KR102026157B1 - 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조와 이를 이용한 차아염소산수 제조장치, 그리고 차아염소산수 제조장치를 이용한 자가생성 약액 세정식 탈취장치 - Google Patents

무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조와 이를 이용한 차아염소산수 제조장치, 그리고 차아염소산수 제조장치를 이용한 자가생성 약액 세정식 탈취장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무격막 중공 전극을 포함하는 전기분해조와 이러한 전기분해조를 이용하여 차아염소산수를 제조하는 장치, 그리고 차아염소산수 제조장치로부터 제공되는 차아염소산수를 이용하여 각종 악취를 제거하는 자가생성 약액 세정식 탈취장치에 관한 것이다.
본 발명은 전해액의 전기분해를 위해 격막을 배제한 중공 원통형의 아노드 전극 및 캐소드 전극을 조합하여 전기분해조를 구성하고, 이러한 전기분해조와 차아염소산수 저장탱크 등을 조합하여 차아염소산수 제조장치를 구성하며, 특히 차아염소산수 제조장치와 탈취용 세정탑을 어셈블리 형태로 연계 조합하여 자체적으로 생성한 차아염소산수를 직접 공급하는 새로운 자가생성 약액 세정식 탈취장치를 구현함으로써, 전기분해조의 전기분해의 효율을 크게 증대시킬 수 있고, 구조 단순화와 더불어 우수한 차아염소산 품질을 확보할 수 있으며, 세정액 생성 및 공급, 탈취까지의 전 과정을 일괄적인 프로세스로 수행할 수 있는 등 악취 제거 효율을 향상시킬 수 있음은 물론 공장 레이아웃 설계 측면에서 유리하고 전체 설비의 운용의 효율성을 높일 수 있는 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조와 이를 이용한 차아염소산수 제조장치, 그리고 차아염소산수 제조장치를 이용한 자가생성 약액 세정식 탈취장치를 제공한다.

Description

무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조와 이를 이용한 차아염소산수 제조장치, 그리고 차아염소산수 제조장치를 이용한 자가생성 약액 세정식 탈취장치{Undivided electrolytic cell and apparatus for producing hypochlorous acid water using undivided electrolytic cell, and chemical liquid cleaning type deodorizing devices using thereof}
본 발명은 우수한 제조효율을 갖는 무격막 중공 전극을 포함하는 전기분해조와 이러한 전기분해조를 이용하여 차아염소산수를 제조하는 장치, 그리고 차아염소산수 제조장치로부터 제공되는 차아염소산수를 이용하여 각종 악취를 제거하는 자가생성 약액 세정식 탈취장치에 관한 것이다.
일반적으로 차아염소산(Hypochlorous acid)은 표백분을 이산화탄소 기류 속에서 증류하는 방법, 또는 이산화염소의 사염화탄소 용액을 물과 동시에 흔들거나 또는 탄산수소나트륨의 수용액에 저온으로 염소 가스를 통과시키는 방법 등으로 제조할 수 있다.
이러한 차아염소산은 산소를 방출하면서 분해되고 염소 및 염소산을 생성하여 강한 산화작용을 하므로 다양한 분야에서 살균, 소독, 탈취제로 사용할 수 있으며, 대장균, 황색포도상구균, 곰팡이균, 아포세균, 바실러스, 메르스, 조류독감 바이러스등 인체접촉이나 기구, 물건을 통해 감염되는 2차 감염을 예방할 수 있고, 암모니아, 황화수소, 포름알데하이드등 악취물질의 산화 탈취 효과가 뛰어나다.
이렇게 차아염소산은 연구결과 이미 급성 독성 실험, 눈자극성 실험, 피부일차 자극성 실험, 피부 누적 자극성 실험, 감작성 실험, 세포 독성 실험, 변이 원성 실험 등의 특성실험을 통하여 독성이 없으며, 살균력은 대장균 등 모든 균종을 1분내 살균하는 것으로 학회에 보고된 안전성이 확인된 살균제이다.
보통 차아염소산의 제조 방법은 소금물의 전해원리를 기초로 하여 차아염소산나트륨(NaCLO)을 제조하는 방법이 주로 사용되고 있으며, 이러한 전해원리를 이용하여 강력한 살균 조성물인 차아염소산을 만들기 위한 대표적인 방법으로는 전해셀 내의 각 전극 간의 격막을 구분하여 음용 또는 살균을 위한 약산성전해수와 살균을 위한 강산성수전해수를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, pH 4 이하에서는 염소가스(Cl2)의 형태로, 약산 및 중성영역에서는 차아염소산(HOCl)형태로, 알카리성영역에서는 염소산이온(OCl-)의 형태로 존재하고, 차아염소산(HOCl)의 살균력이 염소산이온(OCl-)보다 우수한 것으로 알려져 있다. 이러한, 차아염소산수는 강산성차아염소산수(pH 2.7이하)와, 미산성차아염소산수(pH 5.0 내지 6.5)로 분류되며, 유효염소의 안정성은 미산성차아염소산수가 가장 우수하다.
차아염소산수를 제조하는 방법으로 격막식 제조 방법은 전해생성물의 구분과 포집을 위한 격막을 두고, 아노드부와 캐소드부에서 각각 알칼리수와 강산성수를 포집하여 차아염소산을 제조하는 방법과 포집된 두 조성물을 혼합 중화하거나 별도의 염산(HCL)을 공급하여 중화시켜 차아염소산을 제조하는 방법이 있다. 그러나 이러한 격막식 차아염소산 제조방법은 전기분해조의 구성에 있어 전해생성물의 구분과 포집을 위한 격막을 필수적으로 적용해야 하는 등 구조적으로 복잡할 뿐만 아니라 부식 등으로 인해 적용되는 장비의 내구성을 약화시키는 단점이 있었다.
또한, 무격막 전해조에서 2 내지 6%의 염산이 첨가된 원수를 전기분해하여 미산성 차아염소산수를 제조하는 방법으로서 양극에서 염소이온(Cl-)이 산화되어 염소(Cl2(aq))가 되고 원수와 반응하여 차아염소산(HOCl)이 생성되며, 다량의 원수와 혼합 희석되어 pH 5.0 내지 6.5의 미산성차아염소산수를 제조하는 방법도 있다.
그런데 종래의 차아염소산수 제조장치는 제조효율이 기대에 미치지 못할 뿐만 아니라 모두 저농도의 차아염소산수를 생성할 수 있을 뿐이었다. 또, 종래의 차아염소산수 제조방법을 통해 제조된 차아염소산수에는 미반응의 전해질이 잔존하고 있어 살균, 소독을 위해 사용하였을 때 피소독물에서 잔류하여 피소독물의 변형을 유발하거나 얼룩을 발생시키는 등의 문제점이 있었다.
본 발명에서는 제조효율이 우수한, 무격막 중공 전극을 적용한 타입의 전기분해조와 이러한 타입의 전기분해조를 갖춘 차아염소산 제조장치, 그리고 차아염소산 제조장치에 제공되는 차아염소산수를 이용하여, 각종 악취를 탈취 정화 처리하는 자가생성 약액 세정식 탈취장치를 그 안출의 대상으로 한다.
