KR101211033B1 - Electrochemical system which consists of oblique cylinder reator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경사 적층식 원통형 전해조 시스템에 관한 것으로, 그 목적은 한 공간 내 음극과 양극이 적층된 단위 전해조 구조를 가지고 있지 않고 원통형 관 내에 환형관을 단순히 삽입시켜 이들을 전극으로 사용하는 단순한 구조의 단위 전해조를 다수개의 단위 전해조 간을 별도의 배관 없이 수직방향으로 적층구성 하되 이들 단위 전해조 모두가 일정 각도의 기울기를 가지도록 하는 전해 시스템을 구성하여 해수의 전해과정 중 발생된 수소 가스가 자연스럽게 배출되도록 하여 수소 분리효율을 높임과 동시에 전극에 생긴 스케일에 대한 세정작업이 용이하도록 하며, 전해 시스템의 제작, 유지, 보수가 용이하도록 하는 원통형 전해조 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 구성은 유입된 해수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 생산하는 다수개의 단위 원통형 전해조(10)를 구비 후, 단위 원통형 전해조(10)의 양측단부에 유로를 반전시키는 엘보(11)를 설치하여 적층 결합시키되, 결합된 단위 원통형 전해조(10) 및 엘보(11)가 일정 각도의 구배를 갖게 설치하여 나선형 유로를 가지면서 수직 적층되게 구성한 경사 적층식 원통형 전해조(10)와; 상기 경사 적층식 원통형 전해조(10)에 직류전원을 인가하는 정류기(2)와; 공급펌프(31)를 통해 상기 경사 적층식 원통형 전해조(1)에 염산을 공급하는 염산 탱크(3)를 포함한다.The present invention relates to an inclined stack type cylindrical electrolytic cell system, and its object is to have a unit electrolytic cell structure in which a cathode and an anode are stacked in a space, and to simply insert an annular tube into a cylindrical tube and use them as electrodes. The electrolytic cell is composed of a plurality of unit electrolyzers stacked in a vertical direction without separate piping, but an electrolytic system is constructed in which all of these unit electrolyzers have an angle of inclination so that hydrogen gas generated during electrolysis of seawater is naturally discharged. The present invention provides a cylindrical electrolyzer system that improves hydrogen separation efficiency and facilitates cleaning of scales formed on electrodes, and facilitates manufacturing, maintenance and repair of electrolytic systems.
The configuration of the present invention is provided with a plurality of unit cylindrical electrolyzer 10 for producing sodium hypochlorite by electrolysis of the introduced seawater, and then install elbows 11 for inverting the flow path at both ends of the unit cylindrical electrolyzer 10. Stack-coupled to each other, wherein the unit cylindrical electrolytic cell 10 and the elbow 11 coupled to each other have a gradient of a predetermined angle, and have an inclined laminated cylindrical electrolytic cell 10 configured to be vertically stacked while having a spiral flow path; A rectifier (2) for applying a direct current power source to the obliquely stacked cylindrical electrolytic cell (10); Hydrochloric acid tank (3) for supplying hydrochloric acid to the obliquely stacked cylindrical electrolytic cell (1) through a feed pump (31).

Description

경사 적층식 원통형 전해조 시스템 {Electrochemical system which consists of oblique cylinder reator}Electrochemical system which consists of oblique cylinder reator

본 발명은 전해조 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단위원통형 전해조를 기울기를 가지게 후속되는 단위 원통형 전해조와 이들을 수직방향으로 다단 적층하여 해수의 전기분해시 발생된 수소가스 및 전해조 내의 스케일 및 부식생성물이 자연스럽게 배출됨으로써 수소가스에 의한 폭발 위험성을 방지하며 전해 운전의 효율성을 증가시키는 경사 적층식 원통형 전해조 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrolytic cell system, and more particularly, to a unit cylindrical electrolytic cell followed by tilting a unit cylindrical electrolytic cell and multi-stage stacking thereof in a vertical direction, so that hydrogen gas generated during electrolysis of seawater and scales and corrosion products in the electrolytic cell are formed. The present invention relates to an inclined stacked cylindrical electrolyzer system that naturally discharges to prevent the risk of explosion by hydrogen gas and increases the efficiency of electrolytic operation.

해수를 이용하는 설비 즉 해수 담수화설비 또는 발전소의 열교환용 냉각수용 또는 선박의 발라스트 탱크 등에 미생물 및 해수 생물 등을 살균하기 위한 조치가 이루어지지 않는 경우 해수가 통과하는 설비 내에 미생물의 번식 및 해수 중에 존재하는 다양한 조류 식물 또는 패각류의 번식에 의해 목적하는 시스템이 미생물에 의해 오염되거나 시스템 내 해수 흐름이 심각하게 방해받을 수 있다.
If no measures are taken to sterilize microorganisms and seawater organisms in facilities that use seawater, ie, in seawater desalination facilities, in cooling water for heat exchange in power plants, or in ballast tanks of vessels, the growth of microorganisms and The propagation of various algal plants or shellfish can contaminate the desired system with microorganisms or severely disrupt the seawater flow in the system.

이러한 문제는 해수의 NaCl 성분과 동일한 원소 성분을 갖는 차아염소산 나트륨을 사용하여 사용되는 해수가 오염되는 것이 없이 해수를 살균할 수 있다. 이를 위해 외부에서 만들어진 차아염소산 나트륨을 유입되는 해수에 공급할 수도 있으나, 이는 주기적인 차아염소산의 외부 공급 및 이의 저장/공급 설비를 갖추어야 하는 문제로 설비가 커지며 이를 유지 관리하기 위한 조치가 필요하게 된다.
The problem is that sodium hypochlorite having the same elemental component as the NaCl component of seawater can be used to sterilize seawater without contaminating the seawater used. To this end, externally made sodium hypochlorite may be supplied to the incoming seawater, but this is a problem that requires periodic external supply of hypochlorous acid and its storage / supply facility, and the facility becomes large and measures to maintain it are required.

이러한 문제는 목적하는 시스템의 해수 흐름상에 전해장치를 설치하여 해수를 전해 반응시켜 해수로부터 차아염소산나트륨을 생성시켜 해수에 공급함으로서 극복될 수 있다. 일반적인 해수의 전해설비는 필터의 수단을 통해 입자가 큰 부유물질을 제거하여 이를 전해조로 공급하고 전해조에 설치된 양극과 음극에 직류전원을 공급하면 전해반응을 통해 해수 내에 염화나트륨 (NaCl) 성분으로부터 차아염소산나트륨 (NaClO)를 생성시키는 설비이다.
This problem can be overcome by installing an electrolyzer on the seawater stream of the desired system to electrolyze the seawater to produce sodium hypochlorite from the seawater and supply it to the seawater. In general, seawater electrolysis equipment removes suspended solids by means of a filter and supplies it to the electrolytic cell, and supplies DC power to the anode and cathode installed in the electrolytic cell. It is a facility to produce sodium (NaClO).

