KR101272295B1 - Ship ballast water disinfection electrolysis electrode module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박 밸러스트 수 살균용 전극 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박 밸러스트 전해살균에 적용되는 전기분해 모듈로써 밸러스트수 배관에 직접 탑재되는 전수통과형 또는 밸러스트 배관에서 일부의 밸러스트 수를 분취하여 전기분해하는 적층형 전극 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrode module for ship ballast water sterilization, and more specifically, to an electrolysis module applied to ship ballast electrosterilization, a portion of the ballast water may be fractionated from an all-pass type or ballast pipe mounted directly on the ballast water pipe. It relates to a laminated electrode module for electrolysis.
관련된 종래의 기술은 등록특허공보(제10-0950415호)의 복수의 음극판을 구비한 전극모듈로 양극 1장당 2장 이상의 음극판을 구비함으로써 전기분해 과정에서 음극판에 석출되는 수산화 칼슘(Ca(OH)2), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2)을 교대로 세척하는 방법 및 등록특허공보(제10-1044256호)의 교차배열된 양극과 음극을 절연된 스페이서를 사이로 해서 개개의 양극 또는 음극을 용접 등에 의해 접합하는 전극모듈이 있다. 상기의 특허와 같이 기존의 방법은 스케일을 제거하기 위한 방법으로 스페어 음극전극을 추가적으로 설치하거나 일반적으로 사용하는 양극과 음극의 극성전환(Electrode switching), 염산 또는 황산, 선박용 스케일제거제 등을 이용하는 산세정 방법 등을 채택하고 있으며, 전극의 체결방법으로는 양극과 음극을 분리하여 각각의 전극에 전력선을 체결하는 방법이 있다.Related prior art is an electrode module having a plurality of negative electrode plates of Korean Patent Publication (No. 10-0950415), which has two or more negative electrode plates per positive electrode, and thus precipitates calcium hydroxide (Ca (OH)) on the negative electrode plate during electrolysis. 2 ), Method of alternately washing magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ) and welding each positive or negative electrode between the cross-arranged positive electrode and the negative electrode of the Patent Publication No. 10-1044256 between the insulated spacers There is an electrode module to be joined by, for example. As described above, the conventional method is to install a spare cathode electrode as a method for removing scale, or pickling using electrode switching, hydrochloric acid or sulfuric acid, ship scale remover, etc. And the like, and a method of fastening electrodes includes separating a positive electrode and a negative electrode and fastening a power line to each electrode.
하지만, 종래의 기술들은 음극판에서 석출되어 축적되는 수산화 칼슘(Ca(OH)2), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2)을 제거하기 위해 추가적인 음극전극의 설치 및 산세정, 극성전환 등이 필요하여 선박 선원의 번거러움 및 추가적인 음극판의 설치에 따른 비용이 상승되는 문제점이 있었으며, 전극의 체결방법에 있어 개개의 전극에 대하여 전력선을 체결함으로써 구조의 복잡함이 발생되어 결국 밸러스트 수 배관에서 발생되는 압력 최대 7.5bar에 대한 누수의 문제점 또는 개별 전극의 용접 등에 의한 양극의 코팅면의 손상으로 제작의 어려움이 발생되었다.
However, conventional techniques require installation of additional cathode electrodes, pickling, polarity switching, etc. to remove calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) and magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ) that are deposited and accumulated on the anode plate. There was a problem that the cost of the ship's seamen and the additional negative electrode plate was increased, and in the method of fastening the electrodes, the complexity of the structure was generated by fastening the power lines to the individual electrodes, resulting in a maximum pressure of 7.5 in the ballast water pipe. Difficulty in manufacturing due to leakage of the bar or damage of the coating surface of the anode due to welding of individual electrodes.
상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전류의 흐름이 원활하며, 양극 또는 음극의 전극판 사이에 전도성 부스바를 사용함으로써 전극 간격을 일정하게 유지시키고, 전극판 체결이 매우 간단한 선박 밸러스트 수 살균용 전극 모듈을 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above-described conventional problems is to smoothly flow the current, by using a conductive bus bar between the electrode plate of the positive electrode or the negative electrode to maintain a constant electrode gap, the electrode plate fastening can be very simple ship ballast To provide a sterilizing electrode module.
본 발명의 또 다른 목적은 전산볼트를 통해 전극판에 전력을 공급함으로써, 구조를 단순화 할 수 있는 선박 밸러스트 수 살균용 전극 모듈을 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide an electrode module for ship ballast water sterilization that can simplify the structure by supplying power to the electrode plate through a computer bolt.
