WO2023191215A1 - 가전용 전극살균 모듈 - Google Patents

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WO2023191215A1
WO2023191215A1 PCT/KR2022/016633 KR2022016633W WO2023191215A1 WO 2023191215 A1 WO2023191215 A1 WO 2023191215A1 KR 2022016633 W KR2022016633 W KR 2022016633W WO 2023191215 A1 WO2023191215 A1 WO 2023191215A1
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fluid
case
electrode plate
electrode
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PCT/KR2022/016633
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Inventor
김용환
이상록
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(주)성창사
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    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F2001/46152—Electrodes characterised by the shape or form

Definitions

  • the present invention relates to an electrode sterilization module, and more specifically, by applying a voltage to a plurality of electrodes, chlorine ions contained in water are electrolyzed and converted into a sterilizing material, and this is used to sterilize without the need to add a separate sterilizing agent.
  • This relates to an electrode sterilization module for home appliances using electrolysis that can produce water.
  • the demand for sterilized water is increasing.
  • the use of sterilized water for washing water used for washing foods such as fruits and vegetables, and for water used in humidifiers and bidets is increasing.
  • water purification is generally performed using a variety of filters
  • sterilization is mainly performed using chemical sterilants, mainly chlorine-based, or sterilization devices using ozone, ultraviolet rays, ultrasonic waves, etc.
  • an electrode sterilization module using electrolysis which electrolyzes chlorine ions contained in water and uses them as sterilizing water.
  • the electrode sterilization module has multiple partitions installed inside to delay and stagnate the flow of water, and can produce sterilizing water in real time by electrolyzing water through multiple electrode units. Accordingly, it has an advantage over existing devices because it has a simple structure and does not require a separate disinfectant.
  • the electrode sterilization module using electrolysis has the advantage of being able to convert continuously flowing water into sterilizing water by electrolyzing it.
  • the present invention was created to solve the above problems, and produces excellent sterilizing water with high sterilizing power without increasing the size and power consumption of the electrode sterilizing module, and improves the sealing power to prevent leakage and contamination of the sterilizing water.
  • the problem is to provide a sterilization module.
  • the problem is to provide an electrode sterilization module that can improve sterilization power by controlling the flow of fluid inside and discharged from the electrode sterilization module.
  • the problem is to provide an electrode sterilization module using electrodes with reduced content of expensive metals such as iridium and platinum.
  • an electrode unit including at least one positive electrode plate and at least one negative electrode plate, each having a terminal extending from one end of the positive electrode plate and the negative electrode plate to have a narrower width than the positive electrode plate and the negative electrode plate;
  • a case in which the electrode unit is accommodated a water outlet formed at one end of the case to discharge the fluid to the outside, and a water outlet formed at the other end of the case to discharge the fluid to the outside, and the electrode unit is formed at the other end of the case.
  • a body portion including an open lid fastening end to be inserted into the case;
  • a lid coupled to the lid fastening end and having an inlet that is a passage through which the fluid flows into the body and a terminal passage portion for allowing the terminal to protrude to the outside; a terminal sealing member sealing between the terminal passage portion and the terminal to prevent the fluid from leaking through the terminal passage portion; and a sealing cap installed on the lid to pressurize the terminal sealing member.
  • It provides an electrode sterilization module, including a plurality of electrode guide grooves formed in the case to guide the electrode plates to be inserted at predetermined intervals.
  • sterilizing water can be obtained without increasing the size and power consumption of the electrode sterilizing module.
  • excellent sterilizing water can be obtained by controlling the flow of fluid.
  • leakage and contamination of sterilizing water of the electrode sterilizing module can be prevented.
  • price competitiveness can be secured by using electrodes with reduced content of expensive metals such as iridium and platinum.
  • Figure 1 is an exploded perspective view of an electrode sterilization module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows an electrode sterilization module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a cross-sectional view of an electrode sterilization module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 shows the lid and sealing cap portion of the electrode sterilization module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 shows a cross-sectional view of the body cut along BB in Figure 1.
  • Figure 6 shows a cross-sectional view of the body cut along CC in Figure 1.
  • FIGS 7, 8, and 9 show the electrode portion of the electrode sterilization module according to each embodiment of the present invention.
  • Figure 10 shows the configuration of the water outlet of the electrode sterilization module according to each embodiment of the present invention.
  • 'upper' or 'lower' are relative concepts established from the observer's viewpoint. If the observer's viewpoint is different, 'upper' may mean 'lower', and 'lower' may mean 'upper'. It could mean.
  • Figure 1 is an exploded perspective view of an electrode sterilization module according to an embodiment of the present invention.
  • the electrode sterilization module 1 includes a body portion 100, an electrode portion 200, a lid 300, and a sealing cap 600.
  • the body portion 100 accommodates the electrode portion 200 so that the fluid flowing into the body portion 100 can be sterilized by the electrode portion 200 to which a voltage is applied, and allows a certain amount of the fluid to remain for a certain time. It includes a case 120 in which a space is formed.
  • the body portion 100 has a water outlet 110 formed at one end so that the fluid sterilized inside the case 120 can be discharged to the outside, and is formed at the other end of the case 120, so that the electrode portion 200 is formed in the case ( 120) It includes a lid fastening end 130 that is open so that it can be inserted inside.
  • the electrode unit 200 includes one or more positive electrode plates 220 and one or more negative electrode plates 210 in the form of a plate extending to a predetermined length in order to sterilize the introduced fluid, and one of the positive electrode plates 220 and the negative electrode plates 210
  • Each terminal includes a terminal 201 extending from the end to have a narrower width than the positive electrode plate 220 and the negative electrode plate 210.
