KR0133975B1 - 전해수 생성방법과 그 장치 - Google Patents

Abstract

전해조의 전해수 산화환원 전위, 전기전도도, PH치, 이온농도등의 전해도에 따라 원수에 주입할 전해질 수용의 주입량, 원수의 공급량, 전해수의 배출량, 양극실 내지 음극실의 용적등을 조정하므로서 전기분해를 효과적으로 제어할 수 있고 원하는 전해도의 전해수를 고효율로 생성 가능하다. 전해도에 따라 전해작용을 제어하면 PH치가 낮은 강산성수를 다량으로 저렴하게 생성할 수 있어서 세정, 살균용으로 유용화 전해도가 조정관리된 알카리수는 음료수로도 이용 가능하다.

Description

전해수 생성방법과 그 장치

제1도는 본 발명의 방법에 의한 전해수 생성원리를 설명하기 위한 장치의 개략 모델도

제2도는 본 발명의 전해수 생성장치의 제1실시예를 표시한 개략도

제3도는 동장치의 제2실시예를 표시한 개략도

제4도는 동장치의 제3실시예를 표시한 개략도

제5도는 제4도의 전해조의 변형예를 표시한 제4실시예를 표시한 개략도

제6도는 제5실시예를 표시한 개략도

제7도는 제6도의 장치에 있는 유량 제어 원리를 표시한 플로챠트

제8도는 전해조의 다른 변형예를 표시한 제6실시예의 개략도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전해조 7 : 원수공급로

11,17 : 센서수단 13,19 : 배출유량 조절수단

21 : 탱크 23 : 전원

25 : 제어유닛

[기술분야]

본 발명은 물을 전기 분해하여 세정이나 살균용으로 유익한 산성수와 음료수로 이용 가능한 알카리수를 고효율로 생성할 수 있는 전해수 생성방법과 그 장치에 관한 것으로서, 특히 소기의 전해도의 산성수 내지 알카리수를 효율적으로 생성하도록 전해를 적절하게 제어할 수 있는 전해수 생성방법과 그 장치에 관한 것이다.

[종래의 기술]

식품, 의료분야에서 PH치가 낮은 산성 전해수를 세정용 또는 소독, 살균용으로 사용하는 것은 일반적으로 알고 있으나 강산성수를 다량으로 생성하는 것은 용이한 일이 아니다.

전해수를 생성하는 종래의 장치는 통상적으로 전해조내를 이온 투과성 격막으로 분할한 음극실과 양극실에 음극전극과 양극전극을 충전시켰으며 원수(原水)를 전해실내에 넣은 상태로 양전극간에 전류를 넣어 격막을 사이에 놓고 전기 분해되며 음극실내의 물의 PH치가 높아져서 알카리수가 되고 양극실내의 물의 PH치가 낮아져 산성수가 되게끔 구성되어 있다.

그러나 이러한 종래의 전해수 생성장치로는 소기의 전해도를 갖는 산성수 내지 알카리수를 연속적이고 대량으로 만들어내는 것은 곤란하였었다.

음료수로서 전형적으로 사용되는 비교적 순수한 상수도물은 100-200μ/㎝ 전후의 작은 전기 전도도(EC)를 갖고 있으며 PH가 6.5-8정도인 중성에 가깝다.

전해수를 다량으로 생성하려면 통전전류를 증대시키면 되지만 통상의 음료수는 전기한 바와 같이 전기 전도도가 낮기 때문에 전극간에 대전류가 흐르기 어려워서 인가전압을 올려야 하며 소비전력이 커지는 결점이 있다.

그리고 종래의 전해수 생성장치로는 전해조에서 전해처리한 양극실에서 얻는 산성수는 PH치가 고작 4.0-5.0정도의 약산성이어서 원하는 세정, 살균효과를 충분히 얻을 수 없는 결점도 있다.

[발명의 목적]

본 발명의 목적은 전기분해로 대량의 산성수와 알카리수를 저전력이면서 효율적으로 생성할 수 있는 전해수 생성방법과 장치를 제공하고자 함이다.

본 발명의 다른 목적은 살균효과가 높은 PH치 3이하, 더 바람직하기는 PH1.5-2.6정도의 강산성수를 효율적으로 용이하게 생성할 수 있는 전해수 생성방법과 장치를 제공하고자 함이다.

본 발명의 또다른 목적은 원수 내지 생성 전해수의 유량 내지 전해도에 의하여 원하는 전해도의 산성수 내지 알카리수를 고효율로 생성할 수 있는 전해수 생성방법과 장치를 제공하고자 함이다.

본 발명의 또다른 목적은 생성 전해수의 PH치 내지 산화 환원 전위에 따라 원하는 PH치의 산성수 내지 알카리수를 소정량만큼 고효율로 생성할 수 있는 전해수 생성방법과 장치를 제공하고자 함이다.

[발명의 개요]

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 전해수 생성방법은 격막으로 분할한 양극실과 음극실에 양극전극과 음극전극을 갖춘 전해조에 원수를 공급하고 전기 양극전극과 음극전극간에 전류를 인가하여 원수에 전해질 수용액을 주입 첨가하고 원수 내지 전해수의 전해도를 측정하면서 소정의 전해도에 의해 전기분해를 제어하고 이렇게 함으로서 전해도가 조정된 산성수와 알카리수를 얻게 된다.

