KR102542258B1 - 알칼라인 수전해 시스템을 위한 전해질 자동 제조 장치 및 방법 - Google Patents

알칼라인 수전해 시스템을 위한 전해질 자동 제조 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

다양한 실시예들은 알칼라인 수전해를 위한 전해질 자동 제조 장치 및 방법을 제공하며, 전해질 시료와 청수로부터 생성되는 전해질이 미리 정해진 목표 농도로 유지되도록, 전해질 시료와 청수 각각의 투입 속도들을 설정하고, 설정된 투입 속도들을 기반으로, 전해질 시료와 청수를 각각 투입하고, 투입되는 전해질 시료와 투입되는 청수를 교반시켜, 전해질을 생성하도록 구성될 수 있다.

Description

알칼라인 수전해 시스템을 위한 전해질 자동 제조 장치 및 방법{AUTOMATED MANUFACTURING APPARATUS OF ALKALINE ELECTROLYTE FOR ALKALINE WATER ELECTROLYSIS SYSTEM, AND METHDO OF THE SAME}
다양한 실시예들은 알칼라인 수전해 시스템을 위한 전해질 자동 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
수전해 시스템은 물을 전기화학적으로 분해하여 수소와 산소를 발생시키는 시스템으로서, 가동 조건이 간단하고 부피가 작으며, 고순도의 수소를 얻을 수 있는 이점이 있다. 수전해 시스템으로는, 고체 산화물 수전해(solid oxide electrolysis; SOE) 시스템, 고분자 전해질 막 수전해(polymer electrolyte membrane electrolysis; PEME) 시스템, 알칼라인 수전해(alkaline electrolysis; AE) 시스템 등이 있다. 이들 중 알칼라인 수전해 시스템은 전해질, 즉 알칼리 전해액을 이용하여 물을 전기화학적으로 분해하기 위한 시스템이다.
그런데, 기존에는 알칼라인 수전해 시스템의 전해질의 목표 농도를 유지하기 위해, 운영자가 수작업으로 전해질 시료를 계량하고 투입하였으며, 이로 인한 목표 농도 설정에 오차가 발생되었다. 그리고, 적정 시간이 지난 후 전해질의 농도가 낮아졌을 것으로 예상되는 시점에, 운영자가 전해질의 농도를 측정하였다. 이를 기반으로, 전해질의 목표 농도를 유지하기 위해, 운영자가 다시 수작업으로 전해질 시료를 계량하고 투입하였으며, 이에 따라 시스템 운영에 불편함이 있었다. 또한, 수전해 반응에 따라 없어진 물을 다시 충전하기 위해, 운영자가 눈으로 확인 후 물을 투입하였으며, 이로 인한 목표 농도 설정에 오차가 발생되었다.
다양한 실시예들은, 알칼라인 수전해 시스템에서 정량적인 목표 농도 유지를 위한 전해질 자동 제조 장치 및 방법을 제공한다.
다양한 실시예들에 따른 알칼라인 수전해를 위한 전해질 자동 제조 장치는, 일정한 제 1 투입 속도로 전해질 시료를 투입하기 위한 시료 투입부, 일정한 제 2 투입 속도로 청수를 투입하기 위한 청수 투입부, 및 상기 투입되는 전해질 시료와 상기 투입되는 청수를 교반시켜 전해질을 생성하기 위한 전해질 교반부를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 알칼라인 수전해를 위한 전해질 자동 제조 방법은, 전해질 시료와 청수로부터 생성되는 전해질이 미리 정해진 목표 농도로 유지되도록, 상기 전해질 시료와 상기 청수 각각의 투입 속도들을 설정하는 단계, 상기 설정된 투입 속도들을 기반으로, 상기 전해질 시료와 상기 청수를 각각 투입하는 단계, 상기 투입되는 전해질 시료와 상기 투입되는 청수를 교반시켜, 상기 전해질을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 알칼라인 수전해를 위한 전해질 자동 제조 장치는 목표 농도의 전해질을 제조하기 위해 전해질 시료 및 청수 각각의 계량 및 투입을 자동으로 수행할 수 있다. 이를 통해, 알칼라인 수전해를 위한 전해질을 제조하는 데 있어서, 목표 농도에 대한 오차가 최소화될 수 있다. 뿐만 아니라, 운영자의 수동 조작이 최소화될 수 있다. 따라서, 전해질 자동 제조 장치는 보다 효율적으로 전해질을 제조할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 알칼라인 수전해를 위한 전해질 자동 제조 장치를 도시하는 개략도이다.
