KR102031322B1 - 3-room type electrolyzed water producing apparatus - Google Patents

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Abstract

전해질 농도를 효율적으로 조정 및 유지하여 양질의 전해수를 생성하는 3실형 전해수 생성장치가 제공된다. 3실형 전해수 생성장치는, 양극이 배치된 양극실, 음극이 배치된 음극실, 양극실 및 음극실로 전해질을 공급하는 전해질실, 양극실과 전해질실 사이에서 전해질의 이온을 통과시키는 제1이온투과성격막, 및 음극실과 전해질실 사이에서 전해질의 이온을 통과시키는 제2이온투과성격막을 포함하는 전기분해조, 내부에 전해질 결정으로 이루어진 전해질층 및 전해질층의 전해질 결정이 용해된 포화용액으로 이루어진 전해질포화용액층을 포함하여 전해질 포화용액을 전해질실로 공급하는 전해질공급조, 및 일단부는 전해질실에 연결되고 타단부는 전해질공급조의 전해질층으로 삽입되어 전해질실의 전해질용액을 전해질공급조로 회수하는 전해질회수관을 포함한다.Provided is a three-room electrolytic water generator that efficiently adjusts and maintains electrolyte concentration to produce high quality electrolytic water. The three-chamber electrolytic water generating device includes a cathode chamber in which an anode is disposed, an anode chamber in which a cathode is disposed, an electrolyte chamber for supplying electrolyte to the cathode chamber and a cathode chamber, and a first ion permeable membrane for passing ions of the electrolyte between the anode chamber and the electrolyte chamber. And an electrolysis tank comprising a second ion permeable membrane for passing ions of the electrolyte between the cathode chamber and the electrolyte chamber, an electrolyte layer consisting of electrolyte crystals inside, and a saturated solution in which electrolyte crystals of the electrolyte layer are dissolved. An electrolyte supply tank for supplying a saturated solution of electrolyte to the electrolyte chamber, including a layer, and an electrolyte recovery tube for connecting one end to the electrolyte chamber and the other end inserted into the electrolyte layer of the electrolyte supply tank to recover the electrolyte solution of the electrolyte chamber to the electrolyte supply tank. Include.

Description

3실형 전해수 생성장치{3-room type electrolyzed water producing apparatus}3-room type electrolyzed water producing apparatus

본 발명은 3실형 전해수 생성장치에 관한 것이며 더욱 상세하게는, 전해질 농도를 효율적으로 조정 및 유지하여 양질의 전해수를 생성하는 3실형 전해수 생성장치에 관한 것이다.The present invention relates to a three-chamber electrolytic water generating apparatus, and more particularly, to a three-chamber electrolytic water generating apparatus for generating high quality electrolytic water by efficiently adjusting and maintaining electrolyte concentration.

전해수(electrolyzed water)는 전기분해 과정을 통해서 수중에 특정 이온이나 화학물질이 첨가된 것이다. 전기분해란 전극에 직류를 인가하여 전극표면과 용액의 계면에서 발생하는 전기적 작용으로 용질과 용매가 원래의 성분원소로 분해되고 해당 성분원소는 전극표면에서 산화 및 환원되는 과정을 말한다. 이러한 전기분해 과정을 통해서 새로운 물질인 전해수를 생성할 수 있다.Electrolyzed water is the addition of certain ions or chemicals into the water through an electrolysis process. Electrolysis refers to a process in which solutes and solvents are decomposed into original constituent elements, and the constituent elements are oxidized and reduced on the electrode surface by applying a direct current to the electrode, which is generated at the interface between the electrode surface and the solution. Through this electrolysis process, new material electrolytic water may be generated.

전해수는 산성 또는 염기성의 화학적 성질을 가질 수 있으며 전기분해 시 사용하는 전해질의 종류에 따라서 수중에 첨가된 이온이나 화학물질의 종류도 달라질 수 있다. 전해수는 전해질 이온과 물이 분해되어 생성된 수소, 수산화이온, 산소 등이 반응하여 생성된 물질을 포함한다.Electrolyzed water may have acidic or basic chemical properties, and the type of ions or chemicals added to the water may vary depending on the type of electrolyte used for electrolysis. Electrolyzed water includes a substance produced by the reaction between hydrogen ions, oxygen, and the like produced by decomposition of electrolyte ions and water.

이러한 물질 중에는 차아염소산(HOCl)이나 차아염소산나트륨(NaOCl) 등 이 포함된다. 이들은 살균, 소독, 악취제거 등의 효과를 가져 이를 함유한 전해수를 살균, 소독, 등의 용도로 용이하게 사용할 수 있다. 또한, 이러한 산성 전해수 외에도 전기분해 과정을 통해서 가성소다(NaOH) 등 염기성 물질을 포함하는 염기성 전해수를 생성할 수 있으며 염기성 전해수는 단백질, 유지, 바이오필름 등의 유기물 용해제거에 유용하게 사용할 수 있다.These substances include hypochlorous acid (HOCl) and sodium hypochlorite (NaOCl). These have the effect of sterilization, disinfection, odor removal, etc. can easily use the electrolytic water containing it for sterilization, disinfection, and the like. In addition to the acidic electrolyzed water, it is possible to generate basic electrolyzed water containing basic materials such as caustic soda (NaOH) through the electrolysis process.

특히, 음전극과 양전극을 이온 교환이 가능하게 서로 다른 전극실 내 배치한 3실형의 전해수 장치를 통해서 피전해 물질을 중간에 공급하고 각 전극실에 물을 주입하여 전기분해를 진행할 수 있으며 이를 통해 음전극 측에서는 수산화나트륨이나 수산화칼륨을 함유한 pH 11.0 이상의 강알칼리성전해수를 생성하고, 양전극 측에서는 차아염소산과 염산 등을 함유한 pH 2.7 이하의 강산성전해수를 생성할 수 있다.In particular, through the three-chamber electrolytic water device in which the negative electrode and the positive electrode are placed in different electrode chambers for ion exchange, electrolytic materials can be supplied in the middle and water can be injected into each electrode chamber to proceed with electrolysis. On the side, a strong alkaline electrolytic water of pH 11.0 or higher containing sodium hydroxide or potassium hydroxide can be produced, and on the positive electrode side, a strong acidic electrolytic water of pH 2.7 or lower containing hypochlorous acid and hydrochloric acid can be produced.

이러한 3실형의 전해수 장치는 전극실 내 전해질을 직접 주입하지 않아도 되므로 잔류 피전해질의 양이 크게 감소하고 불순물의 함유량도 최소화되어 전해수의 성능이 향상되며 저장기간도 크게 연장된다. 또한, 이러한 전해수를 작물재배에도 유용하게 사용할 수 있는데, 음전극 측에서 생성된 전해수를 토양에 살포하면 화학비료에 의한 토양산성도를 개선할 수 있고, 양전극 측에서 생성된 전해수는 살균력이 강한 반면 생물에 해가 없어 작물에 살포하면 엽채류나 과채류의 흰가루병, 회색곰팡이병, 노균병 등의 병해도 예방 가능한 친환경 농자재로 사용할 수 있다.Since the three-chamber electrolytic water device does not need to directly inject the electrolyte in the electrode chamber, the amount of residual electrolyte is greatly reduced and the content of impurities is minimized, thereby improving the performance of the electrolytic water and greatly extending the storage period. In addition, such electrolyzed water can be usefully used for crop cultivation.Spraying electrolyzed water generated on the negative electrode side to the soil can improve soil acidity by chemical fertilizers. If it is sprayed on crops without harm, it can be used as an eco-friendly agricultural material that can prevent diseases such as powdery greens, fruity vegetables, gray mold, and bacteria.

즉, 전기분해를 통해 산성 또는 염기성의 전해수를 생성하여 여러 가지 다양한 용도로 용이하게 사용이 가능하다. 그러나 종래의 경우, 전해수 생성과정에서 변동하는 전해질의 농도를 적절하게 유지하거나 조정하기가 쉽지 않아 양질의 전해수를 제조하기 어려운 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해 불필요하게 복잡한 구조가 추가되거나 장치 구성이 비효율적이 되는 경우도 있어 보다 효과적인 해결방안이 요구되고 있다. 또한, 특히 3실형 전해수 장치는 상술한 것처럼 고품질의 산성 및 염기성 전해수를 생성하여 산업적으로 이용가치가 매우 높은 것임에도 불구하고 역시 동일한 이유로 이러한 기능들을 원활하게 구현하기 어려운 문제가 있어 이에 대한 효과적인 해결방안이 요구되고 있다. 또한, 전기분해 시 전극 표면에 발생하는 스케일 등 부착물질이 원활한 전기분해가 이루어지지 못하도록 방해하는 등의 문제도 있어 이러한 여러 가지 문제에 대한 개선이 필요하였다.That is, it is possible to easily use for various various purposes by generating acidic or basic electrolytic water through electrolysis. However, in the related art, it is difficult to properly maintain or adjust the concentration of the electrolyte fluctuating in the process of generating electrolytic water, thus making it difficult to manufacture high quality electrolyzed water. In order to solve this problem, an unnecessary complicated structure is added or the device configuration becomes inefficient. Therefore, a more effective solution is required. In addition, even though the three-chamber electrolytic water device generates high quality acidic and basic electrolytic water as described above, it is difficult to implement these functions smoothly for the same reason. This is required. In addition, there is a problem such that the adhesion material such as scale generated on the surface of the electrode during the electrolysis prevents the smooth electrolysis, it was necessary to improve the various problems.

대한민국공개특허공보 제10-1994-0019610호 (1994. 09. 14)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1994-0019610 (1994. 09. 14)

본 발명의 기술적 과제는, 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 전해수 생성시 전해질 농도를 효율적으로 조정 및 유지하여 양질의 전해수를 생성하는 3실형 전해수 생성장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to solve such a problem, and to provide a three-chamber electrolytic water generating device that generates high quality electrolytic water by efficiently adjusting and maintaining electrolyte concentration during electrolytic water generation.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problem of the present invention is not limited to the above-mentioned problems and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명에 의한 3실형 전해수 생성장치는, 양극이 배치된 양극실, 음극이 배치된 음극실, 상기 양극실과 상기 음극실 사이에서 상기 양극실 및 상기 음극실로 전해질을 공급하는 전해질실과, 상기 양극실과 상기 전해질실 사이에 개재되어 전해질의 이온을 통과시키는 제1이온투과성격막, 및 상기 음극실과 상기 전해질실 사이에 개재되어 전해질의 이온을 통과시키는 제2이온투과성격막을 포함하여, 상기 양극실에서는 산성 전해수를 생성하고 상기 음극실에서는 염기성 전해수를 생성하는 전기분해조; 내부에 전해질 결정으로 이루어진 전해질층, 및 상기 전해질층의 전해질 결정이 용해되어 생성된 포화용액으로 이루어진 전해질포화용액층을 포함하여 상기 전해질포화용액층의 전해질 포화용액을 상기 전해질실로 공급하는 전해질공급조; 및 일단부는 상기 전해질실에 연결되고 타단부는 상기 전해질공급조의 상기 전해질층 내부로 삽입되어, 상기 전해질실의 전해질용액을 상기 전해질공급조로 회수하는 전해질회수관을 포함한다.The three-chamber electrolytic water generating device according to the present invention includes an anode chamber in which an anode is disposed, an anode chamber in which a cathode is disposed, an electrolyte chamber for supplying electrolyte to the cathode chamber and the cathode chamber between the anode chamber and the cathode chamber, and the anode chamber; A first ion permeable membrane interposed between the electrolyte chambers to pass ions of the electrolyte, and a second ion permeable membrane interposed between the cathode chamber and the electrolyte chamber to pass ions of the electrolyte, wherein the anode chamber is acidic. An electrolysis tank for producing electrolytic water and generating basic electrolytic water in the cathode chamber; An electrolyte supply tank for supplying the saturated solution of the electrolyte saturation solution layer to the electrolyte chamber, including an electrolyte saturation solution layer comprising an electrolyte layer composed of electrolyte crystals and a saturated solution in which the electrolyte crystals of the electrolyte layer are dissolved. ; And an electrolyte recovery tube having one end connected to the electrolyte chamber and the other end inserted into the electrolyte layer of the electrolyte supply tank to recover the electrolyte solution of the electrolyte chamber to the electrolyte supply tank.

