KR20230024663A - 초전해 살균수 전기분해장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수도수, 순수 및 초순수를 전기분해하여 초전해 살균수를 생성할 수 있는 초전해 살균수 전기분해장치에 관한 것이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 초전해 살균수 전기분해장치는 내부가 중공된 형상으로 이루어진 케이스(110)와; 케이스(110)의 일측 내면에서 소정거리 이격되도록 위치하는 이온교환분리막(120)과; 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이에 형성된 음극전극(130)과; 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이에 위치하면서 액체 전해물질을 유입시키는 전해액 유입구(140)와; 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이에 위치하면서 액체 전해물질을 배출시키는 전해액 배출구(150)와; 케이스(110)의 타측 내면과 양극전극(160)에서 소정거리 이격되도록 위치하는 양극전극(160)과; 케이스(110)의 일측 내면과 양극전극(160) 사이에 위치하면서 원수를 유입시키는 원수 유입구(170)와; 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이에 위치하면서 양극전극(160)에 의해서 생성된 오존수 또는 복합산화수 등의 초전해 살균수를 배출시키는 살균수 배출구(180);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 초전해 살균수 전기분해장치는 내부가 중공된 형상으로 이루어진 케이스(110)와; 케이스(110)의 일측 내면에서 소정거리 이격되도록 위치하는 이온교환분리막(120)과; 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이에 형성된 음극전극(130)과; 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이에 위치하면서 액체 전해물질을 유입시키는 전해액 유입구(140)와; 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이에 위치하면서 액체 전해물질을 배출시키는 전해액 배출구(150)와; 케이스(110)의 타측 내면과 양극전극(160)에서 소정거리 이격되도록 위치하는 양극전극(160)과; 케이스(110)의 일측 내면과 양극전극(160) 사이에 위치하면서 원수를 유입시키는 원수 유입구(170)와; 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이에 위치하면서 양극전극(160)에 의해서 생성된 오존수 또는 복합산화수 등의 초전해 살균수를 배출시키는 살균수 배출구(180);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 전기분해장치에서 원수의 흐름을 느리게 하는 유도로를 두어 수도수, 순수 및 초순수 등의 원수를 장시간 전기분해시켜 초전해 살균수 농도를 증가시킬 수 있는 초전해 살균수 전기분해장치에 관한 것이다.
일반적으로 살균, 소독, 탈취처리를 위하여 염소계 약제를 용해시켜 사용되어 왔으나, 근래 들어오존(O3)이나 차아염소산(HOCl)이 많이 활용되고 있는 실정이다.
보편적으로 오존의 생성은 대전하는 전극 간에 유리나 세라믹스 등의 유전체를 씌우고, 산소함유 기체를 전극간에 흘려서 6 ~ 18kV의 교류 고전압을 유도시키는 무성방전식을 많이 사용하고 있으며, 상기 차아염소산은 전기분해 방식이 상용화되어 있는데, 황산 전해질이나 염화나트륨계 전해질을 사용하여 별도의 처리장치를 필요로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전기분해장치에서 원수의 흐름을 느리게 하는 유도로를 두어 수도수, 순수 및 초순수 등의 원수를 장시간 전기분해시켜 초전해 살균수 농도를 증가시킬 수 있는 초전해 살균수 전기분해장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 해결과제는 이온교환분리막과 양극전극 사이에 고체전해질을 충진하면 전해전압을 낮게 하여 연속식 대용량 전기분해 모듈을 제작할 수 있는 초전해 살균수 전기분해장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 초전해 살균수 전기분해장치는 내부가 중공된 형상으로 이루어진 케이스(110)와; 케이스(110)의 일측 내면에서 소정거리 이격되도록 위치하는 이온교환분리막(120)과; 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이에 형성된 음극전극(130)과; 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이에 위치하면서 액체 전해물질을 유입시키는 전해액 유입구(140)와; 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이에 위치하면서 액체 전해물질을 배출시키는 전해액 배출구(150)와; 케이스(110)의 타측 내면과 양극전극(160)에서 소정거리 이격되도록 위치하는 양극전극(160)과; 케이스(110)의 일측 내면과 양극전극(160) 사이에 위치하면서 원수를 유입시키는 원수 유입구(170)와; 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이에 위치하면서 양극전극(160)에 의해서 생성된 오존수 또는 복합산화수 등의 초전해 살균수를 배출시키는 살균수 배출구(180)와; 이온교환분리막(120)과 양극전극(160) 사이에 유입된 원수가 지그재그로 흐르도록 하는 유도로(190)가 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 이온교환분리막(120)과 양극전극(160) 사이에 고체전해질(191)이 충진된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 초전해 살균수 전기분해장치는, 내부가 중공되어 있으며 일측면에 표면에 관통공(212)이 형성된 돌출부(211)가 외부로 돌출되고, 액체 전해물질을 유입시키는 전해액 유입구(213)와, 내부의 액체 전해물질을 