KR101768119B1 - 전기분해 수처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수의 전극을 각각 하나의 양극과 음극으로 연결하여 모듈화하여 설비를 간소화시키면서도 인가전류효율은 향상시키며, 물과 부스바의 접촉을 차단시켜 종래의 동 부스바가 산화되어 녹아 내리면서 발생되던 여러 문제점을 사전에 방지할 수 있는 전기분해 수처리장치를 제공한다.

Description

전기분해 수처리장치{ELECTROLYTIC WATER TREATMENT SYSTEM}
본 발명은 전기분해 수처리장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다수의 전극을 각각 하나의 양극과 음극으로 연결하여 인가전류효율을 향상시키며, 물과 부스바의 접촉을 차단시켜 종래의 동 부스바가 산화되어 녹아 내리면서 발생되던 여러 문제점을 사전에 방지할 수 있도록 한 전기분해 수처리장치에 관한 것이다.
수처리의 한 방법으로 전기분해 방식이 있다.
종래의 전기분해 수처리장치는 다수의 전극을 부스바(bus bar)로 연결하여 전류를 인가시키는 방식을 사용한다. 이때, 상기 부스바는 인가 전류량의 손실 없이 전류를 전달하기 위하여 전류전달효율이 우수한 동(copper)를 주로 사용한다.
그러나, 상기 동 재질의 부스바는 전류전달효율은 우수하지만 예컨대 해수와 같은 환경에서는 양극 부분에 설치된 동 부스바가 산화되어 녹아 내리는 현상이 발생하여 양극이 서로 연결되지 못하고 탈락되는 문제점이 있었다. 또한, 상기 동 부스바는 전류 인가시 저항으로 작용하므로 용량이 큰 장치에서는 사용되는 부스바의 개수만큼 인가전류효율이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 위와 같이 양극의 산화작용이 지속적으로 발생하여 동이 용액 속으로 용융되면 처리수가 독성을 갖게 되고 이에 식수나 각종 동식물 및 어류 사육수 처리시에 큰 문제가 될 수 있다.
국내공개특허공보 제10-2013-0101795호 국내공개실용신안공보 제20-2012-0001516호
본 발명의 목적은, 인가전류효율을 향상시키며, 해수와 부스바의 접촉을 차단시켜 종래의 동 부스바가 산화되어 녹아 내리면서 발생되던 여러 문제점을 해결할 수 있는 전기분해 수처리장치를 제공하려는 것이다.
본 발명에 의한 전기분해 수처리장치는, 전극모듈이 장착된 전해챔버와, 상기 전극모듈에 구비된 양극 및 음극에 전원을 공급하는 정류기를 포함하는 전기분해 수처리장치에 있어서, 상기 전극모듈은 복수의 양극 및 음극이 번갈아 적층되며, 상기 복수의 양극은, 상기 전해챔버 외부로 노출되는 양극포트(port)를 각각 가지며, 상기 각각의 양극포트 사이에 개재되는 복수의 부스바(bus bar)에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 복수의 음극은, 상기 양극포트와 이격된 위치에서 상기 전해챔버 외부로 노출되는 음극포트를 각각 가지며, 상기 각각의 음극포트 사이에 개재되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 양극은, 양극 전기분해부와, 제1 관통공을 가지며 상기 양극 전기분해부의 폭 방향의 일 측면에서 돌출 형성되는 양극포트를 포함하며, 상기 음극은, 상기 양극 전기분해부와 오버랩되는 음극 전기분해부와, 제2 관통공을 가지며 상기 음극 전기분해부의 폭 방향의 일 측면에서 돌출 형성되는 음극포트를 포함하며, 상기 부스바는 상기 제1 또는 제2 관통공과 대응되는 제3 관통공을 가지며, 상기 복수의 제1 및 제3 관통공에 적층 방향을 따라 내삽되어 상기 복수의 양극을 전기적으로 연결하는 양극연결수단 및 상기 복수의 제2 및 제3 관통공에 적층 방향을 따라 내삽되어 상기 복수의 음극을 전기적으로 연결하는 음극연결수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 전극모듈이 장착된 전해챔버와, 상기 전극모듈에 구비된 양극 및 음극에 전원을 공급하는 정류기를 포함하는 전기분해 수처리장치에 