상기 제1이온투과성격막은 음이온만을 투과시키는 음이온교환막 및 이온을 투과시키는 세공을 갖는 중성의 친수성 고분자막 중에서 선택된 적어도 어느하나로 이루어지고, 상기 제2이온투과성격막은 양이온만을 투과시키는 양이온교환막 및 이온을 투과시키는 세공을 갖는 중성의 친수성 고분자막 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.The first ion permeable membrane consists of at least one selected from an anion exchange membrane that transmits only anions and a neutral hydrophilic polymer membrane having pores that permeate ions, and the second ion permeable membrane permeates a cation exchange membrane and ions that transmit only cations. It may be made of at least one selected from neutral hydrophilic polymer membrane having pores.

상기 3실형 전해수 생성장치는, 일단부는 상기 전해질포화용액층에 연결되고 타단부는 상기 전해질층 내부로 삽입되어, 상기 전해질포화용액층으로부터 상기 전해질층으로 전해질포화용액을 순환시키는 제1농도조절관을 더 포함할 수 있다.The three-chamber electrolytic water generating device includes a first concentration control tube having one end connected to the electrolyte saturation solution layer and the other end inserted into the electrolyte layer to circulate the electrolyte saturation solution from the electrolyte saturation solution layer to the electrolyte layer. It may further include.

상기 3실형 전해수 생성장치는, 상기 제1농도조절관의 일단부와 타단부 사이로 물을 공급하여 상기 전해질층의 전해질을 용해시키는 제2농도조절관을 더 포함할 수 있다.The three-chamber electrolytic water generating device may further include a second concentration control pipe for dissolving the electrolyte of the electrolyte layer by supplying water between one end and the other end of the first concentration control pipe.

상기 제2농도조절관으로 공급되는 물의 공급속도는 상기 전해질공급조에서 상기 전해질실로 공급되는 전해질포화용액의 공급속도보다 느릴 수 있다.The supply speed of the water supplied to the second concentration control tube may be slower than the supply speed of the electrolyte saturation solution supplied from the electrolyte supply tank to the electrolyte chamber.

상기 전해질회수관 및 상기 제1농도조절관은, 상기 전해질층으로 삽입된 단부에 각각 상기 전해질층의 전해질 결정 사이로 개구된 복수 개의 노즐을 포함할 수 있다.The electrolyte recovery tube and the first concentration control tube may include a plurality of nozzles respectively opened between the electrolyte crystals of the electrolyte layer at the end inserted into the electrolyte layer.

상기 전해질층을 이루는 전해질 결정은 염소이온과 알칼리금속의 화합물일 수 있다.The electrolyte crystal constituting the electrolyte layer may be a compound of chlorine ion and an alkali metal.

상기 3실형 전해수 생성장치는, 상기 양극실에서 생성된 산성 전해수 및 상기 음극실에서 생성된 염기성 전해수를 서로 분리하여 각각 저장하는 제1저장조 및 제2저장조를 더 포함할 수 있다.The three-chamber electrolytic water generating apparatus may further include a first reservoir and a second reservoir for separately storing the acid electrolytic water generated in the anode chamber and the basic electrolytic water generated in the cathode chamber, respectively.

상기 3실형 전해수 생성장치는, 상기 제1저장조의 상기 산성 전해수를 상기 음극실로 공급하는 재공급관을 더 포함하되, 상기 산성 전해수의 성상은 pH 3.0 이하, 염산(HCl) 함유량 1밀리몰(mM) 이상일 수 있다.The three-chamber electrolytic water generating apparatus further includes a resupply pipe for supplying the acidic electrolyzed water of the first reservoir to the cathode chamber, wherein the acid electrolytic water has a pH of 3.0 or less and a hydrochloric acid (HCl) content of at least 1 mmol (mM). Can be.

상기 3실형 전해수 생성장치는, 상기 음극실에서 상기 산성 전해수와 반응하여 분리된 이물질을 외부로 배출하는 드레인관을 더 포함할 수 있다.The three-chamber electrolytic water generating device may further include a drain pipe for discharging the foreign matter separated by reaction with the acidic electrolytic water in the cathode chamber to the outside.

본 발명에 의하면, 3실형 전해수 생성장치의 전해질 농도를 매우 효율적으로 조정하고 유지할 수 있다. 따라서 음극 또는 양극에서 전해질 이온과 반응하여 생성되는 생성물질의 농도 또한 원하는 수준으로 조정 및 유지하고 양질의 전해수를 원활하게 생성할 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 이러한 양질의 전해수를 산성 및 염기성의 서로 다른 성질을 갖는 전해수로 구분하여 동시에 생성하고 제조할 수 있다. 또한, 생성된 전해수를 활용하여 장치 내 스케일 등을 자연스럽게 제거함으로써 전해수 생성과정이 문제 없이 원활하게 진행되도록 할 수 있다.According to the present invention, the electrolyte concentration of the three-chamber electrolytic water generating device can be adjusted and maintained very efficiently. Therefore, the concentration of the material produced by reacting with the electrolyte ions at the cathode or anode may also be adjusted and maintained at a desired level, and smoothly producing high quality electrolytic water. In addition, according to the present invention, it is possible to simultaneously generate and prepare such high-quality electrolyzed water by dividing it into electrolyzed water having acidic and basic different properties. In addition, by using the generated electrolytic water to naturally remove the scale in the device, the electrolytic water generation process can be performed smoothly without problems.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 3실형 전해수 생성장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 3실형 전해수 생성장치의 전해질공급조를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 3실형 전해수 생성장치의 작동도이다.1 is a block diagram of a three-chamber electrolytic water generating device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view illustrating the electrolyte supply tank of the three-chamber electrolytic water generating device of FIG. 1 in more detail.
3 and 4 are operation diagrams of the three chamber electrolytic water generating device of FIG.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, only the embodiments are to make the disclosure of the present invention complete and the ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 3실형 전해수 생성장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a three-chamber electrolytic water generating device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 3실형 전해수 생성장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a three-chamber electrolytic water generating device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 3실형 전해수 생성장치(1)는 전기분해조(10), 전해질공급조(20) 및 전기분해조(10)에서 생성된 전해수의 저장조의 제1저장조(30)와 제2저장조(40)로 구성된다. 이 중 전기분해조(10)는 양극실(11)과 음극실(12)이 서로 분리되어 있는 구조로서 그 사이에 전해질실(13)이 위치한 3실형의 구조로 되어 있다. 전해질실(13)과 양극실(11)의 사이 및 전해질실(13)과 음극실(12)의 사이에는 각각 제1이온투과성격막(14) 및 제2이온투과성격막(15)이 배치되어 있어 전해질실(13)로 공급된 전해질포화용액의 이온들이 각각 양극실(11)과 음극실(12)로 분리되어 주입된다. 따라서 양극실(11)과 음극실(12)에서 각각 독자적인 화학반응을 통해 산성 전해수와 염기성 전해수를 분리하여 생성할 수 있다.Referring to FIG. 1, a three-chamber electrolytic water generating apparatus 1 according to an embodiment of the present invention may include an electrolysis tank 10, an electrolyte supply tank 20, and a storage tank of electrolytic water generated in the electrolysis tank 10. It consists of a first reservoir 30 and a second reservoir (40). Among these, the electrolysis tank 10 has a structure in which the anode chamber 11 and the cathode chamber 12 are separated from each other, and has a three-chamber structure in which the electrolyte chamber 13 is located therebetween. The first ion-permeable membrane 14 and the second ion-permeable membrane 15 are disposed between the electrolyte chamber 13 and the anode chamber 11 and between the electrolyte chamber 13 and the cathode chamber 12, respectively. Ions of the electrolyte saturation solution supplied to the electrolyte chamber 13 are separately injected into the anode chamber 11 and the cathode chamber 12. Therefore, the acidic electrolytic water and the basic electrolyzed water may be separated and generated through independent chemical reactions in the anode chamber 11 and the cathode chamber 12, respectively.

이러한 전해수 생성시 필요한 전해질 용액은 전해질공급조(20)에서 생성되고 공급된다. 특히, 전해질공급조(20)는 전해질 결정과 전해질 용액의 동적 평형을 유도하여 지속적으로 전해질포화용액을 생성하고 공급할 수 있다. 또한, 전해질공급조(20)와 전해질실(13)에 적용된 다양한 유체 순환구조로 공급되는 전해질의 농도를 매우 효과적으로 조정하고 유지할 수 있다. 따라서 전해질 농도를 최적의 수준으로 제어하며 전기분해를 진행할 수 있어 양질의 전해수를 매우 원활하게 생성할 수 있다.The electrolyte solution required to generate such electrolyzed water is produced and supplied from the electrolyte supply tank 20. In particular, the electrolyte supply tank 20 can induce dynamic equilibrium between the electrolyte crystal and the electrolyte solution to continuously generate and supply the electrolyte saturation solution. In addition, the concentration of the electrolyte supplied to the various fluid circulation structures applied to the electrolyte supply tank 20 and the electrolyte chamber 13 can be adjusted and maintained very effectively. Therefore, it is possible to control the electrolyte concentration to the optimum level and proceed with electrolysis, so that it is possible to generate high quality electrolytic water very smoothly.

또한, 생성된 전해수 중 산성 전해수는 필요에 따라 음극실(12) 내로 순환시켜 배출하는 것이 가능하다. 따라서 음극실(12) 내 전극[음극(12a)] 및 제2이온투과성격막(15)에 부착된 이물질 등을 별도의 세척기구 등을 이용하지 않고도 생성된 전해수를 활용하여 수시로 제거할 수 있다. 이러한 이물질들은 전해를 저해하고 전극이나 격막 등을 파손시키는 원인이 될 염려가 있는 것이나 이를 통해 이러한 원인을 효과적으로 제거하여 염려를 없애고 역시 양질의 전해수를 원활하게 생성할 수 있다.In addition, the acidic electrolytic water in the generated electrolytic water may be circulated into the cathode chamber 12 and discharged as necessary. Therefore, foreign matters attached to the electrode (cathode 12a) and the second ion permeable membrane 15 in the cathode chamber 12 can be removed at any time by using the generated electrolytic water without using a separate washing mechanism. These foreign matters may inhibit electrolysis and may cause damage to electrodes or diaphragms, but through this, the cause may be effectively removed to eliminate anxiety and to generate high quality electrolytic water smoothly.