상기한 종래 문제점을 해결하고 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 에에 따른 선박 밸러스트 수 살균용 전극 모듈은 전극판을 보호하는 하우징(housing)인 사이드 커버(side-cover)와; 상기 사이드 커버 상부에 위치하며, 상부에 단자 및 하부에 단자와 연결 형성되는 베이스 부스바를 포함하는 탑 커버(top-cover)와; 상기 탑 커버 하부면과 수직하게 결합되며 다수의 전극판을 고정하는 고정바와; 상기 베이스 부스바와 수직하게 결합되는 전산볼트와; 상기 전산볼트 측면에 형성되는 보조 부스바;로 구성하되, 상기 고정바는 전극판 사이에 위치하는 절연성 스페이서를 더 포함하며, 상기 전산볼트는 전극판 사이에 위치하는 메인 부스바 또는 브랜치 부스바를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The ship ballast water sterilizing electrode module according to an embodiment of the present invention for solving the above-mentioned conventional problems and achieving the above object includes a side cover which is a housing for protecting the electrode plate; A top cover disposed on an upper side of the side cover and including a base bus bar formed at a top thereof and connected to a terminal at a bottom thereof; A fixing bar coupled to the top cover lower surface and fixed to the plurality of electrode plates; A threaded bolt coupled to the base busbar perpendicularly; An auxiliary bus bar formed on the side of the bolt, wherein the fixing bar further includes an insulating spacer positioned between the electrode plates, and the threaded bolt further comprises a main bus bar or a branch bus bar located between the electrode plates. It is characterized by including.
여기에서, 상기 전극판은 전산볼트, 보조 부스바와 양극/음극으로 교차배열한 후 양극판과 음극판 모두를 분리하여 적층 결선하는 모노폴라(Monopolar)형, 또는 양극과 음극의 구별이 없이 전이금속으로 코팅한 불용성 전극을 양극, 음극 모두 적용하거나 전극의 한면만 불용성 전극으로 코팅하여 적용하고 메인 구리 부스바 대신에 절연성 스페이서로 간격을 유지하여 양끝단의 전극에만 결선하는 바이폴라(Bipolar)형으로 결선하는 것을 특징으로 한다.Here, the electrode plate is cross-arranged with a computer bolt, an auxiliary busbar and an anode / cathode, and then a monopolar (Monopolar) type that separates and connects both the anode plate and the cathode plate, or is coated with a transition metal without distinguishing the anode and the cathode. Applying an insoluble electrode to both the anode and the cathode, or coating only one side of the electrode with an insoluble electrode, and connecting it to a bipolar type that maintains a gap with insulating spacers instead of the main copper busbars. It features.
또한, 상기 전극판에서 양극과 음극의 간격은 염분도 1PSU 이상의 처리조건에서 6mm 이하의 간격으로 유지하고, 해수 조건을 설계할 경우 최대 10mm 이하로 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the gap between the positive electrode and the negative electrode in the electrode plate is characterized in that the salinity is maintained at a spacing of 6 mm or less in the processing conditions of 1PSU or more, and when the seawater conditions are designed to be formed up to 10mm or less.
그리고, 상기 전극판에서 양극 및 음극의 형상은 사각형, 원형, 다각형이 가능하고 음극은 0.5 ~ 20mm의 두께로 물리적으로 가공하지 않은 판형을 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the shape of the positive electrode and the negative electrode in the electrode plate can be rectangular, circular, polygonal, and the negative electrode is characterized by using a plate shape that is not physically processed to a thickness of 0.5 ~ 20mm.
또한, 상기 메인, 보조 또는 브랜치 부스바와, 양극 및 음극 단자는 구리, 니켈, 주석, 납, SS 또는 SUS 중 어느 하나의 재질로 구현하거나 구리에 니켈 및 주석 도금하는 형태로 구현하며, 절연성 스페이서는 PVC, PE, 아세탈 중 어느 하나의 재질로 구현하는 것을 특징으로 한다.In addition, the main, auxiliary or branch busbar, the positive electrode and the negative electrode terminal is implemented in any one material of copper, nickel, tin, lead, SS or SUS or in the form of nickel and tin plating on copper, the insulating spacer It is characterized in that the material is implemented in any one of PVC, PE, acetal.