그리고 본 발명에 의한 전해수 생성장치는 격막으로 분할된 양극실과 음극실에 양극전극과 음극전극을 설치한 전해조와 양극실과 음극실에 각각 연통하는 전해수 배출로와 전해수 배출로 한쪽에 설치한 한개의 유량조절수단과, 용해조에 원수를 공급할 원수공급로와 원수공급로에 설치한 한개의 유량조절수단과, 원수공급로에 전해질 수용액을 주입할 전해수 용액주입수단과, 원수공급로 내지 전해조의 전해수 배출로 한쪽에 설치한 전해도를 검지할 센서수단과, 센서로부터 검지신호를 받고 그중의 한개의 검지신호에 의하여 전해작용 내지 원수공급량 또는 전해수 배출량중의 한개를 제어할 제어유닛으로 이루어진다.

전기 전도도 산화 환원 전위 및 이온 농도중의 적어도 하나를 의미한다. 전해조내에 음료수 등의 원수를 공급하고 음양극 전극간에 통전시킴으로서 원수를 전기 분해하고 전기조 내의 음극실에는 알카리수 양극실에는 산성수를 연속적으로 생성하여 적당하게 이용할 수 있게 된다.

원수에 주입첨가할 전해질 수용액으로는 염소계 전해질 수용액 예를들면 식염수를 사용할 수 있다.

이 전해질 수용액을 첨가하면 원수의 전기 전도도가 높아져 저전압으로 대전류의 통전이 가능해지고 강한 전해작용을 일으켜 효과적인 전기분해를 한다.

원수 내지 전해수의 전기 전도도 내지 산화 환원 전위를 측정하고 측정한 검지신호에 의하여 전기분해를 제어함으로서 양극실에서 생성된 산성수 및 음극실에서 생성된 알카리수중 한쪽 전해수의 PH치 내지 생성량을 효과적으로 제어할 수 있다.

그리고 또 전해조의 전해상태 또는 전해배출수의 전해정도를 측정하여 전해조에서 배출하는 알카리수와 산성수의 유량비를 제어함으로서 양극실 및 음극실의 전해부하 전기량을 제어하고 전해강도를 조정할 수가 있다. 전해조의 격막을 이동시켜 양극실 및 음극실의 용적을 변화시키면 알카리수와 산성수의 유량비를 바꿀수가 있다. 그리고 양극실 내지 음극실에 연통한 전해수 배출로에 설치한 유량조절수단을 제어하여도 알카리수와 산성수의 유량비를 변화시킬 수 있다.

본 발명의 그외의 목적과 특징은 첨부한 도면에 의하여 이하의 상세한 설명에서 설명하겠다.

본 발명은 생성 전해수의 전해도, 즉 PH치 전기 전도도(EC치), 산화 환원 전위(ORP치) 및 이온농도 등에 따라 전기분해를 효과적으로 제어하여 목적하는 바의 PH치의 산성수 및 알카리수를 고효율로 생성할 수 있는 전해수 생성방법 및 장치에 관한 것으로 제1도의 개념도를 참조하여 본 발명의 전해수 생성원리 및 제어원리를 이하에 설명한다.

본 발명의 전해수 생성장치는 제1도에서와 같이 이온투과성 격막(3)으로 분할된 양극실(1a)과 음극실(1b)에 양극전극(5a)과 음극전극(5b)를 설치한 밀폐된 전해조(1)와 양극실(1a)과 음극실(1b)에 각각 원수(WO)를 공급할 원수공급로(7)와 원수공급로(7)에는 탱크(9a)에 저장된 전해질 수용액(SS)을 주입할 주입수단(9)과 원수공급로(7)에 설치한 EC치 내지(and/or) 원수의 유량을 측정할 센서수단(11)과 원수공급로(7)에 설치한 한개의 유량조절수단(13)과 양극실(1a)과 음극실(1b)에서 각각 전해수(W1,W2)를 배출시킬 전해수 배출로(15a,15b)와 이들중 한쪽 전해배출로(15a)에 설치한 전해수의 유량 내지 전해도를 측정할 센서수단(17)과 전해수 배출로 한쪽에 설치한 배출유량 조절수단(19)과 전해배출로(15a)에서 유출하는 전해수(W1)을 담을 저장탱크(21)로 이루어진다.

원수(W0)로는 상수도수등 비교적 순수한 음료수를 사용하고 원수공급로(7)를 거쳐 양극실(la)과 음극실(1b)에 각각 공급한다.

전해질 수용액 (SS)으로는 염소계 전해질 수용액 예를 들면식염(NaCℓ) 또는 KCℓ, HCℓ, HCℓO, HCℓO3, KCℓO₃, NaCℓO 등을 이용할 수 있다. 전해질 수용액(SS)을 원수에 첨가하면 원수의 전기 전도도를 높이고 저전압으로 대전류가 통전할 수 있으며 강한 전해작용을 할 수 있게 된다.

전해조의 양극실(1a)과 음극실(1b)에 각각 장전된 양극전극(5a)와 음극전극(5b)에는 전원(23)으로부터 전해전류가 공급된다.

원수공급로(7)과 전해수 배출로(15a,15b)에 설치한 유량조절수단(13)(19)의 설치 위치는 각 통로상의 적당한 위치에 설치할 수 있다.

도면에서 25는 원수공급로(7)에 설치한 센서수단(11)과 전해배출로(15a)에 설치한 센서수단(17)으로 검출한 원수의 유량과 전기 전도도, 전해수의 유량과 전기 전도도, 산화 환원 전위등의 검지신호를 입력하여 그중 한개의 검지신호에 의하여 유량조절수단(13) 내지(19) 또는 전해질 수용액 주입수단(9)을 제어할 제어유닛이다.