전기분해조(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 양극(11a)이 배치된 양극실(11), 음극(12a)이 배치된 음극실(12), 양극실(11)과 음극실(12) 사이에서 양극실(11) 및 음극실(12)로 전해질을 공급하는 전해질실(13)과, 양극실(11)과 전해질실(13) 사이에 개재되어 전해질의 이온을 통과시키는 제1이온투과성격막(14), 및 음극실(12)과 전해질실(13) 사이에 개재되어 전해질의 이온을 통과시키는 제2이온투과성격막(15)을 포함한다. 제1이온투과성격막(14) 및 제2이온투과성격막(15)을 이용하여 전해질실(13)로 공급된 전해질 용액의 이온을 음극실(12)과 양극실(11)로 분리하여 주입할 수 있다. 양극(陽極)(11a) 및 음극(陰極)(12a)은 각각 전원의 양단자 및 음단자에 연결된 도체로 형성될 수 있다. 이로 인해 둘 사이에는 전위차가 유도된다. 양극(11a)과 음극(12a) 사이의 전위차는 전원의 용량 내에서 필요에 따라 적절히 변경될 수 있다. 양극(11a)과 음극(12a) 사이의 전위차에 의해 전기분해조(10) 내부에 채워진 유체 내 통전이 발생하며 양극(11a)과 음극(12a) 양 극에서는 전기분해가 진행된다. 전기분해와 관련한 통전구조는 이미 알려진 것이므로 도면에서 전원 및 전력선 등의 연결구조는 생략하였다.As illustrated in FIG. 1, the electrolytic bath 10 includes an anode chamber 11 in which an anode 11a is disposed, an anode chamber 12 in which an anode 12a is disposed, an anode chamber 11, and an anode chamber 12. A first ion interposed between the anode chamber 11 and the electrolyte chamber 13 to supply electrolyte to the anode chamber 11 and the cathode chamber 12 between the anode chamber 11 and the cathode chamber 12. A permeable membrane 14 and a second ion-permeable membrane 15 interposed between the cathode chamber 12 and the electrolyte chamber 13 to allow ions of the electrolyte to pass therethrough. Ions of the electrolyte solution supplied to the electrolyte chamber 13 using the first ion permeable membrane 14 and the second ion permeable membrane 15 may be separately injected into the cathode chamber 12 and the anode chamber 11. have. The positive electrode 11a and the negative electrode 12a may be formed of conductors connected to both terminals and the negative terminal of the power supply, respectively. This leads to a potential difference between the two. The potential difference between the positive electrode 11a and the negative electrode 12a can be appropriately changed as necessary within the capacity of the power supply. Electric current in the fluid filled in the electrolysis tank 10 is generated by the potential difference between the positive electrode 11a and the negative electrode 12a, and electrolysis proceeds at the positive electrode 11a and the negative electrode 12a. Since the current-carrying structure related to electrolysis is known, connection structures such as power and power lines are omitted in the drawings.

따라서 전기분해가 진행됨에 따라 양극실(11)에서는 전해질의 음이온과 양극(11a) 주변에서 물의 산화반응으로 생성된 수소이온이 결합하고, 음극실(12)에서는 전해질의 양이온과 음극(12a) 주변에서 물의 환원반응으로 생성된 수산화이온이 결합하여, 각각 산성 및 염기성 물질을 생성한다. 이를 통해 양극실(11)에서는 산성 물질이 함유된 산성 전해수가 생성되고 음극실(12)에서는 염기성 물질이 함유된 염기성 전해수가 생성될 수 있다. 전해수의 구체적인 생성과정에 대해서는 후술하여 보다 상세히 설명한다.Therefore, as the electrolysis proceeds, in the anode chamber 11, the anion of the electrolyte and hydrogen ions generated by the oxidation reaction of water around the anode 11a are combined, and in the cathode chamber 12, the cation of the electrolyte and the cathode 12a are surrounded. Hydroxide ions produced by the reduction of water in water combine to form acidic and basic substances, respectively. As a result, acidic electrolytic water containing an acidic substance may be generated in the anode chamber 11 and basic electrolytic water containing a basic substance may be generated in the cathode chamber 12. The specific generation process of the electrolyzed water will be described later in more detail.

제1이온투과성격막(14) 및 제2이온투과성격막(15)은 양극(11a) 측과 음극(12a) 측에서 생성된 물질이 혼합되지 않도록 분리하는 역할을 할 수 있다. 각 이온투과성격막은 이온은 투과하나 물이나 분자는 투과하지 못하는 세공을 갖는 막으로 폴리에스테르 부직포와 같은 친수성고분자막일 수 있다. 해리된 전해질의 이온은 극성에 따라 음이온은 양극(11a) 쪽으로, 양이온은 음극(12a) 쪽으로 이동하며 각각의 전극으로 이동한 음이온과 양이온은 전극 표면에서 산화 및 환원 반응을 일으켜 새로운 물질을 형성하게 된다.The first ion-permeable membrane 14 and the second ion-permeable membrane 15 may serve to separate the materials generated on the anode 11a side and the cathode 12a side from mixing. Each ion permeable membrane is a membrane having pores that transmit ions but not water or molecules, and may be a hydrophilic polymer membrane such as a polyester nonwoven fabric. According to the polarity of the dissociated electrolyte, the anion moves toward the positive electrode 11a and the cation moves toward the negative electrode 12a. do.

3실형 전해수 생성장치(1)에 있어서 이온투과성격막은 음극실(12) 측의 제2이온투과성격막(15)의 경우 슬폰기(-SO3H)를 막 내에 가지며 양이온은 투과하나 음이온은 투과하지 않는 양이온교환막을 사용하고, 양극실(11) 측의 제1이온투과성격막(14)의 경우 암모니움염기(-NR3OH)를 막 내에 가지며 음이온은 투과하나 양이온은 투과하지 않는 음이온교환막을 사용하는 것이 바람직하다. 다만, 양이온교환막 중 듀퐁사의 나피온(Nafion)은 상대적으로 가격이 비싸고, 접촉되는 원수(공급되는 물)나 전해질에 존재하는 불순물의 허용한도가 칼슘, 마그네슘의 30ppb이하이며 이를 초과하면 통전률 저하, 전압상승 등의 문제가 발생하고 막이 훼손되기 쉬운 단점이 있으며, 음이온교환막은 강산이나 산화성 물질에 매우 취약하여 강산성인 염산이나 산화성 물질인 차아염소산이 생성되는 양극실에 사용하는 경우 쉽게 훼손되므로 산업적으로 이용하기에는 수명이 짧은 문제가 있다. 따라서, 전기투석에 의한 유기물의 탈염이나 염의 농축이 아닌, 전해질 해리에 의하여 양이온은 음극실(12)로 음이온은 양극실(11)로 영동(泳動)되어 각각의 전극표면에서 새로운 물질을 생성하는 전해수 생성장치에 있어서는, 설계된 작용기를 갖지 않는 이온만을 통과할 수 있는 세공이 형성된 폴리에스테르 부직포막과 같은 친수성고분자막으로 이온투과성격막을 형성하는 것이 보다 바람직하다.In the three chamber type electrolytic water generating device 1, the ion permeable membrane has a sponge group (-SO 3 H) in the membrane in the case of the second ion permeable membrane 15 on the cathode chamber 12 side, and the cation is permeated but anion is permeated. The first ion permeable membrane 14 on the anode chamber 11 side has an ammonium base (-NR 3 OH) in the membrane and has an anion exchange membrane that transmits an anion but does not transmit a cation. It is preferable to use. However, Dupont's Nafion in the cation exchange membrane is relatively expensive, and the allowable limits of the raw water (water supplied) or impurities present in the electrolyte are 30ppb or less of calcium and magnesium. Problems such as voltage rise and the tendency of the membrane to be damaged.The anion exchange membrane is very vulnerable to strong acid or oxidizing material, so it is easily damaged when used in the anode chamber where strong acid or hydrochloric acid hypochlorous acid is produced. There is a short life problem to use. Therefore, rather than desalination or concentration of salts of organic matter by electrodialysis, the positive ions are moved to the cathode chamber 12 and the anion is moved to the anode chamber 11 by electrolytic dissociation, thereby producing a new material on each electrode surface. In the electrolytic water generating device, it is more preferable to form the ion permeable membrane with a hydrophilic polymer membrane such as a polyester nonwoven membrane having pores through which only ions having no designed functional group can pass therethrough.

전기분해조(10)는 이와 같은 양극실(11), 음극실(12), 및 전해질실(13)로 구분된 3실을 포함하는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 예를 들어, 전해질을 저장하는 하나의 수조(즉, 전해질저장조) 내에 제1이온투과성격막(14)과 제2이온투과성격막(15)을 개재하여 3실로 구획된 전기분해조(10)를 형성할 수 있으며, 서로 다른 3개의 수조를 관로 등으로 연결하여 통로를 형성하고 통로 내 각각 제1이온투과성격막(14)과 제2이온투과성격막(15)을 개재하여 3실로 구획된 전기분해조(10)를 형성할 수 있다. 그러나 이러한 예에 한정될 필요 없이 그 밖에도 여러 가지 다양한 형태로 전기분해조(10)를 변형하여 형성할 수 있다.The electrolysis tank 10 may be modified in various forms within the limits including three chambers divided into the anode chamber 11, the cathode chamber 12, and the electrolyte chamber 13. For example, an electrolysis tank 10 partitioned into three chambers is formed in one tank for storing an electrolyte (that is, an electrolyte storage tank) via a first ion permeable membrane 14 and a second ion permeable membrane 15. An electrolysis tank divided into three chambers may be formed by connecting three different water tanks by a pipe or the like, and interposing the first ion permeable membrane 14 and the second ion permeable membrane 15 in the passage, respectively. 10) can be formed. However, without being limited to these examples, the electrolysis tank 10 may be modified in various other forms.

전해질공급조(20)는 내부에 전해질 결정으로 이루어진 전해질층(20a), 및 전해질층(20a)의 전해질 결정이 용해되어 생성된 포화용액으로 이루어진 전해질포화용액층(20b)을 포함한다. 즉, 전해질공급조(20)는 결정층과 용액층이 분리되어 층을 이루고 있으며 이들이 동적 평형상태를 유지하며 전해질포화용액을 생성한다. 전해질공급조(20)는 전해질포화용액층(20b)과 전기분해조(10)의 전해질실(13) 사이에 연결된 전해질공급관(140)을 통해 전해질포화용액층(20b)의 전해질 포화용액을 전해질실(13)로 공급할 수 있다.The electrolyte supply tank 20 includes an electrolyte layer 20a made of electrolyte crystals and an electrolyte saturation solution layer 20b made of a saturated solution in which electrolyte crystals of the electrolyte layer 20a are dissolved. That is, the electrolyte supply tank 20 forms a layer in which the crystal layer and the solution layer are separated, and they maintain a dynamic equilibrium and generate an electrolyte saturation solution. The electrolyte supply tank 20 electrolytes the saturated solution of the electrolyte saturation solution layer 20b through the electrolyte supply pipe 140 connected between the electrolyte saturation solution layer 20b and the electrolyte chamber 13 of the electrolysis tank 10. It can supply to the yarn 13.

포화용액은 일정량의 용매에 용질이 최대로 녹아있는 용액을 말하며 포화용액에서 용해속도와 석출속도는 동일하다. 즉, 겉보기에는 전해질 결정이 더 이상 녹지 않고 반응을 중지한 것처럼 보이나, 용해와 석출의 속도가 같은 용해 평형 상태에 도달하여 포화용액이 형성된다. 본 발명에서의 전해질 포화용액은 전해질층(20a)의 전해질 결정이 용해되어 전해질포화용액을 생성하고, 전해질포화용액층(20b)으로부터 다시 전해질 결정이 침전되어 전해질층(20a)을 이루는 두 현상이 모두 활발한 동적 평형 상태에 있는 포화용액을 의미한다.Saturated solution refers to a solution in which solute is dissolved in a certain amount of solvent. Dissolution rate and precipitation rate are the same in saturated solution. In other words, the surface of the electrolyte crystals no longer melted and seemed to stop the reaction, but the solution reached the equilibrium state of dissolution and precipitation to form a saturated solution. In the electrolyte saturation solution of the present invention, two phenomena in which the electrolyte crystals of the electrolyte layer 20a are dissolved to generate an electrolyte saturation solution, and the electrolyte crystals are precipitated again from the electrolyte saturation solution layer 20b form the electrolyte layer 20a. All refer to saturated solutions in active dynamic equilibrium.