그리고, 상기 메인 부스바는 원형, 삼각형, 사각형, 다각형 중 어느 하나의 형상 및 2 ~ 20mm 범위 내의 두께로 형성하여 전극간격의 유지시키는 역할을 하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the main bus bar is formed in any one of a circle, a triangle, a rectangle, a polygon and a thickness within a range of 2 to 20 mm to serve to maintain the electrode gap.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 에에 따른 선박 밸러스트 수 살균용 전극 모듈은 전극판의 체결에 있어 같은 극성을 갖는 전극판에 대하여 모노폴라(Monopolar)로 체결할 경우 극판 사이에 전도성이 높은 구리 즉, 일정 간격의 사각형 또는 원형, 기타 여러모양의 원형 관통된 구리 메인 부스바를 사용하여 전극간격을 조절하고, 같은 전극판에 전류를 인가하는 적층형으로써 최종적으로 관통부위에 3mm 이상의 전산볼트를 이용하여 일정 토크 이상으로 결속시켜 전류의 흐름을 원활하도록하는 효과가 있다.As described above, the ship ballast water sterilization electrode module according to an embodiment of the present invention is a copper having high conductivity between the electrode plates when the electrode plate is fastened in monopolar to the electrode plate having the same polarity in the fastening of the electrode plate. In other words, it is a laminated type that controls the electrode spacing by using a rectangular or rounded copper main busbar having a predetermined interval or a variety of shapes, and applies a current to the same electrode plate. By binding more than a certain torque has the effect of smoothing the flow of current.
본 발명은 교차배열된 양극과 음극(전극판) 사이에 전도성의 다양한 부스바를 사용함으로써 전극판 간격을 일정하게 유지할 수 있고, 체결이 매우 간단하여 최종적으로 양극 및 음극 단자를 한 방향으로 돌출시킬 수 있기 때문에 누수에 대한 문제점이 낮아지는 효과가 있다.
The present invention can maintain a constant electrode plate spacing by using various conductive busbars between the cross-arrayed positive electrode and negative electrode (electrode plate), and the fastening is very simple to finally protrude the positive and negative terminals in one direction. Since there is an effect that the problem of leakage is lowered.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 모듈을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극판을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탑 커버를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극판 체결 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 음극에서 발생되는 수산화 칼슘(Ca(OH)2), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2) 스케일의 생성과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 다양한 샘플 전극판을 나타낸 도면이다.
도 7은 D2 기준표를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an electrode module according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an electrode plate according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a top cover according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing an electrode plate fastening structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a process of generating calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) and magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ) scales generated from a cathode.
6 illustrates various sample electrode plates.
7 is a diagram illustrating a D2 reference table.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 모듈을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극판을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탑 커버를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극판 체결 구조를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an electrode module according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing an electrode plate according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a top cover according to an embodiment of the present invention 4 is a view showing an electrode plate fastening structure according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 누수방지 가스켓(10)의 전극 모듈 탑재부(20)에 탑재되는 선박 밸러스트 수 살균용 전극 모듈(100)은 전극판(110)을 보호하는 하우징(housing)인 사이드 커버(side-cover, 120)와, 사이드 커버(120) 상부에 위치하며, 상부에 단자(210) 및 하부에 단자(210)와 연결 형성되는 베이스 부스바(220)를 포함하는 탑 커버(top-cover, 200)와, 탑 커버(200) 하부면과 수직하게 결합되며 다수의 전극판(110)을 고정하는 고정바(300)와, 베이스 부스바(220)와 수직하게 결합되는 전산볼트(400)와, 전산볼트(400) 측면에 형성되는 보조 부스바(500)로 구성된다.As shown in FIGS. 1 to 4, the
여기서, 고정바(300)는 전극판(110) 사이에 위치하는 절연성 스페이서(310)를 더 포함하며, 상기 전산볼트(400)는 전극판(110) 사이에 위치하는 메인 부스바(410) 또는 브랜치 부스바(420)를 더 포함한다.Here, the
상기 전극판(110)은 전산볼트(400), 보조 부스바(500)와 양극/음극으로 교차배열한 후 양극판과 음극판 모두를 분리하여 적층 결선하는 모노폴라(Monopolar)형, 또는 양극과 음극의 구별이 없이 전이금속으로 코팅한 불용성 전극을 양극, 음극 모두 적용하거나 전극의 한면만 불용성 전극으로 코팅하여 적용하고 메인 구리 부스바 대신에 절연성 스페이서(310)로 간격을 유지하여 양끝단의 전극에만 결선하는 바이폴라(Bipolar)형으로 결선한다.The
또한, 전극판(110)에서 양극과 음극의 간격은 염분도 1PSU 이상의 처리조건에서 6mm 이하의 간격으로 유지하고, 해수 조건을 설계할 경우 최대 10mm 이하로 형성한다.In addition, the gap between the positive electrode and the negative electrode in the
그리고, 전극판(110)에서 양극 및 음극의 형상은 사각형, 원형, 다각형이 가능하고 음극은 0.5 ~ 20mm의 두께로 물리적으로 가공하지 않은 판형을 사용한다.In addition, the shape of the positive electrode and the negative electrode in the
또한, 메인(410), 보조(500) 또는 브랜치 부스바(420)와, 양극 및 음극 단자(210)는 구리, 니켈, 주석, 납, SS 또는 SUS 중 어느 하나의 재질로 구현하거나 구리에 니켈 및 주석 도금하는 형태로 구현되며, 절연성 스페이서(310)는 PVC, PE, 아세탈 중 어느 하나의 재질로 구현된다.In addition, the main 410, the auxiliary 500 or the
그리고, 메인 부스바(410)는 원형, 삼각형, 사각형, 다각형 중 어느 하나의 형상 및 2 ~ 20mm 범위 내의 두께로 형성하여 전극간격의 유지시키는 역할을 한다.In addition, the
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 선박 밸러스트 수 살균용 전극 모듈을 실시 예를 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.As described above in detail through the embodiment an electrode module for ship ballast water sterilization according to the present invention as follows.
