KR20090027908A

KR20090027908A - 수돗물에 포함된 병원성 미생물을 소독할 수 있는 소독부를내장하는 수돗물 배출기구

Info

Publication number: KR20090027908A
Application number: KR1020070093095A
Authority: KR
Inventors: 윤제용; 조민
Original assignee: 재단법인서울대학교산학협력재단
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2009-03-18

Abstract

수돗물에 포함된 병원성 미생물을 소독할 수 있는 소독부재를 내장한 수돗물 배출기구를 개시한다. 수돗물 배출기구는 수돗물을 공급하는 공급 배관과 연결되는 유입구 및 사용자가 이용할 수 있도록 상기 수돗물을 배출하는 유출구를 구비하는 몸체, 유입구 및 유출구 사이에 배치되어 유입구로부터 유출구를 향하는 수돗물의 유동을 제어하는 제어밸브 및 유출구와 제어밸브 사이 몸체의 내측벽에 고정되어 수돗물에 포함된 병원성 미생물(germs)을 소독하기 위한 소독부를 포함한다. 소독부는 자외선램프 및 쿼츠로 된 보호부재를 구비한다. 추가적인 소독장치의 부가없이 수돗물 배출기구만 교체함으로써 수돗물을 안전하게 유지할 수 있다.

Description

수돗물에 포함된 병원성 미생물을 소독할 수 있는 소독부를 내장하는 수돗물 배출기구 {TAP WATER DISCHARGE TERMINAL HAVING A BUILT-IN DISINFECTION UNIT FOR DISINFECTING GERMS IN A TAP WATER}

본 발명은 수돗물 배출기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수돗물에 포함된 병원성 미생물을 소독할 수 있는 소독부를 구비하는 수돗물 배출기구에 관한 것이다.

90년대 이후 빈번하게 발생한 수돗물 관련 사건이나 안정성에 관한 논쟁은 먹는 물에 대한 국민적 불신을 가중시켜 왔다. 특히 수돗물에서 병원성 미생물 제어의 중요성에 관한 문제는 전 세계적으로도 중요한 이슈가 되고 있는데, 미국의 경우 1971년에서 1998년까지 총 89건의 수인성 집단 발병 원인 중 60.7%가 병원성 미생물에 의한 것으로 보고 되고 있다. 또한, 1993년 미국 밀워키시에서 크립토스포리디움 (Cryptosporidium parvum)이라는 원생동물에 의해 약 40만 명 이상이 감염된 사고는 수돗물을 생산하기 위한 정수처리에서 소독에 대한 관심을 크게 증가시켰다. 이후, 일본, 호주, 영국 등 많은 국가에서도 크립토스포리디움에 의한 집단 감염 사례가 보고 되었으며, 국내의 경우도 상수 원수 내에서 크립토스포리디움 을 포함한 병원성 미생물 검출이 지속적으로 보고 되고 있다. 크립토스포리디움은 두꺼운 세포벽에 둘러싸인 포낭 형태로 존재하고 있기 때문에 국내 대부분의 정수처리 공정에서 사용하는 염소의 경우 거의 소독이 불가능하다는 문제점이 있다.

크립토스포리디움과 같은 원생동물을 제거하기 위해 오존이나 자외선을 이용하는 강력한 소독 및 살균공정의 도입이 검토되고 있지만, 아직 실용화 단계에는 이르지 못하고 있다. 특히, 오존설비는 이미 널리 이용되고 있지만 수돗물의 소독을 목적으로 가동되고 있지는 않은 실정이다.

병원성 미생물(Germ)의 살균 및 소독을 위하여 오존(ozone) 접촉, 자외선(ultra violet ray) 조사, 멤브레인(membrane)을 이용한 필터링 등의 방법이 제안되고 있다. 이와 같은 소독방법 중에서 자외선 조사방법이 복잡한 장비를 필요로 하지 않고 간단하게 설치할 수 있어서 경제성 및 용이성 측면에서 가장 널리 이용되고 있다. 특히, 오존과 비교하여 수돗물에 대한 잔류특성이 낮기 때문에 수도꼭지나 샤워기와 같은 수돗물 배출기구에 사용하여도 인체에 해를 끼칠 가능성이 낮다는 장점이 있다. 바이러스의 소독이 상대적으로 어렵다는 단점이 있지만, 수돗물 배출기구에 존재하는 병원성 미생물의 농도가 원수나 정수처리공정에 비해 현저히 낮으므로 실질적으로 바이러스에 대한 소독 미비로 큰 문제가 발생하지는 않는다.