  • two positive electrode plates 220 and one negative electrode plate 210 formed of a predetermined length and width are arranged side by side so that they can be inserted into the case 120 of the body 100, and the two positive electrode plates 220 ) One negative electrode plate 210 is disposed between them. Additionally, the positive electrode plate 220 and the negative electrode plate 210 are inserted into the case 120 while maintaining a predetermined gap so as not to contact each other. As the fluid is injected into a predetermined gap between the positive electrode plate 220 and the negative electrode plate 210 and convects between the electrodes, electrolysis occurs by the positive electrode plate 220 and the negative electrode plate 210 to which a voltage is applied, thereby enabling sterilization.
  • the electrode unit 200 is formed by selecting one or more of ruthenium (Ru), palladium (Pd), tantalum (Ta), iridium (Ir), titanium (Ti), and platinum (Pt) on the surface of a titanium (Ti) plate. It includes a catalyst layer, and the thickness of the catalyst layer may be 0.1 to 5.0 ⁇ m. In addition, the catalyst layer is 0 ⁇ 9:0 ⁇ 9:0 ⁇ 9:0 ⁇ of ruthenium (Ru), palladium (Pd), tantalum (Ta), iridium (Ir), titanium (Ti), and platinum (Pt). It is composed of a weight ratio of 9:1 to 9 and can improve the supply and demand of raw materials and price competitiveness by using electrodes with reduced expensive metal content while maintaining sterilizing power.
  • the lid 300 is coupled to the lid fastening end 130 of the body 100 and serves to prevent the electrode unit 200 from leaking out from the inside of the case 120.
  • a lid sealing member 400 in the form of an elastic O-ring may be installed.
  • the lid 300 is formed with an inlet 310, which is a passage for fluid, through which fluid can be introduced into the body 100 while the body 100 is sealed with the lid 300.
  • the lid 300 is blocked to prevent the fluid injected into the body 100 through the inlet 310 from escaping to parts other than the outlet 110, and the terminal 201 passes through the terminal so that it protrudes through the lid 300. It may further include parts (FIG. 4, 330a, 330b). This will be explained in detail with reference to Figure 4, which will be described later.
  • a terminal sealing member 500 including a penetrating portion made of an elastic material may be installed to seal the terminal 201 and the terminal passing portion (330a, 330b in Fig. 4).
  • the sealing cap 600 is installed on the lid 300, and pressurizes and secures the terminal sealing member 500 installed on the lid 300 to prevent the fluid from leaking out through the terminal passing part (FIG. 4, 330a, 330b). Seal it. Additionally, the terminal 201 includes a terminal port (FIG. 4, 621a, 621b) so that the terminal 201 can protrude through the sealing cap 600. This will be explained in detail with reference to Figure 4, which will be described later.
  • Figure 2 shows an electrode sterilization module according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a cross-sectional view of the electrode sterilization module according to an embodiment of the present invention.
  • the vertical direction of the electrode sterilization module 1 shown in FIGS. 2 and 3 is arbitrary, and the arrangement direction of the electrode sterilization module 1 is not limited.
  • FIGS. 2 and 3 show the directions in which fluid flows in and out.
  • the electrode sterilization module 1 has one or more positive electrode plates (not shown) and one or more negative electrode plates 210 inserted and seated inside the case 120 through the lid fastening end 130 of the body 100, and the positive electrode plate (not shown) is inserted into the case 120. ) and the terminal 201 of the negative plate 210 are coupled to the lid fastening end 130 at the protruding position to prevent the positive plate (not shown) and the negative plate 210 from coming out from the inside of the case 120. block it At this time, the lid sealing member 400 is inserted between the lid fastening end 130 and the lid 300 to increase the sealing force.
  • the terminal 201 may protrude through the lid 300.
  • the first terminal sealing member 510 and the second terminal sealing member 520 are positioned so as to pass through the terminal 201 and touch the upper part of the lid 300, and a sealing cap 600 is mounted thereon to seal the first terminal.
  • the member 510 and the second terminal sealing member 520 can be pressed so that they do not come off.
  • the electrode sterilization module 1 which has a structure in which the above-described components are combined, allows fluid to be introduced into the body 100 only through the inlet 310 formed in the lid 300, and the fluid introduced into the body 100 The fluid passes through the electrode portion (not shown) located inside the case 120 and flows out only through the water outlet 110 formed at one end of the body 100. All other parts are sealed to prevent fluid from flowing out or entering. Structures that do not exist may be applied.
  • the electrode unit passes through the lid 300 and the sealing cap 600 and is connected to an external device (not shown) for applying voltage through a protruding portion, so that voltage can be applied to the electrode unit.
  • Figure 4 shows the lid and sealing cap portion of the electrode sterilization module according to an embodiment of the present invention.
  • the lid 300 may be formed in a space corresponding to the shape of the sealing cap 600 so that the sealing cap 600 can be coupled thereto.
  • the lid 300 may have a fastening groove 340 formed at a position corresponding to the fastening protrusion 610 formed on one surface of the sealing cap 600 so that the lid 300 can be firmly fastened to the sealing cap 600.
  • the lid 300 may be provided with terminal passing portions 330a and 330b so that the terminal (FIG. 1, 201) protrudes through the lid 300.
  • the terminal passing portions 330a and 330b are formed to correspond to the number, shape and location of the terminals (FIGS. 1 and 201) so that the terminals (FIGS. 1 and 201) can pass through.
  • sealing mounting portions 320a and 320b on which the terminal sealing member 500 can be mounted may be further formed on the lid 300 adjacent to the terminal passing portions 330a and 330b. Accordingly, the sealing force is improved to prevent fluid from leaking through the terminal passing portions 330a and 330b.
  • an inlet 310 is formed between the terminal passage portions 330a and 330b to penetrate the lid 300 and through which fluid passes.
  • the water inlet 310 may extend higher than the height of the lid. Accordingly, a fluid supply part such as a hose can be easily fastened to the water inlet 310.
