KR101843789B1 - Electrolyzer for generating brown gas using electrolysis - Google Patents

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Abstract

The present invention provides an electrolyzer for generating brown gas using electrolysis, capable of producing brown gas efficiently by controlling an inflow amount of an electrolytic solution. According to the present invention, it is possible to directly produce the brown gas through the electrolyzer, measure the discharge amount of the brown gas through a differential pressure type flow meter installed in a discharge pipe connected to a discharge port, and control an electrolytic solution supply pump depending on the measured value to appropriately adjust the flow rate. In addition, the electrolytic solution is periodically introduced at a high speed so that bubbles collected on an electrode plate are totally separated to increase the efficiency of bubbles formed on the electrode plate, thereby remarkably increasing the production rate of brown gas.

Description

전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조{Electrolyzer for generating brown gas using electrolysis}[0001] The present invention relates to an electrolyzer for generating brown gas using electrolysis,

본 발명은 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolytic cell for generating brown gas using electrolysis.

본 발명은 브라운가스 발생용 전해조에 관한 것으로, 특히 브라운 가스의 발생 수율이 증대되도록 브라운가스 발생용 전해조 내에 브라운 가스가 각각 독립적으로 생성되게 하는 구성으로 이루어지는 브라운가스 발생용 전해조에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolytic cell for generating brown gas, and more particularly, to an electrolytic cell for generating brown gas which is configured such that brown gas is independently generated in an electrolytic cell for generating brown gas so that the yield of brown gas is increased.

브라운 가스는 물의 전기분해에 의해 얻어지는 기체로서 수소와 산소의 함량비가 2 : 1인 혼합기체이다. 통상 물을 전기분해하면 음극에서는 수소가 얻어지고, 양극에서는 산소가 얻어지는데, 이들 가스를 분리채집하지 않고 한꺼번에 포집한 것이 브라운 가스이다.Brown gas is a gas obtained by electrolysis of water and is a mixed gas having a hydrogen to oxygen content ratio of 2: 1. Generally, when water is electrolyzed, hydrogen is obtained in the cathode, and oxygen is obtained in the anode. Brown gas is collected at a time without collecting these gases.

브라운 가스는 일반적인 기체와는 달리 연소시 응폭(Implosion) 현상을 유발하는 독특한 성질을 갖는다. 즉, 연소시 폭발현상을 나타내지 않으며 오히려 불꽃이 내부로 모여들면서 초점을 형성하고 주변을 진공화 한다.Unlike conventional gas, brown gas has a unique property that causes the impression of combustion. That is, it does not show an explosion phenomenon at the time of combustion, but rather forms a focal point by evacuating the inside of the flame and evacuating the surroundings.

그 결과, 브라운 가스를 연소시키면 융점이 가장 높다는 텅스텐도 승화시킬 수 있을 정도의 초고온을 얻을 수 있다.As a result, when brown gas is burned, an ultra-high temperature that can sublimate tungsten, which has the highest melting point, can be obtained.

또한, 열선이 외부로 방출되지 않아 복사열로 인한 에너지 손실이 없으므로 우수한 에너지 효율을 가지며, 그 자체에 산소를 포함하고 있으므로 연소시 별도의 산소공급이 불필요하다. 또한, 연소생성물로서 물만을 생성하므로 공해 오염문제가 없다.In addition, since the heat ray is not emitted to the outside, there is no energy loss due to radiant heat, and therefore, it has excellent energy efficiency. Since oxygen is contained in itself, no additional oxygen supply is required for combustion. Further, since only water is generated as a combustion product, there is no pollution pollution problem.

그러나 종래의 브라운가스 발생용 전해조는 전해조에서 나온 수소와 산소를 다시 혼합하여 브라운가스를 발생시켰는데, 이로 인해, 수소와 산소를 혼합하는 과정이 추가되어 비효율적인 문제점이 있었다.However, conventional brown gas generating electrolytic cells generate brown gas by mixing hydrogen and oxygen from the electrolytic cell again, thereby adding a process of mixing hydrogen and oxygen, which is inefficient.

한편, 전해조에 관한 종래기술은 대한민국등록특허 제10-1679325호 등이 있다.On the other hand, the prior art relating to an electrolytic cell is disclosed in Korean Patent No. 10-1679325.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전해액의 유입량을 조절하여 효율적인 브라운가스의 생산이 가능한 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an electrolytic cell for generating brown gas using electrolysis capable of producing brown gas efficiently by controlling an inflow amount of an electrolytic solution.

