KR101858096B1 - 전기분해 전극 자동세척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기분해 전극 자동세척장치를 개시한다.
본 발명의 전기분해 전극 자동세척장치는, 관로를 형성하는 케이싱 내부에 상호 면 대향으로 배치되는 판형상의 부재로 적어도 한 쌍의 음극과 양극으로 된 제1,2전극판 및 이들 사이에 배치되어 마찰 회전하여 스케일을 제거하는 절연소재로 된 세정판으로 된 디스크요소; 상기 디스크요소의 중심을 삽입 관통하는 것으로 상기 제1,2전극판에 각각 전원을 인가하는 전원요소; 상기 전원요소에 구비되어 상기 디스크요소들이 서로 인접하는 방향으로 이동되게 탄성 지지력을 작용하는 간극 조절요소;을 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 전기분해 전극 자동세척장치는 음극판과 양극판이 닳게 되는 경우에도 이들 사이의 간극을 자동으로 보상하도록 하여 최상의 살균성능의 유지를 가능하게 함으로써 제품에 대한 신뢰도와 만족도를 높임과 아울러 유지관리의 편의성을 개선시킬 수 있는 산업상 유용한 효과가 기대된다.
또한, 본 발명은 구조가 간소하여 종전의 전기분해 방식의 살균장치에 비해 소형화가 가능하여 설치공간에 대한 자유도를 높일 수 있음에 따라 결과적으로 기존의 산업용수 처리시설이나 선박 등에 대해서도 간소한 구조변경을 통해 용이하게 적용시킬 수 있는 효과가 기대된다.
또한, 본 발명은 음극판과 양극판으로 구성되는 전극판에 이물질 등의 오염물질이 달라붙는 것이 방지됨에 따라 전극판 오염으로 인한 전기분해 및 살균 성능의 저하를 미연에 방지하고, 유지관리의 편의성을 높일 수 있는 이점이 있다.

Description

전기분해 전극 자동세척장치{Appratucps for sterilization of ballast water}

본 발명은 전기분해에 의한 금속이온을 이용하여 각종 산업현장의 용수나 선박의 평형수 등과 같은 피처리수를 살균 처리하는 전기분해 전극 자동세척장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전극부재의 표면에 부착되는 피막상의 불순물이나 금속 산화물을 비롯한 물 때 등의 이물질을 자동으로 제거함으로써 전극부재의 오염에 의한 성능저하를 방지하고 유지관리의 편의성을 높일 수 있게 한 전기분해 전극 자동세척장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업현장의 산업용수나 또는 폐수 전기분해 및 선박 등의 평형수(ballast water)와 같은 피처리수는 처리장치에 의해 각종 오염물질을 제거한 뒤 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 처리장치는 전극에 부착되는 스케일 및 고형의 이물질을 제거하기 위한 여과장치와 전극에 부착된 스케일이 피처리수에 포함된 각종 세균과 미생물 등의 유기물에 대한 살균(멸균)을 행하기 위한 살균장치로 대별되며, 여과장치와 살균장치는 피처리수에 대한 여과방식이나 살균방식 등의 처리량에 따라 다양한 형태의 것이 사용된다.

대표적인 피처리수 시설로는 하·폐수 시설이 있으며, 종래의 하·폐수 처리방법은 하·폐수에 포함된 고형물을 비중 차에 의해 액체와 분리하거나 또는 기타 물리적 방법으로 처리하는 물리적 처리 방법과, 화학 약품을 하·폐수에 첨가하여 중화 또는 산성도 조정 및 산화 환원 및 응집 침전 및 흡착 등으로 처리하는 화학적 처리방법 그리고 물리 및 화학적 처리방법의 단점을 보완하기 위하여 하·폐수에 활성미생물을 투입하여 처리하는 생물학적 처리방법을 중심으로 시행되고 있다.

그러나, 상기 물리적 처리방법은 처리 공정이 복잡하고 처리의 한계성이 있는 단점이 있으며, 화학적 처리방법은 슬러지 발생량의 증가에 따른 재처리 비용이 매우 높아 경제성이 낮은 단점이 있으며, 생물학적 처리방법은 유기물과 염도의 농도에 따라 처리 효율에 큰 영향을 받아 처리효율이 낮은 단점이 있었다.

특히, 상기 물리적 처리방법과 화학적 처리방법 그리고 생물학적 처리방법은 질소 오염원으로 인한 오염물에 대한 처리가 사실상 불가능한 문제점이 있다.

