KR102163942B1 - 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 석회수 농도가 높거나 황토 또는 녹조가 다량 함유된 불순물이 다량 포함된 물을 다중전극관으로 전기분해하고, 전기분해과정에서 물에 포함된 이물질을 신속하게 부유시켜 층분리가 이루어지도록 하고, 층분리된 중간층의 맑은 영역의 물을 수취하여 다단 정수필터를 통과시켜 식수로 사용되게 하는 정수시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 석회수 농도가 높거나 황토 또는 녹조가 다량 함유된 불순물이 다량 포함된 물을 다중전극관으로 전기분해하고, 전기분해과정에서 물에 포함된 이물질을 신속하게 부유시켜 층분리가 이루어지도록 하고, 층분리된 중간층의 맑은 영역의 물을 수취하여 다단 정수필터를 통과시켜 식수로 사용되게 하는 정수시스템에 관한 것이다.
일반적으로 상수도시설이 갖추어지지 못한 지역에서는 간이 상수도 장치를 설치하여 계곡수나 지하수 등의 용수를 여과하여 음용수로 이용하고 있다.
이와같이 통상의 간이상수도장치는 용수를 수조에 담아두어 용수에 함유된 큰 이물질을 침전시켜 제거하고, 자갈과 모래 등으로 이루어지는 여과층을 통과시켜 작은 이물질을 제거하게 된다.
그러나 상기 간이상수도장치는 이물질 제거능력에 한계가 있어서 미세한 입자나 미생물들은 제거하지 못하며, 오랜 기간 정수하게 되면 여과층에 이물질이 축적되어 정수기능이 저하되고 상기 여과층 청소에 상당한 어려움이 존재하였다.
특히, 동남아나 유럽 등지에는 토질에 의해 계곡수나 지하수가 석회질이 다량 함유된 석회수이기 때문에 이를 정수없이 섭취하기에는 큰 무리가 있으며, 석회질을 분리하기 위해 정수수단으로서 대규모 정수시설을 설치하기에는 설치비용이 증가되어 소규모인구에 적합하지 않으며, 소규모의 정수장치를 사용할 경우 정수필터의 의존도가 높아 필터교체수명이 짧아져 유지비용이 과다하게 소요되는 문제점이 발생된다.
한국등록특허 제10-1174757호(2012.08.10.등록; 이하 '선행문헌1'이라 함)은 간이수도용 정수장치를 제시하였다. 선행문헌1의 정수장치는, 라인믹서와 여과기 및 분리막을 포함하는 장치로서, 라인믹서에서 단시간에 부유물질을 응집시키고 용수에 포함된 금속성분을 산소와 결합시켜 차후 여과공정에서 용이하게 제거되는 구조로 제공된다. 그러나 석회수를 음용으로 사용하기 위해서는 라인막서에서의 응집시간이 오래 소요되고, 다량 발생된 탄산칼슘을 여과기에서 분리하기에는 여과기의 사용수명을 과도하게 단축시켜 여전히 유지비용이 증대되는 단점이 있다.
일본공개특허 특개평9-201586호(1997.8.5.공개; 이하 '선행문헌2'이라 함)은 전해 부상식 정수장치를 제시하였다. 상기 선행문헌2는 저수조에 전해케이스를 내설하여 전해케이스의 음극판에서 용출한 알루미늄 이온으로 현탁물질을 응집시켜 부상시키고 분리하는 구조이다. 상기 선행문헌2는 전해케이스 측벽에 필터를 장착하여 한쌍의 전극판을 통과한 물이 필터를 통해 저수조로 재공급하여 전해가 이루어지지 않은 오수와 섞이고, 다시 전극판으로 유입되는 순환방식에 의해 정수가 이루어지고 있다. 이는 저수조 내의 오수정화가 전극에 의한 이물질의 분해 또는 분리와 필터분리가 동시에 이루어지는 구조이다. 상기 구조의 저수조는 필터를 통과한 물과 오수도입로에서 유입된 오수가 섞여 저장된 통체인체 저수조 상부에서 처리수배출로가 구비되어 있어 전해케이스를 한번도 통과하지 않은 오수도 처리수배출로로 배출될 수 있어 배출수를 식수로 활용하기에는 추가적인 필터시스템을 더 장착하여야 함으로, 전체적으로는 이중필터에 의해 유지비용이 증가되는 단점이 있다.
