KR101471126B1 - 세정력이 강화된 전해수 생성장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세정력이 강화된 전해수 생성장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 과일이나 채소류 등에 부착된 이물질이나 미생물, 잔류 농약 등의 제거 및 살균 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 세정력이 강화된 전해수의 생성량을 월등히 높일 수 있는 세정력이 강화된 전해수 생성장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 전해수 생성장치에 있어서, 물이 유입되는 유입부가 형성되는 본체와; 본체 내에 배치되는 2n개의 제1 음극과; 제1 음극으로부터 떨어져 본체 내에 배치되는 n개의 제1 양극과; 제1 음극과 제1 양극 사이를 가로질러 제1 음극이 위치하는 음극실과 제1 양극이 위치하는 양극실로 구획하는 격막; 및 음극실에서 생성된 알칼리수를 배출하는 알칼리수배출부; 를 포함하는 하나 또는 둘 이상의 유격막 전해조와: 제1 음극 및 제1 양극에 전원을 공급하는 전원공급수단과: 음극실에서 생성된 알칼리수에 정제염을 공급하는 정제염공급수단: 및 알칼리수배출부를 통해 배출되는 알칼리수가 유입되어 전기분해되도록 내측에 제2 양극과 제2 음극이 마련되는 무격막 전해조: 를 포함하는 세정력이 강화된 전해수 생성장치를 제공한다.

Description

세정력이 강화된 전해수 생성장치{ELECTROLYTIC WATER PRODUCING APPARATUS FOR PROVIDING ENHANCED CLEANING}
본 발명은 세정력이 강화된 전해수 생성장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 과일이나 채소류 등에 부착된 이물질이나 미생물, 잔류 농약 등의 제거 및 살균 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 세정력이 강화된 전해수의 생성량을 월등히 높일 수 있는 세정력이 강화된 전해수 생성장치에 관한 것이다.
통상, 과일이나 채소류 등에 부착된 이물질, 예를 들어 흙, 먼지, 유충, 잔류농약 등의 오염물질을 제거하고자 하는 경우 수처리, 즉 물을 이용하여 처리하게 된다. 이 경우, 일반적인 이물질은 처리가 가능하나 미생물 등의 제거는 쉽지 않다.
이에, 전기분해를 이용하여 생성된 전해수를 사용하는 처리법이 적용되고 있다. 즉, 양극과 음극의 사이에 물을 통과시키고 전원을 인가함으로써 산화, 환원 반응을 이용하여 원수를 전기분해하여 전해수(전기분해수)를 생성시킨다. 이러한 방법으로 얻어진 전해수를 이용하여 과일이나 채소류 등을 세정하는 경우 이물질을 손쉽게 처리할 수 있다.
그러나, 일반적으로 이러한 공정에 의하여 얻어진 전해수를 이용하여 과일이나 채소류 등을 세정하는 경우 살균력이 그다지 크지 않음으로 세정효과가 기대이상 발휘되지 않는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 제반 문제점을 해결 보완하기 위한 것으로,
본 발명의 목적은 과일이나 채소류 등에 부착된 이물질이나 미생물, 잔류 농약 등의 제거 및 살균 효율을 향상시킬 수 있는 세정력이 강화된 전해수 생성장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 세정력이 강화된 전해수의 생성량을 월등히 높일 수 있는 세정력이 강화된 전해수 생성장치를 제공하는 데 있다.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따르면 전해수 생성장치에 있어서, 물이 유입되는 유입부가 형성되는 본체와; 본체 내에 배치되는 2n개의 제1 음극과; 제1 음극으로부터 떨어져 본체 내에 배치되는 n개의 제1 양극과; 제1 음극과 제1 양극 사이를 가로질러 제1 음극이 위치하는 음극실과 제1 양극이 위치하는 양극실로 구획하는 격막; 및 음극실에서 생성된 알칼리수를 배출하는 알칼리수배출부; 를 포함하는 하나 또는 둘 이상의 유격막 전해조와: 제1 음극 및 제1 양극에 전원을 공급하는 전원공급수단과: 음극실에서 생성된 알칼리수에 정제염을 공급하는 정제염공급수단: 및 알칼리수배출부를 통해 배출되는 알칼리수가 유입되어 전기분해되도록 내측에 제2 양극과 제2 음극이 마련되는 무격막 전해조: 를 포함하는 세정력이 강화된 전해수 생성장치를 제공한다.
정제염공급수단은 알칼리수 1000 중량부에 대해 정제염 5 ~ 15 중량부를 공급하도록 구성될 수 있다.
정제염공급수단은 알칼리수배출부를 통해 정제염을 공급하도록 구성될 수 있다.