도 1은 종래의 일반적인 수돗물 공급경로를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 수돗물 공급 시스템에서는 모래여과 공정을 통해 일정 수준의 병원성 미생물을 걸러주고 소독 공정을 통해 병원성 미생물을 불활성화 시키게 된다. 그러나 바이러스와 같이 크기가 작거나 원생동물이나 포자 미생물 과 같이 표면이 튼튼한 미생물의 경우 이와 같은 정수처리 공정만으로 충분한 처리가 이루어지기 어려울 수 있다. 또한 상수관로 또는 옥내급수관에서의 오염이나 생물막에 의한 오염 등 2차 오염이 존재할 수도 있다.

일반적으로 수돗물은 음용수로 직접 이용되지 않고, 정수 또는 끓여서 이용되고 있다. 그러나 병원성 미생물에 의한 위험은 직접적으로 물을 마셨을 때만 존재하는 것이 아니다. 양치질 후 입안을 행굴 때나 샤워 시에 감염이 일어날 수 있고, 미생물학적으로 안전하지 않은 수돗물을 이용해 세척된 식기나 수저 등을 사용할 경우에도 미생물학적 위험이 존재할 수 있다. 이러한 병원성 미생물에 의한 위험을 방지하기 위해 저수조나 관로의 중간에 소독 장치를 설치할 경우, 별도의 부지나 공간을 필요로 하게 되고 비용이 증가하며 유지관리의 어려움이 존재한다. 또한 소독장치와 배출기구인 수도꼭지나 샤워기까지의 중간 단계에서의 오염에 의한 위험성은 계속 존재하게 된다.

따라서 이러한 병원성 미생물에 의한 위험을 원천적으로 방지하기 위하여 수돗물이 사용자에게 공급되기 직전에 병원성 미생물을 소독할 수 있는 수돗물 배출기구의 필요성이 증가하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 수돗물 배출기구에 내장되어 수돗물에 포함된 병원성 미생물을 사용자에게 공급되기 직전에 소독할 수 있는 수돗물 배출기구 내장용 소독부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 내장용 소독 부재를 구비하는 수돗물 배출기구를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수돗물 배출기구 내장용 소독부재는 병원성 미생물을 소독하기 위한 소독제를 공급하는 소독 소스부, 상기 소독 소스부를 수돗물의 흐름으로부터 보호하기 위한 보호부재 및 상기 소독 소스부 및 상기 보호부재를 상기 수돗물 배출기구의 내측벽에 고정하기 위한 고정부를 포함한다.

일실시예로서, 상기 소독 소스부는 자외선을 배출하기 위한 자외선 램프 및 상기 자외선 램프로 전원을 공급하기 위한 전원 공급부를 포함하며, 상기 고정부는 상기 전원 공급부와 일체로 배치된다. 다른 실시예로서, 상기 소독 소스부는 오존을 생성하기 위한 오존 생성기 및 상기 오존 생성기로 전원을 공급하기 위한 전원공급부를 포함하며, 상기 고정부는 상기 전원공급부와 일체로 배치될 수 있다.

일실시예로서, 상기 수돗물 배출기구로 유입된 수돗물을 상기 보호부재에 직접 접촉하지 않으면서 상기 소독부재로 안내하는 제1 가이드 및 상기 수돗물이 상 기 수돗물 배출기구로 배출되는 양을 조절하여 상기 수돗물이 상기 소독부재에 충분히 노출되도록 하는 제2 가이드를 더 포함할 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 수돗물 배출기구는 수돗물을 공급하는 공급 배관과 연결되는 유입구 및 사용자가 이용할 수 있도록 상기 수돗물을 배출하는 유출구를 구비하는 몸체, 상기 유입구 및 유출구 사이에 배치되어 상기 유입구로부터 상기 유출구를 향하는 수돗물의 유동을 제어하는 제어밸브 및 상기 유출구와 상기 제어밸브 사이 몸체의 내측벽에 고정되어 상기 수돗물에 포함된 병원성 미생물(germs)을 소독하기 위한 소독부를 포함한다.

