KR20230168549A - Oh라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치를 개시한다.
본 발명의 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치는, 지하수를 공급받아 저장하는 것으로 일측에 순환 입,출수구 및 출수밸브를 구비한 급수조와, OH라디칼을 생성하는 OH라디칼 발생기와, 상기 순환 출수구와 OH라디칼 발생기에 연결되어 지하수와 OH라디칼을 공급받아 교반하여 이를 순환 입수구로 재공급하는 교반기로 구성된 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에 있어서, 상기 OH라디칼 발생기는 OH라디칼을 생성하는 OH라디칼 발생모듈과, 반응공간을 제공하는 반응챔버의 내부로 클러스터 단위의 수분을 공급하는 수분공급부 및 이의 일측에 설치되어 반응챔버 내에 알에프 전자기파 에너지를 조사하여 수분에 대한 유전가열작용을 통해 단위 물분자를 생성하는 알에프 발생부로 이루어진 물분자 생성모듈과, 상기 OH라디칼 발생모듈과 물분자 생성모듈에 각각 연결되어 OH라디칼 과 물분자를 공급받아 차압 작용에 의해 혼합시킨뒤 주입관으로 공급하는 라디칼 벤츄리 인젝터로 구성되고;, 상기 교반기는 순환 출수구로부터 용수를 강제 흡입하여 압송하기 위한 순환펌프와, 상기 순환펌프의 출수단에 연결되어 고압용수가 통과하도록 양측이 개방된 통로요소로 중심을 향하면서 점진적으로 감소된 지름을 갖는 주통로를 형성한 주관 및 주통로의 중심에서 편심된 위치에 수직하게 연결되되 일측이 상기 OH라디칼 발생기에 연결되어 상기 주통로의 내부로 OH라디칼 이 유입되어 용수와 혼합될 수 있도록 안내하는 주입관으로 이루어진 기능성 용수 벤츄리 인젝터로 구성된다.
본 발명의 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치는, 지하수를 공급받아 저장하는 것으로 일측에 순환 입,출수구 및 출수밸브를 구비한 급수조와, OH라디칼을 생성하는 OH라디칼 발생기와, 상기 순환 출수구와 OH라디칼 발생기에 연결되어 지하수와 OH라디칼을 공급받아 교반하여 이를 순환 입수구로 재공급하는 교반기로 구성된 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에 있어서, 상기 OH라디칼 발생기는 OH라디칼을 생성하는 OH라디칼 발생모듈과, 반응공간을 제공하는 반응챔버의 내부로 클러스터 단위의 수분을 공급하는 수분공급부 및 이의 일측에 설치되어 반응챔버 내에 알에프 전자기파 에너지를 조사하여 수분에 대한 유전가열작용을 통해 단위 물분자를 생성하는 알에프 발생부로 이루어진 물분자 생성모듈과, 상기 OH라디칼 발생모듈과 물분자 생성모듈에 각각 연결되어 OH라디칼 과 물분자를 공급받아 차압 작용에 의해 혼합시킨뒤 주입관으로 공급하는 라디칼 벤츄리 인젝터로 구성되고;, 상기 교반기는 순환 출수구로부터 용수를 강제 흡입하여 압송하기 위한 순환펌프와, 상기 순환펌프의 출수단에 연결되어 고압용수가 통과하도록 양측이 개방된 통로요소로 중심을 향하면서 점진적으로 감소된 지름을 갖는 주통로를 형성한 주관 및 주통로의 중심에서 편심된 위치에 수직하게 연결되되 일측이 상기 OH라디칼 발생기에 연결되어 상기 주통로의 내부로 OH라디칼 이 유입되어 용수와 혼합될 수 있도록 안내하는 주입관으로 이루어진 기능성 용수 벤츄리 인젝터로 구성된다.
Description
본 발명은 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 OH라디칼을 이용하여 축사에서 사용되는 지하수에 대한 살균과 탈취 작용을 갖는 기능성 용수를 제조하여 가축의 음용수로 제공하여 병원성 세균에 의한 질병 발생을 억제시킴과 아울러 축사와 그 주변 공간의 오염원 처리에 필요한 살균수로 사용할 수 있도록 하여 쾌적한 사육 환경을 조성 유지시킬 수 있도록 한 축사용 OH라디칼 기능성 용수 정화장치에 관한 것이다.
일반적으로 돼지나 소, 닭, 오리 등을 키우는 축사의 경우 수돗물이나 지하수를 음용수로 하여 공급하고 있다.
수돗물의 경우 소정의 살균처리 과정을 거쳐서 사용되며, 지금까지의 살균방식은 주로 염소나 브롬을 투입하는 소독차원의 방식이 주류를 이루고 있는데, 이러한 화학적인 약품을 이용하는 방식에서는 약품이 햇빛이나 열을 받을 경우 증발해버리기 때문에, 충분한 살균 소독이 진행되지 못하여 세균이 재증식하게 되는 문제가 빈발한다. 특히, 노후된 배관이나 옥상에 있는 탱크 등은 햇빛과 열에 노출된 상태이기 때문에 이러한 문제가 더욱 심각하게 대두되고 있다. .
