KR101657707B1 - Modular electrolysis system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전원공급부와 급수부로부터 전원과 물을 각각 공급받기 위하여 케이스의 외측에 전원공급포트와 급수포트가 각각 마련되고, 상기 전원공급부와 상기 급수부로부터 공급되는 전원과 물을 이용하여 전기분해를 수행하는 전기분해조, 상기 전원의 공급을 개폐시키는 스위칭부, 상기 스위칭부를 제어하는 제어부, 그리고 외부와의 통신을 수행하는 통신모듈이 각각 상기 케이스의 내측에 마련되며, 상기 전기분해조로부터 생성되는 수소와 산소를 외부로 배출시키기 위한 수소배출포트와 산소배출포트가 상기 케이스의 외측면에 각각 마련되는 다수의 전기분해모듈; 상기 전기분해모듈이 다수로 배열되도록 착탈 가능하게 장착되는 프레임; 및 상기 전기분해모듈의 통신모듈과 통신을 수행하는 통신부가 마련되고, 입력부의 입력신호에 따라 메인제어부가 상기 전기분해조의 동작을 제어하도록 상기 통신부 및 상기 통신모듈에 의해 상기 제어부와 통신을 수행하는 전기분해제어유닛;을 포함하도록 한 모듈형 전기분해 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 수소나 산소의 생산량, 소모 전력량, 전기분해 용량 등을 용이하게 증감시킬 수 있고, 다수의 전기분해조 설치 및 관리가 용이하며, 다수로 이루어진 전기분해조 각각을 손쉽게 제어할 수 있고, 수소 가스 등의 생산 효율을 높일 수 있다.The present invention provides a power supply unit and a water supply port on the outside of a case for receiving a power supply and water from a power supply unit and a water supply unit, respectively, and the power supply unit and the water supply unit, A switching unit for opening and closing the supply of the power supply, a control unit for controlling the switching unit, and a communication module for communicating with the outside are respectively provided inside the case, A plurality of electrolysis modules each having a hydrogen discharge port and an oxygen discharge port for discharging hydrogen and oxygen to the outside, respectively; A frame detachably mounted so that the electrolysis modules are arranged in a plurality; And a communication unit for performing communication with the communication module of the electrolysis module, wherein the main control unit performs communication with the control unit by the communication unit and the communication module so as to control the operation of the electrolysis unit according to an input signal of the input unit And an electrolysis control unit.
Industrial Applicability According to the present invention, it is possible to easily increase or decrease the production amount of hydrogen or oxygen, the amount of consumed electric power, the electrolytic capacity and the like, to easily install and manage a plurality of electrolytic tanks, And it is possible to increase production efficiency of hydrogen gas and the like.

Figure R1020140178764
Figure R1020140178764

Description

모듈형 전기분해 시스템{Modular electrolysis system}[0001] Modular electrolysis system [0002]

본 발명은 모듈형 전기분해 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 전기분해조 설치 및 관리가 용이하며, 다수로 이루어진 전기분해조 각각을 손쉽게 제어할 수 있는 모듈형 전기분해 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a modular electrolysis system, and more particularly, to a modular electrolysis system capable of easily installing and managing a plurality of electrolysis tanks and easily controlling each of a plurality of electrolysis tanks.

일반적으로, 전기분해는 전기에너지를 이용하여 비자발적인 반응을 일으키는 것으로서, 전기분해시 (-)극에서는 (+)이온이 환원되고, (+)극에서는 (-)이온이 산화되며, (+)극은 산화반응으로 산소를 얻을 수 있고, (-)극에서는 환원반응이 일어나 수소를 얻을 수 있다. 이러한 전기분해에 의해 물로부터 수소와 산소를 얻게 되는데, 전기분해에 의해 얻어진 수소 등은 다양한 용도로 사용할 수 있다.Generally, electrolysis causes an involuntary reaction using electric energy. In electrolysis, (+) ion is reduced in the (-) electrode, (-) ion is oxidized in the (+ Poles can be obtained by oxidation reaction, and hydrogen can be obtained by the reduction reaction at the (-) electrode. Hydrogen and oxygen are obtained from water by such electrolysis. Hydrogen and the like obtained by electrolysis can be used for various purposes.

