WO2013035946A1 - 튜블라 타입 전해 장치 - Google Patents

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WO2013035946A1
WO2013035946A1 PCT/KR2012/000402 KR2012000402W WO2013035946A1 WO 2013035946 A1 WO2013035946 A1 WO 2013035946A1 KR 2012000402 W KR2012000402 W KR 2012000402W WO 2013035946 A1 WO2013035946 A1 WO 2013035946A1
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power supply
supply terminal
outer tube
hole
tube
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PCT/KR2012/000402
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김상욱
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주식회사 욱영전해씨스템
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    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/60—Constructional parts of cells
    • C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections

Definitions

  • the present invention relates to an electrolytic cell, and more particularly, to a tubular type electrolytic apparatus in which a plurality of electrolytic cells constructed by overlapping a plurality of electrolytic tubes are provided and connected to each other.
  • the electrolytic apparatus means a facility for producing sodium hypochlorite by electrolysis of brine.
  • the sodium hypochlorite (NaOCl) is used in various production facilities for industrial high concentration sodium hypochlorite solution, power plants, ballast water management system (BWMS), offshore, water treatment, wastewater treatment, metal recovery
  • BWMS ballast water management system
  • water treatment wastewater treatment
  • metal recovery In the continuous treatment facilities that are manufactured and utilized immediately in the field, most of them are manufactured using electrolysis.
  • the electrolytic apparatus includes a plate type electrolytic apparatus that electrolytically decomposes seawater passing through each other by interposing electrodes in a flat plate structure, and the seawater passing through each other by sequentially placing electrodes in a tube structure. It is divided into tubular type electrolytic apparatus to decompose.
  • the electrolytic cell 10 of the conventional electrolytic apparatus as shown in the sequential order of the plurality of electrolytic tubes 12 concentric with the outer tube 11 in the outer tube 11 having both sides open in accordance with the diameter size And a first power supply terminal 13a for supplying (-) power to one of the outer circumferential surfaces of the outer tube 11, and at the center of each of the electrolytic tubes 12.
  • the second power supply terminal 13b is provided to provide positive power along the axial direction.
  • first cap assembly the circumferential surface of the cap assembly (hereinafter referred to as “first cap assembly”) 21 provided on one side of the outer tube 11 is in communication with the outer tube 11 in a vertical direction, and the seawater flows in.
  • the inlet pipe 21a is connected to the circumferential surface of the cap assembly (hereinafter referred to as “second cap assembly”) 22 provided on the other side of the outer tube 11 in a direction perpendicular to the outer tube 11.
  • second cap assembly the circumferential surface of the cap assembly
  • a coating layer (not shown) is applied to the outer circumferential surface of each of the electrolytic tubes 12.
  • the coating layer is made of a platelet having a positive polarity when a metal having a (-) polarity is spaced a certain distance and a material (for example, an electrolyte) that can pass a current in the middle.
  • (+) power is applied through two second power supply terminals 13b installed at both ends of the inner electrolytic tube 12 and the first power supply terminal 13a installed in the outer tube 11.
  • negative power is applied.
  • seawater passing between the outer tube 11 and each of the electrolytic tubes 12 is connected to the negative power source flowing along the outer tube 11 and the outer surface of each of the electrolytic tubes 12.
  • Sodium hypochlorite is produced by electrolysis by a flowing positive power source.
  • seawater passing between the outer tube 11 and each electrolytic tube 12 is discharged to the outside through the outlet tube 22a of the second cap assembly 22 provided in the outer tube 11.
  • the electrolyzer 10 described above is not simply configured to be provided with only one.
  • each of the electrolytic cell 10 is connected to the inlet pipe (21a) of one of the electrolytic cell 10 and the outlet pipe (22a) of the other electrolytic cell 10 to each other, the inlet pipe of the other electrolytic cell 10 ( Electrolysis having a plurality of electrolytic cells in the 21a) through the arrangement of connecting the outlet pipe 22a and the inlet pipe 21a of each of the electrolytic cells 10, such as connecting the outlet pipe 22a of another electrolytic cell 10 to each other The device was built.
  • the seawater first electrolyzed while passing through one electrolyzer 10 is provided to another electrolyzer 10 and then electrolyzed again in the course of passing through the electrolyzer and subsequently provided to another electrolyzer after the electrolyzer.
  • the production of sodium hypochlorite can be maximized.
  • the conventional tubular type electrolytic apparatus as described above has the disadvantage that its breakage can be easily caused as the cap assemblies 20 forming each electrolytic cell 10 are formed of PVC material.
  • the above-described cap assembly 20 is formed of three or more components (for example, a component forming a coupling site with the second power supply terminal, a component forming an inlet pipe or an outlet pipe formed part and the outer tube) Since the components forming the coupling site, etc.) are assembled and configured, there is a problem in that installation difficulties and difficulty in maintenance work have to be made to match the exact positions when assembling each component. Of course, there was also a lot of difficulty to match the inlet pipe (21a) and the outlet pipe (22a) with each other.
  • the inlet pipe (21a) of the first cap assembly 21 and the outlet pipe (22a) of the second cap assembly 22 connecting each of the above-described electrolytic cell 10 is seawater passing through the outer tube (10) Since the seawater is connected in a direction perpendicular to the flow direction of the outer tube (axial direction of the outer tube), the outflow process into the outflow pipe 22a and the inflow process into the outer tube 11 through the inflow pipe 21a. Has a problem that a large pressure loss has occurred, and the electrolytic performance is deteriorated by the pressure loss during the flow of the sea water.
  • the (-) power flows through the first power supply terminal 13a to the outer tube 11, since the outer tube 11 is simply formed of stainless steel, the outer tube is in progress during the electrolysis operation.
  • the current flowing through the tube 11 has a problem that there is a risk of a safety accident such as an electric shock of the operator.
  • first power supply terminal 13a and the second power supply terminal 13b are each formed in different structures, not only their individual management is required, but also the assembling structure is different, which makes it difficult to assemble. There is a problem that exists.
  • the present invention has been made to solve the various problems according to the prior art described above, the object of the present invention is that the installation and maintenance work can be easily proceeded while the durability can be further improved, the risk of a safety accident It is to provide a tubular type electrolytic apparatus according to a new form to minimize, and in particular, to reduce the pressure loss due to the flow of sea water to achieve an improvement in electrolytic performance.
  • tubular type electrolytic apparatus of the present invention for achieving the above object is provided along the horizontal direction, provided with a plurality of electrolytic cells arranged to be spaced apart from each other;
  • a connecting tube extending round from the one end of the two electrolyzers adjacent to each other vertically and axially connected to each other to guide the flow of sea water continuously along the axial direction of the electrolyzer;
  • a support portion for supporting while clamping each side portion of each of the electrolytic cell includes, each of the electrolytic cell is formed in the structure of the outer tube and pipe, or rods, both sides are formed in an open pipe structure, the outer
  • the inner tube provided in the tube, and the outer tube and the inner end of the inner tube are provided at both ends, respectively, the terminal and receiving the external power while supplying (-) power and (+) power to the outer tube and the inner tube, respectively Characterized in that it comprises a terminal portion which is installed to face the circumferential direction of the outer tube and the inner tube.
  • the terminal portion is formed in a flat structure and is electrically coupled to the outer tube, the outer circumferential surface of the first power supply terminal protruding the terminal receiving an external power, and formed of a flat plate structure to enable the inner tube to be energized
  • a second power supply terminal having an outer circumferential surface protruding from the terminal of the first power supply terminal, the terminal being provided with an external power source different from the terminal of the first power supply terminal, and interposed between the power supply terminals and interposed between the power supply terminals; Insulation plate formed of an insulating material to prevent the separation and to prevent the electricity supply to each other, and the gap between the first power supply terminal and the insulating plate, and between the insulating plate and the second power supply terminal, respectively. It is configured to include an airtight member to prevent leakage of seawater through the first power source Class terminal and a second power supply terminal and the insulating plate is characterized by a pass through hole formed so that the sea water is passed.
