KR20150097104A

KR20150097104A - 산성수 전해조

Info

Publication number: KR20150097104A
Application number: KR1020140018277A
Authority: KR
Inventors: 임신교
Original assignee: 주식회사 심스바이오닉스
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2015-08-26

Abstract

본 발명은 이러한 점을 고려하여 발명한 것으로, 1차로 전해한 산성수를 2차 전해하여 산성수를 얻음으로써, 산성수가 갖는 고유의 산화환원전위차(ORP)와 pH 농도 변화를 최소화하면서도 인체에 유익한 용존수소농도를 높일 수 있게 한 산성수 전해조를 제공하는 데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 두 개의 입수구로 충분한 산성수량을 확보할 수 있게 하고, 이 산성수 일부를 다시 전해하여 나머지 산성수와 함께 배출하여 용존수소농도를 높여줌으로써, 구조가 간단하면서도 수소 농도를 더욱 높일 수 있게 한 산성수 전해조를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

Description

산성수 전해조{ELECTROLYTIC BATH FOR ACID WATER}

본 발명은 산성수 전해조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1차 전해한 산성수를 다시 2차 전해하여 산성수를 얻음으로써, 산성수가 갖는 산화환원전위차(ORP)와 pH 농도를 거의 변화시키지 않으면서도 용존수소농도를 높일 수 있도록 한 것이다.

특허문헌 1의 알카리성 환원수 생성 전해조는, 전해액과 접하는 캐소드 전극의 면적은 전해액에 접하는 애노드 전극의 면적보다 더 크게 형성되며, 상기 애노드 전극은 상부가 개방된 애노드실에 안착되고, 상기 캐소드 전극이 안착되는 캐소드실은 상기 애노드실의 측면에 연속적으로 배치되고 상기 애노드실에 형성된 출구는 인접한 상기 캐소드실의 입구와 연통되게 형성되고, 연속적으로 배치되는 n-1번째의 상기 캐소드실의 출구는 인접한 n번째의 상기 캐소드실의 입구와 연통되는 구성이다.

이러한 구성은 화학약품의 첨가 없이 액성의 변화가 가능하게 한다. 이렇게 생성된 알칼리성 환원수는 반도체웨이퍼나 포토마스크등의 표면 미립자 세정에 유용하며 초순수 또는 순수만을 원료수로 사용했기 때문에 패턴의 데미지 및 표면의 산화 방지를 해결할 수 있는 효과가 있고, 특히 배수된 물을 저비용으로 재사용할 수 있어 환경문제를 경감할 수 있는 효과가 발생한다.

하지만, 특허문헌 1의 전해조는 다음과 같은 문제가 발생하였다.

(1) 기존의 전해조는 순수(RO)나 초순수(DI)를 원수로 사용하기 때문에 이들 원수의 전도도가 낮아서 전도성을 높이기 위해서는 이온교환수지를 이용해야 했다.

(2) 이러한 이온교환수지는 전해조를 통해 반복적으로 사용하다 보면 수지의 내열성이 저하되어 그 수명에 제약을 받게 되었다.

(3) 일반적으로 전기분해는 음극과 양극의 전극표면에서 분해반응이 일어나게 된다. 하지만, 기존의 전해조는 전극표면과 직접 접촉되지 않는 부분에서는 전해 효율이 저하되는 문제가 발생하였다.

이에 특허문헌 2와 같이, 이온교환수지를 사용하지 않고 수돗물 뿐만 아니라 순수(RO)나 초순수(DI)를 전기분해하여 고농도의 산성 환원수나 산성 산화수를 얻을 수 있는 산성수 전해조가 출원된 바 있다.

이 산성수 전해조는, 적어도 하나의 이온교환막을 중심으로 분리된 적어도 2개의 충진실이 구비되고, 각 충진실에는 각각 입수구 및 출수구가 형성된 하우징; 상기 충진실에 설치되는 제1전극; 나머지 충진실 내에 이온교환막과 근접하게 설치되며 제1전극과 다른 극성을 갖는 제2전극; 및 상기 각 충진실에, 제2전극과 동일 극성을 가지면서 이 제2전극과 미리 정해진 간격만큼 이격되게 설치되는 제3전극;을 포함한다.

하지만, 이 산성수 전해조는 다음과 같은 문제가 발생한다.

