KR101503457B1 - In-line uv-germicidal device for fluid media - Google Patents
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Abstract
본 발명은 살균 장치에 관한 것으로, 상기 살균 장치는, 밸러스트수가 적재 및 방출될 수 있는 펌프 라인을 가지고 UV 방사선으로 선박의 밸러스트수를 살균하는 살균 장치로서, 상기 펌프 라인에는 펌프 라인 방향으로 세로로 줄지어 배열된 다수의 UV 투과성 시스 파이프가 관통하고, 상기 시스 파이프에는 상기 펌프 라인 내로 UV 방사선을 방출하는 UV 방사체가 배열되는 살균 장치에 있어서, 상기 펌프 라인의 원주 방향으로 세로로 줄지어 배열된 상기 시스 파이프는 서로에 대해 각도만큼 이격되어 있는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a sterilizing apparatus, which is a sterilizing apparatus for sterilizing ship's ballast water by UV radiation with a pump line through which ballast water can be loaded and discharged, A sterilizing apparatus in which a plurality of UV-transmissive sheath pipes arrayed in rows are arranged and UV emitters are arranged in the sheath pipe to emit UV radiation into the pump lines, characterized in that the UV emitters are arranged vertically in the circumferential direction of the pump line And the sheath pipes are spaced apart from each other by an angle.
밸러스트수, 살균 장치, 시스 파이프, 펌프 라인, 방사체 Ballast water, sterilization device, sheath pipe, pump line, radiator
Description
본 발명은 바람직하게는 저 투과율 및 요구되는 높은 UV 강도를 가지는 유체 매질용 UV 살균 장치에 관한 것으로서, 특히 청구항 제1항의 전제부의 특징들을 가지는 선박의 밸러스트수(ballast water)를 위한 UV 살균 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a UV sterilizing apparatus for a fluid medium having a low transmittance and a required high UV intensity, and more particularly to a UV sterilizing apparatus for ballast water of a ship having the features of the preamble of
소형 화물을 가지는 경우 수상에서 더 안정된 자세를 유지하기 위하여, 밸러스트수가 선박에 적재된다. 이를 위하여, 밸러스트 탱크가 제공되고, 소형 화물을 싣고 출항하기 전 출발 항구에서 해수가 항구에서부터 밸러스트 탱크 내로 직접 펌핑(pumping)된다. 이렇게 밸러스트수를 적재할 때, 유기체도 선박에 유입되고, 이러한 유기체는 밸러스트 탱크에서 항해로 인해 운반된다. 적재된 물은 단지 조잡한 여과 과정만을 거친다. In the case of small cargo, the ballast water is loaded on the vessel to maintain a more stable posture in the watercraft. For this purpose, ballast tanks are provided and seawater is pumped directly from the port into the ballast tanks at the port of departure prior to departure with small cargoes. When the ballast water is loaded in this way, organisms also enter the ship, and these organisms are carried by the voyage in the ballast tanks. Loaded water only goes through a rough filtration process.
도착 항구에서, 총 적재 용량을 다시 회복시키기 위하여, 이러한 밸러스트수는 이때 방출된다. 이때, 이러한 밸러스트수는 탱크 밖으로 펌핑되어 도착 항구 밖의 또는 도착 항구의 주위의 물 쪽으로 방출된다. 특히 해외 항해의 경우 출발 항 구와 도착 항구의 생태계는 서로 상이하기 때문에, 밸러스트수를 통해 옮겨진 유기체들이 외국의 생태계에 방출되는 위험을 방지해야 한다. 이를 위하여, 밸러스트수는 적재될 때 및/또는 방출될 때 살균 소독되어야 한다.At the port of arrival, in order to restore the total loading capacity, such ballast water is then discharged. At this time, these ballast water is pumped out of the tank and discharged toward the water outside the arrival port or around the arrival port. Especially in the case of overseas voyages, since the ecosystems of the starting port and the port of arrival are different from each other, the risk of releasing organisms transferred through ballast water to foreign ecosystems should be avoided. For this purpose, the ballast water should be disinfected when loaded and / or discharged.
