KR20000075370A - 저치형 강전해수 생성 장치 및 그 수용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원수와 식염을 사전에 혼합하는 보존 탱크로부터, 통전시 개방형 전자 밸브를 통하여 고전도수를 전해조에 공급함으로써 소량의 강전해수를 얻는 것에 관한 것이다.

보존 탱크(1)에는 일정한 조성의 염화 알칼리 화합물을 혼합한 고전도수가 보존되고, 장치는 사용 가능 상태로 된다. 탱크(1)로부터 유출되는 고전도수는 수위 센서(3), 통전시 개방형 전자 밸브(4)를 통하여 전해조(5)에 유입되며, 강한 전기 분해를 받는다. 그리고 음극실(8) 및 양극실(10)의 토출수구(14 및 15)로부터 장치 내부에 설치한 수용기로 토출한다. 11은 드레인 코크로, 수위 센서로부터 통전시 개방형 전자 밸브에 도달하는 배관(12), 전해조(5)의 저면부 배관(13) 및, 통전시 개방형 전자 밸브(4)의 전해조측 끝과 연결되고, 해당 부에 있는 고전도수를 배출구(18)로써 배출할 수 있는 것이다.

Description

저치형 강전해수 생성 장치 및 그 수용기{Storage type apparatus for producing strong electrolyzed water and container for receiving it}

본 발명은 사용 원수의 수질에 영향을 주지 않는 저치형 강전해수 생성 장치 에 관한 것이다.

수돗물 등의 원수에 식염 등의 전해질을 일정한 비율로 밀폐된 전해조에 도입하고, 전해조 내의 이온 침투성 격막을 거쳐서 분리된 극실의 양·음극 간에 직류 전류를 통전하여, 물의 전기 분해 및 이온 침투 작용을 행하며, 음극측에는 음극수를, 양극측에는 양극수를 생성하고, 음극수는 배출하며, 양극수를 살균성 물로서 사용하는 강전해수 생성 장치가 있다.

강전해수는 소독, 살균수로서 효과가 있다는 것은 잘 알려져 있다. 예를 들면, 일본 특개평 제 6-292711 호에 있어서, 원수에 식염을 첨가하여 생성되는 낮은 pH의 양극수는 소독, 살균수로서 효과가 있는 것으로 되어 있다. 더구나, 이 강전해수에는 유기 살균액과 같은 살균성이 있는 약제를 투입하지 않기 때문에, 유해한 물질을 포함하지 않으며, 약제의 잔류성이 없기 때문에 신뢰할 수 있는 소독, 살균수가 된다.

이러한 강전해수를 연속적으로 생성하기 위해서는 수돗물 등의 원수에 대하여 전해상, 예를 들면, 식염을 항상 보급하지 않으면 안되고, 게다가 원수의 성질에 맞추어 전해질을 일정한 비율로 첨가하는 등의 복잡한 조작을 필요로 한다.

원래 원수의 조성은 일정하지 않다. 지역성 즉 해당 지역의 기상 조건에 따라서 변할 뿐만 아니라 계절, 시간대에 따라서도 시시각각 변화한다. 수돗물 등의 원수의 대부분 하천 등의 지표수에 기인하는 것으로, 해수가 증발하여 빗물이 되어 땅속으로 스며든 것이다. 따라서, 증발 과정에서 해수 중에 포함되어 있는 물질이 증발과 동시에 또는 비산에 의해서 혼입하여 상기 원수 속에 포함된다. 또한 땅속에서 암석 등으로부터 용출된 성분도 포함된다. 원수 등에는 이러한 생성 원인의 각종 이온, 예를 들면 염소 이온이나 황산 이온 등의 음이온이나 나트륨 또는 철 등의 양이온이 포함되어 있다. 또한, 살균을 위해서 염소를 첨가하는 것도 잘 알려져 있다. 첨가된 염소의 일부는 해리하여, Cl 이온이나 차아염소산 이온을 생성한다. 이들 물질도 원수에 용해되며, 용해도는 항상 변동한다.

