(57)【要約】【課題】温度を常に最適に維持し、陰極に沈着される陽イオンの硬度を減少させることにより、電気分解効率性を大幅向上させて高濃度の次亜塩素酸ナトリウムを生成することができる、オープンセル方式の次亜塩素酸ナトリウム製造装置を提供すること。【解決手段】本発明は、軟水と塩を用いた電気分解方式で次亜塩素酸ナトリウムを製造する装置であって、内部に支持台を介在して多数の電極板を収容し、流動路に連通する吸入口及び排出口を有する次塩発生器と、前記次塩発生器の吸入口に連結され、前記流動路上の温度を低減する冷却手段と、前記次塩発生器の温度を検出して前記冷却手段の稼働を制御する制御手段とを含んでなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟水と塩を用いた電気分解方式で次亜塩素酸ナトリウムを製造する装置において、
内部に支持台を介在して多数の電極板を収容し、該電極板と前記支持台の上側に空気流動のための流動路を形成し、該流動路に連通する吸入口及び排出口を有する次塩発生器と、
前記次塩発生器の吸入口に連結され、前記流動路上の温度を低減する冷却手段と、
前記次塩発生器の温度を検出して前記冷却手段の稼働を制御する制御手段とを含んでおり、
前記次塩発生器は、前記流動路に連結された吸気管上に、空気流動を案内するガイドを備えることを特徴とする、オープンセル方式の次亜塩素酸ナトリウム製造装置。
【請求項２】
前記次塩発生器の次塩排出管の下流に、熱交換器を有する次塩収集槽を設置し、前記熱交換器で軟水の温度を調節することを特徴とする、請求項１に記載のオープンセル方式の次亜塩素酸ナトリウム製造装置。
【請求項３】
前記冷却手段は送風機であることを特徴とする、請求項１に記載のオープンセル方式の次亜塩素酸ナトリウム製造装置。
【請求項４】
前記冷却手段は空圧機に連動する空気冷却機であることを特徴とする、請求項１に記載のオープンセル方式の次亜塩素酸ナトリウム製造装置。
【請求項５】
前記冷却手段は室外機に連動する冷却機であることを特徴とする、請求項１に記載のオープンセル方式の次亜塩素酸ナトリウム製造装置。
【請求項６】
前記冷却手段は氷冷風機であることを特徴とする、請求項１に記載のオープンセル方式の次亜塩素酸ナトリウム製造装置。
【請求項７】
前記次塩発生器の前記流動路に連結された前記吸気管上に、空気流動を遮断する逆流防止手段を備え、該逆流防止手段は遮断板、シート、電動ダンパーを選択的に備えることを特徴とする、請求項１に記載のオープンセル方式の次亜塩素酸ナトリウム製造装置。
【請求項８】
前記制御手段は、制御盤で前記次塩発生器上の温度変化を入力して軟水の流入温度を制御すると同時に、前記流動路上の温度を所定の範囲に維持することを特徴とする、請求項１に記載のオープンセル方式の次亜塩素酸ナトリウム製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次亜塩素酸ナトリウム製造装置に係り、より具体的には、温度を常に最適に維持し、陰極に沈着される陽イオンの硬度を減少させることにより、電気分解の効率性を大幅向上させて高濃度の次亜塩素酸ナトリウムを生成することができる、オープンセル方式の次亜塩素酸ナトリウム製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば浄水場、下水処理場、水泳場、大型畜舎、集団給食施設などの殺菌消毒方法としては、化学薬品によって被洗浄物を洗浄する方法、オゾンによって殺菌消毒を行う方法などがあるが、これらの方法は、使用上の様々な条件により使用不可能な場合が多い。例えば、化学薬品による方法は、多くの費用がかかるうえ、使用後の薬品残留の問題および有害性の問題だけでなく、オゾン使用の際には残余オゾンによる有害性の問題が台頭している。このため、食堂や大型給食所などで徹底的な殺菌消毒および衛生管理が行われなければならないにも拘らず、たまに団体食中毒事故などを引き起こす。
【０００３】
これに対し、強い塩素臭を有する無色透明液体形態の塩素系消毒剤として次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＯＣｌ、Sodium Hypochlorite）が様々な分野で好かれるので、塩水貯蔵槽の内部に一連の電極を有する電気分解槽に塩水を供給しながら電気分解で量産する方式が普遍的である。
【０００４】
これに関連する先行特許としては、特許文献１の「次亜塩素酸ナトリウム発生用電気分解槽」や特許文献２の「次亜塩素酸ナトリウム発生装置」などが知られている。
【０００５】
ところが、このような構造の次亜塩素酸ナトリウム発生装置は、電気分解槽内で希釈塩水を電気分解する過程で熱を発生させるため、稼動時間によって異なるが、生成される次亜塩素酸ナトリウムの温度が、発生器稼働３０分が経過すると電気分解の最適の希釈塩水温度より高くなり、結果として、稼働時間の経過につれて得ようとする有効塩素濃度の下落をもたらすという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国登録特許第０５９２３３１号公報