  • the terminal sealing member 500 may have a shape corresponding to the sealing mounting portions 320a and 320b, and may have a shape corresponding to the shape of the terminal (FIG. 1, 201) so that the terminal (FIG. 1, 201) can pass through. Sealing member penetrating portions 501a and 501b may be formed.
  • the terminal sealing member 500 includes a first terminal sealing member 510 in which one terminal sealing member penetrating portion 501a is formed and a second terminal sealing member 520 in which one or more terminal sealing member penetrating portions 501b are formed. ) may be included.
  • the sealing cap 600 includes an inlet passage portion 630 through which the inlet port 310 can pass.
  • the sealing cap 600 has recessed portions 620a and 620b formed at positions corresponding to the sealing mounting portions 320a and 320b. Accordingly, the terminal sealing member 500 disposed between the bottom of the recessed portions 620a and 620b and the sealing mounting portions 320a and 320b is pressurized to prevent the terminal sealing member 500 from being separated and improve the sealing force, thereby preventing fluid It is possible to prevent leakage through the terminal passing portions 330a and 330b.
  • Terminal openings 621a and 621b are formed in the recessed portions 620a and 620b, so that the terminals (FIG. 1, 201) can pass through the sealing cap 600 and protrude out of the sealing cap 600. Accordingly, an external device (not shown) for applying voltage to the terminal (FIG. 1, 201) can be easily combined.
  • terminal protrusions 622 may be further formed in the recessed portions 620a and 620b.
  • the terminal block protrusion 622 may be formed in a suitable form for fastening with an external device (not shown) for applying voltage to the terminal (FIG. 1, 201), and whether or not the terminal block protrusion 622 is formed or the terminal Depending on the shape of the sphere protrusion 622, it can help visually distinguish between the cathode and the anode, thereby improving convenience of use.
  • Figure 5 shows a cross-sectional view of the body cut along BB in Figure 1.
  • the case 120 of the body part 100 has a positive plate (200) of the electrode part ( Figure 1, 200).
  • An electrode guide groove 140 may be formed so that the electrode plate (FIG. 1, 220) and the negative electrode plate (FIG. 1, 210) can be inserted at a predetermined distance apart so as not to contact each other, and the electrode guide groove 140 is connected to the positive electrode plate (FIG. 1, 210). It can be formed as many as the number of cathode plates (FIG. 1, 220) and negative electrode plates (FIG. 1, 210).
  • Figure 6 shows a cross-sectional view of the body cut along CC in Figure 1.
  • the case 120 of the body portion 100 may be formed with a case inner surface 121a facing the wide surface of the electrode portion 200.
  • the fluid flowing into the body portion 100 generates a flow, and at this time, the fluid comes into contact with the case inner surface 121a and the electrode portion 200.
  • irregularities 122 are further formed on the inner surface of the case 121b to generate more vortices of the fluid in the case 120, thereby increasing the flow of the fluid between the positive electrode plate and the negative plate.
  • the amount of sterilization can be increased.
  • the height of the irregularities 122 formed on the inner surface of the case 121b may be formed to a size that does not reach the electrode part, and the pattern of the irregularities 122 may be formed regularly or irregularly.
  • FIGS 7, 8, and 9 show the electrode portion of the electrode sterilization module according to each embodiment of the present invention.
  • the positive electrode plate protrusion 222 is formed at the connection between the positive electrode plate 220a and the positive plate terminal 221a.
  • the positive plate groove 223 may be formed at a position corresponding to the positive plate protrusion 222 at the connection between another positive plate 220b and the positive plate terminal 221b.
  • electrical contact can be formed between the positive plate 220a and another positive plate 220b, and between the positive plate terminal 221a and another positive plate terminal 221b.
  • the position and spacing can be maintained in a preset state.
  • the positive electrode plate protrusion 222 and the positive electrode plate groove 223 may be omitted.
  • protrusions 230 may be further formed on the surfaces of the electrode plates, that is, the positive electrode plate 220c, another positive electrode plate 220d, and the negative electrode plate 210a. Accordingly, a vortex of fluid is generated on the surfaces of the positive electrode plate 220c, another positive plate 220d, and the negative electrode plate 210a, and the contact area is increased, thereby increasing the amount of sterilization of the fluid.
  • the height of the protrusions 230 formed on the surfaces of the positive electrode plate 220c, another positive electrode plate 220d, and the negative electrode plate 210a are formed at a size that does not touch each other, and the pattern of the protrusions 230 can be formed regularly or irregularly. there is.
  • the electrode plate that is, the positive electrode plate 220e, another positive electrode plate 220f, and the negative electrode plate 210b may further have a mesh 240 formed at the center. Accordingly, the fluid can penetrate the positive electrode plate 220e, another positive electrode plate 220f, and the negative electrode plate 210b, thereby increasing the contact between the fluid and the electrode plate, thereby increasing the amount of sterilization of the fluid.
  • Figure 10 shows the water outlet portion of the electrode sterilization module according to each embodiment of the present invention.
  • it may include a nozzle portion 111a in the form of a tube formed in a passage connecting the case 120a and the water outlet 110a.
  • a nozzle portion 111a in the form of a tube formed in a passage connecting the case 120a and the water outlet 110a.
  • the nozzle portion 111b formed in the passage connecting the case 120b and the water outlet 110b has a diameter that gradually decreases from the case 120b to the water outlet 110b. You can. Accordingly, the fluid flowing out from the case 120b to the water outlet 110b can be discharged without swirling around the water outlet 110b, thereby improving the speed of the fluid discharged through the water outlet 110b.
  • the water outlet 110c may further include a static mixer member 112 therein. Accordingly, the fluid is mixed by the static mixer member 112 as it passes through the water outlet 110c, so that sterilizing water of homogeneous quality can be continuously discharged.
