KR102480729B1 - Sodium hypochlorite generator capable of monitoring the life and replacement cycle of the electrolytic electrode - Google Patents

Sodium hypochlorite generator capable of monitoring the life and replacement cycle of the electrolytic electrode Download PDF

Info

Publication number
KR102480729B1
KR102480729B1 KR1020220083618A KR20220083618A KR102480729B1 KR 102480729 B1 KR102480729 B1 KR 102480729B1 KR 1020220083618 A KR1020220083618 A KR 1020220083618A KR 20220083618 A KR20220083618 A KR 20220083618A KR 102480729 B1 KR102480729 B1 KR 102480729B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
storage tank
soft water
brine
sodium hypochlorite
life
Prior art date
Application number
KR1020220083618A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김건웅
서대춘
이성민
김병철
Original Assignee
와이비엔지니어링(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 와이비엔지니어링(주) filed Critical 와이비엔지니어링(주)
Priority to KR1020220083618A priority Critical patent/KR102480729B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102480729B1 publication Critical patent/KR102480729B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/02Process control or regulation
    • C25B15/023Measuring, analysing or testing during electrolytic production
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/24Halogens or compounds thereof
    • C25B1/26Chlorine; Compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/02Process control or regulation
    • C25B15/021Process control or regulation of heating or cooling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/02Process control or regulation
    • C25B15/023Measuring, analysing or testing during electrolytic production
    • C25B15/025Measuring, analysing or testing during electrolytic production of electrolyte parameters
    • C25B15/027Temperature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/02Process control or regulation
    • C25B15/023Measuring, analysing or testing during electrolytic production
    • C25B15/025Measuring, analysing or testing during electrolytic production of electrolyte parameters
    • C25B15/033Conductivity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/08Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C25B15/083Separating products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/08Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C25B15/085Removing impurities

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

The present invention relates to a sodium hypochlorite generation apparatus capable of monitoring the life and replacement cycle of an electrolytic electrode and, more specifically, to a sodium hypochlorite generation apparatus capable of monitoring the life and replacement cycle of an electrolytic electrode, which controls the concentration of diluted salt water to provide stable salinity and maintains a constant temperature through a temperature control device to produce sodium hypochlorite of a constant concentration with stable current efficiency regardless of seasonal changes and predict the life of an electrode to provide a replacement notification. To this end, the sodium hypochlorite generation apparatus capable of monitoring the life and replacement cycle of an electrolytic electrode comprises: a water softener capable of producing soft water by lowering the content of calcium ions and magnesium ions in incoming water; a soft water storage tank capable of storing soft water produced through the water softener; a brine storage tank capable of producing and storing saturated brine by mixing salt with supplied soft water; a diluted brine storage tank capable of producing and storing diluted brine by mixing the soft water discharged from the soft water storage tank with the saturated brine discharged from the brine storage tank; an electrolyzer capable of generating sodium hypochlorite by electrolyzing the diluted brine discharged from the diluted brine storage tank; a direct current power supply device supplying direct current and outputting voltage in order to predict and evaluate the lives of the electrolytic electrodes inside the electrolyzer; an integrated management server module generating a notification when an output voltage value exceeds a set voltage value; and a sodium hypochlorite storage tank capable of storing sodium hypochlorite produced in the electrolyzer.

Description

전해전극의 수명 및 교체주기를 모니터링 할 수 있는 차아염소산나트륨 발생장치 {Sodium hypochlorite generator capable of monitoring the life and replacement cycle of the electrolytic electrode}Sodium hypochlorite generator capable of monitoring the life and replacement cycle of the electrolytic electrode {Sodium hypochlorite generator capable of monitoring the life and replacement cycle of the electrolytic electrode}

본 발명은 전해전극의 수명 및 교체주기를 모니터링 할 수 있는 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 희석염수의 농도를 제어하여 안정적인 염도를 제공하고, 온도제어장치를 통하여 일정한 온도를 유지함으로써, 계절의 변화에 상관없이 안정적인 전류효율로 일정한 농도의 차아염소산나트륨을 생산하며 전극의 수명을 예측하여 교체 알림을 주는 전해전극의 수명 및 교체주기를 모니터링 할 수 있는 차아염소산나트륨발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sodium hypochlorite generator capable of monitoring the life and replacement cycle of an electrolytic electrode. More specifically, by controlling the concentration of diluted brine to provide stable salinity and maintaining a constant temperature through a temperature control device, sodium hypochlorite at a constant concentration is produced with stable current efficiency regardless of seasonal changes and It relates to a sodium hypochlorite generator capable of monitoring the lifespan and replacement cycle of an electrolytic electrode that predicts the lifespan and gives a notification of replacement.

일반적으로 차아염소산나트륨(Sodium Hypochloride; NaOCl)을 발생시키는 장치는 염수 또는 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시키는 장치이며, 이러한 장치에 의하여 발생되는 차아염소산나트륨은 정수장, 하수처리장 또는 수영장의 살균처리에 이용될 수 있을 뿐만 아니라 표백제, 산화제, 살균 소독제, 탈취제, 셀룰로이드의 안정제, 유기 합성, 석유 및 유지공업의 분리정제 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.In general, a device that generates sodium hypochloride (NaOCl) is a device that electrolyzes salt water or seawater to generate sodium hypochlorite, and sodium hypochlorite generated by such a device is sterilized in a water purification plant, sewage treatment plant or swimming pool Not only can it be used for treatment, but it is also used in various fields such as bleaching agent, oxidizing agent, sterilization disinfectant, deodorant, stabilizer of celluloid, organic synthesis, separation and purification of oil and oil industry.

차아염소산나트륨을 희석염수를 전기분해하여 발생시킬 수 있으며, 이때, 희석염수는 소듐이온(Sodium ion. Na+)과 염소이온(Chloride, Cl-)으로 해리되어 염소이온은 양극에서 산화되어 염소가 되고(하기 ①식), 소듐이온은 음극에서 환원되어 소듐이 생성되며(하기 ②식), 생성된 소듐은 물과 반응하여 수산화나트륨(NaOH, 가성소다)과 수소로 된 후(하기 ③식), 양극에서 생성된 염소와 상기 수산화나트륨이 반응하여 차아염소산나트륨(NaOCl)이 생성된다(하기 ④식).Sodium hypochlorite can be generated by electrolysis of diluted brine. At this time, the diluted brine is dissociated into sodium ion (Na+) and chloride ion (Cl-), and the chloride ion is oxidized at the anode to become chlorine. (Equation ① below), sodium ions are reduced at the cathode to produce sodium (Equation ② below), and the generated sodium reacts with water to form sodium hydroxide (NaOH, caustic soda) and hydrogen (Equation ③ below), Chlorine generated at the anode reacts with the sodium hydroxide to produce sodium hypochlorite (NaOCl) (Equation ④ below).

Cl- → ½Cl2 + e- -------------------- ① 식Cl- → ½Cl2 + e- -------------------- ① Formula

Na+ + e- → Na ------------------------ ② 식Na+ + e- → Na ------------ ② Formula

Na + H2O → NaOH + ½H2 ------------ ③ 식Na + H2O → NaOH + ½H2 ------------ ③ Equation

2NaOH + Cl2 → NaOCl + H2 + NaCl + H2O ------------ ④ 식2NaOH + Cl2 → NaOCl + H2 + NaCl + H2O ------------ ④ Equation

전기분해를 이용하여 차아염소산나트륨을 발생시키는 장치의 전해전극 수명은 제조사 마다 모두 다르고, 교체에 대한 정확한 기준이 없어 소비자는 제조사의 주장을 따를 수 밖에 없는 것이 현실이므로 보다 객관적인 자료에 근거한 유지보수 자료를 소비자에게 제공하는 것이 필요하다.The lifespan of electrolytic electrodes of devices that generate sodium hypochlorite using electrolysis are different for each manufacturer, and since there is no exact standard for replacement, consumers have no choice but to follow the manufacturer's claims. Maintenance data based on more objective data is necessary to provide to consumers.

