KR20070111170A - 조립식 전극세트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전해소독장치 내에 간편하게 장착가능한 조립식 전극세트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 극성이 상이한 망형 또는 판형의 전극 두 개를 한세트로 하는 전극쌍이 수평으로 배열된 전극부(20); 상기 전극을 수직으로 관통하고, 전극의 상하측에 결합시킨 하나 이상의 환봉(31) 및 상기 전극의 상하측에 결합된 상기 환봉의 양 말단을 고정하는 너트(32)로 구성된 연결부(30); 및 일렬로 배열된 상기 전극간 간격을 유지하고, 단락을 방지하는 도체 커플링(41) 및 상기 전극의 양측에 형성된 도체 커플링의 외부에 절연되는 부도체 커플링(42)으로 구성된 커플링부(40)를 포함하고, 상기 전극부는 두 개 이상이 다단으로 배열되며, 상하로 위치한 전극부가 상이한 극성을 띠도록 배열된 것을 특징으로 하는 조립식 전극세트에 관한 것이다.

본 발명에 따른 조립식 전극세트는 장치의 구성이 간편하고, 전극부 내에 전극 간 간격이 일정하게 유지되어 전기분해의 효율이 감소되지 않도록 하며, 상기 조립식 전극세트에 장착된 전극이 센서역할을 하여 전기분해의 효율을 일정하게 유지하는 효과가 있다.

조립, 전극세트, 다단 배열

Description

조립식 전극세트 {Prefabricated electrode set}

도 1은 본 발명에 따른 조립식 전극세트의 구성도를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 조립식 전극세트의 조립 상태도를 도시한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 조립식 전극세트가 다단 배열시의 구성도를 도시한 것이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 조립식 전극세트가 전해소독장치에 장착된 단면도를 도시한 것이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 조립식 전극세트에 사용되는 전극을 도시한 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 전극세트 20: 전극부

30: 연결부 31: 환봉

32: 너트 40: 커플링부

41: 도체 커플링 42: 부도체 커플링

발명의 분야

본 발명은 전해소독장치 내에 간편하게 장착가능한 조립식 전극세트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 극성이 상이한 망형 또는 판형의 전극 두 개를 한세트로 하는 전극쌍이 수평으로 배열된 전극부(20); 상기 전극을 수직으로 관통하고, 전극의 상하측에 결합시킨 하나 이상의 환봉(31) 및 상기 전극의 상하측에 결합된 상기 환봉의 양 말단을 고정하는 너트(32)로 구성된 연결부(30); 및 일렬로 배열된 상기 전극간 간격을 유지하고, 단락을 방지하는 도체 커플링(41) 및 상기 전극의 양측에 형성된 도체 커플링의 외부에 절연되는 부도체 커플링(42)으로 구성된 커플링부(40)를 포함하고, 상기 전극부는 두 개 이상이 다단으로 배열되며, 상하로 위치한 전극부가 상이한 극성을 띠도록 배열된 것을 특징으로 하는 조립식 전극세트에 관한 것이다.