  • the through hole of the first power supply terminal is formed by penetrating the central portion of the first power supply terminal
  • the fastening hole is formed through the central portion of the second power supply terminal and the second power supply terminal
  • the through hole is formed by partially passing through a plurality of portions along the circumference of the fastening hole so as to communicate with the through hole of the first power supply terminal
  • the through plate is formed in the central side portion of the insulating plate and the insulating plate
  • the through hole of is characterized in that it is formed by partially penetrating along the circumference of the through hole.
  • the first power supply terminal and the outer tube may be coupled to each other so as to be electrically connected to each other by closely fixing the outer circumferential surface of the outer tube to the inner circumferential surface of the through hole of the first power supply terminal.
  • the through hole of the terminal is characterized in that it is formed in a stepped structure to prevent excessive insertion of the outer tube.
  • one end closes both ends of the inner tube at both ends of the inner tube, and the other end sequentially passes through the through hole of the first power supply terminal and the through hole of the insulating plate.
  • An energization block is provided to be coupled to the electricity supply to each other, and the second power supply terminal and the power supply block are configured to be energized with each other by fastening a separate fastening bolt through the fastening hole of the second power supply terminal.
  • the fastening hole of the second power supply terminal is characterized in that it is formed in a staircase structure to prevent excessive insertion of the energization block.
  • each of the power supply terminal and the outer tube is characterized in that the titanium alloy.
  • the outer peripheral surface of the outer tube is characterized in that the insulating coating layer is formed.
  • the support portion is a vertical strut erected in a direction perpendicular to the installation direction of the respective electrolytic cell, and both ends of the upper and lower portions are fixed to the vertical strut, respectively, and the center portion surrounds the outer tube of each electrolytic cell, respectively. It is characterized in that it comprises a plurality of clamps are installed to.
  • a middle tube is further included between the outer tube and the inner tube, and an outer circumferential surface of the inner tube and the middle tube is characterized in that the coating layer is configured to have a (+) polarity.
  • the tubular type electrolytic apparatus of the present invention as described above has terminal portions at both ends of each electrolytic cell, and each terminal of the terminal part is configured to protrude in a direction perpendicular to the passing direction of seawater. Therefore, the connection pipe for guiding the flow of seawater can be installed so that seawater flows in and out of the axial direction of the electrolytic cell, and by applying the connection pipe of such a structure, pressure loss due to the flow of seawater can be minimized. Has an effect.
  • each electrolytic cell may be formed of titanium alloy to improve durability and corrosion resistance, and the parts exposed to the outside of each cell of the electrolytic cell are coated with an insulating coating layer such as a short circuit or an electric shock. It has the effect that safety accidents can be prevented beforehand.
  • the inner tube or the middle tube constituting each electrolytic cell has the effect that it is easy to maintain and maintain each electrolytic cell because it can be separately separated by dismantling the terminal portion of the electrolytic cell.
  • 1 is an external state diagram illustrating a conventional tubular type electrolyzer.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating main parts of the portion “A” of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a tubular type electrolytic apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a front cross-sectional view illustrating the tubular type electrolytic apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating an electrolytic cell of a tubular type electrolytic apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating an electrolytic cell of a tubular type electrolytic apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating main parts of a tubular type electrolytic apparatus according to a preferred embodiment of the present invention for explaining a coupling structure between a terminal portion, an outer tube, an inner tube, and a middle tube;
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view illustrating main parts of the portion “B” of FIG.
  • tubular type electrolytic apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 8.
  • the tubular type electrolytic apparatus includes a plurality of electrolyzers 100, a connection pipe 200, and a support part 300.
  • the electrolyzer 100 is configured for electrolysis of seawater passing through the inside thereof, and is provided along the ground and in a horizontal direction, and is provided in plurality, and the electrolyzers 100 are spaced apart from each other.
  • the electrolytic cell 100 includes an outer tube 110, an inner tube 120, and a terminal unit 130.
  • the outer tube 110 is configured to form the appearance of the electrolytic cell 100, and is formed in a pipe structure with both sides open. Sea water flows into one of the open side of the outer tube 110 and sea water flows out to the other side.
  • the embodiment of the present invention suggests that the outer tube 110 is formed of a titanium alloy. This prevents the occurrence of the above-mentioned pinhole phenomenon in consideration of the occurrence of the pinhole phenomenon caused by the existing out casing made of stainless steel (SUS), and further improves durability and safety. It was made to be possible.
  • SUS stainless steel
  • the embodiment of the present invention further suggests that an insulating coating layer (not shown) is formed on the outer surface of the outer tube 110.
  • the insulating coating layer is configured to prevent the occurrence of a safety accident such as electric shock of the operator due to the current flowing along the outer surface of the outer tube 110, for example, FRP (Fiberglass Reinforced Plastics)
  • the insulation coating layer may be formed of urethane, PE, Teflon, or the like.
  • the inner tube 120 is configured to substantially serve as an electrolytic tube, and is formed in an open pipe structure at both sides thereof, and is located in the outer tube 110 with an inner circumferential surface of the outer tube 110. Installed spaced apart.
  • the inner tube 120 may be formed not only as a hollow pipe structure, but also as a pipe structure in which both sides are open as in the above-described embodiment, and also as a pipe structure in which both sides are closed. Can be.
  • the inner tube 120 is formed of a titanium alloy. This is also for the improvement of durability and safety, like the outer tube 110 described above.
  • a coating layer (not shown) is applied to the outer circumferential surface of the inner tube 120.
  • the coating layer is made of a platelet having a positive polarity when a metal having a (-) polarity is spaced a certain distance and a material (for example, an electrolyte) that can pass a current in the middle.
  • the terminal unit 130 is configured to supply power to different electrodes to the outer tube 110 and the inner tube 120, respectively at both ends of the outer tube 110 and the inner tube 120. It is provided.
  • the terminal unit 130 is a first power supply terminal 131 for supplying the power of the (-) electrode to the outer tube 110 and the agent for supplying the power of the (+) electrode to the inner tube 120 And a power supply terminal 132, an insulating plate 133 that insulates each of the power supply terminals 131 and 132 from each other, and an airtight member 134 for airtightness. ) And the insulating plate 133 are formed with through holes 131a, 132a, and 133a for axial passage of seawater, respectively.
  • the first power supply terminal 131 is formed in a flat structure and is coupled to the outer tube 110 so as to be energized, the through hole 131a of the central portion of the first power supply terminal 131. It is formed by passing through completely.
  • the outer circumferential surface of the outer tube 110 is tightly fixed to the inner circumferential surface of the through hole 131a so as to be electrically connected to each other, and the through hole 131a prevents excessive insertion of the outer tube 110.
  • a staircase structure is formed in a flat structure and is coupled to the outer tube 110 so as to be energized, the through hole 131a of the central portion of the first power supply terminal 131. It is formed by passing through completely.
  • the outer circumferential surface of the outer tube 110 is tightly fixed to the inner circumferential surface of the through hole 131a so as to be electrically connected to each other, and the through hole 131a prevents excessive insertion of the outer tube 110.
  • the second power supply terminal 132 is formed in a flat plate structure and is coupled to the inner tube 120 so as to be energized.
  • a fastening hole 132b is formed in a central portion thereof and a through hole 132a thereof. Is partially formed through the circumference of the fastening hole (132b) to communicate with the through hole (131a) of the first power supply terminal 131.
  • the insulating plate 133 is interposed between the first power supply terminal 131 and the second power supply terminal 132, respectively, and spaced apart from each other, and is energized with each other. It is formed of an insulating material that blocks to prevent this.
  • the through hole 133b is formed through the central portion of the insulating plate 133, and the through hole 133a partially penetrates a plurality of portions along the circumference of the through hole 133b to allow the second power source to pass through. It is formed to communicate with the through hole (132a) of the supply terminal (132).
  • the airtight member 134 is interposed between the first power supply terminal 131 and the insulating plate 133, and between the insulating plate 133 and the second power supply terminal 132, respectively, to form a gap therebetween. It consists of a gasket to prevent leakage of seawater through.
  • the outer peripheral surfaces of the first power supply terminal 131 and the second power supply terminal 132 are formed to protrude terminals 131c and 132c for connection with external power.
