KR101741120B1

KR101741120B1 - 차아염소산나트륨 생산장치 및 생산방법

Info

Publication number: KR101741120B1
Application number: KR1020170038419A
Authority: KR
Inventors: 최봉환; 민승욱; 박찬호; 이희헌
Original assignee: (주) 아큐스
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2017-05-29

Abstract

본 발명은, 차아염소산나트륨 생산장치 및 생산방법에 관한 것으로서, 원수를 공급받아 상기 원수에서 양이온을 제거하여 연수를 만드는 연수기; 염화나트륨이 저장되어 있고, 상기 연수기에서 배출되는 상기 연수의 일부가 분기되어 공급되면 염화나트륨수를 만드는 브라인 탱크; 상기 연수기로부터 공급받는 상기 연수와, 상기 브라인 탱크로부터 공급받는 상기 염화나트륨수를 혼합하여 설정 농도 범위 및 설정 온도 범위의 혼합수를 만드는 염수희석모듈; 상기 염수희석모듈로부터 공급받은 상기 혼합수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 만드는 전기분해조; 및 상기 전기분해조에서 만들어진 상기 차아염소산나트륨을 저장하는 저장탱크를 포함한다.

Description

차아염소산나트륨 생산장치 및 생산방법{Hypochlorite acid water production equipment and production method thereof}

본 발명은 차아염소산나트륨 생산장치 및 생산방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소금, 물, 전기를 이용하여 차아염소산나트륨을 생산할 수 있는 차아염소산나트륨 생산장치 및 생산방법에 관한 것이다.

일반적으로 차아염소산나트륨 발생장치는 염수(鹽水)나 해수(海水)를 전기분해하여 차아염소산나트륨(Sodium Hypochlorite; NaOCl)을 발생시키는 장치로서, 이때 발생된 차아염소산나트륨은 정수장이나 하수처리장 또는 수영장의 살균처리에 사용된다.

또한, 차아염소산나트륨은 고급 표백제, 산화제, 살균 소독제, 탈색제, 탈취제, 섬유표백, 셀룰로이드의 안정제, 폭약 안정제, 유기 합성, 석유 및 유지공업의 분리정제 등 다양한 용도로 사용되고 있다.

이러한 차아염소산나트륨을 제조하는 방법은, 양극과 음극이 엇갈려 배치된 전해조에 일정 농도의 희석염수가 포함된 전해수를 공급하고, 양극과 음극에 직류전류를 인가하면 희석염수가 전기분해되면서 차아염소산나트륨이 생성된다. 따라서 전해조에는 포화염수와 양이온이 제거된 연수가 혼합된 희석염수가 공급된다.

그런데 전해조에서 혼합수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 만들 때에는, 전해조로 공급되는 혼합수의 농도와 온도가 매우 중요하다. 비균일한 농도의 혼합수의 공급은 생산되는 차아염소산나트륨의 농도 및 생산량을 변화시켜 생산장치의 신뢰성을 떨어뜨리고 공급되는 혼합수의 온도가 설정온도 이하 시 전극 손상이 우려되며, 설정온도 이상 시에는 차아염소산나트륨의 부산물 생성이 증가되는 문제가 발생한다.

또한, 현존하는 차아염소산나트륨 생산장치는 최초에 농도와 생산량이 설정되면 수정이 불가능하다. 따라서 차아염소산나트륨의 농도와 생산량의 설정을 필요에 따라서 사용자가 조절할 수 있는 장치의 개발이 필요하다.

