KR101630924B1 - 자가발전형 전해장치 - Google Patents

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KR101630924B1 KR1020140083483A KR20140083483A KR101630924B1 KR 101630924 B1 KR101630924 B1 KR 101630924B1 KR 1020140083483 A KR1020140083483 A KR 1020140083483A KR 20140083483 A KR20140083483 A KR 20140083483A KR 101630924 B1 KR101630924 B1 KR 101630924B1
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Abstract

본 발명은 구성이 간단하여 코스트가 저렴하며, 물의 살균 및 배관의 세척효과도 우수한 새로운 구성의 자가발전형 전해장치에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 외부에서 물이 유입되는 유입구(112) 및 물이 외부로 배출되는 배수구(114)가 형성되고, 상기 유입구(112) 및 배수구(114)와 연통되는 전해공간(102)이 형성되는 하우징(100); 기단부가 상기 하우징(100)에 회전가능하게 결합되는 축부재(210)와, 상기 축부재(210)에 방사상으로 돌출되도록 결합되는 다수 쌍의 전극(220)으로 이루어져서, 상기 전해공간(102)에 내장되어 상기 유입구(112)로 유입되는 물의 흐름에 의해 회전되는 회전전극체(200); 및 상기 회전전극체(200)에 연결되어 회전전극체(200)의 회전력을 전기로 변환시키는 발전모듈(300);을 포함하여 이루어져서, 상기 발전모듈(300)에서 발전된 전기가 상기 전극(220)으로 인가되어, 상기 전해공간(102)에서 전기분해가 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가발전형 전해장치가 제공된다.

Description

자가발전형 전해장치{Self power generating electrotysis apparatus}
본 발명은 자가발전형 전해장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구성이 간단하여 코스트가 저렴한 새로운 구성의 자가발전형 전해장치에 관한 것이다.
물을 살균하거나 배관을 세척하기 위한 방법으로 물을 전기분해하는 방법이 사용되고 있다. 배관에 전해장치를 연결하여 배관에 이송되는 물을 전기분해시키는데, 물이 전기분해되어 발생되는 전해물질의 산화 및 환원성에 의해 배관에 부착된 슬러리가 이온화되어 용해, 제거됨에 따라 배관이 세척되며, 아울러 물도 살균된다.
그런데 이와 같이 물을 전기분해하기 위해서는 전해장치를 구동시키기 위한 전력이 요구된다. 따라서 전력을 공급하기 곤란한 장소에서는 전해장치를 이용하기가 곤란하다. 뿐만 아니라 전해장치를 주기적으로 구동시켜야 하기 때문에 많은 전력이 소모된다.
한편, 이러한 문제점에 대해 특허등록 제10-1212867호와 같은 자가발전식 전해장치가 제안되기도 하였다. 종래의 자가발전식 전해장치는 배관으로 이송되는 물의 흐름에 의해 회전되는 블레이드와, 이 블레이드에 연결되어 블레이드의 회전력을 전기에너지로 변환시키는 발전모듈 및 축전지가 일반적인 전해장치에 더 추가되어 구성된다.
이와 같이, 종래의 자가발전식 전해장치는 블레이드와 발전모듈이 구비되는 복잡한 구성을 가질 뿐만 아니라, 전해공간 내부에 블레이드가 설치되어야 하므로 전해장치의 부피가 커지는 문제가 발생된다.