일실시예로서, 상기 소독부는 상기 병원성 미생물을 소독하기 위한 소독제를 공급하는 소독 소스부, 상기 소독 소스부를 상기 수돗물의 흐름으로부터 보호하기 위한 보호부재 및 상기 소독 소스부 및 상기 보호부재를 상기 몸체의 일부에 고정하기 위한 고정부를 포함한다. 이때, 상기 소독 소스부는 자외선을 배출하기 위한 자외선 램프 및 상기 자외선 램프로 전원을 공급하기 위한 전원 공급부를 포함한다. 상기 전원 공급부는 상기 고정부재와 일체로 배치되며, 상기 자외선은 200nm 내지 280nm의 단파장을 갖는다. 상기 자외선램프는'U'자형을 갖는 9W 램프로서 253nm의 단파장을 갖는 자외선을 생성한다.

일실시예로서, 상기 보호부재는 상기 자외선램프가 위치하는 내부 공간 및 상기 전원 공급부에 의해 막혀지는 개구를 구비하는 실린더 형상을 포함한다. 상기 보호부재는 쿼츠(quartz)로 형성되어 상기 내부공간에 배치된 상기 자외선 램프로부터 생성된 자외선이 상기 보호부재를 충분히 관통할 수 있다.

일실시예로서, 상기 소독부는 상기 유입구를 통하여 공급된 수돗물을 상기 소독부로 안내하는 제1 가이드 및 상기 소독부에 의해 병원성 세균이 소독된 수돗물을 상기 유출구로 안내하는 제2 가이드를 더 포함한다.

상기 몸체는 외부의 수도배관으로부터 가정으로 수돗물을 공급하기 위한 수도꼭지의 몸체, 상기 수도꼭지로부터 배출된 수돗물을 정수는 정수기용 정수꼭지의 몸체 및 상기 수도꼭지로부터 배출된 수돗물을 다수의 미세구멍으로 배출하는 샤워기용 배출꼭지 중의 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 수돗물에 포함된 병원성 미생물은 사용자에게 공급되기 직전에 소독되므로 미생물학적으로 안전한 수돗물이 사용자에게 공급된다. 뿐만 아니라, 소독장치를 위한 별도의 공간이나 설비 없이 수돗물 배출기구의 내부에 소독부를 내장시킴으로써 경제성과 사용 편의성을 향상할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다. 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물 내지 부속물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 각 요소, 영역, 또는 구조물들 "상에", "상부" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 요소, 영역, 또는 구조물들의 위에 또는 아래에 직접 형성되거나 위치하는 것을 의미하거나, 다른 요소, 다른 영역, 또는 다른 구조물들 상에 추가적으로 형성되는 것을 포함하는 개념이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 수돗물 배출기구에 내장되어 내부를 통과하는 수돗물에 포함된 병원성 미생물을 소독할 수 있는 소독부재를 나타내는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 수돗물 배출기구의 내측에 배치되는 내장용 수돗물 소독부재(500)는 병원성 미생물을 소독하기 위한 소독제를 공급하는 소독 소스부(100), 상기 소독 소스부(100)를 수돗물의 흐름으로부터 보호하기 위한 보호부재(200) 및 상기 소독 소스부(100) 및 상기 보호부재(200)를 상기 수돗물 배출기구(미도시)의 내측벽에 고정하기 위한 고정부(300)를 포함한다.

일실시예로서, 상기 소독 소스부(100)는 자외선(Ultra Violet light, UV light)을 배출하기 위한 자외선램프(110) 및 상기 자외선램프(110)로 외부 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(120)를 포함한다.