대한민국공개특허 제10-2016-0150223호

본 발명은 소금, 물, 전기를 이용하여 차아염소산나트륨을 생산할 수 있는 차아염소산나트륨 생산장치 및 생산방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 사용자가 설정한 농도와 생산량의 차아염소산나트륨을 생산하는 장치에 있어서, 원수를 공급받아 상기 원수에서 양이온을 제거하여 연수를 만드는 연수기; 염화나트륨이 저장되어 있고, 상기 연수기에서 배출되는 상기 연수의 일부가 분기되어 공급되면 염화나트륨수를 만드는 브라인 탱크; 상기 연수기로부터 공급받는 상기 연수와, 상기 브라인 탱크로부터 공급받는 상기 염화나트륨수를 혼합하여 설정 농도 범위 및 설정 온도 범위의 혼합수를 만드는 염수희석모듈; 상기 염수희석모듈로부터 공급받은 상기 혼합수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 만드는 전기분해조; 및 상기 전기분해조에서 만들어진 상기 차아염소산나트륨을 저장하는 저장탱크를 포함하며, 상기 염수희석모듈에서 만들어진 상기 혼합수의 농도가 상기 설정 농도 범위에 해당하지 않으면 상기 염화나트륨수의 유량을 조절하여 공급하고, 상기 혼합수의 온도가 상기 설정 온도 범위에 해당하지 않으면 상기 연수의 온도를 조절하여 공급하며, 상기 차아염소산나트륨의 생산량에 따라 상기 연수의 유량을 조절하여 공급하고, 상기 염수희석모듈은, 일측에는 상기 염화나트륨수가 유입되는 제1 유입구가 형성되고, 둘레방향을 따라 상기 제1 유입구와 이격되어 상기 연수가 유입되는 제2 유입구가 형성되며, 내부에는 하측에서 상측 방향으로 설정 높이에 길이방향과 교차하는 격벽이 구비된 제1 용기; 상기 제1 용기의 내부에 구비되되 상기 제1 용기의 내주면과 이격되게 배치되는 제2 용기; 상기 제1 용기의 상기 격벽과 상기 제2 용기의 바닥면 사이에 구비되며, 상기 염화나트륨수와 상기 연수가 유입되는 힘에 의해 회전되어 상기 염화나트륨수와 상기 연수를 혼합하는 회전부재; 상기 제1 용기 및 상기 제2 용기를 관통 결합하여 일측은 상기 제1 용기의 외부로 돌출되고, 타측은 상기 제2 용기의 내부로 삽입되어 상기 혼합수가 배출되는 유로를 형성하는 혼합수 배출관; 일부가 상기 제2 용기의 내부에 위치하도록 구비되어 상기 혼합수의 상기 전도도 및 상기 온도를 측정하는 센서를 포함하는 차아염소산나트륨 생산장치를 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면 본 발명은, 사용자가 설정한 농도의 차아염소산나트륨 또는 설정한 생산량의 차아염소산나트륨을 생산하는 방법에 있어서, 상기 차아염소산나트륨의 농도 또는 상기 차아염소산나트륨의 생산량에 따라 혼합수의 설정 농도 범위 및 설정 온도 범위를 도출하여, 상기 염수희석모듈을 제어하는 제어모듈에 입력되도록 설정하는 단계; 연수기로 원수에서 양이온을 제거하여 연수를 만드는 단계; 염화나트륨이 저장된 브라인 탱크로 상기 연수의 일부가 공급되면 염화나트륨수가 만들어지는 단계; 상기 염수희석모듈로 상기 연수 및 상기 염화나트륨수가 공급되면, 상기 연수와 상기 염화나트륨수를 혼합하여 혼합수를 만드는 단계; 전기분해조로 상기 혼합수가 공급되면, 상기 혼합수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 만드는 단계; 및 상기 차아염소산나트륨을 저장탱크에 저장하는 단계를 포함하며, 상기 혼합수를 만드는 단계에서는, 상기 염수희석모듈에서 만들어진 상기 혼합수의 농도가 상기 설정 농도 범위에 해당하지 않으면 상기 염화나트륨수의 유량을 조절하여 공급하고, 상기 혼합수의 온도가 상기 설정 온도 범위에 해당하지 않으면 상기 연수의 온도를 조절하며, 상기 차아염소산나트륨의 생산량에 따라 상기 연수의 유량을 조절하여 공급하고, 상기 염수희석모듈은, 일측에는 상기 염화나트륨수가 유입되는 제1 유입구가 형성되고, 둘레방향을 따라 상기 제1 유입구와 이격되어 상기 연수가 유입되는 제2 유입구가 형성되며, 내부에는 하측에서 상측 방향으로 설정 높이에 길이방향과 교차하는 격벽이 구비된 제1 용기; 상기 제1 용기의 내부에 구비되되 상기 제1 용기의 내주면과 이격되게 배치되는 제2 용기; 상기 제1 용기의 상기 격벽과 상기 제2 용기의 바닥면 사이에 구비되며, 상기 염화나트륨수와 상기 연수가 유입되는 힘에 의해 회전되어 상기 염화나트륨수와 상기 연수를 혼합하는 회전부재; 상기 제1 용기 및 상기 제2 용기를 관통 결합하여 일측은 상기 제1 용기의 외부로 돌출되고, 타측은 상기 제2 용기의 내부로 삽입되어 상기 혼합수가 배출되는 유로를 형성하는 혼합수 배출관; 일부가 상기 제2 용기의 내부에 위치하도록 구비되어 상기 혼합수의 상기 전도도 및 상기 온도를 측정하는 센서를 포함하는 차아염소산나트륨 생산방법을 제공한다.

본 발명에 따른 차아염소산나트륨 생산장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 사용자가 원하는 차아염소산나트륨의 농도 또는 차아염소산나트륨의 생산량에 따라 염수희석모듈을 통해 염화나트륨수와 연수를 각각 공급받아 설정 농도 범위 및 설정 온도 범위의 혼합수를 생산할 수 있다.

둘째, 특히 염수희석모듈에 혼합수의 농도와 온도를 측정하는 센서가 구비되어 있으므로, 잘못된 온도 및 농도의 혼합수가 공급되는 것을 방지하여 차아염소산나트륨 생산의 오류를 미연에 방지할 수 있다.

셋째, 사용자가 요구하는 생산량에 맞춰 차아염소산나트륨을 생산할 수 있으므로 전력소비량을 절감하는 효과를 가질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차아염소산나트륨 생산장치 구성이 도시된 블록도이다.
도 2는 도 1에 따른 차아염소산나트륨 생산장치의 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차아염소산나트륨 생산장치의 염수희석모듈의 사시도이다.
도 4는 도 3에 따른 염수희석모듈의 분해사시도이다.
도 5는 도 3에 따른 염수희석모듈의 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차아염소산나트륨의 생산방법이 도시된 블록도이다.

도 1 내지 도 7에는 본 발명에 따른 차아염소산나트륨의 생산장치 및 생산방법에 대해 도시되어 있다.

먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차아염소산나트륨 생산장치(100)를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 상기 차아염소산나트륨 생산장치(100)는, 브라인 탱크(120), 연수기(110), 염수희석모듈(130), 전기분해조(140) 및 저장탱크(150)를 포함한다. 상기의 구성들을 설명하기에 앞서, 상기 차아염소산나트륨 생산장치(100)는 제어모듈(160)을 더 포함한다.

본 발명에 따른 상기 차아염소산나트륨 생산장치(100)는 사용자가 설정한 생산량의 차아염소산나트륨 또는 사용자가 설정한 농도의 차아염소산나트륨을 생산한다. 사용자가 입력부(미도시)를 통해 생산할 상기 차아염소산나트륨의 생산량 또는 농도를 입력하면, 상기 제어 모듈(160)이 전송받아 상기 염수희석모듈(130)에서 만들어질 혼합수의 설정 전도도 범위 및 설정 온도 범위를 도출하고 이를 상기 염수희석모듈(130)을 제어하는 상기 제어모듈(160)에 입력되도록 설정한다. 또한, 상기 제어 모듈(160)은 후술되는 유량제어밸브(11), 온도조절유닛(13), 정량펌프(121), 상기 염소희석모듈(130) 및 상기 전기분해조(140)의 작동을 제어할 수도 있다.