즉 일정량 이상의 물이 공급되고 전해질포화용액을 형성하게 되면, 전해질 포화용액과 전해질 결정은 용해 평형에 이르러 전해질포화용액 속에 전해질 결정이 침전된 형태를 이루게 된다. 이 과정 중 전해질층(20a)과 전해질포화용액층(20b)이 자연스럽게 분리되어 도 1에 도시된 바와 같이 전해질공급조(20)에 전해질층(20a)과 전해질포화용액층(20b)이 형성된다. That is, when a predetermined amount or more of water is supplied to form an electrolyte saturated solution, the saturated electrolyte solution and the electrolyte crystals reach a dissolution equilibrium to form electrolyte crystals precipitated in the electrolyte saturated solution. During this process, the electrolyte layer 20a and the electrolyte saturation solution layer 20b are naturally separated to form the electrolyte layer 20a and the electrolyte saturation solution layer 20b in the electrolyte supply tank 20 as shown in FIG. 1. .

전해질층(20a)은 고체상의 전해질 결정으로 전해질포화용액층(20b)의 하부에 위치하며 전해질포화용액층(20b)은 용액 상태로 전해질층(20a)의 상부에 위치한다. 이러한 층상구조를 활용하여 전해질층(20a)과 전해질포화용액층(20b)사이를 순환하는 유체 순환구조와, 전해질포화용액층(20b)을 교란하지 않고 전해질층(20a)으로 직접 유체를 유입하는 구조와, 반대로 전해질층(20a)을 교란하지 않고 전해질포화용액층(20b)의 용액만을 전해질실(13)로 공급하는 유동구조 등을 매우 효과적으로 형성할 수 있다.The electrolyte layer 20a is a solid electrolyte crystal and is positioned below the electrolyte saturation solution layer 20b, and the electrolyte saturation solution layer 20b is positioned above the electrolyte layer 20a in a solution state. By utilizing the layered structure, the fluid circulation structure circulating between the electrolyte layer 20a and the electrolyte saturation solution layer 20b, and the fluid flowing directly into the electrolyte layer 20a without disturbing the electrolyte saturation solution layer 20b. On the contrary, a flow structure for supplying only the solution of the electrolyte saturation solution layer 20b to the electrolyte chamber 13 without disturbing the electrolyte layer 20a can be formed very effectively.

이러한 유동구조는 일단부는 전해질실(13)에 연결되고 타단부는 전해질공급조(20)의 전해질층(20a) 내부로 삽입된 전해질회수관(150)을 포함한다. 전해질회수관(150)을 통해 전해질실(13)의 전해질 용액을 전해질공급조(20)로 회수할 수 있으며 전술한 전해질공급관(140)을 통해 전해질공급조(20)에서 농도를 조정하여 재공급할 수 있다. 또한, 일단부는 전해질포화용액층(20b)에 연결되고 타단부는 전해질층(20a) 내부로 삽입되어 전해질포화용액층(20b)으로부터 전해질층(20a)으로 전해질포화용액을 순환시키는 제1농도조절관(130)을 포함할 수 있다.This flow structure includes an electrolyte recovery tube 150 having one end connected to the electrolyte chamber 13 and the other end inserted into the electrolyte layer 20a of the electrolyte supply tank 20. The electrolyte solution of the electrolyte chamber 13 may be recovered to the electrolyte supply tank 20 through the electrolyte recovery pipe 150, and the electrolyte solution may be supplied again by adjusting the concentration in the electrolyte supply tank 20 through the electrolyte supply pipe 140 described above. Can be. In addition, one end is connected to the electrolyte saturation solution layer 20b and the other end is inserted into the electrolyte layer 20a to control the first concentration of the electrolyte saturation solution circulating from the electrolyte saturation solution layer 20b to the electrolyte layer 20a. It may include a tube 130.

이를 통해 전해질층(20a)과 전해질포화용액층(20b) 사이에서 용액을 순환시키며 전해질공급조(20) 내 전체 용액 농도를 균일하게 유지할 수 있다. 또한, 제1농도조절관(130)의 일단부와 타단부 사이로 물을 공급하여 전해질층(20a)의 전해질을 용해시키는 제2농도조절관(120)을 포함할 수 있다. 이를 통해 전해질공급조(20) 내 전해질용액의 농도를 적절하게 조정할 수도 있다. 이러한 구조는 도 1 및 도 2를 통해서 명확하게 확인할 수 있다. 이에 관해서는 후술하여 좀 더 구체적으로 설명한다.Through this, the solution is circulated between the electrolyte layer 20a and the electrolyte saturation solution layer 20b and the total solution concentration in the electrolyte supply tank 20 can be maintained uniformly. In addition, it may include a second concentration control tube 120 for dissolving the electrolyte of the electrolyte layer (20a) by supplying water between one end and the other end of the first concentration control tube 130. Through this, the concentration of the electrolyte solution in the electrolyte supply tank 20 may be appropriately adjusted. Such a structure can be clearly seen through FIGS. 1 and 2. This will be described later in more detail.

3실형 전해수 생성장치(1)는 물공급관(110)을 통해서 전해수 제조에 사용되는 물을 공급받는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 물공급관(110)은 제2농도조절관(120)을 통해서 전해질공급조(20)와 연결되고, 일 측이 분기되어 전기분해조(10)와도 직접 연결된다. 물공급관(110)의 전기분해조(10)와 연결된 측에는 양극실(11) 및 음극실(12) 각각에 연결된 분기관(111)이 형성되어 있어 양극실(11)과 음극실(12) 각각에 물을 공급할 수 있다. 물공급관(110)의 일 측에는 유체를 유동시키기 위한 펌프(112)가 설치될 수 있다.The three-chamber electrolytic water generating device 1 receives water used for manufacturing electrolytic water through the water supply pipe 110. As shown in FIG. 1, the water supply pipe 110 is connected to the electrolyte supply tank 20 through the second concentration control pipe 120, and one side is branched and directly connected to the electrolysis tank 10. A branch pipe 111 connected to each of the anode chamber 11 and the cathode chamber 12 is formed at the side connected to the electrolysis tank 10 of the water supply pipe 110, so that each of the anode chamber 11 and the cathode chamber 12 is formed. It can supply water. One side of the water supply pipe 110 may be installed with a pump 112 for flowing the fluid.

전기분해조(10)와 전해질공급조(20) 사이에는 전술한 전해질공급관(140) 및 전해질회수관(150)으로 이루어진 유체 순환구조가 형성된다. 전해질공급관(140)의 일단부는 전해질공급조(20)의 전해질포화용액층(20b)과 연결되고 타단부는 전해질실(13)의 일 측에 연결된다. 또한, 전해질회수관(150)의 일단부는 전해질공급조(20)의 전해질층(20a) 내부로 삽입되고 타단부는 전해질실(13)의 타 측에 연결된다. 따라서, 전해질공급조(20)의 전해질포화용액은 전해질공급관(140)을 통해 전해질실(13)로 공급하고, 전해질 농도가 감소한 전해질실(13) 내 용액은 전해질회수관(150)을 통해 전해질공급조(20)로 즉시 회수할 수 있다. 이로 인해 전해질실(13)의 전해질 농도를 감소시키지 않고 최적 수준으로 유지하며 전해수를 생성할 수 있다. 이에 대해서도 후술하여 보다 상세히 설명한다.Between the electrolysis tank 10 and the electrolyte supply tank 20 is formed a fluid circulation structure consisting of the above-described electrolyte supply pipe 140 and the electrolyte recovery pipe 150. One end of the electrolyte supply pipe 140 is connected to the electrolyte saturation solution layer 20b of the electrolyte supply tank 20, and the other end is connected to one side of the electrolyte chamber 13. In addition, one end of the electrolyte recovery pipe 150 is inserted into the electrolyte layer 20a of the electrolyte supply tank 20 and the other end is connected to the other side of the electrolyte chamber 13. Therefore, the electrolyte saturation solution of the electrolyte supply tank 20 is supplied to the electrolyte chamber 13 through the electrolyte supply pipe 140, and the solution in the electrolyte chamber 13 having reduced electrolyte concentration is electrolyte through the electrolyte recovery pipe 150. It can be immediately recovered to the supply tank (20). Therefore, it is possible to generate the electrolyzed water while maintaining the optimum level without reducing the electrolyte concentration of the electrolyte chamber 13. This will be described later in more detail.

전기분해조(10)에서 생성된 전해수는 서로 분리된 제1저장조(30) 및 제2저장조(40)에 나누어 저장된다. 즉, 3실형 전해수 생성장치(1)는 양극실(11)에서 생성된 산성 전해수 및 음극실(12)에서 생성된 염기성 전해수를 서로 분리하여 각각 저장하는 제1저장조(30) 및 제2저장조(40)를 포함한다. 제1저장조(30)는 양극실(11)과 연결된 제1전해수관(160)을 통해 양극실(11)에서 생성된 산성 전해수(A)를 공급받을 수 있고, 제2저장조(40)는 음극실(12)과 연결된 제2전해수관(170)을 통해 음극실(12)에서 생성된 염기성 전해수(B)를 공급받을 수 있다. 제1저장조(30) 및 제2저장조(40)는 각각 밸브(311, 411)가 설치된 외부공급관(31, 41)을 이용하여 산성 전해수 및 염기성 전해수를 원하는 사용처로 공급할 수 있다.The electrolyzed water generated in the electrolysis tank 10 is divided and stored in the first storage tank 30 and the second storage tank 40 separated from each other. That is, the three-chamber electrolytic water generating device 1 includes a first storage tank 30 and a second storage tank which separate acidic electrolytic water generated in the anode chamber 11 and basic electrolytic water generated in the cathode chamber 12 from each other and store them separately. 40). The first reservoir 30 may receive the acidic electrolytic water A generated in the anode chamber 11 through the first electrolytic water pipe 160 connected to the anode chamber 11, and the second reservoir 40 may be a cathode. The basic electrolytic water B generated in the cathode chamber 12 may be supplied through the second electrolytic water pipe 170 connected to the chamber 12. The first reservoir 30 and the second reservoir 40 may supply acidic electrolyzed water and basic electrolyzed water to desired destinations by using external supply pipes 31 and 41 provided with valves 311 and 411, respectively.

한편, 제1저장조(30)와 음극실(12)의 사이에는 재공급관(180)이 형성되어 제1저장조(30)의 산성 전해수를 음극실(12)로 공급할 수 있다. 재공급관(180)은 음극실(12)에 연결된 물공급관(110)의 단부 즉, 분기관(111)의 일 측과 제1저장조(30)의 외부공급관(31) 사이에 설치될 수 있다. 또한, 재공급관(180)에는 관로를 개폐할 수 있는 밸브(182)와 유체 유동방향을 변경할 수 있는 펌프(181)가 연결되어 필요에 따라 산성 전해수를 음극실(12)로 공급할 수 있다. 또한, 분기관(111)에는 유체 역류를 방지하는 체크밸브(111a)(즉, 역지밸브)를 설치하여 유체 역류를 막고 음극실(12) 방향으로 유체가 원활히 주입되도록 구성할 수 있다. 이러한 구조를 통해 음극실(12)에 산성 전해수를 제공하여 음극실(12)의 음극(12a) 및 격막 등 그 주변부에 부착된 이물질들을 효과적으로 제공할 수 있다.Meanwhile, a resupply pipe 180 may be formed between the first reservoir 30 and the cathode chamber 12 to supply acidic electrolytic water of the first reservoir 30 to the cathode chamber 12. The resupply pipe 180 may be installed between one end of the water supply pipe 110 connected to the cathode chamber 12, that is, one side of the branch pipe 111 and the external supply pipe 31 of the first reservoir 30. In addition, the resupply pipe 180 is connected to the valve 182 for opening and closing the pipe and the pump 181 for changing the flow direction of the fluid supply can supply the acidic electrolytic water to the cathode chamber 12 as needed. In addition, the branch pipe 111 may be configured such that a check valve 111a (that is, a check valve) that prevents fluid backflow is installed to prevent fluid backflow and smoothly inject fluid into the cathode chamber 12. Through such a structure, acidic electrolytic water may be provided to the cathode chamber 12 to effectively provide foreign substances attached to its peripheral parts such as the cathode 12a and the diaphragm of the anode chamber 12.

