KR102111199B1

KR102111199B1 - 전해수를 활용한 나노버블 세탁방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR102111199B1
Application number: KR1020180053280A
Authority: KR
Inventors: 오승환
Original assignee: 오승환
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2020-05-14
Also published as: KR20190128924A

Abstract

본 발명은 세탁기에 나노버블생성순환시스템을 구비함으로써 세정수나 헹굼수가 용존산소와 나노버블의 물리화학적 특성이 있는 나노버블산소활성수로 변환하게 하는 나노버블 세탁시스템에 추가로 전해수를 생성하는 전기분해시스템을 부가 적용하여 더욱 획기적인 세정도의 향상 및 세정시간의 단축을 도모할 수 있게 한 전해수를 활용한 개방형 또는 밀폐형 나노버블 세탁방법 및 장치에 관한 것으로,
상기 세정수를 3조식의 유격막 삼실형이거나 2조식의 유격막 이실형 전해수 발생장치를 구비하고 전기분해하여 원천적인 세정력과 살균력을 가지고 있는 전해수로 1차 변환시키고 이어서 개방형의 MNB용해농축공법이거나 밀폐형의 MNB가압용해농축공법을 적용하여 나노버블산소활성수로 2차 변환시킴으로써 전해수의 특성과 나노버블의 물리화학적 특성을 결합 활용하여 전해수나 헹굼수가 더욱 강력한 세정력과 살균력을 발현하는 순환식 위생안전 세탁환경을 구축하여 저세제 세탁이거나 무세제 세탁을 추구하는 세탁환경을 이루기 위한 것이다.

Description

전해수를 활용한 나노버블 세탁방법 및 그 장치{A WASHING METHOD USING THE ELECTROLYTED WATER OF NANO BUBBLE AND APPARATUS THEREOF}

본 발명은 나노버블의 생성 순환기능을 구비한 나노버블 세탁기에 사용되는 세정수를 전기분해장치를 이용하여 생성 변환된 전해수로 대체 사용하고, 알카리성 전해수를 용존산소(Dissolved Oxygen: 이후 DO라 통칭함)와 마이크로나노버블(Micro Nano Bubble: 이후 MNB라 통칭함) 또는 나노버블(Nano Bubble: 이후 NB라 통칭함)의 물리화학적 특성을 가지는 알카리성 나노버블산소활성수로 변환하게 하여 유기세정을 수행하게 하고 또한 산성 전해수를 DO와 MNB 또는 NB의 물리화학적 특성을 가지는 산성 나노버블산소활성수로 변환하게 하여 무기 및 살균세정을 수행하게 하여 세척

살균

표백을 아우르는 세정도의 향상 및 세정시간의 단축을 도모할 수 있도록 하는 전해수를 활용한 나노버블 세탁방법 및 장치에 관한 것이다.

본 출원인은 나노버블의 물리화학적 특성을 활용함으로써, 세탁능력의 획기적인 향상과 더불어 세제를 적게 사용하거나 더 나아가 아예 세제를 사용하지 않고도 세탁할 수 있도록 하는 친환경 세탁방법과 그 장치를 고안하고자 하였다.

이에 대한민국 등록특허 제10-1161477호 "나노버블의 물리화학적 특성을 활용한 세탁방법 및 그 장치"(이후 나노버블 세탁방법 및 그 장치라 통칭함)와 대한민국 등록특허 제10-17285890호 "나노버블의 효율적인 용해기술을 활용한 세탁방법 및 그 장치"를 명칭으로 하는 나노버블 세탁방법 및 그 장치를 개시한 바 있다.

상기 전자의 나노버블 세탁장치는, 도 1에 도시한 종래의 일반 세탁장치를 기본으로 하고 여기에 나노버블생성순환시스템(NB)을 부가하여 구성한 것으로, 도 2의 와류식 세탁장치와 도 3의 드럼식 세탁장치에 나노버블생성순환시스템(NB)이 순환관의 경로에 구비되는 나노버블의 물리화학적 특성을 활용한 세탁장치를 나타내고 있다.

이하, 본 발명의 세탁방법과 장치에 대한 이해와 쉬운 설명을 위해,

세탁방법은 와류식이거나 드럼식 세탁장치들은 세탁방식과 형식은 다르지만 적용된 세탁원리는 동일하므로 와류식 세탁장치에 적용된 실례로 설명하며, 또한 세탁장치는 직접구동 세탁방식과 간접구동 세탁방식의 구성을 가지고 있으나 최근에는 구동모터와 클러치를 일체화하고 회전속도 제어가 용이한 무브러쉬 DC모터 또는 동기식 AC모터와 구동모터의 회전속도 및 방향을 제어하는 인버터를 채용하여 구동수단의 구조를 혁신한 직접구동 세탁방식의 세탁기가 대세이지만 세탁원리는 같으므로 간접구동 세탁방식을 실례로 설명을 한다.

종래 기술로써 인용된 본 출원인의 등록특허 제10-1161477호 나노버블 세탁방법 및 그 장치는 개시된 일부 공정이 나노버블 세정에 장애로 작용하여 목적하는 세정력 및 살균력을 발현시키는 데에는 미흡하였다.

이를 보완하기 위하여, 본 출원인의 또 다른 등록특허 제10-17285890호 "나노버블의 효율적인 용해기술을 활용한 세탁방법 및 그 장치"를 등록하여,

첫째, 나노버블 세정프로세스의 정상화를 꾀하였고

둘째, 종래의 개방형 나노버블 세탁방법 및 장치를 밀폐형 나노버블 세탁시스템으로 구조를 개량함으로써 세정 및 살균력 발현의 한계를 극복하도록 하였다.

종래 기술의 개방형 나노버블 세탁방법과 장치는 상온과 상압 하에서 세탁수를 순환 이송하면서 MNB공법으로 처리를 하여 MNB를 생성시키고 생성된 MNB의 압괴작용으로 DO와 NB가 함유된 나노버블산소활성수로 변환되어 이 활성수의 물리화학적 특성으로부터 오는 산화분해력을 활용하여 세정력 및 살균력을 발현시키는 것이었다.

그러나 상온과 상압하에서 처리된 나노버블산소활성수의 세정력과 살균력에 한계가 있을 수 있기에 더욱 탁월한 세정력과 살균력을 발현할 수 있는 세탁방법이 필요하였다. 이에 상기 MNB공법에서 한 발 더 나아가 동일한 짧은 시간이나 단위 시간에 더욱 높은 농도로 MNB를 생성시키고 생성된 MNB를 효율적으로 용해 농축시켜 최적화하기 위해 종래의 개방형 나노버블 세탁시스템에 MNB용해농축공법 또는 밀폐형의 나노버블 세탁시스템에 MNB가압용해농축공법을 부가 결합한 것이다.

즉 기체인 공기를 물에 더욱 많이 용해하도록 기체용해도를 높이는 방법으로서 개방형 세탁시스템 내의 세탁수를 상온 또는 그 이하의 온도에서 MNB처리를 반복 순환하거나 또는 세탁외조를 밀폐 내압화하여 구축한 밀폐형 세탁시스템 내의 세탁수를 상온이나 그 이하의 온도와 특정 압력하에서 MNB처리를 반복 순환 가압하여 기체인 MNB의 용해도를 높이면서 액 중에 더욱 많은 DO와 NB를 용해 농축 함유하는 훨씬 강력한 나노버블산소활성수로 변환시킴으로써 세정력과 살균력의 원천인 나노버블과 용존산소의 물리화학적 특성의 발현을 극대화하고자 한 것이다.

이에 따라 액 중에 더욱 많은 공기를 용해하여 높은 농도의 DO와 NB를 얻을 수 있도록 기체의 용해도를 높이는 기능을 부가하기 위해, 헨리의 법칙에 따른 "온도가 낮고 압력은 높을수록 기체의 용해도가 증가된다"는 이론을 세탁시스템 내의 세탁수를 MNB 처리하는 데에 적용한 것이다. 이는 종래의 개방형 세탁시스템은 상온이나 상온보다 낮은 온도에서 MNB처리를 반복 순환함으로써 기체용해도를 증가시키며, 또한 더 나아가서 개방형 세탁시스템의 한계를 극복하기 위해 세탁기 본체 내의 세탁외조를 밀폐 내압화하여 밀폐형 세탁시스템으로 개량하고 밀폐된 세탁외조 내에 수용된 세탁수의 온도를 상온이나 이보다 낮은 온도로 유지하면서 세탁외조를 밀폐 압력탱크로 전환하여 특정 압력에서 MNB처리를 반복 순환 가압함으로써 기체용해도를 대폭 증가시켜 MNB의 용해와 농축작용이 훨씬 더 효율적으로 이루어지도록 한 것이다.

이와 같은 상기의 바람직한 개선방법들을 나노버블세정의 효과를 확장시키고, 또한 이를 기본공법으로 적용하여 새롭고 효과적인 세탁방법 및 그 장치로 발전시켜 궁극적인 목적으로 추구하는 친환경 세탁방법의 저세제 세탁과 무세제 세탁 구현이 가능한 세탁혁명을 위해 고안된 것이다.

그러나 상기 밀폐형 나노버블 세탁방법과 장치도 궁극적인 목적으로 추구하는 친환경 세탁방법의 저세제 세탁과 무세제 세탁 구현이 가능한 세탁혁명을 이루려는 노력 즉 상용화하는 과정에서 어떠한 세정력과 살균력이 미흡함이 노출될 수도 있을 것이다.

이에 상기 개방형이거나 밀폐형의 나노버블 세탁방법과 장치를 활용하되 예상되는 약점을 보완하여 획기적인 세탁능력을 확보할 수 있는 방안을 찾게 되었다.

그 예상되는 약점은 세탁물의 오염물을 완벽히 세탁하는데 결정적인 요소로서 "현재 사용되고 있는 화학세제의 유기세정력과 살균력을 확실하게 대체할 수가 있는가" 하는 것이었다.

이에 따라 나노버블 세탁방법의 핵심인 세정력과 살균력을 발현하는 나노버블산소활성수를 현재보다 더욱 강력한 새로운 개념의 나노버블산소활성수로 혁신하여 제조한다면 그 가능성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 바람직한 방향으로 발전될 것으로 판단되었다.

이에 대한 고안으로서 지금까지의 단순히 수도수를 나노버블 처리를 하여 생성되는 나노버블산소활성수보다는 기본적으로 원천적인 유기세정력을 갖고 있는 알카리성 전해수와 원천적인 무기세정 및 살균세정력을 갖고 있는 산성 전해수에 나노버블 처리공법을 적용한다면 즉 세정수로서 수도수를 1차적으로 알카리성 전해수와 산성 전해수로 생성 변환시키고 이 전해수를 2차적으로 알카리성 나노버블산소활성수와 산성 나노버블산소활성수로 변환시킨다면 더욱 강력한 세정력과 살균력을 발현할 수 있는 혁신적인 나노버블산소활성수가 될 것으로 생각되었다.

한편, 그동안 전기분해장치와 전해수를 활용하여 세탁을 하려는 시도는 무수히 많았고 관련 논문이나 특허도 무척이나 많이 생산되었다. 그러하지만 일부 전기분해장치를 활용한 무세제 세탁기의 상용화에 실패하였거나 현재까지도 상용화에 성공한 사례가 없는 것으로 보아 전해수만을 단독으로 사용하여 세탁물의 완벽한 세정과 살균하기에는 한계가 있는 것으로 보인다.

따라서, 본 발명인은 상기 개선된 개방형이거나 밀폐형의 나노버블 세탁방법과 장치를 보완하는 수단으로서 나노버블 세탁방법과 전해수를 활용한 세탁방법을 결합하여 장점만을 발현시킨다면, 즉 나노버블 세탁장치에 전기분해장치를 추가로 부가하여 나노버블 세탁에 사용되는 세정수를 이미 어느 정도 충분한 유기세정력을 가지고 있는 알카리성 전해수와 무기세정 및 살균력을 가지고 있는 산성 전해수로 대체 활용함으로써, 알카리성 전해수로 변환시킨 나노버블산소활성수가 세정력을 서로 보완하는 상승효과로서 훨씬 효과적인 유기세정력을 발휘하며 또한 무기세정 및 살균력을 가진 산성 전해수로 변환시킨 나노버블산소활성수가 무기세정 및 살균세정을 서로 보완하는 상승효과로서 훨씬 효과적인 세정력과 살균력을 발휘하는 혁신적인 나노버블세정프로세스를 완성하고, 그 다음 나노버블헹굼프로세스를 수행하여 헹굼의 효율을 높임으로써 세척

살균

표백을 아우르는 우리가 예상하는 것보다 훨씬 빠른 세탁혁명을 이룰 수 있지 않을까 생각한다.

본 발명의 원리는 상기에서 설명된 알카리성 전해수의 원천적인 유기세정력과 산성 전해수의 원천적인 무기세정 및 살균력을 활용하여 나노버블 세탁방법에서의 핵심기술인 나노버블산소활성수의 산화분해력과의 복합 상승효과를 내고자 하는 것이다.

이에 본 발명은 독립적으로 세탁혁명을 이루기에는 미흡할 수 있는 나노버블산소활성수의 기능과 전해수의 세정력과 살균력이 서로 보완하는 복합 상승효과를 기대하여 종래의 나노버블 세탁의 근본적인 성능개선을 위하여 도출된 것이다.

본 발명의 주목적은 나노버블 생성 순환기능이 부가된 세탁시스템에서 전해수를 DO와 NB의 물리화학적 특성을 가진 나노버블산소활성수로 변환하게 하여 세정도의 향상 및 세정시간의 단축을 도모할 수 있도록 하는 전해수를 활용한 나노버블 세탁방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 전해수의 온도 조절기능을 부가한 개방형 나노버블 세정프로세스를 수행할 수 있는 전해수를 활용한 나노버블 세탁방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 세탁외조를 밀폐하고 내부를 가압하는 MNB가압용해농축공법을 부가하여 전해수인 세정수가 강력한 세정과 살균기능을 가지는 나노버블산소활성수로 활성화되게 한 밀폐형 나노버블 세정프로세스를 수행할 수 있는 전해수를 활용한 나노버블 세탁방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 나노버블세탁시스템 외부에 전기분해장치이거나 나노버블발생장치와 전기분해장치를 구비한 전해수를 활용한 나노버블 세탁방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전해수의 특성과 나노버블의 물리화학적 특성을 결합 활용하여 순환식 위생안전 세탁환경을 구축하므로 세정 살균하는 세정액을 생성시키는 전해수를 활용한 개방형 나노버블 세탁방법은,

1단계 세정수의 전해수 생성 변환하는 프로세스는,

세탁외조에 급수 시 직결 공급되는 세정수가 전해수 발생장치를 통해 생성된 알카리성 전해수는 세탁조로 바로 입수되고 산성 전해수는 별개의 저장조로 저수되는 직수전기분해단계; 세탁조에 입수된 알카리성 전해수가 세탁조에 만수가 되었을 때 직수에 의한 전기분해는 중단되고 이어서 세탁조 내에 충진되어진 알카리성 전해수가 세정력의 증대를 위해 원하는 수준의 알카리도를 충족시킬 때까지 전해수 발생장치의 음극실로 보내어 지고 다시 세탁조로 유입되는 반복 순환과정을 가지며 또한 동시에 생성되어 별개의 저장조에 저수되어 있던 산성 전해수도 전해수 발생장치의 양극실로 보내어 지고 다시 저장조로 유입되는 반복 순환과정을 가지는 순환전기분해단계; 반복 순환전기분해에 의해서 생성되어 일정 기준을 충족하는 전해수로 변환되면 모든 전기분해과정이 중단되며 알카리성 전해수는 세탁조에 저수 대기되고 또한 산성 전해수는 별개의 저장조에 저수 대기되며 세정수가 전해수로 변환되는 과정이 완료되는 프로세스로 구성된다.

2단계 유기세정단계로서 알카리성 전해수의 나노버블 세정프로세스는,

세탁외조에 저수되어 있는 알카리성 전해수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 나노버블발생장치를 계속 순환 가동시키면서 알카리성 전해수에 상온이나 그 이하의 온도에서 지속적으로 MNB를 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시켜 알카리성 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 처리단계; MNB 처리가 끝나 변환되어진 알카리성 나노버블산소활성수를 동일한 온도 조건하에서 일정시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 알카리성 나노버블산소활성수의 반응단계; 알카리성 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 오염물의 탈리를 하는 일반교반세정기능을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되는 알카리성 전해수의 나노버블 유기세정프로세스를 가진다.

3단계 무기살균세정단계로서 산성 전해수의 나노버블 세정프로세스는,

별개의 저장조에 저수되어 있는 산성 전해수를 세탁외조로 이송하는 단계; 세탁외조에 이송된 산성 전해수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 나노버블발생장치를 계속 순환 가동시키면서 산성 전해수에 상온이나 그 이하의 온도에서 지속적으로 MNB를 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시켜 산성 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 처리단계; MNB 처리가 끝나 변환되어진 산성 나노버블산소활성수를 동일한 온도 조건하에서 일정시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 산성 나노버블산소활성수의 반응단계; 산성 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 오염물의 탈리를 하는 일반교반세정기능을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되는 산성 전해수의 나노버블 무기살균세정프로세스를 가진다.

4단계 헹굼세정단계로서 나노버블 헹굼세정프로세스는,

세탁외조에 헹굼수를 급수하여 만수가 될 때까지 MNB를 생성 용해시켜 MNB의 산화분해력을 활용하는 MNB 전처리단계; 세탁외조에 충진되어진 헹굼수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 나노버블발생장치를 계속 순환 가동시키면서 헹굼수에 상온이나 그 이하의 온도에서 지속적으로 MNB를 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시켜 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 후처리단계; MNB 후처리가 끝나 나노버블산소활성수로 변환된 헹굼수를 동일한 온도 조건하에서 일정시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 나노버블산소활성수의 반응단계; 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 남아 있을 수 있는 오염물의 탈리를 하는 일반교반세정기능을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되는 나노버블의 헹굼세정프로세스를 가진다.

5단계 탈수행정프로세스는 설명을 생략한다.