  • the terminal 131c of the first power supply terminal 131 is connected to receive power from a negative electrode, and the terminal 132c of the second power supply terminal 132 supplies power from a positive electrode. It is connected to receive.
  • the through hole 131a of the first power supply terminal 131 and the through hole of the insulating plate 133 are closed while closing the opening of the inner tube 120. Passing through the 133a sequentially and the energization block 122 that is electrically coupled to the second power supply terminal 132 is provided, respectively, between the second power supply terminal 132 and the energization block 122 It is fastened with a fastening bolt 123.
  • the fastening bolt 123 penetrates through the fastening hole 132b of the second power supply terminal 132 and is coupled to the energization block 122.
  • the fastening hole 132b of the second power supply terminal 132 is formed in a staircase structure to prevent excessive insertion of the energization block 122.
  • the energization block 122 is to close the open both sides of the inner tube 120 to prevent the inflow of sea water into the inner tube (120). At this time, the energization block 122 and the inner tube 120 is connected to each other in an airtight state by welding or shrink fit operation.
  • first power supply terminal 131 and the second power supply terminal 132 is formed of a titanium alloy, thereby reducing the risk of corrosion and durability can be improved.
  • the embodiment of the present invention is characterized in that the middle tube 140 is additionally provided between the outer tube 110 and the inner tube 120.
  • the middle tube 140 is to increase the electrolytic area to further improve the electrolytic performance.
  • both ends of the middle tube 140 is configured to pass through the through hole 131a of the first power supply terminal 131 to be coupled to the insulating plate 133, the outer peripheral surface of the middle tube 140 A coating layer (not shown) is applied.
  • the coating layer such as a coating layer (not shown) formed on the surface of the inner tube 120, if a metal having a (-) polarity is spaced apart a certain distance and in the middle there is a material (for example, electrolyte) through the current It consists of a positive polaroid.
  • connection pipe 200 Next, the connection pipe 200 will be described.
  • the connecting pipe 200 is configured to guide the flow of sea water continuously along the axial direction of the electrolytic cell 100 while connecting each of the electrolyzers 100 to each other.
  • the connecting pipe 200 is a U-shaped pipe formed to be connected to each other while extending toward the axial direction from one end of the two electrolytic cells 100 adjacent to each other up and down. do.
  • the connecting pipe 200 according to the present invention is to guide the flow of the sea water to be made in the axial direction of the electrolytic cell 100 so that the pressure loss can be reduced as much as possible.
  • the connecting pipe 200 is connected to the right end of the two electrolytic cells 100 adjacent to each other up and down in the axial direction round and the left end of the electrolytic cell 100 is another adjacent electrolytic cell 100 It is configured to connect roundly in the axial direction with the left end of the).
  • connection pipe 200 The structure of the connection pipe 200 is that the terminals 131c and 132c protrude in the axial direction of the electrolytic cell 100, but the terminals 131c and 132c protrude in the circumferential direction perpendicular to the axial direction of the electrolytic cell 100. It is possible because it is configured.
  • coupling flanges 210 are formed at both ends of the connection pipe 200, and the coupling flanges 210 are configured to be fastened to the bolts 211 while forming the same shape as the second power supply terminal 132. do.
  • the airtight member 134 may be additionally installed between the coupling flange 210 and the second power supply terminal 132.
  • any one end of the electrolytic cell 100 located on the lowermost side of each of the electrolytic cell 100 and the electrolyzer 100 located on the upper side does not connect the connecting pipe 200, the inflow for inflow of sea water A pipe (not shown) and an outlet pipe (not shown) for outflow of seawater are respectively connected.
  • the support part 300 is a configuration for collectively supporting the respective electrolytic cells 100.
  • the support 300 is a vertical strut 310 which is erected in a direction perpendicular to the installation direction of each of the electrolytic cells 100, and both ends of the upper and lower ends are respectively vertical struts 310.
  • the central side portion suggests that a plurality of clamps 320 are installed to surround the outer tube 110 of each electrolytic cell 100.
  • the support 300 is preferably provided on both sides of the electrolytic cell 100 so that each of the electrolytic cell 100 can be supported more stably.
  • powers of different poles are respectively provided to the first power supply terminal 131 and the second power supply terminal 132 constituting the terminal unit 130.
  • the outer tube 110 forms a negative electrode by supplying the power of the negative electrode to the first power supply terminal 131, and the power of the positive electrode to the second power supply terminal 132.
  • the inner tube 120 By supplying the inner tube 120 to form a (+) electrode.
  • the inner circumferential surface of the middle tube 140 located between the outer tube 110 and the inner tube 120 forms a negative electrode due to the inner tube 120, while the outer circumferential surface of the middle tube 140 is
  • the outer tube 110 forms a positive electrode.
  • the seawater is introduced into the corresponding electrolytic cell 100 through an inlet pipe (not shown) connected to one side of the electrolytic cell 100 positioned at the lowermost side of each electrolytic cell 100, as described above.
  • the introduced sea water sequentially passes through the through holes 131a, 132a, and 133a of the terminal unit 130, and then the space between the inner tube 120 and the middle tube 140 and the middle tube 140 and the outer tube ( It flows to the other side of the electrolytic cell 100 through the space between the 110.
  • Electrolysis is effected by the influence of the negative electrode formed on the inner circumferential surface, and seawater flowing through the space between the middle tube 140 and the outer tube 110 is formed by the outer circumferential surface of the middle tube 140 (+). Electrolysis is performed under the influence of the negative electrode formed between the electrode and the inner circumferential surface of the outer tube 110.
  • the seawater passing through the electrolyzer 100 passes sequentially through each through hole 131a, 132a, and 133a of the terminal unit 130 provided on the other side of the electrolyzer 100, and then into the connection pipe 200.
  • it is introduced into the other electrolytic cell 100 located at the upper side by receiving the guide of the connecting pipe 200, and the electrolysis is performed again while passing through the corresponding electrolytic cell, and the other electrolytic cell has passed through the electrolytic cell.
  • Seawater is introduced into another electrolyzer located above it through the other side of the other electrolyzer.
  • the sea water passing through each electrolytic cell 100 is sodium ions (Na + ) and chlorine ions (Chloride) by the electrodes formed by the outer tube 110, the inner tube 120 and the middle tube 140 , Cl - dissociates in) chlorine ions are oxidized in the (+) pole, and with chlorine, sodium ions (- the soyum is generated is reduced in) pole.
  • the sodium produced as described above reacts with water to form sodium hydroxide (NaOH) and hydrogen, and then the chlorine produced at the positive electrode reacts with the sodium hydroxide to produce sodium hypochlorite (NaOCl).
  • the tubular type electrolytic apparatus is provided with terminal portions 130 at both ends of each electrolytic cell 100 and each terminal 131c and 132c of the terminal portion 130. Is configured to protrude in a direction perpendicular to the passage direction of the seawater by connecting the pipe 200 for guiding the flow of seawater between each electrolytic cell 100, the seawater inflow and outflow in the axial direction of the electrolytic cell 100 as It has the advantage of minimizing pressure loss.
  • each electrolytic cell 100 is formed of a titanium alloy and exposed to the outside is coated with an insulating coating layer, so safety accidents, such as a short circuit or electric shock, are not available. Has the advantage that it can be prevented.
  • each electrolytic cell 100 can be separated separately through disassembly of the terminal portion 130 of the electrolytic cell 100, and thus for each electrolytic cell 100. It has the advantage of easy management.
  • tubular type electrolytic apparatus is not limited to the configuration of the embodiment as described above.
  • middle tube 140 instead of providing only one middle tube 140, two or more may be provided.
  • the number of such middle tubes 140 can be selected according to the electrolytic capacity.
  • protruding direction toward each terminal 131c and 132c of the terminal unit 130 shown in the embodiment may be variously changed according to the connection structure of the external power line and the power connection structure between each electrolytic cell.
  • the terminals 131c and 132c of the electrolyzer located on the lower side and the terminals 131c and 132c of the electrolyzer 100 located on the upper side may be opposed to each other, such that direct or indirect energization may be performed.
  • Various designs are possible.
