KR100777395B1

KR100777395B1 - 차아염소산나트륨 발생장치

Info

Publication number: KR100777395B1
Application number: KR1020060135445A
Authority: KR
Inventors: 강근식; 최경기; 이은상; 표수길
Original assignee: 씨제이 푸드 시스템 주식회사; 표수길
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2007-11-28

Abstract

본 발명은 전기분해조를 전극실과 희석실로 구획하고 이 희석실에서 차아염소산나트륨과 사용수가 혼합되어 바로 사용할 수 있는 농도를 갖도록 하며, 이 혼합과정에서 전극실의 온도(희석염수의 온도)와 열교환되도록 구성하여 차아염소산나트륨을 사용시마다 염소요구량에 따라 혼합하여 희석하는 작업을 수행하지 않아도 됨은 물론 전기분해의 효율을 높일 수 있는 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것으로서, 상기 전기분해조(26)의 내측이 격벽(28)에 의하여 전극실(30)과 희석실(32)로 구획되고, 이 격벽(28)의 어느 일측 상단에 전극실(30)에서 전기분해에 의해 생성된 차아염소산나트륨이 희석실(32)로 유입될 수 있도록 연결통로(34)가 형성된 것을 특징으로 하는 것이다.

차아염소산나트륨, 전기분해조, 전극실, 희석실, 구획, 전기분해효율향상

Description

차아염소산나트륨 발생장치{Device for generating Sodium Hypochloride}

도 1은 종래기술에 따른 차아염소산나트륨 발생장치의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 차아염소산나트륨 발생장치의 구성도

도 3은 본 발명에 따른 염수가 전기분해되어 인입수와 희석되어 배출되는 상태를 보인 전기분해조의 평면도

＊도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＊

20 : 인입수공급관 22 : 염수저장조

24 : 염수공급관 26 : 전기분해조

28 : 격벽 30 : 전극실

32 : 희석실 34 : 연결통로

36 : 날개편 38 : 사용수공급관

40 : 사용수배출관 42 : 정량펌프

44 : 유량조절밸브 46 : 유량계

52 : 전극부

본 발명은 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기분해조를 전극실과 희석실로 구획하고 이 희석실에서 차아염소산나트륨과 사용수가 혼합되어 바로 사용할 수 있는 농도를 갖도록 하며, 이 혼합과정에서 전극실의 온도(희석염수의 온도)와 열교환되도록 구성하여 차아염소산나트륨을 사용시마다 염소요구량에 따라 혼합하여 희석하는 작업을 수행하지 않아도 됨은 물론 전기분해의 효율을 높일 수 있는 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 차아염소산나트륨(NaOCl, Sodium Hypochloride)은 정수장, 하수처리장의 살균장치, 일반화학 공장의 냉각용수 보일러, 담수화 공정 처리수, 발전소의 냉각수 처리, 음용수 처리, 식물 및 채소, 육류가공, 수영장외 세탁 및 제지, 가정용 표백제로 사용되는 강한 염소취를 갖는 무색투명 액체형태의 염소계 소독제이다.

이와 같은 차아염소산나트륨을 생성시키는데 사용되는 비 격막식 차아염소산나트륨 발생장치는, 일정량 및 압력의 인입수와 물속에 대량의 소금을 침전시켜 8-24시간 이상 유지시킴으로 인해 28-30%의 소금이 용융되어 포화된 일정량 및 압력의 포화 소금물이 펌프 등을 통과하며 혼합되어 2.8-3.0%의 염도가 유지되는 희석염수를 격막(이온교환막)이 없는 일련의 전극(양극, 음극)을 갖는 전기분해조를 통과하는 과정에서 전극 양측에 부과된 직류 전압에 의해 희석염수 중의 소금을 전기분해한다.

즉, 전기분해장치 내로 유입된 2.8-3.0%의 희석염수는 소듐이온(Sodium ion, Na⁺)과 염소이온(Chloride, Cl^-)으로 해리되어 염소이온은 양극에서 산화되어 염소로 되고(① 식), 소듐이온은 음극에서 환원되어 소듐이 생성되고(② 식), 생성된 소듐은 물과 반응하여 수산화나트륨(NaOH, 가성소다)과 수소로 된 후(③ 식), 양극에서 생성된 염소와 상기 수산화나트륨이 반응하여 차아염소산나트륨(NaOCl)이 생성된다(④ 식).

