KR101215601B1

KR101215601B1 - 유통식 전해장치 및 이를 이용하는 분사장치

Info

Publication number: KR101215601B1
Application number: KR1020090104574A
Authority: KR
Inventors: 이혁; 최장수; 김말순
Original assignee: (주)경우이앤씨; 김말순; 최장수; 이혁
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2012-12-26
Also published as: KR20110047804A

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 양전극과 음전극을 미세 간극으로 이격 설치하여 서로의 사이로 액체를 유통시키며, 유통 액체의 전기분해 및 액상 방전시, 발생되는 전기적, 화학적 작용의 결과인 옥시던트 및 라디칼을 생성하는 유통식 전해장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유통식 전해장치는, 관체로 형성되는 제1 전극, 상기 제1 전극 내에 수용되어 상기 제1 전극과의 사이에 간극을 형성하는 제2 전극, 동심으로 상기 제2 전극의 양단과 결합되고 상기 제1 전극의 양단을 각각 지지하며, 상기 간극으로 유체를 유입 및 유출시키는 제1 홀과 제2 홀을 각각 구비하는 제1 리테이너와 제2 리테이너, 상기 제1 전극, 상기 제1 리테이너 및 상기 제2 리테이너를 동심으로 정렬하여 수용하고, 상기 제1 홀과 상기 제2 홀에 각각 연결되는 제1 출입구와 제2 출입구를 구비하는 바디, 상기 바디의 양측에 결합되어 상기 제1 리테이너와 상기 제2 리테이너를 각각 지지하는 제1 캡과 제2 캡, 및 상기 제1 캡 및 상기 제2 캡 중 일측에 결합되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전기적으로 각각 연결되는 제1 전극 로드 및 제2 전극 로드를 포함한다.

유통식, 리테이너, 정렬, 간극, 끼워맞춤 결합

Description

유통식 전해장치 및 이를 이용하는 분사장치 {Electrolysis Device Of Flowing Liquid Through And Sprayer Using The Same}

본 발명은 유통식 전해장치 및 이를 이용하는 분사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 사이를 지나는 액체의 전기분해 및 액상 방전시, 전기적, 화학적 작용으로 생성되는 산화제(oxidants) 및 라디칼(radicals)을 살균, 소독, 청정, 가습, 분무, 코팅 및 세정 등 다양한 응용영역에 사용하는 유통식 전해장치 및 이를 이용하는 분사장치에 관한 것이다.

일반적인 전기분해에서 이산화염소가 발생되지만, 전기분해의 반응성이 적다. 전기분해에서 강력한 산화제의 역할을 하는 옥시던트(oxidents; O, O₂, O₃, H₂O₂, OH, Cl₂, ClO₃ ^-)를 생성하기 위하여, 귀금속으로 코팅 또는 도금된 전극 사이에 강한 화학적, 전기적 작용을 줄 수 있는 액상 방전 및 플라즈마 기술이 이용된다. 이와 같은 전기분해 방식은 매우 짧은 수명을 갖는 옥시던트 성분인 라디칼(radicals)을 이용하기 어렵고, 또한 전극의 표면에만 존재하는 옥시던트 성분을 전해조에 있는 적은 양의 액체에만 접촉시킨다. 따라서 전기분해 방식은 전해조 전 체의 액체 속에서 살균 작용, 바이러스나 박테리아 및 유기화합물의 제거 작용 및 분해 작용에 효과적으로 사용되지 못한다.

전기분해시, 양전극에서 산소, 음전극에 수소가 생성되는데, 수소는 옥시던트와 접촉하여 물을 생성하기 때문에 양전극의 옥시던트 생성물을 상당히 낮추는 라디칼과 반응하게 되므로 라디칼의 능력이 감소된다. 게다가, 수소가 양전극과 음전극 사이의 전기장에 있으면 수소와 양전극이 접촉되므로 액체의 전도성이 감소된다.

라디칼이 생성되는 양전극의 인접 영역에 가능한 많은 액체를 접촉시켜, 짧은 수명을 갖는 라디칼의 역할을 충분히 활용하여, 강력한 살균력 및 산화력을 갖는 라디칼의 효과를 증가시키고, 또한 처리될 액체의 유동 체적을 감소시키지 않고도 매우 낮은 전압으로 요구되는 넓은 면적에서 높은 전류 밀도를 얻을 수 있게 하는 방향으로 기술이 진행되고 있다.

귀금속을 포함하는 금속 또는 카본으로 접합 또는 직조된 천, 확장된 금속 또는 카본 펠트, 카본 직조 천, 또는 망상의 유리질 카본 및 금속 거품제로 이루어진 다공성의 도전성 요소로 구성된 양전극 및 음전극을 구비하는 전해조가 알려져 있다. 이 전극구조는 개방용액 영역을 포함한다. 그 개방용액 영역에서 액체는 스페이서와 양전극 및 음전극 사이를 통과하여 개방용액 영역으로 유동한다. 이 적층 구조에서, 양전극과 음전극은 스페이서에 의해 단극 또는 쌍극으로 분리되어 서로 단락되지 않는다.

전해조는 다공판과 스크린, 울(wool), 펠트 및 스테인레스 스틸, 알루미늄, 구리, 백금 도금된 티타늄, 금속산화물의 혼합물, 금, 금도금 스틸의 직조물 등에서 선택되고, 액체가 침투 가능한 도전성 재료로 만들어진 양전극과 음전극을 포함한다. 이러한 전극구조는 함께 글램핑 되며, 스페이서는 양전극과 음전극 사이에서의 단락을 방지한다.

전해조에 양전극과 음전극으로 사용되는 전극구조에 있어서, 다수의 액체 통과 개구부를 지나며 전류공급원에 접속하기 위한 수단을 포함하는 도전성 프레임의 일 측면 또는 양 측면은 도전성 천공 박막 또는 와이어 망으로 덮인다. 와이어 망은 프레임의 표면 구조를 덮도록 형성되는 스페이서를 가진다. 프레임의 양 측면은 도전성의 천공 박막 또는 와이어 망으로 덮인다. 스페이서는 천공 박막 또는 와이어 망 또는 네트 상에 배열되어 프레임의 통과구멍을 차단하지 않고, 사용시 전극들 간의 전기적 접촉을 차단하기 위해 프레임의 평면에 상응하는 평면 섹션을 구비한다. 스페이서는 약 1mm 이하의 박막 두께를 가진다.

그러나 상기와 같은 기술은 기술적으로 해결하여 할 문제점을 가진다. 예를 들면, 전극간 단락을 방지하는 스페이서들은 전극간 간격을 증대시켜 전기분해 과정에서 전류 소비를 증가시키고, 전극을 통한 유동 캐패시티(capacity)를 감소시키지만, 대부분의 전기분해는 비도전성 스페이서를 사용하여 양전극과 음전극의 단락 및 간극을 유지하는 역할을 하고 있으므로 전해효율을 저하시킨다. 또한, 전기분해 된 액체에서 석출되는 물질이 양전극 및 음전극에 부착되어 양전극 및 음전극의 효율 및 수명을 떨어뜨리고, 발생된 석출물이 전해장치를 오염시킨다

본 발명의 일 실시예는, 단락 방지를 위한 스페이서나 분리막을 사용하지 않고 양전극과 음전극을 미세 간극으로 이격 설치하고, 양전극과 음전극 사이의 간극으로 액체를 유통시키며, 유통 액체의 전기분해 및 액상 방전시, 발생되는 전기적, 화학적 작용의 결과인 옥시던트 및 라디칼을 생성하여, 액체 중에 적용하거나, 옥시던트 및 라디칼이 포함된 액체를 이용하여 살균, 소독, 청정, 가습, 분무, 코팅 및 세정하는 응용영역에 적용하는 유통식 전해장치 및 이를 이용하는 분사장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예는, 단락 방지를 위한 스페이서나 분리막을 사용하지 않고 양전극과 음전극을 이격 설치하고, 양전극과 음전극 사이의 간극을 최소화함으로써, 양전극과 음전극 사이에서 에너지 효율을 최대화하는 유통식 전해장치 및 이를 이용하는 분사장치에 관한 것이다.

