KR102252754B1 - 전해수 생성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극을 구비하는 알카리수챔버와, 양극을 구비하는 산성수챔버와, 상기 알카리수챔버와 상기 산성수챔버를 구획하는 격막을 포함하는 전해조; 상기 산성수챔버로부터 산성수를 전달받아 저장하는 산성수저장조; 상기 알카리수챔버로부터 알카리수를 전달받아 저장하는 알카리수저장조; 사용된 산성수 또는 알카리수를 저장하면서 알카리수저장조 또는 산성수저장조로부터 알카리수 또는 산성수가 유입되도록 하는 중화조;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해수 생성장치에 관한 것이다.

Description

전해수 생성장치{Electrolyzed water generating apparatus}

본 발명은 전도율이 낮은 순수의 전기분해에 의해 전해수가 생성되도록 하는 전해수 생성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전해수는 자화처리, 초음파 처리, 광석 처리, 미네랄 처리, 전기분해 처리 등의 공정에 의해 생성되는 것으로서, 전기분해 처리에 의해 전해수를 생성하는 것이 가장 많이 사용되고 있다.

삭제

삭제

전해수중 약 알카리수는 그 특성상 음용시 인체에 매우 유용하여 위장병이나 고혈압, 당뇨병, 신경통 등을 치료하는 치료용으로도 사용하고 있으며, 또한 강 알카리수는 농작물의 생육을 촉진하고 토양 개량 가능성이 있으며 합성세제를 사용하지 않고도 더러워진 물체를 세정하는데도 사용하고 있다.

또, 산성수는 살균목적으로 의료수 살균수, 식품제조공정의 살균, 축산의 악취제거, 소독살균등을 위하여 광범위하게 사용되고 있다. 그 외에, 산성수와 알카리수의 적용 분야에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며, 전해수를 효과적으로 제조하기 위한 다양한 전해수 생성장치가 개발되고 있다.

이렇게 전해수를 생성하는 장치의 일 예가 대한민국 특허등록 제0133975호에 개시되어 있다. 이 선행문헌에 개시된 전해수 생성 장치는 이온투과성 격막으로 분할되어 양전극실과 음전극실이 형성된 전해조와, 상기 양전극실과 음전극실에 각각 배치되어 있는 양극 전극 및 음극 전극과, 상기 양전극실과 음전극실에 각각 원수를 공급하는 원수 공급로와, 상기 원수 공급로로 탱크에 저장된 전해질 수용액을 주입할 주입수단과, 상기 양전극실과 음전극실에서 각각 전해수를 배출시키는 전해수 배출로와, 상기 전해수 배출로의 한쪽에 설치한 배출유량 조절 수단과 전해 배출로에서 유출되는 전해수를 저장하는 저장 탱크를 포함한다.

그런데 종래 전해수 생성장치의 경우 전해수의 생성과정에서 특히 산성수가 제조되는 챔버에서 유해가스가 유발되는 문제가 있으며, 사용된 전해수의 경우도 그대로 외부로 배출시 2차 오염의 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제0133975호

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전도율이 낮은 순수를 전기분해 하여 전해수가 생성되도록 함과 동시에, 전해수의 생성 및 사용과정에서 발생될 수 있는 2차 오염의 문제를 제어할 수 있는 전해수 생성장치를 제공하고자 함이다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제에 의한 전해수 생성장치(이하 "본 발명의 장치"라함)는, 음극을 구비하는 알카리수챔버와, 양극을 구비하는 산성수챔버와, 상기 알카리수챔버와 상기 산성수챔버를 구획하는 격막을 포함하는 전해조; 상기 산성수챔버로부터 산성수를 전달받아 저장하는 산성수저장조; 상기 알카리수챔버로부터 알카리수를 전달받아 저장하는 알카리수저장조; 사용된 산성수 또는 알카리수를 저장하면서 알카리수저장조 또는 산성수저장조로부터 알카리수 또는 산성수가 유입되도록 하는 중화조;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 중화조는 하단부에 사용된 전해수가 유입되는 유입라인과 하단부에 알카리수저장조 및 산성수저장조에 연결되어 알카리수 또는 산성수가 선택적으로 유입되는 제 2유입라인과 상단부에 처리수가 배출되는 배출라인이 구성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 상기 유입라인으로부터 유입된 전해수와 상기 제 2유입라인으로부터 유입된 알카리수 또는 산성수가 통과하면서 이물질이 여과되도록 하는 여재층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 산성수챔버 상단에는 가스포집공간이 형성되며, 상기 가스포집공간의 상단에는 제 2여재층의 형성되되, 상기 제 2여재층에는 양이온고분자에 의해 표면개질된 활성탄이 충진되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 산성수챔버 상단에는 가스포집공간이 형성되며 상기 가스포집공간에 포집된 가스는 가스배출라인을 통해 외부로 배출되고, 상기 가스배출라인과 연통하는 유해가스제거조가 형성되되, 상기 유해가스제거조는, 하단에 상기 가스배출라인과 연통하며 상단에 유해물질이 제거된 가스가 배출되는 처리가스배출라인이 형성되며 내부에 전해액이 충진된 제 2하우징과, 상기 제 2하우징의 내부에 다공을 형성하는 양극과, 상기 양극에 이격을 형성하는 음극과, 상기 제 2하우징 외부에서 상기 양극 및 음극에 전원을 인가하는 전원부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 제 2하우징의 하단에는 슬러지배출라인이 형성되며, 상기 가스배출라인은 상기 제 2하우징 내부에서 상기 양극의 하면과 대향하는 가스토출노즐과 연통하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 양극의 하면에는 상기 제 2하우징과 밀폐면을 형성하도록 격벽이 형성되며 상기 격벽 내부에 상기 가스토출노즐이 구성되는 것을 특징으로 한다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 장치는 전도율이 낮은 순수를 전기분해를 통해 전해수가 생성되도록 하는 장점이 있다.