음극실(12)에서 산성 전해수와 반응하여 분리된 이물질들은 드레인관(171)을 통해서 용이하게 배출할 수 있다. 드레인관(171)은 음극실(12)에 연결된 제2전해수관(170)에서 분기될 수 있다. 드레인관(171)과 제2전해수관(170)의 분기점에 유동경로를 변경할 수 있는 밸브(172)를 설치하여 필요에 따라 유동경로를 변경하고 드레인관(171)을 통해 이물질을 배출할 수 있다. 이때 밸브(172)는 유로 변경이 용이한 삼방밸브(3way valve)를 사용할 수 있다.Foreign substances separated by reaction with acidic electrolytic water in the cathode chamber 12 may be easily discharged through the drain pipe 171. The drain pipe 171 may be branched from the second electrolytic water pipe 170 connected to the cathode chamber 12. By installing a valve 172 to change the flow path at the branch point of the drain pipe 171 and the second electrolytic water pipe 170, it is possible to change the flow path as needed and to discharge the foreign matter through the drain pipe 171. . At this time, the valve 172 may use a three-way valve (easy to change the flow path).

즉, 3실형 전해수 생성장치(1)는 양극실(11) 및 음극실(12)에서 양질의 전해수를 생성하고 생성된 산성 전해수 및 염기성 전해수를 서로 다른 저장조에 저장하였다가 필요에 따라 사용할 수 있다. 특히, 저장조에 저장된 전해수의 일부(산성 전해수)를 음극실(12)로 순환시켜 이물질을 세척하고 드레인관(171) 등으로 배출하여 전극의 표면을 깨끗하게 유지할 수 있다. 이를 통해 보다 원활하게 전기분해 과정을 진행하고 양질의 전해수도 용이하게 생성할 수 있다. 재공급관(180) 및 드레인관(171)의 배치는 도 1에 도시된 바와 같이 한정될 필요는 없으며, 재공급관(180)의 경우 제1저장조(30)와 음극실(12) 사이에 연결된 또 다른 형태의 관로로, 드레인관(171)의 경우 음극실(12)에 연결되어 이물질을 배출할 수 있는 또 다른 형태로 관로로 다양하게 변형할 수 있다.That is, the three-chamber electrolytic water generating apparatus 1 generates high quality electrolytic water in the anode chamber 11 and the cathode chamber 12 and stores the generated acidic electrolytic water and basic electrolytic water in different reservoirs, and may be used as needed. . In particular, a part of the electrolyzed water stored in the storage tank (acidic electrolyzed water) may be circulated to the cathode chamber 12 to wash foreign substances and discharged to the drain pipe 171 to keep the surface of the electrode clean. Through this, the electrolysis process can be performed more smoothly, and high quality electrolytic water can be easily generated. The arrangement of the resupply pipe 180 and the drain pipe 171 need not be limited as illustrated in FIG. 1, and in the case of the resupply pipe 180, the resupply pipe 180 and the cathode chamber 12 may be connected between the first reservoir 30 and the cathode chamber 12. As another type of pipe line, the drain pipe 171 may be variously transformed into a pipe line in another form that may be connected to the cathode chamber 12 to discharge foreign substances.

이하, 도 2를 참조하여 전해질포화용액의 생성 및 공급 구조와 과정을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the production and supply structure and process of the electrolyte saturation solution will be described in more detail with reference to FIG. 2.

도 2는 도 1의 3실형 전해수 생성장치의 전해질공급조를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view illustrating the electrolyte supply tank of the three-chamber electrolytic water generating device of FIG. 1 in more detail.

도 2에 도시된 바와 같이 전해질공급조(20)는 전해질층(20a)과 전해질포화용액층(20b)이 서로 구분되어 층상의 구조를 이루고 있다. 전해질은 수중에서 이온화되어 전기 전도도를 증가시키는 물질로 전해질층(20a)의 전해질 결정은 고체상태의 전해질로 이루어질 수 있다. 전해질층(20a)을 이루는 전해질 결정은 예를 들어 염소이온(Cl-)과 알칼리금속의 화합물일 수 있으며, 바람직하게는, 염화나트륨(NaCl) 및 염화칼륨(KCl) 중 적어도 하나일 수 있다.As shown in FIG. 2, in the electrolyte supply tank 20, the electrolyte layer 20a and the electrolyte saturation solution layer 20b are separated from each other to form a layered structure. The electrolyte is ionized in water to increase the electrical conductivity. The electrolyte crystal of the electrolyte layer 20a may be formed of a solid electrolyte. The electrolyte crystal constituting the electrolyte layer 20a may be, for example, a compound of chlorine ion (Cl − ) and an alkali metal, and preferably, at least one of sodium chloride (NaCl) and potassium chloride (KCl).

전해질층(20a)은 전해질 결정들 사이에 형성된 공간을 포함하며 전해질 포화용액은 액상이므로 전해질층(20a)을 이루는 전해질 결정 사이의 공간에 전해질용액이 일부 채워질 수도 있다. 즉, 전해질층(20a)은 전해질 결정과 결정 사이의 공간에 전해질 포화용액이 일부 혼재된 것일 수 있다. 물이 지속적으로 공급되면 전해질 포화용액이 전해질 결정의 높이를 초과하며 전해질포화용액층(20b)이 상부에 형성된다. 물은 전술한 물공급관(도 1의 110참조)에 연결된 제2농도조절관(120)과 제2농도조절관(120)에 연결된 제1농도조절관(130)을 연속적으로 통과하여 전해질층(20a)에 공급될 수 있다. The electrolyte layer 20a includes a space formed between the electrolyte crystals, and since the electrolyte saturation solution is a liquid phase, the electrolyte solution may be partially filled in the space between the electrolyte crystals forming the electrolyte layer 20a. That is, the electrolyte layer 20a may be a mixture of a saturated electrolyte solution in the space between the electrolyte crystal and the crystal. If water is continuously supplied, the saturated electrolyte solution exceeds the height of the electrolyte crystal and the electrolyte saturation solution layer 20b is formed on the top. Water continuously passes through the second concentration control pipe 120 connected to the above-described water supply pipe (see 110 in FIG. 1) and the first concentration control pipe 130 connected to the second concentration control pipe 120. 20a).

제1농도조절관(130)은 전해질층(20a)과 전해질포화용액층(20b) 사이에서 유체를 순환시키는 일종의 교반기와 같은 역할을 한다. 즉, 전해질포화용액층(20b)의 전해질포화용액을 다시 전해질층(20a) 내부로 반복 순환시켜 전해질의 용해와 침전을 통한 동적 평형이 유지되도록 하고 전해질공급조(20) 내 전지점에서 균일한 포화 농도를 유지하게 할 수 있다. 제1농도조절관(130)은 도 2에 도시된 바와 같이 일단부는 전해질포화용액층(20b)에 개방된 상태로 놓일 수 있으며 타단부는 전해질층(20a)의 내부로 삽입되어 일단부로부터 타단부로 전해질포화용액을 순환시킬 수 있다. 이때 제1농도조절관(130)에 연결된 펌프(132)를 동작시켜 유체의 순환방향을 전해질포화용액층(20b)으로부터 전해질층(20a)을 향하는 방향으로 유지하고, 유체의 순환속도 도 적절히 조절할 수 있다.The first concentration control tube 130 serves as a kind of stirrer for circulating the fluid between the electrolyte layer 20a and the electrolyte saturation solution layer 20b. That is, the electrolyte saturation solution of the electrolyte saturation solution layer 20b is repeatedly circulated back into the electrolyte layer 20a to maintain dynamic equilibrium through dissolution and precipitation of the electrolyte and uniform saturation at all points in the electrolyte supply tank 20. Maintain concentration. As shown in FIG. 2, the first concentration control tube 130 may be placed in an open state in the electrolyte saturation solution layer 20b, and the other end may be inserted into the electrolyte layer 20a so that the first concentration control tube 130 may be separated from the one end. The electrolyte saturation solution can be circulated to the end. At this time, by operating the pump 132 connected to the first concentration control tube 130 to maintain the circulation direction of the fluid from the electrolyte saturation solution layer (20b) toward the electrolyte layer (20a), and also adjust the circulation speed of the fluid appropriately Can be.

전해질층(20a)에 삽입된 제1농도조절관(130)의 단부에는 제1노즐부(131)가 형성된다. 제1노즐부(131)는 전해질층(20a)의 전해질 결정 사이로 삽입된 단부에 전해질층(20a)의 전해질 결정 사이로 개구된 복수 개의 노즐을 포함한다. 제1노즐부(131)는 복수 개의 노즐로 전해질포화용액을 분무하는 역할을 하며 전해질층(20a)의 전해질 결정 사이에 삽입되어 있으므로 유체 교란을 최소화할 수 있다. 따라서 전해질 포화용액 토출 시 전해질 결정 등이 부상하여 전해질포화용액층(20b) 상에서 부유하는 등의 역효과를 효과적으로 방지할 수 있다. The first nozzle part 131 is formed at an end portion of the first concentration control tube 130 inserted into the electrolyte layer 20a. The first nozzle unit 131 includes a plurality of nozzles opened between the electrolyte crystals of the electrolyte layer 20a at the ends inserted between the electrolyte crystals of the electrolyte layer 20a. The first nozzle unit 131 serves to spray the electrolyte saturation solution with a plurality of nozzles and is inserted between the electrolyte crystals of the electrolyte layer 20a to minimize fluid disturbance. Therefore, when the electrolyte saturated solution is discharged, it is possible to effectively prevent the adverse effects such as floating on the electrolyte saturation solution layer 20b due to the rise of electrolyte crystals.

특히, 제1노즐부(131)는 복수 개의 미세노즐이 관체 상에 배열되어 있는 형태로 다수의 구멍을 통해 토출압을 분산시킬 수 있고 토출 속도도 감소시킬 수 있다. 따라서 전해질포화용액이 다지점으로 분산되므로 특정 지점에 유체의 압력이 집중되지 않도록 전해질포화용액을 분산시킬 수 있는 이점이 있다. 이러한 제1노즐부(131)의 구조를 이용하면 전해질층(20a) 사이로 전해질포화용액을 분사하더라도 전해질 결정 등의 교란을 막을 수 있어 보다 안정적으로 유체를 순환시킬 수 있다. 이러한 제1노즐부(131)의 구조는 후술하는 전해질회수관(150)의 제2노즐부(151)에도 동일하게 적용되므로 제2노즐부(151)의 반복적인 설명은 생략한다.In particular, the first nozzle unit 131 can disperse the discharge pressure through a plurality of holes in a form in which a plurality of fine nozzles are arranged on the tubular body and can also reduce the discharge speed. Therefore, since the electrolyte saturation solution is dispersed at multiple points, there is an advantage that the electrolyte saturation solution can be dispersed so that the pressure of the fluid is not concentrated at a specific point. By using the structure of the first nozzle unit 131, even when the electrolyte saturation solution is sprayed between the electrolyte layers 20a, it is possible to prevent disturbances such as electrolyte crystals, thereby circulating the fluid more stably. Since the structure of the first nozzle unit 131 is similarly applied to the second nozzle unit 151 of the electrolyte recovery pipe 150 to be described later, repeated description of the second nozzle unit 151 will be omitted.

