을 하면 곧바로 산소(O2)로 돌아가므로 2차 공해 물질이 전혀 없고 잔류성 물질도 없다. 오존의 살균과정을 세포파열(Cell Lysin)이라 하며 바이러스(virus) 및 박테이라(bacteria)의 막(membrane)을 물에서 분해시킴으로써 바이러스 및 박테리아의 재생을 원천적으로 방지하는 박멸제이다. 또한 오존은 이중결합의 파괴제로 알려져 있다. 따라서 오존은 효과적인 탈색제이기도 하다. 오존 외에 활성산소(Oxygen Free Radical)인 O-, OH-도 강력한 살균력과 산화환원반응을 하므로 훌륭한 살균제이면서 산화제이다.
현재 실용화되고 있는 오존 발생 장치로는 공기방전식, 자외선식 및 수전해식의 3종류로 크게 분류된다. 이들 방식들은 규모가 크거나, 무게가 무겁거나, 전력소모가 많거나, 효율이 낮거나 등의 단점 및 제약이 있다.
특히 공기방전식의 경우 공기상태에서 발생한 오존을 물(H2O)에 주입시 물속에 용해되는 시간이 아주 길뿐만 아니라 오존을 물에 균일하게 용해시키는 것이 매우 어려우며 물에 용해시 많은 양의 오존이 물 밖으로 손실되는 큰 단점이 있다. 또한, 물 밖의 대기 중으로 유출되는 고농도의 오존을 처리해야만 하는 것이 이 기술의 광범위한 실용화의 최대 장애요인이다.
따라서, 이보다 더욱 효과적인 방법으로서 물속에서 오존 및 활성산소를 발생시키는 방법을 생각할 수 있으며, 이 경우 물 밖에서 오존을 발생시켜서 물속으로 주입시키는 번거로움과 복잡함, 용기 내에 오존 및 활성산소의 불균일한 분포 및 오존 유출의 심각성 등의 문제를 해결해줄 수 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 수중방전 셀들(Cells)을 가상 그물형 전극점들(Virtual Meshed Electrode Points)로 구성함으로써 활성산소 및 오존의 발생효율이 극히 우수한 수중방전 발생 코아(GeneratorCore)를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
또, 본 발명의 다른 목적은 상기한 수중방전 코아를 이용하여 물을 무해화 처리할 수 있는 수중방전 발생 장치를 제공하고자 함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기한 수중방전 발생 장치와 필터, 저수통, 펌프에 의하여 물의 자연순환원리를 재현한 수처리 시스템을 제공하고자 함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 일 실시양태에 따른 수중방전 발생 코아는, 가로방향(X축 방향)으로 우측 지지부와 좌측 지지부가 몸체를 지지하고 있으며 상기 좌측 및 우측 지지부는 높이 방향(Z축 방향)에서 상측 및 하측으로 각각 상기 몸체보다 일정 크기만큼 더 큰 크기를 갖고 있는 프레임과; 상기 몸체의 세로방향(Y축 방향)으로 전면부와 배면부 사이에서 권취되는 제 1도선과; 상기 프레임의 우측 지지부와 좌측 지지부 사이에서 권취되는 제 2도선과; 상기 제 1도선을 동일 전위상태로 만들기 위한 제 1등전위수단과; 상기 제 2도선을 동일 전위상태로 만들기 위한 제 2등전위수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 바람직한 실시양태에 따른 수중방전 발생 장치는, 물 용기와; 상기 물용기에 물이 유입되는 물 공급구와; 상기 물용기에서 물이 배출되는 물 배출구와; 상기 물용기내에 설치된 것으로서, X축 방향으로 우측 지지부와 좌측 지지부가 몸체를 지지하고 있으며 상기 좌측 및 우측 지지부는 Z축 방향에서 상측 및 하측으로 각각 상기 몸체보다 일정 크기만큼 더 큰크기를 갖고 있는 프레임과, 상기 몸체의 Y축 방향으로 전면부와 배면부 사이에서 권취되는 제 1도선과, 상기 프레임의 우측 지지부와 좌측 지지부 사이에서 권취되는 제 2도선과, 상기 제 1도선을 동일 전위상태로 만들기 위한 제 1등전위수단과, 상기 제 2도선을 동일 전위상태로 만들기 위한 제 2등전위수단을 포함하여 구성된 수중방전 발생 코아와; 상기 수중방전 발생 코아에 의하여 수중방전시에 발생되는 가스를 배출하기 위한 가스 배출구와; 상기 수중방전 발생 코아에 전원케이블을 통해서 전원을 공급하는 전원공급수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 또 다른 실시양태에 따른 수처리 시스템은, 수처리하고자 하는 물의 탁도 제거용 제 1필터와; 상기 제 1필터수단에서 유입되는 물에 대하여 수중방전에 의하여 활성 산소를 발생시켜 활성화하는 적어도 하나의 수중방전 발생장치와, 상기 수중방전 발생장치에서 활성화 처리된 물에 포함된 활성산소를 제거하는 적어도 하나의 제 2필터를 포함하여 구성된 수중방전 처리수단과; 상기 수중방전 처리수단에 의하여 활성화 처리된 물을 음용수로 공급하기 위한 음용수 공급수단과; 상기 수처리수단을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 음용수 공급수단은 상기 수중방전 처리수단에 의하여 활성화 처리된 물을 일시 저장하는 저수통을 포함하여 구성되고, 상기 저수통에 일정 시간동안 저장된 물을 상기 수중방전 처리수단으로 공급하기 위한 물 순환 처리수단을 더 포함하며, 상기 제어수단은 상기 수처리수단과 함께 상기 물 순환 처리수단을 제어하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 저수통에는 상기 저수통에 유입된 물의 만조를 검출하는 센서가 설치되어 있고, 상기 제어수단은 상기 센서로부터 만조 검출신호가 입력되지 않으면 상기 제 1필터로부터의 물이 상기 수중방전 처리수단으로 유입되도록 제어하는 한편, 상기 센서로부터 만조 검출신호가 입력되면 상기 제 1필터로부터의 물이 상기 수중방전 처리수단으로 유입되는 것을 차단함과 아울러 일정 시간 단위로 상기 저수통에 저장된 물이 상기 수중방전 처리수단으로 유입되어 재차 수중방전에 의한 활성화 처리를 받도록 상기 물 순환 처리수단과 상기 수중방전 처리수단을 제어하는 것이 바람직하다.
상기 제어수단은 상기 센서로부터 만조 검출신호가 입력되지 않을 때 상기 제 1필터에서 유입된 물에 대하여 상기 수중방전 처리수단의 수중방전 발생장치에서 상대적으로 다량의 활성산소가 발생되도록 제어하는 한편, 상기 센서로부터 만조 검출신호가 입력된 때 상기 물 순환 수단에 의하여 상기 저수통으로부터 유입된 물에 대하여 상기 수중방전 처리수단의 수중방전 발생장치에서 상대적으로 소량의 활성산소가 발생되도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기 수중방전 처리수단은 상기 수중방전 처리수단에서 활성화 처리된 활성산소가 포함된 물을 살균수로서 공급하는 살균수 공급수단을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 살균수 공급수단은 상기 수중방전 처리수단에서 활성화 처리된 활성산소가 포함된 물에 대하여 재차 수중방전에 의하여 활성 산소를 더 포함시켜 살균수로서 공급하기 위한 수중방전 발생장치를 포함하는 것이 바람직하다.
또, 상기 저수통에 저장된 활성화 처리된 물에 대하여 수중방전에 의하여 활성 산소를 포함시켜 살균수로서 공급하기 위한 수중방전 발생장치를 포함하여 구성된 살균수 공급수단을 더 포함하여도 된다. 상기 살균수 공급수단의 수중방전 발생장치에는 이 수중방전 발생장치에 유입된 물의 만조를 검출하는 제 2센서가 설치되어 있고, 상기 제어수단은 상기 제 2센서로부터 만조 검출신호가 입력되지 않으면 상기 저수통으로부터의 물이 상기 살균수 공급수단의 수중방전 발생장치로 유입되도록 함과 동시에 상기 살균수 공급수단의 수중방전 발생장치에서 상대적으로 다량의 활성산소가 발생되도록 제어하는 한편, 상기 제 2센서로부터 만조 검출신호가 입력되면 상기 저수통으로부터의 물이 상기 살균수 공급수단의 수중방전 발생장치로 유입되는 것이 차단되도록 함과 동시에 상기 살균수 공급수단의 수중방전 발생장치에서 상대적으로 소량의 활성산소가 발생되도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기 수중방전 발생 코아는, 상기 프레임에 감겨진 제 1도선과 제 2도선 사이에 위치하는 것으로써, 상기 몸체 전면부와 배면부 사이에서 감겨진 절연선을 더 포함하여 구성되거나, 또는 상기 프레임에 감겨진 제 1도선과 제 2도선 사이에 위치하는 것으로써, 상기 프레임의 우측 지지부와 좌측 지지부 사이에서 감겨진 절연선을 더 포함하여 구성되거나, 또는 상기 프레임에 감겨진 제 1도선과 제 2도선 사이에 위치하는 것으로써, 상기 몸체 전면부와 배면부 사이에서 감겨진 제 1절연선과; 상기 프레임에 감겨진 제 1도선과 제 2도선 사이에 위치하는 것으로써, 상기 프레임의 우측 지지부와 좌측 지지부 사이에서 감겨진 제 2절연선을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2절연선은 X자 형상에 한정되는 것이 아니라 Z자 형성 또는 #형상으로 감아도 되는 것이다.