상기 제1 리테이너 및 상기 제2 리테이너는, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 양단에서 상기 제1 홀과 상기 제2 홀에 연결되는 제1 챔버와 제2 챔버를 각각 형성할 수 있다.

상기 제2 전극의 양단과 상기 제1 리테이너 및 상기 제2 리테이너는, 끼워맞춤방식으로 결합될 수 있다.

상기 제1 전극, 상기 제1 리테이너 및 상기 제2 리테이너는, 상기 바디에 끼워맞춤방식으로 결합될 수 있다.

상기 제1 전극, 상기 제1 리테이너 및 상기 제2 리테이너의 축 방향 길이의 합은, 상기 바디의 길이와 같은 크기로 설정될 수 있다.

상기 제1 전극 로드는, 상기 제2 캡에 나사 결합되어 상기 제2 리테이너를 관통하는 단부로 상기 제1 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 제2 전극 로드는, 상기 제2 캡에 나사 결합되어 관통하는 단부로 상기 제2 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 간극은 100㎛ 내지 1000㎛로 형성될 수 있다.

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 백금, 로듐, 팔라듐, 탄탈륨, 니오븀, 하프늄, 지르코늄, 이리듐 및 루테늄 중 하나를 포함하는 합금 또는 이온 도금으로 형성될 수 있다.

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 고도전성을 가지는 스테인레스 또는 티타늄재료에 백금을 이온 도금하여 형성될 수 있다.

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 동일 재료 또는 서로 다른 재료로 형성될 수 있다.

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 전기화학적 에칭, 샌드블라스팅, 미세 브러싱 및 미세기계가공 중 한 가지 처리를 하여, 표면에 거칠기를 형성할 수 있다.

상기 제1 전극은 원형 관체 또는 다각형 관체로 형성될 수 있다. 상기 제1 전극은 플레이트, 메시형 스크린 및 다공형 플레이트로 제작될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 분사장치는, 공급되는 제1 유체에 전기분해 및 액상 방전 작용을 가하여 옥시던트와 라디칼을 발생시키고, 상기 옥시던트와 상기 라디칼이 포함된 제1 유체를 상기 분사부로 공급하는 전해장치부, 및 상기 전해장치부에 연결되어 상기 전해장치부로부터 공급되는 상기 옥시던트와 상기 라디칼이 포함된 상기 제1 유체를 분사하거나, 별도로 유입되는 제2 유체와 제3 유체 중 적어도 하나와 상기 제1 유체를 함께 미립화하여 분사하는 분사부를 포함한다.

상기 전해장치부는 상기 분사부의 바디 일측에 내장될 수 있다.

상기 전해장치부는, 관체로 형성되는 제1 전극, 상기 제1 전극 내에 수용되어 상기 제1 전극과의 사이에 간극을 형성하는 제2 전극, 동심으로 상기 제2 전극의 양단과 결합되고 상기 제1 전극의 양단을 각각 지지하며, 상기 제1 유체를 유입하는 상기 바디의 제1 유입구에 연결되어, 상기 간극으로 제1 유체를 유입하여 유 출시키는 제1 홀과 제2 홀을 각각 구비하는 제1 리테이너와 제2 리테이너, 동심으로 정렬된 상기 제1 전극, 상기 제1 리테이너 및 상기 제2 리테이너를 상기 바디에 수용하도록 상기 분사부의 반대측에서 상기 바디에 결합되는 캡, 및 상기 캡에 결합되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전기적으로 각각 연결되는 제1 전극 로드 및 제2 전극 로드를 포함할 수 있다.

상기 제1 리테이너는, 상기 제1 유입구와 상기 제1 홀에 연결되며 상기 간극에 연결되는 제1 챔버를 형성하고, 상기 제2 리테이너는, 상기 간극에 연결되고 상기 제2 홀을 통하여 상기 분사부에 연결되는 제2 챔버를 형성할 수 있다.

상기 바디는, 상기 전해장치를 수용하고 상기 제1 유입구에 연결되는 제1 통로, 상기 제2 유체를 공급하는 제2 유입구에 연결되는 제2 통로, 및 상기 전해장치부의 상기 제2 홀에 연결되어 상기 제1 유체를 공급하는 제3 통로를 포함할 수 있다.

상기 분사부는, 상기 제2 통로의 선단에 장착되어 상기 바디의 일단 내측에 배치되고 상기 전해장치부에 상기 제3 통로로 연결되며 상기 제3 통로에 연결되는 토출구를 구비하는 토출체, 상기 토출체의 외측에 결합되어, 상기 제2 통로로 공급되는 상기 제2 유체를 절개홈을 통하여 상기 토출체의 외측에 형성되는 토출면 및 상기 토출구 쪽으로 토출하며, 토출되는 상기 제2 유체에 회전전단력을 부여하는 와류자, 및 상기 와류자를 수용하여 상기 바디에 결합되어 상기 와류자를 상기 제2 통로에 연결하고, 상기 토출체의 전방으로 가면서 좁아지는 와류유도부를 형성하며, 상기 와류유도부와 상기 토출면 사이에 형성되는 간격으로 상기 제2 유체 토출 시, 상기 토출구의 전방에 형성되는 중심점에서 상기 제2 유체를 집중시킨 후 퍼지게 하여, 상기 토출구에 제1 부압을 형성하고 상기 중심점의 측방에 제2 부압을 형성하며, 상기 제2 부압이 형성되는 상기 중심점의 측방에 미세홀을 배치하여, 상기 미세홀을 제3 유체에 연결하는 환형챔버를 포함할 수 있다.

상기 분사부의 상기 제2 통로는 상기 제2 리테이너의 상기 제2 홀에 연결되고, 상기 제3 통로는 상기 캡, 상기 제1 리테이너, 상기 제2 전극, 및 상기 제2 리테이너를 관통하여 설치되는 관에 연결될 수 있다.

상기 전해장치부는, 관체로 형성되고, 상기 제1 유체가 유입되는 제1 홀과 제2 홀을 양측에 형성하는 제1 전극, 상기 제1 전극 내에 수용되어 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀에 연결되는 제1 간극을 상기 제1 전극과의 사이에 형성하는 제2 전극, 상기 제1 전극을 수용하여 상기 제1 전극과의 사이에 제2 간극을 형성하고, 상기 제1 유체를 상기 제2 간극 및 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀로 유입하도록 상기 바디에 형성되는 상기 제1 유입구에 연결되는 제3 홀을 구비하는 제3 전극, 동심으로 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 양단과 결합되고 상기 제3 전극의 양단을 각각 지지하는 제1 리테이너와 제2 리테이너, 동심으로 정렬된 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제3 전극, 상기 제1 리테이너 및 상기 제2 리테이너를 상기 바디에 수용하도록 상기 분사부의 반대측에서 상기 바디에 결합되는 캡, 상기 캡에 결합되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극에 전기적으로 각각 연결되는 제1 전극 로드, 제2 전극 로드 및 제3 전극 로드를 포함할 수 있다.

상기 제1 리테이너는, 상기 제1 유입구, 상기 제3 홀 및 상기 제1 홀에 연결 되며 상기 제1 간극에 연결되는 제1 챔버를 형성하고, 상기 제2 리테이너는, 상기 제1 간극 및 상기 제2 홀에 연결되고, 상기 제4 홀을 통하여 상기 분사부에 연결되는 제2 챔버를 형성할 수 있다.

상기 전해장치부는 카트리지로 형성되어 상기 분사부의 후방에 나사결합으로 연결될 수 있다.

상기 전해장치부는 카트리지로 형성되어 상기 분사부의 측방에 연결부재로 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 분사장치는, 간극을 형성하면서 중심에서 외곽으로 번갈아 복수로 배치되는 제1 전극과 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 양단에 끼워맞춤 결합되는 제1 리테이너와 제2 리테이너, 상기 제1 리테이너와 상기 제2 리테이너를 수용하며, 유입구로 유체를 공급받아 반대측으로 보내는 바디, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 연결되어 상기 바디에 설치되는 제1전극 로드와 제2 전극 로드, 및 상기 유입구 반대측에서 상기 바디에 결합되어 상기 유체를 분사하는 노즐을 포함한다.

