KR200425130Y1 - 거치형 전해소독수생성장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 거치형 전해소독수생성장치로서, 요식업소, 공공기관, 또는 축사 등에서 전해소독수를 생성하여 두고 필요할 때마다 뽑아 쓰거나, 배관으로 소독수를 필요한 곳에 공급하면서 사용하거나, 또는 분무기에 받아서 소독수를 필요한 곳에 분사하면서 사용할 수 있는 장치이다

본 고안인 거치형 전해소독수 생성장치는 크게 소독수발생기와 몸체로 구성된다. 소독수발생기는 소독수 생성에 필요한 전극을 포함한 전원장치를 구비하여 소독수를 생성한다. 이렇게 생성된 소독수를 콕을 통하여 뽑아서 사용하거나 배관라인을 통하여 필요한 곳에 공급하여 소독작업에 이용할 수 있다.

본 고안인 거치형 전해소독수생성장치는 건물의 옥상 등 유휴 장소에 설치하여 두고 사용할 수 있으며, 가격이 저렴하고, 소독력이 아주 높아 대규모 사업장, 축사, 또는 공공기관용으로 사용하기에 적당하다.

소독, 차아염소산나트륨, 전해, 거치형, 전극

Description

거치형 전해소독수생성장치{Installation Type Disinfectant Generator by Electrolysis}

도 1은 소독수생성장치의 평면도이다.

도 2는 소독수생성장치의 정면도이다.

도 3은 소독수생성장치의 상세 단면도이다.

도 4는 소독수발생기의 플랜지연결형 전원장치의 상세도이다.

도 5는 소독수발생기의 나사연결형 전원장치의 상세도이다.

도 6은 전기 및 신호 연결도이다.

도 7은 반응조가 분리된 소독수생성장치의 도면이다.

※ 도면의 주요 구성품 명칭

100 : 소독수발생기 200 : 몸체

110 : 용기 120 : 전원장치

210 : 프레임 220 : 표시조정부

230 : 전원공급기

본 고안인 거치형 소독수생성장치는 건물의 옥상 등에 설치하여 대량의 소독수를 간단히 생성시키는 장치에 관한 것이다.

현대는 인구가 밀집하여 생활하고 있고, 집단 급식과 매식이 잦으며, 교통의 발달로 인구의 이동이 크다. 이에 따라서 세균성 전염병이 자주 발생하고, 광역화되고 있는 추세에 있고, 이러한 여건에서 위생의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 이와 같은 생활여건에 따라 현재 여러 종류의 소독수 생성장치가 개발되어 사용되고 있다.

국내특허 10-0443894(살균소독수 생성장치)는 소량의 식염을 첨가한 물에 전해반응을 일으켜 차아염소산나트륨(NaOCl)을 생성시켜 소독수를 생성하는 방법을 취하고 있고, 국내특허 10-0465858(야체및 식기류 살군 세척시스템)은 소량의 식염을 첨가한 물에 전해반응을 일으켜 차아염소산(HClO)을 생성시켜 소독수를 생성하는 방법을 취하고 있고, 국내특허 10-0671052(수중방전을 이용한 살균소독수 생성장치)는 전기 방전으로 물속에 과산화수소 및 활성산소를 생성시켜 소독수를 생성하는 방법을 취하고 있고, 국내실용신안 20-0323948(살균소독수 생성장치)는 물을 약산성 강산화수로 만들어 소독수를 생성하고 있는데, 그 효과가 의심스러운 것도 있다.

상기와 같은 소독수 발생장치들은 모두 필요할 때마다 소독수를 생성하여 사 용하는 것으로, 미리 소독수를 생성하여 두고 필요할 때마다 사용하기에 번거로움이 있다. 그리고, 소독수 생성에 필요한 원수의 공급과 식염의 투입을 모두 수작업으로 하여야 하는 관계로 소독수 생성이 불편하다. 그리고 장비의 가격이 아주 고가이다.

상기한 바와 같이 종래의 소독수발생장치들은 모두 운용이 불편하고, 또한 고가인 것으로서, 사용이 불편하다. 그리고, 기기의 종류에 따라 살균의 효과가 미심쩍은 것도 있다.

이에 소독수를 미리 대량으로 생성하여 두고, 필요할 때마다 취수하여 사용할 수 있고, 조작과 사용이 간편하며, 유지비용이 저렴한 소독수발생장치가 요구된다. 그리고, 이러한 소독수발생장치는 그 고유의 기능인 살균효과가 확실하여야 한다.