차아염소산나트륨을 해수를 통해 얻는 반응은 일반적인 것으로, 참고로 설명하자면, 먼저 전해조로 해수가 유입되면 전극에 직류전원의 공급에 의해 해수가 전기 분해되고 순차적인 화학 반응을 통해 최종적으로 차아염소산나트륨(NaOCl)이 생성된다. 다시 말하면, 해수의 NaCl 성분을 갖는 해수는 양극에서는 Cl- 이온이 식 (1)과 같이 산화되어 Cl2로 된다. The reaction of obtaining sodium hypochlorite through seawater is common. For reference, when seawater is introduced into an electrolytic cell, seawater is electrolyzed by supplying a DC power source to the electrode and finally sodium hypochlorite (through sequential chemical reactions). NaOCl) is produced. In other words, in the seawater having the NaCl component of seawater, Cl − ions are oxidized to Cl 2 at the anode as shown in equation (1).

이때 음극에서도 식 (2)과 같이 물이 분해되어 OH- 이온과 수소 가스가 발생된다. 이때 NaCl 성분 중 Cl- 이온이 Cl2로 되고 남은 Na+ 이온은 생성된 OH-와 반응하여 NaOH가 된다. 양극에서 발생되는 염소 가스는 용액이 산성일 때는 Cl2로 존재하여 가스로 용액 밖으로 배출되지만 용액이 NaOH에 의해 pH가 산성을 벗어나는 중성 내지는 알카리영역인 pH 7 이상 에서는 식(4)와 같이 NaOH와 반응하여 차아염소산나트륨이 된다. 이때 양극에서는 식(5)와 물이 분해되는 부반응으로 인해 O2가 Cl2 가스와 함께 동반되어 발생할 수 있다. At this time, even in the cathode, water is decomposed as in Equation (2) to generate OH − ions and hydrogen gas. At this time, Cl − ions in the NaCl component become Cl 2 and the remaining Na + ions react with the generated OH − to become NaOH. The chlorine gas generated at the anode is present as Cl 2 when the solution is acidic and is discharged out of the solution as gas.However, when the solution is at pH 7 above the neutral or alkaline region where pH is out of acidity by NaOH, NaOH and Reacts to form sodium hypochlorite. In this case, O 2 may be accompanied with Cl 2 gas due to side reactions in which the decomposition of water and equation (5) occurs.

2Cl- → Cl2 + 2e- (식 1) 2Cl - → Cl 2 + 2e - ( formula 1)

2H2O + 2e- → H2 + 2OH- (식 2) 2H 2 O + 2e - → H 2 + 2OH - ( Equation 2)

Na+ + OH- → NaOH (식 3)Na + + OH - → NaOH (Formula 3)

2NaOH + Cl2 → NaClO + NaCl+H2O (식 4)2NaOH + Cl 2 → NaClO + NaCl + H 2 O (Equation 4)

2H2O → O2 + 4H+ + 4e- (식 5) 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e - ( Equation 5)

이러한 전해 설비에서는 음극에서 발생되는 폭발성의 위험을 갖는 수소의 처리와 음극 및 양극에서 생성되는 스케일 및 부식 생성물의 처리는 매우 중요하다. In such electrolytic installations, the treatment of hydrogen with explosive hazards occurring at the cathode and the treatment of scale and corrosion products produced at the cathode and anode are very important.

도 1은 종래 사각형 전해조 시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a conventional rectangular electrolyzer system.

도 1을 참조하면, 전해반응이 일어나는 종래의 전해조는 직육면체 형의 사각형 몸통 구조를 가지는 단위 전해조가 같은 높이의 수평적 병렬로 연결된 시스템 구조로 구성되어, 해수가 배관을 통해 단위 사각형 전해조(50)의 하부 유입부(51)로 공급되어 전해조를 거치면서 전해반응을 수행한 후, 단위 전해조의 상부 배출부(52)를 통해 배출되어 배관을 통해 다음단의 단위 전해조의 하부 유입부로 공급되는 반복 구조를 가지고 있다. Referring to FIG. 1, a conventional electrolytic cell in which an electrolytic reaction occurs is composed of a system structure in which unit electrolyzers having a rectangular body structure of a rectangular parallelepiped are connected in horizontal parallel with the same height, so that the seawater unit rectangular electrolyzers 50 through a pipe. Repeated structure is supplied to the lower inlet 51 of the unit after performing the electrolytic reaction through the electrolytic cell, discharged through the upper outlet 52 of the unit electrolyzer and supplied to the lower inlet of the next unit electrolyzer through the pipe Have

상술된 단위 사각 전해조(50) 내부에는 적어도 하나 이상의 사각형 음극과 양극이 적층되어 전극(도시 없음)이 설치되고 이들 전극들 사이에 정류기(53)의 +와 -단자가 연결되어 있고 이들 전극체 사이로 해수가 통과하여 해수를 전기분해 하게 된다. In the unit square electrolyzer 50 described above, at least one rectangular cathode and an anode are stacked so that electrodes (not shown) are installed, and the + and − terminals of the rectifier 53 are connected between these electrodes, and between these electrode bodies. Seawater passes through to electrolyze seawater.

이러한 전해 시스템 구성에서는 전해반응 중에 발생된 수소가스가 사각형 전해조 상단부 또는 단위 전해조를 수평적으로 연결하는 연결관에 항시 누적될 수 있고 펌프에 의해 해수가 이송되지 않으면 이들 시스템 내에 수소가 배출되지 않고 잔류하게 되어 폭발의 위험성을 항상 내재하고 있다. In such an electrolytic system configuration, hydrogen gas generated during the electrolytic reaction can always accumulate in the upper part of the rectangular electrolyzer or the connection pipe connecting the unit electrolyzer horizontally, and if the seawater is not transferred by the pump, hydrogen is not discharged in these systems. The risk of explosion is always inherent.

이러한 수소 폭발 문제점을 해결하기 위해 종래에는 전해조 시스템에는 별도의 수소제거 장치를 구비했지만 막힘 부분적으로 막힘형 구조를 갖는 사각 전해조의 구조 특성상 일부 기체가 전해조의 상부면에서 완전한 제거가 불가능하고 또한 연속된 다수개의 단위 사각 전해조가 수평으로 놓이고, 이들이 전단의 전해조 상부 배출부에서 후단의 전해조 하부 유입구로 사선방식의 연결관으로 배열되어 해수의 흐름이 하부에서 상부로 다시 상부에서 하부로 반전되는 관계로 전해과정 중에 계속적으로 발생되어 누적되는 수소 및 산소 가스에 의해 배출 유로 및 후단에서의 수소분리 효율이 떨어지는 문제가 발생하여 항시 폭발의 위험성을 가지고 있다. In order to solve this hydrogen explosion problem, the electrolytic cell system has been equipped with a separate hydrogen removal device, but due to the structural characteristics of the rectangular electrolytic cell having a clogged partially clogged structure, some gases cannot be completely removed from the upper surface of the electrolytic cell and are continuously A plurality of unit square electrolyzers are placed horizontally, and they are arranged in a diagonal connection tube from the upper outlet of the electrolyzer at the front to the lower inlet of the latter, so that the flow of sea water is reversed from the bottom to the top to the bottom. Hydrogen and oxygen gas, which is generated and accumulated continuously during the electrolytic process, causes a problem of deterioration of hydrogen separation efficiency in the discharge flow path and the rear stage, and has a risk of explosion at all times.

