KR20180064034A - 살균세척제 생성장치 - Google Patents

살균세척제 생성장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 살균세척제 생성장치에 관한 것이다.
애노드 및 캐소드로 구성된 한 쌍의 전극과 본체로 이루어지며, 상기 본체에 투입된 전해질을 전기분해하여 살균세척제를 생성하는 전기분해부와, 상기 전기분해부에 전해질의 전기분해가 이루어지도록 상기 전기분해부에 인가되는 전류 값을 측정하고, 측정된 전류값에 비례하여 상기 전해질의 투입량을 판단하며, 판단된 상기 전해질의 투입량이 양질의 살균세척제 생성에 필요한 정상적인 투입량인지의 오류 여부를 측정하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 전기분해부에 일정한 전압을 공급하여 과전류 발생을 방지하는 전원공급부를 구비한다.

Description

살균세척제 생성장치{GENERATING APPARATUS FOR STERILIZER AND CLEANER}
본 발명은 살균세척제 생성장치에 관한 것으로, 특히 일정한 전압을 인가하는 전력변환부를 구비하여 과전류를 방지하는 살균세척제 생성장치에 관한 것이다.
일반적으로 전해질의 전기분해를 통해 살균 또는 세척의 효과를 갖는 차아염소산(Hypochlorous acid:HOCl), 차아염소산나트륨(Sodium hypochlorite:NaOCl), 수산화칼륨(Potassium hydroxide:KOH) 및 수산화나트륨(Sodium hydroxide:NaOH) 등과 같은 살균세척제는 생성시에 각각 인가되는 전류값들이 서로 상이하여 개별적인 장치들을 통해 생성하여야 하는 불편함이 있으며, 일반인이 살균세척제 생성장치를 사용시에 양질의 살균세척제가 생성되고 있는지를 판단할 수 있는 구성이 마련되지 않아 생성된 살균세척제의 살균 및 세척의 효능이 떨어지는 문제점이 있었다.
등록특허 제10-1569764호는 전기분해시에 인가되는 전류값을 제어부의 기준전류값과 비교대비하여 일정량의 전해질이 투입되었는지 판단하는 살균세척제 생성장치를 개시하고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 일정한 입력전압이 제공되도록 전력변환부를 구비하여 과전류가 발생하지 않는 살균세척제 생성장치를 제공할 수 있다.
살균세척제 생성장치는, 애노드 및 캐소드로 구성된 한 쌍의 전극과 본체로 이루어지며, 상기 본체에 투입된 전해질을 전기분해하여 살균세척제를 생성하는 전기분해부와, 상기 전기분해부에 전해질의 전기분해가 이루어지도록 상기 전기분해부에 인가되는 전류 값을 측정하고, 측정된 전류값에 비례하여 상기 전해질의 투입량을 판단하며, 판단된 상기 전해질의 투입량이 양질의 살균세척제 생성에 필요한 정상적인 투입량인지의 오류 여부를 측정하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 전기분해부에 일정한 전압을 공급하여 과전류 발생을 방지하는 전원공급부를 구비한다.
위와 같은 과제해결수단을 통하여 본 발명은 일정한 입력전압이 제공되도록 전력변환부를 구비하여 살균세척제 생성시에 과전류가 발생하지 않는 살균세척제 생성장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 살균세척제 생성장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 살균세척제 생성장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 살균세척제 생성장치의 전원공급부를 나타내는 회로도이다.
도 4는 종래의 살균세척제 생성시의 전기분해부에서 측정전압을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 살균세척제 생성시의 전기분해부에서 측정전압을 나타내는 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 살균세척제 생성장치를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 생성장치(10)는 크게 전기분해부(100)와 제어부(200)를 포함한다. 전기분해부(100)는 제어부(200)를 통해 한 쌍의 전극(110)으로 인가되는 전원에 의해 본체(120) 내부에 수용된 전해질(E)을 전기분해하며, 살균제로 사용하는 차아염소산(Hypochlorousacid:HOCl)나 차아염소산나트륨(Sodium hypochlorite:NaOCl) 또는 세척제로 사용하는 수산화칼륨(Potassium hydroxide:KOH)나 수산화나트륨(Sodium hydroxide:NaOH)를 생성하기 위한 구성으로 한 쌍의 전극(110), 본체(120) 및 격판(130)을 포함한다.