도 3은 자외선 조사와 미생물의 불활성화도를 나타내는 그래프이다. 도 3은 박테리아, 원생동물, 바이러스의 지표 미생물로 각각 알려진 콜리(E, Colli), 스포어(Bacillus subtilis spore) 및 엠스 투(MS-2 phage)에 자외선을 조사하여 조사량에 따른 미생물의 불활성화도를 측정한 것이다. 도 3의 x축은 광의 강도를 나타내는 것으로서 자외선의 세기(I)와 조사 시간 (T)을 곱한 값이고, y축은 각각의 미생물의 불활성화를 로그 단위(log scale)로 나타낸 것이다. 따라서, y축에서 -1은 미생물이 90%가 불활성화 된 것을 의미하고 -2는 99%가 불활성화 된 것을 나타낸다.

도 3을 참조하면, E. coli의 경우 90% (1 log) 불활성화 시키는데 요구되는 IT (light intensity: I×T)는 4.8 mJ/cm² (= mW/cm² × sec) 이었고, 이 값은 10 mW/cm²의 자외선이 조사될 경우 0.48초에 90%의 E. coli가 불활성화 되는 것을 의미한다. 최근 정수처리공정에서 가장 큰 관심으로 대두되었던 원생동물의 경우, 99% 불활성화 되는 IT 값이 10 mJ/cm² 이하로 자외선에 아주 약한 것을 알 수 있다.

이와 같은 실험결과에 근거하여, 상기 소독부재(500)의 소독 소스부(100)로서 자외선 램프(110)를 이용한다. 상기 자외선램프(110)는 저압/저출력 램프, 저압/고출력 램프, 중압/고출력 램프, 자외선 펄스(Pulsed UV light)를 포함한다. 본 실시예의 경우에는, 에너지 방출(약 15W 내지 약 70W)이 상대적으로 작지만 경제적이고 유지관리가 간단하며 약 253.7nm의 단파장을 갖는 자외선을 생성하는 램프인 저압/저출력 램프를 이용한다. 이때, 상기 자외선램프(500)는 상기 소독부재(500)의 출력과 효율을 고려하여 U자형과 직관형 등을 적절하게 사용할 수 있다.

그러나, 이러한 실험결과에 의해 본원발명의 소독 소스부가 자외선 램프에 한정되는 것이 아님은 자명하며, 상기 자외선램프를 대체할 수 있는 다른 소독재를 사용하기 위한 기구에 의해서 동일한 효과를 달성할 수 있음은 자명하다. 예를 들면, 상기 자외선램프를 대체하여 오존을 생성할 수 있는 오존 생성기를 상기 소독 소스부(100)로 사용할 수 있음은 자명하다. 이때, 상기 소독 소스부(100)는 오존을 생성하기 위한 오존 생성기 및 상기 오존 생성기로 전원을 공급하기 위한 전원 공급부를 포함할 수 있다.

상기 보호부재(200)는 상기 자외선램프(110)와 수돗물이 직접 접촉하여 자외선램프(110)가 파괴되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 상기 자외선램프(110)를 둘러싸도록 배치된다. 일실시예로서, 상기 보호부재(200)는 내부에 상기 소독 소스부(100)를 포함할 수 있는 내부 공간(S)과 상기 내부 공간(S)을 개방시키는 개구(210)을 구비한다. 따라서, 상기 자외선램프(110)는 상기 내부공간(S)에 배치되어 수돗물과 직접 접촉하는 것이 방지된다. 상기 개구(210)는 상기 고정부(300)에 의해 폐쇄되어 상기 내부 공간(S)을 밀폐공간으로 형성한다. 이때, 상기 전원 공급부(120)는 상기 고정부(300)와 일체로 형성되어 상기 개구(210)를 통하여 상기 밀폐공간에 위치하는 상기 자외선램프로 전원을 공급한다. 일실시예로서, 상기 보호부재(200)는 자외선에 대한 투과율이 우수한 퀄츠(quartz)로 형성되어 상기 내부공간에서 생성된 자외선이 충분히 상기 보호부재(200)를 관통하여 보호부재를 따라 흐르는 수돗물을 소독할 수 있다.