종래 기술에 따르면, 살균 소독 장치가 펌프 라인에 결합되고, 명확하게는 유동 방향에 대해 횡방향으로 정렬된 방사 유닛 형태인 UV 방사선 공급원으로 살균 소독한다. 이러한 방사 유닛들은 유동 방향을 따라 하나의 평면에서 또는 두 개의 평면에서 세로로 줄지어 배열되고, 또한 유동 방향을 따라 세로로 줄지어 배열되지만 서로 일정 간격으로 파이프의 중심축을 따라 이격되어 배열된다. 다수의 UV 방사체가 파이프의 중심축에 평행한 두 개의 평면에 배열되지만 유동 방향에 대해 소정 각도로 정렬되는 추가 변형 형태가 공지되어 있다. 이러한 방식으로, 제공된 파이프의 직경보다 더 긴 방사 길이가 사용될 수 있다. According to the prior art, a disinfection device is connected to the pump line and sterilized by means of a source of UV radiation, in the form of a radiation unit, which is clearly aligned transversely to the direction of flow. These radiation units are arranged vertically in one plane or in two planes along the flow direction and arranged vertically along the flow direction, but are spaced apart from one another along the central axis of the pipe at regular intervals. Additional deformations are known in which a plurality of UV emitters are arranged in two planes parallel to the central axis of the pipe, but aligned at an angle relative to the flow direction. In this manner, a radial length that is longer than the diameter of the provided pipe may be used.
전술한 방사체 장치들에서는 공통적으로, 방차체 그룹이 배열되는 평면에 나란하게 낮은 강도의 UV 방사선을 가지는 유동 경로가 형성된다. 처음 인용된 변형 형태에서는 방사체 평면 위에 및 아래에 위치되고 두 번째 및 세 번째 인용된 변형 형태에서는 방사체 평면 사이에 위치되는 이러한 유동 경로들에서는, 물에 포함된 유기체의 생존 가능성이 너무 높다. 이는 특히 UV 방사선에 대한 밸러스트수의 투과율이 제한되는 경우에 적용된다. In the above-described radiator devices, in common, a flow path having low intensity UV radiation is formed parallel to the plane in which the body groups are arranged. In these flow paths located above and below the radiator plane in the first quoted variant form and between the radiator plane in the second and third quoted variant form, the viability of the organisms contained in the water is too high. This applies particularly where the transmission of ballast water to UV radiation is limited.
필요한 살균 소독 성능은 높은 방사 출력량을 가지는 살균 소독 장치에 의해서만 획득된다. 이를 위하여, 다수의 고성능 방사체가 요구되고, 이로 인해 제조 비용을 매우 증가시킨다. The required disinfecting performance is obtained only by a disinfecting device having a high radiation output. To this end, a number of high-performance emitters are required, thereby greatly increasing manufacturing costs.
따라서, 본 발명의 목적은, 펌프 라인에 배열될 때 유사한 수량의 방사체 및 유사한 에너지 소비량을 가지는 실질적으로 더 향상된 살균 소독 성능을 제공할 수 있는, 밸러스트수를 위한 UV 살균 소독 장치를 제공하는 것이다. It is therefore an object of the present invention to provide a UV disinfection device for ballast water which, when arranged in a pump line, can provide a substantially improved disinfection performance with a similar quantity of emitter and similar energy consumption.
이러한 본 발명의 목적은 청구항 제1항의 특징들을 가지는 살균 소독 장치에 의해 달성될 것이다. This object of the present invention will be achieved by a sterilizing apparatus having the features of
유동 방향으로 세로로 줄지어 배열된 UV 방사체들이 반경 방향에 대해 소정 각도로 서로에 대해 이격되어 있으므로, 충분한 UV 강도를 가지지 못하는 유동 경로에서 장치를 통과하는 살균하고자 하는 매질에 포함된 미생물 또는 다른 물질들을 감소시킬 수 있다. Since the UV emitters arranged vertically in the flow direction are spaced apart from each other at an angle relative to the radial direction, the microbes or other material contained in the medium to be sterilized passing through the device in a flow path not having sufficient UV intensity Lt; / RTI >
본 발명의 추가 실시 형태들은 종속항에 나타나 있다. Additional embodiments of the invention are indicated in the dependent claims.
