KR101146762B1 - 차아염소산나트륨 발생장치 - Google Patents

Abstract

소금물 공급관이 연결된 소금물 저장조, 소금물 공급관과 연결되는 희석수 공급관과, 유입되는 희석염수를 전기분해하며 전기분해하여 발생하는 차아염소산나트륨을 저장조로 배출하는 배출관이 연결되는 전기분해조와, 전기분해조 내에 설치되며 입구에는 냉각유체가 공급되는 냉각유체 공급관이 연결되고 출구에는 냉각유체를 배출시키기 위한 냉각유체 배출관이 연결되는 열교환기와, 희석수 공급관과 소금물 공급관에 연결되어 소금물과 희석되어 공급되는 희석염수를 전기분해조로 직접 공급하는 메인 희석염수 공급관과, 메인 희석염수 공급관과 냉각유체 공급관을 연결하여 동절기의 저온의 희석염수를 열교환기로 공급하는 제1바이패스관과, 제1바이패스관을 통해 열교환기를 경유하여 냉각유체 배출관으로 나오는 희석염수를 메인 희석염수 공급관으로 공급하여 전기분해조로 공급되도록 하는 제2바이패스관을 포함하며, 냉각유체 공급관과 냉각유체 배출관과 메인 희석염수 공급관과 제1 및 제2바이패스관 각각에는 밸브가 설치되며, 하절기에는 냉각유체 공급관을 통해 열교환기 및 냉각유체 배출관으로 냉각유체를 이동시켜 전기분해조 내를 냉각시키면서, 메인 희석염수 공급관을 통해 전기분해조로 희석염수를 직접 공급하며, 동절기에는 희석염수를 제1바이패스관, 열교환기, 냉각유체 배출관 및 제2바이패스관을 통해 전기분해조로 공급하는 차아염소산나트륨 발생장치가 개시된다.

Description

차아염소산나트륨 발생장치{A production device of Sodium Hypochlorite}

본 발명은 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계절에 따라 전해조 내부에서 발생되는 열을 조절하여 소금물의 전기분해 효율을 높일 수 있는 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 차아염소산나트륨 발생장치는 희석염수(적정농도의 소금물(NaCl))를 격막(이온교환막)이 없는 일련의 전극을 통과시키는 과정에서 전극 양단에 부가된 직류전류(DC)를 이용해서 소금을 전기분해하고, 이를 물과 반응시켜 소량의 수소가스와 차아염소산나트륨(sodium hypochlorite)을 만들어 내는 장치로서, 상기와 같은 방법에 의해 만들어진 차아염소산나트륨은 염소의 안전한 형태로서 소독이 필요한 현장의 염소소독을 위하여 최종 사용된다.

이러한 종래의 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치는 도 1 및 도 2에 개시되어 있다.

도 1은 종래 희석염수 온도조절을 위하여 히터장치를 사용한 차아염소산나트륨 발생 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 1에서 참조번호 1은 소금물저장조, 2는 유량계, 3은 소금물공급관, 4는 희석수공급관, 5는 전기분해조, 6은 차아염소산나트륨 배출관, 7은 희석염수공급관, 9는 히터부를 각각 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치(20)는 차아염소산나트륨 발생의 효율을 최대화하기 위하여 소금물의 농도를 26 - 28중량비%로 유지시키며, 소금물을 공급하도록 형성한 소금물저장조(1)를 설치하고 소금물저장조(1)에 연결되어 소금물을 공급하도록 유량계(2)가 설치된 소금물공급관(3) 설치된다.

소금물공급관(3)의 단부와 연결되어, 유량계(2)가 설치된 희석수 공급관(4)이 소금물을 희석시키기 위하여 설치되고, 희석된 희석염수는 희석염수공급관(7)을 통하여 전기분해조(5)로 공급된다. 즉, 희석염수공급관(7)은 직류전기가 인가되는 전기분해조(5)와 연결되어 희석염수를 공급한다.

전기분해조(5)의 상측으로는 전기분해를 통하여 생성되는 차아염소산나트륨을 배출시키기 위한 차아염소산나트륨 배출관(6)이 연결된다.

이때, 차아염소산나트륨을 효율적으로 얻을 수 있도록 희석수공급관(4)에는 히터부(9)가 설치되고 희석염수공급관(7)에는 희석염수의 온도를 측정할 수 있는 온도계(미도시)가 설치된다.

상기와 같은 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치(20)는 소금물저장조(1)에 물과 소금을 저장하여 자연적으로 포화용액의 소금물을 생성하여 공급하는 것으로서 소금물은 수온의 변동에 따라 차이가 있으나 26 -28중량비%의 소금함유량을 가지도록 항상 일정한 농도의 소금함유량의 소금물이 생성된다. 이러한 포화용액인 소금물을 일정한 비율의 물(희석액)과 합류시켜 적정농도의 희석염수(2.8 - 3.0중량비%)로 만든 후 전기분해조(5)로 공급한다.

상기와 같은 소금물과 희석액의 희석방법은, 소금물을 정량펌프로 주입하거나, 일정비율의 희석액을 벤츄리관을 통과시켜 진공상태를 유지시키고 희석액이 통과되는 벤츄리관의 진공으로 인하여 소금물을 빨아들이는 방법으로 희석염수를 유입시킨다. 희석염수공급관(7)은 전기분해조(5)의 전방에 위치하게 된다.

상기와 같은 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치(20)의 전기분해조(5)에서 발생하는 전기분해공식은 "NaCl + H2O + 2e-→ NaOCl + H2 + 소량의 열" 과 같은 공식으로 이루어지며 경제적 효율을 최대화 하기 위해서는 통상 전극에 통과시키는 희석된 소금물의 소금 농도를 2.8 - 3.0중량비%를 유지시킨다.

이와 같이 생성된 희석염수의 전기분해가 일어나는 전기분해조(5)의 전극 표면적과 그 사이를 통과하는 희석염수 유량을 적절히 조절하여 희석염수를 전극부로 유입시키고 전극에 직류전원을 연결하면 전극부내에서 희석염수의 전기화학적 분해와 재결합이 일어나게 되어, 통과하는 희석염수는 전극부의 설계방법, 수질, 소금의 질 또는 수온에 따라 다르지만 통상 유효염소농도 6500 - 8000 mg/l의 차아염소산나트륨으로 변화된 후 전극부에서 나와 저장조에 보관되도록 하는 장치로서 전기분해의 기본원리는 페러데이의 법칙에 준한다.

그러나 상기와 같은 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치(20)는 희석염수의 수온에 따라 생산되는 차아염소산나트륨의 농도가 차이나게 되며 전기분해에 있어서 최적의 희석염수 온도는 16 - 18일 때 가장 좋은 농도를 얻을 수 있다.

이와 같이 상대적으로 낮은 희석염수의 수온에서는 수중 전해질의 이동력이 낮아져서 전류의 효율이 낮아지며 전기분해에 요구되는 직류전류를 전극에 통전하여도 페러데이법칙에서 요구되는 충분한 전류량을 얻지 못하여 생산되는 차아염소산나트륨의 농도가 급격히 낮아진다.