배출시키는 전해액 배출구(214)가 형성된 음극실 바디(210)와; 내부가 중공되어 있으며 타측면에 표면에 관통공(222)이 형성된 돌출부(221)가 외부로 돌출되고, 원수를 유입시키는 원수 유입구(223)와, 내부의 양극전극(250)에 의해서 생성된 오존수 또는 복합산화수를 배출시키는 살균수 배출구(224)가 형성된 양극실 바디(220)와; 내부가 중공되어 있으며 양측면에 음극실 바디(210)의 돌출부(211)와 양극실 바디(220)의 돌출부(221)가 삽입되는 관통구(231)가 형성되며, 중공된 내부에 양극실 바디(220)로부터 유입된 원수가 지그재그로 흐르도록 하는 유도로(235)가 형성된 중간실 바디(230)와; 음극실 바디(210)의 돌출부(211)에 밀착되게 위치하는 음극전극(240)과; 양극실 바디(220)의 돌출부(221)에 밀착되게 위치하는 양극전극(250)과; 음극전극(240)과 중간실 바디(230) 사이에 위치하는 이온교환분리막(260)과; 음극실 바디(210)와 음극전극(240) 사이, 양극실 바디(220)와 양극전극(250) 사이에 위치하면서 밀폐시키는 제1실링재(270)와; 중간실 바디(230)와 이온교환분리막(260) 사이, 중간실 바디(230)와 양극전극(250)에 위치하면서 밀폐시키는 제2실링재(280)와; 음극실 바디(210), 중간실 바디(230), 양극실 바디(220)가 밀폐되도록 체결하여 체결부(290);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 음극실 바디(210), 양극실 바디(220), 중간실 바디(230)는 중공된 부분 이외의 부분에 체결홀(215,225,234)이 형성되고, 체결부(290)는 체결홀(225)을 관통하여 체결되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 중간실 바디(230)의 중공된 내부에는 고체전해질(236)이 충진되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 원수 유입구(170,223)에는 원수 공급라인(310)이 연결되며, 원수 공급라인(310)에는 외부로부터 공급되는 원수량을 조절하는 원수 공급용 솔레노이드 밸브(311)와, 원수를 전기분해장치(100,200)로 공급하는 원수 공급용 펌프(312)와, 원수 공급량을 확인하는 유량센서(313)가 형성되며, 살균수 배출구(180,224)에는 생성된 초전해 살균수가 배출되는 초전해 살균수 배출라인(320)이 연결되며, 초전해 살균수 배출라인(320)에는 초전해 살균수 출수용 솔레노이드 밸브(321)가 형성되며, 전해액 유입구(140,213)에는 액체 전해질 저장장치(400)의 액체 전해질을 공급하는 액체 전해질 공급라인(330)이 연결되며, 액체 전해질 공급라인(330)에는 공급되는 액체 전해질량을 조절하는 액체 전해질 공급용 솔레노이드 밸브(331)와, 액체 전해질을 전기분해장치(100,200)로 공급하는 액체 전해질 공급용 펌프(332)가 형성되며, 전해액 배출구(150,214)에는 내부의 전해질을 액체 전해질 저장장치(400)로 공급하는 액체 전해질 배출라인(340)이 연결된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 초전해 살균수 전기분해장치(100,200)는 액체 전해질 저장장치(400), 컨트롤러(500)를 더 포함하되, 액체 전해질 저장장치(400)는 전기분해장치(100,200)로 공급되고 배출되는 액체 전해질이 저장되며, 레벨센서(410)가 형성되어 액체 전해질 장치 내부에 저장되어있는 액체 전해질 양을 확인하여 컨트롤러(500)로 전송하며, 컨트롤러(500)는 전기분해장치(100,200)로 원수가 공급되도록 원수 공급용 솔레노이드 밸브(311)를 제어하는 원수공급 제어부(510)와, 전기분해장치(100,200)에서 초전해 살균수가 배출되도록 초전해 살균수 출수용 솔레노이드 밸브(321)를 제어하는 살균수배출 제어부(520)와, 유량센서(313)로부터 제공받은 원수 공급량을 확인하는 원수 공급량 확인부(530)와; 액체 전해질 저장장치(400)의 레벨센서(410)로부터 액체 전해질량을 제공받아 관리하는 액체 전해질 확인부(540)와, 전기분해장치(100,200)의 음극전극(130)과 양극전극(160)에 연결된 파워서플라이의 전원공급 및 차단을 관리하는 전원관리부(550)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해서 전기분해장치에서 원수의 흐름을 느리게 하는 유도로를 두어 수도수, 순수 및 초순수 등의 원수를 장시간 전기분해시켜 초전해 살균수 농도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의해 생성된 초전해 살균수는 의료용 살균 소독제, 살항균제, 살바이러스제 및 의료용 수술도구와 의료용 장비의 세정 제균 살균, 축산용/펫용 살균 소독제, 살항균제, 살바이러스제 및 축산용/펫용용 수술도구와 축산용/펫용 장비의 세정 제균 살균 등으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 초전해 살균수 전기분해장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 초전해 살균수 전기분해장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 초전해 살균수 전기분해장치의 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 컨트롤러의 블록도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 초전해 살균수 전기분해장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 초전해 살균수 전기분해장치의 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 컨트롤러의 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 초전해 살균수 전기분해장치는 케이스(110), 이온교환분리막(120), 음극전극(130), 전해액 유입구(140), 전해액 배출구(150), 양극전극(160)과, 양극전극(160), 원수 유입구(170), 살균수 배출구(180)를 포함한다.