한편, 이러한 화학약품 투입방식에 문제를 해결하기 위해 1970년대 NASA(미항공우주국)에서는 우주선의 식수 정수방법으로 금속이온을 이용하는 살균법이 제안되었으며, 이러한 금속이온을 이용한 살균법은 금속 에서 구리와 은의 살균력을 이용하는데 은과 구리의 합금으로 구성된 전극(특수제조)을 챔버에 장치하여 직류전원을 인가하면, 전극에서 은과 구리합금이 이온화가 되어 수중에 이온이 용해되는 방식이며, 이 용해된 구리 및 은이온이 세균의 신진대사작용을 하는 효소를 무력화시키고 동 및 은이온의 양극전기부하가 세균의 원형질까지 파괴시켜 버림에 따라 잔류 살균효과의 지속, 타물질과 혼합시에도 살균력 불변, 대량의 수처리 시설에 적용가능, 무미·무취·무독성, 배관 부식의 비유발, 병원성 세균류나 곰팡이 등 650여종에 대한 완벽 살균, 세균의 내성 방지, 가열시에도 비증발되지 않는 등의 특징을 가짐에 따라 기존의 자외선이나 염소살균처리법의 대체 방식으로 점차 각광받고 있다.
그러나, 금속이온을 이용하는 장치는, 금속으로 (+)와 (-)의 전극을 만들어서 전류를 흘려줌으로써 금속이온이 물속에 녹아들게 하는 원리이기 때문에 살균이 진행됨에 따라 비교적 고가의 전극이 점차 닳게 되고, 결국 (+)와 (-)전극 사이가 점점 멀어지게 되어 얼마 안 가서 수명이 끝나게 되는 단점과 이온농도가 점차 줄어들어 인위적으로 이를 보상해 주어야 하므로 경제적인 제조와 유지가 곤란할 뿐만 아니라 시간이 경과함에 따라 성능저하로 인한 이온의 불균형에 따른 살균력이 저하되는 문제점이 있었다.
요약하면, 수돗물이나 금속이온 등의 처리장치를 사용하는 경우 지하수에 비해 경제적인 부담이 크기 때문에 대부분의 축산농가에서는 지하수를 용수로 사용하고 있는 실정이다.
우리나라의 축산업은 돼지, 한우, 젖소, 육우 등의 전업화와 규모화가 이루어져 비약적인 성장이 이루어졌으나, 구제역을 비롯한 각종 유행성 전염 질병이 매년 증가하고 있는 추세에 있으며, 바이러스성 질병의 형태는 일차적으로 세균성 질병에 감염되어 있는 상태에서 복합적으로 감염되는 것으로 보고되었다.
이예 축산 농가에서는 세균성 질병을 예방하기 위하여 다량의 항생제를 무분별하게 투여함에 따라 내성균의 출현 등의 부작용으로 인해 최근에는 사료 내 항생제 첨가가 금지되었고, 최근에는 항생제 사용규제에 따른 대안으로 축산농가에서는 항생제를 대체할 수 있는 효모나, 바실러스, 미생물 등의 천연물질로 이루어진 조성물을 개발하여 사용하고 있으나 경제적인 부담이 클 뿐만 아니라 항균력 등의 효과가 낮은 문제점이 있었다.
특히, 가축이 배설하는 축산 분뇨는 고농도의 유기물과 영양염류를 함유한 오염물질로서, 미처리된 상태나 자원화물로 이용된 후의 잔류물, 또는 가축분뇨와 축산폐수 배출시설(축사)를 청소한 물이나 빗물과 가축 분뇨가 섞인 오폐수의 상태로 하천이나 주변 토양 등에 유입되면 수질오염과 부영양화 유발에 따른 하천 오염과 지하수 및 토양오염 등의 심각한 환경 오염문제를 야기하게 된다.
이러한 가축분뇨에 대한 심각성은 최근 들어 축산업의 규모가 대형화 및 규모화됨에 따라 단일 축산농가의 규모 역시 예전에 비해 대형화됨에 따라 분뇨의 양도 점차 늘어나고 있는 실정이며, 이에 따른 각종 환경문제 역시 증가하고 있는 추세에 있으며, 이에 대한 방안으로 환경부에서는 수질 보전 및 관리를 위해, 공공처리시설을 설치하여 가축 분뇨나 축산폐수를 처리하고 있으나, 소규모 신고 대상시설을 대상으로 하고 있으며, 중·대규모의 허가 대상시설의 농가에서는 자체적으로 처리해야만 하므로 무단 방류로 인한 폐해가 발생하고 있는 실정이다.
가축분뇨 처리를 위한 방법은 다양한 정화처리 기술이 적용된 처리장치가 제안되어 있으나, 근본적으로 가축에서 배출되는 유해가스(방귀, 트림 등)와 분뇨에서 발생하는 악취개선에 대한 근본적인 대안 마련이 시급한 실정이다
일례로, 소가 배출하는 메탄은 사료의 종류나 품질등에 따라 많은 차이가 있으나, 연구결과에 따르면 마리당 하루 메탄 배출량은 젖소의 경우 151~497g, 육우 161~323g 인 것으로 조사되었으며, 메탄은 이산화탄소보다 20배 이상 강력한 온실가스이며, 열기를 가두는 능력은 최대 80배 이상인 것으로 알려져 있는데, 유엔식량농업기구의 2019년도 발표자료에 의하면 전세계에는 15억 7천 마리의 소가 있다.