또한, 희석염수의 수온이 높은 경우에는 전해질의 이동력이 활발하나 재분해 결합하여 미분해 소금량이 증가하고, 전기분해 방해물질인 클로라이트의 량이 급속하게 증가하게 되어 전류효율이 급감하여 차아염소산나트륨의 농도가 급격히 낮아진다.

특히, 희석염수의 온도가 낮아지는 겨울철에 전류의 효율을 높이기 위하여, 희석수공급관(4)에 히터부(9) 및 온도계(미도시)를 설치하여 전기에너지를 열에너지로 전환하여 수온을 상승시키는 방법을 사용하여 왔으나, 상기와 같은 종래의 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치(20)는 전기사용량이 많아 비 경제적이었으며 히터부(9)의 수명도 저하되는 문제점이 있었다.

한편, 도 2는 종래 희석염수 온도조절을 위하여 열교환기를 이용하는 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이 열교환기를 이용하는 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치(20')는 차아염소산나트륨 발생의 효율을 최대화하기 위하여 소금물의 농도를 26~28중량비%로 유지시키며, 소금물을 공급하도록 형성한 소금물저장조(1)를 설치하고 소금물저장조(1)에 연결되어 소금물을 공급하도록 유량계(2)가 설치된 소금물공급관(3)을 설치한다.

유량계(2)가 설치된 희석수공급관(4)을 소금물공급관(3)의 단부와 연결되게 설치하여 소금물을 희석시키고, 이와 같이 희석된 희석염수를 희석염수공급관(7)을 통하여 희석염수를 공급한다.

이러한 희석염수공급관(7)은 직류전기가 인가되는 전기분해조(5)와 연결되어 희석염수를 공급한다. 또한, 희석수 공급관(4)에서 분기되도록 추가적으로 희석수 공급관(8)을 설치하여 전기분해조(5)의 중앙부분과 연결되도록 하여, 희석수 공급관(8)을 통해서도 희석수를 공급하여 희석염수의 농도를 조절할 수 있다. 희석수 공급관(8)에도 유량계(2)가 설치되어 적정량의 희석수를 공급하게 된다.

상기와 같이 형성된 전기분해조(5)의 상측으로는 전기분해를 통하여 생성되는 차아염소산나트륨을 배출하기 위한 차아염소산나트륨 배출관(6)을 연장하여 열교환관(10)을 형성하고, 상기 열교환관(10)을 내장하도록 열교환기(11)를 형성하되 상기 열교환기(11)는 희석수공급관(4)과 연결하여 배출되는 차아염소산나트륨의 온도로 희석수를 예열하도록 형성한다.

이와 같이 희석염수의 온도를 조절하기 위하여 열교환기(11)를 사용하는 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치(20')는 가동이 중단된 후 열교환기(11)내 열교환매체가 모두 저온일 때부터 재가동을 하기 때문에 전기분해조(5) 내의 전극부 내부가 저온상태에서 적정 전류량이 통전되지 못하면 전기분해가 활발히 일어나지 못하고 차아염소산나트륨 온도도 바로 상승하지 못하므로, 그 저온의 차아염소산나트륨이 열교환기(11)에 보충되기는 하지만 교환되는 열량도 상대적으로 낮아 전반적인 희석염수의 수온상승에는 많은 시간이 요구되며 적정한 온도를 유지할 때까지는 차아염소산나트륨의 농도가 낮은 상태로 생산이 되는 문제점이 있었다.

또한, 열교환기(11)를 이용하는 방법은 저온상태를 오랜시간 동안 유지하기 때문에 백금이나 귀금속(Pt, Ir, Ru)으로 코팅된 전극이 손상되었으며 상기와 같은 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치(20')는 차아염소산나트륨의 저장조가 하이레벨(high level)시점에서는 가동을 멈추고 로우레벨(low level)에서 가동됨으로써 생산되는 차아염소산나트륨의 농도가 일정하지 않으며 소금의 소모량이 증가되는 비효율적인 상태가 반복되는 문제점이 있었다.