【特許文献２】韓国登録特許第０６３４８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述したような従来の問題点を改善するためのもので、その目的は、温度を常に最適に維持し、陰極に沈着される陽イオンの硬度を減少させることにより、電気分解効率性を大幅向上させて高濃度の次亜塩素酸ナトリウムを生成することができる、オープンセル方式の次亜塩素酸ナトリウム製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、軟水と塩を用いた電気分解方式で次亜塩素酸ナトリウムを製造する装置であって、内部に支持台を介在して多数の電極板を収容し、該電極板と前記支持台の上側に空気流動のための流動路を形成し、該流動路に連通する吸入口と排出口を有する次塩発生器と、前記次塩発生器の吸入口に連結され、前記流動路上の温度を低減する冷却手段と、前記次塩発生器の温度を検出して前記冷却手段の稼働を制御する制御手段とを含んでなり、前記次塩発生器は、前記流動路に連結された吸気管上に、空気流動を案内するガイドを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明によれば、前記次塩発生器の次塩排出管の下流に、熱交換器を有する次塩収集槽を設置し、前記熱交換器で軟水の温度を調節することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第１実施例として、前記冷却手段は送風機を使用することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第２実施例として、前記冷却手段は空圧機に連動する空気冷却機を使用することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第３実施例として、前記冷却手段は室外機に連動する冷却機を使用することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第４実施例として、前記冷却手段は氷冷風機を使用することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明によれば、前記次塩発生器の流動路に連結された吸気管上に、空気流動を遮断する逆流防止手段を備え、逆流防止手段は遮断板、シート、電動ダンパーを選択的に備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明によれば、前記制御手段は、制御盤で前記次塩発生器上の温度変化を入力して軟水の流入温度を制御すると同時に、前記流動路上の温度を所定の範囲に維持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
上述したように、本発明によれば、電気分解する途中で発生する熱の上昇を予め防止して酸素の生成を抑制させながら電気分解槽内の温度を常に最適に維持すると共に、電気分解槽内の陰極に沈着される陽イオンの硬度を減少させるなどにより、電気分解の効率性を大幅向上させて高濃度の次亜塩素酸ナトリウムを生成することができるという効果がある。
【００１７】
これに加えて、本発明によれば、低温で生産された次亜塩素酸ナトリウムが再熱分解なしに高濃度を維持するようにする効果も期待される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る製造装置の全体配置を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る冷却手段を示す構成図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る冷却手段を示す構成図である。
【図４】本発明の第３実施例に係る冷却手段を示す構成図である。
【図５】本発明の第４実施例に係る冷却手段を示す構成図である。
【図６】本発明に係る逆流防止手段を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。
本発明は、軟水と塩を用いた電気分解方式で次亜塩素酸ナトリウムを製造する装置に関する。電気分解過程で発生する熱により生成される次亜塩素酸ナトリウムの温度は希釈塩水の温度に通常２５〜３５℃加えられて４０〜５０℃程度となり、このような温度上昇に伴って有効塩素濃度が下落して高濃度の次亜塩素酸ナトリウムを生成することができない。これにより、本発明は、非隔膜式のオープンセル方式で温度を制御し、電気分解を行って高濃度の次亜塩素酸ナトリウムを連続的に生成する技術を実現することを要旨とする。
