KR101817193B1 - 전기분해장치용 전해조 - Google Patents

전기분해장치용 전해조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기분해장치용 전해조에 관한 것으로서, 내부로 유입되는 상기 전해액을 전기분해하여 가스를 발생하고, 일단부 일측으로부터 타단부 일측까지 상기 전해액이 통과하는 전해액 통과로가 형성되며, 다른 일측에 상기 전해액이 이동되는 전해액 이동로가 형성됨과 아울러 타측에 상기 가스가 이동되는 가스이동로가 형성되되, 상기 전해액 이동로와 상기 가스이동로를 연통하는 연통홈이 형성되는 전기분해부재와, 상기 전기분해부재의 일단부에 결합되고, 일측에 상기 전해액 이동로와 연통되는 전해액 유입공이 형성되며, 다른 일측에 전해액이 배출되는 전해액 배출공이 형성됨과 아울러 타측에는 전기분해과정에서 발생된 가스가 배출되는 가스배출공이 형성된 (-)극 외부커버 및 상기 전기분해부재의 타단부에 결합되고, 일측에 상기 전해액 통과로와 연통되는 회귀공이 형성되며, 타측에 상기 회귀공과 연결됨과 아울러 상기 전해액 이동로와 연통되는 투입공이 형성된 (+)극 외부커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해장치용 전해조를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, (-)극의 외부커버 일측에 전해액 유입공 및 전해액 배출공을 모두 형성하되, 전해액 유입공을 통해 유입된 전해액이 전해액 통과공을 통해 반대편 외부커버까지 이동한 후 회귀하면서 가스킷 내부로 유입되도록 함으로써 가스킷의 설치위치와 상관없이 모든 경로의 전해액 이동거리가 동일하게 형성할 수 있고, 작업자의 감전사고가 발생되지 않으면서도 고압용에도 용이하게 적용할 수 있을 뿐 아니라 전해액이 누수되는 리크현상을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

전기분해장치용 전해조{Electrolyzer for electrolysis apparatus}
본 발명은 전기분해장치용 전해조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스킷의 설치위치와 상관없이 모든 경로의 전해액 이동거리가 동일하게 형성할 수 있고, 작업자의 감전사고가 발생되지 않으면서도 고압용에도 용이하게 적용할 수 있을 뿐 아니라 전해액이 누수되는 리크현상을 미연에 방지할 수 있는 전기분해장치용 전해조에 관한 것이다.
일반적으로 전기 분해 장치는 수산화나트륨 또는 수산화칼륨 등의 전해질을 함유한 전해액을 전기분해하여 수소와 산소를 발생하는 것으로서, 이온수기, 정수기 등 여러 산업분야에서 널리 이용되고 있다.
이와 같은 전기 분해 장치는 앞서 설명한 바와 같이 전해액을 전기분해하여 수소와 산소를 발생하기 위해 전해조를 구비하고 있다.
도1은 종래 전해조의 분해사시도이고, 도2는 종래 전해조 내부로 전해액이 이동되는 상태를 도시한 도면이다.
도1 및 도2에서 보는 바와 같이 종래의 전해조는 멤브레인(110)과, 멤브레인(110)의 양측방에 설치되는 한 쌍의 전극부(120)와, 한 쌍의 전극부(120)와 멤브레인(110) 사이에 개재되고 중공(131)이 형성된 가스킷(130)과, 한 쌍의 전극부(120) 외측면에 각각 설치되는 한 쌍의 절연플레이트(140)와, 절연플레이트(140)의 외측면에 설치되는 한 쌍의 외부커버(150)로 구성된다.
여기서, 종래의 전해조(100)는 절연플레이트(140)와, 전극부(120)와, 가스킷(130)은 일측에 전해액 이동로(T)와, 산소이동로(O) 및 수소이동로(H)가 형성되고, 한 쌍의 외부커버(140) 중 어느 하나의 외부커버 일측에는 전해액 이동로(T)와 연통되는 전해액 유입공(I)이 형성됨과 아울러 다른 일측에는 산소배출공(P1) 및 수소배출공(P1)이 형성된다.
