KR20170115681A - 자외선 살균기 과열 방지 기능을 갖는 음용수 공급 장치 - Google Patents

자외선 살균기 과열 방지 기능을 갖는 음용수 공급 장치 Download PDF

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KR20170115681A
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Abstract

자외선 살균기 과열 방지 기능을 갖는 음용수 공급 장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 음용수 공급 장치는 청수를 저장하는 저장 탱크; 저장 탱크로부터 공급된 청수를 살균 처리하는 자외선 살균기; 사용자가 음용수를 출수하지 않는 동안, 저장 탱크에 저장된 청수를 자외선 살균기 측으로 공급하는 펌프부; 자외선 살균기에 의해 살균 처리된 음용수를 출수하는 출수부; 및 자외선 살균기의 출수 배관과 저장 탱크 간에 연결되며, 사용자가 음용수를 출수하지 않는 동안 자외선 살균기에서 출수된 청수를 설정된 유량 이하로 제한하여 저장 탱크로 회수하는 회수 라인을 포함한다.

Description

자외선 살균기 과열 방지 기능을 갖는 음용수 공급 장치{potable water provision apparatus capable of preventing overheat of UV sterilizer}
본 발명은 음용수 공급 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자외선 살균기 과열 방지 기능을 갖는 음용수 공급 장치에 관한 것이다.
선박이나 해양 구조물에는 해수를 이용하여 음용수(potable water)를 만들어 공급하는 장치가 구비되어 있다. 조수기를 이용하여 해수로부터 생성된 청수는 탱크에 저장된 후 사용자에게 출수부를 통해 공급된다. 조수기에 의해 청수는 1차 살균되어 있지만, 탱크 내에서 오염될 수도 있으므로, 사용자에게 음용수 공급 직전에 청수의 2차 살균을 위하여 탱크와 출수부 사이에 UV 램프(ultraviolet rays lamp)를 통해 청수를 살균하는 자외선 살균기가 구비된다.
UV 램프는 동작 시작(On) 시점부터 정상 작동까지 대략 10분 이상의 긴 시간이 소요되기 때문에, 사용자가 물을 사용할 경우에 대비하여 사용자가 물을 사용하지 않는 동안에도 항상 켜져 있어야 한다. 사용자가 주기적으로 음용수를 이용할 경우에는 탱크로부터 자외선 살균기를 거쳐서 청수가 공급되면서 냉각 작용이 이루어지기 때문에 UV 램프 주변에 과도한 열이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 하지만, 사용자가 음용수를 장시간 동안 출수하지 않을 경우 UV 램프에 의해 주변에 과도한 열이 발생하여 장비를 파손시키거나 고장을 일으키는 등의 문제가 생길 수 있다.
본 발명은 자외선 살균기의 과열을 방지할 수 있는 음용수 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 자외선 살균기 과열 방지 기능을 갖는 음용수 공급 장치는 청수를 저장하는 저장 탱크; 상기 저장 탱크로부터 공급되는 청수를 살균 처리하는 자외선 살균기; 사용자가 음용수를 출수하지 않는 동안 상기 저장 탱크에 저장된 청수를 상기 자외선 살균기 측으로 공급하는 펌프부; 상기 자외선 살균기에 의해 살균 처리된 음용수를 출수하는 출수부; 및 상기 자외선 살균기의 출수 배관과 상기 저장 탱크 간에 연결되고, 사용자가 음용수를 출수하지 않는 동안 상기 자외선 살균기에서 출수된 청수를 설정된 유량 이하로 제한하여 상기 저장 탱크로 회수하는 회수 라인을 포함한다.