또한 본 발명의 장치는 상기에서 언급한 과정에서 생성된 전해수가 사용된 후에 중화 등의 처리가 가능토록 하고, 전해수 생성과정에서 발생되는 유해가스의 처리가 가능하여 전해수의 생성 및 사용에 따른 2차 오염을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 장치를 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 일 구성으로서 중화조의 일 실시예를 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명의 일 구성으로서 전해조의 일 실시예를 나타내는 개략도.
도 4는 본 발명의 장치에 대한 다른 실시예를 나타내는 개략도.

이하 본 발명의 실시 예을 첨부되는 도면을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 장치는, 도 1에서 보는 바와 같이 음극(211)을 구비하는 알카리수챔버(21)와, 양극(221)을 구비하는 산성수챔버(22)와, 상기 알카리수챔버(21)와 상기 산성수챔버(22)를 구획하는 격막(23)을 포함하는 전해조(2); 상기 산성수챔버(22)로부터 산성수를 전달받아 저장하는 산성수저장조(3); 상기 알카리수챔버(21)로부터 알카리수를 전달받아 저장하는 알카리수저장조(4); 사용된 산성수 또는 알카리수를 저장하면서 알카리수저장조(4) 또는 산성수저장조(3)로부터 알카리수 또는 산성수가 유입되도록 하는 중화조(5);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전해조(2)는 내부에는 얇은 시트상(狀)의 격막(23)과, 이 격막(23)에 의해 구획된 알카리수챔버(21) 및 산성수챔부(22)가 구비된다.

상기 격막(23)은 이른바 "세퍼레이터"라 불리고, 물을 전기 분해할 시에 발생하는 이온을 투과시키는 재료에 의해 형성된 얇은 시트재에 의해 구성된다.

상기 알카리수챔버(21)에는 음극(211)이 배치됨과 동시에, 상기 산성수챔버(22)에는 양극(221)이 배치된다. 이 음극(211)과 양극(221)은 격막(23)이 사이에 게재되면서 상호 대향하도록 배치된다.

상기 음극(211)과 양극(221)의 재질은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 티타늄을 백금 또는 이리듐(iridium)으로 코팅한 것을 들 수 있으나, 전극의 전해 내구성의 관점에서, 티타늄을 백금 이리듐으로 도금 가공한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한 도면에 도시된 바는 없으나 상기 알카리수챔버(21)에 연통되어, 외부로부터 원수를 상기 알카리수챔버(21)에 공급하는 원수유입라인과, 상기 산성수챔버(22)에 연통되어, 외부로부터 원수를 상기 산성수챔버(22)로 공급하는 원수유입라인이 구비된다.

또한 양 전극에는 전원부(25)가 연결되어 전기적인가에 의해 전해조(2)에서 전기분해가 일어나도록 하는 것이며, 이러한 전기분해에 의해 알카리수챔버(21)에서는 알카리수가 생성되고, 산성수챔버(21)에서는 산성수가 생성되는 것이다.