또한, 해수 이송 펌프가 중단 시 시스템에는 다량의 수소가스가 누적되어 폭발의 위험성이 가중될 수 있다.
In addition, when the seawater transfer pump is stopped, a large amount of hydrogen gas accumulates in the system, which may increase the risk of explosion.

또한 해수 전해 운전 과정에서는 해수중의 칼슘이나 마그네슘과 같은 물질들이 음극에서 스케일을 형성하여 사각형 구조의 전해조 내에 순차적으로 적층된 음극과 양극 사이에 일정한 두께 이상으로 스케일이 발달될 경우 전기적 단락이 일어나 전극이 손상되고 이때 발생하는 불꽃에 의해 전해 반응에서 발생하는 수소가 폭발할 수 있다.
In addition, during seawater electrolysis operation, when a material such as calcium or magnesium in seawater forms a scale at the cathode and the scale develops to a certain thickness or more between a cathode and an anode sequentially stacked in a rectangular electrolytic cell, an electrical short circuit occurs. This damage and the resulting spark can explode the hydrogen generated in the electrolytic reaction.

이러한 문제를 극복하기 위하여 종래의 전해 시스템에는 전류효율값이 설정치 이하로 떨어질 경우 스케일을 제거하기 위하여 주기적으로 도 1에서 보는 것처럼 전해조 내부로 공급펌프(55)를 통하여 염산(HCl)을 전해조의 하부 유입부로 공급하고 전해조 내부의 스케일을 용해 세정 후 상부 배출부(52)를 통해 다시 염산 탱크로 배출하도록 한다. 여기서 미 설명된 57은 각각의 배관을 개폐시키는 밸브이다.
In order to overcome this problem, in the conventional electrolytic system, hydrochloric acid (HCl) is introduced into the electrolytic cell through the supply pump 55 periodically to remove scale when the current efficiency value falls below the set value. After supplying to the inlet and dissolving and cleaning the scale inside the electrolyzer, the exhaust gas is discharged back to the hydrochloric acid tank through the upper outlet 52. 57 not described here is a valve for opening and closing each pipe.

그러나 이러한 종래의 해수 전해 시스템에서 염산에 의한 스케일 세정이 이루어지기 전에 음극에 발달한 스케일 및 부식 생성물 등이 크게 발달하는 경우 종래의 상술한 도 1과 같은 전해 시스템에서는 전극체에서 떨어져 나오는 스케일 및 부식 생성물 덩어리들이 각 직육면체형의 사각형 구조의 전해조 내부 하부에 모이게 되고 해수가 전해조로 공급 시 이들 물질이 전해조 내부로 순환되면서 조밀하게 적층된 전극체 사이에서 전기적 단락을 발생시킬 수 있고 또한 이들 물질들이 양극을 식각시켜 양극의 수명을 단축시키고, 또한 이들 물질들은 해수의 흐름을 방해할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 염산세정의 주기를 단축시키는 경우 해수 전해 시스템의 운전 효율이 낮아지게 된다.
However, in the conventional seawater electrolytic system, when the scale and corrosion products developed in the cathode are greatly developed before the scale cleaning by hydrochloric acid is performed, the scale and the corrosion coming off the electrode body in the electrolytic system as shown in FIG. Product masses collect in the lower part of each rectangular rectangular cell inside the electrolyzer and when the seawater is supplied to the electrolyzer, these materials circulate into the electrolyzer, causing electrical shorts between the densely stacked electrode bodies. Can shorten the life of the anode, and these materials can also disrupt the flow of seawater. In order to solve this problem, if the cycle of hydrochloric acid cleaning is shortened, the operation efficiency of the seawater electrolytic system is lowered.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 해수 전해조가 갖는 문제점 즉, 수평적 구조 및 단위 전해조의 수평적 연결 구조를 갖는 전해 시스템 내의 수소 축적에 의한 폭발 가능성, 생성되는 스케일 및 부식 생성물 등의 전해조 내부에 축적, 그리고 적층된 음극판 및 양극판의 적층에 정류기 +와 - 터미널의 연결에 의한 복잡한 전해조 제작 구조 등의 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 해수의 전해과정 중 발생된 수소가스가 자연스럽게 배출되도록 하여 수소 분리효율을 높임과 동시에 전극에 생긴 스케일에 대한 세정작업이 용이성 증대 및 전해조의 구조적 단순성을 갖게 하기 위하여 실린더형 관을 양극으로 그 내부에 환형 봉을 음극으로 삽입된 원통형 단위 전해조 다수 개를 단위 전해조 간 사이에 별도의 배관 없이 수직방향으로 적층 구성하되 모든 단위 전해조가 일정한 각도로 기울기를 갖도록하는 원통형 전해조 시스템을 제공하는 데 있다.
The problem to be solved by the present invention is the problem of the conventional seawater electrolyzer, that is, the possibility of explosion by hydrogen accumulation in the electrolytic system having a horizontal structure and a horizontal connection structure of the unit electrolyzer, the inside of the electrolyzer such as scale and corrosion products generated The purpose of the present invention is to solve the problems such as the complicated structure of the electrolyzer by connecting the rectifier + and-terminals to the stacked negative plate and the positive electrode plate. In order to increase the efficiency of hydrogen separation and at the same time increase the ease of cleaning work on the scale generated in the electrode and to make the structural simplicity of the electrolytic cell, the cylindrical tube is used as the anode and the cylindrical unit electrolyzer with the annular rod inserted as the cathode. Stacking in vertical direction without separate piping between unit electrolyzers All units can be used to provide a cylindrical electrolytic cell electrolyzer systems that have a slope at an angle.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 경사 적층식 원통형 전해조 시스템은 해수를 전기분해하는 다수개의 단위 원통형 전해조(10)를 구비하여, 상기 단위 원통형 전해조(10)의 양측단부에 유로를 반전시키는 엘보(11)를 설치하여 적층 결합시키되, 결합된 상기 단위 원통형 전해조(10) 및 상기 엘보(11)가 일정 각도의 구배를 갖게 설치하여 나선형 유로를 가지면서 수직 적층되게 구성한 경사 적층식 원통형 전해조(1) 및 상기 경사 적층식 원통형 전해조(1)에 직류전원을 인가하는 정류기(2)를 포함한다.An inclined stack type cylindrical electrolytic cell system according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes a plurality of unit cylindrical electrolyzers 10 for electrolyzing seawater, and a flow path is provided at both ends of the unit cylindrical electrolyzer 10. Inverted elbow 11 is installed to be laminated and coupled, but the unit cylindrical electrolytic cell 10 and the elbow 11 coupled to be installed to have a gradient of a predetermined angle to form a vertically stacked sloped cylindrical having a spiral flow path It includes an electrolytic cell (1) and a rectifier (2) for applying a direct current power source to the obliquely stacked cylindrical electrolytic cell (1).