  • tubular type electrolytic apparatus is not limited to being installed such that each electrolytic cell 100 faces the horizontal direction as shown in the above-described embodiment.
  • tubular type electrolytic apparatus in the state as shown in FIG. 4 may be installed to be rotated 90 ° clockwise (or counterclockwise), or may be configured to be installed in an inclined state. It is.
  • the operator can change the installation direction of the tubular type electrolytic apparatus in accordance with the environment of the mounting space, etc. Therefore, the direction in which the electrolytic cell is installed in the embodiment of the present invention is substantially horizontal as well as vertical or, It can be seen that it encompasses all the inclination direction, in the description according to the claims below, the reference to the installation direction is only for explaining the mutual relationship between the components, substantially limiting the overall installation direction of the tubular type electrolytic apparatus This is not it.
  • each electrolytic cell 100 is installed to face in the vertical direction while being spaced apart from each other left and right All of these structures are included.

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Abstract

본 발명은 설치 및 유지 보수 작업이 간단히 진행될 수 있도록 하면서 내구성이 더욱 향상될 수 있도록 한 것으로, 아웃터튜브 및 인너튜브로 (-)전원 및 (+)전원을 각각 공급함과 더불어 외부 전원을 제공받는 단자는 상기 아웃터튜브 및 인너튜브의 원주 방향을 향하도록 설치되는 터미널부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치가 제공된다.

Description

튜블라 타입 전해 장치
본 발명은 전해조에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 복수의 전해관을 중첩시켜 구축한 전해조를 복수로 제공하여 서로 연결한 튜블라 타입 전해 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전해 장치라 함은 염수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생성하는 설비를 의미한다.
여기서, 상기 차아염소산나트륨(NaOCl)은 공업용의 고농도 차아염소산나트륨 용액의 생산설비에서는 다양한 방식이 사용되고 있으나, 발전소, 밸러스트수 관리시스템(BWMS), 해양 장치(offshore), 수처리, 폐수처리, 금속회수 등과 같이 현장에서 즉시 제조 및 활용하는 연속식 처리설비에서는 대부분 전기분해 방식을 이용하여 제조하고 있다.
상기한 전해 장치는 전극을 평판 구조로 교차 배치하여 서로 간의 사이를 통과하는 해수를 전기분해하는 플레이트 타입 전해 장치와, 전극을 튜브(tube) 구조로 순차 배치하여 서로 간의 사이를 통과하는 해수를 전기분해하는 튜블라 타입 전해 장치로 구분된다.
본 출원인에 의해 제안되어 등록된 등록특허공보 제10-0497996호에서는 튜블라 타입 전해조가 제공되고 있으며, 이에 대한 구체적인 설명을 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
우선, 도시된 바와 같은 종래의 전해 장치 중 전해조(10)는 양측이 개구된 아웃터튜브(11) 내에 상기 아웃터튜브(11)와 동심을 가지는 복수의 전해관(12)을 그 직경 크기에 따라 순차적으로 관통 설치하고, 상기 아웃터튜브(11)의 외주면 중 어느 한 부위에는 (-)전원을 제공하는 제1전원공급터미널(13a)을 설치함과 더불어 상기 각 전해관(12) 중 가장 중심 부위에 위치되는 전해관(이하, “내부 전해관”이라 함) 양 끝단에는 그 축방향을 따라 (+)전원을 제공하는 제2전원공급터미널(13b)을 각각 설치하여 구성된다.
여기서, 상기 아웃터튜브(11)의 개구된 일측 및 타측에는 해수의 유입 및 유출을 위한 캡 어셈블리(cap assembly)(20)가 각각 구비된다. 이때, 상기 아웃터튜브(11)의 일측에 구비되는 캡 어셈블리(이하, “제1캡 어셈블리”라 함)(21)의 둘레면에는 상기 아웃터튜브(11)와 수직 방향으로 연통되면서 해수가 유입되는 유입관(21a)이 연결되고, 상기 아웃터튜브(11)의 타측에 구비되는 캡 어셈블리(이하, “제2캡 어셈블리”라 함)(22)의 둘레면에는 상기 아웃터튜브(11)와 수직 방향으로 연통되면서 해수가 유출되는 유출관(22a)이 연결된다.
또한, 상기 각 전해관(12)의 외주면에는 코팅층(도시는 생략됨)이 도포된다. 이때 상기 코팅층은 (-)극성을 가진 금속이 일정거리 이격되어 있고 중간에 전류를 통할 수 있는 물질(예컨대, 전해액)이 있으면 (+)극성을 띄는 플레티노이드로 이루어진다.
따라서, 아웃터튜브(11)에 구비된 제1캡 어셈블리(21)의 유입관(21a)을 통해 해수가 유입되면 상기 해수는 상기 아웃터튜브(11) 내부와 각 전해관(12) 사이를 통과한다.
이의 과정에서, 상기 내부 전해관(12)의 양 끝단에 설치된 두 제2전원공급터미널(13b)을 통해 (+)전원이 인가됨과 더불어 상기 아웃터튜브(11)에 설치된 제1전원공급터미널(13a)을 통해서는 (-)전원이 인가된다.
이로 인해, 상기 아웃터튜브(11)와 상기 각 전해관(12) 사이를 통과하는 해수는 상기 아웃터튜브(11)를 따라 흐르는 (-)전원과, 상기 각 전해관(12)의 외표면을 따라 흐르는 (+)전원에 의해 전기분해되면서 차아염소산나트륨이 생성된다.
이후, 상기 아웃터튜브(11)와 각 전해관(12) 사이를 통과한 해수는 상기 아웃터튜브(11)에 구비된 제2캡 어셈블리(22)의 유출관(22a)을 통해 외부로 배출된다.
한편, 종래의 전해 장치에서는 전술된 전해조(10)가 단순히 하나만 제공되도록 구성되진 않는다.
즉, 전해 용량의 증가를 위해 복수의 전해조(10)를 서로 연결하여 하나의 설비로 구축하였던 것이다.
이때, 상기 각 전해조(10)들은 어느 한 전해조(10)의 유입관(21a)과 다른 한 전해조(10)의 유출관(22a)을 서로 연결하고, 상기 다른 한 전해조(10)의 유입관(21a)에는 또 다른 전해조(10)의 유출관(22a)을 서로 연결하는 등 각 전해조(10)들의 유출관(22a)과 유입관(21a)을 서로 연결하는 배치를 통해 복수의 전해조를 가지는 전해 장치가 구축되었던 것이다.
따라서, 어느 한 전해조(10)를 통과하면서 일차적으로 전기분해된 해수는 다른 한 전해조(10)로 제공된 후 해당 전해조를 통과하는 과정에서 재차적으로 전기 분해되고 계속해서 또 다른 전해조로 제공된 후 해당 전해조를 통과하는 과정에서 또 다시 전기 분해가 이루어짐에 따라 차아염소산나트륨의 생성이 극대화될 수 있게 된다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 튜블라 타입 전해 장치는 각 전해조(10)를 이루는 캡 어셈블리(20)들이 PVC 재질로 형성됨에 따라 그의 파손이 쉽게 야기될 수 있다는 단점을 가진다.
뿐만 아니라, 전술된 캡 어셈블리(20)는 셋 이상의 구성품(예컨대, 제2전원공급터미널과의 결합 부위를 형성하는 구성품과, 유입관 혹은, 유출관이 형성된 부위를 형성하는 구성품 및 아웃터튜브와의 결합 부위를 형성하는 구성품 등)들이 조립되어 구성되기 때문에 각 구성품들 간의 조립시 정확한 위치의 일치를 이루도록 하여야만 한 설치상의 어려움과 유지 관리 작업시의 어려움이 야기되었던 문제점을 가진다. 물론, 유입관(21a)과 유출관(22a)을 서로 일치시키기 위한 작업 역시 많은 어려움이 있었다.
