KR101485018B1 - 이산화염소 가스 발생 장치 및 그 발생 시스템 - Google Patents

이산화염소 가스 발생 장치 및 그 발생 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이산화염소 가스 발생 장치 및 그 발생 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부로부터 공급된 전해액인 아염소산염의 전기분해 반응에 의해 이산화염소 가스가 생성되며, 외부 전원장치로부터 직류 전기를 공급받는 다각 기둥 형태 또는, 원통 형태로 형성되는 양전극판을 포함하는 양이온 영역(10), 외부로부터 공급된 전해액인 아염소산염의 전기분해 반응에 의해 전해생성물이 생성되며, 외부 전원장치로부터 직류 전기를 공급받는 다각 기둥 형태 또는, 원통 형태로 형성되는 음전극판을 포함하는 음이온 영역(20) 및 상기 양이온 영역(10)과 음이온 영역(20) 사이에 배치되어 상기 음이온 영역(20)에서 생성된 반응잔류물이 상기 양이온 영역(10)으로 이동하지 않도록 하는 분리막(30)을 포함하여 구성되며, 상기 양이온 영역(10)과 분리막(30) 사이에 공기를 공급하여 상기 양이온 영역(10)에서 생성되는 이산화염소 가스를 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 이산화염소 가스 발생 장치에 관한 것이다.

Description

이산화염소 가스 발생 장치 및 그 발생 시스템 {Chlorine-dioxide gas generator and Chlorine-dioxide gas generation system}
본 발명은 이산화염소 가스 발생 장치 및 그 발생 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전해질인 아염소산염을 전기분해하여 이산화염소 가스를 발생시키는 장치 및 발생 시스템에 관한 것으로서, 전해조의 음이온 영역에서 생성되는 OH- 이온을 주기적으로 외부로 배출시켜 양이온 영역의 pH 증가를 예방하여 pH에 의한 영향 없이 용이하게 이산화염소 가스를 생성할 수 있는 이산화염소 가스 발생 장치 및 그 발생 시스템에 관한 것이다.
이산화염소(ClO2)는 상온에서 독특한 냄새를 가진 누르스름한 녹색 가스로서, 공기 중에서 가스 농도 10% 이상일 경우, 폭발성이 있다.
이러한 이산화염소는 물에 잘 녹고 강력한 산화력을 가지고 있어, 각종 살균 및 소독, 표백, 악취제거 등 다양한 용도로 사용되고 있다.
특히, 이산화염소는 염소계 살균소독제 사용 시 문제점인, 유기물 존재시 THMs(트리할로메탄), HAAs(할로아세틱엑시드)와 같은 발암성 소독 부산물을 발생시키지 않으며, 넓은 pH에서 다양한 종류의 세균, 바이러스, 박테리아에 대하여 광범위하면서도 우수한 살균력을 나타내는 장점이 있다.
허나, 이러한 장점에도 불구하고 이산화염소는 기체 상태로의 압축 및 수송과 저장이 용이하지 않아, 이산화염소가 필요한 현장에서 실시간으로 발생시켜 사용하여야 한다.
종래의 이산화염소 제조 방법으로는,
① 아염소산염 + 염소가스를 이용하여 이산화염소를 제조하는 방법
NaClO2 + 2/1Cl2 -> ClO2 + NaCl
그러나, ① 방법은 염소가스가 유독물로서, 염소가스의 저장 및 취급에 전문인력 및 염소가스 누출에 대비한 중화설비를 갖추어야 하는 등 관리에 각별한 주의가 필요하다.
② 아염소산염 + 산을 이용하여 이산화염소를 제조하는 방법
5NaClO2 + 4HCl -> 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O
③ 아염소산염 + BLEACH + 산을 이용하여 이산화염소를 제조하는 방법
2NaClO2 + HOCl + HCl -> 2ClO2 + 2NaCl + H2O
또한, ②, ③ 방법은 ① 방법과 마찬가지로 반응과정 및 약품 준비, 취급 위험물 관련 전문 인력의 필요 등으로 인하여 이산화염소가 필요한 현장에서 실시간으로 발생시켜 사용하는데 많은 불편함이 있다.
더불어, 일반적으로 많이 사용되는 ② 방법의 경우, 반응기에 아염소산염과 산을 넣고 반응시키므로 혼합액 농도에 경시변화가 발생하므로, 이산화염소 가스의 발생농도가 일정치 않은 단점이 있다.
