KR20010069567A

KR20010069567A - 다단식 무격막 전해수 생성장치

Info

Publication number: KR20010069567A
Application number: KR1020010020565A
Authority: KR
Inventors: 김성규
Original assignee: 김성규; 하이젠환경테크 (주)
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2001-07-25
Also published as: KR100439997B1

Abstract

본 발명은 다단식 무격막 전해수 생성장치에 관한 것으로,

원수를 전해하여 전해수를 생성하는 전해수 생성장치에 있어서, 적어도 한쌍 이상의 양극판과 음극판을 내포하며, 상기 양극판과 음극판의 사이에 격막이 없는 무격막 전해조가 적어도 둘 이상 직렬로 연결되어 있는 것을 특징으로 하며, 상기 직렬로 연결된 전해조와 전해조의 사이에는 전해수를 저수하는 저수조가 개재되어 있는 것을 특징으로 하기도 하며, 상기 저수조의 상부에는 전해수에 포함된 기체를 제거하는 기체제거장치가 추가로 부착되어 있는 것을 특징으로 하기도 한다.

이러한 본 발명은 전해차아수 (NaClO)의 생성량을 늘리므로써 생성된 전해수의 산화환원전위를 높이고, 극판의 수명을 연장하며, 상기 전해차아수(NaClO)가 보다 많이 수화되도록 하는 효과가 있다.

Description

다단식 무격막 전해수 생성장치{APPARATUS CREATING ELECTROLYSED-WATER BY MULTI-STEP AND NON-DIAPHRAM}

본 발명은 다단식 무격막 전해수 생성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무격막으로 전해수를 생성하되, 전해조를 다단으로 설치하므로써 전해차아수 (NaClO)의 생성량을 늘리고, 극판의 수명을 연장하며, 상기 전해차아수(NaClO)가보다 많이 수화되도록 하는 효과가 있는 전해수 생성장치에 관한 것이다.

통상적인 무격막 전해장치를 이용한 전해방법들은 전압과 전류를 높이고 극판의 면적을 넓히면 생성되는 전해수의 양을 늘릴 수 있었으나, 전해수의 살균력의 척도가 되는 산화환원전위(Oxidation Reduction Potential, ORP)를 높이기 어려운 문제점이 있었다.

이에 따라, 대한민국 공개특허 제1987-3938호(출원번호 10-1986-8023호)에는 양전극과 음전극을 극히 비좁은 간격으로 유지하여 대향설치하고 상기 간극에 담수를 유동시켜서 전해하는 담수의 무격막직접전해방법에 대한 기술이 개시되어 있다.

그러나, 상기한 종래의 기술은 상기 간극의 상부에 수소가스가 충만하므로써 담수의 흐름이 원활하지 않거나 정지하며, 이에따라 극판이 흐르는 물에 충분히 침지되지 않아 극판의 수명이 단축되는 등의 문제점이 있었다.

또한, 대한민국 공개특허 제1992-4279호(출원번호 10-1991-13728호)에는 무격막 전해조에 염화나트륨과 염산을 첨가하여 살균수를 제조하는 방법이 제시되어 있으나, 염산을 첨가하므로써 환경오염을 발생시키며, 통상의 무격막 전해조에 비해 특별한 효과도 없는 기술이 개시되어 있으며,

대한민국 공개특허 제1997-703913호(출원번호 10-1996-707115호)에는 양극판과 음극판의 사이에 전기절연성 스페이서를 개재시키는 기술이 개시되어 있으나, 종래의 전해조에서 사용하던 방법들이며,

대한민국 공개특허 제1997-703914호(출원번호 10-1996-707258호)에는 종래에 사용되던 역전압을 인가하는 방법에 대한 기술이 개재되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 무격막으로 전해수를 생성하되, 전해조를 다단으로 설치하므로써 전해차아수(NaClO)의 생성량을 늘려 전해수의 ORP를 높이고, 극판의 수명을 연장하며, 상기 전해차아수(NaClO)가 보다 많이 수화되도록 하는 전해수 생성장치를 제공하고자 하는 것을 그 목적으로 한다.

도1은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 시스템 개략도.

도2는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 전해조의 분해사시도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ***

10. 원수탱크 12. 펌프 14. 필터

20. 첨가액탱크 22. 첨가액펌프 30. 혼합조

40. 1차전해조 42. 2차전해조 50. 저수조

52. 기체제거장치 60. 전해수저수탱크

400. 하우징 402. 양극판 404. 음극판

406. 스페이스

본 발명에 의한 다단식 무격막 전해수 생성장치는,

원수를 전해하여 전해수를 생성하는 전해수 생성장치에 있어서,

적어도 한쌍 이상의 양극판과 음극판을 내포하며, 상기 양극판과 음극판의 사이에 격막이 없는 무격막 전해조가 적어도 둘 이상 직렬로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 직렬로 연결된 전해조와 전해조의 사이에는 전해수를 저수하는 저수조가 개재되어 있는 것을 특징으로 하기도 하며,

상기 저수조의 상부에는 전해수에 포함된 기체를 제거하는 기체제거장치가 추가로 부착되어 있는 것을 특징으로 하기도 한다.