특히, 상기한 각 전해조(10) 간을 연결하는 제1캡 어셈블리(21)의 유입관(21a)과 제2캡 어셈블리(22)의 유출관(22a)은 아웃터튜브(10)를 통과하는 해수의 유동방향(아웃터튜브의 축 방향)과는 수직한 방향으로 연결되기 때문에 해수가 상기한 유출관(22a)으로의 유출 과정 및 유입관(21a)을 통과하여 아웃터튜브(11) 내로의 유입 과정에서 큰 압력손실이 발생되었던 문제점을 가지며, 상기한 해수의 유동시 압력손실에 의해 전해 성능이 저하되었던 문제점을 가진다.
또한, 아웃터튜브(11)에는 제1전원공급터미널(13a)을 통해 (-)전원이 흐름에도 불구하고 상기한 아웃터튜브(11)는 단순히 스테인레스스틸로 형성되기 때문에 전해 작업이 진행되는 도중 상기 아웃터튜브(11)로 흐르는 전류에 의해 작업자의 감전 등과 같은 안전 사고의 우려가 존재한다는 문제점을 가진다.
이와 함께, 상기한 제1전원공급터미널(13a)과 제2전원공급터미널(13b)은 각각 서로 다른 구조로 형성되기 때문에 그 각각의 개별적인 관리가 필요할 뿐 아니라 조립 구조 역시 상이하여 조립 작업의 난해함이 존재한다는 문제점을 가진다.
본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 설치 및 유지 보수 작업이 간단히 진행될 수 있도록 하면서 내구성이 더욱 향상될 수 있도록 하고, 안전 사고의 위험을 최소화하며, 특히 해수의 유동에 따른 압력손실을 저감하여 전해 성능의 향상을 이룰 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 튜블라 타입 전해 장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 튜블라 타입 전해 장치에 따르면 수평 방향을 따라 설치되며, 복수로 제공되면서 서로 간은 상하 이격되도록 배치되는 전해조; 상하로 서로 인접한 두 전해조의 어느 한 끝단으로부터 축 방향을 향해 연장되면서 서로 연결하도록 라운드지게 형성되어 해수의 유동이 전해조의 축 방향을 따라 연속적으로 이루어지도록 안내하는 연결관; 그리고, 상기 각 전해조의 양측 부위를 각각 클램핑하면서 지지하는 지지부:를 포함하며, 상기 각 전해조는 양측이 개방된 파이프 구조로 형성되면서 외관을 이루는 아웃터튜브와, 파이프 혹은, 봉의 구조로 형성되면서 상기 아웃터튜브 내에 구비되는 인너튜브와, 상기 아웃터튜브 및 인너튜브의 양측 끝단에 각각 구비되며, 상기 아웃터튜브 및 인너튜브로 (-)전원 및 (+)전원을 각각 공급함과 더불어 외부 전원을 제공받는 단자는 상기 아웃터튜브 및 인너튜브의 원주 방향을 향하도록 설치되는 터미널부로 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 터미널부는 평판 구조로 형성되면서 상기 아웃터튜브와 통전 가능하게 결합되며, 외주면에는 외부 전원을 제공받는 단자가 돌출 형성된 제1전원공급터미널과, 평판 구조로 형성되면서 상기 인너튜브와 통전 가능하게 결합되며, 외주면에는 상기 제1전원공급터미널의 단자와는 다른 극의 외부 전원을 제공받는 단자가 돌출 형성된 제2전원공급터미널과, 상기 각 전원공급터미널 사이에 개재되면서 상기 각 전원공급터미널 간을 이격시킴과 더불어 서로 간의 통전됨이 방지되도록 차단하는 절연물질로 형성된 절연플레이트와, 상기 제1전원공급터미널 및 절연 플레이트 사이와, 상기 절연 플레이트 및 제2전원공급터미널 사이에 각각 개재되면서 서로 간의 틈새를 통한 해수의 누수를 방지하는 기밀부재를 포함하여 구성되며, 상기 제1전원공급터미널과 제2전원공급터미널 및 절연 플레이트에는 해수가 통과되도록 통과공이 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1전원공급터미널의 통과공은 제1전원공급터미널의 중앙측 부위를 관통시켜 형성되고, 상기 제2전원공급터미널의 중앙측 부위에는 체결공이 관통 형성됨과 더불어 상기 제2전원공급터미널의 통과공은 상기 제1전원공급터미널의 통과공과 연통되도록 상기 체결공의 둘레를 따라 복수의 부위를 부분적으로 관통시켜 형성되며, 상기 절연 플레이트의 중앙측 부위에는 관통공이 관통 형성됨과 더불어 상기 절연 플레이트의 통과공은 상기 관통공의 둘레를 따라 부분적으로 관통시켜 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1전원공급터미널과 상기 아웃터튜브는 상기 제1전원공급터미널의 통과공 내주면에 상기 아웃터튜브의 외주면을 밀착 고정함으로써 서로 간이 통전 가능하도록 결합함을 특징으로 하며, 상기 제1전원공급터미널의 통과공은 상기 아웃터튜브의 과도한 삽입을 방지하도록 계단 구조로 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 인너튜브의 양 끝단에는 일단이 상기 인너튜브의 양 끝단을 폐쇄함과 더불어 타단은 상기 제1전원공급터미널의 통과공과 상기 절연 플레이트의 관통공을 순차적으로 관통하여 상기 제2전원공급터미널에 통전 가능하게 결합 고정되는 통전블럭이 각각 구비되고, 상기 제2전원공급터미널과 상기 통전블럭 간은 별도의 체결볼트를 상기 제2전원공급터미널의 체결공을 관통하여 체결함으로써 서로 통전되도록 구성함을 특징으로 하며,
상기 제2전원공급터미널의 체결공은 상기 통전블럭의 과도한 삽입을 방지하도록 계단 구조로 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 전원공급터미널과 아웃터튜브는 티타늄 합금으로 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 아웃터튜브의 외주면에는 절연 코팅층이 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지부는 상기 각 전해조들의 설치 방향과는 수직한 방향을 향해 세워진 수직 지주대와, 상하의 양 끝단 부위는 각각 수직 지주대에 결합 고정됨과 더불어 중앙측 부위는 각 전해조의 아웃터튜브를 각각 감싸도록 설치되는 복수의 클램프를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 아웃터튜브 및 인너튜브 사이에는 미들튜브가 더 포함되어 구성되고, 상기 인너튜브와 상기 미들튜브의 외주면은 (+)극성을 가지도록 하는 코팅층이 도포되어 구성됨을 특징으로 한다.
이상에서와 같은 본 발명의 튜블라 타입 전해 장치는 각 전해조의 양 측 끝단에 터미널부를 구비함과 더불어 상기한 터미널부의 각 단자는 해수의 통과 방향과는 수직한 방향으로 돌출되도록 구성함으로써 각 전해조 간으로 해수의 유동을 안내하는 연결관은 전해조의 축 방향으로 해수가 유입 및 유출되도록 설치함이 가능하게 되고, 이러한 구조의 연결관을 적용함으로 인해 해수의 유동에 따른 압력손실을 최소화할 수 있게 된 효과를 가진다.
또한, 각 전해조의 아웃터튜브 및 터미널부는 티타늄 합금으로 형성됨에 따라 내구성 및 내부식성의 향상을 이룰 수 있고, 전해조의 각 구성 중 외부로 노출되는 부위는 절연 코팅층이 코팅됨에 따라 누전 혹은, 감전 등의 안전사고가 미연에 방지될 수 있게 된 효과를 가진다.
또한, 각 전해조를 이루는 인너튜브 혹은, 미들튜브는 해당 전해조의 터미널부 해체를 통해 각각 개별적인 분리가 가능하기 때문에 각 전해조에 대한 유지 관리가 용이하다는 효과를 가진다.
도 1은 종래 튜블라 타입 전해조를 설명하기 위해 나타낸 외부 상태도
도 2는 도 1의 “A”부분을 확대하여 나타낸 요부 단면도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 튜블라 타입 전해 장치를 설명하기 위해 나타낸 사시도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 튜블라 타입 전해 장치를 설명하기 위해 나타낸 정단면도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 튜블라 타입 전해 장치의 전해조를 설명하기 위해 나타낸 사시도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 튜블라 타입 전해 장치의 전해조를 설명하기 위해 나타낸 분해 사시도
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 튜블라 타입 전해 장치 중 터미널부와 아웃터튜브와 인너튜브 및 미들튜브 간의 결합 구조를 설명하기 위해 나타낸 요부 사시도
도 8은 도 4의 “B”부분을 확대하여 나타낸 요부 단면도
이하, 본 발명의 튜블라 타입 전해 장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 3 및 도 4와 같이 본 발명의 실시예에 따른 튜블라 타입 전해 장치는 크게 복수의 전해조(100)와, 연결관(200) 및 지지부(300)를 포함하여 구성된다.