상기 수중방전 발생 코아에서 상기 절연선이 X자 형상으로 교차하여 감겨져 있는 것이 바람직하며, 상기 수중방전 발생 코아의 상기 제 1도선과 제 2도선, 제 1 및 제 2등전위수단은 백금선으로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 수중방전 발생 코아의 프레임은 절연재로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 수중방전 발생 코아에서 상기 프레임의 몸체에는 상기 좌측 및 우측 지지부에 대응하는 방향으로 소정 간격으로 적어도 하나의 중간 지지부가 더 형성되어 있으며, 상기 중간 지지부는 Z축 방향에서 상측 및 하측으로 각각 상기 몸체보다 일정 크기만큼 더 큰 크기를 갖는 것이 바람직하다.
또, 상기 수중방전 발생 코아에서 상기 프레임의 몸체의 상기 중간 지지부와 상기 우측 지지부 및 상기 좌측 지지부 사이에는 적어도 하나의 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전원공급수단은 상기 제 1도선과 상기 제 2도선에 각각 정(+)의 전압과 부(-)의 전압을 일정 시간 간격으로 교번하여 인가되도록 하는 것이 바람직하며, 상기 일정 시간 간격은 0.5 ~ 5분의 범위에 있는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명에 따른 수중방전 발생 코아를 설명하기 위한 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 수중방전 발생 코아에 채용될 수 있는 프레임의 일 실시예를 도시한 사시도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 수중방전 발생 코아에 채용될 수 있는 프레임의 다른 실시예를 도시한 사시도,
도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 수중방전 발생 코아를 만들기 위하여 프레임에 제 1 및 제 2백금선과 절연선을 감는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 수중방전 발생 코아의 작용을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 수중방전 발생 장치를 설명하기 위한 개략 단면도,
도 8은 도 7의 수중방전 발생 장치에 설치된 수중방전 발생 코아의 제 1백금 선과 제 2 백금선에 인가되는 바람직한 전위의 파형을 도시한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 수처리 시스템의 제 1실시예를 개략적으로 도시한 도면,
도 10은 도 9의 수처리 시스템의 제어회로 블록도,
도 11은 도 10의 제어회로의 동작을 설명하기 위한 흐름도,
도 12는 도 11의 각 단계별로 수중방전 발생 장치의 동작을 설명하기 위한 동작 타이밍도,
도 13은 본 발명에 따른 수처리 시스템의 제 2실시예를 개략적으로 도시한 도면,
도 14는 도 13의 수처리 시스템의 제어회로 블록도,
도 15는 도 14의 제어회로의 동작을 설명하기 위한 흐름도,
도 16은 도 15의 각 단계별로 수중방전 발생 장치의 동작을 설명하기 위한 동작 타이밍도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 물 용기 2 : 전원공급부
3 : 정(+) 전극 4 : 부(-) 전극
5 : 물 10 : 프레임
11 : 우측 지지부 12 : 좌측 지지부
13 : 구멍 14 : 중간 지지부
15 : 몸체 전면부 16 : 중간 지지부
20 : 프레임 21 : 우측 지지부
21A, 21B : 톱니 21C : 돌기
21D : 구멍 22 : 좌측 지지부
22A, 22B : 톱니 22C : 돌기
22D : 구멍 23A,23B : 구멍
24 : 중간 지지부 24A : 톱니
25 : 몸체 전면부 25A, 25B : 톱니
25C : 돌기 26 : 중간 지지부
27 : 몸체 배면부 27A, 27B : 톱니
27C : 돌기 30 : 제 1백금선
30A : 제 1등전위수단(백금선) 32 : 절연선
34 : 제 2백금선 34A : 제 2등전위수단(백금선)
38 : 그물형 교차점(수중방전 셀) 50,50A,50B,50C : 수중방전 발생 코아
100,100A,100B : 수중방전 발생 장치 110 : 물 용기
120 : 베이스 130 : 물 공급구
140 : 가스 배출구 150 : 물 배출구
160 : 케이블 200 : 제 1저수통
250 : 제 1급수밸브 300 : 프리필터
350 : 제 2급수밸브 400, 500 : 재결합 필터
600 : 제 2저수통 610 : 물 공급구
620,630 : 물 배출구 640 : 센서
700 : 펌프 800 : 제어유니트
810 : 전원 구동부 820 : 밸브 구동부
830 : 펌프 구동부 900 : 수중방전 발생 장치
910 : 물 공급구 920 : 가스 배출구
930 : 물 배출구 940 : 센서
950 : 제 3급수밸브 WL1~WL17 : 배관
GL1~GL5 : 가스 배출관
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중방전 발생 코어와 수중방전 장치 및 이를 이용한 수처리 시스템에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 수중방전 발생 코아는 극히 낮은 전압을 가했을 때에도 수중방전을 유도할 수 있고 대량의 활성산소(OH-, O-) 및 오존(O3)을 발생시킬 수 있게 설계되어야만 한다. 낮은 전압에서도 활성산소 및 오존을 발생시키기 위해서는 물 파괴 메카니즘(Water Breakdown Mechanism; 또는 수중방전이라 칭한다)을 이용하여야만 한다. 수중방전(Water Discharge)은 거품 메카니즘(Bubble Mechanism)이라고도 표현되는데, 그 원리는 전압을 가한 캐소드(Cathode)에 수중 이온화된 불순물(Impurities), 전해 분해되어 이온화된 OH-등이 캐소드의 날카로운 돌출영역(Asperities)에 핵심생성 부위(Nucleation Site)를 형성하여서 국부적인 극히 높은 전계 영역(Electric Field Region)을 형성하고 그것이 국부 가열(Local Heating)을 유발하여 물분자(H2O)의 증발 유발을 통하여 거품이 생성된다. 거품이 생성되면 그 거품은 빠른 속도로 캐소드에서 애노드(Anode) 방향으로 확대되면서 두 전극(Electrodes) 사이에 도전 채널(Conduction Filamentation Channel)을 형성한다. 이것이 거품 메카니즘에 의한 수중방전이다. 캐소드와 애노드의 끝(Tip)이 날카로울수록 더 낮은 전압에서도 방전이 일어난다. 그리고 수중방전에 의해서 생성되는 활성 산소량은 수중방전을 발생시키는 점 전극(Point Electrode)(혹은 수중방전 셀)의 숫자에 비례한다.
본 발명의 발명자들은 수중방전 발생 코아가 물이라는 절연체(Dielectric)에 담겨 작동되어진다는 사실에 착안하여 일반적으로 인식되어온 식각형 백금 판을 이용한 전극 디자인에서 탈피한 전혀 새로운 개념을 착안하였다.
즉, 도 1에서와 같이 전원공급부(2)로부터 전원이 공급되는 스위치들(SW)이물(5)이 담겨진 용기(1)내의 물(5)속에 있다고 가정한다. 스위치들(SW)은 물(5) 자체가 스위칭 매질이고 백금선이 캐소드(3)와 애노드(4)를 구성한다. 여기서 사용된 스위치들(SW), 즉 수중방전 셀들은 일정 한도 이상의 전압이 가해지면 물의 파괴 메카니즘(Breakdown Mechanism)에 의하여 자체 스위칭(Self Switching), 즉 파괴(Breakdown)된다. 일단 수중방전 셀이 스위칭되면 전도 채널(Conduction Filamentation Channel)이 형성되고 수중방전 셀의 캐소드(3)와 애노드(4) 사이의 전압이 0으로 되면 용기내의 물이 캐소드(3)와 애노드(4) 사이의 경로(path)를 채우게 되고 캐소드(3)와 애노드(4) 사이에 전압이 다시 형성되고(Self-Recovery), 또 다시 물의 자체 스위칭(Water Self-Switching)과 자체 복구(Self-Recovery) 프로세스를 반복하면서 수중방전이 연속적으로 일어나서 활성산소(O-,OH-) 및 오존(O3)이 효과적으로 생성된다.
본 발명에 따른 수중방전 발생 코아는 절연재를 이용한 프레임을 포함하여 구성된다.
상기 프레임의 일실시예를 도 2에 도시하였다. 도 2의 프레임(10)은 X축 방향으로 우측 지지부(11)와 좌측 지지부(12)가 몸체(15)를 우측 및 좌측에서 지지하고 있으며, 상기 몸체(15)에는 X축 방향으로 일정 간격 단위로 중간 지지부(14,16)가 Z향(도면에서 상하방향)으로 형성되어 있고, 상기 우측 지지부(11)와 중간 지지부들(14,16) 및 좌측 지지부(12) 사이에는 다수의 구멍(13)이 Y축 방향으로 나란히 형성되어 있다. 상기 좌측 및 우측 지지부(12,11)와 중간 지지부(14,16)는 Z축 방향(상하방향)에서 상측 및 하측으로 각각 상기 몸체(15)보다 △h, 예를 들면 1mm 만큼 더 큰 크기를 갖고 있다. 도시는 생략했지만, 상기 우측 및 좌측 지지부(11,12)의 상하면과, 상기 몸체(15)의 전면부 및 배면부의 상하면, 그리고 중간 지지부(14,16)의 상하면에는 각각 톱니가 형성되어 있다. 여기서, 상기 우측 및 좌측 지지부(11,12)의 상하면과, 중간 지지부(14,16)의 상하면에 각각 형성된 톱니는 모두 동일한 간격과 개수로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 또한 상기 몸체(15)의 전면부 및 배면부의 상하면에 각각 형성된 톱니도 모두 동일한 간격과 개수로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또, 상기 프레임의 다른 실시예를 도 3a 및 도 3b에 도시하였다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 수중방전 발생 코아에서 사용되는 프레임의 사시도이다.
