KR20200023666A

KR20200023666A - Iot기능이 장착된 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템

Info

Publication number: KR20200023666A
Application number: KR1020180094948A
Authority: KR
Inventors: 최윤이; 최영규; 김광유
Original assignee: 주식회사 제이텍
Priority date: 2018-08-14
Filing date: 2018-08-14
Publication date: 2020-03-06

Abstract

본 발명은 전기분해방식을 이용한 친환경 활성처리 전해수 발생시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 IOT기능을 장착한 실시간 전력 제어형 DSA(Dimentionally Stable Anode)전극을 포함하는 전기분해식 친환경 활성처리 전해수 발생시스템에 관한 것으로, 김 양식장의 종래의 염산사용을 대체하고, 해수의 유입량을 실시간 감지하는 센서와 이에 대응하는 전력 제어부를 포함하고, pH전극에 침착하는 스케일에 초음파 에너지를 주기적으로 쏘아 제거하고, 원기둥 형태의 음극 몸체 내부에 그물망 구조의 티타늄 DSA 코팅 전극을 장착한 전기분해식 친환경 활성처리 전해수 발생시스템에 관한 것이다.

Description

IOT기능이 장착된 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템{System of Generating Electrolyzed Water for Active Treatment of Laver Farming}

본 발명은 IOT(Internet Of Things)기능이 장착된 전기분해방식을 이용한 친환경 활성처리 전해수 발생시스템에 관한 것이다.

김을 양식할 때 양식장 그물에서 김만 자라는 것이 아니라 파래나 규조류 등잡태들도 엉켜서 자라기 때문에 김 양식에 피해를 준다. 따라서 김 양식 시 이들 파래, 각종 잡태 등 이물질들을 제거하고 질병방지 처리를 위해서 법적으로 허용된 유기산 활성처리제를 사용하고 있다.

그런데. 일부 양식업자들은 비용대비 효용문제와 더 강력한 효과를 얻기 위해, 싼 비용에 훨씬 효과적인 염산을 무분별하게 사용하고 있는 실정이다. 이로 인해 김이 부정, 불량식품이라는 부정적인 이미지를 낳고, 수출을 저해하는 요인으로 작용할 뿐 만 아니라, 국가와 국민의 재산인 연안 어장이 염산으로 인해 급속도로 황폐화되어 해양 생태계가 파괴되고 있는 실정이다.

염산은 규조류만 제거하는 것이 아니라 김에도 영향을 미치고 있는데, 김을 염산에 담그는 순간 염산에 익은 것처럼 빨갛게 변하며, 산 처리를 거치게 되면 김의 맛은 물론 고유한 향도 떨어지는 문제가 발생된다.

이러한 문제 해결을 위하여 기존 활성처리제 사용을 권장하고 있는데, 현재 공급되고 있는 유기산 활성처리제는 염산에 비해 몇 배의 고가로 김 양식 농가에 경제적 부담을 주고, 김 양식에 피해를 주는 파래, 각종 잡태, 갯병등의 이물질들을 제거하고 질병 처리하는 효과는 비용 및 작업량 대비 미약한 문제점이 있으며, 또한 유기산 활성처리제를 육지에서부터 김 양식장까지 운반을 하고 용기를 회수해야 하는 어려움이 존재한다.

한편, 기존 전해수 활성처리제는 육지의 공장에 전기분해장치가 설치되어서 전해수를 생산한 다음, 각 김 양식 농가로 이동하여 해상의 김 양식장으로 옮겨 작업을 해야 하는 불편함이 있으며, 전해수 생산일자와 사용일자의 차이가 생김으로 인하여 전위차에 의한 살균효과가 떨어지는 문제가 발생하여 사용을 기피하고 있는 실정이다.

따라서, 기존 활성처리제 사용과 기존 전해수 활성처리제 사용에 한계가 있으므로, 2차 환경피해가 없는 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템이 절실히 요구되고 있다.

공개특허 10-2010-0067643

본 발명은, 상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 염산사용방식을 대체하고, 기존 전해수 활성처리제 방식을 대체하는 IOT기능이 장착된 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.