상기와 같이 종래의 개방형의 나노버블 세탁방법에 전해수를 활용하는 혁신적인 세탁방법은 1단계 세정수의 전해수 생성 변환프로세스, 2단계 알카리성 전해수의 나노버블 유기세정프로세스, 3단계 산성 전해수의 나노버블 무기살균세정프로세스, 4단계 나노버블 헹굼세정프로세스, 5단계 탈수행정프로세스로 구성되는 과정을 순차적으로 수행하는 것을 표준으로 하고 이를 개방형 세탁시스템에 적용함으로써 전해수를 활용한 개방형 나노버블 세탁방법이라 칭한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전해수의 특성과 나노버블의 물리화학적 특성을 결합 활용하는 전해수를 활용한 개방형 나노버블 세탁장치는,

와류되는 전해수나 헹굼수를 수용하기 위한 세탁외조, 상기 세탁외조 내에 세탁 겸용 탈수조인 세탁조, 상기 세탁조 내에 회전운동 가능하게 설치되어 주기적으로 정역 회전하면서 난류를 발생시키기 위한 세탁날개, 세탁외조의 외 측 바닥면 일 측에 고정되어 세탁조 및 세탁날개를 각 세탁 행정에 따라 선택적으로 회전시키는 클러치와 이를 구동시키는 구동모터들로 이루어지는 구동수단으로 구성되는 세탁시스템; 이 세탁시스템에 전해수나 헹굼수를 받아 순환시키는 순환관, 순환하는 액체의 온도를 특정한 온도로 조절하기 위해 냉각 또는 가열기능을 수행하는 온도조절장치, 온도가 조절되어 순환되는 세정수나 헹굼수를 받아 MNB 처리를 하는 나노버블발생장치, MNB 처리가 된 세정수나 헹굼수를 받아 용해 농축하는 용해부로 구성되어 상기 세탁조 내에 나노 레벨의 나노 기포수를 생성 공급하는 나노버블생성순환시스템과 음전극을 구비한 음극실, 중간실, 양전극을 구비한 양극실과 위 3개의 양극실, 음극실과 중간실을 분리하는 이온선택성 격막들로 구성되는 3조식 전해수 발생장치이거나 음전극을 구비한 음극실, 양전극을 구비한 양극실과 위 2개의 양극실, 음극실을 분리하는 이온선택성 격막으로 구성되는 2조식 전해수 발생장치, DC 전압을 전원선을 통하여 음전극과 양전극 사이에 인가시키는 정류부, 유입수가 공통의 공급관으로부터 분기된 라인을 통하여 음극실과 양극실에 공급되는 세정수 공급부, 중간실로 공급되는 물 또는 전해질 수용액은 저장조에서 만들어진 포화 전해질 수용액을 순환펌프로 펌핑하여 순환관을 통하여 공급되어 순환 유동하는 중간실의 순환시스템, 음극실로부터 강알카리성 전해수를 출구 라인을 통하여 외부로 흐르고, 양극실로부터 강산성 전해수를 출구 라인을 통하여 외부로 흐르게 하는 유출부로 구성되는 전기분해시스템을 구비한다.

상기와 같이 전해수를 활용한 개방형 나노버블 세탁장치에는, 세탁시스템 내에 유격막 삼실형의 3조식 전해수 발생장치이거나 유격막 이실형의 2조식 전해수 발생장치를 핵심으로 하는 전기분해시스템을 구비하고 기체용해도를 증대시키기 위해 MNB의 생성과 용해 농축에 도움이 되도록 나노버블생성순환시스템의 순환경로에 온도조절장치를 설치함으로써, 1차적으로 전기분해시스템에 의해 세정수를 알카리성 또는 산성 전해수로 변환시키고 2차적으로 나노버블생성순환시스템에 의해 변환된 알카리성 또는 산성 전해수에 단위 체적당 공기를 많이 용해 농축시키기 위해 상온이나 그 이하의 온도에서 MNB 처리를 하여 기체용해도를 증대시킨 나노버블산소활성수로 변환시켜 그 결과로서 알카리성 전해수의 원천적인 유기세정력과 산성 전해수의 원천적인 무기세정 및 살균력과 함께 높은 농도의 DO와 NB를 용해 농축시키고 나노버블의 압괴효율을 높여 목표로 하는 시간 내에 물리화학적 특성 발현에 의한 상승효과로 세정력과 살균력을 대폭 강화시키도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른, 밀폐형 나노버블 세탁방법은 세탁외조 내에 수용된 전해수나 헹굼수의 기체용해도를 더욱 높여 단위 체적당 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시키고 최적화하기 위해 세탁외조를 밀폐하고 내부를 가압하여 수행하는 MNB가압용해농축공법을 도입하는 것으로, 상기 세정수를 전기분해하여 원천적인 세정력과 살균력을 가지고 있는 전해수로 1차 변환시키고 이어서 MNB가압용해농축공법을 적용하여 나노버블산소활성수로 2차 변환시켜 전해수의 특성과 나노버블의 물리화학적 특성을 결합 활용하는 순환식 위생안전 세탁환경을 구축하므로 전해수나 헹굼수가 더욱 강력한 세정력과 살균력을 발현하는 세정액을 생성시키는 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁방법이다.

이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 전해수의 특성과 MNB가압용해농축공법을 적용하는 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁방법은,

1단계는 세정수의 전해수 생성 변환하는 프로세스는,

밀폐형 세탁외조에 급수 시 직결 공급되는 세정수가 전해수 발생장치를 통해 생성된 알카리성 전해수는 세탁조로 바로 입수되고, 이때 세탁조 내부 공기가 입수되는 전해수의 체적만큼 브리더 밸브를 통하여 배기되며, 산성 전해수는 별개의 저장조로 저수되는 직수전기분해단계; 세탁조에 입수된 알카리성 전해수가 세탁조에 만수가 되었을 때 급수가 중단되며 직수에 의한 전기분해는 중단되고 이어서 세탁조 내에 충진되어진 알카리성 전해수가 세정력의 증대를 위해 원하는 수준의 알카리도를 충족시킬 때까지 전해수 발생장치의 음극실로 보내어지고 다시 세탁조로 유입되는 반복 순환을 하며 전기분해과정이 진행되며 또한 동시에 생성되어 별개의 저장조에 저수되어 있던 산성 전해수도 전해수 발생장치의 양극실로 보내어지고 다시 저장조로 유입되는 반복 순환을 하며 전기분해과정이 진행되는 순환전기분해단계; 반복 순환 전기분해에 의해서 생성되어 일정 기준을 충족하는 전해수로 변환되면 모든 전기분해과정이 중단되며 알카리성 전해수는 세탁조에 저수 대기되고 또한 산성 전해수는 별개의 저장조에 저수 대기되며 세정수가 전해수로 변환되는 과정이 완료되는 프로세스로 구성된다.

밀폐형 세탁외조에 충진 만수가 되어 저수되는 알카리성 전해수가 반복 순환 전기분해과정이 완료되면 밀폐형 세탁외조가 내압 밀폐형으로 전환되고 알카리성 전해수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 상온이나 그 이하의 온도와 일정 압력 조건하에서 MNB 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시키는 MNB가압용해농축공법의 표준 코스이거나 부스팅 코스를 실시하여 알카리성 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 처리단계; MNB 처리가 끝나 변환되어진 알카리성 나노버블산소활성수를 동일한 온도와 압력 조건하에서 일정 시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 알카리성 나노버블산소활성수의 반응단계; 알카리성 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 밀폐형 세탁외조가 밀폐 상태에서 해제되고 오염물의 탈리를 하는 일반교반세정을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되는 알카리성 전해수의 나노버블 유기세정프로세스를 가진다.

별개의 저장조에 저수되어진 산성 전해수를 밀폐용 세탁외조로 이송하는 단계; 밀폐형 세탁외조에 이송된 산성 전해수가 충진 만수가 되면 밀폐형 세탁외조가 내압 밀폐형으로 전환되고 산성 전해수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 상온이나 그 이하의 온도와 일정 압력 조건하에서 MNB 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시키는 MNB가압용해농축공법의 표준 코스이거나 부스팅 코스를 실시하여 산성 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 처리단계; MNB 처리가 끝나 변환되어진 산성 나노버블산소활성수를 동일한 온도와 압력 조건하에서 일정 시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 산성 나노버블산소활성수의 반응단계; 산성 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 밀폐형 세탁외조가 밀폐 상태에서 해제되고 오염물의 탈리를 하는 일반교반세정을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되는 산성 전해수의 나노버블 무기살균세정프로세스를 가진다.

4단계 헹굼세정단계로서 나노버블 헹굼세정프로세스는,

밀폐형 세탁외조에 헹굼수를 수도수로 급수하여 1/2 이상 충진하여 만수가 될 때까지 MNB를 생성 용해시켜 MNB의 산화분해력을 활용하는 MNB 전처리단계; 밀폐형 세탁외조에 헹굼수가 충진 만수가 되면 밀폐형 세탁외조가 내압 밀폐형으로 전환되어 헹굼수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 상온이나 그 이하의 온도와 일정 압력 조건하에서 MNB 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시키는 MNB가압용해농축공법의 표준 코스이거나 부스팅 코스를 실시하여 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 후처리단계; MNB 후처리가 끝나 변환되어진 나노버블산소활성수를 동일한 온도와 압력 조건하에서 일정 시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 나노버블산소활성수의 반응단계; 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 밀폐형 세탁외조가 밀폐 상태에서 해제되고 남아 있을 수 있는 오염물의 탈리를 하는 일반교반세정을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되는 나노버블의 헹굼세정프로세스를 가진다.

5단계 탈수행정프로세스는 설명을 생략한다.

상기 밀폐형 나노버블 세정프로세스의 MNB 처리단계 또는 MNB 후처리단계에서 적용하는 MNB가압용해농축공법은 MNB의 단위 시간당 반복 순환처리를 늘려 세정수와 헹굼수에 MNB를 발생시키되 단위 체적당 공기를 더욱 많이 용해 농축시키기 위해 세탁시스템을 밀폐하고 상온이나 그 이하의 온도에서 대기압보다 높은 압력하에서 MNB 처리를 함으로써 세탁시스템 내의 기체용해도를 획기적으로 증대시키고 그 결과로 훨씬 높은 농도의 DO와 NB를 용해 농축시키고 나노버블의 압괴효율을 높여 목표로 하는 짧은 시간 내에 물리화학적 특성 발현에 의한 세정력 및 살균력을 더욱 강화시키도록 하는 것이다.

또한 상기 MNB가압용해농축공법은 내압 밀폐된 세탁외조의 헤드 스페이스가 특정 압력으로 도달되고 반복 순환과정을 일정 시간 유지하여 일정 수준 이상의 고농도 용존산소와 나노버블을 함유한 나노버블산소활성수로 변환되면 나노버블생성순환시스템의 가동을 멈추게 되는 MNB가압용해농축공법의 표준 코스를 가지며 표준 코스가 완료되었음에도 나노버블산소활성수의 세정력이 미흡할 경우에는 세탁외조의 특정압력을 배압하여 감압한 후에 나노버블생성순환시스템(NB)을 재가동하여 MNB 용해 농축공정을 연속 반복하게 함으로서 일정 수준까지 세정력 및 살균력을 강화할 수 있는 MNB가압용해농축공법의 부스팅 코스를 가진다.

상기와 같이 종래의 밀폐형의 나노버블 세탁방법에 전해수를 활용하는 혁신적인 세탁방법은 1단계 세정수의 전해수 생성 변환프로세스, 2단계 알카리성 전해수의 나노버블 유기세정프로세스, 3단계 산성 전해수의 나노버블 무기살균세정프로세스, 4단계 나노버블 헹굼세정프로세스, 5단계 탈수행정프로세스로 구성되는 과정을 순차적으로 수행하는 것을 표준으로 하고 이를 밀폐형 세탁시스템에 적용함으로써 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁방법이라 칭한다.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 전해수의 특성과 나노버블의 물리화학적 특성을 활용하는 MNB가압용해농축공법을 부가한 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁장치는,

일정 압력을 견딜 수 있도록 일종의 압력탱크와 같은 밀폐 내압형으로 개량한 전해수나 헹굼수를 수용하는 밀폐형 세탁외조와 세탁 겸용 탈수조인 세탁조, 상기 세탁조 내에 회전운동 가능하게 설치되어 주기적으로 정역 회전하면서 난류를 발생시키기 위한 세탁날개, 밀폐형 세탁외조의 외 측 바닥면 일 측에 고정되어 세탁조 및 세탁날개를 각 세탁 행정에 따라 선택적으로 회전시키는 클러치와 이를 구동시키는 구동모터들로 이루어지는 구동수단으로 이루어진 세탁시스템; 이 세탁시스템에 밀폐형 세탁외조로부터 전해수나 헹굼수가 하강 순환되어 다시 외조로 복귀되는 순환관, 순환하는 액체의 온도를 특정한 온도로 조절을 위해 냉각 또는 가열기능을 수행하는 온도조절장치, 온도가 조정된 전해수나 헹굼수를 받아 MNB처리를 하는 나노버블발생장치와, MNB 처리가 된 전해수나 헹굼수를 받아 용해 농축하는 용해부들로 이루어진 나노버블생성순환시스템(NB)과 음전극을 구비한 음극실, 양전극을 구비한 양극실과 위 2개의 양극실, 음극실을 분리하는 이온선택성 격막으로 구성되는 2조식 전해수 발생장치이거나 음전극을 구비한 음극실, 중간실, 양전극을 구비한 양극실과 위 3개의 양극실, 음극실과 중간실을 분리하는 이온선택성 격막들로 구성되는 3조식 전해수 발생장치, DC 전압을 전원선을 통하여 음전극과 양전극 사이에 인가시키는 정류부, 유입수가 공통의 공급관으로부터 분기된 라인을 통하여 음극실과 양극실에 공급되는 공급부, 중간실로 공급되는 물 또는 전해질 수용액은 저장조에서 만들어진 포화 전해질 수용액을 순환펌프로 펌핑하여 순환관을 통하여 공급되어 순환 유동하는 중간실의 순환시스템, 음극실로부터 강알카리성 전해수를 출구 라인을 통하여 외부로 흐르고, 양극실로부터 강산성 전해수를 출구 라인을 통하여 외부로 흐르게 하는 유출부로 구성되는 전기분해시스템을 구비한다.

상기와 같이 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁장치에는, 밀폐형 세탁시스템 내에 유격막 삼실형의 3조식 전해수 발생장치이거나 유격막 이실형의 2조식 전해수 발생장치를 핵심으로 하는 전기분해시스템을 구비하고 기체용해도를 증대시키기 위해 MNB의 생성과 용해 농축에 도움이 되도록 밀폐형 나노버블생성순환시스템을 설치함으로써, 1차적으로 전기분해시스템에 의해 세정수를 알카리성 또는 산성 전해수로 변환시키고 2차적으로 밀폐형 나노버블생성순환시스템에 의해 변환된 알카리성 또는 산성 전해수에 단위 체적당 공기를 많이 용해 농축시키기 위해 상온이나 그 이하의 온도와 대기압보다 낮은 압력하에서 MNB 처리를 하여 획기적으로 기체용해도를 증대시킨 나노버블산소활성수로 변환시켜 그 결과로서 알카리성 전해수의 원천적인 유기세정력과 산성 전해수의 원천적인 무기세정 및 살균력과 함께 높은 농도의 DO와 NB를 용해 농축시키고 나노버블의 압괴효율을 높여 목표로 하는 시간 내에 물리화학적 특성 발현에 의한 복합 상승효과로 세정력과 살균력을 대폭 강화시키도록 한 것이다.

한편으로 상기 전해수를 활용한 개방형이거나 밀폐형 나노버블 세탁방법은 전체의 세탁행정에 세탁의 목적, 세탁물의 종류와 량, 그리고 오염물의 종류와 정도 또는 전해수나 헹굼수의 MNB 처리 시 나노버블과 용존산소의 용해 농축도에 맞추어 세탁시스템 내의 전해수나 헹굼수의 온도 그리고 나노버블 세정처리의 세부단계와 나노버블생성순환시스템의 순환주기를 탄력적으로 변형 활용할 수 있으며, 이는 세탁장치 운전방법에 적용될 수 있다.

이하, 본 발명의 원리에 대한 이해의 폭을 넓히기 위하여 핵심개념의 하나인 전기분해에 대해 정리해본다. 물이나 전해질 수용액을 전기분해하여 얻어지는 기능수에 상당한 용어로서는, 전해 이온수, 전해 기능수，전해 생성수，전해 처리수，전기분해 처리수 등 여러 가지이나 대부분이 전해수를 주체로 한 변형 표현이라고 할 수 있어서「전해수(電解水: Electrolyzed water)」로 통일하여 표현하였다.

전해수란 수도수나 식염수 등의 전해질 수용액을 약한 직류전압에서 전해 처리해서 얻어지는 수용액의 총칭이다. 전해수는 전해장치나 전해조건 등의 차이에 의해 즉 전해질의 첨가 유무와 이온선택성 격막의 유무에 따라 여러 가지의 성상과 특성의 강산성, 강알카리성, 중성, 또는 알카리성, 약산성, 약알카리성 등의 전해수가 생성되어 진다.

일반적인 전해장치와 방법에 대해 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

격막이 없는 무격막 일실형의 1조식 전해조에서 전해하면 양극과 음극의 반응생성물이 섞이는데 묽은 식염수를 전해하면 전극의 촉매능을 반영해서 양극의 전해생성물과 음극의 전해생성물의 밸런스가 수소이온(H+)보다 수산이온(OH-) 쪽으로 기울어져 전해수는 pH 8~9의 약알칼리성을 나타낸다. 이 전해수는 차아염소산 나트륨(차아염소산 소다)의 희석액의 성상을 나타내고 있다. 식염수 대용으로 염산수나 pH 조정제 첨가 식염수를 전해하는 것에 의하여 생성 전해수의 pH가 5~6.5이 되는 미산성 전해수라 한다.

도 12 A에 도시된 격막이 하나 있는 유격막 이실형의 2조식 전해조에서 묽은 식염수를 전해하면, 양극에서는 물 (H20)에서 산소(02)와 수소이온(H+) 또는 염소이온(Cl-)에서 염소가스(Cl2)가 생긴다. 발생한 염소가스는 물과 반응해서 차아염소산(HC10)과 염산(HCl)이 된다. 이 결과 산성화하여, 용존산소(DO)와 산화환원전위(ORP)가 현저하게 상승하고, 유효염소농도가 20~60ppm에 이른다. 이것을 강산성 전해수라 한다. 이것에 대해 음극에서는 물(H20)에서 수소가스(H2)와 수산이온(OH-)가 되어 수소는 용존산소와 반응한다. 이 결과, 용존산소와 ORP가 현저하게 저하하고, 고알카리성 (pH11~11.5)이 된다. 이것을 강알카리성 전해수라 한다.

도 12 B에 도시된 격막이 2개 있는 유격막 삼실형의 3조식 전해조는 포화 식염수를 넣는 중간실을 끼워서 배치되어 있는 양극실과 음극실에 순수한 물 등을 유입 통과시키는 것에 의하여 전해하는 방식인데 음극실과 양극실에서 전해 반응은 2조식 전해조와 기본적으로 같지만，생성 전해수 중의 염소이온 농도가 낮은 것이 특징적이다．이 전해 방식에 의해서‘가변 산성전해수'와‘산성전해수'가 만들어지며, 전자는, 조건 설정에 의해 pH와 유효염소농도를 바꾸는 것이 가능하며 배면(背面)전극을 사용하고 있는 것이 특징적이다．

이외에도 상기에서 서술한 기본적인 전해장치와 조건을 달리하여 여러 성상과 특성을 가지는 전해수를 생성하여 다양한 분야에서 적용해오고 있다.

