KR20180095394A - Electrolysed water generating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전해수 생성장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 농도가 일정하게 유지되는 염화나트륨 포화용액을 이용하여 균일한 농도의 전해수를 생산할 수 있는 전해수 생성장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electrolytic water producing apparatus, and more particularly, to an electrolytic water producing apparatus capable of producing a uniform concentration of electrolytic water using a saturated sodium chloride solution having a constant concentration.
식품제조업 등에 있어서, 기구, 용기, 또는 제조설비 등과 식품의 원재료 및 부재로 등의 살균 소독을 위하여 살균 전해수를 이용한다. 전해수라 함은, 일반적인 물에 전기적인 힘을 가해서 얻어지는 물을 일컬으며, 살균 전해수는 유효한 성분을 포함하는 물을 전기분해하여 각종 세균이나 곰팡이, 또는 바이러스를 살균할 수 있는 소독력을 갖는 물을 의미한다. 살균 전해수가 갖는 소독력은 차아염소산나트륨, 차아염소산칼슘, 또는 차아염소산 등의 성분에 의할 수 있으며, 이들 성분을 포함하는 살균 전해수는 염소계 소독제로 통용되기도 한다. In the food manufacturing industry, sterilization electrolytic water is used for disinfecting instruments, containers, manufacturing facilities, raw materials and parts of foods, etc. Electrolytic water refers to water obtained by applying an electric force to general water, and sterilized electrolytic water means water having a disinfecting power capable of sterilizing various bacteria, fungi, or viruses by electrolyzing water containing an effective component do. The disinfecting power of sterilized electrolytic water can be based on components such as sodium hypochlorite, calcium hypochlorite, or hypochlorous acid, and the sterilized electrolytic water containing these components may also be used as a chlorinated disinfectant.
차아염소산나트륨(sodium hypochlorite)은 강력한 산화제로 작용할 수 있어, 식품의 부패균, 병원균을 없애기 위한 살균제로 활용할 수 있다. 이러한 차아염소산나트륨은 차아염소산소다라고도 하며, 차아염소산나트륨(또는, 차아염소산소다)을 포함하는 차아염소산나트륨용액은, 전해 표백액이라고도 불린다.Sodium hypochlorite can act as a powerful oxidizer, and can be used as a disinfectant to eliminate food spoilage and pathogens. Such sodium hypochlorite is also referred to as sodium hypochlorite, and sodium hypochlorite solution containing sodium hypochlorite (or sodium hypochlorite) is also referred to as electrolytic bleaching solution.
차아염소산나트륨용액은, 식염용액을 불용성 전극을 이용하여 전해하여 생성할 수 있다. 현재 시판되고 있는 차아염소산나트륨용액의 경우, 유효염소를 5~12% 이상 함유하고 있는 고농도의 원액이어서, 사용자는 원액을 사용하기 전 직접 물로 원액을 300 ~ 600배 희석하여 사용하여야 한다. 그러나 이 경우, 원액을 보관할 때 자연분해가 쉽게 이루어져 유효염소농도가 낮아지거나, 희석할 때의 정밀도가 떨어져 희석이 용이하지 않다는 문제가 발생한다. The sodium hypochlorite solution can be produced by electrolyzing a salt solution using an insoluble electrode. The sodium hypochlorite solution, which is currently on the market, is an undiluted concentrate containing 5-12% of effective chlorine. Users should dilute the concentrate with 300 ~ 600 times of diluted water before using the undiluted solution. However, in this case, when the stock solution is stored, the natural decomposition is easily performed, so that the effective chlorine concentration is lowered, or the dilution is not accurate enough to cause dilution.
자가로 살균 소독제를 직접 제조할 수 있는 장치로는, 염소계 살균 소독제 생성 전해수 생성장치가 있다. 예를 들어, 무격막 차아염소산나트륨생성장치, 미산성차아염소산수생성장치, 또는 유격막 강산성차아염소산수생성장치 등이다. 이러한 세 종류의 전해수 생성장치는 모두 염소성분의 공급원이 되는 소금(염화나트륨)용액을 이용한다. 그러나 소금은 섭씨 20도의 물 100g에 36g이 용해되는 물질로, 용해도가 26.5% 정도에 불과하다. 따라서, 교반과 같은 물리적인 힘이 가해지지 않으면 포화용액의 제조가 쉽지 않다는 문제가 있다. 따라서, 교반장치를 따로 구비하거나, 포화소금용액을 별도로 제조하여 공급해주어야 한다는 번거로움이 존재한다. 이러한 번거로움을 해결하기 위해, 소금용액통 중하부에 소금입자가 빠져 나가지 않을 정도의 망체를 설치하고, 망체 위에 소금을 배치하여 소금층을 통과한 포화소금용액이 소금용액통 하부에 모이게끔 한 장치가 고안되었다.As a device capable of directly manufacturing a sterilizing agent for self-sterilization, there is a chlorine-based sterilizing agent-producing electrolytic water producing device. For example, a non-diaphragm sodium hypochlorite producing device, a hypochlorous acid hypochlorous acid water producing device, or a slow-acting strong acid hypochlorous acid water producing device. All three kinds of electrolytic water producing apparatus use salt (sodium chloride) solution which becomes a supply source of chlorine component. But salt is a substance that dissolves 36g in 100g of water at 20 degrees Celsius, and solubility is only about 26.5%. Therefore, there is a problem that it is not easy to produce a saturated solution unless a physical force such as stirring is applied. Therefore, there is a problem that a stirring device is separately provided or a saturated salt solution is separately prepared and supplied. In order to solve this problem, a net is provided so that the salt particles do not escape from the lower part of the salt solution cask, and the salt is placed on the netting so that the saturated salt solution passing through the salt layer is collected at the bottom of the salt solution cask The device was designed.
그러나, 이러한 종래 장치는 소금이 점차 용해되어 소금의 높이가 낮아지고 물이 빠르게 통과하면, 소금 용액을 포화 농도로 생성하기 어려워진다는 문제가 발생한다. 뿐만 아니라, 물의 온도 변화에 따라 용해도가 변하면, 망체 표면(예를 들어 망체의 모서리, 또는 교차선)에서 소금의 재결정화가 일어나 소금 결정이 망체에 부착되는 문제가 발생한다. 재결정화를 통해 망체에 부착된 소금 결정은 온도가 상승하여도 쉽게 용해되지 않으며, 이러한 과정이 반복되면 결국 재결정화가 일어난 소금 결정은 응결핵으로 작용하게 되고 결정의 크기가 점점 커져 망체의 구멍을 막게 된다. 결국, 망체 전체가 막혀 포화소금용액이 통과하지 못하게 된다는 문제가 발생한다. 따라서, 소금물의 농도를 포화상태로 유지하기 위해 소금과 물을 소금저장탱크에 함께 저장하고, 소금의 양에 비해 물의 양을 상대적으로 적게 저장하여 포화상태로 유지하는 장치가 고안되었으나, 이 장치는, 망체가 설치된 관을 소금저장탱크 하부에 설치하여 소금더미 내부의 포화소금용액을 취출하도록 되어 있는 구조로, 여전히 망체의 막힘에 의한 문제가 있다. 또한, 이 장치의 경우, 소금이 용해되면 상부의 용해되지 않은 소금은 아래로 내려오고 포화소금용액은 소금 위로 올라가게 되므로 하부에서의 포화소금용액 취출이 용이하지 않다는 문제점도 있다.However, in such a conventional apparatus, there arises a problem that when the salt is gradually dissolved so that the height of the salt is lowered and the water passes quickly, it is difficult to generate the salt solution with the saturated concentration. In addition, if the solubility changes with the temperature change of the water, recrystallization of the salt occurs at the surface of the net (for example, the edge of the net, or the crossing line), and the problem is that the salt crystals adhere to the net. The salt crystals attached to the net through recrystallization do not easily dissolve even when the temperature rises, and when this process is repeated, the salt crystals that are recrystallized eventually act as the nucleus and the size of the crystals becomes larger and clogs the holes of the net . As a result, there arises a problem that the whole of the net is blocked and the saturated salt solution can not pass through. Thus, in order to keep the concentration of salt water in a saturated state, there has been devised a device for storing salt and water together in a salt storage tank and keeping the amount of water relatively small compared to the amount of salt in a saturated state. However, , And a tube equipped with a mesh is installed under the salt storage tank to take out the saturated salt solution in the salt pile, which is still a problem due to clogging of the net. Further, in this apparatus, when the salt is dissolved, the undissolved salt at the upper part is lowered and the saturated salt solution is raised above the salt, so that it is not easy to take out the saturated salt solution at the lower part.