제어유닛(25)이 감시하는 대상인 원수의 유량과 전기 전도도, 전해수의 유량과 전기 전도도 산화환원 전위와 제어할 대상인 유량조절수단(13)(19)및 전해질 수용액 주입수단(9)의 각각의 상태에 따르고 원하는 전해수의 전해도에 따라서 전해수 생성장치의 구성이 약간 달라지게 된다. 본 발명의 전해수 생성장치의 몇개의 구체적 구성을 실예를 들어 설명한다.

제2도에 표시한 제1실시예는 전해조내의 전해상태 또는 전해조에서 배출되는 전해수의 전해도를 검지하면서 양극실 및 음극실의 전해부하 전기량을 제어하면 전해강도를 제어하게 된다.

전해부하 전기량의 제어는 전해조에서 배출되는 알카리수와 산성수의 유량비를 제어하면 된다. 이렇게 하면 소기의 PH치를 갖고 있는 산성수를 소정량 생성할 수가 있다.

격막(3)으로 분할된 양극실(1a)과 음극실(1b)에 양극전극(5a)과 음극전극(5b)을 설치한 전해조(1)에 이르는 원수공급(107)에 설치한 유량조절수단으로서 감압변(113a)과 지수변(113b)과 유량제어변(113c)이 포함되고 또한 원수공급로(107)의 적당한 위치에 압력계(108a)와 유량계(108b)가 있으며 이들 수단을 조작하여 원수의 유량을 조정 제어한다.

여기에 있는 전해질 수용액 주입수단(109)은 유량계(108b) 하류측에 설치하였으며 전해질 수용액(SS)을 저장한 탱크(109a)와 전해질 수용액(SS)을 송출하는 정량펌프(109b)와 전해질 수용액(SS)을 원수공급로(107)에 주입할 주입기(109c)와 주입된 전해질 수용액(SS)을 원수(W0)에 혼화시킬 혼합장치(109d)로 이루어진다.

전기 전도도를 조정하기 위하여 사용할 전해질 수용액(SS)으로 염소계 전해질 수용액 여기에서는 전해질로 식염을 일예로 사용하고 있으며 약 10％ 농도의 식염수 용액이면 좋다.

이런 식염수가 탱크(109a)에 저장되어 있다. 전해질 수용액(SS)은 정량펌프(109b)로 원수공급로(107)를 흐르는 원수(W0)에 정량 공급되며 혼합장치(109d)에서 교반 혼합되며 충분히 혼합된 원수가 전해조(1)로 공급된다.

원수 공급측 센서수단으로 원수의 전기 전도도를 측정할 전기전도도 센서(EC센서) (111)를 주입수단(109)의 하류측에 설치하였다. EC센서(111)는 원수에서 검출한 전기전도도 신호(EC신호) (RIC1)을 출력한다.

전해조(1)로 유입된 원수(W0)는 양극전극(5a)과 음극전극(5b)에 전원(23)으로부터 전류가 인가되고 전해조내의 원수가 전기분해를 일으킨다. 전기분해결과 얻을 수 있는 전해수(W1,W2)가 배출로 (115a) 및 (115b)로 배출된다.

전해수 배출로 (115a)를 거쳐 유출하는 양극실(1a)의 산성수(W1)는 삼방변(119a)을 거쳐 저장탱크(21)로 오는데 필요에 따라 배출로(115a)중간에 만든 삼방변(119a)을 조작하면 산성수(W1)를 방출로(115c)를 거쳐 배출로(115b)에 적당량만큼 배출할 수가 있다.

저장탱크(21)에 저장될 산성수(W1)는 세정이나 살균용수등으로 사용된다.

배출로(115b)에는 배출과유량조절변(119b)을 만들었으며 음극실(1b)에서 생성된 알카리수(W2)는 변(119b)을 거쳐 배출된다. 이 알카리수는 음료로 쓸 수 있다.

또한 배출로 (115a)에 설치한 센서수단(117)으로는 양극실(1a)에서 생성된 산성수(W1)의 전기전도도(EC)를 측정하여 EC신호(Ic2)를 출력하는 전도도 센서(EC센서)(117a)와 산성수(W1)의 산화환원 전위를 측정하여 산화환원 전위신호(ORP신호) Ip를 출력하는 산화환원 전위 센서(ORP센서)(117b)가 설치되어 있다.

원수로 (107)에 설치한 EC센서(111)로부터 오는 EC신호(Ic1)과 배출로(115a)에 설치한 EC센서(117a)로부터 오는 EC신호(Ic2)는 제어유닛(25)의 비교기(25a)로 오면 전해도를 비교하여 전해도의 차신호(Id)가 증폭기(25b)를 거쳐 연산처리회로(CPU)(25c)로 송출된다.

그리고 CPU(25c)에는 ORP센서(117b)로부터 ORP신호(Ip)가 온다. CPU(25 c)에는 각 전도도 및 산화환원 전위에 관련되는 기준치가 설정되어 있으며 전기신호(Id)나 ORP신호(Ip) 등의 출력신호에 따라 각종 제어신호가 CPU(25c)에서 각 제어대상으로 송출된다.

