KR102241536B1

KR102241536B1 - 분리막을 구비한 화병의 살균장치

Info

Publication number: KR102241536B1
Application number: KR1020210031068A
Authority: KR
Inventors: 남영숙
Original assignee: 남영숙
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2021-04-16

Abstract

본 발명의 분리막을 구비한 화병의 살균장치는 꽃꽂이 전용 화병의 물을 전기분해하기 위하여, 상기 화병(31)의 상측에 꽃을 삽입하기 위한 내부지름(R6)과, 분리막(34)의 지름(R0)과, 양(+)전극부(42)의 지름(R1)과, 반투막(61)의 지름(R3)과, 음(-)전극부(52)의 지름(R4)과, 상기 화병(31)의 외부지름(R5)의 관계는 아래 식과 같고, [R6 ≤ R0 < R1 < R2 < R3 < R4 < R5] 상기 분리막(34)과 상기 양(+)전극부(42)와, 상기 음(-)전극부(52)는 모두 물이 통과할 수 있는 망사구조로 되어 있고; 상기 양(+)전극부(42)와, 상기 음(-)전극부(52)는 상기 화병(31)의 바닥에 고정되지 않고, 바닥으로부터 중간에 떠 있는 상태로 고정되어 있으며: 상기 분리막(34)과 상기 양(+)전극부(42)와, 상기 음(-)전극부(52)는 모두 원통형 구조로 되어, 꽃꽂이 전용 상기 화병(31)의 물을 전기분해하여 상기 분리막(34)의 안측을 산성화하여 물을 살균할 수 있는 전기분해 장치를 구비한 화병에 있어서, 분리막(34)과 반투막(61)의 높이가 동일한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 전기분해를 위한 전극구조 장치를 구비한 화병을 제공함으로서 꽃꽂이 신선도를 오랫동안 유지할 수 있는 효과가 있고, 수돗물 전기분해시 수돗물에 함유되어 있는 염소를 제거하고, 물과 화병을 살균하여 꽃꽂이에 바이러스나 세균의 번식을 방지하는 효과가 있다.

Description

분리막을 구비한 화병의 살균장치{Vase sterilization device equipped with a separator}

본 발명은 화병 속의 물을 전기분해하여 pH를 조절하여 절화 수국의 화색(化色)에 최적의 물을 제공하기 위한 분리막을 구비한 화병의 살균장치에 관한 것이다.

또한 본 발명은 물의 살균과, 수돗물에 함유되어 있는 염소를 제거하는 기술에 관한 기술이다.

전기분해장치로 수돗물에 소량의 염화칼슘을 가하여 전기분해하고, 산성수를 꽃꽂이 물에 사용하면 신선도가 오래 유지된다.

예를 들어, 절화 장미나 절화 카네이션의 신선도는 일반 수돗물에 비하여 1.5～2.5배 신선도를 유지할 수 있다. 절화 장미에서는 산성수의 살균효과가 수중의 세균번식을 억제하여 줄기의 물오름을 촉진하고, 절화 카네이션과 같은 경우에는 빨리 시들게 하는 원인인 에칠렌을 분해하므로서 신선도가 오래 유지되는 것이다. 스타티스, 라일락에서도 유효하다.

전해수는 수돗물이나 수돗물에 식염 또는 염산 등의 전해조제를 가하고 전기분해하여 생성된 유용한 기능을 갖는 수용액이다. 전해수는 크게 전해음용수와 전해살균수로 나눌 수 있다. 전해음용수는 음용 목적위주의 가정용 약알칼리 전해수이고, 전해살균수는 살균을 목적으로 하며 강산성전해수, 미산성전해수와 전해차아염소산나트륨수가 있다.

수소이온농도지수 또는 수소농도지수는 수소이온(H⁺)의 해리농도를 로그의 역수를 취해 나타낸 값으로, 단위는 pH를 사용하며, 물질의 산과 염기의 강도를 나타내는 척도로서 사용된다. 수용액상에서의 수소이온 활동도는 물의 해리상수와 다른 이온과의 상호작용으로 나타낸다. 중성의 수용액은 수소이온(H⁺)의 활동도와 수산화이온(OH^-)의 활동도가 같으므로 표준 온도 압력(STP)에서 pH=7의 값을 가진다. pH의 값이 7보다 낮으면 산성, 7보다 높으면 염기성이라고 한다.

전해살균수는 pH에 따라 물속에 존재하는 염소의 형태가 달라지고, 그에 따른 살균력도 매우 다르다. pH에 따라 강산성전해수, 약산성전해수, 전해차아염소산나트륨수로 분류된다. 강산성전해수는 수돗물(32)에 염화나트륨을 미량 첨가한 식염수(NaCl 농도 0.2% 이하)를 반투막 격막식 전해조(30) 내에서 전기분해하여, 양극 측에서 얻어진 차아염소산을 유효 성분으로 한 산성 수용액을 강산성전해수라고 한다.

가정용 약알칼리 전해수는 활성탄 등으로 염소를 제거한 물에 글리세린산 칼슘을 첨가하여 약한 전류로 전기분해하여 생성되며 음용, 피부세정을 위한 물이다. 전해살균수는 물에 식염 또는 염산의 전해질을 첨가하여 전기분해 했을 때 전극의 양극(+)쪽에서 생성된다.