즉, 가축에서 배출하는 유해가스나 분뇨의 악취 원인 중의 대표적인 것으로, 돼지나 소 등의 가축이 사료나 물을 섭취하는 과정에서 사료나 물에 포함된 유해균 등이 체내에서 증식하여 유행성 설사병 등을 비롯한 각종 질환을 유발하는 것으로 알려져 있다. 이에 가축 사료의 경우 제조사에서 생산과정에 멸균처리 공정을 필수적으로 수행함에 따라 그 안정성이 담보되나, 가축이 마시는 물의 경우 대부분 지하수를 사용함에 따라 지하수에 포함된 유해균을 제대로 처리하지 못하고 그냥 음용하고 있는 실정이다.
지하수의 경우 주변 환경에 따라 다르긴 하겠으나, 조사 결과에 의하면 살모넬라 갈리나룸(Salmonella gallinarum), 살모넬라 엔테리티디스(Salmonellaenteritidis), 살모넬라 타이피머리움(Salmonella typhimurium), 살모넬라 콜레라수이스(Salmonella cholerasuis), 살모넬라 더비(Salmonella derby), 살모넬라 엔테리카(Salmonella enterica), 포도상구균(Staphylococcus aureus), 대장균(Escherichia coli), 치주염균(Streptococcus mutans), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 헬리코박터(Helicobacter pylori), 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes), 캄필러박터 제주니(Campylobacter jejuni), 캄필로박터 콜라이(Campylobacter coli), 세라티아(Serratia), 장염비브리오(Vibrio parahaemolyticus), 시겔라 플렉스네리(Shigella flexneri), 클로스트리듐 디피실리(Clostridium difficile) 및 클로스트리듐 퍼프린젠스(Clostridium perfringens) 등의 병원성 세균이 검출되었다.
따라서, 지하수에 포함된 여러 유해균에 대한 살균을 담보하면서 경제적인 운영이 가능하고, 음용수를 비롯한 축산농가에서 살균과 소독을 위해 사용 가능한 용수 공급이 가능한 기술개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 가축이 마시는 음용수를 비롯하여 축사에 사용되는 용수로 사용하는 지하수에 OH라디칼을 이용하여 수질을 개선시켜 지하수에 포함된 여러 유해균을 안전하게 살균 처리하고, 이를 섭취한 가축의 장기 내에서 유해균 증식을 억제하는 작용을 통해 유해가스와 분뇨에 포함된 악취저감과 함께 파리나 모기 등의 유충 감소에 도움을 줄 수 있도록 하여 사육 환경을 쾌적하게 유지 조성시킬 수 있는 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치의 제공을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 실시례에 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치는, 지하수를 공급받아 저장하는 것으로 일측에 순환 입,출수구 및 출수밸브를 구비한 급수조와, OH라디칼을 생성하는 OH라디칼 발생기와, 상기 순환 출수구와 OH라디칼 발생기에 연결되어 지하수와 OH라디칼을 공급받아 교반하여 이를 순환 입수구로 재공급하는 교반기로 구성된 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에 있어서, 상기 OH라디칼 발생기는 OH라디칼을 생성하는 OH라디칼 발생모듈과, 반응공간을 제공하는 반응챔버의 내부로 클러스터 단위의 수분을 공급하는 수분공급부 및 이의 일측에 설치되어 반응챔버 내에 알에프 전자기파 에너지를 조사하여 수분에 대한 유전가열작용을 통해 단위 물분자를 생성하는 알에프 발생부로 이루어진 물분자 생성모듈과, 상기 OH라디칼 발생모듈과 물분자 생성모듈에 각각 연결되어 OH라디칼 과 물분자를 공급받아 차압 작용에 의해 혼합시킨 뒤 주입관으로 공급하는 라디칼 벤츄리 인젝터로 구성되고;, 상기 교반기는 순환 출수구로부터 용수를 강제 흡입하여 압송하기 위한 순환펌프와, 상기 순환펌프의 출수단에 연결되어 고압용수가 통과하도록 양측이 개방된 통로요소로 중심을 향하면서 점진적으로 감소된 지름을 갖는 주통로를 형성한 주관 및 주통로의 중심에서 편심된 위치에 수직하게 연결되되 일측이 상기 OH라디칼 발생기에 연결되어 상기 주통로의 내부로 OH라디칼 이 유입되어 용수와 혼합되게 안내하는 주입관으로 이루어진 기능성 용수 벤츄리 인젝터로 구성되는 것에 있다.
본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 급수조는 내부 일측에 용수의 수위를 감지하는 급수레벨센서가 설치되고, 상기 OH라디칼 발생기는 동작과 유휴시간을 감지하는 구동감시센서가 구비되며, 이들 센서로부터 감지신호를 인가받아 상기 교반기에 제어신호를 인가하여 동작을 제어하는 제어부로 구성되는 것에 있다.