제2농도조절관(120)은 제1농도조절관(130)의 일단부와 타단부 사이에 연결되어 제1농도조절관(130)에 물을 공급한다. 전술한 바와 같이 제2농도조절관(120)은 펌프(132) 구동에 의해 전해질포화용액층(20b)으로부터 전해질층(20a)으로 유체를 순환시키므로 제2농도조절관(120)을 통해 공급된 물 역시 이와 합류되어 전해질층(20a)의 제1노즐부(131)로 분사된다. 따라서 물이 전해질층(20a)의 전해질 결정과 접촉하여 전해질을 용해시키고 새로운 포화용액을 생성할 수 있다. 즉, 전해수 제조 시 전기분해를 위해 전해질포화용액이 전기분해조(도 1의 10참조)로 공급되면 제2농도조절관(120)으로 전해질층(20a)에 물을 공급하고 새로운 포화용액을 생성하여, 포화용액의 농도를 적절히 유지할 수 있다.The second concentration control pipe 120 is connected between one end and the other end of the first concentration control pipe 130 to supply water to the first concentration control pipe (130). As described above, since the second concentration control pipe 120 circulates the fluid from the electrolyte saturation solution layer 20b to the electrolyte layer 20a by driving the pump 132, it is supplied through the second concentration control pipe 120. Water is also joined to this and sprayed to the first nozzle portion 131 of the electrolyte layer (20a). Accordingly, water may contact the electrolyte crystal of the electrolyte layer 20a to dissolve the electrolyte and generate a new saturated solution. That is, when the electrolyte saturation solution is supplied to the electrolysis tank (see 10 in FIG. 1) for the electrolysis during electrolytic water production, water is supplied to the electrolyte layer 20a through the second concentration control pipe 120 to generate a new saturated solution. The concentration of the saturated solution can be properly maintained.

즉, 제1농도조절관(130)과 제2농도조절관(120)을 이용하여 전해질공급조(20)내 전해질포화용액을 지속적으로 생성하고 전체 농도도 균일하게 유지할 수 있다. 제1농도조절관(130)은 전해질포화용액층(20b)의 전해질포화용액을 전해질층(20a)으로 순환시키며 교반하는 역할을 하며 제2농도조절관(120)은 제1농도조절관(130)의 순환경로를 통해 물을 공급하여 전해질포화용액의 양이 줄지 않도록 유지한다. 이들의 복합작용으로 전해질공급조(20) 내 전체적으로 균일한 농도로 유지되는 전해질포화용액층(20b)을 지속적으로 형성할 수 있다.That is, by using the first concentration control tube 130 and the second concentration control tube 120 it is possible to continuously generate the electrolyte saturation solution in the electrolyte supply tank 20 and to maintain the overall concentration uniformly. The first concentration control tube 130 serves to circulate and stir the electrolyte saturation solution of the electrolyte saturation solution layer (20b) to the electrolyte layer (20a) and the second concentration control tube 120 is the first concentration control tube 130 Supply water through the circulation path of) to keep the amount of electrolyte saturation solution not to decrease. Through these complex actions, the electrolyte saturation solution layer 20b that is maintained at a uniform concentration throughout the electrolyte supply tank 20 can be continuously formed.

제2농도조절관(120)은 제1농도조절관(130)으로 순환되는 전해질포화용액에 물을 혼합하여 간접적으로 물을 공급하므로 제2농도조절관(120)으로 물이 공급되더라도 전체 전해질포화용액의 농도는 원래 농도에서 미세하게 변화된다. 또한, 제2농도조절관(120)으로 공급되는 물의 공급속도를 전해질공급조(20)에서 전해질실(도 1의 13참조)로 공급되는 전해질포화용액의 공급속도보다 느리게 설정하여 전해질포화용액의 소비량이 증가하더라도 급격한 전해질 포화용액의 농도 변화는 막을 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 제1농도조절관(130)의 순환작용에 의해 전체 전해질포화용액이 교반되어 농도 차이는 지속적으로 감소되므로, 전해질공급조(20) 내 전해질포화용액의 농도는 최적 상태를 지속적으로 유지할 수 있다. 이와 같이, 전해질포화용액의 농도를 유지하고 전해질실(13)에 전해질용액을 원활하게 공급할 수 있다.Since the second concentration control pipe 120 supplies water indirectly by mixing water with the electrolyte saturation solution circulated to the first concentration control pipe 130, even if water is supplied to the second concentration control pipe 120, the entire electrolyte saturation is performed. The concentration of the solution varies slightly from the original concentration. In addition, the supply rate of the water supplied to the second concentration control tube 120 is set to be slower than the supply rate of the electrolyte saturation solution supplied from the electrolyte supply tank 20 to the electrolyte chamber (see 13 in Figure 1) of the electrolyte saturation solution Even if the consumption increases, abrupt changes in the concentration of the saturated electrolyte solution can be prevented. In addition, as described above, the entire electrolyte saturation solution is agitated by the circulating action of the first concentration control tube 130 so that the concentration difference is continuously reduced, so that the concentration of the electrolyte saturation solution in the electrolyte supply tank 20 is optimal. You can keep it going. In this way, the concentration of the electrolyte saturation solution can be maintained and the electrolyte solution can be smoothly supplied to the electrolyte chamber 13.

이와 같이 전해질공급조(20) 내에서 전해질포화용액을 지속적으로 생성하며 공급할 수 있다. 전해질포화용액은 전해질공급관(140)을 통해서 전해질실(13)로 공급되며 전해질공급관(140)에는 밸브(142)와 펌프(141)가 설치되어 있어 유체 유동속도와 유동량 등을 적절하게 조절할 수 있다. 이와 같이 전해질공급관(140)을 통해서 지속적으로 전해질포화용액을 공급하는 한편, 전해질회수관(150)을 통해서는 전해질실(13) 내 유체를 전해질공급조(20)로 회수하여 다시 전해질공급조(20)와 전기분해조(10) 사이에 전해질용액의 순환구조를 형성할 수 있다.As such, the electrolyte saturation solution may be continuously generated and supplied in the electrolyte supply tank 20. The electrolyte saturation solution is supplied to the electrolyte chamber 13 through the electrolyte supply pipe 140, and the valve 142 and the pump 141 are installed in the electrolyte supply pipe 140 to appropriately control the fluid flow rate and flow rate. . As described above, the electrolyte saturation solution is continuously supplied through the electrolyte supply pipe 140, and the fluid in the electrolyte chamber 13 is recovered to the electrolyte supply tank 20 through the electrolyte recovery pipe 150, and then the electrolyte supply tank ( It is possible to form a circulation structure of the electrolyte solution between the 20) and the electrolysis tank (10).

즉, 전해질실(13)에서 전해질 농도가 감소된 전해질 용액은 전해질회수관(150)을 통해서 전해질공급조(20)로 즉각 회수할 수 있다. 전해질회수관(150)의 일단부는 전해질실(13)에 연결되고 타단부는 전해질공급조(20)의 전해질층(20a) 내부로 삽입되며 전해질회수관(150)의 단부에도 제1노즐부(131)와 동일한 제2노즐부(151)가 형성된다. 따라서 회수된 전해질 용액 역시 전해질층(20a) 내부에서 유체 등을 교란하지 않으면서 전해질 결정과 접촉하고 전해질 결정을 용해시킬 수 있다. 이를 통해 회수된 전해질 용액의 농도를 상승시키고 전해질공급조(20) 내 전해질포화용액과 혼합할 수 있다. 혼합된 전해질포화용액은 다시 전술한 제1농도조절관(130)의 순환구조를 통해 지속적으로 순환하며 농도가 균일하게 조정되므로 전해질공급조(20) 전체의 전해질포화용액은 전술한 바와 같이 최적상태를 용이하게 유지할 수 있다.That is, the electrolyte solution in which the electrolyte concentration is reduced in the electrolyte chamber 13 may be immediately recovered to the electrolyte supply tank 20 through the electrolyte recovery pipe 150. One end of the electrolyte recovery pipe 150 is connected to the electrolyte chamber 13, and the other end is inserted into the electrolyte layer 20a of the electrolyte supply tank 20, and the first nozzle part is also connected to the end of the electrolyte recovery pipe 150. The same second nozzle unit 151 as 131 is formed. Therefore, the recovered electrolyte solution may also contact the electrolyte crystal and dissolve the electrolyte crystal without disturbing the fluid or the like in the electrolyte layer 20a. Through this, the concentration of the recovered electrolyte solution may be increased and mixed with the electrolyte saturation solution in the electrolyte supply tank 20. The mixed electrolyte saturation solution is continuously circulated through the circulation structure of the first concentration control tube 130 described above, and the concentration is uniformly adjusted, so that the electrolyte saturation solution of the entire electrolyte supply tank 20 is optimal as described above. Can be easily maintained.

이와 같이 다양한 순환구조를 통해서 전해질포화용액의 농도를 최적 상태로 유지하며 생성 및 공급할 수 있고 이를 통해 전기분해를 진행하여 양질의 전해수를 생성할 수 있다. 이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 3실형 전해수 생성장치 전체의 작동과정을 설명한다.Thus, through various circulation structures to maintain and maintain the concentration of the electrolyte saturation solution in an optimal state can be produced and supplied, through which the electrolysis proceeds to produce high quality electrolytic water. Hereinafter, the operation of the entire three-chamber electrolytic water generating apparatus will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

우선, 도 3에 도시된 바와 같이 물공급관(110)을 통해 전해질공급조(20) 및 전기분해조(10)로 물이 공급되고, 전해질공급조(20)에서 전해질층(20a)과 전해질포화용액층(20b)이 층상으로 구분되어 형성되고, 생성된 전해질포화용액이 전기분해조(10)의 전해질실(13)로 공급되며 전기분해가 진행된다. 전해질층(20a)을 이루는 전해질 결정은 전술한 바와 같이 염소이온과 알칼리금속의 화합물일 수 있으며, 바람직하게는, 염화나트륨(NaCl) 및 염화칼륨(KCl) 중 적어도 하나일 수 있다. 이 중 염화나트륨인 경우를 예시로 하면 다음과 같은 반응이 진행된다.First, as shown in FIG. 3, water is supplied to the electrolyte supply tank 20 and the electrolysis tank 10 through the water supply pipe 110, and the electrolyte layer 20a and the electrolyte saturation in the electrolyte supply tank 20. The solution layer 20b is divided into layers, and the resulting electrolyte saturation solution is supplied to the electrolyte chamber 13 of the electrolysis tank 10 to undergo electrolysis. As described above, the electrolyte crystal constituting the electrolyte layer 20a may be a compound of chlorine ion and an alkali metal, and preferably, at least one of sodium chloride (NaCl) and potassium chloride (KCl). In the case of sodium chloride, the following reaction proceeds.

양극실(11)의 반응은 다음과 같다.The reaction of the anode chamber 11 is as follows.

2Cl- → Cl2 + 2e- 2Cl - → Cl 2 + 2e -

Cl2 + H20 → HOCl + HClCl 2 + H 2 0 → HOCl + HCl

즉, 양극실(11)에서는 산화반응을 통해 차아염소산(HOCl)을 포함하는 산성 전해수가 생성된다.That is, in the anode chamber 11, acidic electrolytic water containing hypochlorous acid (HOCl) is produced through an oxidation reaction.

또한, 음극실(12)의 반응은 다음과 같다.In addition, reaction of the cathode chamber 12 is as follows.

2Na+ + H2O + 2e- → 2NaOH + H2 2Na + + H 2 O + 2e - → 2NaOH + H 2

즉, 음극실(12)에서는 환원반응을 통해 수산화나트륨(NaOH)를 포함하는 염기성 전해수가 생성된다.That is, in the cathode chamber 12, basic electrolytic water including sodium hydroxide (NaOH) is produced through a reduction reaction.