구체적으로는 전기 차신호(Id)내지 (and/or) 산성수(W1)의 산화환원 전위에 따라 원수공급량이나 전해질 수용액의 주입량을 조절하거나 또는 배출로(115b)에 설치한 배출유량 조절변(119b)을 제어한다.

즉, 원수(W0)에 비하여 전해의 결과로 얻은 산성수(W1)의 전해도가 불충분하면 (원수와 산성수의 전해도의 차가 적을 경우) 펌프(109b)를 제어하여 전해질 수용액(SS)의 주입량을 증가시키는 동시에 유량조절변(113c)을 조여서 결과적으로 전해조(1)에서 전해가 충분히 될 수 있도록 한다.

반대로 전해도가 너무 크면 전해질 수용액(SS)의 주입량을 억제하고 유량조절변(113c)을 열어 원수의 유량을 늘린다. 이렇게 하면 소정의 전해도의 산성수(W1)을 생성할 수가 있다. 이것과 똑같이 산화환원 전위의 크기에 따라 유량조정수단 또는 전해질 수용액 주입을 제어하면 소기의 PH치를 갖고 있는 전해수를 용이하게 생성할 수가 있다.

더구나 전해질 수용액(SS)의 주입으로 강력한 전해작용이 이루어져서 물의 산화환원 전위가 증가하여 강한 살균효과가 있는 강산성 전해수를 만들 수 있다.

전해질 수용액(SS)을 원수공급로(107)에 정량펌프(109b)를 구동하여 주입하고 있으나 원수공급로(107)에 벤츄저 관으로 구성한 졸이개부를 만들고 이 졸이개부에 탱크(109a)로부터 전해질 수용액의 공급관을 접속하고 원수공급로(107)를 흐르는 원수가 졸이개부에서 유속을 냄으로서 전해질 수용액 공급관에 부압을 주어 전해질 수용액이 원수공급로(107)로 흡입되도록 하여 공급해도 된다.

이럴 경우 탱크(109a)에서 원수공급로(107)로 오는 전해질 수용액 공급관에 조정변을 설치하여 이것을 전해수외 PH치 또는 산화환원 전위에 따라 조정 제어하면 된다.

어느 경우에도 원수에 공급하는 전해질 수용액을 조정하여 소정의 전기전도도를 갖고 있는 원수를 전해조(1)로 도입할 수가 있다.

이렇게 하여 전기전도도가 조정된 원수가 전해조(1)로 도입되고 전극(5a,5b)간에 전류가 인가되므로서 전해의 이온투과성 작용으로 원수중의 카치온은 격막(3)을 통하여 음극실(1b)로 아니온은 양극실(1a)로 모이고 양극실(1a)에 cl^-등의 아니온을 다량으로 함유한 PH치가 낮은 산성수를 얻을 수 있다.

배출유량 조절변(119b)에 의한 산성수(W1)의 PH치 내지 전기전도도의 조정제어는 다음과 같이 한다.

양극실(1a)에서 생성되는 산성수(W1)는 유량당 커다란 전기량의 전해작용을 받음으로서 전기전도도가 높아지고 PH치가 낮은 강산성수가 된다.

한편 음극실(1b)에는 알카리수(W2)가 생성되어서 배출로(115b)를 거쳐 배수된다. 배출로(115b)에 설치한 배출유량 조절변(119b)으로 유량을 제어함으로서 양극실(1a)의 배출로(115a)에서 배출하는 산성수(W1)의 PH치를 제어할 수 있게 된다.

즉, 알카리수의 유출량을 제어하면 생성되는 산성수의 유량도 상관적으로 변화한다. 이렇게 해서 유량당 전기량도 제어할 수 있고 전기전도도 및 산화환원 전위를 제어할 수 있다.

따라서 제어유닛(25)의 연산처리회로(CPU)(25c)에 원수 및 전해질 수용액의 공급량, 전해수의 배출량, 인가전류치의 대조기준 데이타를 미리 설정해두고 각 센서로부터의 검출치에 대조시킨 제어신호에 의하여 대응하는 조정 시스템을 제어한다.

각 센서의 검출신호의 형태 및 제어대상이 될 각 조정수단의 제어상태는 제어유닛(25d)에 표시되니까 용이하게 감시 확인된다.

다음에 본 발명의 특징과 효과가 분명하게 된 실험결과에 대하여 설명한다.

원수 100ℓ에 대하여 10％ 식염수 1ℓ 비율로 혼합하고 이 식염혼합된 원수를 전해조에 공급하여 전해하였다. 전해조에는 16V, 30A의 전류를 인가한 상태로 알카리수의 배출유량을 제어하였더니 매분 약 3.6ℓ쯤 되는 양의 PH2.6의 산성수를 얻었다.

그리고 전해전압을 제어하여 산성수를 생성하였을때는 1ℓ의 산성수를 생성하는데 약 1㎾의 전력을 소비하였다.

그리고 유량을 바꾸어 NaCℓ을 1000ppm 함유한 원수를 전해하였더니 16V×30A(480W)로 PH2.6의 산성수 3.6ℓ를 얻을 수 있었다.

유량을 바꾸지 않는 방법으로 NaCℓ 첨가하지 않고 전압 제어하여 전해하였더니 소비전력 1㎾로 1ℓ의 산성수를 얻었다.

이와 같이 본 발명에 의하면 소요로 하는 PH치의 다량의 강산성수를 저전력으로 용이하게 연속 생성할 수 있다.