본 발명이 해결하려는 과제는 전술한 과제로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 또 다른 기술적 과제들은 후술할 내용으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling the same.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 주입구를 통해 주입된 전해액을 전기분해하여 브라운가스를 발생시키는 전해조에 관한 것으로서, 각각 극성이 다른 전원이 연결되는 한 쌍의 전극단자와, 상기 한 쌍의 전극단자의 사이에 개스킷, 전극판 및 셀프레임이 적층된 전해조모듈이 다수개 적층되어 형성되고, 상기 개스킷은 링구조로서 내측 상부에 브라운가스통로형성부가 형성되고 내측 하부에 전해액통로형성부가 형성되며, 상기 셀프레임은 링구조이며 누름리브가 형성되어 상기 개스킷을 가압하고, 내측 상부에 브라운가스통로형성부가 형성되고 내측 하부에 전해액통로형성부가 형성되며, 상기 셀프레임의 내측으로 금속 재질의 전극판을 포함하고, 상기 브라운가스통로형성부와 전해액통로형성부에는 각각 구멍이 형성되며, 상기 셀프레임의 전면에는 상기 브라운가스통로형성부와 상기 전해액통로형성부에 각각 절개부가 형성되며, 상기 브라운가스통로형성부에 형성된 상기 절개부를 통해 산소가스 및 수소가스가 나오고, 상기 전해액통로형성부에 형성된 상기 절개부를 통해 물이 상기 전극판의 양쪽으로 유인되며, 상기 셀프레임, 상기 전극판 및 상기 개스킷의 구멍들이 소통하도록 상기 셀프레임, 상기 전극판 및 상기 개스킷이 적층되며, 상기 산소가스 및 수소가스는 브라운가스통로형성부들의 구멍들을 통해서 혼합되어 외부로 배출되고 상기 전해액은 상기 전해액통로형성부들의 구멍들을 통해서 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조를 제공한다.In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided an electrolyzer for generating brown gas by electrolyzing an electrolytic solution injected through an injection port, comprising: a pair of electrode terminals to which power sources having different polarities are connected; An electrode plate and a cell frame are laminated between electrode terminals of the gasket, and the gasket has a ring structure in which a brown gas passage forming portion is formed on the inner upper portion and an electrolyte passage forming portion is formed on the inner lower portion The cell frame has a ring structure, a push rib is formed to press the gasket, a brown gas passage forming portion is formed in an upper portion of the inner side, and an electrolyte passage forming portion is formed in an inner lower portion. Wherein a hole is formed in each of the brown gas passage forming portion and the electrolyte passage forming portion, The front surface of the base cell frame is provided with a cutout in the brown gas passage forming portion and the electrolyte passage forming portion, oxygen gas and hydrogen gas are discharged through the cutout portion formed in the brown gas passage forming portion, The electrode frame and the gasket are stacked so that the holes of the cell frame, the electrode plate and the gasket communicate with each other, and the oxygen gas and the gasket are stacked, The hydrogen gas is mixed through the holes of the brown gas passage forming portions and discharged to the outside, and the electrolytic solution flows into the electrolytic solution passage forming portions through the holes, thereby providing an electrolyzer for generating brown gas using electrolysis .

여기서, 상기 전해조는 배출구에 연결된 배출관에 기체 배출량을 측정하는 차압식 유량계를 포함하며, 상기 차압식 유량계를 통해 측정된 기체 배출량을 기준으로 전해액 공급 펌프를 제어하여 유속을 조절하는 것이 가능하다.Here, the electrolyzer includes a differential pressure type flow meter for measuring the amount of gas discharged from the discharge pipe connected to the discharge port, and it is possible to control the flow rate of the electrolyte by controlling the electrolyte supply pump based on the measured amount of gas discharged through the differential pressure type flow meter.

또한, 상기 전해조는 주기적으로 전해액을 고속으로 주입하여 전극판에 포집된 기포들을 전체적으로 떼어져 나가게 하여 상기 전극판의 기포형성 효율을 높이는 것이 가능하다.      In addition, the electrolytic bath periodically injects the electrolytic solution at a high speed, so that the bubbles collected on the electrode plate are totally removed, thereby improving the bubble forming efficiency of the electrode plate.

본 발명에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조는 전해액을 전기분해하여 얻어지는 산소와 수소를 분리하지 않고 함께 포집하기 때문에 별도의 혼합장치를 사용하지 않고도 브라운가스를 만들어 낼 수 있다.The electrolytic cell for generating brown gas using electrolysis according to the present invention collects the oxygen and hydrogen obtained by electrolysis of the electrolytic solution without separating them, so that Brown gas can be produced without using a separate mixing device.

또한, 배출구에 브라운가스의 배출량 측정용 차압식 유량계를 통해 측정한 값을 바탕으로 전해액의 유입량을 조절하여 브라운가스의 발생량을 현저히 증가시킬 수 있는 효과가 있다.Also, the amount of the brown gas can be significantly increased by adjusting the flow rate of the electrolytic solution based on the measured value through the differential pressure type flow meter for measuring the discharge amount of brown gas in the discharge port.