상기 자외선 살균기 과열 방지 기능을 갖는 음용수 공급 장치는 상기 저장 탱크로부터 상기 자외선 살균기 측으로 공급되는 청수의 공급 유량을 측정하는 유량계; 및 상기 공급 유량에 따라 상기 자외선 살균기의 가동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 자외선 살균기 과열 방지 기능을 갖는 음용수 공급 장치는 상기 자외선 살균기와 상기 출수부 사이에 제공되고, 상기 자외선 살균기에 의해 살균 처리된 청수의 온도를 조절하여 상기 출수부로 제공하는 온도 조절부; 및 상기 자외선 살균기와 상기 온도 조절부 사이에 제공되고, 상기 자외선 살균기에 의해 살균 처리된 청수의 염소를 제거하여 중화시키는 탈염소기를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 공급 유량에 따라 상기 탈염소기의 염소 제거를 위한 화학약품 투입량을 조절할 수 있다.
상기 자외선 살균기 과열 방지 기능을 갖는 음용수 공급 장치는 상기 자외선 살균기의 출수 배관 측의 청수 온도를 측정하는 온도 센서; 및 상기 청수 온도에 따라 상기 자외선 살균기의 가동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 회수 라인은: 상기 자외선 살균기의 출수 배관과 상기 저장 탱크 간에 연결된 회수 배관; 및 상기 회수 배관에 설치되고, 상기 저장 탱크로 회수되는 청수의 유량이 상기 설정된 유량 이하가 되도록 제한하는 오리피스를 포함할 수 있다.
상기 자외선 살균기 과열 방지 기능을 갖는 음용수 공급 장치는 상기 회수 배관으로 청수가 흐르는지 여부를 육안으로 확인 가능하도록 상기 회수 배관의 일측에 제공된 투명창을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면 자외선 살균기의 과열을 방지할 수 있는 음용수 공급 장치가 제공된다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자외선 살균기 과열 방지 기능을 갖는 음용수 공급 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 'A'부를 확대하여 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 회수 라인(19)의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 회수 라인(19)의 단면도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 자외선 살균기 과열 방지 기능을 갖는 음용수 공급 장치는 사용자가 음용수를 출수하지 않는 동안에도 저장 탱크에 저장된 청수가 자외선 살균기 측으로 공급되도록 하며, 사용자가 음용수를 출수하지 않는 동안 자외선 살균기에서 출수된 청수를 설정된 유량 이하로 제한하여 저장 탱크로 회수함으로써, 저장 탱크로 회수되는 청수의 유량을 최소화하여 UV 램프에 의한 과열을 방지할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 저장 탱크로 회수되는 청수는 오리피스(orifice)에 의해 설정된 유량 이하가 되도록 제한될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자외선 살균기 과열 방지 기능을 갖는 음용수 공급 장치(10)의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 음용수 공급 장치(10)는 조수기(11), 저장 탱크(12), 펌프부(13), 미네랄라이저(14), 자외선 살균기(15), 탈염소기(16), 온도 조절부(17), 출수부(18), 회수 라인(19), 유량계(20), 온도 센서(21) 및 제어부(22)를 포함한다.
조수기(11)는 예컨대, 해수를 1차 살균 처리하여 청수(fresh water)를 제조한다. 조수기(11)에 의해 생성된 청수는 저장 탱크(12)로 제공된다. 저장 탱크(12)는 조수기(11)에 의해 생성된 청수를 공급받아 저장한다.
펌프부(13)는 저장 탱크(12)에 저장된 청수를 음용수로 만들기 위해 미네랄라이저(14)로 보내준다. 일 실시 예로, 펌프부(13)는 사용자가 음용수를 출수하는 동안, 정해진 유량 혹은 사용자가 요청한 유량만큼 저장 탱크(12)에 저장된 청수를 미네랄라이저(14)와 자외선 살균기(15) 측으로 공급한다.
본 실시 예에서, 펌프부(13)는 사용자가 음용수를 출수하지 않는 동안이라도, 저장 탱크(12)에 저장된 청수를 설정된 유량으로 미네랄라이저(14)와 자외선 살균기(15) 측으로 공급하도록 설정된다. 즉 펌프부(13)는 자외선 살균기(15)에 의한 과열 방지를 위하여, 자외선 살균기(15) 측으로 항시 청수가 흐르도록 한다.
일 실시 예로, 펌프부(13)는 사용자가 음용수를 출수하는 동안 20~40 m3/Hr 정도의 높은 유량으로 청수를 공급하고, 사용자가 음용수를 출수하지 않는 동안에는 0.2~2 m3/Hr 정도의 낮은 유량으로 청수를 공급할 수 있다.