발명의 배경

물의 사용량이 증가되고, 대기, 수질오염이 날로 심화되면서 오폐수의 처리 및 물의 재이용 필요성이 증대되고 있다. 즉, 방류수 또는 상류수 등의 효율적인 살균 기술이 개발, 적용되어 왔는데, 종래 염소 소독, UV소독, 오존 소독 등이 대표적인 예이다. UV소독은 자외선에 의한 살균방법으로 최근에 집중적으로 연구되고 있으나, UV소독은 잔류효과가 전혀 없고, 시설비 및 유지비가 과도하며, 처리수의 유량변동에 대응하기가 상대적으로 어렵고, 처리수 내에 탁도, 부유고형물(SS), 색소성분이 높은 경우 처리효과가 매우 낮다. 뿐만 아니라, 미생물이 UV에 의해 손상된 DNA를 자가복구하여 재생되는 광회복율이 높기 때문에, 현장에서 확실한 소독효과를 거두었다고 확신하기 어렵다. 오존 소독법은 강력한 산화력으로 큰 소독효과를 얻을 수 있는 방법이지만, 오존의 용해성이 낮고, 시설비 및 운전비가 많이 소요되며 수처리 과정에서 발생하는 오존의 유출을 방지하기 위한 (후)처리 시설이 필요하다. 게다가, 오존 소독법은 처리 부산물의 안정성에 대한 명확한 검증이 이루어지지 않고 있는 실정이다. 염소 소독법은 물의 소독법으로 가장 널리 이용되고 있는데, 잔류성이 높아서 효율적인 것으로 알려져 있다. 그러나 염소소독법은 공정 과정에서 THM과 같은 강독성 부산물이 생성되며, 밀도가 낮은 오일, 그리스(grease) 또는 콜로이드성 물질이 물에 포함되어 있는 경우에는 소독효과가 크지 않는 단점이 있다. 또한, 염소에 대한 감수성이 높은 세균에만 그 살균력이 한정된다.

전기분해를 이용한 소독과 관련된 종래 특허로는 '정수기살균장치'(한국특허출원 등록번호 10-0233775호, 1999.09.14) 및 '물의 전해 소독방법 및 전해 소독장치'(한국특허출원 출원번호 10-2001-7012714, 2001.10.05) 등이 있다. 그러나 상기 특허는 판형의 전극을 일렬로 배열하여 전극의 손상이 쉽게 발생하는 문제점이 있다.

이에, 본 발명자들은 종래기술의 단점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 전해소독장치 내에 일렬로 배열된 판형의 전극을 너트와 환봉으로 조합함으로써 좀 더 간편하게 전해소독장치 내에 장착이 가능하고, 커플링부를 통하여 전극 간 간격이 유지되는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 주된 목적은 전해소독장치에 전극세트를 구비하는 데 있어서, 좀 더 간편하게 전극세트를 장착하고, 전기효율이 일정하게 유지되는 조립식 전극세트를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 처리수 중에 잔류하는 미생물을 불활성화하기 위한 전해소독장치에 장착되는 전극세트에 있어서, 극성이 상이한 망형 또는 판형의 전극 두 개를 한세트로 하는 전극쌍이 수평으로 배열된 전극부(20); 상기 전극을 수직으로 관통하고, 전극의 상하측에 결합시킨 하나 이상의 환봉(31) 및 상기 전극의 상하측에 결합된 상기 환봉의 양 말단을 고정하는 너트(32)로 구성된 연결부(30) 및; 일렬로 배열된 상기 전극간 간격을 유지하고, 단락을 방지하는 도체 커플링(41) 및 상기 전극의 양측에 형성된 도체 커플링의 외부에 절연되는 부도체 커플링(42)으로 구성된 커플링부(40)를 포함하고, 상기 전극부는 두 개 이상이 다단으로 배열되며, 상하로 위치한 전극부가 상이한 극성을 띠도록 배열된 것을 특징으로 하는 조립식 전극세트를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 전극은 티타늄에 이리듐 산화물을 코팅하여 제조되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 도체 커플링의 재질은 티타늄이고, 부도체 커플링의 재질은 테프론 또는 PVC인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 전극부의 전극은 약 10mm 간격으로 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 조립식 전극세트는 전극부(20), 환봉(31)과 너트(32)로 이루어진 연결부(30) 및 도체 커플링(41)과 부도체 커플링(42)로 이루어진 커플링부(40)로 구성된다 (도 1 및 도 2).

도 1은 본 발명에 따른 조립식 전극세트에 장착된 전극부의 구성도를 도시한 것으로, 구성요소 간의 조립 관계를 보여주고 있으며, 도 2는 본 발명에 따른 조립식 전극세트의 조립 상태도를 도시한 것으로, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 연결부는 환봉 및 너트를 포함되며, 상기 환봉은 일렬로 배열된 판형의 전극을 수직으로 관통하고, 상기 전극의 상하측으로 결합되어 있으며, 상기 환봉의 양 말단은 너트로 고정된다.

