KR101412721B1 - 전해모듈 - Google Patents

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KR101412721B1
KR101412721B1 KR1020130058421A KR20130058421A KR101412721B1 KR 101412721 B1 KR101412721 B1 KR 101412721B1 KR 1020130058421 A KR1020130058421 A KR 1020130058421A KR 20130058421 A KR20130058421 A KR 20130058421A KR 101412721 B1 KR101412721 B1 KR 101412721B1
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electrolytic
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unit module
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KR1020130058421A
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신현수
김민용
김정식
정붕익
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(주) 테크윈
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells

Abstract

복수의 파이프형 전해셀이 직렬로 연결된 전해 단위모듈과, 전해 단위모듈의 둘레를 감싸서 보호하는 몰딩 케이스와, 몰딩케이스에 설치되어 전해 단위모듈을 지지하는 셀 가이드부재와, 일단이 전해 단위모듈에 연결되고 타단은 몰딩 케이스를 통과하여 외부로 연장되는 전원케이블 및, 몰딩케이스에 거치된 전해 단위모듈의 외측을 덮도록 몰딩케이스에 수지재질을 충진하여 이루어진 수지 충진층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해모듈이 개시된다.

Description

전해모듈{An electrolysis module}
본 발명은 전해모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 튜브형의 전해셀을 직렬로 연결한 단위모듈을 병렬로 연결하여 구성된 전해모듈에 관한 것이다.
일반적으로 해수, 담수 등을 전기분해하기 위한 전기분해조의 일예로서, 파이프형 전해셀이 있다.
이러한 전해셀은 파이프형의 전극을 갖게 되며, 통상적으로 외부 및 내부파이프로 구성된다. 내부 파이프의 경우에는 한쪽은 양극, 다른 한쪽은 음극인 일체형 바이폴라 튜브 전극으로, 그리고 외부 파이프의 경우에는, 셀 중앙의 절연 스페이서를 기준으로 하여 내부전극의 반대 극성의 양극 및 음극인 개별 파이프 전극으로 구성될 수 있다. 또한, 내부 및 외부파이프가 각각 단일 전극으로 구성된 모노폴라형 전극으로 구성될 수 있다.
파이프형 전해조에 있어서 상기 외부 및 내부 파이프 상으로 해수가 통과하면서 양극과 음극의 각 단자에 직류전원을 공급하여 전기분해를 수행하면 목적하는 차아염소산나트륨을 생성할 수 있게 된다.
이러한 해수 전기분해에 의한 차아염소산나트륨 발생에 대한 주요 화학반응식을 표현하면 다음과 같다.
양극반응) 2Cl- → Cl2 + 2e-
음극반응) 2H2O + 2e- → 2OH- + H2↑
벌크반응) Cl2 + 2NaOH → NaOCl + NaCl + H2O
이와 같이 양극에서는 염소이온(Cl-)의 산화반응을 통해 염소(Cl2)가 생성되고 음극에서는 물분해반응을 통해 수소가스(H2)와 수산화이온(OH-)이 생성된다. 음극에서 생성된 수산화이온(OH-)은 벌크상 나트륨이온(Na+)과 만나면서 가성소다(NaOH)를 생성하고 이러한 가성소다와 양극에서 생성된 염소(Cl2)가 벌크 상에서 반응하여 차아염소산나트륨(NaOCl)을 생성하게 된다. 이렇게 생성된 차아염소산나트륨은 발전소 냉각수계통이나 해수담수화나 선박평형수처리에 있어서 해양미생물 또는 생물의 활성을 낮추거나, 사멸 및 소독을 수행하게 된다.
그러나 이때 해수내에 포함된 경도물질(Ca, Mg)이 전해반응 중 아래의 화학반응에 의해 음극에 스케일을 형성하여 축척됨으로 전해효율을 낮추고, 셀전압의 상승을 가져오며, 유체의 흐름을 방해할 뿐만 아니라 심할 경우 극간 단락에 의한 물리적 손상을 초래하게 된다.