상기 브라인 탱크(120)는 염화나트륨이 저장되어 있는 탱크로서, 후술되는 상기 연수기(110)를 통해 연수를 공급받으면 염화나트륨수(소금물)를 만든다. 이렇게 만들어진 상기 염화나트륨수는 후술되는 상기 염수희석모듈(130)로 공급된다.

상기 연수기(110)는 외부로부터 원수가 공급되면 상기 원수에서 양이온을 제거하여 연수를 만든다. 상기 연수기(110)에서 만들어진 상기 연수는 상기 염수희석모듈(130)로 공급되는데, 이때 상기 연수의 일부는 분기되어 전술한 바와 같이 상기 브라인 탱크(120)로 공급된다. 상기 브라인 탱크(120)와 상기 염수희석모듈(130) 사이, 상기 염화나트륨수가 유동하는 유로가 형성된 배관(미표기)에는 상기 정량펌프(121)가 설치되어 있어, 상기 정량펌프(121)에 의해 상기 브라인 탱크(120)에 저장된 상기 염화나트륨수가 상기 염수희석모듈(130)로 공급된다.

상기 염수희석모듈(130)은 상기 연수기(110)에서 만들어진 상기 연수 중 상기 브라인 탱크(120)로 분기되지 않은 나머지를 공급받는다. 또한, 전술한 바와 같이 상기 브라인 탱크(120)에서 만들어진 상기 염화나트륨수를 공급받는다. 그리고 공급받은 상기 연수와 상기 염화나트륨수를 혼합하여 혼합수를 만든다.

한편, 상기 연수기(110)와 상기 염수희석모듈(130) 사이, 상기 연수가 유동되는 유로가 형성되는 배관(미표기)에는 상기 유량제어밸브(11)와 상기 온도조절유닛(13)이 설치된다. 후술되겠지만, 상기 염수희석모듈(130)에는 상기 연수와 상기 염화나트륨수가 혼합하여 만들어진 상기 염화나트륨수의 전도도 및 온도를 측정하는 센서(139)가 구비되어 있어, 상기 염화나트륨수의 전도도 및 온도에 따라 상기 정량펌프(121)에 의해 상기 염화나트륨수의 유량이 조절되거나 상기 온도조절유닛(13)에 의해 상기 연수의 온도가 조절된다. 또한, 상기 차아염소산나트륨의 생산량을 조절하고자 할 때에는 상기 유량제어밸브(11)의 개도를 조절하여 상기 연수의 유량을 조절한다.

한편, 도 3 내지 도 5를 참조하여 상기 염수희석모듈(130)의 구조를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 염수희석모듈(130)은 제1 용기(131), 제2 용기(133), 회전부재(135), 혼합수 배출관(137) 및 센서(139)를 포함한다.

상기 제1 용기(131)는 상기 염화나트륨수가 유입되는 제1 유입구(131a) 및 상기 연수가 유입되는 제2 유입구(131b)가 형성되어 있다. 본 실시예에서 상기 제1 용기(131)는 예시적으로 원통형으로 형성되지만, 이는 본 실시예에만 한정되는 것이다.

상기 제1 용기(131)에 형성되는 상기 제1 유입구(131a) 및 상기 제2 유입구(131b)는 상기 제1 용기(131)의 외주면의 접선 방향으로 형성된다. 이때, 상기 제2 유입구(131b)는 상기 연수가 유입되는 방향이 상기 제1 유입구(131a)를 향하면서 상기 제1 용기(131)의 외주면의 접선 방향으로 형성된다. 따라서 상기 제1 유입구(131a)를 통해 유입되는 상기 염화나트륨수와 상기 제2 유입구(131b)를 통해 유입되는 상기 연수가 동일한 방향으로 회전되면서 상기 회전부재(135)의 회전이 원활하게 이루어지도록 하며 상기 염화나트륨수와 상기 연수가 혼합된 상기 혼합수는 와류의 형태로 유동한다.

상기 제2 유입구(131b)에는 경도 측정기(미도시)가 설치된다. 상기 전기분해조(140)의 전해조 전극 수명은 상기 연수 속에 포함된 경도 성분에 영향을 받는다. 따라서 상기 혼합수가 만들어지는 상기 염수희석모듈(130)로 상기 연수가 공급될 때 상기 연수의 경도를 측정하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 전술한 바와 같이 상기 제2 유입구(131b)에 상기 경도 측정기(미도시)를 포함하여 상기 연수의 경도를 측정한다.

상기 경도 측정기(미도시)와 함께 알람수단(미도시)를 더 구비하여, 상기 염수희석모듈(130)로 유입되는 상기 연수의 품질이 저하된 것으로 측정되면 상기 알람수단(미도시)을 통해 작업자가 적절한 대응을 할 수 있도록 한다.

한편, 상기 제1 용기(131)의 내부에는 상기 제1 용기(133)의 하측에서 상측 방향으로 설정 높이의 위치에 상기 제1 용기(131)의 높이 방향과 교차하는 방향으로 가로지르는 격벽(131c)이 구비되어 있다. 상기 격벽(131c)에는 배출홀(131d)이 형성되어 있어, 상기 염수희석모듈(130)에서 만들어진 상기 혼합수 중 상기 전기분해조(140)로 공급되지 못한 상기 혼합수를 상기 배출홀(131d)을 통해 외부로 배출할 수 있다.