이에 더하여, 주기적으로 전해액을 고속으로 유입시켜 전극판에 형성된 기포들을 전체적으로 떼어져 나가게 함으로써, 전극판에 기포가 형성되는 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.In addition, by introducing the electrolyte at a high speed periodically, the bubbles formed on the electrode plate are totally removed, thereby improving the efficiency of forming bubbles in the electrode plate.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조의 전해조모듈을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조의 전해조모듈을 나타내는 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조의 전극판을 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조의 전해조모듈 일부를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조의 셀프레임의 일면을 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조의 셀프레임의 일면을 나타내는 사시도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조의 셀프레임을 나타내는 사시도이다.
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀프레임의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해조모듈의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조의 유속에 따른 효과를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조의 일 실시예를 설명하기 위한 개략도이다.1 is a perspective view of an electrolyzer for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of an electrolyzer for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing an electrolytic bath module of an electrolytic cell for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention.
4 is an exploded perspective view illustrating an electrolytic bath module of an electrolytic cell for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing an electrode plate of an electrolytic cell for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view showing a part of an electrolytic cell module of an electrolytic cell for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view showing one side of a cell frame of an electrolytic cell for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention.
8 is a perspective view showing one side of a cell frame of an electrolytic cell for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention.
9 is a perspective view illustrating a cell frame of an electrolytic cell for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view of a cell frame according to an embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view of an electrolytic cell module according to an embodiment of the present invention.
12 is a graph showing the effect of the electrolytic bath for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention.
13 is a schematic view for explaining an electrolytic cell for generating brown gas using electrolysis of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.The preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which the technical parts already known will be omitted or compressed for simplicity of explanation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조(100)의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조(100)의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조(100)의 전해조모듈(200)을 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조(100)의 전해조모듈(200)을 나타내는 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조(100)의 전극판(210)을 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조(100)의 전해조모듈(200) 일부를 나타내는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조(100)의 셀프레임(230)의 일면을 나타내는 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조(100)의 셀프레임(230)의 일면을 나타내는 사시도이고, 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조(100)의 셀프레임(230)을 나타내는 사시도이고, 도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀프레임(230)의 단면도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해조모듈(200)의 단면도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조(100)의 유속에 따른 효과를 나타낸 도면이고, 도 13은 본 발명의 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조(100)의 일 실시예를 설명하기 위한 개략도이다.FIG. 1 is a perspective view of an electrolyzer 100 for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of an electrolyzer 100 for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing an electrolyzer module 200 of an electrolytic bath 100 for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view illustrating an electrolytic bath module 200 according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is an exploded perspective view showing an electrolytic bath module 200 of an electrolytic bath 100 for generating brown gas using electrolysis. FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating an electrolytic bath 100 of an electrolytic bath 100 according to an embodiment of the present invention. 6 is a perspective view showing a part of an electrolytic bath module 200 of an electrolytic bath 100 for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention. practice FIG. 8 is a perspective view showing one side of a cell frame 230 of an electrolytic bath 100 for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a perspective view illustrating an electrolytic bath 100 for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention. 9 is a perspective view showing a cell frame 230 of an electrolytic cell 100 for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a perspective view showing a cell frame FIG. 11 is a cross-sectional view of an electrolytic cell module 200 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a cross-sectional view of a cell frame 230 according to an embodiment of the present invention, FIG. 13 is a schematic view for explaining an embodiment of an electrolytic bath 100 for generating brown gas using electrolysis of the present invention. FIG.

도 1 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조(이하 '전해조'라고 함)(100)는 전극단자(104)와 이너 플레이트(Inner plate)(111), PPS(Poly Phenylene Sulfide) 패널(110), 엔드 플레이트(End plate)(108), 고정브라켓(101) 및 다수의 개스킷(220), 셀프레임(230), 전극판(210)을 포함하여 구성된다.1 to 12, an electrolyzer (hereinafter referred to as 'electrolyzer') 100 for generating brown gas using electrolysis according to an embodiment of the present invention includes an electrode terminal 104 and an inner plate a polyphenylene sulfide (PPS) panel 110, an end plate 108, a fixing bracket 101 and a plurality of gaskets 220, a cell frame 230, an electrode plate 210 ).

본 발명에 따른 전해조(100)는 개스킷(220), 셀프레임(230) 및 전극판(210)으로 구성된 전해조모듈(200)이 전해조(100)의 용량에 적합하게 반복되어 적층될 수 있다. The electrolytic bath 100 according to the present invention can be repeatedly stacked with the electrolytic bath module 200 composed of the gasket 220, the cell frame 230 and the electrode plate 210 suitably to the capacity of the electrolytic bath 100.

또한 기밀유지를 위하여 양단의 전극단자(104)가 형성된 이너플레이트(111)의 바로 내측에는 개스킷(220)이 배치되어야 한다. The gasket 220 is disposed immediately inside the inner plate 111 on which the electrode terminals 104 at both ends are formed.

상기 양단의 전극단자(104)는 좌측의 이너플레이트(111)에 형성된 양전극단자와 우측의 이너플레이트(111)에 형성된 음전극단자로 구성된다.The electrode terminals 104 at both ends are composed of a positive electrode terminal formed on the left inner plate 111 and a negative electrode terminal formed on the right inner plate 111.

좌측 이너플레이트(111)의 상단에는 전해조(100)에서 발생한 브라운가스가 배출되는 배출구(106)가 형성되며, 하단에는 전해액을 주입하는 주입구(102)가 형성된다. The upper end of the left inner plate 111 is formed with a discharge port 106 through which the brown gas generated in the electrolytic bath 100 is discharged and an injection port 102 through which the electrolyte is injected into the lower end.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 양전극단자에서부터 음전극단자 쪽으로 다수의 개스킷(220), 셀프레임(230), 전극판(210)이 순차적, 반복적으로 결합된 전해조 모듈(200)을 위치시킨 상태에서 이너 플레이트(111), PPS 패널(110), 부싱(109), 엔드 플레이트(108)를 차례로 결합한다. 양 끝단에는 전해조(100)를 고정시키기 위해 고정브라켓(101)이 위치하고, 길이가 긴 볼트를 구멍에 관통시켜 결합을 한다. As shown in FIGS. 2 and 3, an electrolytic cell module 200 in which a plurality of gaskets 220, a cell frame 230, and an electrode plate 210 are sequentially and repeatedly coupled from a positive electrode terminal to a negative electrode terminal is positioned The inner plate 111, the PPS panel 110, the bushing 109, and the end plate 108 in this order. At both ends, a fixing bracket (101) is placed to fix the electrolytic bath (100), and a long bolt is passed through the hole to join.