즉, 오·폐수에 포함된 오염원 중 하나인 질소 오염원은 과거에는 주로 농업용 비료, 사람이나 가축의 분뇨, 합성세제로부터 발생하였으나, 최근 들어 산업화가 가속화됨에 따라 인쇄회로기판 제조산업, 반도체 제조용 화학약품 제조산업, 전해 커패시터 제조산업 등과 같은 첨단 산업 폐수에서의 배출이 증가되고 있으며, 무엇보다도 미 처리된 하수 또는 공장 폐수가 하천으로 다량 유입될 경우 부영양화, 연안의 적조현상, 암모니아의 어류독소, 수중의 용존 산소 결핍 등을 야기하며, 상수 중의 암모니아는 염소 요구량을 증가시키고, 질산성 질소는 음용수 중에 높은 농도로 존재하는 경우 건강에 심각한 위해를 미치기도 한다. 이러한 심각한 오염원의 하나인 질소는 질산염 또는 암모니아성 질소에 의해 발생되며 질소에 의한 수역의 부영양화가 심각한 문제로 대두되고 있으며, 이러한 질소 오염원으로 인한 오염물에 대한 수처리가 시급한 실정이다.

따라서, 상기 물리적 처리방법과 생물학적 처리방법이 지닌 단점을 해소하면서 장기적이며 안정적으로 생태계를 유지하고 안전성 높은 수자원을 보전함과 아울러 효율적인 폐수 처리시스템 개발이 요구되고 있는 실정이며, 이를 해결하기 위해 종전의 방법보다 효율적인 처리가 가능하면서 영양 염류의 유입을 차단할 수 있는 전기 화학적 기술에 의한 폐수 처리 방법에 관심이 높아지고 있다.

상기 전기 화학적 처리기술의 특징은 생물학적인 처리방법이나 화학적인 처리방법에서 분해가 곤란한 오염물질이 들어 있는 난 분해성 폐수를 처리하는데 유용하며, 특히, 방대한 공간이 필요하지 않고 높은 처리효율을 가지며 운전비용 절감 등의 장점을 가지고 있다. 이러한 전기 화학적 폐수 처리기술은 처리하고자하는 유해물질을 함유한 폐수를 사이에 두고 양극과 음극의 산화-환원반응을 이용하여 전기 화학적 반응을 일으킴으로써 유해물질을 제거하거나 무해한 성분으로 변화시키는 공정을 말한다.

종래 기술에 따른 전기 화학적 처리기술의 하나인 전기분해를 이용한 선행기술들로는 대한민국 등록특허 10-1306980호가 있으며, 그 기술로는 생물반응공정을 포함하는 수처리 장치에 있어서, 호기조로 유입된 처리대상수에 철 이온을 공급하기 위해 상기 처리 대상수를 전기분해하는 전해수단을 구비하며, 상기 전해수단은 상기 호기조로 유입된 처리대상수가 경유하는 전해조와 상기 전해조에 설치되며 양극 및 음극 전극이 번갈아 배치되는 전극부와 상기 전극부로 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하고 상기 전극의 강판을 열처리하며 3시간 동안 서냉하여 열처리한 것을 특징으로 하는 철 전기분해를 이용한 수처리 장치가 개시되어 있다.

또한, 대한민국 등록특허 10-0490307호에는 호기조에서 처리된 유입수를 철 전기전해조로 공급하는 유입수 공급부, 외부공기를 공급하는 에어공급부, 유입된 처리수를 전기분해하는 철 전기전해조, 철이온을 함유하는 처리수를 호기조로 재공급하는 호기조 공급부, 전기분해에 의해 발생하는 브라운가스를 배출시키는 가스 배출부를 포함하는 오폐수 처리용 철-전기분해장치가 개시되어 있다.

그러나 상기 종래 기술에 따른 전기분해를 비롯한 기존 상용되고 있는 하·폐수 고도처리공정은 협소(狹小)한 장소에서의 설치가 어려우며, 폐수내 인 제거에만 중점을 두고 공정을 운용하고, 잔류오염물질의 배출을 피할 수 없으며 처리수내 바이러스 및 병원 세균의 살균작용이 곤란하다는 문제점이 있다.

상기의 문제점을 해결하고자 본 출원인은 전기분해를 이용한 피처리수를 처리하는 기술로 대한민국 등록특허 제10-1445250호를 통해 ′전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치′를 제안한 바 있으며, 그 청구항 1에는 선박의 밸러스트 탱크에 연결되어 해수를 유입 안내하는 취수 파이프에 연결 구비되어 해수에 포함된 해양생물과 오염물을 살균 처리하는 전기분해 살균장치를 구비한 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치에 있어서, 상기 전기분해 살균장치는, 상기 취수 파이프에 연결되어 유입된 해수가 통과하도록 내부가 빈 관 형상의 하우징과; 상기 하우징의 내부에 구비되어 외부로부터 전원을 공급받도록 배선되는 것으로 간격을 두고 면 대향으로 배치되는 적어도 한 쌍의 전극판과; 상기 인접한 한 쌍의 전극판 사이에 배치되어 전극판에 접촉된 상태로 마찰 회전하는 절연재로 된 디스크 브러쉬와; 상기 디스크 브러쉬에 회전 구동력을 전달하는 구동유닛을 포함하되, 상기 디스크 브러쉬는 상기 전극판에 대하여 지름이 확장된 크기로 구비되면서 상기 전극판에 마찰 접촉하여 스케일을 제거하는 요소로 방사상으로 배치되는 복수의 스케일바 및 외주면에 형성되는 기어이를 구비하고, 상기 구동유닛은 외부로부터 전원을 공급받아 회전 구동력을 생성하는 모터 및 이 모터에 축연결되는 것으로 상기 디스크 브러쉬의 기어이에 교합되어 회전 구동력을 전달하는 기어축을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치가 개시되어 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 피처리수 살균처리를 위한 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치는 전극이 닳게 되면 이를 보상하기 위한 요소를 구비하고 있지 않아 결과적으로 시간이 경과함에 따라 전극이 닳게 되면 이온화율 역시 급격하게 떨어지는 폐단이 있었다. 이를 해소하기 위해서 작업자가 장치를 분해하고 각 전극간의 간격을 재조정한 뒤 재조립해야 하므로 유지관리의 어려움과 이에 따른 비용상승의 폐단이 있을 뿐만 아니라 전극간격 조정작업시 기기의 가동을 중단해야 하는 폐단이 있었다.

