KR860000601B1 - 전해식 정수장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전해식 정수장치

제1도는 본 발명의 계통도.

제2도는 본 발명의 일실시예를 나타내는 배치도.

제3도는 본 발명중 전자 제어장치의 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유속 검출용 셀(rate detecting cell) 2 : 산화 셀(oxidation cell)

3 : 은화 셀(silvering cell) 4 : 정수 배출구

5 : 파이프 6 : 주급수로

7 : 여과장치 8 : 활성탄용기

9, 10 : 파이프 11 : 결합 셀(combination cell)

12 : 입자 13, 19, 23, 24 : 스크리인

14 : 입자대(粒子帶) 15 : 감지 전극(Sensor electrode)

16 : 은 적극 17 : 스토퍼

18 : 백금 전극 20 : 배출관

21 : 용기 22 : 탄소 입자

25 : 정수 배출관 26 : 포텐시오메터(Potentiometer)

27 : 휘스 토운 브릿지회로 28 : 전류계

29 : 전자제어기 30, 31 : 연결선로

32-35 : 접속기

본 발명은 물을 전해방식으로 정수하는 장치에 관한 것이다.

오래된 급수로를 사용하는 대분분의 도시에 있어서, 누수되는 하수구의 주통로가 누수되는 주급수로(主給水路)에 근접해 있는 경우에 수리나 보수를 목적으로 주급수로를 폐쇄하면 오염된 물이 주급수로에 혼힙될 우려가 있다.

또한 문명화된 대부분의 도시에 있어서 물은 염소로 제소독하는 시설은 전략상 매우 중요한 곳에 위치하고 있으나 이러한 시설은 특히 항염소 파토제닉 미생물(Chloro-resistant patogenic micro organisms)로 인한 주급수로의 제감염을 허용할 수 있기 때문에 늘 효과적인 것은 아니다.

더우기 많은 수의 수요자는 도수관으로부터보다는 다른 수원(水源)으로부터 물을 제공받고 있는데 이러한 경우에는 특히 사용 전에 철저하게 살균, 소독하여야 한다.

분 발명은 상기한 물의 살균, 소독상에 발생되는 여러 문제점을 개선하기 위하여 설치시 비용이 크게 들지 않고 정비과정을 거의 필요로하지 않으며 확실한 작동을 하는 전해식 정수장치를 제공함에 그 목적이 있는 바, 이를 여러가지 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 본 발명의 주요한 과정을 개략적으로 도시한 계통도로써, 본 발명은 기본적으로 물의 유속을 검출하기 위한 전극으로 구성되는 유속검출용 셀(1)과, 산화물을 생성해내기 위한 전극으로 구성되는 산화 셀(2)과, 은 이온을 생성해내기 위한 전극으로 구성되는 은화 셀(3)과, 수원(水源)으로부터의 물을 유속 검출용 셀(1), 산화 셀(2) 및 은화 셀(3)을 통해서 정수 배출구(4)까지 이송하는 파이프(5) 등을 구비하고 있다.

여기에서 유속 검출용 셀(1)은 산화 셀(2)과 은화 셀(3)에 결합되어 있는 전자 제어장치에 연결되는 감지용 전극을 포함하고 있다.

본 발명의 일실시예에서, 상술한 유속검출용 셀(1)과 산화 셀(2) 및 은화 셀(3)은 단일 셀의 형태로 결합된다. 또한 본 발명의 또 다른 실시예에서, 전자 제어장치는 산화 셀(2)과 은화 셀(3)의 전극으로 흐르는 전류를 조절하기 위한 전자 제어기에 연결되어지는 휘스토운 브릿지회로를 포함하게 된다.

상기한 본 발명은 유속 검출용 전극으로 흐르는 물의 유속을 검지하는 수단과 물의 유속에 따라서 제어되는 전해식의 산화수단 및 은화수단에 의해서 흐르는 물을 전해적으로 산화시키고 은화시키므로서 정수기능을 수행하게 된다.

이러한 물의 유속은 흐르는 물 속에 위치하는 입자대의 전극간 저항치를 검출하여 검지하는 것으로, 이는 유속이 변함에 따라 입자의 밀집도가 변할 때 전극간에 검출되는 저항값도 변하는 현상을 이용한 것이다.