그러나 본 발명에서 적용하려는 전해수 발생장치는 전해질 수용액을 사용하지 않고 수도수만을 사용하는 유격막 이실형의 2조식 전해수 발생장치이거나 또한 여러 가지 문제점과 단점을 극복하기 위하여 이온선택성 격막의 발전과 함께 전해질 수용액을 간접적으로 투입하여 전기분해를 하는 2개의 격막으로 구성되는 삼실형 전해셀로 개량되어 포화 식염수를 중간실에 넣는 유격막 삼실형 또는 포화식염수 대신에 수도수를 중간실에 넣는 유격막 삼실형의 3조식 전해수 발생장치를 채택하여 적용하고자 한다.

그 이유로는 전해질 수용액을 사용하는 무격막 일실형과 유격막 이실형은 여러 가지 문제점과 단점을 가지고 있는데 특히 염소가스(Cl2)배출 뿐만 아니라 전기분해에 반응하지 않은 전해질 수용액이 함께 배출됨으로써 여러 부작용이 예상되는 등 세탁에는 적합하지 않아 배제한다.

전해수를 사용목적에 근거하여 분류해 보면, 주로 세정소독 등 위생관리에 사용되어 지는 강산성 전해수, 미산성 전해수, 차아염소산 나트륨으로 알려진 강산성 전해수와 음용 알카리성 전해수인 알카리 이온수와 약알카리성 전해수, 강알카리성 전해수로 크게 분류되어 지며 일부 알카리 세정 등 특정 목적을 위해 사용되어 지고 있다.

전해수 발생장치의 양극실에서 생성되는 강산성 전해수는 전해에 의해서 생겨나는 차아염소산(유효염소)이나 수소이온(H+)을 살균기반으로 하여 병원세균이나 약제 내성균에 대한 폭넓은 살균력이 주목되어 여러 분야에서 이용되어 지고 있다. 강산성 전해수의 이용은，의료분야에서 시작되어，식품, 농업 그 밖의 분야에서도 살균 소독제로서의 응용연구나 용도개발이 활발하게 추진되고 있다.

한편으로 전해수 발생장치의 음극실에서 생성되는 강알카리성 전해수는 항산화성이나 유지방과 단백질 오염 등의 세정효과가 알려져 있으나 강알카리 전해수는 효율적인 용처를 찾지 못하고 있어 강산성 전해수 생성 시에 만들어지는 부산물로서의 인식이 강하며 일부에서는 산업용 세정에 활용하려는 시도가 있으나 더 이상의 발전을 이루지 못하고 일부 특정용도의 알카리 세정보조제 용도로서 사용되고 있는 실정이다.

본 발명에서의 전해수 사용목적은 나노버블 세정행정에서 음극실에서 생성되어 유기 세정력을 가지고 있는 알카리성 전해수를 세정수로 채택하여 알카리성 나노버블산소활성수로 변환시켜 세탁물에 대한 유기 세정력을 대폭 증대시키고, 이어서 양극실에서 생성되는 무기세정 및 살균력을 가지고 있는 강산성 전해수를 세정수로 채택하여 산성 나노버블산소활성수로 변환시켜 세탁물에 대한 무기 세정력과 살균력을 획기적으로 증대시키는 데에 있다.

본 발명에서 채택된, 도 12 A에 도시되어 있는, 유격막 이실형의 2조식 전해수 발생장치에 대한 개요는 구성만 간단히 설명하고 상세한 것은 다음 3조식에서 설명해 본다.

2조식 전해셀로 구성되는 전해장치는 다공성 중합체로 제조된 격막에 의해 좌우로 나뉘어 지고 한쪽이 격막에 인접한 양극에 배치되어 있는 양극실, 다른 쪽이 격막에 인접한 음극에 배치되어 있는 음극실을 이루고 이들 각 실에 세정수 공급관으로부터 세정수가 공급되고 그리고 전해된 각 실의 처리수 즉 전해수는 배출관으로부터 배수된다.

또한, 도 12 B에 도시되어 있는, 유격막 삼실형의 3조식 전해수 발생장치에 대한 개요를 설명해 본다.

3조식 전해셀로 구성되는 전해장치는 음극실, 양극실과 그들 사이에 물 또는 전해질인 소금(Nacl) 등의 수용액을 충전하는 중간실들로 구성된다. 양극실은 양전극과 그에 인접한 다공성 중합체로 제조된 격막에 의하여 중간실로부터 분리되고 음극실은 음전극과 그에 인접한 다공성 중합체로 제조된 격막에 의하여 중간실로부터 분리되어 있다.

이러한 구성으로 음극실과 양극실을 경유하여 물이 유동되게 하고, 동시에 중간실을 경유하여 물 또는 전해질 수용액이 순환 유동을 하게 한다. 이때 양전극과 음전극에 소정의 직류 전류를 인가하면 전해수를 발생시키는데, 양극실의 전해수는 수소이온농도지수(이하 pH라 칭한다)가 낮고 산화환원전위(이하 ORP라 칭한다)가 높은 강산성의 이온수가 생성되는데 무기세정과 살균력을 가지는 유효염소농도가 5~20ppm, pH 2.7~3.5, ORP가 1,000 ~ 1,150mV인 강산성 전해수가 생성되며, 반대로 음극실의 전해수는 pH가 높고 ORP가 낮은 강알카리성의 이온수가 생성되는데 유기세정력을 가지는 pH 9.5~11.5, ORP가 -400 ~ -850mV인 강알카리 전해수가 생성된다.

2Na † + 2e- → 2Na

2H₂O → 2H† + 2OH-

[ 2H† + 2e- ] + 2OH- → [ H₂↑] + 2OH-

2Na† + 2OH- → 2NaOH

특히, 음극에서는, 전해 시에 물(H20)이 전자를 받아 환원되어 수소가스(H2)와 수산이온(OH-)가 되어, 수소는 수중의 용존산소와 반응한다. 이 결과, 용존산소와 ORP가 현저하게 저하하면서 수소이온은 감소하고 상대적으로 수산이온이 증가하여, 고알카리성 (pH9.5~11.5)이 되어 이것을 강알카리성 전해수라 한다.

이러한 강알카리성 전해수에 나노버블처리를 하면 수중에 나노버블이 압괴하여 생성되는 용존산소 증가현상과 수산기 프리라디칼에 의해서 용존산소는 전해수에 남아 있는 수소이온(H+)과 반응하여 상대적으로 수산이온(OH-)의 농도를 더욱 높여 주어 알카리성을 더하게 되고 여기에 수산기 프리라디칼(HYDROXYL FREE RADICAL)의 산화분해력이 발현되면 이 둘이 상승효과를 내어 훨씬 강력한 세정력을 나타나게 될 것이다.

또한 전해질 수용액을 직접 전기분해하지 않는 경우 즉 물만을 전기분해하는 경우 전해 이온화도가 낮아 원하는 수준의 알카리도를 얻지 못할 수도 있으므로 원하는 수준에 도달할 때까지 2 ~ 5회 반복 순환 전해하여 강알카리성의 전해수를 생성하도록 하는 반복 순환전기분해방법이 핵심 포인트다.

한편 양극에서는, 전해 시에 물(H20)이 전자를 뺏겨 산화되어 수소이온(H+)과 수산이온(OH-)가 되어, 수산이온(OH-)은 산화하여 물(H20)과 산소가스(O2)가 되어 배출된다. 이 결과, 수산이온(OH-)은 감소하고 상대적으로 수소이온(H+)이 증가하여, 고산성(pH2.7~3.5)이 되어 이것을 강산성 전해수라 한다.

H₂O - 2e- → 2H† + O-

H₂O - e- → H† + OH-

OH- + OH- → ½ O₂↑+ H₂O

Cl- + [ O-, O₂, O₃ ] → ClO-, ClO₂-, ClO₃

이러한 강산성 전해수에 나노버블처리를 하면 수중에 나노버블이 압괴하여 생성되는 용존산소 증가현상과 수산기 프리라디칼에 의해서 용존산소는 더욱 높아지게 되고 전해수에 남아 있는 수산이온(OH-)과 반응하여 상대적으로 수소이온(H+)의 농도를 더욱 높여 주어 산성을 더하게 되고 여기에 수산기 프리라디칼(HYDROXYL FREE RADICAL)의 산화분해력이 발현되면 이 둘이 상승효과를 내어 훨씬 강력한 무기세정과 살균력을 나타나게 될 것이다.

또한 전해질 수용액을 직접 전기분해하지 않는 경우 즉 물만을 전기분해하는 경우 전해 이온화도가 낮아 원하는 수준의 산성도를 얻지 못할 수도 있으므로 원하는 수준에 도달할 때까지 2~ 5회 반복 순환 전해하여 강산성의 전해수를 생성하도록 하는 반복 순환 전기분해방법이 핵심 포인트다.

또한 이러한 강산성 전해수는 그 자체로도 강력한 무기세정력과 살균력을 가지고 있으므로 굳이 나노버블처리를 하지 않고 일반 교반세정을 하여도 세정행정에서의 무기 및 살균세정기능을 충분히 수행할 수도 있다.

한편, 세정수의 전기분해에 의해 생성된 전해수는 원천적인 세정력과 살균력을 가지는 장점이 있으나 이러한 장점을 활용하는데에 다음과 같은 장애요소를 극복하여야 한다.

세정수로 사용하는 수도수는 경도성분 예를 들어 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 등의 금속이온들이 어느 정도 함유되어 있어, 세정수를 전기분해할 때에 음극실의 전극반응에 의해 염이 형성되고 이들이 부착 퇴적되는 즉 스케일 축적으로 음극실 전극의 전기분해능력을 떨어뜨리는 부작용이 생길 수 있다.

따라서 본 발명의 전해수를 활용한 나노버블 세탁장치를 안정적으로 운전하고 목적하는 세탁의 효율을 높이기 위해서는 주기적으로 음극실에 축적되어 있는 스케일을 용해 제거하거나 더 나아가서 스케일 형성 부착을 억제하는 것이 중요한 과제이다.

세탁용량이 비교적 큰 업소용, 산업용 등의 세탁시스템에는 세정수의 전처리 장치로서 경도성분을 제거하는 필터류와 연수기 등을 설치하여 전기분해장치를 장시간 안정적으로 가동시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그러나 가정용과 같이 세탁용량이 작은 세탁시스템에는 이러한 전처리 장치는 시스템이 보다 복잡해지고 코스트가 상승하며 무엇보다도 주기관리 요소가 늘어나는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 다음과 같이 스케일 부착 제거 또는 억제하는 방법을 활용할 수 있다.

첫째는 세탁장치 운전으로 전기분해시스템을 일정 시간 가동한 후에 세탁장치 정지시간을 이용하여 전기분해시스템만을 가동하여 주기적으로 스케일 제거를 관리하는 방법으로서, 2조식의 경우는 유로를 변경하여 산성 전해수를 음극실로 통하게 하여 스케일을 용해 제거하거나 전극의 극성을 교차 변경하여 전기분해하는 교차복극전해방법으로 누적된 스케일을 용해 제거하며, 3조식의 경우는 유로를 변경하여 산성 전해수를 음극실로 통하게 하여 스케일을 용해 제거함으로써 세탁장치를 안정적으로 운전할 수 있다.

둘째는 세탁장치 운전 시에 상시 스케일 형성을 억제하는 방법으로서, 2조식의 경우는 순차적으로 전기분해 발생장치의 전극을 교차 순환 전기분해 즉 나노버블 세탁의 한 싸이클은 +, -극으로 사용하고 그 다음 싸이클은 -, +극으로 교차 변환시키는 복극전극으로 사용함으로써 상시 스케일 형성과 축적을 억제하며, 3조식의 경우는 별도 저장조의 대기하는 산성 전해수를 세탁외조로 이송할 때 전기분해 발생장치의 음극실을 통하게 하여 전기분해 시 음극실에 형성된 염류를 다시 용해 배출시켜 상시로 스케일 형성 부착을 억제함으로써 세탁장치를 안정적으로 운전시간을 늘릴 수 있다.

상기와 같이 형성 부착된 스케일을 주기적으로 용해 제거하는 방법과 세탁장치 운전 시 상시 스케일 형성을 억제함으로써 장시간 안정적으로 전해수 생성 제공이 가능하여 효과적인 나노버블 세탁이 가능해지며, 경도성분을 제거하기 위한 연수기 같은 전처리장치가 불필요하여 장치구성이 콤팩트한 세탁장치를 구성할 수 있다.

한편, 이하 본 발명의 원리에 적용된 또 다른 하나의 핵심개념으로서 나노버블의 특성을 활용하도록 전해수와 헹굼수를 나노버블공법에 따라 순환식으로 나노버블처리를 하여 위생적으로 안전한 세정을 하는 세탁방법 및 그 장치에 적용된 산소나노버블의 물리화학적 특성과 이의 처리 결과물인 고농도의 용존산소와 나노버블이 함유된 나노버블산소활성수의 특징에 대해서 대한민국 등록특허 제10-1161477호에서 상세한 설명이 되어 있으므로 생략한다.

상기 전기분해에서 설명한 바와 같이 유기 세정력을 가지고 있는 알카리성 전해수와 무기세정 및 살균력을 가지고 있는 산성 전해수를 나노버블 세탁의 세정수로 대체 활용하고 MNB용해농축공법을 적용하여 더욱 강력한 세정력과 살균력을 발현하는 나노버블산소활성수를 제조가 가능하다면, 본 발명의 원리로서 전해수의 특성과 나노버블산소활성수의 산화분해력과의 복합 상승효과는 독립적으로 세탁혁명을 이루기에는 미흡할 수 있는 나노버블산소활성수의 기능과 전해수의 세정력과 살균력이 서로 보완하는 복합 상승효과를 기대하여 종래의 나노버블 세탁의 근본적인 성능개선을 이를수 있을 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은, 순환식 전기분해시스템을 부가하여 세정수를 1차적으로 전해수로 생성 변환시키고 그리고 순환식 나노버블생성시스템에 MNB용해농축공법을 부가 결합 적용하여 1차 변환된 전해수를 2차적으로 나노버블산소활성수로 변환시켜 강력한 세정과 살균기능을 가지는 위생안전 세탁환경을 구축함으로써, 화학세제이거나 촉매제 등 보조세정제를 적게 사용하거나 아예 사용하지 않고도 효과적인 세탁세정이 가능하고, 화학세제와 함께 수류와 세탁조의 충격 등을 이용하는 종래의 세탁방법과 달리 1차 변환된 전해수와 2차 변환된 나노버블산소활성수의 반응으로 세탁하여 옷 마모도와 보푸라기가 적어 세탁 후 오는 부작용을 최소화할 수 있을 뿐 아니라 특히 잔류 세제가 전혀 없어 아기용, 아토피 치료용 등 특수 세탁세정이 가능하다.

또한, 본 발명은 기존 세탁기의 구조를 크게 변화시키지 않으면서 용수처리기술과 순환식 전기분해장치와 순환식 나노버블발생장치를 부가하고 세탁외조를 밀폐하고 가압시킬 수 있도록 하여 실용화가 용이하며, 세탁시간 단축과 함께 전기 및 용수사용량을 줄일 수 있으며, 세척

살균

표백을 아우르는 세정도의 향상 및 세정시간의 단축으로 저 세제 더 나아가 무 세제 세탁이 가능한 친환경 세탁혁명으로 화학세제 남용방지, 물사용억제, 환경오염방지, 온실가스 및 에너지감축, 비용절감 등 녹색혁명을 이룰 수 있다.

이상과 같은 효과를 와류식 또는 드럼식 등의 세탁방법과 장치에 적용하여 가정용과 업소용 세탁기뿐만 아니라 대형 세탁공장과 더 나아가서 염색공장 등에도 적용 가능하게 함으로써 다양한 산업분야에 전기분해공법과 MNB 처리공법의 활용 가능성을 넓혀갈 수 있다.

본 발명의 원리에 대한 이해를 돕도록 예시하는 실시예들을 나타내는 도면의 간단한 설명은 다음과 같다.
도 1 은 종래의 일반 세탁기의 한가지 실시 예의 개략적인 단면도이고,
도 2 는 와류식 세탁기에 적용된 나노버블의 물리화학적 특성을 활용한 세탁방법을 적용한 세탁장치의 개략적인 단면도이며,
도 3 은 드럼식 세탁기에 적용된 나노버블의 물리화학적 특성을 활용한 세탁방법을 적용한 세탁장치의 개략적인 단면도이다.
도 4 A는 와류식 세탁기에 적용된 세탁외조를 개방하여 보인 개방형 나노버블의 효율적인 용해농축기술을 활용한 세탁장치의 개략적인 단면도이며, B는 세탁외조의 밀폐 구조를 보인 밀폐형 나노버블의 효율적인 용해농축기술을 활용한 세탁장치의 개략적인 단면도이며,
도 5 는 와류식 세탁기에 적용된 세탁외조의 밀폐 구조를 보인 밀폐형 나노버블의 효율적인 용해농축기술을 활용한 세탁시스템의 개략적인 단면도이다.
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따라 세탁외조를 개방하여 보인 전해수를 활용한 개방형 나노버블 세탁장치의 개략적인 단면도이며,
도 7 은 본 발명의 다른 실시예에 따라 세탁외조의 밀폐 구조를 보인 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁장치의 개략적인 단면도이다.
도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁외조의 밀폐 구조를 보인 밀폐형 나노버블 세탁장치(NB) 본체 외부에 전기분해시스템(EW)을 구비한 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁장치의 개략적인 단면도이며,
도 9 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁외조의 밀폐 구조를 보인 밀폐형 나노버블 세탁장치(NB) 본체 외부에 또 다른 형태의 전기분해시스템(EW)을 구비한 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁장치의 개략적인 단면도이다.
도 10 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 세탁외조의 밀폐 구조를 보인 세탁장치 본체 외부에 나노버블생성순환장치(NB)와 전기분해시스템(EW)을 구비한 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁장치의 개략적인 단면도이다.
도 11 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁외조의 밀폐 구조를 보인 밀폐형 나노버블 세탁장치(NB) 본체 외부에 구비된 또 다른 형태의 전기분해시스템(EW)의 개략적인 단면도이다.
도 12 A는 본 발명의 원리에 따른 전해수를 활용한 나노버블 세탁장치의 유격막 이실형의 2조식 전해수 발생장치이고, 도 12 B는 유격막 삼실형의 3조식 전해수 발생장치의 개략적인 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 전해수를 활용한 개방형이거나 밀폐형 나노버블 세탁방법과 장치는 종래 기술의 MNB용해농축공법 또는 MNB가압용해농축공법을 부가한 나노버블 세탁방법과 장치에 추가로 전기분해시스템을 부가한 것으로서, 종래 기술로써 인용된 본 출원인의 나노버블 세탁장치와 구성이 유사하므로 동일 부품에 대하여 설명을 간략하게 하고 도면 중 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하여, 예시된 실시예들을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전해수를 활용한 개방형 나노버블 세탁방법과 장치에는 기체용해도를 증대시키기 위해 MNB의 생성과 용해 농축에 도움이 되도록 나노버블생성순환시스템(NB)의 순환경로에 온도조절장치(31)를 설치하여 수행하는 MNB용해농축공법을 도입 적용하고 있는 세탁시스템 내에 3조식의 유격막 삼실형(40)이거나 2조식의 유격막 이실형 전해수 발생장치(40')를 포함하는 전기분해시스템(EW)을 구비함으로써, 세정수를 알카리성 또는 산성 전해수로 1차 변환시키고 이 변환된 알카리성 또는 산성 전해수에 단위 체적당 공기를 많이 용해 농축시키기 위해 상온이나 그 이하의 온도에서 MNB 처리를 하여 기체용해도를 증대시킨 나노버블산소활성수로 2차 변환시킴으로써 그 결과로 알카리성 전해수의 원천적인 유기세정력과 산성 전해수의 원천적인 무기세정 및 살균력과 함께 높은 농도의 DO와 NB를 용해 농축시키고 나노버블의 압괴효율을 높여 목표로 하는 시간 내에 물리화학적 특성 발현에 의한 상승효과로 세정력과 살균력을 대폭 강화시키도록 하는 것이다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 전해수의 특성과 MNB용해농축공법을 적용하는 전해수를 활용한 개방형 나노버블 세탁방법은,

