KR20050063448A - 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수제조장치 - Google Patents

전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수제조장치 Download PDF

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김영덕
김광일
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재단법인 포항산업과학연구원
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    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/4618Devices therefor; Their operating or servicing for producing "ionised" acidic or basic water

Abstract

본 발명은 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치에 관한 것으로 특히, 종래의 경막을 사용하지 않고, 전극의 구조에 따라 산성수 및 알카리수의 pH 농도를 단계적으로 다르게 생성시킬 수 있는, 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 갖는 본 발명의 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치는, 전기분해조 내에 양극 전극 및 음극 전극이 각각 설치된 소금물의 전기분해를 통한 알카리수 및 산성수 제조장치에 있어서, 양극 전극 및 음극 전극의 소금물이 투입되는 반대편 상부에는 전기분해된 물들이 배출되는 다수의 구멍이 형성되며, 구멍의 입구 또는 출구에는 차단막이 각각 설치되어, 필요한 농도의 산성수 및 알카리수를 확보할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치는, 전기분해조의 배출부 측에 망사형 분리대를 더 구비하여, 차아염소산나트륨의 발생을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

Description

전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치 {Apparatus of Water Electrolysis with Electrode Hole by No Ion Exchange Membrane}
본 발명은 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기분해 산성수 및 알카리수의 제조장치에 있어서, 종래의 경막을 사용하지 않고, 전극의 구조에 따라 산성수 및 알카리수의 pH 농도를 단계적으로 다르게 생성시킬 수 있는, 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 자연의 물에 소금을 일정량 용해하여 소금물을 만들고 이를 전기분해 장치 내에서 전기분해를 실시하게 되면, 상기 전기분해를 통하여 생성된 물은 그 특성상 산성을 나타내거나 알카리성을 나타내게 되는데, 산성은 pH 농도가 2. 7, 알카리성은 pH 농도가 11까지 발생할 수 있다. 이때 전기분해 장치의 구성은 양극과 음극으로 구분되며, 상기 양극은 부식에 견딜 수 있는 백금계 전극을 주로 이용한다.
특히, 직접 전기분해인 경우에는 양극과 음극에서 각각 산성 및 알카리 성질을 갖는 성분들이 발생하나, 이러한 성분들은 서로 가수분해를 통해서 재 반응으로 전기분해 장치를 통해서 배출되는 곳에서는 강 알카리성의 차아염소산나트륨과 수소로 변환된다.
상기와 같이 변환된 차아염소산나트륨은 그 알카리도 높고 강한 살균 및 살충 효과가 있음에 따라, 그 사용 용도가 주로 살균용이나 폐수처리용의 공업용으로 사용되는 것이 일반적이다.
상기 차아염소산나트륨 발생을 위한 전기분해 장치는 상대적으로 제작이 용이하며, 또한 장치 규모를 크게 할 수 있다. 반면에, 경막을 사용하여 산성 및 알카리성을 나타내는 전해수를 분리 생성하는 방법은 일반적으로 양 전극 사이에 이온교환막인 경막이 설치되어 운영된다.
상기한 종래의 경막 사용 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치는 도 1에 나타내었다.
도면에 나타낸 바와 같이, 전기분해조(미도시) 내의 양극 전극(10)에서는 산성을 나타내는 물질이 상기 양극 전극(10)의 표면에서 생성되며, 음극 전극(20)에서는 알카리성을 띠는 물질들이 상기 음극 전극(20)의 표면에서 생성된다.
전기분해를 위한 경막(30)의 양측면에 있어서, 음극 전극(20) 측으로는 물(40)이 통과하게 되며, 양극 전극(10) 측으로는 3% 정도의 소금물(50)이 통과하게 된다. 따라서 상기와 같이 통과된 물(40)과 소금물(50)은 최종적으로 산성수(60)와 알카리수(70)의 형태로 생성되어 배출되는데, 이는 상기 경막(30)에 의하여 소금 이온은 음극 전극(20) 쪽으로 이동하게 되며, 염소기는 양극 전극(10) 쪽으로 이동함에 따라 상기와 같이 산성수(60) 및 알카리수(70)의 형태로 생성되는 것이다.
상기와 같이 경막을 사용하는 경우에는 주로 작은 양의 산성 및 알카리수를 생성하는 것이 기본으로, 이와 같이 생성된 산성수 및 알카리수는 건강 음료용, 피부 미용용, 콩나물 재배나 고추 재배 또는 김치 발효용 등 다양한 분야에 특수하게 사용되고 있다.
그러나, 상기한 경막의 사용은 장치의 구성이 복잡해지는 문제점이 있으며, 또한 경막의 오염으로 인한 전기분해 장치의 유지 보수가 필수적으로 이루어져야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 다양한 용도로 사용될 수 있는 전기분해 산성수 및 알카리수를 제조하는 장치에 있어서, 종래의 경막을 사용하지 않고 무 경막으로 산성수와 알카리수를 제조하는 장치에 관한 것으로, 전극의 구조에 구멍을 형성하여, 전극의 구조에 따라 산성수 및 알카리수의 pH 농도를 단계적으로 다르게 생성함으로써, 필요한 pH 농도의 전기분해된 물을 확보할 수 있는 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치는, 전기분해조 내에 양극 전극 및 음극 전극이 각각 설치된 소금물의 전기분해를 통한 알카리수 및 산성수 제조장치에 있어서, 양극 전극 및 음극 전극의 소금물이 투입되는 반대편 상부에는 전기분해된 물들이 배출되는 다수의 구멍이 형성되며, 구멍의 입구 또는 출구에는 차단막이 각각 설치되어, 필요한 농도의 산성수 및 알카리수를 확보할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치는, 전기분해조의 배출부 측에 망사형 분리대를 더 구비하여, 차아염소산나트륨의 발생을 감소시키는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 종래와 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