그리고 생산 산성수의 PH치를 전기 2.6보다 높여 PH3 정도로 할 경우에는 식염수의 혼합량을 더 적게 해도 되고 알카리수의 배수량을 제어하면서 동일 전기 에너지로 산성수의 생성량을 더 증가시킬 수도 있다.

산성수를 주체로 한 생성제어에 대하여 상술하였으나 배출유량 제어변(119b)을 산성수의 배출로(115a)에 설치하고 산성수(W1)의 배수량을 제어함으로서 알카리수(W2)의 PH제어를 할 수가 있다.

이 경우에도 다량의 알카리수를 저전기량으로 용이하게 얻을 수 있다. 그리고 알카리수와 산성수의 배출유량비의 제어는 양유로에 일정한 총량으로 유체를 분배하는 정량 분재변 등의 제어수단을 설치하여서 제어할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 물의 전해질 수용액을 첨가하므로서 용이하게 촉진할 수 있으며 소비전력을 억제하면서도 효과적으로 다량의 전해수를 값싸고도 연속적으로 생성할 수가 있게 된다.

더구나 전해수의 전기전도도, PH치, 유량비의 제어로 PH3이하의 강산성수를 주준하고 용이하게 생성할 수 있다. 또 염소가 혼입됨으로서 수중에 염소, 차아염소산 같은 살균성이 높은 산소를 다량 함유한 세정, 살균효과가 높은 산성수 생성이 용이하게 된다.

제3도에 개략적으로 표시한 제2실시예의 전해수 생성장치는 원수공급로(107)에 삼방변(213)과 정량분배변(207)을 설치하였다. 제2도에 표시한 제1실시예와 같은 부호로 표시한 다른 요소는 구조작용이 등가인 요소이기 때문에 설명을 생략한다.

정량분배변(217)은 각각 양극실(1a)과 음극실(1b)에 접속된 2개의 갈라진 공급관(207a,207b)으로 되어있고 일정한 총량으로 유체를 분배한다.

전해조(1)에 공급될 총량을 분배변(217)으로 제어하면 공급관(207a,207b)을 거쳐 전해조의 양극실(1a)과 음극실(1b)로 각각 들어갈 원수(W0)량은 서로 상관관계가 되는데 전해조(1)에 공급될 총량이 일정하다고 할때 즉,양극실(1a)에 공급될 원수량(Qa)과 음극실(1b)에 공급될 원수량(Qb)는 아래식의 관계가 된다.

k·Qa＋(-k)·Qb=일정 (k는 0-최대치)·····(1)

EC센서(111)에 의한 원수의 전해도와 전도도 센서(EC센서)(117a)로 검출한 전해수(W1)의 전해도의 차에 의하여 또는EC센서(117a) 내지 ORP센서(117b)로 검출한 전해수(W1)의 전도도 내지 산화환원 데이타에 의하여 제어유닛(25)로 연산처리된 후에 분배변(217)을 제어하여 전해조의 양극실(1a)과 음극실(1b) 각각에 원수공급량을 조절한다.

조정은 제1실시예와 같이 예를들면 양극실(1a)의 산성수(W1)의 산성도가 너무 낮으면 분배변(217)을 조절하여 양극실(1a)로 보내는 원수공급량을 적게 한다.

이렇게 하면 양극실(1a)에서의 전해작용이 농후해지고 양극실(1a)에서 배출되는 전해수(W1)의 산성도가 높아진다. 산성수(W1)의 산성도가 너무 높으면 반대의 처리를 하면 된다.

도시한 실시예에서는 분배변(217)을 2개의 운동변(217a,217b)로 구성하였지만 말할 필요없이 정량 분배할 수 있는 단일 로오터가 있는 삼방변 또는 공지의 각종 유체 분배수단 등을 적용할 수도 있다.

제4도의 제3실시예는 전해조(310)의 양극실(301a)와 음극실(310b)의 용적 즉, 각 전해수의 배출량을 변화시킬 수 있는 전해조 용적가변수단이 있고 전해조에서 생성되는 전해수의 전해도를 제어할 수가 있다.

이 실시예에서는 격막(303)을 전해조(1) 바닥의 지점(303a)으로 지지하여 측방으로 기울어지게 설치하였다. 경동격막(303)의 상단은 스프링(305)으로 평상시에는 격막이 중앙에 오도록 부세하였다.

용적제어수단(310)은 지점(312a)으로 회전가능하게 보지된 요동부재(312)와 요동부재(312)를 요동 구동시킬 전자구동수단(314)으로 이루어진다.

요동부재(312)는 하단을 경동격막(303)에 접속하고 상단에는 자성체 요크(312b)가 있다.

요동부재(312)가 회전요동할때의 자성체 요크(312)에 대향한 복수의 전자석(MG)을 원호상으로 배설하였다. 전자구동수단(314)인 전자석(MG)중 어느 한개를 여자하면 요동부재(312) 상단의 요크(312)가 유인되어 요크(312)는 지점(312a)을 중심으로 회전하고 격막(303)을 경동시킨다.

이렇게 함으로서 전해조(301)의 양극실(301a)과 음극실(301b)의 각 용적은 상관하면서 변화한다.

그래서 원수(W0)를 산성도 센서(311)로 산성도를 검출하는 동시에 전해조(301)에서 배출하는 산성수(W1)를 산성도 센서(317a) 내지 ORP센서(317b)로 이루어진 센서수단(317)으로 검출한 후 제어유닛(325)으로 전기 실시예와 똑같은 방법으로 연산처리하여 용적제어수단(310)을 제어하도록 하였다.