종래의 전기분해 시스템과 관련된 기술로는 한국공개특허 제10-2013-0062933호의 "전기 분해 시스템"이 제시된 바 있는데, 이는 산성 전해수와 알칼리성 전해수를 생성하도록 물과 알칼리염의 염수를 전기 분해하는 전기 분해 시스템이며, 염수를 수용하고 염수욕을 형성하는 내부 챔버를 포함하는 하우징과, 상기 염수욕 내에 침지된 상태로 상기 하우징의 내부 챔버 내에 배치되는 제1 전해조와, 상기 염수욕 내에 침지된 상태로 상기 하우징의 내부 챔버 내에 배치되는 제2 전해조를 포함하고, 상기 제1 전해조는 전극을 양으로 대전시키는 전기 공급원에 연결될 수 있는 제1 전극과, 상기 전극에 대해 지지되어 제1 전극과의 사이에 제1 공간을 형성시키는 적어도 하나의 제1 이온 투과성 멤브레인을 포함하고, 상기 제1 공간은 제1 공간의 유입 단부에서 담수 공급부와 연통하며 제1 공간의 유출 단부에서 세정용 화학 물질 출구와 연통하고, 상기 제1 공간은 염수가 제1 공간으로 진입하는 통로만이 제1 멤브레인을 통과하도록 염수욕으로부터 밀봉되며, 상기 제2 전해조는 전극을 음으로 대전시키는 전기 공급원에 연결될 수 있는 제2 전극과, 상기 전극에 대해 지지되어 제2 전극과의 사이에 제2 공간을 형성시키는 적어도 하나의 제2 이온 투과성 멤브레인을 포함하고, 상기 제2 공간은 제2 공간의 유입 단부에서 담수 공급부와 연통하며 제2 공간의 유출 단부에서 세정용 화학 물질 출구와 연통하고, 상기 제2 공간은 염수가 제2 공간으로 진입하는 통로만이 제2 멤브레인을 통과하도록 염수욕으로부터 밀봉된다.As a technique related to a conventional electrolysis system, Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0062933 discloses an "electrolysis system ", which is an electrolysis system for electrolyzing water and an alkali salt brine to produce acid electrolytic water and alkaline electrolytic water A first electrolytic bath disposed in the inner chamber of the housing in a state of being immersed in the brine bath; and a second electrolytic bath immersed in the brine bath, And a second electrolytic cell disposed in an inner chamber of the housing, wherein the first electrolytic bath comprises a first electrode capable of being connected to an electric source for positively charging the electrode, and a second electrode supported between the first electrode and the first electrode, 1 < / RTI > space, wherein the first space is filled with fresh water at the inlet end of the first space, The first space being in communication with the supply portion and communicating with the cleaning chemical outlet at the outlet end of the first space, the first space being sealed from the salt water bath so that only the passage through which the brine enters the first space is passed through the first membrane, 2 electrolytic cell includes a second electrode that can be connected to an electric source that negatively charges the electrode and at least one second ion permeable membrane supported against the electrode to form a second space between the second electrode and the second electrode, , The second space being in communication with the fresh water supply at the inflow end of the second space and communicating with the cleaning chemical outlet at the outflow end of the second space and the second space being the only passage through which the brine enters the second space And sealed from a salt water bath to pass through the second membrane.

그러나 이와 같은 종래의 전기분해 시스템은 수소나 산소의 생산량, 소모 전력량, 전기분해 용량 등을 증감시키는 것이 용이하지 못하고, 다수의 전기분해조 설치 및 관리에 많은 어려움이 따를 뿐만 아니라, 다수로 이루어진 전기분해조 각각을 제어하는데 많은 불편을 야기하는 문제점을 가지고 있었다.However, in such a conventional electrolytic system, it is not easy to increase or decrease the production amount of hydrogen or oxygen, the amount of consumed electric power, the electrolytic capacity, etc., and it is difficult to install and manage a large number of electrolytic baths, It has a problem that it causes many inconveniences to control each of the decomposition baths.

상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 수소나 산소의 생산량, 소모 전력량, 전기분해 용량 등을 용이하게 증감시키고, 다수의 전기분해조 설치 및 관리가 용이하며, 다수로 이루어진 전기분해조 각각을 손쉽게 제어하도록 하는데 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above, it is an object of the present invention to easily increase and decrease the production amount of hydrogen or oxygen, the amount of consumed electric power, the electrolytic capacity and the like, And to easily control each of the electrolytic baths.

본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will become readily apparent from the following description of the embodiments.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 전원공급부와 급수부로부터 전원과 물을 각각 공급받기 위하여 케이스의 외측에 전원공급포트와 급수포트가 각각 마련되고, 상기 전원공급부와 상기 급수부로부터 공급되는 전원과 물을 이용하여 전기분해를 수행하는 전기분해조, 상기 전원의 공급을 개폐시키는 스위칭부, 상기 스위칭부를 제어하는 제어부, 그리고 외부와의 통신을 수행하는 통신모듈이 각각 상기 케이스의 내측에 마련되며, 상기 전기분해조로부터 생성되는 수소와 산소를 외부로 배출시키기 위한 수소배출포트와 산소배출포트가 상기 케이스의 외측면에 각각 마련되는 다수의 전기분해모듈; 상기 전기분해모듈이 다수로 배열되도록 착탈 가능하게 장착되는 프레임; 및 상기 전기분해모듈의 통신모듈과 통신을 수행하는 통신부가 마련되고, 입력부의 입력신호에 따라 메인제어부가 상기 전기분해조의 동작을 제어하도록 상기 통신부 및 상기 통신모듈에 의해 상기 제어부와 통신을 수행하는 전기분해제어유닛;을 포함하는, 모듈형 전기분해 시스템이 제공된다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, there is provided a power supply port and a water supply port on the outside of a case for receiving power and water from a power supply unit and a water supply unit, respectively, An electrolysis tank for performing electrolysis using water and power supplied from the water supply unit, a switching unit for opening and closing the supply of the power supply, a control unit for controlling the switching unit, and a communication module for communicating with the outside, A plurality of electrolysis modules provided inside the case respectively and having a hydrogen discharge port and an oxygen discharge port for discharging hydrogen and oxygen generated from the electrolytic bath to the outside, respectively; A frame detachably mounted so that the electrolysis modules are arranged in a plurality; And a communication unit for performing communication with the communication module of the electrolysis module, wherein the main control unit performs communication with the control unit by the communication unit and the communication module so as to control the operation of the electrolysis unit according to an input signal of the input unit An electrolysis control unit is provided, wherein a modular electrolysis system is provided.