한국 공개특허 10-2012-0019636호 한국 등록특허 10-0794106호
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 전해액의 전기분해를 위해 격막을 배제한 중공 원통형의 아노드 전극 및 캐소드 전극을 조합하여 전기분해조를 구성하고, 이러한 전기분해조와 전해액 저장탱크 등을 조합하여 차아염소산수 제조장치를 구성하며, 특히 차아염소산수 제조장치와 탈취용 세정탑을 어셈블리 형태로 연계 조합하여 자체적으로 생성한 차아염소산수를 직접 공급하는 새로운 자가생성 약액 세정식 탈취장치를 구현함으로써, 전기분해조의 우수한 제조효율 향상 및 구조 단순화와 더불어 우수한 차아염소산 품질을 확보할 수 있으며, 세정액 생성 및 공급, 탈취까지의 전 과정을 일괄적인 프로세스로 수행할 수 있는 등 악취 제거 효율을 향상시킬 수 있음은 물론 공장 레이아웃 설계 측면에서 유리하고 전체 설비의 운용의 효율성을 높일 수 있는 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조와 이를 이용한 차아염소산수 제조장치, 그리고 차아염소산수 제조장치를 이용한 자가생성 약액 세정식 탈취장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조는 상단부 외곽측의 유입수 공급부와 측면부 하단의 차아염소산수 배출부가 형성되어 있고 내부에는 제1공간부와 제2공간부가 조성되는 하우징과, 상기 하우징의 상단 블록을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 하우징 외부로 노출되는 캐소드 전극봉에는 정전류 공급선이 연결되는 원통 형태의 캐소드 전극과, 상기 하우징의 하단 블록을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 캐소드 전극의 둘레에 동심원상으로 배치되고 하우징 외부로 노출되는 아노드 전극봉에는 정전류 공급선이 연결되는 동시에 전해액 공급을 위한 전해액 공급부가 형성되어 있는 원형관 형태의 아노드 전극을 포함하는 구조로 이루어지며, 상기 아노드 전극의 상단부와 상단 블록 간의 결속부위에는 제1공간부와 제2공간부를 연통시켜주는 유로가 형성되는 것이 특징이다.
여기서, 상기 유입수 공급부와 차아염소산수 배출부는 하우징의 중심축선을 기준으로 하여 서로 180°의 위상차를 갖는 반대쪽에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 하우징의 상단 블록에 형성되는 유로는 아노드 전극의 상단부가 결속되는 상단 블록 상의 결속홈의 폭 대비 상대적으로 넓고 깊이 대비 상대적으로 깊은 원형의 홀 형태로 이루어짐과 더불어 차아염소산수 배출부가 위치되어 있는 쪽에 위치되는 적어도 1개로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 캐소드 전극(18) 및 아노드 전극(22)은 각각 돌출부를 갖는 것이고, 상기 캐소드 전극(18)의 돌출부 및 아노드 전극(22)의 돌출부는 서로 교대의 층을 이루도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 유입수 공급부(10)로 공급되는 유입수는 5 내지 15 ℃의 온도로 유지되고, 상기 차아염소산수 배출부(11)에는 배출되는 최종 차아염소산수의 pH를 측정할 수 있는 pH 측정부(28)가 형성되어 있는 것이고, 상기 pH 측정부(28)에서 측정된 pH에 따라서, 유입수 공급부(10)로 공급되는 유입수의 유입속도를 조정하여, 최종 차아염소산수의 pH를 pH 2 내지 7의 범위로 조절할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조를 갖춘 차아염소산수 제조장치는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조를 갖춘 차아염소산수 제조장치는 베이스 프레임과 포스트 프레임의 조합 형태로 이루어진 본체와, 상기 본체의 포스트 프레임에 설치되며 유입수와 전해액을 공급받아 차아염소산수를 생성하여 이를 사용처로 공급하는 전기분해조와, 상기 본체의 베이스 프레임에 설치되며 전기분해조에 전해액을 공급하는 전해액 저장탱크 및 전해액 정량펌프와, 상기 본체의 포스트 프레임에 설치되며 전기분해조와 전해액 정량펌프, 그리고 파워서플라이를 제어하는 컨트롤판넬을 포함하는 구조로 이루어진다.
여기서, 상기 전기분해조는 상단부 외곽측의 유입수 공급부와 측면부 하단의 차아염소산수 배출부가 형성되어 있고 내부에는 제1공간부와 제2공간부가 조성되는 하우징과, 상기 하우징의 상단 블록을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 하우징 외부로 노출되는 캐소드 전극봉에는 정전류 공급선이 연결되는 원통 형태의 캐소드 전극과, 상기 하우징의 하단 블록을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 캐소드 전극의 둘레에 동심원상으로 배치되고 하우징 외부로 노출되는 아노드 전극봉에는 정전류 공급선이 연결되는 동시에 전해액 공급을 위한 전해액 공급부가 형성되어 있는 원형관 형태의 아노드 전극을 포함하며, 상기 아노드 전극의 상단부와 상단 블록 간의 결속부위에는 제1공간부와 제2공간부를 연통시켜주는 유로가 형성되고, 상기 차아염소산수 배출부는 차아염소산수 배관을 통해 별도의 차아염소산수 저장탱크측 또는 탈취용 세정탑측과 연결되어 전기분해조에서 생성된 차아염소산수가 차아염소산수 저장탱크 또는 탈취용 세정탑측으로 보내질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 차아염소산수 제조장치를 갖춘 자가생성 약액 세정식 탈취장치는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 차아염소산수 제조장치를 갖춘 자가생성 약액 세정식 탈취장치는 유입수와 전해액을 공급받아 차아염소산수를 생성하는 전기분해조를 갖추고 있는 동시에 이렇게 생성한 차아염소산수를 공급하는 차아염소산수 제조장치와, 상기 차아염소산수 제조장치측에서 제공되는 차아염소산수를 공급받는 하단부 일측의 차아염소산수 유입구와 악취의 도입을 위한 하단부 다른 일측의 악취 유입구 및 악취 유입용 팬, 그리고 정화된 공기를 대기 중으로 배출하는 상단부의 정화공기 배출구를 가지는 탈취용 세정탑과, 상기 차아염소산수 유입구에 연결되는 동시에 탈취용 세정탑의 내부에 배관되어 차아염소산수를 분사하는 스프레이 파이프 및 다수의 스프레이 노즐을 포함하는 구조로 이루어진다.
여기서, 상기 차아염소산수 제조장치를 갖춘 자가생성 약액 세정식 탈취장치는 탈취용 세정탑의 외부 일측에 설치되고 차아염소산수 제조장치측 및 차아염소산수 유입구측과 차아염소산수 공급배관으로 연결되어, 차아염소산수 제조장치측에서 제공되는 차아염소산수를 일정량 저장함과 더불어 이를 차아염소산수 유입구측으로 공급하는 보조 차아염소산수 저장탱크를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 스프레이 파이프는 탈취용 세정탑의 위아래로 배치되는 다단식 구조로 이루어질 수 있다.
특히, 상기 차아염소산수 제조장치는 베이스 프레임과 포스트 프레임의 조합 형태로 이루어진 본체와, 상기 본체의 포스트 프레임에 설치되며 유입수와 전해액을 공급받아 차아염소산수를 생성하여 이를 사용처로 공급하는 전기분해조와, 상기 본체의 베이스 프레임에 설치되며 전기분해조에 전해액을 공급하는 전해액 저장탱크 및 전해액 정량펌프와, 상기 본체의 포스트 프레임에 설치되며 전기분해조와 전해액 정량펌프, 그리고 파워서플라이를 제어하는 컨트롤판넬을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.
이때의 상기 전기분해조는 상단부 외곽측의 유입수 공급부와 측면부 하단의 차아염소산수 배출부가 형성되어 있고 내부에는 제1공간부와 제2공간부가 조성되는 하우징과, 상기 하우징의 상단 블록을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 하우징 외부로 노출되는 캐소드 전극봉에는 정전류 공급선이 연결되는 원통 형태의 캐소드 전극과, 상기 하우징의 하단 블록을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 캐소드 전극의 둘레에 동심원상으로 배치되고 하우징 외부로 노출되는 아노드 전극봉에는 정전류 공급선이 연결되는 동시에 전해액 공급을 위한 전해액 공급부가 형성되어 있는 원형관 형태의 아노드 전극을 포함하며, 상기 아노드 전극의 상단부와 상단 블록 간의 결속부위에는 제1공간부와 제2공간부를 연통시켜주는 유로가 형성되고, 상기 차아염소산수 배출부는 차아염소산수 배관을 통해 별도의 차아염소산수 저장탱크측 또는 탈취용 세정탑측과 연결되어 전기분해조에서 생성된 차아염소산수가 차아염소산수 저장탱크 또는 탈취용 세정탑측으로 보내질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제공하는 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조와 이를 이용한 차아염소산수 제조장치, 그리고 차아염소산수 제조장치를 이용한 자가생성 약액 세정식 탈취장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 전해액의 전기분해를 위해 격막을 배제한 중공 원통형의 아노드 전극 및 캐소드 전극을 조합하여 전기분해조를 구성함으로써, 전기분해조의 전기분해의 효율을 크게 증대시킬 수 있다. 또한, 구조 단순화와 더불어 우수한 고순도의 차아염소산 품질을 확보할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 중공 원통형의 아노드 전극 및 캐소드 전극을 갖춘 전기분해조와 차아염소산수 저장탱크 등을 조합하여 차아염소산수 제조장치를 구성함으로써, 장치의 구조를 단순화할 수 있고 공간점유율을 낮출 수 있으며 유지보수 및 취급이 용이한 효과가 있다.