대한민국 등록특허 제10-0223694호(1999. 07. 12.)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 구성이 간단하여 코스트가 저렴하며, 물의 살균 및 배관의 세척효과도 우수한 새로운 구성의 자가발전형 전해장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 외부에서 물이 유입되는 유입구(112) 및 물이 외부로 배출되는 배수구(114)가 형성되고, 상기 유입구(112) 및 배수구(114)와 연통되는 전해공간(102)이 형성되는 하우징(100); 기단부가 상기 하우징(100)에 회전가능하게 결합되는 축부재(210)와, 상기 축부재(210)에 방사상으로 돌출되도록 결합되는 다수 쌍의 전극(220)으로 이루어져서, 상기 전해공간(102)에 내장되어 상기 유입구(112)로 유입되는 물의 흐름에 의해 회전되는 회전전극체(200); 및 상기 회전전극체(200)에 연결되어 회전전극체(200)의 회전력을 전기로 변환시키는 발전모듈(300);을 포함하여 이루어져서, 상기 발전모듈(300)에서 발전된 전기가 상기 전극(220)으로 인가되어, 상기 전해공간(102)에서 전기분해가 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가발전형 전해장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 전해공간(102)과, 희석공간(104)이 내부에 형성되며, 상기 전해공간(102)에는 묽은 염산이 주입되는 염산주입구(106)가 형성되고, 상기 희석공간(104)에는 외부에서 물이 유입구(112) 및 외부로 물이 배출되는 배수구(114)가 형성되며, 상기 전해공간(102)과 희석공간(104) 사이에는 전해공간(104)에서 생성된 차아염소산을 희석공간(104)으로 배출시키는 차아염소산배출공(105)이 형성된 하우징(100); 상기 전해공간(102)에 내장되는 고정전극(130); 상기 하우징(100)에 회전가능하게 결합되는 축부재(210)와, 상기 축부재(210)에 방사상으로 돌출되도록 결합되는 다수 쌍의 전극(220)으로 이루어지며, 상기 희석공간(104)에 배치되어 상기 유입구(112)를 통해 유입되는 물의 흐름에 의해 회전되는 회전전극체(200); 및 상기 회전전극체(200)에 연결되어 회전전극체(200)의 회전력을 전기로 변환시키는 발전모듈(300);을 포함하며, 상기 발전모듈(300)에서 발전된 전기가 상기 고정전극(130) 및 회전전극체(200)의 전극(220)에 인가되어, 상기 전해공간(102)과 희석공간(104)에서 전기분해가 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가발전형 전해장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 고정전극(130)에는 상기 희석공간(104)으로 삽입되는 연장부(132)가 형성된다.
이상과 같은 구성을 가지는 본 발명은 자가발형전 전해장치로서, 외부에서 별도로 전원이 공급되지 않아도 되므로 경제적이다. 특히, 본 고안은 전극이 회전가능하게 구성되어 발전이 이루어지기 때문에, 종래와 같이 발전을 위해 별도의 블레이드를 구비하지 않아도 되므로, 구성이 간단하고, 블레이드를 설치하기 위한 공간이 확보되지 않아도 되므로 콤팩트한 구성이 가능하다.
또한, 본 발명이 차아염소산수 제조에 사용되는 경우에는 전해공간(102)에 구비되는 고정전극(130)의 선단부에 희석공간(104)으로 삽입되는 연장부(132)를 형성하여, 상기 연장부(132)에 의해 고정전극(130)이 냉각되도록 함으로써, 고정전극(130)이 과열되어 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 희석공간(104)에 회전전극체(200)가 구비됨에 따라 자가발전은 물론이며, 희석공간(104)에 존재되는 염산이 전기분해되어 차아염소산이 발생되기 때문에, 차아염소산수의 pH가 상승되고, 차아염소산수의 농도도 증가된다. 따라서 농도가 높은 미산성의 차아염소산수를 생성할 수 있으며, 이에 따라 물이 효과적으로 살균되고, 배관의 세척효과도 우수하다.
이와 같은 본 발명은 취수장, 수영장을 비롯한 각종 물놀이시설, 공업 및 축산용수 설비 등 다양한 분야에 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1실시예를 보인 단면도
도 2는 상기 실시예에서 사용된 회전전극체의 사시도
도 3은 본 발명의 제2실시예를 보인 단면도
도 4는 본 발명의 제3실시예를 보인 단면도
도 5는 본 발명의 제4실시예를 보인 단면도
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예를 보인 단면도이고, 도 2는 본 실시예에서 사용된 회전전극체를 보인 사시도이다. 본 발명은 도시된 바와 같이, 내부에 전해공간(102)이 형성되는 하우징(100)과, 하우징(100)에 내장되는 회전전극제(200)와, 회전전극체(200)의 회전력을 전기로 변환시키는 발전모듈(300)을 포함하여 이루어진다.
