KR200303854Y1 - 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것으로, 특히 고농도의 희석염수를 전기분해조의 전방부에 유입시키고 희석액을 상기 전기분해조의 중앙으로 유입시켜 수온의 상승폭을 대폭 낮추므로써 생산되는 차아염소산나트륨의 양을 증가시키고 전기분해 방해물질인 클로라이트(CHLORITE)의 양을 줄여 전기분해의 효율성을 향상시킬 수 있는 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것이다.

상기의 본 고안은 소금물 공급관으로 소금물을 공급하는 소금물저장조와, 상기 소금물 공급관과 연결되어 희석수를 공급하는 희석수 공급관과, 상기 소금물과 희석되어 공급되는 희석염수를 공급하는 희석염수공급관과, 상기 희석염수공급관에 전방에 연결되어 유입되는 희석염수를 전기분해하는 전기분해조와 유입유량을 체크하는 다수의 유량계로 형성되는 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치에 있어서, 상기 희석수 공급관의 일측에 분관하여 제2희석수 공급관을 상기 전기분해조의 중앙부와 연결하여 희석수를 공급하도록 형성하되 상기 희석수 공급관에는 유량계를 형성한 것을 특징으로 한다.

Description

비격막식 차아염소산나트륨 발생장치{a producer of natrium}

본 고안은 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것으로, 특히 고농도의 희석염수를 전기분해조의 전방부에 유입시키고 희석액을 상기 전기분해조의 중앙으로 유입시켜 수온의 상승폭을 대폭 낮추므로써 생산되는 차아염소산나트륨의 양을 증가시키고 전기분해 방해물질인 클로라이트(CHLORITE)의 양을 줄여 전기분해의 효율성을 향상시킬 수 있는 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 차아염소나트륨 발생장치는 희석염수(적정농도의 소금물(Nacl)를 격막(이온교환막)이 없는 일련의 전극을 통과시키는 과정에서 전극 양단에 부가된 직류전류(DC)를 이용해서 소금을 전기분해하고 이를 물과 반응시켜 소량의 수소가스와 차아염소산나트륨(NaOCl)을 만들어 내는 장치로서 상기와 같이 생산된 차아염소산나트륨은 염소의 안전한 형태로서 소독이 필요한 현장의 염소소독을 위하여 사용된다.

이와같은 종래의 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치는 도 1에 도시된 바와같다.

도 1에서 부재번호 1은 소금물저장조, 2는 유량계, 3은 소금물공급관, 4는 희석수공급관, 5는 전기분해조, 6은 차아염소산나트륨배출관, 7은 희석염수공급관을 각각 가리킨다.

이에 도시된 바와같이 종래의 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치는 차아염소산나트륨 발생의 효율을 최대화하기 위하여 소금물의 농도를 26 - 28중량비%로 유지시키며 소금물을 공급하도록 형성한 소금물저장조(1)를 형성하고 상기 소금물저장조(1)에 연결되어 소금물을 공급하도록 유량계(2)를 형성한 소금물공급관(3)을 형성한다.

상기와 같이 형성된 소금물공급관(3)의 단부와 연결되어 상기 소금물을 희석시키기 위하여 유량계(2)를 형성한 희석수공급관(4)을 형성하여 희석된 희석염수를 희석염수공급관(7)을 통하여 공급한다.

이러한 희석염수공급관(7)은 직류전기가 인가되는 전기분해조(5)와 연결되어 희석염수를 공급한다.

상기와 같이 형성된 전기분해조의 상측으로는 전기분해를 통하여 생성되는 차아염소산나트륨은 차아염소산나트륨 배출관(6)을 통하여 배출되어 차아염소산나트륨을 얻을 수 있다.

상기와 같은 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치는 소금물저장조에 물과 소금을 저장하여 자연적으로 포화용액의 소금물을 생성하여 공급하는 것으로서 상기의 소금물은 수온의 변동에 따라 차이가 있으나 26 -28중량비%의 소금함유량 갖는 항상 일정한 농도의 소금함유량의 소금물을 생성하게 된다.이러한 포화용액인 소금물을 일정한 비율의 물(희석액)과 합류시키면 적정농도의 희석염수(2.8 - 3.0중량비%)를 전기분해조에 공급하게 된다.

상기와 같은 소금물과 희석액의 희석방법은 소금물을 정량펌프로 주입하거나 일정비율의 희석액을 벤츄리관을 통과시켜 진공상태를 유지시키며 상기 희석액이 통과하는 벤츄리관의 진공으로 인하여 소금물을 빨아드리는 방법으로 희석염수를 유입시키며 상기 희석염수공금관은 전기분해조의 전방에 위치하게 된다.

상기와 같은 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 전기분해조에서 발생하는 전기분해공식은 "NaCl + H2O + 2e- NaOCl + H2 + 소량의 열"과 같은 공식으로 이루어지며 경제적 효율을 최대화하기 위해서는 통상 전극에 통과시키는 희석된 소금물의 소금 농도를 2.8 - 3.0중량비%로 유지시킨다.