셋째, 차아염소산수 제조장치와 탈취용 세정탑을 어셈블리 형태로 연계 조합하여 자체적으로 생성한 차아염소산수를 직접 공급하는 새로운 자가생성 약액 세정식 탈취장치를 적용함으로써, 세정액 생성 및 공급, 탈취까지의 전 과정을 일괄적인 프로세스로 수행할 수 있는 등 악취 제거 효율을 향상시킬 수 있음은 물론 공장 레이아웃 설계 측면에서 유리하고 전체 설비의 운용의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무격막 중공 전극으로 구성되는 전기분해조를 나타내는 단면도 및 평면도
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무격막 중공 전극으로 구성되는 전기분해조가 갖추어져 있는 차아염소산수 제조장치를 나타내는 정면도, 평면도 및 측면도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차아염소산수 제조장치가 갖추어져 있는 자가생성 약액 세정식 탈취장치를 나타내는 개략도
도 9과 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가생성 약액 세정식 탈취장치의 탈취용 세정탑을 나타내는 정면도와 측면도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무격막 중공 전극으로 구성되는 전기분해조를 나타내는 단면도 및 평면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조는 종전의 격막을 배제하고 원통 형태의 캐소드 전극과 원형관 형태의 아노드 전극을 조합하여 전기분해조의 전기분해의 효율을 크게 증대시킨 단순한 구조로 이루어진다.
이를 위하여, 상기 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조(도 5 내지 도 7의 도면부호 130)는 차아염소산수 생성을 위한 반응 영역을 제공하는 수단으로 하우징(14)을 포함한다.
상기 하우징(14)은 원형의 관 형태로서, 상단부와 하단부는 상단 블록(15)과 하단 블록(19)에 의해 마감되며, 이에 따라 하우징(14)의 내부에는 공간부, 즉 제1공간부(12)와 제2공간부(13)가 조성된다.
여기서, 상기 하우징(14)과 상단 블록(15) 및 하단 블록(19)은 나사 체결구조 등에 의해 긴밀하게 결합될 수 있게 되며, 상기 제1공간부(12)와 제2공간부(13)는 후술하는 아노드 전극(20)에 의해 구획될 수 있게 된다.
이러한 하우징(14)의 상단부 외곽측, 즉 상단 블록(15)의 외곽측에는 제2공간부(13)와 통하는 유입수 공급부(10)가 형성됨과 더불어 이렇게 형성되는 유입수 공급부(10)에 유입수 배관(미도시)이 연결되어 있는 배관 피팅(25a)이 체결 구조로 연결됨으로써, 유입수 공급부(10)를 통해 하우징(14)의 내부, 즉 제2공간부(13)의 내부로 유입수가 들어올 수 있게 된다.
그리고, 상기 하우징(14)의 측면부 하단에는 제2공간부(13)와 통하는 차아염소산수 배출부(11)가 형성됨과 더불어 이렇게 형성되는 차아염소산수 배출부(11)에 후술하는 차아염소산수 배관(170)이 연결되어 있는 배관 피팅(25b)이 체결 구조로 연결됨으로써, 제2공간부(13) 내의 차아염소산수가 차아염소산수 배출부(11)를 통해 후술하는 차아염소산수 제조장치(200)에 속해 있는 별도의 차아염소산수 저장탱크(미도시) 또는 후술하는 탈취용 세정탑(250)에 속해 있는 보조 차아염소산수 저장탱크(29)로 보내질 수 있게 된다.
여기서, 상기 하우징(14)의 상단 블록(15)과 하단 블록(19)에 각각 형성되는 유입수 공급부(10)와 차아염소산수 배출부(11)는 하우징(14)의 중심축선을 기준으로 하여 서로 180°의 위상차를 갖는 반대쪽(예를 들면, 도 1에서 유입수 공급부는 하우징 좌측 상단부에, 차아염소산수 배출부는 하우징 우측 하단부에 위치된다)에 형성되며, 이에 따라 유입수 공급부(10)를 통해 유입된 유입수가 제1공간부(13)에서 생성된 전해 해리물과 충분히 반응하지 못한 채로 차아염소산수 배출부(11)를 통해 그대로 빠져나가는 것을 최소화할 수 있게 된다.
이와 더불어, 상기 상단 블록(15)의 저면에는 소정의 직경, 예를 들면 원형관 형태로 되어 있는 아노드 전극(20)의 전극 몸체 직경에 상응하는 직경으로 이루어지는 원형의 결속홈(24)이 형성되며, 이에 따라 하우징(14)의 상단 블록(15)측과 아노드 전극(15)측 간의 결합 시 아노드 전극(15)의 전극 몸체 상단부가 결속홈(24) 내에 삽입되므로서, 하우징(14)의 상단 블록(15)측과 아노드 전극(15)측이 서로 결속될 수 있게 된다.
특히, 상기 하우징(14)의 상단 블록(15)에는 제1공간부(12)와 제2공간부(13)를 서로 연통시켜주는 유로(23)가 형성된다.
이러한 유로(23)는 상단 블록(15)의 저면에서 수직으로 천공되어 형성되는 원형의 홀 형태로서, 이때의 유로(23)는 아노드 전극(22)의 상단부가 결속되는 상단 블록(15) 상의 결속홈(24)의 폭 대비 상대적으로 넓고 결속홈(24)의 깊이 대비 상대적으로 깊은 홀 형태로 이루어지게 되며, 이에 따라 아노드 전극(22)의 상단부 상단 블록(15) 상의 결속홈(24)에 끼워진 상태에서 아노드 전극(22)과 유로(23) 간에 갭이 조성되고, 이렇게 조성되는 갭을 통해 제1공간부(12) 내의 유체가 제2공간부(13)로 빠져나갈 수 있게 된다.
이와 같은 유로(23)는 차아염소산수 배출부(11)가 위치되어 있는 쪽과 같은 쪽에 위치되는 1개로 이루어질 수 있게 되고, 차아염소산의 생성 속도를 조절하는 등의 필요에 따라서 2개 내지 4개 정도 구비될 수도 있게 된다.
또한, 상기 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조는 전해액을 전기분해하는 수단으로 캐소드 전극(18)과 아노드 전극(22)을 포함한다.
상기 캐소드 전극(18)은 원통 형태를 이루는 캐소드 전극몸체(26)와 이보다 상대적으로 직경이 작은 원형 바 형태를 이루는 캐소드 전극봉(16)으로 구성되며, 하우징(14)의 상단 블록(15)을 관통하여 하우징 내부에 설치된다.
이렇게 설치되는 캐소드 전극(18)의 캐소드 전극몸체(26)는 하우징(14)의 내부에 동축 구조로 배치되는 동시에 캐소드 전극봉(16)은 상단 블록(15)에 수직으로 관통되면서 상단 블록측에 체결되는 구조로 지지되며, 이때의 캐소드 전극봉(16)의 상단부 끝 부분은 하우징(14)의 외부로 노출됨과 더불어 이렇게 노출되는 캐소드 전극봉(16)의 상단 끝 부분에는 정전류 공급선(17a)이 연결된다.