각도(α)가 15° 내지 45°인 경우, 바람직하게는 30°인 경우, 우수한 효과를 획득할 수 있다. 실시 형태에 따라, 상기 각도(α)는 예를 들어 파이프 직경에 따라 선택될 수 있다. When the angle [alpha] is 15 [deg.] To 45 [deg.], Preferably 30 [deg.], An excellent effect can be obtained. According to an embodiment, the angle alpha may be selected, for example, according to the pipe diameter.
시스 파이프가 펌프 라인의 반경 방향에 대해 30° 내지 70°의 각도(β)만큼 경사져 있는 경우, 더 큰 방출 직경을 가지는 방사체들이 사용될 수 있다. If the sheath pipe is inclined by an angle (beta) of 30 DEG to 70 DEG with respect to the radial direction of the pump line, emitters having larger emissive diameters may be used.
두 개 이상의 시스 파이프 그룹이 제공되고, 하나의 시스 파이프가 각각의 경우에 펌프 라인의 중심축에 대해 나머지 시스 파이프 그룹의 시스 파이프에 나란히 배열되며, 상기 시스 파이프 그룹들이 각각의 경우에 별개의 나선 구조 형상의 줄을 형성하는 경우, 모든 가능한 유동 경로를 광범위하게 조사할 수 있다. 특히 높은 재료 처리량 및/또는 낮은 UV 투과율을 가지는 매질을 위해, 세 개 이상의 방사체가 반경 방향 평면에 서로 나란히 배열될 수 있다. 이러한 상황에서, 상기 시스 파이프가 중심축으로부터 소정 거리로 배열되는 경우, 벽에 가까이 위치하는 펌프 라인의 영역 또한 방사체에 닿게 된다.Two or more sheath pipe groups are provided and one sheath pipe is arranged side by side in the sheath pipe of the remaining sheath pipe group with respect to the central axis of the pump line in each case, When forming a string of structural shapes, all possible flow paths can be extensively investigated. For media with a particularly high material throughput and / or low UV transmittance, three or more emitters may be arranged side by side in a radial plane. In this situation, when the sheath pipe is arranged at a predetermined distance from the central axis, the area of the pump line located close to the wall also comes into contact with the radiator.
상기 시스 파이프 그룹들의 중심축으로부터의 거리 간격이 상이한 경우, 즉 제1 시스 파이프 그룹의 거리 간격이 크고 제2 시스 파이프 그룹의 거리 간격이 작은 경우, 특히 우수한 효과를 획득할 수 있다. 게다가, 제1 시스 파이프 그룹은 50° 내지 70°의 큰 각도(β)로 정렬될 수 있고, 제2 시스 파이프 그룹은 반경 방향으로 30° 내지 40°의 더 작은 각도(β)로 정렬될 수 있어, 두 개의 시스 파이프 그룹에는 동일한 방사체들이 설치될 수 있다. Especially excellent effects can be obtained when the distance between the sheath pipe groups is different from that of the central axis, that is, when the distance between the first sheath pipe groups is large and the distance between the second sheath pipe groups is small. In addition, the first sheath pipe group can be aligned at a large angle (beta) of 50 DEG to 70 DEG, and the second sheath pipe group can be aligned at a smaller angle (beta) So that the same emitters can be installed in the two sheath pipe groups.