여기서, 전극(110)은 전해질(E)을 전기분해 하기 위한 것으로, (+)극성인 애노드(111:Anode)와 (-)극성인 캐소드(113:Cathode)를 포함한다.
한 쌍의 애노드(111)와 캐소드(113)로 이루어진 전극(110)은 일 예로, 판 형상을 가지며, 수평방향으로 서로 이웃하게 수직방향으로 길이를 갖도록 구비되고, 하부는 패킹(133)에 관통삽입하여 제어부(200)와 전기적으로 연결될 수 있도록 설치된다. 이때 전극(110)은 필요에 따라 수평방향으로 길이를 갖는 그물형상의 메쉬(Mesh)로 이루어지거나 또는 각각 내부에 중공부(S)가 형성된 원형이나 다각의 기둥형상이 서로 포개지도록 구비되어 전기분해시에 생성된 기포의 배출이 용이하고, 전기분해 면적을 최대화할 수 있다.
또한 본체(120)는 전체적으로 상부가 개방되고, 내부에 수용공간이 형성된 기둥형상으로 이루어지며, 내부가 격판(130)에 의해 서로 독립적으로 분할형성될 수 있도록 형성된다. 이때 격판(130)에 의해 분할형성된 본체(120)는 격판(130)을 중심으로 상부에 전기분해에 필요한 장소를 제공하는 제1공간부(121)와 하부에 제어부(200)가 구비되는 제2공간부(123)가 형성될 수 있다.
개방된 본체(120) 상부는 제1공간부(121)에 사용자가 전해질(E)을 투입할 수 있도록 개폐 가능한 덮개(미도시)가 구비되며, 덮개 상부에는 본체(120)와 결합한 상태에서 연결관 등을 통해 상기 본체(120) 내부에서 생성된 살균세척제가 인출 가능하도록 한다.
격판(130)은 전체적으로 판 형상을 갖도록 형성되며, 본체(120)의 수직길이 폭 중간위치에 위치하여 본체(120) 내부에 독립적으로 제1 및 제2공간부(121,123)가 분할 형성될 수 있도록 설치된다. 이때 격판(130)은 제1공간부(121)에 구비되는 한 쌍의 전극(110) 하부가 각각 관통삽입되어 제2공간부(123)에 구비되는 제어부(200)와 전기적으로 연결될 수 있도록 관통공(131)이 천공형성될 수 있다.
관통공(131)은 제1공간부(121)에 수용되는 액상의 전해질(E)이 제2공간부(123)로 유입되는 것을 방지할수 있도록 패킹(133)이 구비된다.
제어부(200)는 외부전원으로부터 전력을 공급받아 전기분해부(100)에 필요한 전원을 인가하며, 이하 도 2에서 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 살균세척제 생성장치를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 제어부(200)는 전기분해에 필요한 전원을 전기분해부(100)에 인가하고, 인가되는 전류값과 미리 저장된 기준전류값을 비교하여 인가된 전류값에 의해 본체(120)에 수용된 전해질(E)의 투입량을 판단하며, 투입량의 판단에 의해 양질의 살균세척제 생성에 오류 여부를 사용자에게 알려주기 위한 구성으로 전원공급부(210), 판단부(220) 및 알람부(230)를 포함한다. 여기서, 전원공급부(210)는 한 쌍의 전극(110)과 서로 전기적으로 연결되며, 애노드(111)에는 (+)극성 캐소드(113)에는 (-)극성을 갖도록 전원을 인가하여 전해질(E)이 전기분해할 수 있도록 한다.
전원공급부(210)는 전원(300)으로부터 공급되는 전력을 전기분해부(100)에서 요구되는 전압 레벨로 변환할 수 있다. 이를 통해 전기분해부(100)에 일정한 전압을 공급하여 과전류 발생을 방지할 수 있다. 도 3을 참조하면, 전원공급부(210)는 전력변환부(240)와 PWM제어부(250)를 포함할 수 있다. 전력 변환부(240)는 입력 전력을 변환하는 DC-DC 컨버터일 수 있고, 전력 변환부(240)는 벅(buck) 타입의 컨버터로 구현되어 감압 변환을 수행할 수 있다. 전력 변환부(240)는 인덕터, 커패시터, 다이오드, 스위치 소자 등을 포함할 수 있다. PWM제어부(250)는 전력변환부(240)의 출력 전압을 조정하는 듀티비를 생성하여 이에 기초하여 출력전압을 조정할 수 있다.