이에 따라, 상기 정전류 공급선(17a)을 통해 캐소드 전극(18)측에는 외부의 전원 공급원(미도시)으로부터 "-"극의 전원이 공급될 수 있게 된다.
여기서, 상기 캐소드 전극(18)의 캐소드 전극몸체(26)는 탄소, 티타늄, 하스텔로이, 니켓화합물 등의 재질로 제조될 수 있으며, 특히 캐소드 전극몸체(26)의 외주면과 아노드 전극(22)측을 향하는 하단면에는 2 내지 3 ㎛ 정도 두께의 백금(Pt)이 코팅될 수 있다.
상기 아노드 전극(22)은 캐소드 전극몸체(26)의 직경 대비 상대적으로 큰 직경을 가지는 상단이 개방되어 있는 원형의 관 형태를 이루는 아노드 전극몸체(27)와 이보다 상대적으로 직경이 작은 중공의 원형 바 형태를 이루는 아노드 전극봉(20)으로 구성되며, 하우징(14)의 하단 블록(19)을 관통하여 하우징 내부에 설치된다.
이렇게 설치되는 아노드 전극(22)의 아노드 전극몸체(27)는 하우징(14)의 내부에서 하우징과 동축 구조를 이룸과 더불어 캐소드 전극몸체(26)의 바깥둘레를 감싸면서 동심원 상으로 배치되고, 이때의 아노드 전극봉(20)은 하단 블록(19)에 수직으로 관통되면서 하단 블록측에 체결되는 구조로 지지된다.
즉, 상기 아노드 전극(22)은 아노드 전극몸체(27)를 통해 상단 블록(15)에 있는 결속홈(24) 내에 끼워지는 동시에 아노드 전극봉(20)을 통해 하단 블록(19)에 관통 체결되는 구조로 설치될 수 있게 된다.
그리고, 상기 아노드 전극봉(20)의 하단부 끝 부분은 하우징(14)의 외부로 노출됨과 더불어 이렇게 노출되는 아노드 전극봉(20)의 하단부 끝 부분에는 정전류 공급선(17b)이 연결된다.
이에 따라, 상기 정전류 공급선(17b)을 통해 아노드 전극(22)측에는 외부의 전원 공급원(미도시)으로부터 "+"극의 전원이 공급될 수 있게 된다.
여기서, 상기 아노드 전극(22)의 아노드 전극몸체(27)는 탄소, 티타늄, 하스텔로이, 니켓화합물 등의 재질로 제조될 수 있으며, 특히 아노드 전극몸체(27)의 내주면과 캐소드 전극(18)측을 향하는 하단면에는 2 내지 3 ㎛ 정도 두께의 이리듐(Ir03)이 코팅될 수 있다.
이와 더불어, 상기 아노드 전극(22)의 아노드 전극봉(20)에는 전해액 공급을 위한 전해액 공급부(21)가 형성되며, 이렇게 형성되는 전해액 공급부(21)에 전해액 배관(미도시)이 연결되어 있는 배관 피팅(25c)이 체결 구조로 연결됨으로써, 전해액 공급부(21)를 통해 하우징(14)의 내부, 즉 제1공간부(12)의 내부로 전해액이 들어올 수 있게 된다.
이렇게 상기 캐소드 전극(22)의 캐소드 전극몸체(26)와 아노드 전극(22)의 아노드 전극몸체(27), 그리고 하우징(14)이 중심쪽에서부터 외곽쪽으로 동심원을 이루는 동축 구조로 순차 배치되므로서, 캐소드 전극몸체(26)와 아노드 전극몸체(27) 사이에는 제1공간부(12)가 조성되고, 아노드 전극몸체(27)와 하우징(14) 사이에는 제2공간부(13)가 조성된다.
이와 같은 배치 구조에서, 캐소드 전극몸체(26)의 외주면은 아노드 전극몸체(27)의 내주면에 대면되고, 캐소드 전극몸체(26)의 하단면은 아노드 전극몸체(27)의 바닥면에 대면되므로서, 캐소드 전극(18)과 아노드 전극(22) 간의 통전 면적이 확대될 수 있게 되고, 따라서 캐소드 전극(18)과 아노드 전극(22) 사이로 공급되는 전해액의 전해 효율이 향상될 수 있게 된다.
이와 같이 구성되는 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 외부의 전해액 공급원(미도시)으로부터의 전해액이 배관 패팅(25c)이 연결되어 있는 전해액 공급부(21)를 통해 캐소드 전극몸체(26)와 아노드 전극몸체(27)의 사이 공간, 즉 제1공간부(12)로 공급된다.
이와 동시에 캐소드 전극(18)과 아노드 전극(22)으로 정전류가 각각 공급되고, 제1공간부(12)의 내부로 공급된 전해액은 정전류에 의해 캐소드 전극(18)과 아노드 전극(22)에서 발생되는 전자이동에 의해 pH 2.5 내지 3.5의 강산성 전해 해리물로 화학변화된다.
즉, 전해액에 녹아 있는 염화나트륨은 하기의 [화학식 1]과 같이 나트륨과 염소로 환원된다.
[화학식 1]
NaCl → Na+ + Cl-
Na+ + e- → Na
Cl- - e- → Cl
이를 좀 더 상세히 설명하면, 캐소드 전극몸체(26)와 아노드 전극몸체(27)의 사이로 공급된 전해액 염화나트륨(NaCl) 중 나트륨이온(Na+)은 캐소드 전극몸체(26)의 백금피막부로 이동되고, 염소이온(Cl-)은 아노드 전극몸체(27)의 이리듐 피막부로 이동된다.
그리고, 캐소드 전극몸체(26)의 백금피막부로 이동된 나트륨이온(Na+)은 캐소드 전극몸체(26)에서 방출한 전자(e-), 또는 아노드 전극몸체(27)의 이리듐 피막부로 염소이온(Cl-)이 방출한 전자(e-)를 받아 나트륨이온(Na+)이 최외각 전자 한개를 채워서 나트륨(Na)이 된다.
또한, 아노드 전극몸체(27)의 이리듐 피막부로 이동된 염소이온(Cl-)은 최외각전자(e-) 1개를 캐소드 전극몸체(26)의 백금피막부로 주고 염소(Cl)가 된다.
이때, 할로겐 원자인 염소(Cl)는 단일원자로 존재하지 못하고 공유결합하여 이원자분자인 염소(Cl2)로 결합하여 제1공간부(12)에서 안정화된다.
이와 같이 전기분해되어 생성되는 전해 해리물인 나트륨(Na)과 염소(Cl2)는 유로(23)를 통해 제2공간부(13)로 유입된다.
한편, 외부의 유입수 공급원(미도시)으로부터의 유입수는 배관 패팅(25a)이 연결되어 있는 유입수 공급부(10)를 통해 아노드 전극몸체(27)와 하우징(14)의 사이 공간, 즉 제2공간부(13)로 공급된다.
따라서, 제1공간부(12)에서 생성되어 제2공간부(13)로 유입되는 전해 해리물인 나트륨(Na)과 염소(Cl2)가 유입수와 중화 재결합되므로서, 하기의 [화학식 2]에 의한 수소가스(H2), 수산화나트륨(NaOH), 염산(HCl), 차아염소산(HOCl)이 생성된다.
[화학식 2]
Na + H2O → 1/2 H2↑ + (Na + OH-)
Cl2 + H2O → HOCl + (H+ + Cl-)
NaOH + HCl ↔ NaCl + H2O
이를 좀더 상세히 설명하면, 전해액이 제2공간부(13)로 유입되면서 나트륨(Na)은 유입수(H2O)와 반응하여 수소가스(H2)와 수산화나트륨(NaOH)을 생성하게 된다.
그리고, 염소(Cl2)는 유입수(H2O)와 중화 재결합 반응하여 pH 4 내지 6의 조성물질로 화학변화된다.
이는 주로 염산(HCl)과 차아염소산(HOCl)으로 재결합되어 순도가 높은 차아염소산을 생성하게 된다.