  • the flow rate can be controlled to change as the fluid flowing out through the water outlet 110c passes through the static mixer member 112, and the amount and speed of the fluid flowing out can be adjusted by applying various shapes of the static mixer member 112. It can be adjusted to suit your purpose.
  • Electrode sterilization module 100 Body part
  • Static mixer member 120, 120a, 120b Case
  • 210, 210a, 210b negative plate 211: negative plate terminal
  • first terminal sealing member 520 second terminal sealing member
  • 620a, 620b depression 621a, 621b: terminal port
  • Terminal port projection 630 Inlet passage part

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Abstract

하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판을 포함하되, 상기 양극판 및 상기 음극판의 일 말단에서 상기 양극판 및 상기 음극판 보다 좁은 폭을 갖도록 연장되는 단자를 각각 갖는 전극부; 내부에 유입된 유체가 살균된 후 외부로 배출되기 위해, 상기 전극부가 수용되는 케이스, 상기 케이스 일 말단에 형성되어 상기 유체가 외부로 배출되도록 하는 출수구, 및 상기 케이스 타 말단에 형성되어 상기 전극부가 상기 케이스 내로 삽입되도록 개방된 형태의 뚜껑 체결단을 포함하는 몸체부; 상기 뚜껑 체결단에 결합되되, 상기 유체가 상기 몸체부로 유입되는 통로인 입수구 및 상기 단자가 외부로 돌출되도록 하기 위한 단자 통과부가 형성된 뚜껑; 상기 단자 통과부를 통해 상기 유체가 유출되지 않도록 상기 단자 통과부와 상기 단자 사이를 밀봉하는 단자 실링 부재; 및 상기 뚜껑에 설치되되, 상기 단자 실링 부재를 가압하는 실링 캡; 을 포함하는, 전극 살균모듈을 제공한다.

Description

가전용 전극살균 모듈
본 발명은 전극살균 모듈에 관한 것으로, 더 상세하게는 다수의 전극에 전압을 인가하여 물에 포함되어 있는 염소이온이 전기분해 시켜 살균물질로 변환시키고, 이를 이용하여 별도로 살균제를 투입할 필요없이 살균수를 제조할 수 있는 전기분해를 이용한 가전용 전극살균 모듈에 관한 것이다.
최근 일반 가정에서도 일반 용수에 대하여 보다 깨끗하고 고품질의 수질을 추구하고, 다양한 용도에 따라 적합하게 처리된 용수를 사용하려는 니즈가 커지고 있다. 이에 따라 상수도를 통해 공급되는 수돗물을 정수 및 살균 장치를 활용하여 처리 후 이용하려는 가정이 늘어나고 있고, 이에 따른 다양한 제품이 출시되고 있다.
특히 살균 처리된 용수에 대한 요구가 늘어나고 있는데, 예를 들어, 과일, 채소 등 음식의 세척에 사용하는 세정수, 가습기나 비데 등에 사용하는 용수에 살균 처리된 용수를 사용하는 경우가 늘어나고 있다.
이에 따라 다양한 정수 및 살균 작용을 하는 장치가 제시되고 있다. 예를 들어, 일반적으로 정수 작용은 여러가지 다양한 필터 등을 이용하여 이루어지며, 살균 작용은 주로 염소계로 대표되는 화학적 살균제를 사용하거나, 오존, 자외선, 초음파 등을 이용하는 살균장치들에 의해 이루어지고 있다.
그러나, 이러한 종래의 살균장치는 화학적 살균제를 사용하는 경우 살균제를 추가로 첨가하여 살균을 하기 때문에 여과공정을 부가적으로 실시하여야 하며, 오존이나 자외선 등을 발생시키는 별도의 살균장치를 사용하는 경우에는 구조가 복잡하고 제조비가 상승되는 단점이 있다.
이러한 단점을 개선한 살균장치로, 물에 포함되어 있는 염소이온을 전기분해하여, 살균수로 이용하는 전기분해를 이용한 전극살균 모듈이 제공되고 있다. 전극살균 모듈은 내부에 다수의 격벽을 설치하여 물의 유동을 지연, 정체시키면서 다수 전극부에 의해 물을 전기분해하여 실시간으로 살균수를 생산할 수 있다. 이에 따라, 단순한 구조와 별도의 살균제를 필요로 하지 않아 기존의 장치 대비 이점이 있다. 특히 전기분해를 이용한 전극살균 모듈은 연속적으로 유입되는 물을 전기분해시켜 살균수로 만들 수 있는 장점이 있다.
그러나, 연속적으로 유입되는 물을 전기분해시켜 우수한 살균수로 만들기 위해서는, 효과적인 전극을 사용해야 하고, 전극살균 모듈 내부에 물이 적정한 시간동안 체류하여 충분히 살균될 수 있어야 하며, 살균이 오래 걸리지 않도록 해야 하는 기술적 난점이 있다. 이를 해결하기 위해 전극살균 모듈 내부의 전극의 크기와 수량을 증가시키는 방법이 있으나, 이에 따라 장치의 크기도 비례하여 커지게 되는 문제점이 있으며, 전극에 투입되는 전력이 증가하는 문제가 발생된다. 또한, 전기분해를 위한 전극판에 이리듐, 백금 등으로 구성된 코팅층을 구비한 전극을 사용하게 되는데, 이러한 금속은 고가 라는 문제점이 있다. 또한, 종래에는 전극을 코팅하는 방법 또한 페인팅이나 드롭캐스팅으로 제작함에 따라 과다한 시간과 비용을 필요로 한다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 전극살균 모듈의 크기 및 전력사용을 증가시키지 않고 높은 살균력의 우수한 살균수를 제조하고, 밀폐력을 향상시켜 살균수의 누수 및 오염을 방지하는 전극살균 모듈을 제공하는 것을 해결과제로 한다.
또한, 전극살균 모듈 내부 및 배출되는 유체의 유동을 제어하여 살균력을 향상시킬 수 있는 전극살균 모듈을 제공하는 것을 해결과제로 한다.