도 2는 도 1의 시료 투입부의 정면을 도시하는 개략도이다.
도 3은 도 1의 시료 투입부의 평면을 도시하는 개략도이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 산소 토출부의 동작을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 알칼라인 수전해를 위한 전해질 자동 제조 장치의 방법을 도시하는 순서도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
다양한 실시예들에 따르면, 알칼라인 수전해 시스템은 전해질, 즉 알칼라인 전해액을 이용하여 물을 전기화학적으로 분해할 수 있다. 이러한 알칼라인 수전해 시스템은, 예컨대 공기 청정기 등에 사용될 수 있다. 이를 위해, 알칼라인 수전해 시스템은 다양한 실시예들에 따른 전해질 자동 제조 장치(도 1의 100)를 구비할 수 있다. 이를 통해, 알칼라인 수전해 시스템은 전해질 자동 제조 장치(100)에서 제조된 전해질을 이용할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 알칼라인 수전해를 위한 전해질 자동 제조 장치(100)를 도시하는 개략도이다. 도 2는 도 1의 시료 투입부의 정면을 도시하는 개략도이다. 도 3은 도 1의 시료 투입부의 평면을 도시하는 개략도이다. 도 4 및 도 5는 도 1의 산소 토출부의 동작을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 1을 참조하면, 전해질 자동 제조 장치(100)는 시료 투입부(110), 청수 투입부(120), 전해질 교반부(130), 제어부(140), 및 산소 토출부(150)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전해질 자동 제조 장치(100)의 구성 요소들 중 적어도 하나가 생략되거나, 적어도 하나의 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전해질 자동 제조 장치(100)의 구성 요소들 중 적어도 어느 두 개가 하나의 통합되어 구현될 수 있다.
시료 투입부(110)는 일정한 제 1 투입 속도로 전해질 교반부(130)로 전해질 시료를 투입하도록 구성될 수 있다. 이 때, 제 1 투입 속도는, 전해질 시료가 투입되는 시간 구간의 길이, 연속되는 시간 구간들 사이의 시간 간격, 및 각 시간 구간에서 투입되는 전해질 시료의 양으로, 정의될 수 있다. 시료 투입부(110)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 이송부(111), 스크류(113), 시료 저장부(115), 및 구동부(117)를 포함할 수 있다.
이송부(111)는 전해질 교반부(130)와 연통되며, 이송부(111) 내로 공급되는 전해질 시료를 전해질 교반부(130)로 이송할 수 있다. 이를 위해, 이송부(111)에는, 일 측에 전해질 교반부(130)로 연통되는 시료 배출구(112)가 마련될 수 있다.
스크류(113)는 이송부(111) 내에 배치되고, 이송부(111) 내에서 회전하도록 구성될 수 있다. 즉, 스크류(113)가 일정한 속도로 회전함에 따라, 이송부(111)로부터 시료 배출구(112)를 통해 전해질 교반부(130)로, 전해질 시료가 제 1 투입 속도에 따라 투입될 수 있다. 여기서, 스크류(113)의 속도는 제 1 투입 속도를 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 스크류(113)는, 이송부(111)에서 시료 배출구(112)가 마련된 일 측으로부터 수직한 방향으로 연장되는 축을 따라 배치되고, 해당 축을 중심으로 회전할 수 있다.
시료 저장부(115)는 전해질 시료를 저장하고 있으며, 이송부(111) 내로 전해질 시료를 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시료 저장부(115)는 주기적으로 미리 정해진 양의 전해질 시료를 이송부(111) 내로 공급할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 시료 저장부(115)는 입력 신호를 기반으로, 이송부(111) 내로의 전해질 시료의 공급을 개시하거나 중단할 수 있다.
