KR20110109398A - 열교환기를 구비한 고효율의 비격막식 차아염소산나트륨발생장치 - Google Patents

열교환기를 구비한 고효율의 비격막식 차아염소산나트륨발생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열교환기를 구비한 고효율의 비격막식 차아염소산나트륨발생장치에 관한 것으로, 전기분해하는 도중에 발생하는 열의 상승을 사전에 방지하여 산소의 생성을 억제시키면서 전기분해조 내부의 온도를 항시 최적으로 유지하도록 하여 유해물질인 클로레이트와 브로메이트의 생성을 최대한 억제함과 아울러 전기분해조 내부의 음극에 침착되는 양이온 경도를 감소시키는 등에 의해 전기분해의 효율성을 대폭 향상시켜 고농도의 차아염소산나트륨을 생성할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해, 본 발명은 전기분해조(200)에 설치되어, 전기분해조(200) 내부의 희석염수의 온도를 감지하는 온도감지부(230); 전기분해조(200) 내부에서 전기분해시 전극부(220)로부터 발생하는 열을 냉각시키기 위해, 냉각유체공급관(105)을 통해 내부로 유입되는 냉각유체의 냉기를 전극부(220)와 열교환시키고 열교환된 냉각유체를 냉각유체배출관(106)을 통해 외부로 배출하기 위한 열교환기; 전기분해조(200) 외부에 설치되어 열교환기에 냉각된 냉각유체를 공급하기 위한 냉각유체공급관(106)을 구비하는 냉각기(130); 온도감지부(230)로 감지한 온도를 입력된 설정값과 비교하여 그 결과에 따라 냉각기(130)로부터 공급되는 냉각유체의 공급량을 조절하면서 전기분해조(200) 내부의 온도를 상기 설정값으로 유지하도록 제어하는 제어부(110); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열교환기를 구비한 고효율의 비격막식 차아염소산나트륨발생장치{Highly Efficient Sodium Hypochlorite Generator With Heat Exchanger}
본 발명은 차아염소산나트륨발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전기분해하는 도중에 발생하는 열의 상승을 사전에 방지하여 산소의 생성을 억제시키면서 전기분해조 내부의 온도를 항시 최적으로 유지하도록 하여 유해물질인 클로레이트와 브로메이트의 생성을 최대한 억제함과 아울러 전기분해조 내부의음극에 침착되는 양이온 경도를 감소시키는 등에 의해 전기분해의 효율성을 대폭 향상시켜 고농도의 차아염소산나트륨을 생성할 수 있도록 한 열교환기를 구비한 고효율의 비격막식 차아염소산나트륨발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 야채와 같은 각종 식품재료나 식기류, 주방 기구류 등과 같이 살균소독 및 위생처리가 요구되는 장소에서는 피세정물의 살균소독을 편리하게 할 수 있어야만 올바른 살균소독 및 위생관리가 이루어질 수 있다.
종래, 살균소독방법으로는 화학약품에 의해 피세정물을 세정하는 방법과, 오존에 의해 살균소독을 하는 방법 등이 있는데, 그러나 이러한 방법들은 사용상의 여러 조건으로 인하여 사용이 불가능한 경우가 많다.
특히, 오존의 사용시에는 잔여 오존으로 인한 유해성 문제가 대두되고 있다.
또한, 화학약품에 의해 살균소독하는 방법은 비용이 많이 들고, 사용 후 약품 잔류문제 및 유해성 문제점을 야기하고 있으며, 이러한 문제점들 때문에, 식당이나 대형 급식소 같은 곳에서 철저한 살균소독 및 위생관리가 이루어져야 함 에도 불구하고 종래 살균소독 방법의 경우 문제점이 많기 때문에 살균소독 및 위생관리를 소홀히 하게 하는 원인을 제공함에 따라 종종 단체 식중독 사고 등을 불러 일으키고 있다.
한편, 차아염소산나트륨(NaOCl, Sodium Hypochlorite)은 정수장, 하수처리장의 살균장치, 일반화학 공장의 냉각용수 보일러, 담수화 공정 처리수, 발전소의 냉각수 처리, 음용수 처리, 식물 및 채소, 육류가공, 수영장의 세탁 및 제지, 가정용 표백제로 사용되는 강한 염소취를 갖는 무색투명 액체형태의 염소계 소독제이다.
이와 같은 차아염소산나트륨을 생성시키는데 사용되는 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치는, 일정량 및 압력의 인입수와 물속에 대량의 소금을 침전시켜 8∼24시간 이상 유지시킴으로 인해 28∼30%의 소금이 용융되어 포화된 일정량 및 압력의 포화 소금물이 펌프 등을 통과하며 혼합되어 2.8∼3.0%의 염도가 유지되는 희석염수를 격막(이온교환막)이 없는 일련의 전극(양극, 음극)을 갖는 전기분해조를 통과하는 과정에서 전극 양측에 부가된 직류 전류에 의해 희석염수 중의 소금을 전기분해한다.
즉, 전기분해장치 내로 유입된 2.8∼3.0%의 희석염수는 소듐이온(Sodium ion. Na+)과 염소이온(Chloride, Cl-)으로 해리되어 염소이온은 양극에서 산화되어 염소가 되고(①식), 소듐이온은 음극에서 환원되어 소듐이 생성되며 (②식), 생성된 소듐은 물과 반응하여 수산화나트륨(NaOH, 가성소다)과 수소로 된 후(③식), 양극에서 생성된 염소와 상기 수산화나트륨이 반응하여 차아염소산나트륨(NaOCl)이 생성된다(④식).
Cl- → Cl2 + e- -------------------- ① 식
Na+ + e- → Na -------------------- ② 식
Na + H2O → NaOH + H2 -------------------- ③ 식
NaOH + Cl2 → NaOCl + HCl -------------------- ④ 식
상기와 같이 생성된 차아염소산나트륨은 염소의 안전한 형태로서 소독이나 산화가 필요한 현장에 염소소독이나 산화제로 사용되고, 차아염소산나트륨의 생산량과 함유농도는 파라데이의 법칙에 따르며, 공급되는 인입수와 소금물이 혼합된 희석염수에 따라 차아염소산나트륨의 생산량 및 함유농도가 결정되게 된다.
도 1은 종래기술에 따른 차아염소산나트륨 발생장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이다. 이러한 차아염소산나트륨 발생장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 물속에 소금이 침전된 염수저장조(10)와 일련의 전극(양극, 음극)을 갖는 전기분해조(20)를 포함하며, 염수저장조(10)와 전기분해조(20)의 사이에 염수를 전기분해조(20)로 공급하는 염수공급관(11)을 연결한 구성으로 되어 있다.
또한, 상기 염수공급관(11)의 일측에 인입수가 공급되는 인입수공급관(12)이 연통되게 연결되어 염수저장조(10)에 있는 염수가 전기분해조(20)로 이동될 때 일정 부분 희석시켜 공급하는 역할을 수행한다. 염수공급관(11) 및 인입수공급관(12)에는 유량계(14) 및 유량조절밸브(미도시)가 장착되어 있다.
상기와 같이 구성된 차아염소산나트륨 발생장치는 염수저장조(10)에서 염수공급관(11)을 통하여 염수가 공급됨과 동시에 인입수공급관(12)을 통하여 인입수가 공급되면, 인입수에 의하여 염수가 일정 부분 희석되고, 이 희석염수(염수 1 : 인입수 10)는 전기분해조(20)로 이동된다.
이때, 일련의 전극(양극, 음극)을 갖는 전기분해조(20)를 통과하는 과정에서 전극 양측에 부과된 직류 전압에 의해 희석염수의 전기학적 분해와 재결합이 일어나게 되어 적정 유효염소농도의 차아염소산나트륨으로 변환되어 전기분해조의 상단 일측에 연결 설치된 차아염소산나트륨 배출관(13)을 통해 배출되어 일정장소에 저장된다. 일정한 장소에 저장된 차아염소산나트륨은 사용시 사용처에서 원하는 염소요구량에 따라 일정비율의 사용수와 혼합하여 사용되는 것이다.
그러나, 이러한 구조의 차아염소산나트륨 발생장치는 전기분해조 내에서 희석염수를 전기분해하는 과정에서 열을 발생시키기 때문에, 가동시간에 따라 다르지만 생성되는 차아염소산나트륨의 온도가 전기분해의 최적의 희석염수 온도보다 높아지게 되어, 결국 가동시간에 따라 얻고자 하는 유효염소농도의 하락을 초래하는 문제점이 있었다. 통상적으로, 전기분해의 최적의 희석염수의 온도는 15∼20℃, 바람직하게는 15℃일 때 가장 좋은 농도를 얻을 수 있는데, 전기분해 과정에서 발생하는 열로 인하여, 생성되는 차아염소산나트륨의 온도는 희석염수 온도에 통상 25∼35℃ 더해져 40∼50℃ 정도로 되고, 이러한 온도 상승에 따라 유효염소농도가 하락하여 고농도의 차아염소산나트륨을 생성할 수 없다는 문제점이 있었다.
또한, 이와 같이 생성되는 차아염소산나트륨의 온도가 높아지면, 아래에 설명하는 바와 같이 산소(O2)가 발생하여 발암물질인 클로레이트와 브로메이트의 부산물이 생성되게 되어 차아염소산나트륨의 생성을 저하시킬 뿐만 아니라 전기분해를 방해하여 전기분해의 효율을 저하시키는 문제점이 있었다.
일반적으로, 희석염수를 전기분해하면 상기 ④식과 같이 차아염소산나트륨이 생성되는데, 이 차아염소산나트륨이 물에 희석되면 차아염소소산(HOCl)이 생성된다(⑤식).
NaOCl + H2O → HOCl +Na+ + OH- -------------------- ⑤ 식
이러한 차아염소산은 약산이며 분해되어 차아염소산이온(OCl-)과 수소이온(H+)을 형성한다(⑥식).
