KR101482206B1 - 전기분해 챔버의 전극판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기분해 챔버의 내부에 서로 일정간격 이격되고, 양극(+)과 음극(-)이 서로 교번적으로 인가되도록 설치되어, 내부로 유입된 물을 전기분해하여 살균 처리하는 메시 형태의 전극판으로서, 상기 전극판이 상기 전기분해 챔버에 설치될 수 있는 크기가 되도록, 상기 전극판의 테두리를 절단 가공한 후, 절단된 단면에 코팅 처리를 하여 절단된 단면을 매끄럽게 형성한 것을 특징으로 하여, 메시 형태의 전극판의 가공 단면을 매끄럽게 만들어 전극판에 이물질이 쌓이는 것을 방지함으로써, 전기 분해 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

Description

전기분해 챔버의 전극판{Electrode plate for electrolysis chamber and Method of processing thereof}

본 발명은 전기분해를 이용하여 선박 평형수 등을 처리하는 전기분해 챔버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메시 형태의 전극판의 가공된 단면을 매끄럽게 만들어 전극판에 이물질이 쌓이는 것을 방지함으로써, 전기 분해 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 전기분해 챔버의 전극판에 관한 것이다.

일반적으로 해상에서 운송하는 화물선박은 유사한 화물의 상호 교환을 위하여 왕복 항해하는 선박을 제외하고는 대부분 편도 운항을 한다. 그리고, 편도 운항을 만재 상태로 항해한 후 귀환 항해 시에는 선박의 균형, 안전성 및 조종 성능 향상 등을 위하여 밸러스트 수(평형수; ballast water)를 선내로 유입하여 밸러스트 상태로 항해를 하게 된다.

이때, 밸러스트 수는 한 항구에서 채워져서 다른 곳으로 이송되어, 거기서 새로운 항구 내에 배출된다. 이와 같이, 먼 위치로부터 실려져 온 밸러스트 수에 포함된 미생물과의 방출은 새로운 환경에 유해할 뿐만 아니라, 새로운 항구에서도 사람과 동물 모두에게 위험할 수 있다.

비-천연적인 해양 생물을 신규 생태계로 도입시키면, 신규 종에 대해 자연적인 방어체계를 지니고 있지 않을 수 있는 천연 식물군 및 동물군에게 파괴적인 효과를 미칠 수 있다. 또한, 콜레라와 같은 해로운 세균성 병원균이 원래의 항구에 존재할 수 있다. 이러한 병원균은 시간이 지남에 따라 밸러스트 탱크 내에서 증식되어, 이들이 방출되는 영역에서 질병을 발생시킬 수 있다.

이러한 해양 생물 및 병원균에 의해 제기되는 위험은 밸러스트 수 내에 존재하는 상기한 종들을 치사(致死)시켜 조절할 수 있다.

여기서, 밸러스트 수를 처리하는 방법은 전기 분해법을 주로 이용하는데, 이러한 밸러스트 수 처리에 적용되는 전기 분해법은 전해조에 양극판과 음극판을 설치하고, 양극판과 음극판에 전압을 인가하여 음극판에서의 전해 환원 작용과 양극판에서의 산화 환원 작용에 의하여 생성된 산화제, 환원제 및 금속수산화물 등이 처리 대상물 중의 성분과 2차 반응을 일으켜서 금속 이온이 석출되도록 하거나, 각종 유기오염물질 및 무기 오염물질을 분해하거나 불용성 물질로 변환시켜서 응집 처리시키는 방법이다.

이러한 전기 분해 방법에는 살균 처리부인 전해 챔버가 핵심 장치이고, 이러한 전해 챔버는 복수의 전해 모듈로 구성되며, 전해 모듈은 양극(+)과 음극(-)을 한 쌍으로 하는 복수의 전극판을 구비한다. 그리고, 전해 모듈의 전극판은 전기 분해시 염소, 산소 가스의 발생 효율을 높여 전해처리 효율을 높일 수 있도록 일반적으로 메시(mesh), 즉 망 형태로 형성된다.

여기서, 메시 형태의 전극판은 보통 금속 와이어를 용접 또는 연결하거나, 메시 패턴을 갖는 몰드에 금속을 몰딩하거나, 또는 금속 시트를 프레스 가공하여 제조된다.

그런데, 상술한 공지의 가공 방법들을 통해 제조된 메시 형태의 전극판은 용접 가공으로 인한 불규칙한 이음부, 몰딩 가공 후 제품 인출에 따른 불균일한 표면 및 프레스 가공에 따른 매끄럽지 못한 표면을 갖게 된다. 또한, 메시 형태의 복수의 전극판들을 모듈로 만들기 위해 테두리 부분을 절단하는 경우, 그 절단면이 매끄럽지 못한 단면을 갖게 된다.