본 실시예의 프레임(20)은 X축 방향으로 우측 지지부(21)와 좌측 지지부(22)가 몸체(25, 27; 도면부호 25 및 27은 각각 몸체의 전면부 및 배면부이다)를 우측 및 좌측에서 지지하고 있으며, 상기 몸체(15)에는 X축 방향으로 일정 간격 단위로 중간 지지부(24,26)가 Z향(도면에서 상하방향)으로 형성되어 있고, 상기 우측 지지부(21)와 중간 지지부들(24,26) 및 좌측 지지부(22) 사이에는 다수의 구멍들(23A,23B)이 Y축 방향으로 나란이 형성되어 있다.
여기서, 상기 구멍들(23A,23B)은 상이한 크기를 가지고 있다. 그리고, 상기 우측 및 좌측 지지부(21,22)와 중간 지지부(24,26)는 Z축 방향(상하방향)에서 상측 및 하측으로 각각 상기 몸체(25,27)보다 △h, 예를 들면 1mm 만큼 더 큰 크기를 갖고 있다. 여기서, 상기 △h는 0.8~1.2mm정보의 범위내에 있으면 된다. 그리고, 상기 우측 지지부(21)의 상면과 하면에는 각각 톱니(21A,21B)가 형성되어 있고, 그 측부에는 일정간격으로 다수의 돌기(21C)가 형성되어 있으며, 그 Y축 방향향의 양 끝부분에는 작은 구멍(21D)이 형성되어 있다. 또, 상기 좌측 지지부(22)의 상면과 하면에는 각각 톱니(22A,22B)가 형성되어 있고, 그 측부에는 일정간격으로 다수의 돌기(22C)가 형성되어 있으며, 그 Y축 방향향의 양 끝부분에는 작은 구멍(22D)이 형성되어 있다. 또, 상기 몸체 전면부(25)의 상면과 하면에는 각각 톱니(25A,25B)가 형성되어 있고, 그 전면에는 일정간격으로 다수의 돌기(25C)가 형성되어 있다. 또한, 상기 몸체 배면부(27)의 상면과 하면에는 각각 톱니(27A,27B)가 형성되어 있고, 그 전면에는 일정간격으로 다수의 돌기(27C)가 형성되어 있다. 또한, 도면에서는 도시를 생략했지만 상기 중간 지지부(24,26)의 상면과 하면에도 각각 톱니(24A,26A)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 우측 및 좌측 지지부(21,22)의 상하면과, 중간 지지부(24,26)의 상하면에 각각 형성된 톱니는 모두 동일한 간격(예를 들면 0.5~3mm)과 개수로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 또한 상기 몸체의 전면부(25) 및 배면부(27)의 상하면에 각각 형성된 톱니도 모두 동일한 간격과 개수로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 프레임(20)에 백금선을 감아서 수중방전 발생 코아를 만드는 과정에 대하여, 도 4a 내지 도 4e를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 프레임의 몸체 전면부(도3a의 25)의 상하면에 형성된 톱니(도 3a의 25A,25B) 및 배면부(도 3b의 27)의 상하면에 형성된 톱니(도 3b의 27A,27B)에 각각 제 1백금선(30)이 끼워지도록, 프레임 몸체에 Y축 방향으로 제 1백금선(30)을 감는다. 여기서, 상기 제 1백금선(30)의 한쪽 끝은 상기 우측 지지부(21)의 구멍(21D)에 끼워져서 상기 몸체 전면부(도3a의 25)를 따라서 그 몸체 전면부에 형성된 돌기(25C)를 감아 상기 좌측 지지부(22)측에 가장 가깝게 형성된 상기 몸체 전면부(도3a의 25)의 톱니에서 Y축 방향으로 방향을 틀어서 Y축 방향으로 감아간다. 여기서, 제 1등전위수단(Equipotential Means)으로서의 백금선(30A)을 몸체 전면부(도 3a의 25)의 전면측에 감아 놓은 것은 전원 공급시에 Y축 방향으로 감겨진 백금선(30)의 각 라인이 동일한 전위를 갖도록 하기 위함이다. 따라서, 상기 제 1백금선(30)과 상기 제 1등전위수단으로서의 백금선(30A)은 밀착되도록 감겨 있어야 한다.
그후, 도 4c에 도시한 바와 같이 프레임의 중간 지지부(24,26)와 상기 좌측 지지부(21) 및 우측 지지부(22) 사이의 몸체에서 상기 제 1백금선(30) 상에 절연선(32)을 X자 형상으로 교차하게 Y축 방향으로 감는다. 여기서, 절연선(32)을 상기 제 1백금선(30) 상에 감는 이유는 다음에 설명하는 제 2백금선이 늘어질 경우 제 1백금선(30)과 제 2백금선 사이의 단락(short)을 방지하기 위한 것이다. 따라서, 상기 절연선(32)은 상기 백금선에 비하여 굵은 두께를 갖는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 4d에 도시한 바와 같이, 프레임의 우측 지지부(21)의 상하면에 형성된 톱니(도 3a의 21A,21B) 및 좌측 지지부(22)의 상하면에 형성된 톱니(도 3b의 22A,22B)에 각각 제 2백금선(34)이 끼워지도록, 프레임 몸체를 경유하여 우측 및 좌측 지지부(21,22)사이에서 X축 방향으로 제 2백금선(34)을 감는다. 상기 제 2백금선(34)의 한쪽 끝은 상기 좌측 지지부(22)의 구멍(22D)에 끼워져서 상기 몸체전면부(도3a의 25)측에 가장 가까운 좌측 지지부(22)의 톱니(도 3b의 22A,22B) 및 우측 지지부(21)의 톱니(도 3a의 21A,21B)를 감은 다음에, 상기 우측 지지부(21)의 전면부를 따라서 그 전면부에 형성된 돌기(21C)를 감아 상기 우측 지지부(21)의 반대측에 위치한 돌기(21C)를 감아 다시 원래 위치인 상기 몸체 전면부(도3a의 25)측으로 되돌아와서, 상기 감겨진 톱니 다음의 톱니부터 우측 및 좌측 지지부(21,22)사이에서 X축 방향으로 제 2백금선(34)을 감는다. 여기서, 제 2등전위수단(Equipotential Means)으로서의 백금선(34A)을 우측 지지부(21)의 전면측에 감아 놓은 것은 전원 공급시에 X축 방향으로 감겨진 제 2백금선(34)의 각 라인이 동일한 전위를 갖도록 하기 위함이다. 또한 상기 제 1백금선(30), 제 2백금선(34) 및 제 1 및 제 2등전위수단으로서의 백금선(30A,34A)은 예를 들면 그 지름이 0.1~0.2mm인 것이 바람직하다.
이와 같이 하여 수중방전 발생 코아(50)가 완성된다. 도 4d의 A측에서 수중방전 발생 코아(50)를 보면, 도 4e에 도시한 바와 같이 제 1백금선(30)과, 제 2백금선(34), 절연선(32) 및, 제 1등전위수단인 백금선(30A)이 감겨 있는 것을 볼 수 있다.
한편, 상기 도 4c에서는 절연선(32)을 프레임의 몸체의 전면부(25)와 배면부(27)사이에서 X자 형상으로 교차하게 감았지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라 절연선을 프레임의 몸체의 전면부(25)와 배면부(27)사이에서 감지 않고 프레임의 우측 지지부와 좌측 지지부 사이에서 X자 형상으로 교차하게 감아도 되며, 더욱이 절연선을 프레임의 몸체의 전면부(25)와 배면부(27)사이에서 X자 형상으로 교차하게 감았고 또한 프레임의 우측 지지부와 좌측 지지부 사이에서 X자 형상으로 교차하게 감으면 더욱 더 바람직할 것이다.
도 4a 내지 도 4e를 참조하여 설명한 바와 같이 제 1백금(Pt)선(30)은 Y축 방향으로 감고 또 다른 제 2백금선(34)은 X축 방향으로 감는다. 여기서 프레임(20)의 지지부(21,22,24,26)와 몸체(25,27) 사이에는 각각 △h, 예를 들면 1mm 만큼의 높이 차이가 있고, 이 △h 만큼의 높이 차이는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 X축 방향과 Y축 방향으로 감은 백금선(34,30)이 가상적으로 교차할 때 상단부(Top Surface)와 하단부(Bottom Surface)에 이중(Double)으로 가상 교차점(Virtual Cross Point)을 형성하며 그 교차점의 이격거리는 △h가 된다. 도 5에서 점들은 각각 그물형 점 전극(Meshed Point Electrode)이며, 도 6에서 X축 방향으로 감은 백금선(34)과 Y축 방향으로 감은 백금선(30)에 의하여 만들어지는 교차점(38)은 각각 하나의 수중 방전 셀로 작용하게 된다.