즉, 생성 산성수(W1)의 산성도가 소기치보다 너무 낮을 경우는 제4도에서 전자구동수단(314)의 좌측 전자석(MG)를 여자하여 요크(312)를 좌측으로 유인하고 요동부재(312)를 지점(312a)을 중심으로 회전시켜 이렇게 함으로서 격막(303) 상단을 우측방향으로 이동시켜서 결과적으로 양극실(301a)의 용적을 적게 하여 양극실(310a)에서 생성되는 산성수(W1)의 산성도를 높인다. 산성수(W1)의 산성도가 너무 높을 경우에는 반대방향으로 양극실(301a)의 용적을 크게하면 된다.

양극실(301a) 및 음극실(301b)의 용적을 변화시키면 전해수(W1)(W2)의 PH치를 변화시키는 동시에 상기 실시예와 같이 전해질 수용액 주입수단(309)을 제어하면서 전해수 농도를 조정한 원수를 유량조절용 삼방변(313)을 거쳐 전해조(301)로 유입시켜 전해작용을 제어하도록 해도 된다.

제5도는 전해질 용적가변수단의 변형예 (제4실시예)로서 전해질(1)의 양극실(401a)에 가동측벽(421)을 설치하고 이 가동벽측(421)을 진퇴 구동시킴으로서 양극실(401a)의 용적을 변화시키도록한 구성이다. 가동측벽(421)은 주위에 설치한 패킹(423)으로 수밀성이 있으며 각 센서로 검출한 원수 및 산성수(W1)의 산성도에 따라 양극실(401a)의 가동측벽(402a)를 구동수단(425)로 진퇴 이동시켜서 양극실(401a)의 용적을 변화시키고 있다.

여기서는 양극전극(405a)를 가동측벽(421)에 고정시키고 음극전극(405b)을 음극실(401b)의 외측벽면에 고정시켰다.

이 실시예에서도 제4도의 제3실시예와 같이 양극실(401a)의 용적을 변화시킴으로서 원하는 PH치를 갖고 있는 산성수(W1) 내지 알카리수(W2)를 생성할 수가 있다.

제6도는 전해를 생성되는 산성수와 알카리수를 원하는 전해도 및 배출량을 자동조정하는 제어계를 구비한 실시예이다.

이 실시예에서 원수(W0)는 스트레어(507a)와 감압변(507b)과 압력계(507)과 유량제어밸브(507d)와 유량계(407e)와 식염 등의 전해질 수용액을 주입하는 수단(507f)를 구비한 원수공급로(507)를 거쳐 전해조(1)로 공급된다.

주입수단(507f)으로는 저장탱크(510)에서 정량펌프(509b)를 거쳐 전해질 수용액(SS)이 송출된다.

전해조(1)는 격막(503)으로 양극실(501a)과 음극실(501b)로 분할되고 양극실(501a)에 양극전극(505a)이 음극실(501b)에는 음극전극(505b)이 설치되어 있다. 양극실(501a)에서 생성되는 알카리수(W2)는 배출로(515b)에서 배출된다.

산성수의 배출로(515a)와 알카리수의 배출로(515b)에 각각 연산처리회로(525)로 개폐되어 배출유량 조절변으로서 삼방변(519a,520b)와 합류관(520c)이 접속되어 있다.

도면에서 512는 전해질 수용액 탱크(510)의 수용액 저장량을 측정하는 수위계이며 514는 각측정치 및 제어상태를 표시하는 표수수단이다. 523은 전해전극(505a,505b)에 전해전류를 공급하기 위한 전원이다.

상기 구성에서 ORP센서(517)가 검출하는 생성 산성수(W1)의 산화환원 전위에 따라 삼방변(519a,519b)의 개폐제어를 연산처리회로(525)에 의해한다. 산성수(W1)의 산화환원 전위가 너무 클 경우에 삼방변(519a)을 여는 동시에 삼방변(519b)을 줄이고 양극실(501a)의 전극수의 통과를 빠르게 하여 산화환원을 억제한다.

이렇게 함으로서 산성수(W1)의 산화환원이 경감되어 산성수(W1)의 산성도가 저하한다.

전해수의 산성도의 적정화 제어는 유량계(518)로 전해수의 유량에 의한 유량제어밸브(507d)의 조정과 동시에 산화환원 전위에 의한 삼방변(519a,519b)를 조정하면 연대적으로 할 수가 있다.

즉, 제7도의 후로챠트에서와 같이 유량계(518)로 측정한 전해수(W1)의 유량(Qv)이 하한치(Q1)보다 적을 경우(Q1Qv)는 처리(Ⅰ)으로 유량제어밸브(507d)를 줄이고 상한치(Q2)보다 클 경우(Q1Qv)는 처리 Ⅱ로 밸브(507d)를 연다.

다음 단계에서 산화환원 전위(OV)가 하한치(O1)보다 적을 경우(O1Ov)는 처리 Ⅲ으로 밸브(507d)로 열고 O1Ov일 것 같으면 처리 Ⅳ로 밸브(507d)로 줄여 산성도를 적절히 한다. 이리하여 전해수(W1)의 산성도를 적정화하면 삼방변(519a)을 거쳐 전해수를 이용할 수 있다.

이와 같이 산화환원 전위(517)의 측정에 의하여 삼방변(519a)을 열어 산성수를 유출시키면 전해도를 소정범위내로 설정할 수 있어서 소기의 전해수만을 안정하게 꺼낼 수 있다.