상기 전기분해모듈은, 상기 전기분해조가 밀폐된 구조로 이루어지며, 상기 전기분해조의 내측에 전원이 인가되는 다수의 전극이 설치되고, 상기 전기분해조에서 상기 전극 각각이 위치하는 공간을 분할하는 다공성멤브레인이 설치되며, 상기 다공성멤브레인에 의해 분할되는 공간 각각으로부터 생성되는 수소와 산소를 상기 수소배출포트와 상기 산소배출포트에 각각 공급하도록 수소공급라인과 산소공급라인이 각각 설치될 수 있다.The electrolytic module has a structure in which the electrolytic bath is sealed, a plurality of electrodes to which power is applied are disposed inside the electrolytic bath, and a porous A hydrogen supply line and an oxygen supply line may be respectively installed to supply hydrogen and oxygen generated from each of the spaces divided by the porous membrane to the hydrogen discharge port and the oxygen discharge port, respectively.

상기 전기분해모듈은, 상기 전기분해조의 수위를 감지하여 감지신호를 출력하는 수위센서; 상기 급수부로부터 상기 전기분해조로의 물 공급을 개폐시키는 밸브; 및 상기 전기분해조의 동작상태를 디스플레이하도록 상기 케이스의 전면커버에 설치되는 디스플레이부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 수위센서로부터 출력되는 감지신호를 수신받아 상기 전기분해조의 수위가 정해진 수위 범위에 머물도록 상기 밸브를 제어하고, 상기 전기분해조의 동작상태를 디스플레이하도록 상기 디스플레이부를 제어할 수 있다.The electrolysis module includes a water level sensor for sensing a water level of the electrolysis bath and outputting a sensing signal; A valve for opening and closing the water supply from the water supply unit to the electrolytic bath; And a display unit installed on a front cover of the case to display an operation state of the electrolytic bath, wherein the controller receives a sensing signal output from the water level sensor, And controls the display unit to display an operation state of the electrolytic bath.

상기 전기분해모듈은, 상기 케이스의 전면커버 양측에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부에 고정홀이 형성되며, 상기 프레임은, 내측에 수용공간이 형성되고, 상기 수용공간의 입구측에 고정대가 나란하게 다수로 마련되며, 상기 고정대에 길이방향을 따라 간격을 두고서 다수로 체결홀이 형성되고, 상기 전기분해모듈의 케이스가 상기 고정대 사이를 통해서 상기 수용공간에 삽입됨으로써 상기 돌출부 각각이 상기 고정대 각각에 걸린 상태에서, 상기 고정홀과 상기 체결홀에 체결되는 체결부재에 의해 상기 전기분해모듈이 상기 고정대 사이에 상기 고정대의 길이방향을 따라 다수로 장착되도록 할 수 있다.The electrolytic module is characterized in that protrusions are formed on both sides of a front cover of the case, a fixing hole is formed in the protrusions, a space is formed inside the frame, and a fixing table is arranged side by side on the entrance side of the accommodation space Wherein a plurality of fastening holes are formed in the fixing table at intervals along the longitudinal direction and the case of the electrolysis module is inserted into the accommodating space through the fixing bars so that each of the protrusions is caught by each of the fixing bars , The electrolytic module may be mounted between the fixing holes by a fastening member fastened to the fixing holes and the fastening holes in a plurality of directions along the length direction of the fixing table.

상기 전기분해모듈 각각의 수소배출포트에 수소배출라인으로 각각 연결되어 상기 전기분해모듈 각각으로부터 배출되는 수소를 수집하여 저장하는 수소저장탱크; 및 상기 전기분해모듈 각각의 산소배출포트에 산소배출라인으로 각각 연결되어 상기 전기분해모듈 각각으로부터 배출되는 산소를 수집하여 저장하는 산소저장탱크;를 더 포함하고, 상기 수소배출라인과 상기 산소배출라인에는, 수소와 산소가 상기 전기분해조로 역류하는 것을 차단하도록 체크밸브가 각각 설치될 수 있다.A hydrogen storage tank connected to a hydrogen discharge port of each of the electrolysis modules, respectively, for collecting and storing hydrogen discharged from each of the electrolysis modules; And an oxygen storage tank connected to an oxygen discharge port of each of the electrolysis modules, respectively, for collecting and storing oxygen discharged from each of the electrolysis modules, wherein the hydrogen discharge line and the oxygen discharge line, A check valve may be respectively installed to prevent hydrogen and oxygen from flowing back to the electrolysis bath.

본 발명에 따른 모듈형 전기분해 시스템에 의하면, 수소나 산소의 생산량, 소모 전력량, 전기분해 용량 등을 용이하게 증감시킬 수 있고, 다수의 전기분해조 설치 및 관리가 용이하며, 다수로 이루어진 전기분해조 각각을 손쉽게 제어할 수 있고, 수소 가스 등의 생산 효율을 높일 수 있다.According to the modular electrolytic system of the present invention, it is possible to easily increase or decrease the production amount of hydrogen or oxygen, the amount of consumed electric power, the electrolytic capacity, etc., and it is easy to install and manage a plurality of electrolytic baths, It is possible to easily control each of the tanks and to increase the production efficiency of hydrogen gas and the like.

