KR101366343B1

KR101366343B1 - Pipe type electrolyzer

Info

Publication number: KR101366343B1
Application number: KR1020120083992A
Authority: KR
Inventors: 김민수; 정진이; 정붕익; 김정식; 김민용; 신현수; 하창호; 탁영길
Original assignee: (주) 테크윈; 한국남부발전 주식회사
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2014-02-25
Also published as: KR20140017746A

Abstract

파이프형 전해조에 대한 발명이 개시된다. 개시된 파이프형 전해조는: 양극수가 이동하고, 내,외측으로 격자 형태로 관통된 격자관통부가 형성되며, 양극터미널이 마련되는 양극파이프와, 양극파이프의 둘레에 구비되는 격막과, 격막의 둘레와 공간부를 갖도록 배치되어 공간부를 통해 음극수가 이동하며, 음극터미널이 마련되는 음극파이프와, 양극파이프의 양측에 한 쌍 구비되어 음극파이프 양단부를 고정하며, 음극수공급부 또는 음극수배출부 중에 어느 하나가 각각 형성되는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Disclosed is a pipe-type electrolytic cell. The disclosed pipe-type electrolytic cell includes: a positive electrode pipe in which a positive electrode moves, a lattice penetrating penetrates into and out of a lattice form, an anode pipe provided with an anode terminal, a diaphragm provided around the anode pipe, and a circumference and a space of the diaphragm It is disposed to have a portion, the cathode water is moved through the space portion, the cathode pipe is provided with a cathode terminal, and a pair is provided on both sides of the anode pipe to fix both ends of the cathode pipe, either the cathode water supply portion or the cathode water discharge portion, respectively It characterized in that it comprises a fixing portion formed.

Description

Pipe Type Electrolyzer {PIPE TYPE ELECTROLYZER}

본 발명은 파이프형 전해조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전해 반응 중 발생한 수소배출이 용이하고, 파이프 형태로 이루어져 내압성이 우수하며, 음극파이프와 양극파이프 사이에 구비된 격막으로 인해 수소가 양극에서 발생하는 산소와 혼합되는 것을 방지하여 고순도의 수소를 분리할 수 있는 파이프형 전해조에 관한 것이다.
The present invention relates to a pipe-type electrolytic cell, and more particularly, it is easy to discharge the hydrogen generated during the electrolytic reaction, it is made in the form of a pipe excellent in pressure resistance, due to the diaphragm provided between the cathode pipe and the anode pipe hydrogen in the anode The present invention relates to a pipe-type electrolytic cell that can separate hydrogen of high purity by preventing mixing with generated oxygen.

일반적으로 해수 담수화설비, 발전소 및 선박의 발라스트 탱크에는 대량의 해수가 사용된다. 특히, 발전소에서는 발전장치의 발전과정에서 발생되는 폐증기를 복수시키기 위하여 바닷물을 냉각수로 사용하고 있다.In general, large amounts of seawater are used for ballast tanks in seawater desalination plants, power plants and ships. In particular, the power plant uses seawater as cooling water to amplify the waste steam generated in the power generation process.

이러한 복수 장치에 사용되는 냉각수는 해저생물, 생작물 즉 해조류, 조개류 등의 알 또는 포자를 살균처리할 수 있어야만 하며, 이를 위해 종래에는 해수 전해조로써 바닷물을 전기분해한 후 이를 통해 생성된 차아염소산소다(NaOCl)를 이용하여 상기한 각종 생물의 처리가 이루어질 수 있도록 하고 있다.The cooling water used in the plurality of devices must be able to sterilize eggs or spores of sea creatures, crops such as seaweeds, shellfish, etc. To this end, conventionally, hypochlorous acid is produced through electrolysis of seawater with seawater electrolyzer. (NaOCl) is used to treat the various organisms described above.

기존의 해수 전해조는 사각형태로 이루어지는 것으로서, 기존의 사각형 해수 전해조는 해수의 전기분해시 양극에서 생성되는 염소(Cl2)와 음극에서 생성되는 수산화나트륨(NaOH)가 반응하여 차아염소산소다를 생산하는 설비이며, 이렇게 생산된 차아염소산소다는 강한 산화력을 가지고 있어서 해수 냉각계통에 해당생물의 부착을 억제하는데 탁월한 효과를 나타내고 있다.Conventional seawater electrolyzers have a rectangular shape. Existing rectangular seawater electrolyzers produce sodium hypochlorite by reacting chlorine (Cl2) at the anode and sodium hydroxide (NaOH) at the cathode during electrolysis of seawater. Sodium hypochlorite produced in this way has a strong oxidizing power has an excellent effect in inhibiting the adhesion of the organism to the seawater cooling system.