본 발명의 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치는, 전기분해 장치의 내부 양쪽에 설치된 양극 및 음극 전극에는 각각 일정간격의 구멍을 형성하고, 또한 상기 구멍을 폐쇄할 수 있는 폐쇄기구를 구성하여, 필요시 상기 구멍을 차단할 수 있게 하였다. 상기한 본 발명의 장치에서 일정한 전력을 공급하고, 3% 정도의 소금물을 투입하면 자동적으로 산성수 및 알카리수가 생성되는 것이며, 상기 각각의 구멍으로 서로 다른 농도의 생성물이 배출되는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치를 나타내는 개략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치 중 전극의 형상을 나타내는 단면도로서, 도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치는, 소금물과 물을 따로 투입하지 않고 소금물 만을 투입하는 장치로서, 종래와 마찬가지로 전기분해조(미도시) 내에 양극 전극(10) 및 음극 전극(20)이 각각 설치됨에 있어, 상기 양극 전극(10) 및 음극 전극(20)의 소금물(50)이 투입되는 반대편 상부에는 각각 일정간격을 갖는 다수의 구멍(10a, 20a)을 형성하여, 상기 구멍(10a, 20a)을 통하여 전기분해된 물들이 배출되도록 한다.
상기 구성에 있어서, 전기분해된 물들의 배출시 필요한 pH 농도 및 배출량을 확보하기 위하여, 구멍(10a, 20a)을 폐쇄할 수 있는 폐쇄기구로서, 상기 구멍(10a, 20a)의 입구 또는 출구에 차단막(10b, 20b)을 각각 설치하여, 필요시 상기 구멍을 차단함으로써 필요한 농도의 산성수 및 알카리수를 확보할 수 있게 된다.
또한, 상기한 구성을 갖는 본 발명의 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치에 있어서, 본 발명은 무 경막 장치이지만 상기 전기분해조의 배출부 측에 망사형 분리대(15)를 더 설치하여, 생성되는 산성수 및 알카리수의 혼합으로 인한 가수 분해에 의하여 차아염소산나트륨이 발생되는 것을 최소화 하는 것이 바람직하다.
따라서, 산성수(60)와 알카리수(70)는 투입된 소금물(50)에 의해서 전기분해에 의하여 각각 생성되며, 상기와 같이 생성된 산성수(60)와 알카리수(70)는 각각 망사형 분리대(15)에 의하여 분리된다.
상기한 기능을 갖는 망사형 분리대(15)는, 전기 분해가 일어나는 부분이 실제로 전극 표면에서 가장 활발히 일어나기 때문에, 전기분해 장치의 상부에 위치시키면 된다.
한편, 양극 및 음극 전극(10, 20)은 백금계 금속을 티타늄 모재에 코팅한 것을 사용하며, 상기 양극 및 음극 전극(10, 20) 상부에 일정크기 및 간격을 갖는 구멍(10a, 20a)이 형성되어, 상기 구멍을 통하여 전기분해된 물이 배출되는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서와 같이 본 발명의 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치는, 경막을 사용하지 않는 동시에 전극의 구조에 구멍이 형성되어, 상기 구멍을 통하여 전기분해된 물을 배출시킴으로써, 산성수 및 알카리수의 pH 농도를 단계적으로 다르게 생성할 수 있음에 따라 필요한 pH 농도의 전기분해된 물을 확보할 수 있다.
도 1은 종래의 경막 사용 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치를 나타내는 개략도
도 2는 본 발명에 따른 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치를 나타내는 개략도
도 3은 본 발명에 따른 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치 중 전극의 형상을 나타내는 단면도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 양극 전극 10a, 20a : 구멍
10b, 20b : 차단막 15 : 망사형 분리대
20 : 음극 전극 30 : 경막
40 : 물 50 : 소금물
60 : 산성수 70 : 알카리수

Claims (2)

  1. 전기분해조 내에 양극 전극(10) 및 음극 전극(20)이 각각 설치된 소금물의 전기분해를 통한 알카리수 및 산성수 제조장치에 있어서, 상기 양극 전극(10) 및 음극 전극(20)의 소금물(50)이 투입되는 반대편 상부에는 전기분해된 물들이 배출되는 다수의 구멍(10a, 20a)이 형성되며, 상기 구멍(10a, 20a)의 입구 또는 출구에는 차단막(10b, 20b)이 각각 설치되어, 필요한 농도의 산성수 및 알카리수를 확보할 수 있는 것을 특징으로 하는 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기분해조의 배출부 측에는 망사형 분리대(15)를 더 설치하여, 차아염소산나트륨의 발생을 감소시키는 것을 특징으로 하는 전극에 구멍을 가진 무 경막 전기분해 알카리수 및 산성수 제조장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102276092A (zh) * 2011-06-16 2011-12-14 湖北大学 一种膜分离微电解组合工艺处理漂粉精废水的方法
CN102668760A (zh) * 2012-05-15 2012-09-19 北京奈艾斯新材料科技有限公司 一种治理盐碱地的方法和装置

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