또한, 동절기에는 열교환기(11)를 통해 희석염수를 예열할 수 있으나, 하절기의 경우에는 전기분해조(5) 내의 열이 상승하고, 공급되는 희석염수의 온도가 높게 되어 전기분해 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 종래 별도의 독립적인 유닛으로서의 히터나 냉각기를 설치할 필요가 없음은 물론, 하절기와 동절기에 상관없이 전기분해조로 유입되는 희석염수의 온도를 전기분해에 적절한 온도로 조절하여 공급할 수 있는 차아염소산나트륨 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차아염소산나트륨 발생장치는, 소금물 공급관이 연결된 소금물 저장조; 상기 소금물 공급관과 연결되는 희석수 공급관과; 유입되는 희석염수를 전기분해하며, 전기분해하여 발생하는 차아염소산나트륨을 저장조로 배출하는 배출관이 연결되는 전기분해조와; 상기 전기분해조 내에 설치되며, 입구에는 냉각유체가 공급되는 냉각유체 공급관이 연결되고, 출구에는 냉각유체를 배출시키기 위한 냉각유체 배출관이 연결되는 열교환기와; 상기 희석수 공급관과 소금물 공급관에 연결되어 소금물과 희석되어 공급되는 희석염수를 상기 전기분해조로 직접 공급하는 메인 희석염수 공급관과; 상기 메인 희석염수 공급관과 상기 냉각유체 공급관을 연결하여, 동절기의 저온의 희석염수를 상기 열교환기로 공급하는 제1바이패스관과; 상기 제1바이패스관을 통해 상기 열교환기를 경유하여 상기 냉각유체 배출관으로 나오는 희석염수를 상기 메인 희석염수 공급관으로 공급하여 상기 전기분해조로 공급되도록 하는 제2바이패스관;을 포함하며, 상기 냉각유체 공급관과 냉각유체 배출관과 상기 메인 희석염수 공급관과 상기 제1 및 제2바이패스관 각각에는 밸브가 설치되며, 하절기에는 상기 냉각유체 공급관을 통해 상기 열교환기 및 냉각유체 배출관으로 냉각유체를 이동시켜 상기 전기분해조 내를 냉각시키면서, 상기 메인 희석염수 공급관을 통해 상기 전기분해조로 희석염수를 직접 공급하며, 동절기에는 상기 희석염수를 상기 제1바이패스관, 상기 열교환기, 상기 냉각유체 배출관 및 상기 제2바이패스관을 통해 상기 전기분해조로 공급하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 희석수 공급관의 상류는 상기 냉각유체 공급관과 연결되며, 상기 희석수 공급관의 상류에는 연수기가 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 차아염소산나트륨 발생장치는, 소금물 공급관이 연결된 소금물 저장조; 상기 소금물 공급관과 연결되는 희석수 공급관과; 유입되는 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시키도록 직렬로 연결되는 제1 및 제2전기분해조와; 상기 소금물과 희석수가 혼합된 희석염수를 최상류의 전기분해조로 직접 공급하는 메인 희석염수 공급관과; 상기 제1 및 제2전기분해조 사이에 설치되어 상기 제1전기분해조에서 상기 제2전기분해조로 이동하는 차아염소산나트륨을 냉각시키는 제1열교환유닛과; 상기 제2전기분해조에서 배출되어 차염 저장조로 배출되는 차아염소산나트륨의 열을 이용하여 상기 제1전기분해조로 공급될 희석염수를 예열시키기 위한 제2열교환유닛과; 상기 메인 희석염수 공급관과 상기 제2열교환유닛을 연결하여 희석염수를 상기 제2열교환유닛으로 경유하도록 하는 제1바이패스관과; 상기 제2열교환유닛에서 예열되어 배출되는 희석염수를 상기 메인 희석염수 공급관으로 공급하여 상기 제1전기분해조로 이동하도록 하는 제2바이패스관;을 포함하며, 상기 희석수 공급관, 상기 메인 희석염수 공급과, 상기 제1 및 제2바이패스관 각각에는 밸브가 설치되며, 하절기에는 상기 희석염수를 상기 메인 희석염수 공급관을 통해 상기 제1전기분해조로 직접 공급하고, 상기 제1열교환유닛으로 냉각유체를 통과시켜 상기 제1 및 제2전기분해조 사이를 통과하는 차아염소산나트륨을 냉각시키며, 동절기에는 상기 희석염수를 상기 제1바이패스관을 통해 상기 제2열교환유닛에서 예열시킨 후 상기 제2바이패스관 및 메인 희석염수 공급관을 통해 제1전기분해조로 공급하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1열교환유닛은, 상기 제1 및 제2전기분해조 사이에 설치되며, 상기 제1 및 제2전기분해조와 각각 연결되는 제1유입관과 제1배출관을 가지는 제1열교환용기와; 상기 제1열교환용기 내부에 설치되는 나선형 제1열교환관과; 상기 제1열교환관으로 냉각유체를 공급하는 냉각유체 공급관 및 상기 제1열교환관의 출구에 연결되는 냉각유체 배출관;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2열교환유닛은, 상기 제2전기분해조의 하류에 설치되며, 상기 제2전기분해조와 연결되는 제2유입관과 차염저장조와 연결되는 제2배출관을 가지는 제2열교환용기와; 상기 제2열교환용기 내부에 설치되는 나선형의 제2열교환관;을 포함하며, 상기 제2열교환관의 입구에는 상기 제1바이패스관이 연결되고, 출구에는 상기 제2바이패스관이 연결되는 것이 좋다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 차아염소산나트륨 발생장치는, 소금물 공급관이 연결된 소금물 저장조와; 상기 소금물 공급관에 연결되는 희석수 공급관과; 유입되는 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시키도록 직렬로 연결되는 복수의 전기분해조와; 상기 소금물과 희석수가 혼합된 희석염수를 최상류의 전기분해조로 공급하는 메인 희석염수 공급관과; 상기 복수의 전기분해조 중 최하류의 전기분해조에서 배출되는 차아염소산나트륨 용액을 차염 저장조로 배출하는 배출관과; 상기 배출관으로 배출되는 차아염소산나트륨의 일부를 상기 메인 희석염수 공급관으로 선택적으로 재 순환시켜 공급하는 바이패스유닛과; 상기 희석수 공급관과 상기 메인 희석염수 공급관에 각각 설치되는 밸브;를 포함하며, 상기 복수의 전기분해조에는 각각 독립적으로 구동되도록 정류기가 연결된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 바이패스유닛은, 상기 배출관과 상기 메인 희석염수 공급관을 연결하는 바이패스관과; 상기 바이패스관에 설치되는 순환펌프; 및 상기 바이패스관에 설치되는 바이패스용 밸브;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 차아염소산나트륨 발생장치에 따르면, 종래와 같은 전기히터 및 냉각기를 사용하지 않고 희석염수의 온도를 냉각 또는 승온시켜서 전기분해에 적합한 온도가 되도록 할 수 있다.

따라서 종래의 전기히터와 냉각기와 같이 고가의 부품을 배제할 수 있으므로, 그 비용을 줄일 수 있음은 물론, 전기히터나 냉각기의 고장으로 인한 2차적인 유지관리 비용을 더 절감할 수 있으며, 전기히터 등의 고장이나 오작동으로 인한 피해를 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 소용량 또는 대용량 각각의 구성에 상관없이, 하절기와 동절기 각각의 환경조건에 따라서 희석염수의 공급경로를 선택적으로 변경하여 공급할 수 있는 구성을 가짐으로써, 전기분해에 적합한 온도로 희석염수를 공급할 수 있게 되어, 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1 및 도 2 각각은 종래의 차아염소산나트륨 발생장치를 설명하기 위한 개략적인 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치를 설명하기 위한 개략적이 구성도.
도 4는 도 3에 도시된 차아염소산나트륨 발생장치를 하절기에 작동시키는 상태를 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 3에 도시된 차아염소산나트륨 발생장치를 동절기에 작동시키는 상태를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치를 나타내 보인 구성도.
도 7은 도 6에 도시된 차아염소산나트륨 발생장치를 하절기에 작동시키는 상태를 설명하기 위한 도면.
도 8은 도 6에 도시된 차아염소산나트륨 발생장치를 동절기에 작동시키는 상태를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치를 나타내 보인 구성도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치를 자세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치(100)를 나타낸 것으로서, 계절별 기온차에 대응하여 전기분해에 적합한 온도의 희석염수를 공급하여 차아염소산나트륨 용액을 소용량으로 생산하기 위한 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치(100)는, 소금물 공급관(111)이 연결된 소금물 저장조(110)와, 상기 소금물 공급관(111)과 연결되는 희석수 공급관(120)과, 유입되는 희석염수를 전기분해하며 전기분해하여 발생하는 차아염소산나트륨을 저장조(130)로 배출하는 배출관(141)이 연결되는 전기분해조(140)와, 상기 전기분해조(140) 내에 설치되며 입구에는 냉각유체가 공급되는 냉각유체 공급관(151)이 연결되고 출구에는 냉각유체를 배출시키기 위한 냉각유체 배출관(152)이 연결되는 열교환기(150)와, 상기 희석수 공급관(120)과 소금물 공급관(111)에 연결되어 소금물과 희석되어 공급되는 희석염수를 상기 전기분해조(140)로 직접 공급하는 메인 희석염수 공급관(160)과, 상기 메인 희석염수 공급관(160)과 상기 냉각유체 공급관(151)을 연결하여 동절기의 저온의 희석염수를 상기 열교환기로 공급하는 제1바이패스관(161)과, 상기 제1바이패스관(161)을 통해 상기 열교환기(150)를 경유하여 상기 냉각유체 배출관(152)으로 나오는 희석염수를 상기 메인 희석염수 공급관(160)으로 공급하여 상기 전기분해조(140)로 공급되도록 하는 제2바이패스관(163)을 구비한다.

상기 소금물 저장조(110)에는 물과 소금이 저장되며, 자연적으로 포화용액의 소금물을 생성하여 공급하는 것으로서, 소금물은 수온의 변동에 따라 차이가 있으나 26~28중량비%의 소금함유량을 갖는 항상 일정한 농도의 소금함유량의 소금물을 생성한다. 이러한 포화용액인 소금물을 일정한 비율의 물(희석수)와 합류시켜 적정농도의 희석염수(2.5~3.0 중량비%)를 전기분해조(140)로 공급하게 된다.

