KR102451586B1 - 차염제조장치 - Google Patents

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Abstract

차염제조장치는 소금물이 인입 및 인출되기 위한 인입부와 인출부, 인입부로 인입된 소금물을 전기분해하기 위한 분해공간을 형성하는 전기분해본체로 이루어진 복수의 전해조, 복수의 전해조 각각의 분해공간에 배치되어 소금물을 전기분해하여 차아염소산나트륨을 제조하는 분해전극, 복수의 전해조 중 인접 전해조의 인출부와 인입부를 연결하여 분해전극에 의해 제조된 차아염소산나트륨을 포함하는 전해액과 수소가스를 포함하는 기액혼합액이 연통되도록 하는 연결부 및 연결부 상에 배치되어 기액혼합액으로부터 분해전극에 의해 발생된 수소가스를 분리하는 기액분리기를 포함한다.

Description

차염제조장치{Sodium Hypochlorite generating device}
본 발명은 차염제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순도 높은 차염을 제조할 수 있는 차염제조장치에 관한 것이다.
소금물을 전기분해하여 만드는 차아염소산나트륨 발생장치는 소금물의 전기분해과정에서 차아염소산나트륨(이하 차염이라고 함)과 함께 부산물로 수소가스가 생성된다. 이 수소가스는 전해조내에서 발생되어 차염과 함께 발생기의 차염토출구로 함께 배출되어 차염저장탱크로 이송되면서 배관내에서 분리되어 대기중으로 희석 방출된다.
Figure 112020128884726-pat00001
무격막식 차염발생기의 경우 발생용량이 증가할수록 전극수가 많아지고 전해조가 길어지기 ‹š문에 길이가 짧은 전해조를 여러 단계로 쌓아서 배치하고, 배관을 연결하여 발생기의 폭을 줄이는 것이 일반적인 구조이다.
이 경우 발생되는 수소가스의 버블로 인하여 전해액이 안정상태를 유지하지 못하고 요동치면서, 버블로 인한 심한 유동이 발생되어 제조되는 차염의 농도가 저하되는 문제가 발생한다.
따라서 본 발명의 목적은 전해조 내에서 발생된 수소가스의 안정적 배출 및 차염의 안정적 제조를 위한 기액분리기를 포함한 차염발생기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차염제조장치는, 소금물이 인입 및 인출되기 위한 인입부와 인출부, 상기 인입부로 인입된 소금물을 전기분해하기 위한 분해공간을 형성하는 전기분해본체로 이루어진 복수의 전해조; 상기 복수의 전해조 각각의 분해공간에 배치되어 소금물을 전기분해하여 차아염소산나트륨을 제조하는 분해전극; 상기 복수의 전해조 중 인접 전해조의 인출부와 인입부를 연결하여 상기 분해전극에 의해 제조된 차아염소산나트륨을 포함하는 전해액과 수소가스를 포함하는 기액혼합액이 연통되도록 하는 연결부; 및 상기 연결부 상에 배치되어 상기 기액혼합액으로부터 상기 분해전극에 의해 발생된 수소가스를 분리하는 기액분리기를 포함한다. 기액분리기에서 수소가스를 전해액과 분리하여 배출할 수 있으므로 수소가스 버블로 인한 심한 유동이 발생되지 않으며, 제조되는 차염의 농도가 저하되지 않도록 할 수 있다.