판단부(220)는 전원공급부(210)를 통해 전극(110)에 인가되는 전류값과 상기 판단부(220)에 미리 저장된 기준전류값을 서로 비교하여 전해질(E)의 투입량을 판단한다. 즉, 소비자의 과실로 인하여 양질의 살균세척제 생성에 필요한 전해질(E)의 투입량이 적거나 많이 투입되어 전기분해에 필요한 전류값이 기준전류값과 비교하며, 인가된 전류값이 기준전류값 이상이거나 이하로 인가되는 경우에 알람부(230)를 통해 현재 살균세척제 생성에 오류가 있음을 사용자가 알 수 있도록 하는 것이다.
사용자는 오류 신호가 발생시에 수용된 전해질(E)을 폐기하고, 양질의 살균세척제 생성에 필요한 전해질을 본체(120)에 재수용하여 생성장치(10)를 재가동함으로써, 양질의 살균세척제를 생성할 수 있도록 유도할 수 있다.
판단부(220)는 살균세척제 생성에 오류가 발생시에 전기분해부(100)에 인가되는 전원을 차단할 수 있도록 전원공급부(210)를 제어하도록 한다.
판단부(220)에 미리 설정된 기준전류값은 상술한 살균세척제의 종류 즉, 차아염소산(Hypochlorousacid:HOCl), 차아염소산나트륨(Sodium hypochlorite:NaOCl), 수산화칼륨(Potassium hydroxide:KOH) 및 수산화나트륨(Sodium hydroxide:NaOH) 중 어느 하나의 살균세척제 종류에 따라 제작자 또는 사용자에 의해 설정가능하도록 함으로써, 하나의 생성장치(10)를 통해 여러 종류의 살균세척제 생성이 가능하도록 한다. 이때 판단부(220)는 상술한 살균세척제 종류에 따라 기준전류값이 서로 상이한 경우에 제작자가 변동 불가능하도록 미리 저장된 기준전류값을 설정하거나 또는 사용자가 기준전류값 설정을 달리하도록 함으로써, 하나의 생성장치(10)를 통해 다양한 종류의 살균세척제를 생성할 수 있다.
알람부(230)는 판단부(220)의 정보 즉, 전해질(E) 투입량 오차로 인하여 살균세척제 생성에 따른 오류가 발생시, 사용자가 그 오류 사실을 외부에서 인지할 수 있도록 소리(스피커 등) 또는 육안(램프 등)으로 오류발생 여부를 인지시킨다. 이때 알람부(230)는 오류 발생시에 판단부(220)의 제어에 의해 전원공급부(210)의 전원이 차단되어도 동작가능하도록 상기 전원공급부(210)에서 인가되는 전원을 사용하지 않고, 별도의 전원공급이 가능한 회로구성을 통해 동작하도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 생성장치(10)는 종래와는 차별적으로 전해질(E)을 전기분해시에 인가되는 전류값을 제어부(200)의 기준전류값과 비교대비하며, 양질의 살균세척제 생성에 필요한 일정량의 전해질(E)이 투입되었는지를 판단하고, 그 투입량에 따라 오류가 발생시에 그 정보를 사용자에게 알림으로써, 살균세척에 탁월한 살균세척제 생성이 가능한 효과를 갖게 된다.
또한 하나의 생성장치(10)를 통해 제작자 또는 사용자가 판단부(220)의 기준전류값을 설정가능하도록 함으로써, 다양한 종류의 살균세척제 생성이 가능한 효과를 갖게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 살균세척제 생성장치의 전원공급부를 나타내는 회로도이다.