케이스(110)는 내부가 중공된 형상으로 이루어진다.
이온교환분리막(120)은 케이스(110)의 일측 내면에서 소정거리 이격되도록 위치한다. 이때, 이온교환분리막(120)은 불소계 캐치온 교환막인 것이 바람직하다. 이온교환분리막(120)을 통해서 음극전극(130)에서 발생된 Cl- 이온이 양극전극(160) 방향으로 이동하게 된다.
음극전극(130)은 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이에 형성된다. 이때, 음극전극(130)은 타공된 백금전극 또는 메쉬 백금전극으로 이루어진 것을 특징으로 한다. 이에 따라 액체 전해물질이 음극전극의 표면을 통과하여 좌우로 이동하게 된다.
전해액 유입구(140)는 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이에 위치하면서 액체 전해물질을 유입시킨다. 이때, 액체 전해물질은 염화나트륨 수용액인 것이 바람직하다. 액체 전해물질은 음극전극(130)에 의해 Cl- 이온이 발생되고, 미량이 이온교환분리막(120)을 통과하여 양극전극(160) 방향으로 이동하게 된다.
전해액 배출구(150)는 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이에 위치하면서 액체 전해물질을 배출시킨다.
양극전극(160)은 케이스(110)의 타측 내면과 양극전극(160)에서 소정거리 이격되도록 위치한다. 이때, 양극전극은 타공된 백금전극 또는 메쉬 백금전극으로 이루어진 것을 특징으로 한다. 이에 따라 원수가 양극전극의 표면을 통과하여 좌우로 이동하게 된다.
원수 유입구(170)는 케이스(110)의 일측 내면과 양극전극(160) 사이에 위치하면서 원수를 유입시킨다. 원수는 수도수, 순수 및 초순수를 사용할 수 있다. 이에 따라 양극전극(160) 표면에서 원수가 전기분해되어 H+이온, O2, O3가 생성되고, 이온교환분리막(120)을 통과하여 이동한 Cl- 이온과 반응하여 ClOx와 HClOx 등의 살균물질이 생성된다.
살균수 배출구(180)는 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이에 위치하면서 양극전극(160)에 의해서 생성된 오존수 또는 복합산화수 등의 초전해 살균수를 배출시킨다. 이때, 살균수 배출구(180)에서 배출되는 초전해 살균수는 0~100도씨에서 pH가 3.5 이하, 산화환원전위가 1100mV 이상이며, 잔류 염소의 농도가 5~70ppm인 것이 바람직하다.
유도로(190)는 이온교환분리막(120)과 양극전극(160) 사이에 유입된 원수가 지그재그로 흐르도록 형성된다. 이러한 유도로(190)는 전기분해시 원수의 흐름을 느리게 하여 장시간 전기분해할 수 있도록 하여 초전해 살균수의 농도를 증가(pH 3.5 이하)시키게 된다.
또한, 초전해 살균수 전기분해장치(100)는 또한, 이온교환분리막(120)과 양극전극(160) 사이에 몸체에 관통공이 형성된 고체전해질(191)을 충진한다. 고체전해질(191)에 의해 원수의 흐름이 더욱 느리게 되면서 전해전압을 낮게 하여 연속식 대용량 전기분해 모듈을(생성 용량 : 10 L/min) 제작할 수 있게 된다. 고체전해질(191)은 양이온 교환수지를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 초전해 살균수 전기분해장치(200)는 음극실 바디(210), 양극실 바디(220), 중간실 바디(230), 음극전극(240), 양극전극(250), 이온교환분리막(260), 제1실링재(270), 제2실링재(280), 체결부(290)를 포함한다.
음극실 바디(210)는 내부가 중공되어 있으며 일측면에 표면에 관통공(212)이 형성된 돌출부(211)가 외부로 돌출된다. 음극실 바디(210)에는 액체 전해물질을 유입시키는 전해액 유입구(213)와, 내부의 액체 전해물질을 배출시키는 전해액 배출구(214)가 형성된다. 또한, 음극실 바디(210)는 중공된 부분 이외의 부분에 체결홀(215)이 형성된다.