따라서, 염화나트륨(NaCl) 등의 전해질을 염소성분의 공급원으로 하여 균일한 농도로 유지되는 염화나트륨 포화용액을 제조하고, 제조된 염화나트륨 포화용액을 막힘없이 공급할 수 있으며, 염화나트륨 포화용액으로부터 희석되는 희석용액의 농도 유지가 용이하여 균일한 농도의 살균 전해수를 제공할 수 있는 장치를 개발할 필요가 있다. Therefore, an electrolyte such as sodium chloride (NaCl) can be used as a source of chlorine components to prepare a saturated solution of sodium chloride maintained at a uniform concentration, to supply the prepared saturated solution of sodium chloride without clogging, and a solution of dilute solution diluted from a saturated solution of sodium chloride It is necessary to develop a device capable of easily maintaining the concentration and providing sterilized electrolytic water of a uniform concentration.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이러한 필요를 충족하기 위한 것으로서, 균일한 농도로 유지되는 염화나트륨 포화용액을 제조하고, 제조된 염화나트륨 포화용액을 막힘없이 지속적으로 공급할 수 있으며, 염화나트륨 포화용액으로부터 희석되는 희석용액의 농도 유지가 용이하여 균일한 농도의 살균 전해수를 제공할 수 있는 전해수 생성장치를 제공하는 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to provide a saturated sodium chloride saturated solution which is maintained at a uniform concentration and can continuously supply the prepared saturated sodium chloride solution without clogging, and which is diluted from a saturated sodium chloride solution The present invention provides an electrolytic water producing apparatus which can easily maintain a concentration of a diluting solution and can provide sterilized electrolytic water of a uniform concentration.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical objects of the present invention are not limited to the technical matters mentioned above, and other technical subjects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전해수 생성장치는, 내부에 염화나트륨 포화용액과 염화나트륨을 수용하되, 상기 염화나트륨 포화용액 속에 상기 염화나트륨이 침전되어 염화나트륨 결정층과 염화나트륨 포화용액층이 형성된 원액공급조와, 일단이 상기 염화나트륨 포화용액층에 연결되고 타단이 상기 염화나트륨 결정층 속에 위치하는 순환관을 포함하여, 상기 염화나트륨 포화용액층에서 상기 염화나트륨 포화용액을 토출하여 상기 염화나트륨 결정층으로 순환시키는 순환유닛과, 상기 순환유닛의 일측에 연결되어, 상기 순환유닛을 통해 순환되는 상기 염화나트륨 포화용액에 물을 공급하는 물공급관과, 상기 염화나트륨 포화용액층에 연결되어 상기 염화나트륨 포화용액을 상기 원액공급조 밖으로 배출하는 원액공급관, 및 상기 원액공급관과 연결되며 상기 염화나트륨 포화용액 또는 염화나트륨 희석용액을 전기분해하여 전해수를 생성하는 전해조를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an electrolytic water producing apparatus including a saturated sodium chloride solution and a sodium chloride solution, wherein the sodium chloride is precipitated in the saturated sodium chloride solution to form a sodium chloride crystal layer and a saturated sodium chloride solution layer A circulating tube in which one end is connected to the sodium chloride saturated solution layer and the other end is located in the sodium chloride crystal layer, and circulating the sodium chloride saturated solution in the sodium chloride saturated solution layer to the sodium chloride crystal layer, A water supply pipe connected to one side of the circulation unit and supplying water to the sodium chloride saturated solution circulated through the circulation unit, and a sodium chloride saturated solution layer connected to the sodium chloride saturated solution layer, The undiluted solution ball Tube, and is connected to the raw liquid feed pipe comprises an electrolytic cell for generating electrolyzed water by electrolysis of a sodium chloride saturated solution or a dilute solution of sodium chloride.
상기 원액공급관과 상기 전해조 사이에 연결되며, 상기 원액공급관으로부터 공급받은 상기 염화나트륨 포화용액에 물을 가하여 상기 염화나트륨 희석용액을 생성하는 농도조절조를 더 포함할 수 있다.And a concentration control tank connected between the undiluted solution supply pipe and the electrolytic bath and supplying water to the saturated solution of sodium chloride supplied from the undiluted solution supply pipe to produce the diluted sodium chloride solution.
상기 순환유닛은 상기 염화나트륨 결정층 속에 위치한 노즐부에 복수 개의 미세노즐이 형성될 수 있다.In the circulation unit, a plurality of fine nozzles may be formed in the nozzle portion located in the sodium chloride crystal layer.
상기 순환유닛은 상기 순환관에 연결되어 상기 염화나트륨 포화용액을 순환시키는 순환펌프를 더 포함하되, 상기 순환펌프는 상기 물공급관으로부터 공급되는 물의 양이 증가하면 상기 염화나트륨 포화용액의 순환속도 또는 순환량을 증가시킬 수 있다.The circulation unit further includes a circulation pump connected to the circulation pipe for circulating the saturated sodium chloride solution. The circulation pump increases the circulation rate or circulation amount of the saturated sodium chloride solution when the amount of water supplied from the water supply pipe increases, .
상기 순환유닛은 침전된 상기 염화나트륨이 부유하지 않도록 상기 미세노즐을 통하여 분사되는 상기 염화나트륨 포화용액의 분사속도를 제어할 수 있다.The circulation unit may control the injection speed of the saturated sodium chloride solution injected through the fine nozzles so that the precipitated sodium chloride does not float.
상기 원액공급관을 개폐하여 상기 염화나트륨 포화용액의 배출을 제어하는 토출밸브와, 상기 원액공급관에 연결되어 상기 염화나트륨 포화용액을 외부로 배출시키는 토출펌프를 더 포함하되, 상기 원액공급조 내부에 수용된 염화나트륨 용액의 농도가 기준농도 이하인 경우, 상기 토출밸브는 닫히고 상기 토출펌프는 동작이 멈출 수 있다. A discharge valve for opening and closing the undiluted solution supply pipe to control discharge of the saturated sodium chloride solution, and a discharge pump connected to the undiluted solution supply pipe for discharging the saturated solution of sodium chloride to the outside, wherein the sodium chloride solution Is lower than or equal to the reference concentration, the discharge valve is closed and the discharge pump can be stopped.
상기 물공급관은 상기 원액공급관을 통하여 배출된 상기 염화나트륨 포화용액의 양만큼 물을 공급할 수 있다.The water supply pipe can supply water by an amount of the saturated sodium chloride solution discharged through the stock solution supply pipe.
상기 물공급관을 통하여 공급되는 물 공급속도는 상기 원액공급관을 통하여 배출되는 상기 염화나트륨 포화용액의 배출속도 보다 느릴 수 있다.The water supply rate supplied through the water supply pipe may be slower than the discharge rate of the saturated solution of sodium chloride discharged through the raw solution supply pipe.
