KR102497300B1 - 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치 - Google Patents
통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전해조 유입수의 염도와 온도, 차염저장조의 온도를 하나의 저장조에서 제어함에 따라 장치의 구성을 단순화 시키고, 전력 사용량을 줄이며, 유지보수가 간편한 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 유입되는 유입수의 칼슘이온 및 마그네슘이온의 함량을 낮추어 연수를 생산할 수 있는 연수기; 연수에 소금을 혼합하여 포화염수를 생산할 수 있는 포화염수제조기; 연수와 포화염수를 혼합하여 희석시킬 수 있는 통합저장조; 통합저장조에서 배출된 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성할 수 있는 전해조; 및 전해조 전극의 열부하 및 열충격을 저감시키기 위하여 통합저장조 내부의 희석염수의 온도를 제어할 수 있는 열교환기를 포함하는 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치를 제공한다.
이를 위해 본 발명은 유입되는 유입수의 칼슘이온 및 마그네슘이온의 함량을 낮추어 연수를 생산할 수 있는 연수기; 연수에 소금을 혼합하여 포화염수를 생산할 수 있는 포화염수제조기; 연수와 포화염수를 혼합하여 희석시킬 수 있는 통합저장조; 통합저장조에서 배출된 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성할 수 있는 전해조; 및 전해조 전극의 열부하 및 열충격을 저감시키기 위하여 통합저장조 내부의 희석염수의 온도를 제어할 수 있는 열교환기를 포함하는 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치를 제공한다.
Description
본 발명은 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전해조 유입수의 염도와 온도, 차염저장조의 온도를 하나의 저장조에서 제어함에 따라 장치의 구성을 단순화 시키고, 전력 사용량을 줄이며, 유지보수가 간편한 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것이다.
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.
전기분해를 이용한 차아염소산나트륨 발생장치는 효율적인 차아염소산나트륨 발생에 있어 적정 염도와 유량, 전해조의 온도에 영향을 받는다. 염도가 낮을시 분해전압이 상승하고, 전류효율이 낮아지며, 이에 따라 소요되는 전력량이 증가한다.
또한, 유량이 느리면 전해조 온도가 상승하여 소독부산물인 클로레이트의 발생이 증가하고, 유량이 빠르면 소금의 사용량이 증가하여 운영비용이 상승하게 된다.
전해조를 통하여 생성되는 차아염소산나트륨은 온도에 민감한 물질로, 온도가 상승함에 따라 차아염소산나트륨의 분해가 빠르게 진행되어 소독부산물인 클로레이트의 발생을 증가시킨다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래의 기술들은 적정염도 유지를 위하여 연수 공급라인에 열교환기를 설치하거나, 전해조 내부에 열교환기를 설치하는 기술들이 적용되고 있다. 또한, 생성된 차아염소산나트륨을 차아염소산나트륨 저장조에 보관하여 온도상승 제어를 위한 열교환기가 설치된다.
하지만, 종래의 방식에 있어 온도제어와 적정 염도 조절을 위한 부대설비들이 추가됨에 따라 시스템이 복잡해지고 장치의 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 전해조 유입수의 염도와 온도, 차아염소산나트륨 저장조의 온도를 하나의 저장조에서 제어함에 따라 장치의 구성을 단순화시키고, 전력 사용량을 줄이며, 유지보수가 간편하도록 하는 수단이 필요한 실정이다.