이렇게 항상 변동하는 원수에 대하여 전해질을 일정한 비율로 첨가하더라도 원수의 전도도가 일정하게 정해지는 것은 드물고, 전해의 결과 생성되는 전해 토출수도 일정한 성상으로 정해지지 않고 끊임없이 변화한다. 이 때문에, 토출수 배관에 ORP계나 pH계 등의 측정기를 설치하고, 수동 또는 제어 회로로써 목적하는 전해도의 범위로 제어하며, 소정 범위의 토출수를 이용에 제공하는 동시에, 목적하는 전해도 이외의 토출수는 배출하고 있다. 이와 같이, 종래의 강전해수 생성 장치는 각종의 측정 장치를 설치하고 있기 때문에 비싸게 되어, 가정용으로서 사용하기에는 사용하기 어렵다.

한편 가정에 있어서, 예를 들면 도마나 식기 세척, 행주의 세탁이나 화장실용, 양치질용의 소독, 살균수 등으로 용이하게 제조하면서 약액을 포함하지 않는 강전해수를 사용하는 것이 요구되고 있다.

따라서 본 발명은 원수의 성상을 일정하게 하기 위해서, 원수와 식염을 사전에 혼합하고, 혼합한 고전도수를 수용 가능하게 하는 보존 탱크와, 해당 탱크로부터 유출되는 고전도수를 감지하는 수위 센서와 미사용시는 폐쇄하여, 통전과 동시에 개방하는 통전시 개방형 전자 밸브를 통하여 고전도수를 전해조에 공급하며, 강전해수를 생성하는 동시에, 전해조로부터 토출되는 양·음극수를 받는 수용기를 설치할 수 있는 수용기 설치 스페이스를 해당 생성 장치에 설치함으로써, 가정에 두고 비교적 얼마간 사용하기에 적합한 저치형 강전해수 생성 장치를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 관계되는 저치형 강전해수 생성 장치의 동작 설명도.

도 2는 본 발명에 관계되는 저치형 강전해수 생성 장치의 주요부 사시도.

도 3은 본 발명의 탱크속에서 토출하는 전해질 용액량을 일정하게 하는 수압 동작형 유량 제어 밸브를 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 수용기를 도시하는 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 보존 탱크 2: 여과기(strainer)

3: 수위 센서 4: 통전시 개방형 전자 밸브

5: 전해조 11: 드레인 코크

12: 배관 13: 저면부 배관

14: 음극실 토출수구 15: 양극실 토출수구

16: 제어회로 21: 수압 동작형 유량 제어 밸브

32: 수용기

본 발명의 특허 청구 범위 제 1 항의 저치형 강전해수 생성 장치는, 원수에 염화 알칼리 화합물을 혼입하여 원수의 전해도를 높인 고전도수를, 이온 투과성 격막으로 분할한 음전극을 삽입한 음극실과 양전극을 삽입한 양극실과의 양·음 전극 간에 직류 전압을 인가하는 전해조에 도입하여 전기 분해하는 장치에 있어서, 상기 고전도수는 탱크에 보존되고, 해당 고전도수는 수위 센서 및 통전시 개방형 전자 밸브를 통하여 전해조에 공급되는 동시에, 전해조 저면부 및 상기 수위 센서로부터 통전시 개방형 전자 밸브에 이르는 관로로부터 분기한 각각의 관로가 공통의 드레인 밸브에 배관되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특허 청구 범위 제 2 항의 저치형 강전해수 생성 장치는, 상기 통전시 개방형 전자 밸브는 비통전시는 폐쇄하고, 통전시에만 개방하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특허 청구 범위 제 3 항의 저치형 강전해수 생성 장치는, 특허 청구 범위 제 1 항에 기재된 저치형 강전해수 생성 장치로서, 전기 분해하여 얻은 양·음극수를 받는 수용기를 설치할 수 있는 수용기 설치 스페이스가 해당 생성 장치에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특허 청구 범위 제 4 항의 저치형 강전해수 생성 장치는, 탱크 내에서 유출하는 전해질의 양을 일정하게 하는 수압 동작형 유량 제어 밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 명세서에서는 전해조에 공급되는 고전도수는 원수에 소정의 염화 알칼리화합물을 혼합함으로써, 이의 전도도가 거의 일정하게 유지된 상태에서 보존 탱크에 보존되어 있다. 탱크로부터 전해조에 배출하는 고전도수는 탱크 하방부에 배치한 수위 센서에 의해서 그 유무가 확인되며, 배관을 흐르는 유량에 대응하는 전류가 전해조의 양·음극 간에 인가된다. 이 결과, 전해수로부터 토출되는 전해액의 전해도는 일정하게 된다. 더욱이, 수위 센서와 전해조 간에 배치된 통전시 개방형 전자 밸브는 비통전시나 전원 단절시는 폐쇄하고, 통전시에만 개방함으로써, 통전시만 탱크 내의 고전도수가 전해조에 공급되고, 생성 장치에 설치된 수용기 설치 스페이스에 설치한 수용기에 소정량의 전해수를 토출할 수 있는 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 관계되는 저치 강전해수 생성 장치의 동작 설명도 및 주요부 사시도이다.

