WO2011111972A2 - 멀티형 전해조 구조 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a multi-type electrolytic cell structure, and more particularly, to a multi-type electrolytic cell structure capable of obtaining strong alkaline water and strong acidic water by electrolyzing raw water.
  • preferred drinking water is water containing various heavy metals, harmful substances and bacteria, and an appropriate amount of minerals, and it is known that bottled water containing alkaline Ca + or Na + is most ideal.
  • an electrolytic water generating device has been developed to electrolyze water to separate and discharge the alkaline water (cathode water), which is a mineral water of + ions, and the acidic water (anode water), which is non- drinking water.
  • a water purification system having a water purification function which is equipped with all electrolytic functions and configured to discharge water having purified water through an electrolytic cell, has been released.
  • water is poured into a body in which a diaphragm is installed between an electrode plate composed of an anode and a cathode, and then a direct current is flowed.
  • a direct current is flowed in the cathode.
  • Ca calcium
  • K potassium
  • Mg magnesium
  • sodium Alkaline water is generated while metal alkaline cations such as Na) and hydrogen cations are attracted, and anions such as chloride ions, carbonate ions, lactic acid ions and nitrate ions are attracted to the anode to generate acidic water.
  • the conventional electrolytic cell has a large volume of the electrolytic cell, and has a structure in which the longitudinal direction of the electrolytic cell is installed in parallel with the gravity direction, so that a large space for installation must be secured separately, and there is a problem in that the installation method is also limited.
  • the conventional electrolytic cell is impossible to control the quantity of the electrode plate, so if the capacity of the electrolytic cell becomes large, accordingly the installed quantity of the electrolytic cell Should be increased.
  • the manufacturing process is increased, there is a problem that the size and manufacturing cost of the device increases.
  • the present invention has been made to solve the above problems, it is possible to install a plurality of electrolyzer in a limited space, multi-type electrolyzer to obtain strong alkaline water and strong acidic water by electrolyzing the incoming raw water over the first and second
  • the purpose is to provide a structure.
  • the present invention includes at least two water inlets formed on the front upper side, and a body housing in which water outlets are formed on the rear lower side to correspond to the number of the inlets;
  • a first electrolyte tank in which two or more electrode plates having different polarities are sequentially connected in series so as to firstly electrolyze raw water introduced through the water inlet to generate acidic water and alkaline water;
  • a second electrolytic tank in which two or more electrode plates having different polarities are sequentially connected in series so as to electrolytically electrolyze the electrolyzed water generated through the first electrolytic tank to generate strong acidic water and strong alkaline water;
  • a flow path switching diaphragm interposed between the first electrolyte tank and the second electrolyte tank to convert the flow path of the electrolyzed water generated and discharged through the first electrolyte tank from the lower side to the upper side, and connected in series with the second electrolyte tank;
  • a power supply unit electrically connected to the electrode plate to supply DC power
  • the upper and lower sides of the body block is provided with an opening selectively formed in communication with any one of the through holes, and coupled to the opening and electrolyzed the incoming raw water by receiving a positive (+) or (-) polar current; It comprises a platinum titanium electrode member formed in a mesh form to increase the residence time of the raw water, and a fixing member for fixing the electrode member to the body block, the flow path switching diaphragm is the same size as the electrode plate
  • a pair of first panel and the second panel is made to be bonded to each other, the lower side of the first panel is connected to the flow path
  • Two inlets are formed through, the upper one side of the second panel is formed with two outlets, the first and second panels of the multi-electrolyte structure comprising a flow path groove formed to connect the inlet and the outlet is formed To provide.
  • the first electrode plate, the first electrode plate is disposed in the upper and lower through holes of the upper left and through holes of the lower right communication with the opening to form a first flow path, and then
  • the electrode plate disposed to include a through hole on the upper right side and a through hole on the lower left side are repeatedly connected in a manner to communicate with the opening to form a second flow path. It is also characterized by the fact that the electrolysis can be carried out in two separate flows according to the positive and negative polarities through two euros.
  • the packing is interposed to maintain the airtight between the electrode plate and the electrode plate.
  • a plurality of electrolyzers can be easily installed in a limited space by using a flow path switching diaphragm, and by electrolyzing the electrolytic water firstly electrolyzed secondly again There is an excellent effect of obtaining strong alkaline water and strong acidic water.
  • FIG. 1 is a perspective view of a multi-type electrolytic cell structure according to the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a multi-type electrolytic cell structure according to the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the first and second electrolytic baths according to the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of an electrode plate according to the present invention.
  • FIG. 5 is a front view showing a flow path formed in the electrode plate according to the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a packing interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate according to the present invention
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the flow path switching diaphragm according to the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a multi-type electrolytic cell structure according to the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the multi-type electrolytic cell structure according to the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the first and second electrolytic cell according to the present invention.