본 발명에 사용한 전극판(110)의 양극은 기수 및 해수에 적합한 전극으로 염소발생이 우수한 루테늄(Ruthenium) 및 팔라듐(Palladium)을 혼합한 전극으로 기타 전이금속을 이용한 불용성 전극이 이에 속한다. The anode of the
여기서, 양극 재질은 티타늄(Titanium) G1 ~ 4종 까지 사용이 가능하고 판형 또는 망형의 형태로 두께는 0.5 ~ 10mm 사이로 적용이 가능하다.Here, the anode material can be used to titanium (Titanium) G1 ~ 4 kinds, and the thickness of the plate or mesh shape can be applied between 0.5 ~ 10mm.
특히 탑재량 및 전극판(110)에서 양극 및 음극의 간격을 결정함에 있어 염분도(Salinity)와 전기전도도(Conductivity)를 목표로 하는 염소 발생량(TRO as Cl2)과, 수온(oC)에 따라서 전극판의 면적 및 탑재량이 결정되어지며, 선박에서 여유 전력량 이내에서 살균목표(D2) 기준을 만족해야 한다.
In particular, in determining the payload and the distance between the anode and the cathode in the
<관계식><Relationship>
Apply current(A) ∝ f(Target TRO(mg/L as Cl2), Q(m3/hr), 1/Current efficiency)Apply current (A) ∝ f (Target TRO (mg / L as Cl 2 ), Q (m 3 / hr), 1 / Current efficiency)
Voltage(V) ∝ f(Apply current(A), Rc(Ω), Ed, Eo)Voltage (V) ∝ f (Apply current (A), Rc (Ω), Ed, Eo)
Rc(Ω) = Electrode distance(cm) x Specific conductivity(Ωcm) / Anode area(cm2)
Rc (Ω) = Electrode distance (cm) x Specific conductivity (Ωcm) / Anode area (cm 2 )
이에 따라서 상기의 관계식과 같이 인가되는 전류(Apply current, A)는 목표로 하는 TRO(mg/L as Cl2)와 밸러스트 수 유량(Q, m3/hr)에 비례하며, 염소발생 능력이 우수한 전극은 인가되는 전류대비 Cl2 발생량이 높기 때문에 전류효율(Current efficiency)이 높은 전극이다. 이때 전류효율과 반비례하는 상관관계를 가지게 된다.
Accordingly, the applied current (A) as shown in the above relation is proportional to the target TRO (mg / L as Cl 2 ) and the ballast water flow rate (Q, m 3 / hr), and has excellent chlorine generation ability. The electrode is a high current efficiency (Current efficiency) because the amount of Cl 2 generated relative to the current applied. At this time, there is a correlation in inverse proportion to the current efficiency.
<양극 반응><Anode reaction>
2Cl- → Cl₂+ 2e- 2Cl - → Cl₂ + 2e -
H2O → 0.5O₂+ 2H+ + 2e- H 2 O → 0.5O₂ + 2H + + 2e -
<음극 반응><Cathode reaction>
2H2O + 2e- → H2 + 2OH-
2H 2 O + 2e - ? H 2 + 2OH -
상기 양극과 음극의 반응에서 전자는 2개가 산화, 환원 반응에 관여하게 된다. 이때 살균에 관여하는 전류효율은 양극반응에 관련되어 있으며, 양극에서 산소(Oxygen, O2) 발생량보다 염소(Chlorine, Cl2) 발생량이 높을수록 전류효율이 높은 살균전극이다.In the reaction between the positive electrode and the negative electrode, two electrons are involved in the oxidation and reduction reactions. At this time, the current efficiency involved in the sterilization is related to the anode reaction, and the higher the efficiency of chlorine (Clorine, Cl 2 ) than the amount of oxygen (Oxygen, O 2 ) generated at the anode, the higher the current efficiency.