아울러, 종래의 전해조(100)는 가스 발생효율이 증대되도록 상기한 한 쌍의 전극부(120)와, 한 쌍의 가스킷(130), 한 쌍의 절연플레이트(140) 및 멤브레인(110)을 1조로 하여 다수의 조가 적층형성된다.
이러한 종래의 전해조(100)는 전해액 유입공(I)을 통해 전해액 이동로로 전해액이 유입된 상태에서 한 쌍의 전극부(120)에 전류가 인가되면 전해액에 포함된 물이 전극부(120)에 의해 전기분해 되면서 (+)극에서는 산소를 발생하고, (-)극에서는 수소를 발생하게 되는데, 발생된 산소와 수소는 각각 산소이동로 및 수소이동로로 유입되어 전해액과 함께 산소배출공(P1) 및 수소배출공(P2)을 통해 외부로 배출된다.
그러나, 종래의 전해조(100)는 하나의 외부커버 일측에 전해액 유입공(I)이 형성됨에 따라 도2에서 보는 바와 같이 전해액 유입공(I)을 통해 유입된 전해액이 가스킷(130)의 전해액 이동로(T)를 통과하여 산소배출공(P1) 또는 수소배출공(P2)으로 배출되는 과정에서 통과하는 가스킷(130)의 위치에 따라 각각 그 이동거리가 달라지면서 그 이동속도, 즉 유속에 차이가 발생되는 문제점이 있었다.
이에 종래의 전해조(100)는 전해액이 전해액 유입공(I)으로부터 멀어지는 위치에 설치되는 가스킷을 통과할수록 그 이동거리가 증대되어 유속이 느려짐에 따라 전해액에 포함된 부식물질이 내부 일측에 침전되면서 침전물이 전해액의 이동에 간섭되거나 심지어는 전해액 이동로(T)의 일측을 막으면서 전기분해효율이 크게 저하될 뿐 아니라 침전물에 의해 내부 구성의 부식이 촉진되는 문제점이 있었다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위해 한 쌍의 외부커버에 전해액 유입공(I)과 산소배출공(P1) 및 수소배출공(P2) 각각 형성함으로써 전해액 이동로(T)를 이동하는 전해액의 이동거리가 가스킷 설치위치에 상관없이 모두 동일한 거리로 이루어질 수 있는 전해조(이하 '종래의 다른 전해조'라 함)가 개발된 바 있다.
이러한 종래의 다른 전해조는 전해액 유입로(I)와 가스킷(130)의 설치위치에 따른 전해액의 이동거리를 가스킷(130)과 전해액 배출구(P1)간 이격거리로 보상함에 따라 모든 전해액 이동로가 동일한 전해액의 이동거리를 제공하는 바 부식물질의 침전을 방지할 수 있는 특징을 갖는다.
그러나, 종래의 다른 전해조는 한 쌍의 외부커버에 전해액 유입공(I)과 전해액 배출되는 산소배출공(P1) 또는 수소배출공(P2)을 각각 형성해야 함에 따라 (+)극을 갖는 외부커버에 전해액 유입공(I), 산소배출공(P1) 또는 수소배출공(P2) 중 적어도 어느 하나가 형성되어야 하는 바 작업자가 (+)극을 갖는 외부커버에 형성되는 전해액 유입공(I), 산소배출공(P1) 또는 수소배출공(P2)에 연결배관을 연결하는 과정에서 (+)극 외부커버에 접촉되면서 감전사고가 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 감전사고를 최소화하기 위해 (+)극 외부커버에 연결되는 연결배관의 재질로 플라스틱, 섬유등과 같은 절연소재를 사용함에 따라 기존 연결배관과 별도로 주문제작해야 함으로써 제조단가가 크게 상승하고, 재질 특성상 고압의 사용이 어려울 뿐 아니라 전해액이 누수되는 문제점이 발생되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가스킷의 설치위치와 상관없이 모든 경로의 전해액 이동거리가 동일하게 형성할 수 있고, 작업자의 감전사고가 발생되지 않으면서도 고압용에도 용이하게 적용할 수 있을 뿐 아니라 전해액이 누수되는 리크현상을 미연에 방지할 수 있는 전기분해장치용 전해조를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 내부로 유입된 전해액을 전기분해하여 가스를 발생하는 전기분해장치용 전해조에 있어서, 내부로 유입되는 상기 전해액을 전기분해하여 가스를 발생하고, 일단부 일측으로부터 타단부 일측까지 상기 전해액이 통과하는 전해액 통과로가 형성되며, 다른 일측에 상기 전해액이 이동되는 전해액 이동로가 형성됨과 아울러 타측에 상기 가스가 이동되는 가스이동로가 형성되되, 상기 전해액 이동로와 상기 가스이동로를 연통하는 연통홈이 형성되는 전기분해부재와, 상기 전기분해부재의 일단부에 결합되고, 일측에 상기 전해액 이동로와 연통되는 전해액 유입공이 형성되며, 다른 일측에는 전기분해과정에서 발생된 가스 및 전해액이 배출되는 가스배출공이 형성된 (-)극 외부커버 및 상기 전기분해부재의 타단부에 결합되고, 일측에 상기 전해액 통과로와 연통되는 회귀공이 형성되며, 타측에 상기 회귀공과 연결됨과 아울러 상기 전해액 이동로와 연통되는 투입공이 형성된 (+)극 외부커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해장치용 전해조를 제공한다.