바람직하게는, 이렇게 더 큰 간격 거리는 펌프 라인의 반경의 50%를 초과, 특히 60%를 초과하고 더 작은 간격 거리는 펌프 라인의 반경의 50% 미만, 특히 40% 미만이다. 특히, 하나의 거리 간격은 펌프 라인의 반경의 75%일 수 있고, 제2 거리 간격은 펌프 라인의 반경의 20%일 수 있다. 축방향 거리 간격이 하나의 시스 파이프 그룹 내에서 변화되는 경우, 예를 들어 상기 제1 시스 파이프 그룹의 거리 간격은 평균적으로 반경의 60%이지만 +/- 10%만큼 변화하고, 상기 제2 시스 파이프 그룹의 거리 간격은 평균적으로 반경의 20%이지만 마찬가지로 반경의 +/- 10%만큼 변화하는 경우, 불필요한 높은 유동 속도 또는 낮은 강도를 가지는 유동 경로를 형성하는 것을 방지할 수 있다.Preferably, such larger spacing distance is greater than 50%, in particular greater than 60%, of the radius of the pump line, and smaller spacing distance is less than 50%, in particular less than 40%, of the radius of the pump line. In particular, one distance spacing may be 75% of the radius of the pump line, and the second distance spacing may be 20% of the pump line radius. If axial distance distances are varied within one sheath pipe group, for example the distance distance of the first sheath pipe group is on average changed by 60% of the radius but by +/- 10% It is possible to prevent forming a flow path having an unnecessary high flow velocity or a low intensity when the distance distance of the group is 20% of the radius on average, but also varies by +/- 10% of the radius.
사용되는 방사체들의 수 사이에는 특히 우수한 비가 획득되고, 각각의 시스 파이프 그룹이 총 12개의 시스 파이프를 포함하는 경우 우수한 효과가 획득된다.A particularly good ratio is obtained between the number of emitters used and an excellent effect is obtained when each sheath pipe group comprises a total of twelve sheath pipes.
이하에서는, 도면 및 두 개의 실시예에 기초하여, 본 발명에 대하여 더 상세히 기술하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the drawings and two embodiments.
도 1은 유동 방향에 대해 90°의 각도로 정렬된 방사체들을 가지는 일열 방사체 배열을 가지는 종래 기술에 따른 살균 장치이고,1 is a prior art sterilizing device having a one-row emitter arrangement with emitters aligned at an angle of 90 relative to the flow direction,
도 2는 유동 방향에 대해 90°의 각도로 축으로부터 소정 간격 떨어져 반경방향으로 배열된 이열 방사체들을 가지는 종래 기술에 따른 살균 장치이고,Fig. 2 is a prior art sterilizing device with two-row emitters arranged radially away from the axis at an angle of 90 [deg.] With respect to the flow direction,
도 3은 방사체들이 매질의 유동 방향에 대해 약 50°의 각도를 가지고 서로 반경 거리 간격에서 이열의 방사체들을 가지는 종래 기술에 따른 살균 장치이고,3 is a prior art sterilizing device in which the emitters have an array of emitters at a radial distance from each other with an angle of about 50 degrees to the direction of flow of the medium,
도 4는 나선 구조 형상으로 배열된 일열 방사체들을 가지는 본 발명에 따른 살균 장치이고,4 is a sterilizing device according to the present invention having one-row radiators arranged in a helical configuration,
도 5는 각각의 경우에 나선 구조 형상으로 배열되어 있고, 서로 소정 거리로 반경방향으로 위치된 이열을 가지는 도 4에 유사한 본 발명에 따른 살균 장치이고,Fig. 5 is a sterilizing device according to the invention similar to Fig. 4, having a row of rows arranged in a helical configuration in each case and radially positioned at a predetermined distance from each other,
도 6은 도 5에 따른 장치의 개략적인 사시도이다. Figure 6 is a schematic perspective view of the device according to Figure 5;
기술적 필수 전제 조건을 설명하기 위하여, 우선 밸러스트수를 살균하는 UV 살균 시스템의 용도에 대하여 기술하기로 한다. 이러한 상황에서 살균이란 밸러스 트수에 포함된 살아있는 미생물을 감소시키는 것을 의미한다. In order to explain the technical essential preconditions, the use of a UV sterilization system for sterilizing ballast water will first be described. In this situation, sterilization means reducing living microorganisms contained in the ballast water.
