KR20030065857A

KR20030065857A - 염소-수산화나트륨 생산을 위한 전기분해조에서이온삼투막 설치구조

Info

Publication number: KR20030065857A
Application number: KR1020020005902A
Authority: KR
Inventors: 표수길
Original assignee: 주식회사 동우워터텍
Priority date: 2002-02-01
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2003-08-09

Abstract

본 발명은 염소-수산화나트륨(Cl₂: 염소, NaOH : 수산화나트륨) 생산을 위한 전기분해조의 이온삼투막 설치구조에 관한 것으로서, 특히 양극수조와 음극수조를 플렌지관 연결방식으로 연결하되 그 사이에 외주연부에 플렌지가 결합된 삼투막을 설치하므로서, 삼투막의 훼손됨이 없이 교환 및 설치를 정확하고 용이하도록 하는 것이다.

이에 본 발명은 선단에 플렌지부(104)가 형성되고 내부에 양극단자(미도시)를 설치한 플렌지관(103)이 일정위치에 외설된 양극수조(101)와 선단에 플렌지부(106)가 형성되고 내부에 음극단자(미도시)를 설치한 플렌지관(105)이 일정위치에 외설된 음극수조(102)를 형성하며,

상기 양극수조(101)와 음극수조(102)는 각각의 플렌지관(103,105)을 볼트-너트형식으로 결합하여 연결하되 상기 플렌지관(103,105)의 선단에 형성한 플렌지부(104,106) 사이에 수밀용 가스켓(107)-이온삼투막판(110)-수밀용 가스켓(107')을 삽설하여 결합한 염소-수산화나트륨 생산을 위한 전기분해조의 삼투막 설치구조를 제공하는 것이다.

Description

염소-수산화나트륨 생산을 위한 전기분해조에서 이온삼투막 설치구조{AN IONICOSMOSIS FILM JOINT IN CHLORINE-SODIUM HYDROXIDE ELECTRICTY DECOMPOSITION APPARATUS}

본 발명은 염소-수산화나트륨 생산을 위한 전기분해조에서 이온삼투막 설치구조에 관한 것으로서, 특히 양극수조와 음극수조를 플렌지 연결방식으로 연결하되 그 사이에 외주연부에 플렌지가 결합된 이온삼투막을 설치하므로서, 이온삼투막의 훼손됨이 없이 교환 및 설치를 정확하고 용이하도록 하는 것이다.

일반적인 염소-수산화나트륨 생산을 위한 전기분해조(1)의 기본원리는 도 1에 도시한 바와같이 양극단자(2)가 있는 양극수조(3)와 음극단자(4)가 있는 음극수조(5) 사이에 이온삼투막(6)을 설치한 구조로서, 양극수조(3)에 염화나트륨인 소금물을 연속적으로 공급하여 양극수조(3)에서는 염소깨스가 발생되며 음극수조(5)에서는 수산화나트륨용액과 수소깨스가 생산되도록하며, 주 목적은 염소깨스을 얻고자하는 것이다.

이와같은 원리로 형성된 일반적인 염소-수산화나트륨 생산을 위한 전기분해조 및 그에 따른 이온삼투막의 설치된 구조를 살표보면, 먼저 선출원된 일례로 " 미국특허번호:4613415"는 도 2에 도시한 바와같이 커다란 1개의 수조(10)를 내부 가운데에 분할판(11)을 용접으로 접착하여 수산화나트륨실인 음극수조(16)와 염화나트륨실인 양극수조(15)로 영구 분활하였고, 상기 음극수조(16)와 양극수조(15)에는 각각 분활판(11)에 근접되게 음극판(14)와 양극판(13)을 설치하였다.

또한 상기 분활판(11)에 구멍을 내고 그 구멍은 이온삼투막(12)으로 막았으며,이때 이온삼투막(12)은 외주연부를 분활판(11)의 구멍 주변부에 열 압착하였다.

따라서, 분활판을 수조(10)에서 분리시켜낼 수 없으므로 상기 분활판(10)에 열압착된 이온삼투막(12)의 수명은 기기의 수명이거나, 설혹 교체를 한다하여도 양극판이나 음극판을 분리시켜 교체 작업공간을 확보하고 교환작업 후 다시 재조립하였으므로, 이온삼투막의 교체수리시간이 길고 숙달된 전문작업자의 작업을 필요로 하는 문제점이 있었다.

선출원된 또다른 실시예로는 " 미국특허번호:603987 "은 도 3과 도 4에 도시한 바와같이 양극판(미도시)과 음극판(미도시)이 설치된 각각의 양극수조(20)와 음극수조(21)를 유니온형태로 결합한 것으로서, 상기 유니온 결합부는 유니온(22)를 돌려서 각 수조(20,21)의 연결파이프(23,23')를 조인하되, 상기 각 연결파이프(23,23') 사이에는 이온삼투막(24)를 설치하였다.