상기 주입구(102)와 배출구(106) 및 전극단자(104)는 외곽으로 절연부싱(103, 105, 107)이 되어있다.The injection port 102, the discharge port 106, and the electrode terminal 104 are formed as insulation bushings 103, 105, and 107, respectively.

상기 셀프레임(230)은 링구조로 내측으로 원형의 전극판(210)이 위치하게 된다. 셀프레임(230)은 내측으로 돌출된 2개의 통로형성부들이 형성된다. The cell frame 230 has a ring structure in which a circular electrode plate 210 is positioned inward. The cell frame 230 has two passage forming portions protruding inward.

통로형성부는 셀프레임(230)의 내측 상단에 위치한 브라운가스통로형성부(237)와 셀프레임(230)의 내측 하단에 위치한 전해액통로형성부(239)로 구성된다. 셀프레임(230)은 경질이면서 내화학성이 좋은 합성수지 재질로 형성되며, 전극판(210)은 SUS재질 등이 사용된다.The passage forming part comprises a brown gas passage forming part 237 located at the inner upper end of the cell frame 230 and an electrolyte passage forming part 239 located at the inner lower end of the cell frame 230. The cell frame 230 is made of a hard synthetic resin material having good chemical resistance, and the electrode plate 210 is made of SUS material or the like.

도 10 및 도 11에서 도시된 바와 같이 셀프레임(230)의 상면에는 누름리브(233)가 형성되는데, 상기 누름리브(233)를 통해 개스킷(220)을 가압하여 완전한 실링이 되게 하며, 누름리브(233)의 외측으로 단턱(234)이 형성되어 있는데 적층후 조임채결시에 상기 단턱(234)의 높이만큼 간격이 유지된다.10 and 11, a pressing rib 233 is formed on the upper surface of the cell frame 230 so that the gasket 220 is pressed through the pressing rib 233 to complete sealing, A step 234 is formed on the outer side of the step 233, and the spacing is maintained by the height of the step 234 at the time of tightening after lamination.

브라운가스통로형성부(237)는 셀프레임(230)의 상단에 내측으로 돌출되어 형성되며 돌출된 부분의 중앙에 브라운가스소통구멍(238)이 형성된다.The brown gas passage forming portion 237 is formed to protrude inward from the upper end of the cell frame 230 and a brown gas communication hole 238 is formed at the center of the protruding portion.

브라운가스통로형성부(237)의 전면에는 브라운가스소통구멍(238)의 둘레를 따라 원형홈부(243)가 형성되고 원형홈부(243)에는 양측방향 및 반경방향으로 각각 절개부(231)들이 형성되어 있다. Circumferential grooves 243 are formed along the periphery of the brown gas communication hole 238 in the front surface of the brown gas channel forming portion 237 and cut portions 231 are formed in the circular groove portions 243 in both the lateral direction and the radial direction .

상기 브라운가스통로형성부(237)의 후면에는 브라운가스소통구멍(238)의 둘레를 따라 원형돌출부(232)가 위로 돌출되어 형성되고 원형돌출부(232)에는 양측방향 및 반경방향으로 각각 절개부(241)들이 형성되어 있다. A circular protrusion 232 protrudes upward along the periphery of the brown gas communication hole 238 at the rear surface of the brown gas conduit forming portion 237 and is formed in the circular protrusion 232 in both lateral and radial directions, 241 are formed.

상기 원형홈부(243) 및 원형돌출부(232)의 절개부(231, 241)들은 브라운가스통로형성부(237)의 양측방향 및 반경방향으로 브라운가스통로형성부(237)의 최외측까지 형성되어 있다. The cut portions 231 and 241 of the circular groove portion 243 and the circular projecting portion 232 are formed to the outermost side of the brown gas channel forming portion 237 in the both side direction and the radial direction of the brown gas channel forming portion 237 have.

상기 전면과 후면의 절개부(231, 241)들을 통해 각각 수소가스와 산소가스가 나와 브라운가스소통구멍(238)으로 진입하게 된다.Hydrogen gas and oxygen gas flow out through the front and rear cutouts 231 and 241, respectively, and enter the brown gas communication hole 238.

전해액통로형성부(239)는 셀프레임(230)의 하단에 내측으로 돌출되어 형성되며 돌출된 부분의 중앙에 전해액소통구멍(240)이 형성된다. The electrolyte passage forming portion 239 is formed by projecting inward from the lower end of the cell frame 230, and an electrolyte communication hole 240 is formed at the center of the protruded portion.

전해액통로형성부(239)의 전면에는 전해액소통구멍(240)의 둘레를 따라 원형홈부(244)가 형성되고 원형홈부(244)에는 양측방향 및 반경방향으로 각각 절개부(235)들이 형성되어 있다. Circumferential groove portions 244 are formed in the front surface of the electrolyte passage forming portion 239 along the circumference of the electrolyte communication hole 240 and cut portions 235 are formed in the circular groove portions 244 in both side directions and in the radial direction .