  • the multi-type electrolytic cell structure according to the present invention is the main body housing 10, the first electrolytic cell 20, the second electrolytic cell 30, the flow path switching diaphragm 40 and the power supply unit 50 It is configured to include.
  • the main body housing 10 constitutes a main body of the multi-type electrolytic cell 1, and the main body housing 10 includes a front cover 11 and a rear cover 13.
  • the main body housing 10 includes a front cover 11 and a rear cover 13.
  • at least two water inlets 12 are formed at an upper side of the front cover 11 so that raw water (tap water, fresh water, sea water, groundwater, etc.) can be obtained, and at the lower side of the rear cover 13, water can be obtained.
  • the outlet 14 is formed so that the generated raw water is discharged after the predetermined raw water passes through a predetermined electrolysis process.
  • the first electrolytic bath 20 is installed inside the main body housing 10 to electrolyze raw water introduced into the upper portion through the inlet 12 to generate acidic and alkaline water.
  • One electrolytic bath 20 is arranged two or more, preferably three electrode plates 100 side by side, but the polarity is arranged differently from the adjacent electrode plate 100.
  • a direct current of negative polarity is applied to the first electrode plate 100
  • a positive current is applied to the second electrode plate 100, and the third electrode is arranged.
  • the plate 100 is again subjected to a negative polarity current.
  • the inlet 12 and the outlet 14 are each formed in two, and the raw water introduced through the inlet 12 may have a separate flow according to the polarity of the first passage 12a. And a second flow passage 12b. Referring to the structure of the electrode plate 100 as follows.
  • Figure 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the electrode plate according to the present invention
  • Figure 5 is a front view showing a flow path formed in the electrode plate according to the present invention.
  • the electrode plate 100 has at least two through holes 111 formed at an upper side and a lower side thereof, respectively, so that the electrode plate 100 can be used as an inflow or discharge path of raw water.
  • the body block 110 is provided with an opening 113 formed in communication with any one of the one and the body block 110 is coupled to the opening 113 to electrolyze the incoming raw water by receiving a positive (+) or (-) polar current It comprises an electrode member 120 and a fixing member 130 for fixing the electrode member 120 to the body block 110.
  • the electrode member 120 coupled to the opening 113 forms a predetermined space for accommodating the raw water introduced through the through hole 111, and increases the residence time of the raw water, thereby effectively electrolysis is achieved. It is formed in the form of a mesh to be made.
  • the electrode member 120 is formed of platinum titanium material to facilitate the electrolysis.
  • the electrode member 120 is electrically connected to the power supply unit 50 to be described later protruding portion 121 formed in the upper side is supplied with a direct current.
  • the first electrode plate 100 disposed may include a through hole 111a on the upper left side of the two through holes 111 formed on the upper and lower portions, respectively.
  • the through hole 111d on the lower right side communicates with the opening 113 to form the first flow passage 12a.
  • the electrode plate 100 disposed next to the through hole 111b of the upper right side and the through hole 111c of the lower left side communicate with the opening 113.
  • the two passages 12b are repeatedly connected in a manner to form.
  • the raw water introduced through the inlet 12 may have positive and negative polarities through the first channel 12a and the second channel 12b. It is possible to form the first electrolytic bath 20 so that the electrolysis can be made in a separate flow. That is, the first passage 12a passes through only the (-) electrode plate 100, and the second passage 12b passes through only the (+) electrode plate 100, whereby electrolysis is performed. And acidic water.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a packing interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate according to the present invention
  • Figure 7 is an exploded perspective view of the flow path switching diaphragm according to the present invention.
  • a packing 140 is interposed between the electrode plate 100 and the electrode plate 100 to maintain airtightness.
  • the packing 140 has an upper right side among the two through holes 111 provided in the upper and lower portions of the electrode plate 100, respectively.
  • the through-hole 111b and the lower left through-hole 111c and the opening 113 are connected in a closed curve shape, and the upper left through-hole 111a and the lower right through-hole 111d are separately wrapped. .
  • the packing 140 interposed in the electrode plate 100 on which the first flow path 12a is formed is formed in a shape symmetrical with the case of the packing 140 interposed in the second flow path 12b, thereby forming an electrode plate ( Interposed between 100).
  • a second electrolytic bath 30 is further provided to the rear of the first electrolytic bath 20.
  • the second electrolytic bath 30 electrolytically decomposes electrolytic water firstly electrolyzed through the first electrolytic bath 20 to generate strong acidic water and strong alkaline water, and the second electrolytic bath 30 is a first electrolytic bath.
  • two or more electrode plates 100 having different polarities are sequentially arranged side by side.