【００２０】
本発明によれば、流動路２１ａに連通する吸入口２３と排出口２４を有する次亜発生器２０が、内部に流動路２１ａを形成するように多数の電極板２５を収容する構造である。次塩発生器２０は、ハウジング２１の内部に隔膜（イオン交換膜）のない一連の電極板２５を支持台３５で固定した電気分解槽であって、両端でフランジ３１を介在してそれぞれ端子２６を支持しながら次塩排出管４２に連結され、ハウジング２１の下端一側に塩水供給管１５が連結される。ハウジング２１内の上側に電極板２５と支持台３５のない流動路を確保し、流動路２１ａの上側に吸入口２３と排出口２４を隔設して互いに連結する。
【００２１】
この際、前記次塩発生器２０は、流動路２１ａに連結された吸気管３３上に、空気流動を案内するガイド３７を備えることが良い。ガイド３７は、ハウジング２１と同一の素材（例えば、アクリル樹脂）を用いて「Ｌ」字状に形成され、ハウジング２１の内部で吸入口２３に隣接して設置され、垂直下向きに流入する空気を水平に方向転換する。ガイド３７を省略すると、吸気管３３を通過した流入空気が電極板２５に衝突して電気分解を妨害する。
【００２２】
一方、本発明は、前記次塩発生器２０の次塩排出管４２の下流に、熱交換器４５を有する次塩収集槽４０を設置し、熱交換器４５で軟水の温度を調節することが好ましい。従来の場合、真空圧を作用させてハウジング２１の上側に次亜塩素酸ナトリウムと水素を同時に吸入し、上層貯蔵槽に水素ガス排出装置を設置して常に危険を持っていたが、本発明は、別の動力を与えることなく、ハウジング２１の側面から下方の次塩収集槽４０へ次亜塩素酸ナトリウムを排出する。軟水貯蔵槽１０の軟水は、第１軟水供給管１１を介して塩貯蔵槽１４に送られると同時に、第２軟水供給管１２を介して次塩収集槽４０の熱交換器４５を経て塩水供給管１５に送られる。次塩収集槽４０で生成される熱は、第２軟水供給管１２の軟水と熱交換して軟水を適切な温度範囲に維持する。電気分解の希釈塩水温度が１５〜２０℃、好ましくは１５℃のときに、最も良い濃度を得ることができる。
【００２３】
また、本発明によれば、流動路２１ａ上の温度を低減する冷却手段５０が前記次塩発生器２０の吸入口２３に連結される。次塩発生器２０を試験および稼働する過程で一般に次亜塩素酸ナトリウムの濃度を７０００〜８０００ｒｐｍに維持する間に、特定の季節に一時的（約５〜１０分間）に高濃度（９０００〜１００００ｐｐｍ）を示す経験に触れることになった。すなわち、高温で生産された次亜塩素酸ナトリウムは濃度が著しく減少し、高温で生産された次亜塩素酸ナトリウムは保管タンク内で高温による再熱分解をして濃度が急激に低下する。
【００２４】
これに基づいて多様な試験を行った結果、次塩発生器２０の内部温度が２７〜３０℃を維持するときに最大効率が得られることが分かった。表１を参照すると、次塩発生器２０によって５０〜６０℃で作られた次亜塩素酸ナトリウムは、次塩貯蔵槽１７で高熱による再分解活動が起こって塩素の濃度が１４〜１６％に減少する。特に、自然冷却が難しい夏季に目立つ現象である。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
これにより、本発明は、次塩発生器２０の吸入口２３に吸気管３３を連結し、流動路２１ａ上に冷却手段５０の空気を供給することにより、ハウジング２１の内部温度を２７〜３０℃の範囲に維持する。
【００２７】
図２を参照すると、本発明の第１実施例として、前記冷却手段５０は送風機５２を使用する。送風機５２は、配管作業上、次塩発生器２０と隣接した室内に置くことが良いが、次亜発生器２０の温度維持に不利であれば、外部に隔設してもよい。勿論、室内と室外の両方ともに送風機５２を設置し、温度の変化に応じて転換する構成も可能である。
【００２８】
図３を参照すると、本発明の第２実施例として、前記却手段５０は空圧機５６に連動する空気冷却機５４を使用する。空気冷却機５４は空圧機５６の圧縮空気によって超高速回転を誘発し、冷却した空気を提供する。この場合、前述した図２の吸入口２３とガイド３７を省略し、フランジ３１に空気冷却機５４を直接連結する構成も可能である。
【００２９】
図４を参照すると、本発明の第３実施例として、前記冷却手段５０は室外機６４に連動する冷却機６２を使用する。この場合、冷却機６２と室外機６４は公知のエアコンと同様に冷媒循環サイクルを構成する。勿論、次亜発生器２０が位置する室内に別途のエアコンが設置されていると、これを併用し或いは前述の送風機５２を併用することも可能である。
【００３０】
図５を参照すると、本発明の第４実施例として、前記冷却手段５０は氷冷風機６６を使用する。氷冷風機６６は前述した送風機５２と氷または冷媒パックを併用する構造を採用する。但し、上述した送風機より送風容量を多少小さく維持しても構わない。氷または冷媒パックを獲得し易い環境で適用すると、冷却手段５０の動力消耗の節減に有利である。