상기 전해액통로형성부(239)의 후면에는 전해액소통구멍(240)의 둘레를 따라 원형돌출부(236)가 위로 돌출되어 형성되고 원형돌출부(236)에는 양측방향 및 반경방향으로 각각 절개부(242)들이 형성되어 있다. A circular protrusion 236 protrudes upward along the circumference of the electrolyte communication hole 240 at the rear surface of the electrolyte passage forming portion 239 and a cutout 242 is formed in the circular protrusion 236 in both lateral and radial directions, Respectively.

상기 원형홈부(244) 및 원형돌출부(236)의 절개부(235, 242)들은 전해액통로형성부(239)의 양측방향 및 반경방향으로 전해액통로형성부(239)의 최외측까지 형성되어 있다. The cutout portions 235 and 242 of the circular groove portion 244 and the circular protruding portion 236 are formed to the outermost side of the electrolyte passage forming portion 239 in the both side direction and the radial direction of the electrolyte passage forming portion 239.

상기 절개부(235, 242)들을 통해 전해액이 셀프레임(230)의 내측으로 유입된다.The electrolytic solution flows into the cell frame 230 through the cutouts 235 and 242.

상기 브라운가스통로형성부(237) 및 전해액통로형성부(239)에 형성된 각각의 원형홈부(243, 244) 및 원형돌출부(232, 236)들은 홈 형태로 및 돌출형태로 형성되어 결합함으로써, 적층시 또는 적층후의 다층의 전해조모듈(200)의 이탈을 방지하게 된다.Each of the circular groove portions 243 and 244 and the circular protrusions 232 and 236 formed in the brown gas passage forming portion 237 and the electrolyte passage forming portion 239 are formed in a groove shape and protruding shape to be combined, Thereby preventing the multi-layer electrolytic cell module 200 from escaping.

상기 개스킷(220)은 기밀유지를 위해 형성되는 것으로서 밀착성능이 우수한 연질의 합성수지 재질로 형성된다. 본 발명에서는 테프론(Teflon)을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. The gasket 220 is formed of a soft synthetic resin material, which is formed for maintaining the airtightness and has excellent adhesion. In the present invention, Teflon is preferably used, but not limited thereto.

개스킷(220)은 내측에 공간이 형성된 링구조로 되어있으며, 브라운가스통로형성부(237)와 전해액통로형성부(239)의 브라운가스소통구멍(238) 및 전해액소통구멍(240)을 막지 않기 위해 홈 형태의 구조가 형성된다.The gasket 220 has a ring structure in which a space is formed on the inner side so that the Brown gas passage forming portion 237 and the Brownian gas communication hole 238 and the electrolyte communication hole 240 of the electrolyte passage forming portion 239 are not blocked A weir-shaped structure is formed.

상기 전극단자(104), 다수의 개스킷(220), 셀프레임(230), 전극판(210) 및 이너 플레이트(111), PPS 패널(110), 부싱(109), 엔드 플레이트(108)가 결합되어 형성된 전해조(100)의 전극단자(104)에 전압을 걸어주면 전극판(210)의 '-'극성을 띠는 한쪽면에 수소가스가 발생하고, 전극판(210)의 '+'극성을 띠는 반대면에 산소가스가 발생하여 기포형태로 포집되고, 전해액의 유압에 의해 전극판으로부터 떼어져나가 브라운가스통로형성부(237)의 브라운가스소통구멍(238)을 통해 배출구(106)로 나오게 된다. 상기 배출구(106)로는 브라운가스와 함께 남은 전해액도 함께 배출되게 된다. The electrode terminal 104, the plurality of gaskets 220, the cell frame 230, the electrode plate 210 and the inner plate 111, the PPS panel 110, the bushing 109, When a voltage is applied to the electrode terminal 104 of the formed electrolytic bath 100, hydrogen gas is generated on one side of the electrode plate 210 having a negative polarity, and the polarity of the electrode plate 210 Oxygen gas is generated on the opposite side of the belt and is collected in the form of bubbles and is separated from the electrode plate by the hydraulic pressure of the electrolytic solution and is discharged to the discharge port 106 through the brown gas communication hole 238 of the brown gas passage forming portion 237 . The remaining electrolyte solution together with the brown gas is also discharged to the discharge port 106.

상기와 같이 본 발명에 따른 전해조(100)는 전해조(100) 내에 전해액을 가두는 방식으로, 주입구(102)를 통해 주입된 전해액이 수소와 산소로 전기분해 되어 전극판(210)에 기포형태로 포집이 되고, 흐르는 전해액에 의해 전극판(210)에서 기포가 분리되어 배출구(106)를 통해 수소분자 2개와 산소분자 1개가 혼합된 브라운가스 형태로 배출되게 된다. 본 발명에서는 상기 전해액으로 물을 사용하는 것이 가능하다.As described above, the electrolytic bath 100 according to the present invention electrolyzes the electrolytic solution injected through the injection port 102 in the electrolytic bath 100 in the electrolytic bath 100, And the bubbles are separated from the electrode plate 210 by the flowing electrolyte and discharged through the discharge port 106 in the form of brown gas mixed with two hydrogen molecules and one oxygen molecule. In the present invention, it is possible to use water as the electrolytic solution.