본 발명에 따르면, 균일한 농도로 유지되는 염화나트륨 포화용액의 생성이 가능하고, 생성된 염화나트륨 포화용액을 막힘없이 지속적으로 공급할 수 있으며, 염화나트륨 포화용액을 희석시켜 제조한 희석용액의 농도 유지가 용이하여 균일한 농도의 살균 전해수를 제조할 수 있다.According to the present invention, it is possible to produce a saturated solution of sodium chloride maintained at a uniform concentration, to continuously supply the resulting saturated solution of sodium chloride and to maintain the concentration of the diluted solution prepared by diluting the saturated solution of sodium chloride Sterilized electrolytic water having a uniform concentration can be produced.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해수 생성장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 전해수 생성장치의 원액공급조와 순환유닛을 확대 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 원액공급조를 A-A'선으로 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해수 생성장치의 작동을 설명하기 위한 작동구성도이다.1 is a block diagram showing an electrolytic water producing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a raw-liquid supply tank and a circulation unit of the electrolytic-water generating apparatus of FIG. 1; FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of the raw-liquid feed tank in Fig.
4 is an operational block diagram illustrating an operation of the electrolytic water producing apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해수 생성장치에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an electrolytic water producing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해수 생성장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1의 전해수 생성장치의 원액공급조와 순환유닛을 확대 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 원액공급조를 A-A'선으로 절단한 단면도이다.2 is an enlarged view of an undiluted solution supply tank and a circulation unit of the electrolytic water producing apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross- Sectional view taken along line A-A 'in FIG.
본 발명의 일 실시예에 의한 전해수 생성장치(1)는 항상 균일한 농도로 유지되는 염화나트륨 포화용액을 막힘없이 지속적으로 공급하여 균일한 농도의 전해수를 생성하기 위한 장치이다.The electrolytic
전해수 생성장치(1)는 원액공급조(100), 물공급관(200), 순환유닛(300), 원액공급관(400), 전해조(500), 및 농도조절조(600)로 구성될 수 있다. The electrolytic
도 1을 참조하면, 전해수 생성장치(1)는 물공급관(200)으로부터 물을 공급받아 염화나트륨(S)을 용해시켜 염화나트륨 포화용액(SW)을 생성하고 저장하는 원액공급조(100)를 포함하고, 염화나트륨 포화용액(SW)은 순환유닛(300)에 의해 지속적으로 순환되어 항상 균일한 포화 농도를 유지한다. 염화나트륨 포화용액(SW)은 균일한 농도를 유지하며 원액공급관(400)을 통해 농도조절조(600)로 배출되어 희석된 후 전해조(500)로 공급되어 전기분해된다. 1, the electrolytic
이하에서는 전해수 생성장치(1)를 이루는 각 구성에 대해 보다 상세히 살펴본다.Hereinafter, each constitution of the electrolytic
구체적으로, 원액공급조(100)는 내부에 수용공간이 형성되어 염화나트륨 포화용액(SW)을 수용하고, 염화나트륨 포화용액(SW)을 전해조(500)로 공급하는 역할을 하는 것으로, 염화나트륨 포화용액(SW)은 염화나트륨(S)이 물에 용해되어 생성된 것이다. 염화나트륨(S)은 염소성분의 공급원이 된다. Specifically, the undiluted
원액공급조(100)는 염화나트륨 등의 전해물질을 비롯한 다양한 전해물질로부터 생성되는 포화용액을 포함하는 액체상 및 고체상을 수용할 수 있는 통 형상이라면 형태의 제약 없이 적용 가능하다. 이러한 원액공급조(100)는 일측에는 물공급관(200)이 연결되어 있어 물을 공급받을 수 있고, 타측에는 원액공급관(400)이 결합되어 있어 염화나트륨 포화용액(SW)을 배출할 수 있는 구조이다. The undiluted
원액공급조(100)에는 물의 인입이 가능한 물공급관(200)과 염화나트륨 포화용액의 배출이 가능한 원액공급관(400) 이외에도, 염화나트륨 용액을 순환시키는 순환유닛(300)이 별도로 연결된다. The
도 1 및 도 2를 참조하여 원액공급조(100) 내부를 비롯하여 물공급관(200)과 순환유닛(300), 원액공급관(400)을 보다 구체적으로 살펴본다.The
염화나트륨 포화용액(SW)은 원액공급조(100) 내부에 수용된 초기 염화나트륨(S)에 물이 공급되면서 염화나트륨(S)이 용해되어 생성되기 시작한다. 물은 물공급관(200)으로부터 유입되고, 염화나트륨(S)은 용해되면서 염화나트륨 결정층(S')을 이룬다. 물공급관(200)을 통해 공급되는 물의 양은 염화나트륨 결정층(S')의 높이 이상일 수 있으며, 염화나트륨 결정층(S')의 높이를 초과하여 생성되는 염화나트륨 포화용액(SW)은 염화나트륨 포화용액층(SW')을 형성할 수 있다. In the saturated sodium chloride solution (SW), sodium chloride (S) begins to be dissolved by supplying water to the initial sodium chloride (S) contained in the original liquid supply tank (100). Water is introduced from the
일반적으로 포화용액이라는 것은, 일정량의 용매에 용질이 최대로 녹아있는 용액을 말하는데, 이 용액에서 용해속도와 석출속도는 동일하다. 즉, 겉보기에는 염화나트륨 포화용액(SW)이 더 이상 녹지 않고 정지한 것처럼 보이나, 용해와 석출의 속도가 같은 용해 평형 상태에 도달한 것으로서, 본 발명에서의 염화나트륨 포화용액(SW)은 염화나트륨(S)이 용해되어 염화나트륨 포화용액(SW)을 생성하고, 이렇게 형성된 염화나트륨 포화용액층(SW')으로부터 염화나트륨(S)이 침전되어 염화나트륨 결정층(S')을 이루는 두 현상이 모두 활발한 동적 평형 상태에 있는 포화용액을 의미한다. In general, a saturated solution is a solution in which a solute is dissolved in a certain amount of solvent. In this solution, the dissolution rate and the precipitation rate are the same. Namely, the sodium chloride saturated solution (SW) appears to have stopped dissolving and stopping, but the dissolution and precipitation rates have reached the same dissolution equilibrium state. The sodium chloride saturated solution (SW) (S) is precipitated from the thus formed sodium chloride saturated solution layer (SW ') to form a sodium chloride crystal layer (S') are all in an active dynamic equilibrium state Means a saturated solution.
다시 말해, 일정량 이상의 물이 공급되고 염화나트륨 포화용액(SW)을 이루게 되면, 염화나트륨 포화용액(SW)과 염화나트륨(S)은 용해 평형에 이르러 염화나트륨 포화용액(SW) 속에 염화나트륨(S)이 침전된 형태를 이루게 되는데, 이 과정 중, 염화나트륨 결정층(S')과 염화나트륨 포화용액층(SW')이 자연스럽게 분리되어 원액공급조(100) 내부에 수용되는 것이다. In other words, when a certain amount of water is supplied and a saturated solution of sodium chloride (SW) is formed, the saturated solution of sodium chloride (SW) and the solution of sodium chloride (S) reach the equilibrium of dissolution and are precipitated in the saturated solution of sodium chloride In this process, the sodium chloride crystal layer S 'and the sodium chloride saturated solution layer SW' are naturally separated and accommodated in the undiluted
염화나트륨 결정층(S')은 고체상의 침전물 상태로, 염화나트륨 포화용액층(SW')의 아래쪽에 위치하고, 염화나트륨 포화용액층(SW')은 액체상의 용액 상태로, 염화나트륨 결정층(S')의 위쪽에 위치한다. 이와 같은 염화나트륨 결정층(S')과 염화나트륨 포화용액층(SW')의 층상구조는, 물이 염화나트륨(S)에 공급되고 염화나트륨(S)이 물에 의해 용해되며 형성될 수 있다. The sodium chloride crystal layer S 'is in the form of a solid precipitate and is located below the sodium chloride saturated solution layer SW' and the sodium chloride saturated solution layer SW ' It is located at the top. The layered structure of the sodium chloride crystal layer (S ') and the sodium chloride saturated solution layer (SW') can be formed by supplying water to sodium chloride (S) and dissolving sodium chloride (S) by water.