도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 모듈형 전기분해 시스템의 요부를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 모듈형 전기분해 시스템을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 모듈형 전기분해 시스템의 전기분해모듈을 도시한 배면사시도이다.1 is a perspective view showing a main part of a modular electrolysis system according to one embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a modular electrolysis system according to one embodiment of the present invention.
3 is a rear perspective view illustrating an electrolysis module of a modular electrolysis system according to one embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in detail in the drawings. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but is to be understood to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention, And the scope of the present invention is not limited to the following examples.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 모듈형 전기분해 시스템의 요부를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 모듈형 전기분해 시스템을 도시한 구성도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a modular electrolysis system according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram showing a modular electrolysis system according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 모듈형 전기분해 시스템(10)은 다수의 전기분해모듈(100), 프레임(200) 및 전기분해제어유닛(300)을 포함할 수 있다.1 and 2, a modular electrolysis system 10 according to one embodiment of the present invention includes a plurality of electrolysis modules 100, a frame 200, and an electrolysis control unit 300 .

전기분해모듈(100)은 다수로 이루어지고, 각각은 전원공급부(1)와 급수부(2)로부터 전원과 물을 각각 공급받기 위하여 케이스(110)의 외측에 전원공급포트(111)와 급수포트(112)가 각각 마련되고, 전원공급부(1)와 급수부(2)로부터 공급되는 전원과 물을 이용하여 전기분해를 수행하는 전기분해조(120), 전원공급부(1)로부터 전기분해조(120)로의 전원 공급을 개폐시키는 스위칭부(130), 스위칭부(130)를 제어하는 제어부(140), 그리고 외부와의 통신을 수행하는 통신모듈(150)이 각각 케이스(110)의 내측에 마련되며, 전기분해조(120)로부터 생성되는 수소와 산소를 외부로 배출시키기 위한 수소배출포트(113)와 산소배출포트(114)가 케이스(110)의 외측면에 각각 마련된다. 도 3을 참조하면, 전원공급포트(111), 급수포트(112), 수소배출포트(113) 및 산소배출포트(114)가 후방을 향하도록 케이스(110)의 후면에 마련된다.Each of the electrolysis modules 100 includes a power supply port 111 and a water supply port 111 provided outside the case 110 to receive power and water from the power supply unit 1 and the water supply unit 2, An electrolytic bath 120 for electrolyzing water using power and water supplied from a power supply unit 1 and a water supply unit 2 and an electrolytic bath 120 for supplying electricity from a power supply unit 1, A controller 140 for controlling the switching unit 130 and a communication module 150 for communicating with the outside are provided inside the case 110 And a hydrogen discharge port 113 and an oxygen discharge port 114 for discharging hydrogen and oxygen generated from the electrolysis tank 120 to the outside are provided on the outer surface of the case 110, respectively. Referring to FIG. 3, a power supply port 111, a water supply port 112, a hydrogen discharge port 113, and an oxygen discharge port 114 are provided on the rear surface of the case 110 so as to face rearward.

전기분해모듈(100)은 전기분해조(120)가 밀폐된 구조로 이루어질 수 있으며, 전기분해조(120)의 내측에 전원이 인가되는 다수의 전극(121,122)이 설치될 수 있고, 전기분해조(120)에서 전극(121,122) 각각이 위치하는 공간을 분할하는 다공성멤브레인(123)이 설치될 수 있으며, 다공성멤브레인(123)에 의해 분할되는 공간(124,125) 각각으로부터 생성되는 수소와 산소를 수소배출포트(113)와 산소배출포트(114)에 각각 공급하도록 수소공급라인(126)과 산소공급라인(127)이 각각 설치될 수 있다. 전원공급부(1)를 통해서 공급되는 AC 전원을 AC-DC 컨버터(190)에 의해 DC 전원으로 변환하여 전극(121,122)에 공급되는데, 이때 전극(121,122)은 DC 전원의 공급에 의해 각각 (-)전극(121)과 (+)전극(122)을 이룰 수 있다. The electrolysis module 100 may have a structure in which the electrolytic bath 120 is hermetically sealed and a plurality of electrodes 121 and 122 to which power is supplied may be installed inside the electrolytic bath 120, A porous membrane 123 may be provided to divide a space where the electrodes 121 and 122 are located in the membrane 120. Hydrogen and oxygen generated from each of the spaces 124 and 125 divided by the porous membrane 123 may be discharged A hydrogen supply line 126 and an oxygen supply line 127 may be respectively installed to supply the fuel to the port 113 and the oxygen discharge port 114, respectively. The AC power supplied through the power supply unit 1 is converted into DC power by the AC-DC converter 190 and supplied to the electrodes 121 and 122. At this time, The electrode 121 and the (+) electrode 122 can be formed.

전기분해조(120)는 급수부(2)를 통해서 공급되는 물을 전기분해하고, 이에 의해 (-)전극(121)이 위치하는 분할 공간(124)과 (+)전극(122)이 위치하는 분할 공간(125) 각각으로부터 생성되는 수소와 산소를 수소공급라인(126)과 산소공급라인(127)을 통해서 수소배출포트(113)와 산소배출포트(114)로 공급하여 배출되도록 한다. 또한 다공성멤브레인(123)은 전기분해과정에서 분할 공간(124,125) 간의 물 통과를 허용하는 크기를 가진 홀이 다수로 형성된 합성수지나, 금속 또는 세라믹 등의 재질로 이루어질 수 있다. 전기분해조(120)의 (-)극(121)에서는 아래의 반응식 1과, (+)극(122)에서는 아래의 반응식 2와 같은 반응에 의해 수소와 산소를 각각 발생시킨다.The electrolytic bath 120 electrolyzes water supplied through the water supply unit 2 so that the partition space 124 and the (+) electrode 122 where the (-) electrode 121 is located Hydrogen and oxygen generated from each of the divided spaces 125 are supplied to the hydrogen discharge port 113 and the oxygen discharge port 114 through the hydrogen supply line 126 and the oxygen supply line 127 to be discharged. In addition, the porous membrane 123 may be made of a synthetic resin, metal, ceramic, or the like, in which a plurality of holes having a size that allows water to pass between the divided spaces 124 and 125 during the electrolysis process. Hydrogen and oxygen are respectively generated in the (-) pole 121 of the electrolytic bath 120 by the following reaction formula 1 and the (+) pole 122 by the reaction shown in the following reaction formula 2.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