한편, 전해액의 유입량이 많아 유속이 너무 빠르면 전해액이 전해조(100) 내부에서 전극판(210)과 접촉하는 시간이 너무 짧아서 브라운가스의 발생효율이 감소하게 되기 때문에 적절하게 유속을 조절해 줄 필요가 있다.On the other hand, if the flow rate of the electrolytic solution is large and the flow rate is too high, the time for which the electrolytic solution comes into contact with the electrode plate 210 in the electrolytic bath 100 is too short to reduce the generation efficiency of the brown gas. have.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따라 도 13에 나타난 바와 같이, 배출구(106)에 연결된 배출관에 기체 배출량을 측정할 수 있는 차압식 유량계(300)가 포함되는 것이 가능하다.To this end, it is possible that a differential pressure meter 300 capable of measuring the amount of gas emission is included in the discharge pipe connected to the discharge port 106, as shown in FIG. 13, according to an embodiment of the present invention.

상기 차압식 유량계(300)는 배출구(106)에 연결된 배출관에 설치되어 배출구(106)를 통해 배출되는 브라운가스의 양을 측정하게 된다. The differential pressure type flow meter 300 measures the amount of Brown gas discharged through the discharge port 106 installed in the discharge pipe connected to the discharge port 106.

상기 차압식 유량계(300)를 통해 측정된 브라운가스의 양을 미리 설정된 값과 비교하여 설정된 값보다 브라운가스의 양이 적게 나오면 유속을 감속시키는 방향으로 전해액 공급 펌프(400)를 제어하게 된다. The amount of Brown gas measured through the differential pressure meter 300 is compared with a preset value to control the electrolyte supply pump 400 in a direction that decelerates the flow rate when the amount of brown gas is less than the set value.

따라서, 상기 차압식 유량계에서 측정된 값과 미리 설정된 값을 비교하여 적절하게 유속을 조절할 수 있도록 전해액 공급펌프(400)를 제어하는 것이 가능하다. Therefore, it is possible to control the electrolyte supply pump 400 so that the flow rate can be appropriately compared by comparing the measured value with the predetermined value in the differential pressure type flow meter.

한편, 내부 전극판(210)에 부착되어 있는 기포의 양이 많으면 전극판(210)과 전해액의 접촉면적이 줄어들어서 전기분해 효율이 나빠지므로 전체 기포의 양을 적정량으로 만들어줄 필요가 있다. On the other hand, if the amount of bubbles attached to the internal electrode plate 210 is large, the contact area between the electrode plate 210 and the electrolyte is reduced and the electrolysis efficiency is deteriorated.

이를위해, 본 발명의 일 실시예에 따라 전해액 공급펌프를 제어하여 주기적으로 전해액을 고속으로 유입시키는 것이 가능하다.To this end, it is possible to control the electrolyte supply pump according to an embodiment of the present invention to periodically introduce the electrolyte at high speed.

도 12에 도시된 바와 같이, 시간이 지남에 따라 전극판(210)의 '-'극성을 띠는 한쪽면에 수소가스가 발생하고, 전극판(210)의 '+'극성을 띠는 반대면에 산소가스가 발생하여 기포형태로 포집되는데 형성된 기포가 적절한 시점에 전극판(210)에서 이탈하여 브라운가스소통구멍(238)을 통해 배출되어야 하는데 그렇지 않으면 전극판(210)에 부착된 기포가 전기분해 수행면적을 크게 감소시키므로 새로운 기포가 성장하지 못해 브라운가스의 배출량이 감소될 수 있다. 따라서, 주기적으로 전해액을 고속으로 유입시킴으로써, 고속으로 이동하는 전해액이 전극판(210)에 부착된 기포들을 강제로 이탈시키게 함으로써 전극판(210)에 포집된 기포들을 전체적으로 떼어져 나가게 하여 전극판(210)에 기포가 형성되는 효율을 높일 수 있다.As shown in FIG. 12, as time passes, hydrogen gas is generated on one surface of the electrode plate 210 having a polarity of '-', and the opposite surface of the electrode plate 210 having a '+' polarity The air bubbles formed in the air bubbles formed at the electrode plate 210 are discharged from the electrode plate 210 and discharged through the brown gas communication hole 238. Otherwise, Since the area of decomposition is greatly reduced, new bubbles can not grow and the emission of brown gas can be reduced. Therefore, the electrolytic solution moving at a high speed periodically forwards the electrolytic solution at a high speed allows the bubbles attached to the electrode plate 210 to be forcibly removed, so that the bubbles collected on the electrode plate 210 are totally removed, 210 can be increased.

이에 더하여, 본 발명에 따른 전해조(100)는 전해액 공급펌프(400)에 맞게 셀프레임(230)의 내측으로 전해액이 유입되는 유로의 크기를 적절이 설계하여 과도한 유량이 발생하기 않도록 하는 것 또한 가능하다.In addition, the electrolytic bath 100 according to the present invention may be designed so that the size of the flow path through which the electrolytic solution flows into the cell frame 230 in accordance with the electrolytic solution supply pump 400 is appropriately designed so that an excessive flow rate is not generated Do.

한편, 도 13은 본 발명의 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조(100)의 일 실시예를 설명하기 위한 개략도이다. 도 13에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조(100)는 유량계(300), 물공급펌프(400), 제어부(500), 물저장부(600)을 포함하여 구성되는 것이 가능하다. 13 is a schematic view for explaining an embodiment of an electrolytic bath 100 for generating brown gas using electrolysis of the present invention. 13, an electrolytic bath 100 for generating brown gas using electrolysis according to the present invention includes a flow meter 300, a water supply pump 400, a control unit 500, and a water storage unit 600 .