구동부(117)는 스크류(113)를 일정한 속도로 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 구동부(117)는 이송부(111)에서 시료 배출구(112)가 마련된 일 측으로부터 반대되는 타 측에서 이송부(111)에 연결될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 구동부(117)는 시료 저장부(115)에서의 이송부(111) 내로의 전해질 시료의 공급을 제어할 수 있다. 예를 들면, 구동부(117)는 이송부(111) 내에서의 전해질 시료의 높이를 감지하고, 감지된 높이를 기반으로, 시료 저장부(115)를 제어할 수 있다. 이송부(111) 내에서의 전해질 시료의 높이가 미리 정해진 하한치까지 낮아지면, 구동부(117)는 시료 저장부(115)를 제어하여, 이송부(111) 내로의 전해질 시료의 공급을 개시할 수 있다. 한편, 이송부(111) 내에서의 전해질 시료의 높이가 미리 정해진 상한치까지 높아지면, 구동부(117)는 시료 저장부(115)를 제어하여, 이송부(111) 내로의 전해질 시료의 공급을 중단할 수 있다. 일 예로, 구동부(117)는 실린더 또는 구동 모터 중 적어도 하나를 포함하여, 구현될 수 있다.
청수 투입부(120)는 일정한 제 2 투입 속도로 전해질 교반부(130)로 청수를 투입하도록 구성될 수 있다. 이 때, 제 2 투입 속도는, 청수가 투입되는 시간 구간의 길이, 연속되는 시간 구간들 사이의 시간 간격, 및 각 시간 구간에서 투입되는 청수의 양으로, 정의될 수 있다.
전해질 교반부(130)는 시료 투입부(110)로부터 투입되는 전해질 시료와 청수 투입부(120)로부터 투입되는 청수를 교반시켜, 전해질을 생성할 수 있다. 전해질 교반부(130)는 교반기(131) 및 교반기 구동부(133)를 포함할 수 있다. 교반기(131)는 전해질 교반부(130) 내에서 회전하도록 구성될 수 있다. 교반기 구동부(133)는 교반기(131)를 일정한 속도로 회전시킬 수 있다. 여기서, 교반기 구동부(133)는 전해질 교반부(130)의 내측 또는 외측에서 교반기(131)와 연결될 수 있다. 일 예로, 교반기 구동부(133)는 실린더 또는 구동 모터 중 적어도 하나를 포함하여, 구현될 수 있다. 이를 통해, 교반기 구동부(133)에 의해 교반기(131)가 회전함에 따라, 전해질 교반부(130) 내에서 전해질 시료와 청수가 교반되어, 전해질이 생성될 수 있다.
그리고, 전해질 교반부(130)는, 알칼라인 수전해가 일어나는 수전해 반응기(도시되지 않음)와 연결되며, 수전해 반응기에 전해질을 공급할 수 있다. 이 때, 전해질 교반부(130)에는, 반응기 유입구(135)와 반응기 유출구(137)가 마련될 수 있다. 반응기 유입구(135)는 수전해 반응기의 음전극에 전해질을 주입하기 위해 제공될 수 있다. 반응기 유출구(137)는 수전해 반응기의 양전극에서 수전해 반응기에서 발생된 산소를 수용하기 위해 제공될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 반응기 유출구(137)는, 수전해 반응기 내에서 환류되어 나오는 전해질을 추가로 수용할 수 있다.
제어부(140)는 제 1 투입 속도와 제 2 투입 속도를 각각 설정할 수 있다. 이 때, 제어부(140)는 전해질 교반부(130) 내에서 전해질이 미리 정해진 목표 농도로 유지되도록, 제 1 투입 속도와 제 2 투입 속도를 각각 계산할 수 있다. 여기서, 목표 농도는 운영자에 의해 정해지거나, 실험치들을 기반으로, 정해질 수 있다. 어떤 실시예들에서, 제어부(140)는 전해질 교반부(130) 내에서 전해질의 높이 또는 양이 일정 수준으로 유지되는 것을 추가로 고려하여, 제 1 투입 속도와 제 2 투입 속도를 각각 계산할 수 있다. 그리고, 제어부(140)는 제 1 투입 속도와 제 2 투입 속도를 기반으로, 시료 투입부(110)와 청수 투입부(120)를 각각 제어할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 전해질 교반부(130)에서의 교반을 제어할 수 있다. 이 때, 제어부(140)는 교반기 구동부(133)의 구동 개시 및 구동 중단을 제어할 수 있으며, 교반기 구동부(133)의 회전 속도, 즉 전해질 교반부(130)의 교반 속도를 제어할 수도 있다.