양극실 바디(220)는 내부가 중공되어 있으며 타측면에 표면에 관통공(222)이 형성된 돌출부(221)가 외부로 돌출된다. 양극실 바디(220)에는 원수를 유입시키는 원수 유입구(223)와, 내부의 양극전극(250)에 의해서 생성된 오존수 또는 복합산화수를 배출시키는 살균수 배출구(224)가 형성된다. 또한, 양극실 바디(220)는 중공된 부분 이외의 부분에 체결홀(225)이 형성된다.
중간실 바디(230)는 내부가 중공되어 있으며 양측면에 음극실 바디(210)의 돌출부(211)와 양극실 바디(220)의 돌출부(221)가 삽입되는 관통구(231)가 형성된다. 이때, 중간실 바디(230)의 관통구(231)는 다단으로 형성되고, 음극전극(240)에서 외부로 연장되는 음극 단자가 삽입되는 음극 단자 안내홈(232)과 양극 단자에서 외부로 연장되는 양극 단자가 삽입되는 양극 단자 안내홈(233)이 형성된다. 또한, 중간실 바디(230)는 중공된 부분 이외의 부분에 체결홀(234)이 형성된다. 또한, 중간실 바디(230)의 중공된 내부에 양극실 바디(220)로부터 유입된 원수가 지그재그로 흐르도록 하는 유도로(235)가 형성된다.
음극전극(240)은 음극실 바디(210)의 돌출부(211)에 밀착되게 위치한다.
양극전극(250)은 양극실 바디(220)의 돌출부(221)에 밀착되게 위치한다.
이온교환분리막(260)은 음극전극(240)과 중간실 바디(230) 사이에 위치한다. 이때, 이온교환분리막(260)은 불소계 캐치온 교환막인 것이 바람직하다. 이온교환분리막(260)은 중간실 바디(230)의 관통구(231)에 밀착된다.
제1실링재(270)는 음극실 바디(210)와 음극전극(240) 사이, 양극실 바디(220)와 양극전극(250) 사이에 위치하면서 밀폐한다. 이때, 제1실링재(270)는 음극실 바디(210)의 돌출부(211), 양극실 바디(220)의 돌출부(211)를 감싸도록 위치하는 것이 바람직하다.
제2실링재(280)는 중간실 바디(230)와 이온교환분리막(260) 사이, 중간실 바디(230)와 양극전극(250)에 위치하면서 밀폐한다. 이때, 제2실링재(280)는 중간실 바디(230)의 관통구(231)에 삽입되면서 위치하는 것이 바람직하다.
체결부(290)는 음극실 바디(210), 중간실 바디(230), 양극실 바디(220)의 내부와 외부가 밀폐되도록 체결하여 밀폐시킨다. 이때, 체결부(290)는 볼트와 너트를 이용하여 음극실 바디(210)의 체결홀(215), 중간실 바디(230)의 체결홀(234), 양극실 바디(220)의 체결홀(225)을 관통하여 밀폐시키는 것이 바람직하다.
또한, 초전해 살균수 전기분해장치(200)는 중간실 바디(230)의 중공된 내부에는 고체전해질(236)이 충진되는 것이 바람직하다.
한편, 제1, 2 실시예의 초전해 살균수 전기분해장치(100,200)는 원수 유입구(170,223)에 원수 공급라인(310)이 연결되며, 원수 공급라인(310)에는 외부로부터 공급되는 원수량을 조절하는 원수 공급용 솔레노이드 밸브(311)와 원수를 초전해 살균수 전기분해장치(100,200)로 공급하는 원수 공급용 펌프(312)와, 원수 공급량을 확인하는 유량센서(313)가 형성된다. 원수 공급용 솔레노이드 밸브(311)은 컨트롤러(500)에 의해 유량센서(313)에 의해 측정된 원수 공급량은 컨트롤러(500)로 제공된다.
살균수 배출구(180,224)에는 생성된 H+이온, ClOx와 HClOx 등의 살균 물질이 함유된 초전해 살균수가 배출되는 초전해 살균수 배출라인(320)이 연결되며, 초전해 살균수 배출라인(320)에는 초전해 살균수 출수용 솔레노이드 밸브(321)가 형성된다. 초전해 살균수 출수용 솔레노이드 밸브(321)는 컨트롤러(500)에 의해 동작한다.
전해액 유입구(140,213)에는 액체 전해질 저장장치(400)의 액체 전해질을 공급하는 액체 전해질 공급라인(330)이 연결되며, 액체 전해질 공급라인(330)에는 공급되는 액체 전해질량을 조절하는 액체 전해질 공급용 솔레노이드 밸브(331)와, 액체 전해질을 초전해 살균수 전기분해장치(100,200)로 공급하는 액체 전해질 공급용 펌프(332)가 형성된다.
전해액 배출구(150,214)에는 내부의 전해질을 액체 전해질 저장장치(400)로 공급하는 액체 전해질 배출라인(340)이 연결된다.