본 발명은 원기둥 형태의 플랜지 체결방식의 전기분해조를 사용하는 친환경 활성처리 전해수 발생시스템을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.

또한 본 발명은 IOT기능이 장착된 친환경 활성처리 전해수 발생시스템을 적용하여, 실시간 감시제어가 가능하고, 유지/보수 비용이 저렴한 친환경 활성처리 전해수 발생시스템을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

IOT기능이 장착된 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템에서, IOT모뎀; 원기둥 형상의 음극 내부에 그물망구조의 원기둥 형상의 DSA전극을 장착 할 수 있도록 한 전기분해조; 실시간 해수 유입량 감지를 위한 해수유량측정부; 해수 유입량에 대응하여 전력을 제어하는 제어장치 및 전원부; 및 실시간 생성된 전해수 농도측정을 위한 pH 계측부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템에서 pH 계측부의 pH센서에 침착한 스케일 제거를 위한 초음파 세정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 활성처리 전해수 발생시스템을 제공한다.

본 발명의 IOT기능이 장착된 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템은 염산(HCI)에 비해 10배이상 멸군력이 강한 HOCL성분이 함유되어 갯병균 박멸등 살균효과가 탁월하며 전해수의 계면 활성효과가 강해서 김과 양식망에 고착된 규조류와 뻘꼽 등의 세척 효과가 있다. 또한 전기분해방식의 친환경 전해수 활성처리제로 파래구제를 하면 김의 활력이 좋아져 김의 사세포가 거의 발생하지 않아 김의 활력 유지효과가 탁월하다. 전기분해방식의 친환경 전해수 활성처리제는 염산사용으로 인한 2차 피해를 줄이고, IOT기능을 적용하여 유지 보수 비용도 줄일 수 있는 효과가 있다. 실제로 작업 후 해수로 환원되어 해양 생태계에 전혀 영향을 미치지 않고, 김의 자연스러운 성장을 도와 생산량도 증가시키는 친환경 김 양식 방법을 제공함과 동시에 무기산(염산)처리제의 불법사용을 억제하여 해양 환경오염을 방지하고, 친환경 고품질의 김 생산으로 소비자들의 신뢰 구축 및 수출 확대로 어민들의 실질적인 소득증대에도 기여할 수 있다.

본 발명은 김 양식 농가에 즉, 현장에 설치하여 활성처리 전해수를 생산하여 전해수의 경시변화가 적은 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 IOT기능이 장착된 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템 개념도이다.
도 2는 본 발명의 전기분해식 연수화 시스템의 마이크로프로세서를 사용한 근거리무선통신 및 IOT기능 개념도이다.
도 3은 본 발명의 원기둥 형태의 플랜지 체결방식 전기분해조 구조 및 형상의 측면 개념도이다.
도 4는 본 발명의 원기둥 형태의 플랜지 체결방식 전기분해조 구조 및 형상의 횡단면 개념도이다.

본 발명은 IOT(Internet Of Things)기능이 장착된 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템에 관한 것으로, 실시간 전력 제어형 고효율 전해수 발생시스템에 관한 것이다. 또한 본 발명은 김 양식 농가에 직접 설치하는 현장형 활성처리 전해수 발생시스템에 관한 것이다. 이하, 도면을 일예로 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 IOT기능이 장착된 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템의 개념도로 본 발명의 전기분해식 활성처리 전해수 발생시스템은 IOT모뎀(16), 전기분해조(17), 실시간 해수 유입량 감지를 위한 해수유량측정부(3) 및 유입량에 대응하여 전력을 제어하는 제어장치 및 전원부(12), 실시간 생성된 전해수 농도측정을 위한 pH 계측부(7)를 포함한다.

본 발명의 IOT기능이 장착된 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템은 기존의 염산을 대체하는 현장설치형 장치로, 전기분해장치를 사용하여 해수를 전기분해하여 양극에서 생산되는 강산성수를 사용하여 김 양식에 피해를 주는 파래, 각종 잡태, 갯병등의 이물질들을 제거하고 질병방지 처리하는 장치이다. 본 발명의 활성처리 전해수 발생시스템은 염산을 사용하지 않도록 하는 것으로 친환경적이다.