있어서, 상기 전극모듈은 복수의 양극 및 음극이 번갈아 적층되며, 상기 양극은, 양극 전기분해부와, 제1 연결공을 가지며 상기 양극 전기분해부의 폭 방향의 일 측면에서 상기 전해챔버 외부로 돌출 형성되는 제1 양극포트와, 상기 제1 연결공 보다 큰 직경의 제2 연결공을 가지며 상기 양극 전기분해부의 폭 방향의 일 측면 중 상기 제1 양극포트와 길이방향을 따라 이격된 위치에서 상기 전해챔버 외부로 돌출 형성되는 제2 양극포트를 포함하며, 상기 음극은, 상기 양극 전기분해부와 오버랩되는 음극 전기분해부와, 상기 제2 연결공과 동일한 직경의 제3 연결공을 가지며 상기 음극 전기분해부의 폭 방향의 일 측면 중 상기 제1 양극포트와 대응되는 위치에서 상기 전해챔버 외부로 돌출 형성되는 제1 음극포트와, 상기 제1 연결공과 동일한 직경의 제4 연결공을 가지며 상기 음극 전기분해부의 폭 방향의 일 측면 중 상기 제2 양극포트와 대응되는 위치에서 상기 전해챔버 외부로 돌출 형성되는 제2 음극포트를 포함하며, 상기 복수의 제1 및 제3 연결공에 적층 방향을 따라 내삽되되 상기 제1 연결공과 동일한 직경으로 형성되어 상기 복수의 양극을 전기적으로 연결하는 양극연결수단 및 상기 복수의 제2 및 제4 연결공에 적층 방향을 따라 내삽되되 상기 제4 연결공과 동일한 직경으로 형성되어 상기 복수의 음극을 전기적으로 연결하는 음극연결수단을 더 포함하는 전기분해 수처리장치를 제공한다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 제1 양극포트와 상기 제1 음극포트 사이 및 상기 제2 양극포트와 상기 제2 음극포트 사이에 비도전성부싱이 각각 개재될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 양극 및 음극이 금속 플레이트(plate)로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 양극 및 음극이 금속 망(mesh)으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 다수의 양극과 음극을 포트 및 부스바를 이용하여 하나의 양극과 음극으로 각각 일원화하여 연결되도록 모듈화하여 장치의 구조 및 크기는 간소화하면서도 인가전류효율은 향상시킬 수 있다.
또한, 전극을 서로 연결하는 부스바가 배치되는 부분이 전해챔버 외부에 노출되도록 구성됨으로써 물과 부스바의 접촉이 완전히 차단되어 종래의 물과 동 재질의 부스바의 접촉에 의해 부스바가 산화되어 녹아 내리면서 발생되던 전극의 연결성 저하 및 탈락 현상과, 동이 용액 속에 용융되면서 처리수가 독성을 갖게 되던 문제점을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기분해 수처리장치의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 커버가 더 포함된 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기분해 수처리장치에서 전극모듈이 전해챔버 커버에 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 전해챔버 커버를 나타낸 저면도이다.
도 5는 도 3의 전극모듈을 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 3의 전극모듈에서 부스바를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6에서 양극 및 음극을 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기분해 수처리장치의 전극모듈 중에서 양극의 다른 실시 예를 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기분해 수처리장치의 전극모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9의 전극모듈에서 비도전성부싱을 나타낸 사시도이다.
도 11은 도 9의 전극모듈에 적용되는 전해챔버 커버를 나타낸 저면도이다.