미산성전해수는 무격막식 전해조에서 희석 염산을 전기분해하여 수소가스 이외의 전해물 전량을 원수에 혼합 용해하는 것에 의하여 얻어진 차아염소산을 주 유효성분으로 하는 미산성의 수용액을 미산성 전해수라고 한다. 미산성전해수의 유효성분은 차아염소산이고 pH는 5.0∼6.5이다. 또한 유효염소농도는 10∼30 mg/kg이고 무색이며, 대개 무취이나 약간의 염소 냄새가 나기도 한다. 미산성전해수의 생성원리를 살펴보면, 무격막전해조에서 공급되는 희석 염산으로부터 전해에 의하여 양극에서 염소가 발생하고, 음극에서 수소가 생성된다. 생성된 염소는 물에 용해되어, 전해조로부터 고농도의 차아염소산용액이 연속적으로 생성된다. 이를 원수에 희석하면 유효염소농도 10∼30 ppm의 미산성전해수가 된다. 전해에 의하여 강산의 염산이 감소하여, 미산성의 차아염소산이 생성된다. 원수 중의 경도 성분에 기인한 완충작용에 의하여 pH 5.0∼6.5의 미산성이 된다.

차아염소산나트륨수는 유효성분으로 차아염소산나트륨을 함유한 물을 말하며, 식염수를 전기분해의 방법으로 얻어지는 물도 포함한다. 엷은 녹황색 액체로 염소 냄새를 가지고 있다. 전해차아염소산나트륨수의 생성원리를 살펴보면, 무격막 전해조에 3%의 식염수를 전기분해하여 양극에서는 염소가, 음극에서는 수소와 가성소다가 생성된다.

생성된 염소는 물에 용해되어 가성소다와 반응하여 약1% 이하의 차아염소산나트륨수를 생성한다.

특허공개공보 제10-2004-0055199호의 발명은 전기분해시키는 원수를 집수하는 소정크기의 수용공간을 가지는 다수개의 하우징 공간을 양극실과 음극실로 구획하고, 원수의 이동을 차단하고 음이온 또는 양이온만을 선택적으로 통과시키는 하우징의 결합 부분에 삽입 고정되는 이온교환막과, 양극실 및 음극실의 일측에 각각 형성되어 원수를 공급하는 제1, 제2 급수구와, 양극실의 타측에 형성되어 산소 및 산성 이온수를 배출하는 제1 배출구 및 음극실의 타측에 형성되어 수소 및 알칼리 이온수를 배출하는 제2 배출구를 포함하는 전기분해장치와 이를 이용한 전기분해수 생성장치, 이온수기 및 용존산소 정수기에 관한 것으로, 양극실 방향의 이온교환막 표면에 외부 전원의 양극에 연결되는 양극판의 전극 표면을 접촉고정시키고, 음극실 방향의 이온교환막 표면에 외부 전원의 음극에 연결되는 음극판을 접촉고정시키는 기술이다.

실용신안등록공보 제20-0254148호의 고안은 인조 식물의 정화작용을 수행하는 정화장치구조에 관한 것으로, 사무실이나 가정 및 공장 등에 인체에 이롭도록 공기정화와, 음이온의 발생과, 습도의 조절을 수행하는 화분에 수용된 관상용 식물의 기능을 구현함과 더불어 살균 및 방충 등의 효과를 더하도록 화분과 인조 관상수 형상의 하우징에 가습기와, 집진기와, 제어기와, 음이온발생기와, 오존발생기와, 초음파발진기를 수용하도록 구성하고, 상기 각 구성품의 작용이 상호 간섭되는 것을 방지하면서 수분의 공급과, 공기의 정화와, 음이온 및 오존의 함유와, 향기를 포함한 것을 보다 용이하게 이루도록 하고, 보다 자유로운 설치장소의 선정이 가능하도록 한 것이다.

도 1은 실용신안등록공보 제20-0254148호 도 2의 종래기술로서 화분형상의 하우징에 가습기와, 집진기와, 오존발생기 및 이온발생기를 설치하고, 이 하우징에서 정화 및 습도조절이 완료된 공기가 화분에 적합한 인조식물의 줄기 및 잎사귀를 통해 배출되도록 된 것이다. 또한 하우징의 내부에 향 발생기를 설치하며, 산화금속화합물로 구성된 원적외선 세라믹 등의 방사물질을 물통 및 화분에 설치하여 살균작용을 이루는 것을 특징으로 하고, 음이온발생기에서 발생한 음이온이 하우징의 외부에서 용이하게 확산되도록 음이온발생기의 출력선이 정화된 공기가 배출되며, 오존과 수분의 화합으로 인체에 해로운 물질이 생성되는 것을 방지하도록 상기 정화 및 습도조절이 이루어진다.

상기 고안의 구성은 정화장치(201), 인조식물(202), 몸체(203), 덮개(204), 가습기(205), 물통(206), 가습관(207), 집진기(208), 흡기구(209), 송풍기(210), 배기관(211), 제어기(212), 조작부(213), 초음파발진기(214), 향방출기(215), 고정판(216)으로 이루어져 있다.

이와 같은 기술은 인조식물을 대상으로 하고 있으며, 생화를 대상으로 하는 본 발명과는 대상 자체가 다르다. 살균도 본 발명은 전기분해를 하여 살균을 함에 비하여, 종래기술은 세라믹 재료를 이용하여 살균을 한다.

실용신안등록공보 제20-0383136호의 고안은, 꽃이 장식된 꽂이부재를 인조 꽃꽂이 수반의 하부에서 모터의 동력으로 회전시켜 꽃의 위치가 변동됨에 따라 심미감을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 꽃꽂이 수반의 내부에 저장된 물속으로 음이온생성부에서 음이온을 생성하여 순환시키므로 물의 오염을 방지하도록 정화하면서 실내의 가습효과를 향상시킴과 아울러 정화된 물이 냉각부를 통해 꽃꽂이 수반에 저장된 물의 온도를 일정하게 유지할 수 있으므로, 꽃의 신선도 및 수명을 연장시키면서 꽃의 교체비용 절감으로 인한 경제성을 향상시킬 수 있는 음이온 발생기능이 부가된 꽃꽂이 수반에 관한 것이다.