염화나트륨 결정층(S')은 염화나트륨(S) 결정들 사이에 형성된 공간을 포함하고 있다. 염화나트륨 포화용액(SW)은 액체상으로 존재하므로 염화나트륨(S) 결정 사이 공간에 채워질 수 있다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 염화나트륨 결정층(S')은 염화나트륨(S)과 염화나트륨 포화용액(SW)이 혼재한 상태이다. 물이 계속적으로 공급되면 염화나트륨 포화용액(SW)이 염화나트륨 결정층(S')의 높이를 초과하게 된다. 염화나트륨 결정층(S')에는 염화나트륨(S)과 염화나트륨 포화용액(SW)이 함께 수용되어 있는 반면, 염화나트륨 포화용액층(SW')에는 염화나트륨 포화용액(SW)만이 수용된 상태로 존재한다. 이러한 염화나트륨 결정층(S')과 염화나트륨 포화용액층(SW')에 의해, 전해수 생성장치(1)를 구성하는 물공급관(200)과 순환유닛(300), 및 원액공급관(400)을 보다 효율적으로 배치할 수 있다. The sodium chloride crystal layer (S ') contains a space formed between the sodium chloride (S) crystals. The sodium chloride saturated solution (SW) is present in the liquid phase and can therefore be filled in the space between the sodium chloride (S) crystals. That is, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the sodium chloride crystal layer S 'is a state in which sodium chloride (S) and a sodium chloride saturated solution (SW) are mixed. When water is continuously supplied, the saturated sodium chloride solution (SW) exceeds the height of the sodium chloride crystal layer (S '). Sodium chloride (S) and a sodium chloride saturated solution (SW) are contained together in the sodium chloride crystal layer (S ') while only the sodium chloride saturated solution (SW) is contained in the saturated sodium chloride solution layer (SW'). The
이를 자세히 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이, 만수에 도달한 원액공급조(100) 내부는 염화나트륨 결정층(S')과 염화나트륨 포화용액층(SW')으로 층상 분리가 일어난 상태이다. 따라서, 순환유닛(300)은 일단이 원액공급관(400)은 염화나트륨 포화용액층(SW')에 위치할 수 있으며, 타단이 염화나트륨 결정층(S')에 위치할 수 있다. 순환유닛(300)에서 염화나트륨 포화용액(SW)이 유입되는 측과 원액공급관(400)에서 염화나트륨 포화용액(SW)이 배출되는 측은 염화나트륨 포화용액층(SW')에 연결된 구조로, 염화나트륨 결정층(S')으로부터 염화나트륨 포화용액(SW)을 토출하는 구조가 아니므로, 염화나트륨(S)에 의해 관로가 막히는 등의 문제가 발생하지 않는 것이다.In detail, as shown in FIG. 2, the inside of the raw-
도 2를 참조하여 순환유닛(300)의 구조를 살펴보면, 순환유닛(300)은 일단이 염화나트륨 포화용액층(SW')에 연결되고 타단이 염화나트륨 결정층(S') 속에 위치하는 순환관(310)과, 순환관(310) 내부의 유체를 순환시키는 순환펌프(330)를 포함하는 구조이다. 즉, 순환관(310)은 염화나트륨 포화용액층(SW')과 염화나트륨 결정층(S')을 연통한다. Referring to FIG. 2, the
염화나트륨 포화용액(SW)은 순환관(310)을 통해 염화나트륨 포화용액층(SW')에서 토출되어 염화나트륨 결정층(S')으로 재공급되며 순환할 수 있다. 순환유닛(300)은 일종의 교반기와 같은 역할을 하는 것으로, 염화나트륨 포화용액(SW)을 지속적으로 순환시켜 염화나트륨(S)의 용해와 침전을 통한 동적평형이 유지되도록 함과 동시에, 염화나트륨 포화용액층(SW')을 골고루 순환시켜 염화나트륨 포화용액층(SW')의 전지점에서 균일한 포화 농도를 유지할 수 있도록 한다. 이 때, 염화나트륨 포화용액(SW)이 토출되는 순환유닛(300)의 일단, 보다 구체적으로는 순환관(310)의 일측에는 물공급관(200)이 연결되어, 물 공급이 이루어질 수 있다. The saturated sodium chloride solution (SW) is discharged from the sodium chloride saturated solution layer (SW ') through the circulation tube (310) and is supplied again to the sodium chloride crystal layer (S') and circulated. The circulating
물공급관(200)은 순환유닛(300)의 일측에 연결되어, 순환유닛(300)을 통해 순환되는 염화나트륨 포화용액(SW)에 물을 공급한다. 즉, 물은 물공급관(200)으로부터 곧바로 원액저장조(100)로 공급되는 것이 아니라, 순환유닛(300)으로 공급된 후 순환관(310)으로 유입된 염화나트륨 포화용액(SW)에 섞인 상태로 공급될 수 있다. 이러한 구조에 의해 물은 일정 염도 이상의 상태로 제공되어 염화나트륨(S)을 용해시키게 되고, 염화나트륨 포화용액(SW)이 보다 쉽고 빠르게 생성될 수 있다. 즉, 물공급관(200)이 순환유닛(300)의 일측에 연결되어 물을 공급함에 따라, 가령, 물공급관(200)이 원액공급조(100)의 상단에 위치하여 염화나트륨 포화용액층(SW')의 수면에 물을 투하하는 구조로 형성되었을 때에 비해, 염화나트륨 포화용액층(SW')의 각 지점에서 염화나트륨 용액의 농도 및 염도가 변화될 가능성이 적다. 예를 들어, 물공급관(200)이 염화나트륨 포화용액층(SW')의 수면으로 떨어지며 공급되거나, 염화나트륨 포화용액층(SW') 내부의 어느 지점으로 공급되는 경우에는, 수면 근처 또는 물이 배출되는 지점에서는 물에 의해 염화나트륨 포화용액(SW)이 희석될 수 있으나, 본원 발명의 물공급부(200) 구조에 의하면 이러한 농도 및 염도의 저감 또는 불균일 현상을 방지할 수 있게 된다.The
순환유닛(300)으로 공급된 물은 순환관(310)의 타단, 다시 말해, 염화나트륨 결정층(S')에 위치한 순환관(310)으로부터 배출된다. 이 때, 염화나트륨 포화용액(SW)은 순환관(310)으로부터 분무되듯 분사될 수 있다. 보다 구체적으로는, 순환관(310)의 표면에는 노즐부(320)가 형성되어 있어, 노즐부(320)를 통해, 염화나트륨 용액이 염화나트륨 결정층(S')으로 분사된다. The water supplied to the
노즐부(320)는 염화나트륨 결정층(S')으로 염화나트륨 용액을 분무하는 역할을 하는 것으로, 염화나트륨 용액이 토출되며 염화나트륨 결정층(S')을 이루는 염화나트륨(S)을 부상시켜 염화나트륨(S)이 염화나트륨 포화용액(SW) 상에서 부유하는 것을 미연에 방지할 수 있다.The
노즐부(320)는 염화나트륨 결정층(S')으로 토출되는 염화나트륨 용액의 토출속도와 토출압을 조절할 수 있다. The
도 2 및 도 3을 참조하여 노즐부(320)를 보다 자세히 살펴보면, 노즐부(320)는 복수 개의 미세노즐(321)로 형성되어 있어, 하나의 노즐로 토출될 때에 비해 토출압의 영향을 받는 면적을 분산시킬 수 있고, 토출 속도도 감소시킬 수 있다. 다시 말하면, 복수 개의 미세노즐(321)에 의해 용액의 배출구가 다지점으로 분산되기 때문에, 어느 특정 지점에 집중되지 않고 염화나트륨 용액의 배출이 이루어질 수 있다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 미세노즐(321)은 순환관(310)의 횡단면을 기준으로 볼 때 다양한 방향으로 형성될 수 있어, 염화나트륨 용액을 다방면으로 분무할 수 있다. 이로 인해, 염화나트륨(S)은 골고루 용해될 수 있다.2 and 3, the