전해전극 수명은 일반적으로 양극의 산화 부식에 따른 영향이며, 인가된 전류량과 산화반응은 비례적인 관계를 가진다. 전류밀도는 전극의 표면적당 인가되어지는 전류의 양으로 전류밀도가 높을 수록 수명은 낮아지며, 이러한 관계는 전류밀도-수명그래프에서 log-log 값으로 선형을 그리며, 보다 정확히는 최소제곱법으로 표현가능하다. 따라서 전해전극의 가속화시험을 통하여 전류밀도별 수명의 그래프를 얻을 수 있으며, 수식은 "수명 = 상수1 x (전류밀도)상수2"로 나타내어진다.Electrolytic electrode life is generally affected by oxidative corrosion of the anode, and the applied current amount and oxidation reaction have a proportional relationship. Current density is the amount of current applied per surface area of the electrode, and the higher the current density, the lower the lifetime. . Therefore, a graph of lifetime per current density can be obtained through an accelerated test of the electrolytic electrode, and the formula is expressed as “life = constant 1 x (current density) constant 2 ”.

전기분해에 사용되는 전해전극은 표면에 코팅된 귀금속 산화막의 두께와 조성비에 의하여 성능과 수명이 결정되는데, 이는 육안으로 판별이 불가능하고 전문적인 분석장치와 지식이 필요하기에 소비자의 입장에서는 어떠한 전극을 사용하는지 알 수 없으며, 전극의 특성상 성능 및 수명의 이상현상 발현이 매우 느리게 나타남에 따라 원인분석에 있어 제조사와 논쟁의 여지가 있다.The performance and lifespan of the electrolytic electrode used in electrolysis is determined by the thickness and composition ratio of the noble metal oxide film coated on the surface. It is not known whether it is used, and since the occurrence of abnormalities in performance and lifespan is very slow due to the nature of the electrode, there is room for controversy with the manufacturer in analyzing the cause.

따라서 전극의 수명을 예측하고 교체시점을 알려주는 시스템을 적용함으로써 소비자에게 제품에 대한 정확한 정보를 제공하고 편의성을 향상시킬 수 있는 새로운 수단이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a new means to provide consumers with accurate information about products and improve convenience by applying a system that predicts the life of electrodes and informs replacement time.

선행기술문헌 : KR등록특허공보 제10-1378917호(2014.03.27. 공고)Prior art literature: KR Registration Patent Publication No. 10-1378917 (Announced on March 27, 2014)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전해조로 유입되는 전해질의 수온과 염도를 일정하게 제어하여 전극의 수명을 보다 정확하게 예측할 수 있는 전해전극의 수명 및 교체주기를 모니터링 할 수 있는 차아염소산나트륨 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and can monitor the life and replacement cycle of the electrolytic electrode, which can more accurately predict the life of the electrode by constantly controlling the water temperature and salinity of the electrolyte flowing into the electrolytic cell Its purpose is to provide a sodium hypochlorite generator.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 전해전극의 수명 및 교체주기를 모니터링 할 수 있는 차아염소산나트륨 발생장치는 유입되는 유입수의 칼슘이온 및 마그네슘이온의 함량을 낮추어 연수를 생산할 수 있는 연수기; 연수기를 통하여 생산된 연수를 저장할 수 있는 연수저장조; 공급되는 연수에 소금을 혼합하여 포화염수를 생산하여 저장할 수 있는 염수저장조; 연수저장조에서 배출되는 연수와 염수저장조에서 배출되는 포화염수를 혼합하여 희석염수를 생산하여 저장할 수 있는 희석염수저장조; 희석염수저장조에서 배출된 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시킬 수 있는 전해조; 전해조 내부의 전해전극의 수명을 예측하고 평가하기 위하여 직류전류를 공급하고 전압을 출력하는 직류전원공급장치; 출력되는 전압값이 설정된 전압값을 초과 할 경우 알림을 발생시키는 통합관리서버모듈; 전해조에서 생성된 차아염소산나트륨을 저장할 수 있는 차아염소산나트륨저장조를 포함한다.An apparatus for generating sodium hypochlorite capable of monitoring the lifespan and replacement cycle of an electrolytic electrode according to the present invention devised to achieve the above object includes a water softener capable of producing soft water by lowering the content of calcium ions and magnesium ions in the inflow water; a soft water storage tank capable of storing soft water produced through the water softener; A brine storage tank capable of producing and storing saturated brine by mixing salt with supplied soft water; A diluted brine storage tank capable of producing and storing diluted brine by mixing soft water discharged from the soft water storage tank and saturated brine discharged from the brine storage tank; An electrolytic cell capable of electrolyzing the diluted brine discharged from the diluted brine storage tank to generate sodium hypochlorite; A DC power supply device for supplying DC current and outputting voltage to predict and evaluate the life of the electrolytic electrode inside the electrolytic cell; An integrated management server module that generates a notification when the output voltage value exceeds the set voltage value; A sodium hypochlorite storage tank capable of storing sodium hypochlorite generated in the electrolytic cell is included.

또한, 통합관리서버모듈은 전해질과 전류 밀도의 관계를 수식화 시킨 데이터가 저장되어있는 데이터베이스부, 데이터베이스부에 저장되어 있는 데이터와 출력되는 전압의 값을 비교연산하여 전해전극의 수명을 예측할 수 있는 예측수명연산부, 데이터베이스부에 저장되어 있는 정보 및 비교연산부에서 연산된 정보를 시각화할 수 있도록 디스플레이부를 포함하는 것을 포함한다.In addition, the integrated management server module compares the data stored in the database unit and the output voltage value with the data stored in the database unit that stores the data formulating the relationship between electrolyte and current density, and predicts the life of the electrolytic electrode. It includes including a display unit to visualize the information stored in the life calculation unit, the database unit, and the information calculated in the comparison operation unit.

또한, 희석염수저장조는 희석염수저장조의 수위를 측정할 수 있는 수위센서, 연수와 포화염수를 균일하게 혼합할 수 있는 순환펌프, 희석염수저장조 내부의 희석염수의 온도를 측정할 수 있는 온도센서, 온도센서에 의하여 측정된 온도가 설정온도보다 낮은 경우, 희석염수를 가열할 수 있고, 온도센서에 의하여 측정된 온도가 설정온도보다 높은 경우, 희석염수를 냉각시킬 수 있는 열교환기를 포함하는 것을 포함한다.In addition, the diluted brine reservoir includes a water level sensor that can measure the level of the diluted brine reservoir, a circulation pump that can uniformly mix soft water and saturated brine, a temperature sensor that can measure the temperature of the diluted brine inside the diluted brine reservoir, Including a heat exchanger capable of heating the diluted brine when the temperature measured by the temperature sensor is lower than the set temperature and cooling the diluted brine when the temperature measured by the temperature sensor is higher than the set temperature .