따라서, 불순물이 다량 포함된 오염수를 정수하여 사용시 필터에 의한 분리부담을 최소화하여 필터교체시기를 증가시켜 유지비용을 절감시킬 수 있는 새로운 구조를 갖는 정수시스템에 대한 필요성이 대두되었다.
이에 본 발명의 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템은,
전해조에 음극관과 양극관이 교차배치된 다중전극관을 이용하여 원수로부터 이물질을 분리하되 전해조로 유입되는 원수 전량이 다중전극관을 통과하도록 구성하여 살균 및 전기분해과정을 수행하는 장치를 제공하는 것이다.
특히 이물질을 분리하는 전기분해과정이 수행된 처리수 중 맑은 영역의 처리수만을 별도의 라인을 따라 수취하여 후단공정인 다단필터를 통과시킴으로써 필터의 사용수명을 연장시켜 유지비용을 절감시킬 수 있는 시스템의 제공을 목적으로 한다.
상기 과제를 해소하기 위한 본 발명의 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템은,
불순물이 다량 함유된 물을 다중전극관으로 전기분해하여 식수로 제공하는 정수시스템에 있어서, 불순물이 다량 포함된 원수를 공급하는 단속밸브가 설치된 원수공급관과; 상기 원수공급관이 저면에 연통되어 원수를 공급받고, 내부의 반응부유실에는 음극관과 양극관이 동심원으로 다수 배치된 다중전극관이 설치되어 원수를 전기분해하여 이물질을 부유시키고, 상부 일측의 월류배출벽으로 부유한 분리수를 월류시켜 배출시키는 전해조와; 상기 전해조의 일측벽에 형성되어 상기 월류배출벽을 월류한 부유물을 포함하는 분리수를 포집하는 분리수저장조와; 상기 분리수저장조에 저장된 분리수를 외부로 배출하는 분리수배출관과; 상기 전해조의 측벽 중간에 단속밸브가 설치된 취수관을 연통시켜 이물질이 분리된 중간영역의 처리수를 공급받아 저장하는 처리수저장조와; 상기 처리수저장조에 저장된 처리수를 펌핑하여 다수의 필터를 통과시켜 식수를 제공하는 다단필터부와; 상기 원수공급관과 취수관의 단속밸브와 다중전극관 및 각종 전원공급과 전기신호를 제어하는 제어장치;를 포함하여 구성된다.
상기 전해조는, 원수공급관의 원수공급구와 다중전극관을 동일수직선상에 배치하고, 원수공급구와 다중전극관 사이에는 원수공급측벽을 형성해 전해조 내부의 반응부유실과 원수유입실을 분리구성하여, 공급되는 원수가 원수유입실을 통해 전량 다중전극관을 통해서 전해조의 반응부유실로 유입되도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 전해조의 다중전극관은, 측벽에 다수의 유통공을 형성하여 반응부유실의 처리수를 재유입하여 전기분해반응을 반복수행하도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 다중전극관 저면에는 순환팬을 더 장착하여 인근 처리수를 다중전극관 하부로 재유입시켜 전해조 내부에 순환대류를 촉진시킬 수 있다.
또한, 상기 전해조 상부에는 부유한 부유물을 월류배출벽을 통해 분리수저장조로 밀어내는 스킴장치가 더 설치될 수 있다.
또한, 상기 분리수저장조는, 배출스크류를 설치하여 포집된 분리수를 분리수배출관으로 이동시킬 수 있다.
상기 해결수단에 의한 본 발명의 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템은,
석회수 또는 불순물이 다량 포함된 혼탁수를 식수로 사용가능하게 정수하되, 필터에 의한 정수 이전에 전극에 의한 불순물을 분해 또는 부상시켜 제거하는 장치를 더 설치하여 필터사용시간을 증가시켜 유지비용을 절감시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
특히 전극으로는 다중전극관을 사용하여 좁은 면적에서 집중적인 분해반응을 발생시킴으로 다중전극관 내에서 강한 상향류를 발생시켜 전해조 내의 저장수가 순환하여 반복적인 분해공정을 수행하여 불순물의 분리율을 향상시킬 수 있다.
또한, 원수공급측벽에 의해 전해조로 유입된 원수는 전량 다중전극관을 통과하여 전해조 내부에 저장되게 함으로써 원수가 전기분해 영역을 통과하면서 음이온에 의한 살균작용이 발생되어 정수의 위생성을 향상시켜 최대한 안전성을 높일 수 있는 정수시스템의 제공이 가능하게 되었다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템을 도시한 구성도
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 다중전극관을 도시한 사시도 및 접지상태를 도시한 부분확대 단면도.