  • the alkaline water electrolyzed in the negative electrode plate 100 of the first electrolytic cell 20 is transferred to the negative electrode plate 100 of the second electrolytic cell 30 through the first flow passage 12a.
  • the acidic water electrolyzed in the positive electrode plate 100 of the first electrolytic cell 20 flows into the positive electrode plate 100 of the second electrolytic cell 30 through the second flow passage 12b.
  • the strong acidic water and the strong alkaline water introduced into the second electrolytic bath 30 through the second electrolytic process are discharged and stored to the outside through the two outlets 14.
  • the first and second electrolytic baths 20 and 30 having such a structure are connected to each other in a limited space through the flow path switching diaphragm 40.
  • the flow path switching diaphragm 40 converts the flow path of the electrolyzed water generated and discharged through the first electrolyte tank 20 from the lower side to the upper side, and connects in series with the second electrolyte tank 30. It's a kind of connection.
  • the flow path switching diaphragm 40 is formed by bonding a pair of first panel 41 and second panel 43 of the same size as the electrode plate 100.
  • two inlets 41a connected to the first and second flow paths 12a and 12b are respectively formed at one lower side of the first panel 41, and two at one upper side of the second panel 43. Outlets 43a are formed through.
  • flow path grooves 43b connecting the inlets 41a and the outlets 43a are formed at the joint surfaces of the first and second panels 41 and 43.
  • the flow path switching diaphragm 40 is an example of switching the flow path from the bottom to the top, but in some cases, the structure can be changed so that the flow path can be switched from the upper side to the lower side.
  • the multi-type electrolytic cell 1 is provided with a power supply unit 50 for supplying a DC power of different polarity to the plurality of electrode plates 100 interpolated in the first electrolytic cell 20 and the second electrolytic cell 30. .
  • the procedure of assembling the multi-type electrolytic cell 1 of such a structure is as follows. First, the first and second electrolytic baths 20 and 30 are formed in a form in which the rubber packing 140 for airtightness aligns the plurality of electrode plates 100 interposed therebetween, respectively, After the flow path switching diaphragm 40 for switching the flow path between the electrolytic cells 20, 30, the front cover 11 and the rear of the front and rear of the first and second electrolytic baths 20, 30, Placing the cover 13 as well as fastening it using a fastening means (not shown), the assembly of the multi-type electrolytic cell 1 is completed.
  • raw water introduced into the first electrolytic cell 20 through the inlet 12 passes through two or more electrode plates 100 having different polarities through the first and second flow paths 12a and 12b.
  • the first step is electrolysis.
  • the raw water passing through the first flow path 12a having a negative polarity is characterized by attracting positive ions such as calcium (Ca), magnesium (Mg), potassium (K), and sodium (Na) ions to the cathode, Electrolyzed by the polarity electrode member 120, the hydroxide ions (OH-) and dissolved hydrogen (H 2 ) is increased, the alkaline alkaline water of pH7 or more is generated.
  • positive ions such as calcium (Ca), magnesium (Mg), potassium (K), and sodium (Na) ions
  • the electrolyzed water (alkali water and acidic water) produced by the first electrolysis through the first electrolytic cell 20 is introduced again to the upper side of the second electrolytic cell 30 by the flow path switching diaphragm 40 and secondarily supplied with electricity. It goes through a decomposition process.
  • strong alkaline water of pH 10.5 or more and strong acidic water of pH 4 or less can be obtained.
  • Strong acidic water and strong alkaline water generated by this process are discharged and stored to the outside through the two outlets (14).
  • the multi-type electrolytic cell 1 of the present invention forms the first and second flow paths 12a and 12b in a structure that moves the raw water introduced through the inlet 12 from the upper side to the lower side, but retains the obtained raw water.
  • the first and second flow paths 12a and 12b may be formed in a structure that moves the raw water from the lower side to the upper side so that the electrolysis can be more efficiently by increasing the time.
  • the number of the electrode plates 100 constituting the first and second electrolytic baths 20 and 30 may be further combined and used as necessary.
  • the multi-type electrolytic cell structure according to the present invention can easily install a plurality of electrolyzers within a limited space by using a flow path switching diaphragm, and strongly electrolyze the electrolyzed electrolyzed water once again to the second by strong alkaline and strong acidic water. Can be obtained, and thus industrial applicability is recognized.