펌프부(13)에 의하여, 저장 탱크(12)에 저장된 청수는 공급 배관을 통해 미네랄라이저(14)로 제공된다. 조수기(11)에서 생성된 물은 약산성을 띄고 있으며, 미네랄라이저(mineralizer)(14)에 의해 청수의 pH 값은 중성 또는 약알칼리성으로 조절된다.
미네랄라이저(14)에 의해 pH 값이 조절된 청수는 공급 배관을 통해 자외선 살균기(15)로 제공된다. 자외선 살균기(15)는 저장 탱크(12)로부터 공급되어 미네랄라이저(14)에 의해 pH 값이 조절된 청수를 UV(ultra violet rays) 램프를 이용하여 살균 처리한다.
탈염소기(dechlorinator)(16)는 자외선 살균기(15)와 온도 조절부(17) 사이에 제공되어, 자외선 살균기(15)에 의해 살균 처리된 청수를 공급 배관을 통해 공급받는다. 탈염소기(16)는 조수기(11)에 의해 제조된 청수에 과도한 염소가 함유되어 있을 때, 청수에 포함된 염소를 제거하여 중화시켜 주는 역할을 한다.
온도 조절부(17)는 탈염소기(16)에 의해 중화된 청수를 공급 배관을 통해 제공받고, 자외선 살균기(15)에 의해 살균 처리되고 탈염소기(16)에 의해 중화된 청수의 온도를 조절하여 출수부(18)로 제공한다. 온도 조절부(17)는 청수를 가열하는 가열기(17a)와, 청수를 냉각하는 냉각기(17b)를 포함할 수 있다.
온수에 의해 자외선 살균기(15) 측의 온도가 상승하는 것을 방지하기 위해, 가열기(17a)가 자외선 살균기(15)의 후단 측에 구비되어 있기 때문에, 온수에 의한 자외선 살균기(15)의 과열을 방지할 수 있다. 온도 조절부(17)에 의해 온도 조절된 온수 또는 냉수는 출수부(18)를 통해 출수되어 최종적으로 사용자에게 공급될 수 있다. 출수부(18)는 사용자에게 최종적으로 물을 배출할 수 있는 코크(cock) 등의 형태로 제공될 수 있다.
회수 라인(19)은 자외선 살균기(15)의 출수 배관(15a)과 저장 탱크(12) 간에 연결된다. 회수 라인(19)은 사용자가 출수부(18)를 통해 음용수를 출수하지 않는 동안, 자외선 살균기(15)에서 출수된 청수의 유량을 설정된 유량 이하로 제한하여 저장 탱크(12)로 회수한다.
일 실시 예로, 회수 라인(19)은 자외선 살균기(15)의 출수 배관(15a)과 저장 탱크(12) 간을 연결하는 회수 배관(19a,19b)과, 회수 배관(19a,19b)에 설치된 오리피스(19c)를 포함할 수 있다. 오리피스(19c)는 저장 탱크(12)로 회수되는 청수의 유량이 미리 설정된 유량 이하로 제한되도록 한다. 예컨대, 오리피스(19c)는 저장 탱크(12)로 회수되는 청수의 유량을 0.2~2 m3/Hr 범위 내에서 설정되는 유량값 이하로 제한할 수 있다.
일 실시 예로, 사용자가 음용수를 출수하는 동안, 오리피스(19c)에 의해 제2 회수 배관(19b)을 흐르는 청수의 유량은 제1 회수 배관(19a)을 흐르는 청수의 유량보다 감소될 수 있다. 사용자가 음용수를 출수하지 않는 동안, 제2 회수 배관(19b)을 흐르는 청수의 유량은 제1 회수 배관(19a)을 흐르는 청수의 유량과 동일하거나 오리피스(19c)에 의해 감소될 수 있다.