상기 소금물 저장조(110) 내에는 수위센서(112)가 구비되어 소금물 저장조(110)로 공급되는 원수의 양을 조절할 수 있게 된다. 소금물 저장조(110)로 공급되는 원수는 일반 상수도 공급부에서 상수도관(171)을 통해 공급될 수 있으며, 상기 상수도관(171)에는 연수기(172)가 설치되어 연수를 소금물 저장조(110)로 공급할 수 있다.

또한, 상기 상수도관(171)의 연수기(172)의 하류에는 상기 희석수 공급관(120)이 연결되어 연수된 희석수를 공급할 수 있다. 상기 상수도관(171)에는 유량펌프(173)가 설치되어 필요한 양의 물을 필요한 곳으로 공급할 수 있게 된다.

상기 상수도관(171)에서 상기 냉각유체 공급관(151)도 분기되어 상기 열교환기(150)로 연결됨으로써, 상온의 유입원수를 즉, 냉각유체로서의 유입원수를 열교환기(150)로 공급하여 전기분해조(140) 내에서 전기분해시 발생하는 열을 냉각시킬 수 있게 된다.

상기 소금물 공급관(111)에서 공급된 소금물과 희석수 공급관(120)에서 공급된 희석수가 혼합된 희석염수는 하절기에는 메인 희석염수 공급관(160)을 통해 전기분해조(150)로 공급되고, 동절기에는 상기 제1바이패스관(161), 열교환기(150), 냉각유체 배출관(152), 제2바이패스관(163)을 거쳐 메인 희석염수 공급관(160)의 하류를 통해 전기분해조(140)로 공급된다. 따라서 동절기에는 저온의 희석염수를 전기분해조(140) 내의 열교환기(150)를 통과시켜 전기분해조(140)에서 소금물의 전기분해시 발생하는 열과 열교환시켜 전기분해에 적절한 온도로 예열시켜 공급할 수 있게 된다.

상기 전기분해조(140) 내에서는 희석염수가 전기분해되어 차아염소산나트륨이 생성되고, 발생된 차아염소산나트륨은 배출관(141)을 통해 저장조(130)로 공급되어 저장된다.

상기 열교환기(150)는 전기분해조(140)의 내부에 설치되며, 나선형상을 가지는 나선관인 것이 바람직하다. 이 열교환기(150)는 하절기에는 냉각유체 공급관(151)을 통해 냉각유체가 공급되어 전기분해조(140) 내에서 전기분해시 발생하는 열을 냉각시키고, 동절기에는 상기 제1바이패스관(161)을 통해 공급되는 희석염수를 전기분해조(140) 내에서 전기분해시 발생하는 열을 이용하여 예열시키는 역할을 하게 된다. 열교환기(150)의 출구 쪽에는 냉각유체 배출관(152)이 연결되어 하절기에 사용된 냉각유체는 다시 상수도관(170)을 통해 배출되도록 할 수 있다. 그리고 동절기에는 나선관 형상의 열교환기(150)를 통과하면서 예열된 희석염수가 제2바이패스관(163)을 통해 메인 희석염수 공급관(160)으로 흘러가서 전기분해조(140)로 공급될 수 있다.

상기와 같이 하절기 및 동절기에 따라서 냉각유체의 사용 유무 및 희석염수의 예열 유무를 선택하기 위해서 각각의 공급관들(120,151,160), 냉각유체 배출관(152) 및 제1 및 제2바이패스관(161,163) 각각에는 독립적으로 구동제어되는 밸브(181,182,183,184,185,186)가 각각 설치된다.

상기 각각의 밸브(181,182,183,184,185,186)는 미도시된 제어유닛에 의해 독립적으로 제어됨으로써, 하절기 및 동절기에 따라서 또는 장치(100)의 주변온도 조건에 따라서 희석염수의 공급경로를 변경하고, 전기분해조(140) 내부의 열을 냉각유체를 이용하여 냉각시키거나, 또는 전기분해조(140) 내의 열을 이용하여 희석염수를 예열하는 동작을 수행할 수 있게 된다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치(100)는 소용량의 차아염소산나트륨 용액을 생산하기 위한 것으로서, 차아염소산나트륨 용액을 생산하는 과정은 다음과 같다.

먼저, 상수도물 즉, 유입원수가 연수기(172)를 거쳐서 소금물 저장조(110)로 공급되어 포화소금물을 형성한다. 형성된 포화소금물은 연수된 원수에 희석되어 2.5~3%의 희석염수로 되고, 희석염수는 전기분해조(140)로 공급된다. 전기분해조(140)에서는 전기분해에 의해 유입된 희석염수를 0.8%의 차아염소산나트륨 용액으로 생산하여 배출관(141)을 통해 저장조(130)로 공급하여 저장시킨다. 그리고 저장조(130)에 저장된 차아염소산나트륨 용액은 원하는 농도로 희석하여 사용할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 차아염소산나트륨 용액을 생산하는 과정에 더하여, 본 발명의 실시예에서는 하절기와 동절기 각각에 따라서 희석염수의 공급경로를 변경하여 차아염소산나트륨 발생조건을 최적의 상태로 하여 그 효율을 증대시킬 수 있다.

도 4는 하절기에 본 발명의 차아염소산나트륨 발생장치의 구동을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치(100)를 이용하여 하절기에 차아염소산나트륨을 발생시키는 동작을 설명하기로 한다.

하절기에는 도 4에서 화살표 A와 같은 방향을 따라서 희석염수를 전기분해조(140)로 직접 공급한다. 이를 위해 상기 밸브들(185,186)은 닫고, 메인 희석염수 공급관(160)의 밸브(182)는 개방하여 희석염수가 메인 희석염수 공급관(160)을 통해 전기분해조(140)로 직접 공급되도록 한다. 이와 같이 메인 희석염수 공급관(160)을 통해 전기분해조(140)로 직접 공급된 상온의 희석염수는 전기분해조(140) 내에서 전기분해되어 차아염소산나트륨이 생성된다. 이와 같이 희석염수를 전기분해하는 과정에 열이 발생되고, 이와 같이 발생된 열에 의해 전기분해조(140) 내부의 온도가 상승하게 된다. 특히 하절기의 경우에는 외부의 대기온도도 높은 상태이므로 자연냉각이 어려우며, 온도가 지속적으로 상승하게 되면, 전기분해 효율이 떨어지게 된다.

따라서, 상기와 같이 전기분해시 발생되는 열에 의해 전기분해조(140) 내부의 온도가 상승하는 것을 억제시켜 냉각시킬 수 있도록 냉각유체를 도 4의 화살표 B와 같은 방향으로 공급하여 상기 열교환기(150)로 흘러가도록 한다. 즉, 상기 냉각유체 공급관(151) 및 배출관(152)의 밸브(183,184)를 개방함으로써, 유입원수가 유체공급관(151)을 통해 전기분해조(140) 내부의 열교환기(150)로 흘러가도록 함으로써, 열교환기(150)에서의 열교환에 의해 전기분해조(140) 내부의 온도를 낮출 수 있게 된다. 따라서, 전기분해조(150) 내부의 온도를 전기분해에 적절한 온도가 되도록 유지시킬 수 있게 되어, 전해효율이 항상 최상의 상태가 되도록 하여 차아염소산나트륨 생산효율을 높이고, 안정적이면서 일정한 농도의 차아염소산나트륨의 공급이 가능한 이점이 있다.