예를 들어, 수국의 생육 가능한 토양의 산도는 pH 3.0 ~ pH 7.4이며, pH 7.4 이상에서는 장애가 있을 수 있다. 이러한 수국은 양분이 pH 3.0 이상 ~ pH 5.2 이하의 산성이면 청색계열 꽃, pH 5.2 초과 ~ pH 7.0 미만이면 보라색 꽃, pH 7.0 이상 ~ pH 7.4 미만이면 분홍색·붉은색 꽃을 피운다. 상기 3개의 선행기술은 절화 수국의 화색에 영향을 미치는 pH에 의한 특성을 고려하지 않은 기술들이다.

특허공개공보 제10-2004-0055199호 실용신안등록공보 제20-0254148호 실용신안등록특허공보 제20-0383136호

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로, 본 발명의 해결하려는 과제는 전기분해를 통하여 꽃꽂이에 공급되는 물의 pH를 조절할 수 있으며, 전기분해시 전극의 양극(+)이 있는 부분에 꽃의 절화 부분이 잠기도록 하여 산성수를 유지하는 방법으로 꽃의 신선도를 오래 동안 유지할 수 있는 분리막을 구비한 화병의 살균장치를 제공하는 데에 있다.

또 다른 본 발명의 해결하려는 과제는 꽃꽂이에 제공되는 수돗물에 포함된 염소를 제거하고, 꽃꽂이에 제공되는 물과 화병을 살균하는 데에 있다.

본 발명의 분리막을 구비한 화병의 살균장치는 꽃꽂이 전용 화병의 물을 전기분해하기 위하여, 상기 화병(31)의 상측에 꽃을 삽입하기 위한 내부지름(R6)과, 분리막(34)의 지름(R0)과, 양(+)전극부(42)의 지름(R1)과, 반투막(61)의 지름(R3)과, 음(-)전극부(52)의 지름(R4)과, 상기 화병(31)의 외부지름(R5)의 관계는 [R6 ≤ R0 < R1 < R2 < R3 < R4 < R5]와 같고, 상기 분리막(34)과 상기 양(+)전극부(42)와, 상기 음(-)전극부(52)는 모두 물이 통과할 수 있는 망사구조로 되어 있고; 상기 양(+)전극부(42)와, 상기 음(-)전극부(52)는 상기 화병(31)의 바닥에 고정되지 않고, 바닥으로부터 중간에 떠 있는 상태로 고정되어 있으며: 상기 분리막(34)과 상기 양(+)전극부(42)와, 상기 음(-)전극부(52)는 모두 원통형 구조로 되어, 꽃꽂이 전용 상기 화병(31)의 물을 전기분해하여 상기 분리막(34)의 안측을 산성화하여 물을 살균할 수 있는 전기분해 장치를 구비한 화병에 있어서, 분리막(34)과 반투막(61)의 높이가 동일한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 전기분해를 위한 전극구조 장치를 구비한 화병을 제공함으로서 꽃꽂이 신선도를 오랫동안 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 수돗물 전기분해시 수돗물에 함유되어 있는 염소를 제거하고, 물과 화병을 살균하여 꽃꽂이에 바이러스나 세균의 번식을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 종래기술로 화병의 정화장치의 하우징부의 일부 절결 사시도.
도 2는 양분의 pH에 따른 수국의 색깔 비교 사진.
도 3 pH에 따른 절화 장미의 수명 변화 그래프
도 4 pH에 따른 절화 장미의 물 흡수량의 변화 그래프
도 5는 일반적인 전기분해를 나타낸 도면.
도 6은 절화 수국이 청색계열인 경우 물의 전기분해 과정을 나타내는 흐름도.
도 7은 절화 수국이 보라색계열인 경우 전기분해 과정을 나타내는 흐름도.
도 8은 절화 수국이 분홍색·붉은색계열인 경우 전기분해 과정을 나타내는 흐름도.
도 9는 전기분해를 위한 전극 구조의 실시예1의 일부 조립 구조와 전기 인가를 나타내는 도면.
도 10은 전기분해를 위한 전극 구조의 실시예 1를 나타내는 도면.
도 11은 전기분해를 위한 전극 구조의 실시예 1의 조립도(a)와 단면도(b)를 나타내는 도면.
도 12는 전기분해를 위한 전극 구조의 다른 실시예 2를 나타내는 도면.
도 13은 전기분해 전극 구조의 실시예 3을 나타내는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명한다. 도 2는 양분의 pH에 따른 수국의 색깔 비교 사진이고, 도 3 pH에 따른 절화 장미의 수명 변화 그래프이고,

도 4 pH에 따른 절화 장미의 물 흡수량의 변화 그래프이다. 도 5는 일반적인 전기분해를 나타낸 도면이다.

도 2는 양분의 pH에 따른 수국의 색깔 비교 사진이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 양분의 pH에 따른 수국의 색깔이 다르게 나타난다.

좌측 수국의 청색계열(10)(Hydrangea macrophylla ‘Blue Heaven’)은 산성에서, 우측 수국의 분홍색계열(20)(Hydrangea macrophylla ‘Endless summer’)은 알칼리성에서 자란 수국이다.

수국은 종류도 많고 색도 다양하지만 일반적으로 pH 3.0 이상 ~ pH 5.2 이하이면 청색계열, pH 5.2 초과 ~ pH 7.0 미만이면 보라색계열, pH 7.0 이상 ~ pH 7.4 미만이면 분홍·붉은색계열의 꽃이 피는 것이 특징이다.

수국 수경재배에서 공급 pH의 조절은 알루미늄의 식물체 내 함량변화를 일으키며, 알루미늄 함량변화는 수국 꽃받침의 화색(花色) 변화와 관련 깊은 관련이 있다.