한편, 본 발명의 제1,2실시예에 따른 초전해 살균수 전기분해장치(100,200)는 액체 전해질 저장장치(400), 컨트롤러(500)를 더 포함한다.
액체 전해질 저장장치(400)는 전기분해장치(100,200)로 공급되고 배출되는 액체 전해질이 저장되며, 레벨센서(410)가 형성되어 액체 전해질 장치 내부에 저장되어있는 액체 전해질 양을 확인하여 컨트롤러(500)로 전송한다. 레벨센서(410)는 고 레벨센서(411)와 저 레벨센서(412)로 이루어진다. 이때, 액체 전해질은 정제된 소금(NaCl)으로 제작된 소금물인 것이 바람직하다.
또한, 컨트롤러(500)는 전기분해장치(100,200)로 원수가 공급되도록 원수 공급용 솔레노이드 밸브(311)를 제어하는 원수공급 제어부(510)와, 전기분해장치(100,200)에서 초전해 살균수가 배출되도록 초전해 살균수 출수용 솔레노이드 밸브(321)를 제어하는 살균수배출 제어부(520)와, 유량센서(313)로부터 제공받은 원수 공급량을 확인하는 원수 공급량 확인부(530)와; 액체 전해질 저장장치(400)의 레벨센서(410)로부터 액체 전해질량을 제공받아 관리하는 액체 전해질 확인부(540)와, 전기분해장치(100,200)의 음극전극(130)과 양극전극(160)에 연결된 파워서플라이의 전원공급 및 차단을 관리하는 전원관리부(550)를 포함한다. 이때, 전원관리부(550)는 원수 공급용 유량센서(313)에서 전기분해장치(100,200)로 원수가 공급되지 않는 것을 확인할 경우에 직류전원 공급을 중단하게 된다.
이하, 본 발명의 제1, 2실시예에 따른 초전해 살균수 전기분해장치의 작동상태를 살펴본다.
컨트롤러(500)에서 자동운전을 스위치를 가동시키면, 원수 공급용 솔레노이드 밸브(311)이 동작하여 원수가 전기분해장치(100)의 케이스(110)의 일측 내면과 양극전극(160) 사이로 입수되거나, 전기분해장치(200)의 양극실 바디(220)로 입수된다. 이때, 원수 공급용 펌프(312)이 동작하여 전기분해장치(100,200)의 양극실 급수구로 원수를 공급한다. 동시에, 액체 전해질 공급용 펌프(332)과 액체 전해질 공급용 솔레노이드 밸브(331)이 동작하여 액체 전해질 저장장치(400)에 저장되어 있는 액체 전해질을 전기분해장치(100)의 케이스(110)의 일측 내면과 이온교환분리막(120) 사이로 입수되거나, 전기분해장치(200)의 음극실 바디(210)로 공급한다. 이때 액체 전해질은 정제된 소금(NaCl)을 사용한다.
이때, 원수 공급용 유량센서(313)은 원수가 공급되는 것을 확인하여 컨트롤러(500)으로 전송한다. 원수 공급용 유량센서(313)에서 전기분해장치의 양극실 내부로 원수가 공급되지 않는 것으로 확인되는 경우는 컨트롤러(500)는 파워서플라이에서 전기분해장치의 음극전극(130)과 양극전극(160)에 직류전원 공급을 중단한다.
그리고, 파워서플라이에서 전기분해장치의 음극전극(130)과 양극전극(160)으로 직류전원이 공급되면 전기분해장치의 양극실 내부에서는 양극전극(160) 표면에서 공급된 원수(H2O)로부터 H+이온, O2, O3가 생성되고, 음극실의 액체 전해질(NaCl)로부터 Cl- 이온 미량이 생성된 후에 이온교환분리막(120)을 통과하여 양극실 내부로 이동하게 된다.
양극실 내부에서는 양극전극(160) 표면에서 생성된 H+이온, O2, O3과 음극실에서 이동한 Cl- 이온이 반응하여 ClOx와 HClOx 등의 살항균 물질이 생성된다.
동시에, 초전해 살균수 출수용 솔레노이드 밸브(321)가 동작하여 H+이온, ClOx와 HClOx 등의 살항균 물질이 함유된 초전해 살균수가 살균수 배출구(180)를 통해 외부로 배출되게 된다.
한편, 액체 전해질 탱크에 설치된 레벨센서서 측정된 액체 전해질 양이 적은 것을 감지하면 컨트롤러(500)은 액체 전해질 공급용 펌프(332)과 액체 전해질 공급용 솔레노이드 밸브(331) 동작을 중지하여 액체 전해질 탱크에서 전기분해장치의 전해액 유입구(213)로 액체 전해질 공급을 중단시키고, 파워서플라이에서 전기분해장치의 음극전극(130)과 양극전극(160)으로 직류전원의 공급을 중지시키게 된다.