상기 경사 적층식 원통형 전해조 시스템은 공급펌프(31)를 통해 상기 경사 적층식 원통형 전해조(1)에 염산을 공급하는 염산 탱크(3)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
The gradient laminated cylindrical electrolytic cell system is characterized in that it further comprises a hydrochloric acid tank (3) for supplying hydrochloric acid to the gradient laminated cylindrical electrolytic cell (1) through a feed pump (31).

상기 원통형 전해조(10) 및 엘보(11)는 1 ~ 45 도의 구배를 가지도록 설계되는 것을 특징으로 한다.
The cylindrical electrolytic cell 10 and the elbow 11 is characterized in that it is designed to have a gradient of 1 to 45 degrees.

상기 양측단부 엘보(11)와 엘보(11)사이에는 필요 길이만큼의 단위 원통형 전해조(10)가 이웃하는 단위 원통형 전해조(10)와 플랜지(12)가 결합하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Between the both ends of the elbow 11 and the elbow 11, the unit cylindrical electrolytic cell 10 of the required length is characterized in that the adjacent unit cylindrical electrolytic cell 10 and the flange 12 is configured to combine.

상기 경사 적층식 원통형 전해조 시스템은 상기 경사 적층식 원통형 전해조(1)에 유입되는 해수를 펌프에 의해 하부에서 상부방향으로 공급되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
The gradient laminated cylindrical electrolytic cell system is characterized in that the seawater flowing into the gradient laminated cylindrical electrolytic cell 1 is configured to be supplied from the bottom to the upper direction by a pump.

상기 경사 적층식 원통형 전해조 시스템은 상기 경사 적층식 원통형 전해조(1)에 유입되는 해수를 펌프에 의해서 하부에서 상부방향으로 공급되도록 구성하지 않고 펌프 없이 전해조 상부에서 해수를 자연 중력으로 하부로 흐르게 하는 것을 특징으로 한다.
The inclined stack type cylindrical electrolytic cell system does not configure the seawater flowing into the inclined stack type cylindrical electrolytic cell (1) to be supplied from the bottom to the upper direction by a pump, so that the seawater flows from the top of the electrolyzer without the pump to the bottom by natural gravity. It features.

상기 염산탱크는 염산을 적층식 원통형 전해조(1)의 하부에서 상부방향으로 공급하도록 설계되는 것을 특징으로 한다.
The hydrochloric acid tank is characterized in that it is designed to supply hydrochloric acid from the bottom of the stacked cylindrical electrolytic cell 1 in the upward direction.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 경사 적층식 원통형 전해조는 해수를 전기분해하는 다수개의 단위 원통형 전해조(10) 및 상기 단위 원통형 전해조(10)의 양측단부에 유로를 반전시키는 엘보(11)를 설치하여 적층 결합시키되, 결합된 상기 단위 원통형 전해조(10) 및 상기 엘보(11)가 일정 각도의 구배를 갖게 설치하여 나선형 유로를 가지면서 수직 적층되게 구성되는 원통형 전해조(1)를 포함한다.
An obliquely stacked cylindrical electrolytic cell according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a plurality of unit cylindrical electrolyzer 10 for electrolyzing seawater and elbows for inverting the flow path at both ends of the unit cylindrical electrolyzer 10 ( 11) installed and laminated and coupled, the unit cylindrical electrolytic cell 10 and the combined elbow 11 is installed to have a gradient of a predetermined angle to include a cylindrical electrolytic cell (1) configured to be vertically stacked while having a spiral flow path. do.

상기와 같이 본 발명은 구배를 가진 원통형 전해조를 이용하여 다단 적층방식으로 구성함으로써 해수의 전해반응 중 발생되는 수소가스 및 산소 가스의 축척되는 공간 없이 원활히 배출할 수 있어서 해수 공급 펌프의 동작 여부에 관계없이 항상 전해조 내부에서 발생되는 수소 가스의 누적에 의한 폭발 가능성을 완전 배제하여 전해조의 운전 안정성을 현저히 높이는 효과가 있다.
As described above, the present invention can be smoothly discharged without the accumulated space of hydrogen gas and oxygen gas generated during seawater electrolysis by using a multi-stage stacking method using a cylindrical electrolytic cell having a gradient, and thus the operation of the seawater supply pump. Without any possibility of explosion due to the accumulation of hydrogen gas generated inside the electrolytic cell at all times, there is an effect of significantly increasing the operating stability of the electrolytic cell.

또한 본 발명은 전해반응 시 발생된 수소 가스가 연속적으로 연결된 다단 원통형 전해조로 이동하면서 수소의 미세 기포들이 결합되어 용액과 분리되면서 후단의 수소가스분리 수단의 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention has the effect of increasing the efficiency of the hydrogen gas separation means of the rear end while the hydrogen gas generated during the electrolytic reaction is moved to the continuously connected multi-stage cylindrical electrolyzer while the fine bubbles of hydrogen are combined and separated from the solution.

또한 본 발명은 전해반응 시 발생된 스케일이 구배를 가진 원통형 전해조에 의해 최하부의 원통형 전해조의 유입부분으로 중력에 의해 자연스럽게 하강함으로써 배출이 용이하다는 효과가 있다.
In addition, the present invention has an effect that the scale generated during the electrolytic reaction is easily lowered by gravity to the inlet portion of the lowermost cylindrical electrolytic cell by the cylindrical electrolytic cell having a gradient, easy to discharge.

또한 본 발명은 최상단의 원통형 전해조 유출부분에서 압력수단 등의 방법을 이용하여 역세 수행을 통해 원활하게 스케일 물질을 제거함으로 약품세정의 주기를 길게 가져갈 수 있다는 효과가 있다.
In addition, the present invention has the effect that the cycle of the chemical cleaning can be taken long by smoothly removing the scale material through the backwashing using a method such as a pressure means in the outlet of the uppermost cylindrical electrolytic cell.

또한 본 발명은 전해조의 구성에 있어서도 원통형 전해조로 구성함으로써 종래 사각형 전해조에 비해 동일 전극면적 대비 전해조를 소형화 가능하다는 장점과 전해조의 형상을 원통형 전해조로 구성함으로써 균일한 압력 분배가 가능하여 기존 사각 전해조에서 어려웠던 기밀유지가 용이해지고, 국부적인 압력의 몰림 현상에 의한 균열발생을 예방할 수 있어 우수한 내압성을 가지고 있다.
In addition, in the configuration of the electrolytic cell, the electrolytic cell is composed of a cylindrical electrolytic cell, compared to the conventional rectangular electrolytic cell, and the advantages of miniaturization of the electrolyzer compared to the same electrode area, and the shape of the electrolytic cell by the cylindrical electrolytic cell, the uniform pressure distribution is possible in the conventional rectangular electrolytic cell. Difficult to maintain airtightness, it is possible to prevent the occurrence of cracking due to local pressure swelling, and has excellent pressure resistance.