도 3을 참조하면, 전원공급부(210)는 전기분해부(100)에 일정한 전압을 공급하기 위해 전원(300)으로부터 공급되는 전력을 전기분해부(100)에서 요구되는 전압 레벨로 변환할 수 있다. 전원공급부(210)는 전력변환부(240)와 PWM제어부(250)를 포함하고, 전력 변환부(240)는 입력 전력을 변환하는 DC-DC 컨버터일 수 있고, 전력 변환부(240)는 벅(buck) 타입의 컨버터로 구현되어 감압 변환을 수행할 수 있다.
전력 변환부(240)는 인덕터, 커패시터, 다이오드, 스위치 소자 등을 포함할 수 있다. 전력변환부(240)는, 스위칭 트랜지스터(245), 인덕터(241), 다이오드(243), 용량 소자(247), 저항 소자(248), 및 저항 소자(249)를 갖는다. 또한, 전력변환부(240)는 전원(300)이 접속되는 입력 단자와, 전기분해부(100)에 접속되는 출력 단자를 갖는다.
PWM제어부(250)의 출력 단자는, 스위칭 트랜지스터(245)의 게이트와 접속된다. PWM제어부(250)로부터 출력되는 펄스 출력에 의하여 스위칭 트랜지스터(245)의 온(ON) 또는 오프(OFF)가 제어된다. 스위칭 트랜지스터(245)가 온 상태일 때, 인덕터(241)에는 입력 전압과 접지 전압의 전압차에 따라 전류가 흐르지만, 자기 유도에 의하여 인덕터(241)에 흐르는 방향과 반대 방향의 기전력이 생기므로, 상기 전류는 서서히 증가해 간다.
다음에, 스위칭 트랜지스터(245)가 오프 상태가 되면, 그 때까지 인덕터(241)에 흐르고 있던 전류의 경로가 차단된다. 인덕터(241)에는 이 전류의 변화를 방해하는 방향, 즉, 스위칭 트랜지스터(245)가 온 상태일 때와 반대 방향의 기전력이 생긴다. 그래서, 인덕터(241)에는 이 기전력에 준한 전류가 흐른다. 이 때, 인덕터(241)와 다이오드(243) 사이의 노드 전위는, 입력 단자의 전위보다 높아지므로, 전력변환부(240)의 출력 단자에는, 입력 전압(직류 전원의 전원 전압)보다 높은 전압이 출력된다. 그래서, 본 구성의 컨버터는 승압형의 컨버터라고 불린다.
여기서, 스위칭 트랜지스터(245)가 오프 상태가 되었을 때의 인덕터(241)와 다이오드(243) 사이의 노드 전위는, 상기 스위칭 트랜지스터(245)가 오프 상태가 되기 직전에 인덕터(241)에 흐르고 있던 전류에 비례하여 커진다. 즉, 스위칭 트랜지스터(245)의 온 상태의 시간이 길수록 커진다. 따라서, PWM제어부(250)의 출력 펄스 신호의 듀티비가 크면, 출력 전압과 입력 전압의 차이가 커지도록 승압시킬 수 있고, 한편으로 듀티비가 작으면, 이들의 차이가 작아지도록 승압시킬 수 있다. 이 듀티비를 조정함으로써, DCDC 컨버터(10)의 출력 전압을 원하는 전압에
가깝게 할 수 있다.
여기서, PWM제어부(250)는 삼각파 발생 회로(251), 오차 증폭기(255), 및 PWM 버퍼(253)로 이루어진다. 오차 증폭기(255)는 전력변환부(240)의 출력 전압과 원하는 전압의 전압차에 따른 레벨의 전압 신호를 출력한다. PWM 버
퍼(253)는 오차 증폭기(255)로부터의 출력 전압과, 삼각파 발생 회로(251)로부터 출력되는 삼각파의 전압을 사용하여 상기 전압차에 대응한 크기의 듀티비를 갖는 펄스 파형을 스위칭 트랜지스터(245)의 게이트에 출력한다. 즉, 오차 증폭기(255)로부터의 입력 신호의 전압 값에 따라, 즉, 전력변환부(240)의 출력전압과 원하는 전압의 전압차의 크기에 따라 PWM 버퍼(253)로부터의 출력 펄스의 듀티비가 변화된다. 즉, PWM제어부(250)는 전력변환부(240)의 출력 전압을 조정하는 듀티비를 생성하여 이에 기초하여 출력전압을 조정할 수 있다.