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Abstract

본 발명은 한정된 공간 내에 복수의 전해조를 설치할 수 있고, 유입된 원수를 1, 2차에 걸쳐 전기분해해줌으로써 강 알칼리수 및 강 산성수를 얻을 수 있도록 한 멀티형 전해조 구조에 관한 것이다. 이를 실현하기 위한 본 발명은 전방 상측에 적어도 두 개의 입수구가 형성되고, 후방 하측에는 상기 입수구의 개수에 대응되게 출수구가 형성되는 본체하우징; 상기 입수구를 통해 유입되는 원수를 1차로 전기분해하여 산성수와 알칼리수를 생성할 수 있도록 내부에 극성이 서로 다른 두 개 이상의 전극판이 순차적으로 직렬연결되는 제1전해조; 상기 제1전해조를 통해 생성된 전해수를 2차로 전기분해하여 강 산성수와 강 알칼리수를 생성할 수 있도록 내부에 극성이 서로 다른 두 개 이상의 전극판이 순차적으로 직렬연결되는 제2전해조; 상기 제1전해조와 제2전해조의 사이에 개재되어 상기 제1전해조를 통해 생성되어 배출되는 전해수의 유로를 하측에서 상측으로 전환해줌과 아울러 상기 제2전해조와 직렬로 연결해주게 되는 유로전환용 격막; 상기 전극판과 전기적으로 연결되어 직류 전원을 공급해주게 되는 전원공급부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

멀티형 전해조 구조
본 발명은 멀티형 전해조 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원수를 전기분해하여 강 알칼리수 및 강 산성수를 얻을 수 있는 멀티형 전해조 구조에 관한 것이다.
일반적으로 바람직한 식수(食水)라 함은 각종 중금속과 유해물질 및 세균이 없고 적당량의 미네랄이 함유된 물로서, 알칼리성의 Ca+, Na+ 등이 함유된 생수가 가장 이상적인 것으로 알려져 있다.
이를 위해 물을 전기분해하여 +이온의 무기질이 포함되는 음용수인 알칼리수(음극수)와 비음용수인 산성수(양극수)로 분리하여 배출되도록 하는 전해수 생성장치가 개발되고 있으며, 최근에는 정수기능과 전해기능을 모두 갖추어 정수가 이루어진 물을 전해조(electrolytic cell)를 통해 배출되도록 구성된 정수기능을 가지는 정수 시스템이 출시되고 있다.
예컨대, 상기 전해조는 보통 양극과 음극으로 이루어진 전극판 사이에 격막을 설치한 본체 내에 물을 넣은 다음 직류 전기를 흘려주면, 음극에서는 칼슘(Ca), 칼륨(K), 마그네슘(Mg), 나트륨(Na) 등의 금속 알칼리성 양이온과 수소 양이온이 끌어 당겨지면서 알칼리수가 생성되고, 양극에서는 염화물 이온, 탄산 이온, 유산 이온, 질산 이온 등의 음이온은 양극으로 끌어 당겨지면서 산성수가 생성된다.
이러한 전해조를 구비하고 있는 정수기의 일례로 종래에 대한민국 등록실용신안 제0392681호의 "전해 정수시스템", 대한민국 등록실용신안 제0412166호의 "정수기 부착형 이온수기"등이 제시된 바 있다.
그러나, 상기 종래의 전해조는 전해조의 부피가 크고, 전해조의 길이방향이 중력방향과 평행하게 설치되는 구조로 되어 있어 설치를 위한 넓은 공간을 별도로 확보해야 하고, 설치방식에도 제약이 있는 문제가 있다.
또한, 정수기의 용량에 따라 적정 수준의 이온을 방출하기 위해서는 전극판의 수량을 조절할 필요가 있는데, 상기 종래의 전해조는 전극판의 수량 조절이 불가능하여 전해조의 용량이 커지면 그에 따라 전해조의 설치 수량을 늘려야 한다. 그러나 이러한 경우에는 제조 공정이 증가하게 되고, 장치의 크기 및 제작비용이 증가하는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 한정된 공간 내에 복수의 전해조를 설치할 수 있고, 유입된 원수를 1, 2차에 걸쳐 전기분해함으로써 강 알칼리수 및 강 산성수를 얻을 수 있도록 한 멀티형 전해조 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 전방 상측에 적어도 두 개의 입수구가 형성되고, 후방 하측에는 상기 입수구의 개수에 대응되게 출수구가 형성되는 본체하우징; 상기 입수구를 통해 유입되는 원수를 1차로 전기분해하여 산성수와 알칼리수를 생성할 수 있도록 내부에 극성이 서로 다른 두 개 이상의 전극판이 순차적으로 직렬연결되는 제1전해조; 상기 제1전해조를 통해 생성된 전해수를 2차로 전기분해하여 강 산성수와 강 알칼리수를 생성할 수 있도록 내부에 극성이 서로 다른 두 개 이상의 전극판이 순차적으로 직렬연결되는 제2전해조; 상기 제1전해조와 제2전해조의 사이에 개재되어 상기 제1전해조를 통해 생성되어 배출되는 전해수의 유로를 하측에서 상측으로 전환해줌과 아울러 상기 제2전해조와 직렬로 연결해주게 되는 유로전환용 격막; 및 상기 전극판과 