스케일 생성반응) HCO3 - + NaOH → CO3 2- + H2O + Na+
Ca2+ or Mg2+ + CO3 2- → CaCO3 or MgCO3
Ca2+ or Mg2+ + 2OH- → Ca(OH)2 or Mg(OH)2
이와 같은 스케일의 축척을 방지하기 위한 종래기술로서, 공개특허 10-2006-0098445(전자장 수처리 시스템 및 그 제어방법)에도 개시된 바와 같이, 유체가 흐르는 배관 내부에 양극으로서 어노드바를 설치하고, 어노드바를 둘러싼 하우징을 음극으로 하고, 어노드바에 전류를 인가함으로써 유로에 전자장을 형성시켜서 스케일의 생성을 방지하는 기술이 제안된 바 있다. 즉, 유체가 전자장이 형성된 유로를 따라 흐를 때, 유체 내의 무기물은 전자장에 의해 충분히 자유전자가 함유됨으로써 안정적인 구조로 변화되어 스케일 생성을 방지할 수 있게 된다.
그런데 상기와 같은 종래의 기술에 의하면, 전자장을 형성시켜 스케일 발생을 억제하기 위해서는 전자장의 밀도가 균일하게 형성되도록 하여야 하는데, 유로를 따라 흐르는 유체의 유량이 일정하지 않고 변동될 경우, 전자장의 밀도를 균일하게 유지하는 것이 어렵게 되어 스케일의 발생을 효과적으로 억제하지 못하는 문제점이 있다. 즉, 종래와 같이 전기적인 방법에 의해 스케일의 발생을 방지하는 방법은 유량에 따라서 인가되는 전류의 세기를 정밀하게 제어해야 하는 고도의 기술이 요구되므로, 실질적으로 스케일 발생을 근본적으로 방지하는 것이 쉽지 않으며, 따라서 생성되는 스케일을 기구적인 방법에 의해 강제로 제거해 줄 필요성이 있다.
본 출원인은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서 대한민국 특허출원 제10-2012-0032399호(파이프형 전해셀)을 출원한 바 있다. 본 출원인에 의해 출원된 '파이프형 전해셀'은 전해조의 운전시 발생하는 음극부의 스케일 생성을 차단하기 위하여 유체 유동 영역에서 전극의 모서리 부분이 없이 전해조의 형상을 구현한 것으로서, 보다 구체화된 구성이 도 1 내지 도 11에 도시되어 있다.
도 1 내지 도 11을 참조하면, 종래의 파이프형 전해셀(10)은 중앙의 절연부(11)를 사이에 두고 양극 외부파이프(12)와, 음극 외부파이프(13)가 연결된 구조를 가진다. 양극 외부파이프(12)의 내측에는 음극 내부파이프(미도시)가 설치되고, 음극 외부파이프(13)의 내측에는 양극 내부파이프(13')가 설치된다. 그리고 전해셀(10)의 단부에는 절연부시(14), 스파이럴 블록(15), 고정부시(16) 및 입출구 연결니플(17)이 서로 외측의 결합부재(18)에 의해 결합되어 설치된다. 상기 스파이럴 블록(15)을 사용함으로써 스파이럴 블록(15)의 나선홀(15a)을 통해 유체가 전해셀(10) 내외로 유입 및 유출시 스파이럴(나선) 형상으로 구성하여 속도 분포를 균일하게 유지함으로써, 전해 반응시 생성되는 가스(H2, O2)들이 특정구간에서 밀집되어 유동하게 하는 원인을 제거하여 가스로 인한 전극 표면 반응 방해 요인이 제거되어 전극 표면의 균일한 반응이 수반됨으로써 전해 반응 효율 및 수명향상의 효과를 얻을 수 있었다.
한편, 상기와 같은 구성의 파이프형 전해셀(10)을 단위 전해셀로 하여 복수의 전해셀(10)을 도 1과 같이 직렬 연결하여 단위 모듈(20)을 제작하여 사용자가 원하는 용량으로 사용할 수 있으며, 단위 모듈(20)을 병렬로 더 연결하여 도 6과 같이 용량을 늘려서 설치 사용할 수 있다.