상기 제2 용기(133)는 상기 제1 용기(131)의 내부에 구비되는데, 상기 제2 용기(133)의 외주면이 상기 제1 용기(131)의 내주면과 이격되게 배치되어 상기 제1 용기(131)와 상기 제2 용기(133) 사이에 이격공간이 형성된다. 따라서 상기 염화나트륨수와 상기 연수는 상기 이격공간(132)으로 유입된다.

상기 제2 용기(133)의 측면 상측에는 상기 제2 용기(133)의 둘레 방향을 따라 설정 간격 이격되는 복수 개의 유입홀(133a)들이 형성되어 있다. 상기 이격공간(132)에서 만들어진 상기 혼합수는 상 방향으로 유동되어 상기 유입홀(133a)을 통과하여 상기 제2 용기(133)의 내부로 유입된다.

상기 회전부재(135)는 상기 제1 용기(131)와 상기 제2 용기(133) 사이에 구비된다. 보다 구체적으로는 상기 제2 용기(133)의 바닥면과 상기 격벽(133c) 사이에 구비된다. 상기 회전부재(135)는 회전 가능하도록 힌지 결합되어 있으며, 상기 제1 유입구(131a)와 상기 제2 유입구(131b)를 통해 상기 염화나트륨수 및 상기 연수가 유입되어 유동되는 힘에 의해 회전된다.

상기 회전부재(135)를 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 회전부재(135)는 일측은 상기 제2 용기(133)에 결합되고, 타측은 상기 격벽(131c)에 결합되는 고정축(135a), 상기 고정축(135a)에 힌지 결합되는 회전축(135b)과, 상기 회전축(135b)의 둘레 방향을 따라 설정 간격 상호 이격되는 복수 개의 회전 날개(135c)들을 포함한다. 그리고 각 회전 날개(135c)에는 설정 간격 이격되는 복수 개의 관통홀(135c-1)들이 형성되어 있다.

상기 제1 유입구(131a)와 상기 제2 유입구(131b)를 통해 유입되어 와류의 형태로 유동하는 상기 염화나트륨수와 상기 연수는 상기 회전 날개(135c)들을 회전시키기도 하지만 상기 회전 날개(135c)들과 충돌하고, 상기 회전 날개(135b)의 상기 관통홀(135c-1)들을 통과하면서 혼합되어 혼합수가 만들어진다. 특히, 상기 관통홀(135c-1)들을 통과하면서 상기 염화나트륨수와 상기 연수의 입자가 더욱 작아져 더욱 혼합이 잘 되는 효과를 갖는다.

상기 혼합수 배출관(137)은 일측은 상기 제2 용기(133)의 내부에 삽입되고, 타측은 상기 제1 용기(131)의 외부로 돌출되게 결합되어 있다. 전술한 바와 같이 만들어진 상기 혼합수가 상기 제2 용기(133)의 내부로 유입되면, 상기 혼합수 배출관(137)을 통해 외부로 배출되어 상기 전기분해조(140)로 공급된다.

한편, 상기 혼합수 배출관(137)의 상측에는 에어벤트 홀(137-1)이 형성되어 있다. 상기 혼합수 배출관(137)을 통해 상기 혼합수가 상기 전기분해조(140)를 향해 배출될 때, 상기 제2 용기(133)의 내부에 채워져 있는 공기가 상기 에어벤트 홀(137-1)을 통해 함께 배출된다.

상기 제2 용기(133)의 내부에 공기가 가득차면 상기 혼합수가 상기 제2 용기(133)의 내부에 충분히 채워지지 않아 후술될 상기 센서(139)가 상기 혼합수에 충분히 침수되지 못할 수 있다. 따라서 상기 에어벤트 홀(137-1)을 통해 상기 제2 용기(133) 내부의 공기를 배출하여 상기 센서(139)가 상기 혼합수에 충분히 침수되도록 한다.

상기 센서(139)는 상기 혼합수의 전도도 및 온도를 검출한다. 상기 센서(139)는 일부가 상기 제2 용기(133)의 내부에 삽입되도록 설치되어 있어, 상기 센서(139)의 일부가 상기 혼합수에 잠기며 상기 혼합수의 전도도 및 온도를 검출한다.

사용자가 설정한 농도 또는 생산량의 차아염소산나트륨을 만들기 위해서는 상기 전기분해조(140)로 공급되는 상기 혼합수의 농도와 온도가 설정 범위 내에 속해야 한다.

상기 혼합수의 농도는 상기 혼합수의 전도도를 통해 측정될 수 있다. 따라서 상기 센서(139)가 상기 제2 용기(133) 내부로 유입된 상기 혼합수의 전도도와 온도를 측정한다.

만약, 상기 센서(139)로 측정된 상기 혼합수의 전도도가 설정 전도도 범위 내에 해당하지 않으면, 상기 정량펌프(121)를 조절하여 상기 염수희석모듈(130)로 공급되는 상기 염화나트륨수의 유량을 조절한다. 한편, 상기 센서(139)로 측정된 상기 혼합수의 온도가 설정 온도 범위 내에 해당하지 않으면, 상기 온도조절유닛(13)을 제어하여 상기 연수의 온도를 조절한다.