인가되는 전압(Voltage, V)은 목표로하는 TRO에 따라 전류값과 처리 대상인 밸러스트 수의 비저항(Specific conductivity), 양극과 음극의 간격(cm), 전극의 면적(cm2)으로 결정되어 지며, 상수 값인 Ed는 물 분해전압(Decomposition potential, V), Eo는 과전압(Over potential, V)로 Ed와 Eo의 합은 약 3V 이다. 이에 따라서 선박에서의 여유 전력량인 이내에서 염분도 1PSU에 적용이 가능한 양극과 음극의 간격과 양극의 면적을 하기의 표 1과 같이 산출할 수 있다.The applied voltage (Voltage, V) is determined by the current value and the specific resistance of the ballast number to be treated, the distance between the anode and cathode (cm) and the area of the electrode (cm 2 ) according to the target TRO. Ed's constant value is Decomposition potential (V), Eo is overpotential (V), and the sum of Ed and Eo is about 3V. Accordingly, the spacing between the positive electrode and the negative electrode and the area of the positive electrode, which can be applied to the
<표 1>TABLE 1
염분도 1PSU에서 목표 TRO를 최대 10mg/L를 유지하기 위한 전극판 양극과 음극의 간격은 3~6mm 이며, 양극의 면적은 50,000~125,000cm2을 탑재해야 만이 선박의 한정적인 소비전력량 이내에서 효과적인 살균이 가능하다. 또한 유량 300m3/hr 뿐만 아니라 그 이하인 150m3/hr 에서 그 이상인 1,000m3/hr 까지 전극간격은 3~6mm 이지만 양극의 면적은 비례적으로 증가하거나 줄어들 수 있다. 이러한 결과를 이용하여 양극의 사이즈(가로 x 세로)를 결정하게 되면 양극의 탑재량이 결정되어지고 적층형 전극 모듈에서 양극과 음극이 교차배열 되기 때문에 음극의 탑재량 또한 양극의 탑재량과 같거나 한장이 많거나 적어질 수 있다.In order to keep the target TRO up to 10mg / L at 1PSU of salinity, the distance between anode and cathode is 3 ~ 6mm, and the area of anode should be 50,000 ~ 125,000cm 2 to ensure effective sterilization within the limited power consumption of the vessel. This is possible. In addition, the electrode spacing is not less than 300m 3 / hr, but less than 150m 3 / hr to more than 1,000m 3 / hr, the electrode spacing is 3 ~ 6mm, but the area of the anode can increase or decrease proportionally. If the size of the anode (width x length) is determined using these results, the payload of the anode is determined, and since the anode and the cathode are cross-arranged in the stacked electrode module, the amount of the cathode is also the same as the amount of the anode Can be less.
도 5는 음극에서 발생되어지는 수산화 칼슘(Ca(OH)2), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2) 스케일의 생성과정이며, 스케일의 축적을 방지하기 위해서는 음극 재질을 Sanding 등 물리적인 가공을 실시하지 않은 Titanium을 판형 원판을 사용해는 것이 유리하고 Sanding 등에 의한 물리적인 조도를 만들거나 망형을 사용하면 스케일의 축적속도가 빨라질 수 있다. FIG. 5 is a process of generating calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) and magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ) scales generated at a cathode, and performing physical processing such as sanding a cathode material to prevent accumulation of scale. It is advantageous to use plate disc of Titanium which is not used, and the speed of accumulation of scale can be increased by making physical roughness by sanding or using mesh.
하기 표 2는 다양한 조건의 샘플에 따른 스케일의 축적속도를 나타낸다.Table 2 below shows the accumulation rate of the scale according to the samples under various conditions.
<표 2><Table 2>
도 6의 결과와 같이 본 발명의 적층형 전극 모듈의 음극은 가공되지Titanium 판형 원판을 사용하였으며, 두께는 0.5mm~10mm가 적합하다. 또한 SUS(304, 316, 316L) 등 Sanding 등에 의한 물리적인 가공을 하지 않은 원판도 가능하며, 스케일 제거 방법인 약품에 의한 세정 또는 본 발명자가 출원한(특허출원번호 제10-2011-0113526호)의 공기(Air) 전단력을 이용한 스케일 제거장치를 추가적으로 장착하였을 경우 Titanium, SUS(304, 316, 316L)등의 망형 원판 또는 물리적으로 가공한 판을 사용해도 무방하다.As shown in FIG. 6, the cathode of the stacked electrode module of the present invention used a non-machined titanium plate-shaped disc, and a thickness of 0.5 mm to 10 mm is suitable. In addition, it is also possible to use a disc that is not physically processed by sanding, such as SUS (304, 316, 316L), washing with chemicals, a method of removing the scale or filed by the present inventors (Patent Application No. 10-2011-0113526) In the case of additionally equipped with a descaling device using air shearing force, a mesh-shaped disk such as titanium, SUS (304, 316, 316L) or a physically processed plate may be used.