Cl^- → 1/2Cl2+ e^- --------------------- ①식

Na⁺ + e^- → Na ------------------------ ② 식

Na + H2 O → NaOH + 1/2H 2------------ ③ 식

NaOH + Cl 2 → NaOCl + HCl-------------④ 식

상기와 같이 생성된 차아염소산나트륨은 염소의 안전한 형태로서 소독이나 산화가 필요한 현장에 염소소독이나 산화제로 사용되고, 차아염소산나트륨의 생산량과 함유농도는 파라데이의 법칙에 따르며, 공급되는 인입수와 소금물이 혼합된 희석염수에 따라 차아염소산나트륨의 생산량과 함유농도가 결정되게 한다.

도 1은 종래기술에 따른 차아염소산나트륨 발생장치의 구성도이다. 도 1을 설명하면, 물속에 소금이 침전된 염수저장조(2)와 일련의 전극(양극, 음극)을 갖는 전기분해조(4)가 각각 구비되어지고, 이 염수저장조(2)와 전기분해조(4)의 사이에는 염수를 전기분해조(4)로 공급하는 염수공급관(6)이 연결되어진다.

염수공급관(6)의 일측에 인입수가 공급되는 인입수공급관(8)이 연통되게 연결되어 염수저장조(2)에 있는 염수가 전기분해조(4)로 이동될 때 일정 부분 희석시 켜 공급하는 역활을 수행한다. 염수공급관(6) 및 인입수공급관(8)에는 유량계(10) 및 유량조절밸브(12)가 장착되어진다.

상기와 같이 구성된 차아염소산나트륨 발생장치는 염수저장조(2)에서 염수공급관(6)을 통하여 염수가 공급됨과 동시에 인입수공급관(8)을 통하여 인입수가 공급되면, 인입수에 의하여 염수가 일정 부분 희석되고, 이 희석염수(염수 1 : 인입수 10)는 전기분해조(4)로 이동된다. 이때, 일련의 전극(양극, 음극)을 갖는 전기분해조(4)를 통과하는 과정에서 전극 양측에 부과된 직류 전압에 의해 희석염수의 전기학적 분해와 재결합이 일어나게되어 유효염소농도 6500-8000㎎/ℓ의 차아염소산나트륨으로 변환되어 일정장소에 저장된다. 일정한 장소에 저장된 차아염소산나트륨은 사용시 사용처에서 원하는 염소요구량에 따라 일정비율의 물과 혼합하여 사용되는 것이다.

그러나, 상기와 같이 구성된 차아염소산나트륨 발생장치를 사용할 경우 많은 문제점이 노출되었다.

먼저, 상기와 같은 차아염소산나트륨 발생장치는 전기분해조의 희석염수의 수온이 상승되는 것을 낮춰줄 수가 없어 차아염소산나트륨의 생성이 저하되고 전기분해의 방해물질인 클로라이트(Chlorite)의 양은 많아져 전기분해의 효율이 저하되는 문제가 있었다.

특히, 전기분해조에 수용된 희석염수의 온도가 30℃를 넘을 경우 생성된 차아염소산나트륨이 재분해 합성되어 소금으로 돌아가게 되거나, 용액 내에 전기분해 방해물질인 클로라이트의 양이 급증하여 전하의 이동을 방해하게 됨으로 전기분해 조의 온도 및 희석염수의 온도를 낮추는 것이 절실하게 요구되고 있는 실정이다.

또한, 변환된 차아염소산나트륨은 일정장소에 보관된 후 사용시마다 사용처의 염소요구량에 따라 사용수와 혼합하여 희석된 것을 사용하여야 하는데 이는 작업공간의 제약(制約)과 사용상의 번거로움에 의하여 사용자의 기피요소로 작용하고 있는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전기분해조를 전극실과 희석실로 구획하고 이 희석실에서 차아염소산나트륨과 사용수가 혼합되어 바로 사용할 수 있는 농도를 갖도록 하며, 이 혼합과정에서 전극실의 온도(희석염수의 온도)와 열교환되도록 구성하여 차아염소산나트륨을 사용시마다 염소요구량에 따라 혼합하여 희석하는 작업을 수행하지 않아도 됨은 물론 전기분해의 효율을 높일 수 있는 차아염소산나트륨 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 전기분해조의 내측이 격벽에 의하여 전극실과 희석실로 구획되고, 이 격벽의 어느 일측 상단에 전극실에서 전기분해에 의해 생성된 차아염소산나트륨이 희석실로 유입될 수 있도록 연결통로가 형성된 것을 특징으로 하는 차아염소산나트륨 발생장치에 의하여 달성될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 희석실의 상단 일측에 연결통로를 통하여 유입된 차아염소산나트륨이 실생활속에서 사용할 수 있는 염소요구량을 갖도록 희석하는 사용 수를 공급하는 사용수공급관이 결합되고, 상기 희석실의 타측에 차아염소산나트륨이 실생활속에서 사용할 수 있는 염소요구량을 갖도록 희석된 사용수를 배출하는 사용수배출관이 결합된 것을 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 사용수공급관에 정량펌프, 유량조절밸브, 유량계가 장착된 것을 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 희석실의 일측벽과 이와 대응되는 격벽의 일측에 상호 대응되지 않도록 엇갈리게 돌출구성된 날개편이 등간격으로 배열된 것을 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 차아염소산나트륨 발생장치의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 차아염소산나트륨 발생장치의 구성을 보인 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 차아염소산나트륨 발생장치의 구성을 보인 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 염수가 전기분해되어 인입수와 희석되어 배출되는 상태를 보인 전기분해조의 평면도이다.