본 발명의 전기분해방식의 활성처리 전해수 발생시스템은 해수공급펌프(2)에 의해 공급되는 해수를 전기분해조(17)에서 전기분해하여 양극실에서 강산성수를 생산하고 음극실에서는 강알칼리수를 생산한다. 이때 해수유량측정부(3)를 통해 공급되는 해수의 유량을 측정하고 유량 측정 결과에 따라 제어장치 및 전원부(12)는 전기분해조(17)에 공급되는 전력을 비례제어한다.

상기 해수 유입량 감지를 위한 해수유량측정부(3)는 바람직하게는 마그네틱 센서를 이용한 로타리식 유량 측정 장치일 수 있고, 상기 제어장치 및 전원부(12)는,전기분해조(17)를 통과하는 유량에 비례하도록 직류 전압과 직류 전류를 공급하며, 상기 전압과 전류가 유량과 양극실에서 생산되는 강산성수의 농도에 비례하도록 제어하는 것일 수 있다.

본 발명은 또한 pH 계측부(7)를 구비하여 공급되는 해수의 양에 따라 제어장치 및 전원부(12)가 전기분해조(17)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 상기 pH 계측부(7)는 pH 측정을 위한 pH 센서를 포함하는데 상기 센서에 침착한 스케일을 초음파를 이용하여 제거할 수 있다. 즉, 전해수 발생시스템에서 pH 계측부의 pH센서 및 초음파 세정부(18)를 포함하고 있어서, pH센서에 침착한 스케일을 제거할 수 있다.

도 2는 본 발명의 IOT기능이 장착된 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템에 포함되는 모뎀, 근거리무선통신, 마이크로프로세서 제어장치의 개념도이다.

본 발명의 모뎀, 근거리무선통신, 마이크로프로세서를 사용하여 IOT기능을 적용하여 실시간 모니터링 시스템을 구축할 수 있고, 고성능의 마이크로프로세서를 사용하여 전기분해조 및 기타 부속장치들을 실시간 효과적으로 제어하게 되므로, 장치의 안정성을 높여 사용자가 안심하고 사용할 수 있다.

도 3에 본 발명의 원기둥 형태의 플랜지 체결방식 전기분해조 구조 및 형상의 측면 개념도이다. 본 발명의 전기분해조는 바람직하게는 하부로 해수가 유입되고 전기분해되어 상부로 전해수가 유출될 수 있다.

도 4의 본 발명의 원기둥 형태의 플랜지 체결방식 전기분해조 구조 및 형상의 횡단면 개념도를 통해 양극 DSA(Dimensionally Stable Anode) 전극 및 음극 전극의 구조 및 형상의 일예를 도시하였다. 도 4의 a는 전기분해조 플랜지로 원기둥 형상을 예시하고 있다. 도 4의 b는 상기 전기분해조의 음극전극으로 전기분해조의 몸체로 사용된다. 도 4의 c는 양극 DSA 전극으로 해수전해에서 염소가스에 견디는 불용성 양극을 의미하고, d는 양이온교환막을 의미한다.

종래 전해조의 양극으로 백금, 마그네타이트, 흑연 등이 사용되어 왔으나, 이들 모두 소모량이 많고(흑연에서 2~3㎏/t-NaOH), 치수 정도가 좋지 않아 수조 전압이 증가하는 단점이 있어 이를 개선하기 위하여 개발된 것으로, 본 발명의 DSA 전극은 티타늄상에 이리듐, 백금, 루테늄, 티타늄 등의 산화물을 결합시킨 양극으로 전기분해 전후에 있어서 변화가 없는 물 불용성 치수안정성 전극이다.

본 발명의 DSA전극은 바람직하게는 메쉬 형상의 티타늄에 이리듐, 백금, 루테늄, 티타늄 등의 산화물을 결합시킨 것으로 안정한 다층구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 DSA전극은 바람직하게는 스테인레스 재질의 원기둥 형태의 음극구조물 내부에 장착이 가능한 형상을 가지는 것으로, 해수의 흐름이 자유로울 수 있도록 메쉬구조의 원기둥 형상일 수 있다.