도 6에 도시한 바와 같이 백금선을 X축 방향과 Y축 방향으로 감으면 프레임 위쪽과 아래쪽 백금선이 무수한 위치에서 십자(cross)형으로 구성된 그물(Mesh)형 전극이 만들어진다. 여기서 Y축 방향으로 백금선(30)을 감을 때 백금선(30) 사이의 간격 △X는 등간격으로 하는 것이 바람직하고, 또한 X축 방향으로 백금선(34)을 감을 때 백금선(34) 사이의 간격 △Y도 등간격으로 하는 것이 바람직하다.
한편, 가로 50mm, 세로 50mm, 높이 5mm 정도의 프레임에 백금선(30)과 백금선(34)을 각각 1mm 간격(즉, △X = △Y = 1mm)으로 감을 경우, 상단부(Top Surface)와 하단부(Bottom Surface)에 각각 무려 49×49=2401개 정도, 합계 4802개정도의 점 전극들(Point Electrodes)이 형성된다.
도 6에서와 같이 X축 방향과 Y축 방향으로 감은 백금선이 이루는 수중방전 점(point)은 가상 교차점(Virtual Cross Point)으로서 두 점들 사이의 Z 방향으로 간격 △h가 두개의 가상 교차점의 이격거리가 된다.
상기 백금선(30,34)을 가로 50mm, 세로 50mm, 높이 5mm인 프레임에 0.5~3mm의 간격(△X = △Y = 0.5~3mm)으로 감으면, 총 백금선의 길이가 약 3 ~ 7m 정도에 이르므로 백금선의 선저항에 의해서 전계분포(Electric Field Distribution)가 불균일한 전계분포(Non-uniform Electric Field Distribution) 상태에서 작동시 수중방전 발생 코아(50)의 특정 백금선의 부위가 쉽게 손상 내지는 타버려 수중방전 발생 코아(50)를 고장 낼 수 있다. 이러한 문제 소지를 제거하기 위하여 도 4d에 도시한 바와 같이 프레임(20)의 X축과 Y축의 각 한 측면(25, 21)에 등전위수단으로서 백금선(30A,34A)을 연결 삽입함으로써 모든 X축 방향으로 감은 백금선(34)과 Y축 방향으로 감은 백금선(30)이 각각의 백금선의 상대적 위치에 관계없이 동일한 전위(Potential)를 유지하도록 한다.
상기 백금선(30,34)을 프레임(20)에 감을 때에 특정한 온도상태에서 프레임(20)에 감아 놓았을 경우 운용온도가 크게 낮아지면 백금선(30,34)이 수축된다. 반대로 극단적으로 백금선(30,34)이 팽창할 경우 가상 교차점(Virtual Cross Point)을 이루고 있는 위쪽과 아래쪽의 백금선(30,34)이 과도하게 늘어져 서로 접하게 되면 전기적으로 단락(short)이 일어난다. 백금선(30,34)의 팽창에 의한 단락을 방지하기 위해서 X축 방향으로 감은 백금선(34)과 Y축 방향으로 감은백금선(30) 사이에 절연선(32)을 삽입하였다.
또한, 극히 낮은 온도에서 작동할 때에 X축 방향으로 감은 백금선(34)과 Y축 방향으로 감은 백금선(30)이 지나치게 수축하여 백금선(30,34)이 절단되는 문제점을 해결하기 위해서, 수중방전 발생 코아(50)의 프레임(10,20)에 도 2 및 도 3a에 도시한 바와 같이 여러 개의 타원형, 원형 및 기타 형태의 구멍(13,23B,23A)을 만들어 놓음으로써 백금선(30,34)이 과도하게 수축되더라도 프레임(10,20)에 만든 구멍들(13,23B,23A)에 의해서 프레임(10,20)이 수축 에너지를 흡수함으로써 백금선(30,34)의 절단사태를 방지한다. 또한 상기 구멍들(13,23B,23A)은 물의 흐름을 용이하게 한다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2 백금선은 그 지름이 0.1~0.2mm인 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 따른 수중방전 발생장치에 대하여 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 수중방전 발생장치(100)는 도 7에 도시한 바와 같이 실린더 형태의 물 용기(110), 물 공급구(Water Inlet)(130), 장치의 베이스(120)를 관통하여 형성된 물 배출구(Water Outlet)(150), 수중방전 발생 코아(활성화산소수 발생 코아)(50), 가스 배출구(140), 상기 베이스를 관통하여 상기 수중방전 발생 코아(50)에 전기적으로 연결된 전원 케이블(160), 상기 수중방전 발생 코아(50)에 전원 케이블(160)을 통해서 전원을 공급하는 전원공급부(미도시함)로 구성된다. 여기서, 상기 물 용기(110)는 투명한 재질로 이루어져 물 용기(110)의 내부를 볼 수 있도록 되어 있는 것이 바람직하다.
상기 가스 배출구(140)는 물(5)속에 있는 수중방전 발생 코아(50)에 의해서 물분자로부터 분리된 H+가스가 H2가스로 결합되어 물 용기(110) 밖으로 배출시키기 위한 것으로, 이 가스 배출구(140)를 통해서 H2가스가 배출되므로 H2가스가 OH-가스로 재결합되는 것을 차단하여 수중방전 발생장치(100)의 효율을 크게 개선할 뿐만 아니라 H2가스가 물 용기(110) 내에 가득 차 있을 때에 있을 수 있는 용기 내의 폭발을 방지한다.
상기 프레임에 백금선을 십자 형태로 감아서 만든 그물형 방전 전극에 전원을 공급할 때 오직 정(Positive) 전극의 전압만 가하면 음이온화된 불순물(Impurities) 등이 정(+) 전원이 공급된 쪽에 응착되어서 수중방전 발생 코아(50)의 성능이 현저하게 저하된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 발명에 따른 수중방전 발생장치(100)의 미도시한 전원공급부에서는 도 8에 도시한 바와 같이 정(+)의 전압(+V)과 부(-)의 전압(-V)을 매 0.5 ~ 5분 간격으로 2개의 교차된 백금선(도 6의 30 및 34)에 교대로 공급한다. 즉, 예를 들면 백금선(도 6의 30)에는 도 8의 (a) 파형을, 그리고 백금선(도 6의 34)에는 도 8의 (b) 파형을 공급한다. 이에 따라 음이온화된 불순물이 정(+)의 전압으로 바이어스(bias)된 그물형 점(Meshed Point)에서 부(-)로 바이어스된 그물형 점(Meshed Point)으로 이동시키므로 오직 한쪽 전극에만 고착되어서 발생할 수 있는 수중방전 발생 코아(50)의 성능 저하를 방지할 수 있게 된다.
상기 수중방전 발생장치(100)의 전원케이블(160)을 통해서 예를 들면 백금선(도 6의 30)에는 도 8의 (a) 파형이, 그리고 백금선(도 6의 34)에는 도 8의 (b) 파형이 인가되면, 가상 교차된 그물형 점(도 6의 38)들에는 이온화된 불순물과 전해분리된 H+, OH-, O-이온들이 부착되어서 핵심생성 부위(Nucleation Site)를 형성하며, 이 핵심생성 부위는 국부 전계 증대 영역(Localized Field Enhancement Region)이 되고, 국부적으로 고전류밀도가 만들어지며, 국부적으로 가열이 되어, 물분자가 증발되면서 거품(Bobble)이 형성된다. 일단 거품이 형성되면 그 거품이 팽창되면서 전도 채널(Conduction Filamentation Channel)이 캐소드(+)전극에서 애노드(-)전극으로 형성된다. 이것이 거품 메카니즘에 의한 수중방전이다. 수중방전이 일어나면 물분자는 다음의 화학반응을 하게 된다.
H20 + E → H+, OH-, O-
O + O →O2
O + O2→O3
여기서, E 는 H2O에 인가된 전계(Electric Field)의 전기적 에너지이다.
상기 생성된 활성산소(OH-,O-) 및 오존(O3)은 물(5)속에 용해되어 있는 중금속 및 이온화된 불순물들(Impurities)과 산화작용을 하여서 상기 불순물을 활성화 하게 되며, 물(5)속에 있는 바이러스, 박테리아 등의 미생물들에 대해서는 세포파열(Cell Lysin)을 일으켜서 그들의 재생을 원천적으로 방지하게 된다.
상기 수중방전 발생장치(100)에 의하여 활성화 된 물을 사용하는 목적에 따라서, 수중방전 발생 코아(50)가 생성한 활성산소를 처리하는 방식이 달라진다. 살균 및 살충이 목적일 경우는 수중방전 발생 코아(50)에서 생성한 활성 산소가 포함된 물을 직접 사용하면 된다. 그러나, 상기 수중방전 발생장치(100)의 수중방전 발생 코아(50)에서 생성한 활성 산소 및 오존이 포함된 물을 음용수(즉, 식수 등)로 사용하고자 할 경우에는 물 배출구(150)에 활성탄 필터 등을 설치하고 이 활성탄 필터에 의하여 물속에 잔류하는 유기물과 활성산소 및 오존을 제거한 다음에 약 알칼리(Alkali)화된 음용수로 사용하도록 하면 된다.