【００３１】
また、本発明によれば、前記次塩発生器２０の流動路２１ａに連結された吸気管３３上に、空気流動を遮断する逆流防止手段７０を備え、逆流防止手段７０は遮断板７１、シート７５、電動ダンパーを選択的に備える。逆流防止手段７０は、次塩発生器２０で発生する水素ガスまたは次亜塩素酸ナトリウムの水分が吸気管３３に逆流して冷却手段５０の送風機５２やモーターなどに損傷をもたらすことを防止する。遮断板７１は、吸気管３３上の流路を開閉する板材であって、手動式、スプリング７３を用いた半自動式、またはソレノイド（図示せず）を用いた自動式で駆動することができる。シート７５は、耐化学性、耐薬品性および高度の柔軟性を有するフィルム素材を用いて管状に形成したものであって、冷却手段５０が稼働する間に膨らみ出して流路を開放し、
冷却手段５０が停止すると収縮して流路を閉鎖する。
【００３２】
また、本発明によれば、前記次塩発生器２０の温度を検出して冷却手段５０の稼働を制御する制御手段８０を含む。制御手段８０は、制御盤８２を介して軟水貯蔵槽１０、塩貯蔵槽１４、次塩発生器２０、次塩収集槽４０および次塩貯蔵槽１７を制御する。多数の次塩発生器２０を稼働する場合、それぞれの制御盤８２を中央監視盤８４に連結して遠隔で同時制御が可能である。未説明符号８６は、整流器であって、次塩発生器２０の端子２６に連結される。
【００３３】
この際、前記制御手段８０は、制御盤８２で次塩発生器２０上の温度変化を入力して軟水の流入温度を制御すると同時に、流動路２１ａ上の温度を所定の範囲に維持する。次塩発生器２０のハウジング２１には、流動路２１ａの温度を検出するための温度センサー２８が設置される。制御盤８２は、第２軟水供給管１２の弁の開度を調節して軟水の流入温度を制御し、これと共に冷却手段５０の作動をオン／オフして次塩発生器２０の流動路２１ａの温度を制御する。
【００３４】
一方、次塩収集槽４０と次塩貯蔵槽１７とを連結する次塩排出管４２上でベント管４８を分岐するようにする。これは次塩貯蔵槽１７に移送される次亜塩素酸ナトリウム中に含有された微量の水素ガスも除去するためである。
【００３５】
作動において、制御盤８２は、次塩発生器２０の温度センサー２８から周期的に信号を入力する他に、第１軟水供給管１１、第２軟水供給管１２、次塩排出管４２などの主要配管上の温度と圧力信号も入力する。制御盤８２は、平常モードで冬季に周囲温度があまり低ければ、軟水の一部を第２軟水供給管１２にバイパスして次塩収集槽４０の熱交換器４５で加温し、逆に夏季に周囲温度があまり高ければ、軟水の一部をバイパスして降温する。もし次塩発生器２０の温度が所定の範囲（２７〜３０℃）を超過する場合は、冷却手段５０を稼働して次塩発生器２０の流動路２１ａに冷却空気が流入するようにする。流動路２１ａに流入した空気は、電極板２５から発生する水素ガスを排気管３４に誘導し、次亜塩素酸ナトリウムのみ次塩収集槽４０へ排出する。水素ガスが別途分離されて排気管３４を介して処理されるので、安全性が非常に向上する。次塩発生器２０の温度が正常の範囲になると、冷却手段５０の稼働を停止する。勿論、この過程で前述の逆流防止手段７０の作動を手動または電動ダンパーを用いて自動連係する。
【００３６】
本発明は、 記載された実施例に限定されるものではなく、本発明の思想および範囲を逸脱することなく様々に修正および変形を加え得るのは、当該分野における通常の知識を有する者には自明である。よって、それらの変形例または修正例も本発明の特許請求の範囲に属すると理解すべきであろう。
【符号の説明】
【００３７】
１０    軟水貯蔵槽
１１、１２    軟水供給管
１４    塩貯蔵槽
１５    塩水供給管
１７    次塩貯蔵槽
２０    次塩発生器
２１    ハウジング
２１ａ    流動路
２３    吸気口
２４    排気口
２５    電極板
２８    温度センサー
３１    フランジ
３３    吸気管
３４    排気管
３５    支持台
３７    ガイド
４０    次塩収集槽
４２    次塩排出管
４５    熱交換器
５０    冷却手段
５２    送風機
５４    空気冷却機
６２    冷却機
６６    氷冷風機
７０    逆流防止手段
７１    遮断板
７５    シート
８０    制御手段
８２    制御盤
８４    中央監視盤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014506630.tif 000009
【国際調査報告】
2014506630.tif 000010
2014506630.tif 000011
2014506630.tif 000012
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