선행기술문헌 : KR등록특허공보 제10-1612424호(2016.04.14. 공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 통합저장조에 수위센서 또는 정량펌프를 활용하여 연수와 포화염수의 유입용적을 측정하고, 혼합공식에 의해 목표염도를 계산 및 제조가 가능하며, 통합저장조에 순환식 열교환기를 설치하여 순환에 따라 희석염수가 완전히 혼합 될 수 있을 뿐만 아니라 전해조 유입수의 온도조절이 가능하며, 통합저장조에서 제조된 희석염수는 전해조로 공급되며, 직류전원과 함께 전기분해되어 형성된 차염은 다시 통합저장조로 이동하며, 전기분해시 통합저장조는 차염저장조의 열할로써 열교환기를 통해 온도상승을 제어가능한 통합저장조를 구비한 순환방식의 차아염소산나트륨 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 통합저장조를 구비한 순환방식의 차아염소산나트륨 발생장치는 유입되는 유입수의 칼슘이온 및 마그네슘이온의 함량을 낮추어 연수를 생산할 수 있는 연수기; 연수에 소금을 혼합하여 포화염수를 생산할 수 있는 포화염수제조기; 연수와 포화염수를 혼합하여 희석시킬 수 있는 통합저장조; 통합저장조에서 배출된 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성할 수 있는 전해조; 및 전해조 전극의 열부하 및 열충격을 저감시키기 위하여 통합저장조 내부의 희석염수의 온도를 제어할 수 있는 열교환기를 포함한다.
또한, 통합저장조는 연수기에서 생산된 연수가 유입될 수 있는 연수유입구, 포화염수제조기에서 생산된 포화염수가 유입될 수 있는 염수유입구, 연수유입구 및 염수유입구에 구비되어 있으며, 연수유입구 및 염수유입구에서 유입되는 연수 및 염수의 주입량을 조절할 수 있는 정량펌프, 통합저장조 내부의 수위를 측정할 수 있는 수위센서를 포함하는 것을 포함한다.
또한, 데이터를 저장할 수 있고, 전해조의 크기, 혼합저장조의 용량, 전류량, 염도, 염수온도, 유속, 전해시간을 포함한 데이터를 입력하면, 차염발생량을 연산할 수 있는 통합관리서버를 포함하는 것을 포함한다.
본 발명에 의하면 전해조 유입수의 염도와 온도, 차염저장조의 온도를 하나의 저장조에서 제어함에 따라 장치의 구성을 단순화 시키고, 전력 사용량을 줄이며, 유지보수가 간편하다는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차아염소산나트륨발생장치의 구성을 도시한 도면,
도 2은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치를 도시한 도면,
도 3은 통합저장조를 복수 개 구비한 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치를 도시한 도면,
도 4는 종래의 비순환식 차아염소산나트륨 발생장치와 본 발명에 따른 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치를 비교 도시한 도표,
도 5는 종래의 비순환식 차아염소산나트륨 발생장치와 본 발명에 따른 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치를 비교 도시한 도표.
도 2은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치를 도시한 도면,
도 3은 통합저장조를 복수 개 구비한 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치를 도시한 도면,
도 4는 종래의 비순환식 차아염소산나트륨 발생장치와 본 발명에 따른 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치를 비교 도시한 도표,
도 5는 종래의 비순환식 차아염소산나트륨 발생장치와 본 발명에 따른 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치를 비교 도시한 도표.
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.
도 1은 종래의 차아염소산나트륨발생장치의 구성을 도시한 도면, 도 2은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치를 도시한 도면, 도 3은 통합저장조를 복수 개 구비한 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치를 도시한 도면, 도 4는 종래의 비순환식 차아염소산나트륨 발생장치와 본 발명에 따른 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치를 비교 도시한 도표, 도 5는 종래의 비순환식 차아염소산나트륨 발생장치와 본 발명에 따른 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치를 비교 도시한 도표이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치는, 도 2를 참조하면, 연수기(100), 포화염수제조기(200), 통합저장조(300), 전해조(400), 열교환기(500), 직류공급장치(600), 통합관리서버를 포함하여 이루어진다.
먼저, 도 2를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치의 구성 요소에 대해 상세하게 설명한다.
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.
연수는 용해되어 있는 염류가 상대적으로 적어서 차아염소산나트륨을 발생시키는데 있어서 침착물이나 스케일의 발생을 최소화할 수 있다.
포화염수제조기(200)는 연수에 소금을 혼합하여 포화염수를 생산할 수 있으며, 연수유입구, 소금유입구, 저장조, 포화염수배출구를 포함하여 이루어진다.