(1) 제1전극 내지 제3전극을 배치하고 이들 사이의 전기분해를 통해 산성수량을 높일 수는 있었으나 산성수의 용존수소농도를 높이는 데는 한계가 있었다.

(2) 여러 개의 전극과 함께 이들 전극에 인가하는 극성을 달리하여 인가하는 구조이므로 산성수 전해조 전체의 구조가 복잡하다.

(3) 따라서, 산성수가 갖는 산화환원전위차(ORP)와 pH 농도를 변화시키지 않으면서도 용존 수소 농도를 높일 수 있는 산성수 전해조의 개발이 필요하게 되었다.

한국등록특허 제10-0660609호(등록일 : 2006.12.15) 한국공개특허 제10-2014-0008770호(공개일 : 2014.01.22)

본 발명은 이러한 점을 고려하여 발명한 것으로, 1차로 전해한 산성수를 2차 전해하여 산성수를 얻음으로써, 1차로 전해한 산성수가 갖는 고유의 산화환원전위차(ORP)와 pH 농도 변화를 최소화하면서도 인체에 유익한 용존수소농도를 높일 수 있게 한 산성수 전해조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 두 개의 입수구로 충분한 산성수량을 확보할 수 있게 하고, 이 산성수 일부를 다시 전해하여 나머지 산성수와 함께 배출하여 용존수소농도를 높여줌으로써, 구조가 간단하면서도 수소 농도를 더욱 높일 수 있게 한 산성수 전해조를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예 1에 따른 산성수 전해조는, 스페이서(S)를 사이에 두고 미리 정해진 간격으로 마주 보게 설치한 동일 극성을 갖는 두 개의 제1 전극(100a,100b); 각 제1 전극(100a,100b)의 바깥쪽 면과 마주 보게 설치한 두 개의 이온 교환막(200a,200b); 각 이온 교환막(200a,200b)의 바깥쪽 면에 스페이서(S)를 사이에 두고 서로 마주 보게 설치하며 상기 제1 전극(100a,100b)과 다른 극성을 갖는 두 개의 제2 전극(300a,300b); 및 상기 제1 전극(100a,100b)·이온 교환막(200a,200b)·제2 전극(300a,300b)을 감싸주고, 각 제2 전극(300a,300b)의 바깥쪽 면과의 사이에 각각 스페이서(S)를 통해 공간(G1,G2)을 형성하며, 서로 결합과 분해할 수 있는 두 개의 하우징(400a,400b);을 포함하고;, 상기 하우징(400a,400b)에는 두 개의 제1 전극(100a,100b) 사이로 급수할 수 있도록 제1 입수구(410)가 형성되고, 상기 공간(G1)과 통할 수 있도록 제2 입수구(420)와 제2 출수구(430)가 형성되며, 상기 공간(G2)과 통할 수 있도록 재입수구(440)와 제3 출수구(450)가 형성되며;, 상기 제1 입수구(410)로 유입한 물은 전해되어 제1 출수구(470)·제2 출수구(430)·제3 출수구(450)를 통해 빠져나가고, 상기 제2 입수구(420)로 유입한 물은 전해되어 제1 출수구(470)와 제2 출수구(430)로 빠져나가며, 상기 제2 출수구(430)로 빠져나간 전해수는 상기 재입수구(440)로 다시 공급되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예 2에 따른 산성수 전해조는, 중앙에 양측으로 물을 분배할 수 있도록 관통 구멍(510)이 형성된 중간 부재(500); 상기 관통 구멍(510)에 스페이서(S)를 사이에 두고 서로 마주 보게 설치하며, 동일 극성을 갖는 두 개의 제1 전극(100a,100b); 각 제1 전극(100a,100b)의 바깥쪽 면과 나란하게 위치하도록 중간 부재(500)에 설치한 두 개의 이온 교환막(200a,200b); 각 이온 교환막(200a,200b)의 바깥쪽 면에 스페이서(S)를 사이에 두고 서로 마주 보게 중간 부재(500)에 설치하며 상기 제1 전극(100a,100b)과 다른 극성을 갖는 두 개의 제2 전극(300a,300b); 및 상기 제2 전극(300a,300b)을 감싸주고, 각 제2 전극(300a,300b)의 바깥쪽 면과의 사이에 각각 스페이서(S)를 통해 공간(G1,G2)을 형성하며 중간 부재(500)에 결합과 분해할 수 있게 장착한 두 개의 하우징(400a,400b);을 포함하고;, 상기 중간 부재(500)에는 관통 구멍(510)에 제1 입수구(511)와 제1 출수구(512)가 형성되고, 하우징(400a)에는 상기 공간(G1)과 통하도록 제2 입수구(420)와 제2 출수구(430)가 형성되며, 다른 하우징(400b)에는 나머지 공간(G2)과 통하도록 재입수구(440)와 제3 출수구(450)가 형성되며;, 상기 제1 입수구(511)로 유입한 물은 전해되어 제1 출수구(512)·제2 출수구(430)·제3 출수구(450)를 통해 빠져나가고, 상기 제2 입수구(420)로 유입한 물은 전해되어 제1 출수구(512)와 제2 출수구(430)로 빠져나가며, 상기 제2 출수구(430)로 빠져나가는 전해수는 상기 재입수구(440)로 다시 공급되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예 3에 따른 산성수 전해조는, 실시예 2를 개선한 것으로, 상기 제1 입수구(511)와 제1 출수구(512)는 제1 전극(110a,110b)과 나란하게 형성하고, 상기 제2 입수구(420)와 재입수구(440)는 각 하우징(400a,400b)에 상기 제1 입수구(511)와 나란하게 형성하였다가 제2 전극(300a,300b)과 수직으로 급수할 수 있게 형성하며, 상기 제2 출수구(430)와 제3 출수구(450)는 각 하우징(400a,400b)에 제2 전극(300a,300b)과 수직으로 배출되다가 상기 제1 입수구(511)와 나란하게 하우징(400a,400b) 밖으로 배출하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 제1 입수구(511)와 제1 출수구(512)는 관통 구멍(510)의 내면에 서로 마주 보도록 양쪽에 형성하고, 상기 제2 입수구(420)과 재입수구(440)는 각 공간(G1,G2)의 한쪽에 제1 입수구(511)와 나란하게 형성하며, 상기 제2 출수구(430)와 제3 출수구(450)는 각 공간(G1,G2)의 다른 한 쪽에 제1 출수구(512)와 나란하게 형성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이온 교환막(200a,200b)은 불소계 캐치온 교환막인 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 스페이서(S)는 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 산성수 전해조는 다음과 같은 특징이 있다.