도 12는 도 9에서 양극 및 음극을 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기분해 수처리장치의 전극모듈 중에서 양극 및 음극의 다른 실시 예를 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시 예는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기분해 수처리장치는, 전극모듈이 장착된 전해챔버(200)와, 상기 전극모듈에 구비된 양극(130) 및 음극(140)에 전원을 공급하는 정류기(미도시)를 포함한다. 여기서, 도면 부호 300은 상기 정류기를 통해 상기 전극모듈에 전류를 안전하게 인가시키기 위한 커버이며, 이 커버(300)는 몸체(310)와 후술하는 전극모듈 결합체에 결합하기 위한 플랜지부(320)를 포함한다.
상기 정류기의 전압은 인가 전류량에 따라 다르며 해수의 경우 10V 이하, 담수의 경우 15V 이하의 전압을 인가할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도면부호 100은 커버(110)에 전극모듈이 부착된 전극모듈 결합체를 나타낸다. 이러한 전극모듈 결합체(100)는 커버(110), 복수의 양극(130) 및 음극(140), 복수의 양극(130)과 음극(140)이 적층된 적층체의 저면을 지지하기 위한 받침부(120) 및 커버(100)와 받침부(120)를 연결하여 그 사이에 장착된 적층체가 분리되지 않도록 하는 지지부(121)를 포함한다. 이때, 커버(110), 받침부(120) 및 지지부(121)는 부도체 또는 절연체로 이루어져 양극(130)과 음극(140)이 전기적으로 접촉되어 쇼트가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
전해챔버(200)는 내부에 상기 전극모듈을 장착하기 위한 수용공간(211)이 마련되고, 길이 방향으로 양 측면에는 수용공간(211)과 연통되어 처리하고자 하는 물을 공급하는 처리수유입부(230)와 전기분해에 의해 살균 처리된 살균수를 배출시키는 살균수배출부(220)가 마련된다.
또한, 수용공간(211)의 개방된 면에는 복수의 나사공을 갖는 플랜지부(212)가 형성되며, 이 플랜지부(212)에 수용공간(211)을 커버하여 밀폐시키는 전극모듈 결합체(100)의 커버(110)가 복수의 볼트(410) 및 너트(420)에 의해 견고하게 결합된다.
이때, 커버(110)는 전기가 통하지 않는 부도체로 이루어지며, 예를 들어 플라스틱 계열의 폴리아미드(PA66) 등으로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 PA66은 플라스틱에 유리(glass) 소재가 함유된 수지 재료로서 내열성 및 TRO/해수 등에 대한 내식성이 우수한 특성을 가진다.
또한, 도 4를 참조하면, 커버(110)의 저면에는 양극포트(132) 및 음극포트(142)를 지지하기 위한 한 쌍의 포트지지부(113, 114)가 마련될 수 있다.
한편, 커버(110)는 양극포트(132) 및 음극포트(142)를 결합한 후 턱(112a)에 의해 마련된 에폭시 도포부(112)에 에폭시를 도포하고 2일 정도 상온에서 건조시키는 작업을 진행할 수 있다. 이러한 작업은 전해챔버(200) 내부에 흐르는 물의 압력으로 전해챔버(200) 외부로 누수가 발생되는 것을 차단하기 위한 것이며, 이에 복수의 양극(130) 및 음극(140)을 교차 배열하는 경우 각각의 전극이 서로 접촉할 때 발생하는 쇼트 현상을 사전에 예방할 수 있다.
이때, 상기 에폭시는 예를 들어 2액형 에폭시, 실리콘계열, 타르계열을 사용할 수 있다. 에폭시는 여름과 같이 온도가 높을 경우 굳을 때까지 시간이 많이 소요되고, 굳는다 하여도 물렁물렁 하는 등 경도가 떨어진다.
이에 본 실시 예에서, 양식장 등 비교적 낮은 TRO 농도 설정이 가능한 분야에서는 다른 물질과 혼합하여 사용할 수 있는 2액형 에폭시를 사용하여 내구성을 확보할 수 있다.