한편, 도 5는 동절기에 본 발명의 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치(100)를 구동시켜 차아염소산나트륨 용액을 생산하는 과정을 설명하기 위한 것이다.

동절기에는 유입원수 즉, 희석수의 온도가 낮고, 소금물의 온도도 낮기 때문에, 희석된 희석염수를 낮은 온도 그대로 전기분해조(140)로 공급하게 되면, 전기분해 효율이 떨어져서 원하는 만큼의 차아염소산나트륨을 생산하기 힘들게 된다. 이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치(100)에서는, 도 5에 도시된 바와 같이 낮은 온도로 유입되는 희석염수의 온도를 높이기 위해 희석염수를 화살표 C와 같은 경로를 통해 이동시키면서 전기분해에 적합한 온도로 예열시킨 후 전기분해조(140)로 공급함으로써, 전기분해조(140)에서의 전기분해 효율을 높일 수 있게 된다. 즉, 전기분해조(140)에서 전기분해시 발생되는 열을 이용하여 희석염수를 승온시킨 뒤에 메인 희석염수 공급관(160)을 통해 전기분해조(140)로 공급함으로써 전기분해 효율을 높여서 차아염소산나트륨 발생효율을 높일 수 있게 된다.

이와 같이 희석염수를 예열시키기 위해 희석염수를 화살표 C 방향을 따라 이동시키기 위해서는, 먼저, 상기 냉각유체 공급관(151) 및 배출관(152)의 밸브(183,184)를 닫아서 열교환기(140)로의 냉각유체의 유입을 차단하고, 냉각유체 배출관(152)과 상수도(170)의 연결을 차단한다.

또한, 메인 희석염수 공급관(160)의 밸브(182)는 닫아서 낮은 온도의 희석염수가 직접 전기분해조(140)로 유입되지 않게 한다. 그리고 제1 및 제2바이패스관(161,163)에 마련된 밸브들(185,186)은 개방시킨다.

이와 같이 동절기에 상기 밸브들(183,184,185,186)를 서로 독립적으로 제어하여 저온의 희석염수가 제1바이패스관(161), 열교환기(150), 제2바이패스관(163) 및 메인 희석염수 공급관(160)을 경유하여 전기분해조(140)로 공급될 수 있다. 그리고 이와 같이 희석염수가 화살표 C와 같은 방향을 따라 이동하면서, 전기분해조(140)에서는 희석염수가 전기분해되어 차아염소산나트륨을 생산하면서 열이 발생하게 되고, 발생된 열은 열교환기(150)를 흐르는 저온의 희석염수와의 열교환에 의해 온도 상승이 억제되는 한편, 저온의 희석염수는 승온되어 열교환기(150)를 빠져나오게 된다. 결국, 전기분해조(140)로 공급되는 희석염수는 열교환기(150)에서 예열되어 전기분해에 적합한 온도 상태로 전기분해조(140)로 공급됨으로써, 전기분해조(140) 내에서의 전기분해시 그 전기분해 효율을 높일 수 있게 된다.

이상에 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치(100)는 하절기와 동절기에서의 구동을 서로 다르게 제어함으로써, 전기분해조(140) 내에서의 전기분해 조건을 항상 최상의 상태가 되도록 유지시킬 수 있게 된다. 특히, 도 1의 종래기술과 같이 별도의 히터를 구비할 필요 없이, 전기분해시 발생하는 열을 활용하여 희석염수를 예열시킬 수 있기 때문에, 전기에너지를 절약하고, 장치의 운영비를 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 전기히터를 사용하지 않아도 되므로, 전기히터의 고장 등으로 인한 장치 오작동을 근본적으로 방지할 수 있으므로, 장치(100)의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치(100)는 도 2의 종래기술과는 달리 전기분해조(140) 내에서 직접적으로 열교환기(150)를 설치하여 열교환하도록 구성됨으로써, 전기분해조(140) 내에서의 발생열을 효과적으로 냉각시킬 수 있음은 물론, 희석염수의 예열효율도 높일 수 있는 이점이 있다.

그리고 전기분해조(140) 내에 열교환기(150)를 설치함으로써, 그 설치공간을 줄일 수 있게 되어, 소용량으로 장치를 제작하여 보급하는데 있어서 보다 유리한 이점이 있다.

또한, 하절기와 동절기의 상황에 따라서 다수의 밸브들의 개폐동작만을 적절히 제어하는 간단한 동작에 의해서 냉각유체의 공급 및 차단, 희석염수의 예열 가부를 쉽게 선택 제어할 수 있게 되고, 별도의 추가적인 전기적인 에너지를 요구하는 장치가 필요 없게 되어, 장치의 운영비를 줄이고 고장률을 줄일 수 있는 이점이 있다.

이상과 같이, 도 3 내지 도 5를 통해서는 소용량의 차아염소산나트륨 발생 장치(100)에 대해서 설명하였다.

이하에서는 도 6 내지 도 8을 통해서 본 발명의 다른 실시예에 의한 대용량의 차아염소산나트륨 발생장치(200)를 자세히 설명하기로 한다.

도 6에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치(200)는 다단셀 즉, 복수의 전기분해조(241,242)를 구비한 대용량설비에 해당되는 것으로서, 소금물 공급관(111)이 연결된 소금물 저장조(110)와, 상기 소금물 공급관과 연결되는 희석수 공급관(120)과, 유입되는 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시키도록 직렬로 연결되는 제1 및 제2전기분해조(241,242)와, 상기 소금물과 희석수가 혼합된 희석염수를 제1전기분해조(241)로 직접 공급하는 메인 희석염수 공급관(260)과, 상기 제1 및 제2전기분해조(241,242) 사이에 설치되어 상기 제1전기분해조(241)에서 상기 제2전기분해조(242)로 이동하는 차아염소산나트륨을 냉각시키는 제1열교환유닛(250)과, 상기 제2전기분해조(242)에서 배출되어 저장조(130)로 배출되는 차아염소산나트륨의 열을 이용하여 상기 제1전기분해조(241)로 공급될 희석염수를 예열시키기 위한 제2열교환유닛(270)과, 상기 메인 희석염수 공급관(260)과 상기 제2열교환유닛(270)을 연결하여 희석염수를 상기 제2열교환유닛(270)으로 경유하도록 하는 제1바이패스관(261)과, 상기 제2열교환유닛(270)에서 예열되어 배출되는 희석염수를 상기 메인 희석염수 공급관(260)으로 공급하여 상기 제1전기분해조(241)로 이동하도록 하는 제2바이패스관(262)을 구비한다.

도 6에서는 앞서 도 3에서 설명한 구성의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였으므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 제1 및 제2전기분해조(241,242)는 직렬로 연결되어 각각에서 희석염수를 전기분해 하여 차아염소산나트륨 용액을 생성하도록 한다.