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 원통 관체 또는 다각형 관체로 형성될 수 있다.

상기 바디는, 상기 유입구와 상기 제1 리테이너 사이에 상기 유체를 정류시키는 챔버를 형성할 수 있다.

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 원형 관체 또는 다각형 관체로 형성될 수 있다.

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 플레이트, 메시형 스크린 및 다공형 플레이트로 제작될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스페이서나 분리막을 제거하고 끼움맞춤으로 양전극(제1 전극 또는 제2 전극)과 음전극(제2 전극 또는 제1 전극) 사이의 간격을 형성하여, 양전극 및 음전극의 표면적을 넓히고, 양전극과 음전극 사이의 거리가 짧아지는 효과가 있다. 또한 양전극과 음전극 사이에서 높은 전류 밀도를 얻을 수 있고, 이로 인하여 많은 양의 액체를 처리할 때 전기분해 비용이 줄어드는 효과가 있다. 라디칼 생성이 이루어지는 양전극에 인접하는 영역에서 유통되는 대부분의 액체가 양전극에 접촉되므로, 짧은 수명의 라디칼 이용을 극대화하는 효과가 있다.

전해장치가 유통식 구조를 가지므로 양전극과 음전극을 복수로 설치하여, 처리될 액체의 유통 체적을 감소시키지 않고도 양전극과 음전극 사이에서 요구되는 면적을 넓히고 전류 밀도를 높일 수 있다. 따라서 많은 양의 액체를 유통시킬 수 있고, 또한 전기분해의 효과를 높일 수 있다.

유통 액체의 속도를 조절하고, 양전극과 음전극을 동일한 반응 재료로 구성하여 양전극과 음전극을 번갈아 배치하므로 양전극 및 음전극의 산화를 방지하거나 양전극과 음전극에 스케일이 부착되는 것 방지할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한 다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유통식 전해장치의 분해 사시도이고, 도2는 도1의 유통식 전해장치의 단면도이다. 도1 및 도2를 참조하면, 일 실시예의 유통식 전해장치(100)는 제1, 제2 전극(11, 12)의 간극(G)으로 유통하는 유체, 즉 액체를 전기분해하고, 동시에 액상 방전시 전기적 및 화학적 작용으로 생성되는 옥시던트 및 라디칼이 포함된 액체를 분사하여 살균, 소독 청정, 가습, 분무, 코팅 및 세정과 같은 다양한 응용분야에 사용될 수 있도록 구성된다. 이 유통식 전해장치(100)는 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 간극(G)을 형성하고, 간극(G)을 통하여 제1, 제2 전극(11, 12)의 길이 방향(또는 축 방향)으로 액체를 순환 또는 유통시키며, 이때, 제1, 제2 전극(11, 12)의 단락을 방지하기 위한 스페이서나 분리막을 사용하지 않는다. 예를 들면, 일 실시예의 유통식 전해장치(100)는 제1 전극(11), 제2 전극(12), 제1 리테이너(21), 제2 리테이너(22), 바디(30), 제1 캡(41), 제2 캡(42), 제1 전극 로드(51) 및 제2 전극 로드(52)를 포함한다.

제1 전극(11)은 제1 전극 로드(51)를 통하여 전원의 양극 또는 음극에 연결될 수 있다. 제2 전극(12)은 제1 전극(11)의 반대 극성을 가지도록 제2 전극 로드(52)를 통하여 전원의 음극 또는 양극에 연결될 수 있다. 제1 전극 로드(51)를 통하여 제1 전극(11)에 전원의 양극이 연결되고, 제2 전극 로드(52)를 통하여 제2 전극(12)에 전원의 음극이 연결되면, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이의 간극(G)에서 전기분해 및 액상 방전이 일어나서, 옥시던트와 라디칼이 발생된다.

제1 전극(11)은 관체로 형성되어, 간극(G)을 형성하면서 내부에 제2 전극(12)의 설치 공간을 제공한다. 제1 전극(11)은 원형 관체로 형성되고, 또한 다각형 관체(미도시)로 형성될 수도 있다. 또한 제1 전극(11)은 플레이트에 의하여 원형 관체로 형성될 수 있고, 또한 메시형 스크린 및 다공형 플레이트에 의하여 원형 관체(미도시)로 제작될 수 있다. 플레이트에 비하여, 메시형 스크린 및 다공형 플레이트는 제작된 제1 전극(11)의 표면적을 더 증대시킬 수 있다.

제2 전극(12)은 제1 전극(11) 내에 수용되어 제1 전극(11)과의 사이에 간극(G)을 형성한다. 제2 전극(12)은 중실 축(도2 참조) 또는 중공 축(도5 참조)으로 형성될 수 있다. 제2 전극(12)은 제1 전극(11)의 형상에 따라 원형 중실 축으로 형성되어 둘레 범위 전체에서 간극(G)을 동일한 크기로 형성할 수 있다. 또한 제1 전극(11)이 다각형 관체로 형성되는 경우, 제2 전극은 다각형 축으로 형성될 수 있다(미도시).

한편, 제1, 제2 전극(11, 12)은 동일 재료로 형성될 수 있고, 또는 서로 다른 재료로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1, 제2 전극(11, 12)은 동일 재료인, 백금, 로듐, 팔라듐, 탄탈륨, 니오븀, 하프늄, 지르코늄, 이리듐 및 루테늄 중 하나를 포함하는 합금 또는 이온 도금으로 형성되거나, 고도전성을 가지는 스테인레스 또는 티타늄 재료에 백금을 이온 도금하여 형성될 수 있다. 제1, 제2 전극(11)을 동일 또한 유사한 재료로 형성되고, 직류 전원이 인가되는 경우, 전원을 설정된 시 간에 따라 음극과 양극을 전환함으로써 제1, 제2 전극(11, 12)의 표면 오염, 마모 및 파손을 최소화 할 수 있다. 또한, 제1, 제2 전극(11, 12)은 표면적을 증대시키기 위하여, 전기화학적 에칭, 샌드블라스팅, 미세 브러싱 또는 미세기계가공 처리에 의하여, 표면에 거칠기를 형성할 수 있다. 이때, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 형성되는 간극(G)은 100㎛ 내지 1000㎛로 형성될 수 있다. 제1, 제2 전극(11, 12)의 표면적이 넓어지고, 간극(G)이 짧아지므로 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에서 높은 전류 밀도가 형성된다. 또한 간극(G)이 짧아짐에 따라 저전압에 의한 구동을 가능하게 한다. 따라서 많은 양의 액체를 처리할 때, 전기분해 비용이 적게 들 수 있다.

제1 리테이너(21) 및 제2 리테이너(22)는 제2 전극(12)과 동심 상태로 제2 전극(12)의 양단에 결합되고, 제1 전극(11)의 양단을 각각 지지한다. 즉 제1, 제2 전극(11, 12) 및 제1, 제2 리테이너(21, 22)는 동심으로 배치된다. 제1 리테이너(21)는 액체를 유입시키는 제1 홀(211)을 구비하고, 제2 리테이너(22)는 제1 홀(211)로 유입된 액체를 유출시키는 제2 홀(221)을 구비한다. 또한 제1, 제2 리테이너(21, 22)는 제1, 제2 전극(11,1 2)의 양단 측에서 제1 홀(211)과 제2 홀(221)에 각각 연결되는 제1 챔버(212)와 제2 챔버(222)를 각각 형성한다. 따라서 제1 홀(211)로 유입되는 액체는 제1 챔버(212), 간극(G) 및 제2 챔버(222)를 유통하여 제2 홀(221)로 유출된다. 제1, 제2 챔버(212, 222)는 유입 및 유출되는 액체를 균일하게 정류시킨다.