밸러스트수는 펌프 라인을 통하여 적재되어 탱크에 저장된다. 도착지에서, 밸러스트수는 다시 펌프 라인을 통하여 방출된다. 따라서, 탱크의 모든 영역이 조사(照射)될 수 없기 때문에, 물 전체가 특정 UV 조사량을 받아야 하는 살균 과정은 펌프 라인 자체에서 이루어질 수 있다. 따라서, 항해 동안 UV 방사선을 사용한 탱크에서의 살균 과정은 추가로 설치된 장치 없이는 실행될 수 없다. 밸러스트수에 있는 살균 매질이 잔류되어 있을 수 있기 때문에, 화학적 살균이 실행되어서는 안된다. The ballast water is loaded through the pump line and stored in the tank. At the destination, the ballast water is again discharged through the pump line. Thus, since the entire area of the tank can not be irradiated, the sterilization process in which the entire water is subjected to a specific UV irradiation amount can be made in the pump line itself. Thus, the sterilization process in a tank using UV radiation during voyage can not be carried out without the additional installed equipment. Chemical sterilization should not be carried out because the sterilization medium in the ballast water may remain.
게다가, 밸러스트수의 적재 및 방출은 항해 시간 및 초과 정박 시간을 가능한 단축시키기 위하여 가능한 신속하게 실행되어야 하기 때문에, 펌프 라인에서는 높은 유량이 예상될 수 있다. 따라서, 물에 최소 UV 조사량을 쬐기 위하여, 높은 UV 강도가 조사 부위에, 즉 펌프 라인에 요구된다. 이러한 강도는 다수의 고성능 UV 방사체로 획득된다. 상기 방사체들 자체는 시스 파이프(sheath pipe)에 배열된다. 이러한 시스 파이프들은 석영으로 구성되고, 상기 시스 파이프들은 자신이 밀봉 방식으로 벽 내에 삽입되도록 펌프 라인을 통과하여 뻗어있다. 상기 방사체들은 이때, 밸러스트수와 접촉하지 않지만 시스 파이프를 통하여 밸러스트수 내로 자신의 방사선 효과를 방사할 수 있도록 상기 시스 파이프 내에 번갈아 삽입된다. In addition, since the loading and discharging of the ballast water must be carried out as quickly as possible in order to shorten the sailing time and the excess anchoring time as much as possible, a high flow rate can be expected in the pump line. Thus, in order to provide a minimum UV dose in water, a high UV intensity is required at the irradiated site, i. This intensity is achieved with a number of high performance UV emitters. The emitters themselves are arranged in a sheath pipe. These sheath pipes are made of quartz, and the sheath pipes extend through the pump line so that they are inserted into the wall in a sealed manner. The radiators are then alternately inserted into the sheath pipe so that they can radiate their radiation effects into the ballast water through the sheath pipe but not in contact with the ballast water.