만약 하나의 노즐로 용액을 토출하면, 노즐이 위치하는 곳에서만 용액의 토출이 집중되므로 토출압도 증가하게 된다. 그러나, 본 발명의 노즐부(320)에서와 같이, 복수 개의 미세노즐(321)로 이루어진 노즐부(320)를 통해 염화나트륨 용액을 토출하면, 여러 갈래로 분기된 복수 개의 미세노즐(321) 각각으로 나뉘어 토출되므로 한 곳에서 토출될 때에 비해 토출압이 월등히 감소되어 토출될 수 있다.If the solution is discharged by one nozzle, the discharge pressure is increased because the discharge of the solution is concentrated only at the position where the nozzle is located. However, as in the case of the
또한, 순환유닛(300)은 미세노즐(321)을 통하여 분사되는 염화나트륨 용액 또는 염화나트륨 포화용액의 분사속도를 제어할 수 있다. 즉, 순환관(310)에 형성된 미세노즐(321)을 통하여 분사되는 염화나트륨 용액 또는 염화나트륨 포화용액의 분사속도를 제어할 수 있다.In addition, the
미세노즐(321)은 여러 갈래로 분기되어 염화나트륨 용액 또는 염화나트륨 포화용액을 여러 방향으로 분사할 수 있어 토출압을 감소시킬 뿐 아니라, 분사속도가 제어될 수 있어 염화나트륨(S)이 부유하는 것을 방지하는 효과를 낼 수 있다. 이상 살펴본 미세노즐(321) 구조에 의해, 순환관(310)은 염화나트륨 결정층(S')의 염화나트륨(S)을 부유시키지 않으면서 염화나트륨 용액을 분사할 수 있다. 더욱이, 복수 개의 미세노즐(321)은 염화나트륨 용액을 분무하듯 분사할 수 있어, 침전되어 있는 염화나트륨(S)을 부유시키지 않은 채로 염화나트륨 용액을 염화나트륨 결정층(S')으로 공급하게 된다. The
또한, 순환유닛(300) 상에는 순환펌프(330)가 형성되어 있어, 염화나트륨 용액의 순환을 보다 원활히 해줄 수 있다. 순환펌프(330)는 물공급관(200)으로부터 물이 공급되면 동작을 시작할 수 있다. 순환펌프(330)가 작동하면 염화나트륨 포화용액(SW)이 순환관(310)을 따라 토출되고, 물과 혼합되어 순환관(310)을 유동하며 염화나트륨 결정층(S')으로 이동한다. 순환펌프(330)는 물공급관(200)으로부터의 물 공급이 중단되더라도, 일정 시간 작동을 계속하거나, 원액공급조(100) 내부에 수용된 염화나트륨 용액이 포화상태가 되었을 때 필요에 따라 작동을 멈추거나 계속하도록 제어할 수 있다. Further, the
또한, 순환펌프(330)는 물공급관(200)으로부터 공급되는 물의 양이 증가하면, 염화나트륨 용액의 순환속도 또는 순환량을 이에 맞춰 증가시킬 수 있다. 염화나트륨(S)이 원액공급조(100) 내부에서 물에 용해되어 적정 농도 이상의 포화용액을 생성하기 위해서는 일정 시간 이상이 필요하다. 만약 물공급관(200)을 통해 공급되는 물의 양이 급격히 증가하면, 염화나트륨 결정층(S')으로부터 염화나트륨(S)이 채 용해되지 못한 상태로 염화나트륨 포화용액층(SW')으로 밀려 올라가는 경우가 발생한다. 이러한 경우 이미 포화상태에 도달한 염화나트륨 포화용액층(SW')의 농도가 더불어 감소할 수 있다. 그러므로 물공급관(200)으로부터 공급되는 물의 양이 증가하는 경우에는, 염도 감소를 방지하기 위해 염화나트륨 용액의 순환속도 또는 순환량도 함께 증가시켜 염화나트륨 포화용액층(SW')의 농도 및 염도가 급격히 감소하거나 변화하는 것을 막고, 포화상태로의 회복을 빠르게 유도할 수 있다. Further, when the amount of water supplied from the
따라서, 원액공급조(100)에는 원액공급조(100) 내부에 수용된 염화나트륨 용액의 포화 상태 도달 여부를 확인하기 위한 염도 측정 센서(도시되지 않음)가 설치될 수 있다. 즉, 원액공급조(100) 내부에 설치된 염도 측정 센서에 의해 원액공급조(100) 내부의 염도를 측정하여 순환유닛(300)을 통한 염화나트륨 용액의 순환을 제어할 수 있다. 물공급관(200)으로부터 물의 공급은 중단되었으나 염도 측정 센서의 측정 결과 원액공급조(100) 내부의 염화나트륨 용액이 포화상태에 도달하지 못하였다면, 순환펌프(330)를 계속 구동시켜 염화나트륨 용액을 순환하도록 할 수 있다. Therefore, a salinity measuring sensor (not shown) may be installed in the undiluted
염화나트륨 용액의 농도가 포화 농도에 미치지 못할 때, 원액공급조(100)는 원액공급관(400)으로 염화나트륨 용액이 배출되는 것을 정지시킬 수 있다. 즉, 염화나트륨 용액의 농도가 기준농도 이하인 경우, 원액공급관(400)으로 염화나트륨 용액이 배출되는 것을 차단시킬 수 있다. 예를 들어, 섭씨 20도에서 26%의 염도를 염화나트륨 용액의 포화농도라고 할 때, 염화나트륨의 포화용액에서 1% 정도를 허용범위로 판단하여 25%를 기준농도로 정할 수 있다. 기준농도는 전해조(500), 농도조절조(600)의 설정을 고려하여 적절하게 정할 수 있다. When the concentration of the sodium chloride solution does not reach the saturation concentration, the undiluted
원액공급관(400)은 염화나트륨 포화용액층(SW')과 연결된 관 구조로, 원액공급관(400)을 개폐하여 염화나트륨 포화용액(SW)의 배출을 제어하는 토출밸브(420)와, 원액공급관(400)에 연결되어 염화나트륨 포화용액(SW)을 외부로 배출시키는 토출펌프(430)를 포함한다. 보다 구체적으로, 원액공급조(400) 내부에 수용된 염화나트륨 용액의 농도가 기준농도 이하인 경우, 토출밸브(420)는 닫히고, 토출펌프(430)는 동작이 멈출 수 있다.The undiluted
염화나트륨 포화용액(SW)은 포화농도를 유지하거나 일정 정도 허용범위 내의 농도를 유지한 상태에서 원액공급관(400)으로 배출되어야 한다. 원액공급조(100) 내부에 수용된 염화나트륨 용액의 농도가 허용범위(1% 정도) 이상 감소하면, 원액공급관(400)으로 염화나트륨 용액의 배출은 중단된다. 원액공급조(100) 내부에는 염도 측정 센서가 설치되어 원액공급조(100) 내부의 농도 감소를 감지하여, 토출밸브(420)와 토출펌프(430)의 동작을 제어한다. The saturated sodium chloride solution (SW) should be discharged to the undiluted solution supply pipe (400) while maintaining a saturated concentration or maintaining a concentration within a certain allowable range. When the concentration of the sodium chloride solution accommodated in the undiluted
염화나트륨의 농도가 기준농도 이하게 되면, 토출밸브(420)가 닫히고 토출펌프(430)가 닫힌 상태에서 염화나트륨의 농도가 포화농도에 이르도록 순환펌프(330)를 구동한다.When the concentration of sodium chloride is lower than the reference concentration, the
이와 같이 순환펌프(330)에 의하여 염화나트륨의 농도가 포화상태가 되고 염화나트륨 포화용액(SW)이 원액공급조(100) 내부에 만수 상태로 수용되면 염화나트륨 포화용액(SW)은 원액공급관(400)을 통해 원액공급조(100) 외부로 배출된다. When the concentration of sodium chloride is saturated by the
이 때 원액공급관(400)은 염화나트륨 포화용액층(SW')과 연결되어 있어, 염화나트륨(S) 결정에 의해 관로가 막히는 등의 문제가 발생하지 않고 원활하게 염화나트륨 포화용액(SW)을 배출할 수 있다. 물공급관(200)에 의해 원액공급조(100) 내부로 물이 공급되고, 염화나트륨 포화용액(SW)이 생성되면, 염화나트륨 포화용액(SW)은 원액공급조(100)의 저면에서부터 차오르기 시작한다. 물이 계속적으로 공급되어 원액공급조(100) 밖으로 염화나트륨 용액이 넘치는 것을 방지하기 위해, 원액공급조(100) 내부에는 일정 수위를 감지하여 물 공급을 중단할 수 있도록 하기 위한 수위감지부가 형성될 수 있다. 이러한 수위감지부는, 용액이 저장되는 곳에는 모두 설치될 수 있으며, 수위센서 또는 볼탭(ball tap) 중에 선택된 하나 이상이 특히, 원액공급조(100), 및 후술할 물저장탱크(220) 내부에 각각 설치될 수 있다. 볼탭은 수면의 상하 변동에 의해 함께 변화하는 볼(ball) 모양 플로트의 변위를 감지하여 급수를 제어할 수 있는 장치로, 시중에 판매되는 것을 적용하여 설치할 수 있다.At this time, since the undiluted