또한, 전기 화학적인 방법에 의한 질소 폐수 처리는 크게 암모니아성 폐수와 질산성 폐수 처리로 구분되며, 암모니아성 폐수의 경우에 반응 메카니즘이 널리 알려져 있어 처리 공정의 상용화 단계에 이르고 있으나, 질산성 폐수의 경우는 마땅한 처리 기술이 없는 상태이므로 경제적인 처리공정의 개발이 시급한 실정이다. 이는 도금 및 반도체 화학약품 제조단지에서 처리된 질소 폐수의 방류수의 총질소를 저감시켜 규제치 이하로 관리하고 생물학적 처리장과 연계 처리하는 통합 환경기술의 개발이 시급한 실정이다.

등록특허공보 제10-1306980호, 철 전기분해를 이용한 수처리장치 및 방법. 등록특허공보 제10-0490307호, 오폐수 처리용 철-전기분해장치 및 이를 이용한 오폐수 처리시스템. 등록특허공보 제10-1445250호, 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 전기 화학적 산화/환원반응을 이용하여 산화제를 형성시킴으로써 피처리수에 포함된 질소 오염원을 비롯한 각종 유기물에 대한 폐수 처리와 살균을 단 시간내에 가능하게 하면서 전극에 부착되는 각종 오염물질에 대한 세척을 자동으로 세척함으로 페수 내에 포함되어있는 유해 물질을 효율적으로 정화할 수 있는 기술적 특징이 있다.

또한 폐수에 함유된 질소(total nitrogen)를 전기분해 하기 위한 금속으로 티타늄, 백금(Pt), 철(Fe), 구리(Cu), 니켈(Ni), 아연(Zn)을 전기분해를 선택적으로 사용 할 수 있으며, 특히 질산성질소(N03-N)는 염기성 용액에서 전기 화학적 산화/환원반응을 통하여 97% 이상의 가장 우수한 제거를 할 수 있다,

그러나 대표적인 가용성 아연(Zn)전극은 전기분해시 이온화 발생으로 인한 전극 마모가 심해 전극 두께가 얇아 지는 등 양극으로 사용된 전극물질이 부식되어 유해한 금속이온이 용출 될 수 있으며 이로 인해 산화분해 효율이 저감될 수 있다.

전기 화학적 처리과정에서는 은(Ag) 구리(Cu),아연(Zn) 등의 양이온 중금속과 이들은 큰 저항으로 작용하여 전극판에 스케일이 끼는 등 전기 화학적 처리에 부정적 영향을 유발함에 따라 이들을 제거할 수 있는 방법으로 전극판 간격 사이에 절연재 세정판으로 된 디스크 요소에 장착된 브러시(brush)가 세정을 하고 동시에 이온화 마모에 따른 간극 보상을 자동으로 이루어지게 함으로써 안정적이고 효율성 높은 자동세척 전기분해 전극장치의 제공을 그 목적으로 한다.