다음으로, 본 발명에 따른 수처리 시스템에 대하여 도 9 내지 도 12를 참조하여 상세히 설명한다.
먼저 물의 자연순환원리를 살펴보면, 지구상의 물이 태양에너지나 열을 받아서 증발되어 대기중의 구름층을 형성하고 이 구름층은 양극과 음극으로 양극화된다. 양극화된 구름층의 전계 세기(Electric Field Strength)가 두 층을 격리시키고 있는 경로(Path)의 파괴(Breakdown) 임계값 이상이 되면 파괴(Breakdown)가 일어나서 두 층 사이에 전도 채널(Conductive Filamentation Channel)이 형성된다.
이러한 파괴 프로세스(Breakdown Process) 도중에 높은 전계 세기(High Electric Field Strength)에 의해서 경로(Path) 상의 H2O가 H+, OH-, O-로 분해된다. 분해된 활성산소인 OH-, O-는 살균, 산화 및 유해한 화합물(Chemical Compound)를무해한 물질로 변화시킨다. 대기중의 구름덩어리를 비나 눈 등이 강수가 되어서 지표수가 되며 지표수들은 산과 들을 흘러내리는 계곡수나 하천이 되고 일부는 지하로 침투되어서 지하수가 된다.
산과 들을 흘러내리는 물과 지하수는 자연스럽게 여과 과정을 거치게 되어서 맑고 깨끗한 물로써 음용수로서 적합한 원수가 된다.
지구상의 물이 태양에너지에 의한 증발, 낙하에 의한 살균, 산화 및 화학분해, 지표 및 지하층에서의 자연필터 등의 순환주기는 약 15일 정도이며 이것이 물의 자연순환원리이다. 본 발명의 수처리 시스템은 상기한 물의 자연순환원리를 재현하고자 하는 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 수처리 시스템의 제 1실시예를 도시한 도면이고, 도 10은 도 9에 도시한 수처리 시스템의 회로 블럭도이다.
본 실시예에 따른 수처리 시스템은, 제 1저수통(200), 제 1급수밸브(250), 프리필터(300), 제 2급수밸브(350), 제 1수중방전 발생장치(100A), 제 1재결합필터(400), 제 2수중방전 발생장치(100B), 제 2재결합필터(500), 제 2저수통(600), 펌프(700), 여러 개의 배관(WL1~WL14), 여러 개의 가스배출관(GL1~GL2) 및, 미도시한 제어유니트(도 10의 80)와 각 구동부(도 10의 810~830)를 포함하여 구성된다.
상기 제 1저수통(200)에는 배관(WL1)을 통해서 원수로서 예를 들면 3급수와 같은 지표수나 또는 지하수가 유입되어 저장되고, 상기 제 1저수통(200)에 저장된 물은 제 1급수밸브(250)가 열리면 배관(WL2)과 제 1급수밸브(250) 및 배관(WL3)을통해서 프리필터(300)에 유입된다. 상기 프리필터(300)는 상기 유입된 물에 포함된 이물질 등을 제거하는 통상의 탁도제거용 프리필터이다.
상기 프리필터(300)에서 탁도제거된 물은 배관(WL4)을 통해서 제 2급수밸브(350)에 전달되는데, 여기서 상기 제 2급수밸브(350)는 3방향 밸브(3-way valve)로서 제어신호에 따라서 배관(WL4)과 배관(WL13)중 어느 하나를 배관(WL5)과 연통시키는 기능을 하거나 또는 배관(WL4)과 배관(WL13)중 어느 하나도 배관(WL5)과 연통되지 않도록 한다. 제 1저수통(200)으로부터 제 1급수밸브(250) 및 프리필터(300)를 경유하여 물이 공급되는 경우에는 상기 제 2급수밸브(350)는 제어신호에 의하여 배관(WL4)과 배관(WL5)이 연통되도록 구동되어 있는 상태이다.
따라서, 상기 프리필터(300)로부터의 물은 배관(WL4)과 제 2급수밸브(350) 및 밸브(WL5)를 경유하여 제 1수중방전 발생장치(100A)의 물 공급구(130A)를 통해서 제 1수중방전 발생장치(100A)의 물용기에 유입된다. 상기 제 1수중방전 발생장치(100A)의 물용기에 유입된 물은 제 1수중방전 코아(50A)에 의하여 생성된 H+, OH-, O-, O3중 활성산소(OH-, O-) 및 오존(O3)에 의해서 살균, 중금속산화 및 유해 화합물의 분해를 통한 활성화가 된다. 이때, 비중분리에 의하여 H+가스와 기타 휘발성 유기물은 가스 배출구(140A)를 통해서 가스배출관(GL1)으로 배출된다.
상기와 같이 제 1수중방전 발생장치(100A)에서 활성화된 물은 물 배출구(150A)와 배관(WL6)을 통해서 제 1재결합필터(400)에 유입된다. 상기 제 1재결합필터(400)는 활성탄 필터로 구성되어 상기 유입된 물에 포함된 유기물과 활성산소(OH-, O-) 및 오존(O3)을 제거한다.
상기 제 1재결합필터(400)에서 활성 산소가 제거된 물은 배관(WL7)을 경유하여 제 2수중방전 발생장치(100B)의 물 공급구(130B)를 통해서 제 2수중방전 발생장치(100B)의 물용기에 유입된다. 상기 제 2수중방전 발생장치(100B)의 물용기에 유입된 물은 제 2수중방전 코아(50B)에 의하여 생성된 H+, OH-, O-, O3중 활성산소(OH-, O-) 및 오존(O3)에 의해서 재차 살균, 중금속의 산화 및 유해 화합물의 산화작용을 통해 활성화 된다. 이때, 비중분리에 의하여 H+가스와 기타 휘발성 유기 가스는 가스 배출구(140B)를 통해서 가스배출관(GL2)으로 배출된다.
상기와 같이 제 2수중방전 발생장치(100B)에서 재차 활성화된 물은 물 배출구(150B)와 배관(WL8) 및 배관(WL9)을 통해서 살균수로서 배출된다. 여기서, 살균수에는 활성 산소(OH-, O-) 및 오존(O3)이 포함되어 있으므로 채소, 과일, 야채 및 식기 등에 묻어 있는 바이러스의 살균해 줄 수 있고, 또한 채소, 과일, 야채 및 식기 등에 묻어 있는 중금속 및 유해 화합물에 대하여 산화작용을 통해서 활성화 해줄 수 있다.
이와 동시에 상기 제 2수중방전 발생장치(100B)에서 재차 활성화된 물은 물 배출구(150B)와 배관(WL8) 및 배관(WL10)을 통해서 제 2재결합필터(500)에 유입된다. 상기 제 2재결합필터(500)는 상기 유입된 물에 포함된 유기물과 활성 산소(OH-, O-) 및 오존(O3)을 제거한다.
상기 제 2재결합필터(500)에서 활성 산소(OH-, O-)가 제거된 물(즉, 음용수)은 배관(WL11)을 통해서 제 2저수통(600)의 물 공급구(610)로 유입된다. 상기 제 2저수통(600)에 유입된 물(즉, 음용수)을 사용자가 예를 들면 식수로 이용하기 위하여 미도시한 예를 들면 수도꼭지를 열면 상기 제 2저수통(600)의 물 배출구(630)와 배관(WL14)을 통해서 배출된다.
한편, 상기한 과정을 반복적으로 거친 물이 제 2저수통(600)에 유입되어 제 2저수통이 만조가 되면 센서(640)에 의하여 그 만조상태가 검출되어 제어유니트(800)에 입력되고, 상기 제어유니트(800)는 제 1급수밸브(250)를 제어하여 제 1저수통(200)으로부터 유입되는 물을 차단하도록 한다.
그후, 상기 제어유니트(800)는 상기 제 1저수통(200)으로부터 유입되는 물을 차단한 다음에, 미리 프로그램된 일정한 주기(예를 들면 매 0.5시간, 1시간, 2시간, 3시간, 4시간)마다 예를 들면 일정 시간(예를 들면 1분~10분)동안 상기 제 2급수밸브(350)를 제어하여 배관(WL13)과 배관(WL5)이 연통되도록 한 후에 펌프(700)를 구동시킨다.