상기 제1 및 제2전기분해조(241,242) 사이에는 제1열교환유닛(250)이 설치된다. 제1열교환유닛(250)은 주로 하절기에 제1전기분해조(241)에서 전기분해시 발생한 열을 냉각시키는데 사용되는 것으로서, 제1열교환용기(251)와, 나선형 제1열교환관(252)과, 냉각유체 공급관(253) 및 냉각유체 배출관(254)을 구비한다.

상기 제1열교환용기(251)는 연결관들(255)에 의해 제1 및 2전기분해조(241,242) 각각에 연결되어 희석염수 및 발생된 차아염소산나트륨 용액이 경유하도록 한다.

상기 나선형 제1열교환관(252)은 제1열교환용기(251) 내부에 설치되며, 그 입구는 상기 냉각유체 공급관(253)과 연결되고, 출구는 상기 냉각유체 배출관(254)과 연결된다. 따라서 유입원수와 같은 저온의 냉각유체를 나선형 제1열교환관(252)으로 흘려 보냄으로써 제1열교환용기(251) 내에서 열교환이 이루어질 수 있도록 하여 제1전기분해조(241)에서 전기분해에 의해 가열된 온도를 낮출 수 있게 된다.

상기 제2열교환유닛(270)은 제2열교환용기(271)와, 제2열교환용기(271)의 내부에 설치되는 나선형 제2열교환관(272)을 구비한다. 상기 제2열교환용기(271)는 연결관(256)에 의해 제2전기분해조(242)와 연결되고, 배출관(257)에 의해 저장조(130)에 연결된다. 따라서 제2전기분해조(242)에서 발생된 차아염소산나트륨 용액은 제2열교환용기(272)를 경유하여 저장조(130)로 공급된다.

상기 나선형 제2열교환관(272)의 입구에는 상기 제1바이패스관(261)이 연결되고, 출구에는 상기 제2바이패스관(262)이 연결된다.

상기 제1바이패스관(261)은 메인 희석염수 공급관(260)에서 분기되어 상기 제2열교환관(272)의 입구로 연결된다. 그리고 제2바이패스관(262)은 제2열교환관(272)의 출구와 상기 메인 희석염수 공급관(260)의 밸브(282) 설치위치보다 하류 쪽으로 연결된다.

또한, 상기 희석수 공급관(120)과, 메인 희석염수 공급관(260), 제1 및 제2바이패스관(261,262) 각각에는 미도시된 제어유닛에 의해 독립적으로 각각 제어되어 개폐구동되는 밸브(281,282,283,284)가 각각 설치된다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치(200)에 의하면, 대용량으로서 하절기 및 동절기 각각의 환경조건에 따라서 전기분해되는 희석염수의 온도를 적절히 조절함으로써 전기분해효율을 높일 수 있게 된다.

도 7은 하절기의 작동방법을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 7을 참조하면, 하절기에는 제1 및 제2바이패스관(261,262)의 밸브(283,284)를 닫고 메인 희석염수 공급관(260)의 밸브(282)를 개방한다.

그러면, 희석염수가 메인 희석염수 공급관(260)을 통해 제1전기분해조(241)로 직접 공급되어 1차로 전기분해되어 차아염소산나트륨을 발생시킨다. 이때, 제1전기분해조(241)에서 생산된 차아염소산나트륨 및 미 전기분해된 희석염수의 혼합용액(이하 혼합용액이라 함)은 전기분해시 발생한 열에 의해 온도가 상승한 상태로 제1열교환용기(251)로 이동된다.

그리고 제1열교환용기(251) 내부로 이동한 상기 혼합용액은 제1열교환관(252)을 흐르는 냉각유체와의 열교환을 통해 전기분해에 적절한 온도로 낮아져서, 제2전기분해조(242)로 이동된다. 여기서, 상기 냉각유체는 도 7에서 화살표 D1 방향과 같이 냉각유체 공급관(253), 제1열교환관(252) 및 냉각유체 배출관(254)을 흐르도록 함으로써, 제1열교환용기(251)에서의 열교환이 자연스럽게 이루어질 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 혼합용액은 전기분해에 적합한 온도로 낮아져서 제2전기분해조(242)로 공급되고, 제2전기분해조(242) 내에서 2차로 전기분해가 이루어져서 차아염소산나트륨을 발생시킨다. 그리고 발생된 차아염소산나트륨 용액은 제2열교환용기(271) 및 배출관(257)을 경유하여 저장조(130)로 공급되어 저장된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 도 7의 화살표 D2와 같은 경로로 희석염수를 이동시키고, 발생된 차아염소산나트륨을 이동시키게 된다. 이 과정에서 화살표 D1 방향과 같이 냉각유체가 흐르도록 하여 제1열교환유닛(250)에 의해 제1전기분해조(241)에서 전기분해시 온도가 상승된 혼합용액의 온도를 낮추어 주게 됨으로써 제2전기분해조(242)에서의 전기분해 효율을 높일 수 있게 된다.

따라서 대용량으로서 다단계의 전기분해조를 설치하여 구동시키더라도, 각각의 전기분해조에서의 전기분해조건을 최상의 상태가 되도록 유지시킬 수 있게 되어, 대용량으로 차아염소산나트륨 용액을 생산할 수 있게 된다.

한편, 도 8은 동절기의 작동방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치(200)를 이용하여 동절기에 저온의 희석수와 소금물이 혼합된 희석염수를 가지고도 정상적으로 차아염소산나트륨을 생산하는 방법에 대해 자세히 설명하기로 한다.

여기서, 동절기에도 하절기와 마찬가지로 화살표 D1 방향으로 냉각유체를 흘려보내준다. 따라서, 앞서 설명한 바와 같이, 제1전기분해조(241)에서 1차로 전기분해시 온도 상승된 희석염수 및 차아염소산나트륨이 혼합된 혼합용액을 제1열교환용기(251)에서 낮추어질 수 있도록 한다.

그리고, 동절기에는 희석수의 온도가 낮으므로, 희석염수의 온도를 전기분해에 적합한 온도로 미리 올려줄 수 있도록 희석염수를 제1전기분해조(241)로 바로 공급하지 않고, 화살표 D3와 같은 경로로 이동시켜서 미리 예열시킨 뒤 제1전기분해조(241)로 공급되도록 한다. 희석염수를 화살표 D3와 같은 경로를 따라 이동시키기 위해서, 메인 희석염수 공급관(260)의 밸브(282)는 닫고, 제1 및 제2바이패스관(261,262)의 밸브들(283,284)은 개방시킨다.

이와 같이 하면, 동절기에는 희석염수가 제1바이패스관(261)을 따라서 제2열교환기유닛(270)의 제2열교환관(272)을 통과하면서, 제2전기분해조(242)에서 전기분해되어 승온된 차아염소산나트륨 용액과 열교환을 하게 된다. 이와 같이, 희석염수는 제2열교환관(272)에서의 열교환에 의해 승온되고, 승온된 희석염수는 제2바이패스관(262) 및 메인 희석염수 공급관(260)을 통해서 제1전기분해조(241)로 공급된다.