바디(30)는 제1 전극(11)을 내장한 상태에서 제2 전극(12), 제1, 제2 리테이 너(21, 22)를 동심으로 정렬하여 수용한다. 이때, 동심으로 배치되는 제1, 제2 전극(11, 12)과 제1, 제2 리테이너(21, 22)는 바디(30)의 내면에 끼워맞춤으로 결합된다. 더 구체적으로 설명하면, 제2 전극(12)은 제1, 제2 리테이너(21, 22)에 끼워맞춤으로, 예를 들면, 헐거운 끼워맞춤으로 결합되고, 제1 전극(11)과 제1, 제2 리테이너(21, 22)는 바디(30)에 끼워맞춤으로, 예를 들면, 헐거운 끼워맞춤으로 결합된다. 이때, 제1 전극(11), 제1, 제2 리테이너(21, 22)의 축 방향 길이의 합은 바디(30)의 길이와 같은 크기로 설정된다. 따라서 제1 전극(11)은 바디(30) 내의 제1, 제2 리테이너(21, 22) 사이에서 고정된 상태를 유지할 수 있다. 바디(30)는 다각형 관체로 형성될 수 있으나(미도시), 제1 전극(11)과의 헐거운 끼워맞춤 결합을 위하여 원형 관체로 형성된다.

또한, 바디(30)는 제1 홀(211)과 제2 홀(222)에 각각 연결되어 액체를 유입 또는 유출시키는 제1 출입구(31)와 제2 출입구(32)를 구비한다. 따라서 제1 출입구(31)로 유입되는 액체는 제1 홀(211)을 통하여 제1 챔버(212), 간극(G) 및 제2 챔버(222)를 유통하고, 제2 홀(221)을 통하여 제2 출입구(32)로 유출된다. 이와 같은 유통 구조는 라디칼이 생성되는 양전극(제1, 제2 전극 중 하나)에 인접하는 영역에서 유통되는 액체를 양전극에 접촉시키므로 수명이 짧은 라디칼의 이용을 극대화 할 수 있다.

제1, 제2 캡(41, 42)은 바디(30)의 양측에 결합되어 제1, 제2 리테이너(21, 22)를 각각 지지한다. 제1, 제2 캡(41, 42)이 바디(30)에 결합되므로 제1, 제2 리테이너(21, 22)가 지지되고, 제1, 제2 리테이너(21, 22)에 의하여 제1, 제2 전 극(11, 12)이 바디(30) 내에서 끼워맞춤 결합되어 간극(G)을 형성하여 정렬된다. 이때, 제1, 제2 전극(11, 12)이 단락을 방지하고 간극(G)의 형성을 위하여, 스페이서나 분리막이 사용되지 않는다. 따라서 제1, 제2 전극(11, 12)의 갭(G)이 짧아져 전류 밀도가 높아진다. 예를 들면, 제1, 제2 캡(41, 42)은 바디(30)의 양단에 나사 결합될 수 있다.

제1, 제2 전극 로드(51, 52)는 제2 캡(42)에 결합되어 제1, 제2 전극(11, 12)에 전기적으로 각각 연결되어, 제1, 제2 전극(11, 12)에 전압을 인가한다. 제1 전극 로드(51)는 제2 캡(42)에 나사 결합되어, 제2 리테이너(22)를 관통하는 단부로 제1 전극(11)에 전기적으로 연결된다. 제2 전극 로드(52)는 제2 캡(42)에 나사 결합되어, 관통하는 단부로 제2 전극(12)에 전기적으로 연결된다. 따라서 제2 캡(42)은 제1 전극(11)의 원통 범위 일부에 대응하여 호 상태로 길게 형성되어 구멍(421)과, 제2 전극(12)의 일측 단부에 대응하는 부분에 형성되는 나사 구멍(422)을 형성한다. 구멍(421)은 제2 캡(42)을 바디(30)에 회전시켜 나사 결합하는 경우에도 제1 전극 로드(51)의 장착을 가능하게 한다.

한편, 일 실시예에 적용되는 끼워맞춤식 가공방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 2개의 부품을 서로 끼워맞추기 전의 치수차에 의하여 생기는 관계를 끼워맞춤이라 한다. 구멍의 치수가 축의 치수보다 클 때의 치수차를 틈새라 하고, 구멍의 치수가 축의 치수보다 작을 때의 치수차를 죔새(interference)라고 한다.

ISO의 끼워맞춤 방식에는 구멍과 축을 필요에 따라 임의로 짜맞출 수가 있으나, 일반적으로 사용하는 끼워맞춤 방식은 구멍 기준 끼워맞춤(hole basis system of fits)과 축 기준 끼워맞춤(shaft basis system of fits)이다. 구멍(또는 축) 기준 끼워맞춤은 각 종류의 축(또는 구멍)을 단일 종류의 구멍(또는 축)에 끼워맞춤으로 틈새나 죔새가 다른 여러 가지 끼워맞춤을 얻는다. 구멍 기준 끼워맞춤에서는 기준선을 구멍 공차의 아래 한계로 잡으며 축 기준 끼워맞춤에서는 축 공차의 위 한계로 잡는다.

일반적인 끼워맞춤에서 구멍 기준 끼워맞춤이 가공비, 공구비 등의 경제적인 면에서 유리하므로 구멍 기준 끼워맞춤이 많이 사용된다. 따라서 H구멍은 구멍 기준 끼워맞춤에서 기준 구멍이며, h축은 축 기준 끼워맞춤에서 기준 축이다.

ISO 방식으로 개개의 축 및 구멍의 위아래 치수허용차를 정하려면, 구멍 기준 끼워맞춤의 축으로부터 출발한다. 이 경우 기준선에 가까운 쪽의 치수허용차(위 또는 아래 허용차)는 원래부터 적당하다는 것이 확인되고 있다. 틈새 및 죔새를 주는 공식9(KS B 0401)의 참고 1.2, 1.3 및 2.2 참조)에 따라 결정되며, 구멍의 치수허용차는 축의 치수허용차에 따라 정해진다.

따라서 끼워맞춤에는 헐거운 끼워맞춤(clearance fit), 중간 끼워맞춤(transition fit) 및 억지 끼워맞춤(interference fit)이 있다. 헐거운 끼워맞춤이란, 구멍과 축 사이에 반드시 틈새가 있는 끼워맞춤이며, 구멍의 최소 치수보다 축의 최대 치수가 작을 경우이다. 반대로 구멍의 최대 치수보다 축의 최소 치수가 클 경우(구멍의 최대 치수와축의 최소 치수가 같은 경우 포함)의 끼워맞춤을 억지 끼워맞춤이라고 한다. 이때, 구멍과 축 사이에는 반드시 죔새가 있다. 또한, 중간 끼워맞춤이란 구멍과 축의 실제 치수에 의해 억지 끼워맞춤이 될 수도 있고, 헐거 운 끼워맞춤이 될 수도 있는 것을 말한다. 이것은 구멍의 최소 치수보다 축의 최대 치수가 크며(구멍의 최소 치수와 축의 최대 치수가 같은 경우 포함), 더욱이 구멍의 최대 치수보다 축의 최소 치수가 작은 경우이다.

끼워맞춤은 구멍 기준식 및 축 기준식 모두, 구멍과 축에 공통 기준치수로 계속되는 구멍의 기호 다음에 축의 기호를 붙여서 표시한다. 예를 들면, H7m6 또는M6h6 등과 같이 표시한다. 상용하는 구멍 끼워맞춤 국제규격표에서, H7을 기준구멍으로 하면, f6, g6, e6, f7 등의 축에서는 헐거운 끼워맞춤, h6, js6…, n6, h7, js7 등의 축에서는 중간 끼워맞춤, 및 p6, r6…, x6 등의 축에서는 억지 끼워맞춤이 된다. H7의 기준구멍에 대하여, 같은 헐거운 끼워맞춤이라 할지라도 f6의 축으로 하느냐는 끼워맞춤의 기능을 고려하여 경험 등에 의해서 결정된다.

일 실시예에서, 제1, 제2 전극(11, 12)과 제1, 제2 리테이너(21, 22) 및 바디(30)가 동심으로 배치되고, 제2 전극(12)이 제1, 제2 리테이너(21, 22)에 헐거운 끼워맞춤으로 결합되며, 제1 전극(11)과 제1, 제2 리테이너(21, 22)가 바디(30)에 헐거운 끼워맞춤으로 결합된다. 따라서 제1, 제2 전극(11, 12)는 서로의 사이에 스페이서 또는 분리막을 구비하지 않고도 미세한 간극(G)을 설정하여 전류 밀도를 높이고, 저전압으로 구동될 수 있다.

