살균, 정화 및 탈취를 위한 프레임형 오존 발생기, 이를 포함하는 처리장치 및 처리방법(OZONE APPLICATIONS FOR DISINFECTION, PURIFICATION AND DEODORIZATION)

(19)대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(51) 。Int. Cl.
C01B 13/11 (2006.01)
B01J 19/08 (2006.01)
(45) 공고일자
(11) 등록번호
(24) 등록일자
2006년10월24일
10-0536485
2005년12월07일
(21) 출원번호 10-1998-0710657 (65) 공개번호 10-2000-0022237
(22) 출원일자 1998년12월26일 (43) 공개일자 2000년04월25일
번역문 제출일자 1998년12월26일
(86) 국제출원번호 PCT/IL1997/000214 (87) 국제공개번호 WO 1998/01386
국제출원일자 1997년06월26일 국제공개일자 1998년01월15일
(81) 지정국 국내특허 : 아일랜드, 알바니아, 오스트레일리아, 보스니아 헤르체고비나, 바르바도스, 불가리
아, 브라질, 캐나다, 중국, 쿠바, 체코, 에스토니아, 그루지야, 헝가리, 이스라엘, 아이슬랜드,
AP ARIPO특허 : 가나, 케냐, 레소토, 말라위, 수단, 스와질랜드, 우간다,
EA 유라시아특허 : 아르메니아, 아제르바이잔, 벨라루스,
EP 유럽특허 : 오스트리아, 벨기에, 스위스, 독일, 덴마크, 스페인, 프랑스, 영국, 그리스, 이탈
리아, 룩셈부르크, 모나코, 네덜란드, 포르투칼, 스웨덴, 오스트리아, 스위스, 독일, 덴마크, 스
페인, 핀란드, 영국,
(30) 우선권주장 118741 1996년06월26일 이스라엘(IL)
(73) 특허권자 오존테크 리미티드
이스라엘, 36601 네셰, 하나르키심 스트리트 30, 사이언스 파크 테크니온
(72) 발명자 말킨 보리스
이스라엘, 33142 하이파, 샤하르 스트리트 17
페로브 제나
이스라엘, 34334 하이파, 디스라엘 스트리트 18
야나이 슈무엘
이스라엘, 34987 하이파, 스웨덴 스트리트 61
(74) 대리인 특허법인씨엔에스
전준항
심사관 : 이재석
(54) 살균, 정화 및 탈취를 위한 프레임형 오존 발생기, 이를 포함하는 처리장치 및 처리방법
요약
등록특허 10-0536485
- 1 -
프레임형 오존 발생기는 실질적으로 평행하게 배치되었으며, 실질적으로 평탄한 전극 배열을 형성하도록 서로 간격을 둔
복수의 신장된 전극과, 상기 전극 배열에 실질적으로 수직인 방향으로 배열된 전극을 통해 산소 함유 가스의 흐름을 발생
시키기 위한 흐름 발생기를 갖는다. 각각의 전극은 폴리비닐-디플루오라이드로 피복된 전기 전도성 코어로부터 형성된다.
바람직하게는, 각 전극 배열은 주어진 영역의 프레임내에 배열되었으며, 각 프레임은 다른 유사한 프레임을 갖는 조립체가
주어진 영역보다 큰 영역의 신장된 오존 발생기를 형성하도록 배치되어 있다. 또한 제품을 오존 처리의 효과를 향상시키기
위해 압력파(pressure-wave)가 사용되는 오존-함유 가스로 처리하기 위한 장치와 오존과 같은 유해한 가스를 갖는 제품
을 처리하기 위한 2- 연소실 배치 방법에 개시되어 있다.
대표도
도 1
명세서
기술분야
본 발명은 오존을 함유한 기체상을 사용하는 살균, 정화 및 탈취용 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 상
기 공정이 처리될 각 대상의 표면에서 수행되는 상기 시스템에 관한 것이다.
배경기술
신선한 농작물, 약품과 의료용 및 공업용 설비와 같은 고형물 대상의 오존을 사용한 살균 처리는 잘 알려져 있으며, 기체형
태에서 또는 수용액내에서 수행된다. 농작물을 이와같이 처리하는데 대한 단점중에는 다음과 같은 것들이 있다:
(a) 처리된 물질의 표면과의 상호작용으로 인한 특정 농작물의 손상의 가능성과,
(b) 식품 뿐 아니라 약품과 같은 농작물이 아닌 고형물 대상물 경우, 처리된 조직으로의 오존의 확산,
(c) 처리될 대상에는 정체 영역, 즉 자유 흐름 기체가 없어, 오존 투과가 비효율적인 부분이 존재한다.
액체상에서의 처리에 대한 단점중에는 다음과 같은 것들이 있다:
(a) 처리될 생성물을 적신 후 다시 건조시키는 것은 비실용적이다.
(b) 생성물이 액체에 침지된 후 이들의 표면에 영향을 주어, 그 표면적이 영향 받을 수 있는 생성물들이 있다. 따라서, 달걀
껍질을 각피 피복하면 수용액에 용해되고 결과로서 처리된 달걀은 이후 저장중에 대량의 물을 손실할 수 있다.
(c) 액체상에서 처리후 금속 부분은 부식을 행할 수 있다.
(d) 과일과 야채 관모 가공 방법중 관모를 손실할 수 있어, 그 결과 모양이 좋지않게된다.
상기 문제의 중요성은 이들을 다루고 있는 비교적 많은 수의 특허와 논문으로 입증된다. 이에 따라Chemical Abstract
Vol.123:8355에 의하면, 물에 식품을 침지함으로써 살균하는 장치가 개시되어 있으며, 여기서 오존과 공기의 흐름이 연속
적으로 물속으로 분사된다.
최근 미국특허 제 5,403,602에 의하면, 개시된 방법은 3 ~ 12% 오존을 함유한 수용액을 사용한다. 방출된 오존은 식품의
구성성분들과 반응하며, 이는 효소 촉매를 도입함으로써 조절된다. 이 살균 방법은 신선한 식품의 무균 포장을 위해 가장
유용하다고 주장하고 있다.
Chemical Abstract Vol.119:15419에 의하면, 오존이 생성된 다음 확산기에 의해 오존-공기 혼합물을 통하여 분산되는
오존실로 구성되는, 유체 살균용 장치가 개시되어 있다. 유체와 오존은 처리실내에서 철저하게 혼합되며 처리될 유체를 배
출한다. 이 장치는 식품 가공, 농장 및 물 또는 공기 정화 시설에 유용하다.
등록특허 10-0536485
- 2 -
Chemical Abstract Vol.116:261655에 의하면, 생선과 기타 식품을 전시하는데 사용되는 냉동 상자내에서 악취가 나는
공기 또는 물은 상기 냉동 상자에 연결된 가압 용기내의 기체 또는 액체화된 오존용 장치를 포함하는 시스템내의 오존을
주입함으로써 탈취된다. 상기 냉동 상자내에서의 박테리아 생장과 악취 생성이 크게 감소될 수 있다고 명기되어 있다.
Chemical Abstract Vol.116:234256에 의하면, pH 3.5 ~ 4.5의 범위에서 오존 수용액을 사용하는 야채와 생선 살균용 방
법과 장치가 개시되어 있다. 이 pH 범위는 아세트산과 같은 유기산을 첨가함으로써 유지하며, 상기 오존 용액은 미생물 생
장을 억제한다.
상기 간단한 검토는 오존을 사용한 신선한 농작물, 약품, 그리고 의약용 및 공업용 설비의 살균, 정화 및 탈취의 문제점과
필요성이 존재함을 나타낸다.
발명의 상세한 설명
본 발명의 목적은 오존을 사용하여 처리 공간내에서 유지되는 대상들의 살균, 정화 및 탈취를 위한 시스템을 제공하는 것
이다. 본 발명의 다른 목적은 공지된 시스템의 기존의 단점을 극복하는, 상기 대상의 살균, 정화 및 탈취를 위한 시스템을
제공하는 것이다.
본 발명의 제1 견지는 상기 표면에서 흐르며, 상기 흐름은 음파(acoustic wave)에 의해 조력되는 운반 기체와 균질하게 혼
합된 기체 오존의 강제 흐름에 의해 처리 공간에서 유지되는 대상의 표면 살균, 정화 및 탈취하기 위한 시스템에 관한 것이
다.
바람직한 실시예에 의하면, 상기 음파는 음향 변환기를 통해 생성된다.
따라서, 본 발명의 가르침에 의하면,
(a) 실질적으로 평탄한 전극 배열을 형성하기 위해 실질적으로 평행하게 배치되었으며, 서로 일정하게 간격을 둔 복수의
신장된 전극들; 및
(b) 각 전극들은 폴리비닐-디플루오라이드로 피복된 전기 전도성 코어로부터 형성되며, 전극 배열을 통한 산소 함유 가스
를 전극 배열에 실질적으로 수직인 방향으로 발생시키기 위한 흐름 발생기;
를 포함하는 프레임-형 오존 발생기가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 전극 배열은 주어진 면적의 프레임내에 배치되며, 상기 프레임은 다른 유사한 프레임
과 함께 어셈블리를 형성되어 주어진 면적보다 큰 면적을 갖는 확대된 오존 발생기를 형성한다.
본 발명의 또다른 특징에 의하면, 상기 프레임은 전극에 실질적으로 수직인 제1 및 제2 면을 갖는 실질적으로 정방형이며,
상기 제1면이 유사한 프레임의 나란히 위치한 제2면과 맞물려 확대된 오존 발생기 장치를 형성할 수 있도록 제1 및 제2 면
이 상보적 연동 형태를 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 제1 면은 제1 전극 세트로의 제1 공통 전기 연결을 포함하며, 상기 상보적 연동 형태는 상
기 제1 공통 전기적 연결이 나란히 위치한 유사 프레임의 다른 공통 전기적 연결과 전기적 접속을 만들어 상기 프레임과
연동하도록 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 프레임은 실질적으로 상기 전극에 평행한 제1 및 제2 말단을 가지며, 상기 제1 및 제2
말단은 제1 말단이 유사한 프레임을 갖는 나란히 위치한 제2 말단과 맞물려 확대된 오존 발생 장치를 형성할 수 있도록 상
보적 연동 형태로써 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 프레임과 전극 배열은 전기 전도성 주입물로 성형된 폴리비닐-디플루오라이드로부터
통합하여 형성된다.
본 발명의 가르침에 의하면 또한 오존-함유 가스로 생성물을 처리하기 위한 장치가 제공되며, 상기 장치는
등록특허 10-0536485
- 3 -
(a) 생성물을 수용하기 위한 용기;
(b) 오존-함유 가스를 용기의 내부로 공급하기 위한 오존 발생기; 및
(c) 오존 처리의 효율성을 향상시키기 위해 용기내에 가압파를 생성하기 위한 가압파 발생기를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 오존-함유 가스의 순환을 발생시키기 위한 흐름 발생 시스템도 또한 제공된다.
본 발명의 또다른 특징에 의하면, 또한 제1 방향과 제 1 방향에 반대인 제2 방향사이에서 교대하는 오존-함유 가스의 흐름
을 생성하도록 배열된 흐름 발생 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 생성물을 향해 한 방향 이상으로 오존-함유 가스의 동시 흐름을 발생하록 배열된 흐름 발
생 시스템이 또한 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 표면층에 오존-함유 수증기의 응축을 일으키도록 충분히 처리하기 전에 생성물의 최소 하
나의 표면층을 냉각하기 위한 냉각 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 또한 표면층에서 오존-함유 수증기의 동결을 일으키도록 충분히 처리하기 전에 최소 하나
의 표면층을 냉각시키기 위한 냉각 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 생성물은 물이며, 상기 장치는 또한 용기내에 물의 이동 피막을 발생시키기 위한 물
처리 시스템을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 생성물은 물이며, 상기 장치는 또한
(a) 상기 용기내에 제1 방향으로 이동하는 물 분사를 생성하기 위한 분사 발생기; 및
(b) 상기 오존-함유 가스의 흐름을 상기 제1 방향에 실질적으로 반대인 방향으로 흐름을 발생하는 흐름 발생 시스템을 포
함한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 또한 상기 용기의 개방전에 오존-함유 가스로부터 오존을 제거하기 위한 상기 용기에 결합
된 촉매 필터가 제공된다.