본 발명에 의하면 전기전도도 값을 변화시키는 요인인 전해질의 수온과 염도를 일정하게 제어하여 전극의 수명을 정확하게 예측할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect that the life of the electrode can be accurately predicted by constantly controlling the water temperature and salinity of the electrolyte, which are factors that change the electrical conductivity value.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전해전극의 수명 및 교체주기를 모니터링 할 수 있는 차아염소산나트륨 발생장치의 전체 구성 및 구성간의 결합관계를 도시한 도면,
도 2는 연수기, 염수저장조, 연수저장조 및 희석염수저장조의 결합관계를 도시한 도면,
도 3은 전류밀도별 가속시간을 나타낸 그래프,
도 4는 전류빌도별 가속화시간을 나타낸 그래프,
도 5는 전류밀도별 가속화시간을 나타낸 로그그래프,
도 6은 전류밀도-시간의 관계를 log-log 값으로 최소제곱법으로 나타낸 그래프,
도 7은 모노폴라, 바이폴라 2단, 바이폴라 4단에 대한 온도, 염도, 전류밀도에 대한 도표,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수명예측 알고리즘을 도시한 도면.
1 is a view showing the overall configuration and coupling relationship between components of a sodium hypochlorite generator capable of monitoring the lifespan and replacement cycle of an electrolytic electrode according to a preferred embodiment of the present invention;
2 is a view showing the coupling relationship between a water softener, a brine storage tank, a soft water storage tank, and a diluted brine storage tank;
3 is a graph showing acceleration time for each current density;
4 is a graph showing acceleration time for each current build;
5 is a log graph showing acceleration time for each current density;
6 is a graph showing the current density-time relationship by the least squares method as a log-log value;
7 is a diagram of temperature, salinity, and current density for monopolar, bipolar 2-stage, and bipolar 4-stage;
8 is a diagram showing a life prediction algorithm according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, although preferred embodiments of the present invention will be described below, the technical idea of the present invention is not limited or limited thereto and can be modified and implemented in various ways by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전해전극의 수명 및 교체주기를 모니터링 할 수 있는 차아염소산나트륨 발생장치의 전체 구성 및 구성간의 결합관계를 도시한 도면, 도 2는 연수기, 염수저장조, 연수저장조 및 희석염수저장조의 결합관계를 도시한 도면, 도 3은 전류밀도별 가속시간을 나타낸 그래프, 도 4는 전류빌도별 가속화시간을 나타낸 그래프, 도 5는 전류밀도별 가속화시간을 나타낸 로그 그래프, 도 6은 전류밀도-시간의 관계를 log-log 값으로 최소제곱법으로 나타낸 그래프, 도 7은 모노폴라, 바이폴라 2단, 바이폴라 4단에 대한 온도, 염도, 전류밀도에 대한 도표, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수명예측 알고리즘을 도시한 도면이다.1 is a view showing the overall configuration of a sodium hypochlorite generator capable of monitoring the lifespan and replacement cycle of an electrolytic electrode according to a preferred embodiment of the present invention and the coupling relationship between the components, FIG. 2 is a water softener, a brine storage tank, and soft water Figure 3 is a graph showing the acceleration time for each current density, Figure 4 is a graph showing the acceleration time for each current density, Figure 5 is a log graph showing the acceleration time for each current density. , Figure 6 is a graph showing the relationship between current density and time as a log-log value by the least squares method, Figure 7 is a graph of temperature, salinity, and current density for monopolar, bipolar 2-stage, and bipolar 4-stage, Figure 8 is a diagram showing a life prediction algorithm according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전해전극의 수명 및 교체주기를 모니터링 할 수 있는 차아염소산나트륨발생장치는 도 1 내지 도 2을 참조하면, 연수기(100), 연수저장조(200), 염수저장조(300), 희석염수저장조(400), 전해조(500), 직류전원공급장치(600), 통합관리서버모듈(700), 차아염소산나트륨저장조(800)을 포함하여 이루어진다.Referring to FIGS. 1 and 2, the sodium hypochlorite generator capable of monitoring the lifespan and replacement cycle of the electrolytic electrode according to a preferred embodiment of the present invention includes a water softener 100, a soft water storage tank 200, and a brine storage tank 300. ), a diluted brine storage tank 400, an electrolysis tank 500, a DC power supply device 600, an integrated management server module 700, and a sodium hypochlorite storage tank 800.

먼저, 도 1를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전해전극의 수명 및 교체주기를 모니터링할 수 있는 차아염소산나트륨 발생장치의 구성 요소에 대해 상세하게 설명한다.First, with reference to FIG. 1, components of a sodium hypochlorite generator capable of monitoring the lifespan and replacement cycle of an electrolytic electrode according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

연수기(100)는 유입되는 유입수의 칼슘이온 및 마그네슘이온의 함량을 낮추어 연수를 생산할 수 있다. 물 100ml에 1mg의 산화칼슘(CaO)이 포함되어 있는 것을 1경도라 하며, 연수는 경도 10도 이하의 물을 말한다.The water softener 100 may produce soft water by lowering the content of calcium ions and magnesium ions in the inflow water. Hardness 1 is when 1 mg of calcium oxide (CaO) is included in 100 ml of water, and soft water refers to water with a hardness of 10 degrees or less.

연수는 용해되어 있는 염류가 상대적으로 적어서 차아염소산나트륨을 발생시키는데 있어서 침착물이나 스케일의 발생을 최소화할 수 있다.Soft water has relatively few dissolved salts, so it can minimize the occurrence of deposits or scale in generating sodium hypochlorite.

연수기(100)에서 생성된 연수는 연수기에 생성되어 있는 연수 배출구로 배출되고, 연수 배출구는 염수저장조유입배관 및 연수저장조유입배관으로 각각 분기되어, 연수 배출구로 배출된 연수는 염수저장조 및 연수저장조로 유입된다.The soft water generated in the water softener 100 is discharged to the soft water outlet generated in the water softener, and the soft water outlet is branched into the salt water storage tank inlet pipe and the soft water storage tank inlet pipe, respectively, and the soft water discharged through the soft water outlet is discharged to the brine storage tank and the soft water storage tank. is introduced

연수저장조(200)는 연수기를 통하여 생산된 연수를 저장할 수 있고, 연수저장조에 저장된 연수는 희석염수저장조로 배출될 수 있다.The soft water storage tank 200 may store soft water produced through the water softener, and the soft water stored in the soft water storage tank may be discharged to the diluted brine storage tank.

염수저장조(300)은 포화염수를 생산할 수 있으며, 연수유입구, 소금유입구, 저장조, 포화염수배출구를 포함하여 이루어진다.The brine storage tank 300 can produce saturated brine, and includes a soft water inlet, a salt inlet, a storage tank, and a saturated brine outlet.

연수유입구는 연수기의 염수저장조유입배관과 결합되어 있어 연수기에서 연수된 연수가 유입될 수 있다.Since the soft water inlet is connected to the salt water storage tank inlet pipe of the water softener, the softened water softened in the water softener can be introduced.

소금유입구는 연수에 용해될 수 있는 소금이 유입될 수 있다.The salt inlet may introduce salt that can be dissolved in soft water.

저장조에서는 연수유입구를 통해 유입된 연수와 소금유입구를 통하여 유입된 소금이 소정시간동안 용해되어 26 내지 30%의 포화농도를 갖는 포화염수가 되며, 생성된 포화염수를 저장할 수 있다.In the storage tank, soft water introduced through the soft water inlet and salt introduced through the salt inlet are dissolved for a predetermined time to become saturated brine having a saturation concentration of 26 to 30%, and the resulting saturated brine can be stored.

포화염수배출구는 염수저장조의 저장조에 저장되어 있는 포화염수를 희석염수저장조로 배출할 수 있다.The saturated brine outlet may discharge the saturated brine stored in the storage tank of the brine storage tank to the diluted brine storage tank.