전기적으로 연결되어 직류 전원을 공급해주게 되는 전원공급부;를 포함하여 구성되되, 상기 전극판은 원수의 유입 또는 배출되는 유로로 사용할 수 있도록 적어도 두 개의 관통공이 상부와 하부에 각각 형성되되 상, 하측이 상기 관통공 중 어느 하나와 선택적으로 연통 형성된 개구부가 마련되는 몸체블록과, 상기 개구부에 결합되며 (+) 또는 (-)극성의 전류를 인가받아 유입된 원수를 전기분해해주되 원수의 체류시간을 증가시킬 수 있도록 메쉬 형태로 형성된 백금 티타늄 재질의 전극부재와, 상기 전극부재를 몸체블록에 고정해주는 고정부재를 포함하여 구성되고, 상기 유로전환용 격막은 상기 전극판과 동일한 크기인 한 쌍의 제1판넬과 제2판넬이 서로 접합되어 이루어지되, 상기 제1판넬의 하부 일측에는 상기 유로와 연결되는 두 개의 유입구가 관통형성되고, 제2판넬의 상부 일측에는 두 개의 배출구가 관통형성되며, 상기 제1, 2판넬의 접합면에는 상기 유입구와 배출구를 이어주는 유로홈이 형성되어 이루어진 것을 포함하는 멀티형 전해조 구조를 제공한다.
이때, 상기 전극판은, 첫 번째로 배치되는 전극판은 상부 및 하부에 형성된 각각 두 개의 관통공 중 상부 좌측의 관통공과 하부 우측의 관통공이 상기 개구부와 연통되어 제1유로를 형성하고, 그 다음으로 배치되는 전극판은 상부 우측의 관통공과 하부 좌측의 관통공이 개구부와 연통되어 제2유로를 형성하는 방식으로 반복되게 연결되는 것을 포함하여, 상기 입수구를 통해 유입된 원수가 상기 제1유로 및 제2유로를 통해 (+), (-)극성에 따른 별개의 흐름으로 전기분해가 이루어질 수 있도록 한 것에도 그 특징이 있다.
또한, 상기 전극판과 전극판 사이에는 기밀을 유지할 수 있도록 패킹이 개재된 것에도 그 특징이 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 멀티형 전해조 구조는, 유로전환용 격막을 이용하여 한정된 공간 내에서 복수의 전해조를 용이하게 설치할 수 있고, 1차로 전기분해된 전해수를 2차로 다시 한번 전기분해 해줌으로써 강 알칼리수 및 강 산성수를 얻을 수 있는 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 멀티형 전해조 구조의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 멀티형 전해조 구조의 분해사시도,
도 3은 본 발명에 따른 제1, 2전해조의 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 전극판의 구성을 보여주는 분해사시도,
도 5는 본 발명에 따른 전극판에 형성된 유로를 보여주는 정면도,
도 6은 본 발명에 따른 양극판 및 음극판 사이에 개재되는 패킹을 보여주는 분해사시도,
도 7은 본 발명에 따른 유로전환용 격막의 분해사시도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 멀티형 전해조 구조의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 멀티형 전해조 구조의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 제1, 2전해조의 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 멀티형 전해조 구조는 본체하우징(10), 제1전해조(20), 제2전해조(30), 유로전환용 격막(40) 및 전원공급부(50)를 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 본체하우징(10)은 멀티형 전해조(1)의 주 몸체를 이루는 것으로, 이러한 본체하우징(10)은 전방커버(11)와 후방커버(13)로 이루어진다. 이 경우 상기 전방커버(11)의 상부 일측에는 원수(수돗물, 담수, 해수, 지하수 등)가 입수될 수 있도록 적어도 두 개의 입수구(12)가 형성되고, 상기 후방커버(13)의 하부 일측에는 입수된 원수가 소정의 전해과정을 거친 뒤 생성된 전해수가 배출될 수 있도록 출수구(14)가 형성된다.
도 3을 참조하면, 상기 제1전해조(20)는 본체하우징(10)의 내부에 설치되어 입수구(12)를 통해 상부로 유입되는 원수를 전기분해하여 산성수와 알칼리수를 생성해주는 것으로, 이러한 제1전해조(20)는 두 개 이상, 바람직하게는 세 개의 전극판(100)을 순차적으로 나란하게 배열하되 인접하는 전극판(100)과는 극성을 서로 다르게 배열하게 된다.
예컨대, 첫 번째 전극판(100)에 (-)극성의 직류전류를 인가하게 되면, 두 번째로 배열되는 전극판(100)에는 (+)극성의 전류를 인가하게 되고, 그리고 세 번째 배열되는 전극판(100)에는 다시 (-)극성의 전류를 인가하는 방식이다.