도 4와 도 5는 종래와 본 발명의 살균세척제 생성시의 전기분해부에서 측정전압을 나타내는 도면이다.
도 4는 전력변환부를 구비하지 않은 종래의 살균세척제 생성장치의 전기분해부에서 측정한 전압을 나타내고, 도 5는 전력변환부를 구비하는 본 발명의 살균세척제 생성장치의 전기분해부에서 측정한 전압을 나타낸다.
종래의 살균세척제 생성장치는 첨가액 30ml, 3.67pH, 76ppm에서 최고 측정 전류는 6.6A 이고, 평균 측정 전류는 5.7A이며, 본 발명의 살균세척제 생성장치는 첨가액 30ml, 3.56pH, 69ppm에서 최고 측정 전류는 4.3A이고, 평균 측정 전류는 4.1A으로 측정되었다. 즉, 본 발명은 최고 측정 전압과 평균 측정 전류의 차이가 0.2A이고, 종래 발명은 최고 측정 전류와 평균 측정 전류의 차이가 0.9A이며, 본 발명은 종래 발명보다 최고 측정 전압과 평균 측정 전압이 비교적 일정한 전압을 인가하여 전기분해부에서 과전류가 흐르지 않도록 제어함으로써 생성장치의 오동작을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10; 살균세척제 생성장치
100; 전기분해부 110; 전극
111; 애노드 113; 캐소드
120; 본체 130; 격판
200; 제어부 210; 전원공급부
240; 전력변환부 250; PWM제어부

Claims (8)

  1. 애노드 및 캐소드로 구성된 한 쌍의 전극과 본체로 이루어지며, 상기 본체에 투입된 전해질을 전기분해하여 살균세척제를 생성하는 전기분해부;
    상기 전기분해부에 전해질의 전기분해가 이루어지도록 상기 전기분해부에 인가되는 전류 값을 측정하고, 측정된 전류값에 비례하여 상기 전해질의 투입량을 판단하며, 판단된 상기 전해질의 투입량이 양질의 살균세척제 생성에 필요한 정상적인 투입량인지의 오류 여부를 측정하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 전기분해부에 일정한 전압을 공급하여 과전류 발생을 방지하는 전원공급부를 구비하는 살균세척제 생성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원공급부는,
    출력 전압을 조정하기 위한 듀티비를 생성하는 PWM제어부;
    상기 PWM 제어부로부터의 출력 펄스의 듀티비에 기초하여 출력 전압을 조정하는 전력변환부를 포함하는 살균세척제 생성장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전력변환부는 DC/DC 컨버터로 구현되는 살균세척제 생성장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전원공급부에서 상기 전기분해부에 인가되는 전류값과 미리 저장된 기준전류값의 차이를 비교하며, 그 차이에 의해 상기 전해질이 정상적인 투입량인지의 오류 여부를 판단하는 판단부; 및
    상기 판단부의 정보를 토대로 살균세척제 생성에 오류가 발생시에 오류신호를 외부로 표시하는 알람부;를 더 포함 하는 것을 특징으로 하는 살균세척제 생성장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 판단부는 살균세척제 생성의 오류신호가 발생시에 전기분해에 필요한 상기 전기분해부에서 인가되는 전원을 차단할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 살균세척제 생성장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전기분해부는 한 쌍의 상기 전극과 상기 전해질이 전기분해되는 제1공간부와, 상기 제어부가 구비되는 제2공간부가 격판에 의해 서로 독립적으로 분할형성된 본체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 살균세척제 생성장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 격판은, 상기 전해질이 수용된 상기 제1공간부에 수직방향으로 설치된 한 쌍의 상기 전극 하부가 관통설치되며, 상기 제2공간부에 구비된 상기 제어부와 연결될 수 있도록 천공형성된 관통공;을 포함하는 것을 특징으로 하는 살균세척제 생성장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 격판은 상기 제1공간부에 수용된 상기 전해질이 상기 관통공을 통해 상기 제2공간부로 유입되는 것을 방지하는 패킹을 포함하는 것을 특징으로 하는 살균세척제 생성장치.
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