1단계 세정수의 전해수 생성 변환하는 프로세스는,

세탁외조(2)에 급수 시 직결 공급되는 세정수가 전해수 발생장치(40, 40')를 통해 생성된 알카리성 전해수는 세탁조(3)로 바로 입수되고 산성 전해수는 별개의 저장조(80)로 저수되며 세탁조에 입수된 알카리성 전해수가 세탁조(3)에 만수가 되었을 때 급수가 중단되며 직수에 의한 전기분해는 중단되는 직수전기분해단계; 이어서 세탁조 내에 충진되어진 알카리 전해수가 세정력의 증대를 위해 원하는 수준의 알카리도를 충족시킬 때까지 전기분해장치의 음극실(47)로 보내어지고 다시 세탁조(3)로 유입되는 반복 순환과정을 가지며 또한 동시에 생성되어 별개의 저장조(80)에 저수되어 있던 산성 전해수도 전기분해장치의 양극실(41)로 보내어지고 다시 저장조(80)로 유입되는 반복 순환과정을 가지는 반복 순환전기분해단계; 반복 순환되며 전기분해에 의해서 생성되어 지는 일정 기준을 충족하는 알카리성 전해수는 세탁조(3)에 저수 대기되고 또한 일정 기준을 충족하는 산성 전해수는 별개의 저장조(80)에 저수 대기되며 모든 전기분해과정이 중단되는 단계로 구성되는 전기분해에 의해서 일정 기준을 충족하는 원천적인 세정력과 살균력을 가지는 세정수의 전해수 생성 변환되는 프로세스를 가진다.

세탁외조(2)에 저수되어진 알카리성 전해수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 나노버블발생장치(NB)를 계속 순환 가동시키면서 알카리성 전해수에 상온이나 그 이하의 온도에서 지속적으로 MNB를 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시켜 알카리성 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 처리단계; MNB 처리가 끝나 변환되어진 알카리성 나노버블산소활성수를 동일한 온도 조건하에서 일정시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 알카리성 나노버블산소활성수의 반응단계; 알카리성 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 오염물의 탈리를 하는 일반세정기능을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되는 알카리성 전해수의 나노버블 유기세정프로세스를 가진다.

별개의 저장조(80)에 저수되어진 산성 전해수를 세탁외조(2)로 이송하는 단계; 세탁외조(2)에 이송된 산성 전해수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 나노버블발생장치(30)를 계속 순환 가동시키면서 산성 전해수에 상온이나 그 이하의 온도에서 지속적으로 MNB를 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시켜 산성 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 처리단계; MNB 처리가 끝나 변환되어진 산성 나노버블산소활성수를 동일한 온도 조건하에서 일정시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 산성 나노버블산소활성수의 반응단계; 산성 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 오염물의 탈리를 하는 일반세정기능을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되는 산성 전해수의 나노버블 무기살균세정프로세스를 가진다.

4단계 헹굼세정단계로서 나노버블 헹굼프로세스는,

세탁외조(2)에 헹굼수를 급수하여 만수가 될 때까지 MNB를 생성 용해시켜 MNB의 산화분해력을 활용하는 MNB 전처리단계; 세탁외조에 충진되어진 헹굼수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 나노버블발생장치(30)를 계속 순환 가동시키면서 강산성 전해수에 상온이나 그 이하의 온도에서 지속적으로 MNB를 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시켜 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 후처리단계; MNB 후처리가 끝나 나노버블산소활성수로 변환된 헹굼수를 동일한 온도 조건하에서 일정시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 나노버블산소활성수의 반응단계; 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 오염물의 탈리를 하는 일반세정기능을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되는 나노버블의 헹굼세정프로세스를 가진다.

5단계는 탈수행정프로세스로서 설명을 생략한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전해수의 특성과 나노버블의 물리화학적 특성을 결합 활용하는 개방형으로 축조되어 전해수를 활용한 나노버블의 세탁장치를 나타내는 일 실시예의 개략적인 구성을 도 6에 도시하고 있다.

상기 세탁장치는 전해수나 헹굼수를 수용하기 위한 개방형 세탁외조(2)와 세탁 겸용 탈수조인 세탁조(3), 상기 세탁조(3) 내에 회전운동 가능하게 설치되어 주기적으로 정역 회전하면서 난류를 발생시키기 위한 세탁날개(4), 세탁외조(2)의 외 측 바닥면 일 측에 고정되어 세탁조(3) 및 세탁날개(4)를 각 세탁행정에 따라 선택적으로 회전시키는 클러치(5)와 이를 구동시키는 구동모터(6)들로 이루어지는 구동수단으로 구성되는 세탁시스템; 이 세탁시스템에 세탁외조로부터 전해수나 헹굼수가 하강 순환되어 다시 외조로 복귀되는 순환관(31), 순환하는 액체의 온도를 특정한 온도로 조절하기 위해 냉각 또는 가열기능을 수행하는 온도조절장치(32), 온도가 조절되어 순환되는 전해수나 헹굼수를 받아 MNB 처리를 하는 가압순환펌프(33)와 버블혼합장치(34)로 결합되어 나노버블을 생성시키고, MNB 처리가 된 전해수나 헹굼수를 받아 용해 농축하는 압력용해부(35)로 구성되는 나노버블발생장치(30)와 상기 개방형 세탁시스템과 연동되어 전해수나 헹굼수를 순환시키는 순환기능과 공기 중의 산소와 혼합시켜 마이크로나노버블 또는 나노버블을 생성하고 용해시키는 나노버블 생성 용해기능을 동시에 작용하여 개방형 나노버블 세정처리를 수행할 수 있는 MNB 용해농축 최적화 기능을 구현하는 나노버블생성순환시스템(NB)과 세정수를 전해수로 변환시키기 위하여 양전극(42)을 구비한 양극실(41), 음전극(46)을 구비한 음극실(47)과 상기 2개의 양극실, 음극실을 분리하는 이온선택성 격막(45)으로 구성되는 2조식 전해수 발생장치(40')이거나 양전극(42)을 구비한 양극실(41), 중간실(44), 음전극(46)을 구비한 음극실(47)과 상기 3개의 양극실, 음극실과 중간실을 분리하는 이온선택성 격막(43, 45)들로 구성되는 3조식의 전해수 발생장치(40), 유입수가 공통의 공급관으로부터 분기된 라인을 통하여 음극실과 양극실에 공급되는 세정수 공급부(48), 중간실로 공급되는 물 또는 전해질 수용액은 전해용액저장조(52)에서 만들어진 포화 전해질 수용액을 순환펌프(53)로 펌핑하여 순환관(51)을 통하여 공급되어 순환 유동하는 중간실의 순환시스템(50), DC 전압을 전원선을 통하여 음전극과 양전극 사이에 인가시키는 정류부(60), 음극실로부터 강알카리성 전해수를 출구 라인을 통하여 외부로 흐르고 양극실로부터 강산성 전해수를 출구 라인을 통하여 외부로 흐르게 하는 전해수 유출부(51, 52), 산성전해수 저장조(80), 전해수의 순환관(73, 74), 전해수의 순환펌프(75, 76), 전해수 이송부(77)로 연결되는 전해수 순환부(70)로 구성되어 급수 시에 세정수를 전해수로 변환시키거나 저수된 전해수를 반복 순환전기분해 과정을 수행하는 순환식 전기분해시스템(EW)을 구비한다.

이하, 이와 같은 구성을 지닌 본 발명에 따른 연속 순환식 MNB용해농축공법을 적용하고 전해수를 활용한 개방형 나노버블 세탁장치의 작동상태를 상세하게 설명한다.

세탁조에 세탁물을 넣고 세탁모드를 선택하면 컨트롤러의 제어신호에 따라 일정시간 동안 세정, 헹굼, 탈수행정의 과정을 거치는 세탁행정이 자동으로 시작된다. 다만, 세탁물은 1단계 전해수 생성 완료 후에 투입할 수도 있다.

1단계 세정수의 전해수 생성 변환하는 프로세스는,

급수호스에 설치된 급수밸브가 열려 세탁에 사용될 세정수가 급수되고, 직결 공급되는 세정수가 전해수 발생장치(40, 40')를 통해 음극실(47)에서 생성된 알카리성 전해수는 세탁조(3)로 입수 저수되고 양극실(41)에서 생성된 산성 전해수는 별개의 저장조(80)로 저수된다. 세탁조의 외주 면을 따라 형성된 다수의 통공에 의해 외조(2)의 내부와 연통되어 있으므로 세탁조 내로 입수되는 알카리성 전해수가 세탁조 내의 각 통공을 통해 외조의 내부로 유입되며, 알카리성 전해수가 외조(2) 및 세탁조(3) 내에 일정 높이만큼 만수가 되었을 때 급수밸브가 닫혀 더 이상의 급수를 중단하게 되고 직수에 의한 전기분해는 중단되며 또한 동시에 생성되어 별개의 저장조(80)에 저수되는 산성 전해수도 직수에 의한 전기분해 중단되면 별개의 저장조(80)에 저수 대기된다.

이어서 세탁외조(2) 내에 충진되어진 알카리 전해수가 유기세정력의 증대를 위해 원하는 수준의 알카리도를 충족시킬 때까지 전기분해장치(40, 40')의 음극실(47)로 보내어지고 다시 세탁조(3)로 유입되는 반복 순환 전기분해 과정을 가지며 또한 동시에 별개의 저장조(80)에 저수되어 있던 산성 전해수도 무기세정 및 살균력의 증대를 위해 원하는 수준의 산도를 충족시킬 때까지 전기분해장치(40, 40')의 양극실(41)로 보내어지고 다시 저장조(80)로 유입되는 반복 순환 전기분해 과정을 가지며, 반복 순환되며 전해수 발생장치(40, 40')에 의해서 생성되어진 일정 기준을 충족하는 알카리성 전해수는 세탁조(3)에 저수 대기되며 또한 일정 기준을 충족하는 산성 전해수는 별개의 저장조(80)에 저수 대기되어진다. 세탁외조(2)에 저수되어진 알카리성 전해수와 별도의 저장조(80)에 저수되어진 산성 전해수가 일정 기준을 충족하게 되면 반복 순환 전기분해 과정이 완료되며 더 이상의 순환 이송은 중단되는 단계들로 이루어진다.

MNB 처리단계는 세탁외조(2)에 수용되어 있는 알카리성 전해수는 목적하는 수준으로 도달될 때까지 세탁외조 외 측에 설치된 나노버블생성순환시스템(NB)이 가동하기 시작하면서 알카리성 전해수가 상온이거나 또는 온도조절장치(100)를 거쳐 일정 온도로 조절되어 나노버블발생장치(30)로 보내어져 1차적으로 공기 중의 산소와 함께 MNB처리를 하여 MNB를 생성시키고 압력용해부(35)에서 혼합 용해하여 다시 세탁외조(2)로 보내주는 순환 처리를 수행하게 한다. 나노버블생성순환시스템(NB)은 세탁외조(2)로부터 알카리성 전해수가 순환관(30)으로 하강하여 온도조절장치(32)를 거쳐 가압순환펌프(33)에 의해 알카리성 전해수가 가압 공급되고, 산소를 함유하는 압축공기를 공기공급유닛으로부터 공급받거나 또는 자흡하여 나노버블혼합기(34)에서 이를 적절히 혼합하여 나노버블을 생성시키고 압력용해부(35)에서 용해함으로써 알카리성 전해수를 나노버블산소활성수로 활성화하게 한다.

이 활성수는 순환관(31)을 통해 다시 세탁외조(2)로 유입되고, 이러한 순환이 연속 또는 단속적으로 반복하여 이루어지게 한다. 온도조절장치(32)가 포함된 나노버블생성순환시스템(NB)에 의해 일정 온도로 조절된 알카리성 전해수에 마이크로나노버블 또는 나노버블을 생성시키고 용해부에서 혼합 용해하여 다시 세탁외조(2)로 보내주는 반복 순환처리를 하며 마이크로나노버블 또는 나노버블이 용해되고 누적 농축된다.

또한 개방형 세탁외조(2) 내에서 상온이거나 온도조절장치(32)에 의해 상온이거나 그 이하의 온도로 조절된 알카리성 전해수가 세탁외조(2)로 도달되는 반복 순환 과정에서 알카리성 전해수 내에 기체의 용해도가 높아져, 즉 일정 수준의 낮은 온도의 순환 과정에서 MNB 또는 NB의 압괴 용해현상이 가속화되어 DO농도가 증가하고 동시에 MNB 압괴 시 물리화학적 특성이 보다 강하게 작용하여 난분해성 유해유기물을 분해하고 미생물을 살균하게 되는 산화분해력이 더욱 강력하게 발현된다. 한편으로는 완전히 압괴 소멸하지 않고 남아 있는 안정화된 NB도 누적 농축되어 잔류하면서 서서히 지속적인 압괴작용으로 세탁효과에 긍정적 영향을 미치게 된다.

상기와 같이 개방형 세탁외조(2) 내에서 MNB 처리만을 수행하는 반복 순환과정을 일정 온도하에서 일정 시간 유지하여 알카리성 전해수에 NB와 DO가 충분히 용해 농축되어 목적하는 정도로 세정력과 살균력을 발현할 수 있는 알카리성 나노버블산소활성수로 변환되면 나노버블생성순환시스템(NB)의 가동을 멈추게 된다. 이로써 목적하는 알카리성 전해수에 효율적인 MNB 용해농축을 위한 MNB 처리단계가 완료된다.

그 다음 알카리성 나노버블산소활성수의 반응단계로서, 상기와 같이 MNB 처리가 끝나면 나노버블생성순환시스템(NB)의 가동을 멈추게 되고, 세탁외조(2)에 저수된 알카리성 나노버블산소활성수로 변환된 세정수가 일정시간 동안 상기 MNB 처리단계에서 조성된 동일한 온도 조건하에서 세탁물과 접촉 반응하여 세탁물에 오염된 때를 분해하고 세균 등 미생물을 살균하는 세정작용을 하게 되며 이후 충분한 반응시간을 주어 목적하는 세정작용을 수행하게 된다.

그 다음 일반세정단계로서, 알카리성 나노버블산소활성수의 반응이 끝나면, 세탁날개(4)의 회전력과 세탁조(3)의 내부 주연부와의 마찰력에 의한 세정기능과 복합적으로 어우러지게 하여 분해되고 사멸된 오염물을 탈락시키기 위한 교반 세정작용을 하게 하고,

그 다음 배수단계로서, 목적으로 하는 세정작용이 끝나면, 배수호스(15)에 설치된 배수밸브(11)가 열려 세탁외조(2), 세탁조(3)와 나노버블생성순환시스템(NB) 내의 세정에 사용되었던 알카리성 나노버블산소활성수가 배수호스(15)를 통해 세탁장치 외부로 배수된다.

이로써 전해수 생성 변환단계; MNB 처리단계; 알카리성 나노버블산소활성수의 반응단계; 일반세정단계; 배수단계의 과정을 거치는 것을 표준으로 하는 개방형 알카리성 전해수의 나노버블 유기세정프로세스의 수행이 완성된다.

산성 전해수의 이송단계는 별개의 저장조(80)에 저수되어진 산성 전해수를 세탁조(3)로 이송을 하여 세탁조(3)와 세탁외조(2)에 저수되어진 산성 전해수가 일정 수준 충진 만수가 되면 더 이상의 이송은 중단된다.

MNB 처리단계는 세탁외조(2)에 수용되어 있는 산성 전해수는 계속해서 나노버블생성순환시스템(NB)에 의해 마이크로나노버블 또는 나노버블을 생성시키고 용해부에서 혼합 용해하여 다시 세탁외조(2)로 보내주는 반복 순환처리를 하며 마이크로나노버블 또는 나노버블이 누적 용해 농축된다.

세탁장치의 나노버블생성순환시스템(NB)이 가동되어 산성 전해수가 반복 순환되면 MNB가 생성되고 누적 농축되면서 목적하는 수준으로 도달될 때까지 세탁외조(2) 내의 산성 전해수가 계속해서 반복 순환되면서 산성 나노버블산소활성수로 변환되어 간다.

또한 세탁외조(2) 내에서 상온이거나 온도조절장치(32)에 의해 상온이거나 그 이하의 온도로 조절된 산성 전해수가 반복 순환 과정에서 산성 전해수 내에 기체의 용해도가 높아져, 즉 일정 수준의 낮은 온도로 가압한 상태의 순환 과정에서 MNB 또는 NB의 압괴 용해현상이 기하급수적으로 가속화되어 DO농도가 증가하고 동시에 MNB 압괴 시 물리화학적 특성이 보다 강하게 작용하여 난분해성 유해유기물을 분해하고 미생물을 살균하게 되는 산성 나노버블산소활성수로 변환되어 산화분해력이 더욱 강력하게 발현된다. 한편으로는 완전히 압괴 소멸하지 않고 남아 있는 안정화된 NB도 누적 농축되어 잔류하면서 서서히 지속적인 압괴작용으로 세탁효과에 긍정적 영향을 미치게 된다.

이로써 개방형의 세탁시스템 내에서의 목적하는 효율적인 MNB 용해 농축을 위한 나노버블생성순환시스템(NB)의 가동을 멈추게 되고 MNB 처리단계가 완료된다.