상기 고정부(300)는 상기 소독 소스부(100) 및 상기 보호부재(200)를 수돗물 배출기구의 내측벽에 고정한다. 일실시예로서, 상기 소독 소스부(100) 및 보호부재(200)와 일체로 형성된 상기 고정부(300)를 상기 수돗물 배출기구의 내측벽에 기계적으로 결합할 수 있다. 예를 들면, 상기 기계적 결합은 나사결합 또는 억지끼워 맞춤 결합을 포함한다.

상기 소독부재(500)는 수돗물 배출기구로 유입된 수돗물이 상기 보호부재(300)와 직접 접촉하는 것을 방지하기 위한 제1 가이드(410) 및 상기 수돗물이 상기 수돗물 배출기구로 배출되는 양을 조절하여 상기 수돗물이 상기 소독부 재(500)에 충분히 노출되도록 하는 제2 가이드(420)를 더 포함할 수 있다.

일실시예로서, 상기 제1 가이드(410)는 상기 보호부재(200)의 상부에 상기 보호부재(200)의 폭과 동일한 폭을 갖도록 배치되어 상기 소독부재(500)를 향하여 흐르는 수돗물을 상기 제1 가이드(410)의 상면에서 비산시킨다. 이에 따라, 상기 수돗물과 상기 보호부재(200)가 직접 접촉하는 것이 방지되며, 수돗물은 비산상태를 유지하면서 상기 소독부재(500)로 공급된다. 이에 따라, 수돗물의 수압이 강한 경우에 수돗물과의 직접 접촉에 의해 상기 보호부재(200)가 파괴되는 것을 방지할 수 있다.

일실시예로서, 상기 제2 가이드(420)는 상기 보호부재(200)의 하부에 배치되어 소독이 완료된 수돗물이 상기 수돗물 배출기구로부터 배출되는 유량을 조절한다. 예를 들면, 상기 제2 가이드(420)는 유수구(422)를 갖는 평판 형태로 형성되어, 상기 수돗물 배출기구의 내측벽과 수돗물이 저장될 수 있는 공간을 형성한다. 따라서, 상기 유수구(422)의 유량보다 큰 유량이 상기 소독부재(500)로 유입되면 상기 소독부재(500)의 주변부에 수돗물이 저장된다. 따라서, 소독부재(500)의 주변부에 수돗물이 저장되어 있는 동안 상기 자외선램프(110)로부터 발생된 자외선에 의해 수돗물 속에 포함된 병원성 미생물이 충분히 불활성화 된다. 충분히 소독된 상기 수돗물은 상기 유수구(422)와 연결된 배출기구의 유출구를 통하여 배출됨으로써 사용자가 음용할 수 있게 된다. 이때, 상기 유수구(422)의 크기는 상기 수돗물 배출기기의 관로 사이즈와 배출되는 수돗물의 용도에 따라 각각 상이하게 형성될 수 있음은 자명하다.

이때, 상기 수돗물 배출기기는 수돗물을 최종적으로 사용할 수 있는 상태로 공급하는 수도꼭지나, 상기 수도꼭지와 연결된 정수기의 정수꼭지를 포함할 수 있다. 또한, 상기 수도꼭지로부터 배출된 수돗물을 다수의 구멍으로 배출하는 샤워기를 포함할 수도 있다. 본 실시예에서는 수돗물의 소독에 대하여 언급하고 있지만, 구체적인 상황에 따라 음용수가 수돗물이 아닌 경우에는 상기 음용수의 종류에 따라 상기 소독부재(500)의 소독 소스부(100)가 달라질 수 있음은 자명하다.

상술한 바와 같은 내장용 소독부재(500)는 수도꼭지와 같은 수돗물 배출기기의 내부에 일체로 형성됨으로써 사용자가 추가적으로 수도꼭지의 외부에 소독부재를 설치할 필요 없이 수돗물을 소독할 수 있는 장점이 있다.