따라서, 전해 시스템 구성에 사용되는 단위 전해조가 모두 동일한 경사를 가짐으로서 펌프에 의한 해수 공급을 전해 시스템 하단에서 주입하지 않고 상단에서 주입하는 경우에 해수가 자연 중력에 의해 시스템 하부로 흐르고 전해 반응에 의해 생성되는 수소 등의 기체는 상부로 흐르게 됨으로서 전해 시스템에 해수를 공급하는 펌프가 없더라고 전해 반응을 안정적으로 수행할 수 있어 해수 전해 시스템의 단순화시킬 수 있는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
Therefore, when the unit electrolyzers used in the electrolytic system configuration have the same slope, the seawater flows to the lower part of the system by natural gravity when the seawater supply by the pump is injected from the top instead of the bottom of the electrolytic system, Since the generated gas such as hydrogen flows upward, there is no pump for supplying seawater to the electrolytic system, the electrolytic reaction can be stably performed, which is a useful invention having the advantage of simplifying the seawater electrolytic system. It is the invention which is expected greatly.

도 1은 종래 사각형 전해조 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 경사 적층식 원통형 전해조의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 원통형 전해조의 단면 구조를 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경사 적층식 원통형 전해조를 포함한 전해 시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a conventional rectangular electrolyzer system.
2 is an exemplary view of a gradient laminated cylindrical electrolytic cell according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing a cross-sectional structure of a cylindrical electrolytic cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of an electrolytic system including an inclined stacked cylindrical electrolyzer according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
DETAILED DESCRIPTION In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings that illustrate preferred embodiments of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 경사 적층식 원통형 전해조의 예시도이다.2 is an exemplary view of a gradient laminated cylindrical electrolytic cell according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 경사 적층식 원통형 전해조(1)는 해수를 전기분해하는 다수개의 단위 원통형 전해조(10)를 구비하여, 상기 단위 원통형 전해조(10)의 양측단부에 유로를 반전시키는 엘보(11)를 설치하여 적층 결합시키되, 결합된 상기 단위 원통형 전해조(10) 및 상기 엘보(11)가 일정 각도의 구배를 갖게 설치하여 나선형 유로를 가지면서 수직 적층되게 구성되는 경사 적층식 원통형 전해조(1) 및 상기 경사 적층식 원통형 전해조(1)에 직류전원을 인가하는 정류기(2)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 2, the inclined stacked cylindrical electrolyzer 1 according to the present invention includes a plurality of unit cylindrical electrolyzers 10 for electrolyzing seawater, and a flow path is formed at both ends of the unit cylindrical electrolyzer 10. Inverted elbow 11 is installed to be laminated and coupled, the unit cylindrical electrolytic cell 10 and the elbow 11 is installed to have a gradient of a predetermined angle is installed inclined laminated type having a spiral flow path and vertically stacked It characterized in that it comprises a cylindrical electrolytic cell (1) and a rectifier (2) for applying a direct current power to the obliquely stacked cylindrical electrolytic cell (1).

보다 상세하게는, 본 발명의 경사 적층식 전해조 시스템은 다수개의 단위 원통형 전해조(10)를 구비 후, 필요 길이만큼의 단위 원통형 전해조(10)를 플랜지(12) 결합시켜 이웃하는 단위 원통형 전해조 간을 길이방향으로 연결시키고, 길이방향으로 결합된 다수개의 단위 원통형 전해조(10) 결합체의 양측단부에 유로를 반전시키는 엘보(11)를 설치하여 플랜지(12) 결합시킴으로써 이웃하는 단위 원통형 전해조 간을 연결시키도록 구성된다.More specifically, the inclined stack type electrolyzer system of the present invention includes a plurality of unit cylindrical electrolyzers 10, and then couples the unit cylindrical electrolyzers 10 to the required length by flanges 12, thereby connecting neighboring unit cylindrical electrolyzers. The elbows 11 for inverting the flow path are installed at both ends of the plurality of unit cylindrical electrolyzers 10 coupled in the longitudinal direction, and the flanges 12 are coupled to each other to connect the adjacent unit cylindrical electrolyzers. It is configured to.

이때 하나 이상의 단위 원통형 전해조(10)간이 서로 체결되어 수직방향으로 나선형 유로를 가지면서 적층 결합시키기 위해 평면을 기준면으로 단위 원통형 전해조(10) 및 엘보(11)가 일정 각도의 구배를 갖게 함으로써 최하부에서 최상단부로 나선형 유로를 가지면서 수직 상승되게 구성하였다.At this time, the at least one unit cylindrical electrolyzer 10 is fastened to each other and has a spiral flow path in the vertical direction to have a unitary stack and the unit cylindrical electrolyzer 10 and the elbow 11 have a gradient of a predetermined angle with respect to a plane. It was configured to be vertically raised while having a spiral flow path at the top end.

상기 구배의 각도는 1 ~ 45도를 가지게 구성하였다. 구배가 없거나 1도 보다 작은 구배를 가지면 수소가스의 배출이 원활하지 않고, 45도 보다 크면 높이가 너무 커져 전해 장치의 소형화가 어렵기 때문이다.
The angle of the gradient was configured to have 1 to 45 degrees. This is because if there is no gradient or has a gradient smaller than 1 degree, hydrogen gas is not discharged smoothly, and if it is larger than 45 degrees, the height becomes too large, making it difficult to miniaturize the electrolytic device.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 경사 적층식 원통형 전해조(1)는 단위 원통형 전해조가 이웃하는 단위 원통형 전해조와 엘보를 이용하여 수직방향으로 다단 적층함으로써 연속 공급되는 해수의 전기분해시 발생된 수소가스가 상부방향으로 자연스럽게 상승하게 되고, 스케일은 중력방향으로 자연스럽게 침전되고, 역세 시 상부에서 하부방향으로만 자연스럽게 흐르는 구조를 가진다.
The gradient laminated cylindrical electrolytic cell 1 according to the embodiment of the present invention configured as described above has hydrogen generated during electrolysis of seawater continuously supplied by stacking unit cylindrical electrolyzers in a vertical direction using neighboring unit cylindrical electrolyzers and elbows. The gas rises naturally in the upper direction, the scale naturally precipitates in the gravity direction, and has a structure that flows only naturally from the upper side to the lower side when backwashing.