상기에서와 같이 살균하는 밸러스트 수의 염분도에 따라 결정되는 전극판의 사이즈 및 탑재량과 스케일 세정방법이 구비되어 있지 않을 경우 가공되지 않은 Titanium 판형 원판을 사용하여 양극과 음극을 상호 교차배열시키고, 메인 부스바를 사이에 두고 적층된 양극 부분과 음극부분을 3mm 이상의 전산볼트를 사용하여 압착 결속시킨다. 이때, 결속되는 전산볼트, 메인 부스바, 보조 부스파, 브랜치 부스바는 전기가 통하는 동재질로 통전되기 때문에 양극쪽 상기 부품들은 쉽게 산화되어지며, 음극쪽 부품들 또한 밸러스트 수 중의 Cl- 또는 전기분해에서 발생되는 HOCl, OCl- 등 TRO에 의해 그 형태를 지속적으로 유지할 수 없다. 이에 따라서 상기의 부품들은 에폭시 또는 실리콘, 파라핀, Rubber, 테프론 코팅 등 전도성이 없는 마감제로 전체를 몰딩하거나 부품들을 각각 상기의 재질로 코팅하여 그 형태를 장기적으로 유지할 수 있다.As described above, when the electrode plate size, the loading amount and the scale cleaning method, which are determined according to the salinity of the ballast water to be sterilized, are not provided, an unprocessed Titanium plate-shaped disc is used to cross-align the positive electrode and the negative electrode, and the main booth The positive and negative portions stacked between the bars are crimped together using a bolt of 3mm or more. At this time, since the binding bolts, the main busbar, the auxiliary busbar, and the branch busbar are energized with the same material as electricity, the anode parts are easily oxidized, and the cathode parts are also Cl - or electric in the ballast water. HOCl, OCl - etc. from the decomposition cannot sustain their form by TRO. Accordingly, the parts may be molded in a non-conductive finish such as epoxy or silicon, paraffin, rubber, or teflon coating, or the parts may be coated with the above materials, respectively, to maintain their shape for a long time.
본 발명의 적층형 전극 모듈은 양극과 음극의 메인 부스바와의 적층형 조립방법과 및 Voltage drop을 최소화 할 수 있는 보조 부스바, 브랜치 부스바 등의 결속 그리고 최종적으로 일정한 결속 압력을 줄 수 있는 3mm 이상의 전산볼트의 사용함으로써 양극 및 음극 단자에 결속되는 것이 특징이며, 정류기와 모듈의 양극 및 음극 단자와의 부스바 체결이 매우 단순화 된다. 기존 방법인 전극 각각을 정류기와 결선하거나 전극 각각을 부스바와 용접하는 형태에 비해 구조적으로 단순화될 수 있으며, 전극의 용접에 의한 양극표면의 코팅면의 손상을 피할 수 있는 최선의 방법이다.The laminated electrode module of the present invention is a laminated assembly method of the main busbar of the positive electrode and the negative electrode, and the secondary busbar, branch busbar, etc. to minimize the voltage drop, and finally 3mm computerized to give a constant binding pressure The use of bolts is characterized by binding to the positive and negative terminals, and the busbar fastening between the rectifier and the positive and negative terminals of the module is greatly simplified. Compared to the conventional method of connecting each electrode with a rectifier or welding each electrode with a busbar, the structure can be simplified and is the best method of avoiding damage to the coated surface of the anode surface by welding the electrode.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 효과로 상기와 같이 설계된 전극 모듈을 이용하여 기수 조건에서 테스트를 수행한 결과 다음과 같은 성능을 확인할 수 있었다. 시험조건은 유량 300m3/hr, 염분도 1PSU(Conductivity 2.2ms/cm), 인가전류 2,000A, 수온 20oC에서 평균 TRO 7.2mg/L as Cl2, 평균 소비전력량 7.08Kw/100m3 이었으며, 도 7과 같이 D2 기준을 만족할 수 있었다.As described above, as a result of performing the test under the odd condition using the electrode module designed as described above as an effect according to an embodiment of the present invention, the following performance was confirmed. Test conditions were flow rate 300m 3 / hr, salinity 1PSU (Conductivity 2.2ms / cm), applied current 2,000A, water temperature 20 o C, average TRO 7.2mg / L as Cl 2 , average power consumption 7.08Kw / 100m 3 , As shown in Fig. 7, the D2 standard could be satisfied.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of course, this is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the equivalents as well as the claims that follow.