기존의 해수 전해조는 사각 전해조를 단독 또는 다수 개 연결하여 사용하는 것으로서, 각각의 사각 전해조는 판형 또는 메쉬형 양극과 음극이 하나 이상 교대로 적층된 무 격막 방식의 전해조로 구성되어 있으며, 각 전극의 양단에 단자부로 연결되어 있다. 전해반응 시에는 전해조의 하부 유입부를 통해 해수가 유입되고 전극 사이로 해수가 흘러가며 전해반응을 통해 차아염소산나트륨을 생성하여 상부 배출부로 배출하게 되는 것이다.Conventional seawater electrolyzers use single or multiple square electrolyzers. Each square electrolyzer consists of a diaphragm-type electrolyzer in which one or more plate or mesh anodes and cathodes are alternately stacked. It is connected to the terminals at both ends. In the electrolytic reaction, seawater is introduced through the lower inlet of the electrolyzer, and seawater flows between the electrodes, and sodium hypochlorite is generated through the electrolytic reaction and discharged to the upper outlet.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록실용신안공보 제0397851호(고안의 명칭: 해수 전해용 전해조)에 제시되어 있다.
Background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Utility Model Publication No. 0397851 (designated name: electrolytic cell for seawater electrolysis).

종래의 해수용 사각 전해조는, 전해반응 중 발생된 수소가스의 원할한 배출이 어렵고, 전해조의 내압성이 떨어지며, 무격막 방식으로 인해 수소가 양극에서 발생되는 산소 등과 혼합되어 고순도의 수소를 포집하는데 어려움이 있다.Conventional seawater square electrolytic cell is difficult to discharge the hydrogen gas generated during the electrolytic reaction, the pressure resistance of the electrolytic cell is poor, it is difficult to capture high-purity hydrogen by mixing with the oxygen generated from the anode due to the non-diaphragm method There is this.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.Therefore, there is a need to improve this.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 음극파이프와 양극파이프로 이루어진 이중관 형태로 구성하여 음극수와 양극수를 분리 공급하고, 양극파이프 둘레에는 격막을 형성하여 해수 전해시 발생한 이온 물질의 이동을 제어하며, 양극와 음극에서 생성된 각각의 전해 반응액과 기체를 분리 배출하도록 하는 파이프형 전해조를 제공하는 것이 목적이다.The present invention has been created by the necessity as described above, is composed of a double pipe consisting of a cathode pipe and a cathode pipe to separate and supply the cathode water and anode water, forming a diaphragm around the anode pipe to form the ionic material generated during seawater electrolysis It is an object of the present invention to provide a pipe-type electrolytic cell that controls movement and separates and discharges respective electrolytic reaction liquids and gases generated at the anode and the cathode.

또한, 본 발명은 격막식 전해조를 이용하여 기체분리 특성을 이용하여 음극에서 생성되는 수소를 양극에서 발생되는 산소 등의 물질과의 혼합을 방지하여 고순도의 수소로 생성하여 연료전지 등의 연료로 사용할 수 있도록 하는 파이프형 전해조를 제공하는 것이 목적이다.
In addition, the present invention by using a diaphragm type electrolyzer to prevent the mixing of hydrogen generated at the cathode with substances such as oxygen generated at the anode by using the gas separation characteristics to generate high purity hydrogen to be used as fuel for fuel cells, etc. It is an object of the present invention to provide a pipe-type electrolyzer.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프형 전해조는, 양극수가 이동하고, 내,외측으로 격자 형태로 관통된 격자관통부가 형성되며, 양극터미널이 마련되는 양극파이프; 상기 양극파이프의 둘레에 구비되는 격막; 상기 격막의 둘레와 공간부를 갖도록 배치되어 상기 공간부를 통해 음극수가 이동하며, 음극터미널이 마련되는 음극파이프; 및 상기 양극파이프의 양측에 각각 구비되어 상기 음극파이프 양단부를 고정하며, 음극수공급부 또는 음극수배출부 중에 어느 하나가 각각 형성되는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a pipe type electrolytic cell according to an embodiment of the present invention includes: a positive electrode pipe in which a positive electrode moves, a lattice penetrating portion penetrated inward and outward is formed, and an anode terminal is provided; A diaphragm provided around the anode pipe; A negative electrode pipe disposed to have a circumference and a space portion of the diaphragm to move the negative electrode water through the space portion, and to form a negative electrode terminal; And fixed portions provided at both sides of the positive electrode pipe to fix both ends of the negative electrode pipe, and any one of the negative electrode water supply unit and the negative electrode water discharge unit is formed.

또한, 상기 격자관통부는 상기 양극파이프의 설정구간에 메쉬 또는 타공망의 격자 형태로 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the lattice penetrating portion is characterized in that penetrating formed in the grid form of the mesh or perforated network in the set section of the anode pipe.

또한, 상기 양극터미널은 상기 양극파이프의 양측 단부에 각각 마련되고, 상기 양극터미널은 상기 양극파이프의 전체 둘레를 감싸면서 접촉되고, 절곡된 양단 플랜지부에 전선연결구멍을 갖는 금속판재 형태로 마련되는 것을 특징으로 한다.In addition, the anode terminal is provided at both ends of the anode pipe, respectively, the anode terminal is in contact with a wrap around the entire circumference of the anode pipe, it is provided in the form of a metal plate having a wire connection hole in the bent both ends flange It is characterized by.