제 1 도에 도시된 본 발명의 주요한 과정을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.

주급수로(6)에서 공급되는 물은 여과장치(7)를 통과하면서 내부에 포함된 부유상태의 물질이 제거된다. 그 후 물은 유속검출용 셀(1)을 통과하는데 이 때 정수에 필요한 산화도와 은화도가 결정되는 것으로, 이 셀(1)이 본 발명의 핵심적인 기능을 수행한다.

유속검출용 셀(1)은 밀도가 물보다 훨씬 큰 비전도 입자가 부분적으로 채워지고 물이 상방으로 유출되는 용기로 이루어져 있다. 또한 두 개의 전극이 이 용기내부에 위치하는데 상기한 비전도 입자는 두 개의 전극간에 부분적으로 채워져 있다. 상방으로 유출되는 유속은 입자대를 확장시켜서 두 전극간의 자유 영역을 크게 하는 동시에 두 전극간의 전기적 저항치를 감소시킨다. 이와같은 저항치의 감소가 곧 유속의 정도를 나타내는 것으로, 이는 산화 셀(2)과 은화 셀(3)로 흐르는 전류를 제어하는 데에 사용된다.

물은 다음에 산화 셀(2)과 은화 셀(3)로 흐르게 되는 바, 산화 셀(2)은 물의 구성요소에 따라 양극(AN-ODE)에서 활성 산소와 염소 및 산화물은 생성해내는 전극을 포함하고 있다. 일례로써, 물의 구성요소라 함은 산소, 염소처리 상태로부터의 염소, 불순물 따위를 일컫는 것이다. 은화 셀(3)은 양극을 용해하여서 물의 유속에 직접 비례하는 만큼의 은 이온을 생성해내는 은 전극을 구비하고 있다.

상기한 셀(2)(3)을 거친 후에 물은 활성탄 입자로 채워져 있는 활성탄 용기(8)로 흘러들어간다. 이 활성탄 입자는 콜로이드 상태의 은으로 코팅되기 위하여 이미 은염으로 처리된 것이다. 여기에서 활성탄 용기(8)는 마치 완충장치와 같은 역활을 한다. 즉, 공급되는 전류가 일시적으로 차단될 때에는 활성탄에 있는 은이 황화물에 대하여 산화물과 같은 기능을 수행하게 되고, 나아가 콜로이드 상태의 은은 물을 정수하게 된다. 전류가 다시 통하게 되면 산화 셀(2)에서 생성된 산화물은 활성탄에 형성된 황화은을 재산화(re0xi-dise)시키고, 본래의 완충장치의 기능을 회복시킨다.

이상과 같은 기본적인 동작을 토대로 하여 실질적으로 매분 물의 사용이 변화하는 가정집, 호텔, 빌딩 및 병원에 사용될 수 있는 정수장치가 제 2 도에 도시되어 있는데, 그 동작은 다음과 같이 실시된다.

주급수로(6)에서 공급되는 물은 파이프(9)와 여과장치(7) 및 파이프(10)를 통해서 결합 셀(11)의 바닥으로 흘러들어가는데, 결합 셀(11)은 전단에서 소개한 바와 같이 유속검출용 셀(1)과 산화 셀(2) 및 은화 셀(3)이 결합되어서 형성된 것이다 이 결합 셀(11)의 바닥에 흘러들어간 물은 그 후 입자(12)를 지지하며 살수장치(撒水裝置)의 역활을 하는 스크리인(13)을 통해서 상방으로 유출된다. 여기에서 입자(12)의 밀도는 물보다 훨씬 크며 입자(12)가 모여서 이루어진 입자대(14)는 감지 전극(15)과 은 전극(16)의 비절연상태인 하측 부분을 덮고 있다. 그러나 입자(12)의 윗부분으로부터 스토퍼(17)까지 연장되어진 전극(15)(16)은 전기적으로 절연되어 있다.

입자대(14)의 상측에는 백금 전극(18)이 설치되는데 이들은 스토퍼(17)를 통하여 절연된채 결합되어 있다. 적어도 이 백금 전극(18)의 일부분은 물 속에 잠기어 있으며, 스크리인(19)은 입자(12)가 결합 셀(11)로부터 이탈되는 것을 방지한다.