도 4는 도 2에 도시된 내장용 소독부재를 구비하는 수돗물 배출기구의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 수돗물 배출기구(900)는 수돗물(W)을 공급하는 공급 배관(미도시)과 연결되는 유입구(610) 및 사용자가 이용할 수 있도록 상기 수돗물(W)을 배출하는 유출구(620)를 구비하는 몸체(600), 상기 유입구(610) 및 유출구(620) 사이에 배치되어 상기 몸체(600) 내부에서 상기 수돗물(W)의 유동을 제어하는 제어밸브(700) 및 상기 유출구(620)와 상기 제어밸브(700) 사이 몸체(600)의 내측벽에 고정되어 상기 수돗물(W)에 포함된 병원성 미생물(germs)을 소독하기 위한 소독부(500)를 포함한다.

일실시예로서, 상기 몸체(600)는 수돗물 배출기기의 외부 형상을 이루며 정수 처리된 수돗물을 상기 유입구(610)를 통하여 공급받아 사용자의 편의에 따라 상 기 배출구(620)를 통하여 배출시킨다. 또한, 상기 몸체(600)는 상기 수돗물 배출기구의 사용목적에 따라 다양한 응용예를 가질 수 있다. 상기 수돗물을 음용수로 사용하는 경우에는 상기 몸체(600)는 일반적인 가정용 수도꼭지의 몸체일 수 있으며, 가정용 수도꼭지로부터 배출된 수돗물을 정수하기 위한 정수기가 연결되어 있는 경우에는 정수기의 배출꼭지를 포함할 수 있다. 또한, 가정용 수도꼭지로부터 배출된 수돗물을 샤워용으로 이용하기 위해 샤워기와 연결한 경우에는 상기 몸체는 샤워기의 수돗물 배출기구부를 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예의 경우, 단일한 유입구(610) 및 유출구(620)를 구비하는 몸체(600)를 개시하고 있지만, 사용조건에 따라서 유일부(610) 및 유출구(620)의 개수는 다양하게 형성할 수 있음은 자명하다. 예를 들면, 온수를 공급하는 온수 공급관과 냉수를 공급하는 냉수 공급관이 가정용 수도꼭지에 동시에 연결되어 있는 경우에는 상기 유입부는 쌍으로 배치되지만 상기 유출구는 단일하게 형성될 수 있다.

일실시예로서, 상기 제어밸브(700)는 상기 몸체(600)의 유입구(610)와 유출구(620) 사이에서 상기 몸체를 관통하도록 배치되어 몸체를 유동하는 수돗물의 흐름을 차단한다. 예를 들면, 상기 몸체(600) 내부의 수돗물(W) 흐름과 수직한 방향으로 상기 제어밸브(700)가 나사 이동할 수 있도록 구성하여 상기 몸체(600)와 상기 제어밸브(700)의 간격에 의해 상기 수돗물의 유량을 제어한다.

일실시예로서, 상기 소독부(500)는 상기 유출구(620)와 상기 제어밸브(700) 사이에 위치하며 상기 몸체(600)의 내측벽에 고정되어 상기 제어밸브(700)와 나란하게 배치된다. 따라서, 상기 유입구(610)를 통하여 상기 몸체(600)의 내부로 유입 된 수돗물(W)은 상기 유출구(620)로 배출되기 전에 상기 소독부(500)에 의해 소독된다. 따라서, 상기 유출구(620)로 배출된 수돗물 속에 포함된 병원성 미생물은 충분히 불활성화되어 미생물학적으로 안전한 수돗물을 공급 받을 수 있다.

상기 소독부(500)의 구성 및 기능은 도 2에 도시된 내장용 소독부재(500)와 동일하므로, 상기 소독부에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략한다. 또한, 특별한 언급이 없는 한 도 2에 도시된 내장용 소독부재와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용한다.

일실시예로서, 상기 수돗물(W)은 200nm 내지 280nm의 단파장을 갖는 자외선에 의해 소독된다. 예를 들면, 상기 자외선램프는'U'자형을 갖는 9W 램프로서 253nm의 단파장을 갖는 자외선을 생성한다.