HOCl → OCl- + H+ -------------------- ⑥ 식
그런데, 차아염소산이온은 열이 가해지면, 염소이온, 산소 및 클로레이트(ClO3 -)로 분해되며(⑦, ⑧식), 이 때 염소이온은 77%로 생성되는 반면 클로레이트는 23% 생성된다.
2OCl- → 2Cl- + O2 -------------------- ⑦ 식
3OCl- → 2Cl- + ClO3 - -------------------- ⑧ 식
이와 같이, 전기분해조 내부의 온도가 높아질수록 열에 의해 분해되어 산소가 생성되고, 이로 인해 부산물인 클로레이트(ClO3 -)가 생성되어 유효염소(OCl-) 농도의 하락을 방지할 수 없게 된다.
그리고, 브로메이트(BrO3 -)는 전기분해시에는 생성되지 않지만, 일반적으로 수중에 브롬이 존재할 때, 브롬이 수중의 수산화물에 용해되면, 브롬이온(Br-) 뿐만 아니라 차아브롬산이온(OBr-)이 생성된다(⑨식). 그런데 이와 같은 차아브롬산이온(OBr-)은 전기분해 과정에서는 열반응에 의해 생성된 산소와 반응하여 강력한 발암물질인 브로메이트(BrO3-)를 생성한다(⑩식).
Br2 + 2OH- → Br- + BrO- + H2O -------------------- ⑨ 식
3BrO → BrO3 - + 2Br- -------------------- ⑩ 식
한편, 자연에서 구해지는 물에는 그 농도의 차이는 있지만 항상 칼슘(Ca2 +)과 마그네슘(Mg2 +) 이온이 존재하고, 전기분해조를 통한 전기분해 과정에서 음극 전극판의 표면에 칼슘과 마그네슘 이온 등의 양이온 물질이 달라붙게 될 뿐만 아니라 그 일부는 전기분해조의 전극실 바닥면에 가라앉게 되는 문제점이 있었다.
상기와 같은 전기분해 과정에서, 음극 전극판 표면에 칼슘과 마그네슘 이온 등의 양이온 물질이 달라붙게 되는 현상은 전기도금의 원리와 유사하게 진행된다.
이와 같이 칼슘과 마그네슘 이온 등과 같은 양이온 물질은 전기분해조 내에서 처음에는 겔 상태로 있지만 온도가 높아지면 굳어지게 되면서 침착 현상이 일어 나게 되며, 이러한 현상이 장기간 진행되어 양극 전극판과 음극 전극판 사이에 걸쳐지는 경우에는 두 전극판 사이에서 전기적으로 단락이 발생하게 되므로 각각의 전극판이 돌이킬 수 없을 정도로 손상되기도 하고, 두 전극판 사이의 간격이 좁혀져 염수의 흐름을 방해하게 되므로 충분한 전해질이 공급되지 못하게 되어 차아염소산나트륨의 생성농도가 낮아지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 전기분해하는 도중에 발생하는 열의 상승을 사전에 방지하여 산소의 생성을 억제시키면서 전기분해조 내부의 온도를 항시 최적으로 유지하도록 하여 유해물질인 클로레이트와 브로메이트의 생성을 최대한 억제함과 아울러 전기분해조 내부의음극에 침착되는 양이온 경도를 감소시키는 등에 의해 전기분해의 효율성을 대폭 향상시켜 고농도의 차아염소산나트륨을 생성할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 염수가 저장된 염수저장조와, 염수저장조로부터 염수를 공급하는 염수공급관과, 염수공급관의 일측에 연결되어 인입수를 공급하는 인입수공급관과, 인입수공급관 내에서 염수와 희석된 희석염수를 공급하는 희석염수공급관과, 일측에 상기 희석염수공급관과 연결되어 희석염수공급관을 통해 공급되는 희석염수를 내부의 전극실에 구비된 전극부에 의해 전기분해하고 전기분해에 의해 발생된 차아염소산나트륨을 타측에 연결된 차아염소산나트륨배출관을 통해 배출하는 전기분해조를 포함하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치에 있어서,
상기 전기분해조에 설치되어, 전기분해조 내부의 희석염수의 온도를 감지하는 온도감지부;
상기 전기분해조 내부에서 전기분해시 상기 전극부로부터 발생하는 열을 냉각시키기 위해, 냉각유체공급관을 통해 내부로 유입되는 냉각유체의 냉기를 상기 전극부와 열교환시키고 열교환된 냉각유체를 냉각유체배출관을 통해 외부로 배출하기 위한 열교환기;
상기 전기분해조 외부에 설치되어 상기 열교환기에 냉각된 냉각유체를 공급하기 위한 상기 냉각유체공급관을 구비하는 냉각기;
상기 온도감지부로 감지한 온도를 입력된 설정값과 비교하여 그 결과에 따라 상기 냉각기로부터 공급되는 냉각유체의 공급량을 조절하면서 전기분해조 내부의 온도를 상기 설정값으로 유지하도록 제어하는 제어부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 열교환기는, 상기 전기분해조 내부에 설치되어 상기 전극부의 외주를 둘러싸는 나선형 몸통부;
상기 몸통부의 일단부에 형성되어 있고 상기 냉각유체공급관을 통해 열교환을 위한 냉각유체를 유입하기 위한 유입구;
상기 몸통부의 상단 일측에 형성되어 있고 상기 냉각유체배출관을 통해 열교환된 냉각유체를 배출하기 위한 배출구; 를 구비하여 된
냉각코일관으로 이루어지며,
상기 냉각코일관은 열 흡수 표면적을 증대시키기 위해 길이방향을 따라 일정 간격마다 주름이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 열교환기는, 상기 전기분해조를 수용하도록 상기 전기분해조의 외경보다 큰 외경을 갖고 상기 전기분해조와의 사이에 냉각유체를 유입하기 위한 냉각실을 형성하는 원통형 몸통부;
상기 몸통부의 하단 일측에 형성되어 있고 상기 냉각유체공급관을 통해 열교환을 위한 냉각유체를 상기 냉각실로 유입하기 위해 상기 냉각유체공급관과 연결되는 유입구;
상기 몸통부의 상단 일측에 형성되어 있고 상기 냉각실에서 열교환된 냉각유체를 상기 냉각유체배출관을 통해 배출하기 위해 상기 냉각유체배출관과 연결되는 배출구;
를 구비하여 된 냉각유지관으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 열교환기는, 상기 전극부 둘레를 에워싸도록, 각각 냉각유체가 유입되는 내부공간을 갖고 일단부에 U자형 곡선부를 가지며 서로 일정 간격을 둔 2개의 제1 냉각봉과, 각 제1 냉각봉의 각 타단부의 내측끼리와 외측끼리를 조인트에 의해 각각 ㄷ자형으로 연결한 제2 냉각봉을 포함하는 구조로 이루어져 있고,
상기 냉각유체가 상기 냉각기와 상기 열교환기 사이에서 유동하도록 상기 외측의 제2 냉각봉은 T형 엘보에 의해 상기 냉각기의 일측에 설치된 냉각유체공급관과 연결되며, 상기 내측의 제2 냉각봉은 T형 엘보에 의해 상기 냉각기의 타측에 설치된 냉각유체배출관과 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 열교환기는, 상기 전극부 둘레를 에워싸도록, 각각 냉각유체가 유입되는 내부공간을 갖는 4개의 냉각봉을 조립하되, 각 냉각봉의 절곡된 양단부가 십자형 엘보에 의해 십자형태로 조립 연결되고, 각 냉각봉의 외주면에 여러 개의 냉각 날개가 설치된 구조로 이루어지며,
상기 냉각유체가 상기 냉각기와 상기 열교환기 사이에서 유동하도록 상기 냉각봉의 양단부는 각각 상기 냉각기에 연결 설치된 냉각유체공급관과 냉각유체배출관에 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 냉각 날개는 중앙에 개구부를 갖는 모자형태의 구조로서, 5mm 간격을 두고 각 냉각봉에 연속하여 설치된 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 냉각유체는 냉각수, 냉각유 또는 냉각기체 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 냉각유체공급관의 일단부는 상기 차아염소산나트륨 배출관이 형성된 위치 부근에 위치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 전기분해조 내부는 일정한 간격을 두고 설치되고 상기 전극부가 관통되도록 관통홀을 구비한 다수개의 구획판에 의해 여러 공간으로 구획되고, 상기 열교환기는 구획된 공간마다 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 각 열교환기의 유입구와 배출구는 상기 전기분해조의 몸체부 상단에 형성된 홀을 통해 상기 냉각유체공급관과 상기 냉각유체배출관의 중도부에 각각 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 전기분해조 외부에 설치되고, 일측이 상기 냉각유체배출관과 연결 설치되고 타측에 상기 냉각기에 냉각유체로서 사용될 원수를 공급하기 위한 원수공급관을 구비하는 원수저장탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 인입수공급관 일측으로부터 분기되어 상기 냉각기에 연결된 바이패스관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 냉각유체배출관은 폐수처리장에 연결 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 염수가 저장된 염수저장조와, 염수저장조로부터 염수를 공급하는 염수공급관과, 염수공급관의 일측에 연결되어 인입수를 공급하는 인입수공급관과, 인입수공급관 내에서 염수와 희석된 희석염수를 공급하는 희석염수공급관과, 일측에 상기 희석염수공급관과 연결되어 희석염수공급관을 통해 공급되는 희석염수를 내부의 전극실에 구비된 전극부에 의해 전기분해하고 전기분해에 의해 발생된 차아염소산나트륨을 타측에 연결된 차아염소산나트륨배출관을 통해 배출하는 전기분해조를 포함하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치에 있어서,
상기 전기분해조에 설치되어, 전기분해조 내부의 희석염수의 온도를 감지하는 온도감지부;
상기 전기분해조 내부에서 전기분해시 상기 전극부로부터 발생하는 열을 냉각시키기 위해, 냉각유체공급관을 통해 내부로 유입되는 냉각유체의 냉기를 상기 전극부와 열교환시키고 열교환된 냉각유체를 냉각유체배출관을 통해 외부로 배출하기 위한 열교환기;
상기 전기분해조 외부에 설치되어 상기 열교환기에 냉각된 냉각유체를 공급하기 위한 상기 냉각유체공급관을 구비하는 냉각기;