다만, 1,000암페어 이상 고전류를 사용하는 경우 등에서는 경화에 필요한 온도조절을 하여 타르계열의 에폭시를 사용할 수 있다. 다만, 상기의 사항은 하나의 예시이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 실시 예의 전극모듈에 대해 상세히 설명한다. 본 실시 예의 전극모듈은 전기적 연결부가 서로 엇갈리게 교차 배열되는 복수의 양극(130) 및 음극(140)과 복수의 부스바(bus bar: 90)를 포함한다.
양극(130)은, 수용공간(211)에 수용되는 양극 전기분해부(131)와, 제1 관통공(133)을 가지며 양극 전기분해부(131)의 폭 방향의 일 측면에서 돌출 형성되어 커버(110)에 형성된 제1 돌출공을 통해 전해챔버(200) 외부로 노출되는 양극포트(132)를 포함한다. 도면부호 134 및 135는 상하로 적층된 복수의 양극(130) 및 음극(140)을 부도체로 이루어진 볼트(191, 192)로 결합하기 위한 볼트공을 나타낸다.
음극(140)은 수용공간(211)에 수용되며 양극 전기분해부(131)와 오버랩되는 음극 전기분해부(141)와, 제2 관통공(143)을 가지며 길이방향으로 양극포트(142)와 이격된 위치에서 음극 전기분해부(141)의 폭 방향의 일 측면에서 돌출 형성되어 커버(110)에 형성된 제2 돌출공을 통해 전해챔버(200) 외부로 노출되는 음극포트(142)를 포함한다. 도면부호 144 및 145는 상하로 적층된 복수의 양극(130) 및 음극(140)을 부도체로 이루어진 볼트(191, 192)로 결합하기 위한 볼트공을 나타낸다.
이러한 양극(130) 및 음극(140)은 처리 대상이 되는 원수의 성상 및 현장 설치구역(Installation area), 요구단가 등에 따라 여러 형태로 형성될 수 있다. 예컨대, 양극(130) 및 음극(140)은, 도 7에 도시된 바와 같이 금속 플레이트(plate)로 형성될 수 있으며, 도 8에 도시된 바와 같이 금속 망(mesh)으로 형성될 수 있다.
이때, 양극(130') 및 음극(140')이 금속 망으로 형성되는 경우, 커버(110)의저면에 마련된 단턱(112a)을 보다 바깥쪽에 위치하도록 하여 에폭시 도포부(112)의 면적을 늘림으로써, 양극(130) 및 음극(140)이 금속 플레이트로 형성된 경우에 비해 커버(110) 저면에 도포되는 에폭시의 양을 늘려 양극(130') 및 음극(140')이 금속 망으로 이루어지더라도 커버(110) 저면에 견고하게 유지될 수 있도록 한다.
한편, 종래의 전기분해장치는 DSA(Dimension stable anode) 전극의 일환으로 염소 발생용 양극(Anode)를 주로 사용한다. 그러나, 본 실시 예에서는 기존 DSA전극과 달리 내식성을 강화하기 위하여 티타늄 소재를 사용할 수 있으며, 보다 많은 염소를 발생시키기 위하여 티타늄 베이스에 루테늄(Ruthenium) 및 이리듐(Iridium) 혼합용액을 코팅하여 형성될 수 있다.
이때, 용매는 에탄올을 사용하며 루테늄과 이리듐의 혼합 비율은 6~8:2~4의 부피비율이 바람직하며 더 바람직하게는 루테늄과 이리듐의 혼합비율은 7:3의 부피비율일 수 있다. 또한, 루테늄과 이리듐 혼합액 전체와 사용되는 엔탄올과의 부피비는 8.5~9.5:0.5~1.5 정도가 바람직하며, 더 바람직하게는 9:1일 수 있다. 한편, 상기 루테늄은 살균 목적 이외에 BOD 유발물질인 TN이나 TP를 제거하는 역할도 할 수 있다.