상기 내장용 소독부재를 구비하는 수돗물 배출기구(900)에 의해 수돗물에 포함된 병원성 미생물을 제거하는 과정은 다음과 같다.

상기 제어밸브(700)가 개방되어 상기 몸체(600) 내부로 수돗물(W)이 공급되면, 상기 제1 가이드(410)의 표면에 의해 비산되어 완화된 압력을 갖는 수돗물이 상기 보호부재(200)의 표면을 따라 흐른다. 이때, 상기 소독 소스부(110)에서 발생된 소독제를 이용하여 상기 수돗물에 포함된 병원성 미생물을 불활성화 시킨다. 예를 들면, 253nm의 파장을 갖는 자외선을 조사하여 병원성 미생물을 소독한다. 소독이 완료된 수돗물은 상기 유수구(422)의 배출 유량에 따라 상기 유출구(620)로 배출된다. 이때, 유수구(422)의 배출 유량을 유입구(610)의 공급 유량보다 작게 조절하면, 상기 몸체(600)로 공급된 수돗물이 상기 소독부(500) 인근에 정체되어 자외 선에 노출되는 시간을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 몸체(600)로 공급된 수돗물을 충분히 소독시킬 수 있는 장점이 있다.

본발명의 일실시예에 의한 U자형 저압/저출력 9W 자외선램프를 사용한 수도꼭지에 대하여 병원성 미생물에 대한 소독실험을 수행하였다. 자외선 계측기(UV radiometer)를 사용하여 측정한 결과에 의하면 내장용 소독부재에서 발생한 자외선의 세기는 약 15~18 mW/cm²이며 조사시간은 0.8초였다. 따라서, 평균적인 자외선의 세기는 16.5 × 0.8 = 13.2 mJ/cm² 이 된다. 도 3에 제시된 3개의 지표 미생물의 불활성화를 측정한 결과, E. coli는 99.9 %가 불활성화되었고, Bacillus subtilis spore는 94%가 불활성화 되었으며, MS-2 phage는 75%가 불활성화 되었다. 미생물 불활성화는 램프의 종류나 장치 내에서의 체류시간을 변화시켜서 향상시킬 수 있다. 이와 같은 실험결과는 자외선을 이용한 내장용 소독부재가 병원성 미생물 소독에 충분히 효과적임을 보여주고 있으며, 이상의 결과에서 원생동물의 경우도 약 99.9% 불활성화 시킬 수 있을 것으로 예상된다. 현재 국내의 정수처리기준에서 원생동물인 지아디아를 99.9% 제어하는 것을 감안하면 수돗물 배출기구에서 소독부재의 성능이 우수함을 확인할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 수돗물 배출기구는 램프의 출력, 모양, 수도꼭지 또는 샤워기의 몸체 크기, 수돗물 체류시간 등을 조절함으로써 처리 효율을 조절할 수 있다. 미생물의 종류에 상관없이 불활성화 능력이 뛰어나며, 수온에 따른 영향이 거의 없어 더욱 효과적이다.

상술한 바와 같이 본원발명에 의하면, 정수기 꼭지, 수도꼭지 또는 샤워기와 같은 수돗물 배출기기의 내부에 병원성 미생물을 불활성화 시키기 위한 자외선램프를 내장하여 기존의 시스템을 그대로 이용하면서 정수기 꼭지, 수도꼭지 또는 샤워기를 교체하는 것만으로 미생물학적으로 안전한 물을 공급해준다. 본 발명에 따른 소독부재는 저출력 자외선램프의 경제성으로 인해 매우 경제적이고 미생물 종류나 수질 특성, 온도 등에 의한 외부 요인에 무관하게 효과적이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 3은 자외선 조사와 미생물의 불활성화도를 나타내는 그래프이다.