도1 및 도2와 같이 구성되는 일 실시예의 유통식 전해장치(100)에서, 제1 출입구(31)와 제1 홀(211)을 통하여 유체, 즉 액체가 가압 또는 자흡입 되고, 제1, 제2 전극 로드(51, 52)에 양, 음 전압(또는 음, 양 전압)이 인가되면, 간극(G)에서 전기분해 및 액상 방전이 일어나면서, 전기적, 화학적 작용에 의하여 옥시던트 및 라디칼이 생성된다. 옥시던트 및 라디칼이 함유된 액체는 제2 홀(221)과 제2 출입구(32)를 통하여 배출되어, 액체의 살균, 소독, 청정, 가습, 분무, 코팅 및 세정 작용에 응용될 수 있다.

이하에서는 일 실시예의 유통식 전해장치(100) 및 이의 변형된 유통식 전해장치들을 적용한 분사장치들에 대하여 설명한다.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분사장치의 단면도이다. 도3을 참조하면, 제1 실시예의 분사장치(200)는 액체에 전기분해 및 액상 방전 작용을 가하여 옥시던트 및 라디칼을 발생시키는 전해장치부(60)와, 전해장치부(60)에서 발생되는 옥시던트 및 라디칼이 포함된 액체(또는 제1 유체)를 용도에 따라 미립화 및 분사하여, 살균, 소독, 청정, 가습, 분무, 코팅, 세정과 같은 다양한 분야에 응용할 수 있게 하는 분사부(70)를 포함한다.

전해장치부(60)는 발생시킨 옥시던트와 라디칼이 포함된 액체(편의상, "제1 유체"라 한다)를 분사부(70)로 공급한다. 분사부(70)는 전해장치부(60)에 연결되어 가압 또는 자흡입된 제1 유체를 그대로 분사하거나, 가압 또는 자흡입되는 제1 유체와 별도로 유입되는 제2, 제3 유체 중 적어도 하나와 함께 미립화하여 분사하도록 구성된다. 제1 실시예에서는 제1, 제2, 제3 유체를 함께 미립화하여 분사하는 분사부(70)에 대하여 설명한다. 이를 위하여, 전해장치부(60)와 분사부(70)의 연결은 다양한 구조로 가능하며, 제1 실시예의 분사장치(200)는 분사부(70)의 바디(71) 일측에 전해장치부(60)를 내장하는 구조를 적용한다. 제1 실시예의 분사장치(200)에서 전해장치부(60)는 분사부(70)의 바디(71)를 공유하므로 도1 및 도2에 도시된 전해장치(100)의 바디(30)를 구비할 필요가 없게 된다.

예를 들면, 전해장치부(60)는 전체적으로 도1 및 도2의 전해장치(100)와 동일한 구성을 가지지만 일부 구성을 삭제하고 분사부(70)에 연결을 위한 구성들을 더 포함한다. 따라서 이하에서 전해장치부(60)에 대한 전체적인 설명을 생략하고, 도1 및 도2의 전해장치(100)와 다른 부분에 대하여 설명한다. 즉 전해장치부(60)는 분사부(70)에서 연장되는 바디(71)에 내장되는 제1, 제2 전극(11, 12)과 제1, 제2 리테이너(321, 322), 바디(71)에 결합되는 캡(43) 및 캡(43)에 결합되는 제1, 제2 전극 로드(51, 52)를 포함한다.

제1, 제2 리테이너(321, 322)는 동심으로 제2 전극(12)의 양단에 결합되고, 제1 전극(11)의 양단을 지지한다. 도3에서 제1, 제2 리테이너(321, 322)는 도1, 도2에 도시된 제1, 제2 리테이너와 다른 형상을 가지나 동일한 형상을 가질 수 있다. 제1, 제2 리테이너(321, 322)는 제1 전극(11)에 대응하여 형성한 홈으로 제1 전극(11)을 지지할 수 있다(도3 참조). 또한 제1, 제2 리테이너(321, 322)는 바디(71)의 내면으로 설정되는 제1 통로(81)에 동심으로 결합된다. 이때, 제1, 제2 전극(11, 12)과 제1, 제2 리테이너(321, 322)는 헐거운 끼워맞춤으로 결합되고, 제1, 제2 리테이너(321, 322)는 바디(71)에 헐거운 끼워맞춤으로 결합된다. 그리고 캡(43)이 분사부(70)의 반대측에서 바디(71)의 외면에 동심으로 나사 결합되므로 전해장치부(60)는 분사부(70)에 고정 장착된다. 제1, 제2 로드(51, 52)는 캡(43)에 결합되어, 제1 리테이너(21)를 경유하여 제1, 제2 전극(11, 12)에 각각 전기적으로 연결된다.

바디(71)는 제1 유체를 유입하는 제1 유입구(33)를 구비한다. 제1, 제2 리테이너(321, 322)는 제1 유입구(33)에 연결되어, 간극(G)으로 제1 유체를 유입하여 유출시키는 제1, 제2 홀(211, 221)을 각각 구비한다. 제2 홀(221)은 필요에 따라 도1 및 도2의 제2 홀(221)과 같이 제1, 제2 전극(11, 12)의 길이 방향으로 형성될 수 있고, 도3과 같이 제1, 제2 전극(11, 12)의 길이에 직교하는 방향으로 형성될 수도 있다. 제1 리테이너(321)는 제1 유입구(33)와 제1 홀(211)에 연결되며 간극(G)에 연결되는 제1 챔버(212)를 형성하고, 제2 리테이너(322)는 간극(G)에 연결되고 제2 홀(221)을 통하여 분사부(70)에 연결되는 제2 챔버(221)를 형성한다.

바디(71)는 전해장치부(60)와 분사부(70)에 공통으로 형성되는 제1 통로(81)와, 분사부(70)에만 형성되는 제2, 제3 통로(82, 83)을 구비한다. 제1 통로(81)는 제1 유입구(33)를 통하여 제1 유체에 연결되고, 제2 통로(82)는 제2 유입구(34)를 통하여 제2 유체에 연결되며, 제3 통로(83)는 전해장치부(60)의 제2 홀(221)에 연결되어, 옥시던트 및 라디칼이 포함된 제1 유체에 연결된다. 제1, 제2 전극(11, 12)의 양단과 제1, 제2 리테이너(321, 322) 사이에 각각 형성되는 제1, 제2 챔버(212, 222)와 함께, 제3 통로(83)와 제2 홀(221) 사이에 형성되는 제3 챔버(35)는 제3 통로(83)로 공급되는 제1 유체 및 옥시던트 및 라디칼이 함유된 제1 유체를 정류하여 균일한 공급을 가능하게 한다.

일례를 들면, 분사부(70)는 바디(71)에 장착되는 토출체(72), 와류자(73) 및 환형챔버(74)를 포함한다. 토출체(72)는 제2 통로(82)의 선단에 장착되어 바디(71)의 일단 내측에 배치되고 전해장치부(60)에 제3 통로(83)로 연결되며 제3 통로(83) 에 연결되는 토출구(721)를 구비한다. 와류자(73)는 토출체(72)의 외측에 결합되어, 제2 통로(82)로 공급되는 제2 유체를 절개홈(731)을 통하여 토출체(72)의 외측에 형성되는 토출면(722) 및 토출구(721) 쪽으로 토출하여 제2 유체에 회전전단력을 부여한다.

환형챔버(74)는 와류자(73)를 수용한 상태로 바디(71)에 결합되어 와류자(73)를 제2 통로(82)에 연결한다. 환형챔버(74)는 토출체(72)의 전방으로 가면서 경사진 상태로 점점 좁아지는 와류유도부(741)를 형성하며, 와류유도부(741)와 토출면(722) 사이에 간격(C)을 형성한다. 간격(C)은 절개홈(731)을 통과하여 회전전단력을 가진 제2 유체를 고속 유동 토출시키며, 이때, 토출구(721)의 전방에 형성되는 중심점(CP)에서 제2 유체를 집중시킨 후 다시 확산되게 한다. 이로 인하여, 토출구(721)에는 후방으로 작용하는 제1 부압(P1)이 형성되고 중심점(CP)의 측방에는 중심점(CP)으로 작용하는 제2 부압(P2)이 형성된다.