또한, 메쉬 또는 타공망의 상기 격자관통부는 티타늄재질로 형성되고, 표면은 불용성 양극 특성을 지니도록 백금 족 산화물이 코팅되는 것을 특징으로 한다.In addition, the lattice penetrating portion of the mesh or perforated network is formed of a titanium material, the surface is characterized in that the platinum group oxide is coated to have an insoluble anode properties.

또한, 상기 양극수는 해수가 사용되고, 상기 음극수는 칼슘과 마그네슘이 희박한 염수와 같은 전해질 용액 또는 해수인 것을 특징으로 한다.In addition, the positive water is used as seawater, the negative water is characterized in that the electrolyte solution or seawater, such as brine rarely calcium and magnesium.

또한, 상기 양극파이프의 양측 단에는 양극수 연결수단이 구비되고, 상기 양극수 연결수단은 소켓이며. 상기 양극파이프는 복수 개를 연결하여 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, both ends of the positive electrode pipe is provided with a positive number connecting means, the positive number connecting means is a socket. The anode pipe is characterized by using a plurality of connections.

또한, 상기 격막은 세라믹, 알루미나의 무기계 멤브레인, 다공성 고분자계 멤브레인, 이온교환막 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 이루어져 용액 상의 전해질 이온을 유통시킬 수 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the diaphragm is made of at least one selected from ceramics, inorganic membranes of alumina, porous polymer membranes, ion exchange membranes, characterized in that made of a structure capable of circulating the electrolyte ions in the solution.

또한, 상기 음극터미널은 상기 음극파이프의 중심부에 마련되고, 상기 음극터미널은 상기 음극파이프의 전체 둘레를 감싸면서 접촉되고, 절곡된 양단 플랜지부에 전선연결구멍을 갖는 금속판재 형태로 마련되는 것을 특징으로 한다.In addition, the negative electrode terminal is provided in the center of the negative electrode pipe, the negative electrode terminal is in contact with a wrap around the entire circumference of the negative electrode pipe, characterized in that formed in the form of a metal plate having a wire connection hole in the bent both ends flange. It is done.

또한, 상기 음극수공급부 및 상기 음극수배출부에는 음극수 연결수단이 구비되고, 상기 음극수 연결수단은 소켓이며, 상기 음극파이프는 복수 개를 연결하여 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the cathode water supply unit and the cathode water discharge unit is provided with a cathode water connecting means, the cathode water connecting means is a socket, characterized in that the cathode pipe is used by connecting a plurality.

또한, 상기 고정부는, 상기 양극파이프의 양측 둘레에 각각 설치되어 상기 음극파이프의 일단부 또는 타단부를 고정하는 고정블록; 상기 음극수공급부 또는 상기 음극수배출부를 기준으로 상기 고정블록의 양측 외주면에 형성된 나사산에 각각 체결되는 고정너트; 및 상기 고정너트에 각각 걸려지는 걸림턱부가 형성되어 상기 고정너트의 체결에 의해 상기 고정블록에 가압 밀착되는 부시를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fixing unit, the fixed block is provided around each side of the positive electrode pipe for fixing one end or the other end of the negative electrode pipe; Fixing nuts respectively fastened to threads formed on outer peripheral surfaces of both sides of the fixing block based on the cathode water supply unit or the cathode water discharge unit; And a locking jaw formed on each of the fixing nuts, the bush being pressed against the fixing block by the fastening of the fixing nuts.

또한, 상기 고정블록은 상기 음극파이프와 접하여 고정하는 제1접촉부를 구비하되, 상기 제1접촉부는 적어도 음극파이프의 내경 이상의 내경을 갖도록 형성되고, 상기 고정블록은 상기 양극파이프와 접하는 제2접촉부를 구비하되, 상기 제2접촉부는 수밀을 위해 상기 양극파이프의 외경에 접하도록 원통관 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the fixing block is provided with a first contact portion for fixing in contact with the cathode pipe, the first contact portion is formed to have an inner diameter of at least the inner diameter of the cathode pipe, the fixing block is a second contact portion in contact with the anode pipe Wherein, the second contact portion is characterized in that it is formed in the form of a cylindrical tube to contact the outer diameter of the anode pipe for watertight.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프형 전해조는, 음극파이프와 양극파이프로 이루어진 이중관 형태로 구성하여 음극수와 양극수를 분리 공급하고, 양극파이프 둘레에는 격막을 형성하여 해수 전해시 발생한 이온 물질의 이동을 제어하며, 양극와 음극에서 생성된 각각의 전해 반응액과 기체를 분리 배출할 수 있다.As described above, the pipe-type electrolytic cell according to the present invention is configured in a double tube form consisting of a cathode pipe and an anode pipe to separately supply cathode water and anode water, and form a diaphragm around the anode pipe to form ions generated during seawater electrolysis. It controls the movement of the material, it is possible to separate and discharge each of the electrolytic reaction solution and gas generated in the anode and cathode.

