KR101517676B1 - 고농도 미산성 차아염소산수 생성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 살균수로 사용되는 미산성 차아염소산수 생성장치에 대한 것으로, 특히 보다 쉽고 간편하게 고농도의 차아염소산을 생성시킬 수 있는 기술로서 원수가 공급되는 공급부와; 염산을 전기분해하여 염소가스와 차아염소산을 생성하는 전해부와; 내부가 빈 코일형상의 긴 관로로 이루어져 상기공급부에서 공급되는 원수와 상기 전해부에서 생성된 염소가스 및 차아염소산을 혼합하여 미산성차아염소산수를 생성하는 혼합부; 및 상기 혼합부를 둘러 싼 수조를 형성하고 수조에 냉각수가 들어가는 입구와 배출되는 출구를 각각 만들어 냉각수를 순환시켜 혼합부의 온도를 떨어뜨리는 냉각기;로 구성된 생성모듈이 하나 이상 직렬로 연결되어 순차적으로 농도를 증가시켜 고농도의 미산성차아염소산수를 생성하는 것을 특징으로 하는 고농도 미산성 차아염소산수 생성장치이다.

Description

고농도 미산성 차아염소산수 생성 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING OF HYPOCHLOROUS ACID SLOUTION}

본 발명은 살균수 등으로 사용될 수 있는 미산성 차아염소산 생성장치에 관한 것이며, 특히 보다 쉽고 간편하게 고농도 미산성 차아염소산을 생성시킬 수 있는 기술에 관한 것이다.

차아염소산(hypochlorous acid)은 염소계 살균소독제로서 강력한 산화제로 알려져 있다.

차아염소산수를 제조하는 알려진 하나의 방법은, 양극과 음극 사이에 격막이 있는 유격막 전해조에 일정농도의 염수가 포함된 원수를 공급하고, 양극과 음극에 직류 전류를 인가하여 전해시켜 양극에서는 원수에 해리된 염소이온(Cl-)이 산화되어 염소(Cl2)가 발생되고 원수와 반응하여 강산성차아염소산수(HOCl)가 생성되도록 하고, 음극에서는 나트륨이온(Na+)이 환원되어 원수와 반응하여 강알칼리수가 생성되도록 하는 방법이 있다.

또 다른 방법으로 무격막 전해조에서 2~6%의 염산이 첨가된 원수를 전기분해하여 미산성 차아염소산수를 제조하는 방법으로서 양극에서 염소이온이 산화되어 염소가 되고 원수와 반응하여 차아염소산이 생성되며, 다량의 원수와 혼합 희석되어 미산성 차아염소산수를 제조한다.

하지만 상기한 미산성 차아염소산수의 제조방법으로서는 저농도(10~60ppm)의 차아염소산수를 생성할 수 밖에 없다.

이러한 문제점에 착안하여 대한민국 등록특허번호 제10-1216227호(2012.12.20 등록)의 "고농도의 차아염소산수 제조장치 및 제조방법"이 알려져 있다.

종래기술에 의한 고농도의 차아염소산수 제조장치는, 중성막에 의해 분리된 양극실과 음극실을 가지며 음극실 상부에 에어벤트가 설치되어 있는 전해조와, 유입되는 원수와 전해조의 양극실에 위치된 염소가스가 유입되도록 하는 인젝터를 가지며, 내부에서 상기 인젝터와 연결되어 원수와 염소가스를 미세화하여 혼합하는 스파저를 갖고, 기액분리용 에어벤트가 상부에 설치되어 있는 혼합조와, 상기 전해조의 양극실을 경유하면서 제조된 차아염소산수가 저장되는 차아염소산수저장탱크를 포함하여 구성되고, 상기 혼합조의 전해수가 전해조의 음극실을 경유하여 양극실로 공급되며, 차아염소산수저장탱크의 차아염소산수가 전해조의 음극실로 다시 공급되도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

종래기술의 핵심은 일차적으로 생성된 차아염소산수를 다시 전해조로 투입시켜서 처리함으로써 고농도의 차아염소산수를 생성시킬 수 있다는 것이다.

하지만 종래기술은 재처리를 통해 고농도의 차아염소산수를 생산하되, 정량적으로 어느 정도의 고농도로 생성시킬지 뚜렷한 방안이 없으며, 연속성이 없어 다량의 고농도 차아염소산을 생산하기에 부적합하다는 문제점이 있다.

한편, 대용량의 전해조를 사용하면 고농도의 차아염소산수 생산이 가능하나, 지나친 소비전력이 높아지고, 한번에 고농도의 차아염소산수를 생산하다보면 염소가스가 과도하게 발생되는 문제점이 있고 장치의 사이즈가 크지게 되는 문제점도 있다.