1은 고전도수의 보존 탱크로, 전해조에 공급되는 고전도수는 원수에 소정의 염화 알칼리 화합물을 혼합하고, 그 전기 전도도가 거의 일정하게 되도록 생성된다. 예를 들면, 수돗물 등의 원수에 100 ppm 내지 1,000 ppm의 식염을 용해시켜 둔다. 이렇게 소정 농도의 고전도수가 보존 탱크에 저수된 상태에서 장치는 사용 가능 상태가 된다.

2는 여과기이고, 3은 수위 센서이다. 수위 센서는 보존 탱크에 상기 고전도수가 존재할 때만 기기를 작동시키기 위해서와, 고전도수의 전도도를 계측하기 위한 것으로, 서로 대향하는 2 장의 금속편으로 구성되어 있다. 4는 통전시 개방형 전자 밸브로 비통전시는 폐쇄하고, 통전시에만 개방된다. 5는 전해조에서 이온 투과성 격막(6)으로 분할하여 음전극(7)을 삽입한 음극실(8)과 양전극(9)을 삽입한 양극실(10)을 구비하며, 양·음 전극 간에 직류 전압을 인가하여 전해조(5)에 도입한 고전도수를 전기 분해하기 위한 것이다. 11은 드레인 코크이며, 수위 센서로부터 통전시 개방형 전자 밸브에 도달하는 배관(12), 전해조(5)의 저면부 배관(13) 및 통전시 개방형 전자 밸브(4)의 전해조측 끝과 연결되고, 해당 부분에 있는 고전도수를 배출구(18)로써 배출할 수 있는 것이다. 14 및 15는 음극실(8) 및 양극실(10)의 토출수구이며, 장치 내로 개구하고 있다. 16은 제어 회로이고, 제어 회로(16)에는 상기 수위 센서(3)로부터의 정보 신호를 받는 동시에, 통전시 개방형 전자 밸브(4), 전해조(5)의 통전 제어를 한다. 또한, 최소한 장치의 작동 스위치, 표시 램프 등이 설치되어 있다. 17은 전해조(5)로 전류를 인가하기 위한 제어 시스템에 전력을 공급하기 위한 트랜스이고, 해당 전원은 상업 전력을 갖고 공급된다. 한편, 19는 사이펀(siphon) 작용에 의한 전해조 내의 토출수를 방지하는 가스 배출 배관이고, 도면의 구성 이외에 전해조 자체로부터 구멍을 내어 빼낼 수도 있다.

지금, 보존 탱크(1)에 소정량 고전도수를 보존하고, 통전시 개방형 전자 밸브를 개방 상태, 즉 전해수 생성 상태로 하면, 고전도수는 통전시 개방형 전자 밸브(4)를 통하여 저면부 배관(13)으로부터 전해조(5)에 흘러 양·음 전극 간에 인가한 직류 전류로부터 전기 분해되며, 음극실 토출수구로부터 음극수가, 양극실 토출수구로부터 양극수가 각각의 토출수구(14 및 15)로부터 토출한다. 이들은 각각의 수용기(31, 32)에 받아들여 사용할 수 있다.