10 : 누수방지 가스켓 20 : 전극 모듈 탑재부
100 : 전극 모듈 110 : 전극판
111 : 홀 120 : 사이드 커버
200 : 탑 커버 210 : 단자
220 : 베이스 부스바 300 : 고정바
310 : 전열성 스페이서 400 : 전산볼트
410 : 메인 부스바 420 : 브랜치 부스바
500 : 보조 부스바10: leak prevention gasket 20: electrode module mounting portion
100
111: hole 120: side cover
200: top cover 210: terminal
220: base busbar 300: fixed bar
310: heat conductive spacer 400: threaded bolt
410: main busbar 420: branch busbar
500: auxiliary busbar
Claims (6)
전극판을 보호하는 하우징(housing)인 사이드 커버(side-cover)와;
상기 사이드 커버 상부에 위치하며, 상부에 단자 및 하부에 단자와 연결 형성되는 베이스 부스바를 포함하는 탑 커버(top-cover)와;
상기 탑 커버 하부면과 수직하게 결합되며 다수의 전극판을 고정하는 고정바와;
상기 베이스 부스바와 수직하게 결합되는 전산볼트와;
상기 전산볼트 측면에 형성되는 보조 부스바;로 구성하되,
상기 고정바는 전극판 사이에 위치하는 절연성 스페이서를 더 포함하며, 상기 전산볼트는 전극판 사이에 위치하는 메인 부스바 또는 브랜치 부스바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 밸러스트 수 살균용 전극 모듈.
In the marine ballast water sterilization electrode module,
A side cover which is a housing protecting the electrode plate;
A top cover disposed on an upper side of the side cover and including a base bus bar formed at a top thereof and connected to a terminal at a bottom thereof;
A fixing bar coupled to the top cover lower surface and fixed to the plurality of electrode plates;
A threaded bolt coupled to the base busbar perpendicularly;
Auxiliary bus bar is formed on the side of the computer bolt;
The fixing bar further comprises an insulating spacer positioned between the electrode plate, the computed bolt further comprises a main busbar or branch busbar positioned between the electrode plate ship ballast water sterilization electrode module.
상기 전극판은 전산볼트, 보조 부스바와 양극/음극으로 교차배열한 후 양극판과 음극판 모두를 분리하여 적층 결선하는 모노폴라(Monopolar)형, 또는 양극과 음극의 구별이 없이 전이금속으로 코팅한 불용성 전극을 양극, 음극 모두 적용하거나 전극의 한면만 불용성 전극으로 코팅하여 적용하고 메인 구리 부스바 대신에 절연성 스페이서로 간격을 유지하여 양끝단의 전극에만 결선하는 바이폴라(Bipolar)형으로 결선하는 것을 특징으로 하는 선박 밸러스트 수 살균용 전극 모듈.
The method according to claim 1,
The electrode plate is a monopolar (Monopolar) type that cross-arranged with a computer bolt, an auxiliary busbar and an anode / cathode, and then separate and connect both the anode plate and the cathode plate, or an insoluble electrode coated with a transition metal without distinguishing between the anode and the cathode. It is applied to both the positive electrode and the negative electrode or by coating only one side of the electrode with an insoluble electrode, and to maintain a gap with an insulating spacer instead of the main copper busbar, it is connected in a bipolar (Bipolar) type to connect only to the electrodes at both ends Electrode module for ship ballast water sterilization.
상기 전극판에서 양극과 음극의 간격은 염분도 1PSU 이상의 처리조건에서 6mm 이하의 간격으로 유지하고, 해수 조건을 설계할 경우 최대 10mm 이하로 형성하는 것을 특징으로 하는 선박 밸러스트 수 살균용 전극 모듈.
The method according to claim 1,
Electrode module for ship ballast water sterilization characterized in that the gap between the positive electrode and the negative electrode in the electrode plate is maintained at a spacing of less than 6mm in the treatment conditions of salinity 1PSU or more, and when the seawater conditions are designed.
상기 전극판에서 양극 및 음극의 형상은 사각형, 원형, 다각형이 가능하고 음극은 0.5 ~ 20mm의 두께로 물리적으로 가공하지 않은 판형을 사용하는 것을 특징으로 하는 선박 밸러스트 수 살균용 전극 모듈.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The electrode plate of the positive electrode and the negative electrode in the shape of a square, a circle, a polygon is possible, the negative electrode is a vessel ballast water sterilization electrode module, characterized in that using a plate shape that is not physically processed to a thickness of 0.5 ~ 20mm.
상기 메인, 보조 또는 브랜치 부스바와, 양극 및 음극 단자는 구리, 니켈, 주석, 납, SS 또는 SUS 중 어느 하나의 재질로 구현하거나 구리에 니켈 및 주석 도금하는 형태로 구현하며, 절연성 스페이서는 PVC, PE, 아세탈 중 어느 하나의 재질로 구현하는 것을 특징으로 하는 선박 밸러스트 수 살균용 전극 모듈.