즉, 본 발명은 간소한 조립구조에 의해 전극이 조립될 수 있도록 하여 유지보수의 편의성과 기기 동작의 신뢰성을 대폭 높일 수 있도록 하여 제품에 대한 경쟁력을 향상시키고, 특히 면 대향으로 배치되는 적어도 한 쌍의 음극판과 양극판이 마모에 의해 닳게되는 경우에도 자동으로 전극간의 간격을 보상하도록 하여 안정적인 폐수 처리 및 살균성능을 유지되게 하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 실시례에 따른 전기분해 전극 자동세척장치는, 관로를 형성하는 케이싱 내부에 상호 면 대향으로 배치되는 판형상의 부재로 적어도 한 쌍의 음극과 양극으로 된 제1,2전극판 및 이들 사이에 배치되어 마찰 회전하여 스케일을 제거하는 절연소재로 된 세정판으로 된 디스크요소; 상기 디스크요소의 중심을 삽입 관통하는 것으로 상기 제1,2전극판에 각각 전원을 인가하는 전원요소; 상기 전원요소에 구비되어 상기 디스크요소들이 서로 인접하는 방향으로 이동되게 탄성 지지력을 작용하는 간극 조절요소;을 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 전원요소는, 상기 디스크요소의 중심을 슬라이드 끼움으로 삽입통과하는 축부재로 길이 방향을 따라 형성되는 한 쌍의 홈으로 서로 간격을 두고 배치되는 제1,2리드홈을 구비한 전극샤프트; 상기 전극샤프트의 양끝단에 결합되되 양극/음극 전원이 각각 연결되는 제1,2단자어댑터 및 이들 제1,2단자어댑터에 각각 연결되어 전류를 통전하는 것으로 상기 제1,2리드홈에 끼움되는 제1,2리드봉으로 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 전원요소는, 상기 제1,2전극판은, 상기 전극샤프트에 대하여 회전은 방지되면서 길이 방향으로는 슬라이드 이동되게 구비되게 상기 제1,2리드홈에 끼움되게 돌출되거나 또는 상기 제1,2리드봉에 형성된 끼움홈에 끼워 맞춤으로 조립되어 통전되는 제1,2단자돌기가 형성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 간극 조절요소는 상기 전극샤프트의 양단에 슬라이드 끼움으로 결합되는 제1,2단자어댑터의 내부에 구비되어 상기 제1,2단자어댑터와 전극샤프트를 서로 반대 방향으로 이격되게 탄성 지지력을 작용하여 상기 제1,2단자어댑터 사이에 배치된 제1,2전극판과 세정판을 서로 인접되게 가압지지하는 탄성체로 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 세정판은 전원을 공급받아 회전 구동력을 전달하는 구동유닛에 의해 회전구동되는 것을 더 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 디스크요소는 피처리수가 통과할 수 있도록 복수의 통수홀이 관통 형성된 원판 형상으로 구비되고, 상기 제1,2전극판은 전류가 통전되는 가용성 금속인 아연(Zn), 니켈(Ni), 구리(Cu), 철(Fe), 스테인레스 스틸 중 어느 하나가 사용되거나 또는 불용성 전극 인 티타늄판에 백금(Pt), 붕소 도핑 다이아몬드(boron-doped diamond) 전극 중 어느 하나가 사용되거나 또는 지르코늄(Zr),하스텔로이 중 어느 하나가 사용되거나 또는 백금족 원소인 Pd, Ru, Ir 전극 화합물을 포함하는 금속이 사용되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 구동유닛은 외부로부터 전원을 공급받아 회전 구동력을 생성하는 모터 및 이 모터에 축연결되는 것으로 상기 세정판의 외면에 형성된 기어이에 교합되어 회전 구동력을 전달하는 구동 기어축으로 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 케이싱은 피처리수가 입수되는 입수구측에 일단이 연결되는 공급배관 및 이 공급배관의 타단에 연결되는 것으로 화학약품이 보관된 약품저장조 및 상기 공급배관 상에 설치되어 약품 투입량을 조절하는 조절밸브를 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 전원요소는, 상기 제1,2전극판에 인가되는 음극전원과 양극전원을 교번하는 전원 컨트롤러;를 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명에 따른 자동세척 전기분해 전극장치는, 음극판과 양극판이 닳게 되는 경우에도 이들 사이의 간극을 자동으로 보상하도록 하여 최상의 전기분해 및 살균 성능의 유지를 가능하게 함으로써 제품에 대한 신뢰도와 만족도를 높임과 아울러 유지관리의 편의성을 개선시킬 수 있는 산업상 유용한 효과가 기대된다.

또한, 본 발명은 구조가 간소하여 종전의 전기분해 방식의 살균장치에 비해 소형화가 가능하여 설치공간에 대한 자유도를 높일 수 있음에 따라 결과적으로 기존의 산업용수 처리시설이나 선박 등에 대해서도 간소한 구조변경을 통해 용이하게 적용시킬 수 있는 효과가 기대된다.

또한, 본 발명은 음극판과 양극판으로 구성되는 전극판에 이물질 등의 오염물질이 달라붙는 것이 방지됨에 따라 전극판 오염으로 인한 살균 및 전기분해 성능의 저하를 미연에 방지하고, 유지관리의 편의성을 높일 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 전기분해 전극 자동세척장치의 적용 실시례를 개략적으로 나타낸 도면,
도 3내지 도 5는 본 발명에 따른 전기분해 전극 자동세척장치를 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 전기분해 전극 자동세척장치에서 전극샤프트의 구조를 설명하기 위한 요부 발췌 사시도,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 전기분해 전극 자동세척장치에서 전극샤프트와 제1,2전극판의 조립구조를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 전기분해 전극 자동세척장치에서 간극 조절요소의 구성을 설명하기 위한 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기분해 전극 자동세척장치를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 전기분해 전극 자동세척장치의 적용 실시례를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도면에는 관로를 형성하는 것으로 원통의 관 형상으로 구비되는 케이싱(10)의 내부에 상호 면 대향으로 배치되는 판 형상의 부재로 적어도 한 쌍의 음극과 양극으로 이루어진 제1,2전극판(21,23) 및 이들 제1,2전극판(21,23) 사이에 구비되어 외부로부터 구동력을 전달받아 마찰 회전하는 것에 의해 상기 제1,2전극판(21,23)의 표면에 붙어있는 이물질을 비롯한 스케일을 제거하는 절연소재로 된 세정판(25)으로 이루어진은 디스크요소(20)와, 상기 디스크요소(20)의 중심을 삽입 관통하는 것으로 상기 제1,2전극판(21,23)에 각각 음극과 양극의 전원을 인가한느 전원요소(30) 그리고 상기 전원요소(30)에 구비되어 상기 디스크요소(20)를 구성하는 제1,2전극판(21,23) 및 세정판(25)이 서로 인접하는 방향으로 탄성 지지하는 간극 조절요소(40)로 구성되는 전기분해 전극 자동세척장치(1)가 도시되어 있다.