즉, 본 발명은 원통형 전해조를 이용하여 다단 적층방식으로 구성함에 있어 원통형 전해조를 구배(1~45도)를 주어 전해조 시스템을 구성함으로 전해반응 중 발생되는 수소가스의 축척되는 공간없이 원활히 배출할 수 있으며, 또한 다단으로 구성된 단위 원통형 전해조 간을 이동하면서 수소의 미세 기포들이 결합되어 용액과 분리되면서 후단의 수소가스분리 수단(도시 생략)의 효율을 증가시키게 된다.
That is, the present invention can be discharged smoothly without accumulating space of hydrogen gas generated during electrolytic reaction by constructing the electrolytic cell system by giving a gradient (1 ~ 45 degrees) to the cylindrical electrolytic cell in the multi-stage stacking method using a cylindrical electrolytic cell. In addition, as the microbubbles of hydrogen are combined and separated from the solution while moving between unit cylindrical electrolyzers composed of multiple stages, the efficiency of the hydrogen gas separation means (not shown) of the rear stage is increased.

또한 발생된 스케일이 구배에 의해 최하부의 전해조의 유입부분으로 배출이 용이하며, 최상단의 유출부분에서 압력수단 등의 방법을 이용하여 역세 수행을 통해 원활하게 스케일 물질을 제거함으로 약품세정의 주기를 길게 가져갈 수 있다.
In addition, the generated scale is easily discharged to the inlet of the lowermost electrolytic cell by the gradient, and the cycle of chemical cleaning is prolonged by smoothly removing the scale material through backwashing using pressure means or the like from the outlet of the uppermost part. You can take it.

또한 전해조 형태가 종래와 달리 사각형 타입이 아닌 원통형 전해조 형태를 가지고, 이러한 원통형 전해조를 엘보와 플랜지로 연결하여 전해반응이 일어나는 공간과 해수를 이동시키는 유로간의 직경 변화가 별로 없어 기밀유지가 용이하고, 국부적 균열이 생기지 않아 우수한 내압성을 가지게 된다.
In addition, the electrolytic cell has a cylindrical electrolytic cell shape rather than a rectangular type unlike the conventional one, and it is easy to maintain airtightness by connecting the cylindrical electrolytic cell with an elbow and a flange so that the diameter change between the space where the electrolytic reaction takes place and the channel for moving sea water is easy. Local cracking does not occur, resulting in excellent pressure resistance.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 원통형 전해조의 단면 구조를 나타내는 예시도이다.3 is an exemplary view showing a cross-sectional structure of a cylindrical electrolytic cell according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 사용되는 단위 원통형 전해조(10)는 내부에 원형 전극이 삽입된 형태로 단위 원통형 전해조(10)를 통해 직류전원이 인가되면 해수가 흐르면서 통전되어 원통형 전해조 케이스(111)와 원형 전극봉(112)간에는 각각 (+)극(또는 (-)극)과 (-)극(또는 (+)극)이 인가되어 원통형 전해조 케이스(111)와 원형 전극봉(112)간을 길이방향으로 이동하는 해수를 전기분해하여 해수내에 염화나트륨 성분으로부터 차아염소산나트륨를 생성시키게 된다.
As shown in FIG. 3, the unit cylindrical electrolytic cell 10 used in the present invention is energized while flowing seawater when a DC power is applied through the unit cylindrical electrolytic cell 10 in a form of a circular electrode inserted thereinto. A positive (+) pole (or (-) pole) and a (-) pole (or (+) pole) are applied between the 111 and the circular electrode 112, respectively, to form a space between the cylindrical electrolytic cell case 111 and the circular electrode 112. The seawater moving in the longitudinal direction is electrolyzed to produce sodium hypochlorite from the sodium chloride component in the seawater.

이때 해수는 첫 번째 단위 원통형 전해조(10)에서 수직 적층된 최상단의 단위 원통형 전해조(10)까지 이동하는 과정에 지속적인 전기분해 작용을 받게 된다.At this time, the sea water is subjected to continuous electrolysis in the process of moving from the first unit cylindrical electrolyzer 10 to the top unit cylindrical electrolyzer 10 stacked vertically.

따라서 유속이 빠른 경우에도 충분한 전기분해 효율을 가지게 되어 차아염소산나트륨을 생산하게 됨으로써 해수 담수화설비 또는 발전소의 열교환용 냉각수용 또는 선박의 발라스트 탱크에 설치 시 신뢰성 있게 유입되는 해수중의 미생물 또는 생물의 성장방지나 소독을 하게 된다.Therefore, even if the flow rate is high, it has sufficient electrolysis efficiency to produce sodium hypochlorite, so that the growth of microorganisms or organisms in seawater that is reliably introduced when installed in cooling water for heat exchange of seawater desalination facilities or power plants or in ballast tanks of ships Prevent or disinfect.

도시된 도 3은 개략적인 원통형 전극의 내부 구조를 살펴본 것으로 원형전극을 케이스 내에 고정시키는 구조가 도시되지 않았으나 원통형 전극의 양측단부쪽 또는 중앙부쪽 또는 기타 지점에 스페이서나 고정용 브라켓이 설치됨은 물론이다. 3 illustrates a schematic internal structure of a cylindrical electrode, but a structure for fixing a circular electrode in a case is not shown, but spacers or fixing brackets are installed at both end portions, a central portion, or other points of the cylindrical electrode. .

또한, 내부 원형 전극봉(112)은 전극봉이 아닌 전극관의 형태로 구성될 수도 있으며, 또한 원통형 전해조 케이스(111) 내부에 다단의 전극관으로 구성되어 (+)극과 (-)극이 교대로 배열되는 구조를 형성할 수도 있다.
하지만 이와 같은 구성은 본 발명에서 청구하는 바가 아니므로 구체적인 구조 등은 생략하도록 한다.
In addition, the inner circular electrode 112 may be configured in the form of an electrode tube rather than an electrode, and also consists of a multi-stage electrode tube inside the cylindrical electrolytic cell case 111, in which the (+) and (-) poles alternately. It is also possible to form a structure that is arranged.
However, this configuration is not intended to be claimed in the present invention, so the specific structure and the like will be omitted.

도 4은 본 발명의 일 실시 예에 따른 경사 적층식 원통형 전해조를 포함한 전해 시스템의 개략도이다.4 is a schematic diagram of an electrolytic system including an inclined stacked cylindrical electrolyzer according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전해 시스템은 도 2 내지 3에 도시된 경사 적층식 원통형 전해조(1)를 구성하는 상단과 하부에 위치한 단위 원통형 전해조(10)에 교류전원을 직류화하는 정류기(2)를 통해 직류전원이 인가되도록 연결된다. 도면상에서는 상부가 (+) 하부가 (-)로 표시되었지만 그 방향은 반대로 해도 된다.As shown in FIG. 4, the electrolytic system of the present invention is configured to direct-current AC power to unit cylindrical electrolyzers 10 located at the top and bottom of the inclined stacked cylindrical electrolyzer 1 shown in FIGS. 2 to 3. The rectifier 2 is connected so that DC power is applied. In the drawings, the upper part is marked with a positive lower part, but the direction may be reversed.