상기 온도감지부로 감지한 온도를 입력된 설정값과 비교하여 그 결과에 따라 상기 냉각기로부터 공급되는 냉각유체의 공급량을 조절하면서 전기분해조 내부의 온도를 상기 설정값으로 유지하도록 제어하는 제어부;
를 더 포함하고,
상기 인입수공급관은 상기 냉각기의 일측에 연결하고, 상기 냉각기의 타측에 상기 냉각기를 통해 냉각된 인입수를 배출하는 인입수배출관을 염수공급관 일측에 연결된 희석염수공급관과 연결한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 염수가 저장된 염수저장조와, 염수저장조로부터 염수를 공급하는 염수공급관과, 염수공급관의 일측에 연결되어 인입수를 공급하는 인입수공급관과, 인입수공급관 내에서 염수와 희석된 희석염수를 공급하는 희석염수공급관과, 일측에 상기 희석염수공급관과 연결되어 희석염수공급관을 통해 공급되는 희석염수를 내부의 전극실에 구비된 전극부에 의해 전기분해하고 전기분해에 의해 발생된 차아염소산나트륨을 타측에 연결된 차아염소산나트륨배출관을 통해 배출하는 전기분해조를 포함하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치에 있어서,
상기 전기분해조에 설치되어, 전기분해조 내부의 희석염수의 온도를 감지하는 온도감지부;
상기 전기분해조 내부에서 전기분해시 상기 전극부로부터 발생하는 열을 냉각시키기 위해, 냉각유체공급관을 통해 내부로 유입되는 냉각유체의 냉기를 상기 전극부와 열교환시키고 열교환된 냉각유체를 냉각유체배출관을 통해 외부로 배출하기 위한 열교환기;
상기 전기분해조 외부에 설치되고, 일측이 상기 인입수공급관과 연결되어 공급된 인입수를 선택적으로 냉각 또는 가열하여 냉각 또는 가열된 인입수를 타측에 구비된 인입수배출관을 통해 희석염수공급관에 공급하도록 한 냉각/가열장치;
상기 온도감지부로 감지한 온도를 입력된 설정값과 비교하여 그 결과에 따라 상기 냉각/가열장치로부터 상기 희석염수공급관에 공급되는 인입수의 유량을 조절하면서 전기분해조 내부의 온도를 상기 설정값으로 유지하도록 제어하는 제어부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 열교환기는 HDPE(high-density polyethylene) 재질, PVDF(polyvinylidene flouride) 재질, 금속 표면에 플라스틱 코팅한 재질, 열전도성 플라스틱 재질, 또는 전극부와 동일 재질로 코팅된 티타늄 재질 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 냉각기에는, 상기 제어부로부터의 제어신호에 따라 냉각기를 온/오프하여 냉각유체의 공급을 조절하는 자동 온/오프 스위치가 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 제1 설정값은 27∼30℃인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 전기분해조로 인입되는 희석염수의 온도를 적당하게 유지하도록 하고, 또한 희석염수를 전기분해하는 도중에 발생하는 열을 전기분해조에 장착된 수냉식 열교환기에 의해 직접 빼앗아 생성되는 차아염소산나트륨의 온도를 적정 온도로 유지하도록 함으로써 전기분해조 내부의 음극에 침착되는 양이온 경도를 감소시킴과 동시에 유해물질인 클로레이트와 브로메이트의 양을 최대한 억제하여 효율적인 전기분해에 의해 고농도의 차아염소산나트륨을 생성할 수 있다.
도 1은 종래의 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명에 제1 실시예에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 전기분해조와 전기분해조에 장착되는 열교환기의 일례를 나타낸 분해 사시도.
도 4는 도 3에서 전극부와 전극부를 감싸는 열교환기의 구성을 나타낸 확대 사시도.
도 5는 본 발명에 제1 실시예에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 전기분해조와 전기분해조에 장착되는 열교환기를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 개략적인 구성도.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 개략적인 구성도.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 개략적인 구성도.
도 9는 본 발명에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 제1 변형예를 나타낸 개략적인 구성도.
도 10은 본 발명에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 제2 변형예를 나타낸 개략적인 구성도.
도 11은 본 발명에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 제3 변형예를 나타낸 개략적인 구성도.
도 12는 본 발명에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 제4 변형예를 나타낸 개략적인 구성도.
도 13은 도 12의 일부 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
(제1 실시예)
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 개략적인 구성도를 나타낸 것이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치는, 염수가 저장된 염수저장조(100)와, 염수저장조(100)로부터 염수를 공급하는 염수공급관(101)과, 염수공급관(101)의 일측에 연결되어 인입수를 공급하는 인입수공급관(102)과, 인입수공급관(102) 내에서 염수와 희석된 희석염수를 공급하는 희석염수공급관(103)과, 희석염수공급관(103)과 연결되어 희석염수공급관(103)을 통해 공급되는 희석염수를 전기분해하는 전기분해조(200)를 구비하고 있다.
상기 염수공급관(101)에는 염수의 유량을 조절하기 위해 밸브와 유량계가 설치되어 있고, 마찬가지로 상기 인입수공급관에는 인입수의 유량을 조절하기 위해 밸브와 유량계가 설치되어 있다. 그리고, 상기 전기분해조(200)의 상단 일측에는, 전기분해에 의해 생성되는 차아염소산나트륨을 배출하는 차아염소산나트륨 배출관(104)이 연결 설치되어 있다.
또한, 상기 전기분해조(200)의 상단 일측에는, 전기분해시 발생하는 열에 따른 희석염수의 온도를 감지하는 온도감지부(230)가 설치되어 있다.
이러한 구조를 갖는 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치에 있어서, 본 발명은 희석염수를 전기분해하는 과정에서 발생하는 열을 제거하기 위해 전기분해조(200) 내부의 희석염수와 전극부(220)의 열을 전기분해조 외부에 설치된 냉각기(130)의 냉각유체공급관(105)을 통해 공급되는 냉각유체의 냉기와 열교환시키는 열교환기(240)와, 상기 온도감지부(230)로 감지한 온도를 입력된 설정값과 비교하여 그 결과에 따라 냉각유체를 적절하게 공급하면서 전기분해조(200) 내부의 온도를 항시 상기 설정값으로 유지하도록 냉각유체를 제어하는 제어부(110)를 더 구비하고 있다.
여기서, 냉각유체를 사용하는 이유는 전기분해반응에 의해 차아염소산나트륨의 온도가 상승되기 때문에 이를 저지하기 위한 것이다. 또한, 냉각유체는 차아염소산나트륨이 생성되는 출구방향으로 공급하도록 냉각유체공급관(105)을 차아염소산나트륨 배출관(104)이 설치된 쪽에 설치하는 것이 바람직하다. 그리고, 열교환기(240)와 열교환이 이루어진 냉각유체를 배출하는 냉각유체배출관(106)은 차아염소산나트륨 배출관(104)이 형성된 출구 방향의 반대방향, 즉 냉각유체공급관(106)의 설치 위치에 대향하는 방향에 설치하여 있다.
이는 전기분해시 차아염소산나트륨이 차아염소산나트륨 배출관(104)을 통해 배출되는 쪽의 온도가 다른 쪽(즉, 희석염수가 전기분해조로 공급되는 쪽)에 비해 상대적으로 높기 때문에, 차아염소산나트륨이 배출되는 쪽을 다른 쪽에 비해 빨리 냉각시켜 배출되는 차아염소산나트륨의 온도 상승을 방지하기 위한 것이다.
본 발명에 따라 고농도의 차아염소산나트륨을 얻기 위해서 차아염소산나트륨의 온도를 상기 설정값인 27∼30℃로 유지하도록 제어하는 것이 중요하다. 따라서, 온도감지부(230)를 통해 측정된 차아염소산나트륨의 온도가 상기 설정값보다 높은 경우에, 냉각유체를 열교환기(240)를 통해 유입시켜 지속적으로 순환시키기 위한 장치를 설비할 필요가 있다. 이를 위해, 도 2에 도시한 바와 같이 원수저장탱크(120)와, 원수저장탱크(120)에 수용된 원수를 공급받아 냉각시키기 위한 냉각기(130)와, 원수저장탱크(120)와 냉각기(130) 사이에 연결된 원수공급관(107) 상에 설치된 순환펌프(P)가 구비되어 있다. 여기서, 원수저장탱크(120)는 소용량이고 순환펌프(P)의 운전에 의해 원수저장탱크(120) 쪽의 압력이 높아지기 때문에 이를 조절하기 위해 원수저장탱크(120) 상단면에 압력조절밸브(121)를 설치하는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의해, 순환펌프(P)에 의해 원수저장탱크(120)로부터 냉각기(130)로 공급된 원수는 냉각기(130)에 의해 저온 냉각되고, 저온 냉각된 냉각유체, 즉 냉각수는 냉각유체 공급관(105)을 통해 전기분해조 내부의 열교환기(240)를 따라 흐르면서 열교환된다. 이렇게 열교환이 이루어진 후의 냉각유체는 냉각유체배출관(106)을 통해 다시 원수저장탱크(120)를 거쳐 냉각기(130)로 순환된다. 이와 같은 냉각유체의 순환과정을 통해 전기분해시 발생되는 온도 상승을 억제하여 전기분해조 내부를 최적온도로 유지할 수 있다.
다음으로, 도 3 내지 도 5를 참조하여 상기 전기분해조(200)와 열교환기(240)의 세부 구조에 대하여 설명한다.
먼저, 전기분해조(200)는, 내부에 전극실을 갖는 원통형의 몸체부(210)와, 몸체부(210) 내부의 전극실에 장착되는 양극판과 음극판으로 구성되어 직류전기가 인가되는 전극부(220)를 포함한다.