색이 변하는 원리는 수국 꽃은 안토시아닌이라는 색소에 의해 붉은 색을 띠게 되는데, 토양에 알루미늄이 별로 없으면 그대로 분홍색 또는 붉은 색 꽃이 피게 되고, 토양에 알루미늄이 많으면 안토시아닌이 알루미늄과 결합하여 꽃이 파란색으로 변하게 된다. 파란색 꽃은 분홍색 꽃보다 5배 이상의 알루미늄을 함유하고 있다.

색깔 변화는 모든 수국에 다 해당되는 것은 아니고, 가장 흔하고 인기 있는 분홍색이나 청색계열 꽃을 피우는 Hydrangea macrophylla와 산수국이라 불리는 Hydrangea serrata 수국이 여기에 해당된다.

흰색의 꽃을 가지는 수국, 덩굴수국(Hydrangea anomala), 떡갈잎수국(Hydrangea quercifolia), 나무수국(Hydangea paniculata), 둥글고 큰 공모양의 흰 꽃을 피우는 Hydrangea arboresens은 토양 pH가 달라져도 여전히 흰색 꽃을 피운다.

수국의 생육 가능한 토양의 산도는 pH 3.0 ~ pH 7.4이며, pH 7.4 정도에서는 장애가 올 수 있다. 절화 수국의 꽃꽂이에 가장 알맞은 물을 제공하기 위하여 pH의 조절이 중요하다. 이러한 pH의 조절에 전기분해를 이용하면 매우 효과적으로 절화 수국의 화색(化色)에 맞는 물을 제공할 수 있게 된다.

도 3과 도 4는 양분의 pH에 따른 절화 장미의 수명 변화를 나타낸 그래프이다.

절화 장미의 수명 결정요인인 꽃잎은 가장 수명이 짧기 때문에 절화의 수명을 결정하는 지표로 삼고 있다. 보존용액의 종류에 따른 절화수명 일수를 실험 개시 후 1일 간격으로 절화 장미(품종: Vital)의 경우 절화수명은 꽃목굽음(bent-neck)이 일어났을 때를 조사하였는데, 물의 종류별 절화 수명은 증류수는 7.3일, 수돗물 8일, pH 3.5에서 11일, pH 10.2에서 11일로 나타났다. 이로 볼 때 강산성과 강알칼리에서 수돗물 대비 모두 37.5% 길게 나타나 강산성(pH 3.5)과 강알칼리성(pH 10.2) 물에서 절화수명이 가장 길은 것으로 나타났다.

절화보존제 처리의 경우에는, pH 3.5(11.7일) > pH 10.2(11.3일) > 증류수(11일) > pH 5.3(10일) > 수돗물(8.3일) 순으로 절화보존제 처리시에 강산성(pH 3.5) 또는 강알칼리성(pH 10.2) 물을 사용하는 것이 절화 수명이 길어지는 것으로 나타났다.

도 5는 일반적인 물의 전기분해를 나타낸 도면이다.

본 발명에서 물의 pH를 조절하는 방법은 전기분해에 의한 방법이다. 전해조(30)에 수돗물(32)을 넣어 양극(40)과 음극(50) 사이를 반투막(60)을 두고 전원(33)을 인가하여 전기분해를 한다. 순수한 물(H₂O)을 전기분해하면 수소이온(H⁺)과 산소이온(O^-)이 발생하며, 수돗물은 소독을 위해 염소(Cl)를 넣기 때문에 염소(Cl)가 함유되어 있어 산소와 염소가 만나면 OCI^-(활성염소)가 된다.

또한 전기분해시 발생하는 H₂O₂(과산화수소), O₂ ^-(산화이온), OH^-(수산기) 등이 세균의 막을 형성하고 있는 H⁺와의 결합 등으로 산화되어 막을 파괴하여 세균이 죽게 된다. 이처럼 수소를 빼앗아 막을 파괴하면서 다시 물(H₂O)로 돌아온다.

수돗물(32)을 전기분해하여 염소이온을 전기화학적으로 제거하는 과정을 설명한다. 수돗물은 정수처리 과정을 통하여 과량의 염소를 투입하게 되며 이 경우 투입된 염소는 다음의 식 (1)과 같이 물과 반응하여 차아염소산과 염산을 생성하게 된다. 즉

H₂O₂+ Cl₂ → HOCl + HCl 식 (1)

그리고 식 (1)에 의해서 생성된 차아염소산(HOCl)은 다음의 식 (2)와 같이 반응하여 수소이온과 차아염소산이온으로 전리하게 된다.

HOCl → H⁺ + OCl^- 식 (2)

그리고 동시에 식 (1)의 염산(HCl)은 다음의 식 (3)과 같이 전리하게 된다.

HCl → H⁺ + Cl^- 식 (3)

결과적으로 정수처리에 의해 생성된 수돗물에는 상기와 같이 차아염소산, 차아염소산이온, 염소이온 및 수소이온이 존재하게 된다.

이러한 수돗물을 전기분해를 하게 되면, 양극실에서는 다음 식 (4)와 같이 반응하여 산성수를 생성하게 된다. 즉,

2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e 식 (4)

음극실에서는 다음 식 (5) 및 식 (6)과 같이 반응하여 수산화이온을 생성함으로써 알칼리수가 만들어 진다.

O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH^- 식 (5)

2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^- 식 (6)

그리고 음극실의 수돗물(32)에 함유되어 있는 염소이온 등의 음이온은 반투막(60)을 통하여 양극실로 이동하게 되며 양극실의 양이온 등은 음극실로 이동하게 된다.

