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KR100383035B1 - 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치 - Google Patents

광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치 Download PDF

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KR100383035B1
KR100383035B1 KR10-2002-0006637A KR20020006637A KR100383035B1 KR 100383035 B1 KR100383035 B1 KR 100383035B1 KR 20020006637 A KR20020006637 A KR 20020006637A KR 100383035 B1 KR100383035 B1 KR 100383035B1
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Abstract

본 발명은 수족관 정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광촉매 분해기를 이용한 광분해반응으로 수족관 내부의 오염물질을 지속적으로 분해 제거시키는 수족관 정화장치에 관한 것이다.
본 발명의 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치는, 수족관에 연결된 송급관과, 송급관과 연결되어 수족관 내부의 오염된 물을 이송하는 이송펌프와, 송급관에 연결되어 수족관 내부의 오염된 물에 포함된 부유 고형물을 제거하는 고형물 제거필터와, 송급관으로부터 공급된 물에 포함된 오염물질을 분해하는 광촉매 분해기와, 광촉매 분해기에서 정수된 물을 수족관으로 환수하는 환수관으로 구성된다.
본 발명에 의해, 순환시스템을 사용하므로 수족관내의 물을 교환할 필요가 없고, 수족관 물의 청정을 유지하고, 오염물질을 제거하기 위한 청소작업이 필요 없으며, 수족관 크기에 따라 정수용량 조절이 가능한, 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치가 제공된다.