도 2c는 본 발명에 따른 다중전극관의 간격유지대를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 배출스크류가 설치된 분리수저장조를 도시한 평면도.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 원수공급측벽이 형성된 전해조 및 유통공이 형성된 다중전극관을 도시한 개략도 및 사시도.
도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 다중전극관 하부에 순환팬이 장착된 예를 도시한 개략도.
도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 스킴장치를 도시한 사시도 및 설치상태를 도시한 정면 개략도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 다중전극관을 도시한 사시도 및 접지상태를 도시한 부분확대 단면도.
도 2c는 본 발명에 따른 다중전극관의 간격유지대를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 배출스크류가 설치된 분리수저장조를 도시한 평면도.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 원수공급측벽이 형성된 전해조 및 유통공이 형성된 다중전극관을 도시한 개략도 및 사시도.
도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 다중전극관 하부에 순환팬이 장착된 예를 도시한 개략도.
도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 스킴장치를 도시한 사시도 및 설치상태를 도시한 정면 개략도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에서 본 발명을 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되고 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템을 도시한 구성도이다. 참조한 바와같이 본 발명에 따른 정수시스템(10)은, 원수공급관(20), 전해조(30), 분리수저장조(40), 분리수배출관(50), 처리수저장조(60), 다단필터부(70), 및 제어장치(80)를 포함하여 구성된다.
상기 원수공급관(20)은 불순물이 다량 포함된 원수를 취수하여 전해조(30)로 공급하는 관이다. 상기 원수공급관(20)은 라인상에 솔레노이드밸브인 단속밸브 및/또는 펌프가 설치되어 제어장치(80)에 의해 단속이 이루어지도록 한다. 상기 원수공급관(20)은 원수를 직접 취수하여 공급하거나 별도의 저장조에 저장된 원수를 취수하여 공급한다. 또한 상기 불순물이 다량 포함된 원수의 대상으로는 석회수, 황토수, 녹조수, 미세조류수 등 특정성분이 다량 함유된 물이나 탁한물로서 정수과정을 통해 식수 또는 용수로 사용할 수 있는 다양한 상태의 물이 사용될 수 있다.
상기 전해조(30)는, 저면에 원수공급구(34)를 형성하여 원수공급관(20)을 연통설치해 원수를 내부 반응부유실(31)로 공급한다.
상기 전해조 내부공간인 반응부유실(31)에는 다중전극관(32)이 설치된다. 상기 다중전극관(32)은 유입된 원수를 전기분해하여 재결합이 이루어지게 하고, 전기분해로 발생된 미세기포가 이물질인 고형물에 흡착되어 고형물이 부유하게 한다.
도 2a를 참조한 바와같이, 상기 다중전극관(32)은 음극관(321)와 양극관(322)이 번갈아 형성된 다수의 전극관이며, 각각이 동심원을 갖도록 조립된다. 또한, 상기 다중전극관(32)은 양극접지판(324)과 음극접지판(325)이 안치된다. 상기 양극접지판(324)과 음극접지판(325)은 다중전극관(32)에 서로 겹치지 않도록 징검다리 방식으로 접지가 이루어진다. 즉, 양극접지판(324)이 접지된 다중전극관의 관체에는 음극접지판(325)이 접지되지 않게 한다.
상기 다중전극관과 양극접지판 또는 음극접지판의 접지방식으로는 긴 핀을 통하여 필요한 부분만 연결되게 하거나, 도 2b에 도시된 바와같이 다중전극관(32)인 음극관(322)과 양극관(321) 상부면에 접하도록 양극접지판(324)과 음극접지판(325)이 각각 안치되되 상기 다중전극관(32)은 양극접지판 또는 음극접지판과 접지가 필요없는 상부는 미접홈(326)을 형성하여 안치된 양극접지판 또는 음극접지판와 접하지 않게 구성할 수 있다. 이와같이 접지가 이루어지면 양극관 내외부에 음극관이 배치되어 전자이동에 의한 전기분해반응을 유도할 수 있다. 또한 전극이 원형으로 다중 배치되기 때문에 분해과정에서 발생되는 미세기포를 집중시킬 수 있어 강한 상승류를 형성하여 이물질의 부유성을 향상시킬 수 있다. 상기 다중전극관(32) 내의 상승류는 전해조(30) 전체의 물 흐름에 영향을 줘 원수공급관에서 공급되는 원수는 물론 전해조 내에서 다중전극관 하부의 인근에 위치하는 저장수도 다중전극관 하부로 유입시켜 반복적인 전기분해반응을 유도할 수 있다. 이는 발생되는 음이온에 의해 살균력을 제공하여 원수내의 각종 미생물을 제거할 수 있다.