4H2O + 4e- → 2H2 + 4OH- 4H 2 O + 4e - ? 2H 2 + 4OH -

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

4OH- → 2H2O + O2 + 4e- 4OH - > 2H 2 O + O 2 + 4e -

전기분해모듈(100)은 전기분해조(120)의 수위를 감지하여 감지신호를 출력하는 수위센서(160)와, 급수부(1)로부터 전기분해조(120)로의 물 공급을 개폐시키는 밸브(170)와, 전기분해조(120)의 동작상태를 디스플레이하도록 케이스(110)의 전면커버(115)에 설치되는 디스플레이부(180)를 더 포함할 수 있다. 이때 제어부(140)는 수위센서(160)로부터 출력되는 감지신호를 수신받아 전기분해조(120)의 수위가 정해진 수위 범위에 머물도록 밸브(170)를 제어하고, 전기분해조(120)의 동작상태를 디스플레이하도록 디스플레이부(180)를 제어할 수 있다. 또한 전기분해모듈(100)은 케이스(110)의 전면커버(115) 양측에 돌출부(116)가 형성되고, 돌출부(116)에 단일 또는 다수의 고정홀(117)이 형성될 수 있다.The electrolysis module 100 includes a water level sensor 160 for sensing the level of the electrolysis tank 120 and outputting a sensing signal and a valve for opening and closing the water supply from the water supply unit 1 to the electrolysis tank 120 And a display unit 180 installed on the front cover 115 of the case 110 to display an operation state of the electrolytic bath 120. The control unit 140 controls the valve 170 so that the water level of the electrolytic bath 120 is maintained in the predetermined water level range and the operation of the electrolytic bath 120 It is possible to control the display unit 180 to display the status. The electrolytic module 100 may have protrusions 116 on both sides of the front cover 115 of the case 110 and a single or multiple fixing holes 117 may be formed in the protrusions 116.

프레임(200)은 전기분해모듈(100)이 다수로 배열되도록 착탈 가능하게 장착되는데, 전기분해모듈(100)이 일렬 또는 다수의 열을 비롯하여 다양한 형태로 배열 장착되기 위한 구조를 가질 수 있다. 또한 프레임(200)은 예컨대 내측에 수용공간(210)이 형성되고, 수용공간(210)의 입구측에 고정대(220)가 나란하게 다수로 마련되며, 고정대(220)에 길이방향을 따라 간격을 두고서 다수로 체결홀(221)이 형성되고, 전기분해모듈(100)의 케이스(110)가 고정대(220) 사이를 통해서 수용공간(210)에 삽입됨으로써 돌출부(116) 각각이 고정대(220) 각각에 걸린 상태에서, 고정홀(117)과 체결홀(221)에 체결되는 볼트나 스크루 등의 체결부재(230)에 의해 전기분해모듈(100)이 고정대(220) 사이에 고정대(220)의 길이방향을 따라 다수로 장착되도록 할 수 있고, 고정대(220)의 개수에 따라 전기분해모듈(100)의 다양한 열로 적층되도록 할 수 있다. 따라서, 프레임(200)에는 전기분해모듈(100)이 원하는 위치에 원하는 개수로 장착됨으로써 전기분해모듈(100)의 장착 갯수를 용이하게 조절할 수 있다. 도 1을 참조하면, 프레임(200)은 수용공간(210)이 전방으로 개방되도록 형성됨으로써 전기분해모듈(100)이 수용공간(210)으로부터 전방으로 인출 또는 그 반대로 삽입되도록 하고, 수용공간(210)이 상하로 다수의 층을 이루도록 형성되며, 고정대(220)가 수용공간(210)의 입구측 상부와 하부에 각각 마련된다.The frame 200 is detachably mounted so as to arrange a plurality of the electrolysis modules 100. The electrolysis module 100 may have a structure for arranging the electrolysis modules 100 in various forms including a row or a plurality of rows. The frame 200 is provided with a receiving space 210 on the inner side and a plurality of holding rods 220 are provided on the entrance side of the receiving space 210 in parallel. A plurality of fastening holes 221 are formed and the case 110 of the electrolysis module 100 is inserted into the accommodating space 210 through the fastening rods 220 so that each of the projecting portions 116 is fastened to the fastening rods 220 The electrolytic module 100 can secure the length of the fixing table 220 between the fixing tables 220 by means of the fixing members 230 such as bolts or screws which are fastened to the fixing holes 117 and the fixing holes 221, And may be stacked in various rows of the electrolytic module 100 according to the number of the fixing members 220. [ Therefore, the number of the electrolytic module 100 to be mounted can be easily adjusted by mounting the electrolytic module 100 in a desired number in a desired position in the frame 200. 1, the frame 200 is formed such that the receiving space 210 is opened to the front, thereby allowing the electrolysis module 100 to be pulled out from the receiving space 210 forward or vice versa, and the receiving space 210 And the fixing table 220 is provided on the upper and lower sides of the inlet side of the receiving space 210, respectively.