어떤 실시예들에서, 제어부(140)는 전해질 교반부(130)의 내측에 배치된 농도 센서(도시되지 않음)와 전기적으로 연결되고, 농도 센서를 통해, 전해질 교반부(130) 내에서 전해질의 농도를 측정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 측정된 농도가 목표 농도와 상이하면, 제어부(140)는 전해질 교반부(130)에 전해질 시료 또는 청수 중 적어도 하나를 추가로 투입하기 위해, 시료 투입부(110) 또는 청수 투입부(120) 중 적어도 하나를 추가로 제어할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 측정된 농도가 목표 농도와 상이하면, 제어부(140)는 제 1 투입 속도와 제 2 투입 속도를 각각 재차 설정할 수 있다.
산소 토출부(150)는 전해질 교반부(130)로부터의 산소를 배출시키도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 산소 토출부(150)는 전해질 교반부(130)와 연통되며, 외부로 산소를 배출시킬 수 있다. 산소 토출부(150)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 토출 바디부(151), 차단 볼(153), 및 토출관(155)을 포함할 수 있다.
토출 바디부(151)는 전해질 교반부(130)와 연통되며, 전해질 교반부(130)로부터 산소가 유입되도록 마련될 수 있다. 그리고, 토출 바디부(151)에는, 일 측에서 토출구(152)가 마련되며, 토출구(152)는 외부와 연통될 수 있다. 즉, 토출 바디부(151)로 유입되는 산소는 토출구(152)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
차단 볼(153)은 토출 바디부(151)에 배치될 수 있다. 이 때, 차단 볼(153)은 적어도 두 개의 연결 선(154)들을 통해, 토출 바디부(151)에 연결될 수 있다. 정상적인 경우, 차단 볼(153)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 토출 바디부(151)로 유입되는 산소는 토출구(152)를 통해 배출되도록, 토출구(152)를 개방시킬 수 있다. 그리고, 전해질 교반부(130)의 전복 또는 제어부(140)의 고장 등으로 인해, 토출 바디부(151)로 전해질이 유입되는 경우, 차단 볼(153)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 토출 바디부(151) 내에서 전해질의 부력에 의해 부유하여 토출구(152)를 차단할 수 있다. 이를 통해, 차단 볼(153)은 토출 바디부(151)로부터 외부로 전해질이 배출되는 것을 방지할 수 있다.
토출관(155)은 토출구(152)를 통해 토출 바디부(151)와 연통될 수 있다. 그리고, 토출관(155)은 토출구(152)로부터 연장될 수 있다. 이를 통해, 토출관(155)은 토출 바디부(151)의 토출구(152)를 외부와 연통시킬 수 있다. 바꿔 말하면, 토출구(152)는 토출관(155)을 통해 외부와 연통될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 토출관(155)은 내부에 배치되는 메쉬 구조물(156)을 포함할 수 있다. 메쉬 구조물(156)은 토출관(155)의 적어도 일부 영역의 내측에 배치될 수 있다. 예를 들면, 메쉬 구조물(156)은 다층으로 결합된 복수의 미세 메쉬판들로 이루어질 수 있다. 이를 통해, 전해질 교반부(130)의 전복 또는 제어부(140)의 고장 등으로 인해, 토출 바디부(151)로 전해질이 유입되는 경우, 메쉬 구조물(156)이 토출구(152)를 통해 토출 바디부(151)로부터 외부로 전해질이 배출되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 알칼라인 수전해를 위한 전해질 자동 제조 장치(100)의 방법을 도시하는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 전해질 자동 제어 장치(100)는 610 단계에서, 생성하기 위한 전해질의 목표 농도를 기반으로, 전해질 시료와 청수 각각의 투입 속도들을 설정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(140)는 전해질 교반부(130) 내에서 생성되는 전해질이 목표 농도로 유지되도록, 전해질 시료의 제 1 투입 속도와 청수의 제 2 투입 속도를 각각 설정할 수 있다. 제어부(140)는 전해질 교반부(130) 내에서 전해질이 미리 정해진 목표 농도로 유지되도록, 제 1 투입 속도와 제 2 투입 속도를 각각 계산할 수 있다. 여기서, 목표 농도는 운영자에 의해 정해지거나, 실험치들을 기반으로, 정해질 수 있다. 어떤 실시예들에서, 제어부(140)는 전해질 교반부(130) 내에서 전해질의 높이 또는 양이 일정 수준으로 유지되는 것을 추가로 고려하여, 제 1 투입 속도와 제 2 투입 속도를 각각 계산할 수 있다. 이 때, 제 1 투입 속도는, 전해질 시료가 투입되는 시간 구간의 길이, 연속되는 시간 구간들 사이의 시간 간격, 및 각 시간 구간에서 투입되는 전해질 시료의 양으로, 정의될 수 있다. 한편, 제 2 투입 속도는, 청수가 투입되는 시간 구간의 길이, 연속되는 시간 구간들 사이의 시간 간격, 및 각 시간 구간에서 투입되는 청수의 양으로, 정의될 수 있다.