이에 따르면 본 발명의 차아염소산나트륨 발생장치는, 인입수공급관(20)에서 통해 유입되는 인입수와, 염수저장조(22)에서 유입되는 염수가 염수공급관(24)내에서 인입수와 혼합된 희석염수를 전기분해조(26)에서 공급받아 전기분해를 통해 차아염소산나트륨을 발생하는 장치에 있어서,

상기 전기분해조(26)의 내측이 격벽(28)에 의하여 전극실(30)과 희석실(32)로 구획되고, 이 격벽(28)의 어느 일측 상단에는 전극실(30)에서 전기분해에 의해 생성된 차아염소산나트륨이 희석실(32)로 유입될 수 있도록 연결통로(34)가 형성된 다. 상기 희석실(32)의 일측벽과 이와 대응되는 격벽(28)의 일측에 상호 대응되지 않도록 엇갈리게 돌출구성된 날개편(36)이 등간격으로 배열된다.

상기 희석실(32)의 상단 일측에 연결통로(34)를 통하여 유입된 차아염소산나트륨이 실생활속에서 사용할 수 있는 염소요구량을 갖도록 희석하는 사용수를 공급하는 사용수공급관(38)이 결합되고, 상기 희석실(32)의 타측에는 차아염소산나트륨이 실생활속에서 사용할 수 있는 염소요구량을 갖도록 희석된 사용수를 배출하는 사용수배출관(40)이 결합된다.

상기 사용수공급관(38)에는 정량펌프(42), 유량조절밸브(44), 유량계(46)가 장착되고, 이 정량펌프(42)는 다이어프램 펌프나 솔레노이드 펌프 등과 같이 일정양을 지속적으로 공급시킬 수 있는 정량펌프(42)가 설치됨이 바람직하다.

상기 인입수공급관(20)과 염수공급관(24)에는 유입되는 양을 사용자가 임의로 조절할 수 있는 유량조절밸브(48)와 유입되는 양을 표시하는 유량계(50)가 설치된다.

상기와 같이 구성된 차아염소산나트륨 발생장치가 작동되는 상태 및 이에 따른 효과를 설명한다.

먼저, 염수저장조(22)에서 염수공급관(24)을 통하여 염수가 공급됨과 동시에 인입수공급관(20)을 통하여 인입수가 공급되면, 인입수에 의하여 염수가 일정 부분 희석되고, 이 희석염수(염수 1 : 인입수 10)는 전기분해조(26)의 전극실(30)로 이동된다. 이때, 전기분해조(26)의 전극실(30)로 공급되는 희석염수의 염수성분이 2.8 - 3.0%를 갖는다. 즉, 염수저장조(22)에 저장된 염수는 대량의 소금을 8 - 24 시간 이상 침전시켜 28 - 30%를 갖도록 되어 있지만, 인입수와 혼합되어 전기분해조(26)의 전극실(30)로 공급될 때는 희석염수의 염수성분이 2.8 - 3.0%로 유지되는 것이다.

염수성분이 2.8 - 3.0%인 희석염수가 전기분해조(26)의 전극실(30)로 공급되면, 양극과 음극이 조합되도록 양극 전극판과 음극 전극판이 순차적으로 적층된 전극부(52)를 통과하는 과정에서 전극 양측에 부과된 직류 전압에 의해 희석염수의 전기학적 분해와 재결합이 일어나게 되어 유효염소농도 6500-8000㎎/ℓ의 차아염소산나트륨으로 변환된다.

변환된 차아염소산나트륨은 공급되는 희석염수에 의하여 연결통로(34)를 통하여 희석실(32)로 이동되고, 이 이동된 차아염소산나트륨은 정량펌프(42) 및 사용수공급관(38)을 통해 희석실(32)로 공급되는 사용수와 혼합하여 원하는 염소요구량을 갖도록 희석되는 것이다. 이때, 사용수공급관(38)에 장착된 유량조절밸브(44)를 조절하면 선택적으로 염소요구량을 조절할 수 있는 것이다.