그 다음 산성 나노버블산소활성수의 반응단계로서, 상기와 같이 MNB 처리가 끝나면 나노버블생성순환시스템(NB)의 가동을 멈추게 되고, 세탁외조(2)에 저수된 산성 나노버블산소활성수로 변환된 세정수가 일정시간 동안 상기 MNB 처리단계에서 조성된 동일한 온도 조건하에서 세탁물과 접촉 반응하여 세탁물에 오염된 때를 분해하고 세균 등 미생물을 살균하는 세정작용을 하게 되며 이후 충분한 반응시간을 주어 목적하는 세정작용을 수행하게 된다.

그 다음 일반세정단계로서 세탁날개(4)의 회전력과 세탁조(3)의 내부 주연부와의 마찰력에 의한 세정기능과 복합적으로 어우러지게 하여 분해된 오염물과 세균의 사체 등의 때를 탈락시키는 교반 세정작용을 하게 하고,

그 다음 배수단계로서, 목적으로 하는 세정작용이 끝나면, 배수호스(15)에 설치된 배수밸브(11)가 열려 세탁외조(2), 세탁조(3)와 나노버블생성순환시스템(NB) 내의 세정에 사용되었던 산성 나노버블산소활성수가 배수호스(15)를 통해 세탁장치 외부로 배수된다.

이로써 산성 전해수 이송단계; MNB 처리단계; 산성 나노버블산소활성수의 반응단계; 일반세정단계; 배수단계의 과정을 거치는 것을 표준으로 하는 개방형 산성 전해수의 나노버블 무기살균세정프로세스의 수행이 완성된다.

4단계 헹굼세정단계로서 나노버블 헹굼프로세스는,

MNB 전처리단계는 급수호스에 설치된 급수밸브가 열려 상기 급수호스를 통해 세탁에 사용될 헹굼수가 세탁조(3) 내로 급수되고, 상기 세탁조(3)의 외주면을 따라 형성된 다수의 통공에 의해 세탁외조(2)의 내부와 연통되어 있으므로 세탁조 내로 급수되는 헹굼수가 세탁조 내의 각 통공을 통해 외조의 내부로 유입되며, 헹굼수가 외조 및 세탁조 내에 일정 높이의 1/2수준 정도 채워지면 세정수를 외조의 외측에 놓여져 있는 나노버블발생장치(30)를 구비한 나노버블생성순환시스템(NB)으로 이동시켜 급수된 헹굼수를 나노버블공법으로 일정회수 이상 순환식 반복처리하여 나노버블장치가 1차적으로 공기 중의 산소와 함께 나노버블처리를 하고 생성시킨 나노버블을 압력용해부(35)에서 혼합 용해하도록 하고, 이후 이러한 나노버블공법을 헹굼수를 순환하여 여러 번 수행하게 되며, 헹굼수가 외조(2) 및 세탁조(3) 내에 일정 높이만큼 채워지면서 급수밸브가 닫혀 더 이상의 급수를 중단되게 하는 단계들로 이루어진다.

MNB 후처리단계는 세탁외조(2)에 헹굼수가 일정 수준 충진 만수가 되면 더 이상의 이송은 중단되고 세탁외조(2)에 수용되어 있는 헹굼수는 목적하는 수준이 도달될 때까지 계속해서 나노버블생성순환시스템(NB)에 의해 마이크로나노버블 또는 나노버블을 생성시키고 압력용해부(35)에서 혼합 용해하여 다시 세탁외조(2)로 보내주는 반복 순환처리를 하며 마이크로나노버블 또는 나노버블이 누적 용해 농축된다.

세탁장치의 나노버블생성순환시스템(NB)이 가동되어 헹굼수가 반복 순환되면 MNB가 생성되고 누적 농축되면서 목적하는 수준이 도달될 때까지 세탁외조(2) 내의 헹굼수가 계속해서 반복 순환되면서 나노버블산소활성수로 변환되어 간다.

또한 세탁외조(2) 내에서 상온이거나 온도조절장치(32)에 의해 상온이거나 그 이하의 온도로 조절된 헹굼수가 반복 순환 과정에서 헹굼수 내에 기체의 용해도가 높아져, 즉 일정 수준의 낮은 온도의 순환 과정에서 MNB 또는 NB의 압괴 용해현상이 기하급수적으로 가속화되어 DO농도가 증가하고 동시에 MNB 압괴 시 물리화학적 특성이 보다 강하게 작용하여 세정 후 남아 있는 난분해성 유해유기물을 분해하고 미생물을 살균하게 되는 나노버블산소활성수로 변환되어 산화분해력이 발현된다. 한편으로는 완전히 압괴 소멸하지 않고 남아 있는 안정화된 NB도 누적 농축되어 잔류하면서 서서히 지속적인 압괴작용으로 헹굼효과에 긍정적 영향을 미치게 된다.

이로써 목적하는 효율적인 MNB 용해 농축을 위한 나노버블생성순환시스템(NB)의 가동을 멈추게 되고 MNB 후처리단계가 완료된다.

그 다음 나노버블산소활성수의 반응단계로서, 상기와 같이 MNB 처리가 끝나면 나노버블생성순환시스템(NB)의 가동을 멈추게 되고, 세탁외조(2)에 저수된 나노버블산소활성수로 변환된 헹굼수가 일정시간 동안 상기 MNB 처리단계에서 조성된 동일한 온도 조건하에서 세탁물과 접촉 반응하여 잔류하는 세탁물의 오염된 때를 분해하고 세균 등 미생물을 살균하는 작용을 하게 되며 이후 충분한 반응시간을 주어 목적하는 세정 및 헹굼작용을 수행하게 된다.

그 다음 배수단계로서, 목적으로 하는 세정 및 헹굼작용이 끝나면, 배수호스(15)에 설치된 배수밸브(11)가 열려 세탁외조(2), 세탁조(3)와 나노버블생성순환시스템(NB) 내의 헹굼에 사용되었던 나노버블산소활성수가 배수호스(15)를 통해 세탁장치 외부로 배수된다.

이로써 MNB 전처리단계; MNB 후처리단계; 나노버블산소활성수의 반응단계; 일반세정단계; 배수단계의 과정을 거치는 것을 표준으로 하는 개방형 나노버블 헹굼세정프로세스의 수행이 완성된다.

5단계 탈수행정프로세스는,

헹굼행정이 완전히 끝난 후에는 최종 탈수행정을 수행하는데 따라 세탁조(3)와 세탁날개(4)가 고속 회전되고 세탁조 내의 세탁물이 원심력에 의해 외측으로 밀리면서 함유된 수분이 상기 세탁조의 통공을 통해 외조(2)로 배수되어 외조의 하부에 설치된 배수밸브(15)와 배수호스(11)를 통해 세탁장치 외부로 배수되고, 이 탈수행정이 설정된 시간 동안 수행되고 마무리되면 세탁기의 동작을 완전히 정지시키게 된다.

이로써 전해수를 활용한 개방형 나노버블 세탁방법의 모든 세탁 행정이 완료된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁방법과 장치에는 세탁외조 내에 수용된 세정수나 헹굼수의 기체용해도를 더욱 높여 단위 체적당 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시키고 최적화하기 위해 세탁외조를 밀폐하고 내부를 가압하여 수행하는 MNB가압용해농축공법을 도입 적용하는 세탁시스템 내에 3조식의 유격막 삼실형(40)이거나 2조식의 유격막 이실형 전해수 발생장치(40')를 구비함으로써, 상기 세정수를 전기분해하여 원천적인 세정력과 살균력을 가지고 있는 전해수로 1차 변환시키고 이어서 MNB가압용해농축공법을 적용하여 나노버블산소활성수로 2차 변환시켜 전해수의 특성과 나노버블의 물리화학적 특성을 결합 활용하여 전해수나 헹굼수가 더욱 강력한 세정력과 살균력을 발현하는 순환식 위생안전 세탁환경을 구축하려는 것이다.

1단계 세정수의 전해수 생성 변환하는 프로세스는,

밀폐형 세탁외조(20)에 급수 시 직결 공급되는 세정수가 전해수 발생장치(40, 40')를 통해 생성된 알카리성 전해수는 세탁조(3)로 바로 입수되고 산성 전해수는 별개의 저장조(80)로 저수되며, 이때 세탁조 내부 공기가 입수되는 알카리성 전해수의 체적만큼 브리더 밸브(28)를 통하여 배기되며, 세탁조에 입수된 알카리성 전해수가 세탁조(3)에 만수가 되었을 때 급수가 중단되며 직수에 의한 전기분해는 중단되는 직수전기분해단계; 이어서 세탁조 내에 충진되어진 알카리 전해수가 세정력의 증대를 위해 원하는 수준의 알카리도를 충족시킬 때까지 전기분해장치(40, 40')의 음극실(47)로 보내어지고 다시 세탁조(3)로 유입되는 반복 순환을 하는 전기분해과정이 진행되며 또한 동시에 생성되어 별개의 저장조(80)에 저수되어 있던 산성 전해수도 전해수 발생장치(40, 40')의 양극실(41)로 보내어지고 다시 저장조(80)로 유입되는 반복 순환과정을 가지는 반복 순환전기분해단계; 반복 순환되며 전기분해에 의해서 생성되어지는 일정 기준을 충족하는 알카리성 전해수는 세탁조(3)에 저수 대기되고 또한 일정 기준을 충족하는 산성 전해수는 별개의 저장조(80)에 저수 대기되며 모든 전기분해과정이 중단되는 단계로 구성되는 전기분해에 의해서 일정 기준을 충족하는 원천적인 세정력과 살균력을 가지는 세정수의 전해수 생성 변환되는 프로세스를 가진다.

밀폐형 세탁외조(20)에 충진 만수가 되어 저수되어진 알카리성 전해수가 반복 순환 전기분해과정이 완료되면 밀폐형 세탁외조(20)가 내압 밀폐형으로 전환되고 알카리성 전해수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 상온이나 그 이하의 온도와 일정 압력 조건하에서 MNB 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시키는 MNB가압용해농축공법의 표준 코스이거나 부스팅 코스를 실시하여 알카리성 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 처리단계; MNB 처리가 끝나 변환되어진 알카리성 나노버블산소활성수를 동일한 온도와 압력 조건하에서 일정 시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 알카리성 나노버블산소활성수의 반응단계;MNB 처리가 끝나 변환되어진 알카리성 나노버블산소활성수를 동일한 온도와 압력 조건하에서 일정 시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 알카리성 나노버블산소활성수의 반응단계; 알카리성 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 밀폐형 세탁외조(20)가 밀폐 상태에서 해제되고 오염물의 탈리를 하는 일반세정을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되는 밀폐형 알카리성 전해수의 나노버블 유기세정프로세스를 가진다.

별개의 저장조(80)에 저수되어진 산성 전해수를 밀폐용 세탁외조(20)로 이송하는 단계; 밀폐형 세탁외조에 이송된 산성 전해수가 충진 만수가 되면 밀폐형 세탁외조(20)가 내압 밀폐형으로 전환되어 산성 전해수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 상온이나 그 이하의 온도와 일정 압력 조건하에서 MNB 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시키는 MNB가압용해농축공법의 표준 코스이거나 부스팅 코스를 실시하여 산성 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 처리단계; MNB 처리가 끝나 변환되어진 산성 나노버블산소활성수를 동일한 온도와 압력 조건하에서 일정 시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 산성 나노버블산소활성수의 반응단계; 산성 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 밀폐형 세탁외조(20)가 밀폐 상태에서 해제되고 오염물의 탈리를 하는 일반세정을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되는 밀폐형 산성 전해수의 나노버블 무기살균세정프로세스를 가진다.

4단계 헹굼세정단계로서 나노버블 헹굼세정프로세스는,

밀폐형 세탁외조(20)에 헹굼수를 수도수로 급수하여 1/2 이상 충진하여 만수가 될 때까지 MNB를 생성 용해시켜 MNB의 산화분해력을 활용하는 MNB 전처리단계; 밀폐형 세탁외조에 헹굼수가 충진 만수가 되면 밀폐형 세탁외조(20)가 내압 밀폐형으로 전환되어 헹굼수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 상온이나 그 이하의 온도와 일정 압력 조건하에서 MNB 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시키는 MNB가압용해농축공법의 표준 코스이거나 부스팅 코스를 실시하여 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 후처리단계; MNB 후처리가 끝나 변환되어진 나노버블산소활성수를 동일한 온도와 압력 조건하에서 일정 시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 나노버블산소활성수의 반응단계; 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 밀폐형 세탁외조(20)가 밀폐 상태에서 해제되고 오염물의 탈리를 하는 일반세정을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되는 밀폐형 나노버블의 헹굼세정프로세스를 가진다.

5단계 탈수행정프로세스는 설명을 생략한다.

본 발명에 따른 밀폐형 나노버블의 세정프로세스를 수행하는 세탁방법의 기본적 개념에 대한 이해를 돕기 위하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 핵심인 MNB가압용해농축공법은, 앞에서 전개한 개방형 나노버블 세탁시스템에서의 기체용해도를 높이는 것이 한계가 있을 수 있으므로 더욱 효율적으로 기체용해도를 높이는 방법의 도입으로 이러한 한계를 극복하기 위한 고안으로서, '헨리의 법칙'에 따른 "온도가 낮고 압력은 높을수록 기체의 용해도가 증가한다"는 이론을 적용하기 위해, 세탁기 본체 내의 세탁외조를 밀폐하고 가압하여 액 중에 더욱 많은 공기를 용해하여 높은 농도의 DO와 NB를 얻기 위한 기체의 용해도를 높이는 기능을 부가한다.

이는 밀폐된 세탁외조 내에 수용된 세정수와 헹굼수의 온도를 상온이나 이보다 낮은 온도로 유지하면서 세탁외조를 밀폐한 압력탱크로 전환하여 특정 압력에서 MNB 처리를 반복 순환 가압함으로써 기체용해도가 증가하여 MNB의 용해와 농축작용이 보다 효율적으로 이루어지도록 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 특히 대기압보다 높은 특정 압력에서 처리하기 위하여 세탁시스템을 내압 밀폐형으로 개량하는 것이 핵심이다.

이와 관련하여 본 발명에 따른 MNB 또는 NB 의 용해 농축조건은 밀폐형 세탁외조(20)의 헤드 스페이스 압력과 액체의 온도를 나타내는 평형조건(Equilibrium Condition)을 정하되, 온도는 -2℃~25℃의 범위 내에서, 압력은 수중분사압(Wetting Pressure) + 액면압(Liquid Head Pressure) + 평형압(Equilibrium Pressure)을 감안하여 1~3Bar의 범위 내에서 가압 용해하고, 기체인 MNB/NB 용해량은 세탁물의 종류와 세탁목적에 따라 0.5~3.0Volume 범위 내에서 결정한다.

그러므로 전해수나 헹굼수의 MNB/NB처리 시 나노버블과 용존산소의 농도에 따라 또는 세탁물의 종류와 량 그리고 오염의 종류와 정도에 따라 내압 밀폐형 세탁외조의 압력과 액의 온도 그리고 MNB가압용해농축의 코스와 나노버블생성순환시스템(NB)의 순환주기를 임의로 조정할 수 있으며, 이는 세탁장치 운전방법에 적용될 수 있다.

다시 한번 요약 정리하면, 본 발명에 따른 밀폐형 나노버블의 효율적인 용해농축기술을 활용한 세탁방법은 개방형 나노버블 세정프로세스의 한계를 극복하기 위해 세탁외조를 밀폐하고 내부룰 가압하여 수행하는 MNB가압용해농축공법을 도입하는 것으로, 세정행정의 MNB 후처리단계에 적용하여 MNB의 단위 시간당 반복 순환처리를 늘려 세정수와 헹굼수에 MNB를 발생시키되 단위 체적당 공기를 더욱 많이 용해 농축시키기 위해 세탁시스템을 밀폐하고 상온이나 그 이하의 온도에서 대기압보다 높은 압력하에서 MNB 처리를 표준 코스와 부스팅 코스를 수행함으로써 세탁시스템 내에 기체용해도를 획기적으로 증대시키고 그 결과로 훨씬 높은 농도의 DO와 NB를 용해 농축시켜 나노버블의 압괴효율을 높이고 더욱 강력한 나노버블산소활성수로 변환시킴으로써 목적하는 짧은 시간 내에 물리화학적 특성에 의한 세정력과 살균력 발현을 더욱 강화시키도록 하는 것이다.

이와 같은 전해수의 특성과 나노버블의 물리화학적 특성을 활용하는 MNB가압용해농축공법을 적용한 본 발명의 다른 실시예에 따라 밀폐형으로 축조되어 전해수를 활용한 나노버블의 세탁장치가 도 7에 도시하고 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른, 전해수의 특성과 나노버블의 물리화학적 특성을 활용하는 MNB가압용해농축공법을 부가한 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁장치는,

일정 압력을 견딜 수 있도록 일종의 압력탱크와 같은 밀폐 내압형으로 개량한 전해수나 헹굼수를 수용하는 밀폐형 세탁외조(20)와 세탁 겸용 탈수조인 세탁조(3), 상기 세탁조 내에 회전운동 가능하게 설치되어 주기적으로 정역 회전하면서 난류를 발생시키기 위한 세탁날개(3), 밀폐형 세탁외조의 외 측 바닥면 일 측에 고정되어 세탁조 및 세탁날개를 각 세탁 행정에 따라 선택적으로 회전시키는 클러치(3)와 이를 구동시키는 구동모터(3)들로 이루어지는 구동수단으로 구성되는 세탁시스템; 이 세탁시스템에 밀폐형 세탁외조(20)로부터 전해수나 헹굼수가 하강 순환되어 다시 외조로 복귀되는 순환관(31), 순환하는 액체의 온도를 특정한 온도로 조절하기 위해 냉각 또는 가열기능을 수행하는 온도조절장치(32), 온도가 조절되어 순환되는 전해수나 헹굼수를 받아 MNB 처리를 하는 가압순환펌프(33)와 버블혼합장치(34)로 결합되어 나노버블을 생성시키고, MNB 처리가 된 세정수나 헹굼수를 받아 용해 농축하는 압력용해부(35)로 구성되는 나노버블발생장치(30)와 상기 밀폐형 세탁시스템과 연동되어 전해수나 헹굼수를 순환시키는 순환기능과 공기 중의 산소와 혼합시켜 마이크로나노버블 또는 나노버블을 생성하고 용해시키는 나노버블 생성 용해기능을 동시에 작용하여 밀폐형 나노버블 세정처리를 수행할 수 있는 MNB가압용해농축 최적화 기능을 구현하는 나노버블생성순환시스템(NB)과 세정수를 전해수로 변환시키기 위하여 양전극(42)을 구비한 양극실(41), 음전극(46)을 구비한 음극실(47), 과 위 2개의 양극실, 음극실을 분리하는 이온선택성 격막(45)으로 구성되는 2조식 전해조(40')이거나 양전극(42)을 구비한 양극실(41), 중간실(44), 음전극(46)을 구비한 음극실(47)과 위 3개의 양극실, 음극실과 중간실을 분리하는 이온선택성 격막(43, 45)들로 구성되는 3조식의 전해조(40), 유입수가 공통의 공급관으로부터 분기된 라인을 통하여 음극실과 양극실에 공급되는 세정수 공급부(48), 중간실로 공급되는 물 또는 전해질 수용액은 전해용액저장조(52)에서 만들어진 포화 전해질 수용액을 순환펌프(53)로 펌핑하여 순환관(51)을 통하여 공급되어 순환 유동하는 중간실의 순환시스템(50), DC 전압을 전원선을 통하여 음전극과 양전극 사이에 인가시키는 정류부(60), 음극실로부터 강알카리성 전해수를 출구 라인을 통하여 외부로 흐르고 양극실로부터 강산성 전해수를 출구 라인을 통하여 외부로 흐르게 하는 전해수 유출부(51, 52), 산성전해수 저장조(80), 전해수의 순환관(73, 74), 전해수의 순환펌프(75, 76), 전해수 이송부(77)로 구성되는 전해수 순환부(70)로 구성되어 급수 시에 직수되는 세정수를 전기분해하여 전해수로 변환시키거나 저수된 전해수를 반복 순환 전기분해 과정을 수행하는 순환식 전기분해시스템(EW)을 구비한다.