또한, 중화 재결합 시 유입수와 반응되어 생성된 수산화나트륨(NaOH)은 잔류된 염산(HCl)과 중화반응되어 염화나트륨(NaCl)과 물(H2O)을 생성한다.
이러한 화학과정에서 최종 pH 4 내지 6 범위의 순도가 높은 차아염소산이 제조된다.
상기 HOCl의 농도를 높이기 위해, 상기 전기분해 과정에서 생성된 Cl- 음이온을 다시 전기분해할 필요가 있다. Cl2 기체로부터 만들어진 Cl- 음이온을 다시 전기분해하기 위해서 Cl- 음이온이 형성되는 공간이 전기분해 공간이어야 한다. 만일 Cl2 기체가 전해공간을 벗어난 후 물과 반응하여 Cl- 음이온을 형성하였다면, 추가의 전기분해는 불가능하며, HOCl의 농도를 높일 수 없고, 재생성된 HCl에 의하여 pH는 낮아진다. Cl2 기체가 전해공간에서 다시 물에 녹기 위해서 필요한 조건은 다음과 같다.
- 낮은 온도 : 기체는 낮은 온도에서 용해도가 크다.
- 높은 수압 : 기체는 압력이 높을수록 용해도가 크다.
전해조의 전해공간에는 전해질을 구성하던 용매가 90% 이상을 차지한다. 하지만 이 전해공간은 전기분해과정에서의 발열에 의해, 전기분해를 통해 발생시킨 Cl2 기체가 다시 용해되기 힘들다. 이 기체를 다시 용해시키기 위하여 전해공간을 냉각시킬 필요가 있다. 전해공간을 둘러싸고 있는 전극은 용매공간으로 들어오는 물의 온도에의해 냉각될 수 있다. 따라서 상기 유입수 공급부(10)로 공급되는 유입수는 5 내지 15 ℃의 온도로 유지되는 것이 바람직하다. 이로써, Cl2 기체가 전해공간에서도 다시 용해되어 물과 반응할 수 있어, Cl2 기체는 상기 화학식 2의 과정을 다시 반복할 수 있으며, 이 과정이 여러 차례 반복됨에 따라 Cl- 음이온의 농도는 기하급수적으로 낮아지고, HOCl의 농도는 최고가 된다. HOCl의 농도가 높아지고, Cl- 음이온의 농도가 낮아질수록 HCl의 농도가 낮아지므로 pH는 7에 가까워지게 된다.
또한, 상기 캐소드 전극(18) 및 아노드 전극(22)은 각각 돌출부를 갖는 것이고, 상기 캐소드 전극(18)의 돌출부 및 아노드 전극(22)의 돌출부는 서로 교대의 층을 이루도록 형성될 수 있다. 이러한 캐소드 전극(18) 및 아노드 전극(22)을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 무격막 중공 전극으로 구성되는 전기분해조를 나타내는 단면도는 도 4에 도시하였다. 이로써, 공급되는 전해액의 전기분해 효율을 획기적으로 개선할 수 있다. 이는 전기 분해가 이루어지는 단면적을 높여 전기분해 효율을 높일 수 있고, 또한, 전해액이 이동하면서 받는 수압을 높이기 때문에, H2O 내에 용해되는 Cl2의 농도가 높아져, 결국, HOCl의 생성을 촉진시킬 수 있는 것이다.
[화학식 2]
Na + H2O → 1/2 H2↑ + (Na + OH-)
Cl2 + H2O → HOCl + (H+ + Cl-)
NaOH + HCl ↔ NaCl + H2O
또한, 상기 화학식 2에 기재된 바와 같이, HOCl의 생성 반응식의 반응 부산물인 HCl이 NaOH와 반응하는 평형 반응식에서 HCl과 반응하는 NaOH의 농도가 높을수록 정방향이 우세하게 되어, HOCl의 생성이 촉진되고, 안정적으로 존재할 수 있음을 예상할 수 있다. 이로써, 상기 유입수 공급부(10)로 공급되는 유입수는 수산화나트륨(NaOH)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 유입수 내의 수산화나트륨(NaOH)의 함량은 0.1 내지 1 mL/min의 범위로 조정되는 것이 바람직하다.
보다 정밀한 조정을 위하여, 상기 차아염소산수 배출부(11)에는 배출되는 최종 차아염소산수의 pH를 측정할 수 있는 pH 측정부(28)가 형성될 수 있다.
상기 pH 측정부(28)에서 측정된 pH에 따라서, 유입수 공급부(10)로 공급되는 유입수의 유입속도를 조정하여, 최종 차아염소산수의 pH를 pH 2 내지 7의 범위로 조절할 수 있는 것이다. 이 때, 상기 pH 측정부(28)에서 측정된 pH에 따라서, 유입수 공급부(10)로 공급되는 유입수에 포함되는 수산화나트륨(NaOH)의 함량을 조정하여, 최종 차아염소산수의 pH를 pH 2 내지 7의 범위로 조절할 수도 있다. 보다 바람직하기로는 pH 4 내지 7 범위로 조절할 수 있다. 이로써, 유효염소의 안정성이 우수한 미산성차아염소산수를 고함량으로 존재하게 할 수 있다.
한편, 상기 제2공간부(13)에서 중화재결합되어 생성된 고순도의 차아염소산(HOCl)은 하우징(14)에 있는 차아염소산수 배출부(11) 및 배관 피팅(25b)를 통해 빠져나가 후술하는 차아염소산수 제조장치(200)측으로 보내질 수 있게 된다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무격막 중공 전극으로 구성되는 전기분해조가 갖추어져 있는 차아염소산수 제조장치를 나타내는 정면도, 평면도 및 측면도이다.
도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조를 갖춘 차아염소산수 제조장치는 유입수와 전해액의 전기분해하여 차야염소산수를 생성하는 전기분해조는 물론, 전기분해조에서 만들어진 차아염소산수를 저장 및 사용처로 공급하는 차아염소산수 저장탱크 등을 일체식으로 구비함으로써, 차아염소산수 생성에서부터 저장 및 공급까지의 과정을 일괄적으로 처리할 수 있는 효율적인 구조로 이루어지게 된다.
이를 위하여, 상기 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조를 갖춘 차아염소산수 제조장치는 전기분해조(130) 등과 같은 유니트들을 설치할 수 있는 수단으로 본체(120)를 포함한다.
상기 본체(120)는 빔이나 금속 튜브를 조합한 구조물 형태로서, 베이스 프레임(100)과 포스트 프레임(110)의 일체식 조합 형태로 이루어지게 된다.
이러한 본체(120)의 베이스 프레임(100)에는 전해액 저장탱크(140)가 설치될 수 있게 됨과 더불어 포스트 프레임(110)에는 전기분해조(130) 등이 설치될 수 있게 된다.
또한, 상기 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조를 갖춘 차아염소산수 제조장치는 유입수와 전해액을 공급받아 차아염소산수를 생성하는 수단으로 전기분해조(130)를 포함한다.
여기서, 상기 전기분해조(130)는 위에서 설명한 전기분해조(130)와 구조 및 작동방식이 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이러한 전기분해조(130)는 본체(120)이 포스트 프레임(110) 상에 고정 설치되며, 이렇게 설치되는 전기분해조(130)의 차아염소산수 배출부(도 1 내지 도 4의 도면부호 11)의 배관 피팅(25b)에는 차아염소산수 배관(170)이 연결 설치되고, 이때의 차아염소산수 배관(170)은 별도의 차아염소산수 저장탱크(미도시) 또는 보조 차아염소산수 저장탱크(29)측으 연결된다.
이에 따라, 상기 전기분해조(130)에서 만들어진 차아염소산수는 차아염소산수 배관(170)을 따라 차아염소산수 저장탱크로 보내져 저장된 후에 자가생성 약액 세정식 탈취장치측으로 공급되거나, 또는 직접 자가생성 약액 세정식 탈취장치측으로 공급될 수 있게 된다.