본 발명은 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템의 전기분해조 외함 역할을 하는 음극은 바람직하게는 스테인레스 재질의 원기둥 형태로 제작하고, 내부에는 메쉬구조의 원기둥 형상 DSA전극을 장착 할 수 있도록 한다. 또한 해수의 유속방향이 자유로울 수 있도록 하고, 해수가 닿을 수 있는 면적을 최대한 높이고, 하부에서 상부로 연속적인 해수의 이동이 가능하도록 하여 전기분해가 최대한 많이 이루어질 수 있도록 한다.

즉, 본 발명은 원통 형태의 전기분해조에 해수가 유입되고 전기분해 공정이 진행된 후 양극실에서 전기분해에 의한 강산성수를 생산할 수 있다. 한편, 음극실에서는 강알칼리수를 생산할 수 있다

본 발명의 IOT기능이 장착된 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템의 효과를 종래기술과 비교하면 다음과 같다.

본 발명의 IOT 기능이 장착된 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생 시스템은 김 양식 농가에 설치할 수 있는 현장형 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생 시스템을 제공하는 효과가 있다.

본 발명의 IOT 기능이 장착된 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생 시스템을 김 양식장에 적용하면 비교적 저렴한 비용으로 활성처리제로 사용할 수 있어서, 무기산의 사용을 방지할 수 있는 친환경적 효과가 있다. 또한 무기산 사용을 방지하여 국민 식생활 안정성을 확보할 수 있고, 친환경 양식을 통한 해조류양식 생산량의 증대를 가져올 수 있다.

본 발명은 또한 IOT기능으로 실시간 원격감시제어가 가능해짐으로 사용자가 안심하고 사용할 수 있는 환경을 제공하여 염산을 사용하지 않도록 하는 친환경 기능 제품으로 무분별한 염산사용으로 인한 2차 피해를 줄이고, 유지 보수 비용도 줄일 수 있다.

본 발명은 또한 기존 장비의 전극 및 이온교환막 손상의 문제점이 없이 안정적으로 장비를 운용할 수 있는 장점이 있다.

(1) : 해수필터
(2) : 해수공급펌프
(3) : 해수유량측정부
(4) : 해수공급자동밸브
(5) : 전기분해조 양극실
(6) : 전기분해조 음극실
(7) : pH 계측부
(8) : 양극실 수위센서
(9) : 양극실 온도센서
(10) : 양이온교환막
(11) : 음극실 수위센서
(12) : 제어장치 및 전원부
(13) : 축전지
(14) : 태양전지모둘
(15) : 발전기
(16): IOT모뎀
(17) : 전기분해조
(18) : pH센서 및 초음파 세정부
a : 전기분해조 플랜지
b : 음극전극
c : 양극전극
d : 양이온교환막
e : 해수공급/유출라인

Claims

IOT기능이 장착된 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템에서, IOT모뎀; 원기둥 형태의 음극 내부에 그물망구조의 원기둥 형상의 DSA전극을 장착 할 수 있도록 한 구조의 전기분해조; 실시간 해수 유입량 감지를 위한 해수유량측정부; 해수 유입량에 대응하여 전력을 제어하는 제어장치 및 전원부; 및 실시간 생성된 전해수 농도측정을 위한 pH 계측부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 유량측정부가 마그네틱 센서를 이용한 로타리식 유량 측정 장치인 것을 특징으로 하는 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제어장치 및 전원부는, 전기분해조를 통과하는 해수의 유량에 비례하도록 직류 전압과 직류 전류를 공급하며, 상기 전압과 전류가 또한 생산되는 강산성수 농도에 비례하도록 하는 것을 특징으로 하는 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 pH 계측부의 pH센서에 침착한 스케일을 초음파를 이용하여 박리시켜서 배출하는 것을 특징으로 하는 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템.
청구항 1 또는 4에 있어서, 상기 전기분해조는 원기둥 형상의 스테인레스 재질의 음극을 몸체로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템.
청구항 1 또는 4에 있어서, 상기 전기분해조는 그물망 구조의 DSA(Dimentionally Stable Anode)전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템.
청구항 1 또는 4에 있어서, 김 양식 농가에 설치하는 현장형인 것을 특징으로 하는 전기분해방식의 친환경 활성처리 전해수 발생시스템.