본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 라디칼 벤츄리 인젝터는 상기 OH라디칼 발생모듈과 주입관 사이에 구비되어 생성된 OH라디칼 이 이동되는 통로요소로 중심을 향하면서 점진적으로 감소된 지름을 형성한 것으로 그 출구는 상기 주입관으로 물분자가 혼합된 OH라디칼을 공급하도록 연결된 OH라디칼 관 및 이 OH라디칼 관의 중심에서 편심된 위치에 수직하게 연결되되 일측이 상기 반응챔버에 연결되어 생성된 물분자가 OH라디칼 관으로 유입되어 혼합되게 안내하는 물분자관으로 이루어진 라디칼 벤츄리 인젝터로 구성된 것에 있다.
본 발명에 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치는 여과 처리된 지하수에 OH라디칼을 혼합시킨 살균 처리한 용수를 음용수나 축사내 사용되는 세척 용수 등으로 제공이 가능하며, 가축이 음용하는 경우 물을 통해 유해균을 섭취하는 것을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 가축의 장내 유해균의 증식을 억제할 수 있어 결과적으로 유해가스(방귀, 트림 등)의 발생과 악취 저감을 기대할 수 있으며, 이외에도 가축으로부터 배출되는 분뇨에서 발생하는 악취를 감소시키고 파리나 모기 등의 유충 감소에 도움을 줄 수 있으므로 쾌적한 사육환경을 조성할 수 있는 유용한 효과가 기대된다.
또한, 본 발명은 기능성 용수의 OH라디칼 농도를 안정되게 유지시킬 수 있도록 하여 가축의 배설물인 분뇨의 혐기성 부패 현상을 감소시킬 수 있도록 하여 악취를 저감시킬 수 있는 유용한 효과가 기대된다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명에 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치의 구성을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에서 급수조의 구성을 설명하기 위한 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에서 교반기의 연결 구성을 설명하기 위한 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에서 OH라디칼 발생기와 교반기의 구성을 설명하기 위한 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에서 기능성 용수 벤츄리인젝터와 라디칼 벤츄리 인젝터의 구성을 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에서 급수조의 구성을 설명하기 위한 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에서 교반기의 연결 구성을 설명하기 위한 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에서 OH라디칼 발생기와 교반기의 구성을 설명하기 위한 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에서 기능성 용수 벤츄리인젝터와 라디칼 벤츄리 인젝터의 구성을 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 도면.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
먼저 본 발명은 OH라디칼을 이용하여 지하수에 포함된 각종 병원성 세균을 살균처리하고, 이를 가축의 음용수로 제공하고, 아울러 가축이나 축사에서 사용되는 용수로 제공하기 위한 것이다.
OH라디칼 은 원명으로는 하이드록실 라디컬(Hydroxyl Radica)을 일컫는 것으로, 물(H-O-H) 분자가 어떤 높고 강력한 에너지에 의해서 분리되는 과정에서 수소 원자(H ) 하나가 떨어지면서 발생하거나 산소 분자가(O2) 같은 방법으로 깨어지면서 발생하는 산소 음이온(O-,O2-,O3-,O) 중에서 Super Oxide Anions(슈퍼 옥사이드 아니온: O2-)이 오염물질(주로 탄화 수소)과 화학적으로 산화반응을 일으키면서 일부 발생하는 물질이다.
이러한 OH라디칼 은(OH)는 모든 오염물질을 살균 소독하며, 화학적으로 분해하고 제거할 수 있는 유일한 물질로서, 공기와 물 속의 오염물질에 직접적으로 관여하여 자신은 Hydroperoxy Radical(하이드로 페록시 라디컬:HO2)로 변화하면서 지속적으로 산화분해 반응과 연쇄반응을 일으키며, 현존하는 물질 중에서 OH라디칼 의 산화력은 불소(F) 다음으로 강력하고 오존(O3)과 염소(Cl2) 보다 2배 가량 강력하지만 불소나 염소 및 오존 처럼 독성이 있거나 인체에 유해한 물질이 아닌 극히 안전한 이온 물질이다.
도 1은 본 발명에 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도면에는 지하수나 수돗물 등의 원수를 공급받아 저장하는 것으로 일측에 순환 입수구(11)와 순환 출수구(13) 그리고 출수밸브(15)가 마련된 급수조(10)와, 상기 급수조(10)의 순환 입수구(11)와 순환 출수구(13)에 연결되어 용수를 순환시키는 과정에서 OH라디칼을 주입하여 혼합되게 하는 교반기(30)와, 이 교반기(30)의 일측에 제공되어 사용자로부터 입력조작을 받는 버튼이나 스위치를 구비하고, 아울러 동작 상태 등을 표시하기 위한 표시부를 갖는 것으로 기기의 동작을 제어하기 위하여 마이콤 등의 제어칩을 구비한 제어부(40)로 이루어진 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치(1)가 도시되어 있다.
도 2는 본 발명 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에서 급수조의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.
도면에는 지하수나 수돗물 등의 원수를 공급받아 저장하는 것으로 원수에 포함된 이물질을 걸러내기 위한 정수필터(18)가 구비되고, 일측에는 교반기(30)를 순환하도록 순환 입수구(11)와 순환 출수구(13)가 마련되고, 그 일측에는 교반기(30)를 순환하여 OH라디칼 이 혼합된 기능성 용수를 외부로 배출시켜 사용할 수 있도록 하기 위한 출수밸브(15)가 마련된 급수조(10)가 도시되어 있다.