상기 전극의 재질은 전해시 발생되는 산화성 물질에 내구성을 가지기 위하여 내산화성이어야 하고, 불용성 재질로 구성되어야 전극으로서 안정성이 유지될 수 있으며, 전기를 통할 수 있는 전도체 소재를 이용하는 것이 바람직하다. 극성 절체 방식을 사용하는 전극이 보다 바람직하게 구현되기 위하여, 상기 전해소독장치 내부에 배치되는 전극부는 (+)극 및 (-)극에 동일한 재질을 사용하여야 전극의 극성 변환 시에도 손상을 입지 않는다. 종래, 전기분해를 위한 전극을 제조하기 위하여 전도체 소재에 누테늄 또는 백금을 코팅하여 사용하였으나, 누테늄 또는 백금은 전기분해시 잔류 염소를 너무 많이 발생시켜 처리수를 처리한 후 바닷물로 배출하기가 곤란한 단점이 있어, 처리수의 전기분해에 사용되는 전극은 티타늄 소재에 이리듐 산화물로 코팅하는 것이 바람직하다. 상기 전극부 내에 전극이 배치되는 간격은 약 10mm 정도로 하여 전극의 간격이 지나치게 조밀하거나 넓어서 전기분해의 효율이 감소되는 것을 방지한다.

하나 이상의 환봉은 상기 전극을 수직으로 관통하고, 전극의 상하측에 결합된 환봉과 상기 환봉의 양 말단에 티타늄 너트로 고정하여 하나의 전극세트가 되도록 한다. 이때, 상기 환봉의 양 말단에 형성된 탭이 너트에 끼워지며, 상기 환봉의 재질은 동 또는 알미늄이고, 티타늄 코팅하는 것이 바람직하다. 전해소독장치 내부에 다수의 전극부는 전극간 간격을 유지하고, 단락을 방지하기 위해 스페이서 및 이너 케이스에 장착하여 사용할 수도 있다. 상기 스페이서 및 이너케이스는 절연되어야 하므로 PVC 계열의 절연성 합성수지로 제작하는 것이 바람직하고, 처리수가 케이스 내부의 전극을 통과할 수 있도록 구성된다.

상기 커플링부는 일렬로 배열된 상기 전극의 연결도구로 전극 간의 간격을 유지하고, 단락을 방지하는 도체 커플링 및 상기 전극의 양측에 형성된 도체 커플링의 외부에 절연되는 부도체 커플링을 포함한다. 단락을 방지하기 위해 도체 커플 링은 일렬로 배열된 상기 전극을 연결하고, 전극간 간격을 유지하며, 상기 도체 커플링의 재질은 티타늄이 바람직하고, 상기 티타늄 커플링의 외부에 절연되는 부도체 커플링이 전극간 간격을 유지하며, 상기 부도체 커플링의 재질은 PVC 또는 테프론이 바람직하다. 또한, 상기 전극을 상기 환봉에 연결시키는 상기 도체 커플링과 부도체 커플링은 상측 전극을 관통하는 환봉과 하측 전극을 관통하는 환봉에 엇갈리게 배열되어 있으며, 하나의 전극세트 내에 전극의 배치는 양극과 음극이 서로 번갈아 배치되고, 다단으로 배열된 전극세트 간의 전극배치도 양극과 음극이 서로 번갈아 배치되고 있다. 전극세트에 고정된 상기 환봉의 전극 배치는 양극과 음극이 서로 번갈아 배치되고, 전극세트 간의 상기 환봉의 전극 배치는 서로 상반되는 전극이 번갈아 배치되어 전극부간 일정한 간격이 유지되고 있다.