오리피스(19c)로 인하여 제2 회수 배관(19b)에 흐를 수 있는 청수의 유량은 매우 적기 때문에, 회수 배관의 비용을 절감하기 위하여, 회수 배관(19a,19b)은 자외선 살균기(15)의 출수 배관(15a)보다 작은 직경을 갖도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 회수 배관(19a,19b)의 직경은 자외선 살균기(15)의 출수 배관(15a)의 1/4 이하로 제공될 수 있다.
본 실시 예에 의하면, 사용자가 음용수를 출수하지 않는 동안에도 펌프부(13)에 의하여 항시 일정량의 물이 흐르게 되고, 자외선 살균기(15)를 통과한 물은 회수 라인(19)을 통해 다시 저장 탱크(12)로 되돌아가도록 순환하게 되므로, 사용자가 물을 사용하지 않는 동안에도 펌프부(13)와 회수 라인(19)을 통해 청수가 항시 순환됨으로써 UV 램프에 의한 자외선 살균기(15)의 발열을 방지할 수 있다.
또한 오리피스(19c)를 통해 최소한의 유량만이 회수 라인(19)으로 흐르도록 구성하여, 자외선 살균기 과열 방지를 위하여 사용자가 음용수를 이용하지 않는 동안에 회수 라인(19)을 통해 순환하는 물의 유량을 최소화할 수 있으며, 펌프부(13) 등의 가동 비용 등 UV 램프에 의한 과열 방지에 필요한 비용을 최소화할 수 있다.
유량계(flow transmitter)(20)는 저장 탱크(12)로부터 미네랄라이저(14)와 자외선 살균기(15) 측으로 공급되는 청수의 공급 유량을 측정한다. 온도 센서(temperature transmitter)(21)는 자외선 살균기(15)의 출수 배관(15a) 측의 청수 온도를 측정한다. 유량계(20)와 온도 센서(21)의 측정값은 유/무선으로 제어부(22)로 제공된다.
제어부(22)는 유량계(20)에 의해 측정된 공급 유량에 따라 자외선 살균기(15)의 가동 여부, 즉 온/오프(On/Off)를 제어할 수 있다. 예컨대, 공급 유량이 설정된 기준 유량보다 작은 경우, 제어부(22)는 자외선 살균기(15)에 의한 과열을 방지하기 위해 자외선 살균기(15)의 동작을 중지할 수 있다.
제어부(22)는 온도 센서(21)에 의해 측정된 청수 온도에 따라 자외선 살균기(15)의 가동 여부(온/오프)를 제어할 수 있다. 예컨대, 청수 온도가 설정된 기준 온도보다 높은 경우, 제어부(22)는 자외선 살균기(15)에 의한 과열을 방지하기 위해 자외선 살균기(15)의 동작을 중지할 수 있다.
제어부(22)는 유량계(20)에 의해 측정된 공급 유량에 따라 탈염소기(16)의 염소 제거를 위한 화학약품 투입량을 조절할 수 있다. 제어부(22)는 공급 유량에 비례하여 탈염소기(16)의 화학약품 투입량을 증가시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 'A'부를 확대하여 보여주는 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 회수 라인(19)의 분해 사시도이다. 도 4는 도 2에 도시된 회수 라인(19)의 단면도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 오리피스(19c)는 나사 결합 등으로 회수 배관(19a,19b)에 용이하게 결합되거나 교체될 수 있다.
오리피스(19c)는 양단이 각각 제1 회수 배관(19a)과 제2 회수 배관(19b)에 결합될 수 있다. 제2 회수 배관(19b)으로 유입되는 물의 유량을 일정 수준 이하로 제한하도록, 오리피스(19c)는 제1 회수 배관(19a) 측의 입수유로(19d)의 직경(D1) 또는 면적이 제2 회수 배관(19b) 측의 출수유로(19e)의 직경(D2) 또는 면적보다 작게 이루어질 수 있다.
제2 회수 배관(19b)에는 물이 흐르는 것을 작업자가 육안으로 확인 및 점검할 수 있도록 일측이 개방되어 개구부(191)가 형성되고, 개구부(191)에 투명창(192)이 삽입될 수 있다. 개구부(191)로의 누수가 방지되도록 투명창(192)과 개구부(191)는 실리콘 등에 의해 밀봉될 수 있다. 투명창(192)은 회수 배관(19b) 내에 흐르는 물을 확인할 수 있도록 유리와 같은 투명 재질 또는 반투명 재질로 이루어질 수 있다.