도 2c를 참조한 바와같이 상기 다중전극관 하부면에는 일정간격 동심원 방향으로 홈(329)이 형성된 간격유지대(327)가 장착되어 다수 전극관 사이의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있다. 상기 간격유지대(327)는 하부의 물이 상부로 공급될 수 있도록 다수의 통공으로 형성되거나 삼발이 형태로 형성하여 지지가 이루어지게 할 수 있다.
상기 다중전극관(32)은 전해조(30) 바닥의 원수공급구(34)와 동일 수직선상에 배치되어 공급된 원수가 다중전극관 내로 유입되어 분해반응이 이루어지고, 반응된 처리수가 다중전극관(32) 상부를 통해 전해조의 반응부유실(31)에 저장되게 할 수 있다. 이때 상기 다중전극관(32)은 전해조 바닥면에 밀착하여 설치하는 것보다는 일정간격 이격된 상부에 위치시켜 원수공급구(34)에서 공급되는 원수가 직경이 큰 다중전극관(32)으로 고르게 유입되어 상향 이동에 따른 전기분해가 발생되게 할 수 있다.
또한 전해조(30)는 내부 부피에 따라 다중전극관(32)을 1개 또는 2개 이상 설치하여 전극에 의한 분해반응 및 이물질 부유가 이루어지게 할 수 있다.
아울러 상기 전해조(30)는 일측벽이 다른 벽보다 높이가 낮아 반응에 의해 이물질이 다수 포함된 분리수를 외부로 배출하는 월류배출벽(33)이 형성된다. 즉, 전해조(30) 수위를 월류배출벽(33)보다 높게 형성하면 부유한 분리수는 자연적으로 월류배출벽(33)을 통해 외측으로 배출시킬 수 있다.
상기 월류배출벽(33)은 상하 승강이 가능한 구조로 제공하여, 전해조의 다중전극관(32)에 의한 반응이 이루어질 때에는 상단이 높은 곳에 위치하게 하고, 반응이 완료되면 월류배출벽(33)을 하강해 상단이 수위보다 낮은 위치에 배치시켜 부유한 이물질을 포함한 분리수가 월류배출벽을 월류하여 배출이 이루어지게 할 수 있다. 상기 월류배출벽의 승강은 유공압장치에 의해 이루어지거나, 기어와 모터결합에 의해 승강이 이루어지게 하는 등 다양한 공지수단이 적용될 수 있다.
다음으로 상기 분리수저장조(40)는, 전해조의 월류배출벽(33)이 형성된 측벽에 형성된다. 상기 분리수저장조(40)는 월류배출벽(33)으로 월류한 부유된 이물질이 다량포함된 분리수를 포집하여 배출시키는 임시저장조이며, 원수 성분이 외부배출이 가능하다면 분리수저장조 없이 즉시 외부로 배출되게 구성할 수 있다.
상기 분리수저장조(40)에는 도 3을 참조한 바와같이 관형으로 형성하고, 측면의 월류배출벽으로부터 분리수가 유입되도록 하고, 내측에는 배출스크류(41)를 설치하여 월류한 분리수를 일측으로 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 분리수저장조(40)의 일측 저면에는 분리수배출관(50)이 연통되어 월류배출벽(33)를 월류한 분리수를 외부로 배출되게 한다. 여기서 상기 분리수저장조에 배출스크류(41)가 설치되면 상기 분리수배출관(50)의 연통지점은 배출스크류 단부가 위치한 부분에 형성하여 배출스크류에 의해 이동된 분리수의 배출이 용이하게 이루어지게 할 수 있다. 또한 배출이 용이하도록 분리수배출관(50)은 분리수저장조(40)에 연통되는 상단을 유입부분의 직경이 확장한 콘모양으로 형성할 수 있다.
상기 전해조(30) 하부에는 도 1을 참조한 바와같이 처리수저장조(60)가 위치하여 전해조에서 반응완료된 처리수를 임시저장하게 할 수있다.