이에 따라, 제 2저수통(600)에 저장된 음용수는 물순환 배출구(620), 배관(WL12), 펌프(700), 배관(WL13), 제 2급수밸브(350), 배관(WL5)을 경유하여 제1수중방전 발생장치(100A)의 물 공급구(130A)를 통해서 제 1수중방전 발생장치(100A)의 물용기에 재차 유입된다. 상기 제 1수중방전 발생장치(100A)의 물용기에 유입된 음용수는 제 1수중방전 코아(50A)에 의하여 생성된 활성산소(OH-, O-) 및 오존(O3)에 의해서 활성화 처리된 후, 물 배출구(150A)와 배관(WL6)을 통해서 제 1재결합필터(400)에 유입되어 상기 물에 포함된 유기물과 활성산소(OH-, O-) 및 오존(O3)이 제거된다. 그후, 활성 산소가 제거된 물은 배관(WL7)을 경유하여 제 2수중방전 발생장치(100B)의 물 공급구(130B)를 통해서 제 2수중방전 발생장치(100B)의 물용기에 유입되어, 제 2수중방전 코아(50B)에 의하여 생성된 활성산소(OH-, O-) 및 오존(O3)에 의해서 재차 활성화 처리된 후, 물 배출구(150B)와 배관(WL8) 및 배관(WL10)을 통해서 제 2재결합필터(500)에 유입되어 물에 포함된 유기물과 활성 산소(OH-, O-) 및 오존(O3)이 제거된 다음에, 음용수로서 배관(WL11)을 통해서 제 2저수통(600)의 물 공급구(610)로 유입되는 과정을 수분 동안 반복(Self Circulation) 하게 된다. 이러한 물의 자체 순환 처리(Water Self Circulation Process)에 의하여 물의 자연순환원리를 재현할 수 있다.
다음으로, 도 9 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 제 1실시예에 따른 수처리 시스템의 제어동작에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 제어유니트(800)는 수처리 시스템에 전원이 공급되면 각 회로 구성요소를 리셋(reset)하는 초기화처리를 수행한 후(단계 S11), 제 2저수통(600)에 설치된 센서(640)를 통하여 제 2 저수통(600)의 만조 신호가 입력되는지를 점검한다(단계 S13).
상기 단계 S13에서 센서(640)로부터 만조 신호의 입력이 검출되지 않으면, 상기 제어유니트(800)는 밸브 구동부(820)를 구동하여 제 1급수밸브(250)를 개방시키도록 제어함과 동시에 제 2급수밸브(350)가 제 1개방상태[즉, 도 9에서 배관(WL4)과 배관(WL5)이 연통된 상태]가 되도록 제어한다(단계 S15).
이어, 상기 제어유니트(800)는 전원 구동부(810)를 구동하여 제 1 및 제 2 수중방전 코아(50A,50B)에 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이 전원이 공급되도록 제어함으로써 제 1 및 제 2수중방전 발생장치(100A,100B)에서 수중방전을 통해 발생된 활성 산소에 의하여 유입 물의 활성화 처리가 이루어지도록 한다(단계 S17~S19). 그후, 상기 제어유니트(800)의 제어는 상기한 단계 S13으로 되돌아간다.
한편, 상기 단계 S13에서 센서(640)로부터 만조 신호의 입력이 검출되면, 상기 제어유니트(800)는 제 1시간 카운트 값(C1)을 0으로 설정한 다음에 제 1시간을 카운트하고, 이어서 밸브 구동부(820)를 구동하여 제 1급수밸브(250)를 폐쇄시키도록 제어한다(단계 S23).
그후, 상기 제어유니트(800)는 전원 구동부(810)의 구동을 종료하여 제 1 및 제 2 수중방전 코아(50A,50B)에 전원 공급이 정지되도록 제어함으로써 제 1 및 제 2수중방전 발생장치(100A,100B)에서 과도한 수중방전에 의하여 상기 정체된 물에 활성 산소가 과도하게 발생되는 것을 방지하도록 한다(단계 S25).
여기서, 상기한 단계 S17~19에서는 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이 제 1 및 제 2 수중방전 코아(50A,50B)에 의하여 수중방전이 계속적으로 일어나도록 하는 반면에, 상기 단계 S25에서는 도12의 (b)에 도시한 바와 같이 제 1 및 제 2 수중방전 코아(50A,50B)에 의하여 수중방전이 단속적으로 일어나도록 제어하여도 된다. 즉, 수중 방전 작동시간(Ta)이 수중방전 비 작동시간(Tb)에 비하여 현저히 작게 되도록 제어함으로써 제 1 및 제 2수중방전 발생 장치(100A,100B)에서 정체된 물에 과도하게 활성 산소가 발생되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
그후, 상기 제어유니트(800)는 상기 카운트한 제 1 시간 카운트 값(C1)이 미리 정해진 소정 시간(t1)(예를 들면 0.5시간, 1시간 또는 2시간 또는 3시간 또는 4시간 등)에 도달하였는지를 판단하고, 그 소정시간에 도달할 때까지 상기한 동작을 지속한다(단계 S27).
한편, 상기 단계 S27에서 미리 정해진 소정 시간(t1)에 도달한 것으로 판단되면, 상기 제어유니트(800)는 제 2시간 카운트 값(C2)을 0으로 설정한 다음에 제 2시간을 카운트하고, 이어서 밸브 구동부(820)를 구동하여 제 2급수밸브(350)를 제 2개방상태[도 9의 배관(WL13)과 배관(WL5)이 연통되어 있는 상태]가 되도록 제어한다(단계 S31).
그후, 상기 제어유니트(800)는 전원 구동부(810)의 구동을 개시하여 제 1 및 제 2 수중방전 코아(50A,50B)에 전원 공급이 개시되도록 제어함으로써 제 1 및 제 2수중방전 발생장치(100A,100B)에서 수중방전에 의하여 유입 물에 활성 산소가 발생되도록 한다(단계 S33).
여기서, 상기한 단계 S33에서는 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이 제 1 및 제 2 수중방전 코아(50A,50B)에 의하여 수중방전이 계속적으로 일어나도록 하여도 되고, 또는 제 1 및 제 2수중방전 발생장치(100A,100B)에 유입된 물이 음용수이므로 도12의 (c)에 도시한 바와 같이 제 1 및 제 2 수중방전 코아(50A,50B)에 의하여 수중방전이 단속적으로 일어나도록 제어하여도 된다. 즉, 수중 방전 작동시간(Ta1)이 수중방전 비 작동시간(Tb1)에 비하여 비슷하거나 크게 되도록 제어함으로써 제 1 및 제 2수중방전 발생 장치(100A,100B)에 유입되는 음용수에 과도하게 활성 산소가 발생되는 것을 방지하여도 된다.
그후, 상기 제어유니트(800)는 펌프 구동부(830)를 제어하여 제 2저수통(600)에 일정 시간동안 저장되어 있던 음용수가 물 배출구(620), 배관(WL12), 펌프(700), 배관(WL13), 제 2급수밸브(350), 배관(WL5), 제 1수중방전 발생장치(100A), 배관(WL6), 제 1재결합 필터(400), 배관(WL7), 제 2수중방전 발생장치(100B), 배관(WL8), 배관(WL10), 제 2재결합 필터(500), 배관(WL11)을 경유하여 제 2저수통(600)으로 순환하도록 한다(단계 S35).
이어, 상기 제어유니트(800)는 상기 카운트한 제 2 시간 카운트 값(C2)이 미리 정해진 소정 시간(t2)[예를 들면 제 2저수통(600)의 저장 용량에 따라 1분 또는 3분 또는 5분 또는 10분 또는 20분 또는 30분 등]에 도달하였는지를 판단하여, 그 소정시간에 도달할 때까지 상기한 동작을 지속한다(단계 S37).
한편, 상기 단계 S37에서 미리 정해진 소정 시간(t2)에 도달한 것으로 판단되면, 상기 제어유니트(800)는 펌프구동부(830)를 제어하여 펌프(700)의 구동이 정지되도록 하고 또한 밸브 구동부(820)를 제어하여 제 2급수밸브(350)가 폐쇄되도록 한 다음(단계 S39), 상기 제어유니트(800)의 제어는 상기한 단계 S13으로 되돌아간다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 수처리 시스템의 일 실시예에 의하면, 물의 자연순환원리를 재현하여 우수한 살균수와 양질의 음용수를 제공할 수 있게 된다.
다음으로, 도 13 내지 도 16을 참조하여 본 발명에 따른 수처리 시스템의 제 2실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 13은 본 발명에 따른 수처리 시스템의 제 2 실시예를 도시한 도면이고, 도 14는 도 13에 도시한 수처리 시스템의 회로 블럭도이다.
본 실시예에 따른 수처리 시스템은, 도 9의 수처리 시스템과 비교하여 볼 때, 제 2수중방전 발생장치(100B)에서 배관(WL9)을 통하여 살균수를 얻는 방식이 아니라, 제 2저수통(600)의 음용수를 배관(WL15), 제 3제어밸브(950), 배관(WL16)을 통해서 제 3수중방전 발생장치(900)의 물 공급구(910)로 유입받고 제 3수중방전 코아(50C)에 의하여 상기 유입된 물에 많은 활성산소가 포함되도록 처리하는 점이 상이한 것이고, 나머지 구성은 동일하므로 여기서는 다른 구성들을 중심으로 설명하기로 한다.
상기 제 3수중방전 발생장치(900)의 물용기 상부에는 이 물용기의 만조를 감지하기 위한 센서(940)가 설치되어 있고, 가스배출구(920)는 비중분리에 의하여 H+가스와 기타 휘발성 유기 가스가 가스배출관(GL4) 및 가스배출관(GL5)으로 배출되도록 하기 위하여 설치되어 있으며, 물 배출구(930)는 상기 제 3수중방전 발생장치(900)의 물용기에 유입되어 제 3수중방전 코아(50C)에 의하여 발생된 활성 산소가 포함된 살균수를 사용자가 예를 들면 과일이나 식기의 살균을 위하여 예를 들면 미도시한 수도꼭지를 열면 상기 제 3수중방전 발생장치(900)의 물용기에 저장된 살균수를 배관(WL17)을 통하여 배출하기 위한 것이다.