제2 양극은 백금과 이리듐(iridium)의 합금 재질로 이루어지거나, 백금과 이리듐(iridium)의 합금으로 도금 처리되고, 제2 음극은 몰리브데넘(molybdenum) 재질로 이루어지거나, 몰리브데넘(molybdenum)으로 도금 처리되도록 구성될 수 있다.
제2 양극과 제2 음극의 간격은 1.5 ~ 2mm인 것으로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 세정력이 강화된 전해수 생성장치에 의하면, 과일이나 채소류 등에 부착된 이물질이나 미생물, 잔류 농약 등의 제거 및 살균 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또, 본 발명은 세정력이 강화된 전해수의 생성량을 월등히 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 세정력이 강화된 전해수 생성장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 세정력이 강화된 전해수 생성장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 세정력이 강화된 전해수 생성장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 세정력이 강화된 전해수 생성장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 세정력이 강화된 전해수 생성장치의 사용흐름도이다.
이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 세정력이 강화된 전해수 생성장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 세정력이 강화된 전해수 생성장치의 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 세정력이 강화된 전해수 생성장치는 크게 유격막 전해조(100)와 전원공급수단(200), 정제염공급수단(300) 및 무격막 전해조(400)를 포함하여 구성된다.
유격막 전해조(100)는 하나 또는 둘 이상으로 구비되며, 물을 1차로 전기분해하여 이온화하는 구성요소이다. 이러한 유격막 전해조(100)는 본체(110)와 제1 음극(120), 제1 양극(130), 격막(140), 알칼리수배출부(150), 그리고 산성수배출부(160)를 포함하여 이루어진다.
본체(110)는 물이 유입되는 유입부(112)가 형성되는 부분으로, 유격막 전해조(100)의 전체적인 외관을 구성한다. 여기서, 물은 수돗물이나 지하수와 같은 원수가 유입된다. 수돗물이나 지하수에는 나트륨(Na), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 철(Fe) 등의 미네랄과 염소(Cl)가 포함되어 있으며, 이러한 성분은 원수에 전기가 흐를 수 있게 한다. 100% 순수한 물은 전류가 흐르지 않기 때문에 사용하지 않는 것이 좋다.
제1 음극(120)은 하기에 서술하는 제1 양극(130)과 함께 실질적으로 물을 전기분해하는 부분으로, 본 발명에서는 2n개의 제1 음극(120)이 사용된다.
제1 양극(130)은 제1 음극(120)으로부터 떨어진 위치에 n개가 본체(110) 내에 배치되어 제1 음극(120):제1 양극(130)의 비율이 2:1이 되도록 사용된다. 이에 따라, 제1 음극(120)쪽에서 생성되는 알칼리수의 생성량을 높일 수 있다. 이처럼 알칼리수의 생성량이 높아지면 환원 작용을 하여 갈변을 억제하는 수소이온과 살균력을 발휘하는 차아염소산 나트륨, 불순물 제거 및 pH 조절을 하는 수산화나트륨 또한 생성량이 높아져 세정력이 강화된 전해수를 생성할 수 있게 된다.
격막(140)은 물의 이온 교환을 위하여 제1 음극(120)과 제1 양극(130) 사이를 가로질러 제1 음극(120)이 위치하는 음극실(114)과 제1 양극(130)이 위치하는 양극실(116)로 구획하는 부분이다.
알칼리수배출부(150)는 제1 음극(120)이 위치하는 음극실(114)에서 생성된 알칼리수를 배출하는 부분이며, 산성수배출부(160)는 제1 양극(130)이 위치하는 양극실(116)에서 생성된 산성수를 배출하는 부분이다. 본 발명에서는 세정력이 강화된 전해수로써 알칼리수를 사용하므로, 양극실(116)에서 생성된 산성수는 폐기하거나, 별도의 저장시설 등에 저장하여 사용하게 된다.
전원공급수단(200)은 2n개의 제1 음극(120) 및 n개의 제1 양극(130)에 전원을 각각 공급하여 전기분해가 이루어지도록 하는 구성요소이다.
정제염공급수단(300)은 음극실(114)에서 생성된 알칼리수에 원염을 녹여서 불순물을 제거하고 재결정시킨 소금, 즉 정제염(精製鹽)을 공급하는 구성요소이며, 본 발명에서는 정제염공급수단(300)이 알칼리수배출부(150)에 연결되어 정제염을 공급하게 된다.