그리고 상기 전해수 생성을 제어하려면 유량계(518)의 측정치에 따라 유량제어를 하는데 원수나 배출수의 설정 유량에 따라 전해질 수용액을 원수에 주입하는 동시에 ORP센서(517)의 검출신호를 배출 전해수의 전해비유이 일정하도록 유량제어를 미세하게 제어하는 방법도 포함된다.

즉, 원수나 배출 전해수의 유량제어는 유량계에 의한 측정치에 의하여 미리 소정의 유량을 제어하고 정량펌프로 전해질 수용액을 주입함과 동시에 소정의 설정전압을 인가하여 전해전기량을 제어하고 다시 전해수 생성중의 전해상태나 전해배출수의 전해비율을 센서로 검출하고 이 검출신호에 따라 미세 정밀하게 유량제어를 하여서 전기전도도, PH치, 산화환원 전위 등의 전해도를 소정의 설정범위로 유지할 수 있다.

그리고 전해수의 전기전도도, PH치의 조정을 원수유량을 제어함으로서 임의로 제어할 수 있어서 PH3이하의 강상성수일지라도 안정되고 용이하게 연속 생성된다.

그리고 전해 생성되는 산성수나 알카리수의 사용량에 다른 유량을 설정할 유량설정기(527)을 연산처리회로(CPU)(525)에 설치하고 유량설정기에 설정된 원수와 전해수의 유량제어 및 전해질 수용액의 공급량 제어를 절환 가능하게 하여 각각 제어함으로서 물 사용량에 따른 원수 유량제어 기준치의 절환 전해질의 전해비율을 항상 일정하게 유지할 수 있게 되어 전해비율을 바꾸지 않고도 원하는 임의 유량의 전해수를 용이하게 생성 이용할 수가 있다.

제8도는 전기 실시예의 전해조(1)와 대체가능한 원통형의 전해조(601)이고 동심으로 배열한 외측의 음극실(601b)과 그 내측의 양극실(601a)을 격막(603)으로 분할하고 각실에 음극전극(605b)과 양극전극(605a)을 장착했으며 유량제어된 원수를 공급하는 원수공급로(607)를 갈라놓은 분기관(607a,607b)을 통해 양극실(601a)과 음극실(601b)로 원수를 분배 공급하고 있다.

이 실시예에서는 음극실(601b)의 분기관(607b) 중간에 식염수등 전해질 수용액을 주입하기 위한 공급탱크(609)를 접속했으며 변(609a)을 개폐시키면 소정량의 전해질 수용액을 주입기(609b)로 분기관(607b)에 주입할 수 있게 되었다.

이 실시예에 의하면 식염수 등의 전해질 수용액의 첨가공급을 분기관(607b)에서 전해조(601)의 음극실(601b)에 공급하면 전해조내에서 전해반응을 촉진하고 양극실(601a)에서 고효율을 강한 산성수가 생성된다.

그리고 양극실(601a)에는 원수만이 공급되기 때문에 전극 소모가 매우 적어서 전해효율을 높일 수 있다.

전해조에 공급할 원수 유량제어는 연산처리회로에 설정한 기준치에 따라 하는데 예를들면 양극실(601a)로 가는 유량을 줄임으로서 유입되는 원수의 유량당 전지량이 증가하고 이 전기량의 증가를 전기분해강도를 높여 전기전도도가 높은 PH치가 낮은 강산성수를 얻을 수 있다. 이와 같이 유량제어로 임의의 전해도를 갖는 산성수를 얻을 수 있다.

음극실(601b)에서 생성되는 알카리수에 대하여서도 똑같은 제어로 소기의 PH치의 전해수를 소요량만큼 삼방변(609b)을 열어서 퍼낼 수 있으며 음료수 등의 용도로 이용할 수가 있다.

또한 이 알카리수를 생성하는데 ORP센서를 알카리수의 배출로(515b) 또는 유량계를 설치하여 제어해도 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 물의 전해가 전해질의 혼합으로 용이하며 소비전력을 저감시키면서도 다량의 전해수를 염가로 연속 생성할 수 있다. 더구나 전해조에서 전해작용에 제어 전해질 수용액의 공급제어 더 나아가서 원수의 유량제어로 생성 전해수의 전해비율이 정확히 관리 제어되고 PH치 전기전도도(EC치), 산화환원 전위(ORP치) 및 이온 농도 등의 전해도를 소정의 설정범의에서 용이하게 제어한다.

Claims (18)