그리고, 상기 전기분해부재는 이온이 통과하는 재질로 형성되고, 일측에 상기 전해액 유입공과 연통되는 제1 전해액 통과공이 형성되며, 다른 일측에 제1 전해액 이동공 및 제1 가스이동공이 형성된 멤브레인과, 상기 멤브레인과 대응되는 형상으로 형성되어 상기 멤브레인의 양측방에 각각 배치되고, 일측에 상기 제1 전해액 통과공과 연통되는 제2 전해액 통과공이 형성되며, 상기 제1 전해액 이동공과, 제1 가스이동공과 각각 대응되는 다른 일측에는 제2 전해액 이동공과, 제2 가스이동공이 형성된 한 쌍의 전극부 및 상기 전극부와 대응되는 중공의 플레이트 형상으로 형성되어 상기 한 쌍의 전극부 내면과 상기 멤브레인 사이에 각각 개재되고, 일측에 상기 제2 전해액 통과공 및 상기 회귀공과 연통되는 제3 전해액 통과공이 형성되며, 상기 제2 전해액 이동공 및 상기 제2 가스이동공과 각각 대응되는 다른 일측에는 제3 전해액 이동공과, 제3 가스이동공이 형성됨과 아울러 일측에 상기 제3 전해액 이동공 및 상기 제3 가스이동공을 연통하는 연통홈이 형성된 가스킷을 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, (-)극의 외부커버 일측에 전해액 유입공 및 가스배출공을 모두 형성하되, 전해액 유입공을 통해 유입된 전해액이 전해액 통과공을 통해 반대편 외부커버까지 이동한 후 회귀하면서 가스킷 내부로 유입되도록 함으로써 가스킷의 설치위치와 상관없이 모든 경로의 전해액 이동거리가 동일하게 형성할 수 있고, 작업자의 감전사고가 발생되지 않으면서도 고압용에도 용이하게 적용할 수 있을 뿐 아니라 전해액이 누수되는 리크현상을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도1은 종래 전해조의 분해사시도,
도2는 종래 전해조 내부로 전해액이 이동되는 상태를 도시한 도면,
도3은 종래의 다른 전해조 내부로 전해액이 이동되는 상태를 도시한 도면,
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해장치용 전해조의 사시도,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해장치용 전해조의 배면사시도,
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해장치용 전해조의 분해사시도,
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해장치용 전해조의 단면도,
도8은 본 발명의 일실시예에 따른 가스킷의 사시도
도9는 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해장치용 전해조 내부로 전해액이 이동되는 상태를 도시한 도면,
도10은 본 발명의 일실시예에 따른 가스킷 내부로 전해액이 이동되는 상태를 도시함 도면,
도11은 본 발명의 일실시예에 따른 전해액 이동로를 통해 이동되는 전해액이 가스킷의 중공으로 유입되는 상태를 도시한 도면.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해장치용 전해조의 사시도이고, 도5는 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해장치용 전해조의 배면사시도이며, 도6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해장치용 전해조의 분해사시도이고, 도7은 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해장치용 전해조의 단면도이며, 도8은 본 발명의 일실시예에 따른 가스킷의 사시도이다.