이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하도록 한다.
우선, 전해조(100)에 대하여 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 전해조(100)는 그 내부를 통과하는 해수의 전기 분해를 위한 구성이며, 지면과 수평 방향을 따라 설치되면서 복수로 제공됨과 더불어 각 전해조(100) 간은 서로 상하 이격되도록 배치된다.
상기 전해조(100)는 아웃터튜브(110)와 인너튜브(120) 및 터미널부(130)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 아웃터튜브(110)는 전해조(100)의 외관을 형성하는 구성이며, 양측이 개방된 파이프 구조로 형성된다. 상기 아웃터튜브(110)의 개방된 어느 한 측으로는 해수가 유입되고, 다른 한 측으로는 해수가 유출된다.
본 발명의 실시예에서는 상기한 아웃터튜브(110)가 티타늄 합금으로 형성됨을 제시한다. 이는 기존의 아웃케이싱이 SUS(Steel Us Stainless) 재질로 형성됨에 따라 야기된 핀홀(pin hole) 현상이 발생됨을 고려하여 상기한 핀홀 현상의 발생을 방지할 수 있도록 함과 더불어 내구성과 안전성을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
더욱이, 본 발명의 실시예에서는 상기 아웃터튜브(110)의 외표면에 절연 코팅층(도시는 생략됨)이 형성됨을 추가로 제시한다.
이때, 상기한 절연 코팅층은 상기 아웃터튜브(110)의 외표면을 따라 흐르는 전류로 인해 작업자의 감전과 같은 안전사고의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 한 구성으로써, 예컨대, FRP(Fiberglass Reinforced Plastics), 우레탄, PE, 테프론 등으로 상기 절연 코팅층을 형성할 수 있다.
그리고, 상기 인너튜브(120)는 실질적인 전해관의 역할을 수행하는 구성으로써, 양측이 개방된 파이프 구조로 형성되면서 상기 아웃터튜브(110) 내에 위치된 상태로 상기 아웃터튜브(110)의 내주면과는 이격된 상태로 설치된다. 물론, 상기한 인너튜브(120)는 전술된 실시예에서와 같은 양측이 개방된 중공의 파이프 구조가 아닌 봉(plunger) 구조로도 형성될 수 있을 뿐 아니라, 양측이 폐쇄된 파이프 구조로도 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 상기한 인너튜브(120)가 티타늄 합금으로 형성됨을 제시한다. 이 역시 전술된 아웃터튜브(110)와 같이 내구성의 향상 및 안전성의 향상을 위함이다.
이와 함께, 상기 인너튜브(120)의 외주면에는 코팅층(도시는 생략됨)이 도포된다. 이때 상기 코팅층은 (-)극성을 가진 금속이 일정거리 이격되어 있고 중간에 전류를 통할 수 있는 물질(예컨대, 전해액)이 있으면 (+)극성을 띄는 플레티노이드로 이루어진다.
그리고, 상기 터미널부(130)는 상기 아웃터튜브(110) 및 인너튜브(120)로 서로 다른 전극의 전원을 공급하는 구성으로써, 상기 아웃터튜브(110) 및 인너튜브(120)의 양측 끝단에 각각 구비된다.
상기한 터미널부(130)는 상기 아웃터튜브(110)로 (-)전극의 전원을 공급하는 제1전원공급터미널(131)과 상기 인너튜브(120)로 (+)전극의 전원을 공급하는 제2전원공급터미널(132)과, 상기 각 전원공급터미널(131,132) 간을 서로 절연시키는 절연 플레이트(133)와, 기밀을 위한 기밀부재(134)를 포함하여 구성되며, 상기 각 전원공급터미널(131,132) 및 절연 플레이트(133)에는 해수의 축 방향 통과를 위한 통과공(131a,132a,133a)이 각각 형성된다.
여기서, 상기 제1전원공급터미널(131)은 평판 구조로 형성되면서 상기 아웃터튜브(110)와 통전 가능하게 결합되며, 그의 통과공(131a)은 해당 제1전원공급터미널(131)의 중앙측 부위를 완전히 관통시킴으로써 형성된다. 이의 경우 상기 아웃터튜브(110)는 그 외주면이 상기 통과공(131a)의 내주면에 밀착 고정됨으로써 서로 간이 통전 가능하도록 결합되며, 상기 통과공(131a)은 상기 아웃터튜브(110)의 과도한 삽입을 방지하도록 계단 구조로 형성된다.
또한, 상기 제2전원공급터미널(132)은 평판 구조로 형성되면서 상기 인너튜브(120)와 통전 가능하게 결합되며, 중앙측 부위에는 체결공(132b)이 관통 형성됨과 더불어 그의 통과공(132a)은 상기 체결공(132b)의 둘레를 따라 복수의 부위를 부분적으로 관통시켜 상기 제1전원공급터미널(131)의 통과공(131a)과 연통되도록 형성된다.
또한, 상기 절연 플레이트(133)는 상기 제1전원공급터미널(131) 및 제2전원공급터미널(132) 사이에 각각 개재되면서 상기 각 전원공급터미널(131,132) 간을 이격시킴과 더불어 서로 간의 통전됨이 방지되도록 차단하는 절연물질로 형성된다. 상기 절연 플레이트(133)의 중앙측 부위에는 관통공(133b)이 관통 형성됨과 더불어 그의 통과공(133a)은 상기 관통공(133b)의 둘레를 따라 복수의 부위를 부분적으로 관통시켜 상기 제2전원공급터미널(132)의 통과공(132a)과 연통되도록 형성된다.
또한, 상기 기밀부재(134)는 상기 제1전원공급터미널(131)과 절연 플레이트(133) 사이와 상기 절연 플레이트(133) 및 제2전원공급터미널(132) 사이에 각각 개재되면서 서로 간의 틈새를 통한 해수의 누수를 방지하는 가스켓으로 구성된다.
한편, 상기 제1전원공급터미널(131) 및 제2전원공급터미널(132)의 외주면에는 외부 전원과의 연결을 위한 단자(131c,132c)가 각각 돌출 형성된다. 상기 제1전원공급터미널(131)의 단자(131c)는 (-)전극의 전원을 공급받도록 연결되고, 상기 제2전원공급터미널(132)의 단자(132c)는 (+)전극의 전원을 공급받도록 연결된다.
또한, 상기 인너튜브(120)의 양 끝단에는 상기 인너튜브(120)의 개구 부위를 폐쇄하면서 상기 제1전원공급터미널(131)의 통과공(131a)과 상기 절연 플레이트(133)의 관통공(133a)을 순차적으로 관통하여 상기 제2전원공급터미널(132)에 통전 가능하게 결합되는 통전블럭(122)이 각각 구비되며, 상기 제2전원공급터미널(132)과 상기 통전블럭(122) 간은 체결볼트(123)로 체결된다. 상기 체결볼트(123)는 상기 제2전원공급터미널(132)의 체결공(132b)을 관통하여 상기 통전블럭(122)에 요입 결합된다. 이때, 상기 제2전원공급터미널(132)의 체결공(132b)은 상기 통전블럭(122)의 과도한 삽입을 방지하도록 계단 구조로 형성된다.
특히, 상기 통전블럭(122)은 상기 인너튜브(120)의 개방된 양측을 폐쇄하도록 하여 상기 인너튜브(120)의 내부로는 해수의 유입이 방지되도록 한다. 이때 상기 통전블럭(122)과 상기 인너튜브(120)는 용접 혹은, 열박음 작업을 통해 서로 간을 기밀상태로 연결한다.