(1) 1차 전해한 산성수를 다시 2차로 전해하므로 2차 전해한 산성수의 용존수소농도를 1차로 전해한 산성수보다 향상할 수 있다(약 57%의 용존수소농도의 향상 효과).

(2) 특히, 2개의 입수구를 통해 충분한 산성수량을 확보하고, 이 산성수 일부를 다시 재입수시켜 줌으로써, 용존수소농도의 향상 효과와 더불어 충분한 양의 산성수를 얻을 수 있다.

(3) 산성수가 가진 원래의 물성치, 즉 산화환원전위차(ORP)와 pH 농도에는 거의 변화가 없으면서도 용존수소농도를 높일 수 있어 산성수의 기능을 향상할 수 있다.

(4) 1차 전해한 산성수를 재입수하는 방법으로 용존수소농도를 높이므로 본 발명에 따른 산성수 전해조의 구성을 간단하고 콤팩트하게 제작할 수 있다.

(5) 전극에 공급하는 전원의 극성을 바꿔줌에 따라 산성 산화수나 산성 환원수를 쉽게 선택하여 얻을 수 있다.

(6) 구조가 간단하여 제작과 유지 보수를 쉽게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 산성수 전해조의 상태를 보여주기 위한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 산성수 전해조의 상태를 보여주기 위한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 산성수 전해조의 상태를 보여주기 위한 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 실시예 1에 따른 산성수 전해조는, 도 1 과 같이, 미리 정해진 간격으로 마주 보게 설치한 동일 극성을 갖는 두 개의 제1 전극(100a,100b), 각 제1 전극(100a,100b)의 바깥쪽 면에 나란하게 설치한 두 개의 이온 교환막(200a,200b), 각 이온 교환막(200a,200b)의 바깥쪽면에 미리 정해진 간격만큼 떨어져서 나란하게 설치한 두 개의 제2 전극(300a,300b), 및 이들 제1 전극(100a,100b)·이온 교환막(200a,200b)·제2 전극(300a,300b)을 감싸주며 결합과 분해할 수 있게 결합한 두 개의 하우징(400a,400b)을 포함한다.