수용공간(210)은 일례로 케이스(110) 각각이 수용되기 위한 다수의 공간으로 형성될 수 있으며, 이와 달리 본 실시례에서처럼 다수의 케이스(110)가 수용되기 위한 단일 공간으로 형성될 수 있다.The accommodation space 210 may be formed as a plurality of spaces for accommodating each of the cases 110. Alternatively, the accommodation space 210 may be formed as a single space for accommodating the plurality of the cases 110 as in the present embodiment.

전기분해제어유닛(300)은 전기분해모듈(100) 각각을 제어하기 위한 것으로서, 전기분해모듈(100)의 통신모듈(150)과 통신을 수행하는 통신부(310)가 마련되고, 입력부(320)의 입력신호에 따라 메인제어부(330)가 전기분해조(120)의 동작을 제어하도록 통신부(310) 및 통신모듈(150)에 의해 제어부(140)와 통신을 수행한다. 따라서 전기분해제어유닛(300)은 입력부(320)의 입력신호에 따라 메인제어부(330)가 통신부(310)를 통해서 통신모듈(150)과 통신하여 제어부(140)에 제어신호를 전달하여, 제어부(140)가 제어신호에 상응하는 동작, 예컨대 전원의 온(on)/오프(off) 등을 수행하도록 스위칭부(130) 등을 제어할 수 있다. 여기서 통신모듈(150)과 통신부(310)는 예컨대 이더넷 통신에 의해 서로 통신을 수행할 수 있는데, 이 밖에도 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 등을 비롯하여 다양한 유선 또는 무선의 통신을 수행할 수 있도록 한다. 또한 입력부(320)는 다수의 스위치로 구성되거나, 키보드 또는 터치패널 등의 입력장치가 사용될 수 있다. The electrolysis control unit 300 is for controlling each of the electrolysis modules 100 and is provided with a communication unit 310 for communicating with the communication module 150 of the electrolysis module 100. The input unit 320, The main control unit 330 communicates with the control unit 140 by the communication unit 310 and the communication module 150 so as to control the operation of the electrolysis unit 120 according to the input signal of the control unit 150. [ The main control unit 330 communicates with the communication module 150 through the communication unit 310 to transmit the control signal to the control unit 140 according to the input signal of the input unit 320, The control unit 140 may control the switching unit 130 and the like to perform an operation corresponding to the control signal, for example, to turn on / off the power. Here, the communication module 150 and the communication unit 310 can communicate with each other by, for example, Ethernet communication. In addition, various wired or wireless communication systems such as Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, To perform the communication of FIG. The input unit 320 may include a plurality of switches, or an input device such as a keyboard or a touch panel may be used.

전기분해제어유닛(300)은 동작 상태나 데이터 등을 외부로 디스플레이하기 위한 디스플레이부(340)와, 각종 데이터나 프로그램 등이 저장되는 메모리부(350)를 더 포함할 수 있다. 또한 전기분해제어유닛(300)은 통신 및 정보 처리 기기로서, 어플리케이션이나 프로그램의 구동에 의해 전기분해모듈(100)에 대한 제어를 수행하는 스마트폰이나 태블릿 PC 또는 노트북이나 PC 등이 사용될 수도 있다.The electrolysis control unit 300 may further include a display unit 340 for externally displaying operation states and data, and a memory unit 350 for storing various data and programs. Also, the electrolysis control unit 300 may be a communication or information processing apparatus, such as a smartphone or a tablet PC, a notebook PC, or the like, which performs control of the electrolysis module 100 by driving an application or a program.

전기분해모듈(100) 각각으로부터 생산되는 수소와 산소를 저장하기 위하여, 수소저장탱크(400)와 산소저장탱크(500)가 마련될 수 있다. 수소저장탱크(400)는 전기분해모듈(100) 각각의 수소배출포트(113)에 수소배출라인(410)으로 각각 연결되어, 전기분해모듈(100) 각각으로부터 배출되는 수소를 수집하여 저장한다. 산소저장탱크(500)는 전기분해모듈(100) 각각의 산소배출포트(114)에 산소배출라인(510)으로 각각 연결되어, 전기분해모듈(100) 각각으로부터 배출되는 산소를 수집하여 저장한다. 또한 수소배출라인(410)과 산소배출라인(420)에는 수소와 산소가 전기분해조(120)로 역류하는 것을 차단하도록 체크밸브(420,520)가 각각 설치될 수 있다.In order to store hydrogen and oxygen produced from each of the electrolysis modules 100, a hydrogen storage tank 400 and an oxygen storage tank 500 may be provided. The hydrogen storage tank 400 is connected to a hydrogen discharge port 410 of each of the electrolysis modules 100 to collect and store the hydrogen discharged from each of the electrolysis modules 100. The oxygen storage tank 500 is connected to an oxygen discharge port 510 of each of the electrolysis modules 100 to collect and store the oxygen discharged from each of the electrolysis modules 100. In addition, the hydrogen discharge line 410 and the oxygen discharge line 420 may be provided with check valves 420 and 520, respectively, to prevent hydrogen and oxygen from flowing back to the electrolysis tank 120.