이와같은 구조는 이온삼투막(24)의 교체는 용이하나 수작업으로 유니언(22)을 돌리므로 힘의 정도를 계측하기 불가하여 각 연결파이프(23,23') 및 이온삼투막(24)의 밀착정도를 확인하기 어려워 누액 발생이 쉽고, 세척시 이온삼투막 표면을 손으로 잡지 못하여 핀셋 등의 기구를 사용하여했으며, 세척후 이온삼투막에 부정형의 주름이 잡히거나 모양이 변형이 오기 때문에 이온삼투막을 정위치 시키기가 쉽지않았다.

따라서, 각 연결파이프(23,23')의 선단에 처음상태와같이 정확하게 설치되지 않은 경우에는 기기를 작동시에 양극수조(20)와 음극수조(21)의 용액의 수위가 다를경우, 이온삼투막(24)과 각 연결파이프(23,23')의 압착부 사이가 틈이생겨 상기이온삼투막(24)은 분리막의 역활을 하지 못하는 경우가 자주 발생하였다.

또한, 상기 유니온결합형태는 유니언(22)의 내경이 작을 경우(100mm이하인경우)는 밀착력이 있고 삼투막(24)의 교환작업도 짧게 걸리나 부품의 수명이 짧고 잦은 세척과 교체가 요구되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 이와같은 단점을 감안하여 안출된 것으로서, 양극수조와 음극수조를 가진 전기분해조에서 양극수조와 음극수조는 각각 음극판과 양극판이 내설된 플렌지관으로 결합하되 그 사이에 이온삼투막을 양극수조의 플렌지와 음극수조의 플렌지 사이에 직접 설치하지 않고 누수방지용 내화학성 가스켓을 먼저 설치하며 상기 이온삼투막은 외주연부에 플렌지가 결합된 상태에서 설치한 후 결합하므로서, 수명이 제한적인 삼투막의 교환 및 누액현상이 없이 유지관리가 용이하며 전극 및 이온삼투막의 청소가 쉽도록 하는 것을 목적으로 한다.

이와같은 목적은 달성하기 위하여 본 발명은 구체적으로 플렌지부가 형성되고 내부에 양극단자를 설치한 플렌지관이 일정위치에 외설된 양극수조와 선단에 플렌지부가 형성되고 내부에 음극단자를 설치한 플렌지관이 일정위치에 외설된 음극수조를 형성하며,

상기 양극수조와 음극수조는 각각의 플렌지관을 볼트-너트형식으로 결합하여 연결하되 상기 각 플렌지관의 선단에 형성한 플렌지부 사이에 수밀용 가스켓-이온삼투막판-수밀용 가스켓을 삽설하여 결합한 염소-수산화나트륨 생산을 위한 전기분해조에서 이온삼투막 설치구조를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 염소-수산화나트륨 생산을 위한 전기분해의 원리도.

도 2는 일반적인 염소-수산화나트륨 생산을 위한 전기분해조의 제 1실시예를 나타낸 일측단면도.

도 3은 일반적인 염소-수산화나트륨 생산을 위한 전기분해조의 제 2 실시예를 나타낸 일측면도.

도 4는 도 3의 "A"의 내부 단면도.

도 5는 본 발명의 분해 사시도.

도 6은 본 발명의 결합상태를 나타낸 일측면도.

***** 도면의 중요부분에 대한 부호의 상세한 설명 *****

101 : 양극수조 102 : 음극수조

103 : 플렌지관 104 : 플렌지부

105 : 플렌지관 106 : 플렌지부

107, 107' : 가스켓 108 : 이온삼투막

109 : 플렌지 110 : 이온삼투막판

본 발명의 그 구성 및 실시예를 첨부된 도 5, 도 6을 참조하여 자세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 결합상태를 나타낸 일측면도이다.

본 발명의 구성은 선단에 플렌지부(104)가 형성되고 내부에 양극단자(미도시)를 설치한 플렌지관(103)이 일정위치에 외설된 양극수조(101)와 선단에 플렌지부(106)가 형성되고 내부에 음극단자(미도시)를 설치한 플렌지관(105)이 일정위치에 외설된 음극수조(102)를 형성한다.

그리고 상기 양극수조(101)와 음극수조(102)는 각각의 플렌지관(103,105)으로 연결되며, 상기 플렌지관(103,105)의 연결부는 각각의 선단에 형성한 플렌지부(104,106) 사이에 수밀용 가스켓(107)-이온삼투막판(110)-수밀용 가스켓(107')을 삽설하여 볼트-너트형식으로 결합한 것이다.