도4 내지 도8에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해장치용 전해조(1)는 전기분해부재(10)와, (-)극 외부커버(20) 및 (+)극 외부커버(30)를 포함하여 구성된다.
전해분해부재는 멤브레인(11)과, 전극부(12) 및 가스킷(13)을 포함하여 구성되며, 내부로 유입되는 전해액을 전기분해하여 가스를 발생하는 역할을 하는데, 본 실시예에서 전해액은 수산화칼륨(KOH)이 사용될 수 있다.
여기서 멤브레인(11)은 대략 원형의 플레이트 형상으로 형성되고, 이온만 통과될 수 있도록 다공질의 재질이 사용되며, (+)극과 (-)극에서 발생된 수소와 산소의 혼합을 방지함과 아울러 음극에서 물이 분해되어 발생된 OH- 가 전극부(12)의 (+)극 방향으로 이동되도록 함으로써 (+)극에서 산소와 물이 발생되도록 하는 역할을 한다.
그리고, 멤브레인(11)은 일측에 전해액 유입공(21)과 연통되는 제1 전해액 통과공(11a)이 형성되고, 다른 일측에는 후술하는 회귀공(31) 및 투입공(32)을 통과한 전해액이 이동되는 제1 전해액 이동공(11b)이 형성되며, 타측에는 전기분해과정에서 발생된 산소와 수소, 즉 가스가 이동되는 제1 가스이동공(11c)이 형성되는데, 여기서 제1 가스이동공(11c)은 발생된 산소와 수소가 각각 이동되도록 제1 산소이동공(11ca) 및 제1 수소이동공(11cb)을 포함하여 형성된다.
전극부(12)는 멤브레인(11)과 대응되는 형상의 플레이트 형상으로 형성되어 양면이 각각 (+)극과 (-)극을 가지며, 한 쌍이 각각 멤브레인(11)의 양측방에 배치되며, 전류가 인가되는 경우 전해액에 포함된 물을 전기분해하여 (+)극에서 산소가 발생되도록 하고, (-)극에서 수소가 발생되도록 하는 역할을 하는데, 상기한 전기분해의 원리는 이미 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 널리 공지된 기술로서 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
여기서 전극부(12)는 산소 또는 수소 발생시 과전압이 작고, 내식성이 높은 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 일 예로 수소의 과전압이 백금의 수소 과전압과 거의 대등하고, 전해액에 대해서도 내식성이 우수한 탄소강 또는 니켈강 등 재질로 형성될 수 있다.
그리고, 전극부(12)는 일측 중 제1 전해액 통과공(11a), 제1 전해액 이동공(11b) 및 제1 가스이동공(11c)과 각각 대응되는 위치에 제2 전해액 통과공(12a), 제2 전해액 이동공(12b) 및 제2 가스이동공(12c)이 형성되며, 제2 가스이동공(12c) 또한 제2 산소이동공(12ca) 및 제2 수소이동공(12cb)을 포함하여 형성된다.
가스킷(13)은 외형이 대략 전극부(12)와 대응되는 중공(13a)의 플레이트르 형상으로 형성되어 전극부(12) 내면과 멤브레인(11) 사이에 개재되고, 일측에 제2 전해액 통과공(12a) 및 후술하는 회귀공(31)과 연통되는 제3 전해액 통과공(13b)이 형성되며, 제2 전해액 이동공(12b) 및 제2 가스이동공(12c)과 각각 대응되는 다른 일측에는 제3 전해액 이동공(13c) 및 제3 가스이동공(13d)이 형성됨과 아울러 또 다른 일측에는 제3 전해액 이동공(13c)과 제3 가스이동공(13d)을 연통하는 연통홈(13e)이 형성된다.
이러한 가스킷(13)은 전해액이 중공(13a), 즉 전기분해공간으로 이동될 수 있도록 전해액의 이동로를 제공함과 아울러 전기분해 발생시 발생된 산소 및 수소가 각각 그와 대응되는 제3 가스이동공(13d), 즉 제3 산소이동공(13da) 및 제3 수소이동공(13db)으로 이동될 수 있도록 할 뿐 아니라 전해액과, 산소 및 수소가 외부로 누출되지 않도록 멤브레인(11)과 전극부(12) 사이의 기밀상태를 유지하는 역할을 한다.