이와 같은 본 발명에 따른 모듈형 전기분해 시스템(10)에 따르면, 전기분해모듈(100)이 프레임(200)에 착탈 가능하게 다수로 장착되는 모듈 구조화로 인해, 수소나 산소의 생산량, 소모 전력량, 전기분해 용량 등을 용이하게 증감시킬 수 있고, 다수의 전기분해조(120) 설치 및 관리가 용이하다. According to the modular electrolytic system 10 according to the present invention, due to the module structure in which the electrolytic module 100 is detachably attached to the frame 200 in a large number, the production amount of the hydrogen or oxygen, The electrolytic capacity and the like can be easily increased and decreased, and the installation and management of the plurality of electrolytic baths 120 is easy.

또한 본 발명에 따른 모듈형 전기분해 시스템(10)에 따르면, 전기분해모듈(100) 각각이 전기분해제어유닛(300)과의 통신에 의해 제어됨으로써 다수로 이루어진 전기분해조(120) 각각을 손쉽게 제어할 수 있다. 또한 수소 가스 등의 생산 효율을 높일 수 있다.Further, according to the modular electrolysis system 10 according to the present invention, each of the electrolysis modules 100 is controlled by communication with the electrolysis control unit 300 so that each of the plurality of electrolysis tanks 120 can be easily Can be controlled. In addition, the production efficiency of hydrogen gas and the like can be increased.

이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the spirit of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

1 : 전원공급부 2 : 급수부
100 : 전기분해모듈 110 : 케이스
111 : 전원공급포트 112 : 급수포트
113 : 수소배출포트 114 : 산소배출포트
115 : 전면커버 116 : 돌출부
117 : 고정홀 120 : 전기분해조
121,122 : 전극 123 : 다공성멤브레인
124,125 : 분할 공간 126 : 수소공급라인
127 : 산소공급라인 130 : 스위칭부
140 : 제어부 150 : 통신모듈
160 : 수위센서 170 : 밸브
180 : 디스플레이부 190 : AC-DC 컨버터
200 : 프레임 210 : 수용공간
220 : 고정대 221 : 체결홀
230 : 체결부재 300 : 전기분해제어유닛
310 : 통신부 320 : 입력부
330 : 메인제어부 340 : 디스플레이부
350 : 메모리부 400 : 수소저장탱크
410 : 수소배출라인 420 : 체크밸브
500 : 산소저장탱크 510 : 산소배출라인
520 : 체크밸브1: Power supply unit 2: Water supply unit
100: electrolysis module 110: case
111: power supply port 112: water supply port
113: hydrogen discharge port 114: oxygen discharge port
115: front cover 116: protrusion
117: Fixing hole 120: Electrolysis tank
121, 122: electrode 123: porous membrane
124, 125: partition space 126: hydrogen supply line
127: oxygen supply line 130:
140: controller 150: communication module
160: Water level sensor 170: Valve
180: display unit 190: AC-DC converter
200: frame 210: accommodation space
220: fixed base 221: fastening hole
230: fastening member 300: electrolysis control unit
310 communication unit 320 input unit
330: main control unit 340: display unit
350: memory unit 400: hydrogen storage tank
410: hydrogen discharge line 420: check valve
500: oxygen storage tank 510: oxygen discharge line
520: Check valve

Claims (5)