실시예
<초전해 살균수의 제조>
원수 : 물(전도도 us/cm 이하, pH 7.0, ORP =215mV, 온도 24.5도씨)
액체 전해 물질 : NaCl 수용액
전원 : DC 60V, 60A
유속 : 1.0 l/min
측정기 : 토아사 계측기(일본)
pH : TOA MM-60R
ORP : TOA MM-60R
<살균 능력 평가>
생성된 초전해 살균수의 pH는 3.0, ORPsms 1800mV(vs, Ag/AgCl)이고, 잔류염소 농도는 40 ppm이었다.
<항균 효능 확인>
초전해 살균수의 항균작용을 확인하였다. 실험한 균주는 환자로부터 채취하여(표 1) 사용하였다. 순수배양 균주를 brain heart infusion broth에 20시간 배양 (Candida는 48시간 배양)하고, 3,000 rpm에서 15분간 원침 하였다. 원침 후 상층액은 버리고 침전된 균에 인산완충액(pH 7.2)을 넣고 혼합하여 표준 혼탁도를 McFarland 3에 맞추어 농도가 9 x 108 CFU/mL가 되도록 하였다. 각각의 균액 0.1 mL를 초전해 살균수 9.9 mL에 가하여 최종균수가 106-107 CFU/mL가 되도록 하고, 실온에 둔 후 30초, 1분, 2분, 4분, 10분, 15분, 30분 노출시간에 맞추어 0.01mL 표준백금이로 10mL BHI broth에 접종 하였다. 37℃에서 48시간 배양한 후 발육유무 관찰 결과 균 수는 현저하게 줄어들었다. 이 실험에서 초전해 살균수 액의 살균작용에 뛰어나다는 것을 판단할 수 있다.
| Exposure time | pH 3.0, HOCl 40 ppm, ORP 1180 mv | |||||||
| 대조 | 30초 | 1분 | 2분 | 5분 | 10분 | 15분 | 30분 | |
| MRSA (Staphylococcus aureus) | + | - | - | - | - | - | - | - |
| MSSA (Staphylococcus aureus) | + | - | - | - | - | - | - | - |
| MRSE (Staphylococcus epidermidis) | + | - | - | - | - | - | - | - |
| MSSE (Staphylococcus epidermidis) | + | - | - | - | - | - | - | - |
| VRE (Enterococcus faecium) | + | - | - | - | - | - | - | - |
| E. coli | + | - | - | - | - | - | - | - |
| Klebsiella pneumoniae | + | - | - | - | - | - | - | - |
| Serratia marcescens | + | - | - | - | - | - | - | - |
| Enterobacter cloacae | + | - | - | - | - | - | - | - |
| Salmonella typhi | + | - | - | - | - | - | - | - |
| Shigella sonnei | + | - | - | - | - | - | - | - |
| Proteus vulgaris | + | - | - | - | - | - | - | - |
| Pseudomonas aeruginosa | + | - | - | - | - | - | - | - |
| Acinetobacter lwoffi | + | - | - | - | - | - | - | - |
| Candida tropicalis | + | - | - | - | - | - | - | - |
| Candida albicans | + | - | - | - | - | - | - | - |
| Bacillus subtilis 1 | + | + | + | +/- | - | - | - | - |
| Bacillus subtilis 2 | + | + | + | + | + | + | + | +/- |
여기서, - : no growth, + : growth Bacillus subtilis 1 : young culture strain (vegetative form)Bacillus subtilis 2 : old culture strain
<바이러스 멸균(소독) 효능 확인>
바이러스의 멸균(소독) 작용을 확인하였다. 바이러스는 PRRS 바이러스 Type2 CS-NA11 strain를 사용하였다.
4℃에 보관 되어 있던 희석액 19ml에 바이러스 원액 1ml을 섞고, 1분 후 혼합액 2.5ml을 취해 동량의 소독액과 혼합하였다. 4℃에서 30분간 반응시키며 10분에 1회씩 혼합하고, 반응이 끝난 후 소독 효능을 중화하기 위해 혼합액 1ml을 중화배지 1ml과 혼합한다. 그 후, MARC-145가 부착되어있는 96 well plate에 적정량 분주하여 바이러스 함량을 측정하였고 표 2에 나타내었다.