본 발명의 가르침에 의하면, 잠재적으로 유해한 가스로써 생성물의 배치 처리 방법이 제공되며, 상기 방법은
(a) 제1 및 제2 처리실을 제공하는단계;
(b) 제1 처리실내에 다량의 가스로 제1 배치의 생성물을 처리하는 단계;
(c) 제2 처리실내에 제2 배치의 생성물을 배치하는 단계; 및
(d) 상기 가스중 최소 일부분을 제1 처리실로부터 제2 처리실로 이동하는 단계;
를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 잠재적으로 유해한 가스는 오존-함유 가스이다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 이동은 오존-함유 가스내의 오존의 비율을 보다 증가시키도록 오존 발생기를 통해 수
행된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 가스는 또한 촉매 필터를 통해 제2 처리실 로부터 제1 처리실로 이동된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 또한 오존 처리의 효율을 증대시키기 위해 제1 처리실내에 가압파를 발생시킨다.
등록특허 10-0536485
- 4 -
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 표면층에 오존-함유 수증기의 응축을 일으키기에 충분하게 처리하기 전에 생성물의
최소 하나의 표면층을 충분히 냉각시킨다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 표면층에 오존-함유 수증기의 동결을 일으키기에 충분하게 처리하기전에 생성물의
최소 하나의 표면층을 충분히 냉각시킨다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 제1 및 제2 처리실은 최소 하나의 오존 발생기와 최소 하나의 촉매 필터의 특징을 이루는
공통의 분할 벽을 공유한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 최소 하나의 오존 발생기는 상기 제1 또는 제2 처리실과 전환되게 연결되는 유입구와
제1 또는 제2 처리실과 전환되게 연결되는 배출구를 갖는다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 최소 하나의 촉매 필터는 제1 또는 제2 처리실과 전환되게 연결되는 유입구와 제1 또는 제
2 처리실과 전환되게 연결되는 배출구를 갖는다.
또한 본 발명의 가르침에 의하면,
(a) 실질적으로 평탄한 전극 배열을 형성하기 위해 서로 실질적으로 평행하고 일정 간격을 두고 배치된 복수의 신장된 전
극들;
(b) 실질적으로 상기 전극 배열을 둘러싸며, 유입구와 배출구를 갖는 케이스; 및
(c) (ⅰ) 상기 전극을 통해 재순환하는 케이스내의 가스의 재순환류, 및
(ⅱ) 유입구를 통해 흘러 들어가서 배출구를 통해 흘러 나오며, 상기 재순환류의 부피 유속에 비해 훨씬 작은 부피 유속과
의 기체의 통류;
를 발생하도록 배치된 상기 케이스에 결합된 흐름 시스템;
을 포함하는 고농도 프레임형 오존 발생기가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 재순환류의 부피 유속은 상기 관통류의 부피 유속의 최소 10배이다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 케이스를 냉각시키기 위해 케이스에 결합된 냉각 시스템이·또한 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 재순환류가 상기 전극 배열과 상기 부가적 전극 배열을 순차적으로 통과하도록 상기
전극 배열과 유사하며, 이와 평행하게 배치된 최소 하나의 부가적 전극 배열이 제공된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 오존-함유 가스 혼합물을 사용하는 대상 처리 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 도1에 나타난 방법의 변형을 나타내는 도면이다.
도 3은 교대로 그 방향을 변화시키는 가스 혼합물의 나선 원통형 흐름을 나타내는 도면이다.
도 4는 음파와 결합된, 도 2에 나타낸 것과 같은 대상의 처리방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 개방부를 갖는 포장재내의 대상의 처리 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 변형을 나타내는 도면이다.
도 7은 처리 공간에서 오존과 운반 가스와의 균질 혼합물을 얻기 위한 시스템으로써 대상 처리 방법을 나타내는 도면이다.
등록특허 10-0536485
- 5 -
도 8은 연속 공정용 처리 방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 4에 나타난 것과 같은 처리 방법으로, 상기 음파는 변환기에 의해 생성됨을 나타내는 도면이다.
도 10은 수증기의 상전이를 통해 얻어진 오존의 이동에 의한 대상의 처리 방법을 나타내는 도면이다.
도 11은 오존-함유 가스 혼합물로써 액체 소적의 처리 방법을 나타내는 도면이다.
도 12는 오존 함유 가스 혼합물에 의한 액체 강하막의 처리 방법을 나타내는 도면이다.
도 13은 도 12의 변형을 나타내는 도면으로, 상기 박막은 슬라이딩 트레이에서 떨어진다.
도 14는 오존 함유 가스 혼합물로써 액체 스프레이의 처리 방법을 나타내는 도면이다.
도 15는 달걀의 처리방법을 나타내는 도면이다.
도 16은 도 15의 변형을 나타내는 도면이다.
도 17은 처리될 대상을 둘러싼 박막을 팽창시켜 건조된, 처리 공간에서의 살균을 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 18은 어떠한 의학적 치료전 또는/및 후에 개방된 상처와 화상을 살균하기 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 19는 오존-함유 가스 혼합물로써 배치 처리를 위한 2개의 처리실 시스템의 조직도로서, 상기 시스템을 공정의 제1단계
에서 나타내었다.
도 20, 21 및 22는 도 19와 유사한 도면으로서, 상기 시스템의 3개의 연속적인 공정단게를 나타낸다.
도 23은 도 19의 시스템의 각 처리실내에서 시간에 대한 오존 농도의 변화를 나타내는 도면이다.
도 24는 다목적 변형 오존기(Multipurpose Versatile Ozonator)의 프레임의 구체화를 나타내는 도면이다.
도 25a와 25b는 상기 오존기에서 사용되는 전극의 어셈블리를 나타내는 도면이다.
도 26a-26e는 상기 오존기에서 사용되는 몇몇 전형적인 전극의 단면 형태를 나타내는 도면이다.
도 27a와 27b는 공기 배출구 또는 굴뚝에서 상기 오존 발생기의 전형적인 사용을 나타내난 도면이다.
도 28은 상기 오존기와 송풍기를 사용한 공기의 정화 및 소독용 시스템을 나타내는 도면이다.
도 29a-29c는 개인용 및/또는 외부 보호 후드에서 상기 오존기의 전형적인 사용을 나타내는 도면이다.
도 30은 상기 오존기를 사용한 물 처리용으로 바람직한 개인용 장치를 나타내는 도면이다.
도 31은 아크형 프레임을 포함하는 오존기 시스템의 구체화를 나타내는 도면이다.
도 32는 도 31에 나타낸 구체화의 변형을 나타내는 도면으로, 상기 시스템은 아크형 프레임으로부터 건조된 터널로 구성
되어 있다.
도 33a와 33b는 작동중 오존 발생기의 나란히 위치한 전극의 이동을 나타내는 도면이다.
도 34는 본 발명의 가르침에 의하여 건조되어 작동하는 모듈 오존 발생기 어셈블리의 정면도이다.
도 35는 도 34의 영역 Ⅰ에 상응하는 모듈을 통한 단순화된 단면도이다.
등록특허 10-0536485
- 6 -
도 36은 도 35의 라인 Ⅱ-Ⅱ을 따라 취한 단면도이다.
도 37과 38은 도 35의 모듈과 함께 사용하기 위한 다양한 연동 형태의 모서리를 나타내는 세부도이다.
도 39는 도 35의 라인 Ⅲ-Ⅲ 을 따라 취한 단면도이다.
도 40은 도 39로부터의 모듈의 정면도로서 능한 전기적 연결 구조를 나타낸다.
도 41과 42는 도 40의 수많은 모듈들을 조립하는 2가지 가능한 방법을 나타내는 도면이다.
도 43은 본 발명의 가르침에 따라 건조되어 작동되는, 임의의 모듈 오존 발생기의 정면도이다.
도 44는 본 발명의 가르침에 의해 건조되어 작동하는 고농도 프레임형 오존 발생기를 통한 세로축의 단면도이다.
도 45는 도 44의 라인 Ⅳ-Ⅳ를 따라 취한 가로축 단면도이다.
*도면의 주요한 부호에 대한 간단한 설명*
1,21,31,41,51,61,71,81,91,101,111,121,131,141,151,161,171,181 ... 가스 혼합물 생성장치
2,22,32,42,52,62,72,82,92,102,112,122,132,142,152,162,172,182 ... 처리 대상
4,24,34,44,54,64,74,84,94,175,185 ... 가스 유입구
5,25,35,45,55,65,75,85,95,174,184 ... 가스 배출구
6,26,36,46.56,66,76,86,96,96,188 ... 가스혼합물의 상대습도 및 온도조절장치
3,33,43,53,63,73,83,153,163,173 ... 처리공간
47,57,67,77,87,97,104,114,125,135,177 ... 음파 생성용 전자장치
48,58,68,78,88,98,103,113,124,134,147,154,163 ... 음향 변환기
실시예
본 발명은 오존 처리용 시스템과, 이러한 시스템을 위한 오존 발생기와 관련된 수많은 개발에 관련된다.
본 발명에 의한 개발의 원리와 방법은 도면과 이에 따른 설명을 참고로 보다 잘 이해될 수 있다.
보다 상세하게는, 대상의 오존 처리를 위한 수많은 시스템을 특히 도 1 ~ 23을 참조로 설명한. 다음으로, 도 24 ~ 45를 참
조로하여, 다양한 구조의 오존 발생기의 다양한 구조와 이들의 적용처를 설명한다. 도 24 ~ 45의 오존 발생기들은 도 1 ~
23의 시스템내에서 유리하게 사용될 수 있다는 것을 인지해야 한다. 그러나, 상기 시스템은 특정한 경우를 제외하고는 이
와같은 오존 발생기를 사용하도록 한정하지는 않는다.
도면을 참조로 하면, 도 1은 그 방향을 교대로 변화시키는 오존-함유 가스 혼합물의 강제된 직선 흐름에 의한 대상 처리 방
법을 나타낸다. 이러한 시스템은 특정한 종류의 농작물(예를들어, 토마토, 포도 및 호박, 달걀 등)과 같이, 평활한 곡면을
가지며 공극이 없는 대상물의 살균에 특히 적합하다.
시스템의 세부사항은 다음과 같다:
·오존-함유 가스 혼합물을 생성하며, 시스템내에서 가스 순환을 유지하기 위한 장치(1)
등록특허 10-0536485
- 7 -
. 처리 대상(2)
. 처리 공간의 경계면(3)
. 유입구(4)와 배출구(5) - 상기 가스 혼합물에 대해 교대하는
. 처리 공간내에서 가스 혼합물의 상대 습도와 온도 조절 장치(6)
. 한쪽 방향의 흐름 벡터(a1)과:
. 반대쪽 방향의 흐름 벡터(a2)
재-순환에 의한 시스템내의 가스 흐름은 가스 혼합물을 제공하기 위한 장치(상기항목 1) 내에 위치한 팬에 의해 구동되며,
유입구-배출구(4-5)를 통해 처리 공간(3)으로 흘러 들어가서, 한쪽 면에서 처리 대상(2)과 반응한 다음 교대로 유입구-배
출구(4-5)를 통해 흘러 나간다. 이때 흐름 방향이 바뀐다. 처리 공간으로 통과하는 동안, 상기 가스는 습도 및 온도 조절기
(6)을 통해 흐른다.