염화나트륨(NaCl)을 전해질로 사용하여 양극(anode)(+)(40)에서 염소이온(Cl^-)이 산화되어 염소가스(Cl₂)를 생성하고, 음극(cathode)(-)(50)에서는 물(H₂O)이 환원되어 수소가스(H₂)를 생성하게 된다.

도 6은 절화 수국이 청색계열인 경우 물의 전기분해 과정을 나타내는 흐름도이고, 도 7은 절화 수국이 보라색계열인 경우 전기분해 과정을 나타내는 흐름도이고, 도 8은 절화 수국이 분홍색·붉은색계열인 경우 전기분해 과정을 나타내는 흐름도이다.

도 6은 절화 수국이 청색계열인 경우 물의 전기분해 과정을 나타내는 흐름도이다. 본 발명의 일 실시에 따른 절화 수국이 “청색계열”인 경우 최적의 물은 pH 3.0 이상 ~ pH 5.2 이하이다. 물의 전기분해 과정은 절화부분이 전기분해의 (+)전극부에 잠겨 있는 상태에서,

전원 ON 단계(S10); pH 2.2 이상 ~ 2.7 이하 여부판단 단계(S11);

5분경과 여부판단 단계(S12); 전원 OFF 단계(S13);

전원극성 (-)(+)절환 단계(S14);전원 ON 단계(S15);

pH 3.0 이상 ~ pH 5.2 이하 여부판단 단계(S16);

전원 OFF 단계(S17); pH 5.2 초과 여부판단 단계(S18)

전원극성 재 (+)(-)절환 단계(S19); 상기 전원 ON 단계(S15)로 되돌아가는 단계(S20); 상기 어느 단계에서든지 화병의 물 교환 또는 꽃꽂이 종료시 전원 OFF 단계(S21)로 이루어진다.

각 단계별로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저 절화 수국이 화병에 꽃꽂이 되어 있는 상태에서, 수돗물에 염화나트륨을 미량(NaCl 농도 0.2% 이하) 첨가하고, 전극은 수국의 절화부분이 잠겨있는 부분에 양극(+)을 인가한다. 다음에 전원 ON 단계(S10)로서 전원을 인가한다.

pH 2.2 이상 ~ 2.7 이하 여부판단 단계(S20)에서는 물을 pH 2.2 이상 ~ 2.7 이하로 산성화하여 살균하고, 이 과정에서 수돗물에 포함되어 있는 염소는 제거된다.

5분경과 여부판단 단계(S12)에서는 물속과 화병 속에 있는 대부분의 미생물은 살균되므로 5분경과 후 전원 OFF 단계(S13)로서 전원을 차단한다.

이어서, 전원의 극성을 (-)(+)절환하는 단계(S14)로서 수국의 절화부분이 잠겨있는 부분을 당초 (+)에서 음(-) 전원으로 절환하고, 전원 ON 단계(S15)로 진행한다.

이어서, 청색계열의 수국에 알맞도록 pH 3.0 이상 ~ pH 5.2 이하 여부판단 단계(S16)로 진행하며, pH 3.0 이상 ~ pH 5.2 이하를 유지하면, 전원 OFF 단계(S17)로서 전원을 차단한다. 이어서, pH 5.2 초과 여부판단 단계(S18)에서는 일정 시간이 경과되면 물이 중성이 되어 가므로 전원극성 재 (+)(-)절환 단계(S19)에서 전원극성을 재 절환하고, 상기 전원 ON 단계(S15)로 되돌아가는 단계(S20)로 이루어진다. 상기 어느 단계에서든지 화병의 물 교환 또는 꽃꽂이 종료시 전원 OFF 단계로 이루어진다.

상기 전원 ON 단계(S15)로 되돌아가는 단계(S19) 이후의 과정은 화병의 물을 교환하거나 꽃꽂이를 종료하지 않으면 계속 반복하여 진행된다.

도 7은 절화 수국이 보라색계열인 경우 전기분해 과정을 나타내는 흐름도이다.

본 발명의 일 실시에 따른 절화 수국이 “보라색계열”인 경우 최적의 물은 pH 5.2 초과 ~ pH 7.0 미만이다. 물의 전기분해 과정은 절화부분이 전기분해의 (+)전극부에 잠겨 있는 상태에서,

전원 ON 단계(S100); pH 2.2 이상 ~ 2.7 이하 여부판단 단계(S101);

5분경과 여부판단 단계(S102); 전원 OFF 단계(S103);

전원극성 (-)(+)절환 단계(S104); 전원 ON 단계(S105);

pH 5.2 초과 ~ pH 7.0 미만 여부판단 단계(S106);

전원 OFF 단계(S107); 상기 전원 OFF 단계(S107) 이후 10시간~12시간 이상 경과되거나, pH 7.0 이상 여부판단 단계(S108);

전원극성 재 (+)(-)절환 단계(S109); 상기 전원 ON 단계(S100)로 되돌아가는 단계(S120); 상기 어느 단계에서든지 화병의 물 교환 또는 꽃꽂이 종료시 전원 OFF 단계(S121)로 이루어진다.

각 단계별로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저 절화 수국이 화병에 꽃꽂이 되어 있는 상태에서, 수돗물에 염화나트륨을 미량(NaCl 농도 0.2% 이하) 첨가하고, 전극은 수국의 절화부분이 잠겨있는 부분에 양극(+)을 인가한다. 전기분해 과정에서 “청색계열”과 다른 점은 청색계열은 약산성을 계속 유지하므로 물과 화병에 미생물이 번식하기 어려우나, “보라색계열”인 경우에는 거의 pH 7.0까지 유지되므로 미생물이 번식하기 쉽다는 점이다. 이 때문에 전기분해 과정에서 살균과정을 일정 시간경과(10시간~12시간) 후에 다시 살균과정을 거쳐야 한다.