이렇게 전해조(2)에서 생성된 알카리수는 알카리수저장조(4)에 저장되고, 산성수는 산성수저장조(3)에 저장되면서 용도에 맞는 사용처(6)에 공급이 되도록 하는 것이다. 상기 사용처(6)의 경우 주로 오염물질의 제거가 필요한 것으로 예로 스크라바, 오염토양 세척 등 다양한 용도로 사용될 수 있는 것이다.

이렇게 사용처(6)에서 사용이 완료된 산성수 또는 알카리수는 사용과정에서 다양한 오염원이 포함되어 있으며 전해수 자체를 그대로 배출하는 경우 2차 오염의 문제가 있을 수 있다.

이에 본 발명에서는 중화조(4)가 더 구성되도록 하여 사용된 산성수 또는 알카리수를 사용처(6)로부터 공급받아 저장하면서 알카리수저장조(4) 또는 산성수저장조(3)로부터 알카리수 또는 산성수가 유입되도록 하여 중화작용이 이루어지도록 한다. 예로 산성수가 사용처(6)에서 사용된 경우이면 이렇게 사용된 산성수(6)가 중화조(4)에 유입되고 중화조(4)에서는 알카리수저장조(4)에서 알카리수가 유입되도록 하여 중화처리가 이루어지도록 하는 것이다.

또한 이에 더하여 도 2에서 보는 중화조(4)에서는 사용된 산성수 또는 알카리수에 혼입된 오염물질의 여과처리가 이루어지도록 함으로써 중화와 동시에 오염물질의 제거가 이루어지도록 하여 배출되는 처리수에 의한 2차 오염을 제어하거나 후처리 공정의 부하를 줄일 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해 상기 중화조(5)는 하단부에 사용된 전해수가 유입되는 유입라인(521), 하단부에 알카리수저장조(4) 및 산성수저장조(3)에 연결되어 알카리수 또는 산성수가 선택적으로 유입되는 제 2유입라인(522), 상단부에 처리수가 배출되는 배출라인(523)이 구성된 하우징(52)과, 상기 하우징(52)내부에 상기 유입라인(521)으로부터 유입된 전해수와 상기 제 2유입라인(522)으로부터 유입된 알카리수 또는 산성수가 통과하면서 이물질이 여과되도록 하는 여재층(51)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 여재층(51)을 구성하는 여재는 그 종류를 한정하지 않으며 일 예로 활성탄이 사용될 수 있다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

또한 본 발명에서는 도 4에서 보는 바와 같이 이물질을 포함하는 유해가스의 처리를 위한 다른 실시예를 제시하고 있다.

본 실시예에서는 상기 산성수챔버(22) 상단에는 가스포집공간(222)이 형성되며 상기 가스포집공간(222)에 포집된 가스는 가스배출라인(224)을 통해 외부로 배출되고, 상기 가스배출라인(224)과 연통하는 유해가스제거조(7)가 형성되되, 상기 유해가스제거조(7)는, 하단에 상기 가스배출라인(224)과 연통하며 상단에 유해물질이 제거된 가스가 배출되는 처리가스배출라인(711)이 형성되며 내부에 전해액이 충진된 제 2하우징(71)과, 상기 제 2하우징(71)의 내부에 다공을 형성하는 양극(72)과, 상기 양극(72)에 이격을 형성하는 음극(73)과, 상기 제 2하우징(71) 외부에서 상기 양극(72) 및 음극(73)에 전원을 인가하는 전원부(74)가 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 2하우징(71)의 하부로 상기 가스배출라인(224)을 통해 이물질을 포함하는 가스가 유입되는 것이며, 이렇게 유입된 가스는 내부에 다공을 형성하는 양극(72)을 통과하면서 가스에 혼입된 이물질이 양극(72)의 다공에 의해 흡착에 의한 여과가 이루어지도록 하는 것이며, 이렇게 양극(72)에 의해 여과가 이루어진 가스는 처리가스배출라인(711)을 통해 외부로 배출되도록 하는 것이다. 여기서 이물질에는 양극(221)에서 탈리되는 미세고형분 등이 될 수 있다.

이를 위해서 도면에서 보는 바와 같이 상기 가스배출라인(224)에 의해 상기 제 2하우징(71) 내부로 유입되는 가스는 가스배출라인(224)의 위치와 대향하도록 형성되는 양극(72)으로 유입되도록 하여 다공을 형성하는 양극(72)에서 가스에 혼입된 이물질이 걸러지도록 하는 것이다.