Claims

병원성 미생물을 소독하기 위한 소독제를 공급하는 소독 소스부;

상기 소독 소스부를 수돗물의 흐름으로부터 보호하기 위한 보호부재; 및

상기 소독 소스부 및 상기 보호부재를 상기 수돗물 배출기구의 내측벽에 고정하기 위한 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수돗물 배출기구 내장용 소독부재.
제1항에 있어서, 상기 소독 소스부는 자외선을 배출하기 위한 자외선 램프 및 상기 자외선 램프로 전원을 공급하기 위한 전원 공급부를 포함하며, 상기 고정부는 상기 전원 공급부와 일체로 배치되는 것을 특징으로 하는 수돗물 배출기구 내장용 소독부재.
제1항에 있어서, 상기 소독 소스부는 오존을 생성하기 위한 오존 생성기 및 상기 오존 생성기로 전원을 공급하기 위한 전원공급부를 포함하며, 상기 고정부는 상기 전원공급부와 일체로 배치되는 것을 특징으로 하는 수돗물 배출기구 내장용 소독부재.
제1항에 있어서, 상기 수돗물 배출기구로 유입된 수돗물을 상기 보호부재에 직접 접촉하지 않으면서 상기 소독부재로 안내하는 제1 가이드 및 상기 수돗물이 상기 수돗물 배출기구로 배출되는 양을 조절하여 상기 수돗물이 상기 소독부재에 충분히 노출되도록 하는 제2 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수돗물 배출기구 내장용 소독부재.
수돗물을 공급하는 공급 배관과 연결되는 유입구 및 사용자가 이용할 수 있도록 상기 수돗물을 배출하는 유출구를 구비하는 몸체;

상기 유입구 및 유출구 사이에 배치되어 상기 유입구로부터 상기 유출구를 향하는 수돗물의 유동을 제어하는 제어밸브; 및

상기 유출구와 상기 제어밸브 사이 몸체의 내측벽에 고정되어 상기 수돗물에 포함된 병원성 미생물(germs)을 소독하기 위한 소독부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수돗물 배출기구.
제5항에 있어서, 상기 소독부는 상기 병원성 미생물을 소독하기 위한 소독제를 공급하는 소독 소스부, 상기 소독 소스부를 상기 수돗물의 흐름으로부터 보호하기 위한 보호부재 및 상기 소독 소스부 및 상기 보호부재를 상기 몸체의 일부에 고정하기 위한 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수돗물 배출기구.
제6항에 있어서, 상기 소독 소스부는 자외선을 배출하기 위한 자외선 램프 및 상기 자외선 램프로 전원을 공급하기 위한 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수돗물 배출기구.
제7항에 있어서, 상기 전원 공급부는 상기 고정부재와 일체로 배치되는 것을 특징으로 하는 수돗물 배출기구.
제7항에 있어서, 상기 자외선은 200nm 내지 280nm의 단파장을 갖는 것을 특징으로 하는 수돗물 배출기구.
제9항에 있어서, 상기 자외선램프는'U'자형을 갖는 9W 램프로서 253nm의 단파장을 갖는 자외선을 생성하는 것을 특징으로 하는 수돗물 배출기구.
제7항에 있어서, 상기 보호부재는 상기 자외선램프가 위치하는 내부 공간 및 상기 전원 공급부에 의해 막혀지는 개구를 구비하는 실린더 형상인 것을 특징으로 하는 수돗물 배출기구.
제11항에 있어서, 상기 보호부재는 쿼츠(quartz)로 형성되어 상기 내부공간에 배치된 상기 자외선 램프로부터 생성된 자외선이 상기 보호부재를 충분히 관통하는 것을 특징으로 하는 수돗물 배출기구.
제6항에 있어서, 상기 소독부는 상기 유입구를 통하여 공급된 수돗물을 상기 소독부로 안내하는 제1 가이드 및 상기 소독부에 의해 병원성 세균이 소독된 수돗 물을 상기 유출구로 안내하는 제2 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수돗물 배출기구.
제5항에 있어서, 상기 몸체는 외부의 수도배관으로부터 가정으로 수돗물을 공급하기 위한 수도꼭지의 몸체, 상기 수도꼭지로부터 배출된 수돗물을 정수는 정수기용 정수꼭지의 몸체 및 상기 수도꼭지로부터 배출된 수돗물을 다수의 미세구멍으로 배출하는 샤워기용 배출꼭지 중의 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수돗물 배출기구.