여기서, 상기 기액분리기는, 상기 연결부의 길이방향 축선에 대한 가로방향으로 상기 연결부의 일지점에 연결되어 상기 기액혼합액이 연통 가능한 기액분리본체; 상기 기액분리본체 상측에 연통 가능하게 연결되어 상승하는 수소가스가 배출될 수 있도록 연결된 수소배출부; 및 상기 기액분리본체의 길이방향에 대하여 경사지게 상기 기액혼합액의 유로에 배치되어 상기 기액혼합액이 상기 기액분리본체를 따라 상방 이동되도록 하는 유로변경부를 포함하면 전해조에서 전기분해에 의해 발생된 수소가스를 배출할 수 있으므로 수소가스의 심한 유동으로 진동발생이 저감될 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 유로변경부는, 상기 연결부를 유동하는 상기 기액혼합액 전체를 상기 기액분리본체의 길이방향을 따라 유동하도록 하면 수소가스의 전해액으로부터의 분리효율이 향상될 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 유로변경부는, 상기 연결부를 유동하는 상기 기액혼합액의 유동을 막는 유동저지부; 및 상기 유동저지부의 일영역에 연통 가능하게 연결되어 상기 유동저지부에 의해 유동이 막힌 상기 기액혼합액이 상방으로 유동되도록 하는 인입유도관을 포함하면 전해액과 수소가스의 혼합액에서 수소가스를 분리하는 분리효율을 증사시킬 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 기액분리기는, 상기 유로변경부에 의해 유로가 변경된 상기 기액혼합액에서 수소가스와 전해액을 분리하기 위한 스크린을 더 포함하면 전해액 혼합물로부터 전해액은 막고 수소가스는 수소배출관으로 배출되도록 할 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 분해전극에 의해 제조된 차아염소산나트륨을 저장하는 차염저장탱크를 더 포함하면 제조된 차염을 오염되지 않도록 저장할 수 있어 바람직하다.
그리고 원수를 공급받아 상기 원수에서 양이온을 제거하여 연수를 만드는 연수기; 및 소금이 저장되어 있고, 상기 연수기에서 배출되는 상기 연수의 일부가 분기되어 공급되면서 소금물을 만드는 소금탱크를 더 포함하면 전기분해로 소금물을 분해하여 차염을 제조할 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 전기분해조는, 상기 연수기로부터 공급받는 상기 연수와, 상기 소금탱크로부터 공급받는 상기 소금물을 혼합하여 설정 농도 범위 및 설정 온도 범위의 혼합수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 제조하면 차염을 제조할는 최적의 조건에서 차염을 제조할 수 있어 바람직하다.
본 발명에 따르면 기액분리기에서 수소가스를 전해액과 분리하여 배출할 수 있으므로 수소가스 버블로 인한 심한 유동이 발생되지 않으며, 제조되는 차염의 농도가 저하되지 않도록 할 수 있어 오염 없고 순도 높은 차염을 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차염제조장치의 예시도.
도 2는 전해조의 예시도.
도 3은 분해전극의 예시도.
도 4는 기액분리기의 설치 예시도.
도 5는 변형 기액분리기의 예시도.
도 6은 차염제조장치의 개략 예시도.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차염제조장치(1)를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차염제조장치(1)의 예시도이고, 도 2는 전해조(10)의 예시도이며, 도 3은 분해전극(20)의 예시도이고, 도 4는 기액분리기(40)의 설치 예시도이며, 도 5는 변형 기액분리기(1)의 예시도이고, 도 6은 차염제조장치(1)의 개략 예시도이다.
차염제조장치(1)는 전해조(10), 분해전극(20), 연결부(30), 기액분리기(40), 차염저장탱크(50), 연수기(60) 및 소금탱크(70)를 포함한다.
전해조(10)는 분해전극(20)을 이용하여 소금물을 전기분해하여 차염을 만드는 공간을 제공한다. 전해조(10)는 복수로 마련되어 상호 연결되게 배치될 수 있다.
전해조(10)는 전기분해본체(11), 인입부(12), 인출부(13) 및 전극결합부(14)를 포함한다.
전기분해본체(11)는 소금물을 전기분해하기 위한 분해공간을 형성할 수 있다. 전기분해본체(11)는 길이방향으로 기둥형으로 연장되면서 형성되며 외부로 소금물이 누수되지 않도록 수밀하게 분해공간을 형성할 수 있다.
인입부(12)는 외부로부터 소금물이 인입될 수 있는 개구이다.
인출부(13)는 소금물이 전기분해되어 전해액과 수소가스로 분리된 상태에서 전해액과 소량의 수소가스가 인출될 수 있는 개구이다.