또한, 상기 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조를 갖춘 차아염소산수 제조장치는 일정량의 전해액을 저장할 수 있는 수단으로 전해액 저장탱크(140)를 포함한다.
상기 전해액 저장탱크(140)는 전기분해조(130)에서 사용되는 전해액을 저장하는 역할은 물론, 전기분해조(130)에 전해액을 공급하는 역할을 하게 된다.
이러한 전해액 저장탱크(140)는 본체(120)의 베이스 프레임(100) 상에 설치되며, 이렇게 설치되는 전해액 저장탱크(140)의 상부 일측에는 전기분해조(130)측으로 연장되는 전해액 배관(170)이 전해액 정량펌프(150)를 매개로 연결되어 전해액을 공급할 수 있게 된다.
그리고, 상기 전해액 저장탱크(140)의 상부 다른 일측에는 전해액 정량펌프(150)가 설치되고, 이렇게 설치되는 전해액 정량펌프(150)의 흡입구는 전해액 저장탱크(140)측으로 배관을 통해 연결되며, 전해액 정량펌프(150)의 배출구에는 전해액 배관(170)을 통해 전기분해조(130)의 전해액 공급부(21)가 연결된다.
이에 따라, 상기 전해액 정량펌프(150)의 작동 시 전해액 저장탱크(140)에 저장되어 있던 전해액은 전해액 배관(170)을 통해 전기분해조(130)측으로 보내질 수 있게 된다.
또한, 상기 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조를 갖춘 차아염소산수 제조장치는 차아염소산수 제조장치의 각 부품들을 제어하기 위한 수단으로 컨트롤판넬(160)을 포함한다.
상기 컨트롤판넬(160)은 본체(120)의 포스트 프레임(110) 상에 설치되며, 전기분해조(130), 차아염소산수 정량펌프(150), 파워서플라이(180) 등과 전기적으로 접속되어 있어서 이것들에 전원을 제공하는 역할은 물론 이것들의 작동을 제어하는 역할을 하게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차아염소산수 제조장치가 갖추어져 있는 자가생성 약액 세정식 탈취장치를 나타내는 개략도이고, 도 9과 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가생성 약액 세정식 탈취장치의 탈취용 세정탑을 나타내는 정면도와 측면도이다.
도 8 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 차아염소산수 제조장치를 갖춘 자가생성 약액 세정식 탈취장치는 세정수, 예를 들면 차아염소산수 제조장치측에서 제공되는 차아염소산수를 사용하여 가축사육장, 음식물쓰레기장, 하수처리장 등과 같은 각종 산업설비에서 발생되는 악취를 효과적으로 정화하는 역할을 하게 된다.
이를 위하여, 상기 차아염소산수 제조장치를 갖춘 자가생성 약액 세정식 탈취장치는 유입수와 전해액을 공급받아 차아염소산수를 생성하고 이렇게 생성한 차아염소산수를 탈취용 세정탑(250)측에 공급하는 수단으로 전기분해조(130)를 갖춘 차아염소산수 제조장치(200)를 포함한다.
상기 차아염소산수 제조장치(200)는 위에서 설명한 전기분해조(130)를 갖춘 차아염소산수 제조장치(200)와 구조 및 작동방식이 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이러한 차아염소산수 제조장치(200)는 탈취용 세정탑(250) 등이 속해 있는 탈취장치의 일측에 배치되며, 차아염소산수 공급배관(280)을 통해 탈취용 세정탑(250)측에 탈취에 사용될 차아염소산수를 공급할 수 있게 된다.
즉, 상기 차아염소산수 제조장치(200)의 전기분해조(130)의 차아염소산수 배출부(11)에서 연장되는 차아염소산수 공급배관(280)은 직접 보조 차아염소산수 저장탱크(290)에 연결되거나, 또는 차아염소산수 저장탱크(미도시)측을 거친 후에 보조 차아염소산수 저장탱크(290)에 연결되고, 따라서 차아염소산수 제조장치(200)에서 공급되는 차아염소산수는 차아염소산수 공급배관(280)을 통해 보조 차아염소산수 저장탱크(290)로 보내진 후, 계속해서 탈취용 세정탑(250) 내의 스프레이 파이프(260)측으로 공급될 수 있게 된다.
또한, 상기 차아염소산수 제조장치를 갖춘 자가생성 약액 세정식 탈취장치는 악취 정화를 위한 영역(공간)을 제공하는 수단으로 탈취용 세정탑(250)을 포함한다.
상기 탈취용 세정탑(250)은 악취와 차아염소산수를 도입하여 내부에서 악취를 정화하는 역할을 하게 된다.
이러한 탈취용 세정탑(250)의 하단부 일측에는 차아염소산수 유입구(210)가 형성되며, 이렇게 형성되는 차아염소산수 유입구(210)의 외측으로는 보조 차아염소산수 공급배관(320)이 연결되는 동시에 내측으로는 스프레이 파이프(260)가 연결된다.
이에 따라, 후술하는 보조 차아염소산수 저장탱크(290)에서 공급되는 차아염소산수가 보조 차아염소산수 공급배관(320)과 차아염소산수 유입구(210), 그리고 스프레이 파이프(260)측으로 보내질 수 있게 된다.
그리고, 상기 탈취용 세정탑(250)의 하단부 다른 일측에는 악취의 도입을 위한 악취 유입구(220)가 형성되며, 이때의 악취 유입구(220)에 악취 유입용 팬(230)의 토출측이 연결되므로서, 악취 유입용 팬(230)의 가동 시 외부로부터의 악취가 악취 유입용 팬(230)의 흡입측으로 들어온 후에 계속해서 토출측을 통해 토출되면서 악취 유입구(220)를 통해 탈취용 세정탑(250)의 내부 아래쪽 공간으로 유입될 수 있게 된다.
여기서, 상기 악취 유입용 팬(230)의 흡입측에는 양계장, 양돈장 등의 가축사육장, 하수처리장, 음식물쓰레기장 등에서 발생한 악취를 이송하기 위한 별도의 배관(미도시)이 연결된다.
이와 더불어, 상기 탈취용 세정탑(250)의 상단부에는 정화공기 배출구(240)가 형성되며, 이에 따라 탈취용 세정탑(250)의 내부에서 정화된 공기가 정화공기 배출구(240)를 통해 대기 중으로 방출될 수 있게 된다.
이와 같은 탈취용 세정탑(250)의 내부에는 적어도 2단 이상의 패킹(310)은 물론 그물코를 여러겹 포갠 망 형태로서 여기에 증기를 통하여 증기 중의 수분을 제거하는 역할을 하는 데미스터(300)가 설치된다.
이외에도 상기 탈취용 세정탑(250)에는 메인 홀, 테스팅 홀, 사이트 홀 등이 부착되어 있어서 탈취용 세정탑(250) 내부의 운전 상태 등을 확인할 수 있게 된다.
또한, 상기 차아염소산수 제조장치를 갖춘 자가생성 약액 세정식 탈취장치는 차아염소산수를 분사하여 실질적으로 공기 속에 포함되어 있는 악취를 제거하는 수단으로 스프레이 파이프(260) 및 스프레이 노즐(270)을 포함한다.
상기 스프레이 파이프(260)은 탈취용 세정탑(250)의 내부에서 차아염소산수 유입구(210)에 연결된 후에 세정탑 상부로 연장되는 구조로 설치되는 수직 파이프와 수평 파이프의 조합 형태로 이루어지게 된다.
그리고, 상기 스프레이 노즐(270)은 스프레이 파이프(260)를 통해 공급되는 차아염소산수를 직하방으로 분사하는 역할을 하는 것으로서, 스프레이 파이프(260)의 수평 파이프에 일정간격으로 장착되는 다수 개로 이루어지게 된다.