배출관(20)은 결합 셀(11)로부터 유출되는 물을 용기(21)에 이송하며, 용기(21) 내부에는 탄소 입자(22)를 지지하는 스크리인(23)이 있고, 또 하나의 스크리인(24)은 탄소 입자(22)가 용기(21)로부터 이탈되는 것을 방지한다(정수배출(25)을 통해서 정수된 물을 스크리인(24)의 하부로부터 외부로 유출할 때).

제 3 도는 결합 셀(11)의 전극(15)(16)(18)을 전자적으로 제어하는 전자 제어장치를 나타낸 것으로, 감지전극(15)은 포텐시오메터(26)를 구비한 휘스토운 브릿지회로(27)의 일단에 연결되어 있으며, 전류계(28)는 브릿지가 평형을 이룰 때 0점을 표시한다(zero current).

전자 제어기(29)는 상세히 표시되어 있지 않으나 연결선로(30)(31)를 통해서 휘스토운 브릿지회로(27)로부터 신호를 받아들이고, 접소기(32)(33)를 통해서 온 전극(16)에 흐르는 전류와 접속기(34)(35)를 통해서 백금 전극(18)에 흐르는 전류를 제어한다.

이러한 장치가 작동되기 위해서 우선 정수되어야 할 물이 채워져야 한다. 그 후에는 포텐시오메터(26)를 조정하여 전류계(28)의 눈금을 0으로 맞춘다. 이로써 물은 본 장치를 통해서 흐르게 된다.

물의 흐름은 유동적인 입자대(14)를 확장시키고 감지 전극(15) 사이의 저항치를 감소시킨다. 전술한 전류계(28)의 0점 조정은 최초 물의 유속이 0인 것을 한정할 뿐 아니라 물의 상대적인 이온 오염도(ionic pollution)를 한정한다.

휘스토운 브릿지회로(27)의 불평형 상태는 물의 유속에 비례한다. 이것은 감지 전극(15)의 저항치 변화에 기인하는 것이다. 전자 제어기(29)는 이러한 불평형 상태의 신호를 분석하여서 은 전극(16)에 직류 전류를 공급한다. 이 은 전극(16)은 양극을 용해하여서 물의 유속에 비례하는 만큼의 은 이온을 생성해낸다. 또한 전자 제어기 (29)는 백금 전극(18)에도 전류를 보내는데, 백금 전극(18)은 물에 포함된 불순물에 따라서 활성 산소(active oxygen), 염소 및 여러 산화물 등을 그의 양극에서 생성해낸다. 상기한 전극(16)(18)에 흐르는 전류는 물의 흐름에 비례한다.

여기에서 은 이온의 농도는 매우 낮은 편이다. 완벽한 정수를 위해서는 은의 농도가 물의

, 또는 물의

정도로 되어야 충분하다. 산화농도는 물에 용해된 자유 산소의

보다 훨씬 커야 한다.

물이 산화되고 은화된 후에는 은으로 처리되고 활성화된 탄소 입자(22)를 통과하는데 이 때 과도한 은이 흡착되고, 세분된 은의 올리고-다이내믹 공정(oligodynamic process)을 통해서 콜로이드 상태의 물질 내에 포함될 수 있는 미생물이 여과되는 동시에 파괴된다.

전력이 차단되는 경우에, 탄소 입자(22)에 있는 충분한 은은 황화물을 산화하고 미생물을 죽일 수 있는 충분한 잔여활성 은을 공급한다. 매일 2입방미터의 물을 필요로 하는 일반 가정을 위해서는 단소 입자(22)에 흡착되는 은이 10그램 정도가 되어야 하며 활성화된 탄소 입자(22)의 체적은 3리터 정도가 되어야 한다. 일반적인 조건하에서 전력은 30일 정도 차단되어도 된다.