도 3은 본 발명에 따른 조립식 전극세트가 다단 배열시의 구성도를 도시한 것으로, 전극의 배열과 환봉의 전극배치를 도시하고 있다. 상기 전극세트 내에 상기 전극부 두 개 이상이 다단으로 배열되며, 상하로 위치한 전극부가 상이한 극성을 띠며, 조립식 전극세트에서 극성이 상이한 판형 또는 망형의 전극 두 개를 한세트로 하는 전극쌍이 유수방향에 수평이 되도록 배열되고, 양극과 음극이 서로 번갈아 배치되는 모양을 도시하고 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 전극부에 고정된 상기 환봉의 전극 배치는 양극과 음극이 서로 번갈아 배치되고, 전극부간 상기 환봉의 전극 배치는 서로 상반되는 전극이 번갈아 배치되어 전극부간 일정한 간격이 유지되는 것이 바람직하다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 조립식 전극세트가 전해소독장치에 장착된 단면도를 도시한 것으로, 처리수는 화살표 방향으로 흐르는 것을 나타내고 있다. 도 4a는 전해소독장치를 전극의 배열에 수직이 되게 자른 단면으로 판형 또는 망형의 전극세트가 다단으로 배열되어 있는 모양을 도시한 것이고, 도 4b는 전해소독장치를 전극의 배열에 수평이 되게 자른 단면으로 전극세트의 판형 또는 망형의 전면이 나타나게 배열된 것을 도시한 것이다. 본 발명에 따른 조립식 전극세트가 장착되는 전해소독장치는 처리수 중에 잔류하는 수중생물, 독성 비브리오 콜레라, 대장균 및 일반 미생물을 불활성화하는데 이용될 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 조립식 전극세트에 사용되는 전극을 도시한 것으로, 도 5a는 수직형 및 수평형에 사용 가능한 망형 전극을, 도 5b는 수평형에만 사용되는 판형전극을 도시하고 있다. 판형의 전극을 사용하면 망형의 전극을 사용하는 경우보다 많은 전류가 흐를 수 있어 소독효율이 높으나, 망형 전극은 적은 양의 전류가 흐르는 대신 전류의 손실이 적고, 전해소독이 이루어지는 장소인 전극의 표면적을 늘리는 효과를 얻을 수 있다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 전해소독장치 내에 장착이 간편한 조립식 전극세트를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 조립식 전극세트는 장치의 구성이 간편하고, 전극부 내에 전극 간 간격이 일정하게 유지되어 전기분해의 효율이 감소되지 않도록 하며, 상기 조립식 전극세트에 장착된 전극이 센서역할을 하여 전기분해의 효율을 일정하게 유지하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 처리수 중에 잔류하는 미생물을 불활성화하기 위한 전해소독장치에 장착되는 전극세트에 있어서,

   극성이 상이한 망형 또는 판형의 전극 두 개를 한세트로 하는 전극쌍이 수평으로 배열된 전극부(20);

   상기 전극을 수직으로 관통하고, 전극의 상하측에 결합시킨 하나 이상의 환봉(31) 및 상기 전극의 상하측에 결합된 상기 환봉의 양 말단을 고정하는 너트(32)로 구성된 연결부(30) 및;

   일렬로 배열된 상기 전극간 간격을 유지하고, 단락을 방지하는 도체 커플링(41) 및 상기 전극의 양측에 형성된 도체 커플링의 외부에 절연되는 부도체 커플링(42)으로 구성된 커플링부(40)를 포함하고,

   상기 전극부는 두 개 이상이 다단으로 배열되며, 상하로 위치한 전극부가 상이한 극성을 띠도록 배열된 것을 특징으로 하는 조립식 전극세트.
2. 제1항에 있어서, 상기 전극은 티타늄에 이리듐 산화물을 코팅하여 제조되는 것을 특징으로 하는 조립식 전극세트.
3. 제1항에 있어서, 도체 커플링의 재질은 티타늄이고, 부도체 커플링의 재질은 테프론 또는 PVC인 것을 특징으로 하는 조립식 전극세트.
4. 제1항에 있어서, 상기 전극부의 전극은 약 10mm 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 조립식 전극세트.

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