또한, 전술된 제1전원공급터미널(131) 및 제2전원공급터미널(132)은 티타늄 합금으로 형성하여, 부식에 대한 우려를 낮추고 내구성이 향상될 수 있도록 한다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 아웃터튜브(110)와 인너튜브(120) 사이에 미들튜브(140)가 추가로 구비됨을 특징으로 제시한다.
상기한 미들튜브(140)는 전해 면적의 증가시켜 전해 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
이때, 상기 미들튜브(140)의 양 끝단은 각각 제1전원공급터미널(131)의 통과공(131a)을 관통하여 절연 플레이트(133)에 결합되도록 구성하고, 상기 미들튜브(140)의 외주면에는 코팅층(도시는 생략됨)이 도포된다. 상기 코팅층은 인너튜브(120)의 표면에 형성되는 코팅층(도시는 생략됨)과 같이 (-)극성을 가진 금속이 일정거리 이격되어 있고 중간에 전류를 통할 수 있는 물질(예컨대, 전해액)이 있으면 (+)극성을 띄는 플레티노이드로 이루어진다.
다음으로, 상기 연결관(200)에 대하여 설명하면 다음과 같다.
상기 연결관(200)은 상기 각 전해조(100) 간을 서로 연결하면서 해수의 유동이 전해조(100)의 축 방향을 따라 연속적으로 이루어지도록 안내하는 구성이다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에서는 상기한 연결관(200)이 상하로 서로 인접한 두 전해조(100)의 어느 한 끝단으로부터 축 방향을 향해 연장되면서 서로 연결하도록 라운드지게 형성된 U형 파이프임을 특징으로 제시한다.
즉, 본 발명에 따른 연결관(200)은 해수의 유동이 전해조(100)의 축 방향을 향해 이루어질 수 있도록 안내함으로써 압력손실이 최대한 저감될 수 있도록 한 것이다.
이때, 상기 연결관(200)은 도면상 상하로 서로 인접한 두 전해조(100)의 우측 끝단 간을 그 축방향으로 라운드지게 연결함과 더불어 해당 전해조(100)의 좌측 끝단은 또 다른 인접 전해조(100)의 좌측 끝단과 그 축방향으로 라운드지게 연결하도록 구성된다.
이러한 연결관(200)의 구조는 전해조(100)의 축 방향으로 단자(131c,132c)가 돌출되는 것이 아니라 전해조(100)의 축 방향과는 수직한 원주 방향으로 단자(131c,132c)가 돌출되도록 구성하였기 때문에 가능하다.
또한, 상기 연결관(200)의 양 끝단에는 결합 플랜지(210)가 형성되며, 상기한 결합 플랜지(210)는 제2전원공급터미널(132)과 동일한 형상을 이루면서 서로 볼트(211) 체결되도록 구성된다. 물론 상기 결합 플랜지(210)와 제2전원공급터미널(132) 사이에도 기밀부재(134)가 추가로 설치됨이 바람직하다.
이때, 상기 각 전해조(100) 중 가장 하측에 위치되는 전해조(100)와 가장 상측에 위치되는 전해조(100)의 어느 한 끝단은 상기 연결관(200)을 연결하지 않고, 해수의 유입을 위한 유입관(도시는 생략됨) 및 해수의 유출을 위한 유출관(도시는 생략됨)이 각각 연결된다.
다음으로, 상기 지지부(300)에 대하여 설명하면 다음과 같다.
상기 지지부(300)는 상기 각 전해조(100)를 일괄적으로 지지하는 구성이다.
본 발명의 실시예에서는 상기 지지부(300)가 상기 각 전해조(100)들의 설치 방향과는 수직한 방향을 향해 세워진 수직 지주대(310)와, 상하의 양 끝단 부위는 각각 수직 지주대(310)에 결합 고정됨과 더불어 중앙측 부위는 각 전해조(100)의 아웃터튜브(110)를 감싸도록 설치되는 복수의 클램프(320)를 포함하여 구성됨을 제시한다.
특히, 상기한 지지부(300)는 상기 전해조(100)들의 양 측 부위에 각각 제공되도록 하여 상기 각 전해조(100)들이 더욱 안정적으로 지지될 수 있도록 함이 바람직하다.
하기에서는, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 튜블라 타입 전해 장치에 의한 해수의 전해 과정에 대하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.
우선, 터미널부(130)를 이루는 제1전원공급터미널(131)과 제2전원공급터미널(132)로 서로 다른 극의 전원을 각각 제공한다.
즉, 상기 제1전원공급터미널(131)로는 (-)전극의 전원을 공급함으로써 아웃터튜브(110)가 (-)전극을 이루도록 하고, 제2전원공급터미널(132)로는 (+)전극의 전원을 공급함으로써 인너튜브(120)가 (+)전극을 이루도록 하는 것이다. 이때 상기 아웃터튜브(110)와 인너튜브(120) 사이에 위치된 미들튜브(140)의 내주면은 상기 인너튜브(120)로 인해 (-)전극을 이루는 반면, 상기 미들튜브(140)의 외주면은 상기 아웃터튜브(110)로 인해 (+)전극을 이루게 된다.
또한, 전술한 상태에서는 각 전해조(100) 중 가장 하측에 위치된 전해조(100)의 일측에 연결된 유입관(도시는 생략됨)을 통해 해당 전해조(100) 내부로 해수가 유입되며, 상기와 같이 유입된 해수는 터미널부(130)의 각 통과공(131a,132a,133a)을 순차적으로 통과한 후 인너튜브(120)와 미들튜브(140) 사이의 공간 및 미들튜브(140)와 아웃터튜브(110) 사이의 공간을 통해 상기 전해조(100)의 타측으로 유동된다.
그리고, 상기와 같이 유동되는 해수 중 인너튜브(120)와 미들튜브(140) 사이의 공간을 통해 유동되는 해수는 상기 인너튜브(120)의 외주면이 이루는 (+)전극과 미들튜브(140)의 내주면이 이루는 (-)전극의 영향을 제공받아 전기분해가 이루어지며, 미들튜브(140)와 아웃터튜브(110) 사이의 공간을 통해 유동되는 해수는 상기 미들튜브(140)의 외주면이 이루는 (+)전극과 아웃터튜브(110)의 내주면이 이루는 (-)전극의 영향을 제공받아 전기분해가 이루어진다.
이후, 상기 전해조(100)를 통과한 해수는 해당 전해조(100)의 타측에 구비된 터미널부(130)의 각 통과공(131a,132a,133a)을 순차적으로 통과한 후 연결관(200)으로 유동됨과 더불어 상기 연결관(200)의 안내를 받아 그 상측에 위치된 여타 전해조(100) 내로 유입되며, 계속해서 해당 전해조를 통과하는 과정에서 재차적인 전기분해가 이루어짐과 더불어 상기 여타 전해조를 통과한 해수는 상기 여타 전해조의 타측을 통해 그 상측에 위치된 또 다른 전해조 내로 유입된다.
그리고, 상기한 과정이 연속적으로 이루어지면서 해수는 각 전해조(100)를 순차적으로 통과하게 되며, 이의 과정에서 전기분해가 이루어져 염소를 생성하게 된다.
즉, 각 전해조(100)를 통과하는 해수는 상기 아웃터튜브(110)와 인너튜브(120) 및 미들튜브(140)가 이루는 각 전극에 의해 소듐이온(Sodium ion, Na+)과 염소이온(Chloride,Cl-)로 해리되어 염소이온은 (+)극에서 산화되어 염소로 되고, 소듐이온은 (-)극에서 환원되어 소윰이 생성된다. 이와 함께, 상기와 같이 생성된 소듐은 물과 반응하여 수산화나트륨(NaOH)과 수소로 된 후 (+)극에서 생성된 염소와 상기 수산화나트륨이 반응하여 차아염소산나트륨(NaOCl)이 생성된다.
결국, 본 발명의 실시예에 따른 튜블라 타입 전해 장치는 각 전해조(100)의 양 측 끝단에 터미널부(130)를 구비함과 더불어 상기한 터미널부(130)의 각 단자(131c,132c)는 해수의 통과 방향과는 수직한 방향으로 돌출되도록 구성함으로써 각 전해조(100) 간으로 해수의 유동을 안내하는 연결관(200)은 전해조(100)의 축 방향으로 해수가 유입 및 유출되도록 함에 따라 압력손실을 최소화할 수 있다는 장점을 가진다.