또한 상기 급수조(10)의 출수밸브(15)는 가축의 음용수나 축사에서 사용되는 용수 목적으로 공급하기 위해 급수기나 호스 등이 연결될 수 있는 구성이 도시되어 있으며, 상기 출수밸브(15)는 솔레노이드 밸브에 의해 개폐 제어되거나 또는 펌프에 의해 고압으로 송출될 수 있는 구성이다.
그리고, 상기 급수조(10)의 내부 일측에는 용수의 수위를 감지하기 위한 급수레벨센서(17)가 설치되어 있으며, 상기 급수레벨센서(17)는 제어부(40)에 연결되어 감지신호를 인가하도록 구성되고, 상기 제어부(40)는 급수조(10)의 내의 용수가 적정량을 유지하도록 원수를 공급받도록 제어하게 된다. 이러한 급수조(10)는 도면에서 보는 바와같이 교반기(30)를 순환하도록 관로 연결되는 구성이다.
도 3은 '본 발명에 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에서 교반기의 연결 구성을 설명하기 위한 개략도이다.
도면에는, 급수조(10)의 순환 출수구(13)에 연결되어 용수를 공급받도록 배관 연결된 교반기(30)가 도시되어 있으며, 이 교반기(30)는 상기 순환 출수구(13)로부터 용수를 강제로 흡입하여 압송하기 위한 순환펌프(31)와, 상기 순환펌프(31)의 출수단에 연결되어 고압 용수가 통과하도록 양측이 개방된 통로요소로, 중심을 향하면서 점진적으로 감소된 지름을 갖는 주통로를 형성한 주관(33a) 및 이 주관(33a)의 주통로 중심에서 편심된 위치에 수직하게 연결되되 일측이 상기 OH라디칼 발생기(20)에 연결되어 상기 주통로의 내부로 OH라디칼 이 유입되어 용수와 혼합될 수 있도록 안내하는 주입관(33b)으로 이루어진 기능성 용수 벤츄리인젝터(33)의 구성이 도시되어 있다.
도 4는 본 발명에 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에서 OH라디칼 발생기와 교반기의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.
도면에는, 교반기(30)를 구성하는 기능성 용수 벤츄리인젝터(33)에 OH라디칼을 공급하기 위한 OH라디칼 발생기(20)를 나타낸 것으로, 본 발명에서의 OH라디칼 발생기(20)는 OH라디칼을 생성하는 OH라디칼 발생모듈(21)과, 클러스터 단위의 물방울을 공급받아 단위 물분자로 변환시키는 물분자 생성모듈(23) 그리고 상기 OH라디칼 과 단위 물분자를 혼합하기 위한 라디칼 벤츄리 인젝터(25)로 이루어지는 구성이다.
여기서, 상기 물분자 생성모듈(23)은 OH라디칼 과 물분자가 반응하는 공간인 반응챔버(23a)와, 상기 반응챔버(23a)에 클러스터 단위의 습증기나 수증기 등의 물방울을 공급하기 위한 수분공급부(23b)와, 상기 반응챔버(23a)의 일측에 설치되어 반응챔버(23a)내에 전자기파인 알에프 에너지를 조사하여 수분에 대한 유전가열 작용을 통해 단위 물분자를 생성하는 알에프 발생부(23c)로 이루어지는 구성이 도시되어 있다.
그리고 상기 라디칼 벤츄리 인젝터(25)는 OH라디칼을 공급받아 이동시키는 주통로로서 양측이 개방된 관 형상으로 구비되되 그 중심을 향하면서 점진적으로 지름이 감소되는 오리피스 형태를 갖는 라디칼관(25a)과, 이 라디칼관(25a)의 측부에 수직하게 연결되어 상기 물분자 생성모듈(23)로부터 단위 물분자를 공급하는 물분자관(25b)으로 이루어지는 구성이 도시되어 있다.
도 5는 본 발명에 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에서 기능성 용수 벤츄리인젝터와 라디칼 벤츄리 인젝터의 구성을 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 도면이다.
도면에는, OH라디칼 발생모듈(21)에서 생성된 OH라디칼을 공급받아 단위 물분자와 혼합하는 라디칼 벤츄리 인젝터(25)와, 이 라디칼 벤츄리 인젝터(25)로부터 단위 물분자가 결합된 OH라디칼을 공급받아 급수조(10)로부터 공급받은 용수와 혼합시킨 뒤 다시 급수조(10)로 순환 공급시키도록 배관 연결된 기능성 용수 벤츄리인젝터(33)가 도시되어 있다,
상기 라디칼 벤츄리 인젝터(25)는 양측이 개방된 관 형상의 부재로 중심을 향하면서 지름이 감소되는 형상으로 구비되는 것으로 입구측이 OH라디칼 발생모듈(21)에 연결되어 생성된 OH라디칼 이 유입되어 출구측으로 라디칼관(25a)과, 일단이 상기 라디칼관(25a)의 좁은 목의 일측에 연결되고 타단은 물분자 생성모듈(23)에 연결되는 것으로 상기 라디칼관(25a)의 내부에 생성되는 흡입압에 의해 단위 물방울을 안내 이송하는 물분자관(25b)으로 이루어지는 구성이 도시되어 있다. 이러한 라디칼 벤츄리 인젝터(25)는 OH라디칼 과 단위 물분자를 혼합하여 후술할 기능성 용수 벤츄리인젝터(33)의 주입관(33b)을 통해 주관(33a) 내부로 공급되어 혼합된다.