또한 염산(HCl) 탱크(3)는 공급펌프(31)를 통해 경사 적층식 원통형 전해조(1)의 하부에서 상부 방향으로 필요시 염산을 공급하여 세정하도록 설계되어진다. In addition, the hydrochloric acid (HCl) tank 3 is designed to supply and clean hydrochloric acid, if necessary, from the lower portion of the obliquely stacked cylindrical electrolytic cell 1 upward through the feed pump 31.

이에 따라 비록 본 발명은 형태상 스케일이 단위 원통형 전해조에 축적되지 않고 하부로 배출되는 효율적 구조를 가지지만 시간이 지남에 따라 음극에 스케일이 축척 시 염산탱크를 통한 세정을 통하여 제거할 수 있다. 다만 그 주기가 종래의 사각형 전해조와 달리 길게 됨으로 인해 전해조의 운전지속 시간이 높고, 스케일 발생량이 적어 전극의 수명을 늘이게 된다.
Accordingly, although the present invention has an efficient structure in which the scale is discharged to the bottom without accumulating in the unit cylindrical electrolyzer, it can be removed by washing through the hydrochloric acid tank when the scale is accumulated in the cathode over time. However, since the period is longer than the conventional rectangular electrolytic cell, the operation duration of the electrolytic cell is high, and the scale generation amount is small, thereby extending the life of the electrode.

상기와 같이 구성된 본 발명은 유입되는 해수가 경사 적층식 원통형 전해조(1)의 하부방향에서 상부방향으로 또는 상부에서 하부방향으로 나선운동을 하면서 공급되어 흘러가게 되고, 그 와중에 전기분해 반응이 이루어져 배출 시는 충분한 량의 차아염소산나트륨를 생성시키게 된다.
According to the present invention configured as described above, the incoming seawater is supplied while flowing in a spiral motion from the lower direction to the upper direction or the upper direction to the lower direction of the inclined stack type cylindrical electrolytic cell 1, and the electrolysis reaction is made during the discharge. The city will produce a sufficient amount of sodium hypochlorite.

상기와 같이 본 발명은 구배를 가진 원통형 전해조를 이용하여 다단 적층방식으로 구성함으로써 해수의 전해반응 중 발생되는 수소가스 및 산소 가스의 축척되는 공간 없이 원활히 배출할 수 있어서 해수 공급 펌프의 동작 여부에 관계없이 항상 전해조 내부에서 발생되는 수소 가스의 누적에 의한 폭발 가능성을 완전 배제하여 전해조의 운전 안정성을 현저히 높이는 효과가 있다.
As described above, the present invention can be smoothly discharged without the accumulated space of hydrogen gas and oxygen gas generated during seawater electrolysis by using a multi-stage stacking method using a cylindrical electrolytic cell having a gradient, and thus the operation of the seawater supply pump. Without any possibility of explosion due to the accumulation of hydrogen gas generated inside the electrolytic cell at all times, there is an effect of significantly increasing the operating stability of the electrolytic cell.

또한 본 발명은 전해반응 시 발생된 수소 가스가 연속적으로 연결된 다단 원통형 전해조로 이동하면서 수소의 미세 기포들이 결합되어 용액과 분리되면서 후단의 수소가스분리 수단의 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention has the effect of increasing the efficiency of the hydrogen gas separation means of the rear end while the hydrogen gas generated during the electrolytic reaction is moved to the continuously connected multi-stage cylindrical electrolyzer while the fine bubbles of hydrogen are combined and separated from the solution.

또한 본 발명은 전해반응 시 발생된 스케일이 구배를 가진 원통형 전해조에 의해 최하부의 원통형 전해조의 유입부분으로 중력에 의해 자연스럽게 하강함으로써 배출이 용이하다는 효과가 있다.
In addition, the present invention has an effect that the scale generated during the electrolytic reaction is easily lowered by gravity to the inlet portion of the lowermost cylindrical electrolytic cell by the cylindrical electrolytic cell having a gradient, easy to discharge.

또한 본 발명은 최상단의 원통형 전해조 유출부분에서 압력수단 등의 방법을 이용하여 역세 수행을 통해 원활하게 스케일 물질을 제거함으로 약품세정의 주기를 길게 가져갈 수 있다는 효과가 있다.
In addition, the present invention has the effect that the cycle of the chemical cleaning can be taken long by smoothly removing the scale material through the backwashing using a method such as a pressure means in the outlet of the uppermost cylindrical electrolytic cell.

또한 본 발명은 전해조의 구성에 있어서도 원통형 전해조로 구성함으로써 종래 사각형 전해조에 비해 동일 전극면적 대비 전해조를 소형화 가능하다는 장점과 전해조의 형상을 원통형 전해조로 구성함으로써 균일한 압력 분배가 가능하여 기존 사각 전해조에서 어려웠던 기밀유지가 용이해지고, 국부적인 압력의 몰림 현상에 의한 균열발생을 예방할 수 있어 우수한 내압성을 가지고 있다.
In addition, in the configuration of the electrolytic cell, the electrolytic cell is composed of a cylindrical electrolytic cell, compared to the conventional rectangular electrolytic cell, and the advantages of miniaturization of the electrolyzer compared to the same electrode area, and the shape of the electrolytic cell by the cylindrical electrolytic cell, the uniform pressure distribution is possible in the conventional rectangular electrolytic cell. Difficult to maintain airtightness, it is possible to prevent the occurrence of cracking due to local pressure swelling, and has excellent pressure resistance.

따라서, 전해 시스템 구성에 사용되는 단위 전해조가 모두 동일한 경사를 가짐으로서 펌프에 의한 해수 공급을 전해 시스템 하단에서 주입하지 않고 상단에서 주입하는 경우에 해수가 자연 중력에 의해 시스템 하부로 흐르고 전해 반응에 의해 생성되는 수소 등의 기체는 상부로 흐르게 됨으로서 전해 시스템에 해수를 공급하는 펌프가 없더라고 전해 반응을 안정적으로 수행할 수 있어 해수 전해 시스템의 단순화시킬 수 있는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 이용 가치가 크게 기대되는 발명이다.
Therefore, when the unit electrolyzers used in the electrolytic system configuration have the same slope, the seawater flows to the lower part of the system by natural gravity when the seawater supply by the pump is injected from the top instead of the bottom of the electrolytic system, Since the generated gas such as hydrogen flows to the upper part, there is no pump supplying seawater to the electrolytic system, and thus, it is a useful invention having the advantage of simplifying the seawater electrolytic system because the electrolytic reaction can be stably performed. It is the invention which is expected greatly.