여기서, 바람직하게는 상기 입수구(12) 및 출수구(14)는 각각 두 개로 형성되며, 상기 입수구(12)를 통해 유입된 원수는 극성에 따른 별개의 흐름을 가지질 수 있도록 제1유로(12a) 및 제2유로(12b)를 형성하게 된다. 이와 같은 전극판(100)의 구조를 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 전극판의 구성을 보여주는 분해사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 전극판에 형성된 유로를 보여주는 정면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 전극판(100)은 원수의 유입 또는 배출되는 유로로 사용될 수 있도록 적어도 두 개의 관통공(111)이 상부와 하부에 각각 형성되되 상, 하측이 상기 관통공(111) 중 어느 하나와 선택적으로 연통 형성된 개구부(113)가 마련되는 몸체블록(110)과, 상기 개구부(113)에 결합되며 (+) 또는 (-)극성의 전류를 인가받아 유입된 원수를 전기분해해주는 전극부재(120)와, 상기 전극부재(120)를 몸체블록(110)에 고정해주는 고정부재(130)를 포함하여 구성된다.
이 경우 상기 개구부(113)에 결합되는 전극부재(120)는 관통공(111)을 통해 유입되는 원수를 수납할 수 있도록 소정의 공간을 형성해줌과 아울러 원수의 체류시간을 증가시켜 효율적인 전기분해가 이루어질 수 있도록 메쉬(Mesh) 형태로 형성된다. 여기서, 바람직하게는 상기 전극부재(120)는 용이한 전기분해가 이루어질 수 있도록 백금 티타늄 재질로 형성된다. 이러한 전극부재(120)는 상측에 돌출형성된 돌기부(121)가 후술할 전원공급부(50)와 전기적으로 연결되어 직류 전류를 공급받게 된다.
한편, 상기 전극판(100)의 상, 하부에 각각 형성된 관통공(111)과 개구부(113)의 연통구조에 의해 유입되는 원수는 (+), (-)극성에 따른 서로 다른 흐름을 형성하게 된다. 예를 들면, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 첫 번째로 배치되는 전극판(100)은 상부 및 하부에 형성된 각각 두 개의 관통공(111) 중 상부 좌측의 관통공(111a)과 하부 우측의 관통공(111d)이 개구부(113)와 연통되어 제1유로(12a)를 형성하게 된다. 그리고 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 그 다음으로 배치되는 전극판(100)은 상부 우측의 관통공(111b)과 하부 좌측의 관통공(111c)이 개구부(113)와 연통되어 제2유로(12b)를 형성하는 방식으로 반복되게 연결된다.
이러한 방식으로 복수의 전극판(100)이 순차적으로 결합됨에 따라 입수구(12)를 통해 유입된 원수가 제1유로(12a) 및 제2유로(12b)를 통해 (+), (-)극성에 따른 별개의 흐름으로 전기분해가 이루어질 수 있도록 제1전해조(20)를 형성할 수 있게 된다. 즉, 상기 제1유로(12a)는 (-) 전극판(100) 만을 통과하게 되고, 제2유로(12b)는 (+) 전극판(100) 만을 통과하면서 전기분해가 이루어지게 됨에 따라 각각 알칼리수 및 산성수를 얻을 수 있게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 양극판 및 음극판 사이에 개재되는 패킹을 보여주는 분해사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 유로전환용 격막의 분해사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 전극판(100)과 전극판(100) 사이에는 기밀을 유지할 수 있도록 패킹(140)이 개재된다. 제2유로(12b)를 형성한 전극판(100)의 경우를 예로 들어보면, 상기 패킹(140)은 전극판(100)의 상부 및 하부에 구비된 각각 2개의 관통공(111) 중 상부 우측 관통공(111b)과 하부 좌측 관통공(111c) 및 개구부(113)를 하나로 연결하는 폐곡선 형태로 연결되고, 상부 좌측 관통공(111a)과 하부 우측 관통공(111d)은 따로 감싸는 형태로 되어 있다.
또한, 제1유로(12a)를 형성한 전극판(100)에 개재되는 패킹(140)은 제2유로(12b)에 개재된 패킹(140)의 경우와 좌우 대칭인 형상으로 형성되어 전극판(100) 사이에 개재된다.
한편, 다시 도 2를 참조하면, 상기 제1전해조(20)의 후방으로 제2전해조(30)가 더 구비된다.
상기 제2전해조(30)는 제1전해조(20)를 통해 1차로 전기분해된 전해수를 다시 한번 전기분해하여 강 산성수와 강 알칼리수를 생성해주는 것으로, 이러한 제2전해조(30)는 제1전해조(20)와 마찬가지로 극성이 서로 다른 두 개 이상의 전극판(100)이 순차적으로 나란하게 배열되어 이루어진다.