특히, 실시예 1에 따른 산성수 전해조는, 도 1에서 화살표로 표시한 바와 같이, 1차 전해한 산성수를 다시 급수하여 2차 전해함으로써, 최종적으로 토출하는 산성수의 용존수소농도를 높일 수 있게 한 것이다.

또한, 실시예 1에 따른 산성수 전해조는, 도 1과 같이, 2개의 입수구를 통해 물을 공급하여 충분한 산성수를 얻고 이 산성수 일부를 2차로 전해함으로써, 용존수소농도를 높이면서도 충분한 양의 산성수를 얻을 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 대하여 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제1 전극(100a,100b)은, 도 1 과 같이, 스페이서(S)를 사이에 두고 미리 정해진 간격으로 설치한다. 이때, 제1 전극(100a,100b)에는 같은 극성을 인가하고, 도전 효율을 높일 수 있도록 백금 전극을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 전극(100a,100b)은 백금 전극판에 타공하거나 백금을 메쉬 형태로 제작하여 사용함으로써, 물(또는 전해수)가 쉽게 이 제1 전극(100a,100b)을 통과하거나 접촉할 수 있게 하여 전해 효율을 향상할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

스페이서(S)는, 도 12과 같이, 두 개의 제1 전극(100a,100b) 사이에 미리 정해진 간격, 바람직하게는 이들 두 개의 제1 전극(100a,100b)이 서로 나란하게 배치될 수 있도록 같은 간격을 유지할 수 있게 한다. 이러한 스페이서(S)는 물이나 산성수에도 거의 변화를 일으키지 않아 내수성이 강한 실리콘으로 제작하는 것이 바람직하다. 또한, 스페이서(S)는 공급받은 물이나 전해수가 전해조 밖으로 새거나 다른 곳으로 새지 않도록 격자 형태로 제작하여 사용하는 것이 바람직하다. 물론, 이 스페이서(S)는 제1 전극(100a,100b)의 상부 테두리와 하부 테두리에 각각 하나씩 구성하여 사용할 수도 있다.

이온 교환막(200a,200b)은, 도 1 과 같이, 상술한 제1 전극(100a,100b)의 각 바깥쪽 면에 하나씩 2개를 설치한다. 이때, 각 이온 교환막(200a,200b)은 제1 전극(100a,100b)과 밀착되게 설치할 수도 있고, 미리 정해진 간격만큼 떨어지게 설치할 수도 있다.

여기서, 이온 교환막(200a,200b)은 전기분해할 때 발생한 음이온과 양이온 중에서 어느 하나의 이온만을 통과시켜 농축하기 위한 것으로, 본 발명에서는 수소 농도를 향상하기 위한 것이므로 수소 이온을 통과시킬 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 이용할 수 있다. 이러한 이온 교환막(200a,200b)으로는 불소계 캐치온 교환막(듀퐁사 나피온 117))을 이용할 수 있다. 또한, 여기서는 수소 이온을 통과시킬 수 있는 것을 예로 들어 설명하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.

제2 전극(300a,300b)은, 도 1 과 같이, 각 이온 교환막(200a,200b)의 바깥쪽 면에 스페이서(S)를 사이에 두고 마주 보게 설치한다. 특히, 이들 제2 전극(300a,300b)은 상술한 제1 전극(100a,100b)과 같은 재질 및 같은 형태로 제작하며, 차이점으로는 인가하는 극성에서 차이가 있다.

즉, 제2 전극(300a,300b)에 (-)극을 인가하면 제1 전극(100a,100b)에는 (+)극을 인가하고, 제2 전극(300a,300b)에 (+)극을 인가하면 제1 전극(100a,100b)에는 (-)극을 인가하는 것이다.

이처럼 인가하는 극성의 차이는 상술한 이온 교환막(200a,200b)을 통해 넘나드는 수소 이온의 방향에 따라 산성수가 산성 산화수나 산성 환원수로 바뀌게 된다. 이에 대한 설명은 후술한다.