상기 처리수저장조(60)는 전해조의 측벽 중간부분에 솔레노이드밸브가 설치된 취수관을 통해서 연통설치되고, 전해조의 반응이 완료되면 이물질 함유량이 낮은 처리수가 위치하는 중간부분을 통해 처리수를 수취하여 저장한다.
즉, 전해조(30)는 반응이 완료되면 물에 포함된 이물질에 다중전극관(32)에서 발생된 미세기체가 다량 부착되어 부유되고, 부유물은 월류배출벽(33)을 월류하여 제거된다. 또한 부유되지 않는 고중량 물질은 전해조의 바닥에 가라앉게 되는 과정을 통해서 이물질을 함유량이 낮은 상대적으로 깨끗한 처리수는 중간층에 위치하게 된다. 따라서 전해조(30)의 중간층 부분에 취수관(61)을 연통설치하여 처리수 수취하고, 수취된 처리수는 처리수저장조(60)에 임시 저장하는 것이다. 여기서 상기 취수는 전해조에 수위센서를 장착하여 일정 수위의 범위에서만 취수관을 개방하여 취수가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 전해조(30)는 저면에 별도의 배출구(37)를 형성하여 전해조에 저장된 처리수를 배출구(37)를 통해 배출되게 할 수 있다. 이는 취수관이 연통된 중간 부분의 하부영역에는 중량체가 가라앉아 있으므로 주기적으로 배출시켜 전해조 내부의 잔존하는 이물질을 최소화할 수 있다.
상기 다단필터부(70)는, 상기 처리수저장조(60)에 저장된 처리수를 펌핑하여 다수의 필터를 순차적으로 통과시켜 식수를 제공하는 장치이다.
상기 다단필터부(70)에는 일반적으로 사용되는 세디먼트필터(Sediment Filter), 카본필터류(Carbon Filter), UF중공사막필터로 구성될 수 있으며, 필요에 따라서 동일한 종류의 필터를 1개 이상 직렬설치하여 정수가 이루어지게 할 수 있다.
여기서 세디멘트 필터는 흔히 전처리 침전필터라고도 하며 원수에 함유된 녹이나 흙, 모래, 먼지 등과 같은 각종 부유물질이나 찌꺼기기 등 5미크론 크기의 미세한 불순물까지 제거하게 된다.
또한, 카본필터류에는, 프리카본필터와 포스트카본필터가 있다. 상기 프리카본필터는 활성탄 흡착방식을 이용한 것으로 염소성분과 같은 유기화학물질과 냄새를 흡착, 제거한다. 또한, 상기 포스트카본필터는 물에 함유된 불쾌한 냄새나 맛, 색소 성분 등을 제거하여 무색, 무취의 깨끗한 물을 만드는 기능을 하게 된다.
또한, UF중공사막필터는 0.01~0.5㎛의 미세필터로 각종 세균 및 불순물을 제거하지만 미네랄은 통과시켜 미네랄 성분이 함유된 물을 얻을 수 있다.
이외에 미네랄까지 제거하는 역삼투압필터, 세균을 걸러주는 나노필터 등 다양한 필터의 조합으로 직렬연결하여 정수효과를 증대시킬 수 있다.
상기 제어장치(80)는, 정수시스템의 원수공급관(20)과 취수관(61)에 설치되는 밸브 단속과, 각종 펌프 및 모터 작동에 대한 단속 등 각 부분에 전원의 공급을 단속하여 작동유무를 제어한다.
예컨대 원수공급관(20)의 밸브는 전해조에 수위센서를 추가 장착하여 수위센서의 감지와 연동되어 작동이 이루어지게 할 수 있다. 또한, 수위센서를 높이에 따라 다수개 설치하면 수위에 따라 원수공급관의 밸브를 개방하여 원수를 공급하거나, 취수관의 밸브를 단속하여 취수관을 통한 중간층의 처리수 배출정도를 자동으로 제어하게 할 수 있다.
도 4a는 본 발명에 따른 원수공급측벽이 형성된 전해조를 도시한 개략도이다.
참조한 바와같이 전해조 바닥에 형성된 원수공급구(34)와 다중전극관(32) 사이에 원수공급측벽(35)을 형성하여 전해조 내부 공간을 반응부유실(31)과 원수유입실(36)로 구획한다. 이러한 구조는 원수공급구(34)를 통해 원수유입실(36)로 유입된 원수는 전량 다중전극관(32)을 통해 반응부유실(31)로 공급됨으로 전해조로 유입된 원수는 적어도 1번은 다중전극관을 통과함으로 음이온 발생에 의한 살균과정을 수행하여 위생적으로 안정적인 식수 제공이 가능하다.