먼저 절화 수국이 화병에 꽃꽂이 되어 있는 상태에서, 수돗물에 염화나트륨을 미량(NaCl 농도 0.2% 이하) 첨가하고, 전극은 수국의 절화부분이 잠겨있는 부분에 양극(+)을 인가한다. 다음에 전원 ON 단계(S100)로서 전원을 인가한다.

pH 2.2 이상 ~ 2.7 이하 여부판단 단계(S101)에서는 물을 pH 2.2 이상 ~ 2.7 이하로 산성화하여 살균하고, 이 과정에서 수돗물에 포함되어 있는 염소는 제거된다.

5분경과 여부판단 단계(S102)에서는 물속과 화병 속에 있는 대부분의 미생물은 살균되므로 5분경과 후 전원 OFF 단계(S103)로서 전원을 차단한다.

이어서, 전원의 극성을 (-)(+)절환하는 단계(S104)로서 수국의 절화부분이 잠겨있는 부분을 당초 (+)에서 음(-) 전원으로 절환하고, 전원 ON 단계(S105)로 진행한다.

이는 물이 pH 2.2 이상 ~ 2.7 이하로 되어 있기 때문에 pH 5.2 초과 ~ pH 7.0 미만으로 하기 위함이다. 이어서, “보라색계열”의 수국에 알맞도록 pH 5.2 초과 ~ pH 7.0 미만 여부판단 단계(S106)로 진행하며, pH 5.2 초과 ~ pH 7.0 미만을 유지하면, 전원 OFF 단계(S107)로서 전원을 차단한다.

이어서, 상기 전원 OFF 단계(S107) 이후 10시간~12시간 이상 경과되거나, pH 7.0 이상 단계(S108)에서는 10~12시간이 경과되면 물이 중성이 되어 물과 화병에 미생물이 번식하기 시작하므로 다시 물을 강산성화하여 살균하기 위하여, 10~12시간이 경과되면, 전원극성 재 (+)(-)절환 단계(S109)로 진행하여 전원극성을 절환하고, 상기 초기 전원 ON 단계(S100)로 되돌아가는 단계(S120)로 진행하는 순서로 이루어진다.

상기 어느 단계에서든지 화병의 물 교환 또는 꽃꽂이 종료시 전원 OFF 단계로 이루어진다. 상기 전원 ON 단계(S100)로 되돌아가는 단계(S120) 이후의 과정은 화병의 물을 교환하거나 꽃꽂이를 종료하지 않으면 계속 반복하여 진행된다.

도 8은 절화 수국이 분홍색·붉은색계열인 경우 전기분해 과정을 나타내는 흐름도이다. 본 발명의 일 실시에 따른 절화 수국이 “분홍색·붉은색계열”인 경우 최적의 물은 pH 7.0 이상 ~ pH 7.4 미만이다. 물의 전기분해 과정은 절화부분이 전기분해의 (+)전극부에 잠겨 있는 상태에서,

전원 ON 단계(S130); pH 2.2 이상 ~ 2.7 이하 여부판단 단계(S131);

5분경과 여부판단 단계(S132); 전원 OFF 단계(S133);

전원극성 (-)(+)절환 단계(S134); 전원 ON 단계(S135);

pH 7.0 이상 ~ pH 7.4 미만 여부판단 단계(S136); 전원 OFF 단계(S137);

상기 전원 OFF 단계(S137)이후 10시간~12시간 이상 경과여부판단 단계(S138);

전원극성 재 (+)(-)절환 단계(S139); 상기 전원 ON 단계(S130)로 되돌아가는 단계(S140);상기 어느 단계에서든지 화병의 물 교환 또는 꽃꽂이 종료시 전원 OFF 단계로

로 이루어진다. 각 단계별로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저 절화 수국이 화병에 꽃꽂이 되어 있는 상태에서, 수돗물에 염화나트륨을 미량(NaCl 농도 0.2% 이하) 첨가하고, 전극은 수국의 절화부분이 잠겨있는 부분에 양극(+)을 인가한다. 전기분해 과정에서 “청색계열”과 다른 점은 청색계열은 약산성을 계속 유지하므로 물과 화병에 미생물이 번식하기 어려우나, “분홍색·붉은색계열”인 경우에는 pH 7.0 이상 ~ pH 7.4 미만으로 유지되므로 미생물이 번식하기 쉽다는 점이다. 이 때문에 전기분해 과정에서 살균과정을 일정 시간경과(10시간~12시간) 후에 다시 살균과정을 거쳐야 한다.

먼저 절화 수국이 화병에 꽃꽂이 되어 있는 상태에서, 수돗물에 염화나트륨을 미량(NaCl 농도 0.2% 이하) 첨가하고, 전극은 수국의 절화부분이 잠겨있는 부분에 양극(+)을 인가한다. 다음에 전원 ON 단계(S130)로서 전원을 인가한다.

pH 2.2 이상 ~ 2.7 이하 여부판단 단계(S131)에서는 물을 pH 2.2 이상 ~ 2.7 이하로 산성화하여 살균하고, 이 과정에서 수돗물에 포함되어 있는 염소는 제거된다.

5분경과 여부판단 단계(S132)에서는 물속과 화병 속에 있는 대부분의 미생물은 살균되므로 5분경과 후 전원 OFF 단계(S133)로서 전원을 차단한다.

이어서, 전원의 극성을 (-)(+)절환하는 단계(S134)로서 수국의 절화부분이 잠겨있는 부분을 당초 (+)에서 음(-) 전원으로 절환하고, 전원 ON 단계(S135)로 진행한다.