이때, 정제염공급수단(300)을 통해 공급되는 정제염은 알칼리수 1000 중량부에 대해 정제염 5 ~ 15 중량부가 공급되도록 하게 된다. 일반적인 전해수 생성장치에서 생성되는 알칼리수의 pH는 약 10.5 ~ 11을 나타내게 되는데, 전해수의 세정력은 pH 9.0 ~ 9.5에서 가장 큰 효과를 얻게 된다. 정제염을 알칼리수 1000 중량부에 대해 5 중량부 미만으로 투입할 경우 pH에 별다른 변화가 없어 세정력 강화 효과를 얻기 어렵고, 정제염이 15 중량부를 초과하여 투입될 경우 pH 9.0 ~ 9.5를 벗어나게 되어 세정력 강화 효과를 얻기 어렵게 되거나, 전해수 생성비용이 비싸져 산업상 활용 가능성이 크지 않게 된다.
무격막 전해조(400)는 알칼리수배출부(150)를 통해 배출되어 정제염이 첨가된 알칼리수가 유입되면 2차로 전기분해하여 이온화하도록 내측에 제2 양극(410)과 제2 음극(420)이 마련되는 구성요소이며, 유격막 전해조(100)와 마찬가지로 전원공급수단(200)을 통해 제2 양극(410)과 제2 음극(420)에 전원이 공급되어 격막 없이 전기분해가 이루어진다.
본 발명에서 사용되는 제2 양극(410)은 은보다 단단하며 녹슬지 않는 전성(展性)과 연성(延性)이 풍부한 금속 원소인 백금, 산과 알칼리에 녹지 않으며 백금족에 속하는 금속 원소인 이리듐(iridium) 중 어느 하나의 재질로 이루어지거나, 백금, 이리듐(iridium) 중 어느 하나로 도금 처리된 것을 사용하게 된다.
또한, 본 발명에서 사용되는 제2 음극(420)은 크롬족에 속하는 전이 원소 중 하나로 식물의 질소 동화 작용이나 산화 환원 효소의 촉매 작용에 중요한 원소인 몰리브데넘(molybdenum) 재질로 이루어지거나, 몰리브데넘(molybdenum)으로 도금 처리된 것을 사용하게 된다.
한편, 제2 양극(410)과 제2 음극(420)은 서로 간의 간격을 1.5 ~ 2mm 로 유지하는 것이 전기분해 효율면에서 바람직하다. 제2 양극(410)과 제2 음극(420)의 간격이 1.5mm 미만으로 가까울 경우 전기분해되어 이온화되는 양이 적어져 전기분해 효율이 떨어지며, 2mm를 초과할 경우 분극 현상이 발생하여 역시 전기분해 효율이 떨어지게 된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 세정력이 강화된 전해수 생성장치의 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 세정력이 강화된 전해수 생성장치는 전술한 제1 실시예에 따른 세정력이 강화된 전해수 생성장치와 유사하게 구성되나, 유격막 전해조(100)의 구성이 다르다는 점에서 구분된다.
즉, 제1 실시예에서는 2개의 제1 음극(120)과 1개의 제1 양극(130)이 하나의 본체(110)에 배치되어 사용되나, 제2 실시예에서는 하나의 본체(110)에 다수의 제1 음극(120)과 다수의 제1 양극(130)이 2:1의 비율로 배치되어 사용된다.
여기에서도, 제1 음극(120)이 위치하는 음극실(114)에서 생성된 알칼리수는 알칼리수배출부(150)를 통해 배출 후 모여지고, 정제염공급수단(300)을 통해 정제염을 공급받아 무격막 전해조(400)에 유입되어 전기분해된다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 세정력이 강화된 전해수 생성장치의 구성도이다.
도 4를 살펴보면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 세정력이 강화된 전해수 생성장치 또한 제1 실시예나 제2 실시예와 유사하게 구성되며, 다수의 유격막 전해조(100)가 사용된다는 점에서 차이가 있다.
마찬가지로, 다수의 유격막 전해조(100)에서 생성된 산성수는 정제염을 공급받아 무격막 전해조(400)에 유입되어 전기분해된다.
이하에서는 이러한 구성에 따른 본 발명에 따른 세정력이 강화된 전해수 생성장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 세정력이 강화된 전해수 생성장치의 사용흐름도이다.
먼저, 수돗물이나 지하수와 같은 물이 유입부(112)를 통해 유격막 전해조(100)에 유입되어 전기분해된다(S10; 1차 전해단계).