본 발명에 따른 전해수를 활용한 나노버블 세탁장치는 1차적으로 세정수를 원천적으로 세정력과 살균력을 가지는 전해수로 생성 변환시키는 전기분해시스템(EW)의 핵심장치로서 전해수 발생장치는 다음의 2가지 타입을 채택 부가하여 적용한다.

2조식 전해수 발생장치(40')는, 도12 A에서 도시된 바와 같이, 격막(45)에 의해 좌우로 나뉘어진 한쪽이 양전극(42)에 배치되어 있는 양극실(41), 다른 쪽이 음전극(46)에 배치되어 있는 음극실(47)을 이루고 이들 각 실에 세정수공급부(48)로부터 수도수 등의 세정수가 공급된다. 상기 양전극(42)과 음전극(46)에 정류부(60)로부터 직류전기가 인가되어 전기분해가 일어난다. 그리고 전해된 각 실의 처리수 즉 양극실(41)에서는 산화반응에 의해 생성된 산성 전해수가 산성전해수유출부(71)로 배수되어 산성 전해수저장조(80)로 이송되어 저장되고 또한 음극실(47)에서는 환원반응에 의해 생성된 알카리성 전해수가 알카리성전해수유출부(72)로부터 배수되어 알카리성전해수저장조(90)로 이송되어 저장된다. 저장된 전해수는 전해수 순환시스템과 상기 전해조를 반복 순환 전기분해과정을 수행하게 된다.

3조식 전해수 발생장치(40)는 중간실(44)의 좌우에 한쌍의 격막 즉 음이온교환막(43)과 양이온교환막(45)에 의해 나뉘어진 양전극(42)에 배치되어 있는 양극실(41) 및 음전극(46)에 배치되어 있는 음극실(47)을 가지며, 이들 각 실에 세정수공급부(48)로부터 수도수 등의 세정수가 공급된다. 중간실(44)은 수도수 등의 세정수가 공급될 수 있으나 여기에서는 전기분해의 효율을 높이기 위해 전해질 용액을 순환시키는 순환관(51)과 전해질인 소금(NaCl)을 용해하여 포화 전해질 용액을 저장하는 전해용액 저장조(52)와 용해된 포화 전해질 용액을 순환시키는 순환펌프로 구성되는 중간실 순환과정과 시스템(50)에 의해 포화 전해질 용액을 순환시킨다. 상기 양전극(42)과 음전극(46)에 정류부(60)로부터 직류전기가 인가되어 전기분해가 일어난다. 그리고 전해된 각 실의 처리수 즉 양극실(41)에서는 산화반응에 의해 생성된 산성 전해수가 산성전해수유출부(71)로 배수되어 산성 전해수저장조(80)로 이송되어 저장되고 또한 음극실(47)에서는 환원반응에 의해 생성된 알카리성 전해수가 알카리성전해수유출부(72)로부터 배수되어 알카리성 전해수저장조(90)로 이송되어 저장된다. 저장된 전해수는 전해수 순환시스템과 상기 전해수 발생장치를 반복 순환전기분해과정을 수행하게 된다.

여기에서 상기 전해수 발생장치(40, 40')의 성능과 품질을 좌우하는 요소인 전극과 격막의 구성은 다음과 같다.

음전극(46)의 재질은 내알카리성이 우수한, 예를 들면, 백금, 팔라듐, 금 등을 사용하는 것이 바람직하다.

양전극(42)의 재질로는 내산성이 우수하고, 산화되기 어려운, 예를 들면, 백금, 루테늄, 이리듐, 팔라듐 등이 바람직하고, 티탄을 기재로 하여 백금족 산화물을 피복한 다공성 불용성전극(DSA : Dimemsional Stable Anode)이 넓게 사용된다.

격막으로는 셀룰로즈와 합성고분자재료(PE, PP, PET, PTFT 등)으로 이루어진 필터 또는 구멍이 있는 필름, 이온교환막이 사용되며 격막은 이러한 필터, 필름, 이온교환막을 조합시키는 것이어도 좋다.

특히 이온교환막으로는 음극 측에서는 OH-가 중간실로 이동하는 것을 저지하기 위해 강산성 및 약산성의 양이온교환막을 사용하고, 양극 측에서는 H+가 중간실로 이동하는 것을 저지하기 위해 강염기 또는 약염기의 음이온교환막을 사용하는 것이 바람직하며 통상 양이온교환막은 불소계 양이온교환막이 사용되어 진다.

본 발명에 따른 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁장치는 상기 전기분해시스템(EW)에서 1차 전해수로 변환시킨 세정수에 2차적으로 나노버블산소활성수로 변환시키는 것으로서 개방형 나노버블 세탁장치와 구성이 유사하며 그 세정 및 탈수 동작도 동일하게 진행된다. 다만, 기체용해도를 대폭 증가시키는 기능을 부가하는 MNB가압용해농축공법을 위해 다음과 같이 전해수나 헹굼수를 수용하는 개방형의 세탁외조(2)를 소정 압력을 견디는 압력탱크로 형성한 내압 밀폐형 세탁외조(20)로 축조하고 또한 압력탱크 기능에 필요한 주변장치를 부착시키고 압력에 견딜 수 있는 개선된 장치로 전환하고 나노버블발생장치(30)와 연결하여 나노버블생성순환시스템(NB)으로 연동하는 것이 핵심이다.

밀폐형 나노버블의 세탁장치는, 도 4 B에 도시된 바와 같이, 일정압력을 견딜 수 있도록 일종의 압력탱크로 형성되는 내압 밀폐형 세탁외조(20)와 이 세탁외조(20)의 상부를 밀폐시키기 위한 밀폐형 커버(24)로 구성되고, 밀폐형 세탁외조(20)는 압력탱크 기능을 하기 위한 보조장치로서 압력계(27), 브리더 밸브(28)와 브리더 밸브와 결합한 소음장치(29)가 부착되어, 전해수나 헹굼수를 급수 또는 배수할 때를 제외하고는 밀폐 압력탱크와 그 시스템으로서 기체인 MNB/NB의 용해도를 대폭 증가시켜 더욱 많은 NB와 DO를 용해 농축하는 기능을 가진다.

밀폐형 세탁외조(20)는 개방형 세탁외조(2)와 그의 상부를 밀폐시키기 용이한 구조로 축조하고 측면에 하나 이상의 인출노줄(21)과 하부에 인입노줄(22)을 두어 전해수나 헹굼수를 순환시키는 구조를 가진다.

밀폐형 세탁외조(20)의 상부를 밀폐하는 커버(24)는 내측에 기밀성을 유지시키기 위한 밀봉 부재(25)를 부착하고 뚜껑의 일 측에 힌지(23)를 달아 열림과 닫힘을 할 수 있게 하고 또 다른 일 측에 이지-클램프(26)를 하나 이상 장착하여 세탁외조 커버(24)가 닫혔을 때 기밀성을 갖도록 한다. 보조장치로서 브리더 밸브(28)는 급수나 배수 시에는 공기의 입출기능 그리고 밀폐 내압형으로 전환되었을 때는 압력을 유지하거나 조절하기 위한 기능을 하고, 브리더 밸브와 결합한 소음장치(29)는 압력조절을 위해 압축된 공기를 배출할 때 발생하는 소음을 최소화하는 기능을 하고, 압력계(27)는 밀폐형 세탁외조(20)의 내부압력을 표시하고 특정압력을 넘어갈 때는 브리더 밸브(28)와 연동하여 압력을 조절하는 역할을 하게 하는데 저 압력의 가정용에서는 생략할 수 있고 세탁용량이 커서 높은 압력을 필요로 할 때 선택 사용할 수 있다.

여기서, 밀폐형 세탁외조(20)와 외조 밀폐형 커버(24)는 물론이고 나노버블생성순환시스템(NB)도 일정 압력을 견딜 수 있는 내압 구조와 재질을 갖도록 하고, 보조장치인 압력계(27), 브리더 밸브(28)와 소음장치(29)는 세탁환경과 장치구성에 맞추어 밀폐형 세탁외조 커버(24)의 상부이거나 측면 상부에 선택하여 장착할 수 있다.

본 발명은, 도 7에 도시된, 한가지 실시예로 제시한 방법인 개방형 세탁외조(2)를 내압형 세탁외조(20)로 개량한 밀폐식 세탁시스템 내에서의 기체용해도를 더욱 증대시키고 MNB를 효율적으로 용해 농축하기 위한 MNB가압용해농축공법을 부가 결합하여 밀폐형 나노버블 세정프로세스를 수행하는 나노버블의 효율적인 용해농축기술을 활용한 세탁장치에다 세정수를 전해수로 대체 활용하기 위해 2조식 전해수 발생장치(40')이거나 3조식의 전해수 발생장치(40)를 추가로 부가하여 수도물인 세정수를 1차적으로 원천적인 세정력과 살균력을 가지고 있는 전해수로 변환시키고 2차적으로 MNB가압용해농축공법에 의한 나노버블산소활성수로 변환시킴으로써 전해수의 특성과 나노버블의 물리화학적 특성이 결합된 상승효과를 일으키도록 하여 혁신적인 세정력과 살균력을 발현하도록 전해수를 활용한 나노버블 세탁방법 및 장치로 발전시킨 것이다.

이와 같은 구성을 지닌 본 발명에 따른 전해수를 활용한 연속 순환식 MNB가압용해농축공법을 적용하는 밀폐형 나노버블 세탁장치의 작동상태를 상세하게 설명한다.

세탁장치에서 세탁물을 세탁조 내에 투입하고 밀폐형 세탁외조(20)의 커버(24)를 닫은 상태에서 세탁모드가 선택되면 컨트롤러의 제어신호에 따라 일정시간 동안 세정수의 전해수 변환, 알카리성 유기세정과 산성 무기살균세정, 헹굼, 탈수행정의 과정을 거치는 세탁행정이 자동으로 시작된다. 다만, 세탁물은 1단계 전해수 생성 완료 후에 투입할 수도 있다.

1단계 세정수의 전해수 생성 변환하는 프로세스는,

급수호스에 설치된 급수밸브가 열려 세탁에 사용될 세정수가 급수되고, 직결 공급되는 세정수가 전해수 발생장치(40, 40')를 통해 음극실(47)에서 생성된 알카리성 전해수는 세탁조(3)로 바로 입수 저수되고 양극실(41)에서 생성된 산성 전해수는 별개의 저장조(80)로 저수된다. 알카리성 전해수가 세탁조에 입수가 시작되면 입수량의 체적에 해당하는 공기가 브리더 밸브(28)를 통해 방출되면서, 세탁조(3)의 외주 면을 따라 형성된 다수의 통공에 의해 외조의 내부와 연통되어 있으므로 세탁조 내로 입수되는 알카리성 전해수가 세탁조 내의 각 통공을 통해 외조의 내부로 유입되며, 알카리성 전해수가 밀폐형 세탁외조(20) 및 세탁조(3) 내에 일정 높이만큼 만수가 되었을 때 급수밸브가 닫혀 더 이상의 급수를 중단하게 되고 직수에 의한 전기분해는 중단되며 또한 동시에 생성되어 별개의 저장조(80)에 저수되는 산성 전해수도 직수에 의한 전기분해가 중단되면 별개의 저장조(80)에 저수 대기된다.

이어서 밀폐형 세탁외조(20) 내에 충진되어 진 알카리 전해수가 유기세정력의 증대를 위해 원하는 수준의 알카리도를 충족시킬 때까지 전기분해장치(40)의 음극실(47)로 보내어지고 다시 세탁조(3)로 유입되는 반복 순환 전기분해 과정을 가지며 또한 동시에 별개의 저장조(80)에 저수되어 있던 산성 전해수도 무기세정 및 살균력의 증대를 위해 원하는 수준의 산도를 충족시킬 때까지 전기분해장치(40)의 양극실(41)로 보내어지고 다시 저장조(80)로 유입되는 반복 순환전기분해 과정을 가지며, 반복 순환되며 전기분해에 의해서 생성되어진 일정 기준을 충족하는 알카리성 전해수는 세탁조(3)에 저수 대기되고 또한 일정 기준을 충족하는 산성 전해수는 별개의 저장조(80)에 저수 대기되는 반복 순환 전해단계로 구성된다. 이로써 세정수가 1차적으로 전해수로 생성 변환되는 공정이 완료되고 전기분해시스템(NB)은 작동을 중단된다.

MNB 처리단계는 밀폐형 세탁외조(20)에 저수되어진 알카리성 전해수의 반복 순환 전기분해과정이 완료되면 더 이상의 이송은 중단되고 이어서 브리더 밸브(28)가 닫히면서 공기의 유동을 멈추고 세탁장치는 내압을 갖는 밀폐식 시스템으로 전환된다. 밀폐형으로 전환된 밀폐형 세탁외조(20)에 수용되어 있는 알카리성 전해수는 목적하는 수준으로 도달될 때까지 계속해서 나노버블생성순환시스템(NB)에 의해 마이크로나노버블 또는 나노버블을 생성시키고 용해부에서 혼합 용해하여 다시 밀폐형 세탁외조(20)로 보내주는 반복 순환처리를 하며 마이크로나노버블 또는 나노버블이 누적 용해 농축된다.

세탁장치가 밀폐형으로 전환된 상태에서 나노버블생성순환시스템(NB)이 가동되어 알카리성 전해수가 반복 순환되면 MNB가 생성되고 누적 농축되면서 버블을 함유한 알카리성 전해수의 부피가 서서히 팽창하게 되고, 이러한 현상이 지속하고 누적되면 밀폐된 세탁시스템 내의 압력이 서서히 높아지게 된다. 밀폐 세탁외조(20) 내의 압력이 높아지게 되고 알카리성 전해수가 반복 순환되면서 일정 수준 이상으로 가압되면 밀폐된 세탁외조(20)에 헤드 스페이스의 특정 압력으로 도달할 때까지 순환은 계속된다.

또한 밀폐형 세탁외조(20) 내에서 상온이거나 온도조절장치(32)에 의해 상온이거나 그 이하의 온도로 조절된 알카리성 전해수가 밀폐형 세탁외조(20) 헤드 스페이스의 특정 압력으로 도달되는 반복 순환 과정에서 알카리성 전해수 내에 기체의 용해도가 높아져, 즉 일정 수준의 낮은 온도와 높은 압력으로 가압한 상태의 순환 과정에서 MNB 또는 NB의 압괴 용해현상이 기하급수적으로 가속화되어 DO농도가 급격히 증가하고 동시에 MNB 압괴 시 물리화학적 특성이 보다 강하게 작용하여 난분해성 유해유기물을 분해하고 미생물을 살균하게 되는 산화분해력이 더욱 강력하게 발현된다. 한편으로는 완전히 압괴 소멸하지 않고 남아 있는 안정화된 NB도 누적 농축되어 잔류하면서 서서히 지속적인 압괴작용으로 세탁효과에 긍정적 영향을 미치게 된다.

상기와 같이 밀폐형 세탁외조(20) 헤드 스페이스의 특정 압력으로 도달되고 반복 순환과정을 일정 시간 유지하여 알카리성 전해수에 NB와 DO가 충분히 용해 농축되어 목적하는 정도로 알카리성 나노버블산소활성수로 변환되면 나노버블생성순환시스템(NB)의 가동을 멈추게 되는 용해농축의 표준 코스를 가지며 또한 이러한 표준 코스가 완료되었음에도 나노버블산소활성수의 세정력이 미흡할 경우에는 밀폐형 세탁외조(20) 헤드 스페이스의 특정 압력을 브리더 밸브(28)와 브리더 밸브와 결합한 소음장치(29)를 통해 배압하여 감압한 후에 나노버블생성순환시스템(NB)을 재가동하여 MNB가압용해농축공정을 연속 반복하게 함으로서 원하는 수준까지 세정력과 살균력을 강화할 수 있는 부스팅 코스를 가진다. 이로써 알카리성 전해수에 효율적인 MNB 용해 농축을 통하여 목적하는 알카리성 나노버블산소활성수로의 변환이 이루어지면 나노버블생성순환시스템(NB)의 가동을 멈추게 되고 MNB 처리단계가 완료된다.

그 다음 알카리성 나노버블산소활성수의 반응단계로서, 상기와 같이 MNB 처리가 끝나면 나노버블생성순환시스템(NB)의 가동을 멈추게 되고, 밀폐형 세탁외조(20)에 저수된 알카리성 나노버블산소활성수로 변환된 세정수가 일정시간 동안 상기 MNB 처리단계에서 조성된 동일한 온도와 압력 조건하에서 세탁물과 접촉 반응하여 세탁물에 오염된 때를 분해하고 세균 등 미생물을 살균하는 세정작용을 하게 되며 이후 충분한 반응시간을 주어 목적하는 세정작용을 수행하게 되고, 알카리성 나노버블산소활성수의 반응이 끝나면, 컨트롤러의 제어신호를 받아 브리더 밸브(28)가 열리면서 밀폐형 세탁외조(20)가 가압되고 밀폐된 상태에서 해제된다.

그 다음 배수단계로서, 목적으로 하는 세정작용이 끝나면, 배수호스(15)에 설치된 배수밸브(11)가 열려 밀폐형 세탁외조(20), 세탁조(3)와 나노버블생성순환시스템(NB) 내의 세정에 사용되었던 알카리성 나노버블산소활성수가 배수호스(15)를 통해 세탁장치 외부로 배수된다.

이로써 세정수의 전해수 생성 변환단계; MNB 처리단계; 알카리성 나노버블산소활성수의 반응단계; 일반세정단계; 배수단계의 과정을 거치는 것을 표준으로 하는 밀폐형 알카리성 전해수의 나노버블 유기세정프로세스의 수행이 완성된다.