환형챔버(74)는 바디(71)의 외측에 장착(예를 들면, 나사 결합)되어, 미세홀(742)을 제2 부압(P2)이 형성되는 중심점(CP)의 측방에 배치하여 제3 유체에 연결하도록 형성된다. 즉 환형챔버(74)는 와류유도부(741)에 대응하여 유체의 토출 방향에 대하여 전방으로 가면서 좁아지고, 제4 챔버(743)을 형성하고, 끝 부분에 최종 분출구(744)를 형성한다. 최종 분출구(744)는 토출체(72), 와류자(73) 및 와류유도부(741)에서 생성되는 미립자를 최종적으로 분출하며, 그 내주면에 미세홀(742)을 형성한다.

환형챔버(74)는, 제1 부압(P1)에 의하여 토출구(721), 제3 챔버(35) 및 전해 장치부(60)의 제1 유입구(33)를 통하여 제1 유체의 자흡입을 가능하게 하고, 제2 부압(P2)이 형성되는 중심점(CP)의 측방에 미세홀(742)을 배치하여, 미세홀(742)을 제4 챔버(743) 및 이에 형성되는 제3 유입구(745)를 통하여 제3 유체에 연결하여, 제3 유체의 자흡입을 가능하게 한다. 환형챔버(74)는 유체의 미립화 정도를 강화하거나 다종류의 유체 혼합 분사의 역할을 가능하게 한다.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 분사장치의 단면도이다. 도4를 참조하면, 제2 실시예의 분사장치(300)는 제1 실시예와 비교할 때, 동일한 분사부(70)를 구비하고, 서로 다른 전해장치부(260)를 구비한다. 즉 제2 실시예에 따른 분사장치(300)는 제1 실시예의 분사장치(200)에 비하여, 더 많은 양의 제1 유체에 전기분해 및 액상 방전 작용하도록 구성된다. 일례로써, 제1, 제2, 제3 전극(411, 412, 413)은 각각의 사이에 제1, 제2 간극(G1, G2)을 형성하여 동심으로 배치된다. 제1, 제2 간극(G1, G2)은 1mm이내로 형성되어, 제1 유체의 유통량을 증대시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(412)이 양전극이면 제1, 제3 전극(411, 413)이 음전극이다.

제1 실시예의 분사장치(200)와 비교하면, 제2 실시예의 분사장치(300)는 제3 전극(413)과, 이에 연결되는 제3 전극 로드(53)를 더 포함한다. 제1, 제3 전극 로드(51, 53)는 하나로 연결되어(미도시) 제1, 제3 전극(411, 413)이 동일한 전극으로 작용할 수 있게 한다. 제3 전극(413)을 구비함에 따라, 관체로 형성되는 제1 전극(411)은 제2 간극(G2)에서 제1 간극(G1)으로 제1 유체를 유입하는 제1, 제2 홀(111, 112)을 양측에 형성한다. 제2 전극(412)은 제1 전극(11) 내에 수용되어 제1 전극(411)과의 사이에 제1 간극(G1)을 형성한다. 제3 전극(413)은 제1 전극(411) 을 수용하여 제1 전극(411)과의 사이에 제2 간극(G2)을 형성한다. 제3 전극(413)은 제1 유입구(33)에 연결되는 제3 홀(131)을 구비하여, 제1 유체를 제2 간극(G2), 제1, 제2 홀(111, 112)로 유입할 수 있게 한다.

제1, 제2 리테이너(4421, 4422)는 동심으로 제1, 제2 전극(411, 412)의 양단과 결합되고, 동심으로 배치되는 제3 전극(413)의 양단을 각각 지지한다. 예를 들면, 제1 리테이너(4421)는 제1 유입구(33), 제3 홀(131) 및 제1 홀(111)에 연결되며 제1 간극(G1)에 연결되는 제1 챔버(212)를 형성한다. 제2 리테이너(4422)는 제1 간극(G1)과 제2 홀(112)에 연결되고, 제1 간극(G1)에 연결되는 제2 챔버(222)를 형성한다. 또한 제2 리테이너(4422)는 제4 홀(141)을 형성하여 제2 챔버(222)를 분사부(70)의 제3 챔버(35)에 연결한다. 이때, 제1, 제2, 제3 전극(411, 412, 413)과 제1, 제2 리테이너(4421, 4422)는 헐거운 끼워맞춤으로 결합되고, 제1, 제2 리테이터(4421, 4422) 및 제3 전극(413)은 바디(71)에 헐거운 끼워맞춤으로 결합된다.

캡(43)은 동심으로 정렬된 제1, 제2, 제3 전극(411, 412, 413), 제1, 제2 리테이너(4421, 4422)를 바디(71)의 제1 통로(81)에 수용하고, 분사부(70)의 반대측에서 바디(71)에 나사 결합된다. 제1, 제2, 제3 전극 로드(51, 52, 53)는 캡(43)에 결합되어 제1, 제2, 제3 전극(411, 412, 413)에 각각 전기적으로 연결된다.

제2 실시예의 분사장치(300)에 따르면, 제1 유입구(22)를 통하여 유입되는 제1 유체는 제3, 제1 홀(131, 111)을 통하여 제1 챔버(212)로 유입되어 정류되면서 균일하게 제1, 제2 간극(G1, G2)으로 유통된다. 제1, 제2, 제3 전극(411, 412, 412)은 음, 양전압의 인가로 인하여, 제1, 제2 간극(G1, G2)에서 전기분해 및 액상 방전 작용을 일으킨다. 제1 유체는 옥시던트와 라디칼을 포함하여 제2 챔버(222), 제4 홀(141) 및 제3 챔버(35)를 통하여 분사부(70)로 공급되어 단독으로 미립 분사되거나, 제2, 제3 유체 중 적어도 하나와 혼합되어 미립자로 분사된다.

도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 분사장치의 단면도이다. 도5를 참조하면, 제3 실시예의 분사장치(400)는 제1 실시예의 구성에 제2 유입구(34)를 제거하고, 제3 통로(83)에 연결되는 관(84)을 더 설치하여 구성된다. 따라서 분사부(370)의 제2 통로(82)는 제3 챔버(35)에 연결되고, 제3 챔버(35)는 제2 리테이너(322)의 제2 홀(221)을 통하여 제2, 제1 챔버(222, 212) 및 간극(G)에 연결되며, 간극(G)은 제1 전극(11)과 제1 리테이너(321)에 형성된 제1 홀들(111, 211)을 통하여 제1 유입구(33)에 연결된다. 그리고 관(84)은 캡(43), 제1 리테이너(321), 제2 전극(512) 및 제2 리테이너(322)를 관통하여 설치되어, 제3 통로(83)에 연결된다. 따라서 캡(43), 제1 리테이너(321), 제2 전극(512) 및 제2 리테이너(322)는 관(84)을 삽입할 수 있도록 동심을 가지고 관통 형성된다. 제1, 제2 전극(11, 512)은 동심으로 제1, 제2 리테이너(321, 322)에 헐거운 끼워맞춤으로 결합되고, 제1, 제2 리테이너(321, 322)는 바디(71)의 제1 통로(81)에 헐거운 끼워맞춤으로 결합된다. 따라서 제1, 제2 전극(511, 512)의 간극(G)은 스페이서를 구비하지 않고도 미세하게 설정될 수 있다.

도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 분사장치의 단면도이다. 도6을 참조하면, 제4 실시예의 분사장치(500)는 제1 내지 제3 실시예의 분사장치(200, 300, 400)와 달리 전해장치부(60)와 분사부(70)를 별도로 형성하여, 분리가 용이한 결합 구조를 형성한다. 즉 전해장치부(60)는 카트리지로 형성되어 분사부(70)의 후방에 나사결합으로 연결된다. 예를 들면, 제4 실시예의 분사장치(500)는 연결부재(91)를 구비한다. 연결부재(91)는 일측으로 전해장치부(60)에 나사 결합되고 다른 일측으로 분사부(70)에 나사 결합되어, 제3 챔버(35)를 제3 통로(83)에 연결한다. 제4 실시예의 분사장치(500)는 분사부(70)에 전해장치부(60)의 착탈을 용이하게 하고, 또한 유지 보수 및 다양한 용도에 따라 용이하게 선택할 수 있게 한다.