유격막 전해조(100) 내측에 배치되어 있는 제1 음극(120)과 제1 양극(130)에 전원공급수단(200)으로부터 전원이 공급되면 음극실(114) 내의 제1 음극(120)에서는 물(H2O)이 환원되어 수소(H2)와 수산이온(OH-)이 발생하고, 발생 수소가 용존산소와 반응하여 DO(용존산소)와 ORP(산화환원 전위)가 감소하게 된다. 그로 인해, 음극실(114)에는 알칼리수가 생성된다. 또한, 양극실(116)에서는 산성수가 생성된다.
이때, 제1 음극(120)에서의 반응과 음극실(114)에 존재하는 이온은 NaOCl, NaOH, Ca+, Na+, OH-, 2OH-, CO3 - 등이고, 제1 양극(130)에서의 반응과 양극실(116)에 존재하는 이온은 2Cl-, O3, 2H+, Cl2, H2O, HCl, HOCl, ClO3 -, OCl-, R-Cl- 등이 있다.
이렇게 음극실(114)에서 생성된 알칼리수는 알칼리수배출부(150)를 통해 배출되어 무격막 전해조(400)에 유입되고, 양극실(116)에서 생성된 산성수는 폐기하거나, 별도의 저장시설 등에 저장된다.
한편, 알칼리수가 알칼리수배출부(150)를 통해 무격막 전해조(400)에 유입되기 전에 정제염공급수단(300)으로부터 알칼리수 1000 중량부에 대해 정제염 5 ~ 15 중량부가 공급되어 첨가된다(S20; 정제염공급단계).
정제염이 첨가된 알칼리수는 무격막 전해조(400)에 유입되고, 무격막 전해조(400)의 내측에 배치된 제2 양극(410)과 제2 음극(420)을 통해 2차로 전기분해가 이루어진다(S30; 2차 전해단계).
이와 같이 1차 전해에서 알칼리수의 생성량을 높이고, 생성된 알칼리수에 정제염을 첨가하며, 이를 2차 전해하는 과정을 거치면서 세정력이 강화된 전해수, 즉 수소이온과 차아염소산 나트륨, 수산화나트륨의 농도가 증가되고, pH 9.0 ~ 9.5 정도의 약 알카리수를 생성하여 세척 대상에는 나쁜 영향을 주지않고 이물질이나 미생물, 잔류 농약 등의 제거 및 살균 효율을 향상시킬 전해수를 생성할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 유격막 전해조 110: 본체
112: 유입부 114: 음극실
116: 양극실 120: 제1 음극
130: 제1 양극 140: 격막
150: 알칼리수배출부 160: 산성수배출부
200: 전원공급수단 300: 정제염공급수단
400: 무격막 전해조 410: 제2 양극
420: 제2 음극 S10: 1차 전해단계
S20: 정제염공급단계 S30: 2차 전해단계

Claims (5)

  1. 전해수 생성장치에 있어서,
    물이 유입되는 유입부가 형성되는 본체와; 상기 본체 내에 배치되는 2n개의 제1 음극과; 상기 제1 음극으로부터 떨어져 상기 본체 내에 배치되는 n개의 제1 양극과; 상기 제1 음극과 상기 제1 양극 사이를 가로질러 상기 제1 음극이 위치하는 음극실과 상기 제1 양극이 위치하는 양극실로 구획하는 격막; 및 상기 음극실에서 생성된 알칼리수를 배출하는 알칼리수배출부; 를 포함하는 둘 이상의 유격막 전해조와:
    상기 제1 음극 및 상기 제1 양극에 전원을 공급하는 전원공급수단과:
    상기 음극실에서 생성된 알칼리수에 정제염을 공급하는 정제염공급수단: 및
    상기 알칼리수배출부를 통해 배출되는 알칼리수가 유입되어 전기분해되도록 내측에 제2 양극과 제2 음극이 마련되는 무격막 전해조: 를 포함하되,
    상기 제2 음극은 몰리브데넘(molybdenum) 재질로 이루어지거나, 몰리브데넘(molybdenum)으로 도금 처리되는 것을 특징으로 하는 세정력이 강화된 전해수 생성장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정제염공급수단은 상기 알칼리수 1000 중량부에 대해 정제염 5 ~ 15 중량부를 공급하는 것을 특징으로 하는 세정력이 강화된 전해수 생성장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정제염공급수단은 상기 알칼리수배출부를 통해 상기 정제염을 공급하는 것을 특징으로 하는 세정력이 강화된 전해수 생성장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 양극은 백금과 이리듐(iridium)의 합금 재질로 이루어지거나, 백금과 이리듐(iridium)의 합금으로 도금 처리되는 것을 특징으로 하는 세정력이 강화된 전해수 생성장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 양극과 상기 제2 음극의 간격은 1.5 ~ 2mm인 것을 특징으로 하는 세정력이 강화된 전해수 생성장치.
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