또한, 이리듐, 백금 등 고가의 금속 함량이 저감된 전극이 적용된 전극살균 모듈을 제공하는 것을 해결과제로 한다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판을 포함하되, 상기 양극판 및 상기 음극판의 일 말단에서 상기 양극판 및 상기 음극판 보다 좁은 폭을 갖도록 연장되는 단자를 각각 갖는 전극부; 내부에 유입된 유체가 살균된 후 외부로 배출되기 위해, 상기 전극부가 수용되는 케이스, 상기 케이스 일 말단에 형성되어 상기 유체가 외부로 배출되도록 하는 출수구, 및 상기 케이스 타 말단에 형성되어 상기 전극부가 상기 케이스 내로 삽입되도록 개방된 형태의 뚜껑 체결단을 포함하는 몸체부; 상기 뚜껑 체결단에 결합되되, 상기 유체가 상기 몸체부로 유입되는 통로인 입수구 및 상기 단자가 외부로 돌출되도록 하기 위한 단자 통과부가 형성된 뚜껑; 상기 단자 통과부를 통해 상기 유체가 유출되지 않도록 상기 단자 통과부와 상기 단자 사이를 밀봉하는 단자 실링 부재; 및 상기 뚜껑에 설치되되, 상기 단자 실링 부재를 가압하는 실링 캡; 을 포함하고, 상기 케이스에는 상기 전극판이 소정 간격으로 삽입되도록 가이드하는 복수의 전극 가이드 홈이 형성된, 전극 살균모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극살균 모듈의 크기 및 전력사용을 증가시키지 않고 살균수를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유체의 유동을 제어하여 우수한 살균수를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극살균 모듈의 살균수의 누수 및 오염을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이리듐, 백금 등 고가의 금속 함량이 저감된 전극을 사용하여 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극살균 모듈의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극살균 모듈을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극살균 모듈의 단면도를 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극살균 모듈의 뚜껑 및 실링캡 부를 나타낸 것이다.
도 5는 도 1에서 BB를 따라 절취한 몸체부의 단면도를 나타낸 것이다.
도 6은 도 1에서 CC를 따라 절취한 몸체부의 단면도를 나타낸 것이다.
도 7, 도 8 및 도 9는 본 발명의 각 실시예에 따른 전극살균 모듈의 전극부를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 각 실시예에 따른 전극살균 모듈의 출수구 구성을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명이 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 내용을 더 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다.
본 명세서에서 일 요소가 다른 요소 '좌' 또는 '우'에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 '좌' 또는 '우'에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다.
본 명세서에서, '상부' 또는 '하부' 라는 용어는 관찰자의 시점에서 설정된 상대적인 개념으로, 관찰자의 시점이 달라지면, '상부' 가 '하부'를 의미할 수도 있고, '하부'가 '상부'를 의미할 수도 있다.
이하 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 전극살균 모듈을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극살균 모듈의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 전극살균 모듈(1)은, 몸체부(100), 전극부(200), 뚜껑(300) 및 실링캡(600)을 포함한다.
몸체부(100)는 전압이 인가되는 전극부(200)에 의해 몸체부(100)에 유입된 유체가 살균될 수 있도록 전극부(200)가 수용되고 일정량의 상기 유체가 일정 시간동안 머무를 수 있도록 공간이 형성된 케이스(120)를 포함한다.
또한 몸체부(100)는 케이스(120) 내부에서 살균된 유체가 외부로 배출될 수 있도록 일 말단에 형성된 출수구(110)와 케이스(120)의 타 말단에 형성되어 전극부(200)가 케이스(120) 내부로 삽입될 수 있도록 개방된 형태의 뚜껑 체결단(130)을 포함한다.
전극부(200)는 유입된 유체를 살균하기 위해, 소정 길이로 연장된 판 형태의 하나 이상의 양극판(220) 및 하나 이상의 음극판(210)을 포함하되, 양극판(220) 및 음극판(210)의 일 말단에서 양극판(220) 및 음극판(210) 보다 좁은 폭을 갖도록 연장되는 단자(201)를 각각 포함한다.
예를 들어 몸체부(100)의 케이스(120) 내부로 삽입될 수 있도록 소정의 길이와 폭으로 형성된 두개의 양극판(220) 과 하나의 음극판(210)이 나란하게 배치되되, 두개의 양극판(220) 사이에 하나의 음극판(210)이 배치된다. 또한 양극판(220)과 음극판(210)이 서로 접촉하지 않도록 소정의 간격을 유지하여 케이스(120)에 삽입된다. 양극판(220)과 음극판(210) 사이의 소정의 간격에 상기 유체가 투입되고 전극 사이를 대류 함에 따라 전압이 인가된 양극판(220)과 음극판(210)에 의해 전기분해가 일어나 살균될 수 있다.
전극부(200)는 티타늄(Ti) 플레이트(plate) 표면에 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 탄탈늄(Ta), 이리듐(Ir), 티타늄(Ti) 및 백금(Pt) 중 하나 이상 선택되는 촉매층을 포함하되, 상기 촉매층의 두께는 0.1~5.0 ㎛ 로 형성될 수 있다. 또한, 상기 촉매층은 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 탄탈늄(Ta), 이리듐(Ir), 티타늄(Ti) 및 백금(Pt) 의 0~9 : 0~9 : 0~9 : 0~9 : 1~9 중량비로 구성되어 살균력을 유지하면서 고가의 금속 함량이 저감된 전극을 사용하여 원자재의 수급을 개선하고 가격 경쟁력을 개선할 수 있다.
뚜껑(300)은 몸체부(100)의 뚜껑 체결단(130)과 결합하여 전극부(200)가 케이스(120) 내부에서 유출되지 않도록 막아주는 역할을 한다. 이때 뚜껑 체결단(130)과 뚜껑(300) 사이의 밀폐력을 향상시키기 위하여 탄성 재질의 오링 형태인 뚜껑 실링 부재(400)가 설치될 수 있다.