Description

광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치{AQUARIUM PURIFIER USING PHOTOCATALYTIC DECOMPOSER}
본 발명은 수족관 정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광촉매 분해기를 이용한 광분해반응으로 수족관 내부의 오염물질을 지속적으로 분해 제거시키는 수족관 정화장치에 관한 것이다.
가정의 거실이나 공공장소 로비 등 청결을 요하는 장소에 정서함양, 장식효과, 생태학습, 습도유지 등의 목적으로 설치되는 수족관의 물은 과잉으로 공급된 먹이가 부패되거나 물고기 배설물 등에 의해 오염되어 오히려 미관을 해치고 악취를 발생시켜 혐오감을 준다.
오염물질이 일시에 다량 발생하지는 않지만, 수족관은 폐쇄계이기 때문에 시간이 경과할수록 수족관 내부의 오염물질 농도는 점진적으로 높아져 일정농도를 넘어서면 악취가 발생하고, 탁도가 높아져 물이 흐려지며, 이끼가 자라서 수족관으로서 기능을 상실하게 되므로 이를 방지하기 위한 기술이 필요하다.
관련 공지기술로는, 한국 실용신안 출원 20-2001-0029987(정화장치를 설치한 수족관), 한국 실용신안 출원 20-2000-0003639(수족관용 정화장치), 한국 실용신안 출원 20-2001-0014715(활어수족관의 정화장치) 등이 공지되어 있다.
도 1에 도시한 한국특허출원 10-1995-016297(수족관 용수정화용 여과장치)에는 수족관(1) 내부의 수중모터(2)에서 분출된 물은 토출관(6)을 통해 여과기(4)로 보내지고, 여과기의 필터(5)에서 오염물질을 여과한 후 연장관(7)을 통해 다시 수족관으로 순환되는 수족관 정화장치가 공지되어 있다.
그러나, 상기 수족관 정화장치는 수족관 내의 부유 고형물을 제거하기 위해 필터를 설치하지만, 사용시간이 길어지면 고형물 축적으로 막히게 되어 교환해야 하나, 교체 과정이 매우 번거롭고 어려우며, 유해 미생물이 번식하는 경우도 많아 장기간 사용에는 적절치 않은 문제점이 있었다.
또한, 미생물을 이용하여 오염물질을 분해하는 생물학적 분해를 촉진하기 위해 수중 미생물이 고정될 수 있도록 모래나 자갈 등을 넣어 주었지만 미생물의 오염물질 분해속도가 느려 수족관 내에 오염물질이 축적되고, 이것들의 부패 또는 분해과정에서 발생하는 유해물질로 인해 물고기가 폐사하거나, 악취가 발생하고, 조류나 이끼 등이 번성하여 탁도가 높아지는 문제점과, 수족관의 청소과정에서 바닥에 침전되어 있던 오염물질 등에 의한 악취 발생으로 실내공기가 오염될 뿐 아니라 청소작업 자체가 쉽지 않은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해, 수족관내의 물을 정화시키고 정화된 물을 다시 수족관내로 공급하는 순환시스템을 사용하므로 수족관내의 물을 교환할 필요가 없고, 수족관에서 발생하는 오염물질이나 과잉 영양물질을 계속적으로 제거하여 물고기의 폐사를 방지하고, 조류나 이끼 등의 번성을 방지하여 청소작업이 필요없는, 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 수족관 정화장치를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치를 나타낸 도면
도 3은 광촉매 코팅체 5종을 혼합하여 충진한 광촉매 분해기를 나타낸 단면도
도 4는 광촉매 코팅체 5종을 종류별로 구분하여 충진한 광촉매 분해기를 나타낸 단면도
도 5는 광촉매 코팅 스프링을 석영관에 삽입한 광촉매 분해기를 나타낸 단면도
도 6은 광촉매 코팅 망을 말아서 석영관에 삽입한 광촉매 분해기를 나타낸 단면도
＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 수족관 20 : 송급관
30 : 이송펌프 40 : 고형물 제거필터
50 : 광촉매 분해기 51 : 고정용기
51a : 유입구 51b : 유출구
52 : 광촉매 코팅체 52a : 혼합된 광촉매 코팅체
52b : 종류별 광촉매 코팅체 52c : 광촉매 코팅 스프링
52d : 광촉매 코팅 망 53 : 석영관
54 : 자외선 램프 54a : 플러그
60 : 환수관
본 발명은 수족관 정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광촉매 분해기를 이용한 광분해반응으로 수족관 내부의 오염물질을 지속적으로 분해 제거시키는 수족관 정화장치에 관한 것이다.
광촉매는 촉매에 쪼여진 빛 에너지에 의해 산화력이 높은 물질을 생성하여 화학반응을 촉진시키는 물질로서 산화티탄( TiO₂), 산화아연(ZnO), 산화주석( SnO₂) 등이 있으며, 이 중에서 산화티탄이 내산, 내알칼리성에 강하고 인체에 무해하다고 널리 알려져 있다.
광촉매에 밴드갭(BAND GAP) 에너지 이상의 빛을 쪼여주면 전자와 정공이 생성되고, 이들에 의한 강한 산화ㆍ환원 반응이 진행된다. 산화ㆍ환원 과정에서 유기 물질은 분해되어 무해한 이산화탄소와 물로 분해된다.
한편, 산화티탄에 백금(Pt), 은(Ag), 납(Pd), 니켈(Ni), 주석(Sn),크롬(Cr), 철(Fe), 마그네슘(Mg)의 금속 및 산화물을 단독 또는 혼합하여 첨가하면 빛의 조사에 의해 광촉매 표면에 생성된 전자와 정공이 다시 원위치하는 현상을 지연시켜 오염물질과 반응할 수 있는 가능성이 증가하여 오염물질의 분해효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치는, 수족관(10)에 연결된 송급관(20)과, 송급관과 연결되어 수족관 내부의 오염된 물을 이송하는 이송펌프(30)와, 송급관에 연결되어 수족관 내부의 오염된 물에 포함된 부유 고형물을 제거하는 고형물 제거필터(40)와, 송급관으로부터 공급된 물에 포함된 오염물질을 분해하는 광촉매 분해기(50)와, 광촉매 분해기에서 정수된 물을 수족관으로 환수하는 환수관(60)으로 구성된다.
또한, 수족관 크기와 설치장소의 여건에 따라 광촉매 분해기를 직렬 또는 병렬로 다단 중복 설치하여 정수용량 조절이 가능하다.
이하 본 발명의 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치를 도 2를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
수족관(10)은 이송펌프(30)에 의해 내부의 오염된 물을 송급하는 송급관(20)이 연결되어 있다.
송급관(20)에는 수족관 내부의 오염된 물을 광촉매 분해기(50)로 보내기 전에 부유 고형물을 제거하는 고형물 제거필터(40)가 설치되어 있다.
광촉매 분해기(50)는 송급관(20)에 연결되어 수족관(10)의 오염된 물이 유입되는 유입구(51a)와 환수관(60)에 연결되어 정수된 물이 유출되는 유출구(51b)를갖는 고정용기(51)와, 고정용기의 내부 중앙에 설치된 석영관(53)과, 석영관에 삽입되어 자외선을 조사하는 자외선 램프(54)와, 고정용기(51)와 석영관(53) 사이에 충진되는 광촉매 코팅체(52)로 구성된다.