도7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 분사장치의 단면도이다. 도7을 참조하면, 제5 실시예의 분사장치(600)는 제4 실시예의 분사장치(500)와 달리 전해장치부(60)를 카트리지로 형성하여 분사부(70)의 측방에 연결부재(92)로 연결하여 형성된다. 연결부재(92)는 일측으로 전해장치부(60)의 제3 챔버(34)에 연결되고 다른 일측으로 분사부(70)의 제2 유입구(34)에 연결된다. 제5 실시예의 분사장치(600)는 분사부(70)의 다양한 위치에 전해장치부(60)의 착탈 가능성을 보여준다.

도8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 분사장치의 단면도이고, 도9는 도8의 전극의 평면도이다. 도8 및 도9를 참조하면, 제6 실시예의 분사장치(700)는 복수 전극들을 카트리지로 형성하여 일반적인 노즐에 장착하는 구성을 예시한다. 제6 실시예의 분사장치(700)는 제1, 제2 전극(611, 612), 제1, 제2 리테이너(621, 622), 바디(63), 제1, 제2 전극 로드(641, 642) 및 노즐(65)를 포함한다.

제1, 제2 전극(611, 612)은 복수, 예를 들면, 각각 2개로 형성되어, 중심에서 외곽으로 가면서 번갈아 동심으로 배치되며, 서로의 사이에 간극(G)을 각각 형성한다. 제1, 제2 전극(611, 612)은 원통 관체로 형성되며, 다각형 관체(미도시)로 형성될 수도 있다. 제1, 제2 리테이너(621, 622)는 동심으로 제1, 제2 전극(611, 612)의 양단에 헐거운 끼워맞춤으로 결합되어, 서로의 사이에 간극들(G)을 유지시킨다. 바디(63)는 내부 통로(631)에 제1, 제2 리테이너(621, 622)를 수용하며, 제1, 제2 리테이너(621, 622) 측에 각각 형성되는 유입구(632)로 유체, 즉 액체를 공급받아 반대측으로 보낸다. 바디(63)는 유입구(632)와 제1 리테이너(621)사이에 챔버(634)를 구비하여, 액체를 정류시켜 액체의 균일한 분배를 가능하게 한다. 제1, 제2 리테이너(621, 622)는 바디(63)의 통로(631)에 헐거운 끼워맞춤으로 결합된다. 제1, 제2 전극 로드(641, 641)는 제1, 제2 전극(611, 612)에 각각 연결되어 바디(63)에 설치되어 외부로 인출된다. 제1 전극 로드(641)는 제1 전극들(611)에 전기적으로 연결되고, 제2 전극들(612)에 전기적으로 이격되며, 제2 전극 로드(642)는 제2 전극들(612)에 전기적으로 연결되고, 제1 전극들(611)에 전기적으로 이격된다. 제1, 제2 전극 로드(641, 642)는 바디(63)의 측방으로 인출될 수 있고, 바디(63)의 길이 방향으로 인출될 수 있다(미도시). 노즐(65)은 유입구(632)의 반대측에서 바디(63)에 결합되어 유출구(651)로 유체를 분사한다.

제6 실시예의 분사장치(700)에서, 가압된 액체는 바디(63) 및 제1, 제2 전극(611, 612)의 길이 방향으로 유통된다. 이때, 제1, 제2 전극(611, 612) 사이의 간극들(G)에서 전기분해 및 액상 방전 작용에 의하여, 옥시던트 및 라디칼이 생성되어 노즐65)의 유출구(651)로 분사되어 액체의 살균, 소독, 청정, 가습, 분무, 코팅 및 세정 등에 사용될 수 있다. 제6 실시예의 분사장치(700)는 제1, 제2 전극(611, 612)을 카트리지 형태로 제작하여, 노즐(65) 또는 스파우트(spout)에 삽입 하여 사용하므로 포터블 컴팩트한 형태를 이루어, 대량의 액체를 처리하는 데 쉽게 사용될 수 있다. 또한 기존의 노즐(65)을 이용하여 분사장치(700)의 제작을 용이하게 한다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유통식 전해장치의 분해 사시도이다.

도2는 도1의 유통식 전해장치의 단면도이다.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분사장치의 단면도이다.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 분사장치의 단면도이다.

도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 분사장치의 단면도이다.

도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 분사장치의 단면도이다.

도7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 분사장치의 단면도이다.

도8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 분사장치의 단면도이다.

도9는 도8의 전극의 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 전해장치 200, 300, 400, 500, 600, 700 : 분사장치

11, 411, 611 : 제1 전극 12, 412, 612 : 제2 전극

413 : 제3 전극 21, 321, 4421, 621 : 제1 리테이너

22, 322, 4422, 622 : 제2 리테이너 41 : 제1 캡

42 : 제2 캡 43 : 캡

51, 641 : 제1 전극 로드 52, 642 : 제2 전극 로드

53 : 제3 전극 로드 111, 211 : 제1 홀

221, 131, 141 : 제2, 제3, 제4 홀 212, 222 : 제1, 제2 챔버

30, 63, 71 : 바디 31, 32 : 제1, 제2 출입구

33, 34 : 제1, 제2 유입구 35 : 제3 챔버

421, 422 : 구멍, 나사 구멍 60, 260 : 전해장치부

631 : 내부 통로 632 : 유입구

634 : 챔버 65 : 노즐

651 : 유출구 70, 370 : 분사부

81, 82, 83 : 제1, 제2, 제3 통로 72 : 토출체

721 : 토출구 722 : 토출면

73 : 와류자 731 : 절개홈

74 : 환형챔버 741 : 와류유도부

742 : 미세홀 743 : 제4 챔버

744 : 최종 분출구 84 : 관

91, 82 : 연결부재 C : 간격

G : 간극 G1, G2 : 제1, 제2 간극

CP : 중심점 P1, P2 : 제1, 제2 부압

Claims

관체로 형성되는 제1 전극;

상기 제1 전극 내에 수용되어 상기 제1 전극과의 사이에 간극을 형성하는 제2 전극;

동심으로 상기 제2 전극의 양단과 결합되고 상기 제1 전극의 양단을 각각 지지하며, 상기 간극으로 유체를 유입 및 유출시키는 제1 홀과 제2 홀을 각각 구비하는 제1 리테이너와 제2 리테이너;

상기 제1 전극, 상기 제1 리테이너 및 상기 제2 리테이너를 동심으로 정렬하여 수용하고, 상기 제1 홀과 상기 제2 홀에 각각 연결되는 제1 출입구와 제2 출입구를 구비하는 바디;

상기 바디의 양측에 결합되어 상기 제1 리테이너와 상기 제2 리테이너를 각각 지지하는 제1 캡과 제2 캡; 및

상기 제1 캡 및 상기 제2 캡 중 일측에 결합되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전기적으로 각각 연결되는 제1 전극 로드 및 제2 전극 로드를 포함하는 유통식 전해장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 리테이너 및 상기 제2 리테이너는,

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 양단에서 상기 제1 홀과 상기 제2 홀에 연결되는 제1 챔버와 제2 챔버를 각각 형성하는 유통식 전해장치.
제1 항에 있어서,

상기 제2 전극의 양단과 상기 제1 리테이너 및 상기 제2 리테이너는, 끼워맞춤방식으로 결합되는 유통식 전해장치.
제3 항에 있어서,

상기 제1 전극, 상기 제1 리테이너 및 상기 제2 리테이너는, 상기 바디에 끼워맞춤방식으로 결합되는 유통식 전해장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 전극, 상기 제1 리테이너 및 상기 제2 리테이너의 축 방향 길이의 합은,

상기 바디의 길이와 같은 크기로 설정되는 유통식 전해장치.
제5 항에 있어서,

상기 제1 전극 로드는,

상기 제2 캡에 나사 결합되어 상기 제2 리테이너를 관통하는 단부로 상기 제1 전극에 전기적으로 연결되는 유통식 전해장치.
제5 항에 있어서,

상기 제2 전극 로드는,

상기 제2 캡에 나사 결합되어 관통하는 단부로 상기 제2 전극에 전기적으로 연결되는 유통식 전해장치.
제1 항에 있어서,

상기 간극은 100㎛ 내지 1000㎛로 형성되는 유통식 전해장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은,