물공급펌프(400)는 물저장부(600)에 저장된 물을 주입구(102)를 통해 전해조(100)에 공급하고, 전해조(100)로부터 발생된 브라운가스는 배출구(106)을 통해 전기분해 후 남은 물과 함께 배출되게 된다. 이때, 배출구(106)를 통해 배출된 물은 다시 물저장부(600)로 보내져 재사용하는 것이 가능하다.The water supply pump 400 supplies the water stored in the water storage part 600 to the electrolytic bath 100 through the inlet 102. The brown gas generated from the electrolytic bath 100 is electrolyzed through the discharge port 106 And then discharged together with the remaining water. At this time, the water discharged through the discharge port 106 can be sent to the water storage part 600 again for reuse.

한편, 유량계(300)는 기체의 배출량을 측정하여 측정값을 제어부(500)로 보내게 된다. 상기 제어부(500)는 상기 유량계(300)로부터 받은 기체의 배출량을 미리 설정된 설정값과 비교하여 적절하게 유속을 조절할 수 있도록 물공급펌프(400)를 제어하는 것이 가능하다. 즉, 제어부(500)는 앞서 설명한 바와 같이 전해액의 유속을 감소시키거나 또는 증가시키도록 물공급펌프(400)를 제어한다.On the other hand, the flow meter 300 measures the discharge amount of the gas and sends the measurement value to the control unit 500. The control unit 500 may control the water supply pump 400 so that the discharge amount of the gas received from the flow meter 300 may be compared with a preset value and the flow rate may be appropriately adjusted. That is, the control unit 500 controls the water supply pump 400 to decrease or increase the flow rate of the electrolytic solution as described above.

결국, 본 발명은 전해조(100)를 통해 브라운가스를 바로 생산할 수 있으며, 배출구(106)에 연결된 배출관에 설치된 차압식 유량계(300)를 통해 브라운가스의 배출량을 측정하여 측정값에 따라 전해액 공급펌프(400)를 제어하여 전해액의 유입량을 조절하여 유속을 적절하게 조절할 수 있다.As a result, the present invention can directly produce brown gas through the electrolytic bath 100. The discharge amount of the brown gas is measured through the differential pressure type flow meter 300 installed in the discharge pipe connected to the discharge port 106, The flow rate of the electrolytic solution can be controlled by controlling the flow rate of the electrolytic solution.

또한, 주기적으로 전해액을 고속으로 유입시켜 전극판(210)에 포집된 기포들을 전체적으로 떼어져 나가게 하여 전극판(210)에 기포가 형성되는 효율을 높일 수 있다. In addition, the electrolytic solution can be periodically introduced at a high speed, and the bubbles collected in the electrode plate 210 can be totally removed, thereby increasing the efficiency of forming bubbles in the electrode plate 210.

상기와 같은 본 발명에 따른 전해조(100)는 브라운가스의 생산율을 획기적으로 높일 수 있는 효과가 있다.The electrolytic bath 100 according to the present invention has the effect of significantly increasing the production rate of brown gas.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. And the scope of the present invention should be understood as the following claims and their equivalents.

100 : 전기분해를 이용한 브라운가스 발생용 전해조
101 : 브라켓
102 : 주입구
103 : 주입구 절연 부싱
104 : 전극단자
105 : 전극단자 절연 부싱
106 : 배출구
107 : 배출구 절연 부싱
108 : 엔드 플레이트
109 : 부싱
110 : PPS 패널
111 : 이너 플레이트
200 : 전해조 모듈
210 : 전극판
220 : 개스킷
230 : 셀프레임
231 : 절개부
232 : 원형돌출부
233 : 누름 리브
237 : 브라운가스통로형성부
238 : 브라운가스소통구멍
239 : 전해액통로형성부
240 : 전해액소통구멍100: An electrolytic cell for generating brown gas using electrolysis
101: Bracket
102: inlet
103: Inlet bushing insulated bushing
104: electrode terminal
105: Electrode Terminal Insulation Bushing
106: Outlet
107: Outlet insulation bushing
108: End plate
109: Bushing
110: PPS panel
111: Inner plate
200: electrolytic cell module
210: electrode plate
220: Gasket
230: cell frame
231:
232: circular protrusion
233: depressed rib
237: Brown gas passage forming part
238: Brown gas communication hole
239: Electrolyte passage forming part
240: electrolytic solution communication hole

Claims (3)