미설명 부호 (3)은 피처리수가 입수되는 케이싱(10)의 입수구측에 연결되어 약품을 공급 안내하기 위한 공급관(3)을 나타낸 것이고, 부호(8)은 약품 투입량을 조절하기 위한 조절밸브를 나타낸 것이며, 부호(7)은 화학약품을 상기 조절밸브(8)와 공급관(3)을 통해 케이싱(10) 내로 약품을 투입하기 위한 약품이 저장된 약품저장조를 나타낸 것이다.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 전기분해 전극 자동세척장치를 나타낸 사시도로서, 도 3은 디스크요소(20)를 구성하는 제1,2전극판(21,23) 및 이들 제1,2전극판(21,23) 사이에 구비되어 구동원인 구동유닛(50)으로부터 구동력을 전달받아 회전함으로써 상기 제1,2전극판(21,23)의 표면에 생성된 스케일을 마찰 제거하는 세정판(25) 및 이들 제1,2전극판(21,23)과 세정판(25)의 중심을 삽입 관통하도록 배치되어 지지하는 요소로 상기 제1,2전극판(21,23)에 각각 음극과 양극을 인가하기 위한 전원요소(30)를 구성하는 전극샤프트(31)가 도시되어 있다.

미설명 부호 (31a),(31b)은 상기 전극샤프트(31)의 길이 방향을 따라 형성되되 서로 대칭되는 위치에 구비되는 것으로 상기 제1,2전극판(21,23)에 각각 음극과 양극을 전원연결하기 위한 제1,2리드홈을 나타낸 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 전기분해 전극 자동세척장치에서 전극샤프트의 구조를 설명하기 위한 요부 발췌 사시도이다.

도면에는 디스크요소(20)를 구성하는 제1,2전극판(21,23) 및 세정판(25)의 중심을 삽입 통과하는 축요소인 전극샤프트(31)가 나타나 있으며, 이때의 상기 전극샤프트(31)는 상·하로 길이 방향을 따라 제1,2리드홈(31a,31b)이 형성되고, 이들 각각의 제1,2리드홈(31a,31b)홈에는 각각 음극과 양극 전선(w)이 연결된 제1,2리드봉(33a,35a)이 끼움되고, 상기 제1,2리드봉(33a,35a)는 단자홈(h)이 형성되는 구성이 도시되어 있다.

미설명 부호 (37)은 디스크요소(20)를 구성하는 제1,2전극판(21,23)에 각각 음극전원과 양극전원을 교번하여 인가하도록 제어하는 전원컨트롤러를 나타낸 것이다.

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 전기분해 전극 자동세척장치에서 전극샤프트와 제1,2전극판의 조립구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 제1전극판(21)에 전원을 공급하도록 전극샤프트(31)의 제1리드홈(31a)에 제1리드봉(33a)이 끼움삽입되고, 이 제1리드봉(33a)에 형성된 삼각형상의 단자홈(h)에 제1전극판(21)의 제1단자돌기(21a)가 삽입되어 전원이 통전되고, 상기 전극샤프트(31)의 제2리드봉(35a)은 상기 제1전극판(21)과 접촉되지 않도록 구비되는 구성이 도시되어 있다.

도 8은 제2전극판(23)에 전원을 공급하도록 전극샤프트(31)의 제2리드홈(33a)에 제2리드봉(35a)이 끼움삽입되고, 이 제2리드봉(35a)에 형성된 삼각형상의 단자홈(h)에 제2전극판(23)의 제2단자돌기(23a)가 삽입되어 전원이 통전되고, 상기 전극샤프트(31)의 제1리드봉(33a)은 상기 제2전극판(23)과 접촉되지 않도록 구비되는 구성이 도시되어 있다.

한편, 도 7 및 도 8의 미설명 부호 (s)는 전극샤프트(31)의 제2리드홈(33a)이 형성하는 공간(s)을 나타낸 것이다.

도 9는 본 발명에 따른 전기분해 전극 자동세척장치에서 간극 조절요소의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.