즉, 사용수공급관(38)에 장착된 유량조절밸브(44)를 조절하여 많은 양의 사용수가 희석실(32)로 공급되면 차아염소산나트륨의 농도가 낮아지게되고, 적은 양의 사용수가 희석실(32)로 공급되면 차아염소산나트륨의 농도가 높아지게 됨으로 사용자가 염소요구량을 용이하게 조절할 수 있는 것이다.

차아염소산나트륨과 사용수가 희석실(32)에서 혼합되어 이송되는 도중 희석실(32)의 일측벽과 이와 대응되는 격벽(28)의 일측에 엇갈리게 돌출구성된 날개편(36)에 접촉되어 차아염소산나트륨과 사용수의 혼합률 및 희석율이 일정하게 유 지되는 것이다.

즉, 정량펌프(42)에 의해 일정한 압력(수압)으로 공급되는 사용수와 차아염소산나트륨이 희석실(32)에서 혼합되는 도중 희석실(32)의 일측벽과 이와 대응되는 격벽(28)의 일측에 돌출구성된 날개편(36)들과 접촉하여 부분적으로 와류현상(운동량과 회전력 증가)이 발생하여 차아염소산나트륨과 사용수의 혼합률 및 희석율이 높아지게 됨은 물론 일정한 농도를 유지할 수 있는 것이다.

또한, 정량펌프(42)에 의해 일정한 압력(수압)으로 공급되는 사용수와 차아염소산나트륨이 희석실(32)에서 혼합되어 사용수배출관(40)으로 이동될 때 격벽(28)과 접촉하여 전극실(30)의 온도(희석염수온도)와 열교환 됨으로 전극실(30)의 내부 온도가 일정온도 이상으로 상승되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

즉, 전기분해시 발생되는 열에 의하여 전극실(적극실과 희석실로 구획하는 격벽)(30)과 희석염수의 수온이 상승되는데, 이때 정량펌프(42)에 의해 일정한 압력(수압)으로 이송되는 사용수 및 차아염소산나트륨이 격벽(28)과 접촉하여 열교환 됨으로 전극실(30)의 내부 온도가 일정온도 이상으로 상승되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차아염소산나트륨 발생장치는 전기분해조 를 전극실과 희석실로 구획하고 이 희석실에서 차아염소산나트륨과 사용수가 혼합되어 바로 사용할 수 있는 농도를 갖도록 하며, 이 혼합과정에서 전극실의 온도(희석염수의 온도)와 열교환되도록 구성되어 있음으로 차아염소산나트륨을 사용시마다 염소요구량에 따라 혼합하여 희석하는 작업을 수행하지 않아도 됨은 물론 전기분해의 효율을 높일 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Claims

인입수공급관에서 통해 유입되는 인입수와, 염수저장조에서 유입되는 염수가 염수공급관내에서 인입수와 혼합된 희석염수를 전기분해조에서 공급받아 전기분해를 통해 차아염소산나트륨을 발생하는 장치에 있어서,

상기 전기분해조(26)의 내측이 격벽(28)에 의하여 전극실(30)과 희석실(32)로 구획되고, 이 격벽(28)의 어느 일측 상단에 전극실(30)에서 전기분해에 의해 생성된 차아염소산나트륨이 희석실(32)로 유입될 수 있도록 연결통로(34)가 형성된 것을 특징으로 하는 차아염소산나트륨 발생장치.
제 1항에 있어서,

상기 희석실(32)의 상단 일측에 연결통로(34)를 통하여 유입된 차아염소산나트륨이 실생활속에서 사용할 수 있는 염소요구량을 갖도록 희석하는 사용수를 공급하는 사용수공급관(38)이 결합되고, 상기 희석실(32)의 타측에 차아염소산나트륨이 실생활속에서 사용할 수 있는 염소요구량을 갖도록 희석된 사용수를 배출하는 사용수배출관(40)이 결합된 것을 특징으로 하는 차아염소산나트륨 발생장치.
제 2항에 있어서,

상기 사용수공급관(38)에 정량펌프(42), 유량조절밸브(44), 유량계(46)가 장착된 것을 특징으로 하는 차아염소산나트륨 발생장치.
제 1항에 있어서,

상기 희석실(32)의 일측벽과 이와 대응되는 격벽(28)의 일측에 상호 대응되지 않도록 엇갈리게 돌출구성된 날개편(36)이 등간격으로 배열된 것을 특징으로 하는 차아염소산나트륨 발생장치.