희석염수저장조(400)는 연수저장조에서 배출되는 연수와 염수저장조에서 배출되는 포화염수를 혼합하여 희석염수를 생산하여 저장할 수 있으며, 연수유입구(410), 포화염수유입구(420), 수위센서(430), 순환펌프(440), 열교환기(450), 희석염수배출구(460)를 포함하여 이루어진다.The diluted brine storage tank 400 can produce and store diluted brine by mixing the soft water discharged from the soft water storage tank and the saturated brine discharged from the brine storage tank, and includes a soft water inlet 410, a saturated brine inlet 420, and a water level sensor 430. ), a circulation pump 440, a heat exchanger 450, and a diluted brine outlet 460.

연수유입구(410)는 연수저장조(200)에서 배출되는 연수가 유입될 수 있으며, 연수유입차단밸브를 구비하고 있어, 연수유입차단밸브를 열어 연수유입구를 통하여 연수가 유입되도록 하거나, 연수유입차단밸브를 닫아 연수유입구를 통한 연수의 유입을 차단할 수 있다.The soft water inlet 410 allows soft water discharged from the soft water storage tank 200 to flow in, and is provided with a soft water inflow blocking valve, so that the soft water inflow through the soft water inlet is opened by opening the soft water inflow blocking valve, or the soft water inflow blocking valve It is possible to block the inflow of soft water through the soft water inlet by closing.

포화염수유입구(420)는 염수저장조에 저장되어 있는 포화염수가 유입될 수 있으며, 포화염수유입차단밸브를 구비하고 있어, 포화염수유입차단밸브를 열어 포화염수유입구를 통하여 포화염수가 유입되도록 하거나, 포화염수유입차단밸브를 닫아 포화염수유입구를 통한 포화염수의 유입을 차단할 수 있다.The saturated brine inlet 420 can flow in the saturated brine stored in the brine storage tank and has a saturated brine inflow blocking valve, so that the saturated brine inlet is opened to allow the saturated brine to flow in through the saturated brine inlet, The inflow of saturated brine through the saturated brine inlet can be blocked by closing the saturated brine inflow blocking valve.

수위센서는 희석염수저장조의 수위를 측정할 수 있으며, 연수유입구의 연수유입차단밸브 및 포화염수유입구의 포화염수유입차단밸브와 연동하여, 희석염수저장조 내부의 희석염수 농도를 제어할 수 있다.The water level sensor can measure the level of the diluted brine storage tank, and can control the concentration of the diluted brine inside the diluted brine storage tank by interlocking with the soft water inflow shutoff valve at the soft water inlet and the saturated brine inflow shutoff valve at the saturated brine inlet.

순환펌프는 희석염수저장조 내부의 희석염수를 순환하도록 하여, 희석염수저장조 내부의 희석염수가 균일한 온도 및 균일한 농도를 가질 수 있도록 한다.The circulation pump circulates the diluted brine inside the diluted brine storage tank so that the diluted brine inside the diluted brine storage tank can have a uniform temperature and uniform concentration.

열교환기는 희석염수저장조 내부의 희석염수의 온도를 제어할 수 있으며, 냉각부, 가열부, 온도센서를 포함하여 구성된다.The heat exchanger can control the temperature of the diluted brine inside the diluted brine storage tank and includes a cooling unit, a heating unit, and a temperature sensor.

열교환기의 온도센서에서 센싱된 희석염수의 온도가 설정온도 이하인 경우 가열부를 이용하여 희석염수의 온도를 가열시키고 온도센서에서 센싱된 희석염수의 온도가 설정온도 이상인 경우 냉각부를 이용하여 희석염수의 온도를 냉각시켜 희석염수저장조 내부의 저장희석염수의 온도를 설정된 온도로 일정하게 유지시킬 수 있다.When the temperature of the diluted brine sensed by the temperature sensor of the heat exchanger is below the set temperature, the temperature of the diluted brine is heated using the heating unit, and when the temperature of the diluted brine sensed by the temperature sensor is higher than the set temperature, the temperature of the diluted brine is cooled using the cooling unit. The temperature of the diluted brine stored inside the diluted brine storage tank can be kept constant at the set temperature.

희석염수배출구는 희석염수저장조에서 생성되어 저장되고 있는 희석염수를 전해조로 배출시킬 수 있다.The diluted brine outlet can discharge the diluted brine generated and stored in the diluted brine storage tank to the electrolytic cell.

전해조(500)는 희석염수저장조에서 배출된 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시킬 수 있다.The electrolyzer 500 may generate sodium hypochlorite by electrolyzing the diluted brine discharged from the diluted brine storage tank.

직류전원공급장치(600)는 전해조 내부의 전해전극의 수명을 예측하고, 평가하기 위하여 직류전원을 공급하고, 전압을 출력한다The DC power supply 600 supplies DC power and outputs voltage in order to predict and evaluate the lifespan of the electrolytic electrodes inside the electrolytic cell.

통합관리서버모듈(700)은 출력되는 전압값이 설정된 전압값을 초과 할 경우 알람을 발생시키고, 데이터베이스부, 예측수명연산부, 디스플레이부, 딜레이연산부를 포함하여 구성된다.The integrated management server module 700 generates an alarm when an output voltage value exceeds a set voltage value, and includes a database unit, a predicted lifespan operation unit, a display unit, and a delay operation unit.

데이터베이스부는 전해질과 전류 밀도의 관계를 수식화 시킨 테이터가 저장되어 있다.The database unit stores data formulating the relationship between electrolyte and current density.

딜레이연산부는 전해조의 전해전극의 전압이 소정시간 동안 유지가 되는 경우에만 전해전극의 전압출력값으로 예측수명연산부로 입력되도록 하고, 극히 짧은 시간 동안 유지되는 순간적인 전압변화는 노이즈로 판단하여 예측수명연산부로 입력이 되지 않도록한다.The delay calculation unit allows the voltage output value of the electrolytic electrode to be input to the life expectancy calculation unit only when the voltage of the electrolytic electrode of the electrolytic cell is maintained for a predetermined time, and the instantaneous voltage change maintained for an extremely short time is judged as noise and the prediction life calculation unit Do not input with .

전해조 내부의 전해전극의 전압측정에는 외부적인 요인으로 인한 순간적인 노이즈전압이 발생할 수 있는바. 이러한 노이즈전압이 예측수명연산부로 입력되어 잘못된 전해전극 수명 예측을 방지하기 위하여 본 발명에서는 딜레이연산부를 구비하여 순간적인 전압변화는 노이즈로 판단하여 예측수명연산부로 입력이 되지 않도록 하고, 소정시간 이상 전압이 유지되는 경우에만 예측수명연산부로 입력되도록 하여, 잘못된 전해전극 수명 예측을 방지할 수 있다.Instantaneous noise voltage may occur due to external factors when measuring the voltage of the electrolytic electrode inside the electrolytic cell. In order to prevent erroneous prediction of the lifetime of the electrolytic electrode by inputting such noise voltage to the life expectancy calculation unit, the present invention includes a delay calculation unit to determine instantaneous voltage change as noise and prevent it from being input to the prediction life calculation unit, and to prevent voltage over a predetermined period of time. It is possible to prevent erroneous prediction of the life of the electrolytic electrode by allowing it to be input to the life prediction calculation unit only when it is maintained.

예측수명연산부는 데이터베이스부에 저장되어 있는 데이터와 출력되는 전압의 값을 비교 연산하여 전해전극의 수명을 예측할 수 있다.The life expectancy calculation unit may predict the life of the electrolytic electrode by comparing data stored in the database unit with an output voltage value.