즉, 염화나트륨의 염소 이온은 제1이온투과성격막(14)을 통해 양극실(11)로 이동되고 나트륨 이온은 제2이온투과성격막(15)을 통해 음극실(12)로 이동되어 양극실(11)과 음극실(12)에서 산화 및 환원반응이 진행된다. 각 반응은 양극실(11) 및 음극실(12)에서 독자적으로 진행되므로 양극실(11)과 음극실(12) 각각에서 산성물질을 포함하는 산성 전해수(A)와 염기성물질을 포함하는 염기성 전해수(B)가 생성된다. 이러한 전해수는 각각 제1전해수관(160) 및 제2전해수관(170)을 통해 각각 제1저장조(30) 및 제2저장조(40)로 이동되어 저장된다.That is, chlorine ions of sodium chloride are moved to the anode chamber 11 through the first ion permeable membrane 14, and sodium ions are moved to the cathode chamber 12 through the second ion permeable membrane 15 and the anode chamber 11 is formed. ) And the cathode chamber 12 undergoes oxidation and reduction reactions. Each reaction proceeds independently in the anode chamber 11 and the cathode chamber 12, so that each of the anode chamber 11 and the cathode chamber 12 has an acid electrolytic water A containing an acidic substance and a basic electrolytic water containing a basic substance. (B) is generated. The electrolyzed water is moved to and stored in the first reservoir 30 and the second reservoir 40 through the first electrolytic water pipe 160 and the second electrolytic water pipe 170, respectively.

제1저장조(30) 및 제2저장조(40)에 저장된 산성 전해수(A) 및 염기성 전해수(B)는 각각 전술한 외부공급관(31, 41)을 통해서 장치 외부의 사용처로 필요에 따라 공급될 수 있다. 이와 같이 3실형 전해수 생성장치(1)가 작동하고 전해수가 생성된다.The acidic electrolytic water (A) and the basic electrolyzed water (B) stored in the first reservoir 30 and the second reservoir 40 may be supplied as needed to the outside of the apparatus through the external supply pipes 31 and 41 described above, respectively. have. In this way, the three-chamber electrolytic water generator 1 operates to generate electrolyzed water.

3실형 전해수 생성장치(1)가 지속적으로 가동되면 전해질실(13) 내부에서 음극실(12) 및 양극실(11)로 이동하는 전해질 이온(전술한 염소 이온 및 나트륨 이온일 수 있다, 전해질실 내부의 점선화살표 참조)의 양이 증가하고 전해질실(13) 내부의 전해질 농도가 감소한다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 전해질실(13) 내부의 전해질 용액은 전해질회수관(150)을 통해서 전해질공급조(20)로 회수하며 전해질공급조(20) 내 전해질포화용액을 다시 전해질실(13)로 공급한다. 전해질공급조(20)에서는 전술한 바와 같은 과정을 통해 전해질포화용액이 지속적으로 생성되고 농도가 유지되는바, 이러한 과정을 통해서 전해질실(13)의 전해질 용액 농도 역시 최적의 상태로 유지할 수 있다. 따라서, 전술한 전기분해 반응이 원활하게 진행되고 산성물질 및 염기성 물질을 충분히 함유한 양질의 산성 전해수(A)와 염기성 전해수(B)가 지속적으로 생성된다.When the three-chamber electrolytic water generating device 1 is continuously operated, electrolyte ions (described above may be chlorine ions and sodium ions) moving from the electrolyte chamber 13 to the cathode chamber 12 and the anode chamber 11 may be the electrolyte chamber. The amount of electrolyte inside the electrolyte chamber 13 decreases. Therefore, as shown in FIG. 3, the electrolyte solution inside the electrolyte chamber 13 is recovered to the electrolyte supply tank 20 through the electrolyte recovery pipe 150, and the electrolyte saturation solution in the electrolyte supply tank 20 is returned to the electrolyte chamber. Supply to (13). In the electrolyte supply tank 20, the electrolyte saturation solution is continuously generated and the concentration is maintained through the process as described above. Through this process, the electrolyte solution concentration of the electrolyte chamber 13 may also be maintained in an optimal state. Therefore, the above-mentioned electrolysis reaction proceeds smoothly, and high quality acidic electrolytic water (A) and basic electrolytic water (B) containing sufficient acidic and basic substances are continuously generated.

도시되지 않았지만, 필요에 따라 전해질공급조(20)에 전해질 용액의 농도를 측정할 수 있는 센서를 설치하고 농도 변화를 감지하며 전해질포화용액의 순환을 제어할 수 있다. 예를 들어, 물공급관(110)으로부터의 물 공급이 감소되었으나 전해질공급조(20)의 전해질용액은 포화농도에 이르지 못한 경우, 전해질포화용액의 공급은 중단하고, 제1농도조절관(130)의 펌프(132)를 계속 구동시켜 전해질용액을 반복적으로 순환시킬 수 있다. 이를 통해 용액이 포화상태에 도달하면 다시 전해질포화용액의 공급을 재개할 수 있다. 또한, 전해질공급조(20), 전기분해조(10), 제1저장조(30), 및 제2저장조(40) 등에는 수위를 감지하는 감지센서를 설치하고 물의 공급량이나 생성된 전해수의 양을 모니터하며 3실형 전해수 생성장치(1)의 동작을 적절히 조정할 수 있다.Although not shown, if necessary, a sensor for measuring the concentration of the electrolyte solution may be installed in the electrolyte supply tank 20, the concentration change may be detected, and the circulation of the electrolyte saturation solution may be controlled. For example, when the water supply from the water supply pipe 110 is reduced but the electrolyte solution of the electrolyte supply tank 20 does not reach the saturation concentration, the supply of the electrolyte saturation solution is stopped and the first concentration control tube 130 is provided. By continuously driving the pump 132, the electrolyte solution can be repeatedly circulated. Through this, when the solution reaches the saturation state, the supply of the electrolyte saturation solution can be resumed. In addition, the electrolyte supply tank 20, the electrolysis tank 10, the first storage tank 30, the second storage tank 40, and the like installed a sensor for detecting the water level and the amount of water supplied or the amount of generated electrolytic water The operation of the three chamber electrolytic water generating device 1 can be monitored and adjusted appropriately.

이와 같이 3실형 전해수 생성장치(1)가 장시간 작동하면 전극 표면에 이물질이 부착되어 스케일 등이 형성될 수 있다. 특히, 음극실(12)에서는 환원반응에 의해 수산화이온이 생성되므로 이와 수중의 칼슘, 마그네슘 등의 알칼리 토금속이 결합하여 음극(12a)과 이온투과성격막 등 그 주변부에 이물질이 다량 퇴적될 수 있다. 이러한 퇴적물은 통전을 방해하여 원활한 장치의 작동을 저해하므로 도 4에 도시된 바와 같이, 제1저장조(30)의 산성 전해수(A)를 이용하여 이러한 이물질을 매우 효과적으로 제거할 수 있다.As such, when the three-chamber electrolytic water generator 1 is operated for a long time, foreign matter may be attached to the surface of the electrode to form a scale or the like. In particular, in the cathode chamber 12, since hydroxide ions are generated by the reduction reaction, alkaline earth metals such as calcium and magnesium in water may be combined to deposit a large amount of foreign matter on the peripheral portion of the cathode 12a and the ion permeable membrane. Since such deposits interfere with energization and inhibit the smooth operation of the device, as shown in FIG. 4, it is possible to effectively remove these foreign substances by using the acidic electrolytic water A of the first storage tank 30.

퇴적물의 효과적인 제거를 위한 산성 전해수(A)의 성상은 다음과 같은 것이 바람직하다. 산성 전해수(A)는 pH가 3.0이하이면서 염산(HCl)의 함량이 1밀리몰(mM) 이상인 것이 바람직하다. pH가 3.0을 초과하거나 염산의 함량이 1밀리몰 미만이 되면 퇴적물의 용해 제거가 어려울 수 있다. 또한, 퇴적물의 효과적인 제거를 위한 산성 전해수(A)의 공급량은 음극실(12) 체적의 100배~500배가 바람직하다. 100배 미만인 경우 퇴적물이 완전히 제거되지 않을 수 있고, 500배를 초과하는 경우 산성 전해수(A)가 과도하게 소모되어 비효율적이고 세정시간도 오래 걸리므로 바람직하지 못하다. It is preferable that the properties of the acidic electrolytic water (A) for effective removal of the deposit are as follows. The acidic electrolytic water (A) preferably has a pH of 3.0 or less and a hydrochloric acid (HCl) content of at least 1 mmol (mM). If the pH is above 3.0 or the content of hydrochloric acid is less than 1 millimolar, it may be difficult to dissolve and remove the deposit. In addition, the supply amount of the acidic electrolytic water (A) for effective removal of the deposit is preferably 100 times to 500 times the volume of the cathode chamber 12. If less than 100 times the sediment may not be completely removed, if more than 500 times the acidic electrolytic water (A) is excessively consumed because it is inefficient and takes a long cleaning time is not preferable.

또한, 퇴적물 제거를 위한 음극실(12)의 세정 간격은 원수(공급되는 물)나 전해질의 순도에 따라 달라질 수 있는바 합리적인 세정 간격의 결정은 전기분해 시 전압 변동에 따라 수행할 수 있다. 즉, 전극에 퇴적물이 부착됨에 따라 전해전압이 상승할 수 있으므로 이를 고려하여 세정할 수 있다. 특히, 전해전압의 변동폭을 감지하여 정상전압보다 20퍼센트 이상 상승이 감지되면 세정을 수행하는 것이 기술적으로, 경제적으로 바람직하다. 이러한 전압 감지 및 세정과정은 예를 들어, 전기적으로 작동 가능한 밸브, 전해전압을 감지하는 감지회로, 감지회로에 따라 밸브를 제어하는 제어회로 등을 이용하여 자동으로 이루어지도록 할 수 있다.In addition, the cleaning interval of the cathode chamber 12 for removing deposits may vary depending on the purity of raw water (water supplied) or electrolyte, and the determination of the rational cleaning interval may be performed according to the voltage variation during electrolysis. That is, since the deposition voltage is attached to the electrode can increase the electrolytic voltage can be cleaned in consideration of this. In particular, it is technically and economically desirable to detect the fluctuation of the electrolytic voltage and perform cleaning when a rise of more than 20 percent is detected. Such a voltage sensing and cleaning process may be automatically performed using, for example, an electrically operable valve, a sensing circuit sensing an electrolytic voltage, a control circuit controlling a valve according to the sensing circuit, and the like.

산성 전해수(A)는 제1저장조(30)와 음극실(12) 사이에 연결된 재공급관(180)을 통해서 음극실(12)로 공급할 수 있다. 재공급관(180)에 설치된 밸브(182)를 열고 펌프(181)를 동작시켜 산성 전해수(A)가 음극실(12)로 공급되도록 유체 유동방향을 조정할 수 있다. 재공급관(180)을 통해서 음극실(12)로 주입된 산성 전해수(A)는 음극실(12) 내 이물질과 반응하여 이들을 분리하고 이물질과 함께 드레인관(171)으로 배출된다. 전술한 바와 같이 드레인관(171)은 제2전해수관(170)에서 분기될 수 있으며 3방 밸브로 형성된 밸브(172)를 조작하여 유체 유동경로가 제2저장조(40)가 아닌 드레인관(171)을 향하도록 변경할 수 있다. 이와 같이 산성 전해수(A)를 이용한 세정 작업이 이루어지는 동안 재공급관(180)에 설치된 펌프(181)외 나머지 펌프들은 동작을 중지하여 전해수의 생성을 일시적으로 중단할 수 있다. 필요한 경우 물공급관(110) 등의 유입측에 제어밸브(미도시)를 설치하여 세정작업이 이루어지는 동안 원수의 공급을 차단하는 것도 가능하다.The acidic electrolytic water A may be supplied to the cathode chamber 12 through a resupply pipe 180 connected between the first reservoir 30 and the cathode chamber 12. By opening the valve 182 installed in the resupply pipe 180 and operating the pump 181, the fluid flow direction may be adjusted to supply the acidic electrolytic water A to the cathode chamber 12. The acidic electrolytic water A injected into the cathode chamber 12 through the resupply pipe 180 reacts with the foreign matter in the cathode chamber 12 to separate them, and is discharged together with the foreign matter to the drain pipe 171. As described above, the drain pipe 171 may branch from the second electrolytic water pipe 170 and operate the valve 172 formed of a three-way valve so that the fluid flow path is not the second reservoir 40 but the drain pipe 171. You can change it to face). As such, the other pumps other than the pump 181 installed in the resupply pipe 180 may stop the operation and temporarily stop the generation of the electrolytic water while the cleaning operation using the acidic electrolytic water A is performed. If necessary, a control valve (not shown) may be installed on the inflow side of the water supply pipe 110 to block the supply of raw water during the cleaning operation.