다음으로, 도 13 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 제 2실시예에 따른 수처리 시스템의 제어동작에 대하여 상세히 설명한다.
본 실시예의 수처리 시스템은 도 11을 참조하여 설명한 제 1실시예의 수처리 시스템의 제어흐름에 부가하여 도 15의 제어흐름을 더 가지고 있다.
즉, 센서(940)에 의하여 제 3수중방전 발생장치(900)의 물용기의 만조상태 여부가 검출되어 제어유니트(800)에 입력된다. 상기 센서(940)에 의하여 검출되어 입력되는 신호가 만조상태가 아닌 것으로 판단되면, 상기 제어유니트(800)는 밸브 구동부(820)를 제어하여 제 3급수밸브(950)가 개방상태로 되도록 함으로써 제 2저수통(600)으로부터의 음용수가 배관(WL15), 제 3급수밸브(950) 및 배관(WL16)을 경유하여 제 3수중방전 발생장치(900)의 물 공급구(910)로 유입되도록 한다(단계 S43).
그후, 상기 제어유니트(800)는 전원 구동부(810)를 제어하여 제 3수중방전 코아(50C)가 제 1작동모드로 동작하도록 제어하여, 유입된 음용수가 살균수로 되도록 처리한다(단계 S45~S47). 여기서, 제 1작동모드는 도 16의 (a)에 도시한 바와 같이 상기 제 3수중방전 코아(50C)가 지속적으로 작동상태로 되도록 하는 모드이다. 이어, 상기 제어유니트(800)의 제어는 상기한 단계 S41로 되돌아간다.
한편, 상기 단계 S41에서 상기 센서(940)에 의하여 검출되어 입력되는 신호가 만조상태인 것으로 판단되면, 상기 제어유니트(800)는 밸브구동부(820)를 제어하여 제 3급수밸브(950)가 폐쇄상태로 되도록 함으로써 제 2저수통(600)으로부터의 음용수가 제 3수중방전 발생장치(900)의 물 공급구(910)로 유입되는 것을 차단한다(단계 S49).
그후, 상기 제어유니트(800)는 전원 구동부(810)를 제어하여 제 3수중방전 코아(50C)가 제 2작동모드로 동작하도록 제어하여, 유입되어 정체되어 있는 음용수가 살균수로 유지되도록 처리한다(단계 S51~S53). 이어, 상기 제어유니트(800)의 제어는 상기한 단계 S41로 되돌아간다. 여기서, 제 2작동모드는 도 16의 (b) 또는 도 16의 (c)에 도시한 바와 같이 상기 제 3수중방전 코아(50C)가 단속적으로 작동상태로 되도록 하는 모드이다. 이와 같이 제 3수중방전 코아(50C)를 단속적으로 동작시키는 것은 정체된 살균수 속에 너무 지나치게 많은 활성산소가 포함되는 것을 방지하기 위한 것이다. 또한, 제 2수중방전 발생방치(900)의 물용기의 용량에 따라서 제 3수중방전 코아(50C)의 작동 시간을 적절하게 조절하는 것이 바람직하다. 즉, 제 2수중방전 발생방치(900)의 물용기의 용량이 큰 경우에는 도 12의 (c)와 같이 제 3수중방전 코아(50C)의 작동 시간(Ta3)을 비작동 시간(Tb3)에 비하여 상대적으로 길게 설정하고, 제 2수중방전 발생방치(900)의 물용기의 용량이 작은 경우에는 도 12의 (b)와 같이 제 3수중방전 코아(50C)의 작동 시간(Ta2)을 비작동 시간(Tb2)에 비하여 짧게 설정하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 제 3수중방전 발생장치(900)에서 활성화 된 살균수는 물 배출구(930)와 배관(WL17)을 통해서 배출된다. 여기서, 살균수에는 활성 산소(OH-, O-) 및 오존(O3)이 포함되어 있으므로 채소, 과일, 야채 및 식기 등에 묻어 있는 바이러스 등을 살균해 줄 수 있고, 또한 채소, 과일, 야채 및 식기 등에 묻어 있는 중금속 및 유해 화합물 등에 대하여 산화작용을 통해 활성화 해줄 수 있다.
한편, 상기한 제 2실시예에 따른 수처리 시스템에서는 제 2저수통(600)에 저장된 음용수를 살균수로 만들어 사용하는 것이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 제 2저수통(600)에 저장된 음용수를 살균수로 만드는 것이 아니라 도 9의 배관(WL9)으로부터 입력되는 살균수 또는 제 1수중방전 발생장치(100A)에서 배출되는 살균수를 제 3수중방전 발생장치(900)에 입력되도록 하여도 된다. 이 경우에는 상기 도 15의 단계 S45에서의 제 1작동모드를 도 16의 (a)와 같이 하고 단계 S51에서의 제 2작동모드를 도 16의 (b) 또는 (c)와 같이 하여도 되지만, 단계 S45에서의 제 1작동모드를 도 16의 (c)와 같이 하고 단계 S51에서의 제 2작동모드를 도 16의 (b)와 같이 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기한 제 2실시예에 따른 수처리 시스템에서는 제 1 내지 제 3수중방전 발생장치(100A,100B,900)의 수중방전 발생 코아(50A~50C)가 동일한 용량이지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라 제 3수중방전 발생 코아(50C)에 의한 활성산소의 발생량이 제 1 및 제 2 수중방전 발생 코아(50A,50B)에 의한 활성산소의 발생량보다 크도록 설계하여도 된다.
한편, 상기한 제 1실시예에 따른 수처리 시스템에서는 제 2저수통(600)을 구비하고 있지만, 제 2 저수통과 펌프(700) 및 제 2급수밸브(350), 배관(WL12~WL14)을 제거하고 배관(WL4)과 배관(WL5)를 하나의 배관으로 구성하며 상기 배관(WL11)에 예를 들면 수도꼭지를 달아서 제 2재결합 필터(500)를 통과한 물을 식수로써 공급하도록 하는 한편, 상기 배관(WL9)에 예를 들면 수도꼭지를 달아서 제 2수중방전 발생장치(100B)를 통과한 물을 살균수로서 공급하도록 하여도 된다. 이 경우에는 상기 배관(WL9)과 배관(WL11)에 각각 유속 센서를 설치하고 이 유속 센서의 검출 결과에 따라 제 1수중방전 발생 장치(100A)에의 물 공급을 제어하도록 하거나, 또는 상기 제 1수중방전 발생 장치(100A)에 그 물용기의 만조를 검출하는 센서를 설치하고 이 센서의 검출 결과에 따라서 제 1수중방전 발생 장치(100A)에의 물 공급을 제어하도록 하여도 된다.
한편, 상기한 제 2실시예에 따른 수처리 시스템에서는 제 2저수통(600)을 구비하고 있지만, 제 2 저수통과 펌프(700) 및 제 2급수밸브(350), 배관(WL12~WL14)을 제거하고 배관(WL4)과 배관(WL5)를 하나의 배관으로 구성하며 상기 배관(WL11)에 예를 들면 수도꼭지를 달아서 제 2재결합 필터(500)를 통과한 물을 식수로서 공급하도록 하는 한편, 상기 배관(WL8)을 분기시켜 제 2재결합 필터(500) 뿐만 아니라 배관(WL14)에도 물이 공급되도록 하여도 된다. 이 경우에는 상기 제 1수중방전 발생 장치(100A)에 그 물용기의 만조를 검출하는 센서를 설치하고 이 센서의 검출 결과에 따라서 제 1수중방전 발생 장치(100A)에의 물 공급을 제어하도록 하면 된다.
한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 물의 특성을 이용하여서 백금선을 양극과 음극으로 사용하고 물을 스위칭 매질로 이용하여 수중방전 스위치를 구현하였다. 프레임에 백금선을 교차(Cross)형태로 감아서 가상 그물형 전극 점들(Virtual Meshed Electrode Points)(수중방전 셀들)을 구현하고 또한 프레임에 가상 그물형 전극 점들을 이중구조로 구성하므로써 수중방전 셀의 숫자를 크게 증대시켜 효율이 극히 우수한 수중방전 발생 코아를 구현할 수 있다.
그리고 물의 파괴 메카니즘(Breakdown Mechanism)을 이용하여 수중방전 셀들(Virtual Meshed Electrode Points)에 전압이 가해지면 물의 자체 파괴(Self-Breakdown) 현상과 물의 자체 복구(Water Self-Recovery) 형상이 연속적으로 반복작동하는 수중방전이 발생하므로 활성산소 및 오존을 효과적으로 발생시킬 수 있다.
또 수중방전 전극을 백금 판에 구현하는 대신에 프레임에 백금선을 감아서 만들었으므로 재료비를 현저하게 절감할 수 있다.
또한, 프레임의 제작시 수개의 타원형 및 구형의 구멍을 만들어 놓음으로서 수중방전 발생 코아를 낮은 온도에서 작동할 때 백금선의 수축에 의한 백금선의 절단 가능성을 배제할 수 있다.