스페이서(S)는 상술한 제1 전극(100a,100b)에서 설명한 스페이서와 같은 구성이므로 여기서는 그 상세한 설명은 생략한다. 하지만, 이런 스페이서(S)는 간격 유지를 위한 구성이기는 하나 간격을 유지해 주는 구성요소 사이의 간격은 서로 다르게 유지할 수 있게 구성할 수도 있다.

하우징(400a,400b)은, 도 1 과 같이, 상술한 제1 전극(100a,100b)·이온 교환막(200a,200b)·제2 전극(300a,300b) 전체를 감싸주게 구성한다. 그리고, 하우징(400a,400b)은, 예시적으로 볼트(460) 체결 방식을 통해 조립과 분해할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다. 물론, 원터치 방식이나 다른 조립 및 분해 방식으로 하우징(400a,400b)을 결합하거나 분해하게 구성할 수도 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 하우징(400a,400b)은 도면에서 서로 대칭인 형태로 제작한 예를 보여주고 있으나, 비대칭인 형태로 제작하여 사용할 수도 있다.

특히, 상기 각 하우징(400a,400b)은, 도 1 과 같이, 상술한 각 제2 전극(300a,300b)과의 사이에 공간(G1,G2)을 갖도록 형성한다. 이때의 공간은 스페이서(S)를 이용하게 되는데, 이러한 스페이서(S)는 상술한 구성과 같으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.

한편, 상기 하우징(400a,400b)에는, 도 1과 같이, 외부에서 물을 공급할 수 있도록 2개의 입수구(제1 입수구(410)와 제2 입수구(420))와, 내부에서 전해되어 얻은 산성수를 외부로 배출하기 위한 3개의 출수구(제1 출수구(470)·제2 출수구(430)·제3 출수구(450))와, 1차로 전해한 산성수를 다시 전해할 수 있게 하기 위한 재입수구(440)를 구성한다.

이때, 상기 제1 입수구(410)와 제1 출수구(470)는 두 개의 제1 전극(100a,100b) 사이에 형성하고, 제2 입수구(420)와 제2 출수구(430)는 하나의 공간(G1)과 통하도록 형성하며, 재입수구(440)와 제3 출수구(450)는 다른 공간(G2)과 통하도록 형성한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제2 출수구(430)는 재입수구(440)와 연결하여, 1차 전해한 산성수를 다시 재입수구(440)로 들어가게 하여 2차 전해가 이루어질 수 있게 구성한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 도 1과 같이, 상기 제1 입수구(410)와 제2 입수구(420) 그리고 재입수구(440)은 한쪽(도면에서 하부 쪽)에, 상기 제1 출수구(470)와 제2 출수구(430) 그리고 제3 출수구(450)는 다른 한쪽(도면에서 상부 쪽)에 위치하도록 형성함으로써, 유체의 흐름 저항을 최소화할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

(작용)

이하, 본 발명에 따른 산성수 전해조의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 각 전극에 인가하는 극성에 따라 산성수의 종류가 달라지므로, 여기서는 제1 전극(100a,100b)에 (+)극성을, 제2 전극(300a,300b)에 (-)극성을 각각 인가한 것으로 가정하여 설명한다.

우선, 제1 입수구(410)로 공급한 물은, 도 1과 같이, 전극에 전원이 인가됨에 따라 전해되어 이온 교환막(200a,200b)을 통해 산성 산화수와 산성 환원수로 분리된다. 이때, 산성 산화수는 각 이온 교환막(200a,200b)을 중심으로 양극 쪽(제1 전극 쪽)으로 분리되고, 산성 환원수는 각 이온 교환막(200a,200b)을 중심으로 음극 쪽(제2 전극 쪽)으로 분리된다. 이렇게 분리된 산성 산화수는 도 1에서 중심선으로 표시한 바와 같이 제1 출수구(470)를 통해 전해조 외부로 배출되고, 산성 환원수는 도 2에서 굵은 화살표로 표시한 바와 같이 제2 전극(300a,300b) 쪽으로 분리되는데, 양쪽으로 분리된 산성 환원수는 각각 제2 출수구(430)와 제3 출수구(450)를 통해 배출된다.