별개의 저장조(80)에 저수되어진 산성 전해수를 밀폐용 세탁외조(20)로 이송한다.

MNB 처리단계는 밀폐형 세탁외조(20)로 이송되어 진 산성 전해수가 일정 수준 충진 만수가 되면 더 이상의 이송은 중단되고 이어서 브리더 밸브(28)가 닫히면서 공기의 유동을 멈추고 세탁장치는 내압을 갖는 밀폐식 시스템으로 전환된다. 밀폐형으로 전환된 밀폐형 세탁외조(20)에 수용되어 있는 산성 전해수는 목적하는 수준이 도달될 때까지 계속해서 나노버블생성순환시스템(NB)에 의해 마이크로나노버블 또는 나노버블을 생성시키고 압력용해부(35)에서 혼합 용해하여 다시 밀폐형 세탁외조(20)로 보내주는 반복 순환처리를 하며 마이크로나노버블 또는 나노버블이 누적 용해 농축된다.

세탁장치가 밀폐형으로 전환된 상태에서 나노버블생성순환시스템(NB)이 가동되어 산성 전해수가 반복 순환되면 MNB가 생성되고 누적 농축되면서 버블을 함유한 산성 전해수의 부피가 서서히 팽창하게 되고, 이러한 현상이 지속하고 누적되면 밀폐된 세탁시스템 내의 압력이 서서히 높아지게 된다. 밀폐 세탁외조(20) 내의 압력이 높아지게 되고 산성 전해수가 반복 순환되면서 일정 수준 이상으로 가압 되면 밀폐된 세탁외조(20)에 헤드 스페이스의 특정 압력으로 도달할 때까지 순환은 계속된다.

또한 밀폐형 세탁외조(20) 내에서 상온이거나 온도조절장치(32)에 의해 상온이거나 그 이하의 온도로 조절된 산성 전해수가 밀폐형 세탁외조(20) 헤드 스페이스의 특정 압력으로 도달되는 반복 순환 과정에서 산성 전해수 내에 기체의 용해도가 높아져, 즉 일정 수준의 낮은 온도와 높은 압력으로 가압한 상태의 순환 과정에서 MNB 또는 NB의 압괴 용해현상이 기하급수적으로 가속화되어 DO농도가 급격히 증가하고 동시에 MNB 압괴 시 물리화학적 특성이 보다 강하게 작용하여 난분해성 유해유기물을 분해하고 미생물을 살균하게 되는 산화분해력이 더욱 강력하게 발현된다. 한편으로는 완전히 압괴 소멸하지 않고 남아 있는 안정화된 NB도 누적 농축되어 잔류하면서 서서히 지속적인 압괴작용으로 세탁효과에 긍정적 영향을 미치게 된다.

상기와 같이 밀폐형 세탁외조(20) 헤드 스페이스의 특정 압력으로 도달되고 반복 순환과정을 일정 시간 유지하여 산성 전해수에 NB와 DO가 충분히 용해 농축되어 목적하는 정도로 산성 나노버블산소활성수로 변환되면 나노버블생성순환시스템(NB)의 가동을 멈추게 되는 용해농축의 표준 코스를 가지며 또한 이러한 표준 코스가 완료되었음에도 나노버블산소활성수의 세정력이 미흡할 경우에는 밀폐형 세탁외조(20) 헤드 스페이스의 특정 압력을 브리더 밸브(28)와 브리더 밸브와 결합한 소음장치(29)를 통해 배압하여 감압한 후에 나노버블생성순환시스템(NB)을 재가동하여 MNB용해농축공정을 연속 반복하게 함으로서 원하는 수준까지 세정력과 살균력을 강화할 수 있는 부스팅 코스를 가진다. 이로써 산성 전해수에 효율적인 MNB 용해 농축을 통하여 목적하는 산성 나노버블산소활성수로의 변환이 이루어지면 나노버블생성순환시스템(NB)의 가동을 멈추게 되고 MNB 처리단계가 완료된다.

그 다음 산성 나노버블산소활성수의 반응단계로서, 상기와 같이 MNB 처리가 끝나면 나노버블생성순환시스템(NB)의 가동을 멈추게 되고, 밀폐형 세탁외조(20)에 저수된 산성 나노버블산소활성수로 변환된 세정수가 일정시간 동안 상기 MNB 처리단계에서 조성된 동일한 온도와 압력 조건하에서 세탁물과 접촉 반응하여 세탁물에 오염된 때를 분해하고 세균 등 미생물을 살균하는 세정작용을 하게 되며 이후 충분한 반응시간을 주어 목적하는 세정작용을 수행하게 되고, 산성 나노버블산소활성수의 반응이 끝나면, 컨트롤러의 제어신호를 받아 브리더 밸브(28)가 열리면서 밀폐형 세탁외조(20)가 가압되고 밀폐된 상태에서 해제된다.

그 다음 배수단계로서, 목적으로 하는 세정작용이 끝나면, 배수호스(15)에 설치된 배수밸브(11)가 열려 밀폐형 세탁외조(20), 세탁조(3)와 나노버블생성순환시스템(NB) 내의 세정에 사용되었던 산성 나노버블산소활성수가 배수호스(15)를 통해 세탁장치 외부로 배수된다.

이로써 산성 전해수 이송단계; MNB 처리단계; 산성 나노버블산소활성수의 반응단계; 일반세정단계; 배수단계의 과정을 거치는 것을 표준으로 하는 밀폐형 산성 전해수의 나노버블 무기살균세정프로세스의 수행이 완성된다.

4단계 헹굼세정단계로서 나노버블 헹굼세정프로세스는,

MNB 전처리단계로서 급수호스에 설치된 급수밸브가 열려 상기 급수호스를 통해 세탁에 사용될 헹굼수가 세탁조(3) 내로 급수되고, 급수량의 체적에 해당하는 공기가 브리더 발브(28)를 통해 방출되면서, 상기 세탁조(3)의 외주면을 따라 형성된 다수의 통공에 의해 외조의 내부와 연통되어 있으므로 세탁조 내로 급수되는 헹굼수가 세탁조 내의 각 통공을 통해 외조의 내부로 유입되며, 헹굼수가 외조 및 세탁조 내에 일정 높이의 1/2수준 정도 채워지면 세정수를 외조의 외측에 놓여져 있는 나노버블장치를 구비한 나노버블발생순환시스템(NB)으로 이동시켜 급수된 헹굼수를 나노버블공법으로 일정회수 이상 순환식 반복처리하여 나노버블장치가 1차적으로 공기 중의 산소와 함께 나노버블처리를 하고 생성시킨 나노버블을 용해부에서 혼합 용해하도록 하고, 이후 이러한 나노버블공법을 헹굼수를 순환하여 여러 번 수행하게 되며, 헹굼수가 외조 및 세탁조 내에 일정 높이만큼 채워지면서 급수밸브가 닫혀 더 이상의 급수를 중단되게 하는 단계들로 이루어진다.

MNB 후처리단계는 밀폐형 세탁외조(20)에 헹굼수가 일정 수준 충진 만수가 되면 더 이상의 이송은 중단되고 이어서 브리더 밸브(28)가 닫히면서 공기의 유동을 멈추고 세탁장치는 내압을 갖는 밀폐식 시스템으로 전환된다.

밀폐형으로 전환된 밀폐형 세탁외조(20)에 수용되어 있는 헹굼수는 목적하는 수준이 달성될 때까지 계속해서 나노버블생성순환시스템(NB)에 의해 마이크로나노버블 또는 나노버블을 생성시키고 압력용해부(35)에서 혼합 용해하여 다시 밀폐형 세탁외조(20)로 보내주는 반복 순환처리를 하며 마이크로나노버블 또는 나노버블이 누적 용해 농축된다.

세탁장치가 밀폐형으로 전환된 상태에서 나노버블생성순환시스템(NB)이 가동되어 헹굼수가 반복 순환되면 MNB가 생성되고 누적 농축되면서 버블을 함유한 헹굼수의 부피가 서서히 팽창하게 되고, 이러한 현상이 지속하고 누적되면 밀폐된 세탁시스템 내의 압력이 서서히 높아지게 된다. 밀폐 세탁외조(20) 내의 압력이 높아지게 되고 헹굼수가 반복 순환되면서 일정 수준 이상으로 가압되면 밀폐된 세탁외조(20)에 헤드 스페이스의 특정 압력으로 도달할 때까지 순환은 계속된다.

또한 밀폐형 세탁외조(20) 내에서 상온이거나 온도조절장치(32)에 의해 상온이거나 그 이하의 온도로 조절된 헹굼수가 밀폐형 세탁외조(20) 헤드 스페이스의 특정 압력으로 도달되는 반복 순환 과정에서 헹굼수 내에 기체의 용해도가 높아져, 즉 일정 수준의 낮은 온도와 높은 압력으로 가압한 상태의 순환 과정에서 MNB 또는 NB의 압괴 용해현상이 기하급수적으로 가속화되어 DO농도가 급격히 증가하고 동시에 MNB 압괴 시 물리화학적 특성이 보다 강하게 작용하여 세정 후 남아 있는 난분해성 유해유기물을 분해하고 미생물을 살균하게 되는 산화분해력이 발현된다. 한편으로는 완전히 압괴 소멸하지 않고 남아 있는 안정화된 NB도 누적 농축되어 잔류하면서 서서히 지속적인 압괴작용으로 세탁효과에 긍정적 영향을 미치게 된다.

상기와 같이 밀폐형 세탁외조(20) 헤드 스페이스의 특정 압력으로 도달되고 반복 순환과정을 일정 시간 유지하여 헹굼수에 NB와 DO가 충분히 용해 농축되어 목적하는 정도로 산성 나노버블산소활성수로 변환되면 나노버블생성순환시스템(NB)의 가동을 멈추게 되는 용해농축의 표준 코스를 가지며 또한 이러한 표준 코스가 완료되었음에도 나노버블산소활성수의 헹굼력(세정력)이 미흡할 경우에는 밀폐형 세탁외조(20) 헤드 스페이스의 특정 압력을 브리더 밸브(28)와 브리더 밸브와 결합한 소음장치(29)를 통해 배압하여 감압한 후에 나노버블생성순환시스템(NB)을 재가동하여 MNB가압용해농축공정을 연속 반복하게 함으로서 원하는 수준까지 헹굼력(세정력과 살균력)을 강화할 수 있는 부스팅 코스를 가진다. 이로써 헹굼수에 효율적인 MNB 용해 농축을 통하여 목적하는 나노버블산소활성수로의 변환이 되면 나노버블생성순환시스템(NB)의 가동을 멈추게 되고 MNB 후처리단계가 완료된다.

그 다음 나노버블산소활성수의 반응단계로서, 상기와 같이 MNB 처리가 끝나면 나노버블생성순환시스템(NB)의 가동을 멈추게 되고, 밀폐형 세탁외조(20)에 저수된 나노버블산소활성수로 변환된 헹굼수가 일정시간 동안 상기 MNB 처리단계에서 조성된 동일한 온도와 압력 조건하에서 세탁물과 접촉 반응하여 잔류하는 세탁물의 오염된 때를 분해하고 세균 등 미생물을 살균하는 작용을 하게 되며 이후 충분한 반응시간을 주어 목적하는 세정 및 헹굼작용을 수행하게 되고, 나노버블산소활성수의 반응이 끝나면, 컨트롤러의 제어신호를 받아 브리더 밸브(28)가 열리면서 밀폐형 세탁외조(20)가 가압되고 밀폐된 상태에서 해제된다.

그 다음 배수단계로서, 목적으로 하는 세정 및 헹굼작용이 끝나면, 배수호스(15)에 설치된 배수밸브(11)가 열려 밀폐형 세탁외조(20), 세탁조(3)와 나노버블생성순환시스템(NB) 내의 헹굼에 사용되었던 나노버블산소활성수가 배수호스(15)를 통해 세탁장치 외부로 배수된다.

이로써 MNB 전처리단계; MNB 후처리단계; 나노버블산소활성수의 반응단계; 일반세정단계; 배수단계의 과정을 거치는 것을 표준으로 하는 밀폐형 나노버블 헹굼세정프로세스의 수행이 완성된다.

5단계 탈수행정프로세스는,

헹굼행정이 완전히 끝난 후에는 최종 탈수행정을 수행하는데 따라 세탁조(3)와 세탁날개(4)가 고속 회전되고 세탁조 내의 세탁물이 원심력에 의해 외측으로 밀리면서 함유된 수분이 상기 세탁조의 통공을 통해 외조(20)로 배수되어 외조의 하부에 설치된 배수밸브(15)와 배수호스(11)를 통해 세탁장치 외부로 배수되고, 이 탈수행정이 설정된 시간 동안 수행되고 마무리되면 세탁기의 동작을 완전히 정지시키게 된다.

이로써 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁방법의 모든 세탁행정이 완료된다.

이와 같이 본 발명의 원리를 적용하는 전해수를 활용한 개방형 또는 밀폐형의 나노버블 세탁시스템은 전해수의 원천적인 유무기 세정 및 살균력과 마이크로나노버블의 물리화학적 특성에 의한 산화분해력의 복합 상승효과를 활용하는 방법으로서, 세정수를 순환식 전해분해시스템(EW)을 통해 1차 변환된 전해수가 개방형 세탁외조(2)이거나 밀폐형 세탁외조(20)로부터 순환관(31)을 통하여 나노버블생성순환시스템(MB)에 연속 반복 순환되어 NB와 DO가 용해 농축되어 2차 변환된 나노버블산소활성수에 의한 살균과 산화분해가 작용되는 연속 순환 및 지속분해

지속살균 시스템으로 구성됨으로써 세탁물의 완전한 세정 및 살균을 도모하고 세탁장치 내에 세균 발생 및 증식을 차단하여 위생적으로 안전한 환경을 구축하는 친환경 세탁방법 및 장치로서 와류식 또는 드럼식 세탁장치에 적용하여 세탁 능력과 규모에 따라 가정용, 업소용, 산업용 등으로 분류 적용할 수 있다.

또한 본 발명의 원리에 따른 전해수를 활용한 개방형이거나 밀폐형 나노버블 세탁시스템은, 다음과 같이 세탁환경과 세탁장치에 맞추어, 전기분해시스템(EW)과 나노버블생성순환시스템(NB)을 세탁기 본체 내부에 설치되거나 또는 외부에 팩키지형이거나 배치형 시스템으로 구성하여 구비하고 순환관(31)으로 연결 작동될 수 있다. 여기서는 개방형이나 밀폐형이나 세탁외조 외에는 구성개념이 동일하므로 다소 복잡한 구성을 가지는 밀폐형 중심으로 예를 든다.

도 7에 도시된 바와 같이, 밀폐형 나노버블 세탁시스템(NB) 내에 전기분해시스템(EW)을 부가하여 전해수를 활용한 나노버블 세탁장치를 구성할 수 있으며,

또한 도 8에 도시된 바와 같이, 밀폐형 나노버블 세탁시스템(NB) 외부에 전기분해시스템(EW)을 부가하여 전해수를 활용한 나노버블 세탁장치를 구성할 수 있다.

또한 도 9에 도시된 바와 같이, 밀폐형 나노버블 세탁시스템(NB) 외부에 또 다른 형태의 산성 및 알카리성 전해수 저장조를 각각 가지는 전기분해시스템(EW)을 부가하여 전해수를 활용한 나노버블 세탁장치를 구성할 수 있다.

또한 도 10에 도시된 바와 같이, 밀폐형 나노버블 세탁시스템 외부에 나노버블생성순환장치(NB)를 두고 또 다른 형태의 산성 및 알카리성 전해수 저장조를 각각 가지는 전기분해시스템(EW)을 부가하고 두 시스템을 연결하여 연동하도록 하는 전해수를 활용한 나노버블 세탁장치를 구성할 수 있다.

이상에서와 같은 실시 예들은 본 발명을 좀 더 상세하게 설명하고자 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

1: 세탁기 케이스, 2: 개방형 세탁외조,
3: 탈수겸용세탁조, 4: 세탁날개,
5: 클러치, 6: 구동모터,
7: 구동모터 회전축, 8: 구동풀리,
9: 종동풀리, 10: 벨트,
11: 배수밸브, 12: 레버,
13: 세탁축, 14: 탈수축,
15: 배수호스, 16: 내조 통공,
20: 밀폐형 세탁외조, 21: 인출노줄,
22: 인입노줄, 23: 커버 힌지,
24: 커버, 25: 밀봉 부재,
26: 이지-클램프, 27: 압력계,
28: 브리더 밸브, 29: 소음장치,
30: 나노버블발생장치, 31: 순환관,
32: 온도조절장치, 33: 가압순환펌프,
34: 버블혼합부 , 35: 압력용해부,
40: 전해수 발생장치(3조식), 40' 전해수 발생장치(2조식),
41: 양극실, 42: 양전극,
43: 음이온교환막, 44: 중간실,
45: 양이온교환막, 46: 음전극,
47: 음극실, 48: 세정수 공급부,
50: 중간실순환시스템, 51: 전해용액순환관,
52: 전해용액저장조, 53: 전해용액순환펌프,
60: 정류부, 70: 전해수 순환부,
71: 산성 전해유출부, 72: 알카리성 전해수유출부,
73: 산성 전해수순환관, 74: 알카리성 전해수순환관,
75: 산성 전해수순환펌프, 76; 알카리성 전해수순환펌프,
77: 전해수 이송부, 80: 산성전해수조,
90: 알카리성전해수조, EW: 전기분해시스템,
NB: 나노버블세탁시스템,