본 고안인 거치형 전해소독수생성장치는 구조가 간단하여 설치가 용이하고, 사용이 편리하고, 단시간에 필요한 량의 소독수를 간편하게 생성할 수 있으며, 유지관리가 용이하며, 살균효과가 확실한 소독수생성장치를 구현하기 위하여 개발되었다.

본 고안인 거치형 전해소독수생성장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 소 독수발생기(100)와 몸체(200)로 구성된다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 소독수발생기는 소독수를 담는 용기(110) 와 전극을 포함한 전원장치(120)로 구성된다. 그리고 몸체(200)는 프레임(210), 표시조정부(220), 전원공급기(230), 그리고 외부전기 인입선(240)으로 구성된다.

이 소독수발생장치의 하나의 실시예의 구성은 다음과 같다.

소독수발생기의 용기(110)는 사각 또는 원통 형상으로 제작된다. 용기(110)의 재질은 어떤 것이나 상관이 없으나, 소독수의 주요성분인 차아염소산나트륨 및 부수적으로 소량 발생하는 차아염소산, 오존 등의 화학물질에 의하여 부식이 되거나 용식이 되지 않는 재료여야 하는데, 가볍고 파손이 잘 일어나지 않는 PP, PE, PC, 나일론 등의 플라스틱계통이 좋다. 이 용기(110)는 생성된 소독수를 저장하는 역할과 함께 전해 반응조 역할을 한다. 이 용기는 몸체의 프레임(210)에 고정된다

용기(110)의 상부에는 소독수의 생성에 필요한 원수와 식염을 투입할 수 있는 투입구(111)가 있고, 감압밸브, 기공, 또는 콕(cock)(112)을 부착하여, 소독수 생성시 발생되는 수소가스 등을 배출할 수 있게 하는 것이 안전을 위하여 좋다. 그리고 원수를 수도관에 바로 연결하여 공급할 수 있는 급수구(113)를 구비할 수도 있다.

본 고안은 소독물질 생성에 필요한 NaCl의 공급원으로, 고형 식염을 사용하는 대신 고농도 식염수를 사용할 수 있다. 이 경우 상기 용기(110)와 인접한 곳에 식염수통(114)을 설치하고, 이 식염수통과 용기(110)를 연결하는 관에 콕(115) 또는 소형펌프(Micro-Pump)를 이용하여 소독수 생성반응에 필요한 적정량의 식염수를 정밀하게 제어하여 공급할 수도 있다.

용기(110)의 하부에는 생성된 소독수를 뽑아 쓸 수 있는 콕(116)이 설치된다. 이 콕(116)의 설치부위에 소독수공급용 배관(117)을 설치하여 소독수를 필요한 부위에 공급할 수 있다.

용기(110)의 측벽에는 용기 내의 소독수의 잔량을 외부에서 확인할 수 있게 잔량표시기(118)을 설치할 수 있다. 이 잔량표시기는 여러 가지 형태의 것이 사용될 수 있으나, 가장 단단한 것으로는 소독수 용기의 하부에 구멍을 가공하고, 여기에 투명한 관을 연결하여 수직 상방으로 세워두면 된다. 잔량표시기 내부의 수위는 소독수 용기의 소독수의 수위와 같으므로, 잔량표시기를 보면 외부에서도 소독수용기 내부의 소독수의 잔량을 알 수 있다.

용기(110)의 크기는 소독 대상 공간의 크기와 그에 필요한 소독수의 량을 고려하여 수백 리터에서 수천 리터로 제작할 수 있다.

소독수발생기(100)의 전원장치(120)는 용기의 바닥부위에 설치되는데, 전극(121)과 몸체(122)로 구성되어 있다.

전극(121)은 통상의 금속제 전극을 사용하여도 무방하나, 장기간 사용할 경우 양극(+극)은 전자를 계속 방출함에 따라 전기부식이 일어나서 수명이 짧아지는 문제점이 있으므로 양극은 내구성이 좋은 백금족 전극을 이용하는 것이 좋다.

본 소독수발생기를 장기간 사용할 경우 음극(-극)에는 스케일이 끼어 소독성분의 생성속도가 느려지는 문제점이 있는데, 이를 방지하기 위하여 양극과 음극을 수시로 바꾸어가며 사용할 필요가 있다. 이 경우 두 전극이 모두 양극으로 사용될 수 있으므로, 이에 대비하여 두 전극 모두 백금족 전극을 사용할 수도 있다.

전극의 형태는 일정한 폭을 가진 판 형태로 제작하는 것이 보편적이나, 직경이 다른 2개의 원통형 또는 단면 치수가 다른 사각 단면의 전극을 그 축을 동심 상으로 배치하여 제작할 수도 있다. 이와 같은 동심 상의 전극을 사용할 경우에는 생성된 소독수가 전극 밖으로 잘 배출되어 소독수발생기 내부 전체에 잘 확산될 수 있도록 벽에 구멍을 다수 형성하는 것이 좋다.

하나의 전원장치(120)에 상기 전극을 2쌍 이상의 다수쌍을 병렬로 연결하여 사용하거나, 하나의 전극에 그와 대응하는 다른 전극을 다수 개를 사용하는 전극 조합을 다수 조합을 배치하는 방법으로 소독수의 생성시간을 단축할 수 있다.

전원장치는 용기(110)에 물이 누설되지 않는 방법으로 고정하면 되는데, 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체의 가장자리에 플랜지(124)를 형성하고, 용기(110)의 바닥에 나사구멍을 가공하여 스크루(125)로 고정하여 연결하는 플랜지 연결방식으로 하는 것이 좋다. 연결부위의 플랜지는 소독수의 누설을 방지하기 위한 오링(O-Ring), 가스켓 등의 밀봉재(123)를 사용하는 것이 좋다.

또 다른 전원장치의 고정방법으로는 도 5와 같이 전원장치의 몸체 측면에 수나사를 가공하고, 소독수용기의 전원장치 결합구멍의 측벽에는 암나사를 가공하여 전원장치를 소독수용기 하부의 결합구멍에 나사결합을 할 수 있다. 이 경우에도 연결부위의 플랜지(124)에 소독수의 누설을 방지하기 위한 오링(O-Ring), 가스켓 등의 밀봉재(123)를 사용하는 것이 좋다.

몸체(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 프레임(210), 표시조정부(220), 전원 공급기(230), 그리고 외부전기 인입선(240)으로 구성된다.

전원공급기(230)는 상기 몸체의 내부에 장착되는 것으로서, 외부에서 공급되는 교류를 직류로 변환하는 기능, 변환된 직류 전기의 전극을 표시제조정부에서 세팅된 데로 서로 바꾸는 스위치기능, 표시조정부에서 세팅된 농도로 소독수가 생성되거나 세팅된 시간에 도달하면 소독수발생기에 전원을 공급 또는 차단하는 기능, 본 소독수생성장치의 각 부위에 필요한 대로 전압과 전류를 조절하고 분배하는 기능 등을 가진다.

그리고, 이 전원공급기 내부에는 퓨즈, 과전류차단기 등의 전기 안전장치를 구비하여 누전 등의 비정상적 상황에서는 주전원이 차단되어 본 장치를 보호하고, 화재를 예방하고, 감전 등 인원피해를 방지하도록 하는 것이 좋다.

이 전원공급기는 인입선(240)을 통하여 외부로부터 전기를 공급받는다.

표시조정부(220)는 패널 형태로 만들어지는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 표시부(221)와 조정부(222)로 구분된다.

표시부(221)에는 소독수생성장치 내부의 소독물질 생성농도, 주전원연결 여부, 소독수 생성장치에 전기공급 상황(전기공급 여부, 공급전압, 공급전류, 전극별 전기 극성 등) 등 기타 조정상태가 표시된다. 조정부(222)에는 주전원 스위치, 전극의 극성전환 인터벌 조정노브(knob), 전극에 공급하는 전기의 조정을 위한 전기조정노브, 소독수 농도 세팅노브 등이 배치된다. 이 표시조정부의 하면에는 표시조정부의 작동에 필요한 회로기판이 설치된다.

표시조정부(220)는 상기한 전원공급기(230)와 정보를 주고 받으며 전원 공급 상태를 표시하고, 전원공급기로 하여금 소독수발생기에 최적의 전기를 공급하게 한다.

상기한 전원공급기(230)과 표시조정부(220)의 전기 및 신호전달 상태는 도 6에 도시된 바와 같은데, 현재의 전기전자 기술을 응용하여 쉽게 제작할 수 있다.

본 고안인 거치형 전해소독수생성장치의 작동과 기능은 다음과 같다.

소독수발생기의 용기 또는 별도의 반응조에 물을 채우고 필요한 량의 식염(NaCl) 또는 식염수를 첨가한 후, 전원 스위치를 넣어 전기를 공급하면 소독수발생기의 전극에 직류전기가 인가된다. 이렇게 전극에 전기가 인가되면, 양극에서는 음이온인 염소 이온(Cl-)이 산화하여 염소(Cl)가 생성되고, 음극에서는 양이온인 나트륨 이온(Na+)이 환원되어 나트륨(Na)이 유리된 다음, 이 나트륨이 물과 반응하여 수산화나트륨이 생성되고 수소가 발생한다. 이 수산화나트륨은 음극에서 생성된 염소와 반응하여 차아염소산나트륨(NaOCl)과 소금(NaCl)과 물(H2O)를 생성한다.

이상의 화학반응을 정리하면 다음과 같다.

양극반응 : 2Cl^- => Cl₂ + 2e

음극반응 : 2Na⁺ + 2e => 2Na

2Na + 2H₂O => 2NaOH + H₂

반응조 내부 전체반응 : Cl₂ + 2NaOH => NaOCl + NaCL + H₂O

상기 화학반응에서 생성된 NaOCl, 즉 차아염소산나트륨(하이포염소산나트륨 이라고도 함)은 강한 살균 작용이 있으므로, 차아염소산나트륨이 생성된 반응조의 물은 소독수로 사용될 수 있다.

상기 화학식에서 알 수 있듯이 소독물질이 생성될 동안에는 소독수생성용기 상부의 밸브, 기공, 또는 콕을 (112)을 열어두어, 반응중 발생한 수소가스, 염소가스, 그외 일부 물이 전기분해되어 발생하는 산소 등 각종 기체들을 외부로 배출되게 하는 것이 안전하다.

특히 소독수발생기에 식염을 적정 이상으로 과다 투입하면 화학반응이 급격히 일어나 다량의 가스가 발생할 수 있다. 그리고, 전원차단장치 등 전원 공급계통에 이상이 생길 경우 전극에 전기가 계속 흐르고, 그에 따라 화학 반응이 계속 진행되어 다량의 가스가 발생할 수 있다. 이와 같은 비정상적인 상황에 대비하기 위해서도 소독수 발생용기의 상부에 기공, 밸브, 또는 콕이 필요하다.

살균에 충분한 정도로 미리 세팅된 농도로 차아염소산나트륨이 생성되면, 이를 센서로 감지를 하여 전극에 전원을 차단할 수 있다. 센서로는 반응시 발생하는 염소량을 감지하는 센서를 이용할 수 있다. 그리고, 미리 세팅된 반응시간이 경과되면 전원이 차단되는 방법으로 전해 반응을 중단시킬 수 있다. 그외에도, 소독수발생기 내에서 반응이 진행되면 전극에 공급되는 전류에 변화가 생기는데, 이 전류의 변화를 감지하여 전원을 차단하는 등의 제어를 할 수도 있다.

전원공급기(230)는 상기 전해 반응에 적당한 전압의 전기를 공급하는데, 표시조정부(220)에서 세팅된 시간 인터벌로 소독수발생기의 전극에 각각 공급되는 전기의 극성을 교번 하면서 공급하거나, 수동조작에 따라 전기의 극성을 교번 하면서 공급하거나, 또는 전극의 교번이 없이 전기를 공급하는 등의 방법으로 소독수발생기의 전극에 전기를 공급한다. 그리고, 전원공급기(230)는 소독수의 농도가 미리 세팅된 적정농도에 이르렀을 때 전극에 전기공급을 차단하여 소독수 생성반응을 중단시키는 기능도 한다. 그리고 본 장치의 여타 필요부위에도 전기를 적정하게 조정하여 공급한다.

본 고안의 또 다른 실시 예는 다음과 같다.

여타 장치들은 상기 실시 예와 동일하게 하고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 실시예에서 전극을 포함하고 있는 소독수발생기의 전원장치를 용기 외부에 마련된 별도의 소형 반응조(1110)에 설치하고, 반응조와 인접한 지역에 고농도 식염수용기(1114)를 설치하여 식염수를 공급한다. 이 식염수는 소형펌프를 이용하여 반응조로 공급된다. 이렇게 할 경우 상기 실시 예의 소독수발생기(110)는 소독수 생성기능은 없어지고, 단순 소독수저장용기가 된다.

소독수발생용기에 별도의 순환펌프(1115)를 이용하여 소독수저장용기에 있는 원수 또는 소독성분이 일부 포함된 원수가 반응조(1110)와 소독수저장용기 사이에서 순환이 되게 한다.

또 다른 운용방법으로는, 반응조(1110)에 상수도 등 외부 급수장치를 급수구(1113)와 호스로 연결하여 적정 유량의 원수를 계속 공급하고, 식염수용기(1114)의 식염수를 소형펌프를 이용하여 시간당 일정량으로 소독수발생용기에 계속적으로 공급되게 하여 소독수를 계속적으로 생성할 수도 있다.

본 실시 예의 경우, 소독성분이 생성되는 화학반응이 일어나는 부위의 체적 이 비교적 적고, 전극주변에 농도가 낮은 소독액이 계속 순환되므로 소독수발생용기 내에서 화학반응이 빠른 속도로 일어나서,소독물질의 생성속도가 빨라진다.

상기와 같이 생성된 소독수는 용기 하부에 있는 콕(116)을 열고 이를 분무기나 타 용기에 받아 소독에 이용할 수 있고, 상기 콕이 절치된 부위에 연결된 배관라인(117)을 통하여 소독수를 필요로 하는 곳에 공급할 수 있다.

이상과 같은 원리로 본 고안인 소용량 전해소독수 생성장치는 아주 간편한 방법으로 소독수를 생성하고, 보관할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 고안인 거치형 전해소독수생성장치는 아주 간편한 방법으로 소독수를 생성하고, 보관할 수 있어 필요할 때마다 필요한 량만큼 덜어서 사용할 수 있고, 배관 라인을 통하여 타 지역으로 소독수를 공급할 수 있다.

본 고안인 거치형 전해소독수 생성장치는 소독수발생기를 수백 리터에서부터 수천 리터까지 다양하게 제작할 수 있고, 장치의 설치가 간단하므로 건물의 옥상 또는 유휴공간에 설치하여 두고 사용할 수 있다.

본 고안인 거치형 전해소독수생성장치는 그 구조가 간단하여 저렴하게 저작할 수 있고, 운용비가 아주 적게 소요되므로, 대형 사업장용 또는 축사용으로 사용하기에 적당하다.

본 고안인 전해소독수 생성장치는 소독물질로 소독력이 강력한 차아염소산 나트륨을 생성하는 것으로서 살균효과가 확실하다.

본 고안인 전해소독수 생성장치에 사용 전극으로 백금 전극을 사용하고, 전 극을 음극과 양극으로 교대로 사용하여 내구연한을 크게 늘릴 수 있다.

Claims (4)

1. 일정 체적을 가진 용기로서, 그 상부에 소독수의 생성에 필요한 원수와 식염을 투입할 수 있는 투입구를 구비하고, 그 하부에는 하기 전원장치를 장착할 수 있는 구멍을 구비하고, 하기 몸체의 프레임에 고정되는 용기;

   그리고, 상기 용기의 하부에 부착되는 것으로서, 상기 용기의 내부에 노출되는 다수개의 전극을 구비하고, 상기 전극을 고정하고 상기 용기에 부착할 수 있는 몸체로 구성된 전원장치;

   를 포함하여 구성되는 소독수발생기와,

   상기 소독수발생기가 장착되는 것으로서, 본 소독수생성장치의 여타 구성품들을 장착할 수 있게 하는 프레임;

   상기 프레임에 장착되는 것으로서, 외부 교류전기를 공급받아 이를 직류로 전환하고, 이 직류전기를 하기 표시조정부에서 조정된 상태로 상기 소독수발생기에 전기를 공급하는 전원공급기;

   그리고, 상기 전원공급기의 전기공급상태와 소독수발생기의 소독물질의 농도와 기타 조작상황을 표시하는 표시부와, 소독수발생기에 공급되는 전기를 조정하는 세팅을 하고 주전원을 단속하는 등을 하는 조정부로 구성되는 표시조정부;

   를 포함하여 구성되는 몸체:

   를 포함하여 구성되는 거치형 전해소독수생성장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 소독수발생기는, 전극을 포함하고 있는 소독수발생기의 전원장치가 설치된 소형 반응조를 용기의 외부에 별도로 구비하고, 상기 반응조의 인접장소에 설치되어 반응조에 전해에 필요한 식염수를 공급하는 식염수통을 구비하고, 소독수저장용기에 있는 소독수를 반응조와 소독수저장용기 사이에서 순환시키는 순환펌프를 구비한 소독수발생기로서, 소독수저장용기와 반응조의 소독수를 순환시키면서 소독수를 생성하는 것을 특징으로 하는 거치형 전해소독수생성장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소독수발생기의 상기 전원장치의 전극은, 양극(+극)이 백금족 전극인 것을 특징으로 하는 거치형 전해소독수생성장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소독수발생기의 상기 전원장치의 전극은, 두 전극이 모두 백금족 전극이고, 상기 전원공급기는 전극에 공급하는 전기극성을 전환하는 스위치 기능을 더 구비한 전원공급기이고, 상기 표시조정부는 전극에 공급되는 전기극성을 전환하는 인터벌을 조정할 수 있는 장치를 더 구비한 표시조정부로 구성되어 있어서, 조정된 전극의 극성교체 인터벌에 따라 소독수발생기의 전원장치의 전극에 공급되는 전기의 극성을 전환해 주는 기능을 더 구비한 것을 특징으로 하는 거치형 전해소독수생성장치.

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