이러한 스프레이 노즐(270)을 포함하는 스프레이 파이프(260)는 탈취용 세정탑(250)의 내부에서 위아래로 여러 단으로 배치되는 다단식 구조로 이루어질 수 있게 되며, 이에 따라 탈취용 세정탑(250)의 내부 아래쪽으로 윗쪽으로 흐르는 공기(악취를 포함하는 공기)는 다단식의 스프레이 노즐(270) 및 스프레이 파이프(260)에 의해 수차례의 차아염소산수 세례를 반복해서 받게 되므로서, 악취 제거 효과가 한층 더 향상될 수 있게 된다.
또한, 상기 차아염소산수 제조장치를 갖춘 자가생성 약액 세정식 탈취장치는 충분한 양의 차아염소산수를 원활하게 공급하기 위한 수단으로 보조 차아염소산수 저장탱크(290)를 포함한다.
상기 보조 차아염소산수 저장탱크(290)는 탈취용 세정탑(250)의 외부 일측에 설치되며, 이러한 보조 차아염소산수 저장탱크(290)는 차아염소산수 제조장치(200)측 및 차아염소산수 유입구(210)측과 차아염소산수 공급배관(280)으로 연결되어, 차아염소산수 제조장치(200)측에서 제공되는 차아염소산수를 일정량 저장함과 더불어 이를 차아염소산수 유입구(210)측으로 공급할 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 차아염소산수 제조장치(200)측에서 연장되는 차아염소산수 공급배관(280)은 보조 차아염소산수 저장탱크(290)의 유입구에 연결되고, 보조 차아염소산수 저장탱크(290)의 배출구와 탈취용 세정탑(250)의 차아염소산수 유입구(210) 사이에는 보조 차아염소산수 공급배관(320)이 연결된다.
그리고, 상기 보조 차아염소산수 공급배관(320) 상에는 다수의 밸브는 물론 펌핑을 위한 차아염소산수 순환펌프(330)가 설치된다.
이에 따라, 상기 차아염소산수 제조장치(200)측에서 제공되는 차아염소산수는 차아염소산수 공급배관(280)을 통해 보조 차아염소산수 저장탱크(290)에 저장되고, 계속해서 차아염소산수 순환펌프(330)의 작동 시 보조 차아염소산수 저장탱크(290)에 저장되어 있는 차아염소산수는 보조 차아염소산수 공급배관(320)을 통해 탈취용 세정탑(250)의 차아염소산수 유입구(210)로 공급되며, 계속해서 이렇게 공급되는 차아염소산수는 스프레이 파이프(260)를 거친 후에 다수의 스프레이 노즐(270)을 통해 탈취용 세정탑(250)의 내부에 분사될 수 있게 된다.
따라서, 상기 전기분해조(130)를 포함하는 차아염소산수 제조장치(200)에서 만들어진 차아염소산수는 보조 차아염소산수 저장탱크(290)를 경유하여 탈취용 세정탑(250)의 내부로 보내진 후에 스프레이 파이프(260) 및 스프레이 노즐(270)를 통해 탈취용 세정탑(250)의 내부에 분사된다.
이와 동시에 양계장, 양돈장 등의 가축사육장, 하수처리장, 음식물쓰레기장 등에서 발생한 악취는 악취 유입용 팬(230)의 가동과 함께 탈취용 세정탑(250)의 악취 유입구(220)를 통해 탈취용 세정탑(250)의 내부로 유입된다.
계속해서, 상기 탈취용 세정탑(250)의 내부로 유입된 악취를 포함하는 공기는 윗쪽으로 상승하게 되고, 이렇게 상승하는 동안에 스프레이 노즐(270)에서 분사되는 세정액, 예를 들면 차아염소산수와 접촉 및 희석되므로서, 공기 속에 포함되어 있는 악취가 정화될 수 있게 되고, 이렇게 정화된 공기는 탈취용 세정탑(250)의 정화공기 배출구(240)를 빠져나가 대기 중으로 방출될 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 격막을 배제한 중공 원통형의 아노드 전극 및 캐소드 전극을 조합한 형태의 전기분해조, 이러한 전기분해조와 차아염소산수 저장탱크 등을 조합한 형태의 차아염소산수 제조장치, 이러한 차아염소산수 제조장치와 탈취용 세정탑을 어셈블리 형태로 연계 조합하여 자체적으로 생성한 차아염소산수를 직접 공급하는 자가생성 약액 세정식 탈취장치를 제공함으로써, 전기분해조의 전기분해의 효율을 크게 증대시킬 수 있다, 또한, 구조 단순화와 더불어 우수한 차아염소산 품질을 확보할 수 있고, 차아염소산수(세정액) 생성 및 공급, 탈취까지의 전 과정을 일괄적인 프로세스로 수행할 수 있는 등 악취 제거 효율을 향상시킬 수 있으며, 공장 레이아웃 설계 측면에서 유리하고 전체 설비의 운용의 효율성을 높일 수 있다.
10 : 유입수 공급부 11 : 차아염소산수 배출부
12 : 제1공간부 13 : 제2공간부
14 : 하우징 15 : 상단 블록
16 : 캐소드 전극봉 17a,17b : 정전류 공급선
18 : 캐소드 전극 19 : 하단 블록
20 : 아노드 전극봉 21 : 전해액 공급부
22 : 아노드 전극 23 : 유로
24 : 결속홈 25a,25b,25c : 배관 피팅
26 : 캐소드 전극몸체 27 : 아노드 전극몸체
28 : pH 측정부
100 : 베이스 프레임 110 : 포스트 프레임
120 : 본체 130 : 전기분해조
140 : 전해액 저장탱크 150 : 전해액 정량펌프
160 : 컨트롤판넬 170 : 전해액 배관
180 : 파워서플라이
200 : 차아염소산수 제조장치 210 : 차아염소산수 유입구
220 : 악취 유입구 230 : 악취 유입용 팬
240 : 정화공기 배출구 250 : 탈취용 세정탑
260 : 스프레이 파이프 270 : 스프레이 노즐
280 : 차아염소산수 공급배관 290 : 보조 차아염소산수 저장탱크
300 : 데미스터 310 : 패킹
320 : 보조 차아염수산수 공급배관 330 : 차아염소산수 순환펌프

Claims (12)

  1. 상단부 외곽측의 유입수 공급부(10)와 측면부 하단의 차아염소산수 배출부(11)가 형성되어 있고 내부에는 제1공간부(12)와 제2공간부(13)가 조성되는 하우징(14);
    상기 하우징(14)의 상단 블록(15)을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 하우징 외부로 노출되는 캐소드 전극봉(16)에는 정전류 공급선(17a)이 연결되는 원통 형태의 캐소드 전극(18);
    상기 하우징(14)의 하단 블록(19)을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 캐소드 전극(18)의 둘레에 동심원상으로 배치되고 하우징 외부로 노출되는 아노드 전극봉(20)에는 정전류 공급선(17b)이 연결되는 동시에 전해액 공급을 위한 전해액 공급부(21)가 형성되어 있는 원형관 형태의 아노드 전극(22);을 포함하며, 상기 아노드 전극(22)의 상단부와 상단 블록(15) 간의 결속부위에는 제1공간부(12)와 제2공간부(13)를 연통시켜주는 유로(23)가 형성되는 것이고;
    상기 캐소드 전극(18) 및 아노드 전극(22)의 몸체(26, 27)는 각각 돌출부를 갖는 것이고, 상기 캐소드 전극 몸체(26)의 돌출부 및 아노드 전극 몸체(27)의 돌출부는 서로 교대의 층을 이루도록 형성됨으로써, 제1공간부(12)로 공급되는 전해액이 통과하는 유로의 길이를 연장하고, 상기 제1공간부(12)에서 전기 분해가 이루어지는 전극의 단면적을 높이고, 상기 통과하는 전해액의 유압을 높여, 전기분해 효율을 높일 수 있는 것이고;
    상기 유입수 공급부(10)로 공급되는 유입수는 5 내지 15 ℃의 온도로 유지되어, 전해공간을 둘러싸고 있는 전극을 상기 유입수의 온도에 의해 냉각하는 것이고, 상기 차아염소산수 배출부(11)에는 배출되는 최종 차아염소산수의 pH를 측정할 수 있는 pH 측정부(28)가 형성되어 있는 것이고, 상기 pH 측정부(28)에서 측정된 pH에 따라서, 유입수 공급부(10)로 공급되고, 5 내지 15 ℃의 온도로 유지되는 유입수의 유입속도를 조정하여, 전해공간을 냉각함으로써, 최종 차아염소산수의 pH를 pH 2 내지 7의 범위로 조절하는 것을 특징으로 하는 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 유입수 공급부(10)와 차아염소산수 배출부(11)는 하우징(14)의 중심축선을 기준으로 하여 서로 180°의 위상차를 갖는 반대쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징(14)의 상단 블록(15)에 형성되는 유로(23)는 아노드 전극(22)의 상단부가 결속되는 상단 블록(15) 상의 결속홈(24)의 폭 대비 상대적으로 넓고 깊이 대비 상대적으로 깊은 원형의 홀 형태로 이루어짐과 더불어 차아염소산수 배출부(11)가 위치되어 있는 쪽에 위치되는 적어도 1개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조.