전원공급부와 급수부로부터 전원과 물을 각각 공급받기 위하여 케이스의 외측에 전원공급포트와 급수포트가 각각 마련되고, 상기 전원공급부와 상기 급수부로부터 공급되는 전원과 물을 이용하여 전기분해를 수행하는 전기분해조, 상기 전원의 공급을 개폐시키는 스위칭부, 상기 스위칭부를 제어하는 제어부, 그리고 외부와의 무선 통신을 수행하는 통신모듈이 각각 상기 케이스의 내측에 마련되며, 상기 전기분해조로부터 생성되는 수소와 산소를 외부로 배출시키기 위한 수소배출포트와 산소배출포트가 상기 케이스의 외측면에 각각 마련되는 다수의 전기분해모듈;
상기 전기분해모듈이 다수로 배열되도록 착탈 가능하게 장착되는 프레임; 및
상기 전기분해모듈의 통신모듈과 무선 통신을 수행하는 통신부가 마련되고, 입력부의 입력신호에 따라 메인제어부가 상기 전기분해조의 동작을 제어하도록 상기 통신부 및 상기 통신모듈에 의해 상기 제어부와 무선 통신을 수행하는 전기분해제어유닛;을 포함하고,
상기 전기분해모듈은, 상기 케이스의 전면커버 양측에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부에 고정홀이 형성되며,
상기 프레임은, 내측에 수용공간이 형성되고, 상기 수용공간의 입구측에 고정대가 나란하게 다수로 마련되며, 상기 고정대에 길이방향을 따라 간격을 두고서 다수로 체결홀이 형성되고, 상기 전기분해모듈의 케이스가 상기 고정대 사이를 통해서 상기 수용공간에 삽입됨으로써 상기 돌출부 각각이 상기 고정대 각각에 걸린 상태에서, 상기 고정홀과 상기 체결홀에 체결되는 체결부재에 의해 상기 전기분해모듈이 상기 고정대 사이에 상기 고정대의 길이방향을 따라 다수로 장착되도록 하고,
상기 전기분해모듈은, 상기 전원공급포트, 상기 급수포트, 상기 수소배출포트 및 상기 산소배출포트가 후방을 향하도록 상기 케이스의 후면에 마련되고,
상기 프레임은, 상기 수용공간이 전방으로 개방되도록 형성됨으로써 상기 전기분해모듈이 상기 수용공간으로부터 전방으로 인출 또는 그 반대로 삽입되도록 하고, 상기 수용공간이 상하로 다수의 층을 이루도록 형성되며, 상기 고정대가 상기 수용공간의 입구측 상부와 하부에 각각 마련되는, 모듈형 전기분해 시스템.A power supply port and a water supply port are provided outside the case to receive power and water from the power supply unit and the water supply unit, respectively, and electrolysis is performed using the power supply and water supplied from the power supply unit and the water supply unit An electrolysis tank, a switching unit for opening and closing the supply of the power source, a control unit for controlling the switching unit, and a communication module for performing wireless communication with the outside are respectively provided inside the case, And a plurality of electrolysis modules each having a hydrogen discharge port and an oxygen discharge port for discharging oxygen to the outside, respectively;
A frame detachably mounted so that the electrolysis modules are arranged in a plurality; And
A communication unit for performing wireless communication with the communication module of the electrolysis module is provided and the main control unit performs wireless communication with the control unit by the communication unit and the communication module so as to control the operation of the electrolysis unit in accordance with an input signal of the input unit And an electrolysis control unit,
The electrolytic module is characterized in that protrusions are formed on both sides of a front cover of the case, a fixing hole is formed in the protrusions,
A plurality of fastening holes are formed in the fastening block at intervals along the longitudinal direction of the frame, the plurality of fastening holes are formed in the fastening block, The case of the electrolytic module is inserted into the accommodating space through the space between the fixing bars, so that the electrolytic module is held between the fixing holes by the fastening members fastened to the fixing holes and the fastening holes, A plurality of fixing members are mounted along the longitudinal direction of the fixing table,
Wherein the electrolytic module is provided on a rear surface of the case so that the power supply port, the water supply port, the hydrogen discharge port, and the oxygen discharge port face rearward,
Wherein the frame is formed such that the accommodating space is formed so as to open forward so that the electrolytic module is inserted into the accommodating space forward or vice versa and the accommodation space is formed so as to form a plurality of layers up and down, Respectively, at the inlet side and the lower side of the receiving space. 청구항 1에 있어서,
상기 전기분해모듈은,
상기 전기분해조가 밀폐된 구조로 이루어지며, 상기 전기분해조의 내측에 전원이 인가되는 다수의 전극이 설치되고, 상기 전기분해조에서 상기 전극 각각이 위치하는 공간을 분할하는 다공성멤브레인이 설치되며, 상기 다공성멤브레인에 의해 분할되는 공간 각각으로부터 생성되는 수소와 산소를 상기 수소배출포트와 상기 산소배출포트에 각각 공급하도록 수소공급라인과 산소공급라인이 각각 설치되는, 모듈형 전기분해 시스템.The method according to claim 1,
The electrolytic module includes:
A plurality of electrodes to which power is applied are disposed inside the electrolytic bath, and a porous membrane is provided for dividing a space where the electrodes are located in the electrolytic bath, And a hydrogen supply line and an oxygen supply line are respectively installed to supply hydrogen and oxygen generated from each of the spaces divided by the porous membrane to the hydrogen discharge port and the oxygen discharge port, respectively. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 전기분해모듈은,
상기 전기분해조의 수위를 감지하여 감지신호를 출력하는 수위센서;
상기 급수부로부터 상기 전기분해조로의 물 공급을 개폐시키는 밸브; 및
상기 전기분해조의 동작상태를 디스플레이하도록 상기 케이스의 전면커버에 설치되는 디스플레이부;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 수위센서로부터 출력되는 감지신호를 수신받아 상기 전기분해조의 수위가 정해진 수위 범위에 머물도록 상기 밸브를 제어하고, 상기 전기분해조의 동작상태를 디스플레이하도록 상기 디스플레이부를 제어하는, 모듈형 전기분해 시스템.The method according to claim 1 or 2,
The electrolytic module includes:
A water level sensor for sensing a water level of the electrolysis bath and outputting a sensing signal;
A valve for opening and closing the water supply from the water supply unit to the electrolytic bath; And
And a display unit installed on a front cover of the case to display an operation state of the electrolytic bath,
Wherein,
And controls the display unit to display the operation state of the electrolytic bath by receiving the sensing signal output from the water level sensor and controlling the valve so that the water level of the electrolytic bath stays within a predetermined water level range. 삭제delete 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 전기분해모듈 각각의 수소배출포트에 수소배출라인으로 각각 연결되어 상기 전기분해모듈 각각으로부터 배출되는 수소를 수집하여 저장하는 수소저장탱크; 및
상기 전기분해모듈 각각의 산소배출포트에 산소배출라인으로 각각 연결되어 상기 전기분해모듈 각각으로부터 배출되는 산소를 수집하여 저장하는 산소저장탱크;를 더 포함하고,
상기 수소배출라인과 상기 산소배출라인에는,
수소와 산소가 상기 전기분해조로 역류하는 것을 차단하도록 체크밸브가 각각 설치되는, 모듈형 전기분해 시스템.
The method according to claim 1 or 2,
A hydrogen storage tank connected to a hydrogen discharge port of each of the electrolysis modules, respectively, for collecting and storing hydrogen discharged from each of the electrolysis modules; And
And an oxygen storage tank connected to an oxygen discharge port of each of the electrolysis modules, respectively, for collecting and storing oxygen discharged from each of the electrolysis modules,
Wherein the hydrogen discharge line and the oxygen discharge line are connected to each other,
And a check valve is provided to block the reverse flow of hydrogen and oxygen to the electrolysis bath.
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