여기서, 연통홈(13e)은 제3 전해액 이동공(13c)과 중공(13a)을 연통하는 전해액 유입홈(13ea)과, 가스킷(13)의 일측 중 전극부(12)의 (+)극과 대응되는 일면에 형성되고 제3 산소이동공(13da)과 중공(13a)을 연통하는 산소유입홈(13eb)과, 가스킷(13)의 일측 중 전극부(12)의 (-)극과 대응되는 일면에 형성되고 제3 수소이동공(13db)과 중공(13a)을 연통하는 수소유입홈(13ec)을 포함하여 형성된다.
한편, 앞서 설명한 전기분해부재(10)는 멤브레인(11), 전극부(12) 및 가스킷(13)이 결합되는 경우 제1,2,3 전해액 통과공(11a,12a,13b)을 통해 유입된 전해액이 후술하는 (-)극 외부커버(20)에서 (+)극 외부커버(30)까지 통과할 수 있는 전해액 통과로(R1)를 제공함과 아울러 제1,2,3 전해액 이동공(11b,12b,13c)을 통해 가스배출공(22) 방향으로 이동될 수 있는 전해액 이동로(R2)를 제공하며, 제1,2,3 산소이동공(11ca,12ca,13da)을 통해 산소 배출공(23a) 방향으로 이동되는 산소이동로(R3)를 제공하고, 제1,2,3 수소이동공(11cb,12cb,13db)을 통해 수소배출공(23b) 방향으로 이동되는 수소이동로(미도시)를 제공한다.
(-)극 외부커버(20) 및 (+)극 외부커버(30)는 대략 사각형의 플레이트 형상으로 형성되고, 각각 전기분해부재(10)의 양측단부에 결합되어 전기분해부재(10)의 양측단부를 마감하는 역할을 함과 아울러 각각 극성을 가지면서 전기분해부재(10) 중 전극부(12)의 역할을 수행하는 역할을 한다.
그리고, (-)극 외부커버(20)는 일측에 전해액 통과로(R1)와 연통되는 전해액 유입공(21)이 형성되고, 다른 일측에는 전해액과 함께 산소 및 수소가 배출되는 가스배출공(22)이 형성되는데, 여기서 가스배출공(22)은 산소이동로 및 수소이동로와 각각 대응되는 위치에 형성되는 산소배출공(22a) 및 수소배출공(22b)을 포함한다.
(+)극 외부커버(30)는 일측에 전해액 통과로(R1)와 연통되는 회귀공(31)이 형성되며, 타측에는 회귀공(31) 및 전해액 이동로(R2)와 연통되는 투입공(32)이 형성되는데, 이러한 (+)극 외부커버(30)는 (-)극 외부커버(20) 방향에서 유입된 전해액을 회귀공(31)을 통해 전해액 이동로(R2)와 연통된 투입공(32)에 공급되도록 하는 역할을 하는데, (+)극 외부커버(30)의 역할은 후술하는 동작설명에서 보다 상술하도록 한다.
한편, 한 쌍의 전극부(12)와, (-) 및 (+)극 외부커버(20,30) 사이에는 절연플레이트(J)가 설치되는데, 이러한 절연플레이트(J)는 전극부(12)의 제2 전해액 통과공(12a), 제2 전해액 이동공(12b) 및 제2 가스이동공(12c)과 대응되는 일측에 각각 홀(Ja)이 형성된다.
도9는 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해장치용 전해조 내부로 전해액이 이동되는 상태를 도시한 도면이고, 도10은 본 발명의 일실시예에 따른 가스킷 내부로 전해액이 이동되는 상태를 도시함 도면이며, 도11은 본 발명의 일실시예에 따른 전해액 이동로를 통해 이동되는 전해액이 가스킷의 중공으로 유입되는 상태를 도시한 도면이다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해장치용 전해조(1)의 동작을 첨부된 도9 내지 도11을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, (-)극 외부커버(20)에 형성된 전해액 유입공(21)을 통해 전해액이 전기분해부재(10) 내부로 유입되면, 유입된 전해액은 멤브레인(11), 전극부(12) 및 가스킷(13)에 각각 형성된 제1,2,3 전해액 통과공, 즉 전해액 통과로(R1)를 따라 (+)극 외부커버(30)의 회귀공(31)방향으로 이동된다.