다음으로, 전해질 자동 제어 장치(100)는 620 단계에서, 투입 속도들을 기반으로, 전해질 시료와 청수를 각각 투입할 수 있다. 구체적으로, 제어부(140)는, 시료 투입부(110)가 제 1 투입 속도를 기반으로 전해질 시료를 전해질 교반부(130)로 투입하도록 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(140), 청수 투입부(120)가 제 2 투입 속도를 기반으로 청수를 전해질 교반부(130)로 투입하도록 제어할 수 있다.
다음으로, 전해질 자동 제어 장치(100)는 630 단계에서, 전해질 시료와 청수를 교반시켜, 전해질을 생성할 수 있다. 제어부(140)는 전해질 교반부(130) 내에서 전해질 시료와 청수가 교반되도록 할 수 있다. 이 때, 제어부(140)는 교반기 구동부(133)의 구동 개시 및 구동 중단을 제어할 수 있으며, 교반기 구동부(133)의 회전 속도, 즉 전해질 교반부(130)의 교반 속도를 제어할 수도 있다.
어떤 실시예들에서, 제어부(140)는 전해질 교반부(130)의 내측에 배치된 농도 센서(도시되지 않음)와 전기적으로 연결되고, 농도 센서를 통해, 전해질 교반부(130) 내에서 전해질의 농도를 측정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 측정된 농도가 목표 농도와 상이하면, 제어부(140)는 전해질 교반부(130)에 전해질 시료 또는 청수 중 적어도 하나를 추가로 투입하기 위해, 시료 투입부(110) 또는 청수 투입부(120) 중 적어도 하나를 추가로 제어할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 측정된 농도가 목표 농도와 상이하면, 제어부(140)는 610 단계로 복귀하여, 제 1 투입 속도와 제 2 투입 속도를 각각 재차 설정할 수 있다.
이에 따라, 전해질 자동 제어 장치(100)는 전해질을 생성할 수 있다. 이 때, 전해질 교반부(130) 내에서 전해질이 생성되며, 전해질 교반부(130)는 반응기 유입구(135)를 통해 수전해 반응기의 음전극에 전해질을 주입할 수 있다. 이 후, 전해질 교반부(130)는 반응기 유출구(137)를 통해 수전해 반응기의 양전극에서 수전해 반응기에서 발생된 산소를 수용할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전해질 교반부(130)는 반응기 유출구(137)를 통해 수전해 반응기 내에서 환류되어 나오는 전해질을 추가로 수용할 수 있다. 그리고, 산소 토출부(150)가 전해질 교반부(130)로부터의 산소를 외부로 배출시킬 수 있다. 한편, 전해질 교반부(130)의 전복 또는 제어부(140)의 고장 등으로 인해, 토출 바디부(151)로 전해질이 유입되는 경우, 산소 토출부(150)에서 차단 볼(153) 및 메쉬 구조물(156)이 토출구(152)를 통해 토출 바디부(151)로부터 외부로 전해질이 배출되는 것을 방지할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 알칼라인 수전해를 위한 전해질 자동 제조 장치(100)는 목표 농도의 전해질을 제조하기 위해 전해질 시료 및 청수 각각의 계량 및 투입을 자동으로 수행할 수 있다. 이를 통해, 알칼라인 수전해를 위한 전해질을 제조하는 데 있어서, 목표 농도에 대한 오차가 최소화될 수 있다. 뿐만 아니라, 운영자의 수동 조작이 최소화될 수 있다. 따라서, 전해질 자동 제조 장치는 보다 효율적으로 전해질을 제조할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 알칼라인 수전해를 위한 전해질 자동 제조 장치(100)는, 일정한 제 1 투입 속도로 전해질 시료를 투입하기 위한 시료 투입부(110), 일정한 제 2 투입 속도로 청수를 투입하기 위한 청수 투입부(120), 및 투입되는 전해질 시료와 투입되는 청수를 교반시켜 전해질을 생성하기 위한 전해질 교반부(130)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전해질 자동 제조 장치(100)는, 전해질 교반부(130) 내에서 전해질이 미리 정해진 목표 농도로 유지되도록, 제 1 투입 속도와 제 2 투입 속도를 각각 계산하고, 제 1 투입 속도와 제 2 투입 속도를 기반으로, 시료 투입부(110) 및 청수 투입부(120)를 각각 제어하도록 구성되는 제어부(140)를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 시료 투입부(110)는, 일 측에 전해질 교반부(130)와 연통되는 시료 배출구(112)가 마련된 이송부(111), 및 이송부(111) 내에 배치되고, 이송부(111) 내로 공급되는 전해질 시료를 시료 배출구(112)를 통해 전해질 교반부(130)로 투입하기 위해, 회전되도록 구성되는 스크류(113)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 시료 투입부(110)는, 스크류(113)의 회전에 의해, 주기적으로 미리 정해진 양의 전해질 시료를 전해질 교반부(130)로 투입하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 시료 투입부(110)는, 이송부(111) 내로 공급하기 위한 전해질 시료를 저장하고 있으며, 주기적으로 미리 정해진 양의 