원액공급조(100) 내부에 설치되는 수위감지부는 제1수위감지부(110), 물저장탱크(220) 내부에 설치되는 수위감지부는 제2수위감지부(221)라 한다.The water level sensing unit installed in the undiluted
제1수위감지부(110)는 원액공급조(100) 내부에서 염화나트륨 포화용액(SW)의 수위를 감지하여 염화나트륨 포화용액층(SW')의 수위를 일정하게 유지하는 역할을 한다. 물공급부(200)를 통해 물이 계속적으로 공급되고, 염화나트륨 포화용액(SW) 생성되어 염화나트륨 포화용액(SW)의 수면이 제1수위감지부(110)의 위치까지 상승하면, 제1수위감지부(110)는 이러한 수면의 상승을 인식하게 되는 것이다. 즉, 제1수위감지부(110)는 염화나트륨 포화용액(SW)의 수면, 보다 구체적으로, 제1수위감지부(110)가 설치된 위치까지 상승한 염화나트륨 포화용액층(SW')의 수위를 원액공급조(100) 내부의 만수로 감지하여 물공급관(100)을 통한 물 공급을 중단하도록 할 수 있다. The first water
제1수위감지부(110)는 바람직하게는 수위센서로서, 물공급관(200)의 개폐를 조절하는 솔레노이드밸브(240)와 연동되어 물공급관(200)의 개폐를 제어할 수 있다. 즉, 제1수위감지부(110)가 원액공급조(100)의 만수를 인식하면, 솔레노이드밸브(240)로 신호를 보내주어 물공급관(200)을 닫힘 상태로 전환한다. The first water
염화나트륨 포화용액(SW)은 원액공급관(400)을 통해 배출되어 농도조절조(600)로 이동하여 희석된 후, 전해조(500)로 이동하게 된다. 물공급관(200)은 원액공급관(400)을 통하여 배출된 염화나트륨 포화용액(SW)의 양만큼 원액공급조(100)로 물을 공급하여 원액공급조(100)의 수위를 일정하게 유지할 수 있다. 이 때 물공급관(200)을 통하여 공급되는 물의 유입속도는 원액공급관(400)을 통하여 배출되는 염화나트륨 포화용액(SW)의 배출속도보다 느리게 제어될 수 있다. 즉, 원액공급조(100)로 유입되는 물의 속도를 제어하여 원액공급조(100)에 수용된 염화나트륨 용액의 농도가 급격하게 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 한편, 원액공급조(100) 내부로 유입되는 물의 속도가 빠른 경우에도 순환유닛(300)의 순환속도를 증가하여 염화나트륨 용액을 빠르게 포화상태에 도달시킬 수 있다.The saturated sodium chloride solution (SW) is discharged through the undiluted solution supply pipe (400), moved to the concentration adjusting bath (600) and diluted, and then moved to the electrolytic bath (500). The
물공급관(200)에는 분기관이 형성되어 있어, 물저장탱크(220)와 연결될 수있다. 물저장탱크(220)는 희석을 위한 물을 저장하기 위한 것으로, 하단에 희석라인(230)이 형성되어 있어 물을 배출할 수 있다. 도 1을 참조하면, 희석라인(230)을 통해 물(W)이 배출되어 염화나트륨 포화용액(SW)을 희석하게 된다. 물저장탱크(220) 내측 벽면에는 수위를 감지하기 위한 제2수위감지부(221)가 형성되어 있다. 제2수위감지부(221)는 원액공급조(100)에 설치된 제1수위감지부(110)와 동일한 역할을 하는 것으로, 희석라인(230)으로 일정량의 물(W)이 배출되어 물저장탱크(220)의 수위가 내려가면, 이를 감지하여 다시 물저장탱크(220)가 물공급관(200)으로부터 물(W)을 공급받을 수 있게 한다. A branch pipe is formed in the
제2수위감지부(221)는 수위센서 또는 볼탭 중에서 선택된 하나일 수 있으나, 보다 바람직하게는 볼탭일 수 있다. The second water
물저장탱크(220)로부터 물(W)이 공급되고, 원액공급관(400)을 통해 염화나트륨 포화용액(SW)이 토출되면 이들 물(W)과 염화나트륨 포화용액(SW)은 농도조절조(600)에서 혼합되고, 염화나트륨 포화용액(SW)은 희석된다. 전해조(500)에서 전기분해를 수행하기에 적합한 염화나트륨 희석용액(DSW)의 농도는 0.2 내지 3.0%로, 원액공급관(400)으로부터 토출되는 26%의 염화나트륨 포화용액(SW)이 8.7 내지 130배 정도로 희석되어야 한다. 따라서, 농도조절조(600)는 염화나트륨 포화용액(SW)을 이러한 적정 농도로 희석하기 위한 작업을 수행한다.When the water W is supplied from the
염화나트륨 희석용액(DSW)이 전해조(500)로 공급되는 양을 분당 100ml라고 가정하면, 원액공급관(400)으로부터 토출되는 염화나트륨 포화용액(SW)의 양은 분당 0.8 내지 12ml 정도이다. 원액공급관(400)으로부터 배출되는 원수의 농도가 일정하므로, 희석과정 중에 필요한 물의 양도 일정하다. 그러므로, 전반적으로 균일한 농도를 유지하는 염화나트륨 희석용액(DSW)의 생성이 가능하다. Assuming that the amount of the sodium chloride dilution solution (DSW) supplied to the
전해조(500)는 염화나트륨 포화용액(SW) 또는 염화나트륨 희석용액(DSW)을 전기분해하여 전해수를 생성하는 장치로, 원액공급관(400)과 연결될 수 있다. 보다 바람직하게는, 농도조절조(600)와 연결되어 농도조절조(600)에서 원액공급관(400)으로부터 공급받은 염화나트륨 포화용액(SW)과 물저장탱크(220)로부터 공급받은 물을 적절히 섞어 적정 농도(예를 들어, 0.2 내지 3.0%)로 희석한 후, 전해조(500)로 공급할 수 있다.The
전해조(500)는 크게 무격막 전해조와 유격막 전해조로 구분될 수 있다. 본 명세서의 도면 상에는 무격막 전해조인 경우로 도시하였으나 이에 한정될 것은 아니며, 염화나트륨 용액을 이용하여 전기분해하는 전해조라면 무격막 전해조이든, 유격막 전해조이든 변경하여 적용 가능하다. 유격막 전해조에 대해서는 후술하기로 한다.The
이상에서 살펴본 바와 같은 일련의 과정을 거쳐 희석된 염화나트륨 희석용액(DSW)은 전해수를 생산하기에 최적화된 농도로 희석된 상태의 용액을 의미한다. 염화나트륨 희석용액(DSW)은 최적 농도를 유지한 상태로 희석액공급관(410)으로 배출되고, 이어서 전해조(500)로 유입된다. 염화나트륨 희석용액(DSW)이 전해조(500)로 공급되면, 전해조(500) 내부에서는 (+)극과 (-)극 각각에서 화학식 1에 의한 전기분해가 일어난다.The diluted sodium chloride dilution solution (DSW) through the series of processes described above means a solution diluted to a concentration optimized for producing electrolytic water. The sodium chloride dilution solution (DSW) is discharged to the
화학식 1
(+)극(+) Pole
2NaCl → 2Na+ + 2Cl- 2NaCl → 2Na + + 2Cl -
2Cl- → Cl2 + 2e- 2Cl - ? Cl 2 + 2e -
Cl2 + H20 → HOCl + HClCl 2 + H 2 O → HOCl + HCl
(-)극(-)drama
2Na+ + H2O + 2e- → 2NaOH + H2 2Na + + H 2 O + 2e - ? 2NaOH + H 2
해당하는 반응에 의해 전기분해 과정을 거친 희석용액(DSW)은 전해조(500) 내부에서 화학식 2와 같은 반응을 더 거치며 차아염소산나트륨(NaOCl)을 생성하게 된다. The diluted solution (DSW) which has undergone the electrolysis process by the reaction is further subjected to the reaction represented by the general formula (2) in the electrolytic bath (500) to produce sodium hypochlorite (NaOCl).