전해액 통과로(R1)를 따라 (+)극 외부커버(30)에 형성된 회귀공(31)으로 형성된 이와 연결된 투입공(32)으로 유입되어 전기분해부재(10) 내부로 재유입된다.
투입공(32)을 통해 전기분해부재(10) 내부로 유입된 전해액 중 일부는 멤브레인(11), 전극부(12) 및 가스킷(13)에 각각 형성된 제1,2,3 전해액 이동공(11b,12b,13c), 즉 전해액 이동로(R2)를 따라 이동되다가 가스킷(13) 일측에 형성된 전해액 유입홈(13ea)을 통해 가스킷(13)의 중공(13a)방향으로 이동되어 전극부(12)의 표면에 유입된다.
이때, 전극부(12)에 전류가 인가되면, 전극부(12)의 (-)극에서는 전해액을 전기분해하여 수소를 발생하고, (-)극에서 수소와 함께 발생된 OH- 가 멤브레인(11)(10)을 통해 (+)극으로 이동됨에 따라 (+)극에서는 산소와 물이 발생된다.
한편, (-)극에서 발생된 수소는 가스킷(13)에 형성된 수소유입홈(13ec)을 통해 제3 수소이동공(13db)로 유입되고, (+)극에서 발생된 산소는 가스킷(13)에 형성된 산소유입홈(13eb)을 통해 제3 산소이동공(13da)으로 유입된다.
그리고, 수소와 산소는 각각 수소이동로(미도시)와 산소이동로(R3)를 따라 이동하면서 (-)극 외부커버(20)에 형성된 수소배출공(22b)과 산소배출공(22a)을 통해 외부로 배출되고, 전해액은 전해액 이동로(R2)을 따라 이동하다가 가스킷(13)을 거쳐 산소 또는 수소와 함께 산소배출공(22a) 또는 수소배출공(22b)을 통해 외부로 배출된다.
정리하면, 본 실시예는 멤브레인(11), 전극부(12) 및 가스킷(13) 일측에 각각 형성된 제1,2,3 전해액 통과공(11a,12a,13b)을 통해 전해액 통과로(R1)를 제공하여 (-)극 외부커버(20)에 형성된 전해액 유입공(21)으로 유입된 전해액이 (+)극 외부커버(30)로 이동되도록 한 후 회귀공(31)을 통해 (+)극 외부커버(30)에 형성된 투입공(32)으로 재유입되도록 함으로써 전해액 유입공(21) 및 가스 배출공이 모두 (-)극 외부커버(20)에 형성되면서도 전해액이 (+)극 외부커버(30)에서 전기분해부재(10) 방향으로 유입되는 효과를 발생한다.
즉, 본 실시예에 따른 전기분해장치용 전해조(1)는 (-)극 외부커버(20)측에서 연결배관 연결작업이 이루어지도록 함으로써 작업자의 감전사고를 미연에 방지할 수 있고, 가스킷(13)의 설치위치와 상관없이 모든 경로의 전해액 이동거리가 동일하게 형성할 수 있을 뿐 아니라 금속재질의 연결배관 사용이 가능하여 고압용에도 용이하게 적용할 수 있으며, 전해액이 누수되는 리크현상을 미연에 방지할 수 있는 특징이 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
10 : 전기분해부재 11 : 멤브레인
11a : 제1 전해액 통과공 11b : 제1 전해액 이동공
11c : 가스이동공 11ca : 제1 산소이동공
11cb : 제1 수소이동공 12 : 전극부
12a : 제2 전해액 통과공 12b : 제2 전해액 이동공
12c : 제2 가스이동공 12ca : 제2 산소이동공
12cb : 제2 수소이동공 13 : 가스킷
13a : 중공 13b : 제3 전해액 통과공
13c : 제3 전해액 이동공 13d : 제3 가스이동공
13da : 제3 산소이동공 13db : 제3 수소이동공
13e : 연통홈 13ea : 전해액 유입홈
13eb : 산소유입홈 13ec : 수소유입홈
20 : (-)극 외부커버 21 : 전해액 유입공
22 : 가스배출공 22a : 산소배출공
23b : 수소배출공 30 : (+)극 외부커버
31 : 회귀공 32 : 투입공

Claims (2)

  1. 내부로 유입된 전해액을 전기분해하여 가스를 발생하는 전기분해장치용 전해조에 있어서,