한편, 단위 모듈(20)을 제작하기 위해서는 전해셀(10) 간의 유체의 유동경로의 연결은 'U'자형 엘보 또는 금형으로 제작된 연결부재(21)를 이용하여 연결한다. 그리고 프레임(22)에 각 전해셀(10)을 'U' 볼트 또는 새들(23)을 이용하여 고정하고, 각각의 전해셀(10)들은 링 형상의 부스바(24)를 이용하여 상호 연결한다. 이와 같이 복수의 전해셀(10)을 연결하여 단위 모듈(20)을 제작할 수 있고, 단위 모듈(20)을 도 6과 같이 병렬로 설치함으로써 사용자가 원하는 대용량의 전해모듈(30)을 현장에 설치하여 사용할 수 있다.
이러한 파이프형 전해셀을 이용한 전해모듈은 기존 평판형 전극을 이용한 사각케이싱 방식의 전해모듈에 비해 내압성이 우수하고, 구조가 간단하며, 원활한 유속분포에 따라 생성된 수소의 원활한 배출과 스케일 축척을 최소화할 수 있는 장점을 갖추고 있다.
그러나 이에 반하여 전극이 외부에 그대로 노출된 상태로 구성되어, 전극의 손상이나 부식 등의 이유로 전극의 불량이 발생하면 전해조로 공급되어 전기분해되는 액체의 누수가 발생되며, 또한 수소의 누출에 따른 폭발의 위험성을 내재하고 있다. 또한, 전극이 외부에 그대로 노출됨에 따라 작업자나 운영자가 각 단의 파이프형 전해셀(10)에 접촉하거나, 금속류 등이 전해셀에 닿을 경우 감전 및 쇼트의 위험을 내재하고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 각 전해조에 절연코팅을 하거나 버킷타입의 바닥부 위에 전해조를 설치하여 도 6에 도시된 바와 같이 모듈 전체를 케이싱(40)으로 감싸는 구성을 갖출 수 있다. 그러나 이러한 케이싱 방식에서는 안전을 확보하기 위해 바닥부에 누수감시 센서와 상부에 수소센서 등의 감지장치의 설치, 드레인 배관설치 등에 따른 비용이 증가하게 되고, 전체 케이싱처리로 인해 내부 단위모듈의 유지보수가 어렵고, 설치공간이 증가하는 등의 문제점을 가지고 있다.
또한, 파이프 전해셀을 이용한 전해모듈은 각 전해셀의 연결을 위해 연결니플 및 결합부재 등 다양한 부품과 단위모듈을 설치하기 위한 프레임(22) 및 새들(23)이 필요하고, 이러한 부품들을 고정하고 기밀화시키기 위해 구조가 복잡하며, 작업성확보를 위해 전해셀간 상하 작업상 거리가 필요함에 따라 설치공간을 많이 차지하게 된다. 또한, 나사타입으로 결속을 함에 따라 외부 진동 등에 의해 풀림 현상이 발생될 소지를 내포하고 있는 등 다양한 원인에 따라 현장에 적용하는데 한계가 있다.
공개특허 10-2006-0098445(전자장 수처리 시스템 및 그 제어방법)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 조립부품 수를 줄이고 조립공정을 단순화하여 제작원가를 낮추고, 안전성이 확보되며, 설치공간을 줄여 공간 제약을 극복하도록 개선된 전해모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전해모듈은, 복수의 튜브형 전해셀이 직렬로 연결된 전해 단위모듈과; 상기 전해 단위모듈의 둘레를 감싸서 보호하는 몰딩 케이스와; 상기 몰딩 케이스에 설치되어 상기 전해 단위모듈을 지지하는 셀 가이드부재와; 일단이 상기 전해 단위모듈에 연결되고 타단은 상기 몰딩 케이스를 통과하여 외부로 연장되는 전원케이블; 및 상기 몰딩 케이스에 거치된 전해 단위모듈의 외측을 덮도록 상기 몰딩 케이스에 수지재질을 충진하여 이루어진 수지 충진층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전해 단위모듈은, 직렬로 연결된 복수의 파이프형 전해셀과; 상기 복수의 파이프형 전해셀들을 연결하는 연결관과; 상기 파이프형 전해셀의 입구와 출구 각각에 연결되는 입출구 연결니플;을 포함하며, 상기 연결니플은 상기 몰딩케이스에 형성된 니플 통과공을 통해 상기 몰딩케이스 외측으로 돌출되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 셀 가이드부재는 상기 몰딩 케이스를 가로지르도록 설치되며, 절연 재질로 형성되고, 직렬로 연결되는 다수의 파이프형 전해셀의 외주를 감싸서 지지하는 복수의 원호 형의 안착부를 가지는 것이 좋다.