| 소독액 종류 | 소독반응 후 바이러스 역가 |
| 초전해 살균수 | 5.6x10^3/ml |
| HCl+PBS | 5.6x10^5/ml |
| 수돗물 | 1.3x10^6/ml |
| PBS (대조군) | 7.6x10^5/ml |
표 2에 나타난 것과 같이 초전해 살균수 소독액을 제외한 시험군에서는 바이러스 사멸효과 크지 않은 것을 확인할 수 있었다. 특히, 초전해살균수는 수돗물 소독액 대비 약 200배의 바이러스 사멸 효과 확인할 수 있었고, PBS 대조군 대비하여도 약 130배의 바이러스 사멸 효과 확인할 수 있었다.이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 초전해 살균수 전기분해장치
110 : 케이스
120 : 이온교환분리막 130 : 음극전극
140 : 전해액 유입구 150 : 전해액 배출구
160 : 양극전극 170 : 원수 유입구
180 : 살균수 배출구 190 : 유도로
191 : 고체전해질
200 : 초전해 살균수 전기분해장치 210 : 음극실 바디
220 : 양극실 바디 230 : 중간실 바디
235 : 유도로 236 : 고체전해질
240 : 음극전극 250 : 양극전극
260 : 이온교환분리막 310 : 원수 공급라인
320 : 초전해 살균수 배출라인 330 : 액체 전해질 공급라인
340 : 액체 전해질 배출라인 400 : 액체 전해질 저장장치
500 : 컨트롤러 510 : 원수공급 제어부
520 : 살균수배출 제어부 530 : 원수 공급량 확인부
540 : 액체 전해질 확인부 550 : 전원관리부
120 : 이온교환분리막 130 : 음극전극
140 : 전해액 유입구 150 : 전해액 배출구
160 : 양극전극 170 : 원수 유입구
180 : 살균수 배출구 190 : 유도로
191 : 고체전해질
200 : 초전해 살균수 전기분해장치 210 : 음극실 바디
220 : 양극실 바디 230 : 중간실 바디
235 : 유도로 236 : 고체전해질
240 : 음극전극 250 : 양극전극
260 : 이온교환분리막 310 : 원수 공급라인
320 : 초전해 살균수 배출라인 330 : 액체 전해질 공급라인
340 : 액체 전해질 배출라인 400 : 액체 전해질 저장장치
500 : 컨트롤러 510 : 원수공급 제어부
520 : 살균수배출 제어부 530 : 원수 공급량 확인부
540 : 액체 전해질 확인부 550 : 전원관리부
Claims (11)
- 내부가 중공된 형상으로 이루어진 케이스와;
케이스의 일측 내면에서 소정거리 이격되도록 위치하는 이온교환분리막과;
케이스의 일측 내면과 이온교환분리막 사이에 형성된 음극전극과;
케이스의 일측 내면과 이온교환분리막 사이에 위치하면서 액체 전해물질을 유입시키는 전해액 유입구와;
케이스의 일측 내면과 이온교환분리막 사이에 위치하면서 액체 전해물질을 배출시키는 전해액 배출구와;
케이스의 타측 내면과 양극전극에서 소정거리 이격되도록 위치하는 양극전극과;
케이스의 일측 내면과 양극전극 사이에 위치하면서 원수를 유입시키는 원수 유입구와;
케이스의 일측 내면과 이온교환분리막 사이에 위치하면서 양극전극에 의해서 생성된 초전해 살균수를 배출시키는 살균수 배출구와;
이온교환분리막과 양극전극 사이에 유입된 원수가 지그재그로 흐르도록 하는 유도로를 포함하는 것을 특징으로 하는 초전해 살균수 전기분해장치. - 청구항 1에 있어서, 음극전극, 양극전극은 타공된 백금전극 또는 메쉬 백금전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 초전해 살균수 전기분해장치.
- 청구항 1에 있어서, 이온교환분리막과 양극전극 사이에 고체전해질이 충진된 것을 특징으로 하는 초전해 살균수 전기분해장치.
- 내부가 중공되어 있으며 일측면에 표면에 관통공이 형성된 돌출부가 외부로 돌출되고, 액체 전해물질을 유입시키는 전해액 유입구와, 내부의 액체 전해물질을 배출시키는 전해액 배출구이 형성된 음극실 바디와;
내부가 중공되어 있으며 타측면에 표면에 관통공이 형성된 돌출부가 외부로 돌출되고, 원수를 유입시키는 원수 유입구와, 내부의 양극전극에 의해서 생성된 오존수 또는 복합산화수를 배출시키는 살균수 배출구가 형성된 양극실 바디와;
내부가 중공되어 있으며 양측면에 음극실 바디의 돌출부와 양극실 바디의 돌출부가 삽입되는 관통구가 형성되며, 중공된 내부에 양극실 바디로부터 유입된 원수가 지그재그로 흐르도록 하는 유도로가 형성된 중간실 바디와;
음극실 바디의 돌출부에 밀착되게 위치하는 음극전극과;
양극실 바디의 돌출부에 밀착되게 위치하는 양극전극과;
음극전극과 중간실 바디 사이에 위치하는 이온교환분리막과;
음극실 바디와 음극전극 사이, 양극실 바디가 양극전극 사이에 위치하면서 밀폐시키는 제1실링재와;
중간실 바디와 이온교환분리막 사이, 중간실 바디와 양극전극에 위치하면서 밀폐시키는 제2실링재와;
음극실 바디, 중간실, 양극실 바디가 밀폐되도록 체결하여 체결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초전해 살균수 전기분해장치. - 청구항 4에 있어서, 중간실 바디의 관통구은 다단으로 형성되고, 음극전극에서 외부로 연장되는 음극 단자가 삽입되는 음극 단자 안내홈과 양극 단자에서 외부로 연장되는 양극 단자가 삽입되는 양극 단자 안내홈이 형성된 것을 특징으로 하는 초전해 살균수 전기분해장치.