또한 뚜껑(300)에는 몸체부(100)가 뚜껑(300)으로 밀봉된 상태에서 유체가 몸체부(100)로 투입될 수 있도록 하는 유체의 통로인 입수구(310)가 형성된다.
뚜껑(300)은 입수구(310)를 통하여 몸체부(100)에 투입된 유체가 출수구(110) 이외의 부분으로 빠져나오지 못하도록 막혀 있되, 단자(201)가 뚜껑(300)을 통과하여 돌출되도록 단자 통과부(도 4, 330a, 330b)를 더 포함할 수 있다. 이는 후술할 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. 이때 단자(201)와 단자 통과부(도 4, 330a, 330b)의 밀봉을 위하여 탄성 재질의 관통부를 포함하는 단자 실링 부재(500)가 설치될 수 있다.
실링캡(600)은 뚜껑(300)에 설치되되, 뚜껑(300)에 설치된 단자 실링 부재(500)를 가압하여 고정시켜 단자 통과부(도 4, 330a, 330b)를 통하여 상기 유체가 유출되지 않도록 밀봉한다. 또한 단자(201)가 실링캡(600)을 통과하여 돌출될 수 있도록 단자구(도 4, 621a, 621b)를 포함한다. 이는 후술할 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극살균 모듈을 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극살균 모듈의 단면도를 것이다.
도 2 및 도 3에 도시된 전극살균 모듈(1)의 상하 방향은 임의적인 것이며, 전극살균 모듈(1)의 배치 방향은 제한되지 않는다.
도 2 및 도 3을 참조하면 전극살균 모듈(1)의 각 부분의 결합관계를 확인할 수 있다. 또한 도 2 및 도 3의 화살표 방향은 유체가 유입 및 배출되는 방향을 도시한 것이다.
전극살균 모듈(1)은 몸체부(100)의 뚜껑 체결단(130)을 통하여 하나 이상의 양극판(미도시)과 하나 이상의 음극판(210)이 케이스(120) 내부에 삽입되어 안착되고, 양극판(미도시)과 음극판(210)의 단자(201)가 돌출된 뚜껑 체결단(130) 위치에 뚜껑(300)을 결합하여 양극판(미도시)과 음극판(210)이 케이스(120) 내부에서 빠져나오지 않도록 막는다. 이때 뚜껑 체결단(130)과 뚜껑(300) 사이에 뚜껑 실링 부재(400)가 삽입되어 밀폐력을 증가시킬 수 있다.
단자(201)는 뚜껑(300)을 통과하여 돌출될 수 있다. 이때, 제1 단자 실링 부재(510) 및 제2 단자 실링 부재(520)가 단자(201)를 통과하여 뚜껑(300) 상부에 닿도록 위치하고 그 위로 실링캡(600)이 장착되어 제1 단자 실링 부재(510), 제2 단자 실링 부재(520)가 이탈하지 않도록 가압할 수 있다.
전술한 구성들이 결합된 구조의 전극살균 모듈(1)은 뚜껑(300)에 형성된 입수구(310)를 통해서만 유체가 몸체부(100) 내부로 투입될 수 있고, 몸체부(100) 내부로 투입된 상기 유체는 케이스(120) 내부에 위치한 전극부(미도시)를 통과하여 몸체부(100) 일 말단에 형성된 출수구(110)를 통해서만 유출되는 것으로, 이외의 부분은 모두 밀폐되어 유체가 유출되거나 유입되지 않는 구조가 적용될 수 있다.
전극부(미도시)는 뚜껑(300)과 실링캡(600)을 통과하여 돌출된 부분을 통해서 전압을 인가하기 위한 외부 장치(미도시)와 연결되어 전극부에 전압이 인가될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극살균 모듈의 뚜껑 및 실링캡 부를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 뚜껑(300)은 실링캡(600)이 결합될 수 있도록 실링캡(600)의 형상에 대응되는 공간히 형성될 수 있다. 또한 뚜껑(300)은 실링캡(600)과 견고하게 체결될 수 있도록 실링캡(600)의 일 면에 형성된 체결 돌기(610)에 대응되는 위치에 체결 홈(340)이 형성될 수 있다.
뚜껑(300)은 단자(도 1, 201)가 뚜껑(300)을 통과하여 돌출되도록 단자 통과부(330a, 330b)가 마련될 수 있다. 단자 통과부(330a, 330b)는 단자(도 1, 201)가 통과할 수 있도록 단자(도 1, 201)의 개수, 형상 및 위치에 대응되도록 형성된다. 또한 뚜껑(300)에는 단자 통과부(330a, 330b)에 인접하여 단자 실링 부재(500)가 장착될 수 있는 실링 장착부(320a, 320b)가 더 형성될 수 있다. 이에 따라 밀폐력이 향상되어 단자 통과부(330a, 330b)를 통해 유체가 유출되지 않도록 할 수 있다.
또한 뚜껑(300)에는 단자 통과부(330a, 330b) 사이에 뚜껑(300)을 관통하도록 형성되어 유체가 통과하는 입수구(310)가 형성된다. 이때 입수구(310)는 뚜껑의 높이보다 높게 연장될 수 있다. 이에 따라 호스와 같은 유체 공급 부분이 입수구(310)에 용이하게 체결될 수 있다.
단자 실링 부재(500)는 실링 장착부(320a, 320b)에 대응되는 형태를 가질 수 있고, 단자(도 1, 201)가 통과할 수 있도록 단자(도 1, 201)의 형상에 대응되는 형태의 단자 실링 부재 관통부(501a, 501b)가 형성될 수 있다. 또한 단자 실링 부재(500)는 하나의 단자 실링 부재 관통부(501a)가 형성되는 제1 단자 실링 부재(510)와 하나 이상의 단자 실링 부재 관통부(501b)가 형성되는 제2 단자 실링 부재(520) 가 포함될 수 있다.