또한, 본 발명은 격막식 전해조를 이용하여 기체분리 특성을 이용하여 음극에서 생성되는 수소를 양극에서 발생되는 산소 등의 물질과의 혼합을 방지하여 고순도의 수소로 생성하여 연료전지 등의 연료로 사용할 수 있다.
In addition, the present invention by using a diaphragm type electrolyzer to prevent the mixing of hydrogen generated at the cathode with substances such as oxygen generated at the anode by using the gas separation characteristics to generate high purity hydrogen to be used as fuel for fuel cells, etc. Can be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프형 전해조 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프형 전해조 주요부 정면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프형 전해조의 일측 단부를 부분 절개 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프형 전해조의 주요부 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프형 전해조의 일측 단부 단면도,
도 6은 도 4의 A-A선 단면도이다.1 is a perspective view of a pipe-type electrolytic cell according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a front view of the main portion of the pipe-type electrolytic cell according to an embodiment of the present invention,
3 is a partial cutaway perspective view of one end of the pipe-type electrolytic cell according to an embodiment of the present invention,
4 is a cross-sectional view of an essential part of a pipe-type electrolytic cell according to an embodiment of the present invention;
5 is a cross-sectional end view of one side of a pipe-type electrolytic cell according to an embodiment of the present invention;
6 is a sectional view taken along line AA in Fig.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프형 전해조를 설명하도록 한다.Hereinafter, a pipe type electrolytic cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프형 전해조 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프형 전해조 주요부 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프형 전해조의 일측 단부를 부분 절개 사시도이다.1 is a perspective view of a pipe-type electrolytic cell according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front view of the main portion of the pipe-type electrolytic cell according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a pipe-type electrolytic cell according to an embodiment of the present invention One side end is a partial cutaway perspective view.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프형 전해조의 주요부 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프형 전해조의 일측 단부 단면도이며, 도 6은 도 4의 A-A선 단면도이다.
4 is a cross-sectional view of an essential part of a pipe-type electrolytic cell according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view of one end of a pipe-type electrolytic cell according to an embodiment of the present invention, and FIG.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프형 전해조는, 양극파이프(10), 격막(20), 음극파이프(30) 및 고정부(40)를 포함한다.1 to 6, a pipe type electrolytic cell according to an embodiment of the present invention includes a positive electrode pipe 10, a diaphragm 20, a negative electrode pipe 30, and a fixing part 40.

양극파이프(10)는 내부를 중공을 통해 양극수가 이동하고, 내,외측으로 격자 형태로 관통된 격자관통부(14)가 형성되며, 양극터미널(12)이 마련된다.In the anode pipe 10, the anode water moves through the hollow, and the grid through part 14 penetrated inward and outward in a lattice form is formed, and the anode terminal 12 is provided.

양극파이프(10)는 도전성을 갖는 금속파이프를 사용하도록 하고, 원형 또는 다각형 파이프를 사용하도록 한다. 본 발명의 도면에서는 일 예로서 양극파이프(10)를 원형파이프로 적용하는 상태를 도시한다.The anode pipe 10 uses a conductive metal pipe, and uses a circular or polygonal pipe. In the drawings of the present invention as an example shows a state in which the anode pipe 10 is applied as a circular pipe.

격자관통부(14)는 양극파이프(10)의 설정구간에 메쉬 또는 타공망의 격자 형태로 관통 형성된다. 격자관통부(14)는 원형파이프인 양극파이프(10)에서 중심 구간에 형성되는 것이 바람직하고, 격자관통부(14)와 연결되는 양극파이프(10)의 양측구간은 원형파이프 형태로 유지된다.The grating through portion 14 is formed to penetrate in the form of a grid of a mesh or perforated network in the set section of the anode pipe (10). The grid through portion 14 is preferably formed in the center section in the anode pipe 10, which is a circular pipe, both sides of the anode pipe 10 connected to the grid through portion 14 is maintained in the shape of a circular pipe.

격자관통부(14) 구간과 원형파이프 구간으로 이루어진 양극파이프(10)는 두개의 부재를 별도로 가공하여 접합하거나, 하나의 원형파이프에 중심 구간에 메쉬가공 또는 타공망가공을 통해 격자관통부(14)를 형성하여 양극파이프(10)를 제조하여 사용할 수도 있다.The anode pipe (10) consisting of a grid through section (14) and a circular pipe section is processed by joining the two members separately, or a grid through the mesh processing or perforated network processing in the center section in one circular pipe 14 It can also be used to manufacture the anode pipe 10 by forming a.

양극터미널(12)은 양극파이프(10)의 양측 단부에 각각 마련된다. 양극터미널(12)은 양극파이프(10)의 전체 둘레를 감싸면서 접촉되고, 절곡된 양단 플랜지부(16)에 전선연결구멍(18)을 갖는 금속판재 형태로 마련된다.The anode terminal 12 is provided at both ends of the anode pipe 10, respectively. The positive electrode terminal 12 is in contact with the entire circumference of the positive electrode pipe 10 and is provided in the form of a metal plate having a wire connection hole 18 in the bent flange portion 16.