이 상태에서 토출하는 양극수는 통상 pH 2.8, 산화 환원 전위(ORP) 1050 정도를 나타내고, 소독, 살균수로서 충분히 기능한다. 이 때, 동시에 토출하는 음극수는 용기에 받아들인 후 배출하는 경우도 있지만, pH 12 이상을 확보할 수 있기 때문에 높은 pH가 요구되는 각종 용도, 예를 들면 산의 중화제 등으로서 사용할 수 있다. 본 장치에 있어서는 양극수에 혼합하여 배출함으로써 배출의 pH를 중성으로 할 수 있다.

고전도수가 소정의 염분을 포함할 때나 전해조를 비우고자 할 때는 드레인 코크를 개방하여 해당 고전도수를 제거할 수 있다.

그런데, 상기 고전도수는 탱크가 가득찬 경우에는 이의 압력 높이에 상당하는 수압을 가지며, 또한 탱크가 거의 빈 경우에는 수압이 거의 걸리지 않는 상태에서 고전도수는 전해조에 유입된다. 이렇게, 탱크가 가득찬 경우도, 또한 탱크가 거의 비어 있는 경우도 동일한 전해도로써 전해조를 조작할 때, 전해조로부터 토출하는 전해수는 초기의 목적에 어긋나는 물이 되며, 살균 효과가 없는 물이 토출될 우려가 있다.

이러한 경우의 대책으로서, 동일한 출원인에 의한 일본 특원평 제 6-230496 호에 기재된 바와 같이, 탱크 외부로부터 탱크 내에 있는 고전도수의 수위를 측정함으로써, 탱크의 수위에 맞추어 알맞은 전압을 전해조에 가하여, 전해조의 전해 강도를 가변하는 인가 전압 가변 수단으로써, 조정할 수 있다.

즉, 고전도수를 보존하는 탱크의 외면에 밀착하도록 한쌍의 전극을 설치하고, 전극간에 고주파 측정 전압을 인가하여, 탱크내의 고전도수의 유전율의 변화에 의한 임피던스의 변화의 정도로부터 고전도수의 존재량을 측정할 수 있다.

이 경우, 센서를 탱크 내부에 넣을 필요가 없으므로 센서의 전극은 염수에 침범되는 일이 없고, 장기간에 걸친 사용에 있어서, 항상 확실히 수위를 측정할 수 있다. 또한, 전해조로부터 토출되는 양극수는 위생적이다.

이것과는 달리 도 3에 도시되는 기계적 방법으로 탱크 내에서 토출하는 고전도수를 일정하게 할 수 있다.

도 3에 있어서, 보존 탱크(1-1)에는 수압 동작형 유량 제어 밸브(21)가 설치되어 있다. 해당 유량 제어 밸브(21)에는 그 저면부에 수압으로 동작하는 다이어프램(22)으로써 이루어지는 니들 밸브(23)가 발탄성 부재(24)를 거쳐서 설치되어 있다. 다른 쪽 탱크 내의 저면부(25)로부터 니들 밸브(23)를 통과하는 배관(12-1)이 설치되고, 배관(12-1)을 통과하는 전해질 용액은 유량조절 밸브(23)의 원추 접촉면(26)에서 제어되는 것이다. 또, 27은 패킹 부재이고, 28은 통기 구멍이다.

즉, 보존 탱크(1-1)에 대량의 고전도수가 보존되어 있을 때에는, 다이어프램(22)에 그 수압이 걸리고, 발탄성 부재(24)에 저항하여, 니들 밸브(23)를 밀어 내린다. 이 결과, 원추접촉면(26)의 빈틈이 거의 없게 되어, 배관(12-1)을 통과하는 고전도수의 흐름을 억제한다. 이것에 반하여, 보존 탱크(1-1)의 전해질용액이 거의 비어 있는 경우에는, 다이어프램(22)에는 수압이 걸리지 않고, 발탄성 부재(24)는 개방되어 니들 밸브(23)를 밀어 올린다. 이 결과, 원추 접촉면(26)의 빈틈이 넓어지고, 배관(12-1)을 통과하는 고전도수의 흐름은 증가한다. 즉, 탱크에 보존되어 있는 고전도수의 양에 따라, 자동적으로 배관(12-1)을 통과하는 고전도수를 제어할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시되는 장치에서 생성되는 강전해수는 개방 상태로 장시간방치하면 점차로 효력이 저하된다. 특히, 공기와의 접촉, 빛의 투과, 온도에는 민감하다. 이 때문에, 상기 장치에서 생성된 강전해수는 생성과 동시에 전부 사용하든가, 사용량을 생성하는 것이 바람직하다. 그러나, 잉여의 강전해수가 생성될 가능성이 있다. 이러한 경우는 전용의 수용기로써 보존하는 것이 바람직하다.