상기 전기분해조(140)는 상기 염수희석모듈(130)에서 만들어진 상기 혼합수를 공급받아 상기 혼합수를 전기분해하여 상기 차아염소산나트륨을 만든다. 상기 전기분해조(140)는 복수 개의 전해조(141, 142)들을 포함한다. 즉, 각각의 상기 전해조(141, 142)를 거치면서 상기 차아염소산나트륨을 생산하는 것이다. 본 실시예에서는 도면을 참조하는 바와 같이, 두 개의 상기 전해조(141, 142)들을 포함하는 것을 예로 들었으나 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 복수 개의 상기 전해조(141, 142)들 중 상기 저장탱크(150)로 배출되기 직전의 상기 전해조(142)에는 레벨센서(142a), 온도센서(142b) 및 전해조 온도조절장치(145)가 구비된다. 상기 레벨센서(142a)를 통해 상기 전해조(142) 내부에 상기 차아염소산나트륨의 수위를 감지하고, 상기 온도센서(142b)를 통해 상기 차아염소산나트륨의 온도를 측정한다.

상기 온도센서(142b)를 통해 측정된 상기 차아염소산나트륨의 온도가 설정 온도 범위에 해당하지 않으면, 상기 전해조 온도조절장치(145)에 의하여 상기 차아염소산나트륨의 온도를 설정 온도 범위로 유지할 수 있다.

상기 전해분해조(140)에서 차아염소산나트륨을 생각하는 과정에서 전애액과 전극의 저항에 의하여 발열을 하게 되고 이로 인해 생산된 차아염소산나트륨의 온도가 설정 온도 범위를 벗어날 수 있다. 이러한 경우, 상기 전해조 온도조절장치(145)를 통해 상기 전극 및 생산된 차아염소산나트륨을 냉각시켜 상기 설정 온도 범위로 유지할 수 있다.

한편, 상기 전기분해조(140)의 선단에는 도전성 접지모듈(140a)이 구비된다. 본 발명에 따른 상기 차아염소산나트륨 생산장치(100)에서 사용되는 배관(미표기)은 PVC와 같은 내부식성 플라스틱 소재로 이루어진다. 따라서 상기 전해분해조(140)에서 상기 차아염소산나트륨을 생산하기 위해 고전류가 인가되면, 상기 전기분해조(140)에서 유기되는 미세전류가 상기 배관(미표기)에 흡수되지 않고 상기 센서(139)와 같은 전자부품의 오동작을 야기할 수 있다.

그런데 상기 전기분해조(140)의 선단에 상기 도전성 접지모듈(140a)을 구비함으로써, 상기 전기분해조(140)에서 유기되는 미세전류를 흡수하여 상기 차아염소산나트륨 생산장치(100)의 전자부품의 오동작을 방지한다.

상기 전기분해조(140)에서 만들어진 상기 차아염소산나트륨은 상기 저장탱크(150)로 유동되어 저장된다. 특히, 설정 주입량 이상의 상기 차아염소산나트륨이 생산되면 잉여의 상기 차아염소산나트륨을 상기 저장탱크(150)에 저장한다. 상기 전기분해조(140)와 상기 저장탱크(150)를 연결하는 배관(미표기) 상에는 상기 차아염소산나트륨의 농도를 측정하는 차아염소산나트륨 농도 측정기(147)가 구비되어 있어 상기 저장탱크(150)로 유동되는 상기 차아염소산나트륨의 농도를 측정하여 상기 차아염소산나트륨 생산장치(100)가 상기 차아염소산나트륨을 정확히 생산하고 있는지 검증할 수 있다.

사용자가 상기 저장탱크(150)에 저장된 상기 차아염소산나트륨을 사용하기 위해 상기 저장탱크(150)에는 주입장치(170)가 결합된다. 상기 주입장치(170)를 이용하여 상기 차아염소산나트륨을 사용처에 분사할 수 있다. 그리고 상기 전기분해조(140)에서 상기 저장탱크(150)로 상기 차아염소산나트륨이 유동되는 배관(미표기)과 상기 주입장치(170) 사이에는 바이패스 배관(149)이 구비되어 있어, 상기 전기분해조(140)에서 배출되는 상기 차아염소산나트륨이 상기 바이패스 배관(149)을 통해 상기 주입장치(170)로 바로 공급될 수도 있다. 즉, 일시적으로 고농도의 차아염소산나트륨의 주입이 필요한 경우, 상기 전기분해조(140)에서 배출되는 차아염소산나트륨을 상기 주입장치(170)로 바로 공급할 수 있다.

상기 주입장치(170)에는 잔류염소 측정기(171)가 구비되어 있다. 상기 주입장치(170)를 통해 원수의 소독을 위하여 주입되는 차아염소산나트륨은 적정량이 주입되어야 하고, 이를 위하여 차아염소산나트륨 주입 후 처리수의 잔류염소를 측정하여 주입량을 모니터링하고 또한 상기 주입장치(170)에서의 주입량을 제어한다.

한편, 사용자가 사용 후 상기 저장탱크(150)에 남은 상기 차아염소산나트륨은 드레인 홀(미표기)을 통해 외부로 배출된다.

전술한 바와 같은 상기 차아염소산나트륨 생산장치를 통해 상기 차아염소산나트륨을 생산하는 방법을 도 6 및 도 7을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 생산하고자 하는 상기 차아염소산나트륨의 생산량 또는 상기 차아염소산나트륨의 농도를 입력하면, 상기 제어모듈(160)에서 상기 혼합수의 설정 전도도 범위 및 설정 온도 범위를 도출하여 상기 염수희석모듈(130)에 세팅한다.

상기 염수희석모듈(130)에서 만들어질 상기 혼합수의 설정 전도도 범위 및 설정 온도 범위가 세팅되면, 상기 연수기(110)에서는 외부로부터 상기 원수를 공급받아 상기 원수에서 양이온을 제거하여 상기 연수를 만들고(S105 단계), 상기 염수희석모듈(110)로 공급한다(S115 단계). 다만, 상기 연수기(110)에서 공급되는 상기 연수의 일부는 분기되어 상기 브라인 탱크(120)로 공급된다. 상기 브라인 탱크(120)는 분기된 상기 연수의 일부를 공급받아 상기 염화나트륨수를 만들고(S110 단계), 상기 염수희석모듈(130)로 공급한다(S115 단계).