④ 아염소산염 전기분해하여 이산화염소를 제조하는 방법
2NaClO2 + HOCl + HCl -> 2ClO2 + 2NaOH + H2
종래의 아염소산염 전기분해하여 이산화염소를 제조하는 방법은 무격막 전해조에서 전기분해하여 이산화염소를 제조함으로써, 전해반응시 취급 및 사용이 용이한 장점이 있으나, 전해반응시 음극 측에서 생성되는 OH- 이온으로 인해, pH를 상승시켜 이산화염소 농도를 저하시키는 문제점이 있다.
한편, 국내공개특허 제2012-0092056호("이산화염소 가스 발생을 위한 전기분해 장치 및 이를 구비한 공간 살균 시스템", 이하 선행문헌 1)에서는 공간 살균 또는 소독용으로 광범위하게 사용되는 이산화염소 가스를 단일물질의 전해질인 아염소산나트륨을 통해 간단하고 안전하게 생성할 수 있는 전기분해 장치 및 이를 구비한 공간 살균 시스템을 개시하고 있다.
국내공개특허 제10-2012-0092056호(공개일자 2012.08.20.)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전해질인 아염소산염을 전기분해하여 이산화염소 가스를 발생시키는 장치 및 발생 시스템에 관한 것으로서, 전해조의 음이온 영역에서 생성되는 OH- 이온을 주기적으로 외부로 배출시켜 양이온 영역의 pH 증가를 예방하여 pH에 의한 영향 없이 용이하게 이산화염소 가스를 생성할 수 있는 이산화염소 가스 발생 장치 및 그 발생 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이산화염소 가스 발생 장치는, 외부로부터 공급된 전해액인 아염소산염의 전기분해 반응에 의해 이산화염소 가스가 생성되며, 외부 전원장치로부터 직류 전기를 공급받는 다각 기둥 형태 또는, 원통 형태로 형성되는 양전극판을 포함하는 양이온 영역(10), 외부로부터 공급된 전해액인 아염소산염의 전기분해 반응에 의해 전해생성물이 생성되며, 외부 전원장치로부터 직류 전기를 공급받는 다각 기둥 형태 또는, 원통 형태로 형성되는 음전극판을 포함하는 음이온 영역(20) 및 상기 양이온 영역(10)과 음이온 영역(20) 사이에 배치되어 상기 음이온 영역(20)에서 생성된 반응잔류물이 상기 양이온 영역(10)으로 이동하지 않도록 하는 분리막(30)을 포함하여 구성되며, 상기 양이온 영역(10)과 분리막(30) 사이에 공기를 공급하여 상기 양이온 영역(10)에서 생성되는 이산화염소 가스를 외부로 배출시키는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 분리막(30)은 상기 양이온 영역(10)과 음이온 영역(20) 사이에 등간격 배치되거나, 상기 음이온 영역(20)과 일정 간격 이격되게 배치되고, 중성막 또는, 이온교환막으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이산화염소 가스 발생 장치는 상기 음이온 영역(20)에서 생성된 반응잔류물인 수산화이온(OH-)을 외부로 배출시키는 배출수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이산화염소 가스 발생 시스템은, 전해액인 아염소산염을 저장하는 전해액저장탱크(100), 상기 전해액저장탱크(100)로부터 전해액을 공급하는 전해액공급펌프(200), 전극을 수납하여 전기분해 반응하는 양이온 영역(10)과 음이온 영역(20)을 포함하여 구성되며, 상기 전해액공급펌프(200)로부터 공급받은 전해액의 전기분해 반응에 의해 이산화염소 가스가 생성되는 전기분해조(300), 상기 전기분해조(300)의 음이온 영역(20)에서 생성되는 반응잔류물을 배출하는 배출펌프(400), 상기 배출펌프(400)로부터 반응잔류물을 전달받는 배출저장탱크(500) 및 상기 전기분해조(300)와 상기 전기분해조(300)의 상부에 구비된 이젝터(ejector)(700)로 공기를 공급하는 공기 공급수단(600)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 전기분해조(300)는 상기 양이온 영역(10)과 음이온 영역(20) 사이에 등간격 배치되거나, 상기 음이온 영역(20)과 일정 간격 이격되게 배치되고, 중성막 또는, 이온교환막으로 형성되는 분리막(30)을 더 포함하여 구성되며, 상기 분리막(30)은 상기 음이온 영역(20)에서 생성된 반응잔류물이 상기 양이온 영역(10)으로 이동하지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기 공급수단(600)은 상기 전기분해조(300)의 상기 양이온 영역(10)과 분리막(30) 사이와, 상기 이젝터(700)로 공기를 공급하여, 상기 양이온 영역(10)에서 생성되는 이산화염소 가스를 외부로 배출시키는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 이산화염소 가스 발생 장치 및 그 발생 시스템은 전해질인 아염소산염을 전기분해하여 이산화염소 가스를 발생시켜 사용 원료인 아염소산염의 취급이 간편하고 현장에서 별도의 위험물 관리자가 필요치 않은 장점이 있다.