상기 기능성 용수 벤츄리인젝터(33)는 양측이 개방된 관 형상으로 구비되되, 중심을 향하면서 감소된 지름을 형성하여 유체의 이동시 차압을 발생시키되 입구와 출구가 각각 급수조(10)에 연결되는 주관(33a)과, 일단이 상기 주관(33a)에 연결되고 타단은 상기 라디칼 벤츄리 인젝터(25)에 연결되어 물분자와 혼합된 OH라디칼을 공급받아 주관(33a) 내부로 주입하는 주입관(33b)으로 이루어지는 구성이 도시되어 있다.
이상의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치의 구성을 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 지하수나 수돗물 등의 원수를 공급받아 저장하는 것으로 일측에 용수를 교반기로 공급하여 OH라디칼을 혼합시킨 뒤 다시 공급받는 급수조(10)와, OH라디칼을 생성하는 OH라디칼 발생기(20)와, 상기 급수조(10)의 용수를 공급받아 OH라디칼을 혼합시키는 교반기(30)로 구성된다.
급수조(10)는 지하수나 원수를 공급받아 저장하는 일종의 저장 탱크로서, 내부 일측에는 급수레벨센서(17)가 설치되어 저장된 용수의 수위를 감지하며, 이렇게 감지된 감지정보는 후술할 제어부(40)로 인가된다.
이러한 급수조(10)는 후술할 교반기(30)에 용수를 공급한 뒤 OH라디칼 이 혼합된 기능 용수를 입수받을 수 있도록 순환 입수구(11)와 순환 출수구(13)가 각각 마련되어 있으며, 상기 순환 입수구(11)의 일측에는 급수조(10) 내의 용수나 기능성 용수를 외부로 배출시켜 사용할 수 있도록 하기 위한 출수밸브(15)가 마련되는 구성이며, 상기 출수밸브(15)는 솔레노이드 밸브(미도시)에 개폐제어되도록 구성될 수 있으며, 이외에도 펌프에 의해 고압으로 배출되도록 구성될 수 있을 것이다.
OH라디칼 발생기(20)는 OH라디칼을 생성하는 OH라디칼 발생모듈(21)과, 단위 물분자를 생성하기 위한 물분자 생성모듈(23)과, 이들 OH라디칼 발생모듈(21)과 물분자 생성모듈(23)에 연결되어 차압 작용에 의해 OH라디칼 과 물분자를 혼합하여 된 혼합물을 후술할 교반기(30)를 구성하는 기능성 용수 벤츄리인젝터(33)의 주입관(33b)으로 공급되게 연결되는 라디칼 벤츄리 인젝터(25)로 구성된다.
상기 OH라디칼 발생모듈(21)은 OH라디칼을 생성하기 위한 것으로 공지의 플라즈마 방전을 이용한 플라즈마 발생기가 사용되거나 또는 램프 방식의 발생기 또는 알에프 에너지에 의한 플라즈마 발생장치 등이 사용될 수 있으며, 공지의 기술에 의해 실시되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 물분자 생성모듈(23)은 반응공간을 제공하는 것으로 전자파 누설방지 구조를 가진 반응챔버(23a)와, 이 반응챔버(23a)의 일측에 설치되어 상기 반응챔버(23a)의 반응공간 내부로 수증기나 습증기 형태의 클러스터 단위의 물방을 공급하기 위한 수분공급부(23b)와, 상기 반응챔버(23a)의 내부로 전자기파인 알에프 에너지를 방사하여 상기 클러스터 단위의 물방울에 대한 유전가열 작용을 통해 단위 물분자로 쪼개는 알에프 발생부(23c)로 구성된다. 한편, 상기 알에프 발생부(23c)는 알에프 에너지의 방사량을 높이는 경우 알에프 여기에 의한 플라즈마 방전작용에 의해 단위 물분자와 기체 중의 산소로부터 OH라디칼 이 생성될 수 있으나, 본 발명에서의 알에프 에너지는 단위 물분자 생성에 목적을 둔다.
상기 라디칼 벤츄리 인젝터(25)는 상기 OH라디칼 발생모듈(21)로부터 생성된 OH라디칼을 공급받아 주입관(33b)으로 안내하기 위한 주통로인 라디칼관(25a)과, 이 라디칼관(25a)의 측부에 수직하게 연결되어 상기 라디칼관(25a) 내부에 작용하는 차압에 의해 흡입되어지는 물분자관(25b)으로 구성된다
즉, 상기 라디칼관(25a)은 양측이 개방된 관 형상으로 구비되되, 그 중심을 향하면서 점진적으로 감소되는 지름을 형성하여 유체의 이동시 좁아지는 목 부분의 구간에서 속도를 증가시키고 차압을 발생시키도로 구비되며, 상기 물분자관(25b)은 일단이 상기 라디칼관(25a)의 지름이 좁아지는 목 부분의 일측에 연결되고 타단은 물분자 생성모듈(23)에 연결되는 것에 의해 상기 라디칼관(25a)의 내부로 물분자를 공급하는 구성이다.