따라서, 이러한 매끄럽지 못한 불균일한 단면에는 해수 등의 처리 대상물에 포함된 이물질이 부착될 수 있다. 이에 따라, 전해 모듈이 전극판에 침전물이 쌓이게 되어, 유량 저하가 발생하게 되고, 이는 전기 분해 효율을 저하시키고 전극판의 휨 변형을 초래하는 원인이 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 메시 형태의 전극판의 가공된 단면을 매끄럽게 만들어 전극판에 이물질이 쌓이는 것을 방지함으로써, 전기 분해 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 전기분해 챔버의 전극판을 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 전기분해 챔버의 내부에 서로 일정간격 이격되고, 양극(+)과 음극(-)이 서로 교번적으로 배치되도록 설치되어, 내부로 유입된 물을 전기분해하여 살균 처리하는 메시 형태의 전극판으로서, 상기 전극판이 상기 전기분해 챔버에 설치될 수 있는 크기가 되도록, 상기 전극판의 테두리를 절단 가공한 후, 절단된 단면에 코팅 처리를 하여 절단된 단면을 매끄럽게 형성한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 전극판을 메시 형태로 만들기 위한 기계적인 가공 후, 상기 전극판의 표면을 코팅 처리하여 상기 표면을 매끄럽게 형성한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 전극판은 틈이 생기지 않도록 균일한 두께로 코팅 처리되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 코팅 처리는 에폭시 수지를 상기 전극판에 분사시켜 건조하는 것을 특징으로 한다.

대안적으로, 상기 코팅 처리는 액상 실리콘은 상기 전극판에 도포하는 것을 특징으로 한다.

대안적으로, 상기 코팅 처리는 액상 고무를 상기 전극판에 침적하는 것을 특징으로 한다.

대안적으로, 상기 코팅 처리는 비전도성 금속을 상기 전극판에 코팅하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 메시 형태의 전극판의 가공된 단면 또는 표면을 매끄럽게 만들어 전극판에 이물질이 쌓이는 것을 방지함으로써, 전기 분해 효율이 저하되는 것을 방지하고 전극판의 휨 변형을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전기분해 챔버의 전극판을 개략적으로 도시한 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 전극판들이 설치된 전기분해 챔버를 도시한 측면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기분해 챔버의 전극판의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성 요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전기분해 챔버의 전극판을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전극판들이 설치된 전기분해 챔버를 도시한 측면도이다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기분해 챔버(100)의 전극판(110)은 메시(망) 형태로 형성되고, 전기분해 챔버(100)의 내부에 이 전극판들(100)이 설치된다.

구체적으로, 전극판들(110)은 전기분해 챔버(100) 내부에 서로 일정간격 이격되도록 적층되어 설치되는데, 도 2에서 전기분해 챔버(100)의 좌측면에 설치된 복수의 전극판들(110a) 사이에 전기분해 챔버(100)의 우측면에 설치된 복수의 전극판들(100b)이 삽입되는 형태로 배열된다. 여기서, 전기분해 챔버(100)의 좌측면에 설치된 복수의 전극판들(100a)은 양극(+)의 극성을 갖도록 연결되고, 전기분해 챔버(100)의 우측면에 설치된 복수의 전극판들(110b)은 음극(-)의 극성을 갖도록 연결되어, 양극(+)의 전극판과 음극(-)의 전극판이 한 쌍을 이루어 차례대로 배열된다.

이러한 전극판들(110)에 의해, 음극(-)의 전극판(100b)에서의 전해 환원 작용과 양극(+)의 전극판(100a)에서의 산화 환원 작용에 의하여 생성된 산화제, 환원제 및 금속수산화물 등이 전기분해 챔버(100) 내의 물의 성분과 2차 반응을 일으켜서 금속 이온을 석출하거나, 각종 유기오염물질 및 무기 오염물질을 분해함으로써, 전기분해 챔버(100) 내의 물을 살균 처리한다.

여기서, 전극판(110)은 보통 전기분해 챔버(100) 내부에 설치될 수 있는 크기로 그 테두리(111)가 절단 가공되는데, 절단 가공된 전극판(110)의 단면은 날카롭거나 울통불퉁하여 매끄럽지 못하므로, 이물질이 부착되어 쌓이기 쉽다. 본 발명은 이러한 절단 가공된 전극판(110)의 단면에 코팅 처리를 하여 절단된 단면을 매끄럽게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 전극판(110)을 메시 형태의 망으로 형성하기 위한 기계적인 가공(예를 들면, 용접, 몰딩, 프레스 가공 등)을 수행한 후에도, 그 가공 작업에 따라 전극판(110)의 표면이 울퉁불퉁하거나 매끄럽지 못하게 될 수 있다. 본 발명은 이러한 전극판(110)의 표면에 코팅 처리를 하여 가공된 전극판(110)의 표면을 매끄럽게 하는 것을 특징으로 한다.