연수유입구는 연수기의 염수저장조유입배관과 결합되어 있어 연수기에서 연수된 연수가 유입될 수 있다.
소금유입구는 연수에 용해될 수 있는 소금이 유입될 수 있다.
저장조에서는 연수유입구를 통해 유입된 연수와 소금유입구를 통하여 유입된 소금이 소정시간동안 용해되어 26 내지 30%의 포화농도를 갖는 포화염수가 되며, 생성된 포화염수를 저장할 수 있다.
포화염수배출구는 염수저장조의 저장조에 저장되어 있는 포화염수를 통합저장조로 배출할 수 있다.
통합저장조(300)는 전기분해를 위하여 포화염수와 연수를 혼합하여 희석염수를 형성 및 저장하며, 통합저장조의 희석염수는 전해조에 공급될 수 있으며, 차아염소산나트륨이 목표농도가 될 때까지 전해조와 통합저장조를 순환한다.
또한, 통합저장조는 생성된 차아염소산나트륨을 저장할 수 있으며, 연수유입구, 염수유입구, 정량펌프, 수위센서, 순환펌프, 희석염수배출구, 및 차염유입구를 포함하여 이루어진다.
연수유입구는 연수기에서 생산된 연수가 유입될 수 있으며, 정량펌프를 구비하고 있어, 연수의 주입량을 조절할 수 있다.
염수유입구는 포화염수제조기에서 생산된 포화염수가 유입될 수 있으며, 정량펌프를 구비하고 있어, 포화염수의 주입량을 조절할 수 있다.
정량펌프는 연수유입구 및 염수유입구에 각각 구비되어 있으며, 연수유입구 및 염수유입구에서 유입되는 연수 및 염수의 주입량을 조절할 수 있다.
수위센서는 통합저장조 내부의 수위를 측정할 수 있다.
순환펌프는 통합저장조 내부의 유체를 순환하도록 하여, 통합저장조 내부의 유체가 균일한 온도 및 균일한 농도를 가질 수 있도록 한다.
희석염수배출구는 통합저장조에 저장되어 있는 희석염수를 전해조로 배출시킬 수 있으며, 유량조절장치가 구비되어 있어 배출되는 희석염수의 유속조절이 가능하다. 희석염수배출구에 유량조절장치가 구비되어 있으므로 전해조로 유입되는 희석염수의 유속을 조절하여 전해조의 열발생과 스케일 침착을 방지할 수 있다.
전해조(400)는 통합저장조에서 배출된 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시킬 수 있다.
전해조는 직류공급장치(600)에서 직류전류를 공급받아 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시킬 수 있으며, 직류공급장치는 전해조에 직류전원을 공급하고 전압을 출력한다.
또한, 통합저장조에서 전해조로 유입되는 희석염수는 유량조절장치에 의하여 유속이 조절되므로 전해조 내부의 열발생과 스케일 침착을 방지할 수 있다.
열교환기(500)는 통합저장조 내부의 희석염수의 온도를 제어할 수 있으며, 냉각부, 가열부, 온도센서를 포함하여 구성된다.
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 통합저장조 내부의 저장희석염수의 온도를 설정된 온도로 일정하게 유지시킬 수 있다.
통합관리서버는 출력되는 전압값이 설정된 전압값을 초과 할 경우 알람을 발생시키고, 데이터베이스부, 차염발생량연산부, 디스플레이부를 포함하여 구성된다.
데이터베이스부는 전해질과 전류 밀도의 관계를 수식화 시킨 테이터, 및 차염발생농도에 있어, 직류공급장치에서 인가되는 전류량과 운전시간의 관계가 데이터화되어 저장되어 있다.
차염발생량연산부에서는 전해조의 크기, 통합저장조의 용량, 전류량, 염도, 염수온도, 유속, 전해시간을 포함한 정보를 바탕으로 차염발생량을 계산하여 제어할 수 있다.