또한, 양극(130) 및 음극(140)의 크기는 장치의 유량 또는 인가 전류량에 따라 변경 될 수 있으며, 바람직하게 양극 전기분해부(131) 및 음극 전기분해부(132)의 크기가 가로와 세로의 비율이 3~7:1이 되도록 할 수 있다. 만약 상기 가로와 세로의 비율이 3:1 미만인 경우 배관을 두껍게 형성해야 하는 문제점이 발생할 수 있으며, 상기 가로와 세로의 비율이 7:1을 초과하는 경우 해수의 유속에 의해 양극(130) 및 음극(140)이 떨리면서 전기적 문제가 발생할 수 있다. 이 양극 전기분해부(131) 및 음극 전기분해부(141)의 가로와 세로의 비율은 바람직하게는 5:1일 수 있다.
부스바(90)는 음극포트(142)와 양극포트(132) 사이에 설치가 용이하도록 대체로 육면체 형상으로 이루어질 수 있으며, 중앙에 제1 또는 제2 관통공(133, 143)과 대응되는 직경을 갖는 제3 관통공(91)을 가질 수 있다. 이러한 부스바(90)는 복수의 양극포트(132)와 복수의 음극포트(142) 사이에 각각 개재되어 복수의 양극포트(132)와 복수의 음극포트(142)를 각각 전기적으로 연결한다.
또한, 부스바(90)는 표면에 니켈 도금을 수행할 수 있다. 이에 공기 중 수분에 의한 부식을 억제하여 전류전달효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 복수의 제1 및 제3 관통공(133, 91)에는 양극 및 음극(130, 140)의 적층 방향을 따라 상측으로부터 볼트(151)가 내삽되어 복수의 양극(130)을 전기적으로 연결한다. 이때, 볼트(151)의 단부가 노출되는 적층체의 하단에는 볼트(151)와 양극(130)들의 전기적 연결상태를 유지할 수 있도록 너트(152, 153)가 체결될 수 있다.
또한, 복수의 제2 및 제3 관통공(143, 91)에는 양극 및 음극(130, 140)의 적층 방향을 따라 상측으로부터 볼트(161)가 내삽되어 복수의 음극(140)을 전기적으로 연결한다. 이때, 볼트(161)의 단부가 노출되는 적층체의 하단에는 볼트(161)와 음극(140)들의 전기적 연결상태를 유지할 수 있도록 너트(162, 163)가 체결될 수 있다.
위와 같이 구성된 전기분해 처리수단은 유입된 물이 전극모듈의 양극 및 음극(130, 140)의 양극 전기분해부 및 음극 전기분해부(131, 141)를 통과할 때 아래 반응식 1에 의해 전위차를 통해 전기분해가 진행되게 된다.
[반응식 1]
<염소화>
NaCl → Na+ + Cl-
2Cl- → Cl2 + 2e-
Cl2 + H20 → HCl + HOCl
HOCl → H+ + OCl-
H2O → H+ + OH-
Na+ + OH- → NaOH
Cl2 + 2NaOH → NaOCl + NaCl + H2O
<브롬화>
HOCl + Br- → HOBr + Cl-
HOBr → H+ + OBr-
위 반응식 1에 의해 생성된 화학종 중 HOCl, OCl-, OH-, NaOCl, HOBr, OBr- 등의 산화물질을 총칭하여 TRO(Total residual oxidants)라고 하며, TRO는 각종 미생물을 살균 소독하게 된다. 또한, 이러한 전기분해시 양극 및 음극의 전위차에 의해 해수 내에 포함된 미생물 세포벽을 파괴하게 된다.