상기 몸체부(210) 양단 외연, 즉 전방과 후방 단부 외연에는, 몸체부(210)의 외경과 상응하는 크기의 개방부를 갖는 제1 플랜지(211)가 결합되어 있다. 즉, 제1 플랜지(211)는 개스킷, 밀폐링 등의 밀폐수단을 구비하여 상기 몸체부(210) 양단 외연에 끼워지는 형태로 결합되어 있고, 또는 용접 등의 가공방법을 통해 일체로 결합되어 있다.
또한, 상기 몸체부(210)의 상하단에는 각각, 상기 차아염소산나트륨 배출관(104) 및 희석염수공급관(103)이 연결되어 있는데, 이 차아염소산나트륨 배출관(104) 및 희석염수공급관(103)은 몸체부(210)에 홀(유입구와 배출구)을 가공한 후, 차아염소산나트륨 배출관(104) 및 희석염수공급관(103)에 결합요부를 형성하고 개스킷, 밀폐링 등의 밀폐수단을 구비하여 결합될 수 있고, 또는 전기분해장치의 수요 규격에 맞게 일체형으로 주조될 수 있다.
상기 전극부(220)는 다수의 판형 전극(221a)으로 된 양극부와 다수의 판형 전극(222a)으로 된 음극부로 구성되어 있으며, 다수의 양극부 판형 전극(221a)과 음극부 판형 전극(222a)이 각각 양극부 지지판(221b)과 음극부 지지판(222b)에 일체로 결합되어 있는 구성으로 이루어져 있다. 그리고, 다수의 양극부 판형 전극(221a) 및 음극부 판형 전극(222a) 각각은 일정 거리 이격되도록 서로 교차하는 방식으로 끼워지는 상태로 배치되어 있다(도 4 및 도 5 참조). 그리고, 이러한 전극부의 재질은 예컨대, 티타늄이며, 양극부 판형 전극(221a)의 표면은 루테늄(Ru) 등의 금속 코팅 또는 DSA(dodecylenzenesulfonic acid) 코팅되어 있다.
상기 지지판(221b, 222b)의 외측에는, 전원공급 핀(221c, 222c)이 구성되는데, 상기 전원공급 핀(221c, 222c)은 양극부 지지판(221b)과 음극부 지지판(222b)에 각각 용접 등의 가공방법을 통해 일체로 결합되어 있다.
상기 양극부 지지판(221b)과 음극부 지지판(222b)은 제1 플랜지(211)의 외측면을 밀폐하는 제2 플랜지(212)에 형성된 지지판 삽입요부(212a)에 체결수단에 의해 분해 가능하게 끼워맞춤되므로, 분해시 탈착이 용이하고 이에 따라 전극부의 정기 점검시 편리하다. 상기 체결에 대한 방법 및 수단은 얼마든지 변형 가능하다.
상기 제2 플랜지(212)는 예컨대, 볼트(213), 너트(214)와 같은 체결수단을 이용하여 상기 제1 플랜지(211)와 체결되며, 제1 플랜지(211)와 제2 플랜지(212)의 결합면에는 개스킷 등의 밀폐수단(215)이 구비된다.
한편, 상기 열교환기(240)는 전기분해 과정에서 발생하는 열을 직접 빼앗아 전기분해조 내에서 발생하는 차아염소산나트륨의 온도를 27∼30℃ 정도로 낮게 유지할 수 있도록 하기 위해, 상기 전극부(220)의 외주를 둘러싸는 나선형 몸통부(241a)와, 몸통부(241a)의 일단부에 냉각유체를 유입하기 위한 유입구(241b)와, 그 타단부에 냉각유체를 배출하기 위한 배출구(241c)를 갖는 냉각코일관으로 이루어져 있다. 상기 입구(241b)와 출구(241c)는 상기 음극부(222)의 전원공급 핀(221c)과 결합되는 제2 플랜지(212)에 형성된 홀(212b, 212c)을 통하여 냉각유체공급관(105)과 냉각유체배출관(106)과 각각 연결되어 있다. 상기 유입구(241b) 및 배출구(241c)와 홀(212b, 212c) 사이에는 내식성이 강한 불소고무재의 패킹 등이 구비된다. 여기서, 상기 냉각코일관은 전체 길이에 걸쳐 주름관 형태로 형성하여 열교환 면적을 극대화시켰고, 이에 따라 전기분해시 발생되는 열과의 접촉 면적이 넓어져 단시간 내에 열교환이 쉽게 이루어지는 이점이 있다. 즉, 주름관은 열 흡수 표면적을 증대시키기 위해 길이 방향을 따라 소정 간격마다 주름이 형성된 것이다.
또한, 상기 열교환기(240)는 내부식성, 내화학성, 전기절연성 등이 우수한 플라스틱 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 만일 그 재질로서 전도체 금속을 사용하는 경우, 차아염소산나트륨에 부식되거나, 전극과 직접 전기교환이 일어나서 금속이 깎이는 문제점 또는 바이패스(by pass) 전류가 발생하여 전기분해 효율을 저하시키는 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명에서는 이를 방지하기 위해, 열교환기(240)는 예를 들면, HDPE(high-density polyethylene) 혹은 PVDF(polyvinylidene flouride) 재질, 티타늄 등의 금속 표면에 플라스틱 코팅한 재질, 전기분해시 분해되지 않는 종류의 플라스틱으로 코팅된 재질, 열전도성 플라스틱 재질, 전극부와 동일 재질로 코팅된 티타늄 재질로 형성될 수 있다.
한편, 냉각유체로는 냉각수를 사용할 수 있고, 이 냉각수로서는, 상기 인입수와 동일한 것을 사용하거나, 또는 상술한 바와 같이 원수저장탱크로부터 공급받은 원수를 냉각기에 의해 냉각시킨 저온의 냉각수를 사용할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생 장치 작동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 26∼28중량%의 소금을 함유한 염수를 염수공급관(101)을 통하여 공급하며 상기 염수공급관(101)과 연결된 인입수공급관(102)을 통하여 인입수를 공급한다.
상기와 같이 인입수공급관(102)을 통하여 공급되는 인입수에 의해 염수가 희석된 희석염수는 전기분해조(200)의 전방부측에 연결된 희석염수공급관(103)을 통하여 전기분해조(200) 내로 유입되는데, 이때 희석염수의 농도는 약 2.6∼3.0%로 공급된다.
이와 같이 염수성분이 2.6∼3.0%인 희석염수가 전기분해조(200) 내부로 공급되면, 양극 전극판(221)과 음극 전극판(222)으로 구성된 전극부(220)를 통과하는 과정에서 전극 양측에 인가된 직류 전류에 의해 희석염수가 전기분해되면서 차아염소산나트륨를 발생하게 된다.
그런데, 이러한 전기분해 반응은 발열반응이므로 전극부(220)를 통과하여 발생한 차아염소산나트륨의 온도는 전기분해조(200) 내부로 인입되는 희석염수의 온도보다 보통 25∼35℃의 온도상승이 일어나게 되어 차아염소산나트륨 배출관(104)을 통해 배출되는 차아염소산나트륨의 온도가 40∼50℃로 높아지게 된다. 특히, 이러한 온도상승에 더불어, 전기분해조(200)의 차아염소산나트륨 배출관(104)을 통해 배출되는 차아염소산나트륨의 유효염소량, 즉 유효염소의 농도는 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이 크게 변동된다.
표 1은 전기분해조 내부로 인입되는 희석염수의 온도가 15℃일 때 차아염소산나트륨 배출관을 통해 배출되는 차아염소산나트륨의 온도상승에 따른 유효염소의 농도의 변동을 나타낸 것이다.
차아염소산나트륨의
온도(℃)		 유효염소의
농도(ppm)
20 8000
24 8650
26 8800
27 9000
28 9200
29 9100
30 9000
32 8800
36 8200
38 8000
40 7900
46 7800
50 7130
54 7110
58 7200
60 7000
그러나, 이와 같이 전기분해 과정에서 차아염소산나트륨의 온도상승을 일으키는 전극부(220)의 열은 열교환기(240), 즉 냉각기(130)에 의해 냉각되어 냉각유체공급관(105)을 통해 공급되는 냉각유체가 나선형상을 따라 흐르는 주름형 냉각코일관의 직접적인 열교환에 의해 제거된다. 여기서, 열교환이 이루어진 후의 냉각유체는 냉각유체공급관(105)에 대향하여 설치된 냉각유체배출관(106)을 통해 원수저장탱크(120)로 전달되고, 다시 냉각기(130)를 통해 열교환기(240)로 순환되는 과정을 거친다.
이와 같은 열교환에 의해 차아염소산나트륨의 온도상승은 저지되는데, 이때, 차아염소산나트륨의 온도를 40∼50℃보다 낮은 27∼30℃로 유지하도록 제어할 필요가 있다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 상기 27∼30℃의 온도범위일 때의 유효염소농도는 9000-9200㎎/ℓ로서 고효율을 가짐을 알 수 있는데, 이 유효염소농도는 전기분해조의 초기가동 후 대략 5분간만 유지되고 그 이후 하락되기 때문에, 본 발명에서는 상기한 유효염소농도의 범위를 갖는 27∼30℃를 냉각기(120)에 의해 냉각된 냉각유체에 의해 전기분해조 내부의 최적온도로 설정한다.