또한, 전해조의 음이온 영역에서 생성되는 OH- 이온을 주기적으로 외부로 배출시켜 양이온 영역의 pH 증가를 예방하여 pH에 의한 영향 없이 용이하게 이산화염소 가스를 생성할 수 있다.
더불어, 전해조 내부의 양전극판과 음전극판을 다각 기둥 형태 또는, 원통 형태로 형성함으로써, 전극의 부피를 최소화할 수 있어 소형 전해조 제작이 가능한 장점이 있으며,
이에 따라 이산화염소 가스 발생 장치 및 그 발생 시스템의 크기를 소형화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양이온 영역와 음이온 영역 및 분리막이 일체화된 전해조의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화염소 가스 발생 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화염소 가스 발생 시스템과 종래의 공조 시스템의 연계 모식도이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화염소 가스 발생 장치 및 그 발생 시스템을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이산화염소 가스 발생 장치의 전기분해조(300)는 양이온 영역(10)과, 음이온 영역(20) 및 분리막(30)로 이루어지며, 사용 원료의 취급이 간편하고 필요 현장에서 전문 위험물 관리자가 필요치 않아 신속하게 이산화염소를 발생할 수 있는 전기분해에 의한 방법을 적용하고 있다.
본 발명은 우수한 살균효과를 가지며, 염소 소독제의 단점인 유기물 존재 시 발암성 소독 부산물 생성이 없을 뿐만 아니라, pH에 의한 이산화염소 가스 발생효율이 낮아지지 않아 이산화염소 가스가 필요한 현장에서 간단하게 생성하여 사용할 수 있는 이산화염소 가스 발생 장치 및 그 발생 시스템이다.
본 발명의 이산화염소 가스 발생 장치 및 그 발생 시스템은 이산화염소 가스가 발생하는 전기분해조의 크기를 최소화하여 이산화염소 가스 발생을 위해 단독으로 이용하거나, 기존의 공조 시스템, 농축산 분야, 의료 분야 등 각종 공간 살균이 필요한 곳에 용이하게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화염소 가스 발생 장치인 전기분해조(300)의 단면도이다.
상기 전기분해조(300)는 도 1에 도시된 바와 같이, 양이온 영역(10), 음이온 영역(20) 및 분리막(30)을 포함하여 구성될 수 있다.
자세히 알아보자면,
상기 양이온 영역(10)(Anode)은 외부, 즉, 전해액저장탱크(100)에 저장되어 전해액공급펌프(200)를 통해서 공급된 전해액인 아염소산염(NaClO2)의 전기분해 반응에 의해 이산화염소 가스가 생성된다.
이 때, 상기 양이온 영역(10)은 외부의 전원장치로부터 직류 전기를 공급받으며, 다각 기둥 형태 또는, 원통 형태로 형성된 양전극판을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 양전극판은 평판형 전극 또는, 매쉬형 전극을 사용할 수 있으며, 이산화염소 가스의 발생효율이 높으면서 이산화염소 가스 발생의 경쟁 반응인 산소 발생효율이 적은 전극을 적용할 수 있다.
통상적으로, 백금족 원소가 소결피복된 불용성 촉매적용을 적용하며, 이 외에도 탄소전극이나 기타 금속을 적용할 수 있다.
상기 음이온 영역(20)(Cathode)은 상기 양이온 영역(10)과 마찬가지로, 외부, 즉, 전해액저장탱크(100)에 저장되어 전해액공급펌프(200)를 통해서 공급된 전해액인 아염소산염(NaClO2)의 전기분해 반응에 의해 전해생성물이 생성된다.