따라서, 제1전기분해조(241)에서는 전기분해 하기에 적당한 온도로 승온된 희석염수를 전기분해하여 높은 효율로 차아염소산나트륨 용액을 발생시키게 된다.

이와 같이, 대용량의 경우에도, 계절적인 환경에 상관없이, 밸브들만을 적절히 개폐구동시키는 간단한 제어동작에 의해서 희석염수의 온도를 별도의 전기히터 등의 구성을 배제하고도 온도를 낮추거나 승온시켜서 전기분해에 적당한 온도로 유지시켜 공급할 수 있게 되어 전기분해 효율을 높일 수 있게 된다.

그리고, 앞서 도 3 내지 도 6에서 설명한 바와 같이, 별도로 전기적인 에너지를 이용하여 희석염수 및 차아염소산나트륨을 가열 또는 냉각시킬 필요가 없이, 자연스럽게 공급되는 냉각유체 및 전기분해시 발생되는 열을 활용하여 희석염수 및 차아염소산나트륨의 온도를 조절할 수 있게 되어, 장치를 쉽게 운영하면서도, 고장 등의 오작동을 방지하여 신뢰성 높은 제품을 제공할 수 있게 된다.

또한, 도 9를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치(100")를 자세히 설명하기로 한다. 도 9에 도시된 차아염소산나트륨 발생장치(100")는 대용량에 해당되는 것으로서, 주로 동절기용으로 사용하기에 바람직한 구성을 가지는 점에 특징이 있다. 도 9에 도시된 도면의 도면부호 중에서 앞서 도 3 내지 도 6에 도시된 도면의 도면부호와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치(100")는 소금물 공급관(111)이 연결된 소금물 저장조(110)와, 소금물 공급관(111)에 연결되는 희석수 공급관(120)과, 유입되는 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시키도록 직렬로 설치되는 복수의 전기분해조(341,342)와, 소금물과 희석수가 혼합된 희석염수를 최상류의 전기분해조(341)로 공급하는 메인 희석염수 공급관(310)과, 복수의 전기분해조(341,342) 중에서 최하류의 전기분해조(342)에서 배출되는 차아염소산나트륨 용액을 차염 저장조(130)로 배출하는 배출관(330)과, 배출관(330)에서 배출되는 차아염소산나트륨의 일부를 메인 희석염수 공급관(310)으로 재 순환시켜 공급하는 바이패스유닛(350), 및 희석수 공급관(120)과 메인 희석염수 공급관에 각각 설치되는 밸브(281,282)를 구비한다.

상기 메인 희석염수 공급관(310)은 복수의 전기분해조(341,342) 중에서 최상류의 전기분해조(341)에 직접 연결되어 희석염수를 공급한다.

상기 복수의 전기분해조(341,342)는 연결관(320)에 의해 서로 직렬로 연결되는 제1 및 제2전기분해조(341,342)를 구비하며, 예시하지는 않았으나 2개 이상의 전기분해조가 직렬 연결된 구성을 가질 수도 있다.

상기 제1 및 제2전기분해조(341,342) 각각에는 독립적으로 구동되는 제1 및 제2정류기(361,362)가 설치된다. 즉, 제1 및 제2정류기(361,362)를 각각 제1 및 제2전기분해조(341,342) 각각에 대응되게 별도로 설치함으로써, 순환라인(화살표 F2)에 의한 순환용액상에서 바이패스 전류(Bypass Current)가 발생하여 전류누수에 의한 효율감소가 발생하는 것을 방지할 수 있어 전기분해 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이와 같이 상기 제1 및 제2전기분해조(341,342) 각각에서는 유입된 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성하게 되면, 생성된 차아염소산나트륨 용액은 배출관(330)을 통해 차염 저장조(130)고 배출되어 저장된다.

상기 바이패스유닛(350)은 상기 메인 희석염수 공급관(310)을 연결하는 바이패스관(351)과, 상기 바이패스관(351)에 설치되는 순환펌프(352) 및 바이패스관(351)에 설치되는 바이패스용 밸브(353)를 구비한다.

상기 배이패스관(351)을 통해서 배출관(351)으로 배출되는 차아염소산나트륨 용액 중 일부가 메인 희석염수 공급관(310)으로 재 순환 공급됨으로써, 메인 희석염수 공급관(310)을 통해 유입되는 희석염수와 혼합되어 희석염수의 농도를 조절하고, 희석염수의 온도를 높여줄 수 있게 된다.

상기 순환펌프(352)는 미도시된 제어유닛에 의해 구동제어되어 바이패스관(351)을 통해 배출관(330)으로 흐르는 차아염소산나트륨 용액을 메인 희석염수 공급관(310)으로 재순환되도록 강제 펌핑시키게 된다.

상기 바이패스용 밸브(353)도 순환펌프(352)의 구동동작시에만 개방되도록 그 개폐동작이 선택적으로 제어된다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차아염소산나트륨 발생장치(100")의 작용효과를 이하에서 자세히 설명하기로 한다.

상기 차아염소산나트륨 발생장치(100")는 대용량으로서 동절기용으로 사용되는 것으로서, 동절기에는 온도가 낮은 상태(대략 10℃ 이하)의 희석염수가 메인 희석염수 공급관(310)을 통해 제1전기분해조(341)로 유입된다. 제1전기분해조(341)로 유입된 희석염수는 전기분해되어 차아염소산나트륨을 발생시키고, 발생된 차아염소산나트륨 용액과 미 전기분해된 희석염수의 혼합용액은 제2전기분해조(342)로 유입되어 2차로 전기분해된다.

이와 같이 제1 및 제2전기분해조(341,342) 내에서 전기분해에 의해서 차아염소산나트륨이 발생됨과 동시에 열이 발생됨으로써, 배출관(330)을 통해 배출되어 차염 저장조(130)로 이동되는 차아염소산나트륨 용액은 일정 온도 이상으로 가열된 상태를 유지한다. 이와 같이 도 9의 화살표 F1과 같은 방향으로 희석염수가 공급된 후, 전기분해에 의해 생성된 차아염소산나트륨이 차염 저장조(130)로 공급되어 저장된다.

이때, 상기 바이패스용 밸브(353)를 개방시킨 상태에서 순환펌프(352)를 가동시키면 바이패스관(351)을 통해서 배출관(330)으로 흐르던 차아염소산나트륨 용액 중 일부가 재순환되어 메인 희석염수 공급관(310)으로 공급된다. 즉, 도 9의 화살표 F2와 같은 방향으로 일부 차아염소산나트륨 용액이 제1전기분해조(341)로 재공급된다.

따라서 메인 희석염수 공급관(310)을 통해 공급되는 저온의 희석염수와 따뜻한 차아염소산나트륨 용액과 혼합되어 전기분해에 적합한 온도로 승온되어 제1전기분해조(341)로 공급될 수 있게 된다.