화학식 2(2)
(HOCl + HCl) + (2NaOH + H2) → NaOCl + NaCl + H2O + H2 (HOCl + HCl) + (2NaOH + H 2) → NaOCl + NaCl + H 2 O + H 2
화학식 2에서 확인할 수 있듯이, 차아염소산나트륨의 생성과정 중 물(H2O)이 함께 생성되므로, 그 자체로 사용 가능한 차아염소산나트륨용액이 된다. 즉, 사용을 위한 별도의 추가 과정을 거치지 않고 곧바로 살균 전해수로서 이용 가능한 것이다. 따라서, 자가용으로 설치할 수 있는 전해수 생성장치(1)에 의해 간편하게 차아염소산나트륨용액의 수득이 가능하다. As shown in the formula ( 2 ), water (H 2 O) is produced together with sodium hypochlorite during the production process, and thus, the sodium hypochlorite solution can be used as it is. That is, it can be used as sterilization electrolytic water immediately without any additional process for use. Therefore, it is possible to easily obtain the sodium hypochlorite solution by means of the electrolytic
유격막 전해조의 경우, 본 발명의 전해수 생성장치(1)의 전해조(500)에서 일어나는 반응과 동일한 반응으로 전기분해가 이루어지나, (+)극과 (-)극이 격막으로 구획되어 있으므로 각각의 전극이 위치하는 영역에서 강알카리수와 강산성수가 분리되어 생성된다는 차이가 있다. 이 경우 역시 염화나트륨 용액을 이용한 전기분해 과정을 거쳐 유효한 살균 전해수를 생성할 수 있으므로, 전해조를 유격막으로 교체하여 적용하는 것이 가능하다.Electrolysis is performed in the same manner as the reaction occurring in the electrolytic
이하에서는, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 전해수 생성장치(1)의 작동에 대해 보다 상세히 살펴본다. Hereinafter, the operation of the electrolytic
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해수 생성장치의 작동을 설명하기 위한 작동구성도이다.4 is an operational block diagram illustrating an operation of the electrolytic water producing apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 전해수 생성장치(1)는 순환유닛(300)을 이용하여 염화나트륨 포화용액(SW)을 계속적으로 순환시키고, 물공급관(200)으로 유입되는 물을 순환유닛(300)을 이용하여 공급해줄 수 있다. 물을 순환유닛(300)으로 유입시켜 원액공급조(100) 내부로 공급하는 구조이므로, 염화나트륨 용액이 원액공급조(100) 내부에서 보다 빠르게 포화 상태에 도달할 수 있도록 하여 균일한 농도의 포화용액으로 유지되도록 하는 장치이다.The electrolytic
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 물이 물공급관(200)으로부터 공급되고, 순환유닛(300)을 유동하며 염화나트륨 결정층(S')에 공급되면, 염화나트륨(S)은 물에 의해 서서히 용해되어 염화나트륨 포화용액(SW)을 생성한다. 염화나트륨 포화용액(SW)은 염화나트륨 결정층(S')의 염화나트륨(S) 결정들 사이 공간에 채워질 수 있으므로 염화나트륨 결정층(S')에는 염화나트륨(S)과 염화나트륨 포화용액(SW)이 함께 존재하게 된다. 일정량 이상의 물이 물공급관(200)으로부터 유입되고 염화나트륨 포화용액(SW)의 수위가 염화나트륨 결정층(S')의 높이를 넘어서게 되면, 온전히 염화나트륨 포화용액(SW)만이 수용된 염화나트륨 포화용액층(SW')을 이루게 된다. 이 때부터는, 염화나트륨 포화용액(SW)이 염화나트륨 포화용액층(SW')과 연결된 순환관(310)을 통해 토출될 수 있어, 물공급관(200)으로부터 공급되는 물이 염화나트륨 포화용액(SW)과 혼합된 상태로 염화나트륨 결정층(S')으로 공급될 수 있다. 따라서, 염화나트륨 용액이 포화 농도에 도달하는 것이 훨씬 쉬워질 수 있다. 4 (a), when water is supplied from the
물의 공급과 염화나트륨 용액의 순환이 함께 이루어지는 과정을 반복하며, 제1수위감지부(110)가 설치된 높이에 염화나트륨 포화용액(SW)의 수면이 도달하면, 제1수위감지부(110)는 물공급관(200) 상에 설치된 솔레노이드밸브(240)에 신호를 주어 물공급관(200)을 닫는다. When the water level of the sodium chloride saturated solution (SW) reaches the height at which the first water level sensing unit (110) is installed, the first water level sensing unit (110) A signal is given to the solenoid valve 240 provided on the
원액저장조(100) 내부에 만수 상태로 수용된 염화나트륨 포화용액(SW)은 원액배출관(400)을 통해 원액공급조(100) 밖으로 배출되게 된다. 도 4의 (b)를 참조하면, 염화나트륨 포화용액(SW)은 원액공급조(100) 밖으로 배출된 후 농도조절조(600)로 유입되고, 농도조절조(600)에서 희석과정을 거친 후 전해조(500)로 이동하게 된다. 즉, 원액공급조(100)로부터 염화나트륨 포화용액(SW)의 배출이 이루어지면, 물저장탱크(220) 내부에 수용되어 있던 물(W)이 희석라인(230)을 따라 배출되고, 염화나트륨 포화용액(SW)과 물(W)은 농도조절조(600)에서 적정 농도로 희석되어 염화나트륨 희석용액(DSW)을 생성한다. 이러한 과정을 거쳐 농도조절조(600)에서 희석된 염화나트륨 희석용액(DSW)은 전해조(500)로 이동하여 비로소 전기 분해 과정을 거치게 되고, 전해수가 생성된다. The saturated sodium chloride solution SW stored in the
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 염화나트륨 포화용액(SW)이 배출되어 원액공급조(100) 내부의 제1수위감지부(110)가 염화나트륨 포화용액(SW)의 수위 감소를 감지하면, 솔레노이드밸브(240)를 열어 물공급관(200)으로부터 물이 유입되도록 한다. 이와 함께, 물저장탱크(220) 또한, 제2수위감지부(221)가 물(W)의 수위 감소를 감지하여, 물공급부(200)로부터 물을 유입시킬 수 있다. 이 때, 공급되는 물의 공급속도는 원액공급관(400)을 통하여 배출되는 염화나트륨 포화용액(SW)의 배출속도보다 느릴 수 있다. 그러므로, 염화나트륨이 용해될 충분한 시간적 여유를 제공할 수 있게 되고, 원액공급조(100) 내부의 염화나트륨 용액이 포화 상태로 수용될 수 있도록 하는 것이 가능하다. 그러나, 이러한 경우로 한정될 것은 아니며, 물공급관(200)으로부터 유입되는 물의 속도가 원액공급관(400)을 통하여 배출되는 염화나트륨 포화용액(SW)의 배출속도보다 빠른 경우라 하더라도, 순환펌프(330)의 제어를 통해 염화나트륨 용액의 순환 속도를 증가시킬 수 있으므로 염화나트륨 용액이 단 시간에 포화상태에 도달하도록 제어할 수 있다. As shown in FIG. 4B, when the sodium chloride saturated solution SW is discharged and the first water
물공급관(200)은 원액공급관(400)을 통하여 배출된 염화나트륨 포화용액(SW)의 양과 동일한 양의 물을 다시 원액공급조(100)로 공급하게 되고, 본 발명의 전해수 생성장치(1)는 도 4의 (a)와 (b) 과정을 반복하며 전해수를 생성할 수 있다. 즉, 전해조(500)로 염화나트륨 희석용액(DSW)을 공급하여 전해수를 생성하거나, 원액공급조(100)로 물을 공급하며 염화나트륨 포화용액(SW)을 생성하고 저장하는 과정이 반복적으로 이루어질 수 있다. The
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
1: 전해수 생성장치
100: 원액공급조
110: 제1수위감지부
200: 물공급관
220: 물저장탱크
221: 제2수위감지부
230: 희석라인
240: 솔레노이드밸브
300: 순환유닛
310: 순환관
320: 노즐부
321: 미세노즐
330: 순환펌프
400: 원액공급관
410: 희석액공급관
420: 토출밸브
430: 토출펌프
500: 전해조
600: 농도조절조
SW: 염화나트륨 포화용액
SW': 염화나트륨 포화용액층
S: 염화나트륨
S': 염화나트륨 결정층
DSW: 염화나트륨 희석용액
W: 물
P: 펌프1: electrolytic water generating device
100: an undiluted solution supply tank 110: a first water level sensing unit
200: water supply pipe 220: water storage tank
221: second water level sensing unit 230: dilution line
240: solenoid valve 300: circulation unit