도 4b를 참조한 바와같이 상기 다중전극관(32)은 측면에 다수의 유통공(323)이 더 형성될 수 있다.
상기 유통공(323)은 다중전극관(32) 내부와 전해조의 반응부유실(31)을 연통시켜 다중전극관 내에서 상향류가 발생되면 다중전극관(32) 인근의 저장수를 내부로 유입하여 분해반응에 참여하게 한다. 따라서, 별도의 원수공급없이도 반응부유실(31)로부터 저장수를 공급받아 지속적인 분해반응작용이 발생되게 할 있으며, 이는 이물질을 부유시켜 내부 분순물의 농도를 저감시키고, 살균작용 지속적으로 제공할 수 있다.
상기 다중전극관(32)을 형성하는 전극관의 측벽에 형성된 유통공(323)은 원수공급측벽(35)이 없어도 전해조 내부 저장수의 순환반응을 촉진시키는 구성으로 사용될 수 있다.
또한, 도 4c를 참조한 바와같이 상기 다중전극관(32)의 저면에는 순환팬(38)을 장착하여 전해조 내부에 저장된 처리수의 순환대류를 촉진시킬 수 있다. 본 발명은 다중전극관에서 발생되는 기포에 의해 강한 상향류를 발생시키나, 도시된 바와같이 순환팬(38)을 장착하면 전해조의 중심의 다중전극관은 상향류가 발생되고, 전해조 가장자리에는 하향류가 발생되어 처리수의 상하 순환되는 대류를 촉진시켜 다중전극관에 의한 이물질 분리율을 향상시킬 수 있다.
도 5a와 도 5b를 참조한 바와같이 본 발명은 전해조 상부에 스킴장치(90)가 더 설치될 수 있다.
상기 스킴장치(90)는 전해조 측벽의 상부에 장착되는 스킴본체(91)와, 상기 스킴본체 상부에서 수평으로 설치되어 회전이 이루어지는 모터(95)와 연결된 스크류축(92)과, 상기 스크류축의 일측면 또는 양측면에 일정간격으로 설치되는 지지봉(93)과, 상기 스크류축과 지지봉이 삽통되도록 설치되어 스크류축의 회전에 따라 축방향으로 이동하면서 하부측이 전해조에 저장된 저장수의 상부를 월류배출벽 방향으로 밀어서 이물질 및 탄산칼슘 부유물을 분리수저장조로 밀어내는 이동밀대(94)를 포함하여 구성된다.
상기 스킴본체(91)에는 일측에 스토퍼센서를 장착하여 스토퍼센서가 감지되면 스크류축(92)을 회전시키는 모터(95)를 정지시켜 역방향으로 회전되게 하여 이동밀대(94)의 전후 이동이 이루어지게 할 수 있다.
본 발명에서 스킴장치(90)는 이동밀대(94)를 전후방으로 이동시켜 부유물을 밀어서 제거하는 방식 이외에 밸트방식에 의해 이동하면서 밀어내는 방식, 월류배출벽 방향으로 강한 바람을 송풍시켜 전해소 상층수를 밀어내는 송풍방식 등 다양한 방식을 적용하여 상층수를 제거할 수 있다.
본 발명의 정수시스템(10)은 2단 또는 3단으로 구성된 조립체 내에 각 장치를 안치시켜 이동이 용이하게 이루어지면서 독립적으로 정수 가능한 모듈화된 소형 정수시스템으로 제공될 수 있다.
예컨대 전해조를 상단에 배치하고, 하단에는 처리수저장조를 배치하여 처리수가 자중에 의해 이동되게 할 수 있고, 상부측에 식수공급밸브를 장착하여 처리수저장조에 저장된 물을 펌핑하여 다단필터부를 통과시킨 다음 제공하게 할 수 있다.
상기 각 장치는 프레임 내에 배치되고 덮개판을 착탈가능하게 설치하여 쉽게 보수 또는 정비가 이루어지게 할 수 있다.
또한, 조립체 저면에는 이동바퀴를 설치하여 필요한 장소로 쉽게 이동되도록 구성할 수 있는 있다.
상기한 바와같이 구성된 정수시스템(10)은, 원수공급관(20)을 통해 전해조(30) 내부에 원수가 공급된다. 본 발명의 일예로는 석회수를 원수로 사용한 예로 설명한다. 반응을 촉진시키기 위해 원수 이외에 이산화탄소를 추가로 주입할 수 있다.