한편, 상기 전기분해조(200) 상단에 설치된 온도감지부(230)는, 전기분해조(200) 내부의 온도를 항시 감지하여 그 감지결과를 제어부(110)로 보낸다. 만일 전기분해조(200) 내부의 온도가 설정된 온도(27∼30℃)보다 높은 경우에는, 냉각기(130)에 구비된 자동 온/오프 스위치가 자동으로 온(On)되어 냉각유체를 열교환기(240)로 공급하고, 설정된 온도보다 낮은 경우에는, 자동 온/오프 스위치가 자동으로 오프(Off)되어 냉각유체의 공급을 중단시킨다. 냉각유체의 공급 또는 공급중단은 이러한 자동 온/오프 스위치의 조절 이외에 냉각유체공급관(105) 상에 설치하는 전동밸브의 조절에 의해서도 이루어질 수 있다. 이와 같이, 열교환기로서 주름형 냉각코일관을 사용하게 되면, 열교환 면적을 증대시킬 수 있어 일반적인 통관에 비해 대략 30∼40% 정도의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
이러한 열교환 과정에 의해, 전기분해조 내부의 온도는 초기 입력된 최적온도인 설정값을 항시 유지하게 되고, 그에 따라 종전과 같이 전기분해시 발생하는 열에 따른 온도상승으로 인해 산소(O2)가 발생하는 것을 사전에 방지하여 유해물질인 클로레이트와 브로메이트의 생성을 최대한 억제할 수 있을 뿐만 아니라 음극부 판형 전극 표면에 칼슘과 마그네슘 이온 등의 양이온 물질이 침착되는 현상도 방지할 수 있다. 그 결과, 전기분해의 효율성이 대폭 향상되므로 동일 조건(동일 염도, 동일 전류량, 동일 유량)에서 차아염소산나트륨의 농도가 10∼20% 상승되어 9000ppm 이상의 고농도의 차아염소산나트륨을 생성할 수 있다.
특히, 외기온도가 높은 여름철의 경우, 주변 온도로 인해 인입수의 온도가 높기 때문에 종래와 같은 구조의 전기분해조(200)로는 그 내부의 최적온도(27∼30℃)를 맞추기가 어렵지만, 본 실시예와 같은 열교환기(240)를 전기분해조(200) 내부에 채택하고 또한 냉각기(130)에 의해 냉각된 냉각유체를 열교환기(240)로 순환시키게 되면, 전기분해조(200) 내부를 항시 최적온도로 유지하면서 고농도의 차아염소산나트륨을 생성할 수 있으므로, 상기 동일 조건일 때에 비해 10∼20% 정도의 소금량과 10∼20% 정도의 에너지를 절약할 수 있다.
(제2 실시예)
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 개략적인 구성도를 나타낸 것이다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치는, 도 6에 도시된 바와 같이, 전기분해조(200) 내부를 여러 공간으로 구획하고 각 공간에 제1 실시예에 의한 열교환기를 설치하여 각 열교환기에 냉각수를 공급하는 점을 제외하고는, 상기 제1 실시예에 의한 구조와 동일한 작용을 가지므로, 그 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 6에 도시된 제2 실시예는, 전기분해조(200) 내부에 일정한 간격을 두고 다수개의 구획판(250a, 250b, 250c)을 설치하여 전기분해조(200) 내부를 여러 개의 공간(S1, S2, S3, S4)으로 구획하고 구획된 공간마다 제1 실시예에 의한 열교환기(240)와 동일한 구조와 작용을 갖는 열교환기(240a, 240b, 240c, 240d)를 설치한 구성을 채택한 것이다.
각 구획판(250a, 250b, 250c)의 중앙부에는, 전극부(220)가 관통되도록 관통홀이 형성되어 있다. 각 열교환기(240a, 240b, 240c, 240d)의 유입구(241b, 도 3 참조)와 배출구(241c, 도 3 참조)는 도 6에 도시된 바와 같이, 전기분해조(200)의 몸체부(210) 상단에 형성된 홀을 통해 냉각유체공급관(105)과 냉각유체배출관(106)의 중도부에 각각 연결되어 있다. 상기 냉각유체공급관(105)과 냉각유체배출관(106)은 제1 실시예와 마찬가지로 냉각기(130)와 원수저장탱크(120)에 각각 연결되어 있으므로, 이에 대한 중복 설명은 생략한다.
이러한 구성에 의하면, 각 구획공간마다 열교환기(240a, 24b, 240c, 240d)를 설치함으로써 열교환 면적이 증대되고, 또한 전기분해조 내부의 시단부에서 종단부까지 균일한 열교환이 이루어져 제1 실시예에 비해 열교환 효율을 대폭 높일 수 있다. 따라서, 보다 효율적인 전기분해에 의해 고농도의 차아염소산나트륨을 생성할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
(제3 실시예)
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 개략적인 구성도를 나타낸 것으로, 도 7(a)는 열교환기로서의 냉각봉이 전기분해조 내부에 설치된 상태를 나타낸 개략 구성도이며, 도 7(b)는 냉각기에 연결된 상기 냉각봉의 평면도이다.
본 발명의 제3 실시예에 의한 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치는, 도 7에 도시된 바와 같이, 전기분해조(200) 내부에 설치되는 열교환기로서 제1 실시예에 의한 주름형 냉각코일관 대신에 냉각유체를 유동하는 다수개의 냉각봉(301a, 301b, 302a, 302b)으로 이루어진 열교환기(300)를 사용하는 점을 제외하고는, 상기 제1 실시예에 의한 구조와 동일한 작용을 가지므로, 그 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 7에 도시된 제3 실시예는, 전극부(220) 둘레를 에워싸도록 제1 실시예와 관련하여 설명한 바와 같이 특수 재질로 된 냉각봉(301a, 301b, 302a, 302b)을 여러개 조인트에 의해 연결하고 그 연결된 부분의 끝단부를 T형 엘보에 의해 접속한 구조의 열교환기(300)를 채택한 구성이다.
보다 구체적으로는, 냉각봉(301a, 301b, 302a, 302b)을 평면에서 보았을 때, 냉각봉(301a, 301b, 302a, 302b)은 냉각유체가 유입되는 내부공간을 갖고 일단부에 U자형 곡선부를 가지며 서로 일정 간격을 둔 2개의 제1 냉각봉(301a, 302a)과, 각 제1 냉각봉(301a, 302a)의 각 타단부(U자형 곡선부의 반대쪽의 개방 끝단부)의 내측끼리와 외측끼리를 조인트에 의해 각각 ㄷ자형으로 연결한 제2 냉각봉(301b, 302b)을 포함하는 구조로 이루어져 있다. 그리고, 외측의 제2 냉각봉(301b)은 T형 엘보에 의해 냉각기(130)의 일측에 설치된 냉각유체공급관(105)과 연결되며, 내측의 제2 냉각봉(302b)은 T형 엘보에 의해 냉각기의 타측에 설치된 냉각유체배출관(106)과 연결되어 있다. 이러한 구조에 의해, 냉각유체는 냉각기(130)와 열교환기(300)는 사이에서 유동한다.
이러한 구성에 의하면, 냉각기(130)로부터 공급되는 냉각유체가 냉각유체공급관(105)을 통해 열교환기로(300)서의 냉각봉(301a, 301b, 302a, 302b)을 이루는 외측의 제2 냉각봉(301b)으로부터 각 제1 냉각봉(301a, 302a)을 따라 흐르면서 열교환이 되고, 열교환이 이루어진 냉각유체는 내측의 제2 냉각봉(302b)을 거쳐 냉각유체배출관(106)을 통해 냉각기(130)로 유입되는 순환과정을 거친다.
이러한 과정은 상기 제1 실시예와 관련하여 설명한 바와 같이 온도감지부(230)에 의 감지결과에 따른 제어부(110)의 제어에 따라 전기분해조 내부를 최적온도(27∼30℃)로 유지할 때까지 이루어진다.
본 실시예에서, 냉각유체로서는 제1 실시예와 같이 냉각수를 사용할 수 있지만, 냉각유 또는 냉각기체 등을 사용할 수도 있다. 바람직하게는, 냉각유체로서 냉각기체가 사용된다. 이 경우, 제1 실시예 및 제2 실시예와 같이 원수저장탱크를 필요하지 않고 냉각기로서 가스냉각기가 사용된다.
이러한 구성에 의하면, 열교환 면적이 증대되고, 또한 전극실에서 발생하는 열은 다수개의 냉각봉과의 접촉에 의해 제거되므로 열교환 효율이 대폭 향상되며, 이에 따라 전술한 바와 같이 효율적인 전기분해에 의해 고농도의 차아염소산나트륨을 생성할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
(제4 실시예)
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 개략적인 구성도를 나타낸 것이다.
본 발명의 제4 실시예에 의한 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치는, 도 8에 도시된 바와 같이, 전기분해조(200) 내부에 설치되는 열교환기로서 제1 실시예에 의한 주름형 냉각코일관 대신에 냉각유체를 유동시키는 여러 개의 냉각봉(401, 402, 403, 404)을 십자형태로 교차하는 형태로 설치하고 각 냉각봉(401, 402, 403, 404)의 외주면에 여러 개의 냉각 날개(420)를 설치하여 이루어진 열교환기(400)를 사용하는 점을 제외하고는, 상기 제1 실시예에 의한 구조와 동일한 작용을 가지므로, 그 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 8에 도시된 제4 실시예에 의한 열교환기는 전극부(220) 둘레를 에워싸도록 제1 실시예와 관련하여 설명한 바와 같이 특수 재질로 된 냉각봉(401, 402, 403, 404) 4개가 각 양단부측에서 교차형태로 조립된 구조로서, 각 냉각봉(401, 402, 403, 404)의 절곡된 양단부는 십자형 엘보(410)에 의해 연결되어 있다. 이렇게 십자형 엘보(410)에 의해 조립 연결된 냉각봉의 양단부는 각각 냉각유체공급관(105)과 냉각유체배출관(106)과 연결되어 있다. 상기 냉각 날개(420)는 중앙에 개구부를 갖는 모자형태의 구조로서, 5mm 간격을 두고 냉각봉401, 402, 403, 404)연속하여 설치되어 있다.
다만, 본 실시예에서는, 냉각유체배출관(106)이 냉각기(130)에 연결되어 있어, 냉각유체가 냉각기(130)와 열교환기(400)는 사이에서 유동한다. 이와 같이 냉각유체가 냉각기(130)와 열교환기(400) 사이를 유동하는 과정은 상기 제1 실시예와 관련하여 설명한 바와 같이 온도감지부(230)에 의 감지결과에 따른 제어부(110)의 제어에 따라 전기분해조 내부를 최적온도(27∼30℃)로 유지할 때까지 이루어진다.