제2 입수구(420)로 공급한 물은, 도 1과 같이, 제1 전극(100a)과 이온 교환막(200a)과 제2 전극(300a)을 통해 산성 산화수와 산성 환원수로 전해되어 분리된다. 이때, 산성 산화수는, 도 1에서 가는 화살표로 표시한 바와 같이, 제1 전극(100a) 쪽으로 분리되어 제1 출수구(470)를 통해 배출된다. 그리고, 산성 환원수는, 도 1에서 점선으로 표시한 바와 같이, 제2 전극(300a) 쪽에서 제2 출수구(430)로 배출된다.

재입수구(440)는, 도 1과 같이, 제2 출수구(430)와 연결된다. 이에, 재입수구(440)에는 산성 환원수가 유입되는데, 이 산성 환원수는 제1 입수구(410)와 제2 입수구(420)를 통해 공급받은 물을 전해하여 분리한 것을 합한 것이다. 이처럼 재입수구(440)를 통해 공급받은 산성 환원수는 제1 전극(100b)과 이온 교환막(200b)과 제2 전극(300b)을 통해 다시 전해된다. 이때, 산성 환원수는 제1 입수구(410)를 통해 전해한 산성 환원수와 합쳐져서 함께 전해된다.

이상과 같이 이루어진 본 발명의 실시예 1에 따른 산성수 전해조는 1차로 전해한 산성수를 다시 2차 전해함으로써, 1차만 전해한 산성수와 비교할 때 2차까지 전해한 산성수의 용존수소농도가 더 높아지게 된다.

그리고, 이처럼 본 발명에 따른 전해조의 구성에서, 제2 출수구(430)와 제3 출수구(450)에서 배출하는 산성수의 용존수소농도를 비교하면, 제3 출수구(450)에서 배출한 2차 전해한 산성수의 용존수소농도(약 1.1ppm)가 제2 출수구(430)에서 배출한 1차 전해한 산성수의 용존수소농도(약 0.7ppm)보다 약 57% 정도 높아지는 것을 확인하였다. 이때, 2차 전해한 산성수의 산화환원전위차(ORP)는 -570㎷이고 pH 농도는 6.4~7.0으로 1차 전해한 산성수와 비슷하다.

따라서, 실시예 1에 따른 산성수 전해조는 용존수소농도가 높은 산성수를 얻을 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 실시예 2에 따른 산성수 전해조는, 도 2와 같이, 실시예 1과 같은 구성이나, 두 개의 제1 전극(100a,100b) 사이에 중간 부재(500)를 더 구성한 것이다. 이에, 실시예 1과 같은 구성에 대해서는 같은 도면부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.

실시예 2에 따른 산성수 전해조는, 도 2와 같이, 중간 부재(500)를 더 포함한다. 특히, 상기 중간 부재(500)는 중앙 부분에 관통 구멍(510)이 형성되어 양쪽으로 공급받은 물이 분산될 수 있게 한다.

그리고, 상기 관통 구멍(510)에는, 실시예 1의 제1 입수구(410)와 같은 기능을 하는 제1 입수구(511)가 형성된다. 제1 입수구(511)는 중간 부재(500)의 외부에서 본 발명에 따른 산성수 전해조 안으로 유입한 물이 관통 구멍(510)의 양쪽으로 나뉘게 하여 각각 전해 반응이 일어날 수 있게 한다.

한편, 상기 중간 부재(500)는 이 관통 구멍(500)을 기준으로 양쪽에 각각, 실시예 1과 마찬가지로 제1 전극(100a,100b)·이온 교환막(200a,200b)·제2 전극(300a,300b)이 차례로 겹쳐지게 구성한다. 이때, 이들 제1 전극(100a,100b)·이온 교환막(200a,200b)·제2 전극(300a,300b)은 중간 부재(500) 안에 위치하도록 구성함으로써, 하우징(400a,400b)만 제거하면 원하는 구성요소를 교체하거나 수리하는 등 유지 관리를 쉽게 할 수 있다.

하우징(400a,400b)은, 도 2와 같이, 상술한 중간 부재(500)에 예시적으로 볼트(460) 체결 방식을 통해 조립과 분해할 수 있게 장착한다. 물론, 원터치 방식이나 다른 조립 및 분해 방식으로 중간 부재(500)에서 하우징(400a,400b)을 결합하거나 분해하게 구성할 수도 있다.