도 4는 이러한 경우에 사용되는 수용기를 도시하는 도면이다. 한편, 수용기는 음극수 수용기(31), 양극수 수용기(32)용으로서 공통으로 사용할 수 있는 것이다.

도 4에 있어서, 수용기(32)는 그 전체가 내산, 내알칼리성 차광성 부재로 형성되고, 수용기 바디부(33)에는 개폐 가능한 덮개(34)가 형성되어 있다. 덮개의 중앙부에는 개구부(35)가 설치되고, 토출수구(14, 15)가 관통 상태에서 토출 가능하게 되어 있다. 또한, 수용기 바디부(33)에는 강전해수의 유입에 의해서 뜨는 테플론 중공성형 가공 등에 의한 플로팅 덮개(36)가 설치되고, 그 중앙부에 개구한 투과 구멍(37)으로부터 강전해수가 유입된다. 플로팅 덮개(36)는 수용기 바디부(33)의 하방부 내주면에 설치된 스토퍼(38)까지 수용기 바디부를 강전해수의 이용에 맞추어서 자유 자재로 상하 동작한다. 또, 주입구(39) 선단부에도 개방 덮개(40)가 설치되어 있다.

이러한 수용기에 보존된 강전해수는 공기와의 접촉, 빛의 통과를 가급적으로 작게 하여, 잉여의 강전해수를 비교적 안정하게 보존하는 것이 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 원수와 식염을 사전에 혼합하고, 원수의 성상을 일정하게 하여 수용 가능하게 하는 보존 탱크와, 해당 탱크로부터 유출되는 고전도수를 감지하는 수위 센서와, 미사용시는 폐쇄하고 통전과 동시에 개방하는 통전시 개방형 전자 밸브를 통하여 고전도수를 전해조에 공급하여 강전해수를 생성하는 동시에, 전해조로부터 토출되는 양·음극수를 받는 수용기를 설치할 수 있는 수용기 설치 스페이스를 해당 생성 장치에 설치함으로써, 소량의 강전해수를 용이하고도 염가로 얻을 수 있다.

상기 구성의 장치는 부품수가 적고, 장기간에 걸쳐서 안정하게 동작하므로, 장치를 유지 보수가 불필요한 상태로 동작시킬 수 있게 된다. 더욱이 장치 전체를 소형으로 구성할 수 있으며, 설치 후의 유지 관리에 있어서도 점검 수리 등이 용이하다.

Claims (4)

1. 원수에 염화 알칼리 화합물을 혼입하여 원수의 전해도를 높인 고전도수를, 이온 투과성 격막으로 분할한 음전극을 삽입한 음극실과 양전극을 삽입한 양극실과의 양·음 전극 간에 직류 전압을 인가하는 전해조에 도입하여 전기 분해하는 장치에 있어서,

   상기 고전도수는 탱크에 보존되고, 해당 고전도수는 수위 센서 및 통전시 개방형 전자 밸브를 거쳐서 전해조에 공급되는 동시에, 전해조 저면부 및 상기 수위 센서로부터 통전시 개방형 전자 밸브에 도달하는 관로로부터 분기한 각각의 관로가 공통의 드레인 코크 밸브에 배관되어 있는 것을 특징으로 하는 저치형 강전해수 생성 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 통전시 개방형 전자 밸브는 비통전시는 폐쇄하고, 통전시에만 개방하는 것을 특징으로 하는 저치형 강전해수 생성 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 전기 분해하여 얻은 양·음극수를 받는 수용기를 설치할 수 있는 수용기 설치 스페이스가 해당 생성 장치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 저치형 강전해수 생성 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 탱크 내에서 유출하는 전해질의 양을 일정하게 하는 수압 동작형 유량 제어 밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 저치형 강전해수 생성 장치.