첫 번째 예로서, 종래 기술은 도 1 내지 도 3에 기초하여 설명될 수 있다. 도 1은 본래 원형인 단면을 가지는 펌프 라인(1)을 도시하고 있다. 유동 방향은 펌프 라인(1)의 길이방향으로 뻗어있고, 상기 유동 방향은 화살표(2)로 표시되어 있 다. 대칭축(3)은 펌프 라인(1)의 중심축을 의미하고, 장치의 회전 대칭축을 나타낸다. 두 개의 각도, 즉 수평면상에 정렬된 반경에서부터 원주 방향으로 그리고 시계방향으로 측정된 제1 각도(α)와, 반경에서부터 대칭축(3)의 방향으로 바깥쪽으로 측정된 제2 각도(β)를 한정할 수 있다. As a first example, the prior art can be described on the basis of Figs. Figure 1 shows a
상기 펌프 파이프(1)의 내부에는, 유동 방향(2)에 대해 횡방향으로 정렬된 다수의 UV 방사체가 위치된다. 도 1에서, 상기 방사체는 수평면상에 나타나 있고, 즉 상기 방사체는 중심축(3)에 대해 하나의 평면에 위치된다. 상기 방사체(4)는 펌프 라인(1)의 최대 직경 영역에 배열된다. 전술한 각도 한정의 관점에서, 상기 각도(α)는 0°를 나타내고, 상기 각도(β)도 마찬가지로 0°를 나타낸다. 개개의 방사체(4)들은 중심축(3)에 대해 정확하게 횡방향에 위치되고, 상기 방사체로는 중심축이 관통한다. Inside the
도 1에 따른 실시예의 경우, 유동 경로가 방사체(4) 위에 및 아래에 형성되고, 이 경우 UV 조사량이 상대적으로 낮아 상기 방사체(4)로부터 출력이 매우 높아야만 효율적인 살균을 획득될 수 있다. In the case of the embodiment according to Fig. 1, a flow path is formed above and below the
도 2는, 방사체(5)들이 대칭축(3) 위에 있는 평면에 배열되어 있고 동시에, 제2 세트의 방사체(5)가 대칭축(3) 아래에 배열되어 있는 또 다른 종래 기술을 도시하고 있다. 두 그룹의 방사체들(5, 5')은 대칭축(3)에서부터 동일한 거리 간격을 가진다. 상기 방사체들은 수평 방향으로 및 펌프 라인(1)의 직경에 평행하게 배열된다. 각도(α) 및 각도(β)는 마찬가지로 0°이다. 중심축(3)과 방사체 유닛(5, 5') 사이의 거리 간격(d)은 펌프 라인(1)의 반경의 약 50%이다. 이러한 실시예의 경우도, 특히 투과율이 낮은 밸러스트수에 대해 상대적으로 낮은 UV 조사량을 받는 유동 경로가 형성된다. Figure 2 shows another prior art in which the
마지막으로, 도 3은 추가적인 종래 기술을 도시하고 있다. 이러한 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, UV 방사기(6, 6')는 펌프 라인(1)의 중심축에 평행한 두 개의 평면에 배열된다. 이 경우, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예들과는 달리, 개개의 방사체(6, 6')는 펌프 라인(1)의 반경에 대해 경사져 있다. 각도(β)는 약 40°이다. 거리 간격(d)은 도 2의 거리 간격에 대응된다. 각도(α)는 0°이다.Finally, FIG. 3 shows an additional prior art. In this embodiment, the UV emitters 6 and 6 'are arranged in two planes parallel to the central axis of the
이러한 구성의 경우에도, 유동 경로가 형성된다. 그러나, 고 유동으로 인해, 펌프 라인(1)에서의 유동은 모든 경우에 난류이고, 펌프 라인의 횡방향에서 펌핑된 매질들이 완전하게 서로 혼합되지 못한다. 오히려, 펌핑된 매질에 있는 개개의 입자들은 이송 방향(2)의 횡방향으로 이동하지만, 이러한 입자들은 중심축(3)에 거의 평행한 경로에 잔존한다.Even in this configuration, a flow path is formed. However, due to the high flow, the flow in the
여기서, 본 발명에 따르면, 모든 가능한 유동 경로가 펌프 라인 내에서 한 번 이상 UV 방사체에 부딪히도록 하는 방사체 배열이 선택된다. Here, according to the present invention, a radiator array is selected such that all possible flow paths strike the UV radiator more than once in the pump line.