양극터미널(12)이 접촉되는 양극파이프(10)의 둘레면은 양극파이프의 다른 부의 외주면보다 높은 단차 및 두께를 갖도록 안착돌부(19)가 형성된다. The seating protrusions 19 are formed on the circumferential surface of the anode pipe 10 in contact with the anode terminal 12 to have a step height and a thickness higher than that of the outer circumferential surface of the other portion of the anode pipe.

메쉬 또는 타공망의 격자관통부(14)는 티타늄재질로 형성되고, 표면은 불용성 양극 특성을 지니도록 백금 족 산화물이 코팅된다.The lattice penetrating portion 14 of the mesh or perforated network is formed of a titanium material, and the surface is coated with a platinum group oxide to have insoluble anode properties.

양극파이프(10)의 내부를 이동하는 양극수는 해수가 사용되고, 음극파이프(30)의 내부를 음극수는 칼슘과 마그네슘이 희박한 염수와 같은 전해질 용액 또는 해수일 수 있다.The anode water moving inside the anode pipe 10 may be seawater, and the cathode water inside the cathode pipe 30 may be an electrolyte solution or seawater, such as brine, in which calcium and magnesium are lean.

양극파이프(10)의 양측 단에는 양극수 연결수단(60)이 구비된다. 양극수 연결수단(60)은 소켓이다. 양극수 연결수단(60)은 소켓 이외에 다른 연결 수단으로 이루어질 수 있다.Both ends of the anode pipe 10 are provided with anode connection means 60. Anode coupling means 60 is a socket. The positive water connecting means 60 may be made of other connecting means in addition to the socket.

양극파이프(10)는 복수 개를 연결하여 사용할 수 있다.The anode pipe 10 may be used by connecting a plurality of.

격막(20)은 양극파이프의 둘레에 구비되는 구성이다.The diaphragm 20 is the structure provided around the anode pipe.

격막(20)은 세라믹, 알루미나의 무기계 멤브레인, 다공성 고분자계 멤브레인, 이온교환막 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 이루어져 용액 상의 전해질 이온을 유통시킬 수 있는 구조를 갖는다.The diaphragm 20 is made of at least one selected from ceramics, inorganic membranes of alumina, porous polymer membranes, and ion exchange membranes, and has a structure capable of circulating electrolyte ions in a solution.

격막(20)의 양단부는 절연재질로 이루어진 고정절연튜브(미도시)에 의해 고정될 수 있다. 고정절연튜브는 양극파이프(10) 또는 고정부(40)의 고정블록(42)에 고정되거나, 접촉되는 상태로 배치될 수 있다.Both ends of the diaphragm 20 may be fixed by a fixed insulating tube (not shown) made of an insulating material. The fixed insulating tube may be fixed to or in contact with the fixed block 42 of the anode pipe 10 or the fixed portion 40.

격막(20)은 양극파이프의 둘레면에 접촉되거나 둘레면에 이격되게 배치될 수 있다.The diaphragm 20 may be disposed in contact with the circumferential surface of the anode pipe or spaced apart from the circumferential surface.

음극파이프(30)는 격막(20)의 둘레와 공간부를 갖도록 배치되어 공간부(40)를 통해 음극수가 이동하며, 음극터미널(32)이 마련된다.The cathode pipe 30 is disposed to have a circumference and a space portion of the diaphragm 20 to move the cathode water through the space portion 40, and a cathode terminal 32 is provided.

음극터미널(32)은 음극파이프(30)의 중심부에 마련된다.The negative electrode terminal 32 is provided at the center of the negative electrode pipe 30.

음극터미널(32)은 음극파이프(30)의 전체 둘레를 감싸면서 접촉되고, 절곡된 양단 플랜지부(34)에 전선연결구멍(36)을 갖는 금속판재 형태로 마련된다.The negative electrode terminal 32 is contacted while covering the entire circumference of the negative electrode pipe 30, and is provided in the form of a metal plate having a wire connection hole 36 in the bent end flange portion 34.

고정부(40)는 양극파이프(10)의 양측에 각각 구비되어 음극파이프(30) 양단부를 고정하며, 음극수공급부(50) 또는 음극수배출부(52) 중에 어느 하나가 각각 형성된다.The fixing parts 40 are provided on both sides of the positive electrode pipe 10 to fix both ends of the negative electrode pipe 30, and either one of the negative electrode water supply unit 50 and the negative electrode water discharge unit 52 is formed.

음극수공급부(50) 및 음극수배출부(52)에는 음극수 연결수단(70)이 구비된다. 음극수 연결수단(70)은 소켓이다. 음극수 연결수단(70)은 소켓 이외에 다른 연결 수단으로 이루어질 수 있다.The cathode water supply unit 50 and the cathode water discharge unit 52 are provided with a cathode water connecting means 70. Cathode number connecting means 70 is a socket. Cathode number connecting means 70 may be made of other connecting means in addition to the socket.

음극파이프(30)는 복수 개를 연결하여 사용할 수 있다.The cathode pipe 30 may be used by connecting a plurality of.