상기 음이온 영역(20)은 외부의 전원장치로부터 - 직류 전기를 공급받으며, 상기 양이온판과 마찬가지로 다각 기둥 형태 또는, 원통 형태로 형성된 음전극판을 포함하여 구성된다.
상기 음전극판 또한, 평판형 전극 또는, 매쉬형 전극을 사용할 수 있으며, 아염소산염 전기분해 반응에서 용출되지 않는 전극인 탄소 전극, 티타늄, 스테인레스 전극 등의 적용할 수 있다.
더불어, 상기 양전극판 및 상기 음전극판을 다각 기둥 형태 또는, 원통 형태로 형성함으로써, 전극면적을 극대화하면서도 전극의 부피를 최소화하여 상기 전기분해조(300)를 구성할 수 있어 소형이면서 대용량의 전기분해조의 제작이 가능한 장점이 있으며, 이로 인해 이산화염소 가스 발생 장치 자체의 크기 또한 최소화할 수 있는 효과가 있다. 여기서, 상기 양전극판 및 상기 음전극판이 원통형 형태를 가지는 것이 소형, 대용량의 전기분해조의 제작에 더욱 바람직하다.
상기 전기분해조(300)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 양이온 영역(10)과 상기 음이온 영역(20) 사이에 분리막(30)을 배치할 수 있으며, 상기 분리막(30)은 상기 음이온 영역(20)에서 생성된 전해생성물인 반응잔류물이 상기 양이온 영역(10)으로 이동하는 것을 방지한다.
다시 말하자면, 상기 분리막(30)은 종래의 무격막 전해조에서 전기분해 반응 시, 음이온 영역에서 생성되는 수산화이온(OH-) 이온의 증가로 인하여 전해조 내 전해액의 pH가 상승하여 이산화염소 가스 발생효율이 저하되는 문제점을 해결하기 위하여, 상기 양이온 영역(10)과 음이온 영역(20) 사이에 등간격 배치되거나, 상기 음이온 영역(20)과 밀접하게 일정 간격 이격되게 배치될 수 있다.
이를 통해서, 상기 음이온 영역(20)에서 생성된 OH- 이온이 상기 분리막(30)에 의한 간섭으로 상기 양이온 영역(10)으로 이동하지 않게 되어, 이산화염소 가스가 발생하는 상기 양이온 영역(10) 내 전해액의 pH가 상승하는 것을 예방할 수 있다.
상기 분리막(30)은 중성막 또는, 이온교환막으로 형성될 수 있으며, 전기분해 반응시 전기분해 저항을 최소화하기 위하여, 상기 양이온 영역(10)에 비해 음이온 영역(20)과 밀접하게 배치되는 것이 효과적이다.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화염소 가스 발생 장치는 상기 음이온 영역(20)에서 생성된 반응잔류물인 OH- 이온을 외부로 배출시키기 위한 배출수단을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 배출수단으로는 도 2에 도시된 배출펌프(400) 및 배출저장탱크(500)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이산화염소 가스 발생 장치인 상기 전기분해조(300)는 상기 음이온 영역(20)에서 생성된 OH- 이온을 상기 배출펌프(400) 및 배출저장탱크(500)를 이용하여 외부로 배출함으로써, 상기 전기분해조(300) 내 전해액의 수위를 일정하게 유지하더라도 상기 음이온 영역(20)에 고농도의 OH- 이온이 존재하지 않게 된다.
더불어, 상기 분리막(30)을 고가의 이온교환막으로 형성하지 않고, 중성막으로 형성하더라도, 상기 배출수단을 이용하여 미리 설정된 주기마다 상기 음이온 영역(20)에서 생성된 OH- 이온을 외부로 배출시키므로 상기 양이온 영역(10)에서 전해액의 pH 상승없이 안정적으로 이산화염소 가스를 발생할 수 있는 장점이 있다.
물론, 상기 분리막(30)을 이온교환막으로 형성하여도 효율적인 이산화염소 가스를 생성할 수 있다.
이산화염소 가스는 공기 중에 10% 이상 존재 시 폭발하는 성질이 있기 때문에, 상기 전기분해조(300)의 양이온 영역(10)에서 생성된 이산화염소 가스가 상기 전기분해조(300) 내부에 정체되지 않고 외부로의 배출이 원활하게 이루어져야 하며, 이에 따라, 상기 전기분해조(300)에서 이산화염소 가스 발생효율이 증대되고 안정적인 운영이 가능하다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화염소 가스 발생 장치는 공기 공급수단(600)을 이용하여 상기 전기분해조(300)의 상기 양이온 영역(10)과 분리막(30) 사이에 공기를 공급하여 상기 양이온 영역(10)에서 생성되는 이산화염소 가스를 외부로 배출시킬 수 있다.