그리고 프레임 측면에 등전위 수단(Equipotential Means)으로서 백금선을 삽입해 놓음으로써 길이가 긴 백금선의 전위가 상대적 위치에 상관없이 동일하게 되도록 하였다. 이에 따라 모든 그물형 전극 점들(Meshed Electrode Points)(수중방전 셀들)에 균일한 전계(Uniform Electric Field)가 생기게 함으로써 특정 그물형 전극 점들(Meshed Electrode Points)만이 아니라 모든 그물형 전극 점들에서 수중 방전(Water Discharge)이 발생하도록 할 수 있다.
또, 프레임의 X축과 Y축의 높이를 상부측으로 △h 만큼, 하부측으로 △h만큼 차이를 두었다. 높이 △h만큼 차이난 프레임에 X축과 Y축 방향으로 백금선을 감으면 가상 그물형 전극점들(Virtual Meshed Electrode Points)이 이중( 상부와 하부)으로 형성됨으로써 X축과 Y축의 높이를 동일하게 할 때 보다 2배의 그물형 전극점들(수중방전 셀들)을 형성할 수 있다.
또한, 프리필터, 제 1수중방전 발생장치, 재결합필터, 제 2수중방전 발생장치, 재결합필터, 저수통으로 수처리 시스템을 구성하고 일정한 간격(매 1시간, 2시간, 3시간마다)으로 수분 씩 저수통 →펌프 →1차 방전 →재결합 →2차 방전 →재결합 →저수통의 순으로 순환시킴으로써 물이 자연순환원리를 재현할 수 있다.
또, 본 발명의 수처리 시스템은 음용수와 살균수를 동시에 제공할 수 있는 이점이 있다.

Claims (22)

  1. X축 방향으로 우측 지지부와 좌측 지지부가 몸체를 지지하고 있으며 상기 좌측 및 우측 지지부는 Z축 방향에서 상측 및 하측으로 각각 상기 몸체보다 일정 크기만큼 더 큰 크기를 갖고 있는 프레임과;
    상기 몸체의 Y축 방향으로 전면부와 배면부 사이에서 권취되는 제 1도선과;
    상기 프레임의 우측 지지부와 좌측 지지부 사이에서 권취되는 제 2도선과;
    상기 제 1도선을 동일 전위상태로 만들기 위한 제 1등전위수단과;
    상기 제 2도선을 동일 전위상태로 만들기 위한 제 2등전위수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수중방전 발생 코아.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임에 감겨진 제 1도선과 제 2도선 사이에 위치하는 것으로써, 상기 몸체 전면부와 배면부사이에서 감겨진 절연선을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수중방전 발생 코아.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임에 감겨진 제 1도선과 제 2도선 사이에 위치하는 것으로써, 상기 프레임의 우측 지지부와 좌측 지지부 사이에서 감겨진 절연선을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수중방전 발생 코아.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 절연선은 X자 형상, Z자 형상 및 #형상 중에서 선택된 적어도 하나의 형상으로 교차하여 감겨져 있는 것을 특징으로 하는 수중방전 발생 코아.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 1도선과 제 2도선, 제 1 및 제 2등전위수단은 백금선으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수중방전 발생 코아.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 백금선은 그 지름이 0.1~0.2mm인 것을 특징으로 하는 수중방전 발생 코아.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 프레임은 절연재로 이루어진 것을 특징으로 하는 수중방전 발생 코아.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 프레임의 몸체에는 상기 좌측 및 우측 지지부에 대응하는 방향으로 소정 간격으로 적어도 하나의 중간 지지부가 더 형성되어 있으며, 상기 중간 지지부는 Z축 방향에서 상측 및 하측으로 각각 상기 몸체보다 일정 크기만큼 더 큰 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 수중방전 발생 코아.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 프레임의 우측 지지부와 좌측 지지부 및 중간지지부, 상기 몸체의 전면부 및 배면부의 모서리부분 및 적어도 한쪽 면에, 각각 일정 간격으로 홈이 형성되어 있고,
    상기 제 1 및 제 2도선은 상기 홈을 따라서 일정 간격이 유지되도록 감겨지며,
    상기 홈은 상기 제 1 도선과 제 2도선의 높이방향 간격이 0.8~1.2mm가 유지되고 상기 제 1도전과 제 2도선의 폭방향 간격이 0.5~3mm가 유지되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수중방전 발생 코아.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 우측 지지부와 상기 좌측 지지부 및 상기 몸체의 상기 중간 지지부 사이에는 적어도 하나의 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수중방전 발생 코아.
  11. 물 용기와;
    상기 물용기에 물이 유입되는 물 공급구와;
    상기 물용기에서 물이 배출되는 물 배출구와;
    상기 물용기내에 설치된 것으로서, X축 방향으로 우측 지지부와 좌측 지지부가 몸체를 지지하고 있으며 상기 좌측 및 우측 지지부는 Z축 방향에서 상측 및 하측으로 각각 상기 몸체보다 일정 크기만큼 더 큰 크기를 갖고 있는 프레임과, 상기 몸체의 Y축 방향으로 전면부와 배면부 사이에서 권취되는 제 1도선과, 상기 프레임의 우측 지지부와 좌측 지지부 사이에서 권취되는 제 2도선과, 상기 제 1도선을 동일 전위상태로 만들기 위한 제 1등전위수단과, 상기 제 2도선을 동일 전위상태로 만들기 위한 제 2등전위수단을 포함하여 구성된 수중방전 발생 코아와;
    상기 수중방전 발생 코아에 의하여 수중방전시에 발생되는 가스를 배출하기 위한 가스 배출구와;
    상기 수중방전 발생 코아에 전원케이블을 통해서 전원을 공급하는 전원공급수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수중방전 발생 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 물용기는 투명한 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 수중방전 발생 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 수중방전 발생 코아는 2개 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수중방전 발생 장치.
  14. 제 11항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 전원공급수단은 상기 제 1도선과 상기 제 2도선에 각각 정(+)의 전압과 부(-)의 전압을 일정 시간 간격으로 교번하여 인가되도록 하는 것을 특징으로 하는 수중방전 발생 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 일정 시간 간격은 0.5 ~ 5분의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 수중방전 발생 장치.
  16. 유입되는 물에 대하여 수중방전에 의하여 활성 산소를 발생시켜 활성화하는 적어도 하나의 수중방전 처리수단과;
    상기 수중방전 처리수단에 의하여 활성화 처리된 물을 음용수로 공급하기 위한 음용수 공급수단과;
    상기 수중방전 처리수단을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 음용수 공급수단은 상기 수중방전 처리수단에 의하여 활성화 처리된 물을 일시 저장하는 저수통을 포함하여 구성되고,
    상기 저수통에 일정 시간동안 저장된 물을 상기 수중방전 처리수단으로 공급하기 위한 물 순환 처리수단을 더 포함하고,
    상기 제어수단은 상기 수중방전 처리수단과 함께 상기 물 순환 처리수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 저수통에는 상기 저수통에 유입된 물의 만조를 검출하는 센서가 설치되어 있고,
    상기 제어수단은 상기 센서로부터 만조 검출신호가 입력되지 않으면 물이 상기 수중방전 처리수단으로 유입되도록 제어하는 한편, 상기 센서로부터 만조 검출신호가 입력되면 물이 상기 수중방전 처리수단으로 유입되는 것을 차단함과 아울러 일정 시간 단위로 상기 저수통에 저장된 물이 상기 수중방전 처리수단으로 유입되어 재차 수중방전에 의한 활성화 처리를 받도록 상기 물 순환 처리수단과 상기 수중방전 처리수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 센서로부터 만조 검출신호가 입력되지 않을 때 상기 유입된 물에 대하여 상기 수중방전 처리수단의 수중방전 발생장치에서 상대적으로 다량의 활성산소가 발생되도록 제어하는 한편, 상기 센서로부터 만조 검출신호가 입력된 때 상기 물 순환 수단에 의하여 상기 저수통으로부터 유입된 물에 대하여 상기 수중방전 처리수단의 수중방전 발생장치에서 0.5시간~4시간의 주기로 1분~10분 동안 활성산소가 발생되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 저수통에 저장된 활성화 처리된 물에 대하여 수중방전에 의하여 활성 산소를 포함시켜 살균수로서 공급하기 위한 수중방전 발생장치를 포함하여 구성된 살균수 공급수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 수중방전 발생장치에는 이 수중방전 발생장치에 유입된 물의 만조를 검출하는 제 2센서가 설치되어 있고,
    상기 제어수단은 상기 제 2센서로부터 만조 검출신호가 입력되지 않으면 상기 저수통으로부터의 물이 상기 살균수 공급수단의 수중방전 발생장치로 유입되도록 함과 동시에 상기 수중방전 발생장치에서 상대적으로 다량의 활성산소가 발생되도록 제어하는 한편, 상기 제 2센서로부터 만조 검출신호가 입력되면 상기 저수통으로부터의 물이 상기 살균수 공급수단으로 유입되는 것이 차단되도록 함과 동시에 상기 수중방전 발생장치에서 상대적으로 소량의 활성산소가 발생되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 수중방전 처리수단 및 상기 수중방전 발생장치에는 유입된 물을 수중방전에 의하여 활성화시키는 수중방전 발생 코아가 1개 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
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