상기 연수기(110)에서 공급되는 상기 연수는 상기 염수희석모듈(130)의 상기 제2 유입구(131b)를 통해 상기 제1 용기(131)와 상기 제2 용기(133) 사이의 이격공간(132)으로 공급되고, 상기 브라인 탱크(120)에서 공급되는 상기 염화나트륨수는 상기 염수희석모듈(130)의 상기 제1 유입구(131a)를 통해 상기 이격공간(132)으로 공급된다.

상기 제1 유입구(131a)와 상기 제2 유입구(131b)를 통해 유입된 상기 염화나트륨수와 상기 연수가 혼합된 상기 혼합수는 와류의 형태로 유동하는데, 상기 제1 용기(131)와 상기 제2 용기(133) 사이에 구비된 상기 회전부재(135)를 회전시키면서 혼합된다. 특히, 상기 회전 날개(135b)와 충돌하고, 상기 회전 날개(135b)에 형성된 상기 관통홀(135b-1)들을 통과하면서 와류가 형성되어 혼합이 더욱 잘 이루어진다.

이렇듯, 상기 염화나트륨수와 상기 연수가 혼합되어 만들어진 상기 혼합수는 상기 이격공간의 상 방향으로 유동하여 상기 유입홀(133a)들을 통과하여 상기 제2 용기(133)의 내부로 유입된다.

그리고 상기 센서(139)가 상기 제2 용기(133)의 내부로 유입된 상기 혼합수의 전도도 및 온도를 측정한다. 도 6을 참조하는 바와 같이, 상기 센서(139)가 측정한 상기 혼합수의 전도도가 설정 전도도 범위에 해당하지 않으면, 상기 제어 모듈(160)은 상기 브라인 탱크(120)와 상기 염수희석모듈(130) 사이에 설치되어 있는 상기 정량펌프(121)를 제어하여 상기 염수희석모듈(130)로 공급되는 상기 염화나트륨수의 유량을 조절한다.

한편, 상기 센서(139)가 측정한 상기 혼합수의 온도가 설정 온도 범위에 해당하지 않으면, 상기 제어 모듈(160)은 상기 온도조절유닛(13)을 통해 상기 연수를 가열하거나 냉각시켜 상기 염수희석모듈(130)로 공급되는 상기 연수의 온도를 조절한다.

사용자의 설정에 따라 상기 차아염소산나트륨의 생산량을 조절하고자 할 때에는 상기 유량제어밸브(11)의 개도를 조절하여 상기 유량을 조절함으로써, 상기 차아염소산나트륨 생산량을 사용자의 설정에 맞춰 조절할 수 있다.

상기 염수희석모듈(130)에서 만들어지는 상기 혼합수의 전도도 및 온도가 상기 설정 전도도 범위 및 상기 설정 온도 범위 내에 해당할 때 까지 전술한 바와 같이 상기 염화나트륨수의 유량을 조절하거나 상기 연수의 온도를 조절하는 과정은 다수 회 반복될 수 있다.

전술한 바와 같은 과정을 통해 만들어진 상기 혼합수는 상기 전기분해조(140)로 공급되어 전기 분해되면서 상기 차아염소산나트륨이 만들어진다.(S120 단계) 그리고 상기 전기분해조(140)에서 만들어진 상기 차아염소산나트륨은 상기 저장탱크(150)에 저장된다.(S125 단계)

이렇듯, 본 발명에 따른 차아염소산나트륨 생산장치를 이용하면 실시간으로 사용자가 원하는 생산량 또는 농도의 차아염소산나트륨을 생산할 수 있다. 종래에는 차아염소산나트륨 생산장치에서 생산할 수 있는 차아염소산나트륨의 생산량 또는 농도가 특정 값에 한정되었기 때문에 사용자가 원하는 생산량 또는 농도의 차아염소산나트륨을 생산할 수 없었다. 그러나 본 발명에서는 사용자가 원하는 차아염소산나트륨의 생산량에 따라 상기 연수의 유량을 조절하고, 차아염소산나트륨의 농도에 따라 상기 혼합수를 생성할 때 상기 염화나트륨수의 유량을 조절하거나 상기 연수의 온도를 조절할 수 있어 사용자가 원하는 생산량 또는 농도의 차아염소산나트륨을 만들 수 있는 장점이 있다.

즉, 생산하고자 하는 생산량 또는 생산하고자 하는 농도를 선택적으로 변경하고 그에 맞춰 차아염소산나트륨을 생산함에 따라 전기분해조 셀(Cell) 수명을 극대화시킬 수 있으며, 전력사용 및 소금사용을 최소화할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 차아염소산나트륨 생산장치
11: 유량제어밸브 13: 온도조절유닛
110: 연수기 120: 브라인 탱크
130: 염수희석모듈 131: 제1 용기
131a: 제1 유입구 131b: 제2 유입구
131c: 격벽 133: 제2 용기
133a: 유입홀 135: 회전부재
135a: 고정축 135b: 회전축
135c: 회전 날개 135c-1: 관통홀
137: 혼합수 배출관 139: 센서
140: 전기분해조 150: 저장탱크
160: 제어모듈