도면에는 전극샤프트(31) 전원요소(30)에 구비되어 상기 디스크요소(20)를 구성하는 제1,2전극판(21,23) 및 이들 제1,2전극판(21,23) 사이에 개재되는 세정판(25)이 서로 인접하는 방향으로 탄성 지지력을 작용하는 것으로, 상기 전극샤프트(31)의 양단에 슬라이드 끼움으로 결합되는 제1,2단자어댑터(33,35)의 내부에 구비되어 상기 제1,2단자어댑터(33,35)와 상기 전극샤프트(31)를 서로 반대방향으로 이격되게 탄성 지지력을 작용하여 상기 제1,2단자어댑터(33,35) 사이에 배치된 제1,2전극판(21,23)과 세정판(25)을 서로 인접되게 가압 지지하는 코일형상의 스프링 등의 탄성체로 된 간극 조절요소(40)가 도시되어 있다.

이상의 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 전기분해 전극 자동세척장치(1)는 크게 외체를 형성하는 케이싱(10) 및 전기분해 작용을 수행하는 디스크요소(20) 및 이 디스크요소(20)에 전원을 공급하기 위한 전원요소(30) 그리고 상기 디스크요소(20)의 간격을 조절하여 전기분해 성능을 안정되게 유지시키는 간극 조절요소(40)로 구성된다.

케이싱(10)은 도시하지 않았으나 피처리수를 배출하는 취수 파이프에 연결되어 유입된 피처리수가 배출되도록 전,후면이 개방되고 내부가 빈 관 형상으로 구비된다.

이러한 케이싱(10)은 피처리수가 입수되는 입수구측에 제어신호에 의해 약품을 투입하는 약품투입요소가 부가 구성될 수 있으며, 이러한 약품투입요소는 상기 케이싱(10)에 일단이 연결되는 공급관(3) 및 이 공급관(3)의 타단에 연결되는 것으로 화학약품이 보관된 약품저장조(7) 그리고 상기 공급관(3) 상에 설치되어 사용자의 조작이나 제어신호에 의해 약품 투입량을 조절하는 조절밸브(8)로 구성된다.

디스크요소(20)는 내부에 피처리수가 통과할 수 있는 관로를 형성하는 케이싱(10)의 내부에 상호 면 대향으로 배치되는 판 형상의 부재로, 적어도 한 쌍의 음극과 양극으로 이루어진 제1,2전극판(21,23) 및 이들 제1,2전극판(21,23) 사이에 배치되어 외부로부터 구동력을 전달받아 상기 제1,2전극판(21,23)에 마찰회전하는 것에 의해 상기 제1,2전극판(21,23)의 표면에 생성된 이물질 등의 스케일을 제거하는 절연소재로 된 세정판(25)으로 구성된다.

상기 제1,2전극판(21,23)은 상기 전극샤프트(31)에 대하여 회전은 방지되면서 길이 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 구비되며, 이를 위해 본 발명에서는 상기 제1,2리드홈(31a,31b)에 끼움되게 일부를 돌출시키거나 또는 상기 제1,2리드봉(33a,35a)에 형성된 끼움홈에 끼워 맞춤으로 조립되어 통전되는 제1,2단자돌기(21a,23a)가 돌출 형성되는 것을 제안한다. 이러한 제1,2전극판(21,23)은 그 크기등을 고려하여 5mm~50mm 내,외의 간격을 갖도록 구비되는 것이 바람직하며, 전기분해 효율을 높이기 위해서는 근접하게 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에서의 제1,2전극판(21,23)은 피처리수가 통과할 수 있도록 복수의 통수홀(20h)이 관통 형성된 원판형의 부재로서, 전류가 통전되는 가용성 금속인 아연(Zn), 니켈(Ni), 구리(Cu), 철(Fe), 스테인레스 스틸 중 어느 하나가 사용되거나 또는 불용성 전극 인 백금(Pt), 티타늄, 붕소 도핑 다이아몬드(boron-doped diamond) 전극 중 어느 하나가 사용되거나 또는 지르코늄(Zr),하스텔로이 중 어느 하나가 사용되거나 또는 백금족 원소인 Pd, Ru, Ir 화합물을 포함하는 금속이 사용되는 것을 제안한다.

상기 세정판(25)은 상기 인접한 한 쌍의 제1,2전극판(21,23) 사이에 배치되어 상기 제1,2전극판(21,23)에 접촉된 상태로 마찰 회전하도록 원형이 판 형상으로 구비되며 그 중심으로는 전극샤프트(31)가 삽입 통과하도록 구성된다. 이러한 세정판(25)은 상기 제1,2전극판(21,23)에 대하여 지름이 확장된 크기로 구비되면서 상기 제1,2전극판(21,23)에 마찰 접촉하여 스케일을 제거하는 것으로 방사상으로 배치되는 복수의 스케일바 및 외주면에 형성되는 기어이(25g)를 포함하는 구성이다.

이러한 세정판(25)은 불소수지 화합물 또는 이 불소수지 화합물이 코팅된 절연재로 제공되는 것을 제안한다.