이와 같이 3실형 전해수 생성장치(1)에서 생성된 전해수를 이용하여 스케일 등의 이물질을 곧바로 제거함으로써 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다. 우선, 종래 전극을 역전시켜 전해시키는 등의 방법이 알려져 있지만 전극 외 주변부의 부착물을 제거할 수 없는 문제가 있고, 극성의 반전으로 인해 전극에 손상이 일어나는 문제가 있다. 본 발명의 3실형 전해수 생성장치(1)는 전극을 그대로 유지하며 산성 전해수(A)로 이물질을 제거하므로 이러한 문제 없이 음극실(12) 내부의 스케일 등을 매우 효과적으로 처리할 수 있다. 또한, 그 밖에 별도로 산성물질을 투입하는 경우에는 부가설비가 갖춰져야 하므로 장치가 복잡해지고 위험물 취급에 따른 부담도 생길 수 있다. 그러나 본 발명의 3실형 전해수 생성장치(1)는 장치 자체에서 생성된 전해수를 바로 활용하는 것이므로 이러한 문제 또한 효과적으로 해결할 수 있다.Thus, by using the electrolyzed water generated by the three-chamber electrolytic water generating apparatus 1, the following advantages can be obtained by immediately removing foreign substances such as scales. First, there is a known method of reversing and electrolyzing an electrode, but there is a problem in that it is not possible to remove the deposits on the periphery of the electrode. The three-chamber electrolytic water generating device 1 of the present invention maintains the electrode as it is and removes foreign substances with the acidic electrolytic water (A), so that the scale inside the cathode chamber 12 can be treated very effectively without such a problem. In addition, when additionally acidic material is added, additional equipment must be provided, resulting in a complicated device and a burden on handling dangerous goods. However, since the three-chamber electrolytic water generating device 1 of the present invention directly utilizes the electrolyzed water generated by the device itself, this problem can be effectively solved.

이와 같이 산성 전해수(A)로 이물질 제거하고 나면, 다시 도 3과 같은 상태로 전환하여 3실형 전해수 생성장치(1)를 작동시키고 전해수를 원활히 생성할 수 있다. 따라서 이상과 같이 본 발명에 의한 3실형 전해수 생성장치(1)를 이용하여 매우 효율적인 구조로 장치가 원활하게 동작하도록 할 수 있고, 전해질의 농도도 최적상태로 유지하여 양질의 전해수를 제조할 수 있다. 또한, 서로 다른 성질을 갖는 산성 전해수와 염기성 전해수를 동시에 생성하고 제공할 수 있으므로 본 발명의 3실형 전해수 생성장치(1)를 보다 다양한 방식으로 활용하고 적용할 수 있다.After removing the foreign matter in the acidic electrolytic water (A) in this way, it is switched back to the state as shown in FIG. Therefore, by using the three-chamber electrolytic water generating device 1 according to the present invention as described above, the device can be operated smoothly with a highly efficient structure, and the electrolyte concentration can be maintained in an optimal state to produce high quality electrolytic water. . In addition, since the acidic electrolytic water and the basic electrolytic water having different properties can be generated and provided at the same time, the three-chamber electrolytic water generating device 1 of the present invention can be utilized and applied in more various ways.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

1: 3실형 전해수 생성장치 10: 전기분해조
11: 양극실 11a: 양극
12: 음극실 12a: 음극
13: 전해질실 14: 제1이온투과성격막
15: 제2이온투과성격막 20: 전해질공급조
20a: 전해질층 20b: 전해질포화용액층
30: 제1저장조 31, 41: 외부공급관
110: 물공급관 111: 분기관
111: 체크밸브
120: 제2농도조절관 130: 제1농도조절관
131: 제1노즐부 140: 전해질공급관
150: 전해질회수관 151: 제2노즐부
160: 제1전해수관 170: 제2전해수관
171: 드레인관 180: 재공급관
112, 132, 141, 181: 펌프
142, 172, 182, 311, 411: 밸브
A: 산성 전해수 B: 염기성 전해수1: 3-chamber electrolytic water generator 10: Electrolyzer
11: anode chamber 11a: anode
12: cathode chamber 12a: cathode
13: electrolyte chamber 14: first ion permeable membrane
15: second ion permeable membrane 20: electrolyte supply tank
20a: electrolyte layer 20b: electrolyte saturation solution layer
30: First reservoir 31, 41: External supply pipe
110: water supply pipe 111: branch pipe
111: check valve
120: second concentration control tube 130: first concentration control tube
131: first nozzle portion 140: electrolyte supply pipe
150: electrolyte recovery tube 151: second nozzle portion
160: first electrolytic water pipe 170: second electrolytic water pipe
171: drain pipe 180: resupply pipe
112, 132, 141, 181: pump
142, 172, 182, 311, 411: valve
A: acidic electrolyzed water B: basic electrolyzed water

Claims (10)

양극이 배치된 양극실, 음극이 배치된 음극실, 상기 양극실과 상기 음극실 사이에서 상기 양극실 및 상기 음극실로 전해질을 공급하는 전해질실과, 상기 양극실과 상기 전해질실 사이에 개재되어 전해질의 이온을 통과시키는 제1이온투과성격막, 및 상기 음극실과 상기 전해질실 사이에 개재되어 전해질의 이온을 통과시키는 제2이온투과성격막을 포함하여, 상기 양극실에서는 산성 전해수를 생성하고 상기 음극실에서는 염기성 전해수를 생성하는 전기분해조;
내부에 전해질 결정으로 이루어진 전해질층, 및 상기 전해질층의 전해질 결정이 용해되어 생성된 포화용액으로 이루어진 전해질포화용액층을 포함하여 상기 전해질층과 상기 전해질포화용액층이 분리된 층상의 구조를 이루는 전해질공급조;
상기 전해질포화용액층과 상기 전해질실의 사이에 연결되어, 상기 전해질포화용액층의 전해질포화용액을 상기 전해질실로 공급하는 전해질공급관;
일단부는 상기 전해질실에 연결되고 타단부는 상기 전해질공급조의 상기 전해질층 내부로 삽입되어, 상기 전해질실의 전해질용액을 상기 전해질공급조로 회수하는 전해질회수관; 및
일단부는 상기 전해질포화용액층에 연결되고 타단부는 상기 전해질층 내부로 삽입되어, 상기 전해질포화용액층으로부터 상기 전해질층으로 전해질포화용액을 순환시키는 제1농도조절관을 포함하고,
상기 전해질회수관 및 상기 제1농도조절관은, 상기 전해질층으로 삽입된 단부에 각각 상기 전해질층의 전해질 결정 사이로 개구된 복수 개의 노즐을 포함하는 3실형 전해수 생성장치.An anode chamber in which an anode is disposed, a cathode chamber in which a cathode is disposed, an electrolyte chamber for supplying an electrolyte to the anode chamber and the cathode chamber between the cathode chamber and the cathode chamber, and interposed between the anode chamber and the electrolyte chamber to collect ions of the electrolyte. A first ion permeable membrane passing through and a second ion permeable membrane interposed between the cathode chamber and the electrolyte chamber to pass ions of the electrolyte, wherein the anode chamber generates acidic electrolytic water and the cathode chamber contains basic electrolytic water. Electrolysis tank to produce;
An electrolyte layer comprising an electrolyte layer composed of electrolyte crystals and an electrolyte saturation solution layer composed of a saturated solution formed by dissolving the electrolyte crystals of the electrolyte layer, thereby forming a layered structure in which the electrolyte layer and the electrolyte saturation solution layer are separated. Feed tank;
An electrolyte supply pipe connected between the electrolyte saturation solution layer and the electrolyte chamber to supply the electrolyte saturation solution of the electrolyte saturation solution layer to the electrolyte chamber;
An electrolyte recovery tube having one end connected to the electrolyte chamber and the other end inserted into the electrolyte layer of the electrolyte supply tank to recover the electrolyte solution of the electrolyte chamber to the electrolyte supply tank; And
One end is connected to the electrolyte saturation solution layer and the other end is inserted into the electrolyte layer, the first concentration control tube for circulating the electrolyte saturation solution from the electrolyte saturation solution layer to the electrolyte layer,
The electrolyte recovery tube and the first concentration control tube, each of the three chamber type electrolytic water generating apparatus including a plurality of nozzles that are opened between the electrolyte crystal of the electrolyte layer at the end inserted into the electrolyte layer. 제1항에 있어서,
상기 제1이온투과성격막은 음이온만을 투과시키는 음이온교환막 및 이온을 투과시키는 세공을 갖는 중성의 친수성 고분자막 중에서 선택된 적어도 어느하나로 이루어지고,
상기 제2이온투과성격막은 양이온만을 투과시키는 양이온교환막 및 이온을 투과시키는 세공을 갖는 중성의 친수성 고분자막 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 이루어지는 3실형 전해수 생성장치.The method of claim 1,
The first ion permeable membrane is made of at least one selected from an anion exchange membrane for transmitting only anions and a neutral hydrophilic polymer membrane having pores for permeating ions,
The second ion permeable membrane comprises at least one selected from a cation exchange membrane for transmitting only cations and a neutral hydrophilic polymer membrane having pores for permeating ions. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1농도조절관의 일단부와 타단부 사이로 물을 공급하여 상기 전해질층의 전해질을 용해시키는 제2농도조절관을 더 포함하는 3실형 전해수 생성장치.The method of claim 1,
And a second concentration control tube for supplying water between one end of the first concentration control tube and the other end to dissolve the electrolyte of the electrolyte layer. 제4항에 있어서,
상기 제2농도조절관으로 공급되는 물의 공급속도는 상기 전해질공급조에서 상기 전해질실로 공급되는 전해질포화용액의 공급속도보다 느린 3실형 전해수 생성장치.The method of claim 4, wherein
And a supply speed of the water supplied to the second concentration control tube is slower than a supply speed of the electrolyte saturation solution supplied from the electrolyte supply tank to the electrolyte chamber. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전해질층을 이루는 전해질 결정은 염소이온과 알칼리금속의 화합물인 3실형 전해수 생성장치.The method of claim 1,
Electrolyte crystal constituting the electrolyte layer is a three-chamber electrolytic water generating device is a compound of chlorine ion and alkali metal. 제1항에 있어서,
상기 양극실에서 생성된 산성 전해수 및 상기 음극실에서 생성된 염기성 전해수를 서로 분리하여 각각 저장하는 제1저장조 및 제2저장조를 더 포함하는 3실형 전해수 생성장치.The method of claim 1,
And a first storage tank and a second storage tank respectively separating and storing the acidic electrolyzed water generated in the anode chamber and the basic electrolyzed water generated in the cathode chamber. 제8항에 있어서,
상기 제1저장조의 상기 산성 전해수를 상기 음극실로 공급하는 재공급관을 더 포함하되,
상기 산성 전해수의 성상은 pH 3.0 이하, 염산(HCl) 함유량 1밀리몰(mM) 이상인 3실형 전해수 생성장치.The method of claim 8,
Further comprising a resupply pipe for supplying the acidic electrolytic water of the first reservoir to the cathode chamber,
The acidic electrolyzed water has a pH of 3.0 or less and hydrochloric acid (HCl) content of 1 mmol (mM) or more. 제9항에 있어서,
상기 음극실에서 상기 산성 전해수와 반응하여 분리된 이물질을 외부로 배출하는 드레인관을 더 포함하는 3실형 전해수 생성장치.The method of claim 9,
And a drain pipe for discharging the foreign matter separated by reaction with the acidic electrolytic water in the cathode chamber to the outside.
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