본 실시예에서, 냉각유체로서는 제1 실시예와 같이 냉각수를 사용할 수 있지만, 냉각유 또는 냉각기체 등을 사용할 수도 있다. 바람직하게는, 냉각유체로서 냉각기체가 사용된다. 이 경우, 제1 실시예 및 제2 실시예와 같이 원수저장탱크를 필요하지 않고 냉각기로서 가스냉각기가 사용된다.
이러한 구성에 의하면, 십자형태로 교차하는 다수개의 냉각봉(401, 402, 403, 404)과 냉각 날개(420)에 의해 열교환 면적이 증대되고, 또한 전극실에서 전기분해시 발생하는 열은 냉각봉(401, 402, 403, 404)과 냉각 날개(420)와의 접촉에 의해 제거되므로 열교환 효율이 대폭 향상되며, 이에 따라 전술한 바와 같이 효율적인 전기분해에 의해 고농도의 차아염소산나트륨을 생성할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
(제1 실시예)
도 9는 본 발명에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 제1 변형예를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 9에 도시된 제1 변형예는, 전기분해조(200) 내부에서 전기분해시 전극실에서 발생되는 열을 냉각시키기 위해, 전기분해조(200)로 공급되는 인입수를 전기분해조 외부에 설치된 냉각기를 통해 적정 온도(예컨대, 8∼12℃)로 미리 냉각시키는 구성을 채택한 것이다.
즉, 제1 변형예는, 인입수를 공급하는 인입수공급관(102)을 염수공급관(101) 일측에 바로 연결하지 않고 전기분해조 외부에 설치된 냉각기(130)의 일측에 연결하고 냉각기(130)의 타측에 냉각기(130)를 통해 냉각된 인입수를 배출하는 인입수배출관(102-1)을 염수공급관(101) 일측에 연결된 희석염수공급관(103)과 연결한 것이다.
이러한 구성에 의하면, 제1 실시예와 같이 원수저장탱크를 필요로 하지 않기 때문에 냉각기(130)가 대형화될 수 있지만 제1 실시예 내지 제4 실시예에 비해 구조가 간단할 뿐만 아니라 전기분해조로 공급되는 희석염수를 미리 냉각시킬 수 있어 열교환 효율도 증대시킬 수 있다. 또한, 필요에 따라 제1 실시예 내지 제4 실시예와 같은 별도의 열교환기를 설치하지 않아도 된다.
상기와 같은 구성을 채택하면, 외기온도가 높은 여름철의 경우, 주변 온도로 인해 인입수의 수온 상승을 예방할 수 있어 전기분해조 내부를 항시 최적온도로 유지하면서 고농도의 차아염소산나트륨을 생성할 수 있다.
물론, 제1 변형예는 상기한 제1 실시예 내지 제4 실시예와 같이 열교환기를 구비한 경우에도 적용가능하다.
(제2 변형예)
도 10은 본 발명에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 제2 변형예를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 10에 도시된 제2 변형예는, 외기온도가 높은 여름철 날씨와 같이 주변온도로 인해 인입수의 온도가 높은 경우에 전기분해조(200)로 공급되는 인입수를 적정 온도(예컨대, 8∼12℃)로 미리 냉각시켜 전기분해조(200) 내부에서 전기분해시 전극실에서 발생되는 열을 냉각시키거나 또는 외기온도가 낮은 겨울철 경우에 전기분해조(200)를 가동할 때 주변 온도로 인해 낮아진 인입수의 온도를 적절히 보상할 수 있는 선택적인 구성을 채택한 것이다.
즉, 제2 변형예는, 인입수를 공급하는 인입수공급관(102)을 염수공급관(101) 일측에 바로 연결하지 않고, 전기분해조(200) 외부에 설치된 냉각/가열장치(140)의 일측에 연결하고, 냉각/가열장치(140)의 타측에 냉각/가열장치(140)를 통해 선택적으로 냉각 또는 가열된 인입수를 배출하는 인입수배출관(102-1)을 염수공급관(101) 일측에 연결된 희석염수공급관(103)과 연결한 것이다.
이러한 구성에 의하면, 제1 실시예와 같이 원수저장탱크를 필요로 하지 않기 때문에 냉각/가열장치(140)가 대형화될 수 있지만 제1 실시예 내지 제4 실시예에 비해 구조가 간단할 뿐만 아니라 전기분해조로 공급되는 희석염수를 기후, 즉 주변온도의 상황에 따라 선택적으로 미리 냉각 또는 가열시킬 수 있어 열교환 효율도 증대시킬 수 있다는 이점이 있다. 또한, 필요에 따라 제1 실시예 내지 제4 실시예와 같은 별도의 열교환기를 설치하지 않아도 된다.
이와 같이 본 예에 의하면, 외기온도가 높은 여름철에 인입수의 수온 상승을 예방하여 전기분해조 내부로 최초 공급되는 희석염수의 온도를 적절히 조절할 수 있고 또한 외기온도가 낮은 겨울철에 전기분해조 내부로 최초 공급되는 희석염수의 온도하락을 보상할 수 있으므로, 전체적으로 최소의 비용으로 전기분해조 내부를 항시 최적온도로 유지하면서 전기분해의 효율을 대폭 향상시켜 고농도의 차아염소산나트륨을 생산할 수 있다.
물론, 제2 변형예는 상기한 제1 실시예 내지 제4 실시예와 같이 열교환기를 구비한 경우에도 적용가능하다.
(제3 변형예)
도 11은 본 발명에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 제3 변형예를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 11에 도시된 제3 변형예는, 인입수공급관(102) 일측에 바이패스관(102-2)을 분기 형성하고 이를 전기분해조(200) 외부에 설치된 냉각기(130)의 일측에 연결하고, 냉각기(130)의 타측에 상술한 제1 실시예 내지 제4 실시예와 마찬가지로 냉각유체공급관(105)을 설치하여 이를 전기분해조(200) 내부의 열교환기(240)의 입구(241b)에 연결하고, 열교환기(240)의 출구(241c)에 냉각유체배출관(106)을 설치하되, 냉각유체배출관(106)을 폐수처리장에 연결한 구성을 채택한 것이며, 상기한 제1 실시예 내지 제4 실시예에 모두 적용가능하다. 그 이외의 구성은 상기한 제1 실시예 내지 제4 실시예의 구성과 동일하므로, 그 중복된 설명은 생략하기로 한다.
즉, 제3 변형예는 여름철과 같이 외기 온도가 높은 경우, 주변 온도로 인해 인입수의 수온 상승을 예방하기 위해 전기분해조(200) 내부로 초기 공급되는 인입수의 일부를 사전에 냉각시켜 이를 전기분해조(200) 내부의 열교환기(240)와의 열교환을 위한 냉각유체(즉, 냉각수)로 활용할 수 있도록 하고, 이렇게 열교환이 이루어진 냉각유체는 냉각유체배출관(106)을 통해 폐수처리장으로 폐수하도록 한 것이다.
이러한 구성에 의하면, 인입수 일부는 인입수공급관(102)으로 유동되고 나머지 일부는 바이패스관(102-2)을 거쳐 냉각유체공급관(106)을 통해 유동되는 냉각유체로서 활용할 수 있으므로, 냉각기(130)의 용량이 클 필요가 없을 뿐만 아니라 제1 실시예 내지 제4 실시예와 같이 원수저장탱크로부터 공급되는 원수를 냉각하기 위한 구조에 비해 전력 소비량을 대폭 줄일 수 있다는 이점이 있다.
그리고, 인입수가 지하수일 경우에는, 냉각기(130)를 가동하지 않고서도 열교환이 가능하고 여름철 고온시에만 냉각기(130)를 일시 가동하므로 전력 소비량을 대폭 줄일 수 있다는 이점도 있다.
(제4 변형예)
도 12는 본 발명에 따른 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 제4 변형예를 나타낸 분해 사시도이고, 도 13은 도 12의 일부 단면도이다.
도 12 및 도 13에 도시된 제4 변형예는, 상술한 바와 같이 전기분해조 내부에 열교환기를 설치하는 구성 대신에 전기분해조 외부에 열교환기를 설치함에 있어 이중관 구조를 채택한 것이며, 상기한 제1 실시예 내지 제4 실시예에 모두 적용가능하다.
즉, 제4 변형예는, 원통형의 몸체부(280) 내부의 전극실(S1)에 장착되는 전극부(220)를 갖는 전기분해조(200)의 외경보다 큰 외경을 갖고 전기분해조(200)의 길이와 상응하는 길이를 갖는 원통형 몸체부(291)를 갖는 냉각유지관으로 이루어진 열교환기(290)를 채택함으로써, 이 열교환기(290) 내부에 전기분해조(200)를 수용하여 냉각유지관과 전기분해조(200) 사이에 형성된 냉각실(S2)을 통해 냉각유체를 유동시키도록 구성한 것이다. 여기서, 냉각유체는 냉각수, 냉각유 또는 냉각기체 중 어느 하나이다.
전기분해조(200)의 후방 단부 외연에는, 전기분해조(200)의 외경과 상응하는 크기의 개방부를 갖는 제1 플랜지(294)가 끼워맞춤식 또는 용접 등으로 결합되어 있고, 제1 플랜지(294)에는, 제1 플랜지(294)의 외측면을 밀폐하는 제2 플랜지(295)가 결합되어 있다. 전기분해조(200)의 전방 단부에 대응하는 냉각유지관(290)의 전방 단부 외연에는, 마찬가지로 냉각유지관의 외경과 상응하는 크기의 개방부를 갖는 제1 플랜지(291)가 끼워맞춤식 또는 용접 등으로 결합되어 있고, 제1 플랜지(291)에는, 제1 플랜지(291)의 외부면을 밀폐하는 제2 플랜지(293)가 결합되어 있다. 그리고, 상기 전기분해조(200)의 후방 단부와 결합되는 제1 플랜지(294)의 내측면에는, 냉각유지관(290)의 후방 단부가 끼워지는 환형홈(294a)이 형성되어 있고, 상기 냉각유지관(290)의 전방 단부와 결합되는 제2 플랜지(293)의 내측면에는, 전기분해조(200)의 후방 단부가 끼워지는 환형홈(293c)이 형성되어 있다.