전극결합부(14)는 분해전극(20)이 결합될 수 있는 결합공으로 마련될 수 있다. 나사결합되도록 마련될 수도 있고, 끼임결합과 걸림결합이 연속하여 이루어지도록 할 수도 있다.
분해전극(20)은 복수의 전해조(10) 각각의 분해공간에 배치되며 소금물을 전기분해하여 차아염소산나트륨을 제조할 수 있다. 분해전극(20)은 전기분해본체(11)의 분해공간에 배치될 수 있도록 막대형상으로 마련될 수 있다. 분해전극(20)은 전극본체(21)와 전극연결부(22)를 포함한다.
전극본체(21)는 복수의 전해조(10) 각각의 분해공간에 길이방향을 따라 배치된다.
전극연결부(22)는 복수의 전해조(10) 외부로 노출된 분해전극(20)의 일단을 연결하여 전기적으로 연통되도록 할 수 있다.
연결부(30)는 복수의 전해조(10) 중 인접 전해조의 인출부와 인입부를 연결하여 분해전극(20)에 의해 제조된 차아염소산나트륨을 포함하는 전해액과 수소가스를 포함하는 기액혼합액이 연통되도록 할 수 있다. 연결부(30)는 연결배관(31)과 배관결합부(32)를 포함한다.
연결배관(31)은 전해조(10)에서 인접한 전해조(10)를 연결하여 전해액과 수소가스를 포함하는 기액혼합액이 연통되도록 할 수 있다.
배관결합부(32)는 연결배관(31)과 기액분리기(40)를 결합시키기 위한 결합부이다.
기액분리기(40)는 연결부(30) 상에 배치되어 기액혼합액으로부터 분해전극(20)에 의해 발생된 수소가스를 분리할 수 있다. 기액분리기(40)는 기액분리본체(41), 수소배출부(42), 유로변경부(43) 및 기액결합부(44)를 포함한다.
기액분리본체(41)는 연결부(30)의 길이방향 축선에 대한 가로방향으로 연결부(30)의 일지점에 연결되어 기액혼합액이 연통 가능하게 한다.
수소배출부(42)는 기액분리본체(41) 상측에 연통 가능하게 연결되어 상승하는 수소가스가 배출될 수 있도록 연결된다. 수소배출부(42)는 수소배출배관(421)과 수소결합부(422)를 포함한다.
수소배출배관(421)은 기액분리본체(41)에 연결되어 상승하는 수소를 외부로 배출할 수 있도록 연통 가능하게 연결된다.
수소결합부(422)는 수소배출배관(421)과 기액분리본체(41) 및 다른 기구에 결합될 수 있도록 한다.
유로변경부(43)는 기액분리본체(41)의 길이방향에 대하여 경사지게 기액혼합액의 유로에 배치되어 기액혼합액이 기액분리본체(41)를 따라 상방 이동되도록 할 수 있다. 유로변경부(43)는 유동저지부(431), 인입유동관(432), 인출유도관(433) 및 스크린(434)를 포함한다. 유로변경부(43)는 연결부(30)를 유동하는 기액혼합액 전체를 기액분리본체(41)의 길이방향을 따라 유동하도록 할 수도 있다.
유동저지부(431)는 연결부(30)를 따라 유동하는 기액혼합액의 유동방향을 막고 기액분리본체(41)의 축선을 따라 상승하여 유동하도록 한다.
인입유동관(432)은 유동저지부(431)의 일영역에 연통 가능하게 연결되어 유동저지부(431)에 의해 연결부(30)의 축선 방향으로의 유동이 막힌 기액혼합액이 상방으로 유동되도록 할 수 있다. 인입유동관(432)은 연결부(30)의 축선 방향에서 기액분리본체(41)의 축선방향으로 굽은 형상으로 형성될 수 있다.
인출유도관(433)은 유동저지부(431)의 일영역에 연통 가능하게 연결되어 인입유동관(432)을 통해 상승 유동된 기액혼합액이 다시 연결부(30)의 축선 방향으로의 유동이 이루어지도록 기액분리본체(41)의 축선방향에서 연결부(30)의 축선 방향으로 굽은 형상으로 형성될 수 있다.