디스플레이부는 데이터베이스부에 저장되어 있는 정보 및 비교연산부에서 연산된 정보를 시각화할 수 있다.The display unit may visualize information stored in the database unit and information calculated in the comparison operation unit.

차아염소산나트륨저장조(800)는 전해조에서 생성된 차아염소산나트륨을 저장할 수 있다.The sodium hypochlorite storage tank 800 may store sodium hypochlorite generated in the electrolysis tank.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전해전극의 수명 및 교체주기를 모니터링할 수 있는 차아염소산나트륨 발생장치의 동작방법에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, an operating method of a sodium hypochlorite generator capable of monitoring the lifespan and replacement cycle of an electrolytic electrode according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

먼저, 본 발명에 따라 전해전극의 수명 및 교체주기를 예측할 수 있는 원리에 대해서 살펴보면, 전해전극의 수명은 일반적으로 양극의 산화 부식에 따른 영향이며, 인가된 전류량과 산화반응은 비례적인 관계를 가진다. 전류밀도는 전극의 표면적당 인가되어지는 전류의 양으로 전류밀도가 높을수록 수명은 낮아지며, 이러한 관계는 도 3 내지 도 5를 참조하면 전류밀도-수명 그래프에서 log-log값으로 선형을 그리며, 보다 정확히는 최소제곱법(least squares fit)으로 표현가능하다. 따라서 전해전극의 가속화 시험을 통하여 전류밀도멸 수명의 그래프를 얻을 수 있다.First, looking at the principle for predicting the lifespan and replacement cycle of the electrolytic electrode according to the present invention, the lifespan of the electrolytic electrode is generally affected by oxidation corrosion of the anode, and the amount of applied current and the oxidation reaction have a proportional relationship. . The current density is the amount of current applied per surface area of the electrode, and the higher the current density, the lower the lifetime. It can be expressed as a least squares fit. Therefore, a graph of current density extinction life can be obtained through an accelerated test of the electrolytic electrode.

전해전극의 수명 예측은 전압의 변화로 평가되기에 전해조로 유입되는 전해질의 수온과 염도가 일정하게 제어되어야 한다. 수온과 염도는 전기전도도 값을 변화시키는 요소로 전압 변화에 영향을 미치므로 일정하게 제어되어야 보다 높은 전극의 수명예측이 가능하기 때문에 본 발명에서는 전해조로 유입되는 희석염수가 저장되는 희석염수저장조에 열교환기 및 수위센서를 구비하고 있어 희석염수의 농도 및 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.Since the lifetime prediction of the electrolytic electrode is evaluated by the change in voltage, the temperature and salinity of the electrolyte flowing into the electrolytic cell must be constantly controlled. Since water temperature and salinity are factors that change the electrical conductivity and affect voltage change, they must be constantly controlled to predict a higher lifespan of the electrode. Since it is equipped with a device and a water level sensor, the concentration and temperature of the diluted brine can be kept constant.

동일한 전극을 대상으로 3%염수에 대한 가속화를 평가하였다. 설정한 전류밀도는 각각 5,000A/m2, 15,000A/m2, 30,000A/m2 으로 초기 전압값 대비 4V이상 상승하는 지점을 종료점으로 설정하였으며, 그 결과는 아래의 표 1과 같이 나타내었다.The same electrode was evaluated for acceleration in 3% saline. The set current densities were 5,000A/m2, 15,000A/m2, and 30,000A/m2, respectively, and the point where the voltage rose by 4V or more compared to the initial voltage value was set as the end point, and the results are shown in Table 1 below.

전류밀도 (A/m2)Current density (A/m2) 5,0005,000 15,00015,000 30,00030,000 초기 전압값 (V)Initial voltage value (V) 5.735.73 10.3410.34 17.7517.75 종료 전압값 (V)End voltage value (V) 9.739.73 14.3414.34 21.7521.75 가속화 기간 (분)Acceleration period (minutes) 36,18636,186 6,5646,564 2,0662,066

상기 표 1의 결과값을 바탕으로 전류밀도-시간의 관계를 log-log 값으로 최소제곱법으로 나타내어 그 결과 도 6과 같은 그래프를 얻을 수 있다.도 6에서 얻어진 수식을 이용하여 전류밀도별 예측수명을 하기 표 2와 같이 나타내었다.Based on the results of Table 1, the relationship between current density and time is represented by the least squares method as a log-log value, and as a result, the graph shown in FIG. 6 can be obtained. Prediction by current density using the formula obtained in FIG. 6 The lifetime is shown in Table 2 below.

전류밀도 (A/m2)Current density (A/m2) 600600 700700 800800 900900 10001000 예측수명 (시간)Expected life (hours) 18,17518,175 14,20714,207 11,47711,477 9,5089,508 8,0358,035

온도와 염도, 전류밀도에 따른 전압의 변화를 알아보기 위한 시험을 진행하였으며, 온도는 5℃, 10℃, 15℃, 20℃ 총 4구간으로 설정하였고, 염도는 1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5%, 3.0% 총 5구간, 전류밀도는 현장에서 가장 일반적으로 사용하는 800A/m2 과 1000A/m2을 선정하였다. A test was conducted to find out the change in voltage according to temperature, salinity, and current density. , 2.5%, 3.0%, a total of 5 sections, 800A/m2 and 1000A/m2, which are most commonly used in the field, were selected for the current density.

또한, 전극의 배열은 크게 양극과 음극이 직접적으로 마주하는 모노폴라 형태와 양극과 음극 사이에 중성판을 연결하여 전류가 건너뛰어 갈 수 있는 바이폴라 형태로 나눠지는데, 둘의 큰 차이점으로는 모노폴라에 20A 전류와 5V의 전압이 인가된다면 바이폴라 2단은 10A 전류와 10V의 전압으로 동일한 성능을 보일 수 있다는 것이다. 본 실시예에서는 모노폴라, 바이폴라 2단, 바이폴라 4단에 대한 상기의 온도, 염도, 전류밀도에 대하여 전압변화를 관찰하였다.In addition, the array of electrodes is largely divided into a monopolar form in which the anode and cathode face directly and a bipolar form in which current can skip by connecting a neutral plate between the anode and cathode. The major difference between the two is that the monopolar If a current of 20A and a voltage of 5V are applied, the second stage of the bipolar can show the same performance with a current of 10A and a voltage of 10V. In this embodiment, voltage changes were observed with respect to the temperature, salinity, and current density for monopolar, bipolar 2-stage, and bipolar 4-stage.

상기의 시험결과는 도 7과 같으며, 도 7의 결과를 바탕으로 하기와 같은 운전인자를 도출할 수 있었다.The above test results are shown in FIG. 7, and based on the results of FIG. 7, the following operating factors could be derived.

1. 수온이 10℃ 이하로 내려가면 염도별 전압값 차이는 더 커지는 것으로 나타났으며, 전해조에서의 온도상승 △t값이 약 20℃임을 감안하여 전해조 내부 온도가 35℃ 이상에선 클로레이트 발생 증가 및 전해효율이 감소하기에 전해조 유입수의 온도는 10~15℃ 범위에서 제어되어야 한다.1. It was found that the difference in voltage value by salinity becomes larger when the water temperature is lowered below 10 ℃, and considering that the temperature increase △t value in the electrolytic cell is about 20 ℃, the internal temperature of the electrolytic cell is 35 ℃ or higher, chlorate generation increases And since the electrolytic efficiency decreases, the temperature of the influent of the electrolyzer should be controlled in the range of 10 to 15 ° C.