고정용기(51)는 플라스틱이나 스테인레스 스틸을 사용한다.
플라스틱 고정용기를 사용할 경우에는 고정용기 내표면에 빛을 잘 반사하여 광반응 효율을 높이고, 자외선에 의한 고정용기의 분해를 막기 위해, 은 또는 알루미늄으로 코팅처리한다. 스테인레스 스틸 고정용기의 경우에는 내표면을 광택처리하여 반대 방향의 지지체 면에 자외선 조사가 가능하도록 한다.
한편, 고정용기의 내표면에 광촉매를 코팅하여 고정용기도 광분해반응에 참여하여 광반응 효율을 향상시킬 수도 있다.
광촉매 코팅체(52)는 1) 실리카알루미나, 맥반석, 게르마늄, 유리, 옥, 활성탄 등의 1∼10 mm 정도 구형, 원통형, 알갱이 형태의 지지체에 산화티탄을 코팅하여 고정용기와 석영관 사이에 충진한다.(도 2참조)
광촉매 코팅체는 2) 산화티탄이 코팅된 실리카알루미나, 맥반석, 게르마늄, 유리, 옥, 활성탄을 골고루 혼합하여 고정용기와 석영관 사이에 충진할 수도 있다.(도 3참조)
광촉매 코팅체는 3) 산화티탄이 코팅된 실리카알루미나, 맥반석, 게르마늄, 유리, 옥, 활성탄을 종류별로 구분하여 고정용기와 석영관 사이에 충진할 수도 있다.(도 4참조)
광촉매 코팅체는 4) 스테인레스 스틸, 철, 은을 가공한 스프링 형태의 지지체에 산화티탄을 코팅하여 만든 광촉매 코팅 스프링(52c)을 석영관에 끼우거나, 고정용기와 석영관 사이의 공간에 맞게 석영관에 감아 사용할 수도 있다.(도 5참조)
광촉매 코팅체는 5) 스테인레스 스틸, 철, 은을 가공한 구멍크기가 0.1∼10 mm인 망형태의 지지체에 산화티탄을 코팅하여 만든 광촉매 코팅 망(52d)을 둥글게 말아 석영관에 끼워 사용할 수도 있다.(도 6참조)
한편, 산화티탄을 코팅하는 과정에서, 산화티탄에 백금(Pt), 은(Ag), 납(Pd), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 철(Fe), 마그네슘(Mg)의 금속 및 산화물을 0.01∼30 % 단독 또는 2개 이상 혼합 첨가하여 스프레이법이나, 함침법, 딥코팅(DIP-COATING)법으로 코팅해 50∼600 ℃의 온도로 열처리하여 사용할 수도 있다.
자외선 램프(54)는 광촉매 분해기의 크기에 따라 5∼250 W 램프를 이용하며, 블랙라이트 램프도 사용이 가능하다.
본 발명에 의해, 순환시스템을 사용하므로 수족관내의 물을 교환할 필요가 없고, 광촉매 분해기를 이용한 광분해반응으로 수족관에서 발생하는 오염물질이나 과잉 영양물질을 계속적으로 제거하여 수족관 물의 청정을 유지하고, 오염물질을 제거하기 위한 청소작업이 필요 없으며, 수족관 크기와 설치장소의 여건에 따라 광촉매 분해기를 직렬 또는 병렬로 다단 중복 설치하여 정수용량 조절이 가능한, 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치가 제공된다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 수족관 정화장치에 있어서,
    수족관(10)에 연결된 송급관(20)과, 송급관과 연결되어 수족관 내부의 오염된 물을 이송하는 이송펌프(30)와, 수족관 내부의 오염된 물에 포함된 부유 고형물을 제거하는 고형물 제거필터(40)와, 송급관으로부터 공급된 물에 포함된 오염물질을 분해하는 광촉매 분해기(50)와, 광촉매 분해기에서 정수된 물을 수족관으로 환수하는 환수관(60)으로 구성되고,
    상기 광촉매 분해기(50)는, 송급관(20)에 연결되어 수족관(10)의 오염된 물이 유입되는 유입구(51a)와 환수관(60)에 연결되어 정수된 물이 유출되는 유출구(51b)를 갖는 고정용기(51)와, 고정용기의 내부 중앙에 설치된 석영관(53)과, 석영관에 삽입되어 자외선을 조사하는 자외선 램프(54)와, 고정용기(51)와 석영관(53) 사이에 충진되는 광촉매 코팅체(52)로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    고정용기(51)는, 재질은 플라스틱이고, 고정용기의 내표면을 은(Ag), 알루미늄(Al) 중에서 선택된 1종으로 코팅한 후, 산화티탄( TiO₂)으로 코팅처리한 것을 특징으로 하는, 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    고정용기(51)는, 재질은 스테인레스 스틸이고, 고정용기의 내표면을 광택 처리한 후, 산화티탄( TiO₂)으로 코팅처리한 것을 특징으로 하는, 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    광촉매 코팅체(52)는, 1∼10 mm의 구형 또는 원통형 또는 알갱이 형태의 실리카알루미나, 맥반석, 유리, 옥, 게르마늄, 활성탄 중에서 선택된 1종에, 산화티탄을 코팅하여 단독으로 또는 2개 이상 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    광촉매 코팅체(52)는, 스테인레스 스틸, 철, 은 중에서 선택된 1종을 가공한스프링 형태의 지지체에 산화티탄을 코팅하여 만든 광촉매 코팅 스프링(52c)을 석영관에 끼우거나, 고정용기와 석영관 사이의 공간에 맞게 석영관에 감아 사용하는 것을 특징으로 하는, 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    광촉매 코팅체(52)는, 스테인레스 스틸, 철, 은 중에서 선택된 1종을 가공한 망형태의 지지체에 산화티탄을 코팅하여 만든 광촉매 코팅 망(52d)을 둥글게 말아 석영관에 끼워 사용하는 것을 특징으로 하는, 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치.
  8. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    고정용기(51)의 내표면에 코팅되는 산화티탄에 백금(Pt), 은(Ag), 납(Pd), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 철(Fe), 마그네슘(Mg)의 금속 및 산화물을 0.01∼30 % 까지 단독으로 또는 2개 이상 첨가하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치.
  9. 제 5항, 제 6항, 제 7항에 있어서,
    광촉매 코팅체(52)에 코팅되는 산화티탄에 백금(Pt), 은(Ag), 납(Pd), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 철(Fe), 마그네슘(Mg)의 금속 및 산화물을 0.01∼30 % 까지 단독으로 또는 2개 이상 첨가하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치.
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