Claims

전해수를 활용한 개방형 나노버블 세탁방법에 있어서,
1단계 세정수의 전해수 생성 변환하는 프로세스가, 세탁외조에 급수 시 직결 공급되는 세정수가 전해수 발생장치를 통해 생성된 알카리성 전해수는 세탁조로 바로 입수되고 산성 전해수는 별개의 저장조로 저수되는 직수전기분해단계; 세탁조에 입수된 알카리성 전해수가 세탁조에 만수가 되었을 때 직수에 의한 전기분해는 중단되고 이어서 세탁조 내에 충진되어진 알카리성 전해수가 세정력의 증대를 위해 원하는 수준의 알카리도를 충족시킬 때까지 전해수 발생장치의 음극실로 보내어 지고 다시 세탁조로 유입되는 반복 순환과정을 가지며 또한 동시에 생성되어 별개의 저장조에 저수되어 있던 산성 전해수도 전해수 발생장치의 양극실로 보내어 지고 다시 저장조로 유입되는 반복 순환과정을 가지는 순환전기분해단계; 반복 순환전기분해에 의해서 생성되어 일정 기준을 충족하는 전해수로 변환되면 모든 전기분해과정이 중단되며 알카리성 전해수는 세탁조에 저수 대기되고 또한 산성 전해수는 별개의 저장조에 저수 대기되며 세정수가 전해수로 변환되는 과정이 완료되는 프로세스로 구성되고,
2단계 유기세정단계로서 알카리성 전해수의 나노버블 세정프로세스가, 세탁외조에 저수되어 있는 알카리성 전해수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 나노버블발생장치를 계속 순환 가동시키면서 알카리성 전해수에 상온이나 그 이하의 온도에서 지속적으로 MNB를 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시켜 알카리성 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 처리단계; MNB 처리가 끝나 변환되어진 알카리성 나노버블산소활성수를 동일한 온도 조건하에서 일정시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 알카리성 나노버블산소활성수의 반응단계; 알카리성 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 오염물의 탈리를 하는 일반교반세정기능을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되는 알카리성 전해수의 나노버블 유기세정프로세스를 구비하며,
3단계 무기살균세정단계로서 산성 전해수의 나노버블 세정프로세스가, 별개의 저장조에 저수되어 있는 산성 전해수를 세탁외조로 이송하는 단계; 세탁외조에 이송된 산성 전해수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 나노버블발생장치를 계속 순환 가동시키면서 산성 전해수에 상온이나 그 이하의 온도에서 지속적으로 MNB를 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시켜 산성 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 처리단계; MNB 처리가 끝나 변환되어진 산성 나노버블산소활성수를 동일한 온도 조건하에서 일정시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 산성 나노버블산소활성수의 반응단계; 산성 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 오염물의 탈리를 하는 일반교반세정기능을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되는 산성 전해수의 나노버블 무기살균세정프로세스를 구비하고,
4단계 헹굼세정단계로서 나노버블 헹굼세정프로세스가, 세탁외조에 헹굼수를 급수하여 만수가 될 때까지 MNB를 생성 용해시켜 MNB의 산화분해력을 활용하는 MNB 전처리단계; 세탁외조에 충진되어진 헹굼수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 나노버블발생장치를 계속 순환 가동시키면서 헹굼수에 상온이나 그 이하의 온도에서 지속적으로 MNB를 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시켜 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 후처리단계; MNB 후처리가 끝나 나노버블산소활성수로 변환된 헹굼수를 동일한 온도 조건하에서 일정시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 나노버블산소활성수의 반응단계; 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 오염물의 탈리를 하는 일반교반세정기능을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되게 한 나노버블의 헹굼세정프로세스를 가지는 것을 특징으로 하는 전해수를 활용한 개방형 나노버블 세탁방법.
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전해수를 활용한 개방형 나노버블 세탁장치에 있어서,
와류되는 전해수나 헹굼수를 수용하기 위한 세탁외조, 상기 세탁외조 내에 세탁 겸용 탈수조인 세탁조, 상기 세탁조 내에 회전운동 가능하게 설치되어 주기적으로 정역 회전하면서 난류를 발생시키기 위한 세탁날개, 세탁 외조의 외 측 바닥면 일 측에 고정되어 세탁조 및 세탁날개를 각 세탁 행정에 따라 선택적으로 회전시키는 클러치와 이를 구동시키는 구동모터들로 이루어지는 구동수단으로 구성되는 세탁시스템;
이 세탁시스템에 전해수나 헹굼수를 받아 순환시키는 순환관, 순환하는 액체의 온도를 특정한 온도로 조절하기 위해 냉각 또는 가열기능을 수행하는 온도조절장치, 온도가 조절되어 순환되는 세정수나 헹굼수를 받아 MNB 처리를 하는 나노버블발생장치, MNB 처리가 된 세정수나 헹굼수를 받아 용해 농축하는 용해부로 구성되어 상기 세탁조 내에 나노 레벨의 나노 기포수를 생성 공급하는 나노버블생성순환시스템과
음전극을 구비한 음극실, 중간실, 양전극을 구비한 양극실과 위 3개의 양극실, 음극실과 중간실을 분리하는 이온선택성 격막들로 구성되는 3조식 전해수 발생장치이거나 음전극을 구비한 음극실, 양전극을 구비한 양극실과 위 2개의 양극실, 음극실을 분리하는 이온선택성 격막으로 구성되는 2조식 전해수 발생장치, DC 전압을 전원선을 통하여 음전극과 양전극 사이에 인가시키는 정류부, 유입수가 공통의 공급관으로부터 분기된 라인을 통하여 음극실과 양극실에 공급되는 세정수 공급부, 중간실로 공급되는 물 또는 전해질 수용액은 저장조에서 만들어진 포화 전해질 수용액을 순환펌프로 펌핑하여 순환관을 통하여 공급되어 순환 유동하는 중간실의 순환시스템, 음극실로부터 강알카리성 전해수를 출구 라인을 통하여 외부로 흐르고, 양극실로부터 강산성 전해수를 출구 라인을 통하여 외부로 흐르게 하는 유출부로 구성되는 전기분해시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 전해수를 활용한 개방형 나노버블 세탁장치.
전해수를 활용한 개방형 나노버블 세탁장치에 있어서,
전기분해시스템은 격막(45)에 의해 좌우로 나뉘어진 한쪽이 양전극(42)에 배치되어 있는 양극실(41), 다른 쪽이 음전극(46)에 배치되어 있는 음극실(47)을 이루고 이들 각 실에 수도수 등의 세정수가 공급되는 세정수공급부(48)로 구성되는 2조식 전해수발생장치(40');
중간실(44)의 좌우에 한쌍의 격막 즉 음이온교환막(43)과 양이온교환막(45)에 의해 나뉘어진 양전극(42)에 배치되어 있는 양극실(41) 및 음전극(46)에 배치되어 있는 음극실(47)을 가지며, 이들 각 실에 세정수가 공급되는 세정수공급부(48)와 중간실(44)은 세정수가 공급될 수 있고 전기분해의 효율을 높이기 위해 전해질 용액을 순환시키는 순환관(51)과 전해질인 소금(NaCl)을 용해하여 포화 전해질 용액을 저장하는 전해용액 저장조(52)와 용해된 포화 전해질 용액을 순환시키는 순환펌프로 구성되는 중간실 순환과정과 시스템(50)으로 구성되는 3조식 전해수발생장치(40)와;
상기 양전극(42)과 음전극(46)에 직류전기를 인가시켜 전기분해를 일으키는 정류부(60), 그리고 전해된 각 실의 처리수 즉 양극실(41)에서는 산화반응에 의해 생성된 산성 전해수가 배수되는 산성전해수유출부(71)와 이송되어 저장되는 산성 전해수저장조(80)와 음극실(47)에서는 환원반응에 의해 생성된 알카리성 전해수가 배수되는 알카리성전해수유출부(72)와 이송되어 저장되는 알카리성 전해수저장조(90)로 구성되고, 저장된 전해수가 전해수 순환부(70)와 상기 전해수 발생장치(40, 40')를 반복 순환 전기분해과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 전해수를 활용한 개방형 나노버블 세탁장치.
전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁방법에 있어서,
1단계는 세정수의 전해수 생성 변환하는 프로세스가, 밀폐형 세탁외조에 급수 시 직결 공급되는 세정수가 전해수 발생장치를 통해 생성된 알카리성 전해수는 세탁조로 바로 입수되고, 이때 세탁조 내부 공기가 입수되는 전해수의 체적만큼 브리더 밸브를 통하여 배기되며, 산성 전해수는 별개의 저장조로 저수되는 직수전기분해단계; 세탁조에 입수된 알카리성 전해수가 세탁조에 만수가 되었을 때 급수가 중단되며 직수에 의한 전기분해는 중단되고 이어서 세탁조 내에 충진되어진 알카리성 전해수가 세정력의 증대를 위해 원하는 수준의 알카리도를 충족시킬 때까지 전해수 발생장치의 음극실로 보내어지고 다시 세탁조로 유입되는 반복 순환을 하며 전기분해과정이 진행되며 또한 동시에 생성되어 별개의 저장조에 저수되어 있던 산성 전해수도 전해수 발생장치의 양극실로 보내어지고 다시 저장조로 유입되는 반복 순환을 하며 전기분해과정이 진행되는 순환전기분해단계; 반복 순환 전기분해에 의해서 생성되어 일정 기준을 충족하는 전해수로 변환되면 모든 전기분해과정이 중단되며 알카리성 전해수는 세탁조에 저수 대기되고 또한 산성 전해수는 별개의 저장조에 저수 대기되며 세정수가 전해수로 변환되는 과정이 완료되는 프로세스로 구성되고,
2단계 유기세정단계로서 알카리성 전해수의 나노버블 세정프로세스가, 밀폐형 세탁외조에 충진 만수가 되어 저수되는 알카리성 전해수가 반복 순환 전기분해과정이 완료되면 밀폐형 세탁외조가 내압 밀폐형으로 전환되고 알카리성 전해수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 상온이나 그 이하의 온도와 일정 압력 조건하에서 MNB 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시키는 MNB가압용해농축공법의 표준 코스이거나 부스팅 코스를 실시하여 알카리성 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 처리단계; MNB 처리가 끝나 변환되어진 알카리성 나노버블산소활성수를 동일한 온도와 압력 조건하에서 일정 시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 알카리성 나노버블산소활성수의 반응단계; 알카리성 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 밀폐형 세탁외조가 밀폐 상태에서 해제되고 오염물의 탈리를 하는 일반교반세정을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되는 알카리성 전해수의 나노버블 유기세정프로세스를 구비하며,
3단계 무기살균세정단계로서 산성 전해수의 나노버블 세정프로세스가, 별개의 저장조에 저수되어진 산성 전해수를 밀폐용 세탁외조로 이송하는 단계; 밀폐형 세탁외조에 이송된 산성 전해수가 충진 만수가 되면 밀폐형 세탁외조가 내압 밀폐형으로 전환되고 산성 전해수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 상온이나 그 이하의 온도와 일정 압력 조건하에서 MNB 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시키는 MNB가압용해농축공법의 표준 코스이거나 부스팅 코스를 실시하여 산성 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 처리단계; MNB 처리가 끝나 변환되어진 산성 나노버블산소활성수를 동일한 온도와 압력 조건하에서 일정 시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 산성 나노버블산소활성수의 반응단계; 산성 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 밀폐형 세탁외조가 밀폐 상태에서 해제되고 오염물의 탈리를 하는 일반교반세정을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되는 산성 전해수의 나노버블 무기살균세정프로세스를 구비하고,
4단계 헹굼세정단계로서 나노버블 헹굼세정프로세스가, 밀폐형 세탁외조에 헹굼수를 수도수로 급수하여 1/2 이상 충진하여 만수가 될 때까지 MNB를 생성 용해시켜 MNB의 산화분해력을 활용하는 MNB 전처리단계; 밀폐형 세탁외조에 헹굼수가 충진 만수가 되면 밀폐형 세탁외조가 내압 밀폐형으로 전환되어 헹굼수에 높은 농도의 MNB를 생성시키고 기체인 MNB의 용해도를 높이기 위해 상온이나 그 이하의 온도와 일정 압력 조건하에서 MNB 처리하여 양적 증가를 이룬 NB와 DO를 효율적으로 용해 농축시키는 MNB가압용해농축공법의 표준 코스이거나 부스팅 코스를 실시하여 나노버블산소활성수로 변환되는 MNB 후처리단계; MNB 후처리가 끝나 변환되어진 나노버블산소활성수를 동일한 온도와 압력 조건하에서 일정 시간 저수하여 세탁물과의 반응시간을 주는 나노버블산소활성수의 반응단계; 나노버블산소활성수의 반응이 끝나고 밀폐형 세탁외조가 밀폐 상태에서 해제되고 오염물의 탈리를 하는 일반교반세정을 하는 단계; 세정이 완료되어 배수하는 단계로 구성되게 한 나노버블의 헹굼세정프로세스를 가지는 것을 특징으로 하는 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁방법.
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전해수를 활용한 밀페형 나노버블 세탁장치에 있어서,
일정 압력을 견딜 수 있도록 일종의 압력탱크와 같은 밀폐 내압형으로 개량한 전해수나 헹굼수를 수용하는 밀폐형 세탁외조와 세탁 겸용 탈수조인 세탁조, 상기 세탁조 내에 회전운동 가능하게 설치되어 주기적으로 정역 회전하면서 난류를 발생시키기 위한 세탁날개, 밀폐형 세탁외조의 외 측 바닥면 일 측에 고정되어 세탁조 및 세탁날개를 각 세탁 행정에 따라 선택적으로 회전시키는 클러치와 이를 구동시키는 구동모터들로 이루어지는 구동수단으로 이루어진 세탁시스템;
이 세탁시스템에 밀폐형 세탁외조로부터 전해수나 헹굼수가 하강 순환되어 다시 외조로 복귀되는 순환관, 순환하는 액체의 온도를 특정한 온도로 조절을 위해 냉각 또는 가열기능을 수행하는 온도조절장치, 온도가 조정된 전해수나 헹굼수를 받아 MNB처리를 하는 나노버블발생장치와 MNB 처리가 된 전해수나 헹굼수를 받아 용해 농축하는 용해부들로 이루어진 나노버블생성순환시스템과
음전극을 구비한 음극실, 양전극을 구비한 양극실과 위 2개의 양극실, 음극실을 분리하는 이온선택성 격막으로 구성되는 2조식 전해수 발생장치이거나 음전극을 구비한 음극실, 중간실, 양전극을 구비한 양극실과 위 3개의 양극실, 음극실과 중간실을 분리하는 이온선택성 격막들로 구성되는 3조식 전해수 발생장치, DC 전압을 전원선을 통하여 음전극과 양전극 사이에 인가시키는 정류부, 유입수가 공통의 공급관으로부터 분기된 라인을 통하여 음극실과 양극실에 공급되는 공급부, 중간실로 공급되는 물 또는 전해질 수용액은 저장조에서 만들어진 포화 전해질 수용액을 순환펌프로 펌핑하여 순환관을 통하여 공급되어 순환 유동하는 중간실의 순환시스템, 음극실로부터 강알카리성 전해수를 출구 라인을 통하여 외부로 흐르고, 양극실로부터 강산성 전해수를 출구 라인을 통하여 외부로 흐르게 하는 유출부로 구성되는 전기분해시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁장치.
전해수를 활용한 밀페형 나노버블 세탁장치에 있어서,
전기분해시스템이 격막(45)에 의해 좌우로 나뉘어진 한쪽이 양전극(42)에 배치되어 있는 양극실(41), 다른 쪽이 음전극(46)에 배치되어 있는 음극실(47)을 이루고 이들 각 실에 세정수가 공급되는 세정수공급부(48)로 구성되는 2조식 전해수 발생장치(40');
중간실(44)의 좌우에 한쌍의 격막 즉 음이온교환막(43)과 양이온교환막(45)에 의해 나뉘어진 양전극(42)에 배치되어 있는 양극실(41) 및 음전극(46)에 배치되어 있는 음극실(47)을 가지며, 이들 각 실에 세정수가 공급되는 세정수공급부(48)와 중간실(44)은 세정수가 공급될 수 있고, 전기분해의 효율을 높이기 위해 전해질 용액을 순환시키는 순환관(51)과 전해질인 소금을 용해하여 포화 전해질 용액을 저장하는 전해용액 저장조(52)와 용해된 포화 전해질 용액을 순환시키는 순환펌프로 구성되는 중간실 순환과정과 시스템(50)으로 구성되는 3조식 전해수 발생장치(40)와;
상기 양전극(42)과 음전극(46)에 직류전기를 인가시켜 전기분해를 일으키는 정류부(60), 그리고 전해된 각 실의 처리수 즉 양극실(41)에서는 산화반응에 의해 생성된 산성 전해수가 배수되는 산성전해수유출부(71)와 이송되어 저장되는 산성 전해수저장조(80)와 음극실(47)에서는 환원반응에 의해 생성된 알카리성 전해수가 배수되는 알카리성전해수유출부(72)와 이송되어 저장되는 알카리성 전해수저장조(90)로 구성되고, 저장된 전해수가 전해수 순환부(70)와 상기 전해수 발생장치(40, 40')를 반복 순환 전기분해과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁장치.
청구항 14에 있어서,
전해수 발생장치(40, 40')의 성능과 품질을 좌우하는 요소인 전극과 격막의 구성은 음전극(46)의 재질로서 내알카리성이 우수한 백금, 팔라듐, 금 등을 사용하는 것이 바람직하며, 양전극(42)의 재질로는 내산성이 우수하고 산화되기 어려운 백금, 루테늄, 이리듐, 팔라듐 등이 바람직하고, 티탄을 기재로 하여 백금족 산화물을 피복한 다공성 불용성전극(DSA : Dimemsional Stable Anode)이 넓게 사용되며, 격막으로는 셀룰로즈와 합성고분자재료(PE, PP, PET, PTFT 등)으로 이루어진 필터 또는 구멍이 있는 필름, 이온교환막이 사용되며 격막은 이러한 필터, 필름, 이온교환막을 조합시키는 것이어도 가능하며,
이온교환막으로는 음극 측에서는 OH-가 중간실로 이동하는 것을 저지하기 위해 강산성 및 약산성의 양이온교환막을 사용하고, 양극 측에서는 H+가 중간실로 이동하는 것을 저지하기 위해 강염기 또는 약염기의 음이온교환막을 사용하는 것이 바람직하며 통상 양이온교환막은 불소계 양이온교환막이 사용되어 지는 것을 특징으로 하는 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁장치.
청구항 6에 있어서,
세탁환경과 세탁장치에 맞추어, 전기분해시스템(EW)과 나노버블생성순환시스템(NB)을 세탁기 본체 외부에 팩키지형이거나 배치형 시스템으로 구성하여 순환관으로 연결 작동되는 것을 특징으로 하는 전해수를 활용한 개방형 나노버블 세탁장치.
청구항 13에 있어서,
세탁환경과 세탁장치에 맞추어, 전기분해시스템과 나노버블생성순환시스템을 세탁기 본체 외부에 팩키지형이거나 배치형 시스템으로 구성하여 순환관으로 연결 작동되는 것을 특징으로 하는 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁장치.
청구항 13에 있어서,
밀폐형 나노버블 세탁시스템 외부에 전기분해시스템을 부가하여 전해수를 활용한 나노버블 세탁장치를 구성되는 것을 특징으로 하는 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁장치.
청구항 13에 있어서,
밀폐형 나노버블 세탁시스템 외부에 또 다른 형태의 산성 및 알카리성 전해수 저장조를 각각 가지는 전기분해시스템을 부가하여 전해수를 활용한 나노버블 세탁장치를 구성되는 것을 특징으로 하는 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁장치.
청구항 13에 있어서,
밀폐형 나노버블 세탁시스템 외부에 나노버블생성순환장치를 두고 또 다른 형태의 산성 및 알카리성 전해수 저장조를 각각 가지는 전기분해시스템을 부가하고 두 시스템을 연결하여 연동하도록 하는 전해수를 활용한 나노버블 세탁장치를 구성되는 것을 특징으로 하는 전해수를 활용한 밀폐형 나노버블 세탁장치.