상기 하우징(100)은 상하로 긴 원통체형상으로 되어 내부에 전해공간(102)을 가지는데, 도시된 바와 같이, 상부가 개방된 하우징본체(110)와, 하우징본체(110)의 상부를 커버하는 커버(120)로 분할형성된다.
그리고 상기 하우징본체(110)에는 전해공간(102)으로 물, 즉, 피처리수가 유입되는 유입구(112)와, 물을 외부로 배출시키는 배수구(114)가 형성되어, 유입구(112)와 배수구(114)에 외부 배관(2)이 연결된다. 피처리수, 즉, 물은 지하수나 수돗물 등으로서 그 종류가 특별히 제한되지 않는다.
이러한 하우징(100)의 전해공간(102)에는 회전전극체(200)가 내장된다. 이 회전전극체(200)는 비도전성 재질로 이루어진 축부재(210)에 +, - 전극이 하나의 쌍을 이루는 다수 쌍의 전극(220)이 결합되어 이루어진다. 도시된 바와 같이, 전극(220)은 축부재(210)의 외주면에 방사상으로 결합되어, 마치 날개와 같은 형태를 이룬다.
이러한 회전전극체(200)의 축부재(210)는 기단부가 하우징(100)의 커버(120)에 회전가능하게 결합된다. 따라서 회전전극체(200)는 상기 유입구(112)를 통해 유입되는 물의 흐름에 의해 전극(220)이 타격되어 회전된다.
그리고 상기 회전전극체(200)에는 발전모듈(300)이 연결된다. 이 발전모듈(300)은 케이스 내부에 고정자, 회전자 및 변환회로가 구비되어 이루어지며, 회전자가 상기 축부재(210)와 연결된다. 따라서 전술한 바와 같이, 하우징(100) 내부로 유입되는 물의 흐름에 의해 회전전극체(200)가 회전되면 회전축(210)에 연결된 회전자가 회전되고, 그 결과 전력이 생성된다. 이러한 발전모듈(300)은 공지된 구성이므로 자세한 설명은 생략한다.
이와 같이 발전모듈(300)에서 생성된 전력은 변환회로에 의해 구동전원형태로 변환된다. 한편, 발전모듈(300)에는 축전지(400)가 연결되고, 축전지(400)는 상기 회전전극체(200)의 전극(220)과 연결된다.
따라서, 발전모듈(300)에서 발전된 전기는 회전전극체(200)의 전극(220)으로 공급된다. 이와 같이 회전전극체(200)의 전극(220)에 전류가 인가되면, 하우징(100)으로 유입되는 물이 전기분해되고, 이에 따라 물이 살균되고 배관 내부에 달라붙은 슬러리도 제거되어 배관이 세척된다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예를 설명하되, 전술한 실시예와 동일한 구성 및 효과에 대해서는 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 제2실시예를 보인 것이다. 본 실시예에서는 도시된 바와 같이, 상기 하우징(100)의 내부 공간이 구획판(103)에 의해 전해공간(102)과 희석공간(104)으로 구획되며, 상기 유입구(112)와 배수구(114)는 희석공간(104)으로 연통되도록 형성된다.
그리고 하우징(100)의 커버(120)에는 상기 전해공간(102)으로 묽은 염산을 주입하기 위한 염산주입구(106)가 형성되고, 상기 구획판(103)에는 후술하는 바와 같이, 전해공간(100)에서 생성된 차아염소산이 희석공간(104)으로 배출되는 차아염소산배출공(105)이 형성된다.