실링캡(600)은 입수구(310)가 통과할 수 있도록 입수구 통과부(630)를 포함한다.
또한 실링캡(600)은 실링 장착부(320a, 320b)에 대응되는 위치에 함몰부(620a, 620b)가 형성된다. 이에 따라 함몰부(620a, 620b)의 저면과 실링 장착부(320a, 320b) 사이에서 배치되는 단자 실링 부재(500)가 가압되어 단자 실링 부재(500)의 이탈을 방지하고 밀폐력을 향상시켜, 유체가 단자 통과부(330a, 330b)를 통해 유출되지 않도록 할 수 있다.
함몰부(620a, 620b)에는 단자구(621a, 621b)가 형성되어 단자(도 1, 201)가 실링캡(600)을 통과하여 실링캡(600) 외부로 돌출될 수 있다. 이에 따라 단자(도 1, 201)에 전압을 인가하기 위한 외부 장치(미도시)를 용이하게 결합할 수 있다.
또한 함몰부(620a, 620b)에는 단자구 돌기(622)가 더 형성될 수 있다. 단자구 돌기(622)는 단자(도 1, 201)에 전압을 인가하기 위한 외부 장치(미도시)와 체결되기 위한 적합한 형태로 형성될 수 있으며, 단자구 돌기(622)의 형성 여부나, 단자구 돌기(622)의 형상에 따라 음극과 양극의 육안 구별을 도울 수 있어 사용의 편이성이 향상될 수 있다.
도 5는 도 1에서 BB를 따라 절취한 몸체부의 단면도를 나타낸 것이다.
도 5 (a) 및 도 5(a)에서 AA를 따라 취한 절단면을 나타낸 도 5(b)를 참조하면, 몸체부(100)의 케이스(120)에는 전극부(도 1, 200)의 양극판(도 1, 220)과 음극판(도 1, 210)이 서로 접촉하지 않도록 소정 간격이 이격된 상태로 삽입될 수 있도록 전극 가이드 홈(140)이 형성될 수 있고, 전극 가이드 홈(140)은 양극판(도 1, 220)과 음극판(도 1, 210)의 개수만큼 형성될 수 있다.
도 6은 도 1에서 CC를 따라 절취한 몸체부의 단면도를 나타낸 것이다.
도 1 및 도 6 (a)를 참조하면, 몸체부(100)의 케이스(120)에는 전극부(200)의 넓은 면과 마주하는 케이스 내면(121a)이 형성될 수 있다. 몸체부(100)로 유입된 유체는 흐름이 발생하는데, 이때 유체는 케이스 내면(121a) 및 전극부(200)와 접촉하게 된다.
예를 들어, 도 6 (b)와 같이 케이스 내면(121b)에 요철(122)이 더 형성되어, 케이스(120) 내 상기 유체의 와류를 더욱 많이 발생시켜 상기 양극판과 상기 음극판 사이에서 상기 유체의 살균량을 증가시킬 수 있다. 이 때 케이스 내면(121b)에 형성된 요철(122)의 높이는 전극부에 닿지 않는 크기로 형성될 수 있으며, 요철(122)의 패턴은 규칙적으로 또는 불규칙적으로 형성될 수 있다.
도 7, 도 8 및 도9 은 본 발명의 각 실시예에 따른 전극살균 모듈의 전극부를 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 예를 들어 양극판(220a)과 또 다른 양극판(220b) 사이에 음극판(210)이 배치될 경우, 양극판(220a)과 양극판 단자(221a)의 연결부에 양극판 돌기(222)가 형성될 수 있고, 또 다른 양극판(220b)과 양극판 단자(221b)의 연결부에 양극판 돌기(222)와 대응되는 위치에 양극판 홈(223)이 형성될 수 있다. 양극판 돌기(222)와 양극판 홈(223)이 결합됨에 따라 양극판(220a)과 또 다른 양극판(220b) 사이의 전기적 접촉을 형성할 수 있으며, 양극판 단자(221a)와 또 다른 양극판 단자(221b) 사이의 위치와 간격을 미리 설정된 상태로 유지할 수 있다. 한편, 양면이 모두 코팅된 양극판(220a)과 또 다른 양극판(220b)이 적용되는 경우 양극판 돌기(222) 및 양극판 홈(223)이 생략될 수 있다.
도 8을 참조하면, 전극판, 즉, 양극판(220c)과 또 다른 양극판(220d) 및 음극판(210a)은 표면에 돌기(230)가 더 형성될 수 있다. 이에 따라, 양극판(220c)과 또 다른 양극판(220d) 및 음극판(210a) 표면에서 유체의 와류를 발생시키고 접촉 면적을 증가시켜 상기 유체의 살균량을 증가시킬 수 있다. 이 때 양극판(220c)과 또 다른 양극판(220d) 및 음극판(210a) 표면에 형성된 돌기(230)의 높이는 서로 닿지 않는 크기로 형성되며, 돌기(230)의 패턴은 규칙적으로 또는 불규칙적으로 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 전극판, 즉, 양극판(220e)과 또 다른 양극판(220f) 및 음극판(210b)은 중심부에 메쉬(240)가 더 형성될 수 있다. 이에 따라, 유체가 양극판(220e)과 또 다른 양극판(220f) 및 음극판(210b)을 관통할 수 있게 되어, 유체와 상기 전극판의 접촉을 증가시켜 상기 유체의 살균량을 증가시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 각 실시예에 따른 전극살균 모듈의 출수구 부분을 나타낸 것이다.