이러한 실시 예에 의하면, 작업자는 투명창(192)을 통해 회수 배관(19b)으로 물(청수)이 지속적으로 흐르는지 여부를 확인 및 점검할 수 있다. 작업자는 투명창(192)을 통해 회수 배관(19b)으로 물이 흐르지 않는 것으로 확인되면, 자외선 살균기(15)에 의한 과열로 인해 장치가 파손/손상되는 것을 방지하도록 자외선 살균기(15)의 가동을 중단시키는 등의 조치를 취할 수 있다.
또한 본 실시 예에 의하면, 작업자는 오리피스(19c)를 교체하는 등의 유지 보수 작업을 손쉽게 수행할 수 있다. 또한 사용자가 음용수를 사용하는 동안, 펌프부(13)에 의해 많은 유량의 청수가 공급되더라도, 오리피스(19c)에 의해 회수 배관(19b)에 흐르는 유량이 일정 수준 이하로 제한되기 때문에, 사용자에게 음용수를 원활하게 공급하는데 지장을 초래하지 않고, 자외선 살균기 과열을 방지할 수 있다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
10: 음용수 공급 장치 11: 조수기
12: 저장 탱크 13: 펌프부
14: 미네랄라이저 15: 자외선 살균기
16: 탈염소기 17: 온도 조절부
18: 출수부 19: 회수 라인
191: 개구부 192: 투명창
19a,19b: 회수 배관 19c: 오리피스
20: 유량계 21: 온도 센서
22: 제어부

Claims (6)

  1. 청수를 저장하는 저장 탱크;
    상기 저장 탱크로부터 공급되는 청수를 살균 처리하는 자외선 살균기;
    사용자가 음용수를 출수하지 않는 동안 상기 저장 탱크에 저장된 청수를 상기 자외선 살균기 측으로 공급하는 펌프부;
    상기 자외선 살균기에 의해 살균 처리된 음용수를 출수하는 출수부; 및
    상기 자외선 살균기의 출수 배관과 상기 저장 탱크 간에 연결되고, 사용자가 음용수를 출수하지 않는 동안 상기 자외선 살균기에서 출수된 청수를 설정된 유량 이하로 제한하여 상기 저장 탱크로 회수하는 회수 라인을 포함하는 음용수 공급 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 저장 탱크로부터 상기 자외선 살균기 측으로 공급되는 청수의 공급 유량을 측정하는 유량계; 및
    상기 공급 유량에 따라 상기 자외선 살균기의 가동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 음용수 공급 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 자외선 살균기와 상기 출수부 사이에 제공되고, 상기 자외선 살균기에 의해 살균 처리된 청수의 온도를 조절하여 상기 출수부로 제공하는 온도 조절부; 및
    상기 자외선 살균기와 상기 온도 조절부 사이에 제공되고, 상기 자외선 살균기에 의해 살균 처리된 청수의 염소를 제거하여 중화시키는 탈염소기를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 공급 유량에 따라 상기 탈염소기의 염소 제거를 위한 화학약품 투입량을 조절하는 음용수 공급 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 자외선 살균기의 출수 배관 측의 청수 온도를 측정하는 온도 센서; 및
    상기 청수 온도에 따라 상기 자외선 살균기의 가동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 음용수 공급 장치.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회수 라인은:
    상기 자외선 살균기의 출수 배관과 상기 저장 탱크 간에 연결된 회수 배관; 및
    상기 회수 배관에 설치되고, 상기 저장 탱크로 회수되는 청수의 유량이 상기 설정된 유량 이하가 되도록 제한하는 오리피스를 포함하는 음용수 공급 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 회수 배관으로 청수가 흐르는지 여부를 육안으로 확인 가능하도록 상기 회수 배관의 일측에 제공된 투명창을 더 포함하는 음용수 공급 장치.
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