이에 대해서 하기의 이산화염소 가스 발생 시스템을 통해서 자세히 알아본다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화염소 가스 발생 시스템을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이산화염소 가스 발생 시스템은 전해액저장탱크(100), 전해액공급펌프(200), 이산화염소 가스 발생 장치인 전기분해조(300)와 배출펌프(400)와 배출저장탱크(500) 및 공기 공급수단(600)을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 전해액저장탱크(100), 전해액공급펌프(200), 전기분해조(300), 배출펌프(400), 배출저장탱크(500) 및 공기 공급수단(600)을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,
상기 전해액저장탱크(100)는 상기 전기분해조(300)로 공급하고자 하는 전해액인 아염소산염을 저장하며,
상기 전해액공급펌프(200)를 통해서, 상기 전해액저장탱크(100)에 저장되어 있는 전해액을 상기 전기분해조(300)로 공급할 수 있다.
상기 전기분해조(300)는 상술한 바와 같이, 상기 양이온 영역(10), 음이온 영역(20) 및 분리막(30)으로 구성될 수 있으며, 상기 전해액공급펌프(200)로부터 공급받은 전해액인 아염소산염의 전기분해 반응에 의해 이산화염소 가스가 생성된다.
상기 전기분해조(300)의 분리막(30)은 상기 양이온 영역(10)과 음이온 영역(20) 사이에 등간격 배치되거나, 상기 음이온 영역(20)과 밀접하게 일정 간격 이격되게 배치되어 상기 음이온 영역(20)에서 생성된 반응잔류물이 상기 양이온 영역(10)으로 이동하지 않도록 한다.
즉, 상기 음이온 영역(20)에서 생성된 OH- 이온이 상기 양이온 영역(10)으로 이동하여 상기 양이온 영역(10) 내 전해액의 pH가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
더불어, 상기 음이온 영역(20)에서 생성된 OH- 이온을 상기 배출펌프(400)를 통해서 미리 설정된 주기마다 외부로 배출하여 상기 음이온 영역(20)에 고농도의 OH- 이온이 존재하지 않도록 할 수 있다.
상기 공기 공급수단(600)은 상술한 바와 같이, 이산화염소 가스가 공기 중에 10% 이상 존재 시 폭발하는 성질이 있기 때문에, 상기 전기분해조(300)의 양이온 영역(10)에서 생성된 이산화염소 가스가 상기 전기분해조(300) 내부에 정체되지 않고 외부로의 배출이 원활하게 이루어져야 하며, 이에 따라, 상기 전기분해조(300)에서 이산화염소 가스 발생효율이 증대되고 안정적인 운영이 가능하도록, 상기 공기 공급수단(600)을 이용하여 상기 전기분해조(300)의 상기 양이온 영역(10)과 분리막(30) 사이에 공기를 공급하여 상기 양이온 영역(10)에서 생성되는 이산화염소 가스를 외부로 배출시킬 수 있다.
자세히 알아보자면, 상기 공기 공급수단(600)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전기분해조(300)의 상기 양이온 영역(10)과 분리막(30) 사이 및 상기 전기분해조(300)의 상부에 구비된 이젝터(700)(ejector)로 공기를 공급하여, 상기 전기분해조(300)의 양이온 영역(10)에서 발생된 이산화염소 가스를 안정적으로 외부로 배출할 수 있다.
상기 공기 공급수단(600)은 에어펌프(air pump) 또는, 에어팬(air fan)으로 구비될 수 있으며, 상기 공기 공급수단(600)에서 상기 전기분해조(300)의 상기 양이온 영역(10)과 분리막(30) 사이로 공기를 공급하여 상기 전기분해조(300)의 상부로 이산화염소 가스를 강제 이동시키고, 상기 공기 공급수단(600)에서 상기 이젝터(700)로 공기를 공급하여 이산화염소 가스를 외부로 배출하게 된다.