또한, 상기 몰딩 케이스는, 서로 마주하는 한 쌍의 장변 프레임과, 상기 장변 프레임의 양단 각각을 연결하는 단변 프레임으로 이루어진 사각틀 형상을 가지며, 상기 장변 프레임의 내측에는 상기 셀 가이드부재의 양단이 끼워져 결합되는 가이드부재 결합공이 형성되고, 상기 단변 프레임에는 상기 전원케이블이 통과하는 케이블 통과홀과, 상기 입출구 연결니플이 통과하는 니플 통과홀이 형성되는 것이 좋다.
또한, 상기 수지재질은 에폭시를 포함할 수도 있고, 난연성재질로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 몰딩케이스는 내부의 충진되는 수지와의 결속력을 증가시키기 위해 상기 몰딩케이스와 수지와의 결속부분에 일부분을 절곡하거나, 조도(거칠기)를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 단위모듈을 병렬로 연결하여 용량을 확장 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면의 전해모듈은, 복수의 파이프형 전해셀이 직렬로 연결된 전해 단위모듈과; 일단이 상기 전해 단위모듈에 연결되는 전원케이블; 상기 전해 단위모듈이 직렬상태로 가조립된 상태를 유지하도록 상기 전해모듈을 가로질러 지지하는 셀 가이드부재; 및 상기 전해 단위모듈과 전원케이블 및 셀가이드부재가 가조립된 상태에서 상기 전해 단위모듈의 둘레를 감싸도록 몰딩 케이스를 위치시킨 상태에서, 상기 몰딩케이스에 거치된 전해 단위모듈의 외측을 덮도록 상기 몰딩케이스 내측에 수지재질을 충진하여 이루어지며, 경화 후 상기 몰딩케이스를 제거하여 외부로 노출되는 수지 충진층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전해모듈에 따르면, 에폭시 수지로 몰딩 처리함으로써 누수와 수소가스의 누출에 따른 폭발의 위험성을 근본적으로 방지할 수 있으며, 작업자나 운영자의 작업상 감전 및 쇼트를 방지하는 안전성이 확보된 전해모듈을 공급할 수 있다.
또한, 종래의 기술에 비해 조립포인트를 줄일 수 있어 조립공정이 간단하고 부품 수를 줄임에 따라 제조비용을 대폭적으로 절감할 수 있으며, 설치공간을 줄여줌으로 공간적 제약을 극복할 수 있다.
또한, 외부 진동에 의한 연결부 풀림 현상이 없고, 투명 재질로 몰딩 처리함에 따라 관찰 및 점검이 용이하여 유지관리 비용을 절감하고 편리하게 할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 단위 전해모듈을 나타내 보인 사시도이다.
도 2는 도 1의 요부를 발췌하여 보인 부분 확대도이다.
도 3은 도 1에 도시된 단위 전해모듈의 정면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 단위 전해모듈의 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 단위 전해모듈의 측면도이다.
도 6은 종래의 대용량 전해모듈을 나타내 보인 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 대용량 전해모듈을 나타내 보인 측면도이다.
도 8은 종래의 파이프형 전해셀을 나타내 보인 사시도이다.
도 9는 도 9의 A 부분을 확대하여 보인 도면이다.
도 10은 도 9의 B 부분을 확대하여 보인 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 스파이럴 블록을 발췌하여 보인 사시도이다.
도 12a는 본 발명의 실시예에 따른 전해모듈을 조립하는 과정을 설명하기 위한 분리 사시도이다.
도 12b는 도 12a에 도시된 몰딩케이스의 다른 예를 나타내 보인 사시도이다.
도 12c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전해모듈을 나타내 보인 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 전해모듈을 가조립한 상태를 나타내 보인 사시도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 전해모듈을 병렬로 배치하여 대용량화한 상태를 보인 사시도이다.