이는 물이 pH 2.2 이상 ~ 2.7 이하로 되어 있기 때문에 pH 7.0 이상 ~ pH 7.4 미만으로 하기 위함이다. 이어서, “분홍색·붉은색계열”의 수국에 알맞도록 pH 7.0 이상 ~ pH 7.4 미만 여부판단 단계(S136)로 진행하며, pH 7.0 이상 ~ pH 7.4 미만을 유지하면, 전원 OFF 단계(S137)로서 전원을 차단한다.

이어서, 상기 전원 OFF 단계(S137)이후 10시간~12시간 이상경과 여부판단 단계(S138)에서는 10~12시간이 경과되면 물과 화병에 미생물이 번식하기 시작하므로 다시 물을 강산성화하여 살균하기 위하여, 10~12시간이 경과되면, 전원극성 재 (+)(-)절환 단계(S139)로 진행하여 전원극성을 절환하고, 상기 초기 전원 ON 단계(S130)로 되돌아가는 단계(S140)로 진행하는 순서로 이루어진다.

상기 어느 단계에서든지 화병의 물 교환 또는 꽃꽂이 종료시 전원 OFF 단계로 이루어진다. 상기 전원 ON 단계(S130)로 되돌아가는 단계(S140) 이후의 과정은 화병의 물을 교환하거나 꽃꽂이를 종료하지 않으면 계속 반복하여 진행된다.

도 9는 전기분해를 위한 전극 구조의 실시예1의 일부 조립 구조와 전기 인가를

나타내는 도면이고, 도 10은 전기분해를 위한 전극 구조의 실시예 1를 나타내는 도면이다. 도 11은 전기분해를 위한 전극 구조의 실시예 1의 조립도(a)와 단면도(b)를 나타내는 도면이고, 도 12는 전기분해를 위한 전극 구조의 다른 실시예 2를 나타내는 도면이고,

도 13은 전기분해 전극 구조의 실시예 3을 나타내는 도면이다.

도 9는 전기분해를 위한 전극 구조의 실시예1의 일부 조립구조와 전기인가를 나타내는 도면이다. 양(+)전극부(51)와 음(-)전극부(51) 사이에 반투막(61)이 형성되어 있으며, 물이 통과할 수 있도록 망사구조로 되어 있다.

양(+)전극부(51)와 음(-)전극부(51)는 최초 직류전원을 인가할 때 구분하기 위한 것이며, 전극 자체가 양(+)전극부(51)와 음(-)전극부(51)로 고정되어 있는 것은 아니다. 즉, 전극을 절환할 경우에는 양(+)전극부(51)에 음(-)전원이 인가되고, 반대로 음(-)전극부(51)에는 양(+)전원이 인가된다. 모든 구조는 원통형의 모양으로 형성되어있으나, 화병의 모양에 따라 충분히 변형될 수 있다.

도 9(a)에는 양(+)전극부(41)와 음(-)전극부(51)에는 양(+)과 음(-) 전원(33)이 각각 연결되어 있고, 도 9의 (b)는 전원이 절환된 상태를 나타낸다. 즉, 전극부(41)에는 음(-) 전원(33)이, 전극부(51)에는 양(+) 전원(33)이 각각 연결되어 있다.

전원을 절환하는 것은, 최초 전원을 인가하여 꽃꽂이의 절화 부분이 잠기는 부분의 물을 강산성화하여 살균하여야 하므로 양(+)전극부(41)와 음(-)전극부(51)에 각각 양(+)과 음(-) 전원(33)을 연결하지만, 살균이 종료되고, 꽃꽂이의 특성에 맞는 pH를 유지하기 위하여 전원을 절환할 경우에는 전극부(41)에는 음(-) 전원을 인가하고, 전극부(51)에는 양(+) 전원을 인가한다.

예를 들어, 절화 장미와 같은 경우 pH 3.5가 가장 바람직하므로, 절화부분이 잠겨있는 부분을 살균시에는 pH 2.2 이상 ~ 3.0 미만으로 하기 위하여 양(+)전극부(41)와 음(-)전극부(51)에 각각 양(+)과 음(-) 전원(33)을 연결하여 전원을 인가하여 전기분해한 후 5분이 경과되면 대부분의 대장균은 살균이 되므로 5분경과 이후에는 절화 장미에 가장 적합한 pH 3.5로 pH를 올리기 위하여 전원을 절환하여, 전극부(41)에는 음(-) 전원을 인가하고, 전극부(51)에는 양(+) 전원을 인가하여 전기분해를 한다.

도 10은 본 발명에 따른 전기분해를 위한 전극 구조의 실시예1를 나타내는 도면이다. 화병(31), 전원(33), 분리막(34), 양(+)전극부(41), 음(-)전극부(51), 반투막(61)으로 구성되어 있다. 화병(31)의 뚜껑(35)은 분리막(34)과 연해서 조립되고, 꽃꽂이의 절화부분은 분리막(34)의 내측에 잠긴다. 상기 연해서 조립된다는 의미는 뚜껑(35)과 붙어있어도 되고, 도면과 같이 붙어있지 않고 약간 떨어져도 상관없음을 의미한다.

분리막(34), 양(+)전극부(41), 음(-)전극부(51), 반투막(61)은 모두 화병(31)의 밑바닥 부분에 고정되어 있으며, 분리막(34), 양(+)전극부(41), 음(-)전극부(51)는 물이 통과할 수 있는 구조이다. 분리막(34)의 지름(R0)은 절화부분이 전기분해의 양(+)전극부(41)에 잠기고, 양(+)전극부(41)를 보호하기 위하여 양(+)전극부(41)의 내측에 설치되되, 뚜껑(35)의 내부지름(R6)보다는 같거나 크게 형성이 되어야 한다. 이는 절화부분이 삽입될 때 분리막(34)이 방해를 하지 않아야 하기 때문이다.