이러한 전극판(110)의 코팅 처리 방법은 다음의 방법들로 이루어질 수 있다.

먼저, 전극판(110)은 그 가공된 표면 또는 가공된 단면에 에폭시 수지가 코팅될 수 있다. 여기서, 에폭시 수지는 분사 노즐을 통해 전극판(110)의 가공된 표면 또는 단면에 분사되고, 일정시간의 건조 과정을 거쳐 고팅된다.

이러한 에폭시 수지는 다른 수지에 비해 강력한 접착성을 가지므로, 전극판(110)에서 쉽게 박리되지 않는다. 또한, 에폭시 수지는 내수성, 내약품성, 특히 내염수성을 가지므로, 선박 평형수 처리에 적합하다.

또한, 전극판(110)은 그 가공된 표면 또는 가공된 단면에 액상 실리콘이 코팅될 수 있다. 여기서, 액상 실리콘은 스퀴즈 롤(squeeze roll), 나이프 오버 롤(knife over roll)을 이용하여 전극판(110)에 인쇄 방식으로 코팅되거나, 나이프 오버 에어(knife over air)와 같은 분사 방식으로 전극판(110)에 코팅될 수 있다.

대안적으로, 전극판(110)에 액상 실리콘을 함침 또는 침적시켜 전극판(110)의 가공된 표면 또는 단면을 코팅할 수 있다.

또한, 전극판(110)은 그 가공된 표면 또는 가공된 단면에 액상 고무가 코팅될 수 있다. 이러한 액상 고무는 분사 방식을 통해 전극판(110)의 가공된 표면 또는 단면에 코팅될 수 있다. 또는 액상 고무는 전극판(110)에 함침 또는 침적되어 전극판(110)의 가공된 표면 또는 단면을 매끄럽게 코팅한다.

한편, 전극판(110)은 상술한 에폭시 수지, 액상 실리콘, 액상 고무 이외에도 비전도성 금속을 이용하여 그 가공된 표면 또는 단면이 매끄럽게 코팅될 수 있다.

바람직하게는, 상술한 에폭시 수지, 액상 실리콘, 액상 고무 및 비전도성 금속은 전극판(110)의 가공된 표면 또는 단면에 틈이 생기지 않도록, 그리고 건조판(110)이 전체적으로 균일한 두께를 갖도록 코팅된다.

이와 같이 코팅된 전극판(110)은 그 가공된 표면 또는 단면에 틈이 존재하지 않고, 전체적으로 균일한 두께로 매끄럽게 코팅되어, 전기분해 챔버(100) 내에 수용된 선박 평형수 등의 물에 포함된 이물질이 전극판(110)에 들러붙어 쌓이는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 전기분해 챔버(100)를 통과하는 유량이 저하되는 것을 방지하여 전기분해 효율이 저하되는 것을 방지하고, 적층되는 이물질에 의한 전극판(110)의 휨 변형을 방지할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 전기분해 챔버 110: 전극판
110a: 양극(+) 전극판 110b: 음극(-) 전극판

Claims (7)

1. 전기분해 챔버의 내부에 서로 일정간격 이격되고, 양극(+)과 음극(-)이 서로 교번적으로 배치되도록 설치되어, 내부로 유입된 물을 전기분해하여 살균 처리하는 메시 형태의 전극판으로서,
   상기 전극판이 상기 전기분해 챔버에 설치될 수 있는 크기가 되도록, 상기 전극판의 테두리를 절단 가공한 후, 절단된 단면에 코팅 처리를 하여 절단된 단면을 매끄럽게 형성한 것을 특징으로 하는 전기분해 챔버의 전극판.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 전극판을 메시 형태로 만들기 위한 기계적인 가공 후, 상기 전극판의 가공된 표면을 코팅 처리하여 상기 표면을 매끄럽게 형성한 것을 특징으로 하는 전기분해 챔버의 전극판.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 전극판은 틈이 생기지 않도록 균일한 두께로 코팅 처리되는 것을 특징으로 하는 전기분해 챔버의 전극판.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 코팅 처리는 에폭시 수지를 상기 전극판에 분사시켜 건조하는 것을 특징으로 하는 전기분해 챔버의 전극판.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 코팅 처리는 액상 실리콘은 상기 전극판에 도포하는 것을 특징으로 하는 전기분해 챔버의 전극판.
   
6. 제3항에 있어서,
   상기 코팅 처리는 액상 고무를 상기 전극판에 침적하는 것을 특징으로 하는 전기분해 챔버의 전극판.
   
7. 제3항에 있어서,
   상기 코팅 처리는 비전도성 금속을 상기 전극판에 코팅하는 것을 특징으로 하는 전기분해 챔버의 전극판.

Images