이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도1은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 시스템 개략도이다.

도1을 살펴보면, 본 발명에 따른 다단식 무격막 전해수 생성장치는 원수탱크(10)와 펌프(12)와 필터(14)와 첨가액탱크(20)와 첨가액펌프(22)와 혼합조(30)와 1차전해조(40)와 2차전해조(42)와 저수조(50)와 기체제거장치(52)와 전해수저수탱크(60)와 이들을 연결하는 배관(도면부호 미표시) 및 상기 배관에 부착된 밸브로 구성된다.

상기 원수탱크(10)는 전해를 하려는 물(원수)를 저장하는 탱크이다. 상기 원수는 수돗물, 담수, 해수, 지하수 등을 사용할 수 있다. 상기 원수탱크(10)는 본 발명에 의한 다단식 무격막 전해수 생성장치가 수도에 직접 연결되는 등의 경우에는 필요가 없을 수도 있다.

상기 펌프(12)는 상기 원수탱크(10)의 원수를 이송하는 장치이다. 상기 펌프(12)는 정량펌프인 것이 바람직하다.

상기 펌프(12)를 통과한 원수는 필터(14)를 경유한다. 상기 필터(14)는 원수에 포함된 각종 이온이나 불순물들을 여과한다. 상기 필터(14)를 통과한 원수는 상기 혼합조(30)로 유입된다.

상기 펌프(12)가 정량펌프가 아니거나, 정량펌프이더라도 정량펌프의 기능이 저하될 경우를 대비하여 상기 필터(14)와 혼합조(30)의 사이에 감압변(미도시)을 설치하고, 상기 필터(14)와 상기 감압변의 사이에서 분지되어 상기 원수탱크(10)로 향하는 바이패스관(미도시)을 설치할 수도 있다.

본 발명에 따른 다단식 무격막 전해수 생성장치에는 상기 원수탱크(10)와는 별도로 첨가액탱크(20)가 위치하며, 상기 첨가액탱크(20)에는 첨가액 즉, 염화나트륨용액, 염화칼륨용액, 염화칼슘용액 등 물을 전기분해하기 위하여 첨가되어야하는 용액들이 저장된다.

상기 첨가액탱크(20)와 상기 혼합조(30)는 배관으로 연결되며, 중간에 첨가액펌프(22)가 개재된다. 상기 첨가액탱크(20)로부터 상기 혼합조(30)으로 연결되는 배관은 상기 필터(14)에서 상기 혼합조(30)으로 연결되는 배관에 직결되거나, 근접한 곳에 연결되는 것이 상기 원수와 상기 첨가액의 혼합에 유리하다.

상기 첨가액탱크(20)와 상기 첨가액펌프(22)는 상기 원수를 첨가액없이 전해하는 경우에는 생략할 수도 있다.

상기 혼합조(30)의 상부에서 인출된 배관이 1차전해조(40)의 하부로 인입된다. 상기 1차전해조(40)는 인입된 원수를 전기분해하며, 전기분해된 1차전해수는 상기 1차전해조(40)의 상부로 인출된다. 상기 1차전해수에는 상기 1차전해조(40)의 내부에서 발생한 기체(주로 수소가스)가 포함되어 있으며, 상기 기체가 상기 1차전해조(40)에 잔류하는 것을 방지하기 위해서는 상기 1차전해수가 상기 1차전해조(40)의 상부로 인출되는 것이 바람직하다.

상기 1차전해조(40)에서 인출된 1차전해수는 상기 저수조(50)로 인입된다. 상기 저수조(50)는 상기 1차전해조(40)과 2차전해조(42)의 사이에서 1차전해수의 흐름에 완충역할을 하기도 한다. 또한 상기 1차전해조(40)로부터 1차전해수와 함께 이송된 기체(주로 수소가스)가 상기 저수조(50)의 상부에 포집되므로 상기 저수조(50)의 상부에 기체제거장치(52)를 설치하여 상기 기체를 제거할 수도 있다.

상기 기체제거장치(52)는 기체만을 통과시키고 물은 통과시키지 않는 공지된부품들을 이용할 수 있으며, 상기 저수조(50)에 포집된 기체의 양을 체크하여 기체의 양이 일정한도를 초과하면 열리는 다양한 기체제거장치(52)를 사용할 수 있다.

상기 저수조(50)에 기체제거장치(52)가 설치되지 않은 경우에는, 상기 1차전해조(40)으로부터 인출된 1차전해수는 상기 저수조(50)의 하부로 인입되어 상기 저수조(50)의 상부로 인출되는 것이 바람직하다.

상기 저수조(50)에 기체제거장치(52)가 설치된 경우에는, 상기 1차전해조(40)으로부터 인출된 1차전해수는 상기 저수조(50)의 중간 또는 상부로 인입되어 상기 저수조(50)의 하부로 인출되는 것이 바람직하다.