  6. 베이스 프레임(100)과 포스트 프레임(110)의 조합 형태로 이루어진 본체(120); 상기 본체(120)의 포스트 프레임(110)에 설치되며 유입수와 전해액을 공급받아 차아염소산수를 생성하는 전기분해조(130); 상기 본체(120)의 베이스 프레임(100)에 설치되며 전기분해조(130)에 전해액을 공급하는 전해액 저장탱크(140) 및 전해액 정량펌프(150); 상기 본체(120)의 포스트 프레임(110)에 설치되며 전기분해조(130)와 전해액 정량펌프(150), 그리고 파워서플라이를 제어하는 컨트롤판넬(160);을 포함하고,
    상기 전기분해조(130)는 상기 청구항 1에 따른 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조인 것이고, 상기 차아염소산수 배출부(11)는 차아염소산수 배관(170)을 통해 차아염소산수 저장탱크측 또는 탈취용 세정탑(250)측과 연결되어 전기분해조(130)에서 생성된 차아염소산수가 차아염소산수 저장탱크 또는 탈취용 세정탑(250)측으로 보내질 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조를 갖춘 차아염소산수 제조장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 전기분해조(130)는 상단부 외곽측의 유입수 공급부(10)와 측면부 하단의 차아염소산수 배출부(11)가 형성되어 있고 내부에는 제1공간부(12)와 제2공간부(13)가 조성되는 하우징(14)과, 상기 하우징(14)의 상단 블록(15)을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 하우징 외부로 노출되는 캐소드 전극봉(16)에는 정전류 공급선(17a)이 연결되는 원통 형태의 캐소드 전극(18)과, 상기 하우징(14)의 하단 블록(19)을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 캐소드 전극(18)의 둘레에 동심원상으로 배치되고 하우징 외부로 노출되는 아노드 전극봉(20)에는 정전류 공급선(17b)이 연결되는 동시에 전해액 공급을 위한 전해액 공급부(21)가 형성되어 있는 원형관 형태의 아노드 전극(22)을 포함하며, 상기 아노드 전극(22)의 상단부와 상단 블록(15) 간의 결속부위에는 제1공간부(12)와 제2공간부(13)를 연통시켜주는 유로(23)가 형성되고, 상기 차아염소산수 배출부(11)는 차아염소산수 배관(170)을 통해 차아염소산수 저장탱크측 또는 탈취용 세정탑(250)측과 연결되어 전기분해조(130)에서 생성된 차아염소산수가 차아염소산수 저장탱크 또는 탈취용 세정탑(250)측으로 보내질 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조를 갖춘 차아염소산수 제조장치.
  8. 유입수와 전해액을 공급받아 차아염소산수를 생성하는 전기분해조(130)를 갖추고 있는 동시에 이렇게 생성한 차아염소산수를 공급하는 차아염소산수 제조장치(200);
    상기 차아염소산수 제조장치(200)측에서 제공되는 차아염소산수를 공급받는 하단부 일측의 차아염소산수 유입구(210)와 악취의 도입을 위한 하단부 다른 일측의 악취 유입구(220) 및 악취 유입용 팬(230), 그리고 정화된 공기를 대기 중으로 배출하는 상단부의 정화공기 배출구(240)를 가지는 탈취용 세정탑(250);
    상기 차아염소산수 유입구(210)에 연결되는 동시에 탈취용 세정탑(250)의 내부에 배관되어 차아염소산수를 분사하는 스프레이 파이프(260) 및 다수의 스프레이 노즐(270);을 포함하는 것이고,
    상기 전기분해조(130)는 상기 청구항 1에 따른 무격막 중공 전극으로 구성된 전기분해조인 것을 특징으로 하는 차아염소산수 제조장치를 갖춘 자가생성 약액 세정식 탈취장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 탈취용 세정탑(250)의 외부 일측에 설치되고 차아염소산수 제조장치(200)측 및 차아염소산수 유입구(210)측과 차아염소산수 공급배관(280)으로 연결되어, 차아염소산수 제조장치(200)측에서 제공되는 차아염소산수를 일정량 저장함과 더불어 이를 차아염소산수 유입구(210)측으로 공급하는 보조 차아염소산수 저장탱크(290)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차아염소산수 제조장치를 갖춘 자가생성 약액 세정식 탈취장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 스프레이 파이프(260)는 탈취용 세정탑(250)의 위아래로 배치되는 다단식 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차아염소산수 제조장치를 갖춘 자가생성 약액 세정식 탈취장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 차아염소산수 제조장치(200)는 베이스 프레임(100)과 포스트 프레임(110)의 조합 형태로 이루어진 본체(120)와 상기 본체(120)의 포스트 프레임(110)에 설치되며 유입수와 전해액을 공급받아 차아염소산수를 생성하는 전기분해조(130)와, 상기 본체(120)의 베이스 프레임(100)에 설치되며 전기분해조(130)에 전해액을 공급하는 전해액 저장탱크(140) 및 전해액 정량펌프(150)와, 상기 본체(120)의 포스트 프레임(110)에 설치되며 전기분해조(130)와 전해액 정량펌프(150), 그리고 파워서플라이를 제어하는 컨트롤판넬(160)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차아염소산수 제조장치를 갖춘 자가생성 약액 세정식 탈취장치.
  12. 청구항 8 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 전기분해조(130)는 상단부 외곽측의 유입수 공급부(10)와 측면부 하단의 차아염소산수 배출부(11)가 형성되어 있고 내부에는 제1공간부(12)와 제2공간부(13)가 조성되는 하우징(14)과, 상기 하우징(14)의 상단 블록(15)을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 하우징 외부로 노출되는 캐소드 전극봉(16)에는 정전류 공급선(17a)이 연결되는 원통 형태의 캐소드 전극(18)과, 상기 하우징(14)의 하단 블록(19)을 관통하여 하우징 내부에 동축 구조로 배치됨과 더불어 캐소드 전극(18)의 둘레에 동심원상으로 배치되고 하우징 외부로 노출되는 아노드 전극봉(20)에는 정전류 공급선(17b)이 연결되는 동시에 전해액 공급을 위한 전해액 공급부(21)가 형성되어 있는 원형관 형태의 아노드 전극(22)을 포함하며, 상기 아노드 전극(22)의 상단부와 상단 블록(15) 간의 결속부위에는 제1공간부(12)와 제2공간부(13)를 연통시켜주는 유로(23)가 형성되고, 상기 차아염소산수 배출부(11)는 차아염소산수 배관(170)을 통해 차아염소산수 저장탱크측 또는 탈취용 세정탑(250)측과 연결되어 전기분해조(130)에서 생성된 차아염소산수가 차아염소산수 저장탱크 또는 탈취용 세정탑(250)측으로 보내질 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 차아염소산수 제조장치를 갖춘 자가생성 약액 세정식 탈취장치.
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