또한, 본 발명에서의 세정판(25)은 전원을 공급받아 회전 구동력을 전달하는 구동유닛(50)에 의해 회전 구동되며, 이를 위해 본 발명에서는 외부로부터 전원을 공급받아 회전 구동력을 생성하는 모터(51) 및 이 모터(51)에 축연결되는 것으로 상기 세정판(25)의 외면에 형성된 기어이(25g)에 교합되어 회전 구동력을 전달하는 구동 기어축(53)으로 구성되는 것을 제안하였다.

이외에도 상기 세정판(25)을 구동회전시키는 기술적 특징을 갖는다면 본 발명에서 제안한 구동유닛(50) 외에도 다양한 형태의 구동원과 동력전달 구조가 적용되는 것도 가능할 것이다.

상기 전원요소(30)는 상기 디스크요소(20)의 중심을 삽입 관통하는 일종의 축부재로서, 상기 제1,2전극판(21,23)에 각각 음극과 양극을 인가하도록 구성된다.

이러한 전원요소(30)는 상기 디스크요소(20)의 중심을 슬라이드 끼움으로 삽입 통과하는 길이재의 축부재로, 길이 방향을 따라 서로 위치 간섭되지 않는 위치에 홈을 형성하여 된 제1,2리드홈(31a,31b)을 형성한다.

또한, 본 발명에서의 전원요소(30)는 양끝단에 결합되는 것으로 양극 및 음극 전원이 각각 연결되는 제1,2단자어댑터(33,35)가 구비되고, 이들 제1,2단자어댑터(33,35)에는 상기 제1,2리드홈(31a,31b)에 끼움되어 전류를 통전하는 것으로 제1,2리드봉(33a,35a)이 구비된다.

한편, 본 발명에서의 전원요소(30)는 상기 제1,2전극판(21,23)에 인가되는 음극전원과 양극전원을 교번 제어하는 전원컨트롤러(37)를 부가하여 구성되는 것을 제안한다.

상기 간극 조절요소(40)는 상기 전원요소(30)에 구비되어 상기 디스크요소(20)를 구성하는 제1,2전극판(21,23) 및 세정판(25)이 서로 인접한 상태로 위치될 수 있게 탄성 지지하는 요소이다.

이러한 간극 조절요소(40)는 상기 전극샤프트(31)의 양단에 슬라이드 끼움으로 결합되는 제1,2단자어댑터(33,35)의 내부에 구비되어 상기 제1,2단자어댑터(33,35)와 상기 전극샤프트(31)를 서로 반대방향으로 이격되게 탄성 지지력을 작용하는 코일 스프링이나 판스프링 등의 탄성체로 구성된다.

즉, 도면에서 보는 바와 같이 제1,2단자어댑터(33,35)가 서로 인접하는 방향으로 탄성 지지력을 작용하도록 코일 스프링 등의 탄성체로 된 간극 조절요소(40)를 구성시킴에 따라 상기 제1,2단자어댑터(33,35) 사이에 배치된 제1,2전극판(21,23)과 세정판(25)이 서로 인접되게 탄성 지지력을 받게 되므로 결과적으로 상기 제1,2전극판(21,23)과 세정판(25)은 항상 일정한 간격이 유지되므로 안정적인 전기분해 성능의 유지가 가능하고 상기 세정판(25)에 의한 세정성능의 보장이 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전기분해 전극 자동세척장치(1)는 전극샤프트(31)의 상·하측에 구비된 음극과 양극 전원이 각각 인가되는 제1,2리드봉(33a,35a)에 각각 제1전극판(21)과 제2전극판(23)이 전기 통전되도록 구성되어 전기분해 작용에 의해 상기 케이싱(10)의 내부를 통과하는 피처리수에 포함된 미생물과 오염물에 대한 살균을 실시하게 된다.

이와 동시에 상기 제1,2전극판(21,23) 사이에 배치된 세정판(25)은 그 외주면에 마련된 기어이(25g)가 상기 구동유닛(50)을 구성하는 구동 기어축(53)에 교합되는 구성이므로, 상기 구동유닛(50)을 구성하는 모터(51)의 구동에 의해 구동 기어축(53)이 회전하면 이에 연동하여 세정판(25)이 회전함에 따라 양측에 위치한 제1,2전극판(21,23)에 부착된 스케일을 마찰 제거함으로써 제1,2전극판(21,23)의 전기분해 효율을 양호하게 유지시키게 된다.

한편, 전기 분해 작용에 의해 제1,2전극판(21,23)이 닳게 되는 경우 본 발명은 제1,2단자어댑터(33,35)가 간극 조절요소(40)에 의해 상호 인접하는 방향으로 탄성 이동되고, 이들 제1,2단자어댑터(33,35) 사이에 배치된 디스크요소(20)를 구성하는 제1,2전극판(21,23)과 세정판(25) 역시 서로 인접한 방향으로 이동되게 탄성 지지력을 받게 된다.