- 청구항 4에 있어서, 음극실 바디, 양극실 바디, 중간실 바디는 중공된 부분 이외의 부분에 체결홀이 형성되고, 체결부는 체결홀을 관통하여 체결되는 것을 특징으로 하는 초전해 살균수 전기분해장치.
- 청구항 4에 있어서, 중간실 바디의 중공된 내부에는 고체전해질이 충진되는 것을 특징으로 하는 초전해 살균수 전기분해장치.
- 청구항 1 내지 청구항 7 중의 어느 한 항에 있어서,
원수 유입구에는 원수 공급라인이 연결되며, 원수 공급라인에는 외부로부터 공급되는 원수량을 조절하는 원수 공급용 솔레노이드 밸브와, 원수를 전기분해장치로 공급하는 원수 공급용 펌프와, 원수 공급량을 확인하는 유량센서가 형성되고,
살균수 배출구에는 생성된 초전해 살균수가 배출되는 초전해 살균수 배출라인이 연결되며, 초전해 살균수 배출라인에는 초전해 살균수 출수용 솔레노이드 밸브가 형성되며,
전해액 유입구에는 액체 전해질 저장장치의 액체 전해질을 공급하는 액체 전해질 공급라인이 연결되며, 액체 전해질 공급라인에는 공급되는 액체 전해질량을 조절하는 액체 전해질 공급용 솔레노이드 밸브와, 액체 전해질을 전기분해장치로 공급하는 액체 전해질 공급용 펌프가 형성되며,
전해액 배출구에는 내부의 전해질을 액체 전해질 저장장치로 공급하는 액체 전해질 배출라인이 연결된 것을 특징으로 하는 초전해 살균수 전기분해장치. - 청구항 8에 있어서, 초전해 살균수 전기분해장치는 액체 전해질 저장장치, 컨트롤러를 더 포함하되,
액체 전해질 저장장치는 전기분해장치로 공급되고 배출되는 액체 전해질이 저장되며, 레벨센서가 형성되어 액체 전해질 장치 내부에 저장되어있는 액체 전해질 양을 확인하여 컨트롤러로 전송하며,
컨트롤러는 전기분해장치로 원수가 공급되도록 원수 공급용 솔레노이드 밸브를 제어하는 원수공급 제어부와, 전기분해장치에서 초전해 살균수가 배출되도록 초전해 살균수 출수용 솔레노이드 밸브를 제어하는 살균수배출 제어부와, 유량센서로부터 제공받은 원수 공급량을 확인하는 원수 공급량 확인부와; 액체 전해질 저장장치의 레벨센서로부터 액체 전해질량을 제공받아 관리하는 액체 전해질 확인부와, 전기분해장치의 음극전극과 양극전극에 연결된 파워서플라이의 전원공급 및 차단을 관리하는 전원관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초전해 살균수 전기분해장치. - 청구항 9의 초전해 살균수 전기분해장치에서 생성되는 초전해 살균수는, 의료용 살균 소독제, 살항균제, 살바이러스제 및 의료용 수술도구와 의료용 장비의 세정 제균 살균으로 사용하는 것을 특징으로 하는 초전해 살균수의 이용방법.
- 청구항 9의 초전해 살균수 전기분해장치에서 생성되는 초전해 살균수는, 축산용/펫용 살균 소독제, 살항균제, 살바이러스제 및 축산용/펫용용 수술도구와 축산용/펫용 장비의 세정 제균 살균으로 사용하는 것을 특징으로 하는 초전해 살균수의 이용방법.
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| KR1020210106691A KR102504255B1 (ko) | 2021-08-12 | 2021-08-12 | 초전해 살균수 전기분해장치 |
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| Country | Link |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100479644B1 (ko) * | 2002-12-20 | 2005-03-31 | 권호용 | 전기분해장치와 이를 이용한 전기분해수 생성장치,이온수기 및 용존산소 정수기 |
| KR101182112B1 (ko) | 2010-02-26 | 2012-09-12 | (주) 퓨리켐 | 3챔버를 갖는 복합 산화 환원제 생성용 전해 셀 |
| KR101695675B1 (ko) * | 2015-04-16 | 2017-01-12 | 주식회사 파이노 | 기능수 생성모듈 |
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2021
- 2021-08-12 KR KR1020210106691A patent/KR102504255B1/ko active IP Right Grant
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