1. 대한민국 등록특허번호 제10-1216227호(2012.12.20 등록)

본 발명은 보다 간단하면서도 원하는 농도의 차아염소산수를 정확하게 생산할 수 있으면서 잔류하는 염소가스를 최소화할 수 있는 고농도의 차아염소산수 생성장치를 제공하고자 하는 것을 주요한 과제로 한다.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 고농도의 차아염소산수 생성장치는, 원수가 공급되는 공급부와; 염산을 전기분해하여 염소가스와 차아염소산을 생성하는 전해부와; 내부가 빈 코일형상의 긴 관로로 이루어져 상기공급부에서 공급되는 원수와 상기 전해부에서 생성된 염소가스 및 차아염소산을 혼합하여 미산성차아염소산수를 생성하는 혼합부; 및 상기 혼합부를 둘러 싼 수조를 형성하고 수조에 냉각수가 들어가는 입구와 배출되는 출구를 각각 만들어 냉각수를 순환시켜 혼합부의 온도를 떨어뜨리는 냉각기;로 구성된 생성모듈이 하나 이상 직렬로 연결되어 순차적으로 농도를 증가시켜 고농도의 미산성차아염소산수를 생성하는 것을 특징으로 한다.

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그리고 본 발명은 소비전력이 작은 소형 전해조를 다수 이용하여 점차적으로 차아염소산수의 농도를 높여가기 때문에 연속적으로 고농도의 차아염소산수를 생산할 수 있다는 효과가 있다.

또한 길이가 길고 온도가 낮은 혼합부를 염소가스와 물이 통과하도록 하여 물에 염소가스가 잘 녹을 수 있도록 함으로써 잔류염소가스를 최소화 할 수 있다는 효과가 있다.

도1 : 본 발명의 실시예에 따른 고농도 차아염소산수 생성 장치의 개략적인 구성도
도2 : 본 발명의 실시예에 따른 혼합부의 단면도

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 고농도의 차아염소산수 생성장치의 개략적인 구성도이며, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 혼합부의 단면도이다.

도1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 고농도 차아염소산수 생성장치는 주요한 구성요소로 공급부(100)와 전해조(300)와 혼합부(500)로 구성된 생성모듈이 하나이상 직렬로 연결되어 구성된다.

공급부는 장치 내부로 원수를 공급한다. 본 발명에서는 다수개의 생성모듈이 직렬로 연결되어 있으므로 첫번째 생성모듈의 공급부(100)는 수도에 직결되거나 펌프와 연결되어 차아염소산이 포함되지 않은 물을 원수로 하여 장치 내부로 공급하게 되며 두번째 생성모듈부터는 그 앞의 생성모듈에서 생성된 차아염소산수를 원수로 공급하게 된다.

상기 공급부(100)에는 원수를 차단하기 위한 솔레노이드 밸브를 부설하는 것도 고려할만하다. 또한 상기 공급부(100)는 첫번째 생성모듈에만 설치하고 두번째 생성모듈부터는 생략하는 것도 무방하다.

전해조(300)는 염산탱크(400)으로부터 정량펌프를 통해 공급되는 2~6% 정도의 묽은 염산을 전기분해하는 기능을 하며, 염산이 전기분해되면 염소가스와 차아염소산이 동시에 생성된다. 생성된 염소가스와 차아염소산은 전해조(300)에 연결된 혼합부(500)로 전달되어 공급부(100)에서 공급된 원수와 혼합이 이루어진다.

본 발명의 전해조(300)들은 대략 3~6V의 전압으로 2A의 전류가 소요되는 소형의 것으로 구성할 수 있다.

혼합부(500)는 도2에 도시된 것과 같이 좁고 긴 관로로 이루어져 있으며 부피를 줄이기 위하여 코일형태로 감겨있다. 공급부(100)에서 유입된 원수는 혼합부(500)의 하측에 형성된 입구를 통해 혼합부 내부로 유입되며 전해조(400)에서 생성된 염소가스와 차아염소산도 혼합부(500)의 입구측에 형성된 벤추리관을 통해 흡입되어 원수와 함께 상기 혼합부(500)를 통과하면서 서서히 원수에 녹아 미산성 차아염소산수가 되며 혼합부(500)의 상측에 형성된 출구로 배출된다.