각각의 지름은 아래와 같이 형성된다. 양(+)전극부(41)의 지름(R1)은 분리막(34)의 지름(R0)보다 크게 형성되고, 반투막(61)의 지름(R3)은 양(+)전극부(41)의 지름(R1)보다 크게 형성된다. 음(-)전극부(51)의 지름(R4)은 반투막(61)의 지름(R3)보다 크게 형성되고,

화병(31)의 외부지름(R5)은 음(-)전극부(51)의 지름(R4)보다 크게 형성되고, 화병(31)의 내부지름(R6)은 분리막(34)의 지름(R0)과 같거나 작게 형성된다.

각 지름의 크기별로 정리해보면,

[R6 ≤ R0 < R1 < R2 < R3 < R4 < R5] 와 같이 된다.

도 11은 전기분해를 위한 전극 구조의 실시예 1의 조립도(a)와 단면도(b)를 나타내는 도면이다. 화병(31), 전원(33), 분리막(34), 양(+)전극부(41), 음(-)전극부(51), 반투막(61)으로 구성되어 있으며 각각의 높이는 모두 동일하다.

도 12는 전기분해를 위한 전극 구조의 다른 실시예 2를 나타내는 도면이다.

도 12(a)는 측면도이며, 도 12(b)는 위에서 본 단면도이다. 전원(33), 분리막(34), 양(+)전극부(42), 음(-)전극부(52), 반투막(61)으로 구성되어 있다.

상기 실시예 1과 다른 점은 분리막(34)과 반투막(61)은 높이가 동일하나, 양(+)전극부(42), 음(-)전극부(52)은 분리막(34) 또는 반투막(61)보다 낮게 형성된다.

도 12에 도시되어 있는 전극부(42)(52)는 중간에 배치한 형태이나, 화병(31)의 바닥에 배치할 수도 있다. 중간에 배치한 구조는 전극을 바닥에 고정하지 않아 물 흐름이 좋아 세균 번식 방지에 효과가 있다.

양(+)전극부(43)와 음(-)전극부(53)는 원형막대형으로 되어 있다. 도 13(a)는 음(-)전극부(53)가 양(+)전극부(43)를 중심으로 좌우측에 각각 1개씩 두 개 있는 것을 나타내는 측면도이며, 도 13(b)는 음(-)전극부(53)가 양(+)전극부(43)를 중심으로 90도 간격으로 배치되어 있는 된 것을 위에서 본 단면도이다.

양(+)전극부(43)는 한 개로 구성되지만, 음(-)전극부(53)는 2개 이상으로 구성된다. 음(-)전극부(53)가 2개일 경우에는 양(+)전극부(43)를 중심으로 180도로 배치되며, 음(-)전극부(53)가 3개일 경우에는 양(+)전극부(43)를 중심으로 120도 간격으로 배치되며, 음(-)전극부(53)가 4개일 경우에는 양(+)전극부(43)를 중심으로 90도 간격으로 배치된다.

음(-)전극부(53)는 바람직하기로는 90도 각도로 4개가 배치된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

최근 꽃에 대한 관심도가 높아지고, 장미나 수국의 판매량이 증가하고 있어 절화 장미나, 절화 수국과 같은 전용 화병이 필요하다. 이와 같은 꽃꽂이 전용 화병을 위하여 본 발명은 화병 속의 물의 pH를 조절하여 꽃꽂이에 맞는 최적의 물을 제공하는 화병에 전기분해 방법과 그 전극의 구조 및 그 화병을 제공한다.

본 발명은 화병 속의 물을 전기분해 함으로서 꽃꽂이에 맞는 최적의 물을 제공할 수 있으며, 전기분해를 위한 전극구조를 제공하기 위한 전기분해 전용 화병을 마련할 수 있어서 물과 화병을 살균할 수 있어서 화훼 산업에 유용한 발명이다.

10: 수국의 청색계열 20: 수국의 분홍색계열
30: 전해조 31: 화병
32: 수돗물 33: 전원
34: 분리막 35: 화병 뚜껑
40: 양극(+) 41, 42, 43: 양(+)전극부의 실시예1,2,3
50: 음극(-) 51, 52, 53: 음(-)전극부의 실시예1,2,3
60: 반투막 61: 반투막의 실시예1

Claims

꽃꽂이 전용 화병의 물을 전기분해하기 위하여,
상기 화병(31)의 상측에 꽃을 삽입하기 위한 내부지름(R6)과, 분리막(34)의 지름(R0)과, 양(+)전극부(42)의 지름(R1)과, 반투막(61)의 지름(R3)과, 음(-)전극부(52)의 지름(R4)과, 상기 화병(31)의 외부지름(R5)의 관계는 아래 식과 같고,

[R6 ≤ R0 < R1 < R2 < R3 < R4 < R5]

상기 분리막(34)과 상기 양(+)전극부(42)와, 상기 음(-)전극부(52)는 모두 물이 통과할 수 있는 망사구조로 되어 있고;
상기 양(+)전극부(42)와, 상기 음(-)전극부(52)는 상기 화병(31)의 바닥에 고정되지 않고, 바닥으로부터 중간에 떠 있는 상태로 고정되어 있으며:
상기 분리막(34)과 상기 양(+)전극부(42)와, 상기 음(-)전극부(52)는 모두 원통형 구조로 되어, 꽃꽂이 전용 상기 화병(31)의 물을 전기분해하여 상기 분리막(34)의 안측을 산성화하여 물을 살균할 수 있는 전기분해 장치를 구비한 화병에 있어서,
분리막(34)과 반투막(61)의 높이가 동일한 것을 특징으로 하는 분리막을 구비한 화병의 살균장치.