도 15는 도 14에 도시된 전해모듈의 측면도이다.
도 16은 도 13에 도시된 전해모듈의 평면도이다.
도 17은 도 14의 A' 부분을 확대하여 보인 도면이다.
도 18은 도 16의 B' 부분을 확대하여 보인 도면이다.
도 19는 도 12에 도시된 파이프형 전해셀을 나타내 보인 사시도이다.
도 20은 도 19의 C 부분을 확대하여 보인 도면이다.
도 21은 도 19의 D 부분을 확대하여 보인 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전해모듈을 자세히 설명하기로 한다.
도 12 내지 도 21을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전해모듈(50)은, 전해 단위모듈(100)과, 몰딩 케이스(200)와, 셀 가이드부재(300)와, 전원케이블(400) 및 수지 충진층(500)을 구비한다.
도 19 내지 도 21을 참조하면, 상기 전해 단위모듈(100)은 파이프형 전해셀(110)과, 연결관(120)과, 입출구 연결니플(130)을 구비한다.
상기 파이프형 전해셀(110)은 중앙의 절연블록(111)을 기준으로 양측으로 연결되는 외부전극(112,113)과, 외부전극(112,113)의 내부에 설치되며 외부전극(112,113)과 반대의 극을 갖는 내부전극(114,115)과, 단부에 설치되는 절연부시(116), 절연부시(116)의 외측에 위치되며 전해셀(110)의 단부에 결합되는 스파이럴블록(117)을 구비한다.
외부전극(112,113)은 파이프 형상으로서 하나는 음극이고 다른 하나는 양극 전원이 인가된다. 그리고 외부전극(112,113)의 내부에 파이프형으로 간격으로 두고 설치되는 내부전극(114,115)은 외부전극(112,113)과 서로 대응되는 반대극의 전원이 인가된다. 상기 외부전극(112,113)과 내부전극(114,115) 사이로 유체가 통과하면서 전기분해 반응이 이루어지게 되며, 이러한 파이프형 전해셀의 자세한 설명 및 동작은 종래기술로부터 당업자가 이해할 수 있는 것이므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.
상기 절연부시(116)는 내부전극(114,115)의 단부에 결합되며, 스파이럴블록(117)을 통과하는 유체를 외부전극(112,113)과 내부전극(114,115) 사이로 이동하도록 가이드 한다.
상기 스파이럴블록(117)은 외부전극(112,113)의 단부에 결합되며, 단부에는 다수의 나선형의 가이드공(117a)이 원주방향으로 따라 형성된다. 유체가 나선형의 가이드공(117a)을 통과하면서 유체의 유출입시 유체를 스파이럴(나선) 형상이 되도록 가이드 하여 속도 분포를 균일하게 할 수 있게 된다.
상기 구성을 가지는 복수의 파이프형의 전해셀(110)은 직렬로 배치된 상태에서 서로 이웃한 단부가 상기 연결관(120)에 의해 상호 연결되어 유체가 이동될 수 있도록 한다. 상기 연결관(120)은 'U'자 형상을 가지며, 양단이 파이프형 전해셀(110)과 결합부재(125)에 의해 연결된다. 그리고 전해 단위모듈(100) 중 최외측에 위치한 파이프형 전해셀(110)에는 전원케이블(400)이 각각 연결된다.
또한, 복수의 파이프형 전해셀(110) 중에서 양측의 최외곽에 위치한 전해셀(110)에는 입출구 연결니플(130)이 각각 연결된다. 상기 연결니플(130)은 유체를 파이프형 전해셀(110) 내부로 유입하도록 하거나 배출되도록 하는 것으로서, 스파이럴 블록(117)의 단부에 결합되며, 몰딩 케이스(200)에 형성된 니플 통과홀(230' 도 12 참조)을 통과하여 몰딩케이스(200) 외부로 연장된다.