상기 전해조(30)로 공급되는 원수는 다중전극관(32) 하단를 향하여 공급되고, 거의 전량이 다중전극관을 통과하여 다중전극관 상단으로 배출되도록한다. 여기서 다중전극관의 좁은 틈을 통과하는 과정에서 반응이 발생되어 석회수는 함유 성분 중 수산화칼슘이 이산화탄소와 반응하여 탄산칼슘을 생성하고, 석회수의 다른 함유성분인 마그네슘은 산소와 결합하여 산화마그네슘을 생산하여 침전 또는 부상된다 특히 소량의 물이 분해되어 산소기체와 수소기체가 미세기포 형태로 생산되고, 생산된 미세기포는 탄산칼슘 및 이물질 표면에 부착되어 탄산칼슘과 이물질을 부유시켜 이물질 등이 전해조의 상부층에 모이도록 한다.
또한 다중전극관(32)에서는 다량의 미세기체가 생산되어 상승되는 상향류가 형성되고, 이는 다중전극관 하부의 물을 유입하여 상부로 배출하는 과정을 통해 전해조 내부에 상하층을 순환시키는 유속흐름이 발생되고, 다중전극관 내부를 통과하면서 석회수는 분해반응에 의해 원수 내의 석회질 농도를 대폭적으로 낮출 수 있다. 또한 탄산칼슘과 이물질에는 미세기체가 부착되어 부상력이 크기 때문에 전해조 내에서의 순환작용에는 참여되지 않아 전해조 내에는 상부의 부유영역과, 순환영역으로 층분리가 서서히 발생된다.
여기서 유입되는 원수의 량을 서서히 줄이면 부유영역의 부유물이 다량 포함된 분리수는 월류배출벽(33)을 월류하여 분리수저장조(40)로 임시유입되고, 분리수저장조와 연결된 분리수배출관(50)을 통해 외부로 배출된다.
또한, 전해조(30)의 중간 부분에 연통된 취수관(61)은 밸브 개방으로 전해조에 저장된 중간층의 맑은 물을 수취하여 처리수저장조(60)에 저장하고, 필요시 처리수저장조(60)에 저장된 물을 펌핑하여 다단필터부(70)를 통과시켜 식수로 사용할 수 있다.
이러한 과정은 원수에 포함된 이물질 특히 석회수의 경우 석회질의 농도를 대폭적으로 낮춰 다단필터부의 필터수명을 연장할 수 있다.
또한 전해조(30) 내의 다중전극관(32)은 동심원을 갖는 다중관 형태를 갖기 때문에 전기분해과정에서 발생된 미세기포가 집중적으로 발생될 수 있어 상향류발생에 의한 전해조(30) 내부 순환이 용이하게 이루어지게 하여 원수에 내포된 석회질의 석출율을 높일 수 있다. 아울러 상기 전해조 내에는 이산화탄소를 추가로 주입시켜 석회질의 분해반응을 촉진시킬 수 있다.
10 : 정수시스템
20 : 원수공급관
30 : 전해조
31 : 반응부유실 32 : 다중전극관
33 : 월류배출벽 34 : 원수공급구
35 : 원수공급측벽 36 : 원수유입실
37 : 배출구 38 : 순환팬
321 : 음극관 322 : 양극관
323 : 유통공 324 : 양극접지판
325 : 음극접지판 326 : 미접홈
327 : 간격유지대 328 : 다리
329 : 홈
40 : 분리수저장조
41 : 배출스크류
50 : 분리수배출관
60 : 처리수저장조
61 : 취수관
70 : 다단필터부
80 : 제어장치
90 : 스킴장치
91 : 스킴본체 92 : 스크류축
93 : 지지봉 94 : 이동밀대
95 : 모터
* 미도시부호 : 80
20 : 원수공급관
30 : 전해조
31 : 반응부유실 32 : 다중전극관
33 : 월류배출벽 34 : 원수공급구
35 : 원수공급측벽 36 : 원수유입실
37 : 배출구 38 : 순환팬
321 : 음극관 322 : 양극관
323 : 유통공 324 : 양극접지판
325 : 음극접지판 326 : 미접홈
327 : 간격유지대 328 : 다리
329 : 홈
40 : 분리수저장조
41 : 배출스크류
50 : 분리수배출관
60 : 처리수저장조
61 : 취수관
70 : 다단필터부
80 : 제어장치
90 : 스킴장치
91 : 스킴본체 92 : 스크류축
93 : 지지봉 94 : 이동밀대
95 : 모터
* 미도시부호 : 80
Claims (6)
- 불순물이 다량 포함된 물을 다중전극관으로 전기분해하여 식수로 제공하는 정수시스템에 있어서,
불순물이 다량 포함된 원수를 공급하는 단속밸브가 설치된 원수공급관(20)과;
상기 원수공급관이 저면에 연통되어 원수를 공급받고, 내부의 반응부유실(31)에는 음극관(321)과 양극관(322)이 동심원으로 다수 배치된 다중전극관(32)이 설치되어 원수를 전기분해하여 이물질을 부유시키고, 상부 일측의 월류배출벽(33)으로 부유한 분리수를 월류시켜 배출시키는 전해조(30)와;
상기 전해조의 일측벽에 형성되어 상기 월류배출벽을 월류한 부유물을 포함하는 분리수를 포집하는 분리수저장조(40)와;
상기 분리수저장조에 저장된 분리수를 외부로 배출하는 분리수배출관(50)과;
상기 전해조의 측벽 중간에 단속밸브가 설치된 취수관(61)을 연통시켜 이물질이 분리된 중간영역의 처리수를 공급받아 저장하는 처리수저장조(60)와;
상기 처리수저장조에 저장된 처리수를 펌핑하여 다수의 필터를 통과시켜 식수를 제공하는 다단필터부(70)와;