종래의 전극모듈은 모듈화가 이루어지지 않아 단위 면적당 허용전류량을 확보하기 위해서는 어쩔 수 없이 전극 하나의 크기가 커질 수 밖에 없다. 또한, 전기분해시 복수의 전극 모듈이 필요하며, 이에 각각의 전극마다 전선을 따로 체결해야 하는 불편함이 있다. 이 경우, 전선은 하나의 저항으로 작용하므로 전류전달효율을 떨어뜨리는 원인이 되어 전력사용량이 증가하게 된다.
본 실시 예에 따르면, 양극(130)과 음극(140)이 각각 하나의 라인으로 연결된 전극모듈 결합체(100)로 모듈화되어 전극 하나의 크기를 컴팩트화(compact)할 수 있으며, 최소의 전선 수로 장치를 구성하여 종래 다수의 전선에 의한 문제점을 해소할 수 있다. 또한, 전극모듈을 전해챔버(100)에 결합 및 탈착시키기 용이하여 장치의 설치, 교환 및 유지관리가 용이한 이점이 있다. 또한, 부스바(190)가 전해챔버(100) 외부에 위치함으로써, 물과의 접촉에 의한 부스바(190)의 부식의 우려도 방지할 수 있다.
도 9 내지 도 13에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기분해 수처리장치의 전극모듈이 도시되어 있다. 여기서, 전해챔버 등의 구조는 앞서 설명한 일 실시 예와 유사하므로 중복을 피하기 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 9 내지 도 13을 참조하면, 본 실시 예의 전극모듈은 복수의 양극(400), 복수의 음극(500)을 포함한다.
양극(400)은, 양극 전기분해부(410)와, 제1 연결공(431)을 가지며 양극 전기분해부(410)의 폭 방향의 일 측면에서 전해챔버(100) 외부로 돌출 형성되는 제1 양극포트(430)와, 제1 연결공(431) 보다 큰 직경의 제2 연결공(421)을 가지며 양극 전기분해부(410)의 폭 방향의 일 측면 중 제1 양극포트(430)와 길이방향을 따라 이격된 위치에서 전해챔버(100) 외부로 돌출 형성되는 제2 양극포트(420)를 포함한다. 이때, 제1 연결공(431)과 제2 연결공(421)의 크기는 1:1.5~2.5의 비율로 제작할 수 있으며, 바람직하게는 1:2의 비율로 제작할 수 있다.
음극(500)은, 양극 전기분해부(410)와 오버랩되는 음극 전기분해부(410)와, 제2 연결공(421)과 동일한 직경의 제3 연결공(531)을 가지며 음극 전기분해부(410)의 폭 방향의 일 측면 중 제1 양극포트(430)와 대응되는 위치에서 전해챔버(100) 외부로 돌출 형성되는 제1 음극포트(530)와, 제1 연결공(431)과 동일한 직경의 제4 연결공(521)을 가지며 음극 전기분해부(510)의 폭 방향의 일 측면 중 제2 양극포트(420)와 대응되는 위치에서 전해챔버(100) 외부로 돌출 형성되는 제2 음극포트(520)를 포함한다.
이때, 도 12에 도시된 바와 같이, 양극(400)의 양극 전기분해부(410)와 제1 및 제2 양극포트(430, 420)는 금속 플레이트(plate)로 형성될 수 있고, 음극(500)의 음극 전기분해부(510)와 제1 및 제2 음극포트(530, 520)도 금속 플레이트(plate)로 형성될 수 있다.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 다른 예로서, 양극(400')의 양극 전기분해부(410')와 제1 및 제2 양극포트(430', 420')는 금속 망(mesh)로 형성될 수 있고, 음극(500')의 음극 전기분해부(510')와 제1 및 제2 음극포트(530', 520')도 금속 망으로 형성될 수 있다.