상기 구성과 같이 전해 단위모듈(100)은 복수의 파이프형 전해셀(110)이 서로 나란하게 이웃하여 직렬로 연결되어 도 12와 같이 가조립되며, 가조립된 상태에서 서로 이웃한 파이프형 전해셀(110)은 링형상의 연결단자(140)에 의해 상호 전기적으로 연결된다. 그리고 최외측의 파이프형 전해셀(110)에 연결된 연결단자(140) 각각에는 터미널 단자(150)가 연결되고, 상기 터미널 단자(150)에는 상기 전원케이블(400)이 볼트 등의 체결부재(160, 도 18 참조)에 의해 서로 접속되도록 연결된다.
상기 몰딩 케이스(200)는 사각 틀 형상을 가지며, 그 내측에 상기 가조립된 상태의 전해 단위모듈(100)이 배치되어 몰딩 처리된다. 이러한 몰딩 케이스(200)는 한 쌍의 장변 프레임(210)과, 장변 프레임(210)의 양단 각각을 연결하는 한 쌍의 단변 프레임(220)을 가진다. 장변 프레임(210)의 내측에는 상기 셀 가이드부재(300)의 단부가 끼워져 결합되는 가이드부재 결합공(240)이 형성된다. 그리고 단변 프레임(220)에는 전원케이블(400)이 통과하는 케이블 통과홀(250)과, 상기 입출구 연결니플(130)이 통과하는 니플 통과홀(230)이 형성된다.
상기 셀 가이드부재(300)는 복수 구비되며, 양단이 상기 몰딩 케이스(200)의 장변 프레임(210)에 형성된 가이드부재 결합공(240)에 끼워져 결합되어 가조립된 상태의 전해 단위모듈(100)을 몰딩케이스(200) 내측에 위치하도록 지지하는 역할을 한다. 이를 위해 셀 가이드부재(300)는 몰딩 케이스(200)를 가로지르도록 설치되며, 변형할 수 있는 절연 재질 내지 절연 구조로 형성된다. 그리고 셀 가이드부재(300)는 직렬로 연결되는 다수의 파이프형 전해셀(110)의 외주를 감싸서 지지할 수 있도록 파이프형 전해셀(110)의 외주에 대응되는 원호형의 안착부(310)가 길이 방향으로 연속적으로 형성된 구조를 가진다.
이때 도 12b에 도시된 바와 같이, 다른 예에 따른 몰딩케이스(200')는 수지와의 결속력을 높이기 위해 수지 충진부를 절곡(참조부호 D1,D2 부분)하거나 내측면에 조도(거칠기)를 부여할 수 있다.
또한, 몰딩케이스(200)는 수지를 충진하고 최종 경화된 이후 몰딩케이스(200)를 제거하고(도 12c 참조), 충진된 수지자체가 몰딩케이스의 역할을 수행하도록 구성될 수 있다.
이러한 셀 가이드부재(300)를 몰딩 케이스(200)에 먼저 조립한 상태에서, 그 위에 가조립된 전해 단위모듈(100)을 안착시켜서 몰딩케이스(200) 내측에 가조립된 전해 단위모듈(100)을 위치시킬 수 있다. 가조립된 전해 단위모듈(100)을 몰딩케이스(200) 내측에 안착시킨 다음에, 상기 전원케이블(400)을 연결한 뒤에는, 전해 단위모듈(100)의 외측 전체를 덮도록 수지재질로 몰딩 케이스(200)의 개방된 양측면을 충진시켜서 수지 충진층(400)을 형성한다. 여기서 상기 수지 충진층(400)은 투명한 에폭시 수지로 충진되는 것이 바람직하다. 또한, 경우에 따라서 수지 충진층(400)은 난연성 수지재질로 된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 외부에서도 몰딩 처리된 전해 단위모듈(100)의 상태를 확인할 수 있게 된다.
이와 같이, 전해 단위모듈(100)을 가조립한 상태에서 몰딩케이스(200) 내부에 위치시킨 상태에서 수지를 충진하여 몰딩 처리하여 몰딩된 전해모듈(50)을 제조함으로써, 전해셀(110)에서의 누수와 수소의 누출을 근본적으로 차단할 수 있음은 물론, 몰딩 처리로 인하여 조립에 따른 조립포인트를 줄일 수 있게 된다.