도 10(a)를 참조하면 케이스(120a)와 출수구(110a)가 연결된 통로에 형성되는 관 형태의 노즐부(111a)를 포함할 수 있다. 노즐부(111a)의 크기를 조절하여 케이스(120a)에서 유출되는 유체의 양 및 속도를 조절할 수 있다.
예를 들어 도 10(b)를 참조하면 케이스(120b)와 출수구(110b)가 연결된 통로에 형성되는 노즐부(111b)는 케이스(120b)에서 출수구(110b)로 갈수록 직경이 점차 감소하는 형태일 수 있다. 이에 따라 케이스(120b)에서 출수구(110b)로 유출되는 유체가 출수구(110b) 부근에서 와류되지 않고 배출시킬 수 있어, 출수구(110b)를 통해 배출되는 유체의 속도를 향상시킬 수 있다.
또한 도 10(c)를 참조하면 출수구(110c)는 내부에 스태틱 믹서 부재(112)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라 유체가 출수구(110c)를 통과하면서 스태틱 믹서 부재(112)에 의해 혼합되어 균질한 품질의 살균수가 지속적으로 배출되도록 할 수 있다. 또한, 출수구(110c)를 통해 유출되는 유체가 스태틱 믹서 부재(112)를 통과하면서 유속이 변경되도록 제어할 수 있으며, 다양한 스태틱 믹서 부재(112)의 형태를 적용하여 유출되는 유체의 양 및 속도를 목적에 부합하도록 조절할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
예를 들어, 도면은 이해를 돕기 위해 각각의 구성요소를 주체로 하여 모식적으로 나타낸 것으로, 도시된 각 구성요소의 두께, 길이, 개수 등은 도면 작성의 진행상, 실제와 다를 수 있다. 또한, 상기의 실시형태에서 나타낸 각 구성요소의 재질이나 형상, 치수 등은 한 예로서, 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 효과에서 실질적으로 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.
부호의 설명
1 : 전극살균 모듈 100 : 몸체부
110, 110a, 110b, 110c : 출수구 111a, 111b : 노즐부
112 : 스태틱 믹서 부재 120, 120a, 120b : 케이스
121a, 121b : 케이스 내면 122 : 요철
130 : 뚜껑 체결단 140 : 전극 가이드 홈
200 : 전극부 201 : 단자
210, 210a, 210b: 음극판 211 : 음극판 단자
220, 220a, 220b, 220c, 220d, 220e, 220f : 양극판
221, 221a, 221b : 양극판 단자 222 : 양극판 돌기
223 : 양극판 홈 230 : 돌기
240 : 메쉬 300 : 뚜껑
310 : 입수구 320a, 320b : 실링 장착부
330a, 330b : 단자 통과부 340 : 체결 홈
400 : 뚜껑 실링 부재 500 : 단자 실링 부재
501a, 501b : 단자 실링 부재 관통부
510 : 제1 단자 실링 부재 520 : 제2 단자 실링 부재
600 : 실링캡 610 : 체결 돌기
620a, 620b : 함몰부 621a, 621b : 단자구
622 : 단자구 돌기 630 : 입수구 통과부

Claims (7)

  1. 유입된 유체를 살균하기 위해, 소정 길이로 연장된 판 형태의 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판을 포함하되, 상기 양극판 및 상기 음극판의 일 말단에서 상기 양극판 및 상기 음극판 보다 좁은 폭을 갖도록 연장되는 단자를 각각 갖는 전극부;
    내부에 유입된 유체가 살균된 후 외부로 배출되기 위해, 상기 전극부가 수용되는 케이스, 상기 케이스 일 말단에 형성되어 상기 유체가 외부로 배출되도록 하는 출수구, 및 상기 케이스 타 말단에 형성되어 상기 전극부가 상기 케이스 내로 삽입되도록 개방된 형태의 뚜껑 체결단을 포함하는 몸체부;
    상기 뚜껑 체결단에 결합되되, 상기 유체가 상기 몸체부로 유입되는 통로인 입수구 및 상기 단자가 외부로 돌출되도록 하기 위한 단자 통과부가 형성된 뚜껑;
    상기 단자 통과부를 통해 상기 유체가 유출되지 않도록 상기 단자 통과부와 상기 단자 사이를 밀봉하는 단자 실링 부재; 및
    상기 뚜껑에 설치되되, 상기 단자 실링 부재를 가압하는 실링 캡;
    을 포함하고,
    상기 케이스에는 상기 전극판이 소정 간격으로 삽입되도록 가이드하는 복수의 전극 가이드 홈이 형성된, 전극 살균모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 양극판 및 상기 음극판은 메쉬를 포함하여 상기 유체의 살균량을 증가시키는, 전극 살균모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 양극판 및 상기 음극판은 표면에 돌기가 형성되어 상기 케이스 내 상기 유체의 와류를 유도하고 상기 전극부와의 접촉 면적을 증가시켜 상기 유체의 살균량을 증가시키는, 전극 살균모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이스와 상기 출수구가 연결된 통로에 형성되는 관 형태의 노즐부를 더 포함하되, 상기 노즐부는 상기 케이스에서 상기 출수구로 연장될수록 직경이 점차 감소하는 형태인, 전극 살균모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 출수구 내측에 배치된 스태틱 믹서 부재를 더 포함하는, 전극 살균모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 양극판과 상기 음극판은 티타늄(Ti) 플레이트(plate) 표면에 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 탄탈늄(Ta), 이리듐(Ir), 티타늄(Ti) 및 백금(Pt) 중 하나 이상 선택되는 촉매층을 포함하되, 상기 촉매층의 두께는 0.1~5.0 ㎛ 로 형성되는, 전극 살균모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 촉매층은 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 탄탈늄(Ta), 이리듐(Ir), 티타늄(Ti) 및 백금(Pt) 의 0~9 : 0~9 : 0~9 : 0~9 : 1~9 중량비로 구성되는, 전극 살균모듈.
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