본 발명은 상술한 특징의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
The present invention is not limited to the preferred embodiments of the above-described features, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

1 : 경사 적층식 원통형 전해조 2 : 정류기
3 : 염산탱크 10 : 단위 원통형 전해조
11 : 엘보 12 : 플랜지
31 : 공급펌프 111 : 원통형 전해조 케이스 112 : 원형 전극봉1: gradient laminated cylindrical electrolytic cell 2: rectifier
3: hydrochloric acid tank 10: unit cylindrical electrolyzer
11: elbow 12: flange
31 supply pump 111 cylindrical electrolytic cell case 112 circular electrode

Claims (8)

해수를 전기분해하는 다수개의 단위 원통형 전해조(10)를 구비하여, 상기 단위 원통형 전해조(10)의 양측단부에 유로를 반전시키는 엘보(11)를 설치하여 적층 결합시키되, 결합된 상기 단위 원통형 전해조(10) 및 상기 엘보(11)가 일정 각도의 구배를 갖게 설치하여 나선형 유로를 가지면서 수직 적층되게 구성되는 경사 적층식 원통형 전해조(1); 및
상기 경사 적층식 원통형 전해조(1)에 직류전원을 인가하는 정류기(2)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 경사 적층식 원통형 전해조 시스템.
A plurality of unit cylindrical electrolyzers 10 for electrolyzing seawater are provided, and an elbow 11 for inverting a flow path is provided at both ends of the unit cylindrical electrolyzer 10 to be laminated and coupled to each other. 10) and an inclined stacked cylindrical electrolytic cell (1) which is installed to have a spiral at a predetermined angle and the elbow (11) has a spiral flow path and is vertically stacked; And
And a rectifier (2) configured to apply a DC power supply to the inclined stacked cylindrical electrolytic cell (1).
제1항에 있어서,
상기 경사 적층식 원통형 전해조 시스템은,
공급펌프(31)를 통해 상기 경사 적층식 원통형 전해조(1)에 염산을 공급하는 염산 탱크(3)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 경사 적층식 원통형 전해조 시스템.
The method of claim 1,
The obliquely stacked cylindrical electrolytic cell system,
And a hydrochloric acid tank (3) for supplying hydrochloric acid to the inclined stacked cylindrical electrolyzer (1) through a feed pump (31).
제1항에 있어서,
상기 원통형 전해조(10) 및 엘보(11)는
1 ~ 45 도의 구배를 가지도록 설계되는 것을 특징으로 하는 경사 적층식 원통형 전해조 시스템.
The method of claim 1,
The cylindrical electrolytic cell 10 and the elbow 11 is
Inclined stacked cylindrical electrolyzer system, characterized in that it is designed to have a gradient of 1 to 45 degrees.
제1항에 있어서,
상기 양측단부 엘보(11)와 엘보(11)사이에는,
필요 길이만큼의 단위 원통형 전해조(10)가 이웃하는 단위 원통형 전해조(10)와 플랜지(12)가 결합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 경사 적층식 원통형 전해조 시스템.
The method of claim 1,
Between the side end elbow 11 and the elbow 11,
Inclined stacked cylindrical electrolytic cell system characterized in that the unit cylindrical electrolytic cell (10) of the required length is configured by combining the adjacent unit cylindrical electrolytic cell (10) and the flange (12).
제1항에 있어서,
상기 경사 적층식 원통형 전해조 시스템은,
상기 경사 적층식 원통형 전해조(1)에 유입되는 해수를 펌프에 의해 하부에서 상부방향으로 공급되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 경사 적층식 원통형 전해조 시스템.
The method of claim 1,
The obliquely stacked cylindrical electrolytic cell system,
Gradient stacked cylindrical electrolytic cell system characterized in that the inclined laminated cylindrical electrolytic cell (1) is configured to be supplied from the bottom to the upper direction by a pump.
제1항에 있어서,
상기 경사 적층식 원통형 전해조 시스템은,
상기 경사 적층식 원통형 전해조(1)에 유입되는 해수를 펌프에 의해서 하부에서 상부방향으로 공급되도록 구성하지 않고 펌프 없이 전해조 상부에서 해수를 자연 중력으로 하부로 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 경사 적층식 원통형 전해조 시스템.
The method of claim 1,
The obliquely stacked cylindrical electrolytic cell system,
Inclined stacked cylindrical electrolytic cell characterized in that the seawater flowing into the inclined laminated cylindrical electrolytic cell (1) is not configured to be supplied from the bottom to the upper direction by the pump to flow the sea water from the top of the electrolyzer without the pump to the bottom with natural gravity system.
제2항에 있어서,
상기 염산탱크는,
염산을 적층식 원통형 전해조(1)의 하부에서 상부방향으로 공급하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 경사 적층식 원통형 전해조 시스템.
The method of claim 2,
The hydrochloric acid tank,
An inclined stacked cylindrical electrolyzer system, characterized in that it is designed to supply hydrochloric acid from the bottom of the stacked cylindrical electrolyzer (1) upwards.
해수를 전기분해하는 다수개의 단위 원통형 전해조(10); 및
상기 단위 원통형 전해조(10)의 양측단부에 유로를 반전시키는 엘보(11)를 설치하여 적층 결합시키되, 결합된 상기 단위 원통형 전해조(10) 및 상기 엘보(11)가 일정 각도의 구배를 갖게 설치하여 나선형 유로를 가지면서 수직 적층되게 구성되는 원통형 전해조(1)를 포함하는 경사 적층식 원통형 전해조.A plurality of unit cylindrical electrolyzers 10 for electrolyzing seawater; And
The elbow 11 for inverting the flow path is installed at both end portions of the unit cylindrical electrolytic cell 10 to be laminated and coupled, and the unit cylindrical electrolytic cell 10 and the elbow 11 are installed to have a predetermined angle gradient. An obliquely stacked cylindrical electrolytic cell comprising a cylindrical electrolytic cell (1) configured to be vertically stacked while having a spiral flow path.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150094170A (en) * 2014-02-10 2015-08-19 삼성중공업 주식회사 Ballast water treatment apparatus
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101679325B1 (en) * 2011-05-18 2016-11-24 현대중공업 주식회사 Electrolyzer structure of electrolysis apparatus
KR102086912B1 (en) * 2018-07-10 2020-03-09 현대중공업 주식회사 Ballast water treatment system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060283718A1 (en) 2005-06-21 2006-12-21 Schreppel Rudy Jr Reactor loop for producing hydroxyl water
US20080258080A1 (en) 2007-04-23 2008-10-23 Bill Rippe Toe Method and apparatus for treating fluids to alter their physical characteristics

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060283718A1 (en) 2005-06-21 2006-12-21 Schreppel Rudy Jr Reactor loop for producing hydroxyl water
US20080258080A1 (en) 2007-04-23 2008-10-23 Bill Rippe Toe Method and apparatus for treating fluids to alter their physical characteristics

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150094170A (en) * 2014-02-10 2015-08-19 삼성중공업 주식회사 Ballast water treatment apparatus
KR101654695B1 (en) * 2014-02-10 2016-09-06 삼성중공업 주식회사 Ballast water treatment apparatus
KR20160014494A (en) 2014-07-29 2016-02-11 삼성중공업 주식회사 Electrolytic cell system and operating method thereof

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