본 발명에서 혼합부(500)의 구성을 코일 형태로 한정하는 것은 아니다. 혼합부(500)를 긴 관로로 형성하는 것은 염소가스가 물과 함께 관로 내부를 통과하는 시간을 길게하여 보다 많은 량의 염소가스가 물에 녹아 외부로 배출되는 염소가스를 최소화하기 위함이므로 관로를 길게 형성한다면 코일형태를 이루는 대신 지그재그로 만들거나 u자형태등 다양하게 변형할 수 있다.

뿐만아니라 전해조마다 별도의 혼합부를 설치하는 대신 마지막 전해조 후측에만 혼합부를 부설하는 것도 무방하다.

본 발명의 실시예에서 혼합부(500)의 주위에는 냉각기(600)가 설치된다. 기체는 용매의 온도가 낮을 수록 더 잘 녹게 되나 전기분해시 열이 발생하여 온도가 높아진 상태로 배출되어 원수에 잘 녹지 않으므로 냉각기(600)를 사용하여 혼합부(500) 내의 온도를 떨어뜨려 보다 많은 량의 염소가스를 녹이도록 하기 위함이다.

본 발명의 실시예에서는 혼합부(500)를 둘러 싼 수조를 형성하고 수조에 냉각수가 들어가는 입구와 배출되는 출구를 각각 만들어 냉각수를 순환시켜 혼합부의 온도를 떨어뜨리도록 냉각기(600)를 구성하였다.

그러나 본 발명에서 냉각기(600)를 실시예의 수조 형태로 한정하는 것은 아니다. 혼합부에 공급되는 원수의 온도를 낮출 수 있는 것이라면 냉매를 이용한 냉각방식이나 열전소자를 사용한 냉각방식 등 다양한 방식을 고려할 수 있다.

원수의 양과 공급되는 염소가스 및 차아염소산의 비율 조정을 통해서 최초 생성되는 차아염소산의 농도가 결정된다.

예를 들어 본 실시예의 경우 제1전해조(300a)로부터 공급되는 염소가스와 차아염소산이 공급되는 원수와 혼합되어 30ppm의 차아염소산수가 생성되도록 조정될 수 있고, 제2전해조(300b)에서도 동일한 양의 염소가스와 차아염소산이 생성되어 공급되면 60ppm의 차아염소산수가 생성된다. 본 발명의 실시예에서는 두개의 전해조를 사용하고 있으나 전해조를 복수개 사용할 경우 정수배의 농도를 가진 미산성 차아염소산수를 얻을 수 있을 것이다.

또한 전해조마다 서로 다른 농도를 생성하도록 구성하는 것도 무방하다. 제1전해조의 경우 원수에는 차아염소산이 존재하지 않는 상태이므로 높은 농도의 차아염소산수를 생성하도록 조정하고 제2전해조는 약간 농도를 낮추는 형태로 하여 원하는 농도를 맞추는 것도 고려할 수 있다.

즉, 본 발명은 각 전해조(300)에서 동일한 양의 염소가스와 차아염소산이 생성되어 일정한 유량의 원수에 혼합되므로 단계적으로 정수배의 농도를 갖는 차아염소산수를 간편하게 생성시킬 수 있는 것이다. 물론 각 전해조에서 생성되는 염소가스와 차아염소산의 양을 다르게 할 경우 원하는 농도의 차아염소산수를 생성할수 있다.

그리고 염소가스와 차아염소산을 원수와 함께 낮은 온도에서 장시간 통과하도록 하여 염소가스가 보다 쉽게 원수에 녹아들 수 있도록 함으로써 잔류 염소가스를 최소화할 수 있다는 장점을 가진다.

본 발명은 소독수가 필요로 하는 병의원,치과, 농장 등에 설치될 수 있다.

100 : 공급부 300 : 전해조
400 : 염산탱크 500 : 혼합부
600 : 냉각기

Claims (3)

1. 미산성 차아염소산수 생성장치로서,
   원수가 공급되는 공급부와;
   염산을 전기분해하여 염소가스와 차아염소산을 생성하는 전해부와;
   내부가 빈 코일형상의 긴 관로로 이루어져 상기공급부에서 공급되는 원수와 상기 전해부에서 생성된 염소가스 및 차아염소산을 혼합하여 미산성차아염소산수를 생성하는 혼합부; 및
   상기 혼합부를 둘러 싼 수조를 형성하고 수조에 냉각수가 들어가는 입구와 배출되는 출구를 각각 만들어 냉각수를 순환시켜 혼합부의 온도를 떨어뜨리는 냉각기;로 구성된 생성모듈이 하나 이상 직렬로 연결되어 순차적으로 농도를 증가시켜 고농도의 미산성차아염소산수를 생성하는 것을 특징으로 하는 고농도 미산성 차아염소산수 생성장치.
   
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