310: circulation tube 320: nozzle part
321: fine nozzle 330: circulation pump
400: undiluted solution supply pipe 410: diluted solution supply pipe
420: Discharge valve 430: Discharge pump
500: electrolytic bath 600: concentration adjusting tank
SW: saturated solution of sodium chloride SW ': saturated solution of sodium chloride layer
S: sodium chloride S ': sodium chloride crystal layer
DSW: Dilute sodium chloride solution W: Water
P: Pump
Claims (8)
일단이 상기 염화나트륨 포화용액층에 연결되고 타단이 상기 염화나트륨 결정층 속에 위치하는 순환관을 포함하여, 상기 염화나트륨 포화용액층에서 상기 염화나트륨 포화용액을 토출하여 상기 염화나트륨 결정층으로 순환시키는 순환유닛;
상기 순환유닛의 일측에 연결되어, 상기 순환유닛을 통해 순환되는 상기 염화나트륨 포화용액에 물을 공급하는 물공급관;
상기 염화나트륨 포화용액층에 연결되어 상기 염화나트륨 포화용액을 상기 원액공급조 밖으로 배출하는 원액공급관; 및
상기 원액공급관과 연결되며, 상기 염화나트륨 포화용액 또는 염화나트륨 희석용액을 전기분해하여 전해수를 생성하는 전해조를 포함하는 전해수 생성장치.A stock solution supply tank in which a saturated solution of sodium chloride and a solution of sodium chloride are contained in the solution, wherein the sodium chloride is precipitated in the saturated solution of sodium chloride to form a sodium chloride crystal layer and a saturated sodium chloride solution layer;
A circulation unit for circulating a saturated solution of sodium chloride in the saturated sodium chloride solution layer to the sodium chloride crystal layer, the circulation unit including a circulation tube having one end connected to the sodium chloride saturated solution layer and the other end positioned in the sodium chloride crystal layer;
A water supply pipe connected to one side of the circulation unit and supplying water to the sodium chloride saturated solution circulated through the circulation unit;
A raw liquid supply pipe connected to the sodium chloride saturated solution layer and discharging the saturated sodium chloride solution out of the raw liquid supply tank; And
And an electrolytic bath connected to the raw liquid supply pipe and electrolyzing the sodium chloride saturated solution or the diluted sodium chloride solution to produce electrolytic water.
상기 원액공급관과 상기 전해조 사이에 연결되며, 상기 원액공급관으로부터 공급받은 상기 염화나트륨 포화용액에 물을 가하여 상기 염화나트륨 희석용액을 생성하는 농도조절조를 더 포함하는 전해수 생성장치.The method according to claim 1,
And a concentration adjusting vessel connected between the undiluted solution supply pipe and the electrolytic bath and applying a water to the saturated solution of sodium chloride supplied from the undiluted solution supply pipe to produce the diluted sodium chloride solution.
상기 순환유닛은 상기 염화나트륨 결정층 속에 위치한 노즐부에 복수 개의 미세노즐이 형성된 전해수 생성장치.The method according to claim 1,
Wherein the circulation unit has a plurality of fine nozzles formed in a nozzle portion located in the sodium chloride crystal layer.
상기 순환유닛은 상기 순환관에 연결되어 상기 염화나트륨 포화용액을 순환시키는 순환펌프를 더 포함하되,
상기 순환펌프는 상기 물공급관으로부터 공급되는 물의 양이 증가하면 상기 염화나트륨 포화용액의 순환속도 또는 순환량을 증가시키는 전해수 생성장치.The method of claim 3,
The circulation unit further includes a circulation pump connected to the circulation pipe for circulating the saturated sodium chloride solution,
Wherein the circulation pump increases the circulation rate or circulation amount of the saturated sodium chloride solution when the amount of water supplied from the water supply pipe increases.
상기 순환유닛은 침전된 상기 염화나트륨이 부유하지 않도록 상기 미세노즐을 통하여 분사되는 상기 염화나트륨 포화용액의 분사속도를 제어하는 전해수 생성장치. The method of claim 3,
Wherein the circulation unit controls an injection speed of the saturated sodium chloride solution injected through the fine nozzles so that the precipitated sodium chloride does not float.
상기 원액공급관을 개폐하여 상기 염화나트륨 포화용액의 배출을 제어하는 토출밸브와,
상기 원액공급관에 연결되어 상기 염화나트륨 포화용액을 외부로 배출시키는 토출펌프를 더 포함하되,
상기 원액공급조 내부에 수용된 염화나트륨 용액의 농도가 기준농도 이하인 경우, 상기 토출밸브는 닫히고 상기 토출펌프는 동작이 멈추는 전해수 생성장치.The method according to claim 1,
A discharge valve for opening and closing the undiluted solution supply pipe to control discharge of the saturated sodium chloride solution,
And a discharge pump connected to the undiluted solution supply pipe to discharge the saturated sodium chloride solution to the outside,
Wherein the discharge valve is closed and the discharge pump is stopped when the concentration of sodium chloride solution contained in the stock solution supply tank is lower than a reference concentration.
상기 물공급관은 상기 원액공급관을 통하여 배출된 상기 염화나트륨 포화용액의 양만큼 물을 공급하는 전해수 생성장치.The method according to claim 1,
And the water supply pipe supplies water by an amount of the saturated solution of sodium chloride discharged through the undiluted solution supply pipe.
상기 물공급관을 통하여 공급되는 물 공급속도는 상기 원액공급관을 통하여 배출되는 상기 염화나트륨 포화용액의 배출속도보다 느린 전해수 생성장치.8. The method of claim 7,
Wherein the water supply rate supplied through the water supply line is slower than the discharge rate of the saturated solution of sodium chloride discharged through the undiluted solution supply line.
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