2. 염도는 2.5% ~ 3.0% 구간에서 온도별 전압차이가 가장 적은 것으로 나타났으며, 현장에서 일반적으로 제어하는 범위인 2.6%~3.4%가 적합할 것이다.2. For salinity, the voltage difference by temperature was found to be the smallest in the range of 2.5% to 3.0%, and 2.6% to 3.4%, which is the range generally controlled in the field, would be suitable.

3. 모노폴라와 바이폴라의 전압관계는 바이폴라의 단수가 2개씩 증가 할 때 전압은 2.1~2.2배 상승하는 것으로 나타났다. 따라서, 전해조 형상에 따라 전극수명을 예측하는 전압설정값은 계산 가능하다.3. Regarding the voltage relationship between monopolar and bipolar, when the number of bipolar stages increases by two, the voltage increases by 2.1~2.2 times. Therefore, it is possible to calculate the voltage setting value for predicting the life of the electrode according to the shape of the electrolytic cell.

상기의 실시예 두가지를 바탕으로 표 3과 같은 전극수명 예측을 위한 설정 값이 선정되었다.Based on the above two examples, set values for predicting electrode life as shown in Table 3 were selected.

전류밀도current density 800A/m2800A/m2 1000A/m21000A/m2 전해조 형상Electrolyzer shape 모노폴라monopolar 바이폴라 2단bipolar 2 stage 바이폴라 4단Bipolar 4 stage 모노폴라monopolar 바이폴라 2단bipolar 2 stage 바이폴라 4단Bipolar 4 stage 희석염수 온도diluted brine temperature 10~15℃10~15℃ 희석염수 농도diluted saline concentration 2.6 ~ 3.4%2.6 to 3.4% 알람alarm 예상수명life expectancy 11,477시간11,477 hours 8,035시간8,035 hours 전극교체
전압값
electrode replacement
voltage value
5.5V5.5V 12.1V12.1V 26.6V26.6V 5.8V5.8V 12.8V12.8V 28.1V28.1V

전극수명 예측을 위한 예상수명, 전극교체 전압값을 통합관리서버모듈의 데이터베이스부에 저장하고, 연수기에 유입수가 유입될 수 있도록 한다.The expected life and electrode replacement voltage value for electrode life prediction are stored in the database of the integrated management server module, and inflow water is allowed to flow into the water softener.

연수기(100)로 유입수가 유입될 수 있고, 유입되는 유입수는 외부에서 공급되는 수돗물 또는 지하수를 포함한 담수이며, 유입수가 유입되면, 연수기에서는 유입수의 칼슘이온 및 마그네슘이온의 함량을 낮추어 연수를 생산할 수 있다.Inflow water may flow into the water softener 100, and the inflow water may be tap water supplied from the outside or fresh water including ground water. there is.

연수기(100)에서 생성된 연수는 연수기(100)에 형성되어 있는 연수배출구(110)로 배출되고, 연수배출구(110)에서 분기되어 있는 염수저장조유입배관 및 연수저장조유입배관에 의하여 각각 염수저장조(300) 및 연수저장조(200)로 유입되게 된다.The soft water generated in the water softener 100 is discharged through the soft water outlet 110 formed in the water softener 100, and the brine storage tank inlet pipe and the soft water storage tank inlet pipe branched from the soft water outlet 110 respectively in the salt water storage tank ( 300) and the soft water storage tank 200.

염수저장조(300)로 유입된 연수는 염수저장조(300)의 소금유입구(320)로 유입되는 소금과 함께 소정시간이 지나면 연수에 소금이 포화용해되어 포화염수가 생성되게 된다.The soft water introduced into the brine storage tank 300 together with the salt flowing into the salt inlet 320 of the brine storage tank 300 is saturated and dissolved in the soft water after a predetermined time to generate saturated brine.

희석염수저장조(400)는 연수유입차단밸브 및 포화염수유입차단밸브와 연동되어 있는 수위센서(430)가 구비되어 있어 희석염수저장조(400)에 저장되는 희석염수의 농도를 제어할 수 있다.The diluted brine storage tank 400 is provided with a water level sensor 430 interlocked with the soft water inflow blocking valve and the saturated brine inflow blocking valve, so that the concentration of diluted brine stored in the diluted brine storage tank 400 can be controlled.

보다 상세하게는, 연수 70%와 포화염수 30%를 혼합하여 희석염수를 제조한다고 가정했을때, 연수유입차단밸브를 개방하여 희석염수저장조에 연수가 유입되도록 하고, 희석염수저장조의 수위가 70%가 되면 연수유입차단밸브를 닫아 연수유입구를 통한 연수의 유입을 차단하며, 포화염수유입차단밸브를 개방하여 염수저장조에 저장되어 있는 포화염수가 희석염수저장조에 유입되도록 하고, 희석염수저장조의 수위가 100%가 되면 포화염수유입차단밸브를 닫아 포화염수의 유입을 차단한다.More specifically, assuming that diluted brine is prepared by mixing 70% of soft water and 30% of saturated brine, the soft water inlet shut-off valve is opened to allow soft water to flow into the diluted brine reservoir, and the water level in the diluted brine reservoir rises to 70%. When it is, the soft water inflow shutoff valve is closed to block the inflow of soft water through the soft water inlet, and the saturated brine inflow shutoff valve is opened to allow the saturated brine stored in the brine storage tank to flow into the diluted brine storage tank. When it reaches 100%, the saturated brine inflow shut-off valve is closed to block the inflow of saturated brine.

즉, 수위센서(430)와 연동되어 연수유입차단밸브 및 포화염수유입차단밸브는 순차적으로 개방 및 차단되어 희석염수의 농도를 제어할 수 있다.That is, in conjunction with the water level sensor 430, the soft water inflow blocking valve and the saturated brine inflow blocking valve are sequentially opened and blocked to control the concentration of diluted brine.

또한, 희석염수저장조(400)에는 냉각부, 가열부, 온도센서를 포함한 열교환기(450)가 구비되어 있어, 희석염수의 온도가 설정온도 이하인 경우 가열부를 이용하여 희석염수의 온도를 가열시키고 온도센서에서 센싱된 희석염수의 온도가 설정온도 이상인 경우 냉각부를 이용하여 희석염수의 온도를 냉각시켜 희석염수저장조에 저장되어 있는 희석염수의 온도를 설정된 온도로 유지시킬 수 있다.In addition, the diluted brine storage tank 400 is provided with a heat exchanger 450 including a cooling unit, a heating unit, and a temperature sensor. When the temperature of the diluted brine sensed by the sensor is higher than the set temperature, the temperature of the diluted brine stored in the diluted brine storage tank can be maintained at the set temperature by cooling the temperature of the diluted brine using the cooling unit.

일정한 수온 및 염도로 제어된 희석염수는 전해조(500)로 유입될 수 있고 전해조로 유입된 희석염수는 소듐이온(Sodium ion. Na+)과 염소이온(Chloride, Cl-)으로 해리되어 염소이온은 양극에서 산화되어 염소가 되고, 소듐이온은 음극에서 환원되어 소듐이 된다.Diluted brine controlled at a constant water temperature and salinity can flow into the electrolytic cell 500, and the diluted brine introduced into the electrolytic cell dissociates into sodium ion (Na+) and chloride ion (Cl-), and the chloride ion is anode It is oxidized to become chlorine, and sodium ion is reduced to sodium at the cathode.

생성된 소듐은 물과 반응하여 수산화나트륨과 수소로 된 후, 양극에서 생성된 염소와 상기 수산화나트륨이 반응하여 차아염소산나트륨이 생성되게 된다.The produced sodium reacts with water to form sodium hydroxide and hydrogen, and then the chlorine generated at the anode reacts with the sodium hydroxide to produce sodium hypochlorite.