전해질 시료를 이송부(111) 내로 공급하기 위한 시료 저장부(115)를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 시료 투입부(110)는, 이송부(111) 내로 공급하기 위한 전해질 시료를 저장하고 있는 시료 저장부(115), 및 스크류(113)를 일정한 속도로 회전시키고, 저장된 전해질 시료가 이송부(111) 내로 공급되도록, 시료 저장부(115)를 제어하기 위한 구동부(117)를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 구동부(117)는, 이송부(111) 내에서 전해질 시료의 높이를 감지하고, 감지된 높이를 기반으로, 시료 저장부(115)를 제어하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전해질 자동 제조 장치(100)는, 전해질 교반부(130)와 연통되며, 전해질 교반부(130)로부터의 산소를 배출시키기 위해 외부와 연통되는 토출구(152)가 마련된 산소 토출부(150)를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 산소 토출부(150)는, 전해질 교반부(130)와 연통되어, 전해질 교반부(130)로부터 산소가 유입되도록 마련되고, 일 측에서 토출구(152)가 마련된 토출 바디부(151), 및 토출 바디부(151) 내에 배치되고, 전해질 교반부(130)로부터 토출 바디부(151)로 전해질이 유입되면, 유입되는 전해질이 외부로 배출되는 것을 방지하기 위해, 유입되는 전해질에 의해 부유하여 토출구(152)를 차단하기 위한 차단 볼(153)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 산소 토출부(150)는, 토출구(152)를 통해 토출 바디부(151)와 연통되며, 토출구(152)로부터 연장되는 토출관(155)을 더 포함하고, 토출관(155)은, 내부에 배치되는 메쉬 구조물(156)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전해질 교반부(130)는, 알칼라인 수전해가 일어나는 수전해 반응기에 전해질을 공급하도록 구성되고, 수전해 반응기에서 발생된 산소가 전해질 교반부(130)로 유입될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 알칼라인 수전해를 위한 전해질 자동 제조 장치(100)의 방법은, 전해질 시료와 청수로부터 생성되는 전해질이 미리 정해진 목표 농도로 유지되도록, 전해질 시료와 청수 각각의 투입 속도들을 설정하는 단계(610 단계), 설정된 투입 속도들을 기반으로, 전해질 시료와 청수를 각각 투입하는 단계(620 단계), 및 투입되는 전해질 시료와 투입되는 청수를 교반시켜, 전해질을 생성하는 단계(630 단계)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전해질 자동 제조 장치(100)의 방법은, 생성된 전해질의 농도를 측정하는 단계, 및 측정된 농도가 목표 농도와 상이하면, 전해질 시료 또는 청수 중 적어도 하나를 추가로 투입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 전해질 자동 제조 장치(100)의 방법은, 생성된 전해질의 농도를 측정하는 단계, 및 측정된 농도가 목표 농도와 상이하면, 투입 속도들을 재차 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성 요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성 요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성 요소를 다른 구성 요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성 요소가 다른(예: 제 2) 구성 요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성 요소가 상기 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성 요소(예: 제 3 구성 요소)를 통하여 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 기술한 구성 요소들의 각각의 구성 요소는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성 요소들 중 적어도 하나의 구성 요소들 또는 단계들이 생략되거나, 또는 적어도 하나의 다른 구성 요소들 또는 단계들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성 요소들은 하나의 구성 요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성 요소는 복수의 구성 요소들 각각의 구성 요소의 적어도 하나의 기능들을 통합 이전에 복수의 구성 요소들 중 해당 구성 요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 단계들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 단계들 중 적어도 하나가 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 적어도 하나의 다른 단계들이 추가될 수 있다.