이처럼 이루어진 실시예 2에 따른 산성수 전해조는, 중간 부재(500)에 제1 전극(100a,100b)·이온 교환막(200a,200b)·제2 전극(300a,300b)이 장착되어 있으므로, 때에 따라 필요한 하우징(400a,400b)만 탈거하여 원하는 작업을 할 수 있다. 또한, 중간 부재(500)가 견고하게 제1 전극(100a,100b)·이온 교환막(200a,200b)·제2 전극(300a,300b)을 고정해 주는 역할도 담당한다.

따라서, 실시예 2에 따른 산성수 전해조는, 실시예 1과 비교할 때, 산성수 전해조 내부에 장착한 구성요소들을 교체하거나 수리할 때 편리할 뿐만 아니라 구성요소 간의 간격 유지를 더욱 철저하게 유지할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 실시예 3에 따른 산성수 전해조는, 도 3과 같이, 실시예 2와 같은 구성이나, 제1 입수구(511')·제2 입수구(420')·제1 출수구(430')·재입수구(440') 및 제2 출수구(450')의 형상에서 차이가 있다. 이에 여기서는 이들 각 형상에 대해서만 설명하기로 한다.

제1 입수구(511')는, 도 3과 같이, 제1 전극(100a,100b)과 나란하게 물을 공급할 수 있게 구성한다.

제2 입수구(420')와 재입수구(440')는, 도 3과 같이, 각 하우징(400a',400b')에 형성한다. 이때, 제2 입수구(420')와 재입수구(440')는 급수하는 물이 제1 입수구(511')와 나란하게 유입하였다가 제2 전극(300a,300b)과 수직으로 공간(G1)에 분출될 수 있게 형성한다.

제1 출수구(430')와 제2 출수구(450')는, 도 3과 같이, 각 하우징(400a',400b')에 형성한다. 이때, 제1 출수구(430')와 제2 출수구(450')는 제2 전극(300a,300b)과 수직 방향으로 배출되었다가 제1 입수구(511')와 나란하게 하우징(400a,400b) 밖으로 배출하도록 형성한다.

특히, 상기 제1 입수구(410')는 관통 구멍(510)의 어느 한쪽(도 3에서는 하부 측)에 형성하고, 상기 제2 입수구(420') 그리고 재입수구(440')는 해당 공간(G1,G2)의 한쪽(바람직하게는 제1입수구(410')이 형성된 것과 같은 방향인 도면에서 하부 측)에 형성하며, 상기 제1 출수구(430')와 제2 출수구(450')는 해당 공간(G1,G2)의 다른 한쪽(도 3에서는 상부 측)에 각각 형성하는 것이 바람직하다.

이는 물이 들어오는 위치와 산성수가 빠져나가는 위치를 상하 또는 좌우 방향으로 구분하여 둠으로써, 물과 산성수 사이의 와류 등으로 혼합하거나 유동 저항 등이 생기는 것을 최소화하여 유동 흐름을 높일 수 있게 하기 위한 것이다.

100a, 100b : 제1 전극
200a, 200b : 이온 교환막
300a, 300b : 제2 전극
400a, 400b : 하우징
410 : 제1 입수구
420 : 제2 입수구
430 : 제2 출수구
440 : 재입수구
450 : 제3 출수구
470 : 제1 출수구
500 : 중간 부재