백금, 로듐, 팔라듐, 탄탈륨, 니오븀, 하프늄, 지르코늄, 이리듐 및 루테늄 중 하나를 포함하는 합금 또는 이온 도금으로 형성되는 유통식 전해장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, 고도전성을 가지는 스테인레스 또는 티타늄재료에 백금을 이온 도금하여 형성되는 유통식 전해장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 동일 재료 또는 서로 다른 재료로 형성되는 유통식 전해장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은,

전기화학적 에칭, 샌드블라스팅, 미세 브러싱 및 미세기계가공 중 한 가지 처리를 하여, 표면에 거칠기를 형성하는 유통식 전해장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 전극은 원형 관체 또는 다각형 관체로 형성되는 유통식 전해장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 전극은 플레이트, 메시형 스크린 및 다공형 플레이트로 제작되는 유통식 전해장치.
공급되는 제1 유체에 전기분해 및 액상 방전 작용을 가하여 옥시던트와 라디칼을 발생시키고, 상기 옥시던트와 상기 라디칼이 포함된 제1 유체를 분사부로 공급하는 전해장치부; 및

상기 전해장치부에 연결되어 상기 전해장치부로부터 공급되는 상기 옥시던트와 상기 라디칼이 포함된 상기 제1 유체를 분사하거나, 별도로 유입되는 제2 유체와 제3 유체 중 적어도 하나와 상기 제1 유체를 함께 미립화하여 분사하는 분사부를 포함하는 분사장치.
제15 항에 있어서,

상기 전해장치부는 상기 분사부의 바디 일측에 내장되는 분사장치.
제16 항에 있어서,

상기 전해장치부는,

관체로 형성되는 제1 전극,

상기 제1 전극 내에 수용되어 상기 제1 전극과의 사이에 간극을 형성하는 제2 전극,

동심으로 상기 제2 전극의 양단과 결합되고 상기 제1 전극의 양단을 각각 지지하며, 상기 제1 유체를 유입하는 상기 바디의 제1 유입구에 연결되어, 상기 간극으로 제1 유체를 유입하여 유출시키는 제1 홀과 제2 홀을 각각 구비하는 제1 리테이너와 제2 리테이너,

동심으로 정렬된 상기 제1 전극, 상기 제1 리테이너 및 상기 제2 리테이너를 상기 바디에 수용하도록 상기 분사부의 반대측에서 상기 바디에 결합되는 캡, 및

상기 캡에 결합되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전기적으로 각각 연결되는 제1 전극 로드 및 제2 전극 로드를 포함하는 분사장치.
제17 항에 있어서,

상기 제1 리테이너는,

상기 제1 유입구와 상기 제1 홀에 연결되며 상기 간극에 연결되는 제1 챔버를 형성하고,

상기 제2 리테이너는,

상기 간극에 연결되고 상기 제2 홀을 통하여 상기 분사부에 연결되는 제2 챔버를 형성하는 분사장치.
제18 항에 있어서,

상기 바디는,

상기 전해장치를 수용하고 상기 제1 유입구에 연결되는 제1 통로,

상기 제2 유체를 공급하는 제2 유입구에 연결되는 제2 통로, 및

상기 전해장치부의 상기 제2 홀에 연결되어 상기 제1 유체를 공급하는 제3 통로를 포함하는 분사장치.
제19 항에 있어서,

상기 분사부는,

상기 제2 통로의 선단에 장착되어 상기 바디의 일단 내측에 배치되고 상기 전해장치부에 상기 제3 통로로 연결되며 상기 제3 통로에 연결되는 토출구를 구비하는 토출체,

상기 토출체의 외측에 결합되어, 상기 제2 통로로 공급되는 상기 제2 유체를 절개홈을 통하여 상기 토출체의 외측에 형성되는 토출면 및 상기 토출구 쪽으로 토 출하며, 토출되는 상기 제2 유체에 회전전단력을 부여하는 와류자, 및

상기 와류자를 수용하여 상기 바디에 결합되어 상기 와류자를 상기 제2 통로에 연결하고, 상기 토출체의 전방으로 가면서 좁아지는 와류유도부를 형성하며, 상기 와류유도부와 상기 토출면 사이에 형성되는 간격으로 상기 제2 유체 토출시, 상기 토출구의 전방에 형성되는 중심점에서 상기 제2 유체를 집중시킨 후 퍼지게 하여, 상기 토출구에 제1 부압을 형성하고 상기 중심점의 측방에 제2 부압을 형성하며, 상기 제2 부압이 형성되는 상기 중심점의 측방에 미세홀을 배치하여, 상기 미세홀을 제3 유체에 연결하는 환형챔버를 포함하는 분사장치.
제19 항에 있어서,

상기 분사부의 상기 제2 통로는 상기 제2 리테이너의 상기 제2 홀에 연결되고,

상기 제3 통로는 상기 캡, 상기 제1 리테이너, 상기 제2 전극, 및 상기 제2 리테이너를 관통하여 설치되는 관에 연결되는 분사장치.
제16 항에 있어서,

상기 전해장치부는,

관체로 형성되고, 상기 제1 유체가 유입되는 제1 홀과 제2 홀을 양측에 형성하는 제1 전극,

상기 제1 전극 내에 수용되어 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀에 연결되는 제1 간극을 상기 제1 전극과의 사이에 형성하는 제2 전극,

상기 제1 전극을 수용하여 상기 제1 전극과의 사이에 제2 간극을 형성하고, 상기 제1 유체를 상기 제2 간극 및 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀로 유입하도록 상기 바디에 형성되는 상기 제1 유입구에 연결되는 제3 홀을 구비하는 제3 전극,

동심으로 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 양단과 결합되고 상기 제3 전극의 양단을 각각 지지하는 제1 리테이너와 제2 리테이너,

동심으로 정렬된 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제3 전극, 상기 제1 리테이너 및 상기 제2 리테이너를 상기 바디에 수용하도록 상기 분사부의 반대측에서 상기 바디에 결합되는 캡,

상기 캡에 결합되어 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극에 전기적으로 각각 연결되는 제1 전극 로드, 제2 전극 로드 및 제3 전극 로드를 포함하는 분사장치.
제22 항에 있어서,

상기 제1 리테이너는,

상기 제1 유입구, 상기 제3 홀 및 상기 제1 홀에 연결되며 상기 제1 간극에 연결되는 제1 챔버를 형성하고,

상기 제2 리테이너는,

상기 제1 간극 및 상기 제2 홀에 연결되고, 제4 홀을 통하여 상기 분사부에 연결되는 제2 챔버를 형성하는 분사장치.
제15 항에 있어서,

상기 전해장치부는 카트리지로 형성되어 상기 분사부의 후방에 나사결합으로 연결되는 분사장치.
제15 항에 있어서,

상기 전해장치부는 카트리지로 형성되어 상기 분사부의 측방에 연결부재로 연결되는 분사장치.
간극을 형성하면서 중심에서 외곽으로 번갈아 복수로 배치되는 제1 전극과 제2 전극;

상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 양단에 끼워맞춤 결합되는 제1 리테이너와 제2 리테이너;

상기 제1 리테이너와 상기 제2 리테이너를 수용하며, 유입구로 유체를 공급받아 반대측으로 보내는 바디;

상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 각각 연결되어 상기 바디에 설치되는 제1전극 로드와 제2 전극 로드; 및

상기 유입구 반대측에서 상기 바디에 결합되어 상기 유체를 분사하는 노즐을 포함하는 분사장치.
제26 항에 있어서,

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 원통 관체 또는 다각형 관체로 형성되는 분사장치.
제26 항에 있어서,

상기 바디는,

상기 유입구와 상기 제1 리테이너 사이에 상기 유체를 정류시키는 챔버를 형성하는 분사장치.
제26 항에 있어서,

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은,

원형 관체 또는 다각형 관체로 형성되는 분사장치.
제26 항에 있어서,

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 플레이트, 메시형 스크린 및 다공형 플레이트로 제작되는 분사장치.