또한, 몰딩 처리된 전해모듈(50)을 도 14 및 도15에 도시된 바와 같이, 서로 밀착시켜 연결하여 사용하여 용량을 가변하여 조정할 수 있다. 또한, 몰딩 처리된 전해모듈(50)은 누수 및 수소누출의 방지는 물론, 감전사고로부터 안전하게 차단된 상태이므로 종래와 같이 감전 방지를 위한 케이싱처리를 할 필요가 없게 되며, 누수 감지를 위한 센서 및 수소센서의 설치도 필요 없게 되어 제작비용을 절감할 수 있게 된다.
또한, 투명한 수지재질로 몰딩 처리함으로써 관찰 및 점검이 용이하여 유지관리가 편리한 이점이 있다.
50..전해모듈 100..단위 전해모듈
110..파이프형 전해셀 120..연결관
130..연결 니플 200..몰딩 케이스
300..셀 가이드부재 400..전원케이블
500..충진층

Claims (9)

  1. 복수의 파이프형 전해셀이 직렬로 연결된 전해 단위모듈과;
    상기 전해 단위모듈의 둘레를 감싸서 보호하는 몰딩 케이스와;
    상기 몰딩케이스에 설치되어 상기 전해 단위모듈을 지지하는 셀 가이드부재와;
    일단이 상기 전해 단위모듈에 연결되고 타단은 상기 몰딩 케이스를 통과하여 외부로 연장되는 전원케이블; 및
    상기 몰딩케이스에 거치된 전해 단위모듈의 외측을 덮도록 상기 몰딩케이스에 수지재질을 충진하여 이루어진 수지 충진층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전해 단위모듈은,
    직렬로 배치된 복수의 파이프형 전해셀과;
    상기 복수의 파이프형 전해셀들을 연결하는 연결관과;
    상기 파이프형 전해셀의 입구와 출구 각각에 연결되는 입출구 연결니플;을 포함하며,
    상기 연결니플은 상기 몰딩케이스에 형성된 니플 통과공을 통해 상기 몰딩케이스 외측으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 전해모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 셀 가이드부재는 상기 몰딩 케이스를 가로지르도록 설치되며, 절연 재질로 형성되고, 직렬로 연결되는 다수의 파이프형 전해셀의 외주를 감싸서 지지하는 복수의 원호 형의 안착부를 가지는 것을 특징으로 하는 전해모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 몰딩 케이스는,
    서로 마주하는 한 쌍의 장변 프레임과, 상기 장변 프레임의 양단 각각을 연결하는 단변 프레임으로 이루어진 사각틀 형상을 가지며,
    상기 장변 프레임의 내측에는 상기 셀 가이드부재의 양단이 끼워져 결합되는 가이드부재 결합공이 형성되고,
    상기 단변 프레임에는 상기 전원케이블이 통과하는 케이블 통과홀과, 상기 입출구 연결니플이 통과하는 니플 통과홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 전해모듈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 몰딩케이스는 내부의 충진되는 수지와의 결속력을 증가시키기 위해 상기 몰딩케이스와 수지와의 결속부분에 일부분을 절곡하거나, 조도(거칠기)를 갖도록 형성되는 하는 것을 특징으로 하는 전해모듈.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지재질은 에폭시를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해모듈.
  7. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지재질은 난연성재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전해모듈.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단위모듈을 병렬로 연결하여 용량을 확장 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전해모듈.
  9. 복수의 파이프형 전해셀이 직렬로 연결된 전해 단위모듈과;
    일단이 상기 전해 단위모듈에 연결되는 전원케이블;
    상기 전해 단위모듈이 직렬상태로 가조립된 상태를 유지하도록 상기 전해모듈을 가로질러 지지하는 셀 가이드부재; 및
    상기 전해 단위모듈과 전원케이블 및 셀가이드부재가 가조립된 상태에서 상기 전해 단위모듈의 둘레를 감싸도록 몰딩 케이스를 위치시킨 상태에서, 상기 몰딩케이스에 거치된 전해 단위모듈의 외측을 덮도록 상기 몰딩케이스 내측에 수지재질을 충진하여 이루어지며, 경화 후 상기 몰딩케이스를 제거하여 외부로 노출되는 수지 충진층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해모듈.
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