상기와 같은 희석염수를 전기분해가 일어나는 전기분해조의 전극 표면적과 그 사이를 통과하는 희석염수유량을 적절히 조절하여 희석염수를 전극부에 유입시키고 전극에 직류전원을 연결하면 전극부내에서 희석염수의 전기학적 분해와 재결합이 일어나게 되어, 통과하는 희석염수는 전극부의 설계방법, 수질, 소금의 질, 수온에 따라 다르지만 통상 유효염소농도 6500 - 8000 mg/ℓ의 차아염소산나트륨으로 변화되어 전극부에서 나와 저장조에 보관되도록 하는 장치이다.

그러나 상기와 같은 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치는 희석염수를 만들어 전기분해조로 유입시키기 위해 일반적으로 사용하는 방법은 소금물과 희석액을 1:10정도로 희석시켜 희석염수를 만든 후에 전기분해조의 전방부에서 유입시켰으나 상기와 같은 희석염수 유입구조는 전기분해조의 희석염수의 수온이 상승되는 것을 낮춰줄 수가 없어 차아염소산나트륨의 생성을 저하되고 클로라이트의 양은 많아져 전기분해를 방해하게 되어 전기분해의 효율을 저하시키는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 전기분해조의 전방부에는 농도가 높은 희석염수를 유입시키고 중앙으로는 희석액을 유입시켜 전기분해조의 전방부에서는 전류의 효율을 높이고 수온상승폭을 낮추며 전기분해후 높아진 수온을 중앙에서 희석액의 주입으로 희석염수의 온도상승을 방지하므로써 전기분해 방해요소를 억제하여 전기분해 효율을 높일 수 있는 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 소금물 공급관으로 소금물을 공급하는 소금물저장조와, 상기 소금물 공급관과 연결되어 희석수를 공급하는 희석수 공급관과, 상기 소금물과 희석되어 공급되는 희석염수를 공급하는 희석염수공급관과, 상기 희석염수공급관에 전방에 연결되어 유입되는 희석염수를 전기분해하는 전기분해조와 유입유량을 체크하는 다수의 유량계로 형성되는 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치에 있어서, 상기 희석수 공급관의 일측에 분관하여 제2희석수 공급관을 상기 전기분해조의 중앙부와 연결하여 희석수를 공급하도록 형성하되 상기 희석수 공급관에는 유량계를 형성한 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치를 제공한다.

도 1는 종래의 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치를 나타낸 설명도,

도 2는 본 고안에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치를 나타낸 설명도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 소금물 저장조 2 : 유량계

3 : 소금물 공급관 4 : 희석수 공급관

5 : 전기분해조 6 : 차아염소산나트륨공급관

7 : 희석염수 공급관 8 : 제2 희석수 공급관

이하 상기한 바와 같은 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 2는 본 고안에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치를 나타낸 설명도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 고안의 비격막식 차아염소나트륨 발생장치는 소금물저장조(1)에 물과 소금을 저장하여 포화용액의 소금물을 소금물 공급관(3)을 통하여 공급하며 상기 소금물 공급관(3)과 연결되어 희석수를 공급하여 포화용액의 소금물을 희석하는 희석수 공급관(4)과 연결 형성한다.

이와같이 형성된 희석수 공급관(4)은 일측에 분관되도록 형성하여 제2희석수 공급관(8)을 형성하여 상기 제2희석수 공급관(8)은 유입되는 희석염수를 전기분해하는 전기분해조(5)의 중앙과 연결형성하며 상기 소금물 공급관(3)과 희석수 공급관(4)과 연통된 상태로 상기 전기분해조(5)의 전방부에 연결되어 희석염수를 공급하도록 희석염수 공급관(7)을 형성한다.

상기와 같이 소금물 공급관(3)과 희석수 공급관(4), 제2희석수 공급관(8)에는 정량의 소금물과, 희석수가 유입되도록 하기 위하여 각각 유량계(2)를 형성하며 희석염수를 전기분해하여 발생하는 차아염소산나트륨을 저장조(미도시)에 저장하기 위하여 차아염소산나트륨 배출관(6)을 형성한다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

26 -28%의 소금을 함유한 소금물을 소금물 공급관(3)을 통하여 공급하며 상기 소금물 공급관(3)과 연결된 희석수 공급관(4)을 통하여 희석수를 공급한다.

이와같은 상태에서 소금물의 양을 100중량비%를 기준으로 희석수의 양을 50 - 60중량비%를 합류시켜 유입되도록 한다.

상기와 같이 희석된 희석염수는 전기분해조(5)의 전방부에 연결된 희석염수 공급관(7)을 통하여 유입되며 이때 희석염수의 농도는 약 5.6 - 6중량비%로 종래의 차아염소산나트륨 발생장치에 유입되는 희석염수의 농도보다 약 2배정도 높아진다.