    내부로 유입되는 상기 전해액을 전기분해하여 가스를 발생하고, 일단부 일측으로부터 타단부 일측까지 상기 전해액이 통과하는 전해액 통과로가 형성되며, 다른 일측에 상기 전해액이 이동되는 전해액 이동로가 형성됨과 아울러 타측에 상기 가스가 이동되는 가스이동로가 형성되되, 상기 전해액 이동로와 상기 가스이동로를 연통하는 연통홈이 형성되는 전기분해부재와;
    상기 전기분해부재의 일단부에 결합되고, 일측에 상기 전해액 이동로와 연통되는 전해액 유입공이 형성되며, 다른 일측에는 전기분해과정에서 발생된 가스 및 전해액이 배출되는 가스배출공이 형성된 (-)극 외부커버; 및
    상기 전기분해부재의 타단부에 결합되고, 일측에 상기 전해액 통과로와 연통되는 회귀공이 형성되며, 타측에 상기 회귀공과 연결됨과 아울러 상기 전해액 이동로와 연통되는 투입공이 형성된 (+)극 외부커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해장치용 전해조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기분해부재는
    이온이 통과하는 재질로 형성되고, 일측에 상기 전해액 유입공과 연통되는 제1 전해액 통과공이 형성되며, 다른 일측에 제1 전해액 이동공 및 제1 가스이동공이 형성된 멤브레인과;
    상기 멤브레인과 대응되는 형상으로 형성되어 상기 멤브레인의 양측방에 각각 배치되고, 일측에 상기 제1 전해액 통과공과 연통되는 제2 전해액 통과공이 형성되며, 상기 제1 전해액 이동공과, 제1 가스이동공과 각각 대응되는 다른 일측에는 제2 전해액 이동공과, 제2 가스이동공이 형성된 한 쌍의 전극부; 및
    상기 전극부와 대응되는 중공의 플레이트 형상으로 형성되어 상기 한 쌍의 전극부 내면과 상기 멤브레인 사이에 각각 개재되고, 일측에 상기 제2 전해액 통과공 및 상기 회귀공과 연통되는 제3 전해액 통과공이 형성되며, 상기 제2 전해액 이동공 및 상기 제2 가스이동공과 각각 대응되는 다른 일측에는 제3 전해액 이동공과, 제3 가스이동공이 형성됨과 아울러 일측에 상기 제3 전해액 이동공 및 상기 제3 가스이동공을 연통하는 연통홈이 형성된 가스킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해장치용 전해조.
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KR200225287Y1 (ko) 2000-12-13 2001-05-15 송준학 수소 및 산소 분리 발생용 전해장치.
JP2002332586A (ja) 2001-05-08 2002-11-22 Hung Chang Co Ltd 電解槽
KR101474868B1 (ko) 2013-07-03 2014-12-22 이엠코리아주식회사 전해액 확산 및 가스 배출 효율이 향상된 수전해조
KR101629171B1 (ko) 2015-10-15 2016-06-21 순천대학교 산학협력단 다양한 대기오염물질의 효율적인 처리방안으로 양극 반쪽반응과 음극 반쪽반응을 동시에 활용하는 전해시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200225287Y1 (ko) 2000-12-13 2001-05-15 송준학 수소 및 산소 분리 발생용 전해장치.
JP2002332586A (ja) 2001-05-08 2002-11-22 Hung Chang Co Ltd 電解槽
KR101474868B1 (ko) 2013-07-03 2014-12-22 이엠코리아주식회사 전해액 확산 및 가스 배출 효율이 향상된 수전해조
KR101629171B1 (ko) 2015-10-15 2016-06-21 순천대학교 산학협력단 다양한 대기오염물질의 효율적인 처리방안으로 양극 반쪽반응과 음극 반쪽반응을 동시에 활용하는 전해시스템

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