이와 같이, 생성되어 승온 상태로 배출되는 차아염소산나트륨 용액의 일부를 바이패스시켜서 희석염수와 혼합되도록 함으로써, 저온의 희석염수를 승온시켜서 전기분해 효율을 높일 수 있게 되어, 동절기에 별도의 전기히터 등을 사용하지 않고도 저온의 희석염수를 이용하여 전기분해 효율을 높일 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

110..소금물 저장조 111..소금물 공급관
120..희석부 공급관 130..차염 저장조
140..전기분해조 150..열교환기
160,260,310..메인 희석염수 공급관 161,261..제1바이패스관
163,262..제2바이패스관 241,341..제1전기분해조
242,342..제2전기분해조 250,270..제1, 제2열교환유닛
251,271..제1, 제2열교환용기 252,272..제1, 제2열교환관
350..바이패스유닛 361,362..제1, 제2정류기

Claims (7)

1. 소금물 공급관이 연결된 소금물 저장조;
   상기 소금물 공급관과 연결되는 희석수 공급관과;
   유입되는 희석염수를 전기분해하며, 전기분해하여 발생하는 차아염소산나트륨을 저장조로 배출하는 배출관이 연결되는 전기분해조와;
   상기 전기분해조 내에 설치되며, 입구에는 냉각유체가 공급되는 냉각유체 공급관이 연결되고, 출구에는 냉각유체를 배출시키기 위한 냉각유체 배출관이 연결되는 열교환기와;
   상기 희석수 공급관과 소금물 공급관에 연결되어 소금물과 희석되어 공급되는 희석염수를 상기 전기분해조로 직접 공급하는 메인 희석염수 공급관과;
   상기 메인 희석염수 공급관과 상기 냉각유체 공급관을 연결하여, 동절기의 저온의 희석염수를 상기 열교환기로 공급하는 제1바이패스관과;
   상기 제1바이패스관을 통해 상기 열교환기를 경유하여 상기 냉각유체 배출관으로 나오는 희석염수를 상기 메인 희석염수 공급관으로 공급하여 상기 전기분해조로 공급되도록 하는 제2바이패스관;을 포함하며,
   상기 냉각유체 공급관과 냉각유체 배출관과 상기 메인 희석염수 공급관과 상기 제1 및 제2바이패스관 각각에는 밸브가 설치되며,
   하절기에는 상기 냉각유체 공급관을 통해 상기 열교환기 및 냉각유체 배출관으로 냉각유체를 이동시켜 상기 전기분해조 내를 냉각시키면서, 상기 메인 희석염수 공급관을 통해 상기 전기분해조로 희석염수를 직접 공급하며,
   동절기에는 상기 희석염수를 상기 제1바이패스관, 상기 열교환기, 상기 냉각유체 배출관 및 상기 제2바이패스관을 통해 상기 전기분해조로 공급하는 것을 특징으로 하는 차아염소산나트륨 발생장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 희석수 공급관의 상류는 상기 냉각유체 공급관과 연결되며,
   상기 희석수 공급관의 상류에는 연수기가 설치되는 것을 특징으로 하는 차아염소산나트륨 발생장치.
3. 소금물 공급관이 연결된 소금물 저장조;
   상기 소금물 공급관과 연결되는 희석수 공급관과;
   유입되는 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시키도록 직렬로 연결되는 제1 및 제2전기분해조와;
   상기 소금물과 희석수가 혼합된 희석염수를 최상류의 전기분해조로 직접 공급하는 메인 희석염수 공급관과;
   상기 제1 및 제2전기분해조 사이에 설치되어 상기 제1전기분해조에서 상기 제2전기분해조로 이동하는 차아염소산나트륨을 냉각시키는 제1열교환유닛과;
   상기 제2전기분해조에서 배출되어 차염 저장조로 배출되는 차아염소산나트륨의 열을 이용하여 상기 제1전기분해조로 공급될 희석염수를 예열시키기 위한 제2열교환유닛과;
   상기 메인 희석염수 공급관과 상기 제2열교환유닛을 연결하여 희석염수를 상기 제2열교환유닛으로 경유하도록 하는 제1바이패스관과;
   상기 제2열교환유닛에서 예열되어 배출되는 희석염수를 상기 메인 희석염수 공급관으로 공급하여 상기 제1전기분해조로 이동하도록 하는 제2바이패스관;을 포함하며,
   상기 희석수 공급관, 상기 메인 희석염수 공급과, 상기 제1 및 제2바이패스관 각각에는 밸브가 설치되며,
   하절기에는 상기 희석염수를 상기 메인 희석염수 공급관을 통해 상기 제1전기분해조로 직접 공급하고, 상기 제1열교환유닛으로 냉각유체를 통과시켜 상기 제1 및 제2전기분해조 사이를 통과하는 차아염소산나트륨을 냉각시키며,
   동절기에는 상기 희석염수를 상기 제1바이패스관을 통해 상기 제2열교환유닛에서 예열시킨 후 상기 제2바이패스관 및 메인 희석염수 공급관을 통해 제1전기분해조로 공급하는 것을 특징으로 차아염소산나트륨 발생장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1열교환유닛은,
   상기 제1 및 제2전기분해조 사이에 설치되며, 상기 제1 및 제2전기분해조와 각각 연결되는 제1유입관과 제1배출관을 가지는 제1열교환용기와;
   상기 제1열교환용기 내부에 설치되는 나선형 제1열교환관과;
   상기 제1열교환관으로 냉각유체를 공급하는 냉각유체 공급관 및 상기 제1열교환관의 출구에 연결되는 냉각유체 배출관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차아염소산나트륨 발생장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 제2열교환유닛은,
   상기 제2전기분해조의 하류에 설치되며, 상기 제2전기분해조와 연결되는 제1유입관과 차염저장조와 연결되는 제2배출관을 가지는 제2열교환용기와;
   상기 제2열교환용기 내부에 설치되는 나선형의 제2열교환관;을 포함하며,
   상기 제2열교환관의 입구에는 상기 제1바이패스관이 연결되고, 출구에는 상기 제2바이패스관이 연결되는 것을 특징으로 하는 차아염소산나트륨 발생장치.
6. 소금물 공급관이 연결된 소금물 저장조와;
   상기 소금물 공급관에 연결되는 희석수 공급관과;
   유입되는 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시키도록 직렬로 연결되는 복수의 전기분해조와;
   상기 소금물과 희석수가 혼합된 희석염수를 최상류의 전기분해조로 공급하는 메인 희석염수 공급관과;
   상기 복수의 전기분해조 중 최하류의 전기분해조에서 배출되는 차아염소산나트륨 용액을 차염 저장조로 배출하는 배출관과;
   상기 배출관으로 배출되는 차아염소산나트륨의 일부를 상기 메인 희석염수 공급관으로 선택적으로 재 순환시켜 공급하는 바이패스유닛과;
   상기 희석수 공급관과 상기 메인 희석염수 공급관에 각각 설치되는 밸브;를 포함하며,
   상기 복수의 전기분해조에는 각각 독립적으로 구동되도록 정류기가 연결된 것을 특징으로 하는 차아염소산나트륨 발생장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 바이패스유닛은,
   상기 배출관과 상기 메인 희석염수 공급관을 연결하는 바이패스관과;
   상기 바이패스관에 설치되는 순환펌프; 및
   상기 바이패스관에 설치되는 바이패스용 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차아염소산나트륨 발생장치.

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