이러한 구성을 갖는 상기 라디칼 벤츄리 인젝터(25)는 OH라디칼 과 단위 물분자를 혼합하게 되며, 이렇게 혼합된 물분자가 결합된 OH라디칼 은 후술할 기능성 용수 벤츄리인젝터(33)의 주입관(33b)으로 공급되어진다.
교반기(30)는 상기 급수조(10)에 연결되어 용수에 OH라디칼을 혼합하여 된 기능 용수를 생성하여 이를 다시 급수조(10)에 공급시키도록 구성된 것으로 크게 순환펌프(31)와 기능성 용수 벤츄리인젝터(33)로 구성된다
상기 순환펌프(31)는 상기 급수조(10)의 순환 출수구(13)에 연결되어 상기 급수조(10)내의 용수를 강제 압송하기 위한 요소로서, 공지의 기술에 의해 실시되는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 기능성 용수 벤츄리인젝터(33)는 상기 순환펌프(31)의 펌핑작용에 의해 압송된 용수에 상기 OH라디칼 발생기(20)에서 생성된 단위 물분자가 결합된 OH라디칼을 혼합하기 위한 것으로, 크게 주관(33a)과, 주입관(33b)으로 구성된다
상기 주관(33a)은 양측이 개방된 통로를 형성한 것으로 그 중심을 향하면서 점진적으로 감소된 지름을 형성하여 좁아지는 목 구간을 형성하여, 유체가 좁아지는 목 구간을 통과하면서 유속은 증가하고 차압이 발생되는 원리를 이용한 것이다.
상기 주입관(33b)은 그 일단이 상기 주관(33a)의 중심에서 편심된 위치에 수직하게 연결되고, 타단은 상기 라디칼 벤츄리 인젝터(25)의 라디칼관(25a)에 연결되어 단위 물분자가 결합된 OH라디칼을 안내하는 관로 요소이다. 즉, 상기 주입관(33b)을 통해 연결된 단위 물분자가 결합된 OH라디칼 은 상기 주관(33a)에 작용하는 차압에 의해 상기 주관(33a) 내부로 유입되면서 자연스럽게 용수와 교반이 이루어진다.
제어부(40)는 상기 교반기(30)의 동작을 제어하여 상기 급수조(10) 내의 OH라디칼 교반 정도를 조절하기 위한 제어요소이다. 이러한 제어부(40)는 상기 급수조(10)의 내부 일측에 저장된 용수의 수위를 감지하는 급수레벨센서(17)에 연결되어 수위감지정보를 인가받으며, 이외에도 OH라디칼 발생기(20)의 동작과 유휴시간을 감지하는 구동감지센서(27)에 회로 연결되어 감지정보를 인가받도록 구성된다.
이러한 제어부(40)는 급수조(10)의 수위가 설정치 미만으로 떨어지는 경우 지하수나 수돗물 등의 원수를 공급받아 설정치를 충족할 때까지 채우도록 하고, 일정량 채워진 상태에서는 교반기(30)를 구동시켜 상기 급수조(10) 내의 용수에 OH라디칼 이 혼합될 수 있도록 설정 횟수 또는 설정 시간 동안 반복하여 순환시키도록 제어한다.
또한 본 발명에서의, 제어부(40)는 급수조(10) 내의 용수의 수위가 변함이 없는 상태에서 교반기(30)의 유휴 동작시간이 설정시간에 도달하게 되는 경우 상기 급수조(10) 내의 요수의 OH라디칼 의 농도를 유지시키도록 설정 시간 또는 설정 횟수만큼 교반기(30)를 동작시키도록 제어하는 것도 가능할 것이다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 정수필터를 경유한 지하수나 수돗물 등의 원수는 급수조(10)에 공급되어 일정량 채워지게 된 상태에서 제어부(40)에 마련된 시작버튼이 눌려지면, 상기 제어부(40)는 교반기(30)에 구동 제어신호를 인가한다.
그러면, 상기 교반기(30)를 구성하는 순환펌프(31)는 상기 급수조(10) 내의 용수를 압송하여 기능성 용수 벤츄리인젝터(33)를 통과하여 다시 급수조(10)로 공급되게 펌핑 작용을 한다.
이때, 상기 기능성 용수 벤츄리인젝터(33)는 상기 OH라디칼 발생기(20)를 구성하는 OH라디칼 발생모듈(21)에서 생성된 OH라디칼 과, 물분자 생성모듈(23)에서 생성된 물분자가 혼합된 혼합물이 차압 작용에 의해 주입관(33b)을 따라 주관(33a)으로 유입되어 용수와 혼합된다.
따라서, 상기 물분자가 혼합된 OH라디칼 과 용수가 교반되어 기능성 용수를 생성하게 되며, 이렇게 생성된 기능성 용수는 급수조(10)로 순환 공급됨에 따라 결과적으로 상기 급수조(10) 내의 용수의 OH라디칼 농도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 단위 물분자와 OH라디칼 이 결합된 상태이므로 OH라디칼 의 지속을 안정적으로 유지시킬 수 있다.