또한, 상기 제1 플랜지(291, 294)와 제2 플랜지(293, 295)의 결합면에는 개스킷 등의 밀폐수단(298)이 구비된다.
또한, 상기 양측에 있는 제2 플랜지(293, 295)의 중앙에는, 위에서 설명한 바와 마찬가지로 전극부(220)를 구성하는 양극부 지지판(221b)과 음극부 지지판(222b)을 삽입하여 체결수단에 의해 분해 가능하게 끼워맞춤식으로 결합되도록 하기 지지판 삽입요부(293a, 295a)가 형성되어 있다.
이러한 구조에서, 희석염수를 공급하는 희석염수공급관(103)은 전방측의 제2 플랜지(293)에 형성된 유입구(293b)에 연결 설치되며, 차아염소산나트륨 배출관(104)은 후방측의 제2 플랜지(295)에 형성된 배출구(295b)에 연결 설치된다. 그리고, 냉각유체공급관(103)과 냉각유체배출관(104)은 각각 냉각유지관의 하단과 상단 일측에 형성된 유입구(미도시)와 배출구(미도시)와 각각 연결 설치된다. 미설명부호 296와 297은 볼트와 너트이다.
이와 같이 전극실(S1)을 갖는 전기분해조(200)와 냉각실(S2)을 갖는 냉각유지관을 갖는 2중관 구조의 형태로 구성함으로써, 전극실(S1)에서 발생하는 열은 냉각실(S2)을 통해 공급되는 냉각유체와의 열교환에 의해 제거되므로, 전술한 바와 같이 효율적인 전기분해에 의해 고농도의 차아염소산나트륨을 생성할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
이상, 바람직한 실시예 및 변형예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 염수저장조, 101 : 염수공급관
102 : 인입수공급관, 103 : 희석염수공급관
104 : 차아염소산나트륨배출관, 105 : 냉각유체공급관
106 : 냉각유체배출관, 107 : 바이패스관
110 : 제어부, 120 : 원수저장탱크
130 : 냉각기 140 : 냉각/가열장치
200 : 전기분해조, 210 : 몸통부
211 : 제1 플랜지, 212 : 제2 플랜지
212a : 지지판 삽입요부, 212b, 212c : 홀
221 : 양극부, 222 : 음극부
220 : 전극부, 230 : 온도감지부
240, 240a, 240b, 240c, 240d, 300, 400 : 열교환기
241a : 몸통부
241b : 유입구, 241c : 배출구

Claims (18)

  1. 염수가 저장된 염수저장조(100)와, 염수저장조(100)로부터 염수를 공급하는 염수공급관(101)과, 염수공급관(110)의 일측에 연결되어 인입수를 공급하는 인입수공급관(102)과, 인입수공급관(102) 내에서 염수와 희석된 희석염수를 공급하는 희석염수공급관(103)과, 일측에 상기 희석염수공급관(103)과 연결되어 희석염수공급관(103)을 통해 공급되는 희석염수를 내부의 전극실에 구비된 전극부(220)에 의해 전기분해하고 전기분해에 의해 발생된 차아염소산나트륨을 타측에 연결된 차아염소산나트륨배출관(104)을 통해 배출하는 전기분해조(200)를 포함하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치에 있어서,
    상기 전기분해조(200)에 설치되어, 전기분해조(200) 내부의 희석염수의 온도를 감지하는 온도감지부(230);
    상기 전기분해조(200) 내부에서 전기분해시 상기 전극부(220)로부터 발생하는 열을 냉각시키기 위해, 냉각유체공급관(105)을 통해 내부로 유입되는 냉각유체의 냉기를 상기 전극부(220)와 열교환시키고 열교환된 냉각유체를 냉각유체배출관(106)을 통해 외부로 배출하기 위한 열교환기;
    상기 전기분해조(200) 외부에 설치되어 상기 열교환기에 냉각된 냉각유체를 공급하기 위한 상기 냉각유체공급관(106)을 구비하는 냉각기(130);
    상기 온도감지부(230)로 감지한 온도를 입력된 설정값과 비교하여 그 결과에 따라 상기 냉각기(130)로부터 공급되는 냉각유체의 공급량을 조절하면서 전기분해조(200) 내부의 온도를 상기 설정값으로 유지하도록 제어하는 제어부(110);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열교환기는, 상기 전기분해조(200) 내부에 설치되어 상기 전극부(220)의 외주를 둘러싸는 나선형 몸통부(241a);
    상기 몸통부(241a)의 일단부에 형성되어 있고 상기 냉각유체공급관(105)을 통해 열교환을 위한 냉각유체를 유입하기 위한 유입구(241b);
    상기 몸통부(241a)의 상단 일측에 형성되어 있고 상기 냉각유체배출관(116)을 통해 열교환된 냉각유체를 배출하기 위한 배출구; 를 구비하여 된
    냉각코일관으로 이루어지며,
    상기 냉각코일관은 열 흡수 표면적을 증대시키기 위해 길이방향을 따라 일정 간격마다 주름이 형성된 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열교환기는, 상기 전기분해조(200)를 수용하도록 상기 전기분해조(200)의 외경보다 큰 외경을 갖고 상기 전기분해조(200)와의 사이에 냉각유체를 유입하기 위한 냉각실(S2)을 형성하는 원통형 몸통부(290);
    상기 몸통부(290)의 하단 일측에 형성되어 있고 상기 냉각유체공급관(105)을 통해 열교환을 위한 냉각유체를 상기 냉각실(S2)로 유입하기 위해 상기 냉각유체공급관(105)과 연결되는 유입구;
    상기 몸통부(241a)의 상단 일측에 형성되어 있고 상기 냉각실(S2)에서 열교환된 냉각유체를 상기 냉각유체배출관(106)을 통해 배출하기 위해 상기 냉각유체배출관(106)과 연결되는 배출구;
    를 구비하여 된 냉각유지관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열교환기는, 상기 전극부(220) 둘레를 에워싸도록, 각각 냉각유체가 유입되는 내부공간을 갖고 일단부에 U자형 곡선부를 가지며 서로 일정 간격을 둔 2개의 제1 냉각봉(301a, 302a)과, 각 제1 냉각봉(301a, 302a)의 각 타단부의 내측끼리와 외측끼리를 조인트에 의해 각각 ㄷ자형으로 연결한 제2 냉각봉(301b, 302b)을 포함하는 구조로 이루어져 있고,
    상기 냉각유체가 상기 냉각기(130)와 상기 열교환기 사이에서 유동하도록 상기 외측의 제2 냉각봉(301b)은 T형 엘보에 의해 상기 냉각기(130)의 일측에 설치된 냉각유체공급관(105)과 연결되며, 상기 내측의 제2 냉각봉(302b)은 T형 엘보에 의해 상기 냉각기의 타측에 설치된 냉각유체배출관(106)과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열교환기는, 상기 전극부(220) 둘레를 에워싸도록, 각각 냉각유체가 유입되는 내부공간을 갖는 4개의 냉각봉(401, 402, 403, 404)을 조립하되, 각 냉각봉(401, 402, 403, 404)의 절곡된 양단부가 십자형 엘보(410)에 의해 십자형태로 조립 연결되고, 각 냉각봉(401, 402, 403, 404)의 외주면에 여러 개의 냉각 날개(420)가 설치된 구조로 이루어지며,
    상기 냉각유체가 상기 냉각기(130)와 상기 열교환기 사이에서 유동하도록 상기 냉각봉(401, 402, 403, 404)의 양단부는 각각 상기 냉각기(130)에 연결 설치된 냉각유체공급관(105)과 냉각유체배출관(106)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 냉각 날개(420)는 중앙에 개구부를 갖는 모자형태의 구조로서, 5mm 간격을 두고 각 냉각봉(401, 402, 403, 404)에 연속하여 설치된 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각유체는 냉각수, 냉각유 또는 냉각기체 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각유체공급관(105)의 일단부는 상기 차아염소산나트륨 배출관(104)이 형성된 위치 부근에 위치되는 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 전기분해조(200) 내부는 일정한 간격을 두고 설치되고 상기 전극부(220)가 관통되도록 관통홀을 구비한 다수개의 구획판(250a, 250b, 250c)에 의해 여러 공간(S1, S2, S3, S4)으로 구획되고, 상기 열교환기는 구획된 공간마다 설치된 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 각 열교환기의 유입구(241b)와 배출구(241c)는 상기 전기분해조(200)의 몸체부(210) 상단에 형성된 홀을 통해 상기 냉각유체공급관(105)과 상기 냉각유체배출관(106)의 중도부에 각각 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  11. 제1항 또는 제10항에 있어서,
    상기 전기분해조(200) 외부에 설치되고, 일측이 상기 냉각유체배출관(106)과 연결 설치되고 타측에 상기 냉각기(130)에 냉각유체로서 사용될 원수를 공급하기 위한 원수공급관(107)을 구비하는 원수저장탱크(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 인입수공급관(102) 일측으로부터 분기되어 상기 냉각기(130)에 연결된 바이패스관(10-2)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 냉각유체배출관(106)은 폐수처리장에 연결 설치된 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  14. 염수가 저장된 염수저장조(100)와, 염수저장조(100)로부터 염수를 공급하는 염수공급관(101)과, 염수공급관(110)의 일측에 연결되어 인입수를 공급하는 인입수공급관(102)과, 인입수공급관(102) 내에서 염수와 희석된 희석염수를 공급하는 희석염수공급관(103)과, 일측에 상기 희석염수공급관(103)과 연결되어 희석염수공급관(103)을 통해 공급되는 희석염수를 내부의 전극실에 구비된 전극부(220)에 의해 전기분해하고 전기분해에 의해 발생된 차아염소산나트륨을 타측에 연결된 차아염소산나트륨배출관(104)을 통해 배출하는 전기분해조(200)를 포함하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치에 있어서,
    상기 전기분해조(200)에 설치되어, 전기분해조(200) 내부의 희석염수의 온도를 감지하는 온도감지부(230);