고정부(40)는 양극파이프(10)의 양측 둘레에 각각 설치되어 음극파이프(30)의 일단부 또는 타단부를 고정하는 고정블록(42)과, 음극수공급부(50) 또는 음극수배출부(52)를 기준으로 고정블록(42)의 양측 외주면에 형성된 나사산에 각각 체결되는 고정너트(44)와, 고정너트(44)에 각각 걸려지는 걸림턱부가 형성되어 고정너트(44)의 체결에 의해 고정블록(42)에 가압 밀착되는 부시(46)를 포함한다.The fixing part 40 is installed around both sides of the positive electrode pipe 10, respectively, and a fixed block 42 for fixing one end or the other end of the negative electrode pipe 30, and the negative electrode water supply part 50 or the negative electrode water discharge part. A fixing nut 44 fastened to the threads formed on both outer peripheral surfaces of the fixing block 42 on the basis of the 52, and a locking jaw portion which is fastened to the fixing nut 44, respectively, is formed to fasten the fixing nut 44. It includes a bush 46 in close contact with the fixed block 42 by.

고정블록(42)은 양극파이프(10)의 중심을 기준으로 양측에 대응되게 한 쌍 구비된다.The fixed block 42 is provided with a pair to correspond to both sides with respect to the center of the anode pipe (10).

부시(46)의 내측면과 고정블럭(42)의 외측면 사이에는 밀봉을 위한 오링(58, O-ring)이 구비될 수 있다. 오링(58)의 설치개수와 오링(58)의 설치위치는 제한되지 않는다. 부시(46)에는 오링(58)을 일부를 삽입하기 위한 삽입홈부(미도시)가 형성될 수 있다.An O-ring 58 for sealing may be provided between the inner surface of the bush 46 and the outer surface of the fixing block 42. The number of installation of the O-ring 58 and the installation position of the O-ring 58 are not limited. The bush 46 may have an insertion groove (not shown) for inserting a portion of the O-ring 58.

도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 도면에서는 음극수공급부(50)는 배출관 형태로서 우측에 구비된 고정블록(42)에 구비되고, 음극수배출부(52)는 배출관 형태로서 좌측에 구비된 고정블록(42)에 구비된다. 음극수공급부(50) 및 음극수배출부(52) 설치위치가 서로 바뀔 수 있다. 2 and 4, in the drawing of the present invention, the cathode water supply unit 50 is provided in the fixed block 42 provided on the right side in the form of discharge pipe, the cathode water discharge unit 52 is in the form of discharge pipe on the left side It is provided on the fixed block 42 provided. The negative water supply unit 50 and the negative water discharge unit 52 may be installed at different positions.

고정블록(42)은 음극파이프(30)와 접하여 고정하는 제1접촉부(54)를 구비하되, 제1접촉부(54)는 적어도 음극파이프(30)의 내경 이상의 내경을 갖도록 형성된다. 즉, 고정블록(42)의 제1접촉부(54)의 내경은 음극파이프(30)의 내경과 같거나, 음극파이프(30)의 내경 보다 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.The fixing block 42 includes a first contact portion 54 fixed to be in contact with the cathode pipe 30, and the first contact portion 54 is formed to have an inner diameter of at least an inner diameter of the cathode pipe 30. That is, the inner diameter of the first contact portion 54 of the fixed block 42 is preferably the same as the inner diameter of the negative electrode pipe 30 or larger than the inner diameter of the negative electrode pipe 30.

또한, 고정블록(42)의 제1접촉부(54)의 내경은 양극파이프(10)의 외경 또는 격막(10)의 외경과 접촉되지 않으면서 공간부(38)를 갖는 상태로 음극수가 이동하도록 이격 배치된다.In addition, the inner diameter of the first contact portion 54 of the fixed block 42 is spaced apart so that the cathode number moves in the state having the space portion 38 without being in contact with the outer diameter of the anode pipe 10 or the outer diameter of the diaphragm 10. Is placed.

고정블록(40)은 양극파이프(10)의 양단부 둘레면에 서로 마주보도록 좌측 고정블록과 우측 고정블록 등과 같이 한 쌍 형성된다.The fixed block 40 is formed in a pair, such as the left fixed block and the right fixed block to face each other on the peripheral surface of the both ends of the anode pipe (10).

고정블록(42)은 양극파이프(10)와 접하는 제2접촉부(56)를 구비하되, 제2접촉부(56)는 수밀을 위해 양극파이프(10)의 외경에 접하도록 원통관 형태로 형성된다.The fixed block 42 is provided with a second contact portion 56 in contact with the anode pipe 10, the second contact portion 56 is formed in the form of a cylindrical tube so as to contact the outer diameter of the anode pipe 10 for watertight.