Claims

사용자가 설정한 농도와 생산량의 차아염소산나트륨을 생산하는 장치에 있어서,
원수를 공급받아 상기 원수에서 양이온을 제거하여 연수를 만드는 연수기;
염화나트륨이 저장되어 있고, 상기 연수기에서 배출되는 상기 연수의 일부가 분기되어 공급되면 염화나트륨수를 만드는 브라인 탱크;
상기 연수기로부터 공급받는 상기 연수와, 상기 브라인 탱크로부터 공급받는 상기 염화나트륨수를 혼합하여 설정 농도 범위 및 설정 온도 범위의 혼합수를 만드는 염수희석모듈;
상기 염수희석모듈로부터 공급받은 상기 혼합수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 만드는 전기분해조; 및
상기 전기분해조에서 만들어진 상기 차아염소산나트륨을 저장하는 저장탱크를 포함하며,
상기 염수희석모듈에서 만들어진 상기 혼합수의 농도가 상기 설정 농도 범위에 해당하지 않으면 상기 염화나트륨수의 유량을 조절하여 공급하고, 상기 혼합수의 온도가 상기 설정 온도 범위에 해당하지 않으면 상기 연수의 온도를 조절하여 공급하며, 상기 차아염소산나트륨의 생산량에 따라 상기 연수의 유량을 조절하여 공급하고,
상기 염수희석모듈은,
일측에는 상기 염화나트륨수가 유입되는 제1 유입구가 형성되고, 둘레방향을 따라 상기 제1 유입구와 이격되어 상기 연수가 유입되는 제2 유입구가 형성되며, 내부에는 하측에서 상측 방향으로 설정 높이에 길이방향과 교차하는 격벽이 구비된 제1 용기;
상기 제1 용기의 내부에 구비되되 상기 제1 용기의 내주면과 이격되게 배치되는 제2 용기;
상기 제1 용기의 상기 격벽과 상기 제2 용기의 바닥면 사이에 구비되며, 상기 염화나트륨수와 상기 연수가 유입되는 힘에 의해 회전되어 상기 염화나트륨수와 상기 연수를 혼합하는 회전부재;
상기 제1 용기 및 상기 제2 용기를 관통 결합하여 일측은 상기 제1 용기의 외부로 돌출되고, 타측은 상기 제2 용기의 내부로 삽입되어 상기 혼합수가 배출되는 유로를 형성하는 혼합수 배출관;
일부가 상기 제2 용기의 내부에 위치하도록 구비되어 상기 혼합수의 상기 농도 및 상기 온도를 측정하는 센서를 포함하는 차아염소산나트륨 생산장치.
청구항 1에 있어서,
상기 혼합수의 농도는 상기 혼합수의 전도도로부터 도출되며,
상기 혼합수의 전도도가 설정 전도도 범위 내에 해당하면 상기 혼합수의 상기 농도가 설정 농도 범위에 해당하는 차아염소산나트륨 생산장치.
청구항 2에 있어서,
상기 연수기와 상기 염수희석모듈을 연결하며 상기 연수가 유동되는 유로가 형성된 배관 상에는 유량제어밸브 및 온도조절유닛이 설치되고, 상기 브라인 탱크와 상기 염수희석모듈을 연결하여 상기 염화나트륨수가 공급되는 유로가 형성된 배관 상에는 정량펌프가 설치되며,
상기 혼합수의 농도가 상기 설정 농도 범위에 해당하지 않으면 상기 정량펌프의 회전수를 제어하여 상기 염화나트륨수의 유량을 조절하며, 상기 혼합수의 온도가 상기 온도 범위에 해당하지 않으면 상기 온도조절유닛을 통해 상기 연수를 가열하거나 냉각시켜 상기 연수의 온도를 조절하고, 상기 차아염소산나트륨의 생산량에 따라 상기 유량제어밸브의 개도를 조절하는 차아염소산나트륨 생산장치.
청구항 3에 있어서,
사용자가 설정한 상기 차아염소산나트륨의 농도 또는 상기 차아염소산나트륨의 생산량에 따라 상기 혼합수의 설정 농도 범위 및 상기 설정 온도 범위를 도출하여 상기 정량펌프, 상기 유량제어밸브 및 상기 온도조절유닛의 작동을 제어하는 제어모듈을 더 포함하는 차아염소산나트륨 생산장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 유입구는 상기 제1 용기의 외주면 접선 방향으로 형성되고, 상기 제2 유입구는 상기 연수가 유입되는 방향이 상기 제1 유입구를 향하면서 상기 제1 용기의 외주면 접선 방향으로 형성되는 차아염소산나트륨 생산장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회전부재는,
일측은 상기 제1 용기에 결합되고, 타측은 상기 제2 용기에 결합되는 고정축;
상기 고정축에 회전 가능하게 회전축; 및
상기 회전축의 둘레 방향을 따라 설정 간격 이격되어 복수 개 구비되며, 상기 회전축의 회전에 연동하여 회전하는 회전날개들을 포함하는 차아염소산나트륨 생산장치.
청구항 6에 있어서,
상기 회전날개에는 상기 제1 유입구를 통해 유입되는 상기 염화나트륨수와 상기 제2 유입구를 통해 유입되는 상기 연수가 유동하면서 상기 회전날개를 통과할 수 있도록 설정 간격 이격된 복수 개의 관통홀들이 형성되는 차아염소산나트륨 생산장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회전부재에 의하여 만들어진 상기 혼합수는 상기 제1 용기와 상기 제2 용기 사이의 이격공간에서 상 방향으로 유동되어 상기 제2 용기의 내부로 유입되며,
상기 제2 용기의 측면 상측에는 상기 혼합수가 유입될 수 있도록 유입홀이 형성되고, 상기 유입홀은 상기 제2 용기의 둘레 방향을 따라 복수 개 형성되는 차아염소산나트륨 생산장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 유입구 및 상기 제2 유입구는 상기 격벽 및 상기 제2 용기의 바닥면 사이에 위치하는 차아염소산나트륨 생산장치.