한편, 상기 전해공간(102)에는 염산을 전기분해하기 위한 고정전극(130)이 내장된다. 고정전극(130)은 +, - 전극이 쌍을 이루도록 내장되는데, 본 실시예에서는 1쌍의 전극이 구비된 것으로 도시되었으나, 전극이 다수 쌍 구비될 수도 있다. 바람직하게는 고정전극(130)은 하우징(100)의 커버(120)에 고정결합된다.
이와 같이 전해공간(102)에 고정전극(130)이 구비되고, 고정전극(130)에 전류가 인가되면, 전해공간(102)으로 유입되는 묽은 염산이 전기분해되어 염소가스가 발생되고, 이 염소가 물에 용해되어 차아염소산이 발생된다. 그리고 발생된 차아염소산은 차아염소산배출공(105)을 통해 희석공간(104)으로 배출된다. 염소가스의 일부는 기체상태로 차아염소산배출공(105)을 통해 희석공간(104)으로 배출되어 희석공간(104)에서 물에 용해되어 차아염소산이 되기도 한다. 이와 같이 염소가스가 물에 용해되어 차아염소산이 생성되므로 결국 차아염소산수가 생성된다.
그리고 상기 희석공간(104)에는 유입구(112)를 통해 외부에서 물이 유입되고, 배수구(114)를 통해 물이 외부로 배출되는데, 유입구(112)를 통해 유입되는 물에 의해 차아염소산수가 희석되어, 배수구(114)로 배출된다.
본 실시예에서는 이러한 희석공간(104)에 상기 회전전극체(200)가 회전가능하게 내장되고, 이 회전전극체(200)에 발전모듈(300)이 연결된다. 이 회전전극체(200) 역시 상기 유입구(112)를 통해 유입되는 물의 흐름에 의해 회전되고, 이에 따라 발전모듈(300)에서 발전이 이루어진다. 그리고 발전모듈(300)에서 발생된 전기는 회전전극체(200)의 전극(220)과 더불어 전해공간(102)에 내장된 고정전극(130)에도 공급되고, 이에 따라 전술한 바와 같이 전해공간(102)에서 염산이 전기분해되어 차아염소산이 생성되는 일련의 반응이 일어난다.
한편, 전술한 바와 같이, 염산이 전기분해되어 생성딘 염소가스가 물에 용해됨에 따라 차아염소산이 생성되어 차아염소산수를 얻게 되지만, 아래의 화학식과 같이 염소가스의 일부는 염산으로 재생성되며, 이에 따라 차아염소산수의 pH가 낮아진다.
H2O + Cl2 → HOCl + HCl
그런데 차아염소산수는 pH5~6.5의 미산성 수준에서 가장 우수한 살균력을 갖기 때문에, 차아염소산수의 살균력을 향상시키기 위해서는 차아염소산수의 pH를 미산성 수준으로 높일 필요가 있다. 일반적으로는 차아염소산수를 희석시키는 희석수의 공급량을 증가시켜서 차아염소산수의 pH를 미산성 영역으로 조절하는데, 이와 같은 방법을 사용하면, 차아염소산수의 pH는 미산성 역역으로 조절되나 차아염소산수의 차아염소산 농도가 저하되어 효과적인 살균력을 갖지 못하게 되는 문제점을 가진다.
그러나 본 발명에서는 재 생성된 염산이 상기 회전전극체(200)에 의해 전기분해되어 전술한 바와 같은 반응에 의해 차아염소산이 생성된다. 이와 같이, 회전전극체(200)에 의해 희석공간(104)의 염산이 전기분해됨에 따라 차아염소산수의 pH는 상승되고, 차아염소산수의 차아염소산농도가 증가된다. 따라서 고농도의 미산성 차아염소산수를 얻게 된다.
이와 같이 전해장치에 의해 차아염소산수가 생성되면, 차아염소산수에 의해 물의 효과적으로 살균된다.