따라서, 상기 디스크요소(20)를 구성하는 제1,2전극판(21,23)이 전기분해 작용에 의해 닳게 되는 경우라도 간극 조절요소(40)의 탄성 지지력에 의해 항상 일정한 간격으로 유지되므로 안정된 전기분해 성능의 유지가 가능하고, 아울러 이들 사이에 배치된 세정판(25) 역시 안정된 세정성능의 유지가 가능하다.

한편, 본 발명은 기재된 실시례에 한정되는 것은 아니고, 적용 부위를 변경하여 사용하는 것이 가능하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1 : 전기분해 전극 자동세척장치 3 : 공급배관
5 : 펌프 7 : 약품저장조
8 : 조절밸브 10 : 케이싱
20 : 디스크요소 20h : 통수홀
21,23 : 제1,2전극판 21a,23a : 제1,2단자돌기
25 : 세정판 25a : 스케일바
25g : 기어이 30 : 전원요소
31 : 전극샤프트 31a,31b : 제1,2리드홈
33,35 :제1,2단자어댑터 33a,35a : 제1,2리드봉
37 : 전원컨트롤러 40 : 간극 조절요소
50 : 구동유닛 51 : 모터
53 : 구동 기어축 h : 단자홈
w : 전선

Claims (9)

1. 관로를 형성하는 케이싱 내부에 상호 면 대향으로 배치되는 판형상의 부재로 적어도 한 쌍의 음극과 양극으로 된 제1,2전극판 및 이들 사이에 배치되어 마찰 회전하여 스케일을 제거하는 절연소재의 세정판으로 된 디스크요소; 이 디스크요소의 중심을 삽입 관통하는 것으로 제1,2전극판에 각각 전원을 인가하는 전원요소; 이 전원요소에 구비되어 상기 디스크요소들이 서로 인접하는 방향으로 이동되게 탄성 지지력을 작용하는 간극 조절요소로 구성되는 전기분해 전극 자동세척장치에 있어서,
   상기 전원요소는 디스크요소의 중심을 슬라이드 끼움으로 삽입통과하는 축부재로 길이 방향을 따라 형성되는 한 쌍의 홈으로 서로 간격을 두고 배치되는 제1,2리드홈을 구비한 전극샤프트; 이 전극샤프트의 양끝단에 결합되되 양극/음극 전원이 각각 연결되는 제1,2단자어댑터 및 이들 제1,2단자어댑터에 각각 연결되어 전류를 통전하는 것으로 상기 제1,2리드홈에 끼움되는 제1,2리드봉으로 구성되고;,
   상기 제1,2전극판은 전극샤프트에 대하여 회전은 방지되면서 길이 방향으로는 슬라이드 이동 구비되게 상기 제1,2리드홈에 끼움되게 돌출되거나 또는 상기 제1,2리드봉에 형성된 끼움홈에 끼워 맞춤으로 조립되어 통전되는 제1,2단자돌기가 형성되며;,
   상기 간극 조절요소는 전극샤프트의 양단에 슬라이드 끼움으로 결합되는 제1,2단자어댑터의 내부에 구비되어 상기 제1,2단자어댑터와 상기 전극샤프트를 서로 반대 방향으로 이격되게 탄성 지지력을 작용하여 상기 제1,2전극판과 세정판을 서로 인접되게 가압지지하는 탄성체로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기분해 전극 자동세척장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 상기 세정판은 전원을 공급받아 회전 구동력을 전달하는 구동유닛에 의해 회전 구동되는 것을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기분해 전극 자동세척장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 디스크요소는 피처리수가 통과할 수 있도록 복수의 통수홀이 관통 형성된 원판 형상으로 구비되고;,
   상기 제1,2전극판은 전류가 통전되는 가용성 금속인 아연(Zn), 니켈(Ni), 구리(Cu), 철(Fe), 스테인레스 스틸 중 어느 하나가 사용되거나 또는 불용성 전극 인 백금(Pt), 티타늄, 붕소 도핑 다이아몬드(boron-doped diamond) 전극 중 어느 하나가 사용되거나 또는 지르코늄(Zr)이 사용되거나 또는 백금족 원소인 Pd, Ru, Ir 화합물을 포함하는 금속이 사용되는 것을 특징으로 하는 전기분해 전극 자동세척장치.
7. 제 5항에 있어서, 상기 구동유닛은 외부로부터 전원을 공급받아 회전 구동력을 생성하는 모터 및 이 모터에 축연결되는 것으로 상기 세정판의 외면에 형성된 기어이에 교합되어 회전 구동력을 전달하는 구동 기어축; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기분해 전극 자동세척장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 케이싱은 피처리수가 입수되는 입수구측에 일단이 연결되는 공급배관 및 이 공급배관의 타단에 연결되는 것으로 화학약품이 보관된 약품저장조 및 상기 공급배관 상에 설치되어 약품 투입량을 조절하는 조절밸브를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기분해 전극 자동세척장치.
9. 제 1항에 있어서, 상기 전원요소는, 상기 제1,2전극판에 인가되는 음극전원과 양극전원을 교번하는 전원 컨트롤러;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기분해 전극 자동세척장치.

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