전해조(500)에서 전기분해반응이 일어나는 동안, 전해전극의 수명을 예측하고 평가하기 위하여 직류전원공급장치는 전해전극에 직류전류를 공급하고 직류전류에 따른 전압을 출력할 수 있으며, 출력전압에 대한 정보는 통합관리서버모듈로 전송된다.While the electrolysis reaction occurs in the electrolytic cell 500, in order to predict and evaluate the life of the electrolytic electrode, the DC power supply device can supply DC current to the electrolytic electrode and output a voltage according to the DC current. Information is transmitted to the integrated management server module.

통합관리서버(700)에 출력전압이 입력되면, 출력전합이 소정시간 동안 유지 되는 경우에만 전해전극의 전압출력값으로 예측수명연산부로 입력되며, 극히 짧은 시간동안 유지되는 순간적인 전압변화는 노이즈로 판단하여 예측수명연산부로 입력되지 않도록 한다.When the output voltage is input to the integrated management server 700, the voltage output value of the electrolytic electrode is input to the life expectancy calculator only when the output voltage is maintained for a predetermined time, and the instantaneous voltage change maintained for an extremely short time is judged as noise. so that it is not input to the predicted life calculation unit.

예측수명연산부에서는 데이터베이스부에 저장되어 있는 데이터와 입력된 전압출력값을 비교 연산하여 전해전극의 수명을 예측할 수 있다.The life expectancy calculation unit compares and calculates the data stored in the database unit with the input voltage output value to predict the lifespan of the electrolytic electrode.

관리자는 통합관리서버에서 운전전류밀도 및 전해조 타입을 입력하여 설정할 수 있고, 예측수명연산부에서 누적운전시간과 전해전극의 예상수명 설정값을 비교연산하여 누적운전시간이 전해전극의 예상수명보다 많은 경우 누적시간 알람신호가 발생할 수 있으며, 누적시간알람신호가 발생하는 경우 예측수명연산부에서 전해조의 전해전극 전압값과 전극교체 설절전압값을 비교연산하여 전해조 전압값이 전극교체 설정전압값보다 낮은 경우에는 정상작동을 시키며, 전해조 전압값이 전극교체설정전압값보다 높은 경우에는 전압이상 알람을 발생시킨다.The administrator can set by inputting the operating current density and electrolytic cell type in the integrated management server, and the predicted life calculation unit compares and calculates the accumulated operating time and the expected lifespan setting value of the electrolytic electrode. If the accumulated operating time is greater than the expected life of the electrolytic electrode An accumulation time alarm signal may occur, and when an accumulation time alarm signal occurs, the predicted life calculation unit compares the electrolysis electrode voltage value of the electrolytic cell with the electrode replacement setting voltage value, and if the electrolytic cell voltage value is lower than the electrode replacement setting voltage value, It operates normally, and if the electrolytic cell voltage value is higher than the electrode replacement set voltage value, a voltage abnormality alarm is generated.

예측수명연산부에서 누적운전시간과 전해전극의 예상수명 설정값을 비교연산하여 누적운전시간이 예상수명설정값보다 적은 경우에는, 예측수명연산부에서 전해조 전압값과 전극교체 설정전압값을 비교연산하여 전해조 전압값이 전극교체 설정전압값보다 낮은 경우에는 정상작동을 시키며, 전해조 전압값이 전극교체 설정전압값보다 높은 경우 전극교체 신호를 발생시켜 전극을 교체할 수 있도록 한다.If the cumulative operation time is less than the expected life set value by comparing the cumulative operation time and the expected life set value of the electrolytic electrode in the life expectancy calculation unit, the electrolytic cell voltage value and the electrode replacement set voltage value are compared and calculated by the predicted life calculation unit When the voltage value is lower than the electrode replacement set voltage value, normal operation is performed, and when the electrolytic cell voltage value is higher than the electrode replacement set voltage value, an electrode replacement signal is generated so that the electrode can be replaced.

또한, 전압이상 알람이 발생되는 경우에 예측수명연산부에서 희석염수저장조의 염도 및 수온과 설정된 염도 및 수온을 비교연산하여 염도 및 수온이 설정값범위를 벗어나는 경우, 열교환기, 연수유입차단밸브 및 포화염수유입차단밸브를 동작시켜 염도 및 수온이 설정값 범위에 들어올 수 있도록 제어하고, 염도 및 수온이 설정값범위를 만족하는 경우 최종적으로 전극교체 신호를 발생시켜 전극을 교체할 수 있도록 한다.In addition, when a voltage abnormality alarm occurs, the predicted life calculation unit compares the salinity and water temperature of the diluted brine storage tank with the set salinity and water temperature, and when the salinity and water temperature are out of the set value range, the heat exchanger, the soft water inflow shut-off valve, and saturation The salt water inflow shutoff valve is operated to control the salinity and water temperature so that they fall within the set value range, and when the salinity and water temperature meet the set value range, an electrode replacement signal is finally generated so that the electrode can be replaced.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art can make various modifications, changes, and substitutions without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 - 연수기 200 - 연수저장조
300 - 염수저장조 400 - 희석염수저장조
500 - 전해조 600 - 직류전원공급장치
700 - 통합관리서버모듈 800 - 차아염소산나트륨저장조
100 - water softener 200 - soft water storage tank
300 - brine storage tank 400 - diluted brine storage tank
500 - Electrolyzer 600 - DC power supply
700 - Integrated management server module 800 - Sodium hypochlorite storage tank

Claims (3)

유입되는 유입수의 칼슘이온 및 마그네슘이온의 함량을 낮추어 연수를 생산할 수 있는 연수기;
연수기를 통하여 생산된 연수를 저장할 수 있는 연수저장조;
공급되는 연수에 소금을 혼합하여 포화염수를 생산하여 저장할 수 있는 염수저장조;
연수저장조에서 배출되는 연수와 염수저장조에서 배출되는 포화염수를 혼합하여 희석염수를 생산하여 저장할 수 있는 희석염수저장조;
희석염수저장조에서 배출된 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시킬 수 있는 전해조;
전해조 내부의 전해전극의 수명을 예측하고 평가하기 위하여 직류전류를 공급하고 전압을 출력하는 직류전원공급장치;
출력되는 전압값이 설정된 전압값을 초과 할 경우 알림을 발생시키는 통합관리서버모듈;
전해조에서 생성된 차아염소산나트륨을 저장할 수 있는 차아염소산나트륨저장조
를 포함하고,
통합관리서버모듈은
전해질과 전류 밀도의 관계를 수식화 시킨 데이터가 저장되어있는 데이터베이스부,
데이터베이스부에 저장되어 있는 데이터와 출력되는 전압의 값을 비교연산하여 전해전극의 수명을 예측할 수 있는 예측수명연산부,
데이터베이스부에 저장되어 있는 정보 및 비교연산부에서 연산된 정보를 시각화할 수 있도록 디스플레이부
를 포함하며,
희석염수저장조는
희석염수저장조의 수위를 측정할 수 있는 수위센서,
연수와 포화염수를 균일하게 혼합할 수 있는 순환펌프,
희석염수저장조 내부의 희석염수의 온도를 측정할 수 있는 온도센서,
온도센서에 의하여 측정된 온도가 설정온도보다 낮은 경우, 희석염수를 가열할 수 있고, 온도센서에 의하여 측정된 온도가 설정온도보다 높은 경우, 희석염수를 냉각시킬 수 있는 열교환기
를 포함하고,
통합관리서버모듈은
전해조의 전해전극의 전압이 소정시간 동안 유지가 되는 경우에만 전해전극의 전압출력값으로 예측수명연산부로 입력되도록 하고, 극히 짧은 시간 동안 유지되는 순간적인 전압변화는 노이즈로 판단하여 예측수명연산부로 입력되지 않도록하는 딜레이연산부를 구비하는 것
을 포함하며,
희석염수저장조는
연수저장조에서 배출되는 연수가 유입될 수 있으며, 연수유입차단밸브를 구비하고 있는 연수유입구,
염수저장조에 저장되어 있는 포화염수가 유입될 수 있으며, 포화염수유입차단밸브를 구비하고 있는 포화염수유입구를 포함하고,
수위센서는 연수유입구의 연수유입차단밸브 및 포화염수유입구의 포화염수유입차단밸브와 연동하여 희석염수저장조 내부의 희석염수 농도를 제어할 수 있는 것
을 포함하는 것
을 포함하는, 전해전극의 수명 및 교체주기를 모니터링 할 수 있는 차아염소산나트륨 발생장치.