스크린(434)은 기액분리본체(41) 내측의 상부에 설치되어 유로변경부(43)에 의해 유로가 변경된 기액혼합액에서 수소가스와 전해액을 분리되도록 할 수 있다. 스크린은 유로변경부(43)에 포함되어 있을 수 있고, 유로변경부(43)에 포함되지 않고 기액분리기(40)에 포함될 수도 있다.
기액결합부(44)는 연결배관(31)과 연결하기 위한 배관결합부(32)와 결합된다.
차염저장탱크(50)는 분해전극(20)에 의해 제조된 차아염소산나트륨을 저장할 수 있다.
연수기(60)는 원수를 공급받아 원수에서 양이온을 제거하여 연수를 만든다. 이온교환방법을 이용하여 연수를 제조할 수도 있고, 그 제조방법에 한정되지 않는다.
소금탱크(70)는 소금이 저장되어 있고, 연수기(60)에서 배출되는 연수의 일부가 분기되어 공급되면서 소금물을 만들 수 있다.
여기서, 전해조(10)는 연수기(60)로부터 공급받는 연수와 소금탱크(70)로부터 공급받는 소금물을 혼합하여 설정 농도 범위 및 설정 온도 범위의 혼합수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 제조할 수도 있다.
도 4는 기액분리기(40)의 설치 예시도이다.
도 4 (a) 기액결합부(44)는 연결부(30)의 배관결합부(32)에 연결되며 수소배출부(42)의 수소결합부(422)는 인접한 전해조(10)에 연결될 수도 있고, 외부로 배출되도록 연결될 수도 있다.
도 4 (b) 좌측으로부터 유동되는 기액혼합액이 유동저지부(431)에 의해 기액분리본체(41)를 따라 상승하며 수소는 분리되어 수소배출배관(421)을 통해 배출되고 전해액은 우측으로 유동된다.
도 5는 변형 기액분리기(1)의 예시도이다.
좌측에서 유동되어 오는 기액혼합액이 인입유도관(432)을 통해 기액분리본체(41)의 상부측으로 이동되다가 수소가스는 스크린(434)을 통과하여 수소배출배관(421)을 통해 유동된다. 수소가스가 분리된 전해액은 다시 하강하여 인출유도관(433)을 통하여 우측으로 유동하여 인접한 전해조(10)로 이동된다. 복수의 전해조(10)가 연결되어 있어 이와 같은 과정을 반복하여 순도 높은 차염을 제조할 수 있다.
도 6은 차염제조장치(1)의 변형 가능한 실시 예에 대한 개략 예시도이다.
차염제조장치(1)는 연수기(60), 포화염수 저장탱크(70), 염수희석장치(1300), 전해조(10), 차염저장탱크(50) 및 기액분리기(40)를 포함할 수 있다.
연수기(60)는 원수에서 양이온을 제거하여 연수를 생성한다. 포화염수 저장탱크(70)는 염화나트륨이 저장되어 있고, 연수기(60)에서 생성된 연수의 일부가 공급되어 포화염수를 생성한다.
염수희석장치(1300)는 연수기(60)로부터 공급받는 연수와, 포화염수 저장탱크(70)로부터 공급받는 포화염수를 혼합하여 혼합수를 생성한다.
전해조(10)는 염수희석장치(1300)로부터 공급받은 혼합수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성한다. 혼합수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하는 과정은 앞서 설명한 바와 동일하고, 전해조(10)의 구조는 앞서 설명한 바와 동일하므로 그 설명을 생략한다. 기액분리기(40)에서는 혼합수를 전기분해하여 발생된 전해액(차염)과 수소가스를 분리한다. 복수의 전해조(10)를 거친 기액혼합액은 순도 높은 차염을 제조할 수 있으며, 차염저장탱크(50)는 전해조(10)에서 생성된 차아염소산나트륨을 저장한다.
여기서, 도 6은 흐름도를 나타내는 실시 예의 예시도이며, 순서 및 흐름은 이에 한정되지 않는다.