The method according to claim 1,
The main, auxiliary or branch busbars, the positive electrode and the negative electrode terminal is implemented in any one material of copper, nickel, tin, lead, SS or SUS or in the form of nickel and tin plating on copper, the insulating spacer is PVC, Marine ballast water sterilization electrode module, characterized in that implemented in any one material of PE, acetal.
상기 메인 부스바는 원형, 삼각형, 사각형, 다각형 중 어느 하나의 형상 및 2 ~ 20mm 범위 내의 두께로 형성하여 전극간격의 유지시키는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 선박 밸러스트 수 살균용 전극 모듈.
The method according to claim 5,
The main bus bar is formed of any one of a circle, a triangle, a square, a polygon and a thickness within the range of 2 ~ 20mm, the ballast water sterilization electrode module, characterized in that it serves to maintain the electrode spacing.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016052938A3 (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-26 | 주식회사 뉴워터텍 | Electrolytic water-treatment device |
KR101768119B1 (en) | 2017-02-02 | 2017-08-14 | 주식회사 뉴워터텍 | Electrolytic water treatment system |
KR101847528B1 (en) * | 2017-09-07 | 2018-05-28 | (주)시온텍 | Capacitive deionization electrode, its module and its manufacturing method |
CN109715284A (en) * | 2016-09-02 | 2019-05-03 | 比奥伊奥尼克斯公司 | Configuration device for electro-chemical water processing |
KR20200015214A (en) * | 2018-08-03 | 2020-02-12 | 경원에너텍 주식회사 | Electrode module for electrolysis device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100511155B1 (en) | 2003-11-21 | 2005-08-31 | 이엠코리아주식회사 | Expandable electrolyte cell |
KR20070031981A (en) * | 2007-02-28 | 2007-03-20 | 서두하 | Waste water treatment equipment and production method of using electrode plate frame |
KR100802364B1 (en) | 2006-05-17 | 2008-02-13 | (주) 테크로스 | Prefabricated electrode set |
KR20100008548U (en) * | 2009-02-19 | 2010-08-27 | (주) 테크로스 | Electrode Module |
-
2011
- 2011-12-08 KR KR1020110130831A patent/KR101272295B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100511155B1 (en) | 2003-11-21 | 2005-08-31 | 이엠코리아주식회사 | Expandable electrolyte cell |
KR100802364B1 (en) | 2006-05-17 | 2008-02-13 | (주) 테크로스 | Prefabricated electrode set |
KR20070031981A (en) * | 2007-02-28 | 2007-03-20 | 서두하 | Waste water treatment equipment and production method of using electrode plate frame |
KR20100008548U (en) * | 2009-02-19 | 2010-08-27 | (주) 테크로스 | Electrode Module |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016052938A3 (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-26 | 주식회사 뉴워터텍 | Electrolytic water-treatment device |
CN109715284A (en) * | 2016-09-02 | 2019-05-03 | 比奥伊奥尼克斯公司 | Configuration device for electro-chemical water processing |
JP2019526443A (en) * | 2016-09-02 | 2019-09-19 | バイオイオニクス、インコーポレイテッド | Configuration for electrochemical water treatment |
EP3507002A4 (en) * | 2016-09-02 | 2020-01-22 | Bioionix, Inc. | Configuration for electrochemical water treatment |
US10745300B2 (en) | 2016-09-02 | 2020-08-18 | Bioionix, Inc. | Configuration for electrochemical water treatment |
CN109715284B (en) * | 2016-09-02 | 2021-10-01 | 比奥伊奥尼克斯公司 | Configuration device for electrochemical water treatment |
AU2017318725B2 (en) * | 2016-09-02 | 2022-04-14 | Bioionix,Inc. | Configuration for electrochemical water treatment |
JP7130626B2 (en) | 2016-09-02 | 2022-09-05 | バイオイオニクス、インコーポレイテッド | Configuration for electrochemical water treatment |
KR101768119B1 (en) | 2017-02-02 | 2017-08-14 | 주식회사 뉴워터텍 | Electrolytic water treatment system |
KR101847528B1 (en) * | 2017-09-07 | 2018-05-28 | (주)시온텍 | Capacitive deionization electrode, its module and its manufacturing method |
KR20200015214A (en) * | 2018-08-03 | 2020-02-12 | 경원에너텍 주식회사 | Electrode module for electrolysis device |
KR102131344B1 (en) * | 2018-08-03 | 2020-07-07 | 경원에너텍 주식회사 | Electrode module for electrolysis device |
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