a water softener capable of producing soft water by lowering the content of calcium ions and magnesium ions in the inflow water;
a soft water storage tank capable of storing soft water produced through the water softener;
A brine storage tank capable of producing and storing saturated brine by mixing salt with supplied soft water;
A diluted brine storage tank capable of producing and storing diluted brine by mixing soft water discharged from the soft water storage tank and saturated brine discharged from the brine storage tank;
An electrolytic cell capable of electrolyzing the diluted brine discharged from the diluted brine storage tank to generate sodium hypochlorite;
A DC power supply device for supplying DC current and outputting voltage to predict and evaluate the life of the electrolytic electrode inside the electrolytic cell;
An integrated management server module that generates a notification when the output voltage value exceeds the set voltage value;
Sodium hypochlorite storage tank that can store sodium hypochlorite generated in the electrolytic cell
including,
Integrated management server module
A database unit storing data formulating the relationship between electrolyte and current density;
A predictive life calculation unit capable of predicting the life of the electrolytic electrode by comparing the data stored in the database unit with the value of the output voltage;
Display unit to visualize the information stored in the database unit and the information calculated in the comparison operation unit
Including,
Diluted brine storage tank
A water level sensor capable of measuring the water level in the diluted brine storage tank;
A circulation pump capable of uniformly mixing soft water and saturated brine,
A temperature sensor capable of measuring the temperature of the diluted brine inside the diluted brine storage tank,
A heat exchanger capable of heating the diluted brine when the temperature measured by the temperature sensor is lower than the set temperature and cooling the diluted brine when the temperature measured by the temperature sensor is higher than the set temperature
including,
Integrated management server module
Only when the voltage of the electrolytic electrode of the electrolytic cell is maintained for a predetermined time, the voltage output value of the electrolytic electrode is input to the life expectancy calculation unit, and the instantaneous voltage change maintained for an extremely short time is judged as noise and is not input to the prediction life calculation unit. To have a delay calculation unit to prevent
Including,
Diluted brine storage tank
A soft water inlet through which soft water discharged from the soft water storage tank may flow in and having a soft water inflow shutoff valve;
The saturated brine stored in the brine storage tank can flow in, and includes a saturated brine inlet having a saturated brine inflow blocking valve,
The water level sensor can control the concentration of diluted brine inside the diluted brine storage tank by interlocking with the soft water inflow shutoff valve at the soft water inlet and the saturated brine inflow shutoff valve at the saturated brine inlet.
to include
Sodium hypochlorite generator capable of monitoring the life and replacement cycle of the electrolytic electrode, including a.

삭제delete 삭제delete
KR1020220083618A 2022-07-07 2022-07-07 Sodium hypochlorite generator capable of monitoring the life and replacement cycle of the electrolytic electrode KR102480729B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220083618A KR102480729B1 (en) 2022-07-07 2022-07-07 Sodium hypochlorite generator capable of monitoring the life and replacement cycle of the electrolytic electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220083618A KR102480729B1 (en) 2022-07-07 2022-07-07 Sodium hypochlorite generator capable of monitoring the life and replacement cycle of the electrolytic electrode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102480729B1 true KR102480729B1 (en) 2022-12-26

Family

ID=84547811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220083618A KR102480729B1 (en) 2022-07-07 2022-07-07 Sodium hypochlorite generator capable of monitoring the life and replacement cycle of the electrolytic electrode

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102480729B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013534567A (en) * 2010-06-17 2013-09-05 インドゥストリエ・デ・ノラ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ System for electrochemical production of hypochlorite
KR102146297B1 (en) * 2020-04-09 2020-08-20 주식회사 태현이엔지 Generation apparatus for sodium hypochlorite for enhancement of the accuracy, and method thereof
KR20220022834A (en) * 2020-08-19 2022-02-28 와이비엔지니어링(주) Smart control unit of producing and supplying sodium hypochlorite
KR20220086550A (en) * 2019-10-24 2022-06-23 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 electrolytic device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013534567A (en) * 2010-06-17 2013-09-05 インドゥストリエ・デ・ノラ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ System for electrochemical production of hypochlorite
KR20220086550A (en) * 2019-10-24 2022-06-23 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 electrolytic device
KR102146297B1 (en) * 2020-04-09 2020-08-20 주식회사 태현이엔지 Generation apparatus for sodium hypochlorite for enhancement of the accuracy, and method thereof
KR20220022834A (en) * 2020-08-19 2022-02-28 와이비엔지니어링(주) Smart control unit of producing and supplying sodium hypochlorite

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Christensen et al. The electrochemical generation of ozone: a review
US8419926B2 (en) Electrolyzed water producing method and apparatus
JP4653708B2 (en) Electrolyzed water generating method and electrolyzed water generating apparatus used therefor
KR100914679B1 (en) Electrolytic sodium hypochlorite generating system
KR101980383B1 (en) Electrolytic on-site generator
WO2011158279A1 (en) Electrolytic device and method for producing weakly acidic electrolysed water
JPH07505441A (en) Electrolyzer for generating germicidal solutions with high ozone content
KR20220022834A (en) Smart control unit of producing and supplying sodium hypochlorite
KR100736155B1 (en) Device for generating sodium hypochlorite
US7695606B2 (en) Electrolytic device and method for disinfecting water in a water supply system by means of the generation of active chlorine
KR102480729B1 (en) Sodium hypochlorite generator capable of monitoring the life and replacement cycle of the electrolytic electrode
KR101835629B1 (en) Apparatus for manufacturing NaOCl based on process flexibility
JP2000265289A (en) Device and method for producing hypochlorite
KR101510455B1 (en) System For Generating On-Site Un-Divided Type High-Efficiency Sodium Hypochlorite
KR102497300B1 (en) Circulation type sodium hypochlorite generator with integrated storage tank
JP4204955B2 (en) Electrolyzed water generation method and apparatus
JP2017119282A (en) Method for generating slightly acidic hypochlorous acid water, bipolar electrolytic tank and generation device
US20230373833A1 (en) The process of using demineralized water for chlorate reduction in on-site brine electrochlorination systems
JP2892121B2 (en) Method for producing sterile water containing hypochlorous acid by electrolysis
JP7212978B1 (en) electrolytic device
KR100825393B1 (en) Device for generating sodium hypochloride
KR101397127B1 (en) Sterilizing apparatus without adding salt and control method threrof
KR20070075624A (en) Electrolytic water generation apparatus
Taumaturgo Medina Collana et al. Effect of Electrolytic Cell Operating Parameters on Sodium Hypochlorite Formation and Energy Consumption
KR20230034777A (en) Chlorine electrolysis combined with direct cooling and indirect cooling

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant