KR20200137724A - generation module for sterilizing and cleaning functional water using high durability electrode related to IOT - Google Patents

Abstract

The present invention relates to an IoT-linked sterilization and cleaning functional water generation module using a high durable electrode. There is a need for special attention to personal health and hygiene worldwide, such as infectious diseases caused by harmful bacteria and respiratory diseases caused by fine dust, and in order to achieve the above technical task, the present invention proposes a technology that can maximize a sterilization effect by optimizing the generation of free residual chlorine in tap water by electrolysis.

Description

고내구성 전극을 이용한 IoT연동 살균 및 세정 기능수 생성 모듈 {generation module for sterilizing and cleaning functional water using high durability electrode related to IOT}Generation module for sterilizing and cleaning functional water using high durability electrode related to IOT}

본 발명은 고내구성 전극을 이용한 IoT연동 살균 및 세정 기능수 생성 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an IoT-linked sterilization and cleaning functional water generation module using a highly durable electrode.

국가 재난형 유해세균 및 바이러스에 의한 감염질환이 전 세계적으로 확산하는 가운데 국내에서도 사회·경제적 손실뿐만 아니라 대인기피 현상까지 발생하고 있어 근본적인 해결책 마련이 시급한 상황이다.As infectious diseases caused by national disaster-type harmful bacteria and viruses are spreading around the world, there is an urgent need to prepare a fundamental solution as not only socio-economic losses but also people avoidance are occurring in Korea.

본 발명은 고내구성 전극을 이용한 IoT연동 살균 및 세정 기능수 분사시스템을 사용자에게 제공하고자 한다.The present invention is to provide a user with an IoT-linked sterilization and washing functional water injection system using a highly durable electrode.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. It will be understandable.

유해세균에 의한 감염질환 및 미세먼지에 의한 호흡기 질환 등 전 세계적으로 개인보건위생에 각별한 주위가 필요한 상황이며, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 전기분해에 의해 수돗물 내 유리잔류염소을 발생을 최적화하여 살균효과를 극대화시킬 수 있는 기술을 제안한다.There is a need for special care around the world for personal health hygiene, such as infectious diseases caused by harmful bacteria and respiratory diseases caused by fine dust, and in order to achieve the above technical problem, the present invention generates free residual chlorine in tap water by electrolysis. We propose a technology that can maximize the sterilization effect by optimizing it.

또한, 본 발명은 전기분해모듈, 교반기, 분사기술 및 기술이전된 고내구성 전극제조기술을 적용한 “고내구성 전극(DSE)을 이용한 IoT연동 기능수(살균 & 수소수) 전기분해 살균 세정시스템”을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is the "IoT-linked functional water (sterilization & hydrogen water) electrolysis sterilization cleaning system using a highly durable electrode (DSE) using an electrolysis module, agitator, spray technology and technology transferred high durability electrode manufacturing technology" I want to provide.

본 발명은 전기분해에 의해 수돗물 내 유리잔류염소을 발생을 최적화하여 살균효과를 극대화시킬 수 있다.The present invention can maximize the sterilization effect by optimizing the generation of free residual chlorine in tap water by electrolysis.

또한, 본 발명은 전기분해모듈, 교반기, 분사기술 및 기술이전된 고내구성 전극제조기술을 적용한 “고내구성 전극(DSE)을 이용한 IoT연동 기능수(살균 & 수소수) 전기분해 살균 세정시스템”을 제공할 수 있다.In addition, the present invention is the "IoT-linked functional water (sterilization & hydrogen water) electrolysis sterilization cleaning system using a highly durable electrode (DSE) using an electrolysis module, agitator, spray technology and technology transferred high durability electrode manufacturing technology" Can provide.

전 세계적으로 안전성 확보를 위해 각종 살균소독제 및 전해 살균수를 사용하는 빈도가 증가하고 있고 전해 살균수는 그 사용영역을 기존의 식품 위주에서 농업, 의료, 생활환경의 영역까지도 확대 적용하고 있는 것으로 파악되고 있으며, 이는 전해살균수의 우수한 살균력, 편리성 및 경제성에 기인하는 것으로 판단된다.The frequency of using various sterilizing and disinfecting agents and electrolytic sterilized water is increasing worldwide to ensure safety, and it is understood that the use of electrolytic sterilized water is expanding from the existing food-oriented areas to agriculture, medical care, and living environments. It is believed that this is due to the excellent sterilization power, convenience and economy of the electrolytic sterilized water.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. I will be able to.

도 1은 본 발명에 따른 고내구성 전극을 이용한 살균 세정 기능 수 제조시스템의 제품 계통도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 고내구성 전극을 이용한 살균 세정 기능 수 제조시스템의 제품 계통도를 요약한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 고내구성 전극을 이용한 살균 세정 기능 수 제조시스템의 제품 운용 시스템을 요약한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 고내구성 전극을 이용한 살균 세정 기능 수 제조시스템의 다른 제품 계통도를 요약한 것이다.
도 5 내지 도 13은 본 발명에 따른 챔버형 전기분해 살균수 생성장치 구조 및 디자인의 일례를 도시한 것이다.
도 14 내지 도 16은 최대변위점과 변위량을 기준으로 응력분포를 파악하여 압력을 해석한 일례를 도시한 것이다.
도 17 내지 도 22는 고내구성 전극을 이용한 IoT연동 살균 및 세정 기능수 분사시스템의 일례를 도시한 것이다.
도 23은 본 발명과 관련하여, Cavitation & Surging Wave를 이용한 충격파동 세척기술을 설명하는 도면이다.
도 24는 본 발명과 관련하여, 이류체 교반에 따른 미세 탄산기포 및 Shock Wave 발생을 설명하는 도면이다.
도 25는 본 발명과 관련하여, 챔버형 전해살균 세척장치 차아염소산(HOCL) 살균 수 제조 성능시험을 설명하는 도면이다.
도 26 및 도 27은 본 발명과 관련하여, 분사노즐의 구체적인 형태를 도시한 것이다.
도 28 및 도 29는 본 발명과 관련하여, 살균수 시스템의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
도 30 및 도 31은 본 발명과 관련하여, 살균수전의 일례를 도시한 것이다.
도 32는 본 발명과 관련된 챔버 캡의 도면을 도시한 것이다.1 is a diagram showing a product line diagram of a system for manufacturing water with a sterilization cleaning function using a highly durable electrode according to the present invention.
Figure 2 is a summary of the product line diagram of the sterilization cleaning function water production system using a highly durable electrode according to the present invention.
3 is a summary of the product operation system of the sterilization cleaning function water production system using a highly durable electrode according to the present invention.
Figure 4 is a summary of another product line diagram of the sterilization cleaning function water production system using a highly durable electrode according to the present invention.
5 to 13 show an example of the structure and design of the chamber-type electrolytic sterilization water generating apparatus according to the present invention.
14 to 16 show an example of analyzing the pressure by grasping the stress distribution based on the maximum displacement point and the displacement amount.
17 to 22 show an example of an IoT-linked sterilization and cleaning functional water injection system using a highly durable electrode.
23 is a view for explaining a shock wave cleaning technology using Cavitation & Surging Wave in connection with the present invention.
24 is a diagram for explaining generation of fine carbonated bubbles and shock wave according to air agitation in relation to the present invention.
25 is a diagram for explaining a performance test for producing hypochlorous acid (HOCL) sterilized water in a chamber-type electrolytic sterilization washing apparatus in connection with the present invention.
26 and 27 show a specific shape of a spray nozzle in connection with the present invention.
28 and 29 show a specific example of a sterilizing water system in connection with the present invention.
30 and 31 show an example of a sterilizing faucet in connection with the present invention.
32 shows a view of a chamber cap related to the present invention.

본 발명은, 유해세균에 의한 감염질환 및 미세먼지에 의한 호흡기 질환 등 전 세계적으로 개인보건위생에 각별한 주위가 필요한 상황이며, 대상기술은 전기분해에 의해 수돗물 내 유리잔류염소을 발생을 최적화하여 살균효과를 극대화시킬 수 있는 기술에 관한 것이다.The present invention is a situation where special attention is required for personal health hygiene worldwide, such as infectious diseases caused by harmful bacteria and respiratory diseases caused by fine dust, and the target technology is a sterilization effect by optimizing the generation of free residual chlorine in tap water by electrolysis. It is about the technology that can maximize the.

본 발명에 따른 전기분해모듈, 교반기, 분사기술 및 기술이전된 고내구성 전극제조기술을 적용한 “고내구성 전극(DSE)을 이용한 IoT연동 기능수(살균 & 수소수) 전기분해 살균 세정시스템” 개발과 해당분야 사업화는 경제적 수익창출과 사회적 기여 등 높은 파급효과가 기대된다.Development of “IoT-linked functional water (sterilization & hydrogen water) electrolysis sterilization cleaning system using high durability electrode (DSE)” applying the electrolysis module, stirrer, spraying technology and technology transferred high durability electrode manufacturing technology according to the present invention Commercialization of the field is expected to have high ripple effects such as economic profit creation and social contribution.

전 세계적으로 안전성 확보를 위해 각종 살균소독제 및 전해 살균수를 사용하는 빈도가 증가하고 있고 전해 살균수는 그 사용영역을 기존의 식품 위주에서 농업, 의료, 생활환경의 영역까지도 확대 적용하고 있는 것으로 파악되고 있으며, 이는 전해살균수의 우수한 살균력, 편리성 및 경제성에 기인하는 것으로 판단된다.The frequency of using various sterilizing and disinfecting agents and electrolytic sterilized water is increasing worldwide to ensure safety, and it is understood that the use of electrolytic sterilized water is expanding from the existing food-oriented areas to agriculture, medical care, and living environments. It is believed that this is due to the excellent sterilization power, convenience and economy of the electrolytic sterilized water.

본 발명에서는, 고내구성 전극용 기지체 전처리 기술을 기반으로 최적의 DSE 코팅조성액 개발을 통한 기능수 제조 DSE 개발 및 상용화를 제안한다.In the present invention, it is proposed to develop and commercialize functional water manufacturing DSE through the development of an optimal DSE coating composition based on a matrix pretreatment technology for highly durable electrodes.

또한, 본 발명에서는, 고효율 DSE를 이용한 살균수 & 수소수 생성용 전기분해모듈을 제공한다.In addition, the present invention provides an electrolysis module for generating sterilized water & hydrogen water using high-efficiency DSE.

또한, 본 발명에서는 염소, 유기화합물 등을 저감시켜 피부 등에 사용하는 필터개발을 통한 살균수와 세정수의 선택적 기능을 제공한다.In addition, the present invention provides a selective function of sterilizing water and washing water through the development of filters for use on skin by reducing chlorine and organic compounds.

또한, 본 발명에서는 미세기포(Fine Bubble) 생성용 이류체 교반기를 제안한다.In addition, the present invention proposes a two-fluid stirrer for generating fine bubbles.

또한, 개인위생관리 목적의 각 지역별 미세먼지 주의경보 제공을 위한 Big Data (에어코리아 미세먼지 정보)연동 WiFi 통신모듈 및 제어장치를 제공한다.In addition, it provides a WiFi communication module and a control device interlocking with Big Data (Air Korea fine dust information) for providing fine dust warning for each region for the purpose of personal hygiene management.

또한, 고압 Brushing 살균 및 미세 Dressing 세정용 분사노즐 & 분사스틱을 제공한다.In addition, it provides spray nozzles and spray sticks for high pressure brushing sterilization and fine dressing cleaning.

본 발명에 따르면, 살균/소독 및 위생에 관심이 있는 가구 및 시설 중 일반 가정을 1차 대상으로 하여 기존 기술과 차별화된 제품을 출시함으로서 기술 경쟁력과 기업의 획기적인 성장이 기대된다.According to the present invention, technological competitiveness and innovative growth of companies are expected by releasing products differentiated from existing technologies by targeting general households among households and facilities interested in sterilization/sterilization and hygiene.

또한, 조기 사업화를 위해 비의료분야인 <이미용, 펫시장, 식당 등 살균분야>에 대한 제품 출시를 통해 이전 기술의 조속한 사업화 및 매출 발생이 기대된다.In addition, for early commercialization, it is expected that the earlier commercialization and sales of the previous technology will be generated through the launch of products in the non-medical field, such as sterilization fields such as Lee Mi-yong, pet market, and restaurants.

결국, 핵심 원천소재 기술인 DSE를 바탕으로 다양한 수전해 살균 시장에 진출하고, 수전해 살균 수전을 기점으로 핵심 원천 기술과 신규 기술의 효과적인 융합을 통해 식음료, 보건안전, 수처리, 의료/헬스케어, 기타 민간응용분야에 진출 가능할 것으로 판단된다.In the end, based on DSE, which is a core source material technology, it has entered various water electrolysis sterilization markets, and food and beverage, health and safety, water treatment, medical/healthcare, etc. through effective fusion of core source technology and new technology starting from the water electrolysis sterilization faucet. It is believed that it will be possible to enter the private application field.

국가 재난형 유해세균 및 바이러스에 의한 감염질환이 전 세계적으로 확산하는 가운데 국내에서도 사회·경제적 손실뿐 아니라 대인기피 현상까지 발생하고 있어 근본적인 해결책 마련이 시급한 상황이다.As infectious diseases caused by national disaster-type harmful bacteria and viruses are spreading around the world, there is an urgent need to prepare a fundamental solution, as not only social and economic losses but also the avoidance of people are occurring in Korea.

또한 국내 초미세먼지 오염도는 심각한 수준이며, 2015년 기준 우리나라 연평균 초미세먼지 오염도는 26.5㎛/㎥로 환경기준인 25㎍/㎥를 초과하였고 WHO 권고기준인 10㎍/㎥은 2배 이상 초과한 상태임. 유리잔류염소수 및 수소수를 이용하여 세척할 경우 미세먼지 중 염성분을 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 추측된다.In addition, the pollution degree of ultrafine dust in Korea is at a serious level. As of 2015, the annual average pollution degree of ultrafine dust in Korea was 26.5㎛/㎥, which exceeded the environmental standard of 25㎍/㎥, and the WHO recommended standard of 10㎍/㎥ exceeded more than two times. State. It is presumed that when washing with free residual chlorine and hydrogen water, salt components in fine dust can be effectively removed.

유해세균에 의한 감염질환 및 미세먼지에 의한 호흡기 질환 등 전 세계적으로 개인보건위생에 각별한 주위가 필요한 상황이며, 이에 따른 각 국가의 국민보건안전에 대한 정부 예산의 지속적 증가와 가정에서의 질병예방을 위한 소비도 증가 추세임. 이에 개인보건 및 위생안전을 위한 연구개발이 시급히 필요하며, 해당분야의 사업화를 통한 경제적 수익창출과 사회적 기여에 높은 파급효과가 기대된다.There is a need for special attention to personal health and hygiene around the world, such as infectious diseases caused by harmful bacteria and respiratory diseases caused by fine dust, and accordingly, the government's budget for national health and safety in each country continues to increase and prevent diseases at home. Consumption is also on the rise. Accordingly, research and development for personal health and hygiene and safety is urgently needed, and a high ripple effect is expected on economic profit creation and social contribution through commercialization of the field.

현재 전극소재의 국산기술 저하로 수입전극에 의존하고 있고, 국내 제조 DSE의 경우 성능 및 내구성 등이 열악하여 시장 Needs에 대응하지 못해 세계적 기업인 DeNora社 및 Permelec社의 전극을 고가에 수입하여 사용 중이다.Currently, we are relying on imported electrodes due to the decline in domestic technology of electrode materials, and domestic manufacturing DSEs are not able to respond to market needs due to poor performance and durability, so we are importing and using electrodes from world-class companies DeNora and Permelec at high prices.

장수명화 불용성 전극 제조 기술을 주관기관의 분사노즐에 적용시 살균 효율이 크게 향상되고 전극의 장수명화와 제조원가 절감을 통해 경제성을 확보할 수 있다.When applying the long-life, insoluble electrode manufacturing technology to the injection nozzle of the host institution, the sterilization efficiency is greatly improved, and the longevity of the electrode and the reduction of manufacturing cost can ensure economical efficiency.

본 발명은, 얇은 스틱형태의 파우셋으로 상부에 분사노즐(직선형, 원형, 부채형)을 이용하여 전기분해 살균수 & 수소수를 미세분사(드레싱) 및 고압분사(브러쉬) 형태로 출수할 수 있는 워터 분사노즐 기술을 제안한다.In the present invention, electrolytic sterilization water & hydrogen water can be discharged in the form of fine spray (dressing) and high pressure spray (brush) using a spray nozzle (straight, circular, fan) on the top with a thin stick-shaped faucet. We propose a water jet nozzle technology.

또한, 본 발명에서 제안하는 대상기술은 전기분해에 의해 수도물의 유리 잔류 염소 포화도를 상승시킴으로서 차염소산수의 살균효과를 극대화시킬 수 있다.In addition, the target technology proposed in the present invention can maximize the sterilization effect of hypochlorous acid water by increasing the saturation of free residual chlorine in tap water by electrolysis.

또한, 분사노즐에 대상기술을 적용하여 “고내구성 DSE를 이용한 기능성 (살균 & 수소수) 전기분해 살균 세정 분사장치” 개발할 수 있다.In addition, it is possible to develop “functional (sterilization & hydrogen water) electrolytic sterilization cleaning spraying device using high durability DSE” by applying the target technology to the spray nozzle.

전기분해를 이용한 살균수 및 수소수 생성 기술Sterilization water and hydrogen water generation technology using electrolysis

전기분해 살균수는 물을 포함한 전도성 액체에 양극(Ande)과 음극(Cathode)을 설치하고 전류를 흐르게 하였을 때 일어나는 반응을 활용한 기술로서 두 전극에 전류가 흐르게 되면 양극에서는 산소발생과 같은 산화반응이 일어나고, 음극에서는 수소발생과 같은 환원반응이 일어나게 된다. Electrolytic sterilization water is a technology that utilizes the reaction that occurs when an anode (Ande) and a cathode (Cathode) are installed in a conductive liquid including water and an electric current flows through it. When an electric current flows through the two electrodes, an oxidation reaction such as oxygen is generated at the anode. This occurs, and a reduction reaction such as hydrogen generation occurs at the cathode.

이때 아래 그림과 같이 수도수에 포함된 염소이온의 산화작용(2Cl- → Cl2 + 2e-)을 통해 발생된 염소는 물과 반응하여(Cl2 + H2O → HCl + HOCl) 활성물질인 차아염소산(Hypochlorous acid)이 발생된다.At this time, as shown in the figure below, the chlorine generated through the oxidation of chlorine ions contained in tap water (2Cl- → Cl2 + 2e-) reacts with water (Cl2 + H2O → HCl + HOCl), and hypochlorous acid (Hypochlorous) is an active substance. acid) is generated.

< 전해살균수 제조 및 살균 원리 ><Electrolytic sterilized water manufacturing and sterilization principle>

워터 분사노즐 기술 Water jet nozzle technology

얇은 스틱형태의 파우셋으로 상부에 분사노즐(직선형, 원형, 부채형)을 이용하여 전기분해 살균수 & 수소수를 미세분사(Dressing) 및 고압분사(Brushing) 형태로 출수함(분사노즐 분당 출수량 : 1.5L/min 이내)It is a thin stick-shaped faucet, and the electrolysis sterilization water & hydrogen water are discharged in the form of dressing and high-pressure spraying by using a spray nozzle (straight line, circular, fan type) on the top. : Within 1.5L/min)

전기분해 살균수 기술 이미 정수기, 비데 뿐 아니라 수전에도 적용된 바 있으나 수전의 경우 대부분 기존 수전에 전기분해 장치를 연결하여 사용하는 방식으로 단순히 수돗물을 살균하는 기능에 한정 되어 있으며 가격 또한 높은 편이다.Electrolysis sterilization water technology has already been applied not only to water purifiers and bidets, but also to faucets, but most faucets are limited to the function of simply sterilizing tap water by connecting an electrolysis device to the existing faucets, and the price is also high.

손 소독제(세정제)에는 알코올계 소독제가 많이 사용되며 대표적으로 옥시 社의 데톨을 들 수 있으며 최근 다양한 형태의 소독제가 개발 판매되고 있으나 인체 유해성 문제가 끊이지 않고 있다. Alcohol-based disinfectants are widely used for hand sanitizers (cleansers), and Oxy's dettol is a representative example. Recently, various types of disinfectants have been developed and sold, but the problem of harm to the human body is continuing.

가정용 소형 전기분해 살균수(침탕형) 제조기는 주로 과일이나 야채 소독을 목적으로 하는 비급수형 소형 살균기로서 연속 사용이 불가능하고 저용량일 뿐만 아니라 휴대가 불가능하여 다양한 목적에 적용할 수 없다.The small household electrolytic sterilization water (simmering type) maker is a non-watering type small sterilizer mainly for the purpose of disinfecting fruits or vegetables, and it cannot be used continuously and is not only low-capacity, but also portable, so it cannot be applied to various purposes.

본 발명이 제안하는 “고내구성 DSE을 이용한 듀얼(살균 & 수소수) 살균 세정 분사장치”는 분사형태를 다양한 형상으로 구현하여 다용도로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 수자원 절약 효과도 거둘 수 있으며, 배관의 길이에 따라 휴대가 가능하다.The "dual (sterilization & hydrogen water) sterilization cleaning spraying device using a highly durable DSE" proposed by the present invention can be used for a variety of purposes by implementing a spray type in various shapes, as well as saving water resources, and the length of the pipe It can be carried according to.

본 발명에서는, 티타늄 기지체에 귀금속 산화물(Pt, Ir, Ru, Ta 등)의 코팅액 최적 조성비 개발이 가능하다.In the present invention, it is possible to develop an optimum composition ratio of a coating solution of a noble metal oxide (Pt, Ir, Ru, Ta, etc.) to a titanium matrix.

또한, 수전해 살균에 사용되는 차아염소산 반응성이 높은 금속 산화물 코팅액 제조를 위해 Ir, Pt 및 Ta가 함유된 코팅액 제조가 가능하다.In addition, it is possible to prepare a coating solution containing Ir, Pt, and Ta to prepare a metal oxide coating solution having high hypochlorous acid reactivity used for water electrolytic sterilization.

또한, 기존 차아염소산 반응 실험결과에서 차아염소산 발생이 우수한 Ir-X계 조성으로 코팅액을 합성하여 다수의 코팅공정을 통해 판형 전극 및 mesh형 전극을 제조할 수 있다.In addition, by synthesizing a coating solution with an Ir-X-based composition having excellent hypochlorous acid generation from the results of existing hypochlorous acid reaction experiments, plate-shaped electrodes and mesh-shaped electrodes can be manufactured through a number of coating processes.

또한, 고효율 수전해 살균용 전극제조를 위해 상용전극 및 제조한 Ir-X1 및 Ir-X2 조성 전극과 상용전극 중 외산 P社 및 국산 M社 전극으로 차아염소산 발생 실험을 수행하였다.In addition, hypochlorous acid generation experiments were performed using commercial electrodes, manufactured Ir-X1 and Ir-X2 electrodes, and electrodes of foreign P company and domestic M company among commercial electrodes for the production of highly efficient electrolytic sterilization electrodes.

또한, 티타늄 전극을 음극으로 사용하여 극간거리 1.5㎜, 10℃ 수돗물 1L, 정류기 전압 24V를 인가하여 차아염소산 발생량을 측정하였다.In addition, using a titanium electrode as a cathode, a pole distance of 1.5 mm, 1 L of tap water at 10° C., and a rectifier voltage of 24 V were applied to measure the amount of hypochlorous acid generated.

또한, 인가시간이 지속될수록 수돗물 내 차아염소산 발생량은 점차 증가하는 경향을 나타내었으며, 차아염소산 농도가 8.5 ppm 이상일 때 차아염소산 발생속도가 감소하는 경향을 보였다.In addition, as the application time continued, the amount of hypochlorous acid in tap water gradually increased, and when the concentration of hypochlorous acid was greater than 8.5 ppm, the rate of hypochlorous acid generation tended to decrease.

본 제품은 고내구성 전극을 이용한 IoT연동 살균 및 세정 등 기능수 제조시스템으로 한국생산기술연구원의 이전기술(출자기술)인 고내구성 불용성전극 제조기술을 적용한 고효율 전기분해모듈을 이용하여 수돗물을 전기화학적 방법으로 살균 수 및 수소 수를 생성시켜 분사노즐을 통한 고압 Brushing 살균 및 미세 Dressing 세정 장치이다.This product is a functional water manufacturing system such as IoT-linked sterilization and cleaning using highly durable electrodes. The tap water is electrochemically treated by using a high-efficiency electrolysis module applying the high-durability insoluble electrode manufacturing technology that is the previous technology (investment technology) of the Korea Institute of Industrial Technology. It is a high-pressure brushing sterilization and fine dressing cleaning device through a spray nozzle by generating sterilization water and hydrogen water by a method.

또한 미세먼지에 의한 호흡기 질환 등과 미세먼지 속의 유해 박테리아에 의한 전염성 질환의 예방을 위해 각 지역별 미세먼지 주의경보 제공을 위해 Big Data(에어코리아)연동형 WiFi 통신모듈을 탑재하여 사용자의 개인보건위생 관리에 도움을 주는 4차산업 트랜드를 지향하는 혁신적인 제품이다.In addition, in order to prevent respiratory diseases caused by fine dust and infectious diseases caused by harmful bacteria in the fine dust, a WiFi communication module linked with Big Data (Air Korea) is installed to provide a warning for fine dust in each region to manage personal health and hygiene of users. It is an innovative product that aims for the 4th industry trend that helps people.

최종적으로 본 발명은, IoT 기능을 연동한 살균·세정수 제조시스템의 주요 부품 및 모듈개발과 사용자 관점의 편리성과 기존 제품과 차별화된 감성적 디자인을 적용한 시제품 개발을 통해 소비자의 구매의욕 향상시키고 국내외 경쟁제품과 성능, 품질, 사용성의 차별화실현 및 가격경쟁력을 확보하고자 한다.Finally, the present invention improves consumer's purchase motivation through the development of major parts and modules of the sterilization/cleansing water manufacturing system linked with IoT functions, convenience from the user's point of view, and the development of a prototype that applies an emotional design differentiated from existing products. We aim to achieve differentiation in product, performance, quality, and usability and secure price competitiveness.

또한, 유리잔류염소 발생 살균수 생성을 위한 고내구성 DSE 전극기지체의 표면처리 기술과 고효율 전기화학 반응을 위한 귀금속 산화물 최적 조성비 등 제조기술 개발을 통해 국내 상용전극 수명대비 300%이상 내구성 향상. 또한 수소수 제조용 상용전극 대한 특성 평가 및 전극제조 기초기술을 제안하고자 한다.In addition, through the development of manufacturing technology such as the surface treatment technology of the highly durable DSE electrode base for generating sterilized water generating free residual chlorine and the optimum composition ratio of precious metal oxides for high-efficiency electrochemical reactions, durability is improved by more than 300% compared to the life of domestic commercial electrodes. In addition, it is intended to evaluate the characteristics of commercial electrodes for producing hydrogen water and propose basic electrode manufacturing technologies.

환경정의시민연대에서 주부들을 대상으로 실시한 생활속 유해물질 사용실태 설문조사에 따르면 유해성을 알고 있는 경우에도 빠른시간에 효과를 봐서 사용을 한다는 답변이 락스류 28%, 주방욕실 세정제의 경우 27%, 방향제 23%, 살충제 20%로 나타났다.According to a survey on the use of hazardous substances in daily life conducted by the Citizens' Alliance for Environment Justice, 28% of the respondents say they use it in a short time even if they know the harmfulness, and 28% of the kitchen and bathroom cleaners, It was found to be 23% fragrance and 20% pesticide.

이 중 대안이 있다면 제품사용 근절여부에 대해 질문했을 때 응답자의 90% 이상이 무조건 바꾸겠다고 답변하거나 고려 후 바꾸겠다고 대답하였으며, 제안 기술은 주방욕실 세정제 및 락스류를 대체할 수 있을 것으로 예상된다.If there is an alternative among them, more than 90% of respondents answered that they would change it unconditionally or that they would change it after consideration when asked whether to eradicate the use of the product, and the proposed technology is expected to be able to replace kitchen bathroom cleaners and laxes.

본 발명은 장수명화 불용성 전극 제조 기술을 주관기관의 분사노즐에 적용시 살균 효율이 크게 향상되고 전극의 장수명화와 제조원가 절감을 통해 경제성을 확보할 수 있다.In the present invention, sterilization efficiency is greatly improved when the technology for manufacturing a long-lived insoluble electrode is applied to the injection nozzle of a host institution, and economical efficiency can be secured through a long life of the electrode and reduction of manufacturing cost.

또한, 제안 기술인 고내구성 불용성전극을 이용한 IoT연동 살균 세정시스템과 일치하는 제품은 없는 것으로 판단되며, 유사 제품은 국산 및 수입 제품 모두 국내에 유통되는 것으로 파악된다.In addition, it is judged that there is no product matching the proposed technology, an IoT-linked sterilization cleaning system using a highly durable insoluble electrode, and similar products are considered to be distributed domestically, both domestically and imported products.

해외 유사 제품은 대부분이 정수기 형태로 휴대 및 직분사가 불가하고 직사형태 제품의 경우 제안기술에 비해 효율이 낮고 고가이기 때문에 수입 대체 효과를 기대할 수 있다.Most of overseas similar products are in the form of water purifiers, and cannot be carried or directly sprayed, and direct injection products are less efficient and expensive than the proposed technology, so import substitution effects can be expected.

현재 전극소재의 국산기술 저하로 수입전극에 의존하고 있고, 국내 제조 DSE의 경우 성능 및 내구성 등이 열악하여 시장 Needs에 대응하지 못해 세계적 기업인 DeNora社 및 Permelec社의 전극을 고가에 수입하여 사용 중이다.Currently, we are relying on imported electrodes due to the decline in domestic technology of electrode materials, and domestic manufacturing DSEs are not able to respond to market needs due to poor performance and durability, so we are importing and using electrodes from world-class companies DeNora and Permelec at high prices.

본 발명에 따른 기술은 고가의 수입 전극보다 고효율저가이기 때문에 수입 대체 효과를 기대할 수 있다.Since the technology according to the present invention is highly efficient and inexpensive than expensive imported electrodes, an import substitution effect can be expected.

도 1은 본 발명에 따른 고내구성 전극을 이용한 살균 세정 기능 수 제조시스템의 제품 계통도를 도시한 것이다.1 is a diagram showing a product line diagram of a system for manufacturing water with a sterilization cleaning function using a highly durable electrode according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 고내구성 전극을 이용한 살균 세정 기능 수 제조시스템의 제품 계통도를 요약한 것이다.Figure 2 is a summary of the product line diagram of the sterilization cleaning function water production system using a highly durable electrode according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 고내구성 전극을 이용한 살균 세정 기능 수 제조시스템의 제품 운용 시스템을 요약한 것이다.3 is a summary of the product operation system of the sterilization cleaning function water production system using a highly durable electrode according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 고내구성 전극을 이용한 살균 세정 기능 수 제조시스템의 다른 제품 계통도를 요약한 것이다.Figure 4 is a summary of another product line diagram of the sterilization cleaning function water production system using a highly durable electrode according to the present invention.

도 5 내지 도 13은 본 발명에 따른 챔버형 전기분해 살균수 생성장치 구조 및 디자인의 일례를 도시한 것이다.5 to 13 show an example of the structure and design of the chamber-type electrolytic sterilization water generating apparatus according to the present invention.

도 14 내지 도 16은 최대변위점과 변위량을 기준으로 응력분포를 파악하여 압력을 해석한 일례를 도시한 것이다.14 to 16 show an example of analyzing the pressure by grasping the stress distribution based on the maximum displacement point and the displacement amount.

도 17 내지 도 22는 고내구성 전극을 이용한 IoT연동 살균 및 세정 기능수 분사시스템의 일례를 도시한 것이다.17 to 22 show an example of an IoT-linked sterilization and cleaning functional water injection system using a highly durable electrode.

도 23은 본 발명과 관련하여, Cavitation & Surging Wave를 이용한 충격파동 세척기술을 설명하는 도면이다.23 is a diagram illustrating a shock wave cleaning technology using Cavitation & Surging Wave in connection with the present invention.

도 24는 본 발명과 관련하여, 이류체 교반에 따른 미세 탄산기포 및 Shock Wave 발생을 설명하는 도면이다.24 is a diagram for explaining generation of fine carbonated bubbles and shock wave according to air agitation in relation to the present invention.