뿐만 아니라, 각 전해조(100)의 아웃터튜브(110) 및 터미널부(130)는 티타늄 합금으로 형성함과 더불어 외부로 노출되는 부위는 절연 코팅층이 코팅됨에 따라 누전 혹은, 감전 등의 안전사고가 미연에 방지될 수 있다는 장점을 가진다.
또한, 각 전해조(100)를 이루는 인너튜브(120) 혹은, 미들튜브(140)는 해당 전해조(100)의 터미널부(130) 해체를 통해 각각 개별적인 분리가 가능하기 때문에 각 전해조(100)에 대한 유치 관리가 용이하다는 장점을 가진다.
한편, 본 발명에 따른 튜블라 타입 전해 장치는 전술된 바와 같은 실시예의 구성으로만 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 미들튜브(140)를 하나만 제공하는 것이 아니라 둘 이상의 복수로 제공될 수도 있는 것이다. 이러한 미들튜브(140)의 개수는 전해 용량에 따라 선택 가능하다.
또한, 실시예로 도시된 터미널부(130)의 각 단자(131c,132c)가 향하는 돌출 방향은 외부 전원선의 연결 구조 및 각 전해조 간의 전원 연결 구조에 따라 다양한 변경이 가능하다.
예컨대, 아래 측에 위치되는 전해조의 각 단자(131c,132c)와 위 측에 위치되는 전해조(100)의 각 단자(131c,132c)를 서로 대향하도록 하여 직간접적인 통전이 이루어지도록 구성할 수도 있는 등 다양한 설계가 가능한 것이다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 튜블라 타입 전해 장치는 전술된 실시예의 도면에서와 같이 각 전해조(100)가 수평 방향을 향하도록 설치되는 것으로만 한정되지는 않는다.
예컨대, 첨부된 도 4와 같은 상태의 튜블라 타입 전해 장치를 시계 방향(혹은, 반시계 방향)으로 90°회전시킨 상태로 설치되도록 구성할 수도 있고, 혹은 기울어진 상태로도 설치되도록 구성할 수도 있는 것이다.
이는, 장착 공간의 환경 등에 따라 작업자가 상기 튜블라 타입 전해 장치의 설치 방향을 다양하게 변경할 수 있으며, 이로 인해 본 발명의 실시예에서 전해조가 설치되는 방향은 실질적으로 수평 방향뿐만 아니라 수직 방향 혹은, 경사 방향까지 모두 포괄한다고 볼 수 있으며, 하기의 특허청구범위에 따른 기재에서도 설치 방향을 지칭한 것은 각 구성들 간의 상호 관계를 설명하기 위한 것일 뿐 실질적으로 튜블라 타입 전해 장치의 전체적인 설치 방향에 대한 한정이 아니다.
즉, 본 발명은 실시예로 도시한 바와 같이 각 전해조가 수평 방향을 향하도록 설치되면서 서로 간은 상하 이격되는 구조뿐만 아니라, 각 전해조(100)가 수직 방향을 향하도록 설치되면서 서로 간은 좌우 이격되는 구조도 모두 포함된다.

Claims (11)

  1. 수평 방향을 따라 설치되며, 복수로 제공되면서 서로 간은 상하 이격되도록 배치되는 전해조;
    상하로 서로 인접한 두 전해조의 어느 한 끝단으로부터 축 방향을 향해 연장되면서 서로 연결하도록 라운드지게 형성되어 해수의 유동이 전해조의 축 방향을 따라 연속적으로 이루어지도록 안내하는 연결관; 그리고,
    상기 각 전해조의 양측 부위를 각각 클램핑하면서 지지하는 지지부:를 포함하며,
    상기 각 전해조는
    양측이 개방된 파이프 구조로 형성되면서 외관을 이루는 아웃터튜브와,
    파이프 혹은, 봉의 구조로 형성되면서 상기 아웃터튜브 내에 구비되는 인너튜브와,
    상기 아웃터튜브 및 인너튜브의 양측 끝단에 각각 구비되며, 상기 아웃터튜브 및 인너튜브로 (-)전원 및 (+)전원을 각각 공급함과 더불어 외부 전원을 제공받는 단자는 상기 아웃터튜브 및 인너튜브의 원주 방향을 향하도록 설치되는 터미널부로 구성됨을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터미널부는
    평판 구조로 형성되면서 상기 아웃터튜브와 통전 가능하게 결합되며, 외주면에는 외부 전원을 제공받는 단자가 돌출 형성된 제1전원공급터미널과,
    평판 구조로 형성되면서 상기 인너튜브와 통전 가능하게 결합되며, 외주면에는 상기 제1전원공급터미널의 단자와는 다른 극의 외부 전원을 제공받는 단자가 돌출 형성된 제2전원공급터미널과,
    상기 각 전원공급터미널 사이에 개재되면서 상기 각 전원공급터미널 간을 이격시킴과 더불어 서로 간의 통전됨이 방지되도록 차단하는 절연물질로 형성된 절연플레이트와,
    상기 제1전원공급터미널 및 절연 플레이트 사이와, 상기 절연 플레이트 및 제2전원공급터미널 사이에 각각 개재되면서 서로 간의 틈새를 통한 해수의 누수를 방지하는 기밀부재를 포함하여 구성되며,
    상기 제1전원공급터미널과 제2전원공급터미널 및 절연 플레이트에는 해수가 통과되도록 통과공이 형성됨을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1전원공급터미널의 통과공은 제1전원공급터미널의 중앙측 부위를 관통시켜 형성되고,
    상기 제2전원공급터미널의 중앙측 부위에는 체결공이 관통 형성됨과 더불어 상기 제2전원공급터미널의 통과공은 상기 제1전원공급터미널의 통과공과 연통되도록 상기 체결공의 둘레를 따라 복수의 부위를 부분적으로 관통시켜 형성되며,
    상기 절연 플레이트의 중앙측 부위에는 관통공이 관통 형성됨과 더불어 상기 절연 플레이트의 통과공은 상기 관통공의 둘레를 따라 부분적으로 관통시켜 형성됨을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1전원공급터미널과 상기 아웃터튜브는 상기 제1전원공급터미널의 통과공 내주면에 상기 아웃터튜브의 외주면을 밀착 고정함으로써 서로 간이 통전 가능하도록 결합함을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1전원공급터미널의 통과공은 상기 아웃터튜브의 과도한 삽입을 방지하도록 계단 구조로 형성됨을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 인너튜브의 양 끝단에는 일단이 상기 인너튜브의 양 끝단을 폐쇄함과 더불어 타단은 상기 제1전원공급터미널의 통과공과 상기 절연 플레이트의 관통공을 순차적으로 관통하여 상기 제2전원공급터미널에 통전 가능하게 결합 고정되는 통전블럭이 각각 구비되고,
    상기 제2전원공급터미널과 상기 통전블럭 간은 별도의 체결볼트를 상기 제2전원공급터미널의 체결공을 관통하여 체결함으로써 서로 통전되도록 구성함을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2전원공급터미널의 체결공은 상기 통전블럭의 과도한 삽입을 방지하도록 계단 구조로 형성됨을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 전원공급터미널과 아웃터튜브는 티타늄 합금으로 형성됨을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 아웃터튜브의 외주면에는 절연 코팅층이 형성됨을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부는
    상기 각 전해조들의 설치 방향과는 수직한 방향을 향해 세워진 수직 지주대와,
    상하의 양 끝단 부위는 각각 수직 지주대에 결합 고정됨과 더불어 중앙측 부위는 각 전해조의 아웃터튜브를 각각 감싸도록 설치되는 복수의 클램프를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아웃터튜브 및 인너튜브 사이에는 미들튜브가 더 포함되어 구성되고,
    상기 인너튜브와 상기 미들튜브의 외주면은 (+)극성을 가지도록 하는 코팅층이 도포되어 구성됨을 특징으로 하는 튜블라 타입 전해 장치.
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