본 발명에 따른 일 실시예가 제1 예로서 도 1 내지 도 3에 대응하는 도 4에 도시되어 있다. 도 4는, 각각의 경우에 서로에 대해 각도(α)만큼 이격되어 있는 다수의 방사체(7)를 가지는 펌프 라인(1)을 도시하고 있다. 이 경우에, 상기 각도(α)는 약 30°이다. 상기 실시예의 경우, 서로 나란히 배열된 두 개의 방사체에 대한 거리 간격(d)은 동일하다. An embodiment according to the present invention is shown in Fig. 4 corresponding to Figs. 1 to 3 as a first example. Fig. 4 shows a
도 5는 또 다른 일 실시예에 대한 펌프 라인(1)의 중심축(3) 방향에서의 정 면도를 도시하고 있다. 도 5는 전방에서부터 후방으로 연속적으로 번호가 매겨진 다수의 시스 파이프를 도시하고 있다. 두 개의 시스 파이프(10, 10')가 제1 평면에 위치된다. 상기 제1 평면 뒤에 위치된 제2 평면은 두 개의 시스 파이프(11, 11')를 포함하고; 상기 제2 평면 뒤에 위치된 제3 평면은 두 개의 시스 파이프(12, 12')를 포함하며; 상기 제3 평면 뒤에 위치된 평면들도 마찬가지이다. 여기서, "평면"이란 용어는 단순히 반경 방향 평면으로 이해되어서는 안되고, 오히려 두 개의 방사체가 펌핑된 매질의 유동 방향에 대해 서로 나란히 위치되는 영역으로 이해되어야 한다. 5 shows a front view in the direction of the
상기 시스 파이프들(10, 11, 12, 13...)의 중심축(3)으로부터의 거리 간격(r1)은 상기 펌프 라인(1)의 반경의 약 75%이다. 상기 펌프 라인(1)의 중심축(3)으로부터 상기 시스 파이프들(10', 11', 12', 13'...)의 거리 간격은 펌프 라인(1)의 반경의 약 18%이다. The distance r1 from the
도 4에 따른 실시예의 경우, 중심축(3)에서 서로 나란히 반경 방향으로 위치된 두 개의 방사체 사이의 거리 간격은 각각의 경우에 동일한 반면, 도 5에는 서로 나란히 위치된 두 개의 방사체 사이의 거리 간격이 상이한 일 실시예가 도시되어 있다. 따라서, 이러한 실시예가 바람직하다. In the case of the embodiment according to Fig. 4, the distance between the two radiators positioned radially side by side on the
살균하고자 하는 유체의 유동 방향에서 알 수 있듯이, 도 5에 따른 배열은 이중 나선 구조(double helix) 유형 또는 초나선 구조(super helix) 유형을 나타내고 있다. As can be seen from the flow direction of the fluid to be sterilized, the arrangement according to FIG. 5 represents a double helix type or a super helix type.
도 5에 따른 실시예의 경우, 상기 시스 파이프(10, 11, 12, 13...)의 사용가능한 시위 길이(chord length)는 상기 시스 파이프(10', 11', 12', 13'...)의 사용 가능한 시위 길이보다 짧다. 도 6에 도시된 바와 같이, 이러한 길이의 차이는 펌프 라인(1)의 길이방향 축(3)에 대한 상이한 각도(β)에 의해 보상된다. 5, the usable chord length of the
도 6은, 도 5에 대응하는 구성 배열 방식으로 펌프 라인 내에 각각 배열된 시스 파이프(11, 12, 13, 14, 15) 및 시스 파이프(11', 12', 13', 14', 15')를 가지는 펌프 라인(1)의 개략적인 사시도를 도시하고 있다. 상기 시스 파이프(11, 12, 13...)의 각도(β)는 60°이고, 중심축(3)에 더 가까이 위치되는 시스 파이프(11', 12', 13'...)의 각도(β)는 40°이다. 따라서, 매질 내에서 UV 방사선을 조사하는데 사용될 수 있는 시스 파이프의 길이는 각 경우에 거의 동일하다. Fig. 6 is a cross-sectional view of the
여기서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 방사체의 시스 파이프는 펌프 라인(1)의 벽을 관통하여, 외부에서부터 접근할 수 있다. 이때, 상기 UV 방사체 자체는, 자신의 방사 출력이 펌프 라인(1)의 내부에서 펌핑된 매질로 방출되도록 상기 시스 파이프 내로 삽입된다. Here, as shown in Fig. 6, the sheath pipe of the radiator passes through the wall of the
도 1 내지 도 6에 따른 상이한 인라인 살균 시스템들의 성능 출력을 비교하기 위하여, CFD 방식(Computational Fulid Dynamics, 전산 유체 역학)에 따라 모델 계산이 실행된다.In order to compare the performance outputs of the different inline disinfection systems according to Figures 1 to 6, model calculations are performed according to the CFD (Computational Fulid Dynamics) method.