Claims

스페이서(S)를 사이에 두고 미리 정해진 간격으로 마주 보게 설치한 동일 극성을 갖는 두 개의 제1 전극(100a,100b); 각 제1 전극(100a,100b)의 바깥쪽 면과 마주 보게 설치한 두 개의 이온 교환막(200a,200b); 각 이온 교환막(200a,200b)의 바깥쪽 면에 스페이서(S)를 사이에 두고 서로 마주 보게 설치하며 상기 제1 전극(100a,100b)과 다른 극성을 갖는 두 개의 제2 전극(300a,300b); 및 상기 제1 전극(100a,100b)·이온 교환막(200a,200b)·제2 전극(300a,300b)을 감싸주고, 각 제2 전극(300a,300b)의 바깥쪽 면과의 사이에 각각 스페이서(S)를 통해 공간(G1,G2)을 형성하며, 서로 결합과 분해할 수 있는 두 개의 하우징(400a,400b);을 포함하고,
상기 하우징(400a,400b)에는 두 개의 제1 전극(100a,100b) 사이에 제1 입수구(410)와 제1 출수구(470)가 형성되고, 상기 공간(G1)과 통할 수 있도록 제2 입수구(420)와 제2 출수구(430)가 형성되며, 상기 공간(G2)과 통할 수 있도록 재입수구(440)와 제3 출수구(450)가 형성되며,
상기 제1 입수구(410)로 유입한 물은 전해되어 제1 출수구(470)·제2 출수구(430)·제3 출수구(450)를 통해 빠져나가고, 상기 제2 입수구(420)로 유입한 물은 전해되어 제1 출수구(470)와 제2 출수구(430)로 빠져나가며, 상기 제2 출수구(430)로 빠져나간 전해수는 상기 재입수구(440)로 다시 공급되는 것을 특징으로 하는 산성수 전해조.
중앙에 양측으로 물을 분배할 수 있도록 관통 구멍(510)이 형성된 중간 부재(500); 상기 관통 구멍(510)에 스페이서(S)를 사이에 두고 서로 마주 보게 설치하며, 동일 극성을 갖는 두 개의 제1 전극(100a,100b); 각 제1 전극(100a,100b)의 바깥쪽 면과 나란하게 위치하도록 중간 부재(500)에 설치한 두 개의 이온 교환막(200a,200b); 각 이온 교환막(200a,200b)의 바깥쪽 면에 스페이서(S)를 사이에 두고 서로 마주 보게 중간 부재(500)에 설치하며 상기 제1 전극(100a,100b)과 다른 극성을 갖는 두 개의 제2 전극(300a,300b); 및 상기 제2 전극(300a,300b)을 감싸주고, 각 제2 전극(300a,300b)의 바깥쪽 면과의 사이에 각각 스페이서(S)를 통해 공간(G1,G2)을 형성하며 중간 부재(500)에 결합과 분해할 수 있게 장착한 두 개의 하우징(400a,400b);을 포함하고,
상기 중간 부재(500)에는 관통 구멍(510)에 제1 입수구(511)와 제1 출수구(512)가 형성되고, 하우징(400a)에는 상기 공간(G1)과 통하도록 제2 입수구(420)와 제2 출수구(430)가 형성되며, 다른 하우징(400b)에는 나머지 공간(G2)과 통하게 재입수구(440)와 제3 출수구(450)가 형성되며,
상기 제1 입수구(511)로 유입한 물은 전해되어 제1 출수구(512)·제2 출수구(430)·제3 출수구(450)를 통해 빠져나가고, 상기 제2 입수구(420)로 유입한 물은 전해되어 제1 출수구(512)와 제2 출수구(430)로 빠져나가며, 상기 제2 출수구(430)로 빠져나가는 전해수는 상기 재입수구(440)로 다시 공급되는 것을 특징으로 하는 산성수 전해조.
제2항에 있어서,
상기 제1 입수구(511)와 제1 출수구(512)는 제1 전극(110a,110b)과 나란하게 형성하고,
상기 제2 입수구(420)와 재입수구(440)는 각 하우징(400a,400b)에 상기 제1 입수구(511)와 나란하게 형성하였다가 제2 전극(300a,300b)과 수직으로 급수할 수 있게 형성하며,
상기 제2 출수구(430)와 제3 출수구(450)는 각 하우징(400a,400b)에 제2 전극(300a,300b)과 수직으로 배출되다가 상기 제1 입수구(511)와 나란하게 하우징(400a,400b) 밖으로 배출하도록 구성한 것을 특징으로 하는 산성수 전해조.
제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 입수구(511)와 제1 출수구(512)는 관통 구멍(510)의 내면에 서로 마주 보도록 양쪽에 형성하고,
상기 제2 입수구(420)과 재입수구(440)는 각 공간(G1,G2)의 한쪽에 제1 입수구(511)와 나란하게 형성하며,
상기 제2 출수구(430)와 제3 출수구(450)는 각 공간(G1,G2)의 다른 한 쪽에 제1 출수구(512)와 나란하게 형성한 것을 특징으로 하는 산성수 전해조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전극(100a,100b)과 제2 전극(300a,300b)은 타공성 백금전극 또는 메쉬 백금 전극인 것을 특징으로 하는 산성수 전해조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이온 교환막(200a,200b)은 불소계 캐치온 교환막인 것을 특징으로 하는 산성수 전해조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스페이서(S)는 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 산성수 전해조.