디스플레이부는 데이터베이스부에 저장되어 있는 정보, 차염발생량연산부에서 연산된 정보를 시각화하여 나타낼 수 있다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치의 동작방법에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치는 전해조 유입수의 염도와 온도, 차염조장조의 온도를 하나의 통합저장조에서 제어하는 장치이다.
하나의 통합저장조에서 제어함으로, 통합저장조에서 수위센서 또는 정량펌프를 활용하여 연수와 포화염수의 유입용적을 측정하고, 혼합공식에 의해 목표염도를 계산 및 제조가 가능하며, 통합저장조에서 제조된 희석염수는 전해조로 공급되며, 직류전원과 함께 전기분해되어 형성된 차염은 다시 통합저장조로 이동하며, 전기분해시 통합저장조는 차염저장조의 역할로써 열교환기를 통해 온도상승을 제어가능하다는데 특징이 있다.
즉, 본 발명은 전해조 유입수의 염도와 온도, 차염저장조의 온도를 하나의 저장조에서 제어함에 따라 장치의 구성을 단순화 시키고, 전력 사용량을 줄이며, 유지보수가 간편하다는 장점이 있다.
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.
연수기(100)에서 생성된 연수는 연수기(100)에 형성되어 있는 연수배출구로 배출되고, 연수배출구에서 분기되어 있는 포화염수제조기유입배관 및 통합저장조유입배관에 의하여 각각 포화염수제조기(200) 및 통합저장조(300)로 유입되게 된다.
포화염수제조기(200)에 저장된 소금층으로 연수가 유입되고, 소정시간이 지나면 연수에 소금이 포화용해되어 포화염수가 생성되게 된다.
연수기에서 생성된 연수 및 포화염수제조기에서 생성된 포화염수는 통합저장조의 연수유입구 및 염수유입구를 통하여 통합저장조로 유입된다.
연수유입구 및 염수유입구에는 각각 정량펌프가 구비되어 있어 유입되는 연수 및 포화염수의 양을 제어하여 연수 및 포화염수가 혼합되어 생성되는 희석염수의 염도를 제어할 수 있다.
또한, 연수유입구 및 염수유입구에는 각각 연수유입차단밸브 및 포화염수유입차단밸브가 구비되어 있을 수 있고, 연수유입차단밸브 및 포화염수유입차단밸브가 구비되어 있는 경우, 연수유입차단밸브 및 포화염수유입차단밸브는 수위센서와 연동되어 통합저장조에서 연수 및 포화염수가 혼합되어 생성되는 희석염수의 염도를 제어할 수 있다.
보다 상세하게는, 연수 70%와 포화염수 30%를 혼합하여 희석염수를 제조한다고 가정했을때, 연수유입구 및 염수유입구에 각각 정량펌프가 구비되어 있는 경우, 정량펌프를 통하여 연수 70%와 포화염수 30%가 유입되어 통합저장조 내부에서 혼합되도록 할 수 있으며, 연수유입구 및 염수유입구에 연수유입차단밸브 및 포화염수유입차단밸브가 각각 구비되어 있는 경우, 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.
통합저장조로 유입된 연수 및 포화염수는 열교환기 내부에 구비된 순환펌프에 의하여 통합저장조 내부를 순환하여 혼합될 수 있다.
통합저장조에서 혼합된 희석염수의 온도는 열교환기의 온도센서에 의하여 측정되고, 통합저장조 내부의 희석염수의 온도가 설정온도 이하인 경우 열교환기의 가열부를 이용하여 희석염수의 온도를 가열시키고 온도센서에서 센싱된 희석염수의 온도가 설정온도 이상인 경우 냉각부를 이용하여 희석염수의 온도를 냉각시켜 통합저장조에 저장되어 있는 희석염수의 온도를 설정된 온도로 유지시킬 수 있다.
일정한 온도 및 염도로 제어된 희석염수는 통합저장조에서 전해조로 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.
생성된 소듐은 물과 반응하여 수산화나트륨과 수소로 된 후, 양극에서 생성된 염소와 상기 수산화나트륨이 반응하여 차아염소산나트륨이 생성되게 된다.