청구항 1에 있어서,
상기 혼합수가 유입되는 상기 전기분해조의 유입구에는,
상기 전기분해조로 인가되는 고 전류로부터 유기되는 미세전류를 흡수하는 도전성 접지모듈이 구비되는 차아염소산나트륨 생산장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전기분해조와 상기 저장탱크를 연결하며 상기 차아염소산나트륨이 유동되는 배관 상에는 상기 전기분해조에서 배출되는 상기 차아염소산나트륨의 농도를 측정하는 차아염소산나트륨 농도 측정기가 구비되는 차아염소산나트륨 생산장치.
청구항 11에 있어서,
상기 저장탱크에 결합되어 사용자가 상기 저장탱크에 저장된 상기 차아염소산나트륨을 사용처에 분사할 수 있는 주입장치를 더 포함하는 차아염소산나트륨 생산장치.
청구항 12에 있어서,
상기 전기분해조와 상기 저장탱크를 연결하는 배관과 상기 저장탱크와 상기 주입장치를 연결하는 배관 사이에 상기 전기분해조에서 배출되는 상기 차아염소산나트륨을 상기 주입장치로 직접 공급하는 바이패스 배관이 설치되고, 설정 주입량 이상의 상기 차아염소산나트륨이 생산되면 잉여의 상기 차아염소산나트륨은 저장탱크로 저장되는 차아염소산나트륨 생산장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전기분해조는 복수 개의 전해조를 포함하며,
상기 차아염소산나트륨이 상기 저장탱크로 배출되기 전 마지막 전해조에는 열교환배관이 구비되고, 상기 열교환배관의 작동을 제어하는 전해조 온도조절장치가 구비되어 상기 차아염소산나트륨이 설정 온도 범위에 해당하지 않으면 상기 전해조 온도조절장치가 상기 열교환배관을 작동시켜 상기 차아염소산나트륨을 가열하거나 냉각시키는 차아염소산나트륨 생산장치.
청구항 1에 있어서,
상기 염수희석모듈은,
상기 제2 유입구에 설치되어 상기 연수의 경도를 측정하는 경도 측정기를 더 포함하는 차아염소산나트륨 생산장치.
사용자가 설정한 농도의 차아염소산나트륨 또는 설정한 생산량의 차아염소산나트륨을 생산하는 방법에 있어서,
상기 차아염소산나트륨의 농도 또는 상기 차아염소산나트륨의 생산량에 따라 혼합수의 설정 농도 범위 및 설정 온도 범위를 도출하여, 염수희석모듈을 제어하는 제어모듈에 입력되도록 설정하는 단계;
연수기로 원수에서 양이온을 제거하여 연수를 만드는 단계;
염화나트륨이 저장된 브라인 탱크로 상기 연수의 일부가 공급되면 염화나트륨수가 만들어지는 단계;
상기 염수희석모듈로 상기 연수 및 상기 염화나트륨수가 공급되면, 상기 연수와 상기 염화나트륨수를 혼합하여 혼합수를 만드는 단계;
전기분해조로 상기 혼합수가 공급되면, 상기 혼합수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 만드는 단계; 및
상기 차아염소산나트륨을 저장탱크에 저장하는 단계를 포함하며,
상기 혼합수를 만드는 단계에서는,
상기 염수희석모듈에서 만들어진 상기 혼합수의 농도가 상기 설정 농도 범위에 해당하지 않으면 상기 염화나트륨수의 유량을 조절하여 공급하고, 상기 혼합수의 온도가 상기 설정 온도 범위에 해당하지 않으면 상기 연수의 온도를 조절하며, 상기 차아염소산나트륨의 생산량에 따라 상기 연수의 유량을 조절하여 공급하고,
상기 염수희석모듈은,
일측에는 상기 염화나트륨수가 유입되는 제1 유입구가 형성되고, 둘레방향을 따라 상기 제1 유입구와 이격되어 상기 연수가 유입되는 제2 유입구가 형성되며, 내부에는 하측에서 상측 방향으로 설정 높이에 길이방향과 교차하는 격벽이 구비된 제1 용기;
상기 제1 용기의 내부에 구비되되 상기 제1 용기의 내주면과 이격되게 배치되는 제2 용기;
상기 제1 용기의 상기 격벽과 상기 제2 용기의 바닥면 사이에 구비되며, 상기 염화나트륨수와 상기 연수가 유입되는 힘에 의해 회전되어 상기 염화나트륨수와 상기 연수를 혼합하는 회전부재;
상기 제1 용기 및 상기 제2 용기를 관통 결합하여 일측은 상기 제1 용기의 외부로 돌출되고, 타측은 상기 제2 용기의 내부로 삽입되어 상기 혼합수가 배출되는 유로를 형성하는 혼합수 배출관;
일부가 상기 제2 용기의 내부에 위치하도록 구비되어 상기 혼합수의 상기 농도 및 상기 온도를 측정하는 센서를 포함하는 차아염소산나트륨 생산방법.
청구항 16에 있어서,
상기 혼합수의 농도는 상기 혼합수의 전도도로부터 도출되며,
상기 염수희석모듈에 세팅하는 단계에서는,
상기 염수희석모듈에 설정 전도도 범위를 설정하고, 상기 혼합수의 전도도가 상기 설정 전도도 범위 내에 해당하면 상기 혼합수의 농도가 설정 농도 범위에 해당하는 차아염소산나트륨 생산방법.
청구항 17에 있어서,
상기 연수기와 상기 염수희석모듈을 연결하며 상기 연수가 유동되는 유로가 형성된 배관 상에는 유량제어밸브 및 온도조절유닛이 설치되며, 상기 브라인 탱크와 상기 염수희석모듈을 연결하여 상기 염화나트륨수가 공급되는 유로가 형성된 배관 상에는 정량펌프가 설치되는 차아염소산나트륨 생산방법.