도 4는 본 고안의 제3실시예를 보인 것이다. 본 실시예에서는 도시된 바와 같이, 전해공간(102)에 내장된 고정전극(130)의 선단부에는 희석공간(104)으로 삽입되는 연장부(132)가 돌출연장된다.
그리고 상기 구획판(103)에는 상기 연장부(132)가 관통되게 끼워지는 관통공이 형성된다. 따라서 상기 고정전극(130)을 설치하면, 고정전극(130)의 연장부(132)를 상기 관통공을 통해 희석공간(104)으로 삽입되고, 희석공간(104)으로 유입되는 물과 접촉된다.
전해공간(102)에서 염산이 전기분해되는 과정에서 고정전극(130)에 높은 전류가 인가되기 때문에 전극(130)이 과열되어 손상되는데, 본 실시예는 고정전극(130)의 연장부(132)가 희석공간(104)으로 삽입되어 희석공간(104)으로 유입되는 물에 의해 냉각되기 때문에, 고정전극(130)이 과열되어 손상되는 것이 방지된다. 물론, 상기 연장부(132)에 의해서도 전해공간(104)의 염산이 전기분해된다.
도 5는 본 발명의 제4실시예를 보인 것으로서, 본 실시예에서는 회전전극체(200)의 축부재(210)가 구획판(103)을 관통하여 상기 커버(120)에 회전가능하게 결합된다.

Claims (3)

  1. 외부에서 물이 유입되는 유입구(112) 및 물이 외부로 배출되는 배수구(114)가 형성되고, 상기 유입구(112) 및 배수구(114)와 연통되는 전해공간(102)이 형성되는 하우징(100);
    기단부가 상기 하우징(100)에 회전가능하게 결합되는 축부재(210)와, 상기 축부재(210)에 방사상으로 돌출되도록 결합되는 다수 쌍의 전극(220)으로 이루어져서, 상기 전해공간(102)에 내장되어 상기 유입구(112)로 유입되는 물의 흐름에 의해 회전되는 회전전극체(200); 및
    상기 회전전극체(200)에 연결되어 회전전극체(200)의 회전력을 전기로 변환시키는 발전모듈(300);을 포함하여 이루어져서,
    상기 발전모듈(300)에서 발전된 전기가 상기 전극(220)으로 인가되어, 상기 전해공간(102)에서 전기분해가 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가발전형 전해장치.
  2. 전해공간(102)과, 희석공간(104)이 내부에 형성되며, 상기 전해공간(102)에는 묽은 염산이 주입되는 염산주입구(106)가 형성되고, 상기 희석공간(104)에는 외부에서 물이 유입되는 유입구(112) 및 외부로 물이 배출되는 배수구(114)가 형성되며, 상기 전해공간(102)과 희석공간(104) 사이에는 전해공간(102)에서 생성된 차아염소산을 희석공간(104)으로 배출시키는 차아염소산배출공(105)이 형성된 하우징(100);
    상기 전해공간(102)에 내장되는 고정전극(130);
    상기 하우징(100)에 회전가능하게 결합되는 축부재(210)와, 상기 축부재(210)에 방사상으로 돌출되도록 결합되는 다수 쌍의 전극(220)으로 이루어지며, 상기 희석공간(104)에 배치되어 상기 유입구(112)를 통해 유입되는 물의 흐름에 의해 회전되는 회전전극체(200); 및
    상기 회전전극체(200)에 연결되어 회전전극체(200)의 회전력을 전기로 변환시키는 발전모듈(300);을 포함하며,
    상기 발전모듈(300)에서 발전된 전기가 상기 고정전극(130) 및 회전전극체(200)의 전극(220)에 인가되어, 상기 전해공간(102)과 희석공간(104)에서 전기분해가 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가발전형 전해장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정전극(130)에는 상기 희석공간(104)으로 삽입되는 연장부(132)가 형성된 것을 특징으로 하는 자가발전형 전해장치.



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