    상기 전기분해조(200) 내부에서 전기분해시 상기 전극부(220)로부터 발생하는 열을 냉각시키기 위해, 냉각유체공급관(105)을 통해 내부로 유입되는 냉각유체의 냉기를 상기 전극부(220)와 열교환시키고 열교환된 냉각유체를 냉각유체배출관(106)을 통해 외부로 배출하기 위한 열교환기;
    상기 전기분해조(200) 외부에 설치되어 상기 열교환기에 냉각된 냉각유체를 공급하기 위한 상기 냉각유체공급관(106)을 구비하는 냉각기(130);
    상기 온도감지부(230)로 감지한 온도를 입력된 설정값과 비교하여 그 결과에 따라 상기 냉각기(130)로부터 공급되는 냉각유체의 공급량을 조절하면서 전기분해조(200) 내부의 온도를 상기 설정값으로 유지하도록 제어하는 제어부(110);
    를 더 포함하고,
    상기 인입수공급관(102)은 상기 냉각기(130)의 일측에 연결하고, 상기 냉각기(130)의 타측에 상기 냉각기(130)를 통해 냉각된 인입수를 배출하는 인입수배출관(102-1)을 염수공급관(101) 일측에 연결된 희석염수공급관(103)과 연결한 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  15. 염수가 저장된 염수저장조(100)와, 염수저장조(100)로부터 염수를 공급하는 염수공급관(101)과, 염수공급관(110)의 일측에 연결되어 인입수를 공급하는 인입수공급관(102)과, 인입수공급관(102) 내에서 염수와 희석된 희석염수를 공급하는 희석염수공급관(103)과, 일측에 상기 희석염수공급관(103)과 연결되어 희석염수공급관(103)을 통해 공급되는 희석염수를 내부의 전극실에 구비된 전극부(220)에 의해 전기분해하고 전기분해에 의해 발생된 차아염소산나트륨을 타측에 연결된 차아염소산나트륨배출관(104)을 통해 배출하는 전기분해조(200)를 포함하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치에 있어서,
    상기 전기분해조(200)에 설치되어, 전기분해조(200) 내부의 희석염수의 온도를 감지하는 온도감지부(230);
    상기 전기분해조(200) 내부에서 전기분해시 상기 전극부(220)로부터 발생하는 열을 냉각시키기 위해, 냉각유체공급관(105)을 통해 내부로 유입되는 냉각유체의 냉기를 상기 전극부(220)와 열교환시키고 열교환된 냉각유체를 냉각유체배출관(106)을 통해 외부로 배출하기 위한 열교환기;
    상기 전기분해조(200) 외부에 설치되고, 일측이 상기 인입수공급관(102)과 연결되어 공급된 인입수를 선택적으로 냉각 또는 가열하여 냉각 또는 가열된 인입수를 타측에 구비된 인입수배출관(102-1)을 통해 희석염수공급관(103)에 공급하도록 한 냉각/가열장치(140);
    상기 온도감지부(230)로 감지한 온도를 입력된 설정값과 비교하여 그 결과에 따라 상기 냉각/가열장치(140)로부터 상기 희석염수공급관(103)에 공급되는 인입수의 유량을 조절하면서 전기분해조(200) 내부의 온도를 상기 설정값으로 유지하도록 제어하는 제어부(110);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  16. 제1항 내지 제6항, 또는 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열교환기는 HDPE(high-density polyethylene) 재질, PVDF(polyvinylidene flouride) 재질, 금속 표면에 플라스틱 코팅한 재질, 열전도성 플라스틱 재질, 또는 전극부와 동일 재질로 코팅된 티타늄 재질 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  17. 제1항 내지 제6항, 또는 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각기(130)에는, 상기 제어부(110)로부터의 제어신호에 따라 냉각기(130)를 온/오프하여 냉각유체의 공급을 조절하는 자동 온/오프 스위치가 구비된 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
  18. 제1항 내지 제6항, 또는 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 설정값은 27∼30℃인 것을 특징으로 하는 비격막식 차아염소산나트륨발생장치.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101332608B1 (ko) * 2013-01-11 2013-11-25 강용주 차아염소산나트륨 발생장치
KR101587193B1 (ko) * 2015-10-21 2016-01-20 표재민 소금속의 브롬이온을 제거하는 전처리장치가 부착된 현장제조형 염소발생기
EP3056842A1 (en) * 2013-02-20 2016-08-17 LG Electronics Inc. Refrigerator
CN108070876A (zh) * 2018-02-27 2018-05-25 北京资顺晨化科技有限公司 一种次氯酸钠发生器捆绑电极式冷却系统及其使用方法
KR101963695B1 (ko) * 2019-01-16 2019-04-01 박진규 오폐수를 전기분해하는 혼합가스 제조장치
KR101964791B1 (ko) 2018-12-10 2019-04-02 황순환 차아염소산 생성장치
KR102070950B1 (ko) * 2019-11-27 2020-01-29 (주)하이클로 티타늄 재질 열교환관의 효율을 극대화하는 무격막식 차아염소산나트륨 생성장치
KR102091477B1 (ko) * 2019-11-27 2020-03-20 (주)하이클로 티타늄 재질 열교환관의 천공을 방지하는 기능을 갖는 무격막식 차아염소산나트륨 생성장치
KR102120149B1 (ko) * 2019-07-08 2020-06-08 (주)하이클로 전기분해조 내에 티타늄 재질의 냉각관을 구비한 무격막식 차아염소산나트륨 생성장치
KR102121254B1 (ko) * 2019-12-04 2020-06-10 (주)하이클로 전기분해조 내에 구비된 티타늄 재질의 열교환관
KR102175433B1 (ko) * 2020-07-06 2020-11-06 주식회사 백광아이에스티 농도 유지형 차염 저장조
KR20210015536A (ko) * 2019-08-02 2021-02-10 표재민 전기분해조 내에 구비된 티타늄 재질의 냉각관을 포함하는 무격막식 차아염소산나트륨 생성장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200069133A (ko) 2018-12-06 2020-06-16 씨케이클린텍 주식회사 차아염소산나트륨 제조용 리액터 전극봉 연결 구조체
KR101998196B1 (ko) 2019-02-19 2019-07-09 청정테크주식회사 순환식 냉각부가 구비된 차아염소산나트륨 발생시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5273635A (en) 1992-06-04 1993-12-28 Thermacore, Inc. Electrolytic heater
KR100541978B1 (ko) * 2001-08-17 2006-01-16 주식회사 효성 고순도 삼불화질소 제조용 전해조 및 삼불화질소의 제조방법
KR200308712Y1 (ko) 2002-09-11 2003-03-28 주식회사 동우워터텍 비격막식 차아염소산나트륨 발생장치의 희석염수온도조절장치
KR20080050380A (ko) 2008-05-16 2008-06-05 주식회사 태현수기 전기분해식차아염소산나트륨발생시스템

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101332608B1 (ko) * 2013-01-11 2013-11-25 강용주 차아염소산나트륨 발생장치
US10690398B2 (en) 2013-02-20 2020-06-23 Lg Electronics, Inc. Refrigerator
EP3056842A1 (en) * 2013-02-20 2016-08-17 LG Electronics Inc. Refrigerator
US9506682B2 (en) 2013-02-20 2016-11-29 Lg Electronics Inc. Refrigerator
US9664432B2 (en) 2013-02-20 2017-05-30 Lg Electronics Inc. Refrigerator
US9841226B2 (en) 2013-02-20 2017-12-12 Lg Electronics Inc. Refrigerator
US11754334B2 (en) 2013-02-20 2023-09-12 Lg Electronics Inc. Refrigerator
US10288344B2 (en) 2013-02-20 2019-05-14 Lg Electronics Inc. Refrigerator
US11326832B2 (en) 2013-02-20 2022-05-10 Lg Electronics Inc. Refrigerator
KR101587193B1 (ko) * 2015-10-21 2016-01-20 표재민 소금속의 브롬이온을 제거하는 전처리장치가 부착된 현장제조형 염소발생기
CN108070876A (zh) * 2018-02-27 2018-05-25 北京资顺晨化科技有限公司 一种次氯酸钠发生器捆绑电极式冷却系统及其使用方法
KR101964791B1 (ko) 2018-12-10 2019-04-02 황순환 차아염소산 생성장치
KR101963695B1 (ko) * 2019-01-16 2019-04-01 박진규 오폐수를 전기분해하는 혼합가스 제조장치
KR102120149B1 (ko) * 2019-07-08 2020-06-08 (주)하이클로 전기분해조 내에 티타늄 재질의 냉각관을 구비한 무격막식 차아염소산나트륨 생성장치
KR20210015536A (ko) * 2019-08-02 2021-02-10 표재민 전기분해조 내에 구비된 티타늄 재질의 냉각관을 포함하는 무격막식 차아염소산나트륨 생성장치
KR102091477B1 (ko) * 2019-11-27 2020-03-20 (주)하이클로 티타늄 재질 열교환관의 천공을 방지하는 기능을 갖는 무격막식 차아염소산나트륨 생성장치
KR102070950B1 (ko) * 2019-11-27 2020-01-29 (주)하이클로 티타늄 재질 열교환관의 효율을 극대화하는 무격막식 차아염소산나트륨 생성장치
KR102121254B1 (ko) * 2019-12-04 2020-06-10 (주)하이클로 전기분해조 내에 구비된 티타늄 재질의 열교환관
KR102175433B1 (ko) * 2020-07-06 2020-11-06 주식회사 백광아이에스티 농도 유지형 차염 저장조

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