1. 격막으로 분할된 적어도 하나의 음극실과 적어도 하나의 양극실이 있고, 이 음극실에 음극 전극을 설치하고 이 양극실에 양극 전극을 설치한 전해조에 원수를 연속적으로 공급하고; 이 음극 전극과 양극 전극간에 전류를 인가하고; 이 원수에 전해질 수용액을 주입 첨가하고; 원수 및/또는 전해수의 전해도를 측정하면서 측정한 수치에 의하여 원수의 취수량, 전해수의 토출량, 전해질 수용액량의 유량의 적어도 하나를 제어하고; 이렇게 하여 양극실의 산성수 및 음극실의 알카리수 중 적어도 어느 한쪽 전해수의 전해도 내지 생성량을 제어하는 전해수 생성방법.
2. 제1항에 있어서, 전해질 수용액이 식염 NaCl 또는 KCl, HCl, HClO, HClO₃, KClO₃, NaClO중 적어도 한개인 전해질 수용액인 전해수 생성방법.
3. 제1항에 있어서,전해수 용액이 주입된 원수의 전기 전도도를 측정하고 원수의 전기 전도도와 생성 전해수의 전기 전도도를 비교하여 전해수의 전해도를 제어하는 전해수 생성방법.
4. 제1항에 있어서, 양극실 내지 음극실의 전해수의 전해도에 따라 양극실 및 음극실에 공급할 원수량을 독립적으로 조정하도록 한 전해수 생성방법.
5. 제1항에 있어서, 생성 전해수의 전해도에 따라 양극실 및/또는 음극실의 용적을 변화시키는 전해수 생성방법.
6. 제1항에 있어서, 원수 또는 배출 전해수의 설정유량에 따라 소정의 전해질 수용액을 원수에 주입하는 동시에 배출 전해수의 산화 환원 전위에 의해 전해수의 전해 비율이 일정하게 되도록 유량 제어를 하는 전해수 생성방법.
7. 제1항에 있어서, 유량제어 및 전해질 수용액의 공급량 제어를 절환할 수 있게 하여 전해수의 사용량에 따라 원수 유랑제어 기준치의 절환, 전해질 수용액의 공급량의 절환, 전해 전원의 설정전압의 절환을 함으로서 전해수의 전해비율을 항상 일정하게 유지하도록 한 전해수 생성방법.
8. 격막으로 분할된 적어도 한개의 음극실과 적어도 한개의 양극실에 각각 양극전극과 음극전극을 설치한 전해조와; 이 음극실과 양극실에 각각 연통하고 전해수를 연속적으로 토출하는 전해수 배출로와; 이 전해조에 원수를 연속적으로 공급하는 원수 공급로와; 이 원수 공급로에 전해질 수용액을 주입하는 전해수 용액 주입수단과; 원수 공급로에 설치한 전기 전도도 센서와; 전해조의 전해수 배출로의 적어도 한쪽에 설치한 전기 전도도 및/또는 산화환원 전위를 검지할 센서수단과; 이 센서로부터 검지신호를 받고 적어도 한개의 검지신호에 의하여 이 유량조절수단 중 적어도 한 개를 제어하는 동시에 전기 분해를 제어하는 제어유닛으로 이루어진 전해수 생성장치.
9. 제8항에 있어서, 원수 공급로에 전해수 용액이 주입된 원수의 전기 전도도를 측정하는 센서를 설치하고 이 전해수 용액이 주입된 원수의 전기 전도도를 측정하고 원수의 전기 전도도와 생성 전해수의 전기 전도도를 비교하여 전해수의 전해도를 제어하는 전해수 생성장치.
10. 제8항에 있어서, 원수 공급로에 적어도 한개의 유량 조절수단을 설치하고 전해수의 전해도에 따라 이 유량조절수단을 제어하여 원수의 유량을 조정하는 전해수 생성장치.
11. 제8항에 있어서, 전해수 배출로의 적어도 한쪽에 전해수 배출유량 조절변을 만들고 전해수의 전도도에 따라 배출유량 조절변을 개폐 제어하고 전해수의 배출량을 조절함으로써 전해작용을 제어하는 전해수 생성장치.
12. 제8항에 있어서, 원수 공급로에 적어도 한개의 유량조절수단을 설치하고 전해수의 전해도에 따라 유량조절수단을 제어하여 원수 유량을 조정하는 동시에 전해수 배출로의 적어도 한쪽에 전해수 배출유량 조절변을 설치하고 전해수의 전해도에 따라 배출유량 조절변을 개폐 제어하고 전해수의 배출량을 조절하여 전해작용을 제어하는 전해수 생성장치.
13. 제8항에 있어서, 원수 공급로를 분기시켜 양극실 및 음극실에 각각 독립된 원수를 공급하는 분기 공급관을 설치하고 양극실 내지 음극실의 전해수의 전해도에 따라 양극실 및 음극실에 공급하는 원수량을 조정하도록 한 전해수 생성장치.
14. 제8항에 있어서, 격막을 가동상태로 설치하고 생성 전해수의 전해도에 따라 격막을 이동시켜 양극실 및 음극실의 용적을 변화시켜서 전해도를 제어하도록 한 전해수 생성장치.
15. 제8항에 있어서, 한쪽 끝을 격막에 접속하고 다른쪽에 자성체 요크가 있는 요동부재와 복수 전자석을 정렬시킨 전자 구동수단으로 양극실과 음극실의 용적을 제어하는 수단을 구성하여 이 것으로 격막을 이동시키도록 한 전해수 생성장치.
16. 제8항에 있어서, 양극실과 음극실의 어느 한쪽 측벽을 가동상태로 형성하고 생성 전해수의 전해도에 따라 가동측벽을 이동시켜 양극실과 음극실의 용적을 변화시켜서 전해도를 제어하도록 한 전해수 생성장치.
17. 제8항에 있어서, 한쪽 배출로에 유량계를 설치하고 측정된 유량에 따라 전해질 수용액을 원수에 주입하는 동시에 전기 전도도 센서의 검출신호에 의해 전해수의 전해비율이 일정해지도록 유량제어를 제어하는 전해수 생성장치.
18. 제8항에 있어서, 전해조를 원통형 전해조 내부에 동심원상에 적어도 한개의 음극실과 양극실이 설치된 전해수 생성장치.