Claims (14)

  1. 알칼라인 수전해를 위한 전해질 자동 제조 장치에 있어서,
    일정한 제 1 투입 속도로 전해질 시료를 투입하기 위한 시료 투입부;
    일정한 제 2 투입 속도로 청수를 투입하기 위한 청수 투입부;
    상기 투입되는 전해질 시료와 상기 투입되는 청수를 교반시켜 전해질을 생성하기 위한 전해질 교반부; 및
    상기 전해질 교반부와 연통되며, 상기 전해질 교반부로부터의 산소를 배출시키기 위해 외부와 연통되는 토출구가 마련된 산소 토출부
    를 포함하고,
    상기 산소 토출부는,
    상기 전해질 교반부와 연통되어, 상기 전해질 교반부로부터 상기 산소가 유입되도록 마련되고, 일 측에서 상기 토출구가 마련된 토출 바디부; 및
    상기 토출 바디부 내에 배치되고, 상기 전해질 교반부로부터 상기 토출 바디부로 전해질이 유입되면, 상기 유입되는 전해질이 상기 외부로 배출되는 것을 방지하기 위해, 상기 유입되는 전해질에 의해 부유하여 상기 토출구를 차단하기 위한 차단 볼
    을 포함하는,
    전해질 자동 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해질 교반부 내에서 상기 전해질이 미리 정해진 목표 농도로 유지되도록, 상기 제 1 투입 속도와 상기 제 2 투입 속도를 각각 계산하고, 상기 제 1 투입 속도와 상기 제 2 투입 속도를 기반으로, 상기 시료 투입부 및 상기 청수 투입부를 각각 제어하도록 구성되는 제어부
    를 더 포함하는,
    전해질 자동 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시료 투입부는,
    일 측에 상기 전해질 교반부와 연통되는 시료 배출구가 마련된 이송부; 및
    상기 이송부 내에 배치되고, 상기 이송부 내로 공급되는 전해질 시료를 상기 시료 배출구를 통해 상기 전해질 교반부로 투입하기 위해, 회전되도록 구성되는 스크류
    를 포함하는,
    전해질 자동 제조 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 시료 투입부는,
    상기 스크류의 회전에 의해, 주기적으로 미리 정해진 양의 전해질 시료를 상기 전해질 교반부로 투입하도록 구성되는,
    전해질 자동 제조 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 시료 투입부는,
    상기 이송부 내로 공급하기 위한 전해질 시료를 저장하고 있으며, 주기적으로 미리 정해진 양의 전해질 시료를 상기 이송부 내로 공급하기 위한 시료 저장부
    를 더 포함하는,
    전해질 자동 제조 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 시료 투입부는,
    상기 이송부 내로 공급하기 위한 전해질 시료를 저장하고 있는 시료 저장부; 및
    상기 스크류를 일정한 속도로 회전시키고, 상기 저장된 전해질 시료가 상기 이송부 내로 공급되도록, 상기 시료 저장부를 제어하기 위한 구동부
    를 더 포함하는,
    전해질 자동 제조 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 이송부 내에서 전해질 시료의 높이를 감지하고, 상기 감지된 높이를 기반으로, 상기 시료 저장부를 제어하도록 구성되는,
    전해질 자동 제조 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 산소 토출부는,
    상기 토출구를 통해 상기 토출 바디부와 연통되며, 상기 토출구로부터 연장되는 토출관
    을 더 포함하고,
    상기 토출관은,
    내부에 배치되는 메쉬 구조물
    을 포함하는,
    전해질 자동 제조 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해질 교반부는,
    알칼라인 수전해가 일어나는 수전해 반응기에 상기 전해질을 공급하도록 구성되고,
    상기 수전해 반응기에서 발생된 산소가 상기 전해질 교반부로 유입되는,
    전해질 자동 제조 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
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