상기 저수조(50)에서 인출된 1차전해수는 상기 2차전해조(42)의 하부로 인입된다. 상기 2차전해조(42)로 인입된 1차전해수는 1차전해조(40)에서와 마찬가지로 전기분해된다. 상기 2차전해조(42)에서는 상기 1차전해조(40)에서 미처 전기분해되지 못한 것들이 추가로 전기분해되어 전해차아수(NaClO)를 생성한다. 1차전해조(40)에서와 마찬가지로 2차전해조(42)에서도 기체(주로 수소가스)가 발생하므로 전해된 2차전해수는 상기 2차전해조(42)의 상부로 인출되는 것이 바람직하다.

상기 2차전해조(42)에서 인출된 2차전해수는 상기 전해수저수탱크(60)으로 이동하여 저장된다. 상기 2차전해조(42)와 전해수저수탱크(60)의 사이에는 배수밸브가 개재되어, 본 발명에 따른 다단식 무격막 전해수 생성장치를 가동하지 않다가 가동하는 경우에 최초에 생성되는 전해수를 배출시키도록 할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 다단식 무격막 전해수 생성장치는, 펌프(12)와필터(14)와 첨가액탱크(20)와 첨가액펌프(22)와 혼합조(30)와 1차전해조(40)와 2차전해조(42)와 저수조(50)와 기체제거장치(52)와 전해수저수탱크(60)와 이들을 연결하는 배관(도면부호 미표시) 및 상기 배관에 부착된 밸브 등에는 각종 센서(미도시)가 연결되며, 상기 센서에서 수집된 데이터를 이용하여 상기 펌프(12)와 첨가액펌프(22)와 1차전해조(40)와 2차전해조(42)와 기체제거장치(52)와 전해수저수탱크(60) 및 각종 밸브를 제어할 수 있는 제어부(미도시)를 갖는다.

도1에서 전해조(40, 42)는 2개만을 도시하였고, 저수조(50)는 하나만을 도시하였으나, 본 발명은 상기 전해조(40, 42) 및 저수조(50)를 다수개 직렬로 연결할 수 있다.

또한 상기 전해조(40, 42) 및 저수조(50)의 세트는 다수개를 병렬로 연결하여 전해수의 생성량을 증대시킬 수도 있다.

도2에는 상기 전해조(40, 42)의 분해사시도를 도시하였다.

도2를 살펴보면, 상기 전해조(40, 42)는 하우징(400)과 양극판(402)과 음극판(404)과 상기 양극판(402)과 음극판(404)의 사이에 개재되는 스페이스(406) 및 상기 전해조(40, 42)로 물을 인입하거나 인출하는 도관(410)으로 구성된다.

상기 하우징(400)은 상기 양극판(402)과 음극판(404)과 스페이스(406) 및 상기 도관(410)을 고정하는 기능을 할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 극판(402, 404)은 티타늄판에 이리듐 코팅되어 있는 판이다. 상기 극판(402, 404)은 티타늄판에 백금코팅된 판을 사용하기도 하며, 통상의 철판이나 탄소판을 사용할 수도 있으나, 티타늄판에 이리듐 코팅되어 있는 판이 바람직하다.

상기 스페이스(406)는 상기 극판(402, 404)을 절연시키며, 인입되는 물의 유로를 형성시켜주는 역할을 한다. 상기 스페이스(406)는 물의 유로를 상기 스페이스(406)의 측면에 부착된 극판(402, 404)과 최대로 접촉되도록 설계되어 있다. 상기 스페이스(406)는 다양한 모양으로 변경할 수 있다.

상기 극판(402, 404)과 스페이스(406)는 필요에 따라 다수개 구비할 수 있으며, 상기 극판(402, 404)과 스페이스(406)의 수가 본 발명의 범위를 제한하지는 않는다.

상기 도관(410)은 상기 스페이스(406)에 의해 형성된 유로로 물을 공급하거나 인출하기 위한 부속품이다.

도2이외에도 상기 전해조(40, 42)는 다양한 모양 및 구조로 설계 가능하며, 상기 전해조(40, 42)의 모양 및 구조가 본 발명의 범위를 제한하지는 않는다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 전해차아수 (NaClO)의 생성량을 늘리므로써 생성된 전해수의 산화환원전위를 높이고, 극판의 수명을 연장하며, 상기 전해차아수(NaClO)가 보다 많이 수화되도록 하는 효과가 있다.

Claims

원수를 전해하여 전해수를 생성하는 전해수 생성장치에 있어서,

적어도 한쌍 이상의 양극판과 음극판을 내포하며, 상기 양극판과 음극판의 사이에 격막이 없는 무격막 전해조가 적어도 둘 이상 직렬로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 다단식 무격막 전해수 생성장치.
제1항에 있어서,

상기 직렬로 연결된 전해조와 전해조의 사이에는 전해수를 저수하는 저수조가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 다단식 무격막 전해수 생성장치.
제2항에 있어서,

상기 저수조의 상부에는 전해수에 포함된 기체를 제거하는 기체제거장치가 추가로 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 다단식 무격막 전해수 생성장치.