따라서, 상기 급수조(10)내의 용수는 상기 교반기(30)를 반복하여 순환되는 과정에서 OH라디칼 이 충분히 혼합되어 살균수로의 작용을 수행할 수 있게 되며, 사용자는 상기 급수조(10)에 마련된 출수밸브(15)를 통해 기능 용수를 외부로 배출시켜 가축의 음용수나 또는 축사의 세척용수 등의로 활용이 가능하다.
한편, 본 발명은 기재된 실시례에 한정되는 것은 아니고, 적용 부위를 변경하여 사용하는 것이 가능하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
1 : OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치
10 : 급수조 11 : 순환 입수구
13 : 순환 출수구 15 : 출수밸브
17 : 급수레벨센서 19 : 정수필터
20 : OH라디칼 발생기 21 : OH라디칼 발생모듈
23 : 물분자 생성모듈 23a : 반응챔버
23b : 수분공급부 23c : 알에프 발생부
25 : 라디칼 벤츄리 인젝터 27 : 구동감지센서
30 : 교반기 31 : 순환펌프
33 : 기능성 용수 벤츄리인젝터 33a : 주관
33b : 주입관 40 : 제어부
10 : 급수조 11 : 순환 입수구
13 : 순환 출수구 15 : 출수밸브
17 : 급수레벨센서 19 : 정수필터
20 : OH라디칼 발생기 21 : OH라디칼 발생모듈
23 : 물분자 생성모듈 23a : 반응챔버
23b : 수분공급부 23c : 알에프 발생부
25 : 라디칼 벤츄리 인젝터 27 : 구동감지센서
30 : 교반기 31 : 순환펌프
33 : 기능성 용수 벤츄리인젝터 33a : 주관
33b : 주입관 40 : 제어부
Claims (3)
- 지하수를 공급받아 저장하는 것으로 일측에 순환 입,출수구 및 출수밸브를 구비한 급수조와, OH라디칼을 생성하는 OH라디칼 발생기와, 상기 순환 출수구와 OH라디칼 발생기에 연결되어 지하수와 OH라디칼을 공급받아 교반하여 이를 순환 입수구로 재공급하는 교반기로 구성된 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치에 있어서,
상기 OH라디칼 발생기는 OH라디칼을 생성하는 OH라디칼 발생모듈과, 반응공간을 제공하는 반응챔버의 내부로 클러스터 단위의 수분을 공급하는 수분공급부 및 이의 일측에 설치되어 반응챔버 내에 알에프 전자기파 에너지를 조사하여 수분에 대한 유전가열작용을 통해 단위 물분자를 생성하는 알에프 발생부로 이루어진 물분자 생성모듈과, 상기 OH라디칼 발생모듈과 물분자 생성모듈에 각각 연결되어 OH라디칼 과 물분자를 공급받아 차압 작용에 의해 혼합시킨뒤 주입관으로 공급하는 라디칼 벤츄리 인젝터로 구성되고;,
상기 교반기는 순환 출수구로부터 용수를 강제 흡입하여 압송하기 위한 순환펌프와, 상기 순환펌프의 출수단에 연결되어 고압용수가 통과하도록 양측이 개방된 통로요소로 중심을 향하면서 점진적으로 감소된 지름을 갖는 주통로를 형성한 주관 및 주통로의 중심에서 편심된 위치에 수직하게 연결되되 일측이 상기 OH라디칼 발생기에 연결되어 상기 주통로의 내부로 OH라디칼 이 유입되어 용수와 혼합될 수 있도록 안내하는 주입관으로 이루어진 기능성 용수 벤츄리 인젝터로 구성된 것을 특징으로 하는 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치. - 제 1항에 있어서, 상기 급수조는 내부 일측에 용수의 수위를 감지하는 급수레벨센서가 설치되고, 상기 OH라디칼 발생기는 동작과 유휴시간을 감지하는 구동감시센서가 구비되며, 이들 센서로부터 감지신호를 인가받아 상기 교반기에 제어신호를 인가하여 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 라디칼 벤츄리 인젝터는,
상기 OH라디칼 발생모듈과 주입관 사이에 구비되어 생성된 OH라디칼 이 이동되는 통로요소로 중심을 향하면서 점진적으로 감소된 지름을 형성한 OH라디칼 관 및 이 OH라디칼 관의 중심에서 편심된 위치에 수직하게 연결되되 일측이 상기 반응챔버에 연결되어 생성된 물분자가 OH라디칼 관으로 유입되어 혼합되게 안내하는 물분자관으로 이루어진 라디칼 벤츄리 인젝터로 구성된 것을 특징으로 하는 OH라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치.
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| KR1020220069179A KR20230168549A (ko) | 2022-06-07 | 2022-06-07 | Oh라디칼을 이용한 축사용 기능성 용수 공급장치 |
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| KR102059380B1 (ko) | 2019-09-04 | 2019-12-26 | 주식회사 플라랩 | 플라즈마를 이용한 천정부착형 공기살균 및 시설소독 장치 |
| KR20200001918A (ko) | 2018-06-28 | 2020-01-07 | (주)빅케어리저브 | 실내공기의 살균 및 세척 장치 |
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2022
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