이러한 기능이 더욱 극대화 되도록 하기 위해 상기 가스배출라인(224)은 상기 제 2하우징(71) 내부에서 상기 양극(72)의 하면과 대향하는 가스토출노즐(713)과 연통하도록 구성되는데, 가스배출라인(224)을 통해 유동하는 가스가 상기 제 2하우징(71) 내부에서 상기 양극(72)의 하면과 대향하는 가스토출노즐(713)을 통해 상기 양극(72) 방향으로 가스가 토출되도록 하는 것이며, 이에 더하여 상기 양극(72)의 하면에는 밀폐면을 형성하도록 격벽(75)이 형성되며 상기 격벽(75) 내부에 상기 가스토출노즐(713)이 구성되도록 하여 가스토출노즐(713)을 통해 제 2하우징(71) 내부로 토출되는 가스는 상기 양극(72)을 통해서만 전해질(712)로 유출되도록 하여 유입되는 가스 전체가 양극(72)을 통과하도록 하는 것이다. 상기 격벽(75)은 도면에서 보는 바와 같이 상기 양극(72)의 하면과 격벽(75) 및 제 2하우징(71)에 의해 밀폐된 공간이 형성되도록 하는 것이다.

이렇게 다공을 형성하는 양극(72)은 탄소재질 등 다양한 공지의 재질이 사용될 수 있음은 당연하다.

이러한 양극(72)을 통한 여과과정이 진행되면 상기 양극(72)이 폐색될 수 있는데, 본 실시예에서는 이 경우 상기 전원부(74)가 양극(72) 및 음극(73)에 전원을 인가하여 상기 제 2하우징(71) 내부에서 전기분해가 이루어지도록 한다.

또한 양극에 전원이 인가될 경우 양극이 갖는 저항으로 인해 열이 발생될 수 있고 열에 의해 양극(72)에 흡착된 이물질이 탈착이 이루어지게 되는 것이며, 이렇게 탈착이 된 이물질은 양극(72)에서 발생되는 전해수(산성수)에 의해 분해가 이루어진다. 이러한 세척과정에서 제 2하우징(71)의 하부에 침적되는 이물질은 상기 제 2하우징(71)의 하단에 슬러지배출라인을 통해 외부로 배출시키는 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

1 : 본 발명의 장치 2 : 전해조
3 : 산성수저장조 4 : 알카리수저장조
5 : 중화조

Claims (6)

1. 음극을 구비하는 알카리수챔버와, 양극을 구비하는 산성수챔버와, 상기 알카리수챔버와 상기 산성수챔버를 구획하는 격막을 포함하는 전해조;
   상기 산성수챔버로부터 산성수를 전달받아 저장하는 산성수저장조;
   상기 알카리수챔버로부터 알카리수를 전달받아 저장하는 알카리수저장조; 및
   사용된 산성수 또는 알카리수를 저장하면서 알카리수저장조 또는 산성수저장조로부터 알카리수 또는 산성수가 유입되도록 하는 중화조;를 포함하며,
   상기 중화조는 하단부에 사용된 전해수가 유입되는 유입라인과 하단부에 알카리수저장조 및 산성수저장조에 연결되어 알카리수 또는 산성수가 선택적으로 유입되는 제 2유입라인과 상단부에 처리수가 배출되는 배출라인이 구성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 상기 유입라인으로부터 유입된 전해수와 상기 제 2유입라인으로부터 유입된 알카리수 또는 산성수가 통과하면서 이물질이 여과되도록 하는 여재층을 포함하고,
   상기 산성수챔버 상단에는 가스포집공간이 형성되며 상기 가스포집공간에 포집된 가스는 가스배출라인을 통해 외부로 배출되고, 상기 가스배출라인과 연통하는 유해가스제거조가 형성되되, 상기 유해가스제거조는, 하단에 상기 가스배출라인과 연통하며 상단에 유해물질이 제거된 가스가 배출되는 배출라인이 형성되며 내부에 전해액이 충진된 제 2하우징과, 상기 제 2하우징의 내부에 다공을 형성하는 양극과, 상기 양극에 이격을 형성하는 음극과, 상기 제 2하우징 외부에서 상기 양극 및 음극에 전원을 인가하는 전원부가 포함되는 것을 특징으로 하는 전해수 생성장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제 2하우징의 하단에는 슬러지배출라인이 형성되며, 상기 가스배출라인은 상기 제 2하우징 내부에서 상기 양극의 하면과 대향하는 가스토출노즐과 연통하는 것을 특징으로 하는 전해수 생성장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 양극의 하면에는 상기 제 2하우징과 밀폐면을 형성하도록 격벽이 형성되며 상기 격벽 내부에 상기 가스토출노즐이 구성되는 것을 특징으로 하는 전해수 생성장치.

Images