이 경우 상기 제1전해조(20)의 (-) 전극판(100)에서 전기분해된 알칼리수는 제1유로(12a)를 통해 제2전해조(30)의 (-) 전극판(100)으로, 상기 제1전해조(20)의 (+) 전극판(100)에서 전기분해된 산성수는 제2유로(12b)를 통해 제2전해조(30)의 (+) 전극판(100)으로 유입된다. 이와 같이 제2전해조(30)로 유입되어 2차 전해과정을 거쳐 생성된 강 산성수와 강 알칼리수는 두 개의 출수구(14)를 통해 외부로 배출 저장된다.
이와 같은 구조의 상기 제1, 2전해조(20)(30)는 유로전환용 격막(40)을 통해 한정된 공간 내에서 서로 연결된다.
도 7을 참조하면, 상기 유로전환용 격막(40)은 제1전해조(20)를 통해 생성되어 배출되는 전해수의 유로를 하측에서 상측으로 전환해줌과 아울러 제2전해조(30)와 직렬로 연결해줄 수 있도록 한 일종의 연결수단이다. 이러한 상기 유로전환용 격막(40)은 전극판(100)과 동일한 크기인 한 쌍의 제1판넬(41)과 제2판넬(43)이 서로 접합되어 이루어진다. 이 경우 상기 제1판넬(41)의 하부 일측에는 제1, 2유로(12a)(12b)와 각각 연결되는 두 개의 유입구(41a)가 관통형성되고, 제2판넬(43)의 상부 일측에는 두 개의 배출구(43a)가 관통형성된다. 그리고 상기 제1, 2판넬(41)(43)의 접합면에는 유입구(41a)와 배출구(43a)를 이어주는 유로홈(43b)이 형성된다.
여기서, 상기 유로전환용 격막(40)은 유로를 하부에서 상부로 전환해주는 경우를 일례로 들었으나, 경우에 따라 유로를 상측에서 하측으로 전환해줄 수 있도록 구조를 변경할 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 멀티형 전해조(1)에는 제1전해조(20) 및 제2전해조(30)에 내삽된 복수의 전극판(100)에 서로 다른 극성의 직류 전원을 공급해주는 전원공급부(50)가 구비된다.
이와 같은 구조의 멀티형 전해조(1)를 조립하는 순서를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 기밀을 위한 고무 패킹(140)이 사이 사이에 개재된 복수의 전극판(100)을 일렬로 정렬하는 형태로 제1, 2전해조(20)(30)를 각각 형성하고, 제1, 2전해조(20)(30)의 사이에 유로를 전환해주는 유로전환용 격막(40)을 개재한 다음, 상기 제1, 2전해조(20)(30)의 전, 후면에 전방커버(11)와 후방커버(13)를 배치함과 아울러 이를 체결수단(미도시)을 이용하여 체결하면 멀티형 전해조(1)의 조립이 완료된다.
한편, 상기 유로전환용 격막(40)을 이용하여 제2전해조(30)의 후방으로 또 다른 전해조(미도시)를 직렬로 결합하여 연결하는 방식으로 두 개 이상의 전해조를 구성할 수도 있음은 물론이다.
그러면, 이상과 같은 구성의 본 발명의 멀티형 전해조 구조의 작용에 대하여 설명해 보기로 한다.
먼저, 입수구(12)를 통해 제1전해조(20)의 내부로 유입된 원수는 제1, 2유로(12a)(12b)를 통해 극성이 서로 다른 두 개 이상의 전극판(100)을 통과하게 되면서 1차적으로 전기분해과정을 거치게 된다.
이 경우 (-) 극성인 제1유로(12a)를 통과하는 원수는 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 칼륨(K), 나트름(Na) 이온 등의 양이온은 음극에 끌어 당겨짐과 아울러 (-) 극성의 전극부재(120)에 의해 전기분해되면서 수산화이온(OH-) 및 용존 수소(H2)가 많아지게 되면서 pH7 이상인 알칼리성의 알칼리수가 생성된다.
그리고 (+) 극성인 제2유로(12b)를 통과하는 원수의 경우에는 염화물, 탄산, 유산, 질산 이온 등의 음이온이 양극으로 끌어 당겨짐과 아울러 (+) 극성의 전극부재(120)에 의해 전기분해되면서 수소이온(H+), 음이온 및 용존 산소(O2) 등이 많아지게 되면서 pH7 이하인 산성의 산성수가 생성된다.
이처럼 상기 제1전해조(20)를 통해 1차로 전기분해되어 생성된 전해수(알칼리수와 산성수)는 유로전환용 격막(40)에 의해 제2전해조(30)의 상측으로 다시 유입되어 2차적으로 전기분해과정을 거치게 된다.