이 때, 상기 공기 공급수단(600)은 상기 전기분해조(300)의 상기 양이온 영역(10)과 분리막(30) 사이로 공기를 공급하는 배관의 중간에 공기 공급량을 조절할 수 있는 조절 수단(미도시)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
상기 조절 수단을 통해서, 상기 전기분해조(300)의 상기 양이온 영역(10)과 분리막(30) 사이로 공급되는 공기량을 조절하여, 전기분해 반응 시 아염소산염이 상기 양이온 영역(10) 또는, 상기 음이온 영역(20)에 정체되는 시간을 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 이산화염소 가스 발생 장치 및 그 발생 시스템이 기존의 공조 시스템에 적용된 일 실시예를 나타낸 도면이다.
다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화염소 가스 발생 장치 및 그 발생 시스템은, 전극면적을 극대화하면서도 전극의 부피를 최소화한 전기분해조를 구성하여 소형의 대용량 전기분해조 제작이 가능하여 소형화 및 경량화할 수 있으며, 분리막을 형성하여 음이온 영역에서 발생된 수산화이온이 양이온 영역으로 이동을 방지하여 양이온 영역 내 전해액의 pH가 상승하는 것을 예방하여 이산화염소 가스 발생 효율이 저하되는 것을 방지하고 안정적으로 이산화염소 가스를 발생시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한 정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 전해액저장탱크
200 : 전해액공급펌프
300 : 전기분해조
10 : 양이온 영역 20 : 음이온 영역
30 : 분리막
400 : 배출펌프
500 : 배출저장탱크
600 : 공기 공급수단
700 : 이젝터(ejector)

Claims (6)

  1. 외부로부터 공급된 전해액인 아염소산염의 전기분해 반응에 의해 이산화염소 가스가 생성되며, 외부 전원장치로부터 직류 전기를 공급받는 다각 기둥 형태 또는, 원통 형태로 형성되는 양전극판을 포함하는 양이온 영역(10);
    외부로부터 공급된 전해액인 아염소산염의 전기분해 반응에 의해 전해생성물이 생성되며, 외부 전원장치로부터 직류 전기를 공급받는 다각 기둥 형태 또는, 원통 형태로 형성되는 음전극판을 포함하는 음이온 영역(20);
    상기 양이온 영역(10)과 음이온 영역(20) 사이에 등간격 배치되거나 상기 음이온 영역(20)과 일정 간격 이격되게 배치되어 상기 음이온 영역(20)에서 생성된 반응잔류물이 상기 양이온 영역(10)으로 이동하지 않도록 하며, 중석막 또는 이온교환막으로 형성되는 분리막(30); 및
    기설정된 주기마다 상기 음이온 영역(20)에서 생성된 반응잔류물인 수산화이온(OH-)을 외부로 배출시키는 배출수단;
    을 포함하여 구성되며,
    상기 양이온 영역(10)과 분리막(30) 사이에 공기를 공급하여 상기 양이온 영역(10)에서 생성되는 이산화염소 가스를 외부로 배출시키는 공기공급수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 가스 발생 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 전해액인 아염소산염을 저장하는 전해액저장탱크(100);
    상기 전해액저장탱크(100)로부터 전해액을 공급하는 전해액공급펌프(200);
    전극을 수납하여 전기분해 반응하며 다각 기둥 형태 또는, 원통 형태로 형성되는 양이온 영역(10)과 음이온 영역(20) 및 상기 양이온 영역(10)과 음이온 영역(20) 사이에 등간격 배치되거나 상기 음이온 영역(20)과 일정 간격 이격되게 배치되고, 중성막 또는 이온교환막으로 형성되어 상기 음이온 영역(20)에서 생성된 반응잔류물이 상기 양이온 영역(10)으로 이동하지 않도록 하는 분리막(30)을 포함하여 구성되며, 상기 전해액공급펌프(200)로부터 공급받은 전해액의 전기분해 반응에 의해 이산화염소 가스가 생성되는 전기분해조(300);
    기설정된 주기마다 상기 전기분해조(300)의 음이온 영역(20)에서 생성되는 반응잔류물을 배출하는 배출펌프(400);
    상기 배출펌프(400)로부터 반응잔류물을 전달받는 배출저장탱크(500); 및
    상기 전기분해조(300)의 상기 양이온 영역(10)과 분리막(30) 사이와, 상기 전기분해조(300)와 상기 전기분해조(300)의 상부에 구비된 이젝터(ejector)(700)로 공기를 공급하여, 상기 양이온 영역(10)에서 생성되는 이산화염소 가스를 외부로 배출시키는 공기 공급수단(600);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이산화염소 가스 발생 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
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