또한, 복수의 제1 및 제3 연결공(431, 531)에는 양극 및 음극(400, 500)의 적층 방향을 따라 상측으로부터 볼트(161)가 내삽된다. 이때, 볼트(161)는 제1 연결공(431)과 동일한 직경으로 형성되어 제1 연결공(431)하고만 접촉되므로 복수의 양극(400)을 전기적으로 연결하게 된다. 이때, 볼트(161)의 단부가 노출되는 적층체의 하단에는 볼트(161)와 양극(400)들의 전기적 연결상태를 유지할 수 있도록 너트가 체결될 수 있다.
또한, 복수의 제2 및 제4 연결공(421, 521)에는 양극 및 음극(400, 500)의 적층 방향을 따라 상측으로부터 볼트(151)가 내삽된다. 이때, 볼트(151)는 제4 연결공(521)과 동일한 직경으로 형성되어 제4 연결공(521)하고만 접촉되므로 복수의 음극(500)을 전기적으로 연결하게 된다. 이때, 볼트(151)의 단부가 노출되는 적층체의 하단에는 볼트(151)와 음극(500)들의 전기적 연결상태를 유지할 수 있도록 너트가 체결될 수 있다.
이때, 제1 양극포트(430)와 제1 음극포트(530) 사이 및 제2 양극포트(420)와 제2 음극포트(520) 사이에는 비도전성부싱(600)이 각각 개재될 수 있다.
도 10을 참조하면, 비도전성부싱(600)은 제1 또는 제4 연결공(431, 521) 보다는 큰 직경의 중공부(630)를 가지며, 제2 또는 제3 연결공(421, 531)에 상측으로부터 끼워져 삽입되는 하부몸체(620)와, 양극포트와 음극포트 사이에 개재되어 갭(gap)을 유지하여 상하로 배치된 양극(400)과 음극(500)의 결합을 보다 견고하게 할 수 있도록 하부몸체(620) 보다 큰 플랜지 형상으로 된 상부몸체(610)를 포함할 수 있다.
또한, 이러한 비도전성부싱(600)은 전류가 통하지 않고, 공기 중 염분 농도가 높은 곳에서 내열성 및 내식성이 우수한 재질을 사용하는 것이 바람직하며, 예컨대 제작이 용이한 테프론, MC나일론(Mono Cast Nylon), ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene) 등의 재질을 상황에 맞게 사용할 수 있으며, 다만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
위와 같은 구성에 따르면, 본 실시 예에서는 종래 전기분해 수처리장치에 사용되던 부스바(90)가 아예 사용되지 않으므로, 종래의 부스바에 의한 문제점이 생길 수 있는 여지를 사전에 차단할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는, 전기분해를 하기 이전에 이산화탄소 미세기포 발생수단을 설치하여 처리수에 미립화된 이산화탄소 미세기포를 먼저 주입한 후 전기분해를 수행할 수 있다. 이 경우, 물의 pH가 낮아져 전기분해 효율이 상승될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다.