물이 수도관으로부터 보다 다른 수원(水源)으로부터 공급되는 경우에, 알루미늄이나 철로 만들어진 4번째의 전극 셋트가 여과장치(7)의 전단에 설치되어야 한다. 이들은 알루미늄이나 수산화물을 생성해낸다. 응결된 상태의 이러한 부유 수산화물은 여과장치(7)에 의해서 걸러진다. 또한, 전술한 전자 제어기(29)는 이러한 전극들에 유속에 비례하는 만큼의 적절한 전류를 보낼 수 있어야 하고, 특히 여과장치(7)가 점차 막히고 물의 유출이 감속될 때 확실하게 전류를 보내야 하며 필요한 전류는 물의 흐름에 비례하여 공급된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 물 속에 포함된 이물질이나 미생물 등을 전해적으로 처리하고 여과해내에 깨끗한 물을 공급할 수 있는 장점이 있다.

Claims (13)

1. 물의 유속을 검지하기 위한 다수의 전극과 비전도 입자를 구비하고 있는 유소검출용 셀(1)과, 산화물을 생성해내기 위한 전극을 구비하고 있는 산화 셀(2)과, 은 이온을 생성해내기 위한 전극을 구비하고 있는 은화 셀(3)과, 주급수로(6)에서 공급되는 물을 전술한 셀(1)(2)(3)을 통해서 정수배출구(4)까지 이송하는 파이프(5) 등으로 구성된 전해식 정수장치.
2. 제 1 항에 있어서, 산화물을 생성해내는 전극을 백금 전극(18)이 되고 은 이온을 생성해내는 전극은 은 전극(16)이 됨을 특징으로 하는 전해식 정수장치.
3. 제 1 항에 있어서, 유속검출용 셀(1)은 산화 셀(2) 및 은화 셀(3)과 연결된 전자 제어장치에 결합되어지는 감지 전극(15)을 구비하고 있음을 특징으로 하는 전해식 정수장치.
4. 제 1 항에 있어서, 유속검출용 셀(1)과 산화 셀(2) 및 은화 셀(3)은 하나의 셀 형태로 조합되어 결합 셀(11)이 됨을 특징으로 하는 전해식 정수장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 은화 셀(3)과 정수배출구(4)의 사이에는 활성화된 탄소 입자(22)를 함유하는 셀이 설치됨을 특징으로 하는 전해식 정수장치.
6. 제 5 항에 있어서, 활성화된 탄소 입자(22)는 콜로이드 상태의 은으로 덮혀 있음을 특징으로 하는 전해식 정수장치.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 유속검출용 셀(1)의 전단에는 여과장치(7)가 설치됨을 특징으로 하는 전해식 정수장치.
8. 제 3 항에 있어서, 전자 제어장치는 산화 셀(2)과 은화 셀(3)의 전극으로 흐르는 전류를 제어하기 위한 전자 제어기(29)에 연결되어지는 휘스토운 브릿지회로(27)를 구비하고 있음을 특징으로 하는 전해식 정수장치.
9. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 유속검출용 셀(1)의 일측에는 유속검출용 셀(1)의 전극 하단을 덮는 입자대(14)가 설치됨을 특징으로 하는 전해식 정수장치.
10. 제 1 항에 있어서, 여과장치(7)의 전단에는 물 속에 포함된 부유물질을 흡착하는 금속 수산화물을 생성해내기 위한 전극이 설치됨을 특징으로 하는 전해식 정수장치.
11. 흐르는 물이 전극의 사이에 위치하는 비전도 입자의 체적을 확장시키고 이러한 체적의 확장이 전극 사이의 전기적 저항치를 감소시키는 현상으로부터 물의 유속을 검출하고, 검출되는 물의 유속에 따라 산화 및 온화되는 정도를 조절하므로써 흐르는 물을 전해적으로 산화시키고 온화시키는 방법을 구비하고 있는 전해식 정수공정.
12. 제11항에 있어서, 물의 유속은 물의 흐름이 변함에 따라서 입자의 밀접도가 변화하고 이에 따라 입자대에 설치되어 있는 전극간의 저항치가 변화하는 것을 검지하여 검출함을 특징으로 하는 전해식 정수공정.
13. 제11항에 있어서, 온화시키는 방법은 전류가 일시적으로 차단되는 경우에 활성탄상에 있는 콜로이드 상태의 은에 의해서 실시됨을 특징으로 하는 전해식 정수공정.

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