상기 원수공급관과 취수관의 단속밸브와 다중전극관 및 각종 전원공급과 전기신호를 제어하는 제어장치(80);를 포함하여 구성되되,
상기 전해조(30)은,
원수공급관(20)의 원수공급구(34)와 다중전극관(32)을 동일수직선상에 배치하고, 다중전극관 하부면은 일정간격 동심원 방향으로 형성된 홈(329)을 갖는 간격유지대(327)에 장착되고, 상기 간격유지대는 삼발이 형태의 다리(328)가 형성되어 다중전극관을 전해조 바닥에서 일정간격 상부로 이격시켜 전해조 내부에서 하부 저장수를 다중전극관을 통해 상부로 이동시키는 순환이 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 하는 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 전해조의 다중전극관(32)은,
측벽에 다수의 유통공(323)을 형성하여 반응부유실(31)의 처리수를 재유입하여 전기분해반응을 반복수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템. - 제1항에 있어서,
상기 다중전극관(32) 저면에는 순환팬(38)을 더 장착하여 인근 처리수를 다중전극관 하부로 재유입시켜 전해조 내부에 순환대류를 촉진시키는 것을 특징으로 하는 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템. - 제1항에 있어서,
상기 전해조(30) 상부에는 부유한 부유물을 월류배출벽(33)을 통해 분리수저장조(40)로 밀어내는 스킴장치(90)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템. - 제1항에 있어서,
상기 분리수저장조(40)는, 배출스크류(41)를 설치하여 포집된 분리수를 분리수배출관(50)으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템.
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| KR1020190151975A KR102163942B1 (ko) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템 |
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| KR1020190151975A KR102163942B1 (ko) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템 |
Publications (1)
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|---|---|
| KR102163942B1 true KR102163942B1 (ko) | 2020-10-12 |
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ID=72886465
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| KR1020190151975A KR102163942B1 (ko) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | 다중전극관으로 전기분해하는 정수시스템 |
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09201586A (ja) | 1996-01-26 | 1997-08-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 電解浮上式浄水装置 |
| JPH11342389A (ja) * | 1998-06-01 | 1999-12-14 | Sanden Corp | 飲料供給装置 |
| JP2000093973A (ja) * | 1998-07-24 | 2000-04-04 | Mitsubishi Electric Corp | 多重円筒状電極を用いた殺菌装置 |
| JP3657698B2 (ja) * | 1996-06-25 | 2005-06-08 | ホシザキ電機株式会社 | 電解処理による汚濁水浄化装置 |
| KR100651122B1 (ko) * | 2005-06-20 | 2006-11-29 | 김칠영 | 휴대용 살균된 생리식염수의 분무 장치 |
| KR101174757B1 (ko) | 2010-07-20 | 2012-08-17 | (주)한영계기 | 간이수도용 정수장치 |
-
2019
- 2019-11-25 KR KR1020190151975A patent/KR102163942B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
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