이상과 같이 원수가 유입된 후 1, 2차에 걸친 전기분해과정을 거치게 되면 pH10.5 이상의 강 알칼리수와, pH4 이하의 강 산성수를 각각 얻을 수 있게 된다. 이와 같은 과정으로 생성된 강 산성수와 강 알칼리수는 두 개의 출수구(14)를 통해 외부로 배출 저장된다.
이상에서는 본 발명의 멀티형 전해조(1)는 입수구(12)를 통해 유입된 원수를 상측에서 하측으로 이동시켜주는 구조로 제1,2유로(12a)(12b)를 형성하였으나, 입수된 원수의 체류시간을 증가시켜 보다 효율적인 전기분해가 이루어질 수 있도록 상기 원수를 하측에서 상측으로 이동시켜주는 구조로 제1, 2유로(12a)(12b)를 변경하여 형성할 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 제1, 2전해조(20)(30)를 구성하는 전극판(100)의 개수는 필요에 따라 복수개가 더 결합되어 사용될 수 있다.
이처럼 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.
본 발명에 의한 멀티형 전해조 구조는 유로전환용 격막을 이용하여 한정된 공간 내에서 복수의 전해조를 용이하게 설치가능하고, 1차로 전기분해된 전해수를 2차로 다시 한번 전기분해 해 줌으로써 강 알칼리수 및 강 산성수를 얻을 수 있으므로, 산업상 이용가능성이 인정된다.

Claims (3)

  1. 전방 상측에 적어도 두 개의 입수구가 형성되고, 후방 하측에 상기 입수구의 개수에 대응되게 출수구가 형성되는 본체하우징;
    상기 입수구를 통해 유입되는 원수를 1차로 전기분해하여 산성수와 알칼리수를 생성할 수 있도록 내부에 극성이 서로 다른 두 개 이상의 전극판이 순차적으로 직렬연결되는 제1전해조;
    상기 제1전해조를 통해 생성된 전해수를 2차로 전기분해하여 강 산성수와 강 알칼리수를 생성할 수 있도록 내부에 극성이 서로 다른 두 개 이상의 전극판이 순차적으로 직렬연결되는 제2전해조;
    상기 제1전해조와 제2전해조의 사이에 개재되어 상기 제1전해조를 통해 생성되어 배출되는 전해수의 유로를 하측에서 상측으로 전환해줌과 아울러 상기 제2전해조와 직렬로 연결해주게 되는 유로전환용 격막; 및
    상기 전극판과 전기적으로 연결되어 직류 전원을 공급해주게 되는 전원공급부;를 포함하여 구성되되,
    상기 전극판은 원수의 유입 또는 배출되는 유로로 사용할 수 있도록 적어도 두 개의 관통공이 상부와 하부에 각각 형성되되 상, 하측이 상기 관통공 중 어느 하나와 선택적으로 연통 형성된 개구부가 마련되는 몸체블록과, 상기 개구부에 결합되며 (+) 또는 (-)극성의 전류를 인가받아 유입된 원수를 전기분해해주되 원수의 체류시간을 증가시킬 수 있도록 메쉬 형태로 형성된 백금 티타늄 재질의 전극부재와, 상기 전극부재를 몸체블록에 고정해주는 고정부재를 포함하여 구성되고,
    상기 유로전환용 격막은 상기 전극판과 동일한 크기인 한 쌍의 제1판넬과 제2판넬이 서로 접합되어 이루어지되, 상기 제1판넬의 하부 일측에는 상기 유로와 연결되는 두 개의 유입구가 관통형성되고, 제2판넬의 상부 일측에는 두 개의 배출구가 관통형성되며, 상기 제1, 2판넬의 접합면에는 상기 유입구와 배출구를 이어주는 유로홈이 형성되어 이루어진 것을 포함하는 멀티형 전해조 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극판은,
    첫 번째로 배치되는 전극판은 상부 및 하부에 형성된 각각 두 개의 관통공 중 상부 좌측의 관통공과 하부 우측의 관통공이 상기 개구부와 연통되어 제1유로를 형성하고,
    그 다음으로 배치되는 전극판은 상부 우측의 관통공과 하부 좌측의 관통공이 개구부와 연통되어 제2유로를 형성하는 방식으로 반복되게 연결되는 것을 포함하여,
    상기 입수구를 통해 유입된 원수가 상기 제1유로 및 제2유로를 통해 (+), (-)극성에 따른 별개의 흐름으로 전기분해가 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 멀티형 전해조 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전극판과 전극판 사이에는 기밀을 유지할 수 있도록 패킹이 개재된 것을 더 포함하는 멀티형 전해조 구조.
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