도 25는 본 발명과 관련하여, 챔버형 전해살균 세척장치 차아염소산(HOCL) 살균 수 제조 성능시험을 설명하는 도면이다.25 is a diagram for explaining a performance test for producing hypochlorous acid (HOCL) sterilized water in a chamber-type electrolytic sterilization washing apparatus in connection with the present invention.

도 26 및 도 27은 본 발명과 관련하여, 분사노즐의 구체적인 형태를 도시한 것이다.26 and 27 show a specific shape of a spray nozzle in connection with the present invention.

도 28 및 도 29는 본 발명과 관련하여, 살균수 시스템의 구체적인 일례를 도시한 것이다.28 and 29 show a specific example of a sterilizing water system in connection with the present invention.

도 30 및 도 31은 본 발명과 관련하여, 살균수전의 일례를 도시한 것이다.30 and 31 show an example of a sterilizing faucet in connection with the present invention.

도 32는 본 발명과 관련된 챔버 캡의 도면을 도시한 것이다.32 shows a view of a chamber cap related to the present invention.

상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. The embodiments of the present invention described above can be implemented through various means. For example, embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.In the case of hardware implementation, the method according to embodiments of the present invention includes one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). , Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of implementation by firmware or software, the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above. The software code may be stored in a memory unit and driven by a processor. The memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor through various known means.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.Detailed description of the preferred embodiments of the present invention disclosed as described above has been provided to enable those skilled in the art to implement and implement the present invention. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the scope of the present invention. For example, those skilled in the art may use the configurations described in the above-described embodiments in a manner that combines with each other. Thus, the invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention. Therefore, the detailed description above should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, the embodiments may be configured by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims, or may be included as new claims by amendment after filing.

Claims (1)

외부로부터의 물의 유입을 차단 또는 허용하는 솔레노이드 밸브(200);
미리 설정된 범위 이내의 객체의 접근을 감지하는 센서부(100);
전해질의 이온을 교환하는 격막 없이 인접하게 배치된 (+) 전극 및 (-) 전극을 포함하고, 상기 (+) 전극 및 (-) 전극을 통해 상기 솔레노이드 밸브(200)로 유입된 물을 전기분해하여 살균수를 생성하는 살균수 생성부(300);
상기 솔레노이드 밸브(200) 및 살균수 생성부(300)의 동작을 제어하는 제어부(500); 및
상기 살균수 생성부(300)에서 생성한 살균수를 외부로 분사하는 분사부(600);를 포함하되,
상기 상기 센서부(100)가 상기 객체의 접근을 감지하는 경우,
상기 제어부(500)는, 상기 솔레노이드 밸브(200)가 오픈(open)되어 상기 물을 유입하도록 제어하고,
상기 살균수 생성부(300)가 상기 유입된 물을 전기분해하여 살균수를 생성하도록 제어하며,
상기 분사부(600)가 미리 정해진 총 시간 중 제 1 시간은 상기 생성한 살균수를 상기 외부로 분사하고, 나머지 제 2 시간은 상기 살균수로 변환되지 않은 물을 상기 외부로 분사하도록 제어하고,
상기 살균수 생성부(300)의 내부에는 상기 유입된 물이 지나가면서 전기분해되기 위한 유로(2000)를 더 포함하고,
상기 유로(2000)는 상기 살균수 생성부(300)의 내부에서 적어도 일부 굽어진 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 고내구성 전극을 이용한 IoT연동 살균 및 세정 기능수 생성 모듈.A solenoid valve 200 that blocks or allows inflow of water from the outside;
A sensor unit 100 for detecting an approach of an object within a preset range;
Electrolyzes water flowing into the solenoid valve 200 through the (+) and (-) electrodes, including (+) and (-) electrodes disposed adjacent to each other without a diaphragm for exchanging ions of the electrolyte A sterilizing water generating unit 300 for generating sterilizing water by doing so;
A control unit 500 for controlling the operation of the solenoid valve 200 and the sterilizing water generating unit 300; And
Including; a spraying unit 600 for injecting the sterilized water generated by the sterilizing water generating unit 300 to the outside,
When the sensor unit 100 detects the approach of the object,
The control unit 500 controls the solenoid valve 200 to be opened to introduce the water,
Controls the sterilization water generation unit 300 to generate sterilized water by electrolyzing the introduced water,
The spraying unit 600 controls to spray the generated sterilized water to the outside for a first time among the predetermined total time, and for the remaining second time to spray water not converted to the sterilizing water to the outside,
The interior of the sterilizing water generating unit 300 further includes a flow path 2000 for electrolysis while the introduced water passes,
The flow path 2000 is an IoT-linked sterilization and cleaning functional water generation module using a highly durable electrode, characterized in that the flow path 2000 is disposed in a shape that is at least partially bent inside the sterilizing water generating unit 300.

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