한편, 고정블록(42)의 제1접촉부(54)의 내경은 제2접촉부(56)의 내경에 비하여 더 크게 형성됨으로써, 제2접촉부(56)가 양극파이프(10)의 둘레면에 고정되는 경우, 제1접촉부(54)의 내경과 격막(20) 사이에는 공간부(38)가 형성되어 음극수의 이동공간을 확보할 수 있는 것이다.
On the other hand, the inner diameter of the first contact portion 54 of the fixing block 42 is formed larger than the inner diameter of the second contact portion 56, so that the second contact portion 56 is fixed to the circumferential surface of the anode pipe 10 In this case, a space 38 is formed between the inner diameter of the first contact portion 54 and the diaphragm 20 to secure a moving space of the number of cathodes.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프형 전해조의 작용을 살펴보도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings to look at the action of the pipe-type electrolytic cell according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 1 , 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 양극파이프(10)의 우측으로 부터 양극수를 공급하고, 우측에 배치된 고정블록(42)의 음극수공급부(50)로 부터 음극수를 공급한다.First, as shown in FIGS. 1, 2 and 5, the anode water is supplied from the right side of the anode pipe 10, and the cathode is supplied from the cathode water supply unit 50 of the fixed block 42 disposed on the right side. Supply water.

연이어, 양극수는 양극파이프(10)의 내부를 이동하면서 격자관통부(14)를 통해 격막(20)에 접촉된다. 그리고, 음극수는 고정블록(42)의 내경을 통해 음극파이프(30)의 내경을 거쳐 이동하여 격막(20)과 접촉된다.Subsequently, the anode water is brought into contact with the diaphragm 20 through the lattice penetrating portion 14 while moving inside the anode pipe 10. Then, the cathode water moves through the inner diameter of the cathode pipe 30 through the inner diameter of the fixed block 42 to be in contact with the diaphragm 20.

이러한 상태에서, 양극파이프(10)의 둘레에 마련된 양극터미널(12)에 전선을 통해 양극전원(+)을 인가하고, 음극파이프(30)의 둘레에 마련된 음극터미널(32)에 전선을 통해 음극전원(-)을 인가하여 도전시키면 금속재인 양극파이프(10)와 음극파이프(30)에 통전이 이루어지면 양극수와 음극수에 전기를 인가하여 전기분해 시킨다.In this state, the positive electrode power supply (+) is applied to the positive electrode terminal 12 provided around the positive electrode pipe 10 through the wire, and the negative electrode through the wire to the negative electrode terminal 32 provided around the negative electrode pipe 30. When electric power is applied by applying power (-), when electricity is supplied to the anode pipe 10 and the cathode pipe 30, which are metal materials, electricity is applied to the anode water and the cathode water to electrolysis.

이와 같이, 전기분해 작용에 의해 종래의 구성에서 설명한 바와 같이, 양극파이프(10) 내부를 이동하는 해수의 염화나트륨(NaCl) 성분은 전기분해에 의해 양극에서 염소이온이 산화하여 염소(Cl2) 및 산소(O2)를 생성하고, 음극파이프(30) 내부를 이동하는 염수와 같은 전해질 용액 또는 해수는 물(H2O) 분해반응에 의해 수산화이온과 수소가스(H2)를 생성하게 된다. Thus, as described in the conventional configuration by the electrolytic action, the sodium chloride (NaCl) component of the seawater that moves inside the anode pipe 10 is chlorine ions at the anode by electrolysis to chlorine (Cl2) and oxygen Electrolyte solution or seawater such as brine that generates (O 2) and moves inside the cathode pipe 30 generates hydroxide ions and hydrogen gas (H 2) by a water (H 2 O) decomposition reaction.

이때, 양극파이프(10)의 내부에 형성된 산소와 음극파이프(30)의 내부에 형성된 수소가 격막(20)에 의해 분리되어 혼합이 방지된 상태로 양극파이프(10)의 배출측으로 양극수와 산소가 배출되고, 고정블록(42)의 음극수배출부(52)를 통해 음극수와 수소가 배출되는 것이다.At this time, oxygen formed in the anode pipe 10 and hydrogen formed in the cathode pipe 30 are separated by the diaphragm 20 to prevent the mixing of the anode water and oxygen to the discharge side of the anode pipe 10. Is discharged, and the cathode water and hydrogen are discharged through the cathode water discharge unit 52 of the fixed block 42.

고정블록(42)의 음극수배출부(52)를 통해 배출된 수소는 소정 장소에 배치된 수거부에서 수집됨으로써 고순도의 수소를 포집할 수 있는 장점을 갖는다.Hydrogen discharged through the cathode water discharge unit 52 of the fixed block 42 has the advantage of collecting high purity hydrogen by being collected in the collection unit disposed in a predetermined place.

따라서, 본 발명의 파이프형 전해조는 음극파이프(30)와 양극파이프(10)로 이루어진 이중관 형태로 구성하여 음극수와 양극수를 분리 공급하고, 양극파이프(10) 둘레에는 격막(20)을 형성하여 해수 전해시 발생한 이온 물질의 이동을 제어하며, 양극와 음극에서 생성된 각각의 전해 반응액과 산소 및 수소 등의 기체를 분리 배출할 수 있다.Therefore, the pipe-type electrolytic cell of the present invention is configured in the form of a double tube consisting of the cathode pipe 30 and the anode pipe 10 to supply and separate the cathode and anode water, and to form a diaphragm 20 around the anode pipe 10. By controlling the movement of the ionic material generated during the electrolysis of seawater, it is possible to separate and discharge each of the electrolytic reaction solution and gas such as oxygen and hydrogen generated at the anode and cathode.