따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
90 ; 부스바
100 ; 전극모듈 결합체
110 ; 커버
130, 130' 400, 400'; 양극
131 ; 양극 전기분해부
132 ; 양극포트
141 ; 음극 전기분해부
142 ; 음극포트
140, 500, 500'; 음극
200 ; 전해챔버
600 ; 비도전성부싱

Claims (3)

  1. 개방된 면에 복수의 나사공을 갖는 플랜지부가 형성되고, 수용공간에 전극모듈이 장착되고, 길이 방향으로 서로 이격된 위치에 제1 및 제2 돌출공이 형성된 커버를 가지는며, 길이 방향으로 양 측면에 처리수유입부 및 살균수배출부가 각각 마련된 전해챔버와,; 상기 전극모듈에 구비된 양극 및 음극에 전원을 공급하는 정류기; 를 포함하는 전기분해 수처리장치에 있어서,
    상기 전극모듈은 복수의 양극 및 음극이 번갈아 적층되며, 상기 양극 및 음극이 적층된 적층체의 저면을 지지하는 받침부 및 상기 커버와 상기 받침부를 연결하여 적층체가 분리되지 않도록 하는 지지부를 포함하고,
    상기 커버는, 폴리아미드로 이루어지고, 복수의 볼트 및 너트에 의해 상기 전해챔버의 플랜지부와 결합되며, 저면에는 에폭시를 도포하여 누수발생과 양극 및 음극의 접촉을 방지할 수 있도록 턱에 의해 에폭시 도포부가 마련되고, 상기 에폭시 도포부에서 상기 제1 및 제2 돌출공과 대응되는 위치에 한 쌍의 포트지지부가 각각 마련되며,
    상기 복수의 양극은, 상기 전해챔버 외부로 노출되는 양극포트(port)를 각각 가지며, 상기 각각의 양극포트 사이에 개재되는 복수의 부스바(bus bar)에 의해 전기적으로 연결되며,
    상기 복수의 음극은, 상기 양극포트와 이격된 위치에서 상기 전해챔버 외부로 노출되는 음극포트를 각각 가지며, 상기 각각의 음극포트 사이에 개재되는 복수의 부스바(bus bar)에 의해 전기적으로 연결되고,
    상기 양극은, 티타늄 베이스에 에탄올을 용매로 한 루테늄 및 이리듐을 6~8:2~4의 부피비율로 혼합한 용액을 코팅하여 형성되고, 양극 전기분해부와, 제1 관통공을 가지며 상기 양극 전기분해부의 폭 방향의 일 측면에서 돌출 형성되어 상기 커버의 제1 돌출공을 통해 상기 전해챔버 외부로 노출된 부분이 상기 전해챔버의 수용공간과 격리되는 양극포트(port)를 포함하며,
    상기 음극은, 상기 양극 전기분해부와 오버랩되는 음극 전기분해부와, 제2 관통공을 가지며 상기 음극 전기분해부의 폭 방향의 일 측면에서 돌출 형성되어 상기 커버의 제2 돌출공을 통해 상기 전해챔버 외부로 노출된 부분이 상기 전해챔버의 수용공간과 격리되는 음극포트를 포함하며,
    상기 복수의 양극은 상기 각각의 양극포트(port) 사이에 개재되는 복수의 부스바(bus bar)에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 음극은 상기 각각의 음극포트 사이에 개재되는 복수의 부스바에 의해 서로 전기적으로 연결되며,
    상기 부스바는, 표면이 니켈 도금되고, 상기 양극포트의 전해챔버 외부로 노출된 부분 및 상기 음극포트의 전해챔버 외부로 노출된 부분과 대응되는 길이 및 폭을 가지고 두께방향으로 상기 제1 또는 제2 관통공과 대응되는 제3 관통공을 가지며,
    상기 복수의 제1 및 제3 관통공에 적층 방향을 따라 내삽되어 상기 복수의 양극을 전기적으로 연결하는 양극연결 볼트, 상기 복수의 제2 및 제3 관통공에 적층 방향을 따라 내삽되어 상기 복수의 음극을 전기적으로 연결하는 음극연결 볼트, 복수의 제1 및 제3 관통공을 관통하여 노출되는 상기 양극연결 볼트의 단부에 체결되는 제1 너트, 및 복수의 제2 및 제3 관통공을 관통하여 노출되는 상기 음극연결 볼트의 단부에 체결되는 제2 너트를 더 포함하는며,
    상기 양극 및 음극은, 상기 양극 전기분해부 및 음극 전기분해부의 가로와 세로의 비율이 3~7:1이 되도록 형성되고,
    상기 커버는, 상기 제1 및 제2 돌출공이 상기 커버의 길이 방향의 중심을 기준으로 양측으로 서로 대향된 위치에 각각 형성되는 전기분해 수처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 양극 및 음극이 금속 플레이트(plate)로 형성되는 전기분해 수처리장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 양극 및 음극이 금속 망(mesh)으로 형성되는 전기분해 수처리장치.
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