시뮬레이션 파라미터로서, 관통 유량은 2300 m3/h으로, 물 투과율은 75%/1cm로, 방사 출력은 120 W/cm = 8400 W / 단위 방사체 = 750 W UV-C [biol. eff.] / 단위 방사체로, 바실러스 서브틸리스의 박테리아 농도가 1 x 108 CFU/ml (CFU = Colony Forming Units, 집락 형성 단위)로 선택되었다. As a simulation parameter, the penetration flow rate is 2300 m 3 / h, the water permeability is 75% / 1 cm and the radiation power is 120 W / cm = 8400 W / unit emitter = 750 W UV-C [biol. The bacterial concentration of Bacillus subtilis was selected as 1 x 10 8 CFU / ml (CFU = Colony Forming Units) as a unit emitter.
다음의 박테리아 생존률이 획득되었다:The following bacterial survival rates were obtained:
도 1: 4.7 x 107 CFU/mlFigure 1: 4.7 x 10 7 CFU / ml
도 2: 6.3 x 106 CFU/mlFigure 2: 6.3 x 10 6 CFU / ml
도 3: 1.7 x 106 CFU/mlFigure 3: 1.7 x 10 6 CFU / ml
도 4: 5.6 x 105 CFU/mlFigure 4: 5.6 x 10 5 CFU / ml
도 5 및 도 6: 7.8 x 102 CFU/mlFigures 5 and 6: 7.8 x 10 < 2 > CFU / ml
따라서, 이러한 계산값은 방사체들이 세로로 줄지어 나선 구조로 감긴 두 개의 줄로 배열된 도 5 및 도 6에 따른 실시예에 대한 우수한 살균 성능을 나타내고, 여기서 두 개의 줄의 펌프 라인(1)의 중심축으로부터의 거리 간격은 r1 및 r2로 상이하고, 각 경우에 세로로 줄지어 배열된 방사체들은 서로에 대해 30°의 각도(α)를 가지고, 중심축에 더 가까이 배열된 방사체들의 줄은 반경 방향에 대해 각도(β) = 40°로 경사져 있는 반면, 중심축에서부터 더 멀리 배열된 방사체들의 줄은 반경 방향에 대해 각도(β) = 60°로 경사져 있다. Thus, this calculated value represents an excellent sterilizing performance for the embodiment according to FIGS. 5 and 6 in which the emitters are arranged in two rows wrapped in a vertically lined spiral structure, wherein the centers of the two rows of
전술한 바와 같이, 구조체는 펌프 라인(1)에 대해 직선 원통형 파이프에 기초하여 설명되어 있고, 동시에 상기 펌프 라인(1)은 또한 감겨있을 수도 있고, 각도가 형성되어 있을 수도 있고 또는 다른 단면 형상이 제공될 수도 있다. 이때, 펌프 라인에서의 방사체들의 배열은 적절히 조절될 수 있다. As described above, the structure is described on the basis of a straight cylindrical pipe with respect to the
전술한 바와 같은 평행한 쌍의 방사체들을 가지는 균일한 코일형 실시예 대 신에, 상기 방사체들은 또한 상이하게 정렬될 수 있고; 예를 들어, 쌍으로 된 방사체들은 유동 방향에서 서로에 대해 이동할 수도 있다. 유동 방향에서, 하나의 평면에 있는 쌍으로 된 방사체들은 평행하지 않을 수 있고, 이러한 동일한 쌍으로 된 방사체들은 상이한 각도(β)를 가질 수 있다.Instead of a uniform coiled embodiment with a parallel pair of emitters as described above, the emitters can also be arranged differently; For example, the paired radiators may move relative to each other in the flow direction. In the flow direction, the pairs of emitters in one plane may not be parallel, and such emitters of the same pair may have different angles (?).
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