또한, 본 발명의 파이프형 전해조는 격막식 전해조를 이용하여 기체분리 특성을 이용하므로 음극에서 생성되는 수소를 양극에서 발생되는 산소 등의 물질과의 혼합을 방지하여 고순도의 수소로 생성하여 연료전지 등의 연료로 사용할 수 있다.In addition, the pipe-type electrolytic cell of the present invention utilizes a gas separation characteristic using a diaphragm type electrolyzer, thus preventing hydrogen from the cathode from being mixed with substances such as oxygen generated from the anode to produce hydrogen of high purity to produce a fuel cell. Can be used as fuel.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be defined by the following claims.

10 : 양극파이프 12 : 양극터미널
14 : 격자관통부 16 : 플랜지부
18 : 전선연결구멍 20 : 격막
30 : 음극파이프 32 : 음극터미널
34 : 플랜지부 36 : 전선연결구멍
40 : 고정부 42 : 고정블록
44 : 고정너트 46 : 부시
48 : 걸림턱부 50 : 음극수공급부
52 : 음극수배출부 54 : 제1접촉부
56 : 제2접촉부 60 : 양극수 연결수단
70 : 음극수 연결수단10: anode pipe 12: anode terminal
14 grid portion 16 flange portion
18: wire connection hole 20: diaphragm
30: cathode pipe 32: cathode terminal
34 flange portion 36 wire connection hole
40: fixed part 42: fixed block
44: fixing nut 46: bush
48: locking jaw 50: cathode water supply
52: cathode water discharge portion 54: first contact portion
56 second contact portion 60 positive electrode connection means
70: cathode connection means

Claims

A positive electrode pipe in which a positive electrode moves, a lattice penetrating portion penetrates into and out of a lattice shape, and an anode terminal is provided;
A diaphragm provided around the anode pipe;
A negative electrode pipe disposed to have a circumference and a space portion of the diaphragm to move the negative electrode water through the space portion, and to form a negative electrode terminal; And
A pipe type electrolyzer, which is provided on both sides of the positive electrode pipe and fixes both ends of the negative electrode pipe, and each of which includes a fixing part in which one of a cathode water supply part and a cathode water discharge part is formed.

The method of claim 1,
The lattice penetrating portion is a pipe-type electrolytic cell, characterized in that penetrating formed in the grid form of a mesh or perforated network in the set section of the anode pipe.

The method of claim 1,
The anode terminal is provided at each end of the anode pipe,
The anode terminal is in contact with the entire circumference of the anode pipe is in contact with the pipe-type electrolytic cell, characterized in that provided in the form of a metal plate having a wire connection hole in the bent flange portion.

3. The method of claim 2,
The lattice penetrating portion of the mesh or perforated network is formed of a titanium material, the surface of the pipe-type electrolytic cell, characterized in that the platinum group oxide is coated to have an insoluble anode characteristics.

The method of claim 1,
The anode water is used seawater,
The cathode water is a pipe-type electrolytic cell, characterized in that the electrolyte solution or sea water, such as lean calcium and magnesium lean.

The method of claim 1,
Both ends of the positive electrode pipe is provided with a positive number connecting means,
The positive electrode connecting means is a socket.
The anode pipe is a pipe-type electrolytic cell, characterized in that used by connecting a plurality.

The method of claim 1,
The diaphragm is made of at least one selected from the group consisting of ceramics, inorganic membranes of alumina, porous polymer membranes, and ion exchange membranes.

The method of claim 1,
The negative terminal is provided in the center of the negative electrode pipe,
The negative electrode terminal is in contact with the entire circumference of the negative electrode pipe, the pipe-type electrolytic cell, characterized in that provided in the form of a metal plate having a wire connection hole in the bent both ends flange.

The method of claim 1,
The cathode water supply unit and the cathode water discharge unit is provided with a cathode water connecting means,
The negative number connecting means is a socket,
The cathode pipe is a pipe-type electrolytic cell, characterized in that used by connecting a plurality.

The method of claim 1,
The fixing unit includes:
Fixed blocks installed around both sides of the anode pipe to fix one end or the other end of the cathode pipe;
Fixing nuts respectively fastened to threads formed on outer peripheral surfaces of both sides of the fixing block based on the cathode water supply unit or the cathode water discharge unit; And
A hooking jaw portion formed on each of the fixing nuts is formed, the pipe-type electrolytic cell comprising a bush which is pressed against the fixing block by fastening of the fixing nut.

The method of claim 10,
The fixing block is provided with a first contact portion for fixing in contact with the cathode pipe, the first contact portion is formed to have an inner diameter of at least the inner diameter of the cathode pipe,
The fixed block is provided with a second contact portion in contact with the anode pipe, the second contact portion is a pipe-type electrolytic cell, characterized in that formed in the form of a cylindrical tube in contact with the outer diameter of the anode pipe for watertight.