주입구를 통해 주입된 전해액을 전기분해하여 브라운가스를 발생시키는 전해조에 관한 것으로서,
각각 극성이 다른 전원이 연결되는 한 쌍의 전극단자와,
상기 한 쌍의 전극단자의 사이에 개스킷, 전극판 및 셀프레임이 적층된 전해조모듈이 다수개 적층되어 형성되고,
상기 셀프레임은 링구조이며 누름리브가 형성되어 상기 개스킷을 가압하고, 내측 상부에 브라운가스통로형성부가 형성되고 내측 하부에 전해액통로형성부가 형성되며, 상기 셀프레임의 내측으로 전극판을 포함하고, 상기 브라운가스통로형성부와 전해액통로형성부에는 각각 구멍이 형성되며, 상기 셀프레임의 전면에는 상기 브라운가스통로형성부와 상기 전해액통로형성부에 각각 절개부가 형성되며, 상기 브라운가스통로형성부에 형성된 상기 절개부를 통해 산소가스 및 수소가스가 나오고, 상기 전해액통로형성부에 형성된 상기 절개부를 통해 물이 상기 전극판의 양쪽으로 유인되며,
상기 셀프레임, 상기 전극판 및 상기 개스킷의 구멍들이 소통하도록 상기 셀프레임, 상기 전극판 및 상기 개스킷이 적층되며,
상기 산소가스 및 수소가스는 브라운가스통로형성부들의 구멍들을 통해서 혼합되어 외부로 배출되고 상기 전해액은 상기 전해액통로형성부들의 구멍들을 통해서 내부로 유입되고,
상기 셀프레임의 내측 하부에 형성된 상기 전해액통로형성부들을 통해 형성된 유로를 통해 주기적으로 전해액을 고속으로 주입하여 상기 전극판에 포집된 기포들을 전체적으로 떼어져 나가게 하여 상기 전극판의 기포형성 효율을 높이는 것이며,
상기 전해조는 배출구에 연결된 배출관에 기체 배출량을 측정하는 차압식 유량계를 포함하며,
상기 차압식 유량계를 통해 측정된 기체 배출량을 기준으로 전해액 공급 펌프를 제어하여 유속을 조절하는 것이고,
상기 차압식 유량계에 의해 측정된 기체 배출량이 설정된 값과 비교하여 적은 경우에는 제어부가 전해액의 유속을 감소시키는 방향으로 상기 전해액 공급펌프를 제어하는 것이며,
상기 주입구와 상기 배출구 및 상기 전극단자는 외곽으로 절연부싱이 되어 있고,
상기 셀프레임은 경질이면서 내화학성이 좋은 합성수지 재질로 형성되고, 상기 전극판은 SUS재질로 형성되며,
상기 브라운가스통로형성부 및 상기 전해액통로형성부에 형성된 각각의 원형홈부 및 원형돌출부들은 홈 형태 및 돌출형태로 형성되어 결합함으로써 적층후의 이탈이 방지되고,
상기 개스킷은 합성수지 재질인 테프론으로 형성되며,
상기 전해조는 물공급펌프 및 물저장부를 포함하고, 상기 물공급펌프는 상기 물저장부에 저장된 물을 상기 주입구를 통해 상기 전해조에 공급하고, 상기 전해조로부터 발생된 브라운가스는 상기 배출구를 통해 전기분해 후 남은 물과 함께 배출되며, 상기 배출구를 통해 배출된 물은 다시 상기 물저장부로 보내져 재사용되는 것을 특징으로 하는 브라운가스 발생용 전해조.



The present invention relates to an electrolytic cell in which brown gas is generated by electrolyzing an electrolytic solution injected through an injection port.
A pair of electrode terminals to which power sources having different polarities are connected,
A plurality of electrolytic cell modules in which a gasket, an electrode plate, and a cell frame are laminated are formed between the pair of electrode terminals,
Wherein the cell frame has a ring structure, a pressing rib is formed to press the gasket, a brown gas passage forming portion is formed on an inner upper portion, an electrolyte passage forming portion is formed on an inner lower portion, an electrode plate is disposed inside the cell frame, The openings of the brown gas passage forming portion and the electrolyte passage forming portion are respectively formed with openings formed in the brown gas passage forming portion and the electrolyte passage forming portion on the front surface of the cell frame, Oxygen gas and hydrogen gas are discharged through the cut-out portion, water is drawn to both sides of the electrode plate through the cut-out portion formed in the electrolyte passage forming portion,
The cell frame, the electrode plate, and the gasket are stacked so that the holes of the cell frame, the electrode plate, and the gasket communicate with each other,
The oxygen gas and the hydrogen gas are mixed with each other through the holes of the brown gas passage forming portions and discharged to the outside, and the electrolyte flows into the inside through the holes of the electrolyte passage forming portions,
The electrolytic solution is periodically injected at a high speed through the flow path formed through the electrolyte passage forming portions formed in the inner lower portion of the cell frame so that the bubbles collected on the electrode plate are totally removed to improve the bubble forming efficiency of the electrode plate ,
Wherein the electrolytic bath includes a differential pressure type flow meter for measuring the amount of gas discharged to a discharge pipe connected to the discharge port,
The flow rate of the electrolyte is controlled by controlling the electrolyte supply pump based on the gas discharge amount measured through the differential pressure type flow meter,
Wherein the control unit controls the electrolyte supply pump in such a direction as to reduce the flow rate of the electrolyte when the gas discharge amount measured by the differential pressure type flow meter is smaller than the set value,
The injection port, the discharge port, and the electrode terminal are formed as an outer bushing,
The cell frame is made of a synthetic resin material which is hard and chemically resistant, the electrode plate is made of SUS material,
Each of the circular groove portions and the circular protrusions formed in the brown gas conduit forming portion and the electrolyte passage forming portion is formed in a groove shape and a protrusion shape to be prevented from being separated after lamination,
The gasket is made of Teflon, which is a synthetic resin material,
Wherein the electrolytic bath includes a water supply pump and a water storage part, the water supply pump supplies water stored in the water storage part to the electrolytic bath through the inlet, and Brown gas generated from the electrolytic bath is electrolyzed And the water discharged through the outlet is again sent to the water reservoir for reuse.



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