전해조(400)에서 전기분해반응이 일어나는 동안, 직류전원공급장치는 전해전극에 직류전류를 공급하고 직류전류에 따른 전압을 출력할 수 있으며, 출력전압에 대한 정보는 통합관리서버모듈로 전송된다.
도 3을 참조하면, 통합저장조는 복수개로 구성될 수 있으며, 통합저장조가 복수개로 구성될 때, 통합저장조는 각각 병렬로 연결될 수 있다.
복수개로 구성된 통합저장조에서 전해조로 일정한 유량의 희석염수가 유입되면 전해조에서 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성할 수 있고 전해조에서 생성된 차아염소산나트륨은 각각의 통합저장조로 유입될 수 있다.
통합저장조가 복수개 구성될때, 각각의 통합저장조를 제1통합저장조, 제2통합저장조, 제3통합저장조라고 하였을때, 제1통합저장조에서 목표농도의 차아염소산나트륨이 생성되면, 제1통합저장조의 유입구 및 배출구를 차단하고, 제2통합저장조의 유입구 및 배출구를 개방하여, 제1통합저장조, 제2통합저장조, 제3통합저장조에서 순차적으로 목표농도의 차아염소산나트륨이 생성되도록 운용할 수 있으며, 제1통합저장조, 제2통합저장조, 제3통합저장조에서 각각 일정한 유량의 희석염수가 전해조로 유입되도록 할 수 있고, 전해조에서 생성된 차아염소산나트륨은 제1통합저장조, 제2통합저장조, 제3통합저장조에 각각 유입되어 제1통합저장조, 제2통합저장조, 제3통합저장조에서 한꺼번에 목표농도의 차아염소산나트륨이 생성되도록 운용할 수 있다.
동일한 불용성 양극과 전해조, 소금물을 이용하여 본 발명에 따른 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치와 종래의 비순환식 차아염소산나트륨 발생장치의 특성을 실험하였다. 불용성 양극의 유효면적은 50mm x 20mm으로 동일한 면적의 티타늄 판을 음극으로 사용하였으며, 인가전류는 1.5A를 흘려주었다.
전해조의 유효용적은 104ml 이며, 비순환식의 유량은 4.3ml/min, 순환식은 200ml/min으로 설정하였으며, 전해질은 3% 소금물을 이용하였다. 비순환식은 3%소금물 탱크에 연결된 펌프를 통하여 소금물을 전해조로 이송하고, 전기분해된 차염은 차염탱크에 저장하였으며, 순환식의 경우, 얼음물 수조에 3%소금물 탱크를 담그어 소금물의 온도가 15~20℃를 유지하도록 하였으며, 펌프를 통하여 소금물을 전해조로 이송하고 전기분해된 차염은 다시 소금탱크로 순환하도록 구성하였다. 차염의 농도측정에 있어, 비순환식의 경우 전해조의 유효용적이 모두 순환되는 시간을 고려하여 25분 이후, 정확히는 40분에 시료를 분취하여 측정하였으며, 순환식은 60분 운전후 농도를 측정하였다.
실험결과는 도 4와 같이 나타났으며, 비순환식 대비 본 발명에 따른 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치의 전류효율은 17.3% 향상 및 소요전력량은 20.3% 절감되었다.
상기 실시예 1을 바탕으로 실제 현장에서 적용되는 차염농도 0.8%(±10%)를 목표로 본 발명에 따른 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치와 종래의 비순환식 차아염소산나트륨 발생장치의 특성을 평가해 보았다.
장치의 구성은 실시예 1과 동일하며, 비순환식의 유량은 차염농도를 높이기 위해 2ml/min으로 낮추었고, 전해조의 유효용적이 모두 순환되는 시간을 고려하여 52분 이후, 정확히는 80분과 150분에 시료를 분취하여 측정하였으며, 순환식은 120분 운전후 농도를 측정하였다.