이와같이 전기분해조(5)에 내장된 전극의 전반부에는 비교적 높은 농도의 Na+ 와 Cl- 이온이 공급된다.

상기와 같이 전기분해에 있어서 전해질의 양이 많을수록 전류의 효율이 높아지며 반응시 발열량이 상대적으로 낮아진다.

즉 전기분해의 효율이 좋아지며 용액의 수온상승폭이 상대적으로 낮아지게 된다.

한편 나머지 희석수의 양을 전기분해조(5)의 중앙과 연결형성된 제2희석수공급관(8)을 통하여 합류되면서 전기분해조(5)의 전극부 전반부를 통과하면서 전기분해되어 상승된 용액수온을 냉각시키는 효과가 있어 후반부의 전극부에는 상대적으로 낮은 온도의 희석염수과 통과하게 된다.

이와같이 전기분해조(5)의 전극부 전방 50% 부분에서는 저해질의 양을 높혀 지나친 용액수온의 상승을 막고, 전기분해조(5)의 중간부분에서 희석수를 보충하므로써 수온상승을 이중으로 차단하는 효과가 있다.

이와같이 차아염소산나트륨 발생장치의 희석염수의 온도가 30℃를 넘을 경우에는 합성된 차아염소산나트륨이 재분해 합성되어 소금으로 돌아가게 되거나, 용액 내에 전기분해 방해물질인 클로라이트의 양이 급증하여 전하의 이동을 방해하게 되는데 상기의 차아염소산나트륨의 발생장치는 다음 실험예에 나타난 바와같이 희석염수의 온도상승을 7∼10℃ 정도 낮춰주고 차아염소산나트륨의 재분해와 전기분해방해요소를 억제하여 전기분해의 효율을 10∼15중량비%정도 증가시키는 효과가 있다.

실험예

종래의 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치

인입수 온도 : 18℃

전 류 량 : 185 amp

전 압 : 27 volt

희석염수 유량 : 2리터/분

희석염수소금농도: 2.8중량비%

클로라이트의양 : 350mg/ℓ

생산된 차아염소산나트륨의 농도 : 7450 mg/ℓ

생산된 차아염소산나트륨의 온도 : 35 ℃

본 고안의 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치

인입수 온도 : 18 ℃

전 류 량 : 185 amp

전 압 : 24 volt

희석염수 유량 : 2리터/분

희석염수소금농도 : 2.8중량비%

클로라이트의양 : 150mg/ℓ

생산된 차아염소산나트륨의 농도 : 8200 mg/ℓ

생산된 차아염소산나트륨의 온도 : 27 ℃

소금량을 변동한 본 고안의 차아염소산나트륨 발생 실험예

인입수 온도 : 18 ℃

전 류 량 : 185 amp

전 압 : 24 volt

희석염수 유량 : 2리터/분

희석염수소금농도: 2.5중량비%

클로라이트의양 : 150mg/ℓ

생산된 차아염소산나트륨의 농도 : 7500 mg/ℓ

생산된 차아염소산나트륨의 온도 : 27 ℃

상기의 실험예에서 나타난 바와같이 본 고안의 차아염소산나트륨 발생장치는 종래의 차아염소산나트륨 발생장치와 동일조건에서 실험을 했을 경우 동일 전류량에서 전압을 3 volt낮춰도 생산된 차아염소산나트륨의 농도가 750 mg/ℓ 상승되어 고농도의 차아염소산나트륨을 얻을 수 있으며 희석염수의 농도를 낮추고 전압을 3 volt낮춰도 생산된 차아염소산나트륨의 농도(7500 mg/ℓ)가 변함이 없음을 알 수 있다.

이상에서와 같이 본 고안은 전기분해조의 전방부에는 농도가 높은 희석염수를 유입시키고 중앙에서는 수온상승폭을 낮춰 전기분해의 효율을 높일 수 있어 제품의 효율성을 높일 수 있다.

이상에서는 본 고안을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 소금물 공급관으로 소금물을 공급하는 소금물저장조와, 상기 소금물 공급관과 연결되어 희석수를 공급하는 희석수 공급관과, 상기 소금물과 희석되어 공급되는 희석염수를 공급하는 희석염수공급관과, 상기 희석염수공급관에 전방에 연결되어 유입되는 희석염수를 전기분해하는 전기분해조와 전기분해되어 발생하는 차아염소산나트륨를 저장조에 배출하는 차아염소산나트륨배출관과, 유입유량을 체크하는 다수의 유량계로 형성되는 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치에 있어서,

   상기 희석수 공급관의 일측에 분관하여 제2희석수 공급관을 상기 전기분해조의 중앙부와 연결하여 희석수를 나누어 공급하도록 형성하되 상기 희석수 공급관에는 유량계를 형성한 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치.