상기 플렌지관(103,105)은 동일한 크기와 동일한 중심축선상에 위치한다.

또한, 상기 이온삼투막판(110)은 이온삼투막(108)의 외주연부에 플렌지(109)를 부착된 형태로, 플렌지(109)에 이온삼투막(108)을 열압착으로 부착하거나 내화학성 겔형 접착제를 사용하여 부착한다.

또한, 상기 각각의 플렌지관(103,105)에 내설된 양극단자와 음극단자는 이온삼투막(108)에 근접되어 설치함이 바람직하다.

또한, 상기 각 플렌지관(103,105)의 플렌지부(104,106) 및 이온삼투막(018)과 결합된 플렌지(109)와 가스켓(107,107')에 형성된 체결공(111)은 동일한 갯수 및 동일한 크기와 위치에 형성된 것이다.

또한, 상기 양극수조(101)에서는 염소가스가 음극수조(102)에서는 염화나트륨과 수소가스가 생성되므로 본 발명의 각 구성품은 내식성과 내화학성을 갖춘 재료로 형성함은 물론이고 전도성이 없는 재료로 형성하며, 이같은조건을 만족하는 재료로 화이버그래스, 콘크리트, 폴리비닐클로라이드(PVC), CPVC, 및 내염소성플라스틱 재료 등을 사용한다.

미설명부호는 플렌지관(103)과 양극수조(101)의 연결관이다.

이와같이 구성된 본 발명의 조립 및 분해순서와 작동을 알아보면 다음과같다.

양극수조(101)의 플렌지관(103)의 플렌지부(104)-가스켓(107)-이온삼투막판(110)-가스켓(107')-음극수조(102)의 플렌지관(105)의 플렌지부(106) 순으로 위치하되 상기 각 부품에 형성된 다수의 체결공(111)이 동일 중심축에 위치하도록 한다.

이후, 상기 각 체결공(111)에 볼트(113) 몸통을 관통시켜서 너트(114)와 체결하므로서, 손쉽게 양극수조(101)와 음극수조(102)를 연결한다.

이때, 상기 볼트(113)와 너트(114)의 강력한 조임력과 상기 가스켓(107,107')에 의하여 양극수조(101)와 음극수조(102)의 연결부위에서 누액현상이 방지된다.

또한, 상기와같이 결합된 양극수조(101)와 음극수조(102)의 분해는 조립의 역순으로 행하므로서 손쉽게 분해할 수 있다.

즉, 각가의 체결공(111)에 삽통되어 결합된 볼트(113)와 너트(114)를 풀어주므로서, 양극수조(101)와 음극수조(102)의 각각의 플렌지관(103,105)의 결합은 물론이고 그 선단부인 각 플렌지부(104,106) 사이에 삽설되어 체결된 가스켓(107,107')과 이온삼투막판(110)이 훼손됨이 없이 손쉽게 분리된다.

이상에서 살펴본 바와같이 본 발명은 양극수조와 음극수조에 각각 플렌지관을 형성하여 상기 각각의 플레지관을 볼트-너트결합시, 상기 각 플렌지관의 플렌지부 사이에 이온삼투막의 외주연부에 플렌지가 결합된 이온삼투막판과 가스켓을 삽입하여 결합하므로서, 이온삼투막의 설치 및 분리가 손쉽도록 하며 결합부에서 누수현상이 일어나지 않도록 하는 효과가 있다.

또한, 이온삼투막의 교환 및 세척시 플렌지를 잡고 작업을 하므로 이온삼투막의 훼손이 방지되어 이온삼투막의 내구성을 향상하는 효과가 있다.

Claims

선단에 플렌지부(104)가 형성되고 내부에 양극단자(미도시)를 설치한 플렌지관(103)이 일정위치에 외설된 양극수조(101)와 선단에 플렌지부(106)가 형성되고 내부에 음극단자(미도시)를 설치한 플렌지관(105)이 일정위치에 외설된 음극수조(102)를 형성하며,

상기 양극수조(101)와 음극수조(102)는 각각의 플렌지관(103,105)을 볼트-너트형식으로 결합하여 연결하되 상기 플렌지관(103,105)의 선단에 형성한 플렌지부(104,106) 사이에 수밀용 가스켓(107)-이온삼투막판(110)-수밀용 가스켓(107')을 삽설하여 결합한 것을 특징으로하는 염소-수산화나트륨 생산을 위한 전기분해조에서 이온삼투막 설치구조.
제 1항에 있어서,

상기 이온삼투막판(110)은 이온삼투막(108)의 외주연부에 플렌지(109)를 열압착으로 부착하거나 내화학성 겔형 접착제를 사용하여 부착한 것을 특징으로하는 염소-수산화나트륨 생산을 위한 전기분해조에서 이온삼투막 설치구조.