상기의 실시 예 이 외의 변형 가능한 실시 예를 설명한다.
기액분리본체(41) 내에 교반기와 같은 회전 플로펠러가 회전되도록 하여 기액혼합액에서 수소가 더 신속하게 상승하여 분리될 수 있도록 할 수도 있다.
스크린이 기액분리본체(41)의 높이에 따라 다단으로 마련될 수 있고, 다단의 스크린이 경사지게 형성되어 경사를 따라 수소가스가 상승되어 분리될 수 있도록 할 수도 있다.
유동저지부는 반구형상으로 마련될 수 있으며 중앙영역에 인입유도관이 결합될 수 있고, 인출유도관은 유동저지부의 중앙영역 이외의 영역에 결합될 수 있다.
상기의 차염제조장치(1)로 인하여, 기액분리기(40)에서 수소가스를 전해액과 분리하여 배출할 수 있으므로 수소가스 버블로 인한 심한 유동이 발생되지 않으며, 제조되는 차염의 농도가 저하되지 않도록 할 수 있다.

Claims (8)

  1. 차염제조장치에 있어서,
    소금물이 인입 및 인출되기 위한 인입부와 인출부, 상기 인입부로 인입된 소금물을 전기분해하기 위한 분해공간을 형성하는 전기분해본체로 이루어진 복수의 전해조;
    상기 복수의 전해조 각각의 분해공간에 배치되어 소금물을 전기분해하여 차아염소산나트륨을 제조하는 분해전극;
    상기 복수의 전해조 중 인접 전해조의 인출부와 인입부를 연결하여 상기 분해전극에 의해 제조된 차아염소산나트륨을 포함하는 전해액과 수소가스를 포함하는 기액혼합액이 연통되도록 하는 연결부; 및
    상기 연결부 상에 배치되어 상기 기액혼합액으로부터 상기 분해전극에 의해 발생된 수소가스를 분리하는 기액분리기를 포함하며,
    상기 기액분리기는,
    상기 연결부의 길이방향 축선에 대한 가로방향으로 상기 연결부의 일지점에 연결되어 상기 기액혼합액이 연통 가능한 기액분리본체;
    상기 기액분리본체 상측에 연통 가능하게 연결되어 상승하는 수소가스가 배출될 수 있도록 연결된 수소배출부; 및
    상기 기액분리본체의 길이방향에 대하여 경사지게 상기 기액혼합액의 유로에 배치되어 상기 기액혼합액이 상기 기액분리본체를 따라 상방 이동되도록 하는 유로변경부를 포함하는,
    차염제조장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유로변경부는,
    상기 연결부를 유동하는 상기 기액혼합액 전체를 상기 기액분리본체의 길이방향을 따라 유동하도록 하는,
    차염제조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유로변경부는,
    상기 연결부를 유동하는 상기 기액혼합액의 유동을 막는 유동저지부; 및
    상기 유동저지부의 일영역에 연통 가능하게 연결되어 상기 유동저지부에 의해 유동이 막힌 상기 기액혼합액이 상방으로 유동되도록 하는 인입유도관을 포함하는,
    차염제조장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기액분리기는,
    상기 유로변경부에 의해 유로가 변경된 상기 기액혼합액에서 수소가스와 전해액을 분리하기 위한 스크린을 더 포함하는,
    차염제조장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 분해전극에 의해 제조된 차아염소산나트륨을 저장하는 차염저장탱크를 더 포함하는,
    차염제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    원수를 공급받아 상기 원수에서 양이온을 제거하여 연수를 만드는 연수기; 및
    소금이 저장되어 있고, 상기 연수기에서 배출되는 상기 연수의 일부가 분기되어 공급되면서 소금물을 만드는 소금탱크를 더 포함하는,
    차염제조장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전해조는,
    상기 연수기로부터 공급받는 상기 연수와, 상기 소금탱크로부터 공급받는 상기 소금물을 혼합하여 설정 농도 범위 및 설정 온도 범위의 혼합수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 제조하는,
    차염제조장치.
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