비순환식의 경우, 차염농도 0.8%(±10%)를 만족하지 못하였으며, 유량을 더 이상 줄일수 없어 추가실험 없이 종료하였으나, 차염농도가 높아짐에 따라 전류효율은 더욱 낮아지기에 아래의 결과보다 더 낮은 전류효율과 높은 전력소모량이 예상된다.
순환식의 경우, 120분 운전시 차염농도 0.8%(±10%)를 만족하는 것으로 나타났다.
실험결과는 도 5와 같이 나타났며, 종래의 비순환식 대비 본 발명에 따른 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨발생장치의 전류효율은 15.3% 향상 및 소요전력량은 22.8% 절감되었다.
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.
100 - 연수기 200 - 포화염수제조기
300 - 통합저장조 400 - 전해조
500 - 열교환기 600 - 직류공급장치
300 - 통합저장조 400 - 전해조
500 - 열교환기 600 - 직류공급장치
Claims (3)
- 유입되는 유입수의 칼슘이온 및 마그네슘이온의 함량을 낮추어 연수를 생산할 수 있는 연수기;
연수에 소금을 혼합하여 포화염수를 생산할 수 있는 포화염수제조기;
연수와 포화염수를 혼합하여 희석시킬 수 있는 통합저장조;
통합저장조에서 배출된 희석염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성할 수 있는 전해조; 및
전해조 전극의 열부하 및 열충격을 저감시키기 위하여 통합저장조 내부의 희석염수의 온도를 제어할 수 있는 열교환기
를 포함하고,
통합저장조는
연수기에서 생산된 연수가 유입될 수 있는 연수유입구,
포화염수제조기에서 생산된 포화염수가 유입될 수 있는 염수유입구,
연수유입구 및 염수유입구에 구비되어 있으며, 연수유입구 및 염수유입구에서 유입되는 연수 및 염수의 주입량을 조절할 수 있는 정량펌프,
통합저장조 내부의 수위를 측정할 수 있는 수위센서
를 포함하며,
데이터를 저장할 수 있고,
전해조의 크기, 전류량, 염도, 염수온도, 유속, 전해시간을 포함한 데이터를 입력하면, 차염발생량을 연산할 수 있는
통합관리서버를 포함하는 것
을 포함하고,
통합저장조의 연수유입구 및 염수유입구에는 각각 연수유입차단밸브 및 포화염수유입차단밸브가 구비되고,
연수유입차단밸브 및 포화염수유입차단밸브는 수위센서와 연동되어 통합저장조의 희석염수의 염도를 제어할 수 있는 것
을 포함하며,
통합저장조는 전기분해를 위하여 포화염수와 연수를 혼합하여 희석염수를 형성 및 저장하며,
통합저장조의 희석염수는 전해조에 공급될 수 있으며, 차아염소산나트륨이 목표농도가 될 때까지 희석염수는 전해조와 통합저장조를 순환하는 것;
열교환기는 온도센서를 포함하며,
온도센서에서 센싱된 통합저장조 내부의 저장희석염수의 온도를 설정된 온도로 일정하게 유지시키는 것; 및
통합관리서버는
전해질과 전류 밀도의 관계를 수식화 시킨 데이터 및 차염발생농도에 있어, 직류공급장치에서 인가되는 전류량과 운전시간의 관계가 데이터화되어 저장되어 있는 데이터베이스부,
전해조의 크기, 통합저장조의 용량, 전류량, 염도, 염수온도, 유속, 전해시간을 포함한 정보를 이용하여 차염발생량을 연산할 수 있는 차염발생량연산부,
데이터베이스부에 저장되어 있는 정보 및 차염발생량연산부에서 연산된 정보를 시각화하여 나타낼 수 있는 디스플레이부
를 포함하는 통합저장조를 구비한 순환식 차아염소산나트륨 발생장치.
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| KR20220022834A (ko) * | 2020-08-19 | 2022-02-28 | 와이비엔지니어링(주) | 스마트 컨트롤 차아염소산나트륨 발생 및 공급 유니트 |
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