도 2는 그 방향을 교대로 변화시키는, 오존-함유 가스 혼합물의 강제된 나선 원뿔형 흐름에 의한 대상의 처리 방법을 나타
낸다. 이 시스템에서 이들의 표면 영역이 평활하고 공극이 없다면, 다른 기하학적 형태를 갖는 대상물들을 처리할 수 있다.
나선 운동의 흐름은 팬형 가스 혼합기에 의해 이루어진다. 나선형 운동으로 수반되는 흐름의 교대 방향은 다른 방향에서
처리 간격이 동일하다면, 처리될 대상의 균일한 처리를 확실하게 한다.
이 시스템의 세부사항은 다음과 같다:
. 오존과 가스 혼합물을 생성하기 위한 장치(22);
. 처리될 대상(22);
. 처리 공간의 경계면(23);
. 유입구-배출구(24-25)(서로 교대하는);
. 가스 혼합물내의 습도와 온도 조절기(26).
처리 공간내에서 흐름 방향의 변화는 가스 혼합기의 방향을 변화시킴으로써 이루어진다. 균일한 처리는 또한 가스 흐름의
방향을 변화시키지 않고 처리될 대상을 회전시킴으로써 얻어질 수 있다.
도 3은 그 방향을 교대로 바꾸는, 가스 혼합물의 나선 원통형 흐름을 나타낸다. 이와같은 시스템을 사용한 최고의 결과는
층을 이루고, 그 층들이 스크린상에 놓여질 경우 다른 형태를 갖는 평활한 대상물로써 얻어진다. 상기 가스 흐름은 가스 혼
합물을 접선 방향에서 구동시켜 상기 처리공간의 중심부로부터 그것이 흘러나옴으로써 생성된다.
상기 시스템의 세부사항은 다음과 같다 :
. 오존과 가스 혼합물 생성용 장치(31)
. 처리 대상(32);
. 처리 공간의 경계면(33);
. 그 방향을 교대로 바꾸는 접선 속도를 얻기 위해 유입되는 가스의 방향을 900도 바꾸는 가스 유입구(34);
등록특허 10-0536485
- 8 -
. 원통형이며 구멍이 뚫려져 있으며, 상기 처리 공간의 중심부에 위치하며, 평행하게(a2) 원통형 나선 운동을 발생시키는
작용을 하는 가스(35) 배출구;
. 가스 습도와 온도 조절기(36).
도 4는 음파와 결합되어 있는, 오존-함유 가스 혼합물의 강제 흐름에 의한 대상 처리 방법을 나타낸다. 처리 공간에서의 가
스 흐름은 상기 모든 방법(도 1,2 및 3)으로 행해질 수 있다. 상기 음파는 음향 변환기(일반적인 스피커와같은)를 작동시켜
생성하며, 이는 특정 생성물과 여러개의 모서리를 갖는 대상의 다공질 표면과 같은, 가스가 정체상태로 유지되는 영역으로
의 오존의 이동을 확실하게 한다. 이와같은 영역에 도달하는 가스 혼합물은 이들의 살균과 정화를 용이하게 한다.
시스템의 세부 장치는 다음과 같다:
. 오존과 가스 혼합물을 생성하기 위한 장치(41);
. 처리 대상(42);
. 처리 공간(43);
. 가스 유입구-배출구(44-45);
. 가스 습도 및 온도 조절기(46);
. 음파 생성용 전자 장치(47), 및
. 음파 변환기(48).
상기 오존-함유 가스가 상기 처리 공간(43)으로 흘러들어갈 때 처리 대상(42)이 살균된다. 음파(f)는 변환기 48에 의해 생
성되며 이들은 처리 공간과 처리 대ㅔ상의 경계면과 상호작용하며, 상기 음파의 진동수와 진폭이 변할 때 상기 가스 혼합
물이 다른 방향으로 흐른다. 이러한 흐름은 상기 음파없이는 일어날 수 없다. 또한, 이러한 가스 흐름은 다공질 표면을 갖
는 것들을 포함하여, 모든 대상들을 보다 양호하며 균일하게 처리하도록 한다.
도 5는 오존-함유 가스 혼합물이 포장된 대상과 접속할 수 있도록 하는 개방부를 갖는 포장재내의 대상 처리 방법을 나타
낸다.
상기 시스템의 세부사항은 다음과 같다:
. 균질한 오존과 가스 혼합물 생성용 장치(51);
. 처리 대상(52);
. 처리 공간(53);
. 가스 유입구-배출구(54-55);
. 가스 혼합물 온도 및 상대 습도 조절기(56);
. 음향 변환기 작동용 전자 장치(57);
. 음향 변환기(58);
. 상기 처리 대상의 포장(59).
등록특허 10-0536485
- 9 -
이와같이 특정한 경우에, 상기 음파(f)의 진동수와 주파수의 변화가 발생할 때 상기 처리 대상, 이들의 포장 및 상기 처리
공간의 경계면과의 상호작용이 발생하며, 오존-함유 가스 혼합물이 상기 포장내의 개방부를 통해 보다 용이하개 들어감으
로써, 상기 처리 대상의 표면을 살균하여 정화시킨다.
도 6은 다공질 포장내의 대상의 처리 방법을 나타낸다. 미세 필터와 같은 다공질 물질은 오존에 의해 살균 또는 정화를 행
한 대상의 장기간 저장을 용이하게 한다.
상기 시스템의 세부사항은 다음과 같다:
. 균질한 오존과 가스 혼합물을 생성용 장치(61);
. 처리 대상(62);
. 처리 공간(63);
. 가스 유입구-배출구(64-65);
. 가스 혼합물의 온도 및 상대 습도 조절기(66);
. 음향 변환기 작동용 전자 장치(67);
. 음향 변환기(68);
. 처리 대상의 다공질의 접혀지지 않는(non-collasible) 포장재(69);
. 진공 펌프(70)
상기 진공 펌프는 처리 공간(63)을 통해 균질한 가스 혼합물을 발생시킴으로써, 상기 처리 대상(62)를 살균한다.
도 7은 상기 처리 공간에서 오존과 운반체 가스의 균질한 혼합물을 얻기위한 시스템으로써 대상 처리 방법을 나타낸다. 이
시스템은 후술하는 프레임-형 오존 발생기를 기초로 한, 균질한 오존-함유 가스 혼합물을 생성하기 위한 장치를 작동하도
록 한다. 이 오존 발생기는 전용 송풍기(팬)를 필요로 하지 않으며, 운반가스로 균질한 혼합물내에서 오존을 생성한다.
상기 시스템의 세부사항은 다음과 같다:
. 프레임-형 오존 발생기(71);
. 처리될 대상물(72);
. 처리 공간(73);
. 가스 유입구-배출구(74-7 ~5);
. 가스 혼합물 온도 및 습도를 위한 조절기(76);
. 음향 변환기를 작동하기 위한 전자 장치(77);
. 음향 변환기(78);
. 오존의 유입구에 있는 촉매 필터(79)
. 시간에 따라 오존 농도가 점차 증가하지 않도록 하기 위한 발생기.
등록특허 10-0536485
- 10 -
프레임-형 오존 발생기가 상기 처리 공간내에 설치될 경우, 상기 오존 농도는 음파의 진동수와 오존 발생기의 전원 장치의
진동간의 상호작용에 의해 조절될 수 있다. 각 주파수간의 동기(synchronous) 및 비동기(asynchronous) 상태는 오존 발
생기내의 가스 혼합물의 잔류 기간을 조절함으로써, 다른 방법으로 오존 농도에 영향을 미친다.
도 8은 이동 밸트상에서의 연속 공정을 위한 처리 방법을 나타낸다. 이 시스템은 처리 공간에서 부압을 유지함으로써 처리
공간 또는 이동 벨트의 양쪽 말단으로부터 오존의 이탈을 방지하면서, 다른 종류의 이동 벨트를 따라 운반되는 대상의 연
속적인 살균 및 정화를 위한 것이다.
세부 사항은 다음과 같다.
. 균질한 오존과 가스 혼합물 생성용 장치(81);
. 처리 대상(82);
. 처리 공간(83);
. 가스의 유입구-배출구(84-85);
. 가스 혼합물의 온도 및 습도 조절기(86);
. 음향 변환기 작동용 잔자 장치(87);
. 음향 변환기(88);
. 이동 벨트(89);
. 내부 부압(pi);
. 외부 압력(P2).
도 9는 음파를 생성하기 위해 2개의 변환기로 이들 사이의 상호작용으로써 처리 방법을 나타낸다. 이러한 상호작용은 모
든 방향으로 가스 혼합물의 효과적인 분산을 발생시키는, 다른 공급원으로부터의 음파들의 충돌에 의해 이루어진다. 이 시
스템에서 살균과 정화는 전체 표면에서 균일하게 발생한다. 이 방법에서, 다공질 표면의 공극으로의 가스 혼합물의 침투는
일반적인 시스템에서보다 훨씬 양호하다.
상기 시스템의 세부사항은 다음과 같다:
. 균질한 오존과 가스 혼합물 생성용 장치(91);
. 처리 대상(92);
. 처리 공간(93);
. 가스 유입구-배출구(94-95);
. 가스 혼합물의 온도 및 습도 조절기(96);
. 음향 변환기를 작동용 전자 장치(97);
. 음향 변환기(98);
. (f1)과 (f2) 사이에 상호작용하는 음파.
등록특허 10-0536485
- 11 -
도 10은 수증기의 상변환을 통해 얻어지는 오존의 이동에 의한 대상 처리 방법을 나타낸다. 이러한 방법은 상기 처리 대상
(예를들어 과일, 채소, 육류)의 온도가 다음과 같을 때 일어난다:
(a) 상기 가스 혼합물이 용존된 오존을 함유한 한층의 물로써 상기 처리 대상을 피복시키고, 이 층이 상기 처리 대상의 표
면을 효과적으로 살균하는 온도로 냉각될 때, 또는
(b) 오존을 함유한 얼음층이 상기 처리 대상의 표면에 형성되는, 물의 냉각점 이하의 온도로 냉각될 때.
경우 (a)에서는, 상기 가스 혼합물이 상기 처리 대상의 표면에 도달하기 전에 이슬점 전진점을 형성한다. 이는 처리 대상의
온도가 가스 혼합물의 이슬점보다 훨씬 낮을 때 일어날 수 있다. 결과로서, 상기 처리 대상과 가스 혼합물 사이의 온도 구
배는 매우 효과적인 살균 매체로 작용하는 오존-함유 안개를 형성하도록 한다.
경우 (b)에서는, 오존-함유 서리가 상기 처리 대상의 외부 표면에 형성된다. 양쪽 경우에, 상기 오존 처리는 특히 가스 혼
합물의 교대하는 흐름 방향 벡터와 결합시, 그리고 처리 대상의 표면과 상호작용하는 음파와 결합시, 적용가능한 경우, 또
는 이들의 포장 및 처리 공간 경계면과 결합시에도 매우 효과적이다.
상기 시스템의 세부 사항은 다음과 같다:
. 균질한 오존과 가스 혼합물 생성용 장치(101);
. 처리 대상(102);
. 음향 변환기(103);
. 상기 음향 변환기 작동용 전자 장치(104);
. 처리 대상의 표면상의 피복층(105);
. 처리 대상의 온도(T1);
. 가스 혼합물의 온도(T2);
. 가스 흐름 벡터의 방향(a);
. 음파(f).
도 11은 오존-함유 가스 혼합물로써 물방물(또는 다른 액체)의 처리 방법을 나타낸다. 이 방법은 가스 혼합물내에 존재하
는 오존이 소적내로 투과하기에 충분한 시간 동안 액체 소적들이 균질한 오존-함유 가스 혼합물과 접속할 때 발생한다. 이
경우 상기 음파는 소적내로의 오존의 투과 속도를 크게 향상시킨다.
또한, 이 경우 오존에 의한 액체의 살균 및 정화는 매우 효과적이며, 이들의 탈취 역시 효과적이다. 본 발명의 방법은 오존
용액의 생성을 위한 종래의 방법과는 다른 것으로, 본 발명의 방법은 가스 혼합물의 존재하에 소적들의 분무화에 의해 수
행되는 반면 종래의 방법은 상기 가스 혼합물을 액체내로 분사함으로써 수행되는 것이다.
상기 시스템의 세부사항은 다음과 같다:
. 균질한 오존과 가스 혼합물 생성용 장치(111);
. 소적(112);
. 음향 변환기(113);
. 음파 작동용 전자 장치(114);
등록특허 10-0536485
- 12 -
. 처리된 소적(115).
소적들은 상기 가스 혼합물에 의해 둘러싸이고 오존은 이들을 투과함으로써, 액체를 살균, 정화 및 탈취한다. 일반적으로,
소적의 크기가 작을수록 방법 효율은 높아진다. 또한, 상기 오존-함유 가스 혼합물을 소적에 용해될 경우, 상당한 양의 다
른 용존 가스들이 방출되며, 이로인해 미세하게 분산된 미스트로서 처리되는 액체의 탈취를 향상시킨다.
도 12는 상기 오존-함유 가스 혼합물에 의한 얇은 강하막내의 액체 처리 방법을 나타낸다.
이 방법은 살균, 정화 또는 탈취를 행하고 있는 액체의 얇은 강하막상에 가스 혼합물이 통과할 때 일어난다. 박막은 적합한
기하학적 형태를 갖는 고형물 표면에 액체가 낙하하도록 함으로써 형성될 수 있다. 이 방법에서 상기 공정 방식은 이 강하
막의 넓은 표면적으로 인해 높은 처리 효율을 가질 수 있는 것이다. 상기 시스템의 세부사항은 다음과 같다:
. 균질한 오존과 가스 혼합물 생성용 장치(121);
. 얇은 액체(122);
. 상기 액체 박막이 형성되는 고형물 표면(123);
. 음향 변환기(124);
. 상기 음향 변환기 작동용 전자 장치(125).
액체의 살균, 정화 또는 탈취 뿐 아니라, 상기 액체가 작하하는 표면도 또한 살균된다. 상기 방법은 동물(생선 포함)의 시체
또는 그 부분을 처리하는데 매우 만족스럽다.
도 13은 슬라이딩 트레이(tray)로부터 낙하하는 박막내의 액체의 살균, 정화 또는 탈취를 위한 처리 방법을 나타낸다. 이와
같은 트레이의 이상적인 형태는 원형이며 상기 강하막의 이상적인 형태는 실린더형이다. 상기 가스 혼합물은 상기 실린더
형의 부분적인 팽출을 발생하는데 충분한 압력에서 이 실린더에 도입되며, 이로인해 원통형 몸체를 형성한다. 또한 이 경
우에, 음파와 결합되면, 내부에서 그리고 아마도 외부에서의 가스 흐름도 또한 처리 효율을 향상시킨다.
상기 시스템의 세부사항은 다음과 같다:
. 균질한 오존과 가스 혼합물 생성용 장치(131);
. 원통형 강하막(132);
. 단조로운 경계면(액체 분리 모서리 제외)을 갖는 슬라이딩 트레이(133);
. 음향 변환기(134);
. 상기 음향 변환기 작동용 전자 장치(135);
. "원통"내의 압력 생성용 밸브(136);
. "원통"의 내부 부피(v);
. "원통"의 내부 압력(Pi);
. 상기 가스 혼합물의 흐름 방향(a 또는 a');
. 음파(f).
등록특허 10-0536485
- 13 -
도 14는 오존 함유 가스 혼합물로써 물의 이중상(biphasic) 처리 방법을 나타낸다. 이와같은 처리는 냉각탑과 유사한 탑에
서 수행된다. 미세한 살수기에 의해 물이 분사되어 연무를 생성한다. 상기 가스 혼합물은 상기 탑의 최하단으로부터 발생
되며, 이는 하강하는 연무의 반대 방향이다. 상기 가스 혼합물은 상기 연무를 둘러싸서 연무를 살균, 정화 및 탈취한다. 이
시스템은 냉각탑내의 냉각수용으로 사용하고 또한 수영장과 식수 저장기와 같은 비교적 소규모의 물을 처리하기 위한 것
이다.
상기 시스템의 세부사항은 다음과 같다:
. 균질한 오존과 가스 혼합물 생성용 장치(141);
. 탑(142);
. 살수기(143);
. 연무(144);
. 촉매 필터(145);
. 소규모 탑용 송풍기(146);
. 음향 변환기(147);
. 가스 혼합물 흐름 방향(a 또는 a'), 및
. 음파(f).
도 15는 오존-함유 가스 혼합물로써 개방 트레이상에 배열된 달걀의 처리 방법을 나타낸다. 이러한 처리의 목적은 상기 달
걀의 외부 표면 둘레에 가스 혼합물을 통과시켜 식용 또는 부화하는 달걀의 껍질을 살균하기 위한 것이다. 달걀 표면적의
대부분은 상기 가스 혼합물에 노출되어 있으며 매우 작은 표면이 트레이와 접속하고 있다. 살균 효율은 상기 달걀 껍질의
공극으로 뿐 아니라, 달걀과 이들이 실린 트레이 사이의 공간으로 오존의 침투를 증대시키는 음파에 의해 크게 향상될 수
있다. 처리 기간을 제한함으로써, 상기 살균 방법은 달걀 껍질에만 한정될 수 있다.
상기 시스템의 세부사항은 다음과 같다:
. 균질한 오존과 가스 혼합물 생성용 장치(151);
. 처리될 달걀(152);
. 트레이(153);
. 음향 변환기(154).
도 16은 오존-함유 가스 혼합물을 사용하여 포장재내의 달걀의 전처리 방법을 나타낸다. 이러한 적용은 개방부가 있는 상
자의 달걀 껍질을 살균할 수 있으며, 이로인해 가스 혼합물이 이들 내부로 흘러들어가도록 한다. 이 경우에는 또한, 상기
벽과 상호작용하는 음파에 의해 상균 효율이 크게 향상될 수 있으며,이로인해 달걀 껍질의 공극뿐 아니라 달걀과 이들의
포장되어 있는 상자 사이의 공간으로 오존의 빠른 침투를 향상시킨다. 원할 경우 이러한 작동 모드는 달걀 껍질만 살균하
도록 한다.
상기 시스템의 세부사항은 다음과 같다:
. 균질한 오존과 가스 혼합물 생성용 장치(161);
. 처리될 달걀(162);
등록특허 10-0536485
- 14 -
. 상자(포장재)(163);
. 박스내의 개방부(164);
. 음향 변환기(163); 및
. 상자의 치수(A,B 및 C).
이와같은 적용은 또한 과일과 채소와 같은 포장된 농작물을 유사하게 처리하는데 적합하다.
도 17은 처리될 대상을 둘러싼 박막을 팽창시킴으로써 만들어진 처리 공간내에서 살균하기 위한 시스템을 나타낸다.
상기한 시스템의 세부사항은 다음과 같다:
. 처리, 팽창 및 재순환을 위한 균질한 오존과 가스 혼합물을 생성용 장치(171);
. 처리 대상(172).
. 팽창가능한 처리 공간(173).
. 가스 혼합물을 위한 유입구(175).
. 가스 혼합물을 위한 배출구(174).
. 처리 공간을 팽창시키기 위한, 외부 가스용 조절 밸브(176).
. 음향 변환기 작동용 전자 장치(177)
. 음향 변환기(178).
. 가스 방출 장치 및 촉매 필터(179).
. 가스 혼합물의 온도 및 상대 습도를 위한 조절 소자(180).
알 수 있는 바와같이, 상기 시스템은 그것을 접고 최소한의 포장 부피를 필요로 하는 진공 포장하도록 하는 운동성과 가요
성으로 특징지워진다. 이 방법으로 의료용 적용처, 실험 장치 등과 같은 단일 대상물의 살균용으로 뿐 아니라 나무와 솔과
같은 단일 식물을 처리하는데 사용할 수 있다.
도 18은 어떠한 의료 처리를 하기전에 개방된 상처와 화상의 살균을 위한 시스템을 나타낸다.
상기 시스템의 세부사항은 다음과 같다:
. 팽창과 가스 재순환을 위한 오존과 가스와의 균질한 혼합물을 생성하기 위한 장치(181).
. 화상 또는 개방된 상처를 갖는 처리 대상(182).
. 가스 배출구(194).
. 가스 유입구(185)
. 처리 공간 팽창을 위한 외부 가스용 조절 밸브(187).
. 가스 혼합물의 온도와 상대 습도 조절 소자(188).
등록특허 10-0536485
- 15 -
. 고리형 저장 커프와 상기 대상물을 박막으로부터 분리하기 위한 스트랩과 같은 장치(189).
이 시스템은 어떠한 의료 처리전 또는 후에 개방된 상처를 갖는 처리 영역내의 영역들을 분리하기 위한 것이다. 얼굴이 탄
소와 같은 촉매 필터가 장치된 가스 마스크로 덮여져 있을 경우 처리 공간은 몸 전체를 둘러쌀 수 있다.
이제 도 19-23을 보면, 오존으로 효율적인 배치 처리를 위하여, 본 발명의 가르침에 의하여 건조되어 작동하는, 일반적으
로 190으로 설계된 시스템을 기술한다.
오존으로써 배치 처리는 전형적으로 매우 비효율적이다. 처리를 위해 효율적인 충분한 양의 오존을 발생시키는데 다량의
에너지가 사용된다. 그러나, 오존은 대기로 방출될 수 없기 때문에, 처리실이 개방되어 처리중인 상기 생성물이 제거될 수
있기전에 각 배치의 처리완료시 남아있는 모든 오존은 촉매 필터에 의해 분해되어야 한다. 이 문제를 설명하기 위해, 시스
템 190은 잔여 오존이 각 배치 말단에서 이동되는 사이에 많은 수의 처리실을 제공한다.
시스템 190은 이에 한정되지는 않지만, 달걀, 채소, 육류 및 생선과 같은 식품, 그리고 의료용 공급물과 같은 다른 생성물
을 포함하는 광범위한 적용처에서 사용될 수 있다.
이제 시스템 190의 특징을 보다 상세히 설명하면, 시스템 190은 배치 오존 처리를 위해 교대로 사용되는(또는 순차적으
로, 2개 이상의 처리실의 경우)최소 2개의 처리실 191, 192로 이루어진다. 처리실 191와 192사이의 분리는 오존 발생기
194와 촉매 필터 180으로 제공된 격벽 193이다.
각각의 오존 발생기 194와 촉매 필터 195는 다음의 4개의 다른 방식으로 작동할 수 있도록 독립적으로 전환가능한 유입구
과 배출구 도관을 갖는다; 처리실 191내에서의 재순환; 처리실 192 내에서의 재순환; 처리실 191로부터 처리실 192로의
펌프; 및 처리실 192로부터 처리실 191로의 펌프. 촉매 필터의 작동 뿐 아니라 유입구와 배출구의 전환도 또한 타이머 또
는 전산화된 조절 시스템에 의해 조절되며, 아래에 설명한다.
각각의 처리실은 최소 하나의 용접 밀봉된 도어 196, 바람직하게는 처리실의 효율적인 적재 및 제거(unloading)을 용이하
게 하기 위하여 반대쪽 말단에 도어 196을 가지는 것이 바람직하다.
이와같은 배치는 또한 처리된 및 처리되지 않은 생성물을 함유하는 영역 사이를 완전하게 분리하기 위하여 반대면으로부
터 독립적으로 입수하도록 한다. 바람직한 실시예에서, 각 처리실은 또한 상기한 바와같이 오존-함유 가스의 침투를 향상
시키기 위한 음향 변환기 197을 특징화 한다.
각 처리실은 또한 바람직하게는 촉매 펌프가 있는 흡입 펌프 198을 특징으로 한다. 흡입 펌프 198은 처리중 처리실내에 부
압을 발생시키며, 이로인해 오존 누출의 위험을 검소시킨다.
도 19-22는 시스템 190의 공정에서 순차적인 단계를 나타내는 반면, 도 23은 상기 2개의 처리실에서 시간 변화에 대한 오
존 농도의 변화를 나타낸다. 먼저, 도 19는 임의로 선택된 초기 시간에서 제1 처리실 191이 오존 처리를 수행하는 동안 제
2 처리실 192는 적재 및 제거를 위해 오존이 없다. 이 단계에서, 오존 발생기 194는 처리실 191내에서 재순환 모드로 작동
하여, 오존 농도를 최대 바람직한 수준으로 유지시킨다. 처리실 191의 흡입 펌프 198도 또한 내부 압력 구배를 유지하도록
작동하여, 오존의 이탈을 방지한다.
일단 처리실 192가 적재되어 처리실 191의 처리가 완료되기만 하면, 도어196 모두는 폐쇄되고 시스템 190은 도 20에 나
타난 변화단계(change-over)로 들어간다. 오존 발생기 194는 펌프 모드에서 작동하여 오존적재된 가스를 처리실 191로
부터 처리실 192로 이동한다. 처리실 191로 되돌아가려는 어떠한 오존도 분해하는 촉매 필터 195를 통해 역류가 발생한
다. 결과로서, 처리실 192냐의 오존 농도는 급격히 상승되는 반면 처리실 191의 농도는 떨어진다. 이 단계에서, 흡입 펌프
198 양쪽 모두는 누출을 방지하도록 작동한다.
처리실 192내의 오존 농도가 처리실 191내의 오존 농도를 초과할 경우, 상기 시스템은 도 21에 나타난 양면의 재순환으로
들어간다. 오존 발생기 194는 처리실 192내에서 재순환 모드로 작동하여 오존 농도를 처리를 위해 최대한의 바람직한 수
준으로 상승시킨다. 동시에, 촉매 필터 195는 처리실 191내에서 재생 모드로 작동하여 어떠한 잔여 오존도 제거한다.
등록특허 10-0536485
- 16 -
일단 처리실 191의 오존 함량이 0이 되기만 하면, 처리실 191의 필터 195와 흡입 펌프 198은 도 22에 나타난 바와같이 비
활성화된다. 압력이 일단 대기압과 같아지면, 도어 196이 처리실 191의 제거 및 재-적재를 위해 열린다. 동시에, 처리실
192 내에서의 처리는 이전 단계에서와 같이 계속된다. 다음으로 다음 배치를 처리하기 위해 전체 과정이 반대 방향으로 수
행되며, 즉, 처리실 191과 192의 역할이 뒤바뀐다.
본 발명에 의한 오존 말생기 구조를 보다 상세히 검토하고자 도 24-45를 참조로 상세히 설명한다.
요약하면, 본 발명의 오존 발생기 또는 "오존기(ozonator)"는 오존과 산소 함유 가스(" 운반 가스 "라 함)의 균질한 혼합물
을 제공하는 상기 가스로부터 오존을 생성하기 위한 다양한 시스템이다. 오존기는 그 영역이 유전체 물질로 피복되어 있으
며, 평행하게 분포되어 이들 사이에 전극들의 세로축과 프레임 영역의 정면에 대해 실질적으로 90도의 각으로 가스 흐름을
위한 갭들이 존재하며, 전극들의 표면 영역들은 전극이 만들어지는 전기-전도성 물질의 표면 영역과 평행하며, 동일한 극
성의 전극들은 함께 연결되며, 반대 극성의 전극들은 서로 나란히 위치한 상기 전극들은 시스템으로 들어가는 가스 흐름에
실질적으로 수직인 위치에 배치되는 최소 하나의 프레임을 포함한다. 오존 생성을 위한 시스템은 다양하며, 광범위한 바람
직한 농도로 오존 생성을 용이하게 함으로써 어려운, 실행할 수 없는 또는 심지어 불가능했던 여러 가지 적용을 가능하게
한다.
상기 시스템은 또한 밀집된 구조를 가져 비교적 작은 공간을 차지한다.
본 발명에 의해 오존기에서 오존을 생성하는데 중요한 파라미터는 전극의 표면적 대 가스 흐름 도관의 단면적의 비율이다.
전극의 길이가 그 직경보다 10배 클 경우, 이 비율은 0.4가 넘는다. 산소 분자(O2)가 상기 전극 사이에서 발생하는 전류를
통과함에 따라, 몇몇 분자들이 분해되어 일원자 산소(O)를 형성한 다음 이중 일부는 재결합되어 오존(O3)를 형성한다. 전
극의 단면 형태는 다양하며 기하학적으로 서로 양립하도록 유지된다.
가스 유속의 조절을 용이하게 하기 위해, 이들의 세로축 주위를 회전하는 것을 조절하여 반응된 가스가 흐르는 전극 상이
의 갭들을 좁히거나 넓힌다.
전극은 어떠한 전기 전도성 물질로도 만들어질 수 있다. 금속 와이어, 전력막(film of wire), 탄소 와이어 또는 박막 및 전기
전도성 액체 및 겔과 같은 것들이 있다. 전극의 유전체 피복은 높은 유전상수(전형적인 값이 5 ~ 7 범위)와 높은 파괴 전압
(바람직하게는 12KV/mm이상)을 갖는 붕규산 유리 또는 세라믹과 같은 다양한 물질로부터 선택할 수 있다.
전극들간에 균일한 전기장을 제공하기 위해, 이들 사이에 동일한 간극(거리)이 유지된다면, 전극의 단면 형태는 변할 수 있
다.
오존이 형성되는 전체 공간을 통해 균일한 전기장을 얻기 위해서, 상기 장치의 전극사이의 간극은 상기 전극의 세로축에
실질적으로 90도의 각을 이루며 상기 전극은 실질적으로 서로 평행하게 유지된다.
전극들을 지지하는 프레임은 오존에 의해 공격받지 않는, 다른 종류의 절연 성 물질로 만들어질 수 있으며, 이로인해 특정
용도로 적합한 특정한 종류의 물질들을 선택할 수 있도록 한다. 일반적으로, 어떠한 오존-저항성 물질도 사용가능하다. 이
문제는 충분한 내구성, 가요성, 탄성 등을 갖는 그 특정한 목적을 위해 적합하다면, 그리 중요하지 않으므로 어떠한 물질도
사용될 수 있다는 것이 강조되어야 한다.
오존 농도 수준의 조절은 상기 오존기를 통한 가스의 유속을 모니터하고/또는 상기 오존기의 전기 말단에 걸쳐 가해지는
전압을 조절함으로써 행해지는 전극 사이의 전기장의 변화에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 오존기 시스템의 특별한 장점은 공기를 위한 좁은 간극의 경우에서와 같은, 부가적인 혼합기를 위한 어떠
한 공간도 없는 그 적용성이다.
이제 프레임 오존기의 특징을 보다 상세히 설명한다. 도 24는 본 발명에 의한 오존기의 프레임의 가능한 구체화를 도식적
으로 나타낸다. 상기 프레임은 실질적으로 서로 평행하게 배열되었으며, 유전 물질로 피복된 전극(201,202)로 구성된다.
상기 전극들 사이에는 전극의 세로축과 프레임 영역의 정면에 대해 실질적으로 90도의 각도인 간극이 존재한다. 전극의 표
면 영역은 상기 전극이 만들어지는 금속 전도체의 표면 영역과 실질적으로 평행하다. 동일한 극성의 전극들은 전기적으로
함께 연결되며(203,204)반대 극성을 갖는 전극들은 서로 인접하도록 배치된다. 상기 배열은 정방형 프레임(206)으로 한
등록특허 10-0536485
- 17 -
정함으로써 함께 유진된다. 고전압(AC) 가 상기 전극에 인가되어, 단자 A와 B를 가로질러 연결된다. 공기 또는 산소 함유
가스의 흐름은 프레임을 통과하여, 오존 생성의 최대 효율을 이루기 위해 , 상기 프레임의 정면에 수직으로 적용된다. 산소
분자(O2)가 상기 전극사이에서 발생된 전기장을 통과함에 따라, 어떤 분자들은 분해되어 일원자 산소(O)를 형성한 다음
재결합하여, 부분적으로 오존(O3)을 형성한다.
도 25는 본 발명에 의한 오존기에 사용되는 전극의 어셈블리를 도식적으로 나타낸다. 상기 어셈블리는 금속 전극(211), 유
전체 피복(212), 전기 접속(213) 및 절연 공간(214)를 포함한다. 상기 오존기의 전극은 여러가지 디자인을 가질 수 있으
며, 도 25에 전형적인 2개의 디자인을 나타내었다. 나타난 바와같이, 상기 전기 접점(202a)를 제외하고는 모든 면이 유전
물질로 피복되거나, 또는 말단에 전극 사이에 전기적 방출을 방지하는 절연 공동이 있는 절연관내에 전극을 넣는다.
도 26은 본 발명에 의한 오존기에 가장 적합한 전극의 전형적인 단면 형태를 나타낸다.
도 26a는 금속 전극(221), 유전체 피복(222)을 갖는 다각형 단면 형태를 가지며, 상기 가스 흐름의 방향은 V로 나타내며
오존 형성을 위한 공간은 G로 표시한 전극을 나타낸다.
도 26b는 원형 단면을 갖는 전극을 나타낸다.
도 26c와 26d는 다른 형태이지만 이들사이의 공간의 상응하는 형태에 의하면 서로 양립가능한 전극의 다면을 나타낸다,
이들은 금속 전극(221)과 유전 피복(224)을 포함하며, 오존은 공간(g)에서 형성된다.
도 26e는 공간이 평행-경계 표면을 갖도록 하여, 이들의 세로축 둘레로 전극을 회전시킴으로써 전극을 통한 가스 흐름의
조절을 용이하게 하는 단면을 갖는 전극을 나타낸다.
도 27은 공기 배출구 또는 굴뚝에서 상기 오존기의 특정 용도를 나타낸다.
도 27a는 공기 배출구 또는 굴뚝내에 설치된 본 발명에 의한 오존기의 사용을 나타낸다. 이는 공기 배출구(230), 본 발명에
의한 오존기(231), V로 표시된 가스 흐름의 방향을 포함한다. 이 시스템은 처리될 매체의 정화 및 살균용으로 되어있다.
도 27b는 상기 시스템내에서 공기 처리 완료후 오존 잔여물 제거용 장치를 갖는, 공기 배출구내에 설치된 유사한 편집물을
나타낸다. 알 수 있듯이, 상기 시스템내에 탑재되어 있으며, 상기 오존 처리 영역 앞에 공기 배출구의 외부 공간(233), 오존
처리가 적용되는 공간(234) 및 상기 처리후 촉매 필터(235)에 의해 오존 잔여물이 제거되는 공간을 갖는 촉매 필터(232)
가 있다, 이 시스템은 공기 또는 기타 가스의 탈취 뿐 아니라 정화, 살균을 위한 것이다. 이와같은 시스템은 다양한 크기의
공기 조화 장치와 냉장고에 사용될 수 있다.
본 발명에 의한 오존기 시스템은 또한 미생물 또는 화학적 오염물로 오염된 공기 또는 산소를 처리하는데 적합하다. 상기
처리후 오존은 오염제거된 가스와 오존이 없는 가스와 함께 산소 분자로 전환된다.
도 28은 본 발명에 의한 오존기와 송풍기를 사용한 공기의 정화 및 살균 시스템을 나타낸다. 상기 시스템은:
. 캐비넷(240);
. 일체화된된 송풍기(241);
. 본 발명에 의한 오존기(242);
. 촉매 필터(243);
. 오존처리 영역 전면의 외부 공간(244);
. 오존 처리가 적용되는 공간(245);
. 상기 촉매 필터 후면의 내부 공간(246);
등록특허 10-0536485
- 18 -
. 상기 송풍기 후면에 위치하며, 먼지 입자 제거를 위한 필터(247);
. 가스의 역류에 의해 발생되는 오존의 방출을 방지하기 위한 제2 촉매 필터(248)(임의적임);
을 포함한다.
도 29는 개인용 및/또는 미생물 오염에 대한 외부 보호에서 오존기의 전형적인 사용을 나타낸다.
촉매필터를 통과하기 전에 흡입공기 뿐만아니라 배출공기가 살균되며, 따라서 상기 후드 주위 공기를 통한 감염으로부터
후드착용자를 확실히 보호하게 되는 것이다. 벌써 감염되어 있는 경우에는 다른 사람들에 대한 감염 방지를 확실시한다.
도 29b는 단지 흡입공기만이 살균되는 개인 보호용 후드를 나타낸다. 이 후드는 면역계통의 결함으로 인한 병을 앓고 있는
환자와 같이 멸균실에 제한되어 있는 환자와 접촉하는 사람이 감염되지 않도록 사용할 수 있다.
상기 후드는 다음 품목을 포함한다:
·전달 차폐재(transmit shield)(270);
·상기한 바와 같이 흡입되는 공기를 살균하기 위해 오존기의 각 측면상에 촉매필터를 포함하는 오존기(271);
·배출되는 공기를 살균하기 위한 오존기의 각 측면상에 촉매필터(272);
·상기 오존기를 통과하지 않고 상기 후드로 혹은 후드로부터 공기가 침투 혹은 누출되지 않도록 인체중 가슴을 보호하는
시이트(273);
·공기의 유입 및 배출을 조절하는 체크 밸브(274).
수분이 응축되는 것이 방지하기 위해, 막(275)을 또한 장착하여 배출공기용 구역(compartment)을 후드에 잔류하는 공기
로부터 분리할 수 있다.
도 30은 본 발명에 의한 오존기를 사용한, 특히 식수용 용기에 침지되도록 고안된 바람직한 수처리용 개인 기구(setup)를
나타낸다.
상기 기구는 다음 품목을 포함한다:
·실린더형 하우징(280);
·또한 촉매필터를 도입한 입자 제거필터(281);
·본 발명에 의한 오존기(282);
·전지 카트리지(283);
·필요시-고전압용 인버터(284);
·물펌프(285);
·벤투리장치(Venturi device)(287);
·촉매필터(287); 및
·정화수의 배출구(288).
등록특허 10-0536485
- 19 -
수처리용 작동은 다음과 같다. 물은 필터(281)과 오존기(282)를 통하여 공기를 흡입하는 벤투리 장치를 거쳐 펌프된다. 물
이 벤투리 장치를 통과하는 동안, 물은 오존-함유 공기와 함께 균질하게 혼합된다. 상기 혼합물은 배출구(288)을 통하여
정화수 콘테이너내로 흘러간다. 정화완료후, 오존기 작동은 정지되나, 촉매필터를 통하여 공기를 통과시킴으로써 어떠한
오존 잔류물을 완전히 제거할 수 있도록 하기 위해 펌프는 부가기간동안 작용된채 잔류하게 된다.
도 31 및 32는 고형물이 균질하게 분포되는 오존에 의해 연속적으로 처리될 수 있는 콘베이어 주위에 전극을 위치시키기
용이하도록 전극이 아크-상 형태임을 특징으로 하는 다른 실시예를 나타낸다.
다른 사용 모드에 있어서, 오존이 분산되는 콘테이너는 신선한 농작물, 식품, 살균하여야 하는 포장재 또는 장치와 같이 오
존에 의해 처리되는 고형물이 적재될 수 있는 선반에 고정될 수 있다. 따라서 예를 들면 과일 및 야채의 경우, 과일 표피의
천연 왁스상 코팅에 영향을 미치지 않고 최고 98%범위의 상대습도 및 0～40℃범위의 온도에서 최고 10ppm의 오존 농도
를 사용하여 살균할 수 있으며, 상기 살균 조작에는 5～100분이 소요된다.
콘테이너의 배출구에서, 상기 오존은 산소로 역전환된다. 미량의 오존이라도 바람직하지 않은 경우에, 상기 배출구에 환원
제용액 혹은 상기 잔류물이 쉽게 제거된 탄소와 같은 촉매필터를 함유하는 트랩(trap)이 제공될 수 있다.
도 31은 농작물과 같은 고형물 혹은 목적물이 오존에 의해 연속적으로 처리될 수 있는 콘베이어를 따라 그리고 콘베이어
주위에 사용될 수 있는 아크형 전극으로부터 구조된 터널의 구조도이다. 상기 품목은 언급될 수 있다:
·291: 아크형 전극;
·292: 공기-흡입구;
·293: 터널의 저부;
·V1: 터널의 저부; 및
·V2: 오존 함유공기.
도 32는 다음 품목을 갖으며, 도 31과 유사하다:
·301: 아크형 전극;
·302: 공기흡입용 다공성 저부;
·303: 터널의 저부;
·V1: 공기 유입구; 및
·V2: 오존 함유공기.
상기 터널의 표면상에, 다공성 필름을 갖는 콘베이어가 위치하며, 오존으로 처리되는 고형물은 상기 콘베이어 벨트를 따라
이동된다. 상기 오존이 고형물과 접촉한 다음, 오존가스는 배출구 V2를 통하여 터널로부터 배출된다. 임의로 상기 처리되
는 물질이 매달리게되는 상기 터널에 가동(mobile) 장치가 위치될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에 의하면, 장치는 모든 표면이 오존과 확실히 접촉되도록 상기 물질을 교대로 일면에서 다른 면으
로, 오존처리도중 최소한번은 뒤집기 위해 상기 터널내에 위치된다.
상기한 오존기 구조뿐만 아니라 후술하는 오존기 구조에서, 본 발명의 바람직한 특징은 전극이 유전체 절연체로서 폴리비
닐-디플로라이드(PVDF)를 사용하여 형성된다는데 있다.
등록특허 10-0536485
- 20 -
통상의 유리 코팅된 전극은 효율 및 신뢰성 모두가 감소되는 여러 가지 물리적 효과가 저조한 것으로 알려져있다. 이러한
효과는 전도성 코어와 유리층사이에 존재하고, 산소가 유해하게 침투되도록 하는 갭에 기인하는 것으로 여겨진다.
이러한 PVDF의 사용은 사출 성형 기술에 의하여 유전체 물질과 전도성 코어사이에 친밀한 접착을 확실히 하면서 전극을
제작할 수 있다. 사출 성형 기술 또한 하기에 상술하는 바와 같이, 모든 자체-함유된 오존기 장치의 일단계로 제작할 수 있
다. 적절한 사출 성형 기술은 다른 플라스틱 물질의 사출 성형이 수행된 전도재로 실행되는 것으로 다른 전기 부품 적용처
에 잘 알려져 있다.
PVDF는 다수의 다른 이로운 특징을 제공한다. 높은 유전체 상수를 갖으며, 오존기의 작동 조건하에 불활성일 것으로 요구
되는 특성뿐만 아니라, PVDF는 또한 현저한 탄성율을 나타낸다. 그 결과, PVDF로 생성된 구조물은 상당한 파쇄 저항성이
있으며, 따라서 유리로 제조된 동등한 구조물보다 신뢰성있고 내구성있다. 이러한 휨성은 하기 기술하는 바와 같이, 또한
클립으로 고정되는(clip-on) 커넥터와 같이 구조적으로 사용될 수 있다.
이하 도 33내지 43을 보면, 본 발명의 오존기 구조물의 여러 가지 미묘한 점을 기술한다. 우선 소개를 위하여, 도 33a 및 도
33b는 길이 l의 신장된 전극 310의 공명 운동의 효과를 예시하고 있다. 오존기의 작동도중, 전극 부근에서 큰 자기장을 일
으키게 되어 그들사이에서 여러 가지 힘을 낳는다. 둘 이상의 전극이 포함되는 경우, 하나 이상의 평면에서 복잡한 진동이
발생할 수 있다. 이들 진동의 결과, 인접한 전극간 갭이 초기에는 h였던 것이 전극의 길이에 따라 최소값 h1(도 33a) 및 최
대값 h2(도 33b)사이로 다양하다. 이 진동은 다수의 바람직하지 않은 효과를 갖는데: 먼저, 오존 발생은 갭이 증가되는 시
간에 비례하여 감소되며; 둘째로, 상기 감소된 갭 간격(spacing)은 갭을 가로지르는 발화(sparking)의 위험이 수반되며;
셋째로 심한 기계적 진동은 전극의 절연 유전체 코팅을 파괴하거나 혹은 심지어 인접한 전극을 부러뜨리거나 혹은 유해한
충돌을 생성할 수 있다.
이러한 이유때문에, 전극이 기계적으로 불안정하지 않는 효과적인 "임계 길이" 가 있다는 것을 발견하였다. 예로서, 알루미
늄 코어가 1.6mm직경을 갖고 PVDF 유전 절연체가 두께가 1.2mm(총 직경 4mm)인 전극의 경우에 상기 임계 길이는 약
30cm인 것으로 밝혀졌다. 개선된 안정성과 신뢰성을 위하여, 길이가 약20cm인 것이 바람직하다. 보다 일반적인 관점에서
보면, 임계비(임계 길이와 전극 직경사이의 비)는 알루미늄/PVDF 전극에 대해서는 80근방이며, 파이렉스(pyrex)-코팅된
전극에 대하여는 약 100근방이다.
전극 길이를 주어진 입계값 이하로 한정하는 것은 큰 체적의 오존기를 구조해야하는 문제점을 낳는다. 이 문제에 대한 근
본적인 해결 방안은 중간에 위치하는 전극 공간자를 임계 길이이하의 간격으로 부가하는 것이다. 그러나 이 해결 방안은
조립도중 전극사이에 공간자의 정확한 수동 배치를 요하거나, 혹은 비현실적으로 큰 주형의 사용을 필요로 하기 때문에 매
우 노동 집약적이다.
바람직한 해결 방안은 본 발명의 가르침에 의하여 일반적으로 312로 나타낸 모듈의 프레임-오존기 조립에 의하여 제공되
며, 도 34 내지 42를 참조하여 기술될 것이다.
도 34는 동일한 모듈의 배열 314로 이루어진 어셈블리 312를 나타내었다. 도 35에 상세한 단면으로 나타낸 각각의 모듈
314는 자체-함유된 프레임 오존기 장치를 형성하도록 배열된 임계 길이 이하의 길이 l의 다수의 신장된 전극 316, 317을
갖는다. 이 모듈의 구조물은 어떠한 원하는 영역 및 크기의 오존기를 간편하게 구조하게 하면서 큰 크기의 오존기에서 보
통 직면하는 문제점을 피할 수 있다.
모듈 314의 상세한 설명을 보면, 각각의 전극 316, 317은 폴리비닐-디플로라이드 320이 표면에 퍼진 전기적으로 전도성
코어 318로부터 형성된다. 전극 316, 317은 인접한 전극사이에 공기 갭을 갖는 실질적으로 편평한 전극 배열을 형성할 수
있도록 실질적으로 평형하면서, 서로 동일한 간격을 갖도록 배치된다. 하나의 극성(polarity)을 갖는 전극 316은 반대 극
성을 갖는 전극 317사이에 위치한다.
전극 316, 317은 전극에 실질적으로 수직인 제1 및 제2측면 322,324로 이루어지고, 전극에 실질적으로 평행한 제1 및 제
2측면 326, 328로 이루어진 실질적으로 직사각형 프레임에 의해 지지된다. 이들 위치에서의 갭은 오존 생성에 기여하지
않기 때문에 측면 326과 328 및 인접한 전극사이에 공기갭이 없는 것이 바람직하다.
등록특허 10-0536485
- 21 -
제1 및 제2측면 322, 324는 제1측면 322가 어셈블리 312의 구조동안 유사한 모듈 314와 병렬로 위치된 제2측면 324와
맞물려질 수 있도록 상보적인 연동(interlocking) 형태로 생성된다. 상보적인 연동 형태의 바람직한 구조는 도 36에 가장
명백히 도시되었다. 여기서 각각의 면은 인접한 모듈이 맞물림내로 반-영구적인 힘을 받을 수 있도록 클립 형태 330을 이
룸을 특징으로 한다.
상기 연동 형태를 대체하는 바람직한 구조를 도 37 및 38에 나타내었다. 도 37은 클립 형태 330과 유사한 클립 형태 332
를 나타내었으나, 래칫 톱니(ratchet teeth) 334를 부가하여 그 맞물린 위치에 클립을 함께 확실하게 고착시켰다. 필요하
다면, 상기 연결의 해체는 단지 측면 322 및 324의 길이를 따라 별도로 모듈을 미끌리는 것에 의해 수행될 수 있다. 도 38
은 직사각형 연동 형태 336을 나타내었다.
바람직하게는 제1 및 제2 말단 326, 328은 또한 제1 말단 326이 조립도중 유사한 모듈 314의 나란히 위치된 제2 말단
328과 맞물릴 수 있도록 상보적인 연동 형태로 형성된다. 적절한 연동 형태의 예를 도 39에 나타내었다. 상기 연동 형태는
이에 한정하는 것은 아니나 측면 322,324를 기준으로 상기 기술된 것을 포함하는 형태의 범위일 수 있다.
모듈 314의 전기적인 연결을 보면, 한가지 극성을 갖는 모든 전극 316은 하나의 통상의 전기적인 연결 혹은 레일 338에
연결되며 반대 극성의 모든 전극 317은 제2의 통상의 전기적인 연결 혹은 레일 340에 연결된다.
레일 338 및 340으로의 외부 연결은 여러 가지 방식으로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 커넥터(connector) 342, 344
(도 36 내지 도 40)은 부가적인 외부 권선(wiring)없이 어셈블리 312를 가로질러 접촉되게끔 하는 방식으로 모듈 314의
측면들과 말단에 짜맞춰진다. 이러한 경우에, 클립으로 합쳐진 어셈블리의 탄성율이 일단 조립된 커넥터의 안정된 접착을
유지하게 함으로써, 연결을 가로질러 일어나는 발화를 방지한다.
부가적인 절환가능한 다중커넥터 소켓 346(도 35 및 도 40)은 필요로하는 외부 권선을 통하여 연결하게끔 제공되는 것이
바람직하다. 표시를 명확히하기 위해서, 레일 338과 커넥터 342 및 레일 340과 커넥터 344사이 모두뿐만 아니라 다중커
넥터 소켓 346에서 전기적인 연결의 상세한 설명을 도면에서 생략하였다.
커넥터 342 및 344가 연결된 모듈에 적응가능 하도록 전기적으로 배치하는데 모듈 314의 바람직한 실시예의 구체적인 특
징이 있다. 큰 영역 오존 발생기의 전력 공급을 다수의 소영역내로 세분화함으로써, 다수의 저전력 고전압 트랜스포머를
사용가능하며, 따라서 고전류 고전압 시스템과 관련된 안정 위험성 및 법적 규제 모두를 피할 수 있다. 반면에 고전류 공급
기를 사용할 수 있을 때, 동일한 모듈은 모든 모듈의 통상의 평행한 연결을 제공하도록 쉽게 재배치될 수 있다. 커넥터
342, 344의 적절한 배치 및 그 이용의 실례는 도 40 내지 도 42를 참조하여 하기에 기술할 것이다.
본 실시예에서, 측면 322 및 324의 상보적인 연동 형태는 하나의 모듈 314가 측면 322 및 324에 평행한 라인 근처에서
180°로 회전한다면(이하, "회전 "이라 한다), 상기 회전된 측면 322가 회전되지 않은 모듈 314의 측면 322로 연동될 수 있
도록 제조된다는 것을 주지해야 한다. 유사하게 말단 326 및 328의 형태는 하나의 모듈 314가 말단 326 및 328에 평행한
라인근방에서 180°회전된다면(이하, " 역회전 "이라 한다), 역회전된 말단 326은 역회전되지 않은 모듈 314의 말단 326과
연동될 수 있도록 제조된다.
도 40은 측면 322의 상부 말단과 측면 324의 저부말단에 비대칭적으로 위치된 커넥터 342를 갖는 모듈 314를 도시한다.
유사하게 커넥터 344는 말단 326의 우측면 및 말단 328의 좌측면에 비대칭적으로 위치된다.
이 고안의 두 개의 모듈이 병렬로(side-by-side) 조립되면, 접착된 면의 커넥터 342사이에 는 어떠한 접촉도 일어나지 않
는다는 것을 쉽게 이해할 수 있다. 반대로 모듈중 하나가 회전된다면, 커넥터 342는 이들이 조립될 때 전기적 접촉을 할 수
있는 중첩된 위치를 초래한다.
유사하게 이 고안의 두 개의 모듈이 상하로(one-above-the other) 조립된다면, 접착된 말단의 커넥터 344사이에 어떠한
접촉도 일어나지 않을 것이다. 모듈중 하나가 역회전된다면, 커넥터 344는 이들이 조립될 때 전기적 접촉을 갖을 수 있는
중첩된 위치를 조래한다.
도 41은 모듈 314의 3×3배열로 이루어진 어셈블리 312를 도시한다. 쉽게 참조하기 위하여, 각각의 모듈의 상대적인 배향
을 화살표 방향으로 나타내었다. 각 모듈은 수평 근방을 기준으로 회전되고 수직 근방을 기준으로 역회전된다. 그 결과, 연
등록특허 10-0536485
- 22 -
속적인 연결은 전체 어셈블리를 수평으로 가로지르는 커넥터 342사이 및 전체 어셈블리를 수직으로 가로지르는 커넥터
344사이에 에 형성된다. 따라서 상기 어셈블리는 노출된 커넥터 342를 공급기(supply)의 하나의 극(pole)에 연결하고 3
개의 노출된 커넥터 344를 공급기의 다른 극에 연결함으로써 간단히 활성화될 수 있다.
도 42는 모듈 314의 3×4배열인 다른 어셈블리를 나타낸 것이다. 이 경우에는 모듈 314의 역전환이 제공되지 않는다. 그
결과, 어떠한 수직적인 연결도 생성되지 않는다. 유사하게 회전은 한쌍의 모듈 314의 연결을 형성하도록 선택적으로 수행
된다. 그 결과, 어셈블리 312는 각각이 상기 언급한 저전류를 필요로 하는 잇점을 모두 갖는 한쌍의 모듈 314의 작은 소단
위로 전기적으로 세분된다. 부가적으로, 외부 권취는 다중 커넥터 346에 접착시킴으로써 모듈의 중간줄의 레일 340에 연
결될 필요가 있음을 주지해야 한다.
모듈 314의 전체 구조는 적절하게 위치된 전기적으로 전도성있는 주입물로 성형된 폴리비닐-디플로라이드로부터 일체로
형성되는 것이 바람직하다. 전도재의 선택은 중요한 것은 아니나, 전형적으로는 알루미늄을 사용할 수 있다.
어셈블리 312는 어셈블리를 통하여 전극 배열의 평면에 실질적으로 수직인 방향으로 산소 함유 가스의 흐름을 발생시키기
위하여 몇몇 형태의 흐름 발생기(도시되지 않음)와 함께 작동한다. 흐름 발생기는 오존 발생기에 개방되거나 혹은 개방되
지 않은 어떠한 형태든지 사용가능하다.
가스 흐름의 방향과 수직 평면내에 전극을 배치하는 것은 오존 발생기의 작동도중에 그 전체 길이를 따라 전극의 균일한
냉각을 낳는다는 것을 인지하여야 한다. 이 현상은 오존의 열-분해를 현저하게 감소시킨다.
도 43을 보면, 모듈의 프레임-오존기 어셈블리 312의 변형 400을 예시하고 있다. 어셈블리 400은 어셈블리 312와 일반적
으로 유사하다. 모듈 402가 전극에 수직 방향으로 신장된 스트립으로 형성된다는 것이 주요한 차이이다. 모든 다른 견지에
있어서, 어셈블리 400의 특징은 상술한 어셈블리 312와 유사하므로 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
마지막으로 도 44 및 45를 보면, 일반적으로 500으로 나타내었고, 본 발명의 가르침에 따라 구조되고 작동하는 고농도 프
레임-형 오존 발생기가 기술될 것이다.
오존 발생기 500은 실질적으로 평행하고, 상술한 것과 유사하게 각각이 서로에 관하여 간격을 두고 배치된 신장된 전극의
배열로 이루어진 다수의 프레임 502를 갖는다. 프레임 502는 이들이 연도(flue)를 따라 간격을 두고 떨어져 배치되어 이들
이 연도의 전체 단면적 영역을 커버할 수 있게 한다. 연도 504는 주위의 가스 흐름 도관 508을 정의할 수 있도록 실질적으
로 밀폐된 원통형 케이스 506내에 탑재된다.
케이스 506은 유입구 510 및 배출구 512에 특징이 있다. 입구 510근처에서, 전원 공급기 514는 구동축 520을 거쳐 팬
(fan) 518을 구동하는 모터 516을 공급한다. 분리벽 522는 구동축 520근처에 작은 개구(apeture) 524를 정의하고 오존
발생기 500의 작동 부피로부터 전원 공급기 514와 모터 516을 함유하는 유입구 영역을 분리하도록 공급된다.
조작시, 팬 518은 이중 흐름 패턴을 발생한다: 먼저, 연도 504를 따라 그리고 주위의 도관 508을 따라 역으로 순환할때 작
동 부피내로 가스를 배출하여 가스가 프레임 502를 통하여 재순환하도록 한다. 부가적으로 팬 518의 후면에서의 흡입 효
과는 유입구 510으로부터 개구 524를 거쳐 가스를 흡입하고, 배출구 512를 통하여 상응하는 가스의 처리-흐름을 낳는다.
오존 발생기 500을 정확하게 배치함으로써, 그리고 보다 상세하게는 개구 524의 크기를 조정함으로써, 처리-흐름의 용적
측정의 흐름 속도 V0는 재순환 흐름의 용적측정의 흐름 속도 V1보다 현저하게 작게 설정된다. 바람직하게는 V1은 V0보다
최소 10배가 되도록 함으로써 운반 가스내에 오존이 상대적으로 고농도인 균질한 혼합물을 생성하게 한다.
상당한 열이 오존 발생기의 조작도중에 발생된다. 몇몇 경우에는 도관 508내에 독립된 가스의 공기 냉각이 케이스 506의
벽을 통하여 충분해질 수도 있다. 대체 방안으로, 케이스 506의 벽을 냉각시키는데 활성 냉각 시스템이 제공된다. 이러한
시스템의 일례로는 관 526을 냉각함을 나타내는 물 순환 냉각 시스템이 있다. 개구 514에 대하여 팬 518을 배치함으로써
가능한 손상없이 오존이 전원 공급기 및 모터를 함유하는 영역내로 도로 흘러들어갈 수 있도록 확실히한다.
바람직하게는 유입구 510은 유입 공기로부터의 먼지 및 기타 소립자를 제거하기 위하여 필터 및/또는 정전 집진기
(electrostatic precipitator)와 함께 제공되며, 따라서 오존 발생기 500의 성능을 안전하게 지킬 수 있다.
상기 상세한 설명은 단지 실시예로서 제공되는 것이며, 많은 다른 실시예가 또한 본 발명의 사상에서 벗어남없이 가능할
것이다.
등록특허 10-0536485
- 23 -
산업상 이용 가능성
본 발명에 의하면, 오존을 사용하여 처리 공간내에서 유지되는 대상들의 살균, 정화 및 탈취를 위한 시스템을 제공할 수 있
다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
(a) 평탄한 전극 배열을 형성하기 위해 서로에 대해 평행하고, 일정 간격을 두고 배치된 복수의 신장된 전극; 및
(b) 상기 전극 배열을 통해 산소 함유 가스의 흐름을 상기 전극 배열에 수직인 방향으로 발생시키는 흐름 발생기;
를 포함하며, 상기 각 전극은 폴리비닐-디플루오라이드로 피복된 전기 전도성 코어로부터 형성되는 프레임형 오존 발생
기.
청구항 2.
제1항에 있어서, 상기 전극 배열은 주어진 면적의 프레임내에 배치되며, 상기 프레임은 다른 유사한 프레임과 함께 어셈블
리를 형성하여 상기 주어진 면적보다 큰 면적을 갖는 확대된 오존 발생기를 형성함을 특징으로 하는 오존 발생기.
청구항 3.
제2항에 있어서, 상기 프레임은 상기 전극에 수직인 제1 및 제2면을 갖는 정방형이며, 상기 제 1 및 제2 면은 상기 제1면
이 유사한 프레임의 나란히 위치한 제2면과 맞물려 확대된 오존 발생 장치를 형성하도록 상보적 연동 형태를 형성함을 특
징으로 하는 오존 발생기.
청구항 4.
제3항에 있어서, 상기 제1면은 상기 전극들로된 제1 세트에 대한 제1 공통 전기 연결을 포함하며, 상기 상보적 연동 형태
는 상기 제1 공통 전기 연결이 나란히 위치한 유사한 프레임의 다른 공통 전기 연결과 전기적 접속을 형성하여 상기 프레
임과 연동하도록 형성됨을 특징으로 하는 오존 발생기.
청구항 5.
제3항에 있어서, 상기 프레임은 상기 전극에 평행한 제1 및 제2 말단을 가지며, 상기 제1 및 제2 말단은 상기 제1 말단이
유사한 프레임을 갖는 나란히 위치한 제2 말단과 맞물려 확대된 오존 발생기 장치를 형성하도록 상보적 연동 형태로써 형
성됨을 특징으로 하는 오존 발생기.
청구항 6.
제5항에 있어서, 상기 제1 말단은 상기 제1 세트 전극들에 대한 제1 공통 전기 연결을 포함하며, 상기 상보적 연동 형태는
상기 제1 공통 전기 연결이 나란히 위치한 유사한 프레임의 공통 전기 연결과 전기적 접속을 형성하여 상기 프레임과 연동
하도록 형성됨을 특징으로 하는 오존 발생기.
등록특허 10-0536485
- 24 -
청구항 7.
제2항 내지 제6항중 어느 한항에 있어서, 상기 프레임과 상기 전극 배열은 전기 전도성 주입물을 갖는 성형된 폴리비닐-디
플루오라이드로부터 일체로 형성됨을 특징으로 하는 오존 발생기.
청구항 8.
(a) 생성물을 수용하기 위한 용기;
(b) 오존-함유 가스를 상기 용기의 내부로 공급하기 위한 오존 발생기;
(c) 상기 오존-함유 가스의 순환발생을 위한 흐름 발생 시스템; 및
(d) 오존 처리의 효율성을 향상하기 위해 상기 용기내에 가압파를 발생하기 위한 가압파 발생기;
를 포함하며, 오존-함유 가스로 생성물을 처리하기 위한 장치.
청구항 9.
제8항에 있어서, 상기 흐름 발생 시스템은 제1 방향과 상기 제1방향에 반대인 제2 방향 사이에서 교대하는 오존-함유 가
스의 흐름을 발생하도록 배열됨을 특징으로 하는 장치.
청구항 10.
제8항에 있어서, 상기 흐름 발생 시스템은 생성물을 향해 한 방향 이상으로 오존-함유 가스의 동시 흐름을 발생하도록 배
열됨을 특징으로 하는 장치.
청구항 11.
제8항 내지 제10항중 어느 한항에 있어서, 나아가 표면층에 오존-함유 수증기의 응축을 일으키도록 충분히 처리하기 전에
상기 생성물의 표면층을 냉각시키기 위한 냉각 시스템을 포함함을 특징으로 하는 장치.
청구항 12.
제8항 내지 제10항중 어느 한항에 있어서, 나아가 표면층에 오존-함유 수증기의 동결을 일으키도록 충분히 처리하기 전에
상기 생성물의 표면층을 냉각시키기 위한 냉각 시스템을 포함함을 특징으로 하는 장치.
청구항 13.
제8항 내지 제10항중 어느 한항에 있어서, 상기 생성물은 물이며, 상기 장치는 나아가 상기 용기내에 물의 이동 피막을 발
생시키기 위한 수처리 시스템을 포함함을 특징으로 하는 장치.
청구항 14.
제8항에 있어서, 상기 생성물은 물이며, 상기 장치는
등록특허 10-0536485
- 25 -
(a) 상기 용기내에 제1 방향으로 이동하는 물 분사를 생성하기 위한 분사 발생기; 및
(b) 상기 오존-함유 가스의 흐름을 상기 제1 방향과 반대인 방향으로 발생시키기 위한 흐름 발생 시스템;
을 포함함을 특징으로 하는 장치.
청구항 15.
제8항 내지 제10항중 어느 한항에 있어서, 나아가 상기 용기의 개방전에 상기 오존-함유 가스로부터 오존을 제거하기 위
한 상기 용기에 결합된 촉매 필터를 포함함을 특징으로 하는 장치.
청구항 16.
(a) 제1 및 제2 처리실을 제공하는 단계;
(b) 상기 제1 처리실내에서 오존-함유 가스로 제1 배치의 생성물을 처리하는 단계;
(c) 상기 제2 처리실내에 제2 배치의 생성물을 배치하는 단계; 및
(d) 상기 제1 처리실의 오존-함유 가스를 상기 제2 처리실로 이동하는 단계;
를 포함하는 오존-함유 가스로써 생성물의 배치 처리 방법.
청구항 17.
제16항에 있어서, 상기 이동은 나아가 오존-함유 가스내의 오존의 비율을 증가시키도록 오존 발생기를 통해 수행됨을 특
징으로 하는 방법.
청구항 18.
제16항에 있어서, 나아가 촉매 필터를 통해 상기 제2처리실로부터 상기 제1처리실로 가스를 이동하는 단계를 포함함을 특
징으로 하는 방법.
청구항 19.
제16항 내지 제18항 중 어느 한항에 있어서, 나아가 상기 오존 처리의 효율성을 증대시키기 위해 상기 제1 처리실내에 가
압파를 발생시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
청구항 20.
제16항 내지 제18항 중 어느 한항에 있어서, 나아가 상기 처리전에, 표면층에 오존-함유 수증기의 응축을 일으키기에 충
분하게 상기 생성물의 표면층을 냉각시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
청구항 21.
등록특허 10-0536485
- 26 -
제16항 내지 제18항 중 어느 한항에 있어서, 상기 처리전에, 표면층에 오존-함유 수증기의 동결을 일으키기에 충분하게
상기 생성물의 표면층을 냉각시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
청구항 22.
제16항 내지 제18항 중 어느 한항에 있어서, 상기 제1 및 제2 처리실은 최소 하나의 오존 발생기와 최소 하나의 촉매 필터
의 특징을 이루는 공통의 분리벽을 공유함을 특징으로 하는 방법.
청구항 23.
제22항에 있어서, 상기 최소 하나의 오존 발생기는 상기 제1 또는 상기 제2 처리실과 전환되게 연결되는 유입구와 상기 제
1 또는 제2 처리실과 전환되게 연결되는 배출구를 가짐을 특징으로 하는 방법.
청구항 24.
제23항에 있어서, 상기 최소 하나의 촉매 필터는 상기 제1 또는 상기 제2 처리실과 전환되게 연결되는 유입구와 상기 제1
또는 제2 처리실과 전환되게 연결되는 배출구를 가짐을 특징으로 하는 방법.
청구항 25.
(a) 평탄한 전극 배열을 형성하기 위해 서로 평행하고, 일정 간격을 두고 배치된 복수의 신장된 전극;
(b) 그 내부에 상기 전극배열이 배치되며, 유입구와 배출구를 갖는 케이스; 및
(c) (ⅰ) 상기 전극 배열을 통해 재순환하는 상기 케이스내에 가스의 재순환류, 및
(ⅱ) 상기 유입구를 통해 흘러들어가서 상기 배출구를 통해 흘러나오며, 상기 재순환류의 부피 유속에 비해 훨씬 작은 부피
유속을 갖는 가스의 관통류;
를 발생하도록 형성된 상기 케이스에 결합된 흐름 시스템;
을 포함하는 고농도 프레임-형 오존 발생기.
청구항 26.
제25항에 있어서, 상기 재순환류의 부피 유속은 상기 관통류의 상기 부피 유속보다 최소한 10배 높음을 특징으로 하는 오
존 발생기.
청구항 27.
제25항에 있어서, 나아가 상기 케이스를 냉각시키기 위해 상기 케이스에 결합된 냉각시스템을 포함함을 특징으로 하는 오
존 발생기.
청구항 28.
등록특허 10-0536485
- 27 -
제25항에 있어서, 나아가 상기 재순환류가 상기 전극 배열과 상기 부가적 전극 배열을 순차적으로 통과하도록 상기 전극
배열과 유사하며 평행하게 배치된 최소 하나의 부가적 전극 배열을 포함함을 특징으로 하는 오존 발생기.
도면
도면1
등록특허 10-0536485
- 28 -
도면2
등록특허 10-0536485
- 29 -
도면3
등록특허 10-0536485
- 30 -
도면4
도면5
등록특허 10-0536485
- 31 -
도면6
도면7
등록특허 10-0536485
- 32 -
도면8
도면9
등록특허 10-0536485
- 33 -
도면10
도면11
등록특허 10-0536485
- 34 -
도면12
도면13
등록특허 10-0536485
- 35 -
도면14
등록특허 10-0536485
- 36 -
도면15
등록특허 10-0536485
- 37 -
도면16
도면17
등록특허 10-0536485
- 38 -
도면18
등록특허 10-0536485
- 39 -
도면19
등록특허 10-0536485
- 40 -
도면20
등록특허 10-0536485
- 41 -
도면21
등록특허 10-0536485
- 42 -
도면22
등록특허 10-0536485
- 43 -
도면23
등록특허 10-0536485
- 44 -
도면24
등록특허 10-0536485
- 45 -
도면25
등록특허 10-0536485
- 46 -
도면26
등록특허 10-0536485
- 47 -
도면27
도면28
등록특허 10-0536485
- 48 -
도면29
등록특허 10-0536485
- 49 -
도면30
도면31
등록특허 10-0536485
- 50 -
도면32
도면33
등록특허 10-0536485
- 51 -
도면34
도면35
등록특허 10-0536485
- 52 -
도면36
등록특허 10-0536485
- 53 -
도면37
도면38
등록특허 10-0536485
- 54 -
도면39
도면40
등록특허 10-0536485
- 55 -
도면41
도면42
등록특허 10-0536485
- 56 -
도면43
도면44
등록특허 10-0536485
- 57 -
도면45
등록특허 10-0536485
- 58 -